JP5327104B2 - 定着装置の異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明の一実施形態は、印刷装置等に使用される定着装置の異常検出装置に係り、特に定着装置内に設けられた温度検知用サーミスタの断線異常を検知する断線検知装置を備えた定着装置の異常検出装置に関する。

従来より、いわゆる電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムにトナー像を形成し、シート材にそのトナー像を転写してシート材の表面に画像を形成する画像形成部と、その下流側にシート材に形成されたトナー像を加熱することでトナーをシート材表面に溶着させて固定させる定着ユニットが備えられている。

定着ユニットは、シート材に一定の熱量が伝達されるようにヒータなどの発熱手段を内包しシート材を挟持搬送する加熱ローラ対などの加熱部の温度管理を正確に行なう必要がある。例えば、このような加熱部の温度を測定し管理するために、シート材の加熱部付近に温度検知用センサとしてのサーミスタが配設される。サーミスタの抵抗値が加熱部の温度に依存して変化するのを利用して加熱部の温度を検出し、加熱部の温度制御が行われている。

このようなサーミスタを利用した温度センサとして、例えば、特許文献１に非接触温度センサが開示されている。また、サーミスタは定着装置の温度異常を監視する上で重要な役割を果たすため、サーミスタの断線を検知するための手法も考案されている。例えば、特許文献２には、サーミスタが接続された回路の高圧側での電圧の値から異常を判断して、サーミスタの断線を検知する装置が開示されている。
特開平９−２１５２７号公報 特開２００３−１６７４７０号公報

しかしながら、例えば、引用文献２に示されるような構成では、サーミスタの断線検知は、単にサーミスタが接続された回路の高圧側での電圧値を検知してその値から異常を判断しているため、必ずしも正確には断線を検知することができず、また、誤検知の可能性もあった。

本発明の一実施形態は、例えば印刷装置の定着ユニット等に使用される温度センサの異常検出を高精度且つ効率よく行い、断線による温度検知素子の異常を確実に検出し、定着装置の過熱異常発生を未然に防止することができる定着装置の異常検出装置を提供するものである。

上記課題は第１の発明によれば、発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材と、該赤外線吸収部材の温度を測定する第１のサーミスタ及び該第１のサーミスタの近傍温度を測定する第２のサーミスタとからなる温度センサと、前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられたスイッチと、前記スイッチと並列に接続された抵抗体と、前記スイッチを予設定時期に作動させ、前記共通端子を接地に接続する切換制御手段と、前記スイッチが閉成された状態において前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記発熱体の温度を識別する温度識別手段と、前記スイッチが開放された状態において前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知する断線検知手段と、からなることを特徴とする定着装置の異常検出装置を提供することによって達成できる。

上記課題は第２の発明によれば、発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材の温度を第１のサーミスタにより測定するステップと前記第１のサーミスタの近傍温度を第２のサーミスタにより測定するステップと、前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられ抵抗体が並列接続されるスイッチを閉成状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧を検知することにより前記発熱体の温度を識別するステップと、前記スイッチを開放状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知するステップと、からなることを特徴とする定着装置の異常検出方法を提供することによって達成できる。

上記課題は第３の発明によれば、温度センサから出力される信号に基づいて前記発熱体の温度を予設定温度に制御すると共に、前記温度センサに備えられた前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタの断線の検知をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記録媒体であって、前記プログラムは、前記発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材の温度を第１のサーミスタにより測定するステップと、前記第１のサーミスタの近傍温度を第２のサーミスタにより測定するステップと、前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられ抵抗体が並列接続されるスイッチを閉成状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧を検知することにより前記発熱体の温度を識別するステップと、前記スイッチを開放状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知するステップとを含む、記録媒体を提供することによって達成できる。

本発明の一実施形態によれば、２つのサーミスタを有する温度センサの制御回路において、簡単な方式で、確実にそのサーミスタの断線を検知することができる。

本発明の一実施形態における、異常検出装置を備えたカラー印刷装置の内部構成を説明する断面図である。 本発明の一実施形態における定着ユニットの内部構成を示す。 本発明の一実施形態に係る制御装置のブロック図を示す。 本発明の一実施形態に係る、異常検出装置を備えた非接触温度センサの構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る、異常検出装置を備えた非接触温度センサの回路図である。 本発明の一実施形態に係る、定着装置の異常検出を実現するためのＣＰＵの動作フロー図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る定着装置の異常検出装置を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置の異常検出装置を備えたカラー印刷装置（以下、単にプリンタ装置で示す）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示すプリンタ装置１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラープリンタであり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。

上記画像形成部２は、図１の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｋ）を多段式に並設した構成である。そして、上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。

光書き込みヘッド１１は、外部から不図示のインターフェースを介して入力した画像情報に対応する光像を感光体ドラム７面上に露光し静電潜像を形成する。画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ内の各光書き込みヘッド１１には、それぞれ外部から入力した画像情報のうちマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの色に対応するデータに基づく駆動信号が供給され、それぞれの色に対応する光像が露光され潜像が形成される。

現像器１２は、上部のトナー容器に図ではＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋと示されるように、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。

また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。

現像ローラ１３の表面に形成された各色のトナー層は、上記潜像が形成された感光体ドラム７の表面近傍に近接し、静電潜像の電気的吸着力に応じて各現像器のトナー色に基づくトナーを付着させ感光体ドラム７表面上にトナー像を形成する。

中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって配置される無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。

上記の転写ベルト１４は、各トナー色毎に設けられた画像形成ユニット６内の感光体ドラム７表面上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナー像を各色画像形成ユニット毎の転写部において全色のトナー像の位置が重なるように位置あわせされながら直接ベルト面に転写（一次転写）されて、その合成されたトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで中間状態のトナー像を保持しながら搬送するので、ここでは転写ベルト１４を含むユニット全体を中間転写ベルトユニットという。

この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備え、感光体ドラム７表面に形成されたトナー像を転写ベルト１４側に転写するために、一次転写ローラ１８に高電圧が印加される。

ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動可能に構成し、転写ベルト１４をカラー色の感光体ドラム７から離接させる構造により、カラーの転写機構を能動／非能動状態に切り換え可能な構成としている。

そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる機構をもうけることにより、Ｋ（黒）色の転写機構だけを単独で能動／非能動状態に切り換え可能な構成としている。

すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置をフルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換えることができ、プリンタ装置１が記録処理を行わない状態では、全非転写モード状態として、転写ベルト１４が全ての画像形成ユニット６との接触が断たれ、また、プリンタ装置１がモノクロ印刷処理状態にあるときには、フルカラーモードの位置に切り換えることにより転写ベルト１４とカラー印刷用の画像形成ユニット６Ｍ，６Ｃ，６Ｙとの関係が絶たれ、これにより、転写ベルト１４や感光体ドラム７の接触摩耗による消耗を防止する構成になっている。

上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に転写ベルト１４表面に残留した無駄なトナーを除去するベルトクリーナユニット３５が配置され、このベルトクリーナユニットが除去した廃棄トナーを収納すべく、転写ベルト１４の下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器１９が着脱自在に配置されている。

給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。

待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設され、用紙への二次転写部を形成している。

この二次転写部の下流（図では上方）側には定着ユニット２７が配置され、定着ユニット２７の更に下流側には、定着後の用紙を定着ユニット２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。

上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、転写ベルト１４表面を摺擦するブレード及び取り込みローラ３６からなるベルトクリーナユニット３５が配置されている。

本例のプリンタ装置１は、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１の右側を開放するのみで対処できる構成である。

図２は、本実施形態における定着ユニット２７の内部構成を示す。図２（ａ）は、上記の構成において、本例の主要部となる定着ユニット２７の詳細を示す図であり、図２（ｂ）は、関わる各ローラのみを取り出して示す。尚、図２（ａ）、（ｂ）には、図１と同一構成部分には図１と同一の番号を付して説明する。

図２（ａ）は、用紙搬送方向（下から上）に沿って併設された用紙搬送ユニット３８、中間転写ベルトユニット３、二次転写ローラユニット３９、及び定着ユニット２７を示している。

用紙搬送ユニット３８は、図１でも説明した用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５を備えており、待機搬送ローラ対２５により、他のユニット（中間転写ベルトユニット３）と連携する用紙搬送系を形成している。

また、中間転写ベルトユニット３は、二次転写ローラユニット３９と協働して他のユニット（用紙搬送ユニット３８及び定着ユニット２７）と連携する用紙搬送系を形成している。

定着ユニット２７は、ベルト式定着ユニットである。定着ユニット２７は、ガイド板３０ａ、３０ｂ、加熱ローラ４０、定着ローラ４１、加熱ローラ４０と定着ローラ４１間に掛け渡された無端状の定着ベルト４２、この定着ベルト４２を介し定着ローラ４１に対向して配置され定着ローラ４１と定着ベルト４２を押圧する加圧ローラ４３を備えており、定着ローラ４１と加圧ローラ４３により、他のユニット（中間転写ベルトユニット３）と連携する用紙搬送系を形成している。

定着ユニット２７では用紙のトナー像を熱と圧力を加えることで用紙に溶融定着している。定着方式はハロゲンヒータ４４，４５で加熱された加熱ローラ４０の熱を定着ベルト４２にて定着ローラ４１まで熱伝達させ、また定着ローラ４１と加圧ローラ４３で加圧する方式である。なお用紙の種類により加圧ローラ４３側の加圧力は可変する機能を有している。

図２（ｂ）は、上記各構成部の用紙搬送精度に関わる各ローラ、即ち用紙搬送ユニット３８の待機搬送ローラ対２５、中間転写ベルトユニット３の従動ローラ１６、二次転写ローラユニット３９の二次転写ローラ２６、及び定着ユニット２７の定着ローラ４１と加圧ローラ４３のみを取り出して示している。

加熱ローラ４０上の定着ベルト４２の表面温度を監視するために、温度センサ５３が取り付けられている。温度センサ５３は、そのセンサの種類や設計仕様に応じ、定着ベルト４２に接触していても良いし、接触していなくてもよいが、以下に示す本発明の一実施形態では、非接触型の温度センサを例に説明する。

本発明に用いられる非接触方式の温度センサ５３は、加熱ローラ４０により加熱される定着ベルト４２表面から輻射される赤外線を検知することにより、定着ベルト４２の表面温度を検出するものであり、その内部に赤外線検知用サーミスタＴ１と温度補償用サーミスタＴ２とを備えている。赤外線検知用サーミスタＴ１は、定着ベルト４２表面から輻射される赤外線により加熱される赤外線吸収フィルムの温度を検知しているが、その出力電圧は周囲の温度に依存する。このような温度依存を補償するために赤外線検知用サーミスタＴ１自身の温度を検出する必要がある。このため、赤外線検知用サーミスタＴ１の近傍で定着ベルト４２表面から輻射される赤外線の影響を受けない位置に温度補償用サーミスタＴ２が配置され、これら２つのサーミスタの両端電位を検出することにより、加熱ローラ４０により加熱される定着ベルト４２表面の温度が把握できるように構成されている。
上記２つのサーミスタの両端電位の差分の平均値をＡ／Ｄコンバータでデジタル値に変換し、変換後のデジタル値をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、所定のプログラムを実行することにより、入力されたデジタル値及び予め定められたテーブルに基づいて定着ベルト４２の表面温度を求め、この表面温度が一定に維持されるように加熱ローラ４０に内包されるヒータ１及びヒータ２の通電制御を行う。以下にその具体的制御方法について詳述する。

図３は本実施形態に係る、プリンタ装置１の制御装置４７のブロック図を示す。

制御装置４７は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４８に記憶された制御手順に従ってプリンタ装置１全体の制御を行うＣＰＵ４９、制御装置４７の制御手順（制御プログラム）を記憶した読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４８と、入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５１と、メインモータ等の負荷に対するＣＰＵ４９の制御信号の出力、およびセンサ等の信号を入力してＣＰＵ４９に送るインターフェース部（Ｉ／Ｏ）５２とを備えている。

そして、Ｉ／Ｏ５２を介してプリンタ装置１に備えられた、又はプリンタ装置１に接続される各種装置の信号がＣＰＵ４９との間で伝達される。各種装置信号の一例としては、ソータ制御、原稿のジャム検知、シート材搬送等の制御の他に、後述するスイッチＳＷ１のオン／オフの制御のための制御信号などがあり、制御装置４７によってそれぞれの制御が行なわれる。また、ＲＡＭには、随意に、後述するＶｄｅｆの正常範囲を表す電圧値のデータが記録されていてもよい。

図４は、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１を備えた非接触温度センサ５３の構成を示す図である。図４において、非接触温度センサ５３には、検知用サーミスタＴ１と、補償用サーミスタＴ２の２つのサーミスタが備えられている。検知用サーミスタは赤外線吸収フィルム５４と接触しており、加熱ローラ４０の温度を検出するために用いられる。赤外線吸収フィルム５４は、加熱ローラ４０からの赤外線５０を吸収して熱エネルギーに変換し、その熱を検知用サーミスタＴ１で検出する。一方、補償用サーミスタＴ２は非接触温度センサ５３自体の温度を検出するために用いられる。加熱ローラ４０の温度は、検知用サーミスタＴ１の検出温度により変化した抵抗値と、補償用サーミスタＴ２の検出温度により変化した抵抗値を利用して、計算される。

図５は、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１を備えた非接触温度センサ５３の回路図である。Ｒ２及びＲ１は、ほぼ同じ抵抗値を持つ抵抗素子であり、例えば、ここではどちらも３３ＫΩの抵抗値を有する。図５に示される検知用サーミスタＴ１及び補償用サーミスタＴ２の抵抗値は、温度が低くなると抵抗値が高くなるというように、温度に依存して数Ｋ〜数ＭΩの範囲で変化する（例えば、０℃付近の低い温度では約１MΩの抵抗値を有する）。抵抗Ｒ２と、補償用サーミスタＴ２との間にかかる電圧Ｖ２は、差動増幅器５６のプラス端子５７に入力される。一方、抵抗Ｒ１と、検知用サーミスタＴ１との間にかかる電圧Ｖ１は、差動増幅器５６のマイナス端子５８に入力される。また、差動増幅器５６には、オフセット電圧（例えば、ここでは０．５Ｖ）がかかっている。差動増幅器５６は、入力されたＶ２とＶ１の差分電圧を増幅し、増幅した電圧にオフセット電圧を加算して、電圧Ｖｄｅｆを出力する。従って、Ｖ２とＶ１が等しい電圧である場合は、差分電圧が０となり、差動増幅器５６の出力Ｖｄｅｆとしてオフセット電圧０．５Ｖが出力される。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ５９は、Ｖｄｅｆ及びＶ２を、電圧値からデジタル値へと変換する。ＣＰＵ４９は、Ａ／Ｄコンバータ５９によりデジタル化されたデータを用いて、各種の制御処理、例えば、加熱ローラ４０の温度の算出などを行なう。

本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１を備えた非接触温度センサ５３は、更に、通常の温度検知を行なう温度検知モードと、サーミスタの断線を検知するための断線検知モードとを所定の時間間隔毎に切り替えるためのスイッチＳＷ１が、２つのサーミスタの共通接続端子と接地との間に設けられている。

通常の温度検知モードにおいては、ＣＰＵ４９の制御の下に、スイッチＳＷ１はオンの状態にある。定電圧回路６０により電圧、例えば、ここでは５Ｖを印加し、検知用サーミスタＴ１と抵抗Ｒ１との間に係る電圧Ｖ１と、補償用サーミスタＴ２と抵抗Ｒ２との間に係る電圧Ｖ２とが、差動増幅器５６に入力される。Ｖ２からＶ１を差し引いた差分電圧は本実施形態に係る断線検知装置６１を備えた温度センサ５３が利用される一般的な測定温度範囲から見積もると、最大でも２００ｍＶ程度の値になることが推測される。そのため、差動増幅器５６は差分電圧の増幅を行なっている。例として、本実施形態においては、差動増幅器５６のゲインは２０倍に設定されている。差動増幅器５６は、Ｖ２からＶ１を差し引いた差分電圧を増幅し、さらにオフセット電圧を加算した電圧Ｖｄｅｆを出力する。従って、例えば、Ｖ２からＶ１を差し引いた差分が最大の２００ｍＶ付近であった場合は、（０．２Ｖ×２０）＋０．５Ｖで、４．５Ｖが差動増幅器５６の出力Ｖｄｅｆとして出力されることになる。出力された電圧Ｖｄｅｆと、Ｖ２とはＡ／Ｄコンバータ５９によりデジタル変換され、デジタル化された値がＣＰＵ４９に送られる。ＣＰＵ４９において、デジタル化された値を用いてメモリに格納された温度テーブルを参照することで加熱ローラ４０の温度を求める処理が行なわれ、求められた温度が予め所望される定着温度に維持されるようにヒータ１、ヒータ２への通電量が制御される。

本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１による、サーミスタの断線検知について以下に詳細に説明していく。サーミスタの異常に対処するために、所定のインターバルで繰り返し行われる断線検知モードにおいては、ＣＰＵ４９の制御によりスイッチＳＷ１はオフにされる。図５に示されるように、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１を備えた非接触温度センサ５３には、抵抗素子Ｒ３が、スイッチＳＷ１に対して並列に接続されている。そのため、スイッチＳＷ１がオフの状態でも、接地電圧（ＧＮＤ）と完全には遮断されず、電圧は抵抗Ｒ３を通ってＧＮＤに流れる。抵抗Ｒ３には、抵抗Ｒ２及びＲ１と比してかなり大きな抵抗値を有するものが使用される。言い換えると、スイッチＳＷ１がオフの状態では、Ｖ２からＶ１を差し引いた差分電圧が、スイッチＳＷ１がオンの状態よりもかなり小さな値（例えば、およそ１０分の１程度）となるように抵抗Ｒ３の抵抗値が選ばれる。例えば、本実施形態においては、抵抗Ｒ２及びＲ１として３３ＫΩの抵抗が用いられており、また、抵抗Ｒ３に１ＭΩの抵抗を用いることとする。

まず、断線検知モードにおいて、検知用サーミスタＴ１及び補償用サーミスタＴ２のどちらも断線していない場合における、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１の動作を説明する。Ｖ２及びＶ１の値は、それぞれＲ２と（Ｒ３＋検知用サーミスタＴ１の抵抗値）との抵抗差及びＲ１と（Ｒ３＋補償用サーミスタＴ２の抵抗値）との抵抗の差に応じた値をとる。上記の例では、Ｒ２及びＲ１の抵抗として３３ＫΩ、Ｒ３の抵抗として１ＭΩを用いているため、これらの抵抗の間にかかる電圧Ｖ２及びＶ１は、少なくとも（５Ｖ−５Ｖ×３３ＫΩ／（１０００ＫΩ＋３３ＫΩ））以上で５Ｖ未満の値になる。実際に計算すると、約４．８４Ｖ〜５Ｖの値範囲に制限されることになる。それに伴いＶ２からＶ１を差し引いた差分電圧に関しても、スイッチＳ１がオンの状態では最大で２００ｍＶ程度であったのが、およそ１／１０程度になり、最大でも２０ｍＶ程度の小さな差分電圧に制限されることになる。この最大の差分電圧２０ｍＶにゲインの２０倍を掛けても４００ｍＡにしかならない。この４００ｍＡにオフセット電圧０．５Ｖを加算し、０．９Ｖが出力Ｖｄｅｆの最大値と見積もることができる。従って、スイッチＳＷ１をオフにした場合は、マージンを０．１ＶとったとしてもＶｄｅｆの最大値は１Ｖを超えることは無いと見積もることができる。このＶｄｅｆの最大値と、オフセット電圧との間の範囲、例えばここでは、０．５Ｖ〜１Ｖの範囲を、本実施形態における正常範囲として用いる。

従って、スイッチＳＷ１をオフにした際に、実際に測定されたＶｄｅｆの値が正常範囲内にある場合（例えば、ここでは０．７１Ｖ，０．８Ｖ，０．９２Ｖなど）は、検知用サーミスタＴ１及び補償用サーミスタＴ２はともに断線していないと判定できる。

次に、サーミスタＴ１が断線している場合について以下に述べる。サーミスタＴ１が断線した場合、ＧＮＤに電圧が流れることが無くなり、従って、定電圧回路６０から印加された５ＶがそのままＶ１として差動増幅器のマイナス端子に入力される。一方、Ｖ２には、回路が抵抗Ｒ３を介して接地されているため、５Ｖ未満の電圧が流れることが分るだろう。従って、差動増幅器５６のプラス端子５７にＶ２として５Ｖ未満の電圧が入力され、差動増幅器５６のマイナス端子５８にはＶ１として５Ｖが入力されるため、差分電圧はマイナスとなり、結果としてオフセット電圧である０．５Ｖ以下の電圧Ｖｄｅｆが出力されることになる。通常の使用においては、補償用サーミスタＴ２によって検出される温度が検知用サーミスタＴ１によって検出される温度よりも高くなることは無いため、Ｖ２がＶ１より小さくなることはない。従って、Ｖｄｅｆの値がオフセット電圧を下回る場合は、Ｔ１が断線していると判断できる。実際には、その電圧差が大きいため飽和状態となりＶｄｅｆは０Ｖとなる。

例えば、補償用サーミスタＴ２が検出するセンサ自体の温度が低く０℃付近であり、その抵抗値が１ＭΩと大きい場合を仮定する。電圧Ｖ２の値は、（５Ｖ−５Ｖ×３３Ω／（１０００ＫΩ＋３３ＫΩ＋１０００ＫΩ））となり、約４．９２Ｖになる。その差分電圧は、（４．９２Ｖ−５Ｖ））で−０．０８Ｖである。−０．０８Ｖにゲインの２０倍をかけると、−１．６ボルトで、オフセット電圧０．５Ｖを加算しても、値は−１．１Ｖとなりマイナスのままで飽和している。従って、Ｖｄｅｆは０Ｖとなることが分るだろう。

本実施形態によれば、スイッチＳＷ１をオフにした際に、実際に測定されたＶｄｅｆの値が正常範囲を下回る場合（例えば、ここでは０．２Ｖ，０．１５Ｖ，０Ｖなど）は、ＣＰＵ４９は、検知用サーミスタＴ１が断線していると判定できる。

次に補償用サーミスタＴ２が断線した場合について説明する。補償用サーミスタＴ２が断線した場合、ＧＮＤに電圧が流れることが無くなり、従って、定電圧回路６０から印加された５ＶはそのままＶ２として差動増幅器５６のプラス端子５７に入力されることになる。一方、回路が抵抗Ｒ３を介して接地されているため、（５Ｖ−５Ｖ×３３ＫΩ／（１０００＋３３ＫΩ））以上で５Ｖ未満の電圧がＶ１として、差動増幅器５６のマイナス端子５８に入力されることになる。差動増幅器５６のプラス端子５７にＶ２として５Ｖが直接流れ込むため、Ｖ２からＶ１を差し引いた差分電圧は大きくなる。その結果、正常値として上記で定めた０．５Ｖ〜１Ｖの範囲を大幅に上回る電圧がＶｄｅｆとして出力されることになる。

例えば、検知用サーミスタＴ１が検出した加熱ローラ４０の温度が低く０℃付近であり、その抵抗値が１ＭΩと大きい場合を仮定する。電圧Ｖ１の値は、（５Ｖ−５Ｖ×３３Ω／（１０００ＫΩ＋３３ＫΩ＋１０００ＫΩ））となり、約４．９２Ｖになる。その差分電圧は、（５Ｖ−４．９２Ｖ)で０．０８Ｖである。０．０８Ｖにゲインの２０倍をかけると、１．６ボルトで、それにオフセット電圧０．５Ｖを加算すると、Ｖｄｅｆの値は２．１Ｖとなり、正常範囲として定めた０．５Ｖ〜１Ｖの範囲を大きく上回ることが分るだろう。

本実施形態によれば、スイッチＳＷ１をオフにした際に、Ｖｄｅｆの値が正常範囲を上回る場合（例えば、ここでは１．３２Ｖ，２Ｖ，２．８Ｖなど）は、ＣＰＵ４９は、補償用サーミスタＴ２が断線していると判定できる。

以上で述べてきたように、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１では、補償用サーミスタＴ２及び検知用サーミスタＴ１が断線した場合は、スイッチＳＷ１をオフにした際に、差動増幅器５６の出力Ｖｄｅｆが正常範囲（例えば、本実施形態においては０．５Ｖ〜１．０Ｖ）を外れることになる。従って、ＣＰＵ４９は、定期的にスイッチＳＷ１を切り換えながらＶｄｅｆを監視することで、Ｖｄｅｆの値がＲＯＭ４８に予め記憶されている正常範囲を外れた値となった場合にサーミスタが断線していると判断することができる。

また、Ｖｄｅｆの値が、オフセット電圧以下の電圧であれば検知用サーミスタＴ１が断線、正常範囲を大きく上回る値であれば補償用サーミスタＴ２が断線というように、いずれのサーミスタが断線したのかも判定することができる。

本発明の一実施形態によれば、例えば、２つのサーミスタを有し、その測定値の差異をもとに非接触で熱源の温度を測定する方式の非接触温度センサの制御において、その２つのサーミスタより発生する電圧の差分を増幅する差動増幅器を有した非接触温度センサ回路に、スイッチと抵抗というわずかな構成を追加し、その差動増幅器の出力電圧を監視することで、出力電圧が正常範囲外にある場合はサーミスタの断線と判断することが可能になる。

図６は、本実施形態に係る、上記で述べたサーミスタの断線検知を実現するためのＣＰＵ４９の動作フローを示す。

サーミスタの断線検知を開始する場合、ステップＳ１において、スイッチＳＷ１をオフにする制御信号を出力する。ステップＳ２において、差分値Ｖｄｅｆの値が差動増幅器５６よりＡ／Ｄコンバータ５９を介して入力される。ステップＳ３において、入力されたＶｄｅｆの値が０Ｖであるかどうかが判定される。０Ｖである場合は、ステップＳ６に進み、サーミスタＴ１が断線していると判定される。０Ｖではない場合は、ステップＳ４へと進む。ステップＳ４において、Ｖｄｅｆの値が２Ｖ以上であるかどうかが判定される。２Ｖ以上である場合は、ステップＳ７に進み、Ｔ２が断線していると判定される。２Ｖ以上でない場合は、ステップＳ５において、どちらのサーミスタも断線していないと判定され、フローはステップＳ８に進む。ステップＳ８において、温度検知モードに戻るためにスイッチＳＷ１をオンに制御する制御信号を出力する。なお、図６に示すように、随意に、断線が検知されたステップＳ６及びＳ７の後段のステップとして、ステップＳ９に示すように、サービスコールを送信するステップを含めても良い。サービスコールを送信するステップにより温度センサ５３の販売メーカー等に、装置の断線による故障が伝えられ、温度センサ５３のユーザーは、断線したサーミスタの交換などの対応をすばやく受けることができる。ステップＳ６及びステップＳ７において、断線していると判定された場合には、フローは異常終了として終了する。

本実施形態においては、正常範囲として、０．５Ｖ〜１Ｖを用いたが、当然のことながら、これら範囲は限定的なものではなく、例示的に示された範囲であり、例えば、電源電圧である定電圧回路６０からの電圧、Ｒ１及びＲ２に用いた抵抗の抵抗値及びＲ３に用いた抵抗の抵抗値、サーミスタが検出する対象の温度範囲、オフセット電圧、ならびに差動増幅器のゲインの値などによって、様々な範囲が設定され得ることが当業者には理解されよう。

一実施形態においては、正常範囲は、補償用サーミスタＴ２及び検知用サーミスタＴ１がどちらも断線しておらず、且つ、ＳＷ１をオフにした状態での、差動増幅器から出力されるＶｄｅｆの値の最大値を上限とし、差動増幅器にかけられたオフセット電圧を下限として範囲が定められる。このＶｄｅｆの最大値は、それぞれの実施形態において定められ得るものであり、電源電圧である定電圧回路６０からの電圧、Ｒ１及びＲ２に用いた抵抗の抵抗値及びＲ３に用いた抵抗の抵抗値、サーミスタが検出する対象の温度範囲、オフセット電圧、ならびに差動増幅器のゲインの値などを考慮して、Ｖｄｅｆとして出力され得る最大の値を見積もることで得ることができる。

別な実施形態においては、正常範囲の上限の電圧値には、Ｖｄｅｆの値の最大値に上乗せしてマージンが設けられている。さらに別な実施形態では、正常範囲の下限の電圧値にも、オフセット電圧からのマージンがとられていてもよい。

また、本実施形態においては、図６のステップＳ３において、Ｖｄｅｆが０であるか否かによって断線の判定を行なう例を述べたが、当然のことながら本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、オフセット電圧を下回る或る特定の電圧値以下（例えば、０．２Ｖ以下、０．１５Ｖ以下）であるか否か、というように別な値を判定に用いることもできることが当業者には理解されよう。

同様に、本実施形態においては、図６のステップＳ４において、Ｖｄｅｆが２Ｖ以上であるか否かによって断線の判定を行なっているが、当然のことながら本発明に係る実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、正常範囲と見積もられた電圧範囲を超える電圧以上（例えば、１．４Ｖ以上、２．５Ｖ以上、３Ｖ以上）、というように別な値を判定に用いることもできることが当業者には理解されよう。

本実施形態においては、非接触型の温度センサ５３に、本発明の一実施形態に係る断線検知装置６１を導入し、温度センサの２つのサーミスタの断線を検知する例を述べたが、本発明の適用範囲は、非接触型の温度センサに限定されるものではなく、例えば、接触型のサーミスタにおいても、本発明に係る一実施形態を利用して断線を検知することができることが当業者には理解されるであろう。

本発明の一実施形態によれば、２つのサーミスタを有する温度センサの制御回路において、温度測定に必要な回路にわずかな構成を追加するのみで、簡単な方式で、確実にそのサーミスタの断線を検知することができる。

以上で、本発明のいくつかの実施形態に係る断線検知装置に関して詳細に説明してきた。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は例示的なものとして提供されており、本発明の範囲を逸脱すること無く、上述の実施形態に対してあらゆる変更、追加及び代替が成され得ることが当業者には理解されるであろう。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲とその均等物によってのみ確定されることが意図される。

１・・・プリンタ装置
２・・・画像形成部
３・・・中間転写ベルトユニット
４・・・給紙部
５・・・両面印刷用搬送ユニット
６・・・画像形成ユニット
７・・・感光体ドラム
８・・・クリーナ
９・・・帯電ローラ
１１・・・光書込ヘッド
１２・・・現像器
１３・・・現像ローラ
１４・・・中間転写ベルト
１５・・・駆動ローラ
１６・・・従動ローラ
１７・・・ベルト位置制御機構
１８・・・一次転写ローラ
１９・・・廃トナー回収容器
２１・・・給紙カセット
２２・・・用紙取出ローラ
２３・・・給送ローラ
２４・・・ローラ
２５・・・待機搬送ローラ対
２６・・・二次転写ローラ
２７・・・定着ユニット
２８・・・搬出ローラ対
２９・・・排紙トレー
３０ａ・・・ガイド板
３０ｂ・・・ガイド板
３１・・・排紙ローラ対
３２ａ・・・開始返送路
３２ｂ・・・中間返送路
３２ｃ・・・終端返送路
３３ａ・・・返送ローラ対
３３ｂ・・・返送ローラ対
３３ｃ・・・返送ローラ対
３３ｄ・・・返送ローラ対
３５・・・ベルトクリーナユニット
３６・・・ローラ
３８・・・用紙搬送ユニット
３９・・・二次転写ローラユニット
４０・・・加熱ローラ
４１・・・定着ローラ
４２・・・定着ベルト
４３・・・加圧ローラ
４４・・・ヒータ１
４５・・・ヒータ２
４７・・・制御装置
４８・・・専用メモリ（ＲＯＭ）
４９・・・ＣＰＵ
５０・・・赤外線
５１・・・ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
５２・・・インターフェース部（Ｉ／Ｏ）
５３・・・温度センサ
５４・・・赤外線吸収フィルム
５６・・・差動増幅器
５７・・・プラス端子
５８・・・マイナス端子
５９・・・Ａ／Ｄコンバータ
６０・・・定電圧回路
６１・・・断線検知装置

Claims (3)

1. 発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材と、
   該赤外線吸収部材の温度を測定する第１のサーミスタ及び該第１のサーミスタの近傍温度を測定する第２のサーミスタとからなる温度センサと、
   前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられたスイッチと、
   前記スイッチと並列に接続された抵抗体と、
   前記スイッチを予設定時期に作動させ、前記共通端子を接地に接続する切換制御手段と、
   前記スイッチが閉成された状態において前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記発熱体の温度を識別する温度識別手段と、
   前記スイッチが開放された状態において前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知する断線検知手段と、
   からなることを特徴とする定着装置の異常検出装置。
2. 発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材の温度を第１のサーミスタにより測定するステップと、
   前記第１のサーミスタの近傍温度を第２のサーミスタにより測定するステップと、
   前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられ抵抗体が並列接続されるスイッチを閉成状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧を検知することにより前記発熱体の温度を識別するステップと、
   前記スイッチを開放状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知するステップと、
   からなることを特徴とする定着装置の異常検出方法。
3. 温度センサから出力される信号に基づいて前記発熱体の温度を予設定温度に制御すると共に、前記温度センサに備えられた前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタの断線の検知をコンピュータに実行させるためのプログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記録媒体であって、
   前記プログラムは、
   前記発熱体からの輻射熱により加熱される赤外線吸収部材の温度を第１のサーミスタにより測定するステップと、
   前記第１のサーミスタの近傍温度を第２のサーミスタにより測定するステップと、
   前記第１のサーミスタ及び第２のサーミスタを接続する共通端子と接地との間に設けられ抵抗体が並列接続されるスイッチを閉成状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧を検知することにより前記発熱体の温度を識別するステップと、
   前記スイッチを開放状態にしつつ前記第１のサーミスタの電圧供給端子の電位と前記第２のサーミスタの電圧供給端子の電位との差分電圧の大きさを検知することにより前記第１のサーミスタもしくは前記第２のサーミスタの断線を検知するステップとを含む、記録媒体。