JP2706326B2 - ヒータ制御装置の異常検出装置 - Google Patents

ヒータ制御装置の異常検出装置

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JP2706326B2 JP23970689A JP23970689A JP2706326B2 JP 2706326 B2 JP2706326 B2 JP 2706326B2 JP 23970689 A JP23970689 A JP 23970689A JP 23970689 A JP23970689 A JP 23970689A JP 2706326 B2 JP2706326 B2 JP 2706326B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機,ファクシミリ,プリンタ等の画像
形成装置の制御装置の異常検出装置の改良に係り、詳し
くは低温から高温まで的確に異常を検出し得るようにし
たヒータ制御装置の異常検出装置に関する。
〔従来技術〕
一般に画像形成装置では、定着装置や感光ドラムの保
温用ヒータの温度を制御するのに、サーミスタ等の温度
検出器を用いている。
この場合、第4図に示すようにサーミスタTHと直列に
抵抗器Rを接続し、一定電圧VccをサーミスタTH又は抵
抗器Rの一端に印加し(この図ではサーミスタTH)、サ
ーミスタTHと抵抗器Rとの接続点の電圧V0をコンパレー
タ等によって検出し、同ヒータの通電制御を行ってい
る。
第3図は、このような温度制御を行う画像形成装置の
定着装置に用いるサーミスタTHの一例の温度−抵抗特性
曲線である。
通常、この図に、破線で示す200℃近傍で定着用ヒー
タが通電制御される。この時このサーミスタTHの抵抗値
は約1KΩであり、上記抵抗器Rの抵抗値は同等の値の例
えば1KΩに設定される。
ここで、上記一定電圧Vccを例えば5Vに設定すると、
上記電圧V0は約2.5Vである。
一方、第3図から容易に理解されるようにこのサーミ
スタTHは常温,例えば約25℃の抵抗値が240KΩと非常に
高く、このとき、上記電圧V0は約0.021Vとなってサーミ
スタTHが断線した時の約0Vとの区別が明確でない。従っ
て、装置の始動時等のようにヒータ温度が低い時点では
サーミスタTHが断線しているために上記電圧V0が低いの
か、ヒータ温度が低いために上記電圧V0が低いのか、明
確に判別できない。
第5図は上述した温度制御回路(この図では抵抗器R1
とサーミスタTHとで構成)のサーミスタTHの断線異常を
検出するための回路の要部の一例を示しており、サーミ
スタTHに接続されている抵抗器R2,定電圧素子(ツェナ
ーダイオード)ZDが異常検出回路を構成している。
この回路は、サーミスタTHに流れる所定電流以上の電
流によって生ずる定電圧素子ZDの両端の電圧の安定性を
利用したものである。
即ち、サーミスタTHが正常であれば十分な電流が流
れ、定電圧素子ZDの両端の電圧はほぼ一定であるが、サ
ーミスタTHが断線すると上記電流が流れなくなり抵抗器
R2により電圧V2はアース電位となる。
この回路ではサーミスタTHの断線による上記電圧V2
変化を不図示のコンパレータ等により検出して異常を検
出している。
上記断線異常検出の方法は、例えば特開昭60−198612
号公報に開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
第5図に示した装置は、ヒータ温度が通常の使用状態
と較べてある程度高くなりすぎたり、低くなりすぎた場
合にもサーミスタの異常を検出し得る点で優れている
が、ヒータ温度がある限度を越えると以下に述べるよう
に異常を検出できなくなる。
第5図に示したサーミスタTHは第3図に示すように低
温,例えば0℃では更に抵抗値が約840KΩと高くなり、
上記従来の方法では定電圧素子ZD(第5図)に流れる電
流が更に少なくなり、前記電圧V2が安定でなくなるとい
う限界があった。
一方、前記200℃よりも更に高温,例えば290℃になる
と、サーミスタTHの抵抗値はこの第3図(一点鎖線)に
示すように約0.2KΩと非常に小さくなり、例えば第5図
において前記と同様にVccとV2間の電位差を5V,抵抗R1
1KΩに設定すると、電圧VccとV1間の電位差は約4.17Vと
なり短絡時5Vとの差はほとんどあらわれず、この場合短
絡との区別が不明瞭となる。
従って、本発明は広い範囲の低温から高温まで、的確
に温度検出器の断線及び短絡等の異常を検出し得るよう
にしたヒータ制御装置の異常検出装置を提供することを
目的としてなされたものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために本発明はヒータと、該ヒー
タの温度を検出する第1温度検出器と、該第1温度検出
器に直列に接続された抵抗器とを具備してなるヒータ制
御装置の異常検出装置において、上記ヒータの温度変化
を検出し得る第2温度検出器と、上記抵抗器と上記第2
温度検出器とを上記第1温度検出器に対して選択的に直
列接続する切替手段と、上記抵抗器と上記第1温度検出
器との直列接続状態と、第2温度検出器と第1温度検出
器との直列接続を切替え、その時の上記第1温度検出器
からの信号に基づいて当該ヒータ制御装置の異常を検出
する異常検出手段とを備えてなることを特徴とするヒー
タ制御装置の異常検出装置として構成されている。
〔作用〕
このヒータ制御装置の異常検出装置は上記のように構
成されているので、抵抗器と第1温度検出器との直列接
続状態と、第2温度検出器と第1温度検出器との直列接
続状態とが切替えられ、その時の第1温度検出器からの
信号に基づいてヒータ制御装置の異常が検出される。
即ち、何らかの異常発生のとき上記第1温度検出器と
特性および環境等が近似の第2温度検出器との比較によ
り異常が検出されるので、上記特性および環境等による
影響が相殺され的確に異常を検出することができる。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施
例につき説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実
施例は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術
的範囲を限定する性格のものではない。
以下は定着装置に本発明を適用した場合の実施例につ
いて示す。
第1図は、本発明の一実施例に係る定着装置の制御の
ブロック図、第2図は同定着装置のヒートローラの一例
を示す模式図である。
第1図に示す定着装置1は、制御回路2を中枢として
構成され、この制御回路2に、ヒートローラ3のヒータ
4を駆動するヒータ駆動回路5,切替手段の一例であるリ
レー6を駆動するトランジスタ7,抵抗器8が上記リレー
6の接点6aを介して直列接続されたサーミスタ9の信号
を検出するAD変換回路10,および表示部12等が接続され
ている。
上記サーミスタ9が第1温度検出器の一例である。
上記サーミスタ9は、例えば第2図に示すようにヒー
トローラ3の一端近傍に設けられ、ヒータ4の温度を検
出する。
上記ヒートローラ3近傍の温度は定着装置1が正常に
運転されているときは約200℃である。
このサーミスタ9の温度検出信号に基づき、この定着
装置1の温度制御及び後述する異常検出処理がなされ
る。
通常は上記リレー接点6aはNC側に切替えられており、
サーミスタ9と抵抗器8とにより分圧された電圧Vxが検
出されて制御回路2の指令に基づきこのヒータ4の温度
制御がなされる。
また、上記リレー6の接点6aのNO側には、第2温度検
出器の一例であるサーミスタ11が接続されている。
このサーミスタ11は、例えば第2図に示すようにヒー
トローラ3の他端近傍に設けられ、上記リレー接点6a
NC側に切替えられているとき、不図示の温度検出用の別
回路が接続され、ヒータ4の温度変化を検出する。
上記サーミスタ11およびサーミスタ9としては、例え
ば前記第3図に示すようにな近似した特性のものが用い
られる。
上記サーミスタ11と抵抗器8(第1図)とは、上記サ
ーミスタ9に対しリレー6の接点6aを介して選択的に直
列接続される。
次に、この定着装置1の異常検出処理について説明す
る。
サーミスタ9によりヒータ4の温度を検出していると
きに、例えばヒートローラ3近傍が低温環境下における
始動時等の異常低温(例えば0℃)となったり、あるい
はヒータ4の過熱等の異常により同ヒートローラ3近傍
が高温(例えば290℃)となったりしたとする。
このとき、サーミスタ9と抵抗器8とは接点6aを介し
て直列接続されており、その接続点の電圧Vxは例えばV
ccを5Vに定めて概算すると異常低圧(サーミスタ9の抵
抗値が840KΩであり、約0.006V)あるいは異常高圧(サ
ーミスタ9の抵抗値が約0.2KΩであり、約4.17V)とな
る。
この異常電圧Vxに基づいて制御回路2からリレー切替
指令が出力され、リレー6が切替られる。
すると、サーミスタ9とサーミスタ11がリレー接点6a
を介して直列接続される。
上記サーミスタ9とサーミスタ11とは共にヒートロー
ラ4の近傍に設けられているので常にほぼ同等温度とな
り両サーミスタに故障がなければほぼ、同等の抵抗値と
なる。従って、サーミスタ9,11に故障がなければ電圧Vx
は上記異常低温,異常高温のいずれの場合も、通常時と
同じ約2.5Vとなる。
この場合は、サーミスタ9の異常ではなく上述した異
常低温あるいは異常高温のいずれかであると的確に判断
される。
なお、上記異常高温の場合は表示部12に、例えば「ヒ
ータ異常高温」と表示される。
次に、上記サーミスタ9が断線異常となったときにつ
いて説明する。
上記サーミスタ9と抵抗器8とが接点6aを介して直列
接続され、ヒータ4の温度を検出しているときに、電圧
Vxが例えば突然約0Vとなったとする。
すると、制御回路2により何らかの異常が発生したと
判断され、リレー6が切替えられてサーミスタ9とサー
ミスタ11とが直列接続され、電圧Vxが検出される。
このときも、この電圧Vxが約0Vであれば、制御回路2
はヒートローラ3の「低温異常」ではなくサーミスタ9
の断線異常であると判断され、例えば表示部12に「サー
ミスタ9の断線」と表示される。
即ち、サーミスタ9が断線状態となれば、ヒートロー
ラ3近傍の温度等に関係なく、電圧Vxはリレー接点6a
NC側あるいはNO側のいずれであっても、抵抗器8あるい
はサーミスタ11を介してアース電位となるからである。
更に、上記サーミスタ9が短絡異常となったときにつ
いて説明する。
サーミスタ9と抵抗器8とが接点6aを介して直列接続
され、ヒータ4の温度が検出されているときに、電圧Vx
が例えば突然Vcc電圧(約5V)となったとする。
すると、制御回路2により何らかの異常が発生したと
判断され、リレー6が切替えられてサーミスタ9とサー
ミスタ11とが直列に接続され、電圧Vxが検出される。
この切替えられた状態のときでも、この電圧Vxが約5V
であれば、制御回路2は前記「高温異常」ではなくサー
ミスタ9の短絡異常と的確に判断され、例えば表示部12
に「サーミスタ9の短絡」と表示される。
即ち、高温でサーミスタ11の抵抗値が小さくなってい
ても、電圧Vxは短絡されたVcc電圧となるからである。
上記したようにこの異常検出装置は、低温から高温ま
でサーミスタ9の断線や短絡といったサーミスタ9及び
その配線部の故障による異常と、ヒータ4の異常高温,
異常低温といった熱的異常を的確に判別することができ
る。
上述した抵抗器8とサーミスタ9との直列接続状態
で、サーミスタ9からの信号(電圧Vx)が異常となった
とき上記接続を切替え、その時のサーミスタ9からの信
号(電圧Vx)に基づいて定着装置1の異常を検出する機
能を実現する手段が異常検出手段の一例である。
なお、サーミスタ9およびサーミスタ11の特性は、ほ
ぼ同一特性である場合について述べたが、これらの特性
は近似特性であってもよく任意に選択される。
また、サーミスタ11の取り付け位置はヒータ4の温度
検出をすることのできる他の位置,例えば第2図破線に
示すようにサーミスタ9の近傍であってもよく任意に選
択される。
なお、上記サーミスタ11はリレー接点6aがNC側に切替
えられているとき、不図示の温度検出用の別回路が接続
されヒータ4の温度変化を検出するが、当然ながら上述
した異常検出専用のものとしてもよい。
また、上記実施例では、サーミスタ9と抵抗器8とが
接点6aを介して直列接続されてヒータ4の温度が検出さ
れているときに電圧Vxが異常電圧になったときにリレー
6が切替えられてサーミスタ9とサーミスタ11とが直列
接続され電圧Vxが検出されて異常の有無が判断された
が、一定周期で、サーミスタ9と抵抗器8との直列接続
状態と、サーミスタ9とサーミスタ11との直列接続状態
とを切替えて、上記異常の有無を上記切替時に判断する
ようにしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によりヒータと、該ヒータの温度を検出する第
1温度検出器と、該第1温度検出器に直列に接続された
抵抗器とを具備してなるヒータ制御装置の異常検出装置
において、上記ヒータの温度変化を検出し得る第2温度
検出器と、上記抵抗器と上記第2温度検出器とを上記第
1温度検出器に対して選択的に直列接続する切替手段
と、上記抵抗器と上記第1温度検出器との直列接続状態
と、第2温度検出器と第1温度検出器との直列接続を切
替え、その時の上記第1温度検出器からの信号に基づい
て当該ヒータ制御装置の異常を検出する異常検出手段と
を備えてなることを特徴とするヒータ制御装置の異常検
出装置が提供される。
従って、異常発生時第1温度検出器と特性や環境等が
近似の第2温度検出器との比較により異常が検出される
ので、第1温度検出器の断線および短絡等の異常とヒー
タの熱的異常とを判別して的確に検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る定着装置の制御のブ
ロック図、第2図は同定着装置のヒートローラの一例を
示す模式図、第3図は定着装置に用いるサーミスタの一
例の温度特性曲線図、第4図はサーミスタと抵抗器の一
般的な接続図、第5図は従来のヒータ制御装置の異常検
出装置に用いられるサーミスタの断線異常検出回路の一
例を示す接続図である。 〔符号の説明〕 2……制御回路 4……ヒータ 6……リレー(切替手段) 8……抵抗器 9……サーミスタ(第1温度検出器) 10……A/D変換回路 11……サーミスタ(第2温度検出器)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヒータと、該ヒータの温度を検出する第1
    温度検出器と、該第1温度検出器に直列に接続された抵
    抗器とを具備してなるヒータ制御装置の異常検出装置に
    おいて、 上記ヒータの温度変化を検出し得る第2温度検出器と、 上記抵抗器と上記第2温度検出器とを上記第1温度検出
    器に対して選択的に直列接続する切替手段と、 上記抵抗器と上記第1温度検出器との直列接続状態と、
    第2温度検出器と第1温度検出器との直列接続を切替
    え、その時の上記第1温度検出器からの信号に基づいて
    当該ヒータ制御装置の異常を検出する異常検出手段とを
    備えてなることを特徴とするヒータ制御装置の異常検出
    装置。
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