(57)【要約】【課題】稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時に定着装置周辺部品の劣化を防止する。【解決手段】第一定着部材を第二定着部材に加圧する加圧機構と、加圧機構による加圧を解除する圧解除機構と、第一定着部材または第二定着部材を通電により加熱する加熱手段３と、加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段１７と、加熱手段への通電を制御する通電制御手段１５と、通電遮断手段または通電制御手段の故障を検出する故障検出手段１３，２２と、圧解除機構と通電遮断手段と通電制御手段の動作を制御する制御手段１３と、を備え、通電遮断手段と加熱手段と通電制御手段は交流入力端間に直列に接続され、前記制御手段は、故障検出手段が故障を検出した場合に、圧解除タイミングにおける圧解除機構による圧解除動作をさせない画像形成装置により前記課題を解決する。【選択図】図７
2008191372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一定着部材と第二定着部材で形成されるニップで、画像を担持した転写材を挟持搬送し加熱、加圧して前記画像を前記転写材に定着する定着装置と、
前記第一定着部材を前記第二定着部材に加圧する加圧機構と、
前記加圧機構による加圧を解除する圧解除機構と、
前記第一定着部材または前記第二定着部材を通電により加熱する加熱手段と、
前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、
前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記通電遮断手段または前記通電制御手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記圧解除機構と前記通電遮断手段と前記通電制御手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記通電遮断手段と前記加熱手段と前記通電制御手段は交流入力端間に直列に接続され、
前記制御手段は、前記故障検出手段が故障を検出した場合に、圧解除タイミングにおける前記圧解除機構による圧解除動作をさせないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記交流入力端に接続された整流ダイオードブリッジと、
前記交流入力に同期したパルスを生成するパルス生成手段と、
を備え、
前記パルス生成手段の一端は、前記通電遮断手段を介して前記交流入力端の一方に接続され、前記パルス生成手段の他端は、前記整流ダイオードブリッジのマイナス出力端に接続され、
前記故障検出手段は、前記制御手段から通電遮断手段および通電制御手段へ遮断指示が出されているにも関わらず、前記パルス生成手段からのパルスを検出した場合に、前記通電遮断手段または前記通電制御手段の故障と判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記故障検出手段は、前記制御手段により、まず前記通電制御手段へ遮断指示をし次に通電遮断手段に遮断指示をした場合の、前記パルス生成手段のパルス出力状態にもとづいて、前記通電遮断手段または前記通電制御手段のいずれの故障かを判別することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
第一定着部材と第二定着部材で形成されるニップで、画像を担持した転写材を挟持搬送し加熱、加圧して前記画像を前記転写材に定着する定着装置と、
前記第一定着部材を前記第二定着部材に加圧する加圧機構と、
前記加圧機構による加圧を解除する圧解除機構と、
前記第一定着部材または前記第二定着部材を通電により加熱する加熱手段と、
前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、
前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記通電遮断手段または前記通電制御手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記圧解除機構と前記通電遮断手段と前記通電制御手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記通電遮断手段と前記加熱手段と前記通電制御手段は交流入力端間に直列に接続され、
前記制御手段は、圧解除タイミングにおける前記圧解除機構による圧解除動作に伴い、前記通電遮断手段へ通電の遮断を指示し、その際に前記故障検出手段が故障を検出した場合に、前記圧解除機構による圧解除を止め、再度前記加圧機構による加圧状態へ戻すことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特にそのトナー画像定着装置に関するものである。ここで、トナー画像定着装置は、画像形成プロセス手段により転写材の面に目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を形成担持させ、該未定着トナー画像を、該画像を担持している転写材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の加熱定着装置である。なお、画像形成プロセス手段は電子写真、静電記録、磁気記録等であり、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いており、転写材は紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム等であり、転写方式は直接転写もしくは間接転写方式である。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。このようなカラー画像形成装置は、印刷速度、画像品質等において年々要求されるスペックは高まっており、使用される定着装置としては、定着部材に弾性層を有する熱ローラ定着やフィルム定着の構成が多くとられている。このような弾性層を有する熱ローラや定着フィルムを使用する定着装置の従来例を図１１に示す。
【０００３】
この定着装置では、ヒータホルダ５に固定支持させた定着ヒータ３と弾性加圧ローラ２との間に薄肉の定着フィルム１をはさませて定着ニップ部Ｎを形成している。
そして、定着フィルム１を定着ヒータ３の面に摺動移動させ、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１と加圧ローラ２の間でトナー画像ｔを担持した転写材Ｐを挟持搬送して定着フィルム１を介した定着ヒータ３からの熱により転写材Ｐ上のトナー画像を加熱する構成である。転写材Ｐ上の未定着トナー画像ｔは、定着ニップ部Ｎを通過する際に、熱と圧力を受け、転写材Ｐ上に完成定着画像（永久固着画像）として定着される。
【０００４】
定着ニップ部Ｎにおいて、未定着トナーｔが接する定着部材である定着フィルム１側に弾性層を設けている。その理由は、トナー画像表面をできるだけ均一に定着するためである。
【０００５】
定着フィルム１側に弾性層を設けることにより、トナー画像ｔが定着ニップ部Ｎを通過する際に、弾性層がトナー層に沿って変形する。これにより、画像上不均一に載っているトナーが、弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。
【０００６】
定着フィルム１は、ポリイミド樹脂を、厚み５０μｍの円筒状に形成したエンドレスフィルム上に、弾性層としてシリコーンゴム層を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【０００７】
定着ヒータ３は、セラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。定着ヒータ３への付勢（通電）の一例を図１２を用いて説明する。
図１２において、１４は商用交流電源、１５は定着ヒータの加熱制御素子であるトライアック、１３はエンジン制御部（ＣＰＵ）、１６はトライアック駆動回路、１７は遮断装置であるリレー、１８はリレー駆動回路である。１９はＤＣ電源電圧であり、装置本体のモータや高圧電源の電源と同じ２４Ｖ電圧を供給するラインである。２１は温度保護素子であり、温度ヒューズまたはサーモスイッチが用いられる。
【０００８】
定着ヒータ３を付勢する際は、まずリレー１７を通電状態としてから、トライアック１５を制御して定着ヒータ３を付勢する。定着ヒータ３に電力供給がされると定着フィルム１に当接されている温度検知素子４（以後、サーミスタと呼ぶ）が、定着ヒータ３の温度を検知し、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３により定着ヒータ３の温度が所望の温度になるように温調制御される。定着ヒータ３の付勢停止時は、トライアック１５を遮断状態としてから、リレー１７を遮断状態とする。
【０００９】
リレー１７を使用するのは、トライアック１５が故障等でショート状態に陥ってしまった場合に、定着ヒータ３を常に付勢することになってしまうのを防止するためである。
【００１０】
このように弾性層を有する定着フィルム１により均一に定着された画像は、光沢ムラがなく、特にＯＨＴを定着した際に、画像の光透過性が優れるという特徴を持つ。
【００１１】
しかしながら、前述の従来例には以下のような問題があった。
定着フィルム１の弾性層に使用されるシリコーンゴム等の熱伝導率の高いものは変形し易い。このため、加圧された状態で回転させずに長時間放置すると、印刷開始時のウォームアップ時間だけでは変形した状態から復帰せず加圧されていた部分だけ画質が劣化してしまう。また、定着フィルム１としての寿命も短くなってしまう。
【００１２】
そこでこの問題を解決するために、従来から長時間動作しないスリープモードや電源ＯＦＦ時には自動的に加圧を解除する自動圧解除機構により定着フィルム１と加圧ローラ２の圧力を解除する制御を行っている。
【００１３】
しかしながら、この従来例には以下のような問題があった。
何らかの異常により定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧が解除された状態で通電された場合を考える。この場合、定着ヒータ３から定着フィルム１および加圧ローラ２への熱伝達が上手く行われない状態で定着ヒータ３が通電発熱される。このため、定着ヒータ３の昇温速度が格段に大きくなり、ヒータホルダ５の融解、定着フィルム１および、加圧ローラ２の弾性層の熱によるダメージ等により定着装置の寿命の低下や画像への影響が生じる。
【００１４】
そこでこの問題を解決するために、特許文献１では、加圧解除機構を有する定着装置において、加圧解除機構による加圧解除を検知するスイッチを設けて定着ヒータ３への電力供給を強制的に遮断する回路構成を開示している。これにより、何らかの異常により、加圧解除の状態で定着ヒータ３に異常通電されることのないようにしている。
【００１５】
また、特許文献２または３では、エンジン制御部（ＣＰＵ）と回路構成を工夫することでリレーの接点のショート故障を検知し故障とする処理を行っている。
具体的には図１３に示すような、交流電源の１４の一端がリレー１７に、交流電源１４の他端が周波数検出回路２２に、周波数検出回路２２の他端がリレー１７の他端と接続される回路構成において、エンジン制御部１３より、リレー１７を遮断させるために、リレーＯＦＦ信号を出力する。このとき、リレー１７が正常であり、リレーＯＦＦ信号により遮断状態となっていれば、周波数検出回路２２には交流電源１４が接続されないため、交流電源１４に同期したパルス波形（以下、ＺＥＲＯＸ波形と呼ぶ）が出力されない。しかし、リレー１７の接点がショート状態の場合、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３のリレーＯＦＦ信号に関わらず、周波数検出回路２２には交流電源１４が接続される。よって、ＺＥＲＯＸ波形が出力されてしまう。特許文献２または３は、このリレーＯＦＦ信号出力時に、ＺＥＲＯＸ波形が出力される場合は、リレー１７の接点のショート故障としている。
【特許文献１】特開２００５−３２１５１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１４９６５号公報
【特許文献３】特開２００２−２９６９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、前述の従来例には以下のような問題がある。
特許文献１においては、リレー１７を含む周辺回路の故障の状態で加圧解除を行ってしまうことも考えられる。この場合、定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧が解除された状態でトライアックのショート故障等により、異常通電されてしまう従来からの課題を解決できないおそれがある。
【００１７】
特許文献２、３においては、加圧解除の状態でリレー１７の故障を検知してユーザに報知している間、ユーザがパワーケーブル等による物理的な交流電源１４の遮断をしない限り、さらにトライアックショート故障等の異常となった場合には、ヒータ通電状態となる。この場合、サーモスイッチ等の温度保護素子が作動するまでの間は昇温速度が速いため、定着装置以外の周辺部品に熱的なダメージを与えることになる。このため、定着装置を交換しても画像劣化が生じるおそれがある。
【００１８】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ユーザに、パワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時に定着装置周辺部品の劣化を防止できる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）、（２）のとおりに構成する。
【００２０】
（１）第一定着部材と第二定着部材で形成されるニップで、画像を担持した転写材を挟持搬送し加熱、加圧して前記画像を前記転写材に定着する定着装置と、
前記第一定着部材を前記第二定着部材に加圧する加圧機構と、
前記加圧機構による加圧を解除する圧解除機構と、
前記第一定着部材または前記第二定着部材を通電により加熱する加熱手段と、
前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、
前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記通電遮断手段または前記通電制御手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記圧解除機構と前記通電遮断手段と前記通電制御手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記通電遮断手段と前記加熱手段と前記通電制御手段は交流入力端間に直列に接続され、
前記制御手段は、前記故障検出手段が故障を検出した場合に、圧解除タイミングにおける前記圧解除機構による圧解除動作をさせない画像形成装置。
【００２１】
（２）第一定着部材と第二定着部材で形成されるニップで、画像を担持した転写材を挟持搬送し加熱、加圧して前記画像を前記転写材に定着する定着装置と、
前記第一定着部材を前記第二定着部材に加圧する加圧機構と、
前記加圧機構による加圧を解除する圧解除機構と、
前記第一定着部材または前記第二定着部材を通電により加熱する加熱手段と、
前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、
前記加熱手段への通電を制御する通電制御手段と、
前記通電遮断手段または前記通電制御手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記圧解除機構と前記通電遮断手段と前記通電制御手段の動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記通電遮断手段と前記加熱手段と前記通電制御手段は交流入力端間に直列に接続され、
前記制御手段は、圧解除タイミングにおける前記圧解除機構による圧解除動作に伴い、前記通電遮断手段へ通電の遮断を指示し、その際に前記故障検出手段が故障を検出した場合に、前記圧解除機構による圧解除を止め、再度前記加圧機構による加圧状態へ戻す画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ユーザに、パワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、安価な手法で、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時における定着装置周辺部品の劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
実施例１である画像形成装置について説明する。画像形成装置の全体の構成は、従来と同様なので、説明を省略する。
【００２５】
まず、本実施例で用いる定着装置の構成について説明を行う。定着装置は、定着フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の装置である。
【００２６】
図５は、本実施例で用いる定着装置Ｆの概略構成を示す断面図である。１は第一定着部材としての定着フィルムであり、フィルム状部材に弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスフィルム状）の部材である。２は第二定着部材としての加圧ローラである。５は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ、３は加熱材すなわち熱源としての定着ヒータであり、セラミックヒータである。この定着ヒータ３はヒータホルダ５の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。定着フィルム１はこのヒータホルダ５にルーズに外嵌させてある。
【００２７】
ヒータホルダ５は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、定着ヒータ３を保持し、定着フィルム１をガイドする役割を果たす。
【００２８】
図６（ａ）、（ｂ）は、定着装置Ｆにおける加圧機構を示す。加圧ローラ２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ２は芯金の両端部を不図示の定着装置フレームの側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ２の上側に、定着ヒータ３、ヒータホルダ５、定着フィルム１等から成る加熱アセンブリを、定着ヒータ３側を下向きにして加圧ローラ２に並行に配置する。ヒータホルダ５の両端部を、ヒータホルダ５の内部に設けた加圧ステー６と、加圧ステー６両端に設けた加圧バネ７からなる加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２の軸線方向に付勢する。この結果、定着ヒータ３の下向き面を、定着フィルム１を介して加圧ローラ２の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接され、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００２９】
加圧機構は、圧解除ステー（ばね３５の支持体）９と加圧解除カム１０および不図示のモータからなる圧解除機構を有し、圧解除駆動伝達軸３６に取り付いている圧解除センサフラグ１１により圧解除時にフォトセンサ１２を遮光する構成としている。圧解除センサフラグ１１は円板状としても良い。該圧解除機構は電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム処理時等に、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３（故障検出手段）よりモータを回転させる。モータは加圧解除カム１０を回転させ、図６（ｂ）に示すように加圧を解除する。このとき、圧解除センサフラグ１１が遮光したかをエンジン制御部（ＣＰＵ）１３が検知しモータの駆動を停止する。加圧解除状態においては定着フィルム１と加圧ローラ２にかかる圧力はほぼ零となる。
【００３０】
電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム処理時等に加圧を解除することで、長時間定着フィルム１と加圧ローラ２が加圧状態を保つことがなくなるため、定着フィルム１の弾性層が変形しなくなる。またジャム処理時は転写材Ｐの除去が容易な構成となっている。
【００３１】
図５に示すサーミスタ４は、ヒータホルダ５に固定支持させたステンレス製のアーム８の先端にサーミスタ素子が取り付けられる。アーム８が弾性揺動することにより、定着フィルム１の内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着フィルム１の内面に常に接する状態に保たれる。
【００３２】
加圧ローラ２は駆動装置Ｍにより矢印Ａの反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２の回転駆動による該加圧ローラ２の外面と定着フィルム１との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム１に回転力が作用する。この結果、該定着フィルム１の内面側が定着ヒータ３の下向き面に密着して摺動しながらヒータホルダ５の外回りを矢印Ｂの時計方向に従動回転状態になる。定着フィルム１内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ５と定着フィルム１内面との摺動性を確保している。
【００３３】
加圧ローラ２が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１が従動回転状態になり、また定着ヒータ３に通電がなされ、該定着ヒータ３が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態になる。その温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１と加圧ローラ２との間に未定着トナー像ｔを担持した転写材Ｐが入り口ガイド４０に沿って案内されて導入される。そして、定着ニップ部Ｎにおいて転写材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム１の外面に密着して定着フィルム１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、定着ヒータ３の熱が定着フィルム１を介して転写材Ｐに付与され、転写材Ｐ上の未定着トナー像ｔが転写材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した転写材Ｐは定着フィルム１から曲率分離され、定着排紙ローラ３４で排出される。
【００３４】
通常使用においては、定着装置Ｆの加圧ローラ２の回転開始とともに、定着フィルム１の従動回転が開始し、定着ヒータ３の温度の上昇とともに、定着フィルム１の内面温度も上昇していく。定着ヒータ３への通電は、定着フィルム１の内面温度、すなわち、サーミスタ４の検知温度が目標温度（例えば１９５℃）になるように、入力電力が制御される。
次に、図７を用いて本実施例における定着ヒータ３への電力制御と温度制御のための回路を説明する。
図中１４は本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は交流電源１４をＡＣフィルタ２３を介して定着ヒータ３へ供給することにより定着ヒータ３を付勢させる。この定着ヒータ３への電力供給は、トライアック１５（通電制御手段）の通電、遮断により制御を行う。抵抗２４、２５はトライアック１５のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ２６は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ２６の発光ダイオードに通電することによりトライアック１５を通電する。抵抗２７はフォトトライアックカプラ２６の発光ダイオードの電流を制限するための制限抵抗であり、フォトトライアック駆動トランジスタ２８によりフォトトライアックカプラ２６をオン／オフする。
【００３５】
フォトトライアック駆動トランジスタ２８は、抵抗２９を介してエンジン制御部（ＣＰＵ）１３からのＯＮ／ＯＦＦ信号にしたがって動作する。また、ＡＣフィルタ２３を介して交流電源１４は、リレー１７（通電遮断手段）により遮断可能となっており、リレー駆動トランジスタ３０によりリレー１７の通電、遮断を制御する。リレー駆動トランジスタ３０は抵抗３１を介してエンジン制御部（ＣＰＵ）１３からのＯＮ／ＯＦＦ信号にしたがって動作する。定着ヒータ３を付勢する際は、まずリレー１７を通電状態としてから、トライアック１５を制御して定着ヒータ３を付勢させる。また、電源ＯＦＦやスリープ、ジャム等における定着ヒータ３の付勢を停止する際は、トライアック１５を遮断状態としてから、リレー１７を遮断状態とする。
【００３６】
フォトセンサ１２は、加圧解除の状態では、圧解除センサフラグ１１により遮光される。このとき、フォトセンサ１２の出力は、基準電圧にプルアップ抵抗を介して接続されているため、基準電圧にほぼ等しいＨｉ信号が出力される。したがって、リレー駆動トランジスタ３０を介したリレー１７は遮断状態となる。また、加圧状態においてフォトセンサ１２は透過となる。このときフォトセンサ１２の出力は接地とほぼ等しいＬｏ信号が出力される。したがって、リレー駆動トランジスタ３０を介したリレー１７は通電状態となる。
また、交流電源１４はリレー１７の手前で分岐し、整流ダイオードブリッジ３３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ２０に接続されている。
【００３７】
周波数検出回路２２の一端はリレー１７とトライアックの間に接続されており、周波数検出回路２２の他端は、整流ダイオードブリッジ３３のマイナス端子へ接続する構成となっており、交流電源１４は、必ず、リレー１７を介して周波数検出回路２２に入力される。このため、リレー１７が遮断状態のときＺＥＲＯＸ波形は出力されなくなる。エンジン制御部（ＣＰＵ）１３はＺＥＲＯＸ波形のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりトライアック１５をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３８】
さらに定着フィルム１の温度を検出するために、サーミスタ４と分圧抵抗３２とで基準電圧（Ｖｒｅｆ）を分圧した電圧が温度検知信号（以下ＴＨ信号と記す）として、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３にＡ／Ｄ入力される。
定着フィルム１の温度は、ＴＨ信号としてエンジン制御部（ＣＰＵ）１３において監視され、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３の内部で設定されている目標温度とＴＨ信号による平均定着フィルム温度を比較する。そして、定着ヒータ３に供給すべき電力を算出し、その供給する電力に対応した位相角（位相制御）または波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジン制御部（ＣＰＵ）１３がフォトトライアック駆動トランジスタ２８にＯＮ信号を送出する。
【００３９】
次に、本実施例における定着装置Ｆのシーケンスを図１のフローチャートにもとづいて説明する。
まず、電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム等による加圧解除のタイミングが訪れる（Ｓ１００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はトライアック１５を遮断状態とするため、フォトトライアック駆動トランジスタ２８にＯＦＦ信号を出力する（Ｓ１０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりを検出し、タイマをスタートする（Ｓ１０２）。これを、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３がリレー１７を遮断状態とするため、リレー駆動トランジスタ３０にＯＦＦ信号を出力するまで繰り返す（Ｓ１０３）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３は確実にトライアック１５およびリレー１７が遮断状態となっているかを確認するため、ＺＥＲＯＸ波形をモニタしＺＥＲＯＸ波形の立ち下がり出力の有無を判断する（Ｓ１０４）。ＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりが一定時間検出されない場合、トライアック１５およびリレー１７は正常かつ遮断状態であると判断し、圧解除シーケンスに移る（Ｓ１０５）。
【００４０】
ＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりが検出された場合は、リレー１７のＯＦＦ信号が出力される直前のＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりから、リレー１７のＯＦＦ信号出力直後のＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりを検出する。検出したタイミングでタイマより立ち下がりの時間間隔を算出する（Ｓ１０６）。次に該算出時間が所定時間に対して長いか短いかをエンジン制御部（ＣＰＵ）１３（故障検出手段）が判断する（Ｓ１０７）。算出時間が所定時間以上の場合は、リレー１７またはリレー駆動トランジスタ３０の故障による異常通電状態と判断する（Ｓ１０８）。算出時間が所定時間より短い場合は、トライアック１５またはフォトトライアック駆動トランジスタ２８の故障による異常通電状態と判断する（Ｓ１０９）。次に。Ｓ１０８とＳ１０９の処理後は、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３は加圧状態を保つよう加圧解除を行わず、故障エラーとし、表示器等により外部に報知する。（Ｓ１１０）。
【００４１】
次に、Ｓ１０６において算出した時間により、Ｓ１０８またはＳ１０９の判別が可能な理由を図２〜図４を用いて説明する。
【００４２】
図２で示すリレー１７を含む周辺回路と、トライアック１５を含む周辺回路が共に正常である場合は、トライアック１５に対するＯＦＦ信号を出力後、（Ｃ）のタイミングでリレーＯＦＦ信号を出力すると（ｂ）に示すように、ＺＥＲＯＸ波形は出力されない。これは、交流電源１４から（ａ）のような正負の電圧が印加されるうちの負の電圧（図中まる１で示す（明細書で丸付き数字が使えないので、「まる１」のように表記する、以下同様））が印加されたとき、トライアック１５は遮断状態のため、周波数検出回路２２には電流が流れない（図中まる１の破線）。次に正の電圧（図中まる２の実線）が印加されたとき、リレー１７は遮断状態のため、周波数検出回路２２には電流が流れない（図中まる２の破線）。したがって、周波数検出回路２２に電流が流れないため、ＺＥＲＯＸ波形出力されない。
【００４３】
次に図３に示すリレー１７およびリレー駆動トランジスタ３０が故障の場合、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３がトライアック１５に対するＯＦＦ信号を出力後、（Ｃ）のタイミングでリレーＯＦＦ信号を出力するとＺＥＲＯＸ波形は（ｂ）示す波形となる。これは、交流電源１４から（ａ）のような正負の電圧が印加されるうちの負の電圧（図中まる１）が印加されたとき、トライアック１５は遮断状態のため、周波数検出回路２２には電流が流れない（図中まる１の破線）。次に正の電圧（図中まる２）が印加されたとき、リレー１７、周波数検出回路２２、整流ダイオードブリッジ３３、交流電源１４の経路で電流が流れる（図中まる２の実線）。この繰り返しによりＺＥＲＯＸ波形は（ｂ）のようになる。
【００４４】
次に図４に示すトライアック１５およびフォトトライアック駆動トランジスタ２８が故障である場合、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３がトライアック１５に対するＯＦＦ信号を出力後、（Ｃ）のタイミングでリレーＯＦＦ信号を出力するとＺＥＲＯＸ波形は（ｂ）示す波形となる。これは、交流電源１４から（ａ）のような正負の電圧が印加されるうちの負の電圧（図中まる１）が印加されたとき、トライアック１５、定着ヒータ３、周波数検出回路２２、整流ダイオードブリッジ３３、交流電源１４の経路（図中まる１の実線）で電流が流れる。次に正の電圧（図中まる２）が印加されたとき、リレー１７は遮断状態のため、周波数検出回路２２には電流が流れない（図中まる２の破線）この繰り返しによりＺＥＲＯＸ波形は（ｂ）のようになる。
【００４５】
以上説明したとおり、リレー１７を含む周辺回路が故障の場合と、トライアック１５を含む周辺回路が故障の場合では、リレー１７へのリレーＯＦＦ信号出力後のＺＥＲＯＸ波形の出力が変化する。この変化量を見ることで、どちらが故障しているかを判別することが可能となる。
【００４６】
本実施例においては、通電遮断手段であるリレー１７と加熱手段である定着ヒータ３と通電制御手段であるトライアック１５は交流入力端間に直列に接続されている。そして、リレー１７または、トライアック１５の通電、遮断状態を、図７のように接続した周波数検出回路２２からのＺＥＲＯＸ波形によりエンジン制御部（ＣＰＵ）１３（故障検出手段）が検知する例を示した。しかし、別途リレー１７またはトライアック１５の通電検知装置を設ける形で検知することも十分可能である。
例えば、ＺＥＲＯＸ波形が出力されるとダイオードを介してコンデンサにチャージし、ある一定の電圧となったときと、リレーＯＦＦ信号とをコンパレータ等で比較し、そのコンパレータ出力により、リレー１７またはトライアック１５の異常通電を検知する。
【００４７】
また、ここではセラミックヒータを用いる例を示したが、熱源は誘導加熱またはハロゲンヒータであってももちろんかまわない。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によれば、リレー１７を含む周辺回路または、トライアック１５を含む周辺回路の故障による定着ヒータ３への異常通電が発生する可能性が高い場合は、定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧解除を行わない。これによって、ユーザに対しパワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、安価な手法で、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時における定着装置周辺部品の劣化を防止できる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。
実施例１と同一機能部分には同一番号を付し、ここでは重複する説明は省き、本実施例に特有の部分のみを説明する。
【００５０】
実施例１は、リレー１７とリレー駆動トランジスタ３０のどちらが故障しているか、または、トライアック１５とフォトトライアック駆動回路のどちらが故障しているかを判別していない。本実施例は、前述の回路素子においてどちらの故障かの判別を行える点が実施例１と異なる。
【００５１】
本実施例における定着装置Ｆの加圧解除に至るシーケンスを図８のフローチャートにもとづいて説明する。
【００５２】
まず、電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム等による加圧解除のタイミングが訪れる（Ｓ８００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はトライアック１５を遮断状態とするため、フォトトライアック駆動トランジスタ２８にＯＦＦ信号を出力する（Ｓ８０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりを検出し、タイマをスタートする（Ｓ８０２）。これを、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３がリレー１７を遮断状態とするため、リレー駆動トランジスタ３０にＯＦＦ信号を出力するまで繰り返す（Ｓ８０３）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３は確実にトライアック１５およびリレー１７が遮断状態となっているかを確認するため、ＺＥＲＯＸ波形をモニタしＺＥＲＯＸ波形の立ち下がり出力の有無を判断する（Ｓ８０４）。ＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりが一定時間検出されない場合、トライアック１５およびリレー１７は正常かつ遮断状態であると判断し、圧解除シーケンスに移る（Ｓ８０５）。ＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりが検出された場合は、リレー１７のＯＦＦ信号が出力される直前のＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりから、リレー１７のＯＦＦ信号出力直後のＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりを検出する。検出したタイミングでタイマより立ち下がりの時間間隔を算出する（Ｓ８０６）。次に該算出時間が所定時間に対して長いか短いかをエンジン制御部（ＣＰＵ）１３が判断する（Ｓ８０７）。算出時間が所定時間以上の場合は、リレー１７またはリレー駆動トランジスタ３０が故障による異常通電状態と判断する（Ｓ８０８）。次に、リレー駆動トランジスタ３０に接続されているＤＣ電源１９をエンジン制御部（ＣＰＵ）１３が停止する（Ｓ８０９）。次にＺＥＲＯＸ波形をモニタし再度ＺＥＲＯＸ波形出力の有無を判断する（Ｓ８１０）。リレー１７は電源を供給することで通電状態となる素子であり、電源の供給を停止すれば、リレー１７が正常であれば遮断状態となる。遮断状態となればＺＥＲＯＸ波形は出力されないため、ＺＥＲＯＸ波形が検出されない場合は、リレー１７は正常かつ、リレー駆動トランジスタ３０は故障であると判断する（Ｓ８１１）。ＺＥＲＯＸ波形が検出された場合は、リレー１７は接点ショート故障かつ、リレー駆動トランジスタ３０は正常であると判断する（Ｓ８１２）。
【００５３】
Ｓ６０７において算出時間が所定時間に対して短い場合は、トライアック１５またはフォトトライアック駆動トランジスタ２８が故障による異常通電状態と判断する（Ｓ８１３）。次に、フォトトライアック駆動トランジスタ２８に接続されているＤＣ電源をエンジン制御部（ＣＰＵ）１３が停止する（Ｓ８１４）。次にＺＥＲＯＸ波形をモニタし再度ＺＥＲＯＸ波形出力の有無を判断する（Ｓ８１５）。ＺＥＲＯＸ波形が検出されない場合、トライアック１５は正常かつ、フォトトライアック駆動トランジスタ２８は故障であると判断する（Ｓ８１６）。ＺＥＲＯＸ波形が検出された場合は、トライアック１５はショート故障かつ、フォトトライアック駆動トランジスタ２８は正常であると判断する（Ｓ８１７）。Ｓ８１２とＳ８１７の処理後は、加圧状態を保つよう加圧解除を行わない（Ｓ８１８）。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、リレー１７を含む周辺回路または、トライアック１５を含む周辺回路の故障による定着ヒータ３への異常通電が発生する可能性が高い場合は、定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧解除を行わない。これにより、ユーザに対しパワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、安価な手法で、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時における定着装置周辺部品の劣化を防止できる。
【００５５】
さらに、前記フローチャートであれば、新たに回路を追加することなく、リレー１７の故障か、またはリレー駆動トランジスタ３０の故障か、トライアック１５の故障か、フォトトライアック駆動回路の故障かを独立して検知できる。これにより例えば、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３を備える基板にリレー駆動トランジスタ３０とトライアック駆動トランジスタ２８が搭載されており、リレー１７とトライアック１５が別の基板に搭載されているような装置を考える。この場合、サービスマンが、どの基板を変更すればよいかが明確になっているためサービスマンの作業性が向上する。
【実施例３】
【００５６】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。
実施例１と同一機能部分には同一番号を付し、ここでは重複する説明は省き、本実施例に特有の部分のみを説明する。
【００５７】
実施例１は、リレー１７を含む周辺回路または、トライアック１５を含む周辺回路の故障によるリレー１７またはトライアック１５の異常な通電状態を検知する手法として、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３からのリレーＯＦＦ信号を出力した際のＺＥＲＯＸ波形出力の有無より検知していた。これに対して、本実施例では、圧解除状態でのフォトセンサ１２の出力によりリレー１７の遮断を行った際のＺＥＲＯＸ波形出力の有無をエンジン制御部（ＣＰＵ）１３が検知する。そして、リレー１７を含む周辺回路または、トライアック１５を含む周辺回路の故障によるリレー１７またはトライアック１５の通電状態を検知する点が実施例１とは異なる。
【００５８】
本実施例における定着装置Ｆの加圧解除に至るシーケンスを図９のフローチャートにもとづいて説明する。
【００５９】
まず、電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム等による加圧解除のタイミングが訪れる（Ｓ９００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はトライアック１５を遮断状態とするため、フォトトライアック駆動トランジスタ２８にＯＦＦ信号を出力する（Ｓ９０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３は圧解除駆動伝達軸３６につながるモータを駆動する（Ｓ９０２）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３はＺＥＲＯＸ波形の立ち下がりを検出し、タイマをスタートする（Ｓ９０３）。ここで、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３は圧解除センサフラグ１１をモニタしながら圧解除センサフラグ１１がフォトセンサ１２を遮光したことを検知するまで、Ｓ９０３を繰り返す（Ｓ９０４）。圧解除センサフラグ１１がフォトセンサ１２を遮光したらモータの駆動を停止する（Ｓ９０５）。加圧解除された状態では、実施例１に説明したように、圧解除センサフラグ１１がフォトセンサ１２を遮光するため、リレー駆動トランジスタ３０を介したリレー１７は遮断状態となる。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３は確実にトライアック１５およびリレー１７が遮断状態となっているかを確認するため、ＺＥＲＯＸ波形をモニタしＺＥＲＯＸ波形の立ち下がり出力の有無を判断する（Ｓ９０６）。
以降Ｓ９０７〜Ｓ９１９の処理は実施例２のＳ８０６〜Ｓ８１７と同じである。最後に、本実施例では一度加圧解除を行っており、故障検知時においては、加圧解除状態となっているため、定着フィルム１と加圧ローラ２を当接（加圧）状態に戻した上で故障エラーとする（Ｓ９２０）。
【００６０】
以上説明したように、本実施例によれば、リレー１７を含む周辺回路または、トライアック１５を含む周辺回路の故障による定着ヒータ３への異常通電が発生する可能性が高い場合は、定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧解除を行わない。これにより、ユーザに対しパワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、安価な手法で、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時における定着装置周辺部品の劣化を防止できる。
【００６１】
さらに、前記フローチャートであれば、加圧解除を行った後でもリレー１７の接点溶着、リレー駆動トランジスタ３０の故障、トライアック１５のショート故障、フォトトライアック駆動トランジスタ２８の故障を独立して検出できる。これによってこれにより例えば、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３を備える基板にリレー駆動トランジスタ３０とトライアック駆動トランジスタ２８が搭載されており、リレー１７とトライアック１５が別の基板に搭載されているような装置を考える。この場合、サービスマンが、どの基板を変更すればよいかが明確になっているためサービスマンの作業性が向上する。
【実施例４】
【００６２】
実施例４である“画像形成装置”について説明する。
実施例１と同一機能部分には同一番号を付し、ここでは重複する説明は省き、本実施例に特有の部分のみを説明する。
【００６３】
実施例１は、周波数検出回路２２の一端をリレー１７と定着ヒータ３の間に接続し、周波数検出回路２２の他端を、整流ダイオードブリッジ３３のマイナス端子へ接続した回路構成の場合である。本実施例は、図１３の回路構成である点が実施例１と異なる。
本実施例における定着装置Ｆの加圧解除に至るシーケンスを図１０のフローチャートにもとづいて説明する。
【００６４】
まず、電源ＯＦＦ、スリープ、ジャム等による加圧解除のタイミングが訪れる（Ｓ１０００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）はリレー１７を遮断状態とするため、リレー駆動トランジスタ３０にＯＦＦ信号を出力する（Ｓ１００１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）１３は確実にリレー１７が遮断状態となっているかを確認するため、ＺＥＲＯＸ波形をモニタする（Ｓ１００２）。ＺＥＲＯＸ波形が検出されない場合、リレー１７は正常かつ遮断状態であると判断し、圧解除シーケンスに移る（Ｓ１００３）。ＺＥＲＯＸ波形が検出された場合、リレー１７およびリレー駆動トランジスタ３０の故障であると検知する（Ｓ１００４）。リレー１７の故障を検知した後、エンジン制御部（ＣＰＵ）１３は加圧状態を保つよう加圧解除を行わず、故障エラーとする。（Ｓ１００５）
以上説明したように、本実施例では、リレー１７を含む周辺回路の故障による定着ヒータ３への異常通電が発生する可能性が高い場合は、定着フィルム１と加圧ローラ２の加圧解除を行わない。これによって、ユーザに対しパワーケーブル等を抜くなどの追加操作をさせることなく、安価な手法で、稀に発生する連鎖的な素子等の破壊発生時における定着装置周辺部品の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１における定着装置のシーケンスを示すフローチャート
【図２】実施例１におけるリレー１７、トライアック１５共に正常時のＺＥＲＯＸ波形の説明図
【図３】実施例１におけるリレー１７が故障、トライアック１５が正常時のＺＥＲＯＸ波形の説明図
【図４】実施例１におけるリレー１７が正常、トライアック１５が故障時のＺＥＲＯＸ波形の説明図
【図５】実施例１における定着装置の概略構成を示す断面図
【図６】実施例１における定着装置の加圧状態、加圧解除状態を表す側面図
【図７】実施例１における電気回路のブロック図
【図８】実施例２における定着装置のシーケンスを示すフローチャート
【図９】実施例３における定着装置のシーケンスを示すフローチャート
【図１０】実施例４における定着装置のシーケンスを示すフローチャート
【図１１】従来例における定着装置の概略構成を示す断面図
【図１２】従来例における電気回路のブロック図
【図１３】特許文献２および３における電気回路のブロック図
【符号の説明】
【００６６】
１    定着フィルム
２    加圧ローラ
３    定着ヒータ
７    加圧バネ
９    圧解除ステー−
１０    圧解除カム
１３    エンジン制御部（ＣＰＵ）
１４    交流電源
１５    トライアック
１７    リレー
２２    周波数検出回路
３３    整流ダイオードブリッジ
Ｆ    定着装置
Ｎ    定着ニップ
Ｐ    転写材
【図１】
2008191372.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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