JP2017102402A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置を備えた画像形成装置のユーザビリティを向上させることができる技術を提供する。
【解決手段】商用交流電源１から供給される電力により発熱する発熱体３を有し、現像剤像を加熱し記録材に定着させる定着手段１０９と、発熱体３の温度を検出する温度検出手段１３５と、商用交流電源１から発熱体３への電力供給を制御する電力制御手段１２６と、温度検出手段１３５が検出する検出温度が第１の閾値以上になると、商用交流電源１から発熱体３への電力供給を遮断状態にする第１の給電遮断手段７０と、を備える画像形成装置において、電力制御手段１２６は、第１の給電遮断手段７０により電力供給が遮断状態にされた回数が所定の回数を超えると、その後の電力供給を遮断状態で維持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置（像加熱装置とも呼ばれる）は、商用交流電源から加熱手段であるヒータの発熱体への電力供給をトライアック等の制御装置により制御されることで、所望の温度に制御される。何らかの理由で制御装置に故障が発生した場合、発熱体への供給電力を制御できなくなり、異常発熱の発生が懸念される。その防止策として、サーミスタ等の温度検出素子で異常発熱を検出し、制御装置の駆動を遮断するとともにその状態をラッチさせる保護手段がある。

保護手段が動作している状態において、使用者により画像形成装置本体の電源がオフされると、保護手段に包括されるラッチ回路部の電源電圧もオフされるため、ラッチ状態は維持されなくなり解除される場合がある。制御装置に恒久的な故障が発生している場合は、次の電源オン時に発熱体への制御が開始されると、再び発熱体に対し異常な電力が供給され保護手段が動作する。電源オフオンが非常に短い期間になされると、発熱体の温度が十分に下がらない内に再び過剰な電力が供給されることになり、その状態を何回か連続して繰り返された場合、発熱体の温度は徐々に上昇する。そのような異常状態においては、発熱体近辺に設置されているサーモスイッチ等の過昇温防止手段により通電を確実に遮断させ、発熱体またはその周辺に構成される他部材に損傷を被ることがないようにしている。しかしながら、サーモスイッチが一旦動作すると、使用者による自動復帰が困難であり、ユーザビリティが低下してしまうため、サーモスイッチが動作する前にサーミスタ等の温度検出素子で構成される保護手段で通電を遮断させる方法が望ましい。

保護手段をラッチ回路部で構成すると、上述したよう画像形成装置本体の電源オフにより、ラッチ状態が解除されてしまう。特許文献１には、不揮発性のメモリ等を使用して電源オフ期間を監視し、予め設定された期間よりも短い期間で次の電源オンがなされた場合は、発熱体への通電を許可しないよう制御する方法が提案されている。

特開平１−２９１３０９号公報

しかし、特許文献１に記載の構成においては、一旦保護手段が動作してしまうと、ラッチ回路を構成するエラーメモリコンデンサの放電に時間を要するため、制御可能状態に復帰するまでに十分に長い時間が必要となることが懸念される。また、トライアック等の制御装置を制御するＣＰＵの誤動作またはラッチ回路部自体の誤動作などでラッチ遮断に陥った場合、発熱体の温度が十分低い温度であるにもかかわらず、発熱体への通電が遮断されることが考えられる。この場合も、次の制御開始が可能となるまで使用者は長い時間待機することが必要となる懸念がある。

本発明は、定着装置を備えた画像形成装置のユーザビリティを向上させることができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に現像剤像を形成する画像形成部と、
商用交流電源から供給される電力により発熱する発熱体を有し、現像剤像を加熱し記録材に定着させる定着手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
商用交流電源から前記発熱体への電力供給を制御する電力制御手段と、
前記温度検出手段が検出する検出温度が第１の閾値以上になると、商用交流電源から前記発熱体への電力供給を遮断状態にする第１の給電遮断手段と、
を備える画像形成装置において、
前記電力制御手段は、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数が所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする。

本発明によれば、定着装置を備えた画像形成装置のユーザビリティを向上させることができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成図 実施例１における定着制御の駆動回路の説明図 実施例１における定着制御のフローチャート 実施例１における定着制御の概略説明図 実施例２における定着制御の駆動回路の図 実施例３における定着制御の概略説明図 実施例３における定着制御のフローチャート 実施例４における定着制御の概略説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
図１は、電子写真プロセスを用いた本実施例に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成図である。レーザプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）には、記録材としての記録紙Ｓを収納するカセット１０２、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３が設けられている。また、本体１０１には、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４が設けられている。カセットサイズセンサ１０４は、復数個のマイクロスイッチで構成される。また、本体１０１には、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光し、後述する感光ドラム１１７の表面を走査露光する。さらに、画像形成部１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像（現像剤像）を熱定着する定着手段としての定着器（定着装置）１０９が設けられている。また、定着器１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排
紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの本体１０１の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。

本体１０１は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、一次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。定着器１０９は、定着フィルム１３２、加圧ローラ１３３、定着フィルム１３２の内側に配置されたセラミックヒータ１３４、セラミックヒータ１３４の表面温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ等の温度検出素子１３５から構成されている。エンジンコントローラ１２６は、ＣＰＵやＡＳＩＣ及びプログラムＲＯＭ、メモリＲＡＭ等で構成されており、レーザスキャナ１０７、画像形成部１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、本体１０１内の記録紙Ｓの搬送制御を行う。ビデオコントローラ１２７は、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース１３０（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）で接続されている。ビデオコントローラ１２７は、この汎用インタフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号１２８として、エンジンコントローラ１２６へ送出する。

図２は、本発明の実施例における定着器１０９の定着制御回路を示す図である。定着器１０９に包括されるセラミックヒ−タ１３４に設けられた（基板上に形成された）発熱体３は、商用交流電源１から、ＡＣフィルタ２、リレー４１、トライアック４を介して、電力が供給されることにより発熱する。発熱体３への電力供給の際、エンジンコントローラ１２６は、リレー４１をオンする。４２は、リレー４１のコイル逆起電圧からの保護用ダイオードであり、４３は、リレー４１を駆動するためのトランジスタで、ベース端子はバイアス抵抗４４を介してエンジンコントローラ１２６のＲＬＤ端子に接続されている。

本体１０１の主電源スイッチ（図示しない）に連動してオンオフするスイッチ１１は、エンジンコントローラ１２６により、自発的に、あるいは使用者の操作を受けて、制御される。本体１０１の主電源スイッチがオフ時はエンジンコントローラ１２６のＯＮ端子よりオフ信号が出力されてスイッチ１１がオフされ、主電源スイッチがオン時はＯＮ端子よりオン信号が出力されてスイッチ１１がオンされる。即ち、本体１０１の主電源スイッチがオフ時は低圧電源回路部２８の出力Ｖｉｎのみが定着制御回路に供給され、主電源スイッチがオン時はＶｉｎ及びＶｒｅｆが定着制御回路に供給される。本体１０１の主電源スイッチがオン時は、故障等が生じている場合の除き、Ｖｉｎ及びＶｒｅｆに接続される装置構成の全てが通常動作可能な電力状態となる（通常電力状態）。本体１０１の主電源スイッチがオフ時は、Ｖｒｅｆに接続される様々な回路部（定着制御回路含む）による電力消費を抑えて省電力化を図るためである（省電力状態）。エンジンコントローラ１２６への電源は、ＶＣＣ端子より供給されておりＶｉｎに接続されている。Ｖｉｎは、本体１０１の主電源スイッチのオフオンに関わらず常に出力されているものとする。即ち、主電源スイッチがオフであり、本体１０１がプリント動作を行わない状態であってもエンジンコントローラ１２６には電源が供給されている。

発熱体３への電力の供給は、電力制御手段としてのエンジンコントロ−ラ１２６からのＦＳＲＯＮ信号に従い、トライアック４の通電及び遮断を制御して電力が供給される。５及び６は、トライアック４を駆動するためのバイアス抵抗である。トライアック４の制御回路はフォトトライアックカプラ７で一次側と二次側を絶縁しており、９は、フォトトライアックカプラ７の制御用トランジスタで、バイアス抵抗１０を介してエンジンコントローラ１２６からのＦＳＲＯＮ信号に基づいて制御される。フォトトライアックカプラ７は、抵抗８及びトランジスタ７８を介して電源Ｖｒｅｆに接続される。

１３５はセラミックヒータ１３４上の温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子であ
り、抵抗２２との分圧値がエンジンコントローラ１２６のＦＳＲＴＨ端子に入力される。エンジンコントローラ１２６は、ＦＳＲＴＨ端子に入力された電圧値を温度に換算して、温調制御に用いる。

定着器１０９に与えられる熱量は、エンジンコントローラ１２６で設定されている温調目標温度と温度検出素子１３５の検出温度を基に算出される。１２は、ゼロクロス生成回路であり、商用周波数の０Ｖ毎にレベルが変化するゼロクロス信号を生成する。生成されたゼロクロス信号は、エンジンコントローラ１２６のＺＥＲＯＸ端子に入力され、このゼロクロス信号を下として通電制御を行う。また、第２の給電遮断手段であり過昇温防止手段として、サーモスイッチ１３７がセラミックヒータ１３４の絶縁基板面上または保護層面上に当接または適切な部材を介して設置されている。サーモスイッチ１３７は、例えば所定量を超える電流が流れると溶融して断線するヒューズで構成されている。セラミックヒータ１３４の温度が異常となった場合はサーモスイッチ１３７を切断することにより、セラミックヒータ１３４への通電を遮断する。

７０は、第１の給電遮断手段としての、温度検出素子１３５の検出温度結果に基づく温度保護回路部であり、セラミックヒータ１３４への制御が正常である場合は、比較器７１の出力はＨｉｇｈレベルにある。トライアック４等に異常が発生してセラミックヒータ１３４が制御不能状態に陥ると、温度検出素子１３５の検出温度が異常上昇し、抵抗７２、７３で決定される閾値温度以上となり、比較器７１の出力はＬｏｗレベルとなる。ここで用いる閾値温度（第１の閾値）は、プリント時の温調温度よりも高い温度に設定されている。比較器７１の出力は、エンジンコントローラ１２６のＦＳＲＳＡＦＥ１端子に入力されており、温度保護回路部７０の動作回数をモニタすることができる。また比較器７１の出力は、トランジスタ７５のベース端子にも接続されており、温度検出素子１３５の検出温度が異常となると、トランジスタ７５はオフする。トランジスタ７５はセラミックヒータ１３４の制御が異常ない状態においては、ベース電圧は抵抗７４を介しＶｒｅｆが供給されオン状態にある。トランジスタ７５がオフすると、抵抗７６、７７を介し後段のトランジスタ７８がオフされ、フォトトライアックカプラ７への電圧供給が遮断される。それによりトライアック４がオンすることができなくなり、セラミックヒータ１３４への電力供給が遮断される。

温度保護回路部７０の出力が一旦Ｌｏｗレベルとなると、エンジンコントローラ１２６は、Ｖｒｅｆ電圧が遮断されるまで、トライアック４のオフ状態を維持する。Ｖｒｅｆは、本体１０１の主電源スイッチがオフされると出力が停止する。即ち、一度温度保護回路部７０が動作すると、本体１０１の主電源スイッチが使用者によりオフされるまで、その状態を維持され、発熱体３への通電が禁止されることになる。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。また４７〜５０は、全波整流回路を構成するダイオードであり、その後段に低圧電源部２８が構成される。

図３のフローチャートにより本実施例における制御を説明する。本体１０１の主電源スイッチがオンされると、スイッチ１１がオンされて定着回路部７０にＶｒｅｆが供給され、それによりエンジンコントローラ１２６のＦＳＲＳＡＦＥ１の端子電圧にＨｉｇｈレベルが入力される。その時、エンジンコントローラ１２６は、保護回路部７０の動作回数をチェックする（Ｓ１）。本実施例では保護回路部７０の動作回数が３であるか否かで判断する。使用者による素早い主電源オフオン時における発熱体３の昇温と、サーモスイッチ１３７の設定値（第２の閾値）を考慮して、この数値を選択した。すなわち、発熱体３への電力供給が温度保護回路部７０により遮断される度に行われる主電源スイッチのオンオフがどのような時間間隔で行われたとしても、検出温度がサーモスイッチ１３７のヒューズが切れる温度（第２の閾値）に達することがない回数である。なお、定着器１０９の構成等を考慮して、適宜設定値を変更しても構わない。Ｓ１において保護回路部７０の動作
回数が３回未満であった場合、起動処理もしくはプリント処理の受信を待つ。その後、エンジンコントローラ１２６は、起動処理もしくはプリント処理を受信すると動作を開始する（Ｓ２）。

エンジンコントローラ１２６は、ＲＬＤ端子にＨｉｇｈを出力し、リレー４１をオンさせて温調制御を開始させる。エンジンコントローラ１２６は、本体１０１が置かれている環境、前回プリントの履歴、通紙される紙のサイズ等の条件から定着目標温度を決定し、所定の目標温度になるよう、サーミスタ等の温度検出素子１３５の情報に基づきトライアック４の制御を行う。起動処理もしくはプリント処理中において、エンジンコントローラ１２６は、ＦＳＲＳＡＦＥ１端子がＬｏｗレベルにあるか、即ちエラーが発生したか否かを検出する（Ｓ３）。

エラーが検出されない場合は、起動処理もしくはプリント処理が正常に終了するかどうかを判断し（Ｓ４）、正常に終了した場合は発熱体３への通電を終了して保護回路部の動作回数をリセットする（Ｓ５）。終了しない場合は、Ｓ３からの動作を繰り返す。その後、次ステップへ移行する指示が要求されたかどうかを判断する（Ｓ６）。例えば、起動処理が終了した場合は、プリント要求があるかどうか、プリント処理が終了した場合は、次のプリント要求があるかどうかを判断する。その後、使用者により、本体１０１に作業指示が入らない場合は、本体１０１の主電源スイッチがオフされることになる。

Ｓ３において、エラーが発生した場合は、発熱体３への通電系統に何らかの異常があると判断し、即通電を終了する（Ｓ７）。その際、エンジンコントローラ１２６は、リレー４１及びトライアック４をオフし続け、発熱体３への通電を遮断し続けるとともに、保護回路動作回数を１つインクリメントする（Ｓ８）。その時、本体１０１に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する（Ｓ９）。エンジンコントローラ１２６は保護回路動作回数を、Ｓ５においてリセットされるか、本体１０１に接続される不図示のインレットケーブルが挿抜されない限り（商用電源から装置への電力供給が完全に途絶える状態にならない限り）記憶保持することができる。即ち、本体１０１の主電源スイッチのオフ時にも、動作回数が記憶保持される。

Ｓ１において、保護回路の動作回数が３である場合は、その後、いかなる処理が受信されようとも発熱体３への通電をオフし続ける（Ｓ１０）。その時、本体１０１に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する（Ｓ１１）。電源スイッチがオフされた場合においては、一連の本体動作が終了するが、次に本体１０１の主電源スイッチが使用者によりオンされたとしても、保護回路動作回数がリセットされることはないため、再びＳ１からＳ８へのフローを繰り返すことになる。即ち、本体１０１の主電源スイッチのオフオンに関わらず発熱体３に通電することができない状態を継続する。上記状態を解除し、再び発熱体３への通電を開始するためには、使用者によるインレットケーブルの挿抜が必要となる。

図４において、本実施例における定着装置の昇温と保護回路部の動作の関係を説明する。トライアック４に異常動作が発生した場合を例として説明する。まず本体１０１の主電源スイッチがオンされ、起動処理もしくはプリント処理が受信されると、エンジンコントローラ１２６はリレー４１をオンする。通常であれば、ＰＩ制御等により、発熱体３の目標温度と温度検出素子１３５で検出される温度をもとに、適切な投入電力となるようエンジンコントローラ１２６はトライアック４を制御する。しかしながら、トライアック４は異常動作していると仮定しているため、トライアック４を制御できずに発熱体３には過剰な電力が投入される場合がある。そのうちに発熱体３の温度は、温度保護回路部７０の閾値温度を超え、エンジンコントローラ１２６にはＦＳＲＳＡＦＥ１信号のＬｏｗレベルが入力される。エンジンコントローラ１２６は、定着装置１０９に異常が発生したと判断し
、発熱体３への通電を遮断状態にする。動作としては、リレー４１およびトライアック４の駆動信号をオフする。この時、トライアック４は異常動作していると仮定しているため、リレー４１がオフされて発熱体３への通電が遮断される。加えてエンジンコントローラ１２６は保護回路動作回数Ｎを１つインクリメントする。

再度、起動処理もしくはプリント処理を行われない場合は、発熱体３への通電が遮断された状態が継続されるため、発熱体３の温度はやがて室温まで下がる。しかし、使用者による本体１０１の主電源オフオンがなされると、起動処理もしくはプリント処理の制御を最初から始めるため、トライアック４が異常動作したまま、再びリレー４１がオンされる。この使用者による本体１０１の主電源スイッチのオフオンが非常に速いタイミングで行われると、発熱体３の温度が十分下がらないまま、再び過剰電力が投入される。発熱体３によって加熱される定着フィルム１３２や加圧ローラ１３３は、蓄熱部材で構成されることが多い。そのため、この一連の動作が繰り返され、本体１０１の主電源スイッチのオフオン回数が増えるほど、オン時の昇温速度は傾きが大きくなり、オフ時の温度低下速度は傾きが小さくなる。その結果、徐々に発熱体３の温度は上昇して行き、図４の点線波形のように、やがてサーモスイッチ１３７が動作温度を上回る。なお、サーモスイッチ１３７の設定温度は、発熱体３自体及びその周辺部材を損傷することなき温度に設定される。

本実施例においては、保護回路動作回数Ｎを検出し、所定の動作回数（Ｎ＝３）を検出した場合は、それ以降の起動処理もしくはプリント処理を行わない、即ちリレー４１及びトライアック４をオンしない制御とすることを特徴としている。すなわち、保護回路動作回数Ｎが３回に到達すると、それ以降、発熱体３へ電力が投入されることはない。そのため、一旦動作すると使用者による自動復帰のできないサーモスイッチ１３７を動作させることなく、図４の実線波形のよう発熱体３の温度を十分低い温度まで低下させることができる。サーモスイッチ１３７は、一旦動作してしまうと、すなわち、ヒューズが切れてしまえば、交換等が必要となるため、コスト面及びユーザビリティの観点から、可能な限り動作しないままでいることが望まれる装置構成である。本実施例によれば、例えば、トライアック４が故障しているのにもかかわらず、使用者が警告を無視して何度も主電源スイッチをオンオフして画像形成動作を継続しようとした場合に、サーモスイッチ１３７が作動する前に、強制的に動作不能にすることができる。これにより、過昇温状態の悪化と無暗なサーモスイッチ１３７の作動とを抑制することができる。

本実施例においては、保護回路動作回数Ｎが３回を超え、本体１０１の主電源スイッチのオフオンで起動処理もしくはプリント処理できない状態に陥った場合においては、ユーザによるインレットケーブル挿抜で復帰が可能である。例えば、電源ケーブルをコンセントから抜く等の、装置と商用交流電源との間の接続を一時的に断つ、などのユーザによる復帰作業である。この時、装置が正常状態に復帰した場合は、従来通り起動処理もしくはプリント処理を行うことが可能となる。また保護回路動作回数Ｎの設定値は、実際の発熱体３の昇温速度と過昇温防止手段１３７の設定値を考慮しながら決定するのが望ましい。

また、本実施例においては、本体１０１の主電源スイッチのオフ時にも、ＣＰＵなどのエンジンコントローラ１２６に電圧を入力する構成とし、保護回路動作回数Ｎを保持する機構としているが、この構成に限定されるものではない。例えば、記憶手段として、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを使用してもよい。本体１０１の主電源スイッチのオフ時に保護回路動作回数Ｎを不揮発性メモリに保持しておき、主電源スイッチオン時に起動したＣＰＵなどのエンジンコントローラ１２６が、不揮発性メモリ内の保護回路動作回数Ｎの情報を取得、制御に使用する構成でも良い。

上記のように、保護回路部の動作回数を検出するとともに電源オフ期間中は回数カウントを保持できるような構成とし、検出回数に応じ定着装置を制御するが本実施例の特徴的
構成である。かかる構成によれば、発熱体が十分低い温度であるにも関わらず像加熱装置の制御を即座に開始できないという状態に陥ることを回避できるとともに、ノイズ印加などによる保護回路部の誤作動対策にも効果あるものとすることができる。したがって、本実施例によれば、ユーザビリティを向上した加熱装置、及びそれを有する画像形成装置の実現が可能となる。

［実施例２］
図５は、本発明の実施例２における定着器１０９の定着制御回路を示す。本実施例で実施例１と異なるところは、温度保護回路部７０にハード構成によるラッチ機能を設けたことと、発熱体３への通電電流値を検出し、検出電流値に応じて通電を強制的に遮断する電流保護回路部及びそのラッチ回路部を設けたことである。その他は実施例１と同様であるため、実施例１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

発熱体３に通電される電流は、カレントトランス２５によって電圧変換され、ブリーダ抵抗３０を介して電流検出回路２７に入力される。電流検出回路２７では、電圧変換された電流波形を実効値もしくは平均値に変換し、ＨＣＲＲＴ信号としてエンジンコントローラ１２６のＡ／Ｄ変換ポートに入力される。

８０は、第１のラッチ回路としての、温度保護回路部７０のラッチ回路部であり、温度保護回路部７０の出力がＬｏｗレベルとなるとＶｒｅｆ電圧が遮断されるまで、ラッチ状態を維持する。Ｖｒｅｆは、本体１０１の主電源スイッチ（図示しない）がオフされると出力が停止する。即ち、一旦、温度保護回路部７０が動作すると、本体１０１の主電源スイッチが使用者によりオフされるまでその状態を維持され、発熱体３への通電が禁止されることになる。温度保護回路７０の出力がＬｏｗレベルとなると、トランジスタ８４がオンして、抵抗８６、８７で決定される比較器８１の非反転入力端子よりも反転入力端子の電圧値の方が高くなる。８５は、トランジスタ８４のコレクタ電流を制限するための抵抗である。

温度保護回路７０の出力がＨｉｇｈレベルでは、比較器８１は非反転入力端子の電圧値の方が高く、その出力はＨｉｇｈレベルのままである。比較器８１の反転入力端子の電圧が高くなると、その出力はＬｏｗレベルとなる。ここで、８２は、誤動作防止用コンデンサであり、温度保護回路７０の出力がノイズ等により短い期間Ｌｏｗレベルとなっても、それを無視することができる。８３は、コンデンサ８２の放電用の抵抗である。比較器８１が一旦Ｌｏｗレベルとなると、その後発熱体３への制御状態が正常に戻り、温度保護回路７０の出力がＨｉｇｈレベルに戻ったとしても、エンジンコントローラ１２６のＦＳＲＳＡＦＥ端子への入力はＬｏｗレベルが維持される。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。

本実施例では、異常状態時トライアック４を遮断するための保護回路部７０に加え、第３の給電遮断手段として、リレー４１にも保護回路部６０が用意される。電流検出回路２７のＣＵＲＬＩＭ端子がその機能を有する。発熱体３に通電される電流は、カレントトランス２５を介し電流検出回路２７に入力され、ＨＣＲＲＴ信号としてエンジンコントローラ１２６に入力する。それとともに、電流検出回路２７は、予め設定された閾値以上の電流を検出するとＣＵＲＬＩＭ端子をＬｏｗにする機能を持ち合せている（図示せず）。ここで用いる閾値電流は、プリント立上げ時の電流値よりも高い値に設定されており、発熱体３が正常に制御されていればこの閾値を上回ることはない。トライアック４等に異常が発生して発熱体３が制御不能状態に陥ると、発熱体３に供給される電流は閾値以上となり、ＣＵＲＬＩＭ端子はＬｏｗレベルとなる。またＣＵＲＬＩＭ端子は、トランジスタ６５のベース端子にも接続されており、電流検出回路２７の検出電流値が異常となると、トランジスタ６５はオフする。

トランジスタ６５は、電流検出回路２７の検出電流値が異常ない状態においては、ベース電圧は抵抗６４を介しＶｒｅｆが供給されオン状態にある。トランジスタ６５がオフすると、抵抗６２、６３を介し後段のトランジスタ６１がオフされ、リレー４１への電圧供給が遮断される。それによりリレー４１がオンすることができなくなり、発熱体３への電力供給が遮断される。また、ＣＵＲＬＩＭ端子は、エンジンコントローラ１２６のＦＳＲＳＡＦＥ２端子に入力されており、電流保護回路部６０の動作回数をモニタすることができる。

９０は、第２のラッチ回路としての、電流保護回路部６０のラッチ回路部であり、電流検出回路２７のＣＵＲＬＩＭ端子がＬｏｗレベルとなるとＶｒｅｆ電圧が遮断されるまで、ラッチ状態を維持する。ＣＵＲＬＩＭ端子がＬｏｗレベルとなると、トランジスタ９４がオンして、抵抗９６、９７で決定される比較器９１の非反転入力端子よりも反転入力端子の電圧値の方が高くなる。９５は、トランジスタ９４のコレクタ電流を制限するための抵抗である。比較器９１の反転入力端子の電圧が高くなると、その出力はＬｏｗレベルとなる。ここで９２は誤動作防止用コンデンサであり、ＣＵＲＬＩＭ端子がノイズ等により短い期間Ｌｏｗレベルとなっても、それを無視することができる。９３は、コンデンサ９２の放電用の抵抗である。比較器９１が一旦Ｌｏｗ出力となると、その後発熱体３への制御状態が正常に戻り、ＣＵＲＬＩＭ端子がＨｉｇｈレベルに戻ったとしても、トランジスタ４３のベース端子はＬｏｗレベルが維持される。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。

本実施例の制御は、実施例１における図３のフローチャートにより説明できる。Ｓ３のエラー発生判断は、実施例１においては温度保護回路部７０の出力であるＦＳＲＳＡＦＥ１信号で判断していたが、本実施例では加えて電流保護回路部６０の出力であるＦＳＲＦＡＦＥ２信号でも判断している。即ち、温度保護回路部７０もしくは電流保護回路部６０のどちらか一方が異常を検出した時にエラーが発生したと判断する。また温度保護回路部７０と電流保護回路部６０のそれぞれにラッチ回路部を設け、発熱体３の温度もしくは通電電流値が異常であることを検出した場合には、使用者により本体１０１の主電源スイッチがオフされるまでは、発熱体３への通電を遮断し続ける。そして、温度保護回路部７０による発熱体３への給電遮断の回数と、電流保護回路部６０による発熱体３への給電遮断の回数との合計が、所定の回数（本実施例では３回）を超えると、ユーザがインレットケーブルを抜くまで、発熱体３への通電が禁止される。

本実施例によれば、実施例１と同様の効果に加え、安全性及び信頼性のさらなる向上を図ることができる。すなわち、リレー４１およびトライアック４のそれぞれに保護回路部を構成することにより、どちらか一方に恒久的な故障が発生して場合においても、確実に発熱体３への通電を遮断することができる。さらに、ラッチ機構をハード構成とすることにより、ユーザビリティの向上と共に、安全性及び信頼性を向上させることができる。

［実施例３］
実施例３で実施例１と異なるところは、保護回路部が一旦動作した際は、次の起動処理もしくはプリント処理を許可するまで、保護回路動作回数Ｎに応じたインターバル期間を設け、インターバル期間の間は起動処理もしくはプリント処理を禁止することである。すなわち、インターバル期間が経過するまで発熱体への電力供給が遮断された状態に維持されるということである。その他は実施例１と同様であるため、実施例１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図６に本実施例における定着装置の昇温と保護回路部の動作の関係を説明する。実施例１と同じくトライアック４に異常動作が発生した場合を例として説明する。まず、本体１
０１の主電源スイッチがオンされ、起動処理もしくはプリント処理が受信されると、エンジンコントローラ１２６はリレー４１をオンする。この時、トライアック４は異常動作していると仮定しているため、トライアック４を制御できずに発熱体３には過剰な電力が投入される場合がある。そのうちに発熱体３の温度は、温度保護回路部７０の閾値温度を超え、エンジンコントローラ１２６にはＦＳＲＳＡＦＥ１信号のＬｏｗレベルが入力される。エンジンコントローラ１２６は定着装置に異常が発生したと判断し、発熱体３への通電を遮断する。動作としては、リレー４１およびトライアック４の駆動信号をオフする。

この時、トライアック４は異常動作していると仮定しているため、リレー４１がオフされて発熱体３への通電が遮断される。加えてエンジンコントローラ１２６は保護回路動作回数Ｎを１つインクリメントする。使用者による本体１０１の主電源スイッチのオフオンがなされると、起動処理もしくはプリント処理の制御を最初から始めるため、トライアック４が異常動作したまま、再びリレー４１がオンされる。この時、使用者による本体１０１の主電源スイッチのオフオンが非常に速いタイミングで行われると、発熱体３の温度が十分下がらないまま、再び起動処理もしくはプリント処理が開始されて、過剰電力が投入されてしまうことが懸念される。

本実施例においては、保護回路動作回数Ｎの検出回数に応じて、本体１０１の主電源スイッチがオフされてから、再び起動処理もしくはプリント処理を実行するまでの時間にインターバル期間を設けることを特徴とする。発熱体３によって加熱される定着フィルム１３２や加圧ローラ１３３は蓄熱部材で構成されることが多い。そのため、定着フィルム１３２や加圧ローラ１３３は、上記の一連の動作が繰り返され、本体１０１の主電源スイッチのオフオン回数が増えるほど、オン時の昇温速度は傾きが大きくなり、オフ時の温度低下速度は傾きが小さくなる傾向がある。本実施例では、保護回路動作回数Ｎの検出回数が大きいほど、インターバル期間を長く設定することにより、発熱体３の温度をより下げることができ、安全性の向上した定着装置を提供できる。

図６においては、保護回路動作回数Ｎが１回の時のインターバル期間をＴ１、保護回路動作回数Ｎが２回の時のインターバル期間をＴ２とし、Ｔ１＜Ｔ２の関係を設定する。図６の例において説明すると、保護回路動作回数Ｎが１回のときは、Ｔ１＜ＯＦＦの関係であるため、再び本体１０１の主電源スイッチがオンされると、即座に起動処理もしくはプリント処理が実行され、発熱体３には過剰電力が投入されて異常昇温する。その後、再び温度保護回路部７０の閾値温度を超えると、リレー４１がオフされることにより、発熱体３への通電が遮断される。この時、保護回路動作回数Ｎは１つインクリメントされて２回となる。その後、使用者により本体１０１の主電源スイッチが素早くオフオンされた場合においては、Ｔ２＞ＯＦＦの関係であるため、本体１０１の主電源スイッチがオンされたとしても、即座には起動処理もしくはプリント処理を実行させない。やがてインターバル期間Ｔ２が経過した後、起動処理もしくはプリント処理を開始する。

本実施例においても、他の実施例と同様、保護回路動作回数Ｎを検出し、所定の動作回数（Ｎ＝３）を検出した場合は、それ以降の起動処理もしくはプリント処理を行わない、即ちリレー４１及びトライアック４をオンしない制御としている。そのため、本実施例では、保護回路動作回数Ｎが３回に到達するまでは、保護回路動作回数Ｎに応じたインターバル期間を設定する。一旦動作すると使用者による自動復帰のできないサーモスイッチ１３７を動作させることなく、図６の実線波形のよう発熱体３の温度が十分低い温度まで低下させることができる。本実施例においては、保護回路動作回数Ｎが３回を超え、本体１０１の主電源スイッチのオフオンで起動処理もしくはプリント処理できない状態に陥った場合においては、ユーザによるインレットケーブル挿抜で復帰が可能である。この時、装置が正常状態に復帰した場合は、従来通り起動処理もしくはプリント処理を行うことが可能となる。また保護回路動作回数Ｎの設定値は、実際の発熱体３の昇温速度と過昇温防止
手段１３７の設定値を考慮しながら決定するのが望ましい。

図７のフローチャートにより本実施例における制御を説明する。実施例１と同様の制御は説明を割愛する。本体１０１の主電源スイッチがオンされると、エンジンコントローラ１２６は、保護回路部の動作回数をチェックした後（Ｓ１）、前回の本体１０１の主電源スイッチオフ動作からの経過時間がインターバル期間Ｔに達しているかどうかを判断する（Ｓ１０１）。主電源スイッチがオンからオフに切り替えられた時点からの経過時間が、所定のインターバル期間Ｔを経過していない場合は、エンジンコントローラ１２６は、起動処理もしくはプリント処理要求を受けていても処理を開始しない。その後、インターバル期間Ｔが経過した際、インターバル期間Ｔ中に、起動処理もしくはプリント処理要求を受けている場合は、即処理を開始する。インターバル期間Ｔ中に、起動処理もしくはプリント処理要求を受けていない場合は、処理要求を待つ。

また上述したよう、インターバル期間Ｔは、保護回路動作回数Ｎによって設定され、保護回路動作回数Ｎが大きくなるほど、インターバル期間Ｔが長い値となるよう設定する。Ｓ３にて、エラーが発生した場合は、発熱体３への通電系統に何らかの異常があると判断し、即通電を終了し（Ｓ７）、発熱体３への通電を遮断し続けるとともに、保護回路動作回数を１つインクリメントする（Ｓ８）。そして、本体１０１に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する（Ｓ９）。その後、エンジンコントローラ１２６は、インターバル期間Ｔを設定する（Ｓ１０２）。ここで設定されたインターバル期間Ｔは、次回本体１０１の主電源スイッチオフを検出した時点をスタートトリガとして計測される時間である。エンジンコントローラ１２６は、インターバル期間Ｔに設定されている時間が経過するまでは、次回本体１０１の主電源スイッチオン時に要求される起動処理もしくはプリント処理を許可しない。本体１０１の主電源スイッチのオフ時にも、エンジンコントローラ１２６は、インターバル期間Ｔが経過したかどうかを計測することが可能である。

本実施例によれば、主電源スイッチオフをトリガとしたインターバル期間を設けることにより、実施例１と同様の効果に加え、安全性及びユーザビリティのさらなる向上を図ることができる。

［実施例４］
本実施例で実施例１と異なるところは、保護回路動作回数Ｎに応じて故障個所の自己診断を行いその結果を使用者に報知できるものとすることである。図３のフローチャートにおいて、Ｓ９及びＳ１１の動作が本実施例に該当する。その他は実施例１と同様であるため、実施例１と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

図８に、報知手段としての、本体１０１に搭載される表示パネル１２９（図１参照）を介して、使用者に報知する装置の状態に関する情報の例を示す。本実施例は、図３のフローチャートのＳ８において保護回路動作回数Ｎを１つインクリメントし、保護回路動作回数Ｎの検出結果を基に、本体１０１の故障状況を推測する。そして、保護回路動作回数Ｎに応じて報知内容を変更して、表示パネル１２９に表示する。

保護回路動作回数Ｎが１回である場合は、エンジンコントローラ１２６自体や温度保護回路部７０が誤動作した可能性が考えられる。その際、エンジンコントローラ１２６は、表示パネル１２９に異常高温を表示するとともに、使用者に対して本体１０１に搭載される主電源スイッチ（図示しない）のオフオンを要求する。主電源スイッチオフオン後、正常動作に復帰すれば、エンジンコントローラ１２６は保護回路動作回数Ｎをリセットする。

保護回路動作回数Ｎが２回を検出した際は、何らかのハード構成が故障した可能性が考えられる。エンジンコントローラ１２６は、リレー４１やトライアック４で構成される定着回路部が故障した可能性があると判断し、使用者には異常高温を報知するとともに、定着回路部異常を報知する。加えて、実際に発熱体３の温度が異常であることが推測されるため、次回の本体１０１の主電源スイッチのオンを行うまで、一定の時間以上間隔を空けることを要求する。

保護回路動作回数Ｎが３回を検出した際は、何らかのハード構成が故障した可能性が非常に高いと考えられる。エンジンコントローラ１２６は、リレー４１やトライアック４で構成される定着回路部が故障した可能性が非常に高いと判断し、使用者には異常高温を報知するとともに、定着回路部故障を報知する。加えて、実際に発熱体３の温度が異常であることが推測されるため、次回の本体１０１の主電源スイッチのオンを禁止するよう要求するとともに、サービスコールを要求する。また、オンラインで使用している場合には、自動で製造メーカサービス部門にサービスコールを送付するよう設定しても良い。

本実施例によれば、実施例１と同様の効果に加え、保護回路動作回数に応じた故障状況を使用者に報知することにより、不具合箇所を特定し使用者による適切な処置を促すことが可能となるため、ユーザビリティのさらなる向上を図ることができる。

なお、上記各実施例は可能な限り、それぞれの構成を互いに組み合わせて適用することができる。

１…商用交流電源、３…セラミックヒータ上に形成される発熱体、４…トライアック、２７…電流検出回路、４１…リレー、１０１…レーザビームプリンタ本体、１０９…定着器、１２６…エンジンコントローラ、１３４…セラミックヒータ、１３５…温度検出素子（サーミスタ）、１３７…過昇温防止手段（サーモスイッチ）

Claims (11)

1. 記録材に現像剤像を形成する画像形成部と、
   商用交流電源から供給される電力により発熱する発熱体を有し、現像剤像を加熱し記録材に定着させる定着手段と、
   前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
   商用交流電源から前記発熱体への電力供給を制御する電力制御手段と、
   前記温度検出手段が検出する検出温度が第１の閾値以上になると、商用交流電源から前記発熱体への電力供給を遮断状態にする第１の給電遮断手段と、
   を備える画像形成装置において、
   前記電力制御手段は、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数が所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする画像形成装置。
2. 商用交流電源から画像形成装置への電力供給を、全ての装置構成が動作可能な通常電力状態と、少なくとも前記電力制御手段は動作が可能な状態が維持され、少なくとも前記第１の給電遮断手段は動作ができなくなる省電力状態と、に切り替え可能な画像形成装置であって、
   前記検出温度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上になると、前記電力供給を遮断状態にする第２の給電遮断手段をさらに備え、
   前記所定の回数は、前記電力制御手段が前記電力供給を遮断状態に維持する状態になるまでの間に、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされる度に、前記通常電力状態から前記省電力状態への切り替えが行われた場合であっても、前記検出温度が前記第２の閾値に達することがない回数に設定されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の給電遮断手段は、前記検出温度が前記第２の閾値以上になると断線するヒューズであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の給電遮断手段による前記遮断状態は、前記通常電力状態から前記省電力状態に切り替わるまで維持されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記電力制御手段による前記遮断状態は、装置と商用交流電源との間の接続が断たれるまで維持されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数を、前記通常電力状態及び前記省電力状態のいずれの状態においても記憶し続けることが可能な不揮発性の記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記発熱体に流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段が検出する検出電流値が第３の閾値以上になると、前記電力供給を遮断状態にする第３の給電遮断手段と、
   をさらに備え、
   前記電力制御手段は、前記第１の給電遮断手段による前記遮断状態の回数と、前記第３の給電遮断手段による前記遮断状態の回数との合計が、前記所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の給電遮断手段による前記遮断状態をラッチするための第１のラッチ回路と、
   前記第３の給電遮断手段による前記遮断状態をラッチするための第２のラッチ回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記電力制御手段は、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた後に前記通常電力状態から前記省電力状態に切り替えられた時点からの経過時間が、所定のインターバル期間が経過するまで、前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記所定のインターバル期間は、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数が増えるほど長くなることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされたときに、装置の状態に関する情報を使用者に報知する報知手段をさらに備え、
    前記報知手段は、前記第１の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数に応じて、報知する前記情報の内容を変更することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images