JP2015158564A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の温度制御方式を切り替えて定着温度の温度制御を行う場合における異常の誤検出の発生を抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】切換制御部は、温度センサーによる検知温度Ｔｓが閾値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。切換制御部は、温度センサーによる検知温度が閾値Ｔｔｈ１未満であると判定すると（Ｓ３でＮＯ）、定着ローラーの温度制御方式をオンオフ制御方式に設定する（Ｓ４）。ステップＳ３において、切換制御部は、温度センサーによる検知温度が閾値Ｔｔｈ１以上であると判定すると（Ｓ３でＹＥＳ）、定着ローラーの温度制御方式をＰＩＤ制御方式に設定する（Ｓ１０）。検出禁止部は、第１異常検出部による異常検出を禁止させる（Ｓ１１）。これにより、オンオフ制御方式からＰＩＤ制御方式に切り替えて定着ローラー２７の温度制御を行う場合における異常の誤検出の発生を抑制できる。【選択図】図７

Description

本発明は、トナー像が形成されたシートに対して定着処理を行う定着装置を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成部を備える複写機、プリンター、ファクシミリー、及びこれらの各機能が搭載された複合機などの画像形成装置には定着装置が設けられている。定着装置は、熱源によって表面が加熱される定着ローラーと、この定着ローラーに圧接しながら回転可能な加圧ローラーとを備える。この定着装置を表面にトナー画像が形成されたシートが通過すると、加圧ローラーと定着ローラーとによりシートが所定の圧力で挟持されつつ加熱される。これにより、トナーがシートに溶着して、シートにトナー像が定着される。

一般に、前記定着装置に備えられる前記熱源は、サーミスタ等の温度検出素子で検出される前記定着ローラーの表面温度が所定の目標値になるように制御される（例えば特許文献１参照）。この温度制御方式として、検出温度が目標値よりも低い場合には熱源への通電をＯＮし、検出温度が目標値よりも高い場合には通電をＯＦＦする所謂オンオフ制御方式が採用される場合がある。しかし、この場合、前記定着ローラーの温度が比較的大きなオーバーシュート量及びアンダーシュート量でオーバーシュートとアンダーシュートとを繰り返す。

そこで、前記熱源の他の制御方法として、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative Controller）制御方式が用いられる場合がある。このＰＩＤ制御方式は、現在の温度と目標値の偏差に比例した値とその偏差の積分に比例する値と前記偏差の微分に比例した値との和を制御値として通電量を制御する制御方式である。前記ＰＩＤ制御方式の場合、前記オンオフ制御方式のような大きなオーバーシュート及びアンダーシュートが無く、検出される定着ローラーの温度が徐々に目標値に近づく。

ところで、ウォームアップ時間の短縮化によるユーザーの利便性向上等の観点から、前記画像形成装置の起動時や省エネモードから通常モードへの復帰時には、できるだけ速やかに温度上昇する性能が要求される。しかし、前記ＰＩＤ制御方式は、前記定着ローラーの温度の変化率が小さいため、前記画像形成装置の起動時等における温度制御方式としては好適ではない。

そこで、前記画像形成装置の起動時等には、速やかに前記定着ローラーの温度を上昇させるため、前記定着ローラーの温度の変化率が比較的大きい前記オンオフ制御方式で温度制御を行い、前記定着ローラーの温度が前記目標値に近づくと、温度制御方式を前記ＰＩＤ制御方式に切り替えることが考えられる。このような温度制御を行うことによりオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制しつつできるだけ早く定着ローラーの温度を目標値に安定させることができる。

特開２００３−３３０３１４号公報

ところで、画像形成装置では、前記定着ローラーの温度が監視されており、前記定着ローラーの温度の変化率が予め定められた適正範囲外となった場合に、前記定着装置に異常が発生したものと判定されることがある。ここで、前記適正範囲は、前記定着装置の異常をできるだけ早く検知することができるように定められる。

そのため、前述のように前記ＰＩＤ制御方式を含む複数の温度制御方式を切り替えて定着装置の温度制御が行われる構成において、複数の温度制御方式による温度制御時に、共通の前記適正範囲を基準に定着装置の異常を検知すると誤検知が発生するおそれがある。例えば、前記ＰＩＤ制御時に比べて前記定着温度の変化率が大きい前記オンオフ制御時の変化率を基準として予め定められた適正範囲に基づいて温度異常判定が行われる場合には、前記ＰＩＤ制御時において前記定着温度の変化率が前記適正範囲外になりやすい。一方、前記ＰＩＤ制御時の変化率を基準として予め定められた適正範囲に基づいて温度異常判定が行われる場合には、前記オンオフ制御時において前記定着温度の変化率が前記適正範囲外になりやすい。

本発明の目的は、複数の温度制御方式を切り替えて定着温度の温度制御を行う場合における異常の誤検出の発生を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、画像形成部と、定着部と、温度検出部と、第１異常検出部と、第１温度制御部と、第２温度制御部と、切換制御部と、検出禁止部とを備える。前記画像形成部は、シートにトナー像を形成する。前記定着部は、熱源を有し、前記画像形成部により前記シートに形成されたトナー像を前記熱源から発せられる熱を用いて前記シートに定着させる。前記温度検出部は、前記定着部の温度を検出する。前記第１異常検出部は、前記温度検出部により検出される温度の変化率と予め設定された第１基準変化率とに基づいて前記定着部における異常の発生を検出する。前記第１温度制御部は、前記温度検出部により検出される温度に基づく第１フィードバック制御方式で前記熱源の温度制御を実行可能である。前記第２温度制御部は、前記第１フィードバック制御方式に比べて温度変化率が小さい第２フィードバック制御方式で前記温度検出部により検出される温度に基づく前記熱源の温度制御を実行可能である。前記切換制御部は、予め定められた条件に基づいて、前記第１温度制御部による温度制御と前記第２温度制御部による温度制御とを切り換える。前記検出禁止部は、前記第２温度制御部による温度制御が行われている期間、前記第１異常検出部による異常検出を禁止させる。

本発明によれば、複数の温度制御方式を切り替えて定着温度の温度制御を行う場合における異常の誤検出の発生を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、定着部の構成を示す図である。 図３は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図４は、定着動作に関連する部分の構成を示すブロック図である。 図５は、ヒーターに供給される電力の波形例を示す図である。 図６は、第１の実施形態における温度制御による温度変化を示すグラフである。 図７は、制御部による温度制御のフローチャートである。 図８は、画像形成装置の構成の変形形態を示すブロック図である。 図９は、画像形成装置の構成の変形形態を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成について説明する。画像形成装置１は、画像読取機能、ファクシミリー機能及び画像形成機能などを備えた複合機である。図１に示されるように、画像形成装置１は、画像読取部２、原稿カバー３、自動原稿送り装置ＡＤＦ（Auto Document Feeder）４、画像形成部５、給紙カセット６を備えている。なお、本発明に係る画像形成装置の一例として複合機である画像形成装置１を例示して説明するが、本発明はこれに限られず、例えばプリンター、ファクシミリー装置或いは複写機も本発明に係る画像形成装置に該当する。

画像読取部２は、原稿から画像データを読み取る画像読取処理を実行する。図１に示されるように、画像読取部２は、コンタクトガラス１０、読取ユニット１１、ミラー１２，１３、光学レンズ１４及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）１５などを備えている。

読取ユニット１１は、ＬＥＤ光源１６及びミラー１７を備えており、ステッピングモーター等の駆動モーターを用いた移動機構（不図示）により副走査方向１８（図１における左右方向）へ移動可能に構成されている。そして、前記駆動モーターにより読取ユニット１１が副走査方向１８へ移動されると、ＬＥＤ光源１６から画像読取部２の上面に設けられたコンタクトガラス１０へ向けて照射される光が副走査方向１８へ走査される。

ミラー１７は、ＬＥＤ光源１６から光が照射されたときに、原稿又は原稿カバー３の裏面で反射した反射光をミラー１２へ向けて反射させる。ミラー１７で反射した光は、ミラー１２，１３により光学レンズ１４に導かれる。光学レンズ１４は、入射した光を集光してＣＣＤ１５に入射させる。

ＣＣＤ１５は、受光した光をその光量（輝度の強度）に応じた電気信号（電圧）に変換して制御部３０（図３参照）へ出力する光電変換素子である。制御部３０では、ＣＣＤ１５からの電気信号を画像処理することにより原稿の画像データを生成する。

画像読取部２には、原稿カバー３が回動自在に設けられている。原稿カバー３が回動操作されることにより、画像読取部２の上面のコンタクトガラス１０が開閉される。

ここで、画像読取部２による原稿画像の読み取りは、以下の手順で行われる。まず、原稿がコンタクトガラス１０上に載置され、その後、原稿カバー３が閉姿勢にされる。その後、操作表示部（不図示）から画像読取指示が入力されると、読取ユニット１１を副走査方向１８の右向きへ移動させつつＬＥＤ光源１６から連続して順次１ライン分の光が照射される。そして、原稿又は原稿カバー３の裏面からの反射光がミラー１７，１２，１３及び光学レンズ１４を介してＣＣＤ１５に導かれ、ＣＣＤ１５にて受光した光量に応じた光量データが順次制御部３０に出力される。制御部３０は、光が照射された領域全体における光量データが得られると、その光量データを処理することにより、前記光量データから原稿の画像データを生成する。

なお、原稿カバー３にはＡＤＦ４が設けられている。ＡＤＦ４は、原稿セット部１９にセットされた一以上の原稿を複数の搬送ローラーにより順次搬送して、コンタクトガラス１０上に定められた自動原稿読取位置を副走査方向１８の右向きへ通過するように原稿を移動させる。ＡＤＦ４による原稿の移動時は、前記自動原稿読取位置の下方に読取ユニット１１が配置され、この位置で読取ユニット１１により移動中の原稿の画像が読み取られる。

図１に示されるように、画像形成部５は、画像読取部２で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された印刷ジョブに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。具体的には、画像形成部５は、感光体ドラム２０、帯電部２１、現像部２２、トナーコンテナ２３、転写ローラー２４、除電部２５、定着部２６などを備えている。なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成部５を例にして説明するが、画像形成部５は電子写真方式のものに限られず、インクジェット記録方式のものであっても、或いはそれ以外の記録方式又は印刷方式のものであってもかまわない。

画像形成部５では、給紙カセット６から供給されるシートに対する画像形成処理が以下の手順で行われる。まず、外部の装置から印刷指示を含む印刷ジョブが入力されると、帯電部２１により感光体ドラム２０が所定の電位に一様に帯電される。次に、レーザスキャナユニット（不図示）により感光体ドラム２０の表面に印刷ジョブに含まれる画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム２０の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム２０上の静電潜像は現像部２２によりトナー像として現像（可視像化）される。なお、現像部２２には、トナーコンテナ２３からトナー（現像剤）が補給される。続いて、感光体ドラム２０に形成されたトナー像は転写ローラー２４によりシートに転写される。なお、感光体ドラム２０の電位は除電部２５で除電される。その後、シートに転写されたトナー像は、そのシートが定着部２６を通過して排出される際に加熱されてシートに溶融定着する。

図２に示されるように、定着部２６は、シートに転写されたトナー像を加熱して溶融定着させるものであり、定着ローラー２７及び加圧ローラー２８を有する。

定着ローラー２７は、画像形成装置１の前後方向（図１の紙面表裏方向）に延びる長尺状の部材である。定着ローラー２７は、円筒形状に形成されたローラー本体２７Ａを備える。ローラー本体２７Ａの周面が定着時にシートの画像面（トナー像が付着している面）に接触される。

ローラー本体２７Ａは、熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウムなどの金属で形成されている。ローラー本体２７Ａは、両端が定着部２６のフレーム（不図示）に支持された長尺のガイド部材により回転可能に支持されている。定着ローラー２７は、加圧ローラー２８の回転に伴って従動回転する。

ローラー本体２７Ａは、定着部２６で定着可能な最大幅のシートと接触可能な長さに形成されている。本実施形態では、Ａ３サイズ（４２０ｍｍ×２９７ｍｍ）のシートが定着部２６で定着可能であり、ローラー本体２７Ａは、Ａ３サイズの短辺寸法（２９７ｍｍ）よりも長く形成されている。

加圧ローラー２８は、定着ローラー２７に対向配置されている。加圧ローラー２８は、定着ローラー２７に平行であって、定着ローラー２７の表面に圧接された状態で回転可能に支持されている。加圧ローラー２８は、中心に支軸２８Ａを有しており、支軸２８Ａが定着部２６のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。これにより、加圧ローラー２８が回転可能となる。加圧ローラー２８は、モーター（不図示）が回転駆動されることによって、その回転駆動力が伝達されて、所定方向へ回転する。本実施形態では、加圧ローラー２８は、図２において反時計周り（矢印Ａ２参照）に回転される。加圧ローラー２８の支軸２８Ａには弾性を有するシリコンや多孔質ゴムなどの筒形状の弾性部２８Ｂが設けられている。加圧ローラー２８は、定着ローラー２７に対してバネなどによって圧接されている。これにより、弾性部２８Ｂがローラー本体２７Ａによって弾性変形して湾曲状に凹まされたニップ部２９が形成される。

定着ローラー２７の内部には、電流が供給されることにより発熱する熱源としてのヒーター４０が固設されている。図２に示されるように、ヒーター４０は、両端が定着部２６のフレーム（不図示）に支持された長尺の支持部材（不図示）に取り付けられている。ヒーター４０は、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成され、通電されることによって熱を放射する。これにより、定着ローラー２７のローラー本体２７Ａ全体がヒーター４０によって内部から加熱される。本実施形態では、ヒーター４０は、ローラー本体２７Ａの断面中心よりニップ部２９寄りの位置に固設されている。

定着部２６においては、シートがニップ部２９を右から左へ抜けるように搬送される。回転駆動される加圧ローラー２８の圧接により、定着ローラー２７が従動して、図２において時計回転方向（矢印Ａ１参照）へ回転される。このため、ニップ部２９に進入したシートは、定着ローラー２７及び加圧ローラー２８によって挟持されつつ、熱の供給を受けながら左方へ搬送される。このときに、定着ローラー２７から供給された熱によって、シートのトナー像が溶融して、シートに定着する。

図３に示されるように、画像形成装置１においては、画像読取部２、ＡＤＦ４、画像形成部５、操作表示部７、通信Ｉ／Ｆ部８、記憶部９及び定着部２６が制御部３０に電気的に接続されている。

通信Ｉ／Ｆ部８は、画像形成装置１にインターネット又はＬＡＮのような通信ネットワークを介して接続された外部装置との間でデータ通信を実行するインターフェイスである。記憶部９は、ハードディスクドライブ（Hard Disc Drive；ＨＤＤ）等の不揮発性メモリで構成される。

制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えて構成される。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一次記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性の記憶部である。制御部３０は、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、画像形成装置１の動作を制御する。

操作表示部７は、操作部と表示部とを有する。操作部は、表示部に隣接配置された各種の押しボタンキー及び表示部の表示画面上に配置されるタッチパネルセンサーなどを有し、画像形成装置１のユーザーにより各種の指示が入力される。ユーザーにより操作表示部７に対して操作が行われると、その操作信号が操作表示部７から制御部３０に出力される。表示部は、例えばカラー液晶ディスプレイなどを有し、前記操作部を操作するユーザーに対して各種の情報を表示する。

制御部３０は、定着部２６のヒーター４０への通電を制御することにより定着ローラー２７の表面温度の温度制御を行う。制御部３０にはこの温度制御を行うための温度センサー５０が電気的に接続されている。温度センサー５０は、定着ローラー２７の表面温度を検知するもので、例えば接触式のサーミスタ、熱電対、あるいは非接触式の赤外線センサーである。

図４に示されるように、定着部２６は、ヒーター４０と、整流回路４２と、スイッチング回路４３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路４４とを有する。整流回路４２は、商用交流電源４１を整流する。ＰＷＭ制御回路４４は、制御部３０から出力される制御信号の信号レベルに応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成する。スイッチング回路４３は、ＰＷＭ制御回路４４により生成されたＰＷＭ信号に応じてスイッチング動作を行う。これにより、整流回路４２により整流された電力がスイッチング回路４３を介してヒーター４０に供給される。

本実施形態では、図３に示すように、制御部３０は、ＣＰＵを用いてプログラムを実行することにより、第１異常検出部３０１と、オンオフ制御部３０２と、ＰＩＤ制御部３０３と、切換制御部３０４と、検出禁止部３０５とを実現する。なお、制御部３０が有する機能の一部又は複数が電子回路として設けられる構成も他の実施形態として考えられる。

第１異常検出部３０１は、温度センサー５０による検知温度Ｔｓに基づいて、定着部２６における異常の発生を検出する。具体的には、第１異常検出部３０１は、温度センサー５０による検知温度Ｔｓの変化率と予め設定された第１基準変化率とに基づいて、定着ローラー２７の表面温度についての異常の有無を判定する。第１異常検出部３０１は、所定時間Ｔ（ｓ）ごとに温度センサー５０による検知温度の温度変化ΔＴｘを算出することが可能である。また、第１異常検出部３０１は、この温度変化ΔＴｘが基準変化率ΔＴｍ１（℃）〜ΔＴｍ２（℃）の範囲にあるか否かに基づいて正常であるか否かを判定する。つまり、第１異常検出部３０１は、温度変化ΔＴｘが前記範囲内である場合には定着部２６を正常と判定し、温度変化ΔＴｘが前記範囲外である場合には定着部２６を異常と判定する。

オンオフ制御部３０２は、温度センサー５０による検知温度Ｔｓに基づいて、ＰＷＭ制御回路４４で生成されるＰＷＭ信号のデューティ比を１００（％）及び０（％）のいずれかに切り替えるオンオフ制御方式により定着ローラー２７の表面温度を制御する。ＰＷＭ信号のデューティ比が１００（％）の場合、図５（Ａ）の斜線で示すように、整流回路４２により整流された出力の電力波形の全波がヒーター４０に通電される。オンオフ制御部３０２は、第１温度制御部の一例であり、オンオフ制御方式は、第１フィードバック制御方式の一例である。

ＰＩＤ制御部３０３は、定着ローラー２７の表面温度が目標温度Ｔｔｇとなるようにヒーター４０への通電をＰＩＤ制御方式により制御する。具体的には、ＰＩＤ制御部３０３は、現在の検知温度Ｔｓと目標温度Ｔｔｇとの偏差に予め定められた第１比例係数を乗算した値を比例値として算出する。また、ＰＩＤ制御部３０３は、前記偏差の積分値に予め定められた第２比例係数を乗算した値を積算値として算出する。更に、ＰＩＤ制御部３０３は、前記偏差を微分し、その微分値に予め定められた第３比例係数を乗算した値を微分値として算出する。そして、ＰＩＤ制御部３０３は、これらの比例値、積分値及び微分値を加算した値を制御値として算出し、この制御値を示す制御信号をＰＷＭ制御回路４４に出力することにより定着ローラー２７の表面温度を制御する。ＰＩＤ制御部３０３により算出される前記ＰＷＭ信号のデューティ比についての制御値は、０〜１００％の範囲で変化する。ＰＷＭ信号のデューティ比が５０（％）の場合、図５（Ｂ）の斜線で示すように、整流回路４２により整流された出力の電力波形の半波がヒーター４０に通電される。ＰＩＤ制御部３０３は、第２温度制御部の一例であり、ＰＩＤ制御方式は、第２フィードバック制御方式の一例である。

切換制御部３０４は、温度センサー５０による検知温度に応じて、定着ローラー２７の温度制御をオンオフ制御部３０２による温度制御とＰＩＤ制御部３０３による温度制御との間で切り換える。具体的には、切換制御部３０４は、画像形成装置１の起動（電源オン）時や省エネモードから通常モードに復帰する際のウォームアップ時において、温度センサー５０による検知温度が閾値Ｔｔｈ１に達するまでの間（図６の期間Ａ）、オンオフ制御部３０２に定着ローラー２７の温度制御を行わせる。また、切換制御部３０４は、前記検知温度が所定値Ｔｔｈ１に達すると、画像形成装置１の電源がオフされるか省エネモードに移行するまでの期間（図６の期間Ｂ）、ＰＩＤ制御部３０３に定着ローラー２７の温度制御を行わせる。

温度制御方式を前記のように切り替えているのは次の理由による。すなわち、オンオフ制御方式による温度制御は、ＰＩＤ制御方式による温度制御に比べて、温度変化率が大きい。よって、所定の目標温度に達するまでの時間の短縮化が要求されるウォームアップ時の温度制御としては、前記ＰＩＤ制御方式による温度制御よりもオンオフ制御方式による温度制御の方が好適である。一方、図６に示されるように、ＰＩＤ制御方式による温度制御（実線Ｙ参照）は、オーバーシュート量及びアンダーシュート量がオンオフ制御による温度制御（破線Ｘ参照））に比べて小さい。すなわち、前記ＰＩＤ制御方式による温度制御は、前記オンオフ制御方式による温度制御に比べてヒーター４０の温度の安定性が高い。よって、定着ローラー２７の表面温度が目標温度に近づいた状況での温度制御としては、前記オンオフ制御方式による温度制御よりも前記ＰＩＤ制御方式による温度制御の方が好適である。このような理由から前記２つの温度制御方式が切り替えて用いられている。

ところで、画像形成装置１では、前述のように定着ローラー２７の温度を監視する。定着ローラー２７の温度の変化率が予め定められた適正範囲外となった場合に、定着部２６に異常が発生したものと判定されることがある。ここで、前記適正範囲は、定着部２６における異常の発生をできるだけ早く検知することができるように定められる。

そのため、前述のように前記ＰＩＤ制御方式を含む複数の温度制御方式を切り替えて定着部２６の温度制御が行われる構成において、複数の温度制御方式による温度制御時に、共通の前記適正範囲を基準に定着部２６における異常の発生を検知すると誤検知が発生するおそれがある。例えば、前記ＰＩＤ制御時に比べて前記定着温度の変化率が大きい前記オンオフ制御時の変化率を基準として予め定められた適正範囲に基づいて温度異常判定が行われる場合には、前記ＰＩＤ制御時において定着温度の変化率が前記適正範囲外になりやすい。一方、前記ＰＩＤ制御時の変化率を基準として予め定められた適正範囲に基づいて温度異常判定が行われる場合には、前記オンオフ制御時において前記定着温度の変化率が前記適正範囲外になりやすい。

そこで、本実施形態では、検出禁止部３０５は、ＰＩＤ制御部３０３による温度制御が行われている期間、第１異常検出部３０１による異常検出を禁止させる。これは、ＰＩＤ制御方式は、オンオフ制御方式に比べて温度変化率が小さいため、オンオフ制御部３０２による温度制御時における前記基準変化率ΔＴｍ１［℃］〜ΔＴｍ２［℃］をＰＩＤ制御部３０３による温度制御時の異常判定にも用いると、前記ＰＩＤ制御時において定着ローラー２７の表面温度の温度変化率が前記適正範囲外となる場合が生じる。そのため、検出禁止部３０５は、ＰＩＤ制御部３０３による温度制御が行われている期間、第１異常検出部３０１による異常検出を禁止して、前記定着温度の変化率が前記適正範囲外となることによる、異常の誤検出が発生することを抑制する。

本実施形態では、制御部３０は、定着ローラー２７の表面温度の温度変化率の他、定着ローラー２７の表面温度自体についての異常判定も行う。すなわち、制御部３０は、定着ローラー２７の表面温度が所定の適正範囲内であるか否かを判定する。ここで、ＰＩＤ制御方式の場合、目標温度付近での温度の変化量が小さいため、定着ローラー２７の表面温度が前記適正範囲を逸脱することは少ない。よって、第１異常検出部３０１による異常検出を行わなくても問題は生じない。

次に、図７を参照しつつ、制御部３０による温度制御について説明する。この温度制御は、例えば画像形成装置１の主電源がオンされた場合に実行される。なお、図７のフローチャートにおいてステップＳ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。

図７に示されるように、制御部３０は、画像形成装置１の電源がオンされたか否か又は省エネモードから復帰すべき状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。制御部３０は、画像形成装置１の電源がオンされた又は省エネモードから復帰すべき状態のいずれでもないと判定した場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ステップＳ１を再度実行する。一方、制御部３０は、画像形成装置１の電源がオンされたか省エネモードから復帰すべき状態になったと判定すると（ステップＳ１でＹＥＳ）、温度センサー５０による検知温度を取得する（ステップＳ２）。例えば、画像形成装置１に画像データが入力され、画像データに基づく画像形成処理が開始される状態が省エネモードから復帰すべき状態である。

そして、切換制御部３０４は、温度センサー５０による検知温度Ｔｓが閾値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。切換制御部３０４は、温度センサー５０による検知温度が閾値Ｔｔｈ１未満であると判定すると（ステップＳ３でＮＯ）、定着ローラー２７の温度制御方式をオンオフ制御方式に設定する、すなわちオンオフ制御部３０２による処理を開始させる（ステップＳ４）。

第１異常検出部３０１は、現時点からＴ［ｓ］前までの期間の上昇温度がΔＴｍ１（℃）以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、第１異常検出部３０１は、現時点からＴ（ｓ）前までの期間の上昇温度がΔＴｍ１［℃］以上であると判定すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、定着ローラー２７の温度変化は正常であると判定する（ステップＳ６）。そして、制御部３０は、画像形成装置１の電源がオフされたか否か又は省エネモードに設定されたか否かを判定し（ステップＳ７）、設定されていないと判定すると（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ２に戻る。一方、制御部３０は、画像形成装置１の電源がオフされたか又は省エネモードに移行されたと判定すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御部３０は、一連の処理を終了する。

ステップＳ５において、第１異常検出部３０１は、現時点からＴ（ｓ）前までの期間の上昇温度がΔＴｍ１（℃）未満であると判定すると（ステップＳ５でＮＯ）、定着ローラー２７の温度変化は異常であると判定し（ステップＳ８）、制御部３０は、画像形成装置１の各部の動作を停止させ（ステップＳ９）、一連の処理を終了する。

ステップＳ３において、切換制御部３０４は、温度センサー５０による検知温度が閾値Ｔｔｈ１以上であると判定すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、定着ローラー２７の温度制御方式をＰＩＤ制御方式に設定する、すなわちＰＩＤ制御部３０３による処理を開始させる（ステップＳ１０）。

検出禁止部３０５は、第１異常検出部３０１による異常検出を禁止させる（ステップＳ１１）。これにより、オンオフ制御方式からＰＩＤ制御方式に切り替えて定着ローラー２７の温度制御を行う場合における異常の誤検出の発生を抑制することができる。

ＰＩＤ制御部３０３は、温度センサー５０による検知温度を取得し（ステップＳ１２）、前記ＰＷＭ信号のデューティ比についての制御値を算出する（ステップＳ１３）。ＰＩＤ制御部３０３は、算出した制御値を示す制御信号をＰＷＭ制御回路４４に出力する（ステップＳ１４）。なお、定着ローラー２７の表面温度が目標温度Ｔｔｇに達すると、画像形成部５による画像形成動作が開始される、又は画像形成動作が可能な状態となる。そして、制御部３０は、画像形成装置１の電源がオフされたか又は省エネモードに設定されたか否かを判定する（ステップＳ１５）。その結果、制御部３０は、設定されていないと判定すると（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１２に戻り、設定されたと判定すると（ステップＳ１５でＹＥＳ）、制御部３０は、一連の処理を終了する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した内容のものに限られず、種々の変形例が適用可能である。

前記実施形態では、ウォームアップ時に行う温度制御の制御方式（第１フィードバック制御方式）としてオンオフ制御方式が採用され、ウォームアップ完了後に行う制御方式（第２フィードバック制御方式）としてＰＩＤ制御方式が採用されたが、これに限定されない。すなわち、第２フィードバック制御方式による温度制御時の温度変化率が、第１フィードバック制御方式による温度制御時の温度変化率より小さければ、第１、第２フィードバック制御方式の具体的な種類は前記のものに限定されない。

前述したように、前記ＰＩＤ制御方式の場合、目標温度付近での温度の変化量が小さく、定着ローラー２７の表面温度が前記適正範囲を逸脱することは少ない。よって、ＰＩＤ制御方式による温度制御時においては、温度変化率についての異常検知が行われなくても問題は生じないとの点から、前記実施形態では、第１異常検出部３０１による温度異常の検知が禁止されるようにした。

ただし、ＰＩＤ制御方式による温度制御時においても温度変化率についての温度異常を検出する方がより好ましい。そこで、次のように構成されてもよい。すなわち、オンオフ制御方式による温度制御時の異常判定に用いる第１基準変化率とは別に、ＰＩＤ制御方式による温度制御時の異常判定に用いる第２基準変化率が予め設定されている。また、図８に示されるように、温度センサー５０による検出温度の変化率と前記第２基準変化率とに基づいて定着ローラー２７の温度異常を検出する第２異常検出部３０６が備えられている。そして、第２異常検出部３０６は、ＰＩＤ制御方式による温度制御時において、温度センサー５０による検出温度の変化率と前記第２基準変化率とに基づいて温度変化率についての温度異常検出を行う。これにより、ウォームアップ完了後の定着ローラー２７の温度異常を適切に検出することができる。

図９に示されるように、ユーザー操作に応じて検出禁止部３０５による異常検出の禁止を解除可能な解除操作部７１が備えられてもよい。ただし、解除操作部７１により異常検出の禁止が解除されると、定着ローラー２７の温度異常が頻繁に検出される事態が生じ得る。このような事態を回避するため、図９に示されるように、前記第１基準変化率をユーザー操作に応じて変更可能な判定基準変更操作部７２が更に備えられ、この判定基準変更操作部７２によって前記第１基準変化率を適宜設定することで、前記のような事態が生じるのを回避することができてもよい。

１ 画像形成装置
２６ 定着部
２７ 定着ローラー
３０ 制御部
３０１ 第１異常検出部
３０２ オンオフ制御部
３０３ ＰＩＤ制御部
３０４ 切換制御部
３０５ 検出禁止部
３０６ 第２異常検出部
４０ ヒーター
４４ ＰＷＭ制御回路
５０ 温度センサー
７１ 判定基準変更操作部
７２ 解除操作部

Claims (7)

1. シートにトナー像を形成する画像形成部と、
   熱源を有し、前記画像形成部により前記シートに形成されたトナー像を前記熱源から発せられる熱を用いて前記シートに定着させる定着部と、
   前記定着部の温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部により検出される温度の変化率と予め設定された第１基準変化率とに基づいて前記定着部における異常の発生を検出する第１異常検出部と、
   前記温度検出部により検出される温度に基づく第１フィードバック制御方式で前記熱源の温度制御を実行可能な第１温度制御部と、
   前記第１フィードバック制御方式に比べて温度変化率が小さい第２フィードバック制御方式で前記温度検出部により検出される温度に基づく前記熱源の温度制御を実行可能な第２温度制御部と、
   予め定められた条件に基づいて、前記第１温度制御部による温度制御と前記第２温度制御部による温度制御とを切り換える切換制御部と、
   前記第２温度制御部による温度制御が行われている期間、前記第１異常検出部による異常検出を禁止させる検出禁止部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記切換制御部は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた温度より低い状態から前記予め定められた温度に達する状態になるまでのウォームアップ中に前記第１温度制御部に温度制御を行わせ、前記ウォームアップの完了後に前記第２温度制御部に温度制御を行わせる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１フィードバック制御方式は、前記熱源への通電をオンオフするオンオフ制御方式であり、
   前記第２フィードバック制御方式は、前記温度検出部により検出される温度と前記予め定められた目標温度との偏差に応じて前記熱源への通電量を可変させる制御方式である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記予め定められた条件は、前記温度検出部により検出される温度が予め定められた温度以上であるか否かという条件である請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記温度検出部により検出される温度の変化率と予め設定された第２基準変化率とに基づいて前記定着部における異常の発生を検出する第２異常検出部を更に備え、
   前記第２異常検出部は、前記第２温度制御部による温度制御が行われている期間、前記定着部における異常の発生を検出する請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. ユーザー操作に応じて前記検出禁止部による異常検出の禁止を解除可能な解除操作部を更に備える請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. ユーザー操作に応じて前記基準変化率を変更可能な判定基準変更操作部を更に備える請求項５に記載の画像形成装置。

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