JP2004184608A

JP2004184608A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004184608A
Application number: JP2002349920A
Authority: JP
Inventors: Junya Yoda; 純也与田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】確実に定着器のヒータ加熱を停止させる。
【解決手段】定着部３の温度は温度センサ３２によって検出され、制御部４に導かれる。制御部４は温度センサ３２からの検出温度が第１のレベルを維持するようにスイッチ５に対してオンオフ信号を出力し、ヒータ３１（定着部３）への電力供給を制御する。一方、何等かの異常により制御部４が機能しなくなって、検出温度が第１のレベルを超えて第２のレベルに上昇すると、高温検知回路６が作動し、オン状態にあるスイッチ２を強制的にオフ側に切り替える。これにより、ヒータ３１への電源供給が停止される。温度センサ３２による検出温度が低下しても、電源供給用のスイッチ２がオフを維持するので、制御部４が作動してもヒータ３１への電源供給が再開されることはなくなる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、定着器の温度制御機能を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、記録紙に転写されたトナー画像を定着させるものとして熱ローラを利用した定着器が知られている。この定着器は、ローラ内部のハロゲンランプをヒータ（熱源）とするものである。ローラの表面近傍には、サーミスタ等の抵抗式温度センサが配設されており、この温度センサでローラの表面温度が検知されるようにしている。この検知温度は制御部に入力され、検知温度に基づいてハロゲンヒータへの通電をスイッチを介してソフト的にオンオフ制御するようにし、これによってローラの表面温度を一定に保持している（例えば、特許文献１参照）。一方、制御部の異常（例えばソフトウエアの暴走）などの原因によりヒータ制御に異常が生じ、ヒータ温度がソフト的にオンオフする制御温度に比べてより高い異常温度に達すると、上記スイッチをオフに維持して定着器への通電を中断させるようにしている。
【０００３】
図３は、従来の画像形成装置の定着器及びその制御系を主に示す構成図である。図３に示すように、定着部４０１における定着器のローラ表面の温度は、サーミスタ４０２によって検出され、この検出信号は制御部４０４に入力される。通電によってヒータ４０３の温度が上昇し、ローラ表面の温度が制御部４０４内の温度制御プログラムにて設定された所定の制御温度に達すると、制御部４０４はヒータ４０３をオフさせる信号（ＯＦＦ信号）を出力し、この信号は、論理ゲート４０５（論理和）を経て電源側に設けられたリレー回路４０６へ出力される。その結果、リレー回路４０６へのリレー電流が遮断されて図略のスイッチが開放されると、ヒータ４０３への通電が遮断されてローラの加熱が停止される。通電が遮断された結果、検知温度が低下して制御温度（ヒステリシス分を有する態様含む）以下まで下がると、再びリレー回路４０６がリレー電流を流し、スイッチをオンして通電を開始する。以下、この動作が繰り返されることで、ヒータ温度が一定値に調節される。
【０００４】
また、従来装置には、サーミスタ４０２からの検出信号が入力される、ハード制御としての高温検知回路４０７が備えられており、温度制御プログラムの暴走等に起因して、サーミスタ４０２からの異常高温を示す検出信号が制御部４０４に入力されたにもかかわらず、上記ＯＦＦ信号が制御部４０４から出力されなかった場合であっても、サーミスタ４０２からの検出信号が入力されると、高温検知回路４０７からＯＦＦ制御信号を出力するようにして、論理ゲート４０５を経てリレー回路４０６をオフさせるようにしてヒータ４０３の過加熱を中断させるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−９１２２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成では、ソフト側の制御が利かない異常の場合、ローラの表面温度が、高温検知回路４０７が動作する温度にまで達すると、ヒータ４０３への電源供給が中断されるものの、電源供給の中断によってヒータ温度が下がってくると、再び制御部４０４によってヒータ４０３への通電が開始されることとなる。従って、ユーザがソフト制御が利かない異常状態に気付かないで、この状態を放置してしまうと、ヒータ４０３はいつまでも高温付近でオンオフ制御され続けることになり、ヒータ寿命上、省電上も好ましくない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、定着器の温度異常が検知された場合に、確実に定着器のヒータ加熱を停止させる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、電源部からの供給電力で加熱され、記録紙に転写されたトナー画像を熱定着する定着器と、上記定着器の熱ローラの温度を検出する温度センサと、上記電源部と上記定着器との間に介設された第１スイッチと、温度制御プログラムを備え、上記温度センサの検出温度を第１レベルに維持するべく上記第１スイッチをオン、オフ切り替え制御する温度調整手段とを備えた画像形成装置において、上記電源部と上記定着器との間に介設された第２スイッチと、上記温度センサからの検出温度が上記第１レベル以上である所定の第２レベルを超えると上記第２スイッチを強制的にオフ側に切り替える電源供給停止回路とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、定着器の熱ローラの温度は温度センサによって検出され、温度調整手段に導かれる。温度調整手段は温度センサからの検出温度が第１のレベルを維持するように第１スイッチに対してオンオフ信号を出力し、定着器への電力供給を制御する。一方、何等かの異常により温度調整手段が機能しなくなって、検出温度が第１のレベルを超えて第２のレベルに上昇すると、電源供給停止手段が作動し、オン状態にある第２のスイッチを強制的にオフ側に切り替える。これにより、定着器への電源供給が停止される。温度センサによる検出温度が低下しても、電源供給用の第２スイッチがオフを維持するので、温度調整手段が働いても、定着器への電源供給が再開されることはなくなる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の画像形成装置において、上記第２スイッチは、上記温度調整手段への駆動電源の供給、遮断を行うものであることを特徴とする。この構成によれば、第２スイッチがオフ側に切り替えられて、再度、ユーザによってオン側に復帰される時、温度調整手段の温度制御プログラムがリセットされ、正常復帰の機会が与えられる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の画像形成装置において、上記第２スイッチは、装置外面に露呈した、外部から操作可能な電源スイッチであることを特徴とする。この構成によれば、ユーザによる電源復帰操作が容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着部分及びその制御系を主に示す構成図である。図２は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観の概略を示した斜視図である。
【００１３】
図２に示すように、本画像形成装置１００は、略直方体形状の筐体１０１（本体）を備えており、内部に像形成部の他、図１に示す各部その他が配設されている。筐体１０１の上面部には、操作部１０２及び表示部１０３が配設されている。また、筐体１０１は、前面にヒンジ等により開閉自在にされた扉カバー１０４を備え、扉カバー１０４が閉状態のときにはユーザが筐体１０１の内部に配設された各部（例えば像形成部、用紙搬送系等）に触れることができないようにされている。
【００１４】
操作部１０２は、画像形成装置１００に画像形成の開始指示を受付けるスタートキーや、複写枚数等の設定指示を受付けるためのキースイッチ等からなり、これらキースイッチにより受付けられた指示情報を後述する制御部４に出力するものである。表示部１０３は、液晶パネル等からなる表示装置であり、制御部４から出力された表示データに応じて画像形成の待ち受け画面や設定指示の受付画面等が表示される。
【００１５】
スキャナ部１０５は、筐体１０１の上面部に設けられたコンタクトガラス１０６上に載置された原稿の画像を光学的に取得し、画像データを生成するものである。像形成部１０７は、帯電させたドラム状の図略の感光体に、スキャナ部１０５で得られた画像データに応じて光変調したレーザ光を走査させて照射することで静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を顕在化させ、このトナー像を用紙に転写させるものである。用紙トレイ１０８は、筐体１０１に着脱自在に取り付けられ、上記画像を転写するための用紙を収納するものである。搬送駆動部１０９は、用紙を搬送する図略の搬送ローラ、及び搬送ローラを駆動させる図略のモータ等からなり、用紙トレイ１０８から取り出した用紙を所要の各部に亘って搬送するものである。例えば、搬送駆動部１０９は、用紙トレイ１０８から取り出された用紙を像形成部１０７まで搬送し、像形成部１０７でトナー像が転写された用紙を定着部へ搬送した後、排紙トレイ１１０に排紙する。
【００１６】
図１に示すように、本画像形成装置１００は、電源供給部１、リレー付きのスイッチ２、負荷部の１つである定着部３、マイクロコンピュータ内蔵の制御部４、リレー付きのスイッチ５、及び高温検知回路６を備える。
【００１７】
電源供給部１は、画像形成装置の各部に電力を供給する電源装置（ＡＣ電源）である。例えば、電源供給部１は、スイッチ２を介して定着部３及びスイッチ５へ電力を供給する。制御部４及び高温検知回路６その他の図略の回路は、コンバータ等によってＡＣ電源を所要レベルのＤＣ電圧に変換した後の電圧Ｖｃｃが供給される。
【００１８】
スイッチ２は、電源供給部１から装置各部へ供給される電力（装置各部の駆動電源）のオン、オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）の切替えを行うものである。すなわち、スイッチ２は、電源供給部１からの電源ラインに直列に介設され、１次電源のオン、オフ切替えを行うメインスイッチ（電源スイッチ）である。スイッチ２は、温度正常時はＯＮ信号を受けて導通状態にあり、一方後述するように一旦異常が発生した時にはＯＦＦ信号を受けて遮断状態に切り替わるものである。例えば、スイッチ２は、リレー回路を有しており、このリレー回路に電流が流れることによって導通し、そうでないときは遮断状態とされる。さらに、スイッチ２は装置の外面適所に配設されて装置外面に露呈した、外部操作可能なスイッチである。
【００１９】
定着部３は、像形成部１０７によって用紙に転写されたトナーに熱を加えて融着させる図略の熱ローラと、熱ローラとの間にこの用紙を挟み込んで所要の圧力を加える図略の加圧ローラと、熱ローラを加熱するヒータ３１とを備えている。また、定着部３は、熱ローラの所定の位置（例えば、ローラ表面近傍）にサーミスタなどの温度センサ３２が備えられており、この温度センサ３２によって熱ローラの表面温度が検出される。温度センサ３２の温度検出信号の出力ラインは、後述する制御部４及び高温検知回路６に接続されている。なお、この温度センサ３２と制御部４との接続ラインは、抵抗７を介してグラウンドに接続されている。
【００２０】
制御部４は、画像形成装置の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを保管するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、及びマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）等からなり、操作部１０２で受付けられた指示情報や、装置各所に設けられている各センサからの検出信号に応じて装置各部（装置の回路部や構造部）の制御を行う処理を実行するものである。制御部４の制御プログラムは、定着部３（ヒータ３１）の温度制御プログラムを含んでおり、この温度制御プログラムにより、温度センサ３２からの温度検出信号に基づいて、後述するスイッチ５をオンオフ動作させることでヒータ３１への通電切替が行われる。そして、この通電切替によって定着部３の温度（熱ローラの表面温度）を所定の定着温度（第１レベル）に維持させる。
【００２１】
例えば、制御部４は、温度センサ３２から入力される温度検出信号により、定着部３の温度が、定着温度（例えば約１８０℃）よりも高温の、例えば１９０℃まで上昇してしまった場合、後述するスイッチ５へＯＦＦ信号を送り、スイッチ５をオフさせてヒータ３１への通電を中断させる。ヒータ３１への通電が中断されると、熱ローラの表面温度が降下し、例えば（ヒステリシスを持たせて）１７０℃まで降下したときにヒータ３１への通電を再開する。その後、再び温度が上記１９０℃まで上昇すると、同様に、スイッチ５へＯＦＦ信号が送られてヒータ３１への通電が停止される。このようにして、制御部４は、定着部３の温度を所定の定着温度（約１８０℃）に維持する。
【００２２】
スイッチ５は、例えば機械的なスイッチとスイッチ接点と電磁結合するリレーコイルとから構成され、上記制御部４からの制御信号に基づいて、電源供給部１からヒータ３１への通電切替え（オンオフ切替え）を行うスイッチである。スイッチ５は、電源供給部１からヒータ３１へ接続された電源ライン上に設けられており、かつ、ヒータ３１とスイッチ２との間に介設されている。
【００２３】
高温検知回路６は、温度センサ３２からの検出信号に基づいて定着部３の温度異常（異常高温）を検知し、その結果、温度異常である場合、スイッチ２へ信号を出力してスイッチ２をオフ側に切り替えさせることにより、電源供給部１からの電力供給を停止させるものである。
【００２４】
例えば、高温検知回路６は、温度センサ３２から入力される温度検出信号により、定着部３の温度が、制御部４の温度制御プログラム等の異常により、例えば、上述の制御部４によるスイッチ５へのＯＦＦ信号の出力が行われるときの温度である上記１９０℃以上の異常高温、例えば、２３０℃（第２レベル）に達した場合、スイッチ２へＯＦＦ信号を出力してスイッチ２を強制的にオフ側に切り替えさせ、装置各部への駆動電源の供給を遮断させる。このスイッチ２は、メインスイッチとしてユーザ操作により、オン側に切り替えることができる。
【００２５】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の動作を説明する。まず、定着部３（熱ローラ表面）の温度は、温度センサ３２によって常時検出され、この温度センサ３２による検出信号は、制御部４及び高温検知回路６に入力されている。定着部３の温度が、所定の定着温度（例えば上述の１８０℃）にある状態から上昇したとき、制御部４による定着部３の温度制御が可能である場合、すなわち、制御部４の温度制御プロプラムの暴走などによる不具合が発生しておらず、定着部３の温度制御が正常に行える場合、定着部３の温度が所定の温度（例えば上述の１９０℃）に到達したときに、制御部４からスイッチ５へＯＦＦ信号が出力され、このＯＦＦ信号が入力されたスイッチ５は、オフにされる。このため、定着部３の温度が降下し始め、定着部３の温度が上述の１７０℃まで下がったことが検出されると、スイッチ５が再びオンにされ、かかる動作が繰り返されることで、定着部３の温度が定着温度に維持される。この時何らかの異常（例えば、ノイズの影響）などにより、定着部３の温度が所定の温度（例えば２１０℃）を越えたときにスイッチ５をオフとし、このオフ状態を維持し、表示部１０３に機械の異常を示す所定の表示を行ってもよい。
【００２６】
温度制御プロプラムの暴走などにより、制御部４による定着部３の温度制御が不可能な状態になった場合、定着部３の温度が上昇し、上記定着温度より高い所定の高温度（例えば上述の２３０℃）に到達していなければ、この所定の高温度に到達するまでヒータ３１への通電が継続される。定着部３の温度が上昇して所定の高温度に到達した場合、高温検知回路６からスイッチ２へＯＦＦ信号が出力され、スイッチ２がオフにされる。その結果、電源供給部１からの１次電源の供給が停止され、ヒータ３１への通電が遮断されるため、定着部３の温度は降下する。
【００２７】
以上のことから、何等かの異常により制御部４が機能しなくなり、温度センサ３２による検出温度が所定の定着温度を超えて異常高温まで上昇したとしても、高温検知回路６が作動し、オン状態にあるスイッチ２を強制的にオフ側に切り替えられることにより定着部３への電源供給が停止される。温度センサ３２による検出温度が低下しても、電源供給用のスイッチ２がオフの状態を維持するため、制御部４が作動したとしても、定着部３への電源供給が再開されることはなくなる。すなわち、定着部３が異常高温になった場合、確実にヒータ３１の加熱が停止される。
【００２８】
また、定着部３が異常高温となった原因が、温度制御プログラム等のソフトの暴走が原因であったとしても、スイッチ２がオフ側に切り替えられて、再度、ユーザによってオン側に復帰される時、制御部４の温度制御プログラムがリセットされ、正常状態に復帰できる可能性が高くなる。
【００２９】
なお、本発明は以下の態様をとることができる。
【００３０】
本実施形態では、スイッチ２によって電源供給のオンオフの切り替えを行っているが、スイッチ２からヒータ３１へ至るまでの電源ライン上に、別途にスイッチを設けておき、高温検知回路６によってこの別途設けられたスイッチのオンオフ制御を行うことでヒータ３１への通電切替が行える構成としてもよい。また、高温検知回路６により、スイッチ２と、この別途設けられたスイッチとの両方がオンオフ制御がなされる構成でもよい。この場合、複数のスイッチにより電力供給の切り替えが行えるため、温度異常時などにおいてヒータ加熱を強制的に停止させる確度が高くなる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、何等かの異常により温度調整手段が機能しなくなって、検出温度が第１のレベルを超えて第２のレベルに上昇しても、電源供給停止手段が作動し、オン状態にある第２のスイッチを強制的にオフ側に切り替える構成としているので、定着器への電源供給が停止されて、温度センサによる検出温度が低下しても、電源供給用の第２スイッチがオフを維持するので、温度調整手段が起動するかどうかに関わらず、定着器への電源供給が再開されることはなく、この結果、ヒータ寿命を長くでき、省電が図れる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、第２スイッチがオフ側に切り替えられて、再度、ユーザによってオン側に復帰される時、温度調整手段の温度制御プログラムがリセットされるという、正常復帰の機会が付与できる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、ユーザによる電源復帰操作を容易に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の定着部分及びその制御系を主に示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観の概略を示した斜視図である。
【図３】従来の画像形成装置の定着器及びその制御系を主に示す構成図である。
【符号の説明】
１電源供給部（電源部）
２スイッチ（第２スイッチ）
３定着部（定着器）
３１ヒータ
３２温度センサ
４制御部（温度調整手段）
５スイッチ（第１スイッチ）
６高温検知回路（電源供給停止回路）
１００画像形成装置
１０１筐体
１０２操作部
１０３表示部
１０４扉カバー
１０５スキャナ部
１０６コンタクトガラス
１０７像形成部
１０８用紙トレイ
１０９搬送駆動部
１１０排紙トレイ

Claims

電源部からの供給電力で加熱され、記録紙に転写されたトナー画像を熱定着する定着器と、上記定着器の熱ローラの温度を検出する温度センサと、上記電源部と上記定着器との間に介設された第１スイッチと、温度制御プログラムを備え、上記温度センサの検出温度を第１レベルに維持するべく上記第１スイッチをオン、オフ切り替え制御する温度調整手段とを備えた画像形成装置において、上記電源部と上記定着器との間に介設された第２スイッチと、上記温度センサからの検出温度が上記第１レベル以上である所定の第２レベルを超えると上記第２スイッチを強制的にオフ側に切り替える電源供給停止回路とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
上記第２スイッチは、上記温度調整手段への駆動電源の供給、遮断を行うものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記第２スイッチは、装置外面に露呈した、外部から操作可能な電源スイッチであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。