JP4585870B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に形成された画像を加圧及び加熱により定着する定着装置、並びにこの定着装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合した複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置の画像形成工程において、トナー画像が形成された媒体を加圧及び加熱してトナー画像の定着を行う定着装置の加熱ヒータには多くの電力を必要とする。特に１００Ｖ、１５Ａの商用電源を使用した高速の画像形成装置の場合は電力供給が不足し、電源投入後、定着ローラが所定の温度になるまで、長時間、画像形成装置が使用できないことになる。また、連続複写動作の場合は、未定着が発生する温度まで、定置ローラ温度が低下する。対策としてコピースピードを落とすか、又は一時的にコピー動作の停止が行われている。

このような問題を解決するために、蓄電装置を備え、この蓄電装置に充電し、この充電した電力を定着装置に供給することが、従来より提案されている。例えば特許文献１には、ＡＣ電源に接続された充電装置とこの充電装置により充電されるコンデンサと、このコンデンサに接続されたＤＣヒータと、充電された電力をＤＣヒータに供給するスイッチと、ＡＣ電源に接続されたＡＣヒータとで構成され、定置装置の立ち上がり時間短縮及び温度低下時にコンデンサの電力を使用することが開示されている。また、特許文献２には、充電器を有した補助電源を使用することにより、加熱装置の立ち上がり時間を短くし、且つ加熱装置の温度変化を小さくすることが開示されている。

一方、定着装置の温度異常監視に関しては、例えば特許文献３に、ＭＰＵと独立した温度異常監視回路を設け、定着ヒータが温度過昇状態になったとき、強制的にパワーリレーをオフすることで定着ヒータへの通電を停止することが開示されている。
特開２００２−１７４９８８号公報 特開２００３−２９７５２６号公報 特開平１０−３０７５１４号公報

ところで、ＡＣ定着ヒータと補助電源を利用したサブヒータに同時に電力供給した場合、従来と比較し定着部は急激に温度上昇する。ＣＰＵの暴走による定着ヒータへの電力供給の継続、定着ヒータへの電力供給をＯＮ，ＯＦＦ制御するスイッチの短絡又は、リレーの接点が溶着した場合又は、定着加熱部の温度を検出するサーミスタの断線、又はジャム紙を取り除く時にサーミススタの浮き等が発生した場合には、定着ローラは短時間で高温になり溶融する。定着加熱部が温度過昇状態になったとき、強制的に定着ヒータへの通電を停止することも、当然必要ですが、キャパシタに充電する充電電圧を均等化するバランス回路の温度上昇も大きい。定着加熱部が異常温度になった場合、充電動作を継続する必要はないし、安全性上も好ましくない。このような課題について、上記特許文献１ないし特許文献３に開示も示唆もされておらず、それを解決する手段、方法も開示されてない。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、定着装置の温度過昇を防止し、安全性の向上を図ることにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、トナー画像が形成された記録媒体を定着手段により加圧及び加熱して前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着装置において、蓄電手段と、該蓄電手段に充電する充電手段と、前記蓄電手段に蓄電した電力を前記定着手段の加熱部に放電する放電手段と、前記定着手段の加熱部温度を検出する第１の温度検出手段と、該第１の温度検出手段の検出した温度を検知し、該温度が予め定めた所定の温度より高い場合は前記定着手段の異常を検知するとともに、前記放電手段を制御する第１の制御手段と、前記定着手段の加熱部温度を検出する第２の温度検出手段と、該第２の温度検出手段の検出した温度を検知し、該温度が予め定めた所定の温度より高い場合は前記定着手段の異常を検知するとともに、前記定着手段にＡＣ電力を供給する第２の制御手段と、を備え、前記第１の制御手段及び前記第２の制御手段はそれぞれ、該検知した温度を他方の制御手段に出力し、それぞれの検知した温度が前記所定の温度より高くない場合には、他方の制御手段から出力された温度とそれぞれの検知した温度の比較を行い、前記比較の結果が予め定めた所定の温度差以上の場合に前記定着手段の異常を検知することを特徴とする。
この場合、前記異常を検知したとき前記定着手段へ電力供給を停止する。前記電力供給の停止は、前記第１制御手段が前記第２制御手段に対して電力供給を禁止させることにより行われ、あるいは、前記第２制御手段が前記第１制御手段に対して放電を禁止させることにより行われる。また、前記第１制御手段と第２制御手段間で前記第１温度検出手段及び第２温度検出手段の検出結果を相互に通信する手段をさらに設けるとよい。
さらに、前記加熱部は、前記放電手段より電力を供給される第１の加熱手段と、前記ＡＣ電力を供給される第２の加熱手段からなり、前記第１の温度検出手段は、測定領域が前記第１の加熱手段に対応するように配置され、前記第２の温度検出手段は、測定領域が前記第２の加熱手段に対応するように配置されるようにするとよい。
前記定着手段の異常を検出したときには、前記蓄電手段による充電を禁止し、又は停止する。また、前記蓄電手段は、複数のキャパシタセルで構成する。なお、前記定着手段が当該定着手段を制御する制御回路を含み、前記異常の検知は前記制御回路の異常も含む。
第２の手段は、第１の手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。

後述の実施の形態において、記録媒体はシート２００に、定着手段は参照番号１１１に、蓄電手段はキャパシタバンク９に、充電手段は充電回路３１に、加熱部は定着ヒータ２９，３０，３２に、放電手段は放電回路１９に、温度検出手段は第１及び第２の温度検出回路２８，３３に、第１の制御手段は第１制御部１０に、第２の制御手段は第２制御部８にそれぞれ対応している。

本発明によれば、第１の制御手段、第２の制御手段のどちらも異常温度を超えていない場合であっても、より早く異常を検知できる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る定着装置を用いたカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。なお、画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の周知のものであり、本発明を適用した定着装置を用いることができるタイプの画像形成装置であればどのようなものでも良い。また、ここに示した画像形成装置は、色分解に対応した色の画像を形成可能な感光体を複数備え、各感光体上で形成されたトナー像を中間転写体に重畳転写した画像を記録用紙などのシートに対して一括転写することで多色画像を形成可能なカラー複写機を一例として載せたものである。本発明における画像形成装置としては、カラー複写機に限らず、カラープリンタ、ファクシミリ装置及び印刷機なども含まれることは勿論であり、白黒トナーを用いた複写機等にも同様に使える技術であることは言うまでもない。

カラー画像形成装置１００は、画像形成部１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１Ｂが、さらに画像形成部１Ａの上方には原稿載置台１Ｃ１を備えた原稿走査部１Ｃがそれぞれ配置されている。画像形成部１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写ベルト１０２が配置されており、中間転写ベルト１０２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。

画像形成部１Ａには、補色関係にある色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のトナーによる画像を担持可能な感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂ（ここで、参照番号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表すものとする）が中間転写体２の展張面に沿って並置されている。各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂはそれぞれ同じ方向（図１では反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、例えば感光体３Ｙのその周辺には、図示するように、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置４Ｙ、書き込み装置５Ｙ、現像装置６Ｙ、１次転写装置７Ｙ、及びクリーニング装置８Ｙが配置されている。なお、参照番号は省略しているが、残りの感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃの周囲にも、同様に、帯電装置、書き込み装置、現像装置、１次転写装置、及びクリーニング装置が配置されている。

中間転写ベルト１０２は、複数のローラ２Ａ〜２Ｃに掛け回されて各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂとの対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ２Ａ、２Ｂとは別のローラ２Ｃは、中間転写ベルト１０２を挟んで２次転写装置１０９に対峙している。なお、図１中、符号１１０は、中間転写ベルト１０２を対象としたクリーニング装置を示している。

２次転写装置１０９は、帯電駆動ローラ９Ａ及び従動ローラ９Ｂに掛け回されて２次転写装置１０９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト１０２と同方向に移動可能な転写ベルト９Ｃを備えており、転写ベルト９Ｃを帯電駆動ローラ９Ａにより帯電させることで中間転写ベルト１０２に重畳された多色画像あるいは担持されている単一色の画像をシートに転写することができる。

２次転写位置には給紙部１Ｂからシートが給送されるようになっている。給紙部１Ｂは、複数の給紙カセット１Ｂ１と、給紙カセット１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に配置された複数の搬送ローラ１Ｂ２と、２次転写位置前方に位置するレジストローラ１Ｂ３とを備えている。

本実施形態では、給紙部１Ｂには、給紙トレイ１Ｂ１から繰り出されるシートの搬送路に加えて給紙カセット１Ｂ１内に収容されていない種類のシートを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１Ａ１と繰り出しコロ１Ａ２とを備えている。給紙カセット１Ｂ１からレジストローラ１Ｂ３に向けたシートの搬送路途中には、手差しトレイ１Ａ１から繰り出されたシートの搬送路が合流し、いずれの搬送路から給送されるシートもレジストローラ１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。

書き込み装置１０５は、原稿走査部１Ｃに有する原稿載置台１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂに対して画像情報に応じた書き込み光を出射して静電潜像を形成するようになっている。

原稿走査部１Ｃには、原稿載置台１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１Ｃ３は、原稿載置台１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。

書き込み装置１０５により形成された感光体３上の静電潜像は現像装置６Ｙのように各感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂの現像装置によって可視像処理され、中間転写ベルト１０２に１次転写される。中間転写ベルト１０２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置１０９によりシートに対して一括して２次転写される。２次転写されたシートは、表面に担持している未定着画像を定着装置１１１によって定着される。

定着装置１１１を通過したシートは、定着装置１１１の後方に配置されている搬送路切り換え爪１２によって搬送方向が切り換えられるようになっており、排紙トレイ１３に向けた搬送路と、反転搬送路ＲＰとに搬送方向が選択される。なお、定着装置１１１に関しては図２で詳しく説明する。

以上のような構成を備えたカラー画像形成装置１００では、原稿載置台１Ｃ１上に載置された原稿を露光走査することにより、あるいはコンピュータから転送されてくる画像情報に基づいて一様帯電された感光体３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂに対して静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置６によって顕像化されれた後、トナー像が中間転写ベルト１０２に１次転写される。

中間転写ベルト１０２に転写されたトナー像は、単一色画像の場合にはそのまま給紙部１Ｂから繰り出されたシートに対して転写され、多色画像の場合には１次転写が繰り返されることにより重畳された後、シートに対して一括して２次転写される。２次転写後のシートは定着装置１１１により未定着画像を定着された後、排紙トレイ１３あるいは、反転されて再度レジストローラ１Ｂ３に向けて給送される。

図２は、定着装置１１１の概略構成を示す縦断側面図である。図示するように、定着装置１１１は、定着部材である定着ローラ１２１、加圧部材である加圧ローラ１２２、及び加圧ローラ１２２を一定の加圧力で定着ローラ１２１に押し当てる加圧手段（図示せず）を備えている。定着ローラ１２１及び加圧ローラ１２２は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。

また、定着装置１１１には、２つのＡＣヒータで構成された定着ヒータ２９，３０と、１つのＤＣヒータで構成された定着ヒータ３２の３つのヒータと、２つの温度検出用サーミスタ３７、３８が設けられている。これらの定着ヒータ２９，３０，３２は、定着ローラ１２１の内部に配置されており、その定着ローラ１２１を内部から加熱して定着ローラ１２１に熱を供給する加熱部を構成している。また、サーミスタ３７，３８は、定着ローラ１２１の表面に当接し、定着ローラ１２１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、サーミスタ３７は定着ヒータ及びヒータ３０に対応する測定領域に配置され、サーミスタ３８はヒータ３２に対応する測定領域に配置されている。

定着ヒータ２９，３０は、定着ローラ１２１の温度が目標温度に達していないときにＯＮされて定着ローラ１２１を加熱する主たるヒータである。また、定着ヒータ３２は、カラー画像形成装置１００の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上げ時等、すなわち、定着装置１１１のウォームアップ時にＯＮされたり、又は、画像形成時に定着ローラ１２１の温度が目標温度に達してないときにＯＮされたりして、定着ローラ１２１を加熱する補助的なヒータ（補助ヒータ）である。

このような定着装置１１１では、トナー画像２００ａを担持した記録媒体であるシート２００が定着ローラ１２１と加圧ローラ１２２とのニップ部を通過する際に定着ローラ１２１及び加圧ローラ１２２によって加圧及び加圧される。これにより、シート２００にはトナー画像が定着される。

図３はカラー画像形成装置における制御装置の電気的な概略構成を示す回路図である。制御装置は充電回路３１、均等化回路群１７、キャパシタバンク９、第１制御部１０、第２制御部８、放電回路１９、温度検出回路２８と３３、ＡＣ電力供給回路４３、操作部制御回路４７などから構成されている。

充電回路３１は、フィルタ１、全波整流回路２、高周波トランス３、整流回路４、チョークコイル５、ＦＥＴ６、定電流及び定電力充電電圧発生回路７、スイッチング・レギュレータＩＣ１３、充電電圧検出回路１６、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１、ダイオードＤ３などから構成されている。交流電源からの交流入力は、フィルタ１を介して、全波整流回路２に印加されて全波整流される。この全波整流された出力は、平滑コンデンサＣ１に印加され、この平滑コンデンサＣ１によりリップル成分等は除去される。平滑コンデンサＣ１によりリップル成分等が除去された全波整流回路２の直流出力は、高周波トランス３の１次コイルに印加され、この１次コイルにはスイッチング手段としてのＦＥＴ６が直列に接続されている。ＦＥＴ６で構成されるスイッチング回路は、後述するスイッチング・レギュレータＩＣ１３から出力されるＰＷＭ信号により、オン、オフのスイッチング動作をする。これにより、高周波トランス３の１次コイルにはスイッチング電流が流れる。この１次側のスイッチ電流により、高周波トランス３の２次コイルにスイッチ電圧が誘起する。このスイッチング周波数の導通期間を変えれば、２次側の出力電圧の制御を行うことができる。トランス３の２次コイルには整流回路４として、ダイオードが接続され、スイッチング電圧はこの整流回路４で整流され、チョークコイル５及びコンデンサＣ２により平滑され、直流出力に変換される。

この直流出力はダイオードＤ３を介して複数のキャパシタセルを有するキャパシタバンク９に供給され、キャパシタバンク９の個々のキャパシタセルは充電される。この実施形態におけるキャパシタバンク９には、満杯充電時に２．５Ｖになるキャパシタセル（電気二重層コンデンサセル）が１８個、直列に接続されている。従って、１８個のキャパシタセルが満充電になると、４５Ｖの電圧が蓄電される。

充電回路３１中のＰＷＭ信号を発生させるスイッチング・レギュレータＩＣ１３のＰＷＭ信号となる周波数は、スイッチング・レギュレータＩＣ１３の外に組み付けられる抵抗とコンデンサとの容量（抵抗とコンデンサは図示しない）で決定される。スイッチング・レギュレータＩＣ１３には、定電流及び定電力充電電圧発生回路７からの出力電圧に応じ、パルス幅を変調させるための電圧―パルス幅変換回路を備えている。定電流及び定電力充電電圧発生回路７の出力電圧に応じ、スイッチング・レギュレータＩＣ１３はパルス幅が変化したＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに入力する。このパルス幅が変化したＰＷＭ信号がトランス３の１次コイルをスイッチングすることにより、トランス３の２次コイルに出力電圧の異なる電圧を発生させることができる。

キャパシタバンク９の端子間電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３により分圧回路構成した充電電圧検出回路１６により検出され、その出力は、定電流及び定電力充電電圧発生回路７及び第１制御部１０のＡ／Ｄポート１１に入力される。なお、定電流及び定電力充電電圧発生回路７及び第１制御部１０の動作説明は後で行う。キャパシタバンク９中のキャパシタセルの充電電流の検出は、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れる電流を端子間電圧として検出し、定電流及び定電力充電電圧発生回路７に入力される。

均等化回路群１７は、キャパシタセル９ａ個々の満充電を検出し、バイパス回路（図示せず）を動作させ、各キャパシタセルの充電電圧を均等化するもので、充電回路３１によりキャパシタセル９ａは充電され、満充電の２．５Ｖに充電されると、均等化回路１７ａは充電電流をバイパスする。他のキャパシタセルに並列に接続されたバイパス回路も同様な動作を行い、各キャパシタセルの充電電圧は均等化される。均等化回路群１７は、いずれかのキャパシタセルの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、導線４４により定電流及び定電力充電電圧発生回路７に単セルバイパス回路動作信号を出力する。また、均等化回路群１７は、全てのキャパシタセルの満充電を検知し、全てのバイパス回路を動作させると、導線４５から定電流及び定電力充電電圧発生回路７に全セルのバイパス回路動作信号を出力する。

定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、キャパシタセル全体であるキャパシタバンク９の充電電圧検出、充電電流の検出、バイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク９に定電流充電及び定電力充電を行うための電圧を発生させ、その電圧をスイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する回路である。この定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、キャパシタバンク９の端子間電圧を充電電圧検出回路１６の出力により検出し、キャパシタバンク９の端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、予め設定された定電流充電にする電圧をスイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する。スイッチング・レギュレータＩＣ１３は、入力された電圧に応じたＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。定電流充電するための電流検出は、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１の端子間電圧として検出され、定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、この端子間電圧を逐次検出し、予め設定された定電流充電にするための電圧を、スイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する。

キャパシタバンク９の端子間電圧が、予め設定された値以上になると、定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、定電力充電を行うために、上述したようにキャパシタバンク９の充電電流と、キャパシタバンク９の端子間電圧の検出を行い、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定された定電力充電を行うための電圧をスイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する。スイッチング・レギュレータＩＣ１３は、この電圧に対応したＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。

定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、キャパシタバンク９の端子間電圧と、キャパシタバンク９の充電電流の検出を逐次行い、予め設定された定電力充電を行うための電圧を、スイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する。次に、定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、導線４４に単セルバイパス回路動作信号を検出すると、予め設定された定電流充電にする電圧を、スイッチング・レギュレータＩＣ１３に出力する。次に、定電流及び定電力充電電圧発生回路７は、全てのバイパス回路が動作した信号を導線４５から検出すると、電圧の出力を停止し、充電動作を停止する。

第１制御部１０は、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、タイマ５３、ＣＰＵ５４、割り込み制御回路（ＩＮＴ）４２、Ａ／Ｄポート１１、シリアルコントローラ（以下、ＳＣＩと称する）２７、及び入出力ポート１４を備えている。第１制御部１０のＡ／Ｄポート１１には、サーミスタ３８とそのサーミスタ３８に直列に接続された抵抗Ｒ１０とで構成される、定着装置の加熱部の温度を検出する第１温度検出回路２８が接続されている。また、入出力ポート１４には第１温度検出回路２８の温度検出結果により、キャパシタバンク９に蓄電された電力を定着ローラ１２１の内部に備えられた定着ヒータ３２に供給する放電回路１９が接続されている。第１制御部１０は、画像形成装置を制御する第２制御部８とＳＣＩ２７を介して通信の送受信を行い、充電回路３１の制御及び定着装置の加熱部の温度検出を行いキャパシタバンク９の電力放電等の制御を行う。

第１制御部１０は、キャパシタバンク９の端子間電圧を充電電圧検出回路１６により検出し、キャパシタバンク９の電力放電が可能か判断する。また、第１制御部１０は放電中ではないとき、又は待機中等に、ポート５より充電ＯＮ信号（“Ｌｏｗ）をＯＲ回路４６を介して定電流及び定電力充電電圧発生回路７に出力する。放電異常、充電回路異常等の場合には充電オフ信号（“Ｈ）をＯＲ回路４６を介して定電流及び定電力充電電圧発生回路７に出力する。

第１制御部１０は、画像形成装置を制御する第２制御部８からの指示又は定着装置の加熱部の温度検出を行い予め設定された温度以下の温度検出を行うと、キャパシタバンク９の電力放電を行うために信号（“Ｌｏｗ）を入出力ポート１４のポート１及びポート２よりＯＲ回路２１及び２２に出力する。ＯＲ回路２１は（“Ｌｏｗ）信号が入力されると、（“Ｌｏｗ）信号をリレー駆動回路２０に出力する。リレー駆動回路２０はＯＮし、リレーは閉じられる。ＯＲ回路２２は、（“Ｌｏｗ）信号が入力されると、バッファ回路２５に（“Ｌｏｗ）信号を出力する。バッファ回路２５は（“Ｈ）信号をＦＥＴ１９ｂのゲートに出力する。ＦＥＴ１９ｂはＯＮし定着ヒータ３２へ電力が供給される。

さらに、第１制御部１０は定着装置１１１の加熱部の温度検出をサーミスタ３８によって行い、予め設定された温度以上の温度検出を行うと、キャパシタバンク９の電力放電の停止を行うため信号（“Ｈ）を入出力ポート１４のポート１及びポート２よりＯＲ回路２１及び２２に出力する。ＯＲ回路２１は（“Ｈ）信号が入力されると、（“Ｈ）信号をリレー駆動回路２０に出力する。リレー駆動回路２０はリレーをＯＦＦ（開放）される。ＯＲ回路２２は、（“Ｈ）信号が入力されると、バッファ回路２５に（“Ｈ）信号を出力する。バッファ回路２５は（“Ｌｏｗ）信号をＦＥＴ１９ｂのゲートに出力する。ＦＥＴ１９ｂはＯＦＦされて、定着ヒータ３２への電力供給は停止される。

また、第１制御部１０は定着装置１１１の加熱部の温度検出をサーミスタ３８によって行い、予め設定された温度以上の異常温度検出を行うと、上述したようにキャパシタバンク９の電力放電の停止を行うため信号（“Ｈ）を入出力ポート１４のポート１及びポート２よりＯＲ回路２１及び２２に出力すると共に、ポート５より充電停止信号（”Ｈ）をＯＲ回路４６を介して定電流及び定電力充電電圧発生回路７に出力する。また、第２制御部８が制御する定着ヒータへの電力供給を禁止する信号（Ｈ“）をポート３より、ＯＲ回路２３、２４に出力する。ＯＲ回路２３は（“Ｈ）信号が入力されると、（“Ｈ）信号をフォトトライアックドライブ回路３９に出力する。これにより、フォトトライアック３４はオフされ、定着ヒータ２９への電力供給は停止される。同じように、ＯＲ回路２４は（“Ｈ）信号が入力されると、（“Ｈ）信号をフォトトライアックドライブ回路４０に出力し、フォトトライアック３５はオフされ、定着ヒータ３０への電力供給は停止される。

また、第１制御部１０は入出力ポート１４のポート４より、定着装置の加熱部の温度異常信号を第２制御部８の割り込み制御回路４１に出力する。第２制御部８は割り込み制御回路４１の信号により、定着ヒータへの電力供給を停止する信号（“Ｈ）を入出力ポート１５のポート２及びポート３よりＯＲ回路２３及び２４に出力する。ＯＲ回路２３及び２４に（“Ｈ）信号が入力されると、前記したように、定着ヒータ２９及び定着ヒータ３０への電力供給は停止される。

第１制御部１０がＯＲ回路２３、２４に電力供給を禁止する信号（Ｈ“）を出力するのは、第１制御部１０が異常動作を行い、暴走又は、動作不能になった場合に有効である。第１制御部１０が入出力ポート１４のポート４より、定着装置１１１の加熱部の温度異常信号をＣＰ８の割り込み制御回路４１に出力するのは、第１制御部１０が一部の長い制御プログラムを実行中、又はＣＰＵ５４が暴走して、閉ループを実行中に有効である。第１制御部１０は、優先度の高い割り込み処理として実行すると共に、操作部（図示しない）に異常表示等を行う。

第１制御部１０は、第１制御部１０と同様にＲＯＭ６１、ＲＡＭ６２、タイマ６３、ＣＰＵ６４、割り込み制御回路（ＩＮＴ）４１、Ａ／Ｄポート１８、ＳＣＩ２６、及び入出力ポート１５を備えている。第１制御部１０はＳＣＩ２６を介して操作部制御回路４７と通信の送受信を行い、操作部への表示又は、キー入力の信号を入力する。第１制御部１０は画像形成装置の画像形成動作の制御も行うが、説明は省略する。

第２制御部８のＡ／Ｄポート１８には、サーミスタ３７とそのサーミスタ３７に直列に接続された抵抗Ｒ１１とで構成される定着装置の加熱部の温度を検出する第２温度検出回路が接続されている。また、第２温度検出回路の温度検出結果により、定着ヒータ２９及び３０にＡＣ電力を供給するＡＣ電力供給回路４３も接続されている。第２制御部８は、キャパシタバンクの充放電を制御する第１制御部１０とＳＣＩ２６を介して通信の送受信を行い、キャパシタバンク９の充放電制御を行う。第１制御部１０は、主電源投入又は、省エネモード解除時に、予め設定された温度以下の温度検出を行うと、第１制御部１０にキャパシタバンク９の蓄電を放電する指示をＳＣＩ２６を介して出力する。また、コピー動作時に定着装置１１１の加熱部の温度検出を行い、予め設定された温度以下の温度検出を行うと、第１制御部１０にキャパシタバンクの蓄電を放電する指示をＳＣＩ２６を介して出力する。

第１制御部１０は、定着装置の加熱部の温度検出を行い、予め設定された温度以下の温度検出を行うと、定着ヒータ２９及び定着ヒータ３０へ電力供給を行うために信号（“Ｌｏｗ）を入出力ポート１５のポート２及びポート３よりＯＲ回路２３及び２４に出力する。ＯＲ回路２３は（“Ｌｏｗ）信号が入力されると、（“Ｌｏｗ）信号をフォトトライアックドライブ回路３９に出力する。フォトトライアック３４はＯＮし、定着ヒータ２９にはＡＣ電力が供給される。ＯＲ回路２４は（“Ｌｏｗ）信号が入力されると、（“Ｌｏｗ）信号をフォトトライアックドライブ回路４０に出力する。フォトトライアック３５はＯＮし、定着ヒータ３０にはＡＣ電力が供給される。また、第１制御部１０は定着装置の加熱部の温度検出を行い、予め設定された温度以上の温度検出を行うと、電力供給の停止を行うため信号（“Ｈ）を入出力ポート１５のポート２及びポート３よりＯＲ回路２３及び２４に出力する。

ＯＲ回路２３は（“Ｈ）信号が入力されると、（“Ｈ）信号をフォトトライアックドライブ回路３９に出力する。フォトトライアック３４はＯＦＦし、定着ヒータ２９への電力は停止される。ＯＲ回路２４は（“Ｈ）信号が入力されると、（“Ｈ）信号をフォトトライアックドライブ回路４０に出力する。フォトトライアック３５はＯＦＦして定着ヒータ３０への電力は停止される。

また、第１制御部１０は定着装置１１１の加熱部の温度検出をサーミスタ３８によって行い、予め設定された温度以上の異常温度検出を行うと、前記したように電力供給の停止を行うため信号（“Ｈ）を入出力ポート１５のポート２及びポート３よりＯＲ回路２３及び２４に出力すると共に、ＳＣＩ２６を介して第１制御部１０に定着装置の加熱部の温度異常信号を出力する。また、第１制御部１０は入出力ポート１５のポート４より、定着装置の加熱部の温度異常信号を第１制御部１０の割り込み制御回路４２に出力する。第１制御部１０は割り込み制御回路４２の信号により、定着ヒータへの電力供給を停止する信号（“Ｈ）を入出力ポート１４のポート１及びポート２よりＯＲ回路２１及び２２に出力する。ＯＲ回路２１及び２２に（“Ｈ）信号が入力されると、前記したように、定着ヒータ３２への電力供給は停止される。

また、第１制御部１０は入出力ポート１５のポート５より、充電動作禁止信号（“Ｈ）をＯＲ回路４６に出力する。第１制御部１０がＯＲ回路２１、２２に電力供給を禁止する信号（Ｈ“）出力するのは、第１制御部１０が異常動作を行い、暴走又は、動作不能になった場合に有効である。第１制御部１０は入出力ポート１５のポート４より、定着装置の加熱部の温度異常信号を第１制御部１０の割り込み制御回路４２に出力するのは、第１制御部１０が一部の長い制御プログラムを実行中、又はＣＰＵが暴走して、閉ループを実行中に有効である。

上述した実施形態では、第１温度検出回路２８は第１制御部１０で、第２温度検出回路は第１制御部１０でそれぞれ制御しているが、温度検出回路は第１制御部１０と第１制御部１０で共通使用することもできる。その例が図４に示されている。図４は他の実施形態における制御装置の電気的な概略構成を示す回路図である。以下、図３と異なる部分のみ説明する。

第１制御部１０のＡ／Ｄポート１１には、第２制御部８のＡ／Ｄポート１８にも接続される、サーミスタ３７とそのサーミスタ３７に直列に接続された抵抗Ｒ１１とで構成される定着装置１１１の加熱部の温度を検出する第２温度検出回路３３が接続されている。

第１制御部１０は第２温度検出回路３３の温度検出結果により、キャパシタバンク９に蓄電された電力の放電制御を行う。第１制御部１０も第２温度検出回路３３の温度検出結果により、定着ヒータ２９及び３０にＡＣ電力供給を行う。図３の制御回路構成の場合には、温度検出回路を別々に備えているので、どちらの第２温度検出回路３３又は２８、及びサーミスタ３７又は３８の浮き等が発生した場合でも、定着装置１１１及びその制御回路の異常は検出できるが、図４の場合には、第２温度検出回路３３を共通に使用しているので、温度検出路が異常の場合には、定着装置１１１及びその制御回路の異常は検出できない。定着ヒータを複数備える場合には、異なる加熱位置に備え、その異なる位置に温度検出手段を設けるのが、一般的である。この場合は、温度検出手段の温度差でも定着装置、制御回路の異常を検出することもできる。

図５は、第１制御部１０が定着装置の温度制御及び異常温度を検知する制御フローチャートである。第１制御部１０は、Ａ／Ｄポート１１より定着装置の加熱部温度を読み込み（ステップＳ１０１）、第２制御部８に読み込んだ温度を出力し（ステップＳ１０２）、Ａ／Ｄポート１１より読み込んだ温度が、予め設定された異常温度を超えているか確認する（ステップＳ１０３）。予め設定された異常温度を超えている場合は、第２制御部８に定置装置１１１が異常温度である信号を出力し（ステップＳ１０４）、次に、ポート４より、第２制御部８の割り込み回路４１に定置装置１１１が異常温度である信号（“Ｈ）を出力する（ステップＳ１０５）。次にポート１及びポート２より、放電停止信号（“Ｈ）を出力する（ステップＳ１０６）。前述したようにポート１及びポート２より、放電停止信号（“Ｈ）が出力されると、リレー１９ａ及びＦＥＴ１９ｂは開放され放電は停止される。

次にＡＣ電力供給停止信号（“Ｈ）をポート３より出力し（ステップＳ１０７）、充電動作停止信号（“Ｈ）をポート５より出力（ステップＳ１０８）し、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０３において、定着装置１１１の加熱部温度が異常温度を超えていない場合は、第２制御部８より、定置装置１１１が異常温度である信号が出力されているか確認する（ステップＳ１０９）。定置装置１１１が異常温度である信号が出力されて無い場合は、定着装置の加熱部温度が、予め設定された温度以下か確認する（ステップＳ１１０）。設定温度以下の場合には、ポート１及びポート２より放電信号（“Ｌｏｗ）を出力する（ステップＳ１１１）。これにより、リレー１９ａ及びＦＥＴ１９ｂがＯＮされ、定着ヒータ３２には電力が供給され、本制御フローは終了する。

ステップＳ１０９において、第２制御部８より定置装置１１１が異常温度である信号が出力されている場合は、ステップＳ１０６に進み、上述したと同様に、ポート１及びポート２より、放電停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ１０６）、信号（“Ｈ）をポート３より出力し（ステップＳ１０７）、充電動作停止信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ１０８）、本制御フローは終了する。また、ステップＳ１１０において、予め設定された温度以下でない場合は、ポート１及びポート２より、放電停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ１１２）、本制御フローは終了する。

図６は、第１制御部１０が第２制御部８から送信される定着装置１１１の温度に関連する信号を処理する制御フローチャートである。ここでは最初に、第１制御部１０は第２制御部８から定置装置が異常温度である信号が出力されているか確認し（ステップＳ２０１）、異常温度である信号が出力されている場合は、ポート１及びポート２より、放電停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ２０２）、充電動作停止信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ２０３）、本制御フローは終了する。ステップＳ２０１において第２制御部８から定置装置１１１が異常温度である信号が出力されていない場合は、第２制御部８から定置装置１１１の温度信号が出力されているか確認する（ステップＳ２０４）。

定置装置１１１の温度信号が出力されている場合は、Ａ／Ｄポート１１より定着加熱部の温度を読み込み（ステップＳ２０５）、第２制御部８から定置装置１１１の温度と、Ａ／Ｄポート１１より読み込んだ温度と比較を行い（ステップＳ２０６）、比較した結果、予め設定された温度差異常の差があるか否かを確認し（ステップＳ２０７）、ある場合には、第２制御部８に定置装置１１１が異常温度である信号を出力する（ステップＳ２０８）。次に、第２制御部８の割り込み回路４１に定置装置１１１が異常温度である信号（“Ｈ）をポート４より出力し（ステップＳ２０９）、ポート１及びポート２より放電停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ２１０）、強制的にＡＣ電力供給停止する信号（“Ｈ）をポート３より出力し（ステップＳ２１１）、最後に充電動作停止信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ２１２）、本制御フローは終了する。また、ステップＳ２０４において、第２制御部８から定置装置１１１の温度信号が出力されて無い場合は、本制御フローは終了する。さらにステップＳ２０７において、予め設定された温度差異常の差がない場合も、本制御フローは終了する。なお、定着異常信号の割り込みはステップＳ２０２に進む。

図７は第２制御部８が定着装置１１１の温度制御及び異常温度を検知する制御フローチャートである。第２制御部８は、Ａ／Ｄポート１８より定着装置１１１の加熱部温度を読み込み（ステップＳ３０１）、第１制御部１０に読み込んだ温度を出力し（ステップＳ３０２）、Ａ／Ｄポート１８より読み込んだ温度が、予め設定された異常温度を超えているか確認する（ステップＳ３０３）。予め設定された異常温度を超えている場合は、第１制御部１０に定置装置１１１が異常温度である信号を出力し（ステップＳ３０４）、ポート４より第１制御部１０の割り込み回路４２に定置装置が異常温度である信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ３０５）、ポート２及びポート３よりＡＣ電力供給停止信号（“Ｈ）を出力する（ステップＳ３０６）。ポート２及びポート３よりＡＣ電力供給停止信号（“Ｈ）が出力されると、フォトトライアック３４、及び３５はＯＦＦし電力供給は停止される。次に、ＤＣ電力供給を強制的に停止する信号（“Ｈ）をポート１より出力し（ステップＳ３０７）、充電動作を強制的に停止する信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ３０８）、操作部４７に定着装置１１１が異常温度である信号を出力し（ステップＳ３０９）、本制御フローは終了する。

ステップＳ３０３において、定着装置１１１の加熱部温度が異常温度を超えていない場合は、第１制御部１０より定置装置１１１が異常温度である信号が出力されているか確認し（ステップＳ３１０）、定置装置１１１が異常温度である信号が出力されていない場合は、定着装置１１１の加熱部温度が、予め設定された温度以下か否かを確認する。温度以下の場合には、ポート２及びポート３より電力供給信号（“Ｌｏｗ）を出力し（ステップＳ３１２）、本制御フローは終了する。また、第１制御部１０より、定置装置が異常温度である信号が出力されている場合は、ステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０７、Ｓ３０８、Ｓ３０９と進む。ステップＳ３１１で、予め設定された温度以下でない場合は、ポート２及びポート３より電力供給停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ３１３）、本制御フローは終了する。

図８は、第２制御部８が第１制御部１０から送信される定着装置１１１の温度に関連する信号を処理する制御フローチャートである。第２制御部８は第１制御部１０から定置装置１１１が異常温度である信号が出力されているか確認する（ステップＳ４０１）。異常温度である信号が出力されている場合は、ポート２及びポート３より放電停止信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ４０２）、充電動作を強制的に停止する信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ４０３）、操作部に定着装置が異常温度である信号を出力し（ステップＳ４０４）、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０１において、第１制御部１０から定置装置１１１が異常温度である信号が出力されていない場合は、第１制御部１０から定置装置１１１の温度信号が出力されているか確認する（ステップＳ４０５）。定置装置１１１の温度信号が出力されている場合は、Ａ／Ｄポート１８より定着加熱部の温度を読み込み（ステップＳ４０６）、第１制御部１０から定置装置の温度とＡ／Ｄポート１８より読み込んだ温度と比較し（ステップＳ４０７）、比較した結果、予め設定された温度差以上の差があるかを確認する（ステップＳ４０８）。設定された温度差以上の場合には、第１制御部１０に定置装置１１１が異常温度である信号を出力し（ステップＳ４０９）、ポート４より第１制御部１０の割り込み回路４２に定置装置１１１が異常温度である信号（“Ｈ）を出力し（ステップＳ４１０）、ポート２及びポート３よりＡＣ電力供給停止信号（“Ｈ）を出力する（ステップＳ４１１）。ポート２及びポート３より、ＡＣ電力供給停止信号（“Ｈ）が出力されると、フォトトライアック３４及び３５はオフし電力供給は停止される。次に、ＤＣ電力供給を強制的に停止する信号（“Ｈ）をポート１より出力し（ステップＳ４１２）、充電動作を強制的に停止する信号（“Ｈ）をポート５より出力し（ステップＳ４１３）、操作部４７に定着装置１１１が異常温度である出力し（ステップＳ４１４）し、本制御フローは終了する。

ステップＳ４０５において、第１制御部１０から定置装置１１１の温度信号が出力されていない場合は、本制御フローは終了する。また、ステップＳ４０８において、予め設定された温度差異常の差がない場合にも、本制御フローは終了する。

以上説明したように本実施形態によれば、２つの制御部により１つの定着装置の温度を検出し、異常温度の検出を行うので、安全性の信頼性が高い画像形成装置が提供できる。

本発明の一実施形態の定着装置を用いたカラー画像形成装置の全体図である。 定着装置の概略構成を示す縦断側面図である。 カラー画像形成装置における制御装置の電気的な概略構成を示す回路図である。 別の実施形態における制御装置の電気的な概略構成を示す回路図である。 第１制御部が定着装置の温度制御及び異常温度を検知する制御フローチャートである。 第１制御部が第２制御部から送信される定着装置の温度に関連する信号を処理する制御フローチャートである。 第２制御部が定着装置の温度制御及び異常温度を検知する制御フローチャートである。 第２制御部が第１制御部から送信される定着装置の温度に関連する信号を処理する制御フローチャートである。

符号の説明

１Ａ 画像形成部
１Ｂ 給紙部
１Ｃ 原稿走査部
７ 定電流及び定電力充電電圧発生回路
８ 第２制御部
９ キャパシタバンク
９ａ キャパシタ
１０ 第１制御部
１１，１８ Ａ／Ｄポート
１６ 充電電圧検出回路
１７ 均等化回路群
１９ 放電回路
２９，３０，３２ 定着ヒータ
２８ 第１温度検出回路
３１ 充電回路
３３ 第２温度検出回路
３７，３８ サーミスタ
４３ ＡＣ電力供給回路
１００ カラー画像形成装置
１１１ 定着装置
１２１ 定着ローラ
１２２ 加圧ローラ
２００ シート

Claims (10)

1. トナー画像が形成された記録媒体を定着手段により加圧及び加熱して前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着装置において、
   蓄電手段と、
   該蓄電手段に充電する充電手段と、
   前記蓄電手段に蓄電した電力を前記定着手段の加熱部に放電する放電手段と、
   前記定着手段の加熱部温度を検出する第１の温度検出手段と、
   該第１の温度検出手段の検出した温度を検知し、該温度が予め定めた所定の温度より高い場合は前記定着手段の異常を検知するとともに、前記放電手段を制御する第１の制御手段と、
   前記定着手段の加熱部温度を検出する第２の温度検出手段と、
   該第２の温度検出手段の検出した温度を検知し、該温度が予め定めた所定の温度より高い場合は前記定着手段の異常を検知するとともに、前記定着手段にＡＣ電力を供給する第２の制御手段と、
   を備え、
   前記第１の制御手段及び前記第２の制御手段はそれぞれ、該検知した温度を他方の制御手段に出力し、それぞれの検知した温度が前記所定の温度より高くない場合には、他方の制御手段から出力された温度とそれぞれの検知した温度の比較を行い、前記比較の結果が予め定めた所定の温度差以上の場合に前記定着手段の異常を検知することを特徴とする定着装置。
2. 前記異常を検知したとき前記定着手段へ電力供給を停止することを特徴とする請求項１項に記載の定着装置。
3. 前記電力供給の停止は、前記第１制御手段が前記第２制御手段に対して電力供給を禁止させることにより行われることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記電力供給の停止は、前記第２制御手段が前記第１制御手段に対して放電を禁止させることにより行われることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
5. 前記第１制御手段と第２制御手段間で前記第１温度検出手段及び第２温度検出手段の検出結果を相互に通信する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記加熱部は、前記放電手段より電力を供給される第１の加熱手段と、前記ＡＣ電力を供給される第２の加熱手段からなり、前記第１の温度検出手段は、測定領域が前記第１の加熱手段に対応するように配置され、前記第２の温度検出手段は、測定領域が前記第２の加熱手段に対応するように配置されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記定着手段の異常を検出したときには、前記蓄電手段による充電を禁止し、又は停止することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記蓄電手段は、複数のキャパシタセルで構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記定着手段が当該定着手段を制御する制御回路を含み、前記異常の検知は前記制御回路の異常も含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着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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