JPH01260477A - 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
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
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、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し、重大な機
械的損傷にまで及ぶ虞がある。このため温度ヒユーズを
溶断温度の低いものを使用することが考えられるが、上
述の異常の都度、低温度において温度ヒユーズが切れて
しまい、これを交換する必要が生じるので煩わしい。

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定着部の供給電源を容易に復帰可
能な回路によって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の温度に調節するた
めの信号を出力するプロセッサと、前記定着部の電源回
路に介装されたスイッチと、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、ｎ；１記スイ
ソヂを開状態にする電源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は第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、定着部の電源回路に介装さ
れたスイッチが電源遮断回路の働きにより開状態にされ
、定着部の電源が遮断される。

〔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
部構造を示す模式的側面図である。

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１０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
の間にはイレーザランプ９が設けられている。イレーザ
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（ためのカセフトであり、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。カセフ目
Ｏより送り出された複写紙は、中間ローラ１２を径でタ
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前記プロセッサたるＣ
ＰＵ　２００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を位置さ
せて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ＣＰＵ　２００のアナログ入力ボー
トａ１と、比較′２Ｓ２３０の非反転入力端子とに各々
入力しである。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ｃｐｕ２００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）Ｔ、
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ＣはＡＮＤ回路２７１の一方に
入力してあり、これの他方の人力にはＣＰＵ　２００の
出力ポートｂ２の出力信号りが与えられている。

単相交流電源（以下、電源という）２５０には後述する
パワーリレー２８４の常開接点２８６．温度ヒユーズ２
６０．定着ヒークランプ２０．　ＳＳＲ２２０及び前記
パワーリレー２８４の他の常開接点２８７が順に直列接
続された回路と、変圧器２８０の１次側巻線とが並列に
接続しである。ＣＰＵ　２００の出力ポートｂ、は、前
記ＳＳＲ２２０の制御端子に駆動回路２７０を介して接
続してあり、ＳＳＲ２２０はＣＰＵ　２００の出力ポー
トｂＩの出力によってそのオン・オフが制御され、出力
ポートｂｌがローレベルに転じた場合にオンするように
構成しである。温度ヒユーズ２６０は定着上ローラ１５
１の近傍に配置され、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作動状態では切
れない高い温度、例えば３００°Ｃに選定しである。

前記変圧器２８０の２次側巻線は整流用ダイオードブリ
ッジ２８１に接続してあり、三端子レギュレータ２８２
を介して前記パワーリレー２８４を制御するための回路
、即ち前記電源遮断回路に直流電圧を供給している。

パワーリレー２８４の正極端子には、ロック接点２８３
１及び跳ね返り接点２８３２が直列接続された複写機の
メインスイッチ２８３の跳ね返り接点２８３２側が接続
しであると共に、ロック接点２８３１と跳ね返り接点２
８３２との間にその一端が接続されたパワーリレー２８
４の常開接点２８５の他端も接続され自己保持回路が形
成されている。パワーリレー２８４の負極端子はトラン
ジスタ２９０のコレクタ端子に接続してあり、該トラン
ジスタ２９０のエミッタ端子は前記整流用ダイオードブ
リッジ２８１の負極ラインに接続しである。トランジス
タ２９００ベース端子ニハ、抵抗２９１を介装し、その
一端がパワーリレー２８４の正極端子に接続されたライ
ンの他端と、抵抗２９２を介装し、その一端が整流用ダ
イオードブリッジ２８１の負極ラインに接続されたライ
ンの他端とが夫々接続してあり、更に前記ＡＮＤ回路２
７１の出力信号もこのベース端子に入力しである。

さて、以上の如く構成された制御回路において、まず、
複写機の電源を投入すべくメインスイッチ２８３がオン
されると、ロック接点２８３１及び跳ね返り接点２８３
２が共にオンし、パワーリレー２８４ニ＝。

源が供給されると共に、抵抗２９１及び２９２により分
圧された電圧がトランジスタ２９０のベース端子に印加
されることにより、トランジスタ２９０がオン状態にな
ってパワーリレー２８４がオンする。そして跳ね返り接
点２８３２が跳ね返りによって開状態になった場合にお
いてもパワーリレー２８４のオンにより常開接点２８５
が閉状態になり、パワーリレー２８４はオン状態が自己
保持される。

一方、パワーリレー２８４のオンによって常開接点２８
６，２８７　も閉状態になるのでＳＳＲ２２０がオンさ
れた場合に定着ヒータランプ２０は点灯される。

定着部１５の温度制御は、ＣＰＵ　２００内にてデジタ
ル値に変換されるサーミスタ１６の検知信号Ａの値を第
１の温度Ｔ１に一致させるべく　ＳＳＲ２２０をオン・
オフさせることによって行われ、それに従って定着ヒー
タランプ２０が点灯又は消灯される。更にこれは、ＣＰ
Ｕ　２００の出力ポートｂ２がハイレベルにある場合に
行われるように構成してあり、複写機が待機中又は作動
中等の通常状態においては出力ポートｂ２、即ち出力信
号りをハイレベルとと７でおくことによって、同じく通
常状態においてハイレベルとなる比較器２３０の出力信
号ＣによりＡＮＤ回路２７１の出力信号がハイレベルと
なってトランジスタ２９０をオン状態にし、パワーリレ
ー２８４をオンさせて定着ヒータランプ２０へ電源を供
給するようにしである。ここで比較器２３０の出力信号
Ｃが通常ハイレベルとなるのは、前述した如く比較器２
３０の反転入力端子に第２の温度Ｔ２に相当する電圧Ｂ
が与えられ、第２の温度Ｔ２は、複写機の通常状態にお
ける定着制御温度、即ち前記第１の温度Ｔ、よりも高く
設定しであるので、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より高いためである。なお、Ｔ、及びＴ２は一例
として１７０℃及び２５０℃近傍である。

そしてＣＰＵ　２００内において何らかの異常が発生し
た場合には、出力ポートｂ２をローレベルにすることに
よってＡＮＤ回路２７１の出力信号がローレベルとなり
トランジスタ２９０がオフ状態となってパワーリレー２
８４がオフする。これにより常開接点２８５　、２８６
　、２８７が夫々開状態となって定着ヒータランプ２０
への電源２５０の電源供給が遮断される。

さて、ＣＰＵ　２００の異常によって出力ポートｂ１が
ローレベルに、また出力ポートｂｚがハイレベルにラッ
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、これの温度が第２の温度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Ｃは、ロ
ーレベルとなりＡＮＤ回路２７１の出力信号はローレベ
ルとなる。これにより前述したところと同様にパワーリ
レー２８４がオフして定着ヒータランプ２０への電源供
給が遮断されて定着ヒータランプ２０は消灯される。

このような異常状態の結果、−旦バヮーリレー２８４が
オフされると、安全の為、サーミスタ１６の検知信号Ａ
の電圧が電圧Ｂよりも高くなるまで、即ち定着部の温度
が第２の温度Ｔ２よりも低（ならない限りパワーリレー
２８４をオンできないようにしてあり、更にその場合に
おいてもメインスインチ２８３を再びオンすることによ
って初めてパワーリレー２８４をオンできるようにしで
ある。

第３図及び第４図は、ＣＰＩＩ　２００の上述の如き制
御の手）頑を示すフローチャートである。第３図はＣＰ
Ｕ　２００のメインフローを示す。電源が投入されてＣ
ＰＵ　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、ｒｇ−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Ｔ、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５３１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ＣＰＬＩ　２００の出カポ−）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＜＝Ｏ）Ｉ、、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５３１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で定着ヒータランプ２０を点灯して
ステップ５３６で温調ステーＩ・を１にセントし、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１６が検出する定着上ローラ１５
１の温度ＲＴと第１の温度Ｔ、とを比較し、ＲＴ＜ＴＩ
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≧Ｔ、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Ｔ、とを比較してＲＴがＴ。

以下の場合は、ステップＳ４３にて定着ヒータランプ２
０を点灯してメインルーチンに戻り、またＲＴ＞Ｔ、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Ｔ、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Ｔ、に維
持される。ここでステップＳ４５にてＲＴ＞Ｔｅｌのと
きは、次のステップ５４６にて電源２５０の遮断を行う
。この遮断は、前述した如＜　ＣＰＵ　２００の出力ポ
ートｂ２をローレベルとし、パワーリレー２８４をオフ
させることによって行われる。なお、異常検出温度Ｔ、
は、−例として２５０℃であり、比較器２３０の電圧Ｂ
に相当する第２の温度Ｔｚが２５０℃よりも低い値に設
定してあれば電源遮断は当然ＣＰＵ　２００の指令が出
される以前にＡＮＤ回路２７１がローレベルを出力する
ことによって行われる。

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＜Ｔ、　　（＝１７０℃）及びＴ３（＝
　２５０℃）は、ＣＰＵ　２００による定着制御温度及
び異常検出温度、Ｔｔ　　（＝２５０±α℃）は電源遮
断回路による電源遮断温度、Ｔａ　　（＝３００℃）は
温度ヒユーズ２６０の溶断温度である。

まず、第５図は従来のＣＰＵ　２００のみによるＡ”１
制御を示してあり、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、
−点鎖線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Ｃで電源２５０が遮断される。

一方、ＣＰＵ　２００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、加熱による周辺の部品の損
傷は重大であり、それらの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ＣＰＬＩ　２
００の暴走により、出力ボート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
Ｔ２に達した時点すにおいて電源遮断が行われ、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
Ｔ、の２５０℃近傍に設定しであるのは、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ＣＰＵ　２００が正常に制御している場合である
にも拘わらず、電源遮断が行われてしまうのを防止する
為であり、またＣＰＵ　２００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、電源遮断回路
によって確実に電源遮断が行われ、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、通常定着部は、プロ
セッサによって精細な温度調節が行われる。そしてノイ
ズ等によってプロセッサが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、電源遮断回路によって
プロセッサによる調節温度よりも高い温度、例えばプロ
セッサの正常な制御時における異常検出温度近傍におい
て定着部の電源遮断が行われる。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、加熱による部品の損傷が免かれる等、
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ｃｐ
υ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　　２３０・・
・比較器　２６０・・・温度ヒユーズ　２７１・・・Ａ
ＮＤ回路　２８４・・・パワーリレー特　許　出願人　
　ミノルタカメラ株式会社代理人　弁理士　　河　　野
　　　登　　夫第　　３　　図

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、 該センサの検出信号を入力し、前記定着部 を第１の温度に調節するための信号を出力するプロセッ
   サと、 前記定着部の電源回路に介装されたスイッ チと、 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、前記スイッチを開状態にする
   電源遮断回路と を具備することを特徴とする像形成装置。