JP2002268443A - 印刷装置のヒーター駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子写真式印刷装置において、ヒーター駆動ラ
インに設けている電磁式リレーの接点保護を行うことを
目的とする。 【解決手段】記録材上のトナー像を加熱定着するための
熱源となるヒーターを駆動する印刷装置のヒーター駆動
制御装置において、交流電源１を整流する整流手段３
と、該整流手段によって整流された電源をスイッチング
するスイッチング手段と、該スイッチング手段のスイッ
チング比を制御する制御手段とを有し、ヒーター４のオ
フ手段を複数設けることにより、ヒーターのオフ時の制
御を行うことを特徴とする印刷装置のヒーター駆動制御
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタや複写機などの電子写真方式の印刷装置のヒーター
駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式印刷装置において従来行われ
ている高調波電流抑制、突入電流抑制、フリッカ抑制の
機能を有するヒーター駆動制御方式を図２を用いて説明
する。

【０００３】ヒーター駆動回路２４の負荷として接続さ
れているヒーターランプ４は、用紙上にトナー像を加熱
定着するヒートロール内部に実装されており、一般にハ
ロゲンランプが使用されている。

【０００４】印刷装置では、ＪＡＭ用紙の除去や、消耗
品交換の際にオペレータは装置前面あるいは側面に設け
られたカバーを開けて、装置内部にアクセスして操作を
行う必要がある。その際に感電事故等を防止するため、
カバーが開けられた時はヒーターランプ４への給電を遮
断している。

【０００５】給電の遮断は、カバー開閉時に動作する複
数接点を有するスイッチ１６により、ヒーター駆動回路
２４に給電している交流電源１に、直列に接続された電
磁式リレー２の励磁コイルへの給電を遮断し、電磁式リ
レー２の接点を開放するインタロック回路により行われ
ている。

【０００６】また、カバーが開いたことをカバー開閉検
出回路１８により検出し、ヒーター駆動回路２４へヒー
ターランプオンオフ制御回路１７からオフ信号が発せれ
る。

【０００７】通常、印刷は装置のカバーを閉めた状態で
のみ行われ、この時には電磁式リレー２の接点が閉じ、
ヒーター駆動回路２４に交流電源１が供給されている。

【０００８】ヒーターランプ４には、ヒーター駆動回路
２４内に設けられた整流器３によって、整流された電圧
が印加されており、駆動素子のＩＧＢＴ６のオンオフに
よる直流駆動で点灯，消灯が行われている。

【０００９】ヒーターランプオンオフ制御回路１７よ
り、ヒーターのオン信号がヒーター駆動回路２４に入力
されると、ホトカプラ１１で受信され、電圧比較器反転
入力端子電圧制御回路１９が動作し、コンデンサ１３に
は抵抗２３を介して充電が行われ、電圧比較器１０の反
転入力端子にはＤＣＤＣコンバータ８で生成された電源
電圧まで上昇する。

【００１０】一方、電圧比較器１０の非反転入力端子に
は、三角波発生回路９の出力端子が接続されており、電
圧比較器１０の出力は、三角波発生回路９の出力電圧が
高い時に、ヒーターランプ４の駆動素子のＩＧＢＴ６が
オフし、逆に、低い時はＩＧＢＴ６がオンするように、
スイッチング動作し、徐々にＩＧＢＴ６のオンデューテ
ィが上昇するように、ＩＧＢＴゲート駆動回路７に入力
される。

【００１１】ＩＧＢＴゲート駆動回路７は、電圧比較器
１０の出力に応じ、ＩＧＢＴ６がオンオフするように制
御している。

【００１２】ある一定時間後は、電圧比較器１０の反転
入力端子電圧が非反転入力端子電圧の三角波のピーク電
圧を超えるため、ＩＧＢＴ６のスイッチング動作は行わ
れず、常時導通状態となる。

【００１３】一方、ヒーターランプ４をオフする時は、
ヒーターランプオンオフ制御回路１７よりヒーターのオ
フ信号がヒーター駆動回路２４に入力され、オフ動作を
開始する。

【００１４】オフ動作は、トランジスタ２１がオンする
ことにより電圧比較器１０の反転入力端子電圧が抵抗１
４を介して徐々に放電され、０Ｖに近づく。

【００１５】電圧比較器１０の反転入力端子電圧が徐々
に低下することにより、ヒーターランプ４のオン時とは
逆に、徐々にＩＧＢＴ６のオンデューティが小さくなる
よう、ＩＧＢＴゲート駆動回路７によりＩＧＢＴ６はオ
ンオフが制御される。

【００１６】反転入力端子電圧は、ある一定時間後は三
角波発生回路９の出力電圧を常時下回り、この時ＩＧＢ
Ｔ６は完全にオフされ、同時にヒーターランプ４は完全
に消灯する。

【００１７】次に、カバー開閉時のヒーター駆動回路２
４のオンオフ動作について説明する。カバーが開いた時
は、カバー開閉検出用のスイッチ１６の接点が開放され
ることにより、ヒーター駆動回路２４に給電している電
磁式リレー２の接点が開放し、交流電源１が遮断され
る。ヒーターランプ４が点灯している状態でカバーが開
放された時は、カバー開閉検出回路１８によりカバーの
開放を検出し、ヒーターランプオンオフ制御回路１７か
ら、ヒーターのオフ信号が発せられる。

【００１８】ヒーター駆動回路２４は、ヒーターのオフ
信号が入力されたことにより、前記のヒーターランプオ
フ動作を開始する。

【００１９】一方カバーが開けられたことにより、電磁
式リレー２の励磁コイルへの給電がなくなり、接点は開
放動作を行うため、ヒーターランプ４への給電は遮断さ
れる。

【００２０】前述のように、ヒーターランプ４はＩＧＢ
Ｔ６がスイッチングしながら徐々に電流が絞られて行く
オフ動作により、電磁式リレー２は通電状態で接点の開
放が行われることになる。

【００２１】また、カバーの開閉時は、スイッチ１６の
チャタリングによる不安定な動作を回避するために、カ
バー閉を検出した後、１〜２秒後にヒーター駆動回路２
４をオンするよう、印刷装置制御回路５により制御を行
っているが、カバー開閉を短時間で行うと、ヒーター駆
動回路２４はヒーターオフ信号受信後のＩＧＢＴ６が、
スイッチング動作途中から再度動作を行いながら、ヒー
ターランプ４は消灯される。

【００２２】つまりカバーの開閉が短時間に行われた場
合も電磁式リレー２は通電状態で接点の接続が行われる
ことになる。

【００２３】従って、従来のヒーター駆動制御回路構成
においては、前述の様にヒーターランプ４が点灯してい
る状態で、カバー開閉の動作が短時間で行われると、電
磁式リレー２は通電状態で接点が開閉されるため、接点
がダメージを受け易く、寿命が短くなると云う問題があ
った。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スイ
ッチング動作を行い、高調波電流、突入電流、フリッカ
を抑制する電子写真式印刷装置のヒーター駆動方式にお
いて、ヒーター駆動回路給電ラインに直列に接続され、
装置のカバー開閉と同期して動作する電磁式リレーの動
作不良を低減することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の要旨は、記録材上のトナー像を加熱定着するための
熱源となるヒーターを駆動するヒーター駆動制御装置と
して、交流電源を整流する整流手段と、該整流手段によ
って整流された電源をスイッチングするスイッチング手
段と、該スイッチング手段のスイッチング比を制御する
制御手段とを有するヒーター駆動装置において、ヒータ
ーのオフ手段を複数設けることにより、ヒーターのオフ
時の制御を行うことを特徴とする印刷装置のヒーター駆
動制御装置にある。

【００２６】即ち、印刷装置のカバーが開いたことを認
識する複数接点構造のインタロックスイッチと、該イン
タロックスイッチの開放を認識し、ヒーターオフ信号を
発生する回路と、該ヒーターオフ信号によりヒーターの
駆動素子をオフする回路を備えることにより達成され
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の電子写真式印刷
装置における定着機のヒーターランプ駆動回路の構成例
を示す。

【００２８】ヒーター駆動装置に交流電力を供給する交
流電源１、フロントカバーの開閉に伴い交流電源１を開
閉する電磁式リレー２、供給された交流電力を直流に変
換する整流器３（整流手段）、ヒーターランプ４、印刷
装置の制御回路５、ヒーターランプ４のオンオフを行う
駆動素子のＩＢＧＴ６、ＩＢＧＴ６のゲート駆動回路
７、ヒーター駆動回路２４の電源電圧を生成するＤＣＤ
Ｃコンバータ８、ヒーターランプ４の点灯および消灯時
のスイッチング制御を行う際に使用する三角波発生回路
９、三角波発生回路９の電圧と規準電圧との比較を行う
電圧比較器１０、ヒーターランプ４のオンオフ信号を受
けるホトカプラ１１、フロントカバー開により発せられ
るオフ信号を受けるホトカプラ１２、電圧比較器１０の
規準電圧保持のコンデンサ１３、抵抗１４，１５、フロ
ントカバーの開閉を検出するスイッチ１６、ヒーターラ
ンプのオンオフ制御回路１７、フロントカバの開閉を検
出してヒーターのオフ信号を発するカバー開閉検出回
路、ヒーターのオンオフ信号を受信し電圧比較器１０の
反転入力端子電圧制御回路１９、カバー開により発せら
れるオフ信号を受信し、電圧比較器１０の反転入力端子
電圧制御回路２０、トランジスタ２１，２２、抵抗２
３、ヒーター駆動回路２４で構成される。

【００２９】通常の印刷状態，待機状態あるいは初期化
状態における印刷装置のヒーターランプ４のオンオフ動
作は、先に述べた従来の技術と同様である。

【００３０】次ぎに本発明のカバー開閉時のヒーターラ
ンプ４の点灯・消灯の動作について説明する。

【００３１】カバーが開いた時は、カバー開閉検出用の
スイッチ１６の接点が開放されることにより、ヒーター
駆動回路２４に給電している電磁式リレー２の接点が開
放し、給電が遮断される。

【００３２】ヒーターランプ４が点灯した状態でカバー
が開放された時は、スイッチ１６を介してカバー開閉検
出回路１８により検出され、ヒーターのオフ信号が印刷
装置制御回路５のヒーターランプオンオフ制御回路１７
からヒーター駆動回路に発せられる。これと同時にカバ
ー開閉検出回路１８からホトカプラ１２にヒーターのオ
フ信号を発する。

【００３３】ホトカプラ１２にオフ信号が入力された
時、電圧比較器反転入力端子電圧制御回路２０によりト
ランジスタ２２をオンし、抵抗１５を介してコンデンサ
１３の電荷を放電する。上記の抵抗１５としては、十分
に抵抗値の小さいものを使用することで、電圧比較器１
０の反転入力端子電圧を急峻にゼロボルトに近づけるこ
とができる。

【００３４】一方、ヒーター駆動回路２４に交流電源１
を供給している電磁式リレー２は、カバー開放時に接点
が開放される。しかし、電磁式リレー２はその構造上、
接点の開閉には数ｍｓ〜数十ｍｓの反応時間を要する。
従って、この反応時間以内に電圧比較器１０の反転入力
端子電圧を急峻に低下させ、ＩＧＢＴ６をオフ状態にす
る。

【００３５】これにより電磁式リレー２の接点は、電流
値の大きなヒーターランプ４への電流を完全にオフした
状態で開放動作が行われるので、接点間のアークを減少
させることができる。

【００３６】また、カバーの開閉を短時間で行った場
合、同様にカバー開時には、前記の動作により電圧比較
器１０の反転入力端子電圧は急峻にゼロボルトになり、
カバー閉時には、ＩＧＢＴ６はスイッチング動作を行わ
ない。その結果、電磁式リレーの接点は、ヒーター駆動
回路２４の制御回路部分で消費する微小電流状態での接
続となり、アークの発生を減少させることができる。

【００３７】本発明を要約すると、ヒーターランプ４の
点灯初期にスイッチング動作を行い、徐々にヒーターラ
ンプ４への通電電流を上昇させ、また、消灯時もスイッ
チングしながら徐々にヒーターランプ４の通電電流を絞
るように動作し、高調波電流抑制、突入電流抑制、フリ
ッカ抑制機能を有するヒーター駆動回路２４を備えてお
り、その前段に接続された電磁式リレー２の開閉手段と
なるスイッチ１６の開閉検出回路を設けて、通常のヒー
ターランプ４のオンオフ信号とは別にヒーターランプオ
フ信号出力手段を設け、ヒーター駆動回路２４には該オ
フ信号の受け回路、および、スイッチング動作を急峻に
収束させる回路を設けたことで、ヒーター駆動ラインに
接続された電磁式リレー２の接点保護が可能となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、印刷装置において安全
上設けている電磁式リレーの接点のアーク等による接触
不良を防止し、電磁式リレーの長寿命化を図ることが可
能になり、かつ、信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷装置のヒーター駆動制御回路を示
す構成図である。

【図２】従来の印刷装置のヒーター駆動制御回路を示す
構成図である。

【符号の説明】

１…交流電源、２…電磁式リレー、３…整流器、４…ヒ
ーターランプ、５…印刷装置制御回路、６…ＩＢＧＴ、
７…ＩＧＢＴのゲート駆動回路、８…ＤＣＤＣコンバー
タ、９…三角波発生回路、１０…電圧比較器、１１…ホ
トカプラ、１２…ホトカプラ、１３…コンデンサ、１４
…抵抗、１５…抵抗、１６…スイッチ、１７…ヒーター
ランプオンオフ制御回路、１８…カバー開閉検出回路、
１９…電圧比較器反転入力端子電圧制御回路、２０…電
圧比較器反転入力端子電圧制御回路、２１…トランジス
タ、２２…トランジスタ、２３…抵抗、２４…ヒーター
駆動回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小橋 定典 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA26 EK05 JA18 JC08 ZA01 ZA04 2H033 AA42 BA06 BA39 BB18 CA38 CA45 3K058 AA23 AA29 BA18 CA12 CA22 CB02 CB07 CE17 DA02 5H420 BB04 BB12 CC04 CC09 DD02 DD09 EA10 EB04 EB09 FF03 GG01 HJ03 KK02 KK04 LL09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録材上のトナー像を加熱定着するため
   の熱源となるヒーターを駆動する印刷装置のヒーター駆
   動制御装置において、交流電源を整流する整流手段と、
   該整流手段によって整流された電源をスイッチングする
   スイッチング手段と、該スイッチング手段のスイッチン
   グ比を制御する制御手段とを有し、ヒーターのオフ手段
   を複数設けることにより、ヒーターのオフ時の制御を行
   うことを特徴とする印刷装置のヒーター駆動制御装置。