JP2007086359A - 定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置での記録材のジャム等に対する安全性を高めた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 記録材４上のトナー像を定着する定着装置であって、加熱源２を有する定着部材１と、定着部材１の表面温度を検知する温度センサ３と、定着部材１を昇温モードで動作させる条件下にて温度センサ３からの情報に基づいて昇温時間情報を測定する測定手段５と、測定手段５によって測定された昇温時間情報と基準値情報とを比較して異常の有無を判別する異常判別手段６と、異常判別手段６の基準値情報を調整する調整手段７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、定着装置での記録材のジャムに対する安全性を高めた定着装置及びこの定着装置を用いる画像形成装置の改良に関する。

従来、例えば電子写真方式の画像形成装置における記録材上のトナーを定着する定着装置としては、定着時の加熱並びに加圧条件を簡単な構成で行う、加熱ロール方式の装置が知られている。これは、少なくとも記録材上のトナー面側に加熱ロールを配置し、対向する加圧ロールとの間で記録材をニップ搬送する際に、トナー溶融を行うようにしたものである。
ところが、このような定着装置を用いる場合、何らかの原因で記録材が定着装置から排出される際に加熱ロール側に記録材が向かう力が増すと、記録材が加熱ロールへ巻き付くようになる。通常、このような記録材の巻き付きはジャム処理時に排除されることで問題になることはない。
しかしながら、最近の高速の画像形成装置では、例えば記録材が定着時の加熱ロールに巻き付きジャムとなった場合、このジャムを解除するようにしても、ユーザーが後続の記録材を発見できずに除去すべき記録材が除去されないことがある。このような場合に、除去されずに残った後続の記録材等がジャム解除後に新たに加熱ロールに巻き付き、そのまま装置が起動されることがある。また、巻き付きジャムの場合は、巻き付いた記録材が発見し難いため、除去されずにそのまま再立ち上げをしてしまうこともある。

一方、定着装置の加熱ロールには、通常、加熱ロールの加熱制御を行うための温度センサが加熱ロールの表面側に設けられ、この温度センサによって加熱ロールの電源供給が制御されている。
このような場合にジャム後のウォームアップによって加熱ロールが加熱開始されると、温度センサによる制御により、温度センサによる基準値に達するまでは電源供給が継続され、加熱ロールの温度が上昇を続けるようになる。
このとき、加熱ロールに記録材が巻き付いていると、この記録材により温度センサで得られる温度が実際の値より低くなり、加熱ロールの正しい加熱制御がなされず、加熱ロールの異常な温度上昇によって発煙を生じたり、ついには発火に至ることもある。

特開２０００−２２７７３１号公報（発明の実施の形態、図４）

このような問題に対する対応策として、ジャム後のウォームアップ時には、加熱ロールの温度上昇勾配が基準値を超えるかどうかを観測し、基準値を超えない場合には異常と判断して加熱を中止する方式の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。更に、この中では、ジャム時の基準値を通常の基準値より低く設定し、安全性を高める工夫もなされている。

しかしながら、上述の方式においては、温度上昇勾配を一義的に求め、この決められた勾配（基準値に相当）によって判断するようになっている。そのため、例えば装置が設置された環境（ユーザーの使用環境）によっては供給電圧が定格値より低すぎると温度上昇勾配が緩く（時間的に長くなる）なり、加熱ロールに用紙が巻き付いているわけでもないのに異常と判断されて装置が停止する虞がある。また、反対に供給電圧が高すぎると、加熱ロールに用紙が巻き付いているにも拘わらず異常と判断できず、そのまま通電される結果、用紙の焦げによる異臭や発煙等に至る虞もある。更に、定着装置を交換した場合には、定着装置に使用される部品バラツキ等からそれまで使用されていた定着装置と温度上昇傾向が異なる場合があり、用紙の巻き付きを正しく検知することが困難になることもある。

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、定着装置での記録材のジャム等に対する安全性を高めた定着装置及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供するものである。

すなわち、本発明は、図１に示すように、記録材４上のトナー像を定着する定着装置であって、加熱源２を有する定着部材１と、定着部材１の表面温度を検知する温度センサ３と、定着部材１を昇温モードで動作させる条件下にて温度センサ３からの情報に基づいて昇温時間情報を測定する測定手段５と、測定手段５によって測定された昇温時間情報と基準値情報とを比較して異常の有無を判別する異常判別手段６と、異常判別手段６の基準値情報を調整する調整手段７とを備えることを特徴とする。

このような技術的手段において、定着部材１は、ロール状、ベルト状を問わず、加熱源２の数量も特に制限されない。また、加熱源２が定着部材１の内部に備える態様であってもよいし、外部に備える態様であっても差し支えない。そして、定着部材１の代表的態様としては、加熱源２を内部に備えた加熱ロールと、この加熱ロールに対向配置される加圧ロールとで構成される。
また、温度センサ３は、その数量は特に限定されずに複数備えるようにしても差し支えなく、定着部材１の表面側温度を検知できればよく、例えばサーミスタ等の感熱素子、赤外線を検知する光学的素子等を定着部材１に接触又は離間して配設する態様が挙げられる。

更に、測定手段５は、定着部材１を昇温モードで動作させる条件下にて温度センサ３からの情報に基づいて昇温時間情報を測定すればよく、「昇温モード」とは、例えばウォームアップ時の温度上昇時を意味し、温度が平衡になったときまでをも含む。尚、「昇温時間情報」とは、時間そのものは勿論、間接的に時間に繋がる情報をも含む趣旨である。
また、本発明においては、加熱源２への電力供給を行うと共に異常判別手段６によって異常と判別されたときは実施中の電力供給を低下させる加熱制御手段８を設けることが好ましく、これによれば、例えば定着部材１へ記録材４が巻き付いたような状況にあっても、有効に加熱源２を低下させることができ、安全性の向上が行われる。尚、加熱制御手段８は加熱源２への電力供給を低下させるようにすればよいが、安全性を一層向上させる観点から電力供給を停止させる方がよい。
そして、異常判別手段６は、昇温時間情報と基準値情報とを比較し、異常判別を行うものであればよく、例えば、定着部材１への記録材４の巻き付きの際には昇温時間が長くなることを利用して判別できるようになる。

本発明における調整手段７は、異常判別手段６の基準値情報に対し例えば設置環境条件に基づいた調整を行うものであり、この場合、設置環境に基づいて調整が行われた基準値を設定するようになる。このとき、設置環境条件としては、温度、湿度、電源電圧等の設置環境に起因するものや、部品のバラツキ等に起因するものが挙げられる。尚、このような調整を行うことで、設置環境でのエラー検出の誤動作を抑制することが可能になる。

また、調整手段７は、加熱を開始する前の定着部材１の温度が所定の温度以上の条件では非稼働とすることが好ましく、仮に所定の温度以上で調整手段７による基準値の設定を行うようにすると、有効な基準値を得ることが困難となる。尚、このときの所定温度は事前に決定された温度が用いられる。更に、調整手段７は、装置の設置若しくは定着部材１交換後の最初の装置起動時に稼働されるようにすることが好ましく、これによれば、装置が設置された設置環境に沿った基準値を設定することができ、記録材巻き付き異常等の定着装置に関する各種エラーに対する有効な検知を行うことが可能になる。更に、この場合、調整手段７がパスワードを入力することで稼働状態になることが好ましく、これによれば、例えば装置設置時にサービスマン等の特定の者のみが基準値の設定を行うことができ、不用意に基準値の変更がなされることがなくなり、より正確なエラー検知ができるようになる。そのため、安全性が一層高まることになる。

更に、調整手段７は、装置による記録材巻き付き異常等のエラーが最初に発生するまで繰り返し稼働し、基準値の設定を繰り返すようにすることが好ましく、これによれば、より設置環境に適合した基準値の設定がなされるようになる。また、このとき、基準値の設定を繰り返す毎に、測定された昇温時間情報に基づいて調整幅を徐々に小さくして新たな基準値を設定することが好ましい。このように調整幅を小さくしていくことで、より精度の高い基準値を設定することが可能になり、記録材巻き付き異常等の定着装置に関する各種エラーへの検知性能が向上し、定着装置自体の安全性を一層高めることができるようになる。そして、調整手段７は、定着部材１の表面温度が定着可能温度に達する前の少なくとも異なる二つの温度間での昇温時間情報に基づいて基準値を設定することが好ましく、このとき、高温側は定着部材１が回転する前の温度が温度センサ３による安定した温度測定を可能にする観点から好ましい。

また、定着部材１が他の定着部材と異なる識別情報を有し、調整手段７は新たな識別情報が認識されたときに稼働するようにすることが好ましく、この場合、調整手段７が定着部材１の交換があったことを容易に認識することができ、この定着部材１に適合した基準値を設定することが可能になり、定着部材１の交換を行っても部品バラツキ等を吸収することができるようになる。このとき、識別情報としては、例えば識別情報が記録されたラベル等の記憶素子を用いるようにすれば、容易に実現できる。
更に、定着部材１は定着部材１の表面温度が定着可能温度に達する前の所定の温度に至ったときに非可逆反応にて状態変化を生じる非可逆温度検知部材を備え、調整手段７は、前記非可逆温度検知部材が非可逆反応を起こさないときに基準値の設定を行うようにすることが好ましく、これによれば、定着装置が稼動して所定の温度上昇まで至らない条件下での基準値の設定が可能となり、より設置環境のみに沿った基準値の設定を行うことが可能になる。このとき、非可逆温度検知部材並びに非可逆反応の例としては、温度ヒューズを使ったその溶断状態、磁性材料のキューリー温度を使用した常磁性化、示温塗料を使った色彩変化等が挙げられるが、低コスト化を図る観点から温度ヒューズが好適である。また、一回動作のバイメタルを使用するサーモスタットを使用してもよい。

また、この場合、異常判別手段６は、ウォームアップ中の異なる二つの温度間での昇温時間情報並びに待機中の加熱源２への連続通電時間情報を設定された基準値による基準値情報と比較して、少なくともいずれか一つが異常と判別されるときは異常と判別することが好ましく、これによれば、基準値情報によって複数のチェック項目でのエラー検知を行うことができる。

更に、本発明のうち、温度センサ３を複数備える態様にあっては、調整手段７は夫々の温度センサ３毎に基準値を設定し、それぞれの温度センサ３からの昇温時間情報を夫々の基準値情報と比較して、異常判別手段６は少なくともいずれか若しくは複数の昇温時間情報によって異常と判断されたときは異常と判別することが好ましく、定着部材１への記録材巻き付き異常等の各種エラーを検知する際の安全性が高まったり、信頼性が高まる効果がある。

更にまた、本発明は上述した定着装置に限らず、画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、記録材４上にトナー像を形成する作像ユニットと、上述の定着装置を備えるようにすればよい。

本発明によれば、記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、加熱源を有する定着部材と、温度センサと、定着部材を昇温モードで動作させる条件下にて温度センサからの情報に基づいて所定温度域での昇温時間情報を測定する測定手段と、測定手段によって測定された昇温時間情報と基準値情報とを比較して異常の有無を判別する異常判別手段と、異常判別手段の基準値情報を調整する調整手段とを備えたので、定着装置の例えば設置環境条件に適した状態で、定着部材への記録材巻き付き異常等の各種エラーを検知することができるようになり、安全性に優れ、誤動作の少ない定着装置を提供することができる。
また、この定着装置を用いることで、設置環境に合った安全性に優れた画像形成装置を提供することができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、本実施の形態における画像形成装置は、静電潜像が担持される像担持体としての感光体ドラム１１を略中央に配置し、下方に記録材としての用紙Ｓを供給可能に収容する給紙カセット５０を配し、上方には感光体ドラム１１にて用紙Ｓ上に形成されたトナー像を定着する定着装置６０が設けられている。

このような配置構成の画像形成装置は、用紙Ｓを搬送する搬送経路を非常に短くでき、更に、画像形成装置の一側面を開放するだけで用紙Ｓの搬送経路の大部分を露出させることが容易になる。そのため、給紙から排紙までの出力時間を短縮することができると共に用紙Ｓの搬送性が向上し、また、ジャム時の用紙Ｓの除去性等にも優れる特徴もある。

そして、感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電ロール等の帯電器１２、帯電された感光体ドラム１１上に静電潜像を書き込むレーザ露光装置等の露光器１３、静電潜像が書き込まれた感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像器１４、現像されて感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を用紙Ｓ上に転写する転写ロール等の転写器１５、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが配設されている。

また、本実施の形態の画像形成装置における用紙搬送系は、用紙Ｓを供給可能に収容する給紙カセット５０、この給紙カセット５０に収容された用紙Ｓを所定のタイミングで送り出すピックアップロール５１、ピックアップロール５１によって送り出された用紙Ｓを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２によって搬送された用紙Ｓを位置決め規制し且つ所定のタイミングで転写器１５側に送り出すレジストロール５３、レジストロール５３から送り出された用紙Ｓを転写ニップ部（感光体ドラム１１と転写器１５との対向部位）に導くインレットシュート５４、転写器１５により用紙Ｓ上にトナー像が転写された後に搬送される用紙Ｓを定着装置６０へと搬送する搬送ガイド５５、定着装置６０の上流側に配置されトナー像が転写された用紙Ｓを定着装置６０に導く定着入口ガイド５６、定着装置６０から排紙される用紙Ｓを画像形成装置の筐体表面に設けられた収容トレイ１９に排出する排出ロール５９に用紙Ｓを導く排紙ガイド５７，５８を備えている。尚、図中符号１６は、転写を終えた用紙Ｓが感光体ドラム１１側に巻き付かないようにする剥離爪である。更に、本実施の形態の画像形成装置内には、各部の制御を行う制御装置４０が設けられている。

次に、本実施の形態における定着装置６０について説明する。
本実施の形態の定着装置６０は、図３に示すように、加熱ロール６１を回転自在に支持する加熱側ケース６５と、加圧ロール６２を回転自在に支持する加圧側ケース６６とが図示外の部位にて連結されてユニット化された構成となっている。そして、加熱ロール６１の中心と加圧ロール６２の中心とを結んだ直線が略水平方向になるように画像形成装置内に装着されている。このとき、加圧ロール６２は図示外のスプリング等に弾性体によって加熱ロール６１側に押圧され、両者間で所定の定着ニップが形成されるようになっている。

加熱ロール６１は、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属からなる円筒形の剛性コア６１ａの表面に、シリコーン樹脂やフッ素系樹脂等のトナーとの離型性が良好で耐熱性のある離型層６１ｂが被覆されている。この離型層６１ｂとしては、トナーに対する離型性や耐摩耗性の観点から、フッ素系樹脂が好適であり、具体的には、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が使用できる。

また、加熱ロール６１の内部には例えばハロゲンヒータ６７が配設されており、加熱ロール６１を内部から加熱するようになっている。更に、加熱ロール６１の表面には用紙搬送領域外に温度センサ６８が接触して配置されている。更にまた、温度センサ６８より加熱ロール６１の移動方向上流側には、加熱ロール６１の到達温度を規制するためのサーモスタット６９が加熱ロール６１から離間して配設されている。
一方、加圧ロール６２は、例えば円柱状の金属シャフト６２ａと、この金属シャフト６２ａの周囲に設けられた耐熱弾性層６２ｂと、耐熱弾性層６２ｂの表面を覆う離型層６２ｃとから構成されている。金属シャフト６２ａは、例えば鋼材又はアルミニウム材からなり、中空状であっても差し支えない。また、耐熱弾性層６２ｂは、耐熱性と共に機械的強度が良好な、例えばシリコーンスポンジゴム又はシリコーンゴムから構成されている。そして、離型層６２ｃとしては、上述の加熱ロール６１側の離型層６１ｂと同様のものが用いられる。
本実施の形態では、加熱ロール６１及び加圧ロール６２がこのように構成され、加熱ロール６１によって加圧ロール６２を押圧することで、略一定の定着ニップ域が形成されるようになっている。

そして、本実施の形態では、定着装置６０の加熱制御は制御装置４０によって行われており、図４に示すように制御されている。制御装置４０に対する入力情報としては、温度センサ６８からの温度情報とサーモスタット６９からのＯＮ／ＯＦＦ情報（例えば設定温度を超えるとＯＦＦとなる）等があり、制御装置４０で処理した結果を基に加熱ロール６１のハロゲンヒータ６７をＯＮ／ＯＦＦ制御、加熱ロール駆動モータ７１（図２，３には図示せず）をＯＮ／ＯＦＦ制御、ＵＩ（User Interface）画面等へのＲＥＡＤＹ表示７２等を行うようになっている。また、制御装置４０内部には、温度センサ６８からの温度データから温度上昇に要する昇温時間を測定する測定部４１、測定部４１によって測定された昇温時間を設置環境に基づく調整を行い、新たな基準時間を設定する調整部４２、測定部４１からの昇温時間と設定された基準時間とを比較し、加熱ロール６１への用紙巻き付き異常等のエラーの有無を判別する異常判別部４３等が収容されている。

次に、本実施の形態における画像形成装置の基本的作像プロセスについて説明する。
図２に示すように、帯電器１２によって帯電された感光体ドラム１１上に、例えば画像データ等から信号を図示外の画像処理装置によって出力制御された露光器１３によって静電潜像が形成される。感光体ドラム１１上の静電潜像には、現像器１４の現像ロール１４ａによって可視像化され、トナー像が形成される。
一方、給紙カセット５０からピックアップロール５１によって繰り出された用紙Ｓは、搬送ロール５２を経由してレジストロール５３に導かれ、位置決め規制が行われた後、インレットシュート５４を介して転写器１５の部位に至る。
転写器１５では、搬送された用紙Ｓ上に感光体ドラム１１上のトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙Ｓは搬送ガイド５５、定着入口ガイド５６を経由して定着装置６０に至る。定着装置６０にてトナー像が定着された用紙Ｓは、排紙ガイド５７，５８、排出ロール５９を経由して収容トレイ１９上に排出されるようになる。

このような作像プロセスにおいて、本実施の形態での制御装置４０内の基準時間設定方法について、図５の調整モードのフローを中心に説明する。
本実施の形態では、画像形成装置を新たに設置した場合に調整モードが行われる。調整モードは、例えば装置電源（Ｍ／Ｃ電源）をＯＮしたときに開始され、温度センサ６８による加熱ロール６１の表面温度が５０℃未満かどうかの判断がなされる。このとき、５０℃以上であれば、正しい調整モードが行われないものと判断し、調整モードを却下して、例えばＭ／Ｃ電源をＯＦＦするようにする（ステップＳ１〜Ｓ３）。
一方、加熱ロール６１の温度が５０℃未満の場合には、ハロゲンヒータ６７への通電を開始し、温度センサ６８によって加熱ロール６１の温度が１００℃になるまでは安全タイマを使用して、温度上昇傾向に異常がないかどうか監視する（ステップＳ４，Ｓ５）。このときの安全タイマとは、加熱ロール６１への用紙の巻き付き異常等のエラーをチェックするものではなく、通常の加熱によって５０〜１００℃に上昇するのに要する時間に余裕率を加えた値で温度上昇時間を監視するもので、ハロゲンヒータ６７が故障した場合などを監視しようとしたものである。尚、本実施の形態では、安全タイマの設定時間を超えると、例えばＭ／Ｃ電源ＯＦＦとするようになっている。

次に、加熱ロール６１が１００℃に達すると、制御装置４０内に設けたＢタイマのカウントを開始し、１２０℃に達したらカウントを終了する（ステップＳ６〜Ｓ８）。そして、Ｂタイマのカウント値に調整を加え、新たな基準時間として設定することで、調整モードを終了する（ステップＳ９，Ｓ１０）。尚、ステップＳ７の安全タイマも上述した安全タイマと同様に作用するようになっている。
以上のように、このときの調整は、Ｂタイマのカウント値に基づいて行い、このカウント値より大きい値にする方向であれば特に制限はないが、大きすぎると用紙の巻き付き異常等のエラーが生じたときに認識できない虞がある。一方小さ過ぎると誤動作を起こす虞がある。そのため、通常、調整値としてはＢタイマのカウント値の１〜１．５倍以内で設定される。尚、具体的な調整値については後述する実施例の中で説明する。

また、本実施の形態では、上述したＢタイマによる基準時間の設定時の調整以外にも、各種のエラー検知を行っており、その内容について図６の温度プロファイルを用いて説明する。
図６は、縦軸に温度、横軸に時間で表したウォームアップ時の加熱ロール６１の温度プロファイル（温度センサ６８にて計測される）を示している。ハロゲンヒータ６７がＯＮになると、加熱ロール６１の温度は、略直線状に上昇をはじめ、所定の温度に達すると加熱ロール駆動モータ７１がＯＮして、加熱ロール６１が回転を開始する。加熱ロール６１が回転を始めると、温度の上昇速度がやや低下し、定着可能温度に達し、ハロゲンヒータ６７はＯＦＦされ、待機状態となる（図中、Ｒｅａｄｙに相当）。その後、加熱ロール６１からの放熱とハロゲンヒータ６７のＯＮとを繰り返して、待機状態を維持するようになる。

このような温度プロファイルにて、本実施の形態では、定着装置６０に関する各種異常を回避するために、図中、Ａ〜Ｅ２の領域に相当するタイマを設け、温度センサ６８によって測定される各領域での昇温時間を夫々の基準時間と比較することで、定着装置６０が異常であるかどうかを判断するようにしている。すなわち、Ａ領域では、Ａタイマを用いて５０℃から温度上昇測定開始点（１００℃）までの昇温時間を測定し、Ｂ領域では、Ｂタイマを用いて上述した１００〜１２０℃までの昇温時間を、Ｃ領域では、Ｃタイマを用いて５０℃から加熱ロール駆動モータ７１が駆動開始されるまでの昇温時間を、Ｄ領域では、Ｄタイマを用いて前記加熱ロール駆動モータ７１が駆動を開始した後Ｒｅａｄｙに達するまでの昇温時間を測定するようになっている。更に、Ｅ１，Ｅ２領域では夫々Ｅ１，Ｅ２タイマを用いて待機時のハロゲンヒータ６７の点灯時間（ウォームアップ時にＲｅａｄｙ状態に至った後の点灯時間）を測定している。

そして、本実施の形態では、先ず、Ｂ領域において図５に示すような調整を行い、この調整された基準時間を設定する。そして、この調整された基準時間を基に、他の領域の基準値（各領域の夫々の基準時間に相当する）を決定するようにしている。また、加熱ロール６１への用紙巻き付きを想定すると、ハロゲンヒータ６７による温度上昇時間は巻き付きがない状態に比べ長くなることから、各領域での基準時間としてはＢ領域で設定された基準時間を基に、夫々の領域に対し、所定の倍率を乗算するようにすればよい。このように調整を行うことで、用紙巻き付き異常を含む各種エラー、例えば商用電源低下、温度センサ６８の異常（センサの加熱ロール６１からの浮きや故障等）、ハロゲンヒータ６７の故障などが発生した場合のエラー検知を行うことができるようになる。尚、Ｂ領域での基準時間を基に他の領域の基準値（本実施の形態では基準時間）を設定するためには、同型装置による検証結果を踏まえた調整がなされることは云うまでもない。また、各領域の基準時間の設定を夫々の領域での測定された昇温時間を基に設定するようにしても差し支えない。

以上のように、本実施の形態では、画像形成装置を設置した後に、各温度領域での基準時間が調整された値となるようにしたので、設置環境条件に合った基準時間とすることができ、用紙巻き付き異常等の各種エラーの検知が有効に行え、検知に対する誤動作を防ぐことが可能になる。また、定着装置の製造バラツキをも吸収することができる。更に、ユーザーが設置環境によってはやむを得ずに動作保証範囲外で使用するしかない場合であっても、誤動作をしないで異常を検知できるようになる。尚、この場合、画像形成そのものも良好になるようになっているか若しくは調整するようにすることは云うまでもない。
また、このような調整を繰り返し行い、調整を行う毎に調整幅を小さくしていくようにすることで、一層正確な異常検知（エラー検知）を行うことができると共に誤動作もより少なくなる。更に、調整を行う場合、パスワード等を活用して、例えばサービスマン等の特定者しかできないようにすれば、例えば画像形成と異常検知とを同時に満たすこともできるようになる。
そして、定着装置若しくは加熱ロール等の部品交換が行われた場合にも、交換後に調整を行うことで、安定した異常検知を継続することができるようになる。

本実施の形態では、温度センサ６８を１個用いる方式を示したが、温度センサ６８を複数備えるようにして、上述の調整を夫々の温度センサ６８毎に行い、１箇所でも異常と判断されればハロゲンヒータ６７への電力供給をＯＦＦするようにすれば、更に安全性を高めることができるようになる。一方、複数の温度センサ６８で異常と判断されたときにハロゲンヒータ６７への電力供給をＯＦＦするようにすれば、誤動作の非常に少ない異常検知がなされるようになる。

本実施の形態における画像形成装置としてはモノクロ用画像形成装置を示したが、例えば感光体ドラムを複数備える、所謂タンデム型カラー画像形成装置や、１個の感光体ドラムによって中間転写体へ繰り返し転写を行い、中間転写体上で多重化されたトナー像を用紙上に一括転写する、所謂サイクル型カラー画像形成装置の構成を採っても差し支えなく、この場合にも定着装置として上述の定着装置を備えるようにすればよい。

本実施例は、図６に示すＢ領域での基準時間の調整方法について、実施の形態で示すフロー（図５参照）とは異なり、繰り返して調整を行う方法を採ったものである。
本実施例では、加熱ロールの表面温度が６０℃未満のときに加熱開始を行い、加熱中の温度が１１０℃から１２５℃までの昇温時間を測定するようにしている。
ここで、加熱ロールの表面温度が、例えば１００℃といった、１１０℃（本例での昇温時間測定開始点）に近い状態から加熱された場合には、加熱ロールの内側から発熱する熱源からの熱が、加熱ロール表面に伝達されるまでに時間を要することから見かけ上の温度上昇が緩やかになる。また、温度センサの感熱表面から感熱素子自体に熱が伝達するまでに応答遅れがあることから、測定精度が低下することになる。したがって、昇温時間測定開始点から十分低い温度（本例では６０℃未満）からの加熱開始において、Ｂ領域（１１０〜１２５℃）での昇温時間を測定することが望ましい。

本実施例では、測定回数に応じて、測定結果（昇温時間）の累積値の平均値（累積ＡＶＥ）、累積値の標準偏差（σ）を算出し、（累積ＡＶＥ＋３σ）に対し、測定回数に応じて減算される調整係数（調整幅）を乗算したものを基準時間調整結果として算出した。
結果は、図７に示すように、測定回数を繰り返すと、得られた測定結果は１．９、１．９２、１．９４、１．９、１．８８（ｓｅｃ）となった。この結果から、（累積ＡＶＥ＋３σ）を求めると、図のように、１．９０、１．９５、１．９８、１．９７、１．９８が得られた。次に、調整係数として、図のように、１．５から１．２へ徐々に小さくしていき、（累積ＡＶＥ＋３σ）の値に調整係数を乗算して、夫々の測定回数毎の基準時間調整結果を算出した。
基準時間調整結果では、徐々に小さくなっていく数値が得られた。ここで、調整係数は、適宜選定した数値であり、下限値は１．０より大きい値であり、逆にこれが大きすぎると、余裕がありすぎて、誤動作を生じるようにもなる。したがって、好ましくは、同型装置による検証を行う中で選定することが好ましい。

このように、本実施例では、基準時間調整結果から、この基準時間と実際の測定結果（測定結果は次の測定結果になる）との比較を行うことで、例えば測定結果が基準時間を超える場合には用紙巻き付き異常が発生したものと判断するようにすれば、異常検知を行うことができるようになる。
通常、定着装置の加熱ロール表面の温度上昇速度は、加熱ロールのコア（剛性コア）の肉厚のバラツキ、離型層の肉厚のバラツキ、ハロゲンヒータの定格電力のバラツキ、温度センサの応答性のバラツキなどにより、装置個々で異なり、設計上はこれらの部品バラツキを考慮して誤動作を生じない昇温速度を求めなければならない。また、商用電源の電圧は、設置環境によってバラツキは大きいが、同じ設置環境であればバラツキは至って小さい。そのため、これらの条件を十分加味するには、本実施例で示したように、基準時間を調整する毎に厳しく調整していくようにすればよく、加熱ロールへの用紙巻き付き異常の検知における誤動作を防止し、高精度な異常検知を実現するためには、定着装置のバラツキ、設置環境差、繰り返し誤差を学習していくことが効果的であることが認識される。

本発明に係る定着装置の概要を示す説明図である。 本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す説明図である。 実施の形態の定着装置を示す説明図である。 実施の形態の制御装置を示すブロック図である。 実施の形態の調整方法を示すフローチャートである。 実施の形態の温度プロファイルの一例を示す説明図である。 実施例の結果を示す説明図である。

符号の説明

１…定着部材，２…加熱源，３…温度センサ，４…記録材，５…測定手段，６…異常判別手段，７…調整手段，８…加熱制御手段

Claims (13)

1. 記録材上のトナー像を定着する定着装置であって、
   加熱源を有する定着部材と、
   定着部材の表面温度を検知する温度センサと、
   定着部材を昇温モードで動作させる条件下にて温度センサからの情報に基づいて昇温時間情報を測定する測定手段と、
   測定手段によって測定された昇温時間情報と基準値情報とを比較して異常の有無を判別する異常判別手段と、
   異常判別手段の基準値情報を調整する調整手段とを備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、
   前記加熱源への電力供給を行うと共に異常判別手段によって異常と判別されたときは実施中の電力供給を低下させる加熱制御手段を備えることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１記載の定着装置において、
   調整手段は、加熱を開始する前の定着部材の温度が所定の温度以上の条件では非稼働であることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１記載の定着装置において、
   調整手段は、装置の設置若しくは定着部材交換後の最初の装置起動時に稼働されることを特徴とする定着装置。
5. 請求項４記載の定着装置において、
   調整手段は、パスワードを入力することで稼働することを特徴とする定着装置。
6. 請求項１記載の定着装置において、
   定着部材は他の定着部材と異なる識別情報を有し、調整手段は新たな識別情報が認識された時に稼働することを特徴とする定着装置。
7. 請求項１記載の定着装置において、
   調整手段は、異常判別手段により最初の異常が発生するまで繰り返し稼働し、基準値の設定を繰り返すことを特徴とする定着装置。
8. 請求項７記載の定着装置において、
   調整手段は、基準値の設定を繰り返す毎に、測定された昇温時間情報に基づいて調整幅を徐々に小さくして新たな基準値を設定することを特徴とする定着装置。
9. 請求項１記載の定着装置において、
   定着部材は、定着部材の表面温度が定着可能温度に達する前の所定の温度に至ったときに非可逆反応にて状態変化を生じる非可逆温度検出部材を備え、
   調整手段は、前記非可逆温度検出部材が非可逆反応を起こさないときに基準値の設定を行うことを特徴とする定着装置。
10. 請求項１記載の定着装置において、
    調整手段は、定着部材の表面温度が定着可能温度に達する前の少なくとも異なる二つの温度間での昇温時間情報に基づいて基準値を設定することを特徴とする定着装置。
11. 請求項１０記載の定着装置において、
    異常判別手段は、ウォームアップ中の異なる二つの温度間での昇温時間情報並びに待機中の加熱源への連続通電時間情報を前記基準値による基準値情報と比較して、少なくともいずれか一つが異常と判別されるときは異常と判別することを特徴とする定着装置。
12. 請求項１記載の定着装置のうち、温度センサを複数備える態様において、
    調整手段は、夫々の温度センサ毎に基準値を設定し、
    異常判別手段が、夫々の温度センサからの情報に基づいて測定された複数の昇温時間情報を夫々の基準値情報と比較して、少なくともいずれか若しくは複数の昇温時間情報によって異常と判別されたときは、異常と判別することを特徴とする定着装置。
13. 記録材上にトナー像を形成する作像ユニットと、
    請求項１乃至１２のいずれかに記載の定着装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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