(57)【要約】【課題】定着装置の温度を検出するサーミスタのレアショートやレアオープンによる故障検出のできる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ヒータ１６の中央部の温度を検出するメインサーミスタ２４と、端部の温度を検出するサブサーミスタ２５とを有する定着装置Ｆと、メインサーミスタの検出温度にもとづいて定着ヒータに供給する電力を演算する第１の演算手段４５と、第１の演算手段で算出した電力を定着ヒータに供給するよう制御する加熱制御手段４９と、第１の演算手段で算出した電力における定着ヒータの予測温度上昇率および予測温度維持率の少なくとも１つを演算する第２の演算手段と、メインサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率ならびに前記サブサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率の少なくとも１つを演算する第３の演算手段と、第２の演算手段での演算結果と第３の演算手段の演算結果を比較し、定着装置の故障を検出する故障検出手段と、を備えた画像形成装置。【選択図】図６
2009145386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に形成された現像剤像を前記転写材に加熱定着させる定着手段であって、前記定着手段を加熱する定着ヒータと、前記定着ヒータの中央部の温度を検出するメインサーミスタと、前記定着ヒータの端部の温度を検出するサブサーミスタとを有する定着手段と、
前記メインサーミスタの検出温度にもとづいて前記定着ヒータに供給する電力を演算する第１の演算手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力を前記定着ヒータに供給するよう制御する電力制御手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力における前記定着ヒータの予測温度上昇率および予測温度維持率の少なくとも１つを演算する第２の演算手段と、
前記メインサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率ならびに前記サブサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率の少なくとも１つを演算する第３の演算手段と、
前記第２の演算手段での演算結果と前記第３の演算手段の演算結果を比較し、前記定着手段の故障を検出する故障検出手段と、
を備えた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、
前記故障検出手段は、前記メインサーミスタの検出温度および前記サブサーミスタの検出温度を、予め決められている異常高温温度および異常低温温度と比較し、前記定着手段の故障を検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
転写材上に形成された現像剤像を前記転写材に加熱定着させる定着手段であって、前記定着手段を加熱する定着ヒータと、前記定着ヒータの温度を検出するサーミスタとを有する定着手段と、
前記サーミスタの検出温度にもとづいて前記定着ヒータに供給する電力を演算する第１の演算手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力を前記定着ヒータに供給するよう制御する電力制御手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力における前記定着ヒータの予測温度上昇率および予測温度維持率の少なくとも１つを演算する第２の演算手段と、
前記サーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率の少なくとも１つを演算する第３の演算手段と、
前記第２の演算手段での演算結果と前記第３の演算手段の演算結果を比較し、前記定着手段の故障を検出する故障検出手段と、
を備えた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、特にその定着装置の故障検出に関するものである。
ここで、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現像剤画像を形成担持させ、該現像剤画像を、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、現像剤として加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いている。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】
従来、レーザビーム等を用いた画像形成装置においては、レーザ光等によって像担持体上に描かれた潜像をトナーにより現像する現像装置と、現像されたトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えている。そして転写されたトナー像を転写材上に定着する加熱定着装置とを備えたものが主流となっている。この加熱定着装置としては、熱ローラ方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられている。加熱定着装置は、加熱手段（以後定着ヒータという）と、温度検出手段（以後サーミスタという）によって所定の温度に保たれる定着フィルムもしくは熱ローラとを備えている。そして前記定着フィルムもしくは熱ローラに所定の押圧力で当接され、回転駆動する加圧ローラにより、熱および圧力をもって現像剤たるトナーを溶融させ、トナー像を転写材に定着する。
【０００３】
また、定着フィルムを用いた定着装置では、ヒータホルダに固定支持させた定着ヒータと弾性加圧ローラとの間に薄肉の定着フィルムをはさませて定着ニップ部を形成している。
そして、定着フィルムを定着ヒータの面に摺動移動させ、定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラの間でトナー画像を担持した転写材を挟持搬送して定着フィルムを介した定着ヒータからの熱により転写材上のトナー画像を加熱する構成である。転写材上の未定着トナー画像は、定着ニップ部を通過する際に、熱と圧力を受け、転写材上に完成定着画像（永久固着画像）として定着される。
【０００４】
近年、画像形成装置の高速化、カラー化が求められており、定着ヒータへより大電力を投入し、発熱量を全体的に大きくする必要が生じている。
高速化に際しては、より短い時間でより多くの熱量を転写材およびトナーに与える必要があるため、定着ヒータの発熱量も大きくしなければならない。
【０００５】
また、カラー化に際して定着フィルムを用いた定着装置は、定着フィルム上に弾性層を設けた、定着フィルムを用いる必要がある。これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することができずに、部分的に定着性のムラが生じるためである。
【０００６】
定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、ＯＨＴにおいては、透過性のムラとなり、投影した際に透過性のムラが画像欠陥として現れたりするという問題があった。
定着フィルム側に弾性層を設けることにより、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、弾性層がトナー層に沿って変形することで、転写材上に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。
【０００７】
定着フィルムは、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。
【０００８】
弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常のフィルム定着装置に比べて大きな電力が必要になる。
【０００９】
このような定着装置に投入される電力増加に対して注意すべきことは、電力増加に伴った定着ヒータの昇温速度の上昇である。定着ヒータの温度上昇を検出するサーミスタの故障または設置不良が起こっていると、温度上昇を検出できないまたは誤検出したままで電力を投入することが考えられる。この温度上昇を正常に検出できない状態になると、加熱のために定着ヒータへ大電力を投入する可能性がある。大電力を投入した際に定着ヒータの昇温速度は速いためすぐに高温状態となり、故障を判断する前に、加圧ローラのゴム材料や定着フィルムのコーティングに損傷を与える恐れがある。
【００１０】
そこでこの問題を解決するために、従来からサーミスタの故障または設置不良の検出を行う技術が考え出されている。
例えば、特許文献１で示されるような、定着ヒータを一定時間発熱させた後に定着ヒータの温度をサーミスタによって検出し、所定の温度範囲となっていない場合は、定着ヒータまたはサーミスタの故障とする処理を行っている。これにより、サーミスタがオープンモードやショートモードの故障の場合は定着ヒータを発熱させても、サーミスタの温度はある値に固定となるため故障の判断が可能である。
【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。
サーミスタの設置不良により定着ヒータの温度を低く検出してしまう場合を考える。この場合、定着ヒータを発熱させると、サーミスタは温度を検出できる。しかしながら、サーミスタの検出している温度よりも、実際に定着ヒータが発熱している温度のほうが高くなってしまうため、加圧ローラのゴム材料や定着フィルムのコーティングに損傷を与える従来の問題を解決できない。また、電源投入後、サーミスタの故障検出のために一定発熱を行い、異常がないことを確認した後に通常のシーケンスに移るため、ファーストプリントタイムが長くなってしまう。
【００１２】
そこでこの問題を解決するために、特許文献２に示されるように、複数のサーミスタを備えた定着装置において、加熱ローラの加熱開始から印刷可能となる温度までの間、それぞれの温度の上昇率を比較する。そして上昇率が異なる場合はサーミスタの設置不良による誤検出と判断する処理を行っている。
また、特許文献３は、定着ヒータの温度を検出するサーミスタとは別に、画像形成装置の外気温度を検出する温度検出手段を用いた構成を開示している。外気温度より定着ヒータの温度が低い場合は、印刷ジョブ開始後、定着ヒータへ電力を投入する際に固定電力を投入し、所定時間内の温度上昇量を検出し、サーミスタの故障を判別する処理を行っている。その後に検出温度と印刷可能温度との比較結果から、予め定められた制御テーブルにもとづいてＰ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）制御、Ｉ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御、Ｄ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を行うＰＩＤ制御に移行し印刷可能温度を保つ制御を行っている。
【特許文献１】特開平６−８３２２０号公報
【特許文献２】特開２００５−２３４２７３号公報
【特許文献３】特開２００４−３４１００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述の従来例には以下のような問題がある。
特許文献２においては、サーミスタの抵抗値が完全にオープンやショートの状態ではなく、定着ヒータを加熱し始めた段階から印刷可能温度までは正常な抵抗値変化をした後、ある温度になった後の抵抗値の異常についてである。すなわち、サーミスタチップの熱膨張によりサーミスタの抵抗値が正常でない抵抗値に変化する中途断線（以下レアオープンという）または中途短絡（以下レアショートという）の場合を考える。このとき、サーミスタの検出温度が図１５に示すように、異常な高温および低温を検出する閾値を超えた場合は、従来からある異常検出方法により異常検出し緊急停止を行うことができる。
【００１４】
しかしながら、図１６のようにサーミスタの検出温度が異常高温および低温の閾値を超えない温度を示す場合、サーミスタの故障を検出できない。このとき、定着ヒータの端部を検出している端部サーミスタにおいて、温度を低く検出する方向にレアオープンまたはレアショートしている場合を考える。例えば、この状態で小サイズ紙を通紙されてしまうと、定着ヒータの端部の温度が上昇する。この場合に、中央付近のサーミスタ（以下メインサーミスタという）から検出される温度を基に通紙可能温度となるようフィードバック制御をかけるため、メインサーミスタの検出温度は通紙可能温度付近を示す。しかしながら、端部サーミスタは温度を低く検出しているため、画像形成装置は小サイズを連続通紙し続けていく過程で実際の端部の過昇温を検出できない。そして過昇温状態が継続され続けていると、画像劣化や、場合によっては定着装置の端部周辺部品の劣化に至るという従来の課題を解決できないおそれがある。
【００１５】
また、メインサーミスタにおいて、温度を低く検出する方向にレアオープンまたはレアショートしている場合を考える。通常、画像形成装置のエンジン制御部はメインサーミスタの検出温度が通紙可能温度となるようにフィードバック制御をかける。しかしながら、メインサーミスタの温度は低く検出されるので、エンジン制御部は通紙可能温度を保とうとするためさらに電力を投入する。このとき、大サイズ紙を通紙する場合、端部サーミスタにおいても前記小サイズ紙の通紙よりも検出温度は低くなる。通常、端部サーミスタの故障検出は、メインサーミスタよりも高めの温度設定がなされている。前述の状態が継続されると、実際の定着ヒータの温度は通常より高くなってしまい、定着画像が剥がれてしまう高温オフセット等の画像劣化を生じる可能性があり、場合によっては、定着装置構成部品の劣化に至るという従来の問題を解決できないおそれがある。
【００１６】
また特許文献３においては、サーミスタがレアショートまたはレアオープンを起こしている状態において、加熱を始める前の段階ですでに抵抗値が通常の抵抗値とは別の値になっている場合には有効である。しかし、前途したように定着ヒータを加熱する前の段階では正常な抵抗値を示し、ある温度になってからもしくはある温度の継続時間によるサーミスタチップの熱膨張によりサーミスタの抵抗値が正常でない抵抗値に変化するような故障に関しては検出できない。よって従来の問題を解決できないおそれがある。
【００１７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、サーミスタのレアショートやレアオープンによる故障についても検出可能で、定着ヒータの過昇温による加熱定着装置周辺部品の劣化を抑制することが可能な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】
【００１８】
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）のとおりに構成する。
【００１９】
（１）転写材上に形成された現像剤像を前記転写材に加熱定着させる定着手段であって、前記定着手段を加熱する定着ヒータと、前記定着ヒータの中央部の温度を検出するメインサーミスタと、前記定着ヒータの端部の温度を検出するサブサーミスタとを有する定着手段と、
前記メインサーミスタの検出温度にもとづいて前記定着ヒータに供給する電力を演算する第１の演算手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力を前記定着ヒータに供給するよう制御する電力制御手段と、
前記第１の演算手段で算出した電力における前記定着ヒータ手段の予測温度上昇率および予測温度維持率の少なくとも１つを演算する第２の演算手段と、
前記メインサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率ならびに前記サブサーミスタの検出温度にもとづく温度上昇率および温度維持率の少なくとも１つを演算する第３の演算手段と、
前記第２の演算手段での演算結果と前記第３の演算手段の演算結果を比較し、前記定着手段の故障を検出する故障検出手段と、
を備えた画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、新たに回路を加えることなく、サーミスタのレアショートやレアオープンによる故障についても検出可能で、定着ヒータの過昇温による加熱定着装置周辺部品の劣化を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
実施例１である“カラー画像形成装置”を、図面を参照して詳細に説明する。説明は、画像形成装置の全体説明、加熱定着手段の説明、加熱制御手段の説明、温度検出手段異常検出手法の説明の順で行う。
【００２３】
（画像形成装置）
図２に、本実施例であるカラー画像形成装置の概略構成断面図を示す。本実施例のカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像（現像剤像）を重ね合わせることでフルカラー画像を得る画像形成装置である。
【００２４】
Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する４つのプロセスカートリッジであり、下から上に順に配列してある。各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、以下の手段をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを使用している。
すなわち、オールインワンカートリッジは、像担持体たる感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ、帯電手段たる帯電ローラ２ｂｋ、２ｍ、２ｃ、２ｙ、静電潜像を顕像化するための現像手段３ｂｋ、３ｍ、３ｃ、３ｙを有する。さらに感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙのクリーニング手段４ｂｋ、４ｍ、４ｃ、４ｙ等を有する。イエローのプロセスカートリッジＹの現像手段３ｙにはイエロー色トナーを、シアンのプロセスカートリッジＣの現像手段３ｃにはシアン色トナーを、それぞれ充填してある。また、マゼンタのプロセスカートリッジＭの現像手段３ｍにはマゼンタ色トナーを、ブラックのプロセスカートリッジＢｋの現像手段３ｂｋにはブラック色トナーを、それぞれ充填してある。
【００２５】
感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙに露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が前記４色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋに対応して設けられている。光学系５としてはレーザ走査露光光学系を用いている。
【００２６】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋにおいて、光学系５より、画像データに基づいた走査露光が、帯電手段２により一様に帯電された各感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ上になされる。これにより、各感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源部より現像手段３ｂｋ、３ｍ、３ｃ、３ｙの現像ローラに印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）電位の間の適切な値に設定する。これにより通常負の極性に帯電されたトナーが感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ上の静電潜像に静電吸着して感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ上の静電潜像が現像される。
【００２７】
すなわち、イエローのプロセスカートリッジＹの感光体ドラム１ｙにはイエロートナー像が、シアンのプロセスカートリッジＣの感光体ドラム１ｃにはシアントナー像が、それぞれ形成される。また、マゼンタのプロセスカートリッジＭの感光体ドラム１ｍにはマゼンタトナー像が、ブラックのプロセスカートリッジＢｋの感光体ドラム１ｂｋにはブラックトナー像が、それぞれ形成される。
【００２８】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋの各感光体ドラム１上に現像形成された前記の単色トナー画像は、各感光体ドラム１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体６上へ所定の位置合わせ状態で順に一次転写され重畳される。これにより、中間転写体６上にフルカラートナー画像が合成形成される。
【００２９】
本実施例においては、中間転写体６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ７、二次転写ローラ対向ローラ１４、テンションローラ８の３本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ７によって駆動される。以降、中間転写体６を中間転写ベルト６という。
【００３０】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋの各感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙ上から中間転写ベルト６上へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ９ｂｋ、９ｍ、９ｃ、９ｙを用いている。一次転写ローラ９ｂｋ、９ｍ、９ｃ、９ｙに対して、不図示のバイアス電源部より、トナーと逆極性（通常正極性）の一次転写バイアスを印加する。これにより各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋの各感光体ドラム１上から中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋにおいて感光体ドラム１上から中間転写ベルト６への一次転写後、感光体ドラム１上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段４ｂｋ、４ｍ、４ｃ、４ｙにより除去される。本実施例においては、クリーニング手段４ｂｋ、４ｍ、４ｃ、４ｙとして、ウレタンブレードを用いた接触除去のクリーニングを行っている。
【００３１】
一方、転写材供給部となる転写材カセット１０にセットされた転写材Ｐは、給送ローラ１１により給送される。そしてレジストローラ１２により所定の制御タイミングで、二次転写ローラ対向ローラ１４に懸回されている中間転写ベルト６部分と二次転写手段としての二次転写ローラ１３とのニップ部に搬送される。
【００３２】
中間転写ベルト６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ１３に不図示のバイアス電源部より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、転写材Ｐ上に一括転写される。
【００３３】
二次転写後に中間転写ベルト６上に残った二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング手段１５により除去される。本実施例においては、感光体ドラム１ｂｋ、１ｍ、１ｃ、１ｙのクリーニング手段４ｂｋ、４ｍ、４ｃ、４ｙと同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【００３４】
前記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｂｋにおいて行わせて、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、前記工程は、目的の形成色についてのみ行われる。
【００３５】
転写材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる加熱定着手段Ｆ（以後、定着装置Ｆと呼ぶ）を通過することで、転写材Ｐ上に溶融定着され、排紙パスを通って排紙トレイ５０に搬出されて画像形成装置の出力画像となる。
【００３６】
（加熱定着手段）
図３は本実施例における定着装置Ｆの概略構成断面図である。本実施例の定着装置Ｆは、定着フィルム方式、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。
【００３７】
１８は第一の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。１９は第二の定着部材としての加圧ローラである。１６は加熱手段（以後定着ヒータという）であり、１７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である。この定着ヒータ１６はヒータホルダ１７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１８はこのヒータホルダ１７にルーズに外嵌させてある。
【００３８】
ヒータホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、定着ヒータ１６を保持し、定着フィルム１８をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト（登録商標）７７５５を使用した。ゼナイト（登録商標）７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
【００３９】
加圧ローラ１９は芯金の両端部を不図示の定着装置フレームの奥側と手前側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１９の上側に、前記の定着ヒータ１６・ヒータホルダ１７・定着フィルム１８等から成る加熱アセンブリを、定着ヒータ１６側を下向きにして加圧ローラ１９に並行に配置する。ヒータホルダ１７の両端部を、ヒータホルダ１７の内部に設けた加圧ステー２１と、加圧ステー２１両端に設けた加圧バネ２２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１９の軸線方向に付勢する。この結果、定着ヒータ１６の下向き面を、定着フィルム１８を介して加圧ローラ１９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。また加圧機構は、不図示の圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材Ｐの除去が容易な構成となっている。
【００４０】
加圧ローラ１９は不図示の駆動手段により矢印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１９の回転駆動による、該加圧ローラ１９の外面と定着フィルム１８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１８に回転力が作用する。この結果、該定着フィルム１８は、その内面側が定着ヒータ１６の下向き面に密着して摺動しながら、ヒータホルダ１７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１８内面には不図示のグリスが塗布され、ヒータホルダ１７と定着フィルム１８内面との摺動性を前記グリスにより確保している。
【００４１】
加圧ローラ１９が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１８が従動回転状態になり、また定着ヒータ１６に通電がなされ、該定着ヒータ１６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１８と加圧ローラ１９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２２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１８の外面に密着して定着フィルム１８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１６の熱が定着フィルム１８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１８から曲率分離され、定着排紙ローラ２３で排出される。
【００４２】
図４に、本実施例における定着装置Ｆの長手方向の位置関係をあらわす概略斜視図を示す。定着ヒータ１６の温度検出を行うためのメインサーミスタ２４は熱源である定着ヒータ１６上の中央部に、サブサーミスタ２５は通紙領域内の端部に、定着ヒータ１６上の発熱体に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置される。定着ヒータ１６上の中央部は通紙領域内の中央部に相当する。
【００４３】
通常使用においては、定着装置Ｆの加圧ローラ１９の回転開始とともに、定着フィルム１８の従動回転が開始し、定着ヒータ１６の温度の上昇とともに、定着フィルム１８の内面温度も上昇していく。定着ヒータ１６への通電は、メインサーミスタ２４の検出温度が目標温度（例えば１９５℃）になるように、入力電力が制御される。
【００４４】
（加熱制御手段）
次に、図５を用いて本実施例における定着ヒータ１６への加熱制御手段としての回路構成を説明する。
図中２６は、本カラー画像形成装置を接続する入力商用電源で、本カラー画像形成装置は入力商用電源２６からＡＣフィルタ２７を介して定着ヒータ１６へ供給することにより定着ヒータ１６を加熱させる。この定着ヒータ１６への電力供給は、双方向サイリスタ（Ｔｒｉｏｄｅ  ＡＣ  Ｓｗｉｔｃｈ）２８への通電もしくは遮断により制御される（電力制御手段）。抵抗２９、３０は双方向サイリスタ２８のためのバイアス抵抗で、フォト双方向サイリスタカプラ３１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。フォト双方向サイリスタカプラ３１の発光ダイオードに通電することにより双方向サイリスタ２８を通電する。抵抗３２はフォト双方向サイリスタカプラ３１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、フォト双方向サイリスタ駆動トランジスタ３３によりフォト双方向サイリスタカプラ３１をＯＮ／ＯＦＦする。
【００４５】
フォト双方向サイリスタ駆動トランジスタ３３は、抵抗３４を介してエンジン制御部（ＣＰＵ）３５からのＯＮ／ＯＦＦ信号にしたがって動作する。また、ＡＣフィルタ２７を介して供給される入力商用電源２６は、リレー３６により遮断可能となっており、リレー駆動トランジスタ３７によりリレー３６の通電、遮断を制御する。リレー駆動トランジスタ３７は抵抗３８を介してエンジン制御部（ＣＰＵ）３５からのＯＮ／ＯＦＦ信号にしたがって動作する。
【００４６】
定着ヒータ１６を加熱する際は、まずリレー３６を通電状態としてから、双方向サイリスタ２８を制御して定着ヒータ１６を加熱させる。また、電源ＯＦＦやスリープ、ジャム等における定着ヒータ１６の加熱を停止する際は、双方向サイリスタ２８を遮断状態としてから、リレー３６を遮断状態とする。
【００４７】
また、入力商用電源２６はリレー３６の手前で分岐し、整流ダイオードブリッジ３９を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４０に接続されている。
【００４８】
周波数検出回路４１は、入力商用電源２６の正から負または負から正に切り替わるポイントを含み、電源電圧がある閾値以下になったことを報知する信号（以下ＺＥＲＯＸ波形と呼ぶ）を出力する。このＺＥＲＯＸ信号は信号周期が入力商用電源２６の周波数とほぼ等しいパルス信号であり、エンジン制御部（ＣＰＵ）３５はＺＥＲＯＸ波形のパルスのエッジを検出し、位相制御または波数制御により双方向サイリスタ２８をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４９】
さらに定着ヒータ１６の温度を検出するためのメインサーミスタ２４、サブサーミスタ２５と分圧抵抗４２、４３とで基準電圧（Ｖｒｅｆ）を分圧した電圧が温度検出信号（以下Ｔｈ信号という）として、エンジン制御部（ＣＰＵ）３５にＡ／Ｄ入力される。
定着ヒータ１６の温度は、Ｔｈ信号としてエンジン制御部（ＣＰＵ）３５において監視され、エンジン制御部（ＣＰＵ）３５の内部で設定されている目標温度と比較する。そして、定着ヒータ１６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）３５がフォト双方向サイリスタ駆動トランジスタ３３にＯＮ信号を送出する。
【００５０】
定着ヒータ１６に電力を供給する際に、加熱制御手段が故障し、定着ヒータ１６が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防止手段４４を定着ヒータ上に配されている。過昇温防止手段４４は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。加熱制御手段の故障により、定着ヒータ１６が熱暴走に至り過昇温防止手段４４が所定の温度以上になると、過昇温防止手段４４は温度ヒューズならば断線、サーモスイッチならばＯＰＥＮとなり、定着ヒータ１６への通電が断たれる。
【００５１】
（温度検出手段異常検出手法）
次に、サーミスタ故障検出の構成を図６のブロック図を用いて説明する。
定着ヒータ１６を加熱する際にメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５により定着ヒータ１６の温度を検出する。検出した温度はエンジン制御部（ＣＰＵ）３５内にある投入電力演算手段４５（第１の演算手段）において、検出温度より、定着ヒータ１６に投入すべき電力を計算する。算出された電力となるようエンジン制御部（ＣＰＵ）３５は前述した加熱制御手段４９に信号を送出し定着ヒータ１６を加熱する。
【００５２】
このとき、温度保証演算手段４６は、サーミスタの検出温度により、サーミスタの温度上昇率と温度維持率を算出する（第３の演算手段）。また投入電力演算手段より算出された電力により、投入電力による予測温度上昇率範囲と予測温度維持率範囲を算出する（第２の演算手段）。そして、これらの演算結果を比較して、投入電力の予測温度上昇率範囲または予測温度維持率範囲から外れている場合は定着装置Ｆの故障と判断して定着ヒータ１６への通電を停止する。そしてある一定時間不図示の加圧ローラ１９を回転させた後に緊急停止手段４７を介して定着装置を駆動しているモータ４８を停止する。
【００５３】
次に、本実施例におけるサーミスタ故障検出手法のシーケンスを図１のフローチャートにもとづいて説明する。このフローチャートの処理は、ＣＰＵ３５により行われる。
まず、本カラー画像形成装置において画像形成動作を実行する場合、まず定着加熱を開始する（Ｓ１００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はタイマをスタートする（Ｓ１０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５の温度検出を行う。ここでメインおよびサブサーミスタで検出した温度をそれぞれＴｔｈｍ、Ｔｔｈｓとする（Ｓ１０２）。そしてエンジン制御部（ＣＰＵ）３５内の投入電力演算手段が算出した電力を定着ヒータ１６へ投入する（Ｓ１０３）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメイン、サブサーミスタの検出温度ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上であるかを比較する（Ｓ１０４）。ここで、異常高温温度２は異常高温温度１より高い温度が設定されており、サブサーミスタ２５は通常、メインサーミスタ２４より高い保護温度に設定する。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常高温温度１または異常高温温度２より高い場合は定着装置Ｆが故障していると判断する（Ｓ１１３）。そして、定着ヒータ１６への通電を停止し（Ｓ１１４）、ある所定時間不図示の加圧ローラ１９を回転させた後（Ｓ１１５）に緊急停止を行う（Ｓ１１６）。
【００５４】
またＴｔｈｍとＴｔｈｓどちらも所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上となっていない場合はタイマの値が所定の時間Ｔ１が経過しているかを判断する（Ｓ１０５）。所定の時間Ｔ１を経過していない場合はステップＳ１０２〜Ｓ１０５を繰り返す。エンジン制御部（ＣＰＵ）３５が所定の時間Ｔ１経過を検出した場合は、ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常低温温度以下であるかを比較する（Ｓ１０６）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常低温温度より低い場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ１１３）、ステップＳ１１４〜Ｓ１１６の処理を行う。次に、温度保証演算手段４６により現在投入している電力における予測温度上昇率または予測温度維持率を、電力段階に応じて、算出する。たとえば、投入電力３０％時  予測温度上昇率：１５〜２５（℃）通紙時予測温度維持率：０〜５（℃）といった、予め実験的に求められた不図示の予測温度上昇率（維持率）テーブルより算出する（Ｓ１０７）。次に、温度保証演算手段によりＴｔｈｍとＴｔｈｓよりサーミスタが検出している温度上昇率または温度維持率を算出する（Ｓ１０８）。そして、温度保証演算手段はサーミスタの検出した温度上昇率または温度維持率と、定着装置Ｆの加熱状態に応じた投入電力より算出した予測温度上昇率または予測温度維持率とを比較する（Ｓ１０９）。このとき、温度保証演算手段がサーミスタの温度上昇率または温度維持率が投入電力より算出した予測温度上昇率または予測温度維持率と異なる場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ１１３）、ステップＳ１１４〜Ｓ１１６の処理を行う。そうでない場合は、定着装置Ｆは正常と判断し（Ｓ１１０）、通紙するにあたり加熱が必要かを判断する（Ｓ１１１）。加熱が必要であればステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処理を繰り返し、必要ない場合は加熱定着を終了する（Ｓ１１２）。
【００５５】
以上説明したように、本実施例によれば、定着装置Ｆの加熱期間において、前記投入電力演算手段（Ｓ１０７）より算出された投入電力に対し、前記温度上昇率比較もしくは維持率比較（Ｓ１０９）を行う。そして温度が所定の温度範囲外に変化したことを判断した場合、前記加熱定着手段の故障と判断することが可能である。少なくとも１つの前記温度検出手段（Ｓ１０２）にて加熱による温度上昇を検出した場合においては、前記温度検出手段の故障すなわち前記加熱定着手段の故障判断することが可能となった。
【００５６】
なお、本実施例にてステップ１１５にて、所定時間不図示の加圧ローラ１９を回転させているのは、過昇温後の冷却期間を設けるためである。しかし定着装置Ｆに過昇温の温度余裕度があると判断される場合においては、所定時間を０とし、ステップＳ１１５をスキップしても無論構わない。
【００５７】
また、ここではセラミックヒータを用いる例を示したが、熱源は誘導加熱方式またはハロゲンヒータ等の手段であってももちろんかまわない。
ここで、前述の温度上昇率と温度維持率を算出する（Ｓ１０８）際の簡単な計算式一例を以下に記す。
Ｔｍｐ：温度、ｔｉｍｅ：時間、１〜ｎ：抽出番号、Ｔｏｌｄ：前回の温度  とした場合、
温度上昇率（維持率）＝｛（Ｔｍｐ１＋Ｔｍｐ２＋Ｔｍｐ３＋・・・・・・＋Ｔｍｐｎ）／（ｔｉｍｅｎ−ｔｉｍｅ１）−Ｔｏｌｄ｝／目標温度
上式中の目標温度とは、定着装置Ｆの維持加熱状態では維持目標温度を、上昇加熱状態では上昇目標温度を示す。一例をあげると、投入電力３０％時の予測温度上昇率は１５〜２５℃なので上昇温度は２０℃とし、前回の上昇目標温度は１２０℃だったとする。よって、今回の上昇目標温度１２０＋２０＝１４０℃となる。
ここでは温度上昇率は、加熱開始から通紙可能温度となるまでの期間における温度の変化率のことを意味し、温度維持率は、印刷可能温度から通紙中における温度の変化率のことを意味している。
ただし、本発明は前記の平均化処理以外の計算手法でも無論構わない。
また、本実施例ではシーケンスＳ１０７で不図示の温度上昇率テーブルを用いたが、逐次の演算等により求めても良い。
【実施例２】
【００５８】
実施例２である“カラー画像形成装置”について説明する。本実施例では、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、本実施例の基本構成部分を説明する。
【００５９】
本実施例における、サーミスタでの検出温度を基にしたレアオープンまたはレアショート状態の検出手法について図７〜図９を用いて説明する。実線がメインサーミスタ２４、点線がサブサーミスタ２５の検出温度である。
【００６０】
図７はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５が正常な場合の検出温度の図である。正常な場合は立ち上げ時において、メイン、サブサーミスタの温度上昇率ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ、差分を示す記号が使えないので、Δで表記している、以下同様）、ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）はほぼ同じとなる。また、立ち上げ時の所定の電力段階に応じて、予め実験的に求められた予測温度上昇率のテーブルより算出される投入電力対応の予測温度上昇率ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）もメイン、サブサーミスタと同じとなる。
【００６１】
図８は、メインサーミスタ２４が正常であり、サブサーミスタ２５がレアオープンでかつ温度上昇の途中から抵抗値が高い値へ変化したことを示す図である。この場合、サーミスタが負の抵抗特性（温度が高くなると抵抗値が低くなる）のもの使用していれば、図の点線に示されるように、サブサーミスタ２５の温度上昇率ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）が小さく検出されてしまう。この変化と、正常であるメインサーミスタ２４の温度上昇率ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）および投入電力から算出した予測温度上昇率ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）を比較して、サブサーミスタ２５の異常を検出することが可能となる。
【００６２】
図９は、メインサーミスタ２４が正常であり、サブサーミスタ２５がレアショートでかつ温度上昇の途中から抵抗値が低い値へ変化したことを示す図である。この場合、サーミスタが負の抵抗特性のものを使用していれば、図の点線に示されるように、サブサーミスタ２５の温度上昇率ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）が高く検出されてしまう。この変化と、正常であるメインサーミスタ２４の温度上昇率ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）および投入電力から算出した予測温度上昇率ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）を比較して、サブサーミスタ２５の異常を検出することが可能となる。
なお、投入電力から算出したΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）は、商用電源ばらつきを考慮した温度ふれ幅をもたせている。
【００６３】
ここでは、サブサーミスタ２５がレアオープンまたは、レアショートの場合を例にしているが、メインサーミスタ２４がレアオープンまたはレアショートの場合でも同様な温度上昇変化が見られるため、同じ検出が可能である。
【００６４】
次に、本実施例におけるサーミスタ故障検出手法のシーケンスを図１０のフローチャートにもとづいて説明する。
本カラー画像形成装置において画像形成動作を実行する場合、まず定着加熱を開始する（Ｓ８００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はタイマをスタートする（Ｓ８０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５の温度検出を行う。ここでメインおよびサブサーミスタで検出した温度をそれぞれＴｔｈｍ、Ｔｔｈｓとする（Ｓ８０２）。そしてエンジン制御部（ＣＰＵ）３５内の投入電力演算手段４５が算出した電力を定着ヒータ１６へ投入する（Ｓ８０３）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメイン、サブサーミスタの検出温度ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上であるかを比較する（Ｓ８０４）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常高温温度１、２より高い場合は定着装置Ｆが故障していると判断する（Ｓ８１６）。そして、定着ヒータ１６への通電を停止し（Ｓ８１７）、ある所定時間不図示の加圧ローラ１９を回転させた後（Ｓ８１８）に緊急停止を行う（Ｓ８１９）。
【００６５】
またＴｔｈｍとＴｔｈｓどちらも所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上となっていない場合はタイマの値が所定の時間Ｔ１が経過しているか判断する（Ｓ８０５）。所定の時間Ｔ１を経過していない場合はステップＳ８０２〜Ｓ８０５を繰り返す。エンジン制御部（ＣＰＵ）３５が所定の時間Ｔ１経過を検出した場合は、ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常低温温度以下であるかを比較する（Ｓ８０６）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常低温温度より低い場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ８１６）、ステップＳ８１７〜Ｓ８１９の処理を行う。
【００６６】
次に、温度保証演算手段４６により現在投入している電力における予測温度上昇率ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）を算出する（Ｓ８０７）。次に、温度保証演算手段によりＴｔｈｍとＴｔｈｓよりサーミスタが検出している温度上昇率ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）、ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）を算出する（Ｓ８０８）。そして、温度保証演算手段が｜ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）｜を計算しこの値が所定の値αより小さいかを比較する（Ｓ８０９）。αより小さい場合は｜ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）｜を計算し、この値が所定の値αより小さいかの比較を行う（Ｓ８１０）。ここでαより大きい場合はサブサーミスタの上昇率ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）が異常のため、サブサーミスタのレアショートまたはレアオープンと判断し（Ｓ８２０）、ステップＳ８１６〜Ｓ８１９の処理を行う。ステップＳ８１０で｜ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）｜がαより小さい場合、定着装置Ｆは正常と判断し（Ｓ８１１）、メインサーミスタとサブサーミスタの温度Ｔｔｈｍ、Ｔｔｈｓが所定の印刷可能温度となっているかを比較する（Ｓ８１２）。印刷可能温度となっていなければ、ステップＳ８０２へ戻り定着ヒータ１６への電力投入を続け、印刷可能温度となっていれば、加熱定着を開始する（Ｓ８１３）。
【００６７】
またステップＳ８０９で｜ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）｜がαより大きい場合は｜ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）｜を計算し、この値が所定の値αより小さいかの比較を行う（Ｓ８１４）。αより小さい場合は、メインサーミスタの上昇率ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）が異常のため、メインサーミスタのレアショートまたはレアオープンと判断し（Ｓ８２１）、ステップＳ８１６〜Ｓ８１９の処理を行う。ステップＳ８１４においてαより大きい場合は｜ΔＴｔｈｍ（ｒｉｓｅ）−ΔＴｔｈｓ（ｒｉｓｅ）｜を計算し、所定の値βより小さいかを比較する（Ｓ８１５）。βより大きい場合はメイン、サブのどちらかのサーミスタが故障していると判断し（Ｓ８２２）、ステップＳ８１６〜Ｓ８１９の処理を行う。
【００６８】
そうでない場合は、電源電圧変動による供給電力の低下により投入電力予測温度上昇率ΔＴｒｅｆ（ｒｉｓｅ）と差があるものの、定着装置Ｆは正常と判断する（Ｓ８１１）。そしてメインサーミスタとサブサーミスタの温度が所定の印刷可能温度となっているかを比較する（Ｓ８１２）。印刷可能温度となっていなければ、ステップＳ８０２へ戻り定着ヒータ１６への電力投入を続け、印刷可能温度となっていれば、加熱定着を開始する（Ｓ８１３）。
【００６９】
以上説明したように、本実施例によれば、定着装置の上昇加熱期間において、定着装置の温度が所定の温度範囲外に変化したことを判断した場合、前記定着装置の故障と判断することが可能である。さらに細かい前述の判断結果によりサーミスタのレアオープンもしくはレアショートであるという詳細な状況を検出することが可能となった。
【実施例３】
【００７０】
実施例３である“カラー画像形成装置”について説明する。本実施例では、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、本実施例の基本構成部分を説明する。
【００７１】
本実施例がサーミスタでの検出温度を基にレアオープンまたはレアショート状態を検出手法について図１１〜図１３を用いて説明する。実線がメインサーミスタ２４、点線がサブサーミスタ２５の検出温度である。
【００７２】
図１１はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５が正常な場合の検出温度を示す。正常な場合は加熱定着期間おいて、メイン、サブサーミスタの温度維持値ΔＴｔｈｍ（ａｖｅ）、ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）は図のようになる。ここでは温度維持値を、ある時間のサーミスタ検出温度の平均を温度の値としている。また、加熱定着時の所定電力段階に応じて、予め実験的に各サーミスタの温度維持範囲ΔＴｒｅｆｍ（ｍｉｎ）、ΔＴｒｅｆｍ（ｍａｘ）、ΔＴｒｅｆｓ（ｍｉｎ）、ΔＴｒｅｆｓ（ｍａｘ）は求められている。メイン、サブサーミスタが正常であればこの投入電力の温度維持範囲内に入る。
【００７３】
図１２は、メインサーミスタ２４が正常であり、サブサーミスタ２５がレアオープン状態で温度上昇の途中から抵抗値が高い値へ変化する場合の図である。または、サブサーミスタ２５が正常であり、メインサーミスタ２４がレアショート状態で、温度上昇の途中から抵抗値が低い値へ変化する場合の図である。
【００７４】
サブサーミスタ２５がレアオープンの場合は抵抗値は比較的高い値を示し、サーミスタが負の抵抗特性であれば、温度は低く検出される。また、メインサーミスタ２４がレアショートの場合は、抵抗値は比較的低い値を示し、サーミスタが負の抵抗特性であれば、温度は高く検出されてしまう。本実施例ではメインサーミスタ２４を用いて印刷可能温度となるようフィードバック制御を行っているため、メインサーミスタ２４の温度が高い誤検出をすると、エンジン制御部（ＣＰＵ）３５は温度を下げるため、投入電力を小さくする。結果的に、投入電力が小さくなった分サブサーミスタ２５の検出温度は下がる。よって、サブサーミスタ２５がレアオープンまたはメインサーミスタ２４がレアショートの場合は、図の点線に示されるように、サブサーミスタ２５の温度維持値ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）が小さく検出されてしまう。このとき、サブサーミスタ２５の温度維持範値ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）が投入電力による温度維持範囲ΔＴｒｅｆｓ（ｍｉｎ）と異常低温温度の範囲（図の斜線部）にあることを確認する。これによりサブサーミスタ２５がレアオープンまたはメインサーミスタ２４がレアショートを検出することが可能となる。
【００７５】
図１３は、メインサーミスタ２４が正常であり、サブサーミスタ２５がレアショート状態で温度上昇の途中から抵抗値が低い値へ変化する場合の図である。または、サブサーミスタ２５が正常であり、メインサーミスタ２４がレアオープン状態で、温度上昇の途中から抵抗値が高い値へ変化する場合の図である。
【００７６】
サブサーミスタ２５がレアショートの場合は抵抗値は比較的低い値を示し、サーミスタが負の抵抗特性であれば、温度は高く検出される。また、メインサーミスタ２４がレアオープンの場合は、抵抗値は比較的高い値を示し、サーミスタが負の抵抗特性であれば、温度は低く検出される。本実施例ではメインサーミスタ２４を用いて印刷可能温度となるようフィードバック制御を行っているため、メインサーミスタ２４の温度が低い誤検出をするとエンジン制御部（ＣＰＵ）３５は温度を上げるため、投入電力を大きくする。結果的に、投入電力が大きくなった分サブサーミスタ２５の検出温度は上がる。よって、サブサーミスタ２５がレアショートまたはメインサーミスタ２４がレアオープンの場合は、図の点線に示されるように、サブサーミスタ２５の温度維持値ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）が高く検出されてしまう。
【００７７】
しかしながら、小サイズを通紙した場合も、図の点線と同様に、サブサーミスタの温度は上昇する。この場合はサブサーミスタの温度は図に示す小サイズ閾値温度に達すると、紙搬送間隔間を空ける（以下スループットダウンという）等を行うため、サブサーミスタ２５の検出温度は小サイズ閾値温度に落ち着く。よって、小サイズ通紙とサブサーミスタのレアショートを見分けるためには、サブサーミスタ２５の温度維持値ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）が温度維持範囲の上限値であるΔＴｒｅｆｓ（ｍａｘ）と小サイズ閾値温度との間（図の横線部）にあるかを確認する。間に入っていることを確認することでサブサーミスタ２５がレアショートまたはメインサーミスタ２４がレアオープンを検出することが可能となる。ここで、サブサーミスタの温度が小サイズ閾値温度と異常高温温度２の間（図の縦線部）にある場合は、小サイズ通紙と判断し、小サイズのスループットダウン制御へ移行する。
【００７８】
ここでは、サーミスタの温度維持率として、検出温度の平均値を用いているが、温度リップルの上下限の値や温度勾配の平均値等から温度維持率を算出してもよい。
また異常を検出する手法として、ここではサーミスタの温度維持値が、投入電力より算出した温度維持範囲内にあるかを確認しているが、投入電力の予測温度維持率を算出し、サーミスタの温度維持率の比較または差分をとった値を基に判別しても構わない。
【００７９】
本実施例におけるサーミスタ故障検出手法のシーケンスを図１４のフローチャートにもとづいて説明する。
【００８０】
本カラー画像形成装置において画像形成動作を実行する場合、まず定着加熱を開始する（Ｓ９００）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はタイマをスタートする（Ｓ９０１）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５の温度検出を行う。ここでメインおよびサブサーミスタで検出した温度をそれぞれＴｔｈｍ、Ｔｔｈｓとする（Ｓ９０２）。そしてエンジン制御部（ＣＰＵ）３５内の投入電力演算手段が算出した立ち上げ電力を定着ヒータ１６へ投入する（Ｓ９０３）。次にエンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメイン、サブサーミスタの検出温度ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常高温温度１または異常高温温度２であるかを比較する（Ｓ９０４）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常高温温度１または異常高温温度２より高い場合は定着装置Ｆが故障していると判断する（Ｓ９２１）。そして、定着ヒータ１６への通電を停止し（Ｓ９２２）、ある所定時間回転させた後（Ｓ９２３）に緊急停止を行う（Ｓ９２４）。
【００８１】
またＴｔｈｍとＴｔｈｓどちらも所定の異常高温温度１または異常高温温度２となっていない場合はタイマの値が所定の時間Ｔ１が経過しているか判断する（Ｓ９０５）。所定の時間Ｔ１を経過していない場合はステップＳ９０２〜Ｓ９０５を繰り返す。
【００８２】
エンジン制御部（ＣＰＵ）３５が所定の時間Ｔ１経過を検出した場合は、ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常低温温度以下であるかを比較する（Ｓ９０６）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常低温温度より低い場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ９２１）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４を行う。
【００８３】
ステップＳ９０６で異常低温となっていないと判断した場合は、次に、メインサーミスタとサブサーミスタの温度が所定の印刷可能温度となっているかを比較する（Ｓ９０７）。印刷可能温度となっていなければ、ステップＳ９０２へ戻り定着ヒータ１６への電力投入（Ｓ９０３）を続け、印刷可能温度となっていれば、再度エンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメインサーミスタ２４とサブサーミスタ２５の温度検出を行う（Ｓ９０８）。そしてエンジン制御部（ＣＰＵ）３５内の投入電力演算手段が算出した加熱定着電力を投入する（Ｓ９０９）。再度エンジン制御部（ＣＰＵ）３５はメイン、サブサーミスタの検出温度ＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上であるかを比較する（Ｓ９１０）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常高温温度１または異常高温温度２より高い場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ９２１）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４の処理を行う。
またＴｔｈｍとＴｔｈｓどちらも所定の異常高温温度１または異常高温温度２以上となっていない場合はＴｔｈｍとＴｔｈｓが所定の異常低温温度以下であるかを比較する（Ｓ９１０）。このとき、ＴｔｈｍまたはＴｔｈｓのいずれかが所定の異常低温温度より低い場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ９２１）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４の処理を行う。
【００８４】
ステップＳ９１０で異常低温ではないと判断した場合は、温度保証演算手段で現在の投入電力での各サーミスタの温度維持範囲ΔＴｒｅｆｍ（ｍｉｎ）、ΔＴｒｅｆｍ（ｍａｘ）、ΔＴｒｅｆｓ（ｍｉｎ）、ΔＴｒｅｆｓ（ｍａｘ）を算出する（Ｓ９１２）。次に、温度保証演算手段においてＴｔｈｍとＴｔｈｓよりサーミスタが検出している温度維持値ΔＴｔｈｍ（ａｖｅ）、ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）を算出する（Ｓ９１３）。そして、温度保証演算手段がΔＴｒｅｆｍ（ｍｉｎ）＜ΔＴｔｈｍ（ａｖｅ）＜ΔＴｒｅｆｍ（ｍａｘ）であるかの比較を行う（Ｓ９１４）。温度維持範囲に入っていない場合は定着装置Ｆが故障していると判断し（Ｓ９２１）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４の処理を行う。ステップＳ９１４において温度維持範囲に入っている場合は、温度保証演算手段が異常低温温度＜ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）＜ΔＴｒｅｆｓ（ｍｉｎ）であるかの比較を行う（Ｓ９１５）。この温度範囲にある場合は、メインサーミスタのレアショートまたはサブサーミスタのレアオープンと判断し（Ｓ９２５）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４の処理を行う。ステップＳ９１５の温度範囲にない場合は、ΔＴｒｅｆｓ（ｍａｘ）＜ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）＜小サイズ閾値温度であるかの比較を行う（Ｓ９１６）。この温度範囲に入っている場合はメインサーミスタレアオープンまたはサブサーミスタのレアショートと判断し（Ｓ９２６）、ステップＳ９２２〜Ｓ９２４を行う。Ｓ９１６で温度範囲に入っていないと判断した場合は、小サイズ閾値温度＜ΔＴｔｈｓ（ａｖｅ）＜異常高温温度２であるかの比較を行う（Ｓ９１７）。温度範囲に入っている場合は小サイズ通紙のスループットダウンシーケンスへ移る（Ｓ９２５）。ステップＳ９１７で温度維持範囲内に入っていない場合は定着装置Ｆは正常と判断し（Ｓ９１８）、印刷ジョブが続くかを判断し（Ｓ９１９）、ジョブが続くのであれば加熱定着用電力を投入し、ジョブが終わっていれば加熱を終了する（Ｓ９２０）。
【００８５】
以上説明したように、本実施例によれば、定着装置の維持加熱期間において、前記投入電力演算手段より算出された投入電力に対し、前記温度維持率の比較をする（Ｓ９１４〜Ｓ９１６）。温度が所定の温度範囲外に変化したことを判断した場合、サーミスタの故障と判断することが可能であり、さらに細かい判断結果により前記温度検出手段のレアオープンもしくはレアショートであるという詳細な状況を検出することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１におけるサーミスタ異常検出のシーケンスを示すフローチャート
【図２】実施例１のカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図３】実施例１における定着装置の構成を示す断面図
【図４】実施例１における定着装置の概略構成を示す斜視図
【図５】実施例１における定着制御手段の電気回路図
【図６】実施例１におけるサーミスタ異常検出構成を示すブロック図
【図７】実施例２におけるサーミスタ正常時の、立ち上げ時の温度上昇カーブを示す図
【図８】実施例２におけるサブサーミスタレアオープン時の、立ち上げ時の温度上昇カーブを示す図
【図９】実施例２におけるサブサーミスタレアショート時の、立ち上げ時の温度上昇カーブを示す図
【図１０】実施例２におけるサーミスタ異常検出のシーケンスを示すフローチャート
【図１１】実施例３におけるサブサーミスタ正常時の加熱定着期間の温度上昇カーブを示す図
【図１２】実施例３におけるサブサーミスタレアオープン時の、加熱定着期間の温度上昇カーブを示す図
【図１３】実施例３におけるサブサーミスタレアショート時の、加熱定着期間の温度上昇カーブを示す図
【図１４】実施例３におけるサーミスタ異常検出のシーケンスを示すフローチャート
【図１５】サーミスタレアショートまたはレアオープンにおいて従来技術で検出可能な温度変化を示す図
【図１６】サーミスタレアショートまたはレアオープンにおいて従来技術で検出不可能な温度変化を示す図
【符号の説明】
【００８７】
３ｂｋ、３ｃ、３ｍ、３ｙ    現像手段
１６    定着ヒータ
２４    メインサーミスタ
２５    サブサーミスタ
４５    投入電力演算手段
４６    温度保証演算手段
４９    加熱制御手段
Ｆ      定着装置
Ｐ      転写材
【図１】
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【図２】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３】
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【図４】
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