JP2004294666A

JP2004294666A - Fixing device and image-forming apparatus

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Publication number: JP2004294666A
Application number: JP2003085421A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Kishi; 和人岸; Yasuhisa Kato; 泰久加藤; Akiyasu Amita; 晃康網田; Masami Okamoto; 政己岡本; Takatada Tsukioka; 誉唯月岡; Hirotada Takagi; 啓正高木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device for accurately detecting abnormality in electric power supply from a power storage device to a heating element, and to provide an image-forming device. <P>SOLUTION: The fixing device comprises a time-detecting means 21 for detecting a power supply time from a capacitor 18, a storage means 23 for finding the reference temperature of a fixing roller 1 from one piece of related information selected from among a detection time information t<SB>1</SB>detected by the time detecting means 21 and a plurality of pieces of the related information, showing correspondence of the power supply time and the temperature of a fixing roller 1; a temperature-detecting means 5 for detecting the temperature of the fixing roller 1; and an abnormality detecting means 24 for comparing a reference temperature information T<SB>s</SB>output from the storing means 23 with a detection temperature information T<SB>1</SB>output from the temperature-detecting means 5, and detecting the abnormality, on the basis of the comparison result. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置の異常を検知する機能を有する定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真方式で転写紙等のシート上にトナー像を形成した後、定着装置を通過させてトナーを加熱させることによりシート上にトナー像を定着させる方式が一般的である。
【０００３】
また、このような定着装置では、電力供給を受けた発熱体の発熱によりローラや無端ベルトなどを加熱し、そのローラや無端ベルトなどの定着部材をシートと接触させることによってトナーを加熱するようにしている。ここで、発熱体への電力供給は商用交流電源からが一般的であったが、最近では蓄電装置から発熱体へ電力供給する定着装置も開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、発熱体への電力供給時間に対応付けられた基準温度と、定着部材の検出温度とを対比させて、装置の異常を検知する機能を有する定着装置も提供されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４９８８号公報（段落００３５〜００４１、図１、２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、装置の異常検知に関して、装置が異常を検出しても実際には異常ではなかったり、あるいは装置が異常を検出していなくても実際には異常が発生したりしていることがあり、正確に異常検知ができない場合があった。
【０００７】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、蓄電装置から発熱体へ電力供給するものにおいて、正確に異常検知する定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために提供する請求項１の発明に係る定着装置は、蓄電装置と、該蓄電装置または外部電源から電力供給されて発熱する発熱体と、該発熱体により加熱される定着部材とを有し、シート上のトナーを前記定着部材により加熱して該シートに定着させる定着装置において、前記蓄電装置からの電力供給時間を検出する時間検出手段と、電力供給時間と定着部材の温度との対応を示す関係情報を複数保持し、この複数の関係情報の中から選択される一の関係情報と、前記時間検出情報から出力される検出時間情報とに基づき、定着部材の基準温度を演算する演算手段と、定着部材の温度を検出する温度検出手段と、前記演算手段から出力される基準温度情報と前記温度検出手段から出力される検出温度情報とを対比し、その対比結果に基づいて異常を検知する異常検知手段と、を備えたことを特徴とする。
前記課題を解決するために提供する請求項２の発明に係る定着装置は、蓄電装置と、該蓄電装置または外部電源から電力供給されて発熱する発熱体と、該発熱体により加熱される定着部材とを有し、シート上のトナーを前記定着部材により加熱して該シートに定着させる定着装置において、定着部材の温度を検出する温度検出手段と、電力供給時間と定着部材の温度との対応を示す関係情報を複数保持し、この複数の関係情報の中から選択される一の関係情報と、前記温度検出手段から出力される検出温度情報とに基づき、基準時間を演算する演算手段と、前記蓄電装置からの電力供給時間を検出する時間検出手段と、前記演算手段から出力される基準時間情報と前記時間検出手段から出力される検出時間情報とを対比し、その対比結果に基づいて異常を検知する異常検知手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項１または請求項２の発明により、複数の関係情報の中から一の関係情報を選択することで、正確に装置異常を検知することが可能となる。
ここで、演算手段に記憶されている電力供給時間と定着部材の温度との関係情報は、電力供給時間と定着部材の温度との演算式でもよいし、それぞれのデータを関係付けたテーブルの形式でもよい。演算式の場合には、検出時間情報または検出温度情報から演算式により演算されて基準温度情報または基準時間情報が求められる。また、テーブルの場合には、検出時間情報または検出温度情報を基に基準温度情報または基準時間情報が直接的に求められる。
【００１０】
前記課題を解決するために提供する請求項３の発明に係る定着装置は、請求項１または請求項２の発明において、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段を備え、該残容量検出手段から出力される残容量情報に応じて、前記演算手段において保有される複数の電力供給時間と定着部材の温度との関係情報の中から一の関係情報が選択されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明により、実態に合った基準昇温カーブとすることができることから、正確に装置異常を検知することが可能となる。
なお、演算手段において保有される電力供給時間と定着部材の温度との関係情報は、蓄電装置の残容量ごとに予め求めておけばよい。また、蓄電装置の残容量は蓄電装置の電圧を計測して求めればよい。
【００１２】
前記課題を解決するために提供する請求項４の発明に係る定着装置は、請求項１または請求項２の発明において、１回の蓄電装置から発熱体に電力供給する期間内に、前記演算手段において選択された電力供給時間と定着部材の温度との一の関係情報が他の関係情報に変更されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明により、１回の装置立上げ期間内に逐次変化する蓄電装置の残容量に合わせて基準昇温カーブを調整することができることから、正確に装置異常を検知することが可能となる。
【００１４】
前記課題を解決するために提供する請求項５の発明に係る定着装置は、請求項１〜４の発明において、前記蓄電装置が電気二重層キャパシタであることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明により、大容量の蓄電装置となることから装置構成が簡素化でき、原理的にほぼ無制限な充放電の繰り返しが可能で放電特性の劣化が少ないことから、正確に装置異常を検知することが可能となる。
【００１６】
前記課題を解決するために提供する請求項６の発明に係る画像形成装置は、請求項１〜５のいずれか一に記載の定着装置を備え、電子写真方式によりトナー像を形成したシートを前記定着装置に送ることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の発明により、実態に合った基準昇温カーブとすることができることから、正確に定着装置の異常を検知できる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本実施の形態の前提となる構成について図面を参照して説明する。
図７に定着装置の例を示す。図７において、定着ローラ９１には加圧ローラ９２が図示していない加圧手段により一定のニップ圧で押し当てられており、図示していない駆動機構により図中定着ローラ９１は時計回り方向に、加圧ローラ９２は反時計回り方向に回転している。また、定着ローラ９１は電力の供給を受けて発熱する発熱体であるヒータ９３，９４を有しており、ヒータ９３，９４の加熱により定着ローラ９１の表面はトナーの定着可能な温度であるリロード温度となっている。なお、定着ローラ９１の表面温度は、定着ローラ９１の表面に当接して温度を検出する温度センサなどの温度検出手段９５によりモニターされている。
【００１９】
画像形成装置で画像形成処理が行われる場合、電子写真方式によりトナーＴを担持したシートＰは加熱された定着ローラ９１と加圧ローラ９２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ９１と加圧ローラ９２とにより加熱及び加圧され、シートＰにトナーＴが定着される。このとき、トナーＴがシートＰに定着するためには所定の熱が必要であり、そのために定着ローラ９１の表面温度がリロード温度となるようにヒータ９３，９４への電力供給が制御されている。
【００２０】
図８に定着装置の回路構成例を示す。図８において、ヒータ９３は外部電源（商用電源）８７から供給される電力により発熱し、ヒータ９４は蓄電装置の一態様であるキャパシタ８８から供給される電力により発熱する構成となっている。また、温度検出手段９５により検出された定着ローラ９１の温度は検知信号として入力回路８２を経てＣＰＵ８３に取り込まれ、ＣＰＵ８３は温度センサ９５からの検知信号に基づいて定着ローラ９１の表面温度が設定温度になるように、ドライバ８４を介してヒータ９３への通電が制御されるとともに、スイッチ８５を介してヒータ９４への通電が制御される。なお、キャパシタ８８は、スイッチ８５の切替えにより、充電装置８９に接続されて充電可能となる。
【００２１】
上記構成において、定着装置９０が休止している状態から主電源が入れられるなどして立上げられる場合にはヒータ９３，９４いずれにも通電されて定着ローラ９１が加熱され、リロード温度まで急速に昇温される。また、リロード温度到達後の定常状態の場合には、例えばヒータ９３のみが通電されて定着ローラ９１の温度が維持される。これにより休止状態の予熱電力が不要となるとともに効率的な定着ロール９１の加熱が実現されている。
【００２２】
定着装置の立上がりの場合には、通常ヒータ９３，９４にフル電力が供給されて加熱されることから、図９に示すように電力供給時間と定着ローラ９１の温度との関係、すなわち昇温カーブは一様である。例えば、昇温カーブのある時点における昇温勾配ΔＴ／Δｔやリロード温度（例えば１８５℃）到達までの所要時間ｔは一定となる。
【００２３】
最近では、この特性を利用して装置異常を検知することが行われている。その異常検知に関するブロック図を図１０に示す。この場合、定着装置９０は上記で示した定着ローラ９１、温度検出手段９５に加えて、電力供給時間を計測する時間検出手段９６、予め求められた電力供給時間と定着ローラ９１の温度との関係データ（基準昇温カーブ）を１つ保有する記憶手段９７、異常検知手段９８を備えている。
【００２４】
図１０において、異常検知は例えばつぎのように行われる。
（ｓ９１）主電源ＯＮによりヒータ９３，９４に電力の供給が開始され、定着装置９０の立上がり、すなわち定着ローラ９１の加熱が開始される。
（ｓ９２）時間検出手段９６は、主電源ＯＮ信号を開始信号として受け取り時間計測を開始する。
（ｓ９３）時間検出手段９６は、電力供給開始後から所定時間経過を計測し、時間情報ｔ_９１を記憶手段９７に出力する。
（ｓ９４）記憶手段９７は、時間検出手段９６からの時間情報ｔ_９１を基に基準昇温カーブから基準温度情報Ｔ_９１を抽出し、異常検知手段９８に出力する。
（ｓ９５）温度検出手段９５は、時間検出手段９６が計測した電力供給開始後から所定時間経過の時点で定着ローラ９１の表面温度を検出し、実測温度Ｔ_Ｒ９１として異常検知手段９８に出力する。
（ｓ９６）異常検知手段９８は基準温度情報Ｔ_９１と実測温度情報Ｔ_Ｒ９１とを比較し、実測温度情報Ｔ_Ｒ９１が基準温度情報Ｔ_９１の所定の範囲内にあれば定着装置９０は正常であると判断し、その範囲を外れると定着装置９０は異常であると判断する。
このように、ヒータ９３，９４に電力を供給する電源系、ヒータ９３，９４など定着装置９０の定着ローラ９１の加熱に関わる異常を検出することが可能である。
【００２５】
しかしながら、蓄電装置であるキャパシタは必ずしも常にフル充電であるわけではなく、充電が１００％でない状態で定着装置が立上げられる場合には定着ローラの実際の昇温カーブは、記憶されている基準昇温カーブから大きく外れて一致しなくなるため、実際には装置異常があっても異常検知できない検知逃がしが発生していた。また、場合によっては実際には装置異常がなくても異常があるとする誤検知が発生することもあった。
【００２６】
具体的には、例えば定着装置の使用後、すぐに主電源がＯＦＦにされるとキャパシタが充電されず、キャパシタの蓄えられている電力量（残容量）はフル状態とはならない。そのため、その後すぐに主電源をＯＮにして定着装置を立上げようとすると定着ローラの実際の昇温カーブは基準昇温カーブから大きく外れていた。さらに、そのような場合には蓄電装置の残容量は立上げる度ごとに変化するため、定着ローラの実際の昇温カーブの基準昇温カーブからの外れ方は一様でなく、基準昇温カーブから実際の昇温カーブを予測することは困難であった。
【００２７】
以下に、本発明に係る定着装置の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は例示であり、これに限定されるものではない。
図１は、本発明に係る定着装置の構成を示す断面図である。
図１の定着装置１０は、ヒータ３，４により加熱され図中時計回り方向に回転する定着ローラ１と、定着ローラ１を一定のニップ圧で押え図中反時計回り方向に回転する加圧ローラ２と、定着ローラ１に当接し、その表面温度を検出する温度検出手段５とを備えている。
【００２８】
定着ローラ１は、通常は中空円筒形状のローラであるが、無端ベルトの形態であってもよい。
加圧ローラ２は、通常はその表面がシリコーンゴム等の弾性部材で構成された円筒形状のローラであるが、無端ベルトの形態であってもよい。また、加圧ローラ２の定着ローラ１への押し当ては、図示していない加圧手段により一定の圧力で定着ローラ１の方向へ押されることにより行われる。なお、定着ローラ１及び加圧ーラ２の回転駆動は図示していない駆動機構により行われる。
【００２９】
ヒータ３は、定着ローラ１の中空部内に配置されており、商用交流電源などの外部電源から電力が供給されることで発熱し、その輻射熱により定着ローラ１を加熱する。
ヒータ４は、ヒータ３と同様に定着ローラ１の中空部内に配置されており、蓄電装置から電力が供給されることで発熱し、その輻射熱により定着ロール１を加熱する。
ヒータ３，４は電力が供給されて発熱し、定着ローラ１を加熱することができるものであればヒータの種類に特に制約はなく、また定着ローラ１を加熱する任意の位置に配置可能である。
【００３０】
温度検出手段５は、定着ローラ１の表面温度が検出できる温度計であれば接触式、非接触式を問わず、放射温度計、熱電対などいずれでもよい。
なお、定着装置１０において、シート上に形成されたトナーを定着する方式や、そのために定着ローラ１の表面温度がリロード温度となるようにヒータ３，４への電力供給が制御される方式は従来と同様である。
【００３１】
つぎに、本発明に係る定着装置におけるヒータ３，４への電力供給に関する回路構成例を図２に示す。
図２において、温度検出手段５により検出された定着ローラ１の温度を検知信号を中継する入力回路１２と、その検知信号を受け取り電力供給を制御するＣＰＵ１３と、ヒータ３への供給電力を調整するドライバ１４と、ＣＰＵ１３の制御を受けるスイッチ１５と、定着装置１０の過熱を防止する安全装置であるサーモスタット１６と、商用交流電源などの外部電源１７と、蓄電装置の一態様であるキャパシタ１８と、外部電源１７からの交流電力を直流電力に変換する充電装置１９と、キャパシタ１８の残容量を検出する残容量検出手段１ａとを備えている。また、ヒータ３は外部電源１７から供給される電力により発熱し、ヒータ４はキャパシタ１８から供給される電力により発熱する構成となっている。
【００３２】
ヒータ３は、サーモスタット１６及びドライバ１４を介して外部電源１７に接続されており、ＣＰＵ１３がドライバ１４を制御することにより外部電源１７からヒータ３への電力供給が制御される。例えば、温度検出手段５により検出された定着ローラ１の温度が検知信号として入力回路１２を経てＣＰＵ１３に取り込まれ、ＣＰＵ１３が温度センサ５からの検知信号に基づいて定着ローラ１の表面温度がリロード温度になるように、ドライバ１４を介してヒータ３への電力供給が制御される。
【００３３】
ヒータ４は、キャパシタ１８と接続され、キャパシタ１８の残容量に応じた電力供給を受ける。また、キャパシタ１８からヒータ４への電力供給の制御は、定着装置１０の立ち上がり時等のヒータ４の使用時であるか、待機時であるかによってＣＰＵ１３がスイッチ１５を切替えることによって行われる。すなわち、ヒータ４使用時にはスイッチ１５がヒータ４側に切替えられることにより、キャパシタ１８からの放電電流がヒータ４へ供給される。また、ヒータ４待機時にはスイッチ１５が充電装置１９側に切替えられることにより、ヒータ４への電力供給は行われず、キャパシタ１８が充電装置１９に接続されて充電される。
【００３４】
キャパシタ１８は、電気二重層キャパシタなど静電容量がファラッドオーダ以上の大きな容量を有するキャパシタを用いることが好ましい。
【００３５】
残容量検出手段１ａは、キャパシタ１８の両端の電圧を計測し、その電圧値からキャパシタ１８固有の電圧と残容量との相関に基づき、キャパシタ１８の残容量を求める。
【００３６】
定着装置が休止している状態から主電源が入れられるなどして立上げられる場合には、ヒータ３，４いずれにも電力が供給されて定着ローラ１が加熱され、リロード温度まで急速に昇温される。
【００３７】
つぎに、第１の実施の形態の根幹をなす定着装置の異常検知に関するブロック図を図３に示す。定着装置１０は上記で示した定着ローラ１、温度検出手段５、キャパシタ１８、残容量検出手段１ａに加えて、電力供給時間を計測する時間検出手段２１と、予め求められた電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データ（基準昇温カーブ）を複数保有する演算手段の一態様である記憶手段２３と、異常検知手段２４とを備えている。
【００３８】
時間検出手段２１は、例えば装置の主電源ＯＮ信号を開始信号として受け取り、主電源ＯＮの時点をスタートとして時間計測を開始し、計測した時間情報を記憶手段２３に出力する。また、温度検出手段５に定着ローラ１温度を検出するタイミングを指示する信号は出力する。
【００３９】
記憶手段２３は、複数の電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データ（基準昇温カーブ）を複数保有しており、その中から選択された１つの関係データ基づいて、時間検出手段２１からの時間情報から基準温度情報を出力する。
【００４０】
記憶手段２３に保有される複数の電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データの例を図４に示す。図４は横軸を外部電源１７からヒータ３への電力供給とキャパシタ１８からヒータ４への電力供給が同時に行われる場合の電力供給時間、縦軸を定着ローラ温度とした、電力供給とともに定着ローラ１の温度が上昇する様子を示す概念図であり、予め求めたキャパシタ１８の残容量ごとの昇温特性を示すものである。ここでは、キャパシタ１８がフル充電されている状態の残容量１００％から、キャパシタ１８が完全に消耗した状態の残容量０％までの範囲内での５つの残容量の場合の昇温カーブを示している。
【００４１】
図４に示すように、残容量１００％の場合が定着ローラ１は最も急速に昇温され、残容量が少なくなるにつれて昇温カーブの勾配は小さくなっていく傾向を示す。また、この昇温カーブは残容量が同じであれば何回繰り返しても、同じ勾配の昇温カーブを描く特性を有する。
【００４２】
記憶手段２３は、電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係をキャパシタ１８の残容量ごとに表形式のデータとして保有し、入力された時間情報に対応する温度情報を出力するようにすればよい。あるいは、キャパシタ残容量−電力供給時間−定着ローラ温度の相関に関する演算式を予め求めておき、その式に時間情報を入力して演算することにより、温度情報を出力するようにしてもよい。
【００４３】
異常検知手段２４は、記憶手段２３からの基準温度情報と温度検出手段５からの実測温度情報とを比較して、装置異常を検知する。詳しくは、実測温度情報が基準温度情報の所定の範囲内にあれば定着装置１０は正常であると判断し、その範囲を外れると定着装置１０は異常であると判断する。異常が検知された場合には、異常検知手段２４から異常を通知する信号を出力し、アラーム音声、画面表示など必要に応じた表示を行えばよい。
【００４４】
図３に基づいて、異常検知に関する動作内容を以下に説明する。
（ｓ１１）主電源ＯＮによりヒータ３，４に電力の供給が開始され、定着装置１０の立上がり、すなわち定着ローラ１の加熱が開始される。
（ｓ１２）時間検出手段２１が、主電源ＯＮに伴い時間計測を開始する。
（ｓ１３）残容量検出手段１ａがキャパシタ１８の残容量を検出し、残容量情報Ｑ_１を記憶手段２３に出力する。
（ｓ１４）記憶手段２３は、保有する複数の電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データの中から、残容量情報Ｑ_１に対応する関係データを１つ選択する。
（ｓ１５）時間検出手段２１は、電力供給開始後から所定時間経過を計測し、時間情報ｔ_１を記憶手段２３に出力する。
（ｓ１６）記憶手段２３は、時間検出手段２１からの時間情報ｔ_１からステップｓ１４で選択された電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データに基づいて基準温度情報Ｔ_Ｓを抽出し、異常検知手段２４に出力する。例えば、キャパシタ１８の残容量が５０％であった場合、図４に示すように時間ｔ_１に対応する基準温度Ｔ_Ｓを抽出する。
（ｓ１７）温度検出手段５は、時間検出手段２１が計測した電力供給開始後から所定時間経過の時点で定着ローラ１の表面温度を検出し、実測温度情報Ｔ_１として異常検知手段２４に出力する。
（ｓ１８）異常検知手段２４は基準温度情報Ｔ_Ｓと実測温度情報Ｔ_１とを比較して、定着装置１０の異常を検知する。
【００４５】
次に、本発明に係る定着装置の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態における定着装置の構成、定着装置におけるヒータ３，４への電力供給に関する回路構成は第１の実施の形態における図１、図２と同じである。
【００４６】
第２の実施の形態の根幹をなす定着装置の異常検知に関するブロック図を図５に示す。定着装置２０は図１、図２で示される定着ローラ１、温度検出手段５、キャパシタ１８、残容量検出手段１ａに加えて、電力供給時間を計測する時間検出手段３１と、予め求められた電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データ（基準昇温カーブ）を複数保有する演算手段の一態様である記憶手段３３と、異常検知手段３４とを備えている。
【００４７】
時間検出手段３１は、例えば装置の主電源ＯＮ信号を開始信号として受け取り、主電源ＯＮの時点をスタートとして時間計測を開始し、温度検出手段５からの信号を受けた時点までに計測した時間情報を異常検知手段３４に出力する。
【００４８】
記憶手段３３は、複数の電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データ（基準昇温カーブ）を複数保有しており、その中から選択された１つの関係データ基づいて、温度検出手段５からの温度情報から基準時間情報を出力する。なお、記憶手段３３に保有される電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データは第１の実施の形態の場合と同じでよい。
【００４９】
記憶手段３３は、電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係をキャパシタ１８の残容量ごとに表形式のデータとして保有し、入力された温度情報に対応する時間情報を出力するようにすればよい。あるいは、キャパシタ残容量−電力供給時間−定着ローラ温度の相関に関する演算式を予め求めておき、その式に温度情報を入力して演算することにより、時間情報を出力するようにしてもよい。
【００５０】
異常検知手段２４は、記憶手段２３からの基準時間情報と時間検出手段３１からの実測時間情報とを比較して、装置異常を検知する。詳しくは、実測時間情報が基準時間情報の所定の範囲内にあれば定着装置２０は正常であると判断し、その範囲を外れると定着装置２０は異常であると判断する。異常が検知された場合には、異常検知手段３４から異常を通知する信号を出力し、アラーム音声、画面表示など必要に応じた表示を行えばよい。
【００５１】
次に、図５に基づいて、異常検知に関する動作内容を以下に説明する。
（ｓ２１）主電源ＯＮによりヒータ３，４に電力の供給が開始され、定着装置２０の立上がり、すなわち定着ローラ１の加熱が開始される。
（ｓ２２）時間検出手段３１が、主電源ＯＮに伴い時間計測を開始する。
（ｓ２３）残容量検出手段１ａがキャパシタ１８の残容量を検出し、残容量情報Ｑ_２を記憶手段３３に出力する。
（ｓ２４）記憶手段３３は、保有する複数の電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データの中から、残容量情報Ｑ_２に対応する関係データを１つ選択する。
（ｓ２５）温度検出手段５は、電力供給開始後のあるタイミングで定着ローラ１の表面温度を検出し、温度情報Ｔ_２として記憶手段３３に出力する。同時に時間検出手段３１に信号を出力する。
（ｓ２６）記憶手段３３は、温度検出手段５からの温度情報Ｔ_２からステップｓ２４で選択された電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データに基づいて基準時間情報ｔ_Ｓを抽出し、異常検知手段３４に出力する。例えば、キャパシタ１８の残容量が７５％であった場合、図４に示すように温度Ｔ_２に対応する基準時間ｔ_Ｓを抽出する。
（ｓ２７）時間検出手段２１は、温度検出手段５からの信号を受けて電力供給開始後から所定時間経過を計測し、実測時間情報ｔ_１として異常検知手段３４に出力する。
（ｓ２８）異常検知手段３４は、基準時間情報ｔ_Ｓと実測時間情報ｔ_２とを比較して、定着装置２０の異常を検知する。
【００５２】
以上の定着装置１０，２０により、電力供給時間と定着部材の温度との関係情報を柔軟に選択することができることで、定着ローラの実際の昇温カーブと基準昇温カーブとを一致させることが可能となり、誤検知や検知逃がしすることなく適切に装置異常を検知することが可能となる。とくに、蓄電装置の残容量に応じて電力供給時間と定着部材の温度との関係情報が選択されることから、実態に合った基準昇温カーブとすることができ、定着ローラの実際の昇温カーブと基準昇温カーブとを一致させることが可能となり、誤検知や検知逃がしすることなく正確に装置異常を検知することが可能となる。さらに、蓄電装置がキャパシタであることから装置構成が簡素化でき、原理的にほぼ無制限な充放電の繰り返しが可能で放電特性の劣化が少ないことから長期使用後でも残容量が同一の場合の基準昇温カーブと実際の昇温カーブとが乖離することなく、誤検知や検知逃がしすることなく正確に装置異常を検知することが可能となる。
【００５３】
なお、上記実施の形態では記憶手段２３，３３にて１つの電力供給時間と定着ローラ１の温度との関係データが基準として選択され、電力供給時間のある１点で基準データと実測データとを比較するものであったが、電力供給の時間経過とともに逐次基準とする関係データを選択しなおし、それぞれの時点で基準データと実測データとを比較するようにしてもよい。例えば、第１の実施の形態において電力供給の所定周期ごとに上記ステップｓ１３、ｓ１４を実施し、それぞれの所定時間経過後においてステップｓ１５以降の処理を行うようにすればよい。また、第２の実施の形態において電力供給の所定周期ごとに上記ステップｓ２３、ｓ２４を実施し、それぞれの所定時間経過後においてステップｓ２５以降の処理を行うようにすればよい。これにより、１回の装置立上げ期間内に逐次変化する蓄電装置の残容量に合わせて基準昇温カーブを調整することができることから、より正確に定着ローラの実際の昇温カーブと基準昇温カーブとを一致させることが可能となり、誤検知や検知逃がしすることなく適切に装置異常を検知することが可能となる。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施の形態である定着装置１０を画像形成装置に組み込んだ構成例を図６に示す。
図６の画像形成装置１００では、像担持体としてもドラム状感光体１０１と、感光体１０１を一様に帯電する帯電手段１０２と、帯電後の感光体１０１上にレーザ光Ｌを露光して静電潜像を形成するレーザ光学系１４０と、感光体１０１上の静電潜像を現像してトナー像とする現像部１０７とで電子写真方式の機構が構成されている。また、感光体１０１上のトナー像は転写手段１０６により給紙カセット１１０から供給されるシートＰに転写され、トナー像が形成されたシートＰは定着装置１０に搬送され、定着ロール１と加圧ロール２とで加熱されることによりトナーがシートＰに定着される構成である。
【００５５】
画像形成装置１００において、主電源が入れられると画像形成装置１００の各部が起動され、同時に定着装置１０も立上げ動作に入り、定着装置１０のヒータ３，４に電力の供給が開始され、定着ローラ１の加熱が開始される。ここで、本発明の第１の実施の形態で示した異常検知に関する処理が行われ、定着装置の立上がり時に誤検知や検知逃がしすることなく装置異常の検知が正確に行われるようになる。
なお、画像形成装置１００において定着装置１０に代えて、第２の実施の形態で示した定着装置２０を組み込んでもよい。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、請求項１、２の発明によれば、複数の関係情報の中から一の関係情報を選択することにより、正確に装置異常を検知できる。
請求項３の発明によれば、蓄電装置の残容量情報から電力供給時間と定着部材の温度との関係情報が選択されることにより、正確に装置異常を検知できる。
請求項４の発明によれば、１回の蓄電装置から発熱体に電力供給する期間内に他の関係情報に変更することにより、正確に装置異常を検知できる。
請求項５の発明によれば、電気二重層キャパシタとすることにより、正確に装置異常を検知できる。
請求項６の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一に記載の定着装置を備えることのより、正確に装置異常を検知できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の回路構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る定着装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る定着装置の記憶手段に記憶される加熱時間−定着ローラ温度の関係図である。
【図５】本発明に係る定着装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
【図７】従来の定着装置の構成例を示す断面図である。
【図８】従来の定着装置の回路構成例を示す図である。
【図９】定着装置の立上がり時の加熱時間−定着ローラ温度の関係例を示す図である。
【図１０】従来の定着装置の異常検知に関する構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，９１定着ローラ
１ａ残容量検出手段
２，９２加圧ローラ
３，４，９３，９４ヒータ
５，９５温度検出手段
１０，２０，９０定着装置
１２，８２入力回路
１３，８３ＣＰＵ
１４，８４ドライバ
１５，８５スイッチ
１６，８６サーモスタット
１７，８７外部電源
１８，８８キャパシタ
１９，８９充電装置
２１，３１，９６時間検出手段
２３，３３，９７記憶手段
２４，３４，９８異常検知手段
１００画像形成装置
１０１感光体
１０２帯電手段
１０３クリーニング手段
１０５現像スリーブ
１０６転写手段
１０７現像部
１１０給紙カセット
１１１中板
１１２アーム
１１３給紙ローラ
１１４分離パッド
１１５レジストローラ対
１２０排紙ローラ対
１２１排紙口
１２２排紙トレイ
１２５排紙補助トレイ
１３０操作パネル
１３１外装部
１３２給紙トレイ
１３３ピン
１３４ケース
１３５電源回路
１３６プリント板
１３７コントローラボード
１４０レーザ光学系
Ｐシート
Ｔトナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device having a function of detecting an abnormality of an apparatus and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent image forming apparatuses such as copiers, printers, and facsimile machines, a toner image is formed on a sheet such as transfer paper by an electrophotographic method, and then the toner is heated by passing the toner through a fixing device. A method of fixing an image is generally used.
[0003]
Further, in such a fixing device, a roller or an endless belt is heated by heat generated by a heating element supplied with electric power, and the toner is heated by bringing a fixing member such as the roller or the endless belt into contact with a sheet. ing. Here, the power supply to the heating element is generally from a commercial AC power supply, but recently, a fixing device that supplies power from the power storage device to the heating element has also been developed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Further, a fixing device having a function of detecting a malfunction of the device by comparing a reference temperature associated with a power supply time to the heating element with a detected temperature of the fixing member is also provided.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-174988 (paragraphs 0035 to 0041, FIGS. 1 and 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, regarding the abnormality detection of the device, there is a case where even if the device detects the abnormality, it is not actually an abnormality, or even if the device does not detect the abnormality, the abnormality actually occurs, In some cases, abnormalities could not be detected accurately.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems in the related art, and has as its object to provide a fixing device and an image forming apparatus that accurately detect an abnormality in power supply from a power storage device to a heating element. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A fixing device according to the present invention, provided to solve the above-mentioned problem, includes a power storage device, a heating element that is heated by being supplied with power from the power storage device or an external power supply, and a fixing member that is heated by the heating element. A fixing device for fixing toner on the sheet by heating the toner on the sheet by the fixing member, a time detecting unit for detecting a power supply time from the power storage device, and a power supply time and a temperature of the fixing member. And a plurality of pieces of relation information indicating the correspondence between the plurality of pieces of relation information. Based on one piece of relation information selected from the plurality of pieces of relation information and the detection time information output from the time detection information, the reference temperature of the fixing member is set. Calculating means for calculating; temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member; and comparing reference temperature information output from the calculating means with detected temperature information output from the temperature detecting means. And abnormality detecting means for detecting an abnormality based on the result, characterized by comprising a.
3. A fixing device according to claim 2, wherein the fixing device is provided with a power storage device, a heating element that is heated by being supplied with power from the power storage device or an external power supply, and a fixing member that is heated by the heating element. A fixing device that heats the toner on the sheet by the fixing member and fixes the toner on the sheet, a temperature detection unit that detects a temperature of the fixing member, and a correspondence between the power supply time and the temperature of the fixing member. Calculating means for holding a plurality of pieces of related information, and calculating a reference time based on one piece of related information selected from the plurality of pieces of related information and detected temperature information output from the temperature detecting means; Time detecting means for detecting the power supply time from the power storage device, reference time information output from the arithmetic means and detection time information output from the time detecting means, and comparing the detected time information based on the comparison result. And abnormality detecting means for detecting an abnormality had, characterized by comprising a.
[0009]
According to the first or second aspect of the present invention, it is possible to accurately detect a device abnormality by selecting one piece of related information from a plurality of pieces of related information.
Here, the relation information between the power supply time and the temperature of the fixing member stored in the calculating means may be an arithmetic expression of the power supply time and the temperature of the fixing member, or a table format in which respective data are related. May be. In the case of the arithmetic expression, the reference temperature information or the reference time information is obtained by calculating the arithmetic expression from the detection time information or the detected temperature information. In the case of a table, the reference temperature information or the reference time information is directly obtained based on the detection time information or the detected temperature information.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing device provided with a remaining capacity detecting unit for detecting a remaining capacity of the power storage device. According to the remaining capacity information output from the detection means, one piece of relation information is selected from among a plurality of pieces of relation information between the power supply time and the temperature of the fixing member held in the calculation means. .
[0011]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to set the reference temperature rising curve that matches the actual situation, and thus it is possible to accurately detect the device abnormality.
It should be noted that the information on the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing member held by the calculating means may be obtained in advance for each remaining capacity of the power storage device. Further, the remaining capacity of the power storage device may be obtained by measuring the voltage of the power storage device.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fixing device according to the first or second aspect, wherein the calculating unit is provided within a period in which power is supplied from the power storage device to the heating element once. Wherein the one relationship information between the power supply time and the temperature of the fixing member selected in is changed to other relationship information.
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, since the reference temperature rise curve can be adjusted in accordance with the remaining capacity of the power storage device that changes sequentially within one device startup period, it is possible to accurately detect device abnormality. Become.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing device according to the first aspect, wherein the power storage device is an electric double layer capacitor.
[0015]
According to the fifth aspect of the present invention, since a large-capacity power storage device can be used, the device configuration can be simplified. In principle, charge / discharge can be repeated almost indefinitely, and the deterioration of discharge characteristics is small. It becomes possible to detect.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus provided with the fixing device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the sheet on which a toner image is formed by an electrophotographic method is provided. It is sent to a fixing device.
[0017]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that can accurately detect an abnormality in the fixing device because the reference temperature rising curve can be set to match the actual situation.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a configuration that is a premise of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 shows an example of the fixing device. In FIG. 7, a pressing roller 92 is pressed against the fixing roller 91 with a constant nip pressure by a pressing unit (not shown), and the fixing roller 91 is rotated clockwise by a driving mechanism (not shown). , The pressure roller 92 is rotating counterclockwise. The fixing roller 91 has heaters 93 and 94 which are heating elements that generate heat when supplied with electric power, and the surface of the fixing roller 91 is heated to a temperature at which the toner can be fixed by reheating by heating the heaters 93 and 94. Temperature. Note that the surface temperature of the fixing roller 91 is monitored by temperature detecting means 95 such as a temperature sensor that contacts the surface of the fixing roller 91 and detects the temperature.
[0019]
When an image forming process is performed in the image forming apparatus, the sheet P carrying the toner T by the electrophotographic method is added to the fixing roller 91 when passing through the nip portion between the heated fixing roller 91 and the pressure roller 92. The toner T is fixed on the sheet P by being heated and pressed by the pressure roller 92. At this time, predetermined heat is required for the toner T to be fixed on the sheet P, and power supply to the heaters 93 and 94 is controlled so that the surface temperature of the fixing roller 91 becomes the reload temperature. .
[0020]
FIG. 8 shows a circuit configuration example of the fixing device. In FIG. 8, a heater 93 generates heat by electric power supplied from an external power supply (commercial power supply) 87, and a heater 94 generates heat by electric power supplied from a capacitor 88 which is one mode of a power storage device. Further, the temperature of the fixing roller 91 detected by the temperature detecting means 95 is input to the CPU 83 via the input circuit 82 as a detection signal, and the CPU 83 changes the surface temperature of the fixing roller 91 based on the detection signal from the temperature sensor 95 to the set temperature. Thus, the power supply to the heater 93 is controlled via the driver 84, and the power supply to the heater 94 is controlled via the switch 85. Note that the capacitor 88 is connected to the charging device 89 and can be charged by switching the switch 85.
[0021]
In the above-described configuration, when the fixing device 90 is started up by turning on the main power or the like from the resting state, both the heaters 93 and 94 are energized to heat the fixing roller 91 and rapidly reach the reload temperature. The temperature is raised. In a steady state after the reload temperature has been reached, for example, only the heater 93 is energized, and the temperature of the fixing roller 91 is maintained. This eliminates the need for the preheating power in the idle state and realizes efficient heating of the fixing roll 91.
[0022]
When the fixing device rises, full power is normally supplied to the heaters 93 and 94 and the heater is heated. Therefore, as shown in FIG. 9, the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing roller 91, that is, a temperature rise curve Is uniform. For example, the temperature rise gradient ΔT / Δt at a certain point in the temperature rise curve and the time t required to reach the reload temperature (for example, 185 ° C.) are constant.
[0023]
Recently, an abnormality of the apparatus is detected by using this characteristic. FIG. 10 is a block diagram related to the abnormality detection. In this case, the fixing device 90 includes, in addition to the fixing roller 91 and the temperature detecting unit 95 described above, a time detecting unit 96 that measures a power supply time, and a relationship between a previously obtained power supplying time and the temperature of the fixing roller 91. A storage unit 97 for storing one data (reference temperature rise curve) and an abnormality detection unit 98 are provided.
[0024]
In FIG. 10, the abnormality detection is performed, for example, as follows.
(S91) When the main power is turned on, power supply to the heaters 93 and 94 is started, and the fixing device 90 starts up, that is, heating of the fixing roller 91 is started.
(S92) The time detecting means 96 receives the main power ON signal as a start signal and starts measuring time.
(S93) The time detecting means 96 measures the elapse of a predetermined time from the start of power supply, and obtains time information t. ₉₁ Is output to the storage means 97.
(S94) The storage unit 97 stores the time information t from the time detection unit 96. ₉₁ From the reference temperature rise curve based on ₉₁ Is extracted and output to the abnormality detecting means 98.
(S95) The temperature detecting means 95 detects the surface temperature of the fixing roller 91 when a predetermined time has elapsed after the start of the power supply measured by the time detecting means 96, and the measured temperature T _R91 Is output to the abnormality detecting means 98.
(S96) The abnormality detecting means 98 determines the reference temperature information T ₉₁ And measured temperature information T _R91 And the measured temperature information T _R91 Is the reference temperature information T ₉₁ Is within the predetermined range, the fixing device 90 is determined to be normal, and if it is out of the range, the fixing device 90 is determined to be abnormal.
As described above, it is possible to detect an abnormality relating to the heating of the fixing roller 91 of the fixing device 90 such as the power supply system for supplying electric power to the heaters 93 and 94 and the heaters 93 and 94.
[0025]
However, the capacitor, which is a power storage device, is not always fully charged. When the fixing device is started up in a state where the charging is not 100%, the actual temperature rise curve of the fixing roller has a stored reference rising temperature. Since the temperature curve deviates greatly from the temperature curve and no longer coincides with each other, a detection miss that cannot be detected even if there is a device abnormality has occurred. In some cases, an erroneous detection that there is an abnormality may occur even if there is no actual device abnormality.
[0026]
Specifically, for example, if the main power is turned off immediately after the use of the fixing device, the capacitor is not charged, and the amount of power (remaining capacity) stored in the capacitor does not become a full state. Therefore, if the main power supply is turned on immediately after that and the fixing device is to be started, the actual heating curve of the fixing roller greatly deviates from the reference heating curve. Further, in such a case, since the remaining capacity of the power storage device changes every time it is started up, the actual heating curve of the fixing roller deviates from the reference heating curve in a non-uniform manner. It was difficult to predict the actual heating curve from the data.
[0027]
Hereinafter, a first embodiment of a fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below is an example, and the present invention is not limited to this.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a fixing device according to the present invention.
A fixing device 10 shown in FIG. 1 includes a fixing roller 1 which is heated by heaters 3 and 4 and rotates clockwise in the figure, and a pressing roller which presses the fixing roller 1 at a constant nip pressure and rotates counterclockwise in the figure. 2 and a temperature detecting means 5 which comes into contact with the fixing roller 1 and detects the surface temperature thereof.
[0028]
The fixing roller 1 is generally a hollow cylindrical roller, but may be in the form of an endless belt.
The pressure roller 2 is usually a cylindrical roller whose surface is formed of an elastic member such as silicone rubber, but may be in the form of an endless belt. The pressing roller 2 is pressed against the fixing roller 1 by being pressed in the direction of the fixing roller 1 by a pressing means (not shown) at a constant pressure. The rotation of the fixing roller 1 and the pressure roller 2 is performed by a driving mechanism (not shown).
[0029]
The heater 3 is disposed in a hollow portion of the fixing roller 1, generates heat when electric power is supplied from an external power supply such as a commercial AC power supply, and heats the fixing roller 1 by radiant heat.
The heater 4 is disposed in the hollow portion of the fixing roller 1 like the heater 3, generates heat when electric power is supplied from the power storage device, and heats the fixing roll 1 by radiant heat.
The heaters 3 and 4 generate heat when supplied with electric power, so long as they can heat the fixing roller 1, there is no particular limitation on the type of heater, and they can be arranged at any position where the fixing roller 1 is heated. .
[0030]
The temperature detecting means 5 may be a contact thermometer, a non-contact thermometer, a radiation thermometer, a thermocouple, or the like, as long as the thermometer can detect the surface temperature of the fixing roller 1.
In the fixing device 10, a method of fixing the toner formed on the sheet and a method of controlling the power supply to the heaters 3 and 4 so that the surface temperature of the fixing roller 1 becomes the reload temperature for this purpose are conventional. Is the same as
[0031]
Next, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration relating to power supply to the heaters 3 and 4 in the fixing device according to the present invention.
2, an input circuit 12 for relaying a detection signal of the temperature of the fixing roller 1 detected by the temperature detection means 5, a CPU 13 for receiving the detection signal and controlling the power supply, and adjusting the power supplied to the heater 3 A driver 14, a switch 15 controlled by the CPU 13, a thermostat 16 as a safety device for preventing the fixing device 10 from overheating, an external power supply 17 such as a commercial AC power supply, and a capacitor 18 as one mode of a power storage device. A charging device 19 that converts AC power from the external power supply 17 into DC power and a remaining capacity detection unit 1a that detects the remaining capacity of the capacitor 18 are provided. The heater 3 generates heat by electric power supplied from the external power supply 17, and the heater 4 generates heat by electric power supplied from the capacitor 18.
[0032]
The heater 3 is connected to an external power supply 17 via a thermostat 16 and a driver 14, and the CPU 13 controls the driver 14 to control power supply from the external power supply 17 to the heater 3. For example, the temperature of the fixing roller 1 detected by the temperature detecting means 5 is taken into the CPU 13 via the input circuit 12 as a detection signal, and the CPU 13 determines the surface temperature of the fixing roller 1 based on the detection signal from the temperature sensor 5 as the reload temperature. The power supply to the heater 3 is controlled via the driver 14 such that
[0033]
The heater 4 is connected to the capacitor 18 and receives power supply according to the remaining capacity of the capacitor 18. The control of the power supply from the capacitor 18 to the heater 4 is performed by the CPU 13 switching the switch 15 depending on whether the heater 4 is used, such as when the fixing device 10 starts up, or when the fixing device 10 is on standby. That is, when the heater 4 is used, the switch 15 is switched to the heater 4 side, so that the discharge current from the capacitor 18 is supplied to the heater 4. When the heater 4 is on standby, the switch 15 is switched to the charging device 19 side, so that power is not supplied to the heater 4 and the capacitor 18 is connected to the charging device 19 and charged.
[0034]
As the capacitor 18, it is preferable to use a capacitor such as an electric double layer capacitor having a large capacitance of farad order or more.
[0035]
The remaining capacity detection means 1a measures the voltage across the capacitor 18, and obtains the remaining capacity of the capacitor 18 based on the voltage value based on the correlation between the voltage unique to the capacitor 18 and the remaining capacity.
[0036]
When the fixing device is started up from a state in which the fixing device is inactive, for example, when the main power is turned on, power is supplied to both the heaters 3 and 4 to heat the fixing roller 1, and the temperature rises rapidly to the reload temperature. Is done.
[0037]
Next, FIG. 3 is a block diagram relating to abnormality detection of the fixing device which is the basis of the first embodiment. The fixing device 10 includes, in addition to the fixing roller 1, the temperature detecting unit 5, the capacitor 18, and the remaining capacity detecting unit 1a described above, a time detecting unit 21 for measuring a power supply time, A storage unit 23, which is an embodiment of an arithmetic unit that holds a plurality of data (reference temperature rise curves) related to the temperature of the roller 1, and an abnormality detection unit 24 are provided.
[0038]
The time detecting means 21 receives, for example, a main power ON signal of the apparatus as a start signal, starts time measurement starting from the time when the main power is turned ON, and outputs the measured time information to the storage means 23. Further, a signal for instructing the temperature detecting means 5 to detect the timing of detecting the temperature of the fixing roller 1 is output.
[0039]
The storage unit 23 has a plurality of relationship data (reference temperature rise curves) between a plurality of power supply times and the temperature of the fixing roller 1, and based on one relationship data selected from the data, the time detection unit 21. The reference temperature information is output from the time information from.
[0040]
FIG. 4 shows an example of relational data between the plurality of power supply times and the temperature of the fixing roller 1 held in the storage unit 23. In FIG. 4, the horizontal axis represents the power supply time when the power supply from the external power supply 17 to the heater 3 and the power supply from the capacitor 18 to the heater 4 are performed simultaneously, and the vertical axis represents the fixing roller temperature. FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state in which the temperature of the capacitor 1 rises, and shows a temperature rise characteristic for each remaining capacity of the capacitor 18 obtained in advance. Here, a temperature rise curve is shown for five remaining capacities in the range from 100% remaining capacity when the capacitor 18 is fully charged to 0% remaining capacity when the capacitor 18 is completely consumed. ing.
[0041]
As shown in FIG. 4, when the remaining capacity is 100%, the temperature of the fixing roller 1 rises most rapidly, and the slope of the temperature rise curve tends to decrease as the remaining capacity decreases. Further, this heating curve has a characteristic of drawing a heating curve having the same gradient no matter how many times the remaining capacity is the same.
[0042]
The storage means 23 stores the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing roller 1 as tabular data for each remaining capacity of the capacitor 18, and outputs temperature information corresponding to the input time information. Good. Alternatively, an arithmetic expression relating to the correlation between the remaining capacity of the capacitor, the power supply time, and the temperature of the fixing roller may be obtained in advance, and the temperature information may be output by inputting the time information into the expression and performing an arithmetic operation.
[0043]
The abnormality detection unit 24 detects the device abnormality by comparing the reference temperature information from the storage unit 23 with the actually measured temperature information from the temperature detection unit 5. More specifically, if the measured temperature information is within a predetermined range of the reference temperature information, the fixing device 10 is determined to be normal, and if it is outside the range, the fixing device 10 is determined to be abnormal. When an abnormality is detected, a signal for notifying the abnormality is output from the abnormality detecting means 24, and an alarm sound, a screen display, or the like may be displayed as necessary.
[0044]
The operation content relating to the abnormality detection will be described below based on FIG.
(S11) The power supply to the heaters 3 and 4 is started by turning on the main power supply, and the fixing device 10 starts up, that is, the heating of the fixing roller 1 is started.
(S12) The time detecting means 21 starts measuring time when the main power is turned on.
(S13) The remaining capacity detecting means 1a detects the remaining capacity of the capacitor 18 and outputs the remaining capacity information Q ₁ Is output to the storage means 23.
(S14) The storage unit 23 stores the remaining capacity information Q from the relationship data between the stored plurality of power supply times and the temperature of the fixing roller 1. ₁ Is selected.
(S15) The time detecting means 21 measures the lapse of a predetermined time from the start of power supply, and obtains time information t. ₁ Is output to the storage means 23.
(S16) The storage unit 23 stores the time information t from the time detection unit 21. ₁ And the reference temperature information T based on the relational data between the power supply time and the temperature of the fixing roller 1 selected in step s14. _S Is extracted and output to the abnormality detecting means 24. For example, when the remaining capacity of the capacitor 18 is 50%, as shown in FIG. ₁ Reference temperature T corresponding to _S Is extracted.
(S17) The temperature detecting means 5 detects the surface temperature of the fixing roller 1 when a predetermined time has elapsed after the start of the power supply measured by the time detecting means 21, and the measured temperature information T ₁ Is output to the abnormality detecting means 24.
(S18) The abnormality detecting means 24 determines the reference temperature information T _S And measured temperature information T ₁ And an abnormality of the fixing device 10 is detected.
[0045]
Next, a second embodiment of the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the configuration of the fixing device according to the present embodiment and the circuit configuration related to the supply of power to the heaters 3 and 4 in the fixing device are the same as those in FIGS. 1 and 2 in the first embodiment.
[0046]
FIG. 5 is a block diagram related to abnormality detection of a fixing device that forms the basis of the second embodiment. The fixing device 20 includes, in addition to the fixing roller 1 shown in FIGS. 1 and 2, the temperature detecting unit 5, the capacitor 18, and the remaining capacity detecting unit 1 a, a time detecting unit 31 for measuring a power supply time, and a power obtained in advance. A storage unit 33, which is an embodiment of a computing unit that holds a plurality of relational data (reference temperature rise curves) between the supply time and the temperature of the fixing roller 1, and an abnormality detection unit 34 are provided.
[0047]
The time detecting means 31 receives, for example, a main power ON signal of the apparatus as a start signal, starts time measurement starting from the time when the main power is turned ON, and obtains time information measured up to the time when the signal from the temperature detecting means 5 is received. Is output to the abnormality detecting means 34.
[0048]
The storage unit 33 has a plurality of relationship data (reference temperature rise curves) between a plurality of power supply times and the temperature of the fixing roller 1, and based on one relationship data selected from the plurality of relationship data, the temperature detection unit 5. It outputs reference time information from the temperature information from. Note that the relationship data between the power supply time and the temperature of the fixing roller 1 held in the storage unit 33 may be the same as in the first embodiment.
[0049]
The storage unit 33 stores the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing roller 1 as tabular data for each remaining capacity of the capacitor 18 and outputs time information corresponding to the input temperature information. Good. Alternatively, an arithmetic expression relating to the correlation between the remaining capacity of the capacitor, the power supply time, and the temperature of the fixing roller may be obtained in advance, and time information may be output by inputting and calculating the temperature information in the expression.
[0050]
The abnormality detection unit 24 detects the device abnormality by comparing the reference time information from the storage unit 23 with the actually measured time information from the time detection unit 31. More specifically, if the measured time information is within a predetermined range of the reference time information, it is determined that the fixing device 20 is normal. If the measured time information is out of the range, the fixing device 20 is determined to be abnormal. When an abnormality is detected, a signal for notifying the abnormality is output from the abnormality detecting means 34, and an alarm sound, a screen display, or the like may be displayed as necessary.
[0051]
Next, based on FIG. 5, the operation content regarding the abnormality detection will be described below.
(S21) When the main power is turned on, power supply to the heaters 3 and 4 is started, and the fixing device 20 starts up, that is, heating of the fixing roller 1 is started.
(S22) The time detecting means 31 starts measuring time when the main power is turned on.
(S23) The remaining capacity detecting means 1a detects the remaining capacity of the capacitor 18 and outputs the remaining capacity information Q ₂ Is output to the storage means 33.
(S24) The storage unit 33 stores the remaining capacity information Q from the relationship data between the plurality of stored power supply times and the temperature of the fixing roller 1. ₂ Is selected.
(S25) The temperature detecting unit 5 detects the surface temperature of the fixing roller 1 at a certain timing after the start of the power supply, and obtains the temperature information T. ₂ Is output to the storage means 33. At the same time, a signal is output to the time detecting means 31.
(S26) The storage unit 33 stores the temperature information T from the temperature detection unit 5. ₂ To the reference time information t based on the relation data between the power supply time selected in step s24 and the temperature of the fixing roller 1. _S Is extracted and output to the abnormality detection means 34. For example, when the remaining capacity of the capacitor 18 is 75%, as shown in FIG. ₂ Reference time t corresponding to _S Is extracted.
(S27) The time detecting means 21 receives the signal from the temperature detecting means 5, measures the lapse of a predetermined time from the start of the power supply, and measures the actually measured time information t. ₁ Is output to the abnormality detecting means 34.
(S28) The abnormality detecting means 34 sets the reference time information t _S And measured time information t ₂ And an abnormality of the fixing device 20 is detected.
[0052]
With the fixing devices 10 and 20 described above, the relation information between the power supply time and the temperature of the fixing member can be flexibly selected, so that the actual temperature increase curve of the fixing roller and the reference temperature increase curve can be matched. This makes it possible to appropriately detect device abnormality without erroneous detection or missed detection. In particular, since the relationship information between the power supply time and the temperature of the fixing member is selected according to the remaining capacity of the power storage device, a reference temperature rising curve that matches the actual situation can be obtained, and the actual temperature rise of the fixing roller can be achieved. The curve and the reference temperature rise curve can be matched, and it becomes possible to accurately detect the device abnormality without erroneous detection or missed detection. Furthermore, since the power storage device is a capacitor, the device configuration can be simplified, and in principle, charge / discharge can be repeated almost indefinitely, and there is little deterioration in discharge characteristics. The apparatus abnormality can be accurately detected without a deviation between the temperature increase curve and the actual temperature increase curve and without erroneous detection or missed detection.
[0053]
In the above-described embodiment, the relationship data between one power supply time and the temperature of the fixing roller 1 is selected as a reference in the storage units 23 and 33, and the reference data and the measured data are compared at a certain point in the power supply time. Although the comparison is performed, the relational data to be used as the reference may be re-selected sequentially as the power supply time elapses, and the reference data and the actually measured data may be compared at each time. For example, in the first embodiment, steps s13 and s14 described above may be performed for each predetermined period of power supply, and the processing after step s15 may be performed after a lapse of each predetermined time. Further, in the second embodiment, steps s23 and s24 described above may be performed for each predetermined period of the power supply, and the processing after step s25 may be performed after the lapse of each predetermined time. This makes it possible to adjust the reference temperature rise curve in accordance with the remaining capacity of the power storage device that changes sequentially within one device startup period, so that the actual temperature rise curve of the fixing roller and the reference temperature rise can be more accurately determined. It is possible to match the curve, and it is possible to appropriately detect a device abnormality without erroneous detection or missed detection.
[0054]
Next, FIG. 6 shows a configuration example in which the fixing device 10 according to the first embodiment of the present invention is incorporated in an image forming apparatus.
In the image forming apparatus 100 shown in FIG. 6, a drum-shaped photosensitive member 101 as an image carrier, a charging unit 102 for uniformly charging the photosensitive member 101, and a laser beam L exposed on the charged photosensitive member 101 A laser optical system 140 that forms an electrostatic latent image and a developing unit 107 that develops the electrostatic latent image on the photoconductor 101 into a toner image form an electrophotographic mechanism. Further, the toner image on the photoconductor 101 is transferred to a sheet P supplied from a paper feed cassette 110 by a transfer unit 106, and the sheet P on which the toner image is formed is conveyed to the fixing device 10, and is pressed against the fixing roll 1. The toner is fixed on the sheet P by being heated by the roll 2.
[0055]
In the image forming apparatus 100, when the main power is turned on, each part of the image forming apparatus 100 is started up, and at the same time, the fixing apparatus 10 also starts up, and the supply of power to the heaters 3 and 4 of the fixing apparatus 10 is started. The heating of the roller 1 is started. Here, the processing relating to the abnormality detection described in the first embodiment of the present invention is performed, and the apparatus abnormality can be accurately detected without erroneous detection or missed detection when the fixing device starts up.
Note that the image forming apparatus 100 may incorporate the fixing device 20 described in the second embodiment instead of the fixing device 10.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, by selecting one piece of related information from a plurality of pieces of related information, it is possible to accurately detect a device abnormality.
According to the third aspect of the present invention, since the information on the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing member is selected from the remaining capacity information of the power storage device, the device abnormality can be accurately detected.
According to the fourth aspect of the present invention, the device abnormality can be accurately detected by changing to other related information within a period in which power is supplied from the power storage device to the heating element once.
According to the fifth aspect of the present invention, the device abnormality can be accurately detected by using the electric double layer capacitor.
According to the sixth aspect of the present invention, since the fixing device according to any one of the first to fifth aspects is provided, the abnormality of the device can be accurately detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a fixing device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a fixing device according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a first embodiment of a fixing device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a heating time and a fixing roller temperature stored in a storage unit of the fixing device according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the fixing device according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a conventional fixing device.
FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a conventional fixing device.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relationship between a heating time at the time of startup of a fixing device and a fixing roller temperature.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration related to abnormality detection of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
1,91 fixing roller
1a Remaining capacity detection means
2,92 Pressure roller
3,4,93,94 heater
5,95 Temperature detection means
10,20,90 Fixing device
12,82 input circuit
13,83 CPU
14,84 drivers
15,85 switch
16,86 thermostat
17,87 External power supply
18,88 capacitors
19,89 Charging device
21,31,96 hour detection means
23, 33, 97 storage means
24, 34, 98 abnormality detection means
100 Image forming apparatus
101 Photoconductor
102 Charging means
103 Cleaning means
105 developing sleeve
106 transfer means
107 Developing unit
110 paper cassette
111 middle plate
112 arm
113 Paper feed roller
114 Separation pad
115 Registration Roller Pair
120 discharge roller pair
121 paper exit
122 Output tray
125 Paper output auxiliary tray
130 Operation panel
131 Exterior
132 paper tray
133 pin
134 cases
135 power supply circuit
136 Printed board
137 Controller board
140 Laser optical system
P sheet
T toner

Claims

A power storage device, a heating element that generates heat by being supplied with power from the power storage device or an external power supply, and a fixing member that is heated by the heating element, and heats the toner on the sheet by the fixing member to form the sheet. In the fixing device for fixing,
Time detecting means for detecting a power supply time from the power storage device,
A plurality of pieces of relation information indicating the correspondence between the power supply time and the temperature of the fixing member are held, and one piece of relation information selected from the plurality of pieces of relation information and detection time information output from the time detection information. Calculating means for calculating a reference temperature of the fixing member based on the
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member;
Abnormality detection means for comparing the reference temperature information output from the arithmetic means with the detected temperature information output from the temperature detection means, and detecting an abnormality based on the comparison result;
A fixing device comprising:

A power storage device, a heating element that generates heat by being supplied with power from the power storage device or an external power supply, and a fixing member that is heated by the heating element, and heats the toner on the sheet by the fixing member to form the sheet. In the fixing device for fixing,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member;
A plurality of pieces of relation information indicating the correspondence between the power supply time and the temperature of the fixing member are held, and one piece of relation information selected from the plurality of pieces of relation information and the detected temperature information output from the temperature detection unit. Computing means for computing a reference time based on
Time detecting means for detecting a power supply time from the power storage device,
Abnormality detection means for comparing the reference time information output from the calculation means and the detection time information output from the time detection means, and detecting an abnormality based on the comparison result;
A fixing device comprising:

A remaining capacity detection unit that detects a remaining capacity of the power storage device,
According to the remaining capacity information output from the remaining capacity detecting means, one piece of relation information is selected from a plurality of pieces of relation information between the power supply time and the temperature of the fixing member held in the calculating means. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is a fixing device.

In one period during which power is supplied from the power storage device to the heating element, one relationship information between the power supply time and the temperature of the fixing member selected by the arithmetic unit is changed to other relationship information. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device performs the fixing.

The fixing device according to claim 1, wherein the power storage device is an electric double layer capacitor.

An image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of claims 1 to 5, wherein a sheet on which a toner image is formed by an electrophotographic method is sent to the fixing device.