JPH01298385A

JPH01298385A - 定着ヒータ制御方法

Info

Publication number: JPH01298385A
Application number: JP63128272A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Kozaiku; 小細工　清人
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-01
Also published as: US4952781A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】挟宜分互本発明は、画像形成装置の熱ローラ定着装置の定着ヒー
タ制御方法に関する。

従来技帆電子写真複写機等の画像形成装置の定着装置としては、
第４図に例示するように、熱源５ａを内蔵する定着ロー
ラ５と、これに圧接する加圧ローラ１３とを有し、未定
着のトナー像を担持する転写紙１４をこれら両ローラの
間に通紙し、トナー像を転写紙面に融着する熱ローラ定
着装置が広く採用されている。この型の定着装置では、
一般に定着ローラ５の表面温度は定着ローラ５の表面に
一定の圧力で接触するように取付けられたサーミスタフ
によって検出され、温度検出回路を通してマイクロコン
ピュータ１に入力され、あらかじめ設定された定着ロー
ラの表面温度の制御目標値と比較し、その下限値より低
下するとスイノチング回路６が作動し、熱源５ａをサー
ミスタ７で検知された定着ローラ５の表面温度が制御目
標値の上限値を超せば熱源をオフすることによって、定
着ローラ５の表面温度を所定の温度範囲に維持するよう
にしている。

ところが、サーミスタの取付不良、例えば加圧力が少な
かったり、定着ローラ表面から離間していたりすると、
サーミスタによる検出温度が所定の温度になってた時に
は、実際の定着ローラの表面温度はそれ以上に上昇し、
その結果、転写紙が必要以トに加熱されてカールしたり
、最悪の状態では定着器から発煙し、機械を壊してしま
う可能性すらある。

また、サーミスタ素子自身の不良によっても同様の異常
、又は定着ローラの表面温度が所定の温度迄上らず定着
ができない異常が発生する可能性がある。

月−」寛本発明は、従来の熱ローラ定着装置のヒータ制御方法の
上記の問題点にかんがみ、定着ローラの温度検出用サー
ミスタの不良あるいはサーミスタの取付不良に起因する
誤検知による定着ローラの必要以上の温度上昇を防止す
る制御方法を提供することを目的とする。

構成本発明の制御方法は、上記の目的を達成させるため、上
記構成の定着装置において、電源投入時に温度検出手段
により検出した温度が所定温度よりも低い場合、電源投
入後所定の時間経過時、定着ローラ表面温度を温度検出
手段で検出し、かつ電源投入時に電源電圧の実効値を検
出し、上記の電源投入時から所定時間経過迄の温度上昇
を、その電源電圧に対応してあらかじめ設定され記憶さ
れた上記所定時間に対応する温度上昇量の上限値と比較
し、あらかじめ記憶された上限値と下限値の間の範囲外
であれば異常とみなし、定着ヒータの駆動を禁止するよ
うに制御することを特徴とする。

これを簡単に説明する、定着ヒータの駆動源として使用
される商用電源の電圧は、使用地域によッＴ：　Ａ　Ｃ
’８０　Ｖ　−Ａ　Ｃｌ　２０　Ｖと広範囲に亘ってい
る。したがって、同一の画像形成装置、定着ヒータを一
定時間駆動した場合の定着ローラ表面温度の上昇量は使
用地域によって変化する。第１図（ａ）はその−例を示
す図で、電源電圧が９０ｖ。

１００Ｖ、１２０Ｖの夫々について、電源投入時点し□
からの時間経過に対するサーミスタ検出温度の変化の基
準値（ｔ　ｙｐｉｃａｌ）と上限値と下限値の曲線を夫
々（ア）、（イ）、（つ）の各３本の線で示す。

第１表は、電源投入時点ｔ１とそれから５０秒経過した
時点ｔ２の間の種々の電源電圧に対して容量ＩＫＷのヒ
ータを有する定着ローラ表面温度各電源電圧に対する所
定時間の通電による温度上昇量の上限値と下限値とはあ
らかじめメモリに記憶させておく。

そこで、第１図（ｂ）に示す如く、電源投入時点ｔ１の
サーミスタ検出温度Ｔ□と、それから５０秒経過時仁２
の時点でのサーミスタ検出温度Ｔ２と電源電圧の実効値
を検出し、Ｔ２とＴ工の差（Ｔ２−Ｔ１）が記憶された
その電源電圧に対する温度上昇量の上限値（Ｔ２ＯＴ工
）と下限値（”ｌ”２Ｌ−Ｔ、）と比較され、その間に
あれば正常とみなされその範囲外にあれば異常とみなさ
れる。

ただし、上記の異常検出を実行するのは、電源投入時の
サーミスタ検出温度Ｔ工が定着ヒータの設定温度Ｔｓよ
り低い所定温度Ｔｓ’以下の場合のみとする。こ＼でＴ
ｓ’は、Ｔｓ−Ｔｓ　’）Ｔ２−Ｔ。

となるように設定される。

と云うのは、電源投入時のサーミスタ検出温度Ｔ工が上
記の所定温度Ｔｓ’より高いと、サーミスタ異常検出期
間中（ｔニーｔｚ）に定着ローラの表面温度が設定温度
Ｔｓに達してしまい、ヒータ駆動を止めるからである。

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第２図は、本発明を適用した熱定着装置の実施例の制御
回路ユニット２００のブロック図である。

この制御回路ユニット２００は定着ヒータ（熱ローラ定
着装置の定着ローラ）の温度制御とともに原稿露光ラン
プの点灯、消灯の制御をも併せ行なうようになっている
。

制御回路ユニット２００の回路はマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと称する）１及びその入出力ボートに
接続された各種入出力回路で構成されている。

二きで使用されるマイコンｌは８ビツト・シングルチン
プ・コンピュータで、８ビツトＣＰＵの他にＲＯＭ、Ｒ
ＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、タイマ、シリアルインターフ
ェース、Ｉ１０ポートなどが備わっている。

マイコン１のＩＮＦＩ端子には、商用電源２の交流波形
のゼロクロスタイミングで高いレベルＩＩ　Ｈ１１とな
るゼロクロス信号が入力される。ＩＮＦ１端子にｒｔ　
Ｌ　７７レベルから／／　Ｈｒｒレベルとなるエツジ信
号が入力されると、割込みが発生する。

また、ゼロクロス信号は商用電源２を整流回路９で絶縁
・降圧・全波整流し、ゼロクロス成牛回路１１でゼロク
ロスタイングで“Ｈ′″となるように生成される、マイコン１のＡＮＯ端子（Ａ／Ｄコンバータ端子）には
、上記で余波整流された波形をレベル調整回路１０でレ
ベル調整された信号が入力される。

マイコン１のＡＮＩ端子（Ａ／Ｄコンバータ端子）には
、サーミスタ７によって検出された定着ヒータ（定着ロ
ーラ）表面温度がヒータ温度検出回路８を通して入力さ
れる。

マイコン１ＰＡＯ端子は露光ランプ４を付勢するための
トリガ信号出力ボートでＰＡＯ端子が“Ｌ”になるスイ
ッチング回路３が作動してランプ４が点灯される。

同様に、マイコン１のＲＡＩ端子は、定着ヒータ５の熱
源を付勢するためのトリが信号比カポ−ｈで、ＰＡＬ端
子が”Ｌ”になるとスイッチング回路が作動してヒータ
５が付勢される。

マイコン１のＴｘｐ及びＲＸＣ＋端子は、主制御ユニッ
ト１００とデータのやりとりを行なうためのシリアル・
インターフェース端子である。

主制御ユニット１００には、露光ランプ及び定着ヒータ
制御ユニット２００のほか、コピープロセスの各種制御
ユニットの接続されているが図には省略されている、主
制御ユニット１００には。

その他、操作ボードのキー人力の読取り及びボードの表
示器制御を行なう操作ボード制御ユニット３００が接続
されており、又、複写プロセスに関するデータや異常信
等を記憶しておくため、不揮発ＲＡＭ４００が搭載され
ている。

次に、ソフトウェアの動作について、フローチャートを
使用して説明する。

第３図（ａ）はメインフロー、第３図（ｂ）はサーミス
タ異常検出ルーチン、第３図（ｃ）はゼロクロスの立Ｅ
リタイミングで発生する割込みフローである。

第３図（ａ）に示す如く、電源をオンすると、まず、シ
ステムのイニシャライズ（１）を行なう。

つまり、各ボートの設定、ＲＡＭのクリア、割込みのク
リア等を行なう。但し、受信割込みだけは許可する。こ
のフローは公知であるからフローチャートは省略する。

次に商用電源は周波数の検出する（２）。検出方法は、
ゼロクロス信号の立上りを検出し、０゜１ｓタイマをス
タートする。そして、このタイマがタイムアウトした時
点で再度ゼロクロス信号の立上りを検出し、０．５ｓタ
イマをスタートする。

このタイマのスタートからタイムアウトする迄の０．５
ｓ間にゼロクロス信号の立上りを検出する毎にカウント
する。そして、このカウタが５５より大きかったら６０
Ｈｚ、５５以下であれば５０Ｈｚとする。

次に、定着ヒータの異常が否がのチエツク（３）を行な
う。これは、前回のサーミスタ異常検出ルーチン（５）
及び定着ヒータ異常検出ルーチン（１１）で異常と判断
すると、主制御ユニット１００にヒータ異常信号を送信
する。すると、主制御ユニット１００はヒータ異常信号
を不揮発ＲＡ　　。

Ｍ２Ｏ３に記憶するとともに、Ａ　ＣＷ＆源に直列に接
続されている図示しないパワーリレーを作動してヒータ
をオフする。また、操作コード制御ユニット３００にヒ
ータ異常信号を送信する。操作ボード制御ユニット３０
０はヒータ異常信号を受信するとヒータが異常であるこ
とと表示する。

ヒータ異常信号の解除方法は、暗証コードを操作ボード
制御ユニット３００の図示しないキーで入力し、この解
除データを主制御ユニット１００に送信し、不揮発ＲＡ
Ｍ４００に記憶しておいたヒータ異常信号をクリアする
。そして、電源を切り再度投入すると、主制御ユニット
１００は不揮発ＲΔＭ４００のヒータ異常信号をチエツ
クし、上記処理により異常信号がクリアされていれば、
ランプ・ヒータ制御ユニット２００にヒータ正常信号を
送信する。また、ヒータ異常信号がセットされたま＼で
あれば、ヒータ異常信号を送信する。

なお、ヒータ異常の解除方法として、操作ボード制御ユ
ニット３００にデイツプ・スイッチ等のスイッチを設け
、このスイッチをオン・オフすることにより解除しても
よい。

さて、主制御ユニット１００からのヒータ異常信号をチ
エツクし、ヒータ異常のまトであれば。

そこでストップする。また、ヒータが正常であれば、ヒ
ータ温度を読み込み（ＴＭＰＩ）にストアする。そして
、（ＴＭＰＩ）が１００℃かどうかをチエツクする　（
４）。１００℃に達していなければ、サーミスタ異常検
出を行なう（５）。サーミスタ異常検出について、第３
図（ｂ）を参照して説明する。

まず電源電圧の実効値（ＶＬＴ）を検出する（１３）こ
れは、ゼロクロス信号の立上りでＡＮＯ（電源電圧）の
Ａ／ＤＣをスタートリ１次のゼロクロス信号の立上りで
ストップする。そして、このＡ／ＤＣデータ　（ＳＭＰ
Ｉ、ＳＭＰ２．　　・・Ｓ　Ｍ　Ｐ　Ｎ）から下式によ
って電源電圧実効値（ＶＩＴ）を計算する。

（ＶＩＴ）＝　　（（ＳＭＰＩ）”（ＳＭＰ２）”＋−
＋（ＳＭＰｎ）２）／ｎ・・・・・■ 次にヒータ温度（ＴＭＰＩ）をチエツクする（１４）。

（ＴＭＰＩ）が０℃以上であれば、ヒータ・１・りがを
オンして（２３）、５０Ｓタイマをスタートする（２４
）、ところが、（ＴＭＰＩ）が０°Ｃに達していなけれ
ば、１０ｓタイマをスタートしく１．５）、ヒータ・ト
リガをオンする（１７）。

モして１０ｓタイマがタイムアウトする迄待ち、タイム
アウトすると（１８）、ヒータ温度読込み（ＴＭＰ２）
にストアーする。（ＴＭＰ２）をチエツクしく１９）、
０℃以上であれば、４０ｓタイマをスタートする（２２
）。また、０℃に達していなければ、ヒータトリガをオ
フしく２ｏ）、サーミスタ断線信号をセットする。

次に、（２２）あるいは（２４）でスタートしたタイマ
がタイムアウトするまで待つ（２５）。

タイムアウトすると、サーミスタ異常判別を行なう（２
６）。つまり、タイムアウト時のヒータ温度を（ＴＭＰ
３）にストアする。そして、（１３）で検出して電源電
圧（Ｖ　Ｌ　Ｔ）に対応した定着ヒータ温度の変化率（
単位時間当り変化量）の上限値を予めメモリに記憶して
おいたテーブルから読出す（第１表参照）。そこで、（
ＴＭＰ３）−（ＴＭＰＩ）が上記テーブルから読取った
ヒータ温度の変化率の上限値と下限値との間の範囲外で
あれば、サーミスタ異常信号をセットする。上記の範囲
内であればサーミスタは正常とする。

さて、サーミスタ異常検出（５）が終了すると、サーミ
スタ異常がどぅがをチエツクし、異常であれば異常信号
を主制御ユニット１００に送信して装置をストップする
。サーミスタが正常であれば。

ランプ及びヒータ制御を行なう（８）、（９）。

ランプの制御については１本発明の対象外であるから説
明を省略する。

ヒータ制御は、Ｉｓ毎にデユーティを更新する。

ヒータ制御かどうか、つまり、ヒータのデユーティ更新
タイミングかどうかをチエツクする（９）６ヒータのデ
ユーティ更新タイミングであれば、下式によってヒータ
のダニ−タイ　（ＦＵＣＹＣ）を更新する。

（ＦＵＣＹＣ）＝（ＦＵＣＹＣ）＋Ｋｐ　（（ＴＮＩ）
−（ＴＮＯ））＋Ｋｐ　（（ＳＴ）−（ＴＮＯ））・・・・・■ こＮに、Ｋ　Ｐ　ｒ　Ｋ　Ｉは定着ヒータの特性できま
る定数で（ＳＴ）はヒータ温度の設定値、（ＴＮＯ）、
（ＴＮＩ）は現在のヒータ温度、ｌｓ前のヒータ温度で
ある。

最後にヒータ異常検出を行なう。つまり、　（ＴＮｏ）
が２３０℃より高いか否かをチエツクし、高いとオーバ
ーヒート異常とする。また、（５）で説明したようにサ
ーミスタの断線検知を行なう。

以上のヒータ異常チエツクにより（１１）、ヒータ異常
であれば、ヒータ異常処理（１２）、つまり、ヒータト
リガをオフし、主制御ユニットにヒータ異常信号を送信
してストップする。

次に、割込みフローについて説明する。

始めに、第３図（Ｃ）に示すゼロクロス割込みフローに
ついて説明する。この割込みは、第３図（ａ）の（６）
までの処理が終了した時点で許可する。先づ、主制御ユ
ニット１００がらのランプ点灯指令の有無をチエツクし
く２７）、ランプ点灯用例があれば、ランプ位相角タイ
マデータ（ＴＩＭＥ）を位相角タイマにセットし、スタ
ートする。

そして、ヒータオンかどうかをチエツクする（２９）。

つまり先に求めたデユーティ　（ＦＵＣＹＣ）をデユー
ティカウンタ（ＦＵＣＮＴ）にセラ１−シておき、二Ｎ
で（ＦＵＣＮＴ）をチエツクし、　（ＦＵＣＮＴ）がＯ
でなければヒータトリガをオン（３０）し、（ＦＵＣＮ
Ｔ）をディクリメントする。また、（ＦＵＣＮＴ）が０
ならヒータトリガをオフする（３１）。最後にヒータ温
度（ＡＮＩ）を読み込み（ＡＮＯ）にストアーする。

なお、フローは省略しであるが、第３図（ａ）のヒータ
制御ルーチン（１ｏ）で制御周期カラン’ｉ　（ＨＥ　
Ｔ　ＣＮ　Ｔ　）　ニ５０　Ｈｚ　（７）場合１００．
６０　Ｈｚの場合１２０をセットする。そしてこの割込
み毎に（ＨＥＴＣＮＴ）をディクリメントする。

（ＨＥＴＣＮＴ）が０になるとデユーティ更新タイミン
グとなる。

効果以上の如く、本発明によれば、定着ヒータ温度検出用サ
ーミスタの不良あるいはサーミスタの取付は不良に起因
する誤動作、たとえば、規定以上に温度が上昇すること
が防止され、定着不良、装置破損の防止に効果が得られ
る。又、温度上昇に伴う転写紙のカール、ジャムの発生
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の方法の基礎となる電源
電圧と温度変化率の関係を示す曲線図、第２図は本発明
の方法を実施するための定着ヒータ制御回路のブロック
図、第３図（ａ）、（ｂ）。（ｃ）は本発明の方法の実施例のフローチャート、第４
図は本発明が適用される熱ローラ定着装置の一例の構成
を示す説明図である。１・・・定着ヒータ制御用マイクロコンピュータ２・・
・電源５・・定着ヒータ　（定着ローラ）５ａ・・・熱源６・・・スイッチング回路７・・・サーミスタ１００・・・主制御ユニット３００・・・操作ボード制御ユニット４００・・・不揮発ＲＡＭ（ほか１名）豐只とぢお−ｌｌｔ区入鴛礪嚇翼

Claims

【特許請求の範囲】定着ヒータ表面に接触して設けられた温度検出手段によ
り定着ヒータ表面温度を検出し、この検出温度により定
着ヒータに内蔵された熱源を点滅制御して定着ヒータ表
面温度を所定の温度範囲に維持するようにした画像形成
装置の定着装置の上記定着ヒータ制御方法において、電源投入時に上記温度検出手段により検出した温度が所
定温度よりも低い場合、電源投入後所定の時間経過時上
記温度検出手段により温度を検出し、かつ、電源投入時
に電源電圧の実効値を検出し、上記の電源投入時から所
定時間経過迄の温度上昇量をその電源電圧に対応してあ
らかじめ設定され記憶された上記所定時間に対する温度
上昇量の上限値及び下限値と比較し、あらかじめ記憶さ
れた上限値と下限値の間の範囲外であれば異常とみなし
、定着ヒータの駆動を禁止するように制御することを特
徴とする定着ヒータ制御方法。