JPH01142584A - 像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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定着ローラによってトナー画
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ー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
で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
ーランプをオン・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問題点〕

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
にも極め細かい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コンピュー
タのアナログボートヘ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、
極め細かい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、不
慮のノイズ等によってソフトウェアが暴走してヒーター
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
手段として温度ヒユーズを設けであるが、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、ソフ
トウェアによる温度制御中において定着部に被害を及ぼ
すような高温状態になる前にハードウェアによる温度制
御に切り換わるように構成することにより、正常時の極
め細かい温度調節に加えてソフトウェア暴走による異常
時にもハードウェアにて継続して温度制御がなされ、未
然に機械的損傷を防止し、画質向上及び省電力化を図る
像形成装置の提供を目的とする。

〔問題点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、前記定着部を
第１の温度に調節する第１の温度制御手段と、前記定着
部を前記第１の温度より高い第２の温度に調節する第２
の温度制御手段と、前記センサが前記第２の温度を検出
した場合に、前記第２の温度制御手段による調節に切り
換える切換手段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

定着部は通常、第１の温度制御手段により第１の温度に
調節されており、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、定着部は第２の温度制御
手段による調節に切り換えられ、前記第２の温度に調節
される。

〔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
駆動可能である。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ｌ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は矢符す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２１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の感光ドラムｌの回転方向の位置には
、順にＬＥＤ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
、所謂像間又は像端イレースの機能を有する。凋像装置
５は磁気ブラシ方式にて感光ドラムｌ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）に対してその裏面から電界を付与し、現像装置
５にて感光ドラム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
方向には分離チャージャ７が設けられている０分離チャ
ージ中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ｌ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Ｅ８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と帯電チャージ中２と
の間にはイレーサーランプ９が設けられている。イレー
サーランプ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
ｌＯより送り出された複写紙は、中間ローラ１２を径て
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１５
２及び定着上ローラ１５１に内蔵された加熱用の定着ヒ
ーターランプ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前記センサたるサーミスタ１
Ｇが備えられている。複写紙は前記上下の定着ローラ１
５１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ＣＰＩＪ　２００はＡ
／Ｄコンバータを内蔵してなり、前記サーミスタ１６の
検知信号Ａが抵抗２４２によって分圧され、ＣＰＵ　２
００のアナログ入カポ−）ａ＋　と、比較器２３０の反
転入力端子とに各々入力しである。

ＣＰＵ　２００の出力ボートｂ、には、ＯＲ回路２１０
の一方の入力信号Ｃが接続してあり、もう一方の人力信
号りは、前記比較器２３０の出力端子に接続しである。

出力ボートｂｔ　、ｂ、、ｂ４には図示しないドライブ
ＩＣが接続され、夫々メインモータ（図示せず）、給紙
ローラ１１及びタイミングローラ１３の駆動が行われる
。また、ＣＰＵ　２００にはこれらの他に複写動作に関
する種々の信号（図示せず）が入出力されるように構成
しである。

前記ＯＲ回路２１０の出力信号Ｅは、ＳＳＲ２２０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ーランプ２０を点灯
させる電源２５０のオン・オフを制御するために設けで
ある。電源２５０と定着ヒーターランプ２０との間には
温度ヒユーズ２６０が接続してあり、該温度ヒユーズ２
６０は定着上ローラ１５１の近傍に配置されており、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、これの温
度設定値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℃に設定しである。

前記比較器２３０の非反転入力端子には、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、即ちハードウェアによる定着制御温度（以下、第２
の温度という）Ｔ２に相当するものである。

さて、以上の如く構成された制御回路において、サーミ
スタ１６の検知信号ＡはＣＰＩＩ　２００内にてデジタ
ル値に変換される。そしてこの値に基づいて定着ヒータ
ーランプ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。定着ヒーターランプ２０は
、ＣＰＵ　２００の出力ボートｂ１がローレベルにある
場合に点灯するように構成してあり、これはＣＰＩＪ　
２００の出カポ−）ｂ＋がローレベル、即ちＯＲ回路２
１００入力信号Ｃがローレベルであり、同じく入力信号
りもローレベルである時にＯＲ回路２１０の出力信号Ｅ
がローレベルとなり、５ＳＲ２２０を作動状態にし定着
ヒーターランプ２０を点灯させるようになしである。こ
こで入力信号りは前述した如く比較器２３０の出力信号
であり、比較器２３０の非反転入力端子には第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Ｔ
２は、複写機が待機中又はコピー中等の通常状態におけ
る温度、即ち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）Ｔｔよりも高く設定しであるので、
通常状態においては、比較器２３０の反転入力端子に入
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の出力信号はローレベ
ルであり、ＯＲ回路２１０の人力信号りはローレベルと
なっている。なお、Ｔ、及びＴ！は一例として１７０℃
及び２００℃である。

つまり、通常状態においては、第１の温度Ｔ、、即ち１
７０℃前後による温度調節をＣＰｔ１２００にて行って
いる。　ＣＰＵ　２００のソフトウェアが不慮のノイズ
等によって暴走しＣＰｏ　２００の出力ボートｂ、がロ
ーレベルにラッチした場合には、定着ヒーターランプ２
０は点灯したままとなるが、これの温度がＴｔ、即ち２
００℃以上になると、サーミスタ１６の検知信号Ａの電
圧が比較器２３０の非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異常が検出され、複写動
作が停止されるので、比較器２３０の出力信号、即ちＯ
Ｒ回路２１０の入力信号りは、ハイレベルとなりＯＲ回
路２１０の出力信号Ｅはハイレベルとなる。これにより
ＳＳＲ２２０は非作動状態となり、電源２５０が遮断さ
れ定着ヒーターランプ２０は消灯され、その後、２００
℃による温度調節が比較器２３０のハードウェアにて行
われる。

第３図及び第４図は、ＣＰＵ　２００の制御手順を示す
フローチャートである。第３図はＣＰＵ　２００のメイ
ンフローを示す。電源が投入されてＣＰＵ　２００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Ｓｔ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０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でセントされる。

次にステップ５３〜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ｌ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極め細かい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にて定着ヒーターランプ２０が制御許
可状態にあるかどうかを判別する。この判別信号は他の
適宜のサブルーチンにて発せられる。

ステップＳ３１にて定着ヒーターランプ２０の制御が許
可されない場合、ステップＳ３２で定着ヒーターランプ
２０を消灯し、つまりＣＰｏ　２００の出力ボートｂ＋
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）Ｌ、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にて定着ヒーターランプ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エツクする。温調ステートが０の
場合、ステップＳ３５で定着ヒーターランプ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３３Ｂでサーミスタ１６が検出する定着上ローラ１
５１の温度ＲＴと第１の温度ＴＩとを比較し、ＲＴ＜Ｔ
Ｉの場合は、メインルーチンに戻り定着ヒーターランプ
２０の点灯を継続する。そしてＲＴがＴ１になると、ス
テップＳ３９で定着ヒーターランプ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Ｔ、とを比較してＲＴがＴ１以下の
場合は、ステップＳ４３にて定着ヒーターランプ２０を
点灯してメインルーチンに戻り、またＲＴ〉ＴＩの場合
は、ステップＳ４４にて定着ヒーターランプ２０を消灯
して次のステップＳ４５でＲＴと異常検出温度Ｔ、とを
比較し、ＲＴがＴ、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　＞　Ｔ　ｓ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、図示しないリレーによって行われる。なお、異常
検出温度Ｔ３は、−例として２５０℃である。

さて、次に上述したソフトウェア及びハードウェアによ
る定着ローラの温度制御状態を第５．６゜７図に示すグ
ラフに基づいて説明する。各図共、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＜’ｒ、　　
（＝１７０℃）及び’ｒｚ　　（＝２００℃）は、夫々
ソフトウェア及びハードウェアによる定着制御温度、Ｔ
！　　（＝２５０″’ｅ）は異常検出温度、Ｔ、　　（
＝３００℃）は温度ヒユーズ２６０の設定温度である。

まず、第５図及び第６図は従来のソフトウェアのみによ
る温度制御、即ち第２図にお１、ＮテＣＰＵ　２００　
（７）出力ポートｂ、とＳＳＲ２２０の制御端子とが直
接接続しである場合を示してあり、温度Ｔ、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
ターランプ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、ＣＰＵ　２００が正常に動作
しているときは、第５図に示すように定着ローラ温度が
異常検出温度Ｔ、に達した時点すで電源２５０が遮断さ
れる。

一方、ＣＰｏ　２００の暴走により、出力ポートｂ、　
　　　　　′がローレベルにラッチしているときは、第
６図に示すように異常検出温度Ｔ、にて電源遮断が行ね
れす、温度Ｔ４に達した時点Ｃで温度ヒユーズ２６０が
切れ、定着ローラ温度は低下する。このように温度ヒユ
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７図は本発明装置による温度制御を示してあり
、同様にＴ、にて温度調節中にａの時点でＣＰＬＩ　２
００の暴走により、出力ポートｂ＋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
Ｔ、に達した時点ｄからは、ハードウェア、即ち比較器
２３０による温度調節が開始される。なお、Ｔ２を２０
０℃に設定しであるのは、あまり高い温度に設定してお
くと、ソフト異常状態におけるハードウェアによる温度
調節が長く継続されることも考えられるので、部品にと
って好ましくない、このためソフトウェアによる温度調
節範囲より少し高めに設定しである。そして例えば比較
器２３０の出力にＬＥＤ等の表示器を接続しておくこと
により、ソフト異常状態を操作者に警告することも可能
である。また、通常のソフトウェアによる温度調節時に
おいて、例えば定着ローラの熱時定数又はサーミスタの
応答性によりハードウェアの調節温度Ｔｔより高いオー
バーシュートが起ってもソフトウェアによる温度調節に
は何んら影響を及ぼすことはなく、定着ローラ温度はＴ
１に調節される。

なお、本実施例においては、定着ローラ温度の検出にサ
ーミスタを用いであるが、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い。

〔効果〕

以上の如く本発明装置においては、通常定着部は、ソフ
トウェアによって極め細かく温度調節が行われる。そし
てソフトウェアが不慮のノイズ等によって暴走して定着
ヒーターランプが点灯したままになった場合は、ソフト
ウェアによる温度調節の範囲より少し高い温度における
ハードウェアによる温度調節に切り換わる。このため、
従来のように温度ヒユーズが切れる迄、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
かれる等、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５．６．７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・・・
定着ヒーターランプ　２００・ＣＰＵ　　２１０・ＯＲ
回路　２３０・・・比較器　２６０・・・温度ヒユーズ 特　許　出願人　　ミノルタカメラ株式会社代理人　弁
理士　　河　　野　　　登　　夫ａｂｌｅ 藁　５　図 ａ　　　　　　　　Ｃ時−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 前記定着部を第１の温度に調節する第１の 温度制御手段と、 前記定着部を前記第１の温度より高い第２ の温度に調節する第２の温度制御手段と、 前記センサが前記第２の温度を検出した場 合に、前記第２の温度制御手段による調節に切り換える
   切換手段と を具備することを特徴とする像形成装置。