(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ヒータの温度を監視して定着ヒータの通電制御とパワー系の電源のオン／オフ制御を行い、定着ヒータの通電時に定着温度検出手段により検出された定着ヒータ温度が基準値を超えた異常を検出すると、定着ヒータの通電を禁止すると共にパワー系の電源をオフする単一のＭＰＵと、
定着ヒータ温度の過昇を検出し、温度過昇の状態に応じてパワー系の電源を強制的にオフする温度異常監視手段とを備え、
前記温度異常監視手段は、定着温度検出手段により検出された温度と基準値を比較する比較手段と、該比較手段の出力と周期的なパルスとして定着ヒータの電源であるＡＣ電源のゼロクロス信号とが入力され、前記定着ヒータが基準値を超えない通常温度時には前記ゼロクロス信号により常にリセットされて出力が固定されるが前記定着ヒータが基準値を超えた温度の状態が設定時間を超えると出力状態が変化するタイマ手段とを含み構成され、
前記ＭＰＵによる温度監視が正常に動作しない場合にも、定着ヒータ制御手段の異常等によって定着ヒータの温度が基準値を超えて異常上昇した場合には、前記温度異常監視手段のタイマ手段の出力によりパワー系の電源を強制的にオフすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載において、温度過昇情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された温度過昇情報をクリアするクリア手段と、前記温度異常監視手段による強制オフ状態を、解除条件が満足されるまで保持する保持手段とをさらに備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載において、タイマ手段は、ウォッチドッグタイマであり、比較手段の出力と周期的なパルスを入力とするアンドゲートの出力がウォッチドッグタイマに入力され、ウォッチドッグタイマは、周期的なパルス入力の欠落を監視することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写装置、ＦＡＸ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特にその定着ヒータ制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを有する画像形成装置の場合、用紙に転写された未定着トナー像を用紙に溶融定着するために、定着ヒータを内蔵した定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧ローラからなる定着装置を設けるのが一般的である。
用紙は、画像面を定着ローラに向けてこのローラ対のニップ部に送り込まれ、ニップ部を通過する過程でトナー像が溶融定着するようになっている。
【０００３】
ところで、定着ヒータの温度が低過ぎるとトナーが効率よく溶融定着しないことになり、逆に定着ヒータの温度が高過ぎると用紙の焼損、その他のトラブルを引き起こすおそれがある。従って、定着ヒータは常に所定の温度になるように制御されなければならない。
【０００４】
従来より種々の定着温度制御技術が提案されているが、定着性能の向上、安全性の向上のために、定着温度の二重監視技術も提案されている。
従来、定着温度の二重監視の方式として次のような技術が知られている。
（１）定着ヒータ制御を司るＣＰＵとは別のＣＰＵにより定着温度を監視して、異常があった場合には定着ヒータ制御用ＣＰＵをリセットする。
（２）定着温度をコンパレータ等で監視し、その出力で定着ヒータのオン信号をゲートする。但し、定着温度異常時はヒータがオフされるが、メモリ機能が無いため、その後、温度が下がるとヒータが再度オンされる場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着ヒータ制御用ＣＰＵとは別に、定着温度の異常を監視するＣＰＵを設ける上記（１）の場合には、監視用ＣＰＵが増えることになり、コストアップになってしまう欠点がある。
【０００６】
また、定着温度をコンパレータ等で監視し、その出力でヒータのオン信号をゲートする方式の場合は、定着温度が異常検出温度より下がってしまうとゲートがオンされてしまうため、復帰できない異常の場合であってもヒータのオン／オフを繰り返してしまう不具合がある。
【０００７】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、より確実な定着温度の二重監視装置により、定着ヒータの過熱による災害を未然に防ぐことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明は、定着ヒータの温度を監視して定着ヒータの通電制御とパワー系の電源のオン／オフ制御を行い、定着ヒータの通電時に定着温度検出手段により検出された定着ヒータ温度が基準値を超えた異常を検出すると、定着ヒータの通電を禁止すると共にパワー系の電源をオフする単一のＭＰＵと、定着ヒータ温度の過昇を検出し、温度過昇の状態に応じてパワー系の電源を強制的にオフする温度異常監視手段とを備え、前記温度異常監視手段は、定着温度検出手段により検出された温度と基準値を比較する比較手段と、該比較手段の出力と周期的なパルスとして定着ヒータの電源であるＡＣ電源のゼロクロス信号とが入力され、前記定着ヒータが基準値を超えない通常温度時には前記ゼロクロス信号により常にリセットされて出力が固定されるが前記定着ヒータが基準値を超えた温度の状態が設定時間を超えると出力状態が変化するタイマ手段とを含み構成され、前記ＭＰＵによる温度監視が正常に動作しない場合にも、定着ヒータ制御手段の異常等によって定着ヒータの温度が基準値を超えて異常上昇した場合には、前記温度異常監視手段のタイマ手段の出力によりパワー系の電源を強制的にオフすることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、温度過昇情報を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された温度過昇情報をクリアするクリア手段と、温度過昇異常監視手段による強制オフ状態を、解除条件が満足されるまで保持する保持手段とをさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、タイマ手段は、ウォッチドッグタイマであり、比較手段の出力と周期的なパルスを入力とするアンドゲートの出力がウォッチドッグタイマに入力され、ウォッチドッグタイマは、周期的なパルス入力の欠落を監視することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に沿って説明する。
図１は本発明が適用される複写機のシステム全体の制御ブロック図である。
本システムは、メイン制御板１、スキャナ制御板２、ＤＣ電源／ＡＣ制御板３、給紙制御板４、Ｉ／Ｏ制御板５を中心に構成されている。
メイン制御板１は作像シーケンスとシステム関係の制御を行うＭＰＵ１１を備えている。また、スキャナ制御板２はスキャナ関係の制御を行うＣＰＵ１２を備えている。ＭＰＵ１１とＣＰＵ１２とは、スキャナＩ／Ｆボード１３を介して画像データ及びシリアルインタフェース（ＲＳ２３２Ｃ）によって接続されている。
【００１５】
メイン制御板１は、またメモリ制御板２１、ＬＤ制御板２２、マザーボード２３、ポリゴンモータ２８、ＤＣ電源／ＡＣ制御板３、Ｉ／Ｏ制御板５等と信号の授受を行う。
マザーボード２３は、複合機能を実現するためのアプリケーション拡張ユニットであり、ＦＡＸ機能を搭載したＦＣＵ２４、プリンタアプリケーションボード２５、スキャナアプリケーションボード２６、外部拡張Ｉ／Ｆボード２７を備える。
【００１６】
スキャナ制御板２は、スキャナモータ３１、ＡＰＳ（自動用紙選択部）３２、安定器３３、読み取り制御板３４の他、操作部３５、ＡＤＦ３６とも接続されている。
ＤＣ電源／ＡＣ制御板３は、メインモータ３９、高圧電源４０、定着ヒータ４１、ソータ／ステープラ４２と接続されている。
【００１７】
給紙制御板４は、ＬＣＴ４３、給紙バンク４４、各種センサ４５、モータ４６、各種クラッチ４７、ソレノイド４８等と接続されている。
Ｉ／Ｏ制御板５は、両面ユニット５１、ＬＤ回転モータ５２、メインモータ３９、高圧電源４０、その他と接続されている。
【００１８】
図２は図１に示すメイン制御板のブロック図である。
メイン制御板１には、全体の制御を司るＭＰＵ１１、ＵＡＲＴや周辺デバイスとのＩ／Ｆ機能を持ったＭＰＵ周辺ＬＳＩ６１、画像処理と画像データのフロー制御を行うＬＳＩ６２、画像メモリへの画像データの圧縮書き込み、伸張読み出しと、その他、画像メモリの各種操作を行うＬＳＩ６３、画像メモリ６４，６５、ＭＰＵ１１のプログラム／データ領域としてのフラッシュＲＯＭ６６，６７、ＭＰＵ１１のワーク領域であるＤＲＡＭ６８、複写機の調整データや動作モードを記憶しておく不揮発メモリ（ｎｖＲＡＭ）６９を備えている。
【００１９】
メイン制御板１には複数のコネクタが実装されているが、それぞれ、ＣＮ３０２はスキャナ制御板２とのＩ／Ｆ、ＣＮ３０３はＬＤ制御板２２とのＩ／Ｆ、ＣＮ３０４，３０５はアプリケーション用拡張ボードを接続するためのマザーボード２３とのＩ／Ｆ、ＣＮ３０７はＩ／Ｏ制御板５とのＩ／Ｆ、ＣＮ３０８はＩＣカード用コネクタ、ＣＮ３１０はポリゴンモータ駆動用、ＣＮ３１１はメモリ制御の画像メモリ拡張用ソケット、ＣＮ３１３はメモリ応用のオプションボードＩ／Ｆとして用意されている。
【００２０】
スキャナ制御板３とのＩ／Ｆは、スキャナＩ／Ｆボード１３を介して接続されている。ＭＰＵ周辺ＬＳＩ６１のＸＳＷＰＳＷ入力は、通常ＧＮＤにプルダウンされており、スキャナＩ／Ｆボード１３が接続されているとＨレベルになり、接続されない状態であるとＬレベルになる構成となっている。
【００２１】
ここで、ＣＮ３０８にメモリカードを接続することにより、ＩＣメモリカードの内容をボード上のフラッシュＲＯＭ６６，６７へ書き込み、あるいはその逆の動作が可能な構成となっている。
デジタル複写機の動作説明は公知であるのと、本発明には直接は関わらないため省略する。
【００２２】
次に、本発明を実現するための定着温度制御及び温度異常の二重監視回路を、回路図を基に説明する。
図３は本発明の実施の形態を示す定着制御回路の構成図である。
ＡＣコンセント７１からのＡＣ入力の片方は、フィルタ７２を通してパワーリレー７３がオンしていれば定着ヒータ７４の一方に接続されている。もう一方のＡＣ入力は、サイリスタ７５を介して定着ヒータ７４のもう一方に接続されている。
【００２３】
Ｉ／Ｏ制御板５内のゲートＩＣ（負論理アンドゲート）７６がパワーリレー７３に接続され、一方、ドライバ７７がサイリスタ７５を制御するトランジスタ７８のベースに接続されている。
このゲートＩＣ７６とドライバ７７を介してパワーリレー７３とサイリスタ７５がオン状態のときに定着ヒータ７４は通電される。また、定着ユニットには、定着温度を検知するためのサーミスタ７９が装着されており、メイン制御板１のＭＰＵ１１によって定着温度の監視を行っている。
【００２４】
サーミスタ７９と抵抗８０によって、定着温度データが電圧値としてＭＰＵ１１のアナログ入力ＡＮに入力される。一方、電圧変換された定着温度データは温度過昇を検出し制限するための手段としての温度異常監視回路（温度異常監視手段）８１にも入力されるようになっている。この温度異常監視回路８１の出力とＩＯポート８２の出力状態によって定着ヒータ７４を制御することが可能となる。また、温度異常監視回路８１からの出力はＭＰＵ１１の入力ポートにも接続されており、温度異常監視回路８１の出力状態を監視することが可能となっている。
【００２５】
さらにＭＰＵ１１の出力ポートにより、温度異常監視回路８１からの定着ヒータ強制オフ信号（パワーリレー７３をオフする信号）を解除することができる（温度異常監視回路８１の出力は強制オフ状態がＨレベル出力となる）。また、温度異常監視の判断用にゼロクロス信号あるいは、ＭＰＵ１１の出力ポートからのパルス信号が入力されている。符号８３はリセットＩＣ、８４はゼロクロス検出部、８５は温度ヒューズを示す。
【００２６】
図４は図３の温度異常監視回路の一例を示す構成図である。
この例の温度異常監視回路８１は、定着ヒータ７４が温度過昇状態にあるか否か検出するコンパレータ９１、アンドゲート９２、ウォッチドッグタイマ９３、Ｄタイプフリップフロップ９４を備えている。
【００２７】
本実施の形態では、温度過昇状態へ移行するサーミスタ７９の抵抗値を５３６Ω（２１７〜２２５℃）に設定している。このコンパレータ９１の出力と、ゼロクロスまたはＭＰＵ１１からのパルス出力をアンドゲート９２でアンドして、その出力をウォッチドッグタイマ９３のリセット入力に入力する。
【００２８】
通常温度状態であるとコンパレータ９１の出力がＨのため、アンドゲート９２の出力はゼロクロスのパルスまたはＭＰＵ１１からのパルスとなり、ウォッチドッグタイマ９３を常にリセットしている。この状態であると、ウォッチドッグタイマ９３の出力はＨのままである。
【００２９】
この出力がフリップフロップ９４のリセット（Ｒ）入力に接続されているため、ＭＰＵ１１からのリセット後のクリア入力によって／Ｑ出力はＬがラッチされている。この信号が、パワーリレー７３の出力を制御する負論理アンドゲート７６に接続されているため、ＭＰＵ１１からＩ／Ｏポート８２を介してパワーリレー７３をオンしている場合には、実際にリレーがオンされる。
【００３０】
もし、定着ヒータ７４の温度が上昇すると、即ち、サーミスタ７９の抵抗値が５３６Ωより小さくなると、コンパレータ９１の出力はＬとなとり、アンドゲート９２の出力はＬのままとなる。
この状態がある一定時間（ウォッチドッグタイマ９３に予め設定されている時間）を超えると、ウォッチドッグタイマ９３はＬを出力する。これにより、フリップフロップ９４の出力はＨに変化し、ＭＰＵ１１がパワーリレー７３をオンしようとしていても、強制的にリレーがオフされる。
【００３１】
フリップフロップ９４のＣＬＫ入力には、ＭＰＵ１１からの出力ポートが接続されており、温度過昇状態を検出し、パワーリレー７３が強制オフ状態であっても、強制オフ状態を解除することができる。
【００３２】
これは、ノイズやオーバーシュート等により正常に制御されているにも係わらず、定着ヒータ強制オフが働いてしまったときに、ＭＰＵ１１自ら状態の監視（サーミスタ温度の検知等）を行い、異常がなければ強制オフ状態を解除して通常複写動作を継続させるためのものである。仮に、暴走等でＭＰＵ１１の動作が正常に行われなくなった場合には、この動作は行われない。
【００３３】
なお、ウォッチドッグタイマ９３のリセットにゼロクロスではなく、ＭＰＵ１１のポートからのパルスを利用する場合、間接的にプログラムを監視することになり、ＭＰＵ１１の暴走による定着ヒータ７４の誤動作も防ぐことが可能となる。
【００３４】
本発明の実施の形態においては、サーミスタ７９からの定着ヒータ７４の温度検知信号に基づいて、ＭＰＵ１１がパワーリレー７３及びサイリスタ７５を制御することで、定着ヒータ７４のパワー系の電源の制御と、定着ヒータ７４の通電制御を行う。そしてＭＰＵ１１とは独立して温度異常監視回路８１を設け、定着ヒータ７４が温度過昇状態になったとき、強制的にパワーリレー７３をオフすることで定着ヒータ７４への通電を停止させるようにしている。
従って、ＭＰＵ（ＣＰＵ）の数を増やすことなく安価に、しかも確実に定着温度を二重監視することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、安価な構成で、定着ヒータの異常時のオン／オフの繰り返しを防ぎ、かつ、外来ノイズ等による定着安全回路の誤動作を無くして過熱を防止し、災害を未然に防止することができる。従って、定着ヒータの温度制御における信頼性と安全性の高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される複写機のシステム全体の制御ブロック図である。
【図２】図１に示すメイン制御板のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す定着制御回路の構成図である。
【図４】図３の温度異常監視回路の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  メイン制御板
５  Ｉ／Ｏ制御板
１１  ＭＰＵ
７３  パワーリレー
７４  定着ヒータ
７５  サイリスタ
７８  トランジスタ
７９  サーミスタ
８１  温度異常監視回路
【図１】
0003638199.tif 000002
【図２】
0003638199.tif 000003
【図３】
0003638199.tif 000004
【図４】
0003638199.tif 000005