JP2010014864A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱装置が接続される商用電源の状態に左右されず、加熱装置のヒータに電力を投入することなく、常に安定した一次側ＡＣ経路の異常を検知し、なおかつ安全に動作を停止させることが可能な加熱装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】インレット２０１とセラミックヒータ１０９ｃとの間の一次側ＡＣ経路２１４の通電と遮断を行うリレー２０２，２０３と、一次側ＡＣ経路２１４上であってかつリレー２０２，２０３の後段にコンデンサ２０７を介して接続され、一次側ＡＣ経路２１４上にパルスを発生させるパルス発振回路２０６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱装置、及び加熱装置を備える複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。特に、転写材上に転写された未定着トナー画像を加熱定着する加熱装置に関するものである。

複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における加熱装置は、転写材上に転写された未定着トナー画像を、加熱ローラやセラミックヒータ等で転写材上に熱定着させるためのものである。そして、加熱ローラ等を加熱する発熱体やセラミックヒータ等の近傍に設けたサーミスタ等の温度検知素子によって、加熱ローラやセラミックヒータ等が熱定着に必要な温度となるように発熱体の温度を制御している。

発熱体、すなわちヒータは通常、電気機械的スイッチ、及び、電力制御素子を介して商用電源に接続される。ヒータの温度制御を行う場合は、まず電気機械的スイッチがオンされた上で、電力制御素子を用いてヒータが目標温度となるようにヒータへ投入する電力を制御している。

ここで、電気機械的スイッチとは、ヒータを確実に停止させ、なおかつ商用電源からヒータを物理的に絶縁するためのもので、電磁リレー等が広く用いられている。

また、電力制御素子は、ヒータへ投入する電力を位相制御や波数制御によって細かく制御可能な素子であり、通常トライアックなどのゲート制御式半導体スイッチやソリッドステートリレー等の半導体素子が広く用いられている。

通常、画像形成装置では、ヒータへ電力を供給する経路（電力供給経路）と、画像形成装置を制御するコントローラ等へ電力を供給する低圧電源への経路とは内部で分岐している。そして、低圧電源をオン／オフするために別のスイッチング手段が設けられている。電磁リレー等は低圧電源とは別の経路上にある。

また、この電磁リレー等は、コントローラ等によるオン／オフも可能な構成となっている。そして、その他、ヒータ制御に異常を検出した場合、例えばヒータ温度が所定温度を超えてしまった場合等は、コントローラが異常と判断し、ゲート制御式半導体スイッチ等を停止させると共に、電磁リレー等をオフすることによってヒータへの電力供給を遮断する。構成によっては、コントローラを介さずに、コンパレータ等の比較器がサーミスタ等の温度検出素子の状態をモニタしており、異常と判断した場合に直接ゲート制御式半導体スイッチ等や電磁リレー等を遮断するものもある（例えば、特許文献１参照）。

その他、ヒータへ投入する電流値を検出している場合もあり、ヒータ温度をモニタしつつ、ヒータへ電力を供給する際の電流値をモニタし、所望の電流が投入されるよう制御する。もしこの時、所望の電流値に対し、検出される電流値が異常であった場合は、上記同様、ゲート制御式半導体スイッチ等を停止させると共に、電磁リレー等をオフすることによってヒータへの電力供給を遮断する。

更に、特許文献２のように、個別に電圧をモニタして、ヒータの異常を検出するといった方法が提案されている。
特開平０６−０１９３６６号公報 特開平０９−３１９２５１号公報

しかしながら上記従来例では、加熱ローラやセラミックヒータ等を加熱するためのゲート制御式半導体スイッチやソリッドステートリレー等の半導体素子が故障、破壊した際、次のようにして判断していた。つまり、加熱ローラやセラミックヒータ等に所定の時間通電して加熱し、その温度上昇を近傍に設置された温度検出手段を介して得ることにより、故障を判断していた。すなわち、半導体素子の通電制御を行う前や、通電制御中に加熱ローラやセラミックヒータ等の温度が異常に上昇することを検知したり、或いは異常に温度低下することを検知したりしていた。従って、装置に接続される商用電源のバラツキや、加熱ローラやセラミックヒータ等のバラツキ、使用される環境のバラツキ、ノイズ等による誤動作防止等を考慮して、故障判断に時間をかけていた。よって、通電する前に故障を検知できず、故障と判断するまでに時間がかかっていた。

また、加熱ローラやセラミックヒータ等に流れる電流値を検出する場合では、正常な制御を行ったときと比較して、差異が明らかに検出できないと、故障と判断できない。従って、電流値に僅かな差が現れて、故障の徴候が現れたとしても、ユーザは知ることができない。その後、故障が進行して故障判断が成され、機能停止に至って初めてユーザは故障の発生を知ることになり、システムダウンといったユーザビリティが低下するおそれがあった。

また、例えば、特許文献１のように、温度検出素子を用いて、制御によって異常を検出する方法が示されている。しかしながら、この方法においても、主に温度検出手段を介して故障判断しているため、故障検出までに時間がかかってしまう。

更に、特許文献２のように、個別に電圧をモニタして、ヒータの異常を検出するといった方法が提案されている。しかしながら、この方法においても、上記同様、実際に通電制御を行って初めて故障検出ができるようになるので、故障検出までに時間がかかってしまう、といった問題があった。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、加熱手段に通電することなく事前に異常を検知することが可能となり、短時間で誤検知なく異常を検知でき、僅かな故障の徴候も事前に検知し報知できる加熱装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。

（１）発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記電力供給手段から前記発熱体への電力の供給を制御する加熱装置において、前記電力供給手段と前記発熱体との間の電力供給経路の通電と遮断を行う電力供給スイッチと、前記電力供給経路上であって前記電力供給スイッチの後段にインピーダンス素子を介して接続され、前記電力供給経路上に信号を発生させる信号発生手段とを備えることを特徴とする加熱装置。

（２）前記（１）に記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、加熱手段に通電することなく事前に異常を検知することが可能となり、短時間で誤検知なく異常を検知でき、僅かな故障の徴候も事前に検知し報知することができる。

これは、本発明の信号発生手段が、商用電源の状態に左右されず、常に安定した信号を電力供給経路に伝達させることができるからである。

また、加熱装置の導電性フィルムへ伝達される信号も検出することができる。更に、電気機械的スイッチを設けることで、必要に応じて通電と遮断を行うことができ、他回路との干渉を防ぐことができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下、添付図面に即して、実施例１について説明する。

＜画像形成装置の構成について＞
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレーザビームプリンタの場合を示している。レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、記録紙Ｓを収納する給紙カセット１０２を有する。そして、給紙カセット１０２内には、給紙カセット１０２内に記録紙Ｓがあるかどうかを検知するカセット有無センサ１０３、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４が設けられている。なお、カセットサイズセンサ１０４は、複数個のマイクロスイッチで構成される。また給紙カセット１０２内には、給紙カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５ａ及び搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５ａ、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの下流側（記録紙Ｓの搬送方向下流側、以下単に下流側という）には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流側には、記録紙Ｓの先端と後端を検知し、画像書き込みタイミングをとるための給紙センサ１２４が設けられている。更に給紙センサ１２４の下流側には、レーザスキャナ部１０７からのレーザ光１１８に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０８が設けられている。

更に、プロセスカートリッジ１０８の下流側には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９（加熱装置）が設けられている。そして、定着器１０９内の熱定着部の下流側には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを搬送する搬送ローラ対１１１が設けられている。また、記録紙Ｓを排紙するフェースアップ排紙ローラ対１４０、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。

排紙センサ１１０は、定着器１０９内部に設けられており、記録紙Ｓが熱定着部を通過したタイミングを検出する。記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対１４０を介して積載トレイ１１２へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ１４２は、積載トレイ１１２上の記録紙Ｓが満載であるかを検知すると共に、排紙部の記録紙Ｓの動きを検知するセンサである。

また、レーザスキャナ部１０７は、次のように構成されている。まず、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号／ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３から構成されている。更に、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。

そして、プロセスカートリッジ１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム１０９ａ内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ（加熱手段）、セラミックヒータ１０９ｃの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄから構成されている。

また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５ａには給紙ローラクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ及びレジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２９を介して駆動力を与えている。更に、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０にも駆動力を与えている。

そして１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、プロセスカートリッジ１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、本体１０１内の記録紙Ｓの搬送制御を行っている。

そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインターフェース１３０（セントロニクス（登録商標）、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）等）で接続されている。ビデオコントローラ１２７は、この汎用のインターフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータを／ＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。

エンジンコントローラ１２６とビデオコントローラ１２７の間を結ぶ線１２８は、両コントローラ間のコマンド／ステータス信号線、クロック信号線、／ＶＤＯ信号線、同期信号線などで構成されている。

＜定着器１０９の回路構成について＞
次に商用電源から定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃまでの回路について、図２に示す、ブロック図を用いて説明する。インレット２０１（電力供給手段）は、不図示の商用ＡＣ電源に接続されている。そして、インレット２０１の後段には、リレー２０２、２０３を介し、更にヒータ制御回路２０４、サーモスイッチ２０５を介して、セラミックヒータ１０９ｃが接続される。

エンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３（電力供給スイッチ）を制御しており、リレー２０２、２０３をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）している。

ヒータ制御回路２０４は、ソリッドステートリレーやゲート制御式半導体スイッチなどのゲート制御式半導体スイッチ等のスイッチング素子等で構成される。そして、エンジンコントローラ１２６からの指示に従って、位相制御や波数制御によりセラミックヒータ１０９ｃへ供給する電力を制御している。エンジンコントローラ１２６は、サーミスタ１０９ｄからの温度検知情報に基づいて、セラミックヒータ１０９ｃが所定の温度となるように、位相角や波数等を変化させることで電力デューティ値（電力Ｄｕｔｙ値）を制御する。この時、セラミックヒータ１０９ｃに定電力が投入されるように、ヒータ電流検知回路を設け、ヒータ制御回路２０４を制御する構成としても良い。

サーモスイッチ２０５は、セラミックヒータ１０９ｃの近傍にあり、セラミックヒータ１０９ｃの温度が異常に昇温した場合に安全性確保のためにセラミックヒータ１０９ｃへの通電を遮断する。

パルス発振回路２０６（信号発生手段）は、図２の通り一次側ＡＣ経路２１４（電力供給経路）にコンデンサ２０７（インピーダンス素子）を介して接続され、一次側ＡＣ経路にパルス信号（信号）（以下、単にパルスともいう）を印加する。コンデンサ２０７は、両極間の絶縁が保証されたコンデンサで、パルス発振回路２０６の一次側ＡＣ経路からの安全性を確保している。

〜パルス発振回路２０６の構成例について〜
パルス発振回路２０６は、図３（ａ）のごとくごく簡素に構成される場合もあるし、正弦波発生回路（図３（ｂ））や、本体１０１の電子写真プロセスに使用する高圧電源出力が利用される場合もある。また、パルス発振回路２０６の周波数を高くすることにより、コンデンサ２０７の容量をより小さくすることも可能である。更に、コンデンサ２０７の替わりに、高耐圧抵抗器２０７ａを用いれば、図３（ａ）は図３（ｃ）のようになる。また、トランス等の絶縁素子を使用することも可能である。

パルス検出回路２０８（信号検知手段）は、図２に示された通り、定着フィルム１０９ａに接触させる導電性ブラシ等を介して、更にコンデンサ２０９（インピーダンス素子）を介して接続される。そしてパルス検出回路２０８は、パルス発振回路２０６から発せられるパルスが定着フィルム１０９ａ上で検出されるか否か、その電圧レベルを検知している。

パルス検出回路２１０、２１２（信号検知手段）は、図２に示された一次側ＡＣ経路２１４に各々コンデンサ２１１、２１３（インピーダンス素子）を介して接続される。そして、一次側ＡＣ経路２１４上（電力供給経路上）の各々の位置でパルス発振回路２０６から発せられるパルスを検出する。

パルス検出回路２０８、２１０、２１２を、一例として図４に示した。レベル判定として、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換を行い、演算により、デジタル値でレベルを判断しても良いし、コンパレータ等を用いて電圧レベルで判断しても良い。また、そのままのパルス波形を取り込んで判断しても良い。

当然ながら、コンデンサ２０９、２１１、２１３も、コンデンサ２０７と同様、両極間の絶縁が保証されたコンデンサで、パルス検出回路２０８、２１０、２１２の一次側ＡＣ経路２１４からの安全性を確保している。更に、コンデンサの替わりに、高耐圧抵抗器や、トランス等を用いても差し支えない。

〜セラミックヒータ１０９ｃ及びその周辺概略について〜
本実施例におけるセラミックヒータ１０９ｃ及びその周辺概略について、図５及び図６に示す。図５はセラミックヒータ１０９ｃ（セラミック面発ヒータ）の断面図である。図６は、定着フィルム１０９ａ（導電性フィルム）、加圧ローラ１０９ｂ（加圧体）、セラミックヒータ１０９ｃ周辺の断面図である。

セラミックヒータ１０９ｃは、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板５０１と、絶縁基板５０１の表面上にペースト印刷等で形成されている１以上の発熱体５０３と、発熱体５０３を保護しているガラス等の保護層５０２から構成されている。絶縁基板５０１裏面に、セラミックヒータ１０９ｃの温度を検出するサーミスタ１０９ｄと過昇温防止手段であるサーモスイッチ２０５が、通紙可能な最小の記録紙幅よりも内側の位置に配設されている。

セラミックヒータ１０９ｃは、図６に示したように、フィルムガイド６０１によって支持されている。定着フィルム１０９ａは、円筒状の金属やポリイミドといった耐熱材製の高熱伝導性フィルムであり、セラミックヒータ１０９ｃを下面側に支持させたフィルムガイド６０１に外嵌させてある。そして、フィルムガイド６０１の下面のセラミックヒータ１０９ｃと、弾性加圧部材としての回転自在な加圧ローラ１０９ｂとを定着フィルム１０９ａを挟ませて加圧ローラ１０９ｂの弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させる。そして加熱部としての所定幅の定着ニップ部（ニップ部）を形成させてある。また、サーモスイッチ２０５が過昇温防止手段としてセラミックヒータ１０９ｃの絶縁基板５０１裏面上に当接されている。サーモスイッチ２０５はフィルムガイド６０１に位置を矯正され、サーモスイッチ２０５の感熱面がセラミックヒータ１０９ｃの裏面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子であるサーミスタ１０９ｄも同様にセラミックヒータ１０９ｃの裏面上に当接されている。また、セラミックヒータ１０９ｃと摺動する定着フィルム１０９ａの摺動性を上げるために、定着フィルム１０９ａとセラミックヒータ１０９ｃとの界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。

＜定着ヒータ異常検知の動作について＞
次に動作について説明する。まず、本体１０１の不図示のメイン電源が入れられると、不図示の低圧電源が起動し、エンジンコントローラ１２６へ供給する電圧、例えば、３．３Ｖや５Ｖ等といった比較的低圧な電圧を起動する。そして、リレーやモータ等の主に駆動系を動作させるための電圧、例えば２４Ｖ等といった比較的高い電圧を起動する。そしてエンジンコントローラ１２６が起動し、本体１０１のウォームアップのための前多回転動作を開始する。以下にその前多回転動作について図７のフローチャートを用いて説明する。

〜前多回転動作について〜
メイン電源がオンされると、まずエンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３がオフのままの状態でパルス発振回路２０６を動作（起動）させる（ステップ１０２、以下Ｓ１０２と記す）。そして、コンデンサ２０７を介して一次側ＡＣ経路２１４にパルスを印加する。一次側ＡＣ経路２１４に印加されたパルスは、セラミックヒータ１０９ｃの発熱体５０３に伝達する。もしこの時、何らかの異常が生じ、例えば保護層５０２が部分的に絶縁破壊を起こしていた場合、パルスは発熱体５０３からその絶縁破壊箇所を介して導電体である定着フィルム１０９ａに伝達される。パルス検出回路２０８は、パルス振幅が所定のレベルを超えたことを検知すると異常と判断する（Ｓ１０３ ｙｅｓ）。このように、加熱装置を通電することなく事前に異常を検知できる。その後エンジンコントローラ１２６は、定着器１０９のエラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ１０４）、処理を終了する。

パルス検出回路２０８にて異常が検出されなかった場合（Ｓ１０３ ｎｏ）、サーモスイッチ２０５を介して伝達されたパルスは、コンデンサ２１１を介してパルス検出回路２１０に伝達される。パルス検出回路２１０は、パルス振幅が所定のレベルを超えたことを検知すると、今度は正常と判断する（Ｓ１０６ ｎｏ）。この時エンジンコントローラ１２６は、パルス検出回路２１０からの結果に基づいて動作を継続する。ここでもし、サーモスイッチ２０５が何らかの異常により断線等を引き起こしていると、一次側ＡＣ経路２１４に印加されたパルスはパルス検出回路２１０に到達しない。従って、パルス検出回路２１０で検出されるパルス振幅は、所定のレベルに達しないため、異常と判断される（Ｓ１０６ ｙｅｓ）。この場合も上記同様、エンジンコントローラ１２６は、エラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ１０７）、処理を終了する。

パルス検出回路２１０にて異常が検出されなかった場合、パルスはヒータ制御回路２０４を介して伝達する。ここでコンデンサ２１３を介して接続されるパルス検出回路２１２で検出されるパルスは、ヒータ制御回路２０４が正常な場合には所定のレベル内にある。これは、ヒータ制御回路２０４がオフされているが、所定のインピーダンスを有しているためである。従って、パルス検出回路２１２では、パルス振幅が所定のレンジに入らないつまりは所定のレベルより低い場合もまた高い場合も異常と判断する（Ｓ１０９ ｙｅｓ）。この場合も上記同様、エンジンコントローラ１２６は、エラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ１１０）、処理を終了する。

パルス検出回路２１２にて異常が検出されなかった場合（Ｓ１０９ ｎｏ）、リレー２０２、２０３をオン（ＯＮ）し、ヒータ制御回路２０４へ電力を供給し定着ヒータを立ち上げる（Ｓ１１２）。すなわち、パルス検出回路２０８、２１０、２１２の全てで異常が検出されなかった場合にのみ、リレー２０２、２０３をオンにする。エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０４を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３がエンジンコントローラ１２６により駆動開始（起動）される（Ｓ１１３）。そして、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０が回転駆動される。更に、ヒータ制御回路２０４が制御され、定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃの駆動制御も行われ、所定のプロセス機器の準備動作が実行される（Ｓ１１４）。エンジンコントローラ１２６は、その後セラミックヒータ１０９ｃを所定の温度まで到達させると共に各プロセス機器の準備動作を終え、スタンバイ状態に入る（Ｓ１１５）。

この時、エンジンコントローラ１２６はヒータ制御回路２０４を停止し、セラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止める。その後、エンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３をオフ（ＯＦＦ）する。

〜プリント動作について〜
次にプリント動作について説明する。エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。この時、再びエンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３がオフのままの状態でパルス発振回路２０６を動作（起動）させ、図８のフローチャートに示す通り、手順Ｓ２０２からＳ２１２に従って、一次側ＡＣ経路２１４上の異常を検知する。詳細な動作については、図７のフローチャートに示した動作（Ｓ１０２からＳ１１２）と同様なので、ここでは省略する。

続いて、リレー２０２、２０３をオンし、ヒータ制御回路２０４へ電力を供給する。このように、プリント動作開始命令を受け取った場合にも、パルス検出回路２０８、２１０、２１２の全てで異常が検出されなかった場合にのみ（Ｓ２０３ ｎｏ、Ｓ２０６ ｎｏ、Ｓ２０９ ｎｏ）、リレー２０２、２０３をオンにする（Ｓ２１２）。エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０４を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３が駆動され（Ｓ２１３）、ヒータ制御回路２０４を制御してセラミックヒータ１０９ｃの立ち上げ、ポリゴンモータ１１４の駆動を開始する。メインモータ１２３の駆動によって、感光ドラム１１７及び転写ローラ１２１、定着器１０９の定着フィルム１０９ａ及び加圧ローラ１０９ｂ、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０がそれぞれ回転を開始する。このように所定のプロセス機器の準備動作が実行される（Ｓ２１４）。その後、プリント動作へ移行する（Ｓ２１５）。

この後エンジンコントローラ１２６は、レーザユニット１１３の光量制御を開始すると共に、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１の高圧駆動を順次行う。エンジンコントローラ１２６は、不図示のＣＰＵにてレーザ光検出センサより送られる／ＢＤ信号のパルス間隔からポリゴンモータ１１４の回転が定常状態になったことを検知すると、給紙ローラクラッチ１２５をＯＮして給紙ローラ１０５ａを駆動する。そして、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓを一枚ずつ繰り出す。なお、／ＢＤ信号とは、感光ドラム１１７に対するレーザ光の走査開始位置を示す走査開始位置信号である。給紙ローラクラッチ１２５は給紙カセット１０２から記録紙Ｓを一枚繰り出すと、直ちにオフされる。繰り出された記録紙Ｓは、給紙ローラクラッチ１２５とともに、オンされたレジストローラクラッチ１２９により回転している搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによってレジストローラ対１０６に向けて搬送される。そしてＣＰＵは、記録紙Ｓが給紙センサ１２４に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ１２７に対して出力開始する。かつ、レジストローラクラッチ１２９をオフして搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ及びレジストローラ対１０６の駆動を一時停止する。

その時ビデオコントローラ１２７は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、／ＶＤＯ信号（画像信号）出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ１２７は、エンジンコントローラ１２６からの同期信号を受信して１ページ分の画像データとして／ＶＤＯ信号の出力を開始する。

一方エンジンコントローラ１２６は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ１２９を再びオンし、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ及びレジストローラ対１０６の駆動を再開する。搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ及びレジストローラ対１０６の駆動は、記録紙Ｓの後端がレジストローラ対１０６を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からの／ＶＤＯ信号に応じてレーザユニット１１３を駆動する。レーザユニット１１３から発したレーザ光１１８は、レーザスキャナ部１０７のポリゴンモータ１１４の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６によって感光ドラム１１７に照射される。

感光ドラム１１７は、図１中時計回り方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１１７はその回転過程で帯電手段としての１次帯電ローラ１１９により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１１７の一様帯電面に対してレーザスキャナ部１０７から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザビームによる走査露光がなされる。そして、感光ドラム１１７の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。感光ドラム１１７上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器１２０で現像材（トナー）により現像されて可視化される。

一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Ｓは、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ及びレジストローラ対１０６により感光ドラム１１７と転写手段としての転写ローラ１２１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給送される。そして、その記録紙Ｓの表面に感光ドラム１１７面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Ｓは、回転過程の感光ドラム１１７の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器１０９に導入される。定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間を通過する記録紙Ｓに定着フィルム１０９ａを介してセラミックヒータ１０９ｃの熱を印加すると共に加圧ローラ１０９ｂにより圧力を加えて、記録紙Ｓ上のトナー画像を熱定着処理する。定着器１０９を出た記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０により積載トレイ１１２に排紙される。

また、記録紙Ｓが分離した後の感光ドラム１１７は、クリーニング手段としてのクリーナ１２２により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。

プリント動作を終えると、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０４を停止してセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止めると共に、メインモータ及びレーザスキャナ部１０７、その他一連のプリントプロセス処理を停止させる。その後、エンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３をオフする。

以上説明した通り、本実施例によれば、セラミックヒータ１０９ｃへの電力を投入する前に一次側ＡＣ経路２１４の異常を検知でき、セラミックヒータ１０９ｃや制御装置等の故障等の異常をユーザへ報知すると共に、安全に動作を停止できる。

次に図９を用いて、実施例２について説明する。レーザビームプリンタ等の主な構成及び動作は、実施例１にて説明した通りであるので、説明を省略し、同じ符号を用いて説明する。

本実施例では、図２で説明した、一次側ＡＣ経路２１４とパルス発振回路２０６及びパルス検出回路２０８、２１０、２１２をコンデンサ等のインピーダンス素子で接続させる替わりに、図９に示す通り、スイッチング素子で構成してある。このスイッチング素子は、オフ時に端子間の安全性が保証されている素子が好ましい。このような構成とすることにより、パルス検出回路２０８、２１０、２０２を必要に応じて接続することが可能となり、パルス検出回路同士の干渉等も低減させることができる。なお、本実施例では、リレー９０１、９０２、９０３、９０４（電気機械的スイッチ）を用いた場合を示している。また、図２と共通するものについては同じ符号を用いることとする。

＜定着ヒータ異常検知の動作について＞
次に動作について説明する。まず、本体１０１の不図示のメイン電源が入れられると、不図示の低圧電源が起動し、エンジンコントローラ１２６へ供給する電圧、例えば、３．３Ｖや５Ｖ等といった比較的低圧な電圧を起動する。そして、リレーやモータ等の主に駆動系を動作させるための電圧、例えば２４Ｖ等といった比較的高い電圧を起動する。そしてエンジンコントローラ１２６が起動し、本体１０１のウォームアップのための前多回転動作を開始する。以下にその前多回転動作について図１０のフローチャートを用いて説明する。

〜前多回転動作について〜
まずエンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３がオフのままの状態でリレー９０１をオンしてパルス発振回路２０６と一次側ＡＣ経路２１４を接続させ、パルス発振回路２０６を動作（起動）させる（Ｓ３０２）。一次側ＡＣ経路２１４に印加されたパルスは、セラミックヒータ１０９ｃの発熱体５０３に伝達する。そしてエンジンコントローラ１２６は、リレー９０２をオン（ＯＮ）させる。もしこの時、何らかの異常が生じ、保護層５０２が部分的に絶縁破壊を起こしていた場合、パルスは発熱体５０３からその絶縁破壊箇所を介して導電体である定着フィルム１０９ａに伝達される。パルス検出回路２０８は、パルス振幅が所定のレベルを超えたことを検知すると異常と判断する（Ｓ３０３ ｙｅｓ）。その後エンジンコントローラ１２６は、エラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ３０４）、処理を終了する。正常にパルスが検出された場合は（Ｓ３０３ ｎｏ）、リレー９０２をオフする。

続いて、エンジンコントローラ１２６は、リレー９０３をオンする。サーモスイッチ２０５を介して伝達されたパルスは、リレー９０３を介してパルス検出回路２１０に伝達される。パルス検出回路２１０は、パルス振幅が所定のレベルを超えたことを検知すると、今度は正常と判断する。この時エンジンコントローラ１２６は、パルス検出回路２１０からの結果に基づいて動作を継続する。ここでもし、サーモスイッチ２０５が何らかの異常により断線等を引き起こしていると、一次側ＡＣ経路２１４に印加されたパルスはパルス検出回路２１０に到達しない。従って、パルス検出回路２１０で検出されるパルス振幅は、所定のレベルに達しないため、異常と判断される（Ｓ３０６ ｙｅｓ）。この場合も上記同様、エンジンコントローラ１２６は、エラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ３０７）、処理を終了する。パルス検出回路２１０にて異常が検出されなかった場合（Ｓ３０６ ｎｏ）、リレー９０３をオフする。

更にパルスはヒータ制御回路２０４を介して伝達する。エンジンコントローラ１２６は、ここでリレー９０４をオンする。パルス検出回路２１２で検出されるパルスは、ヒータ制御回路２０４が正常な場合には所定のレベル内にある。これは、ヒータ制御回路２０４がオフされているが、所定のインピーダンスを有しているからである。従って、パルス検出回路２１２では、パルス振幅が所定のレンジに入らないつまりは所定のレベルより低い場合もまた高い場合も異常と判断する（Ｓ３０９ ｙｅｓ）。この場合も上記同様、エンジンコントローラ１２６は、エラー（定着ヒータ異常）を報知して停止し（Ｓ３１０）、処理を終了する。以下（Ｓ３１２〜Ｓ３１５）は実施例１（図７ Ｓ１１２〜Ｓ１１５）と同様であるため、説明は省略する。なお、本実施例においても、パルス検出回路２０８、２１０、２１２の全てで異常が検出されなかった場合にのみ、リレー２０２、２０３をオンにする（Ｓ３１２）。

〜プリント動作について〜
次にプリント動作について説明する。

エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。この時、再びエンジンコントローラ１２６は、リレー２０２、２０３がオフのままの状態でパルス発振回路２０６を動作させ、図１１のフローチャートに示す通り、手順Ｓ４０２からＳ４１２に従って、一次側ＡＣ経路２１４上の異常を検知する。詳細な動作（Ｓ４０２〜Ｓ４１４）については、図１０のフローチャートに示した動作（Ｓ３０２〜Ｓ３１４）と同様なので、ここでは説明を省略する。この場合にもパルス検出回路２０８、２１０、２１２により異常が検出されなかった場合（Ｓ４０３ ｎｏ、Ｓ４０６ ｎｏ、Ｓ４０９ ｎｏ）、Ｓ４１２〜Ｓ４１４でプリントのための準備を行い、プリント動作を行う（Ｓ４１５）。なお、その後のプリント動作は実施例１で説明した流れと同様であるため説明を省略する。

以上のような構成とすることにより、パルス検出回路同士の干渉も無くすことができ、セラミックヒータ１０９ｃへの電力を投入する前に一次側ＡＣ経路２１４の異常を検出することが可能である。より信頼性の高い、安定した動作を行うことができる。なおかつ、電気機械的スイッチを設けることで、必要に応じて通電／遮断が行え、他回路との干渉を防ぐことができる。

実施例１、２における画像形成装置を示した構成図 実施例１における定着器の回路構成を示したブロック図 実施例１におけるパルス発振回路を示した図 実施例１におけるパルス検出回路を示した図 実施例１、２におけるセラミックヒータの断面図 実施例１、２におけるセラミックヒータ周辺の断面図 実施例１における前多回転時の動作を示したフローチャート 実施例１におけるプリント時の動作を示したフローチャート 実施例２における定着器の回路構成を示したブロック図 実施例２における前多回転時の動作を示したフローチャート 実施例２におけるプリント時の動作を示したフローチャート

符号の説明

１０１ 画像形成装置
１０９ 定着器（加熱装置）
１０９ｃ セラミックヒータ（加熱手段）
１２６ エンジンコントローラ
２０１ ＡＣインレット（電力供給手段）
２０２，２０３ リレー（電力供給スイッチ）
２０４ ヒータ制御回路
２０５ サーモスイッチ
２０６ パルス発振回路（信号発生手段）
２０７，２０９，２１１，２１３ コンデンサ（インピーダンス素子）
２０８，２１０，２１２ パルス検出回路（信号検知手段）
５０３ 発熱体
９０１，９０２，９０３，９０４ リレー（電気機械的スイッチ）

Claims (7)

1. 発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記電力供給手段から前記発熱体への電力の供給を制御する加熱装置において、
   前記電力供給手段と前記発熱体との間の電力供給経路の通電と遮断を行う電力供給スイッチと、
   前記電力供給経路上であって前記電力供給スイッチの後段にインピーダンス素子を介して接続され、前記電力供給経路上に信号を発生させる信号発生手段と、
   を備えることを特徴とする加熱装置。
2. 請求項１に記載の加熱装置において、
   前記電力供給経路上であって前記電力供給スイッチの後段にインピーダンス素子を介して接続され、前記信号発生手段により発生した信号を検知する信号検知手段を備えることを特徴とする加熱装置。
3. 請求項２に記載の加熱装置において、
   絶縁基板と、前記絶縁基板の表面上に形成される１以上の前記発熱体と、を有する加熱手段と、
   前記加熱手段と摺動する導電性フィルムと、
   前記導電性フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、
   を備え、
   前記信号検知手段は、前記導電性フィルムにインピーダンス素子を介して接続され、前記信号発生手段により発生した信号を検知することを特徴とする加熱装置。
4. 発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、を備え、前記電力供給手段から前記発熱体への電力の供給を制御する加熱装置において、
   前記電力供給手段と前記発熱体との間の電力供給経路の通電と遮断を行う電力供給スイッチと、
   前記電力供給経路上であって前記電力供給スイッチの後段に電気機械的スイッチを介して接続され、前記電力供給経路上に信号を発生させる信号発生手段と、
   を備えることを特徴とする加熱装置。
5. 請求項４に記載の加熱装置において、
   前記電力供給経路上であって前記電力供給スイッチの後段に電気機械的スイッチを介して接続され、前記信号発生手段により発生した信号を検知する信号検知手段を備えることを特徴とする加熱装置。
6. 請求項５に記載の加熱装置において、
   絶縁基板と、前記絶縁基板の表面上に形成される１以上の前記発熱体と、を有する加熱手段と、
   前記加熱手段と摺動する導電性フィルムと、
   前記導電性フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、
   を備え、
   前記信号検知手段は、前記導電性フィルムに電気機械的スイッチを介して接続され、前記信号発生手段により発生した信号を検知することを特徴とする加熱装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images