(57)【要約】【課題】温度検出感度に応じた正確な異常検出を行うことができ、異常高温でないにも拘らず異常高温であると誤検知してしまうことを防止することができる温度制御装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る温度検出手段は、温度モニター手段、加熱体、加熱体の温度異常を検出する温度異常検出手段を備え、前記温度検出手段の検出感度を切り替える温度検出感度切り替え手段と、前記温度異常検出手段の感度を切り替える異常検出感度切り替え手段とを備える。【選択図】図１
2005332007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度検出手段と、温度モニター手段と、加熱体と、該加熱体の温度異常を検出する温度異常検出手段を備えた温度制御装置において、
前記温度検出手段の検出感度を切り替える温度検出感度切り替え手段と、前記温度異常検出手段の感度を切り替える異常検出感度切り替え手段とを備えたことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記温度検出感度切り替え手段の切り替え動作と、前記温度異常検出感度切り替え手段の切り替え動作とが連動していることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記温度検出手段は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタであり、直列に接続された抵抗とで分圧された電圧値により加熱体の温度を検出することが可能であることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項４】
温度モニター手段はＡ／Ｄ変換器であり、前記温度検出手段で検出された電圧をディジタルデータに変換する機能を有することを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記加熱体は、画像形成装置における定着ヒーターであることを特徴とする請求項１記載のを示す。
【請求項６】
前記温度異常検出手段は、温度検出手段によって検出された温度が所定の温度を超えたことを検出し、加熱体に対する過熱を強制的に停止するものであることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記温度異常検出手段は、温度の異常を前記サーミスタの電圧と所定の電圧値とを比較することにより検出することを特徴とする請求項３記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記温度検出感度切り替え手段は、前記サーミスタと直列に接続した抵抗の値を切り替える手段であることを特徴とする請求項３記載の温度制御装置。
【請求項９】
前記温度異常検出感度切り替え手段は、前記サーミスタと比較する電圧値を切り替える手段であることを特徴とする請求項７記載の温度制御装置。
【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等に使用する加熱体の温度を制御する温度制御装置に関するものであり、特にサーミスタとそれに接続した抵抗値とで分圧されたサーミスタ電圧によって温度検出を行い、前記加熱体が所定の温度になるように電力供給を制御する温度制御装置に関するものである。特に、サーミスタと接続した抵抗値を切り替えることによって温度を広範囲に亘って精度良く検出できるようにした温度制御装置を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置における定着器の加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。即ち、サーミスタとそれに直列に接続した抵抗とで分圧された電圧値によって加熱体の温度を検出することが可能である。
【０００３】
しかしながら、サーミスタとそれに接続する抵抗との組み合わせによって精度良く検出できる温度の範囲は限られており、２段階の温度制御を行ったり、加熱体の温度のオーバーシュートを抑えるために、広範囲に精度良く温度を検出することが必要なケースは多い。
【０００４】
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３を用いて説明する。
【０００５】
図３において、ＴＨはサーミスタであり、図示しない加熱体に接している。サーミスタは、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。Ｒ１，Ｒ２はサーミスタＴＨに直列に接続する抵抗である。Ｔｒはトランジスタであり、図示しない制御回路からのSnsChg信号によりオン／オフされる。Ｔdet
信号はサーミスタＴＨの抵抗値と、プルアップ抵抗Ｒ１，Ｒ２とで分圧された電圧であり、検出温度を示す電圧として図示しない制御回路内のＡ／Ｄ変換器に接続されている。加熱体が低温の場合、SnsChg信号は“Ｌｏｗ”としており検出される電圧は、
Ｔdet ＝（ＴＨ／（ＴＨ＋Ｒ１＋Ｒ２））＊Ｖcc
となる。
【０００６】
加熱体の温度が上昇し、所定の温度よりも高くなるとSnsChg信号を“Ｈｉｇｈ”とし、トランジスタＴｒをＯＮする。このときの検出温度を示す電圧は、
Ｔdet ＝（ＴＨ／（ＴＨ＋Ｒ２））＊Ｖcc
となる。即ち、高温になった場合にはサーミスタの抵抗値が小さくなるので、それに応じてプルアップ抵抗値も小さくすることによって検出温度の精度を向上させている。
【０００７】
一方、このような温度制御装置においては、Ｔdet
が入力されているＡ／Ｄ変換器や加熱体への電力供給制御を行う回路が何らかの原因で正常に働かなくなった場合に、加熱体が異常高温にならないために、特許文献２等で述べられているような保護回路を一般的に設けている。この例を図４を用いて説明する。
【０００８】
図４において、温度を示す電圧Ｔdet はサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１とで分圧された電圧値となる。ＣＭＰは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。コンパレータＣＭＰには抵抗Ｒ６とＲ５とで分圧された電圧“Ｖref ”が入力されている。ここで、Ｖref
は加熱体の温度が異常高温になったと判断する際のＴdet
の値と等しくなるように設定されている。
【０００９】
リレー駆動回路は、図示しない加熱体の通電を許可するためのリレーを駆動する回路である。リレーの駆動は図示しない制御回路によって制御されているが、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はオフされる。
【００１０】
次に、図４の回路の動作を説明する。
【００１１】
加熱体の温度はサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１とで分圧された電圧値で示される。即ち、加熱体の温度上昇に伴ってＴdet は小さくなってく。加熱体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ＯＮ状態を保持できる。加熱体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ＣＭＰの出力が“Ｌｏｗ”に反転し、リレーは強制的にオフされる。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ことができる。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−１９４９９５号公報
【特許文献２】特開平９−０３４５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
背景技術で説明した２つの技術を組み合わせた場合、即ちサーミスタの感度切り替えを行う手段を設け、且つ、異常高温を検出する回路を設けた場合に、サーミスタＴＨで検出した温度が正常な範囲であるにも拘らず異常高温検知部で異常高温を誤検知してしまう場合がある。これを図５を用いて説明する。
【００１４】
図５において、温度検出部はサーミスタの抵抗値の変化を検出する部分であり、トランジスタＴｒのオン／オフによって感度切り替える手段を有している（背景技術の前半で説明したものと同様である）。異常高温検出部はサーミスタ電圧（Ｔdet)が所定の値よりも低くなったことを検出する回路である（背景技術の後半で説明したものと同様である) 。ここで、Ｖref はトランジスタＴｒがＯＮしているときの場合に異常高温を示す電圧と等しい値になるように設定する。加熱体への通電開始時は温度が低いのでSnsChg信号は“Ｌｏｗ”となっており、低温時に適した検出感度を実現する設定になっている。加熱体の温度が或る程度上昇してくるとSnsChg信号を切り替えて高温時に適した検出感度となるようにするが、制御回路部のＣＰＵの処理が重くなり、SnsChg信号の切り替えが遅れたり、加熱体の温度上昇が急な場合等にはトランジスタＴｒの切り替えが間に合わずに、即ち、
Ｔdet ＝（ＴＨ／（ＴＨ＋Ｒ１＋Ｒ２））＊Ｖcc
となっている状態で“Ｔdet ＜Ｖref ”の関係になってしまい、異常高温を検出してしまう可能性がある。この場合、加熱体の温度は正常な範囲であるにも拘らず、異常高温検出部で異常高温を検出し、リレーを強制オフしてしまうことになる。これは、装置に異常がないにも拘らずその動作を停止させることになってしまい、使用者に対して著しい不利益を与えることになり問題である。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、温度検出感度に応じた正確な異常検出を行うことができ、異常高温でないにも拘らず異常高温であると誤検知してしまうことを防止することができる温度制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明においては以下の手段を設けた。
【００１７】
請求項１に記載の温度制御装置は、温度検出手段、温度モニター手段、加熱体、加熱体の温度異常を検出する温度異常検出手段を備え、前記温度検出手段の検出感度を切り替える温度検出感度切り替え手段と、前記温度異常検出手段の感度を切り替える異常検出感度切り替え手段とを備えた。
【００１８】
請求項２に記載の温度制御装置は、請求項１における温度制御装置において、温度検出感度切り替え手段の切り替え動作と、温度異常検出感度切り替え手段の切り替え動作とが連動していることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の温度制御装置は、請求項１における温度検出手段は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタであり、直列に接続された抵抗とで分圧された電圧値により加熱体の温度を検出することが可能である。
【００２０】
請求項４に記載の温度制御装置は、請求項１における温度モニター手段はＡ／Ｄ変換器であり、請求項３における手段で検出された電圧をディジタルデータに変換する機能を有する。
【００２１】
請求項５に記載の温度制御装置は、請求項１における加熱体は、画像形成装置における定着ヒータを示す。
【００２２】
請求項６に記載の温度制御装置は、請求項１における温度異常検出手段は、温度検出手段によって検出された温度が所定の温度を超えたことを検出し、加熱体に対する過熱を強制的に停止するものである。
【００２３】
請求項７に記載の温度制御装置は、請求項６において、温度の異常は請求項３におけるサーミスタの電圧と、所定の電圧値とを比較することにより検出する。
【００２４】
請求項８に記載の温度制御装置において、請求項１における温度検出感度切り替え手段は、請求項３においてサーミスタと直列に接続した抵抗の値を切り替える手段である。
【００２５】
請求項９に記載の温度制御装置において、請求項１における温度異常検出感度切り替え手段は、請求項７におけるサーミスタと比較する電圧値を切り替える手段である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、温度検出感度切り替え手段と、温度異常検出感度切り替え手段を設けたことにより、異常を検出する電圧を温度検出感度の切り替えと合わせることにより、温度検出感度に応じた正確な異常検出を行うことが可能になり、異常高温でないにも拘らず異常高温であると誤検知してしまうことを防止することができる。
【００２７】
又、本発明によれば、温度検出感度切り替え手段の切り替え動作と、温度異常検出感度切り替え手段の切り替え動作を連動させているので、どちらか一方だけを切り替えたり、切り替え時時間差が生じてしまうような場合に発生し得る異常高温検出の誤検知を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を図２に基づき説明する。
【００３０】
図２は本発明の実施の形態に係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、その上部にブック現行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、更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。
【００３１】
上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等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、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。
【００３２】
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。又、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。
【００３３】
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１つの給送ユニットとして構成されている。本実施の形態では、２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１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。
【００３４】
上記の下段カセット１ａ、上段カセット１ｂの内部に収容されたシート（被記録材）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３により繰り出され、フィードローラ４とリタードローラ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１０６によって導かれ、該レジストローラ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。
【００３５】
又、上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１０６へと繰り出される。
【００３６】
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、転写帯電器１１５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。
【００３７】
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、加熱及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１２０に排出ローラ１１９によって排出、積載される。
【００３８】
又、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後、搬送ローラ１０４，１０５により搬送されてレジストローラ１０６に到達し、反転されたシートは第２面に上述と同様にして画像が形成された後、ソータ１２０に排出、積載されるように構成されている。  
次に、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の定着装置１１８周辺について図６に基いて説明する。
【００３９】
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）、フィルム加圧ローラ１８、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。セラミックヒータ１３は、定着フィルム１２を挟んで加圧ローラ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を重動させている。又、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、セラミックヒータ１３により熱せられて定着される。セラミックヒータ１３にはサーミスタ１５が接触されており、セラミックヒータ１３の温度を検知できるようになっている。
【００４０】
次に、本発明に係る温度検出部の構成について図１に基いて説明する。
【００４１】
サーミスタＴＨは、図６におけるサーミスタ１５と同じものである。温度検出部は、背景技術で説明したので説明は省略する。異常高温検出部は、サーミスタ電圧Ｔdet が異常高温を示していないかを検出する部分である。Ｒ１０，Ｒ２０はそれぞれ温度検出部のＲ１，Ｒ２と同じ値の抵抗である。Ｒ５は異常高温時のサーミスタＴＨの抵抗値と同等の抵抗とする。ＣＭＰはサーミスタ電圧Ｔdet と異常高温検出電圧Ｖref とを比較する比較器である。比較器の動作は背景技術の項で説明したので、ここでの説明は省略する。
【００４２】
次に、実際の動作について説明する。
【００４３】
加熱体への電力供給開始時は加熱体が低温であるのでSnsChg信号を“ＬｏＷ”とし、温度検出感度は低温に適した設定とする。このとき、温度検出部のトランジスタＴｒはオフしており、サーミスタ電圧Ｔdet はサーミスタＴＨの抵抗値と抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）とで分圧された電圧になる。又、異常高温検出部のトランジスタＴｒ２もオフしており、Ｖref は抵抗Ｒ５と（Ｒ１０＋Ｒ２０）とで分圧された電圧となる。加熱体の温度が所定の値まで上昇すると、制御回路はSnsChg信号を“Ｈｉｇｈ”にする。このとき、トランジスタＴｒとＴｒ２とは同時にオン状態となり、温度検出部における温度検出感度は高温に適した設定となる。即ち、サーミスタ電圧はサーミスタＴＨの抵抗値と抵抗Ｒ１とで分圧された電圧となる。又、異常高温検出部のＶref はＲ５とＲ１０とで分圧された電圧になる。
【００４４】
このように動作するので、SnsChg信号が“Ｈｉｇｈ”の場合も“Ｌｏｗ”の場合もサーミスタＴＨの抵抗値がＲ５以下かどうかで異常高温を検出することが可能となる。
【００４５】
以上説明したように、温度検出部における検出感度の切り替えと、異常高温検出部における基準電圧の切り替えを同時に行うことにより、切り替えの時間差で発生する異常高温の誤検知を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態における温度検出部の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置の断面を示す図である。
【図３】従来の温度検出感度切り替えを示す図である。
【図４】従来の温度検出部における異常高温検出回路を示す図である。
【図５】従来の例における課題を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態における画像形成装置の定着装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１８    定着装置
１２    定着フィルム
１３    セラミックヒータ
１５    サーミスタ
１８    加圧ローラ
１０００  温度検出部
１００１  異常高温検出部
【図１】
2005332007.tif 000003
【図２】
2005332007.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005332007.tif 000006
【図５】
2005332007.tif 000007
【図６】
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