JPS63309985A - ヒータ異常点灯防止装置 - 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） この発明は、電子写真式プリンタや複写機等の画像形成
装置の定着装置に係り、詳しくは、画像形成動作中にお
ける定着用ヒータの異常点灯制御装置に関する。

（従来の技術） 従来より、電子写真式プリンタや複写機等の画像形成装
置の定着装置には、いわゆるヒートローラ方式が多用さ
れている。これは、一対のローラのうち少なくとも１本
のローラ（ヒートローラという）に加熱源としてヒータ
を内蔵し、コピー紙を一対のローラ間を通過させること
によりトナー像を熱定着するものである。

トナー像の熱定着には最適の温度があり、最適温度（な
いし温度範囲）を維持するようにヒータの点灯・消灯は
自動制御される。自動制御は、はとんどの場合、感温素
子としてサーミスタを利用し、このサーミスタでヒート
ローラの表面温度を検出し、サーミスタを含む抵抗ブリ
ッジ回路及び比較器の組合わせ若しくはサーミスタ出力
信号を処理するマイクロコンピュータにより行なわれて
いる（たとえば特開昭５３−６５７４３号公報、特開昭
６０−１１５９７７号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） ところが、電力供給回路が故障したり、何らかの原因で
ヒータの温度制御が行われなくなると、ヒータが異常に
点灯されてしまうことがある。この異常点灯が生じると
、ヒートローラは過度に加熱され、ヒートローラの破損
及びヒートローラまわりの部材の損傷、さらにはコピー
紙の清火による火災を招く危険性がある。

もっとも、通常、ヒートローラの表面に近接して温度ヒ
ユーズ等の感熱ブレーカが設けられており、ヒートロー
ラが所定温度以上になるとヒータへの通電が遮断される
安全対策が採られて′ｌ／Ｘる。

しかしながら、一般に、感熱ブレーカの応答性は低く、
また、感熱ブレーカが作動すべき上記の所定温度は、ヒ
ートローラ正常動作状態における温度範囲の上限に成る
マージンを加味して設定されているため、実際に感熱ブ
レーカが作動した時点では、発火といった事態は回避で
きるもののヒートローラ自体には既に何らかの損傷が生
じているといった問題がある。

このため、感熱ブレーカが作動する前においてヒートロ
ーラの異常過熱を防止する、即ち、ヒータの異常点灯を
防止するための手段が考えられている。しかしながら、
従来のものはいずれもが、ヒートローラの表面温度を検
出するサーミスタを異常検出に兼用し、かつ、これが（
プログラム制御の場合は、当該プログラムも含めて）正
常に動作するという前提に立っており、したがって、サ
ーミスタが故障したり、また、マイクロコンピュータが
暴走して制御プログラムが正常に実行されなかったりす
る場合に対しては全く無力であった。

サーミスタの故障が生じる原因としては、ヒートローラ
の回転によって送られてきたトナーや紙粉が付着するた
め、あるいはヒートローラ周面によるサーミスタ表面の
摩耗等が考えられ、また、マイクロコンピュータの暴走
の原因としては、各作像ユニットが動作することによっ
て生じるノイズや雷サージ等が考えられる。即ち、これ
らの原因は複写動作中に発生するものが多く、従って、
上記の如き異常過熱は装置の待機時よりも画像形成動作
中に多く発生すると考えられる。

本発明は、少なくともヒートローラの表面温度を検出す
るサーミスタの故障の有無や制御用のマイクロコンピュ
ータの誤動作に関係なく、ヒータの異常点灯を有効に防
止できるヒータ異常点灯制御手段を備えた画像形成装置
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るヒータ異常点灯防止装置は、加熱源である
ヒータを内蔵する少なくとも１本のローラを含むローラ
間にコピー紙を通過させてトナー像を熱定着する電子写
真式プリンタ等の定着装置において、上記ローラの表面
温度を検出する表面温度検出手段と、上記表面温度検出
手段からの出力に応じて、ヒータを０Ｎ／ＯＦＦするた
めの点灯信号を出力するヒータ制御手段と、ヒータの点
灯を検知すると第１信号を出力するヒータ点灯検知手段
と、プリント動作中において走査系により検出される信
号から所定時間経過後に第２信号を出力する待機時間設
定手段と、ヒータ制御手段からの点灯信号とヒータ点灯
検知手段からの第１信号及び待機時間設定手段からの第
２信号を受けた時点から積分を行い、積分値が所定の値
に達すると第３信号を出力する積分手段と、この第３信
号が入力されるとヒータの１次側電源を遮断する電源制
御手段とを備えたことを特徴とする。

（作　用） ヒータ点灯検知手段により出力されるヒータの点灯を検
知したことを示す信号を積分手段によって積分し、ヒー
タの点灯が異常に長いと判定されると電源制御手段によ
りヒータの１次側電源を遮断させる。

（実施例） 以下、本発明を添付図面に示す実施例により具体的に説
明する。

第２図は本発明を適用した画像形成装置としての複写機
の外観図である。（２）はパワースイッチとしてのメイ
ンスイッチであり、これをＯＮする、！：複写ａ（１：
Ａｃ　１００ｖが給電される。（３）は複写枚数の表示
部であり、複写機（１）にトラブルが発生したときには
、この表示部（３）にそのトラブルコードが表示される
。メインスイッチ（２）の投入後、複写機（１）内に設
けられている熱定着装置（第３図１３参照）が所定温度
に達するまではプリントキー（４）のＯＮ操作は受は付
けられない。この間、熱定着装置に何らかの異常がある
と表示部（３）にそのトラブルコードが表示される。

何らの異常がない場合、熱定着装置が所定温度にまで昇
温された段階でプリントキー（４）のプリント可能表示
が点灯され、その後にプリントキー（４）を押すとコピ
ー動作がスタートする。

第３図に複写機（１）の中央断面図を示すように、複写
機（１）は、原稿ガラス（５）上に載置された原稿の像
を走査光学系（６）により感光体ドラム（７）上に露光
して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器（８）で
トナー像化した後、複写機（１）に対し着脱自在に設け
られた給紙カセット（９）、　（１０）から送られてく
るコピー紙に、前記トナー像を転写チャージャ（１１）
によって転写し、これを搬送ベルト（１２）で熱定着装
置（１３）に送って定着する。即ち、この複写機（１）
には、公知の電子写真システムが採用されており、詳細
は略す。

第４図に熱定着装置（１３）の詳細を示す。この熱定着
装置（１３）は、表面にトナーが付着しない非粘着材を
被覆した筒状のヒートローラ（１４）といま一つのロー
ラ（１７）との間にトナー像１８ｔが形成されたコピー
紙１８を噛込んで通過させ、その間にトナー像１８ｔを
熱定着するようにしたものであって、ヒートローラ（１
４）は、内部に固定されているヒートランプ（１５）に
より内側から加熱される。適当なブラケットに支持され
ヒートローラ（１４）の表面に接触もしくは近接してい
るサーミスタ（１６）は、ヒートローラ（１４）の表面
温度を検出し、検出温度が所定温度に達していると後述
する制御手段によりヒートローラ（１４）と加圧ローラ
（１７）の回転が許可される。ローラ（１４，１７）間
に送り込まれたコピー紙（１８）は回転するヒートロー
ラ（１４）によりトナー像（１８ｔ）を定着され送り出
される。

ヒートローラ（１４）の表面に近接して配設された温度
ヒユーズ（１９）は、ヒートローラ（１４）の表面温度
が最適温度に対して設定した上限値を越えて上昇すると
作動し、ヒートローラ（１４）の異常加熱を阻止する。

すなわち、温度ヒユーズ（１９）はヒートランプ（１５
）の通電ライン（２０）にヒートランプ（１５）と直列
に接続されていて、作動すると、ヒートランプ（１５）
への通電を遮断する。

赤外線センサ（２１）は、ヒートランプ（１５）のフィ
ラメント（１５ｆ）から発せられる赤外線を検知する。

なお、この赤外線センサ（２１）は適当なブラケットに
よりヒートローラ（１４）の筒状の内部に位置するよう
に設けてもよい。赤外線センサ（２１）は、後述する如
く、ヒートランプ（１５）の異常点灯を直接に検出する
ために用いられているが、同様の目的で、この赤外線セ
ンサ（２１）に替え、通電ライン（２０）に近接して設
けた磁気センサ（２２）を使用してもよい。

磁気センサ（２２）は通電ライン（２０）の電流変化に
基づく磁気の変化を検知する。

第１図に、オープンコレクタ型素子を用いたヒートラン
プ（１５）の温度制御回路及び異常過熱検出回路の構成
を示す。

第２図に示したメインスイッチ（２）が投入されると、
その接点（２ｐ）が閉じる。これにより、リレー回路（
３１）が作動し、接点（２ｐ）と並列に設けた接点（３
１ａ）を閉じて自己保持するとともに、通電ライン（２
０）の二つの接点（３１ｂ）、　（３１ｃ）を閉じる。

これにより、ヒートランプ（１５）への通電が可能とな
る。

この状態で温度制御用のマイクロコンピュータＭＰＵ　
（以下、単にＭＰＵという）　（３２）から点灯信号／
消灯信号が出力されると、ソリッドステートリレーＳＳ
Ｒ（以下、単にＳＳＲという）　（３４）が作動し、ヒ
ートランプ（１５）は０Ｎ１０ＦＦする。

Ｍ　Ｐ　Ｕ　（３２）は、ヒートローラ（１４）の表面
温度が所定の最適温度以下であることがサーミスタ（１
６）により検知されたときに、点灯信号として高レベル
信号（以下、高レベルをｒＨＪと記す）を出力し、逆に
所定の最適温度より高いときには低レベル信号（以下、
低レベルをｒｌＪと記す）を出力する。

以上の如く、Ｍ　Ｐ　Ｕ　（３２）とＳ　Ｓ　Ｒ（３４
）とは、サーミスタ（１６）の出力信号を受けてヒート
ランプ（１５）に対する通電量を制御し、これによって
ヒートローラ（１４）の表面温度を最適温度に保持する
。なお、走査露光中に光学系（６）の露光ランプ（図示
せず）の光量が変動しないように、点灯信号の切替えは
露光ランプの点灯中は禁止されている。

次に、異常過熱検出回路について、第５図に示すタイム
チャートとともに説明する。

ヒートランプ（１５）の発光は赤外線センサ（２１）に
より検出される。

比較器（ＣＭＰＩ）は、赤外線センサ（２１）の検出信
号を所定の電圧と比較し、ヒートランプ（１５）の点灯
（発熱）時にはｒＨＪ信号を周知の構成を有する積分回
路（２４）に出力する（第５図（ｂ）、（ｃ）参照）。

また、ＭＰＵ（３２）の出力するヒートランプ点灯信号
（点灯時に「Ｈ」になる）自体もバッファ（２７）を介
して上記積分回路（２４）に入力される（第５図（ａ）
参照）。

さらに、第１タイマ回路（２８）からの出力信号とイン
バータ（２９）を介した第２タイマ回路（３０）からの
出力信号との論理和である合成信号（Ｓ）も上記積分回
路（２４）に入力される（第５図（ｄ）、（ｅ）。

（ｆ）参照）。

上記の三信号即ち、比較器（ＣＭＰＩ）の出力、点灯信
号及び合成信号（Ｓ）の論理和がとられ、これら三信号
すべてがｒＨＪのときに、ｒＨＪ信号を上記積分回路（
２４）に出力する。なお、本実施例では、比較器（ＣＭ
Ｐｌ）　、バッファ（２７）、第１タイマＩＣ，インバ
ータ（２９）についてそれぞれオープンコレクタ型素子
を用いた回路構成とじており、上記三信号の論理和をと
るのにＡＮＤゲートを用いる必要がない。

第１タイマ回路（２８）は複写動作中であることを、示
す信号を出力するもので、複写機の走査光学系（６）の
スイッチ（６ａ）が走査により閉じられた時点から複写
動作が終了するまでｒｌ（Ｊ信号を出力する（第５図（
ｄ）参照）。第２タイマ回路（３０）は、走査系の露光
ランプの点灯中には異常過熱の検出を禁止させるための
もので、スイッチ（６ａ）が走査開始により閉じられた
時点から露光ランプが消灯するまで「Ｈ」信号を出力す
る（第５図（ｅ）参照）。

なお、第２タイマ回路（３０）の出力はインバータ（２
９）によって反転されるので、インバータ（２９）の出
力は、スイッチ（６ａ）が閉じられた後、露光ランプの
消灯によって初めてｒＨＪとなる。従って、合成信号（
Ｓ）はスイッチ（６ａ）が閉じられてから一定時間Δを
経過後ｒｌ（Ｊとなる（第５図（ｆ）参照）。

積分回路（２４）は、積分コンデンサ（２５）を備え、
上記の三信号がすべて「Ｈ」であるときのみ積分コンデ
ンサ（２５）は充電される（第５図（ｇ）参照）。

充電が開始されてから所定時間を経過すると積分回路（
２４）の出力を一方入力とする比較器（ＣＭＰ２）の出
力が反転して、「Ｌ」信号を出力する（第５図（ｇ）参
照）。

この出力反転により、本体電源通電用のリレー回路（３
１）が強制的に開作動させられ、接点（３１ｂ）。

（３１ｃ）が開かれる（第５図（ｉ）参照）。すなわち
、ヒートローラ用の電源は遮断される。

この場合、通常は、積分回路（２４）の入力信号のうち
、バッファ（２７）からは点灯にともないＭＰＵ（３２
）からの「Ｈ」の点灯信号がそのまま出力されるが、比
較器（ＣＭＰＩ）は、赤外線センサ（２１）がヒートラ
ンプ（１５）の発光を受光するまで、積分回路（２４）
での積分を禁止し、また、光学系（６）のスイッチ（６
ａ）が第２タイマ回路（３０）の第２タイマＩＣを作動
させてから所定の時間を経過するまでの間も、積分が禁
止される。

従って、ヒートランプ（１５）が十分発光し、かつ、第
２タイマ回路（３０）の第２タイマＩＣが切れると（露
光ランプが消灯されると）、積分回路（２４）は積分を
開始する。複写機（１）が正常に動作している場合は、
点灯信号が長時間「Ｈ」に保持されることはないから、
積分値は比較器（ＣＭＰ２）の出力レベルが反転するほ
ど大きくなる前に放電されて零になるので（第５図（ｇ
）参照）、リレー（３１）が開作動されることはなく（
第５図（ｈ）参照）、ヒートランプ（１５）への通電は
遮断されない。

いま、サーミスタ（１６）の故障やＭ　Ｐ　Ｕ　（３２
）の異常により、点灯信号（ｒＨ」）が異常に長く出力
されたとする（第５図（ａ）参照）。この場合、赤外線
センサ（２１）はヒートランプ（１５）の発光を検知し
つづけ（第５図（ｂ）参照）、これにより積分回路（２
４）の積分値が増大しく第５図（ｇ）参照）、遂には、
比較器（ＣＭＰ２）の出力レベルを反転させ（第５図（
ｈ）参照）、これによりリレー（３１）が作動しく第５
図（ｉ）参照）、ヒータの１次側電源が遮断され、ヒー
トランプ（１５）への通電が遮断される。作動時間は、
ヒートローラ（１４）の損傷を防止できる程度の時間に
設定されているので、ヒートローラ（１４）の過度の加
熱は防止できる。

なお前記実施例においては、ヒートランプ（１５）に対
する点灯信号の切替えを露光ランプが点灯している間禁
止しているが、これに限られるものではない。例えば光
学系（６）の走査開始と共に閉じられるスイッチ（６ａ
）からの信号をＭ　Ｐ　ｕ　（３２）へ入力し、Ｍ　Ｐ
　Ｕ　（３ｇ）の内部タイマを用いて計時することによ
り走査移動時のみに禁止するようにしてもよい。この際
には、これに合わせて第２タイマ回路（３０）の第２タ
イマＩＣの設定も変更することが望ましい。

また、上述しｌ；ような点灯信号切替禁止手段を持たな
い装置に本発明を適用した場合には、異常過熱の検出を
禁止する必要がないため、第２タイマ回路（３０）及び
インバータ（２９）は不要である。

（発明の効果） ハードウェアのみでヒータの点灯、消灯を直接確認し、
その点灯時間と機械の状態によってヒータ点灯の異常を
早期に防止でき、ヒートローラの過度の加熱が防止でき
る。したがって、雷サージなどによるソフトプログラム
の異常があっても、機械の損傷を防止でき、信頼性が高
い。

画像作成中もヒータ点灯の異常をチェックできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、と−トランプ温度制御回路及び異常過熱検出
回路の回路図である。 第２図は、複写機の斜視図である。 第３図は、複写機の断面図である。 第４図は、熱定着装置の斜視図である。 第５図は、温度制御の一例のタイムチャートである。 ６ａ・・・スイッチ、１３・・・熱定着装置、１４・・
・ヒートローラ、 １５・・・ヒートランプ（ヒータ）、 １６・・・サイリスタ、２１・・・光センサ、２４・・
・積分回路、 ２８・・・第１タイマ回路、３０・・・第２タイマ回路
、３１・・・リレー、３２・・・マイクロコンピュータ
。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　弁理士　前出　葆ほか２名第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱源であるヒータを内蔵する少なくとも１本の
   ローラを含むローラ間にコピー紙を通過させてトナー像
   を熱定着する電子写真式プリンタ等の定着装置において
   、 上記ローラの表面温度を検出する表面温度検出手段と、 上記表面温度検出手段からの出力に応じて、ヒータをＯ
   Ｎ／ＯＦＦするための点灯信号を出力するヒータ制御手
   段と、 ヒータの点灯を検知すると第１信号を出力するヒータ点
   灯検知手段と、 プリント動作中において走査系により検出される信号か
   ら所定時間経過後に第２信号を出力する待機時間設定手
   段と、 ヒータ制御手段からの点灯信号とヒータ点灯検知手段か
   らの第１信号及び待機時間設定手段からの第２信号を受
   けた時点から積分を行い、積分値が所定の値に達すると
   第３信号を出力する積分手段と、 この第３信号が入力されるとヒータの１次側電源を遮断
   する電源制御手段とを備えたことを特徴とするヒータ異
   常点灯防止装置。