JP2022036171A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の半導体素子のうち、前記複数の発熱体のうちの第1の発熱体の通電を制御するための第1の半導体素子は、前記複数の発熱体のうちの第2の発熱体の通電を制御するための第2の半導体素子に直列に接続されており、
前記第2の発熱体の通電は、前記第2の半導体素子を制御することで制御され、
前記第1の発熱体の通電は、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子を制御することで制御され、
前記第2の発熱体へ電流を流す電流経路が断線しているか否かを検知する断線検知部を有し、
前記断線検知部が前記電流経路の断線を検知した場合、前記複数の発熱体のうち少なくとも前記第2の発熱体の通電を遮断することを特徴とする。
図1は、本発明の実施例の画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成するレーザプリンタである。
よって画像形成装置100上部の排紙トレイ31に排出される。
上において導電体301と導電体303の間に設けられている。この発熱体302は、記録材Pの搬送方向の上流側に配置された発熱体302aと、下流側に配置された発熱体302bに分離されている。また、給電用に電極E3が設けられている。さらに、裏面層2には、絶縁性の保護ガラス308が、電極E3以外を覆っている。ヒータ300(基板305)は、その長手方向が記録材Pの搬送方向と直交するように配置される。
~447の駆動回路は省略して図示している。複数の半導体素子としてのトライアック441~447を選択的に制御することで、複数の発熱体の通電を選択的に制御することができ、長手方向に分割された複数の加熱領域を個々に選択的に発熱させることができる。
CPU420の内部処理では、設定温度と、サーミスタT1-1~T1-7の検知温度に基づき、例えばPI制御により、供給するべき電力を算出する。FUSER1~7信号のオンのタイミングは、ゼロクロス検知部421で生成された交流電源401のゼロ電位に同期したタイミング信号ZEROXに基づいてCPU420によって生成される。交流電源401のゼロクロスタイミングを元に、供給する電力に対応した位相角(位相制御)、波数(波数制御)の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック441~447を制御している。
本実施例では、発熱ブロックHB2よりも長手方向に外側(端部側)に位置する発熱ブロックHB1を駆動するためのトライアック441を、発熱ブロックHB2を駆動するためのトライアック442に直列に接続する構成とした。すなわち、発熱ブロックHB2が第2の加熱領域に、発熱ブロックHB1が第1の加熱領域に、発熱体302a-2、302b-2が第2の発熱体に、発熱体302a-1、302b-1が第1の発熱体に、それぞれ対応する。しかしながら本発明が適用可能な構成はかかる構成に限定されない。例えば、発熱ブロックHB3よりも長手方向に外側(端部側)に位置する発熱ブロックHB2を駆動するためのトライアック442を、発熱ブロックHB2を駆動するためのトライアック443に直列に接続するように構成してもよい。かかる構成により発熱ブロックHB2の温度を検知するためのサーミスタの数を他の発熱ブロックの温度検知のためのサーミスタの数よりも少なくすることができる。
本発明の実施例2について説明する。実施例2における制御回路700とヒータ600は、実施例1で説明した制御回路400に対して、2段直列に接続する発熱領域を変更した例である。実施例2の構成のうち、実施例1と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例2において、ここで特に説明しない事項は、実施例1と同様である。
本発明の実施例3について説明する。実施例3は、実施例2における駆動構成における変形例として、直列接続された半導体素子の2段目の半導体素子をショートした構成となっている。本実施例では、図示しない搬送ガイドなどにより、記録紙Pが片寄せされない構成になっているため、実施例2における後段のトライアック445を無くしてショートする構成であっても構わない。実施例3の構成のうち、実施例1、2と同様の構成につい
ては、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例3において、ここで特に説明しない事項は、実施例1、2と同様である。
なお、本実施例では、記録材の搬送基準位置に対して基板長手方向に対称の位置関係にある発熱ブロックHB3と発熱ブロックHB5に関して、それぞれを発熱させるための発熱体の通電を、単一のトライアック443を制御することで制御する構成とした。すなわち、発熱ブロックHB3が第3の加熱領域に、発熱ブロックHB5が第4の加熱領域に、発熱体302a-3、302b-3が第3の発熱体に、発熱体302a-5、302b-5が第4の発熱体に、それぞれ対応する。しかしながら本発明が適用可能な構成はかかる構成に限定されない。例えば、発熱ブロックHB2を発熱させる発熱体302a-2、302b-2の通電と、発熱ブロックHB6を発熱させる発熱体302a-6、302b-6の通電を、単一のトライアック442の制御によって制御するように構成してもよい。
本発明の実施例4について説明する。実施例4のヒータ903の制御回路904は、実施例1と実施例3を組み合わせた構成となっている。実施例4の構成のうち、実施例1~3と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例4において、ここで特に説明しない事項は、実施例1~3と同様である。
0を小型化することができる。さらには、トライアックを定着装置内に配置することで、配線を減らし、画像形成装置を小型化することができる。
図13~図15を参照して、本発明の実施例5について説明する。実施例5は、実施例1で説明したヒータ300におけるHB1及びHB7にあるサーミスタの数を実施例1よりさらに減らすことができる構成例である。実施例5は、実施例1の制御回路400に対し、P点の断線を検知することができる断線検知部1002と、Q点の断線を検知することができる断線検知部1003と、を備えた制御回路1001を備えている。実施例5の構成のうち、上記実施例と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例5において、ここで特に説明しない事項は、上記実施例と同様である。
断線検知部1002、1003を有している。そのため、P点及びQ点が断線するという第一の故障かつ、断線検知部が故障するという第二の故障が生じない限り発熱ブロックHB1、HB7のみが異常発熱することはない。したがって、HB1及びHB7に存在するサーミスタの数は他の発熱体に対して2個減らすことができる。
よってDi1002信号は波形1103で示すように電圧はVcc1でプルアップされている。トライアック442がONし通電がON状態となると、波形1101で示すように検出抵抗1010に電圧が生じる。結果、二次側のACカプラ1015のトランジスタは動作し、動作した時はLOWに引き込むため、Di1002信号は波形1103で示すようにパルス状の信号を出力する。CPU420は、このパルス状の波形を検知することで、検出抵抗1010に電流が流れたかどうかを判断することができる。P点が断線している場合はトライアック442をON状態にしても検出抵抗1010に電圧が生じないため、波形1101及び波形1103は通電OFFと同じ波形となる。よって、CPU420は、トライアック442をONさせ通電をONしているのに、波形1103がパルス状の波形になっていないことからP点が断線していると判断することができ、トライアック442の通電をOFFすることができる。
図16を参照して、本発明の実施例6について説明する。実施例6は、実施例5の図15-(A)で説明した断線検知部1002の回路において、検出抵抗1012の設置位置、及び、Di1002の接続場所が異なった構成となっている。その他の構成は、実施例5と同じである。実施例6の構成のうち、上記実施例と同様の構成については、同一の記号を用いて説明を省略する。実施例6において、ここで特に説明しない事項は、上記実施
例と同様である。
整されている。よって+端子の電圧が-端子の電圧よりも高いため、コンパレータ1031の出力はオープンコレクタとなり、ラッチ部432,436はラッチ動作を行わない。P点が断線すると、検出抵抗1012を通過する電流が減少するため、コンパレータ1030の-端子の電圧は波形1107の実線で示したように徐々に電圧が上昇していく。ただし、トライアック441には電流が流れているため、コンパレータ1030の-端子の電圧はある一定の電圧の上昇にとどまる。この時でも、コンパレータ1030の+端子にかかる電圧が-端子にかかる電圧より高くなるように抵抗1026、1027が調整されているため、コンパレータ1030の出力はオープンコレクタとなる。一方コンパレータ1031の-端子はP点が断線しているため、波形1108の実線で示しているように電圧が上昇していく。コンパレータ1031の+端子の電圧は変化しないため、P点が断線してしばらくたつとコンパレータ1031の-端子の電圧が+端子の電圧を上回り、コンパレータ1031の出力がLOWとなることでラッチ部432、436及びCPU420を動作させる。
例えば、実施例5、6の断線検知部は、実施例2の回路構成(図7のトライアック443,445の間)や、実施例4の回路構成(図12のトライアック442、441の間)に追加してもよい。
Claims (11)
- 基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、前記基板上に設けられた複数の温度検知素子と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記温度検知素子が出力する温度信号に基づいて前記発熱体の通電を制御する通電制御部であって、前記複数の発熱体に接続された複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子を選択的に制御することで、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記複数の半導体素子のうち、前記複数の発熱体のうちの第1の発熱体の通電を制御するための第1の半導体素子は、前記複数の発熱体のうちの第2の発熱体の通電を制御するための第2の半導体素子に直列に接続されており、
前記第2の発熱体の通電は、前記第2の半導体素子を制御することで制御され、
前記第1の発熱体の通電は、前記第1の半導体素子と前記第2の半導体素子を制御することで制御され、
前記第2の発熱体へ電流を流す電流経路が断線しているか否かを検知する断線検知部を有し、
前記断線検知部が前記電流経路の断線を検知した場合、前記複数の発熱体のうち少なくとも前記第2の発熱体の通電を遮断することを特徴とする画像形成装置。 - 前記電流経路を第2の電流経路とし、
前記第1の発熱体へ電流を流す第1の電流経路と、前記第2の電流経路とが、共通する第3の電流経路からそれぞれ分岐する構成となっており、
前記断線検知部は、
前記第1の電流経路に流れる電流を検知する第1の電流検知部と、
前記第2の電流経路に流れる電流を検知する第2の電流検知部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記電流経路を第2の電流経路とし、
前記第1の発熱体へ電流を流す第1の電流経路と、前記第2の電流経路とが、共通する第3の電流経路からそれぞれ分岐する構成となっており、
前記断線検知部は、
前記第2の電流経路に流れる電流を検知する第2の電流検知部と、
前記第3の電流経路に流れる電流を検知する第3の電流検知部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記複数の温度検知素子のうち、前記複数の加熱領域のうち前記第1の発熱体によって発熱する第1の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数は、前記複数の加熱領域のうち前記第2の発熱体によって発熱する第2の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の加熱領域は、前記長手方向において前記第2の加熱領域よりも外側の加熱領域であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第1の加熱領域と前記第2の加熱領域は、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にあることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記複数の加熱領域のうち、記録材の搬送基準位置に対して前記長手方向に対称の位置関係にある第3の加熱領域と第4の加熱領域に関して、前記複数の発熱体のうち、前記第3の加熱領域を発熱させるための第3の発熱体の通電と、前記第4の加熱領域を発熱させるための第4の発熱体の通電は、前記複数の半導体素子のなかの単一の半導体素子を制御することで制御されることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記複数の温度検知素子のうち、前記第3の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数、及び前記第4の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数は、それぞれ、前記複数の加熱領域のうち少なくとも、前記第2の発熱体によって発熱する第2の加熱領域の温度を検知するための温度検知素子の数よりも少ないことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記温度検知素子は、前記基板の前記発熱体が設けられた面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記半導体素子は、前記像加熱部に設けられていることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記像加熱部はさらに、筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触してい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。
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