JP2006039362A

JP2006039362A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006039362A
Application number: JP2004221584A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takami; 洋高見
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-09
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Abstract

【課題】画像形成装置本体と定着装置を接続する電機的コネクタが外れた場合に、定着装置の異常加熱を回避する。
【解決手段】温度検出手段ＴＨ１・ＴＨ２の出力信号と定着装置仕様手段の検出信号を接続するコネクタ１０３にジャンパ線１０９を設け、温度検出手段ＴＨ１・ＴＨ２への給電をジャンパ線１０９を介して接続する構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば電子写真方式を用いた複写機・プリンター等の画像形成装置に関する。より詳しくは、記録媒体に未定着トナー像を形成する作像手段と、未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置に関する。

画像形成装置における加熱定着手段（以下、定着装置と記す）は、通電により発熱する電気発熱体を有する電気発熱手段（熱源）と、電気発熱体に電流を供給する電源と、電気発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段からの信号に基づいて電源から前記電気発熱体への供給電流を制御する制御手段等を有している。

（定着装置のユニット化構成）
上記のような定着装置の電気発熱体は所望の定着性能を確保するために適当な温度と熱分布が要求される。そのため、画像形成装置の定格電源電圧により異なる仕様の電気発熱体が必要になる。具体的には、定格電源電圧が１００Ｖの画像形成装置本体には抵抗値の小さい電気発熱体、定格電源電圧が２００Ｖの画像形成装置本体には抵抗値の大きな電気発熱体としなければならない。

そこで、定着装置をユニット化し、画像形成装置本体に着脱可能な構成とすることが一般的に行なわれている。ユニット化した定着装置の場合、特許文献１に開示されているように、コネクタを用いて定着装置と画像形成装置本体を電気的に接続する方法が広く用いられている。

（異常加熱回避の従来技術）
上記の定着装置は、上記の手段構成によって画像定着温度が画像定着のための所定の温度に制御される。このような定着装置において、電気発熱体、電源、温度検出手段、制御手段の何れか１つでも正常に機能しない場合は定着装置として機能しない。さらには通電暴走を生じた時には過熱に至るおそれもある。

そこでこのような定着装置においては、特許文献２に開示されているように、電気発熱手段にサーミスタ等の温度検出手段を配置し、過熱状態である場合には通電回路に介入されたリレー等の電流遮断手段によって電気発熱体への通電を遮断させている。

図７は画像形成装置における従来の異常加熱回避装置の構成を示したものである。１００１は画像形成装置本体、１００２は画像形成装置１００１に着脱可能な定着装置である。画像形成装置１００１と定着装置１００２はコネクタ１００６及び１００７で電気的に接続される。ＡＣ電源１００５と、定着装置１００２側の電気発熱手段の電気発熱体１００３はコネクタ１００６を介して接続される。一方、温度検出手段としてのサーミスタ１００４はコネクタ１００７を介して接続される。サーミスタ１００４は電気発熱手段の電気発熱体１００３の近傍に配置されている。サーミスタ１００４の出力は抵抗１０１４によって分圧されてオペアンプ１０１１に入力される。オペアンプ１０１１には抵抗１０１２及び１０１３の分圧レベルが入力されており、サーミスタ１００４の出力レベルと比較される。サーミスタ１００４が所定温度よりも高い場合には、リレー１００９が遮断されて、電気発熱体１００３への給電が停止する構成となっている。

（定着装置仕様識別の従来技術）
ユニット化された定着装置を装着して使用する構成の画像形成装置では、画像形成装置の定格電源電圧と、定着装置の発熱体仕様が誤った組みあわせで装着された場合は不適合を生じる。これを回避する手段としては、特許文献３に開示されているように、定着装置に定格電圧識別手段を設ける方式がある。この方式では定着装置が誤った組み合わせの場合に電気発熱体への通電を停止する。

従来の定格電圧識別方式を図７を用いて説明する。コネクタ１００７の１、２番端子の定着装置側の接続方法は定着装置の定格電源電圧に応じて設定する。２番端子は画像形成装置１００１側でＧＮＤ接地されている。一方、１番端子は抵抗１０１６でプルアップされてＣＰＵ１０１７の入力ポートに接続されている。定着装置１００２の定格電源電圧が１００Ｖの場合は１番端子と２番端子をジャンパ線１００８で接続し、定格電源電圧が２００Ｖの場合は、ジャンパ線１００８を接続しないことで、ＣＰＵ１０１７によって定着装置１００２の定格電源電圧を検知することができる。ここで、定着装置１００２の定格電源電圧が画像形成装置１００１の電源定格電圧とは異なると判断した場合には、トライアック１０１０をオフ状態とすることで発熱体への通電を行なわない。
特開２００３−５０５２２号公報特開平０８−２４８８１３号公報特開平１１−８４９４３号公報

しかしながら、前述したようなユニット化された定着装置をコネクタ１００６・１００７を用いて画像形成装置本体と電気接続する画像形成装置においては、給電系統のコネクタ１００６は接続（嵌合）状態にあるけれども、制御系統のコネクタ１００７が非接続の場合に異常過熱回避手段及び定着装置仕様識別手段が正常に作動しなくなってしまう。なお、給電系統のコネクタ１００６が非接続の場合には定着装置側への給電がなされないので過熱の事態は生じない。

図７の構成の画像形成装置で、給電系統のコネクタ１００６は接続（嵌合）状態にあるけれども、制御系統のコネクタ１００７が抜けた状態となった場合の動作について説明する。コネクタ１００７が抜けによって温度検出信号であるサーミスタ検出信号の４番端子が非接続になると、抵抗１０１４でプルアップされてＶｃｃのレベルとなる。これは、サーミスタ１００４が低温状態の信号レベルであることから、ＣＰＵ１０１７のソフトウエア制御によってトライアック１０１０が通電状態となり、電気発熱体１００３が過熱状態となる。またリレー１００９も遮断状態とはならない。即ち、異常過熱を回避できなくなる。定格電圧識別手段の１、２番端子が非接続になると、１、２番端子は抵抗１０１５，１０１６によってＶｃｃレベルとなり、ＣＰＵ１０１７による定格電圧識別ができなくなって異常過熱が発生する恐れがある。

本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、画像形成装置本体と定着装置を接続する制御系統のコネクタが外れ状態にある場合でも、定着装置の異常過熱等の発生を回避することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
記録媒体に未定着トナー像を形成する作像手段と、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段は、
通電により発熱する電気発熱体を有する電気発熱手段と、
前記電気発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記電気発熱体へ供給される電流を制御することで前記電気発熱手段の発熱量を制御する電流制御手段と、
前記温度検出手段の出力値と比較基準値を比較する温度比較手段と、
前記温度比較検出手段の比較結果にもとづいて前記電気発熱体への電源供給を遮断する電源供給遮断手段と、
前記温度検出手段と前記温度比較手段を電気的に接続するコネクタＡと、
を有し、
前記温度検出手段への給電は前記コネクタＡに接続されたジャンパ線Ａ１を介して接続され、コネクタＡが非接続状態の場合は前記電源供給遮断手段の作動によって前記電気発熱体への通電が遮断されることを特徴とする画像形成装置
である。

また、上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
記録媒体に未定着トナー像を形成する作像手段と、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段は、
通電により発熱する電気発熱体を有する電気発熱手段と、
前記電気発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記電気発熱体へ供給される電流を制御することで前記電気発熱手段の発熱量を制御する電流制御手段と、
前記温度検出手段の出力値と比較基準値を比較する温度比較手段と、
前記温度比較検出手段の比較結果にもとづいて前記電気発熱体への電源供給を遮断する電源供給遮断手段と、
前記加熱定着手段の仕様を検出する加熱定着仕様検出手段と、
前記加熱定着仕様検出手段の結果に基いて前記電流制御手段を制御する制御手段と、
前記温度検出手段と前記温度比較手段を電気的に接続するコネクタＢと、
前記加熱定着仕様検出手段と前記制御手段を電気的に接続するコネクタＣと、
を有し、
前記温度検出手段への給電は前記コネクタＢに接続されたジャンパ線Ｂ１、および前記コネクタＣに接続されたジャンパ線Ｃ１を介して接続され、前記コネクタＢまたは前記コネクタＣの少なくとも一方が非接続状態の場合は前記電源供給遮断手段の作動によって前記電気発熱体への通電が遮断されることを特徴とする画像形成装置
である。

即ち本発明の画像形成装置は、温度検出手段の検出信号を含む制御系統のコネクタＡに抜けが発生した場合であっても安全装置の作動によって、熱源である電気発熱手段の電気発熱体への通電が遮断し、加熱定着手段の異常過熱を防止することが可能となる。

また、温度検出手段の検出信号を含むコネクタＢまたは加熱定着仕様検出手段の検出信号を含むコネクタＣで抜けが発生した場合であっても安全装置の作動によって熱源である電気発熱手段の電気発熱体への通電が遮断し、定着装置の異常過熱を防止することが可能となる。

（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置例の主要部分の構成を説明するための概略断面模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタである。

１は像担持体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基盤上に形成されている。感光ドラム１は矢印の時計方向に回転駆動され、まず、その表面が帯電装置としての帯電ローラ２によって一様に帯電される。次に、その感光ドラム１の一様帯電処理面に対して、像露光装置としてのレーザスキャナユニット３によって、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬによる走査露光が施され、感光ドラム表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、二成分現像法、ＦＥＥＤ現像法(Floating Electrode Effect Development)等が用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。可視化されたトナー像は、感光ドラム１と転写装置としての転写ローラ５との当接部である転写ニップ部Ｔに給紙機構部（不図示）から所定のタイミングで搬送された記録媒体としての記録紙（転写材）Ｐ上に転写ローラ５により感光ドラム１の表面から静電転写される。記録紙Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持されて搬送される。転写ニップ部Ｔにてトナー像が転写された記録紙Ｐは感光ドラム１の表面から分離されて加熱定着手段である定着装置６へと搬送され、そこで永久画像として加熱定着される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１の表面より除去される。感光ドラム１は繰り返して作像に供される。

本実施例の画像形成装置において記録紙Ｐの搬送基準は全搬送路においてを記録紙中心の中央基準である。

（２）定着装置６
加熱定着手段としての定着装置６は画像形成装置本体に対して着脱可能な定着ユニットとされている。そして、画像形成装置本体に対して装着した定着装置６は電気的コネクタを用いて定着装置側の電気系統と画像形成装置本体側の電気的系統とが電気的に接続化される。これについては後述する。

図２は定着装置６の要部の横断面模型図である。本例の定着装置６は特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、加圧ローラ駆動式・テンションレスタイプのフィルム加熱方式の定着装置である。

１１は電気発熱手段としての加熱体であり、図面に垂直方向を長手とする横長部材である。本例のものは所謂セラミックヒータである。１２はセラミックヒータ支持体としての耐熱性・断熱性・剛体ステーである。上記セラミックヒータ１１はこのステー１２の下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持させてある。１３は円筒状の可撓性部材であり、セラミックヒータ１２を取り付けたステー１１にルーズに外嵌させてある。

上記の円筒状の可撓性部材（以下、フィルムと記す）１３は、例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性・離型性・強度・耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの円筒状単層フィルム、あるいはポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳなどの円筒状フィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムである。金属製のフィルムにすることもできる。

１４は加圧部材としての加圧ローラである。芯金１４ａの外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層１４ｂをローラ状に同心一体に設けた弾性ローラである。この加圧ローラ１４と、上記ステー１２側のセラミックヒータ１２とをフィルム１３を挟ませて加圧ローラ１４の弾性に抗して圧接させて所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。

加圧ローラ１４は定着駆動モータＭにより矢示Ｂの反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ１４の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける該加圧ローラ１４とフィルム１３の外面との摩擦力でフィルム１３に直接的に回転力が作用し（記録紙Ｐが矢印Ａ方向で定着ニップ部Ｎに導入されたときは記録紙Ｐを介してフィルム１３に回転力が間接的に作用）、フィルム１３がヒータ１２の下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向Ｃに回転駆動される。ステー１１はフィルム内面ガイド部材としても機能してフィルム１３の回転を容易にする。フィルム１３の内面とセラミックヒータ１２の下面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させることもできる。

加圧ローラ１４の回転によるフィルム１３の回転が定常化し、また後述するようにセラミックヒータ１２に対する通電により該セラミックヒータが昇温して所定の定着温度に温調された状態において、フィルム１３を挟んでセラミックヒータ１２と加圧ローラ１４とで形成される定着ニップ部Ｎのフィルム１３と加圧ローラ１４との間に画像定着すべき記録紙Ｐが導入されてフィルム１３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることによりセラミックヒータ１２の熱がフィルム１３を介して記録紙Ｐ・未定着トナー像ｔに付与され、記録紙Ｐ上の未定着トナー像ｔが記録紙Ｐ面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Ｎを通った記録紙Ｐはフィルム１３の面から分離されて搬送される。

図３は本実施例におけるセラミックヒータ１２の構造説明図である。（ａ）はセラミックヒータ１２のおもて面側の平面模型図、（ｂ）は表面保護層を取り除いた状態のセラミックヒータ１２のおもて面側の平面模型図、（ｃ）はセラミックヒータ１２の背面側の平面模型図、（ｄ）は（ｃ）の（ｄ）−（ｄ）線における拡大断面模型図である。

ａはセラミックヒータ基材（基板）である。この基材ａはアルミナや窒化アルミ等の耐熱性・良熱伝導性・電気絶縁性のセラミック材であり、記録材搬送方向Ａに交差（直交）する方向を長手とする横長の薄板部材である。本実施例ではアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いている。

ｂとｃはヒータ基材ａの一面側（おもて面側）に、通電により発熱する電気発熱体として形成具備させた第１と第２の２本の電気発熱体パターン（以下、メインヒータとサブヒータと記す）である。このメインヒータｂとサブヒータｃは抵抗発熱材料のペーストを用いた厚膜印刷によってそれぞれ基材長手方向に沿って形成され、かつ記録材搬送方向（基板短手方向）に配列されている。

ｄはメインヒータｂの長手方向の一端部に電気的に導通させて形成した給電用電極部（以下、メイン接点と記す）、ｅはサブヒータｃの長手方向の一端部に電気的に導通させて形成した給電用電極部（以下、サブ接点と記す）、ｆはメインヒータｂとサブヒータｃの長手方向の他端部にそれぞれ電気的に導通させて形成した両者に共通の給電用電極部（以下、共通接点と記す）である。

上記のメイン接点ｄ、サブ接点ｅ、共通接点ｆは共にセラミックヒータ基板両端部側の表面に厚膜印刷によって導体パターンとして形成してある。

ｇは表面保護層であり、メインヒータｂと、サブヒータ３２ｃ、メイン接点ｄの一部、サブ接点ｅの一部、共通接点ｆの一部を覆わせて基板ａの表面に形成してある。この表面保護層ｇは厚膜印刷によってガラスコトートパターンとして形成してある。この表面保護層ｇの表面に定着フィルム１３の内面が密着して摺動する。

メインヒータｂ及びサブヒータｃは発熱分布が大きく異なる。図４はメインヒータｂ及びサブヒータｃの長手に沿う発熱分布を示すものである。メインヒータｂは長手中央部で発熱量が大きくなるように形成されている。一方、サブヒータｃは端部での発熱量が大きくなるように形成されている。メインヒータｂの発熱量とサブヒータｃの発熱量の合成発熱量は長手に沿って略一定である。

ＴＨ１とＴＨ２はセラミックヒータ１２の温度を測定するための第１と第２の２つの温度検出手段としてのメインサーミスタとサブサーミスタである。メインサーミスタＴＨ１はセラミックヒータ１２の背面側においてセラミックヒータ長手中央部に、サブサーミスタＴＨ２は端部にそれぞれセラミック基材ａに所定の圧で押し当てられて配置されている。ｈ・ｉはメインサーミスタＴＨ１と電気的に導通させたリード電路（以下、メインサーミスタ接点と記す）である。ｊ・ｋはサブサーミスタＴＨ２と電気的に導通させたリード電路（以下、サブサーミスタ接点と記す）である。これらのサーミスタ接点ｈ・ｉ・ｊ・ｋはセラミックヒータ基板の背面に厚膜印刷によって導体パターンとして形成してある。

ＴＨ−ＳＷは安全素子としてのサーモスイッチである。このサーモスイッチはセラミックヒータ１２の異常加熱時の電流遮断手段であり、セラミックヒータ長手中央部においてセラミックヒータ基板の背面に、所定の圧で押し当てられて配置されている。このサーモスイッチの作動温度は２５０℃である。

（３）定着装置と画像形成装置との電気的接続
定着装置６は画像形成装置本体に対して着脱可能な定着ユニットとされている。そして、画像形成装置本体に対して装着した定着装置６は電気的コネクタを用いて定着装置側の電気系統と画像形成装置本体側の電気的系統とが電気的に接続化される。図５は定着装置６側の電気系統と画像形成装置本体１０１側の電気的系統の図である。以下これについて詳述する。

１）コネクタ
１０３と１０４は第１と第２の電気的コネクタである。画像形成装置本体１０１に対して装着した定着装置６はこのコネクタ１０３と１０４により定着装置６側の電気系統と画像形成装置本体１０１側の電気的系統との電気的接続化がなされる。

第１のコネクタ１０３（コネクタＡ）は制御系統のコネクタであり、定着装置６側のセラミックヒータ１２のメインサーミスタＴＨ１とサブサーミスタＴＨ２を画像形成装置本体１０１側の制御ラインとを電気的に接続するとともに、後述の定着定格電圧検出信号を接続するものであり、８個の端子を有する。

第２のコネクタ１０４は給電系統のコネクタであり、定着装置６側のセラミックヒータ１２のメインヒータｂ及びサブヒータｂを画像形成装置本体１０１側の給電ラインに電気的に接続するものであり、３個の端子を有する。

なお、コネクタ１０３と１０４の端子は直線上に１列に入れている。端子の番号は最端部の端子から１，２，３の順番で割り振られている。

２）電力制御回路
次にセラミックヒータ１２に電力を供給する電力制御回路について説明する。電力制御はメインヒータｂとサブヒータｃで独立して制御する構成となっている。１２０は制御手段であるＣＰＵ、１２３と１２４は第１と第２のトライアック（前記電気発熱体であるメインヒータｂとサブヒータｃへ供給される電流を制御することで電気発熱手段であるセラミックヒータ１２の発熱量を制御する電流制御手段）、１２５はＡＣ電源、１３１はリレーである。第１のトライアック１２３とメインヒータｂとは第２のコネクタ１０４の端子２を介して直列接続し、また第２のトライアック１２４とサブヒータｃとは第２のコネクタ１０４の端子１を介して直列接続し、それらを並列にＡＣ電源１２５に対して接続している。第１と第２のトライアック１２３・１２４はそれぞれＣＰＵ１２０からの第１と第２のヒータ駆動信号Ｓ１・Ｓ２のＯＮ・ＯＦＦでＯＮ・ＯＦＦ制御される。リレー１３１はメインヒータｂ、サブヒータｃとＡＣ電源１２５の間に挿入しており、このリレー１３１の駆動によりメインヒータｂ及びサブヒータｃへの通電を遮断できる構成になっている。リレー１３１の制御信号は後述の安全回路に接続されている。

３）温度検出回路
定着装置６内に設けられたメインサーミスタＴＨ１及びサブサーミスタＴＨ２は第１のコネクタ１０３を介して画像形成装置本体１０１に接続されている。メインサーミスタＴＨ１の一方のラインはグランド接地されており、他方のラインはＣＰＵ１２０のアナログデジタル入力ポート（ＡＤポート）ＡＤ１、抵抗１１２、及びコンパレータ１１６に接続されている。抵抗１１２は第１のコネクタ１０３を介して電源：Ｖｃｃに接続されており、ＡＤポートＡＤ１には電源Ｖｃｃを抵抗１１２とメインサーミスタＴＨ１の抵抗値で分圧されたレベルが入力される。即ち、ＡＤポート：ＡＤ１にはメインサーミスタＴＨ１で検出されたセラミックヒータ１２の温度に応じたレベルが入力される。サブサーミスタＴＨ２についてもメインサーミスタＴＨ１と同様の動作によって、ＡＤポート：ＡＤ２にサブサーミスタＴＨ２で検出されたセラミックヒータ１２の温度に応じたレベルが入力される。上記のメインサーミスタＴＨ１とサブサーミスタＴＨ２で検出した温度に応じて前述の電力制御回路を駆動することで、セラミックヒータ１２を所望の温度で制御することができる。コンパレータ１１６・１１７が温度検出手段であるメインサーミスタＴＨ１及びサブサーミスタＴＨ２の出力値と比較基準値を比較する温度比較手段である。

４）安全回路
本実施例の画像形成装置では安全装置を設けて通電暴走時のセラミックヒータ１２の過熱を回避している。安全装置として前述のサーモスイッチＴＨ−ＳＷの他に、サーミスタによってセラミックヒータ３０１の異常過熱を検知して通電を遮断する安全回路を設けている。

サーモスイッチＴＨ−ＳＷは、前述したように、セラミックヒータ１２の異常加熱時の電流遮断手段であり、メインヒータｂとサブヒータｃに対する給電ラインに直列に挿入してあり、セラミックヒータ１２がサーモスイッチＴＨ−ＳＷの作動温度である２５０℃にまで過昇温するとサーモスイッチＴＨ−ＳＷが電流遮断動作してメインヒータｂとサブヒータｃに対する電力供給を遮断するものである。

また、もう一つの安全装置である安全回路の動作を以下に説明する。メインサーミスタＴＨ１の検出信号は第１のコネクタ１０３を介してＣＰＵ１２０に入力されるともにコンパレータ１１６の正極入力端子入力されており、負極端子の電圧レベルと比較される。負極端子には電源電圧：Ｖｃｃを抵抗１１９及び１１８で分圧された電圧レベルが入力されている。負極端子の電圧レベルはメインサーミスタＴＨ１の検出温度が２３０℃の場合に相当する値に設定されている。よって、コンパレータ１１６はメインサーミスタＴＨ１の検出温度が２３０℃よりも低いの場合に「Ｈｉｇｈ状態」となり、メインサーミスタＴＨ１の検出温度が２３０℃以上の場合に「ＬＯＷ状態」となる。コンパレータ１１６の出力はリレー１３１を駆動するトランジスタ１２１のベース端子に接続されていることからメインサーミスタＴＨ１の検出温度が２３０℃以上の場合にはトランジスタ１２１がオフ状態となりリレーが遮断状態となってセラミックヒータ１２への通電が遮断状態となる。サブサーミスタＴＨ２も同様の動作によってに２３０℃以上でリレーが遮断状態となりセラミックヒータ１２への通電が遮断状態となる。即ち、安全回路の動作により、メインサーミスタＴＨ１又はサブサーミスタＴＨ２の検出温度が２３０℃以上となった場合にはリレー１３１によってセラミックヒータ１２への通電が遮断され、セラミックヒータ１２の過熱を防止することができる。リレー１３１が温度比較検出手段であるコンパレータ１１６・１１７の比較結果にもとづいて電気発熱体であるメインヒータｂとサブヒータｃへの電源供給を遮断する電源供給遮断手段である。

ここで、給電系統の第２のコネクタ１０４は接続（嵌合）状態にあるけれども、制御系統の第１のコネクタ１０３（コネクタＡ）が抜け外れている場合の安全回路の動作について説明する。なお、給電系統の第２のコネクタ１０４が非接続の場合には定着装置側への給電がなされないので過熱の事態は生じない。

制御系統の第１のコネクタ１０３の抜けが発生すると、メインサーミスタＴＨ１およびサブサーミスタＴＨ２と安全回路が非接続となる。また、定着装置６のジャンパ線１０９（ジャンパ線Ａ１）によって接続されていた１番端子と８番端子が非接続状態となり、抵抗１１２及び１１３への電源電圧：Ｖｃｃの通電が遮断される。よって、コンパレータ１１６及び１１７の正極端子は抵抗１１１によってグランド接地された状態となる。一方、負極端子は電源電圧：Ｖｃｃを抵抗１１９及び１１８で分圧した電圧が印加されることから、コンパレータ１１６及び１１７の出力はＬＯＷ状態となる。即ち、リレー１３１が遮断状態となり、セラミックヒータ１２への通電が停止してセラミックヒータ１２の過熱には至らない。

第１のコネクタ１０３において、メインサーミスタＴＨ１の端子６・７およびサブサーミスタＴＨ２の端子４・５は、ジャンパ線１０９が接続されている端子１と端子８に対し、内側に配置されている（４・５、６・７端子は１・８端子に挟まれてに配置している）。よって、第１のコネクタ１０３が不完全な状態で嵌合され、例えば４、５、６、７、８番端子のみが非接続になった場合（片嵌合）においても、抵抗１１２、１１３への電源電圧：Ｖｃｃの通電が遮断され、セラミックヒータ１２への通電を回避することができる。

（９）定着定格電圧検出手段
本実施例の画像形成装置では、加熱定着仕様検出手段（定着装置検出手段）として、定着装置６の定格電源電圧検出手段を設けることで、画像形成装置本体１０１と適合しない定格電源電圧の定着装置６の装着使用を防いでいる。なお、本画像形成装置本体１０１では定格電源電圧が１００Ｖと２００Ｖの２種類があり、定着装置６も１００Ｖ／２００Ｖの２種類を設けている。第１のコネクタ１０３の２，３番端子は定着装置６の定格電源電圧に応じて設定するジャンパ線１１０の接続端子である。定格電源電圧が１００Ｖの場合は第１のコネクタ１０３の２番端子と３番端子がジャンパ線１１０でショートされている。一方、定格電源電圧が２００Ｖの場合はジャンパ線１１０の接続は行なわない。定着装置６が画像形成装置本体１０１に装着されると、第１のコネクタ１０３の４番端子は画像形成装置本体１０１内でＧＮＤに接地される。２番端子は、ＣＰＵ１２０の入力ポートＩＯ１と抵抗１１５に接続される。抵抗１１５の一端は電源：Ｖｃｃに接続されている。定着装置６の定格電源電圧が１００Ｖの場合、ジャンパ線１１０によって３番端子はＧＮＤレベルとなる。即ち、入力ポートＩＯ１はＶｃｃレベルに固定される。一方、定着装置６の定格電源電圧が２００Ｖの場合、２番端子は抵抗１１５によって電源電圧：Ｖｃｃレベルに固定される。即ち、入力ポートＩＯ１はＶｃｃレベルとなる。ＣＰＵ１０１を制御するソフトウエアは入力ポートＩＯ１の状態から定着装置６の定格電源電圧を識別し、画像形成装置本体１０１に適合する定着装置と判断した場合には前述の電力制御回路でセラミックヒータ１２に通電を行なう。一方、画像形成装置１０１に適合しない定着装置と判断した場合にはセラミックヒータ１６への通電制御を行なわない。

ここで、第１のコネクタ１０３の嵌合が抜けた場合の安全回路の動作について説明する。このコネクタ抜けが発生すると、第１のコネクタ１０３の２，３番端子が画像形成非接続となり、前述の定格電源電圧の検出手段が動作することができなくなる。しかしながら、前述したようにこのコネクタ抜けが発生した場合には安全回路が作動し、セラミックヒータ１２への通電が遮断される。即ち、このコネクタ抜けが発生した場合でも、定格電源電圧の検出手段の誤検知によって発生する機器の破損を未然に防止することができる。

第１のコネクタ１０３において、定格電源電圧検出で使用する２番、３番端子は、ジャンパ線１０９が接続されている端子１と端子８に対し、内側に配置されている（２・３端子は１・８端子に挟まれてに配置している）。よって、第１のコネクタ１０３が不完全な状態で嵌合され、１、２、３番端子のみが非接続になった場合においても、抵抗１１２、１１３への電源電圧：Ｖｃｃの通電が遮断され、セラミックヒータ１２への通電を回避することができる。

なお、前述の定着電源電圧検知手段は、定着装置の他の仕様を検知する手段に置き換えても実施することが可能である。例えば、加圧ローラの仕様、サーミスタの仕様等がある。

以上説明したとおり、本実施例の画像形成装置では、サーミスタに印加する電源電圧を、サーミスタ信号線を接続する第１のコネクタ１０３（コネクタＡ）を介して印加する構成とした。これにより第１のコネクタ１０３の嵌合が外れている場合には安全装置の作動によってセラミックヒータ１２への通電が遮断し、コネクタ嵌合が外れたことによる不具合を防止することが可能となる。更に、定着装置仕様を識別する信号線を前記第１のコネクタ１０３を介して接続することにより、コネクタ嵌合が外れたことによる不具合を防止することが可能となる。

また、第１のコネクタ１０３（コネクタＡ）は複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線１０９（ジャンパ線Ａ１）を接続する端子は前記温度検出手段の出力信号および加熱定着仕様検出手段の検出信号の接続端子よりも端部に配置してあることにより、温度検出手段の検出信号を含む第１のコネクタ１０３の一端側のみで抜けが発生した場合（片嵌合）でも電気発熱体の異常過熱を防止することができる。

本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例ではメインサーミスタＴＨ１およびサブサーミスタＴＨ２に印加する電源電圧を、サーミスタ信号線を接続する第１のコネクタ１０３（コネクタＡ）を介して印加し、定着装置種類を識別する信号線も前記コネクタ１０３を介して接続することを特徴とした。本実施例の基本構成は第１の実施例と同じであり、定着装置種類を識別する信号線の接続方法のみが異なる。第１の実施例と異なる部分のみ説明する。

図６は本実施の画像形成装置の定着装置制御部の構成を示す。本実施例の画像形成装置では定着装置６と画像形成装置本体１０２を接続する第１と第２と第３のコネクタ５０３１０４・５２３の３個を有する。

第１のコネクター５０３（コネクタＢ）はメインサーミスタＴＨ１とサブサーミスタＴＨ２を接続する、制御系統のコネクタである。

第２のコネクタ１０４は第１の実施例における第２のコネクタ１０４と同じく、セラミックヒータ１２への給電ラインを電気的に接続する、給電系統のコネクタである。

第３のコネクタ５２３（コネクタＣ）は定着定格電源電圧検出信号を接続する、制御系統のコネクタである。この第３のコネクタ５２３において定着装置６の定格電源電圧の検出方式は第１の実施例と同じである。２，３番端子には定着装置６の定格電源電圧に応じて設定するジャンパ線５２９（加熱定着手段である定着装置の仕様を検出手段する加熱定着仕様検出手段（＝定格電源電圧を検出する手段））が接続され、定格電源電圧が１００Ｖの場合は２番端子と３番端子がジャンパ線５２９でショートする。一方、定格電源電圧が２００Ｖの場合、ジャンパ線５２９は接続されない。ジャンパ線５２９の有無によって変化するＣＰＵ１２０の入力ポート：ＩＯ１によって定着装置１０２の種類を検知することができる。第３のコネクタ５２３の１番端子と４番端子は電源電圧：Ｖｃを接続する端子である。画像形成装置本体１０１側の１番端子は電源電圧：Ｖｃに接続されている。定着装置６側の１番端子はジャンパ線５２０（ジャンパ線Ｃ１）によって４番端子に接続され、第３のコネクタ５２３の接続時は画像形成装置本体１０１の４番端子には電源電圧：Ｖｃが印加される。一方、第３のコネクタ５２３が非接続は４番端子に電源電圧：Ｖｃは印加されない。４番端子は第３のコネクタ５０３に１番端子に接続されている。

メインサーミスタＴＨ１とサブサーミスタＴＨ２の接続方法は第１の実施例と同じであり、第１のコネクタ５０３（コネクタＢ）の３、４，５，６番端子を介して画像形成装置本体１０１内の温度検出回路に接続されている。１、２番端子は定着装置６側でジャンパ線５１０（ジャンパ線Ｂ１）によって接続されており、第１のコネクタ５０３及び第３のコネクタ５２３が接続状態の場合には抵抗１１２、１１３を介してメインサーミスタＴＨ１とサブサーミスタＴＨ２に電源電圧：Ｖｃが印加され、ＣＰＵ入力ポート：ＡＤ１，ＡＤ２にはサーミスタ検出温度に応じた電圧レベルが発生する。

第１のコネクタ５０３と第３のコネクタ５２３のいずれかが非接続の場合には第１のコネクタ５０３の６番端子への電源電圧：Ｖｃの印加が停止され、安全回路が作動してセラミックヒータ１２への通電が停止する。

以上説明したとおり、本実施例の画像形成装置では、サーミスタに印加する電源電圧を、サーミスタ信号線を接続する第１のコネクタ５０３（コネクタＢ）と、定着装置仕様を識別する信号線を接続する第３のコネクタ５２３（コネクタＣ）を介して印加する構成とした。すなわち、温度検出手段ＴＨ１・ＴＨ２への給電は第１のコネクタ５０３（コネクタＢ）に接続されたジャンパ線５１０（ジャンパ線Ｂ１）、および第３のコネクタ５２３（コネクタＣ）に接続されたジャンパ線５２０（ジャンパ線Ｃ１）を介して接続され、前記第１のコネクタ５０３または第３のコネクタ５２３の少なくとも一方が非接続状態の場合は前記電源供給遮断手段（安全装置）の作動によってセラミックヒータへの通電が遮断される。これによりコネクタ５０３、コネクタ５２３のいずれかの嵌合が外れている場合には安全装置の作動によってセラミックヒータへの通電が遮断し、コネクタ嵌合が外れたことによる不具合を防止することが可能となる。

本実施例において、第１のコネクタ５０３（コネクタＢ）は複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線５１０（ジャンパ線Ｂ１）を接続する端子は前記温度検出手段の出力信号の接続端子よりも端部に配置してあることにより、温度検出手段の検出信号を含む第１のコネクタ５０３の一端側のみで抜けが発生した場合でも電気発熱体の異常過熱を防止することができる。

また、第３のコネクタ５２３（コネクタＣ）は複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線５２０（ジャンパ線Ｃ１）を接続する端子は前記加熱定着仕様検出手段の検出信号の接続端子よりも端部に配置してあることにより、定着装置仕様検出手段の検出信号を含む第３のコネクタ５２３の一端側のみで抜けが発生した場合でも電気発熱体の異常過熱を防止することができる。

なお、画像形成装置において記録媒体に対して未定着トナー像を形成する作像手段は実施例の転写方式電子写真プロセスに限られるものではなく、直接方式でもよいし、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなど任意である。加熱定着装置も実施例のフィルム加熱方式の加熱装置に限られないことは勿論である。

実施例１における画像形成装置例の概略構成図実施例１における定着装置の構成図実施例１におけるセラミックヒータの構成図セラミックヒータのメインヒータとサブヒータの発熱分布図実施例１における定着制御部の構成図実施例２における定着制御部の構成図従来の画像形成装置の定着制御部の構成図

符号の説明

１０１は画像形成装置、６は定着装置、ｂはメインヒータ、ｃはサブヒータ、１０７および１０８はサーミスタ、１０３および１０４はコネクタ、１３１はリレー、１２０はＣＰＵ、１１６及び１１７はコンパレータ、１１２は抵抗、１２３及び１２４はトライアック、３０１はセラミックヒータ、５０３および５２３はコネクタ

Claims

記録媒体に未定着トナー像を形成する作像手段と、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段は、
通電により発熱する電気発熱体を有する電気発熱手段と、
前記電気発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記電気発熱体へ供給される電流を制御することで前記電気発熱手段の発熱量を制御する電流制御手段と、
前記温度検出手段の出力値と比較基準値を比較する温度比較手段と、
前記温度比較検出手段の比較結果にもとづいて前記電気発熱体への電源供給を遮断する電源供給遮断手段と、
前記温度検出手段と前記温度比較手段を電気的に接続するコネクタＡと、
を有し、
前記温度検出手段への給電は前記コネクタＡに接続されたジャンパ線Ａ１を介して接続され、コネクタＡが非接続状態の場合は前記電源供給遮断手段の作動によって前記電気発熱体への通電が遮断されることを特徴とする画像形成装置。
記録媒体に未定着トナー像を形成する作像手段と、前記未定着トナー像を前記記録媒体に加熱定着する加熱定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱定着手段は、
通電により発熱する電気発熱体を有する電気発熱手段と、
前記電気発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記電気発熱体へ供給される電流を制御することで前記電気発熱手段の発熱量を制御する電流制御手段と、
前記温度検出手段の出力値と比較基準値を比較する温度比較手段と、
前記温度比較検出手段の比較結果にもとづいて前記電気発熱体への電源供給を遮断する電源供給遮断手段と、
前記加熱定着手段の仕様を検出する加熱定着仕様検出手段と、
前記加熱定着仕様検出手段の結果に基いて前記電流制御手段を制御する制御手段と、
前記温度検出手段と前記温度比較手段を電気的に接続するコネクタＢと、
前記加熱定着仕様検出手段と前記制御手段を電気的に接続するコネクタＣと、
を有し、
前記温度検出手段への給電は前記コネクタＢに接続されたジャンパ線Ｂ１、および前記コネクタＣに接続されたジャンパ線Ｃ１を介して接続され、前記コネクタＢまたは前記コネクタＣの少なくとも一方が非接続状態の場合は前記電源供給遮断手段の作動によって前記電気発熱体への通電が遮断されることを特徴とする画像形成装置。
前記加熱定着手段は、前記加熱定着手段の仕様を検出する加熱定着仕様検出手段と、前記加熱定着仕様検出手段の結果に基いて前記電流制御手段を制御する制御手段を有し、前記コネクタＡは前記温度検出手段と前記温度比較手段を電気的に接続すると共に前記加熱定着仕様検出手段と前記制御手段を電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記温度検出手段はサーミスタであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
前記加熱定着仕様検出手段は定格電源電圧を検出する手段であることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の画像形成装置。
前記コネクタＡは複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線Ａ１を接続する端子は前記温度検出手段の出力信号および加熱定着仕様検出手段の検出信号の接続端子よりも端部に配置してあることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記コネクタＢは複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線Ｂ１を接続する端子は前記温度検出手段の出力信号の接続端子よりも端部に配置してあることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置
前記コネクタＣは複数の端子が一列状に配置されたものであり、前記ジャンパ線Ｃ１を接続する端子は前記加熱定着仕様検出手段の検出信号の接続端子よりも端部に配置してあることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。