JP2001312179A - ヒータ制御装置及びそのヒータ電流制御方法 - Google Patents

ヒータ制御装置及びそのヒータ電流制御方法

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JP2001312179A JP2000132032A JP2000132032A JP2001312179A JP 2001312179 A JP2001312179 A JP 2001312179A JP 2000132032 A JP2000132032 A JP 2000132032A JP 2000132032 A JP2000132032 A JP 2000132032A JP 2001312179 A JP2001312179 A JP 2001312179A
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resistor
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Hisakatsu Omotani
寿克 重谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相制御手段及び複数の定着ヒータを使用す
ることがないうえ、定着ヒータに対する電力の利用効率
の悪化及び突入電流の発生を防止できるヒータ制御装置
及びヒータ制御方式を提供する。 【解決手段】 電源から制御回路を介して定着ヒータに
電圧を印加するヒータ制御装置において、定着ヒータに
直列に接続した突入電流抑制用の第1抵抗と第1リレー
素子と電流検知素子及び前記第1抵抗に並列に接続した
突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素子とを備え、
電源投入後に前記第1リレー素子がONして前記定着ヒ
ータ並びに第1抵抗が通電した際に電流検知素子に流れ
る電流を検知すると第2リレー素子がONして第2抵抗
に電流が流れることにより、通電時に発生する突入電流
を1次、2次に制御する時に発生する突入電流を1次、
2次に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は複写機、レーザビ
ームプリンタ、ファクシミリ等の定着ヒータを有する電
子写真方式の画像形成装置における定着ヒータのヒータ
制御装置及びそのヒータ電流制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば(1)「特開平6-2426
44号公報」及び「特開平9-106215号公報」等では定着ヒ
ータを具備した電子写真方式の複写機やプリンタ等の画
像形成装置においては定着ヒータへの電流を位相制御す
ることにより「突入電流」を防止する定着ヒータの電流
制御方法に関する技術が開示されている。この方法は定
着ヒータへの通電/非通電の切替えを行うトライアック
のゲート側に位相制御回路を設け、通電の初期時から徐
々にゲート信号の位相角を変化させると共に、交流電源
から通電される電流を徐々に変化させることにより、定
着ヒータにかかる電圧が一瞬のうちに変化することがな
いようにするものである。また、例えば(2)「特開平
5-324101号公報」及び「特開平9-244466号公報」等では
複数の定着ヒータを用いることにより突入電流や高調波
電流によるノイズを抑止する技術が開示されている。こ
のような複数の定着ヒータを有するヒータ電流制御方法
の場合には、電源投入後に複数の定着ヒータへの通電を
時分割制御することにより、突入電流や高調波ノイズを
低減することができる。また、例えば(3)「特開平10
-55121号公報」では定着ヒータに対して直列に突入電流
抑制用の抵抗を接続することにより、この定着ヒータへ
の通電時に突入電流を小さく制御する技術が開示されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来例の(1)〜(3)の場合には、以下のような問題が
ある。すなわち、(1)における位相制御回路を用いて
トライアックへ出力するゲート信号の位相角を徐々に変
化させる方法の場合には、位相角の制御を行う際に位相
制御回路から高調波ノイズが発生し、このノイズの影響
で装置内の他の回路や機器に悪影響が及ぼされてしまう
という問題がある。また、(2)の場合には定着ヒータ
への突入電流以外にも高調波ノイズの発生が低減される
が、その反面この方法では複数の定着ヒータを使用する
ことになるため制御装置自体が一回り大きなものとな
り、部品点数の面でコストアップが生じる原因となる。
また、(3)の場合には突入電流を抑制するための抵抗
は定着ヒータの通電開始直後には、この突入電流を抑制
する効果を発揮するが、これらの抵抗がヒータ制御回路
に接続されたままであるため定常動作時にも、各抵抗側
に電圧が印加され続けることとなる。この結果、各抵抗
への電圧印加により定着ヒータに印加される電圧は小さ
くなるため、定着ヒータがターゲット温度に達するまで
の時間が長くなるという問題が生じ、電力の利用効率と
しては極めて悪いものとなる。
【0004】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来のヒータ制御装置及びそのヒータ電流制御方法のもつ
問題を解消し、位相制御手段を用いることなく、また複
数の定着ヒータを使用せず、さらに定着ヒータにかかる
電力の利用効率を悪くすることなく、ヒータへの突入電
流の発生を防止することができるヒータ制御装置及びそ
のヒータ電流制御方法を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、電源から制御回路を介して定
着ヒータに電圧を印加するヒータ制御装置において、定
着ヒータに直列に接続した突入電流抑制用の第1抵抗と
第1リレー素子と電流検知素子及び前記第1抵抗に並列
に接続した突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素子
とを備え、電源投入後に第1リレー素子がONして前記
定着ヒータ並びに第1抵抗が通電した際に電流検知素子
に流れる電流を検知すると第2リレー素子がONして第
2抵抗に電流が流れることにより、通電時に発生する突
入電流を1次、2次に制御することを特徴とするもので
ある。このため、定着ヒータに直列に接続した突入電流
抑制用の第1抵抗及びそれに並列に接続した突入電流抑
制用の第2抵抗により、定着ヒータに通電した際に発生
する突入電流を1次、2次に制御することが可能になる
ため、突入電流を従来よりもはるかに小さくすることが
できる。また、突入電流抑制用の第1抵抗に並列に接続
する突入電流抑制用の第2抵抗はタイマ制御によって通
電させることにより、回路の規模(構成)がコンパクト
なものとすることができるうえ、突入電流発生時のCP
Uの制御は複雑な制御を必要としないものとなる。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明のヒータ制御装置に
おける第1実施形態を示す構成図である。図1に示すよ
うに、装置A本体は商用電源1に接続されており、定着
ヒータ2、サーミスタ10、リレー素子3,6、抵抗4,
7、電流検知回路5、トライアック8、温度制御回路9
とがそれぞれ結線して構成されている。ここで、サーミ
スタ10は内蔵している抵抗によって定着ヒータ2の温度
を電圧変換するための温度検出部を有し、温度制御回路
9は内部にコンパレータを内蔵しており、サーミスタ10
から送信される定着ヒータ2の温度情報とコンパレ−タ
に予め設定されているターゲット温度とを比較する機能
を有すると共に、CPU(不図示)からの制御信号を受
信してリレー素子3,6やトライアック8のON/OF
Fを行う機能を有する。また、電源の未投入時ではトラ
イアック8及びリレー素子3,6はオープン(OFF)
の初期状態に設定されている。そして、後述するように
抵抗4,7は本発明の特徴である定着ヒータ2が通電し
た際の突入電流を抑制する機能を果たすものである。
【0007】以下、本発明のヒータ制御装置における機
能及び作用を説明する。すなわち、上述のような構成に
おいて、電源の投入時(ON)にはCPUにより「初期
設定処理」が実行され、この「初期設定処理」の1つと
して定着ヒータ2を所定温度まで過熱するために、CP
Uから温度制御回路9に対して制御信号が出力される。
温度制御回路9は制御信号を受けてゲート信号を出力
し、先ずリレー素子3をONにする。この時、温度制御
回路9はトライアック8にもゲート信号を出力してお
り、これによりトライアック8はOFFのままとなって
いる。また、この電源投入直後においてはリレー素子6
もOFFのままである。すなわち、電源投入直後におい
ては定着ヒータ2と抵抗4及び電流検知回路5を結ぶ経
路だけが通電することとなる。このため、この電源投入
後の通電開始時においては定着ヒータ2の抵抗値は温度
が低いために低い値となっている。そのため、突入電流
(以下、この時に発生する突入電流を『第1次の突入電
流』とする。)が発生するが、この時の第1次の突入電
流は本発明における抵抗4の作用効果により、その値は
抵抗がない場合と比べて抑制された低い値となる。
【0008】次に、電流検知回路5に電流が流れたこと
が検知されると、その検知信号を受けてリレー素子6の
ONが行われる。そして、この時には定着ヒータ2と抵
抗7を結ぶ経路が通電経路として加わるため、ここで新
たな突入電流(以下、この時発生する突入電流を『第2
次の突入電流』とする。)が発生する。ところが、この
時点では抵抗4及び抵抗7は並列に接続されているた
め、その合成抵抗値は各抵抗4,7の抵抗値よりも小さ
い値になる。この結果、この時に発生した第2次の突入
電流は前記第1次の突入電流よりもやや高い電流値とな
る。その後、上述した各抵抗4,7の並列接続された経
路が通電されることによって定着ヒータ2は温度が上昇
し、やがて所望の温度に到達する。この状態をサーミス
タ10が検知して、その信号を温度制御回路9に送ると、
上述した機能により温度制御回路9はリレー素子3をO
FFし、トライアック8をONする。これによって、各
抵抗4,7は通電経路から切り離されることとなり定着
ヒータ2とトライアック8を結ぶ経路だけが通電するこ
とになる。
【0009】そして、定着ヒータ2はいったん所望の温
度に到達した後はトライアック8による「ON/OFF
制御」によりターゲット温度付近(設定温度)で所定の
温度を保つように制御される。このように、定着ヒータ
2への通電開始後に2個の突入電流抑制用の抵抗4,7
の効果により発生する突入電流を第1次と第2次の2つ
に分割して制御することが可能になり、しかも突入電流
抑制用の抵抗が従来の1個の場合と比較するとその値は
はるかに小さいものとなる。また、第2次の突入電流は
第1次の突入電流が発生した後にリレー素子3,6が共
にONして発生するものであるためCPUによる複雑の
制御を用いる必要がなくなる。さらに、定着ヒータ2が
所望の温度に到達した後は各抵抗4,7はヒータ制御回
路から切り離されて、その後は従来のトライアック8に
よる「ON/OFF制御」が行われる制御方法となるた
め、従来のように突入電流抑制用の抵抗に対して電圧が
継続した印加が行われることはなく、電力の利用効率が
従来よりも良好のものとなる。その結果、定着ヒータ2
がターゲット温度に到達するまでの時間も従来に比べて
はるかに小さいものとすることができる。図2は本発明
により発生する第1次及び第2次の突入電流の推移を示
す状態図である。この図2では横軸に時間を縦軸に電流
値の大きさがそれぞれ表されている。そして、この図2
に示すように発生する第1次及び第2次の突入電流は時
間の経過に伴って徐々にその電流値が減少することがわ
かる。
【0010】ここで、上述した実施例では電源投入時の
動作について記述したが、スタンバイ時において定着ヒ
ータ2が通電されていない状態から通電が開始される状
態においても同様の動作が行われることはいうまでもな
い。また、第1実施形態において最初に通電が開始され
る信号となるリレー素子3であるがこれはトライアック
8に置換えることも可能である。
【0011】次に、図3は本発明によるヒータ制御装置
の第2実施形態を示している。ここで、図1に示した第
1実施形態では電流検知回路5の機能によってリレー素
子6がONして第2次の突入電流が発生する構成になっ
ているが、電流検知回路5は一般には整流回路などで構
成されるために回路規模が大きくなってしまうなどの問
題がある。そこで、このような問題を解決する手段とし
て「タイマ制御」等により第1次の突入電流が発生した
後、一定時間経過後にリレー素子6をONさせる方式が
考えられる。そして、この第2実施形態では「タイマ制
御」を行うことに特徴があり第1実施形態における電流
検知回路5の構成がないこと以外は基本的には同じ回路
構成である。すなわち、この第2実施形態では、上述し
た第1実施形態と同様に通電開始時にはリレー素子3が
ONとなり第1次の突入電流が発生する。そして、リレ
ー素子3がONしたことを検知するとCPU内のタイマ
が動作を開始し、一定時間が経過するとCPUから温度
制御回路9へ制御信号が出力される。この温度制御回路
9は制御信号を受けてゲート信号を出力してリレー素子
6をONにすることによって第2次の突入電流が発生す
る。以後の動作は、上述の第1実施形態と同様である。
このように第2実施形態では電流検知回路5(図1)を
必要としないため、回路規模を小さく抑えることがで
き、しかも第1実施形態とほぼ同様の効果を実現するこ
とが可能になる。また、第2次の突入電流は第1次の突
入電流が発生した後にCPUのタイマによる制御だけで
発生させるものであり、これにより複雑な制御を必要と
しないという長所がある。
【0012】
【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項1に記載の発明は電源から制御回路を介して定着ヒー
タに電圧を印加するヒータ制御装置において、定着ヒー
タに直列に接続した突入電流抑制用の第1抵抗と第1リ
レー素子と電流検知素子及び前記第1抵抗に並列に接続
した突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素子とを備
えるので、定着ヒータに直列に接続した突入電流抑制用
の第1抵抗及びそれに並列に接続した突入電流抑制用の
第2抵抗により、定着ヒータに通電した際に発生する突
入電流を1次、2次に制御することが可能になる。その
結果、突入電流を従来よりもはるかに小さくすることが
できるという効果がある。また、請求項2に記載の発明
は電源から制御回路を介して定着ヒータに電圧を印加す
るヒータ制御装置において、定着ヒータに直列に接続し
た突入電流抑制用の第1抵抗と第1リレー素子と電流検
知素子及び前記第1抵抗に並列に接続した突入電流抑制
用の第2抵抗と第2リレー素子とを備え、電源投入後に
第1リレー素子がONして前記定着ヒータ並びに第1抵
抗が通電した際に電流検知素子に流れる電流を検知する
と第2リレー素子がONして第2抵抗に電流が流れるこ
とにより、通電時に発生する突入電流を1次、2次に制
御するので、定着ヒータに直列に接続した突入電流抑制
用の第1抵抗及びそれに並列に接続した突入電流抑制用
の第2抵抗により、定着ヒータに通電した際に発生する
突入電流を1次、2次に制御することが可能になる。そ
の結果、突入電流を従来よりもはるかに小さくすること
ができるという効果がある。
【0013】また、請求項3に記載の発明は請求項2に
記載の発明において定着ヒータと直列に接続した突入電
流抑制用の第1抵抗と第1リレー素子及び前記第1抵抗
に並列に接続した突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレ
ー素子を備え、電源投入後に前記第1リレー素子がON
して前記定着ヒータ並びに第1抵抗が通電した後に一定
時間が経過すると前記第2リレー素子がONして前記第
2抵抗に電流が流れることにより、通電時に発生する突
入電流を1次、2次に制御するので、突入電流抑制用の
第1抵抗に並列に接続する突入電流抑制用の第2抵抗は
タイマ制御によって通電させることにより、回路の規模
(構成)がコンパクトなものとなるため、コスト削減に
寄与できるという効果がある。また、突入電流発生時の
CPU等の制御はタイマ制御によるものだけであり、そ
れ以上の複雑な制御を必要としない。また、請求項4に
記載の発明は請求項2に記載の発明において定着ヒータ
へ通電した後に定着ヒータが所望の温度に到達すると前
記第1、第2抵抗がヒータ制御回路から切り離されるの
で、定着ヒータが所望の温度に到達した後は突入電流抑
制用の第1、第2抵抗がヒータ制御回路から切り離され
ることにより、定常動作時においてこれらの抵抗により
電力効率が悪化することなく、従来通りの効率で定着ヒ
ータを制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のヒータ制御装置における第1実施形態
を示す構成図である。
【図2】本発明における第1次及び第2次の突入電流の
推移を示す状態図である。
【図3】本発明のヒータ制御装置における第2実施形態
を示す構成図である。
【符号の説明】
A ヒータ制御装置 1 商用電源 2 定着ヒータ 3,6 リレー素子 4,7 抵抗 5 電流検知回路 8 トライアック 9 温度制御回路 10 サーミスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA41 BA25 BA30 BB18 CA07 CA27 CA48 3K058 AA27 AA29 AA46 BA18 CA04 CA16 CA61 CB02 CB10 CE25 CE28 DA01 GA06 5H323 AA35 AA36 CA06 CB02 DB04 FF03 GG04 HH02 KK05 MM02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源から制御回路を介して定着ヒータに
    電圧を印加するヒータ制御装置において、定着ヒータに
    直列に接続した突入電流抑制用の第1抵抗と第1リレー
    素子と電流検知素子及び前記第1抵抗に並列に接続した
    突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素子とを備える
    ことを特徴とするヒータ制御装置。
  2. 【請求項2】 電源から制御回路を介して定着ヒータに
    電圧を印加するヒータ制御装置において、定着ヒータに
    直列に接続した突入電流抑制用の第1抵抗と第1リレー
    素子と電流検知素子及び前記第1抵抗に並列に接続した
    突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素子とを備え、
    電源投入後に第1リレー素子がONして前記定着ヒータ
    並びに第1抵抗が通電した際に電流検知素子に流れる電
    流を検知すると第2リレー素子がONして第2抵抗に電
    流が流れることにより、通電時に発生する突入電流を1
    次、2次に制御することを特徴とするヒータ電流制御方
    法。
  3. 【請求項3】 定着ヒータと直列に接続した突入電流抑
    制用の第1抵抗と第1リレー素子及び前記第1抵抗に並
    列に接続した突入電流抑制用の第2抵抗と第2リレー素
    子を備え、電源投入後に前記第1リレー素子がONして
    前記定着ヒータ並びに第1抵抗が通電した後に一定時間
    が経過すると前記第2リレー素子がONして前記第2抵
    抗に電流が流れることにより、通電時に発生する突入電
    流を1次、2次に制御することを特徴とする請求項2に
    記載のヒータ電流制御方法。
  4. 【請求項4】 前記定着ヒータへ通電した後に定着ヒー
    タが所望の温度に到達すると前記第1、第2抵抗がヒー
    タ制御回路から切り離されることを特徴とする請求項2
    に記載のヒータ電流制御方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011115301A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
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