JP3094256B2 - 静電記録用定着装置の異常検知装置 - Google Patents

静電記録用定着装置の異常検知装置

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JP3094256B2 JP04205503A JP20550392A JP3094256B2 JP 3094256 B2 JP3094256 B2 JP 3094256B2 JP 04205503 A JP04205503 A JP 04205503A JP 20550392 A JP20550392 A JP 20550392A JP 3094256 B2 JP3094256 B2 JP 3094256B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ページプリンタ、アナ
ログ複写機、デジタル複写機等、電子写真プロセスを用
いた静電記録装置に用いられる定着装置の異常検知装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】ページプリンタ(レーザビームプリン
タ)等の静電記録装置においては、帯電器によって像担
持体である例えば感光体ドラム周面に一様に帯電した
後、感光体ドラム周面にレーザビームによって像露光を
行い、静電的な潜像を形成する。この潜像は現像器によ
って現像・顕像化されてトナー像となる。この感光体ド
ラム周面に形成されたトナー像はタイミングを合わせて
給送される記録紙上に転写される。そして、トナー像の
転写を受けた記録紙は、感光体ドラムから分離されて、
定着装置に搬送され、そのトナー像が定着された後、記
録装置外に排出される。
【0003】ここで、定着装置は、内部にヒータを有す
る定着ヒータローラと、これに圧接する定着加圧ローラ
とからなり、これらのローラの間で熱と圧力とを加えら
れることにより、トナーが溶融し、記録紙上に固定され
る。そして、ヒータに対しては、記録装置の起動時(主
電源のON時)より通電を開始し、以降は定着ヒータロ
ーラの周面近傍にあるいは周面に接触させて配置した温
度センサからの信号に基づいて設定温度(例えば 185
℃)になるようにヒータへの通電をON・OFF制御し
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
静電記録装置において、近年、定着に対する安全性の要
求が高まり、定着ヒータローラへの紙巻付きの対策、特
に定着ヒータローラに紙が巻付いた状態で記録装置の主
電源がOFFされ、これを忘れて再起動するときの対策
が求められている。
【0005】この場合の紙巻付き検知方法としては、定
着ヒータローラに紙が巻付くと、ヒータから温度センサ
への熱伝達路に紙が介在することにより、温度センサへ
の熱伝達が遅れることを利用し、紙が絶対に巻付くこと
のない位置(定着ヒータローラの端部寄りの紙幅より外
側の周面近傍)にもう1つ温度センサを追加して設け、
2個の温度センサの出力を比較して紙巻付きを検知する
ことが考えられる。
【0006】しかし、温度センサを1つ余計に設けるこ
とはコストアップになり、また小型機では2個目の温度
センサが実装不可能な場合があるという問題点があっ
た。本発明は、このような従来の問題点に鑑み、温度セ
ンサを余計に設けることなく、記録装置の起動時に定着
ヒータローラへの紙巻付きの有無を速やかに検知するこ
とのできる静電記録用定着装置の異常検知装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、内部にヒータ24aを有する定着ヒータ
ローラ24と、これに圧接する定着加圧ローラ25とによ
り、これらの間で記録紙にトナーを定着させる静電記録
用定着装置において、定着ヒータローラ24の周面近傍に
あるいは周面に接触させて配置した温度センサ30からの
信号に基づいてヒータへの電源投入開始時の温度を検出
する開始温度検出手段Aと、前記温度センサ30からの信
号に基づいて電源投入開始時から一定時間内における最
低温度を検出する最低温度検出手段Bと、前記開始温度
と前記最低温度との差が所定値以上のときに定着ヒータ
ローラへの紙巻付きを検知する異常検知手段Cとを設け
て、静電記録用定着装置の異常検知装置を構成する。
【0008】
【作用】すなわち、ヒータに対しては記録装置の起動時
(主電源のON時)より通電を開始するが、このときに
定着ヒータローラに紙が巻付いていると、紙中の水分の
蒸発熱が奪われることにより、温度センサからの信号に
基づいて検出される温度が一時的に大きく低下する。
【0009】従って、ヒータへの電源投入開始時の温度
と、開始時から一定時間内における最低温度とを検出し
て、これら開始温度と最低温度との差を算出し、その差
が所定値以上のときに定着ヒータローラへの紙巻付きを
検知するのである。尚、このようにして紙巻付きを検知
した場合は、一般的には、ヒータへの通電を停止させる
と共に、記録装置の動作を停止させて、安全性を確保す
る。
【0010】
【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。先ず図
2を参照して静電記録装置の全体構成を説明する。像担
持体である感光体ドラム10は、ドラム上に光を受けて導
通するOPC感光層を塗布してなり、図で時計方向に回
転駆動される。
【0011】感光体ドラム10には、スコロトロン帯電器
12により、一様な帯電をコロナ放電によって与える。一
様帯電の後、感光体ドラム10に対し、像露光手段13によ
り画像信号に基づいた1色目の像露光が行われる。像露
光手段13は、図示しないレーザダイオードを発光光源と
し、回転するポリゴンミラー13a、fθレンズ13b、反
射ミラー13c等により主走査を行うもので、感光体ドラ
ム10の回転(副走査)によって感光体ドラム10上に潜像
が形成される。ここでは、例えば画像部分に対して露光
を行い、画像部分が低電位となるような反転潜像を形成
する。
【0012】像露光の後、感光体ドラム10に対し、1色
目の現像が行われる。すなわち、イエロー(Y)、マゼ
ンタ(M)、シアン(C)、黒色(K)のトナーとキャ
リアとからなる現像剤をそれぞれ内蔵した4個の現像器
14が設けられていて、そのうちの1つにより、1色目の
現像がマグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現
像スリーブ14aによって行われる。現像域における現像
スリーブ14aと感光体ドラム10との間にはバイアス電圧
が印加され、これによりトナーはキャリアから離脱し、
感光体ドラム10の低電位の部分に付着して顕像化(反転
現像)が行われる。
【0013】1色目のトナー像形成が終わった後、感光
体ドラム10の2回転目に2色目のトナー像形成工程に入
り、再び帯電器12による一様帯電が行われ、2色目の画
像データによる潜像が像露光手段13によって形成された
後、2色目の現像による顕像化が行われる。3色目、4
色目についても、2色目と同様のトナー像形成が行わ
れ、感光体ドラム10周面上には4色の顕像が形成され
る。
【0014】一方、給紙カセット15より給紙機構16によ
って給送された記録紙Pは、感光体ドラム10と転写ベル
ト17とで形成されるニップ部(転写域)18へと送られ、
転写ベルト17裏面よりコロナ放電器を用いた転写電極19
により転写電界が付与され、記録紙P上に多色像が転写
される。ここで、転写ベルト17を張架する保持ローラ2
0,21のうち上流側保持ローラ20の軸に対しては電圧が
印加されており、記録紙Pがこの保持ローラ20に巻掛け
られた転写ベルト17と接地されているブラシ22との間に
進入すると、記録紙Pに対して電荷が注入され、記録紙
Pと転写ベルト17との間に吸着力が生じる。
【0015】また、下流側保持ローラ21の近傍では後述
する除電器26により下流側保持ローラ21の軸を対向電極
としてコロナ放電による除電を受けて、記録紙Pは転写
ベルト17から分離する。また、転写ベルト17の記録紙P
分離後の戻り経路には電圧が印加されたクリーニングロ
ーラ23が設けられ、転写ベルト17に付着したトナーを除
去する。
【0016】尚、転写ベルト17は、多色像形成中、下流
側保持ローラ21の軸を中心として時計方向に回動し、感
光体ドラム10より離間している。転写ベルト17から分離
した多色像を保持した記録紙Pは、定着装置、すなわ
ち、内部にヒータ24aを有する定着ヒータローラ24と、
これに圧接する定着加圧ローラ25との間へと搬送され、
これらのローラ24,25間で熱と圧力とを加えられること
により、付着トナーが溶融し、記録紙P上に固定された
後、記録装置外へ排出される。
【0017】転写後の感光体ドラム10周面上に残った残
留トナーは、コロナ放電器を用いた除電器26により除電
を受けた後、クリーニングブレード27に至り、これによ
って掻き落とされて回収される。ここで、除電器26はそ
の配置によって記録紙Pの除電を兼ねている。尚、多色
像形成中は、除電器26による除電はOFF状態に保た
れ、クリーニングブレード27は感光体ドラム10から離間
した状態に保たれる。
【0018】次に図3を参照して定着ヒータローラ24と
定着加圧ローラ25とからなる定着装置について更に詳し
く説明する。定着ヒータローラ24内部のヒータ(通常は
ハロゲンランプ)24aに対しては、AC電源より、メイ
ンリレー31及びヒータ駆動回路32を介して通電するよう
になっている。
【0019】これらメインリレー31及びヒータ駆動回路
32はCPU33からの信号により図示省略したI/Oドラ
イバを介してON・OFFされるようになっている。こ
こで、CPU33は、記録装置の起動時(主電源のON
時)より、メインリレーコントロール信号(M/C)に
よりメインリレー31をONにすると共に、ヒータコント
ロール信号(H/C)によりヒータ駆動回路32をONに
して、ヒータ24aへの通電を開始する。
【0020】以降は、定着ヒータローラ24の温度が設定
温度(例えば 185℃)になるように、ヒータ24aへの通
電をON・OFF制御する。このため、定着ヒータロー
ラ24の周面近傍に配置した温度センサ34からの信号をC
PU33のA/D変換用入力ポートに入力して、CPU33
により温度HT を検出し、これを設定温度(例えば 185
℃)と比較して、これらが一致するようにヒータコント
ロール信号(H/C)によりヒータ駆動回路32をON・
OFFして、ヒータ24aへの通電をON・OFF制御し
ている。
【0021】また、温度センサ34の異常(オープン又は
ショート)に対処するため、温度センサ34の信号電圧を
ウインドコンパレータからなるセンサ電圧異常検知回路
35に入力してあり、信号電圧が所定の下限値以下又は所
定の上限値以上となった場合に、異常信号を後述する遮
断回路37へ出力するようにしてある。また、ヒータ24a
に通電しっぱなしになった場合に対処するため、ウォッ
チドックタイマ36が設けられていて、記録装置の起動時
からのヒータ24aの連続ON時間を積算しており、これ
が所定値以上となった場合に、異常信号を後述する遮断
回路37へ出力するようにしてある。尚、ウォッチドック
タイマ36はCPU33からのリセット信号Rによりリセッ
トされる。
【0022】遮断回路37は、センサ電圧異常検知回路35
からの異常信号、ウォッチドックタイマ36からの異常信
号、又はCPU33から後述のように出力される異常信号
(NG)のうち、いずれかの入力により作動して、メイ
ンリレーコントロール信号(M/C)をOFF状態にす
ると共に、ヒータコントロール信号(H/C)をOFF
状態にし、メインリレー31及びヒータ駆動回路32をOF
Fにして、ヒータ24aへの通電を停止する。
【0023】次に図4〜図6を参照してCPU33の内部
でソフトウェアにより実行される第1〜第3の異常検知
処理ルーチンについて説明する。図4は第1の異常検知
処理ルーチンのフローチャートであり、定着ヒータロー
ラ24への紙巻付きを検知して処理するためのものであ
る。ステップ1(図にはS1と記してある。以下同様)
では、記録装置の起動時(ウォームアップ開始時)か否
かを判定し、起動時の場合のみ、ステップ2〜5を実行
する。すなわち、ステップ2ではタイマtをスタートさ
せる。ステップ3では温度センサ34の信号に基づいて温
度HT を読込み、ステップ4ではこれを開始温度HTS
する。従って、ステップ3,4の部分が開始温度検出手
段に相当する。また、ステップ5では現在の温度HT
取敢えず最低温度HTOとする。
【0024】ステップ6では、タイマtが所定時間t0
(例えば10秒)になったか否かを判定し、所定時間t0
経過するまでは、ステップ7〜9を実行する。すなわ
ち、ステップ7では温度センサ34の信号に基づいて温度
T を読込み、ステップ8ではこれを最低温度HTOと比
較して、HT <HTOの場合に、ステップ9で最低温度H
TOをHT により書換える。従って、ステップ7〜9の部
分が最低温度検出手段に相当する。
【0025】所定時間t0 経過した場合は、ステップ6
からステップ10へ進む。ステップ10では、開始温度HTS
と最低温度HTOとの差(HTS−HTO)が所定値C1以上
か否かを判定し、所定値C1未満の場合は正常とみなし
て本ルーチンを終了する。前記差(HTS−HTO)が所定
値C1以上の場合は、紙巻付きとみなす。従って、ステ
ップ10の部分が紙巻付き検知手段に相当する。
【0026】これは次の理由による。すなわち、定着ヒ
ータローラ24に紙が巻付いていると、ヒータ24aへの通
電開始後に、紙中の水分の蒸発熱が奪われることなどに
より、温度センサ34からの信号に基づいて検出される温
度HT が図7に示すように一時的に大きく低下する。従
って、開始時の温度(開始温度)HTSと、開始時から一
定時間(t0 )内における最低温度HTOとの差を算出
し、これが所定値C1以上のときに定着ヒータローラ24
への紙巻付きとみなすのである。
【0027】紙巻付きとみなした場合は、ステップ11へ
進んで遮断回路37に対し異常信号(NG)を出力する。
これにより、遮断回路37が作動し、メインリレーコント
ロール信号(M/C)をOFF状態にすると共に、ヒー
タコントロール信号(H/C)をOFF状態にし、メイ
ンリレー31及びヒータ駆動回路32をOFFにして、ヒー
タ24aへの通電を停止する。更に、ステップ12へ進んで
異常表示を行い、次のステップ13で記録動作を停止させ
て、本ルーチンを終了する。
【0028】図5は第2の異常検知処理ルーチンのフロ
ーチャートであり、ヒータ24a又は温度センサ34の異常
を検知して処理するためのものである。ステップ21で
は、記録装置の起動時(ウォームアップ開始時)か否か
を判定し、起動時の場合のみ、ステップ22を実行して、
タイマtをスタートさせる。尚、図4のルーチンのタイ
マを兼用してもよい。
【0029】ステップ23では、タイマtが所定時間t1
(例えば 3.5秒)になったか否かを判定し、所定時間t
1 経過した時点で、ステップ24を実行して、温度センサ
34の信号に基づいて温度HT を読込み、これをHT1とし
て記憶する。ステップ25では、タイマtが所定時間t2
(t2 >t1 で、例えば 8.5秒)になったか否かを判定
し、所定時間t2 経過した時点で、ステップ26を実行し
て、温度センサ34の信号に基づいて温度HT を読込み、
これをHT2として記憶する。
【0030】次にステップ27ではt2 時間経過後の温度
T2とt1 時間経過後の温度HT1との差(HT2−HT1
が所定値C2以下か否かを判定し、所定値C2を超えて
いる場合は正常とみなして本ルーチンを終了する。前記
差(HT2−HT1)が所定値C2以下の場合は、ヒータ24
a又は温度センサ34の異常とみなす。すなわち、図7を
参照し、t1 〜t2 間の温度上昇が少ないときは、ヒー
タ24aの作動不良や、ヒータ24aが正常であるとすれば
温度センサ34の異常が考えられるからである。
【0031】異常とみなした場合は、ステップ28へ進ん
で遮断回路37に対し異常信号(NG)を出力する。これ
により、遮断回路37が作動し、メインリレーコントロー
ル信号(M/C)をOFF状態にすると共に、ヒータコ
ントロール信号(H/C)をOFF状態にし、メインリ
レー31及びヒータ駆動回路32をOFFにして、ヒータ24
aへの通電を停止する。更に、ステップ29へ進んで異常
表示を行い、次のステップ30で記録動作を停止させて、
本ルーチンを終了する。
【0032】図6は第3の異常検知処理ルーチンのフロ
ーチャートであり、主に温度センサ34の異常を検知して
処理するためのものである。尚、本ルーチンは例えば 2
50msec毎に実行される。ステップ41では、温度センサ34
の信号に基づいて温度HT を読込む。ステップ42では、
今回検出された温度HT と前回( 250msec前)検出され
た温度HT ’との差の絶対値を求めて、これを温度変化
量ΔHT =|HT −HT ’|とする。
【0033】ステップ43では、温度変化量ΔHT が所定
値C3以上か否かを判定し、所定値C3未満の場合は正
常とみなし、次回の演算のためステップ44でHT
T ’に代入してから、本ルーチンを終了する。前記温
度変化量ΔHT が所定値C3以上の場合は、温度センサ
34の異常とみなす。
【0034】異常とみなした場合は、ステップ45へ進ん
で遮断回路37に対し異常信号(NG)を出力する。これ
により、遮断回路37が作動し、メインリレーコントロー
ル信号(M/C)をOFF状態にすると共に、ヒータコ
ントロール信号(H/C)をOFF状態にし、メインリ
レー31及びヒータ駆動回路32をOFFにして、ヒータ24
aへの通電を停止する。更に、ステップ46へ進んで異常
表示を行い、次のステップ47で記録動作を停止させて、
本ルーチンを終了する。
【0035】尚、実施例では温度センサ34は定着ヒータ
ローラ24の周面近傍に配置したが、定着ヒータローラ24
の周面に接触させた配置構造でもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、1
個の温度センサのみで定着ヒータローラへの紙巻付きを
検知して対処することができ、コストアップなしに安全
性を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施例を示す静電記録装置の全体
構成図
【図3】 定着装置及びその制御回路を示す図
【図4】 第1の異常検知処理ルーチンのフローチャー
【図5】 第2の異常検知処理ルーチンのフローチャー
【図6】 第3の異常検知処理ルーチンのフローチャー
【図7】 起動後のヒータ温度特性を示す図
【符号の説明】
10 感光体ドラム 12 帯電器 13 像露光手段 14 現像器 17 転写ベルト 24 定着ヒータローラ 24a ヒータ 25 定着加圧ローラ 31 メインリレー 32 ヒータ駆動回路 33 CPU 34 温度センサ 37 遮断回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−189168(JP,A) 特開 昭57−161754(JP,A) 実開 昭60−120464(JP,U) 実開 昭60−118170(JP,U) 実開 昭57−170150(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部にヒータを有する定着ヒータローラ
    と、これに圧接する定着加圧ローラとにより、これらの
    間で記録紙にトナーを定着させる静電記録用定着装置に
    おいて、定着ヒータローラの周面近傍にあるいは周面に
    接触させて配置した温度センサからの信号に基づいてヒ
    ータへの電源投入開始時の温度を検出する開始温度検出
    手段と、前記温度センサからの信号に基づいて電源投入
    開始時から一定時間内における最低温度を検出する最低
    温度検出手段と、前記開始温度と前記最低温度との差が
    所定値以上のときに定着ヒータローラへの紙巻付きを検
    知する紙巻付き検知手段とを設けたことを特徴とする静
    電記録用定着装置の異常検知装置。
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