JP5340671B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の温度検知素子を有する定着装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真プリンタは、印刷画像に対応したトナー像を紙に転写させ、ヒータの熱とローラ又はベルト等の圧力でトナー像を紙に定着させている。下記に示す特許文献１の定着装置においては、複数の温度検知素子のうち、ヒータ温度検知素子の検知した温度を基にして高温異常報知温度を設定し、定着装置温度検知素子の検知した温度が高温異常報知温度を超えたときを異常としてきた。
特開２００４−１４５２０９号公報

しかしながら、上記特許文献１の定着装置では、高温異常報知温度が定着装置の通常使用する温度よりも高く設定されているので、例えば、ヒータ温度検知素子に断線等の異常が発生すると、ヒータ制御部はヒータが設定された高温異常報知温度に達していないと判断し、継続してヒータを通電するので定着装置が過剰に高温となる虞があり安全性に問題があった。

本発明は、以上の問題を解決するために、次の構成を具備する。

本発明は、定着部材の温度制御を行う定着装置であって定着部材の温度を検出して検出情報を出力する第一の温度検出部と、第一の温度検出部とは異なる位置に配置されて定着部材の温度を検出して電圧情報を含む検出情報を出力する第二の温度検出部と、第一及び第二の温度検出部の各検出情報を比較する比較部と、
第一の温度検出部の異常検出時の出力を有効化及び無効化する異常検出回路と、異常検出回路の無効時及び有効時における比較部の各比較結果を正常時に得られた比較結果と比較することにより装置状態を判定すると共に、異常検出回路の無効時及び有効時における第二の温度検出部の検出情報に含まれる各電圧情報が所定値より大きいか否かを判定し、得られた判定情報を正常時に得られた判定情報と比較して装置状態が異常か否かを判定する判定部と、を含むことを特徴とする。

第二の温度検知部の両出力を監視することにより、第一温度検出部の異常有無を判定することができ、しかも定着装置のヒータを通電せずに判定が可能なために定着装置を高温にすることがなく安全性が確保される。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図２は、本発明における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
図に示すように、画像形成装置１００は、帯電器２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、転写器５、定着器６、感光ドラム８、書き出しセンサ９、用紙カセット１１、用紙１２、搬送ローラ５０及び排出ローラ５２を有する。

図に示す実施例１の画像形成装置１００は、黒色の現像剤であるトナーを印刷することで、モノクロ画像を得ることができる、例えばモノクロプリンタであって、トナー画像を担持する為の感光ドラム８と、感光ドラム８をマイナス帯電させる為の帯電器２と、感光ドラム８に静電潜像を書き込むためのＬＥＤヘッド３と、感光ドラム８上の静電潜像を現像剤であるマイナス帯電したトナーを用いて可視化するための現像器４とを備えている。

また、この画像形成装置１００は、用紙カセット１１から供給された用紙１２を感光ドラム８に供給する搬送ローラ５０と、用紙１２の先端が通過するタイミングを検出する書き出しセンサ９と、用紙１２に熱を加えるとともに、物理的に圧力を加えて用紙１２上のトナーを溶かし、溶かしたトナーを用紙１２に定着させる定着器６と、画像が印刷された用紙１２を装置上方に設けられた排紙部に排紙する排出ローラ５２とを備える。

また、この画像形成装置１には、可動ローラである感光ドラム８、搬送ローラ５０、定着器６及び排出ローラ５２をモータ等によって駆動させる図示せぬ駆動装置を備えている。

図３は、本発明における画像形成装置の定着器の構成の説明図である。
図に示すように、定着器６は、定着ヒータ６１、ヒータサーミスタ６２、定着ローラ６３、定着ベルト６４、加圧ローラ６５及び定着サーミスタ６６を有する。

定着ヒータ６１は、定着ベルト６４に接触するように配置され、後述する通電制御部１６によって通電されると発熱する。定着ヒータ６１は、定着ベルト６４を介して熱が伝達される定着ローラ６３と加圧ローラ６５の接触部を例えば１５０℃程にし、用紙１２上のトナーを定着される温度にする。
ヒータサーミスタ６２は、定着ヒータ６１に接触するように配置され、通電制御部１６が定着ヒータ６１を加熱制御するための温度測定を行うセンサである。

定着ローラ６３には、定着ベルト６４が巻き付けられており、定着ヒータ６１の発熱により、定着ベルト６４を介して熱が伝達される。
例えば、定着ローラ６３は、直径４０ｍｍ程の円柱状の形状をし、鉄製の金属中実シャフトによって構成されている基体としての芯金と、この芯金を被覆する耐熱多孔質のスポンジ製で厚さが４ｍｍ程の弾性体層で覆われている。
弾性体層は、熱伝導率が小さく断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、定着ベルト６４の熱を奪うことを低減し、温度上昇後の保温効果を有し、温度回復のためのプレ回転時間を短縮させる。また、弾性体層を有することで用紙１２と定着ベルト６４とが接触する領域幅であるニップ幅が十分確保される。

定着ベルト６４は、厚さ１００μｍの耐熱性の高いポリイミド樹脂の基体の表層上に厚さ２００μｍのシリコンゴム製の離型層が形成されている。これにより、定着ベルト６４は、熱容量が小さいので熱応答性に優れる。なお、厚さ１００μｍの耐熱性の高いポリイミド樹脂の基体は、例えばステンレスやニッケル等の金属製、又はゴム製でも構わない。

加圧ローラ６５は、ばね等の図示しない弾性体により定着ローラ６３に圧接する向きに付勢されており、加圧ローラ６５は、定着ベルト６４を介して、定着ローラ６３と当接している。

次に、実施例１の画像形成装置１００の機能ブロックについて説明する。
図１は、実施例１の画像形成装置の機能ブロック図である。
図に示すように画像形成装置１００は、印刷制御部１、帯電器２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、転写器５、定着器６、書き出しセンサ９、通電制御部１６、回転制御部１７、定着モータ１８、帯電器電源２１、現像器電源４１、転写器電源５１、定着ヒータ６１、ヒータサーミスタ６２、定着サーミスタ６６、ヒータ温度検出回路７０、定着温度検出回路７１、異常検出回路７２、比較器７５及び判定部８０を備える。

印刷制御部１は、図示しないマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等により構成される。印刷制御部１は、帯電器電源２１、ＬＥＤヘッド３、現像器電源４１、転写器電源５１、通電制御部１６、回転制御部１７、ヒータ温度検出回路７０、定着温度検出回路７１、異常検出回路７２、比較器７５及び書き出しセンサ９に接続されている。
印刷制御部１は、画像形成装置１００に接続されたＰＣ等の上位装置から、印刷指示信号を受信すると、定着ヒータ６１に接続された通電制御部１６を制御して、定着ヒータ６１を発熱させ、定着器６の定着ローラ６３を適正な温度にする。

帯電器２は、印刷制御部１の指示により帯電器電源２１で生成された−６００Ｖ程の電圧を印加し、感光ドラム８の表面を−６００Ｖ程に帯電させる。

ＬＥＤヘッド３は、帯電器２によって−６００Ｖ程に帯電された感光ドラム８の表面に、例えば６００ｄｐｉの画像に対応したスポット光を照射させる。すると、スポット光が当った−６００Ｖ程に帯電している感光ドラム８表面は、−５０Ｖ程の電圧レベルとなり、感光ドラム８に静電潜像が書き込まれる。

現像器４は、ＬＥＤヘッド３により静電潜像が書き込まれた感光ドラム８面が回転して現像器４に対向すると、ＬＥＤヘッド３によって露光されて表面電圧レベルの絶対値の小さくなった部分に、マイナスに帯電した現像剤のトナーを、クーロン力により感光ドラム８に付着させて可視像であるトナー像を感光ドラム８に生成する。

転写器５は、転写ローラに所定電圧を印加することでプラスの電界の働きにより、クーロンカを受けて、感光ドラム８に生成されたトナー像を用紙１２に転写させる。

定着器６は、用紙１２に熱を加えるとともに、物理的に圧力を加えて用紙１２上のトナーを溶かし、溶かしたトナーを用紙１２に定着させる。

書き出しセンサ９は、用紙１２の通過タイミングを検出するセンサである。印刷制御部１は、書き出しセンサ９による用紙１２の通過タイミングを検出し異常を検知すると画像形成装置１００の動作停止などの処置を行う。

通電制御部１６は、印刷制御部１の指示により定着ヒータ６１に通電する部分である。
回転制御部１７は、定着ローラ６３を回転させるために、定着ローラ６３に連結された駆動ギアを駆動させる定着モータ１８を回転制御する。
帯電器電源２１、現像器電源４１及び転写器電源５１は、帯電器２、現像器４及び転写器５に所定の電圧を印加させるための電源である。

定着ヒータ６１は、印刷制御部１が定着ローラ６３を温度制御するために設けられたハロゲンランプ等の発熱体である。
ヒータサーミスタ６２は、印刷制御部１が定着ヒータ６１を温度制御するために、定着ヒータ６１の表面温度を測定するための温度センサである。ヒータサーミスタ６２は、温度測定の精度を高めるために定着ヒータ６１に接触させる。
定着サーミスタ６６は、印刷制御部１が定着ローラ６３を温度管理するために、定着ローラ６３に巻きつけた定着ベルト６４の表面温度を測定するための温度センサである。定着サーミスタ６６は、印刷制御部１が定着ヒータ６１の熱が伝達される定着ローラ６３の温度を管理するための温度センサである。

ヒータ温度検出回路７０は、ヒータサーミスタ６２が感知する温度によって可変する抵抗値と固定抵抗値との接続点の電圧レベルを印刷制御部１が測定するための回路である。
定着温度検出回路７１は、定着サーミスタ６６が感知する温度によって可変する抵抗値と固定抵抗値との接続点の電圧レベルを印刷制御部１が測定するための回路である。
異常検出回路７２は、ヒータサーミスタ６２のショート、断線等の異常を検出するための回路であり、印刷制御部１のＯＮＯＦＦ制御により、温度検出回路の分圧抵抗が制御される。

比較器７５は、ヒータ温度検出回路７０と定着温度検出回路７１との各出力を比較し、印刷制御部１に通知するための非反転入力端子と反転入力端子を有する２入力の電圧比較素子である。
判定部８０は、印刷制御部１内において異常検出回路７２を有効、無効にして得られた比較器７５の出力とヒータ温度検出回路７０の出力及び定着温度検出回路７１との出力からヒータサーミスタ６２の異常の有無を判定する部分である。

次に、実施例１の各温度検出回路及び異常検出回路について詳細に説明する。
図４は、実施例１の各温度検出回路及び異常検出回路の説明図である。
図に示すように定着温度検出回路７１は、回路電源Ｖｄｄに定着サーミスタ６６の一端が接続され、定着サーミスタ６６のもう一方の端子には固定抵抗１０２が接続されている。
また、固定抵抗１０２のもう一方の端子は回路ＧＮＤに接続されており、定着サーミスタ６６と固定抵抗１０２との接続点は、印刷制御部１及び比較器７５の非反転入力端子に接続されている。印刷制御部１は、接続された定着サーミスタ６６と固定抵抗１０２との接続点のアナログ信号を読み込みＡＤ変換して定着器６の温度を抽出する。

一方、比較器７５は、非反転入力端子に接続された定着サーミスタ６６と固定抵抗１０２との接続点のアナログ信号と、反転入力端子に接続されるヒータサーミスタ６２と固定抵抗１０１との接続点のアナログ信号との電圧レベルを比較し、非反転入力端子の電圧レベルが高ければ「Ｈｉ（＝１）」を出力し、低ければ「Ｌｏ（＝０）」を出力する。

ヒータ温度検出回路７０は、回路電源Ｖｄｄにヒータサーミスタ６２の一端が接続され、ヒータサーミスタ６２のもう一方の端子には固定抵抗１０１が接続されている。また、固定抵抗１０１のもう一方の端子は異常検出回路７２の固定抵抗１０５及びスイッチ１１０が接続されており、ヒータサーミスタ６２と固定抵抗１０１との接続点は、印刷制御部１及び比較器７５の反転入力端子に接続されている。印刷制御部１は、入力されたヒータサーミスタ６２と固定抵抗１０１との接続点のアナログ信号をＡＤ変換して、定着ヒータ６１の温度を抽出する。スイッチ１１０は、印刷制御部１の出力ＴＨ−ＣＨＫ信号により短絡、開放される例えば、トランジスタ、ＦＥＴ等の半導体素子である。

本発明の異常検出回路７２は、スイッチ１１０を制御することにより、ヒータ温度検出回路７０が正常に動作しているかどうか、即ちヒータサーミスタ６２の異常の有無を検知する目的の回路である。

ここで、実施例１の各温度検出回路に用いるサーミスタについて詳細に説明する。
図５は、実施例１のサーミスタの特性に関する説明図である。
図に示すように、サーミスタは検知温度に応じて自己の抵抗値を変化させる素子である。図に示すサーミスタはＮＴＣ（ＮＥＧＡＴＩＶＥ―ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ−ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴ）サーミスタと呼ばれ、温度が上昇すると抵抗値が減少する特性を示し、その変化は、非線形である。図の特性グラフからは、検知温度１００℃であれば抵抗値は１２．５Ωになり、検知温度が２００℃であれば抵抗値は５Ωになる。

ここで図４で示した回路中のＡ点、Ｂ点の電圧レベルが温度によって変化し、更にスイッチ１１０を短絡、開放することによってＡ点の電圧レベルが変化することについて説明する。

スイッチ１１０は印刷制御部１からのＴＨ−ＣＨＫ信号によってスイッチ１１０の両端を短絡、開放する素子であり、印刷制御部１はヒータ温度検出回路７０、定着温度検出回路７１のＶｄｄ、ＧＮＤ間に例えば５ｖの電圧を印加する。

サーミスタは、周辺温度に応じて抵抗値を変化させる。印刷制御部１は、異常検出回路７２のスイッチ１１０をＴＨ−ＣＨＫ信号をＯＮＯＦＦして、スイッチ１１０の両端を短絡、開放することにより、Ａ点、Ｂ点のアナログ信号を読み込まれ、図示しない記憶部に保管する。

印刷制御部１に読み込まれるＡ点、Ｂ点のアナログ信号は比較器７５によって、電圧レベルが比較され、その結果が印刷制御部１に読み込まれ、図示しない記憶部に保管される。比較器７５は、Ｂ点の電圧レベルがＡ点の電圧レベルより高ければＨｉ（＝１）を出力し、逆であれば、Ｌｏ（＝０）を出力する。
印刷制御部１に読み込まれる比較器７５の出力は、異常検出回路７２のスイッチ１１０を印刷制御部１からのＴＨ−ＣＨＫ信号のＯＮＯＦＦによって変化する。

ここで印刷制御部１に読み込まれるＡ点、Ｂ点のアナログ信号の電圧レベルについて説明する。
Ａ点、Ｂ点の電圧は、下記に示す回路中の各素子の定数から決定される。
ヒータサーミスタ６２の可変抵抗値：Ｒｔｈ１（Ω）
定着サーミスタ６６の可変抵抗値：Ｒｔｈ２（Ω）
ヒータ温度検出回路７０の固定抵抗１０１：Ｒｓ１（Ω）
定着温度検出回路７１の固定抵抗１０２：Ｒｓ２（Ω）
異常検出回路７２の固定抵抗１０５：Ｒｅ１（Ω）

異常検出回路７２のスイッチ１１０を短絡させた場合にＡ点、Ｂ点の電圧は下記の式で算出される。
Ａ点の電圧レベル：Ｖａ＝５×Ｒｓ１／（Ｒｔｈ１＋Ｒｓ１）
Ｂ点の電圧レベル：Ｖｂ＝５×Ｒｓ２／（Ｒｔｈ２＋Ｒｓ２）
一方、異常検出回路７２のスイッチ１１０を開放させた場合にはＢ点の電圧レベルは変化せずＡ点の電圧レベルＶａ´（ｖ）は下記の式で算出される。
Ａ点の電圧レベル：Ｖａ´＝５×（Ｒｓ１＋Ｒｅ１）／（Ｒｔｈ１＋Ｒｓ１＋Ｒｅ１）
但し、異常検出回路７２による電圧レベルの変化を明確にするために固定抵抗値は以下の関係を有する。
Ｒｅ１＞＞Ｒｓ１

これらの式において、例えばＲｔｈ１＝５０（Ω）、Ｒｓ１＝１５ｋ（Ω）、Ｒｅ１＝３Ｍ（Ω）とすると、
Ｖａ＝１．２（ｖ）、Ｖａ´＝４．９（ｖ）となる。
即ち、異常検出回路７２のスイッチ１１０を開放させて異常検出回路７２を有効化させると、短絡（無効化）させた場合と比較してＡ点の電圧レベルが高くなる。

次に、異常検出回路７２の有効、無効によるＡ点の電圧レベルとＢ点の電圧レベルに関してグラフを用いて説明する。
図６は、実施例１の温度検知回路出力電圧（Ｖａ、Ｖｂ）の特性に関する説明図である。
図６（ａ）は、図４で示した実施例１で示す回路において、Ａ点即ちヒータサーミスタ６２に着目し、印刷制御部１よりスイッチ１１０を短絡（無効化）した時の電流の流れる経路を太線で示した図である。このとき、温度変化に対するＡ点の電圧レベルは図６（ｄ）に示すグラフの実線（ａ）で示される。

図６（ｂ）は、図４で示した実施例１で示す回路において、Ｂ点即ち定着サーミスタ６６に着目した時の電流の流れる経路を太線で示した図である。このとき、温度変化に対するＢ点の電圧レベルは図６（ｄ）に示すグラフの一点鎖線（ｂ）で示される。

図６（ｃ）は、図４で示した実施例１で示す回路において、Ａ点即ちヒータサーミスタ６２に着目し、印刷制御部１よりスイッチ１１０を開放（有効化）した時の電流の流れる経路を太線で示した図である。このとき、温度変化に対するＡ点の電圧レベルは図６（ｄ）に示すグラフの破線（ｃ）で示される。

図６（ｄ）に示すグラフの各線の特性に基づいて、Ａ点、Ｂ点の検出した電圧から印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２、定着サーミスタ６６の検知温度を検出し、それぞれＴａ℃、Ｔｂ℃として保管する。また、検出した電圧レベルはＡ点であればＶａ（ｖ）、Ｂ点であればＶｂ（ｖ）として保管される。
ここで説明したヒータサーミスタ６２、定着サーミスタ６６はそれぞれ温度変化に対する抵抗値は異なる特性でも構わず、特性に応じて固定抵抗を設定すればよい。

次に実施例１の画像形成装置１００の動作について説明する。
図７は、実施例1の画像形成装置の動作に関するフローチャートである。
以下にステップＳ１０１からステップＳ１１１までステップ順に実施例１の画像形成装置１００の動作について図１を併用しながら説明する。

（ステップＳ１０１）
画像形成装置１００は、ユーザから図示しない画像形成装置１００の電源をＯＮされると起動する。

（ステップＳ１０２）
画像形成装置１００が起動すると印刷制御部１は、先ず異常検知処理を行う。

（ステップＳ１０３）
印刷制御部１は、異常検知処理として、書き出しセンサ９、ヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６等のセンサの異常有無を検出する。異常があればステップＳ１１１に進み、異常がなければ、ステップＳ１０４に進む。

（ステップＳ１０４）
印刷制御部１は、異常検知処理において異常が検出されなければモータ等の動作確認含む初期化処理を開始する。初期化処理において印刷制御部１は、モータ等の動作確認以外に通電制御部１６を介して定着ヒータ６１を通電し、定着器６の定着ローラ６３をトナーが定着可能な温度状態にする。

（ステップＳ１０５）
印刷制御部１は、初期化処理を完了させると画像形成装置１００を待機状態にし、上位装置からの印刷要求を待つ。

（ステップＳ１０６）
ステップＳ１０５において、上位装置からの印刷要求を受けるとステップＳ１０７に進み、印刷要求が無いとステップＳ１０５に戻る。

（ステップＳ１０７）
印刷制御部１は、上位装置からの印刷要求を受けると、あらためて異常検知処理を開始する。

（ステップＳ１０８）
印刷制御部１は、画像形成装置１００において異常がないかどうかを確認するために、ステップＳ１０３同様に書き出しセンサ９、ヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６等のセンサの異常有無を確認する。異常があればステップＳ１１１に進み、異常がなければステップＳ１０９に進む。

（ステップＳ１０９）
印刷制御部１は、異常がなければ印刷処理を開始する。印刷制御部１は、先ず回転制御部１７に指示して定着モータ１８を回転させ、定着サーミスタ６６によって定着ヒータ６１を内蔵した定着ローラ６３が使用可能な温度状態かを検出し、そうでなければ、通電制御部１６より定着ヒータ６１に通電し定着ローラ６３を使用可能な温度状態にする。

（ステップＳ１１０）
定着ローラ６３が使用可能な温度状態になると印刷制御部１は、用紙カセット１１から用紙１２を搬送し、用紙１２が書き出しセンサ９を通過するのを受けて、帯電器電源２１を介して帯電器２に電圧を印加し、感光ドラム８の表面を帯電させる。次に、印刷制御部１は、画像に応じてＬＥＤヘッド３で感光ドラム８を露光し、静電潜像を生成する。次に、印刷制御部１は、現像器電源４１を介して現像器４に電圧を印加し、感光ドラム８の表面にトナー像を生成する。

その後、印刷制御部１は、トナー像が生成された感光ドラム８を回転させ転写器５に到達すると、転写器電源５１を介して電圧が印加された転写器５がトナー像を用紙１２に転写させる。その後、印刷制御部１は、用紙１２を定着器６に搬送しトナー像を定着させると、用紙１２を画像形成装置１００の排出部に搬送する。複数頁の印刷であれば、次頁以降の処理を繰り返すためにステップＳ１０９に戻り、印刷が全て完了すると、ステップＳ１０５に戻って待機する。

（ステップＳ１１１）
印刷制御部１は、異常を検知した場合には、異常を上位装置に報知し画像形成装置１００の動作を停止させる。

次に、ステップＳ１０３及びステップＳ１０８で説明した異常検知処理におけるヒータサーミスタ６２の異常検出について説明する。
図８は、実施例１における異常検知処理におけるヒータサーミスタの異常検出に関するフローチャートである。

以下にステップＳ１０３０からステップＳ１０４１までステップ順に実施例１の異常検知処理によるヒータサーミスタの異常検出の動作について図１、図４を併用しながら説明する。

（ステップＳ１０３０）
印刷制御部１は、先ず図４に示す異常検出回路７２のスイッチ１１０をＯＮしてスイッチ１１０の両端をショートさせ、異常検出回路７２を無効にする。

（ステップＳ１０３１）
印刷制御部１は、異常検出回路７２を無効化すると、比較器７５の出力を読み込んで図示しない記憶部に記憶し、Ｂ点のアナログ信号を読み込んで温度Ｔｂ（℃）に変換して記憶し、Ａ点のアナログ信号Ｖａ（ｖ）を読み込んで記憶する。

（ステップＳ１０３２）
次に、印刷制御部１は、スイッチ１１０をＯＦＦしてスイッチ１１０の両端を開放させ、異常検出回路７２を有効にする。

（ステップＳ１０３３）
印刷制御部１は、異常検出回路７２を有効化すると、比較器７５の出力を読み込んで記憶し、Ａ点のアナログ信号Ｖａ（ｖ）を読み込んで記憶する。

（ステップＳ１０３４）
次に、印刷制御部１は、記憶された異常検出回路７２を無効化、有効化して得た比較器７５の各出力と、異常検出回路７２を無効化、有効化して得たＡ点の電圧Ｖａ（ｖ）を比較し、ヒータサーミスタ６２が、Ａ点との間で断線していないかどうかを判定する。

ここで、Ａ点との間で断線していないかどうかを判定について図を用いて説明する。
図９は、実施例１のヒータサーミスタが正常時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路における電流の流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図９（ａ）は、異常検出回路７２を無効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＢ点の電圧のほうがＡ点の電圧より高くなる。

図９（ｂ）は、異常検出回路７２を有効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＡ点の電圧のほうがＢ点の電圧より高くなる。

図９（ｃ）は、正常時の比較器７５出力において異常検出回路７２の有効時、無効時のデータ、更にＢ点における検知温度Ｔｂが１５０℃以上かそうでないかのデータを比較器７５の出力を「０」または「１」で記載し、Ｖａ（ｖ）が４．９（ｖ）を超えているかどうかを「Ｙｅｓ」又は「Ｎｏ」で記載している。

一方、図１０は、実施例１のヒータサーミスタが断線時の説明図である。図の構成は図９同様である。

図９、図１０の出力表を比較すれば、異常検出回路７２を有効にした際の比較器７５の出力に差がある。即ち、ヒータサーミスタ６２の断線の抽出は以下のように判定できる。
正常：比較器７５の出力、無効時＝１。有効時＝０。
断線発生：比較器７５の出力、無効時＝１。有効時＝１。
Ｔｂの検知温度は不問：Ｔｂ（℃）が１５０℃以上もしくは１５０（℃）未満で同様。
これにより、印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２の断線の発生を検出できる。

ここで図７のフローチャートの説明に戻る。
（ステップＳ１０３５）
次に、印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２のショートが発生していないかどうかを検出する。ショート発生を検出するにあたって、印刷制御部１は、定着サーミスタ６６の検知温度を確認するためにＢ点のアナログ信号を読み込み温度Ｔｂ（℃）を確認する。Ｔｂ（℃）が１５０℃以上であればステップＳ１０３７に進み、Ｔｂ（℃）が１５０℃未満であればステップＳ１０３６に進む。ショート発生時の説明として、実施例１のヒータサーミスタ６２がショート時のグラフ、出力表及び回路図については図１１を用いる。なお、図１１は図９同様の構成の説明図である。

（ステップＳ１０３６）
Ｔｂ（℃）が１５０℃未満であれば、図９、図１１の出力表を比較する。ヒータサーミスタ６２のショート時と正常時とでは出力表のデータには以下の点で差異がある。
正常時：比較器７５の出力無効時＝１。有効時＝０。Ｖａ＞４．９？無効時＝Ｎｏ。有効時＝Ｎｏ。
ショート発生時：比較器７５の出力無効時＝０。有効時＝０。Ｖａ＞４．９？無効時＝Ｙｅｓ。有効時＝Ｙｅｓ。
即ち、比較器７５の出力における無効時のデータと無効時、有効時のＶａ＞４．９？のデータから印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２のショートの発生を検出できる。

（ステップＳ１０３７）
一方、Ｔｂ（℃）が１５０℃以上であれば、図９、図１１の出力表を比較する。ヒータサーミスタ６２のショート時と正常時とでは出力表のデータには以下の点で差異がある。
正常時：比較器７５の出力無効時＝１。有効時＝０。Ｖａ＞４．９？無効時＝Ｎｏ。有効時＝Ｙｅｓ。
ショート発生時：比較器７５の出力無効時＝０。有効時＝０。Ｖａ＞４．９？無効時＝Ｙｅｓ。有効時＝Ｙｅｓ。
即ち、比較器７５の出力における無効時のデータと無効時のＶａ＞４．９？のデータから印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２のショートの発生を検出できる。

（ステップＳ１０３８）
ヒータサーミスタ６２の断線及びショートの異常検出を完了すると印刷制御部１は、異常検出回路７２が有効か無効かを確認する。有効であればステップＳ１０３９に進み、無効であればステップＳ１０４０に進む。

（ステップＳ１０３９）
異常検出回路７２が有効であれば、印刷制御部１は、異常検出回路７２を無効にする。

（ステップＳ１０４０）
次に印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２の断線及びショートの異常の有無により処理を分岐させる。異常があればステップＳ１０４１に進み、異常が無ければ処理終了となる。

（ステップＳ１０４１）
印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２の断線及びショートの異常があれば上位装置へ異常を報知し、処理を終了する。

以上の異常検知処理によって、画像形成装置は、ヒータサーミスタの断線、ショート等の異常を検出することが可能になるので、安全性が高まる。

なお、実施例１において、定着サーミスタ及びヒータサーミスタを適用した定着器について説明したが、例えば図１２に示すように使用温度範囲が１００℃以上異なるような定着サーミスタとヒータサーミスタを使用する場合には、特性の異なる素子を用いることになるので、効果的である。

また、本実施例においては、定着サーミスタ及びヒータサーミスタを適用した定着器について説明したが、例えば図１３に示すようにローラ式定着器を適用する場合においても、例えば定着サーミスタをローラ中央部に配置し、ヒータサーミスタを用紙が通過しないローラ端部に配置する場合には、ローラ中央部の定着サーミスタは用紙が通紙する度に熱を奪われることになり、定着サーミスタとヒータサーミスタとは使用温度範囲が異なってくる。よって上記同様にサーミスタの特性の異なる素子を用いることになるので、効果的である。

また、本実施例においては、定着サーミスタ及びヒータサーミスタを適用した定着器について説明したが、例えば同一のサーミスタを定着サーミスタ及びヒータサーミスタとして適用した場合についても、検出抵抗を設定すれば同様の効果が得られる。

（実施例１の変形例）
図１４は、実施例１で説明したＮＴＣサーミスタとは逆の特性を有するＰＴＣ（ＰＯＳＩＴＩＶＥ―ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ−ＣＯＥＦＦＩＣＩＥＮＴ）サーミスタを使用する場合の回路及び特性グラフである。
ＰＴＣサーミスタは、ＮＴＣサーミスタとは異なり、温度が上昇すると抵抗値が増加する特性を示す。図１４（ａ）の特性グラフによれば、ＰＴＣサーミスタの抵抗値は、検知温度１００℃であれば２０Ωになり、検知温度が２００℃であれば５００Ωになる。

また、ＰＴＣサーミスタを用いる場合には、図６（ｄ）で示したようなＮＴＣサーミスタ適用時の温度出力電圧のカーブと同様にするために、回路変更が必要になる。図１４（ｂ）は、ＰＴＣサーミスタを適用する場合の回路例を示す。ＰＴＣサーミスタを適用する場合の回路ではＰＴＣサーミスタをＧＮＤ接地にし、これにより温度上昇に応じて出力電圧が高くなる構成にすることができる。

但し、ＰＴＣサーミスタを適用する場合、図９で示したＮＴＣサーミスタにおける正常時の異常検出回路の有効、無効による出力とは異なる。よって、下記にＰＴＣサーミスタを適用する場合の異常検出について説明する。

図１５は、実施例１の変形例であるＰＴＣサーミスタ適用における正常時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図１５（ａ）は、異常検出回路７２を無効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流が流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＡ点の電圧のほうがＢ点の電圧より高くなることがわかる。

図１５（ｂ）は、異常検出回路７２を有効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流が流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＢ点の電圧のほうがＡ点の電圧より高くなることがわかる。

図１５（ｃ）は、正常時の比較器７５出力において異常検出回路７２の有効時、無効時のデータ、更にＢ点における検知温度Ｔｂが１５０℃以上かそうでないかのデータとして、比較器７５の出力を「０」または「１」で記載し、Ｖａ（ｖ）が４．９（ｖ）を超えているかどうかを「Ｙｅｓ」又は「Ｎｏ」で記載している。図９（ｃ）と図１５（ｃ）を比較すると、比較器７５の無効、有効での出力に差異がある。

一方、図１６は、実施例１の変形例であるＰＴＣサーミスタ適用における断線時の説明図である。図１６は、図１５同様の構成である。

図１５、図１６の表を比較すれば、異常検出回路７２を無効にした際の比較器７５の出力に差がある。即ち、ヒータサーミスタ６２の断線の抽出は以下のように判定できる。
正常：比較器７５の出力、無効時＝０。有効時＝１。
断線発生：比較器７５の出力、無効時＝１。有効時＝１。
Ｔｂの検知温度は不問：Ｔｂが１５０℃以上もしくは１５０（℃）未満で同様。
これにより、印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２の断線の発生を検出できる。

また、ショート発生時の検出の説明として、実施例１の変形例であるＰＴＣサーミスタ適用におけるショート時のグラフ、表及び回路図を示した図１７を用いる。図１７は図１５同様の構成の説明図である。

図１５、図１７の表を比較すれば、異常検出回路７２を有効にした際の比較器７５の出力に差がある。即ち、ヒータサーミスタ６２の断線の抽出は以下のように判定できる。
正常：比較器７５の出力、無効時＝０。有効時＝１。
断線発生：比較器７５の出力、無効時＝０。有効時＝０。
Ｔｂの検知温度は不問：Ｔｂが１５０℃以上もしくは１５０（℃）未満で同様。
これにより、印刷制御部１は、ヒータサーミスタ６２のショートの発生を検出できる。

以上、実施例１によれば、ヒータサーミスタの異常検出回路を有効、無効にして得た出力から、正常時の出力との差異を判定することにより、ヒータサーミスタの異常を検出することができるので、定着器を高温にする必要がなく、安全性が高まる。

本実施例では、ヒータサーミスタの異常検出回路の他に、定着サーミスタの異常検出回路を設けることにより、定着サーミスタの異常も検出することが可能になるので、更に安全性が高まる。

図１８は、実施例２の画像形成装置の機能ブロック図である。
図に示すように画像形成装置２００は、印刷制御部１、帯電器２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、転写器５、定着器６、書き出しセンサ９、通電制御部１６、回転制御部１７、定着モータ１８、帯電器電源２１、現像器電源４１、転写器電源５１、定着ヒータ６１、ヒータサーミスタ６２、定着サーミスタ６６、ヒータ温度検出回路７０、定着温度検出回路７１、異常検出回路７２、比較器７５及び判定部８１を備え、実施例２では定着サーミスタ６６用の異常検出回路７４を有する。

異常検出回路７４は、定着サーミスタ６６のショート、断線等の異常を検出するための回路であり、実施例１におけるヒータサーミスタ６２の異常検出回路７２と同様の構成である。また、異常検出回路７４の無効、有効は、印刷制御部１からのＴＨ−ＣＨＫ２信号によって制御される。
また、判定部８１は、印刷制御部１内において異常検出回路７２、７４を有効、無効にして得られた比較器７５の出力とヒータ温度検出回路７０の出力及び定着温度検出回路７１との出力からヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６の異常の有無を判定する部分である。

次に、実施例２における２つの異常検出回路７２、７４の構成について説明する。
図１９は、実施例２における２つの異常検出回路に関する説明図である。
図１９（ａ）は、印刷制御部１が異常検出回路７２の無効化し、Ａ点のアナログ信号を読み込むのを示した回路の説明図である。
図１９（ｂ）は、印刷制御部１が異常検出回路７４の無効化し、Ｂ点のアナログ信号を読み込むのを示した回路の説明図である。
図１９（ｃ）は、印刷制御部１が異常検出回路７２の有効化し、Ａ点のアナログ信号を読み込むのを示した回路の説明図である。
図１９（ｄ）は、印刷制御部１が異常検出回路７４の有効化し、Ａ点のアナログ信号を読み込むのを示した回路の説明図である。
図１９（ｅ）は、図１９（ａ）から図１９（ｄ）までの出力のグラフである。グラフによればＡ点とＢ点の出力は各異常検出回路の無効、有効により異なる。この特性を生かして、印刷制御部１は、各サーミスタの断線、ショートの発生を検出する。

図２０は、実施例２における異常検知処理の動作を示したフローチャートである。
以下にステップＳ２０３０からステップＳ２０３９までをステップ順に実施例２のヒータサーミスタ及び定着サーミスタの異常検出の動作について図１９を併用しながら説明する。

（ステップＳ２０３０）
印刷制御部１は、異常検知処理において先ず図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示す異常検出回路７２、７４のスイッチ１１０、スイッチ１１１をＯＮして異常検出回路７２、７４を無効化し、比較器７５の出力を読み込んで図示しない記憶部に記憶し、更にＡ点、Ｂ点のアナログ信号を読み込んで記憶する。

（ステップＳ２０３１）
次に印刷制御部１は、図１９（ｃ）に示すヒータサーミスタ６２のスイッチ１１０をＯＦＦして異常検出回路７２を有効化し、比較器７５の出力を読み込んで記憶し、更にＡ点、Ｂ点のアナログ信号を読み込んで記憶する。

（ステップＳ２０３２）
次に、印刷制御部１は、図１９（ａ）に示すヒータサーミスタ６２の異常検出回路７２のスイッチ１１０をＯＮして異常検出回路７２を無効にする。

（ステップＳ２０３３）
次に、印刷制御部１は、図１９（ｂ）に示す定着サーミスタ６６のスイッチ１１１をＯＦＦして異常検出回路７２を有効化し、比較器７５の出力を読み込んで記憶し、更にＡ点、Ｂ点のアナログ信号を読み込んで記憶する。

（ステップＳ２０３４）
次に、印刷制御部１は、図１９（ｄ）に示す定着サーミスタ６６の異常検出回路７２のスイッチ１１１をＯＮして異常検出回路７２を無効にする。

（ステップＳ２０３５）
印刷制御部１は、異常検知処理において先ず図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）に示す異常検出回路７２、７４のスイッチ１１０、スイッチ１１１をＯＦＦして異常検出回路７２、７４を有効化し、比較器７５の出力を読み込んで記憶し、更にＡ点、Ｂ点のアナログ信号を読み込んで記憶する。

（ステップＳ２０３６）
印刷制御部１は、異常検知処理において先ず図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示す異常検出回路７２、７４のスイッチ１１０、スイッチ１１１をＯＮして異常検出回路７２、７４を無効にする。

（ステップＳ２０３７）
印刷制御部１は、保管された各データが正常時のデータと差異が有るかを確認してヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６の異常有無を判定する。

（ステップＳ２０３８）
ヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６の異常有無を判定し、異常があればステップＳ２０３９に進み、異常が無ければ処理を終了する。

（ステップＳ２０３９）
ヒータサーミスタ６２及び定着サーミスタ６６の異常有無を判定し、異常があれば印刷制御部１は、上位装置に異常を報知し、その後、画像形成装置２００を停止させる。

ここで、ステップＳ２０３７における異常判定について、正常時、断線時、ショート時
の図を用いて説明する。

図２１、図２２は、実施例２のヒータサーミスタ、定着サーミスタの正常時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図２１（ａ）は、異常検出回路７２及び異常検出回路７４を無効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＢ点の電圧のほうがＡ点の電圧より高くなる。

図２１（ｂ）は、異常検出回路７２を有効にし、異常検出回路７４を無効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＡ点の電圧のほうがＢ点の電圧より高くなる。

図２２（ａ）は、異常検出回路７２を無効にし、異常検出回路７４を有効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、検知温度が同等であればＢ点の電圧のほうがＡ点の電圧より高くなる。

図２２（ｂ）は、異常検出回路７２及び異常検出回路７４を有効にした際のＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフと回路上の電流の流れる経路を太線で示した回路図である。グラフからは、Ｔｂ＜１５０（℃）であれば、Ｂ点の電圧のほうがＡ点の電圧より高くなる。

図２２（ｃ）は、正常時の比較器７５出力において異常検出回路７２及び異常検出回路７４の有効時、無効時のデータ、更にＢ点における検知温度Ｔｂが１５０℃以上かそうでないかのデータとして、比較器７５の出力を「０」または「１」で記載し、Ｖａ（ｖ）及びＶｂが４．９（ｖ）を超えているかどうかを「Ｙｅｓ」又は「Ｎｏ」で表記する。

続いて、ヒータサーミスタ６２又は定着サーミスタ６６の異常検出に関して説明する。
図２３、図２４は、実施例２のヒータサーミスタの断線時の正常時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図２３（ａ）（ｂ）及び図２４（ａ）（ｂ）（ｃ）の構成は、図２１、図２２と同様である。

図２５、図２６は、実施例２の定着サーミスタの断線時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図２５（ａ）（ｂ）及び図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）の構成は、図２１、図２２と同様である。

図２７、図２８は、実施例２のヒータサーミスタのショート時の説明として、正常時各出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図２７（ａ）（ｂ）及び図２８（ａ）（ｂ）（ｃ）の構成は、図２１、図２２と同様である。

図２９、図３０は、実施例２の定着サーミスタのショート時の出力表とＡ点、Ｂ点の温度出力電圧グラフ及び各回路において電流が流れる経路を太線で示した回路図とで構成された説明図である。

図２９（ａ）（ｂ）及び図３０（ａ）（ｂ）（ｃ）の構成は、図２１、図２２と同様である。

以上の図２１から図３０の説明図において比較器７５の出力及びＡ点、Ｂ点の電圧レベルは正常時と異常時では異なるデータになる。このことから正常時のデータに対して各異常検出回路を有効化、無効化することで得られるデータから異常の種別も検出することが可能になる。

以上のように実施例２によれば、ヒータサーミスタ以外に定着サーミスタの異常を、定着器を高温にすることなく検出することができるので、安全性が高まる。
また、実施例２では、複数の温度検知素子と１つの比較器を用いて、複数の温度検知素子の異常を検知することができるので、全ての温度検知素子に専用の比較器を使用する場合と比べて、部品数を少なくすることができるので経済的である。

また、実施例２においては、実施例１同様にローラ式定着器も適用可能である。

また、実施例２においては、実施例１同様にＰＴＣサーミスタも適用可能であり、複数のサーミスタが同一特性の素子でも適用可能である。

また、本発明で説明した画像形成装置は、ＭＦＰ、ファクシミリ装置及び複写装置にも適用可能である。

実施例１の画像形成装置の機能ブロック図である。 本発明における画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 本発明における画像形成装置の定着器の構成の説明図である。 実施例１の各温度検出回路及び異常検出回路の説明図である。 実施例１のサーミスタの特性に関する説明図である。 実施例１の温度検知回路出力電圧（Ｖａ、Ｖｂ）の特性に関する説明図である。 実施例1の画像形成装置の動作に関するフローチャートである。 実施例１における異常検知処理におけるヒータサーミスタの異常検出に関するフローチャートである。 実施例１のヒータサーミスタが正常時の説明図である。 実施例１のヒータサーミスタが断線時の説明図である。 実施例１のヒータサーミスタがショート時の説明図である。 実施例１において各サーミスタの使用温度範囲が異なる場合の説明図である。 実施例１における定着器がローラ式定着器の場合の説明図である。 実施例１においてＰＴＣサーミスタを使用する場合の説明図である。 実施例１におけるＰＴＣサーミスタ適用における正常時の説明図である。 実施例１の変形例であるＰＴＣサーミスタ適用における断線時の説明図である。 実施例１の変形例であるＰＴＣサーミスタ適用におけるショート時の説明図である。 実施例２の画像形成装置の機能ブロック図である。 実施例２における２つの異常検出回路に関する説明図である。 実施例２における異常検知処理の動作を示したフローチャートである。 実施例２のヒータサーミスタ、定着サーミスタの正常時の説明図である。（その１） 実施例２のヒータサーミスタ、定着サーミスタの正常時の説明図である。（その２） 実施例２のヒータサーミスタの断線時の説明図である。（その１） 実施例２のヒータサーミスタの断線時の説明図である。（その２） 実施例２の定着サーミスタの断線時の説明図である。（その１） 実施例２の定着サーミスタの断線時の説明図である。（その２） 実施例２のヒータサーミスタのショート時の説明図である。（その１） 実施例２のヒータサーミスタのショート時の説明図である。（その２） 実施例２の定着サーミスタのショート時の説明図である。（その１） 実施例２の定着サーミスタのショート時の説明図である。（その２）

符号の説明

１ 印刷制御部
２ 帯電部
３ ＬＥＤヘッド
４ 現像器
５ 転写器
６ 定着器
９ 書き出しセンサ
１６ 通電制御部
１７ 回転制御部
１８ 定着モータ
４１ 現像器電源
５１ 転写器電源
６１ 定着ヒータ
６２ ヒータサーミスタ
６６ 定着サーミスタ
７０ ヒータ温度検出回路
７１ 定着温度検出回路
７２ 異常検出回路
７５ 比較器
８０ 判定部
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. 定着部材の温度制御を行う定着装置であって、
   前記定着部材の温度を検出して検出情報を出力する第一の温度検出部と、
   前記第一の温度検出部とは異なる位置に配置されて前記定着部材の温度を検出して電圧情報を含む検出情報を出力する第二の温度検出部と、
   前記第一及び第二の温度検出部の各検出情報を比較する比較部と、
   前記第一の温度検出部の異常検出時の出力を有効化及び無効化する異常検出回路と、
   前記異常検出回路の無効時及び有効時における前記比較部の各比較結果を正常時に得られた比較結果と比較することにより装置状態を判定すると共に、前記異常検出回路の無効時及び有効時における前記第二の温度検出部の検出情報に含まれる各前記電圧情報が所定値より大きいか否かを判定し、得られた判定情報を正常時に得られた判定情報と比較して装置状態が異常か否かを判定する判定部と、
   を含むことを特徴とする定着装置。
2. 前記第一の温度検出部の出力する検出情報は前記定着部材の温度情報を含み、前記判定部は前記温度情報が所定値より大きい場合及び小さい場合において前記第二の温度検出部の前記電圧情報をそれぞれ取得して装置状態を判定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記異常検出回路の無効時はどの温度においても前記第二の温度検出部の出力する前記電圧情報は前記第一の温度検出部の出力する前記電圧情報より低く又は高く、前記異常検出回路の有効時はどの温度においても前記第二の温度検出部の出力する前記電圧情報は前記第一の温度検出部の出力する前記電圧情報より高く又は低いことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
4. 前記判定部は、前記定着部材の温度制御を行う前に装置状態を判定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 前記第一及び第二の温度検出部の各検出情報は電圧値で有り、検出する温度が高くなると、それに応じて該電圧値も高くなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 前記定着部材は、定着ローラ、加熱部材及び該定着ローラと該加熱部材とに張設された定着ベルトからなり、
   前記第一の温度検出部は前記定着ベルトの温度を検知し、
   前記第二の温度検出部は前記加熱部材の温度を検知することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の定着装置。
7. 請求項１乃至６の何れか１つに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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