(57)【要約】【課題】  装置の起動時から異常を判断するための閾値を適切に設定することができ、装置の安全性を向上させることができるシステムや方法を提供する。【解決手段】  このシステムは、動作中に熱を発生する装置の異常を検知するシステムであり、その装置に隣接または近接して配置される高温側面と該高温側面の裏側にある低温側面とを有し、高温側面と低温側面の温度差により発電する発電手段と、発電手段により発電された電力の発電電圧を測定する電圧測定手段と、高温側面と低温側面の温度を予測し、予測した温度から発電電圧に対する閾値を計算する演算手段と、電圧測定手段により測定された発電電圧と、演算手段により計算された閾値とを比較し、その装置の異常を判断する判断手段とを含む。【選択図】  図５
2015141223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作中に熱を発生する装置の異常を検知するシステムであって、
前記装置に隣接または近隣して配置される高温側面と該高温側面の裏側にある低温側面とを有し、前記高温側面と前記低温側面の温度差により発電する発電手段と、
前記発電手段により発電された電力の発電電圧を測定する電圧測定手段と、
前記高温側面と前記低温側面の温度を予測し、予測した前記温度から前記発電電圧の閾値を計算する演算手段と、
前記電圧測定手段により測定された前記発電電圧と、前記演算手段により計算された前記閾値とを比較し、前記装置の異常を判断する判断手段とを含む、異常検知システム。
【請求項２】
前記演算手段は、前記装置の動作を複数の段階に分け、各段階につき、異なる算出方法により、予測される前記高温側面と前記低温側面の前記温度を算出する、請求項１に記載の異常検知システム。
【請求項３】
前記複数の段階は、前記高温側面の温度が設定された温度設定値になるまでの装置起動段階と、前記高温側面の温度が前記温度設定値になった後、前記低温側面の温度が一定の温度になるまでの装置動作開始段階と、前記低温側面の温度が一定の温度になった後の装置動作段階の３つの段階から構成される、請求項２に記載の異常検知システム。
【請求項４】
設定された前記装置の動作間隔の情報を取得する取得手段をさらに含み、前記演算手段は、前記取得手段により取得された前記動作間隔の情報を用いて、予測される前記高温側面と前記低温側面の温度を補正する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常検知システム。
【請求項５】
前記取得手段は、前記装置の直前の動作に対して設定された温度設定値をさらに取得し、前記演算手段は、前記取得手段により取得された前記温度設定値も使用して、予測される前記高温側面と前記低温側面の温度を補正する、請求項４に記載の異常検知システム。
【請求項６】
前記判断手段により異常があると判断され、異常を検知した場合、前記装置に通知して該装置の動作を停止させる通知手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の異常検知システム。
【請求項７】
複数の前記発電手段と、動作中に熱を発生する複数の装置のうち、動作を開始した装置を検知する装置検知手段とを含み、前記演算手段は、前記装置検知手段が検知した装置に隣接または近隣して配置される発電手段が有する高温側面と低温側面の温度を予測し、予測した前記温度から前記発電電圧の閾値を計算し、前記判断手段は、前記電圧測定手段により測定された、前記装置検知手段が検知した前記装置に隣接または近隣して配置される前記発電手段により発電された電力の発電電圧と、前記演算手段により計算された前記閾値とを比較し、前記装置検知手段により検知された前記装置の異常を判断する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の異常検知システム。
【請求項８】
動作中に熱を発生する装置と、請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記装置の異常を検知する異常検知システムとを含む、電子機器。
【請求項９】
動作中に熱を発生する装置の異常を検知する方法であって、
前記装置に隣接または近燐して配置される高温側面と該高温側面の裏側にある低温側面とを有し、前記高温側面と前記低温側面の温度差により発電する発電手段の該高温側面と該低温側面の温度を予測し、予測した前記温度から該発電手段により発電される電力の発電電圧に対する閾値を計算するステップと、
前記発電手段により発電するステップと、
前記発電手段により発電された電力の発電電圧を測定するステップと、
測定された前記発電電圧と、計算された前記閾値とを比較し、前記装置の異常を判断するステップとを含む、異常検知方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の異常検知方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作中に熱を発生する機器の異常を検知するシステム、このシステムを備えた電子機器、異常検知方法およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、これらを備える複合機等の電子機器は、電源ユニット、スキャナ、定着ユニット等の動作中に熱を発生する装置を備えている。近年の省エネルギー化の要求に伴い、これらの装置で発生した熱を電力に変換し、有効利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
また、熱を電力に変換する構成を用い、定着ユニットの定着表面温度を測定して、定着ユニットの異常を検知する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
熱を電力に変換する装置として、熱電変換素子（ゼーベック素子あるいはペルチェ素子とも呼ばれる）が用いられる。この熱電変換素子は、動作中に熱を発生する装置、例えば定着ユニットに隣接あるいは近隣して配置される高温側面とその高温側面の裏面である低温側面とを有し、それらの温度差により発電する。この定着ユニットを使用して印刷を行う場合、高温側面と低温側面とが一定の温度になるまでの時間は、図１（ａ）に示すように、一致せず、低温側面の方に、ある程度の遅延を生じる。このため、発電量は、図１（ｂ）に示すように、起動時に一時的に上昇し、その後の印刷時には低下して一定量に落ち着く。
【０００５】
このことから、異常を判断するための閾値は、発電電圧に対して以下の２つのいずれかとして設定される。
（１）起動時に一時的に上昇する発電電圧のピーク値に一定のマージンを加えたものを閾値として設定する（図１（ｂ）中の閾値１）。
（２）上記ピーク値は無視し、印刷時の一定量に一定のマージンを加えたものを閾値として設定する（図１（ｂ）中の閾値２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の閾値の設定では、次のような問題があった。上記（１）に対しては、閾値が大きいので、異常が発生し、急峻に発電電圧が立ち上がっても、その閾値に達するまで異常と判断されないことから、その間に装置にダメージを与える。また、上記（２）のような印刷時の適切な閾値より大きいため、印刷時に異常が発生しても、その検知が遅れ、装置にダメージを与える。上記（２）に対しては、起動時に異常を発見することができず、その間に異常が発生すると、装置にダメージを与える。
【０００７】
そこで、装置の起動時から異常を判断するための閾値を適切に設定することができ、装置の安全性を向上させることができるシステムや方法の提供が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、動作中に熱を発生する装置の異常を検知するシステムであって、該装置に隣接または近隣して配置される高温側面と該高温側面の裏面である低温側面とを有し、高温側面と低温側面の温度差により発電する発電手段と、発電手段により発電された電力の発電電圧を測定する電圧測定手段と、該装置を起動して経過した時間に応じた高温側面と低温側面の予想温度を算出し、算出した予想温度から発電電圧の閾値を計算する演算手段と、電圧測定手段により測定された発電電圧と、発電電圧を測定した時間における閾値とを比較し、装置の異常を判断する判断手段とを含む、異常検知システムが提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、装置の起動時から異常を判断するための閾値を適切に設定することができ、装置の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】経過時間と各温度および経過時間と発電電圧との関係を示した図。
【図２】本実施形態の電子機器の概略構成を示した図。
【図３】電子機器のハードウェア構成を例示した図。
【図４】電子機器に実装された装置に熱電変換素子を取り付けたところを例示した図。
【図５】電子機器の電源系統の構成を例示した図。
【図６】電子機器に実装される異常検知システムが行う処理を複数の段階に分けたところを示した図。
【図７】異常検知システムが行う第１の処理の流れを例示したフローチャート。
【図８】判断処理の流れを例示したフローチャート。
【図９】装置起動段階における発電電圧と閾値との関係を例示した図。
【図１０】装置動作開始段階における発電電圧と閾値との関係を例示した図。
【図１１】装置動作段階における発電電圧と閾値との関係を例示した図。
【図１２】低温側面の温度を予測するために参照されるテーブルを例示した図。
【図１３】経過時間と各温度および経過時間と発電電圧との関係を示した図。
【図１４】異常検知システムが行う第２の処理の流れを例示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２は、電子機器の一例としての画像形成装置の構成例を示した図である。図２に示す画像形成装置１０は、プリンタとスキャナの機能を有する複合機とされている。画像形成装置１０としては、そのほか、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等であってもよい。ここでは、画像形成装置１０を一例として挙げたが、電子機器としては、ＰＣ、サーバ、テレビ、プロジェクタ、ブルーレイディスクレコーダ等であってもよい。また、電子機器としては、これらの機器を２以上組み合わせたものであってもよい。
【００１２】
画像形成装置１０は、自動原稿搬送装置（ADF）１１と、画像読取装置１２と、プリンタユニット１３と、キャパシタユニット１４とを含んで構成されている。画像形成装置１０は、そのほか、図示しない操作パネルや入力キー等を備え、操作パネルに表示されたアプリケーション切替キーや入力キーにより、各モードに切り替えることができるようになっている。モードは、画像形成装置１０が備える機能に応じたモードが設定可能とされていて、コピーモード、印刷モード、スキャンモード、ファックスモード等がある。
【００１３】
ＡＤＦ１１は、図示しない原稿を供給するための原稿給紙トレイ、原稿給紙トレイから原稿をピックアップするピックアップローラ、原稿を１枚ずつ分離し、供給する分離ローラ、原稿が排出される排紙トレイを含んで構成される。この構成は、一例であるので、その他の構成であってもよく、また、追加の部品を含んで構成されていてもよい。
【００１４】
画像読取装置１２は、スキャナとされ、上部を原稿が搬送される透明なコンタクトガラス、そのコンタクトガラスを通して原稿に対して光を照射する光源、原稿からの光を受光し、電気信号に変換する光電変換素子を含んで構成される。また、画像読取装置１２は、複数の反射ミラーや集光レンズ、電気信号であるアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ等を備えることができる。ここでは、反射した光を電気信号に変換する反射型の装置を用いているが、原稿を透過した光を電気信号に変換する透過型の装置を用いてもよい。
【００１５】
プリンタユニット１３は、電子写真方式のプリンタとされ、書き込みユニット１５と、感光体ドラム１６と、現像ユニット１７と、搬送ベルト１８と、定着ユニット１９とを含んで構成されている。プリンタユニット１３は、そのほか、搬送ベルト１８上に供給する紙が収納された給紙トレイ、その紙を１枚ずつ給紙する給紙ローラ、所定のタイミングで感光体ドラム１６と搬送ベルト１８との間へ給紙するレジストローラ等を備えることができる。
【００１６】
書き込みユニット１５は、図示しない画像処理手段からの画像情報に基づき、書き込み光を感光体ドラム１６の表面に照射し、その表面に肉眼では見えない静電潜像を形成する。書き込み光としては、レーザ光やＬＥＤ等を用いることができる。現像ユニット１７は、感光体ドラム１６の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させ、肉眼で見える顕像（トナー像）を形成する。
【００１７】
感光体ドラム１６の表面に形成されたトナー像は、搬送ベルト１８上に載せられ、搬送される紙に転写される。定着ユニット１９は、トナー像が転写された紙に熱と圧力とを加え、そのトナー像を紙に定着させる。トナー像が定着された紙は、排紙トレイへ搬送され、排紙される。
【００１８】
キャパシタユニット１４は、蓄電手段として蓄電池を備え、図示しない発電手段により発電され、得られた電力を充電する。そして、キャパシタユニット１４は、画像形成装置１０がスリープ状態の時、充電した電力を各ユニットや装置へ供給する。蓄電手段は、化学反応を利用して電気を蓄える蓄電池のほか、コンデンサを用いることも可能である。
【００１９】
画像形成装置１０に設定された動作モードがコピーモードである場合の画像形成装置１０の動作について簡単に説明する。原稿の束がＡＤＦ１１の原稿給紙トレイにセットされ、コピーボタンが押下されると、セットされた原稿の束を、ピックアップローラによりピックアップし、分離ローラにより分離して１枚ずつ画像読取装置１２のコンタクトガラス上へ給送する。画像読取装置１２は、コンタクトガラス上へ送られてきた原稿に光を照射し、反射した光を、光電変換素子により電気信号に変換し、それをＡ／Ｄコンバータによりデジタルデータへ変換し、画像データとして出力する。
【００２０】
画像データは、図示しないコントローラへ送られ、シェーディング補正やガンマ補正等の各種補正が行われる。そして、補正後の画像データが、書き込みユニット１５へ画像情報として与えられる。シェーディング補正は、光学系等の特性による輝度ムラを一様の明るさになるようにする補正で、ガンマ補正は、入力される画像の色情報をプリンタで忠実に再現できるようにその色情報を調整する補正である。
【００２１】
書き込みユニット１５は、図示しないコントローラから与えられた画像情報に基づき、感光体ドラム１６の表面にレーザ光等を照射し、その表面に静電潜像を形成する。この潜像を形成するにあたって、感光体ドラム１６は、図示しない帯電ユニットにより予め均一に帯電される。書き込みユニット１５は、レーザ光やＬＥＤ等により露光し、印刷するパターンを静電潜像として感光体ドラム１６の表面に形成する。
【００２２】
感光体ドラム１６は、現像ユニット１７によりトナーが付着され、その表面には、トナー像が形成される。トナーは、黒色のトナーのみを使用してもよいし、複数の色のトナーを使用してもよい。感光体ドラム１６は、一定方向に、一定速度で回転するため、表面に形成されたトナー像は、一定速度で搬送される紙に押し付けられ、転写される。転写後に感光体ドラム１６の表面に残ったトナーは、図示しないクリーニングユニットにより除去される。紙は、図示しないレジストローラにより、書き込みユニット１５の書き込みや感光体ドラム１６の回転等のタイミングに合わせて転写位置に搬送される。
【００２３】
トナー像が転写された紙は、搬送ベルト１８により一定速度で定着ユニット１９へ搬送される。定着ユニット１９では、まず、熱を加えてトナーを溶かし、次に、圧力を加えて紙にしっかりトナーを定着させる。このようにしてトナー像が定着された紙は、排紙トレイへ排紙される。
【００２４】
画像形成装置１０は、プリンタやスキャナといった複数の機能を実現し、各ユニットや装置の制御を行うため、上記のコントローラを備える。そのコントローラの構成を、図３を参照して簡単に説明する。コントローラ２０は、ＣＰＵ２１と、ＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２３と、ＨＤＤ２４と、ＮＶＲＡＭ２５とを含んで構成される。ＣＰＵ２１は、画像形成装置１０全体の制御を行い、ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１の作業空間として使用される。ＲＯＭ２３は、ブートプログラムやファームウェア等を記憶する。ＨＤＤ２４は、ＯＳや各機能を実現するためのアプリケーション等の各種プログラムやそれらプログラムが利用するデータ等を記憶する。ＮＶＲＡＭ２５は、各種の設定情報等を記憶する。
【００２５】
コントローラ２０には、操作パネル２６、画像読取装置１２やプリンタユニット１３、モデム２７、ネットワークＩ／Ｆ２８、メディアドライブ２９等が接続される。操作パネル２６は、タッチパネルとされ、ユーザからの入力を受け付ける入力装置、入力された情報や画像形成装置１０の動作状況等を表示する表示装置として機能する。モデム２７は、電話回線に接続し、ファックス送受信を実現する。ネットワークＩ／Ｆ２８は、インターネット等のネットワークに接続し、ネットワークを介した通信を実現する。メディアドライブ２９は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＳＤカード等に記録されたプログラムやデータを読み取り、それらへ書き込みを行うユニットである。
【００２６】
複合機の電源が投入されると、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に格納されているブートプログラムを実行して複合機を起動させ、ＨＤＤ２４からＯＳを読み出し起動させ、ＯＳ上でアプリケーションを実行し、各機能を実現する。その際、ＣＰＵ２１は、シェーディング補正やガンマ補正等の画像処理も実行し、書き込みユニット１５へ画像処理後の画像情報を入力する。
【００２７】
画像形成装置１０は、上記アプリケーションの実行により、コピーモードやプリンタモード等の各モードにおける各機能を実現する。画像形成装置１０は、モードとして、一定時間操作やアクセスがなければ、機器を停止するスリープモードも備える。このモードは、近年の省エネルギー化に伴い、導入されたモードである。スリープモードは、次に操作やアクセスがあった場合に機器を起動するための起動用電力のみがあればよく、それ以外の電力供給が不要であるため、消費電力を低減することができる。この起動用電力を確保するため、キャパシタユニット１４を備え、起動時にそのキャパシタユニット１４から電源を供給することができるようになっている。
【００２８】
キャパシタユニット１４は、画像形成装置１０の起動時に、外部電源から電源供給を行い、電気エネルギーを蓄えることができる。この画像形成装置１０では、画像読取装置１２、図示しない電源ユニット、定着ユニット１９等が動作することにより熱を発生するので、それらの装置からの熱を電力に変換する発電手段としての熱電変換素子を備えている。この熱電変換素子により発電され、得られた電力をキャパシタユニット１４に充電すれば、外部電源から供給する電源を少なく、あるいはなくすことができ、消費電力をさらに低減することができる。
【００２９】
図４を参照して、定着ユニット１９に取り付けられる熱電変換素子について説明する。定着ユニット１９は、熱を加えてトナーを溶かす定着ローラ３０と、図示しない圧力を加えてトナーを紙に定着させる加圧ローラとを含んで構成される。熱電変換素子３１は、定着ローラ３０に隣接または近隣して配置され、定着ローラ３０に対向して高温側面３２と、その高温側面３２の裏側にある低温側面３３とを有している。熱電変換素子３１は、気流を発生させるファン３４を備えるダクト３５に取り付けられ、高温側面３２が定着ローラ３０からの熱を受け、低温側面３３がダクト３５内を流れる気流に晒され、常温に冷却されるようになっている。
【００３０】
熱電変換素子３１は、発電した電力を充電するための蓄電池３６と接続され、熱電変換素子３１と蓄電池３６との間には、電圧測定手段３７が設けられている。電圧測定手段は、例えば、電圧測定回路とされ、発電電圧を測定する。熱電変換素子３１は、高温側面３２と低温側面３３との温度差により発電を行う。
【００３１】
このような熱電変換素子３１やキャパシタユニット１４を備えた画像形成装置１０の電源系統の構成について、図５を参照して詳細に説明する。熱電変換素子３１を用いた発電では、電力に変換する対象の熱が必要である。画像形成装置１０では、図４に示すように、動作中に熱を発生する装置として、定着ユニット１９があり、そのほか、画像読取装置１２や電源ユニット等も存在する。ここでは、その装置として、定着ユニット１９のみを取り上げ、定着ユニット１９の定着ローラ３０を、発熱部品４０として参照する。
【００３２】
定着ユニット１９である定着部は、発熱部品４０と、その発熱部品４０に隣接または近隣して配置される熱電変換素子３１と、ファン３４とを含んで構成される。熱電変換素子３１は、図４に示したように、図示しないダクトに取り付けられ、そのダクトにファン３４が設けられている。なお、熱電変換素子３１は、熱を発生する装置の最も温度が高くなる箇所（熱源）に隣接して配置されるのが最も望ましいが、熱源が定着ローラ３０のように回転する場合には隣接して配置できない場合もあり得るので、出来るだけ近隣して配置される。例えば、熱源から約０．５〜１ｍｍ程離間させた位置に配置することができる。これは一例であるので、この間隔に限定されるものではない。
【００３３】
画像形成装置１０は、コンセント差込プラグを有する電源ケーブルにより、外部電源４１と接続され、電源が定着部へ供給される。また、電源は、電源ユニット(PSU)４２へも供給され、交流から直流に変換され、画像形成装置１０内の各装置へ供給される。画像形成装置１０は、キャパシタユニット１４としての蓄電池４３と、蓄電池４３から電力を取り出す放電器４４と、放電器４４により取り出された電力とＰＳＵ４２からの電力とのいずれを使用するかを切り替える切替回路４５とを備えている。切替回路４５には、負荷４６として、電力を消費する様々な装置が接続されている。このため、画像形成装置１０は、停電時等の外部電源４１が使用できない場合でも、蓄電池４３から電力を供給して、各装置を動作させることができる。
【００３４】
画像形成装置１０は、定着部からの電力を、ダイオード４７および充電器４８を介して蓄電池４３に蓄える。ダイオード４７は、電流を一方向にのみ流すものであり、ここでは発熱部品４０から充電器４８へ向けて電流を流す。なお、ダイオード４７ではなく、スイッチを用い、発電した場合に電流を充電器４８へ流すように切り替えることも可能である。充電器４８は、蓄電池４３の公称電圧を超える部分の電圧を、電流に変換し、蓄電池４３に充電する。充電器４８が備える回路をオフにすると、熱電変換素子３１との接続が切断されるので、熱電変換素子３１による発電は停止する。
【００３５】
画像形成装置１０は、ファン３４、放電器４４、切替回路４５、負荷４６、充電器４８に対して各種の指示を与える制御回路４９と、画像形成装置１０内の温度を測定する温度測定回路５０とを備えている。制御回路４９からの指示は、ファン３４に対しては起動や停止の指示であり、放電器４４、切替回路４５、負荷４６、充電器４８に対しては放電、切り替え、充電の開始や終了、装置の起動や停止の指示である。
【００３６】
図５では、熱電変換素子３１により発電された電力を、制御回路４９を介してファン３４へ送ることができ、また、充電器４８や放電器４４から切替回路４５を介することなく負荷４６へ電力を供給することができるようになっている。
【００３７】
また、画像形成装置１０は、充電器４８と蓄電池４３とを繋ぐラインに、蓄電池４３の電圧を測定する電圧測定手段としての図示しない電圧測定回路が設けられる。制御回路４９には、発熱部品４０を監視し、発熱部品４０の異常を検知するためにその異常を判断する判断手段としての監視回路５１が設けられている。
【００３８】
電圧検知回路は、制御回路４９が蓄電池４３の電圧を監視するために使用される。監視回路５１は、制御回路４９が監視している蓄電池４３の電圧と、計算して得られた発電電圧に対する閾値とを比較し、発熱部品４０の異常を判断する。この異常を判断するために、熱電変換素子３１、電圧測定回路、監視回路５１が使用される。異常検知システムは、これらを含んで構成される。
【００３９】
動作中に熱を発生する装置の一例である定着ユニット１９に、熱電変換素子３１を取り付け、発電電圧を測定すると、図１（ｂ）に示すような起動直後から一定割合で上昇し、ピークに達したところで低下し、その後、一定の電圧に落ち着く。このため、定着ユニット１９の動作を、図６に示すように、一定割合でピークに達するまで上昇する装置起動段階と、ピークから低下して一定の電圧に落ち着く装置動作開始段階と、一定の電圧に落ち着いた装置動作段階という複数の段階に分けることができる。
【００４０】
装置起動段階は、定着ユニット１９の起動を開始してから、高温側面３２の温度が予め設定された温度設定値になるまでである。装置動作開始段階は、高温側面３２の温度がその温度設定値になった後の印刷開始から低温側面３３の温度が一定の温度になるまでである。これは、通常、低温側面３３の温度の方が遅延して一定の温度に達するためである。装置動作段階は、印刷開始から一定の時間(tsec)が経過した後の低温側面３３の温度が一定の温度になった後である。
【００４１】
ここでは、３つの段階に分けたが、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。このように複数の段階に分けるのは、各段階で適切な閾値を設定し、異常を適切に出来るだけ早く検知することで、定着ユニット１９を早急に停止し、安全性を確保するためである。
【００４２】
異常検知システムが行う全体の処理の流れについて、図７を参照して説明する。異常検知システムは、異常を検知する対象が定着ユニット１９である場合、図６に示すような３つの段階に分けて処理を行う。定着ユニット１９が起動することにより、ステップ７００から処理を開始する。ステップ７１０では、装置起動段階における異常を判断する。異常を検知した場合、ステップ７２０へ進み、定着ユニット１９に異常検知を通知し、定着ユニット１９を停止させる。このため、異常検知システムは、異常検知を通知するための通知手段を備えることができる。なお、異常を検知しない場合、ステップ７３０へ進む。
【００４３】
ステップ７３０では、定着ユニット１９の起動が完了し、ステップ７４０で印刷を開始する。すなわち、定着ユニット１９による定着動作を開始する。ステップ７５０では、装置動作開始段階における異常を判断する。異常を検知した場合、ステップ７２０へ進み、定着ユニット１９を停止させる。異常を検知しない場合、ステップ７６０へ進む。
【００４４】
ステップ７６０では、印刷を開始してからtsecが経過後、装置動作段階に切り替える。そして、ステップ７７０では、装置動作段階における異常を判断する。異常を検知した場合、ステップ７２０へ進み、定着ユニット１９を停止させる。異常を検知しない場合、ステップ７８０へ進む。ステップ７８０では、通常動作とされ、印刷が終了したところで、ステップ７９０へ進み、この処理を終了する。ここでの通常動作は、通常の定着動作
【００４５】
各段階における異常を判断する処理について、図８を参照して説明する。この処理は、定着ユニット１９が起動することにより開始することができるが、その前に開始してもよい。ステップ８００から開始し、ステップ８１０では、熱電変換素子３１が備える高温側面３２と低温側面３３の温度を予測する。温度は、計算式等を用いて算出することにより、予測される温度として求めることができる。詳細については後述する。ステップ８２０では、その予測した温度から熱電変換素子３１により発電される電力の発電電位の閾値を計算する。この閾値の計算も、計算式等を用いて行うことができる。この詳細についても後述する。
【００４６】
ステップ８３０では、定着ユニット１９を起動し、熱電変換素子３１により発電する。ステップ８４０では、発電された電力の発電電圧を電圧測定回路により測定する。ステップ８５０では、ステップ８２０で計算された閾値と、測定された発電電圧とを比較し、閾値以下であれば、ステップ８７０で異常なしと判断し、閾値を超える場合はステップ８８０で異常ありと判断し、異常を検知する。異常を判断したところで、ステップ８９０へ進み、この処理を終了する。
【００４７】
各段階によって定着ユニット１９を起動してから経過した時間と発電電圧との関係が、図６に示すように異なるので、異なる算出方法によって、予測される高温側面３２と低温側面３３の温度を算出し、それら温度から閾値を計算する。各段階で適切な閾値を設定できるので、異常を検知した場合、早急に定着ユニット１９を停止させるができ、この早急の停止により、定着ユニット１９の安全性を向上させることができる。以下、各段階に分けて温度の算出方法および閾値の計算方法について具体的に説明する。
【００４８】
定着ユニット１９が起動した装置起動段階では、図９（ａ）に示すように、時間が経過するにつれて発電電圧が一定割合で上昇する。このため、発電電圧に対する閾値としては、一定のマージンを持ちつつ、発電電圧と同じ割合で上昇する値とすることが適切である。すなわち、経過時間と発電電圧との関係を、時間の一次関数で表すことができる場合、その傾きを、実測値と閾値とで同じ値とし、実測値の切片が０であるから、閾値はその切片を一定の値に設定することができる。このような値に設定することで、図９（ｂ）に示すように、装置起動段階の途中で、異常が発生しても、異常をいち早く検知することができ、早急に定着ユニット１９を停止させることができる。早急に停止させることができるので、ダメージを受けるにしても、最小のものとすることができる。
【００４９】
高温側面３２の温度は、定着ユニット１９の定着ローラ３０の定着表面温度にほぼ等しい。このため、高温側面３２の温度の予測値は、定着表面温度の予測値として計算することができる。定着表面温度の予測値ＴＨ(℃)は、例えば、下記式１により計算することができる。なお、この予測値ＴＨは、下記式１以外に、テーブル等を使用して求めることも可能である。
【００５０】
【数１】
2015141223.tif 000003
【００５１】
上記式１中、ｔは、定着ユニット１９を起動してから経過した時間(sec)であり、Ａは、定着温度上昇カーブ(℃/sec)である。定着温度上昇カーブＡは、１つのパラメータであり、装置固有の値である。設定された定着温度２００℃に定着表面温度が達するまでに４ｓｅｃかかる装置であれば、Ａ＝２００／４＝５０(℃/sec)となる。
【００５２】
低温側面３３の温度の予測値ＴＣ(℃)は、例えば、下記式２により計算することができる。なお、この予測値ＴＣは、下記式２以外に、テーブル等を使用して求めることも可能である。
【００５３】
【数２】
2015141223.tif 000004
【００５４】
上記式２中、ｔは、式１と同様、定着ユニット１９を起動してから経過した時間(sec)であり、Ｂは、低温側温度上昇カーブ(℃/sec)である。低温側温度上昇カーブＢは、１つのパラメータであり、装置固有の値である。なお、この低温側温度上昇カーブＢは、事前に実験を行い、その結果から求めることができる。
【００５５】
熱電変換素子３１の発電電圧は、高温側面３２の温度と低温側面３３の温度によって決定することができる。発電電圧と高温側面３２および低温側面３３の温度との関係は、熱電変換素子３１の種類によって異なるが、ここでは、高温側面３２の温度と低温側面３３の温度の差を１０で除した値が発電電圧となる関係を有する熱電変換素子３１を用いるものとして説明する。したがって、発電電圧の予測値ＥＧ(Ｖ)も、同様の関係を有することになり、下記式３により計算することができる。
【００５６】
【数３】
2015141223.tif 000005
【００５７】
発電電圧に対する閾値Ｅｔｈ(Ｖ)は、下記式４により計算することができる。式４中、αは、一定のマージン(Ｖ)であり、任意の適当な値を用いることができる。
【００５８】
【数４】
2015141223.tif 000006
【００５９】
定着ユニット１９の装置起動段階における異常の判断は、電圧測定回路により測定した発電電圧の実測値Ｅｍ(Ｖ)と、閾値Ｅｔｈ(Ｖ)とを比較し、その比較結果に基づき行う。具体的には、閾値Ｅｔｈ≧実測値Ｅｍであれば、定着ユニット１９は正常と判断し、Ｅｔｈ＜Ｅｍであれば、異常と判断する。
【００６０】
ここで、α＝１(Ｖ)、Ａ＝５０(℃/sec)、Ｂ＝３０(℃/sec)、経過時間３(sec)として計算を行ってみると、高温側面３２の温度の予測値ＴＨは、式１より１５０℃、低温側面３３の温度の予測値ＴＣは、式２より９０℃と算出することができる。発電電圧の予測値ＥＧは、式３より６Ｖと算出することができ、閾値Ｅｔｈは、式４より７Ｖと計算することができる。したがって、定着ユニット１９の起動開始後、３ｓｅｃ時点で実測した発電電圧が、７Ｖ以下であれば、正常と判断し、７Ｖより大きい場合は異常と判断する。
【００６１】
装置動作開始段階では、図１０（ａ）に示すように、時間が経過するにつれて発電電圧が低下する。これは、高温側面３２の温度上昇と低温側面３３の温度上昇に遅延があり、高温側面３２の温度が一定になったにもかかわらず、低温側面３３の温度が上昇し、その差が小さくなっているためである。この場合も同様、発電電圧に対する閾値としては、一定のマージンを持ちつつ、発電電圧と同じ割合で低下する値とすることが適切である。このような値に設定することで、図１０（ｂ）に示すように、装置動作開始段階の途中で、異常が発生しても、異常をすぐに検知することができ、早急に定着ユニット１９を停止させることができる。
【００６２】
高温側面３２の温度は、定着ユニット１９の定着ローラ３０の定着表面温度にほぼ等しい。このため、高温側面３２の温度の予測値は、定着表面温度の予測値として計算することができる。この段階では、定着表面温度が設定した定着温度になっているため、定着表面温度の予測値ＴＨ(℃)は、設定した定着温度とすることができる。例えば、定着温度を２００℃に設定していれば、定着表面温度、すなわち高温側面３２の温度の予測値ＴＨは、２００℃と予測することができる。
【００６３】
低温側面３３の温度の予測値ＴＣは、上記式２により計算することができる。この予測値ＴＣは、テーブル等を使用して求めることも可能である。また、発電電圧の予測値ＥＧおよび閾値Ｅｔｈは、上記式３および式４を使用して計算することができる。定着ユニット１９の装置動作開始段階における異常の判断は、電圧測定回路により測定した発電電圧の実測値Ｅｍと、閾値Ｅｔｈとを比較し、その比較結果に基づき行う。具体的には、閾値Ｅｔｈ≧実測値Ｅｍであれば、定着ユニット１９は正常と判断し、Ｅｔｈ＜Ｅｍであれば、異常と判断する。
【００６４】
装置動作段階では、図１１（ａ）に示すように、定常状態に入り、発電電圧がほぼ一定となる。この場合も、発電電圧に対する閾値としては、一定のマージンを持った値とすることが適切である。このような値に設定することで、図１１（ｂ）に示すように、装置動作段階の途中で、異常が発生しても、異常をすぐに検知することができ、早急に定着ユニット１９を停止させることができる。
【００６５】
高温側面３２の温度は、装置動作開始段階と同様、すでに設定した定着温度になっているため、設定した定着温度を、高温側面３２の温度の予測値ＴＨとすることができる。低温側面３３の温度も、装置動作段階では一定の温度に落ち着く。この温度は、定着温度の設定値と、定着ユニット１９の構成によって異なる。このため、事前に実験を行い、その実験により得られた結果を用いて、その設定値との関係を求め、テーブル等として実装することで、その予測値ＴＣを求めることができる。
【００６６】
図１２は、定着温度の設定値と低温側面３３の温度とを対応付けたテーブルの一例を示した図である。この例では、定着温度に対して２０℃低い温度が低温側面３３の温度として設定されている。
【００６７】
例えば、定着温度を２００℃に設定していれば、高温側面３２の温度の予測値ＴＨは、２００℃と予測することができ、低温側面３３の温度の予測値ＴＣは、図１２に示すテーブルを参照して１８０℃と予測することができる。発電電圧の予測値ＥＧおよび閾値Ｅｔｈは、上記式３および式４を使用して計算することができる。定着ユニット１９の装置動作開始段階における異常の判断は、電圧測定回路により測定した発電電圧の実測値Ｅｍと、閾値Ｅｔｈとを比較し、その比較結果に基づき行う。具体的には、閾値Ｅｔｈ≧実測値Ｅｍであれば、定着ユニット１９は正常と判断し、Ｅｔｈ＜Ｅｍであれば、異常と判断する。
【００６８】
印刷が終了すると、定着ローラ３０の加熱が停止される。その加熱が停止されて常温に戻るまでにはある程度の時間を要する。この常温に戻るまでの間に、次の印刷が要求された場合、高温側面３２の温度は、図１３（ａ）に示すように、常温に戻るまでの途中の温度から設定した定着温度まで上昇することになる。これは、低温側面３３の温度も同様である。上記式１および式２は、常温から設定した定着温度まで上昇する際の各温度を算出する計算式であるため、これらの計算式をそのまま使用した場合、正確な温度を予測することはできない。
【００６９】
発電電圧も、図１３（ｂ）に示すように、常温に戻るまでの途中では、高温側面３２の温度と低温側面３３の温度の差がほぼ一定であるため、起動直後の発電電圧の予測値は、前回の装置動作段階における予測値とほぼ同じ値となるはずである。しかしながら、上記式１および式２で各温度を算出すると、異なる予測値が算出されるので、発電電圧も正確な値を得ることができず、その結果、適切な閾値を設定することができなくなる。
【００７０】
上記の常温に戻るまでの途中の温度は、直前（前回）の印刷終了から今回の起動開始までの印刷間隔（動作間隔あるいは経過時間）によって変わる。また、前回の印刷における高温側面３２および低温側面３３の温度、温度が低下していく割合（温度減衰の傾き）によっても変わる。このため、上記計算式を、上記の経過時間等を用いて補正することにより、装置起動段階における正確な温度を予測することが可能となる。そうすれば、正確な発電電圧を得ることができ、その結果、適切な閾値を設定することが可能となる。
【００７１】
前回の印刷における高温側面３２の温度Ｘａ(℃)は、設定された定着温度から取得することが可能である。前回の印刷における低温側面３３の温度Ｘｂ(℃)は、図１２に示すテーブルから取得することが可能である。経過時間ｔｍ(min)は、画像形成装置１０が備えるクロック機能等を使用して取得することが可能である。温度減衰の傾きＹ(℃/min)は、予め実験等により求め、それを記憶装置に記憶しておくことで取得することが可能である。なお、温度減衰の傾きＹは、装置固有の値である。
【００７２】
異常検知システムは、少なくとも上記の経過時間の情報を取得する取得手段をさらに備え、この取得手段により取得し、判断手段としての監視回路５１が、取得した情報を用いて上記計算式を補正することができる。このような補正を行うことにより、制御が複雑になるものの、補正を行わない場合に比較して、より精度良く異常を判断することができる。
【００７３】
このときの異常検知システムの全体の処理の流れを、図１４を参照して説明する。全体の流れは、図７に示したフローとほぼ同様であるが、ステップ１４１０において、印刷間隔の情報（印刷間隔情報）を取得するフローが追加される。そして、ステップ１４２０等の各異常の判断において、取得した情報を用いて計算式を補正し、補正した計算式を用いて各温度を求め、閾値を計算する。その他の処理ステップについては、図７に示した処理ステップと同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００７４】
上記式１および式２を取得した情報により補正した計算式を、下記式５および式６に示す。なお、発電電圧の予測値ＥＧ、閾値Ｅｔｈを計算するための計算式としては、上記の式３および式４をそのまま用いることができる。そして、実測した発電電圧と閾値とを比較し、定着ユニット１９の異常を判断することができる。
【００７５】
【数５】
2015141223.tif 000007
【００７６】
【数６】
2015141223.tif 000008
【００７７】
式５および式６中、Ｘａ−Ｙ×ｔｍおよびＸｂ−Ｙ×ｔｍが、上記の常温に戻るまでの途中の温度である。その温度を加算する補正を行うことで、装置起動段階での高温側面３２および低温側面３３の正確な温度を予測することができる。
【００７８】
上記では、動作中に熱を発生する装置を起動させた後の高温側面３２および低温側面３３の温度を、一次関数の式を用いて予測してきたが、予め実験を行った結果、多次関数や指数関数等の近似式が得られた場合はその近似式を用いて予測することも可能である。なお、その近似式を使用することで、より高い精度でそれら温度を予測することができる。
【００７９】
また、異常検知システムが異常を検知する装置は、１つに限られるものではなく、複数の装置の異常を検知することも可能である。この場合、どの装置が起動し、動作を開始したかを検知する装置検知手段を必要とし、装置検知手段が検知した装置に対応する上記Ａ、Ｂといったパラメータを記憶装置等から取得し、それを使用して高温側面３２および低温側面３３の温度を予測することができる。また、その装置に対応する発電電圧を計算する式を用い、予測される発電電圧を求め、求めた発電電圧から閾値を計算することができる。そして、上記と同様にして、測定した発電電圧と閾値とを比較し、異常を判断することができる。なお、装置は、ユーザが印刷というジョブの開始を指示すると、印刷に関連する定着ユニット１９が動作を開始するので、ユーザが開始を指示するジョブの内容から検知することができる。これは一例であるので、これ以外の方法により検知することも可能である。
【００８０】
これまで本発明の異常検知システム、電子機器、異常検知方法およびプログラムにより実行される処理について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。したがって、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。よって、本発明では、プログラムが記録された記録媒体も提供することができるものである。このプログラムは、ダウンロード要求を受けた場合にネットワークを介して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…画像形成装置、１１…ＡＤＦ、１２…画像読取装置、１３…プリンタユニット、１４…キャパシタユニット、１５…書き込みユニット、１６…感光体ドラム、１７…現像ユニット、１８…搬送ベルト、１９…定着ユニット、２０…コントローラ、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…ＲＯＭ、２４…ＨＤＤ、２５…ＮＶＲＡＭ、２６…操作パネル、２７…モデム、２８…ネットワークＩ／Ｆ、２９…メディアドライブ、３０…定着ローラ、３１…熱電変換素子、３２…高温側面、３３…低温側面、３４…ファン、３５…ダクト、３６…蓄電池、３７…電圧測定手段、４０…発熱部品、４１…外部電源、４２…ＰＳＵ、４３…蓄電池、４４…放電器、４５…切替回路、４６…負荷、４７…ダイオード、４８…充電器、４９…制御回路、５０…温度測定回路、５１…監視回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８２】
【特許文献１】特開２００４−３６１５５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７４９９号公報
【特許文献３】特開２０１３−０３３１３４号公報
【図１】
2015141223.tif 000009
【図２】
2015141223.tif 000010
【図３】
2015141223.tif 000011
【図４】
2015141223.tif 000012
【図５】
2015141223.tif 000013
【図６】
2015141223.tif 000014
【図７】
2015141223.tif 000015
【図８】
2015141223.tif 000016
【図９】
2015141223.tif 000017
【図１０】
2015141223.tif 000018
【図１１】
2015141223.tif 000019
【図１２】
2015141223.tif 000020
【図１３】
2015141223.tif 000021
【図１４】
2015141223.tif 000022