JP2022030070A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成の簡略化を図ることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。
【解決手段】実施形態の画像処理装置は、画像形成部と、定着装置と、電圧検出部と、制御部と、を持つ。画像形成部は、シートにトナー像を形成する。定着装置は、発熱部、定着ベルト及び加圧ローラを持つ。発熱部は、通電により発熱する複数の発熱体を含む。定着ベルトは、発熱部により加熱されたトナー像をシートに定着させる。加圧ローラは、定着ベルトを押圧する。電圧検出部は、発熱体に印加される電圧を検出する。制御部は、発熱体への通電時に電圧検出部で検出された電圧の降下値に基づいて発熱体の異常の有無を判定する。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

従来、画像処理装置として、シートに画像を形成する画像形成装置が用いられている。画像形成装置は、加熱によりトナーをシートに定着させる定着装置を備える。例えば、定着装置は、発熱体と温度センサを備える。画像形成装置は、温度センサによって測定された発熱体の温度に基づいて発熱体の異常を検出できる。
しかしながら、発熱体が複数ある場合、複数の温度センサが必要になるため、装置構成が複雑になってしまうという問題があった。

特開２０１７－５４０７２号公報

本発明が解決しようとする課題は、装置構成の簡略化を図ることができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。

実施形態の画像処理装置は、画像形成部と、定着装置と、電圧検出部と、制御部と、を持つ。画像形成部は、シートにトナー像を形成する。定着装置は、発熱部、定着ベルト及び加圧ローラを持つ。発熱部は、通電により発熱する複数の発熱体を含む。定着ベルトは、発熱部により加熱されたトナー像をシートに定着させる。加圧ローラは、定着ベルトを押圧する。電圧検出部は、発熱体に印加される電圧を検出する。制御部は、発熱体への通電時に電圧検出部で検出された電圧の降下値に基づいて発熱体の異常の有無を判定する。

実施形態の画像処理装置の概略構成図。 実施形態の定着装置の正面断面図。 ヒータユニットの正面断面図。 ヒータユニットの底面図。 ヒータ温度計およびサーモスタットの平面図。 定着装置の電気回路図。 ヒータユニットの一例の模式的な構成図。 定着装置の一例の模式的な構成図。 画像形成装置のハードウェア構成の具体例を示す図。 発熱体の異常の有無の判定の一例を示すフローチャートである。 発熱体セットに印加される電圧の例を示す図である。 異常がある発熱体の数と電圧降下値との関係を示す図。

以下、実施形態の画像処理装置を、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の画像処理装置の概略構成図である。図１に示されるように、実施形態の画像処理装置は、画像形成装置１００である。画像形成装置１００は、シートＳに画像を形成する処理を行う。

画像形成装置１００は、例えば複合機である。画像形成装置１００は、ハウジング１０と、ディスプレイ１と、スキャナ部２と、画像形成ユニット３と、シート供給部４と、搬送部５と、排紙トレイ７と、反転ユニット９と、コントロールパネル８と、制御部６と、を備える。なお、画像形成ユニット３は、トナー像を定着させる装置であってもよいし、インクジェット式の装置であってもよい。

画像形成装置１００は、トナー等の現像剤を用いてシートＳ上に画像を形成する。シートＳは、例えば紙、ラベル用紙、樹脂シートなどの記録媒体である。

ハウジング１０は、画像形成装置１００の外形を形成する。ディスプレイ１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。ディスプレイ１は、画像形成装置１００に関する種々の情報を表示する。

スキャナ部２は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。スキャナ部２は、読み取られた画像情報を記録する。スキャナ部２は、生成した画像情報を画像形成ユニット３に出力する。なお、記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。

画像形成ユニット３は、スキャナ部２から受信した画像情報又は外部から受信した画像情報に基づいて、トナー等の記録剤により出力画像（以下、トナー像という）を形成する。画像形成ユニット３は、トナー像をシートＳの表面上に転写する。画像形成ユニット３は、シートＳの表面上のトナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。画像形成ユニット３の詳細は後述される。なお、シートＳは、シート供給部４によって供給されるシートであってもよいし、手指しされたシートであってもよい。

シート供給部４は、画像形成ユニット３がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートＳを１枚ずつ搬送部５に供給する。シート供給部４は、シート収容部２０と、ピックアップローラ２１と、を備える。

シート収容部２０は、所定のサイズ及び種類のシートＳを収納する。ピックアップローラ２１は、シート収容部２０からシートＳを１枚ずつ取り出す。ピックアップローラ２１は、取り出したシートＳを搬送部５へ供給する。

搬送部５は、シート供給部４から供給されるシートＳを画像形成ユニット３に搬送する。搬送部５は、搬送ローラ２３と、レジストローラ２４と、を備える。搬送ローラ２３は、ピックアップローラ２１から供給されるシートＳをレジストローラ２４へ搬送する。搬送ローラ２３は、シートＳの搬送方向の先端をレジストローラ２４のニップＮに突き当てる。

レジストローラ２４は、ニップＮにおいてシートＳを撓ませることにより、搬送方向でのシートＳの先端の位置を整える。レジストローラ２４は、画像形成ユニット３がトナー像をシートＳに転写するタイミングに応じてシートＳを搬送する。

画像形成ユニット３について説明する。画像形成ユニット３は、複数の画像形成部２５と、レーザ走査ユニット２６と、中間転写ベルト２７と、転写部２８と、定着装置（加熱装置）３０と、を備える。
画像形成部２５は、感光体ドラム２５ｄを備える。画像形成部２５は、スキャナ部２又は外部からの画像情報に応じたトナー像を感光体ドラム２５ｄに形成する。複数の画像形成部２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。

感光体ドラム２５ｄの周囲には、帯電器、現像器などが配置される。帯電器は、感光体ドラム２５ｄの表面を帯電させる。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーを含む現像剤を収容する。現像器は、感光体ドラム２５ｄ上の静電潜像を現像する。この結果、感光体ドラム２５ｄ上には、各色のトナーによるトナー像が形成される。

レーザ走査ユニット２６は、帯電した感光体ドラム２５ｄにレーザ光Ｌを走査して感光体ドラム２５ｄを露光する。レーザ走査ユニット２６は、各色の画像形成部２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋの感光体ドラム２５ｄを、各別のレーザ光ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫで露光する。これによりレーザ走査ユニット２６は、感光体ドラム２５ｄに静電潜像を形成する。

中間転写ベルト２７には、感光体ドラム２５ｄの表面のトナー像が１次転写される。転写部２８は、中間転写ベルト２７上に１次転写されたトナー像を二次転写位置においてシートＳの表面上に転写する。定着装置３０は、シートＳに転写されたトナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。定着装置３０の詳細は後述される。

反転ユニット９は、シートＳの裏面に画像を形成するためシートＳを反転させる。反転ユニット９は、定着装置３０から排出されるシートＳを、スイッチバックにより表裏反転させる。反転ユニット９は、反転したシートＳをレジストローラ２４に向けて搬送する。

排紙トレイ７は、画像が形成されて排出されたシートＳを載置する。コントロールパネル８は、複数のボタンを備える。コントロールパネル８は、ユーザの操作を受け付ける。コントロールパネル８は、ユーザによって行われた操作に応じた信号を、画像形成装置１００の制御部６に出力する。なお、ディスプレイ１とコントロールパネル８とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。制御部６は、画像形成装置１００の各部の制御を行う。

定着装置３０について詳しく説明する。図２は、定着装置３０の正面断面図である。図２に示されるように、定着装置３０は、加圧ローラ３０ｐと、ベルトユニット３０ｈと、を備える。

加圧ローラ３０ｐは、ベルトユニット３０ｈとの間でニップＮを形成する。加圧ローラ３０ｐは、ニップＮに進入したシートＳのトナー像ｔを加圧する。加圧ローラ３０ｐは、自転してシートＳを搬送する。加圧ローラ３０ｐは、芯金３２と、弾性層３３と、離型層３４と、を備える。加圧ローラ３０ｐは、定着ベルト３５に表面を押圧可能であって回転駆動可能である。

芯金３２は、ステンレス等の金属材料により円柱状に形成される。芯金３２の軸方向の両端部は、回転可能に支持される。芯金３２は、モータ（不図示）により回転駆動される。芯金３２は、カム部材（不図示）に当接する。カム部材は、回転することにより、芯金３２をベルトユニット３０ｈに対して接近及び離反させる。

弾性層３３は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層３３は、芯金３２の外周面上に一定の厚さで形成される。離型層３４は、ＰＦＡ（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）などの樹脂材料で形成される。離型層３４は、弾性層３３の外周面上に形成される。加圧ローラ３０ｐの外周面の硬度は、ＡＳＫＥＲ－Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°～７０°であることが望ましい。これにより、ニップＮの面積と加圧ローラ３０ｐの耐久性が確保される。

加圧ローラ３０ｐは、カム部材の回転によりベルトユニット３０ｈに対して接近及び離反することが可能である。加圧ローラ３０ｐをベルトユニット３０ｈに接近させ、加圧バネにより押圧すると、ニップＮが形成される。一方、定着装置３０でシートＳのジャムが発生した場合において、加圧ローラ３０ｐをベルトユニット３０ｈから離反させることにより、シートＳを取り除くことができる。また、スリープ時など定着ベルト３５が回転停止している状態において、加圧ローラ３０ｐをベルトユニット３０ｈから離反させることにより、定着ベルト３５の塑性変形が防止される。

加圧ローラ３０ｐは、モータにより回転駆動される。ニップＮが形成された状態で加圧ローラ３０ｐが回転すると、ベルトユニット３０ｈの定着ベルト３５が従動回転する。加圧ローラ３０ｐは、ニップＮにシートＳが配置された状態で回転することにより、シートＳを搬送方向Ｗに搬送する。

ベルトユニット３０ｈは、ニップＮに進入したシートＳのトナー像ｔを加熱する。ベルトユニット３０ｈは、定着ベルト３５と、ヒータユニット４０と、熱伝導部材４９と、支持部材３６と、ステイ３８と、ヒータ温度計６２と、サーモスタット６８と、ベルト温度計６４と、を備える。ヒータユニット４０は、「発熱部」に相当する。

定着ベルト３５は、筒状に形成される。定着ベルト３５は、内周側から順に、基層と、弾性層と、離型層と、を備える。基層は筒状に形成される。弾性層は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層はゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層の外周面上に積層配置される。離型層はＰＦＡ樹脂などの材料で形成される。定着ベルト３５は、トナー像ｔをシートＳに定着させる。

図３は、図４のＩ－Ｉ線におけるヒータユニット４０の正面断面図である。図４は、ヒータユニット４０の底面図（＋ｚ方向から見た図）である。
図３に示されるように、ヒータユニット４０は、基板（発熱体基板）４１と、発熱体セット４５と、配線セット５５と、を備える。

基板４１は、ステンレス等の金属材料、窒化アルミニウム等のセラミック材料などで形成される。基板４１は、細長い長方形の板状に形成される。基板４１は、定着ベルト３５の径方向の内側に配置される。基板４１は、定着ベルト３５の軸方向を長手方向とする。

ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は以下のように定義される。ｙ方向は基板４１の長手方向である。ｙ方向は、定着ベルト３５の幅方向に平行である。後述されるように、＋ｙ方向は中央部発熱体ユニット４５ａから第１端部発熱体４５ｂ１に向かう方向である。ｘ方向は基板４１の短手方向であり、＋ｘ方向はシートＳの搬送方向（下流側の方向）である。ｘ方向は、ｙ方向と直交する。ｚ方向は基板４１の法線方向であり、＋ｚ方向は基板４１に対して発熱体セット４５が配置される方向である。基板４１の＋ｚ方向の面には、ガラス材料等により絶縁層４３が形成される。

発熱体セット４５は、基板４１に配置される。発熱体セット４５は、絶縁層４３の＋ｚ方向の面に形成される。発熱体セット４５は、ＴＣＲ（抵抗温度係数）材により形成される。例えば、発熱体セット４５は、銀・パラジウム合金等を用いて、スクリーン印刷等によって形成される。

絶縁層４３の＋ｚ方向の面に、発熱体セット４５及び配線セット５５が形成される。発熱体セット４５及び配線セット５５を覆うように、ガラス材料等により保護層４６が形成される。保護層４６は、ヒータユニット４０と定着ベルト３５との摺動性を向上させる。

図４に示されるように、発熱体セット４５は、ｙ方向に並んで配置された、第１端部発熱体４５ｂ１と、中央部発熱体ユニット４５ａと、第２端部発熱体４５ｂ２と、を備える。第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、「発熱体」の一例である。

中央部発熱体ユニット４５ａは、発熱体セット４５のｙ方向の中央部に配置される。第１端部発熱体４５ｂ１は、中央部発熱体ユニット４５ａの＋ｙ方向であって、発熱体セット４５の＋ｙ方向の端部に配置される。第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体ユニット４５ａの－ｙ方向であって、発熱体セット４５の－ｙ方向の端部に配置される。中央部発熱体ユニット４５ａと第１端部発熱体４５ｂ１との境界線は、ｘ方向と平行に配置されてもよく、ｘ方向と交差して配置されてもよい。中央部発熱体ユニット４５ａと第２端部発熱体４５ｂ２との境界線についても同様である。

発熱体セット４５は、通電により発熱する。中央部発熱体ユニット４５ａの電気抵抗値は、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の電気抵抗値より小さい。第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の電気抵抗値はほぼ同じである。
なお、中央部発熱体ユニット４５ａの電気抵抗値と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の電気抵抗値との比率は、１：３～１：７の範囲に設定するのが好ましく、１：４～１：６の範囲に設定するのがより好ましい。

中央部発熱体ユニット４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御される。第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。例えば、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、一方が他方に従属して発熱を制御される。
ｙ方向の幅が小さいシートＳは、定着装置３０のｙ方向の中央部を通過する。この場合、制御部６は、中央部発熱体ユニット４５ａのみを発熱させることができる。制御部６は、ｙ方向の幅が大きいシートＳの場合に、発熱体セット４５の全体を発熱させることができる。
なお、第１端部発熱体４５ｂ１と第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御可能であってもよい。

配線セット５５は、銀等の金属を含有する材料で形成される。配線セット５５は、中央部接点５２ａと、中央部配線５３ａと、端部接点５２ｂと、第１端部配線５３ｂ１と、第２端部配線５３ｂ２と、共通接点５８と、共通配線５７と、を備える。

中央部接点５２ａは、発熱体セット４５の－ｙ方向に配置される。中央部配線５３ａは、発熱体セット４５の＋ｘ方向に配置される。中央部配線５３ａは、中央部発熱体ユニット４５ａの＋ｘ方向の端辺と、中央部接点５２ａとを接続する。

端部接点５２ｂは、中央部接点５２ａの－ｙ方向に配置される。第１端部配線５３ｂ１は、第１端部発熱体４５ｂ１の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの＋ｘ方向の端部とを接続する。第２端部配線５３ｂ２は、第２端部発熱体４５ｂ２の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの－ｘ方向の端部とを接続する。

共通接点５８は、発熱体セット４５の＋ｙ方向に配置される。共通配線５７は、中央部発熱体ユニット４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の－ｘ方向の端辺と、共通接点５８とを接続する。

図２に示されるように、ヒータユニット４０は、定着ベルト３５の内側に配置される。定着ベルト３５の内周面には潤滑剤（不図示）が塗布されている。ヒータユニット４０は、潤滑剤を介して定着ベルト３５の内周面に接触する。ヒータユニット４０が発熱すると、潤滑剤の粘度が低下する。これにより、ヒータユニット４０と定着ベルト３５との摺動性が確保される。このように、定着ベルト３５は、一方の面でヒータユニット４０に接触しながらヒータユニット４０の表面を摺動する帯状の薄膜である。

熱伝導部材４９は、銅などの熱伝導率の高い金属材料により形成される。熱伝導部材４９の外形は、ヒータユニット４０の基板４１の外形と同等である。熱伝導部材４９は、ヒータユニット４０の－ｚ方向の面に接触して配置される。熱伝導部材４９の表面は、ニッケルを含む金属層を形成することによって、ヒータユニット４０との接触面の劣化を抑えることができる。金属層は、めっきにより形成することができる。

支持部材３６は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。支持部材３６は、ヒータユニット４０の－ｚ方向と、ｘ方向の両側とを覆うように配置される。支持部材３６は、熱伝導部材４９を介してヒータユニット４０を支持する。支持部材３６のｘ方向の両端部には丸面取りが形成される。支持部材３６は、ヒータユニット４０のｘ方向の両端部において、定着ベルト３５の内周面を支持する。

ステイ３８は、鋼板材料等により形成される。ステイ３８のｙ方向に垂直な断面はＵ字状に形成される。ステイ３８は、Ｕ字の開口部を支持部材３６で塞ぐように、支持部材３６の－ｚ方向に装着される。ステイ３８はｙ方向に伸びる。ステイ３８のｙ方向の両端部は、画像形成装置１００のハウジングに固定される。これにより、ベルトユニット３０ｈが画像形成装置１００に支持される。ステイ３８は、ベルトユニット３０ｈの曲げ剛性を向上させる。ステイ３８のｙ方向の両端部付近には、定着ベルト３５のｙ方向への移動を規制するフランジ３１が装着される。

図５は、ヒータ温度計６２及びサーモスタット６８の平面図（－ｚ方向から見た図）である。
図５に示されるように、複数のヒータ温度計６２は、中央部ヒータ温度計６２ａと、端部ヒータ温度計６２ｂと、を備える。中央部ヒータ温度計６２ａは、中央部発熱体ユニット４５ａの温度を測定する。中央部ヒータ温度計６２ａは、中央部発熱体ユニット４５ａの範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、中央部ヒータ温度計６２ａと中央部発熱体ユニット４５ａとは重なる。

端部ヒータ温度計６２ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２の温度を測定する。端部ヒータ温度計６２ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２の範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、端部ヒータ温度計６２ｂと第２端部発熱体４５ｂ２とは重なる。
第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２が、同様に発熱を制御されるため、第１端部発熱体４５ｂ１の温度と第２端部発熱体４５ｂ２の温度とは同等である。

複数のサーモスタット６８は、中央部サーモスタット６８ａと、端部サーモスタット６８ｂと、を備える。中央部サーモスタット６８ａは、中央部発熱体ユニット４５ａの温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。中央部サーモスタット６８ａは、中央部発熱体ユニット４５ａの範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、中央部サーモスタット６８ａと中央部発熱体ユニット４５ａとは重なる。

端部サーモスタット６８ｂは、第１端部発熱体４５ｂ１の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。端部サーモスタット６８ｂは、第１端部発熱体４５ｂ１の範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、端部サーモスタット６８ｂと第１端部発熱体４５ｂ１とは重なる。

中央部発熱体ユニット４５ａの範囲内に、中央部ヒータ温度計６２ａ及び中央部サーモスタット６８ａが配置される。これにより、中央部発熱体ユニット４５ａの温度が測定される。また、中央部発熱体ユニット４５ａの温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電が遮断される。一方、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の範囲内に、端部ヒータ温度計６２ｂ及び端部サーモスタット６８ｂが配置される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の温度が測定される。また、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電が遮断される。

図６は、定着装置３０の電気回路図である。図６には、ヒータユニット４０の底面図（図４参照）と、ヒータ温度計６２及びサーモスタット６８の平面図（図５参照）とが記載されている。図６には、定着ベルト３５の断面と共に複数のベルト温度計６４が記載されている。

図６に示されるように、複数のベルト温度計６４は、中央部ベルト温度計６４ａと、端部ベルト温度計６４ｂと、を備える。中央部ベルト温度計６４ａは、定着ベルト３５のｙ方向（図６における左右方向）の中央部に接触する。中央部ベルト温度計６４ａは、中央部発熱体ユニット４５ａのｙ方向の範囲内で、定着ベルト３５に接触する。中央部ベルト温度計６４ａは、定着ベルト３５のｙ方向の中央部の温度を測定する。

端部ベルト温度計６４ｂは、定着ベルト３５の－ｙ方向の端部に近い位置に接触する。端部ベルト温度計６４ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２のｙ方向の範囲内で、定着ベルト３５に接触する。端部ベルト温度計６４ｂは、定着ベルト３５の－ｙ方向の端部の温度を測定することができる。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、定着ベルト３５の－ｙ方向の端部の温度と、＋ｙ方向の端部の温度とは同等である。

電源９５は、中央部トライアック９６ａを介して、中央部接点５２ａに接続される。電源９５は、端部トライアック９６ｂを介して、端部接点５２ｂに接続される。制御部６は、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂのＯＮ／ＯＦＦを、相互に独立して制御する。

制御部６が中央部トライアック９６ａをＯＮにすると、電源９５から中央部発熱体ユニット４５ａに通電される。これにより、中央部発熱体ユニット４５ａが発熱する。制御部６が端部トライアック９６ｂをＯＮにすると、電源９５から第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２に通電される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２が発熱する。以上により、中央部発熱体ユニット４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御される。中央部発熱体ユニット４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、電源９５に対して並列に接続される。

電源９５は、中央部サーモスタット６８ａ及び端部サーモスタット６８ｂを介して、共通接点５８に接続される。中央部サーモスタット６８ａ及び端部サーモスタット６８ｂは、直列に接続される。中央部発熱体ユニット４５ａの温度が異常に上昇すると、中央部サーモスタット６８ａの検知温度が所定温度を超える。このとき中央部サーモスタット６８ａは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。

第１端部発熱体４５ｂ１の温度が異常に上昇すると、端部サーモスタット６８ｂの検知温度が所定温度を超える。このとき端部サーモスタット６８ｂは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、第２端部発熱体４５ｂ２の温度が異常に上昇するとき、第１端部発熱体４５ｂ１の温度も同様に上昇する。したがって、第２端部発熱体４５ｂ２の温度が異常に上昇した場合も同様に、端部サーモスタット６８ｂは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。

制御部６は、中央部ヒータ温度計６２ａにより、中央部発熱体ユニット４５ａの温度を測定する。制御部６は、端部ヒータ温度計６２ｂにより、第２端部発熱体４５ｂ２の温度を測定する。第２端部発熱体４５ｂ２の温度は、第１端部発熱体４５ｂ１の温度と同等である。制御部６は、定着装置３０の始動時（ウォーミングアップ時）及び一時休止状態（スリープ状態）からの復帰時に、ヒータ温度計６２により発熱体セット４５の温度を測定する。

制御部６は、定着装置３０の始動時及び一時休止状態からの復帰時に、中央部発熱体ユニット４５ａ又は第２端部発熱体４５ｂ２の少なくとも一方の温度が所定の温度よりも低い場合に、発熱体セット４５を短時間だけ発熱させる。その後に制御部６は、加圧ローラ３０ｐの回転を開始する。発熱体セット４５の発熱により、定着ベルト３５の内周面に塗布された潤滑剤の粘度が低下する。これにより、加圧ローラ３０ｐの回転開始時におけるヒータユニット４０と定着ベルト３５との摺動性が確保される。

制御部６は、中央部ベルト温度計６４ａにより、定着ベルト３５のｙ方向の中央部の温度を測定する。制御部６は、端部ベルト温度計６４ｂにより、定着ベルト３５の－ｙ方向の端部の温度を測定する。定着ベルト３５の－ｙ方向の端部の温度は、定着ベルト３５の＋ｙ方向の端部の温度と同等である。制御部６は、定着装置３０の運転時に、定着ベルト３５のｙ方向の中央部及び端部の温度を測定する。

制御部６は、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂにより、発熱体セット４５に供給する電力を位相制御又は波数制御する。制御部６は、定着ベルト３５のｙ方向の中央部の温度測定結果に基づいて、中央部発熱体ユニット４５ａへの通電を制御する。制御部６は、定着ベルト３５のｙ方向の端部の温度測定結果に基づいて、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電を制御する。

図７は、ヒータユニット４０の一例の模式的な構成図である。
図７に示されるように、中央部発熱体ユニット４５ａは、ｙ方向に並んで配置された複数の中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５を備える。この例の中央部発熱体ユニット４５ａは、ｙ方向に並んで配置された５つの中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５を備える。

発熱体セット４５は、ｙ方向に並んで配置された７つの発熱体、すなわち、第１端部発熱体４５ｂ１と、５つの中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５と、第２端部発熱体４５ｂ２とを備える。発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２は、ｙ方向に間隔をおいて配列されている。

発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２の外形は、例えば、平行四辺形である。発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２は、この外形の領域全体にわたって形成された導電層で形成されていてもよいし、つづら折り状の配線層によって形成されていてもよい。
中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５は、「発熱体」の一例である。

中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５の＋ｘ方向の端辺には、共通の中央個別電極４７ａが設けられている。中央個別電極４７ａには、中央部配線５３ａ（図４参照）が接続される。
第１端部発熱体４５ｂ１の＋ｘ方向の端辺には、第１端部個別電極４７ｂ１が設けられている。第１端部個別電極４７ｂ１には、第１端部配線５３ｂ１（図４参照）が接続される。
第２端部発熱体４５ｂ２の＋ｘ方向の端辺には、第２端部個別電極４７ｂ２が設けられている。第２端部個別電極４７ｂ２には、第２端部配線５３ｂ２（図４参照）が接続される。
中央部発熱体４５ａ１～４５ａ５、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の－ｘ方向の端辺には、共通電極４８が設けられている。共通電極４８には、共通配線５７（図４参照）が接続される。

図８は、定着装置３０の一例の模式的な構成図である。図８には、ヒータユニット４０と、定着ベルト３５と、熱伝導部材４９と、加圧ローラ３０ｐとが示されている。
定着ベルト３５には、第１端部発熱体４５ｂ１のｙ方向の範囲に、ベルト温度計７１ａが設けられている。定着ベルト３５には、中央部発熱体４５ａ３のｙ方向の範囲に、ベルト温度計７１ｂが設けられている。定着ベルト３５には、第２端部発熱体４５ｂ２のｙ方向の範囲に、ベルト温度計７１ｃが設けられている。熱伝導部材４９には、第１端部発熱体４５ｂ１のｙ方向の範囲に、熱伝導部材温度計７２ａが設けられている。熱伝導部材４９には、中央部発熱体４５ａ１のｙ方向の範囲に、熱伝導部材温度計７２ｂが設けられている。加圧ローラ３０ｐには、中央部発熱体４５ａ５のｙ方向の範囲に、ローラ温度計７３ａが設けられている。
ベルト温度計７１ａ～７１ｃ、熱伝導部材温度計７２ａ，７２ｂ、およびローラ温度計７３ａは、例えば、サーミスタ、熱電対、サーモパイル等の温度センサである。
中央部発熱体４５ａ２及び中央部発熱体４５ａ４のｙ方向の範囲には、温度計は設けられていない。

制御部６（図６参照）は、温度計７１ａ～７１ｃ，７２ａ，７２ｂ，７３ａにより、各発熱体のｙ方向の範囲における温度を測定することができる。

図９は、画像形成装置１００のハードウェア構成の具体例を示す図である。
画像形成装置１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、補助記憶装置９３、電圧検出部９４などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置１００は、プログラムの実行によってスキャナ部２、画像形成ユニット３、シート供給部４、搬送部５、反転ユニット９、コントロールパネル８、通信部９０を備える装置として機能する。

なお、画像形成装置１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

ＣＰＵ９１は、メモリ９２及び補助記憶装置９３に記憶されたプログラムを実行することによって制御部６として機能する。制御部６は、画像形成装置１００の各機能部の動作を制御する。補助記憶装置９３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置９３は、画像形成装置１００に関する各種情報を記憶する。通信部９０は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部９０は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。

電圧検出部９４は、発熱体セット４５（図４参照）への通電時に、電源９５（図６参照）によって発熱体セット４５に印加される電圧を検出する。

制御部６は、発熱体セット４５（図７に示す発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２）への通電時に電圧検出部９４で検出された電圧の降下値に基づいて、発熱体セット４５の異常の有無を判定する。

以下、画像形成装置１００を用いた画像形成方法（画像処理方法）の一例について説明する。
図１０は、発熱体の異常の有無の判定の一例を示すフローチャートである。
図１０に示されるように、画像形成装置１００は、コントロールパネル８からの印刷動作開始指示に応じて印刷動作を開始する（ＡＣＴ１）。画像形成ユニット３は、トナー像をシートＳに形成する（図１参照）。

制御部６は、印刷動作の開始に伴って、定着装置３０を始動する。制御部６は、加圧ローラ３０ｐを定着ベルト３５に加圧した状態で当接させた後、加圧ローラ３０ｐの回転を開始させる。制御部６は、ヒータユニット４０の発熱体セット４５に電力を供給することで、発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２を発熱させる（図２及び図７参照）。

電圧検出部９４（図９参照）は、電源９５（図６参照）によって発熱体セット４５に印加される電圧を検出する（ＡＣＴ２）。

図１１は、発熱体セット４５に印加される電圧の例を示す図である。図１１において、「Ｖ１」は、発熱体セット４５（発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２）が正常に動作している場合の電圧である。「Ｖ２」は、発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２のうち１つに異常が生じた場合の電圧である。

図１１に示されるように、発熱体セット４５は、断続的に通電される。図１１における「ＯＮ」は通電時であり、「ＯＦＦ」は非通電時である。この例では、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」とが繰り返されている。
発熱体セット４５には大きな電流が流れるため、発熱体セット４５に通電を開始すると、電圧降下が生じる。

発熱体は、過剰電流、経年劣化などを原因として断線などによる異常が発生することがある。このような異常が起きると、発熱が不足し、シートへのトナー像の定着が不十分となる可能性がある。

発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２のうち少なくとも１つに異常が生じると、異常が生じた発熱体には電流が流れないため、電圧降下値は正常時に比べて小さくなる。例えば、発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２のうち少なくとも１つに異常が生じた場合の通電時の電圧Ｖ２の降下値は、正常時の電圧Ｖ１の降下値より小さくなる。

電圧降下値は、通電直後の電圧降下値であることが好ましい。すなわち図１１における「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に移行する直前と直後の電圧の差を電圧降下値とすることが好ましい。なお、電圧降下値は、非通電時（ＯＦＦの期間）の電圧の平均値と、通電時（ＯＮの期間）の電圧の平均値との差であってもよい。

図１０に示されるように、制御部６は、発熱体セット４５への通電時に電圧検出部９４で検出された電圧の降下値が、予め設定された基準値を下回ったか否かを判定する（ＡＣＴ３）。

制御部６は、電圧降下値が基準値を下回った場合（ＡＣＴ３：ＹＥＳ）、発熱体セット４５に異常があると判定する。制御部６は、電圧降下値が基準値以上であった場合（ＡＣＴ３：ＮＯ）、発熱体セット４５に異常はないと判定し、印刷動作を継続する（ＡＣＴ４）。制御部６は、電圧降下値を基準値と比較することにより異常の有無を判定するため、異常判定の精度を高めることができる。

発熱体セット４５に異常があると判定された場合、制御部６は、画像形成ユニット３を停止することなどによって、画像形成ユニット３によるトナー像の形成を停止してもよい。これによって、トナー像の定着が不十分なシートＳの生成を抑えることができる。

発熱体セット４５に異常があると判定された場合、画像形成ユニット３によってトナー像がすでに形成されたシートＳは、通常動作に従って定着装置３０に送り、定着装置３０によってトナー像を加熱した後、排紙トレイ７に搬送してもよい。

定着装置３０は、複数の発熱体の一部のみに異常がある場合、残りの正常な発熱体によって、ある程度はトナー像をシートＳに定着させることができる可能性がある。そのため、シートＳを通常どおり定着装置３０に送れば、トナー像の少なくとも一部をシートＳに定着させることができる。したがって、未定着トナーの散乱などの問題を回避できる。

発熱体セット４５に異常があると判定された場合、トナー像が形成される前のシートＳは、搬送を停止するのが望ましい。すなわち、制御部６は、搬送部５を停止することなどによって、画像形成ユニット３へのシートＳの搬送を停止するのが望ましい。これにより、トナー像の定着が不十分なシートＳの生成を抑えることができる。そのため、トナー及びシートＳが無駄に消費されることを抑制できる。

制御部６は、少なくとも定着装置３０の始動時（ウォーミングアップ時）及び一時休止状態（スリープ状態）からの復帰時に、発熱体セット４５の異常の有無の判定を実行することが望ましい。
発熱体に異常が生じた場合は、特に復帰時に加熱不足の問題が起こりやすい。始動前および一時休止状態では装置の温度が低くなっているため、発熱体に異常があると、復帰時に発熱体の温度が大幅に不足する可能性があるからである。そのため、始動時及び一時休止状態からの復帰時に発熱体の異常の有無を判定することによって、発熱体の発熱不足を原因としてトナー像の定着が不十分となるのを抑制することができる。

図１２は、異常がある発熱体の数と電圧降下値との関係を示す図である。
図１２に示されるように、異常が生じた発熱体の数が多いと、そのぶん電圧降下値は小さくなる。そのため、電圧降下値に基づいて、異常が生じた発熱体の数を推定することもできる。

実施形態の画像形成装置１００は、電圧降下値に基づいて発熱体セット４５の異常の有無を判定する制御部６を備える。そのため、温度計の使用数を少なくした場合でも、発熱体セット４５の異常の有無を確認できる。
例えば、図８に示す定着装置３０では、７つの発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２のうち、発熱体４５ａ２及び発熱体４５ａ４のｙ方向の範囲には、温度計は設けられていない。そのため、発熱体４５ａ２及び発熱体４５ａ４については、温度計によって異常を検出することはできない。しかし、画像形成装置１００では、発熱体４５ａ２及び発熱体４５ａ４の少なくとも一方に異常が生じた場合であっても、電圧降下値に基づいて、発熱体に異常が生じたことを確認することができる。

このように、画像形成装置１００では、複数の発熱体のすべてではなく一部の発熱体のみに温度計を設置しているにもかかわらず、発熱体の異常を検出できる。そのため、温度計の設置数を少なくできる。したがって、定着装置３０の構成部品数を削減し、装置構成の簡略化を図ることができる。よって、定着装置３０の内部を省スペース化し、装置の小型化を実現できる。また、画像形成装置１００は、温度計の設置数を少なくできるため、低コスト化が可能である。

図７に示されるように、実施形態の画像形成装置１００では、複数の発熱体４５ｂ１，４５ａ１～４５ａ５，４５ｂ２は、ｙ方向（シートの搬送方向に直交する方向）に並んで配置されているが、複数の発熱体の配置は特に限定されない。例えば、複数の発熱体のうち２以上の発熱体は、ｘ方向（シートの搬送方向）に並んで配置されていてもよい。

実施形態の画像形成装置１００では、制御部６は、電圧降下値に基づいて発熱体セット４５の異常の有無を判定するが、制御部６の構成はこれに限定されない。例えば、制御部６は、通電時における電圧降下値が基準値を下回った場合に、発熱体セット４５の異常の有無を判定せずに、画像形成ユニット３によるトナー像の形成を停止してもよい。

換言すれば、画像処理装置は、次の構成を備えていてもよい。
画像処理装置は、画像形成部と、定着装置と、電圧検出部と、制御部とを持つ。前記画像形成部は、シートにトナー像を形成する。前記定着装置は、発熱部、定着ベルト及び加圧ローラを持つ。前記発熱部は、通電により発熱する複数の発熱体を含む。前記定着ベルトは、前記発熱部により加熱された前記トナー像を前記シートに定着させる。前記加圧ローラは、前記定着ベルトを押圧する。前記電圧検出部は、前記発熱体に印加される電圧を検出する。前記制御部は、前記発熱体への通電時に前記電圧検出部で検出された電圧の降下値が予め定められた基準値を下回った場合に、前記画像形成部によるトナー像の形成を停止する。

前記構成の画像処理装置は、画像形成装置１００と同様に、定着装置３０の構成部品数を削減し、装置構成の簡略化を図ることができる。よって、定着装置３０の内部を省スペース化し、装置の小型化を実現できる。また、前記構成の画像処理装置は、温度計の設置数を少なくできるため、低コスト化が可能である。

実施形態の画像処理装置は、画像形成装置１００である。これに対して、画像処理装置は消色装置であってもよい。消色装置は、消色トナーによりシートに形成された画像を消色（消去）する処理を行う。消色部は、ニップを通過するシートに形成された消色トナー像を加熱して消色する。

実施形態の画像処理装置は、通電により発熱する複数の発熱体を含む発熱部を備える加熱装置と、前記発熱体に印加される電圧を検出する電圧検出部と、前記発熱体への通電時に前記電圧検出部で検出された電圧の降下値に基づいて前記発熱体の異常の有無を判定する制御部と、を備える構成であってもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画像形成装置１００は、温度計の数を少なくした場合でも、発熱体の異常を検出できる。そのため、温度計の設置数を少なくできる。したがって、定着装置３０の構成部品数を削減し、装置構成の簡略化を図ることができる。よって、装置の小型化および低コスト化を実現できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

６…制御部、２５，２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｋ…画像形成部、３０…定着装置、３０ｐ…加圧ローラ、４０…ヒータユニット（発熱部）、４５ａ１～４５ａ５…中央部発熱体（発熱体）、４５ｂ１…第１端部発熱体（発熱体）、４５ｂ２…第２端部発熱体（発熱体）、９４…電圧検出部、１００…画像形成装置（画像処理装置）、Ｓ…シート、ｔ…トナー像。

Claims (7)

1. シートにトナー像を形成する画像形成部と、
   通電により発熱する複数の発熱体を含む発熱部、前記発熱部により加熱された前記トナー像を前記シートに定着させる定着ベルト、及び、前記定着ベルトを押圧する加圧ローラ、を備える定着装置と、
   前記発熱体に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
   前記発熱体への通電時に前記電圧検出部で検出された電圧の降下値に基づいて前記発熱体の異常の有無を判定する制御部と、
   を備える、画像処理装置。
2. 前記制御部は、前記電圧の降下値が予め定められた基準値を下回った場合に、前記発熱体に異常があると判定し、前記電圧の降下値が前記基準値以上であった場合に、前記発熱体に異常はないと判定する、請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記制御部は、前記発熱体に異常があると判定した場合に、前記画像形成部によるトナー像の形成を停止する、請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記制御部は、前記発熱体に異常があると判定した場合に、前記画像形成部によってトナー像がすでに形成された前記シートを前記定着装置に送り、前記定着装置によって前記トナー像を加熱する、請求項３記載の画像処理装置。
5. 前記制御部は、少なくとも前記定着装置の始動時及び一時休止状態からの復帰時に、前記発熱体の異常の有無の判定を実行する、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. シートにトナー像を形成する画像形成部と、
   通電により発熱する複数の発熱体を含む発熱部、前記発熱部により加熱された前記トナー像を前記シートに定着させる定着ベルト、及び、前記定着ベルトを押圧する加圧ローラ、を備える定着装置と、
   前記発熱体に印加される電圧を検出する電圧検出部と、
   前記発熱体への通電時に前記電圧検出部で検出された電圧の降下値が予め定められた基準値を下回った場合に、前記画像形成部によるトナー像の形成を停止する制御部と、
   を備える、画像処理装置。
7. シートにトナー像を形成する画像形成部と、
   通電により発熱する複数の発熱体を含む発熱部、前記発熱部により加熱された前記トナー像を前記シートに定着させる定着ベルト、及び、前記定着ベルトを押圧する加圧ローラ、を備える定着装置と、を用い、
   前記発熱体に印加される電圧を検出し、前記発熱体への通電時の前記電圧の降下値に基づいて前記発熱体の異常の有無を判定する、画像処理方法。

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