JP2019117280A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置は、トナーをシートへ熱定着させるためのヒータを備えている。従来より、制御部がヒータの通電を指示する信号を出力していないにもかかわらず、ヒータの通電電流が検出されることにより、異常が発生したことを検出し、ヒータへの通電をリレーにより遮断する技術がある(例えば特許文献1)。 An electrophotographic image forming apparatus includes a heater for thermally fixing toner to a sheet. Conventionally, although the control unit does not output a signal instructing the energization of the heater, the energization current of the heater is detected to detect that an abnormality has occurred, and the energization of the heater is relayed by the relay. There is a technology to shut off (for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の構成では、制御部がヒータの通電を指示する信号を出力する状態が続く場合には、異常を検出する時期が遅くなり、ヒータへの通電を遮断するなどのエラー処理を実行するのが遅くなってしまうという課題があった。 However, in the above configuration, when the control unit continues to output the signal instructing the energization of the heater, the timing of detecting the abnormality is delayed, and the error processing such as interrupting the energization of the heater is performed. The problem was that it would be slow.
本願は、上記の課題に鑑み提案されたものであって、ヒータの異常時にエラー処理を早期に実行することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present application has been proposed in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of executing an error process at an early stage when the heater is abnormal.
本明細は、交流電源から電力を供給されるヒータと、ヒータの温度に応じた温度信号を出力する温度センサと、ヒータに流れる電流の値に応じた電流値信号を出力する電流センサと、ヒータに流れる電流の経路に配設され、オン信号を受けて導通状態となり、オフ信号を受けて非導通状態となる切替素子と、制御部と、を備え、制御部は、ヒータの温度が目標温度を超えたときに、出力しているオン信号をオフ信号に切替え、ヒータの温度が目標温度以下であり、且つ、オン信号を出力している状態であるオン出力状態が第1時間継続したときに、オフ信号を第2時間継続して出力し、オフ信号を第2時間継続して出力する期間において、電流値信号が示す電流値が閾値以上であることを検出したときに、エラー処理を実行することを特徴とする画像形成装置を開示する。 This specification relates to a heater supplied with electric power from an AC power supply, a temperature sensor for outputting a temperature signal according to the temperature of the heater, a current sensor for outputting a current value signal according to the value of the current flowing through the heater, A switching element which is disposed in the path of the current flowing in the circuit, is turned on in response to the on signal, is turned off in response to the off signal, and includes a control unit. When the ON signal being output is switched to the OFF signal and the temperature of the heater is below the target temperature and the ON signal is being output for the first time In the period in which the off signal is continuously output for the second time and the off signal is continuously output for the second time, the error processing is performed when it is detected that the current value indicated by the current value signal is equal to or greater than the threshold. Characterized by performing Discloses that an image forming apparatus.
本願に係る画像処理装置によれば、ヒータの温度が目標温度を超える前に電流値が閾値以上であることを検出したときにエラー処理は実行されるので、ヒータの異常時にエラー処理を早期に実行することができる画像形成装置を提供することができる。 According to the image processing apparatus according to the present application, the error processing is executed when it is detected that the current value is equal to or higher than the threshold before the temperature of the heater exceeds the target temperature. An image forming apparatus that can be implemented can be provided.
第1実施形態
以下、本願の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本願に係る画像形成装置の実施形態であるモノクロレーザプリンタであるプリンタ1の断面図である。プリンタ1は、本体ケーシング2内の下部に配置されたトレイ4から供給されるシートに対し、画像形成部5にてトナー像を形成した後、定着器7にてそのトナー像を加熱して定着処理を行い、最後にシートを本体ケーシング2の上部に位置する排紙トレイ9に排紙する。なお、図1では、紙面右側を装置の前側と規定し、装置を前側から見た場合に左手に来る側(紙面手前側)を左側と規定して、前後、左右及び上下の各方向を定義する。
First Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present application will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a printer 1 which is a monochrome laser printer that is an embodiment of an image forming apparatus according to the present application. The printer 1 forms a toner image on the sheet supplied from the tray 4 disposed in the lower part in the
画像形成部5は、スキャナ部11、現像カートリッジ13、感光ドラム17、帯電器18、転写ローラ19等を含む。スキャナ部11は、本体ケーシング2内の前方に配置されており、レーザ発光部(不図示)から発射されたレーザ光を、ポリゴンミラー、反射鏡、レンズ等を介して感光ドラム17の表面上に高速走査にて照射させる。
The image forming unit 5 includes a
現像カートリッジ13は、プリンタ1の本体に対して着脱可能に構成されており、その内部にはトナーを収容している。また、現像カートリッジ13のトナー供給口には、現像ローラ21及び供給ローラ23が互いに対向した状態で設けられている。また、現像ローラ21は、感光ドラム17と対向した状態で配置されている。現像カートリッジ13内のトナーは、供給ローラ23の回転により現像ローラ21に供給され、現像ローラ21に担持される。
The developing
感光ドラム17の前方側の上方には、帯電器18が間隔を隔てて配置されている。また、感光ドラム17の後方には、転写ローラ19が感光ドラム17に対向して配置されている。感光ドラム17は、回転しつつ、帯電器18によって表面が一様に、例えば、正極性に帯電される。次いで、スキャナ部11からのレーザ光により感光ドラム17の表面上に静電潜像が形成される。その後、感光ドラム17と接触して回転する現像ローラ21上に担持されているトナーが、感光ドラム17の表面上の静電潜像に供給されて担持されることによって、感光ドラム17の表面上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、シートが感光ドラム17と転写ローラ19との間を通る間に、転写ローラ19に印加される転写バイアスによって、シートに転写される。
A
定着器7は、画像形成部5に対してシートの搬送方向の下流側(プリンタ1内における上方側)に配置され、定着ローラ27、定着ローラ27を押圧する加圧ローラ29、及び定着ローラ27を加熱するハロゲンヒータ31等を含む。定着ローラ27は、図2に示す制御部32によって制御される電動モータ(不図示)の駆動に応じて回転し、シートに転写されたトナーを加熱しつつ、シートに搬送力を付与する。一方、加圧ローラ29は、シートを定着ローラ27側に押圧しながら従動回転する。ハロゲンヒータ31は、図2に示す加熱装置30の制御部32によって通電を制御される。
The fixing unit 7 is disposed on the downstream side (upper side in the printer 1) in the sheet conveyance direction with respect to the image forming unit 5, and the
図2に示すように、加熱装置30は、ハロゲンヒータ31、制御部32、AC/DCコンバータ33、DC/DCコンバータ34、ゼロクロス検出回路35、電流センサ36、温度センサ37、リレー42、トライアック43、フォトトライアックカプラ46、抵抗44,45などを含む。制御部32は、例えば、CPU上で動作するプログラムを主体として構成してもよい。あるいは、制御部32を、例えば、ASICなどの専用のハードウェアで構成してもよい。また、制御部32は、例えばソフトウェアによる処理と、ハードウェアによる処理とを併用して動作する構成でもよい。また、制御部32は、RAM、ROM、フラッシュメモリーなどの制御や処理に係わる情報を保存等するためのメモリ32Aを有する。メモリ32Aは、第1ヒータ制御処理などのプログラム、第1ヒータ制御処理にて使用する時間T1,T2などのデータを記憶している。また、制御部32はタイマ32Bを有する。また、プリンタ1は、本体ケーシング2の前面に表示部61を備えている。
As shown in FIG. 2, the
ハロゲンヒータ31は、交流電源101の通電に応じて発熱する。また、ハロゲンヒータ31の近傍に設けられた温度センサ37は、例えばサーミスタを含み、検出したハロゲンヒータ31の温度に応じた信号である温度信号Sig5を制御部32へ出力する。AC/DCコンバータ33は、例えば100Vの交流電圧を24Vの直流電圧に変換し、DC/DCコンバータ34へ出力する。DC/DCコンバータ34は、24Vの直流電圧を3.3Vの直流電圧に変換し、制御部32などへ供給する。温度センサ37は交流電源101からハロゲンヒータ31へ流れる電流の電流値に応じた信号である電流値信号Sig1を制御部32へ出力する。尚、制御部32などの消費電流に対してハロゲンヒータ31の消費電流は十分大きいため、ここでは、温度センサ37が検出する電流値をハロゲンヒータ31へ流れる電流値とみなすものとする。以下の記載において、ハロゲンヒータ31へ流れる電流をヒータ電流と記載する場合がある。また、温度信号Sig5が示す温度をヒータ温度と記載する場合がある。リレー42は、制御部32から出力されるリレー制御信号Sig2に応じて、交流電源101とハロゲンヒータ31との電気的に接続するか否かを切替える。
The
ゼロクロス検出回路35は、交流電源101のゼロクロスタイミングを検出すると、パルス信号であるゼロクロス信号Sig3を制御部32へ出力する。詳しくは、ゼロクロス検出回路35は、ダイオードブリッジ51、フォトカプラ52、抵抗53,54、およびNPN型バイポーラトランジスタであるトランジスタ55などを含む。交流電源101の電力は、ダイオードブリッジ51により全波整流され、フォトカプラ52のLEDに印加される。フォトカプラ52のフォトトランジスタのコレクタ端子は、抵抗53を介して24V直流電源に接続され、エミッタ端子は接地される。トランジスタ55のベース端子は抵抗53とフォトカプラ52のフォトトランジスタとの接続点に接続され、コレクタ端子は制御部32に接続され、エミッタ端子は接地される。尚、トランジスタ55のコレクタ端子と制御部32とを接続する配線は、制御部32内部にて電源電圧にプルアップされる。フォトカプラ52のLEDは印加電力に応じた発光量で発光する。このため、フォトカプラ52のLEDの印加電圧が小さくなると、フォトカプラ52のフォトトランジスタのオン抵抗は大きくなり、トランジスタ55のベース電圧は大きくなる。そして、トランジスタ55のベース電圧が閾値を超えるとトランジスタ55はオンし、ゼロクロス信号Sig3はロウレベルとなる。従って、ゼロクロス検出回路35が出力するゼロクロス信号Sig3は、例えば図4に示す様に、交流電源101のゼロクロスタイミング前後の所定時間だけロウレベルとなるパルス信号となる。制御部32は、入力されるゼロクロス信号Sig3に基づき、交流電源101とゼロクロス検出回路35との間で流れる交流電圧のゼロクロスタイミングを検出する。
When the zero
トライアック43は、T2端子が交流電源101の一方の極に、T1端子がハロゲンヒータ31およびリレー42を介して交流電源101の他方の極に接続される。トライアック43のゲート端子とT1端子とは抵抗45を介して接続される。また、トライアック43のT2端子とゲート端子とは、フォトトライアックカプラ46のトライアックおよび抵抗44を介して接続される。フォトトライアックカプラ46のLEDのアノード端子には制御部32から出力されるヒータ制御信号Sig4が入力され、カソード端子は接地される。
In the
制御部32は、例えば、プリンタ1の電源がオンされると、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度となるようにハロゲンヒータ31の通電を開始させる。また、制御部32は、例えば、印刷ジョブを受け付けたことに応じて、画像形成部5を制御してシートへ画像形成するための画像形成処理を実行する。
For example, when the power supply of the printer 1 is turned on, the
図3を用いて第1実施形態に係る第1ヒータ制御処理について説明する。
第1実施形態に係る第1ヒータ制御において、制御部32は、トライアック43をオンさせる場合には、交流電源101のゼロクロスタイミングでオンさせる波数制御を行う。
The first heater control process according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the first heater control according to the first embodiment, when the
制御部32は、例えば、プリンタ1の電源がオンされ、印刷ジョブを受け付けたことに応じて、第1ヒータ制御を開始する。尚、プリンタ1の電源がオンされることに応じて、制御部32は、リレー制御信号Sig2のレベルをリレー42の接点を閉じるレベルにする。
For example, when the power of the printer 1 is turned on and the print job is accepted, the
制御部32は、第1ヒータ制御処理を開始すると、交流電源101のゼロクロスタイミングで、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルからハイレベルに切替える(S1)。これにより、トライアック43が導通状態となり、ハロゲンヒータ31には交流電源101の電力が供給されて発熱する。また、制御部32は、ステップS1にて、タイマ32Bに計時を開始させる。次に、制御部32は、温度信号Sig5に基づき、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度を上回ったか否かを判断する(S3)。目標温度を上回っていないと判断することに応じて(S3:NO)、制御部32は、第1ヒータ制御を終了するか否かを判断する(S5)。制御部32は、例えば、画像形成処理を終了した場合に第1ヒータ制御を終了すると判断し、画像形成処理を終了していない場合に第1ヒータ制御を終了しないと判断する。第1ヒータ制御を終了すると判断することに応じて(S5:YES)、制御部32は、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルからロウレベルに切替える(S15)。これにより、フォトトライアックカプラ46のフォトトライアックがオフ状態となり、交流電源101のゼロクロスタイミングで印加電圧の極性が逆転することに応じてトライアック43は非導通状態となる。これにより、ハロゲンヒータ31への導通が遮断される。ステップS15に実行後、制御部32は第1ヒータ制御処理を終了する。以下の説明において、トライアック43が導通状態をオン状態、非導通状態をオフ状態と記載する場合がある。
When the first heater control process is started, the
一方、第1ヒータ制御を終了しないと判断することに応じて(S5:NO)、制御部32は、タイマ32Bが経時する時間に基づき、ステップS1を実行してから時間T1以上経過したか否かを判断する(S7)。時間T1以上経過していないと判断するに応じて(S7:NO)、制御部32は、ステップS3へ戻る。一方、時間T1以上経過したと判断するに応じて(S7:YES)、異常検出のために、制御部32はヒータ制御信号Sig4をハイレベルからロウレベルに切替える(S9)。次に、制御部32は、ゼロクロス信号Sig3のパルスの立ち上がりに応じて、電流値信号Sig1に基づいて、ヒータ電流が閾値以上流れているか否かを判断する(S11)。また、制御部32はタイマ32Bに計時を開始させる。ヒータ電流が流れていると判断することに応じて(S11:YES)、トライアック43をオフ状態に制御しているにもかかわらずヒータ電流が流れている異常状態であるため、リレー制御信号Sig2をリレー42の接点を開くレベルに切替え、表示部61にエラーメッセージを表示させてエラー報知する(S13)。これにより、リレー42の接点が開き、ハロゲンヒータ31への通電が遮断される。ステップS13実行後、制御部32は、第1ヒータ制御処理を終了する。一方、ヒータ電流が流れていないと判断することに応じて(S11:NO)、正常状態であるため、制御部32は、タイマ32Bが経時する時間に基づき、ステップS11を実行してから時間T2経過したか否かを判断する(S17)。時間T2経過していないと判断することに応じて(S17:NO)、制御部32は、ステップS11へ戻り、時間T2経過するまでステップS11,S17を繰り返し実行する。時間T2経過し、時間T2経過したと判断することに応じて(S17:YES)、制御部32はステップS1へ戻る。
On the other hand, in response to determining that the first heater control is not ended (S5: NO), the
ここで、ステップS1〜S17の処理について、図4を用いて説明する。
図4は、時刻t1で、制御部32がステップS7を実行し、YESであると判断した場合の各波形を示している。制御部32はステップS7でYESと判断することに応じて、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える。トライアック43は、フォトトライアックカプラ46のフォトトライアックがオフ状態で、時刻t2よりも直前のゼロクロスタイミングで印加電圧の極性が逆転することに応じて、オフ状態になる。ここで、正常の場合には、図4にて実線示すようにヒータ電流は流れないが、異常の場合には、図4にて破線示すようにヒータ電流は流れる。制御部32は、ゼロクロスタイミングを過ぎたタイミングである、ゼロクロス信号Sig3が立ち上がる時刻t2で、ステップS11を実行する。ここで、ステップS11を実行するタイミングを時刻t2とするのは、確実にトライアック43がオフした状態でヒータ電流が流れているか否かを判断するためである。ヒータ電流が流れず、制御部32がステップS11でNOと判断する場合には、次のゼロクロスタイミングでトライアック43をオンさせるため、時刻t2から時間T2経過以後の時刻t3で、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルからハイレベルに切替える。これにより、トライアック43はオンし、ヒータ電流が流れることになる。一方、時刻t2でヒータ電流が流れ、制御部32がステップS11でYESと判断する場合には、リレー42の接点を開かせることにより、ハロゲンヒータ31への通電を遮断させる。このように、制御部32は、ハロゲンヒータ31の温度と目標温度との差が大きく、ハロゲンヒータ31の通電が継続される場合においても、ハロゲンヒータ31の温度にかかわらず、ステップS11を実行するため、異常検出を早期に実行することができる。
Here, the processes of steps S1 to S17 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows each waveform when the
図3に戻り、ステップS3でYESと判断することに応じて、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度を超えたため、制御部32は、ハロゲンヒータ31をオフ状態とするために、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルからロウレベルに切替える(S19)。次に、制御部32は、温度信号Sig5に基づき、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度を下回ったか否かを判断する(S21)。目標温度を下回ったと判断することに応じて(S21:YES)、制御部32は、ステップS1へ戻る。一方、目標温度を下回っていないと判断することに応じて(S21:NO)、制御部32は、ステップS5と同様に、第1ヒータ制御を終了するか否かを判断する(S23)。第1ヒータ制御を終了しないと判断することに応じて(S23:NO)、目標温度よりもハロゲンヒータ31の温度が高い状態であるため、制御部32は、ステップS21へ戻る。一方、ヒータ制御を終了すると判断することに応じて(S23:YES)、制御部32は、第1ヒータ制御処理を終了する。
Returning to FIG. 3, since the temperature of the
ここで、ステップS3でYESと判断される場合の処理について、図5を用いて説明する。尚、この場合とは、ハロゲンヒータ31の温度と目標温度との差が小さく、短い周期で、ハロゲンヒータ31への通電の切替えが行われる場合である。図5は、制御部32が時刻t11でステップS3をYESと判断し、時刻t13でステップS21をYESと判断した場合の各波形を示している。制御部32は、時刻t11でステップS3をYESと判断すると、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える。これに応じて、時刻t12のゼロクロスタイミングにて、トライアック43はオフ状態となる。また、制御部32が、時刻t13で、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替えることに応じて、トライアック43はオン状態となる。
Here, the process in the case where YES is determined in step S3 will be described with reference to FIG. In this case, the difference between the temperature of the
ここで、プリンタ1は画像形成装置の一例であり、交流電源101は交流電源の一例であり、ハロゲンヒータ31はヒータの一例であり、温度センサ37は温度センサの一例であり、電流センサ36は電流センサの一例であり、トライアック43は切替素子の一例であり、制御部32は制御部の一例である。また、ゼロクロス検出回路35は検出回路の一例であり、リレー42はリレーの一例である。また、タイマ32Bはタイマの一例である。
また、ハイレベルのヒータ制御信号Sig4はオン信号の一例であり、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4はオフ信号の一例である。時間T1は第1時間の一例であり、時刻t1から時刻t3までの時間は第2時間の一例である。ステップS13はエラー処理の一例である。ステップS7にてYESと判断する処理は、オン出力状態が第1時間継続したことを検出したときの一例である。ステップS9にてヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替えてから、ステップS1にてヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替えるまで、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4の出力を継続する処理は、オフ信号を第2時間継続して出力する一例である。
Here, the printer 1 is an example of an image forming apparatus, the
The high level heater control signal Sig4 is an example of the on signal, and the low level heater control signal Sig4 is an example of the off signal. The time T1 is an example of a first time, and the time from the time t1 to the time t3 is an example of a second time. Step S13 is an example of error processing. The process of determining YES in step S7 is an example when it is detected that the on-output state has continued for the first time. After the heater control signal Sig4 is switched to the low level in step S9, the processing for continuing the output of the heater control signal Sig4 at the low level until the heater control signal Sig4 is switched to the high level at step S1 is the off time for the second time. This is an example of continuous output.
上記した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
制御部32は、ステップS3でNOと判断し、タイマ32Bに計時させた時間に基づき時間T1経過したと判断すると(S7:YES)、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える(S9)。そして、時間T2経過し、ステップS17にてYESと判断するまで、制御部32は、次のゼロクロスタイミングまでの期間、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4の出力を継続する。また、制御部32は、ステップS11にてYESと判断することに応じて、ステップS13を実行する。このように、制御部32は、ヒータ温度が目標温度を上回っていない場合であっても、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4を出力してステップS11を実行するため、ヒータ温度が目標温度を上回り、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4の出力している間にヒータ電流が閾値以上であると判断した時にステップS13を実行するのに比べて、ヒータの異常時のエラー処理を早期に実行することができる。
According to the above-described first embodiment, the following effects can be obtained.
If the
また、制御部32は、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4を出力している期間において、ステップS11にてNOと判断し、ステップS17にてYESと判断すると、ステップS1にて、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替える。このように、時間T2の期間、継続してヒータ電流が閾値未満であると判断すると、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替えることができる。
Further, the
また、制御部32は、ステップS3にて、温度信号Sig5に基づき、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度を超えたことを検出したときに、ステップS19にて、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える。これにより、制御部32は、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度となるようにヒータ制御信号Sig4を切替えることができる。
Further, when detecting that the temperature of the
また、制御部32は、ゼロクロスタイミングを過ぎたタイミングである、ゼロクロス信号Sig3が立ち上がる時刻t2で、ステップS11を実行する。これにより、確実にトライアック43がオフした状態でヒータ電流が流れているか否かを判断することができる。
In addition, the
また、制御部32は、ステップS13において、リレー制御信号Sig2をリレー42の接点を開くレベルに切替え、交流電源101とハロゲンヒータ31との電気的な接続を解除させる。これにより、異常であるハロゲンヒータ31への通電を確実に遮断することができる。
Further, in step S13, the
第1実施形態の別例
尚、ステップS19の実行後、ステップS11,S13と同様の処理を実行する構成としても良い。具体的には、ステップS19の実行後、例えば、ゼロクロス信号Sig3の立ち上がりのタイミングで、電流値信号Sig1に基づいて、ヒータ電流が閾値以上流れているか否かを判断し、ヒータ電流が流れていると判断することに応じて、ステップS13と同様の処理を実行する。一方、ヒータ電流が流れていないと判断することに応じて、ステップS21へ進む構成としても良い。
Another Example of the First Embodiment After the execution of step S19, processing similar to that of steps S11 and S13 may be executed. Specifically, after execution of step S19, it is determined whether or not the heater current is flowing above the threshold value based on the current value signal Sig1, for example, at the rise timing of the zero cross signal Sig3, and the heater current is flowing In response to the determination, the same processing as step S13 is performed. On the other hand, it may be configured to proceed to step S21 according to judging that the heater current is not flowing.
第2実施形態
次に、第2実施形態に係る第1ヒータ制御処理について説明する。
第2実施形態に係る第1ヒータ制御において、制御部32は、トライアック43をオンさせる場合には、交流電源101の位相に応じたタイミングでオンさせる位相制御を行う。尚、トライアック43をオンさせるタイミングにはゼロクロスタイミングも含まれる。第2実施形態に係るプリンタ1の構成は、第1実施形態と同様である。また、第2実施形態に係る制御部32は、第1実施形態と同様に、第1ヒータ制御を実行する。ただし、ステップS1,S17を実行するタイミングなどが異なる。図6,7を用いて説明する。
Second Embodiment Next, a first heater control process according to a second embodiment will be described.
In the first heater control according to the second embodiment, when turning on the
図6は、時刻t21で、制御部32がステップS7を実行し、YESであると判断した場合の各波形を示している。制御部32はステップS7でYESと判断することに応じて、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルからロウレベルに切替える。トライアック43は、フォトトライアックカプラ46のフォトトライアックがオフの状態で、ゼロクロスタイミングで印加電圧の極性が逆転することに応じてオフ状態となる。ここで、正常の場合には、図6にて実線示すようにヒータ電流は流れないが、異常の場合には、図6にて破線示すようにヒータ電流は流れる。制御部32は、ゼロクロスタイミングを過ぎたタイミングである、ゼロクロス信号Sig3が立ち上がる時刻t22で、ステップS11を実行する。ヒータ電流が閾値以上流れず、制御部32がステップS11でNOと判断する場合には、トライアック43をオンさせるため、時刻t22から時間T2経過以後の時刻t23にて、交流電源101の位相に応じて、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルからハイレベルに切替える。これにより、トライアック43はオンし、ヒータ電流が流れることになる。
FIG. 6 shows each waveform when the
第1実施形態と比較し、第2実施形態では、ハロゲンヒータ31の通電が遮断される期間は短時間となる。このため、ハロゲンヒータ31の温度と目標温度との差が大きく、ハロゲンヒータ31の温度を早く上昇させたい場合においても、ハロゲンヒータ31の温度上昇の阻害を低減することができる。
As compared with the first embodiment, in the second embodiment, the period during which the
尚、第2実施形態では、図7に示すように、制御部32はステップS3でYESと判断することに応じて、交流電源101の半周期におけるオン期間とオフ期間との比率を交流電源101の位相に応じて変更して調整する制御を行う。例えば、ゼロクロス信号Sig3の立ち下がりのタイミングでステップS19を実行する。これにより、交流電源101のゼロクロスタイミングである時刻t31でトライアック43はオフし、ヒータ電流は流れない。その後、交流電源101の所定の位相角となる時刻t32にて、制御部32はステップS1を実行する。これにより、トライアック43はオンし、ヒータ電流は流れる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the
上記した第2実施形態によれば、以下の効果を奏する。
制御部32は、ステップS3でNOと判断し、ステップS7でYESと判断すると、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える(S9)。そして、時間T2経過し、ステップS17にてYESと判断するまで、制御部32は、次のゼロクロスタイミングまでの期間、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4の出力を継続する。また、制御部32は、ステップS11にてYESと判断することに応じて、ステップS13を実行する。このように、制御部32は、ヒータ温度が目標温度を上回っていない場合であっても、ロウレベルのヒータ制御信号Sig4を出力してステップS11を実行するため、ヒータの異常時のエラー処理を早期に実行することができる。また、ヒータ制御信号Sig4のロウレベルの継続期間は、次のゼロクロスタイミングまでの時間よりも短い時間であるため、ハロゲンヒータ31の非通電の時間を短時間として、温度上昇の阻害を低減することができる。
According to the above-described second embodiment, the following effects can be obtained.
When the
第3実施形態
次に、第3実施形態に係る第2ヒータ制御処理について図8,9を用いて説明する。
第3実施形態に係るプリンタ1の構成は、第1実施形態と同様である。
制御部32は、例えば、プリンタ1の電源がオンされ、印刷ジョブを受け付けたことに応じて、第2ヒータ制御を開始する。制御部32は、第2ヒータ制御処理を開始すると、例えば突入電流を制限するためなどに、交流電源101の所定の位相角でトライアック43をオン状態にする位相制御を開始する(S31)。尚、ここでの位相制御とは、ヒータ温度にかかわらず、ヒータ電流などを制限するために行われる制御であり、第2実施形態に係る第1ヒータ制御とは目的が異なる制御である。具体的には、図9に示すように、交流電源101の半周期毎に、ヒータ制御信号Sig4のオン・オフが繰り返えされる。これにより、正常の場合、半周期の所定期間だけヒータ電流が流れることになる。
Third Embodiment Next, a second heater control process according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
The configuration of the printer 1 according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
For example, when the power of the printer 1 is turned on and the print job is accepted, the
次に、制御部32は、位相制御処理を終了するか否かを判断する(図8,S33)。制御部32は、ヒータ電流が所定電流値未満である場合にヒータ電流を制限する必要はないため位相制御処理を終了すると判断し、ヒータ電流が所定電流値以上である場合に位相制御処理を終了しないと判断する。位相制御処理を終了しないと判断することに応じて(S33:NO)、制御部32は、ステップS11と同様に、ゼロクロス信号Sig3の立ち上がりのタイミングで、ヒータ電流が閾値以上流れているか否かを判断する(S37)。ヒータ電流が流れていると判断することに応じて(S37:YES)、異常状態であるため、ステップS13と同様に、リレー42の接点を開けさせ、ハロゲンヒータ31への通電を遮断し、エラー報知し(S39)、第2制御処理を終了する。一方、ヒータ電流が流れていないと判断することに応じて(S37:NO)、正常状態であるため、制御部32は、ステップS33へ戻る。一方、位相制御処理を終了すると判断することに応じて(S33:YES)、制御部32は、第1実施形態にて説明した第1ヒータ制御処理へ移行し(S35)、第2制御処理を終了する。
Next, the
例えば、図9の時刻t41にて、制御部32がステップS37を実行する場合、正常の場合には、図9にて実線示すようにヒータ電流は流れないが、異常の場合には、図9にて破線示すようにヒータ電流は流れる。制御部32が、ヒータ電流が流れていると判断する場合(S37:YES)、ステップS39が実行される。一方、ヒータ電流が流れていないと判断される場合(S37:NO)、位相処理が継続されるため、次の半周期における所定の位相角でヒータ制御信号Sig4がハイレベルに切替えられる。ここで、交流電源101の半周期は、ゼロクロス周期の一例である。
For example, when the
上記した第3実施形態によれば、以下の効果を奏する。
制御部32は、ステップS37にて、トライアック43のオフ状態にて、ヒータ電流が閾値以上流れていると判断することに応じて、ステップS39を実行する。このように、制御部32は、トライアック43がオフ状態であるときにヒータ電流が閾値以上流れているかを判断し、ヒータの異常時のエラー処理を早期に実行することができる。
According to the above-described third embodiment, the following effects can be obtained.
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での種々の改良、変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記では、ステップS7において、時間T1が経過したと判断したことに応じて、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替えると説明したが、これに限定されない。制御部32がステップS3でNOと判断してからゼロクロスタイミングを検出した回数が、所定回数を超えたことを検出したときに、ヒータ制御信号をロウレベルに切替える構成としても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, although it has been described above that the heater control signal Sig4 is switched to the low level in response to having determined that the time T1 has elapsed in step S7, the present invention is not limited thereto. The
また、上記では、ステップS3にて、ハロゲンヒータ31の温度が目標温度を上回ったと判断することに応じて、ステップS19を実行すると説明したが、これに限定されない。例えば、タイマ32Bが経時する第1ヒータ制御処理を開始してからの経過時間が時間T1よりも長い所定の時間(第3時間の一例)を超えたことに応じて、ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替える構成としても良い。例えば、予め、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替えてから目標温度近くとなるまでの時間は見積もることができる。そこで、ステップS3において、見積もられる時間との比較を行う構成としても良い。また、時間との比較ではなく、第1ヒータ制御処理を開始してからのゼロクロスタイミングを検出した回数と所定回数との比較を行う構成としても良い。
Furthermore, although it has been described above that step S19 is performed in response to determining that the temperature of the
また、上記では、ステップS7にて、メモリ32Aに記憶された時間T1が用いられると説明した。時間T1は1つの値に限定されず、温度信号Sig5が示す温度が高いほど、時間T1を短くする構成としても良い。異常が発生してからハロゲンヒータ31への通電が遮断されるまでの時間が長いほど、ヒータ温度はより上昇してしまう。そこで、ヒータ温度が高いほど、時間T1を短くすることにより、異常が発生した場合においても、ヒータ温度が目標温度を大きく超えてしまうことを抑制することができる。尚、ヒータ温度と時間T1との相関関係は、例えば、テーブル、数式としてメモリ32Aに記憶させる構成として、ステップS3にて温度信号Sig5が示す温度に応じて時間T1を決定し、ステップS7にて、決定した時間T1を用いる構成とすれば良い。
Also, it has been described above that the time T1 stored in the
また、上記では、ステップS11を実行するタイミングは、ゼロクロス信号Sig3のパルスの立ち上がりのタイミングであると説明したが、これに限定されない。ヒータ制御信号Sig4をロウレベルに切替えた後のゼロクロスタイミングを検出した後のタイミングであれば良い。また、上記では、ステップS11を実行してから時間T2経過したタイミングでステップS1へ戻り、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替えると説明したが、これに限定されない。例えば、ステップS11を実行後の、ゼロクロスタイミングのタイミングでヒータ制御信号Sig4をハイレベルに切替える構成としても良い。 Further, although the timing at which step S11 is performed is described above as the timing of the rising edge of the pulse of the zero cross signal Sig3, the present invention is not limited to this. The timing may be any timing after detecting the zero cross timing after switching the heater control signal Sig4 to the low level. In the above description, it is described that the process returns to step S1 when the time T2 has elapsed after step S11 and the heater control signal Sig4 is switched to the high level. However, the present invention is not limited thereto. For example, the heater control signal Sig4 may be switched to the high level at the timing of the zero cross timing after step S11 is performed.
また、第3実施形態において、ヒータ制御信号Sig4をハイレベルからロウレベルに切替えるタイミングは、ゼロクロス信号Sig3の立ち下りのタイミングであると説明したが、これに限定されない。 In the third embodiment, the timing at which the heater control signal Sig4 is switched from the high level to the low level has been described as the falling timing of the zero cross signal Sig3. However, the present invention is not limited to this.
また、上記では、エラー処理の一例として、リレー制御信号Sig2をリレー42の接点を開くレベルに切替え、表示部61にエラーメッセージを表示させてエラー報知すると説明したが、これに限定されず、リレー42の切替えとエラー報知との何れか一方だけ実行される構成としても良い。また、エラー報知は、表示部61にエラーメッセージを表示させることに限定されず、例えば、メッセージではなく表示灯による表示、メモリ32Aにエラーをログとして記憶させる構成としても良い。
In the above, as an example of the error processing, the relay control signal Sig2 is switched to the level at which the contact point of the
また、上記では、第1ヒータ制御処理および第2ヒータ制御処理の開始条件は、プリンタ1の電源がオンされ、印刷ジョブを受け付けたことであると説明したが、これに限定されない。例えば、プリンタ1の電源がオンされると、制御部32は印刷ジョブの有無にかかわらずウォームアップ処理を開始する構成としても良い。この場合、第1ヒータ制御処理および第2ヒータ制御処理の開始条件を、プリンタ1の電源がオンされたこととしても良い。具体的には、制御部32は、定着ローラ27の温度が目標温度となるようにハロゲンヒータ31の通電を開始させる。ここで、ウォームアップ処理における目標温度は、画像形成処理時の目標温度よりも低い温度である。ウォームアップ処理は、印刷ジョブを受け付けた場合に迅速に画像形成処理を実行可能とするために、予め定着ローラ27を温めておくために実行される。また、この場合には、第1ヒータ制御処理のステップS5にて、ウォームアップ処理を終了すると判断する場合に第1ヒータ制御を終了すると判断し、ウォームアップ処理を終了しないと判断する場合に第1ヒータ制御を終了しないと判断する構成としても良い。
In the above description, although the start condition of the first heater control process and the second heater control process is described as the power of the printer 1 being turned on and the print job being accepted, the present invention is not limited thereto. For example, when the power of the printer 1 is turned on, the
また、切替素子の一例としてトライアックを例示したが、これに限定されない。例えば、サイリスタなどの他の半導体素子を組み合わせて実現しても良く、電子素子ではなく機械素子などで実現しても良い。 Moreover, although Triac was illustrated as an example of a switching element, it is not limited to this. For example, it may be realized by combining other semiconductor elements such as a thyristor, or may be realized not by an electronic element but by a mechanical element or the like.
1 プリンタ
31 ハロゲンヒータ
32 制御部
36 電流センサ
37 温度センサ
42 リレー
43 トライアック
101 交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (12)
前記ヒータの温度に応じた温度信号を出力する温度センサと、
前記ヒータに流れる電流の値に応じた電流値信号を出力する電流センサと、
前記ヒータに流れる電流の経路に配設され、オン信号を受けて導通状態となり、オフ信号を受けて非導通状態となる切替素子と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ヒータの温度が目標温度を超えたときに、出力している前記オン信号を前記オフ信号に切替え、
前記ヒータの温度が前記目標温度以下であり、且つ、前記オン信号を出力している状態であるオン出力状態が第1時間継続したときに、前記オフ信号を第2時間継続して出力し、
前記オフ信号を前記第2時間継続して出力する期間において、前記電流値信号が示す電流値が閾値以上であることを検出したときに、エラー処理を実行することを特徴とする画像形成装置。 A heater powered by an AC power supply,
A temperature sensor that outputs a temperature signal according to the temperature of the heater;
A current sensor that outputs a current value signal according to the value of the current flowing through the heater;
A switching element disposed in a path of current flowing to the heater, turned on in response to an on signal, turned off, and turned off in response to an off signal;
And a control unit,
The control unit
When the temperature of the heater exceeds a target temperature, the on signal being output is switched to the off signal,
When the temperature of the heater is equal to or less than the target temperature and the on output state in which the on signal is output continues for a first time, the off signal is continuously output for a second time,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein an error process is performed when it is detected that the current value indicated by the current value signal is equal to or greater than a threshold value in a period in which the off signal is continuously output for the second time.
前記オフ信号を前記第2時間継続して出力する期間中、前記電流値信号が示す電流値が前記閾値未満であることを継続して検出したときに、出力している前記オフ信号を前記オン信号に切替えることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control unit
The off signal that is being output is turned on when the current value indicated by the current value signal is continuously detected to be less than the threshold during the period in which the off signal is continuously output for the second time. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the signal is switched to a signal.
前記制御部は、
前記ヒータの温度が前記目標温度以下であり、且つ、前記オン出力状態が継続している間に前記ゼロクロスタイミングを検出した回数が所定回数を超えたときに、前記オフ信号を前記第2時間継続して出力することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 A detection circuit that outputs a signal according to a zero cross timing of an alternating voltage applied from the alternating current power supply,
The control unit
The OFF signal is continued for the second time when the temperature of the heater is equal to or less than the target temperature, and the number of times of detecting the zero cross timing exceeds a predetermined number of times while the ON output state continues. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus outputs the image.
前記制御部は、
前記オン出力状態が継続する時間を前記タイマに計時させ、
前記ヒータの温度が前記目標温度以下であり、且つ、前記タイマに計時させた時間が前記第1時間を超えたときに、前記オフ信号を前記第2時間継続して出力することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 Equipped with a timer,
The control unit
Causing the timer to time the duration of the on output state,
The off signal is continuously output for the second time when the temperature of the heater is equal to or less than the target temperature and the time counted by the timer exceeds the first time. An image forming apparatus according to claim 1.
前記温度センサによって出力される前記温度信号が示す温度が前記目標温度を超えたことを検出したときに、出力している前記オン信号を前記オフ信号に切替えることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の画像形成装置。 The control unit
5. The on-signal being output is switched to the off-signal when it is detected that the temperature indicated by the temperature signal output by the temperature sensor exceeds the target temperature. The image forming apparatus according to any one of the above.
前記制御部は、
前記切替素子に出力する信号を前記オフ信号から前記オン信号に切替えてからの時間を前記タイマに計時させ、
前記タイマに計時させた時間が前記第1時間よりも長い第3時間を超えたときに、出力している前記オン信号を前記オフ信号に切替えることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の画像形成装置。 Equipped with a timer,
The control unit
Causing the timer to count the time after the signal output to the switching element is switched from the off signal to the on signal,
5. The on-signal being output is switched to the off-signal when the time counted by the timer exceeds a third time which is longer than the first time. The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御部は、
前記ヒータの温度が前記目標温度以下であり、且つ、前記オン出力状態が前記第1時間継続したときに、前記ゼロクロスタイミングを検出してから次のゼロクロスタイミングを検出するまでの前記第2時間、前記オフ信号を継続して出力することを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の画像形成装置。 A detection circuit that outputs a signal according to a zero cross timing of an alternating voltage applied from the alternating current power supply,
The control unit
The second time from the detection of the zero cross timing to the detection of the next zero cross timing when the temperature of the heater is equal to or less than the target temperature and the on-output state continues for the first time, The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the off signal is continuously output.
前記制御部は、
前記ヒータの温度が前記目標温度以下であり、且つ、前記オン出力状態が前記第1時間継続したときに、前記ゼロクロスタイミングを検出してから次のゼロクロスタイミングを検出するまでの時間よりも短い前記第2時間、前記オフ信号を継続して出力することを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の画像形成装置。 A detection circuit that outputs a signal according to a zero cross timing of an alternating voltage applied from the alternating current power supply,
The control unit
When the temperature of the heater is equal to or less than the target temperature, and the on-output state continues for the first time, the time shorter than the time from the detection of the zero cross timing to the detection of the next zero cross timing The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the off signal is continuously output for a second time.
前記温度センサが示す温度が高いほど、前記第1時間を短くすることを特徴とする請求項1から8の何れかに記載の画像形成装置。 The control unit
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the first time is shortened as the temperature indicated by the temperature sensor is higher.
前記ヒータの温度に応じた温度信号を出力する温度センサと、
前記ヒータに流れる電流の値に応じた電流値信号を出力する電流センサと、
前記ヒータに流れる電流の経路に配設され、オン信号を受けて導通状態となり、オフ信号を受けて非導通状態となる切替素子と、
前記交流電源から印加される交流電圧のゼロクロスタイミングに応じた信号を出力する検出回路と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ゼロクロスタイミングを検出してから次のゼロクロスタイミングを検出するまでの期間であるゼロクロス周期において前記オフ信号から前記オン信号へ切替えるタイミングを調整することにより、前記ゼロクロス周期における前記切替素子の前記導通状態の期間と前記非導通状態の期間との比率を調整し、
前記非導通状態の期間において、前記電流値信号が示す電流値が閾値以上であることを検出したときに、エラー処理を実行することを特徴とする画像形成装置。 A heater powered by an AC power supply,
A temperature sensor that outputs a temperature signal according to the temperature of the heater;
A current sensor that outputs a current value signal according to the value of the current flowing through the heater;
A switching element disposed in a path of current flowing to the heater, turned on in response to an on signal, turned off, and turned off in response to an off signal;
A detection circuit that outputs a signal according to a zero cross timing of an alternating voltage applied from the alternating current power supply;
And a control unit,
The control unit
The conduction state of the switching element in the zero cross cycle is adjusted by adjusting the timing of switching from the off signal to the on signal in a zero cross cycle which is a period from detection of the zero cross timing to detection of the next zero cross timing. Adjust the ratio of the period of time to the period of non-conduction,
2. An image forming apparatus according to claim 1, wherein error processing is performed when it is detected that the current value indicated by the current value signal is equal to or greater than a threshold value in the non-conduction period.
前記制御部は、
前記オフ信号を出力している状態で前記ゼロクロスタイミングを検出した後から、該オフ信号から前記オン信号に切替えるまでの期間に前記電流値信号が示す電流値が閾値以上であることを検出したときに、前記エラー処理を実行することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。 The switching element is a triac interposed between the AC power supply and the heater,
The control unit
When it is detected that the current value indicated by the current value signal is equal to or higher than the threshold value in the period from the detection of the zero cross timing to the switching of the on signal after the zero cross timing is detected in the state of outputting the off signal. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the error processing is performed.
前記制御部は、
前記エラー処理において、前記リレーに接続を解除させることを特徴とする請求項1から11の何れかに記載の画像形成装置。 A relay for switching whether or not the AC power supply and the heater are electrically connected;
The control unit
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein in the error processing, the relay is disconnected.
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