JP4347355B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着ローラの外周面に接触する形で従動回転する金属ローラが設けられ、この金属ローラによって定着ローラの外周面をクリーニングするクリーニング部材を備えた定着装置及びこの定着装置を搭載した画像形成装置に関する。

画像形成装置は、用紙上の未定着トナーを溶融・固着する定着装置を備えている。この種の定着装置では、加熱ローラと加圧ローラの圧接部（定着ニップ部）に用紙を挟み込んで搬送しつつ、加熱ローラと加圧ローラにより用紙を加熱及び加圧して、用紙上のトナーを加熱溶融し定着させる熱定着ローラ方式が採用されている。

このような熱定着ローラ方式の定着装置では、加熱ローラの内部に配置されている発熱源（ヒータ）によって両ローラの表面が加熱されるようになっている。すなわち、搬送される用紙は、定着ニップ部で溶融され、用紙上に固着（定着）されることになる。この場合、用紙上の未定着トナーが全て用紙上に固着することはなく、加熱ローラや定着ニップ部を介して加圧ローラに付着した状態となる。そのため、加熱ローラ及び加圧ローラには、付着した状態の「汚れトナー」を清掃するためのクリーニング部材がそれぞれ配置されている。このうち、加圧ローラの表面を清掃するクリーニング部材としては、加圧ローラの外周面に接触する形で従動回転する金属ローラが一般的である。

近年、画像形成装置の多機能化の一環として、両面印字が可能となっている。両面印字の場合、搬送用紙の非定着面（加圧ローラ側）にも画像情報（トナー像）があることから、このような状態の用紙が定着ニップ部を通過すると、加圧ローラの表面温度と定着ニップ部に加えられる圧力とによって、半溶融状態のトナーが加圧ローラ側にも付着することになる。

この場合、加圧ローラに配置するクリーニング部材として、加熱ローラ側と同様の大掛かりなクリーニング部材（ウェブクリーニングユニット等）を配置することも可能であるが、その場合には装置の大型化を招くだけでなく、装置の駆動源への負荷の増大も招くため、通常は、加圧ローラ側のクリーニング部材として、上記した金属ローラが用いられることが多い。

そこで、このような金属ローラによるクリーニング性能の向上を図った定着装置が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置は、加圧ローラの表面温度を常に一定温度（例えば、１５０℃）に保持し、加圧ローラに付着する汚れトナーを溶融状態とすることで、加圧ローラの外周に配置されるクリーニング部材である金属ローラによる回収効率の向上を図っている。
特開２００１−１６６６２６号公報

ところで、上記のように両面印字を多様した場合には、加圧ローラに付着するトナーの量も増加することから、金属ローラのみによるクリーニングでは、装置の設計段階で設定していた金属ローラの交換サイクルがくる前に、金属ローラの汚れがひどくなり、汚れトナーの加熱ローラへの逆転移や、搬送用紙の裏面汚れ等が発生する可能性が高いといった問題があった。しかも、上記特許文献１のように、金属ローラによる回収率の向上を図った場合には、金属ローラの交換サイクルがさらに短くなるため、汚れトナーの加熱ローラへの逆転移や、搬送用紙の裏面汚れ等の発生も頻発することになる。

この場合、従来の画像形成装置では、金属ローラの汚れがある一定レベルを超えると、装置の駆動を強制的に停止する（ロック状態とする）ことで、品質の低下を防止していた。しかし、ユーザにとっては、装置が突然停止することは予測外のことであり、事前に何らかの予告や警告が行えれば、便利である。

このような予告や警告を行う手法として、例えば金属ローラの交換サイクルを積算印字枚数で設定し、例えば１０万枚で交換するように設定されている場合において、積算した印字処理枚数が例えば８万枚に達すると、交換時期の予告を行うといった手法がとられていた。

しかし、上記したように、両面印字等を多様した場合とそうでない場合とでは、金属ローラの汚れ具合に大きな差が出るため、単なる積算印字枚数だけで予告を行う手法は信頼性の低い気休め程度の予告でしかなかった。また、実際に用紙の汚れを検出して予告や警告を発することも可能であるが、用紙のインク汚れを検出する機構や回路構成が必要となり、また、汚れを判断するための判断手法も必要であるため、あまり現実的な手法ではない。

一方、定着駆動部の負荷状態は、金属ローラの汚れと定着駆動源のロック現象との関係を示す図１１に示すように、画像形成装置の設置時点やメンテナンス終了時点の初期状態から徐々に負荷が増大していく。通常、定着装置には、上記した通り、回転部材として加熱ローラ、加圧ローラ、加熱ローラ側のクリーニング部材であるウェブクリーニングユニット、及び加圧ローラ側のクリーニング部材である金属ローラが配置されている。このうち、ウェブクリーニングユニットは、独立駆動によって、常に汚れのない新しいシートが加熱ローラの表面に供給されるように、加熱ローラと同速度で回転していることから、このウェブクリーニングユニットと加熱ローラとの接触部分での負荷増大は考えられない。また、加熱ローラはウェブクリーニングユニットで表面が清掃され、加圧ローラも金属ローラで表面が清掃されることから、清掃が確実に行われる限りにおいて、これら加熱ローラ及び加圧ローラ自体に負荷増大の可能性は少ない。従って、定着駆動部の負荷増大の主要因は、加圧ローラの外周に配置されて従動回転している金属ローラが、汚れトナーを回収することによって外径が増大し、加圧ローラとの接触圧力が増大した結果であると考えられる。すなわち、金属ローラの汚れ具合が定着駆動部の負荷増大として現れると考えられる。

本発明はかかる点に着目して創案されたものであって、その目的は、新たな機構や回路を追加することなく、定着駆動部の負荷増大を監視するといった簡単な手法で、金属ローラの汚れ具合を検出し、用紙への汚れが発生する前に金属ローラの交換等の予告や警告を的確に行うことのできる定着装置及び画像形成装置を提供することになる。

上記課題を解決するため、本発明の定着装置は、用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着ローラを備え、前記定着ローラの外周面に接触する形で従動回転する金属ローラによって前記定着ローラの外周面をクリーニングするクリーニング部材を有する定着装置であって、予め設定された所定のタイミングにおいて、前記定着ローラの回転速度を、印字処理中の回転速度より予め設定された一定速度だけ高速回転させる駆動制御手段と、前記定着ローラの駆動源の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、前記駆動制御手段による高速回転中において前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクに基づき、前記定着ローラの汚れ具合を判定する判定手段と、を備えたことを特徴としている。

ここで、前記高速回転の回転速度は、前記印字処理中の回転速度の１．３〜２．０倍の範囲内で設定するのがよい。高速回転の回転速度が印字処理中の回転速度（以下「プロセス速度」ともいう。）の１〜１．３倍（ただし、１．３未満）の範囲内である場合には、負荷トルクにあまり差がでないため、十分な検出精度が得られない可能性がある。また、２．０倍を超えると、各ローラがかなりの高速回転となることから、加熱ローラや加圧ローラの表面に接触している用紙剥離爪によって、各ローラの表面に傷が付く可能性がある。そのため、検出精度と部品損傷防止の観点から、高速回転の回転速度は、プロセス速度の１．３〜２．０倍の範囲内、より好ましくは１．３〜１．５の範囲内で設定するのがよい。

また、前記金属ローラは、加熱ローラと加圧ローラとからなる前記定着ローラのうちの前記加圧ローラに接触している金属ローラであり、前記駆動源は、前記加熱ローラの駆動源である。

ここで、前記判定手段は、具体的に以下のような判定を行う。

すなわち、前記判定手段は、前記負荷トルク検出手段により前記定着ローラの高速回転中に検出された駆動源の負荷トルクが、前記負荷トルク検出手段により印字処理中に検出される負荷トルクに基づいて設定された警告検出値を超えている場合には、クリーニング部材の交換、清掃タイミングが近いことを予告する予告報知を行う構成としている。

また、前記判定手段は、前記負荷トルク検出手段により印字処理中に検出された負荷トルクが前記警告検出値を超えている場合には、クリーニング部材の交換、清掃タイミングであることを警告する警告告知を行う構成としている。

具体的に説明すると、図４に示すように、加熱ローラの駆動源の負荷トルクは、画像形成装置の設置時点やメンテナンス終了時点の初期状態から徐々に増大していく。この例では、直線状に増大しているが、実際には印字モードによって金属ローラの汚れ具合の進行も一定ではないため、若干曲線状態で増加していくことになると予想されるが、ここでは説明を簡単なものとするために直線状としている。

ここで、図中実線で示した直線Ａ１は、プロセス速度に対応した負荷トルクの変化であり、破線で示した直線Ａ２は、プロセス速度の例えば１．５倍で高速回転したときの負荷トルクの変化である。また、このグラフでは、装置がロック状態となるロックレベルと、このレベルより少し下の警告レベルとが設定されている。これらのレベルは、実際に画像形成装置を駆動させて印字動作を行ったときに、加熱装置が駆動源の負荷増大によって駆動停止したときの負荷トルクを予め実験により求めておき、このときの負荷トルクのレベルをロックレベルＬｓに設定し、このロックレベルＬｓより若干低いレベルを警告レベルＬｃとして設定したものである。

ここで、判定手段は、例えば時刻ｔ３のタイミングにおいて、定着ローラの回転速度を高速回転させると、高速回転での負荷トルクが警告レベルＬｃとなるため、この時点で予告報知を行うことになる。また、判定手段は、印字処理中の回転速度において、負荷トルクが警告レベルＬｃに達すると（時刻ｔ４）、この時点で警告報知を行うことになる。これら予告報知や警告報知は、電子音による報知や音声合成による報知でもよいし、画像形成装置の表示パネルにメッセージを表示することで報知してもよく、これらの組み合わせによって報知してもよい。

ここで、汚れ具合を判定する所定のタイミング（図４の時刻ｔ３等）としては、印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時、またはウォームアップによるモータ駆動の開始時、または節電モードからの復帰時のいずれか１つ以上のタイミングとするのがよい。

所定のタイミングを印字処理終了直後に回転する印字後回転回転時とした場合には、直前の印字処理によって金属ローラに多くの汚れトナーが新たに付着した場合に、その付着状態をすぐに判定できるという利点がある。

また、所定のタイミングをウォームアップによるモータ駆動の開始時とした場合、この時点では加熱ローラも加圧ローラも温度の低い状態であり、金属ローラに付着したトナーは確実に固化されている。そのため、この状態で高速回転を行うことで、金属ローラに付着した汚れトナーの影響がより明確に駆動源の負荷トルクの変化として現れ易いため、金属ローラの汚れ状態をより精度良く検出できるといった利点がある。

また、所定のタイミングを節電モードからの復帰時とした場合、上記したウォームアップによるモータ駆動の開始時と同様、この時点では加熱ローラも加圧ローラも温度の低い状態であり、金属ローラに付着したトナーは確実に固化されている。そのため、この状態で高速回転を行うことで、金属ローラに付着した汚れトナーの影響がより明確に駆動源の負荷トルクの変化として現れ易いため、金属ローラの汚れ状態をより精度良く検出できるといった利点がある。

また、本発明では、前記駆動制御手段による高速回転制御は、本装置のメンテナンスを行った場合には、そのメンテナンス終了後からの積算印字処理枚数が予め設定された所定枚数に達した後の所定のタイミングで行う構成としてもよい。すなわち、メンテナンスを行った直後は、金属ローラに汚れトナーの付着はなく、また、その後の印字処理によって多少の汚れトナーが付着したとしても、それは金属ローラによるトナー付着の許容範囲内である。従って、メンテナンス後に、例えば１００枚の印字処理を行った場合に、その印字終了直後の印字後回転処理時に、判定手段によって判定処理を行っても意味がない。そのため、本発明ではこの点を考慮し、例えば金属ローラの交換サイクルの目安が、積算印字処理枚数で１０万枚に設定されている場合には、例えば所定枚数を５万枚に設定する。そして、この５万枚までは本発明による判定処理は行わず、５万枚を過ぎて金属ローラにある程度の汚れトナーが付着した段階で、その後、所定のタイミングで判定処理を行うようにすればよい。これにより、メンテナンス直後の無駄な判定処理の実施を回避することが可能となる。

また、本発明では、予め設定される前記所定枚数を、前記メンテナンス終了後からの積算印字処理枚数に対応して複数種類用意してもよい。この場合、複数種類の所定枚数の間隔は、次のメンテナンスの開始が近づくに従って少ない枚数間隔となるように設定してもよい。そして、前記駆動制御手段による高速回転制御は、この複数種類の所定枚数をそれぞれ積算するたびに、その後の所定のタイミングで行う構成としてもよい。

具体的には、所定枚数を、５万枚、６万枚、６万５千枚、６万８千枚、７万枚の５種類設定した場合には、比較手段は、積算印字処理枚数が５万枚を超えたとき、その後の所定のタイミングで１回目の判定処理を行い、その後６万枚までは判定処理を行わず、積算印字処理枚数が６万枚を超えたとき、その後の所定のタイミングで２回目の判定処理を行い、その後６万５千枚までは判定処理を行わず、積算印字処理枚数が６万５千枚を超えたとき、その後の所定のタイミングで３回目の判定処理を行い、その後６万８千枚までは判定処理を行わず、積算印字処理枚数が６万８千枚を超えたとき、その後の所定のタイミングで４回目の判定処理を行い、その後７万枚までは判定処理を行わず、積算印字処理枚数が７万枚を超えたとき、その後の所定のタイミングで５回目の判定処理を行う。そして、それ以降は、次のメンテナンス時期に近づいてきているため、所定のタイミングとなる度に、判定処理を行うようにすればよい。ただし、上記の具体例はほんの一例であり、その後もより詳細に所定枚数を細かく設定していくことも可能である。

一方、このように、所定枚数を細かく設定するのとは反対に、複数種類の所定枚数の間隔を一定枚数の間隔に設定してもよい。例えば、積算印字処理枚数が５万枚を超えた後は、例えば１００枚印字処理を行うごとに、その後の所定のタイミングで判定処理を行うようにしてもよい。

本発明は上記のように構成したので、新たな機構や回路を追加することなく、定着駆動部の負荷増大を監視するといった簡単な手法で、金属ローラの汚れ具合を検出することで、用紙への汚れが発生する前に金属ローラの交換等の予告や警告を的確に行うことができる。また、このような予告や警告を行うことで、画像形成装置の不要な緊急停止を回避することができる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

−画像形成装置の全体説明−
図１は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す概略図である。

画像形成装置１００は、原稿用紙から読取られた画像データや外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成するものであり、その構成を大別すると、原稿用紙搬送部（ＡＤＦ）１０１、画像読取り部１０２、印字部１０３、記録用紙搬送部１０４、及び給紙部１０５からなる。

原稿用紙搬送部１０１では、少なくとも１枚の原稿用紙が原稿セットトレイ１１にセットされると、原稿用紙を１枚ずつ原稿セットトレイ１１から引き出して搬送し、この原稿用紙を画像読取り部１０２の原稿読取り窓１０２ａに導いて通過させ、この原稿用紙を排紙トレイ１２に排出する。

原稿読取り窓１０２ａの上方には、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１３を配設している。このＣＩＳ１３は、原稿読取り窓１０２ａを原稿用紙が通過する際に、原稿用紙裏面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙裏面の画像を示す画像データを出力する。

また、画像読取り部１０２は、原稿用紙が原稿読取り窓１０２ａを通過する際に、第１走査ユニット１５のランプによって原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６のミラーによって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）１８上に結像する。ＣＣＤ１８は、原稿用紙表面の画像を主走査方向に繰り返し読取り、原稿用紙表面の画像を示す画像データを出力する。

さらに、原稿用紙が画像読取り部１０２上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第１及び第２走査ユニット１５，１６を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１５によってプラテンガラス上の原稿用紙表面を露光し、第１及び第２走査ユニット１５，１６によって原稿用紙表面からの反射光を結像レンズ１７へと導き、結像レンズ１７によって原稿用紙表面の画像をＣＣＤ１８上に結像する。

ＣＩＳ１３もしくはＣＣＤ１８から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印刷部１０３に出力される。

印刷部１０３は、画像データによって示される原稿を用紙に記録するものであって、感光体ドラム２１、帯電器２２、光書込みユニット２３、現像器２４、転写ユニット２５、クリーニングユニット２６、及び定着装置２７等を備えている。

感光体ドラム２１は、一方向に回転しており、その表面をクリーニングユニット２６によりクリーニングされてから、その表面を帯電器２２により均一に帯電される。帯電器２２は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム２１に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。

光書込みユニット２３は、２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂ、及び２つのミラー群２９ａ，２９ｂを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。この光書込みユニット２３では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部２８ａ，２８ｂからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群２９ａ，２９ｂ介して感光体ドラム２１に照射して、均一に帯電された感光体ドラム２１表面を露光し、感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成する。

この光書込みユニット２３は、高速印字処理に対応するために２つのレーザ照射部２８ａ，２８ｂを備えた２ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。

なお、光書込ユニット２３として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ書き込みヘッドやＬＥＤ書き込みヘッドを用いることもできる。

現像器２４は、トナーを感光体ドラム２１表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム２１表面に形成する。転写ユニット２５は、感光体ドラム２１表面のトナー像を用紙搬送部１０４により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置２７は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、用紙搬送部１０４により排紙トレイ４７へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット２６は、現像、転写後に感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

ここで、転写ユニット２５は、転写ベルト３１、駆動ローラ３２、従動ローラ３３、及び弾性導電性ローラ３４等を備えており、転写ベルト３１を該各ローラ３２〜３４と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト３１は、所定の抵抗値（例えば、１×１０⁹〜１×１０¹³Ω／ｃｍ）を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ３４は、転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１表面に押し付けられており、転写ベルト３１上の記録用紙を感光体ドラム２１表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ３４には、感光体ドラム２１表面のトナー像の電荷とは逆極性の電界が印加されており、この逆極性の電界により感光体ドラム２１表面のトナー像が転写ベルト３１上の記録用紙に転写される。例えば、トナー像が（−）極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ３４に印加されている電界の極性が（＋）極性にされる。

定着装置２７は、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６を備えている。加熱ローラ３５に対して加圧ローラ３６が所定圧で圧接されるように、加圧ローラ３６の両端に図示しない加圧部材を配置している。加熱ローラ３５と加圧ローラ３６間の圧接域（定着ニップ部と言う。）に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ３５、３６により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。

用紙搬送部１０４は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ４１、一対のレジストローラ４２、搬送経路４３、反転搬送経路４４ａ，４４ｂ、複数の分岐爪４５、及び一対の排紙ローラ４６等を備えている。

搬送経路４３では、記録用紙を給紙部１０５から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達するまで該記録用紙を搬送する。このときレジストローラ４２を一時的に停止させているので、記録用紙の先端がレジストローラ４２に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ４２と平行に揃える。この後、レジストローラ４２の回転を開始して、レジストローラ４２により記録用紙を印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送し、更に排紙ローラ４６により記録用紙を排紙トレイ４７へと搬送する。

レジストローラ４２の停止及び回転は、レジストローラ４２と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ４２の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。

また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪４５を選択的に切替え、記録用紙を搬送経路４３から反転搬送経路４４ｂへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪４５を選択的に再度切替え、記録用紙を反転搬送経路４４ｂから反転搬送経路４４ａへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送経路４４ａを通じて搬送経路４３のレジストローラ４２へと戻す。

このような記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏を反転させることができ、同時に記録用紙の先端及び後端も入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ４２に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ４２と平行に揃えられ、レジストローラ４２により記録用紙がその後端から印字部１０３の転写ユニット２５へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、定着装置２７の各ローラ３５，３６間の定着ニップ部により記録用紙裏面の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙の裏面に定着され、この後に排紙ローラ４６により記録用紙が排紙トレイ４７へと搬送される。

搬送経路４３及び反転搬送経路４４ａ，４４ｂにおいては、記録用紙の位置等を検出するセンサーを各所に配置し、各センサーにより検出された記録用紙の位置に基づいて搬送ローラやレジストローラを駆動制御して、記録用紙の搬送及び位置決めを行っている。

給紙部１０５は、複数の給紙トレイ５１を備えている。各給紙トレイ５１は、記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置１００の下方に設けられている。また、各給紙トレイ５１は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を備えており、引き出した記録用紙を用紙搬送部１０４の搬送経路４３へと送り出す。

画像形成装置１００は、高速印字処理を目的としているため、各給紙トレイ５１には、定型サイズの記録用紙を５００〜１５００枚収納可能な容積を確保している。

また、画像形成装置１００の側面には、複数種の記録用紙を多量に収納可能な大容量給紙カセット（ＬＣＣ）５２、及び主として不定型サイズの記録用紙を供給するための手差しトレイ５３を設けている。

排紙トレイ４７は、手差しトレイ５３とは反対側の側面に配置されている。この排紙トレイ４７に代えて、排紙用紙の後処理装置（ステープル、パンチ処理等々）や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。

このような画像形成装置１００においては、印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。例えば、Ａ４定型の記録用紙を用いる場合は、記録用紙の搬送速度を１１０枚／分（プロセス速度５４０ｍｍ／ｓｅｃ）に設定している。

定着装置２７においては、記録用紙の搬送速度もしくはプロセス速度が高速になると、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６間の定着ニップ部を通過する記録用紙に十分な熱量を与えることができなくなったり、各ローラ３５，３６の表面温度が低下する傾向にあり、これを放置しておくと、記録用紙上のトナー像の定着不良が発生する。

このため、定着装置２７では、各ローラ３５，３６のいずれにもヒータを内蔵して、各ローラ３５、３６を加熱している。

−定着装置２７のより具体的な説明−
図２は、定着装置２７を側方から見て概略的に示す断面図である。この定着装置２７では、加熱ローラ３５、加圧ローラ３６、加熱ローラ３５表面の付着トナーを除去するクリーニングユニット２６、加圧ローラ３６表面の付着トナー（汚れトナー）を除去する金属ローラ３９、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６のそれぞれの表面に設けられた用紙剥離爪７１，７２を備えている。

クリーニングユニット２６は、オイル（シリコンオイル）を含侵した薄い（４０μｍ厚み前後）布からなるウェブシート６１を巻き付けた送り出しローラ６２と、このウェブシート６１の先端を接続した巻き取りローラ６３と、送り出しローラ６２から巻き取りローラ６３へと到るウェブシート６１の搬送経路で該ウェブシート６１にテンションを付与する複数のテンションローラ６４と、送り出しローラ６２と巻き取りローラ６３間でウェブシート６１を加熱ローラ３５に圧接させる圧接ローラ６５とを備えており、圧接ローラ６５によりウェブシート６１を加熱ローラ３５表面に圧接して、加熱ローラ３５表面に付着している残留トナーを拭きとり除去する。

ウェブシート６１は、圧接ローラ６５と加熱ローラ３５間のニップ域Ｎ２で、圧接ローラ６５により加熱ローラ３５表面に圧接される。ニップ域Ｎ２のウェブシート６１部分が加熱ローラ６１表面の残留トナーで汚れ、このウェブシート６１部分により残留トナーの除去が困難になったときには、送り出しローラ６２及び巻き取りローラ６３を一定量だけ回転させて、送り出しローラ６２から巻き取りローラ６３へとウェブシート６１を一定量だけ送り出す。これにより、ニップ域Ｎ２のウェブシート６１部分を新しくして、この新しいウェブシート６１部分による残留トナーの除去を可能にする。

また、トナーを一定量だけ消費する度に、ニップ域Ｎ２のウェブシート６１部分による残留トナーの除去が困難になったとみなして、送り出しローラ６２及び巻き取りローラ６３を一定量だけ回転させ、ニップ域Ｎ２のウェブシート６１部分を新しくしている。従って、送り出しローラ６２及び巻き取りローラ６３は、間欠的に回転駆動される。

金属ローラ３９は、定着ローラ３６の外周面に接触する形で従動回転するように配置されている。この金属ローラ３９の表面には多数の凹部が形成されており、この凹部に加圧ローラ３６表面の付着トナー（汚れトナー）が回収されるようになっている。

各用紙剥離爪７１，７２は、それぞれのローラ３５，３６の回転方向における定着ニップ部Ｎ１よりも下流側に配置されている。これらの用紙剥離爪７１，７２の根元付近が揺動自在もしくは弾性的に支持され、各用紙剥離爪７１，７２の先端側が弾性部材によりそれぞれのローラ３５，３６側に付勢されて、各用紙剥離爪７１，７２の先端近傍がそれぞれのローラ３５，３６表面に軽く圧接されている。記録用紙が各ローラ３５，３６のいずれかに巻き付いたときには、記録用紙の先端が各用紙剥離爪７１，７２のいずれかの先端により剥離されて、記録用紙がローラ表面から剥がされる。これにより、記録用紙のジャムが防止される。

各ローラ３５，３６は、所定の押圧力（例えば６００Ｎ）で互いに圧接されており、それらの間に定着ニップ部Ｎ１を形成している。この定着ニップ部Ｎ１の長さ（各ローラ３５，３６の回転方向に沿った長さ）は、例えば９ｍｍに設定されている。各ローラ３５，３６は、規定の定着温度（例えば１８０℃）に加熱されながら回転し、定着ニップ部Ｎ１を通過する記録用紙上のトナー像を加熱溶融する。

加熱ローラ３５は、芯金の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる３層構造のローラである。芯金には、例えば鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層にはＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂が用いられる。

加熱ローラ３５内部（芯金の内部）には、該ローラ３５を加熱する熱源である２本のハロゲンヒータ３７ａ，３７ｂが設けられている。

加圧ローラ３６も、加熱ローラ３５と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型層からなる３層構造のローラである。そして、加圧ローラ３６内部（芯金の内部）にも、該ローラ３６を加熱するハロゲンヒータ３８が設けられている。

また、加熱ローラ３５の表面近傍には、サーミスタ５６が配置されており、このサーミスタ５６により加熱ローラ３５の表面温度が検出される。

ここで、加熱ローラ３５は、その軸をモータ及び動力伝達機構等（図示せず）により回転駆動されて、矢印Ｅで示す方向に回転される。加圧ローラ３６は、加熱ローラ３５に圧接されていることから矢印Ｆで示す方向に従動回転する。金属ローラ３９は、加圧ローラ３６に圧接されていることから矢印Ｇで示す方向に従動回転する。

また、サーミスタ５６により検出された加熱ローラ３５の表面温度に基づいて、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の各ハロゲンヒータ３７ａ，３７ｂ，３８を制御し、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の表面温度を調節する。これにより、各ローラ３５，３６の表面温度が適確に制御されて、記録用紙のトナー像を確実に定着することが可能になる。

上記構成の定着装置２７において、加熱ローラ３５に巻付いた記録用紙は、用紙剥離爪７１によって強制的に剥離されるが、この用紙剥離爪７１による強制的な用紙剥離時に、加熱ローラ３５側に付着している溶融トナーが用紙剥離爪７１に付着する。そして、用紙剥離爪７１に付着した溶融トナーは、用紙剥離爪７１に一定量が蓄積すると用紙剥離爪７１から離脱し、加熱ローラ３５に逆転移してクリーニングユニット２６に到達し、クリーニングユニット２６によって回収されることになる。

また、両面印字の場合には、定着ニップ部Ｎ１を記録用紙が通過するとき、加圧ローラ３６側にもトナー像があるため、このような状態の記録用紙が定着ニップ部Ｎ１を通過すると、加圧ローラ３６の表面温度と定着ニップ部Ｎ１に加えられる圧力とによって、半溶融状態のトナーが加圧ローラ３６側にも付着することになる。この付着トナーが金属ローラ３９に達すると、金属ローラ３９の凹部に回収されることになる。

しかし、画像形成装置が高速化し印字処理枚数が多量になってくると、用紙剥離爪７１から離脱する溶融トナー量も多量となり、クリーニングユニット２６のウェブシート６１をすり抜けてしまうといった問題がある。そのため、加熱ローラ３５の清掃が不完全となるばかりでなく、定着ニップ部Ｎ１で加圧ローラ３６に転移し、金属ローラ３９による溶融トナーの回収量も増加することになる。そして、金属ローラ３９で回収しきれなかった場合には、次の印字処理で搬送されてくる記録用紙の裏汚れの原因ともなる。

従って、金属ローラ３９の汚れ具合を事前にユーザに報知することは重要であるが、従来のように積算印字枚数のみで交換時期の予告等を行う手法は、極めて精度が低く、気休め程度の予告でしかないといった問題を含んでいる。

そこで、本実施形態では、定着駆動部の負荷増大を監視するといった手法で、金属ローラ３９の汚れ具合を検出し、記録用紙裏面への汚れが発生する前に、金属ローラ３９の交換等の予告や警告を的確に行うようにしている。

すなわち、定着駆動部の負荷状態は、図１１に示したように、画像形成装置の設置時点やメンテナンス終了時点の初期状態から徐々に負荷が増大していく。定着装置２７には、上記した通り、回転部材として加熱ローラ３５、加圧ローラ３６、加熱ローラ３５側のクリーニング部材であるウェブクリーニングユニット２６、及び加圧ローラ３６側のクリーニング部材である金属ローラ３９が配置されている。このうち、ウェブクリーニングユニット２６は、独立駆動によって、常に汚れのない新しいシートが加熱ローラ３５の表面に供給されるように、加熱ローラ３５と同速度で回転していることから、このウェブクリーニングユニット２６と加熱ローラ３５とのニップ域Ｎ２での負荷増大は考えられない。また、加熱ローラ３５はウェブクリーニングユニット２６で表面が清掃され、加圧ローラ３６も金属ローラ３９で表面が清掃されることから、清掃が確実に行われる限りにおいて、これら加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６自体に負荷増大の可能性は少ない。従って、定着駆動部の負荷増大の主要因は、加圧ローラ３６の外周に配置されて従動回転している金属ローラ３９が、汚れトナーを回収することによって外径が増大し、加圧ローラ３６との接触圧力が増大した結果であると考えられる。すなわち、金属ローラ３９の汚れ具合が定着駆動部の負荷増大として現れることになる。本実施形態は、この点に着目して定着装置２７の駆動制御を行うものである。

図３は、定着装置２７における回転駆動制御系の構成を示すブロック図である。

装置制御部２７１は、定着動作時（通紙時）に、サーミスタ５６によって検出された加熱ローラ３５の表面温度に基づいてランプドライバ２７２を駆動し、各ハロゲンヒータ３７ａ，３７ｂ，３８への通電を制御することで、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の温度を所定の定着温度に近づくように制御する温度制御手段としての機能を備えている。また、装置制御部２７１は、サーミスタ５６によって検出される加熱ローラ３５の表面温度に基づいて、モータドライバ２７３を駆動し、加熱ローラ３５の駆動源であるモータ２７４の回転駆動を制御することで、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の回転駆動を制御するとともに、ウォームアップモード時や節電モードからの復帰時等において、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６の回転駆動を制御する駆動制御手段としての機能を備えている。

また、モータ２７の負荷トルクを検出する負荷トルク検出部２７５を備えており、装置制御部２７１は、この負荷トルク検出部２７５によって検出されたモータ２７４の負荷トルクに基づいて、金属ローラ３９のトナー汚れを判定する判定手段としての機能も備えている。また、装置制御部２７１には、画像形成装置の設置後や、メンテナンス後に実施した印字処理に印字処理枚数を積算する印字処理枚数積算部２７６の出力が導かれており、この印紙処理枚数積算部２７６の印字枚数積算値に基づいて、金属ローラ３９のトナー汚れを判定する判定処理のタイミングを制御する機能も備えている。さらに、装置制御部２７１は、判定手段による判定結果を報知部２７７を介してユーザに報知する機能も備えている。報知部２７７としては、例えば画像形成装置の表示パネルにメッセージを表示することによる報知や、電子ブザーのようなブザー音による報知、さらには、音声合成による内部スピーカからの音声メッセージによる報知などが考えられる。

−本実施形態に係る金属ローラの汚れ判定処理の説明−
上記構成において、装置制御部２７１は、予め設定された所定のタイミングにおいて、加熱ローラ３５の回転速度を、プロセス速度より予め設定された一定速度だけ高速回転させ、このとき負荷トルク検出部２７５により検出された負荷トルクに基づいて、金属ローラ３９の汚れ具合を判定する。

ここで、高速回転の回転速度は、プロセス速度の１．３〜２．０倍の範囲内で設定する。高速回転の回転速度がプロセス速度の１〜１．３倍（ただし、１．３未満）の範囲内である場合には、負荷トルクにあまり差がでないため、十分な検出精度が得られない可能性がある。また、２．０倍を超えると、加熱ローラ３５及び加圧ローラ３６がかなりの高速回転となることから、各ローラ３５，３６の表面に接触している用紙剥離爪７１，７２によって、各ローラ３５，３６の表面に傷が付く可能性がある。そのため、検出精度と部品損傷防止の観点から、高速回転の回転速度は、プロセス速度の１．３〜２．０倍の範囲内、より好ましくは１．３〜１．５倍の範囲内で設定するのがよい。

図４は、金属ローラ３９の汚れと定着駆動源であるモータ２７４のロック現象との関係を示す説明図である。

図４に示すように、加熱ローラ３５の駆動源であるモータ２７４の負荷トルクは、画像形成装置の設置時点やメンテナンス終了時点の初期状態から徐々に増大していく。この例では、直線状に増大しているが、実際には印字モードによって金属ローラの汚れ具合の進行も一定ではないため、若干曲線状態で増加していくことになると予想されるが、ここでは説明を簡単なものとするために直線状としている。

ここで、図中実線で示した直線Ａ１は、プロセス速度に対応した負荷トルクの変化であり、破線で示した直線Ａ２は、プロセス速度の例えば１．５倍で高速回転したときの負荷トルクの変化である。また、このグラフでは、画像形成装置がロック状態となるロックレベルＬｓと、このレベルより少し下の警告レベルＬｃとが設定されている。これらのレベルは、実際に画像形成装置を駆動させて印字動作を行ったときに、加熱装置２７が駆動源の負荷増大によって駆動停止したときの負荷トルクを予め実験により求めておき、このときの負荷トルクのレベルをロックレベルＬｓに設定し、このロックレベルＬｓより若干低いレベルを警告レベルＬｃとして設定したものである。

ここで、装置制御部２７１は、例えば時刻ｔ３のタイミングにおいて、加熱ローラ３５の回転速度を高速回転させると、高速回転での負荷トルクが警告レベルＬｃとなるため、この時点で報知部２７７を介して予告報知を行うことになる。また、装置制御部２７１は、印字処理中の回転速度において、負荷トルクが警告レベルＬｃに達すると（時刻ｔ４）、この時点で報知部２７７を介して警告報知を行うことになる。

なお、上記した所定のタイミングは、本実施形態では、印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時のタイミング、ウォームアップによるモータ駆動の開始時のタイミング、節電モードからの復帰時のタイミング、の３つのタイミングの中のいずれか１つ以上のタイミング（すなわち、組み合わせも可能）とするのがよい。

所定のタイミングを印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時とした場合には、直前の印字処理によって金属ローラ３９に多くの汚れトナーが新たに付着した場合に、その付着状態をすぐに判定できるという利点がある。

また、所定のタイミングをウォームアップによるモータ駆動の開始時とした場合、この時点では加熱ローラ３５も加圧ローラ３６も温度の低い状態であり、金属ローラ３９に付着したトナーは確実に固化されている。そのため、この状態で高速回転を行うことで、金属ローラに付着した汚れトナーの影響がより明確に駆動源の負荷トルクの変化として現れ易いため、金属ローラ３９の汚れ状態をより精度良く検出できるという利点がある。

また、所定のタイミングを節電モードからの復帰時とした場合、上記したウォームアップによるモータ駆動の開始時と同様、この時点では加熱ローラ３５も加圧ローラ３６も温度の低い状態であり、金属ローラ３９に付着したトナーは確実に固化されている。そのため、この状態で高速回転を行うことで、金属ローラ３９に付着した汚れトナーの影響がより明確に駆動源の負荷トルクの変化として現れ易いため、金属ローラ３９の汚れ状態をより精度良く検出できるという利点がある。

上記３つのタイミングのうち、本実施形態では、所定のタイミングを印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時とした場合のトナー汚れの判定処理について具体的に説明するが、その前に、従来の駆動制御方法について説明する。

＜従来の駆動制御方法の説明＞
図５は、従来の駆動制御方法を説明するためのフローチャート、図６はタイミングチャートである。

印字要求前の画像形成装置は、通常、待機モードとなっており、各部の回転駆動源は全てオフ状態となっている。従って、定着装置２７も、図５に示すように、印字要求前（時刻ｔ１１前）は待機モード２０１となっている。

待機中の画像形成装置に印字要求（時刻ｔ１１）があると（ステップＳ１）、画像形成装置の装置制御部２７１は、待機モード２０１から印字工程処理２０２に移行し、印字処理用の動作を開始する。すなわち、画像形成装置の全ての回転駆動源への入力を行う（ステップＳ２）。このとき、装置制御部２７１は、回転駆動源であるモータ２７４への入力電圧を制御し、画像形成装置が印字処理用に装置内部の各部の初期化を行うために、印字前回転処理２０２ａを行う（ステップＳ３）。この印字前回転処理の時間Ｔ１は、通常、感光体ドラム２１が少なくとも１回転以上回転する時間である。この処理で、装置内の各センサーの初期化、感光体ドラム２１上に残留する表面電位の除電、感光体ドラム２１上の残留トナーの清掃、定着装置２７の各ローラ３５，３６の清掃、及び加熱ローラ３５の表面温度が定着設定温度に到達しているか否かの判定、さらには、画像形成装置の用紙搬送路中に滞留する用紙があるか否かの判定などが行われる。

このような印字前回転処理２０２ａが終了すると（ステップＳ４でＹｅｓと判断されると）、装置制御部２７１は、印字要求された画像情報を、感光体ドラム２１の転写工程にて記録用紙上に顕像化する印字処理を行う（ステップＳ５）。そして、印字が終了し、定着装置２７を通過した記録用紙が排紙トレイ４７に排出されると、装置制御部２７１は、次の印字があるか否かの確認を行い（ステップＳ６）、次の印字がある場合（ステップＳ６でＹｅｓと判断された場合）には、次の印字処理を行う（ステップＳ５）。

一方、印字要求された画像情報の印字が全て終了すると（ステップＳ６でＮｏと判断されると）、装置制御部２７１は、先程の印字前回転処理２０２ａと同様に、印字後回転処理２０２ｂを実行する（ステップＳ７）。ここで、印字後とは、印字要求の最終用紙の後端が定着ニップ部Ｎ１を通過した後のことである。そして、印字後回転処理２０２ｂが終了すると（ステップＳ８でＹｅｓと判断されると）、再び待機モード２０３に移行する（ステップＳ９）。すなわち、全ての回転駆動源が停止し、加熱ローラ３５の表面温度制御のみが動作することになる。以上が、従来の画像形成装置の駆動制御方法の説明である。

＜印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時のトナー汚れ判定処理の説明＞
図７は、印字後回転処理時のトナー汚れ判定処理方法を説明するためのフローチャート、図８はタイミングチャートである。

ここで、図７のステップＳ１〜ステップＳ７までの処理は、図５に示した従来の駆動制御方法を説明するためのフローチャートと同じであるので、ここでは、ステップＳ７以降の処理について説明する。

ステップＳ７において印字後回転処理を開始すると、装置制御部２７１は、加熱ローラ３５の回転速度はそのまま（図８の符号２０２ｂ１の状態）として、負荷トルク検出部２７５によりモータ２７４の負荷トルクを検出する（ステップＳ８）。このときの検出負荷トルクをＬａとする。そして、予め設定されている警告レベルＬｃと検出負荷トルクＬａとを比較する（ステップＳ９）。その結果、検出負荷トルクＬａが警告レベルＬｃに達している場合（すなわち、図４において、時刻ｔ４とｔ５の間の状態）には、ステップＳ９での判断がＹｅｓとなり、金属ローラ３９のトナー汚れが多いと判断し、報知部２７７である例えば表示パネルに、金属ローラ３９の清掃若しくは交換を促すメッセージを表示する（ステップＳ１０）。このときのメッセージは、すでに警告を発するレベルまできているので、緊急の交換を促す警告メッセージとする。この後、通常通り印字後回転処理工程を行い、印字後回転処理を終了すると（ステップＳ１６でＹｅｓと判断されると）、再び待機状態に復帰する。

一方、検出負荷トルクＬａが警告レベルＬｃに達していない場合（すなわち、図４において、時刻ｔ４より手前（図４中左側）の状態）には、ステップＳ９での判断がＮｏとなる。そのため、装置制御部２７１は、この時点で加熱ローラ３５の回転速度を一定速度だけ速い高速回転［＝（プロセス速度）×（１．３〜２．０）］とする（ステップＳ１１）。この状態は、図８の符号２０２ｂ２の状態である。そして、この状態において、負荷トルク検出部２７５によりモータ２７４の負荷トルクを検出する（ステップＳ１２）。このときの検出負荷トルクをＬｂとする。そして、予め設定されている警告レベルＬｃと検出負荷トルクＬｂとを比較する（ステップＳ１３）。その結果、検出負荷トルクＬｂが警告レベルＬｃに達している場合（すなわち、図４において時刻ｔ４とｔ５の間の状態）には、ステップＳ１３での判断がＹｅｓとなり、金属ローラ３９のトナー汚れが多いと判断し、報知部２７７である例えば表示パネルに、金属ローラ３９の清掃若しくは交換を促すメッセージを表示する（ステップＳ１４）。このときのメッセージは、警告までには若干の余裕があるので、金属ローラ３９の汚れがもうすぐ警告レベルに達することを報知する予告メッセージとする。

一方、検出負荷トルクＬｂが警告レベルＬｃに達していない場合（すなわち、図４において、ｔ３より手前（図４中左側）の状態）には、ステップＳ１３での判断がＮｏとなる。すなわち、警告レベルまでにはまだ余裕がある。そのため、装置制御部２７１は、この時点で加熱ローラ３５の回転速度を元の回転速度に戻して（ステップＳ１５）、通常通りの印字後回転処理を行い（図８の符号２０２ｂ３の状態）、印字後回転処理を終了すると（ステップＳ１６でＹｅｓと判断されると）、再び待機状態に復帰する。

このように、本実施形態では、定着駆動部であるモータ２７４の負荷増大を監視することで、クリーニングローラである金属ローラの汚れ具合を的確に検出し、用紙への汚れが発生する前に金属ローラの交換等の予告や警告を適正なタイミングで行うものである。また、このような予告や警告を行うことで、ロックレベルＬｓになる前に適切な対応をとることができるので、画像形成装置の突然の緊急停止を回避することも可能となる。

なお、上記トナー汚れ判定処理方法の説明では、モータの負荷増大によって画像形成装置が緊急停止するロックレベルより若干低いレベルに警告レベルを設定し、高速回転時の負荷トルクがこの警告レベルに達するか否かでトナー汚れ判定処理を行っているが、このような警告レベルを設けず、高速回転時の負荷トルクがロックレベルに達するか否かでトナー汚れ判定処理を行ってもよい。この場合の警告メッセージ（ステップＳ１０）は、画像形成装置が緊急停止した状態で行われることになるが、その前の予告メッセージ（ステップＳ１４）は、画像形成装置が緊急停止する少し前に行うことができるため、ユーザにとっては、そのタイミングであっても十分に対応可能なものである。

＜所定枚数を考慮したトナー汚れ判定処理の説明＞
上記のトナー汚れ判定処理は、所定のタイミング（上記した３つのタイミングのいずれか、またはその組み合わせ）で常に行う構成として説明しているが、例えば、本装置を設置した直後や、メンテナンスを行った直後は、金属ローラ３９に汚れトナーの付着はなく、また、その後の印字処理によって多少の汚れトナーが付着したとしても、それは金属ローラ３９によるトナー付着の許容範囲内である。従って、例えばメンテナンス後に１００枚の印字処理を行った場合に、その印字終了直後の印字後回転処理時に、トナー汚れ判定処理を行っても意味がない。

そこで、本実施形態ではこの点を考慮し、本装置を設置した場合や、メンテナンスを行った場合には、その後、所定枚数の印字を行うまでは、上記所定のタイミングであってもトナー汚れ判定処理を行わず、所定枚数の印字を行った後に、上記所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うように構成することができる。以下、このような所定枚数を考慮したトナー汚れ判定処理について、具体的に実施例を挙げて説明する。

［実施例１］
本実施例１は、例えば本装置のメンテナンスを行った場合に、そのメンテナンス終了後からの積算印字処理枚数が予め設定された所定枚数に達した後の所定のタイミングで行う構成とした実施例である。

例えば、金属ローラ３９の交換サイクルの目安が、積算印字処理枚数で１０万枚に設定されている場合において、例えば所定枚数を５万枚に設定する。そして、印字処理枚数積算部２７６による積算印字処理枚数が所定枚数である５万枚になるまでは、上記のトナー汚れ判定処理は行わず、５万枚を過ぎて金属ローラ３９にある程度の汚れトナーが付着した段階で、その後、上記所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うようにする。これにより、メンテナンス直後等における無駄なトナー汚れ判定処理の実施を回避することが可能となる。

［実施例２］
本実施例２は、予め設定しておく所定枚数を、メンテナンス終了後からの積算印字処理枚数に対応して複数種類用意しておく実施例である。この場合、本実施例２では、複数種類の所定枚数の間隔を、次のメンテナンスの開始が近づくに従って少ない枚数間隔となるように設定している。そして、装置制御部２７１によるトナー汚れ判定処理は、この複数種類の所定枚数をそれぞれ積算するたびに、その後の上記所定のタイミングで行う構成としている。

具体例を挙げると、所定枚数を例えば、５万枚、６万枚、６万５千枚、６万８千枚、７万枚の５種類設定する。装置制御部２７１は、この設定に基づいてトナー汚れ判定処理を次のように実施する。以下、図９に示すフローチャートを参照して説明する。

すなわち、装置制御部２７１は、印字処理枚数積算部２７６の積算結果を常に監視し、積算印字処理枚数が所定枚数になったか否かを判断している（ステップＳ２１）。そして、積算印字処理枚数が最初の所定枚数である５万枚を超えると（ステップＳ２１でＹｅｓと判断されると）、所定枚数が７万枚を超えていないことを確認した後（ステップＳ２２でＮｏと判断された後）、その後の所定のタイミングで１回目のトナー汚れ判定処理を行って（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻り、積算印字処理枚数が次の所定枚数になったか否かを確認する。すなわち、その後、次の所定枚数まではトナー汚れ判定処理は行わない。

そして、積算印字処理枚数が次の所定枚数である６万枚を超えると（ステップＳ２１でＹｅｓと判断されると）、所定枚数が７万枚を超えていないことを確認した後（ステップＳ２２でＮｏと判断された後）、その後の所定のタイミングで２回目のトナー汚れ判定処理を行って（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻り、積算印字処理枚数が次の所定枚数になったか否かを確認する。すなわち、その後、次の所定枚数まではトナー汚れ判定処理は行わない。

そして、積算印字処理枚数が次の所定枚数である６万５千枚を超えると（ステップＳ２１でＹｅｓと判断されると）、所定枚数が７万枚を超えていないことを確認した後（ステップＳ２２でＮｏと判断された後）、その後の所定のタイミングで３回目のトナー汚れ判定処理を行って（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻り、積算印字処理枚数が次の所定枚数になったか否かを確認する。すなわち、その後、次の所定枚数まではトナー汚れ判定処理は行わない。

そして、積算印字処理枚数が次の所定枚数である６万８千枚を超えると（ステップＳ２１でＹｅｓと判断されると）、所定枚数が７万枚を超えていないことを確認した後（ステップＳ２２でＮｏと判断された後）、その後の所定のタイミングで４回目のトナー汚れ判定処理を行って（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻り、積算印字処理枚数が次の所定枚数になったか否かを確認する。すなわち、その後、次の所定枚数まではトナー汚れ判定処理は行わない。

そして、積算印字処理枚数が次の所定枚数である７万枚を超えると（ステップＳ２１でＹｅｓと判断されると）、この場合には次のステップＳ２２でもＹｅｓと判断されるため、ステップＳ２４へと処理を進め、その後の所定のタイミングで４回目のトナー汚れ判定処理を行う。

この後、装置制御部２７１は、次のメンテナンスが実施されるまでの間（ステップＳ２５でＹｅｓと判断されるまで）、所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を繰り返し実施する（ステップＳ２４）。そして、次のメンテナンスが実施されると（ステップＳ２６でＹｅｓと判断されると）、装置制御部２７１は、印字処理枚数積算部２７６の積算値をリセットして（ステップＳ２６）、再びステップＳ２１に戻ることになる。

［実施例３］
上記実施例２では、予め設定する複数種類の所定枚数を、印字処理枚数の積算値として設定しているが、本実施例３では、この積算値に、印字処理枚数の間隔値を加えることによってさらに詳細にトナー汚れ判定処理を行う実施例である。

具体例を挙げると、積算値としての所定枚数を例えば、５万枚、６万枚、７万枚、８万枚の４種類設定し、印字処理枚数の間隔値として、それぞれの積算値に対応させて例えば、１０００枚、５００枚、３００枚、２００枚の４種類設定する。装置制御部２７１は、これらの設定値に基づいてトナー汚れ判定処理を次のように実施する。以下、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

すなわち、装置制御部２７１は、印字処理枚数積算部２７６の積算結果を常に監視し、積算印字処理枚数が上記設定された最初の所定枚数である５万枚になったか否かを判断する（ステップＳ３１）。そして、積算印字処理枚数が５万枚になった場合（ステップＳ３１でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行う（ステップＳ３２）。その後、積算印字処理枚数が次の所定枚数である６万枚になったか否か（ステップＳ３３）、及びその後の印字処理枚数が設定された間隔である１０００枚になったか否か（ステップＳ３４）を監視し、その後の印字処理枚数が１０００枚（すなわち、積算印字処理枚数が５１０００枚）になった場合（ステップＳ３４でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行った後（ステップＳ３５）、ステップＳ３３に戻る。すなわち、積算印字処理枚数が５万枚から６万枚に達するまでは、印字処理枚数１０００枚ごとに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うことになる。

この後、積算印字処理枚数が６万枚になった場合（ステップＳ３３でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行う（ステップＳ３６）。その後、積算印字処理枚数が次の所定枚数である７万枚になったか否か（ステップＳ３７）、及びその後の印字処理枚数が５００枚になったか否か（ステップＳ３８）を監視し、その後の印字処理枚数が５００枚（すなわち、積算印字処理枚数が６０５００枚）になった場合（ステップＳ３８でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行った後（ステップＳ３９）、ステップＳ３７に戻る。すなわち、積算印字処理枚数が６万枚から７万枚に達するまでは、印字処理枚数５００枚ごとに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うことになる。

この後、積算印字処理枚数が７万枚になった場合（ステップＳ３７でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行う（ステップＳ４０）。その後、積算印字処理枚数が次の所定枚数である８万枚になったか否か（ステップＳ４１）、及びその後の印字処理枚数が３００枚になったか否か（ステップＳ４２）を監視し、その後の印字処理枚数が３００枚（すなわち、積算印字処理枚数が７０３００枚）になった場合（ステップＳ４２でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行った後（ステップＳ４３）、ステップＳ４１に戻る。すなわち、積算印字処理枚数が７万枚から８万枚に達するまでは、印字処理枚数３００枚ごとに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うことになる。

この後、積算印字処理枚数が８万枚になった場合（ステップＳ４１でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行う（ステップＳ４４）。その後、次のメンテナンスが実施されたか否か（ステップＳ４５）、及びその後の印字処理枚数が２００枚になったか否か（ステップＳ４６）を監視し、その後の印字処理枚数が２００枚（すなわち、積算印字処理枚数が８０２００枚）になった場合（ステップＳ４６でＹｅｓと判断された場合）には、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行った後（ステップＳ４７）、ステップＳ４５に戻る。すなわち、積算印字処理枚数が８万枚を超えた場合には、次のメンテナンスが実施されるまでの間（ステップＳ４５でＹｅｓと判断されるまでの間）、印字処理枚数２００枚ごとに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うことになる。そして、次のメンテナンスが実施されると（ステップＳ４６でＹｅｓと判断されると）、装置制御部２７１は、印字処理枚数積算部２７６の積算値をリセットして（ステップＳ４８）、再びステップＳ３１に戻ることになる。

なお、本実施例３では、最初からの積算印字処理枚数のカウントと、印字処理枚数の間隔値のカウントとを同時に並行して行う必要がある。この場合、印字処理枚数の間隔値をカウントする機能を印字処理枚数積算部２７６に持たせてもよいし、印字処理枚数の間隔値のみをカウントする間隔値カウント部を新たに追加してもよい。間隔値カウント部では、予め設定されている間隔値（１０００枚、５００枚、３００枚、２０枚）をカウントすると、カウント信号を装置制御部２７１に出力した後、自動的にカウント値をリセットして、再び間隔値のカウントを開始するようになっている。

［実施例４］
上記実施例２，３では、トナー汚れ判定処理を実施する間隔を、メンテナンスを行った直後は長く、次のメンテナンスの実施時期が近づくに従って短くなるように設定しているが、トナー汚れ判定処理を実施する間隔は、メンテナンスを行った直後から次のメンテナンスを実施するまでの間に渡って一定間隔となるように設定してもよい。すなわち、印字処理枚数の間隔を例えば２００枚に設定し、メンテナンス終了後の積算印字処理枚数が例えば５万枚を超えた後は、この２００枚の印字処理を行うたびに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行う構成としてもよい。また、もっとシンプルに、メンテナンス終了後の最初から、印字処理枚数が２００枚を超えるたびに、その後の所定のタイミングでトナー汚れ判定処理を行うように構成してもよい。

本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置を示す概略図である。 定着装置を側方から見て概略的に示す断面図である。 定着装置における回転駆動制御系の構成を示すブロック図である。 金属ローラの汚れと定着駆動源であるモータのロック現象との関係を示す説明図である。 従来の駆動制御方法を説明するためのフローチャートである。 従来の駆動制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 印字後回転処理時のトナー汚れ判定処理方法を説明するためのフローチャートである。 印字後回転処理時のトナー汚れ判定処理方法１を説明するためのタイミングチャートである。 所定枚数を考慮したトナー汚れ判定処理方法の実施例２を説明するためのフローチャートである。 所定枚数を考慮したトナー汚れ判定処理方法の実施例３を説明するためのフローチャートである。 金属ローラの汚れと定着駆動源のロック現象との関係を示す説明図である。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２２ 帯電器
２３ 光書込みユニット
２４ 現像器
２５ 転写ユニット
２６ クリーニングユニット
２７ 定着ユニット
３５ 加熱ローラ
３６ 加圧ローラ
３７ａ，３７ｂ，３８ ハロゲンヒータ
３９ 金属ローラ
４１ 搬送ローラ
４２ レジストローラ
５６ サーミスタ
６１ ピックアップローラ
７１，７２ 用紙剥離爪
１００ 画像形成装置
１０１ 原稿用紙搬送部
１０２ 画像読取り部
１０３ 印字部
１０４ 記録用紙搬送部
１０５ 給紙部
２７１ 装置制御部
２７２ ランプドライバ
２７３ モータドライバ
２７４ モータ
２７５ 負荷トルク検出部
２７６ 印字処理枚数積算部
２７７ 報知部

Claims (11)

1. 対をなすローラで用紙を挟持することによって用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着ローラを備え、前記定着ローラの一方のローラの外周面に接触する形で従動回転する金属ローラによって前記定着ローラの一方のローラの外周面をクリーニングするクリーニング部材を有する定着装置であって、
   印字処理終了直後に回転する印字後回転処理時、ウォームアップによるモータ駆動の開始時、および節電モードからの復帰時のうち少なくとも１つのタイミングにおいて、前記定着ローラの他方のローラの回転速度を、印字処理中の回転速度の１．３〜２．０倍の範囲内で高速回転させる駆動制御手段と、
   前記定着ローラの他方のローラの駆動源の負荷トルクを検出する負荷トルク検出手段と、
   前記駆動制御手段による高速回転中において前記負荷トルク検出手段により検出された負荷トルクと予め設定された警告検出値とを比較し、この比較結果に基づき、前記クリーニング部材の汚れ具合を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 前記警告検出値は、前記負荷トルク検出手段により印字処理中に検出される前記駆動源の負荷トルクに基づいて設定されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記判定手段は、前記定着ローラの他方のローラの高速回転中に前記負荷トルク検出手段により検出された前記駆動源の負荷トルクが前記警告検出値を超えている場合には、クリーニング部材の交換、清掃タイミングが近いことを予告する予告報知を行うことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記判定手段は、印字処理中に前記負荷トルク検出手段により検出された前記駆動源の負荷トルクが前記警告検出値を超えている場合には、クリーニング部材の交換、清掃タイミングであることを警告する警告告知を行うことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着ローラの一方のローラは、加圧ローラであり、
   前記定着ローラの他方のローラは、加熱ローラであり、
   前記記金属ローラは、前記定着ローラの他方のローラとしての前記加圧ローラに接触していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記駆動源が前記定着ローラの他方のローラとしての前記加熱ローラの駆動源であることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記駆動制御手段による高速回転制御は、本装置のメンテナンスを行った場合には、そのメンテナンス終了後からの積算印字処理枚数が予め設定された所定枚数に達した後の所定のタイミングで行われることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 予め設定される前記所定枚数が、前記メンテナンス終了後からの積算印字処理枚数に対応して複数種類用意されているとともに、前記駆動制御手段による高速回転制御は、前記複数種類の所定枚数をそれぞれ積算するたびに、その後の所定のタイミングで行われることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記複数種類の所定枚数の間隔は、次のメンテナンスの開始が近づくに従って少ない枚数間隔となるように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記複数種類の所定枚数の間隔は、一定枚数の間隔に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。

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