JP2006276276A - Image forming apparatus - Google Patents

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恵一 真田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely and inexpensively prevent a malfunction in the case of excessive rise of fixing temperature and when noise is generated to fixing thermistor output and to detect a relay failure. <P>SOLUTION: Since a zero cross signal is generated independently of on/off of a main heating element shielding means 11, there is no timing in which a fixing double monitor circuit is disabled and the failure of the main heating element shielding means 11 is detected. Namely, since a frequency detection means 12 for outputting the zero cross signal is arranged at a prestage of the main heating element shielding means 11 by using no zero cross signal for abnormality detection of the main heating element shielding means 11, the fixing double monitor circuit is constituted at low cost and a clock of fixed cycle is inputted in a noise elimination means 17. Thus, the malfunction in the case of excessive rise of the fixing temperature and when the noise is generated to the fixing thermistor output is surely and inexpensively prevented and the relay failure of the main heating element shielding means 11 is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トナー等により形成された未定着画像を記録媒体上に定着させるための定着装置を備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or the like provided with a fixing device for fixing an unfixed image formed with toner or the like on a recording medium.

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、トナー等により形成された未定着画像を記録媒体上に定着させるための熱定着装置は周知である。このような熱定着装置を備えた画像形成装置においては、定着温度が設定温度以上に上昇した場合の事故を防止するために、定着温度監視機構を備えている。一般的には、サーミスタ等の温度検出手段を設けて定着温度を検知し、これをCPU(Central Processing Unit)等のマイクロプロセッサを主体とする制御手段により監視するようにしている。すなわち、図4に示すように、CPUにより定着制御を司るものがこれに相当する。なお、図4において、定着ヒータのオフ直後に定着温度が若干上昇、逆に定着ヒータのオン直後に定着温度が若干低下しているのは各々オーバーシュート、アンダーシュートによるものである。   2. Description of the Related Art Thermal fixing devices for fixing an unfixed image formed with toner or the like on a recording medium in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile are well known. In an image forming apparatus provided with such a thermal fixing device, a fixing temperature monitoring mechanism is provided in order to prevent an accident when the fixing temperature rises above a set temperature. In general, temperature detection means such as a thermistor is provided to detect the fixing temperature, and this is monitored by control means mainly composed of a microprocessor such as a CPU (Central Processing Unit). That is, as shown in FIG. 4, the CPU controls the fixing control corresponds to this. In FIG. 4, the fixing temperature slightly increases immediately after the fixing heater is turned off, and conversely, the fixing temperature slightly decreases immediately after the fixing heater is turned on is due to overshoot and undershoot, respectively.

しかし、何らかの原因でCPUが故障したり、暴走したりした場合には、定着装置が破損するだけに止まらず、画像形成装置の発火事故につながる恐れもある。このような事故を防止するために、定着温度の二重監視機構を備えるものが提案されている。   However, if the CPU breaks down or goes out of control for some reason, the fixing device is not only damaged, but it may lead to an ignition accident of the image forming apparatus. In order to prevent such an accident, a device having a double fixing temperature monitoring mechanism has been proposed.

従来の定着温度の二重監視機構としては、上記CPUに加えて、定着温度をコンパレータ等で監視し、その出力で定着ヒータのオン信号をゲートするものがある。すなわち、CPUとコンパレータが共に定着ヒータをオンさせる指令(信号)を出したときだけゲートがオンして定着ヒータに通電するものである。   As a conventional dual monitoring mechanism of the fixing temperature, there is a mechanism that monitors the fixing temperature with a comparator or the like and gates an ON signal of the fixing heater based on the output in addition to the CPU. That is, the gate is turned on and the fixing heater is energized only when both the CPU and the comparator issue a command (signal) for turning on the fixing heater.

この構成では定着温度が異常検出温度を上回っている時のみゲートをオフする、即ち定着温度が異常検出温度を下回ってしまうと再びゲートがオンされてしまうため、図5に示すように、定着ヒータのオン/オフを繰り返してしまう。結果的に定着リレー接点で定着ヒータをオン/オフすることになってしまい、リレー溶着を招く可能性がある。   In this configuration, the gate is turned off only when the fixing temperature exceeds the abnormality detection temperature, that is, the gate is turned on again when the fixing temperature falls below the abnormality detection temperature. Therefore, as shown in FIG. Repeats on / off. As a result, the fixing heater is turned on / off at the fixing relay contact, which may cause relay welding.

そこで、特許文献1では、定着リレー接点の溶着を防ぐために定着二重監視機構に記憶手段を設け、定着二重監視機構が一旦温度過昇を検知するとその状態を記憶し、定着温度が異常検出温度より下がってもゲートがオフし続けるようにしている(図6参照)。   Therefore, in Patent Document 1, in order to prevent welding of the fixing relay contact, a storage unit is provided in the fixing double monitoring mechanism, and once the fixing double monitoring mechanism detects an overtemperature, the state is stored and the fixing temperature is detected abnormally. The gate is kept off even when the temperature falls below (see FIG. 6).

しかしながら、特許文献1に開示されている技術によれば、記憶手段を設けた構成とすることにより安全性は確保されたが、通常動作において誤動作を起こす可能性がある。定着サーミスタ出力にノイズがのり、基準電圧を下回る電圧が定着サーミスタ出力としてコンパレータに入力され、コンパレータが定着温度過昇を示す状態を出力してしまうと、記憶手段はごく短時間の温度過昇状態でもその状態を記憶してしまうため、定着温度制御に何の問題も無いにも関わらず定着ヒータがオンできない状態になってしまう可能性がある。   However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, safety is ensured by providing the storage means, but there is a possibility of malfunction in normal operation. If noise occurs in the fixing thermistor output and a voltage lower than the reference voltage is input to the comparator as the fixing thermistor output, and the comparator outputs a state indicating the fixing temperature overheating, the storage means is in an extremely short temperature overheating state. However, since the state is stored, there is a possibility that the fixing heater cannot be turned on even though there is no problem with the fixing temperature control.

そこで、特許文献2では、フリップフロップを使用しそのクロックとしてゼロクロス信号を使用した構成が提案されている。これによれば、追加部品がフリップフロップ1個のみでかつそのクロックとして入力するゼロクロス信号も定着ヒータ制御でもともと使用している信号であるため、定着サーミスタ出力にのったノイズによる誤動作防止を低コストで実現することができる。   Therefore, Patent Document 2 proposes a configuration using a flip-flop and using a zero-cross signal as its clock. According to this, since the additional component is only one flip-flop and the zero cross signal input as the clock is the signal originally used in the fixing heater control, it is possible to prevent malfunction due to noise on the fixing thermistor output. Can be realized at a cost.

また、補助電源装置としてコンデンサ(キャパシタ)を内蔵し、省エネ・立ち上がり時間短縮を達成する加熱装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, a heating device that incorporates a capacitor (capacitor) as an auxiliary power supply device and achieves energy saving and rise time reduction has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

具体的には、従来と同様に設けられた主電源装置(通常は商用電源)から供給される電力の他に、コンデンサで構成された補助電源装置から供給される電力も加熱装置に供給するものである。このように構成することにより、商用電源からの入力は日本国内の一般的な商用電源の定格である100V15Aを超えずに、加熱装置へ大電力を供給することが可能となり、(1)立ち上がり時間短縮、(2)低電力モードが無くなることによる省エネ、を達成することができる。   Specifically, in addition to the power supplied from the main power supply device (usually commercial power supply) provided in the same manner as in the past, the power supplied from the auxiliary power supply device configured with a capacitor is also supplied to the heating device. It is. With this configuration, it is possible to supply a large amount of power to the heating device without the input from the commercial power supply exceeding 100V15A, which is the rating of a general commercial power supply in Japan. (1) Rise time Shortening and (2) energy saving by eliminating the low power mode can be achieved.

特開平10−307514号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-307514 特開平11−30927号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-30927 特開2000−315567号公報JP 2000-315567 A

ところが、上述したような特許文献2に開示されている構成は、定着サーミスタ出力にのったノイズによる誤動作防止を低コストで実現できる構成であるが、これを特許文献3に開示されているようなキャパシタを補助電源として搭載した画像形成装置に展開した場合、安全性に問題がある。   However, the configuration disclosed in Patent Document 2 as described above is a configuration that can prevent malfunction due to noise on the fixing thermistor output at a low cost, but this is disclosed in Patent Document 3. When an image forming apparatus equipped with a simple capacitor as an auxiliary power source is deployed, there is a problem in safety.

より詳細には、特許文献2の定着二重監視機構は、誤動作防止(ノイズ除去)用フリップフロップのクロック入力としてゼロクロス信号を使用しているが、ゼロクロス信号が発生しない状態(ACヒータリレーオフ時もしくはACヒータリレーオープン故障時といったゼロクロス検知回路に商用電源が印加されない状態)ではクロック入力がH固定となってしまうためコンパレータ出力をラッチできず、温度過昇状態でも定着二重監視機構による定着ヒータ強制オフができなくなってしまう。従来のような定着ヒータの電力が商用電源からのみ供給されるような場合は、ゼロクロス信号無しはACヒータリレーオフ、即ち定着ヒータへの電力供給源が遮断されていることと同義であるため問題はなかったが、キャパシタを補助電源として搭載した画像形成装置では、ACヒータリレーオフ状態でもキャパシタから定着ヒータへの電力供給経路が存在するため、安全性に問題が生じることになる。   More specifically, the fixing double monitoring mechanism of Patent Document 2 uses a zero-cross signal as a clock input of a flip-flop for preventing malfunction (noise removal), but does not generate a zero-cross signal (when the AC heater relay is off) Or, when the commercial power supply is not applied to the zero cross detection circuit such as when the AC heater relay is open, the clock input is fixed to H and the comparator output cannot be latched. It becomes impossible to forcibly turn off. When conventional fixing heater power is supplied only from a commercial power source, no zero cross signal is synonymous with AC heater relay off, that is, the power supply to the fixing heater is shut off. However, in the image forming apparatus in which the capacitor is mounted as an auxiliary power source, there is a power supply path from the capacitor to the fixing heater even when the AC heater relay is off.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定着温度過昇及び定着サーミスタ出力へノイズがのった時の誤動作を確実かつ安価に防止し、かつリレー故障を検出可能とすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reliably and inexpensively prevent malfunction when the fixing temperature rises and noise occurs on the fixing thermistor output, and to detect a relay failure. Objective.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、商用電源から供給される電力により発熱する主発熱体及び補助電源装置から供給される電力により発熱する補助発熱体を有している加熱部の温度を制御手段及び温度過昇検出手段により監視する定着二重監視機構を備え、前記定着二重監視機構におけるノイズ除去手段のクロック入力としてゼロクロス信号を使用する画像形成装置において、前記加熱部の温度を検出する温度検出手段と、前記周波数検出手段の後段に設けられ、前記商用電源から前記主発熱体への電力供給を遮断する主発熱体遮断手段と、前記温度検出手段の出力変化度合いに基づいて、前記主発熱体遮断手段の故障診断を行う異常発生判断手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 includes a main heating element that generates heat by electric power supplied from a commercial power supply and an auxiliary heating element that generates heat by electric power supplied from an auxiliary power supply device. Image forming apparatus comprising a fixing double monitoring mechanism for monitoring the temperature of the heating section having a control means and an overtemperature detecting means, and using a zero cross signal as a clock input of the noise removing means in the fixing double monitoring mechanism In the apparatus, a temperature detection means for detecting the temperature of the heating unit, a main heating element cutoff means provided at a subsequent stage of the frequency detection means, for cutting off power supply from the commercial power source to the main heating element, and the temperature And an abnormality occurrence determining means for performing a failure diagnosis of the main heating element blocking means based on the output change degree of the detecting means.

請求項1にかかる発明によれば、主発熱体遮断手段のオン/オフによらずゼロクロス信号が発生するため、定着二重監視機構が無効化されるタイミングが無く、かつ主発熱体遮断手段の故障検出が可能である。すなわち、主発熱体遮断手段の異常検出にゼロクロス信号を使用しないことにより、周波数検出手段を主発熱体遮断手段の前段に配置することができるので、安価なコストで定着二重監視機構を構成することができ、定着二重監視機構の周波数検出手段の出力を用いてノイズ除去を行うノイズ除去手段に一定周期のクロックを入力することができる。これにより、定着温度過昇及び定着サーミスタ出力へノイズがのった時の誤動作を確実かつ安価に防止することができ、かつ主発熱体遮断手段のリレー故障を検出することができる。   According to the first aspect of the present invention, since the zero cross signal is generated regardless of whether the main heating element blocking means is turned on or off, there is no timing for disabling the fixing double monitoring mechanism, and the main heating element blocking means Fault detection is possible. That is, by not using the zero cross signal for detecting the abnormality of the main heating element blocking means, the frequency detection means can be arranged in front of the main heating element blocking means, so that the fixing double monitoring mechanism is configured at low cost. In addition, it is possible to input a clock having a fixed period to the noise removing means for removing noise using the output of the frequency detecting means of the fixing double monitoring mechanism. As a result, it is possible to reliably and inexpensively prevent malfunction when the fixing temperature rises and noise occurs on the fixing thermistor output, and it is possible to detect a relay failure of the main heating element cutoff means.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の実施の一形態を図1ないし図6に基づいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置中の定着ヒータ関連部分のみを抜粋したブロック図である。図1に示す画像形成装置100は、加熱部1と補助電源装置2と主発熱体駆動部3と補助発熱体駆動部(キャパシタヒータ駆動回路)4と制御部5とを有している。   FIG. 1 is a block diagram in which only the fixing heater related part in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention is extracted. An image forming apparatus 100 illustrated in FIG. 1 includes a heating unit 1, an auxiliary power supply device 2, a main heating element driving unit 3, an auxiliary heating element driving unit (capacitor heater driving circuit) 4, and a control unit 5.

加熱部1は、商用電源6から供給される電力により発熱する主発熱体(ACヒータ)7と、補助電源装置2から供給される電力により発熱する補助発熱体(キャパシタヒータ)8と、加熱部1内の温度を検出する温度検出手段(サーミスタ)9とを有している。   The heating unit 1 includes a main heating element (AC heater) 7 that generates heat by electric power supplied from a commercial power source 6, an auxiliary heating element (capacitor heater) 8 that generates heat by electric power supplied from the auxiliary power supply device 2, and a heating unit. 1 has a temperature detecting means (thermistor) 9 for detecting the temperature in 1.

補助電源装置2は、充放電可能な蓄電装置(例えば電気二重層コンデンサ)を有している。   The auxiliary power supply device 2 has a chargeable / dischargeable power storage device (for example, an electric double layer capacitor).

主発熱体駆動部3は、商用電源6から主発熱体7への電力供給を制御する主発熱体駆動手段10と、商用電源6から主発熱体7への電力供給を遮断する主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11とを有している。加えて、本実施の形態においては、商用電源6と主発熱体駆動部3の主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11との間に、商用電源6の周波数を検出する周波数検出手段(ゼロクロス検知回路)12が設けられている。   The main heating element driving unit 3 includes a main heating element driving unit 10 that controls power supply from the commercial power supply 6 to the main heating element 7 and a main heating element cutoff that interrupts power supply from the commercial power supply 6 to the main heating element 7. Means (AC heater relay) 11. In addition, in the present embodiment, frequency detection means (zero cross) for detecting the frequency of the commercial power supply 6 between the commercial power supply 6 and the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11 of the main heating element drive unit 3. Detection circuit) 12 is provided.

補助発熱体駆動部4は、補助電源装置2から補助発熱体8への電力供給を制御する補助発熱体駆動手段13と、補助電源装置2から補助発熱体8への電力供給を遮断する補助発熱体遮断手段(キャパシタヒータリレー)14とを有している。   The auxiliary heating element driving unit 4 includes auxiliary heating element driving means 13 for controlling power supply from the auxiliary power supply device 2 to the auxiliary heating element 8, and auxiliary heat generation for cutting off power supply from the auxiliary power supply device 2 to the auxiliary heating element 8. A body shut-off means (capacitor heater relay) 14.

制御部5は、加熱部1の温度過昇を検出する温度過昇検出手段(コンパレータ)15と、温度過昇検出手段15が検出した温度過昇情報を記憶する温度過昇記憶手段(フリップフロップ2)16と、温度過昇検出手段15と温度過昇記憶手段16との間に設けられ、周波数検出手段12の出力を用いてノイズ除去を行うノイズ除去手段(フリップフロップ1)17と、温度過昇記憶手段16の出力により主発熱体7の主発熱体制御信号を強制的にオフする主発熱体強制オフ手段(ゲート)18と、温度過昇記憶手段16の出力により補助発熱体8の補助発熱体制御信号を強制的にオフする補助発熱体強制オフ手段(ゲート)19と、画像形成装置100の制御を行う制御手段であるCPU(Central Processing Unit)20とを有している。   The control unit 5 includes an overtemperature detection unit (comparator) 15 that detects an overtemperature of the heating unit 1, and an overtemperature storage unit (flip-flop) that stores the overtemperature information detected by the overtemperature detection unit 15. 2) Noise removal means (flip-flop 1) 17 provided between 16 and overtemperature detection means 15 and overtemperature storage means 16 for removing noise using the output of frequency detection means 12, and temperature The main heating element forced-off means (gate) 18 forcibly turns off the main heating element control signal of the main heating element 7 by the output of the overheating storage means 16 and the auxiliary heating element 8 by the output of the overheating storage means 16. An auxiliary heating element forced-off means (gate) 19 for forcibly turning off the auxiliary heating element control signal and a CPU (Central Processing Unit) 20 that is a control means for controlling the image forming apparatus 100 are included.

ここで、商用電源6は、メインスイッチ21を介して補助電源装置2を充電するための充電器22と、画像形成装置100の動作に必要なDC電源を生成する図示しないPSU(Power Supply Unit)とに供給される。   Here, the commercial power supply 6 includes a charger 22 for charging the auxiliary power supply device 2 via the main switch 21 and a PSU (Power Supply Unit) (not shown) that generates a DC power supply necessary for the operation of the image forming apparatus 100. And supplied to.

また、商用電源6は、メインスイッチ21を介さずにACヒータ駆動回路3へ入力される。なお、メインスイッチ21は、ACヒータ駆動回路3、PSU、充電器22の共通経路上(商用電源6が画像形成装置100に入力されて分岐する前)に配置することも可能だが、そのように構成するとメインスイッチ21にACヒータ7の電流も通電されることになり、定格電流の非常に大きいメインスイッチ21を選定しなければならなくなってしまうため、ACヒータ駆動回路3の電力供給経路から分離するのが一般的である。   Further, the commercial power source 6 is input to the AC heater driving circuit 3 without passing through the main switch 21. The main switch 21 can be arranged on a common path of the AC heater driving circuit 3, the PSU, and the charger 22 (before the commercial power supply 6 is input to the image forming apparatus 100 and branched). If configured, the current of the AC heater 7 is also supplied to the main switch 21 and the main switch 21 having a very large rated current must be selected. Therefore, the main switch 21 is separated from the power supply path of the AC heater driving circuit 3. It is common to do.

PSUは、商用電源6を整流、降圧し、画像形成装置100内で使用される電源を生成する。PSUが生成する電源は主に2系統であり、1系統は主に制御系で使用されるVcc、他の1系統は主に駆動系で使用されるVaaである。   The PSU rectifies and steps down the commercial power supply 6 to generate a power supply used in the image forming apparatus 100. The power supply generated by the PSU is mainly two systems, one system is Vcc mainly used in the control system, and the other system is Vaa mainly used in the drive system.

定着部1内に配置される図示しない定着ローラには、発熱部材であるACヒータ7及びキャパシタヒータ8が設けられる。ACヒータ7は、商用電源6を電力源とし、ACヒータ駆動回路3によりオン/オフ制御される。キャパシタヒータ8は、補助電源装置2に充電された電力を電力源とし、キャパシタヒータ駆動回路4によりオン/オフ制御される。補助電源装置2は、充電器22により充電される。充電器22にはメインスイッチ21を介して商用電源6が入力され、画像形成装置100の制御部5からの図示しない制御信号により充電制御される。   The fixing roller (not shown) disposed in the fixing unit 1 is provided with an AC heater 7 and a capacitor heater 8 which are heat generating members. The AC heater 7 is on / off controlled by the AC heater driving circuit 3 using the commercial power source 6 as a power source. The capacitor heater 8 is on / off controlled by the capacitor heater drive circuit 4 using the power charged in the auxiliary power supply 2 as a power source. The auxiliary power supply 2 is charged by the charger 22. The commercial power source 6 is input to the charger 22 via the main switch 21, and charging is controlled by a control signal (not shown) from the control unit 5 of the image forming apparatus 100.

定着ローラの近傍には、定着ローラの表面温度(温度過昇)を検出するための温度過昇検出手段(温度検出手段)としてのサーミスタ(以下定着サーミスタ)9が設けられており、この定着サーミスタ9の抵抗値が温度により変化することにより制御部5は定着ローラの表面温度を検出する。この定着サーミスタ9には、一般的に負特性(温度が上がると抵抗値が低くなる)のサーミスタが使用される。   In the vicinity of the fixing roller, a thermistor (hereinafter referred to as a fixing thermistor) 9 is provided as an overtemperature detecting means (temperature detecting means) for detecting the surface temperature (overtemperature) of the fixing roller. The controller 5 detects the surface temperature of the fixing roller when the resistance value 9 changes with temperature. As the fixing thermistor 9, a thermistor having a negative characteristic (a resistance value decreases as the temperature rises) is generally used.

キャパシタヒータ駆動回路4は、通常時のキャパシタヒータ8のオン/オフ制御のために使用する補助発熱体駆動手段としてのFET(電界効果トランジスタ)13と、異常時にキャパシタヒータ8への電力供給を遮断するキャパシタヒータリレー14とで構成される。FET13とキャパシタヒータリレー14は何れも制御部5によりそのオン/オフが制御される。   The capacitor heater drive circuit 4 cuts off the power supply to the FET (field effect transistor) 13 as an auxiliary heating element drive means used for on / off control of the capacitor heater 8 at the normal time and the capacitor heater 8 at the time of abnormality. The capacitor heater relay 14 is configured to be configured. The FET 13 and the capacitor heater relay 14 are both turned on / off by the control unit 5.

ACヒータ駆動回路3は、通常時のACヒータ7のオン/オフ制御のために使用する主発熱体駆動手段としてのトライアック10、及び異常時にACヒータ7への電力供給を遮断するACヒータリレー11で構成される。トライアック10とACヒータリレー11は何れも制御部5によりそのオン/オフが制御される。   The AC heater driving circuit 3 includes a triac 10 as a main heating element driving unit used for on / off control of the AC heater 7 in a normal state, and an AC heater relay 11 that cuts off power supply to the AC heater 7 in an abnormal state. Consists of. The triac 10 and the AC heater relay 11 are both turned on / off by the control unit 5.

商用電源6のゼロクロス点を検知する周波数検出手段(ゼロクロス検知回路)12は、商用電源6と主発熱体駆動部3の主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11との間に設けられている。ゼロクロス検知回路12の出力であるゼロクロス信号は、制御部5へ入力され、定着ヒータの位相制御等に使用される。位相制御は本発明とは無関係であるため詳細の説明は省略する。   The frequency detection means (zero cross detection circuit) 12 for detecting the zero cross point of the commercial power supply 6 is provided between the commercial power supply 6 and the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11 of the main heating element drive unit 3. . A zero-cross signal that is an output of the zero-cross detection circuit 12 is input to the control unit 5 and used for phase control of the fixing heater and the like. Since the phase control is irrelevant to the present invention, detailed description thereof is omitted.

制御部5は、画像形成装置100の制御を行うCPU20、定着高温異常時にCPU20のI/Oポート出力によらずACヒータ7、キャパシタヒータ8を強制オフするための定着二重監視機構、及びACヒータリレー11のオン/オフ信号、キャパシタヒータリレー14のオン/オフ信号、ACヒータ7のオン/オフ信号、キャパシタヒータ8のオン/オフ信号をACヒータ駆動回路3およびキャパシタヒータ駆動回路4で出力するためのドライバ23〜26とで構成される。   The control unit 5 controls the image forming apparatus 100, a fixing double monitoring mechanism for forcibly turning off the AC heater 7 and the capacitor heater 8 regardless of the I / O port output of the CPU 20 when the fixing temperature is abnormal, and AC The AC heater drive circuit 3 and the capacitor heater drive circuit 4 output the heater relay 11 on / off signal, the capacitor heater relay 14 on / off signal, the AC heater 7 on / off signal, and the capacitor heater 8 on / off signal. And drivers 23 to 26 for the purpose.

定着二重監視機構は、コンパレータ15、フリップフロップ1(17)、フリップフロップ2(16)、ゲート18、19等で構成される。   The fixing double monitoring mechanism includes a comparator 15, a flip-flop 1 (17), a flip-flop 2 (16), gates 18 and 19, and the like.

コンパレータ15は、定着サーミスタ9の出力を用い定着部1が温度過昇となっている否かの判定を行う。コンパレータ15の反転入力(−)には、PSUで生成された電圧Vccを2つの抵抗R1、R2で分圧して生成した基準電圧を入力する。コンパレータ15の非反転入力(+)には、PSUで生成された電圧Vccを抵抗R3と定着サーミスタ9で分圧して生成した電圧を入力する。抵抗R1、R3の抵抗値を同じ値としておくことにより、定着サーミスタ9の抵抗値が抵抗R2の抵抗値よりも大きいか小さいかでコンパレータ15の出力が決定される。   The comparator 15 uses the output of the fixing thermistor 9 to determine whether or not the fixing unit 1 is overheated. A reference voltage generated by dividing the voltage Vcc generated by the PSU by the two resistors R1 and R2 is input to the inverting input (−) of the comparator 15. A voltage generated by dividing the voltage Vcc generated by the PSU by the resistor R3 and the fixing thermistor 9 is input to the non-inverting input (+) of the comparator 15. By setting the resistance values of the resistors R1 and R3 to the same value, the output of the comparator 15 is determined depending on whether the resistance value of the fixing thermistor 9 is larger or smaller than the resistance value of the resistor R2.

定着サーミスタ9の抵抗値が抵抗R2の抵抗値よりも大きい時は非反転入力(+)の電圧の方が高くなるのでH(「1」論理レベル)を出力し、定着サーミスタ9の抵抗値が抵抗R2の抵抗値よりも小さい時は反転入力(+)の電圧の方が高くなるのでL(「0」論理レベル)を出力する。定着温度過昇検知温度は、抵抗R2の抵抗値により決定される。   When the resistance value of the fixing thermistor 9 is larger than the resistance value of the resistor R2, the voltage of the non-inverted input (+) becomes higher, so H (“1” logic level) is output, and the resistance value of the fixing thermistor 9 is When the resistance value is smaller than the resistance value of the resistor R2, the voltage of the inverting input (+) becomes higher, so that L (“0” logic level) is output. The fixing temperature excessive detection temperature is determined by the resistance value of the resistor R2.

例えば定着温度過昇検知温度を200℃に設定する場合、200℃時の定着サーミスタ9の抵抗値を抵抗R2の抵抗値とする。また、抵抗R3と定着サーミスタ9とで分圧して生成した電圧は、CPU20のA/D入力にも接続され、CPU20による定着温度制御に使用される。   For example, when the detection temperature rise detection temperature is set to 200 ° C., the resistance value of the fixing thermistor 9 at 200 ° C. is set as the resistance value of the resistor R2. Further, the voltage generated by voltage division by the resistor R3 and the fixing thermistor 9 is also connected to the A / D input of the CPU 20 and used for fixing temperature control by the CPU 20.

コンパレータ15の出力は、ノイズ除去を目的としたフリップフロップ1(17)のデータ入力(D)に接続される。フリップフロップ1(17)のクロック入力にはゼロクロス信号が接続されており、ゼロクロス信号の立ち上がりエッジ毎にデータ入力をラッチする。ここで、図2はゼロクロス信号の発生状態を示す説明図である。図2に示すように、ゼロクロス信号は商用電源6の半波毎で1サイクルとなるので、東日本地域のように商用電源6の周波数が50Hzであればゼロクロス信号の周波数は100Hzになり、西日本地域のように商用電源6の周波数が60Hzであればゼロクロス信号の周波数は120Hzになる。   The output of the comparator 15 is connected to the data input (D) of the flip-flop 1 (17) for the purpose of noise removal. A zero cross signal is connected to the clock input of the flip-flop 1 (17), and the data input is latched at every rising edge of the zero cross signal. Here, FIG. 2 is an explanatory view showing a generation state of the zero cross signal. As shown in FIG. 2, since the zero cross signal is one cycle for each half wave of the commercial power source 6, if the frequency of the commercial power source 6 is 50 Hz as in the eastern Japan region, the frequency of the zero cross signal is 100 Hz, and the western Japan region. Thus, if the frequency of the commercial power supply 6 is 60 Hz, the frequency of the zero cross signal is 120 Hz.

ここで、画像形成装置100を東日本地域で使用する場合を例にとってノイズ除去効果について説明する。フリップフロップ1(17)のデータ入力はゼロクロス信号の立ち上がりエッジ毎にラッチされる、言い換えればゼロクロス信号が立ち上がる僅かな時間を除けばデータ入力はラッチされないということであり、ゼロクロス信号がH固定又はL固定となっているタイミングで定着サーミスタ9の出力にノイズが重畳してもそのノイズを誤ラッチしてしまうことはない。また、ゼロクロス信号は100Hzと比較的低速な信号であるため、データをラッチする間隔が比較的長くなりノイズ除去を達成するために好適なクロック入力である。   Here, the noise removal effect will be described by taking the case where the image forming apparatus 100 is used in the East Japan region as an example. The data input of the flip-flop 1 (17) is latched at every rising edge of the zero cross signal. In other words, the data input is not latched except for a short time when the zero cross signal rises. Even if noise is superimposed on the output of the fixing thermistor 9 at a fixed timing, the noise will not be erroneously latched. Further, since the zero cross signal is a relatively low speed signal of 100 Hz, the data latching interval is relatively long and is a suitable clock input for achieving noise removal.

フリップフロップ1(17)の出力(Q)は温度過昇情報の記憶を目的としたフリップフロップ2(16)のリセット入力(R、アクティブL)に接続される。前記コンパレータ15の出力は定着温度過昇非検知時にHとなり、定着温度過昇検知時にLとなり、ゼロクロス信号の立ち上がりエッジによってフリップフロップ1(17)にラッチされるので、定着温度過昇検知時にフリップフロップ2(16)のリセット入力がLとなる。フリップフロップ2(16)がリセットされると反転出力(−Q)はHとなる。定着温度過昇検知後に定着温度が下がった場合、コンパレータ15の出力がH、フリップフロップ1(17)の出力がHとなり、フリップフロップ2(16)のリセット入力がHとなるが、リセット解除されてもフリップフロップ2(16)のクロック入力である過昇検知解除信号が出力されない限り反転出力はHを保持し続ける。   The output (Q) of the flip-flop 1 (17) is connected to the reset input (R, active L) of the flip-flop 2 (16) for the purpose of storing overheating information. The output of the comparator 15 becomes H when the fixing temperature rise is not detected and becomes L when the fixing temperature rise is detected, and is latched in the flip-flop 1 (17) by the rising edge of the zero cross signal. The reset input of group 2 (16) becomes L. When the flip-flop 2 (16) is reset, the inverted output (-Q) becomes H. When the fixing temperature falls after the detection of excessive fixing temperature, the output of the comparator 15 becomes H, the output of the flip-flop 1 (17) becomes H, and the reset input of the flip-flop 2 (16) becomes H, but the reset is released. However, the inverted output continues to hold H unless the over-rise detection cancel signal that is the clock input of the flip-flop 2 (16) is output.

フリップフロップ2(16)の反転出力は、ゲート18、19に接続される。CPU20が出力するACヒータリレートリガ、キャパシタヒータリレートリガをこの信号でゲートすることにより、温度過昇検知時にCPU20のI/Oポートの出力によらず各々のリレーはオフとなる。   The inverted output of the flip-flop 2 (16) is connected to the gates 18 and 19. By gating the AC heater relay trigger and capacitor heater relay trigger output by the CPU 20 with this signal, each relay is turned off regardless of the output of the I / O port of the CPU 20 when overheating is detected.

ここで、本実施の形態における特有の作用について説明する。従来においては、ゼロクロス検知回路をACヒータリレーの後段に配置し、ACヒータリレーが正常であれば、ACヒータリレーオン時はゼロクロス信号が検出され、ACヒータリレーオフ時はゼロクロス信号が検出されないことを利用して、ACヒータリレーの異常検出を行っていた。本実施の形態においては、周波数検出手段(ゼロクロス検知回路)12を商用電源6と主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11との間に設け、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の異常検出を定着サーミスタ9の温度検出結果により行なうようにしたものである。   Here, a specific action in the present embodiment will be described. Conventionally, if the zero cross detection circuit is arranged after the AC heater relay and the AC heater relay is normal, the zero cross signal is detected when the AC heater relay is on, and the zero cross signal is not detected when the AC heater relay is off. The abnormality of the AC heater relay was detected using. In the present embodiment, a frequency detection means (zero cross detection circuit) 12 is provided between the commercial power supply 6 and the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11, and the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11 is provided. Abnormality detection is performed based on the temperature detection result of the fixing thermistor 9.

ここで、図3は定着サーミスタ9の温度検出結果による主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の異常検出の流れを示すフローチャートである。図3に示すように、制御部5は、定着サーミスタ9で検出した定着ローラの表面温度(temp1)を取得すると(ステップS1)、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11をオフ制御するとともに、CPU20が出力するACヒータリレートリガをオン制御する(ステップS2)。   Here, FIG. 3 is a flowchart showing a flow of abnormality detection of the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 based on the temperature detection result of the fixing thermistor 9. As shown in FIG. 3, when the controller 5 acquires the surface temperature (temp1) of the fixing roller detected by the fixing thermistor 9 (step S1), the controller 5 controls the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 to be turned off. The AC heater relay trigger output by the CPU 20 is turned on (step S2).

そして、制御部5は、規定時間経過後(ステップS3)、定着サーミスタ9で検出した定着ローラの表面温度(temp2)を取得し(ステップS4)、temp2と先に取得したtemp1との温度差が規定温度(α)内であるか否かを判断する(ステップS5)。   Then, after the lapse of the specified time (step S3), the control unit 5 acquires the surface temperature (temp2) of the fixing roller detected by the fixing thermistor 9 (step S4), and the temperature difference between temp2 and the previously acquired temp1 is obtained. It is determined whether the temperature is within the specified temperature (α) (step S5).

制御部5は、temp2と先に取得したtemp1との温度差が規定温度(α)内であると判断した場合には(ステップS5のY)、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11をオン制御するとともに、CPU20が出力するACヒータリレートリガをオフ制御し(ステップS6)、規定時間経過後(ステップS7)、定着サーミスタ9で検出した定着ローラの表面温度(temp3)を取得し(ステップS8)、temp3と先に取得したtemp2との温度差が規定温度(β)を超えているか否かを判断する(ステップS9)。   When the control unit 5 determines that the temperature difference between temp2 and the previously acquired temp1 is within the specified temperature (α) (Y in step S5), the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 is turned on. In addition to the on-control, the AC heater relay trigger output by the CPU 20 is controlled to be off (step S6), and after the lapse of a specified time (step S7), the surface temperature (temp3) of the fixing roller detected by the fixing thermistor 9 is acquired (step 3). S8), it is determined whether or not the temperature difference between temp3 and the previously acquired temp2 exceeds the specified temperature (β) (step S9).

制御部5は、temp3と先に取得したtemp2との温度差が規定温度(β)を超えていると判断した場合には(ステップS9のY)、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11における異常検出はないものと判断し、処理を終了する。   When the control unit 5 determines that the temperature difference between temp3 and the previously acquired temp2 exceeds the specified temperature (β) (Y in step S9), the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 It is determined that there is no abnormality detection in, and the process ends.

一方、temp2と先に取得したtemp1との温度差が規定温度(α)を超えていると判断した場合には(ステップS5のN)、定着部1内に配置される定着ローラの温度上昇が大きいとして、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の故障フラグ1(溶着故障)をオン制御する(ステップS10:異常発生判断手段)。また、temp3と先に取得したtemp2との温度差が規定温度(β)内であると判断した場合には(ステップS9のN)、定着部1内に配置される定着ローラの温度上昇が小さいとして、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の故障フラグ2(オープン故障)をオン制御する(ステップS11:異常発生判断手段)。   On the other hand, when it is determined that the temperature difference between temp2 and the previously acquired temp1 exceeds the specified temperature (α) (N in step S5), the temperature rise of the fixing roller disposed in the fixing unit 1 is increased. If it is larger, the failure flag 1 (welding failure) of the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11 is turned on (step S10: abnormality occurrence determination means). If it is determined that the temperature difference between temp3 and temp2 acquired previously is within the specified temperature (β) (N in step S9), the temperature rise of the fixing roller arranged in the fixing unit 1 is small. Then, the failure flag 2 (open failure) of the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 is turned on (step S11: abnormality occurrence determination means).

このように本実施の形態によれば、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11のオン/オフによらずゼロクロス信号が発生するため、定着二重監視回路が無効化されるタイミングが無く、かつ主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の故障検出が可能である。すなわち、主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の異常検出にゼロクロスを使用しないことにより、ゼロクロス信号を出力する周波数検出手段(ゼロクロス検知回路)12を主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11の前段に配置することができるので、安価なコストで定着二重監視回路を構成することができ、定着二重監視回路の周波数検出手段12の出力を用いてノイズ除去を行うノイズ除去手段(フリップフロップ1)17に一定周期のクロックを入力することができる。これにより、定着温度過昇及び定着サーミスタ出力へノイズがのった時の誤動作を確実かつ安価に防止することができ、かつ主発熱体遮断手段(ACヒータリレー)11のリレー故障を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the zero cross signal is generated regardless of whether the main heating element blocking means (AC heater relay) 11 is turned on or off, there is no timing at which the fixing double monitoring circuit is invalidated. In addition, it is possible to detect a failure of the main heating element blocking means (AC heater relay) 11. That is, the frequency detection means (zero cross detection circuit) 12 that outputs a zero cross signal is used as the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11 by not using the zero cross for the abnormality detection of the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11. Therefore, it is possible to construct a fixing double monitoring circuit at a low cost, and a noise removing means (flip-flop) that performs noise removal using the output of the frequency detecting means 12 of the fixing double monitoring circuit. A clock with a fixed period can be input to the group 1) 17. Accordingly, it is possible to reliably and inexpensively prevent malfunction when the fixing temperature rises and noise occurs on the fixing thermistor output, and to detect a relay failure of the main heating element cutoff means (AC heater relay) 11. Can do.

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置中の定着ヒータ関連部分のみを抜粋したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating only a portion related to the fixing heater in the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. ゼロクロス信号の発生状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the generation | occurrence | production state of a zero cross signal. 定着サーミスタの温度検出結果によるACヒータリレーの異常検出の流れを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a flow of AC heater relay abnormality detection based on a temperature detection result of a fixing thermistor. リレー、トライアック、定着ヒータの動作と定着温度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between operation | movement of a relay, a triac, a fixing heater, and fixing temperature. リレー、トライアック、定着ヒータの動作と定着温度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between operation | movement of a relay, a triac, a fixing heater, and fixing temperature. リレー、トライアック、定着ヒータの動作と定着温度との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between operation | movement of a relay, a triac, a fixing heater, and fixing temperature.

符号の説明Explanation of symbols

1 加熱部
2 補助電源装置
6 商用電源
7 主発熱体
8 補助発熱体
9 温度検出手段
11 主発熱体遮断手段
12 周波数検出手段
15 温度過昇検出手段
17 ノイズ除去手段
20 制御手段
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating part 2 Auxiliary power supply device 6 Commercial power supply 7 Main heating element 8 Auxiliary heating element 9 Temperature detection means 11 Main heating element cutoff means 12 Frequency detection means 15 Overtemperature detection means 17 Noise removal means 20 Control means 100 Image forming apparatus

Claims (1)

商用電源から供給される電力により発熱する主発熱体及び補助電源装置から供給される電力により発熱する補助発熱体を有している加熱部の温度を制御手段及び温度過昇検出手段により監視する定着二重監視機構を備え、前記定着二重監視機構におけるノイズ除去手段のクロック入力として周波数検出手段から出力されるゼロクロス信号を使用する画像形成装置において、
前記加熱部の温度を検出する温度検出手段と、
前記周波数検出手段の後段に設けられ、前記商用電源から前記主発熱体への電力供給を遮断する主発熱体遮断手段と、
前記温度検出手段の出力変化度合いに基づいて、前記主発熱体遮断手段の故障診断を行う異常発生判断手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Fixing for monitoring the temperature of a heating unit having a main heating element that generates heat by electric power supplied from a commercial power source and an auxiliary heating element that generates heat by electric power supplied from an auxiliary power supply device by a control means and an overtemperature detection means In an image forming apparatus comprising a double monitoring mechanism and using a zero cross signal output from a frequency detection means as a clock input of a noise removal means in the fixing double monitoring mechanism,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating unit;
A main heating element blocking means provided at a subsequent stage of the frequency detection means, for blocking power supply from the commercial power source to the main heating element;
Based on the output change degree of the temperature detection means, an abnormality occurrence determination means for performing a failure diagnosis of the main heating element blocking means,
An image forming apparatus comprising:
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