(57)【要約】【課題】  複数の温度検知用素子を設ける構成としても、信号線の数を温度検知素子の数より少なくする。【解決手段】  像形成部ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫと、定着ベルト１１０１およびセラミックヒータ１１０４と、このセラミックヒータ１１０４に設けられたサーミスタ１０４０ｂと、サーミスタ１０４０ｂの出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔとなるようにセラミックヒータ１１０４の加熱を制御するＣＰＵ５２１と、セラミックヒータ１１０４に設けられ、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃを有し、ＣＰＵ５２１は並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以下となるとセラミックヒータ１１０４の加熱を停止する。【選択図】  図４
2013003382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を形成する像形成手段と、
前記像形成手段により形成されるトナー像を記録材に定着させるために加熱する加熱部材と、
それぞれ温度に応じて抵抗値が変化し、所定のサイズの記録材が前記加熱部材を通過する際に、前記記録材に接触する前記加熱部材の第１の位置、前記記録材に接触しない前記加熱部材の第２の位置および第３の位置にそれぞれ設けられる第１、第２、第３の温度検知素子と、
前記第１の温度検知素子と第１の信号線で接続され、前記第１の温度検知素子から出力される電圧が目標温度に応じた第１の電圧となるように前記加熱部材の温度を制御する制御手段と、を有し、前記第２の温度検知素子と前記第３の温度検知素子とが並列に接続され、その接点と前記制御手段とが第２の信号線で接続され、
前記制御手段は、前記接点の電圧が、前記目標温度よりも高い所定の温度に応じた第２の電圧になると、前記加熱部材の加熱を停止することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の温度検知素子および前記第３の温度検知素子は温度が高くなると抵抗値が低下し、
前記制御手段は、前記接点の電圧が前記第２の電圧以下となると、前記加熱部材の加熱を停止する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第３の位置は、前記第１の位置に対して前記第２の位置の反対側であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の温度検知素子は温度が高くなると抵抗値が低下し、
前記第２の電圧は、前記第１の電圧よりも低いことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の温度検知素子は温度が高くなると抵抗値が低下し、
前記制御手段は、前記第１の温度検知素子から出力される電圧が前記第１の電圧となった状態で、前記第１の電圧と、前記接点の電圧との電圧差が閾値よりも小さい場合、前記加熱部材の加熱を禁止することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は更に、前記第１の温度検知素子から出力される電圧が前記第１の電圧となった状態で、前記第１の電圧と、前記接点の電圧との電圧差が閾値よりも小さい場合、前記第２の温度検知素子と前記第３の温度検知素子との少なくとも一方が断線したことを報知する報知手段を有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第１の温度検知素子は温度が高くなると抵抗値が低下し、
前記報知手段は、前記制御手段が前記加熱部材の加熱を開始してから所定時間が経過するまで、前記第１の温度検知素子から出力される電圧が前記第１の電圧以下とならなければ、前記第１の温度検知素子が断線したことを報知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定のサイズは、前記画像形成装置で搬送されることが許可されている最も小さい記録材のサイズであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に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、画像形成装置の定着ヒータの温度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、原画像に応じて感光体を露光することで形成される静電潜像を、トナーを有する現像剤を用いて現像し、記録材上に転写することで、原画像に対応するトナー像を形成する。このトナー像を記録材に定着させるため、未定着のトナー像を担持した記録材は、定着器へと搬送される。
【０００３】
定着器は、ヒータを内蔵した定着ローラに加圧ローラを圧接させることで形成される定着ニップ部に、未定着のトナー像を担持した記録材を通過させることにより、定着ニップ部の熱と圧力を用いて、未定着のトナー像を記録材に溶融定着する。ここで、定着器は、ヒータの温度を検知するサーミスタが設けられており、定着ニップ部の温度がトナー像を記録材に定着させる定着温度となるようにヒータへの電力供給が制御される。
【０００４】
近年、Ａ３サイズのコピー用紙から封筒まで、幅の異なる記録材にも画像を形成させたいというニーズがあり、記録材が搬送される方向（以降搬送方向と称す。）に直交する幅方向におけるヒータの複数箇所にそれぞれサーミスタを設けた定着器も存在する。これは、記録材の搬送方向に直交する幅方向におけるヒータの温度を複数のサーミスタで検知することによって、Ａ３サイズのコピー用紙であっても封筒であっても、定着ニップ部の温度を定着温度に制御するためである。この定着器は、封筒等の小サイズ紙を連続して定着ニップ部へ通紙させた場合、定着ニップ部において小サイズ紙と接触しない定着ローラの領域の温度が、定着ローラを故障させてしまうような異常温度まで昇温される前にヒータの加熱を停止することができる。
【０００５】
しかし、ヒータに複数のサーミスタを設ける場合、ヒータへの電力供給を制御する制御装置にサーミスタの数と同じ数だけ信号線を接続する必要があった。そこで、複数のサーミスタから出力されるヒータの温度に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換し、このサーミスタ毎のデジタル信号を、１本の信号線により、シリアル通信で制御装置に送信する構成が知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、サーミスタ毎に検知されるヒータの温度に応じたデジタル信号を、シリアル通信によって順次、制御装置に送信することで、この制御装置に入力される信号線の数をサーミスタの数よりも減少させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７０８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、シリアル通信を行うための新たな回路を設ける必要があり、ヒータの温度を検知する回路が複雑な構成となってしまうという問題があった。
【０００８】
具体的には、サーミスタ毎の出力信号をサーミスタと関連付けて制御装置へ送信する構成や、制御装置に入力される信号がどのサーミスタからの信号であるかを特定する構成を設けなればならない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、簡易な構成でありながら熱源の温度を検知するセンサを複数設けても、各センサと制御回路とをつなぐ信号線の数をセンサの数よりも少なくすることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、トナー像を形成する像形成手段と、前記像形成手段により形成されるトナー像を記録材に定着させるために加熱する加熱部材と、それぞれ温度に応じて抵抗値が変化し、所定のサイズの記録材が前記加熱部材を通過する際に、前記記録材に接触する前記加熱部材の第１の位置、前記記録材に接触しない前記加熱部材の第２の位置及び前記第３の位置とにそれぞれ設けられる第１、第２、第３の温度検知素子と、前記第１の温度検知素子と第１の信号線で接続され、前記第１の温度検知素子から出力される電圧が目標温度に応じた第１の電圧となるように前記加熱部材の温度を制御する制御手段と、を有し、前記第２の温度検知素子と前記第３の温度検知素子とが並列に接続され、その接点と前記制御手段とが第２の信号線で接続され、前記制御手段は、前記接点の電圧が、前記目標温度よりも高い所定の温度に応じた第２の電圧になると、前記加熱部材の加熱を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成でありながら熱源の温度を検知するセンサの数を増加させても、このセンサからの信号線の数をセンサの数よりも少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の概略断面図
【図２】定着器の概略断面図とサーミスタの取り付け位置を示す図
【図３】第１の実施形態のサーミスタの温度特性図
【図４】第１の実施形態の制御ブロック図
【図５】第１の実施形態の定着ヒータの端部昇温した場合の信号値の変化を示す図
【図６】第１の実施形態のセラミックヒータの温調制御を示すフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施形態では、各色成分のトナー像を形成する４つの像形成部ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫが１列に配列された画像形成装置を用いる。
【００１４】
各像形成部は、ＳｔＹがイエローのトナー像を形成し、ＳｔＭがマゼンタのトナー像を形成し、ＳｔＣがシアンのトナー像を形成し、ＳｔＫがブラックのトナー像を形成する。
【００１５】
各像形成部ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫは同様の構成であるため、以下ではイエローのトナー像を形成する像形成部ＳｔＹについて説明し、他の像形成部ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫについての説明を省略する。
【００１６】
像形成部ＳｔＹは、イエローの色成分のトナー像を担持する感光ドラム１Ｙと、この感光ドラム１Ｙを帯電する帯電器２Ｙと、感光ドラム１Ｙにイエローの色成分に対応した静電潜像を形成するため、感光ドラム１Ｙを露光する露光装置３Ｙを有している。さらに、像形成部ＳｔＹは、感光ドラム１Ｙ上に形成された静電潜像をトナーを有する現像剤を用いてトナー像として顕像化する現像器４Ｙと、感光ドラム１Ｙ上のトナー像を後述の中間転写ベルト６に転写する一次転写ローラ７Ｙを有している。また、像形成部ＳｔＹは、トナー像を転写した後に感光ドラム１Ｙ上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ８Ｙも有している。
【００１７】
前述の中間転写ベルト６は、各像形成部ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫで形成された各色成分のトナー像が重ねて転写されることでフルカラーのトナー像を担持できる。また、中間転写ベルト６は、この中間転写ベルト６を回転駆動させる駆動ローラ１３、および、従動ローラ１４に掛け回されている。また、中間転写ベルト６の周囲には、この中間転写ベルト６上のトナー像を紙などの記録材Ｐへ転写するための二次転写ローラ９および二次転写対向ローラ１２が配設されている。さらに、中間転写ベルト６から記録材Ｐへと転写されずに残留したトナーを除去するベルトクリーナ１１が配設されている。
【００１８】
また、画像形成装置１００には、トナー像を担持した記録材Ｐに、このトナー像を定着させるための定着器１０が設けられている。なお、定着器１０の詳細については図２を用いて後述する。
【００１９】
次に、本実施形態の画像形成装置１００が、不図示の読取装置やＰＣ等から入力される原画像に対応する印刷物を出力する画像形成動作について説明する。
【００２０】
像形成部ＳｔＹにおいて、先ず、帯電器２Ｙが感光ドラム１Ｙを一様に帯電し、露光装置３Ｙが感光ドラム１Ｙに原画像のイエロー成分に応じた露光光を照射することで、感光ドラム１Ｙ上に原画像のイエロー成分に対応する静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム１Ｙ上の静電潜像は、現像器４Ｙがイエローのトナーを用いて、イエローのトナー像を現像する。
【００２１】
感光ドラム１Ｙ上のイエローのトナー像は、この感光ドラム１ＹのＲｙ方向への回転に伴い、一次転写ローラ７Ｙが中間転写ベルト６を介して感光ドラム１Ｙを押圧する一次転写ニップ部へ搬送される。この一次転写ニップ部において、感光ドラム１Ｙ上のイエローのトナー像は一次転写ローラ７Ｙから一次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト６上に転写される。また、感光ドラム１Ｙに残留したトナーは、ドラムクリーナ８Ｙによって除去される。
【００２２】
中間転写ベルト６に転写されたトナー像は、二次転写ローラ９が中間転写ベルト６を介して二次転写対向ローラ１２を押圧する二次転写ニップ部に搬送される。一方、記録材Ｐはタイミングを調整されて、中間転写ベルト６上のトナー像と接触するように二次転写ニップ部に搬送されると、二次転写電圧が印加された二次転写ローラ９により、中間転写ベルト６上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。また、二次転写ニップ部で記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト６に残留したトナーは、ベルトクリーナ１１によって除去される。
【００２３】
トナー像を担持した記録材Ｐは定着器１０へと搬送され、後述の定着動作に未定着のトナー像を担持した記録材に熱と圧力を加えることより、未定着のトナー像を記録材に溶融定着される。
【００２４】
次に、図２の定着器１０概略断面図とサーミスタの取り付け位置を示す図に基づき、定着器１０の構成について説明する。
【００２５】
図２（ａ）は、定着器１０の概略断面図である。定着ベルト１１０１は、耐熱性の高い円筒状のベルト状部材であり、その表面に弾性層を有する。この定着ベルト１１０１は、トナー像を定着する際の定着温度よりも高い所定の温度（例えば、３００［℃］）であっても熱変形しない。加圧ローラ１１０２は、芯金部１１０２ａと弾性層のゴム部１１０２ｂから構成される。ヒータホルダ１１０３は耐熱性部材であり、加圧ローラ１１０２の軸線方向と平行な方向が長手方向となっている。また、ヒータホルダ１１０３の下面には、熱源としてのセラミックヒータ１１０４が装着されている。本実施形態において、定着ベルト１１０１とセラミックヒータ１１０４とは、加熱部材として機能する。
【００２６】
ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｓ方向からセラミックヒータ１１０４を見た時の要部概略図である。セラミックヒータ１１０４は、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する場合、この記録材Ｐが搬送される方向に直交する方向が長手方向となる。また、セラミックヒータ１１０４は、その長手方向の長さを画像形成装置１００が搬送可能な最大サイズの記録材の幅よりも長い。
【００２７】
セラミックヒータ１１０４には、セラミックヒータ１１０４の温度を検出するためのサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｂ、１０４０ｃが、セラミックヒータ１１０４の長手方向の異なる位置に３つ設けられている。図２（ｂ）のように、サーミスタ１０４０ｂは、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央の領域の温度を検知する。ここで、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央の領域は、加熱部材の第１の位置に相当する。サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃとは、図２（ｂ）のように、セラミックヒータ１１０４の長手方向で、画像形成装置１００が搬送可能な最大サイズの記録材の幅内で、且つ、搬送可能な最小サイズの記録材の幅よりも外側の領域の温度を検知する。ここで、画像形成装置１００で搬送されることが許可されている最小サイズの記録材が所定のサイズの記録材に相当する。また、最小サイズの記録材の幅よりも外側の領域で、セラミックヒータ１１０４の一方の端部が第２の位置に相当し、この外側の領域で、セラミックヒータ１１０４の反対側の端部が第３の位置に相当する。
【００２８】
本実施形態では、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃのいずれか一方が断線した場合であっても、他方のサーミスタによってセラミックヒータ１１０４が異常温度まで昇温される前に、このセラミックヒータ１１０４の加熱を停止させることができる。すなわち、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃとは、いずれか一方が断線した場合にも、他方のサーミスタがセラミックヒータ１１０４の異常昇温を検出して、セラミックヒータ１１０４への電力供給を遮断する予備のサーミスタとして機能する。
【００２９】
図２（ａ）において、加圧ステー１１０６および加圧バネ１１０７は、ヒータホルダ１１０３を、定着ベルト１１０１を介して加圧ローラ１１０２の軸線方向に沿って一様な圧力で押圧することにより、定着ニップＮを形成する。この定着ニップ部Ｎに記録材Ｐが搬送されると、記録材Ｐは、セラミックヒータ１１０４から加えられる熱と、加圧ステー１１０６および加圧バネ１１０７により加圧ローラ１１０２を介して加えられる圧力とにより、記録材Ｐ上の未定着のトナーが溶融定着される。また、図２（ａ）において、矢印Ａは記録材の搬送方向、矢印Ｂは定着ベルト１１０１の回転方向、矢印Ｃは加圧ローラ１１０２の回転方向である。定着ベルト１１０１は、加圧ローラ１１０２の駆動に従動して回転することで、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを矢印Ａ方向へ搬送しながら、この記録材Ｐに未定着のトナーを定着させることができる。
【００３０】
次に、サーミスタ１０４０ｂの温度に応じた抵抗値の変化（温度特性）を図３に基づき、説明する。
サーミスタ１０４０ｂは、セラミックヒータ１１０４が２３０［℃］となると、その抵抗値が４．７［ｋΩ］となり、セラミックヒータ１１０４が３００［℃］となると、その抵抗値が２．０［ｋΩ］となる。つまり、サーミスタ１０４０ｂは、セラミックヒータ１１０４の温度が上昇すると抵抗値を減少させる温度特性を有する。ここで、本実施形態の定着ベルト１１０１は、セラミックヒータ１１０４の温度が２３０［℃］となると定着可能となり、セラミックヒータ１１０４の温度が３００［℃］となると定着不良を発生し得る。なお、サーミスタ１０４０ａの温度特性とサーミスタ１０４０ｃの温度特性は、サーミスタ１０４０ｂの温度特性と同じであるため、その説明を省略する。
【００３１】
ここで、セラミックヒータ１１０４は、その温度が３００［℃］を超えると、定着ニップ部Ｎに搬送される記録材Ｐに担持された未定着のトナーを定着ベルト１１０１に付着させてしまう。定着ベルト１１０１にこびりついたトナーは、後続の記録材が定着ニップ部Ｎを通過する際に、この記録材を汚してしまう虞がある。そこで、本実施形態では、セラミックヒータ１１０４の温度が３００［℃］となると、セラミックヒータ１１０４への電力供給が強制的に遮断され、セラミックヒータ１１０４の温度が３００［℃］以上に昇温しない構成となっている。
【００３２】
次に、本実施形態の回路構成について、図４の画像形成装置のブロック図に基づき説明する。
電圧ユニット４０４は、セラミックヒータ１１０４の電力供給のオンオフを切り替えるゲート制御式半導体スイッチ５１０と、セラミックヒータ１１０４への電力供給を遮断するためのリレー回路５１２およびトランジスタ５１１を有している。
【００３３】
リレー回路５１２は、Ｒｅｌａｙ信号Ｂがハイレベルの場合にオン状態となり、Ｒｅｌａｙ信号Ｂがローレベルの場合にオフ状態となる。リレー回路５１２はオン状態となると、セラミックヒータ１１０４に電力が供給できる状態とし、リレー回路５１２がオフ状態となると、セラミックヒータ１１０４に電力が供給できない状態とする。
【００３４】
ゲート制御式半導体スイッチ５１０は、Ｈｅａｔｅｒ信号Ｂがハイレベルの場合にセラミックヒータ１１０４に電力を供給し、Ｈｅａｔｅｒ信号Ｂがローレベルの場合に電力供給を停止する。ゲート制御式半導体スイッチ５１０は、リレー回路５１２がオン状態で、セラミックヒータ１１０４に電力を供給すると、セラミックヒータ１１０４が加熱する。また、ゲート制御式半導体スイッチ５１０は、リレー回路５１２がオン状態で、セラミックヒータ１１０４への電力供給を停止すると、セラミックヒータ１１０４の加熱が停止する。
【００３５】
また、定着器１０には、図２のセラミックヒータ１１０４と、このセラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度を検知するためのサーミスタ１０４０ｂ、この長手方向で両端部の温度を検知するためのサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが設けられている。なお、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃとが並列に接続されている。
【００３６】
サーミスタ１０４０ｂは、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度に応じた出力電圧Ｖｍを、独立した１本の信号線を介して後述のコントローラ４０３へ出力する。なお、サーミスタ１０４０ｂは第１の温度検知素子に相当し、サーミスタ１０４０ｂとコントローラ４０３とを接続する信号線は第１の信号線に相当する。
【００３７】
また、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃは、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度に応じた出力電圧Ｖｓを、１本の信号線を介して後述のコントローラ４０３へ出力する。なお、セラミックヒータ１１０４が一様な温度となった場合、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓは、サーミスタ１０４０ｂの出力電圧Ｖｍの２倍となる。これは、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの見かけ上の抵抗値が、サーミスタ１０４０ｂの抵抗値の２分の１となるためである。なお、サーミスタ１０４０ａは第２の温度検知素子に相当し、サーミスタ１０４０ｃは第３の温度検知素子に相当し、並列接続されたサーミスタ１０４０ａおよびサーミスタ１０４０ｃの接点とコントローラ４０３とを接続する信号線は第２の信号線に相当する。
【００３８】
また、コントローラ４０３は、画像形成装置全体を制御する制御回路であるＣＰＵ５２１を搭載した制御基板である。ＲＯＭ７００には、画像形成装置で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。また、ＲＡＭ８００は、ＣＰＵ５２１が処理のために使用するシステムワークメモリである。像形成部ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫは図１において説明しているため、ここでの説明を省略する。インターフェース部６００は、読取装置やＰＣから原画像に応じたプリント信号が入力されると、このプリント信号をＣＰＵ５２１に送信する。表示部９００は、画像形成装置１００に設けられた液晶画面であり、画像形成装置の状態をユーザに報知する。なお、ＣＰＵ５２１によるセラミックヒータ１１０４の温調制御は、後述の図６で説明する。
【００３９】
ＣＰＵ５２１と安全回路５２５とには、プルアップ抵抗を用いて分圧された出力電圧Ｖｍ、Ｖｓがそれぞれ入力される。
安全回路５２５は、コンパレータ５２２、５２３を有している。
【００４０】
コンパレータ５２２は、サーミスタ１０４０ｂの出力電圧Ｖｍが、基準電圧Ｖａ以下となると、ローレベルの信号を出力する。ここで、基準電圧Ｖａは、セラミックヒータ１１０４の温度が３００［℃］のときのサーミスタ１０４０ｂの出力電圧である。
【００４１】
コンパレータ５２３は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓが、基準電圧Ｖｂ以下となると、ローレベルの信号を出力する。ここで、基準電圧Ｖｂは、セラミックヒータ１１０４の温度が３００［℃］のときに、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧値である。
【００４２】
また、ＡＮＤ回路５２４は、ＣＰＵ５２１から出力されるＨｅａｔｅｒ信号Ａとコンパレータ５２２から出力される信号との両方がハイレベルであれば、ハイレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂを出力し、それ以外ならばローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂを出力する。すなわち、ＡＮＤ回路５２４は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が３００［℃］以上となると、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂを出力し、後述の電圧ユニット４０４によるセラミックヒータ１１０４への電力供給を停止させる。
【００４３】
また、ＡＮＤ回路５２６は、ＣＰＵ５２１から出力されるＲｅｌａｙ信号Ａとコンパレータ５２３から出力される信号との両方がハイレベルであれば、ハイレベルのＲｅｌａｙ信号Ｂを出力し、それ以外ならばローレベルのＲｅｌａｙ信号Ｂを出力する。すなわち、ＡＮＤ回路５２６は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度が３００［℃］以上となると、ローレベルのＲｅｌａｙ信号Ｂを出力し、後述の電圧ユニット４０４によるセラミックヒータ１１０４への電力供給を禁止させる。
【００４４】
次に、電圧ユニット４０４が、セラミックヒータ１１０４への電力供給を制御する方法を図５のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００４５】
時間Ａにおいて、リレー回路５１２に入力されるＲｅｌａｙ信号Ｂがハイレベルの状態で、ゲート制御式半導体スイッチ５１０はオン状態となると、セラミックヒータ１１０４への電力供給を行う。セラミックヒータ１１０４が加熱され、このセラミックヒータ１１０４の温度が上昇すると、サーミスタ１０４０ａ、１０４０ｂ、１０４０ｃの抵抗値が下がるので、出力電圧Ｖｍと出力電圧Ｖｓとが低下する。次いで、時間Ｂにおいて、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下となると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０はオフ状態となり、セラミックヒータ１１０４への電力供給を停止する。次いで、時間Ｃにおいて、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔよりも高くなると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０はオン状態となり、再びセラミックヒータ１１０４への電力供給を行う。時間Ｃ以降、ゲート制御式半導体スイッチ５１０は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下となると、セラミックヒータ１１０４への電力供給を行い、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔより高くなると、セラミックヒータ１１０４への電力供給を停止する。
【００４６】
ここで、時間Ｄにおいて、セラミックヒータ１１０４が端部昇温を発生すると、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以下となり、コンパレータ５２３がローレベルのＲｅｌａｙ信号Ｂを出力する。これにより、リレー回路５１２はオフ状態となり、セラミックヒータ１１０４への電力供給を遮断して、このセラミックヒータ１１０４の加熱を禁止する。なお、本実施形態では、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が２３０［℃］以下であるにも拘らず、この長手方向で両端部の温度が３００［℃］以上となった場合を端部昇温と称している。
【００４７】
次に、図６は、本実施形態の画像形成装置１００が画像を形成する際のＣＰＵ５２１（図４）の動作を説明するフローチャートである。以下、本実施形態のセラミックヒータ１１０４の温調制御を図４のブロック図と、図６に表すフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、図６のフローチャートの処理はＣＰＵ５２１がＲＯＭ７００に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。
【００４８】
先ず、ＣＰＵ５２１は、画像形成装置１００の主電源がオンされると、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力し（Ｓ１００）、ハイレベルのＲｅｌａｙ信号Ａを出力する（Ｓ１０１）。ステップＳ１００において、ゲート制御式半導体スイッチ５１０にローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａが入力されると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０は、セラミックヒータ１１０４への電力供給をオフ状態とする。また、ステップＳ１０１において、トランジスタ５１１を介してリレー回路５１２にハイレベルのＲｅｌａｙ信号Ａが入力されると、リレー回路５１２は、セラミックヒータ１１０４への電力の供給が可能な状態とする。
【００４９】
次いで、ＣＰＵ５２１は、読取装置やＰＣからインターフェース部６００を介してプリント信号が入力されるまで待機する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２において、プリント信号が入力されると、ＣＰＵ５２１は、時間カウンタＴに０をセットし（Ｓ１０３）、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高いか否かを判定する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高い場合、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度が３００［℃］よりも低いと判定する。
【００５０】
ステップＳ１０４において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高い場合、ＣＰＵ５２１は、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ここで、目標電圧Ｖｔは、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部に設けられたサーミスタ１０４０ｂが目標温度の２３０［℃］を検出したときに出力する電圧である。そのため、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下となれば、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が２３０［℃］以上となったことを検知する。ステップＳ１０５において、目標電圧Ｖｔは第１の電圧に相当する。
【００５１】
ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下である場合、ＣＰＵ５２１は、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高いか否かを判定する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高い場合、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度が３００［℃］よりも低いと判定する。なお、ステップＳ１０４とステップＳ１０６において、基準電圧Ｖｂは第２の電圧に相当する。
【００５２】
ステップＳ１０６において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも高い場合、ＣＰＵ５２１は、出力電圧Ｖｍと出力電圧Ｖｓとの差分がΔＶ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。ここで、本実施形態では、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃのいずれか一方が断線してしまうと、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度が２３０［℃］となったときの出力電圧Ｖｓが、出力電圧Ｖｍとほぼ同じ値となる。また、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃの両方が断線してしまうと、出力電圧Ｖｓが、出力電圧Ｖｍよりも高い値となる。そのため、ステップＳ１０７において、ＣＰＵ５２１は、出力電圧Ｖｍが出力電圧Ｖｓよりも高く、且つ、出力電圧Ｖｍと出力電圧Ｖｓとの電圧差がΔＶ以上であれば、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃとが断線していないと判定する。
【００５３】
ステップＳ１０７において、出力電圧Ｖｍと出力電圧Ｖｓとの電圧差がΔＶ以上ならば、ＣＰＵ５２１は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが断線してないと判定し、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖａ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８において、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖａ以下であれば、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が３００［℃］以上であるため、ＣＰＵ５２１は、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力する（Ｓ１０９）。これにより、ゲート制御式半導体スイッチ５１０にローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂが入力されると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０がセラミックヒータ１１０４への電力供給をオフ状態とし、セラミックヒータ１１０４の加熱を停止させる。ステップＳ１０７において、電圧差ΔＶは、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが故障しているか否かを識別するための、閾値に相当する。
【００５４】
次いで、ＣＰＵ５２１は、前述の画像形成動作によって原画像に対応した画像を形成させ（Ｓ１１０）、画像形成すべき全ての画像を形成したか否かを判定する（Ｓ１１１）。ステップＳ１１１において、画像形成すべき全ての画像を形成している場合、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１００へ移行する。
【００５５】
一方、ステップＳ１１１において、画像形成すべき全ての画像を形成していない場合、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１０３へ移行し、次の画像の形成を行う。
【００５６】
また、ステップＳ１０８において、出力電圧Ｖｍが基準電圧Ｖａよりも高い場合、すなわち、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が３００［℃］よりも低い場合、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１１０へ移行する。
【００５７】
ここで、ステップＳ１０４、又は、ステップＳ１０６において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以下である場合について説明する。ステップＳ１０６において、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以下であれば、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で両端部の温度が３００［℃］以上であると判定する。そのため、ＣＰＵ５２１は、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以上であれば、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力し（Ｓ１１２）、ローレベルのＲｅｌａｙ信号Ａを出力する（Ｓ１１３）。ステップＳ１１２において、ゲート制御式半導体スイッチ５１０にローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂが入力されると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０がセラミックヒータ１１０４への電力供給をオフ状態とし、セラミックヒータ１１０４の加熱を停止させる。また、ステップＳ１１３において、トランジスタ５１１を介してリレー回路５１２にローレベルのＲｅｌａｙ信号Ｂが入力されると、リレー回路５１２がオフ状態となり、セラミックヒータ１１０４への電力供給を禁止する。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ５２１は、表示部９００にセラミックヒータ１１０４の端部昇温を報知するための表示を行い（Ｓ１１４）、セラミックヒータ１１０４の電源制御を終了する。なお、ステップＳ１０４とステップＳ１０６において、基準電圧Ｖｂは第２の電圧に相当する。ＣＰＵ５２１は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以下となると、すなわち、第２の電圧以下となると、セラミックヒータ１１０４の加熱を停止している。なお、ステップＳ１１４において、表示部９００は、セラミックヒータ１１０４の端部昇温を報知するための報知手段として機能する。
【００５９】
次に、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔよりも高い場合について説明する。ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔよりも高い場合、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部の温度が２３０［℃］よりも低いと判定し、ハイレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力する（Ｓ１１５）。これにより、ゲート制御式半導体スイッチ５１０にハイレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ｂが入力されると、ゲート制御式半導体スイッチ５１０がセラミックヒータ１１０４への電力供給をオン状態とし、セラミックヒータ１１０４を加熱させる。次いで、ＣＰＵ５２１は、時間カウンタＴを１増加させ（Ｓ１１６）、時間カウンタＴの値が１０００よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１７）。ステップＳ１１７において、時間カウンタＴの値が１０００よりも小さければ、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１０４へ移行する。
【００６０】
本実施形態のセラミックヒータ１１０４は、その温度が０［℃］の状態で電力供給を開始されると、１０［ｓｅｃ］で２５０［℃］まで加熱される。そのため、ステップＳ１０５において、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔよりも高ければ、ステップＳ１０５からステップＳ１１５、ステップＳ１１６、ステップＳ１１７を経てステップＳ１０４までの処理が１０［ｍｓｅｃ］毎に繰り返される。なお、ステップＳ１１７において、セラミックヒータ１１０４の加熱を開始してからサーミスタ１０４０ｂの断線を検出するまでの時間１０［ｓｅｃ］は所定時間に相当する。ここで、ステップＳ１１７の時間カウンタＴの値（本実施形態では１０００）は、セラミックヒータ１１０４の温度が０［℃］の状態から電力供給を開始し、２３０［℃］まで加熱されるのに要する時間よりも長い時間となるように設定されていれば良い。
【００６１】
一方、ステップＳ１１７において、時間カウンタＴの値が１０００よりも大きい場合、ＣＰＵ５２１は、サーミスタ１０４０ｂが断線していると判定し、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力し（Ｓ１１８）、ローレベルのＲｅｌａｙ信号Ａを出力する（Ｓ１１９）。次いで、ＣＰＵ５２１は、表示部９００にサーミスタ１０４０ｂが断線していることを報知するための表示を行い（Ｓ１２０）、セラミックヒータ１１０４の電源制御を終了する。つまり、ＣＰＵ５２１は、セラミックヒータ１１０４へ電力供給を開始してから１０［ｓｅｃ］が経過するまでに、出力電圧Ｖｍが目標電圧Ｖｔ以下とならなければ、すなわち、第１の電圧以下とならなければ、サーミスタ１０４０ｂが断線していると判定する。また、ステップＳ１２０において、表示部９００は、サーミスタ１０４０ｂの断線を報知するための報知手段として機能する。
【００６２】
ここで、ステップＳ１０７において、出力電圧Ｖｍから出力電圧Ｖｓを引き算した結果がΔＶよりも小さい場合について説明する。ステップＳ１０７において、出力電圧Ｖｍから出力電圧Ｖｓを引き算した結果がΔＶよりも小さい場合、ＣＰＵ５２１は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが断線したと判定し、ローレベルのＨｅａｔｅｒ信号Ａを出力する（Ｓ１２１）。次いで、ＣＰＵ５２１は、ローレベルのＲｅｌａｙ信号Ａを出力し（Ｓ１２２）、表示部９００にサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの少なくとも一方が断線していることを報知するための表示を行い（Ｓ１２３）、セラミックヒータ１１０４の温調制御を終了する。ステップＳ１２３において、表示部９００は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが故障していることを報知するための報知手段として機能する。
【００６３】
本実施形態では、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部に設けたサーミスタ１０４０ｂの出力電圧Ｖｍと、この長手方向で両端部に設けたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃが並列接続されたものの出力電圧ＶｓとがＣＰＵ５２１に入力される構成とした。そのため、本実施形態は、サーミスタを複数設けた場合であっても、ＣＰＵ５２１に入力される信号線の数をサーミスタの数よりも少ない数に抑制し、ＣＰＵ５２１に入力される２つの出力電圧Ｖｍ、Ｖｓに基づいて、セラミックヒータ１１０４の温調制御を行うことができる。
【００６４】
また、本実施形態では、サーミスタ１０４０ｂの出力電圧Ｖｍと、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓとの電圧差がΔＶよりも小さい場合、サーミスタ１０４０ａと１０４０ｃの少なくとも一方が断線していることを検知できる。
【００６５】
また、本実施形態は、端部昇温が発生している場合、ＣＰＵ５２１がセラミックヒータ１１０４の温調制御を終了する構成としたが、この構成に限定されない。ＣＰＵ５２１は、並列接続されたサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃの出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂよりも低くなった場合、出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｂ以上となるまで待機した後、画像形成を再開する構成としてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部にサーミスタ１０４０ｂを設け、この長手方向で両端部にサーミスタ１０４０ａ、１０４０ｃを設け、サーミスタ１０４０ａとサーミスタ１０４０ｃとが並列接続される構成とした。しかしながら、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部に複数のサーミスタを設け、これらサーミスタを並列接続し、この長手方向で両端部に複数のサーミスタを設け、これらサーミスタを並列接続してもよい。この構成とする場合、セラミックヒータ１１０４の長手方向で中央部に設けられ、並列接続されるサーミスタの数が、この長手方向で両端部に設けられ、並列接続されるサーミスタの数よりも多くすればよい。なお、この構成とする場合、並列接続されるサーミスタの数と、その温度特性とに応じて、目標電圧Ｖｔ、基準電圧Ｖａ、基準電圧Ｖｂがそれぞれ設定される。
【符号の説明】
【００６７】
ＳｔＹ  イエローの像形成部
ＳｔＭ  マゼンタの像形成部
ＳｔＣ  シアンの像形成部
ＳｔＫ  ブラックの像形成部
１１０１  定着ベルト
１１０４  セラミックヒータ
１０４０ａ、１０４０ｂ、１０４０ｃ  サーミスタ
５２１  ＣＰＵ
【図１】
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【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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