JP5966989B2 - 温度検出装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents
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その抵抗値を第1の抵抗値と第1の抵抗値より大きい第2の抵抗値との間で切替可能な基準抵抗と、前記サーミスタの両端の電圧を所定のタイミングでサンプルし、次のサンプル時までホールドするサンプル/ホールド手段と、前記サーミスタの電圧を予め定められた閾値電圧と比較する比較手段と、前記比較手段の出力を所定のタイミングでラッチするラッチ手段と、前記基準抵抗の抵抗値が第1の抵抗値である、温度測定モードと第2の抵抗値である断線検出モードとの間で切替える切替指令、温度測定モード期間中に前記サンプル/ホールド手段に対してサンプル指令、ならびに断線検出モード期間中に前記ラッチ手段にラッチ指令を出力する指令発生手段と、を具備する温度検出回路が開示されている。
前記制御手段は、前記発熱体の温度が予め定められた温度以上の場合、前記第2の切替手段を制御して前記温度検出素子に断続的に電流を流すようにさらに制御するものである。
以下、図1を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
画像形成装置1は、制御装置10、給紙装置20、感光体ユニット30、現像装置40、転写装置50、定着装置60を含んで構成されている。画像形成装置1の上面には、画像が形成された用紙が排出・収容される排出部1aが設けられている。
現像装置40の各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及び黒(K)のトナー像を形成する。
さらに、転写装置50は、中間転写ベルト51上に重畳して転写された各色のトナー像を用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ローラ53を備えている。
定着装置60は定着ローラ61と加圧ローラ62とを含み、定着ローラ61と加圧ローラ62の圧接領域によってニップ部N(定着領域)が形成される。また、定着ローラ61には、定着ランプ63が内蔵されており、該定着ランプ63によって定着ローラ61が加熱される。
なお、温度監視制御の対象は定着ローラ61及び定着ランプ63のいずれでもよいが、
本実施の形態では定着ローラ61の温度監視制御を実行する形態を例示して説明する。
CPU11aは、画像形成装置1全体の動作を司るものである。ROM11bは、画像形成装置1の動作を制御する制御プログラム、後述する温度監視制御プログラムや各種パラメータ等を予め記憶する記憶手段として機能するものである。RAM11cは、各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるものである。記憶部11dは、画像形成装置1に設けられた図示しないスキャナ部で読み取られた画像の画像情報等、あるいは温度信号Vsの平均値等を記憶させるためのものである。
なお、定着リレー111は、例えば、ソリッドステートリレ一、トライアック又はその他のスイッチ素子であってもよい。
温度が下がると単調に上昇する。温度信号Vsが予め設定されたしきい値Vlより大きい(温度が目標温度Tlより小さい)場合には、定着ローラ61が加熱されて(定着ランプ63に通電されて)温度が上がり温度信号Vsは小さくなる。
逆に、温度信号Vsが予め設定されたしきい値Vuより小さい(温度が目標温度Tuより大きい)場合には、定着ランプ63への通電が遮断されて、定着ローラ61の温度が下がり温度信号Vsは大きくなる。
例えば、温度信号Vsが後述するコンパレータ154(図4も参照)のしきい値(基準電圧)Vrefより小さくなった場合、すなわち、定着ローラ61の温度がしきい値温度Thを上回る場合には、定着ランプ63への通電が定着リレー111により遮断される。
なお、断線を判定するしきい値は、例えばCPU11a内で設定される。また、図3に示されたTm及びVmについては後述する。
この誤検知を回避するための従来技術として、温度を検知する場合と断線を検知する場合とで、サーミスタ110の温度信号Vsのオフセットをずらす方法がある。
また、コンパレータ154に設定されるしきい値(Vref)は使用されるサーミスタ110の温度特性によって予め決定される。
なお、ADコンバータ159の入力部には、フィルタ164及びバッファ162が接続されているが、これらは必要に応じて設ければよいものであって、必須のものではない。
また、高温検知をハードウエアによる検知のみとする場合には、CPU11aからNAND回路160に入力する信号のレベルをハイレベル(H)にしておけばよい。
この際、図11(c)に示すように、コンパレータ154の出力部に接続された遅延回路155の時定数CRによって定着リレー111へのラッチ回路の出力の伝達が阻止されるため、高温検知回路は動作しない。(図11の時刻taないしtbの範囲。)
その他の回路は図10と同様である。従って、同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
すると、ラッチ回路157が動作し、定着リレー111が開状態となり、交流電源14からの定着ランプ63への電力の供給が遮断されてしまうことによる高温検知の誤検知が発生する。
なお、モード切替電圧Vmの値は、例えば、2.5V、モード切替温度Tmの値は、例えば、50℃と設定される。
すなわち、サーミスタ110に断線が発生すると、図4の回路図から明らかなように、
節点Sの電圧は基準電源の電圧Vc(本実施の形態では3.3V)となるので、ADコンバータ159を介して節点Sの電圧を入力したCPU11aは定着ローラ61の温度が低下したものと判断する。すると、断線検知回路を制御して断線検知電圧値及び温度検知電圧値を切り替えるスイッチングモードに移行するので、再び断線検知が可能となる。
そして、図5(a)及び図5(c)に示すように、時刻t7におけるサンプリング信号により、CPU11aは温度信号Vsがモード切替電圧Vm以下であることを検知する。
図5(a)に示すように、温度検知モードに移行すると、CPU11aはトランジスタ152のスイッチングを停止してオン状態を継続させ、節点Sの電圧を温度検知電圧値に固定する。また、図5(c)に示すように、CPU11aは、サンプリング信号の周期をそれまでの周期(50ms)から、より長い周期(本実施の形態では100ms)に切り替える。
CPU11aは温度信号Vsによって低下しつつある定着ローラ61の温度を検知する。
一方、温度信号Vsがモード切替電圧Vm以下になると、CPU11aは温度検知モードに移行させ、一定の周期で温度検知のみを実行する。この間に温度信号Vsがコンパレータ154のしきい値(Vref)以下になると、コンパレータ154によってハードウエア的に定着ローラ61の過熱異常が検知される。
次のステップS502では、温度検知信号として温度信号Vsを取り込み定着ローラ61の温度を検知する。
また、温度検知モードで断線が発生した場合には、図4の節点Sの電圧が基準電源の電圧Vc(3.3V)となるので、ステップS504で肯定判定となり、再びスイッチングモードに移行して当該断線が検知される。
次のステップS512では、サーミスタ110の断線の有無を検知するための断線検知信号として温度信号Vsを取り込む。
また、ステップS500ないしS516で形成されるループはスイッチングモードに対応しており、ステップS508及びステップS516における50msのウエイト時間は、図5(c)に示す50msのサンプリング周期に対応している。
ここで、本実施の形態に係る断線処理とは、例えば、画像形成装置1の動作を停止させ、図示しないUI(ユーザ・インタフェース)パネル等の表示装置にサーミスタ110の断線が検知されたことを表示するとともに、警告を発生する処理等である。
本実施の形態は、第1の実施の形態において、温度検知モードにおけるサーミスタ110の過熱を防止するための保護回路を追加した形態である。
従って、図8(c)における時刻t7以降では、サーミスタ110に流れる電流値が、
抵抗153に対応した電流値と0又は0に近い電流値との間の断続的なものとなっている。
図9は、本実施の形態に係る定着ローラ61の温度監視制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは、例えば、ROM11bあるいは記憶部11dに予めインストールされている。
次のステップS602ないしS606は図6のステップS500ないしS504と同様で、ステップS602で温度検知側に切り替え、ステップS604で温度信号Vsを温度検知信号として読み込んで定着ローラ61の温度を検知し、ステップS606で温度信号Vsがモード切替電圧Vmより大きいか否かを判定する。
図8(c)に示された、時刻t7以降においてサーミスタ110に流れる断続的な電流の100msの周期に対応する。
例えば、電磁誘導加熱方式の定着装置にも適用される。
1a 排出部
10 制御装置
11 コントローラ
11a CPU
11b ROM
11c RAM
11d 記憶部
12 画像処理部
13 電源装置
14 交流電源
20 給紙装置
21 用紙積載板
22 用紙引き出し部
23 レジストローラ対
30 感光体ユニット
31 感光体
32 帯電ローラ
33 クリーニングローラ
34 クリーニングブレード
40 現像装置
41 現像ハウジング
42 現像ローラ
44、45 供給部
46 層規制部材
50 転写装置
51 中間転写ベルト
52 一次転写ローラ
53 二次転写ローラ
60 定着装置
61 定着ローラ
62 加圧ローラ
63 定着ランプ
65a、65b 搬送ガイド
69 排出ローラ対
110 サーミスタ
111 定着リレー
112 スイッチ素子
130 低電圧電源
150、170、180 定着ローラ温度監視制御回路
151 プルアップ抵抗
152 トランジスタ
153 抵抗
154 コンパレータ
155 遅延回路
156 放電回路
157 ラッチ回路
158 ラッチ解除回路
159 ADコンバータ
160 NAND回路
162 バッファ
164 フィルタ
172 保護トランジスタ
174、176 インバータ
DP 断線検知ポート
LH 露光装置
N ニップ部
P 用紙
T 二次転写部
Tm モード切替温度
Vm モード切替電圧
Vs 温度信号
Claims (5)
- 温度検出対象の発熱体の温度変化に応じて抵抗値が変化する温度検出素子と、
基準電圧を発生する電圧発生源と前記温度検出素子との間に接続されると共に、抵抗値が第1の値と前記第1の値より大きい第2の値とに切り替え可能な可変抵抗部と、
前記可変抵抗部と前記温度検出素子との間の電位に基づいて、前記発熱体の温度を検知する温度検知手段と、
前記可変抵抗部と前記温度検出素子との間の電位に基づいて、前記温度検出素子の断線を検知する断線検知手段と、
前記可変抵抗部と前記温度検出素子との間の電位と予め定められた基準電位とに基づいて、前記発熱体の過熱を検知する過熱検知手段と、
前記温度検知手段で検知された前記発熱体の温度が予め定められた温度未満の場合には、前記可変抵抗部の抵抗値が前記第1の値と前記第2の値とに交互に切り替わるように前記可変抵抗部を制御すると共に、前記温度検知手段で検知された前記発熱体の温度が前記予め定められた温度以上の場合には、前記第1の値になるように前記可変抵抗部を制御する制御手段と、
を含む温度検出装置。 - 前記温度検知手段で検知された前記発熱体の温度が前記予め定められた温度未満の場合には、前記可変抵抗部の抵抗値が前記第1の値となる期間で前記温度検知手段が温度を検知し、前記第2の値となる期間で前記断線検知手段が断線を検知し、
前記温度検知手段で検知された前記発熱体の温度が前記予め定められた温度以上の場合には前記温度検知手段が温度を検知する
請求項1に記載の温度検出装置。 - 前記可変抵抗部は、抵抗値が前記第2の値を有する第2の抵抗体、前記第2の抵抗体に並列に接続された場合の合成抵抗値が前記第1の値となる第1の抵抗体、及び前記第1の抵抗体の前記第2の抵抗体への並列接続を有効にするか無効にするかを切り替える切替手段を具備する
請求項1又は請求項2に記載の温度検出装置。 - 前記温度検出素子に断続的に電流を流すための第2の切替手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記発熱体の温度が予め定められた温度以上の場合、前記第2の切替手段を制御して前記温度検出素子に断続的に電流を流すようにさらに制御する
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の温度検出装置。 - 前記発熱体が定着装置である請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の温度検出装置を含む
画像形成装置。
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