JPS62106483A - 温度制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、画像形成装置等に使用される定着器等の温度
制御を行う温度制御装置に関するものである。

〔従　来　技　術〕

電子機器内には各種の発熱部材が用いられている。例え
ば画像形成装置（電子複写装置）における定着器は、転
写紙に転写された未定着ｌ・ナー像を高温度を用いて安
定した画像として転写紙に定着させる装置である。一般
にこのような部材は一定の温度であることが要求され、
サーミスタ等の感温素子を用いて後述する加熱素子をオ
ン・オフ制御することにより定着に必要な一定温度を維
持している。しかし、上述の加熱素子に故障（断線）が
生じた場合、定着不良が発生するだけでなく、装置自体
にも損害を与える。

これを防止するため、種々の制御回路が考案されている
。

第４図に加温素子の断線検知回路を備えた従来の温度制
御装置の回路図を示す。

同図の回路はサーミスタＴ　）Ｉと抵抗Ｒ，，Ｒ２゜Ｒ
３より構成されるブリッジ回路およびコンパレータＱ５
．トリガ回路、、トランジスタＱ２．抵抗Ｒ４〜Ｒ６よ
り構成される温度制御回路、トライアック２．ヒータ旧
交流電源３．電流検出回路４より構成されるヒータ断線
検知回路で構成されている。

この回路は、通常電源電圧Ｖ　ｃ　ｃを抵抗Ｒ３とサー
ミスタＴＨとで分割した電圧■８と抵抗Ｒ８゜Ｒ２で分
割した基！Ｖ雷電圧１をコンパレータＱ。

で比較し、その比較出力によりトランジスタＱ２を介し
てトライアック２をオン・オフ制御し、ヒータ■］に交
流電流を導通または遮断する回路である。そして、この
動作中電流検出回路４は、コンパレータＱ、の出力を監
視し、電流検出回路４では、このコンパレークＱ、の出
力がハイ信−号である時、交流型′ｔＡ３から電流がイ
ｊ（給されていなりれば断線信号ａを出力し、ヒータｔ
Ｔが断線していることを報知するものである。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、従来の温度制御装置では、ヒータＩ（の
断線検知は可能であるが、電流検出回路４は、商用電源
である交流電源３に１妄続されているため、電流検出回
路４を高１１圧な回路で構成する必要があり、コスト面
で極めて不利−（ある。また軸出国別の電源仕様に合わ
せなｉＪればならず部品の共通化も計れない。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の欠点に鑑み、低圧の制御回路のみで
商用電源に接続されているヒータの断線を検知し、各国
の電源仕様に影響されることなく電流検出回路を共通化
し、装置をコストダウンすることを可能とする温度制御
装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は上記目的を達成するために、熱源により加熱さ
れる被加熱部材と、該被加熱部材の温度を検知する検知
手段と、該検知手段の出力と所定温度に設定するための
基準電位とを比較し前記熱源の通電制御を行う制御手段
とを備えた温度制御装置において、前記所定温度に達し
た後に所定周期で前記基準電位を変化させる電位変化手
段を設り、該電位変化手段の出力と前記制御手段の出力
とにより前記熱源の異常を検知することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳述
する。

第２図は本発明の温度制御装置を定着器に用いた場合の
定着器の外観図である。同図において、５は内部にヒー
タ等の熱源６を有し、周面には耐熱性およびトナーの離
型性を有するテフロン等の樹脂５ａを塗布した加熱「１
−ルであり、図示方向に回転する。加熱ロール５の下部
には周面を耐熱性および弾性を有するシリコンゴム等に
よって被覆した加圧ロール７を適宜圧力で圧接して二ツ
ブ部８を構成すると共に、加熱ロール５に圧接した状態
で同ロール５とノシ動する。そして、二ツブ部８にトナ
ー画像を形成した川♀１（を矢印Ａ方向より噛み込み通
過させることによって、その用紙を挾持、押圧し、この
とき熱源６の加熱作用および加圧ロール７の加圧作用に
よって、トナー画像を用紙上に熱融着して定着作業を行
う。加熱ロール５の周面における用紙排出側には、剥離
爪９の先端部を当接し、ニップ部８から排出された用紙
を加熱ロール５からヱリ離し、更にその用紙を排紙Ｄ　
−ル１０によって機外に排出する。

また、加熱ロール５の周面には加熱ロール５の周面に接
触して温度検出用のサーミスタ１１が数句げられ、この
サーミスタ１１は、アーム１２に取イ」けられている。

このアーム１２は軸１２ａを中心に回動自在に設けられ
ている。

以トのような外観構成を有する定着器内の温度制御装置
として第１図に示す温度制御回路が設けられている。

同図において、感温素子であるサーミスタ１１と抵抗Ｒ
７の直列回路は抵抗Ｒａ　、Ｒｑ　、Ｒｈｏの直列回路
と並列接続されブリッヂ回路を構成している。また、サ
ーミスタ１１と抵抗Ｒ１の接続点はコンパレータＱ、の
非反転入力に接続され、抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ７の接続点は
コンパレータＱ３の反転入力に接続されている。また、
コンパレータＱ、の出力は抵抗ＲＩ　１と抵抗Ｒ１□の
接続点に接続されている。またコンパレータＱ３の出力
はＡＮＤケート１９の入力とレディ回路１４にも接続さ
れている。抵抗Ｒ１２には、更に抵抗Ｒ１３が接続さ６
一 れ、上述の抵抗ＲｚとＲ＋ｚ、Ｒ＋３とで直列回路を構
成している。また、ごの抵抗Ｒ１□とＲ４３の接続点に
は）・ランジスタＱ４のベース端Ｙが接続されている。

このｌ・ランジスタＱ４のコニミック心セ；子は接地さ
れ、コレクタ端子ムこばトリガ回路１５が接続されてい
る。

更ｔこ、このトリガ回路１５のトリガ出力には、１−ラ
イアソク１６のゲート端子が接続され、このトライアッ
ク１６とヒータＩ＋’（第２図の熱源６）と交流電源１
７は閉回路を構成している。

一方、上述のレディ凹ｈＲ１４の出力は発振器１８の入
力に接続され、発１１＋Ｖ：４　］　’ｉＩの出力はイ
ンバータ２０を介して前述の△ＮＩ′）ゲーＩ・１９の
入力に接続されている。そし゛Ｃ八へＤゲート１９は後
述する条件が揃うとヒータ１１　’の断線信号すを出力
する。また、上述の発臥器１８の出力は抵抗Ｒ３４を介
してトランジスタ０１のヘース、：、ｌｊ、４　Ｙ−に
も接続されている。このトランジスタＱ、のコｌ／クタ
端子は、前述のブリノチ回１１３を構成している抵抗Ｒ
９とＲｈｏの接続点に接続され、エミッタ端子は接地さ
れている。

以上のように構成された回路を有する木実施例の温度制
御装置の回路動作説明を以下に行う。

まず、図示し７ないスイッチをオンし、端子２１゜２２
間に電源を供給し、本回路を動作状態とする。

この電源投入時、前述の加熱ロール５はの表面温度は室
温と同しである。従って、サーミスタ１１の抵抗は高（
、抵抗Ｒ７とサーミスタ１１の接続点の電圧ＶＩＩ′は
抵抗Ｒ０とＲ１の接続点の電圧ＶＩ　′よりも高い。こ
のため、コンパレータＱ３の出力は、ハイ信号となり、
トランジスタＱ４をオンし、ｌ・リガ回路１５をオンし
、トライアック１６のケー１−にハイ信号を供給する。

この一連の動作により、トライアック１６は導通し、交
流型ｔＡ１７．　　ヒータＨ’、ｌ−ライアソク１６で
構成される閉回路に交流電流が流れる。従って、ヒータ
１１’（熱源６）に。Ｌり加熱ロール５は加熱され、徐
々に力１１熱ロール５の周面温度は上昇する。

この加熱動作により加熱ロール５が徐々に加熱され、サ
ーミスタ１１がトナーの定着可能温度（約１８０°Ｃ）
を検知すると、予め抵抗Ｒｎの抵抗値と、抵抗Ｒ７の抵
抗値との比により温度１８０℃に対応する電圧値（ｖ＋
’）がコンパレータＱ・。

の反転入力端子に印加されζいる為（但し、この時後述
するがトランジスタＱ、、Ｃ；＋オンし、抵抗Ｒ９の一
端は接地電位とほぼ同一である）、コンパレータＱ３の
入力電圧■８　′とＶ、′の大きさは、前述の逆になり
、コンパレータＱ３の出力は、ロー信号となる。このた
め、トランジスタＱ４はオフし、トリガ回路１５もオフ
し、交流電源１７゜ヒータＨ′、トライアック１６の閉
回路を流れていた交流電流は遮断される。

この回路動作によりヒータ１ビば加熱動作を停止する。

ヒータＨ′の加熱動作が停止し、サーミスタ１１の検出
温度が低下すると、再度コンパレークＱ３の出力は反転
し、上述の動作を繰り返し、所定の温度（１８０°Ｃ）
に加熱ロール５の温度制御を行う。一方レディ回路１４
では、コンパレータＱ３の出力がハイ信号からロー信−
号に一度変化すると、第３図のタイムチャー１・前温度
特性図に示＝９− ずように、発振器１８へそれまでのロー信号に変わって
ハイ信月を出力する。発振器１８ではこのハイ１．−月
の入力により、例えば１０秒毎に０．２秒のパルス信号
をＡＮＤゲート１９へ出力する。このため、トランジス
タＱ５は発振器１８の出力が第３図に示すロー信号の時
オフし、抵抗Ｒ９と抵抗Ｒｈｏの直列回路が形成される
。従って、コンパレータＱ３の反転入力端子には基準電
圧ｙ、１１が印加される。この基準電圧■１　″はサー
ミスタ１１で検出される温度が１５０℃の時に対応する
抵抗値でＪンパレータＱ３の出力が反転する抵抗値に設
定されている。従って、発振器１８の出力がロー信号の
時コンパレータＱ３では加熱ロール５の温度が１５０℃
以下の時のみハイ信号を出力する。この過熱ロール５の
温度が１５０℃以下になるのは、電源をオフしない限り
ヒータＨ′が断線した時のみである。例えば、転互紙が
定着器を通過した場合でも第３図の期間Ｔに示すように
１５０’Ｃ以下に過熱ロール５の温度が低下することは
ない。また、この１５０℃の温度は、定着器が１−ナー
を熱定着するために必要な最低温度であり、通常は１８
０℃１）；１後がトナーを定着するために望ましいが、
１５０℃以」二であれば、特に定着不良等を起こすこと
はない。

一方、ＡＮＤゲート１９にはコンパレータＱ。

のハイまたはロー信号と共に、前述のように発振器１８
からのパルス信号（０，２秒／１０秒）もインバータ２
０を介して入力しており、このＡＮＤゲート１９ではイ
ンバータ２０からハイ信号が入力した時、コンパレータ
Ｑ１の出力を確Ｊ忍する。この時、コンパレータＱ３の
出力が１１−信号であれば、すなわち第３図のタイムチ
ャー）　Ａｌｉ　？ＡＡ度特性図において時間Ｔ、の状
態であれば、Ａ、　Ｎ　Ｄゲート１９から断線信号すが
出力されることはない。

しかし、第３図の温度特性曲線ｒ３が時間Ｔ２の時点で
ヒータＨ′がＵＩ線したとすると、時間Ｔ２−・Ｔ３−
Ｔ、と経過すると共に、過熱ロール５の温度が低下し、
時間Ｔ４において、二１ンパレータＱ３のハイ信号出力
が検出されると、ＡＮＴ）ゲート１９から断線信号すが
出力される。この断線信号すは図示しないマイクロコン
ピュータ等の制御装置に出力され、複写禁止、異常表示
などの処理が行われる。

以上のように本実施例の温度制御装置は、コンパレータ
Ｑ３に定着可能温度と通常の定着温度とに対応する２つ
の基準電圧値を設定し、所定の周期で定着可能温度の電
位でコンパレータＱ３にサーミスタ１１の検出温度を比
較させ、この時過熱ロール５が所定の温度以下であれば
（コンパレークＱ、がハイ信号を出力すれば）　、ＡＮ
Ｄゲート１９から断線信号すを出力し、ヒータＨ′が断
線していることを検知するものである。

なお、上述の実施例は定着器について述べたものである
が、本発明は定着器に限らず、例えば暖房器具等のよう
に使用されるヒータの温度をフィードハック制御する温
度制御装置を有する電気機器に用いることかのできるこ
とは勿論である。

また、本実施例では、コンパレータＱ、で比較する基準
電圧に対応する過熱ロール５の温度（サーミスタ１１の
検出温度）を１８０°Ｃと１５０℃に設定したが、これ
らの温度に限るものではない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、ヒータの断
線検知回路をＡＮＤゲート等の簡単な低圧回路のみの構
成で検出できるため、回路として高耐圧回路が不要であ
り、部品の共通化が可能となり、装置をコストダウンで
きる。また、単一のコンパレータで２点の温度比較（２
点電圧比較）が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の温度制御装置の回路図、第２図は本
実施例の温度制御装置が使用され°ζいる定着器の構成
図、 第３図はタイムチャーＩ・と、そのタイムチャートに従
った過熱ロールの温度特性図、 第４図は従来の温度制御装置の回路図である。 ５・・・加熱ロール、 ６・・・熱源、 １１・・・サーミスタ、 １４・・・レディ回路、 １７・・・交流電源、 １８・・・発振器、 １９　・　・　・ＡＮＤゲート、 Ｈ，Ｈ’　・・・ヒータ、 Ｑ３　・・・コンパレータ、 Ｑ、・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱源により加熱される被加熱部材と、該被加熱部材の温
   度を検知する検知手段と、該検知手段の出力と所定温度
   に設定するための基準電位とを比較し前記熱源の通電制
   御を行う制御手段とを備えた温度制御装置において、前
   記所定温度に達した後に所定周期で前記基準電位を変化
   させる電位変化手段を設け、該電位変化手段の出力と前
   記制御手段の出力とにより前記熱源の異常を検知するこ
   とを特徴とする温度制御装置。