(57)【要約】【課題】ヒーター基板を短絡から保護したあとで、ヒーター基板の短絡状態が解消されたときに、交換作業をすることなく継続してヒーター基板を使用することができる技術を提供する。【解決手段】トランジスタＱ２は、電源電圧と発熱部８２との間に直列に接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、発熱部８２が短絡したときの電圧よりツェナー電圧が下回るように設定されている。そのため、発熱部８２が短絡すると、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れず、トランジスタＱ１がＯＦＦして、トランジスタＱ２がＯＦＦして発熱部８２に流入する電流が遮断される。発熱部８２の短絡が解消した場合、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れ、トランジスタＱ１がＯＮして、トランジスタＱ２がオンして発熱部８２に電流が流れる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上を往復するように直列に接続された複数の抵抗を有する発熱手段を備えたヒーターであって、
前記発熱手段が短絡状態であることを検出すると、前記発熱手段に流入する電流を遮断させ、前記発熱手段が短絡状態でないことを検出すると、前記発熱手段に電流を流す短絡検出手段を備えた
ことを特徴とするヒーター。
【請求項２】
電源電圧と前記発熱手段との間に直列に接続され、ＯＮ状態で前記発熱手段に電流を流し、ＯＦＦ状態で前記発熱手段に流入する電流を遮断するスイッチを備え、
前記短絡検出手段は、前記発熱手段の電圧を監視して、所定の電圧以下となったときに前記スイッチをＯＦＦにし、前記所定の電圧を超えたときに前記スイッチをＯＮにする
ことを特徴とする請求項１に記載のヒーター。
【請求項３】
前記短絡検出手段は、ツェナーダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒーター。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のヒーターを備えた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、画像形成装置に用いられるヒーター及びこのヒーターを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置には、内部を除湿するためにヒーターを設けることがある。ヒーターには、基板上に実装した電子部品の抵抗を熱源として用いるヒーター基板がある。例えばヒーター基板としては、露光装置の基板上に設けられた複数の抵抗を熱源として兼用する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
複数の抵抗をヒーター基板に実装する場合、複数の抵抗をヒーター基板上の長手方向に２列に直線状に配置し、ヒーター基板の長手方向を往復するように複数の抵抗を直列に接続することがある。
【０００４】
このように、複数の抵抗がヒーター基板の長手方向を往復するように直列に接続されたヒーター基板を画像形成装置に用いた場合、裏紙に付着していたクリップやホチキスの針等の導体異物が、ヒーター基板に実装された抵抗の接続部等に接触して短絡することがある。そのため、短絡保護の技術として、所定値以上の電流が流れたときに回路を溶断するヒューズが設けられたりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０１７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ヒーター基板が短絡するとヒューズが溶断するので、ヒューズを交換しなければならず、手間と費用が掛かっていた。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のヒーターは、プリント基板上を往復するように直列に接続された複数の抵抗を有する発熱手段を備えたヒーターであって、前記発熱手段が短絡状態であることを検出すると、前記発熱手段に流入する電流を遮断させ、前記発熱手段が短絡状態でないことを検出すると、前記発熱手段に電流を流す短絡検出手段を備えたことを特徴とする。
また、電源電圧と前記発熱手段との間に直列に接続され、ＯＮ状態で前記発熱手段に電流を流し、ＯＦＦ状態で前記発熱手段に流入する電流を遮断するスイッチを備え、前記短絡検出手段は、前記発熱手段の電圧を監視して、所定の電圧以下となったときに前記スイッチをＯＦＦにし、前記所定の電圧を超えたときに前記スイッチをＯＮにしてもよい。
また、前記短絡検出手段は、ツェナーダイオードであってもよい。
本発明の画像形成装置は、上記のヒーターを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒーター基板を短絡から保護するとともに、ヒーター基板の短絡状態が解消されたときに、交換作業をすることなく継続してヒーター基板を使用することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る実施形態の画像形成装置の模式断面図である。
【図２】図１に示すヒーター基板の配線図である。
【図３】図２に示すヒーター基板の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置１は、複写機であり、図１を参照すると、原稿読取部２と、原稿給送部３と、本体部５と、操作部６とを備えている。原稿読取部２は、本体部５の上部に配設され、原稿読取部２と本体部５との間には、排紙トレイ５１が形成されている。原稿給送部３は、原稿読取部２の上部に配設されている。また、原稿給送部３は、可倒式に構成され、原稿給送部３を上方に開くことで、原稿読取部２の上面を開放させることができる構成になっている。操作部６は、画像形成装置１の手前側に配設されている。なお、本件の画像形成装置１は、複写機で説明したが、スキャナー、複合機等が含まれるのは、言うまでもない。
【００１２】
操作部６には、液晶表示部６１、操作ボタン６２が設けられている。ユーザーは操作部６を操作して指示を入力することで、画像形成装置１の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部６１は、画像形成装置１の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。操作ボタン６２としては、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン、テンキー等が設けられている。
【００１３】
原稿読取部２は、スキャナー２１と、プラテンガラス２２と、原稿読取スリット２３とを備える。スキャナー２１は、露光ランプ及びＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー等から構成され、原稿給送部３による原稿の給送方向に移動可能に構成されている。プラテンガラス２２は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット２３は、原稿給送部３による原稿ＭＳの給送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
【００１４】
プラテンガラス２２に載置された原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー２１は、プラテンガラス２２に対向する位置に移動され、プラテンガラス２２に載置された原稿を走査しながら原稿ＭＳを読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部５に出力する。また、原稿給送部３により給送された原稿ＭＳを読み取る場合には、スキャナー２１は、原稿読取スリット２３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット２３を介し、原稿給送部３による原稿ＭＳの給送動作と同期して原稿ＭＳを読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部５に出力する。
【００１５】
原稿給送部３は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）であり、原稿載置部３１と、原稿排出トレイ３２と、原稿給送機構３３とを備えている。原稿載置部３１に載置された原稿ＭＳは、原稿給送機構３３によって、１枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット２３に対向する位置へ給送され、その後、原稿排出トレイ３２に排出される。
【００１６】
本体部５は、記録部７を備えると共に、給紙部５２と、用紙搬送路５３と、レジストローラー５４と、排紙ローラー５５とを備えている。給紙部５２は、複数の給紙カセット５２ａ１〜５２ａｎと、給紙カセット５２ａ１〜５２ａｎから記録紙を１枚ずつ用紙搬送路５３に繰り出す給紙ローラー５２ｂ１〜５２ｂｎとを備えている。給紙ローラー５２ｂ１〜５２ｂｎ、レジストローラー５４及び排紙ローラー５５が搬送部として機能し、記録紙が搬送される。給紙ローラー５２ｂ１〜５２ｂｎによって用紙搬送路５３に繰り出された記録紙は、レジストローラー５４によって記録部７に搬送される。そして、記録部７によって記録が施された記録紙は、排紙ローラー５５によって排紙トレイ５１に排出される。
【００１７】
記録部７は、感光体ドラム７１と、露光部７２と、画像形成部７３と、転写部７４と、定着部７５とを備えている。露光部７２は、レーザー装置やミラー等を備えた光学ユニットであり、画像データに基づいてレーザー光を出力して感光体ドラム７１を露光し、感光体ドラム７１の表面に静電潜像を形成する。画像形成部７３は、トナーを用いて感光体ドラム７１に形成された静電潜像を現像する現像ユニットであり、静電潜像に基づいたトナー像を感光体ドラム７１上に形成させる。転写部７４は、画像形成部７３によって感光体ドラム７１上に形成されたトナー像を記録紙に転写させる。定着部７５は、転写部７４によってトナー像が転写された記録紙を加熱してトナー像を記録紙に定着させる。
【００１８】
ヒーター基板８０は、感光体ドラム７１を除湿するため、用紙搬送路５３の下部に納められており、感光体ドラム７１に沿って配置されている。ここでは、ヒーター基板８０は、感光体ドラム７１に対して用紙搬送方向下流側に設けられているが、感光体ドラム７１の除湿が可能な位置に設けられていればよい。また、ヒーター基板８０は、感光体ドラム７１ではなく、露光部７２等の他の部材を除湿するために設けられてもよい。
【００１９】
図２は、ヒーター基板８０の配線図である。ヒーター基板８０は、プリント基板ＰＣＢと、プリント基板ＰＣＢ上に配置された複数の抵抗Ｒを有する発熱部８２と、複数の抵抗Ｒを発熱させるとともに短絡から保護する保護駆動回路８１とを備えている。複数の抵抗Ｒは、プリント基板ＰＣＢの長手方向に直線状に等間隔で二列になってプリント基板ＰＣＢ上に配置されている。複数の抵抗Ｒは、プリント基板ＰＣＢの長手方向を往復するように、直列に接続されている。プリント基板ＰＣＢの表面はレジスト等で絶縁されているが、ランドや抵抗Ｒの接続部分については絶縁されておらず露出している。そのため、クリップ等の導体異物Ｋが落下して、発熱部８２のランドや抵抗Ｒの接続部分に接触すると短絡が生じる。保護駆動回路８１は、電源電圧とグランドに接続され、発熱部８２を発熱させるか否かを切り換えるとともに、発熱部８２の短絡状態を検出して発熱部８２を保護する機能を有する。また、保護駆動回路８１は、発熱部８２の短絡状態が解消されると、再び発熱部８２を発熱させる復帰性を有する。
【００２０】
具体的にヒーター基板８０の構成について説明する。図３はヒーター基板８０の回路図である。ヒーター基板８０は、複数の抵抗Ｒで構成された発熱部８２と、発熱部８２に流れる電流をＯＮ、ＯＦＦする駆動回路８１２と、発熱部８２を短絡から保護する保護回路８１１とを備えている。駆動回路８１２と保護回路８１１とにより、図２に示す保護駆動回路８１が構成されている。
【００２１】
駆動回路８１２は、駆動部８１２１と、トランジスタＱ３とを備えている。保護回路８１１は、抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ５と、ツェナーダイオードＺＤと、トランジスタＱ２と、トランジスタＱ１とを備えている。複数の抵抗Ｒが直列に接続されて構成される発熱部８２は、一端が保護回路８１１に接続され、他端が駆動回路８１２に接続されている。抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ５は保護抵抗である。また、トランジスタＱ２はＰＮＰ型のトランジスタであり、トランジスタＱ１及びトランジスタＱ３はＮＰＮ型のトランジスタであり、スイッチとして機能する。また、ツェナーダイオードＺＤは、発熱部８２が短絡しているか否かを検出する短絡検出手段として機能する。ツェナーダイオードＺＤは、発熱部８２にクリップ等の導体異物Ｋが落下して、複数の抵抗Ｒのうち少なくとも一個が短絡したとき、発熱部８２の電圧に基づいてツェナーダイオードＺＤに印加される電圧が、ツェナー電圧を下回るように設定されている。
【００２２】
具体的には、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３のそれぞれの一端は電源電圧に共通に接続されている。
【００２３】
抵抗Ｒ１の他端には、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子が接続されている。ツェナーダイオードＺＤのアノード端子には、抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のベース端子が接続されている。
【００２４】
抵抗Ｒ２の他端には、抵抗Ｒ５の一端が接続されている。抵抗Ｒ５の他端は、トランジスタＱ１のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＱ１のエミッタ端子は接地している。また、抵抗Ｒ２の他端と抵抗Ｒ５の一端との接続点ＡにはトランジスタＱ２のベース端子が接続されている。
【００２５】
抵抗Ｒ３の他端には、トランジスタＱ２のエミッタ端子が接続されている。トランジスタＱ２のコレクタ端子には、複数の抵抗Ｒが直列に接続されて構成された発熱部８２の一端が接続されている。発熱部８２の他端には、トランジスタＱ３のコレクタ端子が接続されている。トランジスタＱ３のベース端子には、駆動部８１２１が接続され、エミッタ端子は接地している。
【００２６】
抵抗Ｒ１の他端とツェナーダイオードＺＤのカソード端子との間には接続点Ｂが設けられ、トランジスタＱ２のコレクタ端子と発熱部８２の一端との間には接続点Ｃが設けられ、接続点Ｂと接続点Ｃは接続されている。
【００２７】
つづいて、上記構成の回路の動作を説明する。
発熱部８２を発熱させない場合、トランジスタＱ３は駆動部８１２１によりＯＦＦに制御されている。このとき、接続点Ｂには、抵抗Ｒ１を介してツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を上回る電圧がかかるように設定されている。そのため、ツェナーダイオードＺＤ及び抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のベース端子にはＯＮ電圧が印加され、トランジスタＱ１はＯＮしている。このとき、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ５により分圧された接続点Ａの電圧により、トランジスタＱ２のベース端子にはＯＮ電圧が印加され、トランジスタＱ２はＯＮしている。ただし、トランジスタＱ３がＯＦＦしているため、トランジスタＱ２がＯＮしていても、トランジスタＱ２は電流が流れていない状態である。
【００２８】
発熱部８２を発熱させる場合、駆動部８１２１によりトランジスタＱ３のベース端子にＯＮ電圧が印加され、トランジスタＱ３がＯＮに制御される。トランジスタＱ３がＯＮすると、トランジスタＱ２のコレクタ・エミッタ間に電流が流れ、発熱部８２に電流が流れて発熱部８２が発熱する。なお、発熱部８２が発熱すると、接続点Ｃには、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との合成抵抗と、発熱部８２の全抵抗による直列合成抵抗とで分圧された電圧がかかることになる。このときの接続点Ｃの電圧、すなわち接続点Ｂの電圧は、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を上回るように設定されている。
【００２９】
クリップ等の導体異物Ｋが発熱部８２に接触して短絡すると、発熱部８２の直列合成抵抗値が小さくなる。そのため、接続点Ｃの電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との合成抵抗と、短絡した発熱部８２の直列合成抵抗とで分圧される電圧となり、電圧が下がる。このときの接続点Ｃの電圧、すなわち接続点Ｂの電圧は、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧以下になるように設定されており、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れない。そのため、トランジスタＱ１のベース端子にＯＮ電圧が印加されず、トランジスタＱ１がＯＦＦする。トランジスタＱ１がＯＦＦすると、接続点Ａの電圧が高くなり、トランジスタＱ２がＯＦＦする。そのため、発熱部８２にトランジスタＱ２を介して電流が流れなくなり、発熱部８２の発熱が停止する。なお、発熱部８２には、抵抗Ｒ１、接続点Ｂ及び接続点Ｃ経路で流入する電流があるが、微弱電流であり、発熱部８２が短絡していても危険性はない。つまり、抵抗Ｒ１には、ある程度大きな抵抗値を有する抵抗が用いられている。
【００３０】
また、トランジスタＱ２がＯＦＦすることにより、接続点Ｃの電圧は、抵抗Ｒ１と短絡した発熱部８２の直列合成抵抗とで分圧された電圧になる。このときの接続点Ｃの電圧、すなわち接続点Ｂの電圧もツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧以下になるように設定されており、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れないままである。
【００３１】
発熱部８２が短絡した場合、例えばツェナーダイオードＺＤの電流値あるいはトランジスタＱ１、Ｑ２のＯＮ、ＯＦＦ状態を監視することで、発熱部８２が短絡しているか否かが分かるので、ユーザーにその旨を報知して、短絡原因となったクリップ等の導体異物Ｋを取り除くように促すメッセージを出力してもよい。
【００３２】
発熱部８２に落下したクリップ等の導体異物Ｋを取り除かれると、発熱部８２の短絡状態が解消され、発熱部８２の合成抵抗値が発熱部８２の全抵抗による合成抵抗値が正常値に復帰する。そうすると、接続点Ｃの電圧が抵抗Ｒ１と発熱部８２の全抵抗による直列合成抵抗とで分圧された電圧になって、短絡時の電圧より高くなる。このときの接続点Ｃの電圧、すなわち接続点Ｂの電圧は、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧より高くなるように設定されているので、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れる。ツェナーダイオードＺＤに電流が流れることにより、ツェナーダイオードＺＤ及び抵抗Ｒ４を介してトランジスタＱ１のベース端子にＯＮ電圧が印加され、トランジスタＱ１がＯＮする。トランジスタＱ１がＯＮすることにより、接続点Ａの電圧が下がる。そのため、トランジスタＱ２はベース端子の電位がエミッタ端子の電位より低くなり、ＯＮする。トランジスタＱ３はＯＮのままであるから、トランジスタＱ２がＯＮすることにより、発熱部８２に再び電流が流れ、発熱部８２が発熱する。
【００３３】
このように、本実施形態では、ツェナーダイオードＺＤにより発熱部８２の電圧を監視している。ツェナーダイオードＺＤは、発熱部８２にクリップ等の導体異物Ｋが落下して短絡したときの発熱部８２の電圧に基づいて印加された電圧に対して、ツェナー電圧が小さくなるように設定されている。発熱部８２が短絡すると、ツェナーダイオードＺＤは電流を遮断してトランジスタＱ１をＯＦＦし、トランジスタＱ１がＯＦＦすることによりトランジスタＱ２がＯＦＦして、発熱部８２の発熱が停止する。また、発熱部８２の短絡原因となっているクリップ等の導体異物Ｋを取り除くことにより、ツェナーダイオードＺＤが電流を流してトランジスタＱ１をＯＮし、トランジスタＱ１がＯＮすることによりトランジスタＱ２がＯＮして、短絡による発熱部８２の発熱の停止が解除され、発熱部８２が再び発熱する。そのため、本実施形態では、発熱部８２の短絡状態が解消されたときに発熱部８２が短絡していない状態のときの回路動作に復帰することができる。そのため、本実施形態では、ヒーター基板８０の短絡状態が解消されたときに、継続してヒーター基板８０を使用できるので、ヒーター基板８０の部品交換をする必要がなく、ユーザーの手間を削減でき、安価なヒーター基板８０を提供することができる。
【００３４】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々様々に変更が可能であることは言うまでもない。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、短絡検出手段としてツェナーダイオードＺＤを用いたが、例えばオペアンプやコンパレータ等の比較器を用いてもよい。この場合、比較器は、基準電圧と接続点Ｃの電圧を比較した結果が正常であれば、トランジスタＱ１をＯＮさせ、基準電圧と接続点Ｃの電圧を比較した結果が異常（発熱部８２の短絡等）であれば、トランジスタＱ１をＯＦＦさせるように構成されていればよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  画像形成装置
２  原稿読取部
３  原稿給送部
５  本体部
６  操作部
７  記録部
２１  スキャナー
２２  プラテンガラス
２３  原稿読取スリット
３１  原稿載置部
３２  原稿排出トレイ
３３  原稿給送機構
５１  排紙トレイ
５２  給紙部
５２ａ１〜５２aｎ  給紙カセット
５２ｂ１〜５２ｂｎ  給紙ローラー
５３  用紙搬送路
５４  レジストローラー
５５  排紙ローラー
６１  液晶表示部
６２  操作ボタン
７１  感光体ドラム
７２  露光部
７３  画像形成部
７４  転写部
７５  定着部
８０  ヒーター基板
８１  保護駆動回路
８２  発熱部
８１１  保護回路
８１２  駆動回路
８１２１  駆動部
Ｒ、Ｒ１〜Ｒ５  抵抗
Ｑ１〜Ｑ３  トランジスタ
ＺＤ  ツェナーダイオード
ＰＣＢ  プリント基板
【図１】
2015088362.tif 000003
【図２】
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【図３】
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