JP2001331060A - 定着装置及び定着方法 - Google Patents
定着装置及び定着方法Info
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- JP2001331060A JP2001331060A JP2000152988A JP2000152988A JP2001331060A JP 2001331060 A JP2001331060 A JP 2001331060A JP 2000152988 A JP2000152988 A JP 2000152988A JP 2000152988 A JP2000152988 A JP 2000152988A JP 2001331060 A JP2001331060 A JP 2001331060A
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- fixing device
- fixing
- voltage
- abnormality
- exciting coil
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定着装置の機械的な異常に適切に対処できる
ようにする。 【解決手段】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、前記励磁コイルに発
生するフライバック電圧を検出し、検出されたフライバ
ック電圧の変動状態に基づいて定着装置の加熱ローラ、
金属加熱フィルム等の機械的な異常箇所を検出し、該定
着装置ヘの電力供給を停止する。
ようにする。 【解決手段】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、前記励磁コイルに発
生するフライバック電圧を検出し、検出されたフライバ
ック電圧の変動状態に基づいて定着装置の加熱ローラ、
金属加熱フィルム等の機械的な異常箇所を検出し、該定
着装置ヘの電力供給を停止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関し、特にトナー、インク等の記録材を誘
導加熱方式で記録媒体に定着させる定着技術に関する。
像形成装置に関し、特にトナー、インク等の記録材を誘
導加熱方式で記録媒体に定着させる定着技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の誘導加熱方式の定着器の構成を、
図4〜7に基づいて説明する。
図4〜7に基づいて説明する。
【0003】図4に示したように、定着器ユニット10
1は、加熱ローラ102と加圧ローラ103とを有して
いる。加熱ローラ102は、円筒状の金属加熱フィルム
104、フェライトコア105を保持するコアホルダ1
06、サーミスタ107を有し、フェライトコア105
には、励磁コイル108が巻層されている。
1は、加熱ローラ102と加圧ローラ103とを有して
いる。加熱ローラ102は、円筒状の金属加熱フィルム
104、フェライトコア105を保持するコアホルダ1
06、サーミスタ107を有し、フェライトコア105
には、励磁コイル108が巻層されている。
【0004】金属加熱フィルム104は、図5に示した
ように発熱体層109、シリコンゴム層110、テフロ
ン(登録商標)層111により構成されている。発熱体
層109は、誘導加熱作用により発熱する層であり、磁
性金属、金属、磁性材等により構成されている。シリコ
ンゴム層110は、加熱ローラ102と加圧ローラ10
3との間を記録紙が通過する際に、その弾性作用により
記録紙を加熱ローラ102に密着させるために設けられ
ている。テフロン層111は、トナーと加熱ローラ10
2との離型性を高めるために設けられている。
ように発熱体層109、シリコンゴム層110、テフロ
ン(登録商標)層111により構成されている。発熱体
層109は、誘導加熱作用により発熱する層であり、磁
性金属、金属、磁性材等により構成されている。シリコ
ンゴム層110は、加熱ローラ102と加圧ローラ10
3との間を記録紙が通過する際に、その弾性作用により
記録紙を加熱ローラ102に密着させるために設けられ
ている。テフロン層111は、トナーと加熱ローラ10
2との離型性を高めるために設けられている。
【0005】加熱ローラ102の発熱体層109の発熱
制御は、図6に示したような発熱制御回路により、励磁
コイル108から交番磁界を発生させることにより行わ
れる。
制御は、図6に示したような発熱制御回路により、励磁
コイル108から交番磁界を発生させることにより行わ
れる。
【0006】すなわち、発熱制御回路は、図6に示した
ように、ノイズフィルタ112、整流回路113、フィ
ルタコンデンサ114、はスイッチング素子115、フ
リーホイールダイオード116、共振コンデンサ11
7、励磁コイル108、カレントトランス118、及び
スイッチング制御回路119を有している。
ように、ノイズフィルタ112、整流回路113、フィ
ルタコンデンサ114、はスイッチング素子115、フ
リーホイールダイオード116、共振コンデンサ11
7、励磁コイル108、カレントトランス118、及び
スイッチング制御回路119を有している。
【0007】画像形成装置のコントローラの制御によ
り、スイッチング制御回路119に電源が投入される
と、直ちにスイッチング制御回路119からスイッチン
グ素子115の駆動パルスが発生される。この駆動パル
スに従って、スイッチング素子115のオン/オフが繰
り返される。そして、スイッチング素子115がオン/
オフを繰り返すことにより、励磁コイル108に対する
ACライン電圧の供給がオン/オフされる。
り、スイッチング制御回路119に電源が投入される
と、直ちにスイッチング制御回路119からスイッチン
グ素子115の駆動パルスが発生される。この駆動パル
スに従って、スイッチング素子115のオン/オフが繰
り返される。そして、スイッチング素子115がオン/
オフを繰り返すことにより、励磁コイル108に対する
ACライン電圧の供給がオン/オフされる。
【0008】スイッチング素子115がオン状態の時に
励磁コイル108に流れる電流は、三角波となる。この
三角波の傾きは、励磁コイル108とコア106と金属
加熱フィルム104からなる磁気回路のイングクタンス
と、印加電圧とにより決定される。
励磁コイル108に流れる電流は、三角波となる。この
三角波の傾きは、励磁コイル108とコア106と金属
加熱フィルム104からなる磁気回路のイングクタンス
と、印加電圧とにより決定される。
【0009】スイッチング素子115がオフ状態の時に
は、スイッチング素子115がオンの期間中に励磁コイ
ル108及び共振コンデンサ117からなるタンク回路
内に蓄えられていたエネルギーが、当該タンク回路内で
還流する。すると、励磁コイル108の端子間には、フ
ライバック電圧と呼ばれる高電圧が発生する。このフラ
イバック電圧は、印加電圧に対し、上記磁気回路、共振
コンデンサ117、励磁コイル108の巻線抵抗や導線
の持つ抵抗で決まる尖鋭度Q倍の電圧となる。
は、スイッチング素子115がオンの期間中に励磁コイ
ル108及び共振コンデンサ117からなるタンク回路
内に蓄えられていたエネルギーが、当該タンク回路内で
還流する。すると、励磁コイル108の端子間には、フ
ライバック電圧と呼ばれる高電圧が発生する。このフラ
イバック電圧は、印加電圧に対し、上記磁気回路、共振
コンデンサ117、励磁コイル108の巻線抵抗や導線
の持つ抵抗で決まる尖鋭度Q倍の電圧となる。
【0010】上記のように励磁コイル108に流れる電
流が変化することにより、励磁コイル108から交番磁
界が発生し、励磁コイル108と磁気的に結合した金属
加熱フィルム104に渦電流が流れる。すると、金属の
持つヒステリシス損と渦電流損により熱が発生し、この
熱が定着に利用される。金属加熱フィルム104の温
度、すなわち定着温度は、サーミスタ107により測定
され、電圧信号としてスイッチング制御回路119にフ
ィードバックされる。
流が変化することにより、励磁コイル108から交番磁
界が発生し、励磁コイル108と磁気的に結合した金属
加熱フィルム104に渦電流が流れる。すると、金属の
持つヒステリシス損と渦電流損により熱が発生し、この
熱が定着に利用される。金属加熱フィルム104の温
度、すなわち定着温度は、サーミスタ107により測定
され、電圧信号としてスイッチング制御回路119にフ
ィードバックされる。
【0011】スイッチング制御回路119は、主とし
て、スイッチング素子115のオン時間決定用のタイマ
とオフ時間決定用のタイマにより構成されている。これ
らタイマは、一般に、図7に示したように構成されてい
る。すなわち、オンタイマ回路は、トランジスタ12
0、コンデンサ121、比較器122、トランジスタ1
23、抵抗124により構成され、オフタイマ回路は、
トランジスタ125、コンデンサ126、比較器12
7、トランジスタ128、抵抗129により構成されて
いる。なお、図7に示した130はフィルタ回路であ
る。
て、スイッチング素子115のオン時間決定用のタイマ
とオフ時間決定用のタイマにより構成されている。これ
らタイマは、一般に、図7に示したように構成されてい
る。すなわち、オンタイマ回路は、トランジスタ12
0、コンデンサ121、比較器122、トランジスタ1
23、抵抗124により構成され、オフタイマ回路は、
トランジスタ125、コンデンサ126、比較器12
7、トランジスタ128、抵抗129により構成されて
いる。なお、図7に示した130はフィルタ回路であ
る。
【0012】このような構成の下で、スイッチング素子
115のオン開始時に、トランジスタ120をオンさせ
ることによりオンタイマ回路のコンデンサ121を放電
した後、トランジスタ123、抵抗124よりなる定電
流回路により一定の電流でコンデンサ121を充電す
る。そして、コンデンサ121の端子電圧が比較回路1
22の基準電圧Vaに達すると、比較回路122の出力
が切替わり、オン時間が終了する。
115のオン開始時に、トランジスタ120をオンさせ
ることによりオンタイマ回路のコンデンサ121を放電
した後、トランジスタ123、抵抗124よりなる定電
流回路により一定の電流でコンデンサ121を充電す
る。そして、コンデンサ121の端子電圧が比較回路1
22の基準電圧Vaに達すると、比較回路122の出力
が切替わり、オン時間が終了する。
【0013】この比較回路122の出力が切替わると、
トランジスタ125をオンさせることによりオフタイマ
回路内のコンデンサ124を放電して、トランジスタ1
28、抵抗129よりなる定電流回路により一定の電流
でコンデンサ124を充電する。このコンデンサ124
の端子電圧が比較回路127の基準電圧に達すると、比
較回路127の出力が切替わり、オフ時間が終了し、ス
イッチング素子115の1周期のオン/オフ動作が完了
する。
トランジスタ125をオンさせることによりオフタイマ
回路内のコンデンサ124を放電して、トランジスタ1
28、抵抗129よりなる定電流回路により一定の電流
でコンデンサ124を充電する。このコンデンサ124
の端子電圧が比較回路127の基準電圧に達すると、比
較回路127の出力が切替わり、オフ時間が終了し、ス
イッチング素子115の1周期のオン/オフ動作が完了
する。
【0014】サーミスタ107は測定温度を電圧信号と
して出力し、この電圧信号はフィルタ回路130を介し
てオンタイマ回路内の比較回路122に基準電圧Vaと
して入力される。すなわち、定着温度の変化に応じてス
イッチング素子115のオン時間幅が制御される。この
オン時間幅を増加させると、励磁コイル108を流れる
電流波形は、基本的には三角波に近い形となり、オン時
間幅に比例した値となる。
して出力し、この電圧信号はフィルタ回路130を介し
てオンタイマ回路内の比較回路122に基準電圧Vaと
して入力される。すなわち、定着温度の変化に応じてス
イッチング素子115のオン時間幅が制御される。この
オン時間幅を増加させると、励磁コイル108を流れる
電流波形は、基本的には三角波に近い形となり、オン時
間幅に比例した値となる。
【0015】一方、オフ時間幅は、フライバック電圧に
同期させて1周期ごとに変動させており、励磁コイル1
08と上記磁気回路、共振コンデンサ117よりなる回
路のインピーダンスにより決まり、その変化幅は小さく
なるため、オン時間とオフ時間の比(デューティ比)が
大きいほど、投入する電力が大きくなる。そこで、定着
温度制御は、オン時間幅を制御(デューティ制御)を利
用することによって行っている。
同期させて1周期ごとに変動させており、励磁コイル1
08と上記磁気回路、共振コンデンサ117よりなる回
路のインピーダンスにより決まり、その変化幅は小さく
なるため、オン時間とオフ時間の比(デューティ比)が
大きいほど、投入する電力が大きくなる。そこで、定着
温度制御は、オン時間幅を制御(デューティ制御)を利
用することによって行っている。
【0016】このような系における制御は、一般に、P
ID制御(Proportional Integra
l Differential:比例・積分・微分)と
呼ばれる制御方法で行われている。すなわち、サーミス
タ107から入力された温度情報と目標温度との誤差を
算出し、その誤差に比例した値(比例項)と、誤差の時
間変化に比例した値(微分項)と、過去からの誤差の和
に比例した値(積分項)との和をとり、その値を制御出
力の変化分として、制御出力に加算する。すなわち、比
例項により目標温度との誤差を補正し、微分項により急
激な温度変化に対する補正を行い、積分項により長いス
パンでの温度変動に対する補正を行う。
ID制御(Proportional Integra
l Differential:比例・積分・微分)と
呼ばれる制御方法で行われている。すなわち、サーミス
タ107から入力された温度情報と目標温度との誤差を
算出し、その誤差に比例した値(比例項)と、誤差の時
間変化に比例した値(微分項)と、過去からの誤差の和
に比例した値(積分項)との和をとり、その値を制御出
力の変化分として、制御出力に加算する。すなわち、比
例項により目標温度との誤差を補正し、微分項により急
激な温度変化に対する補正を行い、積分項により長いス
パンでの温度変動に対する補正を行う。
【0017】このような系では、ハロゲンヒータを加熱
ローラに内蔵した熱ローラによる系と比較して金属加熱
フィルム104の熱容量が小さいため、高速な温度立上
がり特性と、温度リップルの極めて少ない制御特性を得
ることができる。また、定着ニップ部に近い部分で熱が
発生する直接加熱に近い方式であるため、優れた温度立
上がり特性、熱応答性、熱効率が実現され、温度むらを
抑制することができる。
ローラに内蔵した熱ローラによる系と比較して金属加熱
フィルム104の熱容量が小さいため、高速な温度立上
がり特性と、温度リップルの極めて少ない制御特性を得
ることができる。また、定着ニップ部に近い部分で熱が
発生する直接加熱に近い方式であるため、優れた温度立
上がり特性、熱応答性、熱効率が実現され、温度むらを
抑制することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属加熱フィ
ルム104や加熱ローラ102の機械的な浮きや通紙ジ
ャムなどにより金属加熱フィルム104が回転しなくな
ると、定着ニップ部付近の温度が上昇する。このような
場合、本来、測定温度に基づいて金属加熱フィルム10
4の温度上昇を抑制すべきであるが、温度測定系の熱応
答速度が温度上昇速度に比較して遅い場合には、金属加
熱フィルム104が高温になり過ぎて、金属加熱フィル
ム104や加熱ローラ102の表面にダメージを与えて
しまう可能性があった。
ルム104や加熱ローラ102の機械的な浮きや通紙ジ
ャムなどにより金属加熱フィルム104が回転しなくな
ると、定着ニップ部付近の温度が上昇する。このような
場合、本来、測定温度に基づいて金属加熱フィルム10
4の温度上昇を抑制すべきであるが、温度測定系の熱応
答速度が温度上昇速度に比較して遅い場合には、金属加
熱フィルム104が高温になり過ぎて、金属加熱フィル
ム104や加熱ローラ102の表面にダメージを与えて
しまう可能性があった。
【0019】この場合、金属加熱フィルム104や加熱
ローラ102の一部が浮き上がってしまったときは、金
属加熱フィルム104や加熱ローラ102の回転周期に
応じた周期で温度むらを引き起こすことが予想される。
ローラ102の一部が浮き上がってしまったときは、金
属加熱フィルム104や加熱ローラ102の回転周期に
応じた周期で温度むらを引き起こすことが予想される。
【0020】本発明は、このような背景の下になされた
もので、その課題は、定着装置の機械的な異常に適切に
対処できるようにすることにある。
もので、その課題は、定着装置の機械的な異常に適切に
対処できるようにすることにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、前記励磁コイルに発
生する電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手
段により検出された前記電圧に基づいて前記定着装置の
機械的な異常を検出する異常検出手段とを備えている。
め、本発明は、励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、前記励磁コイルに発
生する電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手
段により検出された前記電圧に基づいて前記定着装置の
機械的な異常を検出する異常検出手段とを備えている。
【0022】また、本発明は、前記異常検出手段により
前記定着装置の機械的な異常が検出された場合に、該定
着装置ヘの電力供給を停止する停止手段を備えている。
前記定着装置の機械的な異常が検出された場合に、該定
着装置ヘの電力供給を停止する停止手段を備えている。
【0023】また、本発明では、前記異常検出手段は、
前記電圧検出手段により検出された前記電圧の変動状態
に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定して
いる。
前記電圧検出手段により検出された前記電圧の変動状態
に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定して
いる。
【0024】また、本発明は、励磁コイルを用いて誘導
加熱方式により定着処理を行う定着装置において、前記
励磁コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前
記電流検出手段により検出された前記電流に基づいて前
記定着装置の機械的な異常を検出する異常検出手段とを
備えている。
加熱方式により定着処理を行う定着装置において、前記
励磁コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、前
記電流検出手段により検出された前記電流に基づいて前
記定着装置の機械的な異常を検出する異常検出手段とを
備えている。
【0025】また、本発明は、前記異常検出手段により
前記定着装置の機械的な異常が検出された場合に、該定
着装置ヘの電力供給を停止する停止手段を備えている。
前記定着装置の機械的な異常が検出された場合に、該定
着装置ヘの電力供給を停止する停止手段を備えている。
【0026】また、本発明では、前記異常検出手段は、
前記電流検出手段により検出された前記電流の変動状態
に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定して
いる。
前記電流検出手段により検出された前記電流の変動状態
に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定して
いる。
【0027】また、本発明は、励磁コイルを用いて誘導
加熱方式により定着処理を行う定着方法において、前記
励磁コイルに発生する電圧に基づいて前記定着装置の機
械的な異常を検出するように構成している。
加熱方式により定着処理を行う定着方法において、前記
励磁コイルに発生する電圧に基づいて前記定着装置の機
械的な異常を検出するように構成している。
【0028】また、本発明では、前記定着装置の機械的
な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力供給を
停止している。
な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力供給を
停止している。
【0029】また、本発明では、前記励磁コイルに発生
する電圧の変動状態に基づいて前記定着装置の機械的な
異常箇所を判定している。
する電圧の変動状態に基づいて前記定着装置の機械的な
異常箇所を判定している。
【0030】また、本発明は、励磁コイルを用いて誘導
加熱方式により定着処理を行う定着方法において、前記
励磁コイルに流れる電流に基づいて前記定着装置の機械
的な異常を検出するように構成している。
加熱方式により定着処理を行う定着方法において、前記
励磁コイルに流れる電流に基づいて前記定着装置の機械
的な異常を検出するように構成している。
【0031】また、本発明では、前記定着装置の機械的
な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力供給を
停止している。
な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力供給を
停止している。
【0032】また、本発明では、前記励磁コイルに流れ
る電流の変動状態に基づいて前記定着装置の機械的な異
常箇所を判定している。
る電流の変動状態に基づいて前記定着装置の機械的な異
常箇所を判定している。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【0034】図1は、本発明の実施の形態に係る定着装
置の発熱制御部の概略構成図である。なお、図1では、
図6に示した構成要素と同一の構成要素については、同
一の符号で示している。
置の発熱制御部の概略構成図である。なお、図1では、
図6に示した構成要素と同一の構成要素については、同
一の符号で示している。
【0035】本発熱制御部は、図6に示したノイズフィ
ルタ112、整流回路113、フィルタコンデンサ11
4、スイッチング素子115、フリーホイールダイオー
ド116、共振コンデンサ117、励磁コイル108、
カレントトランス118の他に、ヒューズ132、リレ
ー133、ACライン電圧検出部134、スイッチング
整流素子135、フォトトライアック136、フライバ
ック電圧検出部137、フォトカプラ138、スイッチ
ング制御回路139を有している。なお、101は、図
6に示した定着器ユニット、107はサーミスタであ
る。また、140は本定着装置が搭載された画像形成装
置の動作を統御する本体コントローラである。 スイッ
チング制御回路139は、定着許可信号のデコード回路
139a、スイッチング素子115のオン時間の最大幅
制御回路139b、図7に示したオン/オフタイマー回
路139b、異常検出回路139c、温度フィードバッ
ク制御回路139d、およびスイッチング素子115の
ゲートをドライブするゲートドライブ回路139fを有
している。
ルタ112、整流回路113、フィルタコンデンサ11
4、スイッチング素子115、フリーホイールダイオー
ド116、共振コンデンサ117、励磁コイル108、
カレントトランス118の他に、ヒューズ132、リレ
ー133、ACライン電圧検出部134、スイッチング
整流素子135、フォトトライアック136、フライバ
ック電圧検出部137、フォトカプラ138、スイッチ
ング制御回路139を有している。なお、101は、図
6に示した定着器ユニット、107はサーミスタであ
る。また、140は本定着装置が搭載された画像形成装
置の動作を統御する本体コントローラである。 スイッ
チング制御回路139は、定着許可信号のデコード回路
139a、スイッチング素子115のオン時間の最大幅
制御回路139b、図7に示したオン/オフタイマー回
路139b、異常検出回路139c、温度フィードバッ
ク制御回路139d、およびスイッチング素子115の
ゲートをドライブするゲートドライブ回路139fを有
している。
【0036】定着装置の機械的駆動源であるモータが回
転を始めた後に、本体コントローラ140からスイッチ
ング制御回路139に定着許可信号が出力される。この
定着許可信号は、デコード回路139aによりテコード
されて、ゲートドライブ回路139fによるスイッチン
グ素子115のゲート出力が可能となる。
転を始めた後に、本体コントローラ140からスイッチ
ング制御回路139に定着許可信号が出力される。この
定着許可信号は、デコード回路139aによりテコード
されて、ゲートドライブ回路139fによるスイッチン
グ素子115のゲート出力が可能となる。
【0037】スイッチング素子115のゲートのオン時
間幅は、次のような理由により、最大幅制御回路139
bにて最小及び最大の両側で制限されている。すなわ
ち、スイッチング素子115のオン時間幅の範囲は、励
磁コイル108と金属加熱フィルム104、コア106
よりなる磁気回路の損失と、磁気回路と共振コンデンサ
117よりなる共振回路の共振周波数により決まる。し
かし、オン時間幅が短くなり、1回のスイッチングで励
磁コイル108に蓄えられるエネルギーが小さくなる
と、励磁コイル108に発生するフライバック電圧でス
イッチング素子115に加わる電圧を“0”にすること
が出来なくなり、スイッチング素子115は電圧を背負
った状態でスイッチングを行うことになる。このような
状態ではスイッチング損失が増大し、効率か悪化すると
同時に素子の寿命を縮める結果になる。そこで最小のオ
ン時間幅を決めて、それ以下にならないようにガードを
かける構成としている。
間幅は、次のような理由により、最大幅制御回路139
bにて最小及び最大の両側で制限されている。すなわ
ち、スイッチング素子115のオン時間幅の範囲は、励
磁コイル108と金属加熱フィルム104、コア106
よりなる磁気回路の損失と、磁気回路と共振コンデンサ
117よりなる共振回路の共振周波数により決まる。し
かし、オン時間幅が短くなり、1回のスイッチングで励
磁コイル108に蓄えられるエネルギーが小さくなる
と、励磁コイル108に発生するフライバック電圧でス
イッチング素子115に加わる電圧を“0”にすること
が出来なくなり、スイッチング素子115は電圧を背負
った状態でスイッチングを行うことになる。このような
状態ではスイッチング損失が増大し、効率か悪化すると
同時に素子の寿命を縮める結果になる。そこで最小のオ
ン時間幅を決めて、それ以下にならないようにガードを
かける構成としている。
【0038】一方、オン時間幅が長くなると1回のスイ
ッチングで励磁コイル108に蓄えられるエネルキーが
大きくなりすぎ、励磁コイル108に発生するフライバ
ック電圧がスイッチング素子115の耐圧を超えてしま
うことになる。そこで、オン時間幅の最大値も制限して
いる。
ッチングで励磁コイル108に蓄えられるエネルキーが
大きくなりすぎ、励磁コイル108に発生するフライバ
ック電圧がスイッチング素子115の耐圧を超えてしま
うことになる。そこで、オン時間幅の最大値も制限して
いる。
【0039】電源をオンした時の初期動作においては、
スイッチング素子115のオン時間幅は上述した理由に
より最小となっている。スイッチング素子115のオン
時間が決定され、スイッチング素子115がスイッチン
グ動作を始めた後に、ACラインに配置したフォトトラ
イアック136を介してスイッチング整流素子135を
オンし、スイッチング素子115のオン時間幅を最大幅
制御回路139bで決定されるオン時間幅の範囲内で数
百msのオーダーでゆっくりと広げていく。
スイッチング素子115のオン時間幅は上述した理由に
より最小となっている。スイッチング素子115のオン
時間が決定され、スイッチング素子115がスイッチン
グ動作を始めた後に、ACラインに配置したフォトトラ
イアック136を介してスイッチング整流素子135を
オンし、スイッチング素子115のオン時間幅を最大幅
制御回路139bで決定されるオン時間幅の範囲内で数
百msのオーダーでゆっくりと広げていく。
【0040】この際、温度がまだ充分低ければ、最大幅
制御回路139bは、オン時間最大幅(ガード値)を徐
々に大きくしていき、温度フィードバック制御回路13
9cは、最大幅制御回路139bにて許容されるオン時
間最大幅の範囲内でオン時間幅を大きくするように制御
する。温度が高い状態で定着許可信号が出された場合
は、オン時間最大幅(ガード値)は大きくなっていくも
のの、実際の出力は温度フィードバック制御回路139
cで制御されるオン時間幅となる。
制御回路139bは、オン時間最大幅(ガード値)を徐
々に大きくしていき、温度フィードバック制御回路13
9cは、最大幅制御回路139bにて許容されるオン時
間最大幅の範囲内でオン時間幅を大きくするように制御
する。温度が高い状態で定着許可信号が出された場合
は、オン時間最大幅(ガード値)は大きくなっていくも
のの、実際の出力は温度フィードバック制御回路139
cで制御されるオン時間幅となる。
【0041】このように温度調整によるオン時間幅の変
動範囲は、常に最小許容オン時間幅と最大許容オン時間
幅の間の値となり、常にオン時間幅に最大側と最小側両
方にガードがかかっている状態となり、ソフトスタート
機能が実現される。
動範囲は、常に最小許容オン時間幅と最大許容オン時間
幅の間の値となり、常にオン時間幅に最大側と最小側両
方にガードがかかっている状態となり、ソフトスタート
機能が実現される。
【0042】図2は、スイッチング制御回路139内の
定着許可信号のデコード回路139aの回路図である。
図2において、イネーブル端子ENBLより定着許可信
号が入力されると、コンデンサ141の電圧が上昇し、
トランジスタ142がオンされる。この結果、出力端子
OUTの出力が反転し、ゲートドライブ回路139fに
設けられたフリップフロップ回路(図示省略)が出力開
始状態となる。
定着許可信号のデコード回路139aの回路図である。
図2において、イネーブル端子ENBLより定着許可信
号が入力されると、コンデンサ141の電圧が上昇し、
トランジスタ142がオンされる。この結果、出力端子
OUTの出力が反転し、ゲートドライブ回路139fに
設けられたフリップフロップ回路(図示省略)が出力開
始状態となる。
【0043】さらに、その後に本体コントローラ140
により発生されるスタート信号により、フォトトライア
ック136がオンになり、このフォトトライアック13
6に接続されたスイッチング整流素子135がオンする
ことにより、ACラインより電力が供給され始める。
により発生されるスタート信号により、フォトトライア
ック136がオンになり、このフォトトライアック13
6に接続されたスイッチング整流素子135がオンする
ことにより、ACラインより電力が供給され始める。
【0044】本体コントローラ140からの定着許可信
号が途絶えると、図2のデコード回路139a内のコン
デンサ141の電圧が減少してトランジスタ142がオ
フし、ゲートドライブ回路139f内の上記フリップフ
ロップ回路の出力がオフして、スイッチング素子115
のゲートへの出力が停止する。
号が途絶えると、図2のデコード回路139a内のコン
デンサ141の電圧が減少してトランジスタ142がオ
フし、ゲートドライブ回路139f内の上記フリップフ
ロップ回路の出力がオフして、スイッチング素子115
のゲートへの出力が停止する。
【0045】ACライン電圧検出部134は、抵抗値の
高い分圧抵抗134a,134bにより分圧した電圧
を、ACラインの電圧Vbとしてスイッチング制御回路
139内の異常検出回路139dに出力している。
高い分圧抵抗134a,134bにより分圧した電圧
を、ACラインの電圧Vbとしてスイッチング制御回路
139内の異常検出回路139dに出力している。
【0046】フライバック電圧検出部137は、抵抗値
の高い分圧抵抗137a,137bにより励磁コイル1
08に発生する高圧のフライバック電圧を分圧し、比較
回路137cにより誤差を検出し、その誤差信号をフラ
イバック電圧Vcとして、スイッチング制御回路139
内の異常検出回路139dに伝達している。この際、フ
ライバック電圧Vcは、フォトカプラ138により高圧
回路及びAC回路と絶縁された状態で異常検出回路13
9dに伝達される。なお、このフライバック電圧検出部
137を用いて、フライバック電圧が“0”となる時に
次のスイッチング開始を行うように同期を取ってもよ
い。
の高い分圧抵抗137a,137bにより励磁コイル1
08に発生する高圧のフライバック電圧を分圧し、比較
回路137cにより誤差を検出し、その誤差信号をフラ
イバック電圧Vcとして、スイッチング制御回路139
内の異常検出回路139dに伝達している。この際、フ
ライバック電圧Vcは、フォトカプラ138により高圧
回路及びAC回路と絶縁された状態で異常検出回路13
9dに伝達される。なお、このフライバック電圧検出部
137を用いて、フライバック電圧が“0”となる時に
次のスイッチング開始を行うように同期を取ってもよ
い。
【0047】図3は、異常検出回路139dの構成を示
すブロック図であり、乗算器150、異常検出部15
1、タイマ152、及び異常状態判定部153を有して
いる。通常状熊では、フライバック電圧VcはACライ
ン電圧Vbとオン時間幅を決定する電圧Va(図7参
照)の積の定数倍となるが、異常時にはこの関係から外
れる。特に、加熱ローラ102や金属加熱フィルム10
4に異常が発生した場合は、この関係から外れたフライ
バック電圧Vcが周期的に検出される。
すブロック図であり、乗算器150、異常検出部15
1、タイマ152、及び異常状態判定部153を有して
いる。通常状熊では、フライバック電圧VcはACライ
ン電圧Vbとオン時間幅を決定する電圧Va(図7参
照)の積の定数倍となるが、異常時にはこの関係から外
れる。特に、加熱ローラ102や金属加熱フィルム10
4に異常が発生した場合は、この関係から外れたフライ
バック電圧Vcが周期的に検出される。
【0048】そこで、乗算器150は、フライバック電
圧検出部137から入力されたフライバック電圧Vc
と、オン時間幅を決定する電圧Vaとを乗算し、その乗
算結果を異常検出部151に出力する。異常検出部15
1は、フライバック電圧Vcと乗算器150からの乗算
結果とを比較し、フライバック電圧Vcが、乗算結果
(すなわちACライン電圧Vbとオン時間幅を決定する
電圧Vaの積)の定数倍になっているかを判定し、定数
倍になっていない場合は異常が発生したしたものと見做
して、異常検出信号をタイマ152に出力する。
圧検出部137から入力されたフライバック電圧Vc
と、オン時間幅を決定する電圧Vaとを乗算し、その乗
算結果を異常検出部151に出力する。異常検出部15
1は、フライバック電圧Vcと乗算器150からの乗算
結果とを比較し、フライバック電圧Vcが、乗算結果
(すなわちACライン電圧Vbとオン時間幅を決定する
電圧Vaの積)の定数倍になっているかを判定し、定数
倍になっていない場合は異常が発生したしたものと見做
して、異常検出信号をタイマ152に出力する。
【0049】タイマ152は、比較部151から異常検
出信号が入力されると、計時動作を開始し、次に異常検
出信号が入力されるまでの時間を計測し、その計測時間
を異常状態判定部153に出力する。異常状態判定部1
53は、タイマ152にて計測された時間が金属加熱フ
ィルム104の回転周期に一致しておれば、金属加熱フ
ィルム104に異常が発生したものと見做して、フィル
ム異常信号を本体コントローラ140に出力する。ま
た、タイマ152にて計測された時間が加熱ローラ10
2の回転周期に一致しておれば、加熱ローラ102に異
常が発生したものと見做して、ローラ異常信号を本体コ
ントローラ140に出力する。
出信号が入力されると、計時動作を開始し、次に異常検
出信号が入力されるまでの時間を計測し、その計測時間
を異常状態判定部153に出力する。異常状態判定部1
53は、タイマ152にて計測された時間が金属加熱フ
ィルム104の回転周期に一致しておれば、金属加熱フ
ィルム104に異常が発生したものと見做して、フィル
ム異常信号を本体コントローラ140に出力する。ま
た、タイマ152にて計測された時間が加熱ローラ10
2の回転周期に一致しておれば、加熱ローラ102に異
常が発生したものと見做して、ローラ異常信号を本体コ
ントローラ140に出力する。
【0050】なお、タイマ152、異常状態判定部15
3を設けることなく、異常検出部151により異常が検
出された場合に、直ちに異常信号を本体コントローラ1
40に出力することも可能である。
3を設けることなく、異常検出部151により異常が検
出された場合に、直ちに異常信号を本体コントローラ1
40に出力することも可能である。
【0051】本体コントローラ140は、フィルム異常
信号、ローラ異常信号等の異常信号が入力されたとき
は、フォトトライアック136を介してスイッチング整
流素子135をオフすることにより、定着装置の発熱制
御部への交流電力供給を停止すると共に、フィルム異
常、ローラ異常等の異常情報を表示部(図示省略)に表
示する。このように、フィルム異常信号、ローラ異常信
号等の異常信号が入力された場合に、定着装置の発熱制
御部への交流電力供給を停止するようにしたのは、次の
ような理由による。
信号、ローラ異常信号等の異常信号が入力されたとき
は、フォトトライアック136を介してスイッチング整
流素子135をオフすることにより、定着装置の発熱制
御部への交流電力供給を停止すると共に、フィルム異
常、ローラ異常等の異常情報を表示部(図示省略)に表
示する。このように、フィルム異常信号、ローラ異常信
号等の異常信号が入力された場合に、定着装置の発熱制
御部への交流電力供給を停止するようにしたのは、次の
ような理由による。
【0052】すなわち、スイッチング素子115のオン
/オフによるシングル電圧共振の1周期は約10μs、
スイッチング素子115のオン時間は約3〜40μsで
あり、この50μsの間の金属加熱フィルム104や加
熱ローラ102の浮き等の機械的な変動は非常に小さい
と考えられる。実際の装置において、用紙の搬送速度は
120mm/s程度であるから、50μsの間の金属加
熱フィルム104の移動量は約6μm程度であるが、ス
イッチング素子115のオン時間中に、非常に大きな機
械的な変動が生じた場合は、次のフライバック電圧が非
常に大きくなり、スイッチング素子115の耐圧をオー
バーして素子破壊を起こしてしまう惧れがあるからであ
る。
/オフによるシングル電圧共振の1周期は約10μs、
スイッチング素子115のオン時間は約3〜40μsで
あり、この50μsの間の金属加熱フィルム104や加
熱ローラ102の浮き等の機械的な変動は非常に小さい
と考えられる。実際の装置において、用紙の搬送速度は
120mm/s程度であるから、50μsの間の金属加
熱フィルム104の移動量は約6μm程度であるが、ス
イッチング素子115のオン時間中に、非常に大きな機
械的な変動が生じた場合は、次のフライバック電圧が非
常に大きくなり、スイッチング素子115の耐圧をオー
バーして素子破壊を起こしてしまう惧れがあるからであ
る。
【0053】なお、励磁コイル108に流した電流によ
りフライバック電圧が変化するので、励磁コイル108
に流れる電流を検出することにより、異常を検出するこ
とも可能である。この場合、電流検出による異常検出と
上記のフライバック電圧の検出による異常検出とを併用
すると、より安全な系を実現することができる。
りフライバック電圧が変化するので、励磁コイル108
に流れる電流を検出することにより、異常を検出するこ
とも可能である。この場合、電流検出による異常検出と
上記のフライバック電圧の検出による異常検出とを併用
すると、より安全な系を実現することができる。
【0054】このように、励磁コイル108に流した電
流に基づいて異常を検出する場合は、定着装置の発熱制
御部で通常用いられているカレントトランス118を活
用することができる。
流に基づいて異常を検出する場合は、定着装置の発熱制
御部で通常用いられているカレントトランス118を活
用することができる。
【0055】すなわち、カレントトランス118は、通
常は基準値を設定しておき、基準値をオーバーすれば直
ちにスイッチング素子115のオン時間を制限し、ソフ
トスタートを行うように構成する電流リミッタとして機
能させるのであるが、電流リミッタとしての機能させる
だけでなく、励磁コイル108に流れる電流の波形の急
激な変化を検出するために、カレントトランス118の
出力にリミッタ回路と並列に微分回路を設け、この微分
回路の出力を上下2つの基準値のあるウインドウコンパ
レータに入力し、このウインドウコンパレータの出力を
異常検出信号として、本体コントローラ140に出力す
ればよい。
常は基準値を設定しておき、基準値をオーバーすれば直
ちにスイッチング素子115のオン時間を制限し、ソフ
トスタートを行うように構成する電流リミッタとして機
能させるのであるが、電流リミッタとしての機能させる
だけでなく、励磁コイル108に流れる電流の波形の急
激な変化を検出するために、カレントトランス118の
出力にリミッタ回路と並列に微分回路を設け、この微分
回路の出力を上下2つの基準値のあるウインドウコンパ
レータに入力し、このウインドウコンパレータの出力を
異常検出信号として、本体コントローラ140に出力す
ればよい。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
励磁コイルを用いて誘導加熱方式により定着処理を行う
定着装置において、前記励磁コイルに発生する電圧を検
出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出さ
れた前記電圧に基づいて前記定着装置の機械的な異常を
検出する異常検出手段とを備えたので、定着装置の機械
的な異常に適切に対処することが可能となる。
励磁コイルを用いて誘導加熱方式により定着処理を行う
定着装置において、前記励磁コイルに発生する電圧を検
出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出さ
れた前記電圧に基づいて前記定着装置の機械的な異常を
検出する異常検出手段とを備えたので、定着装置の機械
的な異常に適切に対処することが可能となる。
【図1】本発明の実施の形態に係る定着装置の発熱制御
部の概略構成図である。
部の概略構成図である。
【図2】定着許可信号のデコード回路の構成を示す回路
図である。
図である。
【図3】異常検出回路の構成を示すブロック図である。
【図4】定着器ユニットの構成を示す断面図である。
【図5】金属加熱フィルムの構成を示す断面図である。
【図6】従来の定着装置の発熱制御回路の概略構成図で
ある。
ある。
【図7】オン/オフタイマ回路の構成を示す回路図であ
る。
る。
102:加熱ローラ 103:金属加熱フィルム 107:サーミスタ 108:励磁コイル 115:スイッチング素子 134:ACライン電圧検出部 134a,134b:分圧抵抗 135:スイッチング整流素子 136:フォトトライアック 137:フライバック電圧検出部 137a,137b:分圧抵抗 137c:比較回路 138:フォトカプラ 139:スイッチング制御回路 139d:異常検出回路 140:本体コントローラ 150:乗算器 151:異常検出部 152:タイマ 153:異常状態判定部 Va:オン時間幅を決定する電圧 Vb:ACライン電圧 Vc:フライバック電圧
Claims (12)
- 【請求項1】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、 前記励磁コイルに発生する電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電圧検出手段により検出された前記電圧に基づいて
前記定着装置の機械的な異常を検出する異常検出手段
と、 を備えたことを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 前記異常検出手段により前記定着装置の
機械的な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力
供給を停止する停止手段を備えたことを特徴とすると請
求項1記載の定着装置。 - 【請求項3】 前記異常検出手段は、前記電圧検出手段
により検出された前記電圧の変動状態に基づいて前記定
着装置の機械的な異常箇所を判定することを特徴とする
請求項1、または請求項2記載の定着装置。 - 【請求項4】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着装置において、 前記励磁コイルに流れる電流を検出する電流検出手段
と、 前記電流検出手段により検出された前記電流に基づいて
前記定着装置の機械的な異常を検出する異常検出手段
と、 を備えたことを特徴とする定着装置。 - 【請求項5】 前記異常検出手段により前記定着装置の
機械的な異常が検出された場合に、該定着装置ヘの電力
供給を停止する停止手段を備えたことを特徴とすると請
求項4記載の定着装置。 - 【請求項6】 前記異常検出手段は、前記電流検出手段
により検出された前記電流の変動状態に基づいて前記定
着装置の機械的な異常箇所を判定することを特徴とする
請求項4、または請求項5記載の定着装置。 - 【請求項7】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式により
定着処理を行う定着方法において、 前記励磁コイルに発生する電圧に基づいて前記定着装置
の機械的な異常を検出するように構成したことを特徴と
する定着方法。 - 【請求項8】 前記定着装置の機械的な異常が検出され
た場合に、該定着装置ヘの電力供給を停止することを特
徴とすると請求項7記載の定着方法。 - 【請求項9】 前記励磁コイルに発生する電圧の変動状
態に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定す
ることを特徴とする請求項7、または請求項8記載の定
着方法。 - 【請求項10】 励磁コイルを用いて誘導加熱方式によ
り定着処理を行う定着方法において、 前記励磁コイルに流れる電流に基づいて前記定着装置の
機械的な異常を検出するように構成したことを特徴とす
る定着方法。 - 【請求項11】 前記定着装置の機械的な異常が検出さ
れた場合に、該定着装置ヘの電力供給を停止することを
特徴とすると請求項10記載の定着方法。 - 【請求項12】 前記励磁コイルに流れる電流の変動状
態に基づいて前記定着装置の機械的な異常箇所を判定す
ることを特徴とする請求項10、または請求項11記載
の定着方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000152988A JP2001331060A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 定着装置及び定着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000152988A JP2001331060A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 定着装置及び定着方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001331060A true JP2001331060A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18658326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000152988A Withdrawn JP2001331060A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 定着装置及び定着方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001331060A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007183473A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 電磁誘導加熱方式の定着装置およびそれを備えた画像形成装置 |
JP2007286407A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Fuji Xerox Co Ltd | ベルト定着装置及びこれを用いた画像形成装置 |
US7860414B2 (en) | 2005-08-29 | 2010-12-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Heating apparatus and fixing apparatus |
KR101393779B1 (ko) | 2010-03-09 | 2014-05-12 | 캐논 가부시끼가이샤 | 유도 가열 회로 및 이를 포함하는 화상 형성 장치 |
JP2015069075A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2000
- 2000-05-24 JP JP2000152988A patent/JP2001331060A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007183473A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 電磁誘導加熱方式の定着装置およびそれを備えた画像形成装置 |
JP2007286407A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Fuji Xerox Co Ltd | ベルト定着装置及びこれを用いた画像形成装置 |
KR101393779B1 (ko) | 2010-03-09 | 2014-05-12 | 캐논 가부시끼가이샤 | 유도 가열 회로 및 이를 포함하는 화상 형성 장치 |
JP2015069075A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
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