JP2005091563A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、その定着装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, and more particularly to a fixing device thereof.
電子写真方式の画像形成装置の定着装置は、記録紙上に形成されたトナー像を加熱回転体により加熱加圧して定着処理する構成を備えており、加熱回転体には発熱体が設けられており発熱体に通電することで加熱する。また、定着装置は加熱回転体の表面温度を定着処理に適した所定の温度範囲に維持することが必要であるから、加熱回転体の表面にサーミスタ等の温度検出素子を接近または接触配置して加熱回転体の表面温度を検出し、検出された温度に基づいて加熱回転体の表面温度を所定の温度範囲に維持するよう、発熱体に通電する電流を制御する温度制御装置が設けられている。 A fixing device of an electrophotographic image forming apparatus has a configuration in which a toner image formed on a recording paper is heated and pressurized by a heating rotator and fixed, and the heating rotator is provided with a heating element. Heats by energizing the heating element. Further, since the fixing device needs to maintain the surface temperature of the heating rotator within a predetermined temperature range suitable for the fixing process, a temperature detecting element such as a thermistor is placed close to or in contact with the surface of the heating rotator. A temperature control device is provided for detecting the surface temperature of the heating rotator and controlling the current supplied to the heating element so as to maintain the surface temperature of the heating rotator within a predetermined temperature range based on the detected temperature. .
サーミスタ等の温度検出素子は、検出対象の温度が低いとき高い抵抗値を示し、検出対象の温度が高いときは低い抵抗値を示す。また、温度検出素子が断線した場合も高い抵抗値を示すから、温度検出素子で検出された検出対象の温度が所定の温度範囲よりも高い場合であっても、高い抵抗値を示す信号が出力されたときは、温度検出素子が断線したためであって、温度制御装置は発熱体に通電して温度を上昇させる結果となる。このような誤動作を防ぐためには、温度検出素子の断線を検出する断線検出装置が必要になる。 A temperature detection element such as a thermistor shows a high resistance value when the temperature of the detection target is low, and shows a low resistance value when the temperature of the detection target is high. In addition, since the resistance value is high even when the temperature detection element is disconnected, a signal indicating a high resistance value is output even when the temperature of the detection target detected by the temperature detection element is higher than the predetermined temperature range. When this is done, it is because the temperature detecting element is disconnected, and the temperature control device energizes the heating element to increase the temperature. In order to prevent such a malfunction, a disconnection detection device that detects disconnection of the temperature detection element is required.
従来の温度検出素子の断線を検出する断線検出装置は、加熱回転体の表面に接触配置した接触型の温度検出素子では、加熱回転体が加熱されている状態で、当初の温度検出素子の抵抗値と一定時間経過後の温度検出素子の抵抗値の変化から断線を検出する構成を備えている。これは接触型の温度検出素子では加熱回転体と温度検出素子との間に熱インピーダンスが大きくないため、加熱回転体の温度上昇に応じて即座に温度検出素子の抵抗値が変化することを前提としており、温度検出素子の断線検出時間を短くすることができ、安全、安価で効率的な断線検出装置である(特許文献1参照)。
上記した接触型の温度検出素子と異なり、加熱回転体の表面に非接触の状態で配置された非接触型の温度検出素子では、加熱回転体の表面と温度検出素子との間に空気が存在するため両者間の熱インピーダンスが大きく、加熱回転体の温度上昇が即座に温度検出素子の抵抗値の変化として現れず、加熱回転体の加熱開始から温度検出素子の断線検出までの時間(以下、断線検出時間という)を長く取る必要がある。特に、画像形成装置の内部温度が低いほど熱インピーダンスが大きくなるから、断線検出時間が長くなってしまう。 Unlike the contact type temperature detection element described above, in the non-contact type temperature detection element arranged in a non-contact state on the surface of the heating rotator, air exists between the surface of the heating rotator and the temperature detection element. Therefore, the thermal impedance between the two is large, and the temperature rise of the heating rotator does not immediately appear as a change in the resistance value of the temperature detection element, It is necessary to take a long time (called disconnection detection time). In particular, since the thermal impedance increases as the internal temperature of the image forming apparatus decreases, the disconnection detection time increases.
この場合、画像形成装置の電源を投入した直後のように、加熱回転体の温度が室温程度の低い温度であれば、温度検出素子の断線を検出する時間までの間に加熱回転体が加熱されても問題は生じないが、加熱回転体がある程度の温度にまで加熱されている状態、例えば、プリント中に紙詰まりが発生し、紙詰まりを迅速に処理した状態で、温度検出素子に断線が生じたような場合には、温度検出素子の断線検出時間中においても、断線が検出されるまでの期間に加熱回転体の加熱が継続され、加熱回転体の温度が異常に上昇してしまい、熱により加熱回転体の周辺の装置までも破損してしまうという不都合が生じる。 In this case, if the temperature of the heating rotator is as low as room temperature, such as immediately after turning on the power of the image forming apparatus, the heating rotator is heated until the time for detecting disconnection of the temperature detecting element. However, there is no problem, but when the heated rotating body is heated to a certain temperature, for example, when a paper jam occurs during printing and the paper jam is processed quickly, the temperature detection element is disconnected. In such a case, even during the disconnection detection time of the temperature detection element, heating of the heating rotator is continued in the period until the disconnection is detected, and the temperature of the heating rotator rises abnormally, There is an inconvenience that even the devices around the heating rotator are damaged by heat.
本発明の目的は、非接触型の温度検出素子を使用する場合においても、断線検出に必要な時間(断線検出時間)を適切に設定することで、断線検出を確実に行い、もし、画像形成装置の内部の環境温度が低温で、断線検出時間により多くの時間を必要とするような場合には、一旦加熱回転体への熱供給を停止した後、その環境温度から推定される断線検出に必要と推定される時間の間に、再度、断線検出装置を作動させることで、必要以上に断線検出時間を長くして加熱回転体温度の異常上昇による熱により加熱回転体の周辺の装置までも破損してしまうことがなく、また、環境温度が低温のために断線検出時間により多くの時間を必要とする状態においても、断線検出時間が短かすぎて、誤検出することがない、温度検出素子の断線検出装置を備えた画像形成装置を提供することにある。 The object of the present invention is to reliably detect disconnection by appropriately setting the time required for disconnection detection (disconnection detection time) even when a non-contact type temperature detecting element is used. If the internal environment temperature of the device is low and more time is required for the disconnection detection time, once the heat supply to the heating rotator is stopped, the disconnection detection estimated from the ambient temperature can be performed. By operating the disconnection detection device again during the time estimated to be necessary, the disconnection detection time is lengthened more than necessary, and even the devices around the heating rotator are heated by heat due to an abnormal rise in the temperature of the heating rotator. Temperature detection that will not be damaged, and will not be erroneously detected because the disconnection detection time is too short even when the ambient temperature is low and a longer time is required for the disconnection detection time. Device disconnection detector It is to provide an image forming apparatus having a.
この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、記録紙上にトナー像を定着させる加熱体と、前記加熱体に対向して非接触に配置された加熱体の温度を検出する第1温度検出手段と、前記加熱体の加熱開始から第1の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第1の判定手段と、前記第1の判定手段により正常でないと判定されたとき、加熱体への通電を低下もしくはOFFにする遮断手段と、前記遮断手段が作動してから第2の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第2の判定手段と、前記第2の判定手段が正常であると判定したとき、前記遮断手段の作動を解除する解除手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 detects the temperature of a heating body for fixing a toner image on a recording paper and a heating body arranged in a non-contact manner facing the heating body. First temperature detection means, first determination means for determining whether the temperature is normal based on a detection value by the first temperature detection means after a first predetermined time has elapsed from the start of heating of the heating body, and the first A shut-off means for reducing or turning off the energization of the heating element when the judgment means is judged to be not normal, and the first temperature detection means after a second predetermined time has elapsed since the shut-off means is activated. A second determination unit that determines whether or not it is normal based on a detection value obtained by the control unit, and a release unit that cancels the operation of the blocking unit when it is determined that the second determination unit is normal. An image forming apparatus characterized by the above.
請求項2の発明は、記録紙上にトナー像を定着させる加熱体と、前記加熱体に対向して非接触に配置された加熱体の温度を検出する第1温度検出手段と、前記加熱体の加熱開始から第1の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第1の判定手段と、前記第1の判定手段により正常でないと判定されたとき、加熱体への通電を低下もしくはOFFにする遮断手段と、前記遮断手段が作動してから第2の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第2の判定手段と、前記第2の判定手段が正常でないと判定したとき、異常である旨報知する報知手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a heating body for fixing a toner image on a recording paper, a first temperature detecting means for detecting the temperature of the heating body disposed in a non-contact manner facing the heating body, Based on a detection value obtained by the first temperature detection means after the first predetermined time has elapsed from the start of heating, the first determination means for determining whether or not normal and the first determination means have determined that the temperature is not normal. And determining whether or not it is normal based on a detected value by the first temperature detecting means after the elapse of a second predetermined time since the shut-off means is activated, and a shut-off means for reducing or turning off the energization to the heating body. An image forming apparatus comprising: a second determination unit that determines; and a notification unit that notifies that the second determination unit is abnormal when it is determined that the second determination unit is not normal.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記加熱体の加熱開始時もしくは開始前の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて前記第2の所定時間の値を変更する時間設定手段を備えたことを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the second predetermined time is determined based on a value detected by the first temperature detection means at the start of heating of the heating body or before the heating is started. A time setting means for changing the value is provided.
請求項4の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、さらに画像形成装置の内部の環境温度を検出する第2温度検出手段と、前記加熱体の加熱開始時もしくは開始前の前記第2温度検出手段による検出値に基づいて前記第2の所定時間の値を変更する時間設定手段とを備えたことを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, a second temperature detecting means for detecting an environmental temperature inside the image forming apparatus, and at the time of starting or before starting the heating body. And a time setting means for changing the value of the second predetermined time based on the detection value by the second temperature detection means.
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記加熱体の加熱開始時もしくは開始前の前記第1温度検出手段による検出値と、前記加熱体と温度検出手段との距離に基づいて前記第2の所定時間の値を変更する時間設定手段を備えたことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the detection value by the first temperature detection means at the start of heating of the heating body or before the start, the heating body and the temperature A time setting means for changing the value of the second predetermined time based on the distance to the detection means is provided.
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第1の判定手段が、加熱開始時もしくは開始前の前記第1温度検出手段による検出値と、加熱開始から所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値とを比較することにより正常か否かを判定することを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the first determination unit includes a value detected by the first temperature detection unit at the start of heating or before the start, and heating. It is characterized by determining whether it is normal or not by comparing the detected value by the first temperature detecting means after a predetermined time has elapsed from the start.
以上説明したとおり、この発明によれば、画像形成装置の電源を投入して動作を開始させて定着装置の加熱体へ通電して加熱を開始し、第1の所定時間内に第1温度検出手段(サーミスタ)の検出値に基づいて第1の判定手段による第1回目の断線検出を行う。断線が検出された場合は、加熱体への通電を遮断して加熱体が異常な高温になることを防ぐ。そして、前記した第1の所定時間内における第1の判定手段による第1回目の断線検出では、温度検出手段の特性から断線でないのにも拘らず断線と検出される場合があるので、更に所定時間の経過を待って第2の所定時間内に第2の判定手段による第1温度検出手段の検出値に基づいて第2回目の断線検出を行う。これにより第1温度検出手段が正常であると判定された場合は加熱体への通電遮断を解除し、また、第1温度検出手段が断線しているものと判定されたときは加熱体への通電を遮断し警告表示などを行うものである。 As described above, according to the present invention, the power of the image forming apparatus is turned on to start the operation, the heating body of the fixing device is energized to start the heating, and the first temperature detection is performed within the first predetermined time. Based on the detection value of the means (thermistor), the first disconnection detection by the first determination means is performed. When the disconnection is detected, the energization to the heating body is cut off to prevent the heating body from becoming an abnormally high temperature. In the first disconnection detection by the first determination means within the first predetermined time, the disconnection may be detected in spite of the fact that the disconnection is not due to the characteristics of the temperature detection means. The second disconnection detection is performed based on the detection value of the first temperature detection means by the second determination means within the second predetermined time after the passage of time. Accordingly, when it is determined that the first temperature detection means is normal, the power supply to the heating body is released, and when it is determined that the first temperature detection means is disconnected, the heating body is disconnected. The power is cut off and a warning is displayed.
第1回目の断線検出において第1温度検出手段の断線が検出されたとき、加熱体への通電を遮断し、所定時間の経過を待って第2回目の断線検出を行うから、画像形成装置の環境温度が低温であって、温度検出手段の断線検出に長時間を必要としても、加熱体が異常高温になることなく周辺装置の破壊を防ぐことができるほか、第1温度検出手段の断線を正確に検出することができ、信頼性の高い定着装置、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。 When the disconnection of the first temperature detection means is detected in the first disconnection detection, the energization to the heating body is cut off, and the second disconnection detection is performed after the elapse of a predetermined time. Even if the ambient temperature is low and it takes a long time to detect the disconnection of the temperature detection means, the heating element can be prevented from becoming abnormally high temperature and the peripheral device can be prevented from being destroyed, and the first temperature detection means can be disconnected. It is possible to provide a fixing device with high reliability and an image forming device with high reliability that can be detected accurately.
そして、第1温度検出手段の検出値、或いは画像形成装置の内部の環境温度を検出する第2温度検出手段の検出値により、第2回目の断線検出を行う第2の所定時間の値を変更するときは、画像形成装置の内部の環境温度が高いときは第2回目の断線検出までの時間を短縮して、第1温度検出手段の断線がないとき早期に正常状態に復帰させることができ、画像形成装置の内部の環境温度が低温の場合は、第2回目の断線検出までの時間を長くして第1温度検出手段の断線を正確に検出することができる。 Then, the value of the second predetermined time for performing the second disconnection detection is changed according to the detection value of the first temperature detection means or the detection value of the second temperature detection means for detecting the environmental temperature inside the image forming apparatus. When the environmental temperature inside the image forming apparatus is high, the time until the second disconnection detection can be shortened and the normal state can be quickly restored when there is no disconnection of the first temperature detection means. When the environmental temperature inside the image forming apparatus is low, the disconnection of the first temperature detection means can be accurately detected by lengthening the time until the second disconnection detection.
以下、この発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、この発明の実施の形態の画像形成装置の定着装置10の構成の概略を説明する図である。図1に示すように、定着装置10は、加熱体である定着ローラ11と加熱体である加圧ローラ12とが圧接して配置されており、そのニップ部Nにトナー像が形成された記録媒体Pを通過させ、トナーを溶融加圧して記録媒体Pに定着させる。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of the configuration of a
定着ローラ11及び加圧ローラ12の内部には、それぞれ電気で加熱されるヒータ11a及び12aが配置されており、定着ローラ11の表面温度が定着処理に適した温度に加熱されるように構成されている。ヒータの容量は、例えば定着ローラ11のヒータ11aは430W、加圧ローラ12のヒータ12aは330Wである。
Inside the fixing roller 11 and the
定着装置10には、定着ローラ11に接近して、定着ローラ11の表面温度を非接触の状態で検出する第1温度検出手段であるサーミスタ13と、画像形成装置の内部の環境温度を検出する第2温度検出手段である温度センサ14とが設けられている。
The
制御回路15は画像形成装置の動作を制御するものであるが、ここでは定着装置の温度制御に関係する部分を示してある。制御回路15は、サーミスタ13により検出された定着ローラ11の表面温度と、温度センサ14により検出された画像形成装置の内部の環境温度に基づいて、定着ローラ11及び加圧ローラ12の内部に配置されたヒータ11a及び12aに通電する電流をON/OFF制御して、定着ローラ11の表面温度を定着処理に適した所定の温度範囲に維持する。
The
図2は、画像形成装置の制御回路15のうち定着装置の温度制御に関係する部分の構成を示すブロック図である。制御回路15は、CPU21で構成され、CPU21の入出力ポートには、サーミスタ13、温度センサ14、ヒータ駆動回路22、ヒータ駆動回路23が接続されており、ヒータ駆動回路22には定着ローラ11のヒータ11aが、ヒータ駆動回路23には加圧ローラ12のヒータ12aが接続されている。このほか、CPU21の入出力ポートには定着ローラを駆動するモータ25を制御するモータ制御回路24が接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a part related to the temperature control of the fixing device in the
CPU21では、サーミスタ13により検出された定着ローラ11の表面温度が、予め設定された定着処理に適した温度範囲の下限値以下であれば、ヒータ駆動回路22およびヒータ駆動回路23をONに設定し、ヒータ11aおよびヒータ12aに通電する。また、サーミスタ13により検出された定着ローラ11の表面温度が、予め設定された定着処理に適した温度範囲の上限値を越えたときは、ヒータ駆動回路22およびヒータ駆動回路23をOFFに設定し、ヒータ11aおよびヒータ12aへの通電を遮断する。これにより、定着ローラ11の表面温度は、定着処理に適した所定の温度範囲を維持するように制御される。
If the surface temperature of the fixing roller 11 detected by the
ヒータ11aおよびヒータ12aは、ハロゲンランプ、抵抗発熱体、電磁誘導発熱体など公知の任意の加熱手段を採用することができる。また、定着ローラ11及び加圧ローラ12の構成も公知のものであり、定着ローラ11にのみヒータを配置するように構成してもよい。これらの構成は公知の構成であるから、詳細な説明は省略し、以下、CPU21で実行されるサーミスタ13の断線の検出処理について説明する。断線の検出処理には複数の実施例があるので、以下順次説明する。
The
[第1実施例]
サーミスタ13の断線の検出処理の第1実施例を説明する。図3は、CPU21で実行される断線の検出処理を説明するフローチャートである。サーミスタの抵抗値Rは、CPU21でサーミスタに印加する電圧と電流に基づいて計測するものとする。なお、ここではサーミスタは負の温度特性(温度上昇と共に抵抗値が減少する特性のもの)を使用するものとする。
[First embodiment]
A first embodiment of the disconnection detection process of the
また、断線検出時間Zとは、第1温度検出手段であるサーミスタ13が環境温度になじんで断線検出を行うに適した温度に到達するまでに必要な待ち時間である。サーミスタ13の抵抗値は温度により変化する。電源投入後、画像形成装置の機内温度は冷却状態から次第に上昇し、サーミスタ13の温度も次第に上昇するが、サーミスタ13が機内温度、即ち環境温度に暖められるまでの時間は、画像形成装置が設置されている環境や季節により変動する。そこで、予め実験により、断線検出を行うに適した温度に到達するまでの適切な断線検出時間Zを設定しておくものとする。
The disconnection detection time Z is a waiting time required for the
画像形成装置を起動してヒータ11a及び12aへの通電を開始、そのときのサーミスタ13の抵抗値Rの初期値をCPU21で計測してR=R1を読み込み(ステップP11)、第1の所定時間である第1回の断線検出時間Zに予め実験により決定されている時間TAを設定(Z←TA)する(ステップP12)。さらに、断線検出時間Zを計測するタイマーのカウント値Zに初期値を設定(Z←1)する(ステップP13)。タイマーのカウントを開始してカウント値Zを判定し(ステップP14)、カウント値Zが(Z=TA)に達していない場合はカウント値をインクリメントする(ステップP15)。ステップP14の判定で、カウント値Zが(Z=TA)となったときは、第1の所定時間の経過、即ち第1回の断線検出時間Zに設定した時間TAが経過したものと判定し、その時点でのサーミスタ抵抗値R=R2を計測して読み込む(ステップP16)。
The image forming apparatus is activated to start energization of the
第1の判定手段による判定、即ちサーミスタ抵抗値R2とR1との差(R2−R1)が、サーミスタの断線検出のために予め設定してある限界値Dより大きいか否か((R2−R1)>D)を判定し(ステップP17)、限界値Dより大きい場合は、サーミスタは正常、即ち断線していないと判定して処理を終了する。また、ステップP17の判定において、限界値D以下の場合はサーミスタの断線が検出(第1回の検出)されたものと判定し、遮断手段による遮断、即ち安全のためヒータ11a及び12aへの通電を遮断し、その旨の警告表示を行う(ステップP18)。
Whether or not the determination by the first determination means, that is, the difference between the thermistor resistance values R2 and R1 (R2-R1) is larger than a limit value D set in advance for detecting the disconnection of the thermistor ((R2-R1 )> D) is determined (step P17), and if it is greater than the limit value D, it is determined that the thermistor is normal, that is, not disconnected, and the process is terminated. In step P17, if it is equal to or less than the limit value D, it is determined that the thermistor is disconnected (first detection), and the
第2の所定時間である第2回の断線検出時間Zに予め実験により決定されている時間TBを設定(Z←TB)する(ステップP20)。さらに、断線検出までの時間を計測するタイマーのカウント値(Z)に初期値を設定(Z←1)する(ステップP21)。タイマーのカウントを開始し、その時点でのサーミスタ抵抗値R=R3を読み込む(ステップP22)。第2の判定手段による判定、即ちサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)が、サーミスタの断線検出のために予め設定してある限界値Eより大きいか否か((R3−R1)>E)を判定し(ステップP23)、限界値Eより大きい場合は、サーミスタは正常、即ち断線していないと判定し、遮断手段による遮断を解除し、ヒータ11a及び12aへの通電を開始し(ステップP24)、処理を終了する。
A time TB determined in advance by experiment is set to the second disconnection detection time Z which is the second predetermined time (Z ← TB) (step P20). Further, an initial value is set (Z ← 1) to the count value (Z) of the timer that measures the time until disconnection is detected (step P21). The timer starts counting, and the thermistor resistance value R = R3 at that time is read (step P22). Whether the determination by the second determination means, that is, the difference between the thermistor resistance values R3 and R1 (R3-R1) is larger than a limit value E set in advance for detecting the disconnection of the thermistor ((R3-R1 )> E) is determined (step P23), and if it is greater than the limit value E, it is determined that the thermistor is normal, that is, it is not disconnected, the interruption by the interruption means is released, and energization to the
ステップP23の判定において、限界値E以下の場合はタイマーのカウント値(Z)を判定し(ステップP25)、カウント値(Z)が(Z=TB)に達していない場合はカウント値(Z)をインクリメントし(ステップP26)、カウント値(Z)が(Z=TB)となったときは、第2の所定時間の経過、第2回の断線検出のための所定時間(Z=TB)が経過してもサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)がサーミスタ断線検出の限界値Eより小さい、即ち、サーミスタの断線が検出(第2回の検出)されたものと判定し、安全のため遮断手段によるヒータ11a及び12aへの通電を遮断し、サーミスタの断線警告表示を行う(ステップP27)。
In step P23, if the value is equal to or less than the limit value E, the timer count value (Z) is determined (step P25). If the count value (Z) has not reached (Z = TB), the count value (Z) is determined. Is incremented (step P26), and when the count value (Z) reaches (Z = TB), the elapse of the second predetermined time, the predetermined time (Z = TB) for the second disconnection detection Even if it has elapsed, it is determined that the difference between the thermistor resistance values R3 and R1 (R3-R1) is smaller than the limit value E of the thermistor disconnection detection, that is, the thermistor disconnection is detected (the second detection), For safety, the energization of the
サーミスタの断線検出の処理がリセットされたか否かを判定し(ステップP28)、リセットされたときはステップP11に戻り、次の断線検出に備える。また、リセットされていないときはステップP27に戻り、遮断手段によるヒータ11a及び12aへの通電遮断とサーミスタの断線警告表示を継続する。
It is determined whether or not the thermistor disconnection detection process has been reset (step P28), and when reset, the process returns to step P11 to prepare for the next disconnection detection. If not reset, the process returns to step P27, and the interruption of the energization to the
上記した第1実施例によれば、第1回の断線検出において、サーミスタの断線が検出された場合でも、単に装置内部の環境温度が低いためにサーミスタも低温であって、サーミスタ抵抗値R2が高く検出され、初期値R1との差が限界値Dよりも小さいと判定され、サーミスタが断線していないのにも拘らず断線として検出されたのであれば、第2回の断線検出においては所定時間(Z=TB)が経過する間にサーミスタは暖められるので、第2回の断線検出ではサーミスタは正常、即ち断線していないと判定される。また、第2回の断線検出では、断線検出でないと判定された時点で、直ちにヒータ11a及び12aへの通電が開始されてサーミスタも暖められるので、より迅速に正常状態に復帰することになる。
According to the first embodiment described above, even if a thermistor disconnection is detected in the first disconnection detection, the thermistor is also low because the ambient temperature inside the apparatus is low, and the thermistor resistance value R2 is If it is detected that the difference between the initial value R1 and the initial value R1 is smaller than the limit value D, and the thermistor is detected as disconnected even though it is not disconnected, it is predetermined in the second disconnection detection. Since the thermistor is heated while the time (Z = TB) elapses, it is determined that the thermistor is normal, that is, not disconnected in the second disconnection detection. Further, in the second disconnection detection, when it is determined that the disconnection is not detected, energization to the
[第2実施例]
サーミスタ13の断線の有無の検出処理の第2実施例を説明する。第1実施例との間の相違点は、第1実施例ではステップP20において、第2の所定時間である第2回の断線検出時間Zを、予め決定してある所定時間TBに一方的に設定(Z←TB)しているが、第2実施例ではヒータ11a及び12aによる加熱開始時もしくは加熱開始前における画像形成装置の内部の環境温度を第2温度検出手段である温度センサ14で検出し、検出された環境温度に基いてサーミスタの温度を推定し、サーミスタの推定温度に基づいて第2の所定時間である第2回の断線検出時間Zに所定時間TVを設定(Z←TV)する点にある。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the detection process for the presence or absence of disconnection of the
具体的には、予め実験により環境温度(サーミスタ温度でもある)と第2回の断線検出のために適した所定時間の関係を示すテーブル(又は演算式)を制御装置のメモリに格納しておき、温度センサ14で検出された環境温度からサーミスタの温度を推定し、サーミスタの温度が低いと推定される時(低温時)には、第2回の断線検出時間Zに長い時間TVを設定し、サーミスタの温度が高いと推定される時(高温時)には所定時間Zに短い時間TVを設定するものである。
Specifically, a table (or an arithmetic expression) showing a relationship between the environmental temperature (which is also the thermistor temperature) and a predetermined time suitable for the second disconnection detection is stored in the memory of the control device in advance by experiments. When the temperature of the thermistor is estimated from the ambient temperature detected by the
これにより、環境温度が高くサーミスタが高く十分に暖まっていると推定されるときは、第2回の断線検出時間Zを短く設定して、サーミスタの断線を迅速に検出することができ、また、環境温度が低くサーミスタが低温の場合は第2回の断線検出時間Zを長くして、正確にサーミスタの断線を検出することができる。 Accordingly, when it is estimated that the ambient temperature is high and the thermistor is high and sufficiently warm, the second disconnection detection time Z can be set short, and the thermistor disconnection can be detected quickly, When the ambient temperature is low and the thermistor is low, the second disconnection detection time Z can be lengthened to accurately detect the thermistor disconnection.
図4は、CPU21で実行されるサーミスタ13の断線の有無の検出処理の第2実施例を説明するフローチャートである。ステップP11からP18まで及びステップP27、P28は、第1実施例のフローチャートと同じ処理であるから説明を省略し、相違する処理を行うステップについて説明する。
FIG. 4 is a flowchart for explaining a second embodiment of the detection process for the presence or absence of disconnection of the
前記したように、温度センサ14で検出した環境温度(サーミスタ温度でもある)から、サーミスタの温度を推定し、その温度に対応した第2の所定時間である第2回の断線検出時間Zに時間TVを設定(Z←TV)する(ステップP30)。断線検出時間Zを計測するタイマーのカウント値(Z)に初期値(Z←1)を設定する(ステップP31)。タイマーのカウントを開始し、その時点でのサーミスタ抵抗値R=R3を読み込む(ステップP32)。第2の判定手段による判定、即ちサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)が、サーミスタの断線検出のために予め設定してある限界値Eより大きいか否か ((R3−R1)>E)を判定し(ステップP33)、限界値Eより大きい場合は、サーミスタは正常、即ち断線していないと判定し、遮断手段による遮断を解除し、ヒータ11a及び12aへの通電を開始し(ステップP34)、処理を終了する。
As described above, the temperature of the thermistor is estimated from the environmental temperature (also the thermistor temperature) detected by the
ステップP33の判定において、限界値E以下の場合はタイマーのカウント値(Z)が(Z=TV)か否かを判定する(ステップP35)。カウント値(Z)が(Z=TV)に達していない場合はカウント値(Z)をインクリメントし(ステップP36)、カウント値(Z)が(Z=TV)となったときは、第2回の断線検出時間(Z=TV)が経過してもサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)がサーミスタ断線検出の限界値Eより小さい、即ちサーミスタの断線が検出(第2回の検出)されたものと判定し、ステップP27以降の処理に移る。 If it is determined in step P33 that the count value (Z) of the timer is equal to or less than the limit value E, it is determined whether the timer count value (Z) is (Z = TV) (step P35). When the count value (Z) does not reach (Z = TV), the count value (Z) is incremented (step P36). When the count value (Z) becomes (Z = TV), the second time Even if the disconnection detection time (Z = TV) elapses, the difference (R3−R1) between the thermistor resistance values R3 and R1 is smaller than the limit value E of the thermistor disconnection detection, that is, the thermistor disconnection is detected (the second time It is determined that it has been detected), and the process proceeds to step P27 and subsequent steps.
なお、上記した実施例では、加熱開始時もしくは加熱開始前における画像形成装置の内部の環境温度の検出に第2温度検出手段である温度センサ14を使用したが、加熱開始時もしくは加熱開始前における第1温度検出手段であるサーミスタ13の抵抗値から環境温度を求めるようにしてもよい。この構成によれば温度センサ14を設ける必要がない。
In the above-described embodiment, the
[第3実施例]
サーミスタ13の断線の有無の検出処理の第3実施例を説明する。第1実施例との間の相違点は、第1実施例ではステップP20において、第2の所定時間である第2回の断線検出時間(Z←TB)を、予め決定してある所定時間に一方的に設定しているが、第3実施例では第2温度検出手段である温度センサ14で検出した画像形成装置の内部の環境温度から推定したサーミスタの温度Tと、定着ローラ11の表面温度を検出するサーミスタ13と定着ローラ11との間隔Mとに基づいて、第2回の断線検出時間TWを設定している点にある。
[Third embodiment]
A third embodiment of detection processing for the presence or absence of disconnection of the
サーミスタ13と定着ローラ11との間隔Mの検出は、ヒータに通電して温度制御を開始し、ヒータがON/OFFされる時間間隔Hとサーミスタと定着ローラとの間隔Mの関係を測定し、ヒータがON/OFFされる時間間隔Hとサーミスタと定着ローラとの間隔Mと関係を示すテーブル(又は実験式)を作成し、時間間隔Hから間隔Mを推定する。間隔Mが大きいほど時間間隔Hは長くなり、間隔Mが小さいほど時間間隔Hは短くなるから、時間間隔Hからサーミスタと定着ローラとの間隔Mを推定することができる。サーミスタと定着ローラとの間隔Mが小さいときはサーミスタの温度が迅速に上昇するから、第2回の断線検出時間TWを短く設定することができる。
The interval M between the
温度センサ14で検出した画像形成装置の内部の環境温度から推定したサーミスタの温度Tに加えて、サーミスタと定着ローラとの間隔Mのデータを使用することにより、サーミスタの温度Tが高い或いはサーミスタと定着ローラとの間隔Mが接近しているときは、サーミスタの温度が高く十分に暖まっていると推定され、第2回の断線検出時間TWを短く設定して、サーミスタの断線を迅速に検出することができる。
In addition to the thermistor temperature T estimated from the environmental temperature inside the image forming apparatus detected by the
図5は、CPU21で実行されるサーミスタ13の断線の有無の検出処理の第3実施例を説明するフローチャートである。ステップP11からP18まで及びステップP27、P28は、第1実施例のフローチャートと同じ処理であるから説明を省略し、相違する処理を行うステップについて説明する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a third embodiment of the detecting process for the presence or absence of disconnection of the
予め実験により設定されている画像形成装置を起動したとき温度センサ14で検出したサーミスタ13の温度Tとサーミスタと定着ローラとの間隔Mの推定値に基づいて第2の所定時間である第2回の断線検出時間TWを演算する処理ルーチン(図6のフローチャート参照)により所定時間TWを設定する(ステップP40)。
The second predetermined time is the second predetermined time based on the temperature T of the
断線検出時間Zを計測するタイマーのカウント値(Z)に初期値(Z←1)を設定する(ステップP41)。タイマーのカウントを開始し、その時点でのサーミスタ抵抗値R=R3を読み込む(ステップP42)。第2の判定手段による判定、即ちサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)が、サーミスタの断線検出のために予め設定してある限界値Eより大きいか否か((R3−R1)>E)を判定し(ステップP43)、限界値Eより大きい場合は、サーミスタは正常、即ち断線していないと判定し、遮断手段による遮断を解除し、ヒータ11a及び12aへの通電を開始し(ステップP44)、処理を終了する。
An initial value (Z ← 1) is set as the count value (Z) of the timer that measures the disconnection detection time Z (step P41). The timer starts counting, and the thermistor resistance value R = R3 at that time is read (step P42). Whether the determination by the second determination means, that is, the difference between the thermistor resistance values R3 and R1 (R3-R1) is larger than a limit value E set in advance for detecting the disconnection of the thermistor ((R3-R1 )> E) is determined (step P43), and if it is greater than the limit value E, it is determined that the thermistor is normal, that is, it is not disconnected, the interruption by the interruption means is released, and energization to the
ステップP43の判定において、限界値E以下の場合はタイマーのカウント値(Z)が(Z=TW)か否かを判定する(ステップP45)。カウント値(Z)が(Z=TW)に達していない場合はカウント値(Z)をインクリメントし(ステップP46)、カウント値(Z)が(Z=TW)となったときは、第2回の断線検出時間(Z=TW)が経過してもサーミスタ抵抗値R3とR1との差(R3−R1)がサーミスタ断線検出の限界値Eより小さい、即ちサーミスタの断線が検出(第2回の検出)されたものと判定し、ステップP27以降の処理に移る。 If it is determined in step P43 that the count value (Z) of the timer is equal to or less than the limit value E, it is determined whether the timer count value (Z) is (Z = TW) (step P45). When the count value (Z) does not reach (Z = TW), the count value (Z) is incremented (step P46). When the count value (Z) becomes (Z = TW), the second time Even if the disconnection detection time (Z = TW) elapses, the difference (R3−R1) between the thermistor resistance values R3 and R1 is smaller than the limit value E of the thermistor disconnection detection, that is, the thermistor disconnection is detected (the second time It is determined that it has been detected), and the process proceeds to step P27 and subsequent steps.
図6は、サーミスタ13の温度Tとサーミスタと定着ローラとの間隔Mの推定値に基づいて第2の所定時間である第2回の断線検出時間TWを演算決定するサブルーチンを説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining a subroutine for calculating and determining the second disconnection detection time TW, which is the second predetermined time, based on the temperature T of the
このサブルーチンでは、予め、温度制御によりヒータがON/OFFされる時間間隔Hとサーミスタと定着ローラとの間隔Mとの関係を調べて時間間隔Hから間隔Mを推定するほか、サーミスタ13の推定温度Tと前記間隔Mとから第2回の断線検出に適した所定時間TWを実験により決定し、推定温度Tと前記間隔Mから所定時間TWを求めるテーブルを作成して制御装置のメモリに格納してあるものとする。
In this subroutine, the relationship between the time interval H at which the heater is turned ON / OFF by temperature control and the interval M between the thermistor and the fixing roller is examined in advance to estimate the interval M from the time interval H, and the estimated temperature of the
フローチャートを説明する。定着ローラの表面温度の制御目標値TXを設定し(ステップP61)、加熱ヒータに通電して温度制御を開始し(ステップP62)、温度制御によりヒータがON/OFFされる時間間隔Hを計測する(ステップP63)。さらに、温度センサ14で計測した環境温度からサーミスタ13の温度Tを推定する(ステップP64)。求めた時間間隔Hとサーミスタ13の推定温度Tから、メモリに格納されている所定時間TWを決定するテーブルを参照し、第2回の断線検出時間TWを求める(ステップP65)。
A flowchart will be described. A control target value TX for the surface temperature of the fixing roller is set (step P61), the heater is energized to start temperature control (step P62), and a time interval H at which the heater is turned on / off by temperature control is measured. (Step P63). Further, the temperature T of the
[第4実施例]
上記した第3実施例においては、温度センサ14で計測した環境温度から推定したサーミスタ13の推定温度Tと、サーミスタ13と定着ローラ11との間隔Mの推定値に基づいて第2の所定時間である第2回の断線検出時間TWを設定しているが、第4実施例では温度センサ14で計測した環境温度から推定したサーミスタ13の推定温度Tと、サーミスタ13と定着ローラ11との間隔Mの実測値とに基づいて、第2回の断線検出時間TWを設定する点にある。なお、サーミスタと定着ローラとの間隔Mの実測値は、画像形成装置の組立時に実測して、温度制御回路15のメモリに格納しておくものとする。
[Fourth embodiment]
In the above-described third embodiment, the second predetermined time is determined based on the estimated temperature T of the
第4実施例では、温度センサ14で計測した環境温度から推定したサーミスタ13の推定温度Tを変数とし、サーミスタと定着ローラとの間隔Mの実測値を定数とした一次式により扱うことができるから、第2回の断線検出時間TWはサーミスタ13の推定温度Tを入力するだけで直ちに求めることができる。
In the fourth embodiment, the estimated temperature T of the
上記した第3実施例では、予め、温度制御によりヒータがON/OFFされる時間間隔Zとサーミスタと定着ローラとの間隔Mとの関係を計測して時間間隔Hから間隔Mを推定するテーブルを作成し、さらに、サーミスタ13の推定温度Tと前記間隔Mとから断線検出に適した所定時間Wを決定してテーブルに纏め、制御装置のメモリに格納しておくことが必要であるが、第4実施例においてはこのような繁雑な処理を必要としないから、その分、画像形成動作において最初の出力(ファーストコピー)が迅速に出力される。
In the third embodiment described above, a table for estimating the interval M from the time interval H by measuring the relationship between the time interval Z at which the heater is turned ON / OFF by temperature control and the interval M between the thermistor and the fixing roller in advance. Further, it is necessary to determine a predetermined time W suitable for disconnection detection from the estimated temperature T of the
第4実施例の処理は、第3実施例の処理におけるステップP40で実行される所定時間Wの設定方法の内容が異なるだけであるから、第3実施例のフローチャートを援用し、説明は省略する。 Since the process of the fourth embodiment is different only in the content of the setting method of the predetermined time W executed in step P40 in the process of the third embodiment, the flowchart of the third embodiment is used and the description is omitted. .
以上、この発明の実施の形態の画像形成装置の定着装置の構成と、定着ローラの表面温度を非接触で検出するサーミスタの断線の検出処理についての複数の実施例について説明した。実施例で説明したとおり、定着ローラのヒータに通電を開始しても、サーミスタの温度上昇はかなり遅れて上昇し始める。図7は、定着ローラに通電を開始した後の、定着ローラの表面温度の上昇とサーミスタの温度上昇の様子を示す図で、線(a)は定着ローラの表面温度の上昇を示し、線(b)はサーミスタの温度上昇を示している。 As described above, the configuration of the fixing device of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention and the plurality of examples of the detection process of the thermistor disconnection for detecting the surface temperature of the fixing roller in a non-contact manner have been described. As described in the embodiment, even if energization of the heater of the fixing roller is started, the temperature rise of the thermistor starts to rise with a considerable delay. FIG. 7 is a diagram showing the rise of the surface temperature of the fixing roller and the temperature of the thermistor after energization of the fixing roller is started. Line (a) shows the rise of the surface temperature of the fixing roller. b) shows the temperature rise of the thermistor.
図7に示されているように、定着ローラのヒータに通電を開始すると、定着ローラの表面温度は通電開始から5秒程度の遅れで温度が上昇し始めるが、定着ローラの表面温度を非接触で検出するサーミスタの温度は通電開始から45秒程度遅れて温度が上昇し始めることが分かる。また、図7は画像形成装置の環境温度が0℃の場合であるが、環境温度が低いほど温度が上昇し始める時期が遅くなる。図7では、定着ローラのヒータに通電開始後45秒程経過すると、定着ローラの表面温度は60℃(実測値)となるが、サーミスタの温度は0℃から漸く上昇し始めることが分かる。 As shown in FIG. 7, when the energization of the heater of the fixing roller is started, the surface temperature of the fixing roller starts to rise with a delay of about 5 seconds from the start of energization, but the surface temperature of the fixing roller is not contacted. It can be seen that the temperature of the thermistor detected in (1) begins to rise after about 45 seconds from the start of energization. FIG. 7 shows the case where the environmental temperature of the image forming apparatus is 0 ° C. The lower the environmental temperature, the later the time when the temperature starts to rise. In FIG. 7, it can be seen that after about 45 seconds have elapsed from the start of energization of the heater of the fixing roller, the surface temperature of the fixing roller reaches 60 ° C. (actually measured value), but the temperature of the thermistor begins to gradually increase from 0 ° C.
このため、前記した実施例1では、第1回の断線検出においては、サーミスタの温度が低いためにサーミスタの断線が検出された場合でも、更に時間が経過した第2回の断線検出においては、画像形成装置の内部の環境温度が上昇してサーミスタが暖められているのでサーミスタは正常、即ち断線していないと判定される場合があることを説明した。前記した複数の実施例において、いずれもサーミスタの断線検出処理を2回行って、サーミスタの断線を検出しているのは、上記した理由による。 For this reason, in the above-described first embodiment, in the first disconnection detection, even when the thermistor disconnection is detected because the temperature of the thermistor is low, in the second disconnection detection in which more time has passed, It has been described that the thermistor may be determined to be normal, that is, not disconnected because the ambient temperature inside the image forming apparatus has risen and the thermistor has been warmed. In the above-described plurality of embodiments, the thermistor disconnection detection process is performed twice to detect thermistor disconnection for the reason described above.
画像形成装置における定着ローラの温度を検出する温度検出素子であるサーミスタの断線を検出する装置であり、温度により抵抗値が変化するサーミスタの特性を考慮して、サーミスタの断線検出処理を2回行い、サーミスタの断線の有無を確実に検出するようにしたもので、信頼性の高い画像形成装置の定着装置を提供することができる。 This device detects the disconnection of the thermistor, which is a temperature detection element for detecting the temperature of the fixing roller in the image forming apparatus. Thermistor disconnection detection processing is performed twice in consideration of the characteristics of the thermistor whose resistance value changes depending on the temperature. Therefore, it is possible to reliably detect the presence or absence of disconnection of the thermistor, and to provide a highly reliable fixing device for an image forming apparatus.
10 定着装置
11 定着ローラ
11a、12a ヒータ
12 加圧ローラ
13 サーミスタ
14 温度センサ
15 制御回路
21 CPU
22 ヒータ駆動回路
23 ヒータ駆動回路
24 モータ制御回路
25 モータ
DESCRIPTION OF
22
Claims (6)
前記加熱体に対向して非接触に配置された加熱体の温度を検出する第1温度検出手段と、
前記加熱体の加熱開始から第1の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段により正常でないと判定されたとき、加熱体への通電を低下もしくはOFFにする遮断手段と、
前記遮断手段が作動してから第2の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第2の判定手段と、
前記第2の判定手段が正常であると判定したとき、前記遮断手段の作動を解除する解除手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A heating element for fixing the toner image on the recording paper;
First temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element disposed in a non-contact manner facing the heating element;
First determination means for determining whether or not normal based on a detection value by the first temperature detection means after a first predetermined time has elapsed from the start of heating of the heating body;
When it is determined that the first determination unit is not normal, a blocking unit that reduces or turns off the power to the heating body;
Second determination means for determining whether or not normal based on a detection value by the first temperature detection means after a second predetermined time has elapsed since the shut-off means is activated;
An image forming apparatus comprising: a release unit that cancels the operation of the blocking unit when the second determination unit determines that the second determination unit is normal.
前記加熱体に対向して非接触に配置された加熱体の温度を検出する第1温度検出手段と、
前記加熱体の加熱開始から第1の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第1の判定手段と、
前記第1の判定手段により正常でないと判定されたとき、加熱体への通電を低下もしくはOFFにする遮断手段と、
前記遮断手段が作動してから第2の所定時間経過後の前記第1温度検出手段による検出値に基づいて正常か否かを判定する第2の判定手段と、
前記第2の判定手段が正常でないと判定したとき、異常である旨報知する報知手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 A heating element for fixing the toner image on the recording paper;
First temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element disposed in a non-contact manner facing the heating element;
First determination means for determining whether or not normal based on a detection value by the first temperature detection means after a first predetermined time has elapsed from the start of heating of the heating body;
When it is determined that the first determination unit is not normal, a blocking unit that reduces or turns off the power to the heating body;
Second determination means for determining whether or not normal based on a detected value by the first temperature detection means after a second predetermined time has elapsed since the shut-off means is activated;
An image forming apparatus comprising: an informing unit for informing that the second determining unit is abnormal when it is determined that the second determining unit is not normal.
を特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The time setting means which changes the value of the said 2nd predetermined time based on the detected value by the said 1st temperature detection means at the time of the heating start of the said heating body, or before the start is characterized by the above-mentioned. The image forming apparatus described in 1.
前記加熱体の加熱開始時もしくは開始前の前記第2温度検出手段による検出値に基づいて前記第2の所定時間の値を変更する時間設定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 A second temperature detecting means for detecting an environmental temperature inside the image forming apparatus;
2. A time setting unit that changes a value of the second predetermined time based on a value detected by the second temperature detection unit at the start of heating of the heating body or before the start of heating. The image forming apparatus according to 2.
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。 Time setting means for changing a value of the second predetermined time based on a detection value by the first temperature detection means at the start of heating of the heating body or before the heating body and a distance between the heating body and the temperature detection means. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an image forming apparatus.
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。 The first determination means is normal by comparing the detection value by the first temperature detection means at the start of heating or before the start with the detection value by the first temperature detection means after a predetermined time has elapsed from the start of heating. 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus determines whether or not the image forming apparatus is used.
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