JP2015190996A - 異常加熱停止装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部材の温度を短時間で昇温する定着装置において、ソフトウェアに依存せずに、加熱部材の異常加熱を適切な時点で確実に停止する。【解決手段】本発明のプリンターにおいて、異常加熱停止装置は、加熱ローラーの温度に応じた検知電圧を出力するサーミスタと、加熱ローラーを加熱させる駆動信号を出力する制御部とに接続され、加熱ローラーへ付与される熱量に対応する第１電圧を決定する第１電圧決定部と、加熱ローラーから除去される熱量に対応する第２電圧を決定する第２電圧決定部と、比較電圧決定部と、比較部と、加熱停止部とを備える。比較電圧決定部は、第１電圧及び第２電圧と、加熱ローラーの基準電圧とに基づいて比較電圧を決定する。比較部は、検知電圧が比較電圧よりも低い場合に加熱ローラーの加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する。加熱停止部は、加熱停止信号に応じて加熱ローラーの加熱を停止させる。【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置の異常加熱を停止するための異常加熱停止装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式のプリンターや複合機等の画像形成装置では、印字されたトナーを紙に定着するために、加圧ローラーと加熱ローラーとを備えた定着装置を採用している。この定着装置の加熱ローラーは、電気加熱式や誘導加熱式のヒーターを備えていて、このヒーターをマイコン等でソフトウェア制御することにより加熱ローラーの温度制御が行われている。このような温度制御では、加熱ローラーが破壊限界温度に到達する前にヒーターの加熱を停止する必要があるが、ソフトウェア制御が暴走してしまうと、ヒーターを停止できずに加熱ローラーの異常加熱が発生するおそれがある。

このようなソフトウェア制御における不具合を回避するために、ソフトウェアによる温度制御系とは別に、独立したハードウェアによる温度制御系（異常加熱停止回路）が備えられて、高温状態を検知したときに加熱を強制停止するように構成されることがある。異常加熱停止回路は、具体的には、サーミスタ等の温度センサーを備えて構成される。

また、例えば、特許文献１に記載の加熱装置では、加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を決定する手段として、加熱体を所定の温度に維持するための電力を検知する手段と、少なくとも１つの基準電力を設け、この基準電力よりも検知電力が高い場合と低い場合で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間をそれぞれ設けている。

特開平５−２８９５６２号公報

ところで、画像形成装置では、消費電力を削減することが要求されている。特に、定着装置は、画像形成装置の他の部材での処理と比べて定着処理での消費電力の割合が大きいので、定着装置における消費電力を削減することが重要である。そこで、定着装置では、加熱ローラーを必要な時だけ加熱してそれ以外は加熱を停止すると共に、起動時間を最適化する等、ユーザーの利便性を向上することが求められる。具体的には、定着装置は、加熱ローラーの温度を短時間で昇温することが求められている。

しかしながら、上記したような異常加熱停止回路では、加熱ローラーの温度変化に対して、サーミスタ等の温度センサーを含む温度検知系の応答性が悪くなることがある。具体的には、加熱ローラーの温度時定数や、温度検知系の制御回路の時定数の影響によって、温度検知系からの検知温度の伝達に遅延が生じ、これにより、所定の時点での加熱ローラーの実際の温度と伝達された検知温度とにずれが生じてしまう。

また、短時間昇温の定着装置では、定着処理の進行状況などに応じて、加熱ローラーの検知温度のばらつきが大きくなるため、高温異常検知の温度設定を適切にすることが困難である。具体的には、低温状態から加熱したときの加熱ローラーの昇温特性と、加熱ローラー及びその周辺の空気の温度が飽和した後の加熱ローラーの昇温特性に差があるため、両特性に合わせた高温検知の設定が困難である。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、加熱部材の温度を短時間で昇温する定着装置において、ソフトウェアの検知系に依存することなく、加熱部材の異常加熱を適切な時点で確実に停止することを目的とする。

本発明の異常加熱停止装置は、記録媒体に転写像を定着させる定着装置の加熱部材の温度を検知し、該温度の上昇に応じて低下する検知電圧を出力する温度検知部と、前記温度検知部で検知した温度が所定の目標温度よりも低い場合に前記加熱部材を加熱させるための駆動信号を出力する制御部と、に接続される異常加熱停止装置であって、前記制御部から出力される駆動信号に基づいて、前記加熱部材へ付与される熱量に対応する第１電圧を決定する第１電圧決定部と、前記定着装置に対する前記記録媒体の通過量に基づいて、前記加熱部材から除去される熱量に対応する第２電圧を決定する第２電圧決定部と、前記第１電圧決定部で決定した第１電圧と、前記第２電圧決定部で決定した第２電圧と、前記加熱部材の許容熱容量に基づいて定まる所定の基準電圧とに基づいて比較電圧を決定する比較電圧決定部と、前記検知電圧と前記比較電圧とを比較し、前記検知電圧が前記比較電圧よりも低い場合に前記加熱部材の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する比較部と、前記比較部から前記加熱停止信号が出力されたときに、前記制御部からの前記駆動信号に拘らず前記加熱部材の加熱を停止させる加熱停止部と、を備えることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、記録媒体に転写像を定着させる定着装置の加熱部材の温度を検知し、該温度の上昇に応じて低下する検知電圧を出力する温度検知部と、前記温度検知部で検知した温度が所定の目標温度よりも低い場合に前記加熱部材を加熱させるための駆動信号を出力する制御部と、これらの温度検知部及び制御部に接続される異常加熱停止装置とを備え、この異常加熱停止装置は、前記制御部から出力される駆動信号に基づいて、前記加熱部材へ付与される熱量に対応する第１電圧を決定する第１電圧決定部と、前記定着装置に対する前記記録媒体の通過量に基づいて、前記加熱部材から除去される熱量に対応する第２電圧を決定する第２電圧決定部と、前記第１電圧決定部で決定した第１電圧と、前記第２電圧決定部で決定した第２電圧と、前記加熱部材の許容熱容量に基づいて定まる所定の基準電圧とに基づいて比較電圧を決定する比較電圧決定部と、前記検知電圧と前記比較電圧とを比較し、前記検知電圧が前記比較電圧よりも低い場合に前記加熱部材の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する比較部と、前記比較部から前記加熱停止信号が出力されたときに、前記制御部からの前記駆動信号に拘らず前記加熱部材の加熱を停止させる加熱停止部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、加熱部材の温度を短時間で昇温する定着装置において、ソフトウェアの検知系に依存することなく、加熱部材の異常加熱を適切な時点で確実に停止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るプリンターの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るプリンターにおいて定着装置及びその周辺の構成を示す図である。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面右側を、プリンター１の正面側（前側）とし、各図の矢印Ｆｒは、プリンター１の正面側を示している。

図１に示されるように、プリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には記録媒体としての用紙Ｓを収納する給紙カセット３が収容され、プリンター本体２の上面には排紙トレイ４が設けられる。

プリンター本体２の前部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が配置され、プリンター本体２の後部には、画像形成部６が設けられている。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられ、感光体ドラム７の周囲には、帯電器８と、トナーコンテナ９に接続された現像器１０と、転写ローラー１１と、クリーニング装置１２とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の矢印Ｘ参照）に沿って配置されている。トナーコンテナ９には、現像剤（トナーのみから成る一成分現像剤又はトナーとキャリアから成る二成分現像剤。以下、単に「トナー」という）が収容されている。

プリンター本体２の後部には、下方から上方に向かって用紙Ｓの搬送経路１３が設けられる。搬送経路１３において、用紙Ｓの搬送方向の上流端には給紙部１４が設けられ、中流部には感光体ドラム７と転写ローラー１１とで構成される転写部１５が設けられ、下流部には定着装置１６が設けられる。また、搬送経路１４の後方には、両面印刷用の反転経路１７が設けられる。定着装置１６及びその周辺の構成の詳細については後述する。

次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。

プリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着装置１６の温度設定のような初期設定が実行される。そして、プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器８によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光（図１の矢印Ｐ参照）により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、トナーコンテナ９から現像器１０へと供給されるトナーによって、現像器１０が感光体ドラム７における静電潜像をトナー像に現像する。

一方、給紙部１４によって給紙カセット３から取り出された用紙Ｓは、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１５へと搬送され、転写部１５において感光体ドラム７上のトナー像が用紙Ｓに転写される。トナー像を転写された用紙Ｓは、搬送経路１３を用紙Ｓの搬送方向の下流側へと搬送されて定着装置１６に進入し、この定着装置１６において用紙Ｓにトナー像（転写像）が定着される。トナー像が定着された用紙Ｓは、搬送経路１３の下流端から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム７上に残留したトナーは、クリーニング装置１２によって回収される。

次に、定着装置１６及びその周辺の構成について説明する。

図２に示されるように、定着装置１６は、加圧ローラー２０（加圧部材）と加熱ローラー２１（加熱部材）と、サーミスタ２２（温度検知部）と、排出スイッチ２３（用紙検知部）とを備える。加圧ローラー２０及び加熱ローラー２１は搬送経路１３を挟んで対向するように配置される。

加圧ローラー２０は、例えば、円筒状の芯材と、この芯材に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層とからなり、左右方向に長い形状で形成される。加圧ローラー２０は、加熱ローラー２１に対して接近及び離間するように移動可能に配設され、加圧ローラー２０が加熱ローラー２１に圧接することで定着ニップ２４を形成している。

加熱ローラー２１は、例えば、円筒状の芯材と、この芯材に周設される弾性層と、この弾性層を被覆する離型層とからなり、左右方向に長い形状で形成される。加熱ローラー２１の内部には、ヒーター２５が収容される。ヒーター２５は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等の電気加熱式の熱源で構成される。ヒーター２５は、後述する制御部２７と接続されていてヒーター駆動部２６から電力が供給され、該電力に応じて発熱することにより加熱ローラー２１を加熱する。

サーミスタ２２は、加熱ローラー２１の外周面に近接して配置され、加熱ローラー２１の温度（周辺温度）を検知して、その検知温度に応じた検知電圧を出力するように構成される。サーミスタ２２は、例えば、温度の上昇に応じて抵抗が増加する特性を有していて、検知電圧は温度の上昇に応じて低下する。サーミスタ２２は、後述する制御部２７と異常加熱停止装置２８を介して接続されていて、検知電圧を異常加熱停止装置２８を介して制御部２７へと出力する。

排出スイッチ２３は、搬送経路１３において定着ニップ２４よりも用紙Ｓの搬送方向の下流側に配置され、定着装置１６から排出される用紙Ｓを検知するもので、定着ニップ２４を通過する用紙Ｓの有無を検知するように構成される。排出スイッチ２３は、例えば、定着ニップ２４から排出される用紙Ｓがこの排出スイッチ２３に接触することでオン状態となり、定着ニップ２４を通過する用紙Ｓの存在を検知することができる。排出スイッチ２３は、異常加熱停止装置２８に接続されていて、定着ニップ２４を通過する用紙Ｓの有無を示す検知信号を異常加熱停止装置２８へと出力する。

ヒーター駆動部２６（駆動回路）は、加熱ローラー２１のヒーター２５の発熱を制御するためのもので、電源部（図示せず）に接続されると共に、異常加熱停止装置２８を介して制御部２７に接続されている。ヒーター駆動部２６には、制御部２７から異常加熱停止装置２８を介して駆動信号が入力され、この駆動信号に応じた電力を電源部からヒーター２５に供給するように構成される。例えば、ヒーター駆動部２６は、トライアック等の電力供給切換部２９を備えていて、制御部２７からの駆動信号に応じて電力供給切換部２９のオン及びオフを切り換え、オン状態の場合にヒーター２５に電力を供給する一方、オフ状態の場合にヒーター２５への電力供給を停止するように構成される。

制御部２７は、マイコンやＣＰＵ等からなり、加熱ローラー２１のヒーター２５の発熱を制御するためのヒーター駆動部２６をソフトウェア制御して加熱ローラー２１の温度を所定の目標温度にするように構成される。制御部２７は、所定の目標温度をメモリ（図示せず）に記憶している。例えば、制御部２７は、サーミスタ２２から入力された検知電圧に対応する加熱ローラー２１の温度が所定の目標温度よりも低い場合に、ヒーター２５を発熱させるための駆動信号をヒーター駆動部２６へと出力する。

異常加熱停止装置２８は、サーミスタ２２の検知温度が比較温度を超える場合（サーミスタ２２の検知電圧が比較電圧よりも低くなる場合）に、加熱ローラー２１（ヒーター２５）の異常加熱を検出して加熱ローラー２１の加熱を強制的に停止するハードウェアである。この比較温度は、加熱ローラー２１（ここでは、周囲の空気を含む）の特性である熱容量に基づいて定まる所定の基準温度（固定値）を、定着装置１６の幾つかの特性を考慮して補正して決定される。第１の特性は、加熱ローラー２１の昇温時間が、加熱によって加熱ローラー２１に投入される熱量と、加熱ローラー２１の有する熱容量とによって決まることである。第２の特性は、サーミスタ２２の周辺温度が、加熱ローラー２１から放射された熱量によって決まることである。第３の特性は、加熱ローラー２１の有する熱量が、加熱ローラー２１自体の特性である熱容量と、定着処理される用紙Ｓが加熱ローラー２１から奪う熱量の総和で決まることである。従って、上記の比較温度は、基準温度を、加熱ローラー２１に投入された熱量と加熱ローラー２１から用紙Ｓが奪う熱量とで補正することで求められる。

本実施形態では、異常加熱停止装置２８は、基準電圧生成部３０と、第１電圧決定部３１と、第２電圧決定部３２と、比較電圧決定部３３と、比較部３４と、加熱停止部３５とを備える。

基準電圧生成部３０は、比較電圧決定部３３に接続されていて、加熱ローラー２１（ヒーター２５）に固有の熱容量に基づいて定まる基準電圧（固定値）を生成して比較電圧決定部３３に出力する。この基準温度は、例えば、異常加熱停止装置２８で停止させる設定温度と、サーミスタ２２の温度検知特性によって決まる。なお、サーミスタ２２の温度検知特性は、加熱対象物及びサーミスタ２２の熱容量に反比例の特性を有する。基準電圧生成部３０は、例えば、電源部（図示せず）に接続された抵抗分圧回路等で構成される。

第１電圧決定部３１は、制御部２７及び比較電圧決定部３３に接続されている。第１電圧決定部３１は、加熱ローラー２１を加熱する際に付与される熱量に対応する第１電圧を、制御部２７からヒーター駆動部２６へと出力される駆動信号に基づいて決定する。例えば、第１電圧決定部３１は、パルス幅−電圧変換回路等からなり、制御部２７からヒーター駆動部２６へ駆動信号が入力され、加熱ローラー２１の加熱を指示している間の駆動信号のパルス幅を電圧変換して第１電圧を決定する。この第１電圧は、例えば、加熱ローラー２１に付与される熱量に比例して正の特性を有する。また、第１電圧決定部３１は、決定した第１電圧を比較電圧決定部３３に出力する。

第２電圧決定部３２は、排出スイッチ２３及び比較電圧決定部３３に接続されている。第２電圧決定部３２は、定着装置１６での定着処理によって、特に、用紙Ｓの定着ニップ２４の通過によって、加熱ローラー２１から奪われる（除去される）熱量に対応する第２電圧を、排出スイッチ２３における用紙Ｓの検知結果に基づいて決定する。例えば、第２電圧決定部３２は、パルス幅−電圧変換回路等からなり、排出スイッチ２３から用紙Ｓの有無を示す検知信号が入力され、用紙Ｓの存在（通過）を示している間の検知信号のパルス幅を電圧変換して第２電圧を決定する。この第２電圧は、例えば、加熱ローラー２１から除去される熱量に比例して正の特性を有する。また、第２電圧決定部３２は、決定した第２電圧を比較電圧決定部３３に出力する。

比較電圧決定部３３は、上記したように基準電圧生成部３０、第１電圧決定部３１及び第２電圧決定部３２と接続していると共に、比較部３４にも接続している。この比較電圧決定部３３は、第１電圧決定部３１で決定した第１電圧と、第２電圧決定部３２で決定した第２電圧とに基づいて、基準電圧生成部３０で生成した基準電圧を補正して比較電圧を決定する。例えば、比較電圧決定部３３は、加減算回路等からなり、基準電圧、第１電圧、第２電圧を用いた演算式（例えば、比較電圧＝基準電圧＋第１電圧−第２電圧）によって比較電圧を決定する。また、比較電圧決定部３３は、決定した比較電圧を比較部３４に出力する。

比較部３４は、上記したように比較電圧決定部３３と接続していると共に、サーミスタ２２及び加熱停止部３５にも接続している。比較部３４には、サーミスタ２２から検知電圧が入力されると共に比較電圧決定部３３から比較電圧が入力され、検知電圧と比較電圧とを比較し、その比較結果に応じて加熱ローラー２１の加熱を強制的に停止する加熱停止信号を加熱停止部３５に出力する。例えば、比較部３４は、コンパレータ等の比較回路からなり、上記のように温度の上昇に応じて低下するような検知電圧を出力するサーミスタ２２が用いられる場合には、検知電圧が比較電圧よりも低いときに加熱ローラー２１の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する。

加熱停止部３５は、上記したように比較部３４と接続していて、また、制御部２７とヒーター駆動部２６とを結ぶ駆動信号の供給路上に配設される。即ち、制御部２７から出力された駆動信号は、加熱停止部３５を介してヒーター駆動部２６に入力される。例えば、加熱停止部３５は、論理演算回路等からなり、比較部３４から加熱ローラー２１の加熱停止を指示する加熱停止信号（例えば、オン）が入力された場合に、制御部２７からの駆動信号の指示（例えば、オン又はオフ）に拘らず加熱停止（例えば、オフ）を示す駆動信号をヒーター駆動部２６に出力する。なお、加熱停止部３５は、比較部３４から加熱停止を指示する加熱停止信号が出力されていない場合には、制御部２７からの駆動信号をそのままヒーター駆動部２６へと出力する。

次に、定着装置１６において、加熱ローラー２１に異常加熱が生じる場合の加熱停止動作について説明する。

定着装置１６では、サーミスタ２２が加熱ローラー２１の周面温度を検知していて、その検知結果の検知電圧が異常加熱停止装置２８を介して制御部２７へと出力されている。これと並行して、排出スイッチ２３が定着ニップ２４を通過した用紙Ｓの有無を検知していて、その検知信号が異常加熱停止装置２８の第２電圧決定部３２へと出力されている。制御部２７では、上記の検知電圧に基づいてサーミスタ２２での検知温度が所定の目標温度に達しているか否かを判定し、検知温度が目標温度よりも低ければ、加熱ローラー２１の加熱を指示する駆動信号が異常加熱停止装置２８を介してヒーター駆動部２６へと出力される。

異常加熱停止装置２８では、上記の加熱を指示する駆動信号が、第１電圧決定部３１にも入力されている。第１電圧決定部３１では、駆動信号のパルス幅を電圧に変換することによって、この加熱で加熱ローラー２１に投入される熱量に対応する第１電圧が決定され、比較電圧決定部３３へと出力される。また、第２電圧決定部３２でも、排出スイッチ２３からの検知信号のパルス幅を電圧に変換することによって、定着ニップ２４を通過した用紙Ｓが加熱ローラー２１から奪った熱量に対応する第２電圧が決定され、比較電圧決定部３３へと出力される。

比較電圧決定部３３では、上記した第１電圧及び第２電圧に加えて、基準電圧生成部３０で生成された基準電圧も入力していて、第１電圧及び第２電圧を用いて基準電圧が補正され、その補正結果として比較電圧が決定される。即ち、比較電圧は、加熱によって加熱ローラー２１に投入される熱量と用紙Ｓが加熱ローラー２１から奪った熱量とに基づいて基準電圧を補正したものである。この比較電圧は比較部３４に出力される。

そして、比較部３４は、上記した比較電圧に加えて、サーミスタ２２からの検知電圧が入力されていて、検知電圧が比較電圧よりも低ければ異常加熱が生じていると判定し、加熱ローラー２１に対する加熱の強制的な停止を指示する加熱停止信号が加熱停止部３５へと出力される。

このとき、加熱停止部３５では、比較部３４からの加熱停止信号に応じて、制御部２７からの駆動信号が加熱指示を示すか否かに拘らず、加熱停止を示す駆動信号をヒーター駆動部２６へと出力する。これにより、ヒーター駆動部２６による加熱ローラー２１（ヒーター２５）の加熱が強制的に停止される。

本実施形態によれば、上述のように、本発明の画像形成装置としてのプリンター１は、定着装置１６の加熱ローラー２１を制御するために異常加熱停止装置２８を備えている。異常加熱停止装置２８は、サーミスタ２２と、制御部２７とに接続されている。サーミスタ２２は、転写されたトナー像を用紙Ｓに定着させる定着装置１６の加熱ローラー２１の温度を検知し、該温度の上昇に応じて低下する検知電圧を出力するように構成される。制御部２７は、サーミスタ２２で検知した温度が所定の目標温度よりも低い場合に加熱ローラー２１を加熱させるための駆動信号を出力するように構成される。また、異常加熱停止装置２８は、第１電圧決定部３１と、第２電圧決定部３２と、比較電圧決定部３３と、比較部３４と、加熱停止部３５と、を備えている。第１電圧決定部３１は、制御部２７から出力される駆動信号に基づいて、加熱ローラー２１へ付与される熱量に対応する第１電圧を決定するように構成される。第２電圧決定部３２は、定着装置１６に対する用紙Ｓの通過量に基づいて、加熱ローラー２１から除去される熱量に対応する第２電圧を決定するように構成される。比較電圧決定部３３は、第１電圧決定部３１で決定した第１電圧と、第２電圧決定部３２で決定した第２電圧と、加熱ローラー２１の熱容量に基づいて定まる所定の基準電圧とに基づいて比較電圧を決定するように構成される。比較部３４は、検知電圧と比較電圧とを比較し、検知電圧が比較電圧よりも低い場合に加熱ローラー２１の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力するように構成される。加熱停止部３５は、比較部３４から加熱停止信号が出力されたときに、制御部２７からの駆動信号に拘らず加熱ローラー２１の加熱を停止させるように構成される。

従って、異常加熱停止装置２８では、比較電圧決定部３３が、加熱ローラー２１へ付与される熱量と加熱ローラー２１から除去される熱量とに基づいて基準電圧を補正することにより、加熱ローラー２１の昇温速度やサーミスタ２２の応答性に拘らず、サーミスタ２２で得られる検知電圧に対する比較対象として適切な比較電圧を得ることができる。その結果、定着装置１６における設定条件や環境条件に応じてサーミスタ２２の検知結果のばらつき等の温度検知誤差が生じた場合でも、異常加熱停止装置２８は、このような温度検知誤差を吸収して、異常加熱を検知すると共に加熱ローラー２１（ヒーター２５）の加熱を停止するように構成される。更に、異常加熱停止装置２８は、上記したような構成を、ソフトウェアの検知系に依存することなくハードウェアのみによって実現するため、加熱ローラー２１のソフトウェア制御に暴走が発生した場合でも、加熱ローラー２１の異常加熱による事故を確実に防止することができる。即ち、異常加熱停止装置２８は、加熱ローラー２１の温度を短時間で昇温する定着装置１６に対して、ソフトウェアの検知系に依存することなく、加熱ローラー２１の異常加熱を適切な時点で確実に停止することが可能となる。

また、本実施形態によれば、異常加熱停止装置２８の第１電圧決定部３１は、制御部２７からの駆動信号が加熱を指示している間のパルス幅を電圧変換することにより第１電圧を生成する。このような構成により、第１電圧決定部３１は、加熱ローラー２１へ付与される熱量を駆動信号のパルス幅に基づいて適切に取得して第１電圧を決定することができる。

また、本実施形態によれば、異常加熱停止装置２８の第２電圧決定部３２には、定着装置１６を通過する用紙Ｓの有無を示すパルス信号が入力され、このパルス信号が用紙Ｓの存在を示している間のパルス幅を電圧変換することにより第２電圧を生成する。このような構成により、第２電圧決定部３２は、簡単な構成で用紙Ｓの通過量を検出すると共に、加熱ローラー２１から除去される熱量を、用紙Ｓの有無を示すパルス信号のパルス幅に基づいて適切に取得して第２電圧を決定することができる。また、定着装置１６を通過する用紙Ｓの有無を示すパルス信号として、定着装置１６から排出される用紙Ｓにより定着ローラ２１から除去される熱量を示すものとして排出スイッチ２３で検知した検知信号を用いることができ、定着装置１６に既に備わる排出スイッチ２３を用いるので新たな部品を備える必要がなく、製造コストの上昇を抑えることができる。

なお、上記の実施形態では、サーミスタ２２が、加熱ローラー２１の温度の上昇に応じて低下する検知電圧を出力し、比較部３４が、検知電圧が比較電圧よりも低い場合に加熱ローラー２１の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する構成を説明したが、この構成に限定されない。例えば、他の実施形態では、サーミスタ２２に代えて、加熱ローラー２１の温度の上昇に応じて増加する検知電圧を出力する温度検知装置を定着装置１６に備えて構成されてもよい。なお、この温度検知装置が、サーミスタ２２を含んで構成されていてもよい。このような温度検知装置を採用する場合、比較部３４は、検知電圧が比較電圧よりも高い場合に加熱ローラー２１の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力するように構成される。

本実施形態では、ヒーター２５が、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等の熱源で構成されると共に、ヒーター駆動部２６が、ヒーター２５への電力供給を切り換える電力供給切換部２９としてトライアック等を備える構成を説明したが、これらの構成に限定されない。例えば、他の実施形態では、ヒーター２５が、ＩＨヒーター等の誘導加熱方式の熱源で構成されると共に、ヒーター駆動部２６が、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等の電力供給切換部２９を備えるように構成されてもよい。

本実施形態では、第１電圧決定部３１に、制御部２７から出力される駆動信号が入力され、第１電圧決定部３１が加熱ローラー２１の加熱を指示している間の駆動信号のパルス幅を電圧変換して第１電圧を決定する構成を説明したが、これに限定されない。即ち、第１電圧決定部３１は、加熱ローラー２１へ付与される熱量に対応する第１電圧を決定する構成であればよい。例えば、他の実施形態では、第１電圧決定部３１は、ヒーター駆動部２６が加熱ローラー２１を加熱するために電力を供給するオン時間を電圧変換することにより第１電圧を生成するように構成されてもよい。このオン時間は、ヒーター駆動部２６におけるトライアックや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等の電力供給切換部２９がオンになっている間の時間である。このような構成により、第１電圧決定部３１は、加熱ローラー２１へ付与される熱量を電力供給のオン時間に基づいて適切に取得して第１電圧を決定することができる。

本実施形態では、第２電圧決定部３２が、排出スイッチ２３での用紙Ｓの検知結果に基づいて、用紙Ｓの通過を示している間の検知信号のパルス幅を電圧変換して第２電圧を決定する構成を説明したが、これに限定されない。即ち、第２電圧決定部３２は、用紙Ｓの定着ニップ２４の通過により加熱ローラー２１から除去される熱量に対応する第２電圧を決定する構成であればよい。例えば、他の実施形態では、プリンター１が定着ニップ２４を通過した用紙Ｓの所定の位置でのジャムを検出するジャム検出装置を備えている場合、第２電圧決定部３２に、このジャム検出装置でジャムを検出するために用いられる用紙Ｓの検知信号をパルス信号として入力され、第２電圧決定部３２はこのパルス信号が用紙Ｓの検知を示している間のパルス幅を電圧変換することにより第２電圧を生成するように構成されてもよい。このような構成により、定着装置１６に既に備わるジャム検出装置を用いれば新たな部品を備える必要がなく、製造コストの上昇を抑えることができる。

本実施形態では、第２電圧決定部３２が、加熱ローラー２１から除去される熱量として、定着ニップ２４を通過する用紙Ｓが奪う熱量を考慮し、この熱量に対応する第２電圧を決定する構成を説明したが、これに限定されない。例えば、他の実施形態では、第２電圧決定部３２は、上記したような定着ニップ２４を通過する用紙Ｓが奪う熱量に加えて、自然放熱やその他の放熱条件によって加熱ローラー２１から除去される熱量を考慮し、これらの熱量に対応する第２電圧を決定するように構成されてもよい。

本実施形態では、加熱停止部３５は、制御部２７からのオン状態の駆動信号を、比較部３４からの加熱停止信号に応じてオフ状態にするような論理演算回路等の構成を説明したが、これに限定されない。例えば、他の実施形態では、加熱停止部３５は、比較部３４から加熱停止信号を入力したときに、制御部２７からヒーター駆動部２６へと出力される駆動信号を遮断するように構成されてもよい。

本実施形態では、プリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に本発明の構成を適用してもよい。

１ プリンター（画像形成装置）
１６ 定着装置
２１ 加熱ローラー（加熱部材）
２２ サーミスタ（温度検知部）
２３ 制御部
２５ ヒーター（熱源）
２８ 異常加熱停止装置
３１ 第１電圧決定部
３２ 第２電圧決定部
３３ 比較電圧決定部
３４ 比較部
３５ 加熱停止部

Claims (9)

1. 記録媒体に転写像を定着させる定着装置の加熱部材の温度を検知し、該温度の上昇に応じて低下する検知電圧を出力する温度検知部と、
   前記温度検知部で検知した温度が所定の目標温度よりも低い場合に前記加熱部材を加熱させるための駆動信号を出力する制御部と、に接続される異常加熱停止装置であって、
   前記制御部から出力される駆動信号に基づいて、前記加熱部材へ付与される熱量に対応する第１電圧を決定する第１電圧決定部と、
   前記定着装置に対する前記記録媒体の通過量に基づいて、前記加熱部材から除去される熱量に対応する第２電圧を決定する第２電圧決定部と、
   前記第１電圧決定部で決定した第１電圧と、前記第２電圧決定部で決定した第２電圧と、前記加熱部材の許容熱容量に基づいて定まる所定の基準電圧とに基づいて比較電圧を決定する比較電圧決定部と、
   前記検知電圧と前記比較電圧とを比較し、前記検知電圧が前記比較電圧よりも低い場合に前記加熱部材の加熱を停止させるための加熱停止信号を出力する比較部と、
   前記比較部から前記加熱停止信号が出力されたときに、前記制御部からの前記駆動信号に拘らず前記加熱部材の加熱を停止させる加熱停止部と、を備えることを特徴とする異常加熱停止装置。
2. 前記第１電圧決定部は、前記駆動信号が加熱を指示している間のパルス幅を電圧変換することにより前記第１電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の異常加熱停止装置。
3. 前記加熱部材を加熱するための電力供給のオン及びオフを前記駆動信号に応じて切り換える電力供給切換部を更に備え、
   前記第１電圧決定部は、前記電力供給切換部のオン時間を電圧変換することにより前記第１電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載の異常加熱停止装置。
4. 前記電力供給切換部は、前記加熱部材の電力供給を行う駆動回路に備わるトライアックであることを特徴とする請求項３に記載の異常加熱停止装置。
5. 前記加熱部材は、誘導加熱方式の熱源で構成され、
   前記電力供給切換部は、前記加熱部材の電力供給を行う駆動回路に備わる絶縁ゲートバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の異常加熱停止装置。
6. 前記第２電圧決定部は、前記定着装置を通過する前記記録媒体の有無を示すパルス信号が入力され、前記パルス信号が前記記録媒体の存在を示している間のパルス幅を電圧変換することにより前記第２電圧を生成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の異常加熱停止装置。
7. 前記第２電圧決定部は、前記定着装置から排出される前記記録媒体を検知するための検知信号が前記パルス信号として入力され、前記記録媒体の排出を示している間の前記パルス信号のパルス幅を電圧変換することにより前記第２電圧を生成することを特徴とする請求項６に記載の異常加熱停止装置。
8. 前記第２電圧決定部は、前記定着装置を通過した前記記録媒体の前記所定の位置でのジャムを検出するために用いられる前記記録媒体の検知信号が前記パルス信号として入力され、前記パルス信号が前記記録媒体の検知を示している間のパルス幅を電圧変換することにより前記第２電圧を生成することを特徴とする請求項６に記載の異常加熱停止装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の異常加熱停止装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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