JP4687034B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部によって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、記録用紙へ画像を転写する。

画像が転写された記録用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。この定着部では、記録用紙に対して加熱及び加圧処理を行っており、加熱源として、ハロゲンランプ等のヒューザランプが適用されている。

ヒューザランプは、前記画像形成装置による画像形成処理制御を実行するコントローラからの信号に基づいて、オン／オフ制御され、所望の温度に維持されている。

一方、ヒューザランプは、上記のように、発熱体として適用されるため、その温度管理や通電状態を充分に監視することが必要である。

このため、ヒューザランプの近傍には、サーモスタット等の温度に応じて通電を遮断することができる監視機能を設けている。

ところで、ヒューザランプの監視には、過熱（過剰な温度上昇）と、サーミスタ断線（温度検出不可）と、があるが、互いに異常と判断するサーミスタ検出値が異なるため、例えば、サーミスタのプルアップ抵抗を交互に切り替えて、それぞれを制御回路へ入力し、ソフト的な判断によって、過熱検知又は断線検知を行っている（一例として、特許文献１参照）。

これにより、時分割によって、過熱検知と断線検知が可能となり、実質的に常時２種類の異なる検知（過熱検知及び断線検知）が可能となる。
特開平１１−３０５５９４号公報

しかしながら、上記従来構成の温度監視では、信頼性が高く、かつ確実に過熱検知及び断線検知を行うためには、２個のサーモスタット（或いは、１個のサーモスタット＋温度ヒューズ）と、これらによって検出した情報に基づき異常を判別する制御回路（ソフト）と、が必要となり、例えば、制御回路に異常があった場合、２個のサーモスタットのみに頼ることになり、この場合、かなり高温にならなければ、通電が遮断されず、正常時は信頼性が高いものの、何らかの監視回路系に不具合があった場合の対応が不十分となっている。

本発明は上記事実を考慮し、定着工程における発熱源の過熱、並びに断線の監視を同時に行うことができる監視回路系を確立し、かつ断線・高温異常をソフト制御にたよることなく、高い信頼性を維持することができる画像形成装置を得ることが目的である。

第１の発明は、像担持体の表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、前記定着時に必要な熱源として適用され、通電することにより発熱する発熱体と、通常は制御回路からの指示信号に基づいて動作され、前記発熱体への電源供給ラインを断続するための電源供給ライン断続回路と、前記発熱体の近傍に配設され、前記発熱体の温度を検知する単一の温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記発熱体における断線異常を判別する比較器及び高温異常を判別する比較器を備え、それぞれの比較器から前記発熱体が異常であるか否かを示す状態情報信号を出力する第１のハードロジック回路と、前記第１のハードロジック回路から出力される前記状態情報信号に基づいて、前記制御回路を介さずに前記電源供給ライン断続回路を直接制御するスイッチング回路と、前記第１のハードロジック回路から出力された前記発熱体が異常であることを示す前記状態情報信号がゲートに入力されると、エミッタとコレクタとの間がオン状態になり、かつ、前記オン状態になった後は、前記ゲートに入力される前記状態情報信号にかかわらず、前記電源供給ライン断続回路による回路遮断を継続させるための異常信号を送出するラッチトランジスタを備えた第２のハードロジック回路と、を有している。

第２の発明は、像担持体の表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、前記定着時に必要な熱源として適用され、通電することにより発熱する発熱体と、通常は制御回路からの指示信号に基づいて動作され、前記発熱体への電源供給ラインを断続するための電源供給ライン断続回路と、前記発熱体の近傍に配設され、前記発熱体の温度を検知する単一の温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記発熱体における断線異常を判別する比較器及び高温異常を判別する比較器を備え、それぞれの比較器から前記発熱体が異常であるか否かを示す状態情報信号を出力する第１のハードロジック回路と、前記第１のハードロジック回路から出力される前記状態情報信号に基づいて、前記制御回路を介さずに前記電源供給ライン断続回路を直接制御するスイッチング回路と、前記温度検出手段からの信号を入力として、ソフト的に前記発熱体の温度管理を行う温度管理手段と、前記温度管理手段により異常と判断した場合に前記ソフト的な温度管理結果により異常内容を判断する異常内容判断手段と、前記第１のハードロジック回路から出力された前記発熱体が異常であることを示す前記状態情報信号がゲートに入力されると、エミッタとコレクタとの間がオン状態になり、かつ、前記オン状態になった後は、前記ゲートに入力される前記状態情報信号にかかわらず、前記電源供給ライン断続回路による回路遮断を継続させるための異常信号を送出するラッチトランジスタを備えた第２のハードロジック回路と、を有している。

また、第１の発明及び第２の発明において、前記異常の内容を本体又は定着装置のメモリに記憶しておき、当該異常内容によって電源オン・オフ後の定着装置への電源供給を許可・不許可を判断することを特徴としている。

さらに、前記定着装置の交換を検出した場合に、前記電源供給を許可することを特徴としている。

また、前記異常内容によっては、一度異常を発生した定着装置が装着された場合は電源供給を不許可とすることを特徴としている。

さらに、上記第１の発明又は第２の発明において、前記比較器の一方が、前記発熱体の温度検出装置及びその配線の断線を判別する断線異常検知を実行し、前記比較器の他方が、前記発熱体の過熱状態を判別する高温異常検知を実行することを特徴としている。さらに、上記第１の発明又は第２の発明において、前記制御回路から出力された第１の信号と、前記第１の信号とレベルが異なる、前記制御回路から出力された第２の信号と、に基づいて、前記発熱体の前記電源供給ライン断続回路が接続される側と反対側の端部と、電源とを接続するためのスイッチング制御回路を備えたことを特徴としている。

第１の発明によれば、画像形成工程、現像工程、転写工程を経て、記録用紙上に形成されたトナー画像は、定着工程によって定着される。定着工程では、記録用紙を加圧すると共に加熱を行う。

この加熱のための発熱体（例えば、ハロゲンランプ等のように、光エネルギーから熱エネルギーへの転換率が高いランプ）を適用しており、発熱体はその温度が厳重に監視されている。

すなわち、発熱体の近傍には単一の温度検出手段が設けられている。この温度検出手段により検出した結果（温度に基づく電気信号）は、第１のハードロジック回路の一部を構成する一対の比較器の入力端へ入力される。

一方の比較器では、発熱体の過熱状態を監視しており、しきい値として比較的高温レベルを設定している。また、他方の比較器では、温度検出装置の断線を監視しており、しきい値として比較的高抵抗レベルを設定している。

それぞれの比較器からの出力（発熱体の状態情報信号）は、ソフト制御回路を介さずにスイッチング回路によって発熱体への電源供給ラインを断続するためのリレー回路を制御する。

これにより、単一の温度検出手段によって、２種類の異なる異常の監視を同時に実行することができるため、簡単な回路構成で信頼性の高い異常監視が可能となる。また、ソフト制御によらないため、当該ソフト制御回路の不具合（プログラムの暴走等）があっても、確実に発熱体の温度監視が可能となる。

さらに、第２の発明では、異常内容判断手段によって、異常と判断した場合に、ソフト的な温度検出を行うことで異常の種類を判別する。

さらに、異常判別時には、異常から復帰しても電源供給回路断続手段が電源を遮断し続けるための第２のハードロジック回路を有することで、一度異常があったことで異常状態を維持することができる。言い換えれば、自然復帰を回避することができる。

また、異常検出時に異常内容をメモリに記憶しておき、異常の内容（例えば、高温異常発生時）によっては、電源オフ・オン後に電源供給回路断続手段による遮断状態を継続するようにし（電源供給の不許可）、異常の内容（例えば、発熱体の温度検出に適用可能なサーミスタの断線）によっては、電源オフ・オン後に異常から復帰していれば電源供給を許可し、電源を供給する。

さらに、定着装置の交換を検出したときに電源供給を許可する。また、例えば、一度高温異常を発生させた定着装置を装着しても電源供給を不許可とする。これにより、復帰後の異常の再発を防止することができる。

以上により、発熱体の温度管理が確実となり、信頼性を向上することができる。

以上説明した如く本発明では、定着工程における発熱源の過熱、並びに断線の監視を同時に行うことができる監視回路系を確立し、かつ断線・高温異常をソフト制御にたよることなく、高い信頼性を維持することができるという優れた効果を有する。

（画像形成装置の概略構成）
図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。

この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、で構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。

この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。

ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。

前記定着部３２は、ランプ（例えば、ハロゲンランプ等）の点灯によって定着ロール３２Ａが所定温度に加熱されており、前記トナー像は、この加熱された定着ロール３２Ａによる加熱及び加圧によって用紙にトナー像が定着されるようになっている。言い換えれば、定着部３２は、他の部位に比べて、極めて高温環境であるため、厳重な監視の下、温度制御が行われている。この定着部３２の温度制御については、後述する。

ところで、画像形成装置１０の図１の右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。

現像剤カートリッジ６４の図１の左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１の左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ（以下、総称する場合は、単に「５２」とする）へ向けて発せられ、感光体ドラム５２に潜像を形成するようになっている。

感光体ドラム５２は、図１の上からイエロー（５２Ｙ）、マゼンダ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。

露光ユニット６２は、 Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行なう変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。

露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体ドラム５２の配設方向に反射されて各感光体ドラム５２上に結像される。

感光体ユニット５０には、各感光体ドラム５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体ドラム５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体ドラム５２を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体ドラム５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体ドラム５２を放電させ、感光体ドラム５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体ドラム５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。

ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃが縦方向に並べられている。

一方、感光体ユニット５０の図１の左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体ドラム５２のうち上部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。

したがって、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写体７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。

これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントローラ２０２には、ユーザインターフェイス２０４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵ１００の一部を構成する画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像寄生処理制御部２０６と共に、それぞれＭＣＵ１００を構成する光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像装置コントロール部２１４、定着部コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部２０６には、ユニット装填状態管理部２１８が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中処理中等）を判別するようになっている。ユニット装填状態管理部２１８で判別した前記稼動状態は、メインコントローラ２０２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部２００には、電源投入監視センサ２２０が接続され、この電源投入監視センサ２２０によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報をユニット装填状態管理部２１８を介してメインコントローラ２０２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントローラ２０２には、環境検出手段としての、温度センサ２２１、湿度センサ２２２が接続されている。この温度センサ２２１、湿度センサ２２２では、エンジン部１Ａ内の環境温度・湿度を検出する。

（定着部３２のヒューザランプ点灯制御の概略構成）
前述した定着部３２の定着ロール３２Ａには、図３に示される如く、ヒューザランプ１０２が内蔵されており、このヒューザランプ１０２の点灯時に発する熱によって定着ロール３２Ａが加熱されるようになっている。

図３に示される如く、定着部（ＦＵＳＥＲ）３２のヒューザランプ１０２は、ＭＣＵ１００の一部を構成する定着部コントローラ２１６と、メイン電源管理部２００の一部を構成する低電圧電源（ＬＶＰＳ）１０４とによって制御されるようになっている。

ヒューザランプ１０２の一端に接続された信号線１０６は、サーモスタット１０８を介して、ＬＶＰＳ１０４に設けられたヒューザリレー回路１１０のスイッチ部１１０Ａの一端に接続されている。このスイッチ部１１０Ａの他端は、ＡＣ電源（ＡＣ Ｌｉｎｅ）に接続されている。

ヒューザリレー回路１１０のコイル部１１０Ｂは、その一端が、２４Ｖ ＩＮＴＬＫに接続されており、他端がメインスイッチングトランジスタ１１２（ｎｐｎ型）のコレクタに接続されている。このメインスイッチングトランジスタ１１２のエミッタはアースされ、ベースは定着部コンＴゴロール部２１６のＣＰＵ１１４に接続されている。

このため、ＣＰＵ１１４からハイレベルの信号（Ｈレベル信号）が出力されると、メインスイッチングトランジスタ１１２のエミッタ−コレクタ間がオンとなり、コイル部１１０Ｂが励磁され、スイッチ部１１０Ａがオンする。

また、ヒューザランプ１０２の他端に接続された信号線１１６は、ＬＶＰＳ１０４に設けられたスイッチング制御部１１８に接続されている。

このスイッチング制御部１１８は、一次側と二次側とで構成されており、前記信号線１１６は、一次側のトライアック１２０の一端に接続されている。トライアック１２０の他端は、ＡＣ電源（ＡＣ Ｎｕｔ）に接続されている。

また、トライアック１２０の両端は、コンデンサ１２２及び抵抗１２４が直列に接続されている。

さらに、トライアック１２０の両端は、抵抗１２６、１２８及びコンデンサ１３０等と共に、フォトトライアック１３２の一次側（受光部１３２Ａ）が接続されている。

この受光部１３２Ａに所定の光（後述する二次側の投光部１３２Ｂからの光）が入力されることで、前記信号線１１６がＡＣ電源（ＡＣ Ｎｕｔ）と導通状態となり、前記ヒューザリレー回路１１０のスイッチ部１１０Ａがオンしている状態で、ヒューザランプ１０２が点灯する。

フォトトライアック１３２の二次側（投光部１３２Ｂ）は、その一端が抵抗１３４を介して定着部コントロール部２１６に設けられた第１のスイッチングトランジスタ１３６（ｐｎｐ型）のコレクタに接続されている。この第１のスイッチングトランジスタ１３６のエミッタには、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂを点灯させるための電源（３．３Ｖ）の電源線が接続されている。また、第１のスイッチングトランジスタ１３６のベースは、コントロール信号を出力する定着部コントロール部２１６のＣＰＵ１１４に接続されている。すなわち、この第１のスイッチングトランジスタ１３６のベースにＬ（ローレベル）のコントロール信号が出力されることで、前記エミッタ−コレクタ間がオンする構成である。

一方、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂの他端は、定着部コントロール部２１６に設けられた第２のスイッチングトランジスタ１３８（ｎｐｎ型）のコレクタに接続されている。この第２のスイッチングトランジスタ１３８のエミッタは、アースされている。また、第２のスイッチングトランジスタ１３８のベースは、コントロール信号を出力するＣＰＵ１１４に接続されている。すなわち、この第２のスイッチングトランジスタ１３８のベースにＨ（ハイレベル）のコントロール信号が出力されることで、前記エミッタ−コレクタ間がオンする構成である。

上記構成において、ＣＰＵ１１４からのコントロール信号として、第１のスイッチングトランジスタ１３６へローレベルのコントロール信号が出力され、同時に第２のスイッチングトランジスタ１３８へハイレベルのコントロール信号が出力されることで、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂを点灯させることができる。この結果、一次側のトライアック１２０によってヒューザランプ１０２からの信号線１１６がＡＣ Ｎｕｔと導通状態となり、ヒューザランプ１０２を点灯させることができる。

言い換えれば、互いに逆論理の信号が同時に出力されることで、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂの点灯するようになっており、何れかの信号が不具合を起こしたとき（短絡又は断線）は、投光部１３２Ｂを消灯させる方向の不具合となり、逆の常時点灯という不具合を回避することが可能となっている。

（ヒューザランプ１０２の温度管理制御）
図３に示される如く、ヒューザランプ１０２の近傍には、温度検出手段としてＳＴＳ（温度センサ）１４０が配設されており、その信号線は、前記ＭＣＵ１００のＣＰＵ１１４に接続されている。このＣＰＵ１１４では、補助的にヒューザランプ１０２の温度が正常か異常かを常に判別するようになっている。ところで、このＣＰＵ１１４での温度の監視は、ヒューザランプ１０２の過熱を判別する温度しきい値と比較・判別している。

ここで、本実施の形態では、前記ＣＰＵ１１４による温度監視とは別に、ハードロジック回路構成の温度監視回路１４２によって、ヒューザランプ１０２の温度の監視を行っている。

すなわち、温度監視回路１４２には、前記ＳＴＳ１４０とＣＰＵ１１４とを接続する信号線から分岐された分岐線１４４が接続されており、ＳＴＳ１４０による検出温度（温度に基づく電気信号）が入力されるようになっている。

この温度監視回路１４２の出力信号線１４６は、アンド回路１４８の一方の入力端に接続されている。このアンド回路１４８の他方の入力端には、前記ＣＰＵ１１４からの出力信号線１５０が接続されており、双方の出力信号線１４６、１４８からの論理積によりアンド回路１４８の出力が決まる（双方がハイレベル（１）のとき、出力がハイレベル（１））。従って、ヒューザランプ１０２が正常に動作している場合は、温度監視回路１４２及びＣＰＵ１１４の双方からハイレベルの信号が出力されることになる。

このアンド回路１４８の出力信号線１５２は、前記メインスイッチングトランジスタ１１２のベースに接続され、ヒューザリレー回路１１０のコイル部１１０Ｂの通電・非通電を制御する。

また、アンド回路１４８の出力信号線１５２は、監視用スイッチングトランジスタ１５４のベースに接続されている。この監視用スイッチングトランジスタ１５４は、ヒューザレレー回路１１０の通電状態をＣＰＵ１１４へ通知する役目を有しており、コレクタ側がＣＰＵ１１４と接続され、エミッタ側アースされている。

これにより、監視用スイッチングトランジスタ１５４のオン・オフ状態でヒューザリレー回路１１０の通電状態をＣＰＵ１１４によって確認することが可能となる。

（温度監視回路１４２の詳細）
図４は、上記温度監視回路１４２の詳細が示されている。

ＳＴＳ１４０の両端は、抵抗１５６（１５ＫΩ）、抵抗１５８（１５Ｋオーム）、抵抗１６０（２．２ＭΩ）が直列に接続されて、ループ状に接続されている。

また、ループ状の回路における抵抗１５８と抵抗１６０との間は、断線検出用の比較器１６２のプラス側入力端と接続されている。

さらに、前記ＳＴＳ１４０の一端と抵抗１５６との間には、十字形に分岐線１６４が接続され、その一方がＣＰＵ１１４と接続されると共に他方が断線検出用の比較器１６２のマイナス側入力端と、過熱検出（高温検出）用の比較器１６６のプラス側入力端とに接続されている。

また、前記抵抗１５６と抵抗１５８との間には、十字形に分岐線１６８が接続され、その一方が駆動電源（３．０Ｖ）と接続され、他方が抵抗１７０（１５Ｋオーム）、抵抗１７２（２．４ＫΩ）を介して、ＳＴＳ１４０と抵抗１６０との間に接続されている。なお、この接続点は、アースされている。

この分岐線１６８における抵抗１７０と抵抗１７２との間は、前記過熱検出用の比較器１６６のマイナス側入力端に接続されている。

前記断線検出用の比較器１６２及び過熱検出用の比較器１６６のそれぞれの出力端は共通とされ、抵抗１７４を介して電源線１７６に接続されている。この電源線１７６の一端には、コンデンサ１７８を介して駆動電源（５Ｖ）が印加されている。

また、この電源線１７６には、前記アンド回路１４８の一方の入力端に接続されている。

電源線１７６の他端は、抵抗１８０を介してラッチ回路１８２を構成するラッチトランジスタ１８４のベースに接続されている。このラッチトランジスタ１８４のエミッタには、抵抗１８６を介して電源（５Ｖ）が供給されており、コレクタは前記分岐線１６８の抵抗１７０と抵抗１７２の間、並びに過熱検出用の比較器１６６のマイナス側入力端に接続されている。なお、このラッチトランジスタ１８４のエミッタ−ベース間には、抵抗１８８が介在されている。

すなわち、ラッチ回路１８２では、断線検出用の比較器１６２、或いは過熱検出用の比較器１６６の何れかにおいて異常信号が出力されると、ラッチトランジスタ１８４のエミッタ−コレクタ間がオンとなり、常時異常信号となるようなラッチ信号を過熱検出用の比較器１６６のマイナス側入力端へ送出することになる（異常ラッチ状態）。 前記ラッチ回路１８２によって異常ラッチ状態となった場合、この異常ラッチ状態は、ラッチ解除回路１９０によって解除されるようになっている。

ラッチ解除回路１９０は、リセットＩＣ１９２（ＣＰＵ１１４に搭載）からのラッチ解除指示によって動作する。

リセットＩＣ（トランジスタ構造）のエミッタ−コレクタ間がオン（リセット時）となると、２段構成のラッチ解除トランジスタ１９２、１９４の１段目がオフとなり、このオフ状態によって２段目がオンする。

この２段目のラッチ解除トランジスタ１９４がオン（コクレタ−エミッタ間のオン）になることで、前記ラッチトランジスタ１８４のコレクタから２段目のラッチ解除トランジスタ１９４へと電流が流れ、過熱検出用の比較器１６６へのラッチ信号の出力が解除される。

なお、このラッチ解除回路１９０では、１段目のラッチ解除トランジスタ１９２のコレクタに３．３Ｖ電圧を印加しており、２段目のラッチ解除トランジスタ１９４のコレクタにあ５Ｖ電圧を印加している。

すなわち、ラッチ解除回路１９０がない場合、電源電圧の立ち上がりの順序として、５Ｖよりも３．３Ｖが立ち上がれば、ラッチ回路１８２は正常に動作するが、３Ｖが先に立ち上がるとラッチ解除がなされない。このため、ラッチ解除回路１９０を設け、ＣＰＵ１１４からのリセット信号によって、温度開始回路１４２のラッチ解除を強制的に実行するようにしている。

以下に本実施の形態の作用を説明する。

（画像形成処理の流れ）
各感光体ドラム５２の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、各感光体ドラム５２は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。

そして、感光体ドラム５２の表面は、図１に示すように、帯電ロール５６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、本実施の形態では、帯電ロール５６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム５２の表面に、露光ユニット６２によって各色に対応したレーザ光Ｌが照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム５２のレーザ光Ｌによる露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。

そして、各感光体ドラム５２の表面に形成された静電潜像は対応する各現像器ユニット５８によって現像され、各感光体ドラム５２上に各色のトナー像として可視化される。

次に、各感光体ドラム５２上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム６８、７０上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム５２Ｙ、５２Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム６８に、感光体ドラム５２Ｋ、５２Ｃに形成されたＫ色及びＣ色のトナー像は一次中間転写ドラム７０上に、各々転写される。

この後、一次中間転写ドラム６８、７０上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム７２上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム７２上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｋ、Ｃの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。

最後に、二次中間転写ドラム７２上に形成されたトナー像は、転写ロール７４によって用紙搬送路を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像が、定着ユニット３２によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。

（ヒューザランプ１０２の点灯制御）
ここで、ＭＣＵ１００の定着部コントロール部２１６では、定着ロール３２Ａを加熱するための加熱源としてヒューザランプ１０２の点灯制御を実行している。

この点灯制御は、基本的には、定着部コントロール部２１６のＣＰＵ１１４からの二値化信号によって実行しており、まず、ヒューザランプ１０２へ電力を供給可能するべく、ＣＰＵ１１４からメインスイッチングトランジスタ１１２に対してＨレベルの信号を出力する。

これにより、メインスイッチングトランジスタ１１２のエミッタ−コレクタ間がオンとなり、ヒューザリレー回路１１０のコイル部１１０Ｂが２４Ｖ ＩＮＴＬＫによって励磁される。このコイル部１１０Ｂが励磁されることで、スイッチ部１１０Ａがオンとなり、電力供給ラインが開通する。

この状態で、ＣＰＵ１１４は、スイッチング制御部１１８のフォトトライアック１３２の投光部１３２Ａの点灯／消灯を制御することで、ヒューザランプ１０２を導通、非導通とすることができる。

ところで、従来は、このフォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂの点灯／消灯制御は、単一の信号ラインで、Ｈレベル（オン）／ローレベル（オフ）の信号を送出していたため、前記ＣＰＵ１１４の出力端の端子ブリッジやハンダくずによるショート（共に短絡）、ハーネスの噛み込みによる断線又は短絡等が挙げられ、このような不具合が生じるとフューザランプの点灯制御が不能となり、最悪の場合、フューザランプの常時点灯（過熱状態）となる可能性があった。

そこで、本実施の形態では、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂの点灯制御を、互いに逆論理となる２本の信号によって実行することで、上記不具合があっても、少なくとも常時点灯という最悪の事態を回避するようにした。

すなわち、フォトトライアック１３２の投光部１３２Ｂの両端に、それぞれ第１のスイッチングトランジスタ１３６及び第２のスイッチングトランジスタ１３８を設ける。

第１のスイッチングトランジスタ１３６では、ＣＰＵ１１４からローレベルの信号が出力されることで、投光部１３２Ｂの一端を電源電圧である３．３Ｖの電源線と導通させることができる（第１のスイッチングトランジシタ１３６のエミッタ−コレクタ間のオン状態）。

一方、第２のスイッチングトランジスタ１３８では、ＣＰＵ１１４からハイレベルの信号が出力されることで、投光部１３２Ｂの他端をアースすることができる（第２のスイッチングトランジスタ１３８のエミッタ−コレクタ間のオン状態）。

従って、何れか一方に前記端子ブリッジ等が発生したとしても、他方のオン／オフ制御によって、投光部１３２を通常制御させることができるため、一方の信号が最悪（常時点灯）の自体を回避することができる。

（ヒューザランプ１０２の温度監視制御）
ＳＴＳ１４０は、ヒューザランプ１０２の温度に基づいて、抵抗値が変化し、ＣＰＵ１１４へ入力される電圧が変化する。

この電圧値はＣＰＵ１１４へ送出される．ＣＰＵ１１４では、当該ＳＴＳ１４０からの電圧値（電圧値に基づくデジタル値）でヒューザランプ１０２の温度制御を行う。

また、抵抗１７０（１５ＫΩ）と抵抗１７２（２．４ＫΩ）の分圧による電圧は、過熱検出用の比較器１６６のマイナス側入力端に入力され、これがしきい値となる。また、この過熱検出用の比較器１６６のプラス側入力端には、ＳＴＳ１４０の両端電圧が入力され、前記しきい値と比較される。

この比較の結果、ＳＴＳ１４０間の電圧がしきい値を下回っていると、過熱状態であると判断し、過熱検出用の比較器１６６から異常信号が出力され、図３に示すアンド回路１４８の一方の入力端に入力される。

これにより、アンド回路１４８の出力が、メインスイッチングトランジタ１１２をオフとなる信号に切り替わり、ヒューザリレー回路１１０のコイル部１１０Ｂへの通電が遮断され、ＡＣ ＬＩＮＥのスイッチ部１１０Ａがオフとなる。

また、アンド回路１４８の出力信号は、監視用スイッチングトランジスタ１５４のベースへ送出され、ＣＰＵ１１４において、異常発生が認識される。

次に、抵抗１５８（１５ＫΩ）と抵抗１６０（２．２ＭΩ）の分圧による電圧は、断線検出用の比較器１６２のプラス側入力端に入力され、これがしきい値となる。また、この断線検出用の比較器１６２のマイナス側入力端には、ＳＴＳ１４０の両端電圧が入力され、前記しきい値と比較される。

この比較の結果、ＳＴＳ１４０間の電圧がしきい値を上回っていると、断線状態であると判断し、断線検出用の比較器１６２から異常信号が出力され、図３に示すアンド回路１４８の一方の入力端に入力される。

これにより、アンド回路１４８の出力が、メインスイッチングトランジタ１１２をオフとなる信号に切り替わり、ヒューザリレー回路１１０のコイル部１１０Ｂへの通電が遮断され、ＡＣ ＬＩＮＥのスイッチ部１１０Ａがオフとなる。

また、アンド回路１４８の出力信号は、監視用スイッチングトランジスタ１５４のベースへ送出され、ＣＰＵ１１４において、異常発生が認識される。

このように、一対の比較器（過熱検出用の比較器１６６、断線検出用の比較器１６２）を含むハードロジック回路（温度監視回路１４２）によって、ＣＰＵ１１４を介さずに、ヒューザランプ１０２の過熱異常、断線異常の双方を同時に監視するべく、ＳＴＳ１４０間の電圧を、過熱検出用の比較器１６６、断線検出用の比較器１６２に入力し、それぞれ異なるしきい値によって異常の判別を行ったため、同時に２種類の異常の監視が可能となり、信頼性の高い監視構成を構築することができる。

（異常による動作停止からの復帰）
上記何れかの比較器（１６２又は１６６）によって異常を検出すると、異常信号は、ラッチ回路１８２へも送出される。このラッチ回路１８２では、上記異常信号をラッチドランジスタ１８４がオンとなり、異常信号が途絶えたとしても、過熱検出用の比較器１６６のマイナス側入力端へ常に異常となるような電圧をしきい値として保持する。

これにより、一度でも異常が発生すると、回復したとしても安全性の面から定着部へ電源供給されることが回避され、異常状態（電源断状態）を継続することができる。

ここで、電源電圧の立ち上がりの順序として、５Ｖよりも３．３Ｖが立ち上がれば、ラッチ回路１８２は正常に動作するが、３Ｖが先に立ち上がるとラッチ解除がなされない。このため、電源立ち上げ時に確実にラッチされないようにするためにラッチ解除回路１９０を設けている。ラッチ解除回路１９０はＣＰＵ１１４等のリセット信号を用いてラッチを解除する。

このラッチ解除回路１９０によって、３．３Ｖが先に立ち上がっても、５Ｖが先に立ち上がっても、確実にラッチ回路１８２のラッチ状態を解除することができ、ＣＰＵ１１４からのリセット信号によって、温度監視回路１４２の確実なラッチ解除が可能となる。

ところで、ＣＰＵ１１４では、前述の如く、過熱異常の監視を行っており、かつ異常の発生を認識しているため、結果として、異常の種類（過熱異常か断線異常か）を判別することができる。

しかし、このラッチ回路１８２も電源オフされればハードロジック回路だけではラッチ継続が不可能なため、アンド回路の一方にＣＰＵ１１４からのリレーオフを継続させることのできる信号を持っている。この信号により、電源オフ・オン後でも異常の種類によりリレーオフを継続することが可能である。このときのリレー制御は、異常の種類によってそれぞれ異なる条件を設けている。

すなわち、過熱異常により動作が停止した場合には、ヒューザランプ１０２に何らかの異常があるためであり、交換が必須となる。このため、この交換作業が終了したことを条件でリレーオンを許可する。

一方、断線により動作が停止した場合には、ヒューザランプ１０２自体に不具合は少なく、主として信号線１０６、１１６に問題があるため、本実施の形態では特に条件なしで、リセット信号の出力を許可する。

このように、異常の種類によって条件を変えて、リセット信号の出力の許可・不許可を判断するため、同じ異常の早期の再発を防止することができる。

なお、本実施の形態では、過熱異常時にのみヒューザランプ１０２の交換という条件を設定し、断線異常時は条件を設定しなかったが、条件の有無が問題ではなく、異常の種類によって条件が異なれば、断線異常時にも信号線１０６、１１６の交換済、或いは導通テスト実施済等の条件を設定してもよい。

また、本実施の形態では、発熱体としてハロゲンランプに代表される点灯によって発熱するヒューザランプ１０２を適用したが、通電によって発熱するものであれば点灯は必須ではなく、高抵抗の導電線（電熱線）であってもよい。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 エンジン部の制御ブロック図である。 定着部のヒューザランプ点灯制御のための回路構成図である。 ヒューザランプ点灯制御回路に設けた温度監視回路の詳細構成図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ エンジン部
３２ 定着部
５２ 感光体ドラム
６０ 現像器
６２ 露光ユニット
３２Ａ 定着ロール
１０２ ヒューザランプ（発熱体）
１００ ＭＣＵ
１０４ ＬＶＰＳ
１１０ ヒューザリレー回路（リレー回路）
１１２ メインスイッチングトランジスタ（スイッチング回路）
１１４ ＣＰＵ（制御回路、異常種類判別手段、復帰形態変更手段）
１４２ 温度監視回路（ハードロジック回路）
１４０ ＳＴＳ（温度検出手段）
１４８ アンド回路（スイッチング回路）
１６２ 断線検出用の比較器
１６６ 過熱検出用の比較器
１８４ ラッチトランジスタ
１９０ ラッチ解除回路
１９２ リセットＩＣ
１９２、１９４ ラッチ解除トランジスタ
２００ メイン電源管理部
２１６ 定着部コントロール部

Claims (7)

1. 像担持体の表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、
   前記定着時に必要な熱源として適用され、通電することにより発熱する発熱体と、
   通常は制御回路からの指示信号に基づいて動作され、前記発熱体への電源供給ラインを断続するための電源供給ライン断続回路と、
   前記発熱体の近傍に配設され、前記発熱体の温度を検知する単一の温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記発熱体における断線異常を判別する比較器及び高温異常を判別する比較器を備え、それぞれの比較器から前記発熱体が異常であるか否かを示す状態情報信号を出力する第１のハードロジック回路と、
   前記第１のハードロジック回路から出力される前記状態情報信号に基づいて、前記制御回路を介さずに前記電源供給ライン断続回路を直接制御するスイッチング回路と、
   前記第１のハードロジック回路から出力された前記発熱体が異常であることを示す前記状態情報信号がゲートに入力されると、エミッタとコレクタとの間がオン状態になり、かつ、前記オン状態になった後は、前記ゲートに入力される前記状態情報信号にかかわらず、前記電源供給ライン断続回路による回路遮断を継続させるための異常信号を送出するラッチトランジスタを備えた第２のハードロジック回路と、
   を有する画像形成装置。
2. 像担持体の表面に対して近接される帯電部材へ所定の電圧を印加することで、前記像担持体の表面を一様に帯電し、前記一様に帯電された像担持体へ画像データに応じて光ビームを照射することで静電潜像を形成した後、トナーを供給することで現像すると共に、記録媒体へトナー画像を転写し、当該転写したトナー画像を定着することで画像を形成する画像形成エンジンを有する画像形成装置であって、
   前記定着時に必要な熱源として適用され、通電することにより発熱する発熱体と、
   通常は制御回路からの指示信号に基づいて動作され、前記発熱体への電源供給ラインを断続するための電源供給ライン断続回路と、
   前記発熱体の近傍に配設され、前記発熱体の温度を検知する単一の温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記発熱体における断線異常を判別する比較器及び高温異常を判別する比較器を備え、それぞれの比較器から前記発熱体が異常であるか否かを示す状態情報信号を出力する第１のハードロジック回路と、
   前記第１のハードロジック回路から出力される前記状態情報信号に基づいて、前記制御回路を介さずに前記電源供給ライン断続回路を直接制御するスイッチング回路と、
   前記温度検出手段からの信号を入力として、ソフト的に前記発熱体の温度管理を行う温度管理手段と、
   前記温度管理手段により異常と判断した場合に前記ソフト的な温度管理結果により異常内容を判断する異常内容判断手段と、
   前記第１のハードロジック回路から出力された前記発熱体が異常であることを示す前記状態情報信号がゲートに入力されると、エミッタとコレクタとの間がオン状態になり、かつ、前記オン状態になった後は、前記ゲートに入力される前記状態情報信号にかかわらず、前記電源供給ライン断続回路による回路遮断を継続させるための異常信号を送出するラッチトランジスタを備えた第２のハードロジック回路と、
   を有する画像形成装置。
3. 前記異常の内容を本体又は定着装置のメモリに記憶しておき、当該異常内容によって電源オン・オフ後の定着装置への電源供給を許可・不許可を判断することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記定着装置の交換を検出した場合に、前記電源供給を許可することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記異常内容によっては、一度異常を発生した定着装置が装着された場合は電源供給を不許可とすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記比較器の一方が、前記発熱体の温度検出装置及びその配線の断線を判別する断線異常検知を実行し、前記比較器の他方が、前記発熱体の過熱状態を判別する高温異常検知を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 前記制御回路から出力された第１の信号と、前記第１の信号とレベルが異なる、前記制御回路から出力された第２の信号と、に基づいて、前記発熱体の前記電源供給ライン断続回路が接続される側と反対側の端部と、電源とを接続するためのスイッチング制御回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。

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