JPH04333882A - 温度センサの断線検出方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法により印字
するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の定着器の温度
制御装置に利用される温度センサの断線検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】定着器の温度制御は、加熱ローラに接触
させたサーミスタの検出電圧に応じて加熱ローラのヒー
タへの電源供給を制御することにより行われている。こ
の場合、加熱ローラの回転によりサーミスタが破損し、
或いは、サーミスタのリード線が切れることがあるため
、サーミスタの表面を耐熱テープで保護したり、サーミ
スタを弾性を有する金属を介して加熱ローラに接触させ
る方法が採られている。しかし、ＯＡ機器の小型化の要
望に応えるべくサーミスタの実装容積を小さくする必要
があり、これに伴いサーミスタも温度変化に対する応答
速度が速い小型のものが用いられる傾向にある。したが
って、サーミスタのリード線も細くなり断線の危険が増
えている。

【０００３】このような点に鑑み、図７に示すように、
定着器のヒータ１９と商用電源３７との間にフォトカプ
ラ３８のダイアック３９を接続し、フォトカプラ３８の
フォトダイオード４０をトランジスタ４１のコレクタに
接続し、定着器の温度を検出するサーミスタ２２と抵抗
４２とにより変化する検出電圧ＶＣと、抵抗４３，４４
によって定められた基準電圧ＶＡとをオペアンプ４５に
より比較し、サーミスタ２２の検出温度によって変化す
る検出電圧ＶＣが基準電圧ＶＡより低い場合にトランジ
スタ４１をＯＮにし、検出電圧ＶＣが基準電圧ＶＡより
高い場合にトランジスタ４１をＯＦＦにすることにより
、ヒータ１９への通電を制御し、また、サーミスタ２２
と抵抗４２，４６ａ，４７ａとによるブリッジ回路によ
って定められた基準電圧ＶＢ（基準電圧ＶＡより低い）
と検出電圧ＶＣとをオペアンプ４６により比較し、検出
電圧ＶＣが０Ｖの時、すなわち、サーミスタ２２が断線
した時にトランジスタ４７をＯＮにしてオペアンプ４５
の出力をグランドに落し、これにより、ヒータ１９への
通電を自動的に遮断することが行われている。

【０００４】また、図４に示すように、圧接ローラ２１
により圧接された加熱ローラ２０のヒータをヒータ駆動
回路により駆動し、加熱ローラ２０の温度を検出するサ
ーミスタ２２に抵抗４９と定電圧ダイオード５０とによ
り定められた基準電圧を印加し、抵抗５１と定電圧ダイ
オード５２とにより定められた基準電圧の基にサーミス
タ２２と抵抗５１とにより変化する検出電圧を変換する
Ａ／Ｄコンバータ５３とＣＰＵ５４とを制御回路５５に
接続し、サーミスタ２２による検出電圧の変化によりヒ
ータ駆動回路４８を制御してヒータへの通電を断続する
ことが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す温度制御方
法においては、トランジスタ４１をＯＦＦにしてヒータ
１９への通電を遮断した状態で低温状態が続くと、サー
ミスタ２２は１０ＭΩオーダの高抵抗となる。この高抵
抗とサーミスタ２２の断線とを区別するには二つの方法
がある。第一は、断線検出用のオペアンプ４６として入
力インピーダンスの高いものを用いる方法であるが、こ
の方法は、オペアンプ４６の値段が高くなるだけではな
く、サーミスタ２２の断線を示す微小信号をノイズと区
別して検出するためにノイズ対策を必要とし、コストが
高くなる。第二は、サーミスタ２２に印加する電圧を高
くしてサーミスタ２２の微小な抵抗の変化を大きな電位
差として検出する方法であるが、サーミスタ２２が高温
度を検出してその抵抗値が低くなった時の電流によって
サーミスタ２２自身が発熱によって破損するおそれがあ
る。これを防止するためには、サーミスタ２２の定格電
力を越えないように抵抗４２の抵抗値を決定しなければ
ならない。

【０００６】図４に示す温度制御方法においては、サー
ミスタ２２の抵抗値の変化を低温時と断線時とで区別す
るためには、高ビットのＡ／Ｄコンバータ５３を用いて
分解能を向上させる必要があり、コストが高くなる。コ
ストを下げる方法として、一旦、加熱ローラ２０のヒー
タに電流を流し、低ビットのＡ／Ｄコンバータ５３によ
る分解能でも、サーミスタ２２の抵抗値の変化が断線時
の抵抗値と区別し得る高温度になった時にサーミスタ２
２の断線を検出する方法がある。この方法は、電源を投
入してから断線を検出するまでの期間中強制的にヒータ
が通電され、検出精度を高くするためにはこの通電時間
を長くしなければならない。

【０００７】すなわち、８ビット（００〜０８）のＡ／
Ｄコンバータ５３を用い、その基準電圧を２．５Ｖとす
ると、このＡ／Ｄコンバータ５３の分解能１ＬＳＢは２
．５Ｖ／２８＝９．７６ｍＶとなり、この値は００で表
わされる。ここで、負特性のサーミスタ２２は５℃近く
では数ＭΩになり、この抵抗値に基づくサーミスタ２２
の検出電圧は数ｍＶになる。よって、この検出電圧をＡ
／Ｄコンバータ５３で変換したデータは００で表わされ
る。一方、サーミスタ２２が断線した場合の検出電圧は
０Ｖであり、Ａ／Ｄコンバータ５３からのデータも当然
００となる。したがって、５℃における正常な検出デー
タと断線時の検出データとの両方が００であるため区別
がつかない。また、サーミスタ２２の検出データには誤
差が含まれるため、検出データが０３以上にならないと
断線時の検出データ００に対して区別し難い。

【０００８】ここに、ヒータへの通電時間を長くして温
度を高めないと断線の検出が不確実になる理由がある。 これにより、断線検出のために高温時から強制的にヒー
タに通電すると異常高温になる危険がある。このため、
断線を検出し得る最低の温度になるようにヒータへの通
電時間を設定すると、サーミスタ２２の検出電圧をＡ／
Ｄコンバータ５３で変換したデジタルデータは、誤差を
含むことは否めない。この誤差は、回転する加熱ローラ
２０とサーミスタ２２との接触状態の変化による検出電
圧のバラツキや検出電圧に含まれるノイズ等に起因する
もので、満足し得る検出精度とは言い難い。

【０００９】そこで、本発明は、定着器への通電時間を
短縮し異常高温になる状態を回避するとともに、温度セ
ンサの断線検出精度を高めることを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、定着器の温度
を検出する温度センサの出力に応じて前記定着器に電圧
を印加する定着器の温度制御装置において、前記定着器
に一定時間電圧を印加してこの定着器の温度が比較的に
低温域の一定温度に上昇した時点で前記温度センサから
の検出データと第一の基準値とを比較しこの検出データ
が第一の基準値より低い場合には前記温度センサが断線
しているものと仮定して前記定着器へ通電を遮断し、予
熱により前記定着器の温度が上昇する間に前記第一の基
準値より高い第二の基準値と前記温度センサからの検出
データとを比較しこの検出データが第二の基準値より低
い場合に前記温度センサが断線したと判断するようにし
た。

【００１１】

【作用】定着器の断線の検出を二回に分け、一回目の検
出時には定着器の温度が常温より上昇し、温度センサが
断線していない限りは温度センサからの検出データが第
一の基準値より高くなるため、この状態を温度センサが
断線していないものと確信することができ、逆に、一回
目の検出時に温度センサからの検出データが第一の基準
値以下の場合には、この時点での定着器の温度が比較的
に低温域であり、かつ、温度センサからの検出データに
誤差が含まれるため、温度センサが断線しているとは確
信することはできないが、二回目の検出時には定着器へ
の通電を遮断し予熱により定着器の温度が上昇し、第一
の基準値より高い第二の基準値を対して温度センサから
の検出データを比較して温度センサの断線を検出するた
め、温度センサからの検出データに誤差があっても、温
度センサの断線時の検出データとは差が明確な検出デー
タと第二の基準値とを比較することにより、温度センサ
の断線の検出精度を高めることができる。さらに、一回
目の検出時から二回目の検出時までの間は定着器への通
電を遮断するため、定着器を強制的に駆動する時間を短
縮して異常に温度上昇する危険を回避することができる
。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図６に基づい
て説明する。図２は電子写真装置を示す構成図である。 図中、１は上下に二分割される筐体である。この筐体１
の略中央部には、駆動モータ２により時計方向に駆動さ
れる感光体３が設けられている。この感光体３の周囲に
は、感光体３を帯電させる帯電部４と、この帯電部４に
より帯電された感光体３の帯電部分に光を照射して静電
潜像を形成するレーザユニット５と、その静電潜像を現
像する現像器６と、ピックアップローラ７により給紙カ
セット８から供給された用紙に感光体３の現像画像を転
写する転写部９と、この転写行程の後に用紙の電荷を除
電する除電部１０と、感光体３の残存トナーを払拭する
クリーニング装置１１と、感光体３の電荷を除電する除
電装置１２とが配列されている。さらに、前記筐体１に
は、用紙に転写された画像を定着する定着器１３と、内
部の熱を外部に放出するファンモータ１４と、定着後の
用紙を排紙受け１５に排紙する排紙ローラ１６と、直流
電源１７と、二分割可能な筐体１の上部を開放した時に
直流電源１７をＯＦＦ状態にするスイッチ１８とが設け
られている。なお、用紙搬送系及び定着器１３の回転系
の駆動部は前記駆動モータ２が兼用されている。前記定
着器１３は、ヒータ１９が内装された加熱ローラ２０と
、この加熱ローラ２０に圧接された圧接ローラ２１とよ
りなり、加熱ローラ２０の近傍には温度センサである負
特性のサーミスタ２２が設けられている。

【００１３】次いで、図３に電子回路を示す。マイクロ
プロセッサ２３には、予めプログラムデータ等が書き込
まれたＲＯＭ（リード・オン・メモリ）２４と、ホスト
コンピュータから転送される画像情報や各種の処理デー
タを格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２
５と、Ｉ／Ｏポート２６とがバスラインによって接続さ
れている。そして、Ｉ／Ｏポート２６には、前記駆動モ
ータ２を制御して駆動するモータドライブ回路２７と、
前記レーザユニット５と、前記帯電部４と前記転写部９
とに高圧電源を供給する高圧電源２８と、前記現像器６
内に設けられたトナーエンプティセンサ２９及びトナー
フルセンサ３０からの信号を取り込むトナーセンサ回路
３１と、電源スイッチ等の各種の操作スイッチや表示器
を有するオペレーションパネル３２と、用紙搬送経路中
に設けられたペーパーセンサ３３と、前記サーミスタ２
２による温度検出動作によって前記ヒータ１９への通電
を制御するヒータ制御部３４と、前記ファンモータ１４
と、ホストコンピュータからの画像情報を受信するイン
ターフェース３５と、ディップスイッチ３６とが接続さ
れている。ここで、ヒータ制御部３４の構成を図４に示
す。この図４に示すヒータ制御部３４の構成は既に述べ
ているので説明を省略する。

【００１４】このような構成において、転写部９により
感光体３から用紙に転写した画像を定着するために、加
熱ローラ２０のヒータ１９に電圧を印加すると、加熱ロ
ーラ２０の表面温度が高くなり、この温度を検出するサ
ーミスタ２２からの検出電圧は図５に示すようにヒータ
１９への通電時間に応じて高くなる。

【００１５】次に、ヒータ１９への通電の様子を図１に
示すフローチャート及び図６に示すグラフを参照して説
明する。まず、サーミスタ２２の断線を検出するために
、その一回目の検出時間をヒータ１９への通電時からｔ
１（１５）秒、二回目の検出時間をｔ２（２５）秒とし
て定め、一回目の検出時の第一の基準値をＲ１（０２）
、二回目の検出時の第二の基準値をＲ２（０３）とする
。これらの基準値Ｒ１，Ｒ２はサーミスタ２２の検出電
圧をＡ／Ｄコンバータ５３で変換した検出データｘに対
して比較される。いま、ヒータ１９をＯＮにし、ｔ１秒
経過すると、第一の基準値Ｒ１に対してサーミスタ２２
の検出データｘの大小が比較される。ここで、ｔ１秒と
言う時間はヒータ１９の熱量に起因するものであり、５
℃からスタートしてサーミスタ２２からの検出データｘ
が０２〜０６となる時間から決定される。したがって、
サーミスタ２２検出データが０２より高い（Ｒ１≦ｘ）
場合には、サーミスタ２２が正常であるのでヒータ１９
への通電を継続して定着動作に移行する。サーミスタ２
２からの検出データが低い（Ｒ１　＞ｘ）場合、第一の
基準値Ｒ１（０２）に対してサーミスタ２２の検出デー
タｘは±０２の誤差を含むため、サーミスタ２２に断線
の可能性があるものとして一旦サーミスタ２２への通電
を遮断する。そして、予熱により加熱ローラ２０の温度
が上昇する間に二回目の検出を行う。この時間はヒータ
１９をＯＮにしてからｔ２（２５）秒後であり、一回目
の検出時からはｔ３（ｔ２−ｔ１）秒後である。この時
点では、図６に示すように、ヒータ１９への通電を遮断
しても予熱により加熱ローラ２０の温度が上昇し、これ
に伴いサーミスタ２２の検出電圧も高くなる過程である
。この二回目の検出で第二の基準値Ｒ２（０３）に対し
てサーミスタ２２からの検出データが高い（Ｒ２≦ｘ）
場合には、サーミスタ２２が正常であるのでヒータ１９
への通電を継続して定着動作に移行する。サーミスタ２
２の検出温度が低い場合（Ｒ２＞ｘ）には、サーミスタ
２２が断線していると判断されサーミスタ２２への通電
を遮断し、“断線エラー”なる表示を行う。二回目の検
出時は、加熱ローラ２０の温度は１５〜２０℃程度に上
昇し、サーミスタ２２からの検出データｘが０４〜０８
程度の値に達するため、実際にサーミスタ２２が断線し
た場合の検出データ（０３以下）に対して顕著な差が生
じ、したがって、二回目の検出ではサーミスタ２２が断
線しているか否かが確実に検出される。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、定着器の温度を検出する温度
センサの出力に応じて前記定着器に電圧を印加する定着
器の温度制御装置において、前記定着器に一定時間電圧
を印加してこの定着器の温度が比較的に低温域の一定温
度に上昇した時点で前記温度センサからの検出データと
第一の基準値とを比較しこの検出データが第一の基準値
より低い場合には前記温度センサが断線しているものと
仮定して前記定着器へ通電を遮断し、予熱により前記定
着器の温度が上昇する間に前記第一の基準値より高い第
二の基準値と前記温度センサからの検出データとを比較
しこの検出データが第二の基準値より低い場合に前記温
度センサが断線したと判断するようにしたので、定着器
の断線の検出を二回に分け、一回目の検出時には定着器
の温度が常温より上昇し、温度センサが断線していない
限りは温度センサからの検出データが第一の基準値より
高くなるため、この状態を温度センサが断線していない
ものと確信することができ、逆に、一回目の検出時に温
度センサからの検出データが第一の基準値以下の場合に
は、この時点での定着器の温度が比較的に低温域であり
、かつ、温度センサからの検出データに誤差が含まれる
ため、温度センサが断線しているとは確信することはで
きないが、二回目の検出時には定着器への通電を遮断し
予熱により定着器の温度が上昇し、第一の基準値より高
い第二の基準値を対して温度センサからの検出データを
比較して温度センサの断線を検出するため、温度センサ
からの検出データに誤差があっても、温度センサの断線
時の検出データとは差が明確な検出データと第二の基準
値とを比較することにより、温度センサの断線の検出精
度を高めることができ、さらに、一回目の検出時から二
回目の検出時までの間は定着器への通電を遮断するため
、定着器を強制的に駆動する時間を短縮して異常に温度
上昇する危険を回避することができる等の効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すもので、温度センサの断
線を検出するフローチャートである。

【図２】そのプリンタの内部構造を示す正面図である。

【図３】そのプリンタの回路を示すブロック図である。

【図４】そのヒータ制御部の回路図である。

【図５】その定着器に通電する経過時間と温度センサの
検出電圧との関係を示すグラフである。

【図６】その定着器に通電する経過時間と温度センサの
検出電圧との関係を示すグラフである。

【図７】定着器の温度を制御する従来の制御回路図であ
る。

【符号の説明】

１３　　　　　　定着器 ２２　　　　　　温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定着器の温度を検出する温度センサの
   出力に応じて前記定着器に電圧を印加する定着器の温度
   制御装置において、前記定着器に一定時間電圧を印加し
   てこの定着器の温度が比較的に低温域の一定温度に上昇
   した時点で前記温度センサからの検出データと第一の基
   準値とを比較しこの検出データが第一の基準値より低い
   場合には前記温度センサが断線しているものと仮定して
   前記定着器へ通電を遮断し、予熱により前記定着器の温
   度が上昇する間に前記第一の基準値より高い第二の基準
   値と前記温度センサからの検出データとを比較しこの検
   出データが第二の基準値より低い場合に前記温度センサ
   が断線したと判断するようにしたことを特徴とする温度
   センサの断線検出方法。