JP2003308948A - 加熱装置の電力制御装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】、電力供給を受けて発熱する加熱体を有する加
熱装置に関して、１）トライアックなどのドテイブ素子
の中途半端な故障を検出を短時間で確実に検出する、
２）サーミスタなどの温度検出素子のレアオープン、レ
アショート等の中途半端な検出を短時間で確実に検出す
る、３）加熱装置の電気的接続状態、例えばコネクタの
接点不良等の故障検出を確実にする。 【解決手段】出力波数レベルＹ０のＭＡＸ、或いはＭＩ
Ｎの継続状態を検出して加熱装置の状態を判断する事に
より加熱装置に対する異常時の損害を限りなく少なくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱装置の電力制
御装置、および画像形成装置に関する。

【０００２】より具体的には、電子写真複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置の定着器（熱定着手
段）等としての加熱装置の故障検知に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像形成装置の定着器は、一般に
ヒータを備え、画像形成部において転写材等の記録媒体
上に転写方式あるいは直接方式にて形成された未定着ト
ナー画像をヒータの加熱によって記録媒体上に永久画像
として溶融固着するものである。

【０００４】このような定着器は、ヒータに対する電力
の供給を制御することによってヒータの温度を所定温度
に維持する電力制御装置を備えている。

【０００５】この電力制御装置は、例えば商用電源をＯ
Ｎ、ＯＦＦするトライアックを備え、更にトライアック
を商用電源のゼロクロス付近でそれに非同期でＯＮ、Ｏ
ＦＦするトリガ手段を備え、所定温度になるように制御
している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成において、温
度検出手段としてサーミスタが一般的に使用されるが、
このサーミスタが不完全なオープン状態や、前記トライ
アックがいわゆる半波故障になった時には、温度検出手
段からの情報では電力制御装置の状態を完全に把握でき
ないことがある。

【０００７】熱容量の小さい定着フィルムを利用した定
着器の温度制御を良好に行いながら、温度検出手段から
の検出値が任意の高温以上になった場合には、トライア
ックの完全なショート故障や、サーミスタのショート故
障として判断していたが、不完全な故障状態を検出する
のは困難であった。

【０００８】定着フィルムを備えた定着器を簡単に説明
すると、このものは、耐熱性フィルムをエンドレスに構
成して定着フィルムとし、定着フィルムの内側に配置し
たヒータと外側に配置した加庄ローラとの間で定着フィ
ルムを挟持搬送する。更に、定着フィルムと加圧ローラ
との間の定着ニップ部に未定着トナー画像を担持させた
記録媒体を通し、この時ヒータの熱エネルギーを定着フ
ィルムを介して記録媒体のトナーに付与することによ
り、トナーを溶融して記録媒体に固着させるものであ
る。定着フィルムを利用した定着器の特徴は、温度上昇
を速やかに行う為、加熱体及び定着フィルムの熱容量が
小さく設定されていることである。このような定着器に
対する従来の故障検知では次のような問題があった。

【０００９】（１）トライアックなどのドライブ素子の
中途半端な故障を検出するのに時間を要する。

【００１０】（２）サーミスタなどの温度検出素子のレ
アオープン、レアショート等の中途半端な検出をするの
に時間を要する。

【００１１】（３）定着器の電気的接続状態、例えばコ
ネクタの接点不良等の故障検出が完全には検出できな
い。

【００１２】本発明は、電力供給を受けて発熱する加熱
体を有する加熱装置に関して上記（１）・（２）・
（３）のような問題点を解決することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする、加熱装置の電力制御装置、および画像形成装
置である。

【００１４】（１）電力供給を受けて発熱する加熱体を
有する加熱装置の電力供給装置であり、商用電源から加
熱体に供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトライアック
と、該トライアックをトリガするトリガ手段と、加熱体
の制御結果値を検出する検出手段と、波数制御手段とを
有し、該波数制御手段が、前記加熱体の制御目標値と前
記制御結果値との偏差量と、該偏差の積分量と、前記制
御結果値の微分量とに応答して、前記加熱体に付与する
前記商用電源波数を所定時間毎に決定すると共に、前記
微分量に基づいて前記波数制御手段のバイアス波数を変
更するバイアス波数制御手段を有し、該決定に基づいて
前記トリガ手段のＯＮ、ＯＦＦを行い、制御結果値が異
常値にならないにも関わらず、正常状態に付与する出力
状態以上に所定時間内に最大出力状態が任意時間継続し
た時、或いは正常状態に付与する出力状態以上に所定時
間内に最小出力状態が任意時間継続した時に、前記加熱
体、或いは前記検出手段に異常があると判断することを
特徴とする加熱装置の電力制御装置。

【００１５】（２）電力供給を受けて発熱する加熱体を
有する加熱装置の電力供給装置であり、商用電源から加
熱体に供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトライアック
と、該トライアックをトリガするトリガ手段と、加熱体
の制御結果値を検出する検出手段と、前記加熱体を制御
目標値まで一定温度傾きで立ち上げるように所定時間内
の波数を制御する波数制御手段とを有し、該波数制御手
段は前記制御結果値の微分量に応答して、前記加熱体に
付与する前記商用電源波数を所定時間毎に決定すると共
に、該決定に基づいて前記トリガ手段のＯＮ、ＯＦＦを
行い、制御結果値が異常値にならないにも関わらず、正
常状態に付与する出力状態以上に所定時間内に最大出力
状態が任意時間継続した時、或いは正常状態に付与する
出力状態以上に所定時間内に最小出力状態が任意時間継
続した時に、前記加熱体、或いは前記検出手段に異常が
あると判断することを特徴とする加熱装置の電力制御装
置。

【００１６】（３）前記加熱体は、固定支持され、被加
熱体を加熱する加熱体であり、絶縁基材と、該基材の一
方面側に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層を
基本構成体とすることを特徴とする（１）または（２）
に記載の加熱装置の電力制御装置。

【００１７】（４）加熱装置が画像形成装置の熱定着手
段であることを特徴とする（１）から（３）の何れかに
記載の加熱装置の電力制御装置。

【００１８】（５）前記（１）から（３）の何れかに記
載の加熱装置の電力制御装置を熱定着手段の電力制御装
置として具備することを特徴とする画像形成装置。

【００１９】（作 用）以上構成に基づき最大出力状
態、或いは最小出力状態が任意時間継続した時に加熱装
置故障と判断する事で、加熱装置に対する異常時の損害
を限りなく少なくすることが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下、図面に沿
って、本発明の実施例について説明する。

【００２１】（１）画像形成装置例の概略構成 図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型で
ある。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス
を用いたレーザービームプリンタである。

【００２２】１１は像担持体たる感光ドラムであり、Ｏ
ＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材
料をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基盤上に
形成して構成されている。

【００２３】感光ドラム１１は矢印の時計方向に所定の
周速度をもって回転駆動され、その表面は、帯電器とし
ての帯電ローラ１２によって一様に帯電される。

【００２４】次に、画像露光器であるレーザースキャナ
ー１３による像露光Ｌを受ける。レーザースキャナー１
３は画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して
オン／オフ変調制御されたレーザービームを出力して、
回転する感光ドラム１１の帯電処理面を走査露光Ｌす
る。この走査露光により感光ドラム１１上に画像情報の
静電潜像が形成される。

【００２５】この静電潜像は現像器１４でトナー画像と
して現像されて可視化される。現像方法としては、ジャ
ンピング現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像
との組み合わせで用いられることが多い。

【００２６】一方、不図示の給紙機構部から記録媒体
（転写材）Ｐが一枚宛給紙され、感光ドラム１１と転写
器としての転写ローラ１５との圧接部である転写ニップ
部に所定の制御タイミングにて供給される。転写ニップ
部において、感光ドラム１１上のトナー画像は不図示の
電源による転写バイアスの作用で記録材Ｐに転写され
る。

【００２７】転写ニップ部を通過した記録媒体Ｐは、感
光ドラム１１面から分離され、トナー画像を保持して熱
定着手段としての定着器１６へ搬送され、定着器１６の
定着ニップ部で加熱・加圧されてトナー画像が記録媒体
Ｐ上に定着されて永久画像となり、画像形成物として機
外へ排出される。

【００２８】一方、記録媒体分離後の回転感光ドラム１
１はその表面に残る転写残留トナーがクリーニング器１
７により除去されて、繰り返して作像に供される。

【００２９】（２）定着器１６ 図２は定着器１６部分の拡大横断面模型図である。本例
の定着器１６は、円筒状の耐熱性フィルム（以下、定着
フィルムと記す）を用いた、加圧ローラ駆動タイプのフ
ィルム加熱方式の加熱装置（特開平４−４４０７５〜４
４０８３号公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９８
４号公報等）である。

【００３０】１は一対の定着用部材の一方の定着用部材
としての円筒状の定着フィルム、２は他方の定着用部材
としての弾性加圧ローラである。３は横断面半円弧状樋
型のフィルムガイド部材（ステイ）、４は加熱体として
のセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。該
ヒータ４はフィルムガイド部材３の下面に長手に沿って
形成した嵌合溝３ａ内に嵌め込んで固定支持させてあ
る。円筒状定着フィルム１はヒータ４を固定支持させた
フィルムガイド部材３に対して周長に余裕を持たせて回
転自由に外嵌させてある。

【００３１】加圧ローラ２は回転自由に軸受支持させて
あり、この加圧ローラ２の上に、上記の円筒状定着フィ
ルム１・フィルムガイド部材３・ヒータ４等からなるア
センブリをヒータ４側を下向きにして並行に配設し、フ
ィルムガイド部材３を不図示の加圧手段で加圧ローラ２
側に加圧ローラ２の弾性に抗して押圧することでヒータ
４と加圧ローラ２を定着フィルム１を挟んで圧接させて
加圧ローラ２の弾性変形により所定幅の定着ニップ部Ｎ
を形成させている。

【００３２】定着フィルム１は熱容量を小さくしてクイ
ックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１
００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の
耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等の単層フィル
ム、或いはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、
ＰＥＳ、ＰＰＳ等のフィルムの外周表面にＰＴＦＥ、Ｐ
ＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムを使
用できる。

【００３３】弾性加圧ローラ２は、芯金２ａと、シリコ
ンゴム等の離型性の良い耐熱ゴム層２ｂと、最外層の低
摩擦層２ｃよりなり、少なくとも画像定着実行時は駆動
手段Ｍにより矢印の反時計方向に回転駆動される。定着
フィルム１は加圧ローラ２の回転駆動に伴い内面がヒー
タ４の表面に密着摺動しながらフィルムガイド部材３の
外回りを矢印の時計方向に所定の周速度、すなわち画像
形成部から搬送されてきた未定着トナー画像Ｔを担持し
た記録媒体Ｐの搬送速度とほぼ同一周速度で従動回転す
る。ヒータ４は通電により迅速に昇温し、所定の定着温
度に温調される。

【００３４】そして、加圧ローラ２が回転駆動され、こ
れに伴い定着フィルム１が従動回転し、ヒータ４に通電
がなされて所定の定着温度に立ち上がり温調された状態
において、定着ニップ部Ｎに未定着トナー画像Ｔを形成
した記録媒体Ｐが導入され、定着フィルム１に密着して
定着フィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを通
過していく。すなわち定着ニップ部Ｎの定着フィルム１
と加圧ローラ２との間で挟持搬送されていく。この記録
媒体Ｐの定着ニップ部通過過程でヒータ４から定着フィ
ルム１を介して記録媒体Ｐに熱エネルギーが付与されて
記録媒体Ｐ上に未定着トナー画像Ｔが加熱溶融定着され
る。記録媒体Ｐは定着ニップ部通過後定着フィルム１か
ら分離して排出される。

【００３５】図３は加熱体としてのセラミックヒータ４
の一例の構造図である。（ａ）はヒータ表面側の一部切
欠き平面模型図、（ｂ）はヒータ裏面側の平面模型図、
（ｃ）は（ｂ）における（ｃ）−（ｃ）線に沿う拡大横
断面模型図である。

【００３６】このヒータ４は ．記録媒体搬送方向と直交する方向を長手とする横長
のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等の高絶縁
性のセラミックスでできたヒータ基板（絶縁基板）４
ａ、 ．上記ヒータ基板４ａの表面側に長手に沿ってスクリ
ーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜３ｍｍ程
度の線状もしくは細帯状に塗工して形成した、例えばＡ
ｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の抵抗
発熱層（通電発熱体）４ｂ、 ．上記抵抗発熱層４ｂの長手方向両端部に電気的に導
通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）で形成された
電極部４ｃ・４ｃ、 ．抵抗発熱層４ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、
定着フィルム１との摺擦に耐えることが可能な薄層のガ
ラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層４ｄ、 ．ヒータ基板４ａの裏面側に設けた温度検出手段とし
てのサーミスタＴＨ、 等からなる。

【００３７】このヒータ４を、フィルムガイド部材３の
下面に長手に沿って形成した嵌合溝３ａ内にヒータ表面
側を外側にして嵌め込んで固定支持させてある。

【００３８】上記ヒータ４の電極部４ｃ・４ｃは給電コ
ネクタ５・５を介して次項（３）で説明する電力制御装
置２０と接続されており、電力制御装置２０からヒータ
４の抵抗発熱層４ｂに電力供給がなされてヒータ基板４
ａ・保護層４ｄを含むヒータ４の全体が急速昇温する。
サーミスタＴＨはヒータ４の温度を検知してその温度情
報を電力制御部２０にフィードバックする。電力制御装
置２０はそのフィードバックされる温度情報に基づいて
ヒータ４の温度が所定の制御目標温度に維持されるよう
にヒータ４の抵抗発熱層４ｂにへの電力供給を制御制御
する。

【００３９】（３）電力制御装置２０ 図４に本実施例における電力制御装置２０の構成図を示
す。

【００４０】同図において、商用電源３０から入力され
た電圧をトランスＴ１により変圧し、この変圧した電圧
によりダイオードＤ１を介してホールドコンデンサＣ１
を充電する。このホールドコンデンサＣ１電圧をＣＰＵ
１のＡ／Ｄ入力ポートに接続して、前述の商用電源３０
から入力される入力商用電源電圧を監視する。

【００４１】ヒータ４は検出手段としてのサーミスタＴ
Ｈによって温度検出が行われる。サーミスタＴＨは、上
述のＣＰＵ１のＡ／Ｄ入力ポートに接続されており、Ｃ
ＰＵ１は、このサーミスタＴＨを介してヒータ４の温度
状態を監視する。ヒータ４に対する商用電源３０からの
電力は、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときに供給開始さ
れ、一方、ＦＳＲＤ信号がＬレベルのときに供給停止さ
れる。すなわち、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときは、Ｃ
ＰＵ１を介してトランジスタＱ１がＯＮされ、そのコレ
クタ出力によりフオトトライアックＰＣ１がＯＮされ、
さらにトライアックＱ２のゲートがＯＮさせて、商用電
源３０はゼロクロス付近のタイミングでトリガされてヒ
ータ４に対する商用電力の供給を開始する。

【００４２】一方、前記ＦＳＲＤ信号がＬレベルのとき
は、それぞれ反対に、トランジスタＱ１がＯＦＦ、コレ
クタ出力によりフオトトライアックＰＣ１がＯＦＦ、ト
ライアックＱ２のゲートがＯＦＦさせて、ゼロクロス付
近のタイミングでトリガされてヒータ４に対する商用電
力の供給が停止される構成になっている。

【００４３】また、本実施例のプリント温調時において
は、前述のサーミスタＴＨの電圧値ＶTHと制御目標電圧
値Ｖ０との偏差量ｅ（＝Ｖ０−ＶTH）に応答して決定さ
れる出力波数と、上述の偏差量ｅの所定時間Ｔｉ当たり
の積分量ｉ（＝ｅｘＴｉ）に応答して決定されるバイア
ス波数と、上述のサーミスタＴＨの電圧値ＶTHの時間Ｔ
Ｓ当たりの微分量ｄ（＝ＶTHｎ−ＶTH（ｎ-1））に応答
して決定されるバイアス波数との関係をもとに、商用電
源３０によって所定時間ＴＳ毎に制御対象であるヒータ
４に付与する商用電源波数を決定し、かつその決定に基
づいて前述のＦＳＲＤ信号のＯＮ及びＯＦＦを行う波数
制御はＣＰＵ１によって処理する。

【００４４】なお、以下においては、上述の偏差量ｅか
ら出力波数を決定する動作を「Ｐ動作」、積分量ｉから
バイアス波数を決定する動作を「Ｉ動作」、微分量ｄか
らバイアス波数を決定する動作を「Ｄ動作」といい、ま
た、これらの動作をまとめて「ＰＩＤ動作」というもの
とする。

【００４５】上記において、トライアックＱ２が商用電
源から加熱体に供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトラ
イアックである。トランジスタＱ１、フオトトライアッ
クＰＣ１がトライアックを商用電源のゼロクロス付近で
ゼロクロスに非同期でトリガするトリガ手段である。サ
ーミスタＴＨが、加熱体の制御結果値を検出する検出手
段である。ＣＰＵ１が波数制御手段としての機能部およ
びバイアス波数制御手段としての機能部を有する。また
ＣＰＵ１が制御結果値が異常値にならないにも関わら
ず、正常状態に付与する出力状態以上に所定時間内に最
大出力状態が任意時間継続した時、或いは正常状態に付
与する出力状態以上に所定時間内に最小出力状態が任意
時間継続した時に、前記加熱体、或いは前記検出手段に
異常があると判断する判断機能部を有する。

【００４６】図５に、上述のプリント温調ＰＩＤ動作と
故障検出のフローチャートを示し、また、図６に制御結
果のサーミスタ電圧値ＶTHとサンプリングの関係を示
す。

【００４７】本実施例においては、ＰＩＤ動作を１００
Ｖ／１２０Ｖ仕様で行った場合について説明する。

【００４８】図５において、ステップＳ１で制御開始の
監視を行う。制御停止状態であればステップＳ１１に遷
移し、後述する制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲをリセット
しステップＳ１へ戻る。

【００４９】一方、制御開始状態であればステップＳ２
に遷移し、制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデータを参照
する。ステップＳ２で制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデ
ータが「０」ならばプリント温調制御初期と判断してス
テップＳ３へ、そして「２」ならばプリント温調制御
（ＰＩＤ動作）と判断してステップＳ９へ遷移する。

【００５０】ステップＳ３では商用電源電圧の中心値に
対応した任意のバイアス波数レベルＹｂを選択してステ
ップＳ４へ遷移してＣＴ＿ＣＮＴＲのデータを「２」に
する。

【００５１】ステップＳ９では定着器定常制御（ＰＩＤ
動作）を行うために所定時間ＴＳ毎にサーミスタ電圧値
ＶTHを監視してＰ動作、Ｉ動作及びＤ動作による波数の
算出を行う。初めにＩ動作により、前述の積分量ｉから
バイアス波数レベルＹｂを以下の式に基づいてアップデ
ートする。

【００５２】Ｙｂ＝Ｋｉ×ｉ×Ｙｂ（ｎ−１）［ただ
し、Ｋｉ：Ｉ動作ゲイン］ 次に、前述の偏差量ｅが、偏差量ｅ≧０で、微分量ｄ≦
０のとき、及び偏差量ｅ＜０で、微分量ｄ＞０のとき
に、Ｄ動作により、微分量ｄから、上述Ｉ動作でアッブ
デートしたバイアス波数レベルＹｂを以下の式に基づい
てバイアス波数可変手段（不図示）によってアップデー
トする。

【００５３】Ｙｂｎ＝Ｋｄ×ｄ×Ｙｂ［ただし、Ｋｄ：
Ｄ動作ゲイン］ 最後にＰ動作により、前述Ｉ動作及びＤ動作で決定され
たバイアス波数レベルＹｂｎに対して上述の偏差量ｅか
ら出力波数レベルＹ０を以下の式に基づいて算出する。

【００５４】 Ｙ０＝Ｋｐ×ｅ×Ｙｂｎ ＝（Ｋｐ×ｅ）×（Ｋｉ×ｉ）×（Ｋｄ×ｄ）×Ｙｂ（ｎ−１） ［ただし、Ｋｐ：Ｐ動作ゲイン］ ステップＳ１０では定着器定常制御を行うために、ステ
ップＳ９で算出した出力波数レベルＹ０を、ＦＳＲＤ信
号から出力する。

【００５５】ステップＳ２０ではサーミスタ電圧値ＶTH
の絶対値が予め設定してある異常高温電圧値以下か異常
低温電圧値以上かを監視して、どちらかが成立すればス
テップＳ２４へ遷移して故障状態になる。ステップＳ２
１では出力波数レベルＹ０がＭＡＸ、ＭＩＮかを監視し
て、これを満足しなければＭＡＸ出力時間をカウントす
るＴ_ONとＭＩＮ出力時間をカウントするＴ_OFFをリセッ
トしてステップＳ１へ遷移する。

【００５６】ステップＳ２２では出力波数レベルＹ０が
ＭＡＸならばＴ_ONをインクリメントして予め設定したカ
ウント値に達したらステップＳ２４へ遷移して故障状態
になる。同様に出力波数レベルＹ０がＭＩＮならばＴ
_OFFをインクリメントして予め設定したカウント値に達
したらステップＳ２４へ遷移して故障状態になる。

【００５７】図７にサーミスタ、トライアック、或いは
コネクタなどが中途半端な故障状態になった際の実際の
ヒータ温度状態とサーミスタ検出状態と出力波数レベル
Ｙ０の状態を示す。

【００５８】ステップＳ２４で「故障」と判断された後
の、加熱装置もしくは画像形成装置の対処動作は警告表
示と緊急停止となる。またユーザの対処はサービスコー
ルとなる。

【００５９】（第２の実施例）上記第1の実施例におい
て、出力波数レベルＹ０のＭＡＸ、ＭＩＮは全ＯＮ、全
ＯＦＦ以外に例えば、８０％と２０％のように任意の設
定に変えて、定着器の状態に応じて可変していくことも
可能である。

【００６０】（第３の実施例）本実施例において、ヒー
タに対する電力制御装置の構成は前述した図４の電力制
御装置２０と同様である。

【００６１】本実施例では、商用電源３０からヒータ４
に供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトライアックＱ２
と、該トライアックＱ２を前記商用電源３０のゼロクロ
ス付近でゼロクロスに非同期でトリガするトリガ手段Ｑ
１・ＰＣ１と、ヒータ４の制御結果値を検出するサーミ
スタＴＨと、前記ヒータ４を制御目標値まで一定温度傾
きで立ち上げるように所定時間内の波数を制御する波数
制御手段とを有し、該波数制御手段は前記制御結果値の
微分量に応答して、前記ヒータ４に付与する前記商用電
源波数を所定時間毎に決定すると共に、該決定に基づい
て前記トリガ手段のＯＮ、ＯＦＦを行い、制御結果値が
異常値にならないにも関わらず、正常状態に付与する出
力状態以上に所定時間内に最大出力状態が任意時間継続
した時、或いは正常状態に付与する出力状態以上に所定
時間内に最小出力状態が任意時間継続した時に、前記加
熱体、或いは前記検出手段に異常があると判断すること
を特徴とする。ＣＰＵ１に、上記の波数制御手段として
の機能部を有し、また異常判断機能部を有する。

【００６２】図８に立上温調動作と故障検出のフローチ
ャートを示し、また、図９に制御結果のサーミスタ電圧
値ＶTHとサンブリングの関係を示す。

【００６３】図８において、ステップＳ１で制御開始の
監視を行う。制御開始状態であればステップＳ２に遷移
し、サーミスタ温度が立上目標温度Ｔtargetかどうかを
監視する。

【００６４】ステップＳ２でサーミスタ温度が立上目標
温度がＴtarget以下ならばステップＳ５へ、そしてＴta
rget以上ならばステップＳ３へ遷移してプリント温調制
御を実行してステップＳ４で印字終了否かを判断する。

【００６５】ステップＳ５では所定時間ＴＳ毎のサーミ
スタの温度傾きｄＴが予め設定してあるｄＴconstに対
してどうなっているかを比較する。ｄＴ＞ｄＴconstな
らばステップＳ６へ、ｄＴ＝ｄＴconstならばステップ
Ｓ２０へ、ｄＴ＜ｄＴconstならばステップＳ７へ遷移
する。

【００６６】ステップＳ６では出力電力が大きすぎると
判断してＹ０＝Ｙ０−１を行い、ステップＳ７では出力
電力が小さすぎると判断してＹ０＝Ｙ０＋１を行いステ
ップＳ２０へ遷移する。

【００６７】ステップＳ２０ではサーミスタ電圧値ＶTH
の絶対値が予め設定してある異常高温電圧値以下か異常
低温電圧値以上かを監視して、どちらかが成立すればス
テップＳ２４へ遷移して故障状態になる。

【００６８】ステップＳ２１では出力波数レベルＹ０が
ＭＡＸ、ＭＩＮかを監視して、これを満足しなければＭ
ＡＸ出力時間をカウントするＴonとＭＩＮ出力時間をカ
ウントするＴoffをリセットしてステップＳ１へ遷移す
る。

【００６９】ステップＳ２２では出力波数レベルＹ０が
ＭＡＸならばＴonをインクリメントして予め設定したカ
ウント値に達したらステップＳ２４へ遷移して故障状態
になる。同様に出力波数レベルＹ０がＭＩＮならばＴof
fをインクリメントして予め設定したカウント値に達し
たらステップＳ２４へ遷移して故障状態になる。

【００７０】図１０にサーミスタ、トライアック、或い
はコネクタなどが中途半端な故障状態になった際の実際
のヒータ温度状態とサーミスタ検出状態と出力波数レベ
ルＹ０の状態を示す。

【００７１】（第４の実施例）上記第３の実施例におい
て、出力波数レベルＹ０のＭＡＸ、ＭＩＮは全ＯＮ、全
ＯＦＦ以外に例えば、８０％と２０％のように任意の設
定に変えて、定着器の状態に応じて可変していくことも
可能である。

【００７２】（その他） １）本発明の加熱装置は実施例のようなフィルム加熱方
式の装置に限られない。熱ローラ方式の装置、電磁誘導
加熱方式の装置等とすることも出来る。

【００７３】２）本発明の加熱装置は定着装置に限られ
ず、その他、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記
録媒体を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装
置、記録媒体以外のシート状の被加熱体を通紙して、乾
燥、加熱ラミネート、熱プレスしわ取り、熱プレスカー
ル取り等の加熱処理装置等としても使用できる

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電力供給を受けて発熱する加熱体を有する加熱装置に関
して、出力波数レベルＹ０のＭＡＸ、或いはＭＩＮの継
続状態を検出して加熱装置の状態を判断する事により、
以下のような効果がある。

【００７５】（１）トライアックなどのドテイブ素子の
中途半端な故障を検出を短時間で確実に検出できる。

【００７６】（２）サーミスタなどの温度検出素子のレ
アオープン、レアショート等の中途半端な検出を短時間
で確実に検出できる。

【００７７】（３）加熱装置の電気的接続状態、例えば
コネクタの接点不良等の故障検出が確実にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施例における画像形成装置の概略構
成図

【図２】 加熱装置としてのフィルム加熱方式定着器の
概略構成図

【図３】 加熱体の構成説明図

【図４】 電力制御装置の構成図

【図５】 プリント温調ＰＩＤ動作と故障検出のフロー
チャート

【図６】 制御結果のサーミスタ電圧値とサンプリング
の関係を示す図

【図７】 サーミスタ、トライアック、或いはコネクタ
などが中途半端な故障状態になった際の実際のヒータ温
度状態とサーミスタ検出状態と出力波数レベルの状態を
示す図

【図８】 第３の実施例における、立上温調動作と故障
検出のフローチャート

【図９】 制御結果のサーミスタ電圧値とサンブリング
の関係を示す図

【図１０】 サーミスタ、トライアック、或いはコネク
タなどが中途半端な故障状態になった際の実際のヒータ
温度状態とサーミスタ検出状態と出力波数レベルの状態
を示す図

【符号の説明】

１６・・定着器（加熱装置）、４・・セラミックヒータ
（加熱体）、２０・・電力制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA18 BA25 BA30 BE03 CA06 CA07 CA30 CA34 CA45 CA46 CA48 3K058 AA84 AA98 BA18 CA03 CA12 CA16 CA24 CA31 CA32 CA34 CA71 CB22 GA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力供給を受けて発熱する加熱体を有する
   加熱装置の電力供給装置であり、商用電源から加熱体に
   供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトライアックと、該
   トライアックをトリガするトリガ手段と、加熱体の制御
   結果値を検出する検出手段と、波数制御手段とを有し、
   該波数制御手段が、前記加熱体の制御目標値と前記制御
   結果値との偏差量と、該偏差の積分量と、前記制御結果
   値の微分量とに応答して、前記加熱体に付与する前記商
   用電源波数を所定時間毎に決定すると共に、前記微分量
   に基づいて前記波数制御手段のバイアス波数を変更する
   バイアス波数制御手段を有し、該決定に基づいて前記ト
   リガ手段のＯＮ、ＯＦＦを行い、制御結果値が異常値に
   ならないにも関わらず、正常状態に付与する出力状態以
   上に所定時間内に最大出力状態が任意時間継続した時、
   或いは正常状態に付与する出力状態以上に所定時間内に
   最小出力状態が任意時間継続した時に、前記加熱体、或
   いは前記検出手段に異常があると判断することを特徴と
   する加熱装置の電力制御装置。
2. 【請求項２】電力供給を受けて発熱する加熱体を有する
   加熱装置の電力供給装置であり、商用電源から加熱体に
   供給される電力をＯＮ，ＯＦＦするトライアックと、該
   トライアックをトリガするトリガ手段と、加熱体の制御
   結果値を検出する検出手段と、前記加熱体を制御目標値
   まで一定温度傾きで立ち上げるように所定時間内の波数
   を制御する波数制御手段とを有し、該波数制御手段は前
   記制御結果値の微分量に応答して、前記加熱体に付与す
   る前記商用電源波数を所定時間毎に決定すると共に、該
   決定に基づいて前記トリガ手段のＯＮ、ＯＦＦを行い、
   制御結果値が異常値にならないにも関わらず、正常状態
   に付与する出力状態以上に所定時間内に最大出力状態が
   任意時間継続した時、或いは正常状態に付与する出力状
   態以上に所定時間内に最小出力状態が任意時間継続した
   時に、前記加熱体、或いは前記検出手段に異常があると
   判断することを特徴とする加熱装置の電力制御装置。
3. 【請求項３】前記加熱体は、固定支持され、被加熱体を
   加熱する加熱体であり、絶縁基材と、該基材の一方面側
   に具備させた、通電により発熱する抵抗発熱層を基本構
   成体とすることを特徴とする請求項１または２に記載の
   加熱装置の電力制御装置。
4. 【請求項４】加熱装置が画像形成装置の熱定着手段であ
   ることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の加
   熱装置の電力制御装置。
5. 【請求項５】請求項１から３の何れかに記載の加熱装置
   の電力制御装置を熱定着手段の電力制御装置として具備
   することを特徴とする画像形成装置。