JP2024003860A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品交換に関わる不要なコストを抑える。【解決手段】無端状の回転可能なベルトと、ベルトを回転駆動する駆動手段と、ベルトを加熱する加熱手段と、ベルトに当接し、ベルトとの間でニップ部を形成する加圧ローラと、ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段と、ベルトの回転速度を検出するベルト速度検出手段と、ベルト速度検出手段により検出したベルト回転速度が、目標とするベルト回転速度から所定の範囲内でないときにベルトの回転速度が異常であると判定する異常判定手段と、を有し、異常判定手段は、ベルトの回転速度が異常であると判定した後に、加熱開始前にベルト温度検出手段により検出したベルトの第１の温度と、ベルトの第１の温度を検出してから所定時間経過した後にベルト温度検出手段により検出したベルトの第２の温度との差が、閾値を超えた場合は、ベルト速度検出手段が故障であると特定し、閾値以下の場合は、定着ユニットが故障であると特定する。【選択図】 図１２

Description

本発明は、記録材に形成されたトナー像を定着装置により加熱する画像形成装置に関する。

画像形成装置においては、シート状の記録材の上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を定着装置により加熱・加圧して記録材上に定着させている。

従来の定着装置のうちの１つとして、ベルト方式の定着装置が知られている。この方式の定着装置は、加圧ローラと、加圧ローラに対向配置されるパッド部材と、加熱ローラと、パッド部材と加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトと、を備えている。この方式の定着装置は、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録材に与えることでトナー像を記録材に定着させる。この方式は、記録材と定着ベルトの接触面積を大きく取ることができるため、短時間で記録材にトナーを定着させることができることから、時間当たりの出力量が多い画像形成装置で特に採用される定着方式である。

特許文献１では、ニップ部での記録材の搬送速度を一定にし搬送不良を抑制するために、ベルト部材の移動速度を検出するベルト移動速度検出手段を有し、検出されたベルト移動速度に基づき定着ローラ駆動速度を制御する構成が提案されている。また、ベルト移動速度検出手段により検出されたベルト部材の移動速度が、予め設定されたベルト部材の移動速度よりも遅い場合に、定着装置内で異常が発生していると判定することが併せて提案されている。

特開２０１３－４４８６８号公報

しかしながら、ベルト移動速度検出手段により検出された情報に基づいて、異常が発生していると判定された場合、その原因として、以下のケースが想定される。すなわち、被加熱部材の故障による負荷重や用紙の詰まり等によって予め設定された移動速度でベルト部材を駆動できないケースと、ベルト移動速度検知手段そのものの異常により移動速度が正しく検出できないケースと、が想定される。

これらの原因の切り分けができていないと、交換すべき部品が交換されずサービスマンが再出動することや、交換不要な部品まで修理／交換してしまうことで、部品交換に関わる不要なコストが発生してしまうおそれがある。

そこで、本発明の目的は、部品交換に関わる不要なコストを抑えることである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、無端状で回転可能なベルトと、前記ベルトを回転駆動する駆動手段と、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を含む定着ユニットと、前記ベルトに当接し、前記ベルトとの間でニップ部を形成する加圧ローラと、前記ベルトの回転方向において前記加熱手段とは異なる位置で前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段と、前記ベルトの回転速度を検出するベルト速度検出手段と、前記ベルト速度検出手段により検出したベルト回転速度が、目標とするベルト回転速度から所定の範囲内でないときに前記ベルトの回転速度が異常であると判定する異常判定手段と、を有し、前記異常判定手段は、前記ベルトの回転速度が異常であると判定した後に、前記加熱手段により前記ベルトの加熱を開始する前に前記ベルト温度検出手段により検出した前記ベルトの第１の温度と、前記ベルトの第１の温度を検出してから所定時間経過した後に前記ベルト温度検出手段により検出した前記ベルトの第２の温度との差が、予め設定した閾値を超えた場合は、前記ベルト速度検出手段が故障であると特定し、閾値以下の場合は、前記定着ユニットが故障であると特定する、故障個所特定制御を行う、ことを特徴とする。

本発明によれば、ベルトの回転速度が異常であると判定した後に、ベルト温度検出手段を併用して故障個所の特定を実施できる。これにより、部品交換に関わる不要なコストを抑えることができる。

画像形成装置の概略構成を示す模式断面図 （ａ）定着装置の概略構成を示す模式断面図、（ｂ）補助駆動ローラの模式断面図 （ａ）（ｂ）加熱ヒータの配光分布を示す図 画像形成装置の制御ブロック図 定着装置の温調制御を示すフローチャート 定着装置の速度制御を示すフローチャート 定着装置の速度制御を実施した際のタイミングチャート 定着装置のヒータ制限による保護制御を示すフローチャート （ａ）ヒータ制限なしの定着ベルトの温度推移を示す図、（ｂ）ヒータ制限ありの定着ベルトの温度推移を示す図 （ａ）ヒータ制限ありで通紙を継続した場合の定着ベルトの温度推移を示す図、（ｂ）ヒータ制限ありで紙間を空けて通紙を継続した場合の定着ベルトの温度推移を示す図 定着装置の故障判定制御を示すフローチャート 定着装置の故障個所特定制御を示すフローチャート （ａ）（ｂ）定着装置の故障個所特定時のＵＩ通知を示す図

以下、図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を例示的に詳しく説明する。なお、以下では、本発明を複数の感光ドラムを有する電子写真方式のフルカラーの画像形成装置に適用する例を説明するが、本発明はこれに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。また、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
＜画像形成装置＞
本実施例に係る画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は本実施例に係るフルカラーの画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。

画像形成装置１は、画像読取部２と画像形成装置本体３とを備える。画像読取部２は、原稿台ガラス１１上に置かれた原稿を読み取るもので、光源１２から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材１３を介してＣＣＤセンサ１４に結像される。光源１２、光学系部材１３、及びＣＣＤセンサ１４は、矢印の方向に走査可能な光学系ユニットをなす。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。ＣＣＤセンサ１４により得られた画像信号は、画像読取部２のリーダ制御部１５から画像形成装置本体３に送られ、制御部３０で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部３０は画像信号としてプリントサーバ等の外部ホスト装置からの外部入力も受ける。また、制御部３０は、画像形成装置本体３にケーブルによって接続された操作部４（図４に示すＵＩ３０５）からの入力も受ける。ここで、操作部４は、情報を表示する表示部を含む操作部であり、ケーブルによって有線で画像形成装置本体３に接続されている。操作部４は、画像形成装置本体３に有線で接続される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、無線で接続される構成であってもよい。

画像形成装置本体３は、複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部３０によりＰＷＭ（パルス幅変調制御）されたレーザービームに変換される。図１において、露光装置としてのポリゴンスキャナ２９は、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Ｐａ～Ｐｄの像担持体としての感光ドラム２０ａ～２０ｄにレーザービームが照射される。なお、Ｐａはイエロー色（Ｙ）の画像形成部、Ｐｂはマゼンタ色（Ｍ）の画像形成部、Ｐｃはシアン色（Ｃ）の画像形成部、Ｐｄはブラック色（Ｂｋ）の画像形成部であり、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Ｐａ～Ｐｄは略同一なので、以下に画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの説明は省略する。画像形成部Ｐａにおいて、後述するように、画像信号に基づいて感光ドラム２０ａの表面にトナー画像が形成される。

一次帯電器２１ａは、感光ドラム２０ａの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ２９からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム２０ａの表面に静電潜像が形成される。現像器２２ａは、感光ドラム２０ａ上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。転写ローラ２３ａは、中間転写ベルト２４の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム２０ａ上のトナー画像を中間転写ベルト２４上へ一次転写する。転写後の感光ドラム２０ａは、クリーナー２７ａでその表面を清掃される。

また、中間転写ベルト２４上のトナー画像は次の画像形成部に搬送され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー画像が一次転写され、４色の画像が中間転写ベルト２３の表面に形成される。画像形成部Ｐｄを通過したトナー画像は、二次転写ローラ対２５、２６で構成される二次転写部において、中間転写ベルト２４上のトナー画像と逆極性の二次転写電界が印加されることにより、記録材としての用紙に二次転写される。カセット８，９から給紙された用紙は、レジスト部２８で待機した後、中間転写ベルト２４上のトナー画像と用紙の位置を合わせるためにタイミングを制御され、レジスト部２８から二次転写部に搬送される。その後、用紙上のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置２００で、用紙に定着される。定着装置を通過後、機外に排紙される。両面ＪＯＢの場合は、用紙の第一面（１面目）にトナー画像の転写および定着が行われる。用紙は、定着後の画像形成装置内部に設けられた反転部を経て用紙の表裏が逆転され、再び画像形成部に送られる。そして用紙の第二面（２面目）にトナー画像の転写および定着が行われる。その後、用紙は、機外へ排出され、排紙トレイ７上に積載される。

画像形成装置本体３には、その筐体の一部を成す開閉可能な不図示のドアが設けられており、その開閉状態は不図示のドアセンサより検出可能となっている。前記ドア（例えば図４に示す定着ドア２５１）を開けることにより、ユーザは定着装置２００にアクセスできるようになり、定着装置２００の交換やメンテナンス及び搬送中に詰まった用紙のジャム処理などを行うことが可能となる。ドアセンサ（例えば図４に示す定着ドアセンサ２５０）がドア開を検出しているとき、定着装置２００は動作を禁止され、ドア閉を検出しているときのみ動作を許可されることで、ユーザが安全に定着装置２００にアクセスできるよう構成される。

＜定着装置＞
次に本実施例に係るベルト加熱方式の定着装置２００の概略構成について図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）は、定着装置２００の概略構成を示す模式断面図である。

図２（ａ）において、記録材としての用紙は右から左方向に搬送される。定着装置２００は、定着ベルト（以下、ベルト）２０１と、定着部材としての加圧パッド（以下、パッド）２０２と、加熱ヒータ２１０を含む補助駆動ローラ２０４、張架ローラ２０５と、加圧ローラ２０３と、を有する。また定着装置２００は、ベルトサーミスタ２３０と、ヒータサーミスタ２３１と、を有する。

ベルト２０１は、無端状で回転可能な回転体である。ベルト２０１は、パッド２０２、補助駆動ローラ２０４、張架ローラ２０５によって張架される。パッド２０２は、ベルト２０１を挟んで、加圧ローラ２０３に押圧される。

補助駆動ローラ２０４は、その内部に複数の加熱ヒータ２１０（以下、ヒータ）が配設されており、所定の温度まで発熱可能である。加熱ヒータ２１０は、ベルト２０１を加熱する加熱手段である。ベルト２０１は、補助駆動ローラ２０４に対してベルト接触始点２６０からベルト接触終点２６１までの区間で接しながら加熱される。ここで、ベルト接触始点２６０は、ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面に接触する点である。ベルト接触終点２６１は、ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面から離れる点である。

ヒータサーミスタ２３１は、ヒータ２１０の温度を検知する検知手段である。ヒータ２１０の温度は、ヒータサーミスタ２３１の温度検知結果が紙種に応じた所定の目標温度になるよう、制御部３０によりヒータ２１０に対する投入電力を変化させて制御される。また、補助駆動ローラ２０４は、回転方向に直交する軸方向の一方の端部にギアが固定されており、ギアを介して駆動源（図４に示すベルト駆動モータ３１１）に接続されて回転駆動される。補助駆動ローラ２０４の回転によりベルト２０１は補助駆動力を付与される。

張架ローラ２０５は、ヒータ２１０のフレームによって支持されたばねによって付勢されており、ベルト２０１に所定の張力を与えるテンションローラであり、ベルト２０１に対して従動回動する。ばねによるテンションは５０Ｎで、張架ローラ２０５はベルト２０１にテンションを与えることで、ベルト２０１をパッド２０２に追従させている。

加圧ローラ２０３は、ベルト２０１を挟んでパッド２０２に対向し、ベルト２０１に当接して、ベルト２０１と共にニップ部２６２を形成する加圧回転体である。加圧ローラ２０３は、ギアを介して不図示の駆動源（図４に示す加圧駆動モータ３１０）に接続されて回転駆動される。また、加圧ローラ２０３は、不図示の駆動源とカムにより加圧フレーム２０６が移動することでベルト２０１を介してパッド２０２に対して加圧される。

ベルト２０１と加圧ローラ２０３との間に形成されるニップ部２６２において、トナー画像を担持した用紙を挟持し、搬送しながらトナー画像を加熱する。このように、定着装置２００は、用紙を挟持搬送しながら、用紙にトナー画像を定着させる。

ベルトサーミスタ２３０は、ベルト２０１の温度を検出するベルト温度検出手段である。ベルトサーミスタ２３０は、ベルト２０１の回転方向においてヒータ２１０とは異なる位置に設けられており、ベルト２０１の温度を検出する。ここでは、ベルトサーミスタ２３０は、ニップ部２６２の付近に設けられており、ベルト２０１のニップ部２６２における温度を測定する。

ベルトサーミスタ２３０は、図２に示すように、ベルト２０１の補助駆動ローラ２０４が接触していない領域に配置される。ベルト２０１の補助駆動ローラ２０４が接触していない領域は、ベルト２０１の回転方向において、ベルト接触終点２６１からベルト接触始点２６０までの間の、ベルト２０１の領域である。ベルト接触終点２６１は、ベルト２０１の回転方向において、ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面から離間する接触点である。ベルト接触始点２６０は、ベルト２０１の回転方向において、ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面に接触する接触点である。これにより、ベルトサーミスタ２３０は、補助駆動ローラ２０４の内部に配置された加熱ヒータ２１０から離れる位置に配置されるため、加熱ヒータによる熱の影響を受けにくく、ベルト２０１の温度をより正確に検出することができる。

さらにベルトサーミスタ２３０は、ベルト２０１の加熱ヒータ２１０が配置された側に対向する側に配置される。これによっても、ベルトサーミスタ２３０は、加熱ヒータ２１０から離れた位置に配置されるため、加熱ヒータによる熱の影響を受けにくく、ベルト２０１の温度をより正確に検出することができる。

またベルトサーミスタ２３０は、ベルト２０１の回転方向において、ベルト２０１のニップ部２６２の直前の領域に配置される。ベルト２０１のニップ部２６２の直前の領域は、ベルト２０１の回転方向において、ベルト接触終点２６１から、ベルト２０１と加圧ローラ２０３とのニップ部２６２までの間の、ベルト２０１のベルト接触終点２６１よりもニップ部２６２に近い領域である。これにより、ベルトサーミスタ２３０によって、ベルト２０１のニップ部２６２の温度を検出することができる。

当接コロ２２０は、ベルト２０１を介して補助駆動ローラ２０４に当接する形で配置され、補助駆動ローラ２０４の回転に従動して回転する。当接コロ２２０には不図示のスリットが形成されている。回転検知センサ２２１は、当接コロ２２０の回転を検出する。具体的には、回転検知センサ２２１は、当接コロ２２０に形成されたスリットを読み取り、パルス信号を出力する。当接コロ２２０が補助駆動ローラ２０４の回転に従動して回転することで、回転する当接コロ２２０のスリットを回転検知センサ２２１が読み取り、パルス信号を出力する。この回転検知センサ２２１が出力するパルス信号（パルス数）を所定カウント数までカウントするのにかかった時間を計測することで、ベルト２０１の回転速度を検知することができる。当接コロ２２０と回転検知センサ２２１は、ベルト２０１の回転速度を検出するベルト速度検出手段を構成している。

なお、前記当接コロ２２０は、金属製である。ここでは、当接コロ２２０は、鉄・炭素・銅の合金で形成され、耐熱性が高められている。また、当接コロ２２０の表層は、フッ素コートが施されており、ベルトとの摺動性が高められている。なお、当接コロ２２０の金属材料は例示であって、これに限定されるものではなく、耐熱性の高い他の金属材料であっても構わない。

また、当接コロ２２０は、記録材の搬送方向に直交する幅方向において、ニップ部２６２を通過する最大サイズの記録材の外側の領域で、ベルト２０１に当接している。これにより、記録材の画像領域に対応するベルトの周面の汚れが付着しにくく、また記録材の画像領域に対応するベルトの周面に対する負担を減らすことができる。

定着装置２００の前後には、用紙を検知する定着前センサ２４０、定着後センサ２４１が配置されている。定着前センサ２４０は、用紙の搬送方向において定着装置２００の上流に設置され、定着装置２００に用紙が搬送されるタイミングを検知する。定着後センサ２４１は、定着装置２００の下流に設置され、定着後の用紙が搬送されたタイミングを検知する。

また、定着装置２００を構成する構成部品である、ベルト２０１、パッド２０２、補助駆動ローラ２０４、張架ローラ２０５、加熱ヒータ２１０、加圧ローラ２０３、当接コロ２２０、回転検知センサ２２１は、それぞれ、想定される部品寿命が異なっている。これら構成部品のいずれかが寿命に到達した時点または故障した時点で、定着装置２００を交換することは、コスト面、資源の面どちらも無駄がある。そのため、定着装置を構成する構成部品は、それぞれ独立して交換可能な構成となっている。

ここでは、ベルト２０１と、パッド２０２と、ベルト駆動モータ３１１（図４参照）と、加熱ヒータ２１０を有する補助駆動ローラ２０４と、を含む定着ユニット２０７が交換可能な構成となっている。また当接コロ２２０及び回転検知センサ２２１が、定着ユニット２０７とは別に独立して交換可能な構成となっている。

複数の加熱ヒータ２１０を有する補助駆動ローラ２０４について図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は、補助駆動ローラ２０４の回転軸に平行な面で、補助駆動ローラ２０４を回転軸に平行な方向に切断した断面を模式的に表した図である。補助駆動ローラ２０４は、複数の加熱ヒータ２１０として、６本のハロゲンヒータ２１１～２１６を有する。ハロゲンヒータ２１１～２１６は、ベルト２０１を張架する補助駆動ローラ２０４の内部に不図示のホルダに支持されて配置されている。

ヒータサーミスタ２３１は、加熱ヒータ２１０の温度を検知する第１のヒータサーミスタ２３１ａと、加熱ヒータ２１０の軸方向において第１のヒータサーミスタ２３１ａとは異なる位置で加熱ヒータ２１０の温度を検知する第２のヒータサーミスタ２３１ｂと、を有する。一方のヒータサーミスタ２３１ａは、補助駆動ローラ２０４の回転方向に直交する軸方向において端部領域に配置され、補助駆動ローラ２０４の端部領域の温度を検知する。他方のヒータサーミスタ２３１ｂは、補助駆動ローラ２０４の軸方向において中央領域に配置され、補助駆動ローラ２０４の中央領域の温度を検知する。ヒータサーミスタ２３１ａ、２３１ｂは、補助駆動ローラ２０４に接触しており、それぞれ補助駆動ローラ２０４の表面温度を検出している。

本実施例における６本のハロゲンヒータ２１１～２１６の配光分布を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。図３（ａ）、図３（ｂ）において、横軸は前後方向（軸方向）の位置、縦軸はその前後方向の位置での発熱性能を表している。図３（ａ）、図３（ｂ）から分かるように、６本のハロゲンヒータそれぞれが異なる配光分布を有している。

複数の加熱ヒータ２１０は、補助駆動ローラ２０４の回転方向に直交する軸方向において、第１のハロゲンヒータ２１１，２１６と、第２のハロゲンヒータ２１２，２１４，２１５と、第３のハロゲンヒータ２１３と、を有する。第１のハロゲンヒータ２１１，２１６は、補助駆動ローラ２０４の回転方向に直交する軸方向において、中央領域を主に加熱する。第２のハロゲンヒータ２１２，２１４，２１５は、補助駆動ローラ２０４の軸方向において、中央領域を境にした端部領域を主に加熱する。第３のハロゲンヒータ２１３は、補助駆動ローラ２０４の軸方向において、中央領域と端部領域を含む軸方向全体の領域を加熱する。補助駆動ローラ２０４の回転方向に直交する軸方向における中央領域は、Ｄ１とＤ２の間の領域である。補助駆動ローラ２０４の軸方向における中央領域を境にした端部領域は、Ｄ１を境にした一方の端部領域と、Ｄ２を境にした他方の端部領域とがある。端部領域を主に加熱する第２のハロゲンヒータ２１２，２１４，２１５は、軸方向両側の端部領域を主に加熱する。

なお、補助駆動ローラ２０４の回転方向に直交する軸方向は、画像形成装置の前後方向と一致しており、中央領域のＤ１を境にした一方の端部領域は画像形成装置の前側の端部領域、Ｄ２を境にした他方の端部領域は画像形成装置の後側の端部領域である。

ハロゲンヒータ２１１～２１６は、それぞれ独立して投入電流値を設定可能な構成となっている。またハロゲンヒータの電力はハロゲンヒータ２１１、２１２、２１３、２１６が１０００Ｗ、ハロゲンヒータ２１４、２１５が５００Ｗとなっている。これにより、前後方向の幅寸法が小さい記録材を連続的に通紙した場合でも、端部領域を主に加熱するハロゲンヒータの点灯比率を下げることで、補助駆動ローラ２０４の両端部の蓄熱を抑制することが可能である。ここで、前後方向は、画像形成装置の前後方向であり、記録材の搬送方向に直交する幅方向と一致する。また、端部領域を主に加熱するハロゲンヒータは、前述したとおりハロゲンヒータ２１２、ハロゲンヒータ２１４、ハロゲンヒータ２１５である。

ヒータサーミスタ２３１ａ、２３１ｂは、それぞれ補助駆動ローラ２０４の軸方向における中央と端部の温度を検出している。第２のヒータサーミスタ２３１ｂは、補助駆動ローラ２０４の軸方向における中央領域に配置されている。第１のヒータサーミスタ２３１ａは、補助駆動ローラ２０４の軸方向における中央領域のＤ１を境にした一方の端部領域に配置されている。第１のヒータサーミスタ２３１ａは、補助駆動ローラ２０４の軸方向中央に配置された第２のヒータサーミスタ２３１ｂに対して、軸方向外側に配置されている。ヒータサーミスタ２３１ａ、２３１ｂがＤ１、Ｄ２に重ならないように配置することで、補助駆動ローラ２０４（加熱ヒータ２１０）の中央領域と端部領域の温度を確実に検出することができる。

ここでは、補助駆動ローラ２０４の軸方向において、ハロゲンヒータ２１１～２１６の配熱部分が５００ｍｍ、Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ１２５ｍｍ、３７５ｍｍとした場合に、ハロゲンヒータ２１１のＤ１の外側は１００Ｗ、Ｄ１、Ｄ２の内側は８００Ｗ、Ｄ２の外側は１００Ｗとなる。

＜画像形成装置の制御ブロック＞
本実施例に係る画像形成装置１の制御ブロック図を図４に示す。制御部３０は、画像形成装置１の基本制御を行うＣＰＵ３００、制御プログラムやアプリケーションプログラムが格納されるＲＯＭ３０１、制御プログラムの処理を実行するためのワークエリアとして機能するＲＡＭ３０２、を有する。制御部３０は、電源がＯＦＦされてもデータが保持されるＥＥＰＲＯＭ３０３、制御のための周期的な時間間隔の生成や２点間の経過時間測定が可能なタイマ３０４、を有する。制御部３０は、ユーザに対する画面表示やユーザによるタッチ入力を受け付けるＵＩ３０５、ホストコンピュータ（不図示）やネットワークに接続されたデータ収集サーバ（不図示）等とデータ送受信を行う通信Ｉ／Ｆ３０６、を有する。

制御部３０には、加圧ローラ２０３を駆動する加圧駆動モータ３１０、定着ベルト２０１を回転駆動する駆動手段としてのベルト駆動モータ３１１、定着装置２００の温度調整に用いられる複数のヒータを有する加熱ヒータ２１０が接続されている。加圧駆動モータ３１０、ベルト駆動モータ３１１、加熱ヒータ２１０は、それぞれ制御部３０からの制御信号に基づき制御される。

また、制御部３０には、以下の各種サーミスタやセンサが接続され、それぞれ制御部３０からの制御信号に基づき制御される。具体的には、制御部３０には、ベルトの表面の温度を検出するベルト温度検出手段としてのベルトサーミスタ２３０、加熱ヒータ２１０の温度を検出するヒータ温度検出手段としてのヒータサーミスタ２３１（２３１ａ，２３１ｂ）が接続されている。また、制御部３０には、ベルトの回転速度を検出するためのベルト速度検出手段が接続されている。ここでは、ベルト速度検出手段は、ベルトに当接するように設置される当接コロ２２０と、当接コロ２２０の回転を検知する回転検知センサ２２１と、からなる。また、制御部３０には、用紙を検知する定着前センサ２４０、定着後センサ２４１が接続されている。定着前センサ２４０は、用紙の搬送方向において定着装置２００の上流に設置され、定着装置２００に用紙が搬送されるタイミングを検知する。定着後センサ２４１は、定着装置２００の下流に設置され、定着後の用紙が搬送されたタイミングを検知する。また、制御部３０には、定着ドア２５１が開いたことを検知する定着ドアセンサ２５０が接続されている。

ＣＰＵ３００は、定着ドアセンサ２５０が開いたことを検知すると、直ちにＪＯＢを停止し、加熱ヒータ２１０を止め、加圧駆動モータ３１０、及びベルト駆動モータ３１１の駆動を停止させる。

＜定着装置の温調制御＞
図５を用いて、定着装置２００の温調制御について説明する。図５は、定着装置２００の温度制御を示すフローチャートである。定着装置２００の温調制御には、ウォームアップ制御、スタンバイ制御、及びプリント制御の一連の温度制御がある。ウォームアップ制御は、電源ＯＮ起動時から所定の温度まで定着装置２００を温め、プリント準備する為の制御（ステップＳ４００～４０２）である。スタンバイ制御は、ＪＯＢ開始まで所定の温度を維持する制御（ステップＳＳ４０３～４０５）である。プリント制御（ステップＳ４０６～４０９）は、ＪＯＢ内容に応じた目標温度に設定する制御である。

ステップＳ４００において、ＣＰＵ３００はベルト２０１の速度をウォームアップ時の速度に設定し、その設定した速度でベルト２０１の駆動を開始する。本実施例の定着装置２００は、ウォームアップ時は３４８ｍｍ／ｓの速度でベルト２０１を回転駆動する。

ステップＳ４０１において、ＣＰＵ３００は加熱ヒータ２１０の設定温度をウォームアップ用の目標温度に設定し、加熱ヒータ２１０の加熱を開始する。

ステップＳ４０２において、ＣＰＵ３００はヒータサーミスタ２３１から検出される加熱ヒータ２１０の温度が前記ステップＳ４０１にて設定した目標温度に達するまで待ち、目標温度に達したらステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３において、ＣＰＵ３００はベルト２０１の速度をスタンバイ用の速度に変速する。本実施例の定着装置２００は、静音性の観点から最低速度で駆動させ、スタンバイ時は５０ｍｍ／ｓまでベルト２０１の速度を落とす。

ステップＳ４０４において、ＣＰＵ３００は加熱ヒータ２１０をスタンバイ用の目標温度に設定する。

ステップＳ４０５において、ＣＰＵ３００はＪＯＢ開始まで待ち、ＪＯＢが開始したら、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６において、ＣＰＵ３００は定着させる用紙サイズ、坪量などの情報を含むＪＯＢ内容を取得する。

ステップＳ４０７において、ＣＰＵ３００はステップＳ４０６で取得したＪＯＢ内容に応じた、ベルト２０１の目標速度に変速する。本実施例の定着装置２００では、ベルトの目標速度を、用紙の坪量に応じて、３４８ｍｍ／ｓ、２４８ｍｍ／ｓ，１７４ｍｍ／ｓと切り替える。

ステップＳ４０８において、ＣＰＵ３００はステップＳ４０６で取得したＪＯＢ内容に応じたプリント目標温度に、加熱ヒータ２１０の目標温度を設定する。

ステップＳ４０９において、ＣＰＵ３００はＪＯＢ終了したかを判定し、ＪＯＢが終了するまでステップＳ４０９を繰り返し、ＪＯＢが終了したならステップＳ４０３に戻り、次のＪＯＢまでスタンバイする。

なお、本実施例の定着装置２００では、取得したＪＯＢが終了するまで、加熱ヒータ２１０の温度およびベルト２０１の速度は、前述のＪＯＢ内容に応じた目標温度および目標速度に維持されるように制御される。

このように、定着装置２００の一連の温調制御には、電源ＯＮ起動直後に実施するウォームアップ制御、ＪＯＢ開始までベルト低速のまま定着温度を維持するスタンバイ制御、ＪＯＢ中に実施し、ＪＯＢに応じたベルト速度や温度に設定するプリント制御がある。

＜定着ベルトの速度制御＞
次に、定着ベルト２０１の速度補正制御について説明する。図６は、回転検知センサ２２１を用いた定着ベルト２０１のフィードバック速度補正制御を示すフローチャートである。

本実施例の定着装置２００では、図５のステップＳ４０３におけるスタンバイ駆動時を除き、図５のステップＳ４００のウォームアップ駆動時、及びステップＳ４０７のプリント駆動時に、定着ベルト２０１のフィードバック速度制御を実施する。本実施例における回転検知センサ２２１の回転検知閾値は１００ｍｍ／ｓである。その為、回転検知閾値を下回る図５のステップＳ４０３におけるスタンバイ駆動時は、定着ベルト２０１のフィードバック速度制御は実施しない。

ステップＳ５００において、ＣＰＵ３００はベルト駆動モータ３１１が駆動中であるかを判定し、駆動していればステップＳ５０１に進み、そうでなければ処理を終了する。

ステップＳ５０１において、ＣＰＵ３００はステップＳ５００で駆動したベルト駆動モータ３１１によるベルト２０１の目標速度がスタンバイ駆動時のベルト速度よりも速いかを比較する。ここで、ベルト２０１の目標速度が、スタンバイ駆動時のベルト速度よりも速ければステップＳ５０２に進み、そうでなければ処理を終了する。

ステップＳ５０２において、ＣＰＵ３００はタイマ３０４を用いて、ステップＳ５００で駆動開始してからの経過時間の測定を開始する。

ステップＳ５０３において、ＣＰＵ３００はステップＳ５０２で測定を開始しているタイマ３０４の経過時間を取得し、ベルト２０１の安定駆動に必要な安定駆動時間が経過するまで待つ。ＣＰＵ３００は、安定駆動に必要な安定駆動時間が経過しているなら、ステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４において、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１からパルス信号が取得できるかを確認し、取得できるならステップＳ５０５へ進み、そうでなければ正常に速度検知ができないと判定し、処理を終了する。

ステップＳ５０５において、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１から入力されるパルス信号のパルス数をカウントし、ＲＡＭ３０２に格納する。また、ＣＰＵ３００は、タイマ３０４を用い、所定のパルス数カウントされるまでにかかる時間を測定する。本実施例では、当接コロ２２０の３周分に相当するパルス数を測定する。

ステップＳ５０６において、ＣＰＵ３００は、所定のパルス数カウントできるまで待ち、カウントが完了したらステップＳ５０６へ進む。

ステップＳ５０７において、ＣＰＵ３００はステップＳ５０４からの所定のパルス数カウントできるまでのパルス測定時間と理論時間とを比較する。パルス測定時間の方が理論時間よりも（短ければ）長ければステップＳ５０８へ進み、そうでなければステップＳ５０９に進む。

ステップＳ５０８において、ＣＰＵ３００はベルト２０１の速度を速度差に応じて減速設定する。

一方、ステップＳ５０９において、ＣＰＵ３００はベルト２０１の速度を速度差に応じて加速設定する。

ステップＳ５０９、Ｓ５０９において速度差とは、前記所定のパルス数の理論時間に相当するベルト速度（モータ速度）を基準にした、前記所定のパルス数カウントできるまでのパルス測定時間に相当するベルト速度（モータ速度）との速度差である。

ステップＳ５１０において、ＣＰＵ３００はベルト２０１が停止するまでステップＳ５０５に戻り、繰り返す。ベルト２０１が停止した場合は、フローを終了する。

図７に、図６のフィードバック速度制御を実施した際のタイミングチャートを示す。

図７において、ベルト速度は、ベルト２０１が実際に回転している速度を波形にしたものである。入力波形は、回転検知センサ２２１が当接コロ２２０に搭載されるスリット（不図示）を読み取って出力されるパルス信号である。モータ速度設定は、ＣＰＵ３００がベルト駆動モータ３１１に設定している速度値である。

Ｔ５５０は、図６のステップＳ５００にあたり、ベルト駆動を開始するタイミングである。

Ｔ５５１は、図６のステップＳ５０３において、ベルト２０１の安定駆動に必要な安定駆動時間が経過したタイミングである。

Ｔ５５２、Ｔ５５３、Ｔ５５４は、図６のステップＳ５０５～Ｓ５０６の所定のパルス数カウントを取得し、図６のステップＳ５０８、ステップＳ５０９のベルト２０１の速度に速度差に応じたフィードバック速度制御がかかるタイミングである。このとき、ベルト２０１を回転駆動するベルト駆動モータ３１１の速度設定は、ベルト目標速度５６０との差に応じて、微調整される。ここで、ベルト目標速度５６０は、所定のパルス数をカウントするのにかかる理論時間に相当するベルト速度（モータ速度）である。このベルト目標速度５６０は、図６のステップＳ５０７にて所定のパルス数をカウントするのにかかったパルス測定時間に相当するベルト速度（モータ速度）と比較される。

このように、回転検知センサ２２１から出力されるパルス信号を用いて、ベルト２０１の回転速度を算出できる。算出したベルト２０１の回転速度を、目標とするベルト２０１の回転速度と比較することで、ベルト２０１の回転速度を微調整し、より精度の高いベルト駆動制御が可能になる。

＜ヒータ制限による保護制御＞
ベルト方式の定着装置２００において、ベルト２０１は、一周回転移動する過程で放熱したり、ニップ部２６２で用紙に熱を与えたりすることで温度が低下する。ＣＰＵ３００は、このベルト２０１の温度の低下量を予測し、ニップ部２６２でのベルト２０１の温度が目標温度に保たれるよう、ヒータ２１０の投入電力を決定している。しかし、ベルト２０１が停止していたり、ベルト２０１が目標速度で動作していなかったりした場合は、この予測と実態が乖離するため、ベルト２０１に対して過度に熱を与えてしまうことがあり、装置の故障につながる可能性がある。

したがって、ベルト２０１が動作していないことが想定される場合、補助駆動ローラ２０４内部の加熱ヒータ２１０の出力を制限して装置の故障を回避する、ヒータ制限動作を実施する。

以下、図８、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）、図１０（ｂ）を用いて、ヒータ制限動作について説明する。

図８は、ベルトの速度異常を検知する速度異常検知制御のフローチャートである。ＣＰＵ３００は、ベルトが動作していないことが想定される場合、ヒータ制限動作を実施する。ヒータ制限の実施は、前述の定着ベルト２０１の速度制御と同様の理由から、回転検知閾値を下回る図５のステップＳ４０３におけるスタンバイ駆動時を除き、図５のステップＳ４００のウォームアップ駆動時、及びステップＳ４０７のプリント駆動時に実施する。

ステップＳ６００において、ＣＰＵ３００はベルト駆動モータ３１１の制御状況を取得し、駆動中であればステップＳ６０１へ進み、停止中であれば再度ステップＳ６００を実行する。

ステップＳ６０１において、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１からパルス信号が取得できるかを確認し、取得できるならステップＳ６０２へ進み、そうでなければベルト２０１が停止している可能性があると判定し、ステップＳ６０７へ進む。

ステップＳ６０２において、ＣＰＵ３００は、ベルト駆動モータ３１１の制御状況を取得し、変速中であればパルス信号の検知結果が常に変化するので１サイクル終了としてステップＳ６００へ進み、変速中でなければステップＳ６０３へ進む。

ここで、変速中とは、ベルト２０１の駆動を開始するタイミング（図６のＳ５００、図７のＴ５５０）から、ベルト２０１の安定駆動に必要な安定駆動時間が経過するタイミング（図６のＳ５０３、図７のＴ５５１）までの間に相当する。

ステップＳ６０３において、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１から入力されるパルス信号のパルス数をカウントし、ＲＡＭ３０２に格納する。また、ＣＰＵ３００は、タイマ３０４を用い、所定のパルス数カウントされるまでにかかる時間を測定する。本実施例では、当接コロ２２０の３周分に相当するパルス数を測定する。

ステップＳ６０４において、ＣＰＵ３００は、所定パルス数カウントできるまで待ち、カウントが完了したらステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０５において、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６０３からの所定のパルス数カウントできるまでのパルス測定時間と理論時間とを比較する。ここで、パルス測定時間と比較する理論時間は正負それぞれマージン（範囲）を持つ。したがって、パルス測定時間がこの理論時間の範囲内であればベルト２０１の回転速度が正常であるとしてステップＳ６０６へ進み、そうでなければベルト２０１の回転速度が異常であるとしてステップＳ６０７に進む。

ステップＳ６０６において、ＣＰＵ３００は、パルス測定時間が理論時間範囲内であるため、回転検知センサ２２１とベルト２０１（ベルト駆動モータ３１１）が故障していないと判定する。すなわち、ＣＰＵ３００は、故障検出フラグをＦＡＬＳＥにし、ＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶してステップＳ６００に進む。故障検出フラグをＦＡＬＳＥにすることで、ＣＰＵ３００は、後述する図１１にて故障個所特定制御を実施しない。

一方、ステップＳ６０７において、ＣＰＵ３００は、パルス測定時間が理論時間範囲内でないため、回転検知センサ２２１とベルト２０１（ベルト駆動モータ３１１）が故障している可能性があると判定する。すなわち、ＣＰＵ３００は、故障検出フラグをＴＲＵＥにし、ＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶してステップＳ６０８に進む。故障検出フラグをＴＲＵＥにすることで、ＣＰＵ３００は、後述する図１１にて故障個所特定制御を実施する。

このように、ＣＰＵ（異常判定手段）３００は、ベルト速度検出手段を構成する当接コロ２２０及び回転検知センサ２２１により検出したベルト回転速度が、目標とするベルト回転速度から所定の範囲内でないときに、ベルト２０１の回転速度が異常であると判定する。

ステップＳ６０８において、ＣＰＵ３００は、複数のハロゲンヒータのうちの少なくとも１つのハロゲンヒータを停止する、ヒータ制限を実施する。具体的には、ＣＰＵ３００はハロゲンヒータ２１３とハロゲンヒータ２１６の出力電流値を０に固定する。このヒータ制限を実施すると、以降はこのヒータ制限状態を継続するため、ＣＰＵ３００は図８に示す速度異常検知制御を終了する。

図９（ａ）は、定着ベルト２０１のある一点の温度に注目して、この点が印刷中に一周回転移動する際の温度推移を示したグラフである。また図９（ａ）は、ヒータ制限を実施していないときの定着ベルト２０１の温度推移を示したグラフである。図９（ａ）において、縦軸は温度ｔであり、横軸はベルト走行距離ｄである。また、図中のＬはベルト２０１の周長を示す長さである。

まず、Ｔ６０１は定着ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面から離れるベルト接触終点２６１（図２（ａ）参照）における温度を示している。ベルト２０１の温度は補助駆動ローラ２０４の外周面から離れると、放熱により徐々に降下する。そのため、ベルト２０１は、目標温度であるｔＴａｒｇｅｔより高い温度ｔＨｅａｔで補助駆動ローラ２０４の外周面から離脱する。

次に、Ｔ６０２は前記定着ベルト２０１のある点がベルトサーミスタ２３０に到達したタイミングにおける温度を示している。このポイントでベルト２０１の温度は目標温度ｔＴａｒｇｅｔ付近であるように制御される。

続いて、Ｔ６０３はニップ部２６２におけるベルト２０１の温度を示している。ニップ部２６２では、定着ベルト２０１は用紙に熱を与えるため、ｄＴｄ〔℃〕だけ温度が降下する。この温度の降下量は通紙中の用紙のサイズや坪量、補助駆動ローラ２０４の蓄熱状況などにより変動する。

続くＴ６０４は、定着ベルト２０１が補助駆動ローラ２０４の外周面に接触するベルト接触始点２６０（図２（ａ）参照）における温度を示している。定着ベルト２０１はここから再度、補助駆動ローラ２０４によりｄＴｕ（ｂ）〔℃〕だけ熱を与えられ、ベルト接触終点２６１に到達するタイミングＴ６０５までに温度をｔＨｅａｔまで取り戻す。

この１周のサイクルを繰り返すことで、通紙中の定着ベルト２０１の温度を維持している。そして、前記定着ベルト２０１のある点が２周目のベルトサーミスタ２３０に到達したタイミングＴ６０６における温度がｔＴａｒｇｅｔ〔℃〕付近となる。

次に図９（ｂ）は、定着ベルト２０１のある一点の温度に注目して、この点が印刷中に一周回転移動する際の温度推移を示したグラフである。また図９（ｂ）は、ヒータ制限を実施しているときの定着ベルト２０１の温度推移を示したグラフである。

図９（ｂ）中Ｔ６１１、Ｔ６１２、Ｔ６１３、Ｔ６１４、Ｔ６１５、Ｔ６１６それぞれのタイミングは、図９（ａ）におけるＴ６０１、Ｔ６０２、Ｔ６０３、Ｔ６０４、Ｔ６０５、Ｔ６０６の位置とそれぞれ対応する。

図９（ａ）に示すヒータ制限の非実施時と図９（ｂ）に示すヒータ制限の実施時との差は、補助駆動ローラ２０４の発熱量が低下したことにより、Ｔ６１４～Ｔ６１５にかけての温度上昇幅ｄＴｕ（ｃ）〔℃〕が低減していることである。これによって、ベルトの２周目のベルトサーミスタ２３０の到達タイミングＴ６１６の温度が、ｔＴａｒｇｅｔ〔℃〕に到達できていないことが分かる。すなわち、前記定着ベルト２０１のある点が２周目のベルトサーミスタ２３０に到達したタイミングＴ６１６における温度が、１周目のｔＴａｒｇｅｔ〔℃〕付近よりｄＴｌ〔℃〕だけ低下していることが分かる。

図１０（ａ）では、ヒータ制限を実施した状態で通紙を続けた場合の、ベルトサーミスタ２３０で観測できるベルト２０１の温度推移を示している。図１０（ａ）中に示したタイミングＴ６２０～Ｔ６２５は、定着ベルト２０１のある点が走行距離Ｌ進んだ毎のタイミングを示している。

図９（ｂ）で説明した通り、ヒータ制限の実施中は定着ベルト２０１が一周ごとに温度がｄＴｌ〔℃〕低下していた。紙間を維持したまま通紙を継続すると、ベルト２０１の温度は一周するたびｄＴｌ〔℃〕低下していき、目標温度であるｔＴａｒｇｅｔから乖離してゆく様子がわかる。このまま印刷を継続すると、ニップ部２６２でのベルト２０１の温度が、トナーを用紙に定着可能とする温度を下回ってしまい、未定着となってしまうため望ましくない。

図１０（ｂ）は、ヒータ制限の実施中に給紙間隔をベルト２０１の周長Ｌの２倍開けて通紙した際のベルト２０１の温度推移を示している。用紙がニップ部２６２を通過した後の温度検出タイミングＴ６３１では、ベルト２０１の温度は目標温度ｔＴａｒｇｅｔからｄＴｌ〔℃〕だけ低下した値を示している。この後、ベルト２０１は再度ニップ部２６２へ向かうが、給紙間隔を空けたことで用紙に熱が奪われることによるｄＴｄ〔℃〕の降温が発生しない。これによって、定着ベルト２０１は２周目のタイミングＴ６３２までにｔＴａｒｇｅｔまで温度を取り戻している様子が分かる。このように、給紙間隔を広げることで、ヒータ制限による発熱量の低下を補うことが可能となる。なお、今回は紙間をベルト２０１の周長Ｌの２倍とする例を示したが、これは一例であり、これに限定されるものではない。例えば、用紙によって発生するベルト２０１の降温ｄＴｄ〔℃〕の大きさや、ヒータ制限の実施によって起きるベルト一周当たりの温度降下ｄＴｌ〔℃〕が変化した場合は、給紙間隔を増減させて対応することとなる。

＜故障個所の特定について＞
前回の電源ＯＦＦ前に、図６に示す速度異常検知制御を実行した際に、ステップＳ６０６もしくはステップＳ６０７で、ＣＰＵ３００はＥＥＰＲＯＭ３０３に故障検出フラグを記憶している。記憶した故障検知フラグがＴＲＵＥの時は、当接コロ２２０や回転検知センサ２２１の故障、もしくはベルト２０１が駆動できていない定着ユニット２０７の故障が想定される。

そこで本実施例では、ＣＰＵ３００は、図１１に示す電源起動後のウォームアップ制御時に、故障個所特定制御を実施し、ＪＯＢ開始前に故障個所を特定する。

ステップＳ７００において、ＣＰＵ３００は、図６のステップＳ６０６もしくはステップＳ６０７でＥＥＰＲＯＭ３０３に記憶している故障検出フラグを取得する。

ステップＳ７０１において、ＣＰＵ３００は、取得した故障検出フラグがＴＲＵＥであればＳ７０２、ＦＡＬＳＥであればＳ７０７に進む。

ステップＳ７０２において、ＣＰＵ３００は、定着装置２００の故障個所を特定する故障個所特定制御を開始する。詳細は図１２を用いて後述する。

ステップＳ７０３において、ＣＰＵ３００は、ステップＳ７０２の故障個所特定制御の結果、ベルト駆動に異常があるかを判定し、異常がなければステップＳ７０５、異常があればステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４において、ＣＰＵ３００は、定着装置２００に故障があると特定して、ＵＩ３０５を用いて、ベルト２０１、ベルト駆動モータ３１１を含む定着ユニット２０７の交換が必要であることをユーザに通知する。そして、ＣＰＵ３００は、定着ウォームアップ制御を実行せず停止し、処理を終了する。

ステップＳ７０４は、定着装置の故障により印刷処理を継続できない状況である。ＣＰＵ３００は、定着ユニット２０７が故障であると特定した場合は、定着ユニット２０７の交換が必要であることをユーザに通知し、画像形成装置の使用の禁止を通知する。

図１３（ａ）に、図１１においてステップＳ７０４の定着装置に故障があると特定されたときのＵＩ３０５への表示内容を例示した図を示す。ここでは、ＵＩ３０５として、画像形成装置１に有線（または無線）で接続された操作部４を例示している。図１３（ａ）に示すように、ＣＰＵ３００は、操作部４（ＵＩ３０５）の表示領域に定着ユニットの故障である旨を表示し、以降のユーザからのＵＩ操作を受け付けないようにし、画像形成装置の印刷機能の使用を禁止することを表示する。また、故障個所を示すコードと、これをサービスマンに連絡する指示を併せて操作部４に表示することで、故障に対する復旧を迅速に対処できるような内容としている。

一方、ステップＳ７０５において、ＣＰＵ３００は、ステップＳ７０２の故障個所特定制御の結果、ベルト駆動には異常はなかったが、速度検知に異常があるかを判定し、異常があればステップＳ７０６に進み、異常がなければステップＳ７０７に進む。

なお、ステップＳ７０５において、ＮＯ（異常がない）に進むケースは電源ＯＦＦ時にベルト駆動、速度検知共に交換作業が行われ、正常に復帰したことを想定している。

ステップＳ７０６において、ＣＰＵ３００は、定着装置２００に故障箇所があると特定して、ＵＩ３０５を用いて、定着装置２００の部品交換の必要があると警告を通知し、当接コロ２２０や回転検知センサ２２１の交換を促す。しかし、図６のステップＳ６０７のようにヒータ制限は実施されるものの、ステップＳ７０４と異なり、ベルト２０１は駆動に異常がない為、ステップＳ７０７に進む。

ここで、ステップＳ７０６は、定着装置２００の故障個所が当接コロ２２０や回転検知センサ２２１からなるベルト速度検出手段であると特定されていて、画像形成装置の印刷処理は継続可能と判断された状況である。ＣＰＵ３００は、ベルト速度検出手段が故障であると特定した場合は、当接コロ２２０や回転検知センサ２２１の交換が必要であることをユーザに通知し、画像形成装置の使用の継続を通知する。

図１３（ｂ）に、図１１においてステップＳ７０６の定着装置２００の故障個所が当接コロ２２０や回転検知センサ２２１からなるベルト速度検出手段（定着速度検知機構）であると特定されたときのＵＩ３０５への表示内容を例示した図を示す。図１３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３００は、操作部（ＵＩ３０５）にプリント受付画面を表示する。それとともに、ＣＰＵ３００は、操作部（ＵＩ３０５）の装置ステータス通知エリア８０１に、定着装置２００の故障個所がベルト速度検出手段（当接コロ２２０や回転検知センサ２２１）である旨を表示し、それにより機能制限がかかる可能性がある旨を表示する。ここで、故障に対するユーザへの指示は、特に表示しておらず、サービスマンが点検の際に本メッセージを確認して、修理、交換などの対処を実施する。

そしてステップＳ７０７において、ＣＰＵ３００は、図５のステップＳ４００、Ｓ４０１のように正常時と同様にウォームアップ制御を開始し、ＪＯＢを受け付ける準備を行う。

次に図１２を用いて故障個所を特定する故障個所特定制御について説明する。図１２は、故障個所を特定する故障個所特定制御のフローチャートを示す。図１２に示す故障個所特定制御は、図１１のステップＳ７０２にて実施される故障個所特定制御である。

ＣＰＵ３００は、ベルト２０１の回転速度が異常であると判定した後（図８のＳ６０７）に、図１２に示す故障個所特定制御フローを実施し、定着装置２００の故障個所を特定する。以下、詳しく説明する。

ステップＳ７１０において、ＣＰＵ３００は、ベルト駆動モータ３１１の駆動を開始し、ベルト２０１を回転駆動させる。

ステップＳ７１１において、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１からベルトの回転を検知できるかを判定し、速度検知できればステップＳ７１２に進み、そうでなければステップＳ７１３に進む。すなわち、ＣＰＵ３００は、回転検知センサ２２１からパルス信号が取得できるかを確認し、取得できるならステップＳ７１２に進み、そうでなければステップＳ７１３に進む。

ステップＳ７１２において、ＣＰＵ３００は、ベルト駆動、速度検知共に正常と判定し、故障個所特定制御フローを終了する。

ステップＳ７１３において、ＣＰＵ３００は、ベルトサーミスタ２３０を用いて、加熱前のベルト２０１の温度を取得する。ここで取得したベルト２０１の温度を第１の温度とする。

ステップＳ７１４において、ＣＰＵ３００は、加熱ヒータ２１０のヒータ加熱を開始する。

すなわち、ベルト２０１の第１の温度は、加熱ヒータ２１０によりベルト２０１の加熱を開始する前に、ベルトサーミスタ２３０により検出したベルト２０１の温度である。

ステップＳ７１５において、ＣＰＵ３００は、タイマ３０４を用いて、経過時間の測定を開始させ、ステップＳ７１３からの経過時間が所定時間経過するまで待ち、前記所定時間を経過していたらステップＳ７１５に進む。

ステップＳ７１６において、ＣＰＵ３００は、ベルトサーミスタ２３０を用いて、前記所定時間経過後のベルト２０１の温度を取得する。ここで取得したベルト２０１の温度を第２の温度とする。すなわち、ベルト２０１の第２の温度は、ベルト２０１の第１の温度を検出してから所定時間経過した後にベルトサーミスタ２３０により検出したベルト２０１の温度である。

ステップＳ７１７において、ＣＰＵ３００は、ステップＳ７１３で取得した加熱前のベルト２０１の第１の温度と、ステップＳ７１６で取得した所定時間経過後のベルト２０１の第２の温度との差と、予め設定した閾値とを比較する。

ここで、閾値は、雰囲気温度の変化によるベルト２０１の温度上昇などの加熱ヒータ以外の要因によるベルト２０１の温度上昇を除き、加熱ヒータ２１０によるベルト２０１の温度上昇に特定できるように適宜設定されるべきものである。

ステップＳ７１７において、前記ベルト２０１の第１の温度と第２の温度との差が、閾値を超えた場合は、ステップＳ７１８に進み、閾値以下の場合は、ステップＳ７１９に進む。

ステップＳ７１８において、ＣＰＵ３００は、ベルトサーミスタ２３０がベルト２０１の温度の上昇が検知できることから、ベルト２０１は正常に回転していると判断し、速度検知に異常があると判定する。

すなわち、ＣＰＵ３００は、ベルト２０１の回転速度が異常であると判定した後に、ベルト２０１の第１の温度と第２の温度との差が、閾値を超えた場合は、ベルト速度検出手段（当接コロ２２０と回転検知センサ２２１）が故障であると特定する。

そして、ベルト速度検出手段が故障であると特定した場合は、前述したように、ＣＰＵ３００は、画像形成装置の使用の継続を通知する。具体的には、図１３（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３００は、画像形成装置本体３に接続された操作部４に、画像形成装置の使用を継続するプリント受付画面を表示するとともに、定着装置２００の故障個所がベルト速度検出手段である旨を表示する。

ステップＳ７１９において、ＣＰＵ３００は、加熱ヒータ２１０によってベルト２０１を加熱しても、ベルトサーミスタ２３０がベルト２０１の温度上昇を検知できないことから、ベルト２０１は回転できていないと判定し、ベルト駆動に異常があると判定する。

すなわち、ＣＰＵ３００は、ベルト２０１の回転速度が異常であると判定した後に、ベルト２０１の第１の温度と第２の温度との差が、閾値以下の場合は、定着ユニット２０７が故障であると特定する。

そして、定着ユニット２０７が故障であると特定した場合は、前述したように、ＣＰＵ３００は、画像形成装置の使用の禁止を通知する。具体的には、図１３（ａ）に示すように、ＣＰＵ３００は、以降のユーザからのＵＩ操作を受け付けないようにし、操作部４に画像形成装置の印刷機能の使用を禁止することを表示するとともに、定着装置２００の故障個所が定着ユニット２０７である旨を表示する。

なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、故障個所特定時にその故障個所を通知する通知手段について、操作部４（ＵＩ３０５）を用いた通知について例示したものであり、これに限定されるものではない。例えば、通信Ｉ／Ｆ３０６を介して接続されたホストコンピュータ（不図示）に対して通知を実施しても良い。あるいは、通信Ｉ／Ｆ３０６を介して直接ネットワーク（不図示）に接続し、メンテナンス会社のサーバ（不図示）へ故障個所特定結果を通知しても構わない。

このように、ベルトの速度検知と温度検知を併用して定着装置２００の故障個所を特定することで、速度検知側（当接コロ２２０や回転検知センサ２２１）に故障があるのか、それともベルト駆動側（定着ユニット２０７）に故障があるのかを特定することができる。これにより、交換必要な部品のみを交換できるようになるため、部品交換に関わるコストを抑えることができる。

なお、ここでは、画像形成装置として複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録材に一括して転写する画像形成装置を例示して説明したが、これに限定されるものではない。記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

１ …画像形成装置
４ …操作部
３０ …制御部
２００ …定着装置
２０１ …定着ベルト（ベルト）
２０２ …加圧パッド
２０３ …加圧ローラ
２０４ …補助駆動ローラ
２０５ …張架ローラ
２０７ …定着ユニット
２１０ …加熱ヒータ（加熱手段）
２２０ …当接コロ（ベルト速度検出手段）
２２１ …回転検知センサ（ベルト速度検出手段）
２３０ …ベルトサーミスタ（ベルト温度検出手段）
２３１ …ヒータサーミスタ
２６０ …ベルト接触始点
２６１ …ベルト接触終点
２６２ …ニップ部
３００ …ＣＰＵ（異常判定手段）
３０１ …ＲＯＭ
３０２ …ＲＡＭ
３０３ …ＥＥＰＲＯＭ
３０４ …タイマ
３０５ …ＵＩ
３０６ …通信Ｉ／Ｆ
３１０ …加圧駆動モータ
３１１ …ベルト駆動モータ
８０１ …ステータス通知領域

Claims (11)

1. 無端状で回転可能なベルトと、前記ベルトを回転駆動する駆動手段と、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を含む定着ユニットと、
   前記ベルトに当接し、前記ベルトとの間でニップ部を形成する加圧ローラと、
   前記ベルトの回転方向において前記加熱手段とは異なる位置で前記ベルトの温度を検出するベルト温度検出手段と、
   前記ベルトの回転速度を検出するベルト速度検出手段と、
   前記ベルト速度検出手段により検出したベルト回転速度が、目標とするベルト回転速度から所定の範囲内でないときに前記ベルトの回転速度が異常であると判定する異常判定手段と、を有し、
   前記異常判定手段は、前記ベルトの回転速度が異常であると判定した後に、前記加熱手段により前記ベルトの加熱を開始する前に前記ベルト温度検出手段により検出した前記ベルトの第１の温度と、前記ベルトの第１の温度を検出してから所定時間経過した後に前記ベルト温度検出手段により検出した前記ベルトの第２の温度との差が、予め設定した閾値を超えた場合は、前記ベルト速度検出手段が故障であると特定し、閾値以下の場合は、前記定着ユニットが故障であると特定する、故障個所特定制御を行う、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記異常判定手段は、前記ベルト速度検出手段が故障であると特定した場合は、画像形成装置の使用の継続を通知し、前記定着ユニットが故障であると特定した場合は、画像形成装置の使用の禁止を通知する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 情報を表示する表示部を含む操作部が、有線または無線により接続されており、
   前記異常判定手段は、前記ベルト速度検出手段が故障であると特定した場合は、画像形成装置の使用を継続することを前記操作部に表示し、前記定着ユニットが故障であると特定した場合は、画像形成装置の使用を禁止することを前記操作部に表示する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ベルト速度検出手段は、記録材の搬送方向に直交する幅方向において、前記ニップ部を通過する最大サイズの記録材の外側の領域で、前記ベルトに当接して前記ベルトの速度を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記ベルト速度検出手段は、前記ベルトに当接して従動して回転するコロ（２２０）と、前記コロの回転を検知するセンサ（２２１）と、を有し、回転する前記コロに形成されたスリットを前記センサにより検知することで前記ベルトの速度を検出する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記コロは金属製である、ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記ベルトを張架するローラ（補助駆動ローラ２０４）を有し、
   前記ベルト速度検出手段は、前記ベルトを介して前記ローラに当接して前記ベルトの速度を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記ローラは、前記駆動手段により駆動され、前記ベルトを回転駆動するローラ（補助駆動ローラ２０４）である、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記ローラは、前記加熱手段を内部に配置しており、
   前記ベルト温度検出手段（ベルトサーミスタ２３０）は、前記ベルトの回転方向において、前記ベルトが前記ローラの外周面から離間する接触終点（ベルト接触終点２６１）から、前記ベルトが前記ローラの外周面に接触する接触始点（ベルト接触始点２６０）までの間の、前記ベルトの前記ローラが接触していない領域に配置される、ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記ベルト温度検出手段は、前記ベルトの回転方向において、前記ベルトが前記ローラの外周面から離間する接触終点（ベルト接触終点２６１）から、前記ベルトと前記加圧ローラとのニップ部までの間の、前記ベルトの前記接触終点よりも前記ニップ部に近い領域に配置される、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記ベルト温度検出手段は、前記ベルトの前記加熱手段が配置された側に対向する側に配置される、ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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