JP2004240218A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置に関し、特に複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において定着装置に内蔵するヒータ等の加熱手段に供給する電力を制御する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、感光体とその周囲に設けられる帯電部、露光部、現像部、転写部等からなる作像部と、その転写部で転写紙に転写されたトナー像を熱と圧力により定着するための定着装置を備えている。その定着装置にはヒータを内蔵した定着ローラが設けられており、そのヒータを加熱するために必要な電力は、外部電源から供給される。
この種の画像形成装置では、加熱手段であるヒータに大量の電力を供給して、ヒータを短時間で所定の温度に立ち上げることができることが必要とされている。そのため、例えば特許文献1に見られるように、待機状態からヒータを立ち上げるときに大量の電力を供給することができ、ヒータを短時間で所定の温度に立ち上げることができるように主電源装置と補助電源装置を用いた加熱装置が用いられている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−315567号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置では、交流電力を所定の直流電力に変換して、その直流電力をON/OFFして加熱手段であるヒータに大量の電力を供給する場合、ヒータに加わる電流変化が大きいため、ヒータの寿命が短くなるという問題があった。
そのため、従来の画像形成装置においては、例えばヒータの寿命などによる交換メンテナンス時に定着ヒータの誤配線、定着ヒータや定着ユニット自体の誤セットあるいは不良部品の取付等が発生してヒータの制御異常を引き起こすことがあり、ブレーカなどの安全装置の作動により安全性を確保していたため、ブレーカなどの安全装置用治具を用いなければならないという問題があった。
【0005】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、画像形成装置における定着装置のヒータ等の加熱手段に電力を供給する際に、例えば定着ヒータの誤配線や誤セットなどに基づいて発生する供給電力の異常を判断して自動的に給電を停止できるようにし、ブレーカなどの安全装置を用いることなく加熱手段の異常動作等を防止できるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、加熱手段によりトナー像を加熱して用紙に定着する定着手段を備えた画像形成装置において、上記の目的を達成するため、交流電源からの交流を整流手段で整流して直流に変換して上記加熱手段に直流電力を供給する直流電力生成手段と、その直流電力生成手段から上記加熱手段へ印加する出力電圧を制御する制御手段とを設ける。
そして、上記直流電力生成手段内又はその外部に、その直流電力生成手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、出力電流を検出する電流検出手段と、上記加熱手段への電力供給を停止する電力供給停止手段とを設ける。
さらに、上記制御手段が、上記電流検出手段によって検出された電流値と上記電圧検出手段によって検出された電圧値とから電力値を演算し、その電力値を予め定められた電力値と比較して異常が生じていると判断した場合には、上記電力供給停止手段を動作させて上記加熱手段への電力の供給を停止させる制御機能を有する。
【0007】
また、上記出力電圧制御手段が、上記電力値を演算する際に上記直流電力生成手段からの出力電圧を低い電圧から順次高い電圧へと電圧を上げていく機能を有するとよい。
さらに、上記制御手段による上記電力供給停止手段を動作させて上記加熱手段への電力の供給を停止させる制御機能を設定及び解除する手段を設けてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、この発明による電子写真方式の画像形成装置の一実施形態における定着装置の加熱手段への電力供給に係わる部分だけを示すブロック回路図である。
この図1に示す定着装置は、図示しない定着ローラの内部に加熱手段14を内蔵し、その定着ローラの近傍にその表面の温度を検出する温度検出手段16を設けている。また、その加熱手段14への供給電力を目標温度と検出温度との偏差に応じて制御し、検出した加熱ローラの表面温度を所定の値に一定に維持するための制御手段17を設けている。加熱手段14に供給される電力は、交流電源1からの交流の電力を直流電力生成手段20によって直流に整流・平滑した電力であり、制御手段17によって制御される。
電子写真プロセスにより転写紙上に転写されたトナー画像は、上述した定着ローラに内蔵した加熱手段からの熱と図示しない加圧ローラ等の加圧手段からの圧力で、転写紙上に溶融して定着固定される。
【0009】
この実施例においては、加熱手段14として例えば赤外線ヒータを、温度検出手段16としてサーミスタを、制御手段17としてCPU及びROM、RAM、I/O等からなるマイクロコンピュータを用いている。
そして、その加熱手段14の近傍には温度ヒューズ15を設け、制御手段17の故障等によって加熱手段14に電力が供給され続けて異常に加熱しても、発煙や発火するのを防止する。また、制御手段17は、例えば温度検出手段16からの情報により上述した定着ローラの表面温度が異常な高温であると判断した場合は、交流電源1からの入力部に設けたリレー3の接点3a,3bをOFFにして、加熱手段14への電力供給を遮断する。
さらに、制御手段17は、後述する出力電圧検出手段13により検出される直流電力生成手段20の出力電圧に基づいて、その直流電力生成手段20から加熱手段14に供給する電圧も制御し、加熱手段14の温度が目標温度になるように制御している。
【0010】
交流電源1からの入力部にフィルタ2を設け、直流電力生成手段20からのノイズが交流電源1に影響しないようにする。
交流電源1は、50Hz又は60Hzの商用電源であり、そこからフィルタ2及びリレー3の接点3aと3bを介して直流電力生成手段20に交流を入力する。
フィルタ2は、抵抗又はコイルとコンデンサ(キャパシタ)からなる回路で、例えば交流電源1より入力される交流に対してローパスフィルタと電流制限の機能をなすものである。
【0011】
直流電力生成手段20において、交流電源1から上記フィルタ2とリレー3の接点3a、3bを経て入力される交流は、第1の整流手段4である全波整流回路で全波整流される。
ここで、図2に入力される交流の電圧波形を、図3に全波整流された電圧波形をそれぞれ示す。
直流電力生成手段20は、第1の整流手段4である全波整流回路、第1のスイッチ手段5であるトランジスタ、ノイズ吸収用コンデンサ6、入力電圧検出手段7、チョークコイル8、第2のスイッチ手段9であるトランジスタ、電流検出手段10、第2の整流手段11であるダイオード、平滑用コンデンサ12、および出力電圧検出手段13で構成されている。
【0012】
この第1の整流手段4である全波整流回路の一方の極側である正極側は第1のスイッチ手段5であるトランジスタを介して、ノイズ吸収用コンデンサ6と入力電圧検出手段7およびチョークコイル8のそれぞれ一方の端子の接続点に接続され、上記ノイズ吸収用コンデンサ6と入力電圧検出手段7の他方の端子は上記第1の整流手段4の他方の極側である負極側に接続している。チョークコイル8の他方の端子は第2のスイッチ手段9であるトランジスタのコレクタ(FETの場合はドレイン)と第2の整流手段11であるダイオードのアノードに接続している。
【0013】
そして、第2の整流手段11であるダイオードのカソードは、平滑用コンデンサ12と出力電圧検出手段13および加熱手段14のそれぞれ一方の端子の接続点に接続され、その平滑用コンデンサ12と出力電圧検出手段13の他方の端子は、第2のスイッチ手段9のエミッタ(FETの場合はソース)と共通接続され、電流検出手段10を介して第1の整流手段4の負極側に接続されている。
また、加熱手段14の他方の端子は温度ヒューズ15を経て電流検出手段10を介して第1の整流手段4の負極側に接続している。
ここで、第2の整流手段11はトランジスタであってもよい。
【0014】
なお、この例では入力電圧検出手段7の負極側と第2のスイッチ手段9であるトランジスタのエミッタ側との間の第1の整流手段4の負極側のラインに電流検出手段10を介挿している。この電流検出手段10としては、0.1Ω以下の抵抗、あるいは電流検出コイルを用い、そこを流れる電流値に応じて発生する電圧を電流検出信号として制御手段17に入力させる。
入力電圧検出手段7と出力電圧検出手段13は、抵抗分割で降圧した電圧を制御手段17に入力するか、あるいはその電圧を一旦フォトカプラで絶縁して受光素子の抵抗値を電圧検出信号として制御手段17に入力される。制御手段17はまた、温度検出手段16による温度検出信号(サーミスタの場合はその抵抗値)として入力し、第1のスイッチ手段5および第2のスイッチ手段9の各トランジスタのON/OFFを制御する。
【0015】
このように構成した直流電力生成手段20は昇圧型チョッパであり、第2のスイッチ手段(トランジスタ)9がONの時にチョークコイル8にエネルギーを蓄え、それがOFFの時に第2の整流手段11を介して平滑用コンデンサ12が充電される。
ここで、第2のスイッチ手段9のスイッチング周期をT、OFF時間をToff、平滑用コンデンサ12の平均電圧をE、入力電圧をVinとすると、この平均電圧Eは加熱手段14に供給する出力電圧であり、E=k(T/Toff)×Vin×√2と表せる。kは回路のインピーダンスで、負荷となる加熱手段14の抵抗値等により決まる係数である。ここではk=1とし、さらに、T=5μS、Vin=100Vとすると、Toff=2.5μSのときにEは282Vとなる。
なお、Toffを小さくすれば、Eを限りなく大きくできそうであるが、実際に得られる昇圧比は5倍程度である。
【0016】
このように、制御手段17のマイクロコンピュータは、第2のスイッチ手段9のOFF時間Toffを制御することによって、加熱手段14に供給する出力電圧Eを連続的に変えることができ、温度検出手段16による加熱手段14の温度検出信号と、出力電圧検出手段13による出力電圧の検出値とに基づいた出力電圧Eを連続的に可変制御して加熱手段14の温度が目標値になるように制御することができる。
また、制御手段17は電流検出手段10によって検出した直流電力生成手段20の出力電流値と予め設定した電流値とを比較して、その差に応じて第2のスイッチ手段9のOFF時間Toffを制御することにより、直流電力生成手段20から加熱手段14へ出力される電流を所定の値に制御することができるので、この発明による画像形成装置全体での消費電力を一層きめ細かく制御することができる。
【0017】
ところで、仮にこの直流電力生成手段20における平滑用コンデンサ12がなかったとした場合について説明する。この場合は、第2のスイッチ手段9の出力が直接加熱手段14に流れ、加熱手段14にはスイッチング周期T=5μS(周波数:20KHz)の大きなリプルのある波形の電圧が印加されることになるが、加熱手段14は発熱が目的であり、その熱時定数が交流電圧の周期より大きいので、このリプルは問題とならない。
この場合も、加熱手段14の温度を温度検出手段16によって検出し、その目標温度と検出された温度との偏差に応じて、制御手段17が第2のスイッチ手段9のOFF時間Toffを増減し、目標の温度になるように制御することができ、平滑用コンデンサ12がないだけ低コストになり、小型化もできる。
平滑用コンデンサ12を備えた場合は、加熱手段14の温度と直流電力生成手段20の出力電圧との両方の情報を使った柔軟な制御が可能になり、高機能化を図ることができる。
【0018】
ところで、この昇圧型チョッパにおいて、もし第2のスイチング手段9がOFFのままになった場合は、T/Toff=1となり、このときの出力電圧EをEminと表すと、Emin=Vin×√2であり、図3に示した全波整流波形の入力電圧の実効値が加熱手段14に印加されることになる。そのため、第1の整流手段4の出力側に第1のスイッチ手段5を設けており、加熱手段14の温度が所定値以上になった場合には、制御手段17がこの第1のスイッチ手段5をOFFにして、加熱手段14への電力供給を停止することができるようにしている。その結果、加熱手段14への電力供給を完全に断つことができるので、定着装置の温度を通常動作時に必要な温度(保温温度)より低い温度でも制御することが可能となり、エネルギーの消費を最小限に抑えることと、安全性をより高めることができる。
【0019】
なお、従来は、例えば入力電圧が100V(AC)の場合、ヒータ等の加熱手段の電圧定格も100V(AC)で、定着装置が必要とする最大電力の赤外線ヒータ(ヒータ)を用いていた。また、例えば650Wのヒータと350Wのヒータを備え、定着装置の立ち上げ時には、2本のヒータを同時に点灯し、定着動作時には1本のみ点灯したり、あるいは2本を点灯して制御する方法がとられていた。また定着動作をしていない時にも、熱損失があるためヒータを点滅させて保温制御していた。
電子機器では電気安全法規等で許容できる入力電力が決められていて、国内の一般的事務所や家庭の電源コンセントは100Vで最大定格15Aである。
交流入力を直接ヒータに供給する場合、仮にヒータ以外の電力消費を0としても、ヒータに供給出来る最大電力は1500Wである。
昇圧型チョッパの出力段に平滑コンデンサ12を備えた直流電力生成手段20によれば、瞬間的に上記1500W以上の電力を加熱手段14であるヒータに供給することができる。
【0020】
次に、この発明の特徴とする制御機能について説明する。図4は、この実施例における制御手段17が、電流検出手段10によって検出された電流値と出力電圧検出手段13によって検出された電圧値とから電力値を演算し、その電力値を予め定められた電力値と比較して異常が生じていると判断した場合に、直流電力生成手段20による加熱手段14への電力の供給を停止させる制御機能を説明するために用いる図である。
なお、この制御機能を便宜上“ヒータ搭載確認モード”と称し、以下の説明にはこれを用いることにする。
【0021】
先ず、図4において曲線aで表されるW0の特性であるが、これは、上述した直流電力生成手段20である昇圧型チョッパの出力電圧が最大出力電圧Emaxの場合に、画像形成装置の許容最大電力となる赤外線ヒータを加熱手段14として用いると、Emax=423V、Wmax=1500Wとなることに基づいて、昇圧型チョッパの出力電圧Eと加熱手段(赤外線ヒータ)14に供給される電力Wとの関係を示したものである。
次に、この“ヒータ搭載確認モード”が、この発明の画像形成装置の図示しない操作部において設定されると、この発明による画像形成装置に搭載された加熱手段14の特性データを示す電力値は、制御手段17によって電流検出手段10によって検出された電流値と出力電圧検出手段13によって検出された電圧値との積から求められる。
そして、その求められた電力値を予め定められた出力電力値、例えば図4に曲線bで示す〔W上限〕として設定されている電力値と比較した結果、その設定電力値を超えていた場合に、制御手段17は、異常が生じていると判断し、加熱手段14への電力の供給を中止する。
【0022】
さらに、上述した“ヒータ搭載確認モード”が設定されていて、上記電力値を演算する際に、直流電力生成手段20からの出力電圧Eを制御手段17によって、低い電流から順次141V→212V→282V→353V→423Vなどのように段階的に電圧を上げるように切り替えて、加熱手段14に電力を供給するとよい。
【0023】
そして、それぞれの直流電圧において電流検出手段10により出力電流を検出し、それによって検出された電流値と出力電圧Eとの積を制御手段17によって演算してヒータ電力Wを求める。このヒータ電力Wが、予め定められたヒータ電力〔W上限〕と〔W下限〕と比較し、その範囲内にあるか否かを制御手段17が判断し、その範囲内に属さない場合には異常が生じていると判断し、例えば、リレー3を動作させて、その接点3a、3bをOFFにし、加熱手段14への電力の供給を出力電圧Eが図4に示す小さな段階で停止させることができる。
【0024】
その異常とは、例えば、加熱手段14の赤外線ヒータ(定着ヒータ)の誤配線、その定着ヒータや定着ユニット自体の誤セット、不良品の取り付けなどによって起こる。
なお、この場合、図1に示したリレー3が加熱手段14への電力供給を停止させる電力供給停止手段として用いている。これに変えて、直流電力生成手段20内の第1のスイッチ手段5を“ヒータ搭載確認モード”における電力供給停止手段として用いることもできる。また、電力検出手段13および電流検出手段10は、必ずしも直流電力生成手段20内に設けなくともよく、その出力側の加熱手段14との間の外部に設けてもよい。
【0025】
また、この“ヒータ搭載確認モード”は、図は省略しているが、この発明による画像形成装置の操作部のキー操作などにより任意に設定及び解除できる。
この“ヒータ搭載確認モード”の解除は、例えば既に1度、加熱手段14の誤配線や誤セットなどが生じているか否かを“ヒータ搭載確認モード”で確認判断していて、再びその判断を求める必要がないときなどに行う。その結果、この“ヒータ搭載確認モード”の設定が解除されている場合、寿命などにより市場で加熱手段の交換メンテナンスしたときには“ヒータ搭載確認モード”を設定することにより、赤外線ヒータ等の誤配線、あるいは赤外線ヒータや定着ユニット自体の誤セットがないかどうかの判断を求めるなど、その必要性に応じて状況に応じた意図した使用をすることができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明による画像形成装置は、加熱手段に電力を供給する直流電力生成手段の出力電圧が制御手段によって所定の値に制御され、出力電圧検出手段による出力電圧の検出値と電流検出手段による出力電流の検出値との積によって制御手段が電力値を演算し、それを予め定められた電力値と比較することによって異常の有無を判断し、異常が生じていると判断した場合には加熱手段への電力供給を停止させる機能を有するので、ブレーカなどの安全装置を用いることなく、加熱手段である定着用ヒータの誤配線や定着用ヒータあるいは定着ユニット自体の誤セット、または不良部品の取付などに基づいて発生する加熱手段の異常動作を防止でき、安全性を確保できる。
【0027】
また、上記電力値を演算等する際に、制御手段によって直流電力生成手段の出力電圧を低い電圧から順次電圧を段階的に上げるように切り替えていくようにすれば、より早期に出力電圧が小さい段階で、加熱手段における定着用ヒータ等の誤配線や定着用ヒータあるいは定着ユニット自体の誤セット、または不良部品の取付などに基づいて発生する異常を判断でき、かつ、過電圧による加熱手段の破損をも回避あるいは防止できるので、より安全性を確保できる。
さらに、前述した“ヒータ搭載確認モード”をその必要性に応じて設定又は解除できるようにすれば、状況に応じた意図した使用をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による画像形成装置の一実施形態における定着装置の加熱手段への電力供給に係わる部分の構成を示すブロック回路図である。
【図2】交流電源から入力される交流電圧の波形を示す図である。
【図3】入力された交流が全波整流された電圧波形を示す図である。
【図4】この発明による画像形成装置の“ヒータ搭載確認モード”における制御機能を説明するための線図である。
【符号の説明】
1:交流電源 2:フィルタ 3:リレー
3a、3b:リレーの接点 4:第1の整流手段
5:第1のスイッチ手段 6:ノイズ吸収用コンデンサ
7:入力電圧検出手段 8:チョークコイル
9:第2のスイッチ手段 10:電流検出手段
11:第2の整流手段 12:平滑用コンデンサ
13:出力電圧検出手段 14:加熱手段
15:温度ヒューズ 16:温度検出手段
17:制御手段 20:直流電力生成手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a technique for controlling electric power supplied to a heating unit such as a heater built in a fixing device in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer includes an image forming unit including a photoconductor and a charging unit, an exposing unit, a developing unit, a transfer unit, etc. provided around the photoconductor, and the transfer unit transfers the image to transfer paper. A fixing device for fixing the formed toner image by heat and pressure. The fixing device is provided with a fixing roller having a built-in heater, and electric power required to heat the heater is supplied from an external power supply.
In this type of image forming apparatus, it is necessary that a large amount of power be supplied to a heater serving as a heating unit so that the heater can be raised to a predetermined temperature in a short time. Therefore, as shown in Patent Document 1, for example, a large amount of electric power can be supplied when the heater is started from the standby state, and the main power supply device is set so that the heater can be started to a predetermined temperature in a short time. And a heating device using an auxiliary power supply device.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-315567 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional image forming apparatus, when a large amount of power is supplied to a heater serving as a heating unit by converting AC power into a predetermined DC power and turning the DC power ON / OFF, a change in current applied to the heater is caused. Because of the large size, there is a problem that the life of the heater is shortened.
For this reason, in the conventional image forming apparatus, for example, erroneous wiring of the fixing heater, erroneous setting of the fixing heater or the fixing unit itself, or mounting of a defective part during replacement maintenance due to, for example, the life of the heater, causes abnormal control of the heater. In some cases, safety is ensured by the operation of a safety device such as a breaker, so that there is a problem that a jig for a safety device such as a breaker must be used.
[0005]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and when supplying power to a heating unit such as a heater of a fixing device in an image forming apparatus, for example, it is possible to prevent erroneous wiring or erroneous setting of a fixing heater. It is an object of the present invention to judge an abnormality of supply power generated based on the above, to automatically stop the power supply, and to prevent an abnormal operation of the heating means without using a safety device such as a breaker.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in an image forming apparatus provided with a fixing unit that heats a toner image by a heating unit and fixes the toner image on a sheet, in order to achieve the above object, an AC from an AC power supply is rectified by a rectifying unit and converted into a DC. DC power generating means for supplying DC power to the heating means, and control means for controlling an output voltage applied from the DC power generating means to the heating means.
Then, inside or outside the DC power generating means, an output voltage detecting means for detecting an output voltage of the DC power generating means, a current detecting means for detecting an output current, and stopping power supply to the heating means. Power supply stopping means is provided.
Further, the control means calculates a power value from the current value detected by the current detection means and the voltage value detected by the voltage detection means, and compares the power value with a predetermined power value. When it is determined that an abnormality has occurred, a control function is provided for operating the power supply stopping means to stop supplying power to the heating means.
[0007]
Further, it is preferable that the output voltage control means has a function of sequentially increasing the output voltage from the DC power generation means from a low voltage to a high voltage when calculating the power value.
Further, there may be provided means for setting and canceling a control function of stopping the supply of power to the heating means by operating the power supply stopping means by the control means.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block circuit diagram showing only a portion related to power supply to a heating unit of a fixing device in an embodiment of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention.
The fixing device shown in FIG. 1 has a
The toner image transferred onto the transfer paper by the electrophotographic process is fused and fixed on the transfer paper by the heat from the heating means built in the fixing roller and the pressure from the pressing means such as a pressure roller (not shown). Is done.
[0009]
In this embodiment, for example, an infrared heater is used as the heating means 14, a thermistor is used as the temperature detecting means 16, and a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O, etc. is used as the control means 17.
A
Further, the
[0010]
A filter 2 is provided at an input section from the AC power supply 1 so that noise from the DC power generation means 20 does not affect the AC power supply 1.
The AC power supply 1 is a commercial power supply of 50 Hz or 60 Hz, from which AC is input to the DC
The filter 2 is a circuit composed of a resistor or a coil and a capacitor (capacitor), and has a function of a low-pass filter and a current limiting function with respect to an alternating current input from the AC power supply 1, for example.
[0011]
In the DC power generation means 20, the alternating current input from the AC power supply 1 through the contacts 3 a and 3 b of the filter 2 and the relay 3 is subjected to full-wave rectification by the full-wave rectification circuit as the first rectification means 4.
Here, FIG. 2 shows an input AC voltage waveform, and FIG. 3 shows a full-wave rectified voltage waveform.
The DC power generation means 20 includes a full-wave rectification circuit as the first rectification means 4, a transistor as the first switch means 5, a
[0012]
The positive pole, which is one pole side of the full-wave rectifier circuit as the
[0013]
The cathode of the diode as the second rectifier 11 is connected to a connection point between the
Further, the other terminal of the heating means 14 is connected to the negative electrode side of the first rectifying means 4 via the
Here, the second rectifier 11 may be a transistor.
[0014]
In this example, the current detecting
The input voltage detecting means 7 and the output voltage detecting means 13 input the voltage stepped down by resistance division to the control means 17 or insulate the voltage once with a photocoupler and control the resistance value of the light receiving element as a voltage detection signal. Input to the
[0015]
The DC power generation means 20 configured as described above is a step-up chopper, and stores energy in the choke coil 8 when the second switch means (transistor) 9 is ON, and switches the second rectification means 11 when it is OFF. Through this, the smoothing
Here, assuming that the switching cycle of the second switch means 9 is T, the OFF time is Toff, the average voltage of the smoothing
If Toff is reduced, E is likely to be increased without limit, but the actually obtained boost ratio is about 5 times.
[0016]
As described above, the microcomputer of the control means 17 can continuously change the output voltage E supplied to the heating means 14 by controlling the OFF time Toff of the second switch means 9, and can control the temperature detection means 16. The output voltage E based on the temperature detection signal of the heating means 14 and the detection value of the output voltage by the output voltage detection means 13 is continuously variably controlled so that the temperature of the heating means 14 becomes the target value. be able to.
The
[0017]
A case will be described in which the smoothing
Also in this case, the temperature of the heating means 14 is detected by the
When the smoothing
[0018]
By the way, in this step-up chopper, if the second switching means 9 remains OFF, T / Toff = 1, and if the output voltage E at this time is expressed as Emin, then Emin = Vin × √2 Thus, the effective value of the input voltage having the full-wave rectified waveform shown in FIG. Therefore, the first switch means 5 is provided on the output side of the first rectification means 4, and when the temperature of the heating means 14 becomes equal to or higher than a predetermined value, the control means 17 causes the first switch means 5 to operate. Is turned off so that the power supply to the heating means 14 can be stopped. As a result, the power supply to the heating means 14 can be completely cut off, so that the temperature of the fixing device can be controlled even at a temperature lower than the temperature required for normal operation (heat keeping temperature), and energy consumption is minimized. And safety can be further improved.
[0019]
Conventionally, for example, when the input voltage is 100 V (AC), the voltage rating of the heating means such as a heater is also 100 V (AC), and an infrared heater (heater) having the maximum power required by the fixing device is used. Further, for example, there is a method in which a heater of 650 W and a heater of 350 W are provided, and two heaters are turned on at the same time when the fixing device is started up, and only one is turned on at the time of the fixing operation, or two are turned on. Had been taken. Further, even when the fixing operation is not performed, the heater is turned on and off to control the heat retention due to heat loss.
For electronic devices, allowable input power is determined by electrical safety regulations and the like, and power outlets in general offices and homes in Japan are 100 V and have a maximum rating of 15 A.
When the AC input is directly supplied to the heater, the maximum power that can be supplied to the heater is 1500 W even if the power consumption of the heater other than the heater is set to 0.
According to the DC power generation means 20 having the smoothing
[0020]
Next, a control function which is a feature of the present invention will be described. FIG. 4 shows that the control means 17 in this embodiment calculates a power value from the current value detected by the current detection means 10 and the voltage value detected by the output voltage detection means 13, and determines the power value in advance. FIG. 6 is a diagram used to explain a control function of stopping supply of power to heating means 14 by DC power generation means 20 when it is determined that an abnormality has occurred in comparison with the power value obtained.
This control function is referred to as a “heater mounting confirmation mode” for convenience, and will be used in the following description.
[0021]
First, the characteristic of W0 represented by the curve a in FIG. 4 is the allowable characteristic of the image forming apparatus when the output voltage of the step-up chopper as the DC power generation means 20 is the maximum output voltage Emax. When the infrared heater having the maximum power is used as the heating means 14, the output voltage E of the step-up chopper and the electric power W supplied to the heating means (infrared heater) 14 are based on Emax = 423V and Wmax = 1500W. This shows the relationship.
Next, when this “heater mounting confirmation mode” is set in an operation unit (not shown) of the image forming apparatus of the present invention, the power value indicating the characteristic data of the
Then, when the calculated power value exceeds the set power value as a result of comparison with a predetermined output power value, for example, a power value set as [W upper limit] shown by a curve b in FIG. Then, the
[0022]
Further, when the above-described “heater mounting confirmation mode” is set, and when calculating the power value, the output voltage E from the DC
[0023]
The output current is detected by the current detection means 10 at each DC voltage, and the product of the detected current value and the output voltage E is calculated by the control means 17 to obtain the heater power W. The heater power W is compared with a predetermined heater power [W upper limit] and [W lower limit], and the
[0024]
The abnormality is caused by, for example, erroneous wiring of the infrared heater (fixing heater) of the
In this case, the relay 3 shown in FIG. 1 is used as power supply stopping means for stopping power supply to the heating means 14. Alternatively, the
[0025]
Although not shown in the figure, the "heater mounting confirmation mode" can be arbitrarily set and released by operating the keys of the operation unit of the image forming apparatus according to the present invention.
The release of the "heater mounting confirmation mode" is performed, for example, by once confirming and determining in the "heater mounting confirmation mode" whether or not erroneous wiring or erroneous setting of the heating means 14 has already occurred. Perform when there is no need to ask. As a result, when the setting of the “heater mounting confirmation mode” is cancelled, when the maintenance of the heating means is replaced in the market due to the service life or the like, the “heater mounting confirmation mode” is set, thereby causing the incorrect wiring of the infrared heater or the like. Alternatively, it is possible to make an intended use according to the situation according to the necessity, for example, asking for a judgment as to whether or not the infrared heater or the fixing unit itself is erroneously set.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming apparatus according to the present invention, the output voltage of the DC power generation unit that supplies power to the heating unit is controlled to a predetermined value by the control unit, and the detection value of the output voltage by the output voltage detection unit The control means calculates a power value based on the product of the output current and the detected value of the output current by the current detection means, and compares the power value with a predetermined power value to determine whether there is an abnormality and determines that an abnormality has occurred. In this case, it has a function to stop the power supply to the heating means, so without using a safety device such as a breaker, erroneous wiring of the fixing heater which is the heating means, erroneous setting of the fixing heater or the fixing unit itself, Or, abnormal operation of the heating means, which is generated based on attachment of a defective part, can be prevented, and safety can be ensured.
[0027]
Further, when calculating the power value, if the control means switches the output voltage of the DC power generation means so as to gradually increase the voltage from a low voltage, the output voltage is reduced earlier. In the stage, it is possible to judge an error caused by erroneous wiring of the fixing heater or the like in the heating unit, erroneous setting of the fixing heater or the fixing unit itself, or mounting of a defective component, and to determine whether the heating unit is damaged due to overvoltage. Can be avoided or prevented, so that more safety can be ensured.
Furthermore, if the above-described “heater mounting confirmation mode” can be set or canceled according to its necessity, intended use according to the situation can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram illustrating a configuration of a portion related to power supply to a heating unit of a fixing device in an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a waveform of an AC voltage input from an AC power supply.
FIG. 3 is a diagram showing a voltage waveform obtained by full-wave rectification of an input alternating current.
FIG. 4 is a diagram for explaining a control function in a “heater mounting confirmation mode” of the image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1: AC power supply 2: Filter 3: Relays 3a, 3b: Relay contacts 4: First rectifier means 5: First switch means 6: Noise absorbing capacitor 7: Input voltage detecting means 8: Choke coil 9: No. 2 switch means 10: current detection means 11: second rectification means 12: smoothing capacitor 13: output voltage detection means 14: heating means 15: temperature fuse 16: temperature detection means 17: control means 20: DC power generation means
Claims (3)
交流電源からの交流を整流手段で整流して直流に変換して前記加熱手段に直流電力を供給する直流電力生成手段と、
該直流電力生成手段から前記加熱手段へ印加する出力電圧を制御する制御手段とを設け、
前記直流電力生成手段内又はその外部に、該直流電力生成手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、出力電流を検出する電流検出手段と、前記加熱手段への電力供給を停止する電力供給停止手段とを設け、
前記制御手段が、前記電流検出手段によって検出された電流値と前記電圧検出手段によって検出された電圧値とから電力値を演算し、その電力値を予め定めた電力値と比較して異常が生じていると判断した場合には、前記電力供給停止手段を動作させて前記加熱手段への電力の供給を停止させる制御機能を有することを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus including a fixing unit that fixes a toner image by heating a toner image by a heating unit,
DC power generation means for rectifying AC from an AC power supply by rectification means, converting the AC power into DC power, and supplying DC power to the heating means,
Control means for controlling an output voltage applied from the DC power generation means to the heating means,
Inside or outside the DC power generation means, an output voltage detection means for detecting an output voltage of the DC power generation means, a current detection means for detecting an output current, and a power supply for stopping power supply to the heating means Stopping means,
The control means calculates a power value from a current value detected by the current detection means and a voltage value detected by the voltage detection means, and compares the power value with a predetermined power value to cause an abnormality. An image forming apparatus having a control function of operating the power supply stopping means to stop the supply of power to the heating means when it is determined that the power supply is stopped.
前記制御手段が、前記電力値を演算する際に前記直流電力生成手段の出力電圧を低い電圧から順次高い電圧へと電圧を上げていく機能を有することを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit has a function of sequentially increasing the output voltage of the DC power generation unit from a low voltage to a high voltage when calculating the power value.
前記制御手段に、前記直流電力生成手段から前記加熱手段への電力の供給を停止させる制御機能を設定及び解除する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The image forming apparatus according to claim 1, wherein said control means includes means for setting and canceling a control function for stopping supply of power from said DC power generation means to said heating means.
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JP2007298834A (en) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
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2003
- 2003-02-06 JP JP2003030064A patent/JP2004240218A/en active Pending
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