JP2007226150A - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置において転写材に転写されたトナー像を当該転写材へ定着させる定着処理を施す定着装置、及び該定着装置を搭載する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device that performs a fixing process for fixing a toner image transferred onto a transfer material in an image forming apparatus, and an image forming apparatus including the fixing device.
従来、複写機等の画像形成装置に搭載される定着装置は、画像形成部の下流側に設置され、画像形成部で用紙(転写材)に転写されたトナー像を当該用紙に対して加熱により定着させる定着処理を施す。かかる定着装置には、熱源(ヒータ)により加熱される定着ローラと前記定着ローラに押圧当接された加圧ローラとが設けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine is installed on the downstream side of an image forming unit, and a toner image transferred on a sheet (transfer material) in the image forming unit is heated on the sheet. A fixing process for fixing is performed. Such a fixing device is provided with a fixing roller heated by a heat source (heater) and a pressure roller pressed against the fixing roller.
そして、軸心周りに回転している加圧ローラと定着ローラとの間に形成されたニップ部に向けて転写処理済みの用紙を供給し、ニップ部を通過する用紙に対して定着ローラから熱を供給することによってトナーを溶融させ、これによる溶融トナーの用紙表面への固着によって定着処理が施されるようになっている。 Then, the transfer-finished paper is supplied toward the nip formed between the pressure roller and the fixing roller rotating around the axis, and the fixing roller heats the paper passing through the nip. The toner is melted by supplying the toner, and the fixing process is performed by fixing the molten toner to the paper surface.
このような定着装置においては、例えば、定着ローラに異常な温度上昇が発生すると、定着装置の破損や故障を招来する虞があることから、定着ローラの温度を適正に管理する必要がある。そこで、従来では、定着ローラの周面における所定位置と対向する位置に温度センサが配設され、定着ローラに異常な温度上昇が発生すると、定着ローラへの電力供給を停止する処理が行われる。 In such a fixing device, for example, if an abnormal temperature rise occurs in the fixing roller, the fixing device may be damaged or broken, and therefore it is necessary to appropriately control the temperature of the fixing roller. Therefore, conventionally, a temperature sensor is disposed at a position opposite to a predetermined position on the peripheral surface of the fixing roller, and when an abnormal temperature rise occurs in the fixing roller, a process of stopping power supply to the fixing roller is performed.
ところで、この定着ローラの温度検出に、非接触式の赤外線温度センサが採用されている場合がある。この赤外線温度センサは、2つのサーミスタ(Thermistor)と赤外線フィルムとを備え、一方のサーミスタが前記赤外線フィルムを介して、例えば定着ローラ等の測定対象物の温度(以下、検知温度という)を検出する一方、他方のサーミスタが当該赤外線温度センサの例えば筐体の温度(以下、補償温度という)を検出し、これらの検出出力に基づいて導出される温度を前記測定対象物の温度として出力するように構成されている。 By the way, a non-contact type infrared temperature sensor may be employed for detecting the temperature of the fixing roller. This infrared temperature sensor includes two thermistors and an infrared film, and one thermistor detects the temperature of a measurement object such as a fixing roller (hereinafter referred to as a detection temperature) via the infrared film. On the other hand, the other thermistor detects, for example, the temperature of the casing of the infrared temperature sensor (hereinafter referred to as compensation temperature), and outputs the temperature derived based on these detection outputs as the temperature of the measurement object. It is configured.
しかしながら、前記赤外線温度センサにおいては、同一の赤外線温度センサの出力に対応する検知温度と補償温度との組み合わせが複数存在する場合があることから、測定対象物の実際の温度と所定の基準値とを比較し、その比較結果に基づいて定着ローラへの電力供給の停止を決定する方法を採用する場合に、前記所定の基準値として或る一の基準値を設定することを想定したとき、赤外線温度センサの出力が得られても、この出力に対応する検知温度と補償温度との組み合わせが一義的に導出されず、正確な測定対象物への電力供給の停止を行うことができないことが考えられる。 However, in the infrared temperature sensor, there may be a plurality of combinations of detection temperature and compensation temperature corresponding to the output of the same infrared temperature sensor, so that the actual temperature of the measurement object and the predetermined reference value When the method of determining the stop of the power supply to the fixing roller based on the comparison result is employed, it is assumed that a certain reference value is set as the predetermined reference value. Even if the output of the temperature sensor is obtained, the combination of the detected temperature and the compensation temperature corresponding to this output is not uniquely derived, and it is considered that the power supply to the measurement object cannot be stopped accurately. It is done.
下記特許文献1には、このような問題に対し、赤外線検知用サーミスタ及び温度補償用サーミスタを含む温度検出回路において、温度補償用サーミスタに直列接続する抵抗素子を増設し、対象物の温度が所定温度であるときの前記温度検出回路の出力値を一定にする方法が提案されている。
しかしながら、サーミスタの出力信号は信号レベルが非常に小さいものであるため、温度検知部分に抵抗素子を増設すると、前記信号レベルがさらに小さくなりS/Nが悪化することによって、サーミスタの温度検知精度の低下を招来し、その結果、定着ローラの温度を適正に管理することができなくなる可能性がある。 However, since the output signal of the thermistor has a very low signal level, when a resistance element is added to the temperature detection portion, the signal level is further reduced and the S / N is deteriorated. As a result, the temperature of the fixing roller may not be properly managed.
本発明は、従来のかかる状況に鑑みなされたものであって、高精度で測定対象物の温度管理を行うことのできる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device and an image forming apparatus that can perform temperature management of a measurement object with high accuracy.
請求項1に記載の発明は、互いに円柱状の周面で当接する一対のローラのうち少なくとも一方に熱を供給することにより、前記一対のローラ間に搬送された用紙に付着するトナーを該用紙に定着させるための加熱手段と、前記加熱手段に電力の供給を行うことにより、該加熱手段に熱を生成させる電力供給手段と、前記加熱手段により熱が供給される所定の測定対象物の温度を検出するための第1のセンサと、前記測定対象物と異なる対象物の温度を補償温度として検出する第2のセンサとを含み、前記第1、第2のセンサの出力に基づく温度を前記測定対象物の温度として出力する温度検出手段と、前記温度検出手段のうち前記第1のセンサの出力を用いて導出された検出温度と所定の基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記加熱手段への電力供給を遮断する電力遮断手段と、前記所定の基準値に係る複数の既定値の中から一の既定値を選択し、この既定値を前記所定の基準値として前記電力遮断手段に提供する基準値提供手段とを備えることを特徴とする定着装置である。 According to the first aspect of the present invention, by supplying heat to at least one of a pair of rollers that are in contact with each other on a cylindrical peripheral surface, toner adhering to the sheet conveyed between the pair of rollers is transferred to the sheet. A heating means for fixing the heating means, a power supply means for generating heat by supplying power to the heating means, and a temperature of a predetermined measurement object to which heat is supplied by the heating means And a second sensor for detecting a temperature of an object different from the measurement object as a compensation temperature, and the temperature based on the outputs of the first and second sensors is A temperature detection means that outputs the temperature of the object to be measured, and a detected temperature derived using the output of the first sensor of the temperature detection means and a predetermined reference value are compared, and based on the comparison result Heating A power shut-off means for shutting off power supply to the stage, and one predetermined value is selected from a plurality of default values related to the predetermined reference value, and the predetermined value is used as the predetermined reference value for the power shut-off means. And a reference value providing means for providing the fixing device.
この発明によれば、電力遮断手段による比較で用いる前記所定の基準値に係る複数の既定値の中から一の既定値を選択し、この既定値を前記所定の基準値として電力遮断手段に提供するようにしたので、前記検出温度と比較する前記所定の基準値を、前記第1、第2のセンサの出力に応じて設定することが可能となる。 According to the present invention, one predetermined value is selected from a plurality of predetermined values related to the predetermined reference value used in the comparison by the power cut-off means, and the predetermined value is provided to the power cut-off means as the predetermined reference value. Thus, the predetermined reference value to be compared with the detected temperature can be set according to the outputs of the first and second sensors.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、前記基準値提供手段は、前記第2のセンサの出力に応じて前記所定の基準値を設定することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the reference value providing unit sets the predetermined reference value in accordance with an output of the second sensor. It is.
この発明によれば、前記第2のセンサの出力に応じて前記所定の基準値を設定するようにしたので、第1のセンサの出力値が同一であっても第2のセンサの出力に応じて変化する温度検出手段の出力値に応じた基準値を設定することができ、加熱手段への電力供給の遮断を正確に行うことができる。 According to this invention, since the predetermined reference value is set according to the output of the second sensor, even if the output value of the first sensor is the same, according to the output of the second sensor. Therefore, it is possible to set a reference value corresponding to the output value of the temperature detecting means that changes, and the power supply to the heating means can be cut off accurately.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の定着装置において、前記基準値提供手段は、極値を有する前記検出温度と前記第2のセンサの出力との関係を近似的に表す複数の一次関数を用いて、得られた前記第2のセンサの出力に対応する前記検出温度を導出し、この検出温度を前記所定の基準値として前記電力遮断手段に提供することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the reference value providing unit is a plurality of units that approximately represent a relationship between the detected temperature having an extreme value and the output of the second sensor. The detected temperature corresponding to the obtained output of the second sensor is derived using a linear function, and the detected temperature is provided as the predetermined reference value to the power cut-off means. It is.
この発明によれば、極値を有する前記検出温度と前記第2のセンサの出力との関係を近似的に表す複数の一次関数を用いて、得られた前記第2のセンサの出力に対応する前記検出温度を導出するようにしたので、基準値提供手段を比較的簡単な回路で構成することができる。 According to this invention, a plurality of linear functions that approximately represent the relationship between the detected temperature having an extreme value and the output of the second sensor are used to correspond to the obtained output of the second sensor. Since the detected temperature is derived, the reference value providing means can be configured with a relatively simple circuit.
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の定着装置において、前記第1のセンサが温度を検出する前記所定の測定対象物は、前記一対のローラのうち一方のローラの温度であり、前記第2のセンサが温度を検出する前記対象物は、前記温度検出手段の筐体の温度であることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects, the predetermined measurement object whose temperature is detected by the first sensor is one of the pair of rollers. The temperature of the roller, and the object whose temperature is detected by the second sensor is the temperature of the casing of the temperature detecting means.
この発明によれば、前記第1のセンサが前記一対のローラのうち一方のローラの温度を検出し、前記第2のセンサが前記温度検出手段の筐体の温度を検出するものにおいて、前記請求項1ないし3のいずれかに記載の発明による作用が得られる。
According to this invention, the first sensor detects the temperature of one of the pair of rollers, and the second sensor detects the temperature of the casing of the temperature detecting means. The effect | action by the invention in any one of claim |
請求項5に記載の発明は、用紙に対して所定の画像データに基づく画像形成動作を行う画像形成手段と、前記画像形成手段による画像形成動作後の用紙に対して、前記用紙に付着するトナーを該用紙に定着させる前記請求項1ないし4のいずれかに記載の定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming unit that performs an image forming operation on a sheet based on predetermined image data, and a toner attached to the sheet with respect to the sheet after the image forming operation by the image forming unit An image forming apparatus comprising: the fixing device according to
この発明によれば、画像形成装置において、前記請求項1ないし4のいずれかに記載の発明による作用が得られる。 According to the present invention, in the image forming apparatus, the action according to any one of the first to fourth aspects can be obtained.
本発明によれば、前記検出温度と比較する前記所定の基準値を、前記第1、第2のセンサの出力に応じて設定することが可能となるので、従来のような温度検知精度の低下を招来することなく、前記加熱手段への電力供給の遮断を適切に行うことができ、高精度で測定対象物の温度管理を行うことができる。 According to the present invention, the predetermined reference value to be compared with the detected temperature can be set according to the outputs of the first and second sensors. Therefore, the power supply to the heating means can be properly interrupted, and the temperature of the measurement object can be controlled with high accuracy.
以下、本発明に係る画像形成装置について説明する。図1は、画像形成装置の第1の実施形態の内部構成を示す図である。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of the first embodiment of the image forming apparatus.
図1に示すように、画像形成装置1は、装置1の下部に位置する用紙供給部2と、用紙供給部2の上方に位置する画像形成部3と、画像形成部3の下流側に位置する定着部4と、画像形成部3の上方に位置する排出部5とを備える。
As shown in FIG. 1, the
用紙供給部2は、画像形成装置1の本体フレーム(図示せず)から外部に引き出すことで用紙Pの補給が可能となるように構成された給紙カセット6〜8を備え、給紙カセット6〜8に積層状態で載置された用紙Pを、給紙ローラ9〜11の回転動作により給紙カセット6〜8の出口側(図1の右側)に送り出すと共に、リタードローラ12〜14により最上位置の用紙Pを1枚ずつ第1用紙搬送部15に給紙する。
The
第1用紙搬送部15は、用紙供給部2から給紙された用紙Pを画像形成部3に向けて搬送するものである。第1用紙搬送部15は、一対の反射型フォトセンサが図1の紙面と直交する方向(主走査方向)の両端部に配設されてなるレジストセンサ16を備え、用紙Pがこのレジストセンサ16の配設位置まで搬送されると、該レジストセンサ16の下流側に配設されたレジストローラ17により、後述する感光体ドラム18の表面に形成されたトナー像と用紙Pの先端位置とを合わせるように搬送タイミングがとられた上で、感光体ドラム18と転写ローラ22との間に搬送される。
The first
画像形成部3は、回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム18と、この感光体ドラム18の周囲にその回転方向に沿って、帯電器19、レーザ走査ユニット20、現像部21、転写ローラ22及びクリーニング部23を備えており、電子写真プロセスによって感光体ドラム18上に所定のトナー像を形成し、そのトナー像を用紙Pに転写するものである。
The
帯電器19は、感光体ドラム18の周面を一定極性(本実施形態では正極性)に帯電させるものである。
The
レーザ走査ユニット20は、詳細には図示しないが、レーザ発光器、ポリゴンミラー及び反射鏡を備え、外部接続されたパーソナルコンピュータやスキャナ等の図略の画像入力装置から得た原稿の画像データに応じて強弱がつけられたレーザ光をレーザ発光器から出力し、ポリゴンミラー及び反射鏡を介して、正極性に帯電している感光体ドラム18の露光領域に照射するものである。この照射されたレーザ光により、感光体ドラム18の表面電位を画像に応じて減少させて、感光体ドラム18の表面に、原稿画像データに応じた静電潜像を形成させる。この光照射は、ポリゴンミラーの回転によって、帯電器19と現像部21との間の露光領域へ、回転する感光体ドラム18の幅方向(図1において紙面に垂直な方向)に繰り返して走査される。
Although not shown in detail, the
現像部21は、感光体ドラム18に対向配置された現像ローラ24と、トナーを格納したトナーコンテナ25とを備え、レーザ光により感光体ドラム18上の正電荷の減少した(電位の減少した)静電潜像の部分に、現像領域において同極、即ち正帯電したトナーを、現像ローラ24を用いて付着させるものである。これにより、感光体ドラム18上に形成されている静電潜像がトナーにより現像されて、感光体ドラム18の表面に可視像としてトナー像が形成される。
The developing
転写ローラ22は、感光体ドラム18に対して非接触状態で対向配置されており、感光体ドラム18の転写領域において用紙Pの裏面から負のコロナ放電を行って、感光体ドラム18上に形成されているトナー像を静電的に用紙P上に転写させるものである。
The
クリーニング部23は、感光体ドラム18の幅方向寸法と略同等の長さに形成された図略のクリーニングブレードを有し、このクリーニングブレードの先端部を図略の付勢手段の付勢力により感光体ドラム18の表面に付勢することで、転写後の感光体ドラム18の表面に付着している残留トナーを掻き落とすように構成されている。
The cleaning unit 23 has a cleaning blade (not shown) formed to have a length substantially the same as the width direction dimension of the
定着部4は、トナー像が転写された用紙を加圧及び加熱することにより用紙に転写されたトナーを該用紙に定着させる定着処理を行うものであり、熱遮蔽ボックス26と、熱遮蔽ボックス26内の上部に配設された定着ローラ27と、熱遮蔽ボックス26内の下部において定着ローラ27に圧接して配設された加圧ローラ28とを備える。
The fixing
定着ローラ27は、ヒータ42(図2参照)を内蔵し、通常、一定温度に設定されており、この定着ローラ27に用紙が接触することで該用紙が加熱される。
The fixing
排出部5は、例えば画像形成装置1の本体フレームの上面に形成されており、定着部4から第2用紙搬送部29を通って搬送されてきた定着処理後の用紙を順次集積するものである。
The
操作入力部30は、画像形成装置1による画像形成動作の開始の指示、用紙Pの種類の指定等の操作を入力するためのものである。制御部31は、例えば制御プログラムを記憶するROMや一時的にデータを記憶するRAMからなる記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、上述した画像形成装置1内の各部材の駆動を互いに関連付けて制御するものである。
The
図2は、定着部4の回路構成を示すブロック図である。図2に示すように、定着部4は、温度検出部41と、ヒータ42と、ヒータ制御回路43とを有し、ヒータ制御回路43は、差動増幅回路44と、AD変換回路45と、Vcut1生成回路46と、Vcut2生成回路47と、Vcut3生成回路48と、選択回路49と、ハードカット回路50とを備える。なお、図中の制御部31は、前述の制御部31に相当するものである。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a circuit configuration of the fixing
この定着部4においては、温度検出部41で2つの温度信号Vs,Vd(以下、電圧Vs,Vdと表現する場合もある)が生成され、この温度信号Vs,Vdが差動増幅回路44に入力され、この差動増幅回路44においてこれらの信号の信号レベルの差(Vd−Vs)が所定の係数γで増幅される。そして、この増幅信号Vb(=γ・(Vd−Vs))がAD変換回路45に入力され、該AD変換回路45で前記増幅信号VbがAD変換された後、このAD変換値が制御部31に入力される。なおAD変換回路45には、温度検出部41で生成された温度信号のうち一方の温度信号Vdも入力される。
In the fixing
一方、温度検出部41で生成された温度信号Vs,Vdのうちの温度信号VdはVcut1生成回路46とVcut2生成回路47とにそれぞれ入力され、Vcut1生成回路46及びVcut2生成回路47において、それぞれ後述の比較信号Vcut1,Vcut2(以下、電圧Vcut1,Vcut2と表現する場合もある)が生成される。また、Vcut3生成回路48において比較信号Vcut3(以下、電圧Vcut3と表現する場合もある)が生成される。
On the other hand, the temperature signal Vd of the temperature signals Vs and Vd generated by the
Vcut1生成回路46、Vcut2生成回路47及びVcut3生成回路48でそれぞれ生成された比較信号Vcut1,Vcut2,Vcut3は選択回路49に入力され、該選択回路49において前記比較信号Vcut1,Vcut2,Vcut3のうち一の比較信号が選択される。この選択された比較信号は選択信号Vcutとしてハードカット回路50に入力される。
The comparison signals Vcut1, Vcut2, and Vcut3 generated by the
ハードカット回路50は、制御部31から前記ヒータ42への電力供給を行う指示信号が入力され、通常(測定対象物の異常な温度上昇が発生していないとき)、ヒータ42に電力供給を行う。また、ハードカット回路50は、選択回路49から入力した選択信号Vcutと、差動増幅回路44から入力した増幅信号Vbとを比較し、この比較結果に応じてヒータ42への電力供給を遮断(停止)する。
The
図3は、温度検出部41及び差動増幅回路44の回路構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
図3に示すように、温度検出部41は、赤外線温度センサ51と、オペアンプ411,412と、抵抗素子r3,r4とを備える。赤外線温度センサ51は、第1サーミスタ511と、第2サーミスタ512と、図略の赤外線フィルムとを有し、第1、第2サーミスタ511,512は、温度が上昇すると抵抗値が低下する、負の温度係数を有するNTC(Negative Temperature Coefficient Thermistor)である。
As shown in FIG. 3, the
第1サーミスタ511は、測定対象物(本実施形態では定着ローラ27)から放射される赤外線を受光・吸収した赤外線フィルムの温度(以下、検知温度という)を検出する一方、第2サーミスタ512は、測定対象物(本実施形態では定着ローラ27)から放射される赤外線から隔離された別の赤外線フィルムの温度(以下、補償温度という。)を検出する。
The
第2サーミスタ512が検出する補償温度は、例えば赤外線温度センサ51の筐体の温度や雰囲気温度に相当するものであり、第1サーミスタ511の抵抗値が、前記赤外線温度センサ51の筐体の温度や雰囲気温度に影響を受けることから、この影響の程度を検出して該影響を解消するために、第2サーミスタ512により例えば赤外線温度センサ51の筐体の温度や雰囲気温度を検出する。なお、図3に示すTd,Tcは、第1、第2サーミスタ511,512の抵抗値を、抵抗値Td,Tcを有する抵抗素子が第1、第2サーミスタ511,512内に存在するかのように擬似的に表したものである。
The compensation temperature detected by the
赤外線温度センサ51は、第1サーミスタ511と抵抗素子r1とが直列接続されているとともに、第2サーミスタ512と抵抗素子r2とが直列接続されており、これらの直列回路が電源Vpとグランドとの間に並列接続されてなる。
オペアンプ411の非反転入力端子は、抵抗素子r1と第1サーミスタ511との接続点aに接続されている一方、反転入力端子は、抵抗素子r3を介して当該オペアンプ411の出力端子と接続されている。オペアンプ412の非反転入力端子は、抵抗素子r2と第2サーミスタ512との接続点bに接続されている一方、反転入力端子は、抵抗素子r4を介して当該オペアンプ412の出力端子と接続されている。
The non-inverting input terminal of the
温度検出部41は、オペアンプ411,412の各出力を温度信号Vs,Vdとして差動増幅回路44等に出力する。以下、温度信号Vsを検知温度信号Vs、温度信号Vdを補償温度信号Vdというものとする。
The
差動増幅回路44は、温度検出部41から出力された検知温度信号Vs及び補償温度信号Vdの信号レベル差を増幅するものであり、オペアンプ441、抵抗素子r5〜r8,コンデンサC1とを備える。
The
オペアンプ441の反転入力端子は、抵抗素子r5を介して前記温度検出部41におけるオペアンプ411の出力端子と接続されていて前記温度信号Vsが入力される一方、非反転入力端子は、抵抗素子r6を介して前記温度検出部41におけるオペアンプ412の出力端子と接続されており、前記温度信号Vdが入力される。
Inverting input terminal of the
また、オペアンプ441の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗素子r7とコンデンサC1との並列回路が接続されており、また、オペアンプ411の非反転入力端子は、抵抗素子r8を介してグランドに接続されている。
In addition, a parallel circuit of the resistor element r 7 and the capacitor C 1 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the
なお、図3に示す出力端子c,dは、図2に示す端子c,dに相当するものであり、オペアンプ441の出力が差動増幅信号Vbとして出力端子cからAD変換回路45及びハードカット回路50に向けて出力され、また、オペアンプ412の出力が補償温度信号Vsとして出力端子dからVcut1生成回路46、Vcut2生成回路47、Vcut3生成回路48及びAD変換回路45に向けて出力される。
The output terminals c and d shown in FIG. 3 correspond to the terminals c and d shown in FIG. 2, and the output of the
図2に戻り、AD変換回路45は、差動増幅回路44の出力値をAD変換し、このAD変換後の出力値を制御部31に出力するものである。制御部31は、ハードカット回路50に前記ヒータ42への電力供給を行う指示を行う。ヒータ42は、定着ローラ27内に設置され、該定着ローラ27を加熱するものである。
Returning to FIG. 2, the
図2に示すVcut1生成回路46は、図4に示す回路構成を有する。図4に示すように、Vcut1生成回路46は、前記補償温度信号Vdを用い、前記ハードカット回路50において前記差動増幅回路44から出力される差動増幅信号Vbと比較する1比較対象の比較信号Vcut1を生成する回路であり、オペアンプ461,462と、抵抗素子R1〜R9とを備える。
The
オペアンプ461の反転入力端子は、抵抗素子R1を介して補償温度信号Vdが入力される入力端子dに接続されているとともに、抵抗素子R2を介して出力端子と接続されている。また、非反転入力端子は抵抗素子R3を介してグランドに接続されており、オペアンプ461の反転入力端子と抵抗素子R1との接続点e1はグランドに接続されている。
The inverting input terminal of the
オペアンプ461の出力端子とオペアンプ462の反転入力端子とは抵抗素子R4を介して接続されており、オペアンプ462の反転入力端子と抵抗素子R4との接続点e2は抵抗素子R5を介してグランドに接続されている。
The output terminal of the
電源Vpとグランドとの間に抵抗素子R6と抵抗素子R7との直列回路が構成されており、抵抗素子R6と抵抗素子R7との接続点e3に、抵抗素子R8を介して、オペアンプ462の非反転入力端子が接続されている。また、オペアンプ462の非反転入力端子と出力端子とが抵抗素子R9を介して接続されている。
A series circuit of a resistance element R6 and a resistance element R7 is formed between the power supply Vp and the ground, and the
以上のような構成を有するVcut1生成回路46は、補償温度信号Vdに基づいて、下記式(1)で表される比較信号Vcut1を生成する。なお、これについては後述する。
The
Vcut1=α1・Vd+β1・・(1)
この比較信号Vcut1は当該Vcut1生成回路46の出力端子e4から後述の選択回路49に出力される。
Vcut1 = α 1・ Vd + β 1・ ・ (1)
The comparison signal Vcut1 is output from the output terminal e4 of the
図2に示すVcut2生成回路47は、図5に示す回路構成を有する。図5に示すように、Vcut2生成回路47は、前記Vcut1生成回路46と同様に、補償温度信号Vdを用い、前記ハードカット回路50において前記差動増幅回路44から出力される差動増幅信号Vbと比較する1比較対象の比較信号Vcut2を生成する回路であり、オペアンプ471,472と、抵抗素子R11〜R19とを備える。
The
オペアンプ471の反転入力端子は、抵抗素子R11を介して補償温度信号Vdが入力される入力端子dに接続されているとともに、抵抗素子R12を介して出力端子と接続されている。また、非反転入力端子は抵抗素子R13を介してグランドに接続されており、オペアンプ471の反転入力端子と抵抗素子R11との接続点f1はグランドに接続されている。
The inverting input terminal of the
オペアンプ471の出力端子とオペアンプ472の非反転入力端子とは抵抗素子R14を介して接続されており、オペアンプ472の非反転入力端子と抵抗素子R14との接続点f2は抵抗素子R15を介してグランドに接続されている。
The output terminal of the
電源Vpとグランドとの間に抵抗素子R16と抵抗素子R17との直列回路が構成されており、抵抗素子R16と抵抗素子R17との接続点f3に、抵抗素子R18を介して、オペアンプ472の反転入力端子が接続されている。また、オペアンプ472の反転入力端子と出力端子とが抵抗素子R19を介して接続されている。
A series circuit of a resistance element R16 and a resistance element R17 is formed between the power supply Vp and the ground, and an inversion of the
以上のような構成を有するVcut2生成回路47は、補償温度信号Vdに基づいて、下記式(2)で表される比較信号Vcut2を生成する。なお、これについては後述する。
The
Vcut2=α2・Vd+β2・・(2)
この比較信号Vcut2は当該Vcut2生成回路47の出力端子f4から前記選択回路49に出力される。
Vcut2 = α 2 · Vd + β 2 (2)
The comparison signal Vcut2 is output from the output terminal f4 of the
図6は、Vcut3生成回路48及び選択回路49の回路構成を示す図である。図6に示すように、Vcut3生成回路48は、ツェナダイオード(定電圧ダイオード)で構成されており、アノードがグランドに、カソードが前記選択回路49におけるオペアンプ494の出力端子にそれぞれ接続されている。Vcut3生成回路48は、ツェナダイオードのオフセット電圧VeをVcut3として生成する。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the
選択回路49は、前記ハードカット回路50において前記差動増幅回路44から出力される差動増幅信号Vbと比較する比較対象を前記電圧Vcut1,Vcut2,Vcut3の中から選択し、この選択したものを前記ハードカット回路50に出力するものであり、オペアンプ491〜494と、論理回路495,496と、ダイオードD1,D2と、抵抗素子R21〜R26とを備える。
The
オペアンプ491は、ボルテージフォロワを構成するものであり、その非反転入力端子は、Vcut1生成回路46から出力された比較信号Vcut1が入力される当該選択回路49の入力端子e4に接続されている。また、オペアンプ491の反転入力端子と出力端子とが導線で接続されている。なお、前記端子e4は、図4に示す端子e4と同一である。
The
オペアンプ492は、前記オペアンプ491と同様、ボルテージフォロワを構成するものであり、その非反転入力端子は、Vcut2生成回路47から出力された比較信号Vcut2が入力される当該選択回路49の入力端子f4に接続されている。また、オペアンプ492の反転入力端子と出力端子とが導線で接続されている。前記端子f4は、図4に示す端子f4と同一である。
The
オペアンプ493は、前記入力端子e4,f4にそれぞれ入力された比較信号Vcut1,Vcut2の大小比較を行うコンパレータとして機能するものであり、その反転入力端子は、抵抗素子R21を介して前記入力端子e4に接続されている一方、非反転入力端子は、抵抗素子R22を介して前記入力端子f4に接続されている。
The
オペアンプ491の出力端子は抵抗素子R23の一方の端子と接続点g1で接続されており、抵抗素子R23は抵抗素子R25と接続点g2で接続されている。オペアンプ492の出力端子は抵抗素子R24の一方の端子と接続点g3で接続されており、抵抗素子R24は、加算回路として機能するオペアンプ494の反転入力端子に接続点g4で接続されている。また、接続点g2と接続点g4は、導線で接続されている。
The output terminal of the
オペアンプ493の出力端子と論理回路495の入力端子とは接続点g5で接続されており、論理回路496の入力端子は、前記接続点g5に接続されている。論理回路495は、NOT回路(否定回路)の入力を反転した回路であり、論理回路496は、NOT回路である。
The output terminal of the
ダイオードD1のアノードは前記接続点g1に接続されている一方、カソードは論理回路495の出力端子に接続されている。また、ダイオードD2のアノードは前記接続点g3に接続されている一方、カソードは論理回路496の出力端子に接続されている。
The anode of the diode D1 is connected to the connection point g1, while the cathode is connected to the output terminal of the
オペアンプ494の非反転入力端子は、抵抗素子R26を介してグランドに接続されており、出力端子は、前記抵抗素子R25の他方の端子と接続点g6で接続されている。また、この接続点g6には、前述のツェナダイオード(Vcut3生成回路48)のカソードが接続されている。
The non-inverting input terminal of the
以上のような構成を有する選択回路49の機能について説明する。
The function of the
図8は、異なる検知温度における、補償温度Tと差動増幅信号の信号レベル(電圧)Vbとの関係を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the compensation temperature T and the signal level (voltage) Vb of the differential amplification signal at different detection temperatures.
図8に示すように、各グラフは、或る補償温度で前記信号レベルVbが極大となる関係を有するものとなり、例えば或る検知温度についてのグラフ(1)に着目したとき、信号レベルVbが電圧Vb1となる補償温度Tは、温度T1と温度T2の2つの温度が存在する。 As shown in FIG. 8, each graph has a relationship in which the signal level Vb is maximized at a certain compensation temperature. For example, when attention is paid to the graph (1) for a certain detected temperature, the signal level Vb is The compensation temperature T at which the voltage Vb1 is obtained includes two temperatures, that is, a temperature T1 and a temperature T2.
ここで、温度T1と温度T2の間の温度T3(T1<T3<T2)を、ヒータ42への電力供給の適否が変わる境界値として設定したとき、図8に示す状態Q1(前記温度T1に対応する状態)は、ヒータ42への電力供給を継続すべき状態である一方、状態(前記温度T2に対応する状態)Q2は、ヒータ42への電力供給を停止すべき状態となる。
Here, when the temperature T3 between the temperature T1 and the temperature T2 (T1 <T3 <T2) is set as a boundary value that changes the suitability of power supply to the
しかしながら、前述のように或る一の補償温度をヒータ42への電力供給の適否が変わる境界値として設定すると、同一の信号レベルVbに対して温度T1と温度T2の2つの補償温度Tが存在するから、状態Q1と状態Q2とを区別することができない。すなわち、得られた一の信号レベルVbでは、ヒータ42への電力供給を継続すべきか停止すべきかが不明である。したがって、信号レベルVbと比較する基準値を一定にしてヒータ42への電力供給の制御を行うことができない。
However, when a certain compensation temperature is set as a boundary value that changes the suitability of power supply to the
そこで、本実施形態では、信号レベルVbと比較する閾値(基準値)を前記補償温度Tに応じて変えるようにしている。以下、この点について説明する。 Therefore, in this embodiment, the threshold value (reference value) to be compared with the signal level Vb is changed according to the compensation temperature T. Hereinafter, this point will be described.
図9は、前記補償温度Tと第2サーミスタ512から出力される補償温度信号の信号レベルVdとの関係を示す図である。図9に示すように、補償温度信号の信号レベルVdは、前記補償温度Tの上昇に伴って低下していく。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the compensation temperature T and the signal level Vd of the compensation temperature signal output from the
図10は、図8のグラフ(1)に着目し、このグラフ(1)に示す補償温度Tと前記信号レベルVbとの関係を、図9に示す前記補償温度Tと補償温度信号Vdとの関係を用いて、補償温度信号の信号レベルVdと信号レベルVbとの関係に変換したグラフである。 FIG. 10 pays attention to the graph (1) of FIG. 8, and the relationship between the compensation temperature T and the signal level Vb shown in the graph (1) is the relationship between the compensation temperature T and the compensation temperature signal Vd shown in FIG. It is the graph converted into the relationship between the signal level Vd of a compensation temperature signal, and the signal level Vb using the relationship.
図10に示すように、補償温度信号の信号レベルVdと差動増幅信号の信号レベルVbとの関係に変換したグラフ(2)についても、補償温度信号の信号レベルVdが或る値(図10では2.5(V))で極大(極大値Ve(V))となるグラフとなる。このグラフ(2)は、次の複数の一次関数(3)〜(5)で近似的に表すことができる。 As shown in FIG. 10, in the graph (2) converted into the relationship between the signal level Vd of the compensation temperature signal and the signal level Vb of the differential amplification signal, the signal level Vd of the compensation temperature signal is a certain value (FIG. 10). Then, the graph becomes a maximum (maximum value Ve (V)) at 2.5 (V). This graph (2) can be approximately expressed by the following plurality of linear functions (3) to (5).
Vb=α1・Vd+β1(Vd≦Vd1)・・・(3)
Vb=Ve(Vd1<Vd<Vd2)・・・(4)
Vb=α2・Vd+β2(Vd≧Vd2)・・・(5)
なお、電圧Vd1は、式(3)で表されるグラフ(3)と、式(4)で表されるグラフ(4)との交点T1における補償電圧であり、電圧Vd2は、式(4)で表されるグラフ(4)と、式(5)で表されるグラフ(5)との交点T2における補償電圧である。
Vb = α 1 · Vd + β 1 (Vd ≦ Vd1) (3)
Vb = Ve (Vd1 <Vd <Vd2) (4)
Vb = α 2 · Vd + β 2 (Vd ≧ Vd2) (5)
The voltage Vd1 is a compensation voltage at the intersection T1 between the graph (3) expressed by the equation (3) and the graph (4) expressed by the equation (4), and the voltage Vd2 is expressed by the equation (4). Is the compensation voltage at the intersection T2 between the graph (4) represented by (5) and the graph (5) represented by the equation (5).
そして、本実施形態では、前記式(1)で示したように、式(3)における電圧(α1・Vd+β1)を電圧Vcut1として生成するVcut1生成回路46と、式(4)における電圧Ve(一定値)を電圧Vcut3として生成するVcut3回路48と、前記式(2)で示したように、式(5)における電圧(α2・Vd+β2)を電圧Vcut2として生成するVcut2生成回路47とを設けている。
In this embodiment, as shown in the equation (1), the
さらに、選択回路49が電圧Vcut1,電圧Vcut2,電圧Vcut3の中から選択する基準については、前記各式(3)〜(5)で示される信号レベルVdの範囲に対応させている。すなわち、前記式(3)で表されるVd≦Vd1の範囲は、Vcut1≦Vcut2且つVcut1<Veで表される範囲と対応し、前記式(4)で表されるVd1<Vd<Vd2の範囲は、Vcut1>Ve(Vcut3)且つVcut2>Ve(Vcut3)で表される範囲と対応し、前記式(5)で表されるVd≧Vd2の範囲は、Vcut1≧Vcut2且つVcut2<Veで表される範囲と対応する。
Further, the reference that the
したがって、選択回路49は、Vcut1生成回路46,Vcut2生成回路47及びVcut3生成回路48でそれぞれ生成された電圧Vcut1,Vcut2,Vcut3の大小関係が、Vcut1≦Vcut2且つVcut1<Ve(Vcut3)であるときには、電圧Vcut1を選択し、Vcut1>Ve(Vcut3)且つVcut2>Ve(Vcut3)であるときには、電圧Ve(Vcut3)を選択し、Vcut1≧Vcut2且つVcut2<Ve(Vcut3)であるときには、電圧Vcut2を選択する。
Therefore, the
これにより、補償温度信号の信号レベルVdと、該信号レベルVdと比較する対象の信号とが1対1の関係となり、補償温度信号の信号レベルVdに基づき、該信号レベルVdと比較する対象の電圧として唯一のものが導出されることとなる。 As a result, the signal level Vd of the compensation temperature signal and the signal to be compared with the signal level Vd have a one-to-one relationship, and the object to be compared with the signal level Vd is based on the signal level Vd of the compensation temperature signal. Only one voltage will be derived.
このように、補償温度信号の信号レベルVd(延いては補償温度T)の範囲に応じて電圧Vcut1,Vcut2,Vcut3の中から電圧が選択され、この選択された電圧に係る信号が、前記ハードカット回路50に出力する当該選択回路49の出力端子g7から、電圧Vcutとして前記ハードカット回路50に出力される。
In this way, a voltage is selected from the voltages Vcut1, Vcut2, and Vcut3 according to the range of the signal level Vd (and thus the compensation temperature T) of the compensation temperature signal, and the signal related to the selected voltage is the hardware level. From the output terminal g7 of the
図7は、ハードカット回路50の回路構成を示す図である。図7に示すように、ハードカット回路50は、オペアンプ501と、抵抗素子R31〜R33と、論理回路502と、トランジスタTr1とを備える。
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration of the
オペアンプ501は、選択回路49の出力である選択信号Vcutと、差動増幅回路44の差動増幅信号Vbとのレベル比較を行うコンパレータとして機能するものであり、反転入力端子は、抵抗素子R31を介して、前記選択信号Vcutが入力される当該ハードカット回路50の入力端子g7に接続されている一方、非反転入力端子は、抵抗素子R32を介して前記差動増幅信号Vbが入力される当該ハードカット回路50の入力端子h1に接続されている。
The
論理回路502は、AND回路(論理積回路)として機能するものであり、一方の入力端子はオペアンプ501の出力端子と接続されており、他方の入力端子は、当該ハードカット回路50の入力端子h2に接続されている。入力端子h2には、制御部31から前記ヒータ42への電力供給を行う指示信号(「H(ハイ)信号」)が入力される。
The
論理回路502の一方の端子とオペアンプ501の出力端子との接続点h3は、抵抗素子R33を介して電源Vpと接続されている。トランジスタTr1は、スイッチング素子として機能するものであり、ベース端子が論理回路502の出力端子と接続されている。また、トランジスタTr1のコレクタ端子は、ヒータ42に接続されており、エミッタ端子はグランドに接続されている。
A connection point h3 between one terminal of the
以上のような構成を有するハードカット回路50は、選択回路49で選択された選択信号Vcutを閾値(基準値)とし、この閾値と前記差動増幅信号Vbとのレベル比較を行って、差動増幅信号Vbの信号レベルが選択信号Vcutの信号レベルより大きい場合(オペアンプ501から「H(ハイ)」信号が出力された場合)に、ヒータ42への電力供給を遮断(停止)する。
The
以上のように、補償温度Tと前記差動増幅信号の信号レベルVbとの関係を示すグラフを近似的に表した複数の直線(1次間数)に基づいて、第2サーミスタ512から出力される補償温度信号Vdをパラメータとする電圧Vcut1,電圧Vcut2,電圧Vcut3を生成するとともに、前記各電圧の中から適切なものを選択し、この選択したものと前記信号レベルVbとを比較して、その比較結果に応じてヒータ42への電力供給を遮断するようにしたので、補償温度信号の信号レベルVdと、該信号レベルVdと比較する対象の信号とが1対1の関係となり、補償温度信号の信号レベルVdに基づき、該信号レベルVdと比較する対象の電圧として唯一のものを導出することができる。
As described above, it is output from the
その結果、ヒータ42への電力供給の遮断を適切に行うことができ、高精度で測定対象物(定着ローラ27)の温度管理を行うことができる。また、従来のような温度検知部への抵抗の増設を行わないので、温度検知精度の低下を招来することもない。
As a result, the power supply to the
また、検知温度信号Vsが同一であっても差動増幅信号の信号レベルVbを変化させる要素である補償温度信号Vdに応じて、前記信号レベルVbと比較する対象の電圧Vcut(閾値)を変化させるようにしたので、前記補償温度信号Vdに応じた閾値(基準値)を設定することができ、延いては、ヒータ42への電力供給の遮断を正確に行うことができる。
Further, even if the detected temperature signal Vs is the same, the voltage Vcut (threshold value) to be compared with the signal level Vb is changed according to the compensation temperature signal Vd which is an element that changes the signal level Vb of the differential amplification signal. As a result, the threshold value (reference value) corresponding to the compensation temperature signal Vd can be set, and the power supply to the
また、補償温度Tと前記差動増幅信号の信号レベルVbとの関係を示すグラフを複数の直線(1次間数)で近似的に表したので、Vcut1生成回路46,Vcut2生成回路47,Vcut3生成回路48及び選択回路49を比較的簡単な構成で実現することができる。
Further, since the graph showing the relationship between the compensation temperature T and the signal level Vb of the differential amplification signal is approximately expressed by a plurality of straight lines (the number of first order), the
4 定着部
27 定着ローラ
28 加圧ローラ
31 制御部
41 温度検出部
42 ヒータ
43 ヒータ制御回路
44 差動増幅回路
46 Vcut1生成回路
47 Vcut2生成回路
48 Vcut3回路
49 選択回路
50 ハードカット回路
51 赤外線温度センサ
511,512 サーミスタ
4 fixing
Claims (5)
前記加熱手段に電力の供給を行うことにより、該加熱手段に熱を生成させる電力供給手段と、
前記加熱手段により熱が供給される所定の測定対象物の温度を検出するための第1のセンサと、前記測定対象物と異なる対象物の温度を補償温度として検出する第2のセンサとを含み、前記第1、第2のセンサの出力に基づく温度を前記測定対象物の温度として出力する温度検出手段と、
前記温度検出手段のうち前記第1のセンサの出力を用いて導出された検出温度と所定の基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記加熱手段への電力供給を遮断する電力遮断手段と、
前記所定の基準値に係る複数の既定値の中から一の既定値を選択し、この既定値を前記所定の基準値として前記電力遮断手段に提供する基準値提供手段と
を備えることを特徴とする定着装置。 Heating means for fixing toner adhering to the paper conveyed between the pair of rollers by supplying heat to at least one of the pair of rollers in contact with each other on the cylindrical peripheral surface;
Power supply means for generating heat by supplying power to the heating means; and
A first sensor for detecting a temperature of a predetermined measurement object to which heat is supplied by the heating unit; and a second sensor for detecting a temperature of an object different from the measurement object as a compensation temperature. Temperature detection means for outputting a temperature based on the outputs of the first and second sensors as the temperature of the measurement object;
A power cutoff means for comparing a detected temperature derived from the output of the first sensor of the temperature detection means with a predetermined reference value and shutting off the power supply to the heating means based on the comparison result When,
And a reference value providing means for selecting one predetermined value from a plurality of predetermined values related to the predetermined reference value and providing the predetermined value as the predetermined reference value to the power cut-off means. Fixing device to do.
前記画像形成手段による画像形成動作後の用紙に対して、前記用紙に付着するトナーを該用紙に定着させる前記請求項1ないし4のいずれかに記載の定着装置と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 Image forming means for performing an image forming operation on a sheet based on predetermined image data;
An image comprising: the fixing device according to claim 1, wherein a toner attached to the sheet is fixed to the sheet after the image forming operation by the image forming unit. Forming equipment.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
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WO2017098672A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Abnormal temperature detecting circuit |
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2006
- 2006-02-27 JP JP2006050347A patent/JP2007226150A/en active Pending
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WO2017098672A1 (en) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Abnormal temperature detecting circuit |
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