JPH05307340A - 熱定着制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真装置の定着装置において、定着ロー
ラの加熱用ヒーターが熱暴走を起こした時、ヒーターに
流れる電流を遮断し、装置を保護する。 【構成】 定着ローラ４の加熱用ヒーター２，定着ロー
ラ４の温度制御用スイッチング素子13及び異常時に回路
を開成するリレー９からなる直列回路を備え、定着ロー
ラ４が過熱したとき、その温度を検出した検温素子３の
出力信号を受けて、ＣＰＵ８とコンパレータ６からそれ
ぞれリレー９の制御信号を出力し、ＯＲゲート12により
その論理和を取ってリレー９の制御信号とする制御回路
において、コンパレータ６とＯＲゲート12との間にラッ
チ回路14を設ける。ＣＰＵ８の暴走により、ヒーター２
が熱暴走を起こした時、ＣＰＵ８からの制御信号が出力
されなくても、コンパレータ６から出力される制御信号
によりリレー９はオフとなる。しかもその出力をラッチ
回路14が保持するので、定着ローラ４の温度低下でリレ
ー９が再びオンになるのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ，複写
機等に使用する熱定着装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ，複写機等に使用する熱
定着装置が何らかの故障により熱暴走した時、その熱暴
走を防止する制御装置が、熱定着装置内に具備されてい
る。

【０００３】図４は従来の熱定着制御装置を示したもの
であり、１はＡＣ商用電源、２は定着ローラ４を加熱す
るヒータ、３は定着ローラ４の温度を検出するサーミス
タである。サーミスタ３の出力端子は、抵抗５に接続し
接地される一方で、Ａ／Ｄコンバータ７とコンパレータ
６に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ７の出力端子は
ＣＰＵ８に接続されている。ＣＰＵ８は、リレー９及び
フォトトライアック11のオン，オフを制御する信号を発
生する。フォトトライアック11は、トライアック13をオ
ン，オフさせ、定着ローラ４の温度を一定に保持させる
ためのスイッチング素子であり、リレー９は、熱暴走が
発生したとき、ヒーター２への電流を遮断するために開
くもので、通常は閉じている。

【０００４】コンパレータ６は、ＣＰＵ８と同様にリレ
ー９のオン，オフを制御する信号を発生する。コンパレ
ータ６の出力端子とＣＰＵ８の出力端子はＯＲゲート12
の入力端子に接続しており、ＯＲゲートの出力がハイの
場合、すなわち、コンパレータ６とＣＰＵ８の少なくと
もいずれか一方の出力がハイの場合に、リレー９はオフ
の状態に切り換わる。また、ＣＰＵ８から発生するフォ
トトライアック11のオン，オフを制御する信号はバッフ
ァ10を経てフォトトライアック11に送られ、オン，オフ
動作をさせることでトライアック13にオン，オフ動作を
させ、定着ローラ４の温度を制御する。

【０００５】このような制御回路を構成することで、ヒ
ーターが熱暴走を起こしたとき、ＣＰＵ８またはコンパ
レータ６が異常を検知し、リレー９を開き、ヒータ２に
流れる電流を遮断することによりヒーターの異常発熱に
よる機械のダメージや、更には火災の発生を防いでい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
ＣＰＵ８が故障し、リレー９やフォトトライアック11へ
の出力信号がローのまま変わらないというＣＰＵ暴走が
原因で熱暴走が発生した時でも、コンパレータ６の出力
がハイになるため、リレー９をオフにすることができ
る。しかしながら、その場合、しばらく時間が過ぎると
定着ローラ４の温度が低下し、その温度を検知したサー
ミスタの出力信号を受けたコンパレータ６の出力信号は
反転し、ローとなるので、再びリレー９はオンになる。
リレー９がオンになると、再び定着ローラの温度が上昇
し熱暴走が発生する。そして、サーミスタ３の出力信号
により再度コンパレータ６の出力が反転し、ハイとなる
ので、リレー９はオフになる。従って、このような状態
が電源１をオフとしない限り繰り返されることになる。
リレー９のオン，オフが繰り返されると、オン，オフ時
にリレー９の接点間で生ずる放電により、接点が溶着
し、リレー９はオフのままになる危険性がある。すなわ
ちヒーター２がコンパレータ６からの信号の有無にかか
わらずオンの状態のままになり、その結果ヒーター３が
異常発熱し、機械にダメージを与えるばかりでなく、火
災が発生するおそれもある。

【０００７】また、このような欠点を防ぐために接点溶
着が起こりにくいリレーの使用が考えられるが、そのよ
うなリレーは高価であるため装置自体のコスト高に繋が
る。

【０００８】本発明は、上述のような課題を解決するた
めに、熱暴走による影響を抑制する低コストで安全性の
高い熱定着制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、静電写真方式により形成した未定着
画像を熱定着する定着ローラの加熱用ヒーターと、前記
定着ローラの温度制御用スイッチング素子と、異常時に
回路を遮断するためのリレーとからなる直列回路を備え
た熱定着装置の制御装置であって、 (1）前記定着ローラの温度を検出する検温素子と、該検
温素子の出力信号を入力して前記スイッチング素子及び
リレーをそれぞれ制御する制御信号を発生するＣＰＵ
と、前記検温素子の出力信号を入力して前記リレーを制
御する制御信号を発生するコンパレータと、該コンパレ
ータの出力信号をラッチするラッチ回路と、前記ＣＰＵ
のリレー制御信号を一方の入力とし前記ラッチ回路の出
力信号を他方の入力としてその論理和を取り、その出力
信号により前記リレーを制御するＯＲゲートとからなる
ものである。

【００１０】(2）前記定着ローラの温度を検出する検温
素子と、該検温素子の出力信号を入力して前記スイッチ
ング素子及びリレーをそれぞれ制御する制御信号を発生
するＣＰＵと、前記検温素子の出力信号を入力して前記
リレーを制御する制御信号を発生するコンパレータと、
前記ＣＰＵのリレー制御信号とコンパレータの制御信号
を入力してリレー制御の判断をする第１の判断回路と、
前記ＣＰＵのスイッチング素子制御信号とコンパレータ
の制御信号を入力してスイッチング素子制御の判断をす
る第２の判断回路と、前記第１及び第２の判断回路の各
出力信号をそれぞれ遅延させる第１及び第２の遅延回路
とを備え、前記リレーをオフにする前に前記スイッチン
グ素子をオフにするように制御し、更には、リレーをオ
ンにした後にスイッチング素子をオンにするように制御
するものである。

【００１１】

【作用】(1)の構成では、コンパレータの出力信号をラ
ッチするラッチ回路を設けたため、ＣＰＵ暴走が原因と
で熱暴走が生じ、コンパレータの出力がハイになり、リ
レーがオフになった後、定着ローラの温度が低下するこ
とにより、コンパレータの出力信号が反転し出力がロー
になっても、ラッチ回路でハイの出力信号を送り続ける
ため、リレーはオフの状態のままになる。

【００１２】(2)の構成では、熱暴走が発生したとき、
スイッチング素子をオフにした後にリレーがオフにな
り、逆にリレーをオンにした後にスイッチング素子がオ
ンになるため、リレーの接点間に電圧がかかっていない
状態でリレーが開閉されるので、リレーの接点間で放電
が生じない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、従来例と同一の部材には同一の
符号を付してある。図１は第１の実施例に係る熱定着制
御装置を示すもので、１は電源、２はヒータ、３はサー
ミスタ、４は定着ローラであり、電源１とヒーター２と
リレー９の接点とトライアック13が直列に接続されてい
る。サーミスタ３は定着ローラ４の温度を測定するため
のものである。５は抵抗、６はコンパレータ、14はラッ
チ回路、７はＡ／Ｄコンバータ、８はＣＰＵ、12はＯＲ
ゲートである。サーミスタ３の出力端子は、抵抗５に接
続され接地される。また、サーミスタ３の出力端子は、
抵抗５で分岐し、コンパレータ６とＡ／Ｄコンバータ７
に接続される。Ａ／Ｄコンバータ７でＡ／Ｄ変換された
サーミスタ３の出力信号はＣＰＵ８に入力される。ＣＰ
Ｕ８は、定着ローラ４の温度を制御する信号、及び、定
着ローラ４が熱暴走を起こしたとき強制的にリレー９を
オフにしてヒーター２に流れる電流を遮断するための信
号を発生する回路である。ＣＰＵ８のリレー９を制御す
る出力信号は、２入力１出力のＯＲゲート12の一方の端
子に入力される。コンパレータ６は、定着ローラ４の熱
暴走を防ぐためにリレー９をオン，オフさせるための制
御信号を発生するものでその出力信号はラッチ回路14に
入力され、ラッチ回路14からの出力信号はＯＲゲート12
の他方の端子に入力される。ＯＲゲート12の出力信号は
バッファ15を経てリレー９に伝達される。また、ＣＰＵ
８のトライアック13を制御する出力信号は、バッファ10
に入力され、その出力信号はフォトトライアック11に入
力される。トライアック13は、フォトトライアック11の
オン，オフ動作に応じてオン，オフする。

【００１４】次に第１の実施例の動作を説明する。熱定
着装置(図示せず)が正常に動作している場合は、サーミ
スタ３からの出力信号によりＣＰＵ８で温度を検知し、
ＣＰＵ８はサーミスタからの情報に従って定着ローラ４
の温度を一定に保たせるように出力信号を発生する。す
なわち、トライアック13はＣＰＵ８からの出力がローの
場合はオンの状態であり、出力がハイの場合はオフにな
る。そしてトライアック13のオン，オフによりヒーター
２に流れる電流が導通、または遮断され、ヒーター２の
加熱が制御されることによって、定着ローラ４の温度は
一定に保たれる。

【００１５】また、トライアックショート等の原因でヒ
ーター２が加熱を続け定着ローラ４が異常に上昇すると
いう熱暴走が起きた場合、サーミスタ３の出力信号によ
りＣＰＵ８は熱暴走か否かを判断し、熱暴走と判断した
時はハイの出力信号を出力する。または、コンパレータ
６の出力信号もハイになり、そして、ＣＰＵ８かコンパ
レータ６かいずれか一方の出力がハイになればＯＲゲー
ト12の出力がハイになるので、リレー９はオフとなりヒ
ーター２への電流の供給が遮断される。

【００１６】更に、熱暴走の原因がＣＰＵ８にある場
合、すなわち、定着ローラ４の温度が異常に上昇しても
ヒーター２をオフにする出力信号をＣＰＵ８が発生しな
いというＣＰＵ暴走が熱暴走の原因である場合は、コン
パレータ６がハイの出力信号を発生しリレー９をオフに
する一方で、その出力信号はラッチ回路14が保持するた
め、この後、コンパレータ６からの信号の有無にかかわ
らずラッチ回路14からハイの出力信号を発生し続けるた
めリレー９はオフの状態を保つ。

【００１７】このように構成した第１の実施例では、コ
ンパレータ６の出力信号をラッチ回路14で保持すること
により、ＣＰＵ暴走が原因で熱暴走が起こった場合、コ
ンパレータ６のハイの出力信号でリレー９がオフにな
り、定着ローラ４の温度が低下する。そして、その温度
がサーミスタ３で検知され、その出力信号がコンパレー
タ６に入力され出力信号が再び反転し、ローに変化して
も、ラッチ回路14の出力はハイのまま保持されているの
でリレー９はオフの状態を保つ。このようにコンパレー
タ６の出力信号がサーミスタ３からの信号により反転し
てもリレー９は、開いた状態を保つことにより、リレー
９のオン，オフが繰り返されることがなくなり接点間の
放電によるリレー９の接点不良や溶着が生ずることがな
くなる。

【００１８】次に第２の実施例を図２，図３を参照しな
がら説明する。図２で示す回路図において、16は２入力
１出力のＮＯＲゲートでありリレー９の制御を判断する
回路である。17は２入力１出力のＯＲゲートでありトラ
イアック13の制御を判断する回路である。18，19は遅延
回路、20はＮＯＴ回路を示す。ＮＯＲゲート16の一方の
端子にはＣＰＵ８のリレー９を制御する出力信号が入力
され、他方の端子にはコンパレータ６の出力信号が入力
される。またＯＲゲート17の一方の端子にはＣＰＵ８の
トライアック13を制御する出力信号が入力され、他方の
端子にはコンパレータ６の出力信号が入力される。更に
ＮＯＲゲート16及びＯＲゲート17の出力信号は、それぞ
れトランジスタとコンデンサと抵抗からなる遅延回路1
8，19に入力される。遅延回路18からの出力信号により
バッファ15を経てリレー９を制御する。一方の遅延回路
19からの出力信号はＮＯＴ回路20で反転された出力信号
によりフォトトライアック11を動作させる。

【００１９】次に図３を参照しながら第２の実施例の動
作について説明する。Ａはコンパレータ６の出力信号、
ＢはＣＰＵ８のリレー９を制御する出力信号、ＣはＣＰ
Ｕ８のトライアック13を制御する出力信号、Ｄは遅延回
路18の出力信号、Ｅはリレー９の制御信号、Ｆは遅延回
路19の出力信号、Ｇはトライアック13の制御信号であ
る。なお、図３において、制御信号Ｅ，Ｇの出力がロー
のときはリレー９又はトライアック13がオンの状態、同
様にハイのときはオフの状態をそれぞれを示す。

【００２０】図３で示すように、正常動作中は、出力信
号Ｃのハイ，ローによりトライアック13がオン，オフさ
れ定着ローラ４が一定温度に制御される。またＣＰＵ暴
走により熱暴走が生じた時は、コンパレータ６が異常を
検知し(図中Ｘ点)ハイの出力信号Ａを発生する。またＣ
ＰＵ８は暴走しているので出力信号Ｂ，Ｃはローであ
る。出力信号ＡがハイになるとＮＯＲゲート16の出力は
ローになる。よって遅延回路18のトランジスタがオフに
なり、抵抗によりコンデンサが徐々に充電をはじめ、コ
ンパレータ６の出力がハイに変化した時点より若干遅れ
て出力信号Ｄはハイなる。ハイの出力信号Ｄはバッファ
15を経てリレー９に送られ、リレー９はオフになる。

【００２１】一方ＯＲゲート17は、コンパレータ６のハ
イの出力信号Ａを入力するので、出力がハイである。Ｏ
Ｒゲート17のハイの出力信号を受けた遅延回路19は、ト
ランジスタがオンになるのでコンデンサが放電を行い、
直ちに遅延回路19の出力はローになる。遅延回路19から
のローの出力信号を受けたＮＯＴ回路20はローの出力信
号を反転させるため出力がハイになる。ハイの出力信号
を受けた、フォトトライアック11はオフになり、それに
よってトライアック13をオフにする。

【００２２】リレー９がオフになりヒーター２が加熱を
行わなくなると定着ローラ４の温度が低下する。ある程
度まで低下すると、サーミスタ３の出力信号によりコン
パレータ６のハイの出力信号が反転し、出力がローにな
る(図中Ｙ)。この出力信号Ａを受けたＮＯＲゲート16の
出力はハイになり、それによって、遅延回路18ではトラ
ンジスタがオンになるためコンデンサが放電を行うこと
により遅延回路18の出力がローになり、直ちにリレー９
が再びオンに戻る。一方ＯＲゲート17は出力がオフにな
り、遅延回路19では抵抗によってコンデンサが充電を行
うため、コンパレータ６の出力がローになった時に対し
若干遅れて遅延回路19の出力がハイとなる。そしてＮＯ
Ｔ回路20で出力信号が反転されローになるため、トライ
アック13はオンになる。

【００２３】リレー９およびトライアック13がオンにな
ると再度ヒーター２が加熱され、定着ローラ４の温度が
上昇する。そして熱暴走が発生するとその状態を検知し
たコンパレータ６の出力がハイになる(図中Ｚ)。このよ
うに、電源１を遮断するまで、コンパレータ６のハイの
出力とローの出力が交互に繰り返されることになる。

【００２４】しかしながら、以上のように構成した第２
の実施例では、遅延回路18，19を設けることにより、熱
暴走が発生した場合、まずヒーター２への電流を遮断す
る時は、トライアック13がオフになった後にリレー９が
オフになる。逆にヒーター２へ電流を流す時は、リレー
９がオンになった後にトライアック13がオンになる。従
ってリレー９の接点間に電圧がかかっていない状態でリ
レー９が開閉されるために、接点間に放電が生ずること
がなくなり、接点溶着のためにリレー９が開かなくなる
ことが防止される。よって、コンパレータ６のハイの出
力とローの出力が交互に繰り返されることによりリレー
９のオン，オフの動作が繰り返されても安全である。ま
た、ラッチ回路14を使用せずに、トランジスタ，抵抗，
コンデンサの少数の部品で遅延回路18，19を構成してい
るのでより低コストの熱定着制御装置が実現できる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた様に、熱定着装置がＣＰＵの
暴走により熱暴走を起こしたときにリレーの開閉を制御
するコンパレータの信号を保持するラッチ回路を設ける
ことにより、リレーが開いてヒーターが加熱を中断し、
定着ローラの温度が低下して、コンパレータの出力信号
が反転しても、ラッチ回路で保持された出力信号により
リレーは開いたままになる。よって、定着ローラの温度
変化によってリレーのオン，オフを繰り返すことがなく
なり、ヒーターの熱暴走により機械にダメージを与える
ことがなくなる。

【００２６】また、遅延回路を設け、トライアックがオ
フにされた後にリレーを開き、逆にリレーを閉じた後に
トライアックをオンにさせるように制御することで、リ
レーの接点間に電圧がかからなくなり、リレーが開閉さ
れても、接点間で放電を起こすことがない。従ってリレ
ーの接点が放電により溶着や接点不良を起こすことがな
くなるため、定着ローラの温度変化によりリレーが交互
にオン，オフとなり、ヒータのオン，オフが繰り返され
ても安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る熱定着制御装置の
回路図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る回路図である。

【図３】第２の実施例に係る熱定着制御装置の動作を示
すタイムチャートである。

【図４】従来例に係る熱定着制御装置の回路図である。

【符号の説明】

１…電源、 ２…ヒーター、 ３…サーミスタ、 ４…
定着ローラ、 ６…コンパレータ、 ８…ＣＰＵ、 ９
…リレー、 11…フォトトライアック、 12…ＯＲゲー
ト、 13…トライアック、 14…ラッチ回路、 16…Ｎ
ＯＲゲート、 17…ＯＲゲート、 18，19…遅延回路、
20…ＮＯＴ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電写真方式により形成した未定着画像
   を熱定着する定着ローラの加熱用ヒーターと、前記定着
   ローラの温度制御用スイッチング素子と、異常時に回路
   を遮断するためのリレーとからなる直列回路を備えた熱
   定着装置の制御装置であって、 前記定着ローラの温度を検出する検温素子と、該検温素
   子の出力信号を入力して前記スイッチング素子及びリレ
   ーをそれぞれ制御する制御信号を発生するＣＰＵと、前
   記検温素子の出力信号を入力して前記リレーを制御する
   制御信号を発生するコンパレータと、該コンパレータの
   出力信号をラッチするラッチ回路と、前記ＣＰＵのリレ
   ー制御信号を一方の入力とし前記ラッチ回路の出力信号
   を他方の入力としてその論理和を取り、その出力信号に
   より前記リレーを制御するＯＲゲートとからなることを
   特徴とする熱定着制御装置。
2. 【請求項２】 静電写真方式により形成した未定着画像
   を熱定着する定着ローラの加熱用ヒーターと、前記定着
   ローラの温度制御用スイッチング素子と、異常時に回路
   を遮断するためのリレーとからなる直列回路を備えた熱
   定着装置の制御装置であって、 前記定着ローラの温度を検出する検温素子と、該検温素
   子の出力信号を入力して前記スイッチング素子及びリレ
   ーをそれぞれ制御する制御信号を発生するＣＰＵと、前
   記検温素子の出力信号を入力して前記リレーを制御する
   制御信号を発生するコンパレータと、前記ＣＰＵのリレ
   ー制御信号とコンパレータの制御信号を入力してリレー
   制御の判断をする第１の判断回路と、前記ＣＰＵのスイ
   ッチング素子制御信号とコンパレータの制御信号を入力
   してスイッチング素子制御の判断をする第２の判断回路
   と、前記第１及び第２の判断回路の各出力信号をそれぞ
   れ遅延させる第１及び第２の遅延回路とを備え、前記リ
   レーをオフにする前に前記スイッチング素子をオフにす
   るように制御することを特徴とする熱定着制御装置。
3. 【請求項３】 リレーをオンにした後にスイッチング素
   子をオンにするように制御することを特徴とする請求項
   ２記載の熱定着制御装置。