JPH03263074A - 加熱定着器制御装置 - 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、例えば電子写真装置において感光体から用紙
に転写されたトナー像を熱定着させる加熱定着器の制御
装置に関する。

［従来の技術］ 電子写真装置は、光導電性物質からなる感光体の表面を
均一に帯電した後、レーザ光等の光により感光体を露光
して画像情報を静電潜像として記録し、その静電潜像を
トナーにより現像した後トナー像を搬送されてくる用紙
に転写するようにしている。そしてトナー像が転写され
た用紙を定着装置により定着して外部に排出するように
なっている。

このような装置に使用される定着装置の定着法としでは
例えば加熱定着法、圧力定着法、溶剤定着法が知られて
いる。そしてさらに加熱定着法には熱風定着法、オーブ
ン定着法、フラッシュ定着法、加熱ロール定着法等積々
知られているが、中でも加熱ロール定着法が一般的に使
用されている。

このような加熱ロール定着法を使用した加熱定着器制御
装置としては、第５図に示すようにヒータランプ１を内
包した加熱ローラ２とこれに従動圧接する加圧ローラ３
を設け、この各ローラ２゜３間にトナー像が転写された
用紙４を挾持して搬送することにより熱定着を行うよう
になっている。

そしてこの種加熱定着器制御装置では加熱ローラ２の表
面温度がある温度以上になっていなければ確実な熱定着
が行われないためサーミスタ等の感温抵抗素子を使用し
て加熱ローラ２の表面温度を検知し温度管理を行ってい
る。

ところで加熱ローラ２の表面温度を検知する場合感温抵
抗素子を加熱ローラ２に接触させる必要があり、かつ加
熱ローラ２は回転するため、感温抵抗素子が破壊された
り、感温抵抗素子を支持するリード線が断線する場合が
発生する。このため感温抵抗素子の断線を検出する必要
がある。

そこで加熱ローラ２の表面温度を検出してヒータランプ
１への通電を制御し、加熱ローラ２の表面温度を所定温
度近傍に保持させるとともに感温抵抗素子が断線した場
合にそれを検出てきる加熱定着器制御装置が開発されて
いる。

従来、このような加熱定着器制御装置としては第６図に
示すものが知られている。これは＋ＶＣＣ端子と接地間
に加熱ローラ２の表面温度を検知する負特性サーミスタ
５と抵抗６を直列に接続してなる第１の抵抗分圧回路を
接続するとともに、抵抗７，８を直列に接続してなる第
２の抵抗分圧回路を接続し、さらに抵抗９．１０を直列
に接続してなる第３の抵抗分圧回路を接続している。そ
して前記サーミスタ５と抵抗６との接続点を演算増幅器
で構成される第１の比較器１１の反転入力端子（−）に
接続するとともに前記抵抗７．８の接続点を前記第１の
比較器１１の非反転入力端子（＋）に接続している。ま
た前記サーミスタ５と抵抗６との接続点を演算増幅器で
構成される第２の比較器１２の反転入力端子（−）に接
続するとともに前記抵抗９，１０の接続点を前記第２の
比較器１２の非反転入力端子（＋）に接続している。

また＋５■端子と接地間に抵抗１３及びフォトカプラ１
４の発光ダイオード１４Ｄを直列に介してＮＰＮ形の第
１のトランジスタ１５を接続し、そのトランジスタ１５
のベース、エミッタ間にＮＰＮ形の第２のトランジスタ
１６を接続している。

前記第１の比較器１１の出力端子を抵抗１７を介して前
記第１のトランジスタ１５のベースに接続し、前記第２
の比較器１２の出力端子を抵抗１゛８を介して前記第２
のトランジスタ１６のベースに接続している。

そしてヒータランプ１を前記フォトカブラ１４のフォト
トライアック１４Ｔを介して交流電源１９に接続してい
る。

この装置においては、第１の比較器１１で第１の抵抗分
圧回路の分圧レベルと第２の抵抗分圧回路の分圧レベル
を比較し、第２の抵抗分圧回路の分圧レベルが高い状態
、すなわちサーミスタ５が検知する加熱ローラ２の表面
温度が低い状態では第１の比較器１１がハイレベル信号
を出力して第１−のトランジスタ１５をオン動作しヒー
タランプ１への通電制御が行われる。

またサーミスタ５の抵抗値が低下して第１の抵抗分圧回
路の分圧レベルが第２の抵抗分圧回路の分圧レベルより
大きくなると第１の比較器１１がローレベル信号を出力
するようになり第１のトランジスタ１５がオフ動作され
てヒータランプ１への通電が停止される。

このようにしてヒータランプ１への通電、通電停止が繰
り返され加熱ローラ２の表面温度は略所定温度に保持さ
れる。

そしてサーミスタ５が断線するような事が発生すると第
２の比較器１２の反転入力端子（−）に入力される分圧
レベルが略ゼロボルト近くになるので第２の比較器１２
からの出力信号がハイレベルに反転し第２のトランジス
タ１６をオン動作させる。

これにより第１の比較器１１の出力信号がたとえハイレ
ベルになっても第１のトランジスタ１５はオフ状態に保
持されヒータランプ１への通電は禁止される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこの従来装置では加熱ローラ２がかなりの低温状
態にある場合、サーミスタ５は抵抗値が数十ＭΩオーダ
の高抵抗となる。従って第２の比較器１２はこの高抵抗
の場合とサーミスタが断線した場合とを正確に区別する
必要がある。このためには第２の比較器に使用された演
算増幅器としてオフセットが少なく、入力インピーダン
スの高いものを使用するか、十ｖｃＣ電圧を高く設定し
て微小な抵抗変化を大きな電位差にして検出するかの方
法を取らなければならなくなる。

しかし前者の場合は高価な演算増幅器を使用しなければ
ならず、また微小信号をノイズと区別するため高度なノ
イズ対策が必要となり、全体として高価で構成が複雑化
する問題があった。

また後者の場合は温度上昇によりサーミスタの抵抗値が
低くなったときにサーミスタに多大な電流が流れその結
果サーミスタを破壊してしまう虞があった。

そこで本発明は、感温抵抗素子の断線をたとえ加熱ロー
ラが低温状態であっても確実に検出でき、しかも安価で
かつ簡単な構成の加熱定着器制御装置を提供しようとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ヒータを内包した加熱ローラと加圧ローラに
より用紙を加圧挾持して搬送することにより加熱定着を
行う加熱定着器制御装置において、加熱ローラの表面温
度を検知する感温抵抗素子と、この感温抵抗素子を介挿
した第１の分圧回路と、第２、第３の分圧回路と、前記
第１、′！ｓ２の分圧回路の分圧レベルを比較して加熱
ローラの温度を検出する温度検出回路と、前記第１、第
３の分圧回路の分圧レベルを比較して感温抵抗素子の断
線の有無を検出する断線検出回路と、各分圧回路に所定
レベルの電圧の印加制御を行い、そのとき温度検出回路
が極低温状態を検出した場合は、断線検出回路が非断線
を検出するとヒータへの通電制御を行い、また断線検出
回路が略断線状態を検出すると第１、第３の分圧回路に
印加する電圧レベルを所定レベルよりも高くしそのとき
断線検出回路が非断線を検出するとヒータへの通電制御
を行い、断線検出回路が断線を検出すると感温抵抗素子
の断線を確認する制御回路を設けたものである。

［作用］ このような構成の本発明においては、先ず第１、第２、
第３の分圧回路に所定レベルの電圧を印加する。そのと
き温度検出回路が極低温状態を検出し、断線検出回路が
非断線を検出するとヒータへの通電制御を行う。また温
度検出回路が極低温状態を検出し、断線検出回路が略断
線状態を検出すると第１、第３の分圧回路に印加する電
圧レベルを所定レベルよりも高くする。そして再度断線
検出回路の断線検出をチエツクする。その結果断線検出
回路が非断線を検出するとヒータへの通電制御を行い、
断線検出回路が断線を検圧すると感温抵抗素子の断線を
確認する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお
、本実施例は本発明をレーザプリンタに適用したものに
ついて述べる。

第３図はレーザプリンタの全体構成を示すもので、一端
を軸支して他端側か上下に分離可能な筐体２１の略中央
部には感光体ドラム２２が配置されている。この感光体
ドラム２２は駆動モータ２３により一方向、すなわち図
中時計方向に回転駆動されるものであり、その感光体ド
ラム２２の周囲には電子写真プロセスに従い、感光体ド
ラム２２の表面、すなわち光導電物質からなる感光体を
帯電させる帯電部２４、この帯電部２４で帯電された感
光体に対して光を照射して情報を静電潜像とし′Ｃ記録
するレーザユニット２５、このレーザユニット２５で形
成された静電潜像に現像剤であるトナーを付着させる現
像器２６、搬送される用紙−・感光体ドラム２２のトナ
ー像を転写させる転写部２７、用紙に残る電荷を除電す
る除電部２８、感光体ドラム２２からトナーを落とすク
リーニング装置２９、次の帯電に備えて感光体ドラム２
２を除電する除電装置３０が順に配置されている。

前記転写部２７は前記感光体ドラム２２の下側に位置し
、その転写部２７に向けて前記筐体２１の他端側に設け
られた給紙カセット３１からピックアップローラ３２の
動作によって用紙が所定のタイミングで１枚ずつ搬送さ
れるようになっている。

この搬送される用紙は転写部２７により感光体ドラム２
２のトナー像が転写された後加熱定着器３３で定着され
、さらに排紙ローラ３４，３４によって筐体上部に排出
されるようになっている。

前記加熱定着器３３にはヒータランプ３５を内包した加
熱ローラ３６と加圧ローラ３７が設けられ、前記加熱ロ
ーラ３６にはその表面温度を検知する感温抵抗素子とし
て例えば負特性サーミスタ３８を接触して配置されてい
る。

前記駆動モータ２３は感光体ドラム２２の駆動源の他、
用紙の搬送機構の駆動源にもなっている。

また前記筐体２１内には内部の熱を外部に放出させるフ
ァンモータ３９、直流電源装置４０、前記筐体２１が上
下に分離されたときそれを検知して電源を切るカバーオ
ープンスイッチ４１等か設けられている。

第４図は回路構成を示すブロック図で、５１は制御部本
体を構成するマイクロプロセッサ、５２はこのマイクロ
プロセッサ５１が各部を制御するためのプログラムデー
タを格納したＲＯＭ　（リード昏オンリーメモリ）、５
３は外部のホストコンピュータから送られてくる画像情
報や各種の処理データを格納するＲＡＭ　（ランダム・
アクセス・メモリ）、５４はＩ１０ポートであって、こ
れらはパスライン５５によって接続されている。

前記Ｉ１０ボート５４には、前記駆動モータ２３を駆動
制御するモータドライブ回路５６、前記レーザユニット
２５、前記帯電部２４及び転写部２７に高電圧を供給す
る高圧電源回路５７、前記現像器２６内に設けられたト
ナーエンプティセンサ５８及びトナーフルセンサ５９が
らの信号を取り込むトナーセンサ回路６０、電源スィッ
チ等の各種キー、断線表示ランプ等の各種ランプ及び表
示器を設けたオペレーションパネル６１、搬送される用
紙を検出するペーパセンサ６２、前記サーミスタ３８に
よる温度検知動作に応動して前記ヒータランプ３５を制
御するヒータ制御部６３、前記ファンモータ３９、ホス
トコンピュータから画像情報を受信するインターフェー
ス６４及びデイプスイッチ６５がそれぞれ接続されてい
る。

前記カバーオーブンスイッチ４１は前記直流電源４０か
らモータドライブ回路５６、レーザユニット２５、高圧
電源回路５７及びファンモータ３９に接続される２４Ｖ
供給ライン中に介挿され、前記筐体２１が開放されたと
きそれを検知してこの２４Ｖ供給ラインを遮断するよう
になっている。

前記ヒータ制御部６３は第１図に示すように、＋５Ｖ端
子と接地間にダイオード７１を介して前記サーミスタ３
８と抵抗７２を直列接続してなる第１の分圧回路７３を
接続するとともに抵抗７４゜７５を直列接続してなる第
２の分圧回路７６を直接接続している。また＋５ｖ端子
と接地間に前記ダイオード７１を介して抵抗７７．７８
を直列接続してなる第３の分圧回路７９を接続している
。

また＋２４Ｖ端子と接地間にＰＮＰ形の第１のトランジ
スタ８０を介して前記第１、第３の分圧回路７３．７９
を接続している。

前記第１の分圧回路７３の分圧点、すなわちサーミスタ
３８と抵抗７２の接続点と前記第２の分圧回路７６の分
圧点、すなわち抵抗７４．７５の接続点を温度検出回路
８１の入力端子に接続している。また前記第１の分圧回
路７３の分圧点と前記第３の分圧回路７９の分圧点、す
なわち抵抗７７．７８の接続点を断線検出回路８２の入
力端子に接続している。

前記′！ｓ１のトランジスタ８０のベースと接地間には
抵抗８３を介してＮＰＮ形の第２のトランジスタ８４の
コレクタ、エミッタを接続している。

そして前記第２のトランジスタ８４のベースを抵抗８５
を介して制御回路８６に接続している。

前記温度検出回路８１は第１、第２の分圧回路７３．７
６の分圧点の分圧レベルを比較して前記加熱ローラ３６
の表面温度を検出し、その検出出力を前記制御回路８６
に供給するようになっている。

前記断線検出回路８２は第１、第３の分圧回路７３．７
９の分圧点の分圧レベルを比較して前記サーミスタ３８
の断線状態を検出し、その検出出力を前記制御回路８６
に供給するようになっている。

前記制御回路８６の出力端子に抵抗８７を介してＮＰＮ
形の第３のトランジスタ８８のベースを接続している。

前記第３のトランジスタ８８はそのコレクタをフォトカ
ブラ８９の発光ダイオード８９Ｄ及び抵抗９０を直列に
介して＋５ｖ端子に接続し、そのエミッタを接地してい
る。

前記ヒータランプ３５を交流電源９１に対して前記フォ
トカブラ８９のフォトトライアック８９Ｔを介して接続
している。

前記制御回路８６は第２図に示す制御を行うようになっ
ている。すなわち電源が投入されると、先ず第２のトラ
ンジスタ８４をオフ状態に保持して各分圧回路７３，７
６．７９に所定レベルである＋５Ｖを印加させ、この状
態で前記温度検出回路８１及び断線検出回路８２からの
検出出力をチエツクするようにしている。

そして前記温度検出回路８１からの検出出力が極低温状
態の検出でなければ前記断線検出回路８２からの検出出
力が断線検出になっているか否かをチエツクし、もし断
線検出であれば第３のトランジスタ８８をオフ制御して
ヒータランプ３５への通電を停止制御し、また断線検出
でなければ第３のトランジスタ８８をオン制御してヒー
タランプ３５を通電制御するようになっている。

また前記温度検出回路８１からの検出出力が極低温状態
の検出になっていれば続いて前記断線検出回路８２から
の検出出力が略断線検出状態になっているか否かをチエ
ツクし、もし略断線検出状態でなければ第３のトランジ
スタ８８をオン制御してヒータランプ３５を通電制御す
る。また略断線検出状態になっていれば第２のトランジ
スタ８４をオン動作させて第１、第３の分圧回路７３゜
７９に＋２４Ｖの高い電圧を印加させる。そして前記断
線検出回路８２からの検出出力が断線検出状態になって
いるか否かをチエツクし、もし断線検出状態でなければ
第３のトランジスタ８８をオン制御してヒータランプ３
５を通電制御し、また断線検出状態になっていれば第３
のトランジスタ８８をオフ制御してヒータランプ３５へ
の通電を停止制御するようになっている。そしてこの制
御が終了すると′Ｎ４２のトランジスタ８４をオフ制御
するようになっている。

このような構成の本実施例においては、感光体ドラム２
２の感光体は帯電部２４で均一に帯電された後レーザユ
ニット２５からのレーザ光により露光され画情報が静電
潜像として記録される。そしてこの静電潜像に対して現
像器２６でトナーにより現像が行われ、転写部２７にて
給紙カセット３１から搬送される用紙にトナー像が転写
される。

そしてトナー像が転写された用紙はその後加熱定着器３
３の加熱ローラ３６と加圧ローラ３７とに挾持されて搬
送され加熱定着される。そして加熱定着された用紙は排
紙ローラ３４を介して排出される。

ところで加熱定着器３３の加熱ローラ３６はその表面温
度が所定温度以上に保たれていなければ確実な定着動作
ができないため電源投入時にはウオームアツプ動作が行
われヒータランプ３５により加熱ローラ３６が加熱され
るようになる。

このときヒータ制御部６３の制御回路８６は先ず電源が
投入されると第２のトランジスタ８４をオフ状態に保持
する。これにより第１のトランジスタ８０もオフ状態に
保持される。しかして第１、第２、第３の分圧回路７３
，７６．７９には所定レベルである＋５■が印加される
。

そして制御回路８６は温度検出回路８１がらの検出出力
が極低温検出になっているが否がをチエツクする。そし
て極低温検出でなければ断線検出回路８２が正確に断線
検出ができると判断して断線検出回路８２からの検出出
力をチエツクする。

その結果もし断線検出になっていれば第３のトランジス
タ８８をオフ制御してヒータランプ３５への通電を停止
制御する。そしてオペレーションパネル６１に設けられ
た断線表示ランプを点灯して知らせる。

また断線検出になっていなければ第３のトランジスタ８
８をオン制御してヒータランプ３５を通電制御しウオー
ムアツプを開始する。

また制御回路８６は温度検出回路８１からの検出出力が
極低温検出になっているときにはサーミスタ３８の抵抗
値が余りにも大きくて断線検出回路８２が正確な断線検
出が出来ないと判断し、断線検出回路８２が断線検出し
ない場合は問題なく第３のトランジスタ８８をオン制御
してヒータランプ３５を通電制御しウオームアツプを開
始するが、断線検出回路８２が略断線検出している場合
には第２のトランジスタ８４をオン動作させる。

これにより第１のトランジスタ８０がオン動作し第１、
第３の分圧回路７３．７９に＋２４Ｖの高い電圧を印加
する。

これにより断線検出の感度が高くなる。そして制御回路
８６は再度断線検出回路８２の検出出力をチエツクする
。その結果断線検出になっていればこのとき初めて断線
検出であると判断して第３のトランジスタ８８をオフ制
御してヒータランプ３５への通電を停止制御する。そし
てオペレーションパネル６１に設けられた断線表示ラン
プを点灯して知らせる。

また断線検出でなければ第３のトランジスタ８８をオン
制御してヒータランプ３５を通電制御しウオームアツプ
を開始する。

そして第２のトランジスタ８４をオフして第１のトラン
ジスタ８０をオフさせ各分圧回路７３゜７６．７９への
印加電圧を＋５ｖに戻す。

このように加熱ローラ３６の温度が極低温でサーミスタ
３８の抵抗値が余りにも大きい場合には断線検出回路８
２が断線検出近傍の検出状態となっている場合は直ちに
断線検出しないで第１、第３の分圧回路７３．７９に印
加する電圧を＋５Ｖから＋２４Ｖに高くして再度断線検
出を行い、その結果断線検出が行われるとそのとき初め
て断線検出を判断するようにしているので、加熱ローラ
３６の温度が極低温状態であっても確実に断線検出がで
きる。

また＋２４Ｖを印加するのは断線検出を行う期間のみで
それ以外は＋５Ｖを印加するのでサーミスタ３８の抵抗
値が小さくなってもサーミスタに多大な電流が流れるこ
とはない。すなわちサーミスタ３８が破壊される虞はな
い。

また極低温時の断線検出のときには印加電圧を十２４ｖ
に上げて検出感度を高くしているので、従来のように検
出回路に演算増幅器を使用した場合に高価な演算増幅器
を使用する必要はなく、またノイズ対策を考える必要も
ないので、簡単で安価に構成することができる。

さらにまた極低温時には一旦＋５■の電圧印加で検出を
行い、その時略断線検出が行われると印加電圧を直ちに
＋２４Ｖに切替えて検出を行っているので、極低温時に
おいて迅速な断線検出ができる。

なお、前記実施例は本発明をレーザプリンタに適用した
ものについて述べたが必ずしもこれに限定されるもので
はなく、複写機等加熱定着器を使用している機器であれ
ば適用できるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、感温抵抗素子の断
線をたとえ加熱ローラが低温状態であっても確実に検出
でき、しかも安価でかつ簡単な構成の加熱定着器制御装
置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すもので、第１
図はヒータ制御部の回路図、第２図はヒータ制御部の制
御回路による制御を示す流れ図、第３図はレーザプリン
タの構成を示す図、第４図はレーザプリンタの回路構成
を示すブロック図、第５図は加熱定着器の概略構成を示
す図、第６図は従来例を示す回路図である。 ３３・・・加熱定着器、 ３５・・・ヒータランプ、 ３６・・・加熱ローラ、 ３７・・・加圧ローラ、 ３８・・・サーミスタ（感温抵抗素子）６３・・・ヒー
タ制御部、 ７３．７６．７９・・・分圧回路、 ８１・・・温度検出回路、 ８２・・・断線検出回路、 ８６・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータを内包した加熱ローラと加圧ローラにより用紙を
   加圧挾持して搬送することにより加熱定着を行う加熱定
   着器制御装置において、前記加熱ローラの表面温度を検
   知する感温抵抗素子と、この感温抵抗素子を介挿した第
   １の分圧回路と、第２、第３の分圧回路と、前記第１、
   第２の分圧回路の分圧レベルを比較して前記加熱ローラ
   の温度を検出する温度検出回路と、前記第１、第３の分
   圧回路の分圧レベルを比較して前記感温抵抗素子の断線
   の有無を検出する断線検出回路と、前記各分圧回路に所
   定レベルの電圧の印加制御を行い、そのとき前記温度検
   出回路が極低温状態を検出した場合は、前記断線検出回
   路が非断線を検出すると前記ヒータへの通電制御を行い
   、また前記断線検出回路が略断線状態を検出すると前記
   第１、第３の分圧回路に印加する電圧レベルを所定レベ
   ルよりも高くしそのとき前記断線検出回路が非断線を検
   出すると前記ヒータへの通電制御を行い、前記断線検出
   回路が断線を検出すると前記感温抵抗素子の断線を確認
   する制御回路を設けたことを特徴とする加熱定着器制御
   装置。