JP5757963B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘導加熱を用いて用紙にトナーを定着させる画像形成装置に関する。

複合機、複写機、プリンター、ＦＡＸ装置のような画像形成装置には、トナーを用いて画像形成を行うものがある。このような画像形成装置では、内部で用紙搬送を行いつつトナー像を用紙に転写し、加熱、加圧してトナー像を用紙に定着させる。そして、トナーを定着して印刷を行う画像形成装置には、誘導加熱方式で定着を行うものがある。

このような、誘導加熱方式により定着を行う定着制御装置が、特許文献１に記載されている。具体的に、特許文献１には、装置全体の動作を制御する主中央処理装置を有する本体制御回路と、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて定着用被加熱部材を誘導加熱するための励磁コイルと、主中央処理装置とは、独立した副中央処理装置を有して励磁コイルに対する電流供給を制御する誘導加熱制御回路と、を備え、主中央処理装置は、温度センサにより検知された温度情報に基づき、前記副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみで行う定着制御装置が記載されている。この構成により、２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させ、誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かし、緻密な誘導加熱制御を実現しようとする（特許文献１：請求項１、段落［００１１］参照）。

特開２００５−９９７１１

誘導加熱方式の画像形成装置では、特許文献１のように、複数の制御部を設け、誘導加熱の役割を分担することがある。具体的に、画像形成装置を制御する主制御部に、加熱回転体の温度に基づき励磁コイルに供給すべき電力の指示を出させ、定着部に設けた制御部に主制御部からの指示に基づき、励磁コイルへの実際の電力供給制御を行わせることがある。

一方で、定着不良や定着部の過昇温を無くすため、温度センサーの出力に基づく加熱回転体の温度異常の検知が行われる。又、励磁コイルに供給される電圧や電流、言い換えると、電力の異常の検知も行われる場合がある。そして、温度異常や電力異常が検知されると、印刷動作の停止や励磁コイルへの電力供給停止がなされる。これにより、不適切な状態での印刷や電力供給が防止される。

従来、このような定着部での異常が生じた場合、画像形成装置では、異常の報知がなされる。例えば、画像形成装置の表示部に、定着部に異常がある旨や、サービスマンによる点検、修理が必要である旨が表示される。

ここで、定着部の加熱回転体の温度が検知されるべき温度よりも低くなる温度異常は、供給電力の異常により励磁コイルへの電力供給停止が行われることにより生ずることもあれば、温度センサーの異常により生ずることもある。しかし、従来、温度異常が発生したとき、原因ごとの報知がなされていなかった。そのため、励磁コイルに電力を供給する電源系統に問題があるのに、温度センサーに原因があるとサービスマンが誤って判断してしまう場合があった。反対に、温度センサーに原因があるのに励磁コイルに電力を供給する電源系統に問題があるとサービスマンが誤って判断する場合も生じ得る。このように、定着部で温度異常が発生した場合、異常の原因が判別しづらいという問題がある。

尚、特許文献１には、誘導加熱に関する記載はある。しかし、特許文献１では、定着部での温度異常については、高温異常に関する言及のみが記載されている。又、異常原因を詳しく報知する旨の記載もない。従って、特許文献１記載の定着制御装置では、定着部で発生した温度異常の原因が判別しづらいという問題を解決することができない。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、定着部での温度異常の原因を正確に判別し、異常の原因に分けて報知して、異常の原因を判別しやすくすることを課題とする。

請求項１に係る画像形成装置は、トナー像を形成し、用紙に転写する画像形成部と、加熱回転体と、加熱回転体に圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を誘導加熱するための励磁コイルと、前記加熱回転体の温度を検知するための温度検知体を含み、前記定着ニップにトナー像が転写された用紙を通過させてトナー像を用紙に定着させる定着部と、前記温度検知体の出力に基づき温度を認識し、前記加熱回転体の温度を定着に適した温度である定着制御温度で維持するとき、予め定められた温度異常範囲となる温度異常を認識すると前記画像形成部と前記定着部による印刷動作を停止させる主制御部と、前記主制御部が前記温度異常を認識したときに異常報知を行う報知部と、前記励磁コイルに電力を供給する電源部と、前記電源部から前記励磁コイルへの電力供給を制御するとともに、前記励磁コイルへの供給電力を検知し、予め定められた供給条件から外れると前記励磁コイルへの供給電力の異常である電力異常を検知する加熱制御部と、を含み、前記加熱制御部は、前記励磁コイルへの電力供給制御を行っている状態で前記電力異常を検知したとき、電力供給を停止して前記誘導加熱を停止し、前記電力異常により前記誘導加熱停止を行った旨の停止通知を前記主制御部に通知し、前記主制御部は、前記加熱制御部からの前記停止通知の履歴に基づき、前記温度異常が誘導加熱停止に基づくか否かを判断し、前記誘導加熱停止に基づくと判断したとき、前記報知部に電源異常を報知させ、前記誘導加熱停止に基づかないと判断したとき、前記報知部に前記定着部の異常を報知させることとした。

本発明によれば、定着部での温度異常の原因を正確に判別することができる。そして、正確に判別した結果を報知することで、使用者やサービスマンが異常の原因を容易に判別できる。

プリンターの構成を示す図である。 プリンターのハードウェア構成を示す図である。 定着部を正面からみた図である。 定着部と誘導加熱に関する部分のハードウェア構成を説明する図である。 加熱制御部による加熱の基本的な流れを示すフローチャートである。 温度異常の検知と、異常の報知の流れを示すフローチャートである。

以下、図１〜図６を用いて、定着部１を含む画像形成装置を説明する。画像形成装置としてはプリンター１００を例に挙げて、本発明の実施形態を説明する。但し、各実施の形態に記載される構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概略構成）
まず、図１を用い、プリンター１００の概略を説明する。図１は、プリンター１００の構成を示す図である。

図１に示すように、本実施形態のプリンター１００は、その側方に取り付けられた操作パネル２を有する。そして、プリンター１００は、給紙部３ａ、第１搬送部３ｂ、画像形成部４、定着部１、第２搬送部３ｃを含む。

まず、図１に示すように、プリンター１００には、報知部に相当する操作パネル２が設けられる。操作パネル２は、プリンター１００の上部右側に設けられたアーム２１の先に設けられる。そして、操作パネル２は、プリンター１００の状態や各種メッセージや設定用画面を表示する表示部２２を備える。表示部２２は、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルであり、タッチパネル式である。又、操作パネル２には、設定や入力用のキー２３が複数設けられる。操作パネル２は、使用者による印刷に使用する用紙Ｐの種類やサイズ等の印刷条件などの設定を受け付ける。又、操作パネル２は、プリンター１００の状態や発生したエラーを表示し、使用者に対する報知を行う。

図１に示すように、プリンター１００の内部下方には、給紙部３ａが配される。給紙部３ａは、複数のカセット３１を含む。図１では、上方のものに３１ａ、下方のものに３１ｂと符号を付す。各カセット３１は、コピー用紙Ｐ、ＯＨＰシート、ラベル用紙Ｐ等の各種用紙Ｐを複数枚収容する。各カセット３１に対して、モーター、ギアのような駆動機構（不図示）により回転する給紙ローラー３２が設けられる。図１では、上方のものに３２ａ、下方のものに３２ｂと符号を付す。給紙ローラー３２は、回転して第１搬送部３ｂに用紙Ｐを送り出す。

そして、第１搬送部３ｂは、プリンター１００内で用紙Ｐを搬送する。第１搬送部３ｂは、プリンター１００の本体右側面に沿って略垂直に用紙Ｐを搬送する。第１搬送部３ｂは、給紙部３ａから供給された用紙Ｐを画像形成部４まで導く。第１搬送部３ｂには、レジストローラー対３５が設けられる。レジストローラー対３５は、搬送ローラー対３３、３４により搬送されてくる用紙Ｐを画像形成部４の手前で待機させ、トナー像の形成にタイミングをあわせて用紙Ｐを画像形成部４に向けて送り出す。

画像形成部４は、形成すべき画像の画像データに基づき、トナー像を形成し、用紙Ｐに転写するためのものである。具体的に、画像形成部４は、感光体ドラム４１と、感光体ドラム４１の周囲に配された帯電部４２、露光部４３、現像部４４、転写ローラー４５、クリーニング部４６を含む。

感光体ドラム４１は、周面にトナー像を担持可能であり、所定のプロセススピードで回転駆動する。帯電部４２は、感光体ドラム４１を一定の電位で帯電させる。露光部４３は、入力される画像信号（画像データ）に基づき、一点鎖線で図示するレーザビームを出力し、帯電された感光体ドラム４１の走査露光を行う。これにより、感光体ドラム４１の表面に静電潜像が形成される。露光部４３は、主制御部５の画像処理部５３（図２参照）を経由して画像処理が施された後の画像データを受け、画像データに基づいて感光体ドラム４１にレーザ光を照射して走査、露光を行う。

現像部４４は、感光体ドラム４１にトナーを供給し、感光体ドラム４１の周面上に形成された静電潜像を現像する。クリーニング部４６は、感光体ドラム４１の清掃を行う。転写ローラー４５は、感光体ドラム４１に圧接する。そして、レジストローラー対３５は、形成されたトナー像が用紙Ｐの所定の位置に転写されるように、感光体ドラム４１と転写ローラー４５のニップに用紙Ｐを送り込む。そして、所定の転写用の電圧が転写ローラー４５に印加される。これにより、トナー像は、用紙Ｐに転写される。

定着部１は、画像形成部４よりも用紙Ｐの搬送方向の下流側に配される。定着部１は、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱・加圧して用紙Ｐに定着させる。そして、定着部１は、加熱回転体に相当する加熱ローラー１１と、加圧回転体に相当する加圧ローラー１２を含む。加熱ローラー１１は誘導加熱される。加圧ローラー１２は加熱ローラー１１に圧接される。又、定着部１は温度検知体に相当する温度センサー１５を含む。そして、トナー像の転写された用紙Ｐは、加熱ローラー１１と加圧ローラー１２との間の定着ニップＦを通過する際に加熱・加圧される。その結果、トナー像が用紙Ｐに定着する。尚、定着後の用紙Ｐは、定着部１の上方に設けられた第２搬送部３ｃに向かう。

定着部１から排出された用紙Ｐは、分岐部３６からプリンター１００の左側面に向かって略水平に延びる第２搬送部３ｃを通して搬送される。そして、トナー像が定着済みの用紙Ｐは、排出ローラー対３７によって、プリンター１００の左側面上部外側に設けられた排出トレイ３８に排出される。尚、両面印刷を行う場合、定着部１から排出された用紙Ｐは、分岐部３６から排出トレイ３８方向に一旦送り出された後、プリンター１００の右側面方向に向かってその搬送方向がスイッチバックされる。そして、用紙Ｐは、分岐部３６を通過し、両面搬送部３ｄを通して下方に送られ、第１搬送部３ｂを経てレジストローラー対３５の上流側に再度送られる。

（プリンター１００のハードウェア構成）
次に、図２に基づき、実施形態に係るプリンター１００のハードウェア構成を説明する。図２は、プリンター１００のハードウェア構成を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係るプリンター１００は、内部に主制御部５を含む。主制御部５は、装置の各部を制御する。例えば、主制御部５は、ＣＰＵ５１や、画像処理部５３や、その他の電子回路や素子を含む。

又、主制御部５は、記憶部５２と接続される。ＣＰＵ５１は、中央演算処理装置であり、記憶部５２に格納され、展開される制御プログラムに基づきプリンター１００の各部の制御や演算を行う。記憶部５２は、ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、ＨＤＤのような不揮発性と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置の組み合わせで構成される。記憶部５２は、プリンター１００の制御プログラムのほか、制御データ等、各種データを記憶する。

そして、主制御部５は、画像形成、印刷を行う給紙部３ａ、第１搬送部３ｂ、画像形成部４、定着部１、第２搬送部３ｃ、両面搬送部３ｄと通信可能に接続される。主制御部５は、記憶部５２に記憶されている制御プログラムやデータに基づき適切に画像形成が行われるように給紙部３ａ、第１搬送部３ｂ、画像形成部４、定着部１等に指示を与える。

又、主制御部５には、通信部５４が接続される。通信部５４は、パーソナルコンピューターやサーバーのようなコンピューター２００と通信を行うためのインターフェイスである。通信部５４は、コンピューター２００とネットワークやケーブルを介して通信を行う。通信部５４は、コンピューター２００から画像データや印刷設定に関する印刷用データを受信する。主制御部５は印刷用データに基づき、画像処理部５３に画像データを処理させ、画像処理後の画像データに基づき、画像形成部４等を用いて印刷を行わせる。

又、主制御部５は、操作パネル２と通信可能に接続される。そして、主制御部５は、操作パネル２の表示を制御する。又、主制御部５は、操作パネル２でなされた設定内容を認識する。

（定着部１の構成）
次に、図３を用いて、実施形態に係る定着部１を説明する。図３は、定着部１を正面からみた図である。

図３に示すように、本実施形態の定着部１は、加熱ローラー１１、加圧ローラー１２、付勢部材１３、励磁コイル１４、温度センサー１５を含む。尚、加熱ローラー１１と加圧ローラー１２は、それぞれの軸線方向が平行となるように、回転可能に支持される。

加熱ローラー１１は、図３の紙面奥行き方向（用紙搬送方向と垂直な方向、用紙幅方向）を軸線方向とする。そして、加熱ローラー１１は、励磁コイル１４によって誘導加熱される。加熱ローラー１１は、金属製の筒状の管の表面に、励磁コイル１４からの磁束による誘導加熱作用によって発熱するニッケルのような金属の加熱ベルト１１ａを巻き付けたものである。尚、加熱ローラー１１の管内部は、蓄熱性の材料で埋められていてもよい。尚、加熱ローラー１１は上記の構成に限られず、誘導加熱されるものであればよい。

そして、加熱ローラー１１に対向して、加圧ローラー１２が設けられる。加圧ローラー１２の周面は弾性を有する。加圧ローラー１２の周面の材料は、例えば、シリコンゴムである。そして、加圧ローラー１２は、加熱ローラー１１と圧接される。付勢部材１３は、バネのような加圧ローラー１２を加熱ローラー１１に押しつける方向に付勢する部材である。この加熱ローラー１１と加圧ローラー１２の圧接により、定着のための定着ニップＦが形成される。

定着部１に設けられる定着モーター１６（図４参照）の駆動力が、加圧ローラー１２に伝達される。これにより、加圧ローラー１２が回転する。加圧ローラー１２が回転すると、加圧ローラー１２が当接している加熱ローラー１１も従動して回転する。そして、加熱ローラー１１と加圧ローラー１２を回転させて定着ニップＦに用紙Ｐを通過させる。これにより、トナー像が、加熱、加圧され、トナー像は用紙Ｐに定着する。尚、図３では用紙搬送方向を破線で図示している。

次に、励磁コイル１４を説明する。図３に示すように、加圧ローラー１２が設けられる側と反対側に、加熱ローラー１１に対向して、励磁コイル１４が設けられる。そして、図３に示すように、励磁コイル１４は、加熱ローラー１１を周方向から見てハ字状になるように、加熱ローラー１１の軸線方向に沿って電線１４Ｗをかけ回したものである。

励磁コイル１４は、１本の電線１４Ｗを複数回巻いたものである。電線１４Ｗは、表面が絶縁体で被覆される。そして、電線１４Ｗの両端を端子として、端子に電圧が印加される。これにより、電流が励磁コイル１４に流れ、磁束が発生する。そして、励磁コイル１４から発生した磁束は、加熱ローラー１１の加熱ベルト１１ａに鎖交する。これにより、加熱ベルト１１ａは、渦電流によるジュール熱により温められる。この誘導加熱により、定着部１の急速加熱が可能である。

そして、励磁コイル１４の磁束により発熱する位置をずらし、満遍なく加熱ローラー１１を温めるため、加熱ローラー１１は回転する。又、加熱ローラー１１の回転により、熱が加圧ローラー１２にも伝導する。これにより、加圧ローラー１２も温められる。尚、印刷開始時や印刷中に加熱ローラー１１は誘導加熱される。一方、印刷ジョブと印刷ジョブの間や、省電力モードなどの画像形成を行っていない状態では、加熱ローラー１１は誘導加熱されない。尚、電源投入時や省電力モードからの復帰時のウォームアップ処理のとき、加熱ローラー１１は誘導加熱されてもよい。

又、励磁コイル１４の内部には、３つのフェライトコア１４Ｃが設けられる。図３に示すように、フェライトコア１４Ｃは、加熱ローラー１１の周面に沿うように、軸線方向からみて励磁コイル１４の巻き線の中央と両端位置に設けられる。フェライトコア１４Ｃは、励磁コイル１４から生ずる磁束の拡散を防ぎ、効率よく磁束を加熱ベルト１１ａに鎖交させるためのものである。

又、本実施形態の定着部１に、温度センサー１５が設けられる。温度センサー１５は、用紙Ｐの定着ニップＦへの進入部分近傍に加熱ローラー１１に接するように設けられる。言い換えると、温度センサー１５は接触式である。そして、温度センサー１５は、サーミスタを含み、加熱ローラー１１（加熱ベルト１１ａ）の温度によって、出力電圧が異なる。尚、加熱ローラー１１の軸線方向の複数の位置の温度を検知するため、温度センサー１５は、複数設けられてもよい。

（定着部１のハードウェア構成）
次に、図４を用いて、実施形態に係る定着部１と誘導加熱に関する部分のハードウェア構成を説明する。図４は、定着部１と誘導加熱に関する部分のハードウェア構成を説明する図である。

図４示すように、本実施形態の定着部１には、定着部１の加熱に関する制御を行う加熱制御部６が設けられる。加熱制御部６は、主制御部５から受ける目標電力指示Ｓ１を受けて加熱制御を行う。加熱制御部６は、ＣＰＵ６１や加熱の制御に関するデータやプログラムを記憶したメモリー６２を含む。加熱制御部６内のＣＰＵ６１が駆動回路部７１を制御して誘導加熱による加熱ローラー１１の温度制御を行う（詳細は後述）。

尚、定着部１には、加熱ローラー１１や加圧ローラー１２を回転駆動させる定着モーター１６が設けられる。加熱ローラー１１を誘導加熱するときなど、主制御部５は、定着モーター１６を回転させる。

図４に示すように、定着部１内では、励磁コイル１４が設けられる。尚、励磁コイル１４にはコンデンサ（不図示）が接続され、共振回路が構成される。そして、この励磁コイル１４に電力供給を行う電源部７が設けられる。加熱制御部６は電源部７から励磁コイル１４に供給される電力を制御する。

ここで、図４を用いて、励磁コイル１４への電力供給を説明する。まず、プリンター１００（定着部１）の電源部７には、商用電源が接続される。言い換えると、商用電源から交流電力が電源部７に入力される。そして、電源部７には、励磁コイル１４への電力供給のＯＮ／ＯＦＦを行う駆動回路部７１が設けられる。駆動回路部７１は、励磁コイル１４への電力の供給のＯＮ／ＯＦＦを行うためのスイッチング素子７２を含む。

商用電源から供給された交流電力を変換せずに励磁コイル１４に入力する場合、加熱制御部６は交流電圧波形の１周期中にスイッチング素子７２をＯＮするタイミング（位相）を調整することにより、励磁コイル１４に供給する電力の大きさを制御する。

又、駆動回路部７１は商用電源から供給された交流電力の周波数を変換し、一定電圧を出力するインバーターでもよい。周波数が高いほど励磁コイル１４に電流は流れにくくなり、励磁コイル１４とコンデンサーからなる共振回路の共振周波数に近づくほど励磁コイル１４に大きな電流が流れる。そこで、駆動回路部７１にインバーターを用いる場合、加熱制御部６は生成すべき励磁コイル１４への印加電圧の周波数を駆動回路部７１に指示して励磁コイル１４に供給する電力の大きさを制御する。

又、駆動回路部７１は、商用電源を整流、平滑して一定電圧を生成するコンバーターと、励磁コイル１４へのコンバーターの出力の印加のＯＮ／ＯＦＦのスイッチングを行うスイッチング素子７２で構成してもよい。この場合、加熱制御部６はスイッチング素子７２のスイッチング周波数を制御して励磁コイル１４に供給する電力の大きさを制御する。

このように、加熱制御部６は、駆動回路部７１を制御して、励磁コイル１４への電力供給のＯＮ／ＯＦＦや、励磁コイル１４に投入する電力を制御できる。

そして、図４に示すように、本実施形態の定着部１には、温度センサー１５が設けられる。温度センサー１５の出力（電圧）は、主制御部５に入力される。そして、主制御部５は、記憶部５２に記憶された温度センサー１５の出力電圧に対応する温度のデータである温度検知用データＤ１を参照する。これにより、主制御部５は、加熱ローラー１１の温度を認識する。主制御部５は加熱ローラー１１の温度認識を予め定められた周期で行う。予め定められた周期は、百数十ｍ秒〜数百ｍ秒程度である。

又、主制御部５は、認識した温度に応じて、加熱制御部６に励磁コイル１４の目標出力、言い換えると、励磁コイル１４に投入すべき目標電力を示すデータ（目標電力指示Ｓ１）を送信する。主制御部５は、百数十ミリ秒〜数百ｍ秒程度の周期で、加熱制御部６に向けて、目標電力を示すデータの送信を行う。

主制御部５は、加熱ローラー１１の温度が低ければ低いほど、大きな目標電力を示す目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。又、加熱ローラー１１の温度が高く、定着制御温度に近ければ近いほど、主制御部５は、小さな目標電力を示す目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。一方、加熱ローラー１１の温度が定着制御温度を越えていれば、主制御部５は、目標電力を０とする目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。従って、主制御部５は、励磁コイルに投入できる最大電力から０Ｗの範囲の何れかの値を示す目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。尚、本実施形態の定着部１では、定着制御温度は１７０°Ｃ程度である。加熱ローラー１１の温度に対する目標電力を示すデータは予め記憶部５２に電力指示用データＤ２として記憶される。主制御部５は、電力指示用データＤ２を参照して、認識した温度に基づき、目標電力を定める。

（加熱制御部６による加熱の基本的な流れ）
次に、図４、図５を用いて、加熱ローラー１１の誘導加熱の基本的な流れを説明する。図５は加熱制御部６による加熱の基本的な流れを示すフローチャートである。

図５のスタートは、加熱ローラー１１の温度を定着制御温度とし、定着制御温度で維持するため、加熱制御部６が主制御部５から励磁コイル１４への電力供給を行う旨の指示を受け、目標電力指示Ｓ１を受けた時点である。印刷のために加熱ローラー１１を定着制御温度にまで熱して維持するとき、主制御部５は加熱ローラー１１の誘導加熱を開始する指示や目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。

加熱制御部６は、主制御部５から指示された目標電力（消費電力）となるように、電源部７（駆動回路部７１）を制御して、励磁コイル１４に電力の供給を行う（ステップ♯１１）。尚、加熱ローラー１１の温度が定着制御温度を超えているなどの理由により、加熱制御部６は目標電力ゼロの指示を受けると、一時的に励磁コイル１４への電力供給を停止させる。

そして、図４に示すように、定着部１には、励磁コイル１４に供給される電力に関し、電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４が設けられる。電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４の出力は、加熱制御部６に入力される。加熱制御部６は、電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４の出力に基づき、励磁コイル１４に供給される電力の大きさを認識する（ステップ♯１２）。

加熱制御部６のメモリー６２は、電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４の出力に対応して、励磁コイル１４への入力電圧値や入力電流値や入力電力を示すデータを記憶する。加熱制御部６は、電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４の出力とこのデータを参照して、入力電力の大きさを認識する。

続いて、加熱制御部６は、フィードバック制御を行って、励磁コイル１４の消費電力が目標電力と一致するように、駆動回路部７１に励磁コイル１４に供給する電力を調整させる（ステップ♯１３）。言い換えると、加熱制御部６は、目標電力と、認識した励磁コイル１４の消費電力に差分を埋めるように駆動回路部７１を制御して、励磁コイル１４に供給される電力を調整する。これにより、誤差等により励磁コイル１４の消費電力が目標電力からずれても、励磁コイル１４に供給される電力が調整される。

加熱制御部６は、励磁コイル１４の消費電力が目標電力よりも小さければ、駆動回路部７１を制御して励磁コイル１４に供給する電力を増やす。一方、加熱制御部６は、励磁コイル１４の消費電力が目標電力よりも大きければ、駆動回路部７１を制御して励磁コイル１４に供給する電力を減らす。メモリー６２は、目標電力と認識した励磁コイル１４の消費電力との差分の大きさに応じ、どのように駆動回路部７１を制御するかを示すデータを記憶する。そして、加熱制御部６は、メモリー６２に記憶されるデータに基づき、目標電力と認識した励磁コイル１４の消費電力との差分の大きさに応じて、駆動回路部７１を制御する。このように、加熱制御部６は、目標電力と認識した励磁コイル１４に供給される電力が一致するように、駆動回路部７１を制御する。

又、加熱制御部６は、電圧検知センサー６３と電流検知センサー６４の出力に基づき、励磁コイル１４に供給される電力に異常があるか否かを検知する（ステップ♯１４）。言い換えると、加熱制御部６は励磁コイル１４に供給される電圧や電流が予め定められた供給条件から外れているか否かを検知する。尚、励磁コイル１４に供給される電力の異常は、プリンター１００と同じコンセントに接続された機器の消費電力増大や、一時的なノイズや、タコ足配線などのような様々な要因により生じ得る。

励磁コイル１４に印加される電圧が予め定められた供給条件外のとき、加熱制御部６は電力異常と判断する。駆動回路部７１が励磁コイル１４に印加する電圧の大きさの定格が仕様上決まっているとする。そして、加熱制御部６は、仕様上の定格の電圧値に対し、電圧値が動作を保証できる電圧値の範囲として予め定められた電圧値範囲から外れた大きさとなると電力異常と判断する。言い換えると、加熱制御部６は、電源部７が励磁コイル１４に印加する電圧の大きさを検知し、電圧値が予め定められた電圧値範囲に無いとき、電力異常と検知する。本実施形態のプリンター１００では、加熱制御部６は電圧値が仕様上の定格の電圧の大きさに対し±１０〜１５％の範囲から外れると、電力異常と判断する。

又、予め定められた供給条件は電流に対して定められてもよい。目標電力を励磁コイル１４に供給するときの理想的な電流の大きさに対し、一定範囲外の電流が流れたとき、加熱制御部６は電流値の異常による電力異常と判断する。

もし、電力異常があれば（ステップ♯１４のＹｅｓ）、励磁コイル１４への電力供給を続けることは好ましくないので、加熱制御部６は、自発的に励磁コイル１４への電力供給を停止させる（ステップ♯１５）。言い換えると、加熱制御部６は励磁コイル１４による誘導加熱を停止させる。

更に、加熱制御部６は、電力異常に基づき、励磁コイル１４への電力供給を停止した旨の停止通知Ｓ２を主制御部５に通知する（ステップ♯１６）。これにより、主制御部５は電圧や電流の異常により、加熱制御部６が励磁コイル１４への電力供給を停止させていることを認識できる。又、主制御部５は停止通知Ｓ２のあったこと、及び、停止通知Ｓ２を受けた時間を記憶部５２に記憶させ、停止通知履歴Ｄ３として残す。

続いて、加熱制御部６は、励磁コイル１４に印加する電圧の異常が回復して、電力異常が回復したか否かを確認する（ステップ♯１７）。加熱制御部６は、電圧が予め定められた供給条件の範囲内になり、電力異常が回復するまで確認を続ける（ステップ♯１７のＮｏ→ステップ♯１７）。

一方、電力異常が回復したとき（ステップ♯１７のＹｅｓ）、加熱制御部６は、励磁コイル１４への目標電力指示Ｓ１に基づく電力供給を再開する（ステップ♯１８）。又、加熱制御部６は電力異常が回復し、励磁コイル１４への電力供給を再開した旨の再開通知Ｓ３を主制御部５に通知する（ステップ♯１９）。言い換えると、加熱制御部６は、電力異常が回復したことを認識すると励磁コイル１４への電力供給を再開するとともに、再開通知Ｓ３を主制御部５に通知する。これにより、主制御部５は電圧や電流の異常が正常の範囲に回復し、加熱制御部６が励磁コイル１４への電力供給を再開したことを認識できる。又、主制御部５は再開通知Ｓ３のあったこと、及び、再開通知Ｓ３を受けた時間を記憶部５２に記憶させ、再開通知履歴Ｄ４として残す。

そして、電力異常が無いとき（ステップ♯１４のＮｏ）や、ステップ♯１９の後、加熱制御部６は、主制御部５から誘導加熱停止の指示を受けたか否かを確認する（ステップ♯１１０）。印刷完了などのような場合、主制御部５は加熱制御部６に対して誘導加熱停止の指示を与える。言い換えると、加熱ローラー１１を定着制御温度で温める必要がなくなると、主制御部５は励磁コイル１４への電力供給停止の指示を加熱制御部６に与える。

加熱制御部６が主制御部５から誘導加熱停止の指示を受けたとき（ステップ♯１１０のＹｅｓ）、加熱制御部６は励磁コイル１４への電力供給を停止する（ステップ♯１１１→エンド）。そして、印刷ジョブを開始するときのような場合、再び本フローが開始される。尚、本説明では、印刷完了にともない、誘導加熱を停止する例を説明するが、通常モードにあるとき（省電力モード移行前）、主制御部５は加熱制御部６に励磁コイル１４への電力供給を断続的に行わせ、加熱ローラー１１の温度を定着制御温度で維持するようにしてもよい。

一方、加熱制御部６が主制御部５から誘導加熱停止の指示を受けていないとき（ステップ♯１１０のＮｏ）、加熱制御部６は、主制御部５から新たな目標電力指示Ｓ１を受ける（ステップ♯１１２）。そして、フローはステップ♯１１に戻る。

（温度異常の検知と報知）
次に、図６を用いて、本実施形態のプリンター１００での主制御部５による温度異常の検知と、異常の報知を説明する。図６は、温度異常の検知と、異常の報知の流れを示すフローチャートである。

本実施形態の主制御部５は温度センサー１５の出力に基づき、加熱ローラー１１の温度を認識する。そして、主制御部５は目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与えているのに、加熱ローラー１１の温度が予め定められた温度帯から外れていたり、加熱ローラー１１の温度が高すぎたり、低すぎたりすると、加熱ローラー１１の温度異常と検知する。そこで、図６を用いて、温度異常の検知と、異常の報知の流れを説明する。

まず、図６のスタートは、印刷の開始時などに、主制御部５が加熱ローラー１１の温度を定着制御温度に到達させるため、励磁コイル１４への電力供給を開始する時点である。

尚、本フロー中、主制御部５は図５を用いて説明したように、加熱制御部６から主制御部５に対し、励磁コイル１４への電力供給の状況に応じて停止通知Ｓ２や再開通知Ｓ３がなされ、主制御部５はこれらの通知を受信する。

加熱ローラー１１の温度を定着制御温度にまで誘導加熱するとき、まず、主制御部５は、温度センサー１５の出力に基づき、加熱ローラー１１の温度を認識する（ステップ♯２１）。そして、主制御部５は認識した温度に基づき、加熱ローラー１１を定着制御温度にまで誘導加熱するのに必要な電力を求める（ステップ♯２２）。そして、主制御部５は求めた電力に基づき目標電力を加熱制御部６に指示し、加熱ローラー１１を定着制御温度にまで誘導加熱させる（ステップ♯２３）。主制御部５は、認識した温度が定着制御温度よりも一定温度以上低ければ、励磁コイル１４に投入できる最大電力を示す目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。又、主制御部５は、認識した温度が定着制御温度よりも一定温度以上であり、定着制御温度未満であれば、励磁コイル１４に投入できる最大電力以下であるが、温度が低いほど大きい電力を示す目標電力指示Ｓ１を加熱制御部６に与える。

加熱ローラー１１の温度が室温程度まで冷えている状態から定着制御温度にまで加熱ローラー１１を誘導加熱する場合、加熱ローラー１１を定着制御温度にまで温めるのに要する電力は、大きくなる。一方、プリンター１００がリセットされた場合など、ある程度、加熱ローラー１１が暖まっている場合には、加熱ローラー１１を定着制御温度にまで温めるのに要する電力は、小さくなる

そして、主制御部５は温度センサー１５の出力に基づき、定着制御温度を維持するように誘導加熱された加熱ローラー１１に、温度異常が生じているか否かを確認する（ステップ♯２４）。本実施形態のプリンター１００では、定着制御温度を１７０°Ｃとして、フィードバック制御を行いつつ温度維持制御を行うと、加熱ローラー１１の温度は実質的に、１６０〜１８０°Ｃ程度の範囲で維持される。

そこで、加熱ローラー１１の温度を定着制御温度で維持しようとしているとき、主制御部５は加熱ローラー１１の温度が室温〜１００°Ｃ程度の範囲（異常温度範囲）になると、温度異常と認識する。言い換えると、定着制御温度での温度維持中、主制御部５は加熱ローラー１１の温度が異常温度範囲になると温度異常と認識する。尚、定着制御温度よりも高温側についても、異常温度範囲が設定されてもよい。例えば、２５０°Ｃ以上を異常温度範囲と設定することができるが、プリンター１００に用いる部材との兼ね合いにより適宜決定すればよい。

もし、温度異常が発生していなければ（ステップ♯２４のＮｏ）、主制御部５は加熱ローラー１１の温度認識と目標電力指示Ｓ１を行って、加熱ローラー１１の温度を定着制御温度で維持する（ステップ♯２５）。

そして、主制御部５は加熱ローラー１１の温度を定着制御温度で維持する温度維持制御を終了すべきか否かを確認する（ステップ♯２６）。本実施形態のプリンター１００では、主制御部５は、印刷が完了したとき温度維持制御を終了すると判断する。温度維持制御を終了すべきであれば、本フローは終了する。一方、まだ印刷が継続されるなどのように、温度維持制御を継続すべきであれば、フローはステップ♯２４に戻る。

一方、温度維持制御を行っているのに加熱ローラー１１の温度が１００°Ｃ以下になった場合などのように、温度異常が生ずれば（ステップ♯２４のＹｅｓ）、主制御部５は画像形成部４や定着部１や第２搬送部３ｃや第１搬送部３ｂや給紙部３ａによる印刷を停止させる（ステップ♯２７）。

更に、主制御部５は加熱制御部６との通信履歴に基づき、温度異常が誘導加熱の停止に基づくか否かを判断する（ステップ♯２８）。言い換えると、主制御部５は加熱制御部６から受けた停止通知Ｓ２の通信履歴である停止通知履歴Ｄ３と再開通知Ｓ３の通信履歴である再開通知履歴Ｄ４を参照し、温度異常が励磁コイル１４に供給する電力の異常に基づくものか否かを判断する。このように、本実施形態のプリンター１００では、主制御部５は、励磁コイル１４への電力供給が一時的に停止し、加熱制御部６から停止通知Ｓ２を受けても、温度異常を認識するまで画像形成部４や定着部１には、印刷動作を継続させる。

プリンター１００に入力される電力の異常や、電源部７の回路における異常により、加熱制御部６の判断により励磁コイル１４への電力供給が停止されていれば、加熱ローラー１１の温度は次第に低下してゆく。そこで、主制御部５は電源系統の異常により加熱ローラー１１の温度低下が生じたか否かを判断する。

具体的には、主制御部５は、誘導加熱の開始から単位時間あたりの停止通知Ｓ２の回数が予め定められた回数を超えていることや、誘導加熱を開始してからの間、加熱制御部６から停止通知Ｓ２を受けてから再開通知Ｓ３を受けるまでの時間が予め定められた時間を超えていることに基づき、温度異常が誘導加熱停止に基づくと判断する。単位時間あたりの停止通知Ｓ２の回数や、予め定められた時間は誘導加熱停止時の加熱ローラー１１の温度低下の程度を勘案して適宜定めることができる。

一方、主制御部５は、再開通知Ｓ３から停止通知Ｓ２を受けること無く予め定められた猶予時間が経過してから温度異常を認識したとき、温度異常が誘導加熱停止に基づかないと判断する。これは、励磁コイル１４への電力供給再開されてからの時間が経過しているので、温度異常は励磁コイル１４に電力を供給する回路や系統の異常を要因としないと認められるからである。尚、予め定められた猶予時間も、誘導加熱停止時の加熱ローラー１１の温度低下の程度を勘案して適宜定めることができる。

もし、主制御部５は温度異常が誘導加熱の停止に基づくと判断したとき（ステップ♯２９のＹｅｓ）、操作パネル２に電源異常が発生している旨を報知させる（ステップ♯２１０）。

一方、主制御部５は温度異常が誘導加熱の停止に基づくものではないと判断したとき（ステップ♯２９のＮｏ）、励磁コイル１４への電力供給に異常はなく、定着部１の温度センサー１５などの異常と考えられる。そこで、温度異常が誘導加熱の停止に基づくものではないと判断したとき、主制御部５は、操作パネル２に定着部１の異常を報知させる（ステップ♯２１１）。

このようにして、本実施形態の画像形成装置（プリンター１００）は、トナー像を形成し、用紙Ｐに転写する画像形成部４と、加熱回転体（加熱ローラー１１）と、加熱回転体に圧接して定着ニップＦを形成する加圧回転体（加圧ローラー１２）と、加熱回転体を誘導加熱するための励磁コイル１４と、加熱回転体の温度を検知するための温度検知体（温度センサー１５）を含み、定着ニップＦにトナー像が転写された用紙Ｐを通過させてトナー像を用紙Ｐに定着させる定着部１と、温度検知体の出力に基づき加熱回転体の温度を認識し、加熱回転体の温度を定着に適した温度である定着制御温度で維持するとき、予め定められた温度異常範囲となる温度異常を認識すると画像形成部４と定着部１による印刷動作を停止させる主制御部５と、主制御部５が温度異常を認識したときに異常報知を行う報知部（操作パネル２）と、励磁コイル１４に電力を供給する電源部７と、電源部７から励磁コイル１４への電力供給を制御するとともに、励磁コイル１４への供給電力を検知し、予め定められた供給条件から外れると励磁コイル１４への供給電力の異常である電力異常を検知する加熱制御部６と、を含み、加熱制御部６は、励磁コイル１４への電力供給制御を行っている状態で電力異常を検知したとき、電力供給を停止して誘導加熱を停止し、電力異常により誘導加熱停止を行った旨の停止通知Ｓ２を主制御部５に通知し、主制御部５は、加熱制御部６からの停止通知Ｓ２の履歴に基づき、温度異常が誘導加熱停止に基づくか否かを判断し、誘導加熱停止に基づくと判断したとき、報知部（操作パネル２）に電源異常を報知させ、誘導加熱停止に基づかないと判断したとき、報知部に定着部１の異常を報知させる。

これにより、温度異常が生じた原因が区別されたうえで報知がなされる。従って、使用者やサービスマンは、異常の原因の判別を容易に行うことができる。そのため、電源系統に異常があるのに定着部１の交換を行うことや、温度検知体（温度センサー１５）や励磁コイル１４といった定着部１の部材に異常があるのに電源系統の点検を行うような無駄な作業を無くすことができる。

又、加熱制御部６は、電力異常が回復したことを認識すると励磁コイル１４への電力供給を再開するとともに、励磁コイル１４への電力供給を再開した旨の再開通知Ｓ３を主制御部５に通知する。これにより、励磁コイル１４に供給する電圧、電流の異常が解消されたことを主制御部５は、認識することができる。従って、電圧、電流の異常が解消されてから温度異常を認識しても、温度異常は、励磁コイル１４に供給する電圧、電流の異常に基づかないと判別することができる。

又、主制御部５は、単位時間あたりの停止通知Ｓ２の回数が予め定められた回数を超えていることと、加熱制御部６から停止通知Ｓ２を受けてから再開通知Ｓ３を受けるまでの時間が予め定められた時間を超えていることの何れか一方、又は、両方に該当しているとき、温度異常が誘導加熱停止に基づくと判断する。これにより、励磁コイル１４に電力を供給する電源系統に異常がある可能性が高い場合、電源の異常が報知される。従って、正確に温度異常が生じた原因を報知することができる。

又、主制御部５は、再開通知Ｓ３から停止通知Ｓ２を受けること無く予め定められた猶予時間が経過してから温度異常を認識したとき、報知部（操作パネル２）に定着部１の異常を報知させる。これにより、一時的な電圧、電流に異常から回復し、励磁コイル１４に正常な電力が供給されている場合、電源系統に異常があるという判断はなされない。従って、正確に温度異常の原因を判別することができる。

又、主制御部５は、加熱制御部６から停止通知Ｓ２を受けても、温度異常を認識するまで画像形成部４と定着部１には、印刷動作を継続させる。これにより、励磁コイル１４に印加する電圧や電流に異常があっても、印刷は、直ちに停止されない。従って、一時的な電圧ドロップやノイズにより、電圧や電流に異常が生じても、印刷は継続される。そのため、一時的な電圧や電流の異常が生ずるごとに、使用者は、印刷のやり直しをしなくて済む。

又、主制御部５は、認識した温度に基づき、定着制御温度の維持に必要な電力を求め、求めた電力に基づき励磁コイル１４に供給すべき電力を加熱制御部６に指示し、加熱制御部６は、主制御部５からの指示に基づき、電源部７から励磁コイル１４に供給される電力を制御する。これにより、加熱制御部６が行うべき処理が少なくなり、緻密に、迅速に電源部７から励磁コイル１４に供給される電力を制御することができる。

又、加熱制御部６は、電源部７が励磁コイル１４に印加する電圧の大きさを検知し、電圧の大きさが予め定められた電圧値範囲内に無いとき、電力異常と検知する。これにより、定着を行う上で性能的に保証できないような電圧値のとき、電力異常として励磁コイル１４による加熱を停止させることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものでは、なく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、誘導加熱方式の定着装置を有する画像形成装置に利用可能である。

１００ プリンター（画像形成装置） １ 定着部
１１ 加熱ローラー（加熱回転体） １２ 加圧ローラー（加圧回転体）
１４ 励磁コイル １５ 温度センサー（温度検知体）
２ 操作パネル（報知部） ４ 画像形成部
５ 主制御部 ６ 加熱制御部
７ 電源部 Ｓ１ 目標電力指示
Ｓ２ 停止通知 Ｓ３ 再開通知
Ｆ 定着ニップ Ｐ 用紙

Claims (7)

1. トナー像を形成し、用紙に転写する画像形成部と、
   加熱回転体と、加熱回転体に圧接して定着ニップを形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を誘導加熱するための励磁コイルと、前記加熱回転体の温度を検知するための温度検知体を含み、前記定着ニップにトナー像が転写された用紙を通過させてトナー像を用紙に定着させる定着部と、
   前記温度検知体の出力に基づき温度を認識し、前記加熱回転体の温度を定着に適した温度である定着制御温度で維持するとき、予め定められた温度異常範囲となる温度異常を認識すると前記画像形成部と前記定着部による印刷動作を停止させる主制御部と、
   前記主制御部が前記温度異常を認識したときに異常報知を行う報知部と、
   前記励磁コイルに電力を供給する電源部と、
   前記電源部から前記励磁コイルへの電力供給を制御するとともに、前記励磁コイルへの供給電力を検知し、予め定められた供給条件から外れると前記励磁コイルへの供給電力の異常である電力異常を検知する加熱制御部と、を含み、
   前記加熱制御部は、前記励磁コイルへの電力供給制御を行っている状態で前記電力異常を検知したとき、電力供給を停止して前記誘導加熱を停止し、前記電力異常により前記誘導加熱停止を行った旨の停止通知を前記主制御部に通知し、
   前記主制御部は、前記加熱制御部からの前記停止通知の履歴に基づき、前記温度異常が誘導加熱停止に基づくか否かを判断し、前記誘導加熱停止に基づくと判断したとき、前記報知部に電源異常を報知させ、前記誘導加熱停止に基づかないと判断したとき、前記報知部に前記定着部の異常を報知させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記加熱制御部は、前記電力異常が回復したことを認識すると前記励磁コイルへの電力供給を再開するとともに、前記励磁コイルへの電力供給を再開した旨の再開通知を前記主制御部に通知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記主制御部は、単位時間あたりの前記停止通知の回数が予め定められた回数を超えていることと、前記加熱制御部から前記停止通知を受けてから前記再開通知を受けるまでの時間が予め定められた時間を超えていることの何れか一方、又は、両方に該当しているとき、前記温度異常が前記誘導加熱停止に基づくと判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
   
4. 前記主制御部は、前記再開通知から前記停止通知を受けること無く予め定められた猶予時間が経過してから前記温度異常を認識したとき、前記報知部に前記定着部の異常を報知させる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。
5. 前記主制御部は、前記加熱制御部から前記停止通知を受けても、前記温度異常を認識するまで前記画像形成部と前記定着部には、印刷動作を継続させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記主制御部は、認識した温度に基づき、前記定着制御温度の維持に必要な電力を求め、求めた電力に基づき前記励磁コイルに供給すべき電力を前記加熱制御部に指示し、
   前記加熱制御部は、前記主制御部からの指示に基づき、前記電源部から前記励磁コイルに供給される電力を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記加熱制御部は、前記電源部が前記励磁コイルに印加する電圧の大きさを検知し、電圧の大きさが予め定められた電圧値範囲内に無いとき、前記電力異常と検知することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。

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