(57)【要約】【課題】キャパシタの寿命を精度良く判定する。【解決手段】サーミスタ３３はヒータ３１の温度を測定する。温度取得部１０１はサーミスタ３３により測定されたヒータ３１の温度を取り込む。上昇率算出部１０２は、ヒータ３１が第１の温度に到達してから第２の温度に上昇するまでの上昇時間を測定し、ヒータ３１の温度上昇率を算出する。寿命判定部１０３は、上昇率算出部１０２により算出された温度上昇率が所定の寿命温度上昇率以下の場合、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達したと判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタと、
前記キャパシタから放電される電力により定着ローラを加熱する第１の加熱装置と商用電源からの電力により前記定着ローラを加熱する第２の加熱装置とを備える定着装置と、
前記第１の加熱装置の温度を測定する温度測定手段と、
前記温度測定手段により測定された温度を基に、前記ヒータの温度上昇率を算出する上昇率算出手段と、
前記上昇率算出手段により算出された温度上昇率が前記キャパシタの寿命を示す規定値以下の場合、前記キャパシタは寿命であると判定する寿命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】
前記寿命判定手段により前記キャパシタが寿命であると判定された場合、前記キャパシタが寿命に到達したことを報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記上昇率算出手段は、前記温度測定手段が前記第１の加熱装置の温度が所定の第１の温度から前記第１の温度よりも高い所定の第２の温度になるまでの時間を計時することで、前記温度上昇率を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを記録紙に定着させる定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、定着装置に２つのヒータを設け、一方のヒータを商用電源からの電力で加熱し、他方のヒータをキャパシタに蓄えられた電力により加熱することで、定着ローラの温度を速やかに所定の定着温度にまで上昇することができる画像形成装置が知られている。このような画像形成装置においては、キャパシタが劣化すると、定着ローラの温度を速やかに上昇させることができなくなる。
【０００３】
そこで、特許文献１，２には、定着装置が備える２つのヒータのうち、一方のヒータに電力を供給するキャパシタの電圧値が所定値に達したときに、キャパシタの放電を開始し、所定の電圧値になるまでに要する放電経過時間を計時し、計時した放電経過時間を予め設定されている規定値と比較することで、キャパシタの寿命を判定する画像形成装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、定着装置が備える２つのヒータのうち、一方のヒータに電力を供給するキャパシタの充電回数を検出し、検出した充電回数からキャパシタの寿命を判定する画像形成装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献４には、定着装置が備える２つのヒータのうち、一方のヒータに電力を供給するキャパシタの放電回数を検出し、検出した放電回数からキャパシタの寿命を判定する画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３０２１９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８７００７号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６８７６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８６８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、放電中のキャパシタは、電圧が急激に変化していることから、特許文献１，２の手法では、所定の電圧値を精度良く検出することができず、放電経過時間を精度良く測定することができないため、キャパシタの寿命を精度良く判定することができないという問題を有している。また、特許文献３，４の手法では、充放電回数により、キャパシタの寿命が判定されているが、単に充放電回数のみからキャパシタの寿命を判定すると、キャパシタの個体間に特性のバラツキが存在することから、実際にはキャパシタが寿命に到達していないにもかかわらず、充放電回数が寿命を示す規定値に到達しているために、寿命であると判定する場合も生じ、キャパシタの寿命を精度良く判定することができないという問題を有している。
【０００７】
本発明の目的は、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の画像形成装置は、キャパシタと、前記キャパシタから放電される電力により定着ローラを加熱する第１の加熱装置と商用電源からの電力により前記定着ローラを加熱する第２の加熱装置とを備える定着装置と、前記第１の加熱装置の温度を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段により測定された温度を基に、前記ヒータの温度上昇率を算出する上昇率算出手段と、前記電上昇率算出手段により算出された温度上昇率が前記キャパシタの寿命を示す規定値よりも低い場合、前記キャパシタは寿命であると判定する寿命判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、キャパシタからの電力により駆動される第１の加熱装置の温度上昇率を基に、キャパシタの寿命が判定されている。ここで、温度上昇率によりキャパシタの寿命が判定されているため、単に温度のみを測定する場合とは異なり環境温度の影響が排除される。その結果、単に第１の加熱装置の温度を測定し、その測定結果からキャパシタの寿命を判定するような場合に比べて、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる。また、第１の加熱装置の温度を測定することで、キャパシタの寿命が判定されているため、単に充放電回数を用いて寿命を判定する構成に比べ、キャパシタの個体別の特性を加味してキャパシタの寿命を判定することができる。
【００１０】
また、前記寿命判定手段は、前記キャパシタが寿命であると判定した場合、前記キャパシタが寿命に到達したことを報知する報知手段を更に備えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、報知手段によりキャパシタの寿命が報知されるため、ユーザはキャパシタの寿命を速やかに認識することができる。その結果、ユーザは、その後の対策を速やかに講じることができ、印刷のトラブルを未然に防ぐことができる。
【００１２】
また、前記上昇率算出手段は、前記温度測定手段が前記第１の加熱装置の温度が所定の第１の温度から前記第１の温度よりも高い第２の温度になるまでの時間を計時することで、前記温度上昇率を算出することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、所定の第１の温度から所定の第２の温度にまで上昇するまでの時間が計時され、計時された時間を基に、温度上昇率が算出されているため、温度上昇率を精度良く算出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の加熱装置の温度上昇率を基に、キャパシタの寿命が判定されているため、キャパシタの寿命を精度良く判定することができる。また、キャパシタの個体間の特性のバラツキを加味して、キャパシタの寿命を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。本実施の形態による画像形成装置は、本体部２００と、本体部２００の左側に配設された用紙後処理部３００と、ユーザが種々の操作指令等を入力するための操作部４００と、本体部２００の上部に配設された原稿読取部５００と、原稿読取部５００の上方に配設された原稿給送部６００とから構成される。
【００１６】
操作部４００は、表示パネル４０１、スタートキー４０２及びテンキー４０３等を備える。表示パネル４０１は、タッチパネルから構成され、種々の操作画像を表示する。スタートキー４０２は、ユーザがコピーを開始する操作指令を入力するために用いられ、テンキー４０３は、印刷部数等を入力するために用いられる。
【００１７】
原稿給送部６００は、原稿載置部６０１、原稿排出部６０２、給紙ローラ６０３、原稿搬送部６０４、及びコンタクトガラス６０５等を備え、原稿読取部５００は、イメージセンサ５０１等を備える。給紙ローラ６０３は、原稿載置部６０１にセットされた原稿を繰り出し、原稿搬送部６０４は、繰り出される原稿を１枚ずつ順にイメージセンサ５０１上に搬送する。
【００１８】
イメージセンサ５０１は搬送される原稿を順次読取り、読取られた原稿は原稿排出部６０２に排出される。また、イメージセンサ５０１は、コンタクトガラス６０５に載置された原稿を読取る場合は、Ａ方向にスライドして原稿を読取る。
【００１９】
本体部２００は、複数の給紙カセット２０１、複数の給紙ローラ２０２、転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、現像装置２０６、定着ローラ２０８、排出口２０９、排出トレイ２１０、及び記録紙搬送部２１１等を備える。
【００２０】
感光体ドラム２０４は、矢印方向に回転しながら帯電装置（図示省略）によって一様に帯電される。露光装置２０５は、原稿読取部５００において読取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム２０４に静電潜像を形成する。現像装置２０６は、現像剤を感光体ドラム２０４に供給してトナー像を形成する。
【００２１】
一方、給紙ローラ２０２は、記録紙が収納された給紙カセット２０１から記録紙を引き出し、記録紙搬送部２１１は、引き出された記録紙を転写ローラ２０３へと搬送する。転写ローラ２０３は、搬送された記録紙に感光体ドラム２０４上のトナー像を転写させる。トナー像が転写された記録紙は、記録紙搬送部２１１により定着ローラ２０８へと搬送され、定着ローラ２０８は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、記録紙搬送部２１１により排出口２０９へと搬送され用紙後処理部３００に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ２１０へも排出される。
【００２２】
用紙後処理部３００は、搬入口３０１、記録紙搬送部３０２、搬出口３０３及びスタックトレイ３０４等を備える。記録紙搬送部３０２は、排出口２０９から搬入口３０１に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口３０３からスタックトレイ３０４へ記録紙を排出する。スタックトレイ３０４は、搬出口３０３から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。
【００２３】
図２は、図１に示す画像形成装置のブロック図を示している。実施の形態による画像形成装置は、制御部１０、加熱制御部２０、定着装置３０、操作表示部４０、スキャナ部５０、及び印刷部６０を備えている。
【００２４】
制御部１０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び専用のハードウェア回路から構成され、画像形成装置の全体を制御し、温度取得部１０１、上昇率算出部１０２、及び寿命判定部１０３を備える。加熱制御部２０は、整流回路２１、充電回路２２、ＡＣヒータ駆動回路２３、電気二重層キャパシタ２４、放電回路２５、及びスイッチ２６を備える。
【００２５】
整流回路２１は、例えばダイオードブリッジ回路及び平滑コンデンサを備え、商用電源７０の電源端子Ｔ１と電源端子Ｔ２との間に接続され、商用電源７０から供給される交流電圧を全波整流し、全波整流した交流電圧を平滑化して直流電圧を生成し、充電回路２２に出力する。
【００２６】
充電回路２２は、例えばＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、整流回路２１から出力される直流電圧を、電気二重層キャパシタ２４の充電に適したレベルの直流電圧に昇圧又は降圧し、電気二重層キャパシタ２４を充電する。
【００２７】
ＡＣヒータ駆動回路２３は、例えばＡＣ／ＡＣコンバータから構成され、電源端子Ｔ１，Ｔ２間に接続され、商用電源７０からの交流電圧を、ヒータ３２（第２の加熱装置）の駆動に適したレベルの交流電圧に変換して、ヒータ３２に出力し、ヒータ３２を加熱する。
【００２８】
電気二重層キャパシタ２４は、充電回路２２から出力される直流電圧によって充電され、充電電圧を放電回路２５を介してヒータ３１（第１の加熱装置）に出力し、ヒータ３１を加熱する。ここで、電気二重層キャパシタ２４は、劣化するにつれて静電容量が低下すると共に、内部抵抗が増大する特性を有しているため、劣化するにつれてヒータ３１の温度上昇率を低下させてしまう。また、図２では、電気二重層キャパシタ２４は直列接続された２個の電気二重層キャパシタから構成されているが、これに限定されず、１個又は直列接続された３個以上の電気二重層キャパシタから構成してもよい。
【００２９】
放電回路２５は、例えば定電圧回路から構成され、電気二重層キャパシタ２４から出力される放電電圧から所定レベルの定電圧を生成し、ヒータ３１に出力する。
【００３０】
スイッチ２６は、トランジスタから構成され、制御部１０の制御の下、電気二重層キャパシタ２４を放電回路２５から電気的に切り離して充電回路２２に電気的に接続したり、電気二重層キャパシタ２４を充電回路２２から電気的に切り離して放電回路２５に電気的に接続したりする。なお、トランジスタとしては、バイポーラトランジスタ、及び電界効果型トランジスタのいずれを採用してもよい。
【００３１】
温度取得部１０１は、例えばＡ／Ｄ変換器から構成され、サーミスタ３３により測定されたヒータ３１の温度を示すアナログの電圧値を一定のサンプリング間隔で取り込み、取り込んだアナログの電圧値をデジタルの電圧値に変換する。
【００３２】
上昇率算出部１０２は、電気二重層キャパシタ２４の放電が開始されて、ヒータ３１が所定の第１の温度にまで上昇した後、所定の第２の温度にまで上昇するまでの上昇時間を計時し、第２の温度から第１の温度を差し引いた差分値を上昇時間で除すことで、ヒータ３１の温度上昇率を算出する。ここで、上昇率算出部１０２は、処理の高速化を図るため、第２の温度から第１の温度を差し引いた差分値を予め記憶しておき、この差分値を用いて温度上昇率を算出する。
【００３３】
寿命判定部１０３は、上昇率算出部１０２により算出された温度上昇率を電気二重層キャパシタ２４の寿命を示す所定の寿命温度上昇率と比較し、算出された温度上昇率が寿命温度上昇率以下の場合、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達したと判定する。
【００３４】
定着装置３０は、ヒータ３１，３２、及びサーミスタ３３を備えている。ヒータ３１は、定着ローラ２０８の内部に配設され、電気二重層キャパシタ２４から出力される電圧によって発熱し、定着ローラ２０８を加熱する。
【００３５】
ヒータ３２は、定着ローラ２０８の内部に配設され、ＡＣヒータ駆動回路２３から出力される交流電圧によって発熱し、定着ローラ２０８を加熱する。サーミスタ３３は、ヒータ３１の近傍に配設され、ヒータ３１の温度に応じたレベルの電圧値を制御部１０に出力し、ヒータ３１の温度を測定する。
【００３６】
操作表示部４０は、図１に示す操作部４００から構成され、寿命判定部１０３により、電気二重層キャパシタ２４が寿命であると判定された場合、電気二重層キャパシタ２４が寿命に到達したことを示す情報を表示する。
【００３７】
スキャナ部５０は、図１に示す原稿読取部５００から構成され、原稿の画像データを取得する。印刷部６０は、図１に示す転写ローラ２０３、感光体ドラム２０４、露光装置２０５、及び現像装置２０６から構成され、スキャナ部５０により取得された原稿の画像データを記録紙に印刷する。
【００３８】
なお、本実施の形態では、温度取得部１０１及びサーミスタ３３が温度測定手段の一例に相当し、上昇率算出部１０２が上昇率算出手段の一例に相当し、寿命判定部１０３が寿命判定手段の一例に相当し、操作表示部４０が報知手段の一例に相当する。
【００３９】
次に、加熱制御部２０を中心とする実施の形態による画像形成装置の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、初期状態において、スイッチ２６は、充電回路２２側に接続されているものとする。まず、整流回路２１が、商用電源７０からの電圧を全波整流及び平滑化して直流電圧を生成し（ステップＳ１）、充電回路２２に出力する。充電回路２２は、整流回路２１により生成された直流電圧を電気二重層キャパシタ２４の充電に適した値に昇圧又は降圧し、電気二重層キャパシタ２４に出力し、電気二重層キャパシタ２４は、充電回路２２から出力される直流電圧により充電される（ステップＳ２）。
【００４０】
次に、充電回路２２により、電気二重層キャパシタ２４が満充電状態になったことが検出されると、制御部１０は、スイッチ２６を放電回路２５側に接続し、電気二重層キャパシタ２４は、充電電圧を放電回路２５に出力する（ステップＳ３）。放電回路２５は、電気二重層キャパシタ２４から出力される充電電圧からヒータ３１の発熱に適したレベルの定電圧を生成し、ヒータ３１に出力する（ステップＳ４）。
【００４１】
次に、上昇率算出部１０２は、サーミスタ３３により測定されるヒータ３１の温度が第１の温度に到達したとき、前記上昇時間の計時を開始する。次に、上昇率算出部１０２は、サーミスタ３３により測定されるヒータ３１の温度が第２の温度に到達したとき、上昇時間の計時を終了し、上昇時間を測定する（ステップＳ５）。
【００４２】
次に、上昇率算出部１０２は、第２の温度から第１の温度を差し引いた差分値を、測定した上昇時間で除し、ヒータ３１の温度上昇率を算出する（ステップＳ６）。本実施の形態では、第１の温度として例えば２０度が採用され、第２の温度として定着ローラ２０８が記録紙にトナーを定着するうえで好ましい温度、例えば１８０度が採用されている。
【００４３】
次に、寿命判定部１０３は、上昇率算出部１０２により算出された温度上昇率が、寿命温度上昇率以下の場合、電気二重層キャパシタ２４は寿命であると判定し、上昇率算出部１０２により算出された温度上昇率が、寿命温度上昇率より大きい場合（ステップＳ７でＮＯ）、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達していないと判定する（ステップＳ９）。ここで、寿命判定部１０３は、寿命温度上昇率として、例えば１秒あたり１６度を採用している。従って、寿命判定部１０３は、第１の温度から第２の温度までの上昇時間が例えば８秒であり、温度上昇率が１秒あたり２０度（＝（１８０−２０）／８）と算出されたような場合、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達していないと判定する。一方、寿命判定部１０３は、第１の温度から第２の温度までの上昇時間が例えば１０秒であり、ヒータ３１の温度上昇率が１秒あたり１６度と算出された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達したと判定する（ステップＳ８）。
【００４４】
なお、第１の温度＝「２０度」、第２の温度＝「１８０度」、寿命温度上昇率＝「１６度／１秒」は、一例に過ぎず、第１の温度として、２５度、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度等の値を採用し、第２の温度として、１６０度、１６５度、１７０度、１７５度、１８０度等の値を採用してもよい。
【００４５】
次に、寿命判定部１０３は、上昇率算出部１０２により算出されたヒータ３１の温度上昇率が、寿命温度上昇率以下である場合、操作表示部４０に、電気二重層キャパシタ２４は寿命に到達したことを示す情報を表示させる（ステップＳ１０）。この場合、操作表示部４０は、例えば、「電気二重層キャパシタが寿命に到達しています。」というような情報を表示する。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態による画像形成装置によれば、ヒータ３１の温度上昇率が算出され、算出された温度上昇率が寿命温度上昇率以下の場合、ヒータ３１は寿命に到達したと判定される。そのため、環境温度の影響に左右されず、電気二重層キャパシタ２４の寿命を精度良く判定することができる。
【００４７】
また、電気二重層キャパシタ２４が寿命であると判定された場合、そのことを示す情報が操作表示部４０に表示されるため、ユーザは、速やかに電気二重層キャパシタ２４の寿命を認識することができる。その結果、その後の対策を速やかに講じることができ、印刷トラブルを未然に防ぐことができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、上昇率算出部１０２は、ヒータ３１が第１の温度から第２の温度に到達するまでの上昇時間を計測して、ヒータ３１の温度上昇率を算出したが、これに限定されず、例えば、電気二重層キャパシタ２４の放電開始直後のヒータ３１の温度と放電終了時のヒータ３１の温度を測定すると共に、放電開始から放電終了までの時間を測定し、放電終了時のヒータ３１の温度から放電開始時のヒータ３１の温度を差し引き、差し引いた値を、放電開始から放電終了までの時間で除して、温度上昇率を算出してもよい。
【００４９】
また、上昇率算出部１０２は、電気二重層キャパシタ２４が放電を開始してから、一定時間経過したときのヒータ３１の温度と、ヒータ３１の温度を測定してから更に一定の測定時間が経過したときにヒータ３１の温度を測定し、測定時間が経過時のヒータ３１の温度から、測定時間の開始時のヒータ３１の温度を差し引き、差し引いた値を、測定時間で除すことで温度上昇率を算出してもよい。なお、上記実施の形態では、キャパシタとして電気二重層キャパシタ２４を用いたがこれに限定されず、他のキャパシタを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態による画像形成装置の機械的構成を主に示す側面概略図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のブロック図を示している。
【図３】本画像形成装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１０  制御部
２０  加熱制御部
２１  整流回路
２２  充電回路
２３  Ａ／Ｃヒータ駆動回路
２４  キャパシタ
２５  放電回路
２６  スイッチ
３０  定着装置
３１，３２  ヒータ
３３  サーミスタ
４０  操作表示部
５０  スキャナ部
６０  印刷部
７０  商用電源
１０１  温度取得部
１０２  上昇率算出部
１０３  寿命判定部
【図１】
2008039922.tif 000003
【図２】
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【図３】
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