JPH0113561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一つの開閉素子と少くとも一つの加
熱要素との直列接続を含む加熱装置の機能を監視
する装置に関するものである。この加熱装置は例
えば静電電子写真又は静電複写の定着部に使用さ
れるものでその加熱要素には開閉素子が導通状態
にあるとき特定周波数（第一周波数）の交流が流
れる。

放熱板を備えた加熱装置の監視は例えば非機械
的の印刷機又は複写機等において必要である。静
電複写機の場合紙帯上に作られたトナー像を溶着
する定着槽に放熱板が使用され、この放熱板は例
えば定着ドラム内に置かれる。完全な定着を実施
するためには加熱装置に故障が生じたとき定着処
理を中止させることが必要である。そのために加
熱装置の監視が必要となる。

この発明の目的は、加熱装置の機能を確実に監
視することができる装置を提供することにある。

この目的はこの発明によれば、開閉素子と少な
くとも一つの加熱要素との直列接続を含み、加熱
要素には開閉素子が導通状態にあるとき第一周波
数の交流が流れるようになつており、さらに測定
素子と、測定素子に並列に置かれ測定素子にかか
る電圧を定めるための増幅回路と、第一周波数よ
り低い周波数で振動する発振器とを備えた加熱装
置の機能を監視するための装置において、増幅回
路は測定素子にかかる電圧がしきい値を越えたと
きパルス状のクロツク電圧を送り出し、フリツプ
フロツプが設けられ、フリツプフロツプのリセツ
ト入力端は増幅回路の出力端および加熱要素の温
度を検出するためのセンサに接続され、このセン
サは加熱要素が所定の温度より下にあるときはフ
リツプフロツプをリセツトさせず前記所定の温度
を越えたときはフリツプフロツプをリセツトさせ
るようなセンサ信号を送り出すものであり、発振
器はフリツプフロツプのクロツクパルス制御され
る入力端と接続され、フリツプフロツプの出力端
にはスイツチング状態を取り出す評価回路が配置
されることにより達成される。

さらに上述の目的はこの発明によれば、開閉素
子と少なくとも一つの加熱要素との直列接続を含
み、加熱要素には測定素子が導通状態にあるとき
第一周波数の交流が流れるようになつており、さ
らに測定素子と、測定素子に並列に置かれ測定素
子にかかる電圧を定めるための増幅回路とを備え
た加熱装置の機能を監視するための装置におい
て、増幅回路は測定素子にかかる電圧がしきい値
を越えたときパルス状のクロツク電圧を送り出
し、カウンタが設けられ、カウンタのカウント入
力端は増幅回路の出力端と接続され、カウンタの
リセツト入力端は加熱要素の温度を検出するため
のセンサと接続され、センサは加熱要素が所望の
温度より下にあるときセンサ信号を送り出すもの
であり、カウンタの出力端にはカウント状態を取
り出す評価回路が配置されていることにより達成
される。

フリツプフロツプと発振器を使用することによ
り加熱要素が完全に機能しているか否かを決定す
ることができる。加熱要素の動作を必要とするに
も拘らず加熱要素に電流が流れていないときはク
ロツク信号が発生せず、フリツプフロツプはリセ
ツトしない。即ちフリツプフロツプは発振器の信
号に基いてセツト状態にとどまる。フリツプフロ
ツプの出力信号を取り出すためにはそれをAND
回路と結びこのAND回路の第二入力端はインバ
ータ回路を通して発振器に接続するのが有利であ
る。これによつて簡単に発振器信号の立下りに際
してフリツプフロツプの出力信号を確認すること
ができる。

加熱要素の監視はこの加熱要素に電流が流れる
必要があるときだけ行えばよいから、加熱要素が
動作しないときはフリツプフロツプを遮断する方
がよい。そのためには加熱要素の温度を測定する
センサを使用し、加熱要素の温度が所定の値に達
しないときセンサ信号を送り出させる。このセン
サの出力端はフリツプフロツプのリセツト入力端
と結ぶ。従つてセンサ信号が送り出されないとき
はリセツト信号がフリツプフロツプに導かれ、フ
リツプフロツプは阻止される。

例えばトライアツクから成る開閉素子の監視に
はカウンタを使用することができる。開閉素子の
機能が障害を受けると加熱要素に電流がいつまで
も流れる危険がある。この場合増幅回路もクロツ
ク信号を続けて発生しカウンタの入力端にこの信
号が導かれる。センサが信号を送り出さなくなつ
たときは加熱要素は動作する必要がないからカウ
ンタはリセツトされず計数を続行する。カウンタ
が特定の計数状態に達することは開閉素子が最早
正常な動作を行なつていないことを表わす。カウ
ンタの状態を評価し故障の場合を判定するために
は、第二のフリツプフロツプを設けてこれを
AND回路を通してカウンタの二つの出力端に結
ぶと有効である。このAND回路はカウンタが例
えば３個のクロツク信号を数えて第二フリツプフ
ロツプを動作させたとき信号を送り出すようにす
ることができる。

測定素子としては開閉素子と加熱要素との間の
導線部分を使用することができる。この場合増幅
回路は簡単にこの導線部分に並列の変成器とこの
変成器の二次巻線に接続された演算増幅器とこの
増幅器の出力側に設けられたシユミツトトリガ回
路から構成することができる。このトリガ回路は
パルス状のクロツク信号を送り出す。

二つの加熱要素を直列接続する必要がある場合
には測定素子として加熱要素自体を使用すること
ができる。各加熱要素の電圧をそれぞれの加熱要
素に並列に設けられたオプトカプラとその後に置
かれたクロツク信号発生用のシユミツトトリガ回
路から成る増幅回路を使用して決定する。

加熱装置の完全な機能を表示するためには、簡
単にシユミツトトリガ回路の出力側に発光ダイオ
ードを設け加熱要素に電流が流れている間発光す
るようにすればよい。

図面に示した実施例についてこの発明を更に詳
細に説明する。第１図に示した実施例の加熱装置
は開閉素子１０例えばトライアツクと加熱要素１
２例えば放熱板から成る。これらは例えば50Hzの
交流電圧を発生する駆動電源の端子Ｕ１とＵ２の
間に直列に置かれる。開閉素子１０の制御端子１
５に信号電圧が導かれると開閉素子１０は導通状
態となり、開閉素子１０と加熱要素１２を通して
交流が流れ、加熱要素１２は動作状態となる。

加熱要素１２の機能を監視するため開閉素子１
０と加熱要素１２との直列接続に測定素子１４が
挿入されている。この測定素子１４は第１図では
導線の一部である。電流が流れると測定素子１４
内に例えば約50ｍＶの電圧降下が生ずる。この電
圧降下は増幅回路１６を通して測定される。

増幅回路１６は変成器１８を含み、その一次巻
線は測定素子１４に並列であり、二次巻線は演算
増幅器２０の入力端に接続されている。演算増幅
器２０の出力側にはシユミツトトリガ回路２２が
接続され、増幅回路１６の出力端となつているそ
の出力端からは測定素子１４の電圧降下が規定の
しきい値を越えたときパルス状のクロツク信号が
送り出される。このクロツク信号は交流の負半波
と正半波のいずれからもとり出すことができる。

増幅回路１６の出力端には開閉素子１０と加熱
要素１２との直列接続に交流が流れているときに
限りクロツク信号が現われる。このクロツク信号
はフリツプフロツプ２４特にそのリセツト入力端
Ｒに導かれる。フリツプフロツプ２４のダイナミ
ツク入力端には発振器２６が接続される。この発
振器２６の周波数は加熱要素１２を流れる交流の
周波数より低い。フリツプフロツプ２４は発振器
２６の出力端から信号が送り出されるとき常にセ
ツトされる。しかしながら増幅回路１６の出力端
からクロツク信号が出り出されると常にリセツト
される。クロツク信号の周波数が発振器信号の周
波数より高いため、フリツプフロツプ２４は開閉
素子１０と加熱要素１２に交流が流れている間は
増幅回路１６から送り出されるクロツク信号によ
りリセツト状態に置かれるが、それらに交流が流
れていないと発振器２６の出力信号によりセツト
状態に置かれる。

フリツプフロツプ２４の出力端は評価回路とし
てのAND回路２８によつて走査される。そのた
めAND回路２８の第二入力端はインバータ回路
３０を通して発振器２６の出力端に結ばれてい
る。従つて発振器信号の立下りに続いてフリツプ
フロツプ２４がセツトされたか否かがAND回路
２８によつて確かめられる。フリツプフロツプ２
４がセツトされていれば、加熱要素１２が動作し
ていなければならないとき、すなわち開閉素子１
０と加熱要素１２とからなる直列回路に交流電流
が流れなければならないとき、加熱要素１２に障
害があることになる。

加熱要素１２に対する監視回路は加熱要素１２
に電流が流れる必要がある間だけ接続されていな
ければならないから、フリツプフロツプ２４のリ
セツト入力端Ｒにはインバータ回路３６とOR回
路３２を通してセンサ３４からセンサ信号が導か
れる。センサ３４にはNTC抵抗を含ませること
ができる。この抵抗は加熱要素１２の近くに置
き、その抵抗値を加熱要素の温度に関係させる。
加熱要素の温度が特定の値を超過しない間はセン
サ３４は信号を送り出し、それによつて加熱要素
に電流が流れる必要があることを示す。この場合
のセンサ信号は二進法の“１”とすることができ
る。センサ信号はインバータ３６において反転さ
れOR回路３２を介してフリツプフロツプ２４の
リセツト入力端に加えられる。この反転によつて
“１”は“０”となり、フリツプフロツプ２４は
センサ３４の影響を受けない。これに反して加熱
要素が加熱される必要がなく、従つて加熱要素１
２に電流が流れる必要がない場合には、センサ信
号は“０”となる。この信号はインバータ３６に
より“１”に変えられ、フリツプフロツプ２４を
リセツトさせる。従つてセンサ信号が“０”であ
る限りフリツプフロツプ２４は発振器２６により
セツトされることはない。これによつて加熱要素
１２に対する監視回路は、加熱要素１２に電流が
流れる必要がないときは遮断される。

これまでは加熱要素１２の監視に必要な部分に
ついて説明して来たが、加熱装置には開閉素子１
０も含まれているからその機態も監視する必要が
ある。開閉素子１０が正常な動作を行わず遮断状
態になければならないときに導通状態にあれば、
加熱要素１２には加熱する必要がないときにも電
流が流れる。この故障を確認するためカウンタ３
８が設けられ、増幅回路１６の出力端がこのカウ
ンタ３８の入力端Ｚに結ばれる。カウンタ３８の
リセツト入力端Ｒはセンサ３４に結ばれている。

加熱要素１２に交流が流れている限り増幅回路
１６の出力端からクロツク信号が送り出されカウ
ンタ３８に導かれる。ここでセンサ３４がセンサ
信号“１”を送り出し、加熱要素１２が加熱され
る必要があることを指示すれば、この信号はカウ
ンタ３８のリセツト入力端に加えられ常にカウン
タをリセツトさせる。この正常な状態においては
カウンタ３８はどこまでも計数を続けることはな
い。これに反して加熱要素１２が所定温度を越え
ても電流が流れ続ける場合にはセンサ３４は信号
“０”を送り出し、この信号もカウンタ３８のリ
セツト入力端Ｒに導かれ、したがつてカウンタ３
８はリセツトしない。同時にクロツク信号が増幅
回路１６から与えられるからカウンタ３８はいつ
までもカウントを続ける。これによつて開閉素子
の機能の誤りが指示される。

誤動作状態の走査のためにはカウンタ段の出力
端に評価回路としてAND回路４４を接続する。
このAND回路に対応するカウンタ段を接続する
ことにより、カウンタ３８が所定のカウント状態
に達したときAND回路４４が信号を送り出すよ
うにすることができる。AND回路４４の信号は
別のフリツプフロツプ４６のセツト入力端に導く
ことができる。このフリツプフロツプ４６がセツ
ト状態にあるときは常に開閉素子１０は誤動作し
ている。

第１図の回路では測定素子１４として導線部分
が使用されているが、第２図に示した実施例では
加熱要素自体が測定素子として使用される。これ
は二つの加熱要素を直列接続する必要がある場合
に有利である。第２図において直列に接続された
加熱要素５０，５１は開閉素子１０が導通状態に
あるとき交流電圧の両極Ｕ１，Ｕ２の間に接続さ
れる。これらの加熱要素５０，５１が正常に動作
しているときは各要素に加えられる電圧は交流電
圧源電圧の２分の１であるが、一方の加熱要素が
故障すると交流電圧の大部分がこの加熱要素に加
えられ他方の要素の電圧は低くなる。

加熱要素５０，５１の電圧はそれぞれオプトカ
プラ５２又は５３に導かれ、この電圧が低い値を
とらないとき対応するオプトカプラが応動する。
オプトカプラ５２，５３の出力端はそれぞれ一つ
のシユミツトトリガ回路５４又は５５に結ばれ、
これらのシユミツトトリガ回路のクロツク信号は
NAND回路５６を通して第１図に示したフリツ
プフロツプ２４又はカウンタ３８に導かれる。従
つて第２図の実施例では増幅回路はオプトカプラ
５２又は５３、シユミツトトリガ回路５４又は５
５およびNAND回路５６から構成される。その
他の点では第１図と同様である。

シユミツトトリガ回路２２，５４，５５の出力
側には抵抗５８と発光ダイオード６０から成る表
示回路を設けることができる。この発光ダイオー
ド６０はクロツクパルスが送り出され、すなわち
加熱電流が流れている間発光する。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はそれぞれこの発明の互に異る
実施例の接続図を示す。 １０……開閉素子、１２……加熱要素、１４…
…測定素子、１６……増幅回路、２４……フリツ
プフロツプ、２６……発振器、２８……AND回
路（評価回路）、３４……センサ、３８……カウ
ンタ、４４……AND回路（評価回路）、４６……
フリツプフロツプ、５０，５１……加熱要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 開閉素子１０と少なくとも一つの加熱要素１
   ２との直列接続を含み、加熱要素１２には開閉素
   子１０が導通状態にあるとき第一周波数の交流が
   流れるようになつており、さらに測定素子１４
   と、測定素子１４に並列に置かれ測定素子１４に
   かかる電圧を定めるための増幅回路１６と、第一
   周波数より低い周波数で振動する発振器２６とを
   備えた加熱装置の機能を監視するための装置にお
   いて、増幅回路１６は測定素子１４にかかる電圧
   がしきい値を越えたときパルス状のクロツク電圧
   を送り出し、フリツプフロツプ２４が設けられ、
   フリツプフロツプ２４のリセツト入力端Ｒは増幅
   回路１６の出力端および加熱要素１２の温度を検
   出するためのセンサ３４に接続され、センサ３４
   は加熱要素１２が所定の温度より下にあるときは
   フリツプフロツプ２４をリセツトさせず前記所定
   の温度を越えたときはフリツプフロツプ２４をリ
   セツトさせるようなセンサ信号を送り出すもので
   あり、発振器２６はフリツプフロツプ２４のクロ
   ツクパルス制御される入力端と接続され、フリツ
   プフロツプ２４の出力端にはスイツチング状態を
   取り出す評価回路２８が配置されていることを特
   徴とする加熱装置の機能監視装置。 ２ フリツプフロツプ２４の評価回路はアンド回
   路２８を含み、アンド回路２８の第二入力端はイ
   ンバータ回路３０を介して発振器２６と接続され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ３ 測定素子１４が開閉素子１０と加熱要素１２
   との間の導線部分によつて構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の装置。 ４ 増幅回路１６が、測定素子１４に並列に置か
   れた変成器１８、変成器１８の二次巻線に接続さ
   れた演算増幅器２０および演算増幅器２０の出力
   端に接続されたシユミツトトリガ回路２２から構
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。 ５ 測定素子が加熱要素５０から構成されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の装置。 ６ 増幅回路が加熱要素５０に並列に置かれたオ
   プトカプラ５２とオプトカプラ５２の後に置かれ
   たシユミツトトリガ回路５４とから構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   装置。 ７ シユミツトトリガ回路の出力端に発光ダイオ
   ード６０が接続されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項〜第６項のいずれか１項に記載
   の装置。 ８ 開閉素子１０と少なくとも一つの加熱要素１
   ２との直列接続を含み、加熱要素１２には開閉素
   子１０が導通状態にあるとき第一周波数の交流が
   流れるようになつており、さらに測定素子１４
   と、測定素子１４に並列に置かれ測定素子１４に
   かかる電圧を定めるための増幅回路１６とを備え
   た加熱装置の機能を監視するための装置におい
   て、増幅回路１６は測定素子１４にかかる電圧が
   しきい値を越えたときパルス状のクロツク電圧を
   送り出し、カウンタ３８が設けられ、カウンタ３
   ８のカウント入力端Ｚは増幅回路１６の出力端と
   接続され、カウンタ３８のリセツト入力端Ｒは加
   熱要素１２の温度を検出するためのセンサ３４と
   接続され、センサ３４は加熱要素１２が所望の温
   度より下にあるときセンサ信号を送り出すもので
   あり、カウンタ３８の出力端にはカウント状態を
   取り出す評価回路４４，４６が配置されているこ
   とを特徴とする加熱装置の機能監視装置。 ９ 評価回路としてフリツプフロツプ４６が設け
   られ、アンド回路４４を介してカウンタ３８の２
   つのカウンタ段出力端に接続されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 測定素子１４が開閉素子１０と加熱要素１
   ２との間の導線部分によつて構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項
   記載の装置。 １１ 増幅回路１６が、測定素子１４に並列に置
   かれた変成器１８、変成器１８の二次巻線に接続
   された演算増幅器２０および演算増幅器２０の出
   力端に接続されたシユミツトトリガ回路２２から
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項記載の装置。 １２ 測定素子が加熱要素５０から構成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第８項または
   第９項記載の装置。 １３ 増幅回路が加熱要素５０に並列に置かれた
   オプトカプラ５２とオプトカプラ５２の後に置か
   れたシユミツトトリガ回路５４とから構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記
   載の装置。 １４ シユミツトトリガ回路の出力端に発光ダイ
   オード６０が接続されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項〜第１３項のいずれか１項
   に記載の装置。