JP2004138639A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機などの画像形成装置に関し、特に、加熱手段を組み込んだ定着器を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の画像形成装置として、熱定着を行う電子写真式の複写機が知られている。この複写機に備えられている定着器においては、定着ローラにハロゲンヒータ等の加熱手段を組み込み、定着ローラの表面温度をサーミスタ等の温度検出素子により検出し、上記加熱手段に接続されたトライアック等のスイッチ素子をオン(ON)/オフ(OFF)制御することによって、定着ローラの表面温度が所定温度になるように制御している。
【0003】
また、上記定着ローラの表面には温度ヒューズやサーモスイッチ等を配置し、これを加熱手段に接続することによって、加熱制御の異常等による定着ローラの過昇温時に、加熱手段への電力の供給を遮断して、発火防止等の安全対策を行っている。
【0004】
更に加えて、ハロゲンヒータ等の加熱手段への電力が供給状態にあるか、あるは遮断状態にあるかを検出するSSR等の状態検出手段を設け、トライアック等のスイッチ素子をオフ制御しているにも拘らず、ハロゲンヒータ等の加熱手段へ電力が供給されている状態を検出することで、トライアック等のスイッチ素子の出力部のショートを検出する安全対策が行われている。これは、トライアック等のスイッチ素子は機械的接点を持たないので、ON/OFF回数に対してリレーよりもはるかに耐久性に優れているが、半導体で構成されているために、落雷や過大な突入電流、あるいはノイズなどによる瞬間的な大きなストレスが加わると出力ショートの故障が起こりうるためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のスイッチ素子として例えばトライアックでは出力ショートの故障状態に二つの状態がある。これは、トライアックを構成している双方向の二つのサイリスタのうち、片側のサイリスタがショートしている故障状態と、両側のサイリスタがショートしている故障状態との2通りである。
【0006】
そして、例えばトライアックの両側が故障状態にある場合には、SSR等の状態検出素子からは、常に電力供給状態を示すHigh論理あるいはLow論理の固定の信号が出力される。
【0007】
これに対し、トライアックの片側が故障状態にある場合には、電力供給状態と電力遮断状態とを示す二つの異なる論理の信号が、ヒータに供給している電源の半周期にて切り替わるパルス状の信号として出力される。
【0008】
このため、従来では、上記の片側故障時のパルス信号を平滑化する積分器を設け、平滑化した信号を比較手段により予め定めておいた基準値と比較することで、ショート故障の検出を行っている。
【0009】
しかしながら、上記の積分器は主にコンデンサや抵抗といった電気部品で構成されており、これらの電気部品によって決定される時定数は、部品公差や温度特性によって大きくばらつくものであった。また、特性ばらつきの少ない部品を使用するためにはコストアップが余儀なくされ、更にこれらの部品を実装するためのスペースも必要となるものであった。
【0010】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は上述の点に鑑み、画像形成装置の定着器内のハロゲンヒータ等の加熱手段を制御するトライアック等のスイッチ素子の出力ショート状態などの異常状態の検出時間精度を向上させることができる検出手段を提供することにある。かつ、その検出手段はディジタル回路で構成できるようにし、システムIC等の内部回路に取り込むことによって、制御基板の省スペース化やコストダウンをも図れるようにすることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、加熱手段を有する定着器を備えた画像形成装置において、前記定着器の温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段への電力の供給と遮断を切り換えるスイッチ手段と、前記温度検出手段からの検出信号に基づき前記スイッチ手段を制御して前記定着器の温度を所定温度に制御する制御手段と、前記加熱手段へ電力が供給状態にあるか遮断状態にあるかを検出して状態検出信号を出力する状態検出手段と、前記スイッチ手段を制御するためのスイッチ制御信号が電力遮断状態のときに前記状態検出信号のエッジ間隔を計測する第1の計測手段と、前記第1の計測手段により計測されたエッジ間隔が第1の設定時間以上であると判断したときに異常信号を出力する判断手段と、前記判断手段から異常信号が第2の設定時間以上連続して出力されたことを計測する第2の計測手段とを備え、前記スイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号あるいは前記制御手段の出力信号により電力遮断状態に設定されるように構成したものである。
【0012】
また、前記第1の計測手段は、前記状態検出信号の立ち上がりエッジと立ち下りエッジの間隔をカウンタにより計数する計数手段としたものである。
【0013】
前記判断手段における第1の設定時間は、画像形成装置本体に供給されている電源周期の半分の時間よりも短くするのが好適である。
【0014】
加えて、前記スイッチ制御信号が電力遮断状態のときに、前記状態検出信号が第3の設定時間以上連続して出力されたことを計測する第3の計測手段を有し、前記スイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号、あるいは前記第3の計測手段の出力信号、あるいは前記制御手段の出力信号により、電力遮断状態に設定されることが好ましい。
【0015】
更に、前記加熱手段への電力の供給と遮断を切り換える前記スイッチ手段の前段に、前記定着器を含む画像形成装置本体に対して電力の供給と遮断を切り換える第2のスイッチ手段を有し、前記第2のスイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号、あるいは前記第3の計測手段の出力信号、あるいは前記制御手段の出力信号により、電力遮断状態に設定されることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について詳細に説明する。
【0017】
図1は本発明を適用した画像形成装置の構成の一例を示す断面図であり、電子写真式のカラー複写機の概略構成を示している。
【0018】
同図において、40は複写機本体(画像形成装置本体)で、この複写機本体40の上部には、原稿44を1枚ずつ分離した状態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置41と、該自動原稿搬送装置41によって搬送された原稿44の画像を読み取る原稿読取装置42が配設されている。
【0019】
原稿読取装置42は、プラテンガラス43上に載置された原稿44を光源45によって照明し、その原稿44からの反射光像を、光学ミラー46、47、48及び結像レンズ49からなる縮小光学系を介して、CCD等からなる画像読み取り素子50上に走査露光し、この画像読み取り素子50により原稿44の色材反射光像を所定のドット密度で読み取るようになっている。
【0020】
そして、上記原稿読取装置42にて読み取られた原稿44の色材反射光像は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色のデータとして画像処理装置51に送られ、この画像処理装置51で、原稿44のR、G、Bデータに対して、シェーディング補正、ガンマ(γ)補正、色空間処理等の画像処理が施される。
【0021】
画像処理装置51により所定の画像処理が施された画像データは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の画像データとして露光装置5に送られ、この露光装置5で、画像データに応じて、レーザ光による画像露光が行われる。
【0022】
露光装置5による画像の露光は、感光体ドラム1に施されるが、この感光体ドラム1は、不図示のモータにより図の矢印A方向に回転できるように設けられている。感光体ドラム1の周囲には、一次帯電器4、露光装置5、カラー現像ユニット7、白黒現像ユニット8、転写帯電器9、クリーナ装置6が配置されている。
【0023】
画像の形成は、まず、一次帯電器4に電圧が印加されて感光体ドラム1の表面が所定の帯電部電位で一様にマイナス帯電される。続いて、レーザスキャナからなる露光装置5により、画像データを基に、上記帯電された感光体ドラム1上の画像部分が予定の露光部電位になるように露光が行われて、感光体ドラム1上に潜像が形成される。このとき、露光装置5は画像データに基づいてオン/オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。
【0024】
カラー現像ユニット7は、フルカラー現像を行うための3台のカラー現像装置7Y、7M、7Cを有している。そして、これらのカラー現像装置7Y、7M、7C、及び白黒現像装置8は、感光体ドラム1上の潜像をそれぞれY、M、C、Kのトナーで現像して可視化する。その際、各色のトナーを現像する時に、不図示のモータによりカラー現像ユニット7を図の矢印R方向に回転させ、当該色の現像装置が感光体ドラム1に当接するように位置合わせされる。
【0025】
感光体ドラム1上の現像された各色のトナー像は、転写帯電器9によって中間転写体である転写ベルト2に順次転写され、これにより4色のトナー像が重ね合わされる。また、転写ベルト2を挟んで転写ベルト駆動ローラ10と対向する位置にはベルトクリーナ14が設けられていて、転写ベルト2上の残留トナーがブレードにより掻き落とされる。
【0026】
転写ベルト2に転写されたトナー像は、更に2次転写装置である転写ローラ15によってシートに転写される。フルカラープリント時は、ベルト上で4色のトナーが重ね合わされた後、記録紙に転写される。この記録紙は、記録紙カセット16からピックアップローラ17によって搬送路に引き出され、搬送ローラ対18及び19によってニップ部、つまり転写ローラ15と転写ベルト2との当接部に給送される。
【0027】
また、感光体ドラム1上に残留したトナーは、予備清掃装置により該トナーの帯電がクリーニングしやすい状態にされ、クリーナ装置6で除去、回収される。そして、最後に感光体ドラム1は、不図示の除電装置により一様に0ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備えられる。
【0028】
上記トナー像が転写されたシートは、その後定着器3に給送される。また、記録紙上のトナー像は、定着器3により熱定着されて、装置本体外へ排出される。
【0029】
ここで、上記カラー複写機の画像形成タイミングは、転写ベルト2上の所定位置を基準として制御されている。転写ベルト2は、各ローラ10、11、12、13に張架されている。これらのうち、転写ベルト駆動ローラ10は図示しないが駆動源に結合されて転写ベルト2を駆動する駆動ローラとして機能し、転写ベルトテンションローラ11、12は転写ベルト2の張力を調節するテンションローラとして機能し、転写ベルトバックアップローラ13は2次転写装置としての転写ローラ15のバックアップローラとして機能する。
【0030】
テンションローラ12付近には、基準位置を検知する反射型センサ20が配置されている。この反射型センサ20は、転写ベルト2の外周面の端部に設けられた反射テープ等のマーキングを検知して、I−top信号を出力する。
【0031】
また、感光体ドラム1の外周の長さと転写ベルト2の周長は、1:n(nは整数)で表される整数比になっている。このように設定しておくと、転写ベルト2が1周する間に感光体ドラム1が整数回転し、ベルト1周前と全く同じ状態に戻るため、転写ベルト2上に4色を重ね合わせる際に(転写ベルト2は4周回る)、感光体ドラム1の回転ムラによる色ズレを回避することが可能となる。
【0032】
上記のような中間転写方式の画像形成装置においては、反射型センサ20からのI−top信号を検知した後、所定時間経過後にレーザスキャナからなる露光装置5で露光を開始する。また、上述したように、転写ベルト2が1周する間に感光体ドラム1が整数回転し、ベルト1周前と全く同じ状態に戻るため、転写ベルト2上では常に同じ位置に各色のトナー像が形成される。また、用紙サイズによってトナー像サイズも変化するが、転写ベルト2上にはトナー像が絶対にのらない範囲が存在する。
【0033】
定着器3は、内部に加熱手段(発熱手段)としてハロゲンヒータ22を有する定着部材となる定着ローラ21と、同じく内部に加熱手段としてハロゲンヒータ24を有する定着部材となる加圧ローラ23とが、不図示の加圧機構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部材対として構成されている。
【0034】
定着ローラ21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]に形成されている。
【0035】
加圧ローラ23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]に形成されている。
【0036】
そして、上記のような構成の定着ローラ21及び加圧ローラ23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。
【0037】
また、定着ローラ21の外周面には、外部加熱部材となる外部加熱ローラ29が当接/退避可能に設けられている。すなわち、この外部加熱ローラ29は、不図示の当接/退避機構によって移動して定着ローラ21の外周面に対して当接/退避するようになっており、定着ローラ21に対して当接した際に不図示のバネによって圧接され、定着ローラ21に従動して回転する。
【0038】
例えば、この外部加熱ローラ29は、断熱ブッシュ等の支持棒によって支持される。そして、その支持棒を移動させることによって、定着ローラ21への加圧及び着脱を行う。この着脱は、周知の技術であるバネクラッチ、ソレノイド等を利用して達成される。
【0039】
また、外部加熱ローラ29は、内部にハロゲンヒータ30が内蔵されており、その外周には、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、あるいは高離型性を持つゴム、樹脂等を金属表面にコートして形成される。そして、この外部加熱ローラ29は高耐熱性を有した断熱ブッシュにより両端で保持されている。
【0040】
定着ローラ21、加圧ローラ23、及び外部加熱ローラ29には、それぞれ図示していないがサーミスタが当接して配置されており、該サーミスタによって各ローラ21、23、29の表面温度が検知され、その温度情報によって制御装置がハロゲンヒータ22、24、30を制御し、これにより各ローラ21、23、29の温度が制御される。
【0041】
その温度調節の一例として、外部加熱部材である外部加熱ローラ29が定着部材対である定着ローラ21及び加圧ローラ23よりも高温になるように設定され、例えば外部加熱ローラ29が220[℃]、定着ローラ21及び加圧ローラ23が180[℃]に設定される。
【0042】
このようにして、シート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、所定温度に制御された定着ローラ21と加圧ローラ23とのニップ部を通過して加熱、加圧されることにより、記録紙上に定着されて排出される。
【0043】
なお、図示していないが、上記のカラー複写機には、シート処理装置、シート処理装置入力部、シート処理装置パス、シート処理装置パス切り替え搬送路、処理トレイ、ステイプラ、処理トレイ搬出部、下方スタックトレイ、上方スタックトレイ、シート処理装置パス切り替え部、包み製本装置、包み製本シート挿入部などが設けられている。
【0044】
図2は本発明の実施例による画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【0045】
図2において、100は前述の制御装置を構成するコントローラ(制御手段)で、CPU100a、ROM100b、RAM100c等を有し、ROM100bに格納されたプログラムに基づいて複写シーケンス全体を総轄制御する。
【0046】
操作部112は、コピーモード(片面複写、両面複写、多重複写、複写倍率、カセット選択等)の設定キー、複写枚数等を設定するテンキー、複写動作開始を指示するスタートキー、複写動作停止を指示するストップキー、動作モードを標準状態に復帰するリセットキー等のキー入力部、及び動作モードの設定状態等を表示するLED、液晶等の表示部が配置されている。
【0047】
サーミスタ32、34、36は、前述の定着ローラ21、加圧ローラ23、外部加熱ローラ29に配置された温度検出手段としてのサーミスタで、それぞれの表面温度を検出し、A/D変換器101でA/D変換(ディジタル‐アナログ変換)された値がコントローラ100に入力される。コントローラ100は、サーミスタ32、34、36の検出値により、定着ローラ21、加圧ローラ23、外部加熱ローラ29の表面温度が所定値になるように制御する。
【0048】
高圧制御部103は、一次帯電器4、転写帯電器9及びカラー現像ユニット7等の帯電系に所定の電位を印加する高圧ユニット104の制御を行う。
【0049】
モータ制御部105は、各種ステッピングモータやメイン駆動モータ等のモータ106の駆動を制御する。
【0050】
DC負荷制御部107は、ソレノイド、クラッチ及びファン等の駆動を制御する。
【0051】
センサ類108は、転写紙(記録紙)の紙詰まり検知用などの各種センサで、それらの出力はコントローラ100に入力される。
【0052】
ACドライバ109は、光源(原稿照明ランプ)45等のAC負荷110、及び定着ローラ21、加圧ローラ23、外部加熱ローラ29のAC電源供給を制御する。また、定着ローラ21、加圧ローラ23、外部加熱ローラ29等の異常を検出し、定着リレー130をオフ状態にする。
【0053】
DC電源113は、コントローラ100等にDC電力を供給する。また、電源プラグ116から入力されたAC電力は、ドアスイッチ(DSW)115、メインスイッチ(MSW)114を介してDC電源313に入力される。
【0054】
ペーパーデッキ151は、転写紙の積載枚数を増やすための給紙装置で、オプションとして接続される。
【0055】
エディタ152は、トリミング、マスキング処理等の位置情報を入力するためのもので、オプションで接続される。
【0056】
フィーダ153は、複数枚の原稿を自動的にセットするためのもので、オプションで接続される。
【0057】
ソータ154は、排出される転写紙を仕分けするためのもので、オプションとして接続される。
【0058】
次に、定着ヒータ制御について、図3及び図4により説明する。なお、本実施例の装置には定着ローラ21、加圧ローラ23、外部加熱ローラ29の三つのローラを有しているが、何れのローラに対しても本発明を適用する際の実施系、及び効果は同様であるため、ここでは定着ローラ21についてのみの説明を行い、他の二つのローラについては省略する。
【0059】
図3は一般的な定着ヒータ制御部の構成を示す回路図である。この定着ヒータ制御部には、定着ローラ21の過昇温検知回路と、スイッチ素子の出力ショート検知を行う異常検知回路が構成されている。
【0060】
図3の構成において、定着ローラ21のハロゲンヒータ22には、ドアスイッチ115及び定着リレー130を介してAC電力が供給され、電力の供給と遮断を切り換えるスイッチ手段であるトライアック173がオンした時にハロゲンヒータ22が通電されて、定着ローラ21が加熱される。
【0061】
トライアック173は、コントローラ100からのスイッチ制御信号により電力供給状態か電力遮断状態かが制御され、コントローラ100からトランジスタTr104のベースにHigh信号が出力されると、トランジスタTr104がオンされ、このトランジスタTr104のオンによりトランジスタTr103もオンされる。これにより、トランジスタTR103のエミッタからコレクタに電流が流れ、トライアック173はオンされる。また、コントローラ100からLow信号が出力されると、トランジスタTR104、Tr103がオフするため、トライアック173もオフされる。
【0062】
サーミスタ32は、定着ローラ21の表面温度を検出するためのもので、定着ローラ21の表面温度に従ってサーミスタ32の抵抗値が変化する(温度が高くなると抵抗値は低くなる)。この抵抗値は、抵抗R101とサーミスタ32で分圧された電圧(温度が高くなると分圧された電圧は低くなる)として検出され、その電圧はA/D変換器101でA/D変換されて、コントローラ100で検出される。コントローラ100には、サーミスタ32の特性に従った、表面温度とA/D変換値の対応データがあらかじめ設定されており、この対応データを基にして定着ローラ21が所定の温度になるように、トライアック173を制御している。
【0063】
また、コントローラ100は、サーミスタ32からのA/D変換値により定着ローラ21の表面温度が規定値を越えたことを検出した場合、異常状態として、トランジスタTr101のベースにHigh信号を出力し、定着リレー130をオフして、ハロゲンヒータ22へのAC電力供給を遮断する。更に、後述するトライアック173の異常信号を検出した場合にも、トランジスタTr101にHigh信号を出力して、定着リレー130をオフする動作を行う。
【0064】
過昇温検知回路は、コンパレータ171、172等で構成されており、サーミスタ32による温度検知信号は、コンパレータ171の負入力端子に入力されている。また、抵抗R102、R103により設定された規定値(過昇温検知温度に対応した値)がコンパレータ171の正入力端子に基準値として入力されている。
【0065】
また、コンパレータ172の正入力端子にはコンパレータ171の出力信号が入力され、負入力端子には抵抗R107、R108で設定された基準値が入力されている。
【0066】
そして、サーミスタ32で検出された温度が規定温度より低い場合(検知電圧が高い場合)には、コンパレータ171の負入力端子の値が正入力端子の値より大きくなり、コンパレータ171の出力はLow信号となり、コンパレータ172の正入力端子の値が負入力端子の値より低くなることによって、コンパレータ172の出力信号はLow信号となる。
【0067】
一方、サーミスタ32による検出温度が規定温度よりも高く(検知電圧が低く)なると、負入力端子の値が正入力端子の値より低くなるため、コンパレータ171の出力はハイインピーダンス状態となり、コンパレータ172の正入力端子の値は、抵抗R105とコンデンサC101で決定される時定数に従って電圧が上昇する(抵抗R104は抵抗R105に対して十分小さい値となっている)。
【0068】
コンパレータ172の正入力端子の値が負入力端子の基準値を越えると、コンパレータ172出力はハイインピーダンス状態となり、このときダイオードD101を介してトランジスタTr101をオンさせることにより、定着リレー130をオフ状態にして、定着ローラ21に供給されているAC電力を遮断する。
【0069】
なお、本実施例においては、ノイズ等による誤動作を防止するため、抵抗R105とコンデンサC101により約3秒程度の時定数を持たせているが、必要に応じて時定数を持たせない構成にしても良い。
【0070】
トライアック異常検知回路は、コントローラ100がトライアック173に対してオフ信号を出力しているにも拘らず、トライアック173がオン状態となっている出力ショート状態を検出する回路である。トライアック173の状態を示す状態検出信号は、ダイオードブリッジ174及びフォトカプラ175により構成された状態検出手段により生成される。
【0071】
トライアック173が正常な場合には、該トライアック173がオフ状態のときにその両端に電圧が発生しており、ダイオードブリッジ174を介してフォトカプラ175の入力側に電流が流れ、フォトカプラ175はオン状態となる。このとき、ダイオードブリッジ174側に流れる電流は定着ローラ21が発熱しない値となっている。
【0072】
そして、フォトカプラ175がオンすることによって、コンパレータ176の正入力端子の電圧が、抵抗R116、R117により設定された基準値が入力されている負入力端子の電圧より低くなるため、コンパレータ176の出力はLow出力となる。このとき、トランジスタTr105は、コントローラ100からベースにLow信号が出力されているため、オフとなっている。
【0073】
一方、コントローラ100がトライアック173に対してオフ信号を出力しているにも拘らず、トライアック173がオン状態となっている場合には、該トライアック173の両端は同電位となってフォトカプラ175がオフされるため、コンパレータ176の正入力端子の電圧は、抵抗R121、R122及びコンデンサC103により構成された積分器の時定数に従って上昇する。
【0074】
そして、コンパレータ176の正入力端子の電圧が負入力端子の基準値を超えると、出力はHigh状態となり、コントローラ100はこの信号を受け取ってトライアック173が異常状態にあると判断し、トライアック173をオフにするとともに、定着リレー130をオフにして、定着ヒータ21に供給されているAC電力を遮断する。
【0075】
なお、定着ローラ21をオン制御しているときには、コントローラ100がトランジスタTr105をオンすることによって、コンパレータ176の正入力端子の電圧は常にLowレベルとなり、トライアック173のショート故障検出は行なわれない。
【0076】
ここで、上記の回路では、トライアック173を構成している二つのサイリスタ173a及び173bが両側とも出力ショートした場合の異常検知時間を、ノイズ等による誤動作を防止するために、抵抗R121、R122及びコンデンサC103による積分器にて、約5秒程度としている。また、サイリスタ173a及び173bの何れか片側が出力ショートした場合の異常検知時間は、正常なサイリスタ側にAC電流が流れる時にはフォトカプラ175がオンし、故障しているサイリスタ側にAC電流が流れる時にはフォトカプラ175がオフするといった、オン/オフが電源の半周期で切り替わって繰り返されるので、検知時間は約2倍の10秒程度となる。
【0077】
図4は本発明の実施例における定着ヒータ制御部構成を示す回路図である。トライアック173の出力ショート検知部分以外の回路は、図3で説明した内容と同様であるため、説明を省略する。
【0078】
図3の回路においては、抵抗R121、R122及びコンデンサC103の積分器により決定されるトライアック出力ショートの時定数は、部品の公差や温度特性によって大きくばらつくものであった。また、特性ばらつきの少ない部品を使用するためには部品のコストアップを余儀なくされ、更にこれらの部品によって積分器を実装するためのスペースも必要とされていた。これに対して図4の回路では、安全回路200をディジタル化して、トライアック173の出力ショート検知時間の精度向上を行っている。更にその安全回路200をシステムのコントローラ100の内部に取り込んで、基板の省スペース化とコストダウンというメリットが同時に得られるようにしている。
【0079】
図5は上記安全回路200の内部構成を示すブロック図である。
【0080】
コントローラ100からの定着ヒータ制御信号(HEAT_ON)は、Highでオン制御状態であり、ANDゲート201及び210に入力される。また、定着ローラ21を駆動するためにトライアック173へ供給される制御信号(HEAT_ON_OUT)は、Highでオン制御状態であり、ANDゲート210から出力される。ANDゲート210のもう一方の入力端子にはトライアックエラー信号(トライアックERR)が入力されており、Lowで異常状態である。よって、トライアックエラー信号が異常状態であるとき(トライアックERR=Lであるとき)には、HEAT_ON_OUT信号がLow出力に固定されるため、定着ローラ21は駆動されない。
【0081】
定着リレー130を駆動する駆動信号(RELAY_ON_OUT)も同様に、ANDゲート209の入力端子にコントローラ100からの制御信号及びトライアックエラー信号と共に入力されており、トライアックエラー信号が異常状態であるとき(トライアックERR=Lであるとき)には、RELAY_ON_OUT信号がLow出力に固定されて、定着リレー130が駆動されないようになっている。
【0082】
上記トライアックエラー信号は(異常信号)、カウンタ202、203、コンパレータ204、及びカウンタ205、206の回路、あるいはカウンタ207の回路にて生成される。カウンタ202、203、コンパレータ204、及びカウンタ205、206の回路はトライアック173の片側ショート故障を検出し、カウンタ207の回路はトライアック173の両側出力ショートを検出するものである。
【0083】
まず、片側ショートの検出回路について説明する。
【0084】
ANDゲート201には、定着ローラ21への電力が供給状態にあるか、あるいは遮断状態にあるかを示す状態検出信号SSR(電力供給状態のときHigh)と、コントローラ100からの定着ヒータ制御信号(電力供給状態のときHigh)が入力されている。よって、このANDゲート201からは、定着ローラ21をオフ制御しているにも拘らず、定着ローラ21がオン状態となっている場合にHighとなるSSR信号が出力される。
【0085】
カウンタ202とカウンタ203は、上記のANDゲート201から出力されるSSR信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのエッジ間隔を計測する第1の計測手段を構成している。なお、この第1の計測手段は、カウンタによる計数手段となっている。
【0086】
カウンタ202は、SSR信号の立ち上がりエッジのタイミングにてカウント値を一旦ゼロクリアした後カウント動作を進める。また、SSR信号がHighの期間だけ動作し、SSR信号がLowになるとカウントを停止して、カウント値を保持する。そして、再びSSR信号がHighに変化すると、再度カウント値をゼロクリアした後カウント動作を開始する。
【0087】
カウンタ203は、カウンタ202からのカウント値を常時受け取っており、SSR信号が立ち下がったタイミングにて現在のカウント値をラッチする。このとき、次段のコンパレータ204にラッチしたカウント値を出力する。つまり、このカウンタ203は、SSR信号がHighの期間は前回ラッチした値を次段のコンパレータ204に出力しており、SSR信号が立ち下がるタイミングで現在ラッチした値に出力値を更新する。
【0088】
コンパレータ204は、カウンタ202とカウンタ203で検出されたSSR信号のエッジ間隔が正常であるか否かを所定値と比較して判断する判断手段である。つまり、このコンパレータ204の二つの入力端子のうち、一方は上記のカウント値が入力され、もう一方にはSSRのエッジ間隔を判断するのに適切な基準値(第1の設定時間)が設定されている。
【0089】
本実施例における基準値は、電源周期の半周期よりも短い幅としている。これは、トライアック173の片側が故障状態にある場合には、電力供給状態と電力遮断状態とを示す二つの異なる論理の信号が、定着ローラ21に供給している電力の半周期にて切り替わるパルス状の信号として出力されるためであり(片側ショート故障時にはSSR信号のHighの期間が電源の半周期以上の幅にはならない)、コンパレータ204における基準値を電源周期の半周期よりも長く設定すると、片側ショートを検知することができなくなってしまうからである。
【0090】
また一方で、コンパレータ204の設定値を極端に短くしてしまうと、厳密にはSSR信号は定着ローラ21が正常にオフされている状態でもゼロクロスのポイントで瞬間的にHighになるために、このタイミングで誤ってエラー認識をしてしまう。よって、この設定値は電源周期の4分の1程度にしておくことが望ましい。
【0091】
また、コンパレータ204は、SSR信号のエッジ間隔が基準値を超えた場合に片側ショートERR1信号(Highで異常状態)を出力する。この片側ショートERR1信号は、Dフリップフロップからなるカウンタ205を介して、次段のカウンタ206に入力される。
【0092】
カウンタ206は、片側ショートERR1信号が設定された基準時間(第2の設定時間)以上の間連続して出力されたことを検出する第2の計測手段(計数手段)であり、検出した場合には、片側ショートERR2信号(Lowで異常状態)を出力する。これは、突発的に発生したノイズ等で片側ショートERR1信号がHighになったときに故障と誤認識を行わないようにするために設けているものであり、本実施例ではカウンタ206に設定する基準時間を1秒としている。この基準値は必要に応じて更に短く、または長くしても差し支えない。
【0093】
そして、カウンタ206から片側ショートERR2信号が出力されると、この信号はNORゲート210を介してコントローラ100内のCPU100aに通知されるとともに、ANDゲート209及び210に入力される。このことにより、ANDゲート209及び210の出力信号で、定着ローラ21のオン信号と定着リレー130のオン信号は強制的にLowに固定されてオフとなる。また、コントローラ100は、各ヒータの制御信号をオフにするとともに、表示部にエラー表示を行って装置の動作を停止させる。
【0094】
次に、両側ショート故障の検出回路について説明する。
【0095】
トライアック173の両側の出力部が同時にショート故障している場合には、SSR信号は常にHgih(電力供給状態)の信号となる。カウンタ207は、このSSR信号のHigh状態の継続時間を監視しており、ここではSSR信号のHigh状態が1秒以上続いたときに両側故障であると判断している。この検出時間は必要に応じて更に短く、あるいは長くしても差し支えないが、短くする際には突発的なノイズ等でエラーの誤認識を行わないように、また長くする際には定着ローラ21が過昇温で故障しないように考慮して設定する必要がある。
【0096】
カウンタ207でトライアック173の両側ショート異常を検出すると、該カウンタ207から両側ショートERR信号が出力され(Highで異常状態)、この信号はNORゲート208に入力される。
【0097】
そして、NORゲート208からトライアックERR信号が出力され、この信号は上記の片側ショート時と同様にANDゲート209及び210に入力されて各種の安全機能が働くとともに、コントローラ100内のCPU100aに通知されて装置の動作が停止する。
【0098】
すなわち、上記カウンタ207は、トライアック173への制御信号が電力遮断状態のときに、SSR信号(状態検出信号)が第3の設定時間以上連続して出力されたことを測定する第3の測定手段(計数手段)を構成している。そして、トライアック173は、カウンタ206からの出力信号、あるいはカウンタ207からの出力信号、あるいはコントローラ100からの出力信号に応答して電力遮断状態に設定されるようになっている。
【0099】
また、ANDゲート209、210は、トライアック173の前段(上流側)で複写機本体40の全体に対する電力の供給と遮断を切り換える第2のスイッチ手段を構成しており、この第2のスイッチ手段は、カウンタ206からの出力信号、あるいはコントローラ100からの出力信号に応答して電力遮断状態に設定されるようになっている。
【0100】
図6は上述の本実施例の定着ヒータの制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す制御処理は、コントローラ100内のCPU100aによりあらかじめROM100bに記憶されたプログラムに従って実行されるものである。
【0101】
なお、図6中のS1、S2、S3はそれぞれ、外部加熱ローラ29、定着ローラ21、加圧ローラ23の表面温度を示し、またH1、H2、H3はそれぞれ、外部加熱ローラ用ハロゲンヒータ30、定着ローラ用ハロゲンヒータ22、加圧ローラ用ハロゲンヒータ24を示している。
【0102】
まず、外部加熱ローラ29の表面温度が制御温度200℃に達しているか否かをチェックし(ステップS101)、達していない場合には外部加熱ローラ用ハロゲンヒータ30をオンし(ステップS104)、達している場合には外部加熱ローラ用ハロゲンヒータ30をオフする(ステップS102)。
【0103】
外部加熱ローラ用ハロゲンヒータ30をオフしたときには、安全回路200にて外部加熱ヒータ駆動用のトライアックのショート検知が行われ(S103)、ここで正常と判断されるとステップS105に進み、次の通常シーケンスに移る。また、安全回路200にて異常と判断された場合には、該安全回路200により各種ヒータ及び定着リレーの駆動信号を強制的にオフ側に固定するとともに、コントローラ100は外部加熱ローラ用ハロゲンヒータ30、定着ローラ用ハロゲンヒータ22、加圧ローラ用ハロゲンヒータ24の全てのヒータと定着リレーの制御信号をオフした後に(ステップS113)、カラー複写機の動作をエラー停止させる(ステップS114)。
【0104】
上記外部加熱ローラ29の表面温度をチェックした後は、続いて定着ローラ21の表面温度が制御温度180℃に達しているか否かのチェックが行われる(ステップS105)。
【0105】
ステップS105で定着ローラ21の温度が制御温度に達していない場合には、定着ローラ用ハロゲンヒータ22をオンし(ステップS108)、達している場合には定着ローラ用ハロゲンヒータ22をオフする(ステップS106)。
【0106】
定着ローラ用ハロゲンヒータ22をオフしたときには、安全回路200にて定着ヒータ駆動用のトライアックのショート検知が行われ(S107)、ここで正常と判断されるとステップS109に進み、次の通常シーケンスに移る。また、安全回路200にて異常と判断された場合には、上記と同様のシーケンスにて、カラー複写機のエラー停止に至る(ステップS113、S114)。
【0107】
上記定着ローラ21の表面温度をチェックした後は、続いて加圧ローラ23の表面温度が制御温度160℃に達しているか否かのチェックが行われる(ステップS109)。
【0108】
ステップS109で加圧ローラ23の温度が制御温度に達していない場合には、加圧ローラ用ハロゲンヒータ24をオンし(ステップS112)、達している場合には加圧ローラ用ハロゲンヒータ24をオフする(ステップS110)。
【0109】
加圧ローラ用ハロゲンヒータ24をオフしたときには、安全回路200にて加圧ヒータ駆動用のトライアックのショート検知が行われ(S111)、ここで正常と判断されるとステップS101に戻り、通常シーケンスに移る。また、安全回路200にて異常と判断された場合には、上記と同様のシーケンスにて、カラー複写機のエラー停止に至る(ステップS113、S114)。
【0110】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明では上述のように、加熱手段(発熱手段)を有する定着器を備えた画像形成装置において、前記定着器の温度を検出する温度検出手段と、前記加熱手段への電力の供給と遮断を切り換えるスイッチ手段と、前記温度検出手段からの検出信号に基づき前記スイッチ手段を制御して前記定着器の温度を所定温度に制御する制御手段と、前記加熱手段へ電力が供給状態にあるか遮断状態にあるかを検出して状態検出信号を出力する状態検出手段と、前記スイッチ手段を制御するためのスイッチ制御信号が電力遮断状態のときに前記状態検出信号のエッジ間隔を計測する第1の計測手段と、前記第1の計測手段により計測されたエッジ間隔が第1の設定時間以上であると判断したときに異常信号を出力する判断手段と、前記判断手段から異常信号が第2の設定時間以上連続して出力されたことを計測する第2の計測手段とを備え、前記スイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号あるいは前記制御手段の出力信号により電力遮断状態に設定されるようにしている。
【0111】
このため、定着器内のハロゲンヒータ等の加熱手段を制御するトライアック等の出力ショート状態の検出時間精度を向上させることができ、異常時には、画像形成装置本体への電力の供給を遮断することができるので、定着器が実際に過昇温状態となって発煙や熱によるダメージを受けることを防止でき、安全性及び信頼性を向上させることができる。かつその検出手段はディジタル回路で構成できるものであるから、システムIC等の内部回路に取り込むことによって、制御基板の省スペース化やコストダウンをも図れるものである。
【0112】
また本発明は、上記の構成(1)を基に、以下のような実施形態の構成が可能である。
【0113】
(2)(1)の構成の画像形成装置において、前記第1の計測手段は、前記状態検出信号の立ち上がりエッジと立ち下りエッジの間隔をカウンタにより計数する計数手段とする。
【0114】
(3)(1)または(2)の構成の画像形成装置において、前記判断手段における第1の設定時間を、画像形成装置本体に供給されている電源周期の半分の時間よりも短くする。
【0115】
(4)(3)の構成の画像形成装置において、前記スイッチ制御信号が電力遮断状態のときに、前記状態検出信号が第3の設定時間以上連続して出力されたことを計測する第3の計測手段を有し、前記スイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号、あるいは前記第3の計測手段の出力信号、あるいは前記制御手段の出力信号により、電力遮断状態に設定されるようにする。
【0116】
(5)(4)の構成の画像形成装置において、前記加熱手段への電力の供給と遮断を切り換える前記スイッチ手段の前段に、前記定着器を含む画像形成装置本体に対して電力の供給と遮断を切り換える第2のスイッチ手段を有し、前記第2のスイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号、あるいは前記第3の計測手段の出力信号、あるいは前記制御手段の出力信号により、電力遮断状態に設定されるようにする。
【0117】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着器内のハロゲンヒータ等の加熱手段を制御するトライアック等のスイッチ素子の出力ショート状態など異常状態の検出時間精度を向上させることができ、異常時には、画像形成装置本体への電力の供給を遮断することができるので、定着器が実際に過昇温状態となって発煙や熱によるダメージを受けることを防止でき、安全性及び信頼性を向上させることができる。かつその検出手段はディジタル回路で構成できるものであるから、システムIC等の内部回路に取り込むことによって、制御基板の省スペース化やコストダウンを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した画像形成装置の構成を示す断面図
【図2】本発明の実施例における制御系の構成を示すブロック図
【図3】一般的な定着ヒータ制御部の構成を示す回路図
【図4】実施例の定着ヒータ制御部の構成を示す回路図
【図5】実施例の安全回路の構成を示すブロック図
【図6】実施例の定着ヒータの制御手順を示すフローチャート
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 転写ベルト
3 定着器
4 一次帯電器
5 露光装置
6 クリーナ装置
7 カラー現像ユニット
8 白黒現像装置
9 転写帯電器
10 転写ベルト駆動ローラ
11 転写ベルトテンションローラ
12 転写ベルトテンションローラ
13 転写ベルトバックアップローラ
14 ベルトクリーナ
15 転写ローラ
16 記録紙カセット
17 ピックアップローラ、
18 搬送ローラ
19 搬送ローラ
20 反射型センサ
21 定着ローラ
22 ハロゲンヒータ(加熱手段)
23 加圧ローラ
24 ハロゲンヒータ(加熱手段)
29 外部加熱ローラ
30 ハロゲンヒータ(加熱手段)
31 外部加熱ヒータ
32 サーミスタ(温度検出手段)
40 複写機本体(画像形成装置本体)
41 自動原稿搬送装置
42 原稿読取装置、
43 プラテンガラス
44 原稿
45 光源
46 光学ミラー
47 光学ミラー
48 光学ミラー
49 結像レンズ
50 画像読み取り素子
51 画像処理装置
100 コントローラ(制御手段)
100a CPU
100b ROM
100c RAM
101 A/D変換器
114 メインスイッチ
115 ドアスイッチ
130 定着リレー
171 コンパレータ
172 コンパレータ
173 トライアック(スイッチ手段)
174 ダイオードブリッジ(状態検出手段)
175 フォトカプラ(状態検出手段)
176 カウンタ
200 安全回路
201 ANDゲート
202 カウンタ(第1の計測手段)
203 カウンタ(第1の計測手段)
204 コンパレータ(判断手段)
205 Dフリップフロップ
206 カウンタ(第2の計測手段)
207 カウンタ(第3の計測手段)
208 NORゲート
209 ANDゲート(第2のスイッチ手段)
210 ANDゲート(第2のスイッチ手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, and more particularly, to an image forming apparatus having a fixing device incorporating a heating unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As an image forming apparatus of this type, an electrophotographic copying machine that performs heat fixing has been known. In the fixing device provided in this copying machine, a heating means such as a halogen heater is incorporated in the fixing roller, the surface temperature of the fixing roller is detected by a temperature detecting element such as a thermistor, and a triac or the like connected to the heating means is used. By controlling (ON) / OFF (OFF) the switch elements, the surface temperature of the fixing roller is controlled to be a predetermined temperature.
[0003]
Further, a temperature fuse, a thermoswitch, and the like are arranged on the surface of the fixing roller and connected to the heating means, so that when the temperature of the fixing roller is excessively increased due to an abnormality in the heating control, power is supplied to the heating means. And take safety measures such as fire prevention.
[0004]
In addition, state detecting means such as SSR for detecting whether power to a heating means such as a halogen heater is in a supply state or in a cutoff state is provided, and a switch element such as a triac is turned off. Nevertheless, safety measures have been taken to detect a short-circuit in the output section of a switch element such as a triac by detecting a state in which electric power is supplied to heating means such as a halogen heater. This is because switch elements such as triacs do not have mechanical contacts, so they are much more durable than relays in terms of ON / OFF times. However, because they are made of semiconductors, lightning strikes and excessive This is because a failure of an output short circuit may occur when an instantaneous large stress due to an inrush current or noise is applied.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of a triac, for example, the switch element has two states of output short-circuit failure. This is a fault state in which one of the two thyristors constituting the triac is short-circuited, and a fault state in which one of the thyristors is short-circuited.
[0006]
For example, when both sides of the triac are in a failure state, a high-level or low-level fixed signal indicating the power supply state is always output from the state detection element such as the SSR.
[0007]
On the other hand, when one side of the triac is in a failure state, two different logic signals indicating the power supply state and the power cutoff state are switched in a pulse-like state that is switched in a half cycle of the power supply to the heater. Output as a signal.
[0008]
For this reason, conventionally, an integrator for smoothing the pulse signal at the time of the one-side fault is provided, and the short-circuit fault is detected by comparing the smoothed signal with a predetermined reference value by comparing means. ing.
[0009]
However, the above-mentioned integrator is mainly composed of electric components such as a capacitor and a resistor, and the time constant determined by these electric components greatly varies depending on component tolerances and temperature characteristics. Further, in order to use components with small characteristic variations, the cost has to be increased, and a space for mounting these components is also required.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and in view of the above points, a switch element such as a triac for controlling a heating unit such as a halogen heater in a fixing device of an image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a detecting means capable of improving the detection time accuracy of an abnormal state such as an output short state. Another object of the present invention is to make the detection means a digital circuit and incorporate it into an internal circuit such as a system IC, so that the space and cost of the control board can be reduced.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is directed to an image forming apparatus including a fixing device having a heating unit, wherein a temperature detection unit for detecting a temperature of the fixing unit, and supply and cutoff of power to the heating unit are provided. Switch means for switching, control means for controlling the switch means based on a detection signal from the temperature detection means to control the temperature of the fixing device to a predetermined temperature, and power supply to the heating means or a cutoff state State detecting means for detecting whether or not the state is present, and a first measurement for measuring an edge interval of the state detecting signal when a switch control signal for controlling the switch means is in a power cutoff state. Means for determining whether an edge interval measured by the first measuring means is equal to or longer than a first set time, outputting an abnormal signal; And a second measuring means for measuring that the signal has been output continuously for a second set time or more, wherein the switch means is provided with an electric power based on an output signal of the second measuring means or an output signal of the control means. It is configured to be set in the cutoff state.
[0012]
Further, the first measuring means is a counting means for counting an interval between a rising edge and a falling edge of the state detection signal by a counter.
[0013]
It is preferable that the first set time in the determination means be shorter than half the time of the power supply cycle supplied to the image forming apparatus main body.
[0014]
In addition, when the switch control signal is in a power cutoff state, the switch control signal has a third measurement unit that measures that the state detection signal is continuously output for a third set time or more, and the switch unit includes: It is preferable that the power cutoff state is set by an output signal of the second measuring means, an output signal of the third measuring means, or an output signal of the control means.
[0015]
Further, a second switch for switching between supply and cutoff of power to an image forming apparatus main body including the fixing device is provided at a stage preceding the switch for switching supply and cutoff of electric power to the heating unit, The second switch means is preferably set to a power cutoff state by an output signal of the second measurement means, an output signal of the third measurement means, or an output signal of the control means.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied, and shows a schematic configuration of an electrophotographic color copying machine.
[0018]
In FIG. 1,
[0019]
A document reading device 42 illuminates a
[0020]
The color material reflected light image of the
[0021]
The image data subjected to predetermined image processing by the
[0022]
Exposure of an image by the exposure device 5 is performed on the photosensitive drum 1, and the photosensitive drum 1 is provided so as to be rotatable in the direction of arrow A in the figure by a motor (not shown). Around the photosensitive drum 1, a primary charger 4, an exposure device 5, a color developing unit 7, a black and white developing
[0023]
In forming an image, first, a voltage is applied to the primary charger 4 and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly negatively charged at a predetermined charging portion potential. Subsequently, exposure is performed by an exposure device 5 including a laser scanner based on the image data so that the charged image portion on the photosensitive drum 1 has a predetermined exposure portion potential. A latent image is formed thereon. At this time, the exposure device 5 forms a latent image corresponding to the image by turning on / off based on the image data.
[0024]
The color developing unit 7 has three
[0025]
The developed toner images of the respective colors on the photosensitive drum 1 are sequentially transferred to the transfer belt 2 as an intermediate transfer body by the transfer charger 9, whereby the four color toner images are superimposed. A
[0026]
The toner image transferred to the transfer belt 2 is further transferred to a sheet by a
[0027]
Further, the toner remaining on the photosensitive drum 1 is set in a state where the toner is easily cleaned by the preliminary cleaning device, and is removed and collected by the cleaner device 6. Finally, the photosensitive drum 1 is uniformly discharged to near 0 volts by a not-shown discharging device to prepare for the next image forming cycle.
[0028]
The sheet on which the toner image has been transferred is then fed to the
[0029]
Here, the image forming timing of the color copying machine is controlled based on a predetermined position on the transfer belt 2. The transfer belt 2 is stretched around the
[0030]
A
[0031]
Further, the outer peripheral length of the photosensitive drum 1 and the peripheral length of the transfer belt 2 have an integer ratio represented by 1: n (n is an integer). With this setting, the photosensitive drum 1 rotates an integer while the transfer belt 2 makes one revolution, and returns to the same state as before the one revolution of the belt, so that when the four colors are superimposed on the transfer belt 2, (The transfer belt 2 makes four revolutions), it is possible to avoid color shift due to uneven rotation of the photosensitive drum 1.
[0032]
In the image forming apparatus of the intermediate transfer system as described above, after detecting the I-top signal from the
[0033]
The fixing
[0034]
The fixing
[0035]
The
[0036]
By combining the fixing
[0037]
An
[0038]
For example, the
[0039]
Further, the
[0040]
Although not shown, a thermistor is disposed in contact with the fixing
[0041]
As an example of the temperature adjustment, the temperature of the
[0042]
In this way, the unfixed image formed of the developer such as toner transferred onto the sheet passes through the nip between the fixing
[0043]
Although not shown, the above-described color copier includes a sheet processing apparatus, a sheet processing apparatus input unit, a sheet processing apparatus path, a sheet processing apparatus path switching conveyance path, a processing tray, a stapler, a processing tray unloading unit, and a lower part. A stack tray, an upper stack tray, a sheet processing apparatus path switching unit, a package binding apparatus, a package binding sheet insertion unit, and the like are provided.
[0044]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
[0045]
In FIG. 2,
[0046]
An
[0047]
The
[0048]
The high-
[0049]
The
[0050]
The DC
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The editor 152 is for inputting position information such as trimming and masking processing, and is optionally connected.
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
Next, the fixing heater control will be described with reference to FIGS. Although the apparatus of the present embodiment has three rollers of the fixing
[0059]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a general fixing heater control unit. The fixing heater control unit includes an overheating detection circuit for the fixing
[0060]
In the configuration shown in FIG. 3, AC power is supplied to the
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
When the
[0064]
The excessive temperature rise detection circuit includes
[0065]
The output signal of the
[0066]
When the temperature detected by the
[0067]
On the other hand, when the temperature detected by the
[0068]
When the value of the positive input terminal of the
[0069]
In the present embodiment, a time constant of about 3 seconds is provided by the resistor R105 and the capacitor C101 in order to prevent a malfunction due to noise or the like, but the time constant is not provided as necessary. Is also good.
[0070]
The triac abnormality detection circuit is a circuit that detects an output short-circuit state in which the
[0071]
When the
[0072]
When the
[0073]
On the other hand, when the
[0074]
When the voltage of the positive input terminal of the
[0075]
When the fixing
[0076]
Here, in the above-described circuit, the abnormality detection time when the two
[0077]
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a fixing heater control unit according to the embodiment of the present invention. Circuits other than the output short detection portion of the
[0078]
In the circuit shown in FIG. 3, the time constant of the triac output short-circuit determined by the integrators of the resistors R121 and R122 and the capacitor C103 greatly varies depending on the tolerance of components and the temperature characteristics. In addition, in order to use a component having a small characteristic variation, the cost of the component has to be increased, and a space for mounting an integrator by these components has been required. On the other hand, in the circuit of FIG. 4, the
[0079]
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the
[0080]
The fixing heater control signal (HEAT_ON) from the
[0081]
Similarly, the drive signal (RELAY_ON_OUT) for driving the fixing
[0082]
The triac error signal (abnormal signal) is generated by a circuit of the
[0083]
First, a one-side short detection circuit will be described.
[0084]
The AND
[0085]
The
[0086]
The
[0087]
The
[0088]
The
[0089]
The reference value in this embodiment has a width shorter than a half cycle of the power supply cycle. This is because when one side of the
[0090]
On the other hand, if the setting value of the
[0091]
Further, the
[0092]
The
[0093]
When the one-side short ERR2 signal is output from the
[0094]
Next, a circuit for detecting a double-sided short-circuit fault will be described.
[0095]
When the output parts on both sides of the
[0096]
When the
[0097]
Then, a triac ERR signal is output from the NOR
[0098]
That is, when the control signal to the
[0099]
The AND
[0100]
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure of the fixing heater of the above-described embodiment. The control processing shown in this flowchart is executed by the
[0101]
6, S1, S2, and S3 indicate the surface temperatures of the
[0102]
First, it is checked whether or not the surface temperature of the
[0103]
When the
[0104]
After checking the surface temperature of the
[0105]
If the temperature of the fixing
[0106]
When the fixing
[0107]
After checking the surface temperature of the fixing
[0108]
If the temperature of the
[0109]
When the
[0110]
The embodiments of the present invention have been described above. In the present invention, as described above, in an image forming apparatus including a fixing device having a heating unit (heating unit), a temperature detecting unit for detecting a temperature of the fixing unit is provided. Switch means for switching between supply and cutoff of electric power to the heating means, control means for controlling the switch means based on a detection signal from the temperature detection means to control the temperature of the fixing device to a predetermined temperature, State detecting means for detecting whether power is supplied to the heating means or in a cut-off state and outputting a state detection signal; and the state when a switch control signal for controlling the switch means is in a power cut-off state. A first measuring means for measuring an edge interval of the detection signal; and outputting an abnormal signal when the edge interval measured by the first measuring means is determined to be longer than a first set time. And a second measuring means for measuring that an abnormal signal is continuously output from the determining means for a second set time or more, and wherein the switch means outputs the output of the second measuring means. The power cutoff state is set by a signal or an output signal of the control means.
[0111]
For this reason, it is possible to improve the detection time accuracy of an output short-circuit state such as a triac that controls a heating unit such as a halogen heater in the fixing device. Therefore, it is possible to prevent the fixing device from actually being overheated and damaged by smoke and heat, thereby improving safety and reliability. In addition, since the detection means can be constituted by a digital circuit, the space can be saved and the cost of the control board can be reduced by incorporating it into an internal circuit such as a system IC.
[0112]
Further, the present invention can have the following embodiments based on the above configuration (1).
[0113]
(2) In the image forming apparatus having the configuration of (1), the first measuring unit is a counting unit that counts an interval between a rising edge and a falling edge of the state detection signal using a counter.
[0114]
(3) In the image forming apparatus having the configuration of (1) or (2), the first set time in the determination unit is set to be shorter than a half of a power supply cycle supplied to the image forming apparatus main body.
[0115]
(4) In the image forming apparatus having the configuration of (3), when the switch control signal is in the power cutoff state, a third measurement for measuring that the state detection signal is continuously output for a third set time or more. Measuring means, wherein the switch means is set to a power cutoff state by an output signal of the second measuring means, an output signal of the third measuring means, or an output signal of the control means. I do.
[0116]
(5) In the image forming apparatus having the configuration of (4), before and after the switch unit that switches between supply and cutoff of power to the heating unit, supply and cutoff of power to the image forming apparatus main body including the fixing unit. And a second switch means for switching power by an output signal of the second measurement means, an output signal of the third measurement means, or an output signal of the control means. Be set to the cutoff state.
[0117]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the detection time accuracy of an abnormal state such as an output short-circuit state of a switch element such as a triac that controls a heating unit such as a halogen heater in a fixing device can be improved. Since the power supply to the image forming apparatus main body can be cut off, it is possible to prevent the fixing unit from actually being overheated and being damaged by smoke or heat, thereby improving safety and reliability. be able to. In addition, since the detection means can be constituted by a digital circuit, the space can be saved and the cost can be reduced by taking in the internal circuit such as the system IC.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a general fixing heater control unit.
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration of a fixing heater control unit according to the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a safety circuit according to the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control procedure of a fixing heater according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum
2 Transfer belt
3 Fixing device
4 Primary charger
5 Exposure equipment
6 cleaner device
7 Color development unit
8 Black and white developing device
9 Transfer charger
10 Transfer belt drive roller
11 Transfer belt tension roller
12 Transfer belt tension roller
13 Transfer belt backup roller
14 Belt cleaner
15 Transfer roller
16 Recording paper cassette
17 pickup roller,
18 Transport rollers
19 Transport roller
20 Reflection type sensor
21 Fixing roller
22 Halogen heater (heating means)
23 Pressure roller
24 Halogen heater (heating means)
29 External heating roller
30 Halogen heater (heating means)
31 External heater
32 Thermistor (Temperature detecting means)
40 Copy machine body (image forming apparatus body)
41 Automatic Document Feeder
42 document reading device,
43 Platen glass
44 manuscript
45 light source
46 Optical mirror
47 Optical mirror
48 Optical mirror
49 Imaging lens
50 Image reading element
51 Image processing device
100 controller (control means)
100a CPU
100b ROM
100c RAM
101 A / D converter
114 Main switch
115 Door switch
130 fusing relay
171 Comparator
172 Comparator
173 Triac (switch means)
174 diode bridge (state detection means)
175 Photocoupler (state detection means)
176 counter
200 Safety Circuit
201 AND gate
202 counter (first measuring means)
203 counter (first measuring means)
204 Comparator (judgment means)
205 D flip-flop
206 counter (second measuring means)
207 counter (third measuring means)
208 NOR gate
209 AND gate (second switch means)
210 AND gate (second switch means)
Claims (1)
前記定着器の温度を検出する温度検出手段と、
前記加熱手段への電力の供給と遮断を切り換えるスイッチ手段と、
前記温度検出手段からの検出信号に基づき前記スイッチ手段を制御して前記定着器の温度を所定温度に制御する制御手段と、
前記加熱手段へ電力が供給状態にあるか遮断状態にあるかを検出して状態検出信号を出力する状態検出手段と、
前記スイッチ手段を制御するためのスイッチ制御信号が電力遮断状態のときに前記状態検出信号のエッジ間隔を計測する第1の計測手段と、
前記第1の計測手段により計測されたエッジ間隔が第1の設定時間以上であると判断したときに異常信号を出力する判断手段と、
前記判断手段から異常信号が第2の設定時間以上連続して出力されたことを計測する第2の計測手段とを備え、
前記スイッチ手段は、前記第2の計測手段の出力信号あるいは前記制御手段の出力信号により電力遮断状態に設定されることを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus including a fixing device having a heating unit,
Temperature detection means for detecting the temperature of the fixing device;
Switch means for switching between supply and cutoff of power to the heating means,
Control means for controlling the switch means based on a detection signal from the temperature detection means to control the temperature of the fixing device to a predetermined temperature;
State detection means for detecting whether power is supplied to the heating means or in a cutoff state and outputs a state detection signal;
First measurement means for measuring an edge interval of the state detection signal when a switch control signal for controlling the switch means is in a power cutoff state;
Determining means for outputting an abnormal signal when determining that the edge interval measured by the first measuring means is equal to or longer than a first set time;
A second measuring means for measuring that the abnormal signal is continuously output for a second set time or more from the determining means,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the switch unit is set to a power cutoff state by an output signal of the second measuring unit or an output signal of the control unit.
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JP2009251299A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Canon Inc | Image forming apparatus |
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- 2002-10-15 JP JP2002300452A patent/JP2004138639A/en not_active Withdrawn
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