(57)【要約】【課題】  本発明は、定着ユニットが画像形成装置の本体に装着されているか否かを検知することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  定着モータ１１２の駆動状態を検知する状態検知部２０５と、ヒータ３０２の温度Ｔを検知するサーミスタ３０３による温度検知結果と、定着ユニット１１１が定着制御を開始してからの経過時間ｔを計測するタイマ１３による経過時間結果とに基づいてヒータ３０２の温度上昇状態を算出するエンジン制御部２０２（算出手段）により算出された温度上昇状態と、状態検知部２０５により検知された定着モータ１１２の駆動状態とに基づいて画像形成装置１０１本体と、定着ユニット１１１との間でギア列８０２，８０４の接続状態を検知するエンジン制御部２０２（接続状態検知手段）と、を有することを特徴とする。【選択図】      図７
2017111161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の本体に対して着脱可能な定着ユニットと、
画像形成装置の本体側に設けられた定着モータと、
前記定着ユニット側に設けられ、前記定着モータから駆動伝達手段を介して回転駆動力が伝達される定着手段と、
前記定着モータの駆動状態を検知する駆動状態検知手段と、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、
前記定着ユニットが定着制御を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段と、
前記温度検知手段による温度検知結果と、前記時間計測手段による経過時間結果とに基づいて前記定着手段の温度上昇状態を算出する算出手段と、
を有する画像形成装置において、
前記算出手段により算出された温度上昇状態と、前記駆動状態検知手段により検知された前記定着モータの駆動状態とに基づいて前記画像形成装置の本体と、前記定着ユニットとの間で前記駆動伝達手段の接続状態を検知する接続状態検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記定着ユニットが定着制御を開始してから前記定着手段の温度が所定の温度に到達するまでの経過時間に基づいて前記定着手段の温度上昇状態を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記定着ユニットが定着制御を開始してから所定の時間が経過した後の前記定着手段の温度に基づいて前記定着手段の温度上昇状態を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着手段は、
前記定着モータから前記駆動伝達手段を介して回転駆動力が伝達される加圧回転体と、
前記加圧回転体に従動回転する加熱回転体と、
を有し、
前記加熱回転体と、前記加圧回転体とによりトナー像が形成された記録材を加熱しながら挟持搬送して定着を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１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、記録材上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように、画像形成装置１０１において、定着ユニット１１１がドロワーコネクタ８０３とギア列８０４とによって画像形成装置１０１本体と接続される構成を持つものがある。このとき、画像形成装置１０１本体と定着ユニット１１１とは、画像形成装置１０１本体側に設けられたドロワーコネクタ８０１と、定着ユニット１１１側に設けられたドロワーコネクタ８０３とが電気的に接続されることで電気信号を伝達する。
【０００３】
また、画像形成装置１０１本体側に設けられたギア列８０２と、定着ユニット１１１側に設けられたギア列８０４とが噛合することで画像形成装置１０１本体側に設けられた駆動源となる定着モータ１１２からの回転駆動力を伝達する。
【０００４】
このような画像形成装置１０１において、図３（ａ）に示すように、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して正しく装着されている場合は、両者のドロワーコネクタ８０１，８０３とギア列８０２，８０４とが共に正常に接続された状態となる。
【０００５】
しかし、図３（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して傾いて装着される場合（以下、「半挿し状態」という）がある。その場合は、両者のドロワーコネクタ８０１，８０３は電気的に接続されているものの定着ユニット１１１側のギア列８０４と、画像形成装置１０１本体側のギア列８０２とが噛合できない。これにより画像形成装置１０１本体側に設けられた定着モータ１１２からの回転駆動力が定着ユニット１１１側に伝達されない状態となる。
【０００６】
図３（ｂ）に示すような定着ユニット１１１の半挿し状態でヒータ３０２の温調制御を開始する。すると、定着モータ１１２の回転駆動力が定着ユニット１１１側に伝達されず、定着ユニット１１１に設けられた図４に示す加圧ローラ３０４と、これに従動する定着フィルム３０１とが回転しないままヒータ３０２に通電が行われてしまう。
【０００７】
すると、ヒータ３０２の昇温速度が異常に早くなり、昇温速度を抑える制御が追い付かず、ヒータ３０２の温度が温調制御の目標温度に対して大きく逸脱してしまう可能性が有る。このとき、ヒータ３０２の温調制御の条件によっては、画像形成装置１０１は異常高温となる。
【０００８】
この対策として、定着ユニット１１１が図３（ｂ）に示すような半挿し状態にならないような機械的構造にすることも考えられる。これにより定着ユニット１１１に設けられた図４に示す加圧ローラ３０４と定着フィルム３０１とが回転しないことによる異常高温の発生を防ぐことは実現可能である。しかし、そのために別途部品を追加する必要があるため余分なコストがかかってしまう。
【０００９】
そこで、特許文献１では、定着ユニットに既に設けられている圧解除検知フラグ及び転写材検知フラグの状態から定着ユニットの装着検知を行い、必ず駆動ギア列が接続された状態でヒータの温調制御を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−２１７１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の方法で定着ユニットの装着検知を行うためには構成上の制約が存在し、定着ユニットの長手方向の一方の端部及びそこから離れた位置に定着ユニットの装着検知手段を設ける必要がある。そのため定着ユニットの装着検知手段を持たない構成では、定着ユニットの装着状態を検知することが出来なかった。
【００１２】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、定着ユニットが画像形成装置の本体に装着されているか否かを検知することができる画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像形成装置の本体に対して着脱可能な定着ユニットと、画像形成装置の本体側に設けられた定着モータと、前記定着ユニット側に設けられ、前記定着モータから駆動伝達手段を介して回転駆動力が伝達される定着手段と、前記定着モータの駆動状態を検知する駆動状態検知手段と、前記定着手段の温度を検知する温度検知手段と、前記定着ユニットが定着制御を開始してからの経過時間を計測する時間計測手段と、前記温度検知手段による温度検知結果と、前記時間計測手段による経過時間結果とに基づいて前記定着手段の温度上昇状態を算出する算出手段と、を有する画像形成装置において、前記算出手段により算出された温度上昇状態と、前記駆動状態検知手段により検知された前記定着モータの駆動状態とに基づいて前記画像形成装置の本体と、前記定着ユニットとの間で前記駆動伝達手段の接続状態を検知する接続状態検知手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、定着ユニットが画像形成装置の本体に装着されているか否かを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】画像形成装置の本体と定着ユニットとが接続される前の状態を示す断面説明図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態において、画像形成装置の本体と定着ユニットとが正常に接続された状態を示す断面説明図である。（ｂ）は、第１実施形態において、定着ユニットが画像形成装置の本体に対して半挿し状態で接続された状態を示す断面説明図である。
【図４】定着ユニットの構成を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、第１実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラが回転していない状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始からの経過時間と、サーミスタが検知するヒータの温度との関係を示す図である。（ｂ）は、第１実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラが回転している状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始からの経過時間と、サーミスタが検知するヒータの温度との関係を示す図である。
【図７】第１実施形態の画像形成装置の画像形成動作時において定着ユニットの装着状態を検知する動作を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）は、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラが回転していない状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始からの経過時間と、サーミスタが検知するヒータの温度との関係を示す図である。（ｂ）は、第２実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラが回転している状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始からの経過時間と、サーミスタが検知するヒータの温度との関係を示す図である。
【図９】第２実施形態の画像形成装置の画像形成動作時において定着ユニットの装着状態を検知する動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００１７】
先ず、図１〜図７を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【００１８】
＜画像形成装置＞
図１に示す画像形成装置１０１は、レーザビームプリンタの一例である。画像形成装置１０１は、図５に示すビデオコントローラ２０１から印刷指示を受けると、給送カセット１０２から記録材１を給送する。給送カセット１０２から記録材１を給送する際には給送ローラ１０３を回転駆動して記録材１を繰り出し、図示しない分離手段により一枚ずつ分離給送されて複数の搬送ローラ等が設けられた搬送路２へと送り出す。
【００１９】
搬送路２に設けられた搬送ローラ４により挟持搬送される記録材１の先端部が停止したレジストローラ３のニップ部に突き当たると、該記録材１の腰の強さにより斜行が補正される。レジストローラ３は、像担持体となる感光ドラム１０６の表面に形成されたトナー像の回転に同期して記録材１を感光ドラム１０６と転写手段となる転写ローラ１０７とのニップ部からなる転写位置５に搬送する。
【００２０】
レジストローラ３により挟持搬送された記録材１の先端部が先端検知センサ１０４に到達すると、該先端検知センサ１０４により記録材１の先端部が到達したことを検知する。その後、記録材１は、画像形成手段となる画像形成部１０５へ搬送される。
【００２１】
画像形成部１０５は、感光ドラム１０６、転写ローラ１０７、帯電手段となる帯電ローラ１０８、現像手段となる現像装置１０９を備える。図１の矢印ａ方向に回転する感光ドラム１０６の表面は、帯電ローラ１０８によって均一な帯電がなされた後、像露光手段となるレーザスキャナ１１０から出射された画像情報（ビデオ信号）に対応したレーザ光Ｌが照射されて静電潜像が形成される。
【００２２】
このように形成された静電潜像は、現像装置１０９によってトナーが付着させられてトナー像として可視化される。そして、感光ドラム１０６が図１の矢印ａ方向に回転して転写位置５までトナー像が搬送され、感光ドラム１０６の回転に同期して記録材１もレジストローラ３により挟持されて転写位置５に搬送される。
【００２３】
転写位置５では、転写ローラ１０７にトナー像と逆極性の転写バイアス電圧が印加されて、感光ドラム１０６の表面上のトナー像が記録材１に転写される。トナー像が転写された記録材１は、定着ユニット１１１に搬送される。そして、該定着ユニット１１１側（定着ユニット側）に設けられた定着手段となる加熱回転体としての定着フィルム３０１と、加圧回転体としての加圧ローラ３０４とによりトナー像が形成された記録材１を加熱しながら挟持搬送される。その過程で加熱及び加圧されてトナー像が熱溶融して記録材１にトナー像が熱定着される。
【００２４】
トナー像が熱定着された記録材１は、搬送ローラ８，９により搬送され、更に、排出ローラ１１３により搬送されて排出トレイ１１４上に排出され、一連の画像形成動作が終了する。
【００２５】
図１に示す手差しトレイ６上に載置された記録材１も給送ローラ７により給送された後、前述と同様にレジストローラ３により挟持搬送されて画像形成部１０５の転写位置５に送られる。そして、前述と同様に画像形成された後、定着ユニット１１１に搬送されて熱定着され、搬送ローラ８，９により搬送され、更に、排出ローラ１１３により搬送されて排出トレイ１１４上に排出される。
【００２６】
記録材１の両面に画像形成する場合には、第１面に画像形成された記録材１が定着ユニット１１１を通過して搬送ローラ８，９、排出ローラ１１３により挟持搬送される。そして、記録材１の後端部が反転搬送路１０に設けられた分岐点１０ａを通過した時点で搬送ローラ９及び排出ローラ１１３が逆回転し、記録材１は両面搬送路１１に導かれる。
【００２７】
その後、再度、搬送路２に導かれて表裏面が反転し、搬送ローラ４により挟持搬送されてレジストローラ３により画像形成部１０５に搬送される。そして、前述したと同様に第２面に画像形成された後、定着ユニット１１１に搬送されて熱定着され、搬送ローラ８，９により搬送される。更に、排出ローラ１１３により搬送されて排出トレイ１１４上に排出される。尚、これらの一連の処理は、図５に示す制御手段となるエンジン制御部２０２により制御される。
【００２８】
＜制御部＞
図５は、本実施形態の画像形成装置１０１の制御系の構成を示すブロック図である。図５において、画像形成装置１０１は、ユーザが各種操作を行い画像形成装置１０１の状態を表示するオペレーションパネル２０７を有する。更に、印刷する画像作成を行い印刷の指示を行うビデオコントローラ２０１を有する。更に、該ビデオコントローラ２０１と通信ライン２０４によって接続され、画像形成部１０５、定着ユニット１１１及び駆動制御部２０６等のエンジン部の動作を制御するエンジン制御部２０２を有している。
【００２９】
エンジン制御部２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）により構成される。その内部に演算処理回路、ＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（Randam AccessMemory；ランダムアクセスメモリ）等を有する。そして、ＲＯＭに予め書き込まれたプログラムに基づいて動作が実現される。
【００３０】
エンジン制御部２０２は、外部のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０８から通信された印刷情報に基づいてビデオコントローラ２０１から印刷指示を受けると、前述した一連の画像形成動作を開始する。一連の画像形成動作とは、駆動制御部２０６によって制御される前述した各搬送路２、反転搬送路１０、両面搬送路１１にそれぞれ設けられる各搬送手段により記録材１を給送する。そして、画像形成部１０５によってトナー像を記録材１に形成し、定着ユニット１１１によってトナー像を記録材１に熱定着させ、排出トレイ１１４上に排出させるまでの一連の動作をいう。
【００３１】
状態検知部２０５は、画像形成装置１０１に設けられる各部のセンサ情報をエンジン制御部２０２へ伝達する役割を有する。本実施形態では、図１に示す定着ユニット１１１の駆動源となる定着モータ１１２の駆動状態をエンジン制御部２０２に伝達している。更に、図４に示す定着ユニット１１１の定着フィルム３０１の内周面側に設けられる熱源となるヒータ３０２に接触して設けられる温度検知手段となるサーミスタ３０３により検知した検知温度をエンジン制御部２０２に伝達している。サーミスタ３０３（温度検知手段）は、定着手段となる定着フィルム３０１の内周面に摺動可能に設けられたヒータ３０２の温度Ｔを検知する。
【００３２】
＜定着ユニット＞
図４は、定着ユニット１１１の構成を示す断面説明図である。図４において、定着ユニット１１１は、図示しない支持部の外周を回転可能に設けられた筒状の定着フィルム３０１を有する。更に、該定着フィルム３０１の内周面に接触するヒータ３０２と、該ヒータ３０２に当接している温度検知素子等のサーミスタ３０３と、定着フィルム３０１を介してヒータ３０２と定着ニップ部１２を形成する加圧ローラ３０４とを有する。
【００３３】
サーミスタ３０３は、図５に示す状態検知部２０５を通じてヒータ３０２の現在の温度をエンジン制御部２０２に伝達する。エンジン制御部２０２は、サーミスタ３０３により検知したヒータ３０２の温度Ｔが所定温度以上になったことを検知する。その場合に、定着ユニット１１１や画像形成装置１０１自体にダメージを与えないためにヒータ３０２の温度Ｔが異常高温状態であると判断し、ヒータ３０２への通電を停止した上で、ビデオコントローラ２０１に異常を報知する。
【００３４】
図２及び図３（ａ）に示すように、定着ユニット１１１は、画像形成装置１０１本体（画像形成装置の本体）に対して着脱可能に設けられる。画像形成装置１０１本体側（画像形成装置の本体側）には、定着モータ１１２が設けられている。
【００３５】
エンジン制御部２０２が駆動制御部２０６を通じて制御する定着モータ１１２からの回転駆動力は以下の通りである。図３（ａ）に示す画像形成装置１０１本体側に設けられた駆動伝達手段となるギア列８０２と、定着ユニット１１１側に設けられた駆動伝達手段となるギア列８０４とが噛合する。これにより定着モータ１１２からの回転駆動力が定着手段を構成する加圧ローラ３０４に伝達される。そして、該加圧ローラ３０４は、図４の矢印ｂ方向に回転する。また、加圧ローラ３０４が図４の矢印ｂ方向に回転する場合は、定着フィルム３０１は、加圧ローラ３０４の回転に従動回転して図４の矢印ｃ方向に回転する。
【００３６】
ただし、図３（ｂ）に示すように、画像形成装置１０１本体側に設けられたギア列８０２と、定着ユニット１１１側に設けられたギア列８０４とが噛合していない場合は以下の通りである。定着モータ１１２からの回転駆動力を受けることが出来ず、加圧ローラ３０４は回転しない。
【００３７】
このとき、図３（ｂ）に示す画像形成装置１０１本体側のドロワーコネクタ８０１と、定着ユニット１１１側のドロワーコネクタ８０３との電気的な接続は、ある程度の遊びが許容されている。このため図３（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して傾いて装着された状態でも電気信号の接続が成立している。そのため図５に示すエンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して正しく装着されていると誤認識する。
【００３８】
＜異常高温検知＞
次に、図６を用いて本実施形態における異常高温の発生要因の判断方法について説明する。図６（ａ）は、加圧ローラ３０４が回転しない状態で画像形成動作時の定着制御を実施する。その際にサーミスタ３０３によりヒータ３０２の温度Ｔが異常高温に到達したことを検知する。その場合の定着制御開始（ｔ＝０）からの経過時間ｔと、サーミスタ３０３が検知するヒータ３０２の温度Ｔとの関係を示す図である。図６（ａ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からｔ１（秒）が経過した時点でサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達して図５に示すエンジン制御部２０２が定着ユニット１１１が異常高温であると判断する。
【００３９】
図６（ｂ）は、加圧ローラ３０４が回転している状態で画像形成動作時の定着制御を実施する。その際にサーミスタ３０３によりヒータ３０２の温度Ｔが異常高温に到達したことを検知する。その場合の定着制御開始（ｔ＝０）からの経過時間ｔと、サーミスタ３０３が検知するヒータ３０２の温度Ｔとの関係を示す図である。図６（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からｔ２（秒）（＞ｔ１）が経過した時点でサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達する。これにより図５に示すエンジン制御部２０２が定着ユニット１１１が異常高温であると判断する。
【００４０】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１が同じ異常高温と判断される状態でも図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していない場合がある。更に、図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転している場合がある。両者は、定着制御開始（ｔ＝０）からそれぞれ経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）後にサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達する。これにより図５に示すエンジン制御部２０２が定着制御開始（ｔ＝０）から定着ユニット１１１が異常高温であると判断するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）が異なる。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していない場合は、ヒータ３０２が発する熱が停止した状態の定着フィルム３０１や加圧ローラ３０４に伝わる熱量が少なく、ヒータ３０２が発した熱は、該ヒータ３０２に蓄積される。一方、図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転している場合は、ヒータ３０２が発する熱が回転移動する定着フィルム３０１や加圧ローラ３０４に伝わる熱量が多く、ヒータ３０２に蓄積される熱量は相対的に少なくなる。
【００４２】
この違いから、図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していない場合では、ヒータ３０２の温度曲線ｄは、急峻に立ち上がって異常高温の閾値Ｔａに到達する。そして、図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転している場合では、ヒータ３０２の温度曲線ｅは、緩慢に立ち上がって異常高温の閾値Ｔａに到達する。
【００４３】
その結果、図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）が異なる。
【００４４】
本実施形態では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）の時間差を考慮する。エンジン制御部２０２は、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）を考慮する。エンジン制御部２０２は、加圧ローラ３０４の回転状態を検知するために常に以下の数１式の関係が成立する時間閾値ｔｓを求める。
【００４５】
［数１］
ｔ１＜ｔｓ＜ｔ２
【００４６】
＜時間閾値＞
次に、加圧ローラ３０４の回転状態を検知するための時間閾値ｔｓを実験的に求める一例について説明する。先ず、図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転しない状態にする。そして、図６（ａ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１が最も長くなる出力でヒータ３０２に通電する。このときの図６（ａ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１を計測して最大（最長）経過時間ｔ１ａとする。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転する状態にする。そして、ヒータ３０２を最大出力に設定して、加圧ローラ３０４が回転している場合にヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達する経過時間ｔ２が最小（最短）経過時間ｔ２ａとなるようにする。このときの図６（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ２を計測して最小（最短）経過時間ｔ２ａとする。このとき、ｔ１ａ＜ｔ２ａの関係となる。このｔ１ａとｔ２ａの平均値を時間閾値ｔｓとする。
【００４８】
こうして導き出した時間閾値ｔｓと、図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）とを考慮する。これらを用いて加圧ローラ３０４の回転状態が分かる。これにより図３（ａ），（ｂ）に示すように、画像形成装置１０１本体に対する定着ユニット１１１の装着状態が検知できる。
【００４９】
尚、加圧ローラ３０４の回転状態を検知する時間閾値ｔｓは、画像形成装置１０１の個々の特性により異なる値になるため使用する画像形成装置１０１に応じて適宜設定する。
【００５０】
図７は、本実施形態の画像形成装置１０１の画像形成動作時において定着ユニット１１１の装着状態を検知する動作を説明するフローチャートである。図７のステップ５０１において、図５に示すビデオコントローラ２０１より印刷開始指示が発生すると、ステップ５０２において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１のヒータ３０２に通電して該定着ユニット１１１による定着制御を開始する。これと同時に加圧ローラ３０４を回転させるために駆動制御部２０６により定着モータ１１２を駆動制御する。
【００５１】
次に、ステップ５０３において、エンジン制御部２０２は、時間計測手段となるタイマ１３により定着制御時間の測定を開始する。タイマ１３（時間計測手段）は、定着ユニット１１１が定着制御を開始してからの経過時間ｔを計測する。タイマ１３による定着制御時間の測定は、画像形成装置１０１の印刷動作が終了するまで継続される。
【００５２】
エンジン制御部２０２は、タイマ１３による定着制御時間の測定を開始すると、ステップ５０４において、定着モータ１１２が回転しているか否かを確認する。このとき、エンジン制御部２０２は、図５に示す状態検知部２０５を通じて定着モータ１１２の回転情報を取得し、定着モータ１１２の回転状態を検知する。状態検知部２０５は、定着モータ１１２の駆動状態を検知する駆動状態検知手段を兼ねる。
【００５３】
前記ステップＳ５０４において、エンジン制御部２０２は、定着モータ１１２が回転していないと判断した場合はステップ５０８へ進み、定着モータ１１２が故障していると判断した上でステップＳ５１１に進んで画像形成装置１０１の印刷動作を終了する。
【００５４】
前記ステップＳ５０４において、エンジン制御部２０２は、定着モータ１１２が回転していると判断した場合は、ステップ５０５へ進む。前記ステップ５０５において、エンジン制御部２０２は、状態検知部２０５を介してサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔを随時検知して定着ユニット１１１の異常高温を監視する。
【００５５】
前記ステップ５０５において、エンジン制御部２０２は、サーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔを検知することで定着ユニット１１１の温度上昇状態を検知する。そして、図６（ｂ）に示すように、サーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達した場合に定着ユニット１１１が異常高温であると判断する。
【００５６】
前記ステップ５０５において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が異常高温ではないと判断した場合は、ステップ５０９に進み、前記ステップ５０９において、印刷ジョブの有無を判断する。前記ステップ５０９において、印刷ジョブが無ければ、ステップＳ５１１に進んで印刷動作を終了する。前記ステップ５０９において、印刷ジョブが存在する場合は、前記ステップ５０５に戻って、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１の異常高温を監視する。
【００５７】
前記ステップ５０５において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が異常高温であると判断した場合は、ステップ５０６に進む。そして、図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２を考慮する。そして、図３（ｂ）に示すように、画像形成装置１０１本体に対して定着ユニット１１１を半挿しの状態でヒータ３０２に通電して加熱を開始してしまったために定着ユニット１１１の異常高温が発生したかを考慮する。更に、それ以外の理由により定着ユニット１１１の異常高温が発生したかを考慮する。
【００５８】
これらは前述した図６（ａ），（ｂ）に示す加圧ローラ３０４の回転状態を検知する時間閾値ｔｓを考慮する。更に、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２を考慮する。そして、時間閾値ｔｓと経過時間ｔ１，ｔ２とから加圧ローラ３０４の回転状態を判断する。これにより図３（ａ），（ｂ）に示すように、画像形成装置１０１本体に対する定着ユニット１１１の装着状態を判断する。
【００５９】
先ず、ステップ５０３において定着時間の測定を開始した図６（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ後にサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達する。エンジン制御部２０２は、定着制御開始（ｔ＝０）から定着ユニット１１１が異常高温となったと判断するまでの経過時間ｔを考慮する。更に、前述の方法で予め設定した加圧ローラ３０４の回転状態を検知する時間閾値ｔｓを考慮する。そして、経過時間ｔと時間閾値ｔｓとを比較する。
【００６０】
エンジン制御部２０２は、前記経過時間ｔと時間閾値ｔｓとを比較した結果、前記経過時間ｔが時間閾値ｔｓよりも短かかった場合は、図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していない状態で定着制御が行われたと判断する。一方、前記経過時間ｔが時間閾値ｔｓと同じか、或いは、長かった場合には、図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転している状態で定着制御が行われたと判断する。
【００６１】
図６（ｂ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していると判断すれば、エンジン制御部２０２は、図３（ａ）に示すように、画像形成装置１０１に対して定着ユニット１１１が正しく装着されていると判断する。そして、ヒータ３０２の温度Ｔを制御できなかったことにより定着ユニット１１１の異常高温が発生したと判断する。そして、ステップ５１０に進む。前記ステップ５１０において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１に異常高温が発生したと判断してステップＳ５１１に進んで画像形成装置１０１の印刷動作を終了する。
【００６２】
一方、図６（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転していないと判断すれば、ステップ５０７に進む。前記ステップ５０７において、エンジン制御部２０２は以下の通りである。図３（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して傾いて装着された半挿し状態であると判断する。
【００６３】
そして、両者のドロワーコネクタ８０１，８０３は、電気的に接続されているものの定着ユニット１１１側のギア列８０４と、画像形成装置１０１本体側のギア列８０２とが噛合できていないと判断する。そして、画像形成装置１０１本体側に設けられた定着モータ１１２からの回転駆動力が定着ユニット１１１側に伝達されない状態となっていると判断する。そして、ステップＳ５１１に進んで画像形成装置１０１の印刷動作を終了する。
【００６４】
本実施形態では、エンジン制御部２０２は、サーミスタ３０３（温度検知手段）による温度検知結果を考慮する。更に、タイマ１３（時間計測手段）による経過時間結果を考慮する。そして、これらに基づいて定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度上昇状態を算出する算出手段を兼ねる。
【００６５】
エンジン制御部２０２（算出手段）は、定着ユニット１１１が定着制御を開始してから定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａ（所定の温度）に到達するまでの経過時間ｔを考慮する。そして、該経過時間ｔに基づいて定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度上昇状態を算出する。
【００６６】
また、エンジン制御部２０２は、該エンジン制御部２０２（算出手段）により算出された定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度上昇状態を考慮する。更に、状態検知部２０５（駆動状態検知手段）により検知された定着モータ１１２の駆動状態を考慮する。これらに基づいて画像形成装置１０１本体と、定着ユニット１１１との間でギア列８０２，８０４（駆動伝達手段）の接続状態を検知する接続状態検知手段を兼ねる。
【００６７】
前記ステップＳ５０７において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が図３（ｂ）に示すような半挿し状態であると判断した場合は、ビデオコントローラ２０１に定着ユニット１１１が半挿し状態であることを通知する。ビデオコントローラ２０１は、定着ユニット１１１が半挿し状態であることを検知した場合は、オペレーションパネル２０７を通じてユーザに定着ユニット１１１の装着状態を確認するように促す指示を出す。
【００６８】
また、前記ステップＳ５１０において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が図３（ａ）に示すように、正しく装着されていると判断した場合は、ビデオコントローラ２０１に定着ユニット１１１が故障していることを通知する。ビデオコントローラ２０１は、定着ユニット１１１が故障しているとの通知を受けてオペレーションパネル２０７を通じてユーザに定着ユニット１１１の交換、或いは、サービスマンを呼んでメンテナンスを実施することを促す。
【００６９】
本実施形態によれば、エンジン制御部２０２が定着ユニット１１１の異常高温を検知して画像形成装置１０１の画像形成動作が緊急停止した場合に以下の通りである。図３（ａ），（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１側のギア列８０４と、画像形成装置１０１本体側のギア列８０２とが噛合しているか否かを判断する。そして、ユーザに対して画像形成装置１０１を復旧させるために適切な指示を出すことでユーザビリティ（usability；使い易さ）を向上させることが可能となる。
【００７０】
これにより本実施形態のように、画像形成装置１０１本体に対する定着ユニット１１１の装着を機械的に検知する手段を持たない構成であっても定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に装着されているか否かを検知することができる。
【実施例２】
【００７１】
次に、図８及び図９を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【００７２】
図８（ａ）は、本実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラ３０４が回転していない状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始（ｔ＝０）からの経過時間ｔと、サーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔとの関係を示す図である。図８（ｂ）は、本実施形態において、画像形成動作時に加圧ローラ３０４が回転している状態で定着制御を実施した場合の定着制御開始（ｔ＝０）からの経過時間ｔと、サーミスタ３０３が検知するヒータ３０２の温度Ｔとの関係を示す図である。
【００７３】
前記第１実施形態では、図６（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔが異常高温の閾値Ｔａに到達するまでの経過時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）を考慮する。更に、予め設定した加圧ローラ３０４の回転状態を検知する時間閾値ｔｓ（ｔ１＜ｔｓ＜ｔ２）を考慮する。これらを用いて図３（ａ），（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１の装着状態を検知した。
【００７４】
本実施形態では、エンジン制御部２０２は、図５に示す状態検知部２０５を介して図８（ａ），（ｂ）に示すように、定着制御開始（ｔ＝０）からの経過時間ｔとともにサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔの立ち上がり状態を監視する。そして、図８（ａ）に示す加圧ローラ３０４が回転していない場合のヒータ３０２の温度曲線ｄの温度上昇の傾きＭ３を考慮する。更に、図８（ｂ）に示す加圧ローラ３０４が回転している場合のヒータ３０２の温度曲線ｅの温度上昇の傾きＭ４を考慮する。これらを用いて図３（ａ），（ｂ）に示すように、定着ユニット１１１の装着状態を検知する。
【００７５】
図８（ａ）に示す加圧ローラ３０４が回転していない場合のヒータ３０２の温度曲線ｄにおいて、定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）が経過した時点における該温度曲線ｄ上の点ｄ３までの該温度曲線ｄの傾きＭ３は以下の通りである。該温度曲線ｄ上の点ｄ３におけるサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔ３を用いて以下の数２式で表わされる。
【００７６】
［数２］
Ｍ３＝Ｔ３／ｔ３
【００７７】
一方、図８（ｂ）に示す加圧ローラ３０４が回転している場合のヒータ３０２の温度曲線ｅを考慮する。該温度曲線ｅにおいて、定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）が経過した時点における該温度曲線ｅ上の点ｅ３までの該温度曲線ｅの傾きＭ４は以下の通りである。該温度曲線ｅ上の点ｅ３におけるサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔ４（＜Ｔ３）を用いて以下の数３式で表わされる。
【００７８】
［数３］
Ｍ４＝Ｔ４／ｔ３
【００７９】
前記数２式と数３式における定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）が経過した時点における図８（ａ）に示す温度曲線ｄ上の点ｄ３までの該温度曲線ｄの傾きＭ３を考慮する。更に、図８（ｂ）に示す温度曲線ｅ上の点ｅ３までの該温度曲線ｅの傾きＭ４（＜Ｍ３）を考慮する。これらの違いから、常にＭ３＞Ｍｓ＞Ｍ４が成立する傾き閾値Ｍｓを求める。
【００８０】
＜傾き閾値＞
次に、加圧ローラ３０４の回転状態を検知するための傾き閾値Ｍｓを実験的に求める一例について説明する。先ず、図８（ａ）に示すように、加圧ローラ３０４が回転しない状態にする。そして、ヒータ３０２を異常高温が発生する最小の出力、つまり図８（ａ）に示す温度曲線ｄ上の経過時間ｔ３の点ｄ３におけるサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔ３が最小となる出力で駆動させる。その場合の定着制御開始（ｔ＝０）から１秒経過後の温度上昇Ｔ３ａを取得し、該温度上昇Ｔ３ａの傾きＭ３ａを以下の数４式により求める。
【００８１】
［数４］
Ｍ３ａ＝Ｔ３ａ／１
【００８２】
次に、加圧ローラ３０４が回転する状態でヒータ３０２を最大出力、つまり図８（ｂ）に示す温度曲線ｅ上の経過時間ｔ３の点ｅ３におけるサーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔ４が最大となる出力で駆動させる。その場合の定着制御開始（ｔ＝０）から１秒経過後の温度上昇Ｔ４ａを取得し、該温度上昇Ｔ４ａの傾きＭ４ａを以下の数５式により求める。
【００８３】
［数５］
Ｍ４ａ＝Ｔ４ａ／１
【００８４】
このとき前記数４式と数５式における定着制御開始（ｔ＝０）から１秒が経過した時点における図８（ａ）に示す温度曲線ｄの傾きＭ３ａと、図８（ｂ）に示す温度曲線ｅの傾きＭ４ａとの関係は、Ｔ３ａ＞Ｔ４ａであることからＭ３ａ＞Ｍ４ａとなる。この傾きＭ３ａと傾きＭ４ａとの平均値を傾き閾値Ｍｓ（Ｍ３ａ＞Ｍｓ＞Ｍ４ａ）とする。
【００８５】
こうして導き出した傾き閾値Ｍｓと、定着制御開始（ｔ＝０）から１秒が経過した時点における図８（ａ）に示す温度曲線ｄの傾きＭ３ａと、図８（ｂ）に示す温度曲線ｅの傾きＭ４ａとから、加圧ローラ３０４の回転状態が分かる。即ち、図３（ａ），（ｂ）に示すように画像形成装置１０１に対する定着ユニット１１１の装着状態が検知できる。尚、加圧ローラ３０４の回転状態を検知する傾き閾値Ｍｓは、画像形成装置１０１の個別の特性により異なる値になる。
【００８６】
図９は、本実施形態の画像形成装置１０１の画像形成動作時において定着ユニット１１１の装着状態を検知する動作を説明するフローチャートである。図９のステップ７０１において、図５に示すビデオコントローラ２０１により印刷開始指示が発生すると、エンジン制御部２０２は、ステップ７０２において、定着ユニット１１１のヒータ３０２に通電して定着制御を開始する。同時に、エンジン制御部２０２は、駆動制御部２０６により定着モータ１１２を回転駆動して定着ユニット１１１の加圧ローラ３０４を回転させる。
【００８７】
次に、ステップ７０３において、エンジン制御部２０２は、図５に示すタイマ１３により定着ユニット１１１の定着制御時間の測定を開始する。次に、ステップ７０４において、エンジン制御部２０２は、図５に示す駆動制御部２０６を介して定着モータ１１２により加圧ローラ３０４が回転しているか否かを確認する。このとき、エンジン制御部２０２は、状態検知部２０５を通じて定着モータ１１２の回転情報を取得し、定着モータ１１２の回転駆動状態を検知する。
【００８８】
前記ステップＳ７０４において、エンジン制御部２０２は、定着モータ１１２が回転していないと判断した場合は、ステップ７０９に進んで、定着モータ１１２が故障したと判断し、ステップＳ７１０に進んで画像形成装置１０１の印刷動作を終了する。
【００８９】
前記ステップＳ７０４において、エンジン制御部２０２は、定着モータ１１２が回転していると判断した場合は、ステップ７０５へ進む。前記ステップ７０５において、エンジン制御部２０２は、ステップ７０３で測定開始した定着制御時間が図８（ａ），（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）からヒータ３０２の温度曲線ｄ，ｅ上の点ｄ３，ｅ３の経過時間ｔ３（秒）が経過するのを待つ。
【００９０】
前記ステップＳ７０４において、図８（ａ），（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）が経過すると、ステップ７０６に進む。前記ステップ７０６において、エンジン制御部２０２は、図８（ａ），（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）が経過した時点における該温度曲線ｄ上の点ｄ３までの該温度曲線ｄの傾きＭ３を考慮する。更に、該温度曲線ｅ上の点ｅ３までの該温度曲線ｅの傾きＭ４を考慮する。更に、予め設定した加圧ローラ３０４の回転状態を検知する傾き閾値Ｍｓとを考慮する。これによりエンジン制御部２０２は、画像形成装置１０１本体に対する定着ユニット１１１の装着状態の検知を実施する。
【００９１】
エンジン制御部２０２は、図８（ａ），（ｂ）に示す定着制御開始（ｔ＝０）から経過時間ｔ３（秒）後のタイミングで以下の通りである。サーミスタ３０３により検知されるヒータ３０２の温度Ｔに基づいて前記数２式及び数３式に示すように、該ヒータ３０２の温度曲線の傾きＭ３，Ｍ４を算出し、予め設定した傾き閾値Ｍｓと比較する。
【００９２】
その結果、計算したヒータ３０２の温度曲線の傾きＭが予め設定した傾き閾値Ｍｓ以上であると判断した場合は、ステップＳ７０７に進む。前記ステップＳ７０７において、エンジン制御部２０２は、図３（ｂ）に示すように、画像形成装置１０１本体に対して定着ユニット１１１が半挿し状態であると判断する。
【００９３】
前記ステップＳ７０７において、エンジン制御部２０２は、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して半挿し状態であることを検知した場合は、図５に示すビデオコントローラ２０１に定着ユニット１１１が半挿し状態であることを通知する。
【００９４】
ビデオコントローラ２０１は、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して半挿し状態であることを検知した場合は、ステップＳ７１０に進む。前記ステップＳ７１０において、エンジン制御部２０２に印刷動作を中止するよう指示を出して画像形成装置１０１の印刷動作を終了する。これと同時に、ビデオコントローラ２０１は、オペレーションパネル２０７を通じて、ユーザに定着ユニット１１１の装着状態を確認するように促す指示を出す。
【００９５】
前記ステップＳ７０６において、エンジン制御部２０２は、計算したヒータ３０２の温度曲線の傾きＭが予め設定した傾き閾値Ｍｓよりも小さいと判断した場合は、ステップＳ７０８に進む。前記ステップＳ７０８において、図３（ａ）に示すように、定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して正しく装着されていると判断し、印刷ジョブが終了するまで画像形成動作時の定着制御を継続する。印刷ジョブが終了すれば、ステップＳ７１０に進んで印刷動作を終了する。
【００９６】
本実施形態では、エンジン制御部２０２（算出手段）は以下の通りである。定着ユニット１１１が定着制御を開始してから経過時間ｔ３（所定の時間）が経過した後の定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度Ｔに基づいて該ヒータ３０２の温度上昇状態を算出する。
【００９７】
そして、エンジン制御部２０２（接続状態検知手段）は、該エンジン制御部２０２（算出手段）により算出された定着フィルム３０１（定着手段）の内周面側に設けられたヒータ３０２の温度上昇状態を考慮する。更に、状態検知部２０５（駆動状態検知手段）により検知された定着モータ１１２の駆動状態を考慮する。そして、これらに基づいて画像形成装置１０１本体と、定着ユニット１１１との間でギア列８０２，８０４（駆動伝達手段）の接続状態を検知する。
【００９８】
本実施形態によれば、画像形成装置１０１の画像形成動作中に定着ユニット１１１が画像形成装置１０１本体に対して半挿し状態であることを検知する。その場合にユーザに対して画像形成装置１０１を復旧させるために適切な指示を出すことでユーザビリティを向上させることが可能となる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００９９】
Ｔ…ヒータ３０２の温度
ｔ…定着制御開始からの経過時間
１３…タイマ（時間計測手段）
１０１…画像形成装置
１１１…定着ユニット
１１２…定着モータ
２０２…エンジン制御部（算出手段、接続状態検知手段）
２０５…状態検知部（駆動状態検知手段）
３０２…ヒータ
３０３…サーミスタ（温度検知手段）
８０２…画像形成装置１０１本体側のギア列（駆動伝達手段）
８０４…定着ユニット１１１側のギア列（駆動伝達手段）
【図１】
2017111161.tif 000003
【図２】
2017111161.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017111161.tif 000007
【図６】
2017111161.tif 000008
【図７】
2017111161.tif 000009
【図８】
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【図９】
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