JP4781860B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタやファクシミリ、複写機等の加熱定着器を有する画像形成装置に関する。

プリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成装置では、定着ローラ、及び加圧ローラを備える熱ローラ方式の定着器が普及している。この熱ローラ方式の定着器では、長尺のローラを用いているため、ローラ上に、記録媒体が通過する通紙領域と、記録媒体に直接接触しない非通紙領域とが発生する。通紙領域では、その部分を通過する記録媒体による熱吸収効果によって、過度の温度上昇は起こり難い。一方、非通紙領域では、記録媒体による熱吸収効果は小さいので温度上昇が過度になりやすい。その結果、この両者における温度上昇の差異によって、ローラを損傷することにもなりかねない。そこで、非通紙領域における過度の温度上昇対策として、通紙領域での温度調整に用いられる検温部材とは別個に、非通紙領域にも検温部材を設け、非通紙領域での過度の温度上昇を検出すると、定着ローラへの通電を停止し、十分に温度が低下した後、動作を再開させることとしていた。
特開平５−８０６０５号公報

しかしながら、上記従来の温度制御を実行すると、非通紙領域に過度の温度上昇が発生したときに、定着ローラへの通電を停止し、十分なる温度低下を待つこととしているため、長時間に亘って印刷動作を停止しなければならないという解決すべき課題が残されていた。

本発明は、画像形成装置であって、熱源と、上記熱源により加熱され、所定の設定温度で媒体に現像剤を定着する定着部材と、上記定着部材に対向して配設され、上記定着部材に圧接される加圧部材と、上記定着部材の長手方向の非通紙領域に配設され、上記定着部材の温度を検出する温度検出素子と、上記温度検出素子により検出された検出温度値と予め設定された基準温度値とを比較する温度比較部と、上記温度比較部において上記検出温度値が上記基準温度値以上になったと判断されると、一定期間、上記熱源から上記定着部材へ供給される熱量を減らす印刷制御部とを備え、上記印刷制御部は、上記一定期間が終了し、上記温度比較部において上記検出温度値が再び上記基準温度値以上であると判断されると、上記基準温度値に対応して予め設定される所定枚数の印刷媒体を定着させることを主要な特徴とする。

本発明では、定着部材の非通紙領域の温度が、予め定めてある基準温度を超えると、予め定めてある一定期間定着部材への熱源の供給を停止することによって温度の低下を図ることが出来るという効果を得る。また、この一定時間の間にクリーニングシーケンスを挿入することによってより一層効果を高めることが可能になる。更に、定着部材が基準温度に達した時点でクリーニングシーケンスを実行し、間欠印刷に切替えることにより、定着部材の非通紙領域の温度が、上限温度に達しにくくなり定着部材及び加圧部材の劣化、損傷の発生を押さえることが可能になるという効果を得る。

図１は、本発明による画像形成装置の構成の説明図である。
図に於いて、給紙トレー２にセットされた記録媒体３は、ホッピングローラ１の回転によって給紙ローラ４まで搬送される。この記録媒体３は、ベルト６により、画像形成部としてのドラムユニット８、９、１０、１１を経て定着器７まで搬送される。このとき、記録媒体３が、書込みセンサ２４によって検知されると、ＬＥＤヘッド３０、３１、３２、３３による、ドラムユニット８、９、１０、１１へのトナー像の形成が開始される。形成されたトナー像は、転写ローラ２５、２６、２７、２８によって、記録媒体３の表面に転写される。

トナー像が転写された記録媒体３は、ベルト６によって定着器７へ搬送される。定着器７は、その記録媒体３を加熱・加圧し、トナー像を記録媒体３の表面に定着させる。トナー像が表面に定着された記録媒体３は、スタッカ１７まで搬送される。給紙センサ５と、排出センサ１９は、記録媒体３の通過を監視し、所定のタイミングで記録媒体３の通過を検知出来ないときは、異常が発生（例えば媒体ジャム）したものとして機構制御部２１へ通知する。機構制御部２１は該通知を受入れると、直ちに印刷動作を停止させ、オペレーションパネル２０に、検出内容を表示して操作者に解除を要求する。

操作者が紙詰まりを解除するために、装置カバー１８を開いて、内部に詰まった記録媒体３を除去し、記録媒体３の除去後に装置カバー１８を閉じる。装置カバー光センサ１９は、装置カバー１８が開いているか、あるいは閉じているかを検出し、機構制御部２１へ通知する。また、ドラムユニット８、９、１０、１１に装着されているトナーカートリッジ１２、１３、１４、１５のトナーが無くなったために交換する場合や、ドラムユニット８、９、１０、１１や、定着器７を寿命切れによって交換する場合も同様に装置カバー１８を開閉する。操作者が記録媒体３を補充する場合には、給紙トレー２を引き出して、媒体を補充した後、再度給紙トレー２を挿入する。給紙トレー挿抜光センサ２２は、給紙トレー２が、引き抜かれているか、挿入されているかを検知して機構制御部２１へ通知する。

次に、本発明が直接適用される定着器７の温度制御系統について詳細に説明する。
図２は、実施例１の定着温度制御系統のブロック図である。
図に示すように、実施例１の定着温度制御系統は、電源２３と、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、メモリ４３と、温度比較部４４と、印刷制御部４５と、クリーニングシーケンス実行部４６と、インタフェース部４７と、モータ駆動部６１と、温度検出部６２と、通電切替部６４と、ＳＷ（１）６５と、ＳＷ（２）６６と，定着部モータ６７と、ヒータ（１）７１と、ヒータ（２）７３と、サーミスタ（１）７４と、サーミスタ（２）７５とを備える。

電源２３は、通電切替部６４を介してヒータ（１）、及びヒータ（２）へ熱源となる電力を供給する部分である。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に予め格納されている制御プログラムを実行することによって定着温度制御系統の制御を行なうマイクロプロセッサである。本実施例では特に、ＲＯＭ４２に予め格納されている所定の制御プログラムを実行することによって、温度比較部４４、印刷制御部４５、及びクリーニングシーケンス実行部４６を、図示した機能ブロックとして起動・生成する部分である。ＲＯＭ４２は、ＣＰＵ４１が実行することによって定着温度制御系統の制御を行なうための制御プログラムを予め格納するリードオンリーメモリである。

メモリ４３は、ＣＰＵ４１が、ＲＯＭ４２に予め格納されている制御プログラムを実行するために必要な制御データ、例えば温度テーブルや、所定の印刷・定着枚数などを予め格納する不揮発性メモリである。温度比較部４４は、温度検出部６２が、サーミスタ（１）７４又はサーミスタ（２）７５を介して取得する検出温度と、メモリ４３に予め格納されている設定温度や基準温度とを比較してその高低を判断する部分である。

印刷制御部４５は、温度比較部４４による比較結果に基づいて上記検出温度が上記基準温度を超えると、予め定めてある一定の時間、通電切替部６４を介して、ヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電を停止させる部分である。更に、ヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電が開始されると、モータ駆動部６１を介して定着部モータ６７を制御し、メモリ４３に予め格納されている所定枚数印刷・定着処理を実行させる部分でもある。

クリーニングシーケンス実行部４６は、印刷制御部４５が一定の時間、通電切替部６４を介して、ヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電を停止させている間に機構制御部２１（図１）を介して、定着器７で使用されるサーミスタ（１）７４及びサーミスタ（２）７５に付着しているトナーや紙粉などの異物を除去し、温度検出が適切に行える状態を保つためのクリーニング処理を実行させる部分である。インタフェース部４７は、ＣＰＵ４１と、モータ駆動部６１、温度検出部６２、通電切替部６４、機構制御部２１とを接続するインタフェース回路である。モータ駆動部６１は、印刷制御部４５の制御に基づいて定着部モータ６７を駆動する駆動回路である。

温度検出部６２は、サーミスタ（１）７４、及びサーミスタ（２）７５を介して、定着器７（図１）内部の温度を検出し、温度比較部４４へ送出する部分である。通電切替部６４は、その内部にＳＷ（スイッチ）（１）６５、及びＳＷ（スイッチ）（２）６６を有し、印刷制御部４５の制御に基づいてヒータ（１）７１、及びヒータ（２）７３をオン・オフ切替する部分である。定着部モータ６７は、モータ駆動部６１を介する印刷制御部４５の制御に基づいて定着器を駆動するモータである。ヒータ（１）７１、及びヒータ（２）７３は、定着器７（図１）が内部に有する加圧ローラ及び定着ローラを加熱するヒータであり通常ハロゲンランプが用いられる。サーミスタ（１）７４、及びサーミスタ（２）７５は、定着器７（図１）が内部に有する定着ローラの温度を測定するセンサである。

次に、定着器７（図１）の内部構成の概要について説明する。
図３は、実施例１の画像形成装置に備える定着器の主要構成部分の説明図である。
図に示すように実施例１の画像形成装置は、記録媒体３を、相互に圧接して回転する加圧ローラ７０及び定着ローラ７２で挟持し、記録媒体３上のトナー像を定着させる熱加圧方式の定着器を備える。両ローラには、記録媒体３が通過する部分である、通紙領域７６と、記録媒体３が接触しない部分である非通紙領域７７とが形成される。又、加圧ローラ７０にはヒータ（１）７１が、定着ローラ７２にはヒータ（２）７３が、それぞれ、ローラ内部に配設される。更に、定着ローラ７２の通紙領域７６には、サーミスタ（１）７４が、定着ローラ７２の非通紙領域７７には、サーミスタ（２）７５が、それぞれ配設されている。

次に、本発明による画像形成装置の動作について説明する。画像形成装置は、図示されていないケーブルあるいは無線により、ＰＣ等のホスト機と接続されている。ホスト機より印刷の指示を受けると用紙トレー２よりホッピングローラ１を回転させて記録媒体３を１枚、給紙ローラ４まで送り出す。途中の給紙センサ５は、ホッピングローラ１が給紙を正常に行えたかどうかを検出する。画像形成部であるドラムユニット、８、９、１０、１１及びベルト６は、給紙開始とほぼ同時にローラ類の回転を開始しており、このとき図示しないドラムユニット内に組込まれているチャージローラには約−１０００Ｖの電圧が掛けられ、ドラムユニット内でチャージローラと接している感光体ドラムの表面を帯電させている。トナーカートリッジ１２、１３、１４、１５から印刷に用いるトナーが、ドラムユニットに供給され、供給されたトナーは、ドラムユニット内部にて摩擦帯電される。また、感光体ドラムの回転開始に伴ってベルト６が回転し、同一速度にて移動を開始する。記録媒体３が給紙ローラ４で、更に搬送されていき、書込みセンサ２４をＯＮにする。

ここでの先端の検出から所定時間後にＬＥＤヘッド３０、３１、３２、３３が露光を開始して静電潜像をドラムユニット８、９、１０、１１に組込まれている感光体上に形成する。この形成された静電潜像に従って、トナー像が感光体上に形成される。このトナー像をベルト６との間に媒体が到達した時点で転写ローラ２５、２６、２７、２８に＋２０００Ｖの電圧を掛けてトナーを媒体側に引寄せてトナー像の媒体への転写を行う。媒体の移動する上流側から下流側へ順次、同様の露光及び転写を行っていく。媒体への転写が終わると媒体は定着ローラ７２と加圧ローラ７０との間で加熱、加圧されて媒体にトナーが定着する。定着している間を含めて動作時は、温度検出部６２が定着ローラ７２の温度が過度に上昇あるいは下降しないように監視を続けている。定着後、媒体の先端は、定着器以降でのジャム監視兼定着後の媒体長さ検出用のセンサ１６をＯＮした後、スタッカ１７へ排出されていく。このとき定着ローラ７２の最大用紙幅の外側である非通紙領域７７では、定着ローラは熱が吸収されないため、印刷を続けると、次第に定着ローラ７２の温度が上がってしまい、熱で破損することも考えられる。これを防止するためには、定着ローラ７２に供給される熱量を減らす必要があるが、従来のように定着ローラ７２が十分冷えるまで、印刷動作を停止すると、スルートップが極端に低下してしまう。本実施例では、これに鑑み、定着ローラ７２の非通紙領域７７の温度が上昇しても、装置が冷却処理のために長時間停止することがないように印刷途中に、一定時間、定着ローラ７２に供給する熱量を減らす処理、クリーニングシーケンスの制御を挿入して間欠印刷を行なうものである。

次に、タイムチャートを用いて本実施例による温度制御について説明する。従来の温度制御と本発明による温度制御との相違点を明確にするために、最初に比較例として従来の温度制御について説明し、続いて実施例１の温度制御について説明する。
図４は、比較例による温度制御のタイムチャートである。
図の上から順番に、通紙状態を示す排出センサ信号、定着ローラ温度、ヒータ通電状態、定着部モータ駆動状態を、それぞれ表し最下段に各項目に共通の時刻ｔを表している。

この図は、５０ページ（５０枚）からなる印刷ジョブの印刷処理を行う場合を一例として示している。時刻ｔ０でヒータ通電がＯＮされ、時刻ｔ１で定着ローラ温度が設定温度Ｔｓ（例えば１８０℃）に達すると印刷開始される。少し遅れて時刻ｔ２で記録媒体の排出が開始される。例えば４４ページの印刷中に定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が上限温度Ｔｌｉｍｉｔ（例えば２４０℃）を超えたことがサーミスタ（２）７５（図３）によって検出されたとする（この間通紙領域７６（図３）の温度は、Ｔｓに維持されている）。この場合には、４５ページ以降の印刷処理、及び記録媒体の供給が停止され、４４ページが排出された後（時刻ｔ３）に記録媒体の搬送が停止され、定着部モータ駆動、及びヒータ通電がＯＦＦされ、定着ローラ７２（図３）が十分低い温度Ｔ０（例えば５０℃）になる、時刻ｔ４までＯＦＦ状態が継続される。

この場合には、ＴｌｉｍｉｔとＴ０との差は約１９０℃あり、この温度差分、定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が低下する時刻ｔ４までには、長時間を要する。具体的には定着ローラ７２（図３）の温度低下率を２０℃／分、とすると、約１０分の時間を必要とする。更に、温度Ｔ０に達した後に、再度ヒータ通電をＯＮにして定着ローラ７２（図３）が設定温度Ｔｓになる時刻ｔ５まで印刷停止状態を継続しなければならない。Ｔ０とＴｓとの差は、例えば１３０℃あり、かなりの長時間を要する。このように、比較例では、印刷動作が停止してから再開するまでの待ち時間が長くなってしまう。その結果、操作者にトラブル発生を危惧させ、不安感を与えてしまうことになる。

図５は、実施例１による温度制御のタイムチャートである。
図の上から順番に、通紙状態を示す排出センサ信号、定着ローラ温度、ヒータ通電状態、定着部モータ駆動状態を、それぞれ表し最下段に各項目に共通の時刻ｔを表している。

この図は、本実施例による温度制御に基づいて、５０ページ（５０枚）からなる印刷ジョブの印刷処理を行う場合を一例として示している。時刻ｔ０でヒータ通電がＯＮされ、時刻ｔ１で定着ローラ温度が設定温度Ｔｓ（例えば１８０℃）に達すると印刷開始される。少し遅れて時刻ｔ２で記録媒体の排出が開始される。例えば３２ページ目の印刷中に定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が基準温度Ｔ１（例えば２３０℃）を超えたことがサーミスタ（２）７５（図３）によって検出されたとする（この間通紙領域７６（図３）の温度は、Ｔｓに維持されている）。この場合には、３３ページ目以降の印刷処理、及び記録媒体の供給が停止され、画像形成途中の３２ページ目の印刷処理及び排出が行われた後、クリーニングシーケンス実行部４６（図２）が、起動し、一定期間クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ３〜ｔ６）。

ここで、クリーニングシーケンスとは、定着ローラ７２の駆動も含めて記録媒体の搬送動作を一旦停止（時刻ｔ３〜ｔ４：約１秒）させた後、定着ローラ７２を再駆動させることにより、定着ローラ７２の温度を検出するためのサーミスタ（１）７４及びサーミスタ（２）７５に付着しているトナーや紙紛等の異物を除去し、温度検出が適切に行える状態を保つために行うクリーニング処理である。このクリーニングシーケンスにおいては、ヒータへの通電は所定期間（時刻ｔ３〜ｔ５）停止される。この期間（時刻ｔ３〜ｔ５）においては、定着ローラ７２及び加圧ローラ７０が加熱されない状態で回転運動するため、対流放熱によって定着ローラ７２の温度を効果的に低下させることが出来る。クリーニングシーケンスの後半（時刻ｔ５）では、３３ページ目以降の印刷処理に備えて、ヒータへの通電がＯＮされる。図においては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ６（ここでは、クリーニングシーケンスの終了と同時に、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達していると仮定する）においても、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１よりも高くなっている。そこで時刻ｔ６に於いて、印刷制御部４５は、基準温度Ｔ１に対応して予め、メモリ４３に格納されている印刷枚数の設定値Ｎ１を読み出し、Ｎ１ページ（ここでは一例として６ページ）の印刷処理を行う。Ｎ１ページの印刷処理及び排出が終了した時点（時刻ｔ７）において、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１よりも高い状態にあるため、再び、クリーニングシーケンス実行部４６（図２）が起動され、一定期間クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ７〜ｔ１０）。

図に於いては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ１０においても、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１よりも高くなっている。そこで、時刻ｔ１０において、印刷制御部４５は、再びＮ１ページの印刷処理を行なう。このような動作を繰返して５０ページ分の印刷を行う。上述したクリーニングシーケンスの処理時間は５秒程度であり、この時間は、比較例における印刷停止時間に比べると非常に短い時間である。そのため、図において３回のクリーニングシーケンスが実施されているが、所望の５０ページを印刷し終わるトータルの時間は比較例よりも短くなる。尚、図では、クリーニングシーケンスを実施した後に、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１を下回る場合を示していないが、基準温度Ｔ１の設定や印刷枚数Ｎ１の設定によっては、クリーニングシーケンスを実施することで定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１を下回ることもある。非通紙領域７７の検出温度が基準温度Ｔ１を下回った場合には、通常の連続印刷に切替えるようになっている。

上記、温度制御に基づいて、実施例１の画像形成装置における定着処理は以下のように実行される。
図６は、実施例１に於ける定着処理のフローチャートである。
ステップＳ１−１
図示しない上位装置から印刷指示が与えられると、印刷制御部４５（図２）は、定着ローラ７２（図３）、及び加圧ローラ７０（図３）を加熱するために通電切替部６４（図２）を介してＳＷ（スイッチ）（１）６５（図２）、及びＳＷ（スイッチ）（２）６６（図２）をオンする。

ステップＳ１−２
同時に印刷制御部４５（図２）は、定着ローラ７２（図３）の温度を均一化するために、モータ駆動部６１（図２）を介して、定着部モータ６７（図２）の回転駆動を開始させる。

ステップＳ１−３
温度検出部６２（図２）は、定着ローラ７２（図３）の温度制御を行うために、サーミスタ（１）７４（図２）及びサーミスタ（２）７５（図２）の監視を開始する。

ステップＳ１−４
温度比較部４４（図２）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達したかどうかを判断する。検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達するまでは、ステップＳ１−４を繰り返し、検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達するとステップＳ１−５へ進む。

ステップＳ１−５
印刷制御部４５（図２）は、連続印刷を開始させる。

ステップＳ１−６
印刷制御部４５（図２）は、上位装置から指定された印刷枚数（ページ数）が終了したか否かを、機構制御部２１（図１）を介して判断し、終了している場合には、ステップＳ１−１１へ進み、終了していない場合にはステップＳ１−７へ進む。

ステップＳ１−７
温度比較部４４（図２）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１を超えたかどうかを判断する。検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１を超えるまでは、ステップＳ１−５からステップＳ１−７を繰り返し、基準温度Ｔ１（図５）を超えるとステップＳ１−８へ進む。

ステップＳ１−８
検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１（図５）を超えると、画像形成途中の記録媒体の印刷処理及び、排出を行った後、クリーニングシーケンス実行部４６（図２）が起動し、一定期間クリーニングシーケンスを行う。

ステップＳ１−９
クリーニングシーケンスが終了すると、温度比較部４４（図２）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１を超えたかどうかを再び判断する。検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１を超えていれはステップＳ１−１０へ進み、検出温度Ｔｘが基準温度Ｔ１を超えていなければステップＳ１−５へ進む。

ステップＳ１−１０
印刷制御部４５（図２）は、予めＮ１ページに設定されている間欠印刷を実行させたあとステップＳ１−６へ戻る。尚、残り印刷枚数（ページ数）がＮ１ページに満たない場合には、その残り印刷枚数（ページ数）だけ印刷してステップＳ１−６へ戻る。

ステップＳ１−１１
上位装置から指示された印刷枚数（ページ数）が終了しているので温度検出部６２（図２）は、サーミスタ（１）７４（図２）、及びサーミスタ（２）７５（図２）、の監視を終了する。

ステップＳ１−１２
印刷制御部４５（図２）は、通電切替部６４（図２）を介してヒータ（１）７１（図２）、ヒータ（２）７３（図２）への通電を停止する。

ステップＳ１−１３
印刷制御部４５（図２）は、モータ駆動部６１（図２）を介して、定着部モータ６７（図２）を回転停止させてフローを終了する。

以上説明したように、本実施例では、定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が、予め設定してある基準温度Ｔ１を超えると、一定期間定着ローラ７２（図３）に供給される熱量を減らす、即ち、定着ローラ７２（図３）への通電を停止することによって温度の低下を図ることが出来るという効果を得る。更に、この一定期間の間にクリーニングシーケンスを挿入することによってより一層効果を高めることが可能になる。即ち、クリーニングシーケンスでは、ヒータ通電がＯＦＦされる。また、定着部モータは（約１秒間）一時停止されるが、すぐに駆動再開される。そのため、加圧ローラ７０（図３）、及び、定着ローラ７２（図３）の回転動作により対流放熱が増加し、定着ローラの温度低下が早くになる。更に、クリーニングシーケンスの処理時間は、５秒程度であり、この時間は、比較例における印刷停止時間と比べると、非常に短い時間であるため、トータルの印刷処理時間は、比較例よりも短くなる。又、定着ローラ温度が基準温度Ｔ１に達した時点でクリーニングシーケンスを実行し、間欠印刷に切替えることにより、定着ローラ温度が、上限温度Ｔｌｉｍｉｔに達しにくくなり定着ローラの劣化、損傷の発生を押さえることが可能になる。

実施例１では、基準温度Ｔ１を１段階で設定しているため、基準温度Ｔ１の設定や、印刷枚数Ｎ１の設定によっては、クリーニングシーケンスを実施して間欠印刷を行った場合であっても，定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が徐々に増加して上限温度Ｔｌｉｍｉｔに達する虞がある。本実施例では、かかる場合に対応するために、基準温度を複数段階で設定し、さらに、それぞれの基準温度に対応して、複数の印刷枚数を設定して切り替えるものである。

図７は、実施例２の定着温度制御系統のブロック図である。
図に示すように、実施例２の定着温度制御系統は、電源２３と、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、メモリ４３と、温度比較部８１と、印刷制御部８２と、クリーニングシーケンス実行部４６と、インタフェース部４７と、モータ駆動部６１と、温度検出部６２と、通電切替部６４と、ＳＷ（１）６５と、ＳＷ（２）６６と，定着部モータ６７と、ヒータ（１）７１と、ヒータ（２）７３と、サーミスタ（１）７４と、サーミスタ（２）７５とを備える。以下に実施例１との相違部分のみについて詳細に説明する。実施例１と同様の部分については、実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。

温度比較部８１は、温度検出部６２が、サーミスタ（１）７４又はサーミスタ（２）７５を介して取得する検出温度と、メモリ４３に予め格納されている第１の基準温度、及び第２の基準温度とを比較してその高低を判断する部分である。

印刷制御部８２は、温度比較部８１による比較結果に基づいて上記検出温度が上記第１の基準温度又は第２の基準温度を超えると、一定期間通電切替部６４を介してヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電を停止させる部分である。更に、一定期間ヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電を停止した後にヒータ（１）７１、ヒータ（２）７３への通電を開始し、メモリ４３に予め格納されている所定の枚数の印刷・定着処理を実行させる部分である。

次に、タイムチャートを用いて本実施例による温度制御について説明する。

図８は、実施例２による温度制御のタイムチャートである。
図の上から順番に、通紙状態を示す排出センサ信号、定着ローラ温度、ヒータ通電状態、定着部モータ駆動状態を、それぞれ表し最下段に各項目に共通の時刻ｔを表している。

この図は、本実施例による温度制御に基づいて、５０ページ（５０枚）からなる印刷ジョブの印刷処理を行う場合を一例として示している。時刻ｔ０でヒータ通電がＯＮされ、時刻ｔ１で定着ローラ温度が設定温度Ｔｓ（例えば１８０℃）に達すると印刷開始される。少し遅れて時刻ｔ２で記録媒体の排出が開始される。例えば３２ページ目の印刷中に定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が第１の基準温度Ｔ１（例えば２３０℃）を超えたことがサーミスタ（２）７５（図３）によって検出されたとする（この間通紙領域７６（図３）の温度は、Ｔｓに維持されている）。この場合には、３３ページ目以降の印刷処理、及び記録媒体の供給が停止され、画像形成中の３２ページ目の印刷処理及び排出が行われた後、クリーニングシーケンス実行部４６（図７）が起動し、一定期間、クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ３〜ｔ６）。このクリーニングシーケンスにおいては、ヒータへの通電は所定時間（時刻ｔ３〜ｔ５）停止される。この期間（時刻ｔ３〜ｔ５）においては、定着ローラ７２及び加圧ローラ７０が加熱されない状態で回転運動するため、対流放熱によって定着ローラ７２の温度を低下させることが出来る。

クリーニングシーケンスの後半（時刻ｔ５）では、３３ページ目以降の印刷処理に備えてヒータへの通電がＯＮされる。図においては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ６（ここでは、クリーニングシーケンスの終了と同時に、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達していると仮定する）においても、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が第１の基準温度Ｔ１よりも高くなっている。そこで、時刻ｔ６において、印刷制御部４５は、第１の基準温度Ｔ１に対応して予めメモリ４３に格納されている印刷枚数の設定値Ｎ１を読み出し、Ｎ１ページ（ここでは、一例として６ページ）の印刷処理を行う。Ｎ１ページの印刷処理及び排出が終了した時点（時刻ｔ７）において、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が第１の基準温度Ｔ１よりも高い状態にあるため、再びクリーニングシーケンス実行部４６（図７）が起動され、一定期間クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ７〜ｔ１０）。図においては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ１０においても、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が、第１の基準温度Ｔ１よりも高くなっている。

そこで、時刻ｔ１０において、印刷制御部４５は、再びＮ１ページの印刷処理を行なう。再びＮ１ページの印刷処理及び排出が終了した時点（時刻ｔ１１）において、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が、第１の基準温度Ｔ１よりも高い状態にあるため、再びクリーニングシーケンス実行部４６（図７）が起動され、一定期間クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ１１〜ｔ１４）。図においては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ１４において、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が、第２の基準温度Ｔ２よりも高くなっている。そこで、時刻ｔ１４において、印刷制御部４５は、第２の基準温度Ｔ２に対応して予めメモリ４３に格納されている印刷枚数の設定値Ｎ２を読み出し、Ｎ２ページ（ここでは一例として１ページ）の処理を行う。Ｎ２ページの印刷処理及び排出が終了した時点（時刻ｔ１５）に於いて、定着ローラ７２の非通紙領域７７の温度が第１の基準温度Ｔ１よりも高い状態にあるため、再びクリーニングシーケンス実行部４６（図２）が起動され、一定期間クリーニングシーケンスが行なわれる（時刻ｔ１５〜ｔ１８）。図においては、クリーニングシーケンスが終了し、定着ローラ７２の通紙領域７６の温度が設定温度Ｔｓに達した時刻ｔ１８において定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が第２の基準温度Ｔ２よりも低くなっている。

そこで、時刻ｔ１８に於いて、印刷制御部４５は、再びＮ１ページの印刷処理を行なう。このような動作を繰返して５０ページ分の印刷を行う。上述したクリーニングシーケンスの処理時間は、５秒程度であり、この時間は、比較例における印刷停止時間に比べると、非常に短い時間である。そのため、図において４回のクリーニングシーケンスが実行されているが、所望の５０ページを印刷し終えるトータルの処理時間は、比較例よりも短くなる。尚、図では、クリーニングシーケンスを実施した後に、定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が、第１の基準温度Ｔ１を下回る場合を示していないが、第１の基準温度Ｔ１、第２の基準温度Ｔ２の設定や、印刷枚数Ｎ１、Ｎ２の設定によっては、クリーニングシーケンスを実施することで定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度が第１の基準温度Ｔ１を下回ることもある。非通紙領域７７の検温温度が第１の基準温度を下回った場合には、通常の連続印刷に切替えるようになっている。

上記、温度制御に基づいて、実施例２の画像形成装置における定着処理は以下のように実行される。
図９は、実施例２に於ける定着処理のフローチャートである。
ステップＳ２−１
図示しない上位装置から印刷指示が与えられると、印刷制御部８２（図７）は、定着ローラ７２（図３）、及び加圧ローラ７０（図３）を加熱するために通電切替部６４（図７）を介してＳＷ（スイッチ）（１）６５（図７）、及びＳＷ（２）（スイッチ）６６（図７）をオンする。

ステップＳ２−２
同時に印刷制御部８２（図７）は、定着ローラ７２（図７）の温度を均一化するために、モータ駆動部６１（図７）を介して、定着部モータ６７（図７）を回転駆動を開始させる。

ステップＳ２−３
温度検出部６２（図７）は、定着ローラ７２（図３）の温度制御を行うために、サーミスタ（１）７４（図７）及びサーミスタ（２）７５（図７）の監視を開始する。

ステップＳ２−４
温度比較部８１（図７）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達したかどうか判断する。検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達するまではステップＳ２−４を繰り返し、検出温度Ｔｘが設定温度Ｔｓに達するとステップＳ２−５へ進む。

ステップＳ２−５
印刷制御部８２（図７）は、連続印刷を開始させる。

ステップＳ２−６
印刷制御部８２（図７）は、上位装置から指定された印刷枚数（ページ数）が終了したか否かを、機構制御部２１（図１）を介して判断し、終了している場合には、ステップＳ２−１３へ進み、終了していない場合にはステップＳ２−７へ進む。

ステップＳ２−７
温度比較部８１（図７）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度Ｔｘが第１の基準温度Ｔ１を超えたかどうかを判断する。検出温度Ｔｘが、第１の基準温度Ｔ１を超えるまでは、ステップＳ２−５からステップＳ２−７を繰り返し、第１の基準温度Ｔ１（図８）を超えるとステップＳ２−８へ進む。

ステップＳ２−８
検出温度Ｔｘが第１の基準温度Ｔ１（図８）を超えると、画像形成途中の記録媒体の印刷処理及び排出を行った後、クリーニングシーケンス実行部４６（図７）が起動し、一定期間クリーニングシーケンスを行う。

ステップＳ２−９
クリーニングシーケンスが終了すると、温度比較部８１（図７）は、温度検出部６２（図２）を介して検出された定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度Ｔｘが、第１の基準温度Ｔ１を超えたかどうかを再び判断する。検出温度Ｔｘが第１の基準温度Ｔ１を超えていれば、ステップＳ２−１０へ進み、検出温度Ｔｘが第１の基準温度Ｔ１を超えていなければステップＳ２−５へ進む。

ステップＳ２−１０
温度比較部８１（図７）は、温度検出部６２を介して検出された定着ローラ７２の非通紙領域７７の検出温度Ｔｘが第２の基準温度Ｔ２を超えたかどうかを判断する。検出温度Ｔｘが第２の基準温度Ｔ２を超えていればステップＳ２−１１へ進み、検出温度Ｔｘが第２の基準温度Ｔ２を超えていなければステップＳ２−１２へ進む。

ステップＳ２−１１
印刷制御部８２（図７）は、予めＮ２ページに設定されている間欠印刷を実行させたあとステップＳ２−６へ戻る。尚、残り印刷枚数（ページ数）がＮ２ページに満たない場合には、その残り印刷枚数（ページ数）だけ印刷してステップＳ２−６へ戻る。

ステップＳ２−１２
印刷制御部８２（図７）は、予めＮ１ページに設定されている間欠印刷を実行させたあとステップＳ２−６へ戻る。尚、残り印刷枚数（ページ数）がＮ１ページに満たない場合には、その残り印刷枚数（ページ数）だけ印刷してステップＳ２−６へ戻る。

ステップＳ２−１３
上位装置から指示された印刷枚数（ページ数）が終了しているので温度検出部６２（図７）は、サーミスタ（１）７４（図７）、及びサーミスタ（２）７５（図７）、の監視を終了する。

ステップＳ２−１４
印刷制御部８２（図７）は、通電切替部６４（図７）を介してヒータ（１）７１（図７）、ヒータ（２）７３（図７）への通電を停止する。

ステップＳ２−１５
印刷制御部８２（図７）は、モータ駆動部６１（図７）を介して、定着部モータ６７（図７）を回転停止させてフローを終了する。

このように、本実施例では、基準温度を第１の基準温度と第２の基準温度の２段階に設定し、それぞれの基準温度に対応して印刷ページＮ１、Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）を切替えることとしているので、温度上昇をより一層抑制し易くなり、実施例１の効果をより一層高めることが出来るという効果を得る。

尚、上記実施例１及び実施例２では、非通紙領域の温度が予め定めてある基準温度を超えるとクリーニングシーケンスを挿入し、定着ローラへ供給する熱量を低減させることとして説明したが、これは定着ローラへ供給する熱量を低減する一例であって、この例に限定されるものではない。即ち、非通紙領域の温度が予め定めてある基準温度を超えると定着ローラの設定温度を下げるとともに、記録媒体の搬送速度を所定の速度に減速させることによって定着ローラへ供給する熱量を低減させることも可能である。以下にその一例について説明する。

図１０は、実施例１、２の変形例による温度制御のタイムチャートである。
図の上から順番に、通紙状態を示す排出センサ信号、定着ローラ温度、ヒータ通電状態、定着部モータ駆動状態を、それぞれ表し最下段に各項目に共通の時刻ｔを表している。

この図は、実施例１、２の変形例による温度制御に基づいて、５０ページ（５０枚）からなる印刷ジョブの印刷処理を行う場合を一例として示している。時刻ｔ０でヒータ通電がＯＮされ、時刻ｔ１で定着ローラ温度が設定温度Ｔｓ１（例えば１８０℃）に達すると印刷開始される。少し遅れて時刻ｔ２で記録媒体の排出が開始される。例えば３２ページ目の印刷中に定着ローラ７２（図３）の非通紙領域７７（図３）の温度が基準温度Ｔ１（例えば２３０℃）を超えたことがサーミスタ（２）７５（図３）によって検出されたとする（この間通紙領域７６（図３）の温度は、Ｔｓ１に維持されている）。この場合には、３３ページ目以降の印刷処理、及び記録媒体の供給が停止され、３２ページ目が排出された後（時刻ｔ３）、記録媒体の搬送速度の設定値を例えば２４ｐｐｍから２０ｐｐｍに下げる。そして、搬送速度の設定値を下げるとともに、定着ローラ７２の設定温度をＴｓ１からＴｓ２（例えば１７０℃）に下げる。ここで、定着ローラの設定温度は、図に示すように、ヒータへの通電のＯＮ／ＯＦＦを所定の周期で切り替えることにより、容易に変化させることが出来る。記録媒体の搬送速度及び定着ローラの設定温度Ｔｓ２が安定した時点（時刻ｔ４）に於いて、３３ページ目以降の印刷処理を行う。このような方法によって、定着ローラ７２へ供給する熱量を低減させることも可能である。

以上の説明では、本発明をプリンタ適用した場合について説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、加熱定着器を有する、ファクシミリ装置や、複写機などにも適用可能である。

本発明による画像形成装置の構成の説明図である。 実施例１の定着温度制御系統のブロック図である。 実施例１の画像形成装置に備える定着器の主要構成部分の説明図である。 比較例による温度制御のタイムチャートである。 実施例１による温度制御のタイムチャートである。 実施例１に於ける定着処理のフローチャートである。 実施例２の定着温度制御系統のブロック図である。 実施例２による温度制御のタイムチャートである。 実施例２に於ける定着処理のフローチャートである。 実施例１、２の変形例による温度制御のタイムチャートである。

符号の説明

２１ 機構制御部
２３ 電源
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＯＭ
４３ メモリ
４４ 温度比較部
４５ 印刷制御部
４６ クリーニングシーケンス実行部
４７ インタフェース部
６１ モータ駆動部
６２ 温度検出部
６５ ＳＷ（１）
６６ ＳＷ（２）
６７ 定着部モータ
７１ ヒータ（１）
７３ ヒータ（２）
７４ サーミスタ（１）
７５ サーミスタ（２）

Claims (4)

1. 熱源と、
   前記熱源により加熱され、所定の設定温度で媒体に現像剤を定着する定着部材と、
   前記定着部材に対向して配設され、前記定着部材に圧接される加圧部材と、
   前記定着部材の長手方向の非通紙領域に配設され、前記定着部材の温度を検出する温度検出素子と、
   前記温度検出素子により検出された検出温度値と予め設定された基準温度値とを比較する温度比較部と、
   前記温度比較部において前記検出温度値が前記基準温度値以上になったと判断されると、一定期間、前記熱源から前記定着部材へ供給される熱量を減らす印刷制御部とを備え、
   前記印刷制御部は、前記一定期間が終了し、前記温度比較部において前記検出温度値が再び前記基準温度値以上であると判断されると、前記基準温度値に対応して予め設定される所定枚数の印刷媒体を定着させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記基準温度値は、複数段階に設定され、前記基準温度値が高いほど前記所定枚数が少なく設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記一定期間に於いて、前記温度検出素子のクリーニング処理を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング処理は、前記熱源への通電を停止する処理を含むことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。

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