JPH04333883A - 温度センサの断線検出方法 - 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、電子写真法により印字
するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の定着器の温度
制御装置に利用される温度センサの断線検出方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】定着器の温度制御は、加熱ローラに接触
させたサーミスタの検出電圧に応じて加熱ローラのヒー
タへの電源供給を制御することにより行われている。こ
の場合、加熱ローラの回転によりサーミスタが破損し、
或いは、サーミスタのリード線が切れることがあるため
、サーミスタの表面を耐熱テープで保護したり、サーミ
スタを弾性を有する金属を介して加熱ローラに接触させ
る方法が採られている。しかし、ＯＡ機器の小型化の要
望に応えるべくサーミスタの実装容積を小さくする必要
があり、これに伴いサーミスタも温度変化に対する応答
速度が速い小型のものが用いられる傾向にある。したが
って、サーミスタのリード線も細くなり断線の危険が増
えている。

【０００３】このような点に鑑み、図５に示すように、
定着器のヒータ１９と商用電源３７との間にフォトカプ
ラ３８のダイアック３９を接続し、フォトカプラ３８の
フォトダイオード４０をトランジスタ４１のコレクタに
接続し、定着器の温度を検出するサーミスタ２２と抵抗
４２とにより変化する検出電圧ＶＣと、抵抗４３，４４
によって定められた基準電圧ＶＡとをオペアンプ４５に
より比較し、サーミスタ２２の検出温度によって変化す
る検出電圧ＶＣが基準電圧ＶＡより低い場合にトランジ
スタ４１をＯＮにし、検出電圧ＶＣが基準電圧ＶＡより
高い場合にトランジスタ４１をＯＦＦにすることにより
、ヒータ１９への通電を制御し、また、サーミスタ２２
と抵抗４２，４６ａ，４７ａとによるブリッジ回路によ
って定められた基準電圧ＶＢ（基準電圧ＶＡより低い）
と検出電圧ＶＣとをオペアンプ４６により比較し、検出
電圧ＶＣが０Ｖの時、すなわち、サーミスタ２２が断線
した時にトランジスタ４７をＯＮにしてオペアンプ４５
の出力をグランドに落し、これにより、ヒータ１９への
通電を自動的に遮断することが行われている。

【０００４】また、図６に示すように、圧接ローラ２１
により圧接された加熱ローラ２０のヒータをヒータ駆動
回路により駆動し、加熱ローラ２０の温度を検出するサ
ーミスタ２２に抵抗４９と定電圧ダイオード５０とによ
り定められた基準電圧を印加し、抵抗５１と定電圧ダイ
オード５２とにより定められた基準電圧の基にサーミス
タ２２と抵抗５１とにより変化する検出電圧を変換する
Ａ／Ｄコンバータ５３とＣＰＵ５４とを制御回路５５に
接続し、サーミスタ２２による検出電圧の変化によりヒ
ータ駆動回路４８を制御してヒータへの通電を断続する
ことが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す温度制御方
法においては、トランジスタ４１をＯＦＦにしてヒータ
１９への通電を遮断した状態で低温状態が続くと、サー
ミスタ２２は１０ＭΩオーダの高抵抗となる。この高抵
抗とサーミスタ２２の断線とを区別するには二つの方法
がある。第一は、断線検出用のオペアンプ４６として入
力インピーダンスの高いものを用いる方法であるが、こ
の方法は、オペアンプ４６の値段が高くなるだけではな
く、サーミスタ２２の断線を示す微小信号をノイズと区
別して検出するためにノイズ対策を必要とし、コストが
高くなる。第二は、サーミスタ２２に印加する電圧を高
くしてサーミスタ２２の微小な抵抗の変化を大きな電位
差として検出する方法であるが、サーミスタ２２が高温
度を検出してその抵抗値が低くなった時の電流によって
サーミスタ２２自身が発熱によって破損するおそれがあ
る。これを防止するためには、サーミスタ２２の定格電
力を越えないように抵抗４２の抵抗値を決定しなければ
ならない。

【０００６】図６に示す温度制御方法においては、サー
ミスタ２２の抵抗値の変化を低温時と断線時とで区別す
るためには、高ビットのＡ／Ｄコンバータ５３を用いて
分解能を向上させる必要があり、コストが高くなる。コ
ストを下げる方法として、一旦、加熱ローラ２０のヒー
タに電流を流し、低ビットのＡ／Ｄコンバータ５３によ
る分解能でも、サーミスタ２２の抵抗値の変化が断線時
の抵抗値と区別し得る高温度になった時にサーミスタ２
２の断線を検出する方法がある。この方法は、電源を投
入してから断線を検出するまでの期間中強制的にヒータ
が通電され、検出精度を高くするためにはこの通電時間
を長くしなければならない。

【０００７】すなわち、８ビット（００〜０８）のＡ／
Ｄコンバータ５３を用い、その基準電圧を２．５Ｖとす
ると、このＡ／Ｄコンバータ５３の分解能１ＬＳＢは２
．５Ｖ／２８＝９．７６ｍＶとなり、この値は００で表
わされる。ここで、負特性のサーミスタ２２は５℃程度
まで上昇した温度を感知した時に数ＭΩになり、この抵
抗値に基づくサーミスタ２２の検出電圧は数ｍＶになる
。よって、この検出電圧をＡ／Ｄコンバータ５３で変換
したデータは００で表わされる。一方、サーミスタ２２
が断線した場合の検出電圧は０Ｖであり、Ａ／Ｄコンバ
ータ５３からの検出データも当然００となる。したがっ
て、５℃程度まで上昇した検出データと断線時の検出デ
ータとの両方が００であるため区別がつかない。また、
サーミスタ２２の検出データには誤差が含まれるため、
検出データが０３以上にならないと断線時の検出データ
００に対して区別し難い。

【０００８】ここに、ヒータへの通電時間を長くして温
度を高めないと断線の検出が不確実になる理由がある。 これにより、断線検出のために高温時から強制的にヒー
タに通電すると異常高温になる危険がある。このため、
断線を検出し得る最低の温度になるようにヒータへの通
電時間を設定すると、サーミスタ２２の検出電圧をＡ／
Ｄコンバータ５３で変換したデジタルデータは、誤差を
含むことは否めない。この誤差は、回転する加熱ローラ
２０とサーミスタ２２との接触状態の変化による検出電
圧のバラツキや検出電圧に含まれるノイズ等に起因する
もので、満足し得る検出精度とは言い難い。

【０００９】そこで、本発明は、定着器への通電時間を
短縮し異常高温になる状態を回避し、低温時に温度セン
サの断線を確実に検出することを目的とするものである
。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、定着器の温度
を検出する温度センサの検出電圧をＡ／Ｄコンバータで
変換し、このＡ／Ｄコンバータの出力に応じて前記定着
器への通電を制御する温度制御装置において、温度制御
基準電圧に基づいて前記Ａ／Ｄコンバータにより前記検
出電圧を変換しこの変換した検出データに基づいて前記
定着器への通電を制御し、前記温度制御基準電圧に基づ
いて変換された検出データが低温域の検出データである
時には前記温度制御基準電圧より低い断線検出基準電圧
に基づいて前記Ａ／Ｄコンバータにより前記検出電圧を
変換し、前記断線基準電圧に基づいて変換された検出デ
ータが一定温度以下の検出データである時に前記温度セ
ンサが断線したものと判断するようにした。

【００１１】

【作用】定着器の温度に応じて出力される温度センサか
らの検出電圧を温度制御基準電圧に基づいてＡ／Ｄコン
バータにより変換し、この変換した検出データに基づい
て定着器への通電を制御することができる。この時に温
度制御基準電圧に基づいて変換された検出データが低温
域の検出データである時には、断線検出基準電圧に基づ
いてＡ／Ｄコンバータにより温度センサの検出電圧を変
換し、この断線基準電圧に基づいて変換された検出デー
タが一定温度以下の検出データである時に温度センサが
断線したものと判断するが、断線検出基準電圧が温度制
御基準電圧より低いため、低温域におけるＡ／Ｄコンバ
ータの分解能を高めることができ、したがって、温度セ
ンサの検出電圧に誤差が含まれていても低温時における
検出データと温度センサの断線時の検出データとの差を
明確にして正確に温度センサの断線を検出することがで
きる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図４に基づい
て説明する。図３は電子写真装置を示す構成図である。 図中、１は上下に二分割される筐体である。この筐体１
の略中央部には、駆動モータ２により時計方向に駆動さ
れる感光体３が設けられている。この感光体３の周囲に
は、感光体３を帯電させる帯電部４と、この帯電部４に
より帯電された感光体３の帯電部分に光を照射して静電
潜像を形成するレーザユニット５と、その静電潜像を現
像する現像器６と、ピックアップローラ７により給紙カ
セット８から供給された用紙に感光体３の現像画像を転
写する転写部９と、この転写行程の後に用紙の電荷を除
電する除電部１０と、感光体３の残存トナーを払拭する
クリーニング装置１１と、感光体３の電荷を除電する除
電装置１２とが配列されている。さらに、前記筐体１に
は、用紙に転写された画像を定着する定着器１３と、内
部の熱を外部に放出するファンモータ１４と、定着後の
用紙を排紙受け１５に排紙する排紙ローラ１６と、直流
電源１７と、二分割可能な筐体１の上部を開放した時に
直流電源１７をＯＦＦ状態にするスイッチ１８とが設け
られている。なお、用紙搬送系及び定着器１３の回転系
の駆動部は前記駆動モータ２が兼用されている。前記定
着器１３は、ヒータ１９が内装された加熱ローラ２０と
、この加熱ローラ２０に圧接された圧接ローラ２１とよ
りなり、加熱ローラ２０の近傍には温度センサである負
特性のサーミスタ２２が設けられている。

【００１３】次いで、図４に電子回路を示す。マイクロ
プロセッサ２３には、予めプログラムデータ等が書き込
まれたＲＯＭ（リード・オン・メモリ）２４と、ホスト
コンピュータから転送され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）２
５と、Ｉ／Ｏポート２６とがバスラインによって接続さ
れている。そして、Ｉ／Ｏポート２６には、前記駆動モ
ータ２を制御して駆動するモータドライブ回路２７と、
前記レーザユニット５と、前記帯電部４と前記転写部９
とに高圧電源を供給する高圧電源２８と、前記現像器６
内に設けられたトナーエンプティセンサ２９及びトナー
フルセンサ３０からの信号を取り込むトナーセンサ回路
３１と、電源スイッチ等の各種の操作スイッチや表示器
を有するオペレーションパネル３２と、用紙搬送経路中
に設けられたペーパーセンサ３３と、前記サーミスタ２
２による温度検出動作によって前記ヒータ１９への通電
を制御するヒータ制御部３４と、前記ファンモータ１４
と、ホストコンピュータからの画像情報を受信するイン
ターフェース３５と、ディップスイッチ３６とが接続さ
れている。

【００１４】次いで、ヒータ制御部３４の構成を図２に
示すが、図６に示す従来例と同一部分は同一符号を用い
説明も省略する。二つのツェナダイオード５６，５７の
カソードが互いに接続された形で共通の制限抵抗５８と
Ａ／Ｄコンバータ５３とに接続され、これらのツェナダ
イオード５６，５７のアノードは第一のアナログスイッ
チ５９又は第二のアナログスイッチ６０を介して接地さ
れている。第一のアナログスイッチ５９の制御端子はＣ
ＰＵ５４に接続され、第二のアナログスイッチ６０の制
御端子はインバータ６１を介してＣＰＵ５４に接続され
ている。すなわち、第一のアナログスイッチ５９と第二
のアナログスイッチ６０とは、ＣＰＵ５４からの開閉信
号により交互に開閉される。したがって、Ａ／Ｄコンバ
ータ５３は、第一のアナログスイッチ５９がＯＮした時
にツェナダイオード５６と制限抵抗５８との分圧抵抗に
よって定められた温度制御基準電圧ＶＺ１（４．５Ｖ）
に基づいてサーミスタ２２の検出電圧を変換し、第二の
アナログスイッチ６０がＯＮした時にツェナダイオード
５７と制限抵抗５８との分圧抵抗によって定められた断
線検出基準電圧ＶＺ２（２．５Ｖ）に基づいてサーミス
タ２２の検出電圧を変換するものである。

【００１５】このような構成において、転写部９により
感光体３から用紙に転写した画像を定着するために、加
熱ローラ２０のヒータ１９に電圧を印加すると、加熱ロ
ーラ２０の表面温度が高くなり、この温度を検出するサ
ーミスタ２２からの検出電圧はヒータ１９への通電時間
に応じて高くなる。

【００１６】次に、ヒータ１９への通電の様子を図１に
示すフローチャートを参照して説明する。まず、電源が
投入された後、第一のアナログスイッチ５９がＯＮに切
り替えられる。この時、第二のアナログスイッチ６０は
自動的にＯＦＦに切り替えられる。この状態で、加熱ロ
ーラ２０の表面温度を感知したサーミスタ２２の検出電
圧は、温度制御基準電圧ＶＺ１（４．５Ｖ）に基づいて
Ａ／Ｄコンバータ５３により変換される。ここで、Ａ／
Ｄコンバータ５３の分解能を８ビットとすると、１ＬＳ
Ｂは、４．５Ｖ／２８＝１７．６ｍＶとなる。サーミス
タ２２が断線していれば検出電圧は０Ｖであるから、断
線していない限りこの時のＡ／Ｄコンバータからの検出
データは常温以上のデータである。よって、この時はサ
ーミスタ２２が断線していないものと確信することがで
きる。この場合は、Ａ／Ｄコンバータ５３からの検出デ
ータに基づいてヒータ１９への通電が制御される。また
、温度制御基準電圧を基準としてＡ／Ｄコンバータ５３
によって変換された検出データが極低温と判断された場
合には、第一のアナログスイッチ５９がＯＦＦに切り替
えられる。この時、第二のアナログスイッチ６０は自動
的にＯＮに切り替えられる。この状態で、サーミスタ２
２の検出電圧は、断線検出基準電圧ＶＺ２（２．５Ｖ）
に基づいてＡ／Ｄコンバータ５３により変換される。こ
の時のＡ／Ｄコンバータ５３の分解能１ＬＳＢは、２．
５Ｖ／２８＝９．８ｍＶとなる。この分解能は、温度制
御基準電圧ＶＺ１（４．５Ｖ）を基に、より高ビットと
なる９ビットで変換した分解能（８．８ｍＶ）と略等し
い高分解能であるので、サーミスタ２２の検出電圧に誤
差が含まれていても低温時における検出データとサーミ
スタ２２の断線時の検出データとの差を明確にすること
ができる。したがって、正確にサーミスタ２２の断線を
検出することができる。すなわち、検出データが常温以
上であれば、サーミスタ２２が断線していないものと確
信することができる。この場合は、第一のアナログスイ
ッチ５９がＯＮに切り替えられ、第二のアナログスイッ
チ６０がＯＦＦに切り替えられ、温度制御基準電圧ＶＺ
１（４．５Ｖ）に基づいてＡ／Ｄコンバータ５３により
サーミスタ２２の検出電圧を変換する状態で、Ａ／Ｄコ
ンバータ５３からの検出データに基づいてヒータ１９へ
の通電が制御される。また、断線検出基準電圧ＶＺ２（
２．５Ｖ）に基づいて変換された検出データが極低温域
のデータであれば、断線として判断され、ヒータ１９へ
の通電が停止される。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、定着器の温度を検出する温度
センサの検出電圧をＡ／Ｄコンバータで変換し、このＡ
／Ｄコンバータの出力に応じて前記定着器への通電を制
御する温度制御装置において、温度制御基準電圧に基づ
いて前記Ａ／Ｄコンバータにより前記検出電圧を変換し
この変換した検出データに基づいて前記定着器への通電
を制御し、前記温度制御基準電圧に基づいて変換された
検出データが低温域の検出データである時には前記温度
制御基準電圧より低い断線検出基準電圧に基づいて前記
Ａ／Ｄコンバータにより前記検出電圧を変換し、前記断
線基準電圧に基づいて変換された検出データが一定温度
以下の検出データである時に前記温度センサが断線した
ものと判断するようにしたので、定着器の温度に応じて
出力される温度センサからの検出電圧を温度制御基準電
圧に基づいてＡ／Ｄコンバータにより変換し、この変換
した検出データに基づいて定着器への通電を制御するこ
とができ、この時に温度制御基準電圧に基づいて変換さ
れた検出データが低温域の検出データである時には、断
線検出基準電圧に基づいてＡ／Ｄコンバータにより温度
センサの検出電圧を変換し、この断線基準電圧に基づい
て変換された検出データが一定温度以下の検出データで
ある時に温度センサが断線したものと判断するが、断線
検出基準電圧が温度制御基準電圧より低いため、低温域
におけるＡ／Ｄコンバータの分解能を高めることができ
、したがって、温度センサの検出電圧に誤差が含まれて
いても低温時における検出データと温度センサの断線時
の検出データとの差を明確にして正確に温度センサの断
線を検出することができ、さらに、低ビットのＡ／Ｄコ
ンバータを用いることができるため、回路のコストを下
げることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、温度センサの
断線を検出するフローチャートである。

【図２】そのヒータ制御部の回路図である。

【図３】そのプリンタの内部構造を示す正面図である。

【図４】そのプリンタの回路を示すブロック図である。

【図５】定着器の温度を制御する従来の制御回路図であ
る。

【図６】定着器の温度を制御する従来の制御回路図であ
る。

【符号の説明】

１３　　　　　　定着器 ２２　　　　　　温度センサ ５３　　　　　　Ａ／Ｄコンバータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　定着器の温度を検出する温度センサの
   検出電圧をＡ／Ｄコンバータで変換し、このＡ／Ｄコン
   バータの出力に応じて前記定着器への通電を制御する温
   度制御装置において、温度制御基準電圧に基づいて前記
   Ａ／Ｄコンバータにより前記検出電圧を変換しこの変換
   した検出データに基づいて前記定着器への通電を制御し
   、前記温度制御基準電圧に基づいて変換された検出デー
   タが低温域の検出データである時には前記温度制御基準
   電圧より低い断線検出基準電圧に基づいて前記Ａ／Ｄコ
   ンバータにより前記検出電圧を変換し、前記断線基準電
   圧に基づいて変換された検出データが一定温度以下の検
   出データである時に前記温度センサが断線したものと判
   断するようにしたことを特徴とする温度センサの断線検
   出方法。