(57)【要約】【課題】膜摩耗、膜剥がれ等の加熱ロール表面の異常を検出することで、印刷品質を安定させ、加熱ロールの正確な寿命を判断することで、加熱ロールの長寿命化を図る。【解決手段】加熱ロール表面の軸方向に配置された、複数箇所の表面温度を検出することができる検温手段により、加熱ロール軸方向の第一の検温手段が検出した第一の表面温度と、近接する第二の検温手段が検出した第二の表面温度を比較し、予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロール表面の異常を検出する方法や、記憶装置に記憶した第一時刻の表面温度と、同一点における第二時刻の表面温度を比較し、予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロール表面の異常を検出する方法により、加熱ロールの正確な寿命を判断する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に転写されたトナー像を加熱定着するための加熱手段を内部に備えた回転可能な加熱ロールと、該加熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されてその加熱ロール外周面に対し間隙を置いて配置された複数の検温手段を有し、該検温手段は加熱ロールの外周面の軸方向において複数箇所の表面温度を検出することができる電子写真式印刷装置の定着装置において、
前記検温手段のうちの第一の検温手段が検出した第一の表面温度と、前記第一の検温手段に近接する第二の検温手段が検出した第二の表面温度とを比較し、前記第一の表面温度と前記第二の表面温度との差が予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロールの異常と判断することを特徴とする電子写真式印刷装置の定着装置。
【請求項２】
記録材に転写されたトナー像を加熱定着するための加熱手段を内部に備えた回転可能な加熱ロールと、該加熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されてその加熱ロール外周面に対し間隙を置いて配置された検温手段と、該検温手段が検出した表面温度を記憶できる記憶装置を有する電子写真式印刷装置の定着装置において、
前記検温手段によって検出された回転している前記加熱ロールの表面温度を前記記憶装置に周期的に記憶し、加熱ロールの軸方向の各点における前記記憶された第一時刻の表面温度と同一点における第二時刻の表面温度とを比較し、前記第一時刻の表面温度と前記第二時刻の表面温度との差が予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロールの異常と判断することを特徴とする電子写真式印刷装置の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式印刷装置の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真式印刷装置における定着装置の構成について図１を用いて説明する。内部に加熱手段１を持った回転可能な加熱ロール２と、加熱ロール２に圧接した回転可能な加圧ロール３とを有し、前記加熱ロール２と加圧ロール３の圧接部にてトナー像４を保持した記録材５に加熱加圧作用を付与しながら挟持搬送し、トナー像４は記録材表面に定着された画像６となる。
【０００３】
トナー像の安定した定着強度を得るためには加熱ロール２の記録材に与える熱量を一定に保つため、加熱ロール２外周面の軸方向にサーモパイルなど加熱ロール表面の検温手段７を設ける。メイン制御部８は、前記検温手段７から得られた加熱ロール２の表面温度を、トナー像４を溶融定着するのに適したある一定の温度（目標設定温度）と比較し、加熱手段制御部９へ加熱手段１のＯＮ／ＯＦＦ情報を送る。加熱手段制御部９は、ＯＮ／ＯＦＦ情報に従って加熱手段１を駆動する。
【０００４】
一方、加熱手段１の異常や加熱手段制御部９の異常により、加熱ロール２の表面温度を目標設定温度に保てない場合に、加熱ロール２の表面温度異常を検出する方法が知られている。従来この種の温度異常検出手段においては、加熱ロール２の温度が特定の温度に達するまでの時間と特定の温度に達してから特定の温度を下回る時間を監視し、異常を検出するようにしたものがある。
【０００５】
また、加熱ロール２の高温異常を検出する手段を備えた定着装置も提案されている。
【０００６】
更に、加熱ロール２の寿命を検出する方法として、予め実験予測に基いて設定した加熱ロール寿命値と、加熱ロール２の交換時からの印刷量（使用量）を比較することで、加熱ロール２の交換時期を検出する方法が知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１９１７９１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。例えば、加熱ロール表面の一部に膜剥がれ等の損傷が発生している場合には、損傷箇所はトナー像の溶融定着に適した温度にならず、この状態の加熱ロールを用いて印刷を行った場合、定着不良による画像欠陥に繋がるが、異常として検出出来なかった。
【０００９】
また、従来は、加熱ロールの交換時からの印刷量と予め設定した加熱ロールの寿命値の比較により寿命の判断を行っていた為に、印刷する用紙連量や用紙幅、印刷密度等の違いや温度設定の違いで、加熱ロールの膜摩耗や膜剥がれによる寿命時期が変化し、加熱ロールの寿命を正確に把握できないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、加熱ロールの膜磨耗、膜剥がれ等による表面の異常を検出し、加熱ロールの正確な寿命を判断することのできる電子写真式印刷装置の定着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の第１の手段は、記録材に転写されたトナー像を加熱定着するための加熱手段を内部に備えた回転可能な加熱ロールと、該加熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されてその加熱ロール外周面に対し間隙を置いて配置された複数の検温手段を有し、該検温手段は加熱ロールの外周面の軸方向において複数箇所の表面温度を検出することができる電子写真式印刷装置の定着装置において、前記検温手段のうちの第一の検温手段が検出した第一の表面温度と、前記第一の検温手段に近接する第二の検温手段が検出した第二の表面温度とを比較し、前記第一の表面温度と前記第二の表面温度との差が予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロールの異常と判断することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第２の手段は、記録材に転写されたトナー像を加熱定着するための加熱手段を内部に備えた回転可能な加熱ロールと、該加熱ロールの軸方向に所定間隔で配置されてその加熱ロール外周面に対し間隙を置いて配置された検温手段と、該検温手段が検出した表面温度を記憶できる記憶装置を有する電子写真式印刷装置の定着装置において、前記検温手段によって検出された回転している前記加熱ロールの表面温度を前記記憶装置に周期的に記憶し、加熱ロールの軸方向の各点における前記記憶された第一時刻の表面温度と同一点における第二時刻の表面温度とを比較し、前記第一時刻の表面温度と前記第二時刻の表面温度との差が予め定められた温度差を越えた場合に加熱ロールの異常と判断することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は前述のように構成することにより、加熱ロールの適切な寿命を検出することで、加熱ロールの交換周期を延ばすことが可能となる。また、加熱ロールの異常を早期に発見することで、安定した印刷品質を保持することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
従来の定着装置の構成に新たに機構を追加することなく、検温手段の検出した加熱ロール軸方向の表面温度を比較すること、及び加熱ロール周方向の表面温度を比較することにより、加熱ロールの異常を検出することを実現した。
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００１６】
図２は、本発明が適用された電子写真式印刷装置の定着装置の構成図である。加熱ロール２の軸方向に間隙を置いて設置された検温手段７は、加熱ロール２の軸方向へ複数箇所の表面温度を検出することが出来る。ここでは、複数箇所の表面温度を検出する測定点をa〜ｒと表す。各測定点で検出された表面温度はメイン制御部８へ送られメイン制御部８は、受信した表面温度と目標設定温度との比較を行い、加熱手段制御部９へＯＮ／ＯＦＦ情報を送信し、加熱手段制御部９は加熱手段１をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００１７】
図３は、加熱ロール２の軸方向での温度分布の一例を表した図である。横軸が前述の測定点ａ〜ｒを表し、縦軸が温度を表す。本例では、加熱ロールの温度分布は、なだらかな凸形状であり、加熱ロール２表面に異常が無いと判断する。
【００１８】
図４は、図３と同様に加熱ロール２の軸方向での温度分布の一例を表した図である。横軸が前述の測定点ａ〜ｒを表し、縦軸が温度を表す。本例では、測定点ｌと測定点ｍの２点間で急激な温度変化を見ることが出来る。ここで測定点ｌと測定点ｍの温度差をΔＴｌ−ｍ、表面温度の異常と判断する温度差をΔＴ１とすると、本例のΔＴｌ−ｍはΔＴ１よりも大きな温度差であり、これは、加熱ロール表面の測定点ｌと測定点ｍの間に膜磨耗等が発生したと判断する。
【００１９】
即ち、図２に示す構成において、メイン制御部８は加熱ロール表面の温度異常を検出する為に、以下の判断を実施する。隣り合う測定点（例えばａとｂ）の表面温度をそれぞれ、ＸとＹとすると、ＸとＹの温度差が、異常と判断するのに十分な温度差ΔＴ１を越えていた場合、温度異常を検出する。ここで、加熱ロール表面の異常を検出するのに十分な温度ΔＴ１は、予め実験予測に基いて設定しておく。以上の結果より、検温手段７より受信した表面温度を基にメイン制御部８で異常を検出する条件は、次の式で表すことができる。
｜Ｘ−Ｙ｜＞ΔＴ１
この式の関係が真の場合、メイン制御部８は、異常を検出し、偽の場合は、加熱ロール表面の異常は無しと判断する。
【００２０】
図５は、図２に示す構成において、メイン制御部８が実際に加熱ロール表面の異常を検出する場合の処理フローの一例を示す図である。ステップ５ａでは、測定点ａから得た表面温度を数１のＸに代入する。次にステップ５ｂで、隣り合う測定点から得た表面温度を数１のＹに代入する。たとえばＸの表面温度が測定点ａからの値である場合、Ｙは測定点ｂからの表面温度を代入する。ステップ５ｃで、Ｘの測定点とＹの測定点間で数１の条件の真偽を判断する。結果が真の場合、ステップ５ｄで表面の温度異常を検出し、処理フローを抜ける。結果が偽の場合、ステップ５ｅでＹに代入されている表面温度をＸへ代入する。ステップ５ｆでは、Ｘへ代入した表面温度が最終測定点ｒでない場合、ステップ５ｂへ戻り、Ｙを更新して温度異常の検出処理を続ける。Ｘへ代入した表面温度が最終測定点ｒである場合、処理フローを抜ける。
【００２１】
ここでは、比較する表面温度は、隣り合う測定点としたが、測定点の間隔等を考慮し、比較する点を決めればその限りではない。
【００２２】
図６は、本発明に係るもう一つの異常検出手段を説明するための電子写真式印刷装置の定着装置の構成図である。回転可能な加熱ロール２は周方向へ一定の速度で回転し、加熱ロール２の軸方向に所定間隔で配置され、且つ、加熱ロール外周面に対し間隙を置いて設置された検温手段７は、加熱ロール２の軸方向へ複数箇所の表面温度を任意のタイミングで検出することが出来る。ここでは、複数箇所の表面温度を検出する測定点をａ〜rと表す。各測定点で検出された表面温度はメイン制御部８へ送られメイン制御部８は、受信した表面温度と目標設定温度との比較を行い、加熱手段制御部９へＯＮ／ＯＦＦ情報を送信し、加熱手段制御部９は加熱手段１をＯＮ／ＯＦＦ制御する。また、メイン制御部８は、検温手段７より受信した各測定点の表面温度を任意のタイミングで受信するたびに記憶装置１０へ格納し、その格納した第一時刻の表面温度と、次に検温手段７より検出した同一点における第二時刻の表面温度を比較する。即ち、同一測定点における周方向の温度差を検出する事になる。
【００２３】
図７は、任意のタイミングにおいて各測定点における加熱ロール２の周方向への温度差の一例を表した図である。横軸が前述の測定点ａ〜ｒを表し、縦軸が加熱ロール周方向での温度差を表す。本例では、加熱ロール２の周方向での突出した温度差は無いため、異常が無いと判断する。
【００２４】
図８は、図７と同様に任意のタイミングにおいて各測定点における加熱ロール２の周方向への温度差の一例を表した図である。横軸が前述の測定点ａ〜ｒを表し、縦軸が加熱ロール周方向での温度差を表す。本例では測定点ｋ、ｌ、ｍにおいて、周方向への大きな温度差を見ることが出来る。ここで、表面温度の異常と判断する温度差をΔＴ２とすると、本例では、測定点ｋと測定点ｌの周方向において、ΔＴ２よりも大きな温度変化をみることが出来、これは、加熱ロール表面に膜剥がれ等が発生した場合に見られる温度変化と判断することが出来る。
【００２５】
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以上の傾向より図６に示す構成において、メイン制御部８は加熱ロール表面の温度異常を検出する為に、以下の判断を実施する。検温手段７より受信した測定点ａにおける表面温度をＱ１とし、記憶装置１０に格納されている前回の測定点ａにおける表面温度をＰ１とすると、Ｑ１とＰ１の温度差が、異常と判断するのに十分な温度差ΔＴ２を越えていた場合、温度異常を検出する。ここで、加熱ロール表面の異常を検出するのに十分な温度差ΔＴ２は、予め実験予測に基いて設定しておく。以上の結果より、検温手段７より受信した測定点ａの記憶装置１０に格納された表面温度と次に読み込んだ表面温度を基にメイン制御部８で異常を検出する条件は、次の式で表すことが出来る。
｜Ｐ１−Ｑ１｜＞ΔＴ２
この式の関係が真の場合、メイン制御部８は、異常を検出し、偽の場合は、加熱ロール表面の異常は無しと判断する。同様に検温手段７より受信した測定点ｂにおける加熱ロール周方向の異常を検出する条件は、次の式で表すことが出来る。
｜Ｐ２−Ｑ２｜＞ΔＴ２
この式においてＱ２は、検温手段７より受信した測定点ｂにおける表面温度を表し、Ｐ２は、記憶装置１０に格納されている前回の測定点ｂにおける表面温度を表す。
【００２６】
以下、同様に各測定点における加熱ロール周方向の異常を検出する条件は、次の式で表すことが出来る。
【００２７】
｜Ｐｘ−Ｑｘ｜＞ΔＴ２
この式においてＰは記憶装置１０に格納されている前回の表面温度を表し、Ｑは今回検温手段７より受信した表面温度を表す。また、添え字ｘは、各測定点を表す。
【００２８】
本発明では、十分に温度異常を検出できる値としてΔＴ２を定めたが、加熱ロール２の表面温度分布傾向によって、各測定点毎に異常検出温度を定めても良い。
【００２９】
図９は、図６に示す構成において、メイン制御部８が実際に加熱ロール表面の異常を検出する場合の処理フローの一例を示す図である。ステップ９ａでは、測定点ａから得た表面温度を数２のＱｘに代入する。次にステップ９ｂで、記憶装置１０に記憶されている前回検温手段７が検出した表面温度から、Ｑｘと同じ測定点の表面温度をＰｘに代入する。Ｑｘが測定点ａからの表面温度である場合、Ｐｘは前回測定点ａが検出した表面温度を代入する。ステップ９ｃで、代入した測定点の前回と今回の周方向の測定間隔で数２の条件の真偽を判断する。結果が真の場合、ステップ９ｄで表面の温度異常を検出し、処理フローを抜ける。結果が偽の場合、ステップ９ｅで隣の測定点の表面温度をＱｘへ代入する。ステップ９ｆでは、Ｐｘへ代入した表面温度が最終測定点ｒでない場合、ステップ５ｂへ戻りＰｘを更新して温度異常の検出処理を続ける。Ｐｘへ代入した表面温度が最終測定点ｒである場合、周方向の表面温度に温度異常は検出できなかったとして、ステップ９ｇで検温手段７の表面温度を記憶装置１０へ記憶し処理フローを抜ける。
【００３０】
本実施例では記憶装置１０に格納している前回の表面温度と今回の表面温度の比較のみとしたが、周方向への表面温度読込み間隔を考慮し、比較する点を決めればその限りではない。
【００３１】
前述の構成により加熱ロール２の異常を検出することが可能となり、加熱ロール２の適切な寿命を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
回転運動が可能な熱源を有する加熱体の表面温度の異常検出に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の電子写真式印刷装置における定着装置の構成図である。
【図２】本発明が適用された電子写真式印刷装置の定着装置の構成図である。
【図３】加熱ロールの軸方向での温度分布の一例を示した図である。
【図４】加熱ロールの軸方向での温度分布に異常が見られる時の一例を示した図である。
【図５】その異常を検出する処理内容を示したフローチャートである。
【図６】本発明が適用された電子写真式印刷装置の定着装置の構成図である。
【図７】加熱ロールの各測定点と記憶装置のデータとの比較をした時の温度差の一例を示した図である。
【図８】加熱ロールの各測定点と記憶装置のデータとの比較をした時の温度差に異常が見られる時の温度差の一例を示した図である。
【図９】その異常を検出する処理内容を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１は加熱手段、２は加熱ロール、３は加圧ロール、４はトナー像、５は記録材、６は定着後の画像、８はメイン制御部、９は加熱手段制御部、１０は記憶装置である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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