JP2008216376A - 定着部の温度制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、温度の高低に係わらず温度変化を良好な感度で検出することができる定着部の温度制御装置、及び、前記温度制御装置を備えている画像形成装置を提供する。
【解決手段】加熱用のヒータ５１を備えた定着部５の温度を検出する温度センサ５４に分圧抵抗が直列接続された分圧回路５７１と、前記分圧回路５７１により分圧された出力電圧に基づいて前記ヒータ５１を制御する温度制御手段５７２を備えてなる定着部５の温度制御装置５７であって、前記出力電圧に基づいて前記分圧回路５７１の分圧比を切り替える分圧比切替回路５７３を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱用のヒータを備えた定着部の温度を検出する温度センサに分圧抵抗が直列接続された分圧回路と、前記分圧回路により分圧された出力電圧に基づいて前記ヒータを制御する温度制御手段を備えてなる定着部の温度制御装置、及び、前記温度制御装置を備えている画像形成装置に関する。

通常、複写機等の画像形成装置に搭載されている定着部の温度制御装置では、前記定着部に設けられたヒータの温度変化を検出するためにサーミスタを用いられることが多く、前記サーミスタからの出力電圧に基づいて前記ヒータの温度を検出していた。

具体的には、５（Ｖ）の基準電源電圧と分圧抵抗を使用することによって、前記ヒータの０〜２３０（℃）までの温度変化に対して、前記サーミスタの出力電圧に０〜３．５（Ｖ）までの電圧変化を発生させていた。

しかし、最近は、複写機等の機器の低電圧化の流れから、用いられる基準電源電圧が５（Ｖ）から３．３（Ｖ）に移行してきているため、上述のように出力電圧に０〜３．５（Ｖ）までの電圧変化を発生させることはできなくなっている。つまり、低温時の出力電圧のダイナミックレンジが、図６（ｄ）の実線の特性に示すように、従来の特性である図６（ｄ）の破線の特性に比べて小さくなっている。例えば、基準電源電圧が３．３（Ｖ）の場合のダイナミックレンジは、０〜２．３（Ｖ）である。

画像形成装置では、ヒータを一定時間オンとして前記ヒータに備えられたサーミスタの出力信号の変化を読み取り、変化が少ない場合は前記ヒータに断線異常であるとの判断をしていたが、低温時の出力電圧のダイナミックレンジが小さい図６（ｄ）の実線のような特性の場合、画像形成装置の起動時等の低温時に出力電圧レベルがなかなか変化せずに、前記ヒータに断線異常があると誤検出される虞があった。

前記誤検出を防止するために、画像形成装置において、出力電圧の変化を検出する時間を従来よりも長い時間とすると、以下のような問題が発生した。つまり、前記画像形成装置では長い時間の検出を経なければ異常の判断がなされないことから、配線の異常なショート等で急速な温度上昇が生じた場合等でも、迅速な給電停止を行なうことができずに発火等の事態を招く虞があった。

低温時の出力電圧のダイナミックレンジが小さいことの対策として、前記分圧抵抗の抵抗値を小さくして、基準電源電圧が３．３（Ｖ）のまま、前記サーミスタの出力電圧の特性を図６（ｄ）の一点鎖線に示す特性に変化させることで、低温時の出力電圧の変化率を大きくすることが考えられるが、以下のような問題点があった。

画像形成装置では、サーミスタからの出力電圧に基づいて異常温度検出を行なっており、ある電圧値以上（つまり所定温度以上の高温）を検出すると前記ヒータの制御信号を自動でオフにして、前記ヒータへの給電を停止するのであるが、図６（ｄ）の一点鎖線に示す特性の場合、異常温度に達する前に電圧値が飽和してしまう虞があり、飽和する場合は異常温度の検出を適正に行なうことが不可能であった。例えば、図６（ｄ）では、温度ＴＡでダイナミックレンジの最大値である２．３（Ｖ）に達しているので、温度ＴＢを検出することができない。

以上のような問題点を解消するために、出力電圧が小さい場合と大きいの場合とで、出力電圧の特性を変化させるとの考えに基づいたＡ／Ｄ変換回路が特許文献１において示されている。

詳述すると、前記Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ信号のレベルを検出する検出手段と、前記検出手段による検出レベルに応じて前記アナログ信号レベルの増幅度が制御される増幅器と、前記増幅器からの出力をＡ／Ｄ変換し且つ前記増幅器からの出力が所定値より大きい場合に前記Ａ／Ｄ変換のステップ電圧が大きくされるＡ／Ｄ変換器とを備えて構成されている。
特開平７−３３６２２４号公報

しかし、特許文献１では、増幅器とＡ／Ｄ変換器が使用されており、さらに、前記増幅器の増幅度が可変である。複写機等の画像形成装置に用いられる定着部の温度制御装置は、サーミスタからの出力電圧の増幅やＡ／Ｄ変換が行なわれる構成であるとは限らず、また、前記温度制御装置が前記増幅器や前記Ａ／Ｄ変換器を備えた構成であったとしても、前記温度制御装置に特許文献１のＡ／Ｄ変換回路を適用した場合に、前記増幅器を制御するために複雑な回路が必要となり、それが搭載される画像形成装置のコストアップにつながる。

本発明の目的は、上述の問題に鑑み、簡単な構成で、温度の高低に係わらず温度変化を良好な感度で検出することができる定着部の温度制御装置、及び、前記温度制御装置を備えている画像形成装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による定着部の温度制御装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、加熱用のヒータを備えた定着部の温度を検出する温度センサに分圧抵抗が直列接続された分圧回路と、前記分圧回路により分圧された出力電圧に基づいて前記ヒータを制御する温度制御手段を備えてなる定着部の温度制御装置であって、前記出力電圧に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える分圧比切替回路を備えている点にある。

上述の構成によれば、分圧比切替回路が、分圧回路の分圧比を、現在の定着部の温度を良好な感度で検出できるような分圧比に切り替えるので、温度制御装置は温度の高低に係わらず温度変化を良好な感度で検出することができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記分圧比切替回路は、前記出力電圧が前記ヒータの断線を検出する断線検出レベルを超えたときに温度に対する前記出力電圧の変化率が小さくなるように前記分圧抵抗の値を切り替える点にある。

上述の構成によれば、分圧比切替回路は、出力電圧が断線検出レベルを超えない場合、つまりヒータの断線が検出される可能性がある場合は、断線の有無の誤検出を防止するために低温時の検出感度を良くする特性となるように分圧回路の分圧比を切り替え、出力電圧が前記断線検出レベルを超えた場合、つまりヒータの断線は無く正常であると判断された場合は、以後のヒータの温度上昇に備えて高温時の検出感度を良くする特性となるように分圧回路の分圧比を切り替えるので、低温時における誤検出と高温時における電圧の飽和を防止することができる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記温度制御手段は、予め設定された複数の温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータを制御するように構成され、前記出力電圧が前記ヒータの断線を検出する断線検出レベルを超えたときに前記温度電圧特性データテーブルを切り替える点にある。

上述の構成によれば、複数の温度電圧特性データテーブルが予め設定されているので、温度制御手段は、入力してきた出力電圧に基づく定着部の温度の演算が不要となる。また、前記温度制御手段は、出力電圧と予め記憶しておいた断線検出レベルとを比較して断線の有無を判断することで温度電圧特性データテーブルを切り替えるので、前記温度電圧特性データテーブルを切り替えるための制御信号が不要である。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記温度制御手段は、予め設定された複数の温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータを制御するように構成され、前記分圧比切替回路による前記分圧抵抗の切替信号に基づいて前記温度電圧特性データテーブルを切り替える点にある。

分圧比切替回路は出力電圧とそれに対する温度の特性を切り替える為に分圧抵抗を切り替えるので、温度制御装置が、前記分圧比切替回路による分圧抵抗の切替信号に基づいて温度電圧特性データテーブルを切り替えることは、最適なタイミングでの切替である。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記出力電圧の値に基づいて前記ヒータへの通電回路を強制的に遮断する安全回路を備えている点にある。

上述の構成によれば、安全回路に所定値以上の出力電圧が入力された場合に、前記安全回路はヒータの温度が安全な温度を超えていると判断して、ヒータへの通電回路を強制的に遮断するので、発火等の危険を回避することができる。

上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、特許請求の範囲の書類の請求項１から５の何れかの定着部の温度制御装置を備えている点にある。

一般に、電子写真方式の複写機等の画像形成装置には、用紙上に出力されたトナー像を加熱して用紙上に定着させる定着部が搭載されていることから、本発明による定着部の温度制御装置の好適な適用例となる。

以上説明した通り、本発明によれば、簡単な構成で、温度の高低に係わらず温度変化を良好な感度で検出することができる定着部の温度制御装置、及び、前記温度制御装置を備えている画像形成装置を提供することができるようになった。

以下に本発明による定着部の温度制御装置を画像形成装置としてのデジタル複写機に適用した実施形態について説明する。

前記デジタル複写機１は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、原稿としての用紙をセットする原稿載置部２と、前記原稿から読み込んだデータを電子データに変換する画像読取部３と、前記画像読取部３によって電子データに変換された画像データに基づいて用紙上にトナー像を形成して出力する画像形成部４と、用紙上に形成されたトナー像を用紙上に加熱定着させる定着部５と、用紙を搬送する搬送部６と、用紙が収容された給紙部７及び機械左側部に設けられた手差し給紙口（図示せず）と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部８とを備えて構成されている。

前記画像形成部４は、図２（ｂ）に示すように、像担持体４１と、前記像担持体４１の周囲に順に配置され、前記像担持体４１を帯電処理する帯電部材４２と、帯電された前記像担持体４１を露光して静電潜像を形成する露光部４３と、前記像担持体４１に形成された静電潜像にトナーを静電付着させてトナー像を顕像化する現像部４４と、現像された前記トナー像を用紙に転写する転写部４６と、転写後に前記像担持体４１に残留するトナーを除去して回収するクリーナ部４７と、前記像担持体４１表面の残留電位を落して均一にする除電ランプ４８とを備えて構成されている。

前記定着部５は、図３に示すように、加熱用のヒータ５１が挿入設置された加熱ローラ５２と、前記加熱ローラ５２に圧接配置された前記加圧ローラ５３と、前記加熱ローラ５２の表面に接触配置された前記定着部５の温度を検出する温度センサ５４としてのサーミスタ素子と、商用電源５５から前記ヒータ５１への給電を切り替えるスイッチング素子５６としてのトライアック５６と、前記定着部５の温度を制御する温度制御装置５７とを備えて構成されており、前記温度制御装置５７は前記トライアック５６をオンオフ制御することで、前記定着部５の温度を制御する。なお、本実施形態では、前記温度センサ５４として、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣサーミスタを備えた構成について説明する。

また、前記デジタル複写機１には、図４に示すように、上述の各機能ブロックを制御するための複数の制御手段が設けられている。具体的には、前記画像読取部３による原稿やデータの読取動作を制御する画像読取制御手段１００と、当該デジタル複写機１のシステムを統括するとともに前記画像形成部４、前記定着部５、搬送部６、及び給紙部７を制御する画像出力制御手段２００と、前記操作部８の入出力信号を制御する操作制御手段３００等を備えて構成されている。

各制御手段１００、２００、３００は、単一または複数の制御基板上に単一または複数のＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭと、制御データを格納するＲＡＭと、制御対象である各種の負荷に信号を出力し、各種のセンサからの検出値を入力する入出力インタフェース回路などを設けて構成されている。各ＣＰＵは相互にシリアル通信ライン４００で接続され、分散型の制御システムが構築され、各ＣＰＵにより実行される制御プログラム及び関連するハードウェアにより前記デジタル複写機１に画像形成処理を実行させるための所定の機能が実現されるように構成されている。

以下、本発明による温度制御装置５７について説明する。前記温度制御装置５７は、図１に示すように、前記定着部５の温度を検出する温度センサ５４に分圧抵抗が直列接続された分圧回路５７１と、前記分圧回路５７１により分圧された出力電圧に基づいて前記ヒータ５１を制御する温度制御手段５７２と、前記出力電圧に基づいて前記分圧回路５７１の分圧比を切り替える分圧比切替回路５７３と、前記出力電圧の値に基づいて前記ヒータへの通電回路を強制的に遮断する安全回路５７４とを備えて構成されている。なお、前記温度制御手段５７２は、前記画像出力制御手段２００のＣＰＵ２０１が制御プログラムを実行することによって実現されている。

以下、前記温度制御装置５７の各構成要素について、図５に示した前記温度制御装置の回路図に基づいて説明する。

前記分圧回路５７１は、抵抗Ｒ１とＲ２が前記温度センサ４に夫々直列に接続されて構成されている。つまり、前記抵抗Ｒ１とＲ２は並列に接続されている。前記分圧回路５７１は、前記抵抗Ｒ１および前記温度センサ４で基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した電圧、または、前記抵抗Ｒ１とＲ２の合成抵抗および前記温度センサ４で基準電圧Ｖｒｅｆを分圧した電圧を出力電圧Ｖｏｕｔとして出力する。

前記温度制御手段５７２は、予め設定された複数の温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータ５１を制御するように構成され、前記出力電圧Ｖｏｕｔが前記ヒータ５１の断線を検出する断線検出レベルを超えたときに前記温度電圧特性データテーブルを切り替える。

以下に詳述する。前記温度電圧特性データテーブルは、前記定着部５の各温度データと、前記温度データの各々に対応する前記出力電圧Ｖｏｕｔの電圧レベルよりなるテーブルデータであり、前記画像出力制御手段２００に備えられた不揮発性メモリ５７５に記憶されている。

例えば、前記不揮発性メモリ５７５には、低温領域での出力電圧Ｖｏｕｔの変化率が大きい（感度が良い）が高温になる前に基準電圧Ｖｒｅｆに基づく最大電圧に達する（飽和する）図６（ａ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブルと、低温領域での出力電圧Ｖｏｕｔの変化率が小さい（感度が良くない）が高温領域でも飽和しない図６（ｂ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブルとが記憶されている。

断線検出レベルは、前記ヒータ５１の断線が検出される可能性がある電圧レベルと前記ヒータ５１の断線が検出される可能性がない電圧レベルとを分ける閾値であり、前記温度制御手段５７２に入力してきた前記分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔが、予め設定された断線検出レベルを超えた場合は断線の可能性はなく、断線検出レベルを超えない場合は断線の可能性があることを示す電圧レベルである。

前記温度制御手段５７２は、出力電圧Ｖｏｕｔが前記断線検出レベルを超えない場合、低温領域で変化率の大きい、つまり低温領域で感度の良い図６（ａ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブルを前記不揮発性メモリ５７５より読み出して、読み出した温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータ５１を制御する。

一方、出力電圧Ｖｏｕｔが前記断線検出レベルを超えた場合、高温領域でも飽和しない図６（ｂ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブルを前記不揮発性メモリ５７５より読み出して、読み出した温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータ５１を制御する。

例えば、前記温度制御手段５７２は、図６（ｃ）に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベル（図中、出力電圧Ｖｏｕｔ＝０．８（Ｖ）で、定着温度が６０（℃））より低い場合と高い場合とで特性が異なる図６（ｃ）に示すような特性に基づいて、前記ヒータ５１を制御することとなる。

以下、前記温度制御手段５７２によって行なわれる出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルを超えたか否かの判断について、例示して説明する。

前記温度制御手段５７２はタイマーを備えており、前記ヒータ５１への給電が開始されると同時に前記タイマーをオンする。

前記温度制御手段５７２は、前記タイマーをオンしてから所定時間が経過したときに、出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルを超えているか否かの判断を行なう。なお、前記所定時間は、定着温度が前記温度電圧特性テーブルが切り替えられる温度に達するのに十分な時間である。

前記温度制御手段５７２は、所定時間経過時点で前記温度電圧特性テーブルが切り替えられている場合には、所定時間経過時点での出力電圧Ｖｏｕｔから切替後の温度電圧特性テーブルに基づいて導出される温度が、断線検出レベルに対応する定着温度を超えているか否かで、出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルを超えているか否かを判断する。

一方、前記温度制御手段５７２は、所定時間経過時点で前記温度電圧特性テーブルが切り替えられていない場合には、出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルを超えていないと判断する。前記所定時間が前記温度電圧特性テーブルが切り替えられる温度に達するのに十分な時間であるにもかかわらず、前記温度電圧特性テーブルが切り替えられていないからである。

また、前記温度制御手段５７２は、所定時間経過時点で前記ヒータ５１を制御するための前記温度電圧特性テーブルが切り替えられている場合に、その事実をもって出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルを超えていると判断する構成であってもよい。

前記分圧比切替回路５７３は、前記出力電圧Ｖｏｕｔが前記ヒータ５１の断線を検出する断線検出レベルを超えたときに温度に対する前記出力電圧Ｖｏｕｔの変化率が小さくなるように前記分圧抵抗の値を切り替える。

以下に詳述する。前記分圧比切替回路５７３は、図５に示すように、基準電圧Ｖｒｅｆを分圧して切替基準電圧を生成する抵抗Ｒ３、Ｒ４と、前記切替基準電圧と前記出力電圧Ｖｏｕｔを比較するコンパレータＣＰ１と、前記コンパレータＣＰ１の出力に基づいてオンオフが切り替えられるスイッチングトランジスタＴＲ１と、プルアップや分流に用いられるその他の抵抗ＲＥとを備えて構成されている。

そして、前記分圧比切替回路５７３は、前記切替基準電圧が前記出力電圧Ｖｏｕｔより大きい場合は、前記コンパレータＣＰ１から前記スイッチングトランジスタＴＲ１のベースにハイレベル信号が入力されることで、前記スイッチングトランジスタＴＲ１をオフに制御する。その結果、前記分圧回路５７１の抵抗Ｒ２が開放されて分圧抵抗は抵抗Ｒ１のみとなる。

一方、前記切替基準電圧が前記出力電圧Ｖｏｕｔより小さい場合は、前記コンパレータＣＰ１の出力から前記スイッチングトランジスタＴＲ１のベースにローレベル信号が入力されることで、前記スイッチングトランジスタＴＲ１をオンに制御する。その結果、前記分圧回路５７１の抵抗Ｒ２が導通されて分圧抵抗は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の合成抵抗（抵抗Ｒ１より小さい値をとる）となる。

つまり、前記出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルより小さい場合は、大きい分圧抵抗に基づいた出力電圧Ｖｏｕｔが前記分圧回路５７１より出力されることから、前記定着部５の温度に対する前記出力電圧Ｖｏｕｔの変化率が大きくなり、前記出力電圧Ｖｏｕｔが断線検出レベルより大きい場合は、小さい分圧抵抗に基づいた出力電圧Ｖｏｕｔが前記分圧回路５７１より出力されることから、前記定着部５の温度に対する前記出力電圧Ｖｏｕｔの変化率が小さくなるので、定着温度に対する出力電圧Ｖｏｕｔは、図６（ｃ）に示すような特性を示す。

即ち、以上の説明は、前記分圧比切替回路５７３は、前記出力電圧Ｖｏｕｔが前記ヒータ５１の断線を検出する断線検出レベルより大となったときに前記分圧抵抗の値が小さくなるように切り替える構成についての説明である。

なお、本実施形態では、前記分圧比切替回路５７３は、断線検出レベルを超えたときに分圧抵抗の値を切り替える構成について示しているが、前記分圧抵抗の値を切り替えるための切替基準電圧は断線検出レベルに限らない。例えば、切替基準電圧を、前記温度制御装置５７が、デジタル複写機１起動時における前記定着部５の初期動作完了後に、前記定着部５の温度制御をするときの電圧レベルである制御レベルよりも所定電圧レベルだけ低下させた制御前レベルとする構成であってもよい。

前記安全回路５７４は、図５に示すように、前記温度制御手段５７２と前記トライアック５６の間に備えられており、基準電圧Ｖｒｅｆを分圧して安全基準電圧を生成する抵抗Ｒ５、Ｒ６と、前記安全基準電圧と前記出力電圧Ｖｏｕｔを比較するコンパレータＣＰ２と、前記コンパレータＣＰ２の出力に基づいてオンオフが切り替えられるスイッチングトランジスタＴＲ２と、前記温度制御手段５７２から出力される制御信号に基づいてオンオフが切り替えられるスイッチングトランジスタＴＲ３と、前記トライアック５６をオンオフ制御するためのプルアップ抵抗Ｒ７を備えて構成されている。ここで、前記安全基準電圧は、前記出力電圧Ｖｏｕｔが異常な出力値を示しているか否かの判断の基準となる閾値である。

前記安全回路５７４の動作について詳述する。前記出力電圧Ｖｏｕｔが前記安全基準電圧以下のとき、つまり、前記出力電圧Ｖｏｕｔが正常な値を示しているときは、前記コンパレータＣＰ２から前記スイッチングトランジスタＴＲ２のベースにハイレベル信号が入力されることで、前記スイッチングトランジスタＴＲ２をオンに制御する。

前記温度制御手段５７２は、ハイレベルまたはローレベルの制御信号を前記スイッチングトランジスタＴＲ３のベースに入力する。このとき、上述のように、前記スイッチングトランジスタＴＲ２がオン状態であると、前記制御信号のレベルに基づいて前記トライアック５６がオンオフ制御される。

一方、前記出力電圧Ｖｏｕｔが前記安全基準電圧より大きいとき、つまり、前記出力電圧Ｖｏｕｔが異常な値を示しているときは、前記コンパレータＣＰ２から前記スイッチングトランジスタＴＲ２のベースにローレベル信号が入力されることで、前記スイッチングトランジスタＴＲ２をオフに制御する。

すると、前記スイッチングトランジスタＴＲ３のオンオフに係わらず、前記トライアック５６はオフ状態が維持されることになる。つまり、前記ヒータ５１への給電は遮断される。

以下、前記温度制御装置５７の動作について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

デジタル複写機１の電源がオンされると、温度検出手段５７２は、予め設定された断線検出レベルと分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔとを比較する（Ｓ１）。

前記デジタル複写機１が電源投入直後等であって定着部５の温度が低いときは、前記出力電圧Ｖｏｕｔは前記断線検出レベル以下であり（Ｓ１）、この場合、前記温度検出手段５７２は、前記定着部５の温度を算出して制御するに当たって、不揮発性メモリ５７５に格納されている複数の温度電圧特性データテーブルのうち変化率の大きい図６（ａ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブル（以下、テーブル１と示す）を使用する（Ｓ２）。

前記温度制御手段５７２がテーブル１を使用して前記定着部５の温度制御を行なっている場合に、安全回路５７４によって前記出力電圧Ｖｏｕｔが安全基準電圧より大きいと判断されると（Ｓ３）、前記安全回路５７４は前記定着部５のヒータ５１への給電を遮断する（Ｓ４）。

前記デジタル複写機１の電源投入から時間が経過して前記定着部５の温度が高くなってきたときは、前記出力電圧Ｖｏｕｔは前記断線検出レベルより大きくなり（Ｓ１）、この場合、前記温度検出手段５７２は、前記定着部５の温度を算出して制御するに当たって、不揮発性メモリ５７５に格納されている複数の温度電圧特性データテーブルのうち変化率の小さい図６（ｂ）に示すような特性を有する温度電圧特性データテーブル（以下、テーブル２と示す）を使用する（Ｓ５）。

前記温度制御手段５７２がテーブル２を使用して前記定着部５の温度制御を行なっている場合に、前記安全回路５７４によって前記出力電圧Ｖｏｕｔが安全基準電圧より大きいと判断されると（Ｓ６）、前記安全回路５７４は前記定着部５のヒータ５１への給電を遮断する（Ｓ４）。

そして、前記温度前記テーブル２を使用して前記定着部５の温度制御を継続するうちに前記定着部５の温度が更に上昇して、定着可能な温度（安定温度）に達する。

以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、分圧回路５７１は二個の抵抗Ｒ１とＲ２が温度センサ５４に夫々直列に接続されており、分圧抵抗が抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ１とＲ２の合成抵抗の二段に切り替えられる構成について説明したが、前記分圧回路５７１に備えられる抵抗は二個に限らない。

例えば、分圧回路５７１は三個の抵抗が温度センサ４に夫々直列に接続されている構成で、分圧抵抗が、一個の抵抗、二個の抵抗の合成抵抗、及び三個の抵抗の合成抵抗の三段に切り替えられる構成であってもよい。

上述の実施形態では、温度制御手段５７２は、分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔがヒータ５１の断線を検出する断線検出レベルを超えたときに前記温度電圧特性データテーブルを切り替える構成について説明したが、前記温度電圧特性データテーブルを切り替えるために参照する情報は、前記断線検出レベルに限らない。

例えば、前記温度制御手段５７２は、前記分圧比切替回路５７３による前記分圧回路５７１の分圧抵抗の切替信号に基づいて前記温度電圧特性データテーブルを切り替える構成であってもよい。

詳述すると、温度制御装置５７は、図５において破線に示すように、前記分圧比切替回路５７３のスイッチングトランジスタＴＲ１のエミッタ電圧を前記温度制御手段５７２によって読み取り可能とさせる信号ラインＳＬを備えて構成されており、前記スイッチングトランジスタＴＲ１がオフ状態の場合は、前記信号ラインＳＬを介して、前記温度制御手段５７２にハイレベル信号が入力され、前記スイッチングトランジスタＴＲ１がオン状態の場合は、前記信号ラインＳＬを介して、前記温度制御手段５７２にローレベル信号が入力されるように構成されている。

つまり、前記分圧抵抗が抵抗Ｒ１から抵抗Ｒ１とＲ２の合成抵抗に切り替えられると同時に、前記信号ラインＳＬを介して前記温度制御手段５７２に入力される信号レベルが切り替えられ、前記温度制御手段５７２は前記信号レベルの切替に同期して使用する温度電圧特性データテーブルを切り替えるのである。

上述の実施形態では、定着部５は、温度センサ５４としてのサーミスタ素子として、温度の上昇に対して抵抗が減少するＮＴＣサーミスタを用いた構成について説明したが、温度の上昇に対して抵抗が増大するＰＴＣサーミスタを用いた構成であってもよい。

この場合、定着部５の定着温度が上昇する程、分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔは減少するので、分圧比切替回路５７３は、出力電圧Ｖｏｕｔ１がヒータ５１の断線を検出する断線検出レベルより小となったときに前記分圧抵抗の値が小さくなるように切り替える構成となる。

なお、図５においてサーミスタ５４と分圧回路５７１を入れ替えた回路構成とすることで、定着部５にＮＴＣサーミスタ用いている場合においては、定着部５の定着温度が上昇する程、分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔが減少し、定着部５にＰＴＣサーミスタ用いている場合においては、定着部５の定着温度が上昇する程、分圧回路５７１からの出力電圧Ｖｏｕｔが増加するような構成とすることも可能である。

上述の実施形態では、定着部５は、加熱用のヒータ５１が挿入設置された加熱ローラ５２と、前記加熱ローラ５２に圧接配置された前記加圧ローラ５３とを備えたローラ定着方式を採用した構成について説明したが、前記定着部５による定着方式はこれに限らない。例えば、前記加熱ローラ５２の代わりとしてヒータとフィルムを組み合わせた構成を有するフィルム定着方式を採用した構成であってもよい。

上述の実施形態では、温度制御手段５７２は、分圧回路５７１から受け取った出力電圧Ｖｏｕｔをアナログ値で使用する構成について説明したが、温度制御装置５７は、前記温度制御手段５７２や画像出力制御手段２００、または、前記分圧回路５７１と前記画像出力制御手段２００の間にＡ／Ｄ変換手段を備え、前記温度制御手段５７２は、分圧回路５７１から受け取った出力電圧Ｖｏｕｔをデジタル値で使用する構成であってもよい。

上述の実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更することができることは言うまでもない。

本発明を適用した定着部の温度制御装置のブロック構成図 （ａ）は、本発明を適用したデジタル複写機の外観を示し、（ｂ）は、本発明を適用したデジタル複写機の内部を示す説明図 定着部の説明図 デジタル複写機の制御手段のブロック構成図 本発明を適用した定着部の温度制御装置の回路図 （ａ）は、高温領域で飽和する特性を示し、（ｂ）は、低温領域での変化率が小さい特性を示し、（ｃ）は、図６（ａ）と図６（ｂ）の特性を断線検出レベルで切り替えた場合の特性を示し、（ｄ）は、出力電圧のダイナミックレンジを示すグラフ 温度制御装置の動作について説明するためのフローチャート

符号の説明

１：デジタル複写機
５：定着部
５１：ヒータ
５４：温度センサ
５７：温度制御装置
２００：画像出力制御手段
２０１：ＣＰＵ
５７１：分圧回路
５７２：温度制御手段
５７３：分圧比切替回路
５７４：安全回路
５７５：不揮発性メモリ

Claims (6)

1. 加熱用のヒータを備えた定着部の温度を検出する温度センサに分圧抵抗が直列接続された分圧回路と、前記分圧回路により分圧された出力電圧に基づいて前記ヒータを制御する温度制御手段を備えてなる定着部の温度制御装置であって、
   前記出力電圧に基づいて前記分圧回路の分圧比を切り替える分圧比切替回路を備えている定着部の温度制御装置。
2. 前記分圧比切替回路は、前記出力電圧が前記ヒータの断線を検出する断線検出レベルを超えたときに温度に対する前記出力電圧の変化率が小さくなるように前記分圧抵抗の値を切り替える請求項１記載の定着部の温度制御装置。
3. 前記温度制御手段は、予め設定された複数の温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータを制御するように構成され、前記出力電圧が前記ヒータの断線を検出する断線検出レベルを超えたときに前記温度電圧特性データテーブルを切り替える請求項２記載の定着部の温度制御装置。
4. 前記温度制御手段は、予め設定された複数の温度電圧特性データテーブルに基づいて前記ヒータを制御するように構成され、前記分圧比切替回路による前記分圧抵抗の切替信号に基づいて前記温度電圧特性データテーブルを切り替える請求項１または２記載の定着部の温度制御装置。
5. 前記出力電圧の値に基づいて前記ヒータへの通電回路を強制的に遮断する安全回路を備えている請求項１から４の何れかに記載の定着部の温度制御装置。
6. 請求項１から５の何れかの定着部の温度制御装置を備えている画像形成装置。

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