(57)【要約】【課題】  定着器を備えた画像形成装置において、異常検出手段と加熱手段への給電経路を別系統としたことにより、束線の這いまわしを短くし、安全性の確保を容易にする。【解決手段】  システムコントローラ１０１の制御により、第１の給電部により複数のヒータ１１１〜１１３を駆動し、第２の給電部により各ヒータに設けた直列接続されたサーモＳＷ１１５、１１６で異常を検知し、異常時に第１の給電部を遮断する。【選択図】        図１
2005301185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置における定着器において、
第一の給電手段により駆動される複数のヒータと複数のヒータを個々に駆動する駆動手段、
第二の給電手段により駆動される複数ヒータ各々の異常を検知する異常検知手段、
を具備し、
前記複数の異常検知手段が直列に接続され、前記異常検知手段の少なくとも一つが異常を検知した場合、前記複数ヒータへの第一の給電手段を遮断すること特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記異常検知手段は、サーモＳＷであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【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装置のヒータおよび安全回路構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数ヒータを有する定着器の構成においては、各ヒータに独立で温度検出手段があるとともに、温度異常を検知したときに給電を遮断する手段として、サーモＳＷも各ヒータに独立で設置されていた。
【０００３】
それよりも、安全性を向上させる目的で、複数ヒータの内、１つでもサーモＳＷ、もしくは温度検出手段が異常状態になると、他のヒータもＯＦＦさせるように動作する。
【０００４】
複数ヒータの制御方法の従来例の一つとしては、複数ヒータを複数のＳＷにより接続し、ＳＷのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせにより直列接続／並列接続を切り替えて、電力制御を効率よく行い、フリッカーを低減する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、複数のヒータと、該複数のヒータをそれぞれ独立に駆動する複数のヒータ駆動手段とを有し、ヒータの突入電流防止手段、または故障検出手段、または電流遮断手段を前記複数のヒータに共通した電流経路に設けることにより、制御を行う手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１４２５４３号公報
【特許文献２】特開平９−１６０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特開２００１−１４２５４３号公報においては、給電制御ＳＷが複数個になり、制御対象が増加することにより、制御手段の不具合等が生じた場合に、安全性を確保するための構成が複雑になる。
【０００７】
また、特開平９−１６０３４号公報においては、電流遮断手段が、ヒータへの給電経路と同じ経路で接続されているため、複数ローラにまたがって複数のヒータが実装されている場合、ＡＣ給電（１次側）の束線経路が長くなるため安全性の確保をするために、様々な束線処理が必要となっていた。
【０００８】
また、現在の市場ニーズとして様々な記録紙へ画像を定着させる要求が高まっている。例えば、通常の記録紙（約１０５ｇｓｍ以下）に対して、非常に厚みのある紙は、定着熱量として、数倍の熱量を必要とする。
【０００９】
よって、さらにヒータの本数を増加させる必要があるため、上述した技術課題が、装置本体において、今後さらに重要課題として顕在化することになる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決することにより、複数ヒータを有する定着器を具備した画像形成装置において、更なる安全性を確保することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
画像形成装置における定着器において、
第一の給電手段により駆動される複数のヒータと複数のヒータを個々に駆動する駆動手段、
第二の給電手段により駆動される複数ヒータ各々の異常を検知する異常検知手段、
を具備し、
前記複数の異常検知手段が直列に接続され、前記異常検知手段の少なくとも一つが異常を検知した場合、前記複数ヒータへの第一の給電手段を遮断すること特徴とする。
【００１２】
上記の画像形成装置において、
前記異常検知手段は、サーモＳＷであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数ヒータを有する定着器を具備した画像形成装置において、より簡潔な配線構成により更なる安全性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【実施例】
【００１５】
本発明を実施した画像形成装置は、電気信号で送られた画像イメージを電子写真、感熱、熱転写、インクジェット等の手段により普通紙、感熱紙などに形成する装置である。
【００１６】
本実施例では、レーザビーム露光方式を用いた電子写真方式の画像形成部について説明する。
【００１７】
図３は、画像形成装置の構成図である。
【００１８】
３０１は感光ドラムで、光の照射によって電気的特性が変化する光半導体層が形成されており、画像形成動作中は定速回転を行う。以下画像形成動作は以下に示すステップにしたがって行われる。
【００１９】
（１）帯電：帯電器（帯電ローラ）３０２により感光ドラム３０１の光半導体層を均一に帯電させる。
【００２０】
（２）レーザ露光：感光ドラムに向けて、レーザ光学系３０３により画像パターン（静電潜像）を照射する。
【００２１】
（３）現像：現像器３０４により、静電潜像にトナーを付着させる。
【００２２】
（４）転写：転写ローラ３０５により記録材（以下、記録紙とする）上に転写させる。
【００２３】
（５）定着：定着器３０６により、記録紙の加熱及び加圧を行い、トナーを記録紙上に定着させ、記録紙が排紙トレイ３０７上に排出される。
【００２４】
（６）クリーニング：記録紙上に転写しきらずにドラム上に残ったトナーをブレード３０８によりかき落し、かき落されたトナーは排トナー容器３０９内に蓄積される。
【００２５】
上記ステップに従って画像形成動作が行われる。尚、記録紙または記録材は、給紙カセット３１１または手差しトレイ３１２に積載され、給紙ローラ３１０により、ドラム面に搬送される（図中破線部Ａ）。
【００２６】
図４は本発明の実施の形態に係わる定着装置（図３上３０６）を示す構成図である。
【００２７】
定着装置には、内部に第１の加熱源である定着メインヒータ１１１と第二の加熱源である定着サブヒータ１１２を有する定着部材となる定着ローラ４０１と、加圧部材となる加圧ローラ４０２とが、加圧機構（図示せず）によって互いに圧接しながら回転可能に配置された定着装置が構成されている。
【００２８】
定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２は、回転駆動手段である定着モータ（図示せず）からの駆動を伝えられることで回転する。定着モータの駆動／停止は、前記画像形成装置の動作モードや定着ローラの表面温度の条件等に従って、システムコントローラ１０１（図１参照）によって制御される。
【００２９】
ヒータを内蔵している定着ローラ４０１には温度検知手段であるサーミスタ１０７、１０８が定着ローラの端部と中央部に当接されており、該サーミスタ１０７、１０８によって定着ローラ４０１の表面温度が検知される。
【００３０】
前記定着ローラ４０１は、アルミニウム製の芯金の外周にＨＴＶ（高温加硫型）シリコーンゴム層が設けられ、更に該ＨＴＶシリコーンゴム層の外周に耐熱弾性層としてＲＴＶ（室温加硫型）シリコーンゴム層が設けられ、厚さ３［ｍｍ］、直径４０［ｍｍ］で構成されている。
【００３１】
一方、加圧ローラ４０２は、アルミニウム製の芯金の外周に１［ｍｍ］厚のＨＴＶシリコーンゴム層が設けられ、更に該ＨＴＶシリコーンゴム層の外周にフッ素樹脂層が設けられ、直径４０［ｍｍ］で構成されている。上記のような構成の定着ローラ４０１及び加圧ローラ４０２を組み合わせることによってトナーに対する離型性をより一層高めている。
【００３２】
また、定着ローラ４０１の外周面には、外部加熱ヒータ１１３を内蔵した外部加熱ローラ４０３が接離可能に構成されている。
【００３３】
外部加熱ローラ４０３は、接離検知手段である接離センサ（図示せず）からの信号をもとに、システムコントローラ１０１によって、接離手段（図示せず）を介して、定着ローラ４０１の外周面に対して接離するようになっている。接離センサは、外部加熱ローラ４０３が定着ローラ４０１に対して、当接の位置にあるか、あるいは離間の位置にあるかを検出するセンサである。
【００３４】
外部加熱ローラ４０３は定着ローラ４０１に対して当接した際に、バネ等によって圧接され、定着ローラ４０１に従動して回転する。また外部加熱ローラ４０３は、断熱ブッシュ等の支持棒によって支持される。そして、その支持棒が接離手段によって移動されることによって、定着ローラ４０１への接離がなされる。この接離は、公知の技術であるモータやバネクラッチ、ソレノイド等を利用して達成される。
【００３５】
前記外部加熱ローラ４０３の外周には、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属、或いは高離型性を持つゴム、樹脂等を前記金属表面にコートして構成される。これにより外部加熱ローラ４０３は、一般的に定着ローラ４０１と比べて熱容量が小さくなり、定着ローラ４０１よりもウォームアップ時間が短くて済む。
【００３６】
また外部加熱ローラ４０３には温度検知手段であるサーミスタ１０９、１１０が定着ローラ４０１と同様に端部と中央部に当接されており、該サーミスタ１０９、１１０によって外部加熱ローラ４０３の表面温度が検知される。
【００３７】
また、異常検知手段として、サーモＳＷ１１５、１１６が定着ローラ４０１、外部加熱ローラ４０３の近傍に設置されている。
【００３８】
上述された構成の定着器３０６により、記録紙上に転写されたトナー等の現像材で形成された未定着画像が定着ローラ４０１と加圧ローラ４０２とのニップ部を通過して加熱、加圧されて記録紙上に定着されるようになっている。
【００３９】
図１に本装置の制御系ブロック図を示す。
【００４０】
本装置は全て、システムコントローラ１０１によって統括的にコントロールされる。システムコントローラ１０１は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析の役割を主に担っている。システムコントローラ１０１の内部構成は、ＣＰＵ１０１ａが搭載されており、ＣＰＵ１０１ａは、同様にシステムコントローラ１０１に搭載されたＲＯＭ１０１ｂに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、ＲＡＭ１０１ｃも搭載されている。
【００４１】
定着器３０６におけるヒータ制御用のＡＣドライバ１１７には、定着メインヒータ１１１、定着サブヒータ１１２、および外部加熱ヒータ１１３との間をそれぞれ電気的に接続及び切断するスイッチ手段１０４、１０５、１０６が設けられており、システムコントローラ１０１から出力される制御信号によって各スイッチのオン・オフが制御される。このような各ヒータのスイッチ１０４、１０５、１０６は、例としてＳＳＲやトライアックのような半導体スイッチ手段によって構成することができるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
また、それぞれのローラを加熱するためのヒータへの電力供給を通電／遮断するＡＣリレー１１８を具備している。このＡＣリレー１１８は、システムコントローラ１０１からのオン・オフ制御信号をもとに制御される。装置の異常時等にはこのＡＣリレー１１８によって、すべてのヒータの供給電源を遮断して画像形成装置を保護している。ここでは、ＡＣリレー１１８が共通スイッチ手段を構成する。
【００４３】
また、定着ローラ、外部加熱ローラの近傍に配置されたサーモＳＷ１１５、１１６は、図に示すように直列に接続され、かつ、ＡＣリレー１１８への給電部を兼用している。
【００４４】
また、ＡＣ電源１１９は、前記ＡＣドライバ１１７と、直流電源１１４に交流電力を供給し、直流電源１１４は、システムコントローラ１０１と、サーモＳＷへの給電を行う。
【００４５】
前記構成において、定着装置３０６の温度制御を行う方式について説明する。
【００４６】
システムコントローラ１０１は、本装置３内の定着ローラ４０１、外部加熱ローラ４０３において、サーミスタ１０７、１０８、１０９、１１０の検出値はＡ／Ｄコンバータ１０３によって、各ローラ４０１、４０３の温度変化に応じたサーミスタ１０４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてシステムコントローラ１０１に入力される。
【００４７】
システムコントローラ１０１は、前記入力値に基づいて、ＡＣドライバ１１０上のスイッチ手段をオン・オフすることにより、各ローラの表面温度を所定値を維持するように制御する。
【００４８】
上記回路、装置構成にて、サーモＳＷ１１５、１１６の少なくともどちらか一方が異常を検知したときの制御フローを図２に示す。
【００４９】
図２に示すように、少なくとも一つのサーモＳＷ１１５、１１６のどちらかがオフすると（Ｓ２０１）、ＡＣリレー１１８への給電が遮断され（、ＡＣリレー内のコイルによるＳＷ吸引力がオフし（Ｓ２０２）、前記ＡＣリレー１１８のＳＷが、オフするため、すべてのヒータ１１１、１１２、１１３へのＡＣ電力の給電が遮断される（Ｓ２０３）。
【００５０】
さらに、サーモＳＷのオフによりシステムコントローラ１０１内における直流電流遮断検知回路１０２により遮断が検出され（Ｓ２０４）、ＣＰＵ１０１ａにより、オン・オフ制御用スイッチ１０４、１０５、１０６をオフし、かつ該遮断検知以降の制御駆動を停止する（Ｓ２０５）。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の定着装置の制御系を示すブロック図
【図２】本発明を実施した定着装置の異常検知時の動作フロー図
【図３】本発明に係わる定着器を具備した画像形成装置の構成図
【図４】本発明に係わる定着器の構成を示す概略図
【符号の説明】
【００５２】
１０１  システムコントローラ
１０７  サーミスタ
１０８  サーミスタ
１０９  サーミスタ
１１０  サーミスタ
１１１  定着メインヒータ
１１２  定着サブヒータ
１１３  外部加熱ヒータ
１１５  サーモＳＷ
１１６  サーモＳＷ
３０６  定着器
【図１】
2005301185.tif 000003
【図２】
2005301185.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005301185.tif 000006