JP4311797B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における定着装置に関するもので、特に、定着装置の温度制御及び複写システム制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置にあっては、感光体上に形成した静電潜像を現像装置から供給される現像剤により現像することによって得られた現像画像（以下、トナー像という）を記録紙上に転写し、この記録紙上に転写されたトナー像を定着装置によって定着することにより、画像形成プロセスを形成している。従来、このような画像形成プロセスに用いられている定着装置は、内部に加熱手段（ヒータ）を備えた定着ローラと、この定着ローラの外周面に圧接される加圧ローラとで定着手段が構成され、これら両ローラのニップ部に未定着トナーを保持した記録紙を通紙させることにより、トナーを加熱しながら加圧して記録紙上にトナー像を定着させている。そして、定着ローラの表面には、サーミスタ等の温度検出手段が配置され、この温度検出手段によって定着ローラの表面温度の温度検知が行われている。
【０００３】
この種の、従来の定着装置として（１）特開平３−６３６８４号公報には、定着ローラの加熱手段として複数（２本）のヒータを用い、それらのヒータを各種用紙サイズに応じて選択して加熱するようにし、一方のヒータが断線した場合には、他方のヒータによる点灯により定着可能な用紙サイズの記録紙のみのコピー動作が続行可能となるように複写システムを制御する記載が、（２）特開平８−１１５７８１号公報には、定着ローラの加熱手段に用いられる複数（２本）のヒータを電源手段に直列接続する状態と並列接続する状態とに選択的に切り替え可能にし、これらのヒータを温度立上げ時に所定時間直列接続して、その時の温度勾配と、温度立上げ後の並列接続への切り替えによる片方のヒータのみを点灯させた時の温度勾配とを比較することにより、ヒータの断線を検出する記載が、（３）特開平８−１２３２４５号公報には、定着ローラの加熱手段に用いられる複数（２本）のヒータを独立してＯＮ／ＯＦＦが行えるようにするとともに、これらのヒータを直列接続に切り替えてＯＮ／ＯＦＦ可能にし、ヒータの直列接続時の通電により、異常ヒータによる断線を検出する記載が、（４）特開平２−３０９３８２号公報には、定着ローラの加熱手段に用いられるヒータが１本の構成からなり、ヒータ点灯時の温度勾配が所定値以下であれば、ヒータの端子部分の接触不良として異常処理を行う記載がそれぞれ開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の定着装置では、（１）の場合、複数のヒータの組合せによって定着ローラ全体を加熱するようになっていることから、１本のヒータが断線しても他のヒータで定着ローラを加熱することにより、コピー動作を続行させることは可能であるが、断線したヒータに相当する定着ローラの加熱部位が加熱されないために、用紙サイズが限定されてしまう。また（２）の場合、ヒータ点灯開始時における立上り期間に、複数のヒータが所定時間直列接続させているために、その期間のヒータ電力がダウンし、ヒータの立上り時間が長くなり、これにより、コピー動作が可能になるまでの時間が遅くなる。また、（３）の場合、直列接続時の通電によりヒータの断線を検出しているために、１本のヒータが断線していると、全ヒータが断線状態を検出し、個々のヒータの断線を検出することができない。また（４）の場合、ヒータは１本であり、このヒータの端子部分の接触不良を検出するだけで、ヒータの断線自体を検出するものではない。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、前記のような定着装置のもつ問題を解決し、ヒータの断線検出時及び連続点灯時に、このヒータに対しての安全性を確保すると共に、定着ローラの破損を未然に防止できるようにした定着装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の加熱手段を有し、これら加熱手段により加熱され記録紙上のトナー像を定着させる定着ローラと加圧ローラとを有する定着手段と、この定着手段の表面温度を検出する複数の温度検出手段と、これら複数の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段を制御する制御手段とを有する複写装置の定着装置において、定着ローラは円筒状の芯金体であって、複数の温度検出手段のうちの一方の温度検出手段は芯金体表面における記録紙の通紙領域に配置され、他方の温度検出手段は記録紙の非通紙領域であると共に、芯金体の内面部或いは内包された箇所にそれぞれ配置され、前記制御手段は、前記定着ローラの表面温度が上昇中の所定の異なる２つの時間において前記複数の温度検出手段が検出した表面温度から表面温度データの変化量を算出し、この算出した表面温度データの変化量と、予めメモリに保存されている複数の表面温度データの変化量の基準値とを比較することにより、前記複数の加熱手段のうちのいずれか、又は全てが断線しているか否かの断線異常の判断を行うと共に、前記断線異常の判断に基づいて、断線以外の異常を検出するために前記表面温度がコピー可能温度に到達したか否かを判断する時間である監視タイマーの設定値を、初期値から初期値に余裕時間を加えた値に書き換えるよう構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御手段は、断線異常の判断に基づいて、複写動作時のコピースピードを所定の割合だけ低下させるか、又は通常スピードで行うかを決定するよう構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の定着装置における制御系の実施形態を示すものである。図１に示すように、この定着装置Ａは加圧ローラ１と定着ローラ２とを有し、定着ローラ２は円筒状の芯金体２ａを有し、この芯金体２ａ内には、複数本（図では、２本）の第１，２ヒータ３，４が設けられ、これら第１，２ヒータ３，４のうち一方の端子（図で、左側）は、リレー７（ＲＡ１）の接点を介して交流電源13にそれぞれ接続されると共に、他方の端子（図で、右側）は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行うためのトライアック10，12にそれぞれ接続され、トライアック10，12は、制御用ドライバ９，11を介してＣＰＵ８（中央演算処理装置）に接続されている。リレー７（ＲＡ１）はＣＰＵ８に接続された制御用ドライバ14によりＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、リレー７のＯＮ状態でトライアック10，12がＯＮしたとき、第１，２ヒータ３，４に対する通電が行われる。
【００１０】
ここで、通常記録紙は定着ローラ２のほぼ中央部を通過するため、この定着ローラ２には記録紙が通過する通紙領域Ｗ１と、ほとんど記録紙が通過しない非通紙領域Ｗ２，Ｗ３とが存在する。本発明ではこのことに着目し第１サーミスタ５は、記録紙の通紙領域Ｗ１である定着ローラ２のほぼ中央部に接触させて配置されている。一方、第２サーミスタ６は記録紙の非通紙領域Ｗ２であると共に、芯金体２ａ端部の内面部に接触させて配置されている。尚、この第２サーミスタ６の配設位置は、芯金体２ａより僅かな距離隔てた位置に固定或いは内包させてもよい。これら第１，２サーミスタ５，６は、ＣＰＵ８にそれぞれ接続され、第１，２サーミスタ５，６によって検出した定着ローラ２の表面温度のデータをＣＰＵ８に入力するようになっている。これにより、ＣＰＵ８は、第１，２サーミスタ５，６によって検出した定着ローラ２の表面温度のアナログ信号をデジタル信号に変換し、プログラムに基づいて定着ローラ２の表面の温度データを得る。そして、ＣＰＵ８は、これらの温度データを基にトライアック10，12を制御して、第１，２のヒータ３，４の点灯／消灯の制御を行う。
【００１１】
また、複写装置には本体カバー（図示せず）の開閉により作動（ＯＮ／ＯＦＦ）するカバースイッチ15が取付けられており、本体カバーの開扉時には、カバースイッチ15の作動によりＣＰＵ８からリレー７に対してＯＦＦ信号が送出されるため、このリレー７の接点もＯＦＦ状態であり、これによってカバー開扉時には、第１，２ヒータ３，４が点灯することはない。
【００１２】
また、本発明の実施形態では、第１，２ヒータ３，４の双方が共に断線していない通常時において、図示しない複写機等の画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、定着ローラ２をコピー動作可能な表面温度に速やかに立上がらせるために、第１，２ヒータ３，４の双方が共に点灯するようにし、しばらくして、定着ローラ２の表面温度がコピー動作が可能な上限温度になると、第１，２ヒータ３，４の双方を共に消灯させるように制御されている。この場合、第１，２ヒータ３，４の双方を共に消灯させると、定着ローラ２の表面温度が下がって来るが、定着不可能な温度になる前に、例えば第２ヒータ４を再度点灯させ、定着ローラ２の表面温度がコピー動作可能な上限温度になると、第２ヒータ４を再度消灯させている。
【００１３】
すなわち、定着ローラ２の表面温度がコピー動作可能な上限温度にまで立上がった以降は、第２ヒータ４のみの点灯／消灯制御によって定着ローラ２の温度維持を行っている。これにより、第１ヒータ３は、定着ローラ２の表面温度がコピー動作可能な温度に一旦達した以降は、消灯したままとなっている。さらに、第２ヒータ４は、記録紙に転写されたトナー像が定着される温度を定着ローラ２が維持することのできるに充分な消費電力を有している。一方、第１ヒータ３は、設計仕様であるコピー動作が可能になるまでの到達時間以内に定着ローラ２の表面温度をコピー動作可能な温度にするために必要な消費電力から第２ヒータ４の消費電力を差し引いた分の消費電力を予め有している。
【００１４】
図２は、電源投入時からの定着ローラ２の表面温度の立上り特性を示す。図２において、グラフ（イ）は第１，２ヒータ３，４を同時に点灯した場合の立上り特性、グラフ（ロ）は第２ヒータ４のみを点灯した場合の立上り特性、グラフ（ハ）は第１ヒータ３のみを点灯した場合の立上り特性をそれぞれ示している。このような定着ローラ２の表面温度の立上り特性は、第１，２ヒータ３，４を同時に点灯させた時が、最も速くコピー可能温度Ｌ７（℃）に達し、次に第２ヒータ４のみを点灯した時、最後が第１ヒータ３のみを点灯した時となる。この場合の第１，２ヒータ３，４の消費電力の大きさは、第１ヒータ３よりも第２ヒータ４の方が大きくなっている。しかしながら、複写装置の設定条件においては、第１ヒータ３の消費電力の方を第２ヒータ４よりも大きくすることも有り得る。したがって、ＣＰＵ８の「メモリ１」から「メモリ３」に第１，２サーミスタ５，６から検出される検出信号の変化量の値を保存する場合（図３参照）、「メモリ１」には、温度Ｌ１（℃）から温度Ｌ４（℃）を差し引いた値（Ｌ１−Ｌ４）を保存し、「メモリ２」には、温度Ｌ２（℃）から温度Ｌ５（℃）を差引いた値（Ｌ２−Ｌ５）を保存し、「メモリ３」には、温度Ｌ３（℃）から温度Ｌ６（℃）を差引いた値（Ｌ３−Ｌ６）を保存しておけば良いことになる。また、電源投入時からコピー可能な温度Ｌ３（℃）に達するまでの時間の値を「メモリ４」に保存する場合、断線異常が未発生の時には、時間Ｔ１を保存しておき、第１，２ヒータ３，４の同時点灯時の断線異常時には、時間Ｔ２に置き換え、第２ヒータ４のみの点灯時の断線異常時には、時間Ｔ３に置き換えれば良い。
【００１５】
次に、本発明に係る定着装置の制御動作を図２及び図３に示すフローチャートに基づいて説明する。図３は温度勾配をチェックするためのフローチャートを示している。先ず、画像形成装置に電源が投入されると、第１，２ヒータ３，４が同時に点灯する。この点灯によって、定着ローラ２の表面温度は、図２のグラフ（イ）で示すように時間の経過に伴って上昇する。そこで、このような定着ローラ２の表面温度の上昇中のＴ４時間経過後に、ローラ表面温度（温度データ）を「データ１」メモリに保存する。この場合、「データ１」メモリに保存するのは、１回のみの処理であり、「読取り１」フラグを「データ１」メモリ保存後に“ＯＮ”させることにより、以後、Ｔ４時間経過のチェック処理は実行されなくなる（ＲＥＴ）。次いで、Ｔ５時間経過後の定着ローラ２の表面温度を取り込むために、「読取り２」フラグをチェックする。この場合には、当然、Ｔ５時間経過後の定着ローラ２の表面温度は取り込んでいないために、次の「Ｔ５時間経過したか」のチェックを行い、時間経過していれば、「データ２」メモリに「Ｔ５時間経過後の定着ローラ２の表面温度−データ１（Ｔ４〜Ｔ５時間の定着ローラの表面温度の変化量）」を保存する。この「データ２」メモリに保存するのは、１回のみの処理であり、「読取り２」フラグを「データ２」メモリ保存後に“ＯＮ”させることにより、以後、Ｔ５時間経過のチェック処理は実行されなくなる（ＲＥＴ）。そして、このようなフロー処理によって、複写装置の定着装置Ａにおける定着ローラ２の表面温度立上り時の温度変化（温度勾配）が取り込めることになる。
【００１６】
図４は、先のフロー処理（図３）により得られた「データ２」を基にして、ヒータの断線検出を行うためのフローチャートである。この場合、ヒータの断線を検出する条件は、図３のフロー処理実行後に行われる。そして、「データ２」と「メモリ１」とを比較して、「データ２」の方が「メモリ１」よりも大きければ（データ２＞メモリ１）、図２のグラフ（イ）に示すような第１，２ヒータ３，４が同時点灯している温度上昇値を呈するために、「異常なし」としてフロー処理から抜ける（ＲＥＴ）。一方、「データ２」の方が「メモリ１」よりも小さければ（データ２＜メモリ１）、第１，２ヒータ３，４の何れか一方、または双方が「断線している」ために、次の処理に進む。次に、「データ２」と「メモリ２」とを比較して、「データ２」の方が「メモリ２」よりも大きければ（データ２＞メモリ２）、「データ２」に対して「メモリ２」と「メモリ３」との関係は、「データ２」は「メモリ２」よりも大きく（データ２＞メモリ２）、「メモリ２」は「メモリ３」よりも大きいことになり（メモリ２＞メモリ３）、「データ２」に最も近くて、「データ２」より小さい値は、「メモリ２」となるために、第２ヒータ４が「断線している」と判断して、「断線異常▲１▼」フラグを“ＯＮ”させる。一方、「データ２」の方が「メモリ２」よりも小さければ（データ２＜メモリ２）、次のステップの「データ２」と「メモリ３」とのチェックが行われる。
【００１７】
そして、「データ２」の方が「メモリ３」よりも大きければ（データ２＞メモリ３）、第１ヒータ３が「断線している」と判断して、「断線異常▲２▼」フラグを“ＯＮ”する。また、「データ２」の方が「メモリ３」よりも小さければ（データ２＜メモリ３）、「データ２」は「メモリ２」よりも小さく、「メモリ２」は「メモリ３」よりも大きいか、または、「メモリ２」は「メモリ３」よりも小さいという相関関係となり、これによって、最低の温度変化データとなるために、第１及び第２ヒータ３，４の双方が「断線している」と判断し、「断線異常▲３▼」フラグを“ＯＮ”する。ここで、「断線異常▲３▼」フラグが“ＯＮ”すると、第１及び第２ヒータ３，４の双方が「断線している」ために、定着ローラ２の表面温度は上昇せず、コピー動作が不可能になる。
【００１８】
図５は、先のフロー処理（図４）により得られた「ヒータ断線検出情報」を基にして、定着ローラ２の表面温度の立上り時間の監視を行うための監視タイマー（「メモリ４」）の設定値を決定することと、この設定値の時間以内に定着ローラ２の表面温度が立上らなかった時に、画像形成装置を異常状態にするためのフローチャートを示す。すなわち「メモリ４」には、デフォルト値として、第１及び第２ヒータ３，４の双方が点灯したときに、定着ローラ２の表面温度がコピー可能温度になるまでの時間（図２のＴ１）に装置自体のバラツキ等による余裕度（時間α）を加えた値（Ｔ１＋α）が与えられている。この図５に示すフローでは、先ず、画像形成装置本体に電源が投入された後、第１，２ヒータ３，４が点灯してから経過時間、すなわち「メモリ４」の時間設定分の判断が行われる。このとき、時間経過していれば、定着ローラ２の表面温度がコピー可能温度に到達しているかの判断をし、到達している場合には正常に定着ローラ２の表面温度が立上ったものとしてフロー処理から抜ける（ＲＥＴ）。また、定着ローラ２の表面温度がコピー可能温度に到達していなければ、ヒータの断線以外の異常が発生したものと判断し、「リロードせず異常」フラグを“ＯＮ”する。ここで、「リロードせず異常」フラグが“ＯＮ”すると、定着装置に何らかの異常が発生したものとして、複写動作ができないようにするために、「リロードせず異常処理」のフローが実行される。
【００１９】
図６は「リロードせず異常処理」を実行するためのフローチャートを示している。「リロードせず異常」フラグが“ＯＮ”すると、ＣＰＵ８は制御用ドライバ９，11をＯＦＦして、トライアック10，12をＯＦＦにすることにより、第１，２ヒータ３，４をＯＦＦさせる。ここで、ＣＰＵ８は引き続いてリレー（ＲＡ１）７を更にＯＦＦすることにより、例えばトライアック10，12が故障していた場合であっても、第１，２ヒータ３，４には電源が供給されることはない。その後、複写動作を停止させて、「リロードせず異常表示」を操作パネル等に点灯させ表示することにより、オペレータやサービスマンへ異常状態を報知する。以上は、第１，２ヒータ３，４を点灯処理させてからの時間経過後における「メモリ４」の時間設定分の処理の説明であり、時間経過していないときのフロー処理を以下に説明する。この場合も、図４に示すフロー処理と同様、ヒータ断線検出処理の終了を待って実行される。
【００２０】
そして、「断線異常▲１▼」及び「断線異常▲２▼」フラグの判断を順次行う。これにより、「断線異常▲１▼」及び「断線異常▲２▼」フラグが共に“ＯＦＦ”であれば、「断線異常なし」として、「メモリ４」の内容は、「デフォルト値」のままとする。一方、「断線異常▲１▼」フラグが“ＯＮ”していれば、第１ヒータ３が断線していることになるために、図２に示すグラフ（ロ）のように、時間（図２のＴ２）に装置自体のバラツキ等による余裕度（時間α）を加えた値（Ｔ２＋α）に「メモリ４」の内容を書き換える。また、「断線異常▲２▼」フラグが“ＯＮ”していれば、第２ヒータ４が断線していることになるために、図２に示すグラフ（ハ）のように、時間（図２のＴ３）に装置自体のバラツキ等による余裕度（時間α）を加えた値（Ｔ３＋α）に「メモリ４」の内容を書き換える。すなわち、上述のように第１，２ヒータ３，４の何れかが断線したとしても、一方の断線していないヒータの特性に合わせて定着ローラ２の表面温度の立上り時間の判断を行うため、「リロードせず異常」フラグが“ＯＮ”することはなく、複写処理を継続して行うことができる。
【００２１】
図７は、複写動作時のコピースピードを決定するためのフローチャートを示している。図４に示すフローにより、「ヒータ断線検出」が検出された場合には、標準のコピースピード（ＣＰＭ）を「断線異常▲２▼」の状態に応じて低下させる。ここで、コピー動作中に使用するヒータは、第２ヒータ４を使用するため、第２ヒータ４が断線していなければ、言い換えると「断線異常▲２▼」フラグが“ＯＮ”しなければ、コピースピードを低下させる必要はない。本発明の実施形態では、第２ヒータ４をコピー動作中に使用するヒータとしているが、第１ヒータ３をコピー動作中に使用する際、第２ヒータ４の消費電力が第１ヒータ３よりも小さいときは、「断線異常▲２▼」フラグが“ＯＮ”していれば、コピースピードを落とす必要がある。何故ならば、通常使用しているヒータの消費電力よりも小さいヒータで定着させようとした場合、記録紙（コピー用紙）に奪われる熱量は同じであるのに、加熱に消費する電力が小さくなってしまうために、同じコピースピードで複写を行うと、定着ローラの表面温度が徐々に下がってしまい、これにより、定着不良やオフセット現象等のコピー不良の発生を招く恐れがあるためである。したがって、第１ヒータ３をコピー動作中に使用する際に、第２ヒータ４の消費電力が第１ヒータ３よりも小さく、且つ「断線異常▲２▼」フラグが“ＯＮ”している時に、コピースピードを落とすことによって、定着ローラ２の加熱時間を長くし、定着不良やオフセット現象の発生を防止するものである。図７では、コピースピードを落とす割合を「標準＊0.6」としているが、このような割合は、定着装置の条件及び画像形成装置の諸条件、例えば環境条件や複写モード条件などによって決定されるものであり、特に限定されるものではない。
【００２２】
図８は、定着ローラ２の表面温度に異常温度が生じた場合の処理を実行するためのフローチャートを示す。例えば、第１サーミスタ５の故障や定着ローラ２の浮き上がり、或いは、連続複写時における定着ローラ２の記録紙の通紙領域（低温領域）Ｗ１に対する非通紙領域（高温領域）Ｗ２での異常な温度上昇等の何らかの原因によって、定着ローラの表面温度に異常温度が生じることがある。図におけるフロー上の温度ＴＨ２は、定着ローラ２の片側端部である記録紙の非通紙領域（高温領域）Ｗ２に接触させて設けられている第２サーミスタ６の検出信号、温度ＴＨｘは、定着ローラ２の軸受部材や芯金の変形、ローラ表面のゴムの剥離などの故障やローラ表面のオフセット現象が発生させないための限界温度から換算される温度である。この温度ＴＨｘは、芯金材質や肉厚及び外径、ローラ表面に使用しているゴム材質や肉厚、ヒータの消費電力等により異なる。
【００２３】
すなわち、温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとを比較して、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨｘよりも小さければ（ＴＨ２＜ＴＨｘ）、異常な温度が生じていないと判断して、このフローの処理を抜ける（ＲＥＴ）。一方、温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとが等しいか、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨｘよりも大きい場合には（ＴＨ２≧ＴＨｘ）、異常な温度が生じたと判断して、連続点灯状態を検出する「点灯検出タイマー▲１▼」をスタートさせ、検出の実行を開始する。次に、もう一度、温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとを比較し、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨｘよりも小さければ（ＴＨ２＜ＴＨｘ）、異常な温度が生じていないと判断して、連続点灯回数をカウントするカウンタＣの値を「０」にしてクリアした後（Ｃ＝０）、このフローの処理を抜けるが（ＲＥＴ）、再度、温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとが等しいか、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨｘよりも大きいかの比較（ＴＨ２≧ＴＨｘ）を継続して、異常な温度が生じたと判断すれば、連続点灯状態を検出する「点灯検出タイマー▲１▼」のタイムアップを継続する。「点灯検出タイマー▲１▼」のタイムアップ終了後、更に温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとを比較し、再度、温度ＴＨ２と温度ＴＨｘとが等しく、且つ、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨｘよりも大きい値（ＴＨ２≧ＴＨｘ）を継続していれば、カウンタＣの値を加算する（Ｃ＝Ｃ＋１）。
【００２４】
次に、加算されたカウンタＣと別途に定められた値のカウンタＣｘとの値を比較する。このカウンタＣｘは、異常温度検出時間（「点灯検出タイマー▲１▼」値：＊Ｃｘ）におけるヒータの消費電力による単位時間当たりの定着ローラの表面温度の上昇カーブから決まる温度上昇分より定着ローラの限界温度を越えないように設定されている。そして、最終的にカウンタＣとカウンタＣｘとを比較して、カウンタＣの方がカウンタＣｘよりも大きくなると、連続点灯状態を異常と判断して「連続点灯異常処理▲１▼」フローが実行される。
【００２５】
図９は、「連続点灯異常処理▲１▼」を実行するためのフローチャートを示す。「連続点灯異常処理▲１▼」となった場合に、ＣＰＵ８は、制御用ドライバ９，11をＯＦＦして、トライアック10，12をＯＦＦにすることにより、第１，２ヒータ３，４をＯＦＦにする。ＣＰＵ８は、引き続いてリレー（ＲＡ１）７を更にＯＦＦすることにより、例えばトライアック10，12が故障していた場合であっても、第１，２ヒータ３，４へは電源が供給されることはない。その後、複写動作を停止させ、「連続点灯異常表示」を操作パネル等へ点灯させ表示することにより、オペレータやサービスマンへ異常状態を報知する。
【００２６】
図10は、定着ローラ２の表面上の温度に異常な温度差が生じた場合の処理を実行するためのフローチャートを示す。例えば温度検出手段としてのサーミスタ５の故障や定着ローラ２の浮き上がり、あるいは、連続複写時における定着ローラ２の記録紙の通紙領域（低温領域）Ｗ１に対する非通紙領域（高温領域）Ｗ２での異常な温度上昇などの何らかの原因によって、定着ローラの表面温度に異常な温度差が生じることがある。図におけるフロー上の温度ＴＨ１は、定着ローラ２の中央部である記録紙の通紙領域（低温領域）Ｗ１に接触させて設けられている温度検出手段である第１サーミスタ５の検出信号、温度ＴＨｙは、定着ローラ２の軸受部材や芯金の変形、ローラ表面のゴムの剥離などの故障やローラ表面のオフセット現象が発生させないための限界温度から換算される温度差である。この温度ＴＨｙは、芯金材質や肉厚及び外径、ローラ表面に使用しているゴム材質や肉厚、ヒータの消費電力などにより異なる。そして、定着ローラ２の片側端部である記録紙の非通紙領域（高温領域）Ｗ２に接触させて設けられている温度検出手段である第２サーミスタ６の検出信号である温度ＴＨ２と温度ＴＨ１とを比較して、温度ＴＨ２と温度ＴＨ１とが等しく、かつ温度ＴＨ２の方が温度ＴＨ１よりも小さければ、温度差が生じていないと判断して、このフローの処理を抜ける。また、温度ＴＨ２の方が温度ＴＨ１よりも大きければ、温度差が生じたと判断して、次の異常な温度差が生じていないかを、温度ＴＨ２と温度ＴＨ１との間の温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとを比較して、その温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）が温度ＴＨｙよりも小さければ、問題のない温度差と判断して、このフロー処理を抜ける。
【００２７】
一方、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとが等しく、且つ、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）の方が温度ＴＨｙよりも大きければ、異常な温度差が生じたと判断して、連続点灯状態を検出する「点灯検出タイマー▲２▼」をスタートさせ、検出の実行を開始する。次に、再度温度ＴＨ２と温度ＴＨ１との間の温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとを比較して、その温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）の方が温度ＴＨｙよりも小さければ、問題となる温度差が生じていないと判断して、連続点灯回数をカウントするカウンタＣの値を「０」にしてクリアした後（Ｃ＝０）、「連続点灯異常処理▲２▼」がＯＮしていれば、ＯＦＦにして、このフローの処理を抜けるが、再度、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとが等しいか、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）の方が温度ＴＨｙよりも大きいかの比較を継続して、異常な温度差が生じたと判断すれば、連続点灯状態を検出する「点灯検出タイマー▲２▼」のタイムアップを継続する。「点灯検出タイマー▲２▼」のタイムアップ終了後、更に温度ＴＨ２と温度ＴＨ１との温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとを比較して、再度、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとが等しく、かつ、温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）の方が温度ＴＨｙよりも大きい値を継続していれば、「連続点灯異常処理▲２▼」フローが実行され、複写動作時のコピースピードを変更し、その後、カウンタＣの値を「１」加算する。
【００２８】
次に、加算されたカウンタＣと別途に定められた値のカウンタＣｙとの値を比較する。このカウンタＣｙは、定着ローラ２の表面の中央部と端部との異常な温度差により問題を生じる限界温度差を基に、異常温度検出時間（「点灯検出タイマー▲２▼」値：＊Ｃｙ）におけるヒータの消費電力による単位時間当たりの定着ローラ２の表面温度の上昇カーブから決まる温度上昇分より定着ローラ２の限界温度を越えないように設定されている。この場合には、「リピートデータ管理処理」により、温度ＴＨ１は徐々に上昇することによって温度ＴＨ２との温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）が狭まる。
【００２９】
また、何らかの原因で、温度ＴＨ２と温度ＴＨ１との温度差（ＴＨ２−ＴＨ１）と温度ＴＨｙとを比較して、どうしても異常な温度差がなくならない場合は、最終的にカウンタＣとカウンタＣｙとを比較して、カウンタＣとカウンタＣｙとが等しいか、または、カウンタＣの方がカウンタＣｙよりも大きくなると（Ｃ≧Ｃｙ）、連続点灯状態を異常と判断して、図７で示すように、「連続点灯異常処理▲２▼」フローが実行される。そして、ＣＰＵ８は、制御用ドライバ９，11をＯＦＦして、トライアック10，12をＯＦＦにすることにより、加熱手段である第１及び第２ヒータ３，４をＯＦＦにする。引き続いて、ＣＰＵ８は、リレー（ＲＡ１）７を更にＯＦＦすることにより、たとえトライアック10，12が故障していた場合であっても、第１及び第２ヒータ３，４へは電源が供給されることはない。その後、複写動作を停止させ、「連続点灯異常表示」を図示しない画像形成装置本体側の操作パネルに表示を点灯させたり、警報を鳴らすことにより、オペレータやサービスマンへ異常状態を知らせる。
【００３０】
図11は、図10で判断された「連続点灯異常処理▲２▼」を実行するためのフローチャートを示す。「連続点灯異常▲２▼」となると、図７で説明した複写動作時のコピースピード（ＣＰＭ）を「リピートデータ管理処理」フローによりダウン制御するように変更する。この動作状態は、複写装置側の操作パネルなどへ表示を点灯させたり、警報を鳴らすことにより、オペレータやサービスマンへ異常状態を知らせる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は、上記のようであって、前記のような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の加熱手段を有し、これら加熱手段により加熱され記録紙上のトナー像を定着させる定着ローラと加圧ローラとを有する定着手段と、この定着手段の表面温度を検出する複数の温度検出手段と、これら複数の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段を制御する制御手段とを有する複写装置の定着装置において、定着ローラは円筒状の芯金体であって、複数の温度検出手段のうちの一方の温度検出手段は芯金体表面における記録紙の通紙領域に配置され、他方の温度検出手段は記録紙の非通紙領域であると共に、芯金体の内面部或いは内包された箇所にそれぞれ配置され、前記制御手段は、前記定着ローラの表面温度が上昇中の所定の異なる２つの時間において前記複数の温度検出手段が検出した表面温度から表面温度データの変化量を算出し、この算出した表面温度データの変化量と、予めメモリに保存されている複数の表面温度データの変化量の基準値とを比較することにより、前記複数の加熱手段のうちのいずれか、又は全てが断線しているか否かの断線異常の判断を行うよう構成されているので、断線異常がいずれの加熱手段、又は全ての加熱手段で起きているのかを容易に検出することができる。よって、一方の温度検出手段に故障が生じた場合にも、他方の温度検出手段により加熱手段の断線を防止することができるため、オフセット現象や定着装置の破損を未然に防止することができるので、複写装置の安全性及び信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
更に、断線異常の判断に基づいて、断線以外の異常を検出するために表面温度がコピー可能温度に到達したか否かを判断する時間である監視タイマーの設定値を、初期値から初期値に余裕時間を加えた値に書き換えるよう構成されているので、複数の加熱手段のいずれかが断線したとしても、一方の断線していない加熱手段の特性に合わせて定着ローラの表面温度の立上り時間の判断を行うための時間を遅らせることができるので、そのまま複写処理を継続して行うことができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御手段は、断線異常の判断に基づいて、複写動作時のコピースピードを所定の割合だけ低下させるか、又は通常スピードで行うかを決定するよう構成されているので、断線異常のない加熱手段の特性に応じてそのまま複写処理を継続して行うことができると共に、コピースピードを落とすことによって、断線異常のない加熱手段の加熱時間を長くし、定着不良やオフセット現象の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概略説明図である。
【図２】同定着ローラの表面温度の立上り特性を示す説明図である。
【図３】同温度勾配をチェックする処理を示すフローチャート図である。
【図４】ヒータの断線検出の処理を示すフローチャート図である。
【図５】定着表面温度の立上り時間の監視処理を示すフローチャート図である。
【図６】「リロードせず異常処理」の処理を示すフローチャート図である。
【図７】複写動作時のコピースピードの処理を示すフローチャート図である。
【図８】異常温度時の処理を示すの処理を実行するためのフローチャート図である。
【図９】「連続点灯異常」の処理を示すフローチャート図である。
【図１０】異常温度差が生じた場合の処理を示すフローチャート図である。
【図１１】「連続点灯異常処理」の処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ａ 定着装置
１ 加圧ローラ
２ 定着ローラ
２ａ 芯金体
３ 第１ヒータ
４ 第２ヒータ
５ 第１サーミスタ
６ 第２サーミスタ
８ ＣＰＵ
10，12 トライアック
13 交流電源

Claims (2)

1. 複数の加熱手段を有し、これら加熱手段により加熱され記録紙上のトナー像を定着させる定着ローラと加圧ローラとを有する定着手段と、この定着手段の表面温度を検出する複数の温度検出手段と、これら複数の温度検出手段による検出信号に基づいて加熱手段を制御する制御手段とを有する複写装置の定着装置において、
   定着ローラは円筒状の芯金体であって、複数の温度検出手段のうちの一方の温度検出手段は芯金体表面における記録紙の通紙領域に配置され、他方の温度検出手段は記録紙の非通紙領域であると共に、芯金体の内面部或いは内包された箇所にそれぞれ配置され、
   前記制御手段は、前記定着ローラの表面温度が上昇中の所定の異なる２つの時間において前記複数の温度検出手段が検出した表面温度から表面温度データの変化量を算出し、この算出した表面温度データの変化量と、予めメモリに保存されている複数の表面温度データの変化量の基準値とを比較することにより、前記複数の加熱手段のうちのいずれか、又は全てが断線しているか否かの断線異常の判断を行うと共に、
   前記断線異常の判断に基づいて、断線以外の異常を検出するために前記表面温度がコピー可能温度に到達したか否かを判断する時間である監視タイマーの設定値を、初期値から初期値に余裕時間を加えた値に書き換えるよう構成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記制御手段は、前記断線異常の判断に基づいて、複写動作時のコピースピードを所定の割合だけ低下させるか、又は通常スピードで行うかを決定するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。

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