(57)【要約】【課題】  簡易な構成で、温度制御対象物の温度を検出するサーミスタなどの感温抵抗の接続の異常や、温度制御対象物の異常高温を検知できる、温度制御装置およびこの装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】  温度制御対象物の温度を検出する感温抵抗１５と、これに直列接続された第一のプルアップ抵抗Ｒ１とを有し、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧により前記温度制御対象物の異常高温を検知する異常高温検知部と、前記感温抵抗を温度制御装置本体に接続するための、ループバック部を設けたコネクタ４０４を有し、前記ループバック部により接続の異常を検知する接続異常検知部と、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧にもとづいて前記温度制御対象物の温度を制御する温度制御部４０１と、を備えた温度制御装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御対象物の温度を検出する感温抵抗とこれに直列接続された第一のプルアップ抵抗とを有し、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧により前記温度制御対象物の異常高温を検知する異常高温検知部と、
前記感温抵抗を温度制御装置本体に接続するための、ループバック部を設けたコネクタを有し、前記ループバック部により接続の異常を検知する接続異常検知部と、
前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧にもとづいて前記温度制御対象物の温度を制御する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の温度制御装置において、
前記温度制御対象物を加熱する電力を制御するためのリレーを駆動するリレー駆動回路を備え、
前記異常温度検知部は、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧と所定の基準電圧とを比較するコンパレータを有し、
前記接続異常検知部のループバック部は、一端がＧＮＤに接続され、他端が第二のプルアップ抵抗およびトランジスタのベースに接続されており、
前記コンパレータの出力端と前記トランジスタのコレクタとが前記リレー駆動回路にワイヤードＯＲで接続され、
前記異常高温検知部または前記接続異常検知部で異常を検知した場合に、リレー駆動回路を介して前記リレーの駆動を強制的にオフすることを特徴とする温度制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の温度制御装置において、
前記温度制御部は、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧にもとづいて、前記リレー駆動回路を介して前記リレーの駆動を制御することを特徴とする温度制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の温度制御装置において、
前記第一のプルアップ抵抗と同一の電源に接続された、第二のプルアップ抵抗と、該第二のプルアップ抵抗に直列接続された抵抗からなる抵抗分圧器を有し、該抵抗分圧器により前記所定の基準電圧を生成することを特徴とする温度制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載の温度制御装置を備え、該温度制御装置により定着器の温度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置における定着器などの温度制御対象物の温度を制御する温度制御装置やこの装置を用いた画像形成装置に関し、特に、サーミスタなどの感温抵抗の接続の異常や、温度制御対象物の異常高温の検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置における定着器の発熱体の温度制御では、サーミスタを使用して温度検知を行っている。すなわち、サーミスタと接続される制御回路に検出温度を通知し、それに基づき定着器の発熱体が所望の温度となるように通電制御を行うことで、定着器の温度制御を可能としている。しかしながら、サーミスタとそれに接続する制御回路間は距離が少なからずあるため配線による接続が一般的である。そのためそれら配線の接続、断線による異常状態が発生した場合、温度制御が異常となる可能性が高く、これら異常状態を防止することが必要である。
【０００３】
この問題を解決する効果的な手段が特許文献１において提案されている。ここで提案されている内容の概略について、図４を用いて説明する。
【０００４】
図４において、定着装置の定着ローラ３０４内に定着ヒータ３０６ａを有し、また、加圧ローラ３０５内に加圧ローラヒータ３０６ｂを有している。定着ローラ３０４に接触又は近接して定着サーミスタ３０１が付設されている。また、加圧ローラ３０５に接触又は近接して加圧ローラサーミスタ３０２が付設されている。定着サーミスタ３０１はコネクタ３０７ｅを介してコントローラ３０３に接続され、加圧ローラサーミスタ３０２はコネクタ３０７ｆを介してコントローラ３０３に接続されている。コネクタ３０７ｅ，３０７ｆには同種類の部品を用いているので、画像形成装置の組み立て時等に誤接続が有り得る。
【０００５】
なお、定着ヒータ３０６ａはコネクタ３０７ａ，３０７ｂを介してコントローラ３０３に接続され、加圧ローラヒータ３０６ｂはコネクタ３０７ｃ，３０７ｄを介してコントローラ３０３に接続されている。そして、コントローラ３０３は、定着サーミスタ３０１及び加圧ローラサーミスタ３０２の検知出力に基づいて定着ヒータ３０６ａ及び加圧ローラヒータ３０６ｂに供給する電力を制御し、定着装置の温度制御を行う。
【０００６】
ところで、前述したように、図４に示す温度制御装置において、コネクタ３０７ｅと３０７ｆは同種類の部品であるため、装置組み立て時等に誤接続が有りうる。温度検知手段（サーミスタ）の誤接続があった場合には、各温度検知サーミスタが所定の場所に設置されないので、各ヒータ３０６ａ，ｂの適正な制御が行われない。
【０００７】
そこで、サーミスタが所定の場所に接続されているかの判断処理を行うため、まず定着サーミスタ３０１及び加圧ローラサーミスタ３０２の検知出力により定着ローラ３０４及び加圧ローラ３０５の温度を確認し、これを記憶する。次に定着ヒータ３０６ａをオンし、所定の時間（例えば１０秒）を待って定着ヒータ３０６ａをオフする。そして、再び定着サーミスタ３０１及び加圧ローラサーミスタ３０２の検知出力により定着ローラ３０４及び加圧ローラ３０５の現在の温度を確認し、その各温度上昇率を比較し、定着ローラ温度上昇値が加圧ローラ温度上昇値よりも大きいかどうかを判断することで、各サーミスタが所定の場所に接続されているか判断可能であり、それにより適正な温度制御を実施することを可能としている。
【０００８】
一方、このような温度制御装置においては、接続の適正を検知することのほかに、発熱体そのものの異常及びそれに付随するサーミスタの検出温度の異常を検出するために、特許文献２で述べられているような保護回路または制御回路を一般的に設けている。この例を図５を用いて説明する。
【０００９】
この従来例における温調制御は図５に示すように、たとえば１６０℃、１９０℃、１８０℃の三種類のターゲット温度が設定されている、すなわち不図示プリンタ制御部は、定着装置温度を、通常印字時には１８０℃、スタンバイ温調時には１６０℃、低温環境下の電源投入時には１９０℃とするように設定されている。しかも、図５に示すように、それぞれのターゲット温度に対してターゲット温度±Ｔ℃を許容範囲とし、上限温度ＴＵを超えた場合及び下限温度ＴＬを下回った場合のみならず、前記許容範囲外となったときにも「故障」と判断するように設定されている。
【００１０】
まず、シーケンス上の各状況に応じてターゲット温度の変更を行うか否かを決定する。ターゲット値の変更を行った場合にはタイマをセットし、一定時間が経過してからサーミスタ等を用いて定着装置温度の検出を行う。一方、ターゲット温度を変更しなかった場合については、即座に前述の手法で定着装置温度の検出を行う。次に、検出された温度がターゲット温度に達しているか否かの判定を行う。検出温度がターゲット温度に達している場合は、定着装置温度がターゲット温度＋Ｔ℃より高いか否かの判定を行い、高い場合はヒータへの通電を停止してエラー処理へ移行する。低い場合はヒータへの通電を停止してから再びターゲット温度の変更をするか否かの判定を行う。
【００１１】
また、定着装置温度がターゲット温度に達していなかった場合には定着装置温度がターゲット値−Ｔ℃より高いか否かの判定を行う。定着装置温度の方が低い場合はエラー処理へ移行する。定着装置温度の方が高い場合はヒータへ通電して再びターゲット値を変更するか否かの判定を行う。
【００１２】
さらに、全温調を通じて予め定めてある上限温度及び下限温度の関しては常にこれらを超えているか否かの判断を行い、超えたら即座にエラー処理へ移行する。このようにすることで、加熱体が異常高温になった場合に加熱体への電力供給が停止できるので、発火、発煙といった事故を防止するだけでなく、同様に故障としての処理を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−２７３８３０号公報
【特許文献２】特開平５−６１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、従来の温度制御装置において、単に背景技術で説明した二つの技術を組み合わせた場合、すなわちサーミスタの適正な接続検知手段を設け、且つ異常高温を検出する回路を設けた場合に、そのどちらの仕様をも満足させるためにはシステム及び制御が複雑になりコスト、所要スペースの点で問題が生じる。
【００１４】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡易な構成で、温度制御対象物の温度を検出するサーミスタなどの感温抵抗の接続の異常や、温度制御対象物の異常高温を検知できる、温度制御装置およびこの装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明では、温度制御装置を次の（１）のとおりに構成する。
【００１６】
（１）温度制御対象物の温度を検出する感温抵抗とこれに直列接続された第一のプルアップ抵抗とを有し、前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧により前記温度制御対象物の異常高温を検知する異常高温検知部と、
前記感温抵抗を温度制御装置本体に接続するための、ループバック部を設けたコネクタを有し、前記ループバック部により接続の異常を検知する接続異常検知部と、
前記感温抵抗と前記第一のプルアップ抵抗の共通接続点の電圧にもとづいて前記温度制御対象物の温度を制御する温度制御部と、
を備えた温度制御装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成で、温度制御対象物の温度を検出するサーミスタなどの感温抵抗の接続の異常や、温度制御対象物の異常高温を検知できる、温度制御装置およびこの装置を用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の実施形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２は、実施例１である“画像形成装置”の内部構造を示す構成図である。本画像形成装置は、画像形成装置本体Ａの各部にスキャナ部Ｂ、画像形成部Ｃ、シートデッキＤを備える構成となっている。画像形成装置本体Ａはその上部にブック原稿の画像情報を読み取る画像読み取り手段であるスキャナ部Ｂを有し、その下部に画像形成手段となる画像形成部Ｃを有し、さらにその下部にシートデッキＤを組み付けて構成されている。
【００２０】
前記構成を詳述すると、スキャナ部Ｂは操作系光源２０１、プラテンガラス２０２、画像形成装置本体Ａに対して開閉可能な原稿圧板２０３、ミラー２０４、レンズ２０５、受光素子（光電変換素子）２０６、及び画像処理部などを有して構成されている。そして、プラテンガラス２０２上に本／厚紙／カール紙等のブック原稿やシート状原稿などを原稿面を下側にして載置し、原稿圧板２０３により背面を押圧して静止状態でセットし、不図示の読み取り開始キーを押すと、走査系光源２０１がプラテンガラス２０２の下部を矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源２０１により読み取られた原稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換されて、画像形成部Ｃのレーザースキャナ１１１に伝送される。
【００２１】
ここで、画像形成装置本体Ａは、画像形成部Ｃのレーザースキャナ１１１に画像処理部の処理信号を入力すれば複写機として機能し、外部装置（コンピュータ）の出力信号を入力すればプリンタとして機能する。また、画像形成装置本体Ａは、他のファクシミリ装置からの信号を受信したり、画像処理部の信号を他のファクシミリ装置に送信したりすれば、ファクシミリ装置としても機能する。
【００２２】
一方、画像形成部Ｃの下部にはシートカセット１が装着されており、このシートカセット１は、下段カセット１ａと上段カセット１ｂの２個で一つの給送ユニットとして構成されている。本実施例では、二つの給装ユニットＵ１，Ｕ２を装着して４個のカセットを装着するようにしている。そして、上方に位置する一つの給送ユニットＵ１は、画像形成装置本体Ａに対して着脱可能に取り付けられ、下方の給送ユニットＵ２は、シートデッキＤに着脱可能に取り付けられている。
【００２３】
前記の下段カセット１ａ、上段カセット１ｂの内部に収容されたシート（記録材）は、後述するように給送回転体となるピックアップローラー３により繰り出され、フィードローラー４とリタードローラー５との協同作用により１枚ずつ分離、給送された後、搬送ローラ１０４、１０５によって搬送され、レジストローラー１０６によって導かれ、該レジストローラー１０６によって画像形成動作に同期するようにして画像形成部Ｃへと給送される。
【００２４】
また、前記のシートカセット１とは別に、手差しトレイ１０が画像形成装置本体Ａの側面に配置されており、手差しトレイ１０上のシートＳは手差し給紙ローラ１１により、レジストローラー１０６へと繰り出される。
【００２５】
画像形成部Ｃは、電子写真感光ドラム１１２、画像書き込み光学系１１３、現像器１１４及び転写帯電器１１５等を有して構成されている。そして、帯電器により一様に帯電された感光ドラム１１２の表面に、レーザースキャナ１１１から射出された画像情報に対応するレーザー光が画像書き込み光学系１１３により走査されて潜像を形成し、この潜像に現像器１１４によりトナー画像が形成されて、レジストローラー１０６により感光体ドラム１１２の回転に同期して搬送されたシートの第１面に、転写帯電器１１５によりトナー画像が転写される。
【００２６】
図中１１７はトナー画像が形成されたシートを搬送する搬送部、１１８は定着装置、１１９は排出ローラである。トナー画像が形成されたシートは、搬送部１１７により定着装置１１８に搬送されて、加熱および加圧されてトナー画像がシート表面に定着された後、機外に配置されたソーター１２０に排出ローラ１１９によって排出、積載される。
【００２７】
また、シート両面に画像を記録する場合には、定着装置１１８から排出されたシートが排出ローラ１１９に狭持され、シートの後端が分岐点２０７を通過した時点で該排出ローラ１１９を逆転し、シートがシート両面トレイ１２１上に一旦載置されたあと、搬送ローラ１０４、１０５により搬送されて、レジストローラー１０６に到達し、反転されたシートは第２面に前述と同様にして画像が形成された後、ソーター１２０に排出、積載されるように構成されている。
【００２８】
本実施例の画像形成装置における定着装置１１８周辺について図３に基いて説明する。本画像形成装置の定着装置はステイ１１、エンドレス耐熱性フィルム（以下定着フィルム）１２、フィルム加圧ローラ１８、発熱体（セラミックヒータ）１３、サーミスタ１５により構成されている。発熱体１３は定着フィルム１２をはさんで加圧ローラ１８に押し当てられており、ニップＮをもって接触している。加圧ローラ１８は図示しない駆動源によって矢印“Ｒｏｔ”の方向に回転しており、定着フィルム１２を従動させている。
【００２９】
また、トナー画像が載った紙がニップＮ部を矢印“Ｐａｐｅｒ”の方向に通過することにより、発熱体１３により熱せられて定着される。発熱体１３にはサーミスタ１５が接触されており、発熱体の温度を検知できるようになっている。
【００３０】
図１により、本実施例の要部である温度制御装置について説明する。
【００３１】
ＴＨはサーミスタであり、図３における発熱体１３に接しており、図３におけるサーミスタ１５と同じものである。すなわち、サーミスタＴＨは、温度制御対象物である発熱体１３の温度を検出するための感温抵抗である。このサーミスタＴＨは、負特性サーミスタであり、その特性として温度が高いほど抵抗値が低くなる性質を持っている。
【００３２】
温度制御部について説明する。Ｒ１はサーミスタＴＨに直列に接続されたプルアップ抵抗である。Ｔｄｅｔ信号は，電源電圧ＶｃｃをサーミスタＴＨの抵抗値と、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値とで分圧した電圧の信号であり、発熱体１３の検出温度を示す電圧として制御回路４０１内のＡ／Ｄ変換器に供給されている。Ａ／Ｄ変換器の出力は、発熱体１３の設定温度に相当する基準値と比較され、ＰＷＭなどの適宜の制御信号が生成される。制御回路４０１からの制御信号により、リレー駆動回路４０２を介して発熱体１３を付勢する不図示のリレーをオン，オフ制御することにより、発熱体１３の温度は設定温度に制御される。
【００３３】
異常高温検知部について説明する。この異常高温検知部は、Ｔｄｅｔ信号が異常高温を示していないかを検出する部分である。プルアップ抵抗Ｒ３はサーミスタＴＨのプルアップ抵抗Ｒ１と同等の抵抗値の抵抗であり、抵抗Ｒ２は異常高温時のサーミスタＴＨの抵抗値と同等の抵抗値の抵抗である。抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２からなる抵抗分圧器により異常高温検出電圧Ｖｒｅｆを生成する。ＣＭＰはＴｄｅｔ信号と異常高温検出電圧Ｖｒｅｆとを比較するコンパレータであり、２つの入力の大小を比較するものである。ここで、異常高温検出電圧Ｖｒｅｆは発熱体１３の温度が異常高温になったと判断する際のＴｄｅｔ電圧の値と等しくなるように設定されている。なお、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２の抵抗値は、所要の異常高温検出電圧Ｖｒｅｆが生成できればよいので、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２の抵抗値の比が、抵抗Ｒ１の抵抗値と異常高温時のサーミスタＴＨの抵抗値の比に等しくなる適宜の値でよい。
【００３４】
リレー駆動回路４０２は、発熱体１３の通電を許可するためのリレーを駆動する回路である。リレーの駆動は制御回路４０１によって前述のように制御されているが、コンパレータＣＭＰの出力が“Ｌｏｗ”レベルの場合に強制的にリレーの駆動はオフされる。
【００３５】
接続異常検知部について説明する。
接続異常検知部は、発熱体１３上に配置されたサーミスタＴＨを温度制御装置本体に接続するための、ループバック部を設けたコネクタ４０４を有している。サーミスタＴＨは一端はＧＮＤに接続され、他端はプルアップ抵抗Ｒ１に接続されており、プルアップ抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨからなる抵抗分圧器により電源電圧Ｖｃｃを分圧しＴｄｅｔ信号を生成する。また、ループバック部は一端はＧＮＤに接続され、他端はプルアップ抵抗Ｒ４及びトランジスタＴｒのベースに接続されている。また、コネクタ４０４の接続の正常時は、トランジスタＴｒのベースはループバック部により接地され“Ｌｏｗ”レベルとなっており、トランジスタＴｒは“オフ”されている。トランジスタＴｒのエミッタ側はＧＮＤに接続されており、コレクタ側はリレー駆動回路４０２にコンパレータＣＭＰの出力とワイヤードＯＲで接続されている。
【００３６】
次に、温度制御装置の異常時の動作を説明する。
温度制御対象物である発熱体１３の温度は、サーミスタＴＨとプルアップ抵抗Ｒ１とで分圧された電圧値Ｔｄｅｔで示される。すなわち、発熱体１３の温度上昇に伴ってＴｄｅｔは小さくなって行く。発熱体１３の温度が正常な範囲であれば“Ｔｄｅｔ＞Ｖｒｅｆ”の関係となっており、コンパレータＣＭＰの出力は“Ｈｉｇｈ”となっているのでリレーはオン状態を保持できる。発熱体１３の温度が何らかの原因で異常高温になると、“Ｔｄｅｔ＜Ｖｒｅｆ”の関係となるためコンパレータＣＭＰの出力が“Ｌｏｗ”レベルに反転し、リレーの駆動は強制的にオフされる。
【００３７】
一方、接続異常検知部においては、何らかの異常時、たとえばコネクタの接触不良、配線の断線等によりループバック部がオープンとなった場合、トランジスタＴｒのベース電圧はプルアップ抵抗Ｒ４により“Ｈｉｇｈ”レベルとなり、トランジスタＴｒは“オン”され、トランジスタＴｒのコレクタ側出力は“Ｌｏｗ”となる。これにより、前述の異常高温検知時と同様にリレー駆動回路４０２に“Ｌｏｗ”レベルが入力されるため、リレーの駆動は強制的にオフされる。
【００３８】
以上説明したように、本実施例によれば、簡易な構成で、温度制御対象物の温度を検出するサーミスタなどの感温抵抗の接続の異常や、温度制御対象物の異常高温を速やかに検出し、発熱体を付勢するリレーを強制的に“オフ”することにより、装置の発火、発煙といった重大故障を確実に防止することができる。
【００３９】
なお、本実施例は画像形成装置の定着装置にかかるものであるが、前記温度制御装置は、定着装置に限らず、適宜の温度制御対象物の温度制御に用いて、同様の効果を得ることができる。また、サーミスタとして負特性サーミスタを用いているが、正特性サーミスタなど適宜の感温抵抗を用いて同様の効果を得ることができる。正特性サーミスタを用いる場合は、図１におけるコンパレータの入力側の接続を＋，−逆にすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における温度制御装置の構成を示す図
【図２】実施例１である画像形成装置の構成を示す断面図
【図３】定着装置の構成を示す図
【図４】従来の温度検出部における接続検知の説明図
【図５】従来の温度検出部における異常高温検知の説明図
【符号の説明】
【００４１】
１５          サーミスタ
Ｒ１，Ｒ３    プルアップ抵抗
４０１        制御回路
４０４        コネクタ
【図１】
2006073402.tif 000003
【図２】
2006073402.tif 000004
【図３】
2006073402.tif 000005
【図４】
2006073402.tif 000006
【図５】
2006073402.tif 000007