JP7110734B2

JP7110734B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP7110734B2
Application number: JP2018104539A
Authority: JP
Inventors: 光彦北川; 洋一早川
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: JP2019211501A

Description

本発明は、媒体に転写された現像剤を加熱して定着させる定着器を有する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、定着器内に互いに接触する一対の回転体を有し、一方の回転体を媒体の種類や印刷速度に応じて予め設定された温度に加熱するように制御し、現像剤が転写された媒体を一対の回転体の接触部に搬送して現像剤を媒体に定着させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１６１６７６号公報

しかしながら、従来の技術においては、定着器において媒体の詰まりや機器異常により回転体が停止した場合、その回転体の停止を検知するまでの間、回転体を加熱する発熱体の発熱を継続するため、停止状態となった回転体の一部分への加熱が継続され、回転体の劣化が促進する温度まで回転体を加熱してしまうことがあるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、定着器において回転体が停止した場合であっても早期に回転体の停止を検出して回転体の劣化が促進する温度を超える回転体の加熱を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、媒体を搬送するとともに、媒体に付着した現像剤を加熱して定着させる回転可能な第１の回転体と、前記第１の回転体との間に接触部を形成する回転可能な第２の回転体と、前記第１の回転体を加熱する加熱部と、前記接触部と異なる位置で前記第１の回転体の表面温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度と目標温度とに基づいて加熱部を制御する温度制御部と、を有し、前記温度制御部は、前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度が前記目標温度になるように前記加熱部を制御するとともに、所定の周期以下で前記目標温度を変化させ、前記所定の周期以下で変化する前記第１の回転体の表面温度を前記温度検知部で監視して前記第１の回転体の回転の停止を検出し、所定時間を経過しても前記第１の回転体の表面温度が所定の目標温度に達しない場合、前記加熱部の加熱を停止することを特徴とする。

このようにした本発明は、定着器において回転体が停止した場合であっても回転体の劣化が促進する温度を超える回転体の加熱を抑制することができるという効果が得られる。

実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図実施例における定着器の構成を示す説明図実施例におけるエンジン制御部および定着器の制御構成を示すブロック図実施例における目標温度の説明図実施例における第１の回転体が停止したときの温度制御の説明図実施例における第１の回転体が停止したときの温度制御の説明図実施例における第１の回転体が停止したときの温度制御の説明図実施例における定着器で発生する媒体詰りの説明図比較例における正常動作時の温度変化の説明図比較例における第１の回転体停止時の温度変化の説明図

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

図１は実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図１において、画像形成装置１は、媒体に転写された現像剤としてのトナーを加熱して定着させる定着器を有するものであり、例えば電子写真方式、静電記録方式等の電子複写機、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）プリンタ、レーザプリンタ、ファクシミリ装置やそれらを複合化した複合機等である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１１と、コントローラ制御部１２と、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１３と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１４と、インターフェース部１６と、エンジン制御部１７と、操作部１８と、印刷部１９とを有している。

ＣＰＵ１１およびコントローラ制御部１２は、画像形成装置１全体の動作を制御する制御手段であり、ＲＯＭ１３に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置１全体の動作を制御するものである。
ＲＯＭ１３は、不揮発性のメモリ等であり、制御プログラムを記憶するとともに、定着温度記憶部１３１と、搬送情報記憶部１３２とを有している。

定着温度記憶部１３１は、媒体の種類に応じて定着器の定着温度を表す定着温度情報を記憶する記憶領域である。
搬送情報記憶部１３２は、媒体の種類に応じて媒体の搬送速度を表す搬送情報を記憶する記憶領域である。

ＲＡＭ１４は、揮発性のメモリ等であり、ＣＰＵ１１およびコントローラ制御部１２が各種制御処理を行う上で生じる情報や外部装置としての画像処理装置３から受信した印刷データ等の各種情報を一時的に記憶するものである。
インターフェース部１６は、通信回線を介して通信可能に接続された画像処理装置３との間で情報の授受を行うものである。ＣＰＵ１１およびコントローラ制御部１２は、このインターフェース部１６で受信した印刷データや設定データ等の情報を処理する。なお、印刷データや設定データ等の情報は、画像処理装置３のプリンタドライバ３１により生成されるものである。

エンジン制御部１７は、コントローラ制御部１２との間で情報の授受を行い、所定のタイミングで印刷部１９を制御して媒体に現像剤像としてのトナー像を形成するものである。また、エンジン制御部１７は、操作部１８を制御し、各種情報を表示部に表示するとともに、操作者の入力操作を入力部で受け付ける。
また、エンジン制御部１７は、温度制御部１７１と、搬送制御部１７２とを有している。

温度制御部１７１は、印刷部１９の定着器１９１の温度制御を行うものである。
搬送制御部１７２は、印刷部１９の搬送部１９４の媒体搬送制御を行うものである。
操作部１８は、ディスプレイ等の表示部と操作キーや操作ボタン、タッチパネル等の入力部を備え、エンジン制御部１７の制御により、各種情報を表示部に表示するとともに、操作者の入力操作を入力部で受け付けるものである。

印刷部１９は、エンジン制御部１７の制御により、帯電、感光、現像、転写、定着の各電子写真工程の制御や媒体の搬送制御を行うものである。印刷部１９は、媒体収容部から給紙されて搬送部１９４により搬送された媒体に、現像剤としてのトナーを転写し、定着器１９１でトナーを媒体に定着させてトナー画像を形成する。
印刷部１９は、定着器１９１と、搬送部１９４とを有している。

定着器１９１は、エンジン制御部１７の温度制御部１７１の制御により、媒体に転写されたトナーを熱と圧力で定着させるものであり、加熱部１９２と、温度検知部１９３とを有している。
加熱部１９２は、発熱体により、後述する定着器１９１の第１の回転体を加熱するものである。

温度検知部１９３は、定着器１９１の温度を検知するセンサである。この温度検知部１９３は、加熱部１９２の温度を検知するサーミスタや後述する第１の回転体の表面温度を検知するサーモパイルを有している。
搬送部１９４は、媒体を搬送するものであり、用紙センサ１９５を有するものである。
用紙センサ１９５は、搬送される媒体の搬送状態を検知するものであり、定着器１９１に配設されたＩＮセンサ１９５ａおよびＯＵＴセンサ１９５ｂを含むものである。

このように構成された画像形成装置１は、ＣＰＵ１１、コントローラ制御部１２およびエンジン制御部１７の制御により、媒体収容部に収容された媒体を１枚ずつ搬送し、印刷部１９が、画像形成ユニットにおいて帯電、感光、現像、転写の電子写真プロセスの各工程を実施して媒体にトナーを転写するとともに、媒体に転写されたトナーを定着器１９１において熱と圧力により媒体に定着させて印刷を行う。

図２は実施例における定着器の構成を示す説明図である。図２（ａ）は媒体搬送方向における上流側から見た定着器１９１の模式図、図２（ｂ）は図中矢印Ａが示す媒体搬送方向における側方から見た定着器１９１の模式図である。なお、定着器１９１は、媒体搬送方向において、印刷部１９により帯電、感光、現像、転写の電子写真プロセスの各工程が実施される画像形成ユニットの下流側に配置されている。

図２おいて、定着器１９１は、第１の回転体１９１ａと、第２の回転体１９１ｂと、加熱部１９２と、温度検知部１９３と、用紙センサ１９５とを有している。
第１の回転体１９１ａは、媒体を搬送するとともに、媒体に付着したトナーを加熱して定着させる回転可能なものである。この第１の回転体１９１ａは、例えば無端状の定着ベルトであり、回転可能に定着器１９１に支持されている。また、第１の回転体１９１ａは、加熱部１９２により加熱される。

第２の回転体１９１ｂは、第１の回転体１９１ａとの間に接触部を形成する回転可能なものである。この第２の回転体１９１ｂは、例えば加圧ローラであり、第１の回転体１９１ａと対向配置され、回転可能に定着器１９１に支持されたものである。
第２の回転体１９１ｂは、モータ等の駆動源により回転し、第１の回転体１９１ａは、第２の回転体１９１ｂの回転に従動して回転する。

第１の回転体１９１ａと、第２の回転体１９１ｂとは、接触部（以下、「ニップ部」という。）を形成し、そのニップ部において図中矢印Ａが示す媒体搬送方向から搬送された媒体を挟持して搬送するとともに、熱と圧力により媒体に転写されたトナーを定着させる。
加熱部１９２は、例えば面状ヒータであり、ニップ部において第１の回転体１９１ａの内周面と接触するように配置され、第１の回転体１９１ａを加熱するものである。加熱部１９２は、第１の回転体１９１ａの回転方向（媒体搬送方向）と直交する方向に延在するように設けられている。

加熱部１９２は、媒体搬送方向と直交する延伸方向において、第１の加熱部１９２ａと、第２の加熱部１９２ｂと、第３の加熱部１９２ｃとに３分割されている。
第１の加熱部１９２ａは媒体搬送方向と直交する方向における中央部に配置され、第２の加熱部１９２ｂは媒体搬送方向と直交する方向における第１の加熱部１９２ａの両外側に配置され、第３の加熱部１９２ｃは媒体搬送方向と直交する方向における第２の加熱部１９２ｂの両外側に配置されている。

なお、第１の加熱部１９２ａ、第２の加熱部１９２ｂ、および第３の加熱部１９２ｃは、搬送する媒体の大きさに応じて分割されるものとし、またそれぞれの大きさを有する媒体は媒体搬送方向と直交する方向における中央を基準として加熱部１９２を通過するものとする。
温度検知部１９３は、サーミスタ１９３ａと、サーモパイル１９３ｂとを有している。

サーミスタ１９３ａは、加熱部１９２の温度を検知するものである。このサーミスタ１９３ａは、加熱部１９２の延伸方向における中央部（第１の加熱部１９２ａ）の温度を検知する。
サーモパイル１９３ｂは、媒体搬送方向における第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとのニップ部の上流（ニップ部と異なる位置）で第１の回転体１９１ａの表面温度を検知するものである。サーモパイル１９３ｂは、第１の回転体１９１ａおよび第２の回転体１９１ｂの回転軸方向（媒体搬送方向と直交する方向）における第１の回転体１９１ａの中央部付近に、第１の回転体１９１ａとは非接触の状態（離間した状態）で配置され、第１の回転体１９１ａの表面温度を検知する。

用紙センサ１９５は、ＩＮセンサ１９５ａと、ＯＵＴセンサ１９５ｂとを有し、搬送される媒体の搬送状態を検知するものである。
ＩＮセンサ１９５ａは、媒体搬送方向における第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとのニップ部の上流側に配置され、ニップ部に搬送される媒体を検知するものである。

ＯＵＴセンサ１９５ｂは、媒体搬送方向における第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとのニップ部の下流側に配置され、ニップ部から搬送される媒体を検知するものである。
このように、本実施例の定着器１９１は、第１の回転体１９１ａと、第２の回転体１９１ｂとによりニップ部を形成し、そのニップ部に搬送された媒体に付着したトナーを第１の回転体１９１ａで加熱し、媒体に定着させる。

図３は実施例におけるエンジン制御部および定着器の制御構成を示すブロック図である。
図３において、エンジン制御部１７の温度制御部１７１は、温度算出部１７１１と、温度判定部１７１２と、エラー判定部１７１３と、ヒータ制御部１７１４とを有している。

温度算出部１７１１は、定着器１９１の温度検知部１９３（図２に示すサーモパイル１９３ｂ）で検知した第１の回転体１９１ａの温度の情報に基づいて第１の回転体１９１ａの温度を算出するものである。
温度判定部１７１２は、温度算出部１７１１が算出した第１の回転体１９１ａの温度を判定するものである。

エラー判定部１７１３は、温度算出部１７１１が算出した第１の回転体１９１ａの温度に基づいて温度制御に異常（エラー）が発生したか否かを判定し、第１の回転体１９１ａの回転の異常を検知するものである。
ヒータ制御部１７１４は、温度判定部１７１２の判定結果に基づいて定着器１９１の加熱部１９２を通電または非通電にする制御を行い、加熱部１９２（図２に示す第１の加熱部１９２ａ）の温度制御を行うものである。

このように構成された温度制御部１７１は、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度と目標温度とに基づいて加熱部１９２を制御する。
本実施例では、定着器１９１において媒体の詰まり等により第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合であっても第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度を超える第１の回転体１９１ａの加熱を抑制するため、温度制御部１７１は、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度になるように加熱部１９２を制御するとともに、所定の周期以下で目標温度を変化させ、所定の周期以下で変化する第１の回転体１９１ａの表面温度を温度検知部１９３で監視して第１の回転体１９１ａの回転の停止を検出するようにしている。

また、温度制御部１７１は、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度になるように加熱部１９２を加熱しているとき、所定時間を経過しても第１の回転体１９１ａの表面温度が所定の目標温度に達しない場合、加熱部１９２の加熱を停止するようにしている。

上述した構成の作用について説明する。
なお、画像形成装置が行う印刷動作は上述したのでその説明を省略する。
画像形成装置のエンジン制御部が行う定着器の温度制御を図１、図２、および図３に基づいて図４～図７を参照しながら説明する。なお、図４～図７の縦軸は温度（℃）、横軸は時間（ｔ）を表している。

まず、画像形成装置１のエンジン制御部１７の温度制御部１７１が行う定着器１９１の温度制御を図４の実施例における目標温度の説明図を参照しながら説明する。
定着器１９１において良好なトナーの定着を行うためには、第１の回転体１９１ａの温度を、媒体の厚さや媒体の搬送速度で決定される所定の温度範囲（以下、「定着良好温度範囲」という。）に入るように温度制御を行わなければならない。

そのため、画像形成装置１のエンジン制御部１７の温度制御部１７１は、第１の回転体１９１ａの温度が定着良好温度範囲に入るように、第１の目標温度としての第１の閾値温度Ａ（℃）、第２の目標温度としての第２の閾値温度Ｂ（℃）、および第３の目標温度としての第３の閾値温度Ｄ（℃）を定めて温度制御を行う。

図４に示すように、目標温度ＤＴＭＰとしての第１の閾値温度Ａ（℃）、第２の閾値温度Ｂ（℃）、および第３の閾値温度Ｄ（℃）を予め決定しておき、温度制御部１７１は、定着器１９１の温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの温度に基づいて加熱部１９２をオン（通電：加熱）またはオフ（非通電：非加熱）する制御を行って第１の回転体１９１ａの温度が定着良好温度範囲に入るように温度制御を行う。このとき、温度制御部１７１は、温度算出部１７１１により、第１の回転体１９１ａの温度を算出する。

なお、第１の閾値温度Ａ（℃）、第２の閾値温度Ｂ（℃）、および第３の閾値温度Ｄ（℃）の情報は、ＲＯＭ１３の定着温度記憶部１３１に予め記憶されているものとする。
ここで、第１の閾値温度Ａ（℃）は定着良好温度範囲の下限値より所定温度だけ高い温度とし、第２の閾値温度Ｂ（℃）は定着良好温度範囲の上限値より所定温度だけ低い温度とし、第３の閾値温度Ｄ（℃）は第１の閾値温度Ａ（℃）と第２の閾値温度Ｂ（℃）の中間（中央）の温度として決定するものとする。

温度制御部１７１は、定着器１９１の温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの温度が目標温度ＤＴＭＰよりも低いと温度判定部１７１２で判定された場合、ヒータ制御部１７１４により加熱部１９２をオンして加熱し、第１の回転体１９１ａの温度が上昇し目標温度ＤＴＭＰに達したと温度判定部１７１２で判定されるとヒータ制御部１７１４により加熱部１９２をオフして加熱を停止する制御を行う。加熱部１９２をオフして加熱を停止すると、第１の回転体１９１ａの温度は下降する。

本実施例では、温度制御部１７１は、この目標温度ＤＴＭＰを所定の周期Ｔ（秒）で第１の閾値温度Ａ（℃）と、第１の閾値温度Ａ（℃）より高い第２の閾値温度Ｂ（℃）とに交互に切り替えて温度制御を行う。

温度制御部１７１は、目標温度ＤＴＭＰを所定の周期Ｔで第１の閾値温度Ａ（℃）と第２の閾値温度Ｂ（℃）とに切り替え、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの温度が周期Ｔで変化することを検知して第１の回転体１９１ａが正常に回転していることを検知することにより、第１の回転体１９１ａの回転の異常を早期に検知する。

このように、温度制御部１７１は、所定の周期Ｔで目標温度ＤＴＭＰを上下させて第１の回転体１９１ａの温度制御を行う。
周期Ｔ（秒）は、加熱部１９２により加熱された第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａから第２の閾値温度Ｂに上昇するまでの時間、および加熱部１９２により加熱が停止された第１の回転体１９１ａの表面温度が第２の閾値温度Ｂから第１の閾値温度Ａに下降するまでの時間で決定される。即ち、定着器１９１の熱容量によって決定される。

したがって、定着器１９１のウォーミングアップ（予熱）時間は定着器１９１の熱容量を小さくすることにより短くなるので、周期Ｔを短くするためには定着器１９１の熱容量を小さくすればよい。このように、定着器１９１の熱容量を小さくすることにより、温度制御を短い周期で行うことができる。

なお、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａから第２の閾値温度Ｂに上昇するまでの時間と、第２の閾値温度Ｂから第１の閾値温度Ａに下降するまでの時間とは略同時間（周期Ｔ）となるように設定される。
次に、温度制御時のエラー判定について説明する。

温度制御部１７１のエラー判定部１７１３は、上述した図４に示す定着器１９１の温度制御を行っている間、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）、第２の閾値温度Ｂ（℃）、および第３の閾値温度Ｄ（℃）に達するか否かの監視を行い、所定の時間内に達しなかった場合、第１の回転体１９１ａの回転が停止した等のエラーが発生したと判定する。

エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの回転にエラーが発生したことを検知するため、第１の温度監視と、第２の温度監視との２つの第１の回転体１９１ａの表面温度の監視を行う。

第１の温度監視は、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）としている場合であって第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）より低くなった場合、ヒータ制御部１７１４により加熱部１９２をオンしてから所定時間を経過しても第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）に達しないことを検知したとき、第１の回転体１９１ａの回転のエラーを検知する。また、同様に、目標温度を第２の閾値温度Ｂ（℃）としている場合であって第１の回転体１９１ａの表面温度が第２の閾値温度Ｂ（℃）より低くなった場合、ヒータ制御部１７１４により加熱部１９２をオンしてから所定時間を経過しても第１の回転体１９１ａの表面温度が第２の閾値温度Ｂ（℃）に達しないことを検知したとき、第１の回転体１９１ａの回転のエラーを検知する。

このように、第１の温度監視では、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）または第２の閾値温度Ｂ（℃）としている場合であって第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）または第２の閾値温度Ｂ（℃）より低くなった場合、ヒータ制御部１７１４により加熱部１９２をオンしてから所定時間を経過しても第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）または第２の閾値温度Ｂ（℃）に達しないことを検知したとき、第１の回転体１９１ａの回転のエラーを検知する。

第２の温度監視は、第１の回転体１９１ａの表面温度が所定の周期Ｔで変化すること、具体的には、第１の回転体１９１ａの表面温度が下降して第３の閾値温度Ｄ（℃）に達したときから第１の閾値温度Ａ（℃）に達した後、加熱部１９２により加熱されて第３の閾値温度Ｄ（℃）に達するまでの時間が、周期Ｔに余裕時間Δｔを加算した監視時間を超えた場合、第１の回転体１９１ａの回転のエラーを検知する。

即ち、温度制御部１７１のエラー判定部１７１３は、所定の周期Ｔで変化する第１の回転体１９１ａの表面温度を温度検知部１９３で監視して第１の回転体１９１ａの回転の停止を検出する
このように、第２の温度監視では、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの温度が周期Ｔで変化することを検知して第１の回転体１９１ａが正常に回転していることを検知することにより、第１の回転体１９１ａの回転の異常を早期に検知することができる。

例えば、ヒータ制御部１７１４が定着器１９１の加熱部１９２を加熱し、第１の回転体１９１ａの表面温度を第１の閾値温度Ａ（℃）から目標温度である第２の閾値温度Ｂ（℃）に上昇させる場合、エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの表面温度が第３の閾値温度Ｄ（℃）に達するか否かを監視し、所定時間（周期Ｔ＋余裕時間Δｔ）内に達しなかった場合、第２の温度監視により第１の回転体１９１ａの回転にエラーが発生したと判定する。

また、第１の回転体１９１ａの表面温度が所定時間内に第３の閾値温度Ｄ（℃）に達した場合、エラー判定部１７１３は、さらに、第１の回転体１９１ａの表面温度が第２の閾値温度Ｂ（℃）に達するか否かを監視し、所定時間内に達しなかった場合、第１の温度監視により第１の回転体１９１ａの回転にエラーが発生したと判定する。

また、第１の回転体１９１ａの表面温度が所定時間内に第２の閾値温度Ｂ（℃）に達し、ヒータ制御部１７１４が定着器１９１の加熱部１９２の加熱を停止し、第１の回転体１９１ａの表面温度を第２の閾値温度Ｂ（℃）から第１の閾値温度Ａ（℃）に下降させた後、加熱部１９２を加熱する場合、エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）に達するか否かを監視し、所定時間内に達しなかった場合、第１の温度監視により第１の回転体１９１ａの回転にエラーが発生したと判定する。

次に、定着器１９１において、例えば媒体が詰まり、第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合の温度制御について図５、図６、および図７に基づいて説明する。なお、図５、図６、および図７は実施例における回転体が停止したときの温度制御の説明図である。

図５に示すように、目標温度ＤＴＭＰを第１の閾値温度Ａ（℃）とした温度制御中に、タイミングＴ１１において、媒体の詰まりが発生して第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合、加熱部１９２で加熱される第１の回転体１９１ａの部位（第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとの接触部）は加熱されるが、それ以外の部位では放熱するため、定着器１９１の温度検知部１９３で検知される第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰは下降する。

所定の周期Ｔに達したタイミングＴ１２において、温度制御部１７１は、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）から第２の閾値温度Ｂ（℃）に切替え、ヒータ制御部１７１４により定着器１９１の加熱部１９２を加熱する。

このとき、エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰが第３の閾値温度Ｄ（℃）に達するか否かを監視し、第２の温度監視によりタイミングＴ１０から所定時間（周期Ｔ＋Δｔ）を経過しても第３の閾値温度Ｄ（℃）に達しないことを検出するため、タイミングＴ１３において温度制御にエラーが発生したと判定し、ヒータ制御部１７１４による加熱を停止する。なお、タイミングＴ１０は、第１の回転体１９１ａの表面温度が下降して第３の閾値温度Ｄ（℃）に達した時点である。

タイミングＴ１２からタイミングＴ１３までの経過時間はＯＮ１（秒）となり、この間はヒータ制御部１７１４による加熱が行われるが、媒体詰りが発生した後、所定の周期Ｔに達したタイミングＴ１２からＯＮ１（秒）経過後に、ヒータ制御部１７１４による加熱が停止される。

このように、図３に示す温度制御部１７１は、第１の回転体１９１ａの表面温度が、第３の閾値温度Ｄ（℃）に下降してから再び第３の閾値温度Ｄ（℃）に上昇することを監視し、第３の閾値温度Ｄ（℃）に下降してから所定時間を超えても再び第３の閾値温度Ｄ（℃）に上昇しなかった場合、加熱部１９２の加熱を停止する。

また、図６に示すように、目標温度ＤＴＭＰを第１の閾値温度Ａ（℃）から第２の閾値温度Ｂ（℃）に切替えた後の温度制御中に、タイミングＴ２２において、媒体の詰まりが発生して第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合、加熱部１９２で加熱される第１の回転体１９１ａの部位（第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとの接触部）は加熱されるが、それ以外の部位では放熱するため、定着器１９１の温度検知部１９３で検知される第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰは下降する。

このとき、エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰが第３の閾値温度Ｄ（℃）に達するか否かを監視し、第２の温度監視によりタイミングＴ２０から所定時間（周期Ｔ＋Δｔ）を経過しても第３の閾値温度Ｄ（℃）に達しないことを検出するため、タイミングＴ２３において温度制御にエラーが発生したと判定し、ヒータ制御部１７１４による加熱を停止する。

タイミングＴ２２からタイミングＴ２３までの経過時間はＯＮ３（秒）となり、この間はヒータ制御部１７１４による加熱が行われるが、媒体詰りが発生したタイミングＴ２２からＯＮ３（秒）経過後に、ヒータ制御部１７１４による加熱が停止される。

さらに、図７に示すように、目標温度ＤＴＭＰを第２の閾値温度Ｂ（℃）から第１の閾値温度Ａ（℃）に切替えた後の温度制御中に、タイミングＴ３１において、媒体の詰まりが発生して第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合、加熱部１９２により第１の回転体１９１ａは加熱されておらず放熱するため、定着器１９１の温度検知部１９３で検知される第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰは下降する。

温度検知部１９３で検知された温度が第１の閾値温度Ａ（℃）より低くなるタイミングＴ３２において、ヒータ制御部１７１４は定着器１９１の加熱部１９２の加熱を開始し、第１の回転体１９１ａの加熱が開始される。しかし、加熱部１９２で加熱される第１の回転体１９１ａの部位（第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとの接触部）は加熱されるが、それ以外の部位では放熱するため、定着器１９１の温度検知部１９３で検知される第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰはさらに下降する。

このとき、エラー判定部１７１３は、第１の回転体１９１ａの表面温度ＭＴＭＰが第１の閾値温度Ａ（℃）に達するか否かを監視し、第１の温度監視により所定時間内に第１の閾値温度Ａ（℃）に達しないことを検出するため、タイミングＴ３３において温度制御にエラーが発生したと判定し、ヒータ制御部１７１４による加熱を停止する。

タイミングＴ３２からタイミングＴ３３までの経過時間はＯＮ５（秒）となり、この間はヒータ制御部１７１４による加熱が行われるが、媒体詰りが発生した後、温度制御にエラーが発生したと判定されたタイミングＴ３３（加熱を開始したタイミングＴ３２からＯＮ５（秒）経過後）において、ヒータ制御部１７１４による加熱が停止される。

このように、図３に示す温度制御部１７１は、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）として加熱しているとき、加熱を開始してから所定時間を経過しても第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の閾値温度Ａ（℃）に達しない場合、加熱部１９２の加熱を停止する。

次に、比較例の画像形成装置の定着器において媒体が詰まり、第１の回転体の回転が停止した場合の温度制御について説明する。
まず、第１の比較例の画像形成装置が行う温度制御を図１および図３に基づいて説明する。
図１および図３において、第１の比較例の画像形成装置１のエンジン制御部１７は、ＲＯＭ１３の定着温度記憶部１３１の情報に基づき、１つの目標温度を設定する。

エンジン制御部１７の温度制御部１７１は、定着器１９１の温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度に基づいて温度算出部１７１１により第１の回転体１９１ａの表面温度を算出し、温度判定部１７１２により表面温度と目標温度とを比較する。

温度判定部１７１２が第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度より高いと判定した場合、ヒータ制御部１７１４は、定着器１９１の加熱部１９２の加熱を停止する。
一方、温度判定部１７１２が第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度より低いと判定した場合、ヒータ制御部１７１４は、定着器１９１の加熱部１９２の加熱を開始する。

第１の比較例において、温度制御が正常に行われている場合、図９に示すように、第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂとのニップ部の温度ＴＮに、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度ＴＫが追従する。
一方、図１０に示すように、タイミングＳＴＰにおいて、媒体が詰まり定着器１９１の第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合、加熱部１９２は第１の回転体１９１ａのニップ部付近を加熱するためニップ部の温度ＴＮは上昇し、温度検知部１９３のサーモパイル１９３ｂはニップ部とは離れた位置の温度を検知するため、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度ＴＫは低下する。

第１の比較例の温度制御部１７１は、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度と目標温度とを比較し、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度に達していないため、ヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続する。そのため、ニップ部の温度ＴＮは、図１０に示すように、上昇し続け、第１の回転体１９１ａの温度は第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度に到達してしまう。

ここで、媒体の詰まりが発生した場合のヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱について説明する。

図８に示すように、ＯＵＴセンサ１９５ｂが第１の回転体１９１ａと第２の回転体１９１ｂのニップ部の入り口のＩＮセンサ１９５ａから媒体搬送方向（図中矢印Ａが示す方向）における下流の１０６．３ｍｍの位置に配置されている場合において、ニップ部の入り口で媒体の詰まりが発生した場合、１２６０ｍｍの媒体Ｐは、１１５４ｍｍを搬送するのに必要な時間が経過するまで媒体の詰まりを検出することができない。そのため、媒体の詰まりを検出したことにより加熱部１９２の加熱を停止させる場合、媒体の印刷速度を１６ｐｐｍ（枚／分）とすると、媒体を１１５４ｍｍ搬送するのに必要な時間は１５．８秒となり、その１５．８秒間は加熱を継続して行うことになる。

このように第１の比較例では、媒体が詰まり定着器１９１の第１の回転体１９１ａの回転が停止した場合、ヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続するため、第１の回転体１９１ａの温度は第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度に到達してしまい、第１の回転体１９１ａにダメージを与えてしまうという問題があった。なお、加熱部１９２の温度異常を検知するため、サーミスタ１９３ａを設けているが、加熱部１９２の異常高温を防止することができても第１の回転体１９１ａの温度を第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度以下の状態で加熱を停止することは困難であった。

しかしながら、本実施例では、媒体の詰まり等の発生による第１の回転体１９１ａの回転の停止をより早く検知することができ、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度を超える前に加熱部１９２の加熱を停止することができる。
次に、図１および図３に基づいて、温度制御中に温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達すると温度制御エラーを検出する第２の比較例について説明する。なお、第２の比較例では、本実施例の第１の温度監視および第２の温度監視は行わないものとする。

第２の比較例において、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）とした温度制御中に、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達すると温度制御エラーを検出し、ヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を停止するようにした場合、図５に示すように、温度制御部１７１は、タイミングＴ１２において、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）から第２の閾値温度Ｂ（℃）に切替えてから第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達するタイミングＴ１４までヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続する。したがって、タイミングＴ１２からタイミングＴ１４までの時間ＯＮ２（秒）が経過するまでヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続することになる。

本実施例では、図５に示すように、タイミングＴ１２からタイミングＴ１３までの経過時間ＯＮ１（秒）は、時間ＯＮ２（秒）より短く設定することができ、第２の比較例より短時間でヒータ制御部１７１４による加熱を停止することができる。

また、第２の比較例において、目標温度を第１の閾値温度Ａ（℃）から第２の閾値温度Ｂ（℃）に切替えた後の温度制御中に、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達すると温度制御エラーを検出し、ヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を停止するようにした場合、図６に示すように、温度制御部１７１は、タイミングＴ２２において媒体の詰まりが発生して第１の回転体１９１ａの回転が停止してから第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達するタイミングＴ２４までヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続する。したがって、タイミングＴ２２からタイミングＴ２４までの時間ＯＮ４（秒）が経過するまでヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続することになる。

本実施例では、図６に示すように、タイミングＴ２２からタイミングＴ２３までの経過時間ＯＮ３（秒）は、時間ＯＮ４（秒）より短く設定することができ、第２の比較例より短時間でヒータ制御部１７１４による加熱を停止することができる。

さらに、第２の比較例において、目標温度を第２の閾値温度Ｂ（℃）から第１の閾値温度Ａ（℃）に切替えた後の温度制御中に、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達すると温度制御エラーを検出し、ヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を停止するようにした場合、図７に示すように、温度制御部１７１は、タイミングＴ３１において媒体の詰まりが発生して第１の回転体１９１ａの回転が停止した後、加熱を開始するタイミングＴ３２から第１の回転体１９１ａの表面温度が下限温度に到達するタイミングＴ３４までヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続する。したがって、タイミングＴ３２からタイミングＴ３４までの時間ＯＮ６（秒）が経過するまでヒータ制御部１７１４による加熱部１９２の加熱を継続することになる。

本実施例では、図７に示すように、タイミングＴ３２からタイミングＴ３３までの経過時間ＯＮ５（秒）は、時間ＯＮ６（秒）より短く設定することができ、第２の比較例より短時間でヒータ制御部１７１４による加熱を停止することができる。

このように、本実施例では、エンジン制御部１７の温度制御部１７１は、温度検知部１９３で検知した第１の回転体１９１ａの表面温度が目標温度になるように加熱部１９２を制御するとともに、所定の周期Ｔで目標温度を変化させるようにしたことにより、媒体の詰まり等の発生による第１の回転体１９１ａの回転の停止をより早く検知することができ、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度を超える前に加熱部１９２の加熱を停止することができるようになる。

また、定着器１９１のウォームアップ時間を短縮するために定着器１９１の熱容量を小さくした場合、目標温度を変化させる所定の周期Ｔを小さくすることができるため、さらに第１の回転体１９１ａの回転の停止を早く検知することができ、第１の回転体１９１ａの表面温度が第１の回転体１９１ａの劣化が促進する温度を超える前に加熱部１９２の加熱を停止することができるようになる。

さらに、第１の回転体１９１ａの停止を検知するためのセンサを必要とすることがなく、画像形成装置１の製造コストの低廉化や画像形成装置１の小型化を図ることができる。

なお、本実施例では、目標温度を所定の周期Ｔで変更する例を記載したが、所定の周期Ｔは、予め実験等で求めた第１の回転体１９１ａの表面温度検知する温度検知センサ（温度検知部１９３のサーモパイル１９３ｂ）が反応できる周期よりも長く、第１の回転体１９１ａが停止状態で連続加熱が行われていても第１の回転体１９１ａの劣化が促進される温度にならずに第１の回転体１９１ａの劣化が軽減された状態で維持されている間隔に基づく周期より短ければ良い。

以上説明したように、本実施例では、定着器において媒体の詰まりが発生した場合であっても回転体の劣化が促進する温度を超える定着器の回転体の加熱を抑制することができるという効果が得られる。

また、回転体の停止を検知するためのセンサを必要とすることがなく、画像形成装置の製造コスト低廉化や小型化を図ることができるという効果が得られる。
なお、本実施例では、画像形成装置を電子複写機、ＬＥＤプリンタ、レーザプリンタ、ファクシミリ装置、または複合機として説明したが、電子複写機、ＬＥＤプリンタ、レーザプリンタ、ファクシミリ装置、および複合機は、定着器を有するものであればカラーまたはモノクロのいずれであっても良い。

１画像形成装置
１１ＣＰＵ
１２コントローラ制御部
１３ＲＯＭ
１４ＲＡＭ
１６インターフェース部
１７エンジン制御部
１８操作部
１９印刷部
１３１定着温度記憶部
１３２搬送情報記憶部
１７１温度制御部
１７２搬送制御部
１９１定着器
１９１ａ第１の回転体
１９１ｂ第２の回転体
１９２加熱部
１９３温度検知部
１９３ａサーミスタ
１９３ｂサーモパイル
１９４搬送部
１９５用紙センサ
１９５ａＩＮセンサ
１９５ｂＯＵＴセンサ

Claims

媒体を搬送するとともに、媒体に付着した現像剤を加熱して定着させる回転可能な第１の回転体と、
前記第１の回転体との間に接触部を形成する回転可能な第２の回転体と、
前記第１の回転体を加熱する加熱部と、
前記接触部と異なる位置で前記第１の回転体の表面温度を検知する温度検知部と、
前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度と目標温度とに基づいて加熱部を制御する温度制御部と、
を有し、
前記温度制御部は、
前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度が前記目標温度になるように前記加熱部を制御するとともに、所定の周期以下で前記目標温度を変化させ、
前記所定の周期以下で変化する前記第１の回転体の表面温度を前記温度検知部で監視して前記第１の回転体の回転の停止を検出し、
所定時間を経過しても前記第１の回転体の表面温度が所定の目標温度に達しない場合、前記加熱部の加熱を停止することを特徴とする画像形成装置。
媒体を搬送するとともに、媒体に付着した現像剤を加熱して定着させる回転可能な第１の回転体と、
前記第１の回転体との間に接触部を形成する回転可能な第２の回転体と、
前記第１の回転体を加熱する加熱部と、
前記接触部と異なる位置で前記第１の回転体の表面温度を検知する温度検知部と、
前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度と目標温度とに基づいて加熱部を制御する温度制御部と、
を有し、
前記温度制御部は、
前記温度検知部で検知した前記第１の回転体の表面温度が前記目標温度になるように前記加熱部を制御するとともに、所定の周期以下で第１の目標温度と前記第１の目標温度より高い第２の目標温度とを交互に切替え、
前記所定の周期以下で変化する前記第１の回転体の表面温度を前記温度検知部で監視して前記第１の回転体の回転の停止を検出し、
前記第１の回転体の表面温度が、前記第１の目標温度と前記第２の目標温度との中間の温度としての第３の目標温度に下降してから再び前記第３の目標温度に上昇することを監視し、前記第３の目標温度に下降してから所定時間を超えても再び前記第３の目標温度に上昇しなかった場合、前記加熱部の加熱を停止することを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記温度制御部は、目標温度を前記第１の目標温度として加熱しているとき、加熱を開始してから所定時間を経過しても前記第１の回転体の表面温度が前記第１の目標温度に達しない場合、前記加熱部の加熱を停止することを特徴とする画像形成装置。