JP2023025781A - 画像形成装置、温度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの種類に応じた定着部材の温度制御を実現可能な画像形成装置、及び温度制御方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、定着ベルト４１と、加圧ローラー４２と、定着ベルト４１を加熱するヒーター４４と、定着ベルト４１の温度と目標温度との差に基づいてヒーター４４の駆動を制御する駆動制御部と、印刷処理の開始時以後の判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が第１閾値未満であるか否かを判定する第１判定処理部と、前記第１判定処理部によってヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力に基づいて、前記目標温度を調整する調整処理部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び当該画像形成装置で実行される温度制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着装置を備える。前記定着装置は、定着部材と、加圧部材と、ヒーターとを備える。前記定着部材及び前記加圧部材は、トナー像が転写されたシートを挟むとともに搬送するニップ部を形成する。前記ヒーターは、前記定着部材を加熱する。前記定着装置では、前記定着部材の温度が予め定められた目標温度となるように、前記ヒーターの駆動が制御される。

この種の画像形成装置では、印刷に用いられるシートの種類に応じて前記目標温度が設定されることがある。また、前記ニップ部を通過するシート一枚当たりの前記ヒーターの消費電力に基づいて、シートの種類を判定する画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１４－７１４３１号公報

しかしながら、印刷処理の開始直後においては、前記ヒーターの駆動状態が一時的に不安定化する。そのため、シートの種類の判定に用いられる、前記ニップ部を通過するシート一枚当たりの前記ヒーターの消費電力が、前記ヒーターの駆動状態が安定するまでの過渡期に取得される場合には、シートの種類の判定精度が低下する。シートの種類の判定に誤りが生じると、シートの種類に応じた前記定着部材の温度制御を実現することができない。

本発明の目的は、シートの種類に応じた定着部材の温度制御を実現可能な画像形成装置、及び温度制御方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、定着部材と、加圧部材と、ヒーターと、駆動制御部と、第１判定処理部と、調整処理部とを備える。前記定着部材は、回転可能に設けられる。前記加圧部材は、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる。前記ヒーターは、前記定着部材を加熱する。前記駆動制御部は、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する。前記第１判定処理部は、印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記ヒーターの消費電力の変動幅が予め定められた第１閾値未満であるか否かを判定する。前記調整処理部は、前記第１判定処理部によって前記ヒーターの消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力に基づいて前記目標温度を調整する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、定着部材と、加圧部材と、ヒーターと、駆動制御部と、第２判定処理部と、調整処理部とを備える。前記定着部材は、回転可能に設けられる。前記加圧部材は、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる。前記ヒーターは、前記定着部材を加熱する。前記駆動制御部は、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する。前記第２判定処理部は、印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記加圧部材の温度の変動幅が予め定められた第２閾値未満であるか否かを判定する。前記調整処理部は、前記第２判定処理部によって前記加圧部材の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記加圧部材の温度に基づいて前記目標温度を調整する。

本発明の他の局面に係る温度制御方法は、回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材を加熱するヒーターと、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、を備える画像形成装置で実行され、第１判定ステップと、調整ステップとを含む。前記第１判定ステップでは、印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記ヒーターの消費電力の変動幅が予め定められた第１閾値未満であるか否かが判定される。前記調整ステップでは、前記第１判定ステップによって前記ヒーターの消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力に基づいて前記目標温度が調整される。

本発明の他の局面に係る温度制御方法は、回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材を加熱するヒーターと、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、を備える画像形成装置で実行され、第２判定ステップと、調整ステップとを含む。前記第２判定ステップでは、印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記加圧部材の温度の変動幅が予め定められた第２閾値未満であるか否かが判定される。前記調整ステップでは、前記第２判定ステップによって前記加圧部材の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記加圧部材の温度に基づいて前記目標温度が調整される。

本発明によれば、シートの種類に応じた定着部材の温度制御を実現することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の定着装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される目標温度調整処理の一例を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置におけるヒーターの消費電力及び加圧ローラーの温度の推移を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の紙面左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

画像形成装置１００は、原稿の画像を読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいてシートに画像を形成するプリント機能とともに、ファクス機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、本発明は、電子写真方式で画像を形成するプリンター、ファクス装置、及びコピー機などに適用することが可能である。

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部５、記憶部６、及び制御部７を備える。

ＡＤＦ１は、画像読取部２によって画像が読み取られる原稿を搬送する。ＡＤＦ１は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。

画像読取部２は、前記スキャン機能を実現する。画像読取部２は、ＡＤＦ１によって搬送される原稿から画像を読み取り、読み取った画像を含む画像データを出力する。また、画像読取部２は、原稿台に載置された原稿から画像を読み取り、読み取った画像を含む画像データを出力する。画像読取部２は、前記原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。

画像形成部３は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部３は、電子写真方式で画像を形成する。画像形成部３は、画像読取部２によって出力される画像データに基づいて画像を形成する。また、画像形成部３は、外部の通信装置から入力される画像データに基づいて画像を形成する。

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。給紙部４は、図１に示される給紙カセット３１、給紙ユニット３２、シート搬送路３３、レジストローラー対３４、及び排紙ローラー対３５を備える。給紙部４は、給紙カセット３１に収容されたシートを、シート搬送路３３を通って排紙トレイ２９（図１参照）へ向かう搬送方向Ｄ５（図１参照）へ搬送する。

操作表示部５は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部５は、制御部７からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部７に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

記憶部６は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部６は、フラッシュメモリー及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリー、ＳＳＤ（Solid State Drive）、並びにＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。

制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め格納される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶装置である。制御部７では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め格納された各種の制御プログラムが実行される。これにより、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。なお、制御部７は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

［画像形成部３の構成］
次に、図１を参照しつつ、画像形成部３の構成について説明する。

図１に示されるように、画像形成部３は、感光体ドラム２１、帯電装置２２、光走査装置２３、現像装置２４、トナーコンテナ２５、転写装置２６、クリーニング装置２７、定着装置２８、及び排紙トレイ２９を備える。

感光体ドラム２１は、トナー像を担持する。感光体ドラム２１は、図１に示される回転方向Ｄ４に回転可能に設けられる。

帯電装置２２は、感光体ドラム２１の表面を帯電させる。

光走査装置２３は、帯電装置２２によって帯電された感光体ドラム２１の表面へ向けて、画像データに基づく光を射出する。光走査装置２３から射出される光が照射されることにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。

現像装置２４は、正極性に帯電したトナーを用いて、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を可視化（現像）する。現像装置２４は、トナーを収容するトナー収容部、及び前記トナー収容部に収容されるトナーを感光体ドラム２１に供給する現像ローラーを備える。現像装置２４により、感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成される。なお、現像装置２４は、負極性に帯電したトナーを用いて、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像してもよい。

トナーコンテナ２５は、現像装置２４にトナーを供給する。

転写装置２６は、図１に示される転写位置Ｐ１で、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を給紙部４によって供給されるシートに転写する。

クリーニング装置２７は、転写装置２６によってトナー像が転写された後の感光体ドラム２１の表面を清掃する。

定着装置２８は、転写装置２６によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。

排紙トレイ２９には、定着装置２８によってトナー像が定着されたシートが排出される。

［定着装置２８の構成］
次に、図１～図３を参照しつつ、定着装置２８の構成について説明する。ここで、図３は定着装置２８の構成を示す断面図である。

図３に示されるように、定着装置２８は、定着ベルト４１、加圧ローラー４２、進入前ガイド４３、ヒーター４４、第１温度センサー４５、分離爪４６、分離板４７、排出ローラー対４８、及び第２温度センサー４９を備える。また、定着装置２８は、駆動制御部５０（図２参照）、及び電力計測器５１（図２参照）を備える。

定着ベルト４１は、トナー像が転写されたシートと接触して当該シートを加熱する無端のベルト状の部材である。定着ベルト４１は、図３に示される回転方向Ｄ６に沿って回転可能に設けられる。定着ベルト４１は、本発明の定着部材の一例である。なお、本発明の定着部材は、ローラー状の部材などであってもよい。

定着ベルト４１は、基材層、弾性層、及び離型層を有する。前記基材層は、ニッケルなどの金属材料によって形成される。前記弾性層は、シリコンゴムなどの弾性材料によって形成される。前記離型層は、ＰＦＡなどのフッ素系樹脂材料によって形成される。

定着ベルト４１の内側には、定着ベルト４１の回転方向Ｄ６に沿った回転を案内するベルトガイド部材、及び定着ベルト４１を加圧ローラー４２側へ向けて押圧する押圧部材などが設けられる。

加圧ローラー４２は、定着ベルト４１に接触して設けられ、定着ベルト４１との間を通過するシートを加圧するローラー状の部材である。加圧ローラー４２は、図３に示される回転方向Ｄ７に沿って回転可能に設けられる。前記押圧部材によって押圧される定着ベルト４１と加圧ローラー４２との間には、定着ベルト４１と加圧ローラー４２との間を通過するシートを挟むニップ部Ｐ２（図３参照）が形成される。加圧ローラー４２は、本発明の加圧部材の一例である。なお、本発明の加圧部材は、ベルト状の部材などであってもよい。

加圧ローラー４２は、芯金、弾性層、及び離型層を有する。前記芯金は、アルミニウムなどの金属材料によって形成される。前記弾性層は、シリコンスポンジなどの弾性材料によって形成される。前記離型層は、ＰＦＡなどのフッ素系樹脂材料によって形成される。

加圧ローラー４２は、定着装置２８の筐体によって回転可能に支持される。加圧ローラー４２は、不図示の駆動部から供給される回転駆動力を受けて回転方向Ｄ７（図３参照）に回転する。これにより、定着ベルト４１が回転方向Ｄ６（図３参照）に従動回転する。また、ニップ部Ｐ２（図３参照）を通過するシートに対して、搬送方向Ｄ５の下流側へ向かう推進力が付与される。

トナー像が転写されたシートは、ニップ部Ｐ２を通過する際に定着ベルト４１及び加圧ローラー４２によって加熱及び加圧される。これにより、シートに転写されたトナー像が当該シートに定着する。

進入前ガイド４３は、転写装置２６から搬送されるシートをニップ部Ｐ２へ案内する。

ヒーター４４は、定着ベルト４１を加熱する。図３に示されるように、ヒーター４４は、定着ベルト４１の表面に対向して設けられる。例えば、ヒーター４４は、コイルに高周波の交流電流を流すことによって生じる磁界の作用により定着ベルト４１を誘導加熱させるＩＨ定着ユニットである。なお、ヒーター４４は、ハロゲンヒーターなどであってもよい。

第１温度センサー４５は、定着ベルト４１の表面の温度を検出する。例えば、第１温度センサー４５は、定着ベルト４１から離間して設けられる非接触型のサーミスターである。第１温度センサー４５は、検出した定着ベルト４１の表面の温度に対応する電気信号を出力する。

分離爪４６は、ニップ部Ｐ２を通過したシートを加圧ローラー４２から分離する。

分離板４７は、ニップ部Ｐ２を通過したシートを定着ベルト４１から分離する。

排出ローラー対４８は、ニップ部Ｐ２を通過したシートを排紙ローラー対３５へ向けて排出する。

第２温度センサー４９は、加圧ローラー４２の表面の温度を検出する。例えば、第２温度センサー４９は、第１温度センサー４５と同様の非接触型のサーミスターである。第２温度センサー４９は、検出した加圧ローラー４２の表面の温度に対応する電気信号を出力する。

駆動制御部５０は、定着ベルト４１の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて、ヒーター４４の駆動を制御する。前記目標温度は、印刷に用いられるシートの種類に応じて設定される。例えば、駆動制御部５０は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路である。なお、制御部７が駆動制御部５０として機能してもよい。

例えば、ヒーター４４に給電する電源（不図示）とヒーター４４との間の給電経路には、トライアックなどの半導体スイッチ（不図示）が設けられる。駆動制御部５０は、第１温度センサー４５によって検出される定着ベルト４１の温度が前記目標温度未満である場合は、前記半導体スイッチをオン状態にして前記給電経路を導通させる。また、駆動制御部５０は、第１温度センサー４５によって検出される定着ベルト４１の温度が前記目標温度以上である場合は、前記半導体スイッチをオフ状態にして前記給電経路を遮断させる。

電力計測器５１は、ヒーター４４で消費される消費電力を計測する。

ところで、ニップ部Ｐ２を通過するシート一枚当たりのヒーター４４の消費電力に基づいて、シートの種類を判定する画像形成装置が知られている。

しかしながら、シートに画像を形成する印刷処理の開始直後においては、ヒーター４４の駆動状態が一時的に不安定化する。

図５に、前記印刷処理の開始直後における定着ベルト４１の温度、加圧ローラー４２の温度、及びヒーター４４の消費電力の推移を示す。なお、図５における符号Ｘ１は、前記目標温度を示すものである。また、図５における符号ｔ１は、前記印刷処理の開始時を示すものである。また、図５における符号ｔ２は、定着装置２８の駆動状態が安定したタイミングを示すものである。また、図５におけるグラフ内の実線は、印刷に普通紙を用いた場合の温度及び消費電力の推移を示すものである。また、図５におけるグラフ内の破線は、印刷に普通紙よりも坪量が多い厚紙を用いた場合の温度及び消費電力の推移を示すものである。

図５に示されるように、前記印刷処理の開始時（ｔ１）直後においては、ヒーター４４の駆動状態、及び加圧ローラー４２の温度状態が一時的に不安定化する。

そのため、シートの種類の判定に用いられるニップ部Ｐ２を通過するシート一枚当たりのヒーター４４の消費電力が、ヒーター４４の駆動状態が安定するまでの過渡期（図５におけるｔ１からｔ２までの期間）に取得される場合には、シートの種類の判定精度が低下する。シートの種類の判定に誤りが生じると、シートの種類に応じた定着ベルト４１の温度制御を実現することができない。

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、シートの種類に応じた定着ベルト４１の温度制御を実現することが可能である。

［制御部７の構成］
次に、図２を参照しつつ、制御部７の構成について説明する。

図２に示されるように、制御部７は、第１判定処理部６１、第２判定処理部６２、調整処理部６３、及び設定処理部６４を含む。

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１を上述の各部として機能させるための目標温度調整プログラムが予め格納されている。そして、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記目標温度調整プログラムを実行することにより、第１判定処理部６１、第２判定処理部６２、調整処理部６３、及び設定処理部６４として機能する。

なお、前記目標温度調整プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部６に格納されてもよい。また、第１判定処理部６１、第２判定処理部６２、調整処理部６３、及び設定処理部６４は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が、予め定められた第１閾値未満であるか否かを判定する。

ここで、前記判定期間は、始期が前記印刷処理の開始時以後の期間である。換言すると、前記判定期間は、前記印刷処理の開始時以後から進行する期間である。また、前記判定期間は、長さが予め定められた特定時間の期間である。例えば、前記特定時間は、１秒から１０秒までの間の任意の時間である。

具体的に、第１判定処理部６１は、予め定められた判定タイミングが到来するごとに、当該判定タイミングまでの前記特定時間の期間を前記判定期間として、当該判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であるか否かを判定する。前記判定タイミングは、定期的に到来するタイミングであってもよいし、不定期で到来するタイミングであってもよい。

例えば、第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移を記録する。例えば、第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時から予め定められた単位時間が経過するごとに、電力計測器５１を用いてヒーター４４の消費電力を計測する。そして、第１判定処理部６１は、電力計測器５１による計測結果を、記憶部６における予め定められた第１記憶領域に順次格納する。例えば、前記単位時間は、０．１秒である。

また、第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移を平滑化する。例えば、第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移を、単純移動平均の手法によって平滑化する。この場合、ヒーター４４の消費電力の計測タイミング各々における計測結果が、当該計測タイミングを含む予め定められた基準期間におけるヒーター４４の消費電力の計測結果の平均値に置換される。例えば、前記基準期間は、長さが１秒の期間である。

また、第１判定処理部６１は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移に基づいて、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅を取得する。つまり、第１判定処理部６１は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移のうち、前記判定期間に対応する一部における、ヒーター４４の消費電力の最大値及び最小値の差を、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅として取得する。

そして、第１判定処理部６１は、取得された変動幅が前記第１閾値未満であるか否かを判定する。前記第１閾値は、ヒーター４４の駆動状態が安定したか否かの判定基準として予め定められる値である。つまり、取得された変動幅が前記第１閾値未満である場合は、ヒーター４４の駆動状態が安定したと判定され、前記第１閾値以上である場合は、ヒーター４４の駆動状態が安定していないと判定される。

なお、第１判定処理部６１は、前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移の平滑化処理を実行しなくてもよい。この場合、第１判定処理部６１は、平滑化されていない前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移に基づいて、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅を取得すればよい。

第２判定処理部６２は、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅が、予め定められた第２閾値未満であるか否かを判定する。

具体的に、第２判定処理部６２は、前記判定タイミングが到来するごとに、当該判定タイミングまでの前記特定時間の期間を前記判定期間として、当該判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満であるか否かを判定する。

例えば、第２判定処理部６２は、前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移を記録する。例えば、第２判定処理部６２は、前記印刷処理の開始時から前記単位時間が経過するごとに、第２温度センサー４９を用いて加圧ローラー４２の温度を計測する。そして、第２判定処理部６２は、第２温度センサー４９による計測結果を、記憶部６における前記第１記憶領域とは異なる予め定められた第２記憶領域に順次格納する。

また、第２判定処理部６２は、前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移を平滑化する。例えば、第２判定処理部６２は、前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移を、単純移動平均の手法によって平滑化する。この場合、加圧ローラー４２の温度の計測タイミング各々における計測結果が、当該計測タイミングを含む前記基準期間における加圧ローラー４２の温度の計測結果の平均値に置換される。

また、第２判定処理部６２は、平滑化された前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移に基づいて、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅を取得する。つまり、第２判定処理部６２は、平滑化された前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移のうち、前記判定期間に対応する一部における、加圧ローラー４２の温度の最大値及び最小値の差を、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅として取得する。

そして、第２判定処理部６２は、取得された変動幅が前記第２閾値未満であるか否かを判定する。前記第２閾値は、加圧ローラー４２の温度状態が安定したか否かの判定基準として予め定められる値である。つまり、取得された変動幅が前記第２閾値未満である場合は、加圧ローラー４２の温度状態が安定したと判定され、前記第２閾値以上である場合は、加圧ローラー４２の温度状態が安定していないと判定される。

なお、第２判定処理部６２は、前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移の平滑化処理を実行しなくてもよい。この場合、第２判定処理部６２は、平滑化されていない前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移に基づいて、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅を取得すればよい。

調整処理部６３は、第１判定処理部６１によってヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力に基づいて、前記目標温度を調整する。

具体的に、前記特定判定期間は、第１判定処理部６１によってヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定され、且つ第２判定処理部６２によって加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された前記判定期間である。

また、調整処理部６３は、前記特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力、及び印刷に用いられるシートの温度に基づいて、前記目標温度を調整する。

例えば、調整処理部６３は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移に基づいて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を取得する。つまり、調整処理部６３は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移のうち、前記特定判定期間に対応する一部における、ヒーター４４の消費電力の平均値を、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値として取得する。

また、調整処理部６３は、給紙カセット３１に収容されているシートの温度を取得する。例えば、調整処理部６３は、給紙カセット３１に設けられた第３温度センサー（不図示）による検出温度を、給紙カセット３１に収容されているシートの温度として取得する。なお、前記第３温度センサーは、給紙カセット３１における気温を検出してもよいし、給紙カセット３１に収容されているシートの温度を直接検出してもよい。

また、調整処理部６３は、取得したシートの温度に基づいて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値の補正に用いられる第１補正値を取得する。例えば、画像形成装置１００では、シートの温度と前記第１補正値との対応関係を示す第１テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。前記第１テーブルデータでは、シートの温度が予め定められた基準温度である場合は前記第１補正値がゼロとなり、シートの温度が前記基準温度を越えて高くなるほど前記第１補正値がプラス方向に増加し、シートの温度が前記基準温度を越えて低くなるほど前記第１補正値がマイナス方向に増加するように、シートの温度と前記第１補正値との対応関係が定められている。調整処理部６３は、前記第１テーブルデータを用いて、取得したシートの温度に対応する前記第１補正値を取得する。

また、調整処理部６３は、取得した前記第１補正値を用いて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を補正する。つまり、調整処理部６３は、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値に対して、取得した前記第１補正値を加算する。

また、調整処理部６３は、補正後の前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値に基づいて、印刷に用いられるシートの坪量を取得する。例えば、画像形成装置１００では、ヒーター４４の消費電力とシートの坪量との対応関係を示す第２テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。前記第２テーブルデータでは、ヒーター４４の消費電力が大きくなるほどシートの坪量が多くなるように、ヒーター４４の消費電力とシートの坪量との対応関係が定められている（図５参照）。調整処理部６３は、前記第２テーブルデータを用いて、補正後の前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値に対応するシートの坪量を取得する。

また、調整処理部６３は、取得したシートの坪量に基づいて、印刷に用いられるシートの種類を特定する。例えば、画像形成装置１００では、シートの坪量とシートの種類との対応関係を示す第３テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。調整処理部６３は、前記第３テーブルデータを用いて、取得したシートの坪量に対応するシートの種類を特定する。シートの種類は、例えば、普通紙、厚紙、薄紙などである。

そして、調整処理部６３は、特定したシートの種類に基づいて、前記目標温度を調整する。例えば、画像形成装置１００では、シートの種類と定着ベルト４１の温度との対応関係を示す第４テーブルデータが予め記憶部６に格納されている。調整処理部６３は、前記第４テーブルデータを用いて、特定したシートの種類に対応する定着ベルト４１の温度を取得する。そして、調整処理部６３は、取得した定着ベルト４１の温度を前記目標温度として設定する。換言すると、調整処理部６３は、取得した定着ベルト４１の温度となるように前記目標温度を調整する。

なお、調整処理部６３は、前記特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力、及び当該始期以後に印刷されたシートにおける印字率に基づいて、前記目標温度を調整してもよい。

例えば、調整処理部６３は、印刷対象の画像データに基づいて、前記特定判定期間に印刷されるシート各々の印字率を取得することが可能である。また、調整処理部６３は、前記特定判定期間に印刷されるシート各々の印字率の平均値に基づいて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値の補正に用いられる第２補正値を取得することが可能である。この場合、シートの印字率と前記第２補正値との対応関係を示す第５テーブルデータが予め記憶部６に格納されていればよい。また、前記第５テーブルデータでは、シートの印字率が予め定められた基準印字率である場合は前記第２補正値がゼロとなり、シートの印字率が前記基準印字率を越えて高くなるほど前記第２補正値がマイナス方向に増加し、シートの印字率が前記基準印字率を越えて低くなるほど前記第２補正値がプラス方向に増加するように、シートの印字率と前記第２補正値との対応関係が定められていればよい。また、調整処理部６３は、取得した前記第２補正値を用いて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を補正することが可能である。また、調整処理部６３は、取得した前記第１補正値及び前記第２補正値の両方を用いて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を補正することも可能である。

また、調整処理部６３は、前記特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力及び加圧ローラー４２の温度に基づいて、前記目標温度を調整してもよい。

例えば、調整処理部６３は、平滑化された前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移に基づいて、前記特定判定期間における加圧ローラー４２の温度の平均値を取得することが可能である。また、調整処理部６３は、シートの温度に基づいて、前記特定判定期間における加圧ローラー４２の温度の平均値の補正に用いられる第３補正値を取得することが可能である。この場合、シートの温度と前記第３補正値との対応関係を示す第６テーブルデータが予め記憶部６に格納されていればよい。また、前記第６テーブルデータでは、シートの温度が前記基準温度である場合は前記第３補正値がゼロとなり、シートの温度が前記基準温度を越えて高くなるほど前記第３補正値がマイナス方向に増加し、シートの温度が前記基準温度を越えて低くなるほど前記第３補正値がプラス方向に増加するように、シートの温度と前記第３補正値との対応関係が定められていればよい。また、調整処理部６３は、取得した前記第３補正値を用いて、前記特定判定期間における加圧ローラー４２の温度の平均値を補正することが可能である。また、調整処理部６３は、補正後の前記特定判定期間における加圧ローラー４２の温度の平均値に基づいて、シートの坪量を取得することが可能である。この場合、加圧ローラー４２の温度とシートの坪量との対応関係を示す第７テーブルデータが予め記憶部６に格納されていればよい。また、前記第７テーブルデータでは、加圧ローラー４２の温度が大きくなるほどシートの坪量が少なくなるように、加圧ローラー４２の温度とシートの坪量との対応関係が定められていればよい（図５参照）。また、調整処理部６３は、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値に対応するシートの坪量と、前記特定判定期間における加圧ローラー４２の温度の平均値に対応するシートの坪量との平均値に基づいて、印刷に用いられるシートの種類を特定することが可能である。

また、前記特定判定期間は、第２判定処理部６２によって加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された前記判定期間であってもよい。この場合、調整処理部６３は、前記特定判定期間の始期以後における加圧ローラー４２の温度に基づいて、前記目標温度を調整してもよい。また、調整処理部６３は、前記特定判定期間の始期以後における加圧ローラー４２の温度、及び印刷に用いられるシートの温度に基づいて、前記目標温度を調整してもよい。

設定処理部６４は、ユーザーの操作に応じて前記目標温度を設定する。

例えば、設定処理部６４は、操作表示部５における予め定められた呼出操作に応じて、シートの種類を指定する指定操作に用いられるシート種類指定画面を操作表示部５に表示させる。そして、設定処理部６４は、前記シート種類指定画面において前記指定操作が受け付けられた場合に、当該指定操作によって指定されたシートの種類に基づいて、前記目標温度を設定する。具体的に、設定処理部６４は、前記第４テーブルデータを用いて、前記指定操作によって指定されたシートの種類に対応する定着ベルト４１の温度を取得し、取得した定着ベルト４１の温度を前記目標温度として設定する。

ここで、調整処理部６３は、設定処理部６４により前記目標温度が設定された場合に、当該目標温度を調整する。

例えば、調整処理部６３は、設定処理部６４によって前記目標温度が設定された場合に、予め設定された未調整フラグをオンに設定する。前記未調整フラグは、記憶部６における前記第１記憶領域及び前記第２記憶領域とは異なる予め定められた第３記憶領域に設定される。なお、前記未調整フラグは、画像形成装置１００の出荷時においてオン又はオフのいずれかに設定される。

そして、調整処理部６３は、前記印刷処理が実行される場合において、前記未調整フラグがオンに設定されている場合に、前記目標温度を調整する。これにより、ユーザーによって設定されたシートの種類が実際に給紙カセット３１に収容されているシートの種類とは異なる場合に、前記目標温度を実際に給紙カセット３１に収容されているシートの種類に合わせて修正可能である。この場合、調整処理部６３は、前記目標温度の調整後に、前記未調整フラグをオフに設定する。一方、調整処理部６３は、前記印刷処理が実行される場合において、前記未調整フラグがオフに設定されている場合に、前記目標温度を調整する処理を実行しない。

なお、設定処理部６４は、画像形成装置１００の筐体に対する給紙カセット３１の挿入又は抜き出しに応じて、予め定められた初期値を前記目標温度として設定してもよい。例えば、設定処理部６４は、画像形成装置１００における給紙カセット３１の装着状態を検出可能な装着センサー（不図示）を用いて、給紙カセット３１の挿抜を検出可能である。

なお、制御部７は、第１判定処理部６１及び第２判定処理部６２のいずれか一方を含んでいなくてもよい。

［目標温度調整処理］
以下、図４を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される目標温度調整処理の手順の一例とともに、本発明の温度制御方法について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部７により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記目標温度調整処理は、前記印刷処理が実行される場合に、当該印刷処理とともに実行される。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、前記未調整フラグがオンに設定されているか否かを判定する。

ここで、制御部７は、前記未調整フラグがオンに設定されていると判定すると（Ｓ１１のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１２に移行させる。また、前記未調整フラグがオンに設定されていなければ（Ｓ１１のＮｏ側）、制御部７は、前記目標温度調整処理を終了させる。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、前記印刷処理の実行中におけるヒーター４４の消費電力の推移の記録、及び当該推移の平滑化を開始する。また、制御部７は、前記印刷処理の実行中における加圧ローラー４２の温度の推移の記録、及び当該推移の平滑化を開始する。ここで、ヒーター４４の消費電力に関する処理は、制御部７の第１判定処理部６１によって実行される。また、加圧ローラー４２の温度に関する処理は、制御部７の第２判定処理部６２によって実行される。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、前記判定タイミングが到来したか否かを判定する。

ここで、制御部７は、前記判定タイミングが到来したと判定すると（Ｓ１３のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１４に移行させる。また、前記判定タイミングが到来していなければ（Ｓ１３のＮｏ側）、制御部７は、ステップＳ１３で前記判定タイミングの到来を待ち受ける。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部７は、直前の、つまり最後の前記判定タイミングの到来時までの前記特定時間の期間を前記判定期間として、当該判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であるか否かを判定する。ここで、ステップＳ１４の処理は、本発明の第１判定ステップの一例であって、制御部７の第１判定処理部６１によって実行される。

具体的に、制御部７は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移に基づいて、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅を取得する。そして、制御部７は、取得された変動幅が前記第１閾値未満であるか否かを判定する。

ここで、制御部７は、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定すると（Ｓ１４のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１５に移行させる。また、前記判定期間におけるヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満でなければ（Ｓ１４のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ１３に移行させる。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、制御部７は、直前の前記判定タイミングの到来時までの前記特定時間の期間を前記判定期間として、当該判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満であるか否かを判定する。ここで、ステップＳ１５の処理は、本発明の第２判定ステップの一例であって、制御部７の第２判定処理部６２によって実行される。

具体的に、制御部７は、平滑化された前記印刷処理の開始時からの加圧ローラー４２の温度の推移に基づいて、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅を取得する。そして、制御部７は、取得された変動幅が前記第２閾値未満であるか否かを判定する。

ここで、制御部７は、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定すると（Ｓ１５のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１６に移行させる。また、前記判定期間における加圧ローラー４２の温度の変動幅が前記第２閾値未満でなければ（Ｓ１５のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ１３に移行させる。

＜ステップＳ１６＞
ステップＳ１６において、制御部７は、直前の前記判定タイミングの到来時までの前記特定時間の期間を前記特定判定期間として、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力、及び印刷に用いられるシートの温度に基づいて、前記目標温度を調整する。ここで、ステップＳ１６の処理は、本発明の調整ステップの一例であって、制御部７の調整処理部６３によって実行される。

具体的に、制御部７は、平滑化された前記印刷処理の開始時からのヒーター４４の消費電力の推移に基づいて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を取得する。また、制御部７は、給紙カセット３１に収容されているシートの温度を取得する。また、制御部７は、前記第１テーブルデータを用いて、取得したシートの温度に対応する前記第１補正値を取得する。また、制御部７は、取得した前記第１補正値を用いて、前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値を補正する。また、制御部７は、前記第２テーブルデータを用いて、補正後の前記特定判定期間におけるヒーター４４の消費電力の平均値に対応するシートの坪量を取得する。また、制御部７は、前記第３テーブルデータを用いて、取得したシートの坪量に対応するシートの種類を特定する。また、制御部７は、前記第４テーブルデータを用いて、特定したシートの種類に対応する定着ベルト４１の温度を取得する。そして、制御部７は、取得した定着ベルト４１の温度を前記目標温度として設定する。

＜ステップＳ１７＞
ステップＳ１７において、制御部７は、ヒーター４４の消費電力の推移の記録、及び当該推移の平滑化を終了する。また、制御部７は、加圧ローラー４２の温度の推移の記録、及び当該推移の平滑化を終了する。

＜ステップＳ１８＞
ステップＳ１８において、制御部７は、前記未調整フラグをオフに設定する。

このように、画像形成装置１００では、第１判定処理部６１によってヒーター４４の消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後におけるヒーター４４の消費電力に基づいて、前記目標温度が調整される。これにより、ヒーター４４の駆動状態が安定するまでの過渡期（図５におけるｔ１からｔ２までの期間）を避けて取得されるヒーター４４の消費電力に基づいて、前記目標温度を調整することが可能である。そのため、シートの種類の判定精度の低下を回避することが可能となり、シートの種類に応じた定着ベルト４１の温度制御を実現することが可能である。

１ ＡＤＦ
２ 画像読取部
３ 画像形成部
４ 給紙部
５ 操作表示部
６ 記憶部
７ 制御部
２８ 定着装置
４１ 定着ベルト
４２ 加圧ローラー
４３ 進入前ガイド
４４ ヒーター
４５ 第１温度センサー
４６ 分離爪
４７ 分離板
４８ 排出ローラー対
４９ 第２温度センサー
５０ 駆動制御部
５１ 電力計測部
６１ 第１判定処理部
６２ 第２判定処理部
６３ 調整処理部
６４ 設定処理部
１００ 画像形成装置

Claims (10)

1. 回転可能に設けられる定着部材と、
   前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着部材を加熱するヒーターと、
   前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、
   印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記ヒーターの消費電力の変動幅が予め定められた第１閾値未満であるか否かを判定する第１判定処理部と、
   前記第１判定処理部によって前記ヒーターの消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力に基づいて前記目標温度を調整する調整処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記判定期間における前記加圧部材の温度の変動幅が予め定められた第２閾値未満であるか否かを判定する第２判定処理部を備え、
   前記特定判定期間は、前記第１判定処理部によって前記ヒーターの消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定され、且つ前記第２判定処理部によって前記加圧部材の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された前記判定期間である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記調整処理部は、前記特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力及び前記加圧部材の温度に基づいて前記目標温度を調整する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記調整処理部は、前記特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力及び印刷に用いられるシートの温度に基づいて前記目標温度を調整する、
   請求項１～３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記調整処理部は、前記特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力及び当該始期以後に印刷されたシートにおける印字率に基づいて前記目標温度を調整する、
   請求項１～４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. ユーザーの操作に応じて前記目標温度を設定する設定処理部を備え、
   前記調整処理部は、前記設定処理部により前記目標温度が設定された場合に、当該目標温度を調整する、
   請求項１～５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 回転可能に設けられる定着部材と、
   前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、
   前記定着部材を加熱するヒーターと、
   前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、
   印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記加圧部材の温度の変動幅が予め定められた第２閾値未満であるか否かを判定する第２判定処理部と、
   前記第２判定処理部によって前記加圧部材の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記加圧部材の温度に基づいて前記目標温度を調整する調整処理部と、
   を備える画像形成装置。
8. 前記調整処理部は、前記特定判定期間の始期以後における前記加圧部材の温度及び印刷に用いられるシートの温度に基づいて前記目標温度を調整する、
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材を加熱するヒーターと、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、を備える画像形成装置で実行される温度制御方法であって、
   印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記ヒーターの消費電力の変動幅が予め定められた第１閾値未満であるか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップによって前記ヒーターの消費電力の変動幅が前記第１閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記ヒーターの消費電力に基づいて前記目標温度を調整する調整ステップと、
   を含む温度制御方法。
10. 回転可能に設けられる定着部材と、前記定着部材と接触して回転可能に設けられる加圧部材と、前記定着部材を加熱するヒーターと、前記定着部材の温度と予め設定された目標温度との差に基づいて前記ヒーターの駆動を制御する駆動制御部と、を備える画像形成装置で実行される温度制御方法であって、
    印刷処理の開始時以後の予め定められた判定期間における前記加圧部材の温度の変動幅が予め定められた第２閾値未満であるか否かを判定する第２判定ステップと、
    前記第２判定ステップによって前記加圧部材の温度の変動幅が前記第２閾値未満であると判定された特定判定期間の始期以後における前記加圧部材の温度に基づいて前記目標温度を調整する調整ステップと、
    を含む温度制御方法。

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