JP2001290383A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室温検知手段による室温情報に基づき、故障
を判断する検知時間又は／及び検知温度を任意の値に設
定することにより、最適な故障検知を行うことが可能な
画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 像加熱装置５１０の温度制御を行う為前
記像加熱装置５１０の温度を検出する加熱温度検知手段
５１５と、室温を検出する室温検知手段１０６と、前記
加熱温度検知手段５１５によって検知した温度により前
記像加熱装置５１０の故障を判断する故障検知手段１３
ａを有する画像形成装置であって、前記故障検知手段１
３ａが、前記室温検知手段１０６による室温情報に基づ
き、故障を判断する検知時間を任意の値に設定すること

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像加熱装置を使用し
た画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式、静電記録方式等を
採用する画像形成装置に具備される画像熱定着装置（像
加熱装置）においては、トナー像を担持したシート材
を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラと
で形成される圧接ニップ域を通過させることにより、上
記トナー像をシート材上に永久画像として定着させる、
いわゆる熱ローラ方式の加熱定着手段が広く用いられて
いる。

【０００３】また、スタンバイ時に電力を供給せず、消
費電力を極力低く抑えた加熱定着手段、詳しくは支持体
に取り付けた発熱体（以下、ヒータと称する）と加圧ロ
ーラとの間に薄肉のフィルム（以下、定着フィルムと称
する）を介在させ、未定着トナー画像の形成されたシー
ト材を該フィルムと密着させた状態でヒータ・加圧ロー
ラ間に通紙し、該シート材上にトナー像を加熱定着させ
るフィルム加熱方式による加熱定着手段がある。

【０００４】画像熱定着装置を構成する上記２種類の加
熱定着手段は、該加熱定着させる温度を制御する為、定
着温度検知手段を１つ以上有している。該定着温度検知
手段は一般的にサーミスタを用いることが多く、該ヒー
タや該加圧ローラに接して具備することで該ヒータや該
加圧ローラの温度を検出する。最近では該ヒータや該加
圧ローラの輻射熱を計測することで該加熱定着させる温
度を検出する手法も検討されている。

【０００５】図４は、さらに具体的な上記フィルム加熱
方式による加熱定着手段の代表的な１例を示す概略構成
図（断面図）である。図４において、画像熱定着装置５
１０は、ヒータ５１１、支持体としてのガイド部材５１
２、定着フィルム５１３、これらに対して圧接し、ニッ
プ部（加熱ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ５１４等
から構成されており、該圧接ニップ部Ｎにトナー像Ｔを
担持したシート材（記録材）Ｐが通紙され、ヒータ５１
１の熱により該トナー像Ｔをシート材Ｐに定着させてい
る。

【０００６】ヒータ５１１は、定着フィルム５１３の回
転移動をガイドするガイド部材５１２に固定されてい
る。このガイド部材５１２は、例えば耐熱性の樹脂部材
で形成され、加熱部材としてのヒータ５１１を保持する
とともに定着フィルム５１３のガイドも兼ねている。さ
らに、定着フィルム５１３との回転摺動性を高める為
に、定着フィルム５１３と、ヒータ５１１及びガイド部
材５１２の外周面との間に耐熱性のグリス等を介在させ
ている。またヒータ５１１の温度を検出する為、定着温
度検知手段として一般的にサーミスタ５１５が具備され
る。代表的なサーミスタ５１５の設置手段としてヒータ
５１１に耐熱性の接着材で接着する方法やバネ性部材の
圧力を利用して押し付けて設置する方法がある。

【０００７】このような画像形成装置においては、特開
平６−８３２２０号公報に開示されているように、定着
装置に設けた温度検知素子の検知温度（電圧変化）に基
づいて加熱体又は該温度検知素子の故障検知を行ってい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般にこのような定着
装置の昇温速度は非常に速いため、該故障の検知に時間
がかかると、故障を検知して装置を停止させるまでの間
にヒータ５１１が過度に昇温し、加圧ローラ５１４のゴ
ム材料や定着フィルム５１３のコーティングに損傷を与
える恐れがあるため、短時間に行うことが望まれてい
た。

【０００９】特に環境温度（室温）が高い場合には、該
ヒータ５１１が許容限界温度に昇温するまでの時間が短
いため、短時間で故障を検知する必要がある。しかしな
がら該故障検知時間を短く設定しすぎると、環境温度が
低い場合には、充分昇温する前に故障検知を行うことに
なり、温度検知素子５１５の抵抗値（電圧値）がばらつ
き、誤検知を発生させて、故障でもないのに装置を止め
てしまうことがあった。

【００１０】そこで、本発明は、室温検知手段による室
温情報に基づき、故障を判断する検知時間又は／及び検
知温度を任意の値に設定することにより、最適な故障検
知を行うことが可能な画像形成装置の提供を目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、上記課題を解決するために下記の構成を特徴とする
ものである。

【００１２】〔１〕：像加熱装置の温度制御を行う為前
記像加熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室
温を検出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段に
よって検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断
する故障検知手段を有する画像形成装置であって、前記
故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報に基
づき、故障を判断する検知時間を任意の値に設定するこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００１３】〔２〕：像加熱装置の温度制御を行う為前
記像加熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室
温を検出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段に
よって検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断
する故障検知手段を有する画像形成装置であって、前記
故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報に基
づき、故障を判断する検知温度を任意の値に設定するこ
とを特徴とする画像形成装置。

【００１４】〔３〕：像加熱装置の温度制御を行う為前
記像加熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室
温を検出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段に
よって検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断
する故障検知手段を有する画像形成装置であって、前記
故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報に基
づき、故障を判断する検知温度及び検知時間を任意の値
に設定することを特徴とする画像形成装置。

【００１５】〔４〕：前記像加熱装置が、フィルムと、
該フィルムと圧接して加熱ニップを形成する加圧部材と
を有し、画像が形成された記録材を前記加熱ニップに通
して加熱するフィルム加熱方式の装置であることを特徴
とする〔１〕，〔２〕又は〔３〕に記載の画像形成装
置。

【００１６】〔５〕：像形成手段により記録材上に未定
着画像を形成し、該画像を前記像加熱装置により加熱し
て記録材上に熱定着させることを特徴とする〔１〕乃至
〔４〕の何れか１項に記載の画像形成装置。

【００１７】

【発明の実施の形態】〈第１の実施形態〉図１は本発明
の第１の実施形態である画像形成装置（プリンタ）を説
明する図である。

【００１８】給紙カセット１に積載されているシート材
（記録材）Ｐはカセット給紙ローラ３によって給紙さ
れ、搬送ローラ４によりプリンタ内のシート材搬送路５
上を搬送されてレジストローラ６により所定のタイミン
グで像形成手段側に給送され、給紙センサ７により該先
端と後端の位置が検出される。

【００１９】一方、該給紙センサ７によるシート材先端
の検知と同期して画像形成を開始し、先ず感光ドラム９
上を光走査装置１５により走査露光して潜像を形成し、
該潜像を現像手段１６により現像してトナー画像Ｔとす
る。

【００２０】そして該感光ドラム９と転写ローラ８との
対向部(転写部)ｍに前記シート材Ｐとトナー画像Ｔが導
入され、転写ローラ８に印加された転写バイアスによ
り、トナー画像Ｔがシート材Ｐ上に転写される。

【００２１】これらの像形成手段によってトナー画像Ｔ
が転写されたシート材Ｐは、画像熱定着装置（像加熱装
置）５１０で加熱及び加圧され、トナー画像Ｔがシート
材上に定着されたのち、排紙ローラ１２にて排紙され
る。

【００２２】なお、画像熱定着装置５１０の概略構成は
前述した図４の装置と同じであるので、同一の要素に同
符番を付して再度の説明を省略した。

【００２３】該画像熱定着装置５１０における温度調節
は、サーミスタ（加熱温度検知手段）５１５によりセラ
ミックヒータ５１１の温度を検出し、該検出温度に基づ
いてＣＰＵ１３がヒータ駆動回路１４を制御し、該検出
温度が所望の一定温度になるようにセラミックヒータへ
の印加電力を調整する。

【００２４】本実施形態では、該サーミスタ５１５やセ
ラミックヒータ５１１の故障検知をサーミスタ５１５の
検出温度に基づいて行っている。例えば特開平６−８３
２２０号公報に記載されているように、セラミックヒー
タ５１１を一定時間発熱させた後にサーミスタ５１５の
検出温度（電圧値）を測定して所定の値と比較し、該測
定値が異常な値であるか否かにより故障を検出する。

【００２５】なお、該故障の検知時間は、高温環境下で
短く、低温環境下で長く設定することが望ましいため、
本実施形態では、画像形成装置１０１の給気口近傍に設
けた室温検知手段（室温サーミスタ）１０６による室温
情報に基づき、故障を判断する検知時間を任意の値に設
定する。

【００２６】以下にこの動作を図２のフローチャートに
沿って説明する。

【００２７】本装置１０１の電源ＳＷがオンされると
（３０１）、定着温度サーミスタ５１５の温度情報Ｔｍ
と室温サーミスタ１０６の温度情報ＴｒがそれぞれＣＰ
Ｕ１３に内包される故障検知手段１３ａに電気信号とし
て常に伝達される。続いて本装置１０１は、プリントス
タート命令を待つスタンバイ状態（３０２）となり、Ｃ
ＰＵ１３が本装置１０１のプリント開始命令を受け付け
た場合（３０３）、温度情報Ｔｒについて所定の温度Ｔ
ｘとの大小関係を判定する室温情報判定制御を実施する
（３０４）。

【００２８】このとき環境温度が高くＴｒ≧Ｔｘであれ
ば（３０５）、初期サーミスタ断線故障（ヒータ異常低
温）検知時間をｔ（ｆｌ）に、検知温度をＴｆｌに設定
する（３０６）。

【００２９】反対に環境温度が低くＴｒ＜Ｔｘであれば
（３０７）、初期サーミスタ断線故障（ヒータ異常低
温）検知時間をｔ（ｆ２）に、検知温度をＴｆ２に設定
する（３０８）。このとき、故障検知時間ｔ（ｆｌ）≦
ｔ（ｆ２）なる値に設定すると、周囲温度が高いときに
はヒータ故障時の通電時間を短くすることができるので
画像熱定着装置５１０の過昇温によるダメージを防止す
ることができる。また逆に周囲温度が低いときには、通
電時間を長めに設定することで、誤検知による故障を防
止することが可能である。

【００３０】なお、これらの具体値としては、 Ｔｘ＝５℃〜３５℃ ｔ（ｆ１）＝０．５ｓｅｃ ｔ（ｆ２）＝１．０ｓｅｃ Ｔｆ１＝５０℃ Ｔｆ２＝２０℃ とした。これに限らず画像熱定着装置５１０の昇温速度
や、該画像熱定着装置５１０を構成する部材の耐熱温度
などに応じて適当な値に任意設定が可能である。

【００３１】〈第２の実施形態〉第１の実施形態におい
ては、環境温度に基づき故障検知時間を任意の値に設定
したが、本実施形態では、故障を判断する検知温度（故
障検知温度）を任意の値に設定した。

【００３２】故障検知は、前述と同様にセラミックヒー
タ５１１を一定時間発熱させた後にサーミスタ５１５の
抵抗値（温度情報）を計測して所定の値（故障検知温
度）と比較し、該計測値が異常に低ければ初期断線故障
（サーミスタオープン、ヒータ異常低温）であると判断
できる。

【００３３】そこで、図３に示したステップ３０５，３
０８において、ｔ（ｆ１）＝ｔ（ｆ２）及びＴｆｌ≧Ｔ
ｆ２なる値に設定し、その他の構成を第１の実施形態と
同じにした。

【００３４】このように、高温環境下であれば、故障検
知温度を高く、低温環境下であれば低く設定することに
より、適切に故障を検知できた。

【００３５】なお、該故障検知温度の具体値としては、 Ｔｆ１＝５０℃ Ｔｆ２＝２０℃ とした。

【００３６】〈第３の実施形態〉また、室温情報に基づ
き、検知時間及び検知温度を任意の値に設定しても良
い。

【００３７】即ち、図３に示したステップ３０５，３０
８において、ｔ（ｆｌ）≦ｔ（ｆ２）及びＴｆｌ≧Ｔｆ
２なる値に設定し、その他の構成を第１の実施形態と同
じにした。これにより、高温環境下での過昇温によるダ
メージ防止や、低温環境下での誤検知を防止しつつ、確
実に故障を検知できた。

【００３８】なお、該故障検知温度の具体値としては、 Ｔｆ１＝５０℃ Ｔｆ２＝２０℃ とした。

【００３９】〈第４の実施形態〉第２又は第３の実施形
態において、前記故障検知温度Ｔｆｌを室温＋Ｘ℃、故
障検知温度Ｔｆ２を室温＋Ｙ℃なる値に設定することに
より、本体の使用環境に合わせた最適な故障検知をおこ
なうことができる。

【００４０】なお、Ｘ，Ｙは、それぞれ１５℃とした
が、これに限らず装置構成に応じて任意に設定すれば良
い。

【００４１】〈その他〉図１に示した第１の実施形態で
は、画像熱定着装置５１０に定着温度サーミスタ５１５
が１つ具備されている構成を示したが、図４に示したよ
うに、定着温度サーミスタ４０２を２つ具備し、どちら
か１方を第１の温度検知手段として用いる構成としても
良い。なお、この他の構成は同一である。

【００４２】例えば、ヒータ５１１が通紙可能な記録材
サイズに応じて複数の発熱部を持ち、これに応じた複数
の定着温度サーミスタ４０２が配置されている場合、プ
リント時に通紙された記録材サイズによって選択された
側の定着温度サーミスタ４０２を加熱温度検知手段とし
て用いれば良い。

【００４３】上記の実施形態では、テンションレスのフ
ィルム加熱方式を示したが、ヒータや駆動ローラ等の複
数の部材間に張設したフィルムを回転駆動する方式でも
良い。

【００４４】また、上記画像熱定着装置の加熱源は、セ
ラミックヒータに限らず、フィルムに設けた導電層に磁
束を作用させて誘導電流を発生させ、このジュール熱に
よりフィルム自体を発熱させる電磁誘導方式のものでも
良い。

【００４５】更に、本発明はフィルム駆動方式に限ら
ず、熱ローラ方式の像加熱装置を具備した画像形成装置
にも同様に適用できる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
室温検知手段による室温情報に基づき、故障を判断する
検知時間又は／及び検知温度を任意の値に設定すること
により、最適な故障検知を行うことが可能な画像形成装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１、第２、第３の実施形態に係る
画像形成装置の概略構成図

【図２】 故障検知を含む画像形成動作のフローチャー
ト

【図３】 その他の構成例の説明図

【図４】 従来の像加熱装置の概略構成図

【符号の説明】

１ 給紙カセット ３ カセット給紙ローラ ４ 搬送ローラ ５ シート材搬送路 ６ レジストローラ ７ 給紙センサ ８ 転写ローラ ９ 感光ドラム １２ 排紙ローラ １３ ＣＰＵ １３ａ 故障検知手段 １４ ヒータ駆動回路 １５ 光走査装置 １６ 現像手段 １０１ 画像形成装置 １０６ 室温サーミスタ ４０２ 定着温度サーミスタ ５１０ 画像熱定着装置 ５１１ セラミックヒータ ５１２ ガイド部材 ５１３ 定着フィルム ５１４ 加圧ローラ ５１５ サーミスタ（加熱温度検知素子） Ｎ 圧接ニップ部 Ｐ シート材 Ｔ トナー画像

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像加熱装置の温度制御を行う為前記像加
   熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室温を検
   出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段によって
   検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断する故
   障検知手段を有する画像形成装置であって、 前記故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報
   に基づき、故障を判断する検知時間を任意の値に設定す
   ることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像加熱装置の温度制御を行う為前記像加
   熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室温を検
   出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段によって
   検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断する故
   障検知手段を有する画像形成装置であって、 前記故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報
   に基づき、故障を判断する検知温度を任意の値に設定す
   ることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 像加熱装置の温度制御を行う為前記像加
   熱装置の温度を検出する加熱温度検知手段と、室温を検
   出する室温検知手段と、前記加熱温度検知手段によって
   検知した温度により前記像加熱装置の故障を判断する故
   障検知手段を有する画像形成装置であって、 前記故障検知手段が、前記室温検知手段による室温情報
   に基づき、故障を判断する検知温度及び検知時間を任意
   の値に設定することを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像加熱装置が、フィルムと、該フィ
   ルムと圧接して加熱ニップを形成する加圧部材とを有
   し、画像が形成された記録材を前記加熱ニップに通して
   加熱するフィルム加熱方式の装置であることを特徴とす
   る請求項１，２又は３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 像形成手段により記録材上に未定着画像
   を形成し、該画像を前記像加熱装置により加熱して記録
   材上に熱定着させることを特徴とする請求項１乃至４の
   何れか１項に記載の画像形成装置。