JP2005091935A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソフトウェア暴走時においても定着ヒータのヒータ制御の安全性を高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる定着装置を提供すること。
【解決手段】 定着ヒータの制御回路４の強制ＯＦＦ制御回路５にヒータトライアック制御信号がＯＮしたゼロクロス周期をカウントするカウンタを設ける。カウント処理はサーミスタコンパレータ入力信号の異常が入力されたタイミングで終了し、カウンタ値を回路５のレジスタｒに保持する。定着ヒータを定期的に監視し異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦ解除を判断するソフトウェアにて、レジスタｒからカウンタ値を読み込みレジスタｗにそれを書き込む処理を行い、自身の動作状態をハード検知できる様にする。レジスタｒとレジスタｗの値が等しいとハード検知した場合はソフトウェアが正常に動作していると判断し、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する。
【選択図】 図５

Description

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備えられる、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置に関する。

従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に潜像を形成し、それにトナーを付着させたトナー像を記録媒体に転写することにより画像形成を行っている。記録媒体に転写されたトナー像は、そのままでは記録媒体に定着していないため、定着装置にて定着させる必要がある。定着装置では、定着ヒータを備えた定着ローラで熱処理することで記録媒体にトナー像を定着させている。この定着ヒータは、トナー像を記録媒体に定着させるのに適した一定の温度範囲内に制御する必要がある。そして、定着ヒータのヒータ制御には、ＣＰＵがサーミスタの出力をＡ／Ｄ変換器等に入力させた出力結果をもとに行う方法がある。しかしながら、定着ヒータの高温異常等が発生した場合、即座に定着ヒータをＯＦＦさせて安全性を確保する必要がある。この対策としての技術が、下記の特許文献に開示されている。

特開平１１−３０９２７号公報

特許文献１は、定着ヒータのヒータ制御を、前述のＣＰＵがサーミスタの出力をＡ／Ｄ変換器等に入力させた出力結果をもとに行う方法に加え、図１の様なヒータ制御回路を設けることで、２重に定着ヒータの温度監視を行うことができる画像形成装置について述べている。

図１は、定着ヒータを制御する従来のヒータ制御回路を示した図である。図１を参照すると、異常検知を判断する電圧レベルを抵抗分割回路にて作成し、コンパレータにてこの電圧レベルとサーミスタの入力信号とを比較することで、高温異常かどうかのハード検知を行っている。さらに、定着ヒータの電源のゼロクロス信号で高温異常を保持する機能を持っているため、定着ヒータの温度が下がって異常検知がコンパレータ出力で解除されても、ヒータリレーは強制ＯＦＦのままとなり、ソフトウェアの暴走等でヒータリレーのＯＮ／ＯＦＦの繰り返し異常動作が発生しても、この異常動作を防止することができる。

しかしながら、従来のヒータ制御回路は、ヒータリレーの強制ＯＦＦをソフトウェアにて解除可能な仕組みとなっているため、このソフトウェアの暴走によりヒータリレーの強制ＯＦＦが解除される可能性に対しての保護が考慮されていないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、ソフトウェア暴走時においても、定着ヒータのヒータ制御の安全性をさらに高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる定着装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータの電源のゼロクロス信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することにより、前記目的を達成する。

請求項２記載の発明は、定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータの電源のゼロクロス信号と前記定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスへの制御信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することにより、前記目的を達成する。

請求項３記載の発明は、定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスへの制御信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することにより、前記目的を達成する。

本発明の定着装置によれば、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する判断を行うソフトウェアが正常に動作しているか否かを確認し、正常に動作していると確認できた場合にのみヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するので、ソフトウェア暴走時のヒータ制御の安全性をさらに高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を、図２ないし図１０を参照して詳細に説明する。
図２は、本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第１の例を示した図であり、図４は、そのタイミングチャートを示した図である。図２と図４を参照して、ヒータ制御回路１の各種入出力信号について説明する。
ヒータ制御回路１は、ヒータ制御回路１外部のヒータリレー及びヒータトライアックを制御するヒータリレー制御信号及びヒータトライアック制御信号を出力する。ヒータリレー及びヒータトライアックとは、定着装置内の定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスであり、電源と定着ヒータの間に介挿されている。
電源ＯＮ時のパワーオンリセット信号により、ヒータリレー強制ＯＦＦ回路２はリセットされ、ヒータリレー強制ＯＦＦ信号は”Ｈ”となり、ヒータリレー制御が可能な状態となる。

記録動作をスタートする際は、ソフトウェアにてヒータリレー制御信号をＯＮする。この記録動作とは、定着装置が備えられた画像形成装置にて記録媒体への画像形成を行う動作のことである。次に、ヒータトライアック制御信号に位相制御信号を出力させ、定着ヒータを最適温度まで加熱させ、一連の記録動作を行う。
定着ヒータが異常加熱した時には、ヒータ制御回路１外部のコンパレータが異常を検知し、ヒータ制御回路１にサーミスタコンパレータ入力信号”Ｈ”（異常）が入力される。このサーミスタコンパレータ入力信号”Ｈ”の入力により、直ちにヒータトライアック制御信号をＯＦＦし、ヒータトライアックを強制ＯＦＦさせる。ヒータトライアックが強制ＯＦＦされると、定着ヒータの加熱がストップされる。
さらに、ヒータリレー強制ＯＦＦ回路２にて、次の定着ヒータの電源のゼロクロス信号の立ち上がりで異常を検知すると、ヒータリレー制御信号をＯＦＦし、ヒータリレーを強制ＯＦＦさせる。このフェールセーフ機能が動作することにより、安全性が保たれる。
定着ヒータの加熱をストップさせることで定着ヒータの温度が降下し、サーミスタコンパレータ入力信号が”Ｌ”（正常）になると、ヒータトライアック制御信号はｅｎａｂｌｅとなり、位相制御発生回路より位相制御信号が出力されている場合は、その信号が出力される。しかし、先にヒータリレーの強制ＯＦＦが動作しているので、ヒータリレー制御信号はＯＦＦ状態のままである。

次に、第１の例のヒータ制御回路におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するための方法について説明する。
まず、ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路３内にカウンタを設ける。このカウンタへのカウント処理は、ゼロクロス信号の”Ｌ”ｅｎａｂｌｅ開始のタイミングで開始する。このカウント処理は、例えばゼロクロス信号の”Ｌ”ｅｎａｂｌｅ開始からの経過時間等をカウントし、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知したタイミングで終了する。また、この時のカウンタのカウンタ値（ｃｏｕｎｔＡ）をヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路３内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒに保持しておく。カウント処理を行うカウント期間は、図４に示した通りである。また、前述の通り、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知すると、フェールセーフ機能が動作し、ヒータリレーは強制ＯＦＦされている。

ここで、第１の例のヒータ制御回路におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を図３のフローチャートを参照して説明する。
前述のカウンタ値（ｃｏｕｎｔＡ）をレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒから読み込み（ステップ１０１）、そのデータをヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路３内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｗに書き込む（ステップ１０２）。そして、レジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｗの値が一致するか否かをハード検知する（ステップ１０３）。ここで、レジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｗの値が一致していれば（ステップ１０３；Ｙ）、ソフトウェアが正常に動作していると判断し、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する（ステップ１０４）。ステップ１０４により、その後のヒータリレー制御が可能となる。一方、レジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｗの値が一致していなければ（ステップ１０３；Ｎ）、ヒータリレーの強制ＯＦＦの解除失敗とし、ヒータリレーを強制ＯＦＦの状態のままとする（ステップ１０５）。
なお、レジスタの読み込みや書き込みを行うステップ１０１及びステップ１０２はソフトウェアにて行う処理である。このソフトウェアは、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し、異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行う。そして、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行った場合に、ステップ１０１及びステップ１０２のレジスタの操作を行うことで、自身のソフトウェアの動作状態をハード検知できる様にしている。

以上の処理手順により、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する判断を行うソフトウェアが正常に動作しているか否かを、レジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ａ＿ｗの値をもとに確認し、ソフトウェアが正常に動作していると確認できた場合にのみヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するので、ソフトウェア暴走時のヒータ制御の安全性をさらに高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる。

図５は、本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第２の例を示した図であり、図７は、そのタイミングチャートを示した図である。また、図６は、第２の例のヒータ制御回路４におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を示したフローチャートである。ヒータ制御回路４の各種入出力信号については、前述のヒータ制御回路１と同様であるため、説明を省略する。
以下、第２の例のヒータ制御回路４におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するための方法について説明する。
まず、ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路５内にカウンタを設ける。このカウンタは、ヒータトライアック制御信号がＯＮしたゼロクロス周期をカウントするためのものである。このカウント処理は、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知したタイミングで終了する。また、この時のカウンタのカウンタ値（ｃｏｕｎｔＢ）をヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路５内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒに保持しておく。カウント処理を行うカウント期間は、図７に示した通りである。また、前述の通り、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知すると、フェールセーフ機能が動作し、ヒータリレーは強制ＯＦＦされている。
第１の例のヒータ制御回路１との違いは、図５を参照すると、ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路５に、ヒータトライアック制御信号が入力される構成になっている点である。

ここで、第２の例のヒータ制御回路４におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を図６のフローチャートを参照して説明する。
前述のカウンタ値（ｃｏｕｎｔＢ）をレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒから読み込み（ステップ２０１）、そのデータをヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路５内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｗに書き込む（ステップ２０２）。そして、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｗの値が一致するか否かをハード検知する（ステップ２０３）。ここで、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｗの値が一致していれば（ステップ２０３；Ｙ）、ソフトウェアが正常に動作していると判断し、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する（ステップ２０４）。ステップ２０４により、その後のヒータリレー制御が可能となる。一方、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｗの値が一致していなければ（ステップ２０３；Ｎ）、ヒータリレーの強制ＯＦＦの解除失敗とし、ヒータリレーを強制ＯＦＦの状態のままとする（ステップ２０５）。
なお、レジスタの読み込みや書き込みを行うステップ２０１及びステップ２０２はソフトウェアにて行う処理である。このソフトウェアは、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し、異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行う。そして、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行った場合に、ステップ２０１及びステップ２０２のレジスタの操作を行うことで、自身のソフトウェアの動作状態をハード検知できる様にしている。

以上の処理手順により、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する判断を行うソフトウェアが正常に動作しているか否かを、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｂ＿ｗの値をもとに確認し、ソフトウェアが正常に動作していると確認できた場合にのみヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するので、ソフトウェア暴走時のヒータ制御の安全性をさらに高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる。

図８は、本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第３の例を示した図であり、図１０は、そのタイミングチャートを示した図である。また、図９は、第３の例のヒータ制御回路６におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を示したフローチャートである。ヒータ制御回路６の各種入出力信号については、前述のヒータ制御回路１と同様であるため、説明を省略する。
以下、第３の例のヒータ制御回路６におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するための方法について説明する。
まず、ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路７内にカウンタを設ける。このカウンタは、ヒータトライアック制御信号がＯＮした期間をカウントするためのものである。このカウント処理は、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知したタイミングで終了する。また、この時のカウンタのカウンタ値（ｃｏｕｎｔＣ）をヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路７内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒに保持しておく。カウント処理を行うカウント期間は、図１０に示した通りである。また、前述の通り、サーミスタコンパレータ入力信号により定着ヒータの異常加熱を検知すると、フェールセーフ機能が動作し、ヒータリレーは強制ＯＦＦされている。
第１の例のヒータ制御回路１との違いは、図８を参照すると、ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路７に、ゼロクロス信号ではなくヒータトライアック制御信号が入力される構成になっている点である。

ここで、第３の例のヒータ制御回路６におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を図９のフローチャートを参照して説明する。
前述のカウンタ値（ｃｏｕｎｔＣ）をレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒから読み込み（ステップ３０１）、そのデータをヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路７内のレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｗに書き込む（ステップ３０２）。そして、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｗの値が一致するか否かをハード検知する（ステップ３０３）。ここで、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｗの値が一致していれば（ステップ３０３；Ｙ）、ソフトウェアが正常に動作していると判断し、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する（ステップ３０４）。ステップ３０４により、その後のヒータリレー制御が可能となる。一方、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｗの値が一致していなければ（ステップ３０３；Ｎ）、ヒータリレーの強制ＯＦＦの解除失敗とし、ヒータリレーを強制ＯＦＦの状態のままとする（ステップ３０５）。
なお、レジスタの読み込みや書き込みを行うステップ３０１及びステップ３０２はソフトウェアにて行う処理である。このソフトウェアは、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し、異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行う。そして、ヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するとの判断を行った場合に、ステップ３０１及びステップ３０２のレジスタの操作を行うことで、自身のソフトウェアの動作状態をハード検知できる様にしている。

以上の処理手順により、定着ヒータの温度等の状態を定期的に監視し異常がなければヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する判断を行うソフトウェアが正常に動作しているか否かを、レジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｒとレジスタｃｏｕｎｔ＿ｃ＿ｗの値をもとに確認し、ソフトウェアが正常に動作していると確認できた場合にのみヒータリレーの強制ＯＦＦを解除するので、ソフトウェア暴走時のヒータ制御の安全性をさらに高めることができ、定着ヒータの異常加熱による異常発生を未然に防止することができる。

定着ヒータを制御する従来のヒータ制御回路を示した図である。 本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第１の例を示した図である。 第１の例のヒータ制御回路におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を示したフローチャートである。 第１の例のヒータ制御回路のタイミングチャートを示した図である。 本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第２の例を示した図である。 第２の例のヒータ制御回路におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を示したフローチャートである。 第２の例のヒータ制御回路のタイミングチャートを示した図である。 本実施の形態に係る定着装置が備えるヒータ制御回路の第３の例を示した図である。 第３の例のヒータ制御回路におけるヒータリレーの強制ＯＦＦを解除する処理手順を示したフローチャートである。 第３の例のヒータ制御回路のタイミングチャートを示した図である。

符号の説明

１ ヒータ制御回路
２ ヒータリレー強制ＯＦＦ回路
３ ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路
４ ヒータ制御回路
５ ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路
６ ヒータ制御回路
７ ヒータリレー強制ＯＦＦ制御回路

Claims (3)

1. 定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、
   前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、
   前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、
   前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、
   前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータの電源のゼロクロス信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することを特徴とする定着装置。
2. 定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、
   前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、
   前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、
   前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、
   前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータの電源のゼロクロス信号と前記定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスへの制御信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することを特徴とする定着装置。
3. 定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段にて前記定着ヒータの異常温度が検出された場合、前記定着ヒータを強制的にオフする強制オフ手段と、
   前記強制オフ手段にて前記定着ヒータが強制的にオフされた場合、このオフされた状態を保持する保持手段と、
   前記保持手段にて前記定着ヒータの強制オフが保持されている場合でも、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定する決定手段と、
   前記決定手段にて前記定着ヒータの強制オフを解除するとの決定を得た場合、前記定着ヒータの強制オフを解除する解除手段と、を備え、
   前記決定手段は、前記温度検出手段の結果と前記定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスへの制御信号をもとに、前記定着ヒータの強制オフを解除するか否かを決定することを特徴とする定着装置。
   

Images