JP2015069075A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録媒体P上にトナー像を形成する画像形成手段11と、加熱手段40により加熱される無端状の定着ベルト16と加圧ローラー12とで記録媒体を挟持搬送することで記録媒体上に形成された未定着トナーを定着する定着手段10と、加熱手段に所定周波数の高周波電力を投入する電力投入手段60と、高周波電力の電圧値を検知する電圧検知手段66と、電力投入手段を制御する制御手段50と、各種情報を報知する入出力手段51と、定着ベルト正常時の高周波電力の第1の電圧値を含む初期情報を記憶する記憶手段54とを備え、制御手段は、電圧検知手段によって逐次測定する第2の電圧値と初期情報とに基づいて定着ベルトの状態を判断し、異常発生時はこれを報知するか高周波電力を遮断する。
【選択図】図4
Description
加熱・加圧の方法としては、加熱ローラーの内側からヒーターで加熱する方法や、その加熱ローラーで定着ベルトを加熱し、定着ベルトを加圧ローラーで挟み込む方法、さらには定着ベルトをエネルギー効率の良いIH(Induction Heating、電磁誘導加熱式)で発熱させ、加圧ローラーで挟み込む方法等がある。
しかしながら上述のような例では、磁束を検知するためのアンテナを定着ユニット内に設ける必要があるので、空間が制約される他、構成が複雑になり、コスト面でも制約が生じる。
ところが、例えば定着ベルトの中央部分が破損した場合には、張架ローラーが回転し続けてしまうことがある。このような場合は加熱が停止しないため、ローラーの温度が上昇し続けてしまう。
しかしながら、定着ユニット内のメンテナンスでもJAMした記録紙等を見つけられない場合や、JAMした記録紙を取り除く際に記録紙が破れて、その一部が定着ユニット内に残ってしまう場合がある。即ち、定着ベルトが破損した際には、適切に定着ベルトへの加熱を停止しないと、JAMした記録紙等の過熱を引き起こし、想定外の事故につながりかねない。
定着ローラー14は、少なくともその外縁側が弾性素材によって構成されており、加圧ローラー12との間に定着ベルト16と記録紙Pとを挟み込み、加圧ローラー12側から押圧される。これにより、定着ベルト16と記録紙Pとがニップ部Nにおいて広範にわたり密着する。
従って記録紙Pの余白部は定着ベルト16に貼り着かないので、定着ベルト16から浮き上がり、間隙ができる。分離板30の一端部は、ニップ部Nから排出された記録紙Pと定着ベルト16との間隙に入り込むことによって、貼り着いている記録紙Pと定着ベルト16とを剥離させる。このようにして定着ベルト16から剥離された記録紙Pは、二点鎖線矢印方向に搬送される。
本実施の形態の定着ユニット10においては、定着ベルト16が発熱ローラー20に張架される部位をほぼ覆うように、加熱手段の一例としてのIHコイルユニット40が設けられている。このIHコイルユニット40には所定周波数の高周波電力が投入され(本実施の形態においては、IHコイルユニット40に高周波電力を供給することを、投入と称する)、隣接する定着ベルト16の対向部分に電磁誘導による渦電流を発生させ、これにより定着ベルト16を発熱させるものである。
なお、この図2において図1に示す各部と対応する部分には同一の符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
駆動電圧検知部66は、一例としてカレントトランスあるいはカップリングコンデンサーと分圧抵抗等から成るもので、共振回路40’の両端電圧を測定し、この測定情報は制御部50に入力される
また、IHコイル42とで共振回路40’が構成されるように、IHコイルユニット40と並列に共振コンデンサー46が接続されている。この共振コンデンサー46は一例として、IHコイル42のインダクタンスと合わせて、共振回路40’の共振周波数がIHコイルユニット40に供給する高周波電力の駆動周波数と等しくなるような静電容量に決められる。
加えて制御部50は、演算部52と記憶手段の一例としての記憶部54とを有している。また制御部50には、定着ベルト16の温度を測定するサーミスター33から温度情報が入力される。さらに制御部50は、操作部51とデータのやり取りをする。この操作部51は、図示は省略するが、キーボードや液晶等の表示器もしくはタッチパネル、これらに付随するバックライト、ブザーやスピーカー等から構成される。
記憶部54は、一般的にHDD(Hard Disk Drive:固定磁気記憶装置)やフラッシュメモリー(flash memory:電気的書き換え可能半導体記憶装置の一種)、RAM(Random Access Memory:随時読み書き可能記憶装置)、ROM(Read Only Memory:読み出し専用記憶装置)等の組み合わせから成るものであり、多くは、記憶の保持に動作電力を必要とする揮発領域と、電源電力が無くても記憶を保持する不揮発領域とを有している。
画像データは、記録紙P上に形成される画像のデータであり、この画像形成装置外から入力される画像の画素構成や色構成を補正・変更したり、同一ページを複数形成(複製)する場合に備えて一時的に記憶される。
この初期データは、定着ベルト16の状態を判定して不具合を検知するための基準データとして、例えば入力電圧や駆動周波数、定着ベルト16の温度として示される可能性の有る数値、およびこれらの数値から算出され定着ベルト16他の不具合を判定するための基準となる閾値である。またこの初期データは、工場での組み立て時や出荷・納品に際した使用者(の使用環境や地域仕向け)毎の調整時、あるいは保守点検や部品交換の際に記憶される。
共振回路40’を構成するIHコイル42は、センターコア44を介して定着ベルト16と結合している。このため、定着ベルト16が極端に変形したり破損により面積が変化したり、あるいは破断することによって、共振回路40’のインピーダンスが変化する。この共振回路40’(IHコイルユニット40)に供給される高周波電力の周波数(駆動周波数)が一定である場合、インピーダンスが変化することで、駆動電圧が変化することになる。なお、言うまでもなく、インピーダンスの変化が大きくなる程、駆動電圧の変化も大きくなる。
こうした初期状態の駆動電圧に対して、例えば定着ベルト16に変形や部分的な欠損等の軽微な破損が生じた際に想定される変化比率であるn1パーセント増減した値を閾値1(一例として増加した値を上限、減少した値を下限)とする。
また、定着処理時に熱を伝え切れずに定着ベルト16の過熱を引き起こす可能性が出るまでに定着ベルト16が破損した際に想定される変化比率であるn2パーセント(n2>n1)増減した値を閾値2(一例として増加した値を上限、減少した値を下限)とする。
図4の処理では、まずStep1として操作部51から各種操作を受け付ける。
Step2で、前回の処理から所定の時間が経過していれば、次のStep3として駆動電圧検知部66から駆動電圧情報を取り込む他、インバーターCPU63やサーミスター33から諸情報を取り込む。
この場合にはStep5として、操作部51によって「メンテナンスが必要です」等のメッセージを報知する。
この場合にはStep7として、IHコイルユニット40に供給する高周波電力を遮断し、定着ベルト16の加熱を停止する。
例えば、図5に示すブロック図は、図2に示す構成の変形例である。図5に示す例では、IHコイル42と直列に接続される共振コンデンサー46とによって共振回路40’を形成している。この場合、駆動電圧検知部66は共振コンデンサー46と並列に接続され、共振コンデンサー46の両端電圧を測定する。また、インバーター60とIHコイルユニット40との間に、変成器65を有する場合もある。
このような電気的構成であっても、定着ベルト16に発生した異常を検知する方法は、上述した実施の形態の説明と同様である。
この場合、図4で説明したStep4あるいはStep6では、Step3で取り込んだ諸情報が最も近似する初期データの組み合わせ1、2・・・nを選択し、その中の閾値1、閾値2、閾値3・・・に基づいて判断する。
11 画像形成ユニット
12 加圧ローラー
14 定着ローラー
16 定着ベルト
33 サーミスター
40 IHコイルユニット
40’ 共振回路
42 IHコイル
46 共振コンデンサー
50 制御部
51 操作部
52 演算部
54 記憶部
60 インバーター
61 入力電圧検知部
63 インバーターCPU
64 スイッチ素子
66 駆動電圧検知部
P 記録紙
Claims (4)
- 記録媒体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
加熱手段によって加熱される無端状の定着ベルトと加圧ローラーとで前記記録媒体を挟持搬送することで前記画像形成手段によって前記記録媒体上に形成された未定着トナーを定着する定着手段と、
前記加熱手段に所定周波数の高周波電力を投入する電力投入手段と、
前記高周波電力の電圧値を検知する電圧検知手段と、
前記電力投入手段を制御する制御手段と、
前記制御手段によって各種情報を報知する入出力手段と
前記定着ベルトが正常である場合の前記高周波電力の第1の電圧値を含む初期情報を予め記憶する記憶手段と、
を備え、
前記定着ベルトは、前記加熱手段に投入される高周波電力によって発生する電磁誘導により渦電流を生じ、当該渦電流によって発熱し得る導体層を有し、
前記制御手段は、前記電圧検知手段によって逐次測定する第2の電圧値と前記初期情報とに基づいて前記定着ベルトの状態を判断し、当該定着ベルトに異常が発生していると判断した場合には前記入出力手段によって異常の発生を報知するか、または前記電力投入手段を制御して前記加熱手段に投入する高周波電力を遮断する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記初期情報には、前記定着ベルトに異常が発生した場合を想定して予め求められる前記高周波電力の電圧値の変動範囲の閾値を含み、
前記制御手段は、前記第2の電圧値が前記閾値を超えた場合に前記定着ベルトに異常が発生していると判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、
前記定着ベルトに異常が発生していると判断した場合には前記入出力手段によって当該異常の発生を報知する
ことを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載の画像形成装置。 - 前記初期情報には、少なくとも前記入出力手段によって異常の発生を報知する段階の第1の境界値と前記加熱手段による加熱を停止させる段階の第2の境界値とを含み、
前記制御手段は、前記第2の電圧値が前記第1の境界値を超えた場合に前記入出力手段によって異常の発生を報知し、当該第2の電圧値が前記第2の境界値を超えた場合に前記電力投入手段を制御して前記加熱手段に投入する高周波電力を遮断する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
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