JP2000305409A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロプロセッサのプログラム制御により
動作する画像形成装置において、マイクロプロセッサが
暴走したことにより、定着器の温度が上昇し、サーモス
タットが作動して直ぐに画像形成ができなくなるのを防
止する。また、定着器の温度上昇により機構部材に熱的
な損傷を与えるのを防止する。 【解決手段】 サーミスタＴＨの出力は、マイクロプロ
セッサ１４に入力される一方、コンパレータ１６にも入
力されている。マイクロプロセッサ１４からの制御信号
Ｓ１とコンパレータ１６からの制御信号Ｓ２とのＯＲ信
号Ｓ３は、ヒータ通電回路１５に入力され、ヒータ通電
回路１５が制御される。コンパレータ１６により制御さ
れる温度θ２は、マイクロプロセッサ１４が制御する温
度θ１より高く設定されており、マイクロプロセッサ１
４が暴走した後は、コンパレータ１６によりヒータ通電
回路１５が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トナー画像を熱
により記録媒体上に定着する定着器を備えた画像形成装
置に関し、マイクロプロセッサによる温度制御が不能と
なっても、ハードウェアにより定着器の温度を制御する
画像形成装置の提供を目的としている。

【０００２】

【従来の技術】近年、プリンタ、コピー機、ファクシミ
リ装置では、電子写真方式の画像形成装置が採用される
ことが多い。この画像形成装置の概要を図５を参照しな
がら説明する。画像形成装置１は、給紙カセット２、ピ
ックアップローラ３、搬送ローラ４、レジストローラ
６、現像器７、転写ローラ８、感光ドラム９、クリーナ
・ブレード１０、帯電ローラ１１、ＬＥＤアレイヘッド
１２、定着器１３等から構成されている。

【０００３】給紙カセット２には、用紙やＯＨＰシート
等の記録媒体が積載収納されている。なお、以下の説明
では記録媒体として用紙を例にとって説明する。ピック
アップローラ３は、給紙カセット２から用紙を繰り出
し、搬送ローラ４の方へ送りだす。搬送ローラ４は、ガ
イド５に沿って用紙を搬送する。レジストローラ６は、
ガイド５に沿って搬送されてきた用紙を、タイミングを
とって感光ドラム９の方へ送りだす。

【０００４】感光ドラム９は、接地されたアルミ素管の
表面に光導電膜が形成されている。感光ドラム９は、図
５中時計回り方向に回転し、その周囲には回転方向に沿
って、帯電ローラ１１、ＬＥＤアレイヘッド１２、現像
器９、転写ローラ８、クリーナ・ブレード１０が配置さ
れている。帯電ローラ１１は、ファーブラシや導電性ゴ
ム等から構成され、回転しながら感光ドラム９の表面を
所定の電位に帯電させる。

【０００５】ＬＥＤアレイヘッド１２は、ＬＥＤアレイ
１２ａとロッドレンズ１２ｂから構成されている。ＬＥ
Ｄアレイ１２ａは、画像データに基づいて駆動され、ロ
ッドレンズ１２ｂは、ＬＥＤアレイ１２ａからの光を感
光ドラム９表面に照射して、静電潜像を形成する。現像
器７は、感光ドラム９表面の静電潜像にトナーを付着し
て、トナー顕像を形成する。

【０００６】現像器７は、現像ローラ７ａ、ドクタブレ
ード７ｂ、トナーホッパ７ｃとから構成される。トナー
ホッパ７ｃ内には、粉体状のトナーが貯えらている。ト
ナーホッパ７ｃ内のトナーは、ドクタブレード７ｂの作
用により現像ローラ７ａ上に所定厚さの層として形成さ
れる。現像ローラ７ａ、ドクタブレード７ｂにはそれぞ
れ所定の電圧が印加されており、現像ローラ７ａ上のト
ナーが適切な帯電量となるよう制御される。

【０００７】転写ローラ８は導電性のゴムより構成さ
れ、所定の転写電圧が印加されている。転写ローラ８
は、用紙を挟んで感光ドラム９に接しており、転写電圧
によって感光ドラム９上のトナー顕像が用紙Ｐに転写さ
れる。クリナーブレード１０は、転写後の感光ドラム９
上に残留したトナーを除去し、次の帯電に備える。

【０００８】定着器１３は、加熱ローラ１３ａ、ニップ
ローラ１３ｂ、分離爪１３ｃ、サーミスタＴＨ、サーモ
スタットＴＳとから構成されている。加熱ローラ１３ａ
は、金属管の中に、発熱体として棒状のハロゲンランプ
ＨＬが挿入されている。一方、ニップローラ１３ｂは耐
熱性のゴムで構成されている。加熱ローラ１３ａにはニ
ップローラ１３ｂが所定の圧力で接しており、加熱ロー
ラ１３ａは図５中時計方向、ニップローラ１３ｂは反時
計方向に回転する。加熱ローラ１３ａからの熱及びニッ
プローラ１３ｂによる圧力により、用紙上のトナー顕像
は用紙に定着される。

【０００９】分離爪１３ｃは、加熱ローラ１３ａより用
紙を剥離して、用紙が下流にスムーズに搬送されように
する。加熱ローラ１３ａの近傍には、温度制御のための
サーミスタＴＨと、異常発熱時にハロゲンランプＨＬの
電源を遮断するためのサーモスタットが配置されてい
る。

【００１０】次に、従来の画像形成装置の定着器の温度
制御について、図３を参照しながら説明する。サーミス
タＴＨからの信号は、マイクロプロセッサ（以下ＭＰＵ
という）のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）ポートに入力
される。Ａ／Ｄポートから入力された信号は、ＭＰＵ１
４内でデジタル信号に変換され、プログラムに基づい
て、定着温度θ１に相当するデジタルの閾値と比較され
る。ＭＰＵ１４は、この比較の結果に基づいて、ヒータ
通電回路１５に制御信号Ｓ１を出力する。なお、ＭＰＵ
１４は、転写ローラ８、帯電ローラ１１、現像器７に高
電圧を印加する高圧発生回路、ＬＥＤアレイヘッド１
２、図示しないモータ等を制御するが、本発明には関係
していないので省略している。

【００１１】ヒータ通電回路１５は、この制御信号Ｓ１
に基づき、ハロゲンランプＨＬに流れる電流をオン／オ
フする。なお、ハロゲンランプＨＬには、直列にサーモ
スタットＴＳが接続されている。このサーモスタットＴ
Ｓは、定着温度θ１より高い温度θｔｓで接点が離れる
よう設定されている。

【００１２】図４は、図３の回路による温度制御の例を
示している。装置の電源がオンになったとき、或いはプ
リント指令が与えられたとき、定着器１３の温度は定着
温度θ１より低いので、ＭＰＵ１４は制御信号Ｓ１をヒ
ータ通電回路１５に出力してこれをオンさせ、ハロゲン
ランプＨＬに通電して発熱させる。定着器１３の温度が
上がり、定着温度θ１に達したことを、ＭＰＵ１４がサ
ーミスタＴＨからの信号により判断すると、ＭＰＵ１４
は制御信号Ｓ１をオフして、ヒータ通電回路１５はハロ
ゲンランプＨＬへの通電を停止する。

【００１３】定着器１３の温度が下がり定着温度θ１を
下回ると、ＭＰＵ１４はこれをサーミスタＴＨからの信
号により検知し、ヒータ通電回路１５をオフしてハロゲ
ンランプＨＬを点灯する。定着器１３の温度が上がる
と、ＭＰＵ１４はヒータ通電回路１５に制御信号Ｓ１を
出力し、再びハロゲンランプＨＬを消灯する。ＭＰＵ１
４が正常である間は、このプロセスが繰り返されて定着
器１３の温度が定着温度θ１に保たれる。

【００１４】ＭＰＵ１４が時刻ｔ１で暴走し、制御信号
Ｓ１がオンし続けた場合には、定着器１３の温度は上昇
を続ける。定着器１３の温度の上昇に伴い、時刻ｔ２で
サーモスタットＴＳが動作して接点を開き、ハロゲンラ
ンプＨＬが消灯する。これで、画像形成装置が発煙、発
火するのが防止される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
画像形成装置では、ＭＰＵ１４が暴走し定着器１３が発
熱し続けた場合には、サーモスタットＴＳによりハロゲ
ンランプＨＬの発熱が停止するようになっている。しか
し、サーモスタットＴＳは、加熱ローラ１３ａより若干
の距離をおいて設けられているので、サーモスタットＴ
Ｓが動作温度θｔｓに達したときには、加熱ローラ１３
ａはそれよりも相当高い温度になっている。このため、
発煙・発火に至らなくとも、装置内の部品の変質、変形
が起こる問題点がある。特に近年は、機械部品としてい
わゆるエンジニアリング・プラスチックが多用されるた
め、この問題は一層顕著なものとなっている。

【００１６】また、サーモスタットＴＳが動作した後
は、当然画像を形成することができなくなるから、ＭＰ
Ｕ１４が暴走すると、その他の部分が正常に動作してい
ても、直ぐに画像の形成ができなくなってしまう問題が
あった。

【００１７】本発明は、上記問題点を解決することを目
的としており、ＭＰＵの定着器温度制御が暴走した場合
であっても、画像形成を安全に行える画像形成装置の提
供を目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の画像形成装置は、温度検出手段からの温
度検出信号に基づいて、マイクロプロセッサがプログラ
ム制御により定着器の温度を制御する画像形成装置にお
いて、温度検出信号に基づいてハードウェアにより定着
器の温度を制御するハードウェア制御手段を設け、プロ
グラム制御による定着器の制御が不能になっていると
き、ハードウェア制御手段により定着器の温度制御がさ
れることを特徴としている。

【００１９】また、請求項２の画像形成装置は、トナー
画像を加熱し記録媒体上に定着する発熱手段と、発熱手
段への通電を制御する通電制御手段と、発熱手段の温度
を検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力信号に
より発熱手段の温度を制御するため、通電手段に制御信
号を出力するマイクロプロセッサとを備えた画像形成装
置において、温度検出手段の出力信号を基準信号と比較
する比較手段を備え、マイクロプロセッサによる温度制
御が不能となった場合に、比較手段の出力信号により通
電制御手段を制御可能とする論理手段を設けたことを特
徴としている。

【００２０】さらに、請求項３の画像形成装置は、請求
項２の画像形成装置において、上記マイクロプロセッサ
は発熱手段を第１の温度に制御し、上記比較手段は発熱
手段を第１の温度より高い第２の温度に制御すると共
に、上記発熱手段にはサーモスタットが設けられてお
り、このサーモスタットは第１の温度と第２の温度の間
で作動することを特徴としている。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る画像形
成装置を、図１及び図２を参照しながら説明する。この
画像形成装置の機械的構造については、図５に示したも
のと同様の構成であるので重ねて説明はしない。

【００２２】図１は、この画像形成装置の回路構成の要
部を示している。サーミスタＴＨ、ＭＰＵ１４、ヒータ
通電回路１５、ハロゲンランプＨＬは図３の従来の場合
と同様である。ヒータ通電回路１５は、その制御信号の
入力端子にＬの信号が与えられた時に、ハロゲンランプ
ＨＬを点灯するものとする（ロー・アクティブ）。サー
モスタットＴＳについては、挿入される位置は従来と同
様であるが、その動作温度は後述するように特別に設定
されている。

【００２３】サーミスタＴＨからの信号は、ＭＰＵ１４
のＡ／Ｄポートに入力される一方、コンパレータ１６の
一つの端子にも入力されている。コンパレータ１６のも
う一つの端子には基準電圧Ｖｒｅｆが入力されている。
抵抗Ｒ１、Ｒ２は、基準電圧Ｖｒｅｆを設定するため
の、分圧抵抗である。

【００２４】サーミスタＴＨが負特性を持っているとす
ると、温度が上がるとサーミスタＴの抵抗値が下がり、
その電圧Ｖｔｈは上昇する。その電圧Ｖｔｈが、Ｖｒｅ
ｆを下回るときには、コンパレータ１６が出力する信号
Ｓ２がＬとなり、電圧Ｖｔｈが、Ｖｒｅｆ以上となると
きには、コンパレータ１６が出力する信号Ｓ２はＨとな
る。コンパレータ１６が出力する信号Ｓ２がＬからＨへ
反転するときの温度θ２は、ＭＰＵ１４により制御され
る温度θ１よりも若干高い温度に設定されている。

【００２５】ＭＰＵ１４からの制御信号Ｓ１とコンパレ
ータ１６からの信号Ｓ２とは、ＯＲゲート１７の両入力
端子に入力される。ＯＲゲート１７から出力される信号
Ｓ３は、ヒータ通電回路１５の制御信号入力端子に入力
される。従って、信号Ｓ１、Ｓ２が共にＬになったとき
に、ヒータ通電回路１５はハロゲンランプＨＬを点灯さ
せる。また、サーモスタットＴＳが動作する温度θｔｓ
は、上記温度θ１とθ２との間になるように設定されて
いる。

【００２６】次に、画像形成装置の動作を図２を参照し
ながら説明する。電源がオン又はプリント指令がオンさ
れると、ＭＰＵ１４は制御信号Ｓ１をＬにする。このと
き、定着器１１の温度が低いので、コンパレータ１６の
信号Ｓ２もＬになっている。従って、ＯＲゲート１７の
出力する信号もＬになり、ヒータ通電回路１５はハロゲ
ンランプＨＬを点灯させる。

【００２７】ハロゲンランプＨＬが点灯すれば、定着器
１１の温度は上昇する。定着器１１の温度がθ１に達す
ると、ＭＰＵ１４はサーミスタＴＨからの信号Ｖｔｈに
基づき、プログラムに従って制御信号Ｓ１をＬからＨに
反転させる。このため、ＯＲゲート１７が出力する信号
Ｓ３はＬからＨに反転し、ヒータ通電回路１５は、ハロ
ゲンランプＨＬを消灯する。

【００２８】ハロゲンランプＨＬの消灯により、定着器
１１の温度が下がると、ＭＰＵ１４はサーミスタＴＨの
出力Ｖｔｈからそれを検知し、再び制御信号Ｓ２をＨか
らＬに戻す。ＯＲゲート１７の信号Ｓ３もＬになり、ヒ
ータ通電回路１５は再びハロゲンランプＨＬを点灯す
る。このプロセスを繰り返し、ＭＰＵ１４は定着器１１
の温度をθ１に制御する。

【００２９】時刻ｔ１で、ＭＰＵ１４の温度制御が暴走
し始めて、制御信号Ｓ１がＬの状態のままとなると、定
着器１１の温度は上昇し始める。温度がθ２に達する
と、今度はコンパレータ１６の信号Ｓ２がＬからＨに反
転する。従って、ＯＲゲート１７の信号Ｓ３のＬからＨ
に反転し、ヒータ通電回路１５はハロゲンランプＨＬを
消灯する。

【００３０】定着器１１の温度が下がれば、コンパレー
タ１６の信号Ｓ２がＨからＬに戻り、ＯＲゲート１７の
信号Ｓ３もＬとなるので、再びヒータ通電回路１５はハ
ロゲンランプＨＬを点灯する。このプロセスが繰り返さ
れ、定着器１１の温度がθ２に制御される。上述のよう
に、温度θ２は、温度θ１より若干高い温度に設定され
ており、温度θ２では発煙・発火の危険のない温度では
ある。しかし、長時間温度θ２で定着器１１を制御する
ことは、やはり機械部品の変質・変形を招くため、好ま
しくはない。

【００３１】そこで、この画像形成装置では、サーモス
タットＴＳの動作温度θｔｓを、温度θ１とθ２との間
においている。すなわち、これらの温度の間には、 θ１ ＜ θｔｓ ＜θ２ の関係がある。サーモスタットＴＳは、加熱ローラ１３
ａと若干の距離をおいて設けられているため、定着器１
１が温度θ２で制御されるようになっても、直ぐには温
度が上昇せず動作することはない。所定時間が経過した
時点ｔ２で、サーモスタットＴＳの温度が始めてθｔｓ
に到達するので、ここでサーモスタットＴＳが動作し
て、ハロゲンランプＨＬが消灯する。

【００３２】時刻ｔ１とｔ２との間は、しばらく時間が
あるため、画像形成装置は画像の形成をすることができ
る。その後、定着器１１の発熱が停止するため、定着器
１１周辺の機械部品等に必要以上の熱ストレスを加える
こともない。

【００３３】上記実施の形態では、ハードウェアによる
制御を、アナログ回路により行っているが、ワイアロジ
ックによるデジタル回路で構成してもよいのは勿論であ
る。また、ハロゲンランプの制御はオン／オフの切り換
えのみで行っているが、電圧制御や点弧角制御による段
階的な発熱量の制御であってもよい。

【００３４】発熱手段として、ハロゲンランプに代え
て、セラミックヒータ等、各種ヒータを適用することも
できる。さらに、画像形成プロセスはクリーナを有する
ものに限定されず、いわゆるクリーナレスと呼ばれる画
像形成プロセスにおいても、本発明は適用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、マイクロプロセッサが暴走して定着器の温度制
御が不能となった場合でも、ハードウェアにより定着器
の温度制御を続けるので、直ぐに画像形成が不能になる
ことはなく、機構部材等に熱的なダメージを多く与える
こともない。

【００３６】また、マイクロプロセッサにより制御され
る第１の温度θ１と、ハードウェアにより制御される第
２の温度θ２と、サーモスタットの動作温度θｔｓとの
間に、 θ１ ＜ θｔｓ ＜θ２ の関係を設定したから、ハードウェアによる制御が長時
間続くことが防止され、定着器及びその周辺の機構に必
要以上の熱ダメージを与えることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の
制御回路を示す図である。

【図２】 同画像形成装置の温度制御を説明する図であ
る。

【図３】 従来の画像形成装置の制御回路を示す図であ
る。

【図４】 同画像形成装置の温度制御を説明する図であ
る。

【図５】 一般的な画像形成装置の機構を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１３：定着器 １４：マイクロプロセッサ（ＭＰＵ） １５：ヒータ通電回路 １６：コンパレータ １７：ＯＲゲート ＴＨ：サーミスタ ＨＬ：ハロゲンランプ ＴＳ：サーモスタット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA12 EA12 EE07 EK00 EK11 EK15 EK17 2H033 AA25 BB00 CA06 CA07 CA34 CA44 CA45 3K058 AA22 AA41 BA18 CA23 CA61 CA71 CB02 CB22 GA06 5H323 AA36 BB17 CA08 CB04 DA01 DB24 EE03 EE04 FF01 FF03 FF10 GG04 KK05 MM02 NN04 TT10 9A001 HH34 JJ35 KK42 LL05

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度検出手段からの温度検出信号に基づ
   いて、マイクロプロセッサがプログラム制御により定着
   器の温度を制御する画像形成装置において、温度検出信
   号に基づいてハードウェアにより定着器の温度を制御す
   るハードウェア制御手段を設け、プログラム制御による
   定着器の制御が不能になっているとき、ハードウェア制
   御手段により定着器の温度制御がされることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 トナー画像を加熱し記録媒体上に定着す
   る発熱手段と、発熱手段への通電を制御する通電制御手
   段と、発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、温度
   検出手段の出力信号により発熱手段の温度を制御するた
   め、通電手段に制御信号を出力するマイクロプロセッサ
   とを備えた画像形成装置において、温度検出手段の出力
   信号を基準信号と比較する比較手段を備え、マイクロプ
   ロセッサによる温度制御が不能となった場合に、比較手
   段の出力信号により通電制御手段を制御可能とする論理
   手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記マイクロプロセッサは発熱手段を第
   １の温度に制御し、上記比較手段は発熱手段を第１の温
   度より高い第２の温度に制御すると共に、上記発熱手段
   にはサーモスタットが設けられており、このサーモスタ
   ットは第１の温度と第２の温度の間で作動することを特
   徴とする請求項２記載の画像形成装置。