(57)【要約】【課題】定着器の安全性を従来よりも高めることが可能な加圧検知装置を実現する。【解決手段】本発明の加圧検知装置は、例えば、加熱ユニットと定着ローラとを含む定着器を備え、加熱ユニットと定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを検知する。本装置は、加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得手段と、熱容量に関する情報が、加圧状態と加圧解除状態とで異なることを利用して、加熱ユニットと定着ローラとが加圧状態にあるか又は加圧解除状態にあるかを判定する判定手段とを含む。なお、画像形成装置に、このような加圧検知装置を搭載することが望ましい。【選択図】図６
2008052056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ユニットと定着ローラとを含む定着器において、該加熱ユニットと該定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを検知する加圧検知装置であって、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得手段と、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報が、前記加圧状態と前記加圧解除状態とで異なることを利用して、前記加熱ユニットと前記定着ローラとが加圧状態にあるか又は加圧解除状態にあるかを判定する判定手段と
を含むことを特徴とする加圧検知装置。
【請求項２】
前記取得手段は、
前記加熱ユニットを立ち上げる際の温度差を検出する温度検出手段と、
前記加熱ユニットを立ち上げる際に消費された消費電力量を検出する消費電力検出手段と、
前記消費電力量を前記温度差により除算することで前記熱容量を算出する熱容量算出手段と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の加圧検知装置。
【請求項３】
前記消費電力検出手段は、
電源から前記加熱ユニットの発熱体への経路に、一次側が接続されたトランスと、
前記トランスの二次側に接続され、前記電源の周波数に対応する周期又はその半周期ごとに、前記発熱体を流れる電流の実効値の二乗値を出力する電流検出手段と、
前記二乗値の累算値と前記発熱体の抵抗値とに基づいて前記消費電力量を算出する消費電力量算出手段と
を含むことを特徴とする請求項２に記載の加圧検知装置。
【請求項４】
前記消費電力量算出手段は、
前記電流検出手段から入力された二乗値と前記発熱体の抵抗値との積を記憶する記憶手段と、
前記電源の周波数に対応する周期又はその半周期ごとの積を累算する累算手段と
を含むことを特徴とする請求項３に記載の加圧検知装置。
【請求項５】
前記発熱体の抵抗の実測値に基づくデータを格納する格納手段をさらに含み、
前記取得手段は、前記データを用いて前記熱容量に関する情報を取得することを特徴とする請求項３又は４に記載の加圧検知装置。
【請求項６】
画像形成装置であって、
記録材上に形成された未定着の現像剤像を加圧及び加熱するための定着器と、
前記定着器に備えられる加熱ユニットと定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを検知する請求項１ないし５のいずれかに記載された加圧検知装置と、
前記加圧解除状態にあることが検知されているときは、画像形成を禁止する禁止手段と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置であって、
記録材上に形成された未定着の現像剤像を加圧及び加熱するための定着器と、
前記定着器に備えられる加熱ユニットと定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを機械的に検知する検知装置と、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得手段と、
取得された前記熱容量に関する情報と、前記検知装置による検知結果とが矛盾する場合に、前記検知装置に故障が発生したと判断する故障判断手段と
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
加熱ユニットと定着ローラとを含む定着器において、該加熱ユニットと該定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを検知する加圧検知方法であって、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得工程と、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報が、前記加圧状態と前記加圧解除状態とで異なることを利用して、前記加熱ユニットと前記定着ローラとが加圧状態にあるか又は加圧解除状態にあるかを判定する判定工程と
を含むことを特徴とする加圧検知方法。
【請求項９】
定着器に備えられる加熱ユニットと定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを機械的に検知する検知装置の故障を判断する故障判断方法であって、
前記加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得工程と、
取得された前記熱容量に関する情報と、前記検知装置による検知結果とが矛盾する場合に、前記検知装置に故障が発生したと判断する故障判断工程と
を含むことを特徴とする故障判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着器が加圧状態か又は加圧解除状態かを検知する技術に関する。とりわけ、本発明は、加圧検知装置、画像形成装置、加圧検知方法及び故障判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、転写紙上に形成された未定着のトナー像は、定着器によって加圧されつつ加熱されることで、転写紙上に定着される。一方で、定着器の加熱ユニットと定着ローラとを離間させることで加圧を解除する機構が提案されている。このような加圧の解除機構がジャム処理時に機能することで、ユーザーは、加熱ユニットと定着ローラとの間に挟持された転写紙を容易に取り除くことができる。
【０００３】
ところで、加圧が解除された状態（以下、加圧解除状態と称す。）で定着処理が実行されてしまうと、ジャム、定着不良又はヒータ故障などが生じるおそれがある。そのため、加熱ユニットと定着ローラとが加圧状態にあるのか、それとも加圧解除状態にあるのかを正確に把握することが重要である。
【０００４】
従来、フォトインタラプタを利用する機械的な加圧解除センサが提案されている（特許文献１ないし３）。この発明によれば、当該センサが加圧解除状態を検知しているときは、画像形成が禁止される。
【特許文献１】特開平１１−２９６０１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２６８４３９号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、機械的な加圧解除センサが故障してしまうと、加圧解除状態のまま定着器が定着を実行してしまうおそれがあった。このため、機械的な加圧解除センサよりも好適に加圧解除状態を検知できるセンサが望まれている。また、機械的な加圧解除センサの故障を好適に検出できる装置や方法も望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、定着器の安全性を従来よりも高めることが可能な加圧検知装置などを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の加圧検知装置は、加熱ユニットと定着ローラとを含む定着器を備え、加熱ユニットと定着ローラとが相互に加圧された加圧状態にあるか、加圧が相互に解除された加圧解除状態にあるかを検知する。
【０００８】
とりわけ、本装置は、加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する手段と、熱容量に関する情報が、加圧状態と加圧解除状態とで異なることを利用して加圧状態か又は加圧解除状態を判定する手段とを含む。なお、画像形成装置に、このような加圧検知装置を搭載することが望ましい。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、記録材上に形成された未定着の現像剤像を加圧及び加熱する定着器と、定着器の加熱ユニットと定着ローラとが加圧状態にあるか加圧解除状態にあるかを機械的に検知する検知装置を含む。とりわけ、画像形成装置は、加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得手段と、取得された熱容量に関する情報と検知装置による検知結果とが矛盾する場合に検知装置に故障が発生したと判断する故障判断手段を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着器の安全性を従来よりも高めることが可能な加圧検知装置などが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１２】
［実施形態１］
図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。ここでは、画像形成装置１００の一例として、レーザプリンタをとりあげる。
【００１３】
給紙カセット１０１は、多数の記録材Ｓを収納している。記録材Ｓは、用紙、シート、転写材又は記録媒体などと呼ばれることもある。給紙ローラ１０２は、不図示の給紙ソレノイドによって駆動され、給紙カセット１０１に積載されている記録材Ｓを一枚ずつ分離して、搬送ローラ１０３へと給紙する。搬送ローラ１０３は、記録材Ｓをさらに下流へ向けて搬送する。
【００１４】
レジストローラ１０５は、記録材Ｓを搬送する搬送ローラの一種である。とりわけ、レジストローラ１０５は、画像形成部（転写ローラ１０６及び感光ドラム１０７）へと記録材Ｓの先端を搬送するタイミングを調整するために使用される。
【００１５】
画像形成部において、現像剤（例：トナー）の像を転写された記録材Ｓは、定着器１０８へと搬送される。定着器１０８は、記録材上に形成された未定着の現像剤像を記録材に定着させるための加圧ローラ１０９と、定着フィルム１１０、セラミックヒータ１１１を含む。定着フィルム１１０及びセラミックヒータ１１１により、加熱ユニットが構成されている。記録材Ｓは、加圧定着された後、排紙ローラ１１２によって機外に排紙される。
【００１６】
なお、定着器１０８には、機械的な加圧解除センサ１２０が設けられていてもよい。加圧解除センサ１２０は、加圧ローラ１０９と定着フィルム１１０とが相互に加圧状態にあるか、加圧解除状態にあるかを検知する。このような加圧解除センサ１２０は、例えば、上述した特許文献１ないし３に記載されているが、他の形式のセンサであってもよい。もちろん、本発明では、機械的な加圧解除センサ１２０は必須ではない。すなわち、画像形成装置１００は、後述する熱容量に関する情報を利用する加圧検知装置だけを備えていてもよい。
【００１７】
図２Ａ、２Ｂは、実施形態に係る定着器１０８の概略断面図である。セラミックヒータ１１１は、フィルムガイド２０１によって支持されている。円筒状をした耐熱材製の定着フィルム１１０は、フィルムガイド２０１に外嵌させてある。過昇温防止ユニット２０２は、例えば、サーモスタットなどである。過昇温防止ユニット２０２は、セラミックヒータ１１１の絶縁基板又は保護層の面上に当接している。なお、図示は省略するが、温度検知素子も同様にセラミックヒータ１１１の面上に当接されている。
【００１８】
ここで、セラミックヒータ１１１の発熱体は、図２Ａが示すようにニップ部と反対側にあってもよいし、図２Ｂが示すようにニップ部側にあってもよい。なお、図２Ａ、２Ｂとも、定着器１０８が加圧状態にあることを示している。
【００１９】
図２Ｃは、実施形態に係る定着器１０８が加圧解除状態にあることを示す図である。定着器１０８が加圧状態にあると、ジャムとなった記録材を取り除くことは困難である。そのため、ジャム処理時には、不図示の加圧解除機構によって、定着器１０８が加圧解除状態に変更される。これにより、ジャム処理のユーザビリティが向上する。
【００２０】
図２Ｄは、実施形態に係る定着器１０８が部分的に加圧が解除された状態（部分加圧解除状態）にあることを示す図である。図２Ａ、２Ｂに示された実質的に完全な加圧解除状態と比較するとわかるように、図２Ｄに示された部分加圧解除状態では、定着フィルム１１０と加圧ローラ１０９とによって形成されるニップ部の面積は狭く、加圧による圧力も低い。そのため、ジャム処理時に定着器１０８に挟まっている記録材を引き抜き易くなる。
【００２１】
図３は、本実施形態に係るセラミックヒータの駆動及び制御回路を示す図である。交流電源１は、画像形成装置１００に接続される商用の交流電源である。交流電源１からの電流は、ＡＣフィルタ２、カレントトランス２５、リレー４１を介してセラミックヒータ１１１の発熱体３、２０へと供給される。このように、カレントトランス２５の一次側は、電源からセラミックヒータ１１１への経路に接続されている。
【００２２】
この発熱体３への電力の供給制御は、トライアック４において通電（ＯＮ）と遮断（ＯＦＦ）とを切り替えることにより達成される。抵抗５、６は、トライアック４のためのバイアス抵抗である。
【００２３】
フォトトライアックカプラ７は、一次、二次間の沿面距離を確保するための素子である。フォトトライアックカプラ７が備える発光ダイオードに通電することにより、トライアック４がオンに切り替わる。抵抗８は、フォトトライアックカプラ７の電流を制限するための抵抗である。トランジスタ９は、フォトトライアックカプラ７をオン／オフするよう機能する。トランジスタ９は、エンジンコントローラ１１から抵抗１０を介して入力されたＯＮ１信号にしたがって動作する。
【００２４】
発熱体２０への電力の供給制御は、トライアック１３の通電と遮断とを切り替えることにより達成される。抵抗１４、１５は、トライアック１３のためのバイアス抵抗である。
【００２５】
フォトトライアックカプラ１６は、一次、二次間の沿面距離を確保するための素子である。フォトトライアックカプラ１６が備える発光ダイオードに通電することにより、トライアック１３がオンに切り替わる。抵抗１７は、フォトトライアックカプラ１６の電流を制限するための抵抗である。トランジスタ１８は、フォトトライアックカプラ１６をオン／オフする用機能する。トランジスタ１８は、エンジンコントローラ１１から抵抗１９を介して入力されたＯＮ２信号にしたがって動作する。
【００２６】
また、交流電源１からの電流は、ＡＣフィルタ２を介してゼロクロス検出回路１２にも入力される。ゼロクロス検出回路１２は、商用電源電圧が所定の閾値以下になっていることをパルス信号としてエンジンコントローラ１１へ報知する。以下、エンジンコントローラ１１に送出されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ１１は、ＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、この検知結果に応じてトライアック４又は１３をＯＮ／ＯＦＦする。
【００２７】
発熱体３及び２０に通電されるヒータ電流は、カレントトランス２５によって電圧に変換され、カレントトランス２５の二次側に接続された電流検知回路２７に入力される。電流検知回路２７では、電圧に変換されたヒータ電流の波形を実効値若しくはその二乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ信号としてエンジンコントローラ１１へ送出する。このように、ＨＣＲＲＴ信号は、ヒータ電流の実効値又はその二乗値を表している。
【００２８】
温度検知素子２１は、例えば、セラミックヒータ１１１の温度を検知するサーミスタ感温素子である。絶縁物が、温度検知素子２１と発熱体３、２０との間に設けられる。絶縁物により、温度検知素子２１と発熱体３、２０との間に絶縁距離が確保される。
【００２９】
温度検知素子２１によって検出される温度は、抵抗２２と温度検知素子２１との間の分圧として検出される。この分圧は、ＴＨ信号として、エンジンコントローラ１１へ入力される。エンジンコントローラ１１は、セラミックヒータ１１１の温度をＴＨ信号により監視する。
【００３０】
エンジンコントローラ１１は、測定温度と設定温度とに基づいて、発熱体３，２０へ供給するべき電力の比を算出する。さらに、エンジンコントローラ１１は、電力の比を対応した位相角又は波数に換算する。そして、エンジンコントローラ１１は、位相角又は波数に応じて、トランジスタ９にＯＮ１信号又はトランジスタ１８にＯＮ２信号を送出する。
【００３１】
エンジンコントローラ１１は、電流検知回路２７から報知されるＨＣＲＲＴ信号に基づいて、電力比の上限を算出し、セラミックヒータ１１１に供給される電力が上限の電力比以下となるよう制御する。
【００３２】
図４は、実施形態に係る位相制御に使用されるテーブルの一例を示す図である。エンジンコントローラ１１は、不揮発性のメモリなどに記憶されたテーブルを参照することで、算出した電力比に対応する位相角を読み出し、読み出した位相角に基づいて位相制御を実行する。
【００３３】
ところで、発熱体３、２０に電力を供給しているときに電力供給制御機構が故障すると、発熱体３、２０が熱暴走に陥るおそれがある。これを抑制するために、上述した過昇温防止ユニット２０２がセラミックヒータ１１１上に配置されている。過昇温防止ユニット２０２は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチにより実現できる。過昇温防止ユニット２０２が所定の温度以上になると、サーモスイッチが開放され、発熱体３及び２０への通電が断たれる。
【００３４】
エンジンコントローラ１１は、セラミックヒータ１１１の温度が、予め定められた異常高温になったか否かも監視している。ＴＨ信号が異常高温を示している場合、エンジンコントローラ１１は、ＲＬＤ信号をＬｏｗレベルに変更する。ＲＬＤ信号がＬｏｗレベルに変更されると、トランジスタ４２がオフとなり、リレー４１もオフになる。これにより、発熱体３及び２０への電流が遮断される。なお、通常、エンジンコントローラ１１は、ＨｉｇｈレベルのＲＬＤ信号を送出するため、トランジスタ４２がオンになり、リレー４１もオンになっている。なお、抵抗４３は、電流制限抵抗である。抵抗４４は、ベース・エミッタ間のバイアス抵抗である。ダイオード４５は、リレー４１がオフの時に逆起電力を吸収するための素子である。
【００３５】
図５Ａは、実施形態に係るセラミックヒータ１１１の概略断面図である。セラミックヒータ１１１は、絶縁基板５０１、発熱体３、２０及び保護層５０２から構成されている。絶縁基板５０１は、セラミックス系（ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等）である。また、発熱体３、２０は、絶縁基板５０１の面上にペースト印刷等で形成されている。保護層５０２は、２本の発熱体３、２０を保護するためのガラス等である。
【００３６】
図５Ｂは、実施形態に係るセラミックヒータ１１１の概略平面図である。温度検知素子２１と過昇温防止ユニット２０２が、保護層５０２上に設けられている。温度検知素子２１と過昇温防止ユニット２０２は、発熱部３ａ、２０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置に配置されている。また、図５Ｂからわかるように、定着器１０８を通紙される最小幅の記録材が通過する領域（小サイズ紙域）よりも中心よりに配置されている。
【００３７】
発熱体３は、電力が供給されると発熱する発熱部３ａ、電極２０ｃ、３ｄ、及び、電極と発熱部とを接続する導電部３ｂ、３ｂ‘とにより構成されている。発熱体２０は、発熱部２０ａ、電極２０ｃ、２０ｄ、及び電極と発熱部とを接続する導電部２０ｂ、２０ｂ’とにより構成されている。電極２０ｃは、共通電極であり、発熱体３、２０の双方に接続されている。
【００３８】
交流電源１のＨＯＴ側端子は、過昇温防止ユニット２０２を介して共通電極２０ｃに接続される。電極２０ｄは、トライアック４を介して交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続されている。電極３ｄは、トライアック１３を介して、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続されている。
【００３９】
図６は、実施形態に係る加圧検知装置についての例示的なブロック図である。加圧検知装置６００は、加圧ローラ１０９と定着フィルム１１０とが相互に加圧された状態にあるか、加圧が相互に解除された解除状態にあるかを検知する装置である。加圧検知装置６００は、加圧解除検知装置と呼ばれてもよい。
【００４０】
ここでは、加圧検知装置６００が、上述したエンジンコントローラ１１の一機能として実現されるものとする。加圧検知装置６００は、加熱ユニットの熱容量が、加圧状態と加圧解除状態とで異なることを利用して、加熱ユニットと定着ローラとが加圧状態にあるか又は加圧解除状態にあるかを検知する。
【００４１】
加圧検知装置６００は、加熱ユニットの熱容量に関する情報を取得する取得部６０１と、判定部６０２とを含む。熱容量に関する情報は、例えば、熱容量自体、熱容量に比例する値、熱容量に相関する値などである。判定部６０２は、取得された加熱ユニットの熱容量に関する情報に基づいて、加圧状態か加圧解除状態かを判定する。
【００４２】
取得部６０１は、温度検出部６０３、消費電力検出部６０４及び熱容量算出部６０５を含む。温度検出部６０３は、ＴＨ信号に基づいて、加熱ユニットを立ち上げる際の温度差を検出する。この温度差は、立ち上げ開始時の温度と、立ち上げ完了時の温度との差である。消費電力検出部６０４は、加熱ユニットを立ち上げる際に消費された消費電力量を検出する。この消費電力量は、加熱ユニットの立ち上げ開始時から立ち上げ完了時までに消費された消費電力量である。熱容量算出部６０５は、消費電力量を温度差により除算することで熱容量を算出する。
【００４３】
消費電力検出部６０４は、例えば、上述したカレントトランス２５及び電流検出回路２７に加え、消費電力量算出部６０６を含む。消費電力量算出部６０６は、発熱体を流れる電流の実効値の二乗値を累算した値（累算値）と発熱体の抵抗値Ｒとに基づいて消費電力量を算出する。
【００４４】
消費電力量算出部６０６は、例えば、電流検出回路２７から入力された二乗値と発熱体の抵抗値Ｒとの積を記憶する記憶部６０７と、交流電源１の周波数に対応する周期又はその半周期ごとの積を累算する累算部６０８とを含む。なお、抵抗値Ｒの実測値に基づくデータなどは、格納部６０９に工場出荷時などに格納されていてもよい。抵抗には、公差があるため、抵抗値Ｒが実測値であればより好ましいだろう。取得部６０１は、この抵抗値Ｒのデータに基づいて、熱容量に関する情報を取得してもよい。
【００４５】
なお、エンジンコントローラ１１は、定着器１０８が加圧解除状態にある場合に、画像形成を禁止する画像形成禁止部６５０を備えていてもよい。画像形成禁止部６５０は、加圧解除センサ１２０が故障したか否かを判断する故障判断部６５１を備えていてもよい。故障判断部６５１は、加圧検知装置６００の検知結果と加圧解除センサ１２０の検知結果とが矛盾したときに、故障が発生したと判定する。画像形成禁止部６５０は、定着器１０８が加圧解除状態にあることを、加圧検知装置６００と加圧解除センサ１２０のどちらか一方でも検知しているときには、画像形成を禁止することが望ましい。どちらかのセンサが故障しているが、もう一つのセンサが加圧状態を検知しているため、安全性を重視する観点から、画像形成が禁止される。また、故障判断部６５１が故障を検知したときも、画像形成禁止部６５０は、画像形成を禁止することが望ましいだろう。
【００４６】
図７は、実施形態に係る加圧解除検知シーケンスの一例を示すフローチャートである。加圧解除検知シーケンスは、例えば、定着器１０８の立ち上げ時に実行されるものとする。
【００４７】
ステップＳ７０１において、エンジンコントローラ１１は、セラミックヒータ１１１を加熱する温度調整（温調）を開始させるための要求が発生したか否かを判定する。特に、プリンター立ち上げ時、最初にヒータの温調を開始する要求、又はプリント開始時の温調を開始する要求が発生したかを判定する。当該要求が発生すると、ステップＳ７０２へ進み、エンジンコントローラ１１は、定着器１０８が加圧状態にあるか加圧解除状態にあるかを加圧解除センサ１２０により検出する。加圧解除センサ１２０は、従来型のセンサである。
【００４８】
加圧解除状態（図２Ｃ、図２Ｄ）が検出されれば、ステップＳ７１１に進み、エンジンコントローラ１１は、定着器１０８を加圧状態（図２Ａ）へ切り替える。次に、ステップＳ７１２において、エンジンコントローラ１１は、再度、加圧解除センサ１２０の検知結果を取得し、加圧状態にあるか加圧解除状態にあるかを判定する。加圧解除センサ１２０が加圧解除状態を再び検知した場合は、ステップＳ７１３に進む。ステップＳ７１３において、故障判断部６５１はＳ７１１で定着器１０８を加圧状態に切り替えたにも拘わらず、加圧解除センサ１２０が加圧解除状態を検知したため、加圧解除センサ１２０若しくは、不図示の定着器の加圧機構が故障したことを検知する。また、画像形成禁止部６５０は、画像形成部における画像形成を禁止する。
【００４９】
一方、ステップＳ７０２又はＳ７１２において、加圧状態が検知された場合は、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３において、消費電力量算出部６０６は、累算部６０８により累算され記憶部６０７により記憶されている累算値をクリアする。累算値は、電流実効値の二乗値（ＨＣＲＲＴ信号）を累算して得られた値である。
【００５０】
ステップＳ７０４において、温度検出部６０３は、温度検知素子２１の検知結果Ｔ１を初期値として内部メモリに保持する。また、エンジンコントローラ１１は、目標温度をＴ２に設定し、セラミックヒータ１１１の温度調整を開始する。
【００５１】
ステップＳ７０５において、累算部６０８は、商用電源の周波数の周期（半周期でも可。）ごとに、電流実効値の二乗値（ＨＣＲＲＴ信号）を累算し、累算値を記憶部６０７に記憶する。ステップＳ７０６において、温度検出部６０３は、温度調整を終了すべきか否かを判定する。例えば、温度検出部６０３は、温度検知素子２１による検知結果Ｔが目標温度Ｔ２に到達すれば、温度調整を終了すべきと判定する。温度調整を終了すべきでなければ、ステップＳ７０５に戻る。
【００５２】
一方、温度調整を終了すべき場合、ステップＳ７０７に進み、温度検出部６０３は、セラミックヒータ１１１の温度の変化量ΔＴを算出する。変化量ΔＴは、上述した温度差に相当する。変化量ΔＴは、次式により算出される。
【００５３】
ΔＴ ＝ Ｔ２ − Ｔ１
ステップＳ７０８において、消費電力量算出部６０６は、目標温度Ｔ２に到達するまでにセラミックヒータ１１１により消費された消費電力量Ｗｈを算出する。例えば、次式が示すように、累算値Ｉｒｍｓ２とセラミックヒータ１１１の抵抗値Ｒとに基づき、消費電力量Ｗｈが算出される。
【００５４】
Ｗｈ ＝ Ｉｒｍｓ２ × Ｒ
ステップＳ７０９において、熱容量算出部６０５は、消費電力量Ｗｈと温度の変化量ΔＴとに基づいて、セラミックヒータ１１１の熱容量Ｃを算出する。
【００５５】
Ｗｈ ＝ Ｃ × ΔＴ
ステップＳ７１０において、判定部６０２は、算出された熱容量に基づいて、定着器１０８は加圧状態にあるか否かを判定する。定着器１０８が加圧状態にあるときと、加圧解除状態にあるときでは、セラミックヒータ１１１の熱容量Ｃが顕著に相異する。例えば、加圧状態におけるセラミックヒータ１１１の熱容量をＣ１とし、加圧解除状態における熱容量をＣ２とする。この場合、算出された熱容量Ｃが実質的にＣ１と等しければ、定着器１０８は加圧状態にあることがわかる。一方、算出された熱容量Ｃが実質的にＣ２に等しければ、定着器１０８は加圧解除状態にあると判定できる。よって、判定部６０２が加圧解除状態にあると判定すると、加圧解除センサ１２０の検知結果と矛盾するため、故障判断部６５１は、加圧解除センサ１２０が故障した判断し、ステップＳ７１３に進む。一方、判定部６０２が加圧状態にあると判定すると、加圧解除センサ１２０と同一の判定となるので、故障判断部６５１は、加圧解除センサ１２０が故障していないと判断する。
【００５６】
本実施形態によれば、加熱ユニットの熱容量が、加圧状態と加圧解除状態とで異なることを利用して、定着器１０８が加圧状態にあるか又は加圧解除状態にあるかを好適に検出できる。すなわち、本実施形態では、加圧状態にあると、加熱ユニットの熱が加圧ローラへと伝達してしまうため、加熱ユニットの熱容量が、見かけ上、変化するといった現象が利用されている。本実施形態に係る検知装置は、従来の機械式による加圧解除センサ１２０と比較すると故障が少ないため、定着器１０８の安全性を従来よりも高めることが可能となる。
【００５７】
本実施形態では、従来の機械式により加圧解除センサ１２０を併用したが、加圧解除センサ１２０は省略されてもよい。この場合、上述したフローチャートにおいて、ステップＳ７０２、Ｓ７１１及びＳ７１２が不要となる。（ただし、メモリに現在の定着器の加圧、加圧解除の状態を記録しておき、温調開始前に定着器の状態が加圧解除であれば、定着器の加圧を行うステップが必要になる。）これにより、加圧解除センサ１２０が備えるフォトインタラプタなどを省くことができ、低コスト化を実現できる。
【００５８】
また、本実施形態では、セラミックヒータ１１１の温度及び消費電力量に基づいて熱容量を算出するため、精度が良く信頼性の高い、加圧検知装置６００を提供できる。とりわけ、カレントトランス２５や電流検出回路２７を用いることで、精度の良い加圧検知装置６００を提供できる。
【００５９】
また、本実施形態では、電流検出回路２７から出力される二乗値の累算値とセラミックヒータ１１１の抵抗値Ｒとの積により熱容量が算出されるため、検出精度を向上させやすい。とりわけ、抵抗値Ｒを工場出荷時に計測して格納部６０９に格納しておけば、セラミックヒータの抵抗値に公差があっても、検出精度を高められるであろう。
【００６０】
本実施形態によれば、定着器１０８の安全性を従来よりも高めることが可能な画像形成装置が提供される。画像形成装置１００には、加圧検知装置６００だけが搭載されてもよいし、加圧解除センサ１２０も搭載されてもよい。後者の場合、加圧検知装置６００は、加圧解除センサ１２０の故障の有無を判断するためにも役立つであろう。とりわけ、故障が検出されたときは、画像形成装置１００の定着器１０８も連動して故障してしまうことを防止できる利点がある。
【００６１】
［実施形態２］
実施形態１における熱容量の検知精度は、電流の実効値の検知精度、抵抗値Ｒの製造上の公差、温度検知素子２１のヒータ温度の検知精度など、多くの要因によって左右される。一般に、セラミックヒータ１１１の抵抗値Ｒに関する製造上の公差は、他の誤差要因と比べて大きい。よって、抵抗値Ｒの公差の影響を低減することが望ましい。
【００６２】
ところで、定着器１０８の寸法的な制約から、加圧解除状態（図２Ｃ）を実現することが難しく、部分加圧解除状態（図２Ｄ）なら実現できる場合もある。加圧解除状態（図２Ｃ）から加圧状態（図２Ａ）へ遷移したときは、熱容量Ｃが数倍の値へと変化する。しかしながら、部分加圧解除状態（図２Ｄ）から加圧状態（図２Ａ）へ遷移したときは、熱容量Ｃの変化が相対的に小さくなる。よって、実施形態１の発明では、熱容量に関して、十分なＳ／Ｎ比を得られないおそれがある。
【００６３】
そこで、より精度良く、熱容量を検出できる技術が必要といえる。例えば、ヒータが固有の抵抗値Ｒ１をもつ場合、Ｒ１の値に対応したＣ１／Ｒ１及びＣ２／Ｒ１の値を予め算出しておき、工場出荷段階でその値を格納部６０９に格納しておくことが望ましい。ここで、Ｃ１は、定着器１０８が加圧状態にあるときの熱容量であり、Ｃ２は、加圧解除（部分加圧解除）状態にあるときの熱容量である。
【００６４】
図８は、実施形態に係る加圧検知装置についての例示的なブロック図である。なお、すでに説明した個所は、同一の参照符号を付すことで、説明を簡略化する。
【００６５】
熱容量算出部８０５は、温度差ΔＴと累算値とに基づいて、熱容量に関連するパラメータＣ／Ｒを算出する。格納部８０９は、事前に計測された加圧状態のときの熱容量に関連するパラメータＣ１／Ｒ１を記憶している。なお、代わりに、加圧解除状態のとき熱容量に関連するパラメータＣ２／Ｒ１が記憶されていてもよい。判定部８０２は、算出された熱容量に関連するパラメータＣ／Ｒと、記憶されている熱容量に関連するパラメータＣ１／Ｒ１とを比較することで、加圧状態か否かの判定を実行する。
【００６６】
図９は、実施形態に係る加圧解除検知シーケンスの一例を示すフローチャートである。図７と比較すると、ステップＳ７０８ないしＳ７１０に代えて、ステップＳ９０８及びＳ９０９が採用されている。なお、すでに説明した個所は、同一の参照符号を付すことで、説明を簡略化する。
【００６７】
ステップＳ９０８において、熱容量算出部８０５は、熱容量に関連するパラメータＣ／Ｒを算出する。
【００６８】
Ｃ／Ｒ  ＝  Ｉｒｍｓ２／ΔＴ
すなわち、パラメータＣ／Ｒは、二乗値の累算値を温度差により除算した値となる。
【００６９】
ステップＳ９０９において、判定部８０２は、算出されたＣ／Ｒに基づいて加圧状態か否化を判定する。例えば、判定部８０２は、算出されたＣ／Ｒと格納部８０９に格納されているＣ１／Ｒ１とが一致するか否かを判定する。上述したように、加圧状態であれば、
Ｃ／Ｒ≒Ｃ１／Ｒ１
を満たし、加圧解除状態であれば、
Ｃ／Ｒ≒Ｃ２／Ｒ１
を満たす。判定の結果、加圧状態であれば、本シーケンスを終了し、加圧解除状態であれば、ステップＳ７１３へ進む。
【００７０】
本実施形態によれば、事前に計測された加圧状態のときの熱容量に関連するパラメータＣ１／Ｒ１と、加圧解除状態のときのＣ２／Ｒ１とを利用することで、加圧解除状態の判定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２Ａ】実施形態に係る定着器の概略断面図である。
【図２Ｂ】実施形態に係る定着器の概略断面図である。
【図２Ｃ】実施形態に係る定着器が加圧解除状態にあることを示す図である。
【図２Ｄ】実施形態に係る定着器が部分的に加圧が解除された状態（部分加圧解除状態）にあることを示す図である。
【図３】本実施形態に係るセラミックヒータの駆動及び制御回路を示す図である。
【図４】実施形態に係る位相制御に使用されるテーブルの一例を示す図である。
【図５Ａ】実施形態に係るセラミックヒータ１１１の概略断面図である。
【図５Ｂ】実施形態に係るセラミックヒータ１１１の概略平面図である。
【図６】実施形態に係る加圧検知装置についての例示的なブロック図である。
【図７】実施形態に係る加圧解除検知シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る加圧検知装置についての例示的なブロック図である。
【図９】実施形態に係る加圧解除検知シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図１】
2008052056.tif 000003
【図２Ａ】
2008052056.tif 000004
【図２Ｂ】
2008052056.tif 000005
【図２Ｃ】
2008052056.tif 000006
【図２Ｄ】
2008052056.tif 000007
【図３】
2008052056.tif 000008
【図４】
2008052056.tif 000009
【図５Ａ】
2008052056.tif 000010
【図５Ｂ】
2008052056.tif 000011
【図６】
2008052056.tif 000012
【図７】
2008052056.tif 000013
【図８】
2008052056.tif 000014
【図９】
2008052056.tif 000015