JP2005251561A - Heater driving device and image forming device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater driving device which is of lower cost and smaller in size than conventional one and can prevent flicker phenomenon caused by rush current, and an image forming device having the driving device. <P>SOLUTION: The heater driving device is constructed of a constant voltage output circuit having a slowing-up function, a power supply circuit for supplying power to a heater by a route different from the constant voltage output circuit, and a switching means for switching over the above constant voltage output circuit and the power supply circuit. When slowing up the heater, the constant voltage output circuit and the heater is connected, and at normal lighting, the power supply circuit is connected to the heater. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ヒータ駆動装置およびこのヒータ駆動装置を備える画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a heater driving device and an image forming apparatus including the heater driving device.

例えば複写機やレーザビームプリンタ等、電子写真方式の画像形成装置において、熱と圧力とを加えることでトナー像を記録用紙に半永久的に定着させる定着工程があるのは周知である。かかる画像形成装置においては、定着装置の温度を一定にするため、加熱手段への通電および遮断を繰り返し切り替える制御を行うことが多い。   For example, in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer, it is well known that there is a fixing step for fixing a toner image semi-permanently on a recording sheet by applying heat and pressure. In such an image forming apparatus, in order to keep the temperature of the fixing device constant, control for repeatedly switching between energization and interruption of the heating unit is often performed.

前記定着工程においては、加熱手段としてハロゲンヒータが広く用いられているが、一般的にハロゲンヒータの抵抗値は正の温度係数特性を有しており、ハロゲンヒータに通電を開始した瞬間(温度が低い時)の抵抗値は、通常通電時(温度が高い時)の抵抗値に比べて非常に小さい。このため、ハロゲンヒータのオンオフの切り替え時に過電流が流れ、この種の画像形成装置が接続されているコンセントと同一のコンセントから電源供給されている照明器具がある場合には、前記過電流に起因するフリッカ現象(照明器具のちらつき)が生じる恐れがあった。   In the fixing step, a halogen heater is widely used as a heating means. However, generally, the resistance value of the halogen heater has a positive temperature coefficient characteristic, and the moment when the energization of the halogen heater is started (temperature is The resistance value at the time of low) is very small compared to the resistance value at the time of normal energization (when the temperature is high). For this reason, when an overcurrent flows when the halogen heater is turned on and off, and there is a lighting fixture that is supplied with power from the same outlet to which this type of image forming apparatus is connected, it is caused by the overcurrent. Flicker phenomenon (flickering of lighting equipment) may occur.

このため、特許文献1に記載の発明では、ヒータに通電を開始する時には一定の時定数を持たせて徐々に電圧を上げたり(以下、スローアップと記す)、逆に通電を遮断するときには徐々に電圧を下げたり(以下、スローダウンと記す)する機能を有する定電圧出力回路を設け、フリッカ現象を防止している。   For this reason, in the invention described in Patent Document 1, when the energization of the heater is started, a constant time constant is given to gradually increase the voltage (hereinafter referred to as slow-up), and conversely, when the energization is interrupted, gradually. A constant voltage output circuit having a function of lowering the voltage (hereinafter referred to as slow-down) is provided to prevent a flicker phenomenon.

図7を用いて、上記発明の効果を説明する。   The effect of the said invention is demonstrated using FIG.

図7は、ヒータに印加される実効電圧および実効電流の波形を示したものである。商用電源から直接ヒータに電力を供給したとき、オンオフ切り替え時の実効電圧および実効電流の波形は図7(a)のようになる。実効電流の立ち上がりのオーバーシュート(突入電流)が非常に大きいのは、ヒータの温度が低いときの電気抵抗が非常に小さいためである。一方、スローアップ機能を有する定電圧出力回路を用いて、一定の時定数Taをもって所定の電圧を印加した場合は、図7(b)のように突入電流を抑えることができる。   FIG. 7 shows waveforms of effective voltage and effective current applied to the heater. When power is directly supplied from the commercial power supply to the heater, the waveforms of the effective voltage and effective current at the on / off switching are as shown in FIG. The reason why the overshoot (inrush current) at the rise of the effective current is very large is that the electric resistance when the temperature of the heater is low is very small. On the other hand, when a predetermined voltage is applied with a constant time constant Ta using a constant voltage output circuit having a slow-up function, inrush current can be suppressed as shown in FIG.

このようにして、フリッカ現象を防止することができる。
特開平11−354254号公報
In this way, the flicker phenomenon can be prevented.
JP-A-11-354254

しかしながら上述のように、定電圧出力回路によってヒータを駆動する場合、ヒータでの消費電力が大きい場合には、定電圧出力回路に用いるコンデンサやインダクタといった素子に要求されるスペックが高くなってしまい、コストアップや装置の大型化につながるという問題があった。また、定電圧出力回路にはその入力側に例えばπ型フィルタなど、ノイズ対策用のフィルタを設けるのが望ましいが、これもヒータでの消費電力が大きいとコストの高い素子が必要になるという問題があった。   However, as described above, when the heater is driven by the constant voltage output circuit, if the power consumption of the heater is large, the specifications required for elements such as capacitors and inductors used in the constant voltage output circuit are increased. There was a problem that it led to an increase in cost and an increase in the size of the apparatus. In addition, it is desirable to provide a noise countermeasure filter such as a π-type filter on the input side of the constant voltage output circuit, but this also requires a high-cost element if the power consumption of the heater is large. was there.

一方で、毎分あたりの印刷枚数が多い高速機においては、定着装置に十分な熱量をもたせるために、消費電力の高いハロゲンヒータが必要である。   On the other hand, in a high-speed machine having a large number of printed sheets per minute, a halogen heater with high power consumption is necessary in order to give the fixing device a sufficient amount of heat.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも低コストで小型化され、かつ突入電流によるフリッカ現象を防止するヒータ駆動装置、およびこのヒータ駆動装置を備える画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a heater driving device that is smaller in size than the prior art and that prevents flickering due to inrush current, and the heater. An image forming apparatus including a driving device is provided.

そのため、本発明においては、下記の(1)項ないし(9)項のいずれかに記載のヒータ駆動装置および画像形成装置を提供することにより、前記目的を達成しようとするものである。   Therefore, the present invention intends to achieve the above object by providing the heater driving device and the image forming apparatus described in any of the following items (1) to (9).

(1)発熱手段たるヒータに所定の電圧を供給する定電圧出力回路と、前記定電圧出力回路の出力電圧を所定の時定数をもって立ち上げるスローアップ手段と、前記定電圧出力回路とは異なる経路でヒータに電力を供給する電源回路と、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を自在に切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とした、ヒータ駆動装置。   (1) A constant voltage output circuit for supplying a predetermined voltage to a heater as a heat generating means, a slow-up means for raising the output voltage of the constant voltage output circuit with a predetermined time constant, and a path different from the constant voltage output circuit A heater driving device comprising: a power supply circuit for supplying power to the heater; and switching means capable of freely switching between conduction and interruption between the heater and the power supply circuit.

(2)さらに、前記定電圧出力回路の出力電圧を所定の時定数をもって立ち下げるスローダウン手段を有することを特徴とした、前記(1)に記載のヒータ駆動装置。   (2) The heater driving apparatus according to (1), further comprising slow-down means for lowering the output voltage of the constant voltage output circuit with a predetermined time constant.

(3)前記電源回路によりヒータに電力が供給されているときには、前記定電圧出力回路の出力を低下させるか、あるいは遮断することを特徴とした、前記(1)または(2)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (3) Either of (1) and (2), wherein when the power is supplied to the heater by the power supply circuit, the output of the constant voltage output circuit is reduced or cut off. The heater drive device according to item.

(4)さらに、前記定電圧出力回路の入力側に、ノイズを除去するためのフィルタを有することを特徴とした、前記(1)ないし(3)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (4) The heater driving device according to any one of (1) to (3), further including a filter for removing noise on an input side of the constant voltage output circuit.

(5)さらに、時間の経過を計測するタイマを有し、前記切り替え手段は所定のタイミングから一定時間が経過したことを条件として、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を切り替えることを特徴とした、前記(1)ないし(4)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (5) Further, a timer for measuring the passage of time is provided, and the switching means switches between conduction and interruption between the heater and the power supply circuit on condition that a predetermined time has elapsed from a predetermined timing. The heater driving device according to any one of (1) to (4).

(6)さらに、前記定電圧出力回路の出力電圧を検出する電圧検出手段を有し、前記切り替え手段は前記電圧検出手段が検出した電圧値に応じて、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を切り替えることを特徴とした、前記(1)ないし(5)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (6) Furthermore, it has voltage detection means for detecting the output voltage of the constant voltage output circuit, and the switching means is connected to the heater and the power supply circuit according to the voltage value detected by the voltage detection means. 6. The heater driving device according to any one of (1) to (5), wherein the shut-off is switched.

(7)前記ヒータは、ハロゲンヒータであることを特徴とした、前記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (7) The heater driving apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the heater is a halogen heater.

(8)前記切り替え手段は、トライアックもしくはFETであることを特徴とした、前記(1)ないし(7)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   (8) The heater driving device according to any one of (1) to (7), wherein the switching unit is a triac or an FET.

(9)発熱手段を内蔵し、該発熱手段によって加熱されトナー像を記録媒体に定着させる熱定着装置を備えた画像形成装置であって、前記熱定着装置のヒータ駆動手段として、前記(1)ないし(8)のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置を備えていることを特徴とした画像形成装置。   (9) An image forming apparatus including a heat fixing unit and a heat fixing device which is heated by the heat generating unit and fixes a toner image onto a recording medium, and the heater driving unit of the heat fixing device (1) An image forming apparatus comprising the heater driving device according to any one of (8) to (8).

本発明では、定電圧出力回路およびその周辺回路のスペックダウンが達成でき、従来よりも低コストで小型化され、かつ突入電流によるフリッカ現象を防止することが可能なヒータ駆動装置および画像形成装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a heater driving device and an image forming apparatus that can achieve specification down of a constant voltage output circuit and its peripheral circuits, are smaller at a lower cost than conventional ones, and can prevent a flicker phenomenon due to an inrush current. Can be provided.

以下、本発明の実施の形態を、複数の実施例により、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings by using a plurality of examples.

図1〜図3を用いて実施例1を説明する。   A first embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、本発明に係る画像形成装置を説明する。   First, an image forming apparatus according to the present invention will be described.

図1において、101は本発明に係る画像形成装置たる、電子写真方式のレーザビームプリンタである。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an electrophotographic laser beam printer as an image forming apparatus according to the present invention.

102はデッキ、103はデッキシート有無センサ、104は、記録シートの大きさを検知するセンサであるシートサイズ検知センサ、105はピックアップローラ、106はデッキ給送ローラ、107はリタードローラ、108は給送センサ、109は給送搬送ローラ、110はレジストローラ対、111はレジ前センサ、112はレーザスキャナ部、113はプロセスカートリッジ、114は感光体ドラム、115は帯電ローラ、116は現像器、117は転写ローラ、118は除電針、119は搬送ガイド、120は定着ローラ、121はハロゲンヒータ、122は加圧ローラ、123は定着装置、124は定着排出センサ、125は両面フラッパ、126は排紙センサ、127は排紙ローラ対、128は反転ローラ対、129は反転センサ、130はDカットローラ、131は両面センサ、132は両面搬送ローラ対、133はレーザユニット、134はポリゴンミラー、135はスキャナモータ、136は結像レンズ群、137は折り返しミラー、138はメインモータ、139は高圧電源、140はプリンタ制御部、141は表示パネル、142は外部装置、143はMPU、144はインターフェイス、145は記憶装置、Pは記録シートである。   102 is a deck, 103 is a deck sheet presence sensor, 104 is a sheet size detection sensor that detects the size of a recording sheet, 105 is a pickup roller, 106 is a deck feeding roller, 107 is a retard roller, and 108 is a feeding roller. 109, feeding roller pair, 110 a registration roller pair, 111 a pre-registration sensor, 112 a laser scanner unit, 113 a process cartridge, 114 a photosensitive drum, 115 a charging roller, 116 a developer, 117 Is a transfer roller, 118 is a static elimination needle, 119 is a conveyance guide, 120 is a fixing roller, 121 is a halogen heater, 122 is a pressure roller, 123 is a fixing device, 124 is a fixing discharge sensor, 125 is a double-sided flapper, and 126 is paper discharge. Sensor 127, paper discharge roller pair, 128 reverse roller pair, 129 reverse Sensor, 130 is a D-cut roller, 131 is a duplex sensor, 132 is a duplex conveying roller pair, 133 is a laser unit, 134 is a polygon mirror, 135 is a scanner motor, 136 is an imaging lens group, 137 is a folding mirror, and 138 is a main mirror Motor 139, high voltage power supply, 140 printer control unit, 141 display panel, 142 external device, 143 MPU, 144 interface, 145 storage device, P recording sheet.

レーザビームプリンタ101は、記録シートPを収納するデッキ102を有すると共に、このデッキ102内の記録シートPの有無を検出するデッキシート有無センサ103、デッキ102内の記録シートPのサイズを検知するシートサイズ検知センサ104、デッキ102から記録シートPを繰り出すピックアップローラ105、該ピックアップローラ105によって繰り出された記録シートPを搬送するデッキ給送ローラ106、該デッキ給送ローラ106と対をなし、記録シートPの重送を防止するためのリタードローラ107を備えている。   The laser beam printer 101 includes a deck 102 that stores recording sheets P, a deck sheet presence sensor 103 that detects the presence of recording sheets P in the deck 102, and a sheet that detects the size of the recording sheets P in the deck 102. The recording sheet P is paired with a size detection sensor 104, a pickup roller 105 that feeds the recording sheet P from the deck 102, a deck feeding roller 106 that transports the recording sheet P fed by the pickup roller 105, and the deck feeding roller 106. A retard roller 107 for preventing double feeding of P is provided.

そして、デッキ給送ローラ106のシート搬送方向下流側(以下単に「下流」という)には給送搬送状態を検出する給送センサ108、さらに下流へと記録シートPを搬送するための給送搬送ローラ109、記録シートPを画像形成動作と同期して搬送するレジストローラ対110、該レジストローラ対110への記録シートPの搬送状態を検出するレジ前センサ111が配設されている。   A feed sensor 108 that detects a feeding / conveying state is provided downstream of the deck feeding roller 106 in the sheet conveying direction (hereinafter simply referred to as “downstream”), and a feeding conveyance for conveying the recording sheet P further downstream. A roller 109, a registration roller pair 110 that conveys the recording sheet P in synchronization with the image forming operation, and a pre-registration sensor 111 that detects the conveyance state of the recording sheet P to the registration roller pair 110 are provided.

また、レジストローラ対110の下流には、後述するレーザスキャナ部112からのレーザ光に基づいて感光体ドラム114上にトナー像を形成する画像形成手段を構成するプロセスカートリッジ113が装置本体に対して着脱可能に装着されている。   Downstream of the registration roller pair 110, a process cartridge 113 constituting an image forming unit that forms a toner image on the photosensitive drum 114 based on laser light from a laser scanner unit 112, which will be described later, is attached to the apparatus main body. It is detachably attached.

このプロセスカートリッジ113は、回転可能な感光体ドラム114と、その周囲に帯電ローラ115及び現像器116、さらには図示しないクリーニング器が設けられており、画像形成に際しては帯電ローラ115によって感光体ドラム114の表面を一様に帯電するとともに、レーザスキャナ部112から選択的な露光を行うことで潜像を形成し、その潜像を現像器116によってトナー現像して可視像化する。   The process cartridge 113 is provided with a rotatable photosensitive drum 114, a charging roller 115 and a developing device 116 around the photosensitive drum 114, and a cleaning device (not shown). The latent image is uniformly charged and selectively exposed from the laser scanner unit 112 to form a latent image. The latent image is developed with toner by the developing device 116 to be visualized.

また、プロセスカートリッジ113には、不揮発性の記憶素子145が設けられており、後述するプリンタ制御部140は、記憶素子145から情報を読み取る他、記憶素子145に情報を書き込むことができる。   Further, the process cartridge 113 is provided with a nonvolatile storage element 145, and a printer control unit 140 described later can write information into the storage element 145 in addition to reading information from the storage element 145.

そして、転写ローラ117に転写バイアス電圧を印加することで搬送されてきた記録シートPに前記トナー像を転写して画像を形成する。   Then, by applying a transfer bias voltage to the transfer roller 117, the toner image is transferred to the conveyed recording sheet P to form an image.

転写ローラ117の下流には、記録シートP上の電荷を除去し感光ドラム114からの分離を促進するための除電針118、搬送ガイド119が配設されている。   Disposed downstream of the transfer roller 117 are a static elimination needle 118 and a conveyance guide 119 for removing charges on the recording sheet P and promoting separation from the photosensitive drum 114.

搬送ガイド119のさらに下流には、記録紙シートP上に転写されたトナー像を熱定着するための定着装置123が配設されている。定着装置123は、内部に加熱用のハロゲンヒータ121を備えた定着ローラ120と、定着ローラ120に一定のニップ幅をもって当接する加圧ローラ122と、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ124と、定着ローラ120の温度を検知する温度検知手段(不図示)から構成され、ハロゲンヒータ121からの熱と、定着ローラ120と加圧ローラ122との間の圧力によって、トナー像を記録シートPに定着する。   A fixing device 123 for thermally fixing the toner image transferred onto the recording paper sheet P is disposed further downstream of the conveyance guide 119. The fixing device 123 includes a fixing roller 120 having a halogen heater 121 for heating therein, a pressure roller 122 that comes into contact with the fixing roller 120 with a certain nip width, and a fixing paper discharge that detects a conveyance state from the fixing unit. The sensor 124 and temperature detection means (not shown) for detecting the temperature of the fixing roller 120 are used, and a toner image is recorded by heat from the halogen heater 121 and pressure between the fixing roller 120 and the pressure roller 122. Fix to the sheet P.

後述するプリンタ制御部140は、定着ローラ120の温度が所定の値になるように、ハロゲンヒータ121のオン/オフを制御する。   A printer control unit 140, which will be described later, controls on / off of the halogen heater 121 so that the temperature of the fixing roller 120 becomes a predetermined value.

さらに下流には、定着装置123から搬送されてきた記録シートPを、排紙部か両面反転部に行き先を切り替えるための両面フラッパ125が配設されており、排紙部側の下流には、排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ126、記録紙を排紙する排紙ローラ対127が配設されている。   Further downstream, a double-sided flapper 125 for switching the destination of the recording sheet P conveyed from the fixing device 123 to the paper discharge unit or the double-side reversing unit is disposed. A paper discharge sensor 126 that detects the paper conveyance state of the paper discharge unit and a paper discharge roller pair 127 that discharges the recording paper are provided.

一方、記録シートPの両面に印字するために、片面印字終了後の記録シートPを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録シートPをスイッチバックさせる反転ローラ対128、反転ローラ128への紙搬送状態を検知する反転センサ129、記録シートPの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部(不図示)から記録シートPを搬送するためのDカットローラ130、両面反転部の記録シートP搬送状態を検知する両面センサ131、両面反転部から給紙部へと記録シートPを搬送するための両面搬送ローラ対132が配設されている。   On the other hand, in order to print on both sides of the recording sheet P, the recording sheet P after the one-side printing is turned upside down, and the recording sheet P is fed to the double-side reversing part side for feeding again to the image forming part by forward / reverse rotation. The recording sheet P is transported from a pair of reversing rollers 128 for switching back, a reversing sensor 129 for detecting a paper transporting state to the reversing rollers 128, and a lateral registration portion (not shown) for aligning the lateral position of the recording sheet P. A D-cut roller 130 for detecting the recording sheet P in the double-side reversing unit, and a double-sided conveying roller pair 132 for conveying the recording sheet P from the double-side reversing unit to the paper feeding unit. Yes.

また、前記レーザスキャナ部112は、後述する外部装置142から送出される画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット133、レーザユニット133からのレーザ光を感光体ドラム114上に走査するためのポリゴンミラー134とスキャナモータ135、結像レンズ群136、及び折り返しミラー137により構成されている。   The laser scanner unit 112 scans the photosensitive drum 114 with a laser unit 133 that emits a laser beam modulated based on an image signal transmitted from an external device 142, which will be described later, and the laser beam from the laser unit 133. A polygon mirror 134, a scanner motor 135, an imaging lens group 136, and a folding mirror 137.

メインモータ138は、各部に動力を供給している。   The main motor 138 supplies power to each part.

また、高圧電源139は、帯電ローラ115の他、現像器116、転写ローラ117および除電針118に所望の電圧を給電する高圧回路を有している。   In addition to the charging roller 115, the high-voltage power supply 139 has a high-voltage circuit that supplies a desired voltage to the developing device 116, the transfer roller 117, and the charge removal needle 118.

プリンタ制御部140は、レーザプリンタ101を制御するものであって、RAM、ROM、タイマ、デジタル入出力ポート、A/D変換ポート、D/A変換ポート(いずれも不図示)等を具備したMPU(マイクロコンピュータ)143、及び各種入出力制御回路(不図示)等で構成されている。   The printer control unit 140 controls the laser printer 101 and includes an MPU including a RAM, a ROM, a timer, a digital input / output port, an A / D conversion port, a D / A conversion port (all not shown), and the like. (Microcomputer) 143 and various input / output control circuits (not shown).

表示パネル141は、レーザビームプリンタ101のステータスなどを表示して使用者に情報を伝える。   The display panel 141 displays the status of the laser beam printer 101 and conveys information to the user.

そして、前記プリンタ制御部140は、インターフェイス144を介してパーソナルコンピュータ等の外部装置142に接続されている。   The printer control unit 140 is connected to an external device 142 such as a personal computer via an interface 144.

図2に、ハロゲンヒータ121に電力を供給するためのヒータ駆動回路の信号経路のブロック図を示す。   FIG. 2 shows a block diagram of a signal path of a heater driving circuit for supplying electric power to the halogen heater 121.

図中、201は商用電源、202は整流回路、203はトライアック、205はπ型フィルタ、206は定電圧出力回路、207から209はコンデンサ、210および211はインダクタ、212はダイオード、213はFET、214はコントロールIC、215は電圧検知回路、216はコンデンサである。   In the figure, 201 is a commercial power source, 202 is a rectifier circuit, 203 is a triac, 205 is a π-type filter, 206 is a constant voltage output circuit, 207 to 209 are capacitors, 210 and 211 are inductors, 212 is a diode, 213 is an FET, 214 is a control IC, 215 is a voltage detection circuit, and 216 is a capacitor.

プリンタ制御部140は、定着ローラ121の温度が所定の値になるように、図2に示すヒータ駆動回路によってハロゲンヒータ121のオン/オフを切り替えている。   The printer controller 140 switches on / off the halogen heater 121 by the heater drive circuit shown in FIG. 2 so that the temperature of the fixing roller 121 becomes a predetermined value.

商用電源201から出力される交流電圧は、整流回路202によって全波整流される。トライアック203が導通している時、整流回路202の出力電圧はハロゲンヒータ121に直接印加される。トライアック204が遮断されている時には、整流回路202の出力電圧は、π型フィルタ205、および定電圧出力回路206を介してハロゲンヒータ121に印加される。トライアック203の導通および遮断はプリンタ制御部140からの信号Tselによって切り替えられる。   The AC voltage output from the commercial power supply 201 is full-wave rectified by the rectifier circuit 202. When the triac 203 is conducting, the output voltage of the rectifier circuit 202 is directly applied to the halogen heater 121. When the triac 204 is shut off, the output voltage of the rectifier circuit 202 is applied to the halogen heater 121 via the π filter 205 and the constant voltage output circuit 206. The conduction and interruption of the triac 203 are switched by a signal Tsel from the printer control unit 140.

π型フィルタ205は、コンデンサ207、コンデンサ208、およびインダクタ210によって構成されており、電源ラインのノイズを除去する役割を持つ。   The π-type filter 205 includes a capacitor 207, a capacitor 208, and an inductor 210, and has a role of removing noise from the power supply line.

定電圧出力回路206は、チョッピング用のFET213と、インダクタ211と、コンデンサ209と、ダイオード212とからなる降圧型のDC−DCコンバータを有している。FET213のゲート端子はコントロールIC214のVout端子に接続されており、コントロールIC214はFET213のオンオフを切り替えることができる。   The constant voltage output circuit 206 includes a step-down DC-DC converter including a chopping FET 213, an inductor 211, a capacitor 209, and a diode 212. The gate terminal of the FET 213 is connected to the Vout terminal of the control IC 214, and the control IC 214 can switch the FET 213 on and off.

定電圧出力回路206の出力電圧は、電圧検知回路215によって検出され、コントロールIC214のVref端子にフィードバックされる。コントロールIC214は、このフィードバック値が所定の値になるように、FET213のオンデューティを制御する。   The output voltage of the constant voltage output circuit 206 is detected by the voltage detection circuit 215 and fed back to the Vref terminal of the control IC 214. The control IC 214 controls the on-duty of the FET 213 so that the feedback value becomes a predetermined value.

プリンタ制御部140はコントロールIC214と接続されており、Henable信号によって定電圧電源206のオン/オフを制御できる。Henable信号がハイになると、コントロールIC214は定電圧電源206を駆動させる。この時、コントロールIC214は、SS端子に接続されているコンデンサ216の容量に応じたスローアップ時定数Taおよびスローダウン時定数Tdをもって、スローアップおよびスローダウンを行う。   The printer control unit 140 is connected to the control IC 214 and can control on / off of the constant voltage power source 206 by a enable signal. When the enable signal goes high, the control IC 214 drives the constant voltage power source 206. At this time, the control IC 214 performs slow-up and slow-down with a slow-up time constant Ta and a slow-down time constant Td corresponding to the capacity of the capacitor 216 connected to the SS terminal.

前記π型フィルタ205および定電圧出力回路206を介してハロゲンヒータ121の電圧あるいは電流の制御を行い、突入電流に起因するフリッカ現象を防止する手段は、特開平11−354254号公報に記載されており、公知である。   A means for controlling the voltage or current of the halogen heater 121 via the π-type filter 205 and the constant voltage output circuit 206 to prevent the flicker phenomenon caused by the inrush current is described in JP-A-11-354254. It is publicly known.

次に、図3に、本実施例におけるヒータのオン/オフ制御のタイミングチャート(1サイクル)を示す。   Next, FIG. 3 shows a timing chart (one cycle) of heater on / off control in this embodiment.

図3において、(a)は定電圧回路駆動信号Henable,(b)はトライアック駆動信号Tsel、(c)はヒータに印加される実効電圧波形、(d)はヒータに流れる実効電流波形である。   In FIG. 3, (a) is a constant voltage circuit drive signal Enable, (b) is a triac drive signal Tsel, (c) is an effective voltage waveform applied to the heater, and (d) is an effective current waveform flowing through the heater.

プリンタ制御部140から出力される信号Henableがハイになると、定電圧回路206の出力電圧はスローアップ時定数Taをもって徐々に高くなり、電圧Vbに達した後、一定になる。電圧Vbは、ハロゲンヒータ121の定格電圧Vaよりも低く設定されている。   When the signal Enable output from the printer controller 140 becomes high, the output voltage of the constant voltage circuit 206 gradually increases with the slow-up time constant Ta, and becomes constant after reaching the voltage Vb. The voltage Vb is set lower than the rated voltage Va of the halogen heater 121.

プリンタ制御部140は、信号Henableの立ち上がりから、あらかじめ決められた時間Tsaが経過したあと、信号Tselをハイにしてトライアック203を導通させる。トライアック203が導通すると、整流回路202によって全波整流された電圧が直接ハロゲンヒータ121に印加される。このときの実効電圧値がVaである。   The printer control unit 140 sets the signal Tsel to high and makes the triac 203 conductive after a predetermined time Tsa has elapsed from the rise of the signal Enable. When the triac 203 is turned on, the voltage that has been full-wave rectified by the rectifier circuit 202 is directly applied to the halogen heater 121. The effective voltage value at this time is Va.

トライアックが導通しているときには、信号Henableをロウにして定電圧回路206を停止させる。   When the triac is conducting, the signal Enable is set to low to stop the constant voltage circuit 206.

ハロゲンヒータ121をオフさせるときには、スローダウンのために定電圧回路206を駆動させた後、Tsel信号をロウにしてトライアックを遮断する。これにより、ハロゲンヒータ121に印加される実効電圧値はVbになる。   When turning off the halogen heater 121, the constant voltage circuit 206 is driven for slowing down, and then the Tsel signal is set to low to cut off the triac. Thereby, the effective voltage value applied to the halogen heater 121 becomes Vb.

さらに時間Tsdが経過した後、信号Henableをロウにすると、定電圧回路206はスローダウン時定数Tdをもってスローダウンし、停止する。   When the signal Enable is made low after the time Tsd has elapsed, the constant voltage circuit 206 slows down with the slowdown time constant Td and stops.

以上のような構成では、定電圧回路206の最大出力は、ヒータの定格電圧Vaよりも低い電圧Vbであれば良く、FET213、ダイオード212、インダクタ211、コンデンサ209に流れる平均電流は従来よりも少なくなる。従って、上記各素子での熱損失が小さくなり、従来よりも小さくて安価なパッケージの部品を使用することができる。   In the configuration as described above, the maximum output of the constant voltage circuit 206 may be a voltage Vb lower than the rated voltage Va of the heater, and the average current flowing through the FET 213, the diode 212, the inductor 211, and the capacitor 209 is less than that of the conventional one. Become. Accordingly, the heat loss in each of the above elements is reduced, and it is possible to use a component of a package that is smaller and less expensive than the conventional one.

また、π型フィルタを構成するインダクタ210、コンデンサ207および208についても同様に、従来と比べコストダウンと小型化ができる。   Similarly, the inductor 210 and the capacitors 207 and 208 constituting the π-type filter can be reduced in cost and reduced in size as compared with the prior art.

以上のように本実施例では、ヒータのオン/オフ切り替え時の急峻な電流の変動を抑えつつ、ヒータ駆動回路のコストダウンおよび小型化を達成することができる。   As described above, in this embodiment, it is possible to achieve cost reduction and miniaturization of the heater driving circuit while suppressing a steep current fluctuation at the time of heater on / off switching.

なお、本例ではTsa>Taであるが、Tsa<Ta、つまり定電圧回路206でのスローアップが完全に終わる前に、トライアック203を導通しても良い。   In this example, Tsa> Ta, but Tsa <Ta, that is, before the slow-up in the constant voltage circuit 206 is completely finished, the triac 203 may be turned on.

次に、図4および図5を参照して、実施例2を説明する。   Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

本実施例のハードウェア構成は、実施例1において、ハロゲンヒータ121に電力を供給するためのヒータ駆動回路が異なるものである。   The hardware configuration of the present embodiment is different from that of the first embodiment in the heater driving circuit for supplying power to the halogen heater 121.

図4は、本実施例におけるヒータ駆動回路の信号経路を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing a signal path of the heater driving circuit in the present embodiment.

図中、401は商用電源、402は整流回路、403はトライアック、405はπ型フィルタ、406は定電圧出力回路、407から409はコンデンサ、410および411はインダクタ、412はダイオード、413はFET、414はPWM発生回路、415および416は抵抗である。   In the figure, 401 is a commercial power supply, 402 is a rectifier circuit, 403 is a triac, 405 is a π-type filter, 406 is a constant voltage output circuit, 407 to 409 are capacitors, 410 and 411 are inductors, 412 is a diode, 413 is an FET, 414 is a PWM generation circuit, 415 and 416 are resistors.

実施例1と同様の構成のものは、説明を省略する。   The description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.

定電圧回路406内のFET413は、PWM発生回路414が発生させるパルスによって、チョッピング駆動する。PWM発生回路414は、プリンタ制御部140と、8ビットのバスPWによって接続されており、前記バスPWからの信号に応じて、出力するパルスのオンデューティを255階調の解像度で変化させる。   The FET 413 in the constant voltage circuit 406 is chopped by a pulse generated by the PWM generation circuit 414. The PWM generation circuit 414 is connected to the printer control unit 140 by an 8-bit bus PW, and changes the on-duty of a pulse to be output with a resolution of 255 gradations according to a signal from the bus PW.

定電圧回路406の出力電圧は、抵抗415および416によって分圧され、プリンタ制御部140のVsence端子に入力される。Vsence端子はA/D変換ポートであり、分圧された電圧はデジタル値に変換される。プリンタ制御部140はVsence端子の入力をフィードバック値として、定電圧回路406の出力が所望の値になるように、バスPWに8ビットの信号を出力する。   The output voltage of the constant voltage circuit 406 is divided by resistors 415 and 416 and input to the Vsense terminal of the printer control unit 140. The Vsense terminal is an A / D conversion port, and the divided voltage is converted into a digital value. The printer control unit 140 outputs an 8-bit signal to the bus PW so that the output of the constant voltage circuit 406 becomes a desired value using the input of the Vsense terminal as a feedback value.

図5は、本実施例におけるヒータのオン/オフ制御のタイミングチャート(1サイクル)である。   FIG. 5 is a timing chart (one cycle) of heater on / off control in this embodiment.

図5において、(a)は定電圧回路の出力電圧の目的値、(b)はトライアック駆動信号Tsel、(c)はヒータに印加される実効電圧波形、(d)はヒータに流れる実効電流波形である。   5, (a) is a target value of the output voltage of the constant voltage circuit, (b) is a triac drive signal Tsel, (c) is an effective voltage waveform applied to the heater, and (d) is an effective current waveform flowing through the heater. It is.

プリンタ制御部140は、バスPWの信号を徐々に変化させることで、スローアップ、スローダウンを行う。このときの定電圧回路の出力電圧目的値は図5(a)のようになる。   The printer control unit 140 performs slow-up and slow-down by gradually changing the signal on the bus PW. The target output voltage value of the constant voltage circuit at this time is as shown in FIG.

通常通電電圧は、Vbである。   The normal energization voltage is Vb.

プリンタ制御部140は、実施例1と同様に、スローアップを開始してから時間Tsaが経過したあと、信号Tselをハイにしてトライアック403を導通させる。トライアック403が導通すると、整流回路402によって全波整流された電圧が直接ハロゲンヒータ121に印加される。このときの実効電圧値はVaである。   As in the first embodiment, after the time Tsa has elapsed from the start of the slow-up, the printer control unit 140 sets the signal Tsel to high to make the triac 403 conductive. When the triac 403 is turned on, the voltage that has been full-wave rectified by the rectifier circuit 402 is directly applied to the halogen heater 121. The effective voltage value at this time is Va.

トライアックが導通しているときには、定電圧回路406を停止させる。   When the triac is conducting, the constant voltage circuit 406 is stopped.

ハロゲンヒータ121をオフさせるときには、定電圧回路406の出力をVdにした後、Tsel信号をロウにしてトライアックを遮断する。これにより、ハロゲンヒータ121に印加される実効電圧値はVbになる。   When turning off the halogen heater 121, the output of the constant voltage circuit 406 is set to Vd, and then the Tsel signal is set to low to cut off the triac. Thereby, the effective voltage value applied to the halogen heater 121 becomes Vb.

さらに時間Tsdが経過した後、定電圧回路406の出力をスローダウンさせる。   Further, after the time Tsd has elapsed, the output of the constant voltage circuit 406 is slowed down.

以上のような構成にすることで、実施例1と同じように、FET413、ダイオード412、インダクタ411、コンデンサ409での熱損失を従来よりも小さくでき、従来よりも小さくて安価なパッケージの部品を使用することができる。   With the configuration as described above, as in the first embodiment, the heat loss in the FET 413, the diode 412, the inductor 411, and the capacitor 409 can be made smaller than before, and the package parts that are smaller and less expensive than the conventional can be obtained. Can be used.

また、π型フィルタを構成するインダクタ410、コンデンサ407および408についても、従来よりも小さくて安価なパッケージの部品を使用することができる。   In addition, the inductor 410 and the capacitors 407 and 408 constituting the π-type filter can use parts of a package that is smaller and less expensive than the conventional one.

次に、図6を参照して実施例3を説明する。   Next, Example 3 will be described with reference to FIG.

本実施例のハードウェア構成は、実施例2と同じ構成である。   The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the second embodiment.

図6は、本実施例におけるヒータのオン/オフ制御のタイミングチャート(1サイクル)である。   FIG. 6 is a timing chart (one cycle) of heater on / off control in this embodiment.

図6において、(a)は定電圧回路の出力電圧の測定値、(b)はトライアック駆動信号Tsel、(c)はヒータに印加される実効電圧波形、(d)はヒータに流れる実効電流波形である。   6, (a) is a measured value of the output voltage of the constant voltage circuit, (b) is a triac drive signal Tsel, (c) is an effective voltage waveform applied to the heater, and (d) is an effective current waveform flowing through the heater. It is.

実施例2と同様に、プリンタ制御部140は、バスPWの信号を徐々に変化させることで、スローアップ、スローダウンを行う。このときの定電圧回路の出力電圧測定値は図6(a)のようになるヒータがスローアップするとき、実施例2においては、トライアック駆動信号Tselがハイになるタイミングは、スローアップを開始してから時間Tsaが経過した時であったが、本実施例においては、前記タイミングは、A/DポートVsenceで検出される定電圧回路406の出力が閾値電圧Vthに達した時である。   As in the second embodiment, the printer control unit 140 performs slow-up and slow-down by gradually changing the signal on the bus PW. The measured output voltage of the constant voltage circuit at this time is as shown in FIG. 6A. When the heater slows up, in Example 2, the timing when the triac drive signal Tsel becomes high starts slowing up. In this embodiment, the timing is when the output of the constant voltage circuit 406 detected by the A / D port Vsense reaches the threshold voltage Vth.

逆に、スローダウンするときには、ヒータ制御部140は定電圧出力回路の出力を徐々にあげ(定常時の通電中は、定電圧出力回路の駆動を停止している)、測定値がVthに達したとき、トライアックを遮断するとともに、定電圧出力回路406の出力をスローダウンさせる。   On the contrary, when slowing down, the heater control unit 140 gradually increases the output of the constant voltage output circuit (the drive of the constant voltage output circuit is stopped during energization in a steady state), and the measured value reaches Vth. When this occurs, the triac is shut off and the output of the constant voltage output circuit 406 is slowed down.

以上のような構成では、定電圧回路406の最大出力は、ヒータの定格電圧Vaよりも低い電圧Vthであれば良く、FET413、ダイオード412、インダクタ411、コンデンサ409に流れる平均電流は従来よりも少なくなる。従って、上記各素子での熱損失が小さくなり、従来よりも小さくて安価なパッケージの部品を使用することができる。   In the configuration as described above, the maximum output of the constant voltage circuit 406 may be the voltage Vth lower than the rated voltage Va of the heater, and the average current flowing through the FET 413, the diode 412, the inductor 411, and the capacitor 409 is less than that of the conventional one. Become. Accordingly, the heat loss in each of the above elements is reduced, and it is possible to use a component of a package that is smaller and less expensive than the conventional one.

また、π型フィルタを構成するインダクタ410、コンデンサ407および408についても同様に、従来と比べコストダウンと小型化ができる。   Similarly, the inductor 410 and the capacitors 407 and 408 constituting the π-type filter can be reduced in cost and size as compared with the conventional one.

以上のように本実施例では、ヒータのオン/オフ切り替え時の急峻な電流の変動を抑えつつ、ヒータ駆動回路のコストダウンおよび小型化を達成することができる。   As described above, in this embodiment, it is possible to achieve cost reduction and miniaturization of the heater driving circuit while suppressing a steep current fluctuation at the time of heater on / off switching.

なお、以上の実施例では、ハロゲンヒータは1本のみであるが、複数のハロゲンヒータを有する画像形成装置(例えば、加圧ローラの中にもヒータを有する画像形成装置)においても、それぞれのハロゲンヒータについて適用可能である。   In the above embodiment, only one halogen heater is provided. However, in an image forming apparatus having a plurality of halogen heaters (for example, an image forming apparatus having a heater in a pressure roller), each halogen is used. Applicable to heaters.

実施例1の画像形成装置の構成図1 is a configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment. 実施例1のヒータ駆動回路の信号経路ブロック図Signal path block diagram of heater driving circuit of embodiment 1 実施例1のヒータのオン/オフ制御のタイミングチャートTiming chart of heater on / off control of embodiment 1 実施例2のヒータ駆動回路の信号経路ブロック図Signal path block diagram of heater driving circuit of embodiment 2 実施例2のヒータのオン/オフ制御のタイミングチャートTiming chart of heater on / off control of embodiment 2 実施例3のヒータのオン/オフ制御のタイミングチャートTiming chart of heater on / off control of embodiment 3 従来技術の説明図Illustration of prior art

符号の説明Explanation of symbols

101 レーザビームプリンタ
121 ハロゲンヒータ
123 定着装置
140 プリンタ制御部
201 商用電源
202 整流回路
203 トライアック
205 π型フィルタ
206 定電圧電源
214 コントロールIC
406 定電圧電源
414 PWM発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Laser beam printer 121 Halogen heater 123 Fixing apparatus 140 Printer control part 201 Commercial power supply 202 Rectifier circuit 203 Triac 205 Pi type filter 206 Constant voltage power supply 214 Control IC
406 Constant voltage power supply 414 PWM generation circuit

Claims (9)

発熱手段たるヒータに所定の電圧を供給する定電圧出力回路と、前記定電圧出力回路の出力電圧を所定の時定数をもって立ち上げるスローアップ手段と、前記定電圧出力回路とは異なる経路でヒータに電力を供給する電源回路と、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を自在に切り替え可能な切り替え手段を有することを特徴とした、ヒータ駆動装置。   A constant voltage output circuit for supplying a predetermined voltage to the heater as the heat generating means, a slow-up means for starting up the output voltage of the constant voltage output circuit with a predetermined time constant, and a path different from the constant voltage output circuit to the heater A heater driving apparatus comprising: a power supply circuit that supplies electric power; and a switching unit that can freely switch between conduction and interruption between the heater and the power supply circuit. さらに、前記定電圧出力回路の出力電圧を所定の時定数をもって立ち下げるスローダウン手段を有することを特徴とした、請求項1に記載のヒータ駆動装置。   2. The heater driving apparatus according to claim 1, further comprising slow-down means for lowering the output voltage of the constant voltage output circuit with a predetermined time constant. 前記電源回路によりヒータに電力が供給されているときには、前記定電圧出力回路の出力を低下させるか、あるいは遮断することを特徴とした、請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   The power supply circuit according to any one of claims 1 and 2, wherein when the power is supplied to the heater, the output of the constant voltage output circuit is reduced or cut off. Heater drive device. さらに、前記定電圧出力回路の入力側に、ノイズを除去するためのフィルタを有することを特徴とした、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   The heater driving apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a filter for removing noise on an input side of the constant voltage output circuit. さらに、時間の経過を計測するタイマを有し、前記切り替え手段は所定のタイミングから一定時間が経過したことを条件として、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を切り替えることを特徴とした、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   Furthermore, it has a timer for measuring the passage of time, and the switching means switches on and off between the heater and the power supply circuit on the condition that a predetermined time has elapsed from a predetermined timing, The heater drive device according to any one of claims 1 to 4. さらに、前記定電圧出力回路の出力電圧を検出する電圧検出手段を有し、前記切り替え手段は前記電圧検出手段が検出した電圧値に応じて、前記ヒータと前記電源回路との導通および遮断を切り替えることを特徴とした、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   Furthermore, it has a voltage detection means which detects the output voltage of the said constant voltage output circuit, and the said switching means switches conduction | electrical_connection and interruption | blocking with the said heater and the said power supply circuit according to the voltage value which the said voltage detection means detected The heater driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the heater driving device is provided. 前記ヒータは、ハロゲンヒータであることを特徴とした、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   The heater driving device according to any one of claims 1 to 6, wherein the heater is a halogen heater. 前記切り替え手段は、トライアックもしくはFETであることを特徴とした、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置。   The heater switching device according to any one of claims 1 to 7, wherein the switching means is a triac or an FET. 発熱手段を内蔵し、該発熱手段によって加熱されトナー像を記録媒体に定着させる熱定着装置を備えた画像形成装置であって、前記熱定着装置のヒータ駆動手段として、請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のヒータ駆動装置を備えていることを特徴とした画像形成装置。   9. An image forming apparatus comprising a heat fixing device and a heat fixing device that heats the heat generating device and fixes a toner image on a recording medium, and serves as a heater driving device of the heat fixing device. An image forming apparatus comprising the heater driving device according to any one of the above.
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