(57)【要約】【課題】圧力検知手段の故障か圧力可変機構の故障か特定できる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着フィルム１１と、加圧ローラ１２と、定着フィルム１１と加圧ローラ１２との圧力付与状態又は圧力解除状態に切り換える加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０と、その圧力付与状態又は圧力解除状態にしたことを検知する加圧検知センサ４と、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０を駆動する定着モータ６と、装置本体１００Ａの内部の環境温度を検知する環境温度検知センサ５１と、ヒータ７の表面温度を検知するサーミスタ５と、加圧検知センサ４の検知結果に基づいて、ヒータ７を所定の温度に温度上昇させる時間が所定の時間以下であるか否かによって、「加圧検知センサ４」及び「加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０」のいずれか一方が故障していると判断するコントローラ５０と、を備える画像形成装置１００を構成した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を有する定着部材と、
前記定着部材に所定圧力で当接することで定着ニップを形成する加圧部材と、
前記加圧部材の当接圧力を圧力解除状態に切り換える圧力可変機構と、
前記定着部材の温度を検知する定着温度検知手段と、
前記発熱体を発熱させたときに前記定着温度検知手段が検知した温度変化に基づいて前記圧力可変機構の動作を判断する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記圧力可変機構が圧力付与状態又は圧力解除状態にしたことを検知する加圧検知手段を備え、
前記制御手段は、前記加圧検知手段の故障と判断した場合には、
前記定着部材及び前記加圧部材の間で圧力解除状態であるときには前記圧力可変手段を駆動して圧力付与状態にする
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記加圧検知手段の故障と判断した場合には、
前記定着部材及び前記加圧部材の間で圧力解除状態から圧力付与状態へと移行させることを指示する設定手段を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置本体の周囲の環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、
前記所定の時間は、前記環境温度検知手段が検知する環境温度、及び、前記定着温度検知手段が検知する定着温度の少なくともいずれか一方に基づいて定められることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定の時間は、環境温度が上昇する程に短い時間に設定され、環境温度が下降する程に長い時間に設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ニップの圧力を変更する圧力可変機構を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置が有する定着装置の故障には、シートのジャム処理するときに定着部材と加圧部材の加圧状態を解除し、ジャム処理後に再び加圧する圧力可変機構の故障等が考えられる。
【０００３】
この手の故障を見る発明として、特許文献１に記載の発明が開示される。特許文献１には、ブラシレスモータといった駆動手段のフィードバック信号によるＦＧ信号ラインの電流変化を見て、圧力変更機構（圧力可変機構）の動作が判断される。また、加圧部材の加圧状態を加圧部材の位置で判断する加圧検知センサを使用して圧力変更機構の動作を判断する技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、圧力変更機構が正常に加圧部材を加圧している場合であっても、加圧検知センサが故障していることがあり、そのときは圧力変更機構が正常であっても、圧力変更機構の故障と判断されることによって、画像形成が正常に動作できる状態であっても故障と判断されることになる。加圧部材を加圧する圧力可変機構の故障であれば、画像形成に悪影響があるから、画像形成装置の動作を停止する必要があるが、加圧検知センサの故障であれば、画像形成に悪影響がないから、画像形成装置の動作を停止する必要がない。このように圧力変更機構の加圧検知手段の故障のみによって画像形成が不能になるシステムは、ユーザが画像形成装置を使えなくて不便である。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、圧力可変機構の故障を特定することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、発熱体を有する定着部材と、前記定着部材に所定圧力で当接することで定着ニップを形成する加圧部材と、前記加圧部材の当接圧力を圧力解除状態に切り換える圧力可変機構と、前記定着部材の温度を検知する定着温度検知手段と、前記発熱体を発熱させたときに前記定着温度検知手段が検知した温度変化に基づいて前記圧力可変機構の動作を判断する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧力可変機構の故障を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】コントローラのブロック図である。
【図３】コントローラの圧力解除エラーの発生時の制御工程を示すフローチャートである。
【図４】コントローラの圧力付与エラーの発生時の制御工程を示すフローチャートである。
【図５】ヒータの温度、及び、計測時間の関係を示すグラフである。
【図６】実施例２に係る画像形成装置が有するコントローラの制御工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置１００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有し、この装置本体１００Ａの内部には、感光体ドラム２１、転写ローラ２２、定着装置１５、給紙搬送ローラ２３、シートカセット２４等が配置されている。その他の構成は省略してある。シートカセット２４の内部には、シートＰが収納されている。また、コントローラ５０は、装置本体１００Ａの内部の機器の駆動を制御する。さらに、装置本体１００Ａの周囲の環境温度を検知する『環境温度検知手段』である環境温度検知センサ５１が、装置本体１００Ａのフレーム取付けられる。
【００１２】
図１（ｂ）は、定着装置１５の構成を示す断面図である。定着装置１５は、定着フィルム１１と、加圧ローラ１２と、を有する。『定着部材』である定着フィルム１１は、『発熱体』であるヒータ７を内部に有する。『加圧部材』である加圧ローラ１２は、定着フィルム１１と対向して定着フィルム１１に所定圧力で当接して定着ニップＮを形成する。定着フィルム１１の内部には、定着フィルム１１に熱を付与するヒータ７と、ヒータ７の表面温度を検知する『定着温度検知手段』であるサーミスタ５と、が配置される。サーミスタ５は、ヒータ７に接触しており、ヒータ７の温度を検出する。サーミスタ５は、図３、図４に示すＳ２、Ｓ３、Ｓ７の温度検出手段として使用する。
【００１３】
定着フィルム１１を支持する支持板１６は、加圧板１４で加圧される構成となっている。加圧板１４は、加圧バネ１０によって加圧ローラ１２側に付勢されている。加圧板１４は、加圧可変カム１３の回動によって加圧ローラ１２側に圧力付与されたり圧力解除されたりするようになっている。『圧力可変機構』である定着モータ６（図２参照）、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０は、定着フィルム１１と加圧ローラ１２との当接圧力を圧力付与状態又は圧力解除状態に切り換える。定着モータ６（図２参照）は、加圧可変カム１３に接続され、加圧可変カム１３を駆動する。また、定着モータ６は、加圧ローラ１２を駆動する。
【００１４】
この動作は、以下のようになる。加圧可変カム１３の平部１３ｂが加圧板１４に当接すると、加圧バネ１０の付勢力によって加圧板１４が支持板１６を加圧ローラ１２の方へと付勢し、支持板１６が左方へ移動して加圧ローラ１２が定着フィルム１１を加圧する。加圧可変カム１３の凸部１３ａが加圧板１４に当接すると、加圧板１４は加圧ローラ１２を定着フィルム１１から離間させるように右方へ移動して、加圧バネ１０の付勢力が加圧板１４や支持板１６を介して加圧ローラ１２の方へ伝わらないようになっている。
【００１５】
『加圧検知手段』である加圧検知センサ４は、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０が圧力付与状態又は圧力解除状態にしたことを検知するセンサである。加圧可変カム１３が回転して加圧ローラ１２が定着フィルム１１を加圧している圧力付与状態の場合には、加圧検知センサ４はＯＮする。加圧可変カム１３が回転して加圧ローラ１２が定着フィルム１１を加圧していない圧力解除状態の場合には、加圧検知センサ４はＯＦＦする。この加圧検知センサ４を使用して、図３、図４を参照しつつ後述する定着加圧、圧解除エラー検知を行う。
【００１６】
装置本体１００Ａの内部には、『制御手段』であるコントローラ５０が配置される。コントローラ５０は、装置本体１００Ａの内部機器の駆動を制御する。コントローラ５０は、加圧検知センサ４の検知結果に基づいて、ヒータ７を所定の温度に温度上昇させる時間が所定の時間以下であるか否かによって、「加圧検知センサ４」及び「定着モータ６、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０」のいずれか一方が故障していると判断する。ここでいう所定の時間は、環境温度が上昇するほどに短く設定され、環境温度が下降するほどに長く設定される。
【００１７】
図２は、コントローラ５０のブロック図である。図２に示されるように、コントローラ５０は、ＣＰＵ１と、ＲＯＭ２と、ＲＡＭ３と、を有する。このコントローラ５０には、加圧検知センサ４と、サーミスタ５と、定着モータ６と、ヒータ７と、環境温度センサ８と、が接続されている。ＣＰＵ１は、装置全体の動作を制御する。ＲＯＭ２は、装置を制御するためのファームウェアプログラムや、ファームウェアプログラムを制御するためのブートプログラムが書き込まれ、ＣＰＵ１によって使用される。ＲＡＭ３は、ＣＰＵ１の作業領域やデータの一時記憶領域である。
【００１８】
図３は、コントローラ５０の定着圧力解除エラーの発生時の制御工程を示すフローチャートである。例えば、ここでは、定着圧力解除エラーは、定着フィルム１１と加圧ローラ１２とを離間させる場合に起こる。したがって、最初の状態は定着フィルム１１と加圧ローラ１２とが接触状態にある。定着モータ６が駆動し、加圧可変カム１３が回動し、加圧板１４が右方に動作し、加圧検知センサ４がＯＮ→ＯＦＦとなるはずである。この場合に、加圧検知センサ４が故障している場合には、加圧検知センサ４がＯＮ→ＯＮのままである。
【００１９】
こうした場合に、コントローラ５０は以下の制御をする。コントローラ５０は、サーミスタ５によりヒータ７の温度を検知する（Ｓ１）。コントローラ５０は、サーミスタ５によりヒータ７の温度が規定温度（ここでは１００℃）まで下がったか否かを判断する（Ｓ２）。Ｓ２の判断の結果、ＹＥＳの場合には、コントローラ５０は、ヒータ７を１８０℃に温調する制御を開始する（Ｓ３）。コントローラ５０は、ヒータ７をＯＮにする（Ｓ４）。コントローラ５０は、時間の計測を開始する（Ｓ５）。Ｓ２の判断の結果、ＮＯの場合には、コントローラ５０は、Ｓ１の工程に戻る。
【００２０】
コントローラ５０は、サーミスタ５の温度を検知する（Ｓ６）。コントローラ５０は、ヒータ７の温度が１８０℃に到達したか否かを判断する（Ｓ７）。コントローラ５０は、Ｓ７の判断の結果、ＹＥＳの場合には、時間の計測を終了する（Ｓ８）。コントローラ５０は、Ｓ７の判断の結果、ＮＯの場合には、Ｓ６の工程に戻る。コントローラ５０は、Ｓ５の時間の計測の開始からＳ８の時間の計測の終了までの時間が、３秒以下であるか否かを判断する（Ｓ９）。
【００２１】
コントローラ５０は、Ｓ９の判断の結果、ＹＥＳの場合には、加圧検知センサ４の故障を確定し（Ｓ１０）、ＮＯの場合には圧力可変機構の故障を確定する（Ｓ１１）。
【００２２】
このＳ９、Ｓ１０の工程を解説すると以下のようになる。計測時間が３秒以下である場合には、加圧ローラ１２が定着フィルム１１から離間しているので、定着フィルム１１が温度上昇しても加圧ローラ１２から熱を奪われない。そのために、定着フィルム１１のヒータ７の温度上昇は早い。最初に定着フィルム１１と加圧ローラ１２とが接触していて、現在離間しているということは、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０が駆動したということである。したがって、加圧検知センサ４の方が故障していたと判断する。
【００２３】
前述のＳ９、Ｓ１１の工程を解説すると以下のようになる。計測時間が３秒よりも大きい場合には、定着フィルム１１が加圧ローラ１２と接触しているので、定着フィルム１１が温度上昇したときに加圧ローラ１２から熱を奪われる。そのために、定着フィルム１１のヒータ７の温度上昇が遅い。最初に定着フィルム１１と加圧ローラ１２とが接触していて、現在接触しているということは、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０が駆動しなかったということである。したがって、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０の方が故障していたと判断する。
【００２４】
図４は、コントローラ５０の定着圧力付与エラーの発生時の制御工程を示すフローチャートである。定着圧力付与エラーの場合には、加圧ローラ１２を定着フィルム１１に加圧する動作をして、加圧検知センサ４がＯＦＦ→ＯＮとなるはずであったが、ＯＦＦ→ＯＦＦのままであったケースが該当する。
【００２５】
Ｓ１〜Ｓ８は、図３の工程と同様であるために図３の説明が援用されるものとし、説明を省略する。Ｓ８の工程の後に、コントローラ５０は、計測時間Ｔが３秒よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１０９）。コントローラ５０は、Ｓ１０９の判断の結果、ＹＥＳの場合には、加圧検知センサ４の故障を確定し（Ｓ１１０）、ＮＯの場合には、圧力可変機構の故障を確定する（Ｓ１１１）。
【００２６】
このように、到達した時点の時間を確認することで、圧力付与状態か圧力解除状態かを判断する。Ｓ９、Ｓ１０９で示すようにエラーの種類により目標温度到達時間でのエラー判断条件を変更する。Ｓ９、Ｓ１０９の条件が真だった場合は、Ｓ１０、Ｓ１１０で示すように加圧検知センサ４の故障とし、偽だった場合は、Ｓ１１、Ｓ１１１で示すように圧力可変機構の故障とする。このように実施例１によれば、圧力付与状態と圧力解除状態のいずれかであるかを判断出来、圧力付与状態、圧力解除状態の判断により加圧検知センサ４の故障か「圧力可変機構」の故障かを判断できる。
【００２７】
図５は、ヒータ７の温度、及び、計測時間の関係を示すグラフである。実線が圧力解除状態の温度変化を示し、点線が圧力付与状態の温度変化を示す。図５に示されるように、圧力解除状態における温度上昇の場合の方が、圧力付与状態（接触状態）における温度上昇の場合よりも、早い時間にヒータ７が設定目標温度に到達する。なお、△Ｔは、圧力解除状態と圧力付与状態とでは、同じ設定目標温度である場合であっても、これだけ違うということを表している。
【実施例２】
【００２８】
図６は、実施例２に係る画像形成装置が有するコントローラ５０の制御工程を示すフローチャートである。実施例２の制御は、センサ故障を確定後にセンサ情報を使用せず正常加圧状態に変更する制御である。コントローラ５０は、定着フィルム１１の定着モータ６を駆動させる（Ｓ２０１）。コントローラ５０は、１２秒間の定着モータ６を駆動したか否かを判断する（Ｓ２０２）。コントローラ５０は、Ｓ２０２の判断の結果、ＹＥＳの場合には、定着モータ６を停止させ（Ｓ２０３）、ＮＯの場合には、Ｓ２０１の工程に戻る。コントローラ５０は、その後に、図３、図４と同様に、Ｓ１〜Ｓ８の工程で制御する。
【００２９】
サーミスタ５が検知する温度が規定温度まで下がった後にヒータ７をＯＮにして、１８０℃に到達する時間（図５の目標温度の到達時間）に基づいて、定着フィルム１１と加圧ローラ１２とが圧力付与状態か圧力解除状態かを判断する。
【００３０】
コントローラ５０は、目標到達時間が規定値よりも大きい（ここでは、３秒よりもかかる）か否かを判断する（Ｓ２０９）。コントローラ５０は、ＹＥＳの場合には、正常な圧力状態と判断し（Ｓ２１０）、制御を終了する。コントローラ５０は、ＮＯの場合には、目標到達時間が規定値以下（ここでは、３秒以下）であり、Ｓ２０１の工程に戻り、Ｓ２１０で示すような正常な加圧状態の判断が出来るまで繰り返して終了する。
【００３１】
このように、コントローラ５０は、加圧検知センサ４の故障と判断した場合には、所定時間の間に定着モータ６を駆動して加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０を駆動して、定着フィルム１１及び加圧ローラ１２の間で圧力解除状態であるときには加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０を駆動して圧力付与状態にする。
【００３２】
なお、コントローラ５０は、加圧検知センサ４の故障と判断した場合には、所定時間の間に定着モータ６を駆動して加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０を駆動して、定着フィルム１１及び加圧ローラ１２の間で圧力付与状態であるときには加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０を駆動して圧力解除状態にする構成も可能である。
【実施例３】
【００３３】
実施例３は、実施例２の動作を可能とするか否かを設定する『設定手段』である設定部を更に備える画像形成装置に関するものである。設定部は、ユーザ又はサービスマンにより設定される。設定部により異常時の画像形成停止が設定されていれば、実施例２の制御をせず、異常として判断して、画像形成装置１００の画像形成を停止する。設定部により継続実施の設定がされていれば、実施例２の制御を行い、画像形成可能な状態に復帰する。
【００３４】
このように、コントローラ５０は、加圧検知センサ４の故障と判断した場合には、定着フィルム１１及び加圧ローラ１２の間で圧力付与状態から圧力解除状態へと移行させることがユーザ等によって指示可能な設定部を備える。なお、実施例２で前述したように、定着フィルム１１及び加圧ローラ１２の間で圧力解除状態から圧力付与状態へと移行させることがユーザ等によって可能な設定部を備えても良い。また、これらの両方の機能を有する設定部を備えても良い。ここでいう設定部は、装置本体１００Ａに取付けられた操作パネル、及び、回路等を含む。これにより、ユーザの使用状況（使用頻度）やサービスマンの対応予定（メンテナンス状況）により画像形成装置１００の扱い方（画像形成停止か画像形成継続か）を変更することができる。
【００３５】
実施例１〜実施例３の構成によれば、加圧検知センサ４の故障か、定着モータ６、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０の故障か、を特定することができる。詳しくは、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０の加圧検知センサ４が検知できない場合に、加圧検知センサ４の故障か定着モータ６の故障かを判断し、加圧検知センサ４の故障であって定着モータ６の故障でないときには、画像形成動作を続行（継続）することができる。その結果、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０の加圧検知センサ４のみの故障によって画像形成ができなくなる状況を回避することができる。
【００３６】
実施例２の構成によれば、加圧検知センサ４が故障している場合であっても、加圧可変カム１３、加圧板１４、加圧バネ１０が故障してないことから、画像形成装置１００の画像形成動作ができる。
【００３７】
実施例３の構成によれば、加圧検知センサ４が故障している場合で、画像形成装置１００の画像形成動作が可能な場合に、ユーザがとりあえず画像形成装置１００で画像形成動作をさせたい場合には、ユーザの設定により画像形成装置１００の画像形成動作を可能とすることができる。設定はユーザの選択に委ねられる。
【００３８】
なお、定着モータ６はモータに限定されるのではなく、加圧状態と解除状態を変更できる駆動手段は画像形成装置の構成により決定すればよい。
【００３９】
また、図３、４、６において制御判定温度として、１００℃、１８０℃、所定時間１．２秒、３秒を用いた場合で説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。これらは環境温度センサ８の環境温度と定着装置１５の加圧状態と解除状態の構成による温度変化量に応じて適宜に判定温度又は、温度変化にかかる所定時間を決定すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
４      加圧検知センサ（加圧検知手段）
５      定着温度検知センサ（定着温度検知手段）
６      定着モータ（圧力可変機構）
７      ヒータ（発熱体）
１０    加圧バネ（圧力可変機構）
１１    定着フィルム（定着部材）
１２    加圧ローラ（加圧部材）
１３    加圧可変カム（圧力可変機構）
１４    加圧板（圧力可変機構）
５０    コントローラ（制御手段）
５１    環境温度検知センサ（環境温度検知手段）
１００  画像形成装置
１００Ａ  装置本体
Ｎ      定着ニップ
【図１】
2014149377.tif 000003
【図２】
2014149377.tif 000004
【図３】
2014149377.tif 000005
【図４】
2014149377.tif 000006
【図５】
2014149377.tif 000007
【図６】
2014149377.tif 000008