画像形成装置及び定着装置
【課題】粉煙の量を検出することにより、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を判定する画像形成装置において、異常発熱の誤判定を有効に防止する。
【解決手段】通電によりジュール発熱する抵抗発熱体を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、定着装置内において発生する粉煙の量を監視し、定着装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定し、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する(S802）画像形成装置。
【解決手段】通電によりジュール発熱する抵抗発熱体を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、定着装置内において発生する粉煙の量を監視し、定着装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定し、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する(S802）画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に抵抗発熱体を用いて未定着画像を熱定着させる画像形成装置における抵抗発熱体の異常発熱を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の層を発熱層とする定着装置が利用されるようになってきている。この定着装置においては、抵抗発熱体層に直接給電することによって発熱体が発熱するので、熱効率を高くすることができ、ウォームアップ時間を短縮化することができる。
このため、画像形成装置が印刷ジョブの入力待ち状態にあるときに、抵抗発熱体への電力供給を停止した状態（スリープ状態）にしたとしても、短時間で定着装置を熱定着動作が可能な状態に戻すことができる。従って、入力待ち状態が長期間継続する場合には、定着装置をスリープ状態にして、電力消費を低減することができる。
【０００３】
この抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に金属等の導電性材料を分散させて構成され、絶縁層で被覆されているのが一般的である。通電されている抵抗発熱体層に直接触れると、感電する危険があるため、絶縁層で被覆することにより感電を防止している。
一方、絶縁層の厚さは数百μｍ程度と薄いため、外部から混入した異物や記録シートとの接触により、絶縁層に傷が生じ、その傷が抵抗発熱体層にまで及び、当該傷の端部周辺で局所的に電流密度が高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が高まった部分が、高温に異常発熱することになる。
【０００４】
この異常発熱を放置しておくと、定着装置の損傷がひどくなり、周辺の装置にも影響が及ぶため、早期に検出し、定着装置への電力供給を遮断する等の措置を講じて定着装置の損傷がひどくならないようにする必要がある。
この異常発熱の検出手段として、定着装置に設けられているサーミスタやサーモスタット等の温度検知素子を用いることは可能であるが、検出範囲が狭いため、異常発熱が発生する抵抗発熱体層の位置によっては、異常発熱の発生が見逃されてしまう場合が生じる。
【０００５】
特許文献１には、抵抗発熱体層に異常発熱が発生した時に絶縁層等から発生する粉煙を微粒子センサで検出することにより、異常発熱を検出する技術が開示されている。これにより、異常発熱の検出範囲を広くし、異常発熱が見逃されるのを有効に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００―１５５４９５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、粉塵は、抵抗発熱体層の異常発熱時以外の時にも発生するため、上記従来技術では、異常発熱に起因しない粉塵量が多い場合には、誤検出されてしまう場合が生じてしまう。特に、画像形成装置において、印刷処理が行われている場合には、給紙される用紙からの紙粉やトナーの飛散量が多くなり、これらが微粒子センサにより粉煙として検出されてしまい、その結果、実際には、異常発熱が発生していないのにもかかわらず、異常発熱と誤判定される場合が生じる。
【０００８】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、粉煙の量を検出することにより、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を判定する画像形成装置において、異常発熱の誤判定を有効に防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像形成装置は、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、前記定着装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、前記定着装置内の粉煙の量が、設定されている閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、を備える。
【００１０】
ここで、前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を繰り返し測定する測定手段と、測定した粉煙濃度の値が、所定期間内において、基準値より高くなる回数を、前記粉煙の量としてカウントするカウント手段と、を有し、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、前記回数についての閾値であることとすることができる。
又、前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を測定することにより、前記粉煙の量を監視し、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、粉煙濃度についての閾値であることとすることができる。
【００１１】
さらに、前記画像形成装置は、前記異常発熱が検出された場合に、前記定着装置への電力供給を停止する停止手段を備えることとすることができる。又、前記画像形成装置は、前記異常発熱が検出された場合に、その旨の報知をする報知手段を備えることとすることができる。
又、本発明の別の一形態に係る定着装置は、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、自装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、自装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、印刷時に前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を備えることにより、印刷時においては、抵抗発熱体の異常発熱の有無の判定に用いる粉煙の量についての閾値が、印刷時に異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙（紙粉やトナーなどによる粉塵）の量に相当する分だけ、非印刷時の閾値より高くなるように設定されるので、抵抗発熱体の異常発熱とは無関係に発生する粉煙によって抵抗発熱体の異常発熱の誤判定がされるのを有効に防止することができる。
【００１３】
又、異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙の量が少ない非印刷時においては、印刷時の閾値よりも、印刷時に異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙の量に相当する分だけ低い閾値を用いて抵抗発熱体の異常発熱が検出されるので、誤検出を回避するため、印刷時、非印刷時に関わらず一律に閾値を予め決められた値より高く設定した場合に比べ、異常発熱が発生した場合の検出のタイミングを早めることができる。その結果、非印刷時における異常発熱の検出のタイミングが遅延することにより、定着装置の損傷が広がるのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンタ１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の主要部の構成を示す斜視図である。
【図３】定着装置５の全体の構成を示す断面図である。
【図４】加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。
【図５】制御部６０の構成と制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
【図６】制御部６０が行う定着装置異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱検出処理（ステップＳ６０３）の動作を示すフローチャートである。
【図８】制御部６０が行う印刷時異常発熱検出処理（ステップＳ６０５）の動作を示すフローチャートである。
【図９】制御部６０が行う待機時異常発熱検出処理（ステップＳ６０７）の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンタの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンタ１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。
【００１６】
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１７】
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ４５などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。
【００１８】
現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ｄ方向に周回駆動される。露光部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。
【００１９】
この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。
【００２０】
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次1次転写された後、２次転写ローラ４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。トナー像が２次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラ７１により排紙トレイ７２に排出される。
【００２１】
給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートを２次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ４４などを備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００２２】
記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、異なる大きさ又は厚さ又は材質の記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
繰り出しローラ４２、タイミングローラ４４等の各ローラは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モータとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモータが使用される。
【００２３】
記録シートは、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて
給紙部４から２次転写位置４６に搬送され、２次転写ローラ４５により中間転写
ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の主要部の構成を示す斜視図である。図３は、定着装置５の全体の構成を示す断面図である。以下、両図を参照して、定着装置５の構成について説明する。
【００２４】
図２に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３等を有する。図３に示すように、加熱回転体５１、定着ローラ５２、加圧ローラ５３は、枠体５６で覆われている。加圧ローラ５３が矢印Ｂで示す回転方向に回転し、加圧ローラ５３の回転に伴い、加熱回転体５１が矢印Ａで示す回転方向に従動回転することにより、枠体５６で覆われた装置内には、回転方向に沿って気流が生じる。図３の矢印Ｃは、加熱回転体５１の回転により生じた気流を示す。
【００２５】
なお、図２においても、図３の場合と同様に、矢印Ａは、加熱回転体５１の回転方向を、矢印Ｂは、加圧ローラ５３の回転方向を、矢印Ｃは、加熱回転体５１の回転により生じた気流を示す。
図３の説明に戻って、記録シートは、符号Ｓで示す白矢印の方向から、上下のガイド板５６１、５６２により、装置内に案内されて定着ニップ５９に侵入し、定着ニップ５９で熱定着された後、ガイド板５６３、５６４により排出ローラ対５６５へ案内され、装置の外へ排出される。
【００２６】
図２の説明に戻って、加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に給電用の電極５１１、５１２が設けられ、両電極には電源部５００から給電ブラシ５０１、５０２を介して給電が行われる。これにより、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１が発熱する。
図４は、加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１の端部においては、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１がこの順に積層されて構成される。又、端部を除く加熱回転体５１の領域においては、同図に示すように、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成される。
【００２７】
電極５１１は、導電性の材料から構成される。電極５１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。絶縁層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するための層であり、絶縁層５１３の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。
抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２と電気的に接続され、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値（又は体積抵抗率）は、導電性材料の量を調整することにより、所定の電気抵抗値（又は体積抵抗率）に調整される。
【００２８】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００２９】
導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は０．０１〜１０μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。
【００３０】
抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該電気抵抗値は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
弾性層５１５は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性層５１５を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性層５１５の材料としては、耐熱性と弾性とを有し、絶縁性のゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴムを用いることができる。
【００３１】
弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍの範囲内のものとする。弾性層５１５の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えていると、抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく，伝熱効率が悪いので好ましくない。
【００３２】
離型層５１６は，加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体５１と記録シートとの離型性を高めるための絶縁性の層である。離型層５１６の材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。離型層５１６の厚さは５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。
【００３３】
図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が図示しないフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラ５３は、図示しない加圧ローラ駆動モータからの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。
【００３４】
定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５２２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３の材料としては、熱伝導率が低く、耐熱性及び弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いるのが望ましい。加熱回転体５１のたわみを許容し、ニップ幅を広くすることができるからである。断熱層５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２２として用いる場合には、その厚さを１〜１０ｍｍとするのが望ましい。さらに望ましくは、２〜７ｍｍとするのがよい。
【００３５】
加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ５９が形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５３２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
【００３６】
弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１６と同様に、加圧ローラ５３と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
さらに、図２、図３に示すように加熱回転体５１の近傍であって、定着ニップ５９の入口側の所定の位置には、微粒子センサ５４が配置され、加熱回転体５１の外周面の近傍の所定の位置（ここでは、回転軸方向の中央部付近）には、温度センサ５５が配置されている。
【００３７】
微粒子センサ５４は、図２に示すように、発光素子（例えば、ＬＥＤ）５４ａと受光素子（例えば、フォトトランジスタ）５４ｂから構成される透過型のセンサであり、上記位置における粉煙の濃度（単位時間及び単位体積当たりの粉煙の量）を検出し、制御部６０に出力する。
微粒子センサ５４によって検出される粉煙には、定着装置５内の埃、記録シートの紙粉、トナーなどの微粒子や、抵抗発熱体層５１４が異常発熱した時に発生する煙などの微粒子等が含まれる。微粒子センサ５４は、定着装置５内で発生する粉煙の濃度に応じて発光素子５４ａから受光素子５４ｂに到達する受光量が変動することを利用し、当該変動量を検出することにより、粉煙濃度を検出する。
【００３８】
なお、微粒子センサ５４の配置位置は、定着装置５内の気流の流路に沿った位置で、加熱回転体５１の近傍の位置であればよく、上記の所定の位置に限定されない。
温度センサ５５は、周回駆動する加熱回転体５１の外周面の周方向の表面温度を所定の時間間隔で検出し、制御部６０に検出結果を出力する。温度センサ５５としては、例えば、赤外線検知型のサーモパイルを用いることができる。制御部６０は、表面温度の検出結果に基づいて、加熱回転体５１への通電のオン・オフを、後述する電源制御部６を介して制御し、表面温度が所定の温度（例えば、定着温度（約１６０℃〜１８０℃））になるように制御する。
【００３９】
［３］制御部の構成
図５は、制御部６０の構成と制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピュータであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０４、画像データ記憶部６０５、パラメータ記憶部６０６などを備える。
【００４０】
通信Ｉ／Ｆ部６０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０３には、画像プロセス部３、給紙部４、電源制御部６、微粒子センサ５４、温度センサ５５、操作パネル７等を制御するためのプログラム、後述する定着装置異常発熱検出処理を実行するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０２や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶している。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３に格納されている各種プログラムを実行することにより、画像プロセス部３、給紙部４、電源制御部６、微粒子センサ５４、温度センサ５５、操作パネル７等を制御し、さらに、後述する定着装置異常発熱検出処理を実行する。
【００４１】
パラメータ記憶部６０６は、後述する定着装置異常発熱検出処理において用いる各種の閾値、基準値等を記憶している。具体的には、パラメータ記憶部６０６は、基準回数閾値、異常発熱基準値等を記憶している。
ここで、「基準回数閾値」とは、定着装置５内の粉煙濃度が、所定期間内において、異常発熱基準値を超えた回数に対する閾値であって、異常発熱の発生有無の判定基準となる閾値のことをいう。
【００４２】
基準回数閾値には、定着装置５内において異常発熱に起因しない粉煙の発生が少ないことが予測される、非印刷時（ウォームアップ時、後述する待機状態時）における抵抗発熱体層５１４の異常発熱の判定基準となる高感度用の基準回数閾値と、印刷時における抵抗発熱体層５１４の異常発熱の判定基準となる低感度用の基準回数閾値の２つがある。高感度用の基準回数閾値は、抵抗発熱体層５１４に異常発熱が発生したときに、加熱回転体５１から発生する粉煙の量に相当する閾値であり、予め実験等により定められている。
【００４３】
低感度用の基準回数閾値は、印刷時に発生する抵抗発熱体層５１４の異常発熱とは無関係に発生する粉煙（記録シートの紙粉や印刷時に飛散するトナー等による粉塵）による、抵抗発熱体層５１４の異常発熱の誤検出を回避するため、当該無関係に発生する粉煙の量に相当する分だけ、高感度用の基準回数閾値よりも閾値が高くなるように定められている。高感度用の基準回数閾値よりどれくらい高めの閾値にするかについては、例えば、プリンタ１の製造者が予め実験等を行い、当該無関係に発生する粉煙の量を測定することにより、決定し、決定した閾値をパラメータ記憶部６０６に記憶させる。
【００４４】
ここでは、高感度用の基準回数閾値を、５回とし、低感度用の基準回数閾値を、１回とする。又、「異常発熱基準値」は、定着装置５における異常発熱の発生の兆候を推定する指標となる粉煙濃度の基準値のことをいう。異常発熱基準値として、例えば、抵抗発熱体層５１４における、異常発熱が発生初期の時に、加熱回転体５１から生じる粉煙の濃度を用いることができる。ここでは、異常発熱基準値を５ｍｇ／ｍ３・hとする。
【００４５】
電源制御部６は、制御部６０から入力される制御信号に基づいて、定着装置５の電源部５００への通電のオン・オフを切替える制御を行う。
操作パネル７は、液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイに積層されたタッチパネルや各種指示を入力するための操作ボタン等から構成され、タッチパネルや操作ボタン等の操作を介してユーザから各種指示の入力を受け付ける。液晶ディスプレイには、印刷設定画面等の操作画面や印刷結果等の各種表示情報が表示される。
【００４６】
［４］定着装置異常発熱検出処理
図６は、制御部６０が行う定着装置異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部６０は、電源がオンされると（ステップＳ６０１）、所定間隔（例えば、１０ミリ秒の間隔）で微粒子センサ５４による粉煙濃度の検出値の監視を開始し（ステップＳ６０２）、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理を行う（ステップＳ６０３）。
【００４７】
次に制御部６０は、印刷待ちの印刷ジョブが受付けられているか否かを判定し（ステップＳ６０４）、受付けられている場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、印刷待ちの全ての印刷ジョブの実行が終了するまで後述する印刷時異常発熱検出処理を繰り返す（ステップＳ６０５、ステップＳ６０６：ＹＥＳ）。
ステップＳ６０４において、印刷ジョブが受付けられていない場合（ステップＳ６０４：ＮＯ）、又は、印刷待ちの全ての印刷ジョブの実行が終了した場合には（ステップＳ６０６：ＮＯ）、後述する待機時異常発熱検出処理を行う（ステップＳ６０７）。
【００４８】
制御部６０は、待機状態に移行してから、所定時間（例えば、３０分）経過すると（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、制御部６０は、新たな印刷ジョブが受け付けられるまでの間、電源制御部６を介して定着装置５の電源部５００への電力供給を停止させ、定着装置５を節電（低電力）状態であるスリープ状態に移行させる（ステップＳ６０９、ステップＳ６１０：ＮＯ、ステップＳ６１１）。
【００４９】
そして、新たに印刷ジョブが受付けられると（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ６０３の処理に移行する。
次にウォームアップ時異常発熱検出処理（ステップＳ６０３）の動作について説明する。図７は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部５００に電力を供給して定着装置５のウォームアップを開始し、微粒子センサ５４により検出された粉煙濃度が異常発熱基準値を上回った回数を示す変数ｔを０に初期化する（ステップＳ７０１）。
【００５０】
そして、制御部６０は、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６記憶されている高感度用の基準回数閾値（ここでは、１回とする。）に設定する（ステップＳ７０２）。
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ７０３）、超える場合には（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ７０４）、ｔが、ステップＳ７０２において設定した高感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。
【００５１】
一方、ステップＳ７０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ７０３：ＮＯ）、定着装置５の加熱回転体５１の表面温度が、目標温度である定着温度に達するまでの間（ステップＳ７０６：ＮＯの間）、ステップＳ７０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ７０５において、ｔが高感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ７０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ７０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ７０８）。
【００５２】
次に印刷時異常発熱検出処理（ステップＳ６０５）の動作について説明する。図８は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、受付けられている印刷待ちの印刷ジョブの実行を開始し、変数ｔを０に初期化し（ステップＳ８０１）、さらに、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６に記憶されている低感度用の基準回数閾値（ここでは、５回とする。）に設定する（ステップＳ８０２）。
【００５３】
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ８０３）、超える場合には（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ８０４）、ｔが、ステップＳ８０２において設定した低感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ８０５）。
【００５４】
一方、ステップＳ８０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ８０３：ＮＯ）、実行中の印刷ジョブが終了するまでの間（ステップＳ８０６：ＮＯの間）、ステップＳ８０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ８０５において、当該印刷ジョブの実行中にｔが低感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ８０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ８０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ８０８）。
【００５５】
次に待機時異常発熱検出処理（ステップＳ６０７）の動作について説明する。図９は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、定着装置の加熱回転体５１の表面温度を、すぐに熱定着を行うことが可能な所定の温度（例えば、定着温度（約１６０〜１８０℃）又は、定着温度より１０〜２０℃程度低い温度）に維持した状態（以下、「待機状態」という。）に移行するとともに、変数ｔを０に初期化する（ステップＳ９０１）。
【００５６】
そして、制御部６０は、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６に記憶されている高感度用の基準回数閾値（ここでは、１回とする。）に設定する（ステップＳ９０２）。
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ８０３）、超える場合には（ステップＳ９０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ９０４）、ｔが、ステップＳ９０２において設定した高感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ９０５）。
【００５７】
一方、ステップＳ９０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ９０３：ＮＯ）、新たな印刷指示の入力があるまでの間（ステップＳ９０６：ＮＯの間）、ステップＳ９０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ９０５において、ｔが高感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ９０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ９０８）。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００５８】
（１）本実施の形態の定着装置異常発熱検出処理においては、微粒子センサ５４によって検出される粉煙濃度が、異常発熱基準値を超えた回数をカウントして、カウントした回数が基準回数閾値に達したか否かにより、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしたが、直接粉煙濃度を閾値と比較して抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしてもよい。
【００５９】
具体的には、パラメータ記憶部６０６に高感度用、低感度用の回数閾値の代わりに、粉煙濃度の閾値（例えば、高感度用の閾値として１ｍｇ／ｍ３・hを、低感度用の閾値として５ｍｇ／ｍ３・h）を記憶させ、微粒子センサ５４によって検出される粉煙濃度が、高感度用の閾値又は低感度用の閾値に達したか否かにより、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしてもよい。
【００６０】
（２）本実施の形態においては、制御部６０が、定着装置異常発熱検出処理を行うこととしたが、定着装置５内に、ＣＰＵ等から構成される制御部を別に設け、当該制御部が、定着装置異常発熱検出処理を行うこととしてもよい。
（３）本実施の形態においては、印刷時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出するための判定基準は、印刷される記録シートの質や大きさに関わらず同一としたが、記録シートの質や大きさに応じて印刷時に発生する紙粉量は、異なるので、記録シートの質や大きさに応じて判定基準を変えることとしてもよい。
【００６１】
例えば、基準回数閾値を、記録シートが上質紙の場合は、４回、普通紙の場合は、５回、再生紙の場合には６回というように、印刷される記録シートの紙質に応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。或いは、基準回数閾値を、記録シートの大きさがＡ３の場合は、６回、Ａ４の場合は、５回、Ａ５の場合は４回というように、印刷される記録シートの大きさに応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。又、（１）の変形例の場合においても、同様に、記録シートの質や大きさに応じて判定基準を変えることとしてもよい。
【００６２】
これにより、印刷される記録シートの質や大きさに応じた紙粉量に対応するように、異常発熱の判定基準が調整されるので、印刷される記録シートの質や大きさが変わっても、異常発熱の検出精度が低下しないようにすることができる。
（４）本実施の形態においては、印刷時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出するための判定基準は、トナーの劣化度に関わらず同一としたが、トナーの飛散量は、トナーの劣化とともに増加する傾向があるので、印刷に用いるトナーの劣化度合いに応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。
【００６３】
具体的には、トナーの劣化度を、トナーの製造日からの経過日数をカウントすることにより、推定し、経過日数の増加に応じて、基準回数閾値が段階的に大きくなるように、判定基準を設定することとしてもよい。又、（１）の変形例の場合においても、同様にして判定基準を設定することとしてもよい。
これにより、トナーの劣化の進行に伴うトナー飛散量の増加の影響が相殺されるように、異常発熱の判定基準が調整されるので、異常発熱の検出精度がトナーの劣化の進行により低下しないようにすることができる。
【００６４】
（５）本実施の形態においては、微粒子センサ５４を加熱回転体５１の近傍に配置して粉煙量を測定することとしたが、加熱回転体５１の近傍の、定着装置５内の気流の流路に沿った位置にダクトを配置し、当該ダクト内に微粒子センサ５４を配置し、粉煙をダクト内に導いた後に微粒子センサ５４を用いて粉煙量を測定することとしてもよい。
（６）本実施の形態の定着装置異常発熱検出処理においては、抵抗発熱体層５１４の異常発熱が有った場合に、その旨を示す警告メッセージを表示させることとしたが、警告メッセージを表示させる代わりに音声メッセージを流すこととしてもよい。又、光等を発光させることにより、警告することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に抵抗発熱体を用いて未定着画像を熱定着させる画像形成装置における抵抗発熱体の異常発熱を検出する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
６ 電源制御部
７ 操作パネル
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
３５Ｙ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
５１ 加熱回転体
５２ 定着ローラ
５３ 加圧ローラ
５４ 微粒子センサ
５５ 温度センサ
５６ 枠体
５９ 定着ニップ
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ
５００ 電源部
５０１、５０２ 給電ブラシ
５１１、５１２ 電極
５１３ 絶縁層
５１４ 抵抗発熱体層
５１５、５３３ 弾性層
５１６、５３４ 離型層
５２１、５３１ 芯金端部
５２２、５３２ 芯金
５２３ 断熱層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に抵抗発熱体を用いて未定着画像を熱定着させる画像形成装置における抵抗発熱体の異常発熱を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の層を発熱層とする定着装置が利用されるようになってきている。この定着装置においては、抵抗発熱体層に直接給電することによって発熱体が発熱するので、熱効率を高くすることができ、ウォームアップ時間を短縮化することができる。
このため、画像形成装置が印刷ジョブの入力待ち状態にあるときに、抵抗発熱体への電力供給を停止した状態（スリープ状態）にしたとしても、短時間で定着装置を熱定着動作が可能な状態に戻すことができる。従って、入力待ち状態が長期間継続する場合には、定着装置をスリープ状態にして、電力消費を低減することができる。
【０００３】
この抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に金属等の導電性材料を分散させて構成され、絶縁層で被覆されているのが一般的である。通電されている抵抗発熱体層に直接触れると、感電する危険があるため、絶縁層で被覆することにより感電を防止している。
一方、絶縁層の厚さは数百μｍ程度と薄いため、外部から混入した異物や記録シートとの接触により、絶縁層に傷が生じ、その傷が抵抗発熱体層にまで及び、当該傷の端部周辺で局所的に電流密度が高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が高まった部分が、高温に異常発熱することになる。
【０００４】
この異常発熱を放置しておくと、定着装置の損傷がひどくなり、周辺の装置にも影響が及ぶため、早期に検出し、定着装置への電力供給を遮断する等の措置を講じて定着装置の損傷がひどくならないようにする必要がある。
この異常発熱の検出手段として、定着装置に設けられているサーミスタやサーモスタット等の温度検知素子を用いることは可能であるが、検出範囲が狭いため、異常発熱が発生する抵抗発熱体層の位置によっては、異常発熱の発生が見逃されてしまう場合が生じる。
【０００５】
特許文献１には、抵抗発熱体層に異常発熱が発生した時に絶縁層等から発生する粉煙を微粒子センサで検出することにより、異常発熱を検出する技術が開示されている。これにより、異常発熱の検出範囲を広くし、異常発熱が見逃されるのを有効に防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００―１５５４９５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、粉塵は、抵抗発熱体層の異常発熱時以外の時にも発生するため、上記従来技術では、異常発熱に起因しない粉塵量が多い場合には、誤検出されてしまう場合が生じてしまう。特に、画像形成装置において、印刷処理が行われている場合には、給紙される用紙からの紙粉やトナーの飛散量が多くなり、これらが微粒子センサにより粉煙として検出されてしまい、その結果、実際には、異常発熱が発生していないのにもかかわらず、異常発熱と誤判定される場合が生じる。
【０００８】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、粉煙の量を検出することにより、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を判定する画像形成装置において、異常発熱の誤判定を有効に防止することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る画像形成装置は、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、前記定着装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、前記定着装置内の粉煙の量が、設定されている閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、を備える。
【００１０】
ここで、前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を繰り返し測定する測定手段と、測定した粉煙濃度の値が、所定期間内において、基準値より高くなる回数を、前記粉煙の量としてカウントするカウント手段と、を有し、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、前記回数についての閾値であることとすることができる。
又、前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を測定することにより、前記粉煙の量を監視し、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、粉煙濃度についての閾値であることとすることができる。
【００１１】
さらに、前記画像形成装置は、前記異常発熱が検出された場合に、前記定着装置への電力供給を停止する停止手段を備えることとすることができる。又、前記画像形成装置は、前記異常発熱が検出された場合に、その旨の報知をする報知手段を備えることとすることができる。
又、本発明の別の一形態に係る定着装置は、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、自装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、自装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、印刷時においては、印刷時に前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成を備えることにより、印刷時においては、抵抗発熱体の異常発熱の有無の判定に用いる粉煙の量についての閾値が、印刷時に異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙（紙粉やトナーなどによる粉塵）の量に相当する分だけ、非印刷時の閾値より高くなるように設定されるので、抵抗発熱体の異常発熱とは無関係に発生する粉煙によって抵抗発熱体の異常発熱の誤判定がされるのを有効に防止することができる。
【００１３】
又、異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙の量が少ない非印刷時においては、印刷時の閾値よりも、印刷時に異常発熱による粉煙とは無関係に発生する粉煙の量に相当する分だけ低い閾値を用いて抵抗発熱体の異常発熱が検出されるので、誤検出を回避するため、印刷時、非印刷時に関わらず一律に閾値を予め決められた値より高く設定した場合に比べ、異常発熱が発生した場合の検出のタイミングを早めることができる。その結果、非印刷時における異常発熱の検出のタイミングが遅延することにより、定着装置の損傷が広がるのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンタ１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の主要部の構成を示す斜視図である。
【図３】定着装置５の全体の構成を示す断面図である。
【図４】加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。
【図５】制御部６０の構成と制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
【図６】制御部６０が行う定着装置異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱検出処理（ステップＳ６０３）の動作を示すフローチャートである。
【図８】制御部６０が行う印刷時異常発熱検出処理（ステップＳ６０５）の動作を示すフローチャートである。
【図９】制御部６０が行う待機時異常発熱検出処理（ステップＳ６０７）の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンタの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンタ１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。
【００１６】
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１７】
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ４５などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。
【００１８】
現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ｄ方向に周回駆動される。露光部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。
【００１９】
この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。
【００２０】
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次1次転写された後、２次転写ローラ４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。トナー像が２次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラ７１により排紙トレイ７２に排出される。
【００２１】
給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートを２次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ４４などを備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００２２】
記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、異なる大きさ又は厚さ又は材質の記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
繰り出しローラ４２、タイミングローラ４４等の各ローラは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モータとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモータが使用される。
【００２３】
記録シートは、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて
給紙部４から２次転写位置４６に搬送され、２次転写ローラ４５により中間転写
ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の主要部の構成を示す斜視図である。図３は、定着装置５の全体の構成を示す断面図である。以下、両図を参照して、定着装置５の構成について説明する。
【００２４】
図２に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３等を有する。図３に示すように、加熱回転体５１、定着ローラ５２、加圧ローラ５３は、枠体５６で覆われている。加圧ローラ５３が矢印Ｂで示す回転方向に回転し、加圧ローラ５３の回転に伴い、加熱回転体５１が矢印Ａで示す回転方向に従動回転することにより、枠体５６で覆われた装置内には、回転方向に沿って気流が生じる。図３の矢印Ｃは、加熱回転体５１の回転により生じた気流を示す。
【００２５】
なお、図２においても、図３の場合と同様に、矢印Ａは、加熱回転体５１の回転方向を、矢印Ｂは、加圧ローラ５３の回転方向を、矢印Ｃは、加熱回転体５１の回転により生じた気流を示す。
図３の説明に戻って、記録シートは、符号Ｓで示す白矢印の方向から、上下のガイド板５６１、５６２により、装置内に案内されて定着ニップ５９に侵入し、定着ニップ５９で熱定着された後、ガイド板５６３、５６４により排出ローラ対５６５へ案内され、装置の外へ排出される。
【００２６】
図２の説明に戻って、加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に給電用の電極５１１、５１２が設けられ、両電極には電源部５００から給電ブラシ５０１、５０２を介して給電が行われる。これにより、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１が発熱する。
図４は、加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１の端部においては、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１がこの順に積層されて構成される。又、端部を除く加熱回転体５１の領域においては、同図に示すように、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成される。
【００２７】
電極５１１は、導電性の材料から構成される。電極５１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。絶縁層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するための層であり、絶縁層５１３の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。
抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２と電気的に接続され、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値（又は体積抵抗率）は、導電性材料の量を調整することにより、所定の電気抵抗値（又は体積抵抗率）に調整される。
【００２８】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００２９】
導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は０．０１〜１０μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。
【００３０】
抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値は、１．０×１０−６〜１．０×１０−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該電気抵抗値は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
弾性層５１５は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性層５１５を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性層５１５の材料としては、耐熱性と弾性とを有し、絶縁性のゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴムを用いることができる。
【００３１】
弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍの範囲内のものとする。弾性層５１５の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えていると、抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく，伝熱効率が悪いので好ましくない。
【００３２】
離型層５１６は，加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体５１と記録シートとの離型性を高めるための絶縁性の層である。離型層５１６の材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。離型層５１６の厚さは５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。
【００３３】
図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が図示しないフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラ５３は、図示しない加圧ローラ駆動モータからの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。
【００３４】
定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５２２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３の材料としては、熱伝導率が低く、耐熱性及び弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いるのが望ましい。加熱回転体５１のたわみを許容し、ニップ幅を広くすることができるからである。断熱層５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２２として用いる場合には、その厚さを１〜１０ｍｍとするのが望ましい。さらに望ましくは、２〜７ｍｍとするのがよい。
【００３５】
加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ５９が形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５３２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
【００３６】
弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１６と同様に、加圧ローラ５３と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
さらに、図２、図３に示すように加熱回転体５１の近傍であって、定着ニップ５９の入口側の所定の位置には、微粒子センサ５４が配置され、加熱回転体５１の外周面の近傍の所定の位置（ここでは、回転軸方向の中央部付近）には、温度センサ５５が配置されている。
【００３７】
微粒子センサ５４は、図２に示すように、発光素子（例えば、ＬＥＤ）５４ａと受光素子（例えば、フォトトランジスタ）５４ｂから構成される透過型のセンサであり、上記位置における粉煙の濃度（単位時間及び単位体積当たりの粉煙の量）を検出し、制御部６０に出力する。
微粒子センサ５４によって検出される粉煙には、定着装置５内の埃、記録シートの紙粉、トナーなどの微粒子や、抵抗発熱体層５１４が異常発熱した時に発生する煙などの微粒子等が含まれる。微粒子センサ５４は、定着装置５内で発生する粉煙の濃度に応じて発光素子５４ａから受光素子５４ｂに到達する受光量が変動することを利用し、当該変動量を検出することにより、粉煙濃度を検出する。
【００３８】
なお、微粒子センサ５４の配置位置は、定着装置５内の気流の流路に沿った位置で、加熱回転体５１の近傍の位置であればよく、上記の所定の位置に限定されない。
温度センサ５５は、周回駆動する加熱回転体５１の外周面の周方向の表面温度を所定の時間間隔で検出し、制御部６０に検出結果を出力する。温度センサ５５としては、例えば、赤外線検知型のサーモパイルを用いることができる。制御部６０は、表面温度の検出結果に基づいて、加熱回転体５１への通電のオン・オフを、後述する電源制御部６を介して制御し、表面温度が所定の温度（例えば、定着温度（約１６０℃〜１８０℃））になるように制御する。
【００３９】
［３］制御部の構成
図５は、制御部６０の構成と制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピュータであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０４、画像データ記憶部６０５、パラメータ記憶部６０６などを備える。
【００４０】
通信Ｉ／Ｆ部６０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０３には、画像プロセス部３、給紙部４、電源制御部６、微粒子センサ５４、温度センサ５５、操作パネル７等を制御するためのプログラム、後述する定着装置異常発熱検出処理を実行するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０２や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶している。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３に格納されている各種プログラムを実行することにより、画像プロセス部３、給紙部４、電源制御部６、微粒子センサ５４、温度センサ５５、操作パネル７等を制御し、さらに、後述する定着装置異常発熱検出処理を実行する。
【００４１】
パラメータ記憶部６０６は、後述する定着装置異常発熱検出処理において用いる各種の閾値、基準値等を記憶している。具体的には、パラメータ記憶部６０６は、基準回数閾値、異常発熱基準値等を記憶している。
ここで、「基準回数閾値」とは、定着装置５内の粉煙濃度が、所定期間内において、異常発熱基準値を超えた回数に対する閾値であって、異常発熱の発生有無の判定基準となる閾値のことをいう。
【００４２】
基準回数閾値には、定着装置５内において異常発熱に起因しない粉煙の発生が少ないことが予測される、非印刷時（ウォームアップ時、後述する待機状態時）における抵抗発熱体層５１４の異常発熱の判定基準となる高感度用の基準回数閾値と、印刷時における抵抗発熱体層５１４の異常発熱の判定基準となる低感度用の基準回数閾値の２つがある。高感度用の基準回数閾値は、抵抗発熱体層５１４に異常発熱が発生したときに、加熱回転体５１から発生する粉煙の量に相当する閾値であり、予め実験等により定められている。
【００４３】
低感度用の基準回数閾値は、印刷時に発生する抵抗発熱体層５１４の異常発熱とは無関係に発生する粉煙（記録シートの紙粉や印刷時に飛散するトナー等による粉塵）による、抵抗発熱体層５１４の異常発熱の誤検出を回避するため、当該無関係に発生する粉煙の量に相当する分だけ、高感度用の基準回数閾値よりも閾値が高くなるように定められている。高感度用の基準回数閾値よりどれくらい高めの閾値にするかについては、例えば、プリンタ１の製造者が予め実験等を行い、当該無関係に発生する粉煙の量を測定することにより、決定し、決定した閾値をパラメータ記憶部６０６に記憶させる。
【００４４】
ここでは、高感度用の基準回数閾値を、５回とし、低感度用の基準回数閾値を、１回とする。又、「異常発熱基準値」は、定着装置５における異常発熱の発生の兆候を推定する指標となる粉煙濃度の基準値のことをいう。異常発熱基準値として、例えば、抵抗発熱体層５１４における、異常発熱が発生初期の時に、加熱回転体５１から生じる粉煙の濃度を用いることができる。ここでは、異常発熱基準値を５ｍｇ／ｍ３・hとする。
【００４５】
電源制御部６は、制御部６０から入力される制御信号に基づいて、定着装置５の電源部５００への通電のオン・オフを切替える制御を行う。
操作パネル７は、液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイに積層されたタッチパネルや各種指示を入力するための操作ボタン等から構成され、タッチパネルや操作ボタン等の操作を介してユーザから各種指示の入力を受け付ける。液晶ディスプレイには、印刷設定画面等の操作画面や印刷結果等の各種表示情報が表示される。
【００４６】
［４］定着装置異常発熱検出処理
図６は、制御部６０が行う定着装置異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部６０は、電源がオンされると（ステップＳ６０１）、所定間隔（例えば、１０ミリ秒の間隔）で微粒子センサ５４による粉煙濃度の検出値の監視を開始し（ステップＳ６０２）、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理を行う（ステップＳ６０３）。
【００４７】
次に制御部６０は、印刷待ちの印刷ジョブが受付けられているか否かを判定し（ステップＳ６０４）、受付けられている場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、印刷待ちの全ての印刷ジョブの実行が終了するまで後述する印刷時異常発熱検出処理を繰り返す（ステップＳ６０５、ステップＳ６０６：ＹＥＳ）。
ステップＳ６０４において、印刷ジョブが受付けられていない場合（ステップＳ６０４：ＮＯ）、又は、印刷待ちの全ての印刷ジョブの実行が終了した場合には（ステップＳ６０６：ＮＯ）、後述する待機時異常発熱検出処理を行う（ステップＳ６０７）。
【００４８】
制御部６０は、待機状態に移行してから、所定時間（例えば、３０分）経過すると（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、制御部６０は、新たな印刷ジョブが受け付けられるまでの間、電源制御部６を介して定着装置５の電源部５００への電力供給を停止させ、定着装置５を節電（低電力）状態であるスリープ状態に移行させる（ステップＳ６０９、ステップＳ６１０：ＮＯ、ステップＳ６１１）。
【００４９】
そして、新たに印刷ジョブが受付けられると（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ６０３の処理に移行する。
次にウォームアップ時異常発熱検出処理（ステップＳ６０３）の動作について説明する。図７は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部５００に電力を供給して定着装置５のウォームアップを開始し、微粒子センサ５４により検出された粉煙濃度が異常発熱基準値を上回った回数を示す変数ｔを０に初期化する（ステップＳ７０１）。
【００５０】
そして、制御部６０は、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６記憶されている高感度用の基準回数閾値（ここでは、１回とする。）に設定する（ステップＳ７０２）。
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ７０３）、超える場合には（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ７０４）、ｔが、ステップＳ７０２において設定した高感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ７０５）。
【００５１】
一方、ステップＳ７０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ７０３：ＮＯ）、定着装置５の加熱回転体５１の表面温度が、目標温度である定着温度に達するまでの間（ステップＳ７０６：ＮＯの間）、ステップＳ７０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ７０５において、ｔが高感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ７０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ７０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ７０８）。
【００５２】
次に印刷時異常発熱検出処理（ステップＳ６０５）の動作について説明する。図８は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、受付けられている印刷待ちの印刷ジョブの実行を開始し、変数ｔを０に初期化し（ステップＳ８０１）、さらに、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６に記憶されている低感度用の基準回数閾値（ここでは、５回とする。）に設定する（ステップＳ８０２）。
【００５３】
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ８０３）、超える場合には（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ８０４）、ｔが、ステップＳ８０２において設定した低感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ８０５）。
【００５４】
一方、ステップＳ８０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ８０３：ＮＯ）、実行中の印刷ジョブが終了するまでの間（ステップＳ８０６：ＮＯの間）、ステップＳ８０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ８０５において、当該印刷ジョブの実行中にｔが低感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ８０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ８０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ８０８）。
【００５５】
次に待機時異常発熱検出処理（ステップＳ６０７）の動作について説明する。図９は、上記動作を示すフローチャートである。制御部６０は、定着装置の加熱回転体５１の表面温度を、すぐに熱定着を行うことが可能な所定の温度（例えば、定着温度（約１６０〜１８０℃）又は、定着温度より１０〜２０℃程度低い温度）に維持した状態（以下、「待機状態」という。）に移行するとともに、変数ｔを０に初期化する（ステップＳ９０１）。
【００５６】
そして、制御部６０は、基準回数閾値を、パラメータ記憶部６０６に記憶されている高感度用の基準回数閾値（ここでは、１回とする。）に設定する（ステップＳ９０２）。
次に制御部６０は、微粒子センサ５４から、検出値（粉煙濃度）が入力される毎に、当該検出値がパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値を超えるか否かを判定し（ステップＳ８０３）、超える場合には（ステップＳ９０３：ＹＥＳ）、変数ｔを、ｔに１加算した値に変更し（ステップＳ９０４）、ｔが、ステップＳ９０２において設定した高感度用の基準回数閾値に達したか否かを判定する（ステップＳ９０５）。
【００５７】
一方、ステップＳ９０３において、検出値が異常発熱基準値を超えない場合には（ステップＳ９０３：ＮＯ）、新たな印刷指示の入力があるまでの間（ステップＳ９０６：ＮＯの間）、ステップＳ９０３以降の処理を繰り返す。
ステップＳ９０５において、ｔが高感度用の基準回数閾値に達した場合には（ステップＳ９０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、電源制御部６を介して定着装置５の電源部への電力供給を停止させ（ステップＳ９０７）、操作パネル７の液晶表示部に「定着装置５が異常発熱をしている」旨を示す警告メッセージを表示させる（ステップＳ９０８）。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００５８】
（１）本実施の形態の定着装置異常発熱検出処理においては、微粒子センサ５４によって検出される粉煙濃度が、異常発熱基準値を超えた回数をカウントして、カウントした回数が基準回数閾値に達したか否かにより、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしたが、直接粉煙濃度を閾値と比較して抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしてもよい。
【００５９】
具体的には、パラメータ記憶部６０６に高感度用、低感度用の回数閾値の代わりに、粉煙濃度の閾値（例えば、高感度用の閾値として１ｍｇ／ｍ３・hを、低感度用の閾値として５ｍｇ／ｍ３・h）を記憶させ、微粒子センサ５４によって検出される粉煙濃度が、高感度用の閾値又は低感度用の閾値に達したか否かにより、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出することとしてもよい。
【００６０】
（２）本実施の形態においては、制御部６０が、定着装置異常発熱検出処理を行うこととしたが、定着装置５内に、ＣＰＵ等から構成される制御部を別に設け、当該制御部が、定着装置異常発熱検出処理を行うこととしてもよい。
（３）本実施の形態においては、印刷時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出するための判定基準は、印刷される記録シートの質や大きさに関わらず同一としたが、記録シートの質や大きさに応じて印刷時に発生する紙粉量は、異なるので、記録シートの質や大きさに応じて判定基準を変えることとしてもよい。
【００６１】
例えば、基準回数閾値を、記録シートが上質紙の場合は、４回、普通紙の場合は、５回、再生紙の場合には６回というように、印刷される記録シートの紙質に応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。或いは、基準回数閾値を、記録シートの大きさがＡ３の場合は、６回、Ａ４の場合は、５回、Ａ５の場合は４回というように、印刷される記録シートの大きさに応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。又、（１）の変形例の場合においても、同様に、記録シートの質や大きさに応じて判定基準を変えることとしてもよい。
【００６２】
これにより、印刷される記録シートの質や大きさに応じた紙粉量に対応するように、異常発熱の判定基準が調整されるので、印刷される記録シートの質や大きさが変わっても、異常発熱の検出精度が低下しないようにすることができる。
（４）本実施の形態においては、印刷時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１４の異常発熱を検出するための判定基準は、トナーの劣化度に関わらず同一としたが、トナーの飛散量は、トナーの劣化とともに増加する傾向があるので、印刷に用いるトナーの劣化度合いに応じて上記判定基準を変化させることとしてもよい。
【００６３】
具体的には、トナーの劣化度を、トナーの製造日からの経過日数をカウントすることにより、推定し、経過日数の増加に応じて、基準回数閾値が段階的に大きくなるように、判定基準を設定することとしてもよい。又、（１）の変形例の場合においても、同様にして判定基準を設定することとしてもよい。
これにより、トナーの劣化の進行に伴うトナー飛散量の増加の影響が相殺されるように、異常発熱の判定基準が調整されるので、異常発熱の検出精度がトナーの劣化の進行により低下しないようにすることができる。
【００６４】
（５）本実施の形態においては、微粒子センサ５４を加熱回転体５１の近傍に配置して粉煙量を測定することとしたが、加熱回転体５１の近傍の、定着装置５内の気流の流路に沿った位置にダクトを配置し、当該ダクト内に微粒子センサ５４を配置し、粉煙をダクト内に導いた後に微粒子センサ５４を用いて粉煙量を測定することとしてもよい。
（６）本実施の形態の定着装置異常発熱検出処理においては、抵抗発熱体層５１４の異常発熱が有った場合に、その旨を示す警告メッセージを表示させることとしたが、警告メッセージを表示させる代わりに音声メッセージを流すこととしてもよい。又、光等を発光させることにより、警告することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関し、特に抵抗発熱体を用いて未定着画像を熱定着させる画像形成装置における抵抗発熱体の異常発熱を検出する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００６６】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
６ 電源制御部
７ 操作パネル
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
３５Ｙ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
５１ 加熱回転体
５２ 定着ローラ
５３ 加圧ローラ
５４ 微粒子センサ
５５ 温度センサ
５６ 枠体
５９ 定着ニップ
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ
５００ 電源部
５０１、５０２ 給電ブラシ
５１１、５１２ 電極
５１３ 絶縁層
５１４ 抵抗発熱体層
５１５、５３３ 弾性層
５１６、５３４ 離型層
５２１、５３１ 芯金端部
５２２、５３２ 芯金
５２３ 断熱層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、
前記定着装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、
前記定着装置内の粉煙の量が、設定されている閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、
非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、
印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記監視手段は、
前記定着装置内の粉煙濃度を繰り返し測定する測定手段と、
測定した粉煙濃度の値が、所定期間内において、基準値より高くなる回数を、前記粉煙の量としてカウントするカウント手段と、
を有し、
前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、前記回数についての閾値である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を測定することにより、前記粉煙の量を監視し、
前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、粉煙濃度についての閾値である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記異常発熱が検出された場合に、前記定着装置への電力供給を停止する停止手段
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記異常発熱が検出された場合に、その旨の報知をする報知手段
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、
自装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、
自装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、
非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、
印刷時においては、印刷時に前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項１】
通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置を有する画像形成装置であって、
前記定着装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、
前記定着装置内の粉煙の量が、設定されている閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、
非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、
印刷時においては、前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記監視手段は、
前記定着装置内の粉煙濃度を繰り返し測定する測定手段と、
測定した粉煙濃度の値が、所定期間内において、基準値より高くなる回数を、前記粉煙の量としてカウントするカウント手段と、
を有し、
前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、前記回数についての閾値である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記監視手段は、前記定着装置内の粉煙濃度を測定することにより、前記粉煙の量を監視し、
前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値は、粉煙濃度についての閾値である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記異常発熱が検出された場合に、前記定着装置への電力供給を停止する停止手段
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記異常発熱が検出された場合に、その旨の報知をする報知手段
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
通電によりジュール発熱する抵抗発熱体の発する熱を利用して記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、
自装置内において発生する粉煙の量を監視する監視手段と、
自装置内の粉煙の量が、予め決められた閾値を超えるか否かにより、抵抗発熱体の異常発熱の有無を判定する異常発熱判定手段と、
非印刷時においては、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を第１の閾値に設定し、
印刷時においては、印刷時に前記異常発熱とは無関係に発生する粉煙による誤判定を回避するため、前記異常発熱の有無の判定に用いる閾値を、当該粉煙の量に相当する分だけ第１の閾値よりも高い第２の閾値に設定する閾値制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１０８４１２（Ｐ２０１２−１０８４１２Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８６８２（Ｐ２０１０−２５８６８２）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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