JPH04329574A - 定着装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤像を熱と圧力と
により転写材上に定着させる定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置には、トナーなどの
現像剤像を熱と圧力とにより転写材上に定着させる定着
装置が用いられている。定着装置には定着ローラが組み
込まれ、該定着ローラにはその表面を加熱するためのヒ
ータが内蔵されている。ヒータは制御手段で制御されて
いる。

【０００３】制御手段は、接触型温度検出素子（以下、
「サーミスタ」と称す。）で検出された定着ローラの表
面温度に基づきヒータの動作を制御する。サーミスタで
検出された温度が目標温度（定着温度）より低いとき、
制御手段はヒータを動作させ、ヒータは、定着ローラの
表面温度が目標温度に到達するように、定着ローラを加
熱し続ける。次いで、サーミスタで検出された温度が目
標温度より高い温度に到達すると、制御手段はヒータの
動作を停止させる。ヒータは定着ローラの表面温度が目
標温度より低い温度に下がるまで停止状態に保持される
。このようにヒータは、定着ローラの表面温度が目標温
度近傍の温度に保持されるように、定着ローラの加熱お
よび該加熱の停止を繰り返す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】サーミスタが検出する
温度は定着ローラの表面温度を目標温度の保持するため
の入力量として用いられていることにより、サーミスタ
は目標温度を含む狭い範囲において温度の検出精度が高
くなるように選択されているから、目標温度を含む狭い
範囲内の温度とサーミスタの抵抗値との関係は線形で表
わされるが、該範囲外の低温側（常温を含む）における
サーミスタの抵抗値は無限大に近い値を示す。よって、
上記低温側においてサーミスタで検出された温度はサー
ミスタが断線時に示す値にほぼ等しくなる。

【０００５】しかし、サーミスタの断線時、サーミスタ
が上記低温側の温度を示すことにより、制御手段は定着
ローラの表面温度が目標温度より低いと判断するから、
ヒータは定着ローラを加熱し続け、該定着ローラの温度
が目標温度よりかなり高い温度まで上昇することがある
。その結果、高温に起因する定着ローラの破損および発
火などを招くことがある。

【０００６】本発明の目的は、ヒータなどの加熱源で定
着ローラを過度に加熱することを未然に防止することが
できる定着装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、転写材上の未定着現像剤像を加熱および加圧によ
って該転写材に定着させるための定着ローラと、該定着
ローラを加熱する加熱部と、該定着ローラの表面温度を
検出し、定着温度として設定されている目標温度が含ま
れている第一の検出温度範囲を有する第一の温度検出手
段と、上記加熱部を上記第一の温度検出手段の検出温度
に基づき制御する制御手段とを備える定着装置において
、上記定着ローラの表面温度を検出し、一部分が上記第
一の検出温度範囲に重複している第二の検出温度範囲を
有する第二の温度検出手段と、上記第一の検出温度範囲
と上記第二の検出温度範囲とが互いに重複する範囲にお
いて上記第一の温度検出手段の検出温度と上記第二の温
度検出手段との差分を算出し、該差分に基づき上記第一
の温度検出手段の断線の有無を判定する手段とを有し、
上記第一の検出温度範囲を温度Ｔ１ＬからＴ１Ｈまでの
範囲とし、上記第二の検出温度範囲を温度Ｔ２ＬからＴ
２Ｈまでの範囲とすると、各温度Ｔ１Ｌ，Ｔ１Ｈ，Ｔ２
ＬおよびＴ２ＨがＴ２Ｌ＜Ｔ１Ｌ＜Ｔ２Ｈ＜Ｔ１Ｈの関
係を満足することにより達成される。

【０００８】

【作用】本発明の定着装置では、上記加熱部の制御に用
いられる第一の温度検出手段の断線の有無を判定する。 第一の温度検出手段が検出不可能な温度範囲の内の低温
側の範囲は第二の温度検出手段で検出される。上記定着
ローラが上記加熱部で加熱され、上記定着ローラの表面
温度は上昇する。上記定着ローラの表面温度が上記第一
の温度検出手段の検出温度範囲と上記第二の温度検出手
段の温度検出範囲とに含まれる温度に到達するとき、上
記定着ローラの表面温度は上記第一の温度検出手段およ
び上記第二の温度検出手段で検出され、上記第一の温度
検出手段の検出温度と上記第二の温度検出手段との差分
が上記演算手段で算出される。上記第一の温度検出手段
が断線していないときに得られる上記差分と上記第一の
温度検出手段が断線しているときに得られる上記差分と
は互いに異なるから、上記第一の温度検出手段の断線の
有無に対する判定が上記差分に基づき行われる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１０】図１は本発明の定着装置の一実施例の主要
部を示すブロック図、図２は図１の定着装置のヒータへ
の通電時間と定着ローラの表面温度との関係を示す図、
図３は図１の定着装置の温度検出手段のそれぞれの特性
を温度と抵抗値および検出電圧との関係で示す特性図、
図４は図１の演算処理手段を示すブロック図である。

【００１１】画像形成装置は熱と圧力とにより現像剤像
を転写材上に定着させる定着装置を備え、該定着装置に
は定着ローラ１１が組み込まれている。定着ローラ１１
には、その表面温度を目標温度まで上昇させるためのヒ
ータ１２が内蔵されている。ヒータ１２には電力が電源
２１から供給される。電源２１からヒータ１２への電力
の供給路にはフューズ２２および電磁スイッチ２４が設
けられている。電磁スイッチ２４の開閉動作は定着ロー
ラ１１の表面温度に基づき制御される。

【００１２】定着ローラ１１の表面温度は二つのサーミ
スタ１３，１４で検出される。サーミスタ１３の検出温
度範囲は、図３に示すように、下限値Ｔ１Ｌ℃から上限
値Ｔ１Ｈ℃までの範囲である。これに対し、サーミスタ
１４の検出温度範囲は下限値Ｔ２Ｌ℃から上限値Ｔ２Ｈ
℃までの範囲であり、下限値Ｔ２Ｌ℃および上限値Ｔ２
Ｈ℃とサーミスタ１３の下限値Ｔ１Ｌ℃および上限値Ｔ
１Ｈ℃とは次の関係式Ｔ２Ｌ＜Ｔ１Ｌ＜Ｔ２Ｈ＜Ｔ１Ｈ
を満足する。なお、サーミスタ１３の上限値Ｔ１Ｈ　℃
は定着ローラ１１の目標温度（定着温度）に等しい。ま
た、各サーミスタ１３，１４は、それぞれに対応する温
度範囲において、温度と抵抗値とが線形の関係を示す特
性を有し、サーミスタ１３の特性は特性曲線ｆ１で示さ
れ、サーミスタ１４の特性は特性曲線ｆ２で示される。

【００１３】各サーミスタ１３，１４の検出温度を示す
抵抗値は電圧値に変換される。サーミスタ１３で検出さ
れる温度に対応する電圧値は比較器１５および演算処理
手段２３に与えられる。サーミスタ１４で検出される温
度に対応する電圧値は比較器１６および演算処理手段２
３に与えられる。

【００１４】比較器１５では、基準電圧値Ｖ１とサーミ
スタ１３からの電圧値とが比較され、その比較の結果が
出力される。比較器１６では、比較器１５と同様に、基
準電圧値Ｖ２とサーミスタ１４からの電圧値とが比較さ
れ、その比較の結果が出力される。

【００１５】各比較器１５，１６からの出力値は論理積
素子１９に与えられ、論理積素子１９はその二つの入力
値に基づき出力値を生成する。

【００１６】論理積素子１９の出力値は論理和素子２０
に与えられ、論理和素子２０は論理積素子１９の出力値
および後述する演算処理手段２３の出力値に基づき出力
値を生成する。

【００１７】論理和素子２０の出力値は電磁スイッチ２
４に与えられる。論理和素子２０の出力値がローレベル
であるとき、電磁スイッチ２４は閉動作をし、電源２１
からヒータ１２への通電が行われる。論理和素子２０の
出力値がハイレベルであるときに、電磁スイッチ２４は
開動作をし、ヒータ１２への通電が停止される。

【００１８】演算処理手段２３には、サーミスタ１３，
１４からの電圧値が与えられる。演算処理手段２３は、
図４に示すように、サーミスタ１４の電圧値とサーミス
タ１３の電圧値との差分を算出する減算器２５と、該減
算器２５で算出された差分と基準電圧ΔＶとを比較する
比較器２６と、該比較器２６の比較結果に対応する値が
設定時間δ秒後に基準電圧ΔＶに対して変化しているか
否かを比較器２７で判定し、その判定結果を出力するタ
イマ回路３１とを含む。タイマ回路３１の設定時間δ秒
はコンデンサＣの容量および抵抗Ｒの値によって決定さ
れる。

【００１９】次に、ヒータ１２の制御動作について図２
を参照しながら説明する。

【００２０】画像形成装置（図示せず）の主電源が投入
されると同時に、電源２１からヒータ１２への通電が開
始され、定着ローラ１１の加熱が開始される（図２に示
すＡ点）。定着ローラ１１の加熱開始後、定着ローラ１
１の温度上昇に伴いサーミスタ１４の検出電圧は低下す
るが、サーミスタ１４の検出電圧が基準電圧Ｖ２以下に
なると、比較器１６の出力値がローレベルからハイレベ
ルになる。これに対し、比較器１５の出力値はサーミス
タ１３の検出電圧が基準電圧Ｖ１以下になるまで、すな
わちサーミスタ１３の検出温度が上限値Ｔ１Ｈ℃を超え
るまでローレベルに保持される。よって、論理積素子１
９の出力値および論理和素子２０の出力値はローレベル
であり、電磁スイッチ２４は閉動作状態に保持される。

【００２１】サーミスタ１３の検出温度が上限値Ｔ１Ｈ
℃を超えると、各比較器１５，１６の出力値はハイレベ
ルになり、論理和素子２０の出力値はハイレベルになる
。よって、電磁スイッチ２４は開動作をし、ヒータ１２
への通電が停止される。

【００２２】次いで、サーミスタ１３の検出温度が下限
値Ｔ１Ｌ℃以下になると、比較器の出力値はハイレベル
からローレベルに変わり、論理和素子２０の出力値はロ
ーレベルになる。よって、電磁スイッチ２４の閉動作に
よってヒータ１２への通電が再開され、定着ローラ１１
の表面温度がＴ１Ｈ℃近傍の温度に保持される。以上の
動作が通常のウエイトアップ時のヒータ１２の制御動作
である。

【００２３】ウエイトアップ動作終了後、コピーシーケ
ンス中、ジャム等で電源が切られ再び投入された場合も
サーミスタ１３の検出温度により、目標温度Ｔ１Ｈ℃に
到達するまで定着ローラ１１はヒータ１２で加熱され、
その後電磁スイッチ２４は、定着ローラ１１の温度をＴ
１Ｈ℃に保持するように開閉動作をする。

【００２４】次に、ウエイトアップ動作時に、各サーミ
スタ１３，１４が断線などによって故障している場合お
よびヒータ１２が故障している場合について説明する。

【００２５】ヒータ１２への通電開始（Ａ点）からτ秒
後にサーミスタ１４の検出温度がＴτ℃に到達しないと
き、サーミスタ１４に断線などによる故障またはヒータ
１２に故障が発生していると判定することができ、サー
ミスタ１４およびヒータ１２のいずれかに故障が発生し
ていることを示す警告が表示パネルなどに表示される。

【００２６】ヒータ１２への通電開始からｔ１秒後、サ
ーミスタ１４の検出温度がＴｔ１℃であり、これに対し
サーミスタ１３の検出温度がＴｔ１℃に到達していない
とき、サーミスタ１３に断線などによる故障が発生して
いると判定することができ、該故障を示す警告が表示さ
れる。なお、Ｔｔ１は次の関係 Ｔ１Ｌ＜Ｔｔ１＜Ｔ２Ｈ を満足する。

【００２７】ヒータ１２への通電開始からｔ１秒後、サ
ーミスタ１３に故障が無いと判定されたとき、ヒータ１
２への通電が続けられる。ヒータ１２への通電開始から
ｔ２秒後、サーミスタ１３の検出温度がＴ１Ｈ℃に到達
しないとき、ヒータ１２に故障が発生していると判定す
ることができる。また、ヒータ１２の故障を示す警告が
表示される。

【００２８】次に、サーミスタ１３が断線している場合
について説明する。例えば、ジャムが発生し該ジャムの
処理中にサーミスタ１３の出力線が切断されたと仮定す
る。ジャム処理完了後、ヒータ１２への通電が開始され
、その開始時の定着ローラ１１の温度がＴＢ（図２に示
すＢ点の温度）℃である。ヒータ１２への通電開始（Ｂ
点）から設定時間δ秒後、サーミスタ１３が断線してい
ることにより、サーミスタ１３の検出温度を示す電圧値
とサーミスタ１４の検出温度を示す電圧値との差がΔＶ
になるから、演算処理手段２３はその差分からサーミス
タ１３に故障が発生しているとの判定をし、その判定結
果を電圧信号として出力する。演算処理手段２３の出力
は論理和素子２０に与えられ、論理和素子２０の出力値
はハイレベルになる。電磁スイッチ２４は開動作され、
ヒータ１２への通電は停止される。その結果、定着ロー
ラ１１をその温度がＴＢ℃からＴＣ℃（図２に示すＣ点
の温度）に到達するまで加熱することはなく、異常加熱
による定着ローラ１１の破損を未然に防止することがで
きる。また、ヒータ１２への通電停止とほぼ同時にヒー
タ１２の故障を示す警告を表示することができる。

【００２９】サーミスタ１３の故障に加えてサーミスタ
１４に故障が発生しているとき、図２に示すようにサー
ミスタ１３の故障を検知するまでの時間ｔ１秒より短い
時間τ秒でサーミスタ１４の故障を検知することができ
、定着ローラ１１の温度がＴＣ℃に到達するまでの時間
内にヒータ１２への通電停止を行うことができる。その
結果、異常加熱による定着ローラ１１の破損を未然に防
止することができる。

【００３０】次に、他の定着装置について説明する。他
の定着装置には、マイクロコンピュータからなる演算処
理手段２３が用いられている。演算処理手段２３は、ヒ
ータ１２への通電開始と同時にカウントを開始し、該カ
ウント数を生成するカウンタ２９と、定着ローラ１１の
表面温度Ｔτ℃，Ｔｔ１℃、その温度に到達するまでの
加熱時間τ秒、ｔ１秒、設定時間δ秒、および基準電圧
値ΔＶを制御定数として記憶する制御定数記憶部３０と
、カウンタ２９のカウント数、制御定数記憶部３０の制
御定数、サーミスタ１３の検出電圧、サーミスタ１４の
検出電圧およびサーミスタ１３の検出電圧とサーミスタ
１４の検出電圧との差分を用いてサーミスタ１３，１４
の故障の有無およびヒータ１２の故障の有無を判定する
中央処理装置２８とからなる。

【００３１】例えば、カウンタ２９はヒータ１２への通
電開始（図２のＢ点）と同時にカウントを開始する。カ
ウンタ２９のカウント数がδ秒を示す値に到達したとき
、中央処理装置２８は、サーミスタ１３の検出電圧とサ
ーミスタ１４の検出電圧との差分を算出し、該差分が基
準電圧値ΔＶに等しいときにサーミスタ１３に断線など
による故障が発生していると判定する。

【００３２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の定着装
置によれば、上記第一の温度検出手段の断線の有無が上
記第一の温度検出手段の検出温度と上記第二の温度検出
手段の検出温度との差分から判定されるから、その判定
結果が上記第一の温度検出手段の断線を示すときに、上
記加熱部の動作を上記制御手段で停止させることができ
、上記加熱部で定着ローラを過度に加熱することを未然
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例の主要部を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の定着装置のヒータへの通電時間と定着ロ
ーラの表面温度との関係を示す図である。

【図３】図１の定着装置の温度検出手段のそれぞれの特
性を温度と抵抗値および検出電圧との関係を示す特性図
である。

【図４】図１の定着装置の演算処理手段を示すブロック
図である。

【図５】本発明の定着装置の他の実施例に用いられてい
る演算処理手段を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１　　定着ローラ １２　　ヒータ １３，１４　　サーミスタ ２３　　演算処理手段 ２４　　電磁スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　転写材上の未定着現像剤像を加熱およ
   び加圧によって該転写材に定着させるための定着ローラ
   と、該定着ローラを加熱する加熱部と、該定着ローラの
   表面温度を検出し、定着温度として設定されている目標
   温度が含まれている第一の検出温度範囲を有する第一の
   温度検出手段と、上記加熱部を上記第一の温度検出手段
   の検出温度に基づき制御する制御手段とを備える定着装
   置において、上記定着ローラの表面温度を検出し、一部
   分が上記第一の検出温度範囲に重複している第二の検出
   温度範囲を有する第二の温度検出手段と、上記第一の検
   出温度範囲と上記第二の検出温度範囲とが互いに重複す
   る範囲において上記第一の温度検出手段の検出温度と上
   記第二の温度検出手段との差分を算出し、該差分に基づ
   き上記第一の温度検出手段の断線の有無を判定する手段
   とを有し、上記第一の検出温度範囲を温度Ｔ１ＬからＴ
   １Ｈまでの範囲とし、上記第二の検出温度範囲を温度Ｔ
   ２ＬからＴ２Ｈまでの範囲とすると、各温度Ｔ１Ｌ，Ｔ
   １Ｈ，Ｔ２ＬおよびＴ２ＨがＴ２Ｌ＜Ｔ１Ｌ＜Ｔ２Ｈ＜
   Ｔ１Ｈの関係を満足することを特徴とする定着装置。