JPH09288430A - 複数の加熱手段を備えた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、記録装置の加熱手段に異常
が発生しても記録動作を継続できる記録装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 複数のヒータのうち一部のヒータに異常
が発生すれば、残りのヒータを用いるとともに、ウォー
ムアップ不良検出時間を変更したり、記録紙の搬送速度
を変更するなどの記録制御条件を設定し直すことで記録
動作を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置に関するも
のであり、特に複写機やレーザビームプリンタ等のよう
に加熱手段を用いて定着処理を行う記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録装置の定着装置で
は、定着装置の加熱手段に異常が発生すると直ちに電源
をカットするという処理が行われていた。例えば、特開
昭63-86378号公報では加熱手段であるヒータの異常電圧
を検出すると、直ちにリレーを遮断し加熱装置への電力
供給を停止している。これは、加熱手段の異常が定着ロ
ーラの変形・焼損などの面倒なトラブルを招く可能性が
高いためである。

【０００３】また、加熱手段の電源に電圧変動があると
複数の加熱手段を切り替えて、所定温度を保つという処
理が行われていた。例えば、特開昭60-22165号公報で
は、加熱手段であるヒータへの供給電圧の低下が大きい
程、点灯するヒータの数を増やすという制御を行ってい
る。これによって、電源の電圧変動による定着不良等の
不都合の発生を解消している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した特
開昭63-86378号公報の記録装置では、加熱手段の部分的
な異常であっても、電力供給を停止してしまい、以後の
記録動作に大きな制約が生じた。即ち、ひとたび加熱手
段の異常が発生すれば記録を継続したいというニーズに
は対応できない、という問題があった。

【０００５】また、上述した特開昭60-22165号公報の記
録装置では、加熱手段自体の異常については、対策が講
じられていなかった。従って、もしヒータが故障すれ
ば、十分な温度を維持できず再び定着不良等が発生する
という問題があった。

【０００６】本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、
複数のヒータのうち一部が点灯しなくなっても、残りの
ヒータを駆使するとともに、記録設定条件を変更するこ
とで複写可能な状態に制御する記録装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の記録装置は、複数ある加熱手段の各々の作
動状態を検出する作動検出手段と、加熱手段のうち少な
くとも一つが作動を停止した場合に記録制御条件を変更
する条件変更手段とを備えたことを特徴とする。さら
に、記録制御条件は、記録装置のウォームアップ不良検
出時間であることを特徴とする。あるいは、記録制御条
件は、記録部材の単位時間あたりの搬送量であることを
特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
以下に説明する。

【０００９】まず、外観を示す斜視図をもとに全体の構
成を説明する。図２は、本発明の一実施例である複写機
1の外観を示した斜視図である。複写機のメインスイッ
チ2は、複写機1の側面に設けられ、このメインスイッチ
2が押し込まれる事により、複写機1に電流が供給され
る。また、複写機1の上部には、操作者に対して種々の
情報を表示するための表示部3と、複写動作を開始させ
るためのプリントキー4が設けられ、このプリントキー4
には、複写動作が可能か否かを表示するための発光ダイ
オード（以下LEDという）4aが設けられている。さら
に、複写機1の側面に着脱可能に２個の給紙カセット9,1
0が挿入されている。表示部３には複写枚数が表示され
るとともに、複写機1においてトラブルが発生した時そ
のトラブルコードが表示される。上記メインスイッチ2
の投入後に熱定着装置が所定の温度（定着制御温度 K
2）に達するまでは、即ち後述する熱定着装置13のウォ
ームアップ動作が完了するまでは、プリントキー4のオ
ン操作は受け付けられず、複写動作に入らない。このウ
ォームアップ動作中において熱定着装置13に異常があれ
ば、表示部3にトラブルコードが表示される。上記ウォ
ームアップ動作が完了しかつ何も異常がない場合、プリ
ントキー4のLED4aが点灯し複写動作が可能であることを
操作者に知らせる。

【００１０】次に、複写機1の内部の構成について説明
する。図３は、複写機1の内部構成を示す断面図であ
る。原稿台ガラス5上に載置された原稿の画像は、走査
光学系6によって走査され、感光ドラム7上に順次露光さ
れる。感光ドラム7は、帯電チャージャ60によって一様
に帯電された後、メインモータM3によって矢印A1方向に
回転駆動され、露光によって静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は、現像器8から供給されるトナーによって
顕像化されてトナー像が感光体ドラム7上に形成され
る。そして、給紙カセット9または10から供給される複
写紙上に、上記トナー像が転写チャージャ11によって転
写される。次いで、トナー像が転写された複写紙は搬送
ベルト12によって熱定着装置13に搬送されて、トナー像
が複写紙上に定着される。熱定着装置13は加熱ローラで
ある定着上ローラと加圧ローラである定着下ローラを有
しており、ヒータランプH1,H2は定着上ローラの内部に
配置されている。複写機1における像形成のための構成
及び動作は、公知の電子写真方式を用いているので、そ
の詳細な説明は省略する。

【００１１】図１に複写機1の制御装置の構成の一例を
示す。ここで27は、ROM（リードオンリーメモリ）やRAM
（ランダムアクセスメモリ）等を内蔵した周知のワンチ
ップ・マイクロコンピュータ（マイコン）であり、例え
ば８ビットのA/D（アナログ／デジタル）コンバータを
内蔵した三菱電機株式会社のM37450により構成する。19
は熱定着装置13を加熱する２個のハロゲンヒータH1,H2
からなるヒータ部回路、21,22は各々対応するハロゲン
ヒータH1,H2の駆動回路であり、このハロゲンヒータ駆
動回路21,22は例えばゼロクロススイッチングSSR（ソリ
ッドステートリレー）からなる。23,24は各々対応する
ハロゲンヒータ駆動回路21,22を駆動するドライバであ
る。更に、サーミスタ（感温素子）TH20は定着上ローラ
に接触して設けられ、ローラ表面の測定温度を出力す
る。その出力によって、ヒータの点灯制御を行う。R1は
サーミスタ20からの温度検知信号をA/D変換する際の電
圧を設定する抵抗である。25及び26は、各々対応するハ
ロゲンヒータへの通電電流を検出する電流センサであ
る。この電流センサによって、ヒータが点灯しているこ
と、即ち正常に作動していることを検知する。

【００１２】サーミスタTH20からの温度検知信号はマイ
クロコンピュータ27のアナログ入力端子（入力ポート）
A1に入力され、さらにデジタル値に変換され、そしてこ
のデジタル値に基づき後述するように温度制御が行われ
る。更に電流センサ25,26からの通電電流信号は上記と
同様にマイクロコンピュータ27のアナログ入力端子（入
力ポート）A2及びA3に入力され、さらにデジタル値に変
換され、そしてこのデジタル値に基づき後述するように
ヒータ制御が行われる。なお、図示していないが、マイ
クロコンピュータ27の他の入力ポートにはジャム検知・
手差し検知等の種々のセンサやキー等からの信号が入力
される。更にマイクロコンピュータ27の出力ポートから
は、露光ランプ・給紙ローラ・光学系や表示部等の複写
装置各部への制御信号が出力される。

【００１３】次に、図４のフローチャートに基づいて図
１に示す本発明の制御回路の動作を説明する。電源が投
入された後、まずステップS1（以後ステップを略す）に
おいて、初期設定として複写動作の設定条件等の初期値
が読み込まれ、また、複写動作の状態を示すフラグ等の
パラメータがリセットされる。また、ヒータ制御で用い
るフラグFは「0」が複写可能で「1」が準備中としてい
るので、ここではF=1が設定される。

【００１４】S2では、マイコンに内蔵されたタイマをス
タートさせる。この内蔵タイマを基準にして１ルーチン
の時間の長さを規定し、各サブルーチンの中で用いられ
る各種タイマのカウントアップを行う。各種タイマ値は
この１ルーチンを何回カウントしたかにより、タイマの
終了を判断することができる。

【００１５】S3の入出力処理では、操作者が操作パネル
上でセットした、複写枚数や複写濃度等の設定値がマイ
コン27に読み込まれ、その数値等が表示部3に表示出力
される。

【００１６】続くヒータ制御S4とトラブル制御S5のルー
チンについては、それぞれ図５、図６に詳しく示す。S6
では、周知の複写処理ルーチンが行われる。そして、す
べてのサブルーチン処理が終わると最初にセットされた
内部タイマの終了を待って（S7）１ルーチンを終了し、
S2へ戻る。以降、同様の動作を繰り返す。

【００１７】なお、本実施例においては、熱定着装置13
には900Wと500Wの２本のヒータがあり、ウォームアップ
時には２本を点灯し、複写処理中は通常900Wのヒータの
みを点灯制御することで温度を調整する。ウォームアッ
プ時は複写処理中と異なり、電力を熱定着装置に集中で
きるので、点灯するヒータの本数を増やしてウォームア
ップ時間の短縮をはかっている。

【００１８】ヒータ制御では、サーミスタTH20の出力
（以後、検知温度と呼ぶ）を監視しつつ、加熱切換温度
K1と定着制御温度K2を点灯制御点として、２本のヒータ
のon/offを制御する。ここで、定着制御温度K2とは、ウ
ォームアップ完了後ヒータのon/offを切り替える温度で
あり、もし検知温度がこれ以下になればヒータを点灯
し、これ以上になればヒータを停止する。また、加熱切
換温度K1とは、K2よりも低い温度に設定され、ウォーム
アップ期間中にヒータ点灯を停止する温度であり、その
後は余熱によって熱定着装置の温度上昇が続き、定着可
能温度領域に達する。

【００１９】図５のヒータ制御ルーチンについて説明す
る。ここでは、主にフラグと検知温度に応じてヒータの
on/off制御を行う。

【００２０】まず、S400でウォームアップが完了してい
るか否かを判断する。電源投入後、最初に本ルーチン(S
4)を実行する場合には、ウォームアップが完了していな
いのでフラグは「1」に設定されている。

【００２１】その時、処理はS410に進んで、検知温度が
加熱切換温度K1に達しているかを判断する。検知温度が
加熱切換温度K1に達していない場合、ヒータを２本とも
点灯し(S420)、定着ローラの加熱を継続する。K1に達し
ていればヒータを２本とも停止させ(S411)、さらに定着
制御温度K2と比較する(S412)。K2に達していなければ、
ヒータは停止したまま余熱で定着ローラの温度が上昇す
るのを待つ。余熱は、定着ローラが熱容量をもつために
発生するもので、定着ローラの中にあるヒータが停止し
ても、余熱があるためローラの温度はしばらく上昇を続
ける。そして検知温度がK2以上になっていれば、フラグ
を「0」にする(S413)とともに、カウンタT0をリセット
して(S414)、ウォームアップを完了する。

【００２２】フラグが「0」の場合、S400からS430に処
理が進む。ここで定着制御温度K2との比較を行い(S43
0)、検知温度がK2以上であればヒータを２本とも停止す
る(S431)。K2に達していなければ、ヒータH1が正常であ
ることを確認した(S440)後、正常であればH1を点灯し(S
441)、異常があればヒータH2を点灯する(S442)。二つの
ヒータに出力の差があるため、異常時には記録制御条件
を変更する必要がある。条件の変更については、トラブ
ル処理ルーチンで行う。以降定着制御温度K2とサーミス
タTHの検知信号を比較することによって、ヒータH1ある
いはH2の on/off制御を繰り返す。

【００２３】図６のトラブル制御ルーチンについて説明
する。ここでは、ヒータが正常に点灯しているかを確認
して、もし一方のヒータに異常が発生していれば記録制
御条件を変更し、もし両方のヒータに異常が起こってい
れば、トラブル処理を行うように制御する。トラブル処
理の内容は、表示部３にトラブルコードを表示したり、
複写を禁止する処理等であるが詳細は省略する。

【００２４】ところで、電源が投入されてからウォーム
アップ完了までの経過時間は、カウンタT0で計時する。
その値は初期設定時に0とし(S1)、図４のループが一回
りするごとにカウントアップする(S541)。ループが一回
りするルーチンタイムは、内部タイマで管理されている
(S7)ので、T0も時計代わりになる。あらかじめウォーム
アップに必要な時間を確かめておき、それよりも若干長
い時間をウォームアップ不良検出時間TAとして設定す
る。時間TAが経過してもウォームアップが完了していな
ければ、検出系や入力電圧等になんらかの異常が発生し
たものとして、トラブル処理が行われる(S590)。このよ
うにウォームアップを時間管理することは、加熱手段の
不調を早めに検知できるというメリットがある。通常よ
り加熱に時間を要するということは、なんらかのトラブ
ルが発生していると考えられる。それを時間管理で確実
に検知して、対処することは大きなトラブルを回避する
のに効果的である。なお、ここでいうウォームアップの
完了とは、前述したように、検知温度が定着制御温度に
達することを指す。

【００２５】図６において、ウォームアップ状態でトラ
ブル制御S5に入った場合、フラグは「1」なので、S500
からS510に進み、ヒータH1が正常であるかを判断する。
H1が正常であれば、S520でヒータH2が正常であるかを判
断する。H1が異常であれば、S530で同じくH2が正常であ
るかを判断する。もし、両方のヒータが正常であればウ
ォームアップ不良検出時間TAをT1とし(S521)、H1が正常
でH2に異常があれば上記TAをT2とし(S522)、H1が異常で
H2が正常であれば上記TAをT3とし(S531)、両方に異常が
発生していればトラブル処理ルーチンで対応する(S59
0)。

【００２６】具体的には、ヒータH1の出力を900W、ヒー
タH2の出力を500Wとして図７のようにタイマを設定し
た。ヒータ２本で加熱させた時、所定の定着温度に達す
るまでの時間を測定すると平均180秒かかったので、ウ
ォームアップ不良検出時間TAを200秒と設定した。測定
値と設定値の20秒の差は、環境条件等によって熱定着装
置の暖まり方が異なるのを見込んだ時間である。同様に
して、ヒータH1のみで加熱させる場合の不良検出時間TA
を300秒、ヒータH2のみで加熱させる場合の不良検出時
間TAを600秒と設定した。

【００２７】この制御方法によれば、２本あるヒータの
内１本に異常が発生し点灯しなくても、ウォームアップ
不良検出時間を変更することで、複写可能な状態にでき
る。次に、複写処理実行時にトラブル制御S5に入った場
合、フラグは「0」なので、S500からS550に進み、プリ
ント要求がきているかを判断する。プリント要求がきて
いれば、S5 60でヒータH1が正常であるかを判断する。H
1が正常であれば、連続複写時の毎分当たりの複写枚数
（CPM）を通常のC1に設定する(S561)。H1が異常であれ
ば、ヒータH2が正常かの判断を行う(S570)。H2が正常で
あれば、CPMを毎分40枚に設定し(S571)、異常であれば
トラブル処理を実行する(S590)。プリント要求がきてい
なければ、このサブルーチンを終了する。

【００２８】具体的には、毎分当たりの複写枚数（CP
M）を図７のように設定している。図中の○はヒータが
正常に点灯していることを、×はヒータが異常であるこ
とを、（○）はヒータは正常であるが停止していること
をそれぞれ表す。通常使用するヒータH1の替わりにH2を
用いると、ヒータの出力が低くなった分定着ローラの温
度回復に時間がかかるので、給紙間隔をひろげることに
よって、毎分20枚に落として複写処理を実行するように
した。単位時間当たりの複写枚数を減らすことで、定着
の際、記録部材に奪われた熱をヒータで加熱する時間が
確保され、所定の温度で次の記録部材を処理できるよう
になる。

【００２９】この制御方法によれば、複写処理時ヒータ
の一部に異常が発生しても給紙間隔を変更することで、
複写可能な状態にできる。

【００３０】尚、本実施例においては、単位時間あたり
の搬送量の制御として、給紙間隔の変更を挙げたが、記
録部材の送り速度の変更でもかまわない。

【００３１】尚、複数あるヒータの内、どちらかのヒー
タに異常があって、１本のヒータで加熱する場合、ウォ
ームアップ不良検出時間を延長することに加えて、時間
当たりの温度上昇が通常より低いので、ヒータ加熱をス
トップする加熱切換温度を通常より高めに設定しておく
ことがより望ましい。つまり、使用するヒータが変われ
ば、余熱による温度上昇も違ってくるので、それに見合
う分をヒータ加熱で調整することでウォームアップ完了
が長引くことを回避する。

【００３２】また、本実施例においては、ウォームアッ
プ時と複写処理時にヒータ即ちハロゲンランプに異常が
発生することを想定する処理としたが、電源投入時にの
み本処理を実行する制御も有効である。

【００３３】また、本実施例においては、ヒータの異常
を、所定時間経過した後に到達した温度で管理したが、
時間で管理してもよい。すなわち、ヒータの温度を常時
測定しておき、ウォームアップ開始からある所定温度に
達するまでの時間が、あらかじめ設定された時間を越え
ていれば、加熱手段に異常があると判断する。以下の処
理は、本実施例と同様である。

【００３４】また、ヒータの作動検出を複数の電流セン
サで行ったが、ヒータが正常であるかどうかは、ヒータ
に所定の電圧が印加されているか、あるいはヒータが所
定の強度の光を発しているか、を検知することでも判断
できる。従って、ヒータへの供給電圧の降下を検知する
センサを回路に設けたり、ヒータの光を検出するセンサ
をヒータ近くに設けても良い。

【００３５】また、本実施例では加熱手段を２本のヒー
タとしたが、３本以上を用いても差し支えない。ヒータ
の本数を増やして全体の出力を大きくすれば、ウォーム
アップ時間を短縮できる。また、予備ヒータとして通常
は点灯せずに、異常発生時にのみ作動させてもよい。ヒ
ータを格納するスペースが不足すれば、ヒータを定着下
ローラ内に配置し、間接的に定着上ローラを加熱するよ
うにしても良い。

【００３６】また、本実施例では記録部材の搬送量とし
て単位時間当たりの複写枚数を挙げて説明したが、使用
する記録用紙のサイズや方向、秤量を限定してもよい。
つまり、サイズの大きいA3, B4の使用を禁じる、記録紙
を横送りにして定着ローラとの接触面積をより小さくす
る、厚紙の記録紙の使用を禁じるといった搬送条件に限
定することで、複写可能な状態にできる。あるいは、記
録装置のシステムスピードを落としてもよい。システム
全体の処理が遅くなれば、自動的に単位時間あたりの複
写枚数も少なくなり、複写可能な状態にできる。

【００３７】

【発明の効果】複数の加熱手段を備えて定着を行う記録
装置において、加熱手段の一部に異常が発生し機能しな
くても、残りの加熱手段を用いつつ、さらに通常より装
置の性能を制約することによって、複写可能な状態に制
御することができる。即ち、加熱手段の異常に伴う記録
動作禁止状態を出来るだけ回避し、記録装置のダウンタ
イムを極力短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した複写機の制御回路図

【図２】本発明を適用した複写機の外観図

【図３】本発明を適用した複写機の内部構成図

【図４】図１の複写機の制御フローチャート

【図５】図１の複写機のヒータ制御フローチャート

【図６】図１の複写機のトラブル制御フローチャート

【図７】図１の複写機のヒータ故障時の設定条件を示す
表

【符号の説明】

１ 複写機 ２ メインスイッチ ３ 表示部 ４ プリントキー ４a 発光ダイオード ５ 原稿台ガラス ６ 走査光学系 ７ 感光体ドラム ８ 現像器 ９,10 給紙カセット 11 転写チャージャ 12 搬送ベルト 13 熱定着装置 19 ヒータ部回路 20 サーミスタ 21,22 SSR 23,24 ドライバ 25,26 電流センサ 27 マイコン（CPU） 60 帯電チャージャ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録部材を複数の加熱手段を用いて加熱
   することによって画像の定着を行う記録装置において、
   前記複数の加熱手段の各々の作動状態を検出する作動検
   出手段と、前記複数の加熱手段のうち少なくとも一つが
   作動を停止した場合に記録制御条件を変更する条件変更
   手段と、を備えたことを特徴とする記録装置
2. 【請求項２】 記録制御条件は、記録装置のウォーム
   アップ不良検出時間であることを特徴とする請求項1記
   載の記録装置
3. 【請求項３】 記録制御条件は、記録部材の単位時間あ
   たりの搬送量であることを特徴とする請求項1記載の記
   録装置