JP3432658B2 - 定着器の温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定着器を加熱する
ヒータへの供給電力を制御することにより前記定着器の
温度を制御する温度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の画像記録装置に使用される定
着器は、記録紙に転写されたトナー像をその記録紙に熱
定着させるために所定の高温（定着温度）である必要が
ある。そのため、従来の定着器の温度制御装置は、定着
器の近傍にサーミスタを配置し、そのサーミスタの定着
器の温度に応じた抵抗値の変化を電圧の変化に変換して
検出することにより、定着器の温度を検出し、その検出
される温度が前記定着温度になるように、前記定着器を
加熱するヒータに供給する電力量を制御している。

【０００３】しかし、サーミスタの断線等により定着器
の実際の温度を温度制御装置が正しく検出できなくなる
と、定着器の温度を定着温度に保持するとができなくな
るばかりでなく、前記ヒータに電力が供給され続けて定
着器が異常な高温となって火災発生の危険が生じうる。

【０００４】したがって、サーミスタが正常に機能して
いるかを知ることは、定着器の温度制御装置にとっては
トナー像の確実な定着のためのみならず、装置の安全性
の確保のためにも非常に重要である。

【０００５】そのため、特開平２−６９７９１号公報記
載の「電子写真プリンタにおける熱定着器の温度制御装
置」に見られるように、熱定着器のヒータへの通電を開
始する前に、サーミスタの断線及び短絡のチェックを行
うことにより、火災発生の危険を回避すると共に、定着
器として機能しない不都合を防止するものや、特開平３
−２６７９８７号公報記載の「定着装置」に見られるよ
うに、直列のサーミスタと分圧抵抗器に、サーミスタの
断線チェック用のスイッチ部を直列につなぎ、更に分圧
抵抗器とスイッチ部に並列に抵抗器を接続することによ
り、ソフトウエアによって、サーミスタの断線を知るこ
とを可能とするものや、特開平６−２４２６９９号公報
記載の「画像記録装置」に見られるように、複数のサー
ミスタを有することにより定着部の温度を検出している
サーミスタの断線と低温度の判別が瞬時にできるものな
ど、種々の提案がなされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平２−６９７９１号公報及び特開平３‐２６７９８７
号公報記載のものはヒータへの通電を開始する前にサー
ミスタの断線、ショート等の異常を検出するものであ
り、予熱中あるいは定着動作中に発生したサーミスタの
異常は判別できないという欠点がある。

【０００７】また、特開平６−２４２６９９号公報記載
のものは定着部の温度を検出するサーミスタを複数備え
る必要があるためコスト高となる欠点がある。

【０００８】本発明は係る事情に鑑みてなされたもので
あり、ヒータへの通電を開始する前、予熱中あるいは定
着動作中のいかんに関わらず断線、ショート等のサーミ
スタの異常を低コストで検出することができる定着器の
温度制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の定着器の温度制御装置は、定着器を
加熱するヒータへの供給電力を制御することにより前記
定着器の温度を予熱温度または定着温度に制御する温度
制御装置において、前記定着器の温度変化に応じてその
抵抗値が変化するサーミスタと、第１の分圧抵抗と、第
２の分圧抵抗との直列接続により構成され、両端に所定
の電圧が印加された合成抵抗と、その合成抵抗の前記サ
ーミスタと第１分圧抵抗との接続点から得られる、前記
予熱温度付近の温度検出に適した温度／電圧特性の第１
温度／電圧変換信号と、前記第１分圧抵抗と第２分圧抵
抗との接続点から得られる、前記定着温度付近の温度検
出に適した温度／電圧特性の第２温度／電圧変換信号と
が入力されて、それらの信号のいずれかを選択出力する
信号切換手段と、その信号切換手段からの出力信号を入
力とし、所定の下限電圧から上限電圧までの入力電圧信
号に対応してデジタル下限値からデジタル上限値までの
Ａ／Ｄ変換値を出力する一方、前記所定の上限電圧以上
の入力電圧信号に対しては、前記デジタル上限値を出力
するＡ／Ｄコンバータと、前記定着器の温度を前記予熱
温度に制御するときは、前記信号切換手段を前記第１温
度／電圧変換信号側に切り換えて、前記Ａ／Ｄコンバー
タによりＡ／Ｄ変換値に変換されて出力される前記第１
温度／電圧変換信号に基づいて温度制御する一方、前記
定着器の温度を前記定着温度に制御するときは、前記信
号切換手段を前記第２温度／電圧変換信号側に切り換え
て、前記Ａ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換値に変換さ
れて出力される前記第２温度／電圧変換信号に基づいて
温度制御する定着器温度制御手段と、前記信号切換手段
を前記第１温度／電圧変換信号側に切り換えて得た前記
Ａ／ＤコンバータからのＡ／Ｄ変換値と、前記信号切換
手段を前記第２温度／電圧変換信号側に切り換えて得た
前記Ａ／ＤコンバータからのＡ／Ｄ変換値とを随時比較
し、それらの信号値の一致を検出することにより、前記
サーミスタの異常を検出するサーミスタ異常検出手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の定着器の温度制御装置は、
請求項１記載の定着器の温度制御装置において、一端が
前記第２分圧抵抗の前記第１分圧抵抗と接続されていな
い側の一端と同電位に接続された第３の分圧抵抗と、装
置電源投入時に前記第１分圧抵抗と前記第２分圧抵抗と
の接続を一時的に解いて、その接続が解かれた前記第１
分圧抵抗の一端を前記第３の分圧抵抗の他端に接続し
て、前記サーミスタと第１分圧抵抗との接続点から得ら
れる第１温度／電圧変換信号を一時的に室温よりも低温
の検出に適した温度／電圧特性に切り換える分圧抵抗切
換手段とを備え、前記サーミスタ異常検出手段は、前記
装置電源投入時において、前記分圧抵抗切換手段により
室温よりも低温の検出に適した温度／電圧特性に一時的
に切換られた前記第１温度／電圧変換信号側に前記信号
切換手段を切り換えて得た前記Ａ／Ｄコンバータからの
Ａ／Ｄ変換値が所定レベル以下であることを検出するこ
とにより、前記サーミスタの異常を検出することを特徴
とする。

【００１１】請求項３記載の定着器の温度制御装置は、
請求項１記載の定着器の温度制御装置において、前記サ
ーミスタに対して並列に抵抗を接続したことを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１３】図１は、画像記録装置に内蔵され、本発明
に係る温度制御装置によりその温度が制御される定着装
置の概略構成を示している。同図において、図示しない
感光体ドラムから顕画像が転写された記録紙２５は、矢
印Ｂ方向にガイド板２４により案内され、定着器である
定着ローラ２１と、外周面がその定着ローラ２１に当接
可能に配設された加圧ローラ２２とからなるローラ対に
挾持されつつ移動する。その際に、定着ローラ２１内の
ヒータ２３により所定温度に加熱されている定着ローラ
２１からの熱と、ローラ対より受ける圧力により顕画像
が記録紙に定着される。

【００１４】顕画像を記録紙に確実かつ一定に定着させ
るために、定着ローラ２１の温度は、定着動作時は、所
定の定着温度（本実施の形態では１８０℃）に保持する
必要がある。また、常に定着ローラ２１の温度を定着温
度に保持するのではなく、定着動作をしていない間は、
消費電力の低減等のために、定着温度よりも低温な予熱
温度（本実施の形態では１００℃）に保持する必要があ
る。そのため、定着ローラ２１の近傍には、温度の変化
により抵抗が変化する特性を持つ素子であるサーミスタ
Ｒｔが配置されている。

【００１５】定着ローラ２１の温度変化に応じたサーミ
スタＲｔの抵抗値の変化は、画像記録装置の一部構成と
して図２に示される本発明に係る温度制御装置１により
電圧信号に変換されて処理され、温度制御装置１は、そ
の電圧信号に応じてヒータ２３をＯＮ／ＯＦＦ制御する
ことにより前記定着ローラ２１の温度を一定に保持す
る。

【００１６】図２に示される、本発明の第１の実施の形
態に係る温度制御装置１を含む画像処理装置において、
スキャナ２で原稿画像を読取って得られるアナログビデ
オ信号はアナログビデオ処理部３に入力され、アナログ
ビデオ処理部３では、入力されるアナログビデオ信号に
含まれる直流成分の除去、ピーク値の正規化処理、シェ
ーディング補正等の処理が、その処理されたアナログビ
デオ信号は、信号切換手段であるマルチプレクサ４に入
力される。

【００１７】ペーパエンドセンサ１１等の各種センサか
らのアナログセンサ信号もマルチプレクサ４に入力され
る。また、後述する第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１及
び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２も、アナログセンサ
信号としてマルチプレクサ４に入力される。それらマル
チプレクサ４に入力されるそれらアナログセンサ信号ま
たは前記アナログビデオ信号のうちのいずれか１つが、
装置制御部８からの選択信号ＳＥＬにより選択されてマ
ルチプレクサ４から出力され、Ａ／Ｄコンバータ５に入
力される。Ａ／Ｄコンバータ５は、基準電圧発生部６か
ら出力される基準電圧Ｖｔ（本実施の形態では２Ｖ）を
基準として、入力されるアナログ信号を０Ｖから基準電
圧Ｖｔ（２Ｖ）の範囲で所定の精度（本実施の形態では
８ｂｉｔ）でＡ／Ｄ変換する。変換されたＡ／Ｄ変換値
のうち、デジタルビデオ信号は、デジタルビデオ処理部
７に入力されて、ＭＴＦ補正、エッジ処理等が施されて
装置制御部８に入力される。一方デジタルセンサ信号
は、直接装置制御部８に入力される。装置制御部８は、
入力されたＡ／Ｄ変換値を処理する。

【００１８】装置制御部８からの選択信号ＳＥＬによる
マルチプレクサ４の切換えは、スキャナ２の原稿読取走
査周期をＴとすると、その周期Ｔのうち、スキャナ２が
原稿画像を１ライン読み取るのに要する、周期Ｔよりも
短い時間Ｔ１の間は、マルチプレクサ４をアナログビデ
オ信号に切換え、その時間Ｔ１以外の時間（Ｔ−Ｔ１）
の間に、マルチプレクサ４を各アナログセンサ信号に順
次切り換えることによりなされる。また、一走査周期毎
の時間（Ｔ−Ｔ１）に、マルチプレクサ４をアナログセ
ンサ信号のうちの１つにのみに切換え、複数周期でアナ
ログセンサ信号のすべてに順次切り換える場合もある。

【００１９】このように、本実施の形態に係る画像記録
装置は、アナログビデオ信号がスキャナ２から周期的に
出力される合間をぬってアナログセンサ信号をＡ／Ｄ変
換処理することにより、アナログビデオ信号とアナログ
センサ信号とで１つのＡ／Ｄコンバータ５を共用してい
るが、温度制御装置１として見た場合、スキャナ２、ア
ナログビデオ処理部３、デジタルビデオ処理部７、及
び、ペーパエンドセンサ１１は、本発明とは直接関係し
ないものである。

【００２０】以下、図２に示される温度制御装置１の構
成について詳述する。同図において、図１に示したよう
に定着ローラ２１の近傍に配置されたサーミスタＲｔ
と、第１分圧抵抗である抵抗Ｒ１と、第２分圧抵抗であ
る抵抗Ｒ２との直列接続により構成され、サーミスタＲ
ｔ側の一端に、所定の電圧として５Ｖが印加され、抵抗
Ｒ２側の一端が接地された合成抵抗のサーミスタＲｔと
抵抗Ｒ１との接続点から得られる第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１と、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点から得ら
れる第２温度／電変換信号とは、前述したように、信号
切換手段であるマルチプレクサ４に入力されている。

【００２１】そのマルチプレクサ４に入力される第１温
度／電圧変換信号Ｖａｄ１及び第２温度／電圧変換信号
Ｖａｄ２は、 Ｖａｄ１＝５・（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｔ） Ｖａｄ２＝５・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｔ） であらわされる。

【００２２】一般にサーミスタの抵抗は、その温度が高
くなるにつれて指数関数的に減少し、温度が低くなるに
つれて指数関数的に増加する特性を持ち、いま、本実施
の形態に係るサーミスタＲｔは、図３（ａ）の温度対抵
抗値の表に示されると共に、図３（ｂ）のグラフで示さ
れるされる温度／抵抗特性を持つとする。また、抵抗Ｒ
１の抵抗値を１．３ｋΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値を１．１ｋ
Ωとする。

【００２３】上記したようにそれら各抵抗値の関数であ
る第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１及び第２温度／電圧
変換信号Ｖａｄ２の温度−電圧変換特性は図４に示され
る特性となる。

【００２４】Ａ／Ｄコンバータ５は、前述したように基
準電圧発生部６から出力される基準電圧Ｖｔ（２Ｖ）を
基準として、入力されるアナログ信号を０Ｖから基準電
圧Ｖｔ（２Ｖ）の範囲で８ｂｉｔの精度でＡ／Ｄ変換す
る。すなわち、０Ｖから２Ｖまでの入力アナログ信号
を、００ＨからＦＦＨまでの２５６段階のデジタル値に
変換する。また、Ａ／Ｄコンバータ５は、一般的なＡ／
Ｄコンバータがそうであるように、下限電圧である０Ｖ
から上限電圧である２Ｖまでの範囲内の入力電圧に対し
ては、その入力電圧に比例したデジタル値を出力する一
方、入力電圧が上限電圧である２Ｖ以上である場合は、
ＦＦＨを出力する。

【００２５】したがって、Ａ／Ｄコンバー夕５は、図４
に示されるように、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１を
入力とすれば０〜１５０℃の温度範囲を検出でき、第２
温度／電圧変換信号Ｖａｄ２を入力とすれば０〜２６０
℃の温度範囲の検出ができることになる。第１温度／電
圧変換信号Ｖａｄ１は、図４を見て明らかなように、定
着温度（１８０℃）付近の温度を検出することはできな
いが、予熱温度（１００℃）付近でその傾きが大きく、
予熱温度付近の温度を精度良く検出することができる。
一方、第２温度／電圧変換信号Ｖａｄには、予熱温度
（１００℃）付近ではその傾きが小さく、予熱温度付近
の温度は、精度良くは検出できないが、定着温度（１８
０℃）付近でその傾きが大きく、定着温度付近の温度を
精度良く検出することができる。

【００２６】そこで、装置制御部８は、定着ローラ２１
の温度を予熱温度に制御するときは、マルチプレクサ４
をＳＥＬ信号により、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１
に切り換えて、定着ローラ２１の温度を検出し、その温
度を予熱温度（１００℃）に制御するために、ヒータ制
御部９に対して、ヒータ２３に電力を供給するかしない
かの指令を出し、ヒータ制御部９は、その指令に応じて
ヒータ２３に供給する電力をＯＮ／ＯＦＦする。また、
定着ローラ２１の温度を定着温度に制御するときは、マ
ルチプレクサ４をＳＥＬ信号により、第２温度／電圧変
換信号Ｖａｄ２に切り換えて、定着ローラ２１の温度を
検出し、その温度を定着温度（１８０℃）に制御するた
めに、ヒータ制御部９に対して、同様の指令を出す。

【００２７】このように、サーミスタＲｔが正常に動作
している状態では、定着ローラ２１の温度を予熱温度に
制御するときは第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１を用
い、定着温度に制御するときは、第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１とは温度／電圧特性が異なる第２温度／電圧
変換信号Ｖａｄ２を用いることで、精度良く予熱温度ま
たは定着温度を制御することができる。

【００２８】ここで、サーミスタＲｔに何らかの異常が
発生した場合について考えてみる。図４を見てわかるよ
うに、サーミスタＲｔが正常である場合、すなわち、そ
の温度／抵抗特性が図３（ａ）、（ｂ）に示される特性
を維持している場合は、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ
１と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とは、０℃付近は
別として、同一の温度に対して同一の電圧となることは
ない。換言すれば、同一時点（第１温度／電圧変換信号
Ｖａｄ１及び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２はいずれ
も、定着ローラ２１の温度を検出する唯一の素子である
サーミスタＲｔの抵抗の変化に起因する信号であるた
め、同一時点におけるそれら変換信号は、同一の温度に
対する電圧信号である）における第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とが、同
一の電圧を示した場合、サーミスタＲｔに何らかの異常
が発生したと判断することができる。

【００２９】サーミスタＲｔに発生する異常としては、
断線やコネク夕が抜けがあり、その場合サーミスタＲｔ
の抵抗値は、実質的に無限大となり、第１温度／電圧変
換信号Ｖａｄ１及び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２も
ほぼ０ＶになりＡ／Ｄコンバータ５Ａ／Ｄ変換値は、い
ずれの温度／電圧変換信号に対しても００Ｈとなる。つ
まり、一致する。

【００３０】また、サーミスタＲｔに発生する異常の別
の態様として、サーミスタＲｔのハーネスがＧＮＤとシ
ョートする場合があり、その場合も第１温度／電圧変換
信号Ｖａｄ１及び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２はほ
ぼ０ＶになりＡ／Ｄコンバータの５Ａ／Ｄ変換値は、い
ずれの温度／電圧変換信号に対しても００Ｈとなる。つ
まり、一致する。

【００３１】一方、サーミスタＲｔが短絡モードで不良
になった場合と、サーミスタＲｔのハーネスが５Ｖとシ
ョートした場合には第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１は
５Ｖ、第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２は２．３Ｖとな
り、それらの電圧は、いずれも、Ａ／Ｄコンバータ５の
上限電圧を超えるため、それらのＡ／Ｄ変換値は上限値
のＦＦｈとなる。つまり、一致する。

【００３２】このように第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ
１と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２のＡ／Ｄ変換値を
比較し、一致した場合にはサーミス夕の異常と判断し、
ヒータをＯＦＦする処理を行うことでヒータの異常発熱
を防止することができる。

【００３３】ここで、第１の実施の形態に係る温度制御
装置１における、装置電源が投入されてからの定着ロー
ラ２１の温度制御の手順について、図５及び図６を参照
して説明する。

【００３４】先ず、装置制御部８は、ＳＥＬ信号によ
り、マルチプレクサ４を第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ
１に切り換え、Ａ／Ｄコンバータ５から出力されるＡ／
Ｄ変換値を読み取ることにより、第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１を読み取った（処理１０１）後、マルチプレ
クサ４を第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２に切り換え、
Ａ／Ｄコンバータ５から出力されるＡ／Ｄ変換値を読み
取ることにより、第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ１を読
み取る（処理１０２）。

【００３５】そして、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１
と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とが一致するかを調
べる（判断１０３）。一致する場合（判断１０３のＹｅ
ｓ）は、サーミスタ異常対応処理１０９を実行する。そ
のサーミスタ異常対応処理は、サーミスタＲｔに断線や
ショート等の異常が生じたことを画像記録装置のオペレ
ータに知らせるために、そのことを示すインジケータラ
ンプを点灯させたり、液晶表示器にメッセージとして表
示したりした後、ヒータ２３をＯＮすることなく装置動
作を停止する処理である。

【００３６】さて、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１と
第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とが一致しない場合
（判断１０３のＮｏ）、すなわち、サーミスタＲｔが正
常である場合は、次に第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２
が電圧Ｖｅ以上かを調べる（判断１０４）。この電圧Ｖ
ｅは、図４に示すように、定着ローラ２１の温度が２６
０℃の場合に対応する２Ｖの電圧であり、第２温度／電
圧変換信号Ｖａｄ２が電圧Ｖｅ以上であることは、Ａ／
Ｄコンバータ５のＡ／Ｄ変換値かＦＦＨであるかをチェ
ックすることにより判断できる。

【００３７】第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２が電圧Ｖ
ｅ以上である場合（判断１０４のＹｅｓ）は、定着ロー
ラ２１が異常な高温になっていると判断して、異常高温
対応処理を行う（処理１１０）。この異常高温処理は、
定着ローラ２１の発火を防ぐための装置電源の緊急遮断
等である。第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２が電圧Ｖｅ
以上でない場合（判断１０４のＮｏ）は、次に、予熱温
度制御処理に移行する。

【００３８】つまり、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１
が電圧Ｖａ以下であるかを判断し（判断１０５）、電圧
Ｖａ以下であれば（判断１０５のＹｅｓ）、ヒータ２３
をＯＮし（処理１０６）、電圧Ｖａ以上であれば（判断
１０５のＮｏ）、ヒータ２３をＯＦＦし（処理１０７）
て、画像記録が開始されたかを判断する（判断１０
８）。画像記録が開始されていなければ（判断１０８の
Ｎｏ）、定着ローラ２１を予熱温度に維持するために、
処理１０１に戻る。なお、電圧Ｖａは、図４に示すよう
に、予熱温度１００℃に対応する第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１の出力（０．７Ｖ）である。

【００３９】以上の処理により、サーミスタＲｔに異常
が発生していなか及び定着ローラ２１が異常高温になっ
ていないかが常時監視されつつ、定着ローラ２１の温度
が予熱温度に制御され、サーミスタＲｔに異常が発生し
たり、定着ローラ２１が異常高温になるようなことがあ
れば、ヒータ２３に電力が供給されることはない。

【００４０】さて、画像記録装置のオペレータによるコ
ピー操作などによって、画像記録が開始されると（判断
１０８）、温度制御装置１は、定着ローラ２１を定着温
度に制御するために、その制御モードをそれまでの予熱
モードから定着モードに移行する。

【００４１】つまり、装置制御部８は、ＳＥＬ信号によ
り、マルチプレクサ４を第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ
１に切り換え、Ａ／Ｄコンバータ５から出力されるＡ／
Ｄ変換値を読み取ることにより、第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１を読み取った（処理１１１）後、マルチプレ
クサ４を第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２に切り換え、
Ａ／Ｄコンバータ５から出力されるＡ／Ｄ変換値を読み
取ることにより、第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ１を読
み取る（処理１１２）。

【００４２】そして、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１
と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とが一致するかを調
べる（判断１１３）。一致する場合（判断１１３のＹｅ
ｓ）は、サーミスタ異常対応処理１１９を実行する。そ
のサーミスタ異常対応処理は、処理１０９と同様であ
り、サーミスタＲｔに断線やショート等の異常が生じた
ことを画像記録装置のオペレータに知らせるために、そ
のことを示すインジケータランプを点灯させたり、液晶
表示器にメッセージとして表示したりした後、ヒータ２
３をＯＮすることなく装置動作を停止する処理である。

【００４３】さて、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１と
第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２とが一致しない場合
（判断１１３のＮｏ）、すなわち、サーミスタＲｔが正
常である場合は、次に第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２
が電圧Ｖｅ以上かを調べる（判断１１４）。

【００４４】第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２が電圧Ｖ
ｅ以上である場合（判断１１４のＹｅｓ）は、定着ロー
ラ２１が異常な高温になっていると判断して、異常高温
対応処理を行う（処理１２０）。この異常高温処理は、
処理１１０と同様であり、定着ローラ２１の発火を防ぐ
ための装置電源の緊急遮断等である。第２温度／電圧変
換信号Ｖａｄ２が電圧Ｖｅ以上でない場合（判断１１４
のＮｏ）は、サーミスタＲｔに異常がないことと、定着
ローラ２１の温度に異常がないことが確認できたため、
次に、定着温度制御処理に移行する。

【００４５】つまり、第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２
が電圧Ｖｃ以下であるかを判断し（判断１１５）、電圧
Ｖｃ以下であれば（判断１１５のＹｅｓ）、ヒータ２３
をＯＮし（処理１１６）、電圧Ｖｃ以上であれば（判断
１１５のＮｏ）、ヒータ２３をＯＦＦし（処理１１７）
て、画像記録が終了したかを判断する（判断１１８）。
画像記録が終了していなければ（判断１１８のＮｏ）、
定着ローラ２１を定着温度に維持するために、処理１１
１に戻る。なお、電圧Ｖｃは、図４に示すように、定着
温度１８０℃に対応する第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ
２の出力（１．３５Ｖ）である。

【００４６】以上の処理により、サーミスタＲｔに異常
が発生していなか及び定着ローラ２１が異常高温になっ
ていないかが常時監視されつつ、定着ローラ２１の温度
が定着温度に制御され、サーミスタＲｔに異常が発生し
たり、定着ローラ２１が異常高温になるようなことがあ
れば、ヒータ２３に電力が供給されることはない。

【００４７】さて、画像記録装置のオペレータによるコ
ピー操作などに起因する画像記録動作が終了した場合
（判断１１８）はヒータ２３をＯＦＦして（処理１２
１）から処理１０１に戻り、予熱モードに復帰する。

【００４８】以上の手順により、装置電源が投入されて
から所定時間後に画像記録が開始された場合の時間経過
に対する定着ローラ２１の温度変化の一例を図７に示
す。なお、この場合、サーミスタＲｔの異常や定着ロー
ラ２１の異常高温は、検出されなかったものとする。同
図を見て明らかなように、電源投入後予熱温度である１
００℃に達するまではヒータはＯＮ状態のまま維持さ
れ、定着ローラ２１の温度は急速に上昇し、１００℃に
達っした後は、画像記録動作が開始されるまでは、１０
０℃に維持される。画像記録動作が開始されると、定着
温度である１８０℃に達するまではヒータはＯＮ状態の
まま維持され、定着ローラ２１の温度は急速に上昇し、
１８０℃に達っした後は、１８０℃に維持される。

【００４９】以上説明した第１の実施の形態によれば、
予熱モードまた定着モードのいずれの場合の定着ローラ
２１の温度制御においても常にサーミスタＲｔの健全性
がチェックされ、異常が検出された後はヒータ２３に電
力が供給され続けることはないため、定着ローラ２１の
発火を確実に防止することができる。

【００５０】さて、以上説明した第１の実施の形態にか
かる温度制御装置は、上記の利点を有するが、図４を見
てわかるように、画像記録装置の装置電源の投入時に、
その画像記録装置の設置環境が通常の室温よりもずっと
低温な０℃付近であった場合、第１温度／電圧変換信号
Ｖａｄ１と第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ１とは、ほと
んど一致し、その差がＡ／Ｄコンバータ５の変換精度以
下の差であれば、そのＡ／変換値は、いずれも００Ｈと
なり、一致してしまう。その場合、図５に示す処理手順
中の、判断１０３の判断結果がＹｅｓなって、処理１０
９のサーミスタ異常対応処理が行われてしまい、サーミ
スタＲｔが正常であるにも関わらず予熱温度制御に移行
することができない問題が残る。以下説明する本発明の
第２の実施の形態に係る温度制御装置は、その問題を解
決するものである。

【００５１】図８は第２の実施の形態に係る温度制御装
置１を含む画像記録装置の一部を示し、同図において、
図２に示した第１の実施の形態に係る温度制御装置１と
異なる点は、一端が抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ１と接続されてい
ない側の一端と同電位に接続された、すなわち、接地さ
れた第３の分圧抵抗である抵抗Ｒ３を備えた点と、抵抗
Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続を一時的に解いて、その接続が
解かれた抵抗Ｒ１の一端を抵抗Ｒ３の他端に接続するた
めの、分圧抵抗切換手段であるスイッチＳ１を備えた点
である。

【００５２】以上の構成で、抵抗Ｒ１の抵抗値は１．３
ｋΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値は、１．１ｋΩで、第１の実施
の形態同様であり、抵抗Ｒ３は５１ｋΩである。したが
って、スイッチＳ１をＲ３側に切り換えた場合（低温検
出モード）、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１の温度−
電圧特性は、予熱温度（１００℃）付近の温度検出には
適さないが、０℃以下の低温まで検出することができる
温度−電圧特性となる。

【００５３】第２の実施の形態で、画像記録装置の装置
電源投入時のみスイッチＳ１を抵抗Ｒ３側に切り換えて
所定の処理を行うことで、画像記録装置が著しい低温環
境にあっても、サーミスタＲｔが正常か／異常かを正し
く検出できるものであり、以下その手順について図１０
を参照して説明する。

【００５４】同図において、装置制御部８は、スイッチ
Ｓ１を抵抗Ｒ３側に切り換えて抵抗Ｒ３を選択し（処理
２０１）、ＳＥＬ信号により、マルチプレクサ４を第１
温度／電圧変換信号Ｖａｄ１に切り換え、Ａ／Ｄコンバ
ータ５から出力されるＡ／Ｄ変換値を読み取ることによ
り、第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１を読み取って（処
理２０２）、その読み取った低温検出モードにおける第
１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１が電圧Ｖｆ以下であるか
を判断する（判断２０３）。この電圧Ｖｆは、定着ロー
ラ２１の温度が−１０℃の場合に対応する、低温検出モ
ードにおける第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１の出力
（０．２Ｖ）であり、−１０℃は、画像記録装置の設置
環境としてはまずありえないほどの低温であるため、そ
のようなありえない温度を検出した場合は、設置環境が
その温度であるとは判断せずに、サーミスタＲｔの異常
と判断する。

【００５５】したがって、低温検出モードにおける第１
温度／電圧変換信号Ｖａｄ１が電圧Ｖｆ以下である場合
（判断２０３のＹｅｓ）は、サーミスタ異常対応処理２
０６を行う。そのサーミスタ異常対応処理は、図５に示
した処理１０９や図６に示した処理１１９と同様であ
り、サーミスタＲｔに断線やショート等の異常が生じた
ことを画像記録装置のオペレータに知らせるために、そ
のことを示すインジケータランプを点灯させたり、液晶
表示器にメッセージとして表示したりした後、ヒータ２
３をＯＮすることなく装置動作を停止する処理である。

【００５６】低温検出モードにおける第１温度／電圧変
換信号Ｖａｄ１が電圧Ｖｆ以上である場合（判断２０３
のＮｏ）は、サーミスタＲｔが正常に定着ローラ２１の
温度を検出しているものとして、スイッチＳ２を第２抵
抗側に切り換えて第２抵抗を選択して（処理２０４）、
予熱モードに切り換え、ヒータ２３をＯＮする（処理２
０５）。ここでヒータをＯＮすることにより、定着ロー
ラ２１がたとえ０℃以下の低温にあったとしても、定着
ローラ２１の温度は、予熱モードに切り換わった第１温
度／電圧変換信号Ｖａｄ１のＡ／Ｄ変換値が００Ｆより
も大きくなるような温度まで上昇する。

【００５７】したがって、処理２０５の後に、図５に示
す処理１０１に移行し、第１の実施の形態に係る温度制
御装置同様に、図５及び図６に示した処理を引き続き実
行することで、予熱モード時及び定着モード時のみなら
ず、装置電源投入時において設置環境が著しい低温であ
ってもサーミスタＲｔの異常を確実に検出することがで
きる。

【００５８】次に、第３の実施の形態にかかる温度制御
装置ついて説明する。この第３の実施の形態にかかる温
度制御装置は、第２の実施の形態にかかる温度制御装置
とは別の構成により、第１の実施の形態にかかる温度制
御装置に残された問題を解決するものである。

【００５９】図１１は第３の実施の形態に係る温度制御
装置１を含む画像記録装置の一部を示し、同図におい
て、図２に示した第１の実施の形態に係る温度制御装置
１と異なる点は、サーミスタＲｔに並列に抵抗Ｒ４を接
続している点である。その抵抗Ｒ４はできる限りサーミ
スタＲｔの近くに配置するのが望ましい。

【００６０】以上の構成で、抵抗Ｒ１の抵抗値は１．３
ｋΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値は、１．１ｋΩで、第１の実施
の形態同様であり、抵抗Ｒ４は１００ｋΩである。

【００６１】各抵抗値を上記の設定とした場合、第１温
度／電圧変換信号Ｖａｄ１および第２温度／電圧変換信
号Ｖａｄ２の温度−電圧特性は、図１２に示すようにな
り、図４に示した第１の実施の形態にかかる温度−電圧
特性と比較して明らかなように、定着ローラ２１の温度
が著しいく低温のときでも第１温度／電圧変換信号Ｖａ
ｄ１および第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２は、Ａ／Ｄ
コンバータ５のＡ／Ｄ変換値に換算して００Ｈ（０Ｖ）
にはならない。具体的には、定着ローラ２１の温度が−
１０℃のとき第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１は０．１
３Ｖ（Ａ／Ｄ変換値に換算して１０Ｈ）、第２温度／電
圧変換信号Ｖａｄ２は０．０６Ｖ（Ａ／Ｄ変換値に換算
して０７Ｈ）となり、画像記録装置の設置環境が−１０
℃のときでも第１温度／電圧変換信号Ｖａｄ１と第２温
度／電圧変換信号とは、サーミスタＲｔが正常であると
仮定すれば、異なったＡ／Ｄ変換値を持つ、換言すれ
ば、同一温度に対して同一のＡ／Ｄ変換値を持てば、そ
れは、サーミスタＲｔの異常であると判断できる。

【００６２】したがって、図１１に示す構成で第１の実
施の形態に係る温度制御装置同様に、図５及び図６に示
した処理を実行することで、予熱モード時及び定着モー
ド時のみならず、装置電源投入時において設置環境が著
しい低温であってもサーミスタＲｔの異常を確実に検出
することができる。また、そのために必要な構成や手順
は、第２の実施の形態にかかる温度制御装置にくらべて
ずっと簡素である。

【００６３】なお、以上説明した各実施の形態では、定
着ローラ２１の温度制御のための第１温度／電圧変換信
号Ｖａｄ１及び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２をスキ
ャナ２からのアナログビデオ信号や、ペーパエンドセン
サ１１等の他のアナログ信号源からのアナログ信号と共
にマルチプレクサ４に入力し、Ａ／Ｄコンバータ５を、
それらの各アナログ信号と共有するものに本発明を適用
したが、マルチプレクサ４に第１温度／電圧変換信号Ｖ
ａｄ１及び第２温度／電圧変換信号Ｖａｄ２のみを入力
しＡ／Ｄコンバータ５をそれらの変換信号専用として、
他のアナログ信号は、別のＡ／Ｄコンバータで処理させ
る構成に対しても本発明が適用できるのはいうまでもな
い。

【００６４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、共通のサ
ーミスタから単純な抵抗による分圧によって得られる定
着器の予熱温度制御のための第１温度／電圧変換信号
と、定着温度制御のための第２温度／電圧変換信号との
デジタル変換値の一致を検出するこで、サーミスタの異
常を検出することができるため、ヒータへの通電を開始
する前、予熱中あるいは定着動作中のいかんに関わらず
断線、ショート等のサーミスタの異常を低コストで検出
することができる。

【００６５】請求項２に係る発明によれば、装置電源投
入時には、第１温度／電圧変換信号を一時的に室温より
も低温の検出に適した温度／電圧特性に切り換えて、そ
の第１温度／電圧変換信号のＡ／Ｄ変換値が、通常の室
温としてはありえないような所定レベルの値以下の値と
して検出された場合は、サーミスタの異常として検出
し、所定レベルの値以上の値として検出された場合は、
定着器の温度がそのような温度であるものとして検出す
るため、著しい低温時においても、サーミスタの異常を
正しく検出することができる。

【００６６】請求項３に係る発明によれば、サーミスタ
Ｒｔに対して並列に抵抗を接続することで、著しい低温
時においても、第１温度／電圧変換信号及び第２温度／
電圧変換信号のそれぞれのＡ／Ｄ変換値に差が生じ、サ
ーミスタが正常であれば、その差は維持され、サーミス
タＲｔに異常が生じれば、その差はなくなるため、著し
い低温時においても、サーミスタの異常を正しく検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る温度制御装置により
温度制御される定着装置を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置
を含む画像記録装置の一部を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る温度制御装置が定着
ローラの温度検出のために用いるサーミスタの温度／抵
抗特性を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置
における第１温度／電圧変換信号及び第２温度／電圧変
換信号の温度−電圧特性を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る温度制御装置
における定着ローラの温度制御手順を示す図である。

【図６】図６と共に本発明の第１の実施の形態に係る温
度制御装置における定着ローラの温度制御手順を示す図
である。

【図７】本発明の実施の形態に係る温度制御装置により
温度制御される定着ローラの電源投入時からの時間経過
に対する温度変化の一例を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置
を含む画像記録装置の一部を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装置
における、低温検出モード及び予熱モードにおける第１
温度／電圧変換信号並びに定着モードにおける第２温度
／電圧変換信号の温度−電圧特性を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る温度制御装
置における定着ローラの温度制御手順を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る温度制御装
置を含む画像記録装置の一部を示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る温度制御装
置における第１温度／電圧変換信号及び第２温度／電圧
変換信号の温度−電圧特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 温度制御装置 ２ スキャナ ３ アナログビデオ処理部 ４ マルチプレクサ ５ Ａ／Ｄコンバータ ６ 基準電圧発生部 ７ デジタルビデオ処理部 ８ 装置制御部 ９ ヒータ制御部 １１ ペーパーエンドセンサ ２１ 定着ローラ ２２ 加圧ローラ ２３ ヒータ ２４ ガイド板 ２５ 記録紙 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 抵抗 Ｒｔ サーミスタ Ｓ１ スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着器を加熱するヒータへの供給電力を
   制御することにより前記定着器の温度を予熱温度または
   定着温度に制御する温度制御装置において、 前記定着器の温度変化に応じてその抵抗値が変化するサ
   ーミスタと、第１の分圧抵抗と、第２の分圧抵抗との直
   列接続により構成され、両端に所定の電圧が印加された
   合成抵抗と、その合成抵抗の前記サーミスタと第１分圧
   抵抗との接続点から得られる、前記予熱温度付近の温度
   検出に適した温度／電圧特性の第１温度／電圧変換信号
   と、前記第１分圧抵抗と第２分圧抵抗との接続点から得
   られる、前記定着温度付近の温度検出に適した温度／電
   圧特性の第２温度／電圧変換信号とが入力されて、それ
   らの信号のいずれかを選択出力する信号切換手段と、そ
   の信号切換手段からの出力信号を入力とし、所定の下限
   電圧から上限電圧までの入力電圧信号に対応してデジタ
   ル下限値からデジタル上限値までのＡ／Ｄ変換値を出力
   する一方、前記所定の上限電圧以上の入力電圧信号に対
   しては、前記デジタル上限値を出力するＡ／Ｄコンバー
   タと、前記定着器の温度を前記予熱温度に制御するとき
   は、前記信号切換手段を前記第１温度／電圧変換信号側
   に切り換えて、前記Ａ／ＤコンバータによりＡ／Ｄ変換
   値に変換されて出力される前記第１温度／電圧変換信号
   に基づいて温度制御する一方、前記定着器の温度を前記
   定着温度に制御するときは、前記信号切換手段を前記第
   ２温度／電圧変換信号側に切り換えて、前記Ａ／Ｄコン
   バータによりＡ／Ｄ変換値に変換されて出力される前記
   第２温度／電圧変換信号に基づいて温度制御する定着器
   温度制御手段と、前記信号切換手段を前記第１温度／電
   圧変換信号側に切り換えて得た前記Ａ／Ｄコンバータか
   らのＡ／Ｄ変換値と、前記信号切換手段を前記第２温度
   ／電圧変換信号側に切り換えて得た前記Ａ／Ｄコンバー
   タからのＡ／Ｄ変換値とを随時比較し、それらの信号値
   の一致を検出することにより、前記サーミスタの異常を
   検出するサーミスタ異常検出手段とを備えたことを特徴
   とする定着器の温度制御装置。
2. 【請求項２】 一端が前記第２分圧抵抗の前記第１分圧
   抵抗と接続されていない側の一端と同電位に接続された
   第３の分圧抵抗と、装置電源投入時に前記第１分圧抵抗
   と前記第２分圧抵抗との接続を一時的に解いて、その接
   続が解かれた前記第１分圧抵抗の一端を前記第３の分圧
   抵抗の他端に接続して、前記サーミスタと第１分圧抵抗
   との接続点から得られる第１温度／電圧変換信号を一時
   的に室温よりも低温の検出に適した温度／電圧特性に切
   り換える分圧抵抗切換手段とを備え、前記サーミスタ異
   常検出手段は、前記装置電源投入時において、前記分圧
   抵抗切換手段により室温よりも低温の検出に適した温度
   ／電圧特性に一時的に切換られた前記第１温度／電圧変
   換信号側に前記信号切換手段を切り換えて得た前記Ａ／
   ＤコンバータからのＡ／Ｄ変換値が所定レベル以下であ
   ることを検出することにより、前記サーミスタの異常を
   検出することを特徴とする請求項１記載の定着器の温度
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記サーミスタに対して並列に抵抗を接
   続したことを特徴とする請求項１記載の定着器の温度制
   御装置。