JP2009294167A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サーミスタ２０２の自己発熱を抑えながら、サーミスタ２０２からの信号の信号線上の電流値を増加させ、導通性能の向上、対ノイズ耐性の向上、及びコネクタ部２０１に形成されてしまった酸化皮膜の溶融除去を行う。
【解決手段】 定着ユニット４０と画像形成装置本体とを接続するコネクタ部２０１に対して定着ユニット４０内のサーミスタ２０２側に、サーミスタ２０２と並列に抵抗体３０１を接続し、抵抗体３０１の抵抗値を、定着ユニット４０の低温時でもコネクタ部２０１の酸化皮膜を溶融除去できるような電流が流れるような値とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真プロセス方式を用いた複写機或いはプリンタ等の画像形成装置に於いて、信号経路および信号接続部における導通状態を改善する制御装置に関する。

画像形成装置における定着器の温度を検出する手段として、サーミスタが多く用いられている。定着装置の温度を検出するために、サーミスタは定着装置の内部に設けられ、信号信号線およびコネクタを介してＣＰＵ等の制御部へ検知信号が伝達されるように構成される。

そして制御部は、サーミスタからの検知信号に基づいて、定着装置を所定の温度に制御している。

このような定着装置に適用するサーミスタは、転写材上のトナーを加熱定着させる温度、すなわち高温領域での温度検出を主目的としている為、その高温付近において精度が出るように構成されており、その抵抗値は数百Ω〜数キロΩ程度であることが多い。そして室温付近など低温領域における精度は荒く、その低温領域における抵抗値は、数百〜数メガΩ程度であることが多い。

上述のような特性の都合上、定着装置の温度が低い場合は、サーミスタの抵抗値が高いために、サーミスタが接続される信号線およびコネクタには、微少な電流（μＡオーダー）しか流れないことになる。その場合には、下記のような課題が生ずる。

サーミスタが接続される信号線に微少な電流しか流れない為、その信号線に対して外乱ノイズが加わった場合に、信号線上のサーミスタの検知信号が乱れやすい。そして、サーミスタの検知信号に乱れが発生すると、定着装置の温度を誤って認識することになる。

また、コネクタを互いに嵌合または結合させない状態で放置しておくと、コネクタのピンのメッキの状態によっては、その表面に酸化皮膜が形成されてしまうことがある。そして、コネクタのピンに酸化皮膜が形成された場合、コネクタを互いに嵌合させて通電を行っても、流れる電流の値が低いためにピンの酸化皮膜を破壊できず、電気的接続が得られないことになる。

上記のようにして、サーミスタの電気的接続が得られない場合や、サーミスタからの信号の伝送経路にノイズが重畳された場合、本来の検知温度よりも高い温度あるいは低い温度を検知することになる。

誤って高い温度と検知した場合は、定着装置が本来の目標温度よりも低い温度に制御され、転写材上のトナー画像の定着不良が発生する等、画像品位の低下を招いてしまう。また誤って低い温度と検知した場合は、定着装置が本来の目標温度よりも高い温度に制御されるので、定着装置の劣化を早めてしまう等の課題を招いてしまう。

そこで、酸化皮膜によるコネクタの接触不良を回避するために、下記の方策が考えられている。
１．酸化しにくい材料（例えば、金）でコネクタピンをメッキする
２．コネクタを互いに嵌合させたときにコネクタピン同士が擦れて相互に相手側の表面を傷つけることで酸化被膜を破壊するような形状／構造にコネクタを形成する（参考文献１）。
３．コネクタを互いに嵌合させた後に、接点の酸化皮膜を破壊しうる電流を流して接触不良を解消する（参考文献２）。

また後述の、サーミスタの信号線上の外乱ノイズの影響を受けにくいようにするためには、ノイズ源となる他の信号線との距離を取ることや、サーミスタからの信号をアンプ等でバッファリングして伝達する等の方策が考えられる。
特開平８−５０９４１号公報 特開平８−３５８６０号公報

しかしながら、金等の酸化しにくい材料は高価なので、そのような材料を使用したコネクタでは、コストの面でデメリットが大きい。また、嵌合時にコネクタの表面を傷つけることで酸化被膜を破壊する構造のコネクタは、着脱を繰り返すと、本来導通すべき接点部自身が欠損してしまう為、例えばユーザによって繰り返し着脱される部位のコネクタとしては適していないと考えられる。

そこで、電流を流すことで酸化皮膜を破壊する回路が実用化されているが、サーミスタに代表される温度検知デバイスが接続される場合、電流を増加させると温度検知デバイスの自己発熱によって、温度検出の精度を損なってしまうという問題がある。

例えば、画像形成装置の定着装置におけるサーミスタの場合、サーミスタが自己発熱した分だけ、検出温度が高くなり、定着装置が本来の目標温度よりも低い温度に制御され、転写材上のトナー画像の定着不良が発生する等、画像品位の低下を招いてしまう。

また、サーミスタの信号線上の外乱ノイズの影響を受けにくいようにするために、ノイズ源となる他の信号線との距離を取ることは、装置の小型化を妨げる要因となる。

また、サーミスタの信号をアンプ等でバッファリングして伝達する場合には、その回路のコスト増加や電装スペース増加を招いてしまう。

上記の課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、転写材にトナー像を形成する像形成部と、前記転写材に形成されたトナー像を定着する定着ユニットと、を有し、更に、温度が低いほど抵抗値が高くなる素子を有し、前記定着ユニットの温度を検出する温度センサと、前記温度センサからの信号を伝達するためのコネクタと、前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に接続され、前記温度センサからの信号に基づいて前記定着ユニットの温度を制御する制御部と、前記コネクタに対して前記温度センサと同じ側で、前記温度センサと並列に接続される抵抗体と、前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に設けられ、前記コネクタを介して前記温度センサ及び前記抵抗体に電流を流すための電源と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、サーミスタの自己発熱を抑えながらサーミスタの信号の信号線上における外乱ノイズに対する耐性の向上することができる。更に信号線上のコネクタ部において酸化皮膜が発生した場合の溶融除去を行いつつ、サーミスタによる温度検出を安定化させることが可能となる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に関わる画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施例に係る電子写真カラー複写機の全体構成を示す概略断面図である。本実施例の電子写真カラー複写機は、複数の画像形成部を並列に配し、且つ中間転写方式を採用したカラー画像形成装置である。

本実施形態における画像形成装置は、画像読取部１Ｒと、画像出力部１Ｐとを有する。画像読取部１Ｒは、原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１Ｐに送信する。画像出力部１Ｐは、画像形成部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）と、給紙ユニット２０と、中間転写ユニット３０と、定着ユニット４０と、クリーニングユニット５０、７０と、フォトセンサ６０と、制御ユニット８０とを有する。

更に、個々のユニットについて詳しく説明する。

画像形成部１０ａ〜１０ｄはそれぞれ同じ構成を有し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎のトナー像を形成する。図１において、数字及びＴの添え字ａ，ｂ，ｃ，ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部の構成であることを示す。それぞれの画像形成部の構成は同じであるので、添え字ａ〜ｄを省略して１つの画像形成部で説明する。

画像形成部１０では、第一の像担持体としてのドラム状の感光体１１が回転自在に軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光体１１の外周面に対向してその回転方向に一次帯電器１２、光学系１３、折り返しミラー１６、現像装置１４、及びクリーニング装置１５が配置されている。

一次帯電器１２において感光体ドラム１１の表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで、光学系１３により、画像読取部１Ｒからの記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を折り返しミラー１６を介して感光体ドラム１１上に露光することによって、そこに静電潜像を形成する。

更に、現像剤（以下、「トナー」という）を収納した現像装置１４によって上記静電潜像を顕像化する。なお、現像器１４ａ〜１４ｄには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収納されている。

画像形成部１０ａ〜１０ｄでそれぞれ顕像化された可視画像は画像転写領域Ｔにて中間転写ユニット３０を構成する第二の像担持体としてのベルト状の中間転写体、即ち、中間転写ベルト３１に重ねて転写される。中間転写ユニット３０については、後で詳述する。

画像転写領域Ｔの下流側では、クリーニング装置１５により中間転写体に転写されずに感光体ドラム１１上に残されたトナーを掻き落として感光体ドラム１１の表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

給紙ユニット２０は、転写材Ｐを収納するためのカセット２１と、カセット２１より転写材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２と、ピックアップローラ２２ｓで送り出された転写材Ｐを更に搬送するための給紙ローラ対２３を有する。給紙ユニット２０は更に、給紙ガイド２４と、そして、各画像形成部の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを二次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストレーションローラ２５とを有する。

中間転写ユニット３０について詳細に説明する。

中間転写ベルト３１は、中間転写ベルト３１に駆動を伝達する駆動ローラ３２と、中間転写ベルト３１の回動に従動する従動ローラ３３と、二次転写対向ローラ３４とに巻き回されている。又、駆動ローラ３２と従動ローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。中間転写ベルト３１としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン又はクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２は、パルスモータ（不図示）によって回転駆動される。

各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写用帯電器３５（３５ａ〜３５ｄ）が配置されている。一方、二次転写対向ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写領域Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。

また、中間転写ベルト３１の二次転写領域Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が配置される。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１上のトナーを除去するためのクリーニングブレード５１と、転写されなかったトナーを収納する廃トナーボックス５２とを備えている。

定着ユニット４０は、加熱手段としての電磁誘導加熱用のＩＨコイルの駆動回路２１１などを備えた定着ベルト４１ａと、そのベルト加圧される加圧ベルト４１ｂ（このベルトにも熱源を備える場合もある）とを有する。定着ベルト４１ａと加圧ベルト４１ｂは不図示の圧解除ユニットにより離間することが可能である。

また、定着ユニット４０から排出されてきた転写材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ２７、外排紙ローラ２８及び転写材Ｐ積載する排紙トレイ２９が設けられている。

なお、定着ユニット４０は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットであり、本体とはドロアコネクタに代表される着脱可能なコネクタで電気的に接続されている。図２に着脱可能なコネクタの例を示す。

図２において、１００１は画像形成装置本体側に設けられたコネクタ、１００２は定着ユニット４０側に設けられたコネクタである。コネクタ１００１とコネクタ１００２には、それぞれ接触子１００３と１００４が備えられ、コネクタ１００１とコネクタ１００２が接合すると、接触子１００３と１００４が嵌合して電気的に導通がなされる。

なお、接触子１００３および１００４は、コネクタを互いに嵌合または結合させない状態で大気中の放置しておくと、コネクタピンのメッキの状態によっては、その表面に酸化皮膜が形成されてしまうことがある。

そして、コネクタピンに酸化皮膜が形成された場合、コネクタを互いに嵌合させて通電させても、電流値が低い場合は酸化皮膜を破壊できず、電気的接続が得られないことがある。

図３に示すように、定着ユニット４０内には、定着ベルトの温度を検出するための温度センサ２０２が配置されている。また温度センサ２０２の素子としてはサーミスタを用いている。

温度センサ２０２にてベルト表面の温度が検出され、予め設定された目標温度となるように、ＩＨコイル駆動回路２１１への供給電力が制御される。

図４は、定着ユニット４０の温度制御のための回路構成を示すブロック図である。

２０１はコネクタであり、図２に示したコネクタ１００１と１００２とが嵌合している状態を示している。図４において、コネクタ２０１の右側が定着ユニット４０側の回路であり、コネクタ２０１の左側が画像形成装置本体側の回路である。２０３は電源、２０４はサーミスタ２０２に流れる電流を設定するための電流設定抵抗、２０７及び２０８はノイズ除去フィルタを構成する抵抗とコンデンサである。２０６はサーミスタ２０２の出力をバッファするオペアンプ、２０９は、定着装置の温度制御を行うＣＰＵである。２１１は定着器を電磁誘導方式により加熱するためのコイル、２２０はコイル２１２の駆動回路である。コイル駆動回路２２０２は、不図示の商用交流電源が接続され、コイル２１１へ供給される電力を制御する。ＣＰＵ２０９は、サーミスタ２０２のからの検知信号２０５に基づいて温度を求め、検出した温度が所定温度となるように、コイル２１１に供給する電力を制御するための加熱制御信号２１２をコイル駆動回路２２０へ出力している。２２１はコイル２１１と交流電源とを接続するコネクタである。なお、コネクタ２２１には、８アンペア程度の大きな電流が流れるため、仮に酸化皮膜が形成されたとしても、コイル２１１を駆動する電流によって破壊される。３０１はコネクタ２０１を流れる電流の値を所定値以上にするための抵抗である。詳しくは後述する。

以下にサーミスタによる温度検出方法について詳述する。

サーミスタ２０２への電源供給は、コネクタ部２０１に対してサーミスタ２０２と反対側に設けられた電源２０３からコネクタ部２０１を介してより行われている。サーミスタ２０２へ供給する電流値は、電源２０３の電圧値Ｖと電流設定抵抗２０４の抵抗値Ｒａにより決定される。サーミスタ２０２は、温度Ｔに対して抵抗値Ｒｔｈが変化する特性を持つデバイスである。図５にサーミスタ２０２の特性を示す。サーミスタ２０２の検出電圧（Ｖｄｅｔ）は、以下の式で決定される。
Ｖｄｅｔ＝（Ｖ／（Ｒａ＋Ｒｔｈ））×Ｒｔｈ
例えば、Ｖ＝３．３Ｖ、Ｒａ＝２ｋΩ、Ｔ＝２２０℃の場合、図５の特性に従うとＲｔｈ＝０．３６８ｋΩなので、Ｖｄｅｔ＝０．５１７Ｖとなる。検出電圧Ｖｄｅｔは、ノイズ除去フィルタである抵抗２０７とコンデンサ２０８を通ったあと、オペアンプ２０６によりバッファされ、ＣＰＵ２０９のＡ／Ｄコンバータに入力される。

上記の計算式より、検出電圧Ｖｄｅｔに対する温度Ｔが決定される。バックアップされたＲＡＭ２１０には、図６に示す温度と検出電圧の対応を示すテーブルが格納されており、ＣＰＵ２０９のＡ／Ｄコンバータの分解能が８ｂｉｔであれば、ＣＰＵ２０９は検出電圧Ｖｄｅｔを図６のようなＨＥＸ値で読み取ることが出来る。ＣＰＵ２０９は読み取った検出電圧から対応する温度Ｔを求めることが出来る。

次に、上記構成の電子写真カラー複写機の動作について説明する。

ＣＰＵ２０９により画像形成動作の開始信号が発せられると、ピックアップローラ２２ａにより、カセット２１ａから転写材Ｐが一枚ずつ送り出される。そして、給紙ローラ対２３によって転写材Ｐが給紙ガイド２４の間を案内されてレジストレーションローラ２５まで搬送される。その時、レジストレーションローラ２５の駆動は停止されており、転写材Ｐの先端はレジストレーションローラ２５のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストレーションローラ２５は回転を始める。この回転時期は、転写材Ｐと画像形成部より中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー画像とが二次転写領域Ｔｅにおいて一致するようにそのタイミングが設定されている。

一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が、高電圧が印加された一次転写用帯電器３５ｄによって一次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、既に転写されているトナー画像に重ねてその次のトナー像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局４色のトナー像が中間転写ベルト３１上において転写される。

その後、転写材Ｐが二次転写領域Ｔｅに進入し、中間転写ベルト３１に到達すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ３６に高電圧を印加する。これにより、前述したプロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ユニット４０へ搬送される。そして、ベルト４１ａ、４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、転写材Ｐは内排紙ローラ２７、外排紙ローラ２８により搬送され、転写材Ｐは機外に排出され、排紙トレイ２９に積載される。

次に本発明の特徴となる定着ユニット４０と本体を接続する信号線およびコネクタ部の導通状態を安定させる構成について、図４、図７を用いて説明する。

図４において、抵抗体３０１は、コネクタ部２０１に対してサーミスタ２０２と同じ側に配置され、かつサーミスタ２０２の両端と並列に接続される。図７は、図４において、サーミスタ２０２と抵抗体３０１に夫々流れる電流経路を付加した図である。サーミスタ２０２は特に低温環境においては抵抗値が高いために、コネクタ部２０１からサーミスタ２０２までの信号線（図７のＡに示す経路）上に流れる電流値が微少である。従って、低温環境では、サーミスタ２０２からの検知信号が外乱ノイズを受けやすくなったり、コネクタ部２０１の端子において酸化皮膜が形成された場合に、その酸化皮膜を破壊できずに接触不良になることがある。また、コネクタ部２０１を含む信号線上の電流を増加させるだけでは、サーミスタの自己発熱が大きくなり、定着温度の検出結果にズレが生ずる。

そこで図１２に示す従来の回路に抵抗体３０１を追加することによって、図７のＢに示す電流経路の電流値を増加させるようにしている。具体的には、サーミスタ２０２の抵抗値に関わらずに、コネクタ部２０１および信号線上に一定以上の電流が流れるように抵抗体３０１を設ける。即ち、抵抗体３０１はコネクタ部２０１に対してサーミスタ２０２側に設けることによってコネクタ部２０１に流れる電流を増加させることができる。その結果、サーミスタ２０２からの検出信号が外乱ノイズに対して耐性が向上し、更に、コネクタ部２０１に酸化皮膜が発生した場合において酸化皮膜を溶融破壊させうる電流を流すことができる。

一方、抵抗体３０１をコネクタ部２０１に対してサーミスタ２０２と逆側（ＣＰＵ２０９等の制御ユニット側）に設けた場合には、図７のＢに示した電流経路を形成することができないので、コネクタ２０１に流れる電流を増加させることができない。

なお、コネクタ部２０１およびサーミスタ２０２への信号線に流れる電流値は、サーミスタ２０２からの検出信号が信号線上における外乱ノイズの影響を受けない大きさ、かつコネクタ部２０１の端子の酸化皮膜を溶融破壊できる十分な電流値であれば良い。また、抵抗体３０１の抵抗値は、抵抗体３０１に流れる電流がサーミスタ２０２に流れる電流よりも大きくなるような抵抗値に設定される。

本実施形態においては、その電流値を１．０ｍＡ以上としている。コネクタ部２０１およびサーミスタ２０２への信号線に流れる電流値を１．０ｍＡ以上にするために、抵抗体３０１の抵抗値を２．４ｋΩとし、かつ電流設定抵抗２０４の抵抗値も２．４ｋΩに設定する。また、電源２０３の電圧値を５Ｖに設定している。上記の値に設定することで、コネクタ部２０１および信号線上に流れる電流値、サーミスタ２０２の抵抗値、サーミスタ２０２と抵抗体３０１の合成抵抗値、検知温度の関係は図８の如くとなる。

例えばサーミスタの検知温度が２０℃の場合の合成抵抗値は、サーミスタ２０２の抵抗値が４３．９０７ｋΩであるので、合成抵抗値は
１／｛（１／４３．９０７ｋΩ）＋（１／２．４ｋΩ）｝＝２．２７６ｋΩ
となる。このときの電流値は、
５Ｖ／（２．２７６ｋΩ＋２．４ｋΩ）＝１．０６９ｍＡ
となる。

図９は、図４および図７に示した回路におけるサーミスタ２０２と抵抗体３０１の合成抵抗値、サーミスタ２０２の検知電圧（検知信号２０５の電圧）及びＣＰＵ２０９のＡ／Ｄコンバータのデジタル値の関係を表す。

検出電圧（Ｖｄｅｔ）は、以下のようにして決定される。
Ｖｄｅｔ＝（Ｖ／（Ｒａ＋合成抵抗値））×合成抵抗値
例えば検知温度２０℃の場合、上述の如く合成抵抗値＝２．２７６ｋΩであり、また電源２０３の電圧値Ｖ＝５Ｖ、電流設定抵抗２０４の抵抗値Ｒａ＝２．４ｋΩであるので、
Ｖｄｅｔ＝（５／（２．４＋２．２７６））×２．２７６＝２．４３３Ｖとなる。

また検知電圧ＶｄｅｔとＡＤ入力値との関係は、ＣＰＵ２０９のＡ／Ｄコンバータが８ｂｉｔ分解能であれば、図９に示す値となる。従って、図９に示すテーブルをＲＡＭ２１０に格納しておくことで、読み取った検出電圧から定着ユニット４０の温度を求めることができる。

図１０（１）は、図１２に示す抵抗体３０１が設けられていない従来の構成における検知温度と信号線の電流との関係を示すグラフ、図１０（２）は本実施形態における検知温度と信号線の電流との関係を示すグラフである。図１０（１）に示すように、従来構成では、検知温度が２０℃の場合のコネクタ部２０１および信号線上に流れる電流値は、０．１ｍＡ（１００μＡ）程度である。これに対して本実施形態の構成では、抵抗体３０１を追加することによって、抵抗体３０１を介して流れる電流が加算されるため、２０℃の環境でも１．０ｍＡ以上を確保することが可能である。

図１１に、検知電圧と検知温度との関係のグラフを示す。

なお電源２０３および電流設定抵抗２０４の値は、ＣＰＵ２０９のＡ／Ｄコンバータ部における分解能を考慮して設定すれば良い。またコネクタ２０１に流れる電流の目標値は、サーミスタ２０２に電流が流れることによってサーミスタ自身の温度上昇が許容範囲内に収まるように設定するのが好ましい。本実施形態においては、サーミスタ２０２の温度上昇値を１℃以下（制御温度２２０℃付近）にすることを考慮している。以上を考慮して本実施形態では、電源２０３の電圧値を５Ｖ、電流設定抵抗２０４および抵抗体３０１の抵抗値を２．４ｋΩに設定しているが、もちろんこの値に限定されるものではなく、装置に合わせて最適に設定するのが良い。

即ち、
・サーミスタ２０２の信号線上における外乱ノイズの影響を受けない電流値、且つ、コネクタ部２０１の端子上に酸化皮膜が発生してしまった場合に、酸化皮膜を溶融破壊するために十分な電流値。
・検知電圧の分解能。
・サーミスタ自身の温度上昇。

以上の点に鑑みて、抵抗体３０１の値および、さらに必要に応じて電圧２０３の電圧値や、電流設定抵抗２０４の値を決定すればよい。

以上のように、定着ユニット４０が低温状態であり、サーミスタに微少電流しか流れない状態においても、サーミスタ自身の温度上昇を抑えながらサーミスタの信号経路におけるコネクタ部や信号線上の電流値を増加させることができる。これにより、サーミスタの信号線上における外乱ノイズの耐性向上および、コネクタ部における導通状態を改善させることにより、安定した温度検知を可能にすることができる。

抵抗体３０１の値はもちろんこれに限定されるものではなく、コネクタ部２０１の端子等の仕様やサーミスタの信号線の状況に応じて設定すれば良い。

（第２の実施の形態）
図１３は第２の実施の形態における温度制御回路である。図４の回路同じ構成要素に関しては同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図４の回路との違いは、抵抗体３０１の代わりに、コンデンサ４０１が設けられている点と、電圧印加部４０２及び、電圧印加部４０２から一瞬パルス状の波形の電圧を発生させ印加信号４０３が設けられている点である。電圧印加部４０２は印加信号４０３により、コネクタ２０１からコンデンサ４０１への電流径路上に図１５に示すようなパルス状の電流を重畳する。印加信号４０３は画像形成装置の電源投入や画像形成開始の指示の入力、コネクタ２０１の接続などに応じてＣＰＵ２０９から出力されるが、任意のタイミングでＣＰＵ２０９が発生しても良い。

コンデンサ４０１はコネクタ部２０１に対して、サーミスタ２０２と同じ側に設けられ、電圧印加部４０２はコネクタ部２０１に対してサーミスタ２０２とは反対側に設けられる。電圧印加部４０２からのパルス状の電圧が発生され、コネクタ部２０１に流れる電流にパルス状の電流が重畳されることにより、コネクタ部２０１に流れる電流を増加させる。

図１４は、図１３の回路において、電流経路を示した図である。低温環境においてはサーミスタ２０２の抵抗値が高いために、コネクタ部２０１およびコネクタ部２０１を介してサーミスタ２０２までの信号線（図１４のＡに示す経路）上に流れる電流値が微少である。その場合には前述したように、コネクタ部２０１の端子において酸化皮膜が形成された場合に、コネクタ部２０１に電流が流れても、その酸化皮膜を破壊できずに接触不良に至ることがある。

そこで、コンデンサ４０１及び電圧印加部４０２とを追加することによって、図１４のＢに示す電流経路によりコネクタ部２０１に流れる電流値を増加させるようにしている。

図１５は、電圧印加部４０２が出力するパルス状の電流と、該パルス状の電流を印加した際のサーミスタ２０２の検出信号２０５を示す波形図である。このパルス状の電流の値および印加時間は、コネクタ部２０１の端子上に酸化皮膜が発生してしまった場合に、酸化皮膜を溶融破壊するために十分な電流値と印加時間に設定すれば良い。また、コンデンサ４０１の容量は、コンデンサ４０１に流れる電流のピーク値がサーミスタ２０２に流れる直流の電流よりも大きくなるような容量に設定される。本実施形態においては、パルス状の電流の値Ｉを１００ｍＡ、印加時間Ｔを０．１μｓとしている。電流値および印加時間はもちろんこの値に限定されるものではなく、コネクタ部２０１の端子等の仕様に合わせて適切に設定すれば良い。

そしてコンデンサ４０１は、電圧印加部４０２にて重畳したパルス状の電流を通過させうる大きさの容量、かつ温度検出において要求される応答性を満たすように容量を設定すれば良い。例えば本実施形態ではコンデンサ４０１の容量を２２μＦとしている。もちろんコンデンサ４０１もこの値に限定されるものでは無い。

上記の構成により、サーミスタ２０２の検知信号経路は、図１５に示すように、電圧印加部４０２からのパルス電流の重畳の有無に関わらずに、ＣＰＵ２０９は直流的に安定した信号として検知することが可能となる。従って、ＣＰＵ２０９は定着ユニット４０を精度良く目標温度に制御することが可能である。

次に本実施形態におけるＣＰＵ２０９の制御シーケンスについて、図１６を用いて説明する。図１６はＣＰＵ２０９が実行する定着ユニットの温度制御のフローチャートである。

画像形成装置の電源が投入される（ステップＳ５０１）と、ＣＰＵ２０９は電圧印加部４０２に対して印加信号４０３を出力する（ステップＳ５０２）。電圧印加部４０２は印加信号４０３に基づいてサーミスタ２０２の電流経路上にパルス状の電流を重畳させる。この時に、コネクタ部２０１に流れる電流が増加するため、コネクタ部２０１に酸化皮膜が形成されていたとしても、電流によりその酸化皮膜が破壊されて、サーミスタ２０２からの信号の導通状態が改善される。なお前述のように、ＣＰＵ２０９が電圧印加部４０２に対して印加信号４０３を出力するタイミングは電源オン時に限定されるものではない。

続いてＣＰＵ２０９は、画像形成開始の指示が入力されたか否かを判断する（ステップＳ５０３）。画像形成開始の指示がない場合は、ＣＰＵ２０９は、定着ユニット４０内の駆動回路２１１をオフさせた状態まま、指示を待つことになる。画像形成開始の指示が入力された場合、ＣＰＵ２０９は、定着ユニット４０の温度が目標温度に達しているか否かを判断する（ステップＳ５０４）。そして、定着ユニット４０の温度が目標温度に達していれば、ＣＰＵ２０９は定着ユニット内の駆動回路２１１をオフさせたまま（ステップＳ５０５）、再びステップＳ５０３へ戻る。定着ユニット４０の温度が目標温度に達していない場合は、定着ユニット４０内の駆動回路２１１を駆動させ、誘導加熱により定着ユニット４０を加熱させ（ステップＳ５０６）、再びステップＳ５０４に戻る。なお、本実施形態では、電磁誘導加熱方式の定着ユニットを用いているため、像形成開始の指示が入力されてから定着ユニット４０の過熱を開始しているが、ハロゲンヒータを用いた定着ユニットであれば、電源オン後に加熱を開始する。

以上説明したようにして、定着ユニット４０が低温状態であってサーミスタ２０２に微少電流しか流れない状態においても、サーミスタ２０２自身の温度上昇を抑えながらコネクタ部２０１や信号線上の電流値を増加させることができる。これにより、コネクタ部２０１における導通状態を改善させることにより、安定した温度検知及び温度制御を可能にすることができる。

本発明における画像形成装置の概略構成図 画像形成装置のコネクタ部の概略構成図 画像形成装置の定着ユニット内の概略構成図 第１の実施の形態における温度制御回路を示す図 定着ユニットの温度とサーミスタの抵抗値との関係を示すテーブル 定着ユニットの温度、サーミスタの検知電圧、ＣＰＵのＡ／Ｄコンバータの値との関係を示すテーブル 図４の回路における電流経路を示す図 定着ユニットの温度、サーミスタの抵抗値、合成抵抗値、電流値との関係を示すテーブル 定着ユニットの温度、合成抵抗値、サーミスタの検知電圧、ＣＰＵのＡ／Ｄコンバータの値との関係を示すテーブル 従来構成例と第１の実施形態における定着ユニットの温度とサーミスタの信号線に流れる電流との関係を示すグラフ 定着ユニットの温度とサーミスタの検出電圧との関係を示すグラフ 従来の温度検出回路を示す図 第２の実施の形態における温度制御回路を示す図 図１３の回路における電流経路を示す図 電圧印加部の電圧により流れる電流を示す図 第２の実施の形態におけるＣＰＵの制御フローチャート

符号の説明

２０１ コネクタ部
２０２ サーミスタ
２０３ 電源
２０４ 電流設定抵抗
２０５ サーミスタからの検知信号
２０９ ＣＰＵ
２１０ ＲＡＭ
３０１ 抵抗体
４０１ コンデンサ
４０２ 電圧印加部

Claims (5)

1. 転写材にトナー像を形成する像形成部と、前記転写材に形成されたトナー像を定着する定着ユニットと、を有する画像形成装置において、
   温度が低いほど抵抗値が高くなる素子を有し、前記定着ユニットの温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサからの信号を伝達するためのコネクタと、
   前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に接続され、前記温度センサからの信号に基づいて前記定着ユニットの温度を制御する制御部と、
   前記コネクタに対して前記温度センサと同じ側で、前記温度センサと並列に接続される抵抗体と、
   前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に設けられ、前記コネクタを介して前記温度センサ及び前記抵抗体に電流を流すための電源と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記温度センサに流れる電流よりも前記抵抗体に流れる電流の方が大きくなるように前記抵抗体の抵抗値が設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 転写材にトナー像を形成する像形成部と、前記転写材に形成されたトナー像を定着する定着ユニットと、を有する画像形成装置において、
   温度が低いほど抵抗値が高くなる素子を有し、前記定着ユニットの温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサからの信号を伝達するためのコネクタと、
   前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に接続され、前記温度センサからの信号に基づいて前記定着ユニットの温度を制御する制御部と、
   前記コネクタに対して前記温度センサと同じ側で、前記温度センサと並列に接続されるコンデンサと、
   前記コネクタに対して前記温度センサとは反対側に設けられ、前記コネクタを介して前記温度センサに電流を流すための電源と、
   前記コネクタに対して前記制御部と同じ側に設けられ、前記コネクタを介して前記コンデンサにパルス状の電流を流すための電圧を発生する電圧印加部と、
   を有し、前記制御部は前記画像形成装置の電源投入に応じて前記電圧印加部に対して前記パルス状の電流を流すための信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記温度センサに流れる直流の電流に対して、前記コンデンサに流れる電流のピーク値が大きくなるように前記コンデンサの容量が設定されていることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記温度センサはサーミスタであることを特徴とする請求項１又は３に記載の画像形成装置。

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