JP6287978B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー像を用紙に定着させる定着装置の温度を検知するためのサーミスターを含む画像形成装置に関する。

プリンター、複合機、複写機、ファクシミリ装置のような画像形成装置には、トナーを用いて印刷を行うものがある。このような画像形成装置には、用紙に転写されたトナー像を加圧、加熱して定着させる定着装置が設けられる。定着装置は、ヒーターにより熱せられ、トナー像がのせられた用紙を加熱する加熱回転体を含む。印刷時、加熱回転体を定着に適した温度で維持する必要がある。また、加熱回転体の過昇温を防ぐ必要がある。そこで、サーミスターを用いて加熱回転体の温度を検知することがある。このようなサーミスターを用いて温度検知を行う画像形成装置の一例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、ヒーターで装置部品（定着ローラ１８３）を加熱し、サーミスターが装置部品の温度に応じた出力を行い、ファンでヒーターを冷却し、サーミスターの断線を検知し、装置の立ち上げ完了後に、サーミスターの断線が検知されたとき不揮発性メモリにサーミスターの断線情報を記憶させ、装置の電源投入時、不揮発性メモリにサーミスターの断線情報が記憶されているとき、ファンを第１の所定時間駆動させた後、第２の所定時間の間、所定のデューティ比でヒーターに電力を供給しながらサーミスターの断線を検知する自己診断が行われ、自己診断時にサーミスターの断線が検知されない場合には、制御手段が装置の立ち上げ動作に移行させる画像形成装置が記載されている。この構成により、装置電源の再投入時、ヒーター及びヒーターにより加熱される部材が異常に高温にならないようにする（特許文献１：請求項１、段落［００１１］）。

特開２００７−２５０１０号公報

従来、サーミスターを用いて定着装置の温度を検知することが行われている。このような従来回路の一例を図１１に示す。図１１は、サーミスター１０００を用いた従来の温度検知用回路の一例を示す図である。

１つの温度検知の対象（位置）に対し、１つのサーミスター１０００が設けられる。図１１の例では、１つのサーミスター１０００の一端に固定抵抗２０００が接続され、他端は、例えば、グランドに接続される。また、固定抵抗２０００の他端には電源が接続される。そして、固定抵抗２０００とサーミスター１０００の間の電圧がＣＰＵのＡＤ変換ポートに入力される。また、従来、１つのサーミスター１０００に対し、１つのＡＤ変換ポートが用いられている。図１１では、２つのサーミスター１０００に対し、２つのＡＤ変換ポートが用意される例を示している。

サーミスターは温度に応じて抵抗値が変化する特性を有する。電源電圧が一定のとき、ＣＰＵのＡＤ変換ポートに入力される（サーミスターに印加される電圧）は温度に応じた値となる。ＣＰＵはＡＤ変換ポートに入力された電圧の大きさを、ＡＤ変換回路を用いて認識する。そして、ＣＰＵは、認識した電圧の大きさ対応する温度を、温度検知の対象（位置）の温度と検知する。図１１に示すような、サーミスター１０００と固定抵抗２０００の直列回路３０００が温度センサーとして設けられる。

サーミスターと固定抵抗の直列回路を温度センサーとして設けた場合、サーミスター（直列回路）に断線のような異常が生じていると温度検知ができないため、断線が生じているか否かを検知することがある。特許文献１にあるように、ヒーターに通電を行って検知対象の温度を上昇させ、ヒーター通電後のＡＤ変換ポートへの入力電圧値（ＡＤ変換された電圧値）と断線検知用閾値と比較することにより、断線の有無の検知がなされる。断線が生じている場合、検知される温度がほぼ変化しない。

このような断線検知時にヒーターに通電する理由の１つは、印刷時に維持すべき加熱回転体の温度帯での温度検知の感度を高めるため、温度上昇とともに抵抗値が低くなるサーミスターが用いる場合があるためである。このようなサーミスターを用いた場合、低温時の抵抗値が高いため、断線発生時に認識される電圧値と、加熱回転体が室温程度のような低温時に認識される電圧値の差が少なく、断線が生じているか否かを正確に判断し難い。そこで、断線検知時にヒーターに通電し、加熱回転体をある程度暖め、サーミスターの抵抗値をある程度小さくしてから（検知対象の温度を室温よりも高くしてから）、断線が生じているか否かを電圧値や検知された温度に基づき判断する。

主電源の投入時のような所定のタイミングで断線検知は行われる。リセット的な電源のＯＮ／ＯＦＦのような加熱回転体が温まった状態での主電源ＯＮが行われたとき、暖められた加熱回転体は断線検知のためヒーターによって更に加熱される。そのため、従来の画像形成装置では、断線検知の過程で処理の１つとしてなされるヒーターへの通電によって、加熱回転体の温度が上昇しすぎるおそれがあるという問題がある。特に、近年では、主電源ＯＮから印刷できる状態となるまでの待ち時間を減らすため、ヒーターＯＮ時の加熱回転体の昇温速度を高める改良が進められている。断線検知時のヒーターへの通電による加熱回転体の過昇温発生には十分に配慮する必要がある。

特許文献１記載の技術では、断線検知のとき、第１の所定時間、冷却ファンを駆動させてヒーターを冷却してから所定のデューティ比でヒーターに電力を供給しながらサーミスターの断線を検知する。しかし、断線検知時のヒーターに通電するので、過昇温発生の危険は存在する。また、第１の所定時間を長くし、所定のデューティ比を小さくすることで加熱回転体の過昇温が生じないようにすることはできる。しかし、過昇温を確実に防ぐには、第１の所定時間を長くし、所定のデューティ比をかなり下げる必要があり、断線検知に要する時間は長くなる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、複数のサーミスターを設置するとき、ＡＤ変換ポートの使用数を抑えつつ、ヒーターに通電することなく各サーミスターに断線があるか否かを検知する。

上記の課題を解決するため、本願に係る画像形成装置は、加熱回転体、ヒーター、複数のサーミスター、電源回路部、制御回路、を含む。前記加熱回転体は、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着させる。前記ヒーターは、前記加熱回転体を熱する。複数の前記サーミスターは、温度を検知するために設けられる。前記電源回路部は、センサー電源と、一端が前記センサー電源に接続される抵抗を含む。前記制御回路は、ＡＤ変換回路を内蔵し、入力されるアナログ電圧値の大きさを前記ＡＤ変換回路により認識するために用いられるＡＤ変換ポートと出力ポートの何れかに切り替えが可能なＡＤ／出力ポートと、入力ポートと出力ポートの何れかに切り替え可能な複数の汎用ポートを含む。前記ＡＤ／出力ポートは、前記抵抗の他端に接続される。それぞれの前記サーミスターは、一端が前記ＡＤ／出力ポートと前記抵抗の接続点に対して並列に接続され、他端がそれぞれ別の前記汎用ポートに接続される。そして、前記サーミスターの断線検知を行うとき、前記制御回路は、前記ＡＤ／出力ポートを出力ポートに設定し、前記サーミスターが接続されたそれぞれの前記汎用ポートを入力ポートに設定し、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルを変化させ、前記サーミスターが接続されたそれぞれの前記汎用ポートに入力される電圧レベルが、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルがＬｏｗのときＬｏｗとなるかを確認し、入力される電圧レベルが前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルと一致しない前記汎用ポートに接続された前記サーミスターを断線が生じたサーミスターと判定する。

実施形態に係るプリンターの一例を示す図である。 実施形態に係る定着装置の一例を示す図である。 実施形態に係るサーミスターの設置位置の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターでの温度制御を説明するための図である。 実施形態に係るプリンターでの定着装置の温度検知を行う部分の一例を示す図である。 実施形態に係るプリンターでの加熱ローラーの温度検知の流れの一例を示すフローチャートである。 温度検知時のＡＤ／出力ポート、各汎用ポートの状態の一例を示す図である。 各サーミスターの断線検知の流れの一例を示すフローチャートである。 断線検知時のＡＤ／出力ポート、各汎用ポートの状態の一例を示す図である。 断線検知の真理値表である。 サーミスターを用いた従来の温度検知用回路の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１０を用いて説明する。以下の説明では、本発明に係る画像形成装置として、プリンター１００を例に挙げて説明する。但し、各実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（プリンター１００）
図１、図２を用い、実施形態に係るプリンター１００を説明する。図１は、実施形態に係るプリンター１００の一例を示す図である。

プリンター１００は、主制御部１と記憶部２（メモリーに相当）を含む。また、プリンター１００は、操作パネル３を含む。また、プリンター１００は、印刷部４と、印刷部４の動作を実際に操作するエンジン制御部５が設けられる。

主制御部１は、ＣＰＵ１１、画像処理部１２のような回路を含み、プリンター１００の動作を制御する。記憶部２は、ＲＯＭ、ＨＤＤのような不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置を組み合わせである。記憶部２は、制御用の各種のプログラムやデータ、設定データ、画像データのようなデータを記憶する。ＣＰＵ１１は、記憶部２に記憶されるプログラム、データに基づきプリンター１００の各部の制御や、各種の演算処理を行う。画像処理部１２は、濃度変換、拡大、縮小、回転、データ形式変換のような印刷や送信に用いる画像データへの画像処理を施す。処理後の画像データは、画像形成部４ｃでのトナー像形成や、送信に用いられる。

また、図１に示すように、本実施形態のプリンター１００は、操作パネル３を含む。操作パネル３は、プリンター１００の状態、各種メッセージ、各種設定画面を表示する表示パネルや使用者の操作を検知するためのタッチパネル部を含む。操作パネル３に設定用のハードキーが設けられてもよい。主制御部１は、表示パネルの表示を制御する。また、主制御部１は、タッチパネル部への操作やハードキーへの操作に基づき、操作された画像（ソフトキー、ボタン、タブ、チェックボックスのような画像）を認識する。そして、主制御部１は、操作に応じて表示パネルの表示を切り替えさせる。また、主制御部１は、使用者の設定どおりに動作するように、印刷部４、通信部１３のようなプリンター１００の各部分の動作を制御する。

印刷部４（給紙部４ａ、搬送部４ｂ、画像形成部４ｃ、定着装置４ｄ）は、トナーを用いて画像データに基づき用紙に印刷を行う。給紙部４ａは、複数の用紙を収容する。印刷ジョブのとき、給紙部４ａは用紙を１枚ずつ搬送部４ｂに送り込む。搬送部４ｂは、給紙部４ａから供給された用紙を搬送する。画像形成部４ｃは、画像データに基づきトナー像を形成し、用紙に転写する。定着装置４ｄは、用紙に転写されたトナー像を定着させる。トナー定着後の用紙は、機外に排出される。

印刷部４の動作を制御するため、エンジン制御部５が設けられる。エンジン制御部５は、制御、演算用の素子としてエンジンＣＰＵ６（制御回路に相当）を含む。また、印刷部４を制御するためのデータやプログラムを記憶するエンジンメモリー５１（メモリーに相当）が設けられる。エンジンＣＰＵ６ａは、信号の送受信や、エンジンメモリー５１の記憶内容を用いて、主制御部１の指示に基づき印刷部４の動作制御を行う。

また、プリンター１００は、通信部１３を含む。通信部１３は、各種コネクタ、ソケット７４、通信制御用のチップを備える。通信部１３は、ネットワークや公衆回線やケーブルを介し、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００と通信可能に接続される。通信部１３は、コンピューター２００から画像データや印刷設定に関するデータを含む印刷用データを受信する。印刷用データは、コンピューター２００にインストールされたプリンター１００のドライバーソフトウェアの処理によって生成される。主制御部１は、印刷用データに基づく印刷をエンジン制御部５、印刷部４に行わせる。

（定着装置４ｄ）
次に、図２、図３を用いて、実施形態に係る定着装置４ｄを説明する。図２は、実施形態に係る定着装置４ｄの一例を示す図である。図３は、実施形態に係るサーミスター７の設置位置の一例を示す図である。

プリンター１００の印刷部４に定着装置４ｄが含まれる。図２に示すように、定着装置４ｄは、ヒーター４１を含む。また、定着装置４ｄは、ヒーター４１により熱せられ、用紙に転写されたトナー像を加熱するための加熱ローラー４２（加熱回転体に相当）と、これに圧接される加圧ローラー４３を含む。また、加熱ローラー４２と加圧ローラー４３は軸線方向が平行となるように、回転可能に支持される。加熱ローラー４２と加圧ローラー４３の圧接により、定着ニップＮが生成される。定着ニップＮをトナー像が転写された用紙が通過する。加熱ローラー４２による加熱と、加圧ローラー４３による加圧によって、トナー像が用紙に定着する。

加熱ローラー４２の周面は金属製（アルミや鉄製）であり、筒状やスリーブ状である。ヒーター４１は、加熱ローラー４２に内蔵される。本実施形態のプリンター１００ではハロゲンヒーターが用いられる。しかし、ＩＨヒーターのような他種の熱源がヒーター４１として用いられてもよい。一方、加圧ローラー４３の周面は、加熱ローラー４２の形状に応じ変形する弾性層である。弾性層はシリコンスポンジのような樹脂製である。

本実施形態のプリンター１００では、用紙の主走査方向（搬送方向と垂直な方向）の中央と、加熱ローラー４２の軸線の中央が一致するように、用紙が搬送される。印刷のとき、加熱ローラー４２のうち、用紙と接する部分の温度が定着に適した温度（定着制御温度。１７０°Ｃ〜２００°Ｃ程度）で維持されるように、ヒーター４１で加熱ローラー４２を熱する必要がある。そのため、本実施形態のプリンター１００では、加熱ローラー４２の中央位置の温度が検知される。また、印刷に用いる用紙のサイズによっては、加熱ローラー４２の両端部分に用紙が接さず、両端部分の温度が上昇しすぎる場合がある。そのため、本実施形態のプリンター１００では加熱ローラー４２の両端部分の温度も検知する。

加熱ローラー４２の複数箇所（中央及び両端）の温度を検知するため、サーミスター７が複数設けられる。図３に示すように、本実施形態の定着装置４ｄでは、少なくとも、加熱ローラー４２の中央部分の温度を検知するための第１サーミスター７１と、加熱ローラー４２の一方の端の部分の温度を検知するための第２サーミスター７２と、加熱ローラー４２の他方の端の部分の温度を検知するための第３サーミスター７３が設けられる。第１サーミスター７１、第２サーミスター７２、第３サーミスター７３には同じ仕様のもの（同じ特性のもの）を用いればよい。そして、各サーミスター７１、７２、７３には、温度が高いほど抵抗値が小さくなり、温度が低いほど抵抗値が大きくなるタイプのものが用いられる。なお、サーミスター７の設置数は３つに限られず、４つ以上であってもよい。

図２に示すように、用紙の進入位置の近傍に各サーミスター７１、７２、７３を設置することができる。各サーミスター７１、７２、７３は、加熱ローラー４２に接触する。尚、非接触式のサーミスター７を用いてもよい。

（定着装置４ｄの温度制御）
次に、図４を用いて、定着装置４ｄでの温度制御を説明する。図４は、実施形態に係るプリンター１００での温度制御を説明するための図である。

エンジン制御部５（エンジンＣＰＵ６）は、ヒーター４１への通電（ヒーター４１の出力）を制御する。上述のように、本実施形態の定着装置４ｄには、加熱ローラー４２に対し、３つのサーミスター７が設けられる（図３参照）。エンジン制御部５（エンジンＣＰＵ６）は、各サーミスター７１、７２、７３からの出力に基づき、加熱ローラー４２の中央と端部分の温度を認識する（詳細は後述）。

又、エンジン制御部５（エンジンＣＰＵ６）は、加熱ローラー４２と加圧ローラー４３を回転させる定着モーター４４の動作を制御する。印刷時や起動時のようなヒーター４１に通電して加熱ローラー４２を熱するとき、エンジン制御部５は、定着モーター４４を回転させる。定着モーター４４の駆動は、加熱ローラー４２と加圧ローラー４３の何れかに伝達される。加熱ローラー４２と加圧ローラー４３は圧接されているので、加熱ローラー４２と加圧ローラー４３の一方を回転させると両方が回転する。

プリンター１００の主電源ＯＮや、省電力モードから通常モードに復帰したとき、エンジン制御部５は、定着ウォームアップ処理を行う。定着ウォームアップ処理は、加熱ローラー４２と加圧ローラー４３を回転させつつ、ヒーター４１に通電を行い、冷めた加熱ローラー４２の温度を予め定められた定着制御温度（トナー像の定着に適する温度として予め定められた温度）にまで上昇させる処理である。エンジン制御部５は、ヒーター４１に通電を行い、各サーミスター７１、７２、７３の出力に基づき、加熱ローラー４２の温度を認識しつつ、加熱ローラー４２の中央と端部のいずれも定着制御温度を越えたかを認識する。

印刷中や、省電力モードに移行する前の通常モードでは、エンジン制御部５は、加熱ローラー４２の温度を定着制御温度で維持する温度維持制御を行う。温度維持制御の間、エンジン制御部５は、各サーミスター７１、７２、７３の出力に基づき周期的に、加熱ローラー４２の中央と端部の温度を確認する。そして、エンジン制御部５は、加熱ローラー４２の中央と端部の何れか又は、複数の温度が定着制御温度以下になったとき、ヒーター４１に通電を行い、定着制御温度を上回ったときヒーター４１への通電を停止させる。

（温度検知のための部分）
次に、図５を用いて、実施形態に係るプリンター１００での温度検知のための部分を説明する。図５は、実施形態に係るプリンター１００での定着装置４ｄの温度検知を行う部分の一例を示す図である。

図１１を用いて説明したように、従来、画像形成装置では、温度検知対象に接触させて又は近づけて対して設けたサーミスター１０００と抵抗２０００の直列回路３０００を設け、サーミスター１０００と抵抗２０００の間の電圧の大きさに基づき、検知対象の温度を検知している。これは、温度によってサーミスター１０００の抵抗値が変化し、サーミスター１０００と抵抗２０００の分圧比が検知対象の温度によって変化することを利用したものである。

この従来の手法では、サーミスター１０００と抵抗２０００の直列回路３０００に対して、１つのＡＤ変換ポート（ＡＤ変換回路）が必要となっている。サーミスター７の設置個数が多いとき、ＡＤ変換ポート（ＣＰＵ内のＡＤ変換回路）の数が多い高価なＣＰＵを採用する必要があり、画像形成装置の製造コストを減らせない一因となっている。また、必要なＡＤ変換ポートの個数との関係で、選択できるＣＰＵが限られてしまう場合があった。また、必要なＡＤ変換ポートの個数との関係で、プリンターに必要以上な高性能なＣＰＵを採用しなくてはならない可能性もある。

そこで、本実施形態のプリンター１００は、１つのＡＤ変換ポートだけで複数のサーミスター７の出力に基づき、それぞれのサーミスター７の検知対象（少なくとも、加熱ローラー４２の中央と両端部）の温度を検知する。

まず、図５に示すように、プリンター１００は、センサー電源Ｖｃｃと一端がセンサー電源Ｖｃｃと接続されるプルアップ抵抗Ｒ１からなる電源回路部７０を含む。センサー電源Ｖｃｃは、サーミスター７に電圧を印加するための電源である。

また、エンジンＣＰＵ６（制御回路に相当）は、加熱ローラー４２の温度検知のため、ＡＤ変換回路６１を内蔵する。エンジンＣＰＵ６の内部には、エンジンＣＰＵ６に含まれる回路、部分を制御するための制御ユニット６０が含まれる。

また、エンジンＣＰＵ６は、複数のポート（入出力端子）を有する（図５参照、図５では、一部のポートのみ図示）。具体的に、エンジンＣＰＵ６は、少なくとも１つのＡＤ／出力ポート８と、入力ポートと出力ポートが切り替え可能な複数の汎用ポート９を含む（図５参照）。制御ユニット６０は、汎用ポート９を入力ポートと出力ポートの何れかに設定する。

ＡＤ／出力ポート８は、出力ポートと、ＡＤ変換ポートの切り替えが可能なポートである。エンジンＣＰＵ６の制御ユニット６０は、ＡＤ／出力ポート８をＡＤ変換ポートと出力ポートの何れかに設定する。入力されるアナログ電圧値の大きさをＡＤ変換回路６１により認識するとき、ＡＤ／出力ポート８は、ＡＤ変換ポートに設定される。言い換えると、ＡＤ変換回路６１によってサーミスター７の出力（サーミスター７とプルアップ抵抗Ｒ１の間の電圧）の大きさを認識し、サーミスター７の検知対象の温度を検知するとき、ＡＤ／出力ポート８は、ＡＤ変換ポートに設定される。

制御ユニット６０は、ＡＤ／出力ポート８をＡＤ変換ポートに設定したとき、内部スイッチ（不図示）によって、ＡＤ／出力ポート８とＡＤ変換回路６１を繋ぐ信号線を接続する。そして、制御ユニット６０は、ＡＤ／出力ポート８に入力された電圧をＡＤ変換回路６１にＡＤ変換させる。これにより、ＡＤ／出力ポート８に入力された電圧のディジタル値が得られる。

制御ユニット６０は、出力ポートに設定されたポートに、Ｈｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルを出力させる。例えば、Ｈｉｇｈレベルを出力するとき、制御ユニット６０は、そのポートをエンジンＣＰＵ６の電源入力端子に接続する。また、Ｌｏｗレベルを出力するとき、制御ユニット６０は、そのポートをエンジンＣＰＵ６内のグランドに接続する。

また、制御ユニット６０は、入力ポートに設定されたポートをハイインピーダンス状態とする。また、制御ユニット６０は、入力ポートに入力される電圧値が閾値以下のとき、入力ポートに入力される信号がＬｏｗであると判断し、閾値を超えているとき、入力ポートに入力される信号がＨｉｇｈであると判断する。

そして、ＡＤ／出力ポート８は、プルアップ抵抗Ｒ１の他端に接続される。言い換えると、ＡＤ／出力ポート８は、プルアップ抵抗Ｒ１と各サーミスター７１、７２、７３の間に接続される。

そして、各サーミスター７１、７２、７３は、一端がＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に対して並列に接続される。そして、各サーミスター７１、７２、７３の他端が汎用ポート９に接続される。以下の説明では、第１サーミスター７１の他端に接続される汎用ポート９を「第１汎用ポート９１」と称する。また、第２サーミスター７２の他端に接続される汎用ポート９を「第２汎用ポート９２」と称する。また、第３サーミスター７３の他端に接続される汎用ポート９を「第３汎用ポート９３」と称する。

各サーミスター７１、７２、７３の端部にソケット７４が設けられる。プリンター１００の本体側にもソケット１０１が設けられる。第１サーミスター７１のソケット７４はプリンター本体側の第１サーミスター７１用のソケット１０１に差し込まれる。これにより、第１サーミスター７１の一端がＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に接続され、第１サーミスター７１の他端が第１汎用ポート９１に接続される。第２サーミスター７２のソケット７４はプリンター本体側の第２サーミスター７２用のソケット１０１に差し込まれる。これにより、第２サーミスター７２の一端がＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に接続され、第２サーミスター７２の他端が第２汎用ポート９２に接続される。第３サーミスター７３のソケット７４はプリンター本体側の第３サーミスター７３用のソケット１０１に差し込まれる。これにより、第３サーミスター７３の一端がＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に接続され、第３サーミスター７３の他端が第３汎用ポート９３に接続される。

（各検知位置の温度検知）
次に、図６、図７を用いて、実施形態に係るプリンター１００での温度検知の流れを説明する。図６は、実施形態に係るプリンター１００での加熱ローラー４２の温度検知の流れの一例を示すフローチャートである。図７は、温度検知時のＡＤ／出力ポート８、各汎用ポート９の状態の一例を示す図である。

記憶部２とエンジンメモリー５１の両方又は何れか一方は、ＡＤ／出力ポート８への入力電圧の大きさ（入力電圧のディジタル値）に対応する温度を求めるための温度検知用データＤ１を記憶する（図１参照）。

温度検知用データＤ１は、ＡＤ／出力ポート８（ＡＤ変換ポート）への入力電圧の大きさに対応する温度を定義したデータテーブルである。サーミスター７の温度−抵抗値特性表や実測に基づき、所定の温度間隔ごとに、サーミスター７の抵抗値の範囲を求め、それぞれの温度間隔に対応するディジタル値（入力アナログ電圧の大きさ）の範囲を算出しておく。その算出結果が温度検知用データＤ１に利用される。エンジンＣＰＵ６は、温度検知用データＤ１と、ＡＤ／出力ポート８に入力されアナログ電圧の大きさ（ＡＤ変換回路６１が入力アナログ電圧を変換したディジタル値）に基づき、各サーミスター７１、７２、７３の検知対象の温度を検知（認識）する。

次に、温度検知時の流れについて説明する。図６のスタートは、加熱ローラー４２の各部の温度検知の開始時である。温度検知は、予め定められたタイミングで実行される。加熱ローラー４２の各部の温度検知を、印刷開始前に行うことができる。また、印刷中、周期的に行うこともできる。また、主電源投入時や省電力モードからの復帰時に行うこともできる。予め定められた温度検知タイミングに到ると、図６のフローが開始される。

まず、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、ＡＤ／出力ポート８をＡＤ変換ポートに設定する（ステップ♯１１）。そして、制御ユニット６０は、サーミスター７に接続された汎用ポート９のうち、何れか１つの汎用ポート９を、温度検知に用いる汎用ポート９として選択する（ステップ♯１２）。温度検知に用いるサーミスター７の順番は予め定められ、１つずつ順番に選択される。

続いて、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、各汎用ポート９のうち、温度検知に用いるサーミスター７に接続された１つの汎用ポート９（選択した汎用ポート９）を出力ポートに設定し、かつ、Ｌｏｗレベルに設定する（ステップ♯１３）。例えば、制御ユニット６０は、ＡＤ／出力ポート８をグランドに接続する。

更に、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９（選択していない汎用ポート９）を入力ポートに設定する（ステップ♯１４）。言い換えると、エンジンＣＰＵ６は、温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９をハイインピーダンス状態とする。

なお、図７は、第１サーミスター７１によって、加熱ローラー４２の中央部の温度を検知するときの状態を示している。そのため、図７では、選択された第１汎用ポート９１は出力ポートかつＬｏｗレベルに設定された状態となっている。また、図７では、第２汎用ポート９２と第３汎用ポート９３は入力ポートに設定された状態となっている。

ここで、温度検知に用いるサーミスター７は、本フローでまだ温度を検知していない検知位置と接するサーミスター７のうち、何れか１つである。具体的には、本実施形態のプリンター１００では、第１サーミスター７１、第２サーミスター７２、第３サーミスター７３の順に用いられる。そのため、第１汎用ポート９１、第２汎用ポート９２、第３汎用ポート９３の順に選択される。その結果、加熱ローラー４２の中央、一端、他端の順番で温度検知が行われる。なお、このサーミスター７と汎用ポート９の選択順は上記に限られず、順番は適宜定めればよい。

具体的に、第１サーミスター７１を用いて加熱ローラー４２の中央部の温度を検知するとき、第１汎用ポート９１が「選択された汎用ポート９（温度検知に用いるサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当し、第２汎用ポート９２と第３汎用ポート９３が「選択されていない汎用ポート９（温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当する。

第２サーミスター７２によって加熱ローラー４２の一端の温度を検知するとき、第２汎用ポート９２が「選択された汎用ポート９（温度検知に用いるサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当し、第１汎用ポート９１と第３汎用ポート９３が「選択されていない汎用ポート９（温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当する。

第３サーミスター７３によって加熱ローラー４２の中央部の温度を検知するとき、第３汎用ポート９３が「選択された汎用ポート９（温度検知に用いるサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当し、第１汎用ポート９１と第２汎用ポート９２が「選択されていない汎用ポート９（温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９）」に該当する。

ここで、各サーミスター７１、７２、７３の一端は、ＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に対して並列に接続される。並列接続された場合の合成抵抗は、一般に以下の関係に基づき求められる。
（合成抵抗の式）１／Ｒａ＝（１／Ｒｂ）＋（１／Ｒｃ）＋（１／Ｒｄ）＋・・・・
※Ｒａは合成抵抗値、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄは各抵抗の抵抗値
そして、温度検知に用いないサーミスター７に接続された汎用ポート９は、ハイインピーダンスとされる。そのため、温度検知に用いないサーミスター７に対応する１／Ｒの値が０に近づき、影響が極めて小さくなる。そのため、温度検知に用いるサーミスター７に印加されている電圧がＡＤ／出力ポート８（ＡＤ変換ポート）に入力されることになる。

エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、ＡＤ／出力ポート８に入力されたアナログ電圧をＡＤ変換回路６１にてＡＤ変換し、ＡＤ変換により得られたアナログ電圧と温度検知用データＤ１に基づき、選択している汎用ポート９に接続されたサーミスター７（温度検知に用いているサーミスター７）の検知位置の温度を認識する（ステップ♯１５）。

そして、エンジンＣＰＵ６は、温度検知が完了したかを確認する（ステップ♯１６）。言い換えると、エンジンＣＰＵ６は、温度検知に用いていないサーミスター７がまだあるか否か（加熱ローラー４２の中央と両端の温度を検知し終えたか）を確認する。

まだ、温度検知未完了のとき（ステップ♯１６のＮｏ）、エンジンＣＰＵ６は、次の順番の汎用ポート９（サーミスター７）を選択する（ステップ♯１７）。そして、フローは、ステップ♯１３に戻る。一方、全ての検知位置の温度検知を完了したとき（ステップ♯１６のＹｅｓ）、フローは終了する（エンド）。

（各サーミスター７１、７２、７３の断線検知）
次に、図８〜図１０を用いて、実施形態に係るプリンター１００での各サーミスター７１、７２、７３の断線検知の流れを説明する。図８は、各サーミスター７１、７２、７３の断線検知の流れの一例を示すフローチャートである。図９は、断線検知時のＡＤ／出力ポート８、各汎用ポート９の状態の一例を示す図である。図１０は、断線検知の真理値表である。

図８のスタートは、各サーミスター７１、７２、７３の断線検知の開始時である。断線検知は、予め定められた断線検知タイミングで実行される。プリンター１００の主電源投入時や省電力モード復帰時（エンジン制御部５や印刷部４の起動時）に断線検知を行うことができる。また、印刷開始前に、断線検知を行ってもよい。予め定められた温度検知タイミングに到ると、図８のフローが開始される。

まず、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、ＡＤ／出力ポート８を出力ポートに設定する（ステップ♯２１）。続いて、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、サーミスター７に接続された全ての汎用ポート９を入力ポートに設定する（ステップ♯２２）。図９は、断線検知時の各ポートの状態を示す。

次に、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）の出力レベルを変化させて、断線検知処理を行う（ステップ♯２３）。

具体的に、断線検知処理では、制御ユニット６０は、ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）の出力レベルをＨｉｇｈとＬｏｗ間で複数回変化させる（１回でもよい）。そして、制御ユニット６０は、サーミスター７が接続された各汎用ポート９に入力される電圧レベルが、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルがＬｏｗのときＬｏｗとなるかを確認する。理由を以下に説明する。

１．断線が生じていない場合
（１）ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）をＨｉｇｈレベルにしたとき
各汎用ポート９を入力ポート（ハイインピーダンス状態）に設定している状態で、ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）をＨｉｇｈレベルにすると、各汎用ポート９には、Ｈｉｇｈレベルの信号が入力される。
（２）ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）をＬｏｗレベルにしたとき
各汎用ポート９を入力ポート（ハイインピーダンス状態）に設定している状態で、ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）をＬｏｗレベルにすると、接続点Ｐ１の電位もＬｏｗレベルになる。その結果、各汎用ポート９には、Ｌｏｗレベルの信号が入力される。
（３）図１０の真理値表に示すように、断線が生じていないサーミスター７に接続された汎用ポート９への入力信号は、ＡＤ変換ポート（出力ポート）の出力レベルと一致する。

２．断線が生じている場合
（１）ＡＤ／出力ポート８をＨｉｇｈレベルにしたとき
サーミスター７で断線が生じているとき、ＡＤ変換ポート（出力ポート）をＨｉｇｈレベルにしても、断線が生じているサーミスター７に対応する（接続された）汎用ポート９には、ＡＤ／出力ポート８（出力ポート）からのＨｉｇｈレベルの信号が到達しない。そのため、断線が生じているサーミスター７に対応する汎用ポート９に入力される信号は、不定となる（Ｈｉｇｈ又はＬｏｗとなる）。言い換えると、断線が生じているサーミスター７に対応する汎用ポート９への入力信号のレベルは、断線前の状態によって変わる。
（２）ＡＤ／出力ポート８をＬｏｗレベルにしたとき
サーミスター７で断線が生じているとき、ＡＤ／出力ポート８をＬｏｗレベルにしたときも、断線が生じているサーミスター７に対応する汎用ポート９には、ＡＤ／出力ポート８からのＬｏｗレベルの信号が到達しない。そのため、断線が生じているサーミスター７に対応する汎用ポート９に入力される信号は、不定となる。
（３）サーミスター７の断線が生じているとき、サーミスター７に接続された汎用ポート９の入力信号は、Ｈｉｇｈ、ＬｏｗとＡＤ変換ポート（出力ポート）の出力レベルを切り替えても、変化しないことを図１０の真理値表は示している。

従って、断線検知処理では、サーミスター７に接続された汎用ポート９１、９２、９３のうち、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルをＨｉｇｈ、Ｌｏｗの間で切り替えても、入力信号のレベルが変わらない汎用ポート９があるか否かを確認する。そして、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、入力される電圧レベルがＡＤ／出力ポート８の出力レベルと一致しない汎用ポート９に接続されたサーミスター７を断線が生じたサーミスター７と判定する（ステップ♯２４）。言い換えると、エンジンＣＰＵ６（制御ユニット６０）は、入力電圧のレベルが変化しない汎用ポート９に対応するサーミスター７が断線していると判定する。また、サーミスター７の断線を判定したとき、エンジン制御部５は、その旨と、どのサーミスター７が断線したかを主制御部１に通知する。

そして、エンジンＣＰＵ６は、サーミスター７のうち１つでも断線と判定したサーミスター７があるか否かを確認する（ステップ♯２５）。断線がないとき（ステップ♯２５のＮｏ）、フローは終了する（エンド）。

一方、１つでもサーミスター７が断線しているとき（ステップ♯２５のＹｅｓ）、エンジン制御部５又は主制御部１は、操作パネル３や通信部１３にサーミスター７の故障（異常）を報知させる（ステップ♯２６）。エンジンＣＰＵ６は、複数のサーミスター７１、７２、７３のうち、どのサーミスター７で断線が生じているかまでも判定できるので、エンジン制御部５は、断線発生のメッセージとともに、断線したサーミスター７を特定する情報もあわせて報知してもよい（ステップ♯２６）。操作パネル３で報知するとき、主制御部１は、表示パネルに情報を表示させる。通信部１３から報知をおこなうとき、主制御部１は、プリンターの管理者のコンピューター２００のような所定の送信先に情報を送信させる。

そして、主制御部１は、ヒーター４１への通電をエンジン制御部５に禁止させる（印刷禁止状態ステップ♯２７）。加熱ローラー４２の温度を適切に維持できないためである。そして、本フローは終了する（エンド）。

尚、サービスマンのような専門家による修理後、操作パネル３への操作や主電源の再投入によって、プリンター１００で再度断線検知（図８のフローチャート）が実行され、全てのサーミスター７で断線が生じていないと確認されるまで、主制御部１は、ヒーター４１への通電禁止（印刷禁止状態）を維持させる。

このようにして、実施形態に係る画像形成装置（プリンター１００）は、用紙に転写されたトナー像を加熱して定着させる加熱回転体（加熱ローラー４２）と、加熱回転体（加熱ローラー４２）を熱するヒーター４１と、温度を検知するために設けられる複数のサーミスター７（第１サーミスター７１、第２サーミスター７２、第３サーミスター７３）と、センサー電源Ｖｃｃと、一端がセンサー電源Ｖｃｃに接続される抵抗（プルアップ抵抗Ｒ１）を含む電源回路部７０と、ＡＤ変換回路６１を内蔵し、入力されるアナログ電圧値の大きさをＡＤ変換回路６１により認識するために用いられるＡＤ変換ポートと出力ポートとの切り替えが可能なＡＤ／出力ポート８と、入力ポートと出力ポートとのが切り替え可能な複数の汎用ポート９を含む制御回路（エンジンＣＰＵ６）と、を含む。ＡＤ／出力ポート８は、抵抗（プルアップ抵抗Ｒ１）の他端に接続される。それぞれのサーミスター７は、一端がＡＤ／出力ポート８と抵抗の接続点Ｐ１に対して並列に接続され、他端がそれぞれ別の汎用ポート９に接続される。サーミスター７の断線検知を行うとき、制御回路は、ＡＤ／出力ポート８を出力ポートに設定し、サーミスター７が接続されたそれぞれの汎用ポート９（第１汎用ポート９１、第２汎用ポート９２、第３汎用ポート９３）を入力ポートに設定し、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルを変化させ、サーミスター７が接続されたそれぞれの汎用ポート９に入力される電圧レベルが、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、ＡＤ／出力ポート８の出力レベルがＬｏｗのときＬｏｗとなるかを確認し、入力される電圧レベルがＡＤ／出力ポート８の出力レベルと一致しない汎用ポート９に接続されたサーミスター７を断線が生じたサーミスター７と判定する。

これにより、断線検知のとき、ヒーター４１に通電することなく（加熱回転体の温度を上昇させることなく）、各サーミスター７１、７２、７３で断線が起きているか否かを検知することができる。従って、従来のように、断線検知時の加熱回転体の過昇温は一切生じない。

また、ＡＤ／出力ポート８に入力されるアナログ電圧の大きさに対応する温度を求めるための温度検知用データＤ１を記憶するメモリー（エンジンメモリー５１、記憶部２）を含む。サーミスター７を用いて加熱回転体（加熱ローラー４２）の温度を検知するとき、制御回路（エンジンＣＰＵ６）は、ＡＤ／出力ポート８をＡＤ変換ポートに設定し、サーミスター７に接続された汎用ポート９を１つずつ順番に選択し、選択した汎用ポート９を出力ポートかつＬｏｗレベルに設定し、選択していない汎用ポート９を入力ポートに設定する。また、制御回路は、ＡＤ／出力ポート８に入力されたアナログ電圧をＡＤ変換回路６１にてＡＤ変換し、ＡＤ変換により得られたアナログ電圧と温度検知用データＤ１に基づき選択した汎用ポート９に接続されたサーミスター７の検知位置の温度を認識する。

これにより、１つのＡＤ変換ポート（ＡＤ／出力ポート８）だけで、各サーミスター７１、７２、７３のそれぞれの検知対象（検知位置）の温度を検知することができる。つまり、ＡＤ変換ポートの使用数を抑えることができる。ＣＰＵのような制御回路（エンジンＣＰＵ６）は、ＡＤ変換ポートの数が多いほど高価格、高性能になる傾向がある。しかし、ＡＤ変換ポートの必要数を抑えることができるので、制御回路に高価格のものを用いずにすむ。従って、画像形成装置（プリンター１００）の製造コストを抑えることができる。また、必要なＡＤ変換ポートの数を抑えることができるので、設計、開発における制御回路の選択肢を広げることができる。

また、サーミスター７は、少なくとも加熱回転体（加熱ローラー４２）の中央の温度を検知するためのものと、加熱回転体の一端の温度を検知するためのものと、加熱回転体の他端の温度を検知するためのものとが設けられる。これにより、加熱回転体の両端や中央部の温度を検知することができる。従って、加熱回転体の温度状態や温度分布を知ることができる。

また、それぞれのサーミスター７（第１サーミスター７１、第２サーミスター７２、第３サーミスター７３）は温度が高いほど抵抗値が小さくなり、温度が低いほど抵抗値が大きくなるタイプのサーミスター７である。これにより、特別なサーミスター７を用いる必要がなく、画像形成装置（プリンター１００）の製造コストを抑えることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

上述の実施形態では、断線が生じているサーミスター７に接続された汎用ポート９に入力される信号レベルが不定になる例を説明した。しかし、サーミスター７の断線検知を行うとき、制御回路（エンジンＣＰＵ６）は、サーミスター７が接続されたそれぞれの汎用ポート９（第１汎用ポート９１、第２汎用ポート９２、第３汎用ポート９３）のレベルをＬｏｗにしてからサーミスター７が接続された汎用ポート９を入力ポートに設定するようにしてもよい。これにより、サーミスター７が接続された汎用ポート９の状態を一定のレベル（グランドレベル）にしてから断線検知時を開始することができる（断線が生じているサーミスター７に接続された汎用ポート９に入力される信号レベルはＬｏｗのみとなる）。従って、サーミスター７の断線の有無や、断線が生じているサーミスター７の特定を正確に行うことができる。

また、上述の実施形態では、サーミスター７を定着装置４ｄ（加熱ローラー４２）に対して設ける例を説明した。しかし、定着装置４ｄ以外の部分に設けられるサーミスター７の一端をＡＤ／出力ポート８とプルアップ抵抗Ｒ１の接続点Ｐ１に接続し、他端をエンジンＣＰＵ６の汎用ポート９に接続してもよい。これにより、加熱ローラー４２以外の部分の温度も１つのＡＤ変換ポートだけで検知することができる。

本発明は、ヒーターと加熱回転体とサーミスターを含み、トナーを定着させて印刷を行う画像形成装置に利用可能である。

１００ プリンター（画像形成装置） ２ 記憶部（メモリー）
４２ 加熱ローラー（加熱回転体） ４１ ヒーター
５１ エンジンメモリー（メモリー） ６ エンジンＣＰＵ（制御回路）
６１ ＡＤ変換回路 ７ サーミスター
７０ 電源回路部 ７１ 第１サーミスター
７２ 第２サーミスター ７３ 第３サーミスター
８ ＡＤ／出力ポート ９ 汎用ポート
９１ 第１汎用ポート ９２ 第２汎用ポート
９３ 第３汎用ポート Ｄ１ 温度検知用データ
Ｒ１ プルアップ抵抗（抵抗） Ｖｃｃ センサー電源

Claims (5)

1. 用紙に転写されたトナー像を加熱して定着させる加熱回転体と、
   前記加熱回転体を熱するヒーターと、
   温度を検知するために設けられる複数のサーミスターと、
   センサー電源と、一端が前記センサー電源に接続される抵抗を含む電源回路部と、
   ＡＤ変換回路を内蔵し、入力されるアナログ電圧値の大きさを前記ＡＤ変換回路により認識するために用いられるＡＤ変換ポートと出力ポートの何れかに切り替えが可能なＡＤ／出力ポートと、入力ポートと出力ポートの何れかに切り替え可能な複数の汎用ポートを含む制御回路と、を含み、
   前記ＡＤ／出力ポートは、前記抵抗の他端に接続され、
   それぞれの前記サーミスターは、一端が前記ＡＤ／出力ポートと前記抵抗の接続点に対して並列に接続され、他端がそれぞれ別の前記汎用ポートに接続され、
   前記サーミスターの断線検知を行うとき、
   前記制御回路は、前記ＡＤ／出力ポートを出力ポートに設定し、前記サーミスターが接続されたそれぞれの前記汎用ポートを入力ポートに設定し、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルを変化させ、前記サーミスターが接続されたそれぞれの前記汎用ポートに入力される電圧レベルが、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルがＨｉｇｈのときＨｉｇｈとなり、前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルがＬｏｗのときＬｏｗとなるかを確認し、入力される電圧レベルが前記ＡＤ／出力ポートの出力レベルと一致しない前記汎用ポートに接続された前記サーミスターを断線が生じたサーミスターと判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ＡＤ／出力ポートに入力されるアナログ電圧の大きさに対応する温度を求めるための温度検知用データを記憶するメモリーを含み、
   前記サーミスターを用いて温度を検知するとき、
   前記制御回路は、前記ＡＤ／出力ポートをＡＤ変換ポートに設定し、前記サーミスターに接続された前記汎用ポートを１つずつ順番に選択し、選択した前記汎用ポートを出力ポートかつＬｏｗレベルに設定し、選択していない前記汎用ポートを入力ポートに設定し、前記ＡＤ／出力ポートに入力されたアナログ電圧を前記ＡＤ変換回路にてＡＤ変換し、ＡＤ変換により得られたアナログ電圧と前記温度検知用データに基づき選択した前記汎用ポートに接続された前記サーミスターの検知位置の温度を認識することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記サーミスターは、少なくとも前記加熱回転体の中央の温度を検知するためのものと、前記加熱回転体の一端の温度を検知するためのものと、前記加熱回転体の他端の温度を検知するためのものとが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. それぞれの前記サーミスターは温度が高いほど抵抗値が小さくなり、温度が低いほど抵抗値が大きくなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記サーミスターの断線検知を行うとき、
   前記制御回路は、前記サーミスターが接続されたそれぞれの前記汎用ポートのレベルをＬｏｗにしてから前記サーミスターが接続された前記汎用ポートを入力ポートに設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。

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