JP4430957B2

JP4430957B2 - 定着装置の異常検出方法

Info

Publication number: JP4430957B2
Application number: JP2004044248A
Authority: JP
Inventors: 篤宮本; 雅弘水野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005234273A

Description

本発明は、温度検出器を複数個備えた定着装置に関し、特に定着装置の異常検出方法に関するものである。

電子写真方式を利用してなる印刷装置においては、ウェブ上の未定着トナー像を定着する装置として、いわゆるヒートローラ方式が多用されている。これは１本のローラに加熱源としてヒータランプを内蔵した加熱ローラと、前記加熱ローラと圧接可能に設けられた加圧ローラとの間に、未定着トナー像を保持したウェブを通して挟持搬送させることによりトナー像を熱定着するものである。トナー像の熱定着には最適の温度があり、最適温度を含む任意の温度範囲を維持するように、温度検出器にて加熱ローラの温度を検出して制御部に送り、ヒータランプの点灯または消灯を制御している。

従来までの一般的な定着装置の異常検出方法としては、特許文献１にあるように、温度検出器による検出温度が上限温度よりも高い場合には、ヒータランプを強制的に消灯することにより、定着装置の温度暴走を防止していた。

特開２００３−１２２１８０号号公報

ところで、上述した従来方式に寄れば、例えば温度検出器自体は正常であり、取り付け位置の不良など、正常に温度を検出できない場合には、実際の加熱ローラの表面温度と温度検出器の出力に大きな差が生まれ、その値にて加熱ローラの温度制御を実施すると、ヒータランプが異常に点灯されてしまい、定着装置が印刷可能な任意の温度より更に上昇し、発煙、発火等を生じる危険がある。

本発明の目的は、温度検出器自体は正常であるが、温度を正常に検出できない状況に陥った場合に、温度検出器の異常を検出することにある。

上記の目的は、加熱ローラの加熱開始時から印刷可能となる任意の温度に達するまでの期間に、前記複数個の温度検出器の出力を監視し、それぞれの温度上昇率を算出し、それぞれの温度上昇率を互いに比較、判定することにより達成される。

本発明によれば、温度検出器自体は正常であるが、温度を正常に検出できない様な状況に陥った場合に、素早く異常を検出することが可能な温度検出器の異常検出方法を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図２に電子写真装置の加熱、加圧定着定着装置の一例を示す。定着装置は、互いに圧接可能な一対の加熱ローラ２、加圧ローラ４と、加熱ローラ２と対向し、加熱ローラ２の温度を検出する温度検出器１１、１２、１３が配置されている。本例においては、温度検出器は３個配置されている構成とした。加熱ローラ２は、金属からなる芯金部材と、離型性弾性体からなり、内部に加熱ローラ２を加熱する加熱源として、ヒータランプ３が具備されている。また、加熱ローラ２の温度は、温度検出器１１、１２、１３の出力に基づいて制御装置５によって制御されている。加熱ローラ２の温度は、温度検出器１１、１２、１３により常時検出され、制御装置５に出力される。ここで、印刷可能となる加熱ローラ２の表面温度を制御温度と定義すると、温度検出器１１、１２、１３の出力は制御装置５において制御温度と比較され、温度検出器の出力が制御温度より低い場合には、ヒータランプ３を点灯させる。一方、温度検出器１１、１２、１３の出力が制御温度より高い場合には、ヒータランプ３を消灯する。以上の制御により加熱ローラ２の表面温度は制御温度に保たれる。

次に、本発明による温度検出器１１、１２、１３の異常検出方法を図１のフローチャートおよび図５の温度推移例を参照しながら説明する。まず、ＳＴＥＰ１にて微少時間Δｔ時間の経過を判定し、Δｔ経過毎にＳＴＥＰ２にて３個の温度検出器１１、１２、１３の出力をそれぞれ取得する。この時、図５に示すように加熱開始から１×Δｔ経過後に取得した温度をＴ_１、２×Δｔ経過後に取得した温度をＴ_２、３×Δｔ経過後に取得した温度をＴ₃…と定義していく。続いてＳＴＥＰ３にて、温度検出器１１、１２、１３の出力を取得した回数が、予め定めた回数であるｎ回に達したかを判定する。このｎ回は、例えば短時間で温度が急上昇するような装置においては小さい値を設定し、比較的に温度上昇が緩やかな装置においては大きい値を設定することが好ましい。なお、図５においてはｎ＝５とした。温度検出器１１、１２、１３の出力をｎ回取得した場合は、ＳＴＥＰ４にて各サーミスタのｎ回における温度上昇率を算出する。温度上昇率の算出は、これ以降はΔｔ経過毎に実施することとする。即ち、一度ＳＴＥＰ３の判定でＹｅｓ側を通るとそれ以降は、Ｙｅｓ側を通ることとなる。ここで、加熱開始から（ｎ×Δｔ)経過時に算出する温度上昇率をＰ_ｎ、（ｎ＋１）×Δｔ経過時に算出する温度上昇率をＰ_ｎ＋１、（ｎ＋２）×Δｔ経過時に算出する温度上昇率をＰ_ｎ＋２と定義すると、温度上昇率は下式に基づき算出される。

ここで具体例として、図５における加熱開始から(５×Δｔ)経過時の温度上昇率Ｐ_５および(６×Δｔ)経過時の温度上昇率Ｐ_６は、式(１)より下記のように求めることが出来る。

続いてＳＴＥＰ5にて各温度検出器１１、１２、１３における温度上昇率を比較する。ここで、加熱開始からある時間ｍ経過した時点での温度検出器１１における温度上昇率をＰ１１ｍ、温度検出器１２における温度上昇率をＰ１２ｍ、温度検出器１３における温度上昇率をＰ１３ｍとし、温度検出器１１、１２、１３における温度上昇率の大小関係が、仮に下記関係であるとする。

この場合、大小関係の中央値であるＰ１２ｍを基準として、それぞれの温度上昇率を比較するために、下記２つの値を算出する。

仮に、温度検出器１１、１２、１３における温度上昇率が全く同じ値である場合には、式（２）、式（３）の結果は何れも１となる。よって、式（２）、式（３）の結果、例えば２を超える（温度上昇率が基準に対して２倍を超える）または０．５を下回る（温度上昇率が基準に対して半分を下回る）場合には異常であると判定する。

ここで具体例として、正常時の温度検出器１１、１２、１３の出力を図３に、温度検出器１３のみに異常がある場合の温度検出器１１、１２、１３の出力を図４に示す。

図３より、正常時における温度検出器１１、１２、１３のそれぞれの温度上昇率は、ほぼ同じ値を示す。よって、式(２)、式(３)に基づき比較した場合、何れの値もほぼ1となり、温度検出器１１、１２、１３が正常であることが分かる。

一方、図４より、異常のある温度検出器１３の温度上昇率のみが、他と比較すると大きく異なる場合には、まず温度検出器１１、１２、１３それぞれの温度上昇率の関係は、以下のようになる。

よって、温度検出器１２における温度上昇率Ｐ１２ｍを基準として式(２)、式(３)に基づいて比較すると、式(２)における値は1に近い値となることに対して、例えば式(３)の値が２を越えるため、温度検出器１３に異常があることを検出できる。

いずれかの温度検出器の異常を検出した場合には、ＳＴＥＰ６、ＳＴＥＰ７に示すように温度検出器の異常を報告し、加熱ローラの加熱を停止する。

以上の制御を、加熱ローラ２が印刷可能な任意の温度に達するまで繰り返し実施する。

温度検出素子を複数個備えた温度制御装置において、温度検出素子の取り付け位置のずれ、温度検出素子の汚れ、故障などの検出にも適用できる。

本発明のフローチャートである。定着装置の構成図である。正常時の温度推移である。異常時の温度推移である。温度推移の例である。

符号の説明

１１、１２、１３…サーミスタ、２…加熱ローラ、３…熱源（ヒータランプ）、４…加圧ローラ、５…制御装置、Ｗ…ウェブである。

Claims

ヒータを内蔵した加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラとを有し、前記加熱ローラおよび加圧ローラの圧接部にてトナー像を保持したウェブを加熱および加圧しながら挟持搬送し、前記トナー像をウェブに定着させ、前記加熱ローラの軸方向に所定間隔で配置され且つ前記加熱ローラ外周面に対し間隔をなして配置された複数個の温度検出器からなる温度検出手段を備えた印刷装置の定着装置において、前記加熱ローラの加熱開始時から印刷可能となる任意の温度に達するまでの期間に、前記複数個の温度検出器の出力を監視し、前記複数個の温度検出器における温度上昇率をそれぞれ算出し、前記算出した温度上昇率の中で中央値を基準とし、それぞれの前記温度上昇率と前記中央値とを互いに比較し、前記温度上昇率が前記基準に対して２倍を超える、または前記温度上昇率が前記基準に対して半分を下回る場合には異常であると判定することにより、前記温度検出器の異常を検出する前記定着装置の異常検出方法。