JPS63180989A - 安全装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は例えば複写機のように電熱装置を備えた装置に
用いられる安全装置に係わり、特に電熱装置の異常発生
時に障害対策を迅速に行うことのできる安全装置に関す
る。

「従来の技術」 複写機やレーザプリンタ等のある種のプリンタでは、感
光体ドラム上に静電潜像を形成しこれをトナーで現像し
て用紙にトナー像を転写するようになっている。転写さ
れたトナー像は、この後定着される。トナー像の定着は
通常、熱エネルギを用いて行われる。トナー像の定着に
は各種の方法が存在するが、（ｉ）画質を劣化させる度
合が少なく、（ｉｉ）安全性に優れたものとしてヒート
ロールを用いた定着装置が通常用いられている。

第６図は従来用いられた定着装置の回路構成の一例を表
わしたものである。この回路で１００■の商用電源ＩＡ
には、固体化リレー（ＳＳＲ）２とヒータ３およびサー
モスタット４が直列に接続されている。ここでヒータ３
はトナー像を定着す。

るためのヒートロール５の加熱用熱源として用いられて
いるものである。また固体化リレー２は、機械的なリレ
ーと異なり固体の性質を利用してリレー機能を行うもの
である。

さて、ヒートロール５の表面には温度検出素子としての
サーミスタを配置したサーミスタモジュール６が軽く接
触している。サーミスタモジュール６の出力するヒート
ロール５の表面温度情報８は温度制御部９に送られる。

温度制御部９は例えばデータ入力用バッファアンプ９Ａ
と、これを経た信号の処理を行うデータ処理部９Ｂと、
データ処理部９Ｂによって処理された後の信号を外部に
出力するデータ出力用バッファアンプ９ｃによって構成
されている。

ここでデータ処理部９Ｂはアナログデータとしての表面
温度情報８をディジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ
変換器や、ｃｐｕ　（中央処理装置）およびクロック発
生回路等によって構成されている。そして、表面温度情
報８に応じた温度制御信号を作成する。データ出力用バ
ッファアンプ９Ｃから出力される温度制御信号１１は固
体化リレー２０制御端子に人力される。この固体化リレ
ー２によってヒータ３の通電が制御される。

サーモスタット４は、ヒートロール５の過熱を検出して
その接点を開くようになっており、この異常時には商用
電源ＩＡを通るループが開かれ、ヒータ３の通電が阻止
される。すなわち、何らかの原因で温度制御部９が故障
しヒータ３への通電が連続して行われたような場合には
、サーモスタット４が動作することにより装置の安全を
確保するようになっている。

ところで、この定着装置は熱源を備えているので複写機
等の機内の温度を感光体ドラムやその他の部品にとって
不適切な温度にまで上昇させる可能性がある。特にある
種のプリンタ等では感光体ドラムとして光半導体を使用
するので、周囲の温度許容範囲を逸脱するようなことが
あると、感光特性が大きく変化し良好な画像を形成する
ことができなくなる。そこで機内には排熱器（ファン）
１３が設けられている。排熱器制御回路１４は機内の温
度に応じて１００■の商用電源ＩＢから排熱器１３への
給電を制御し、必要に応じて排気を行って機内をほぼ一
定の温度範囲に保つ役割を行う。

「発明が解決しようとする問題点」 前述したようにこの定着装置にはサーモスタット４を用
いた安全装置が用いられている。すなわち、熱源として
のヒータ３に対する電力供給のための因子、例えば固体
化リレー２が短絡するような故障が発生したとする。こ
れによりヒータ３に電力が連続して供給されるような事
態となると、サーモスタット４が作動しヒータ３への電
力供給を断つことになる。

このように各種事情で熱源に対する電力供給の制御が正
しく行われなくなったときには、フェイル・セイフ（ｆ
ａｉｌ　５ａｆｅ）　　という思想の下に装置の安全が
確保されるような手当てが行われている。

ところが、第６図に示した従来の安全装置では、サーモ
スタット４の動作特性が空気の流れに太きく左右される
ため、排熱器１３が作動しているときには異常事態の検
出が大幅に遅れるという問題があった。異常事態の検出
が遅れると熱定着器としてのヒートロールの表面が変形
したり、この表面に常時接触して用紙の剥離を行うため
の剥離爪の変形等が生ずるおそれがあった。

そこで本発明の目的は、熱源としての熱定着器と熱を外
部に逃がすための排熱器とを備えた装置において、異常
時の安全対策を迅速に行うことのできる安全装置を提供
することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、（１）熱定着器の温度を検出する温度検出
手段と、（１１）この温度検出手段によって検出された
温度が通常の温度制御範囲内にあるかどうかの判別を行
う温度判別手段と、（ｉｉｉ　）温度判別手段によって
通常の温度制御範囲外と判別されたとき排熱器の作動を
停止させる排熱器駆動制御手段とを安全装置に具備させ
る。

すなわち、本発明では温度が異常になったら排熱器を一
時的にせよ停止させ、空気の流れを静止させてサーモス
タット等を早期に作動させるようにするものである。サ
ーモスタット等が作動した後には、排熱器の作動を再開
してもよいことはもちろんである。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例としての安全装置が適用され
るプリンタの要部を表わしたものである。

このプリンタ２１は感光体ドラム２２を備えている。感
光体ドラム２２の上方には、帯電用のチャージコロトロ
ン２３が配置されており図で矢印方向に回転するドラム
表面に電荷を付与するようになっている。帯電されたド
ラム表面はこの後トナー貯蔵容器と現像器を兼ねた現像
装置２４に到達し、ここで現像が行われるが、その前に
レーザ光２５を照射され静電潜像の形成が行われる。現
像装置２４の現像によって形成されたトナー像は、供給
トレイ２６から搬送路２７に沿って搬送された記録用紙
２８に転写される。トナー像の転写は、転写器としての
トランスファコロトロン２９の作用によって行われる。

トナー像の転写された記録用紙は搬送ベルト３１によっ
て定着装置３２に到達し、ここで定着が行われる。定着
装置３２はヒータ３を内蔵したヒートロール５と、これ
に記録用紙を圧接させるための圧力ロール３３とによっ
て構成されている。ヒートロール５の上方には排熱器１
３が配置されており、必要に応じて機内の空気を外部に
排出するようになっている。

一方、トナー像を記録用紙に転写した後の感光体ドラム
２２はクリーニング装置３５によってクリーニングされ
る。そして、再びチャージコロトロン２３によって帯電
され、次の露光作業に備えることになる。なおすでに第
６図において説明したようにヒートロール５の表面には
サーミスタモジュールが軽く接触しており、ヒートロー
ル５かられずか離れた位置にはサーモスタット４が配置
されている。

第１図はこのようなプリンタの要部についての回路構成
を表わしたものである。このプリンタでは、１００■の
商用電源１がヒータ３、サーモスタット４および固体化
リレー２からなる第１の直列回路と、排熱器１３および
排熱器部動用リレー４１からなる第２の直列回路のそれ
ぞれと接続されている。ヒータ３の近傍、すなわちヒー
トロール５０表面には温度検出素子としてのサーミスタ
を配置したサーミスタモジュール６が軽く接触している
。サーミスタモジュール６から得られる表面温度情報８
はＣＰＵ４２のアナログ人力ポート１−１に入力される
ようになっている。アナログ人力ポートＩ−１に入力さ
れたアナログ情報としての表面温度情報８は、ＣＰＵ４
２内に設けられたＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後、
処理されることになる。

ＣＰＵ４２内 の周辺回路４３とバス４４によって接続されており、表
面温度情報８の処理結果として第１の出力ポート○−１
からヒータ３の温度を一定に制御するための温度制御信
号４５を出力する。この温度制御信号４５はドライバ４
６に供給され、固体化リレー２をオン・オフ制御するた
めの制御入力となる。

ＣＰＵ４２は、また表面温度情報８の他の処理結果とし
て第２の出力ポート○−２から異常時制御信号４７を出
力する。この異常時制御信号４７は後に説明するように
ヒータ３の表面温度が異常に高くなっている状態で出力
されるものである。

異常時制御信号４７はドライバ４８に供給され、排熱器
部動用リレー４１の動作をオン・オフするための制御入
力となる。

なお、第１図に示した回路でＣＰＵ４２、周辺回路４３
および２つのドライバ４６．４８は、定着器を主として
制御するための制御装置４９として１枚の基板上に配置
されている。

第３図はこのプリンタにおけるヒートロールの表面温度
が制御される様子を表わしたものである。

時刻ｔ１においてプリンタに電源が投入されると、第１
の出カポ−）０−１から温度制御信号４５が出力される
。そしてヒートロール５の温度が１９０度Ｃになる時刻
ｔ２の時点までの間、ヒータ３が連続的に通電される。

そしてこの後は、ヒ−トロール５の表面温度が１８０度
Ｃに低下した時点から１９０度Ｃに上昇するまでの各区
間において、固体化リレー２がオンとなり商用電源１か
らヒータ３への通電が行われることになる。このように
して、ヒートロール５０表面はこの実施例ではほぼ１８
０度Ｃから１９０度Ｃの温度範囲に制御されることにな
る。

制御装置４９に何らかの異常が発生して以上説明したよ
うな温度制御が行われなくなり、ヒータ３が連続的に通
電制御されるようになったとする。

この結果、第３図の時刻ｔ３にヒートロール５の表面温
度が２２０度Ｃに達したものとする。この時点でＣＰＵ
４２は異常時制御信号４７を出力し、排熱器部動用リレ
ー４１が排熱器１３に対する通電を停止する。ヒートロ
ール５の表面かられずかの距離だけ隔てて配置されたサ
ーモスタット４は、この時点から排熱器１３の影響を受
けずにヒートロール５の温度を監視する。すなわち、空
気の流れが停止した状態でサーモスタット４はヒートロ
ール５の温度を迅速に検出し、ヒートロール５等に不具
合が発生する前の時点でその接点を開く。

これにより商用電源１からヒータ３への通電が強制的に
停止されることになる。

第４図は、以上説明した制御を行うためのＣＰＵの動作
を表わしたものである。ＣＰＬＩ４２は図示しないメモ
リに温度制御のために書き込まれた手順に従ってこのよ
うな制御を行うことになる。

まずＣＰＵ４２は表面温度情報８を基にしてこの温度Ｔ
が定着のための第１の温度ＴＩ（この実施例では１８０
度Ｃ）よりも低いかどうかの判別を行う（ステップ■）
。低ければヒータの通電がオンされる（ステップ■）。

これ以外の場合には、温度Ｔが定着のための第２の温度
Ｔ２（この実施例では１９０度Ｃ）よりも高いかどうか
の判別が行われる（ステップ■）。高ければ、ヒータ３
の通電がオフとなる（ステップ■）。１９０度Ｃと等し
いかそれ以下であった場合には、通電が継続して行われ
る。

一方、ステップ■で温度Ｔが第２の温度Ｔ２よりも高け
れば、異常温度に到達している可能性がある。そこで、
この場合には温度Ｔが異常温度としての温度Ｔ３（この
実施例では２２０度Ｃ）よりも更に高いかどうかの判別
が行われる（ステップ■）。高い場合には、排熱器１３
の回転が強制的に停止される（ステップ■）。これと共
に異常時制御信号４７が出力されることになる。

本実施例では、排熱器１３を停止させることによりヒー
トロール５の表面温度が２４０度Ｃに上昇した時点でサ
ーモスタット４が作動し、ヒータ３の通電が停止した。

同一のプリンタで排熱器１３を作動させたところ、ヒー
トロール５の表面　′温度が２８０度Ｃに上昇した時点
でサーモスタット４が作動した。すなわち、排熱器１３
を異常時に一時的にせよ停止させることでサーモスタッ
ト４の動作点を約４０度Ｃ低下させ、定着装置に対する
二次障害を有効に防止することができるようになった。

「変形例」 第５図は本発明の変形例を表わしたものである。

第１図と同一部分には同一の符号を付しており、これら
の説明を適宜省略する。

さて、上記した実施例ではＣＰＵ４２（第１図参照）が
異常加熱そのものの検出を行っていた。

従って、ＣＰＵ４２そのものが故障すれば異常加熱時の
対策をとることができないことになる。そこでこの第４
図に示した変形例では、サーミスタモジュール６の出力
するヒートロール５の表面温度情報８を、ＣＰＵ４２に
供給すると共に独立した排熱器制御部５１にも供給する
。排熱器制御部５１はコンパレータ５２を備えており、
基準電圧と表面温度情報８を比較する。そして、異常温
度である場合にはドライバ５３から異常時制御信号５４
を出力させる。この異常時制御信号５４は排熱器部動用
リレー４１の動作をオン・オフするための制御入力とな
る。

このようにこの変形例では通常の温度制御手段とは別個
に異常加熱を検知する回路を設けたので、仮にＣＰＵ４
２が故障したとしても排熱器１３の回転が停止し、装置
の二次障害を減少させることができる。

以上説明した実施例および変形例では安全装置としてサ
ーモスタットを用いたが、サーモヒユーズあるいはその
他の素子または回路を用いてもよいことは当然である。

また実施例ではアナログ入力ポートを有するＣＰＬＩを
制御装置に用いたが、通常のディジタル処理用のＣＰ［
Ｊを用いてもよいし、比較回路等で同様の機能の回路を
構成してもよいことはもちろんである。

「発明の効果」 このように本発明によれば熱定着器が通常の温度制御範
囲外にあるとき排熱器の作動を停止させることにしたの
で、サーモスタット等の安全装置の動作が確実となりこ
れらの選定が容易となると共に、安全装置自体の信頼性
も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図は安全装置の備えられたプリンタ
の要部の回路図、第２図はこのプリンクの概略構成図、
第３図はヒートロールの表面温度の制御の様子を示す温
度制御特性図、第４図は温度制御の様子を示す流れ図、
第５図は安全装置の備えられたプリンタの他の例を示す
回路図、第６図は安全装置を備えた従来の定着装置の回
路構成の一例を示す回路図である。 ■・・・・・・商用電源、２・・・・・・固体化リレー
、３・・・・・・ヒータ、４・・・・・・サーモスタッ
ト、１３・・・・・・排熱器、 ４１・・・・・・排熱器部動用リレー、４２・・・・・
・ＣＰＬＩ、５１・・・・・・排熱器制御部。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、用紙の熱定着を行うための熱定着器と熱を外部に放
   出するための排熱器とを有する装置において、熱定着器
   の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段に
   よって検出された温度が通常の温度制御範囲内にあるか
   どうかの判別を行う温度判別手段と、温度判別手段によ
   って通常の温度制御範囲外と判別されたとき排熱器の作
   動を停止させる排熱器駆動制御手段とを具備することを
   特徴とする安全装置。 ２、熱定着器の電源と直列に接続され熱定着器の過熱状
   態において作動するサーモスタットを具備することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の安全装置。 ３、排熱器駆動制御手段はサーモスタットが作動した時
   点で排熱器の駆動を再開させることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の安全装置。