JP5102066B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、未定着の現像剤を加熱することで記憶媒体上に定着させる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes an unfixed developer on a storage medium by heating.
一般に、複写機、プリンタなどの画像形成装置は、金属ローラーや金属ベルトなどの発熱体を電磁誘導により発熱させ、用紙上に形成されたトナー画像を加熱して定着させる定着装置を備えている（特許文献１ないし４）。電磁誘導による発熱によって、物体を加熱することをここでは誘導加熱と呼ぶことにする。
In general, an image forming apparatus such as a copying machine or a printer includes a fixing device that heats a heating element such as a metal roller or a metal belt by electromagnetic induction and heats and fixes a toner image formed on a sheet (
ところで、誘導加熱を用いない定着装置も提案されている。これらの定着装置の熱源は、ハロゲンヒーターやセラミックヒーターである。これらの定着装置では、発熱体の温度を検知してヒーターのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、目標温度が保たれる。 Incidentally, a fixing device that does not use induction heating has also been proposed. The heat source of these fixing devices is a halogen heater or a ceramic heater. In these fixing devices, the target temperature is maintained by detecting the temperature of the heating element and controlling ON / OFF of the heater.
一般に、温度を検知するセンサとして、温度が低いほど抵抗値が高くなる抵抗体が使用されている。しかし、抵抗体を本体に接続するためのコネクタのプラグがレセプタクルから外れると抵抗値が無限大となり、実際の温度よりも低い温度が検知されてしまう。この場合、加熱装置は、検知温度が目標温度に一致するよう加熱しつづけるため、異常昇温により定着装置が損傷する恐れがある。 In general, as a sensor for detecting temperature, a resistor whose resistance value increases as the temperature decreases is used. However, when the plug of the connector for connecting the resistor to the main body is removed from the receptacle, the resistance value becomes infinite, and a temperature lower than the actual temperature is detected. In this case, since the heating device keeps heating so that the detected temperature matches the target temperature, the fixing device may be damaged due to abnormal temperature rise.
特許文献５によれば、このような異常昇温を回避するために、抵抗体が接続されたコネクタのプラグに、銅線で結線された２つのピンを追加する方法が提案されている。具体的には、コネクタのレセプタクルから２つのピンの導通を確認できれば、プラグがレセプタクルに接続されていることを認識できる。すなわち、プラグが接続されていなければ２つのピンの導通を確認できなくなる。このようにして、２つのピンの導通を確認できなくなるとヒーターの通電が禁止される。
ところで、発熱体としての金属ベルトは、耐久が進むと、その一部が損傷することがある。一部でも金属ベルトが損傷すると、一様なトナー画像を形成できなくなってしまう。よって、発熱体が一部でも損傷したことを適確に検知できる方法が必要である。 By the way, a part of the metal belt as the heating element may be damaged as the durability progresses. If even a part of the metal belt is damaged, a uniform toner image cannot be formed. Therefore, there is a need for a method that can accurately detect that a part of the heating element is damaged.
とりわけ、数千枚の用紙に画像を形成する単一のジョブを実行する際に、発熱体が損傷していれば、数千枚の用紙が無駄になってしまう恐れがある。比較的に小さなひび割れであっても、近年の高解像度の画像では画質の低下が顕在化しやすい。よって、小さい度合いの損傷であっても適確に検知できることが望ましい。 In particular, when a single job for forming an image on thousands of sheets is executed, if the heating element is damaged, thousands of sheets may be wasted. Even in the case of relatively small cracks, deterioration in image quality is likely to be apparent in recent high-resolution images. Therefore, it is desirable that even a small degree of damage can be detected accurately.
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。例えば、本発明は、発熱体の損傷を適確に検知し、定着装置を保護することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。 Therefore, an object of the present invention is to solve at least one of such problems and other problems. For example, an object of the present invention is to accurately detect damage to a heating element and protect a fixing device. Other issues can be understood throughout the specification.
本発明は、例えば、未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置に適用できる。定着装置は、例えば、交流磁界を発生する交流磁界発生手段と、交流磁界発生手段が発生した交流磁界によって発熱して未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる発熱体とを含む。さらに、定着装置は、検出手段、判別手段及び保護手段を含む。検出手段は、交流磁界発生手段が発生した交流磁界が透過している発熱体に誘導する電流又は電圧の値を検出する。保護手段は、検出手段により検出された電流又は電圧の値に基づいて発熱体が損傷しているか否かを判別する。保護手段は、発熱体が損傷していると判別されると、交流磁界発生手段を停止させることで、定着装置を保護する。検出手段は、交流磁界発生手段が発生した交流磁界のうち、発熱体上の異なる位置をそれぞれ透過してきた交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値を検出する。判別手段は、発熱体上の異なる位置でそれぞれ検出された電流又は電圧の値間の差分に応じて発熱体が損傷しているか否かを判別する。 The present invention can be applied to, for example, a fixing device that fixes an unfixed developer image on a recording medium. The fixing device includes, for example, an AC magnetic field generating unit that generates an AC magnetic field, and a heating element that generates heat by the AC magnetic field generated by the AC magnetic field generating unit and fixes an unfixed developer image on the recording medium. Further, the fixing device includes a detection unit, a determination unit, and a protection unit. The detecting means detects the value of the current or voltage induced in the heating element through which the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means is transmitted. The protection means determines whether or not the heating element is damaged based on the value of the current or voltage detected by the detection means. When it is determined that the heating element is damaged, the protection unit protects the fixing device by stopping the AC magnetic field generation unit. The detection means detects the value of the current or voltage induced by the AC magnetic field transmitted through different positions on the heating element, among the AC magnetic fields generated by the AC magnetic field generation means. The discriminating unit discriminates whether or not the heating element is damaged according to the difference between the current or voltage values detected at different positions on the heating element.
本発明によれば、発熱体の損傷が適確に検知され、定着装置を保護することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect damage to the heating element and protect the fixing device.
以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。なお、いずれの実施形態においても、発熱体が損傷しているときと損傷していないときとで物理的パラメータが異なるという性質を利用して、発熱体が損傷しているか否かを判別する点では共通している。 An embodiment of the present invention is shown below. The individual embodiments described below will help to understand various concepts, such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments. In any embodiment, it is determined whether or not the heating element is damaged by utilizing the property that physical parameters are different between when the heating element is damaged and when it is not damaged. Then it is common.
［実施形態１］
ここでは、本発明に係る定着装置を搭載可能な画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタについて説明する。もちろん本発明は、印刷装置、複写機、複合機、ファクシミリに適用されてもよい。
[Embodiment 1]
Here, an electrophotographic printer will be described as an example of an image forming apparatus in which the fixing device according to the present invention can be mounted. Of course, the present invention may be applied to a printing apparatus, a copying machine, a multifunction machine, and a facsimile.
図１は、実施形態に係るプリンタの概略断面図である。プリンタ１００は、カラー画像を形成するために、それぞれ異なる色の現像剤（例：トナー）を備えた４つのステーションを備えている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a printer according to an embodiment. The
各ステーションは、感光体ドラム１０１、一次帯電ローラー１０２、レーザーユニット１０３、現像ブレード１０４、一次転写ローラー１０５を備えている。
Each station includes a
感光体ドラム１０１は、画像情報に応じた潜像及びトナー像を担持する像担持体である。一次帯電ローラー１０２は、反時計回りに回転する感光体ドラム１０１の表面にマイナス帯電させる。レーザーユニット１０３は、画像情報に応じたレーザ光を感光体ドラム１０１ｙの表面に照射することで、潜像を形成する。現像ブレード１０４は、トナーにより潜像を現像し、トナー像を作成する。一次転写ローラー１０５は、トナー像を感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１０６へ転写する。中間転写ベルト１０６は、各ステーションからそれぞれ色の異なるトナー像を多重転写される中間転写体である。このようにして形成されたカラーのトナー像は、２次転写内ローラー１０７と２次転写外ローラー１０８によって構成された２次転写部まで中間転写ベルト１０６によって搬送される。
The
一方で、用紙カセット１１０に収納された用紙は、図中の矢印に沿って搬送される。とりわけ、用紙１１３は、２次転写部を通過する際に、カラーのトナー像が中間転写ベルト１０６から転写される。この状態では、用紙１１３の表面に転写されたトナーは未定着のため、簡単に剥がれてしまう。
On the other hand, the paper stored in the
そこで、未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着装置１１１が、トナーを加熱して溶融させるとともに、用紙１１３に対して加圧することで、トナーが用紙に定着する。その後、用紙は、プリンタ１００の外部へ排出される。なお、用紙は、記録材、記録媒体、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。
Accordingly, the
図２は、実施形態に係る定着装置の概略断面図である。図２の視点は、図１の視点と同じである。図３Ａは、定着装置の平面図である。図３Ａの視点は、図１における上方である。図３Ｂは、定着装置の概略断面図である。図３Ｂの視点は、図３Ａにおける下方にある。なお、図３Ａには、破断線ＡＡ’ないしＥＥ’が示されている。図２は、破断線ＢＢ’で定着装置１１１を切断して得られた断面図であり、図３Ｂは、破断線ＤＤ’で定着装置１１１を切断して得られた断面図である。図４Ａは、定着ベルトが外された定着装置の平面図である。図４Ｂは、定着ベルトが外された定着装置の概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing device according to the embodiment. The viewpoint in FIG. 2 is the same as the viewpoint in FIG. FIG. 3A is a plan view of the fixing device. The viewpoint of FIG. 3A is the upper side in FIG. FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the fixing device. The viewpoint of FIG. 3B is below in FIG. 3A. FIG. 3A shows broken lines AA ′ to EE ′. 2 is a cross-sectional view obtained by cutting the fixing
図２において、誘導コイル２０１は、交流磁界を発生する複数の交流磁界発生手段の一例である。誘導コイル２０１の両端に設けられた端子３０１、３０２に交流の電流を流すことで、交流の磁界が発生する。誘導コイル２０１のターン数は、図３Ａによれば６ターンとなっているが、これは一例にすぎない。
In FIG. 2, the
被加熱ベルト２０２は、誘導コイル２０１が発生した交流磁界によって発熱する発熱体の一例である。被加熱ベルト２０２は、例えば、７５μｍの厚みのニッケルを素材とした金属製のベルトである。被加熱ベルト２０２の表面は、例えば、３００μｍのゴム層で覆われていてもよい。被加熱ベルト２０２の幅は、通紙される用紙のサイズによって決定される。例えば、被加熱ベルト２０２の幅（図３Ａの左右方向の幅）は、３７０ｍｍで、Ａ３サイズの用紙の幅である２７９ｍｍよりも大きな寸法になっている。
The
アンテナ２０３は、交流磁界発生手段が発生した交流磁界が透過している発熱体に誘導する電流又は電圧の値を検出する検出手段の一例である。図３Ｂに示すように、アンテナ２０３は、直列に接続された２つのループアンテナ３０７、３０８を備えている。ループアンテナ３０７、３０８は、交流磁界発生手段が発生した交流磁界のうち、発熱体上の異なる位置をそれぞれ透過してきた交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値を検出する検出手段の一例である。図３Ｂでは、ループアンテナ３０７は、斜線で示された領域Ａ−１に配置されており、ループアンテナ３０８は領域Ａ−２に配置されている。アンテナ２０３は、例えば、２５０℃の耐熱温度を有した絶縁被膜により覆われた電線である。
The
図３Ｂに示した領域Ａ−１と領域Ａ−２をそれぞれ交流磁束が通過することで、交流電圧と交流電流がループアンテナ３０７、３０８に発生する。しかし、領域Ａ−１と領域Ａ−２を通過する交流磁束が同一であれば、ループアンテナ３０７、３０８に働く誘導効果が打ち消される。よってこの場合は、アンテナ２０３に設けられた２つの端子３０３、３０４には、交流電圧と交流電流が発生しない。
An alternating voltage and an alternating current generate | occur | produce in the
図２、図３Ａ及び図３Ｂからわかるように、磁界を発生する誘導コイル２０１とループアンテナとの間に被加熱ベルト２０２が設けられている。被加熱ベルト２０２の材質及び厚みは均一であるとして、被加熱ベルト２０２を通過して漏れてくる磁界の量は、領域Ａ−１と領域Ａ−２とで同じである。よって、アンテナ２０３には交流の電圧と電流が発生しない。
As can be seen from FIGS. 2, 3A, and 3B, a
図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂには、２つのサーミスタ３０５、３０６も示されている。サーミスタ３０５、３０６は、被加熱ベルト２０２の裏面に当接し、被加熱ベルト２０２の温度を検出する。これらのサーミスタは、温度が低いほど高い抵抗値となり、温度が高いほど低い抵抗値となる抵抗体である。
Two
図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂによれば、サーミスタ３０５が被加熱ベルトの中央付近に配置され、サーミスタ３０６が被加熱ベルトの端部付近に配置されていることがわかる。サーミスタ３０５で検知される温度を目標温度（例：２００℃）が維持されるよう、誘導コイル２０１に投入される電力が調節される。
3B, 4A, and 4B, it can be seen that the
なお、２つのサーミスタを中央と端部に配置する理由は次の通りである。用紙１１３は、用紙の中心線が被加熱ベルト２０２の中央に沿うように搬送される。よって、幅が相対的に小さい多数の用紙が連続して搬送されると、被加熱ベルト２０２の幅方向の中央部でだけ熱が奪われる。よって、中央部に配置されたサーミスタ３０５が検出した温度に基づいて温度が調節されてしまうと、被加熱ベルト２０２の幅方向における端部の温度が相対的に高くなってしまう。それゆえ、被加熱ベルト２０２の端部の温度が高くなりすぎないかを監視するためにサーミスタ３０６が設けられている。
The reason why the two thermistors are arranged at the center and at the end is as follows. The
図２によれば、用紙の入り口に設けられた入口上ローラー２０６と用紙の出口に設けられた出口上ローラー２０７に被加熱ベルト２０２が巻架されている。出口上ローラー２０７が図２において時計方向に回転することで、被加熱ベルト２０２が連れ回りする。さらに入口上ローラー２０６も時計方向に連れ回る。
According to FIG. 2, the
図２において、下ベルト２０９は、入口下ローラー２１０と出口下ローラー２１１とに巻架されている。出口下ローラー２１１が図２において反時計方向に回転することで、下ベルト２０９が連れ回りする。さらに入口下ローラー２１０も反時計方向に連れ回る。
In FIG. 2, the
図２によれば、上パッド２０８、下パッド２１２も示されている。上パッド２０８と下パッド２１２との間には、約４０ｋｇ重の圧力が加わっている。入口上ローラー２０６と入口下ローラー２１０との間にも２０ｋｇ重の圧力が加わっている。出口上ローラー２０７と出口下ローラー２１１との間にも３０ｋｇ重の圧力が加わっている。なお、圧力の数値は、単なる例示にすぎない。
According to FIG. 2, an
例えば、被加熱ベルト２０２のうち、サーミスタ３０５が配置されている部分では２００℃に温度が維持されると、定着装置内の他の部分では次のような温度に維持される。入口上ローラー２０６と入口下ローラー２１０との間では、約１８０℃に温度が維持される。また、上パッド２０８と下パッド２１２との間では、約１７０℃に温度が維持されている。出口上ローラー２０７と出口下ローラー２１１との間では、約１６０℃に温度が維持されている。
For example, if the temperature of the
図２によれば、未定着のトナーを載せた用紙１１３が矢印の方向に進むことで、定着装置１１１に進入する。進入した１１３は被加熱ベルト２０２と下ベルト２０９とに挟まれながら搬送される。その際に、加圧及び加熱され、用紙１１３にトナーが定着する。
According to FIG. 2, the
図５は、ひび割れが発生した被加熱ベルト２０２の一例を示した図である。ひび割れ５０１は、被加熱ベルト２０２が回転するのにしたがって移動する。破線で示したひび割れ５０２は、ひび割れ５０１が移動したことを示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the
ひび割れ５０２は、誘導コイル２０１から被加熱ベルト２０２を透過する交流磁束の大きさに影響を及ぼす。図５に示した位置にひび割れ５０２が存在すると、図３Ｂに示した領域Ａ−１に漏れる交流磁束の大きさは領域Ａ−２に漏れる交流磁束の大きさよりも大きくなる。そのため、ループアンテナ３０７とループアンテナ３０８に発生する交流電圧・交流電流は相互に打ち消しあうことができなくなる。最終的に、アンテナ２０３の端子３０３、３０４との間に交流電圧と交流電流とが発生する。このように、端子３０３、３０４との間に交流電圧と交流電流とが発生したことを検知すれば、実質的に、被加熱ベルト２０２が損傷していることを判別できることになる。このように被加熱ベルト上の異なる位置でそれぞれ検出された電流又は電圧の値間の差分に着目することで、被加熱ベルトが損傷しているか否かを判別できる。
The
図６は、実施形態に係る定着装置の制御部の一例を示したブロック図である。サーミスタ３０５、３０６は、コネクタ６１７を介して温度調節回路６２３に接続されている。この温度調節回路６２３は、サーミスタ３０５の温度が目標温度（例：２００℃）になるように誘導加熱駆動回路６２６にＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５、制御信号Ｓｉｇ６を出力する。ここでは、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５がハイになるとＯＮを意味し、ローになるとＯＦＦを意味する。制御信号Ｓｉｇ６は、誘導コイル２０１を駆動するための駆動電力の大きさを指定する信号である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a control unit of the fixing device according to the embodiment. The
アンテナ２０３の端子３０３には、ＤＣ電源３２２から、ＧＮＤに対する３．３Ｖの電圧が印加される。アンテナ２０３の端子３０４には、交流検知回路６２１と直流検知回路６２２とが接続されている。端子３０３、３０４は、コネクタ６１６に設けられている。端子３０４から出力された信号Ｓｉｇ１が交流検知回路６２１と直流検知回路６２２とに供給される。なお、コネクタ６１６と、交流検知回路６２１及び直流検知回路６２２との間にもコネクタ６１７が設けられている。コネクタ６１７には、サーミスタ３０５、３０６を温度調節回路６２３へ接続するための端子も備えている。
A voltage of 3.3 V with respect to GND is applied from the DC power source 322 to the
交流検知回路６２１は、入力された信号Ｓｉｇ１に対応した信号Ｓｉｇ２を出力する。なお、交流検知回路６１２は、交流成分が入力されるとハイレベルの信号を出力する。同様に、直流検知回路６２２も、入力された信号Ｓｉｇ１に対応した信号Ｓｉｇ３を出力する。直流検知回路６２２は、直流成分が入力されるとハイレベルの信号を出力する。
The
信号Ｓｉｇ２及び信号Ｓｉｇ３は、論理回路であるＮＯＲ６２４に入力される。ＮＯＲ６２４は、信号Ｓｉｇ２及び信号Ｓｉｇ３のいずれか一方がハイレベルであると、ローレベルの信号Ｓｉｇ４を出力する。 The signal Sig2 and the signal Sig3 are input to the NOR 624 that is a logic circuit. The NOR 624 outputs a low-level signal Sig4 when one of the signal Sig2 and the signal Sig3 is at a high level.
論理回路であるＡＮＤ６２５には、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５とＮＯＲ６２４から出力された信号Ｓｉｇ４とが入力され、両者の論理積として信号Ｓｉｇ７を出力する。よって、ローレベルの信号Ｓｉｇ４が入力されると、温度調節回路６２３が出力するＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５によらず、誘導加熱駆動回路６２６には、ＯＦＦを意味する信号Ｓｉｇ７がＡＮＤ６２５から出力される。
An AND 625, which is a logic circuit, receives the ON / OFF signal Sig5 and the signal Sig4 output from the NOR 624, and outputs a signal Sig7 as a logical product of both. Therefore, when the low level signal Sig4 is input, the signal Sig7 indicating OFF is output from the AND 625 to the induction
誘導加熱駆動回路６２６は、端子３０１、３０２を備えたコネクタ６１８を介して誘導コイル２０１に接続されている。なお、誘導コイル２０１は、インダクタ成分６１９と抵抗成分６２０を有している。
The induction
図７は、実施形態に係る誘導コイルに印加されるコイル電圧と通電されるコイル電流の一例を示す図である。ここでは、誘導加熱駆動回路６２６が出力可能な電力のうち、最大電力を出力しているものとする。図７からわかるように、コイル電圧Ｖｃｏｉｌとコイル電流Ｉｃｏｉｌの位相がずれており、力率は０．３６程度である。インダクタ成分６１９は、例えば、４６μＨである。抵抗成分６２０は、例えば、３Ωである。これらは、被加熱ベルト２０２も含めた等価のインピーダンスであり、交流の周波数が２７ｋＨｚであるときのインピーダンスである。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a coil voltage applied to the induction coil and a coil current to be energized according to the embodiment. Here, it is assumed that the maximum power is output from the power that can be output by the induction
図８は、実施形態に係る交流検知回路６２１と直流検知回路６２２の詳細な回路図である。交流検知回路６２１は、コンデンサ８２７、８２９、ダイオード８２８、８２９、８３０、８３１、８４１、抵抗８３２、８３３、８３４、８３６及び比較器８３５を備えている。これらの素子の接続順序は図８に示した通りである。直流検知回路６２２は、抵抗８３７、８３８、８４０及びトランジスタ８３９を備えている。これらの素子の接続順序は図８に示した通りである。
FIG. 8 is a detailed circuit diagram of the
図９は、交流検知回路６２１と直流検知回路６２２が備える各素子の定数の一例を示す図である。これらの定数は単なる一例にすぎない。交流検知回路６２１と直流検知回路６２２も、交流磁界発生手段が発生した交流磁界のうち、発熱体上の異なる位置をそれぞれ透過してきた交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値を検出する検出手段の一例である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of constants of each element included in the
図１０は、実施形態を説明するための条件の一例を示した図である。以下では、図１０に示した３つの条件１ないし条件３について図８に示した回路がどのように動作するかを説明する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of conditions for explaining the embodiment. Hereinafter, how the circuit shown in FIG. 8 operates under the three
まず、交流検知回路６２１や直流検知回路６２２に入力される信号の条件が、図１０に示した条件１である場合について説明する。条件１では、信号Ｓｉｇ１の電圧Ｖ１が直流の３．３Ｖである。
First, the case where the condition of the signal input to the
図１１は、実施形態に係る条件１が適用されたときの信号Ｓｉｇ１の電圧Ｖ１を示す図である。なお、条件１は、被加熱ベルト２０２に損傷がない状態であるときの条件である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the voltage V1 of the signal Sig1 when the
図１２は、実施形態に係る条件１における比較器のプラス端子に印加される電圧Ｖ２を示す図である。信号Ｓｉｇ１が直流成分だけであれば、比較器８３５のプラス端子に印加される電圧Ｖ２は０Ｖとなる。これは、コンデンサ８２７が直流成分をカットするためである。
FIG. 12 is a diagram illustrating the voltage V2 applied to the plus terminal of the comparator under
比較器８３５のマイナス端子に印加される電圧Ｖｒｅｆは、発熱体が損傷しているか否かを判別するための閾値であり、一例として、０．３Ｖに設定されている。この場合、比較器８３５はローレベルの信号Ｓｉｇ２を出力する。
The voltage Vref applied to the negative terminal of the
トランジスタ８３９のベースに抵抗８３７を介して直流電圧が印加されると、トランジスタ８３９はＯＮとなる。よって、トランジスタ８３９のコレクタから出力される信号Ｓｉｇ３がローレベルになる。そして、誘導加熱駆動回路６２６は、温度調節回路６２３から出力された信号Ｓｉｇ５、６に基づいて制御される。
When a DC voltage is applied to the base of the
図１３は、実施形態に係る条件２が適用されたときの信号Ｓｉｇ１の電圧Ｖ１を示す図である。条件２は、コネクタ６１７は正常に接続されているものの、被加熱ベルト２０２にひび割れ５０１、５０２が生じたときの状態を示している。条件２では、誘導コイル２０１の発生する磁界がループアンテナ３０８よりも多くループアンテナ３０７に対して漏れ届く。その結果、最大振幅が１Ｖの交流電圧が発生する。この交流電圧は３．３Ｖの直流電圧に重畳される。これが信号Ｓｉｇ１となる（図１３）。
FIG. 13 is a diagram illustrating the voltage V1 of the signal Sig1 when the
図１４は、実施形態に係る条件２における比較器のプラス端子に印加される電圧Ｖ２を示す図である。条件２では、信号Ｓｉｇ１が交流成分を有しているため、コンデンサ８２７にも電流が流れる。このときダイオード８２８と８３０により信号Ｓｉｇ１交流成分が整流され、コンデンサ８２９が充電される。コンデンサ８２９に充電された電荷は抵抗８３２により放電される。その放電の時定数は、２７ｋＨｚより圧倒的に長い。その結果、電圧Ｖ２は、直流電圧となり、約１Ｖとなる（図１４）。
FIG. 14 is a diagram illustrating the voltage V2 applied to the plus terminal of the comparator under
このように１Ｖの直流電圧が比較器８３５のプラス側に印加され、マイナス側に０．３Ｖが印加されると、比較器８３５から出力される信号Ｓｉｇ２はハイレベルになる。信号Ｓｉｇ２がハイレベルになると、ＮＯＲ６２４から出力される信号Ｓｉｇ４がローレベルとなる。
Thus, when a DC voltage of 1V is applied to the plus side of the
信号Ｓｉｇ４がローレベルになると、ＡＮＤ６２５からの信号Ｓｉｇ７もｐローレベルになる。よって、誘導加熱駆動回路６２６は、温度調節回路からの信号Ｓｉｇ５、Ｓｉｇ６に依存することなく、誘導コイル２０１の駆動をＯＦＦにする。
When the signal Sig4 becomes low level, the signal Sig7 from the AND 625 also becomes p low level. Therefore, the induction
このように、被加熱ベルト２０２にひび割れが生じたり、被加熱ベルト２０２が巻架されていなかったりしたときに、誘導コイル２０１による交流磁界の発生が停止される。すなわち、誘導コイル２０１の駆動をＯＦＦにすることと連動して、プリンタ１００の画像形成処理が停止される。
As described above, when the
なお、誘導コイル２０１の駆動が停止したことで、再び、比較器８３５の出力がローレベルに戻らないようにすることが望ましい。これを実現するためには、例えば、ダイオード８４１により比較器８３５の出力端子と、プラス端子とを接続すればよい。この場合、ダイオード８４１が比較器８３５から出力されたハイレベルの信号Ｓｉｇ２を比較器８３５のプラス端子に入力させる。これにより、比較器８３５の信号Ｓｉｇ２をハイレベルに維持することができる。この状態は電源３．３Ｖを一度ＯＦＦして再度ＯＮすることで解除される。
Note that it is desirable that the output of the
ところで、図１０には、コネクタ６１７が抜けていることを表現した条件３も示されている。コネクタ６１７が抜けてしまうと、信号Ｓｉｇ１は０Ｖになる。よって、トランジスタ８３９がＯＦＦとなり、信号Ｓｉｇ３はハイレベルとなる。これは、抵抗８４０を介して供給された３．３Ｖが、信号Ｓｉｇ３の電圧となるからである。よって、ＮＯＲ６２４から出力された信号Ｓｉｇ４がローレベルとなる。信号Ｓｉｇ４がローレベルとなったときの誘導加熱駆動回路６２６の動作は、条件２に関して説明した通りである。このように、コネクタ６１７が抜けた状態（サーミスタ３０５、３０６が接続されていない状態）でも、プリント動作が停止することになる。従来であれば、サーミスタ３０５のコネクタが外れていると、異常な昇温が発生していたが、本実施形態であれば、誘導コイルによる磁界の発生が停止するため、異常な昇温を抑制できる。
Incidentally, FIG. 10 also shows a
本実施形態では、比較器８３５は、発熱体上の異なる位置でそれぞれ検出された電流又は電圧の値間の差分に応じて発熱体が損傷しているか否かを判別する判別手段として機能している。また、ＡＮＤ６２５などは、発熱体が損傷していると判別されると、交流磁界発生手段を停止させて保護する保護手段として機能している。
In this embodiment, the
このように、本実施形態では、発熱体上で損傷が生じている位置と生じていない位置とでは、交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値が異なることに着目し、発熱体の損傷を検出している。よって、発熱体の損傷が適確に検知され、定着装置を保護することが可能となる。 Thus, in the present embodiment, focusing on the fact that the value of the current or voltage induced by the AC magnetic field is different between the position where the damage is generated on the heating element and the position where the damage is not generated, Detected. Therefore, damage to the heating element can be accurately detected, and the fixing device can be protected.
また、本実施形態では、２つのループアンテナを直列に接続することで、一種の差分算出手段を実現している。そして、比較器８３５は、算出された差分と、閾値であるＶｒｅｆと比較する比較手段として機能している。例えば、差分となる電圧が１Ｖであれば、閾値である０．３Ｖを超えるため、誘導コイル２０１が機能を停止する。これにより、誘導コイル２０１や被加熱ベルと２０２が保護されることになる。
In the present embodiment, a kind of difference calculation means is realized by connecting two loop antennas in series. The
また、本実施形態では、交流磁界発生手段が発生した交流磁界を受信する、直列に接続された複数のアンテナの一例として、ループアンテナ３０７、３０８を採用した。交流磁界を受信するためのループアンテナ３０７、３０８は、比較的に安価かつ容易に製作できるため好ましいだろう。
In this embodiment,
［実施形態２］
実施形態１では、誘導コイル２０１を駆動するための電力が低くなればなるほど、被加熱ベルト２０２のひび割れを検出しにくくなる。言い換えれば、電力が低くなれば、大きなひび割れでないと検出できなくなる。たとえ、小さなひび割れであっても、画質に影響を及ぼすひび割れであれば適確に検出されることが望ましい。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the lower the electric power for driving the
そこで、実施形態２では、誘導コイル２０１に供給される電力に応じて、閾値として機能する電圧Ｖｒｅｆの値を調整することを提案する。これにより、たとえ電力が低下しても、ひび割れを検出できるようになる。
Therefore, in the second embodiment, it is proposed to adjust the value of the voltage Vref that functions as a threshold according to the power supplied to the
図１５は、実施形態に係る定着装置の制御部の一例を示したブロック図である。交流検知回路６２１に代えて、交流検知回路１５０１が採用されている。交流検知回路１５０１には、誘導コイル２０１の駆動電力の大きさを指定する制御信号Ｓｉｇ６が入力される。
FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a control unit of the fixing device according to the embodiment. Instead of the
図１６は、実施形態に係る交流検知回路１５０１と直流検知回路６２２の詳細な回路図である。図８と比較するとわかるように、基準電圧であるＶｒｅｆを設定するための設定回路の構成が変更されている。すなわち、制御信号Ｓｉｇ６は、抵抗１６３３を介して、比較器８３５のマイナス入力端子と抵抗８３４の一端とに接続されている。すなわち、制御信号Ｓｉｇ６の電圧は、抵抗１６３３と抵抗８３４との比に応じて分圧される。もちろん、制御信号Ｓｉｇ６の電圧が変化すれば、電圧Ｖｒｅｆも変化する。よって、制御信号Ｓｉｇ６、抵抗１６３３及び抵抗８３４は、交流磁界発生手段に供給される電力に応じて閾値を調整する閾値調整手段の一例である。
FIG. 16 is a detailed circuit diagram of the
図１７は、実施形態に係る制御信号Ｓｉｇ６の電圧と誘導コイル２０１の駆動電力の大きさとの関係を示す図である。制御信号Ｓｉｇ６の電圧と誘導コイル２０１の駆動電力とは比例関係にある。
FIG. 17 is a diagram illustrating a relationship between the voltage of the control signal Sig6 and the magnitude of the driving power of the
図１８は、実施形態に係る制御信号Ｓｉｇ６の電圧と電圧Ｖｒｅｆとの関係を示す図である。制御信号Ｓｉｇ６の電圧と電圧Ｖｒｅｆとも比例関係にある。よって、図１７と図１８とから、誘導コイル２０１の駆動電力と電圧Ｖｒｅｆとも比例関係にあることがわかる。
FIG. 18 is a diagram illustrating a relationship between the voltage of the control signal Sig6 and the voltage Vref according to the embodiment. The voltage of the control signal Sig6 and the voltage Vref are also in a proportional relationship. Therefore, it can be seen from FIGS. 17 and 18 that the drive power of the
このように、誘導コイル２０１へ供給される電力に比例した電圧Ｖｒｅｆが閾値として比較器８３５のマイナス入力端子に印加される。例えば、駆動電力が最大電力となったときの電圧Ｖｒｅｆは３．３Ｖとなる。ちなみに、最大電力の半分の電力では、電圧Ｖｒｅｆは１．６５Ｖとなる。同様に、最大電力の４分の１の電力では、電圧Ｖｒｅｆは０．８２５Ｖとなる。このように、誘導コイル２０１の駆動電力が低くなるにしたがって、高感度に差分の電圧を検知できるようになる。その結果、誘導コイル２０１の電力が低くなると実施形態１では検出できなかったような小さなひび割れであっても、実施形態２では検出できるようになる。
In this manner, the voltage Vref proportional to the power supplied to the
なお、プリンタ１００に電源が投入された直後に、誘導加熱駆動回路６２６が十分に小さな電力で誘導コイル２０１を駆動することで、比較器８３５がひび割れの有無を検出してもよい。そして、ひび割れが無いことを確認できたら、誘導加熱駆動回路６２６は、ウォームアップに必要な大電力を各部に供給するように制御してもよい。よって、誘導加熱駆動回路６２６は、電源が投入された際に、第１の値の電力を交流磁界発生手段に供給し、発熱体が損傷していないと判別されると第１の値よりも大きな第２の値の電力を交流磁界発生手段に供給するよう制御する電力制御手段の一例である。第１の値の電力をどの程度小さい値に設定するかは、検出対象となるひび割れの大きさに依存する。
Note that immediately after the
ところで、上述した検出方法では、被加熱ベルト２０２がすべて無くなってしまったことを検出できないおそれがある。なぜなら、被加熱ベルト２０２の全部が無くなってしまうと、誘導コイル２０１からのアンテナ２０３への漏れ量が均一に大きくなってしまうからである。たただい、被加熱ベルト２０２が完全に無くなると、誘導加熱駆動回路の負荷（インピーダンス）が大きく変わる。よって、誘導加熱駆動回路が、負荷を監視することで、被加熱ベルトの異常を検知できるようになる。例えば、測定された現在の負荷が過去に測定された負荷に対して大きく変化していれば、誘導加熱駆動回路は、被加熱ベルトが完全になくなってしまったことを検出できる。この際の変化量は、被加熱ベルトがあるときの負荷と、完全に無くなってしまったときの負荷との差分となる。
By the way, with the detection method mentioned above, there exists a possibility that it cannot detect that all the to-
［実施形態３］
図１９は、実施形態に係るアンテナの一例を示す図である。実施形態１及び２では、２つのループアンテナ３０７、３０８を直列に接続して構成されたアンテナ２０３を採用していた。図１９が示すように、実施形態３のアンテナ１９０３は、実施形態１及び２のアンテナ２０３とは形状が異なっている。とりわけ、アンテナ１９０３は、左のアンテナ素子１９０１と右のアンテナ素子１９０２との間では発生する電流や電圧の差を検出することができない。なぜなら、左のアンテナ素子１９０１と右のアンテナ素子１９０２とでそれぞれ発生した電圧や電流の和が端子３０３、３０４から出力されるからである。ただし、図５に示したようにひび割れが生じると透過する磁束の大きさが変化するため、端子３０３、３０４から出力される和の値も変化する。
[Embodiment 3]
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the antenna according to the embodiment. In the first and second embodiments, the
図２０は、実施形態に係る定着装置の制御部の一例を示したブロック図である。既に説明した箇所には同一の参照符号を付すことで、説明を簡潔にする。 FIG. 20 is a block diagram illustrating an example of a control unit of the fixing device according to the embodiment. The parts already described will be given the same reference numerals to simplify the description.
交流検知回路２００１は、アンテナ１９０３を通過する磁束にほぼ比例したレベルのレベル信号Ｓｉｇ２Ｂを出力する。レベル信号Ｓｉｇ２Ｂは、制御部２００２に入力される。
The
制御部２００２は、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂを所定の周期（例：１０ｍ秒）でサンプルする。被加熱ベルト２０２が１回転する時間が、例えば、２秒であれば、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂは、１回転で２００回サンプルされる。このように、制御部２００２は、交流磁界発生手段が発生した交流磁界によって誘導された電圧の値を所定のサンプル周期ごとに検出する検出手段の一例である。なお、制御部２００２は、温度調節回路６２３と同様の温度調節機能も備えており、制御信号Ｓｉｇ６とＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５を出力する。また、本実施形態では、制御部２００２は、検出された複数の電圧の値の変化に基づいて、発熱体が損傷しているか否かを判別する判別手段としても機能する。さらに、制御部２００２は、発熱体が損傷していると判別されると、交流磁界発生手段を停止させて保護する保護手段としても機能する。
The
直流検知回路６２２から出力された信号Ｓｉｇ３は、論理回路であるＮＯＴ２００３によって反転される。反転された信号である信号Ｓｉｇ４は、ＡＮＤ６２５に入力される。
The signal Sig3 output from the
図２１は、実施形態に係る交流検知回路２００１と直流検知回路６２２の詳細な回路図である。既に説明した箇所には同一の参照符号を付すことで、説明を簡潔にする。
FIG. 21 is a detailed circuit diagram of the
電圧Ｖ２は、アンテナ１９０３を通過する磁束に比例した電圧となる。電圧Ｖ２は、比較器２１３５のプラス端子に印加される。比較器２１３５、ダイオード２１４１及び抵抗２１３６は、入力された電圧Ｖ２を３．３Ｖ以下となるように制限する。このようにして制限された信号が信号Ｓｉｇ２Ｂである。ここで、３．３Ｖ以下となるように制限する理由は、制御部２００２の入力が、３．３Ｖを超える電圧を許容できないためである。
The voltage V2 is a voltage proportional to the magnetic flux passing through the
図２２は、実施形態に係るＳｉｇ２Ｂ、Ｓｉｇ５及びＳｉｇ６の時間的な変化を示す図である。時間を追って説明する。 FIG. 22 is a diagram illustrating temporal changes in Sig2B, Sig5, and Sig6 according to the embodiment. Explain over time.
時刻０秒では、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５がハイで、制御信号Ｓｉｇ６が３Ｖである。よって、誘導加熱の駆動電力が１０００Ｗとなっている。この時点ではレベル信号Ｓｉｇ２Ｂの出力は０．５Ｖ程度である。
At
時刻Ｔ１においても同様である。時刻Ｔ１では、ひび割れは、図５に示したひび割れ５０１と同じ位置にあるものとする。このときのＳｉｇ２Ｂの電圧をＶａ１と定義するＶａ１は、時刻０のときと同様に０．５Ｖである。
The same applies to time T1. At time T1, the crack is assumed to be at the same position as the
時刻Ｔ２で、ひび割れ５０１は、図５に示したひび割れ５０２の位置まで移動している。時刻Ｔ２におけるＳｉｇ２Ｂの電圧をＶｂ１と定義する。Ｖｂ１はＶａ１より１割ほど大きく、０．５５Ｖである。制御部２００２は、直前のベルト１回転にわたり取得したサンプル値が有意に変動しているか否かに応じて被加熱ベルトの損傷の有無を判別する。例えば、制御部２００２は、取得したサンプル値のうち、最小値をメモリに記憶して保持する。なお、制御部２００２は、現在記憶されている最小値よりも小さい新たな最小値を見つけると、メモリに記憶されている最小値を更新する。そして、制御部２００２は、新たなサンプル値（とくに複数あるサンプル値のうちでの最大値）が最小値よりも２割以上高いことを検出すると、異常が発生したと判定する。２割は、有意な変動か否かの単なる例示に過ぎない。このように、あるサンプル値と最小値との差分が所定の閾値（例：２０％）を超えると、損傷が発生していると判別されてもよい。なお、図２２においては、Ｖｂ１が１割ほど高いにすぎず、２割までは高くない。よって、制御部２００２は、異常が発生したとは判定しない。
At time T2, the
時刻Ｔ３は、時刻Ｔ１から被加熱ベルト２０２が１回転した時刻である。なお、時刻Ｔ５は、Ｔ２から被加熱ベルト２０２が１回転した時刻である。ひび割れは徐々に成長する。例えば、１０００Ｗの電力で誘導コイル２０１を駆動し続け他と仮定する。この場合、図２２に破線で示したようにＳｉｇ２Ｂが変化し、時刻Ｔ５ではＶｂ２が０．６２５Ｖとなる。
Time T3 is the time when the
しかし、実際には、時刻Ｔ４で、制御部２００２が、信号Ｓｉｇ２Ｂに基づいて異常を検出し、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５をローに変更し、誘導コイル２０１の駆動を停止する。時刻Ｔ４で、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの電圧が、基準となる０．５Ｖに対して２割アップした電圧である０．６Ｖに到達しているからである。その後、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの電圧は、実線のように下がっていく。
However, actually, at time T4, the
図２３は、実施形態に係るＳｉｇ２Ｂ、Ｓｉｇ５及びＳｉｇ６の時間的な変化を示す図である。なお、図２３の駆動電力は、図２２の駆動電力よりも低下し、５００Ｗとなっている。これは、制御信号Ｓｉｇ６が１．５Ｖに変更されているからである。そのため、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの電圧も、図２２のレベル信号の電圧と比較し、半分となっている。 FIG. 23 is a diagram illustrating temporal changes of Sig2B, Sig5, and Sig6 according to the embodiment. The drive power in FIG. 23 is 500 W, which is lower than the drive power in FIG. This is because the control signal Sig6 is changed to 1.5V. Therefore, the voltage of the level signal Sig2B is also half that of the voltage of the level signal in FIG.
図２４は、誘導加熱を開始したときのレベル信号Ｓｉｇ２Ｂと駆動電力を切り替えたときのレベル信号Ｓｉｇ２Ｂとを示す図である。時刻Ｔ６で、定着装置の電源がＯＮになる。時刻Ｔ６から５００ｍｓｅｃ経過したときが時刻Ｔ７である。 FIG. 24 is a diagram illustrating a level signal Sig2B when induction heating is started and a level signal Sig2B when driving power is switched. At time T6, the fixing device is turned on. Time T7 is when 500 msec has elapsed from time T6.
時刻Ｔ７で、制御部２００２は、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの監視を開始する。また、時刻Ｔ８で、制御部２００２は、駆動電力を切り替える。時刻Ｔ８から５００ｍｓｅｃが経過したときが時刻Ｔ９である。制御部２００２は、時刻Ｔ８から時刻Ｔ９までは、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの監視を停止し、時刻Ｔ９から再度レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの監視を開始する。こうすることで、駆動の開始直後や電力の切り替え直後に発生しうるレベル信号Ｓｉｇ２Ｂの変化を無視することができる。
At time T7, the
図２５は、実施形態に係る制御部２００２が実行する加熱制御の一例を示したフローチャートである。
FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of heating control performed by the
ステップＳ２５０１で、制御部２００２は、誘導コイル２０１をＯＮからＯＦＦにすべき要求があるか否かを判定する。例えば、制御部２００２は、サーミスタにより検知された温度と目標温度とを比較することで、誘導コイル２０１をＯＮからＯＦＦにすべきか否かを判定する。より具体的には、制御部２００２は、検知された温度が目標温度以上であれば誘導コイル２０１をＯＦＦにすべきと判定する。ＯＦＦにすべきときは、ステップＳ２５０２へ進む。そうでなければステップＳ２５０４へ進む。
In step S2501, the
ステップＳ２５０２で、制御部２００２は、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５をローレベルに変更する。ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５がローレベルになると、ＡＮＤ６２５から出力される信号Ｓｉｇ７もローレベルになる。よって、信号Ｓｉｇ７に基づいて誘導加熱駆動回路６２６は、誘導コイル２０１への電力の供給を停止する。
In step S2502, the
ステップＳ２５０３で、制御部２００２は、被加熱ベルト２０２の損傷を検知する処理である破れ検知を停止する。その後、ステップＳ２５０１に戻る。
In step S <b> 2503, the
ステップＳ２５０４で、制御部２００２は、誘導コイル２０１をＯＦＦからＯＮにすべき要求があるか否かを判定する。例えば、制御部２００２は、サーミスタにより検知された温度と目標温度とを比較することで、誘導コイル２０１をＯＦＦからＯＮにすべきか否かを判定する。より具体的には、制御部２００２は、検知された温度が目標温度未満であれば誘導コイル２０１をＯＮにすべきと判定する。誘導コイル２０１をＯＮにすべきときは、ステップＳ２５０５へ進む。発生した要求が他の要求（例：電力の切り替え要求など）であれば、ステップＳ２５０９へ進む。
In step S2504, the
ステップＳ２５０５で、制御部２００２は、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５をハイレベルに変更する。ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｉｇ５がハイレベルになると、ＡＮＤ６２５から出力される信号Ｓｉｇ７は、通常、ハイレベルになる（ただし、損傷等が見つかればローレベルに維持される）。よって、信号Ｓｉｇ７に基づいて誘導加熱駆動回路６２６は、誘導コイル２０１への電力の供給を開始する。
In step S2505, the
ステップＳ２５０６で、制御部２００２は、被加熱ベルト２０２の損傷を検知する処理である破れ検知を停止する。一旦停止するのは、誘導コイル２０１への供給される電力の値が変更された直後は、検知電圧が変動しやすいことによる損傷の誤検知を防止するためである。
In step S <b> 2506, the
ステップＳ２５０７で、制御部２００２は、所定時間（例：５００ｍ秒）にわたり待機する。このように、交流磁界発生手段に供給される電力の値が変更されてから所定時間経過後、電圧の値のサンプルを実行することで、損傷の誤検知確率を低減できる。所定時間が経過すると、ステップＳ２５０８へ進む。
In step S2507, the
ステップＳ２５０８で、制御部２００２は、破れ検知を再び開始する。その後、ステップＳ２５０１に戻る。
In step S2508, the
ステップＳ２５０９で、制御部２００２は、発生した要求が電力の切り替え要求であるか否かを判定する。電力の切り替え要求であれば、ステップＳ２５１０へ進む。なお、電力の切り替え要求でもなければ、ステップＳ２５０１に戻る。
In step S2509, the
ステップＳ２５１０で、制御部２００２は、電力の切り替え要求から切り替え後の目標電力の値を特定し、特定した目標電力の値を示す制御信号Ｓｉｇ６を生成して、出力する。
In step S2510, the
図２６は、実施形態に係る制御部が実行する破れ検知の一例を示したフローチャートである。なお、破れ検知と加熱制御とは並行して実行されているものとする。 FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of tear detection executed by the control unit according to the embodiment. It is assumed that the tear detection and the heating control are executed in parallel.
ステップＳ２６０１で、制御部２００２は、サンプル周期である所定時間（例：１０ｍ秒）が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、制御部２００２が備えるタイマーによって計時される。所定時間が経過するまで待機してから、ステップＳ２６０２へ進む。
In step S2601, the
ステップＳ２６０２で、制御部２００２は、破れ検知が停止しているか否かを判定する。停止していれば、ステップＳ２６０３へ進む。停止していなければ、ステップＳ２６０６へ進む。
In step S2602, the
ステップＳ２６０３で、制御部２００２は、破れ検知が新たに開始されたか否かを判定する。開始されていれば、ステップＳ２６０４へ進み。開始されていなければ、ステップＳ２６０１へ戻る。
In step S2603, the
ステップＳ２６０４で、制御部２００２は、メモリに記憶されているサンプル値をクリアする。
In step S2604, the
ステップＳ２６０５で、制御部２００２は、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂの電圧値をサンプルし、メモリに格納する。その後、ステップＳ２６０１に戻る。
In step S2605, the
ステップＳ２６０６で、制御部２００２は、破れ検知を継続すべきか否かを判定する。加熱制御において破れ検知の停止命令が発行されていなければ、破れ検知を継続すべきと判定する。破れ検知を継続すべきであれば、ステップＳ２６０７に進む。一方、継続すべきでなければ、ステップＳ２６０１に戻る。
In step S2606, the
ステップＳ２６０７で、制御部２００２は、レベル信号Ｓｉｇ２Ｂをサンプルする。
In step S2607, the
ステップＳ２６０８で、直近のベルト１回転分にわたり取得されたサンプル値のうち、最小値と最大値を特定し、最大値が最小値の１２０％よりも大きいか否かを判定する。最大値が最小値の１２０％よりも大きければ、損傷が生じている可能性が高いため、ステップＳ２６０９に進む。一方、最大値が最小値の１２０％よりも大きくなけば、損傷が生じている可能性は低いため、ステップＳ２６０１に戻る。 In step S2608, the minimum value and the maximum value are specified from the sample values acquired over the latest one rotation of the belt, and it is determined whether or not the maximum value is larger than 120% of the minimum value. If the maximum value is greater than 120% of the minimum value, there is a high possibility that damage has occurred, and the process advances to step S2609. On the other hand, if the maximum value is not larger than 120% of the minimum value, it is unlikely that damage has occurred, and the process returns to step S2601.
ステップＳ２６０９で、制御部２００２は、加熱の停止（例：誘導コイルのＯＦＦ）を、並行して実行している加熱制御に対して要求する。その後、ステップＳ２６０１に戻る。なお、加熱制御では、上述したステップＳ２５０１で加熱の停止要求が検知され、ステップＳ２５０２で加熱が停止される。
In step S2609, the
このように、本実施形態では、発熱体に損傷が生じると交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値が有意に変動することに着目し、発熱体の損傷を検出している。よって、発熱体の損傷が適確に検知され、定着装置を保護することが可能となる。 As described above, in this embodiment, attention is paid to the fact that the value of the current or voltage induced by the alternating magnetic field significantly changes when the heating element is damaged, and the damage to the heating element is detected. Therefore, damage to the heating element can be accurately detected, and the fixing device can be protected.
また、誘導コイル２０１に供給される電力の値が変更されてから所定時間は待機してから電圧の値のサンプルを実行することで、損傷の誤検知確率を低減できる。
In addition, by waiting for a predetermined time after the value of the power supplied to the
Claims (9)
交流磁界を発生する交流磁界発生手段と、
前記交流磁界発生手段が発生した交流磁界によって発熱する発熱体と、
前記交流磁界発生手段が発生した交流磁界が透過している前記発熱体に誘導される電流又は電圧の値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記電流又は電圧の値に基づいて前記発熱体が損傷しているか否かを判別する判別手段と、
前記発熱体が損傷していると判別されると、前記交流磁界発生手段を停止させて保護する保護手段と
を含み、
前記検出手段は、前記交流磁界発生手段が発生した交流磁界のうち、前記発熱体上の異なる位置をそれぞれ透過してきた交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値を検出し、
前記判別手段は、
前記発熱体上の異なる位置でそれぞれ検出された電流又は電圧の値間の差分に応じて前記発熱体が損傷しているか否かを判別することを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing an unfixed developer image on a recording medium,
AC magnetic field generating means for generating an AC magnetic field;
A heating element that generates heat by the AC magnetic field generated by the AC magnetic field generating means;
Detecting means for detecting a current or voltage value induced in the heating element through which the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means is transmitted;
Discriminating means for discriminating whether or not the heating element is damaged based on the value of the current or voltage detected by the detecting means;
When the heating element is determined to be damaged, see containing and protection means for protecting by stopping the AC magnetic field generating means,
The detection means detects the value of the current or voltage induced by the AC magnetic field transmitted through different positions on the heating element among the AC magnetic fields generated by the AC magnetic field generation means,
The discrimination means includes
A fixing device that determines whether or not the heating element is damaged according to a difference between current or voltage values respectively detected at different positions on the heating element .
前記差分を算出する算出手段と、
前記発熱体が損傷しているか否かを判別するための閾値と、算出された前記差分とを比較する比較手段と
を含み、
前記保護手段は、前記差分が前記閾値を超えると前記交流磁界発生手段を停止させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 The discrimination means includes
Calculating means for calculating the difference;
A threshold for determining whether or not the heating element is damaged, and comparison means for comparing the calculated difference,
The fixing device according to claim 1 , wherein the protection unit stops the AC magnetic field generation unit when the difference exceeds the threshold value.
前記交流磁界発生手段が発生した交流磁界を受信する、直列に接続された複数のアンテナ
を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置。 The detection means includes
The AC magnetic field generating means for receiving the AC magnetic field is generated, the fixing device according to any one of claims 1, characterized in that it comprises a plurality of antennas which are connected in series 3.
前記交流磁界発生手段が発生した交流磁界によって誘導された電流又は電圧の値を所定のサンプル周期ごとに検出し、
前記判別手段は、
前記所定のサンプル周期ごとに検出された複数の前記電流又は電圧の値の変化に基づいて、前記発熱体が損傷しているか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 The detection means includes
Detecting the value of the current or voltage induced by the alternating magnetic field generated by the alternating magnetic field generating means for each predetermined sample period;
The discrimination means includes
The fixing device according to claim 1, wherein it is determined whether or not the heating element is damaged based on a plurality of changes in the values of the current or voltage detected at the predetermined sample period. .
検出された前記複数の値のうちの最小値に対する差分が所定の閾値を超える新たな値が前記検出手段によって検出されると、前記発熱体が損傷していると判別することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。 The discrimination means includes
Claims difference with respect to the minimum value among the detected plurality of values if the new value exceeds a predetermined threshold value is detected by said detecting means, and discriminates between the heating element is damaged Item 7. The fixing device according to Item 6 .
前記交流磁界発生手段に供給される電力の値が変更されてから所定時間経過後に前記電圧の値のサンプルを実行することを特徴とする請求項６又は７に記載の定着装置。 The detection means includes
8. The fixing device according to claim 6 , wherein a sample of the voltage value is executed after a predetermined time has elapsed since a value of power supplied to the AC magnetic field generating unit is changed.
請求項１ないし８のいずれか１項に記載された定着装置を含むことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus,
An image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of claims 1 to 8.
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