(57)【要約】【課題】複数本のヒータを備えた定着器の温度検出素子の異常を判別することができる温度検出装置を提供すること。【解決手段】第１のローラの軸方向に離間して配置された第１の温度検出器１１０及び第２の温度検出器１０９と、第２のローラの軸方向の、第１の温度検出器と略同じ位置に配置された第３の温度検出器１０８、及び、第２の温度検出器と略同じ位置に配置された第４の温度検出器１０７とを有し、制御装置は、第１の温度検出器が検出する温度の第１の上昇率、前記第２の温度検出器が検出する温度の第２の上昇率、前記第３の温度検出器が検出する温度の第３の上昇率、及び、前記第４の温度検出器が検出する温度の第４の上昇率を算出し、前記第３の上昇率と第１の上昇率、又は、第４の上昇率と第２の上昇率、を比較することで、第１の温度検出器、第２の温度検出器、第３の温度検出器、又は、第４の温度検出器の異常を検出する、ことを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加熱手段により加熱される第１のローラ、及び、前記第１のローラに圧接可能な第２のローラと接続され、前記第１のローラの温度を検出する温度検出装置であって、
前記第１のローラの軸方向に離間して配置された第１の温度検出器及び第２の温度検出器と、
前記第２のローラの軸方向の、前記第１の温度検出器と略同じ位置に配置された第３の温度検出器、及び、前記第２の温度検出器と略同じ位置に配置された第４の温度検出器と、
前記第１〜第４の温度検出器が検出した温度を取得して、前記第１のローラの温度が目標温度になるように前記加熱手段に電力を供給する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記第１の温度検出器が検出する温度の第１の上昇率、前記第２の温度検出器が検出する温度の第２の上昇率、前記第３の温度検出器が検出する温度の第３の上昇率、及び、前記第４の温度検出器が検出する温度の第４の上昇率を算出し、
前記第３の上昇率と前記第１の上昇率、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率、を比較することで、前記第１の温度検出器、前記第２の温度検出器、前記第３の温度検出器、又は、前記第４の温度検出器の異常を検出する、ことを特徴とする温度検出装置。
【請求項２】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率、及び、前記第２の上昇率と前記第１の上昇率、の比較結果、又は、
前記第３の上昇率と前記第１の上昇率、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率、及び、前記第３の上昇率と前記第４の上昇率、の比較結果、
を用いて、前記加熱手段への入力電圧が動作保証される範囲を満たしていないと判断する、ことを特徴とする請求項１記載の温度検出装置。
【請求項３】
前記複数の加熱手段のうち中央の熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入らない場合、
前記第１の温度検出器又は前記第３の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の温度検出装置。
【請求項４】
前記複数の加熱手段のうち中央の熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第４の上昇率に対する前記第２の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率の差、が第３の閾値と第４の閾値の間に入らない場合、
前記第２の温度検出器又は前記第４の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第２の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第２の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第５の閾値と第６の閾値の間に入らない場合、かつ、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入らない場合、
前記第１の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第２の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第２の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第５の閾値と第６の閾値の間に入らない場合、かつ、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入る場合、かつ、
前記第４の上昇率に対する前記第２の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率の差、が第３の閾値と第４の閾値の間に入らない場合、
前記第２の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第２の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第２の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第５の閾値と第６の閾値の間に入らない場合、かつ、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入る場合、かつ、
前記第４の上昇率に対する前記第２の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率の差、が第３の閾値と第４の閾値の間に入る場合、
前記加熱手段への入力電圧が動作保証値を満たしていないと判断する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第４の上昇率に対する前記第３の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第３の上昇率の差、が第７の閾値と第８の閾値の間に入らない場合、かつ、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入らない場合、
前記第３の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記複数の加熱手段が点灯した場合、
前記制御装置は、
前記第４の上昇率に対する前記第３の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第３の上昇率の差、が第７の閾値と第８の閾値の間に入らない場合、かつ、
前記第３の上昇率に対する前記第１の上昇率の比、又は、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率の差、が第１の閾値と第２の閾値の間に入る場合、
前記第４の上昇率に対する前記第２の上昇率の比、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率の差、が第３の閾値と第４の閾値の間に入らない場合、
前記第４の温度検出器に異常があると判断する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の温度検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９いずれか１項記載の温度検出装置を搭載した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加熱手段により加熱される加熱ローラと、加熱ローラに圧接可能な加圧ローラと、を有し、加熱ローラの温度を検出する温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンターなどの画像形成装置では、用紙に形成されたトナー画像を定着器により用紙に定着させている。定着器は熱と圧力でトナー画像を用紙に定着させるため、画像形成装置は温度検出素子により加熱ローラの温度を検出し、加熱ローラ内のヒータを最適な温度（目標温度）に制御している。
【０００３】
したがって、温度検出素子に異常があると、温度制御が困難になるため、温度検出素子の異常を検出する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、温度検出素子自体は正常であるが、温度を正常に検出できない状況に陥った場合に、加熱ローラ外周面に対し間隔をおいて配置された複数の温度検出素子の出力を監視し、それぞれの温度上昇率を計算し、それぞれの温度上昇率を互いに比較することにより、温度検出素子の異常を検出する異常検出方法が開示されている。
【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に記載された異常検出方法では、以下のような問題がある。
【０００５】
図１は加熱ローラの概略構成図を示す。図１に示すように、加熱ローラ１０６が複数本の定着ヒータを搭載している場合、中央部を加熱する中央ヒータ１１１と端部を加熱する端部ヒータ１１２の２本のヒータを有する場合が多い。加熱ローラ１０６には間隔をおいて温度検出素子１、２が配置されており、それぞれの温度上昇率が比較される。このような構成においては、中央ヒータ１１１又は端部ヒータ１１２のいずれかが点灯した場合、温度上昇率に違いが出ることが通常なので、温度検出素子が正常動作していても異常であると誤検出してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、複数本のヒータを備えた定着器の温度検出素子の異常を判別することができる温度検出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】
上記課題に鑑み、本発明は、複数の加熱手段により加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラに圧接可能な第２のローラと、を有する温度検出装置であって、前記加熱ローラの軸方向に離間して配置された第１の温度検出器及び第２の温度検出器と、前記第２のローラの軸方向の、前記第１の温度検出器と略同じ位置に配置された第３の温度検出器、及び、前記第２の温度検出器と略同じ位置に配置された第４の温度検出器と、前記第１〜第４の温度検出器が検出した温度を取得して、前記加熱ローラの温度が目標温度になるように１つ以上の前記加熱手段に電力を供給する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記第１の温度検出器が検出する温度の第１の上昇率、前記第２の温度検出器が検出する温度の第２の上昇率、前記第３の温度検出器が検出する温度の第３の上昇率、及び、前記第４の温度検出器が検出する温度の第４の上昇率を算出し、前記第３の上昇率と前記第１の上昇率、又は、前記第４の上昇率と前記第２の上昇率、を比較することで、前記第１の温度検出器、前記第２の温度検出器、前記第３の温度検出器、又は、前記第４の温度検出器の異常を検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
複数本のヒータを備えた定着器の温度検出素子の異常を判別することができる温度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】加熱ローラの概略構成図の一例である。
【図２】加熱ローラと加圧ローラに配置された複数の温度検出素子の配置例を説明する図の一例である。
【図３】画像形成装置の概略構成図の一例である。
【図４】画像形成装置が有する定着器の構成図の一例である。
【図５】温度検出素子が検出する温度の上昇率を示す図の一例である。
【図６】加熱中央温度検出素子、加熱端部温度検出素子、加圧中央温度検出素子、及び、加圧端部温度検出素子の温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４を説明する図の一例である。
【図７】温度検出素子の異常検出又は入力電圧の低下検出の手順を示すフローチャート図の一例である。
【図８】温度検出素子の異常検出又は入力電圧の低下検出の手順を示すフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
まず、本実施形態における温度検出素子の異常検出の概略を説明する。本実施形態の定着器は、別々の温度検出素子が検出した温度の上昇率を比較することで、温度検出素子の異常を検出する。
【００１２】
図２を用いて説明する。図２は加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５に配置された複数の温度検出素子の配置例を説明する図の一例である。図示するように、加熱ローラ１０６に２つの温度検出素子（加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９）、加圧ローラ１０５に２つの温度検出素子（加圧中央温度検出素子１０８と加圧端部温度検出素子１０７）が配置されている。
【００１３】
加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８は、加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５の軸方向の略同じ位置（ほぼ中央）に配置されている。また、加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７は、加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５の軸方向の略同じ位置（端部付近）に配置されている。
【００１４】
加圧中央温度検出素子１０８と加圧端部温度検出素子１０７はヒータから離れているので、加圧中央温度検出素子１０８の温度上昇率は加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率より小さく、加圧端部温度検出素子１０７の温度上昇率は加熱端部温度検出素子１０９の温度上昇率より小さい。本実施形態では、この前提を利用することで、以下のようにして、加圧中央温度検出素子１０８、加圧端部温度検出素子１０７、加熱中央温度検出素子１１０、及び、加熱端部温度検出素子１０９の異常を検出する。
【００１５】
１．中央ヒータ１１１のみが点灯された場合、加圧中央温度検出素子１０８の温度上昇率と加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率の比較結果が想定される範囲か（１−１）。端部ヒータ１１２のみが点灯された場合、加圧端部温度検出素子１０７の温度上昇率と加熱端部温度検出素子１０９の温度上昇率の比較結果が想定される範囲か（１−２）。
【００１６】
（１−１）の比較により、加圧中央温度検出素子１０８又は加熱中央温度検出素子１１０の異常を検出できる。（１−２）の比較により、加圧端部温度検出素子１０７又は加熱端部温度検出素子１０９の異常を検出できる。
【００１７】
さらに、加熱ローラ１０６の軸方向に配置されている加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率と加熱端部温度検出素子１０９の温度上昇率にも想定される関係がある。すなわち、加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率は加熱端部温度検出素子１０９よりも大きく、加圧中央温度検出素子１０８の温度上昇率は加圧端部温度検出素子１０７よりも大きい。しかし、中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２の一方しか点灯されない場合、この想定される関係が成り立たないおそれがある。そこで、本実施形態では、以下のようにして加圧中央温度検出素子１０８、加圧端部温度検出素子１０７、加熱中央温度検出素子１１０、及び、加熱端部温度検出素子１０９の異常を検出する。
【００１８】
２．中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２の両方が点灯されている場合、加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率と加熱端部温度検出素子１０９の温度上昇率の比較結果が想定される範囲か。または、加圧中央温度検出素子１０８の温度上昇率と加圧端部温度検出素子１０７の温度上昇率の比較結果が想定される範囲か。
【００１９】
この２の判定と１の判定を組み合わせることにより、加圧中央温度検出素子１０８と加熱中央温度検出素子１１０のどちらに異常が生じているか、加圧端部温度検出素子１０７又は加熱端部温度検出素子１０９のどちらに異常が生じているかを判断できる。
【００２０】
なお、加熱中央温度検出素子１１０は特許請求の範囲の第１の温度検出器の一例であり、加熱端部温度検出素子１０９は特許請求の範囲の第２の温度検出器の一例であり、加圧中央温度検出素子１０８は特許請求の範囲の第３の温度検出器の一例であり、加圧端部温度検出素子１０７は特許請求の範囲の第４の温度検出器の一例である。
【００２１】
〔構成例〕
図３は画像形成装置１００の概略構成図の一例を示す。画像形成装置１００は、主な構成部材として、露光器７、トナー容器２２Ａ〜２２Ｄ、現像ユニット２Ａ〜２Ｄ、転写ベルト１２、廃トナーボックス２３、給紙トレイ１４、用紙搬送機構２４、定着器１８、及び、排紙トレイ２５を有する。
【００２２】
露光器７は、光を感光体５Ａ〜５Ｄに照射して静電潜像を感光体上に形成する。露光器７は主にレーザ光源とポリコンミラーを組み合わせた方式とＬＥＤアレイを用いた方式があるが、露光方式はどのようなものでもよい。また、図はカラー画像の形成が可能なように、露光器７は４本のレーザ光が照射可能であるが、単色の画像のみが形成可能な露光器７でもよい。
【００２３】
露光器７は、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の画像データに基づき決定された照射位置にレーザ光を照射して感光体５Ａ〜５Ｄの帯電を除去し、トナーの付着位置を決定する。
【００２４】
トナー容器２２Ａ〜２２Ｄは、紙面の奥向きに長手方向を有し、現像ユニット２Ａ〜２Ｄに供給されるトナーを収容している。トナー容器２２Ａ〜２２Ｄは画像形成装置１００に着脱可能に取り付けられている。トナー容器２２Ａ〜２２Ｄは、アジテータ２８Ａ〜２８Ｄ、スクリュー２９Ａ〜２９Ｄ及びトナー供給クラッチ４２Ａ〜４２Ｄを有している。アジテータ２８Ａ〜２８Ｄは紙面の奥行き方向を軸にして回転する攪拌部材又はほぐし部材である。スクリュー２９Ａ〜２９Ｄはトナー供給クラッチ４２で閉口されたトナーの補給口に向けてトナーを輸送する。トナー供給クラッチ４２は現像ユニット２Ａ〜２Ｄとトナー容器２２Ａ〜２２Ｄの補給口を開閉して、連通状態と離隔状態を切り替える。連通状態の場合に、スクリュー２９Ａ〜２９Ｄが回転することで規定の補給量が現像ユニット２Ａ〜２Ｄに補給される。
【００２５】
現像ユニット２Ａ〜２Ｄは、トナーを貯留すると共に感光体５Ａ〜５Ｄにトナーを付着させる現像器である。現像ユニット２Ａ〜２Ｄは、３つの供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄを有している。現像ローラ８Ａ〜８Ｄと供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄの表面間隔が２、３ミリ程度空いているため、現像ユニット２Ａ〜２Ｄに貯留しているトナーは供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄより現像ローラ８Ａ〜８Ｄまで運ばれる。なお、供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄは１個又は２個でもよく、供給ローラの代わりに攪拌部材を有していてもよい。現像ローラ８Ａ〜８Ｂの表面は、例えば導電性ウレタンゴムやシリコーンゴムで構成され、供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄの表面は発泡ポリウレタンなどのスポンジローラで構成される。
【００２６】
なお、現像ローラ８Ａ〜８Ｄの軸方向に沿って、表面から所定間隔に現像ブレードが配置されている。現像ブレードは、供給ローラ１５Ａ〜１５Ｄから現像ローラ８Ａ〜８Ｄの表面上に搬送されたトナーの層厚を所定量に規制する。
【００２７】
感光体５Ａ〜５Ｄの周囲には、帯電ローラ６Ａ〜６Ｄ、現像ローラ８Ａ〜８Ｄ、及び、クリーニング装置９Ａ〜９Ｄ、及び、転写器１１Ａ〜１１Ｄが配置されている。帯電ローラ６Ａ〜６Ｄは感光体５Ａ〜５Ｄを一様な高電位に帯電させ、帯電された感光体５Ａ〜５Ｄに露光器７からレーザ光が照射される。レーザ光が照射された部位は低電位部の静電潜像となり、現像ローラ８Ａ〜８Ｄからトナーが付着される。感光体５Ａ〜５Ｄのトナーは転写ベルト１２に転写される。転写ベルト１２に転写された残りのトナーは、クリーニング装置９Ａ〜９Ｄにより除去される。クリーニング装置９Ａ〜９Ｄは、ブレード、トナー回収部、及び、搬送スクリューを有し、ブレードは感光体５Ａ〜５Ｄに残ったトナーを書き取りトナー回収部に回収する。搬送スクリューはトナー回収部のトナーを廃トナーボックス２３に搬送する。
【００２８】
転写ベルト１２は、回転駆動される二次転写駆動ローラ３と転写ベルトテンションローラ４とに巻回されたエンドレスのベルトである。各感光体５Ａ〜５Ｄには、転写ベルト１２を介して転写器１１Ａ〜１１Ｄが対にそれぞれ対向配置されている。各転写器１１Ａ〜１１Ｄは、それぞれ転写ベルト１２の内周面に当接され転写ベルト１２を各感光体５Ａ〜５Ｄの表面に接触させる。転写器１１Ａ〜１１Ｄに電圧が印加されると、電界が発生し、感光体５Ａ〜５Ｄのトナーが転写ベルト１２に転写される。
【００２９】
転写ベルト１２上のトナー像は二次転写ローラ１３により用紙Ｐに転写される。転写ベルト１２の紙面右側にはクリーニング装置１２１が配置されており、転写ベルト１２に残ったトナーは回収され廃トナーボックス２３に搬送される。
【００３０】
給紙トレイ１４は、二次転写ローラ１３と二次転写駆動ローラ３が形成する二次転写部に供給される用紙Ｐが積載される給紙手段であり、給紙トレイ１４に装備されている給紙ローラ１６が用紙Ｐを繰り出して、摩擦パッドにより１枚ずつに分離する。用紙Ｐは用紙搬送機構２４により二次転写ローラ１３、定着器１８、及び、排紙トレイ２５まで搬送される。給紙ローラ１６で搬送された用紙Ｐはレジストセンサ２７で検知され、トナー像が二次転写部に到達するタイミングまでレジストローラ１７で保持される。
【００３１】
レジストローラ１７は、挟み込んだ用紙Ｐを所定のタイミングで二次転写部に送り込む。二次転写ローラ１３は、二次転写駆動ローラ３と対向配置される。二次転写ローラ１３は、印刷時以外は二次転写駆動ローラ３と離間されており（又は常に接触していてもよい）、印刷時に二次転写ローラ１３を転写ベルト１２に当接させると共に二次転写電界を発生させる。これにより、用紙Ｐには二次転写部でフルカラー画像が一括転写される。
【００３２】
定着器１８は用紙Ｐに形成されたフルカラー画像を熱と圧力作用により用紙Ｐに定着させる。片面印刷の場合は、そのまま排紙トレイ２５に排紙される。両面印刷の場合は、排紙センサ２１により用紙Ｐの終端が通紙したことが検知されると、排紙ローラ１９が逆回転して、用紙Ｐは先頭を逆にして両面印刷給紙路２４１に搬送される。用紙Ｐは両面センサ２６により検知されると、両面ローラ２０により両面印刷給紙路２４１を搬送され、再度、二次転写部に搬送され、今度は用紙Ｐの反対面にフルカラー画像が転写される。
【００３３】
なお、図３の画像形成装置１００は、いわゆるタンデム型であるが、４サイクル方式（中間転写体に順次4色のトナー画像を重ねて転写した後，中間転写体上の4色トナー画像を1回で用紙に転写する方式）の画像形成装置１００でもよい。また、転写ベルト１２にフルカラー画像を転写することなく、用紙に直接、トナー画像を形成する画像形成装置でもよい。
【００３４】
また、本実施形態の画像形成装置には、図示するプリンターの他、ＦＡＸ装置、スキャナを備えたコピー機、又は、これらの１つ以上を組み合わせた複合機など、画像形成する装置を含む。
【００３５】
図４は、画像形成装置１００が有する定着器１８の構成図の一例である。定着器１８は制御装置１０１と接続されており、制御装置１０１により加熱ローラ１０６の表面温度が制御される。制御装置１０１は特許請求の範囲の温度検出装置の一例である。
【００３６】
定着器１８は、互いに圧接可能な一対の加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５を有している。また、加熱ローラ１０６の軸方向のほぼ中央には、温度を検出する加熱中央温度検出素子１１０が、加熱ローラ１０６に対向する向きに配置されている。また、加熱ローラ１０６の軸方向の紙面左側端部には、温度を検出する加熱端部温度検出素子１０９が、加熱ローラ１０６に対向する向きに配置されている。
【００３７】
同様に、加圧ローラ１０５の軸方向のほぼ中央には、温度を検出する加圧中央温度検出素子１０８が、加圧ローラ１０５に対向する向きに配置されている。また、加圧ローラ１０５の軸方向の紙面左側端部には、温度を検出する加圧端部温度検出素子１０７が、加圧ローラ１０５に対向する向きに配置されている。
【００３８】
なお、図示する例では、各ローラの外周面に２つの温度検出素子が配置される構成としたが、３個以上の温度検出素子が配置されていてもよい。
【００３９】
加熱ローラ１０６は、加熱ローラ１０６を加熱する熱源としてヒータを有している。本実施形態では、熱源となるヒータは、軸方向に複数本、配置されており、加熱ローラ１０６の中央部を加熱する中央ヒータ１１１と加熱ローラ１０６の端部を加熱する端部ヒータ１１２を備える。
【００４０】
また、加熱ローラ１０６の温度は、加熱中央温度検出素子１１０及び加熱端部温度検出素子１０９が検出して制御装置１０１に出力する温度に基づき、制御装置１０１よって制御されている。具体的には、加熱ローラ１０６の温度は、加熱中央温度検出素子１１０及び加熱端部温度検出素子１０９により、画像形成装置１００の動作中は常時検出され、制御装置１０１に出力される。
【００４１】
ここで、画像形成装置１００が印刷可能となる加熱ローラ１０６の表面温度を目標温度と定義する。加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９の出力は制御装置１０１において目標温度と比較される。加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９の出力が目標温度より低い場合には、制御装置１０１によりＳＷ１０３がＯＮに操作され、ＡＣ電源１０４から中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２へ電力を供給し両者を点灯させる。
【００４２】
なお、中央ヒータ１１１及び端部ヒータ１１２は、必要に応じて、制御装置１０１により別々に制御することが可能である。つまり、加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９が検出する温度によって、中央ヒータ１１１又は端部ヒータ１１２のいずれか一方を点灯可能である。
【００４３】
一方、加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９の出力が目標温度より高い場合には、制御装置１０１は熱源となるヒータである中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２を消灯する。以上の制御により加熱ローラ１０６の表面温度は目標温度に維持される。
【００４４】
このような温度制御はオン・オフ制御方式と呼ばれる。より具体的には、ＡＣ電源の半波長×ｎ個（例えば１０個）を１つの周期として、ヒータをオンする際は温度差などに応じてｎ個のうちｍ個を点灯する波数制御により加熱量が調整される。
【００４５】
また、本実施形態では加熱ローラ１０６に配置された加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９を用いて温度制御しているが、加圧ローラ１０５に配置された加圧中央温度検出素子１０８と加圧端部温度検出素子１０７を用いて温度制御してもよい。
【００４６】
＜従来技術の不都合について＞
従来技術の不都合について補足する。特許文献１を含め従来技術では、加熱中央温度検出素子１１０又は加熱端部温度検出素子１０９のヒータのいずれかが点灯した場合、温度検出素子が正常動作していても異常を誤検出してしまうという課題の他、以下のような不都合がある。
【００４７】
画像形成装置は電力で動作するが、一般に、画像形成装置の動作を保障する入力電圧が定められている。例えば、日本で販売されている画像形成装置では、例えば「１００Ｖ±１０％」などのように、動作が保証される入力電圧が定められている。
【００４８】
この入力電圧が動作保証の範囲外になった場合、画像形成装置の動作を停止させる設計方針がされることが多い。そして、入力電圧が動作保証の範囲外であることを検出する方法として、定着装置の加熱ローラ外周面に間隔をおいて配置された複数の温度検出素子から得られる温度を利用することが検討される。
【００４９】
しかし、このような方法では、(i)入力電圧が低い場合と(ii)温度検出素子に異常が生じ実際の温度よりも低い温度を検出する場合の、２つの状態を判別することができないという不都合がある。
【００５０】
図５は温度検出素子（加熱中央温度検出素子１１０又は加熱端部温度検出素子１０９のいずれでもよい）が検出する温度の上昇率を示す図の一例である。
【００５１】
グラフ１は、入力電圧が正常かつ温度検出素子も正常な場合の温度上昇を示す。グラフ２は、温度上昇率が小さいため異常があると判断される状態を示す。しかし、グラフ２のような小さい温度上昇率となる場合には、入力電圧が低い場合と温度検出素子に異常がある場合とがあるため、(i)と(ii)を判別ができない。
【００５２】
このため、温度検出素子から得られる温度上昇率が小さい場合は、画像形成装置１００は機器の動作を停止させる必要があった。つまり、入力電圧が低い場合は、温度検出素子に異常がない場合でも画像形成装置１００が停止することになる。この結果、電源事情が悪く、入力電圧が低くなる頻度が高い地域で機器を使用すると、温度検出素子に異常がない場合でも画像形成装置１００が頻繁に停止してしまう。
【００５３】
本実施形態の定着器１８は、上記の課題の他、入力電圧が低い場合に、温度検出素子に異常があると誤検知するという不都合を解消することができる。具体的には、上述した１，２の判定を組み合わせることにより、(i)入力電圧が低い場合と(ii)温度検出素子に異常が生じ、実際の温度よりも低い温度を検出する場合を判別することができる。
【００５４】
＜異常判断＞
まず、図６を用いて、異常判断で用いる温度上昇率について説明する。図６は、加熱中央温度検出素子１１０、加熱端部温度検出素子１０９、加圧中央温度検出素子１０８、及び、加圧端部温度検出素子１０７の温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４を説明する図の一例である。
【００５５】
制御装置１０１は定着ヒータが点灯（中央ヒータ１１１のみ、端部ヒータ１１２のみ、又は、両方の場合がある）を開始してからの単位時間辺りの温度上昇率を各温度検出素子ごとに算出する。各温度検出素子の温度上昇率を以下のように定義する。なお、図示する温度上昇率は一例であって、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４になるとは限らない。
加熱中央温度検出素子１１０の温度上昇率：  Ｔ１
加熱端部温度検出素子１０９の温度上昇率：  Ｔ２
加圧中央温度検出素子１０８の温度上昇率：  Ｔ３
加圧端部温度検出素子１０７の温度上昇率：  Ｔ４
また、温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４を使用して温度上昇率Ａ〜Ｄを定義する。
温度上昇率Ａ＝Ｔ１／Ｔ３
温度上昇率Ｂ＝Ｔ２／Ｔ４
温度上昇率Ｃ＝Ｔ１／Ｔ２
なお、温度上昇率Ｔ１は特許請求の範囲の第１の上昇率、温度上昇率Ｔ２は特許請求の範囲の第２の上昇率、温度上昇率Ｔ３は特許請求の範囲の第３の上昇率、温度上昇率Ｔ４１は特許請求の範囲の第４の上昇率、のそれぞれ一例である。また、温度上昇率Ａは温度上昇率Ｔ１とＴ３の比較結果を意味し、温度上昇率Ｂは温度上昇率Ｔ２とＴ４の比較結果を意味し、温度上昇率Ｃは温度上昇率Ｔ１とＴ２の比較結果を意味する。
【００５６】
以下、温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４、温度上昇率Ａ〜Ｃを用いた異常判断について説明する。
【００５７】
図７は、温度検出素子の異常検出の手順を示すフローチャート図の一例である。図７の手順は、定着器１８が中央ヒータ１１１又は端部ヒータ１１２の少なくとも一方を点灯させることでスタートする。
Ｓ１：制御装置１０１は温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４を算出する。
Ｓ２：制御装置１０１は、温度上昇率Ｔ１〜Ｔ４を算出した際、中央ヒータ１１１のみ点灯しているか否かを判定する。
Ｓ３：ステップＳ２の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は温度上昇率Ａが閾値Ｄより大きく、かつ、閾値Ｅより小さいかを判定する。
Ｓ４：ステップＳ３の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は、加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８の温度検出素子異常がないと判定し、待機動作や印刷動作など正常処理を実施する。すなわち、メーカなどは、中央ヒータ１１１のみが点灯している場合に、正常な加熱中央温度検出素子１１０が検出した温度上昇率Ｔ１と加圧中央温度検出素子１０８が検出した温度上昇率Ｔ３とから求めた温度上昇率Ａの上限と下限を予め定めておく。下限が閾値Ｄ、上限が閾値Ｅである。したがって、温度上昇率Ａが閾値Ｄと閾値Ｅの範囲に入っている場合、正常であると判断できる。
【００５８】
Ｓ５：ステップＳ３の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８の少なくとも一方が異常であると判定する。どちらが異常かは不明なので加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８の両方が異常であると判定される。
【００５９】
したがって、中央ヒータ１１１のみが点灯している場合も、ステップＳ３の判定により加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８の異常を検出できる。
【００６０】
Ｓ６：加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８が異常であるため、制御装置１０１は画像形成装置１００の動作を停止する。
【００６１】
Ｓ７：ステップＳ２の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は端部ヒータ１１２のみが点灯しているかを判定する。
Ｓ８：ステップＳ７の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は温度上昇率Ｂが閾値Ｆより大きく、かつ、閾値Ｇより小さいかを判定する。
Ｓ９：ステップＳ８の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７に異常がないと判定し、待機動作や印刷動作など正常処理を実施する。すなわち、メーカなどは、正常な加熱端部温度検出素子１０９が検出した温度上昇率Ｔ２と加圧端部温度検出素子１０７が検出した温度上昇率Ｔ４とから求めた温度上昇率Ｂの上限と下限を予め定めておく。下限が閾値Ｆ、上限が閾値Ｇである。したがって、温度上昇率Ｂが閾値Ｆと閾値Ｇの範囲に入っている場合、正常であると判断できる。
【００６２】
Ｓ１０：ステップＳ８の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７の少なくとも一方が異常であると判定する。どちらが異常かは不明なので加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７の両方が異常であると判定される。
【００６３】
したがって、端部ヒータ１１２のみが点灯している場合も、ステップＳ８の判定により加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７の異常を検出できる。
Ｓ１１：加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７が異常であるため、制御装置１０１は画像形成装置１００の動作を停止する。
【００６４】
ステップＳ７の判定がＮｏの場合の処理は図８のフローチャート図により説明する。
図８は、図７のステップＳ７の判定がＮｏの場合に、温度検出素子の異常検出の手順を示すフローチャート図の一例である。
【００６５】
Ｓ１３：ステップＳ７の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２の両方が点灯していると判断する。
Ｓ１４：制御装置１０１は温度上昇率Ｃが閾値Ｈより大きく、かつ、閾値Ｊより小さいかを判定する。
Ｓ１５：ステップＳ１４の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は加熱中央温度検出素子１１０と加熱端部温度検出素子１０９に異常がないと判定し、待機動作や印刷動作など正常処理を実施する。すなわち、正常な加熱中央温度検出素子１１０が検出した温度上昇率Ｔ１と加熱端部温度検出素子１０９が検出した温度上昇率Ｔ２とから求めた温度上昇率Ａの上限と下限を予め定めておく。下限が閾値Ｈ、上限が閾値Ｊである。したがって、温度上昇率Ｃが閾値Ｈと閾値Ｊの範囲に入っている場合、正常であると判断できる。
【００６６】
また、ステップＳ１４の判定で、温度上昇率Ｄ＝Ｔ３／Ｔ４と定義し、温度上昇率Ｄが閾値Ｋより大きく、かつ、閾値Ｌより小さいかを判定することで、加圧中央温度検出素子１０８と加圧端部温度検出素子１０７に異常がないと判定できる。
【００６７】
Ｓ１６：ステップＳ１４の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は温度上昇率Ａが閾値Ｄより大きく、かつ、閾値Ｅより小さいかを判定する。
Ｓ１７：ステップＳ１６の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は加熱中央温度検出素子１１０に異常があると判定する。これは、中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２が点灯しているにも関わらず、温度上昇率Ａ（＝Ｔ１／Ｔ３）と温度上昇率Ｃ（＝Ｔ１／Ｔ２）の両方が閾値の範囲に入らないのは、加熱中央温度検出素子１１０に異常がある可能性が高いためである。
【００６８】
なお、ステップＳ１４で、閾値Ｋ＜温度上昇率Ｄ＜閾値Ｌか否かの判定結果がＮｏの場合、ステップＳ１７では加圧中央温度検出素子１０８に異常があると判定できる。
Ｓ１８：加熱中央温度検出素子１１０が異常であるため、制御装置１０１は画像形成装置１００の動作を停止する。
【００６９】
Ｓ１９：ステップＳ１６の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は温度上昇率Ｂが閾値Ｆより大きく、かつ、閾値Ｇより小さいかを判定する。
Ｓ２０：ステップＳ１９の判定がＮｏの場合、制御装置１０１は加熱端部温度検出素子１０９に異常があると判定する。これは、ステップＳ１４で温度上昇率Ｃ（＝Ｔ１／Ｔ２）が閾値ＨとＪの範囲に入らず、Ｓ１６で温度上昇率Ａ（＝Ｔ１／Ｔ３）が閾値ＤとＥの範囲に入り、ステップＳ１９で温度上昇率Ｂ（＝Ｔ２／Ｔ４）が閾値ＦとＧの範囲に入らないので、加熱端部温度検出素子１０９に異常がある可能性が高いためである。
【００７０】
なお、ステップＳ１４で、閾値Ｋ＜温度上昇率Ｄ＜閾値Ｌか否かの判定結果がＮｏの場合、ステップＳ２０では加圧端部温度検出素子１０７に異常があると判定できる。
Ｓ２１：加熱端部温度検出素子１０９が異常であるため、制御装置１０１は画像形成装置１００の動作を停止する。
【００７１】
Ｓ２２：ステップＳ１９の判定がＹｅｓの場合、制御装置１０１は入力電圧が低いと判定する。すなわち、ステップＳ１４で温度上昇率Ｃが閾値の範囲に入らないが、Ｓ１６で温度上昇率Ａが閾値の範囲に入り、ステップＳ１９で温度上昇率Ｂが閾値の範囲に入るため、中央ヒータ１１１と端部ヒータ１１２への電力が足りない可能性が高いためである。
【００７２】
したがって、ステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１９の判定により、温度検出素子に異常があるのではなく入力電圧が低いことを検出することができる。
Ｓ２３：制御装置１０１は下記に示すような補正制御を実施する。
（１）    定着ヒータのON Dutyを増やし、定着ヒータへ供給される電力を増大する。
（単位時間あたりに定着器１８に与える熱量を増やす。）
（２）    搬送速度を低減させる。
（用紙が定着器内部を通過する時間を長くすることで、適正に定着させる。）
（３）    印刷用紙の紙間をあける。
（定着器に熱量を与えるための時間を長くする。）
（１）〜（３）はそれぞれ独立に行われてもよいし、同時に制御してもよい。
【００７３】
以上の動作により、中央ヒータ１１１及び端部ヒータ１１２のみが点灯した場合、温度検出素子が異常であるかを判別することができる。また、(i)入力電圧が低い場合と(ii)温度検出素子に異常が生じ実際の温度よりも低い温度を検出する場合の、２つの状態を判別することができる。
【００７４】
＜変形例＞
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７５】
例えば、図７，８のステップＳ３、Ｓ８、Ｓ１４、Ｓ１６、Ｓ１９の温度上昇率の比較において、各温度上昇率の比を用いて比較したが、差分により比較してもよい。例えば、以下のように比較する。
ステップＳ３、１６：閾値Ｄ＜温度上昇率Ｔ１-温度上昇率Ｔ３＜閾値Ｅ
ステップＳ８、１９：閾値Ｆ＜温度上昇率Ｔ２-温度上昇率Ｔ４＜閾値Ｇ
ステップＳ１４    ：閾値Ｈ＜温度上昇率Ｔ１-温度上昇率Ｔ２＜閾値Ｃ
また、温度上昇率Ａ〜Ｃの定義では、分子と分母を逆にしてもよい。
温度上昇率Ａ＝Ｔ３／Ｔ１
温度上昇率Ｂ＝Ｔ４／Ｔ２
温度上昇率Ｃ＝Ｔ２／Ｔ１
また、加熱中央温度検出素子１１０と加圧中央温度検出素子１０８は、加熱ローラ１０６と加圧ローラ１０５の軸方向の略同じ位置（ほぼ中央）に配置されていると説明したが、完全に同じ位置に配置されていなくてもよい。例えば、取り付け誤差程度の違いはもちろん、配置される位置は温度検出素子の幅程度、違っていてもよい。加熱端部温度検出素子１０９と加圧端部温度検出素子１０７についても同様である。
【００７６】
また、ＡＣ電源は商用電源に限られず、自家発電した電源を供給してもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１８      定着器
１００    画像形成装置
１０１    制御装置
１０３    ＳＷ
１０４    ＡＣ電源
１０５    加圧ローラ
１０６    加熱ローラ
１０７    加圧端部温度検出素子
１０８    加圧中央温度検出素子
１０９    加熱端部温度検出素子
１１０    加熱中央温度検出素子
１１１    中央ヒータ
１１２    端部ヒータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特許第４４３０９５７号公報
【図１】
2015232649.tif 000003
【図２】
2015232649.tif 000004
【図３】
2015232649.tif 000005
【図４】
2015232649.tif 000006
【図５】
2015232649.tif 000007
【図６】
2015232649.tif 000008
【図７】
2015232649.tif 000009
【図８】
2015232649.tif 000010