CN101520664B - 加热器装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热器装置和图像形成装置。与过零信号上升同步，控制部输出加热器控制信号。响应该加热器控制信号，加热器驱动电路的开关元件(605)进行导通/断开的切换，当切换时在交流电源的输出电压中产生噪声，并因该噪声产生过零信号。为了防止加热器接收该错误的过零信号而进行动作，控制部在从加热器控制信号上升后的设定时间T之内，忽略过零信号上升。

Description

加热器装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及响应从交流电源输出的交流电压的过零点，对定影装置中的加热器进行导通/断开切换的加热器装置和图像形成装置。 

背景技术

打印机、复印机、传真机或具有这些功能的数码复合机等图像形成装置都具有定影装置，用于对纸上形成的调色剂像实施定影处理。该定影装置一般具有加热辊和加压辊，通过使纸经过两个辊之间的夹缝部，把调色剂像定影在纸上。 

在这种定影装置的加热辊内部设置有加热器，利用开关元件控制从交流电源向加热器的供电。即，利用开关元件对向加热器的供电进行导通/断开切换，以控制加热器的温度。在开关元件进行导通/断开切换时会产生开关噪声，这一点已为公众所知。为了避免该开关噪声的影响，在交流电源的输出为0时(过零点)，进行开关元件的导通/断开切换控制。 

可是若对加热辊的加热器这种大负荷进行开关控制，则会因噪声造成交流电源的输出发生变化。由于该交流电源的变化造成过零点被误检测，所以导致加热器控制产生故障。 

针对这种现象，在专利文献1中记载了一种控制技术，是在使用相位控制的定影装置中，对加热器的温度控制采用过零中断时刻和开关时刻一一对应的方式，即使在过零中断时刻和开关时刻之间有因噪声造成的过零中断也忽略不计。此外在专利文献2～5中记载的控制技术，是以过零中断为触发点设置忽略过零中断期间，对因噪声造成的过零中断忽略不计。 

专利文献1日本专利公报第3636254号 

专利文献2日本专利公开公报特开2002-272089号 

专利文献3日本专利公告公报特公平5-87844号 

专利文献4日本专利公告公报特公平7-72849号公报 

专利文献5日本专利公开公报特开平4-165954号 

可是，专利文献1所述的技术仅对相位控制有效，在不用相位控制对加热器进行温度控制的情况下，则不能忽略因噪声造成的过零点的误检测。 

此外，专利文献2～5所述的技术，每当过零中断达到一定次数发生决定占空比值的处理或多重中断的处理时，由于从过零中断到加热器的导通/断开的时间每次都不相同，所以在忽略过零中断期间内，加热器的导通/断开是不确定的。特别是在使用相位控制的情况下，有可能使因加热器导通/断开的噪声所造成的过零中断没有落入忽略过零中断期间。 

另外也可以考虑把忽略过零中断期间作为过零间隔的方法，但产生过零中断的间隔由于商用电源频率有50kHz和60kHz两种，为了使忽略过零中断期间对两种情况都有效，必须使用适当的值。例如，若设产生过零中断的间隔在50kHz时为10ms、在60kHz时为8.3ms，则可以把短的8.3ms设定为忽略过零中断期间。可是，这虽然对防止因振荡产生的误动作有效，但是在使用相位控制的情况下，有可能使因加热器导通/断开所产生的噪声造成的过零中断没有落入忽略过零中断期间。 

发明内容

为了解决以上所述的问题，本发明的目的在于提供一种能防止误动作的加热器装置和图像形成装置。 

本发明提供一种加热器装置，包括：加热器，由交流电源供电进行驱动；开关部，对从所述交流电源向所述加热器的供电进行导通或断开切换；过零信号输出部，响应从所述交流电源输出的交流电压的过零点，输出过零信号；控制部，响应所述过零信号，将使所述开关部进行所述导通或断开切换的控制信号输出到所述开关部，并控制所述开关部的切换；其中，所述控制部能选择接受输入过零信号的过零中断请求状态，以及不接受输入过零信号的解除过零中断请求状态，所述控制部，在根据所述控制信号使所述开关部进行所述导通或断开切换后的预定时间期间，选择所述解除过零中断请求状态，通过在所述预定时间内，不接受 输出的所述过零信号，不向所述开关部输出响应该过零信号的所述控制信号，而在经过所述预定时间后，选择所述过零中断请求状态。 

本发明还提供一种图像形成装置包括：图像形成部，在记录介质上形成图像；加热器，由交流电源供电进行驱动；定影部，具有加热辊和加压辊，所述加热辊利用从所述加热器提供的热量来加热由所述图像形成部形成图像后的记录介质，所述加压辊按压所述加热辊，所述定影部利用所述加热辊和所述加压辊形成的夹缝，把所述记录介质上的调色剂像定影在该记录介质上；开关部，对从所述交流电源向所述加热器的供电进行导通或断开切换；过零信号输出部，响应从所述交流电源输出的交流电压的过零点，输出过零信号；以及控制部，响应所述过零信号，将使所述开关部进行所述导通或断开的切换的控制信号输出到该开关部，并控制所述开关部的切换，所述控制部能选择接受输入过零信号的过零中断请求状态，以及不接受输入过零信号的解除过零中断请求状态，所述控制部，在根据所述控制信号来使所述开关部进行所述导通或断开切换后的预定时间期间，选择所述解除过零中断请求状态，通过在所述预定时间内，不接受输出的所述过零信号，不对所述开关部输出响应该过零信号的所述控制信号，而在经过所述预定时间后，选择所述过零中断请求状态。 

按照这些发明，通过在从开关部进行导通或断开切换后的预定时间内，不接受输出的过零信号，不管加热器的驱动控制是否是相位控制，都可以可靠地忽略因开关元件进行导通/断开切换产生噪声所导致的过零信号，从而可以防止加热器的误动作。 

在所述的加热器装置中优选的是，所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号，所述开关部响应所述控制信号，进行所述导通或断开的切换。 

在所述的图像形成装置中优选的是，所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号，所述开关部响应所述控制信号，进行所述导通或断开的切换。 

按照这些发明，通过控制部在输出控制信号后的预定时间内，不接受输出的过零信号，可以可靠地忽略因开关元件进行导通/断开切换产生噪声所导致的过零信号，从而可以防止加热器的误动作。 

在所述的加热器装置中另外优选的是，所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起到所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开切换之前所需要的预先测定的时间以内，不接受输出的所述过零信号，所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开的切换。 

在所述的图像形成装置中另外优选的是，所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起到所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开切换之前所需要的预先测定的时间以内，不接受输出的所述过零信号，所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开的切换。 

按照这些发明，由于控制部在从输出该控制信号时到所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开的切换之前所需要的预先测定的时间内，不接受输出的所述过零信号，所以可以可靠地忽略因开关元件进行导通/断开切换产生噪声所导致的过零信号，从而可以防止加热器的误动作。 

在所述的加热器装置中另外优选的是，所述开关部在进行所述导通或断开的切换时，向所述控制信号输出通知信号，所述控制部在从输入所述通知信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号。 

在所述的图像形成装置中另外优选的是，所述开关部在进行所述导通或断开的切换时，向所述控制信号输出通知信号，所述控制部在从输入所述通知信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号。 

按照这些发明，由于控制部在接收到表示开关部进行导通或断开切换的通知信号后的预定时间内，不接受输出的过零信号，所以可以可靠地忽略因开关元件进行导通/断开切换产生噪声所导致的过零信号，从而可以防止加热器的误动作。 

附图说明

图1是复印机的简图。 

图2是表示加热器装置的电结构的框图。 

图3是在没有产生因开关造成的向交流电源输出的噪声时，过零信号和加热器控制信号的时序图。 

图4是在产生了因开关造成的向交流电源输出的噪声时，过零信号和加热器控制信号的时序图。 

图5A是实际测量的过零信号和加热器控制信号，图5B是把图5A中用箭头Y1表示的噪声放大后的曲线图。 

图6是本实施方式的复印机的加热器装置中的过零信号和加热器控制信号的时序图。 

具体实施方式

参照附图对本发明的加热器装置和图像形成装置的实施方式进行说明。在本实施方式中，本发明的图像形成装置以复印机为例，并且以该复印机的加热器装置为例对本发明的加热器装置进行说明。除此之外，只要是具有利用对纸上形成的调色剂像进行加热使其定影的定影装置的电子照相方式的图像形成装置即可，也可以是传真机、打印机等或具有扫描仪、传真机、打印机的功能的数码复合机。 

图1是复印机1的简图。复印机1包括：读取原稿的图像的图像读取部100；储存并提供纸P的供纸部200；从供纸部200延伸的纸P的输送路径200t；图像形成部300，设置在输送路径200t上，在输送来的纸P上形成基于图像读取部100所读取的图像的调色剂像；定影装置400，对在图像形成部300中形成调色剂像的纸P进行定影处理；以及出纸部200d，把在定影装置400中实施了定影处理的纸P排出。 

图像形成部300通过向带电的感光鼓照射根据图像读取部100所读取的图像的光，在感光鼓上形成静电潜影。从显影装置向该感光鼓提供调色剂，使调色剂像显影，通过把该调色剂像转印到纸P上，在纸P上形成调色剂像。 

定影装置400具有加热辊41和加压辊42。利用使纸P通过加热辊 41和加压辊42的夹缝部，实施加热-加压处理，把调色剂像定影在纸P上。在加热辊41中设置有由交流电源供电而放热的加热器401。 

图2是表示具有加热器401的加热器装置600结构的框图。加热器装置600包括加热器401、交流电源500、加热器驱动电路601、变压器602、过零信号生成电路603和控制部604。 

交流电源500由商用电源通过插座等输入电，向复印机1的各功能部供电。加热器驱动电路601得到从交流电源500提供的交流电，驱动加热器401。该加热器驱动电路601用开关元件605构成，开关元件605根据从控制部604输出的加热器控制信号进行导通/断开的切换。通过对开关元件605进行导通/断开的切换，在交流电源500向加热器401的供电状态和停止供电状态之间进行切换。 

变压器602把交流电源500的输出电压降低，并向过零信号生成电路603输出。过零信号生成电路603检测在从变压器602输出的输出信号中通过的0V，并输出过零信号。 

控制部604由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等构成，根据输入的指示信号等读出存储的程序，执行处理，进行向各功能部输出指示信号、传递数据等，对复印机1进行统一控制。特别是在加热器装置600中，响应从过零信号生成电路603输出的过零信号，向加热器驱动电路601输出加热器控制信号。根据该加热器控制信号，对加热器驱动电路601的开关元件605进行导通/断开的切换，从而对加热器401进行导通/断开的切换。 

图3是在没有产生因开关造成的向交流电源输出的噪声(正常动作时)时，过零信号和加热器控制信号的时序图。在加热器控制信号中，高电平时由加热器驱动电路601向加热器401供电，加热器401为导通状态(放热状态)，低电平时加热器401为断开状态。 

在初始状态下，控制部604处于过零中断请求状态，换句话说，控制部604处于接受根据输入过零信号执行中断处理的状态。并且与在时间t11过零信号上升同步，具体说，以过零信号上升为触发点在规定时间内，控制部604暂时解除过零中断请求。换句话说，控制部604在输 入过零信号后到执行中断处理完成前，忽略(禁止)过零信号的输入。 

与过零信号上升同步，控制部604暂时解除过零中断请求，并且向加热器驱动电路601输出加热器控制信号(时间t12)。由此加热器401处于导通状态。与加热器控制信号的输出同步，控制部604重新处于请求过零中断状态。然后与时间t13的过零信号上升同步，控制部604暂时解除过零中断请求，并且向加热器驱动电路601输出加热器控制信号(时间t14)。由此加热器401处于断开状态。这样，与过零信号上升同步，控制部604输出加热器控制信号，加热器驱动电路601接受该加热器控制信号的输入，可以进行加热器401导通/断开的切换。 

图4是在产生因开关造成的向交流电源输出的噪声时，过零信号和加热器控制信号的时序图。与图3相同，在初始状态下，控制部604处于过零中断请求状态(图4中所示的请求A)。然后与时间t21的过零信号上升同步，控制部604暂时解除过零中断请求(图4中所示的解除B)，并向加热器驱动电路601输出加热器控制信号(时间t22)。由此加热器401处于导通状态。与加热器控制信号的输出同步，控制部604重新处于过零中断请求状态(请求C)。 

可是，在利用加热器驱动电路601的开关元件605使加热器401从断开切换到导通的时候，如果在交流电源500的输出电压中产生噪声，则有时过零信号生成电路603误检测噪声的过零点，并输出错误的过零信号。例如在时间t22加热器401处于导通状态的时刻，因在交流电源500的输出电压中产生噪声，过零信号暂时变为低电平，当控制部604处于过零中断请求状态(请求C)时，如果过零信号上升(时间t23)，则与该过零信号上升同步，控制部604暂时解除该过零中断请求(解除D)，并且向加热器驱动电路601输出加热器控制信号(时间t24)，所以加热器401处于断开状态。 

图5是表示实际测定的曲线图。图5A是实际测定的过零信号和加热器控制信号，在图5A中，与过零信号上升同步，加热器控制信号上升，加热器401处于导通状态。在此，当加热器401从导通向断开切换时，产生了用箭头Y1表示的噪声。图5B是把用箭头Y1表示的噪声放大后的曲线图。加热器控制信号刚切换到导通后，过零信号因噪声下降，此 后在1.6μs内上升。控制部604根据输入的该上升信号，识别出产生了过零中断，对加热器控制信号进行从导通向断开的切换处理。此后产生的用箭头Y2表示的噪声，由于噪声电平小，所以控制部604识别不出产生了过零中断，不进行中断处理。 

在电源频率为50kHz的情况下，由于过零信号以10ms间隔产生，加热器401最长连续10ms为导通状态。可是如图4所示，如果因噪声产生过零信号，则加热器401的导通状态仅持续160μs左右。当产生噪声使过零点被误检测的情况下，与加热器401正常动作的情况相比，加热器401的加热时间变短，加热辊41的温度不升高，会引起定影不良等。相反，如果与正常动作的情况相比，加热器401的加热时间变长，则会导致电耗增加或加热器401提早劣化等不利情况。 

所以本实施方式采用了如下方案：不把控制部604的解除过零中断请求的状态设在以输入过零信号为触发点之后的规定时间以内，而是通过把从输入过零信号执行中断处理(输出加热器控制信号或开关元件605进行导通/断开切换时)到预定时间(下面称为“设定时间T”)的期间设为解除过零中断请求的状态，这样可以可靠地忽略因噪声输出的过零信号。 

下面用图6进行详细说明。图6是在本实施方式的复印机1的加热器装置600中，过零信号和加热器控制信号的时序图。与图3相同，在初始状态下，控制部604处于过零中断请求状态(图6中所示的请求P)。然后与在时间t31的过零信号上升同步，控制部604暂时解除过零中断请求(图6中所示的解除Q)，并且向加热器驱动电路601输出加热器控制信号(时间t32)。由此加热器401处于导通状态。其中解除Q与图4所示的解除B的期间相同，是由控制部604预先设计的解除期间，即，在执行中断处理的过程中不接受中断信号。 

以往，与加热器控制信号的输出同步，解除Q的期间结束后，就处于过零中断请求状态，但是本实施方式中控制部604从输出加热器控制信号到设定时间T的期间内，仍处于解除过零中断请求的状态(解除R)。即，由于利用输出加热器控制信号进行加热器驱动电路601的开关元件605的导通/断开切换，所以在交流电源500的输出电压中有可能产生噪 声。为了忽略因该噪声造成的错误的过零信号，在从输出加热器控制信号到设定时间T的期间内，忽略输入的过零信号。 

在加热器401从断开向导通切换的时刻，在交流电源500的输出电压中产生噪声，在时间t33过零信号暂时变成低电平，在时间t34过零信号再次上升。可是由于控制部604是解除过零中断请求的状态(解除R)，所以不接受该过零信号上升。因此，由于控制部604与时间t34的过零信号上升同步，不进行加热器控制信号的切换，所以加热器401保持导通状态。然后经过设定时间T后，控制部604再次变成过零中断请求状态(请求S)，与下一个时间t35的过零信号上升同步，加热器401变成断开状态。 

此外，设定时间T的设定方法可以由从加热器控制信号上升在什么时刻因噪声产生过零信号来决定。例如根据图5所示的实际测定的曲线图，由于加热器控制信号上升1.6μs后，因噪声使过零信号上升，所以为了忽略该信号上升，设定时间T可以采用2.0μs左右。 

如上所述，通过以输出加热器控制信号的时刻为触发点，决定过零中断请求的解除期间，无论加热器的驱动控制是不是相位控制，都可以可靠地忽略因响应加热器控制信号对开关元件605进行导通/断开切换产生噪声所导致的过零信号，能够防止加热器401的误动作。 

在本实施方式中，采用控制部604输出加热器控制信号后的设定时间T内作为过零请求的解除期间，但也可以把从加热器驱动电路601接受加热器控制信号后开关元件605实际进行导通/断开切换时刻的设定时间T内，作为过零请求的解除期间。在这种情况下，要预先设定从控制部604输出加热器控制信号后到开关元件605进行导通/断开切换的时间，可以用该测定时间决定设定时间T。或者在开关元件605进行导通/断开切换的同时，从加热器驱动电路601输出通知信号(图2中的虚线)，以该通知信号为触发点，作为控制部604过零请求解除期间的开始。 

Claims (8)

1.一种加热器装置，其特征在于包括：

加热器，由交流电源供电进行驱动；

开关部，对从所述交流电源向所述加热器的供电进行导通或断开切换；

过零信号输出部，响应从所述交流电源输出的交流电压的过零点，输出过零信号；

控制部，响应所述过零信号，将使所述开关部进行所述导通或断开切换的控制信号输出到所述开关部，并控制所述开关部的切换；其中，

所述控制部能选择接受输入过零信号的过零中断请求状态，以及不接受输入过零信号的解除过零中断请求状态，

所述控制部，在根据所述控制信号使所述开关部进行所述导通或断开切换后的预定时间期间，选择所述解除过零中断请求状态，通过在所述预定时间内，不接受输出的所述过零信号，不向所述开关部输出响应该过零信号的所述控制信号，而在经过所述预定时间后，选择所述过零中断请求状态。

2.根据权利要求1所述的加热器装置，其特征在于，

所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号，

所述开关部响应所述控制信号，进行所述导通或断开的切换。

3.根据权利要求1所述的加热器装置，其特征在于，

所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起到所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开切换之前所需要的预先测定的时间以内，不接受输出的所述过零信号，

所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开的切换。

4.根据权利要求1所述的加热器装置，其特征在于，

所述开关部在进行所述导通或断开的切换时，向所述控制信号输出通知信号，

所述控制部在从输入所述通知信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号。

5.一种图像形成装置，其特征在于包括：

图像形成部，在记录介质上形成图像；

加热器，由交流电源供电进行驱动；

定影部，具有加热辊和加压辊，所述加热辊利用从所述加热器提供的热量来加热由所述图像形成部形成图像后的记录介质，所述加压辊按压所述加热辊，所述定影部利用所述加热辊和所述加压辊形成的夹缝，把所述记录介质上的调色剂像定影在该记录介质上；

开关部，对从所述交流电源向所述加热器的供电进行导通或断开切换；

过零信号输出部，响应从所述交流电源输出的交流电压的过零点，输出过零信号；以及

控制部，响应所述过零信号，将使所述开关部进行所述导通或断开切换的控制信号输出到所述开关部，并控制所述开关部的切换，

所述控制部能选择接受输入过零信号的过零中断请求状态，以及不接受输入过零信号的解除过零中断请求状态，

所述控制部，在根据所述控制信号来使所述开关部进行所述导通或断开切换后的预定时间期间，选择所述解除过零中断请求状态，通过在所述预定时间内，不接受输出的所述过零信号，不向所述开关部输出响应该过零信号的所述控制信号，而在经过所述预定时间后，选择所述过零中断请求状态。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，

所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号，

所述开关部响应所述控制信号，进行所述导通或断开的切换。

7.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，

所述控制部响应所述过零信号，向所述开关部输出所述控制信号，在从输出该控制信号时起到所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开切换之前所需要的预先测定的时间以内，不接受输出的所述过零信号，

所述开关部响应所述控制信号进行所述导通或断开的切换。

8.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，

所述开关部在进行所述导通或断开的切换时，向所述控制信号输出通知信号，

所述控制部在从输入所述通知信号时起的所述预定时间以内，不接受输出的所述过零信号。

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