JPH0362206A - 温度制御システムにおける異常検知方法とその装置 - 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に用い
る温度制御システムのように、被加熱体の動作状態に対
応させて制御目標温度を切り替え可能に構成した温度制
御システムにおける異常検知方法に関する。

「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省電
力化と熱劣化部品の耐久性の向上若しくは速やかな定着
動作の移行を図る為に、熱定着器の動作状態に対応させ
て複数の制御目標温度を設定し、先ず電源投入後、定着
目標温度Ｓｔより低いウェイト制御温度Ｓｗで前記被加
熱体の温度制御を行いつつ、その間に定着開始信号が入
った場合は前記ウェイト温度Ｓｖから定着目標温度Ｓｔ
に移行させ所定の定着動作を行い、そして定着動作の終
了と同時に再度ウェイト温度Ｓｖに移行させ、以下前記
制御動作を繰り返し行うように構成している。

さて、かかる構成を取る温度制御回路においては前記回
路を構成する制御部品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前記定着ローラが所定温度（異
常検知用基準温度Ｔ）異常上昇（下降）した場合にヒー
タを強制的に切電する保護回路が設けられている。

「発明が解決しようとする課題」 そして前記異常検知用基準温度Ｔは、前記温度制御にお
けるバラツキやオーバシュート量を加味してこれらの正
常の温度変動で誤動作が生ぜず、而も異常検知の時間遅
れが生じない範囲において定着目標温度Ｓｔに有為差を
加味した任意の温度域に設定しているが、このように定
着目標温度Ｓｔを基準として異常検知用基準温度Ｔを設
定するとウェイト温度Ｓｗと異常検知用基準温度Ｔ間の
温度差が相当大になり、この結果ウェイト温度制御時に
異常が発生した場合に必然的に検知遅れが生じ、特に制
御回路の過電流等に起因する異常の場合は前記時間遅れ
により内部回路が破壊されてしまう場合がある。

かかる欠点を解消する為に、前記ウェイト温度Ｓｗと定
着目標温度Ｓｔの制御目標温度に対応させて複数の異常
検知用基準温度Ｔも複数個用意し、前記制御目標温度の
切換動作と対応させて前記異常検知用基準温度Ｔも切り
替え可能に構成する事が考えられる。

しかしながら第３図の（ａ）に示すように制御目標温度
Ｓｖ、Ｓｔの切換動作と連動させて異常検知用基準温度
Ｔｌ−Ｉ？２を切り替えると、前記被加熱体はトリガ的
に温度変化する事なく所定の降温（加温）カーブをもっ
て時系列的に移行するものである為に、特に定着動作時
からウェイト時の切り替えの場合は、前記検知温度が、
切換え直後に異常検知用基準温度Ｔ２以下になってしま
う場合があり、誤作動が生じてしまう。

又かかる欠点を解消する為に第３図の（ｂ）に示すよう
に所定時間Δを遅延させて前記異常検知用基準温度を切
換える事も考えられるが、このように構成しても前記他
の制御目標温度へ移行途中においては異常検知用基準温
度Ｔと実際の検知温度との間での相対的温度差が大にな
ってしまい、該移行途中における異常発生時の検知遅れ
を解消し得ない。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記検知温度を
他の制御目標温度へ移行途中においても誤作動が生じる
事なく且つ異常検知の時間遅れも生じる事もなく、精度
よく異常検知が可能な異常検知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」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、複数の制御
目標温度Ｓｔ、Ｓｖに対応させて複数の異常検知用基準
温度ＴＩ、Ｔ２を設定するとともに、少なくともｌの異
常検知用基準温度ＴＩ、Ｔ２から他の基準温度への移行
を時系列的温度変化曲線’ｔｃを介して行う事を特徴と
する異常検知方法を提案する。

尚前記異常検知用基準温度ＴＩ、Ｔ２は各制御目標温度
ＳＬ、Ｓｗより高い上限基準温度ｆｌｕ、Ｔ２ｕのみを
指すのではなく、後記実施例に示すように、制御目標温
度Ｓｔ、Ｓｗを挟んでその両側に上限及び下限基準温度
ＴＩＬ　、Ｔ２Ｌを併せて設定してもよい。

そしてこのような異常検知用基準温度〒１．Ｔ２間の移
行を時系列的温度変化曲線Ｔｃを介して行うには、例え
ば切換信号により基準電圧を切換可能な基準電圧設定手
段と、該基準電圧設定手段よりの出力電圧と前記被加熱
体の検知温度に対応する検知電圧に基づいて前記温度制
御システムの異常判定を行う異常判定手段とを設け、前
記基準電圧設定手段よりの出力側に時定数回路を介在さ
せ、前記異常検知用のｌの基準電圧から他の基準電圧へ
の移行を前記時定数回路の時定数に基づいて時系列電圧
変化曲線を介して移行させるように構成すればよい。

尚、前記基準電圧設定手段は後記第２実施例に示すよう
に、制御目標温度Ｓｔ、Ｓｖ用と異常検知温度ＴＩ　、
Ｔ２用の基準電圧設定手段を共通する場合がある為に、
特に異常検知用の基準電圧設定手段と限定していない。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳ルく説明する。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に係る温度制御システムの要
部構成を示すブロック図で、１はヒータ加熱用信号を生
成する温度制御用比較器、２は検知温度の異常温度上昇
に起因する異常判定を行う比較器、３は一対の固定抵抗
Ｒ１，Ｒ２の間に直列接続された負特性のサーミスタＲ
ｓを介在させた温度検知手段で、該サーミスタＲｓのア
ノード側の検知電圧を温度制御用比較器ｌに、カソード
側を異常判定用比較器２に夫々入力させている。

４は基準電圧設定回路で、直列に接続された３つの分圧
抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５の内、中央に位置する分圧抵抗Ｒ
４の７ノード側から得られる基準電圧を温度制御用比較
器ｌに、カソード側から得られる基準電圧を時定数回路
５を介して異常判定用比較器２に夫々入力させ、制御目
標温［Ｓｔ、Ｓｖと異常検知用基準温度ＴＩ、Ｔ２に対
応する各基準電圧を設定するとともに、前記分圧抵抗Ｒ
４のアノード端子に分岐抵抗Ｒ８を介してトランジスタ
丁Ｔ１のコレクタ側を接続し、Ｉ１０ポートＢからの切
換信号に基づいてＴｒｉをＯＮする事により分岐抵抗Ｒ
ＥＩが接地し、これにより前記各比較器１．２に入力さ
れる各基準電圧を可変させる事が出来る。尚、温度変化
と電圧変化はサーミストの負特性に合わせて正逆反転し
てあられれる。

次にかかる実施例の作用を定着動作に対応させて第４図
の温度変化グラフ図に基づいて説明する。

先ず、電源が投入されＩ１０ポートＢから切換信号が出
されていない状態では、分岐抵抗Ｒ６が非接地状態にあ
る為に、分圧抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５のみで設定された基
準電圧Ｖｗ、Ｖ２が分圧抵抗Ｒ４の７ノード側とカソー
ド側より各比較器１．２に出力され、所定のウェイト制
御とともに、該ウェイト制御温度Ｓｗに対応した異常検
知を行う事が出来る。

そして前記ウェイト制御途中に定着動作指令が入った場
合には、Ｉ１０ポー）８から切換信号が出されトランジ
スタＴｒｉが開する為に、分岐抵抗Ｒｅと分圧抵抗Ｒ４
、Ｒ５間が並列接続され、これにより分圧抵抗Ｒ４の７
ノード側の温度制御用基準電圧Ｖｗは、定着用制御目標
温度Ｓｔに対応する基準電圧Ｖｔに切変わり、比較器ｌ
よりの信号に基づいて定着用制御目標温度Ｓｔへの移行
制御が行われる。

一方、カソード側では比較器２との間に時定数回路５が
介在している為に、前記基準電圧が切変わると時定数回
路５の電圧放電によりウェイト用基準電圧ｖ２からＲＣ
定数に対応させて徐々に電圧低下しながら時系列的電圧
変化カーブＶ３（温度曲線Ｔ３）を介して定着゛重異常
検知用基準電圧ｖ１に移行する。

これにより前記移行中においても所定の異常検知を行い
ながら定着動作に移行出来る。以下定着動作終了信号に
より前記と逆の動作が行われる。

第２図は定着器の温度制御システムに適用させた本発明
の他の実施例を示し、１０は定着器（図示せず）に組み
込まれたヒータ、１１は該定着器の表面温度を検知する
、負特性のサーミスタを含む温度検知手段、１２はＣＰ
ｕからなる制御部、１３は比例制御回路で、制御クロッ
ク！４に制御パルス信号を生成可能に構成している。

２０は制御目標温度Ｓｔ、Ｓｖ用と異常検知基準温度Ｔ
Ｉ　、丁２用の共通する基準電圧を設定する基準電圧設
定回路で、前記実施例に同様に一対の分圧抵抗Ｒ１１，
Ｒ１２と分岐抵抗Ｒ１３とトランジスタ↑ｒ２から構成
されている。

３Ｇは異常検知回路で、前記基準電圧設定回路２０の出
力側に接続された時定数回路３１、オペアンプからなる
増幅器３２、上限及び下限用の異常検知基準電圧ＶＩＬ
、Ｖｌｕ、Ｖ２Ｌ、Ｖ２ｕ　ヲ設定スル分圧器３３、及
び上限及び下限用の異常判定を行う比較器３４．３５か
らｍ＃Ｇされる。４０は増幅器４１を介して増幅された
前記温度検知手段３０よりの検知電圧制御クロック１４
よりの信号に基づいてパルス重畳されるパルス重畳回路
である。

次にかかる実施例に基づく制御動作を第５図に基づいて
説明する。

先ず、電源が投入されると前記実施例と同様に制御部６
より切換信号が基準電圧設定回路２ｏのＴｒ２側に出さ
れていない為に、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２のみで設定さ
れたウェイト制御用の制御目標温度Ｓｗに対応する基準
電圧Ｖｗが比例温度制御回路１３に出力され、所定のウ
ェイト制御を行うとともに、該基準電圧Ｖｗを時定数回
路５を介して増幅器３２により増圧し下限用異常検知基
準電圧Ｖ２Ｌを得るとともに、該電圧Ｖ２Ｌを分圧器３
３により分圧して上限用異常検知基準電圧Ｖ２ｕを得る
ととも、これらの基準電圧Ｖ２Ｌ　Ｖ２ｕを上限及び下
限用の各異常判定用比較器３４．３５に入力する。

一方、温度検知手段目よりの検知電圧は増幅器３２及び
パルス重畳回路４０を通す事により制御クロック１４に
対応するパルス周期を有するパルス検知信号が生成され
、該パルス検知信号を前記各異常判定用の比較器１．２
に入力する事により、異常温度上昇と異常温度下降のい
ずれの異常検知も可能になるとともに、前記検知信号は
微小パルス状に振動させている為に、その分異常検知感
度が上がる。

そして前記ウェイト制御途中に定着動作指令が入った場
合には、制御部８よりの切換信号を基準電圧設定回路２
０に出力される事により、分岐抵抗Ｒ１３と分圧抵抗Ｒ
１１，Ｒ１２の並列接続に基づく定着用制御目標温度Ｓ
ｔに対応する基準電圧Ｖｔが得られ該基準電圧Ｖｔを比
例制御回路１３に入力する事により定着器温度を定着用
制御目標温度Ｓｔへ移行及び維持させる事が出来る。

一方前記基準電圧Ｖｔは同時に異常検知回路３０側にも
入力され、時定数回路５の電圧放電により得られる時系
列的電圧曲線を増幅器３２により増圧し、定着動作に移
行させる為の下限用異常検知電圧用電圧曲線Ｖ３Ｌ−Ｖ
ＩＬを得るとともに該電圧Ｖ３Ｌ−ＶＩＬを分圧器によ
り分圧して上限用異常検知基準電圧Ｖ３ｕ−Ｖｌｕを得
るととも、これらの基準電圧Ｖ３Ｌ−ＶＩＬ　Ｖ３ｕ−
Ｖｌｕ　７ｆｔ、　上限及び下限用の各’Ａ常判定用の
比較器３４．３５に入力する。

従ってかかる実施例においても前記移行中に所定の異常
検知を行いながら定着動作を行う事が出来る。以下定着
動作終了信号により前記と逆の動作が行われる。

「発明の効果」 以上記載した如く、本発明によれば切換可能な複数の制
御目標温度を有する制御システムにおいても、各制御目
標温度維持中は勿論その移行途中においても誤作動や異
常検知の時間遅れも生じる事もなく精度よく異常検知を
行う事が可能であるとともに、特に請求項２）において
は従来の検知回路に単に時定数回路を付加するのみであ
るから構成が簡単にして而も前記時定数回路のＲＣ定数
を変化させる事によりい゛かなる温度検知システムにも
適用可能であり、その実用的効果は極めて大である。

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に係る温度制御システムの要
部構成を示す回路ブロック図、第２図は他の実施例に係
る温度制御システムの全体構成を示す回路ブロック図、
第３図は従来技術の、第４図は第１図に示す装置の、第
５図は第２図に示す装置の、各制御目標温度と異常検知
基準温度との関係を示す温度グラフ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被加熱体の動作状態に対応させて制御目標温度を切
   り替え、可能に構成した温度制御システムにおける異常
   検知方法において、前記各制御目標温度に対応させて、
   複数の異常検知用基準温度を設定するとともに、少なく
   とも前記異常検知用基準温度相互の移行を時系列的温度
   変化曲線を介して行う事を特徴とする異常検知方法 ２）被加熱体の動作状態に対応させて制御目標温度を切
   り替え可能に構成した温度制御システムにおける異常検
   知装置において、切換信号により基準電圧を切換可能な
   基準電圧設定手段と、該基準電圧設定手段よりの出力電
   圧と前記被加熱体の検知温度に対応する検知電圧に基づ
   いて前記温度制御システムの異常判定を行う異常判定手
   段とを有し、すくなとも前記基準電圧設定手段よりの出
   力側に時定数回路を介在させ、前記異常検知用基準電圧
   相互の移行を前記時定数回路の時定数に基づいて時系列
   的に変化させながら移行可能に構成した事を特徴とする
   温度制御システムにおける異常検知装置