JPH08220925A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータ制御回路の誤動作に起因したヒータの
過熱による定着部の損傷を確実に防止する。 【構成】 画像定着用のヒートローラに内蔵されたヒー
タ２に電力を供給するヒータ電源８と、ヒータ２の温度
を検出するサーミスタ３と、サーミスタ３によって検出
されたヒータ温度が予め設定された上限温度又は下限温
度に到達したか否かによってヒータ電源８をオン／オフ
するヒータ制御回路７とを備えた電子写真装置であっ
て、ヒータ電源８がオン状態に保持されている時間を計
測する計測部９と、計測部９で計測されたオン時間と予
め設定された基準時間とを比較しつつ、基準時間に対し
てオン時間が規定の許容範囲内にあるか否かを判定する
比較部１１と、比較部１１での判定結果においてオン時
間が許容範囲を越えたと判定されたときにヒータ電源８
を強制的にオフ状態とする保護回路１３とを具備してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタやファクシミ
リ等の複写、記録手段として用いられる電子写真装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式は、帯電、露光、
現像、転写、定着といったプロセスにしたがって行われ
る。その中で定着プロセスは、記録媒体（用紙）に転写
された転写画像（トナー画像）に熱と圧力を加えて、転
写画像を記録媒体に融着させるプロセスであり、メカ的
には図３に示すような構成が採用されている。図３にお
いて、１はヒートローラ、２はヒートローラ１に内蔵さ
れたヒータ、３はヒータ温度検出用のサーミスタ、４は
バックアップローラ、５は加圧用のスプリングである。
定着時においては、画像の転写がなされた記録媒体６が
ヒートローラ１とバックアップローラ４との間にスプリ
ング５の付勢力をもって挟持され、各々のローラの回転
にしたがって図中矢印方向に搬送される。このとき、ヒ
ータ２の熱がヒートローラ１を介して記録媒体６に加え
られ、この加熱作用とスプリング５の付勢力による加圧
作用とによって、先に転写した転写画像が記録媒体６に
定着される。

【０００３】ところで、ヒータ２の温度は転写画像の定
着具合に影響を与えるため、従来では以下のような手段
によって一定の温度レベルに制御されている。図４は従
来の電子写真装置におけるヒータ温度制御系の構成を示
す機能ブロック図である。図４において、２はヒータ、
３はサーミスタ、７はヒータ制御回路、８はヒータ電源
である。このうち、ヒータ制御回路７は予めＲＯＭ等に
格納された制御プログラムにしたがってヒータ電源８を
オン／オフするもので、ヒータ電源８はヒータ２に必要
な電力を供給するものである。実際の制御手順として
は、先ず、装置電源の投入とともに、ヒータ制御回路７
がヒータ電源８にヒータオン信号を出力し、これを受け
てヒータ電源８がヒータ２に電力供給を行う。これによ
り、ヒータ２の加熱が開始されるため、図５のグラフで
示すように、ヒータ温度は電源オンの時点から上昇を
開始する。

【０００４】次いで、ヒータ制御回路７はサーミスタ３
によって得られるヒータ温度情報を監視しつつ、ヒータ
温度が予め設定された上限温度Ｔmax に到達した時点、
つまり図５中の時点で、ヒータ電源８にヒータオフ信
号を出力する。これにより、ヒータ電源８からの電力供
給が断たれて、ヒータ温度が下降傾向に転じる。その
後、ヒータ制御回路７はサーミスタ３から出力されるヒ
ータ温度情報を監視しつつ、そのヒータ温度が予め設定
された下限温度Ｔmin に達した時点、つまり図５中の
時点で、ヒータ電源８にヒータオン信号を出力する。こ
れにより、再びヒータ２に電力供給がなされるため、ヒ
ータ２の加熱によってヒータ温度は上昇傾向に転じる。
以降は、図５中の，時点で示すように、ヒータ温度
が上限温度Ｔmax 又は下限温度Ｔmin に達するたびに、
上記同様の制御動作が繰り返されて、ヒータ２がほぼ一
定の温度範囲に保たれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の電
子写真装置においては、ヒータ制御回路７から出力され
たヒータオン信号によってヒータ電源８がヒータ２に電
力供給を行っているときに、例えば外部ノイズ等の要因
によりヒータ制御回路７が誤動作（暴走等）した場合、
それ以降、ヒータ２の温度制御が不能状態に陥って、ヒ
ータ２の温度に関係なく、ヒータ電源８が常にオン状態
となってしまう虞れがあった。その結果、図３に示す定
着部の温度が異常に上昇し、そこに組み込まれたメカ部
品が過熱によって損傷してしまう危険性があった。本発
明は、上記問題を解決するためになされたもので、その
目的は、ヒータ制御回路の誤動作に起因したヒータの過
熱による定着部の損傷を確実に防止することができる電
子写真装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、記録媒体に転写された転
写画像を定着させるためのヒートローラと、このヒート
ローラに内蔵されたヒータに電力を供給するヒータ電源
と、ヒータの温度を検出する温度検出部と、この温度検
出部によって検出されたヒータ温度が予め設定された上
限温度又は下限温度に到達したか否かによってヒータ電
源をオン／オフするヒータ制御回路とを備えた電子写真
装置であり、ここでは、ヒータ電源がオン状態に保持さ
れている時間を計測する計測部と、この計測部で計測さ
れたオン時間と予め設定された基準時間とを比較しつ
つ、基準時間に対してオン時間が規定の許容範囲内にあ
るか否かを判定する比較部と、この比較部での判定結果
においてオン時間が許容範囲を越えたと判定されたとき
にヒータ電源を強制的にオフ状態とする保護回路とを具
備した構成となっている。

【０００７】

【作用】本発明の電子写真装置においては、ヒータ電源
がオン状態に保持されている時間の計測データが例えば
一定の時間刻みで計測部から比較部に与えられる。比較
部では、計測部から与えられたオン時間と予め設定され
た基準時間とを比較し、実際に計測されたオン時間が規
定の許容範囲を超えたと判定した場合は、たとえヒータ
制御回路からヒータオン信号が出力されていても、比較
部の判定結果に応じて保護回路が作動し、ヒータ電源が
オン状態からオフ状態に切り換わる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明に係わる電子写真
装置において、特にヒータ温度制御系の一実施例を示す
機能ブロック図である。なお、本実施例においては、説
明の便宜上、上記従来例と同様の構成部分に同じ符号を
付して説明する。図１において、２は転写画像を記録媒
体に定着させる際の発熱源となるヒータ、３はヒータ２
の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタ、７は
予めＲＯＭ等に格納された制御プログラムにしたがって
制御動作を行うヒータ制御回路、８はヒータ２に対して
発熱用の電力を供給するヒータ電源であり、これらの基
本的な構成について先の従来例と同様である。

【０００９】ここで本実施例の装置構成においては、ヒ
ータ制御回路７から出力されるヒータオン／オフ信号
（ａ／ｂ）を感知しつつ、ヒータ電源８がオン状態に保
持されている時間を計測する計測部９と、この計測部９
によって計測されたオン時間（ヒータ電源８がオン状態
に保持されている時間）を記憶保持する保持部１０と、
この保持部１０に保持された前回のオン時間と計測部９
で計測されている今回のオン時間とを比較しつつ、後述
する一定の条件が満たされたときに強制オフ信号（ｇ）
を出力する比較部１１と、この比較部１１から強制オフ
信号（ｇ）が出力されたときにヒータ電源８に対して制
御信号作成部１２から強制的にヒータオフ信号（ｆ）を
出力させる保護回路１３とを具備している。

【００１０】以下に、ヒータ温度を制御する際の動作手
順とともに、上述した各構成部の機能について詳細に説
明する。先ず、オペレータによって装置電源が投入され
ると、ヒータ制御回路７からヒータオン信号ａと保護回
路オフ信号ｄとが制御信号作成部１２に与えられる。こ
れにより制御信号作成部１２では、そこに組み込まれた
保護回路１３がオフ状態のまま、ヒータ電源８に対して
ヒータオン信号ｅが出力される。この時点でヒータ電源
８はヒータ２に電力供給を開始するため、図２のグラフ
で示すように、電源投入が行われた時点を起点にヒー
タ温度が上がり始める。次に、ヒータ制御回路７は、サ
ーミスタ３を介して得られるヒータ温度情報を例えば一
定の時間ピッチで継続的に監視しつつ、サーミスタ３に
よって検出されたヒータ温度が予め設定された上限温度
Ｔmax （図２）に到達したか否かを判定する。その後、
ヒータ電源８からの電力供給によってヒータ２の温度が
上限温度Ｔmax に到達すると（図２の時点）、これを
ヒータ制御回路７が感知して制御信号作成部１２にヒー
タオフ信号ｂを出力する。これを受けて制御信号作成部
１２はヒータ電源８にヒータオフ信号ｆを出力し、これ
によってヒータ電源８がヒータ２への電力供給をストッ
プする。

【００１１】続いて、ヒータ制御回路７はサーミスタ３
から出力されるヒータ温度情報を監視しつつ、サーミス
タ３によって検出されたヒータ温度が予め設定された下
限温度Ｔmin （図２）に到達したか否かを判定する。そ
の後、経時的な冷却作用によってヒータ２の温度が下限
温度Ｔmin に達すると（図２の時点）、これをヒータ
制御回路７が感知して制御信号作成部１２に再びヒータ
オン信号ａを出力する。これを受けて制御信号作成部１
２はヒータ電源８にヒータオン信号ｅを出力し、ヒータ
２への電力供給を再開させる。以降は、ヒータ２の温度
が上限温度Ｔmax 又は下限温度Ｔmin に到達するたび
に、ヒータ制御回路７から出力されるヒータオン／オフ
信号ａ，ｂに応じて制御信号作成部１２からヒータオン
／オフ信号ｅ，ｆがヒータ電源８に与えられ、ヒータ２
に対する電力供給が断続される。

【００１２】なお、ヒータ制御回路７からヒータオン／
オフ信号ａ，ｂが出力されると、計測部９、保持部１０
及び比較部１１にて強制オフ信号ｇを出力すべきか否か
の処理動作が行われることになるが、強制オフ信号ｇに
ついては保護回路１３がオン状態にあるときのみ有効に
作用するため、それらの機能については保護回路１３が
オン状態となる後段の説明の中で詳しく述べることにす
る。

【００１３】こうした制御動作を繰り返し行っていく
と、ヒータ電源８がオン状態に保持されている時間とオ
フ状態に保持されている時間の周期が次第に安定してく
る。そこで、ヒータ電源８のオン／オフ時間の周期が安
定したことを、例えば事前に行った実験データを基に上
述した制御動作の繰り返し回数や時間経過により規定
し、これを回数カウンタや時間計測タイマ等をもってヒ
ータ制御回路７に認識させる。そうすると、ヒータ電源
８のオン／オフ時間の周期が安定した時点で、これをヒ
ータ制御回路７が感知し、制御信号作成部１２に保護回
路オン信号ｃを出力する。これにより、保護回路１３は
オフ状態からオン状態に切り換わる。こうした制御形態
を採用する理由としては、装置電源を投入した直後にお
いて定着部周辺の温度状況によりヒータ電源８のオン／
オフ時間の周期が不安定になり、ヒータ制御回路７が正
常に機能しているにもかかわらず誤動作しているものと
誤認して、不要に保護回路１３を作動させないように配
慮したためである。

【００１４】こうしてヒータ制御回路７からの保護回路
オン信号ｃによって保護回路１３がオン状態となると、
それ以前と同様に、ヒータ制御回路７から出力されるヒ
ータオン／オフ信号ａ，ｂを感知しつつ、ヒータ電源８
がオン状態に保持されている時間を計測部９が計測す
る。計測部９で計測されているヒータ電源８のオン時間
は、例えば所定の時間ピッチで継続的に比較部１１に与
えられる。さらに、ヒータ制御回路７からヒータオン信
号ａが出力されてからヒータオフ信号ｂが出力されるま
での間、計測部９によって計測されたヒータ電源８のオ
ン時間は、次の計測動作が終了するまで一時的に保持部
１０に記憶保持される。

【００１５】また、上述のごとく保持部１０に記憶保持
されたオン時間は、計測部９における次の計測動作に際
し、前回のオン時間として比較部１１に与えられる。比
較部１１では、保持部１０から与えられた前回のオン時
間と、現時点で計測部９により計測されている今回のオ
ン時間とを比較しながら、前回のオン時間に対する今回
のオン時間の超過時間を求める。さらに比較部１１で
は、先に求めた超過時間が規定の許容超過時間内にある
か否かを判定し、実際の超過時間が規定の許容超過時間
を超えたときは、外部ノイズ等の要因でヒータ制御回路
７が誤動作（暴走）し、実際のヒータ制御に何らかの支
障をきたしているものとみなし、制御信号作成部１２に
対して強制オフ信号ｇを出力する。

【００１６】ちなみに、上述した許容超過時間の設定に
あたっては、例えば事前に実験等を行って、通常の使用
状態で発生する前回のオン時間と今回のオン時間との時
間的なバラツキを求め、これによって推定される時間的
なバラツキの最大値を「許容超過時間」として設定する
とよい。

【００１７】これまでの制御手順を図２に示すヒータ温
度変化に対応させて説明すると、例えば予め規定された
時点（ヒータ電源８のオン／オフ時間が安定すると想定
される時点）で保護回路１３がオン状態に切り換わっ
た場合は、その後、ヒータ温度が下限温度Ｔmin に達し
てヒータ制御回路７からヒータオン信号ａが出力された
時点で計測部９がオン時間の計測を開始する。次い
で、ヒータ温度が上限温度Ｔmax に到達してヒータ制御
回路７からヒータオフ信号ｂが出力されると、その時点
で計測部９により計測されたオン時間ｔ１が保持部１
０に記憶保持される。続いて、経時的な冷却作用によっ
てヒータ温度が下限温度Ｔmin に達すると、上記同様に
ヒータ制御回路７からヒータオン信号ａが出力され、そ
の時点で再び計測部９がオン時間の計測を開始する。

【００１８】このとき比較部１１には、先に記憶保持し
たオン時間ｔ１が「前回のオン時間」として保持部１０
から与えられるとともに、現在計測中のオン間ｔ２が
「今回のオン時間」として計測部９から与えられる。こ
こでヒータ制御回路７が正常に機能しているときは、前
回のオン時間ｔ１とほぼ同じ時間が経過した時点でヒ
ータ制御回路７からヒータオフ信号ｂが出力される。こ
のため、前回のオン時間ｔ１と今回のオン時間ｔ２との
時間差はきわめて小さく、また前回のオン時間ｔ１を今
回のオン時間ｔ２が超過した場合であっても、その超過
時間はきわめて小さいものとなる。したがって比較部１
１においては、計測部９で計測されている今回のオン時
間ｔ２と、保持部１０から与えられた前回のオン時間ｔ
１とを比較した場合に、図２の時点でヒータ制御回路
７からヒータオフ信号ｂが出力されるまでの間、前回の
オン時間ｔ１を基準とした超過許容時間を今回のオン時
間ｔ２が超えることがない。そのため比較部１１では、
ヒータ制御回路７が正常に機能しているものとみなし、
制御信号作成部１２に対して強制オフ信号ｇを出力しな
い。なお、図２中の時点で計測が終了したオン時間ｔ
２は、上述した前回のオン時間ｔ１に変わって保持部１
０に記憶保持される。そして、次にオン時間を計測する
際には上記ｔ２が「前回のオン時間」として比較部１１
に与えられる。

【００１９】一方、図２に示すように、ヒータ電源８が
オフ状態からオン状態に切り換わった時点を過ぎたの
ち、時点に到達するまでの間にヒータ制御回路７に誤
動作が生じ、ヒータ２の温度制御が不能状態に陥った場
合は、図中二点鎖線で示すようにヒータ温度が上限温度
Ｔmax に到達してもヒータ電源８はオン状態に保持され
たままとなる。このとき、計測部９から比較部１１に与
えられるヒータ電源８のオン時間、つまり今回のオン時
間は、保持部１０から与えられた前回のオン時間ｔ１を
大幅に超過することになる。そこで比較部１１において
は、前回のオン時間ｔ１を基準とした今回のオン時間の
超過分が規定の超過許容時間内にあるか否か、つまり現
時点で計測部９により計測されている今回のオン時間
が、前回のオン時間ｔに規定の超過許容時間αを加えた
時間ｔ３を超えたか否かを判定し、超えたときには、ヒ
ータ制御に何らかの支障をきたしているものとみなし
て、制御信号作成部１２に強制オフ信号ｇを出力する。

【００２０】こうして比較部１１から強制オフ信号ｇが
出力されると、たとえヒータ制御回路７からヒータオン
信号ａが出力されている場合であっても、強制オフ信号
ｇの受信により保護回路１３が作動し、制御信号作成部
１２から強制的にヒータオフ信号ｆを出力させる。これ
により、ヒータ電源８がオフ状態となってヒータ２への
電力供給が断たれるため、図２中の二点鎖線で示すよう
に、強制オフ信号ｇが出力された時点を境にヒータ温
度は下降傾向に転じる。

【００２１】このように本実施例の電子写真装置におい
ては、ヒータ制御回路７の誤動作によってヒータ電源８
がオン状態のまま、ヒータ２の温度制御が不能状態に陥
ったときに、比較部１１から制御信号作成部１２に強制
オフ信号ｇが与えられ、この強制オフ信号ｇを受けて保
護回路１３がヒータ電源８に強制的にヒータオフ信号ｆ
を出力させるため、ヒータ２の過熱によって定着部の温
度が異常に上昇することがなくなる。

【００２２】ちなみに、装置全体が動作状態から待機状
態に移行するや、その反対に待機状態から動作状態に移
行する場合などは、待機状態における装置の電力消費量
を抑えるため、ヒータ２の制御温度を切り換えることが
ある。そうした場合は、ヒータ制御回路７から制御信号
作成部１２に保護回路オフ信号ｄを出力して、一旦、保
護回路１３をオフ状態としたのち、上限温度Ｔmax と下
限温度Ｔmin の設定値を変更し、その後、上記同様の制
御動作を実行させるようにすればよい。

【００２３】また、上記実施例の説明では、保持部１０
で記憶保持される「前回のオン時間」を順次比較部１１
に与え、これを基準時間として設定するようにしたが、
本発明はこれに限定されることなく、例えば比較部１１
に対して事前に固定的な基準時間を持たせておき、計測
部９で計測されているオン時間がその基準時間を規定以
上にオーバしたときに強制オフ信号ｇを出力させるよう
にしてもよい。その場合は、当然のことならが「前回の
オン時間」を保持しておく必要がなくなるため、保持部
１０等のメモリ機能が不要となる。しかしながら本実施
例のように、常に「前回のオン時間」を基準時間として
設定するようにすれば、安定状態における装置毎のオン
時間のバラツキや装置周辺の外気温度に起因したオン時
間のバラツキをリアルタイムで補正することができるた
め、きわめて好適である。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の電子写真
装置によれば、ヒータ制御回路に誤動作が発生し、ヒー
タ電源がオン状態のままでヒータ温度制御が不能状態に
陥った場合、比較部においては計測部で計測されている
オン時間が規定の許容時間を超えたと判定され、これを
受けて保護回路がヒータ電源を強制的にオフ状態とする
ため、たとえヒータ制御回路に誤動作が発生しても、定
着部の温度が異常に上昇することがない。その結果、ヒ
ータの過熱による定着部の損傷を確実に防止することが
可能となるため、装置自体の信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電子写真装置の一実施例を示す
機能ブロック図である。

【図２】実施例におけるヒータ制御手順を説明する図で
ある。

【図３】電子写真装置の一部を示す側面概略図である。

【図４】従来装置の機能ブロック図である。

【図５】従来例におけるヒータ制御手順を説明する図で
ある。

【符号の説明】

２ ヒータ ３ サーミスタ（温度検出部） ７ ヒータ制御回路 ８ ヒータ電源 ９ 計測部 １０ 保持部 １１ 比較部 １３ 保護回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に転写された転写画像を定着さ
   せるためのヒートローラと、このヒートローラに内蔵さ
   れたヒータに電力を供給するヒータ電源と、前記ヒータ
   の温度を検出する温度検出部と、この温度検出部によっ
   て検出されたヒータ温度が予め設定された上限温度又は
   下限温度に到達したか否かによって前記ヒータ電源をオ
   ン／オフするヒータ制御回路とを備えた電子写真装置に
   おいて、 前記ヒータ電源がオン状態に保持されている時間を計測
   する計測部と、 前記計測部で計測されたオン時間と予め設定された基準
   時間とを比較しつつ、前記基準時間に対して前記オン時
   間が規定の許容範囲内にあるか否かを判定する比較部
   と、 前記比較部での判定結果において前記オン時間が前記許
   容範囲を越えたと判定されたときに前記ヒータ電源を強
   制的にオフ状態とする保護回路とを具備したことを特徴
   とする電子写真装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真装置におい
   て、 前記計測部によって計測されたオン時間を記憶保持する
   保持部を備えるとともに、前記比較部は前記保持部に保
   持された前回のオン時間を前記基準時間として設定する
   ことを特徴とする電子写真装置。