JPH05158382A - 定着器安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単で低コストの異常検出及び信号保持部を
備えた定着器安全装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】 コンパレータ１４の反転入力にサーミスタ４
の抵抗Ｒ_S1と抵抗Ｒ１によって分圧したモニタ電圧を入
力し、非反転入力には抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４によって分圧
した基準電圧を入力する。そして、正常状態時は非反転
入力電圧が反転入力電圧よりも大きくなるように各抵抗
値を設定する。また、コンパレータ１４の出力にはリレ
ー駆動部１３を接続して、コンパレータ１４の出力がＧ
ＮＤ電位になったときにリレー５を開状態にするように
設定する。さらに、コンパレータ１４の出力を抵抗Ｒ５
及びダイオードＤ１を介して非反転入力にフィードバッ
クさせる。このとき、抵抗Ｒ５の抵抗値はコンパレータ
１４の出力がＧＮＤ電位となったとき非反転入力の電圧
が反転入力の電圧より常に低くなるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
における定着器ヒータの暴走動作を防止する安全装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法を利用したプリンタに
おいては、紙等の記録材に転写されたトナーを定着させ
る方式として熱定着方式が用いられているが、該熱定着
方式においては、ＣＰＵによってヒータへの通電を断続
的に制御して該ヒータの温度を適正値にする手法が採用
されている。しかし、上記ＣＰＵによるヒータの通電制
御が素子の故障等により不可能となった場合には、ヒー
タの温度が異常に高温となり火災を発生させる危険性が
ある。したがって、この種のプリンタにおいては、何ら
かの手段によりヒータの異常温度あるいは異常通電を検
知してヒータへの通電を断つ手段が必要となっており、
図４に示すような暴走保護回路が用いられていた。以
下、図４に基づいて従来の方式を説明する。

【０００３】図４において、１は、定着器の温度が異常
に高温となったときにヒータ２への通電を断つサーモス
イッチである。該サーモスイッチ１は定着器に備えられ
たヒータ２と直列に接続されており、該ヒータ２が異常
に高温となったときにヒータ２への通電を断つように設
定されている。また、該ヒータ２はトライアック３と直
列に接続されており、該トライアック３は、ＣＰＵ（図
示せず）に制御されたトライアックオン・オフ信号７に
より駆動されてヒータ２への通電を断続的に行うように
なっている。

【０００４】さらに、上記ヒータ２の近傍には該ヒータ
２の温度を検出するためのサーミスタ４が配設されてお
り、検出温度を上記ＣＰＵに伝達するようになってい
る。これにより、ＣＰＵは各素子が正常に機能する限り
サーミスタ４からの温度データに基づきトライアック３
を制御してヒータ２の温度を所定値に保つようになって
いる。

【０００５】しかしながら、トライアック３の故障等が
発生してヒータ２の温度が異常に高温となるのを防ぐた
め、上記サーモスイッチ１の他、以下のような異常検知
部が設けられている。この異常検知部の中心となるの
は、比較手段たるコンパレータ１４である。該コンパレ
ータ１４はサーミスタ４によるモニタ電圧と抵抗Ｒ３，
Ｒ４による基準電圧とを比較するものであり、モニタ電
圧が基準電圧よりも高くなったときに出力８のレベルが
ほぼ接地電位（以下、ＧＮＤ電位とする）になるように
設定されている。

【０００６】このコンパレータ１４の出力８にはトラン
ジスタＱ３が、また、該トランジスタＱ３にはトランジ
スタＱ４が接続されており、上記のように異常昇温が発
生してコンパレータ１４の出力８がＧＮＤ電位になった
場合に、トランジスタＱ３がオフし、さらに該トランジ
スタＱ３のオフによってトランジスタＱ４がオンして以
下の信号保持部５６へ異常検知出力を伝えるようになっ
ている。

【０００７】信号保持部５６においては上記トランジス
タＱ４によってトランジスタＱ５がオンすると、次にト
ランジスタＱ６がオンするように設定されているが、一
旦トランジスタＱ６がオンするとトランジスタＱ５もオ
ンし続ける構成となっているので、トランジスタＱ６が
連続的にオン状態となり電源をオフするまでその出力状
態、すなわち、異常検知出力を維持するようになってい
る。

【０００８】このようにトランジスタＱ６がオンする
と、該トランジスタＱ６の出力と接続されたリレー駆動
部５７のトランジスタＱ７がオフし、リレー５の接点が
開状態となり、ヒータ２へのＡＣ電源供給が断たれる。

【０００９】以上のように、一旦異常昇温が検知される
と信号保持部５６によって異常検知出力が保持され、電
源をオフするまでヒータ２へのＡＣ電源供給が断たれ、
定着器の暴走が確実に防止される構成となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例によれば、異常検知部とその異常信号の信号保持部
が別々の回路部から構成されているため、回路が複雑に
なりコストもかかる構成となっている。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決し、簡単で低
コストの異常検出及び信号保持部を備えた定着器安全装
置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、定着器のヒータの温度を検出する手段と、検出さ
れた温度を電圧変換する手段と、正常時に対応する基準
電圧を出力する手段と、上記検出温度を変換した電圧と
該基準電圧とを比較して異常を検知する比較手段と、該
比較手段の出力が異常状態に相当するものであるとき該
出力をそのままの状態に保持せしめる自己保持回路と、
上記比較手段の出力が異常状態に相当するものであると
き上記定着器ヒータへの通電を断つ手段とを有する定着
器安全装置において、上記自己保持回路は、上記比較手
段の異常状態時の出力を該比較手段の入力へ帰還せしめ
て検出温度の変換電圧と基準電圧との異常状態時におけ
る大小関係を維持せしめて比較手段の入力が異常状態に
相当する状態を保つように設定されていることにより達
成される。

【００１３】

【作用】本発明によれば、ヒータへの通電における故障
等が発生してヒータの温度が異常に高温となったことを
ヒータ温度の検出手段によって検出したときは、その異
常状態時における検出温度は、電圧変換手段によって所
定の電圧値に変換される。すると、基準電圧を出力する
手段による電圧は異常状態時においても変化しないの
で、検出温度を変換した電圧と基準電圧との正常状態時
における大小関係が崩れ、比較手段は異常状態の発生を
検知する。これにより、比較手段は異常状態の発生を示
す出力を行い、ヒータへの通電を断つ手段によって該ヒ
ータへの通電が断たれヒータの温度は徐々に低下する。
したがって、上記電圧変換手段による電圧も徐々に正常
状態時の値に戻ろうとするが、自己保持回路によって上
記比較手段の異常状態時の出力が入力へ帰還されてお
り、検出温度の変換電圧と基準電圧との異常状態時の大
小関係がそのまま維持されるように設定されている。こ
のため、比較手段の出力は一旦ヒータの温度が低下して
もなお異常状態時のままとなり、ヒータへの通電は行わ
れない。かくして、一度ヒータ通電における異常状態が
発生するとそれ以後のヒータへの通電は行われず、定着
器の安全が確保される。

【００１４】

【実施例】本発明の第一実施例及び第二実施例を図面に
基づいて説明する。なお、図４に示した従来例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００１５】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１に基づいて説明する。図１は、本発明の第一実施
例におけるプリンタの熱定着器制御部分の回路図であ
る。本実施例は、異常検知部と信号保持部を共通の回路
で構成ところが従来例と異なる。また、リレー駆動部１
３が抵抗Ｒ７とトランジスタＱ１とで構成されていると
ころも従来例と異なる。

【００１６】図１において、１４は比較手段たるコンパ
レータであり、該コンパレータ１４の入力段には従来と
同様にサーミスタ４のモニタ電圧と基準電圧が入力され
るようになっている。モニタ電圧とは、サーミスタ４の
抵抗Ｒ_S1と抵抗Ｒ１によって分圧されたモニタ電圧部６
の電圧で、コンパレータ１４の反転入力端子に入力され
る。これに対し基準電圧は、直列接続された抵抗Ｒ３及
びＲ４で構成された基準電圧部１１において該抵抗Ｒ３
及び抵抗Ｒ４で分圧された電圧であり、コンパレータ１
４の非反転入力端子に入力される。

【００１７】さらに、上記モニタ電圧部６の分圧点９に
は抵抗Ｒ６及びダイオードＤ２からなるリセット回路が
接続されており、上記ＣＰＵ等からのリセット信号１０
によって、以下に説明する自己保持状態を解除するよう
になっている。

【００１８】また、上記基準電圧部１１からの電圧を入
力する非反転入力端子には出力８の電圧をダイオードＤ
１と抵抗Ｒ５を介してフィードバックするフィードバッ
ク部１２が接続されており、以下に説明するように自己
保持機能を発揮する。

【００１９】以上の構成による本発明の回路の動作説明
を行う。先ず、基準電圧部１１の抵抗値の設定は、異常
温度時、つまり、トライアック３のショート故障等によ
りヒータ２への通電制御が不可能となりヒータ２が常に
通電された状態となって異常に高温となった場合に、サ
ーミスタ４の抵抗値Ｒ_S1と抵抗Ｒ１の抵抗値によって分
圧される分圧点９の電圧と、上記抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４
の分圧点の電圧が等しくなるように設定する。つまり、
この各抵抗値は以下の式を満たすように設定される。

【００２０】

【数１】 このように設定することで、正常時はサーミスタ４の抵
抗Ｒ_S1の抵抗値が異常時よりも高くなるため、モニタ電
圧部６の分圧点９の電圧は基準電圧部１１の分圧点より
も低くなりコンパレータ１４の出力段８が５Ｖとなる。
したがって、リレー駆動部１３のトランジスタＱ１がオ
ンしてリレー５を通電状態とさせるので、リレー接点は
閉状態となり、ヒータ２へのＡＣ電源の通電が可能とな
る。

【００２１】一方、異常時は、ヒータ２が高温となりサ
ーミスタ４の抵抗Ｒ_S1の抵抗値が低くなり、分圧点９と
基準電圧部１１の関係は以下のようになる。

【００２２】

【数２】 このように、モニタ電圧部６の分圧点９の電圧が基準電
圧部１１の電圧よりも高くなりコンパレータ１４の出力
８はほぼ接地電位（以下、ＧＮＤ電位とする）となる。
その結果、リレー駆動部１３のトランジスタＱ１がオフ
し、リレー５の接点を開状態とするので、ヒータ２への
ＡＣ電源の通電を断つことができる。

【００２３】このとき、コンパレータ１４の出力８はＧ
ＮＤ電位となるためフィードバック部１２の抵抗Ｒ５が
基準電圧部１１の抵抗Ｒ４と並列に接続される形にな
り、非反転入力１６の基準電圧はほぼ、

【００２４】

【数３】 となる。

【００２５】したがって、フィードバック部１２の抵抗
Ｒ５の値を、

【００２６】

【数４】 となるように十分小さな値とするれば、基準電圧部１１
の電圧は常にモニタ電圧部６の電圧よりも低くなり、コ
ンパレータ１４の出力は、一旦異常温度を検知してＧＮ
Ｄ電位となると以後その状態を保持する。

【００２７】なお、この状態を解除するのはリセット信
号１０を用いる。このリセット信号１０をＧＮＤ電位に
することによりモニタ電圧部６の抵抗Ｒ１に並列に抵抗
Ｒ６が接続されるので、抵抗Ｒ６を以下の関係が満たさ
れる値に設定すればモニタ電圧部６の電圧が以下の式に
示すように基準電圧部１１の電圧よりも低くなりコンパ
レータ１４の出力は５Ｖに復帰する。

【００２８】

【数５】 以上のように本実施例によれば、異常検知回路の出力を
入力へフィードバックすることにより、自己保持機能を
実現することができ回路を簡略化することができる。

【００２９】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図２に基づいて説明する。なお、第一実施例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３０】本実施例はフィードバック部の構成が第一
実施例と異なる。第一実施例では異常時にコンパレータ
１４の基準電圧にフィードバックをかけて基準電圧を低
くすることでコンパレータ１４の異常検知時に自己保持
機能を持たせていたが、本実施例ではサーミスタ４のモ
ニタ電圧部６の分圧点９側にフィードバックをかけ自己
保持性を持たせたものである。

【００３１】上記コンパレータ１４の出力８には、トラ
ンジスタＱ２のベースが抵抗Ｒ９を介して接続されてお
り、並列に接続されたコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ１０を
介して該ベースと５Ｖの電源ラインに接続されたエミッ
タとが接続されている。そして、コレクタは抵抗Ｒ８を
介してコンパレータ１４の反転入力端子と接続されてお
り、上記トランジスタＱ２の動作によってサーミスタ４
の抵抗ＲＳ１と抵抗Ｒ８が並列に接続されるようになっ
ている。つまり、フィードバック部１５において、コン
パレータ１４が異常を検知して出力８がＧＮＤ電位とな
ると、トランジスタＱ２がオンして抵抗Ｒ８は５Ｖの電
源ラインと接続されたことになる。したがって、サーミ
スタ４の抵抗Ｒ_S1と抵抗Ｒ８は並列に接続されたことに
なり、反転入力端子の電位を決定する。そこで、抵抗Ｒ
８を以下の式が満たされるように十分低い値に設定する
とコンパレータ１４に自己保持機能を持たせることがで
きる。

【００３２】

【数６】 つまり、一旦コンパレータ１４の出力８がＧＮＤ電位と
なるとモニタ電圧部の電圧は常に基準電圧部１１の電圧
よりも高くなりコンパレータ１４の出力をＧＮＤ電位に
維持せしめる。

【００３３】なお、図３のように第一実施例と第二実施
例を組み合わせて両方の機能を持たせるようにしてもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば比
較手段の異常状態時の出力を入力へ帰還させて、検出温
度の変換電圧と基準電圧の異常状態時における大小関係
を維持せしめることにより異常状態時の出力を保持させ
るようにしたので、自己保持回路を異常検知回路と別個
に設ける必要がなく、安全回路の構成を簡略化すること
ができ、コストを低減することができる。また、部品点
数を減らすことができ、安全回路の故障率を低くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例装置の安全回路の構成を示
す図である。

【図２】本発明の第二実施例装置の安全回路の構成を示
す図である。

【図３】本発明の第一実施例と第二実施例を組み合わせ
た他の実施例装置の安全回路の構成を示す図である。

【図４】従来例装置の安全回路の構成を示す図である。

【符号の説明】

２ ヒータ ４ サーミスタ（ヒータの温度を検出する手段） ５ リレー（ヒータへの通電を断つ手段） ６ モニタ電圧部（検出温度を電圧変換する手段） １１ 基準電圧部（基準電圧を出力する手段） １２，１５ フィードバック部（自己保持回路） １４ コンパレータ（比較手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中森 知宏 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 橋本 宏 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着器のヒータの温度を検出する手段
   と、検出された温度を電圧変換する手段と、正常時の温
   度に対応する基準電圧を出力する手段と、上記検出温度
   を変換した電圧と該基準電圧とを比較して異常を検知す
   る比較手段と、該比較手段の出力が異常状態に相当する
   ものであるとき該出力をそのままの状態に保持せしめる
   自己保持回路と、上記比較手段の出力が異常状態に相当
   するものであるとき上記定着器ヒータへの通電を断つ手
   段とを有する定着器安全装置において、上記自己保持回
   路は、上記比較手段の異常状態時の出力を該比較手段の
   入力へ帰還せしめて検出温度の変換電圧と基準電圧との
   異常状態時における大小関係を維持せしめて比較手段の
   入力が異常状態に相当する状態を保つように設定された
   回路であることを特徴とする定着器安全装置。