JP2004294666A - Fixing device and 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、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t91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t91を基に基準昇温カーブから基準温度情報T91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TR91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T91と実測温度情報TR91とを比較し、実測温度情報TR91が基準温度情報T91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Q1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Q1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t1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t1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TS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t1に対応する基準温度TS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T1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TSと実測温度情報T1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Q2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Q2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T2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T2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tS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T2に対応する基準時間tS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t1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tSと実測時間情報t2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
13,83 CPU
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
[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
[0020]
FIG. 8 shows a circuit configuration example of the fixing device. In FIG. 8, a
[0021]
In the above-described configuration, when the fixing
[0022]
When the fixing device rises, full power is normally supplied to the
[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
[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
(S92) The
(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
(S95) The
(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
As described above, it is possible to detect an abnormality relating to the heating of the fixing
[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
[0028]
The fixing
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
[0029]
The
The
The
[0030]
The
In the fixing
[0031]
Next, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration relating to power supply to the
2, an
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
As the
[0035]
The remaining capacity detection means 1a measures the voltage across the
[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
[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
[0038]
The
[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
[0040]
FIG. 4 shows an example of relational data between the plurality of power supply times and the temperature of the fixing
[0041]
As shown in FIG. 4, when the remaining capacity is 100%, the temperature of the fixing
[0042]
The storage means 23 stores the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing
[0043]
The
[0044]
The operation content relating to the abnormality detection will be described below based on FIG.
(S11) The power supply to the
(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
(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
(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
(S17) The
(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
[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
[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
[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
[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
[0049]
The storage unit 33 stores the relationship between the power supply time and the temperature of the fixing
[0050]
The
[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
(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
(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
(S25) The
(S26) The storage unit 33 stores the temperature information T from the
(S27) The
(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
[0053]
In the above-described embodiment, the relationship data between one power supply time and the temperature of the fixing
[0054]
Next, FIG. 6 shows a configuration example in which the fixing
In the
[0055]
In the
Note that the
[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 (6)
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定着装置。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:
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定着装置。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:
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請求項1または請求項2に記載の定着装置。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.
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2003
- 2003-03-26 JP JP2003085421A patent/JP2004294666A/en active Pending
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