JP2748397B2

JP2748397B2 - 像形成装置

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Publication number: JP2748397B2
Application number: JP63087572A
Authority: JP
Inventors: 啓二楠本
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH01259391A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複写機等の像形成装置に関し、更に詳述すれ
ば、例えば複写紙等に転写されたトナー画像を溶融・固
着させる定着部の温度制御に関する。

〔従来技術〕

複写機の定着部は、感光ドラムから送られてくるトナ
ー画像が転写された複写紙を一対の定着ローラに通して
トナー画像を複写紙に溶融・固着させるものであり、定
着ローラにはその為の加熱用のヒータランプが備えられ
ている。

定着ローラは例えば複写紙のサイズ，厚さ、又は複写
機が待機中か、コピー中か等の各状況に応じて予め設定
してある温度になるように制御されており、これは定着
ローラの温度をサーミスタ等によって検出し、前記ヒー
タランプをオン・オフさせることによって行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、定着部は前述した如き温度制御を行うこと
により画質向上及び省電力化が図られるのであり、その
為にも精細な温度調節がなされるのが望ましい。

このため、最近では制御部としてのマイクロプロセッ
サのアナログポートへサーミスタ等の温度検知信号を入
力し、ソフトウェアによる温度制御を行うことにより、
精細な温度調節を可能とするものがある。

ところが、ソフトウェアによる温度制御においては、
ノイズの侵入等によってマイクロプロセッサが暴走して
ヒータランプが点灯したままになった場合、定着部は異
常な高温状態となる。そこで最終的に火災等の発生を防
止する手段として温度ヒューズを設けてあるが、これが
切れる迄にギヤ等の樹脂製部品等に変形が生じ、重大な
機械的損傷にまで及ぶ虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、プ
ロセッサ暴走による異常時には定着部に被害を及ぼすよ
うな高温状態になる前にプロセッサを初期状態に復帰さ
せ、またプロセッサ以外の回路のトラブルの場合には遮
断回路を動作させて加熱部材への電力供給を遮断するこ
とにより未然に機械的損傷を防止する像形成装置の提供
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る像形成装置は、用紙上に転写されたトナ
ー画像を加熱定着する定着部及び溶断によって前記定着
部に対する加熱用電源を遮断する温度ヒューズを備える
像形成装置において、前記定着部の温度を検出するセン
サと、該センサの検出信号を入力し、前記定着部を第１
の温度に調整するための信号を出力するプロセッサと、
前記センサが前記第１の温度より高い第２の温度を検出
した場合に、前記プロセッサを初期状態に復帰させる回
路と、前記センサが前記第２の温度より高く、前記温度
ヒューズの溶断温度よりも低い第３の温度を検出した場
合に、前記定着部を加熱する加熱部材への電力供給を遮
断する遮断回路とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

定着部はセンサによって温度が検出され、その検出信
号を入力し、これを第１の温度に調節するための信号を
出力するプロセッサによって通常第１の温度に調節され
ている。そしてセンサによって前記第１の温度より高い
第２の温度が検出されると、前記プロセッサは回路の働
きにより初期状態に復帰され、またプロセッサ以外の回
路のトラブルによって第３の温度を検出すると、遮断回
路を動作させて加熱部材への電力供給を遮断する。

〔実施例〕

以下、本発明を複写機における実施例を示す図面に基
づき具体的に説明する。第１図は本発明に係る複写機の
内部構造を示す模式的側面図であり、図において、１は
外周面に光導電層を有する感光ドラムであり、矢符ａ方
向に回転駆動される。感光ドラム１の上側には帯電チャ
ージャ２が配置されており、感光ドラム１の表面に一定
電位の電荷（本実施例にあっては正極性電荷）を付与す
る。

原稿台21の下側には画像露光装置３が設けられてお
り、該画像露光装置３は矢符ｂ方向にスキャンするミラ
ー群33,露光ランプ31及びレンズ32等からなり、原稿台2
1上に載置された原稿画像に対応した静電潜像を感光ド
ラム１の表面に形成する。帯電チャージャ２のドラム回
転方向側には、順にLED（発光ダイオード）アレイ４及
び現像装置５が設けられている。LEDアレイ４は次の現
像装置５における余分なトナーの付着を防止するために
不要部分の電荷を除去する、所謂像間イレース又は像端
イレースの機能を有する。現像装置５は磁気ブラシ方式
にて感光ドラム１の表面に形成された静電潜像をトナー
画像に顕像化する。感光ドラム１の下側には転写チャー
ジャ６が設けられており、該転写チャージャ６は、矢符
ｃ方向に搬送されてくる複写紙（図示せず）に対してそ
の下面から電界を付与し、感光ドラム１の表面に形成さ
れたトナー画像を複写紙上に転写する。転写チャージャ
６の感光ドラム回転方向側には分離チャージャ７が設け
られている。分離チャージャ７は、転写直後の複写紙に
対して交流電界を付与することにより、複写紙を除電し
て感光ドラム１の表面から剥離する。

分離チャージャ７の感光ドラム回転方向側にはクリー
ニング装置８が設けられている。クリーニング装置８
は、ブレード方式にて感光ドラム１の表面に残留したト
ナーを除去する。クリーニング装置８と帯電チャージャ
２との間にはイレーサランプ９が設けられている。イレ
ーサランプ９は、次回の複写処理に備えるため、光照射
にて感光ドラム１の表面に残留した電荷を除去する。

10は複写紙を収納しておくためのカセットであり、複
写機本体に対して着脱自在となっており、複写紙を送り
出すための給紙ローラ11が備えられている。カセット10
より送り出された複写紙は、中間ローラ12を経てタイミ
ングローラ13にてタイミングをとって矢符ｃで示すよう
に感光ドラム１と転写チャージャ６との間へ送り出さ
れ、ここでトナー画像を転写された複写紙は搬送ベルト
14によって定着部15へ送り込まれる。

定着部15は、定着上ローラ151,定着下ローラ152及び
定着上ローラ151に内蔵された加熱用の定着ヒータラン
プ20等からなり、定着上ローラ151の上部にこれの温度
を検出するサーミスタ16が前記センサとして備えられて
いる。複写紙は前記上下の定着ローラ151及び152にてト
ナー画像を溶融定着された後、排出ローラ17にて排紙ト
レー18上へ排出される。

第２図は、本発明装置の制御回路の要部ブロック図で
ある。本発明装置の制御中枢となるCPU200はA/Dコンバ
ータを内蔵しており、電源側に抵抗242、接地側に前記
サーミスタ16を直列接続した分圧回路の中間電位がサー
ミスタ16の検知信号ＡとしてCPU200のアナログ入力ポー
トa₁と、比較器230の非反転入力端子とに各々入力して
ある。比較器230の反転入力端子には、抵抗240,241にて
分圧された所定の電圧Ｂが与えられており、この電圧Ｂ
は、後述する定着上ローラ151の所定の温度、即ちCPU20
0に搭載されたソフトウェアによる定着制御温度（以
下、第１の温度という）T₁より高いレベルの温度（以
下、第２の温度という）T₂に相当するものである。

比較器230の出力信号はAND回路210の一方の入力信号
Ｃとしてあり、AND回路210の他方の入力信号Ｄは抵抗21
1とコンデンサ212とによって分圧されたものである。AN
D回路210の出力信号はCPU200のリセット端子である入力
ポートa₂に入力されている。

CPU200の出力ポートb₁は、駆動回路270を介してSSR22
0の制御端子に接続してあり、SSR220は、前記定着上ロ
ーラ151に内蔵された定着ヒータランプ20を点灯させる
電源250のオン・オフを制御すべく電源250と定着ヒータ
ランプ20との間に接続してある。電源250と定着ヒータ
ランプ20との間には定着上ローラ151の近傍に配置され
た温度ヒューズ260が接続してあり、不慮の事故により
定着部15の温度が異常に上昇した場合に火災等の発生を
防止するために設けてあり、これの溶断温度は通常のコ
ピー使用状態では切れない高い温度、例えば300℃に選
定してある。

出力ポートb₂,b₃,b₄には図示しない駆動回路が接続さ
れ、夫々の出力によって感光ドラム１の回転等を行うメ
インモータ（図示せず），給紙ローラ11及びタイミング
ローラ13の各駆動制御を行っている。また、CPU200には
これらの他に複写動作に関する種々の図示しない信号が
入出力されるように構成してある。

さて、以上の如く構成された制御回路において、ま
ず、複写機の電源が投入された直後はAND回路210の入力
信号Ｄはローレベルであり、もう一方の入力信号Ｃは、
比較器230の非反転入力端子に与えられるサーミスタ16
の検知信号Ａの電圧の方が反転入力端子に与えられる前
記電圧Ｂより高い為、ハイレベルである。つまりCPU200
の電源が確定するまでは、AND回路210の出力信号はロー
レベルであり、CPU200をリセット状態とし、電源確定
後、前記入力信号ＤがハイレベルとなることによりAND
回路210の出力信号がハイレベルに転じ、CPU200は動作
状態になる。

CPU200が動作状態になると、サーミスタ16の検知信号
ＡはCPU200内にてデジタル値に変換される。そしてこの
値を制御目標値とすべく定着ヒータランプ20を点灯又は
消灯させることによって定着部15の温度制御が行われ
る。これは、CPU200の出力ポートb₁がローレベルにある
場合にSSR220をオン状態にし定着ヒータランプ20を点灯
させるようになしてある。ここで比較器230の反転入力
端子には前述した如く第２の温度T₂に相当する電圧Ｂが
与えられており、第２の温度T₂は、複写機が待機中又は
コピー中等の通常状態における定着制御温度、即ち前記
第１の温度T₁よりも高く設定してあるので、通常状態に
おいては、比較器230の非反転入力端子に入力されるサ
ーミスタ16の検知信号Ａの電圧の方が前記電圧Ｂより高
い為、比較器230の出力信号はハイレベルとなってい
る。なお、T₁及びT₂は一例として170℃及び250℃近傍で
ある。つまり、通常状態においては、第１の温度T₁、即
ち170℃前後による温度調節をCPU200にて行っている。

CPU200がノイズ等によって暴走して出力ポートb₁がロ
ーレベルにラッチした場合には、定着ヒータランプ20は
点灯したままとなるが、これの温度がT₂、即ち250℃近
傍になると、サーミスタ16の検知信号Ａの電圧が比較器
230の反転入力端子に与えられている電圧Ｂよりも低く
なることにより比較器230の出力信号、即ちAND回路210
の入力信号Ｃは、ローレベルとなりAND回路210の出力信
号はローレベルとなる。これによりCPU200はリセット状
態になり、出力ポートb₁がハイレベルに転じてSSR220は
オフ状態となって定着ヒータランプ20が消灯される。

第３図及び第４図は、CPU200の制御手順を示すフロー
チャートである。第３図はCPU200のメインフローを示
す。電源が投入されてCPU200がリセットされてプログラ
ムがスタートすると、まずステップS1でRAM（図示せ
ず）のクリア、各種レジスタのイニシャライズ及び各装
置を初期モードにするための初期設定を行う。次にステ
ップS2で内部タイマをスタートさせる。この内部タイマ
は以下に説明する各サブルーチンにおける処理内容とは
無関係にメインルーチンの１ルーチンの所要時間を定め
るものであり、その値は予め初期設定のステップS1でセ
ットされる。

次にステップS3〜S7に示すサブルーチンを順次コール
し、全てのサブルーチンの処理が終了すると、ステップ
S8で前記内部タイマの終了を待ってステップS2へ戻る。
この１ルーチンの時間の長さを用いて各サブルーチンで
使用される各種タイマのカウントを行う。

ステップS3は前述したソフトウェアにおける定着温度
制御ルーチンであり、この内容については、第４図に示
すフローチャートに基づいて後述する。

ステップS4は感光ドラム周りの制御ルーチンであり、
ここで各種チャージャ，現像装置５等の制御が行われ、
次のステップS5及びS6でメインモータ，各種ローラ等の
駆動制御及び画像露光装置３のスキャン制御が行われ
る。

さて、第４図は定着温度制御ルーチンの一例であり、
実際には複写紙のサイズ，厚さ，コピー中又は待機中等
の各使用状況に応じて精細な温度制御が行われるが、こ
こでは本発明の要旨との係わりを考慮して定着温度を第
１の温度T₁に維持する制御を示すこととする。まず、ス
テップS31にて定着ヒータランプ20が制御許可状態にあ
るかどうかを判別する。この判別のための信号は他の適
宜のサブルーチンにて発せられたものである。

ステップS31にて定着ヒータランプ20の制御が許可さ
れない場合、ステップS32で定着ヒータランプ20を消灯
し、つまりCPU200の出力ポートb₁をハイレベルとして次
のステップS33で温調ステートをリセット（＝０）し、
メインルーチンに戻る。この温調ステートは制御が許可
されると制御状態に応じて１又は２にセットされる。

さて、ステップS31にて定着ヒータランプ20の制御が
許可されると、ステップS34及びS37で前記温調ステート
の内容をチェックする。温調ステートが０の場合、ステ
ップS35で定着ヒータランプ20を点灯してステップS36で
温調ステートを１にセットし、メインルーチンに戻る。
温調ステートが１になると、ステップS38でサーミスタ1
6が検出する定着上ローラ151の温度RTと第１の温度T₁と
を比較し、RT＜T₁の場合は、メインルーチンに戻り定着
ヒータランプ20の点灯を継続する。そしてRTがRT≧T₁に
なると、ステップS39で定着ヒータランプ20を消灯し、
次のステップS40で複写準備完了フラグをセットした
後、ステップS41で温調ステートを２にセットしてメイ
ンルーチンに戻る。前記複写準備完了フラグは、定着上
ローラ151の温度が所定の温度になり、複写可能状態に
なったことを示すフラグであり、このフラグに基づいて
他のサブルーチンにて例えば操作パネル上のプリントス
イッチをグリーンに点灯させる等の処理が行われ、複写
の受付が開始される。

次に温調ステートが２になると、ステップS42にて温
度RTと第１の温度T₁とを比較してRTがT₁以下の場合は、
ステップS43にて定着ヒータランプ20を点灯してメイン
ルーチンに戻り、またRT＞T₁の場合は、ステップS44に
て定着ヒータランプ20を消灯して次のステップS45でRT
と異常検出温度T₃とを比較し、RTがT₃以下であれば、同
じくメインルーチンに戻ることによって温度RTは第１の
温度T₁に維持される。ここでステップS45にてRT＞T₃の
ときは、次のステップS46にて電源250の遮断を行う。こ
の遮断は、SSR220によって行われるのではなく、図示し
ないポートからの出力に応じて同じく図示しないリレー
によって行われる。なお、異常検出温度T₃は、一例とし
て250℃である。

さて、次に上述した定着ローラの温度制御状態を第5,
6図に示すグラフに基づいて説明する。両図共、横軸に
時間、縦軸に定着ローラ温度を示してあり、前述した如
くT₁（＝170℃）及びT₃（＝250℃）は、CPU200による定
着制御温度及び異常検出温度、T₂（＝250−α℃）はハ
ードウェア回路によるCPUリセット温度、T₄（＝300℃）
は温度ヒューズ260の溶断温度である。

まず、第５図は従来のCPU200のみによる温度制御を示
してあり、温度T₁にて温度調節中にａの時点で何らかの
トラブルが発生して定着ヒータランプ20が点灯したまま
になった場合、定着ローラ温度は上昇してゆくが、CPU2
00が正常に動作しているときは、一点鎖線に示すように
定着ローラ温度が異常検出温度T₃に達した時点ｃで電源
250が遮断される。

一方、CPU200の暴走により、出力ポートb₁がローレベ
ルにラッチしているときは、異常検出温度T₃にて電源遮
断が行われず、温度T₄に達した時点ｄで温度ヒューズ26
0が切れ、定着ローラ温度は低下する。このように温度
ヒューズが切れることによって最終的に火災等は防止で
きるものの、周辺の部品の加熱による損傷は重大であ
り、交換を余儀なくされる。

さて、第６図は本発明装置による温度制御を示してあ
り、同様にT₁にて温度調節中にａの時点でCPU200の暴走
により、出力ポートb₁がローレベルにラッチした場合、
定着ローラ温度は上昇し始めるが、温度がT₂に達した時
点ｂにおいてCPU200はリセットされて初期状態に復帰
し、定着ヒータランプ20が消灯されて定着ローラ温度は
低下する。なお、T₂をCPU200による異常検出温度である
T₃の250℃近傍に設定してあるのは、あまり低い温度に
設定しておくと、例えば定着ローラの熱時定数又はサー
ミスタの応答性による温度のオーバーシュート等によっ
てCPU200が正常に制御している場合であるにも拘わら
ず、CPUがリセットされてしまうのを防止する為であ
り、またCPU200の暴走とSSR220のショートモード故障と
が重複して定着ヒータランプ20が点灯したままになった
場合においても、まずCPU200が初期状態に復帰して暴走
状態が解除され、その後CPU200の異常検出温度T₃が検出
されることにより電源遮断が行われ、温度上昇が防止さ
れるのである。

なお、本実施例においては、定着ローラ温度の検出に
サーミスタを用いてあるが、これに限定されるものでは
なく、焦電型赤外センサ等の検出素子を用いても良く、
また回路構成も本実施例に限定されるものではなく同様
の作用をするものであれば良い。

〔効果〕

以上の如く本発明装置においては、ノイズ等によって
プロセッサが暴走した場合はプロセッサが初期状態に復
帰され、またプロセッサ以外の回路トラブルによって第
３の温度が検出されると遮断回路が動作することで従来
のように温度ヒューズが切れる迄、定着部が異常に温度
上昇されることはなく、部品の加熱による損傷が免がれ
る等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明装置の内部構造を示す模式的側面図、第２図は同じ
く制御回路の要部ブロック図、第３図及び第４図はCPU
の制御手順を示すフローチャート、第5,6図は定着ロー
ラの温度制御状態を示すグラフである。 15……定着部、16……サーミスタ、20……定着ヒータラ
ンプ、200……CPU、210……AND回路、230……比較器、2
60……温度ヒューズ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙上に転写されたトナー画像を加熱定着
する定着部及び溶断によって前記定着部に対する加熱用
電源を遮断する温度ヒューズを備える像形成装置におい
て、前記定着部の温度を検出するセンサと、該センサの検出信号を入力し、前記定着部を第１の温度
に調整するための信号を出力するプロセッサと、前記センサが前記第１の温度より高い第２の温度を検出
した場合に、前記プロセッサを初期状態に復帰させる回
路と、前記センサが前記第２の温度より高く、前記温度ヒュー
ズの溶断温度よりも低い第３の温度を検出した場合に、
前記定着部を加熱する加熱部材への電力供給を遮断する
遮断回路とを具備することを特徴とする像形成装置。