JPH0334001A - 熱利用機器のヒータ通電制御方法 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は未定着トナー像の熱定着を行う熱定着器のよう
に、温度検知手段よりの検知温度に基づいて通電制御さ
れるヒータを内蔵した熱利用機器のヒータ通電制御方法
に関する。

「従来の技術」 従来より例えばヒータを内蔵した定着ローラと加圧ロー
ラの組み合わせからなるローラ型熱定着器の温度制御は
一般に０Ｎ−ＯＦＦ制御方式、比例制御方式若しくはこ
れらの組み合わせからなる制御方式を用いて精度よい温
度制御を行っているが、かかる制御方式においては制御
回路を構成する制御部品等の故障等に起因する異常昇温
による熱損傷を防止する為にヒータを強制的に切電する
保護回路が設けられている。そしてこの種の保護回路に
は従来は温度ヒユーズを用いていたが温度ヒユーズは熱
的応答性が悪く、この為該応答遅れに起因して容易に制
御系の熱損傷を受ける危険温度域まで上昇してしまう場
合があり、この為近年の装置においては前記温度ヒユー
ズの代わりに又は該ヒユーズとともに前記ヒータ回路中
にリレー手段を介在させ、該リレー手段の駆動回路を介
して前記ヒータ回路を強制的に切電するように構成した
ものが存在する。

しかしながらこのようなリレー手段を採用しても前記熱
定着器は装置全体の小型化に対応させて定着ローラ対の
小径化と薄肉化を図っている為に、定着ローラ自体の蓄
積熱容量が低下し而も近年のように立ち丘げ時の待ち時
間を極力少なくする為に大型のヒータを用いる構成では
僅かな熱平衡をくずす各種要因により大きな過温度が生
じ易くなっており、この為従来の温度制御装置において
は前記異常昇温による制御系の熱損傷を防止する為にヒ
ータを強制的に切電する保護回路が設けられている。

そしてこれらの保護回路は、従来は温度ヒユーズを用い
ていたが温度ヒユーズは熱的応答性が悪く、前記したよ
うにヒータの供給熱量に比較してローラの蓄積熱量が小
である装置においては容易に制御系の熱損傷を受ける危
険温度域まで上昇してしまう場合があり、この為近年の
装置においては前記温度ヒユーズの代わりに又は該ヒユ
ーズとともに前記ヒータ回路中にリレー手段を介在させ
、該リレー手段の駆動回路を介して前記ヒータ回路を強
制的に切電するように構成したものが存在する。

しかしながらリレー手段の駆動回路は、前記通常の制御
目標温度への移行及び維持を図る温度制御回路中の信号
を用いてＷＡ駆動制御行うように構成している為に、前
記温度制御回路は温度検出素子や制御回路の一時的な誤
動作に対しても作動する場合があり、而も近年のように
大型のヒータを用いる構成では必然的にオーバシュート
が発生しこのような場合にも誤って前記保護回路が作動
してしまう場合があり、この為前記保護回路の基準電圧
は制御目標上限温度に比較して相当高い地点の温度設定
を行わなければならないが、このように構成すると、例
えリレー手段を用いたとしても前記したようにヒータの
供給熱量に比較してローラの蓄積熱量が相当小である為
に、而もサーミスタ等の熱的応答性の遅延等の影響もあ
り制御系の熱損傷を受ける危険温度域まで容易に温度上
昇し易くなり、前記保護回路が有効に働かないという欠
点を生じる。

而も、通常の制御目標温度への移行及び維持を図る温度
制御回路中の信号を用いて前記駆動回路の駆動制御を行
うように構成すると、前記温度制御回路を構成するＣＰ
Ｕの故障若しくはプログラムエラーが生じた場合に、前
記保護゛回路の駆動回路自体の制御も円滑に行われず、
保護機能が正常に働かない場合もある。

かかる欠点を解消する為に、前記制御目標温度への移行
及び維持を図る第１の温度制御回路とは別個に第２の制
御回路を設け、該制御回路を利用して前記リレー手段の
駆動制御を行うようにした技術が開示されている。（特
開昭５９−２２８９１１号） 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら第１の温度制御回路とは別個に第２の制御
回路を設ける事は結果として構成が煩雑化し且つ部品点
数も増加するのみならず、部品点数が増大する事はその
分確率論的に故障発生度合いが増加する事につながる。

従って前記従来技術においては、前記第２の制御回路が
常に正常に動作するか否かのチエツク回路を付設しなけ
れば信頼性に乏しく、且つこのような異常動作用の保護
回路自体にもチエツク回路を付設する事は更に構成が煩
雑化し、コストアップにつながるという問題を有す。

又前記従来技術においても保護回路の基準電圧を制御目
標上限温度に比較して相当高い地点の温度設定を行わな
ければならないという点に関しては同意であり、尚危険
温度域まで容易に温度上昇し易いという欠点は解消され
ない。

本発明はかかる従来技術に鑑み、サーミスタの検知温度
に基づいて異常検知を行う事なく、ヒータの通電制御系
に異常が生じた場合にこれを速やかに検知し２これによ
り前記した各種欠点の解消を図った熱利用機器のヒータ
通電制御方法を提供する事を目的とする。

「課題を解決する為の手段」 本発明は温度検知手段よりの検知電圧に基づいて熱利用
機器に内蔵されたヒータの通電制御を行う少なくとも一
の制御系より互いに対応関係にある複数の信号を取り出
し、該複数の信号を相補的に判別する判別回路よりの信
号に基づいて　前記ヒータの加熱制御の継続と強制切電
の選択を行う事を特徴とするものである。

即ちヒータの加熱制御系の回路構成は一般に該制御系内
の任意の回路の入力信号と出力信号との間で成る種の相
関が有る場合が多く、又前記相関がない場合においても
、相関が生じる様に回路構成を組む事により前記技術手
段が容易に適用可能である。

例えば前記制御系を、温度検知手段よりの検知温度若し
くは制御目標温度との差電圧（温度）に基づいてＦＭ変
調されたパルス信号をパルス幅変調回路に送出し、該パ
ルス幅変調回路よりの変調パルスに基すいてソリッドス
テートリレーＳＳＲを介してヒータの通電制御を行うよ
うに構成した場合においては、前記ＦＭ変調パルスとパ
ルス幅変調パルスのタイミングが合致しているか否かを
判別する事によりパルス幅変調回路の異常の有無を判別
出来、又前記ＳＳＲの入出力信号を検知する事により該
ＳＳＨの異常の有無を判別する事も可能である。尚ＳＳ
Ｒの出力信号はヒータ回路中の通電〆切電状態をそのま
まＳＳＨの出力信号として採り出して使用してもよい。

尚前記相補的に判別するとは対応関係にある複数の信号
の信号状態を判別し、該判別信号が前記複数の信号の対
応関係に合致する場合は正常と又合致しない場合は異常
と判断する事をいう。

「作用」 本発明はヒータにより加熱された熱利用機器が異常に温
度上昇した場合にこれを検知し、ヒータ回路の切電を行
うのではなく、ヒータの通電制御系自体に異常が生じた
場合にこれを速やかに検知し、異常の有無を判別するよ
うに構成した為に。

言い換えれば前記各従来技術によれば、（制御系の異常
時検知温度の過温度上昇）という二次的要因が現れたと
きにのみ始めて異常判断を行う為に、どうしても応答遅
れが生じ易いが１本発明は一次的要因が生じた場合に直
ちに異常判断を行う為に保護動作が速やかになり、制御
系の熱損傷を確実に防止出来る。

又−次的要因で異常判断を行う事は、オーバーシュート
等のように制御系が正常である場合にも拘らず発生する
過温度上昇と、異常温度上昇を明瞭に区別出来、制御動
作の信頼性が向上する。

又前記異常判断を行う判別回路中にカウント回路を内蔵
し、異常判断が複数回行われた場合に始めて異常判断を
行うように構成すれば、−時的な誤作動や誤信号の送出
の場合においても異常判断を行う必要がなくなり、不必
要な異常判断動作を解消出来る。

特に請求項２）に記載した発明によれば前記制御系と別
系統の第２の制御系を用意し、前記第１の制御系より互
いに対応関係にある一又は複数の信号を、又第２の制御
系より前記複数の信号と対応関係にある一又は複数の信
号を取り出し、これらの信号を相補的に判別する事によ
り、該判別信号に基づいて前記ヒータの加熱制御の継続
と強制切電の選択を行う事により、結果として前記再制
御系の異常の有無を互いに他制御系の信号に基づいて相
互に補完チエツクしながら判別出来、−層好ましいヒー
タの通電制御が可能となる。

「実施例」 以下１図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは。

この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単
なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の基本構成を示し１例えば定着器（図示
せず）に組み込まれたヒータ１、該熱利用機器の表面温
度を検知する湿度検知手段２、該温度検知手段２の検知
温度と基準温度設定回路３よりの信号を比較し、両電圧
の偏差電圧に対応するＦＭ変調信号を出力するＦＭ変調
回路４と、前記同変調信号に基づいて制御目標温度の移
行及び維持する為の変調パルスを出力するＣＰＵ制御部
５と、該変調パルスに基づいてヒータｌの０Ｎ１０ＦＦ
制御を行う５ＳＲ６からなる温度制御装置において、特
にプログラムエラーや熱暴走等の生じ易い前記ＣＰＵ制
御部５の異常の有無を判別する為に該ｃ　Ｐ　Ｕ　ｉｖ
Ｉ御部５と５ＳＲ８間に判別回路７を介在させている。

即ち前記判別回路７は、ＣＰＵ制御部５よりの変調パル
ス（出力信号）の送出毎にその入力信号であるＦｌｌｌ
ｌ調信号との間で７ンドゲート８によりアンドを採って
、両信号のタイミングが合致した場合に前記変調パルス
をそのまま５ＳＩ（６に出力してヒータｌの０Ｎ１０Ｆ
Ｆ制御を行うとともに、前記アンドゲート８による両信
号のタイミングが合致しなかった場合には、前記５ＳＲ
６への出力を保留し、そして該出力保留が複数回連続し
た場合に前記アンドゲート８よりの反転信号に基づいて
これをカウント回路９で検知し、前記５ＳＲ６の強制切
電を行うように構成している。

かかる構成によれば前記変調パルス信号とＦＭ変調信号
を相補的に判別して得られる信号に基づいて前記ＣＰＵ
制御部５の異常に起因するヒータ１の異常温度上昇を効
果的に防止する事が出来る。

又前記異常判断を行う判別回路７中にカウント回路９を
内蔵し、異常判断が複数回行われた場合に始めて異常判
断を行うように構成すれば、−時的な誤作動や誤信号の
送出の場合においても異常判断を行う必要がなくなり、
不必要な異常判断動作を解消出来る。

第２図は、温度制御回路を構成する第１の制御系と別系
統の第２の制御系を用意した他の実施例を示す。

本制御回路は第１の基準温度（比例開始点）まで全通電
加熱により熱利用機器を立ち上げた後、比例制御にて第
２の基準温度（制御目標値）に移行及びその温度繍持を
図る、特に熱定着ローラに好適な制御回路で、 前記実施例との差異を中心に説明するに１本回路は温度
検知手段２の検知電圧と制御目標値設定電圧回路１３ａ
よりの信号を比較し両電圧の偏差に対応する増幅信号を
送信する差動増幅器１３よりの増幅信号に基づいて、ヒ
ータｌの加熱制御を行う第１の制御系ｌＯと該第１の制
御系１０の異常チエツクを行う為に必要な信号を生成す
る第２の制御系２０と、ヒータｌに介在させたリレー手
段１１を作動させる為の信号を生成する判別回路３０か
らなる。

第１の制御系ｌＯはＦＭ変調回路！５とＰすに回路！ｅ
と５ＳＲ１７からなり、前記増幅信号をＦＭ変調回路１
５に採り入れて検知温度と制御目標値との偏差に対応し
て密度変調されたタイミング信号をｐｗに回路１８に送
信する事により該タイミング信号の出力毎に比例的に幅
変調されたパルス信号Ａを生威し。

該パルス信号Ａに基づいて５ＳＲＩ？を介してヒータｌ
を０Ｎ１０ＦＦ制御する事により熱定着器（不図示）を
制御目標温度へ移行及びその維持を図る事が出来る。尚
前記ＰＩＩＩＭ回路１６には第１の基準電圧が印加され
ている為に、検知温度が比例開始点以下の場合には旧レ
ベル信号がＳ　Ｓ　Ｒ１７に送信されヒータｌの全通電
加熱を行う事が出来る。

一方第２の制御系２０は第１の基準電圧設定回路２１が
基準入力端子側に接続されているＦＭ変調回路２２で、
前記検知温度が比例開始点以下の場合には旧レベル信号
を生成し、比例開始点以」：の場合には前記偏差に対応
する周波数の制御信号を生成する。

判別回路３０は、ヒータｌの導通／非導通状態に対応す
る信号を生成する通電検知回路３１（電圧変換回路）と
、該通電検知回路３１よりの出力信号Ｂとパルス信号Ａ
　　（ＳＳＲ１７の入力信号）とを比較し１両者が非合
致の場合にのみ“１”信号を送信する第１のノアゲート
３２（排他的論理和）と、該第１のノアゲートよりの信
号Ｃと前記パルス信号Ａとを比較し１両者が非合致の場
合にのみ”ｌ”信号りを送信する第２のノアゲート３３
と、該第２のノアゲートの信号りとＦＭ変調回路２２よ
りの制御信号（ＥＲＡ）とを比較し両者が非合致の場合
にのみ前記リレーを作動させるノアゲートからなるリレ
ー駆動回路３４からなる。

次にかかる実施例にかかる以上検知動作について第３図
に基づいて説明する。

先ず前記第１の制御系ｌＯのｐｗｘ回路１Ｂより出力さ
れるパルス信号Ａ　　（ＳＳＲ１７の入力信号）、該パ
ルス信号Ａに基づいて５ＳＲ１７を介して０Ｎ１０ＦＦ
制御されたヒータ１回路の導通／非導通状態に対応する
通電検知回路よりの出力信号８　（実質的に５ＳＲ１７
の出力信号Ｂに対応する）２及び第２の制御系２０のＦ
Ｍ変調回路２２よりの制御信号Ｅは、いずれも前記検知
温度が比例開始点以下の場合には旧レベル信号（連続通
電信号）が生成され、一方前記検知温度が比例開始点以
上の場合に夫々生成される前記パルス信号＾、出力信号
Ｂ及び＃Ａ４１ｌ信号Ｅはいずれもその出力タイミング
が合致する為に、これらの対応関係が合致しない場合に
は前記制御系の一方に故障や熱暴走芳しくプログラムエ
ラー等に起因する異常が存在すると判断してよく、従っ
て前記判別回路３０よりの信号に基づいて前記リレーを
強制的に開放しヒート回路の強制切電を行うとともに異
常検知用のアラームを鳴らしたり１次位の記録紙の給紙
動作を停止する事により速やかな異常判断が可能となる
。

「発明の効果」 以上記載の如く本発明によれば、サーミスタの検知温度
に基づいて異常検知を行う事なく、ヒータの通電制御系
に異常が生じた場合にこれを直接検知可能に構成した為
に、異常検知をすみやかに且つ確実に行う事が出来、こ
れによりヒータの供給熱量に比較して熱利用機器の蓄積
熱量が小である装置においても異常状態の検知遅れに起
因して危険温度域まで温度上昇してしまうという恐れを
完全に解消出来る。

又第１の制御系と別系統の第２の制御系を設けた場合に
おいても互いの制御系を容易に相互チエツクしながら異
常チエツクを行う事が出来る為に、信頼性が一層向上す
るとともに、各制御系毎に独立したチエツク回路が不要
である為に、構成の簡単化とコスト低減につながる。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示し、第２図は２温度制御
回路を構成する第１の制御系と別系統の第２の制御系を
用意した他の実施例を示す、第３図は第２図の実施例の
作用をまとめた表図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）温度検知手段よりの検知電圧に基づいて熱利用機器
   に内蔵されたヒータの通電制御を行う少なくとも一の制
   御系より互いに対応関係にある複数の信号を取り出し、
   該複数の信号を（相補的に）判別する判別回路よりの信
   号に基づいて前記ヒータの加熱制御の継続と強制切電の
   選択を行う事を特徴とする熱利用機器のヒータ通電制御
   方法２）温度検知手段よりの検知電圧に基づいて熱利用
   機器に内蔵されたヒータの通電制御を行う第１の制御系
   と別系統の第２の制御系を用意し、前記第１の制御系よ
   り互いに対応関係にある一又は複数の信号を、又第２の
   制御系より前記複数の信号と対応関係にある一又は複数
   の信号を取り出し、これらの信号を相補的に判別する判
   別回路よりの信号に基づいて前記ヒータの加熱制御の継
   続と強制切電の選択を行う事を特徴とする請求項１）記
   載の熱利用機器のヒータ通電制御方法