JPH0415471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、画像形成装置等に使用される定着器
等の温度制御を行う温度制御装置に関するもので
ある。

〔従来技術〕

電子機器内には各種の発熱部材が用いられてい
る。例えば画像形成装置（電子複写装置）におけ
る定着器は、転写紙に転写された未定着トナー像
を高温度を用いて安定した画像として転写紙に定
着させる装置である。一般にこのような部材は一
定の温度であることが要求され、サーミスタ等の
感温素子を用いて後述する加熱素子をオン・オフ
制御することにより定着に必要な一定温度を維持
している。しかし、上述の加熱素子に故障（断
線）が生じた場合、定着不良が発生するだけでな
く、装置自体にも損害を与える。

これを防止するため、種々の制御回路が考案さ
れている。

第４図に加温素子の断線検知回路を備えた従来
の温度制御装置の回路図を示す。

同図の回路はサーミスタTHと抵抗R₁，R₂，
R₃より構成されるブリツジ回路およびコンパレ
ータQ₁、トリガ回路１、トランジスタQ₂、抵抗
R₄〜R₆より構成される温度制御回路、トライア
ツク２、ヒータＨ、交流電源３、電流検出回路４
より構成されるヒータ断線検知回路で構成されて
いる。

この回路は、通常電源電圧V_CCを抵抗R₃とサー
ミスタTHとで分割した電圧V_Nと抵抗R₁，R₂で
分割した基準電圧V_IをコンパレータQ₁で比較し、
その比較出力によりトランジスタQ₂を介してト
ライアツク２をオン・オフ制御し、ヒータＨに交
流電流を導通または遮断する回路である。そし
て、この動作中電流検出回路４は、コンパレータ
Q₁の出力を監視し、電流検出回路４では、この
コンパレータQ₁の出力がハイ信号である時、交
流電源３から電流が供給されていなければ断線信
号ａを出力し、ヒータＨが断線していることを報
知するものである。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、従来の温度制御装置では、ヒー
タＨの断線検知は可能であるが、電流検出回路４
は、商用電源である交流電源３に接続されている
ため、電流検出回路４を高耐圧な回路で構成する
必要があり、コスト面で極めて不利である。また
輸出国別の電源仕様に合わせなければならず部品
の共通化も計れない。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の欠点に鑑み、低圧の制御回
路のみで商用電源に接続されているヒータの断線
を検知し、各国の電源仕様に影響されることなく
電流検出回路を共通化し、装置をコストダウンす
ることを可能とする温度制御装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は上記目的を達成するために、熱源によ
り加熱される被加熱部材と、該被加熱部材の温度
を検知する検知手段と、該検知手段の出力と所定
温度に設定するための基準電位とを比較し前記熱
源の通電制御を行う制御手段とを備えた温度制御
装置において、前記所定温度に達した後に所定周
期で前記所定温度を低温側へ切り換えるべく前記
基準電位を変化させる電位変化手段と、該電位変
化手段の出力と前記制御手段の出力とを入力し、
前記基準電位が低温側に切り換えられているとき
に前記制御手段からの前記熱源を加熱させる信号
出力を条件に前記熱源の断線を判断する判断手段
とを有することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳述する。

第２図は本発明の温度制御装置を定着器に用い
た場合の定着器の外観図である。同図において、
５は内部にヒータ等の熱源６を有し、周面には耐
熱性およびトナーの離型性を有するテフロン（登
録商標）等の樹脂５ａを塗布した加熱ロールであ
り、図示方向に回転する。加熱ロール５の下部に
は周面を耐熱性および弾性を有するシリコンゴム
等によつて被覆した加圧ロール７を適宜圧力で圧
接してニツプ部８を構成すると共に、加熱ロール
５に圧接した状態で同ロール５と共動する。そし
て、ニツプ部８にトナー画像を形成した用紙を矢
印Ａ方向より噛み込み通過させることによつて、
その用紙を挟持、押圧し、このとき熱源６の加熱
作用および加圧ロール７の加圧作用によつて、ト
ナー画像を用紙上に熱融着して定着作業を行う。
加熱ロール５の周面における用紙排出側には、剥
離爪９の先端部を当接し、ニツプ部８から排出さ
れた用紙を加熱ロール５から剥離し、更にその用
紙を排紙ロール１０によつて機外に排出する。

また、加熱ロール５の周面には加熱ロール５の
周面に接触して温度検出用のサーミスタ１１が取
付けられ、このサーミスタ１１は、アーム１２に
取付けられている。このアーム１２は軸１２ａを
中心に回動自在に設けられている。

以上のような外観構成を有する定着器内の温度
制御装置として第１図に示す温度制御回路が設け
られている。

同図において、感温素子であるサーミスタ１１
と抵抗R₇の直列回路は抵抗R₈，R₉，R₁₀の直列回
路と並列接続されブリツヂ回路を構成している。
また、サーミスタ１１と抵抗R₇の接続点はコン
パレータQ₃の非反転入力に接続され、抵抗R₈と
抵抗R₉の接続点はコンパレータQ₃の反転入力に
接続されている。また、コンパレータQ₃の出力
は抵抗R₁₁と抵抗R₁₂の接続点に接続されている。
またコンパレータQ₃の出力はANDゲート１９の
入力とレデイ回路１４にも接続されている。抵抗
R₁₂には、更に抵抗R₁₃が接続され、上述の抵抗
R₁₁とR₁₂，R₁₃とで直列回路を構成している。ま
た、この抵抗R₁₂とR₁₃の接続点にはトランジス
タQ₄のベース端子が接続されている。このトラ
ンジスタQ₄のエミツタ端子は接地され、コレク
タ端子にはトリガ回路１５が接続されている。

更に、このトリガ回路１５のトリガ出力には、
トライアツク１６のゲート端子が接続され、この
トライアツク１６とヒータH′（第２図の熱源６）
と交流電源１７は閉回路を構成している。

一方、上述のレデイ回路１４の出力は発振器１
８の入力に接続され、発振器１８の出力はインバ
ータ２０を介して前述のANDゲート１９の入力
に接続されている。そしてANDゲート１９は後
述する条件が揃うとヒータH′の断線信号ｂを出
力する。また、上述の発振器１８の出力は抵抗
R₁₄を介してトランジスタQ₅のベース端子にも接
続されている。このトランジスタQ₅のコレクタ
端子は、前述のブリツジ回路を構成している抵抗
R₉とR₁₀の接続点に接続され、エミツタ端子は接
地されている。

以上のように構成された回路を有する本実施例
の温度制御装置の回路動作説明を以下に行う。

まず、図示しないスイツチをオンし、端子２
１，２２間に電源を供給し、本回路を動作状態と
する。この電源投入時、前述の加熱ロール５の表
面温度は室温と同じである。従つて、サーミスタ
１１の抵抗は高く、抵抗R₇とサーミスタ１１の
接続点の電圧V_N′は抵抗R₈とR₉の接続点の電圧
V_I′よりも高い。このため、コンパレータQ₃の出
力は、ハイ信号となり、トランジスタQ₄をオン
し、トリガ回路１５をオンし、トライアツク１６
のゲートにハイ信号を供給する。この一連の動作
により、トライアツク１６は導通し、交流電源１
７、ヒータH′、トライアツク１６で構成される
閉回路に交流電流が流れる。従つて、ヒータ
H′（熱源６）により加熱ロール５は加熱され、
徐々に加熱ロール５の周面温度は上昇する。

この加熱動作により加熱ロール５が徐々に加熱
され、サーミスタ１１がトナーの定着可能温度
（約180℃）を検知すると、予め抵抗R₈の抵抗値
と、抵抗R₉の抵抗値との比により温度180℃に対
応する電圧値（V_I′）がコンパレータQ₃の反転入
力端子に印加されている為（但し、この時後述す
るがトランジスタQ₅はオンし、抵抗R₉の一端は
接地電位とほぼ同一である）、コンパレータQ₃の
入力電圧V_N′とV_I′の大きさは、前述の逆になり、
コンパレータQ₃の出力は、ロー信号となる。こ
のため、トランジスタQ₄はオフし、トリガ回路
１５もオフし、交流電源１７、ヒータH′、トラ
イアツク１６の閉回路を流れていた交流電流は遮
断される。

この回路動作によりヒータH′は加熱動作を停
止する。ヒータH′の加熱動作が停止し、サーミ
スタ１１の検出温度が低下すると、再度コンパレ
ータQ₃の出力は反転し、上述の動作を繰り返し、
所定の温度（180℃）に加熱ロール５の温度制御
を行う。一方レデイ回路１４では、コンパレータ
Q₃の出力がハイ信号からロー信号に一度変化す
ると、第３図のタイムチヤート兼温度特性図に示
すように、発振器１８へそれまでのロー信号に変
わつてハイ信号を出力する。発振器１８ではこの
ハイ信号の入力により、例えば10秒毎に0.2秒の
パルス信号をANDゲート１９へ出力する。この
ため、トランジスタQ₅は発振器１８の出力が第
３図に示すロー信号の時オフし、抵抗R₉と抵抗
R₁₀の直列回路が形成される。従つて、コンパレ
ータQ₃の反転入力端子には基準電圧V_I″が印加さ
れる。この基準電圧V_I″はサーミスタ１１で検出
される温度が150℃の時に対応する抵抗値でコン
パレータQ₃の出力が反転する抵抗値に設定され
ている。従つて、発振器１８の出力がロー信号の
時コンパレータQ₃では加熱ロール５の温度が150
℃以下の時のみハイ信号を出力する。この加熱ロ
ール５の温度が150℃以下になるのは、電源をオ
フしない限りヒータH′が断線した時のみである。
例えば、転写紙が定着器を通過した場合でも第３
図の期間Ｔに示すように150℃以下に加熱ロール
５の温度が低下することはない。また、この150
℃の温度は、定着器がトナーを熱定着するために
必要な最低温度であり、通常は180℃前後がトナ
ーを定着するために望ましいが、150℃以上であ
れば、特に定着不良等を起こすことはない。

一方、ANDゲート１９にはコンパレータQ₃の
ハイまたはロー信号と共に、前述のように発振器
１８からのパルス信号（0.2秒／10秒）もインバ
ータ２０を介して入力しており、このANDゲー
ト１９ではインバータ２０からハイ信号が入力し
た時、コンパレータQ₃の出力を確認する。この
時、コンパレータQ₃の出力がロー信号であれば、
すなわち第３図のタイムチヤート兼温度特性図に
おいて時間T₁の状態であれば、ANDゲート１９
から断線信号ｂが出力されることはない。しか
し、第３図の温度特性曲線Ｂが時間T₂の時点で
ヒータH′が断線したとすると、時間T₂→T₃→T₄
と経過すると共に、加熱ロール５の温度が低下
し、時間T₄において、コンパレータQ₃のハイ信
号出力が検出されると、ANDゲート１９から断
線信号ｂが出力される。この断線信号ｂは図示し
ないマイクロコンピユータ等の制御装置に出力さ
れ、複写禁止、異常表示などの処理が行われる。

以上のように本実施例の温度制御装置は、コン
パレータQ₃に定着可能温度と通常の定着温度と
に対応する２つの基準電圧値を設定し、所定の周
期で定着可能温度の電位でコンパレータQ₃にサ
ーミスタ１１の検出温度を比較させ、この時加熱
ロール５が所定の温度以下であれば（コンパレー
タQ₃がハイ信号を出力すれば）、ANDゲート１
９から断線信号ｂを出力し、ヒータH′が断線し
ていることを検知するものである。

なお、上述の実施例は定着器について述べたも
のであるが、本発明に定着器に限らず、例えば暖
房器具等のように使用されるヒータの温度をフイ
ードバツク制御する温度制御装置を有する電気機
器に用いることがのできることは勿論である。

また、本実施例では、コンパレータQ₃で比較
する基準電圧に対応する加熱ロール５の温度（サ
ーミスタ１１の検出温度）を180℃と150℃に設定
したが、これらの温度に限るものではない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、ヒ
ータの断線検知回路をANDゲート等の簡単な低
圧回路のみの構成で検出できるため、回路として
高耐圧回路が不要であり、部品の共通化が可能と
なり、装置をコストダウンできる。また、単一の
コンパレータで２点の温度比較（２点電圧比較）
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の温度制御装置の回路図、第
２図は本実施例の温度制御装置が使用されている
定着器の構成図、第３図はタイムチヤートと、そ
のタイムチヤートに従つた加熱ロールの温度特性
図、第４図は従来の温度制御装置の回路図であ
る。 ５……加熱ロール、６……熱源、１１……サー
ミスタ、１４……レデイ回路、１７……交流電
源、１８……発振器、１９……ANDゲート、Ｈ，
H′……ヒータ、Q₃……コンパレータ、Q₅……ト
ランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱源により加熱される被加熱部材と、該被加
   熱部材の温度を検知する検知手段と、該検知手段
   の出力と所定温度に設定するための基準電位とを
   比較し前記熱源の通電制御を行う制御手段とを備
   えた温度制御装置において、前記所定温度に達し
   た後に所定周期で前記所定温度を低温側へ切り換
   えるべく前記基準電位を変化させる電位変化手段
   と、該電位変化手段の出力と前記制御手段の出力
   とを入力し、前記基準電位が低温側に切り換えら
   れているときに前記制御手段からの前記熱源を加
   熱させる信号出力を条件に前記熱源の断線を判断
   する判断手段とを有することを特徴とする温度制
   御装置。