CN101114153B - 相位控制装置和相位控制方法及其定影器控制装置 - Google Patents

Abstract

一种降低成本的相位控制装置、包括该相位控制装置的定影器控制装置、以及相位控制方法。该相位控制装置包括：第一信号生成单元，生成与定影器的参考温度和定影器的实际温度之间的差相对应的误差信号；脉冲生成单元，生成在AC功率的半周期期间随着时间而上升的锯齿波脉冲信号；以及控制信号生成单元，将误差信号与锯齿波脉冲信号进行比较，并且输出控制AC功率的相位的相位控制信号。相对于生成下降的锯齿波脉冲的脉冲生成单元，生成上升的锯齿波脉冲的脉冲生成单元可具有相对简单的电路配置，由此降低了制造成本。

Description

相位控制装置和相位控制方法及其定影器控制装置

技术领域

本发明的各方面涉及相位控制装置、具有该相位控制装置的定影器(fuser)控制装置、以及相位控制方法。更具体地，本发明的一个方面涉及使用较少电路元件从而简化装置的配置并降低制造成本的相位控制装置、具有该相位控制装置的定影器控制装置、以及相位控制方法。

背景技术

成像设备是在诸如纸、幻灯片之类的记录介质上打印对应于输入图像数据的图像的设备。这些设备包括打印机、影印机、传真机、多功能打印机等。

通常，成像设备包括允许正常打印作业的发热装置、以及用于将发热装置的热保持在特定温度上的装置。具体地，用于在热和压力作用下将墨粉(toner)图像固定在纸上的定影器需要定影器控制装置，用于将定影器的表面保持在适当的目标温度，以将墨粉图像固定在纸、幻灯片等之上。

这样的定影器控制装置通常由控制所施加的AC功率的相位控制器来操作。为执行相位控制，定影器控制装置需要相位控制装置，其检测定影器的目标或参考温度与定影器的工作温度(即，当前的、或实际的温度)之间的差异，生成对应于所检测到的目标温度与当前温度之间的差异的误差信号，并且基于所生成的误差信号来输出具有可变脉宽的相位控制信号。

此外，为了输出这样的具有可变脉宽的相位控制信号，定影器控制装置需要输出预定脉冲信号的脉冲生成单元。

图7是根据传统示例的相位控制装置的框图，图8是图7中示出的信号生成单元的示例的电路图，并且图9A-9D和图10A-10D是解释配有图7中的相位控制装置的定影器控制装置的驱动方法的图。

参照图7和图8，根据传统示例的相位控制装置10包括脉冲生成单元20、信号生成单元30、以及PWM控制器40。

如图9A-9D所示，脉冲生成单元20生成锯齿波脉冲信号Vramp’，其在AC功率的半周期期间随时间改变。

信号生成单元30感测成像设备(未示出)中所包括的定影器的实际温度，并且从温度传感器(未示出)接收具有根据所感测的温度的预定电压电平的温度检测信号Vact_temp’。此外，信号生成单元30接收对应于定影器的预定目标或参考温度的参考温度信号Vref_temp’，其已被设置到成像设备的主控制器或PWM控制器40。

信号生成单元30计算所输入的目标或参考温度与当前温度之间的差异，并且输出具有与它们之间的温度差相对应的电压电平的误差信号Verr’。

例如，如图8所示，信号生成单元30可包括减法器电路。如果定影器的实际温度比参考温度相对更高，则通过减法器电路来将实际温度检测信号Vact_temp’与参考温度信号Vref_temp’相减，并且输出具有与定影器的温度的增加成反比的相对低的电压的误差信号Verr’(类似于图9A-9D所示的第二误差信号Verr2’)。

同时，如果定影器的实际温度比参考温度相对更低，则通过减法器电路来将实际温度检测信号Vact_temp’与参考温度信号Vref_temp’相减，并且输出具有与定影器的温度的下降成反比的相对高的电压电平的误差信号Verr’(类似于图9A-9D所示的第一误差信号Verr1’)。

PWM控制器40接收从脉冲生成单元20输出的锯齿波脉冲信号Vramp’、以及从信号生成单元30输出的误差信号Verr’，对两个信号的电压电平进行比较，并且输出具有与其对应的脉宽的相位控制信号。

为此，PWM控制器40可具有能够将误差信号Verr’的电压电平与锯齿波脉冲信号Vramp’的电压电平进行比较的比较器。

此时，如图9A-9D所示，仅仅在根据误差信号Verr’与锯齿波脉冲信号Vramp’之间的电压电平的比较结果、误差信号Verr’的电压电平比锯齿波脉冲信号Vramp’的电压电平更高的情况下，PWM控制器40才输出具有高相位的相位控制信号Vphase’。

因此，如上所述，如果定影器的实际温度比参考温度相对更高，则从信号生成单元30输出的误差信号Verr可具有第二误差信号Verr2’的电压电平；而如果定影器的实际温度比参考温度相对更低，则误差信号Verr可具有第一误差信号Verr1’的电压电平。因此，如图9A-9D所示，在输出第二误差信号Verr2’时生成的相位控制信号Vphase’的脉宽相对较窄；而在输出第一误差信号Verr1’时生成的相位控制信号Vphase’的脉宽相对较宽。

此外，尽管在图中未示出，当启动成像设备(未示出)、或者从待机(standby)模式(约束定影器的操作以通过不打印来减少功率消耗)来重新启动成像设备时，向PWM控制器40提供充电元件(例如电容器)，以在操作时阻止或防止流到定影器的瞬间电流。如图10A-10D所示，信号生成单元30输出逐渐增加的误差信号Verr’。

PWM控制器40比较所接收的锯齿波脉冲信号Vramp与误差信号Verr’，并且输出具有逐渐增加的脉宽的相位控制信号Vphase’。通过该相位控制信号Vphase’，控制交流功率AC的相位，并且将相位受控的交流功率AC_IN施加到定影器。以此方式，可以防止在开始操作时流到定影器的瞬间电流。

配有上述相位控制装置的定影器控制装置通过使用具有可根据实际温度变化的脉宽的相位控制信号来控制所施加的交流功率AC的相位，并且将相位受控的交流功率AC_IN施加到定影器。因此，如果施加AC_IN的时间相对长，则定影器的发热温度上升；而如果施加AC_IN的时间相对短，则定影器的发热温度下降，从而保持参考温度。

因此，为了使用随着时间的推移而下降的锯齿波脉冲来输出相位控制信号，则如图8所示，相位控制装置10包括被施加了具有反转极性的温度检测信号Vact_temp’的信号生成单元30。然后，使用信号生成单元30的OP-AMP的双极电源+V和-V来实现减法器。

然而，为了构建这样的减法器，另外需要如图所示的、用于生成反转极性电压的电路。这从而使得难以达到集成化，并且增加了制造成本。

使用传统装置的另一问题在于制造生成锯齿波脉冲所需的相位控制装置的成本。

即，尽管仅仅为了相位控制而将具有脉冲生成单元20和信号生成单元30的相位控制装置20形成为单芯片，但这增加了这样的结构的制造成本，并且进一步地，增加了具有该相位控制装置20的定影器控制装置、以及具有所有这些的成像设备的制造成本。

发明内容

本发明的各方面提供用来实现集成化并降低制造成本的相位控制装置。

本发明的其他方面和/或优点将部分在随后的说明中阐述，并且部分从该说明是显而易见的，或可通过实践本发明而获知。

根据本发明的一个方面，提供了配有相位控制装置的定影器控制装置。

根据本发明的另一方面，提供了用于使用随着时间的经过而上升的脉冲信号来控制AC功率的相位的相位控制方法。

根据本发明的一个方面，提供了相位控制装置，包括第一信号生成单元、脉冲生成单元和控制信号生成单元。第一信号生成单元生成与定影器的目标或参考温度和定影器的当前或实际温度之间的差相对应的误差信号。脉冲生成单元生成在AC功率的半周期期间随着时间的经过而上升的锯齿波脉冲信号。控制信号生成单元比较误差信号与锯齿波脉冲信号，并输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

根据本发明的一个方面，相位控制装置可还包括生成软启动信号的第二信号生成单元，该软启动信号逐渐驱动定影器以防止在定影器启动期间发生瞬时电流流动，并向控制信号生成单元提供软启动信号。

根据本发明的一个方面，由第二信号生成单元生成的软启动信号具有随时间的经过而下降的电压电平。

根据本发明的一个方面，控制信号生成单元比较从定影器的启动开始的软启动信号的电压电平和锯齿波脉冲信号的电压电平，并且输出具有逐渐增加的脉宽的相位控制信号。

优选但不是必要地，第二信号生成单元包括在具有预定电压电平的电源电压与接地电压之间形成的差分电路。在此情况下，第二信号生成单元还包括开关元件，其与差分电路中所包括的充电元件并联连接，以对充了电的充电元件进行放电。

此外，根据本发明的一个方面的第一信号生成单元可包括减法器，用于执行被输入的当前或实际温度与目标或参考温度的减法，其中，该减法器由单极电压驱动，并且输出具有与定影器的温度变化成比例的电压电平的误差信号。

根据本发明的一个方面，减法器包括OP-AMP，该OP-AMP包括被输入了与目标或参考温度相对应的电压电平的非反相输入端、以及被输入了与当前或实际温度相对应的电压值的反相输入端。

根据本发明的一个方面，控制信号生成单元比较从减法器输出的误差信号的电压电平以及锯齿波脉冲信号的电压电平，并且在锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高的情况下，输出高电压电平的相位控制信号。

本发明的另一方面可提供定影器控制装置，其包括电源单元、相位控制单元和定影器控制单元。电源单元向定影器施加交流(AC)功率。相位控制单元通过使用在AC功率的半周期期间随时间的经过上升的脉冲信号，来输出控制AC功率的相位的相位控制信号。定影器控制单元由相位控制信号选择性地激活，并且控制对定影器的AC功率的施加。

根据本发明的一个方面，相位控制单元可包括：第一信号生成单元，生成与定影器的目标或参考温度和定影器的当前或实际温度之间的差相对应的误差信号；脉冲生成单元，生成在AC功率的半周期期间随着时间的经过而上升的锯齿波脉冲信号；以及控制信号生成单元，将误差信号与锯齿波脉冲信号进行比较，并且输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

根据本发明的一个方面，相位控制单元还可包括生成软启动信号的第二信号生成单元，该软启动信号逐渐驱动定影器，以防止在定影器启动期间发生瞬时电流流动，并向控制信号生成单元提供该软启动信号。

根据本发明的一个方面，由第二信号生成单元生成的软启动信号具有随时间经过而下降的电压电平。

根据本发明的一个方面，控制信号生成单元比较从定影器的启动开始的软启动信号的电压电平和锯齿波脉冲信号的电压电平，并且输出具有逐渐增加的脉宽的相位控制信号。

根据本发明的另一方面，第一信号生成单元，其由单极电压驱动，并且输出具有与定影器的温度变化成比例的电压电平的误差信号。

根据本发明的另一方面，第一信号生成单元输出具有与定影器的温度变化成比例的电压电平的误差信号。

根据本发明的一个方面，控制信号生成单元比较从第一信号生成单元输出的误差信号的电压电平与锯齿波脉冲信号的电压电平，并且在锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高时，输出高电压电平的相位控制信号。

本发明的再一方面提供了一种相位控制方法，包括：生成与定影器的目标或参考温度和定影器的当前或实际温度之间的差相对应的误差信号；生成在AC功率的半周期期间随着时间经过而上升的锯齿波脉冲信号；以及将误差信号与锯齿波脉冲信号进行比较，并由此输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

根据本发明的另一方面，相位控制方法还可包括：生成软启动信号，其逐渐驱动定影器以防止在定影器的启动期间发生瞬时电流流动。

根据本发明的另一方面，软启动信号具有从定影器的启动开始、随着时间经过而下降的电压电平。

根据本发明的另一方面，相位控制信号具有从定影器的启动开始、随着时间经过而逐渐增加的脉冲宽度。

根据本发明的另一方面，误差信号具有与定影器的温度变化成比例的电压电平。

根据本发明的另一方面，当锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高时，将相位控制信号输出为高电压电平信号。

本发明的其他方面和/或优点将部分在随后的说明中阐述，并且部分从该说明是显而易见的，或可通过实践本发明而获知。

附图说明

结合附图，根据以下实施例的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得清楚并更容易理解，附图中：

图1是解释根据本发明的一个实施例的定影器控制装置的框图；

图2是详细图解图1的温度控制单元的电路图；

图3是解释根据本发明的一个实施例的相位控制装置的框图；

图4是图3的相位控制装置的电路图；

图5A-5D是解释驱动图1的定影器控制装置的方法的图；

图6A-6D是解释驱动图1的定影器控制装置的方法的图；

图7是解释作为对比示例的传统相位控制装置的框图；

图8是图7所示的信号生成单元的电路图；

图9A-9D是解释驱动配有图7的相位控制装置的定影器控制装置的方法的图；以及

图10A-10D是解释驱动配有图7的相位控制装置的定影器控制装置的方法的图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指示相同的元素。为了通过参照附图来解释本发明的各个方面，下面描述这些实施例。

图1是解释根据本发明的一个实施例的定影器控制装置的框图，而图2是详细图解图1的温度控制单元的电路图。

参照图1，根据本发明的一个实施例的定影器控制装置100包括电源单元110、功率转换单元120、相位读出单元130、相位控制单元140、控制器150以及定影器控制单元160。

具体地，电源单元110由开关模式电源(SMPS)构成，并且向功率转换单元120和相位读出单元130输出AC功率。

功率转换单元120转换从电源单元110输出的AC功率的电平，并且向定影器控制单元输出经转换的功率。

相位读出单元130使用从电源单元110输出的AC功率来检测AC功率的过零点，并且在过零点之间输出相位检测信号。此时，相位读出单元130可从电源单元110接收AC功率，或者从功率转换单元120接收转换了电平的AC功率，该功率转换单元120转换来自电源单元110的AC功率的电平。

相位控制单元140使用从相位读出单元130输出的相位检测信号，来输出相位控制信号。即，相位控制单元140通过使用相位检测信号从相位读出单元130的输出时间、以及所输出的相位检测信号的起始点或结束点，来输出用于控制AC功率的相位的相位控制信号。

下面将描述这样的相位控制单元140的操作。

控制器150输出控制定影器控制装置100中的每个单元的整体操作的控制信号。具体地，控制器150从相位控制单元140接收相位控制信号，控制其输出定时，并且输出该信号。

控制器150检查定影器200的当前或实际温度状态，以生成具有与当前或实际温度相对应的电压电平的温度检测信号，并且将该信号输出给相位控制单元140。这里，可在控制器150中设置提供其参考值的目标或参考温度，使得定影器200的发热温度可被设置和保持在预定温度。然后，控制器150向相位控制单元140输出具有与目标或参考温度相对应的电压电平的参考温度信号。

以此方式，相位控制单元140生成与从控制器150施加的参考温度信号和温度检测信号之间的差相对应的误差信号，比较所生成的误差信号与预定脉冲信号，并且输出上述相位控制信号。

定影器控制单元160从功率转换单元120接收AC功率，并且响应于从控制器150施加的相位控制信号而控制所输入的AC功率，由此控制定影器200的温度。

具体地，参照图2，定影器控制单元160包括：由从控制器150施加的相位控制信号Vphase激活(activate)的开关单元I 161、由开关单元I 161激活的开关单元II 162、降低流到开关单元I 161的电流量的限流单元163、以及降低由于开关单元II 162的激活而生成的噪声的防噪单元164。

开关单元I 161包括发光元件D1(如LED)、以及由发光元件D1激活的光接收元件，如PHOTO-TRIAC(PTA，光电-三端双向可控硅开关元件)。发光元件D1根据由从控制器150施加的相位控制信号Vphase选择性导通的晶体管TR1的操作，来生成预定的光。所生成的光入射到PTA上，并激活PTA。当PTA被激活时，形成电流流动路径。发光元件D1的一端连接到晶体管TR1的一端，而PTA被安装在与发光元件D1相对的位置上。

开关单元II 162包括由控制输入激活的开关元件，如TRIAC(TA)。由开关单元I 161的PTA来激活开关单元II 162。即，当PTA变得导电时，来自功率转换单元120的电流被输入到开关单元II 162。

因此，从功率转换单元120施加的AC功率的相位由晶体管TR1控制，晶体管TR1由相位控制信号Vphase并且由各个开关单元161和162的开关操作来选择性地激活，并且将该AC功率的相位施加到定影器200。

安装限流单元163以降低流进开关单元I 161的AC功率的量，该AC功率已经由定影器200和开关单元II 162而传播(假定已激活开关单元II 162)。

提供防噪单元164来防止在激活开关单元II 162时所生成的噪声。例如，防噪单元164用来防止例如来自当开关单元II 162的TA的内压快速地从0V改变到导通电压时所产生的瞬间放电(spark)的噪声。

这里，定影器200包括加热辊和加压辊(未示出)。

加热辊用于通过热量来定影(fuse)由喷射到打印纸上的显影剂所形成的图像。加热辊在内部具有加热元件210，用于将从电源单元120施加的AC功率(即电能)转换为热能。

例如，这样的加热元件210可以是卤素灯。

安装加压辊以可旋转地与加热辊相接触，使得加压辊可通过压力来定影由喷射到打印纸上的显影剂形成的图像。

由此，温度控制单元160控制加热元件210的发热温度，以将定影器200内部的加热辊的表面加热和维持在预定温度。

通过此过程，将相位受控的AC功率提供给定影器200内的加热元件210，以加热该加热元件210。当加热元件210被加热时，加热辊的表面被加热到预定目标或参考温度，并且被维持在该目标或参考温度。然后，使用来自加热元件210的该热量来定影在成像设备的OPC(有机光电导体)鼓(未示出)和打印纸上打印的墨粉图像。

图3是解释根据本发明的一个实施例的相位控制装置的框图，而图4是图3的相位控制装置的实施例的电路图。

参照图3，根据本发明的一个实施例的相位控制装置140包括脉冲生成单元141、信号生成单元I 142、控制信号生成单元143、以及信号生成单元II 144。

具体地，脉冲生成单元141生成锯齿波脉冲信号Vramp，其在从电源单元110施加的AC功率的一半周期期间随时间上升。

这样的锯齿波脉冲信号Vramp通常是从图1所示的开关模式电源(SMPS)向用于生成SMPS的开关脉冲的脉宽调制器(PWM)提供的脉冲信号，并且脉冲生成单元141可以由提供锯齿波脉冲信号Vramp的PWM控制器(未示出)构成。这里，脉冲生成单元141可以与电源单元110共用PWM控制器，并且可具有用于相位控制单元140的PWM控制器。

信号生成单元I 142从图1所示的控制器150接收与控制器150提供的当前或实际温度相对应地输出的温度检测信号Vact_temp、以及根据预定目标或参考温度而输出的参考温度信号Vref_temp，执行这两者的电压值的减法，并且根据电压值之间的差而输出误差信号Verr。

具体地，参照图4，信号生成单元I 142由单极输入电压+V驱动，并且包括减法器电路，其由具有被施加了Vact_temp信号的反相输入端(-)和被施加了Vref_temp信号的非反相输入端(+)的OP-AMP组成。

此时，当图1所示的定影器200的当前或实际温度与其目标或参考温度不同时，信号生成单元I 142通过减法器电路来执行Vact_temp信号和Vref_temp信号的减法，并输出Verr信号。

控制信号生成单元143接收从脉冲生成单元141输出的Vramp信号、以及从信号生成单元I 142输出的Verr信号，比较这两个信号，并输出Vphase信号。

具体地，再次参照图4，控制信号生成单元143包括比较器电路，该比较器电路包括具有被施加了Verr信号的反相输入端(-)以及被施加了Vramp信号的非反相输入端(+)的OP-AMP。

当施加到控制信号生成单元143的OP-AMP的非反相输入端(+)的电压电平低于施加到其反相输入端(-)的电压电平时，其形成输出“高”的结构。因而，如果Vramp信号具有比Verr信号更高的电压电平，则将Vphase信号输出为高电压电平的输出信号。同时，如果Vramp信号具有比Verr信号更低的电压电平，则将Vphase信号输出为低电压电平的输出信号。

提供信号生成单元II 144，以当启动定影器、或从待机模式重新启动成像设备(未示出)时，防止在响应于从控制信号生成单元143输出的Vphase信号而向图1所示的定影器200施加AC功率时产生的过电流涌入(inflow)。待机模式是约束定影器200的操作从而通过不打印来降低功耗的模式。

信号生成单元II 144包括差分电路，该差分电路包括连接到具有预定电压电平的电源电压V_SS的充电元件C4(如电容器)、以及与充电元件C4并联连接的电阻元件R11。

在启动或从待机模式重新启动时，第一节点N1的电压电平等于V_SS的电压电平，这是因为还未对充电元件C4进行充电。此后，通过充电元件C4的放电，第一节点N1的电压电平逐渐下降到接近于地电压GND的电压电平。

从V_SS向GND下降的第一节点N1的电压电平被提供给控制信号生成单元143的反相输入端(-)，作为软启动信号Vsts。

因此，当启动、或从待机模式重新启动定影器200时，控制信号生成单元143在特定时间量期间比较Vramp信号和Vsts信号，并且输出具有逐渐增加的脉宽的Vphase信号。

信号生成单元II 144还包括开关元件TR1和TR2，以在启动或从待机模式重新启动时对充电元件C4的电压进行放电。响应于电荷量控制信号CS_chg来激活这些开关元件TR1和TR2，以对充电元件C4放电。

这里，使用晶体管来形成开关元件TR1和TR2，并且可使用任何开关元件，诸如能够执行多种开关操作的延迟开关。可从图1所示的控制器150提供CS_chg信号。

以下将详细解释相位控制装置及具有其的定影器控制装置的驱动方法。

图5A-5D是解释根据本发明的一个实施例、驱动定影器控制装置的方法的图，而图6A-6D是解释根据本发明的一个实施例、驱动定影器控制装置的方法的图。

具体地，图5A-5D图示了在控制定影器控制装置中用于控制定影器的发热温度的过程，并且图6A-6D图示了用于执行软启动功能以防止流进定影器的瞬时电流的过程。

首先，参照图1、图4和图5A-5D，定影器控制装置100连续地从电源单元110和功率转换单元120接收AC功率。因此，相位读出单元130根据AC功率的相位改变而检测过零点，并输出相位检测信号。

控制器150确定定影器200的当前或实际温度，并输出与当前或实际温度相对应的Vact_temp信号，并且输出具有与定影器200的预定目标或参考温度相对应的电压电平的Vref_temp信号。此时，控制器150或阻止V_SS的供应，或向信号生成单元II 144施加CS_chg信号，以防止其操作。

相位控制单元140的信号生成单元I 142接收Vact_temp信号和Vref_temp信号，执行减法，并生成具有对应于减法结果的电压电平的Verr信号。

例如，当定影器200的当前或实际温度高于其目标或参考温度时，Vact_temp信号和Vref_temp信号通过减法器电路而进行减法，并且作为结果，将Verr信号从信号生成单元I 142输出为具有相对较高的电压电平的Verr1信号(图5B)。Verr1信号被输出到控制信号生成单元143的OP-AMP的反相输入端(-)。即，从信号生成单元I 142输出的Verr信号具有与加热器200的温度变化成比例的电压电平。

此时，控制信号生成单元143的OP-AMP的非反相输入端(+)接收Vramp信号，其在从脉冲生成单元141输入的AC功率的半周期期间随着时间的经过而上升。由此，控制信号生成单元143仅仅在Vramp信号具有比Verr1信号更高的电压电平的区段上才输出高电压电平的Vphase信号(图5C)。因此，由被Vphase信号激活的加热器控制单元160来控制所输入的AC功率的相位，然后将相位受控的AC功率施加到定影器200。而且，如图5D所示，由具有相对较窄的脉宽的Vphase信号控制的AC功率AC_IN被施加到定影器200。因为对定影器200加热了相对短的时间段，所以减小了定影器200的发热温度。

另一方面，当定影器200的当前或实际温度低于其目标或参考温度时，将Verr信号输出为具有相对较低电压电平的Verr2信号(图5B)。Verr2信号被施加到控制信号生成单元143的OP-AMP的反相输入端(-)，而在从脉冲生成单元141施加的AC功率的半周期期间随着时间的经过而上升的Vramp信号被施加到控制信号生成单元143的OP-AMP的非反相输入端(+)。

因此，控制信号生成单元143基于从相位读出单元130输出的相位检测信号，仅仅在Vramp信号具有比Verr2信号更高的电压电平的区段上才输出高电压电平的Vphase信号。然后，所输入的AC功率经受由Vphase信号激活的定影器控制单元160的相位控制，并且将相位受控的AC功率输入给定影器200。此外，将由具有较宽脉宽的Vphase信号控制的AC功率AC_IN施加到定影器200。因为将定影器200加热了相对长的时间段，所以增加了定影器200的发热温度。

接着，参照图6A-6D，定影器控制装置100连续地从电源单元110和功率转换单元120接收AC功率。因此，相位读出单元130根据AC功率的相位改变来检测过零点，并输出相位检测信号。此时，控制器150阻止Vact_temp信号或Vref_temp信号的输出，以防止信号生成单元I 142的操作。

当启动、或从待机模式重新启动图1所示的定影器200时，信号生成单元II 144的第一节点N1的电压电平等于V_SS的电压电平，这是因为充电元件C4还未被充电。此后，通过充电元件C4的放电，第一节点N1的电压电平逐渐下降到接近于地电压GND的电压电平。

这样，从V_SS向GND下降的第一节点N1的电压电平被提供给控制信号生成单元143的反相输入端(-)，作为软启动信号Vsts(图6B)。这里，为便于解释和理解，假设Vsts信号的电压电平从V_SS的电压电平沿着具有某个斜率的直线下降。然而，在实践中，其随着充电元件C4的放电而按指数下降。

因此，控制信号生成单元143比较随着时间的经过而逐渐下降的Vsts信号的电压电平以及从信号生成单元141输出的Vramp信号的电压电平，并且在Vramp具有比Vsts信号相比更高的电压电平时，输出高电压电平的Vphase信号。

这样，Vphase信号被输出为具有从起始点直到预定时间逐渐增加的脉宽(图5C)，并且被施加到图1所示的定影器控制单元160。通过被施加到定影器控制单元160的该Vphase信号，控制AC功率的相位，然后将相位受控的AC功率施加到定影器200。由此，因为随着逐渐增加的时间将AC_IN施加到定影器控制单元160，所以变得可以防止在瞬间施加相对大的AC功率时发生的流到定影器200的瞬时电流。

如到目前所述的，根据本发明的一个方面，因为通过使用随时间上升的脉冲信号来执行相位控制，所以不必使用如对比示例中的双极电源，并且可以去除用于执行信号的相位反转的电路配置。换言之，不再需要在对比示例中使用的专为相位控制的昂贵的IC。

此外，根据本发明的一个方面，因为使用随时间的经过而上升的锯齿波脉冲信号来执行相位控制，所以简化了电路配置，由此可降低高集成和相位控制装置的制造成本。

因此，因为本发明的一个方面的相位控制装置不必包括独立的、用于生成随时间变化而降低的脉冲信号的脉冲生成单元，也不必包括用于生成为执行相位控制而使用的反转极性的信号的电路配置，所以可降低其制造成本。

此外，通过使用随时间的经过而降低的信号来执行软启动功能，可以保护定影器的构成元件不会受到瞬时电流的影响，并且防止产品的任何故障。因此，可改善相位控制装置、具有其的定影器控制装置、以及安装由这些装置的成像设备的整体产品可靠性。

尽管已示出和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员将会理解，可对该实施例进行改变，而不会脱离本发明的原则和精神，本发明的范围在所附权利要求及其等同物中限定。

Claims (31)

1.一种控制交流(AC)功率的相位的相位控制装置，用来将成像设备的定影器的发热温度调节到预定温度，该相位控制装置包括：

第一信号生成单元，生成与定影器的所述预定温度和定影器的实际温度之间的差相对应的误差信号；

脉冲生成单元，生成在AC功率的半周期期间随着时间而上升的锯齿波脉冲信号；以及

控制信号生成单元，将所述误差信号与所述锯齿波脉冲信号进行比较，并且输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：

第二信号生成单元，生成软启动信号，该软启动信号驱动定影器，以防止在定影器启动期间发生瞬时电流流动，并向所述控制信号生成单元提供所述软启动信号。

3.如权利要求2所述的装置，其中，由第二信号生成单元生成的软启动信号具有随时间下降的电压电平。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述控制信号生成单元在从定影器的启动开始的预定时间内，比较软启动信号的电压电平和锯齿波脉冲信号的电压电平，并且输出具有随时间增加的脉宽的相位控制信号。

5.如权利要求2所述的装置，其中，所述第二信号生成单元包括在具有第一预定电压电平的电源电压与第二预定电压电平之间的差分电路。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述第二信号生成单元还包括开关元件，该开关元件与差分电路中所包括的充电元件并联连接，以对该充电元件进行放电。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述第一信号生成单元包括减法器，用于执行所输入的实际温度和参考温度的减法，该减法器由单极电压驱动，并且输出具有与定影器的温度变化成比例的电压电平的误差信号。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述减法器包括运算放大器，该运算放大器包括被输入了与参考温度相对应的电压电平的非反相输入端、以及被输入了与实际温度相对应的电压电平的反相输入端。

9.如权利要求7所述的装置，其中所述控制信号生成单元比较从减法器输出的误差信号的电压电平以及锯齿波脉冲信号的电压电平，并且在锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高时，输出高电压电平的相位控制信号。

10.一种定影器控制装置，控制在成像设备中安装的定影器的发热温度，该定影器控制装置包括：

电源单元，其向定影器施加交流(AC)功率；

相位控制单元，其使用在AC功率的半周期期间随时间上升的脉冲信号，输出控制AC功率的相位的相位控制信号；以及

定影器控制单元，其由相位控制信号激活，并控制对定影器的AC功率的施加。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述相位控制单元包括：

第一信号生成单元，生成与定影器的参考温度和定影器的实际温度之间的差相对应的误差信号；

脉冲生成单元，生成在AC功率的半周期期间随着时间而上升的锯齿波脉冲信号；以及

控制信号生成单元，将所述误差信号与所述锯齿波脉冲信号进行比较，并且输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述相位控制单元还包括：

第二信号生成单元，生成软启动信号，该软启动信号驱动定影器，以防止在定影器启动期间发生瞬时电流流动，并向所述控制信号生成单元提供所述软启动信号。

13.如权利要求12所述的装置，其中，由第二信号生成单元生成的软启动信号具有随时间下降的电压电平。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制信号生成单元在从定影器的启动开始的预定时间内，比较软启动信号的电压电平和锯齿波脉冲信号的电压电平，并且输出具有随时间增加的脉宽的相位控制信号。

15.如权利要求11所述的装置，其中所述第一信号生成单元由单极电压驱动，并且输出具有与定影器的温度变化成比例的电压电平的误差信号。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述控制信号生成单元比较从第一信号生成单元输出的误差信号的电压电平与锯齿波脉冲信号的电压电平，并且在锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高时，输出高电压电平的相位控制信号。

17.一种相位控制方法，控制交流(AC)功率的相位，以将成像设备的定影器的发热温度调节到参考温度，该方法包括：

生成与定影器的参考温度和定影器的实际温度之间的差相对应的误差信号；

生成在AC功率的半周期期间随着时间而上升的锯齿波脉冲信号；以及

将所述误差信号与所述锯齿波脉冲信号进行比较，并由此输出控制AC功率的相位的相位控制信号。

18.如权利要求17所述的方法，还包括：

生成软启动信号，其驱动定影器以防止在定影器的启动期间发生瞬时电流流动。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述软启动信号具有从定影器的启动开始、随着时间而下降的电压电平。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述相位控制信号具有从定影器的启动开始、随着时间而增加的脉宽。

21.如权利要求17所述的方法，其中所述误差信号具有与定影器的温度变化成比例的电压电平。

22.如权利要求21所述的方法，其中，当锯齿波脉冲信号的电压电平比误差信号的电压电平高时，将相位控制信号输出为高电压电平信号。

23.一种控制成像设备的定影器的实际温度的装置，该装置包括：

电源单元，其供应AC功率；

功率转换单元，其耦连到所述电源单元；

相位读出单元，其耦连到所述电源单元；

相位控制单元，其耦连到所述相位读出单元；

控制器，其耦连到所述相位控制单元；以及

定影器控制单元，

其中，所述相位控制单元生成与定影器的参考温度和实际温度之间的差相对应的相位控制信号，将所述相位控制信号传送给所述定影器控制单元，并且所述定影器控制单元根据所述相位控制信号来控制向定影器输入的AC功率。

24.如权利要求23所述的装置，其中所述电源单元包括开关模式电源。

25.如权利要求23所述的装置，其中所述相位读出单元检测AC功率的过零点，并且在过零点之间输出相位检测信号。

26.如权利要求25所述的装置，其中所述相位控制单元使用从所述相位读出单元输出的相位检测信号，来输出相位控制信号。

27.如权利要求23所述的装置，其中所述控制器检查定影器的实际温度，以生成具有与该实际温度相对应的电压电平的温度检测信号，并且将该温度检测信号输出给相位控制信号。

28.如权利要求27所述的装置，其中所述相位控制单元生成与在控制器中存储的参考温度信号和由控制器输出的温度检测信号之间的差相对应的误差信号，比较所生成的误差信号和预定脉冲信号，并输出相位控制信号。

29.如权利要求23所述的装置，其中所述定影器包括加热辊和加压辊。

30.如权利要求23所述的装置，其中所述定影器控制单元包括第一开关单元、第二开关单元、限流单元、以及防噪单元。

31.如权利要求30所述的装置，其中所述防噪单元防止在第二开关单元的内压从0V改变为导通电压时的噪声。

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