JPH02148113A

JPH02148113A - ヒータ制御装置およびその異常検出装置

Info

Publication number: JPH02148113A
Application number: JP63303644A
Authority: JP
Inventors: Seiya Aisaka; 晴也逢坂
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-07

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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形
成装置のヒータ制御装置およびその異常検出装置の改良
に係り、詳しくは低温から高温まで正確に温度を検出し
得るようにしたヒータ制御装置およびその異常検出装置
に関する。

〔従来技術〕

一般に画像形成装置では、定着装置や感光ドラムの保温
用ヒータの温度を制御するのに、サーミスタ等の電気式
温度検出器を用いている。

この場合、第４図に示すようにサーミスタＴＨと直列に
抵抗器Ｒを接続し、一定電圧ｖｃｅをサーミスタＴＨ又
は抵抗器Ｒの一端に印加しくこの図ではサーミスタＴＨ
）　、サーミスタＴＨと抵抗器Ｒとの接続点の電圧ｖ０
をコンパレータ等によって検出し、同ヒータの１ｌｌｌ
？！制御を行っている。

第３図は、このような温度制御を行う画像形成装置の定
着装置に用いるサーミスタＴＨの一例の温度−抵抗特性
曲線である。

この図に、破線で示す２００℃近傍で定着用ヒータが通
電制御される。この時このサーミスタＴＨの抵抗値は約
ＩＫΩである。

また、この図の様にこのサーミスタＴＨは低温。

たとえば０℃では約８４０にΩのように高抵抗値となり
、一方高温、たとえば２９０℃では一点鎖線で示す約０
．２にΩのように低い抵抗値となる。

この場合、サーミスタＴＨと直列に接続する前述したよ
うな抵抗器Ｒは、たとえばＩＫΩのように、単一の抵抗
値であった。このようにして、抵抗値を定めたものに、
たとえば特開昭６０−１９８６１２等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような回路構成では、抵抗器ＲとサーミスタＴＨ
との分圧によりヒータの温度を検出するものであるから
、抵抗！ｓＲの抵抗値の近傍の温度に対しては検出精度
は充分得られる（たとえば抵抗器ＲをＩＫΩとすると２
００℃近傍）。

しかしながら、抵抗器Ｒの抵抗値（ＩＫΩ）が一定では
低温時、サーミスタ抵抗は（たとえば約８４０にΩ）高
抵抗値であるために、断線との区別が困難であった。

たとえば、第４図においてＶＣＣを５ｖに定めて概算す
るとｖｏの電位は約０．００６　Ｖとなり、断線時のＯ
ｖとの差は、はとんどあられれない。

同様に、高温においては、上記の例のように約０、２　
ＫΩと低い抵抗値であるために、短絡との区別が困難で
あった。すなわち同様に、概算すると、ｖｏの電位は約
４．１７　Ｖとなり、短絡時５ｖとの差は、はとんどあ
られれない。

上述した様に、上記回路構成では断線、短絡との区別さ
えも困難であった。したがって、当然ながら、この回路
構成を用いて、低温から高温までの広い範囲の温度検出
を行うのは、精度の点で、全く期待できなかった。

従って、本発明は、上記従来技術の課題を解決すること
のできるヒータ制御装置を提供することを目的としてな
されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、第１の発明は、ヒータと、
該ヒータの温度を検出する電気式温度検出器と、該電気
式温度検出器に直列に接続された抵抗器とを具備してな
るヒータ制御装置において、上記電気式温度検出器から
の信号に応じて上記抵抗器の抵抗値を変化させるように
したことを特徴とするヒータ制御装置として構成されて
いる。

また、第２の発明は、第１の発明における抵抗器の抵抗
値を変化させた時の上記電気式温度検出器からの信号に
基づいて当該ヒータ制御装置の異常を検出するようにし
た異常検出装置として構成されている。

〔作用〕

上記のように構成されたヒータ制御装置を用いれば、前
記電気式温度検出器からの信号に応じて前記抵抗器の抵
抗値を変化させることができる。

したがって、同ヒータ制御装置の温度制御が低温から高
温まで正確になされる。

また、上記のように構成されたヒータ制御装置の異常検
出装置を用いれば、前記電気式温度検出器からの信号に
応じて前記抵抗器の抵抗値を変化させるので、低温領域
や高温領域においてもサーミスタの抵抗変化を精度良く
検出できるので断線や短絡、更にはヒータ制御回路の異
常が単なるヒータの温度変化に伴うサーミスタの抵抗変
化と区別される。

（実施例〕以下、添付図面を参照して、本発明を具体化した実施例
につき説明し、本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は、本発明を具体化した一例であって
、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

以下は定着装置に本発明を通用した場合の一実施例につ
いて示す。

第１図は、本発明の一実施例に係る定着装置の制御のブ
ロック図、第２図は、同定着装置の制御および異常検出
のフローチャートである。

第１図において、定着用のヒータ２の近傍等に設けられ
たサーミスタ３等の電気式温度検出器の一端は、一定の
電圧Ｖｃｃ（たとえば５Ｖ）が印加され、サーミスタ３
の他端は、アナログスイッチＳＡ、ＳＢ、ＳＣの接続点
に接続されている。

そして、アナログスイッチＳＡ、ＳＢ、ＳＣのそれぞれ
に抵抗器ＲＩ　、Ｒ２＋　Ｒ３が接続されている。

ここに抵抗器Ｒ，，Ｒ２，Ｒ，の抵抗器は例えばＩＭΩ
、ＩＫΩ、０．２にΩのように互いに大きく隔たった値
に設定されている。

アナログスイッチＳＡ、ＳＢ、ＳＣの接続点の温度検出
電圧ｖ１は、サーミスタ３の温度変化により、その抵抗
値が変化するとそれに応じて変化する。

この温度検出電圧ｖ１はバッファ回路５およびＡ／Ｄ変
換器６を介してデジタル電圧信号りに変換されて、ＣＰ
Ｕ等からなる制御回路ｌに入力される。制御回路１は、
このデジタル電圧信号りの変化に応じて、ヒータ駆動回
路４を駆動制御し、また、アナログスイッチＳＡ、ＳＢ
、ＳＣのＯＮ、ＯＦＦ制御を行う。

ゆえに、サーミスタ３の温度検出電圧ｖ１に応じて、ア
ナ・ログスイッチＳＡ、ＳＢ、ＳＣがＯＮ、ＯＦＦ制御
され、それに伴ってサーミスタ３に接続される抵抗器Ｒ
，，Ｒ，，Ｒ３が切替られ、同サーミスタ３に接続され
る抵抗の抵抗値を変化させることができる。たとえば、
制御回路１の制御指令としてＳＡがＯＮ、３ＢおよびＳ
ＣがＯＦＦのような制御信号ｘ、ｙ、ｚが出力された場
合、サーミスタ３には、抵抗器Ｒ１が接続されることと
なる。

ここで、前記のようにＲ１−ＬＭΩ、Ｒ２＝ＩＫΩ、Ｒ
，−０，２にΩのように定めておけば、上記のような場
合はサーミスタ３とＩＭΩが直列接続されることとなる
。

以上述べたような、本発明に係る一実施例の定着装置を
用いて、ヒータの制御および異常を検出する手段を、第
２図のフローチャートのステップ３１．３２．・・・に
従って述べる。

ここにサーミスタ３は、４０℃で１２１にΩ１２０℃で
７にΩ、１５０℃で３．２にΩ、１９０℃で１．２に０
．２２０℃で０．６７　ＫΩとなる特性のものが選ばれ
ている。

まず、ステップＳ１で、パワースイッチをＯＮするとそ
れに伴ってヒータがＯＮされる（Ｓ２）。

そして、ステップＳ３で、アナログスイッチＳＡ、ＳＣ
が０ＦＦＳＳＢがＯＮとなるように制御指令が与えられ
、その時の温度検出電圧ｖ１が制御回路１に読み込まれ
、データＢとして記憶される。

この場合、上記のようにＲＩ＊　Ｒ２＋　　Ｒ３の抵抗
値を定めてお（と、２００℃近傍の温度を検出するのに
最適のＩＫΩがサーミスタ３に接続される。

この時は、まだ、パワースイッチをＯＮして間がないの
で、ヒータ加熱によってサーミスタ３の温度は、それ程
高温となっていない、たとえば、４０℃とすると、サー
ミスタは１２１にΩである。

したがって、この時の温度検出電圧Ｖ、はｖｅｃを５ｖ
とすると、Ｖｌ−５Ｘ１／（１２１＋１）−０，０４Ｖの電圧であ
る。

すなわち、データＢが０．６２５　Ｖ未満であるのでス
テップＳ４からステップＳ１４に移る。

そして、異常がなければ、ステップＳ１４，３１５．５
１８を通過して再びステップＳ３に戻ってくる。（ステ
ップＳ１４．Ｓ１５．３１８は後述する異常の場合の説
明で詳細に述べる。）ヒータ２の加熱により、サーミス
タ３が、１２０℃になるとサーミスタ３の抵抗値は、７
にΩとなる。この時の温度検出電圧■、はＶ。、を５■
とすると、ｖ、−５ｘｌ／　（７＋１＞＝０．６２５　　（ｖ）の
電圧となる。

さらに、ヒータ２により、サーミスタ３が、高温となる
と温度検出電圧ｖ１１は０．６２５　Ｖ以上となる。す
なわちデータＢが０．６２５　Ｖ以上となるのでステッ
プＳ４からステップＳ５に移る。更に、ヒータ２の加熱
により、サーミスタ３が１５０℃を超え３．２にΩ以下
となると、温度検出電圧■。

ｖ、−５ｘｌ／　　（３，２＋１）−１，１９（Ｖ）の
電圧を超えて、データＢは１．２ｖ以上となるのでステ
ップＳ５からステップＳ６に移り、オーバーシュート防
止の為のヒータ制御が、制御回路１の指令によりなされ
る。その後、ステップＳ７に移りステップ３６．Ｓ７を
繰り返す。

更に、ヒータ２の加熱により、サーミスタ３が１９０℃
を超え、１．２にΩ以下となると温度検出電圧ｖ１は同
様の算式により２．２ｖ以上となるので、データＢは２
．２ｖ以上となり、ステップＳ８に移る。

ステップＳ８では、この定着装置が正常であれば、温度
検出電圧Ｖ、およびデータＢは２．８ｖ未満（すなわち
サーミスタ３は２２０℃未満）であるので、ステップＳ
９に移りＮが１かどうか判定される。Ｎは図示せぬ初期
化のステップで０にリセットされているので１ではなく
、１０秒タイマがＯＮされる（ＳＩＯ）、Ｎは１０秒間
、加熱状態を維持するためのカウンタである。

そして、１０秒間経過後（Ｓｌｌ）、ステップ３１２に
移り、Ｎが１とされる。

その後、再びステップＳ６に戻り、同様にステップＳ９
まで進んだ時に、今度は、Ｎが１であるのでステップＳ
１３に移りＮはＯとされると共に、更にコピー制御のメ
インルーチンに進んで、画像処理等がなされる（Ｓ２６
）。

そして、その後再び、ステップＳ３に戻り以下８３〜３
２６が繰り返されて、ヒータ制御がなされる。

次に、異常が発生した場合について、その手順を順に述
べる。

ステップＳ４で、データＢが０．６２５　Ｖ未満の場合
、すなわち、サーミスタ３が１２０℃未満の場合には、
前述したようにステップＳ１４に進む。

ステップ３１４では、アナログスイッチＳＢがＯＦＦ、
ＳＡがＯＮ（サーミスタ３と直列にＩＭが接続）するよ
うに制御指令が出され、この時の温度検出電圧Ｖ、の値
をデータ八として読み込んで記憶し、次のステップＳ１
５に移る。この時の温度検出電圧Ｖ、は、サーミスタ抵
抗をαＭΩとすると、Ｖａ　−５ｘ　１　／　（１＋　α）−・−・・・・Ｉ
ｘｌで表される。

サーミスタ抵抗値は、正常であれば通常０．８ＭΩ以下
である（０℃の時が約０．８ＭΩ）。

したがって上記ｆｌ１式より通常Ｖ１は２．７ｖ以上と
なっており、データＡは通常２．７ｖ以上である。

ところが、上記Ｖ、の値およびデータＢが２．０Ｖ未満
である場合、すなわち［１１式よりサーミスタ抵抗値が
１．５ＭΩ以上となった場合には異常と判断して、ステ
ップＳ１５からステップ３１６に移り、ヒータを０ＦＦ
Ｌ、サーミスタ異常表示、すなわちサーミスタ断線表示
をおこなって、オペレータに異常が発生したことを知ら
せる（３１７）。

なお、温度検出電圧■１およびデータＢが２．０Ｖ以上
である場合にはサーミスタ３は正常と判断して、ステッ
プ８１８に移る。

ステップ３１８では、データＡを１０秒前に読み込んで
記憶しておいたデータＡ０と、現時点でデータへのデー
タを再度読み込んで記憶したデータＡ。の大きさを比較
する。

そして、データＡｎが、データへ〇以下の場合は、ヒー
タ２の１０秒間の加熱制御にもかかわらずサーミスタ３
の温度は、時間の経過と共に上昇していないので、ステ
ップ３１９に移りヒータ２をＯＦＦし、ヒータ異常表示
（すなわちヒータ断線表示）をおこなって、オペレータ
に異常が発生したことを知らせる（Ｓ２０）。

なお、データＡｒｌが、データ八〇を超える場合は、ヒ
ータ２の加熱で、サーミスタ３の温度は、時間の経過と
共に上昇しているので、ヒータ２は正常であり、ステッ
プＳ３に戻る。こうして正常状態ではＳ　３−３４−３
１４−３１５−３１　Ｂ　−８３のルーチンが繰り返さ
れている間にヒータ２が昇温しでいく。

次に３８において、データＢが、２．８Ｖ以上となった
場合、すなわち、サーミスタ３の温度が２２０℃以上（
サーミスタ抵抗値０．６７にΩ以下）となった場合には
、何らかの異常が発生したと制開回路１は判断してステ
ップＳ８からステップＳ２１に移り、ヒータ駆動信号を
ＯＦＦさせて、ステップ３２２に移る。

ステップＳ２２では、アナログスイッチＳＢをＯＦＦ、
ＳＣをＯＮＬ、その時の温度検出電圧ｖ１を読み込んで
データＣとして記憶し、ステップＳ２３に移る。

すなわち、この時、サーミスタ３には、抵抗０４２にΩ
が直列に接続され、温度検出電圧ｖ１は、サーミスタ抵
抗をβにΩとすると、ｖ、−５ｘ０．２／　（０，２＋β）・・・・・・・・
・（２）で示される電圧となる。

そして、ステップＳ２３では、この温度検出電圧ｖ１お
よびデータＣが２．５ｖ以上（（２）式よりサーミスタ
が０．２　ＫΩ以下、すなわち、サーミスタ３の温度と
して２９０℃以上）となった場合には、サーミスタ異常
と判断し、ステップ３２４に移る。

ステップＳ２４では、サーミスタ異常表示、すなわち、
サーミスタ短絡表示を行ってオペレータに異常が発生し
たことを知らせる。

なお、ステップＳ２３で、温度検出電圧■、およびデー
タＣが、２．５ｖ未満であった場合には、ヒータ制御回
路に異常が発生したと判断し、ステップＳ２５に移り、
ヒータ制御回路異常表示を行って、オペレータに異常が
発生したことを知らせる。

このヒータ制御回路異常とは、ヒータ制御素子、たとえ
ばＳＳＲ等の短絡異常により、ヒータ３が制御不能とな
り、ヒータ３が、突然フルパワーで加熱する場合が挙げ
られる。

そして、この場合、サーミスタ３の温度は、時間の経過
と共に上昇してゆくが、異常発生当初は、それ程温度上
昇していないので、ステップＳ８において、温度異常と
判定されない場合がある。

しかしながら、この場合も、ステップＳ９に進み、更に
ステップＳＩＯおよびステップ３１１で１０秒間経過後
ステップＳ１２．ステップＳ６゜ステップ３７．　と進
み、ステップＳ８に再び戻ってきた場合には、ヒータ３
による異常加熱で、サーミスタ３の温度は、２２０℃以
上となるので、今度は、異常が発生したと制御回路１は
判断する。

したがって、この場合も、確実に異常を検出することが
できる。

以上のように定着装置は構成されているので、ヒータ制
御が的確になされ、また、サーミスタ３に直列接続の抵
抗値を変化させた時のサーミスタ３からの温度検出信号
に基づいて、この定着装置のサーミスタ３の断線短絡異
常については瞬時に、ヒータ２の断線異常、およびヒー
タ制御回路の異常については、異常発生後約１０秒後に
、的確に検出できる。

なお、サーミスタ３に直列接続の抵抗値を変化させるの
に、アナログスイッチＳＡ、ＳＢ、ＳＣを用いたが、Ｆ
ＢＴ等の半導体素子の抵抗値変化を用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明により、ヒータと、該ヒータの温度を検出する電
気式温度検出器と、該電気式温度検出器に直列に接続さ
れた抵抗器とを具備してなるヒータ制御装置において、
１−記電気式温度検出器からの信号に応じて上記抵抗器
の抵抗値を変化させるようにしたことを特徴とするヒー
タ制御装置が提適合した値に変化させることができる。

ゆえに、低温から高温まで、正確にヒータ制御装置の温
度を検出制御することができる。

更にまた、このヒータ制御装置に付加した異常検出装置
を用いれば、電気式温度検出器の断線短絡および、ヒー
タ異常、制御回路異常が、即時に検出される。したがっ
て、このヒータ制御装置に損傷を与えることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る定着装置の制御ブロ
ック図、第２図は、同定着装置の制御および異常検出の
フローチャート、第３図は、定着装置に用いるサーミス
タの一例の温度特性曲線図、第４図は、サーミスタと抵
抗器の一般的な接続図である。〔符号の説明〕１・・・制御回路２・・・ヒータ３・・・サーミスタ（電気式温度検出器）Ｒ１，Ｒ２＋
Ｒ３・・・抵抗器ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ・・・アナログスイッチ４・・・ヒー
タ駆動回路５・・・バッファ回路６・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims

【特許請求の範囲】１、ヒータと、該ヒータの温度を検出する電気式温度検
出器と、該電気式温度検出器に直列に接続された抵抗器
とを具備してなるヒータ制御装置において、上記電気式温度検出器からの信号に応じて上記抵抗器の抵抗値を変化させるようにしたことを特徴
とするヒータ制御装置。２、ヒータと、該ヒータの温度を検出する電気式温度検
出器と、該電気式温度検出器に直列に接続された抵抗器
とを具備してなるヒータ制御装置の異常検出装置におい
て、上記電気式温度検出器からの信号に応じて、上記抵抗器
の抵抗値を変化させるようにすると共に、前記抵抗器の抵抗値を変化させた時の上記電気式温度検出器からの信号に基づいて当該ヒータ制御
装置の異常を検出するようにしたことを特徴とするヒー
タ制御装置の異常検出装置。