(57)【要約】【課題】  発熱体への電流量を検知する電流検知手段を有する画像形成装置において、ユーザビリティ性の高く、かつメンテナンスの容易な画像形成装置を提供する。【解決手段】  加熱用ヒータと、前記加熱用ヒータの表面温度を検出する温度検出手段と、前記加熱用ヒータに電力を供給するヒータ駆動手段と、前記加熱用ヒータに流れる電流を予め設定された目標温度値になるように前記ヒータ駆動手段をコントロールする定着制御手段と、前記加熱用ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、装置内を常時監視し機内の異常を検知する異常検知手段とを有し、前記異常検知手段は前記ヒータ駆動手段の駆動状況及び、前記電流検出手段と前記温度検出手段の検出結果によって異常検知詳細を検知することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図１
2006154456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材上に形成担持させた未定着トナー像をエンドレスフィルムからなる加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱定着手段を有する画像形成装置において、
前記加熱用回転体と前記加圧用回転体とのニップ部に対向するエンドレスフィルム内周囲に接触し固定配置される加熱用ヒータと、
前記加熱用ヒータの前記エンドレスフィルムとの接触面とは反対面に配置された前記加熱用ヒータの表面温度を検出する温度検出手段と、
前記加熱用ヒータに電力を供給するヒータ駆動手段と、
前記加熱用ヒータに流れる電流を予め設定された目標温度値になるように前記ヒータ駆動手段をコントロールする定着制御手段と、
前記加熱用ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
装置内を常時監視し機内の異常を検知する異常検知手段とを有し、
前記異常検知手段は前記ヒータ駆動手段の駆動状況及び，前記電流検出手段と前記温度検出手段の検出結果によって異常検知詳細を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検出手段により異常低温を検知し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記温度検出手段の故障と判断することを特徴とした請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検出手段により異常高温を検知し、かつ電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記温度検出手段の故障と判断することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検出手段により温度上昇を検知せず、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記ヒータ駆動手段の故障と判断することを特徴とした請求項１、２、３いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検出手段により温度上昇を検知し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記ヒータ駆動手段の故障と判断することを特徴とした請求項１、２、３、４いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検知手段により温度上昇を検知せず、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記電流検出手段の故障と判断することを特徴とした請求項１、２、３、４、５いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検知手段により正常な温度変化を検出し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記電流検出手段の故障と判断することを特徴とした請求項１、２，３、４、５、６いずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真記録装置等に用いられる加熱定着装置（定着器）の異常検出及びそれを有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプのフィルム加熱方式を採用している。
【０００３】
フィルム加熱方式の定着装置（オンデマンド定着装置）は発熱体に加熱用回転体である耐熱性フィルム（定着フィルム）を加圧用回転体（弾性ローラ）で密着させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部に未定着画像を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一緒に搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与される加熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画像を転写材上に永久画像として定着させる装置である。
【０００４】
良好な定着性を得るためには、圧接ニップ部の圧接力を適切に保つだけでなく、圧接ニップ部の温度を適正な値に保つ必要がある。そのため加熱体に温度検知手段としてサーミスタを設け、サーミスタの抵抗値が基準値に対して一定となるように通電が制御されている。
【０００５】
また近年においては装置の高機能化、多機能化に伴い、発熱体への電力を最大限に投入しつつ電流制限を越えぬよう、発熱体に流れる電流値を測定する電流検出回路を設けている装置もある。
【０００６】
通常電子写真装置はこのサーミスタの抵抗値が異常値を示している場合において、例えば抵抗値が低い場合は異常高温を、抵抗値が高い場合は異常低温を、また加熱体に通電し所定時間経っても抵抗値が基準値に達しない場合は定着器の立ち上がり不良を判断し故障としている。
【特許文献１】特開平０５−０６７４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この場合、温度検知手段からの情報のみで故障を判断しているため故障しているのが温度検知系なのか、発熱体へ電力を供給している駆動回路なのか詳細を切り分けることができない。このため定着器がユーザ交換可能な電子写真装置においても，ユーザはサービスコールをしなければならず、またサービスマンも故障の原因を随時に特定することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発熱体への電流量を検知する電流検知手段を有する画像形成装置において、ユーザビリティ性の高く、かつメンテナンスの容易な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、
被記録材上に形成担持させた未定着トナー像をエンドレスフィルムからなる加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱定着手段を有する画像形成装置において、
前記加熱用回転体と前記加圧用回転体とのニップ部に対向するエンドレスフィルム内周囲に接触し固定配置される加熱用ヒータと、
前記加熱用ヒータの前記エンドレスフィルムとの接触面とは反対面に配置された前記加熱用ヒータの表面温度を検出する温度検出手段と、
前記加熱用ヒータに電力を供給するヒータ駆動手段と、
前記加熱用ヒータに流れる電流を予め設定された目標温度値になるように前記ヒータ駆動手段をコントロールする定着制御手段と、
前記加熱用ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
装置内を常時監視し機内の異常を検知する異常検知手段とを有し、
前記異常検知手段は前記ヒータ駆動手段の駆動状況及び、前記電流検出手段と前記温度検出手段の検出結果によって異常検知詳細を検知することとした。
【００１０】
また第２の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検出手段により異常低温を検知し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記温度検出手段の故障と判断することとした。
【００１１】
また第３の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検出手段により異常高温を検知し、かつ電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記温度検出手段の故障と判断することとした。
【００１２】
また第４の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検出手段により温度上昇を検知せず、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記ヒータ駆動手段の故障と判断することとした。
【００１３】
また第５の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検出手段により温度上昇を検知し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記ヒータ駆動手段の故障と判断することとした。
【００１４】
また第６の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給していない際に、前記温度検知手段により温度上昇を検知せず、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていることを検知した場合、前記電流検出手段の故障と判断することとした。
【００１５】
また第７の発明によれば、
前記異常検知手段は、前記ヒータ駆動手段によりヒータに電力を供給している際に、前記温度検知手段により正常な温度変化を検出し、かつ前記電流検出手段により電流が供給されていないことを検知した場合、前記電流検出手段の故障と判断することとした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、電流値を検出する検出手段を有する画像形成装置において、加熱用ヒータに流れる電流値の検出結果と、温度検出手段より検出される温度検出結果と、加熱用ヒータの駆動回路の駆動状況によって、異常検知を行うことにより、故障状況の詳細を検知することができる。
【００１７】
これによりユーザの定着器交換が可能な画像形成装置においては、ユーザはサービスマンコールをすることなく故障個所を特定し、定着器交換することにより修理することが可能になる。またサービスマンも故障個所の特定が即座にできるため迅速な対応が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
画像形成装置のうち、プリンタを例にとって説明する。プリンタは図１のごとき機構をしている。図１において、１０１は静電担持体である感光体ドラム、１０２は光源としての半導体レーザ、１０３はスキャナモータ１０４にて回転する回転多面鏡、１０５は半導体レーザ１０２から発射され、感光体ドラム１０１上を走査するレーザビームである。
【００２０】
１０６は感光体ドラム１０１上を一様に帯電するための帯電ローラ、１０７は感光体ドラム１０１上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器である。１０８は現像器１０７にて現像されたトナー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、１０９は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するための定着器である。
【００２１】
１１０は記録用紙のサイズを識別する機能を有し、用紙を格納する給紙カセット、１１１は１回転することにより、前記給紙カセット１１０から用紙を給紙し、搬送路に送り出すカセット給紙ローラ、１１２はカセットから給紙された記録用紙を搬送する搬送ローラである。
【００２２】
１１３は給紙された用紙の先端と後端を検出するためのプレフィードセンサ、１１４は搬送された用紙を感光体ドラム１０１へ送り込む転写前ローラ、１１５は給紙された用紙に対し、感光体ドラム１０１への画像書き込み（記録／印字）と用紙搬送の同期を取るとともに、給紙された用紙の搬送方向の長さを測定するためのトップセンサである。１１６は定着後の用紙の有無を検出するための排紙センサ、１１７は定着後の用紙を排紙トレイ１１８へ搬送するための排出ローラ、１１９は排出ローラから搬送された用紙を排紙トレイ１１８へ排出するための排紙ローラである。これらローラは不図示のＤＣブラシレスモータであるメインモータにより駆動されおり、後述の制御部により制御されている。
【００２３】
このような機構部を制御する制御系の回路構成のブロック図を図２に示す。図２において、２００はプリンタ本体、２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。
【００２４】
２０２はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の指示にしたがってプリント動作制御するとともに、プリンタコントローラ２０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。２０３は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う高圧制御部である。２０４はスキャナモータ１０４の駆動／停止、レーザビームの点灯をエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。２０５は定着ヒータへの通電の駆動／停止をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う定着器制御部である。
【００２５】
２０６はプレフィードセンサ１１４、トップセンサ１１６排紙センサ１１７の紙有無状態とをエンジン制御部２０２へ報知するセンサ入力部、２０７はプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがい、記録用紙搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行う用紙搬送制御部で、図１の給紙ローラ１１１、搬送ローラ１１２、転写前ローラ１１４、定着器１０９のローラ、排紙ローラ１１９の駆動／停止の制御をつかさどるものである。
【００２６】
２０８は搬送不良や故障、機内の異常等を検知する異常検知制御部であり、各制御部からの情報を随時モニタしている。
【００２７】
図３に本実施例における定着器１０９の概略断面模型図を示す。３０１は加熱用回転体としての、エンドレスベルト状の定着フィルムであり、半円弧状のフィルムガイド部材（スティ）３０２に対して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。
【００２８】
３０３は加圧用回転体としての加圧ローラであり、フィルム３０１は加圧ローラ３０３の回転駆動により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に加熱体（加熱用ヒータ）３０４面に密着して該加熱体面を摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側から搬送されてくる未定着トナー画像を担持しだ転写材３０５の搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動される。
【００２９】
加熱体３０４は例えばセラミックヒータであり、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体（抵抗発熱体）３０６を含み、該通電発熱体３０６の発熱により昇温する。
【００３０】
通電発熱体３０６に対する電力供給により加熱体３０４が加熱され、またフィルム３０１が回転駆動されている状態において、加圧ローラ３０３の弾性層の変形によって生じる弾性力により該加熱体３０４との間に形成された圧接ニップ部Ｎ（定着ニップ部）に転写材３０５が導入されることで、該転写材３０５がフィルム３０１に密着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを通過していく。
【００３１】
この転写材３０５の定着ニップ部通過過程で加熱体３０４からフィルム３０１を介して転写材３０５に熱エネルギーが付与されて転写材３０５上の未定着トナー画像が加熱溶融定着され、転写材３０５は定着ニップ部通過後フィルム３０１から分離して排出される。
【００３２】
加熱用ヒータである加熱体３０４は基板にアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、基板上に銀・パラジウムからなる抵抗体を厚膜印刷し所望の抵抗値を有する発熱体パターン３０６を形成する。更に発熱体上に保護層・定着フィルムとの摺動層としてのガラス層３０７を形成する。
【００３３】
発熱体形成面の裏側には温度検知素子であるサーミスタ３０８を接着固定しヒータ温度をモニタする。
【００３４】
電気的な制御ブロック図を図４に記載する。図４において、温度検知素子であるサーミスタ３０８がモニタした結果は定着制御回路部２０５へ入力される。ＡＣ電源４０１はゼロクロス回路４０３に入力され、ゼロクロス回路４０３ではＡＣ電源４０１がある閾値以下の電圧になっていることを定着制御部２０５に対してパルス信号（以下ゼロクロス信号という）として報知する。定着制御回路部２０５はゼロクス信号のエッジを検知し、位相制御または端数制御により、ドライバ４０１を制御してＡＣ電源４０２から加熱体３０４の発熱体３０６への通電量を制御し、定着ニップ部の温度を所定温度に維持する。
【００３５】
発熱体３０６に通電される電流Ｉは、カレントトランスＬによって電圧変換され、抵抗Ｒを介して電流検出回路４０４に入力される。電流検出回路４０４では電圧変換された電流波形を平均値または実効値に変換し、その出力を定着制御部２０５に入力している。定着制御部２０５はサーミスタ３０８の検出する温度をモニタしつつ、発熱体３０６に流れる電流値がＭＡＸ電流値を越えないようドライバ４０１の制御を行っている。
【００３６】
本実施例における異常検知制御部２０８の異常検知フローを図５のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
図５において、プリンタコントローラ２０１より指示を受けエンジン制御部２０２はプリント動作を開始する。異常検知制御部２０８はＳ５０１にて定着温度調節制御（以下定着温調とする）が開始されたかどうか判断する。定着温調が開始されていれば電流検出が可能なためＳ５０２にて電流検知の出力値を確認する。電流が検出されているならば、Ｓ５０３にて所定温度に達すると思われる所定時間経過後、Ｓ５０４にてサーミスタ温度Ｔをモニタする。サーミスタ温度Ｔが予め設定されているＴａ、例えば周囲温度より低いもしくは同等の温度値である場合、電流が流れているにもかかわらず温度が上昇しないためＳ５０６にてサーミスタオープン故障と判断する。この故障により温調制御が不可能なためＳ５０７にて緊急停止を行いプリント動作を中止する。Ｓ５０２にて電流検出されない場合、Ｓ５０８にて所定温度に達すると思われる所定時間経過後Ｓ５０９にてサーミスタ温度Ｔをモニタする。サーミスタ温度Ｔが予め設定されているＴａ、例えば周囲温度より低いもしくは同等の温度値である場合、Ｓ５１０にてドライバ回路４０１が故障していると判断し、Ｓ５０７にて同様の処理を行う。またＳ５０９にて所定の温度に達していると判断できれば通常の定着温調がなされていると判断し、プリント動作を続行、Ｓ５１２にて電流検出の出力値を確認し、電流値が検出されれば正常と判断しこのルーチンを終了する。また通常定着温調がされているにもかかわらず、電流値が検出されない場合は電流検出回路の故障と判断しＳ５０７にて以下の動作を行う。
【実施例２】
【００３８】
本実施例において、概略構成は実施例１と同様のため説明は省略する。
【００３９】
図６は本実施例における異常検知フローを示している。
【００４０】
図６において、電源ＯＮ時異常検知制御部２０８はＳ６０１にてサーミスタ温度Ｔを確認する。サーミスタ温度Ｔが予め設定されているＴｂ、例えば定着温調温度設定値より高い温度値である場合、Ｓ６０２にて電流検知の出力値を確認する。定着温調を開始していないにもかかわらず電流が検出可能な場合はＳ６０４にてドライバ回路故障と判断し、電流が検出できない場合はサーミスタ故障と判断する（Ｓ６０３）。Ｓ６０１にてサーミスタ温度が予測される温度以内であった場合、Ｓ６０５にて電流検知の出力値を確認する。定着温調を開始していないにも関わらずかつサーミスタ温度も上がらずかつ電流が検出されている場合はＳ６０６にて電流検出回路故障と判断する。Ｓ６０５にて電流が検出されない場合は、電源投入後に機内の用紙等を排出する前多回転をＳ６０７にて開始する。前多回転中は定着温調を実施するため実施例に記載のＳ５０１以下の動作を繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明実施例１のプリンタの構成を示す構成図
【図２】本発明実施例１の回路ブロック図
【図３】本発明実施例１と実施例２の定着器概略断面模型図
【図４】本発明実施例１と実施例２の定着器制御ブロック図
【図５】本発明実施例１のフローチャート
【図６】本発明実施例２のフローチャート
【符号の説明】
【００４２】
１０１  感光体ドラム
１０２  半導体レーザ
１０３  回転多面鏡
１０４  スキャナモータ
１０５  レーザビーム
１０６  帯電ローラ
１０７  現像器
１０８  転写ローラ
１０９  定着器
【図１】
2006154456.tif 000003
【図２】
2006154456.tif 000004
【図３】
2006154456.tif 000005
【図４】
2006154456.tif 000006
【図５】
2006154456.tif 000007
【図６】
2006154456.tif 000008