JP2004028622A

JP2004028622A - 温度検出装置および画像形成装置

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Publication number: JP2004028622A
Application number: JP2002181508A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Tamaoki; 玉置　智広
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP3962639B2

Abstract

【課題】非接触の温度検知手段を用いた、感熱素子の断線や短絡による故障を正確に検出できる温度検出装置、この温度検出装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】赤外線検知用感熱素子１０と抵抗素子の直列回路における共通接続点の電圧である第１の出力電圧ａと、温度補償用感熱素子と抵抗素子の直列回路における共通接続点の電圧である第２の出力電圧ｂとをデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとにマイコン１６において検出対象の温度を検出する。また前記第１の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記赤外線検知用感熱素子１０および伝送路の故障を検知し、前記第２の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記温度補償用感熱素子１１および伝送路の故障を検知する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触の温度検出装置に関し、特に電子写真装置，静電記録装置等の画像形成装置に用いられる定着装置の温度検出に好適な温度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータにより加熱される定着ローラを用いた定着装置は、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置において多用されている。
【０００３】
このような定着装置では、定着ローラの表面温度を所定温度に維持するためのサーミスタや、定着ローラの異常昇温時にヒータへの通電経路を遮断するための温度ヒューズ，サーモスイッチ等の温度検知素子を定着ローラ表面に当接させている。
【０００４】
このため、接触キズが定着ローラに発生し、白スジ，黒スジ，定着不良などの問題が発生することがある。
【０００５】
そこで、温度検知手段を、記録材の通過領域である画像域外において定着ローラに当接させる手法が考えられるが、画像域内の温度検知が不可能であることや、定着装置が大型化するため、最近では温度検知手段を画像域内において定着ローラに非接触に近接させる手法が考えられている。
【０００６】
この非接触温度検知手段は、開口部を有するケーシングと、このケーシングに内装されるとともに、開口部を通過した赤外線を吸収する高分子材料から成る赤外線吸収フィルムと、この赤外線吸収フィルムに密着するように配設した赤外線検知用のサーミスタ素子と、ケーシングの温度を検出する温度補償用のサーミスタ素子を備えたものである。
【０００７】
この非接触温度検知手段は、ケーシングの開口部を通過した赤外線がその開口部の直下に配設した赤外線吸収フィルムに吸収されることによって赤外線吸収フィルムの温度が上昇し、赤外線吸収フィルムに密着して配設したサーミスタ素子がその温度変化を検出する。図７のように赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１はともに同等の温度−抵抗特性のものを使用しており、同一の抵抗値の固定抵抗Ｒ１およびＲ２がそれぞれ直列に接続されている。
【０００８】
対象物からの赤外線を赤外線吸収フィルムが吸収するとフィルムの温度が上昇し、赤外線検知用サーミスタの抵抗値が温度補償用サーミスタに比して小さくなるため、ｂ＞ａとなっており、電圧ａと電圧ｂをＡ／Ｄコンバータによりデジタル値に変換してマイクロコンピュータに取り込むか、電圧ａと電圧ｂの電位差を図４で示されるように抵抗ブリッジ回路でＡ−Ｂ間の電位差に相当する出力電圧をｃとして検出して、電圧ｃと電圧ｂをＡ／Ｄコンバータによりデジタル値に変換してマイクロコンピュータに取り込み、マイクロコンピュータはこれらの２つの電圧のデジタル値をデータテーブルもしくは関数により変換して定着ローラの温度を検出している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例で説明した非接触温度検知手段を用いた温度検出手法では、定着ローラの温度制御中に赤外線検知用サーミスタ素子の故障や伝送線が断線してオープン状態になった場合、出力電圧ａが基準電圧Ｖと同じになってしまうため、ａとｂの関係が逆転してｂ＜ａとなる。また、温度補償用サーミスタ素子の短絡や伝送線が筐体と短絡した場合には出力電圧ｂがＧＮＤと同じになってしまうため、同様にａとｂの関係が逆転してｂ＜ａとなる。するとマイクロコンピュータが出力電圧ａとｂもしくはａとｃのデジタル値を基に温度に変換した際に、定着ローラの温度を実際より低い温度として検出してしまい、定着ローラを加熱し続ける結果、サーモスイッチ等の安全装置が働くまで定着ローラが過昇温してしまうと言う問題があった。
【００１０】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、非接触の温度検知手段を用いた、感熱素子の断線や短絡による故障を正確に検出できる温度検出装置およびこの温度検出装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、温度検出装置を次の（１）ないし（８）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（９）のとおりに構成する。
【００１２】
（１）温度検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、および前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧である第２の出力電圧とにより前記温度検出対象の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第１の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第２の故障検知手段とを備えた温度検出装置。
【００１３】
（２）前記（１）記載の温度検出装置において、
前記第１の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、
前記第２の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知する温度検出装置。
【００１４】
（３）検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧である第２の出力電圧とをデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとに前記検出対象の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記赤外線検知用感熱素子および伝送路の故障を検知する第３の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記温度補償用感熱素子および伝送路の故障を検知する第４の故障検知手段とを備えた温度検出装置。
【００１５】
（４）前記（３）記載の温度検出装置において、
前記第３の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子および伝送路の断線を検知し、前記第４の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子および伝送路の短絡を検知する温度検出装置。
【００１６】
（５）検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧であるの第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧の差分の電圧である第３の出力電圧のうち、前記第１の出力電圧もしくは前記第２の出力電圧と前記第３の出力電圧を用いて前記検出対象の温度を検出する３の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第１の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第２の故障検知手段とを備えた温度検出装置。
【００１７】
（６）前記（５）記載の温度検出装置において
前記第１の故障検知手段は前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、前記第２の故障検知手段は前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知する温度検出装置。
【００１８】
（７）検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通の接続点の電圧である第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧の差分の電圧である第３の出力電圧のうち、第１の出力電圧もしくは第２の出力電圧と第３の出力電圧をデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとに前記検出対象の温度を検出する第４の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第３の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第４の故障検知手段とを備えた温度検出装置。
【００１９】
（８）前記（７）記載の温度検出装置において
前記第３の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、前記第４の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知する温度検出装置。
【００２０】
（９）前記（１）ないし（８）のいずれかに記載の温度検出装置を用いて、定着ローラの温度を非接触で検出する画像形成装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、画像記録装置に用いられる、温度検出装置の実施例により詳しく説明する。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
記録紙上の未定着画像を定着させる画像記録装置は、画像記録装置内部に、図示を省略したが、表面に静電潜像を形成する像担持体、像担持体の表面の電荷を除電する前露光手段、像担持体の表面を所望の電位に帯電させる１次帯電手段、帯電した像担持体上を露光して静電潜像を形成させる露光手段、像担持体上の静電潜像を現像剤で現像して可視像化する現像器、現像器で現像された像担持体上のトナー画像を記録材に転写する転写装置等が設けられている。また、記録材に転写されたトナー画像を、加熱および加圧された定着ローラにより溶融定着させるローラ定着装置である定着ユニットが画像記録装置の所定位置に配置され、各部材により画像形成の各プロセスが適宜実行されることにより所望の画像を得ることができるようになっている。なお、記録材には記録紙やＯＨＰ用紙などが用いられる。
【００２３】
次に図５により定着ユニットの構成を説明する。図５において、２は加熱ローラであり、アルミニウム，鉄等のパイプ材にシリコーンゴム，フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成し表面にＰＦＡ，ＰＴＦＥといった離型層を被覆したローラである。前記加熱ローラ２に圧接して配設された加圧ローラ３も加熱ローラと同様に芯金の上にシリコーンゴム，フッ素ゴム等の耐熱弾性体の層を形成したローラである。前記加熱ローラ（加熱部材）２と加圧ローラ（バックアップ部材）３には記録材Ｓが通紙され、記録材Ｓ上のトナーＴは加熱ローラ２と加圧ローラ３との間で加熱および加圧されて定着される。前記加熱ローラ２の内部にはヒータ４が配設されており、加熱ローラ２を内部より加熱する。また前記加熱ローラ２の表面温度を検知するために温度検知手段たる温度検知素子５が加熱ローラに面して非接触に配置されており、加熱ローラ２の温度を検出する。温度検知素子５からのデータに基づいて加熱ローラ２の表面温度を所定の設定温度（プリント温度）または非定着時の待機温度（スタンバイ温度）に保つようになっている。加熱ローラにはまた、過昇温を検知するため、サーモスイッチ６が非接触に配設されており、過昇温が検知された場合、ヒータへの通電を遮断するようになっている。
【００２４】
次に、温度検知素子５の構成について詳細を図６を用いて説明する。図６において、７はアルミ等熱伝導性の高い材料でできたケースであり、ケース７の一面に設けた開口部８に加熱ローラから放射される赤外光を吸収する耐熱フィルム９が閉塞するように設けられる。耐熱フィルム９のケース内面側には、赤外線検知用サーミスタ素子１０を接着剤等で密着させて固定する。赤外線検知用サーミスタ素子１０の近傍には、ケース内の雰囲気温度を測定するための温度補償用サーミスタ素子１１を配設する。赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１のリード線１２は、ケース７に設けたソケット（図示なし）にそれぞれ接続して外部に取り出すようにする。
【００２５】
次に、温度検知素子５の動作について簡単に説明する。まず、ケース７の開口部８に取り付けた樹脂フィルム９に加熱ローラ２からの赤外線が入射すると、フィルム９に赤外線が吸収されてフィルム９の温度が赤外線量に応じて上昇する。そして、樹脂フィルム９の温度は、フィルム裏面に密着固定した赤外線検知用サーミスタ素子１０に伝導してサーミスタ素子１０の抵抗変化として検出する。赤外線検知用サーミスタ素子１０の抵抗は、ケースの温度による影響を受けており、温度補償用サーミスタ素子１１を用いて、ケース温度に相当する温度を検出してその影響を排除している。ここでケーシングをアルミ等熱伝導性の高い材料でできたケースにするのは、雰囲気温度の変化に対する温度補償用サーミスタ素子１１の追従性を向上させるためである。
【００２６】
次に実施例１である、前記温度検知素子５を用いた、“温度検出装置”を、図１を用いて説明する。
【００２７】
図１において、赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１はそれぞれ３３ｋΩの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と直列に接続されて、基準電源Ｖとグランドの間に接続されている。すなわち、赤外線検知用サーミスタ素子１０，温度補償用サーミスタ素子１１，抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は抵抗ブリッジ回路を構成しており、この抵抗ブリッジ回路には基準電源電圧が印加されている。抵抗ブリッジ回路の出力である、赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１の出力はそれぞれ電圧ａ，ｂである。電圧ａ，ｂは８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータ１２，１３に入力され、電圧ａに対応するデジタル出力ｊと電圧ｂに対応するデジタル出力ｋがマイクロコンピュータ１６で読まれる。マイコン１６はそれらのデジタル出力をデータテーブルに当てはめ、加熱ローラ２の温度を検出し、その温度が目標温度以下の場合はヒータ４に通電し、目標温度以上の場合は通電を止める。出力電圧ａはコンパレータ１４にも入力され、固定抵抗Ｒ３とＲ４により分圧された電圧値ＶＨと比較される。ＶＨは赤外線検知サーミスタが極低温であっても電圧出力ａが超えないように設定されている。赤外線検知用サーミスタ素子は例えば０℃であっても１０００ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ１は３３ｋΩに設定されているため、Ｒ３＝３３ｋΩ、Ｒ４＝１．５ＭΩとすることで極低温下でも赤外線検知サーミスタが断線していなければコンパレータ１４の出力ｍは“Ｌ”となっている。一方、赤外線検知サーミスタが断線してａ＝Ｖとなると、コンパレータ１４の出力ｍが“Ｈ”となり、マイコン１６は信号ｍを入力ポートで読み取ることで赤外線検知用サーミスタ１０もしくはその伝送線が断線していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。また、出力電圧ｂはコンパレータ１５にも入力され、固定抵抗Ｒ５とＲ６により分圧された電圧値ＶＬと比較される。ＶＬは温度補償用サーミスタ１１が通常使用状態での最高温度であっても電圧出力ｂが下回らないように設定されている。温度補償用サーミスタ素子１１は例えば１８０℃であっても７ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ２は３３ｋΩに設定されているため、Ｒ５＝３３ｋΩ、Ｒ６＝５．６ｋΩとすることで通常使用状態ではコンパレータ１５の出力ｎは“Ｌ”となっている。一方、温度補償用サーミスタが短絡してｂ＝ＧＮＤとなると、コンパレータ１５の出力ｎが“Ｈ”となり、マイコン１６は信号ｎを入力ポートで読み取ることで温度補償用サーミスタ１１もしくはその伝送線が短絡していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。
【００２８】
なお、本実施例では過昇温を防止するために赤外線検知用サーミスタの断線と温度補償用サーミスタの短絡を検知するように構成したが、さらにコンパレータを追加することで、赤外線検知用サーミスタの短絡や温度補償用サーミスタの断線を検知するようにすれば、より効果的である。
【００２９】
以上説明したように、本実施例によれば、赤外線検知サーミスタおよび温度補償用サーミスタの故障を検知することができ、定着ローラが過昇温する前にヒータへの通電を停止することが可能となる。
【００３０】
（実施例２）
次に実施例２である“温度検出装置”を図２を用いて説明する。赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１はそれぞれ３３ｋΩの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と直列に接続されて、基準電源Ｖとグランドの間に接続されている。すなわち、赤外線検知用サーミスタ素子１０，温度補償用サーミスタ素子１１，抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は抵抗ブリッジ回路を構成しており、この抵抗ブリッジ回路には基準電源電圧が印加されている。抵抗ブリッジ回路の出力である、赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１の出力はそれぞれ電圧ａ，ｂである。電圧ａ，ｂは８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータ１２，１３に入力され、電圧ａに対応するデジタル出力ｊと電圧ｂに対応するデジタル出力ｋがマイクロコンピュータ１６で読まれる。マイコン１６はそれらのデジタル出力をデータテーブルに当てはめ、加熱ローラ２の温度を検出し、その温度が目標温度以下の場合はヒータ４に通電し、目標温度以上の場合は通電を止める。マイコン１６は同時に赤外線検知サーミスタの断線検知のため、デジタル値ｊの値がＦＦＨかどうかを判定する。赤外線検知用サーミスタ素子は例えば０℃であっても１０００ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ１は３３ｋΩに設定されているため、０℃という低温下であっても、デジタル出力はＦ７Ｈとなり、断線以外でＦＦＨとなることはない。デジタル値ｊの値がＦＦＨであった場合、赤外線検知用サーミスタ１０もしくはその伝送線が断線していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。
【００３１】
さらにマイコン１６は温度補償用サーミスタの短絡検知のため、デジタル値ｋの値が３０Ｈ以下かどうかを判定する。温度補償用サーミスタ素子は通常の使用状態においては１８０℃以上の高温になることは無く、デジタル値が所定値３０Ｈ以下になったことで、サーミスタ素子や伝送線のグランドとの短絡異常と判断でき、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。
【００３２】
以上説明したように、本実施例では過昇温を防止するために赤外線検知用サーミスタの断線と温度補償用サーミスタの短絡を検知するように構成したが、さらにデジタル値ｊが３０Ｈ以下であった場合に赤外線検知用サーミスタの短絡と判断し、また、デジタル値ｋの値がＦＦＨであった場合に温度補償用サーミスタの断線と判断するようにすれば、より効果的である。
【００３３】
（実施例３）
次に実施例３である“温度検出装置”を図３を用いて説明する。赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１はそれぞれ３３ｋΩの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と直列に接続されて、基準電源Ｖとグランドの間に接続されている。すなわち、赤外線検知用サーミスタ素子１０，温度補償用サーミスタ素子１１，抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は抵抗ブリッジ回路を構成しており、この抵抗ブリッジ回路には基準電源電圧が印加されている。抵抗ブリッジ回路の出力である、赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１の出力はそれぞれ電圧ａ，ｂである。差動増幅回路１７は電圧ａ，ｂを入力としており、１５倍に増幅された出力が電圧ｃである。電圧ａ，ｃは８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータ１２，１３に入力され、電圧ａに対応するデジタル出力ｊと電圧ｃに対応するデジタル出力ｍがマイクロコンピュータ１６で読まれる。マイコン１６はそれらのデジタル出力をデータテーブルに当てはめ、加熱ローラ２の温度を検出し、その温度が目標温度以下の場合はヒータ４に通電し、目標温度以上の場合は通電を止める。本実施例では、電圧ａとｃにより温度検出するようにしたが、電圧ａの代りに電圧ｂを使用することも可能である。
【００３４】
出力電圧ａはコンパレータ１４にも入力され、固定抵抗Ｒ３とＲ４により分圧された電圧値ＶＨと比較される。ＶＨは赤外線検知サーミスタが極低温であっても電圧出力ａが超えないように設定されている。赤外線検知用サーミスタ素子は例えば０℃であっても１０００ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ１は３３ｋΩに設定されているため、Ｒ３＝３３ｋΩ，Ｒ４＝１．５ＭΩとすることで極低温下でも赤外線検知サーミスタが断線していなければコンパレータ１４の出力ｍは“Ｌ”となっている。一方、赤外線検知サーミスタが断線してａ＝Ｖとなると、コンパレータ１４の出力ｍが“Ｈ”となり、マイコン１６は信号ｍを入力ポートで読み取ることで赤外線検知用サーミスタ１０もしくはその伝送線が断線していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。また、出力電圧ｂはコンパレータ１５にも入力され、固定抵抗Ｒ５とＲ６により分圧された電圧値ＶＬと比較される。ＶＬは温度補償用サーミスタが通常使用状態での最高温度であっても電圧出力ｂが下回らないように設定されている。温度補償用サーミスタ素子は例えば１８０℃であっても７ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ１は３３ｋΩに設定されているため、Ｒ３＝３３ｋΩ，Ｒ４＝５．６ｋΩとすることで通常使用状態ではコンパレータ１５の出力ｎは“Ｌ”となっている。一方、温度補償用サーミスタが短絡してｂ＝ＧＮＤとなると、コンパレータ１５の出力ｎが“Ｈ”となり、マイコン１６は信号ｎを入力ポートで読み取ることで温度補償用サーミスタ１１もしくはその伝送線が短絡していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。
【００３５】
本実施例では過昇温を防止するために赤外線検知用サーミスタの断線と温度補償用サーミスタの短絡を検知するように構成したが、さらにコンパレータを追加することで、赤外線検知用サーミスタの短絡や温度補償用サーミスタの断線を検知するようにすればより効果的である。
【００３６】
（実施例４）
次に実施例４である“温度検出装置”を図４を用いて説明する。赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１はそれぞれ３３ｋΩの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２と直列に接続されて、基準電源Ｖとグランドの間に接続されている。すなわち、赤外線検知用サーミスタ素子１０，温度補償用サーミスタ素子１１，抵抗素子Ｒ１，Ｒ２は抵抗ブリッジ回路を構成しており、この抵抗ブリッジ回路には基準電源電圧が印加されている。抵抗ブリッジ回路の出力である、赤外線検知用サーミスタ素子１０と温度補償用サーミスタ素子１１の出力はそれぞれ電圧ａ，ｂである。差動増幅回路１７は電圧ａ，ｂを入力としており、１５倍に増幅された出力が電圧ｃである。電圧ａ，ｂ、ｃは８ｂｉｔＡ／Ｄコンバータ１２，１３、１８に入力され、電圧ａに対応するデジタル出力ｊと電圧ｂに対応するデジタル出力ｎおよび電圧ｃに対応するデジタル出力ｍがマイクロコンピュータ１６で読まれる。マイコン１６はそれらのデジタル出力のうちｊとｍをデータテーブルに当てはめ、加熱ローラ２の温度を検出し、その温度が目標温度以下の場合はヒータ４に通電し、目標温度以上の場合は通電を止める。本実施例では、デジタル出力ｊとｍにより温度検出するようにしたが、デジタル出力ｊの代わりにｎを使用することも可能である。
【００３７】
マイコン１６は同時に赤外線検知サーミスタの断線検知のため、デジタル値ｊの値がＦＦＨかどうかを判定する。赤外線検知用サーミスタ素子は例えば０℃であっても１０００ｋΩの抵抗値を持っており、それに対して抵抗素子Ｒ１は３３ｋΩに設定されているため、０℃という低温下であっても、デジタル出力はＦ７Ｈとなり、断線以外でＦＦＨとなることはない。デジタル値ｊの値がＦＦＨであった場合、赤外線検知用サーミスタ１０もしくはその伝送線が断線していると判断し、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。さらにマイコン１６は温度補償用サーミスタの短絡検知のため、デジタル値ｎの値が３０Ｈ以下かどうかを判定する。温度補償用サーミスタ素子は通常の使用状態においては１８０℃以上の高温になることは無く、デジタル値が所定値３０Ｈ以下になったことで、サーミスタ素子や伝送線のグランドとの短絡異常と判断でき、ヒータ４への通電を止めるとともに装置の動作を停止して、表示装置に温度検知素子５が故障したことを表示する。
【００３８】
本実施例では過昇温を防止するために赤外線検知用サーミスタの断線と温度補償用サーミスタの短絡を検知するように構成したが、さらにデジタル値ｊが３０Ｈ以下であった場合に赤外線検知用サーミスタの短絡と判断し、また、デジタル値ｎの値がＦＦＨであった場合に温度補償用サーミスタの断線と判断するようにすればより効果的である。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、赤外線検知サーミスタおよび温度補償用サーミスタの故障を検知することができ、例えば、定着ローラが過昇温する前にヒータへの通電を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の要部構成を示す図
【図２】実施例２の要部構成を示す図
【図３】実施例３の要部構成を示す図
【図４】実施例４の要部構成を示す図
【図５】定着ユニットの構成を示す断面図
【図６】温度検知素子の詳細を示す断面図
【図７】従来例の説明図
【符号の説明】
７　　　　　　ケース
９　　　　　　耐熱フィルム
１０　　　　　赤外線検知用サーミスタ素子
１１　　　　　温度補償用サーミスタ素子
１６　　　　　マイクロコンピュータ
Ｒ１，Ｒ２　　抵抗

Claims

温度検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、および前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧である第２の出力電圧とにより前記温度検出対象の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第１の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第２の故障検知手段とを備えたことを特徴とする温度検出装置。
請求項１記載の温度検出装置において、
前記第１の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、
前記第２の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知することを特徴とする温度検出装置。
検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧である第２の出力電圧とをデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとに前記検出対象の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記赤外線検知用感熱素子および伝送路の故障を検知する第３の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記温度補償用感熱素子および伝送路の故障を検知する第４の故障検知手段とを備えたことを特徴とする温度検出装置。
請求項３記載の温度検出装置において、
前記第３の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子および伝送路の断線を検知し、前記第４の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子および伝送路の短絡を検知することを特徴とする温度検出装置。
検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通接続点の電圧であるの第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧の差分の電圧である第３の出力電圧のうち、前記第１の出力電圧もしくは前記第２の出力電圧と前記第３の出力電圧を用いて前記検出対象の温度を検出する３の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第１の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第２の故障検知手段とを備えたことを特徴とする温度検出装置。
請求項５記載の温度検出装置において
前記第１の故障検知手段は前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、前記第２の故障検知手段は前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知することを特徴とする温度検出装置。
検出対象からの赤外線を吸収するフィルムと、前記フィルムの温度を検知する赤外線検知用感熱素子と、前記フィルムを保持する保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを有する非接触温度検知手段を用いた温度検出装置であって、
前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子を直列接続した第１の直列回路と前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子を直列接続した第２の直列回路とを並列接続した抵抗ブリッジ回路における、前記赤外線検知用感熱素子と第１の抵抗素子の共通接続点の電圧である第１の出力電圧と、前記温度補償用感熱素子と第２の抵抗素子の共通の接続点の電圧である第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧の差分の電圧である第３の出力電圧のうち、第１の出力電圧もしくは第２の出力電圧と第３の出力電圧をデジタル値に変換して、これらの２つのデジタル値をもとに前記検出対象の温度を検出する第４の温度検出手段と、
前記第１の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第３の故障検知手段と、
前記第２の出力電圧をデジタル値に変換した値を基に前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の故障を検知する第４の故障検知手段とを備えたことを特徴とする温度検出装置。
請求項７記載の温度検出装置において
前記第３の故障検知手段により前記赤外線検知用感熱素子およびその伝送路の断線を検知し、前記第４の故障検知手段により前記温度補償用感熱素子およびその伝送路の短絡を検知することを特徴とする温度検出装置。
請求項１ないし８のいずれかに記載の温度検出装置を用いて、定着ローラの温度を非接触で検出することを特徴とする画像形成装置。