JP5901491B2 - 定着温度監視装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着温度監視装置及び画像形成装置に関し、特に、定着部の熱ローラーの温度制御に関する。

画像形成装置は、画像形成後にトナー像を記録紙に熱圧着により定着させる定着装置を有している。この定着装置は、熱ローラー及び圧ローラーを備えており、熱ローラー内には、当該熱ローラーを加熱するヒーターが設けられている。そして、熱ローラーの温度監視用に例えばサーミスターを有する温度検出部が定着装置に設けられている。さらに、当該温度検出部により検出された温度が監視温度に達した場合に、当該ヒーターを制御するＣＰＵを備えてなる制御部が暴走等により制御不能となっていても、制御部による制御によらずハード構成のみでヒーターを駆動停止可能とする保護回路が設けられた画像形成装置も知られている。特許文献１及び２には、上記のように定着部のヒーター加熱を制御する構成を備えた画像形成装置が示されている。

特開２００３−３４５１６５号公報 特開２００４−１０９６６１号公報

今日では、複数枚の記録紙に連続して画像形成を行う連続印刷時の印刷速度の向上が求められている。このとき、連続して搬送されてくる各記録紙に定着に必要な熱量を付与するには、ヒーターによって熱ローラーを今まで以上に高温に加熱する必要がある。このため、トナー像を記録紙に定着するのに必要な定着温度と、上記過昇温防止用の監視温度との温度差が小さくなっている。この場合、連続印刷時に定着部でトナー溶着に必要な熱量を確保することと、連続印刷の搬送中に記録紙の紙間が挟まった状態で搬送が異常停止した場合における定着部の過昇温防止とを両立させるために、上記ヒーターによる加熱の制御を精度よく切り替えて、定着温度の管理を行う必要がある。

上記特許文献１に示される画像形成装置は、電源投入後とウォーミングアップ後のタイミングで設定温度を印刷中温度から低電力時温度に切り替えて電力を削減するものであるため、この技術を、定着部で求められる定着温度及び記録紙搬送状態に応じたヒーター駆動制御に応用することは困難である。また、特許文献２に示される画像形成装置は、印刷動作時とアイドル時で定着温度を切り替えるものではあるが、この技術の場合は、制御部による制御で当該定着温度の切替を行うので、ＣＰＵのような制御部が暴走して制御不能に陥った場合には、定着温度の管理が不能である。

本発明では、印刷速度の高速化に伴って求められる熱ローラーを今まで以上に高温に加熱することを記録紙搬送状態に応じて的確に行いつつ、制御部が制御不能となっても、定着部への記録紙搬送の異常時における過昇温を防止可能にすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、定着部に設けられた熱ローラーの温度を検出する温度検出部と、
前記熱ローラーを加熱するヒーターを通電制御するヒーター制御部と、
前記温度検出部によって検出される温度に応じて、前記熱ローラーを目標温度に加熱させる前記ヒーターの通電制御を、前記ヒーター制御部を介して行う制御部と、
常時接続される第１抵抗と、接続の切換が可能な第２抵抗と、前記制御部からの指示に基づいて前記第２抵抗の接続を切り換える第１スイッチを有し、前記スイッチにより前記第２抵抗が非接続とされることで前記第１抵抗により、予め定められた基本監視温度に対応する基本監視温度用電圧を出力し、第１スイッチにより前記第２抵抗が接続されることで前記第１抵抗及び第２抵抗により、前記基本監視温度よりも高い予め定められた第２監視温度に対応する第２監視温度用電圧とを出力する監視用電圧出力部と、
前記温度検出部から入力される前記熱ローラーの温度を示す電圧と、前記監視用電圧出力部から入力される前記基本監視温度用電圧又は前記第２監視温度用電圧とを比較し、これら各電圧により前記ローラー温度が前記基本監視温度又は第２監視温度よりも高いことが示されているとき、前記ヒーター制御部に前記ヒーターへの通電を停止させる通電停止信号を出力する通電停止信号出力部と、
予め設定されている時間を計測するタイマーと、
前記制御部からの指示に基づいて抵抗の接続を切り換える第２スイッチを有し、当該第２スイッチによる当該抵抗の切換により、予め定められた基本電圧と、当該基本電圧とは異なる電圧値からなるリセット電圧を出力する電圧出力部と、
前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチに前記第２抵抗を非接続とする第２抵抗非接続指示を出力するスイッチ切換部とを備え、
前記制御部は、前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチに前記第２抵抗の接続指示を出力して前記第２監視温度用電圧を出力させるとき、前記電圧出力部の前記第２スイッチに前記抵抗の接続切換指示を出力して前記リセット電圧を出力させ、
前記スイッチ切換部は、前記電圧出力部から前記リセット電圧が入力されたときに、前記タイマーに前記予め定められた時間の計測を開始させ、前記タイマーにより前記予め定められた時間が計測されたときに、前記監視用電圧出力部に対して前記第２抵抗非接続指示を出力し、
前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチは、前記スイッチ切換部から前記第２抵抗非接続指示を受け取ったときは、前記第２抵抗を非接続として、前記基本監視温度用電圧を出力する定着温度監視装置である。

この発明では、例えば、第２監視温度を連続印刷に必要となる高温の定着温度に応じた温度とすれば、制御部が、連続印刷時に高温の定着温度までヒーターによる加熱を行うタイミングで、上記第１スイッチを、当該第２監視温度に対応する第２監視温度用電圧を発生させるように切り換えることで、当該連続印刷に必要となる高温の定着温度の管理が適時に可能になる。

また、制御部が上記電圧出力部に上記第２スイッチによる上記抵抗の接続指示を出力してリセット電圧を出力させた後は、制御部が制御不能に陥っても、スイッチ切換部が、タイマーによる計測に基づいて、上記監視用電圧を基本監視温度用電圧に戻し、基本監視温度での熱ローラーの温度監視を行わせるので、上記高温の第２監視温度での温度監視はこの時点で中断され、通電停止信号出力部により、ローラー温度が当該時点で基本監視温度よりも高い場合には、ヒーター制御部を介してヒーターの駆動を停止させることが可能になる。

これにより、本発明によれば、印刷速度の高速化に伴って求められる熱ローラーを今まで以上に高温に加熱することを記録紙搬送状態に応じて的確に行いつつ、制御部が制御不能となっても、定着部への記録紙搬送の異常時における過昇温を防止することが可能になる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着温度監視装置であって、前記定着部による定着の対象とされる記録媒体が、前記定着部を通過したことを検出する検出部を更に備え、
前記タイマーの計測対象である前記予め設定されている時間は、前記記録媒体が記録媒体搬送部により記録媒体貯留部から前記定着部を通過完了する位置に搬送されるために要する予め定められた搬送時間と、前記ヒーターにより前記熱ローラーが前記基本監視温度から前記第２監視温度に上昇するために要する予め定められた温度上昇時間の合計時間とされ、
前記制御部は、前記検出部により前記記録媒体の到達が検出される毎に、前記電圧出力部の前記第２スイッチに前記抵抗の接続切換指示を出力して前記リセット電圧を出力させるものである。

この発明によれば、制御部が、検出部により記録媒体の到達が検出される毎に、電圧出力部にその第２スイッチによる抵抗の接続切換指示を出力してリセット電圧を出力させることで、スイッチ切換部により、タイマーによる上記予め定められた時間の計測が再度開始される。このため、制御部が制御不能の状態に陥らずに、電圧出力部への上記接続切換指示を出力している限りは、当該接続切換指示を出力する度に上記第２監視温度での温度監視を延長させることができ、制御部が制御不能となった時点以降は、上記第２監視温度での温度監視を当該予め定められた時間に制限して、当該予め定められた時間の経過後は、上記基本監視温度での温度監視に切り換えて安全にヒーターの加熱制御を行うことができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の定着温度監視装置と、
前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部による画像形成後の前記記録媒体に対して定着を行う定着部とを備えた画像形成装置である。

この発明によれば、上記請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の作用を奏することが可能である。

本発明によれば、印刷速度の高速化に伴って求められる定着部の熱ローラーを従来より高温に加熱することを記録紙搬送状態に応じて的確に行いつつ、制御部が制御不能となっても、定着部への記録紙搬送の異常時における熱ローラーの過昇温を防止することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 画像形成装置が備える定着温度監視装置を示すブロック図である。 保護回路を示す図である。 定着温度監視回路による定着温度監視時の処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る記録媒体搬送装置及び画像形成装置について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画像形成装置１を示す側面図である。

画像形成装置１は、画像形成部２と、搬送部３と、給紙部４と、定着部５と、排出トレイ６とを備えている。本実施形態では、画像形成装置１がプリンターである場合を例にして説明する。

画像形成部２は、搬送部３により給紙部４から搬送されてくる記録紙Ｐ（記録媒体の一例）にトナー像を形成する画像形成動作を行う。画像形成部２は、感光体ドラム２１と、帯電部２２と、露光部２３と、現像部２４と、転写ローラー２５とを備えている。

感光体ドラム２１は、その表面に感光層が設けられ、帯電部２２による帯電でその表面電位が予め定められた値とされる。

帯電部２２は、感光体ドラム２１の表面に対向する位置に設けられている。帯電部２２は、図１に示す矢印の方向へ回転する感光体ドラム２１の周面を予め定められた帯電電位にほぼ一様に帯電させる。

露光部２３は、感光体ドラム２１の表面に対向する位置であって、感光体ドラム２１周面の上記回転方向において帯電部２２よりも下流側に設けられている。露光部２３は、当該画像形成装置１にネットワーク接続されたコンピューター(不図示)等から入力された画像データ等に対応した図１において矢印で図示したレーザー光を、帯電後の感光体ドラム２１の周面に照射し、感光体ドラム２１の周面に、当該画像データに対応する静電潜像を感光体ドラム２１の周面に形成する。露光部２３は、レーザー露光部であり、レーザービームを出力するレーザー光源(不図示)と、当該レーザービームを感光体ドラム２１表面に向けて反射させるポリゴンミラー(不図示)と、ポリゴンミラーによって反射されたレーザー光を感光体ドラム２１に導くためのレンズ(不図示)やミラー(不図示)のような光学部品を備えている。

現像部２４は、感光体ドラム２１表面に露光部２３によって形成された静電潜像にトナー(不図示)を供給する。現像部２４による当該トナーの供給により、感光体ドラム２１の表面上の露光部２３によって露光された部分にトナーを付着させ、感光体ドラム２１の表面に当該静電潜像に応じたトナー像を形成する。現像部２４に対しては、図略のトナーコンテナーからトナーが供給される。

転写ローラー２５は、感光体ドラム２１に対向する位置であって、感光体ドラム２１の回転方向において現像部２４よりも下流側に設けられている。転写ローラー２５には、図略の転写バイアス印加機構により、トナーの帯電極性とは逆の極性の転写バイアスが印加される。このことにより、転写ローラー２５は、感光体ドラム２１の表面に形成された上記トナー像を、感光体ドラム２１及び転写ローラー２５のニップ部（以下、トナー像の転写位置Ｎとする）において、当該感光体ドラム２１表面と当該転写ローラー２５表面の間に搬送されてくる記録紙Ｐに転写させる。

定着部５は、画像形成部２による記録紙Ｐへのトナー画像転写位置Ｎよりも記録紙Ｐの搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部２を通過した記録紙Ｐに転写されたトナー像を熱ローラー５１及び圧ローラー５２により熱圧着して当該記録紙Ｐに定着させる。なお、熱ローラー５１は、後述するヒーター５１１(図２参照)から供給される熱により加熱される。また、熱ローラー５１の近傍には、熱ローラー５１の温度を検出する後述のサーミスター１３（温度検出部の一部）が設けられている。

用紙搬送機構（搬送部）３は、搬送路３１と、複数の搬送ローラー対３２と、レジストローラー対３３と、スイッチバックローラー対３４１，３４２とを備えている。なお、搬送ローラー対３２、レジストローラー対３３、及びスイッチバックローラー対３４１，３４２は、図略の駆動部から供給される回転駆動力により回転駆動される。

搬送路３１は、給紙部４から、画像形成部２及び定着部５を経て、排出トレイ６まで記録紙Ｐが搬送させる搬送路である。搬送路３１の各所には、搬送ローラー対３２が設けられており、当該搬送ローラー対３２をなすローラー対の回転により、記録紙Ｐが搬送路３１内において、給紙部４から、画像形成部２、定着部５、排出トレイ６へ搬送される。

また、搬送路３１は、主搬送路３１１と、反転搬送路３１２とを有している。主搬送路３１１は、給紙部４から、画像形成部２、定着部５、排出トレイ６までを繋ぐ搬送路である。反転搬送路３１２は、画像形成部２において記録紙Ｐの片面に画像形成を終えた記録紙Ｐを、両面印刷のために画像形成部２に再度搬送するための搬送路である。反転搬送路３１２は、主搬送路３１１において定着部５よりも記録紙Ｐの搬送方向下流側において当該主搬送路３１１から分岐し、記録紙Ｐの用紙搬送方向において給紙部４よりも下流側であって、画像形成部２よりも上流側となる位置において、主搬送路３１１に合流する。

スイッチバックローラー対３４１，３４２は、主搬送路３１１において、定着部５よりも記録紙Ｐの搬送方向下流側から排出トレイ６までの間に配設されている。スイッチバックローラー対３４１，３４２は、後述する制御部１１（図３）による制御の下、定着部５及び排出トレイ６間において記録紙Ｐを搬送する。スイッチバックローラー対３４１，３４２は、画像形成部２及び定着部５を通過した記録紙Ｐを排出トレイ６に排出する場合、記録紙Ｐの後端が記録紙Ｐの搬送方向下流側のスイッチバックローラー対３４２を離れるまで、スイッチバックローラー対３４１，３４２により記録紙Ｐを排出トレイ６に向けて搬送する。

一方、スイッチバックローラー対３４１，３４２は、画像形成部２及び定着部５を通過した記録紙Ｐを、両面印刷のために画像形成部２に再度搬送する場合には、定着部５を通過した記録紙Ｐを、スイッチバックローラー対３４１，３４２により排出トレイ６に向けてまず搬送する。そして、搬送方向における記録紙Ｐの後端が、記録紙Ｐの搬送方向上流側のスイッチバックローラー対３４１を離れ、かつ、記録紙Ｐが記録紙Ｐの搬送方向下流側のスイッチバックローラー対３４２に狭持されているときに、スイッチバックローラー対３４１，３４２は、制御部１１による制御で逆回転する。このとき、主搬送路３１１及び反転搬送路３１２の分岐点に設けられている図略の搬送路切換機構により記録紙Ｐを反転搬送路３１２に案内させる。

このようにしてスイッチバックローラー対３４１，３４２により主搬送路３１１を逆送される記録紙Ｐは、反転搬送路３１２に案内されて画像形成部２よりも記録紙Ｐの搬送方向上流側となる主搬送路３１１の部分まで搬送され、ここから再び画像形成部２まで搬送される。

この再搬送時には、当該スイッチバックローラー対３４１，３４２による反転動作と、反転搬送路３１２における記録紙Ｐの搬送動作とにより、当該記録紙Ｐは先に画像形成を行った面とは反対側の面が感光体ドラム２１に対向するため、既に画像形成済の面とは異なる他方面に画像形成部２により画像形成が行われる。

レジストローラー対３３は、主搬送路３１１における画像形成部２に関して記録紙Ｐの搬送方向上流側に設けられ、主搬送路３１１を搬送される記録紙Ｐを、感光体ドラム２１と転写ローラー２５とが対向する位置、すなわち、画像形成部２によるトナー画像の転写位置Ｎに搬送するタイミングを調整する。

用紙検出センサー７７(検出部)は、定着部５よりも記録紙Ｐの搬送方向の下流側であって、定着部５の近傍となる位置に設けられている。

制御部１１は、用紙検出センサー７７から取得する上記用紙有信号（オン信号）及び用紙無信号（オフ信号）に基づいて、搬送路３１における用紙ジャム(記録紙Ｐのジャム)を判断する。例えば、制御部１１は、用紙検出センサー７７からの用紙有信号及び用紙無信号に基づいて、制御部１１が、記録紙Ｐの先端部を検出した後、所定時間（搬送ローラー対３２による記録紙Ｐの搬送速度と、記録紙Ｐの搬送方向における記録紙Ｐの長さとに基
づいて定められる）経過しても当該記録紙Ｐの後端部を検出しない場合に、用紙ジャムが発生したと判定する。

給紙部４は、搬送路３１に記録紙Ｐを給送する機構であり、給紙カセット４０と、給紙ローラー４１とを備える。給紙カセット４０は、複数枚の記録紙Ｐを積層された状態で重ねて収容する。給紙ローラー４１は、給紙カセット４０に収容されている記録紙Ｐのうち最上部の記録紙Ｐの面に接触し、当該給紙ローラー４１の回転により当該最上部から記録紙Ｐを1枚ずつピックアップして搬送路３１に給送する。

図２は画像形成装置１が備える定着温度監視装置の電気的な構成を示すブロック図である。なお、図２には主に本発明に関する構成を示している。

定着温度監視装置１０は、制御部１１、ヒーター制御部１２、温度検出部１３、及び保護回路１００を備えている。

制御部１１は、ＣＰＵを備え、ヒーター制御部１２を介してヒーター５１１を加熱制御すると共に、後述する各種スイッチに対して、スイッチオン信号及びスイッチオフ信号を出力する。例えば、制御部１１は、画像形成装置１の全体的な動作制御を司り、主に、画像形成部２、図略のドラムモーター及び搬送ローラーを制御するためにも用いられる。

ヒーター制御部１２は、制御部１１による制御の下、熱ローラー５１を加熱するヒーター５１１を制御する。ヒーター５１１は、例えばハロゲンランプからなり、ヒーター制御部１２は、当該ハロゲンランプの点灯及び消灯の切換を制御する。

温度検出部１３は、定着部５の熱ローラー５１の温度を検出する。温度検出部１３は、定電圧源にプルアップ抵抗を介して接続されたサーミスターを備えている。温度検出部１３は、当該サーミスターが熱ローラー５１の近傍に設けられ、熱ローラー５１の温度変化に応じて変化する電圧Vthを、制御部１１及び保護回路１００に出力する。すなわち、本
実施形態では、温度上昇に伴って比例的に抵抗が減少するＮＴＣサーミスターを採用し、温度検出部１３からは、温度上昇に応じて電圧を小さくして出力する構成を採る例を示している。

保護回路１００は、予め定められた複数の監視温度で、熱ローラー５１の温度を監視する回路である。保護回路１００は、熱ローラー５１の温度が、上記複数の監視温度のうち設定された監視温度よりも高いか否かを監視し、熱ローラー５１の温度が、設定された監視温度よりも高い場合には、ヒーター制御部１２にヒーター５１１への通電を停止させる通電停止信号を出力する。

図３は、保護回路１００の構成を示す図である。図３に示すように、保護回路１００は、温度設定用抵抗１４１と、コンパレーター１４２と、タイマー部１５とを備えている。

温度設定用抵抗(監視用電圧出力部)１４１は、複数の監視温度に対応するそれぞれの電圧を生成して、コンパレーター１４２に出力する。本実施形態では、温度設定用抵抗１４１は、２つの監視温度に対応するそれぞれの温度として、基本監視温度190℃と第２監視温度250℃の２つの温度に対応する各電圧Vd1,Vd2を生成する。

温度設定用抵抗１４１は、抵抗R3,R4,R5と、スイッチＳＷ１(第１スイッチ)とを有している。抵抗R3,R4は、電源Vcc及びグランド間に常時直列に接続されている。温度設定用抵抗１４１は、抵抗R3,R4間の電圧を、基本監視温度190℃に対応する基本監視温度用電圧Vd1として、コンパレーター１４２に出力する。なお、コンパレーター１４２とは逆側となる接続線側は開放されている。

抵抗R5は、スイッチＳＷ１を介して抵抗R3,R4間に接続されている。スイッチＳＷ１は、抵抗R5を抵抗R3,R4間に接続するか否かを切り換える。スイッチＳＷ１のオン又はオフの切換は、制御部１１によって切り換えられる。

このスイッチＳＷ１が制御部１１によりオンに切り換えられると、抵抗R5が抵抗R3,R4間に接続されて、第２監視温度250℃に対応する第２監視温度用電圧Vd2が生成され、コンパレーター１４２に出力される。

なお、基本監視温度190℃は、画像形成装置１における印刷待機時又は通常印刷(後述する連続印刷ではない)時に、制御部１１が熱ローラー５１の目標温度を180℃としてヒーター５１１を通電(加熱)制御する際の熱ローラー５１の温度監視に用いられる。第２監視温度250℃は、画像形成装置１における連続印刷のように、通常印刷時よりも高温に熱ローラー５１を加熱することが必要なときに、ヒーター５１１を通電制御する際の熱ローラー５１の温度監視に用いられる。なお、連続印刷とは、複数枚の記録紙Ｐに連続して画像形成部２で画像形成を行い、当該画像形成後の複数の記録紙Ｐに対して連続して定着部５によりトナー定着を行うことをいう。

上記温度設定用抵抗１４１により生成される基本監視温度用電圧Vd1と、第２監視温度用電圧Vd2と、温度検出部１３により生成される電圧Vthは、温度を示す電圧値の関係が同一に設定されている。例えば、温度検出部１３が検出温度190度を示すものとして出力する電圧Vthと、基本監視温度190℃に対応する基本監視温度用電圧Vd1は同一の電圧値に設定され、温度検出部１３が検出温度250度を示すものとして出力する電圧Vthと、第２監視温度250℃に対応する第２監視温度用電圧Vd2は同一の電圧値に設定されている。

コンパレーター(通電停止信号出力部)１４２は、温度設定用抵抗１４１から入力される基本監視温度用電圧Vd1又は第２監視温度用電圧Vd2と、温度検出部１３から入力される電圧Vthとを比較し、基本監視温度用電圧Vd1又は第２監視温度用電圧Vd2が、温度検出部１３から入力される電圧Vthよりも高い場合には、ハイレベルの電圧(以下、H信号)を、ヒーター５１１の通電停止を指示する通電停止信号として出力し、基本監視温度用電圧Vd1又は第２監視温度用電圧Vd2が、温度検出部１３から入力される電圧Vthよりも低い場合には、ローレベルの電圧(以下、L信号)を出力する。

すなわち、コンパレーター１４２は、温度検出部１３によって検出される熱ローラー５１の温度が、設定されている監視温度(基本監視温度190℃又は第２監視温度250℃のいずれか)よりも高い場合に、ヒーター５１１の通電停止を指示する通電停止信号を、ヒーター制御部１２に出力する。

なお、温度検出部１３は、図３に示すように、定電圧源Vpにプルアップ抵抗Rを介して接続されたサーミスター１３１を備えている。サーミスター１３１は熱ローラー５１に近接させて配設されている。温度検出部１３は、当該サーミスター１３１及びプルアップ抵抗R間の電圧Vthを、熱ローラー５１の温度を示す電圧として、保護回路１００のコンパレーター１４２と、制御部１１とに出力する。

タイマー部１５は、リセット時間設定用抵抗１５１と、リセットＩＣ１５２と、タイマー１５３とを備えている。

リセット時間設定用抵抗(電圧出力部)１５１は、抵抗R1,R2と、スイッチＳＷ２(第２スイッチ)とを有している。抵抗R1は、リセットＩＣ１５２に常時接続されている。抵抗R2は、スイッチＳＷ２を介して、リセットＩＣ１５２への接続が切換可能とされた状態で、リセットＩＣ１５２に繋がる接続線に接続されている。リセット時間設定用抵抗１５１は、R1,R2のうち抵抗R1がリセットＩＣ１５２に接続されている状態では、予め定められた基本電圧Vt1を生成し、リセットＩＣ１５２に出力する。また、リセット時間設定用抵抗１５１は、R1,R2の両方がリセットＩＣ１５２に接続されている状態では、当該基本電圧とは異なる電圧値からなるリセット電圧Vt2を生成し、リセットＩＣ１５２に出力する。なお、リセットＩＣ１５２とは逆側となる接続線側は開放されている。

スイッチＳＷ２は、制御部１１からのスイッチオン信号又はスイッチオフ信号に従って、スイッチオン又はオフを切り替える。すなわち、スイッチＳＷ２は、制御部１１からの指示に基づいて抵抗R2の接続を切り換える。

タイマー１５３は、リセットＩＣ１５２に内蔵され、予め定められた時間を計測する。この予め定められた時間は、ヒーター５１１により熱ローラー５１が目標温度180℃から目標温度230℃に上昇するために要する温度上昇時間と、印刷ジョブに従って1枚の記録紙Ｐが搬送部３により給紙部４（記録媒体貯留部）から搬送されて定着部５を通過するまでに要する時間の合計時間とされる。本実施形態では、目標温度230℃として制御部１１がヒーター制御部１２を介してヒーター５１１に通電を開始した時点から、熱ローラー５１が230℃に到った後に給紙カセット４０から搬送される記録紙Ｐの後端が定着部５を通過したことを示す用紙無し信号を、制御部１１が用紙検出センサー７７から受信する時点までの時間t1が、画像形成装置１の製造者等により上記予め定められた時間として前もって設定される。例えば、ヒーター５１１に通電開始後に熱ローラー５１が230℃に到るまでの時間、給紙カセット４０から搬送開始された記録紙Ｐの後端が定着部５を通過するまでの時間は、上記製造者等により予め設定されている。

リセットＩＣ(スイッチ切換部)１５２は、リセット時間設定用抵抗１５１から上記リセット電圧Vt2が入力されたときに、タイマー１５３に上記時間t1の計測を開始させる。そして、リセットＩＣ１５２は、タイマー１５３により時間t1が計測されたときに、温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１に抵抗R5(特許請求の範囲における第２抵抗)を非接続とする指示であるスイッチオフ信号を出力して、基本監視温度190℃に対応する電圧Vd1を出力させる。なお、リセットＩＣ１５２は、リセット時間設定用抵抗１５１から上記基本電圧Vt1が入力されている状態では、当該スイッチＳＷ１へのスイッチオフ信号の出力は行わない。

制御部１１は、温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１に対して、抵抗R5の接続を指示するスイッチオン信号を出力して、第２監視温度250℃に対応する電圧Vd2を温度設定用抵抗１４１から出力させるとき、リセット時間設定用抵抗１５１のスイッチＳＷ２に対して、抵抗R2の接続を指示するスイッチオン信号を出力する。これにより、リセット時間設定用抵抗１５１は、抵抗R1,R2により生成されるリセット電圧Vt2をリセットＩＣ１５２に出力する。リセットＩＣ１５２は、このリセット電圧Vt2を受けて、上記タイマー１５３による計測を開始させる。

図４は、定着温度監視装置１０による定着温度監視時の処理を示すフローチャートである。

操作者による操作部（図略）の操作で、画像形成装置１の主電源がオンにされると（Ｓ１でＹＥＳ）、制御部１１は、目標温度180℃として、ヒーター制御部１２を介してヒーター５１１への通電を開始する（Ｓ２）。このとき、制御部１１は、温度検出部１３から上記電圧Vthとして入力されてくる熱ローラー５１の温度情報を取得し、この温度情報に基づいて、熱ローラー５１の温度が目標温度180℃に到達するまで、ヒーター５１１に通電する。

この主電源オン時の初期状態では、定着温度監視装置１０の保護回路１００におけるスイッチＳＷ１はオフ状態とされており、抵抗R5は抵抗R3,R4間には接続されていない。コンパレーター１４２には、温度設定用抵抗１４１から、抵抗R3,R4間の電圧Vd1、すなわち、基本監視温度190℃に対応する基本監視温度用電圧Vd1が入力される状態となっている。

この状態では、上記制御部１１によるヒーター５１１の通電制御により、熱ローラー５１の温度が目標温度180℃に保たれると共に、保護回路１００により、熱ローラー５１の温度が基本監視温度190℃で監視される。基本監視温度用電圧Vd1が、温度検出部１３から入力される電圧Vthを超えている場合(温度検出部１３によって検出される熱ローラー５１の温度が、基本監視温度190℃よりも高い場合)には、コンパレーター１４２からヒーター制御部１２に、ヒーター５１１の通電停止を指示する上記通電停止信号が出力される。ヒーター制御部１２は、当該通電停止信号を受け取った場合は、ヒーター５１１への通電を停止させる。

ここで、ネットワーク接続されたコンピューター等から、連続印刷の実行を示す印刷ジョブを受信するまで、制御部１１は、目標温度180℃でのヒーターの制御を続け(Ｓ３でＮＯ，Ｓ２)、印刷ジョブを制御部１１が受信すると（Ｓ３でＹＥＳ）、制御部１１は、タイマー部１５のリセット時間設定用抵抗１５１のスイッチＳＷ２に対して、抵抗R2の接続を指示するスイッチオン信号を出力する（Ｓ４）。これにより、リセット時間設定用抵抗１５１は、抵抗R1,R2により上記リセット電圧Vt2を生成し、リセットＩＣ１５２に出力する。

リセットＩＣ１５２は、このリセット電圧Vt2を受けて、上記タイマー１５３に、上記予め定められた時間t1の計測を開始させる(Ｓ５)。

このとき、制御部１１は、保護回路１００の温度設定用抵抗１４１におけるスイッチＳＷ１に、スイッチオン信号を送信して(Ｓ６)、抵抗R3,R4間に抵抗R5を接続させる。これにより、温度設定用抵抗１４１から第２監視温度250℃に対応する第２監視温度用電圧Vd2がコンパレーター１４２に出力される。コンパレーター１４２には、当該第２監視温度250℃に対応する第２監視温度用電圧Vd2と、温度検出部１３からの熱ローラー５１の温度を示す電圧Vthとが入力され、これら第２監視温度用電圧Vd2及び電圧Vthの比較により、熱ローラー５１の温度が監視される。

なお、制御部１１が上記スイッチＳＷ１，ＳＷ２に上記スイッチオン信号を出力すべき時に、すでに制御部１１が暴走のような現象で制御不能状態となっている場合は、制御部１１からはスイッチオン信号が出力されないため、抵抗R5は抵抗R3,R4間に接続されず第２監視温度用電圧Vd2は生成されない。すなわち、保護回路１００による監視温度は第２監視温度250℃にならず、常時接続されている抵抗R3,R4により基本監視温度用電圧Vd1が生成され、基本監視温度190℃としての温度監視が行われる。

制御部１１が正常に機能している場合、上記Ｓ６の後、制御部１１は、温度検出部１３から上記電圧Vthとして入力されてくる熱ローラー５１の温度情報を取得し、この温度情報に基づいて、熱ローラー５１の温度が目標温度230℃に到達するまで、ヒーター５１１に通電させる(Ｓ７，Ｓ８でＮＯ)。

制御部１１は、温度検出部１３からの電圧Vthが示す熱ローラー５１の温度が230℃になった時点で（Ｓ８でＹＥＳ）、上記印刷ジョブに基づいて画像形成及び記録紙搬送を開始し、第1枚目の記録紙Ｐから1枚ずつ搬送及び画像形成を行う（Ｓ９）。

この印刷ジョブの実行時、保護回路１００の温度設定用抵抗１４１は、抵抗R5が抵抗R3,R4間に接続された状態であるため、第２監視温度250℃で熱ローラー５１の温度が監視されている。

そして、制御部１１は、Ｓ６で計測を開始したタイマー１５３により時間t1の経過が計測されていない状態で(Ｓ１０でＮＯ，Ｓ１４でＮＯ)、用紙検出センサー７７から上記搬送される記録紙Ｐが定着部５を通過したことを示す用紙無し信号を受信すると（Ｓ１０でＹＥＳ）、印刷ジョブが終了していない場合は(Ｓ１１でＮＯ)、タイマー部１５のリセット時間設定用抵抗１５１のスイッチＳＷ２に、一旦スイッチオフ信号を出力した後、再度スイッチオン信号を出力する（Ｓ１３）。この後、処理はＳ５に戻り、後続の記録紙Ｐ1枚ごとに搬送及び画像形成が行われる。なお、このように、Ｓ１３の処理を経てＳ５に戻る場合は、Ｓ６及びＳ７の処理は既に開始されており、それまでの第２監視温度250℃での熱ローラー５１の温度の監視と、ヒーター５１１への通電制御とが引き続き行われる。

これにより、リセット時間設定用抵抗１５１により生成されるリセット電圧Vt2がリセットＩＣ１５２に出力され、このリセット電圧Vt2を受けたリセットＩＣ１５２は、タイマー１５３により再度上記予め定められた時間の計測を開始する。このため、保護回路１００による第２監視温度250℃での熱ローラー５１の温度の監視が、上記予め定められた時間t1が示す、更に1枚の記録紙が給紙部４から搬送されて定着部５を通過するまでに要する時間だけ延長される。そして、印刷ジョブが示す残りの記録紙Ｐの搬送及び画像形成が行われる。

すなわち、制御部１１が正常に機能している限り、制御部１１は、用紙検出センサー７７から用紙無し信号を受信する度に、すなわち、記録紙１枚が定着部５を通過完了する度に、上記Ｓ２１によりリセット時間設定用抵抗１５１のスイッチＳＷ２にスイッチオン信号を出力するため、連続印刷を示す印刷ジョブの画像形成に必要な記録紙搬送、及び、目標温度230℃でのヒーター制御による定着部５による定着動作が続けられる。

制御部１１は、上記印刷ジョブに従って画像形成すべき記録紙がなくなるまで上記Ｓ５〜Ｓ１１，Ｓ１３の処理を続け、当該印刷ジョブが示す画像形成及び記録紙搬送を完了し、印刷ジョブを終了する場合（Ｓ１１でＹＥＳ）、温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１にスイッチオフ信号を送信して（Ｓ１２）、抵抗R5を抵抗R3,R4間に非接続とし、温度設定用抵抗１４１から基本監視温度190℃に対応する基本監視温度用電圧Vd1を出力させる。なお、このとき、制御部１１は、スイッチＳＷ２にスイッチオフ信号を送信しておく。

この後、制御部１１は、再び、目標温度180℃でのヒーター５１１への通電制御を、ヒーター制御部１２を介して行う。これにより、熱ローラー５１の温度は180℃に保たれ、次の印刷ジョブの入力を待機する状態となる。

なお、印刷ジョブに従ったＳ５〜Ｓ１４の処理の実行中、制御部１１が用紙検出センサー７７から上記用紙無し信号を受信するまでに（Ｓ１０でＮＯ）、Ｓ６で計測を開始したタイマー１５３により時間t1の経過が計測された場合は(Ｓ１４でＹＥＳ)、リセットＩＣ１５２が、温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１に抵抗R5を非接続とする指示であるスイッチオフ信号を出力して(Ｓ１５)、基本監視温度190℃に対応する電圧Vd1を出力させる。この後、処理は終了する。当該印刷ジョブに基づく記録紙Ｐの搬送及び画像形成が再開される場合には、例えば上記のＳ４から処理が行われる。

これにより、時間t1内に記録紙Ｐが定着部５を通過していない異常状態の場合は、基本監視温度190℃による温度監視に戻る。連続印刷の搬送中に記録紙Ｐの紙間が挟まった状態で搬送が定着部５において異常停止している場合は、熱ローラー５１の温度が基本監視温度190℃を上回った時点でヒーター５１１が制御停止されるため、定着部５の過昇温が防止される。なお、この場合、制御部１１は、必要に応じて、印刷ジョブ中断等の処理を行う。

このように、上記実施形態に係る保護回路１００によれば、制御部１１による温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１の切換により、当該温度設定用抵抗１４１が基本監視温度190℃に対応する電圧Vd1、又は第２監視温度250℃に対応する電圧Vd2を出力すると、コンパレーター１４２は、当該電圧Vd1又は電圧Vd2と、温度検出部１３から入力される熱ローラー５１の温度を示す電圧Vthとの比較を行うことになる。コンパレーター１４２は、熱ローラー５１の温度が基本監視温度190℃又は第２監視温度250℃よりも高いことが示されているときに、ヒーター制御部１２にヒーター５１１への通電停止信号を出力する。このため、制御部１１は、高温の定着温度が必要となる例えば連続印刷を実行するタイミングでスイッチＳＷ１にスイッチオン信号を出力して、抵抗R5を抵抗R3,R4間に接続させれば、当該高温の定着温度に応じた第２監視温度250℃を用いて定着温度の管理が可能となる。

また、制御部１１が、温度設定用抵抗１４１のスイッチＳＷ１にスイッチオン信号を出力すると共に、リセット時間設定用抵抗１５１のスイッチＳＷ２にスイッチオン信号を出力することで、目標温度180℃よりも高温となる目標温度230℃でのヒーター５１１の通電制御及び第２監視温度250℃での温度監視を、上記時間t1内に制限し、その後は、この第２監視温度を基本監視温度190℃に切り換えて、熱ローラー５１の温度を監視することができる。

これにより、本実施形態に係る定着温度監視装置１０によれば、必要とされる定着温度に応じた監視温度の切換により、印刷速度の高速化に伴って求められる定着部５による記録紙の高温加熱を記録紙搬送状態に応じて的確に行うことができる。さらに、定着温度監視装置１０によれば、制御部１１が制御不能となった場合であっても、上述したように、基本監視温度190℃による監視が行われるため、連続印刷の搬送中に記録紙Ｐの紙間が挟まった状態で、定着部５、或いは熱ローラー５１及び圧ローラー５２によるニップ部において記録紙Pが異常停止した場合でも、定着部５、熱ローラー５１、又は記録紙Ｐの過昇
温を防止することが可能になる。

なお、より好ましくは、タイマー１５３が計測する予め定められた時間は、印刷ジョブに従って搬送する第1枚目の記録紙Ｐについては上記予め定められた時間t1とし、第2枚目以降の記録紙については、1枚の記録紙Ｐが搬送部３により給紙部４から搬送開始された時点から定着部５を通過する時点までの時間t2を上記予め定められた時間として設定する。第2枚目以降の記録紙Ｐの搬送時には、既に熱ローラー５１の温度が目標温度230℃に達しているため、上記予め定められた時間として、上記のように記録紙Ｐが搬送開始された時点から定着部５を通過する時点までの時間t2を採用することにより更に精度よく、熱ローラー５１の過昇温を防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、保護回路１００の温度設定用抵抗１４１は、接続の切換が可能な抵抗R5を有し、スイッチＳＷ１のオンオフによる当該抵抗R5の接続切換により、２つの監視温度である基本監視温度190℃及び第２監視温度250℃に対応する電圧を生成しているが、これに限られず、例えば、接続の切換が可能な抵抗及び当該抵抗の接続を切り換えるスイッチの組合せを複数有し、当該各スイッチのオンオフ切換による当該抵抗の接続切換により、当該組合せの数の監視温度に対応するそれぞれの電圧を生成するようにしてもよい。これによれば、定着温度監視装置１０は、更に多くの監視温度を用いて、記録紙Ｐの搬送状況や画像形成状況等に応じて、適宜監視温度を変更して、定着温度を監視することが可能になる。

また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置の一実施形態として、プリンターを用いて説明しているが、これは一例に過ぎず、他の画像形成装置、例えば、複合機、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、上記実施形態では、図１乃至図４を用いて上記実施形態により示した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
５ 定着部
１０ 定着温度監視装置
１１ 制御部
１２ ヒーター制御部
１３ 温度検出部
１３１ サーミスター
１４１ 温度設定用抵抗
１４２ コンパレーター
１５ タイマー部
１５１ リセット時間設定用抵抗
１５２ リセットＩＣ
１５３ タイマー
５１ 熱ローラー
５１１ ヒーター
７１ 用紙検出センサー
７７ 用紙検出センサー
１００ 保護回路
Ｐ 記録紙
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ

Claims (3)

1. 定着部に設けられた熱ローラーの温度を検出する温度検出部と、
   前記熱ローラーを加熱するヒーターを通電制御するヒーター制御部と、
   前記温度検出部によって検出される温度に応じて、前記熱ローラーを目標温度に加熱させる前記ヒーターの通電制御を、前記ヒーター制御部を介して行う制御部と、
   常時接続される第１抵抗と、接続の切換が可能な第２抵抗と、前記制御部からの指示に基づいて前記第２抵抗の接続を切り換える第１スイッチを有し、前記スイッチにより前記第２抵抗が非接続とされることで前記第１抵抗により、予め定められた基本監視温度に対応する基本監視温度用電圧を出力し、第１スイッチにより前記第２抵抗が接続されることで前記第１抵抗及び第２抵抗により、前記基本監視温度よりも高い予め定められた第２監視温度に対応する第２監視温度用電圧とを出力する監視用電圧出力部と、
   前記温度検出部から入力される前記熱ローラーの温度を示す電圧と、前記監視用電圧出力部から入力される前記基本監視温度用電圧又は前記第２監視温度用電圧とを比較し、これら各電圧により前記ローラー温度が前記基本監視温度又は第２監視温度よりも高いことが示されているとき、前記ヒーター制御部に前記ヒーターへの通電を停止させる通電停止信号を出力する通電停止信号出力部と、
   予め設定されている時間を計測するタイマーと、
   前記制御部からの指示に基づいて抵抗の接続を切り換える第２スイッチを有し、当該第２スイッチによる当該抵抗の切換により、予め定められた基本電圧と、当該基本電圧とは異なる電圧値からなるリセット電圧を出力する電圧出力部と、
   前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチに前記第２抵抗を非接続とする第２抵抗非接続指示を出力するスイッチ切換部とを備え、
   前記制御部は、前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチに前記第２抵抗の接続指示を出力して前記第２監視温度用電圧を出力させるとき、前記電圧出力部の前記第２スイッチに前記抵抗の接続切換指示を出力して前記リセット電圧を出力させ、
   前記スイッチ切換部は、前記電圧出力部から前記リセット電圧が入力されたときに、前記タイマーに前記予め定められた時間の計測を開始させ、前記タイマーにより前記予め定められた時間が計測されたときに、前記監視用電圧出力部に対して前記第２抵抗非接続指示を出力し、
   前記監視用電圧出力部の前記第１スイッチは、前記スイッチ切換部から前記第２抵抗非接続指示を受け取ったときは、前記第２抵抗を非接続として、前記基本監視温度用電圧を出力する定着温度監視装置。
2. 前記定着部による定着の対象とされる記録媒体が、前記定着部を通過したことを検出する検出部を更に備え、
   前記タイマーの計測対象である前記予め設定されている時間は、前記記録媒体が記録媒体搬送部により記録媒体貯留部から前記定着部を通過完了する位置に搬送されるために要する予め定められた搬送時間と、前記ヒーターにより前記熱ローラーが前記基本監視温度から前記第２監視温度に上昇するために要する予め定められた温度上昇時間の合計時間とされ、
   前記制御部は、前記検出部により前記記録媒体の到達が検出される毎に、前記電圧出力部の前記第２スイッチに前記抵抗の接続切換指示を出力して前記リセット電圧を出力させる請求項１に記載の定着温度監視装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の定着温度監視装置と、
   前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部による画像形成後の前記記録媒体に対して定着を行う定着部とを備えた画像形成装置。