JP2006259185A - ヒータ温度制御装置、加熱定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンパレータ出力をオフさせる設定温度の高低に関わらず、的確にフェールセーフ機能を働かせ、信頼性を高めることができるヒータ温度制御装置を提供する。
【解決手段】 ヒータ電流をオン／オフする第１の電流遮断手段４をヒータ電流ループ内に備え、その第１の電流遮断手段４の制御を制御手段３にて行うヒータ温度制御装置において、ヒータ電流ループ内にさらに第２の電流遮断手段５とヒータ電流を検出する電流検出器１１を備え、第２の電流遮断手段５は、第１の電流遮断手段４を制御する制御信号と電流検出器１１の信号出力のアンド条件にて、遮断制御を実行するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヒータ温度制御装置及びヒータを有する加熱定着装置を搭載した画像形成装置に関する。

ヒータを有する加熱定着装置におけるヒータ温度制御装置によるヒータ電流制御は、ヒータ温度を検出するサーミスタ信号のフィードバックにより行うのが一般的である。ヒータ温度制御装置は異常事態に対応したフェールセーフ機能を有している（例えば、特許文献１参照）。
図６は従来のヒータ温度制御装置の構成図である。ヒータ１はその近傍のサーミスタ２により温度検知され、ＣＰＵ３にその情報が伝えられる。このサーミスタ２のフィードバック信号により、ＣＰＵ３は第１のスイッチ（ＳＷ１）４のオン／オフ制御を行い、目的の温度となるように制御する。
また、この第１のスイッチ４がショートモードで故障してＣＰＵ３による制御ができなくなった場合を考えて、サーミスタ信号がある値以上となるとオフになる信号をコンパレータ６により作成し、このコンパレータ６の出力信号と、第１のスイッチ４の制御信号とをＡＮＤ回路７に入力し、ＡＮＤ回路７の出力により第２のスイッチ（ＳＷ２）５を制御するようにしている。
ＣＰＵ３の出力がオフで且つコンパレータ６の出力がオフのとき、第２のスイッチ５はオフされる。即ち、ＣＰＵ３が第１のスイッチ４をオフしようとしているのにヒータ１の温度がある一定値以上になった場合、フェールセーフ機能として第２のスイッチ５をオフするようにしている。符号８はヒューズを示す。
特開平０５−２８９５７２号公報

しかしながら、上記したようなフェールセーフ機能は、コンパレータ６の出力をオフさせる設定温度を実使用温度より高く設定しなければ通常動作で誤動作してしまう可能性があるため、フェールセーフ機能が働く時には既に発煙が発生する欠点がある。
またサーミスタ２のヒータ１に対する浮きが発生すると適正に温度制御できなくなり、フェールセーフ機能が働かないという欠点があった。
そこで、本発明は上記したような実情を鑑みてなされたものであり、コンパレータ出力をオフさせる設定温度の高低に関わらず、的確にフェールセーフ機能を働かせ、信頼性を高めることができるヒータ温度制御装置、加熱定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第１の電流遮断手段と、該第１の電流遮断手段の制御を行う制御手段とを備えたヒータ温度制御装置であって、前記ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第２の電流遮断手段と、前記ヒータ電流を検出する電流検出手段と、を備え、第２の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と前記電流検出手段の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記ヒータ温度を検出するサーミスタを備え、前記第２の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と、前記サーミスタの出力信号のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記ヒータ温度を検出するサーミスタと、前記ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第３の電流遮断手段と、を備え、第３の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と前記サーミスタの出力信号のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、前記第１の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項２に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、第２の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項３に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、第３の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のヒータ温度制御装置を備えている加熱定着装置を特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７に記載の加熱定着装置を備えている画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、ヒータ電流をオン／オフする第１の電流遮断手段をヒータ電流ループ内に備え、その第１の電流遮断手段の制御を制御手段にて行うヒータ温度制御装置において、ヒータ電流ループ内にさらに第２の電流遮断手段とヒータ電流を検出する電流検出器を備え、第２の電流遮断手段は、第１の電流遮断手段を制御する制御信号と電流検出器の信号出力のアンド条件にて、オン／オフ制御が実行されるので、コンパレータ出力をオフさせる設定温度の高低に関わらず、的確にフェールセーフ機能を働かせ、信頼性を高めることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお図６に示す従来例と同一個所には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
図１は本発明の第１実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図である。
第１実施形態では、電流検出器（電流センサ）１１をヒータ１の電流ループ上に挿入し、ヒータ１へ電流が流れた場合、オフとなる出力信号を作成し、この電流検出器１１の出力信号と、第１のスイッチ４の制御信号とをＡＮＤ回路７に入力し、ＡＮＤ回路７の出力により第２のスイッチ５を制御するようにしている。
ここで、第１のスイッチ４がショートモードで故障してＣＰＵ３による制御ができなくなった場合、第１のスイッチ４の制御信号はオフとなり、また電流検出器１１の出力信号もオフとなり、両信号共にオフとなった場合、第２のスイッチ５はオープン状態となる。
即ち、ＣＰＵ３が第１のスイッチ４をオフしようとしているにもかかわらず、ヒータ１への電流が検出された時、フェールセーフ機能として瞬時に第２のスイッチ５がオープンとなるように構成している。
従って、このような第１実施形態によれば、サーミスタ２のフィードバック信号により、ヒータ１の温度を制御するための第１のスイッチ４がショートモードで故障した場合、第１のスイッチ４の制御信号と電流検出器１１の出力から異常を瞬時に検出でき、発煙、発火などを防ぐことができる。
図２は本発明の第２実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図である。
第２実施形態ではフェールセーフ機能をさらに高めるようにしたものである。
第１のスイッチ４がショートモードで壊れる場合、その原因として過電流が流れることが考えられるが、その場合、電流検出器１１も同時に壊れる可能性がある。この場合を考えて、ヒータ１の温度がある値以上になったらオフとなる信号を、サーミスタ２の出力信号とコンパレータ６の出力信号により作成し、２つのＡＮＤ回路７−１、７−２とＯＲ回路１２を介して第２のスイッチ５に入力し、第２のスイッチ５を制御するようにしている。即ち、第１のスイッチ４の制御信号がオフで、且つ、電流検出器１１の出力がオフの場合、あるいは、第１のスイッチ４の制御信号がオフで、且つコンパレータ６の出力がオフの場合、フェールセーフ機能として第２のスイッチ５がオープンとなるように構成している。
従って、このような第２実施形態によれば、サーミスタ２のフィードバック信号により、ヒータ１の温度を制御するための第１のスイッチ４がショートモードで故障し、さらに電流検出器１１も故障した場合、サーミスタ信号から作られるハード的な異常検出信号を別に設けたことにより異常を検出でき、発煙、発火などを防ぐことができるようになる。

図３は本発明の第３実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図である。第３実施形態では上記フェールセーフ機能をさらに高める。前述のように第１のスイッチ４がショートモードで壊れる場合、その原因として過電流が流れることが考えられるが、その場合、第２のスイッチ５も同時に壊れる可能性がある。この場合を考えて、第３のスイッチ（ＳＷ３）１３を設け、上記電流検出器１１の出力でのフェールセーフ機能はＡＮＤ回路７−１を介して第２のスイッチ５で行い、コンパレータ６の出力でのフェールセーフ機能はＡＮＤ回路７−２を介して第３のスイッチ１３により行うようにしている。
従って、このような第３実施形態によれば、サーミスタ２のフィードバック信号により、ヒータ１の温度を制御するための第１のスイッチ４がショートモードで故障し、さらに第２のスイッチ５も故障した場合でも、第３のスイッチ１３で異常を防止でき、発煙、発火などを防ぐことができる。
図４は本発明の第４実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図である。
第４実施形態では、後述するローレベル維持回路（ＰＣＴ１）１４、第１のスイッチ４側のＡＮＤ回路７−１、第２のスイッチ５側のＡＮＤ回路７−２を備えている。ローレベル維持回路１４はＡＮＤ回路７−１側に接続されている。
ここで、上記したローレベル維持回路の構成について説明しておく。
図５はローレベル維持回路の構成図である。ローレベル維持回路１４は、トランジスタ２１、抵抗Ｒ２２、コンデンサＣ２３から構成されており、パルス入力２４により出力がローレベルとなる。定期的なパルス入力が途絶えると、出力はＨレベルとなる。
図４に示す第４実施形態では、ＣＰＵ３が定期的なパルスをローレベル維持回路１４に送り、第１のスイッチを、ＡＮＤ回路７−１を介してイネーブル状態となるよう維持する。ＣＰＵ３が何らかの要因で暴走しパルスが途絶えると、第１のスイッチ４は強制的にディスエーブル状態（オフ）となり、ヒータ１への連続通電がストップする。ここで第２のスイッチ５、あるいは図３に示す第３のスイッチ１３をオフとしてもよい。
このように構成すればＣＰＵ３が何らかの要因で暴走状態に陥り、さらにハード的フェールセーフ機能も失われた場合に、ＣＰＵ３の暴走を検知し、ヒータ誤動作を防ぐことができる。

本発明の第１実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図。 本発明の第２実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図。 本発明の第３実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図。 本発明の第４実施形態に係るヒータ温度制御装置の構成図。 ローレベル維持回路の構成図。 従来のヒータ温度制御装置の構成図。

符号の説明

１ ヒータ、２ サーミスタ、３ ＣＰＵ（制御手段）、４ 第１のスイッチ（第１の電流遮断手段）、５ 第２のスイッチ（第２の電流遮断手段）、１１ 電流検出器

Claims (8)

1. ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第１の電流遮断手段と、該第１の電流遮断手段の制御を行う制御手段とを備えたヒータ温度制御装置であって、前記ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第２の電流遮断手段と、前記ヒータ電流を検出する電流検出手段と、を備え、第２の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と前記電流検出手段の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
2. 請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記ヒータ温度を検出するサーミスタを備え、前記第２の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と、前記サーミスタの出力信号のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
3. 請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記ヒータ温度を検出するサーミスタと、前記ヒータ電流ループ内に設けられ、前記ヒータ電流を遮断する第３の電流遮断手段と、を備え、第３の電流遮断手段は、前記第１の電流遮断手段を制御する前記制御手段からの制御信号と前記サーミスタの出力信号のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
4. 請求項１に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、前記第１の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
5. 請求項２に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、第２の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
6. 請求項３に記載のヒータ温度制御装置において、前記制御手段からのパルス入力によりローレベルを維持するローレベル維持回路を備え、第３の電流遮断手段は、前記制御手段からの制御信号と前記ローレベル維持回路の信号出力のアンド条件により遮断制御が実行されることを特徴とするヒータ温度制御装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のヒータ温度制御装置を備えていることを特徴とする加熱定着装置。
8. 請求項７に記載の加熱定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
   

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