JP2012008316A - Image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート材上の画像を加熱する像加熱装置に関する。 The present invention relates to an image heating apparatus for heating an image on a sheet material.
従来より、電力が供給されることにより発熱するヒータを備えた像加熱装置が知られている。近年、同一機種の像加熱装置が世界中に広く流通する場合があり、流通先の国、地域の商用電源規格に合わせて像加熱装置を製造すると、部品点数の増加、製造コストの増加を招いてしまう。一方、この課題を解決すべく、特許文献1に記載されているように、商用電源規格に合わせて電気基板の接続方向を切り換え可能なユニバーサル像加熱装置が提案されている。これによれば、同一の構成で複数の商用電源規格に対応することができるので、部品の共通化、製造コストの低減を図ることが可能になる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image heating apparatus including a heater that generates heat when electric power is supplied is known. In recent years, image heating devices of the same model may be widely distributed all over the world, and manufacturing image heating devices in accordance with commercial power supply standards in the country or region of distribution causes an increase in the number of parts and an increase in manufacturing costs. I will. On the other hand, in order to solve this problem, as described in Patent Document 1, a universal image heating apparatus capable of switching the connection direction of an electric board in accordance with a commercial power supply standard has been proposed. According to this, since it can respond to a plurality of commercial power supply standards with the same configuration, it becomes possible to share parts and reduce manufacturing costs.
しかしながら従来の技術には次の課題がある。特許文献1には、商用電源規格が高電圧、低電圧の場合に応じて、ヒータに形成されている発熱抵抗体の接続方式を直列接続、又は並列接続に切り換える構成が記載されている。しかしこの場合、何らかの理由で接続方式の切り換え手段が誤作動し、商用電源規格が高電圧にも関わらず発熱抵抗体が並列接続になる虞がある。この場合、ヒータに対して非常に大きな電力が供給されることで像加熱装置がダメージを受けてしまう。 However, the conventional techniques have the following problems. Patent Document 1 describes a configuration in which the connection method of the heating resistors formed in the heater is switched to serial connection or parallel connection according to the case where the commercial power supply standard is high voltage or low voltage. However, in this case, there is a possibility that the connection type switching means malfunctions for some reason, and the heating resistors are connected in parallel even though the commercial power supply standard is high voltage. In this case, the image heating apparatus is damaged by supplying very large electric power to the heater.
また、像加熱装置には、ヒータの異常昇温を防ぐための温度保護素子が設けられている。しかし図11に示すように、ヒータに対して大きな電力が供給された場合(図中実線)と、通常の電力が供給された場合(図中点線)とを比較すると、前者の方は急激にヒータの温度が上昇していることがわかる。よって、温度保護素子の動作開始温度(安全回路動作温度)に達してからヒータ割れが生じるまでの時間(以下、保護マージンとする)が、大幅に短くなってしまう。 Further, the image heating apparatus is provided with a temperature protection element for preventing an abnormal temperature rise of the heater. However, as shown in FIG. 11, comparing the case where large power is supplied to the heater (solid line in the figure) and the case where normal power is supplied (dotted line in the figure), the former is abrupt. It can be seen that the temperature of the heater is rising. Therefore, the time (hereinafter referred to as a protection margin) from when the operation start temperature (safety circuit operating temperature) of the temperature protection element is reached to when the heater cracks is significantly shortened.
そこで本発明は、商用電源の規格に応じて発熱抵抗体の接続方式を切り換え可能な像加熱装置において、切り換え手段が誤作動しても安全にヒータを保護することが可能な像加熱装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an image heating apparatus capable of switching the heating resistor connection method in accordance with the standard of the commercial power supply and capable of safely protecting the heater even if the switching means malfunctions. The purpose is to do.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
商用電源から供給される電力により発熱するヒータを有する加熱部材と、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部においてシート材上の画像を加熱する像加熱装置において、前記ヒータに設けられ、前記商用電源から電力が供給される複数の発熱抵抗体と、前記複数の発熱抵抗体の接続を、前記商用電源が高電圧の場合は直列接続に、又は前記商用電源が低電圧の場合は並列接続に切り換える切り換え手段と、前記ヒータと直列に接続される抵抗体と、前記抵抗体の温度を検出する温度検出手段と、を備えており、前記温度検出手段によって検出される前記抵抗体の温度が閾値以上になった場合に、前記ヒータへの電力供給を遮断することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An image for heating an image on a sheet material in the nip portion, comprising: a heating member having a heater that generates heat by power supplied from a commercial power source; and a pressure member that presses the heating member to form a nip portion. In the heating device, the plurality of heating resistors provided in the heater and supplied with electric power from the commercial power source and the plurality of heating resistors are connected in series when the commercial power source has a high voltage, or A switching means for switching to a parallel connection when the commercial power source is at a low voltage, a resistor connected in series with the heater, and a temperature detection means for detecting the temperature of the resistor, and the temperature detection The power supply to the heater is cut off when the temperature of the resistor detected by the means exceeds a threshold value.
本発明によれば、商用電源の規格に応じて発熱抵抗体の接続方式を切り換え可能な像加熱装置において、切り換え手段が誤作動しても安全にヒータを保護することが可能な像加熱装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, in the image heating apparatus capable of switching the heating resistor connection method according to the standard of the commercial power source, the image heating apparatus capable of safely protecting the heater even if the switching means malfunctions. It becomes possible to provide.
[第1実施形態]
(1−1:画像形成装置の概略構成)
図2を参照して、本実施形態に係る像加熱装置を適用可能な画像形成装置の概略構成について説明する。本実施形態に係る像加熱装置は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に適用することが可能である。ここでは電子写真方式によってシート材上に画像を形成するカラーレーザプリンタの概略構成について説明する。
[First embodiment]
(1-1: Schematic configuration of image forming apparatus)
With reference to FIG. 2, a schematic configuration of an image forming apparatus to which the image heating apparatus according to this embodiment can be applied will be described. The image heating apparatus according to this embodiment can be applied to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer. Here, a schematic configuration of a color laser printer that forms an image on a sheet material by an electrophotographic method will be described.
カラーレーザプリンタには、トナー色に対応する4つのトナーカートリッジ320y、320m、320c、320kが設けられており、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに対応している。また、それぞれのトナーカートリッジには感光ドラム310y、310m、310c、310kが設けられており、これらは駆動モータ350y、350m、350c、350kによって回転駆動される。なお、トナーカートリッジ320y、320m、320c、320kの構成は全て同一であるので、以下、同一構成部品についてはトナー色を示す符号であるy(イエロー)、m(マゼンタ)、c(シアン)、k(ブラック)を省略して説明する。
The color laser printer is provided with four
感光ドラム310の周りには、帯電ローラ315、現像ローラ330、1次転写ローラ316が配置されている。また、感光ドラム310y、310mの近傍にはスキャナユニット340aが、感光ドラム310c、310kの近傍にはスキャナユニット340bが設けられている。
Around the photosensitive drum 310, a charging roller 315, a developing roller 330, and a primary transfer roller 316 are disposed. A
シート材上に画像を形成する際は、まず帯電ローラ315によって感光ドラム310表面が一様に帯電される。そして、ホストコンピュータ301から入力された画像データがビデオコントローラ302においてビットマップデータに展開され、画像形成用のビデオ信号が生成される。生成されたビデオ信号は、制御部としてのエンジンコントローラ303へ出力され、エンジンコントローラ303はビデオ信号に基づいて、スキャナユニット340a、340b内に収容されているレーザダイオードを駆動する。これにより、スキャナユニット340a、340bから射出されるレーザ光によって、感光ドラム310の表面が走査露光され、感光ドラム310には入力された画像データに基づいた静電潜像が形成される。その後、静電潜像に対して現像ローラ330から静電気的にトナーが供給され、静電潜像がそれぞれのトナー色に対応したトナー像として現像される。
When forming an image on a sheet material, the surface of the photosensitive drum 310 is first uniformly charged by the charging roller 315. Then, the image data input from the
感光ドラム310に形成されたトナー像は、感光ドラム310と1次転写ローラ316とで形成される1次転写ニップ部において、図中矢印方向に一定速度で移動する中間転写ベルト325上に1次転写される。中間転写ベルト325上にそれぞれの感光ドラム310からトナー像を重ねて1次転写することにより、中間転写ベルト325上に所望の色調を有するカラー画像を形成することができる。
The toner image formed on the photosensitive drum 310 is primarily transferred onto an
シート材は、カラーレーザプリンタの装置本体300の下部に設けられている給送トレイ328に収容されている。画像形成開始の信号が入力されると、給送ローラ326が回転駆動して給送トレイ328からシート材が1枚ずつ給送される。給送されたシート材は、レジストローラ331によってタイミングを計られ、中間転写ベルト325と2次転写ローラ323とで形成される2次転写ニップ部に搬送され、2次転写ニップ部において中間転写ベルト325からシート材上にトナー像が転写される。
The sheet material is accommodated in a
トナー像が転写されたシート材は、定着装置360(像加熱装置)に搬送され、定着装置360においてトナー像が加熱、加圧されることにより、シート材上にトナー像が定着される。トナー像が定着したシート材は、排出ローラによって装置本体300外部に排出される。
The sheet material to which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device 360 (image heating device), and the toner image is heated and pressurized in the
(1−2:定着装置の概略構成)
図5を参照して、定着装置360の概略構成について説明する。図5(a)は、定着装置360に設けられているヒータ120の概略構成を示すものであり、図5(b)は、定着装置360の概略断面図である。
(1-2: Schematic configuration of fixing device)
With reference to FIG. 5, a schematic configuration of the
図5(b)に示すように、定着装置360は、内側にヒータ120を有する耐熱性の定着スリーブ100(加熱部材)と、ヒータ120と共に定着スリーブ100を挟むように定着スリーブ100に圧接する加圧ローラ110(加圧部材)とを有している。ヒータ120は、定着スリーブ100の内面に直接接触している。また、定着スリーブ100の内側には、定着スリーブ100が外嵌し、定着スリーブ100の回転をガイドするガイド部材140と、ヒータ120を保持するヒータホルダ130とが設けられている。
As shown in FIG. 5B, the
シート材は、定着スリーブ100と加圧ローラ110とで形成される定着ニップ部に搬送され、該定着ニップ部においてトナー像が加熱、加圧定着される。定着スリーブ100は可撓性を有しており、不図示の駆動源によって回転駆動される加圧ローラ110に従動回転する。かかる構成によると、定着スリーブ100の内面とヒータ120とが直接摺動するので、ヒータ120で生じた熱を定着ニップ部においてシート材に効率的に伝達することができる。
The sheet material is conveyed to a fixing nip formed by the fixing
ヒータ120の裏面(定着ニップ部の反対側にある面)には、温度検出素子としてのサーミスタ120bと、温度保護素子としてのサーモスイッチ120aとが設けられている。サーミスタ120bは、ヒータ120の温度を検出し、その検出結果を不図示の制御部へ出力するものであり、サーモスイッチ120aは、ヒータ120が異常昇温した場合に装置を保護すべくヒータ120への電力供給を遮断するものである。
A
図5(a)を参照して、ヒータ120の概略構成について説明する。図5(a)は、ヒータ120の裏面の概略構成を示すものである。図示するように、ヒータ120には基板としてSiC、AlN、Al2O3等で構成されるセラミック基板125が用いられており、セラミック基板125上には、2本の発熱抵抗体121、122(ともに抵抗値R(Ω))がペースト印刷されている。これらの発熱抵抗体121、122は、商用電源から電力供給回路を介して電力が供給されることで発熱する。また、発熱抵抗体121、12
2の表面は絶縁性を有するガラス等の保護層124によって覆われている。
With reference to Fig.5 (a), the schematic structure of the
The surface of 2 is covered with a
発熱抵抗体121は、電極部121a、123と接続されており、発熱抵抗体122は、電極部122a、123と接続されている。このように電極部123は、2つの発熱抵抗体121、122に共通の電極となっている。なお、共通電極である電極部123は、サーモスイッチ120aを介して商用電源のHOT側端子に接続されている。電極部121aは、不図示のトライアックを介して商用電源のNeutral端子に接続されている。電極部122aは、トライアックを介して商用電源のNeutral端子に接続されている。
The
なお、ここではヒータ120の裏面について説明したが、ヒータ120の表面は、定着スリーブ100との摺動性を高める為にガラス層等によって覆われていてもよい。さらには、その表面に摺動グリス等が塗布されていてもよい。
Here, although the back surface of the
(1−3:切り換え手段の概略構成)
定着装置360には、発熱抵抗体121、122の電気的接続を直列接続、又は並列接続に切り換えるための切り換え手段が設けられている。本実施形態では、切り換え手段として2つのスイッチ素子261、271が設けられており、これらのスイッチ素子の接続を切り換えることにより、発熱抵抗体121、122の電気的接続を切り換えている。
(1-3: Schematic configuration of switching means)
The fixing
図3に示すように、ヒータ120の発熱抵抗体121、122は、スイッチ素子261、271を介して商用電源201に接続されている。ヒータ120への電力供給のオン・オフは、サーミスタ120bが検出する温度に基づいてエンジンコントローラ303がトライアック204を駆動することによって行われている。
As shown in FIG. 3, the
図4(a)、図4(b)に、発熱抵抗体121、122の電気的接続を直列接続、又は並列接続に切り換える際のスイッチ素子261、271の接続状態を示す。
4A and 4B show the connection state of the
図4(a)に示すように、スイッチ素子261が図中アに切り換わり、スイッチ素子271が開放状態の場合は、電力供給回路において、発熱抵抗体121、122が直列接続されることになる。また、図4(b)に示すように、スイッチ素子261が図中イに切り換わり、スイッチ素子271が接続状態の場合は、電力供給回路において、発熱抵抗体121、122が並列接続されることになる。
As shown in FIG. 4A, when the
ここで説明した発熱抵抗体121、122の電気的接続の切り換えは、商用電源201の規格(高電圧:200V系、低電圧:100V系)に基づいて、エンジンコントローラ303が指示することによって行われる。即ち、商用電源201が200V系の場合は直列接続に、100V系の場合は並列接続になるように、エンジンコントローラ303がスイッチ素子261、271の接続を制御する。
The switching of the electrical connection between the
このように商用電源201の規格に基づいて発熱抵抗体121、122の電気的接続を切り換えることにより、商用電源201の規格に関わらず、ヒータ120に供給される電力量をほぼ一定にすることができる。例えば、発熱抵抗体121、122の抵抗値Rがそれぞれ20Ωであって、商用電源201が120Vの場合は、図4(b)のように発熱抵抗体121、122を並列接続とすることで、ヒータ120は最大1440Wの発熱が可能になる。一方、商用電源201が240Vの場合は、図4(a)のように発熱抵抗体121、122を直列接続とすれば、ヒータ120は最大1440Wの発熱が可能になる。即ち、商用電源の規格が100V系、200V系のいずれであっても、ヒータ120において同量の発熱量を確保できる。
In this way, by switching the electrical connection of the
(1−4:電力供給回路の概略構成)
図6を参照して、商用電源201からヒータ120に電力を供給する電力供給回路の概略構成について説明する。電力は、商用電源201からリレー241、抵抗体211もしくはリレー251を介してヒータ120の発熱抵抗体121、122へ供給される。ここでリレー251は、抵抗体211を短絡することが可能なスイッチング手段である。
(1-4: Schematic configuration of power supply circuit)
With reference to FIG. 6, a schematic configuration of a power supply circuit that supplies power from
発熱抵抗体121、122への電力の供給は、エンジンコントローラ303がトライアック204の駆動を制御することで行われる。抵抗体205、206はトライアック204のバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ207は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ207の発光ダイオードに通電されると、トライアック204がオンされる。
Supply of power to the
抵抗体208は、フォトトライアックカプラ207に流れる電流を制限するための抵抗体であり、トランジスタ209により、フォトトライアックカプラ207への通電のオン/オフが切り換えられる。このトランジスタ209は、抵抗体210を介してエンジンコントローラ303から供給される信号(ON1)に従って動作する。
The
サーミスタ120bは、発熱抵抗体121、122が形成されているヒータ120の温度を検知するためのものである。サーミスタ120bは、ヒータ120上に形成されている発熱抵抗体121、122に対して絶縁距離を確保できるように、絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。サーミスタ120bによって検出される温度は、抵抗体222と、サーミスタ120bとの分圧として検出され、エンジンコントローラ303にTH信号として入力される。こうして入力されたTH信号は、エンジンコントローラ303でA/D変換され、デジタル値で管理される。これにより、ヒータ120の温度をTH信
号としてエンジンコントローラ303でモニタすることができる。
The
ヒータ120の温度制御を行う際は、まず、検出した温度とエンジンコントローラ303に予め設定されているヒータ120の設定温度とを比較し、ヒータ120に形成されている発熱抵抗体121、122に供給すべき電力比を算出する。そして、供給すべき電力比に対応した位相角(位相制御)又は波数(波数制御)を算出し、その制御条件によりエンジンコントローラ303がトランジスタ209にON1信号を送出することでヒータ120の温度制御を行う。
When temperature control of the
また、電力供給回路には、熱暴走に至った場合にヒータ120が過昇温することを防止する安全確保手段としてサーモスイッチ120aが設けられている。サーモスイッチ120aは所定の温度以上になると開放状態となって発熱抵抗体121、122への電力供給を遮断する。なお、ここではサーモスイッチ120aを用いる場合について説明しているが、サーモスイッチ120aに代えて例えば温度ヒューズ等を用いてもよい。
Further, the power supply circuit is provided with a
(1−5:制御フロー)
切り換え手段としてのリレー261、271が誤作動したり、その他の回路素子の故障等が生じた場合、商用電源が200V系にも関わらず、発熱抵抗体121、122が並列接続され、定着装置360の損傷を招く虞がある。また、サーモスイッチ120aによる保護マージンが小さくなってしまう。そこで本実施形態では、以下に説明する制御フローを行うことによって、リレー261、271の誤作動等が生じても定着装置360を保護することを可能としている。以下、図1を参照して、制御フローについて説明する。
(1-5: Control flow)
When the
装置本体300のスイッチがONされる(S100)と、エンジンコントローラ303がリレー251をOPEN(開放状態)にする(S101)。リレー251をOPENにすることで、抵抗体211がヒータ120に対して直列接続される。なお、抵抗体211
の抵抗値は、発熱抵抗体121、122の抵抗値よりも十分に大きな値とする(例えば発熱抵抗体121、122の抵抗値の100倍の値)。これにより、ヒータ120に供給される電力量が制限され、サーモスイッチ120aによる保護マージンを大きくすることが可能になる。
When the switch of the apparatus
Is set to a value sufficiently larger than the resistance value of the
次に、不図示の電圧検知手段により商用電源が100V系か200V系かを判別する(S102)。商用電源が100V系であると判断した場合は、エンジンコントローラ303はHEATER信号をHighにする。HEATER信号がHighになると、トランジスタ262、272がONしてリレー261が端子ア側に切り替えられ、リレー271がONして定着装置360が並列接続モードに切り替えられる(S103)。
Next, whether the commercial power source is a 100V system or a 200V system is determined by a voltage detection unit (not shown) (S102). If it is determined that the commercial power supply is a 100V system, the
次にエンジンコントローラ303は、所定の電力比でトライアック204をONしてヒータ120に電力を供給する(S104)。この際、抵抗体211の温度が温度検出素子281と抵抗体282の分圧値であるTH2信号でモニタされる。TH2信号はエンジンコントローラ303に入力され、エンジンコントローラ303は所定時間内に抵抗体211の温度が予め決められた温度閾値以上になっているかどうかを判断し、温度閾値以上であれば抵抗体211が異常高温であると判断する(S105)。
Next, the
温度閾値は、定着装置360が並列接続モード(直列接続モード)で商用電源が100V系(200V系)の時には抵抗体211の温度が温度閾値を越えず、定着装置360が並列接続モードで商用電源が200V系の時に温度閾値を越えるような値である。さらに温度閾値は、商用電源、定着装置360、抵抗体211のばらつきを考慮して決定される必要がある。例えば商用電源が100V系の場合の電源電圧の最大値は、メキシコ地域の127Vに対し+10%のマージンをのせた139.7Vである。また、200V系の場合の電源電圧の最小値は、220Vに対し−15%のマージンをのせた187Vである。これらのばらつきを考慮して温度閾値を設定するとよい。
The temperature threshold is such that when the fixing
S105で抵抗体211の温度が異常高温であると判断されると、エンジンコントローラ303はON1信号をLow出力してトライアック204をOFFし、ヒータ120への電力供給を遮断する(S106)。その後、エンジンコントローラ303は、不図示のパネルに定着装置異常エラーを表示させる(S107)。
If it is determined in S105 that the temperature of the
ここで図7(a)に、定着装置360が並列接続モードであって、かつ商用電源が200V系であった場合の抵抗体211とヒータ120の温度変化を示す。図示するように、この場合は抵抗体211の温度が上昇して温度閾値まで達する。そして抵抗体211の温度が温度閾値以上になると、エンジンコントローラ303はヒータ120への電力供給を遮断する。これにより、ヒータ120が異常高温になることを回避できるので、定着装置360を保護することができる。
FIG. 7A shows temperature changes of the
一方、S105にて抵抗体211の温度が温度閾値に達しない場合は、S108にて所定時間、抵抗体211の温度をモニタする。所定時間経過しても抵抗体211の温度が温度閾値に達しない場合は、商用電源が100V系であると判断し、リレー251を閉じる(S109)。
On the other hand, if the temperature of the
図7(b)に、定着装置360が並列接続モードであって、かつ商用電源が100V系の場合の抵抗体211とヒータ120の温度変化を示す。図示するように、この場合は抵抗体211の温度が温度閾値に達しない温度で飽和する。そして所定時間経過後、リレー251を閉じる。リレー251が開放状態の間は、抵抗体211が介在することによりヒータ120に供給される電力量が小さくなるので抵抗体211の昇温速度が遅くなる。一方、リレー251が閉じられると、抵抗体211が短絡されるため、定着装置360へプ
リントに必要な電力の供給が可能になる。
FIG. 7B shows temperature changes of the
リレー251が閉じられると、プリント要求があるかどうかを判断する(S110)。プリント要求がある場合にはプリントを実行し(S111)、プリント終了後に、プリント要求を待つスタンバイモードに移行する(S112)。また、S110でプリント要求がない場合は、スタンバイモードに移行する(S112)。なお、S102で商用電源が200V系であると判断された場合は、エンジンコントローラ303はHEATER信号をLowにする。HEATER信号がLowになると、トランジスタ262、272がOFFし、リレー261は端子イ側に切り替えられ、リレー271はOFFして定着装置360を直列接続モードに切り替える(S113)。その後、S109以降の制御を行う。
When the
上述の制御では、抵抗体211の温度に基づいてヒータ120への電力供給を遮断する制御を行っているが、定着装置360が直列接続モードに切り替えられている場合は、抵抗体211を接続する必要はない。即ち、リレー251を閉じてヒータ120へ電力を供給すればよい。この場合は、商用電源が100V系でも200V系でも、ヒータ120に供給される電力は通常供給される電力と同等か、それよりも小さい。よって、暴走状態においても、サーモスイッチ120aによって安全に定着装置360を保護することができる。
In the above-described control, control is performed to cut off the power supply to the
以上より、本実施形態によれば、商用電源の規格に応じて発熱抵抗体の接続方式を切り換え可能な像加熱装置において、切り換え手段が誤作動しても安全にヒータを保護することが可能な像加熱装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, in the image heating apparatus in which the heating resistor connection method can be switched in accordance with the standard of the commercial power supply, the heater can be safely protected even if the switching means malfunctions. An image heating apparatus can be provided.
[第2実施形態]
図8〜図10を参照して、本発明を適用可能な第2実施形態に係る像加熱装置について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成についてはここでは説明を省略し、第1実施形態と異なる点のみ説明する。
[Second Embodiment]
With reference to FIGS. 8-10, the image heating apparatus which concerns on 2nd Embodiment which can apply this invention is demonstrated. The description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted here, and only differences from the first embodiment will be described.
(2−1:制御フロー)
図8に、本実施形態における制御フローを示す。また、図9に、本実施形態における電力供給回路の概略構成を示す。装置本体300のスイッチがONされると(S200)、エンジンコントローラ303がSAFE信号をHighにしてリレー251を閉じる(S201)。そして、リレー251が閉じられた状態でON1信号がHighとなり、トライアック204がONしてヒータ120に電力が供給される(S202)。
(2-1: Control flow)
FIG. 8 shows a control flow in the present embodiment. FIG. 9 shows a schematic configuration of the power supply circuit in the present embodiment. When the switch of the apparatus
ヒータ120に電流が流れると、カレントトランス212に接続された抵抗体213の両端に、ヒータ電流に応じた電圧(Vin)が発生する(S203)。VinがASIC266に入力されると、ASIC266内の比較部2661が、予め設定されている電流値に応じた電圧(Vth)とVinとを比較する(S204)。このようにカレントトランス212は、ヒータ120に流れる電流を検出する電流検出手段として設けられている。
When a current flows through the
ASIC266において「予め設定されている電流値」は、100V系の商用電源で並列接続モードの時にヒータ120に供給されうる最大電流値よりも高く設定される必要がある。また、200V系の商用電源で並列接続モードの時にヒータ120に供給されうる最小電流値よりも低く設定される必要がある。このように設定することで、200V系の商用電源に対して定着装置360が並列接続モードとなっていることを検知できる。
The “predetermined current value” in the
図10(b)に示すように、VinがVthを越えると、ASIC266内の出力部2662はout信号をLowにする。その結果、リレー251を駆動するトランジスタ2
52が閉じられ、リレー251は開放状態となる(S205)。リレー251を開放状態にすることで、抵抗体211がヒータ120に対して直列接続される。これにより、定着装置360に供給される電力が制限され、サーモスイッチ120aによる保護マージンを大きくすることが可能になる。
As shown in FIG. 10B, when Vin exceeds Vth, the
52 is closed and the
その後、比較器283に入力される温度検出素子281と抵抗体282の分圧値によって抵抗体211の温度を検出し、抵抗体211の温度が所定の温度閾値を越えているかどうかを判断する(S206)。温度閾値は、定着装置360が並列接続モード(直列接続モード)で商用電源100V系(200V系)の時には抵抗体211の温度が温度閾値を越えず、定着装置360が並列接続モードで電源電圧200V系の時に温度閾値を越える値に設定する必要がある。
Thereafter, the temperature of the
S206で抵抗体211の温度が温度閾値を越えている場合は、比較器283の出力がLowに固定され、トランジスタ242がOFFされる。そうすると、リレー241が開放状態にされ、定着装置360への電力供給を遮断する(S207)。そうすることで、定着装置360が並列接続モードで商用電源が200V系の時に定着装置360が暴走状態に陥っても、定着装置360を安全に保護できる。その後、エンジンコントローラ303は、不図示のパネルに定着装置異常エラーを表示させる(S208)。
If the temperature of the
S206にて抵抗体211の温度が温度閾値に達していないと判断した場合は、S209にて所定時間だけ抵抗体211の温度をモニタする。所定時間経過しても抵抗体211の温度が温度閾値に達しない場合は、商用電源が100V系であると判断し、リレー251を閉じる(S210)。具体的には、ASIC266内の比較部2661でVinがVthを越えたと判断すると、カウンタ2663がカウントアップ(カウントダウン)を始める。このカウンタ値をカウンタ比較部2664が所定の値Count_thと比較する
。カウンタ値がCount_thを上回る(下回る)と、図10(b)に示すように、出
力部2662がout信号にHighを出力する。そうすると、トランジスタ252がONして、リレー251を閉じる。
If it is determined in S206 that the temperature of the
その後、プリント要求があるか否かを判断する(S211)。プリント要求がある場合はプリントを実行し(S212)、プリント要求が無い場合はスタンバイモードに移行する(S213)。また、S204にてヒータ電流が予め設定された所定の電流値を越えていないと判断された場合は、リレー251は閉じたままで、S211以降の制御を行う。
Thereafter, it is determined whether or not there is a print request (S211). When there is a print request, printing is executed (S212), and when there is no print request, a transition is made to the standby mode (S213). If it is determined in S204 that the heater current does not exceed the predetermined current value set in advance, the control from S211 is performed while the
以上より、本実施形態によれば、商用電源の規格に応じて発熱抵抗体の接続方式を切り換え可能な像加熱装置において、切り換え手段が誤作動しても安全にヒータを保護することが可能な像加熱装置を提供することが可能になる。また、本実施形態では、半導体等を介した構成をとらないハード構成を採用しているので、より信頼性の高い像加熱装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the image heating apparatus in which the heating resistor connection method can be switched in accordance with the standard of the commercial power supply, the heater can be safely protected even if the switching means malfunctions. An image heating apparatus can be provided. Further, in the present embodiment, a hardware configuration that does not take a configuration via a semiconductor or the like is adopted, so that a more reliable image heating apparatus can be provided.
[その他の実施形態]
第1、第2実施形態では、定着スリーブの内面とヒータとが直接摺動するサーフ方式の定着装置について説明した。しかし、本発明に係る像加熱装置の形態はこれに限られるものではなく、ハロゲンランプ等の発熱体を内部に有する定着ローラを用いた熱ローラ方式の定着装置であってもよい。
[Other embodiments]
In the first and second embodiments, the surf type fixing device in which the inner surface of the fixing sleeve and the heater slide directly has been described. However, the form of the image heating device according to the present invention is not limited to this, and a heat roller type fixing device using a fixing roller having a heating element such as a halogen lamp inside may be used.
第1、第2実施形態では、未定着のトナー像をシート材上に加熱、加圧定着させる定着装置について説明した。しかし、本発明に係る像加熱装置の形態はこれに限られるものではなく、定着済みのトナー像が担持されているシート材を再度加熱、加圧することでトナー像に光沢を付与する光沢付与装置であってもよい。 In the first and second embodiments, the fixing device that heats and presses and fixes an unfixed toner image on the sheet material has been described. However, the form of the image heating device according to the present invention is not limited to this, and a gloss applying device that adds gloss to the toner image by heating and pressurizing the sheet material carrying the fixed toner image again. It may be.
第1、第2実施形態では、2つの発熱抵抗体を有するヒータについて説明したが、ヒータ120に形成される発熱抵抗体の数はこれに限られるものではなく、複数の発熱抵抗体が並列接続、直列接続を切り換え可能に形成されていればよい。
In the first and second embodiments, the heater having two heat generating resistors has been described. However, the number of heat generating resistors formed in the
100…定着スリーブ 110…加圧ローラ 120…ヒータ 121、122…発熱抵抗体 211…抵抗体 261、271…リレー 281…温度検出素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
を備え、
前記ニップ部においてシート材上の画像を加熱する像加熱装置において、
前記ヒータに設けられ、前記商用電源から電力が供給される複数の発熱抵抗体と、
前記複数の発熱抵抗体の接続を、前記商用電源が高電圧の場合は直列接続に、又は前記商用電源が低電圧の場合は並列接続に切り換える切り換え手段と、
前記ヒータと直列に接続される抵抗体と、
前記抵抗体の温度を検出する温度検出手段と、
を備えており、
前記温度検出手段によって検出される前記抵抗体の温度が閾値以上になった場合に、前記ヒータへの電力供給を遮断することを特徴とする像加熱装置。 A heating member having a heater that generates heat by electric power supplied from a commercial power source;
A pressure member that presses against the heating member to form a nip portion;
With
In the image heating apparatus for heating the image on the sheet material in the nip portion,
A plurality of heating resistors provided in the heater and supplied with electric power from the commercial power source;
Switching means for switching the connection of the plurality of heating resistors to a serial connection when the commercial power source is a high voltage, or a parallel connection when the commercial power source is a low voltage;
A resistor connected in series with the heater;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the resistor;
With
An image heating apparatus, wherein power supply to the heater is cut off when a temperature of the resistor detected by the temperature detection means becomes a threshold value or more.
前記電流検出手段によって検出される電流値が閾値以上であって、かつ、前記温度検出手段によって検出される前記抵抗体の温度が閾値以上になった場合に、前記ヒータへの電力供給を遮断することを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 Current detection means for detecting a current value of a current flowing through the heater;
When the current value detected by the current detection unit is equal to or greater than a threshold value and the temperature of the resistor detected by the temperature detection unit is equal to or greater than the threshold value, power supply to the heater is cut off. The image heating apparatus according to claim 1.
前記スイッチング手段を開放した状態で前記温度検出手段によって前記抵抗体の温度を検出し、所定時間経過しても前記温度検出手段によって検出される前記抵抗体の温度が閾値以上にならない場合は、前記スイッチング手段を閉じて前記抵抗体を短絡させた状態で、前記ヒータに電力を供給することを特徴とする請求項1又は2に記載の像加熱装置。 Switching means for short-circuiting the resistor is provided,
When the temperature of the resistor is detected by the temperature detecting means in a state where the switching means is opened, and the temperature of the resistor detected by the temperature detecting means does not exceed a threshold even after a predetermined time has elapsed, 3. The image heating apparatus according to claim 1, wherein power is supplied to the heater in a state where the switching unit is closed and the resistor is short-circuited.
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