(57)【要約】【課題】定着装置の温度上昇時の加熱部材の異常を適切に判定する画像形成装置を提供する。【解決手段】加熱部材の温度を取得し、加圧部材の温度を取得する。加熱部材の温度と、加圧部材の温度に基づいて、加熱部材の温度上昇が正常であるか否かを判定する。【選択図】図４
2018013551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、
前記加熱手段との間で記録媒体を挟持搬送し、トナー画像の前記記録媒体への定着処理をする加圧手段と、
前記加熱手段の温度を検出する第１の検出手段と、
前記加圧手段の温度を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記第２の検出手段の検出結果によって補正される前記第１の検出手段の検出結果が所定の値であるか否かを判定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】
前記判定手段は、前記第２の検出手段の検出結果によって補正される前記第１の検出手段の検出結果の上昇率が所定の値であるか否かを判定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４】
前記判定手段による判定の結果、前記加熱手段の状態が正常であると判定された場合、前記加熱手段を目標温度にするため加熱し、
前記判定手段による判定の結果、前記加熱手段の状態が正常でないと判定された場合、前記加熱手段の加熱を停止する制御手段、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定手段は、
前記第２の検出手段の検出結果によって補正される前記第１の検出手段の検出結果の予測値と、前記第１の検出手段により検出された実測値との差が予め定められた範囲内であれば、前記加熱手段の温度上昇が正常であると判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記第２の検出手段の検出の結果、前記加圧手段の温度が低いほど、前記予測値が低くなるよう補正することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
加熱手段の温度を取得する第１の取得工程と、
前記加熱手段との間で記録媒体を挟持搬送し、トナー画像の前記記録媒体への定着処理をする加圧手段の温度を取得する第２の取得工程と、
前記第１の取得工程と前記第２の取得工程における取得結果に基づいて、前記加熱手段の状態を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置を備える画像形成装置および定着装置の異常の判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置の定着装置に設けられた加熱部材の昇温の異常を検出する際に、加熱部材を回転させた時の加熱部材の温度を基準として、温度上昇が正常か否かを判断するための閾値温度と閾値時間を決定するという技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０３３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、加熱部材の回転開始時の温度を基準として、温度上昇が異常か否かの判断するための閾値温度と閾値時間を決定しており、加熱部材に対向して備えられている加圧部材の条件が考慮されていない。そのため、加圧部材の温度が高い場合と低い場合とにおいて、温度の上昇率に差が生じてしまい、適切な精度での判断が困難となる。
【０００５】
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。上記の点に鑑み、本発明は、定着装置の温度上昇の異常を適切に判定する画像形成装置および判定方法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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、加熱手段と、前記加熱手段との間で記録媒体を挟持搬送し、トナー画像の前記記録媒体への定着処理をする加圧手段と、前記加熱手段の温度を検出する第１の検出手段と、前記加圧手段の温度を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段の検出結果に基づいて、前記加熱手段の状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、定着装置の温度上昇の異常を適切に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置の断面図である。
【図３】画像形成装置の定着部の構成を示す図である。
【図４】定着装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図５】加熱ローラの温度上昇率の予測値を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１０】
図１は、本実施形態における画像形成装置のブロック図である。図１では、主に制御関係のブロック図を示している。ＣＰＵ１０１は、画像形成装置全体の動作を統括的に制御する。ＲＯＭ１０２は、画像形成装置１００を駆動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を記憶する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の作業領域、及びデータの一時記憶領域として用いられる。不揮発性メモリ１０４は、画像形成装置１００の各種設定データを記憶する。外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０５は、外部のホストコンピュータ等と接続され、印刷データ等のデータを授受する。操作部１０６は、パネルやハードウェアキーを含み、ユーザによる画像形成装置１００の各種設定を受け付けたり、画像形成装置１００の各種ユーザインタフェース画面を表示したりする。各センサ１０７は、後述するシート検知センサ等を含み、画像形成装置１００内に配置されている。印刷制御部１０８は、画像形成を行うための各種制御を行う。なお、本実施形態では、画像形成装置１００において、トナーが記録媒体に記録される電子写真方式により印刷が行われる。また、画像形成装置１００では、定着装置によりトナーが記録された記録媒体への定着処理が行われる。
【００１１】
図２は、画像形成装置１００の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１００には、図２の下側（シート搬送方向上流）から上側（シート搬送方向下流）に向かって順に、シート給送部１０、画像形成部２０、定着部３０（定着装置）、シート排出部４０が設けられている。また、画像形成部２０、定着部３０の右側には、シート再給送部５０が設けられている。シート給送部１０は、給送カセット１１や手差しトレイ１６に積載されたシートＰを画像形成部２０へ給送する。シート検知センサＳ１は、給送カセット１１にシートＰが収納されているか否かを検知するセンサである。
【００１２】
給送カセット１１に収納されたシートＰは、ピックアップローラ１２が回転することによって分離ローラ対１３へ給送される。シートＰが重送している場合は、正転ローラと反転ローラとからなる分離ローラ対１３によって１枚ずつに分離され、実線で示される給送パスＰＳ１に搬送される。給送パスＰＳ１に搬送されたシートＰは、さらに給送ローラ対１４によって搬送され、回転を停止しているレジストローラ対１５のニップに先端が倣うことでシートＰの斜行が矯正される。レジ前センサＳ２による検出は、シートＰの先端がレジストローラ対１５のニップに到達するタイミングを検知するために用いられる。
【００１３】
手差しトレイ１６からシートＰを給送する場合は、供給ローラ１７および分離パッド１８によってシートを１枚ずつ分離して機内に引き込む。そして、供給ローラ対１９によって給送ローラ対１４に搬送され、レジストローラ対１５でシートＰの斜行が矯正される。斜行が矯正されたシートＰは、所定のタイミングで回転するレジストローラ対１５によって画像形成部２０に搬送される。
【００１４】
画像形成部２０では、感光ドラム２１の表面は、帯電ローラ２２によって均一に帯電されている。レーザユニット２３から画像情報に対応したレーザ光が照射されると、感光ドラム２１のレーザ光が照射された部分は、帯電ローラ２２によって帯電されていた電荷が除去され、画像情報に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ２４によって現像剤（トナー）が付着されることで、現像剤像として可視化される。
【００１５】
現像剤像は、感光ドラム２１の回転によって転写ニップ部Ｎ１に搬送される。このタイミングに合わせて、レジストローラ対１５からシートＰが転写ニップ部Ｎ１に搬送される。搬送されたシートＰは、転写ニップ部Ｎ１において感光ドラム２１と接触する転写ローラ２５に挟持搬送されながら、転写ローラ２５によって感光ドラム２１に形成された現像剤像が転写される。なお、レーザユニット２３から照射されるレーザ光は、ホストコンピュータ等の外部の装置から受信した画像データに基づいて変調制御される。
【００１６】
次に、現像剤像が形成されたシートＰは、定着部３０へ搬送される。図３は、定着部３０の構成を示す図である。定着部３０は、内部に配置されたヒータ等の熱源（発熱部）３３と、サーミスタ等の温度検出部３４により所定の定着温度に加熱された加熱ローラ３１と、加熱ローラ３１に接触して所定の圧力で加熱ローラ３１を加圧する加圧ローラ３２とを含む。加熱ローラ３１は、加熱部材の一例であり、加圧ローラ３２は、加圧部材の一例である。以下、熱源３３をヒータ３３ともいう。
【００１７】
図３に示すように、加熱ローラ３１は、ヒータ３３に一部が対向すると共に、その対向している一部がヒータ３３により発熱し、回転しながら記録媒体に形成されたトナーを加熱する。また、ヒータ３３と、加熱ローラ３１と、加圧ローラ３２とによって定着ニップ部Ｎ２が形成されている。現像剤像が形成されたシートＰは、定着ニップ部Ｎ２に送り込まれて、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とで挟持搬送され、加熱加圧されることで、現像剤像がシートＰ上に定着される。定着センサＳ３は、シートＰの先端が定着ニップ部Ｎ２を抜けたことを検知する。現像剤像が定着されたシートＰは、シート排出部４０へと搬送され、排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
【００１８】
シートＰの両面に画像を形成する場合は、１面目に画像形成されたシートＰの先端が定着センサＳ３を抜けたあと、シートＰの後端が排出ローラ対４１を抜ける前に排出ローラ対４１を一旦停止させ、さらに排出ローラ対４１を逆回転させる。そのような動作により、シートＰは、反転し、シート再給送部５０へ搬送される。シート再給送部５０へ搬送されたシートＰは、再給送ローラ対５１、５２によって破線で示す再給送パスＰＳ２を搬送され、再給送ローラ対５３によってレジストローラ対１５に搬送される。そして、レジストローラ対１５によって斜行が矯正された後、転写ニップ部Ｎ１に搬送されることで、シートＰの２面目に現像剤像が形成される。その後、１面目に画像形成したときと同様に定着ニップ部Ｎ２を搬送されることで現像剤像がシートＰに定着され、両面に画像が形成されたシートＰは排出ローラ対４１によって排出トレイ４２へ排出される。
【００１９】
次に、本実施形態における定着部３０の加熱開始時の制御について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。図４は、定着部３０の加熱動作の処理を示すフローチャートである。図４の処理は、例えば、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ３０２に記憶されたプログラムをＲＡＭ３０３に読み出して実行することにより実現される。図４の処理は、画像形成部２０により画像形成が行われる前、例えば、画像形成装置１００の電源が投入されたタイミングで実行される。
【００２０】
ＣＰＵ１０１は、加熱動作を開始すると、加熱する為のヒータの出力値を機器の構成に応じた使用可能電力量などの条件によって決定する（Ｓ４０１）。次に、定着部３０の加圧ローラ３２に接する位置に設けられた温度センサ３５により、加圧ローラ３２の温度を測定して取得する（Ｓ４０２）。
【００２１】
次に、ＣＰＵ１０１は、ヒータ３３の出力値と、加圧ローラ３２の温度とから、温度上昇率の予測値をＲＯＭ３０２に記憶されている図５の温度上昇率予測テーブルを参照して取得する（Ｓ４０３）。例えば、ヒータ３３の出力値が７５０Ｗであり、加圧ローラ３２の温度が４０℃である場合、ＣＰＵ１０１は、温度上昇率として３７℃／秒を取得する。なお、本実施形態では、図５に示すテーブルはＲＯＭ３０２に記憶されているとしているが、温度上昇率の予測値を取得できるのであれば、そのような構成でなくても良い。例えば、サーバ等の外部の装置から、温度上昇率の予測値を特定可能な情報を取得するようにしても良い。
【００２２】
次に、ＣＰＵ１０１は、現在の加熱ローラ３１の温度を温度検出部３４で測定し、その測定値をＲＡＭ３０３に格納する（Ｓ４０４）。そして、ＣＰＵ１０１は、ヒータ３３の通電を開始し（Ｓ４０５）、不図示のモータの駆動を開始する（Ｓ４０６）。
【００２３】
次に、ＣＰＵ１０１は、Ｓ４０４で加熱ローラ３１の温度をＲＡＭ３０３に格納してから予め定められた時間が経過したか否かを判定する（Ｓ４０７）。ここでは、予め定められた時間を０．５秒として説明するが他の値でも良い。Ｓ４０７で０．５秒が経過したと判定された場合、ＣＰＵ１０１は、再度、現在の加熱ローラ３１の温度を温度検出部３４で測定し、その測定値をＲＡＭ３０３に格納する（Ｓ４１１）。
【００２４】
次に、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ３０３上に記憶している、Ｓ４０４及びＳ４１１で測定した加熱ローラ３１の温度差と、予め定められた時間０．５秒とから、単位時間あたりの加熱ローラ３１の温度の変化、即ち、温度上昇率を算出する（Ｓ４１２）。そして、ＣＰＵ１０１は、Ｓ４１２で算出した温度上昇率と、Ｓ４０３で取得した温度上昇率の予測値とを比較し、それらの温度差が予め定められた±１５℃の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４１３）。ここでは、予め定められた範囲として±１５℃として説明するが他の値でも良い。Ｓ４１３で±１５℃の範囲内であると判定された場合、ＣＰＵ１０１は、加熱ローラ３１の温度上昇率は、正常の範囲であると判定する。一方、±１５℃の範囲内でないと判定された場合、ＣＰＵ１０１は、加熱ローラ３１の温度上昇率は、異常であると判定する。
【００２５】
Ｓ４１３で温度上昇率が正常と判定された場合、ＣＰＵ１０１は、加熱ローラ３１の温度が目標温度−１０℃に達したか否かを判定する（Ｓ４０８）。ここで、目標温度−１０℃に達していないと判定された場合、Ｓ４０５の処理に戻り、ヒータ３３とモータの駆動を継続させ、温度上昇率の異常判定の処理を繰り返し行う。一方、Ｓ４１３で温度上昇率が正常でない（異常）と判定された場合、ＣＰＵ１０１は、ヒータ３３への通電をＯＦＦし（Ｓ４１４）、モータの駆動を停止させ（Ｓ４１５）、図４の処理を終了する。
【００２６】
また、Ｓ４０８で加熱ローラ３１の温度が目標温度−１０℃に到達したと判定された場合、ＣＰＵ１０１は、ヒータ３３の出力値を目標温度との差に応じて可変するＰＩ制御に移行する（Ｓ４０９）。ＰＩ制御とは、比例制御（Ｐ制御）と、比例制御に積分動作を加えた制御（Ｉ制御）とを組み合わせた制御動作である。
【００２７】
Ｓ４０９の後、ＣＰＵ１０１は、加熱ローラ３１の温度が目標温度に到達したか否かを判定する（Ｓ４１０）。ここで、加熱ローラ３１の温度が目標温度に到達していないと判定された場合、Ｓ４０９からの処理を繰り返す。一方、加熱ローラ３１の温度が目標温度に到達したと判定された場合、ＣＰＵ１０１は、図４の処理を終了する。Ｓ４１０の後、図４の処理が終了すると、定着部３０は、シートの通過可能状態となり、その後、記録媒体への画像形成処理が行われる。
【００２８】
本実施形態では、加圧ローラ３２の温度は、温度検出部３４を用いて直接に測定される方法を説明した。しかしながら、他の方法が用いられて加圧ローラ３２の温度が測定されても良い。例えば、加熱ローラ３１の測定温度に基づいて、ヒータ３３への供給電力を制御しながら加熱ローラ３１の温度を目標温度に制御していく構成において、加熱ローラ３１の測定温度と目標温度とから加圧ローラ３２の温度を予測して取得しても良い。例えば、加熱ローラ３１の複数の目標温度それぞれについて、加熱ローラ３１の測定温度に対する加圧ローラ３２の温度を予め測定してテーブルとして記憶しておき、Ｓ４０２ではそのテーブルを参照して加圧ローラ３２の温度を取得するようにしても良い。そのように構成することにより、温度センサ３５を構成しなくて済む。
【００２９】
また、本実施形態では、ヒータ３３の出力値は一定であるとして説明した。しかしながら、図４の定着部３０の加熱動作中にヒータ３３の出力値を可変させた場合でも、本実施形態の動作を適用することができる。つまり、ＣＰＵ１０１は、ヒータ３３の出力値の変更を検出すると、Ｓ４０２においてその時点の加熱ローラ３１と加圧ローラ３２の温度を取得する。そして、ＣＰＵ１０１は、Ｓ４０３において、可変後のヒータ３３の出力値と、その時点の加圧ローラ３２の温度とに基づいて、図５のテーブルを参照し、温度上昇率の予測値を再度取得する。その後の処理は、図４での説明と同様である。
【００３０】
また、本実施形態では、Ｓ４１３で温度上昇率が正常でないと判定された場合、ヒータ３３とモータの駆動を停止し、図４の処理を終了していたが、温度上昇率が正常でない旨のメッセージを操作部１０６に表示するようにしても良い。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、定着部３０の加熱動作を開始する際に加圧ローラ３２の温度に応じて、加熱ローラ３１の温度上昇率を予測する。そして、実際の加熱ローラ３１の温度の温度上昇率と比較することにより、加熱ローラ３１の温度上昇が正常であるか否かの判断が行われる。その結果、定着装置の温度上昇の異常の検出精度を向上させることができる。なお、本実施形態では加熱ローラ３１の温度上昇率を予測し、実際の温度上昇値と比較したが、加熱開始後、予め決められたタイミングでの予測温度と、そのタイミングでの実際の温度を比較することで、加熱ローラ３１の温度上昇が正常であるか否かの判断をしても良い。
【符号の説明】
【００３２】
３０  定着部：  １０１  ＣＰＵ：  １０２  ＲＯＭ：  １０３  ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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