JP2017102402A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device.
電子写真複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置(像加熱装置とも呼ばれる)は、商用交流電源から加熱手段であるヒータの発熱体への電力供給をトライアック等の制御装置により制御されることで、所望の温度に制御される。何らかの理由で制御装置に故障が発生した場合、発熱体への供給電力を制御できなくなり、異常発熱の発生が懸念される。その防止策として、サーミスタ等の温度検出素子で異常発熱を検出し、制御装置の駆動を遮断するとともにその状態をラッチさせる保護手段がある。 A fixing device (also called an image heating device) mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer is controlled by a control device such as a triac from a commercial AC power supply to a heating element of a heater as a heating means. As a result, the desired temperature is controlled. When a failure occurs in the control device for some reason, the power supplied to the heating element cannot be controlled, and there is a concern that abnormal heat generation may occur. As a preventive measure, there is a protection means for detecting abnormal heat generation with a temperature detection element such as a thermistor, shutting off the drive of the control device and latching the state.
保護手段が動作している状態において、使用者により画像形成装置本体の電源がオフされると、保護手段に包括されるラッチ回路部の電源電圧もオフされるため、ラッチ状態は維持されなくなり解除される場合がある。制御装置に恒久的な故障が発生している場合は、次の電源オン時に発熱体への制御が開始されると、再び発熱体に対し異常な電力が供給され保護手段が動作する。電源オフオンが非常に短い期間になされると、発熱体の温度が十分に下がらない内に再び過剰な電力が供給されることになり、その状態を何回か連続して繰り返された場合、発熱体の温度は徐々に上昇する。そのような異常状態においては、発熱体近辺に設置されているサーモスイッチ等の過昇温防止手段により通電を確実に遮断させ、発熱体またはその周辺に構成される他部材に損傷を被ることがないようにしている。しかしながら、サーモスイッチが一旦動作すると、使用者による自動復帰が困難であり、ユーザビリティが低下してしまうため、サーモスイッチが動作する前にサーミスタ等の温度検出素子で構成される保護手段で通電を遮断させる方法が望ましい。 When the power of the image forming apparatus main body is turned off by the user while the protection means is operating, the power supply voltage of the latch circuit unit included in the protection means is also turned off, so that the latch state is not maintained and is released. May be. When a permanent failure has occurred in the control device, when control of the heating element is started at the next power-on, abnormal power is supplied to the heating element again, and the protection means operates. If the power is turned off and off for a very short period of time, excessive power will be supplied again while the temperature of the heating element does not drop sufficiently, and if this state is repeated several times, heat will be generated. The body temperature gradually rises. In such an abnormal state, energization is surely interrupted by an excessive temperature rise prevention means such as a thermo switch installed in the vicinity of the heating element, and the heating element or other members formed around it may be damaged. I am trying not to. However, once the thermo switch is activated, it is difficult for the user to automatically return, and the usability is reduced. Therefore, before the thermo switch is activated, the energization is interrupted by a protection means composed of a temperature detection element such as a thermistor. The method of making it desirable is preferable.
保護手段をラッチ回路部で構成すると、上述したよう画像形成装置本体の電源オフにより、ラッチ状態が解除されてしまう。特許文献1には、不揮発性のメモリ等を使用して電源オフ期間を監視し、予め設定された期間よりも短い期間で次の電源オンがなされた場合は、発熱体への通電を許可しないよう制御する方法が提案されている。
If the protection means is constituted by a latch circuit portion, the latch state is released when the image forming apparatus main body is turned off as described above. In
しかし、特許文献1に記載の構成においては、一旦保護手段が動作してしまうと、ラッチ回路を構成するエラーメモリコンデンサの放電に時間を要するため、制御可能状態に復帰するまでに十分に長い時間が必要となることが懸念される。また、トライアック等の制御装置を制御するCPUの誤動作またはラッチ回路部自体の誤動作などでラッチ遮断に陥った場合、発熱体の温度が十分低い温度であるにもかかわらず、発熱体への通電が遮断されることが考えられる。この場合も、次の制御開始が可能となるまで使用者は長い時間待機することが必要となる懸念がある。
However, in the configuration described in
本発明は、定着装置を備えた画像形成装置のユーザビリティを向上させることができる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a technique capable of improving the usability of an image forming apparatus including a fixing device.
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に現像剤像を形成する画像形成部と、
商用交流電源から供給される電力により発熱する発熱体を有し、現像剤像を加熱し記録材に定着させる定着手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
商用交流電源から前記発熱体への電力供給を制御する電力制御手段と、
前記温度検出手段が検出する検出温度が第1の閾値以上になると、商用交流電源から前記発熱体への電力供給を遮断状態にする第1の給電遮断手段と、
を備える画像形成装置において、
前記電力制御手段は、前記第1の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数が所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention includes:
An image forming unit for forming a developer image on a recording material;
A fixing unit that has a heating element that generates heat by electric power supplied from a commercial AC power source, and heats the developer image to fix it on a recording material;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element;
Power control means for controlling power supply from a commercial AC power source to the heating element;
When the detected temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a first threshold, first power supply cutoff means for cutting off power supply from a commercial AC power source to the heating element;
In an image forming apparatus comprising:
The power control unit maintains the subsequent power supply in a cut-off state when the number of times that the power supply is cut off by the first power supply cut-off unit exceeds a predetermined number of times.
本発明によれば、定着装置を備えた画像形成装置のユーザビリティを向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the usability of an image forming apparatus including a fixing device.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.
[実施例1]
図1は、電子写真プロセスを用いた本実施例に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの概略構成図である。レーザプリンタ本体101(以下、本体101)には、記録材としての記録紙Sを収納するカセット102、カセット102の記録紙Sの有無を検知するカセット有無センサ103が設けられている。また、本体101には、カセット102の記録紙Sのサイズを検知するカセットサイズセンサ104が設けられている。カセットサイズセンサ104は、復数個のマイクロスイッチで構成される。また、本体101には、カセット102から記録紙Sを繰り出す給紙ローラ105が設けられている。そして、給紙ローラ105の下流には記録紙Sを同期搬送するレジストローラ対106が設けられている。また、レジストローラ対106の下流にはレーザスキャナ部107からのレーザ光に基づいて記録紙S上にトナー像を形成する画像形成部108が設けられている。レーザスキャナ107は、後述する外部装置131から送出される画像信号(画像信号VDO)に基づいて変調されたレーザ光を発光し、後述する感光ドラム117の表面を走査露光する。さらに、画像形成部108の下流には記録紙S上に形成されたトナー像(現像剤像)を熱定着する定着手段としての定着器(定着装置)109が設けられている。また、定着器109の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ110、記録紙Sを排
紙する排紙ローラ111、記録の完了した記録紙Sを積載する積載トレイ112が設けられている。この記録紙Sの搬送基準は、記録紙Sの本体101の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Sの幅に対して中央になるように設定されている。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer as an example of an image forming apparatus according to this embodiment using an electrophotographic process. A laser printer main body 101 (hereinafter, main body 101) is provided with a
本体101は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム117、一次帯電ローラ119、現像器120、転写ローラ121、クリーナ122等から構成されている。定着器109は、定着フィルム132、加圧ローラ133、定着フィルム132の内側に配置されたセラミックヒータ134、セラミックヒータ134の表面温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ等の温度検出素子135から構成されている。エンジンコントローラ126は、CPUやASIC及びプログラムROM、メモリRAM等で構成されており、レーザスキャナ107、画像形成部108、定着器109による電子写真プロセスの制御、本体101内の記録紙Sの搬送制御を行う。ビデオコントローラ127は、パーソナルコンピュータ等の外部装置131と汎用のインタフェース130(セントロニクス、RS232C等)で接続されている。ビデオコントローラ127は、この汎用インタフェース130から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをVDO信号128として、エンジンコントローラ126へ送出する。
The
図2は、本発明の実施例における定着器109の定着制御回路を示す図である。定着器109に包括されるセラミックヒ−タ134に設けられた(基板上に形成された)発熱体3は、商用交流電源1から、ACフィルタ2、リレー41、トライアック4を介して、電力が供給されることにより発熱する。発熱体3への電力供給の際、エンジンコントローラ126は、リレー41をオンする。42は、リレー41のコイル逆起電圧からの保護用ダイオードであり、43は、リレー41を駆動するためのトランジスタで、ベース端子はバイアス抵抗44を介してエンジンコントローラ126のRLD端子に接続されている。
FIG. 2 is a diagram showing a fixing control circuit of the
本体101の主電源スイッチ(図示しない)に連動してオンオフするスイッチ11は、エンジンコントローラ126により、自発的に、あるいは使用者の操作を受けて、制御される。本体101の主電源スイッチがオフ時はエンジンコントローラ126のON端子よりオフ信号が出力されてスイッチ11がオフされ、主電源スイッチがオン時はON端子よりオン信号が出力されてスイッチ11がオンされる。即ち、本体101の主電源スイッチがオフ時は低圧電源回路部28の出力Vinのみが定着制御回路に供給され、主電源スイッチがオン時はVin及びVrefが定着制御回路に供給される。本体101の主電源スイッチがオン時は、故障等が生じている場合の除き、Vin及びVrefに接続される装置構成の全てが通常動作可能な電力状態となる(通常電力状態)。本体101の主電源スイッチがオフ時は、Vrefに接続される様々な回路部(定着制御回路含む)による電力消費を抑えて省電力化を図るためである(省電力状態)。エンジンコントローラ126への電源は、VCC端子より供給されておりVinに接続されている。Vinは、本体101の主電源スイッチのオフオンに関わらず常に出力されているものとする。即ち、主電源スイッチがオフであり、本体101がプリント動作を行わない状態であってもエンジンコントローラ126には電源が供給されている。
The
発熱体3への電力の供給は、電力制御手段としてのエンジンコントロ−ラ126からのFSRON信号に従い、トライアック4の通電及び遮断を制御して電力が供給される。5及び6は、トライアック4を駆動するためのバイアス抵抗である。トライアック4の制御回路はフォトトライアックカプラ7で一次側と二次側を絶縁しており、9は、フォトトライアックカプラ7の制御用トランジスタで、バイアス抵抗10を介してエンジンコントローラ126からのFSRON信号に基づいて制御される。フォトトライアックカプラ7は、抵抗8及びトランジスタ78を介して電源Vrefに接続される。
Supply of power to the
135はセラミックヒータ134上の温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子であ
り、抵抗22との分圧値がエンジンコントローラ126のFSRTH端子に入力される。エンジンコントローラ126は、FSRTH端子に入力された電圧値を温度に換算して、温調制御に用いる。
定着器109に与えられる熱量は、エンジンコントローラ126で設定されている温調目標温度と温度検出素子135の検出温度を基に算出される。12は、ゼロクロス生成回路であり、商用周波数の0V毎にレベルが変化するゼロクロス信号を生成する。生成されたゼロクロス信号は、エンジンコントローラ126のZEROX端子に入力され、このゼロクロス信号を下として通電制御を行う。また、第2の給電遮断手段であり過昇温防止手段として、サーモスイッチ137がセラミックヒータ134の絶縁基板面上または保護層面上に当接または適切な部材を介して設置されている。サーモスイッチ137は、例えば所定量を超える電流が流れると溶融して断線するヒューズで構成されている。セラミックヒータ134の温度が異常となった場合はサーモスイッチ137を切断することにより、セラミックヒータ134への通電を遮断する。
The amount of heat given to the
70は、第1の給電遮断手段としての、温度検出素子135の検出温度結果に基づく温度保護回路部であり、セラミックヒータ134への制御が正常である場合は、比較器71の出力はHighレベルにある。トライアック4等に異常が発生してセラミックヒータ134が制御不能状態に陥ると、温度検出素子135の検出温度が異常上昇し、抵抗72、73で決定される閾値温度以上となり、比較器71の出力はLowレベルとなる。ここで用いる閾値温度(第1の閾値)は、プリント時の温調温度よりも高い温度に設定されている。比較器71の出力は、エンジンコントローラ126のFSRSAFE1端子に入力されており、温度保護回路部70の動作回数をモニタすることができる。また比較器71の出力は、トランジスタ75のベース端子にも接続されており、温度検出素子135の検出温度が異常となると、トランジスタ75はオフする。トランジスタ75はセラミックヒータ134の制御が異常ない状態においては、ベース電圧は抵抗74を介しVrefが供給されオン状態にある。トランジスタ75がオフすると、抵抗76、77を介し後段のトランジスタ78がオフされ、フォトトライアックカプラ7への電圧供給が遮断される。それによりトライアック4がオンすることができなくなり、セラミックヒータ134への電力供給が遮断される。
温度保護回路部70の出力が一旦Lowレベルとなると、エンジンコントローラ126は、Vref電圧が遮断されるまで、トライアック4のオフ状態を維持する。Vrefは、本体101の主電源スイッチがオフされると出力が停止する。即ち、一度温度保護回路部70が動作すると、本体101の主電源スイッチが使用者によりオフされるまで、その状態を維持され、発熱体3への通電が禁止されることになる。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。また47〜50は、全波整流回路を構成するダイオードであり、その後段に低圧電源部28が構成される。
Once the output of the temperature
図3のフローチャートにより本実施例における制御を説明する。本体101の主電源スイッチがオンされると、スイッチ11がオンされて定着回路部70にVrefが供給され、それによりエンジンコントローラ126のFSRSAFE1の端子電圧にHighレベルが入力される。その時、エンジンコントローラ126は、保護回路部70の動作回数をチェックする(S1)。本実施例では保護回路部70の動作回数が3であるか否かで判断する。使用者による素早い主電源オフオン時における発熱体3の昇温と、サーモスイッチ137の設定値(第2の閾値)を考慮して、この数値を選択した。すなわち、発熱体3への電力供給が温度保護回路部70により遮断される度に行われる主電源スイッチのオンオフがどのような時間間隔で行われたとしても、検出温度がサーモスイッチ137のヒューズが切れる温度(第2の閾値)に達することがない回数である。なお、定着器109の構成等を考慮して、適宜設定値を変更しても構わない。S1において保護回路部70の動作
回数が3回未満であった場合、起動処理もしくはプリント処理の受信を待つ。その後、エンジンコントローラ126は、起動処理もしくはプリント処理を受信すると動作を開始する(S2)。
The control in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When the main power switch of the
エンジンコントローラ126は、RLD端子にHighを出力し、リレー41をオンさせて温調制御を開始させる。エンジンコントローラ126は、本体101が置かれている環境、前回プリントの履歴、通紙される紙のサイズ等の条件から定着目標温度を決定し、所定の目標温度になるよう、サーミスタ等の温度検出素子135の情報に基づきトライアック4の制御を行う。起動処理もしくはプリント処理中において、エンジンコントローラ126は、FSRSAFE1端子がLowレベルにあるか、即ちエラーが発生したか否かを検出する(S3)。
The
エラーが検出されない場合は、起動処理もしくはプリント処理が正常に終了するかどうかを判断し(S4)、正常に終了した場合は発熱体3への通電を終了して保護回路部の動作回数をリセットする(S5)。終了しない場合は、S3からの動作を繰り返す。その後、次ステップへ移行する指示が要求されたかどうかを判断する(S6)。例えば、起動処理が終了した場合は、プリント要求があるかどうか、プリント処理が終了した場合は、次のプリント要求があるかどうかを判断する。その後、使用者により、本体101に作業指示が入らない場合は、本体101の主電源スイッチがオフされることになる。
If no error is detected, it is determined whether the start-up process or print process ends normally (S4). If the process ends normally, energization of the
S3において、エラーが発生した場合は、発熱体3への通電系統に何らかの異常があると判断し、即通電を終了する(S7)。その際、エンジンコントローラ126は、リレー41及びトライアック4をオフし続け、発熱体3への通電を遮断し続けるとともに、保護回路動作回数を1つインクリメントする(S8)。その時、本体101に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する(S9)。エンジンコントローラ126は保護回路動作回数を、S5においてリセットされるか、本体101に接続される不図示のインレットケーブルが挿抜されない限り(商用電源から装置への電力供給が完全に途絶える状態にならない限り)記憶保持することができる。即ち、本体101の主電源スイッチのオフ時にも、動作回数が記憶保持される。
If an error occurs in S3, it is determined that there is some abnormality in the energization system to the
S1において、保護回路の動作回数が3である場合は、その後、いかなる処理が受信されようとも発熱体3への通電をオフし続ける(S10)。その時、本体101に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する(S11)。電源スイッチがオフされた場合においては、一連の本体動作が終了するが、次に本体101の主電源スイッチが使用者によりオンされたとしても、保護回路動作回数がリセットされることはないため、再びS1からS8へのフローを繰り返すことになる。即ち、本体101の主電源スイッチのオフオンに関わらず発熱体3に通電することができない状態を継続する。上記状態を解除し、再び発熱体3への通電を開始するためには、使用者によるインレットケーブルの挿抜が必要となる。
In S1, when the number of times of operation of the protection circuit is 3, the energization to the
図4において、本実施例における定着装置の昇温と保護回路部の動作の関係を説明する。トライアック4に異常動作が発生した場合を例として説明する。まず本体101の主電源スイッチがオンされ、起動処理もしくはプリント処理が受信されると、エンジンコントローラ126はリレー41をオンする。通常であれば、PI制御等により、発熱体3の目標温度と温度検出素子135で検出される温度をもとに、適切な投入電力となるようエンジンコントローラ126はトライアック4を制御する。しかしながら、トライアック4は異常動作していると仮定しているため、トライアック4を制御できずに発熱体3には過剰な電力が投入される場合がある。そのうちに発熱体3の温度は、温度保護回路部70の閾値温度を超え、エンジンコントローラ126にはFSRSAFE1信号のLowレベルが入力される。エンジンコントローラ126は、定着装置109に異常が発生したと判断し
、発熱体3への通電を遮断状態にする。動作としては、リレー41およびトライアック4の駆動信号をオフする。この時、トライアック4は異常動作していると仮定しているため、リレー41がオフされて発熱体3への通電が遮断される。加えてエンジンコントローラ126は保護回路動作回数Nを1つインクリメントする。
In FIG. 4, the relationship between the temperature rise of the fixing device and the operation of the protection circuit unit in this embodiment will be described. A case where an abnormal operation occurs in the triac 4 will be described as an example. First, when the main power switch of the
再度、起動処理もしくはプリント処理を行われない場合は、発熱体3への通電が遮断された状態が継続されるため、発熱体3の温度はやがて室温まで下がる。しかし、使用者による本体101の主電源オフオンがなされると、起動処理もしくはプリント処理の制御を最初から始めるため、トライアック4が異常動作したまま、再びリレー41がオンされる。この使用者による本体101の主電源スイッチのオフオンが非常に速いタイミングで行われると、発熱体3の温度が十分下がらないまま、再び過剰電力が投入される。発熱体3によって加熱される定着フィルム132や加圧ローラ133は、蓄熱部材で構成されることが多い。そのため、この一連の動作が繰り返され、本体101の主電源スイッチのオフオン回数が増えるほど、オン時の昇温速度は傾きが大きくなり、オフ時の温度低下速度は傾きが小さくなる。その結果、徐々に発熱体3の温度は上昇して行き、図4の点線波形のように、やがてサーモスイッチ137が動作温度を上回る。なお、サーモスイッチ137の設定温度は、発熱体3自体及びその周辺部材を損傷することなき温度に設定される。
When the activation process or the printing process is not performed again, the state where the power supply to the
本実施例においては、保護回路動作回数Nを検出し、所定の動作回数(N=3)を検出した場合は、それ以降の起動処理もしくはプリント処理を行わない、即ちリレー41及びトライアック4をオンしない制御とすることを特徴としている。すなわち、保護回路動作回数Nが3回に到達すると、それ以降、発熱体3へ電力が投入されることはない。そのため、一旦動作すると使用者による自動復帰のできないサーモスイッチ137を動作させることなく、図4の実線波形のよう発熱体3の温度を十分低い温度まで低下させることができる。サーモスイッチ137は、一旦動作してしまうと、すなわち、ヒューズが切れてしまえば、交換等が必要となるため、コスト面及びユーザビリティの観点から、可能な限り動作しないままでいることが望まれる装置構成である。本実施例によれば、例えば、トライアック4が故障しているのにもかかわらず、使用者が警告を無視して何度も主電源スイッチをオンオフして画像形成動作を継続しようとした場合に、サーモスイッチ137が作動する前に、強制的に動作不能にすることができる。これにより、過昇温状態の悪化と無暗なサーモスイッチ137の作動とを抑制することができる。
In this embodiment, when the number N of protection circuit operations is detected and the predetermined number of operations (N = 3) is detected, the subsequent startup processing or print processing is not performed, that is, the
本実施例においては、保護回路動作回数Nが3回を超え、本体101の主電源スイッチのオフオンで起動処理もしくはプリント処理できない状態に陥った場合においては、ユーザによるインレットケーブル挿抜で復帰が可能である。例えば、電源ケーブルをコンセントから抜く等の、装置と商用交流電源との間の接続を一時的に断つ、などのユーザによる復帰作業である。この時、装置が正常状態に復帰した場合は、従来通り起動処理もしくはプリント処理を行うことが可能となる。また保護回路動作回数Nの設定値は、実際の発熱体3の昇温速度と過昇温防止手段137の設定値を考慮しながら決定するのが望ましい。
In this embodiment, when the number N of protection circuit operations exceeds 3 and the main power switch of the
また、本実施例においては、本体101の主電源スイッチのオフ時にも、CPUなどのエンジンコントローラ126に電圧を入力する構成とし、保護回路動作回数Nを保持する機構としているが、この構成に限定されるものではない。例えば、記憶手段として、EEPROM等の不揮発性メモリを使用してもよい。本体101の主電源スイッチのオフ時に保護回路動作回数Nを不揮発性メモリに保持しておき、主電源スイッチオン時に起動したCPUなどのエンジンコントローラ126が、不揮発性メモリ内の保護回路動作回数Nの情報を取得、制御に使用する構成でも良い。
In this embodiment, even when the main power switch of the
上記のように、保護回路部の動作回数を検出するとともに電源オフ期間中は回数カウントを保持できるような構成とし、検出回数に応じ定着装置を制御するが本実施例の特徴的
構成である。かかる構成によれば、発熱体が十分低い温度であるにも関わらず像加熱装置の制御を即座に開始できないという状態に陥ることを回避できるとともに、ノイズ印加などによる保護回路部の誤作動対策にも効果あるものとすることができる。したがって、本実施例によれば、ユーザビリティを向上した加熱装置、及びそれを有する画像形成装置の実現が可能となる。
As described above, the number of operations of the protection circuit unit is detected and the number of counts can be held during the power-off period, and the fixing device is controlled according to the number of detections. This is a characteristic configuration of this embodiment. According to such a configuration, it is possible to avoid falling into a state where the control of the image heating apparatus cannot be started immediately even though the heating element is at a sufficiently low temperature, and to prevent malfunction of the protection circuit unit due to noise application or the like. Can also be effective. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a heating apparatus with improved usability and an image forming apparatus having the same.
[実施例2]
図5は、本発明の実施例2における定着器109の定着制御回路を示す。本実施例で実施例1と異なるところは、温度保護回路部70にハード構成によるラッチ機能を設けたことと、発熱体3への通電電流値を検出し、検出電流値に応じて通電を強制的に遮断する電流保護回路部及びそのラッチ回路部を設けたことである。その他は実施例1と同様であるため、実施例1と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[Example 2]
FIG. 5 shows a fixing control circuit of the fixing
発熱体3に通電される電流は、カレントトランス25によって電圧変換され、ブリーダ抵抗30を介して電流検出回路27に入力される。電流検出回路27では、電圧変換された電流波形を実効値もしくは平均値に変換し、HCRRT信号としてエンジンコントローラ126のA/D変換ポートに入力される。
The current passed through the
80は、第1のラッチ回路としての、温度保護回路部70のラッチ回路部であり、温度保護回路部70の出力がLowレベルとなるとVref電圧が遮断されるまで、ラッチ状態を維持する。Vrefは、本体101の主電源スイッチ(図示しない)がオフされると出力が停止する。即ち、一旦、温度保護回路部70が動作すると、本体101の主電源スイッチが使用者によりオフされるまでその状態を維持され、発熱体3への通電が禁止されることになる。温度保護回路70の出力がLowレベルとなると、トランジスタ84がオンして、抵抗86、87で決定される比較器81の非反転入力端子よりも反転入力端子の電圧値の方が高くなる。85は、トランジスタ84のコレクタ電流を制限するための抵抗である。
温度保護回路70の出力がHighレベルでは、比較器81は非反転入力端子の電圧値の方が高く、その出力はHighレベルのままである。比較器81の反転入力端子の電圧が高くなると、その出力はLowレベルとなる。ここで、82は、誤動作防止用コンデンサであり、温度保護回路70の出力がノイズ等により短い期間Lowレベルとなっても、それを無視することができる。83は、コンデンサ82の放電用の抵抗である。比較器81が一旦Lowレベルとなると、その後発熱体3への制御状態が正常に戻り、温度保護回路70の出力がHighレベルに戻ったとしても、エンジンコントローラ126のFSRSAFE端子への入力はLowレベルが維持される。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。
When the output of the
本実施例では、異常状態時トライアック4を遮断するための保護回路部70に加え、第3の給電遮断手段として、リレー41にも保護回路部60が用意される。電流検出回路27のCURLIM端子がその機能を有する。発熱体3に通電される電流は、カレントトランス25を介し電流検出回路27に入力され、HCRRT信号としてエンジンコントローラ126に入力する。それとともに、電流検出回路27は、予め設定された閾値以上の電流を検出するとCURLIM端子をLowにする機能を持ち合せている(図示せず)。ここで用いる閾値電流は、プリント立上げ時の電流値よりも高い値に設定されており、発熱体3が正常に制御されていればこの閾値を上回ることはない。トライアック4等に異常が発生して発熱体3が制御不能状態に陥ると、発熱体3に供給される電流は閾値以上となり、CURLIM端子はLowレベルとなる。またCURLIM端子は、トランジスタ65のベース端子にも接続されており、電流検出回路27の検出電流値が異常となると、トランジスタ65はオフする。
In the present embodiment, in addition to the
トランジスタ65は、電流検出回路27の検出電流値が異常ない状態においては、ベース電圧は抵抗64を介しVrefが供給されオン状態にある。トランジスタ65がオフすると、抵抗62、63を介し後段のトランジスタ61がオフされ、リレー41への電圧供給が遮断される。それによりリレー41がオンすることができなくなり、発熱体3への電力供給が遮断される。また、CURLIM端子は、エンジンコントローラ126のFSRSAFE2端子に入力されており、電流保護回路部60の動作回数をモニタすることができる。
The
90は、第2のラッチ回路としての、電流保護回路部60のラッチ回路部であり、電流検出回路27のCURLIM端子がLowレベルとなるとVref電圧が遮断されるまで、ラッチ状態を維持する。CURLIM端子がLowレベルとなると、トランジスタ94がオンして、抵抗96、97で決定される比較器91の非反転入力端子よりも反転入力端子の電圧値の方が高くなる。95は、トランジスタ94のコレクタ電流を制限するための抵抗である。比較器91の反転入力端子の電圧が高くなると、その出力はLowレベルとなる。ここで92は誤動作防止用コンデンサであり、CURLIM端子がノイズ等により短い期間Lowレベルとなっても、それを無視することができる。93は、コンデンサ92の放電用の抵抗である。比較器91が一旦Low出力となると、その後発熱体3への制御状態が正常に戻り、CURLIM端子がHighレベルに戻ったとしても、トランジスタ43のベース端子はLowレベルが維持される。このような回路構成とすることによりラッチ状態を維持することができる。
本実施例の制御は、実施例1における図3のフローチャートにより説明できる。S3のエラー発生判断は、実施例1においては温度保護回路部70の出力であるFSRSAFE1信号で判断していたが、本実施例では加えて電流保護回路部60の出力であるFSRFAFE2信号でも判断している。即ち、温度保護回路部70もしくは電流保護回路部60のどちらか一方が異常を検出した時にエラーが発生したと判断する。また温度保護回路部70と電流保護回路部60のそれぞれにラッチ回路部を設け、発熱体3の温度もしくは通電電流値が異常であることを検出した場合には、使用者により本体101の主電源スイッチがオフされるまでは、発熱体3への通電を遮断し続ける。そして、温度保護回路部70による発熱体3への給電遮断の回数と、電流保護回路部60による発熱体3への給電遮断の回数との合計が、所定の回数(本実施例では3回)を超えると、ユーザがインレットケーブルを抜くまで、発熱体3への通電が禁止される。
The control of this embodiment can be explained by the flowchart of FIG. The determination of the error occurrence in S3 is determined by the FSRSAFE1 signal that is the output of the temperature
本実施例によれば、実施例1と同様の効果に加え、安全性及び信頼性のさらなる向上を図ることができる。すなわち、リレー41およびトライアック4のそれぞれに保護回路部を構成することにより、どちらか一方に恒久的な故障が発生して場合においても、確実に発熱体3への通電を遮断することができる。さらに、ラッチ機構をハード構成とすることにより、ユーザビリティの向上と共に、安全性及び信頼性を向上させることができる。
According to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, it is possible to further improve safety and reliability. That is, by forming a protection circuit unit in each of the
[実施例3]
実施例3で実施例1と異なるところは、保護回路部が一旦動作した際は、次の起動処理もしくはプリント処理を許可するまで、保護回路動作回数Nに応じたインターバル期間を設け、インターバル期間の間は起動処理もしくはプリント処理を禁止することである。すなわち、インターバル期間が経過するまで発熱体への電力供給が遮断された状態に維持されるということである。その他は実施例1と同様であるため、実施例1と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[Example 3]
The third embodiment is different from the first embodiment in that once the protection circuit unit is operated, an interval period corresponding to the number N of protection circuit operations is provided until the next activation process or print process is permitted. In the meantime, the activation process or the print process is prohibited. That is, the power supply to the heating element is maintained in a blocked state until the interval period elapses. Since others are the same as those of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図6に本実施例における定着装置の昇温と保護回路部の動作の関係を説明する。実施例1と同じくトライアック4に異常動作が発生した場合を例として説明する。まず、本体1
01の主電源スイッチがオンされ、起動処理もしくはプリント処理が受信されると、エンジンコントローラ126はリレー41をオンする。この時、トライアック4は異常動作していると仮定しているため、トライアック4を制御できずに発熱体3には過剰な電力が投入される場合がある。そのうちに発熱体3の温度は、温度保護回路部70の閾値温度を超え、エンジンコントローラ126にはFSRSAFE1信号のLowレベルが入力される。エンジンコントローラ126は定着装置に異常が発生したと判断し、発熱体3への通電を遮断する。動作としては、リレー41およびトライアック4の駆動信号をオフする。
FIG. 6 illustrates the relationship between the temperature rise of the fixing device and the operation of the protection circuit unit in this embodiment. The case where an abnormal operation occurs in the triac 4 as in the first embodiment will be described as an example. First,
When the 01 main power switch is turned on and the startup process or print process is received, the
この時、トライアック4は異常動作していると仮定しているため、リレー41がオフされて発熱体3への通電が遮断される。加えてエンジンコントローラ126は保護回路動作回数Nを1つインクリメントする。使用者による本体101の主電源スイッチのオフオンがなされると、起動処理もしくはプリント処理の制御を最初から始めるため、トライアック4が異常動作したまま、再びリレー41がオンされる。この時、使用者による本体101の主電源スイッチのオフオンが非常に速いタイミングで行われると、発熱体3の温度が十分下がらないまま、再び起動処理もしくはプリント処理が開始されて、過剰電力が投入されてしまうことが懸念される。
At this time, since it is assumed that the triac 4 is operating abnormally, the
本実施例においては、保護回路動作回数Nの検出回数に応じて、本体101の主電源スイッチがオフされてから、再び起動処理もしくはプリント処理を実行するまでの時間にインターバル期間を設けることを特徴とする。発熱体3によって加熱される定着フィルム132や加圧ローラ133は蓄熱部材で構成されることが多い。そのため、定着フィルム132や加圧ローラ133は、上記の一連の動作が繰り返され、本体101の主電源スイッチのオフオン回数が増えるほど、オン時の昇温速度は傾きが大きくなり、オフ時の温度低下速度は傾きが小さくなる傾向がある。本実施例では、保護回路動作回数Nの検出回数が大きいほど、インターバル期間を長く設定することにより、発熱体3の温度をより下げることができ、安全性の向上した定着装置を提供できる。
In the present embodiment, an interval period is provided in the time from when the main power switch of the
図6においては、保護回路動作回数Nが1回の時のインターバル期間をT1、保護回路動作回数Nが2回の時のインターバル期間をT2とし、T1<T2の関係を設定する。図6の例において説明すると、保護回路動作回数Nが1回のときは、T1<OFFの関係であるため、再び本体101の主電源スイッチがオンされると、即座に起動処理もしくはプリント処理が実行され、発熱体3には過剰電力が投入されて異常昇温する。その後、再び温度保護回路部70の閾値温度を超えると、リレー41がオフされることにより、発熱体3への通電が遮断される。この時、保護回路動作回数Nは1つインクリメントされて2回となる。その後、使用者により本体101の主電源スイッチが素早くオフオンされた場合においては、T2>OFFの関係であるため、本体101の主電源スイッチがオンされたとしても、即座には起動処理もしくはプリント処理を実行させない。やがてインターバル期間T2が経過した後、起動処理もしくはプリント処理を開始する。
In FIG. 6, the interval period when the protection circuit operation number N is 1 is T1, the interval period when the protection circuit operation number N is 2 is T2, and the relationship of T1 <T2 is set. In the example of FIG. 6, when the number N of protection circuit operations is 1, the relationship of T1 <OFF is established. Therefore, when the main power switch of the
本実施例においても、他の実施例と同様、保護回路動作回数Nを検出し、所定の動作回数(N=3)を検出した場合は、それ以降の起動処理もしくはプリント処理を行わない、即ちリレー41及びトライアック4をオンしない制御としている。そのため、本実施例では、保護回路動作回数Nが3回に到達するまでは、保護回路動作回数Nに応じたインターバル期間を設定する。一旦動作すると使用者による自動復帰のできないサーモスイッチ137を動作させることなく、図6の実線波形のよう発熱体3の温度が十分低い温度まで低下させることができる。本実施例においては、保護回路動作回数Nが3回を超え、本体101の主電源スイッチのオフオンで起動処理もしくはプリント処理できない状態に陥った場合においては、ユーザによるインレットケーブル挿抜で復帰が可能である。この時、装置が正常状態に復帰した場合は、従来通り起動処理もしくはプリント処理を行うことが可能となる。また保護回路動作回数Nの設定値は、実際の発熱体3の昇温速度と過昇温防止
手段137の設定値を考慮しながら決定するのが望ましい。
Also in this embodiment, similarly to the other embodiments, when the number N of protection circuit operations is detected and the predetermined number of operations (N = 3) is detected, the subsequent startup processing or print processing is not performed. Control is performed so that the
図7のフローチャートにより本実施例における制御を説明する。実施例1と同様の制御は説明を割愛する。本体101の主電源スイッチがオンされると、エンジンコントローラ126は、保護回路部の動作回数をチェックした後(S1)、前回の本体101の主電源スイッチオフ動作からの経過時間がインターバル期間Tに達しているかどうかを判断する(S101)。主電源スイッチがオンからオフに切り替えられた時点からの経過時間が、所定のインターバル期間Tを経過していない場合は、エンジンコントローラ126は、起動処理もしくはプリント処理要求を受けていても処理を開始しない。その後、インターバル期間Tが経過した際、インターバル期間T中に、起動処理もしくはプリント処理要求を受けている場合は、即処理を開始する。インターバル期間T中に、起動処理もしくはプリント処理要求を受けていない場合は、処理要求を待つ。
The control in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The same control as that in the first embodiment will not be described. When the main power switch of the
また上述したよう、インターバル期間Tは、保護回路動作回数Nによって設定され、保護回路動作回数Nが大きくなるほど、インターバル期間Tが長い値となるよう設定する。S3にて、エラーが発生した場合は、発熱体3への通電系統に何らかの異常があると判断し、即通電を終了し(S7)、発熱体3への通電を遮断し続けるとともに、保護回路動作回数を1つインクリメントする(S8)。そして、本体101に搭載される不図示の表示パネル等を介して、使用者に故障内容を報知する(S9)。その後、エンジンコントローラ126は、インターバル期間Tを設定する(S102)。ここで設定されたインターバル期間Tは、次回本体101の主電源スイッチオフを検出した時点をスタートトリガとして計測される時間である。エンジンコントローラ126は、インターバル期間Tに設定されている時間が経過するまでは、次回本体101の主電源スイッチオン時に要求される起動処理もしくはプリント処理を許可しない。本体101の主電源スイッチのオフ時にも、エンジンコントローラ126は、インターバル期間Tが経過したかどうかを計測することが可能である。
Further, as described above, the interval period T is set by the protection circuit operation number N, and the interval period T is set to be a longer value as the protection circuit operation number N becomes larger. If an error occurs in S3, it is determined that there is some abnormality in the energization system to the
本実施例によれば、主電源スイッチオフをトリガとしたインターバル期間を設けることにより、実施例1と同様の効果に加え、安全性及びユーザビリティのさらなる向上を図ることができる。 According to the present embodiment, by providing an interval period triggered by turning off the main power switch, in addition to the same effects as those of the first embodiment, it is possible to further improve safety and usability.
[実施例4]
本実施例で実施例1と異なるところは、保護回路動作回数Nに応じて故障個所の自己診断を行いその結果を使用者に報知できるものとすることである。図3のフローチャートにおいて、S9及びS11の動作が本実施例に該当する。その他は実施例1と同様であるため、実施例1と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
[Example 4]
This embodiment is different from the first embodiment in that a self-diagnosis of a fault location is performed according to the number N of protection circuit operations and the result can be notified to the user. In the flowchart of FIG. 3, the operations of S9 and S11 correspond to this embodiment. Since others are the same as those of the first embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図8に、報知手段としての、本体101に搭載される表示パネル129(図1参照)を介して、使用者に報知する装置の状態に関する情報の例を示す。本実施例は、図3のフローチャートのS8において保護回路動作回数Nを1つインクリメントし、保護回路動作回数Nの検出結果を基に、本体101の故障状況を推測する。そして、保護回路動作回数Nに応じて報知内容を変更して、表示パネル129に表示する。
FIG. 8 shows an example of information related to the state of the device that is notified to the user via the display panel 129 (see FIG. 1) mounted on the
保護回路動作回数Nが1回である場合は、エンジンコントローラ126自体や温度保護回路部70が誤動作した可能性が考えられる。その際、エンジンコントローラ126は、表示パネル129に異常高温を表示するとともに、使用者に対して本体101に搭載される主電源スイッチ(図示しない)のオフオンを要求する。主電源スイッチオフオン後、正常動作に復帰すれば、エンジンコントローラ126は保護回路動作回数Nをリセットする。
When the protection circuit operation number N is 1, it is possible that the
保護回路動作回数Nが2回を検出した際は、何らかのハード構成が故障した可能性が考えられる。エンジンコントローラ126は、リレー41やトライアック4で構成される定着回路部が故障した可能性があると判断し、使用者には異常高温を報知するとともに、定着回路部異常を報知する。加えて、実際に発熱体3の温度が異常であることが推測されるため、次回の本体101の主電源スイッチのオンを行うまで、一定の時間以上間隔を空けることを要求する。
When the number N of protection circuit operations is detected, there is a possibility that some hardware configuration has failed. The
保護回路動作回数Nが3回を検出した際は、何らかのハード構成が故障した可能性が非常に高いと考えられる。エンジンコントローラ126は、リレー41やトライアック4で構成される定着回路部が故障した可能性が非常に高いと判断し、使用者には異常高温を報知するとともに、定着回路部故障を報知する。加えて、実際に発熱体3の温度が異常であることが推測されるため、次回の本体101の主電源スイッチのオンを禁止するよう要求するとともに、サービスコールを要求する。また、オンラインで使用している場合には、自動で製造メーカサービス部門にサービスコールを送付するよう設定しても良い。
When the number N of protection circuit operations is detected, it is highly likely that some hardware configuration has failed. The
本実施例によれば、実施例1と同様の効果に加え、保護回路動作回数に応じた故障状況を使用者に報知することにより、不具合箇所を特定し使用者による適切な処置を促すことが可能となるため、ユーザビリティのさらなる向上を図ることができる。 According to the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, by notifying the user of the failure status corresponding to the number of operation of the protection circuit, it is possible to identify the defective portion and promote appropriate measures by the user. Therefore, usability can be further improved.
なお、上記各実施例は可能な限り、それぞれの構成を互いに組み合わせて適用することができる。 It should be noted that the above embodiments can be applied in combination with each other as much as possible.
1…商用交流電源、3…セラミックヒータ上に形成される発熱体、4…トライアック、27…電流検出回路、41…リレー、101…レーザビームプリンタ本体、109…定着器、126…エンジンコントローラ、134…セラミックヒータ、135…温度検出素子(サーミスタ)、137…過昇温防止手段(サーモスイッチ)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
商用交流電源から供給される電力により発熱する発熱体を有し、現像剤像を加熱し記録材に定着させる定着手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検出手段と、
商用交流電源から前記発熱体への電力供給を制御する電力制御手段と、
前記温度検出手段が検出する検出温度が第1の閾値以上になると、商用交流電源から前記発熱体への電力供給を遮断状態にする第1の給電遮断手段と、
を備える画像形成装置において、
前記電力制御手段は、前記第1の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数が所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming a developer image on a recording material;
A fixing unit that has a heating element that generates heat by electric power supplied from a commercial AC power source, and heats the developer image to fix it on a recording material;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element;
Power control means for controlling power supply from a commercial AC power source to the heating element;
When the detected temperature detected by the temperature detection means is equal to or higher than a first threshold, first power supply cutoff means for cutting off power supply from a commercial AC power source to the heating element;
In an image forming apparatus comprising:
The power control means maintains the subsequent power supply in a cut-off state when the number of times that the power supply is cut off by the first power supply cut-off means exceeds a predetermined number of times. apparatus.
前記検出温度が前記第1の閾値よりも高い第2の閾値以上になると、前記電力供給を遮断状態にする第2の給電遮断手段をさらに備え、
前記所定の回数は、前記電力制御手段が前記電力供給を遮断状態に維持する状態になるまでの間に、前記第1の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされる度に、前記通常電力状態から前記省電力状態への切り替えが行われた場合であっても、前記検出温度が前記第2の閾値に達することがない回数に設定されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The power supply from the commercial AC power supply to the image forming apparatus is maintained in a normal power state in which all the apparatus configurations can operate, at least the power control unit is operable, and at least the first power supply cutoff unit is An image forming apparatus that can be switched between a power saving state in which operation cannot be performed,
When the detected temperature is equal to or higher than a second threshold value that is higher than the first threshold value, the apparatus further comprises second power supply cutoff means for cutting off the power supply.
The predetermined number of times is equal to the normal value every time the power supply is cut off by the first power cut-off means until the power control means is in a state of maintaining the power supply in the cut-off state. The number of times that the detected temperature does not reach the second threshold value even when switching from the power state to the power saving state is performed. Image forming apparatus.
前記電流検出手段が検出する検出電流値が第3の閾値以上になると、前記電力供給を遮断状態にする第3の給電遮断手段と、
をさらに備え、
前記電力制御手段は、前記第1の給電遮断手段による前記遮断状態の回数と、前記第3の給電遮断手段による前記遮断状態の回数との合計が、前記所定の回数を超えると、その後の前記電力供給を遮断状態で維持することを特徴とする請求項2〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Current detecting means for detecting a current flowing through the heating element;
When the detected current value detected by the current detection means is equal to or greater than a third threshold, third power supply cutoff means for cutting off the power supply;
Further comprising
When the total of the number of times of the interruption state by the first power supply interruption means and the number of times of the interruption state by the third power supply interruption means exceeds the predetermined number of times, the power control means The image forming apparatus according to claim 2, wherein the power supply is maintained in a cut-off state.
前記第3の給電遮断手段による前記遮断状態をラッチするための第2のラッチ回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 A first latch circuit for latching the interruption state by the first power supply interruption means;
The image forming apparatus according to claim 7, further comprising: a second latch circuit for latching the cutoff state by the third power feeding cutoff unit.
前記報知手段は、前記第1の給電遮断手段により前記電力供給が遮断状態にされた回数に応じて、報知する前記情報の内容を変更することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 When the power supply is cut off by the first power supply cut-off means, the apparatus further comprises notification means for notifying a user of information relating to the state of the apparatus,
The said notification means changes the content of the said information to alert | report according to the frequency | count that the said electric power supply was made into the interruption | blocking state by the said 1st electric power feeding interruption | blocking means, The any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. The image forming apparatus described in the item.
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JP2021033175A (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | キヤノン株式会社 | Image formation apparatus |
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