JP6962201B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化及び高速化について市場要求が強くなってきている。上記画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録などの画像形成プロセスにより形成したトナー画像（未定着トナー像）を、直接もしくは中間転写体を介して記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に転写する。そして、このトナー像を担持した記録材を定着装置に通してトナー像を記録材上に定着している。

定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式などの接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。例えば、特許文献１には、無端ベルトを用いる構成において、そのベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮できる定着装置が提案されている。この定着装置は、定着ベルトや定着フィルムなどの定着部材を低熱容量化することで、近年の消費電力低減（省エネルギー化）及びウォームアップタイム短縮（高速化）の要求に対応している。

このような低熱容量化された構成の場合、熱し易く冷め易い特性から、温度が変動し易く、定着部材の温度が目標制御温度に対して異常に昇温すること、すなわちオーバーシュートが発生し易くなる。このオーバーシュートが発生した場合、定着部材の温度が高温となり、劣化若しくは破損のおそれがある。また、定着部材の温度が目標制御温度に対して安定しないことにより、定着後の画質が安定しないおそれもある。

これらの問題に対し、特許文献２には、印刷動作終了後に定着熱源への電力供給をオフして定着部材を回転させる電力供給オフ回転時間を変更する回転時間変更制御回路を備え、回転時間変更制御回路は、印刷動作時の条件により、電力供給オフ回転時間を変更する定着装置が開示されている。

この定着装置は、オーバーシュートの抑制により、結果として定着部材の劣化、破損を防ぐことができる。また、温度が安定することにより、定着後の画質を安定化させることもできる。

本発明の目的は、ニップ形成部材の自励振動による異音発生の防止と、定着部材の過昇温の防止を両立できる定着装置を提供することである。

上記課題は、熱源により加熱される回転可能な定着部材と、前記定着部材の外側に設けられ、前記定着部材に対向する加圧部材と、前記定着部材の内側に設けられ、前記定着部材と前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材の内周面と前記ニップ形成部材の間に介在する潤滑剤と、前記定着部材及び前記加圧部材の少なくとも一方の温度を検知する温度検知手段とを備え、定着完了後、前記温度検知手段が検知した温度が所定の温度に達している場合、前記定着部材を非加熱で回転させる過昇温防止回転を実施可能な定着装置において、装置の使用履歴を取得する使用履歴取得手段を備え、前記使用履歴に基づいて前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間の少なくとも一方を変更すること、及び前記使用履歴が第１の規定値を超えた場合、前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値に戻すことを特徴とする定着装置によって解決される。

本発明の定着装置は、使用履歴に基づいて過昇温防止回転の開始温度及び継続時間の少なくとも一方を変更する。また、使用履歴が第１の規定値を超えた場合、過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値に戻す。したがって、ニップ形成部材の自励振動による異音発生の防止と、定着部材の過昇温の防止を両立できる

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略的な断面構成図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す概略的な断面構成図である。 本発明の一実施形態に係る、過昇温防止回転の設定値を規定する条件を示すグラフ（単一条件）である。 条件Ｉ〜ＩＩＩで規定される設定値を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る、過昇温防止回転の設定値を規定する条件を示すグラフ（複合条件）である。

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。

特許文献１のような無端ベルトを用いる定着装置では、ニップ部が摺動構成となっている。そのため、定着装置が十分な耐久性を有するように、そのニップ部に潤滑剤が塗布される。しかし、この潤滑剤が混合潤滑領域（流体潤滑と固体潤滑が混ざった不安定な潤滑状態）にあるとき、ニップ部の自励振動による異音が発生するおそれがある。

この異音は、（１）動き始め（回転開始時）、（２）潤滑剤の粘度が低い（すなわち、高温状態）、（３）摺動速度が遅い（回転速度が遅い）、（４）圧力が高い、との４つの要因が満たされると生じやすいことが、過去の知見から分かっている。

先の特許文献２にて、印刷完了後に定着部材を非加熱で回転させ、定着部材の過昇温を防ぐ方法を説明した。この非加熱の回転（以下、過昇温防止回転（非加熱回転）と呼ぶ）を実施する場合、上記４つの要因を満たすと、ニップ部の自励振動による異音が発生する。

また、定着装置の経時変化でみると、使用初期（新品）には潤滑剤が潤沢にあり、また、使用後期（製品寿命に近い）には潤滑剤が枯渇しているため、異音の発生が抑制される。しかし、使用初期を過ぎてから後期に至るまでの間には、潤滑剤が中途半端に減少した状態（混合潤滑領域）にあり、自励振動による異音が発生し易くなる。

定着部材の保護の観点から、過昇温防止回転を実施することは有用である。したがって、過昇温防止回転によって生じる異音を、定着装置の全使用期間にわたって防ぐことが望ましい。

以下の実施形態では、ニップ形成部材の自励振動による異音発生の防止と、定着部材の過昇温の防止を両立できる定着装置について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概略的な断面構成図である。画像形成装置１は、タンデム型カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同じ構成となっている。

具体的に述べると、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面を清掃するクリーニング装置８などを備える。なお、図１では、ブラックの作像部４Ｋに関してのみ感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８に各符号を付し、その他の作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃでは符号を省略している。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての中間転写ベルト３０と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１と、二次転写手段としての二次転写ローラ３６と、二次転写バックアップローラ３２とを備える。また、転写装置３は、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４、ベルトクリーニング装置３５とを備えている。

中間転写ベルト３０は、無端状のベルトであり、二次転写バックアップローラ３２、クリーニングバックアップローラ３３及びテンションローラ３４によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ３２が回転駆動することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するようになっている。

４つの一次転写ローラ３１は、それぞれ、各感光体５との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで一次転写ニップを形成している。また、各一次転写ローラ３１には、電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

二次転写ローラ３６は、二次転写バックアップローラ３２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んで二次転写ニップを形成している。また、一次転写ローラ３１と同様、二次転写ローラ３６にも電源が接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

プリンタ本体の上部には、ボトル収容部２が設けられており、ボトル収容部２には補給用のトナーを収容した４つのトナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが着脱可能に装着されている。各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けられ、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

一方、プリンタ本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１などが設けられている。ここで、記録媒体の概念には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙など）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシートなどが含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けられていてもよい。

プリンタ本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。

また、二次転写ローラ３６よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。さらに、定着装置２０よりも搬送路Ｒの用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、プリンタ本体の上面部には、装置外に排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ１４が設けられている。

続いて、本実施形態に係るプリンタの基本的動作について説明する。作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにおける各感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動し、中間転写ベルト３０を図の矢印で示す方向に周回走行させる。そして、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、この一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わされ転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト３０に転写されなかった各感光体５上のトナーは、クリーニング装置８によって除去される。その後、除電装置によって各感光体５の表面が除電され、表面電位が初期化される。

画像形成装置１の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき、二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

その後、中間転写ベルト３０の周回走行に伴って、中間転写ベルト３０上のトナー画が二次転写ニップに達したときに、この二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３０上の残トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去され、除去されたトナーは図示しない廃トナー収容器へと搬送され回収される。

その後、用紙Ｐは定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。これ以外にも、４つの作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのいずれか一つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、二色又は三色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係る定着装置を示す概略的な断面構成図である。定着装置２０は、回転可能な定着部材である定着ベルト２１と、定着ベルト２１の内部に設けられ、定着ベルト２１を加熱する熱源であるハロゲンヒータ２２と、定着ベルト２１の外側に設けられ、定着ベルト２１に対向する加圧部材である加圧ローラ２３とを有する。

また、定着装置２０は、定着ベルト２１の内部に設けられ、定着ベルト２１と加圧ローラ２３との間に定着ニップＮを形成するニップ形成部材２４と、定着ベルト２１の長手方向両端に設けられ、定着ベルト２１の回転をガイドする保持部材２５とを有する。

定着ベルト２１は定着ニップＮを形成しない部分においては、ベルト保護部材２６により保護されるように構成してもよい。また、加圧ローラ２３を除く上記の部品は一対の保持部材２５に内包されている。保持部材２５は定着ベルト２１をガイドするガイド手段としても機能している。

ハロゲンヒータ２２が発光して定着ベルト２１が直接加熱される領域は、遮光部材２７によって制御される。遮光部材２７の形状は、例えば、通紙される記録紙の幅に合わせた遮光面積が設けられた段付き形状となっており、定着ベルト２１の内側に沿って非接触で回動するように配置され、回動して加熱に不必要な領域を遮蔽する。

定着ベルト２１は、ニッケル若しくはＳＵＳなどの金属ベルト、又はポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルト（若しくはフィルム）である。ベルトの表層には、ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層などの離型層が設けられ、トナーが付着しないように離型性を持たせている。

ベルト（若しくはフィルム）の基材と離型層の間には、シリコーンゴム層などで形成された弾性層を設けることが望ましい。シリコーンゴム層を設けない場合、熱容量が小さくなり、定着性が向上する。しかし、未定着画像を押し潰して定着させるときに、ベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るおそれがある。

したがって、シリコーンゴム層を１００（μｍ）以上の厚さで設けることが望ましく、シリコーンゴム層の変形により微小な凹凸を吸収して、ユズ肌画像を改善できる。

加圧ローラ２３は、芯金２３ａに弾性ゴム層２３ｂが設けられ、その弾性ゴム層２３ｂの表面に離型性を得るための離型層（ＰＦＡ又はＰＴＦＥ層）が設けられている。加圧ローラ２３は画像形成装置１に設けられたモータなどの駆動源からギアを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ２３はスプリングなどにより定着ベルト２１側に押し付けられ、弾性ゴム層２３ｂが押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を生成する。

加圧ローラ２３は中空のローラであってもよく、その中空内部にハロゲンヒータなどの熱源を有してもよい。弾性ゴム層２３ｂはソリッドゴムでもよいが、加圧ローラ２３の内部に熱源が無い場合は、スポンジゴムを用いてもよい。スポンジゴムは断熱性が高く、定着ベルト２１の熱が奪われにくくなるので、より望ましい。

図２には、熱源としてのハロゲンヒータ２２が示されているが、これに代えて誘導加熱装置（ＩＨ）、抵抗発熱体、又はカーボンヒータなどを用いてもよい。

ニップ形成部材２４の定着ニップＮは平坦形状であるが、これに限定されず、凹形状やその他の形状であってもよい。例えば、定着ニップＮの形状を凹形状とすると、記録材の先端の排出方向が加圧ローラ２３寄りになり、分離性が向上する。したがって、ジャムの発生が抑制される効果がある。

また、ニップ形成部材２４には、その表面に摺動部材である摺動シートを巻き付け、定着ベルト２１の内面と摺動させてもよい。これに代えて、ニップ形成部材２４を、定着ベルト２１の内面と直接摺動させてもよい。また、定着ベルト２１の内周面とニップ形成部材２４の間（摺動面）には潤滑剤が介在している。

定着ベルト２１の内部には、定着ニップＮを支持するための支持部材であるステー２８が設けられている。ステー２８は、加圧ローラ２３により圧力を受けるニップ形成部材２４の撓みを防止するので、軸方向で均一なニップ幅を得ることができる。このステー２８は、両端部が保持部材２５に保持され、位置決めされている。

ハロゲンヒータ２２とステー２８の間には、反射部材２９が設けられている。この反射部材２９は、ハロゲンヒータ２２からの輻射熱などを反射し、ステー２８が加熱されることによる無駄なエネルギー消費を抑制する。なお、反射部材２９を備える代わりにステー２８の表面に断熱処理又は鏡面処理を行っても同様の効果を得ることができる。

さらに定着装置２０は、通紙枚数、定着部材の走行距離、投入されたジョブ数、及び装置の回転トルクの少なくともいずれかの値を使用履歴の値として取得する使用履歴取得手段３７を有する。また、定着ベルト２１及び加圧ローラ２３の少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段３８を有する。

なお、使用履歴取得手段３７は定着装置２０又は画像形成装置１のいずれに設けることができるが、画像形成装置１側に設けることがより好ましい。定着装置２０の交換時に破棄又は再利用のための処理をする手間やコストが不要なためである。

また、温度検知手段３８は、定着ベルト２１が余熱により局所的に加熱される領域、すなわちハロゲンヒータ２２に最も近く最も温度が高くなる領域に配設することが好ましい。

このような構成の定着装置２０において、加圧ローラ２３が駆動源により回転し、定着ニップＮで定着ベルト２１に駆動力が伝達されることにより、定着ベルト２１も回転する。定着ベルト２１は定着ニップＮで挟み込まれて回転し、定着ニップＮ以外では両端部で保持部材２５にガイドされ、走行する。

上記のような構成により安価で、ウォームアップが速い定着装置を実現することができる。

次に、本発明の課題について詳細に説明する。

（自励振動による異音発生）
先の図２に示した定着装置２０は、定着ベルト２１が加圧ローラ２３の駆動力を受けて連れ回る。すなわち、定着ベルト２１の内周面とニップ形成部材２４とが摺動する構成となっている。そのため、ニップ形成部材２４の表面を低摩擦係数のシート材などで覆い、そのシート材に潤滑剤を塗布したり、定着ベルト２１の内周面に直接潤滑剤を塗布したりして、ベルト内周面との摩擦係数を下げている。

潤滑剤が用いられることにより、摺動部分の潤滑状態は、使用初期（新品）〜使用後期（経時品）において大きく３つに分類される。

（１）使用初期（新品）：摺動部分に潤滑剤が潤沢にあり、油膜によって摺動面間が完全に離れている理想的な潤滑状態（流体潤滑領域）である。
（２）使用初期〜使用後期までの間：潤滑剤が減少しており、油膜が薄くなり、摺動面の凸部同士の接触が局部的に生じている潤滑状態（混合潤滑領域）である。
（３）使用後期（経時品）：潤滑剤が枯渇しており、摺動面の凸部同士の接触が生じている潤滑状態（固体潤滑領域）である。

上記（２）の混合潤滑領域では、定着ベルト２１の内面とニップ形成部材２４との摺動によって異音が発生し易いことが分かっている。この異音の周波数は、概ねニップ形成部材２４の固有振動数と一致するので、ニップ形成部材２４が自励振動して異音を発生していると考えられる。

また、この異音は、定着装置２０の線速（回転速度）が遅く、潤滑剤が高温で（すなわち、潤滑剤の粘度が低い）、摺動面の圧力が高いと発生し易い。回転速度が遅いと発生し易いため、動き始め（回転開始から一定の線速に到達するまでの過渡期）も発生しやすい。

（過昇温防止回転）
次に、過昇温防止回転について説明する。定着装置の定着動作が完了し、定着部材（定着ベルト２１など）の回転が停止した際、熱源の余熱によって定着部材（特に熱源近傍）が過度に温度上昇する場合がある。定着完了後の過度な温度上昇は、定着部材に熱変形を生じさせ、場合によってはその熱変形した部分が塑性変形（キンク）となる。その後の定着動作でそのキンク部が加圧部材によって加圧されると、強い繰り返し応力が生じ、最終的に定着部材が破断するおそれがある。

これを防止するには、熱源の余熱で定着部材の温度が過度に上昇した際、非加熱で定着部材を回転させて、定着部材を均熱化することが有効である（過昇温防止回転）。

しかし、この過昇温防止回転は、上記したように自励振動による異音発生を生じるおそれがある。そのため、定着部材の過昇温を防止しながらも、ニップ形成部材２４の自励振動による異音を発生させない定着装置が望ましい。

これらの考察から、摺動部分の潤滑状態が混合潤滑領域にあるとき（使用初期〜使用後期までの間）には、潤滑剤が高温でないうちに過昇温防止回転を開始し、また、その回転を実施する回数を少なくすれば、異音発生を抑制できる。

そこで本実施形態では、定着装置の使用履歴に基づいて過昇温防止回転の開始温度及び継続時間の少なくとも一方を変更することで、自励振動による異音発生の防止と、定着部材の過昇温の防止を両立する。

図３は、使用履歴（通紙枚数）と、過昇温防止回転の設定値を規定する条件との関係を示すグラフである。図３において、横軸は使用履歴（通紙枚数）であって、製品寿命での総通紙枚数に対する（累積）通紙枚数の割合（％）を示している。本実施形態では、定着装置の製品寿命における総通紙枚数を３００Ｋ（枚）としている。

また、図４は、条件Ｉ〜ＩＩＩで規定される設定値（過昇温防止回転の回転開始温度及び回転継続時間）を示す図である。例えば、条件Ｉの場合、定着部材の温度が１８０℃のとき、過昇温防止回転を１０秒間継続して実施する。条件ＩＩ、ＩＩＩも、開始温度及び継続時間が異なること以外は同じである。

なお、条件Ｉは、回転開始温度及び回転継続時間の初期設定値（デフォルト値）でもある。

図３に示すように、通紙枚数の割合（通紙枚数）が２％（＝６Ｋ）までは、使用初期とみなし、条件Ｉのままとする。使用初期では、潤滑剤が潤沢にあり（流体潤滑状態）、異音が発生しにくいと考えられるため、回転開始温度を高く（１８０℃）、回転継続時間を短くする（１０秒）。回転継続時間を短くするのは、過昇温防止回転によって定着部材の走行距離が伸びる（定着装置が劣化する）のを防ぐためでもある。

通紙枚数の割合（通紙枚数）が２％（＝６Ｋ）から２０％（＝６０Ｋ）の間は、潤滑剤が中途半端に存在する、いわゆる混合潤滑領域であると考えられる。この期間は異音が発生するリスクが高いので、条件ＩＩＩに変更する。すなわち、回転開始温度を低く（１６５℃）、回転継続時間を長くする（３０秒）。

回転継続時間を長くするのは、複数回の過昇温防止回転が生じることを防ぐためである。特に連続通紙時は定着部材が高温であり、短時間の回転時間ではその温度が均一化されないと考えられる。そうなると、頻繁に過昇温防止回転を実施することになるので、異音発生のリスクが高まる。したがって、混合潤滑領域では１回の過昇温防止回転の継続時間を長くし、複数回の過昇温防止回転が生じることを防ぐ。

なお、回転開始温度を低くすると、過昇温防止回転の実施回数が増えることも考えられる。そのため、回転開始温度は変更せず（１８０℃のまま）、回転継続時間を長くする（１０秒から３０秒へ変更）としてもよい。

通紙枚数の割合（通紙枚数）が２０％（＝６０Ｋ）以降は、使用後期とみなされる。これ以後は、潤滑剤の枯渇が進行し、固体潤滑領域にあるといえる。この領域においては、定着装置の回転トルク自体は大きいが安定しているため、条件Ｉ（初期設定値）に変更する。すなわち、使用履歴が所定の規定値（第１の規定値）を超えた場合、過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値に戻す。初期設定値では、過昇温防止回転の頻度及びその実施時間が少なくなるので（条件Ｉ）、定着部材の走行距離の増加を抑えることができ、有利である。

このように本実施形態では、過昇温防止回転を実施可能な定着装置において、使用履歴（通紙枚数）に基づいて回転動作の開始温度、又は回転動作の継続時間の少なくとも一方を変更する。そして、使用履歴が所定の規定値を超えた場合、回転動作の開始温度、及び回転動作の継続時間のいずれも初期設定値に戻す。これにより、ニップ形成部材の自励振動による異音発生の防止と、定着部材の過昇温の防止を両立することができる。

なお、本実施形態では、使用履歴として通紙枚数を用いたが、これに限定されない。使用履歴として、走行距離、投入ジョブ数、装置の回転トルク、及び累積使用時間の少なくとも１つを用いて、潤滑剤が混合潤滑状態であるか否かを推定してもよい。

また、回転開始温度、回転継続時間、規定値などの数値は一例である。これらの値は、本発明を適用する定着装置の仕様、潤滑剤の種類などによって適宜変更できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、使用履歴として通紙枚数のみを用いた。第２の実施形態では、使用履歴として通紙枚数と、走行距離の２つのパラメータを用いて、それらの値により図３に示す条件Ｉ〜ＩＩＩを選択する。

図５は、使用履歴（通紙枚数及び走行距離）と、過昇温防止回転の設定値を規定する条件との関係を示すグラフである。図５において、横軸は使用履歴（通紙枚数）であって、製品寿命での総通紙枚数に対する（累積）通紙枚数の割合（％）を示している。縦軸は定着部材の走行距離であって、製品寿命での総走行距離に対する（累積）走行距離の割合（％）を示している。

図５に示すように、通紙枚数の割合（通紙枚数）が２％（＝６Ｋ）に到達する前と、通紙枚数の割合（通紙枚数）が２０％（＝６０Ｋ）以降は、異音が生じないと考えられるため、条件Ｉ（初期設定値）を選択する。一方、その間の期間は、通紙枚数（％）及び走行距離（％）で条件を分けている。

具体的には、通紙枚数の割合（通紙枚数）が２％（＝６Ｋ）から２０％（＝６０Ｋ）の間において、Ｙ＝１．７Ｘと、Ｙ＝０．６Ｘで示される２本の破線でその領域を分割している。

例えば、破線（Ｙ＝０．６Ｘ）よりも下の領域は、通紙枚数（％）の割に、走行距離（％）が少ないことを示している。これは、通紙以外での回転動作が少ないこと、すなわち、立ち上げ・復帰による回転動作が、通紙による回転動作に対して少ないことを意味する。これは、連続通紙が多いと推定される領域であり、定着装置も高温になり易い。したがって、潤滑剤の粘度が下がるため、異音も発生しやすい。よって、この領域では条件ＩＩＩに変更し、回転開始温度を低く（１６５℃）、回転継続時間も長く（３０秒）する。

一方、破線（Ｙ＝１．７Ｘ）よりも上の領域は、逆に連続通紙が少ないと推定される領域である。連続通紙が少ないと推定されるため、ユニットは高温になりにくく異音は発生しにくい。よって、この領域では条件Ｉに変更する。

そして、破線（Ｙ＝０．６Ｘ）よりも上の領域で、かつ、破線（Ｙ＝１．７Ｘ）よりも下の領域は、条件Ｉと条件ＩＩＩの間をとって、回転開始温度を（１７０℃）、回転継続時間を（２０秒）とする（条件ＩＩ）。

このように本実施形態では、使用履歴として通紙枚数及び走行距離の２つを用いるので、第１の実施形態に比べてよりきめ細かく過昇温防止回転の開始温度及び／又は継続時間を変更できる。

なお、使用履歴は、通紙枚数及び走行距離の２つの使用に限定されない。通紙枚数、走行距離、投入ジョブ数、装置の回転トルク、及び累積使用時間などの少なくとも２つを用いてもよい。

続いて、本発明の有利な構成について説明する。

先の図３又は図５に示したように、使用履歴が初期の規定値（ここでは、２（％）の通紙枚数、第２の規定値と呼ぶ）に達するまで、過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値（条件Ｉ）から変更しないことが望ましい。これは、使用初期（新品）では、潤滑剤が潤沢にあるため、異音が発生しにくいためである。

また、過昇温防止回転の開始温度及び継続時間は、当該過昇温防止回転が完了するまで変更しないことが望ましい。例えば、使用履歴として走行距離を用いるとして、過昇温防止回転の実施中に走行距離が規定値を超えたとしても、当該過昇温防止回転が完了するまでは条件を変更しない。過昇温防止回転が完了した後に、過昇温防止回転の実施条件を変更する。

さらにまた、使用履歴に基づく過昇温防止回転の開始温度、継続時間、使用履歴の規定値は、ユーザが任意に変更可能であることが望ましい。例えば、定着装置又は画像形成装置の外部入力装置を用いて、ユーザが過昇温防止回転の開始温度、継続時間を変更できるようにしてもよい。装置の使用状態、ばらつきなどを考慮し、これらパラメータを変更可能とすることで、そのユーザの装置にとって適した条件に変更できる。

以上、本発明の好ましい実施形態及び有利な構成について説明した。本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、上記の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されない。

１ 画像形成装置
２ ボトル収容部
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ トナーボトル
３ 転写装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 作像部
５ 感光体
６ 帯電装置
７ 現像装置
８ クリーニング装置
９ 露光装置
１０ 給紙トレイ
１１ 給紙ローラ
１２ レジストローラ
１３ 排紙ローラ
１４ 排紙トレイ
２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ ハロゲンヒータ
２３ 加圧ローラ
２３ａ 芯金
２３ｂ 弾性ゴム層
２４ ニップ形成部材
２５ 保持部材
２６ ベルト保護部材
２７ 遮光部材
２８ ステー
２９ 反射部材
３０ 中間転写ベルト
３１ 一次転写ローラ
３２ 二次転写バックアップローラ
３３ クリーニングバックアップローラ
３４ テンションローラ
３５ ベルトクリーニング装置
３６ 二次転写ローラ
３７ 使用履歴取得手段
３８ 温度検知手段
Ｎ 定着ニップ
Ｐ 用紙
Ｒ 搬送路

特開２００７−３３４２０５号公報 特開２０１２−２３０４３５号公報

Claims (7)

1. 熱源により加熱される回転可能な定着部材と、
   前記定着部材の外側に設けられ、前記定着部材に対向する加圧部材と、
   前記定着部材の内側に設けられ、前記定着部材と前記加圧部材との間に定着ニップを形成するニップ形成部材と、
   前記定着部材の内周面と前記ニップ形成部材の間に介在する潤滑剤と、
   前記定着部材及び前記加圧部材の少なくとも一方の温度を検知する温度検知手段と
   を備え、
   定着完了後、前記温度検知手段が検知した温度が所定の温度に達している場合、前記定着部材を非加熱で回転させる過昇温防止回転を実施可能な定着装置において、
   装置の使用履歴を取得する使用履歴取得手段を備え、
   前記使用履歴に基づいて前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間の少なくとも一方を変更すること、及び
   前記使用履歴が第１の規定値を超えた場合、前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値に戻すことを特徴とする定着装置。
2. 前記使用履歴として、通紙枚数、走行距離、投入ジョブ数、装置の回転トルク、及び累積使用時間の少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記使用履歴が前記第１の規定値よりも小さい第２の規定値に達するまで、前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間のいずれも初期設定値から変更しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 通紙枚数、走行距離、投入ジョブ数、装置の回転トルク、及び累積使用時間の少なくとも２つを用いて、前記過昇温防止回転の開始温度及び／又は継続時間を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間は、当該過昇温防止回転が完了するまで変更しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記使用履歴に基づく前記過昇温防止回転の開始温度及び継続時間、前記第１の規定値、及び／又は第２の規定値は、ユーザが任意に変更可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。

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