JP2007184166A - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電磁誘導加熱技術におけるインバータ回路の制御タイミングに用いられる高精度な信号を簡単な回路で生成する。
【解決手段】 電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置において、励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、フライバック電圧を制御する第2スイッチと、発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサにより得られた情報に基づいて第1スイッチおよび第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、第1制御手段とは独立して第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて第1制御信号を無効にすると共に第2制御信号を有効にする論理回路とを備える。
【選択図】図4
【解決手段】 電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置において、励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、フライバック電圧を制御する第2スイッチと、発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサにより得られた情報に基づいて第1スイッチおよび第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、第1制御手段とは独立して第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて第1制御信号を無効にすると共に第2制御信号を有効にする論理回路とを備える。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置の定着部などに利用される電磁誘導加熱の技術に関するものである。
近年、電子写真方式の画像形成装置における定着部として、クイックスタートや省エネルギーの観点から電磁誘導加熱方式の装置が実用化され使用されている(特許文献1)。
図1は、従来の画像形成装置の定着部の構成例を示す図である。以下に図1を参照して定着動作について説明する。まず、CPU141はサーミスタ114から定着ローラ112の温度を読み取る。CPU141は、読み取った定着ローラ112の温度および目標温度に応じて、励磁コイル111に投入する電力を導出し、導出した結果をアナログ電圧値としてドライブ回路130に出力する。ドライブ回路130に具備されたタイミング回路132は、CPU141から入力された電圧値に応じてインバータ回路121内の各スイッチ素子のオン/オフ時間を決定する。なお、図において、121が励磁コイル111に流す電流(励磁電流)を制御するためのインバータ回路である。ドライブ回路130内のフリップフロップ(F/F)は、決定したオン/オフタイミングに従いを動作し、インバータ回路121を動作させる。
図2は、インバータ回路の動作時における回路内各部の状態変化を示す。インバータ回路121内のスイッチ素子150のオンにより、励磁コイル111に電流が流れる(図2の期間A)。スイッチ素子150を所定の期間ONした後に、スイッチ素子150をオフする。スイッチ素子150のオフと同時に励磁コイル111の電流を維持する方向のフライバック電圧が発生する(図2の期間B)。なお、フライバック電圧は、共振コンデンサ152の容量と励磁コイル111のインダクタンスにより決まる共振周期で変化するカーブを描く。共振コンデンサ152の容量が共振コンデンサ153の容量の1/10程度である場合、期間Bの電圧変化は高い周波数となる。
次に、スイッチ素子151をオンすることにより、共振コンデンサ152と共振コンデンサ153の容量を合成する。すると、フライバック電圧の変化が緩やかなカーブとなり、フライバック電圧の上昇を抑えることができる(図2の期間C)。さらに、所定の時間経過後に、スイッチ素子151をオフすることで、共振コンデンサ153の容量を切り離す。すると、共振コンデンサ152のみの容量となり、フライバック電圧が高い周波数で十分低い電圧まで下降する(図2の期間D)。
なお、以上の動作タイミングはCPU141から入力された電圧値を基にタイミング回路302で生成され、F/F133により各スイッチ素子の制御を行う。なお、過電流や過熱等の異常が生じた場合、電流検出回路131や異常検知回路142からの入力信号に基づき、F/F133は各スイッチ素子への制御信号の出力を停止する。
特開2000−245161号公報
しかしながら、インバータ回路121においては、各スイッチ素子による電力損失を抑制するため、電圧や電流が十分低くなるタイミングに同期させて各スイッチ素子のオン/オフを必要がある。一方、各スイッチ素子のオン/オフの信号を生成する従来のタイミング回路132はコンデンサと抵抗によるアナログ回路で構成されている。このようなアナログ回路の場合、温度の変化による周波数の変動などの特性のばらつきが大きいという問題がある。そのため、十分なタイミング精度を確保するために回路構成が複雑になり、コストアップを招いていた。
また、CPU141からの出力電圧値あるいはタイミング回路132からの出力タイミングに異常が生じた場合、F/F133は各スイッチ素子に対し正しいタイミングで制御を行うことが出来ない。例えば、スイッチ素子150のオフの後に、スイッチ素子151を所定のタイミングでオンすることが出来ない場合では、共振コンデンサ153の容量を合成することが出来ない。その結果、フライバック電圧が上昇しすぎ、各スイッチ素子の耐圧を超え、スイッチ素子の破壊にいたることがある。そのため、例えばAC給電部に設けたリレー122などを用いて回路を停止する安全回路を設ける必要が生じる。ただし、万一のソフトウェア動作の暴走時にも定着器の安全を確保するために、サーモスイッチ113などのハードウェアによる保護回路をさらに設けるなど何重にも保護する必要がある。そのため、さらに回路構成が複雑になり、コストアップを招いていた。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、スイッチ素子による電力損失の増大を抑制可能な程度の高精度な信号を簡単な回路で生成可能とする技術を提供する。
上記課題を解決すべく、本発明の加熱装置は以下の構成を備える。
励磁コイルに流れる電流により磁界を発生させ磁界による電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置において、励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、フライバック電圧を制御する第2スイッチと、発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサにより得られた情報に基づいて第1スイッチおよび第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、第1制御手段とは独立して第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて第1制御信号を無効にすると共に第2制御信号を有効にする論理回路とを備える。
励磁コイルに流れる電流により磁界を発生させ磁界による電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置において、励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、フライバック電圧を制御する第2スイッチと、発熱部の温度を検出する温度センサと、温度センサにより得られた情報に基づいて第1スイッチおよび第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、第1制御手段とは独立して第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて第1制御信号を無効にすると共に第1制御信号の変化に基づいて第2制御信号を有効にする論理回路とを備える。
本発明によれば、スイッチ素子による電力損失の増大を抑制可能な程度の高精度な信号を簡単な回路で生成可能とする技術を提供することができる。そのため、低コストな加熱装置を提供する事が可能となる。また、制御信号途絶時などのスイッチ素子などの破壊防止が実現出来る。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(第1実施形態)
本発明に係る加熱装置の第1実施形態として、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置(定着装置ともいう)を例に挙げて以下に説明する。
本発明に係る加熱装置の第1実施形態として、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置(定着装置ともいう)を例に挙げて以下に説明する。
<装置構成>
図3は、第1実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す図である。
図3は、第1実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す図である。
301は静電潜像を形成する感光ドラムであり、302は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム301上に静電潜像を形成するレーザスキャナである。303は記録媒体(用紙)を各色の画像形成部に順次搬送する無端状の搬送ベルトである。304は、モータとギア等から構成される駆動部と接続され、搬送ベルト303を駆動する駆動ローラである。306eは駆動ローラ304を駆動するモータである。305は用紙に転写されたトナーを溶融、固着する定着器である。306fは定着器内の駆動ローラを駆動するモータである。
なお、感光ドラム301、レーザスキャナ302およびモータ306は、4色すなわち、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色について配置されている。なお、符号a、b、c、dは各々Y、M、C、K用を示している。
パーソナルコンピュータ(PC)などの外部機器(不図示)からプリントすべきデータが画像形成装置に入力をトリガに、画像形成装置は動作を開始する。プリンタエンジンの方式に応じたデータ形式への変換が完了し、用紙へのプリントが可能な状態になると、用紙カセットから用紙が供給される。そして、搬送ベルト303により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト303による用紙搬送のタイミングに合わせて、画像データのY、M、C、K各色の成分に基づいた画像信号が各レーザスキャナ302に入力される。レーザスキャナ302は入力された画像信号に基づいて、感光ドラム303上に静電潜像を形成する。さらに、図示しない現像器により、静電潜像がトナーにより現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。図3では、Y、M、C、Kの順に順次画像形成される構成を示している。その後、用紙は搬送ベルト303から分離され、定着器305において熱により転写されたトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
<電磁誘導加熱方式の定着部>
図4に、第1実施形態に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器305は、おおまかに、定着ユニット410、電力制御回路420、定着制御回路(後述)、異常検知回路464、CPU461などにより構成される。なお、電磁誘導加熱電源に用いるインバータ回路としては、スイッチ素子による電力損失を低減させるために、共振方式が一般的に用いられている。また、共振方式の電源は、電圧共振方式と、電流共振方式に大別できるがここでは電圧共振方式について述べる。以下、各部について説明を行う。なお、定着ユニット410、電力制御回路420については、背景技術(図1)とほぼ同様のものである。
図4に、第1実施形態に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器305は、おおまかに、定着ユニット410、電力制御回路420、定着制御回路(後述)、異常検知回路464、CPU461などにより構成される。なお、電磁誘導加熱電源に用いるインバータ回路としては、スイッチ素子による電力損失を低減させるために、共振方式が一般的に用いられている。また、共振方式の電源は、電圧共振方式と、電流共振方式に大別できるがここでは電圧共振方式について述べる。以下、各部について説明を行う。なお、定着ユニット410、電力制御回路420については、背景技術(図1)とほぼ同様のものである。
・定着ユニット410
図5は、定着ユニットの断面図である。定着ユニットは、おおまかに、定着ローラ502、サーミスタ504、サーモスイッチ503、加圧ローラ506により構成される。また、定着ローラ502は、磁性コア505と励磁コイル501からなる磁場発生部と、発熱層と弾性層および離型層からなる定着ローラ面により構成される。
図5は、定着ユニットの断面図である。定着ユニットは、おおまかに、定着ローラ502、サーミスタ504、サーモスイッチ503、加圧ローラ506により構成される。また、定着ローラ502は、磁性コア505と励磁コイル501からなる磁場発生部と、発熱層と弾性層および離型層からなる定着ローラ面により構成される。
励磁コイル501は、コイルを構成する導線として一本ずつがそれぞれ絶縁被覆された銅製の細線を複数本束ねたもの(束線)を用いる。さらに、これを複数回巻いて励磁コイルを形成している。ここでは、10ターン巻いて励磁コイルを形成しているとする。なお、絶縁被覆は加熱ローラの発熱による熱伝導を考慮して耐熱性を有する被覆を用いるのがよい。たとえば、アミドイミドやポリイミドなどの被覆を用いるとよい。また、励磁コイルは外部から圧力を加えて密集度を向上させてもよい。
・電力制御回路420
電力制御回路420は、インバータ回路421、過電流ブレーカとしてのフューズ425、リレー422、整流回路としてのブリッジダイオード423およびフィルタ回路424、カレントトランス426などを備えている。この定着制御回路420に前述の定着ユニット410を接続することにより定着器として動作可能となる。
電力制御回路420は、インバータ回路421、過電流ブレーカとしてのフューズ425、リレー422、整流回路としてのブリッジダイオード423およびフィルタ回路424、カレントトランス426などを備えている。この定着制御回路420に前述の定着ユニット410を接続することにより定着器として動作可能となる。
また、インバータ回路421はおおまかに2つのスイッチ素子450、451、および、2つの共振コンデンサ452、453から構成されている。図では励磁コイル411は、共振コンデンサ452、453およびスイッチ素子450の接続点と電源との間に接続されている。なお、スイッチ素子としては、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)等が用いられる。
・定着制御回路
定着制御回路は、CPU461、ロジック部462、単発パルス発生回路463、異常検知回路464、および、リレードライバ465により構成される。また、466、467はスイッチ素子のドライバである。ドライバとしては、例えばゲートトランス等、2次側と1次側の絶縁を確保しつつスイッチ素子のドライブが可能なものが利用される。なお、CPU461が請求項1における第1制御手段に相当し、単発パルス発生回路463が請求項1における第2制御手段に相当する。
定着制御回路は、CPU461、ロジック部462、単発パルス発生回路463、異常検知回路464、および、リレードライバ465により構成される。また、466、467はスイッチ素子のドライバである。ドライバとしては、例えばゲートトランス等、2次側と1次側の絶縁を確保しつつスイッチ素子のドライブが可能なものが利用される。なお、CPU461が請求項1における第1制御手段に相当し、単発パルス発生回路463が請求項1における第2制御手段に相当する。
図6は、CPUが出力するPWM1信号、PWM2信号を説明する図である。CPU461はPWM1信号、PWM2信号およびイネーブル信号の3つの出力信号を出力可能となるよう構成されている。PWM1のオン幅(Δt1)は定着ユニット410へ投入する電力に対応する時間幅である。そして、この時間幅はサーミスタ414から取得した定着ローラ412の温度および目標温度に応じてCPU461が決定する。一方、PWM1のオフ幅(Δt2+Δt3+Δt4)およびPWM2のオン幅(Δt3)は、励磁コイル411のインダクタンスおよびインバータ回路内の共振コンデンサの容量により決定される時間幅である。なお、Δt2およびΔt4は、PWM1信号とPWM2信号のオン期間が重ならないように設定されたデッドタイムである。
図7は、単発パルス発生回路の構成および動作を説明する図である。図7(a)に示す通り、単発パルス発生回路463は内部にタイマ701とタイマ702を備えており、タイマ701とタイマ702へのそれぞれ入力の立下りにより起動される。そして、図7(b)に示す通り、入力の立下りから所定の時間幅(Δt2)後に、所定の時間幅(Δt3)のパルスを1回出力する。なお、このような回路はワンショットマルチバイブレータIC(74123など)を用いて容易に構成することができる。
<定着部の動作>
画像形成装置の電源が投入されると、DC電源回路(不図示)が動作して24VのDC電圧が供給される。供給された24VのDC電圧は、サーモスイッチ413の接点を通してリレー422に印加される。ここで、異常検知回路464が動作していなければ、リレードライバ465によりリレー422の接点が接続し、リレー422内のコイルに電流が供給される。その結果、リレー422の接点がオンになり、AC電源ラインからAC電圧が回路に供給される。AC電圧はブリッジダイオード423により全波整流されて脈流化DC電圧となり、フィルタ回路424を経由して平滑化されたDC電圧となる。
画像形成装置の電源が投入されると、DC電源回路(不図示)が動作して24VのDC電圧が供給される。供給された24VのDC電圧は、サーモスイッチ413の接点を通してリレー422に印加される。ここで、異常検知回路464が動作していなければ、リレードライバ465によりリレー422の接点が接続し、リレー422内のコイルに電流が供給される。その結果、リレー422の接点がオンになり、AC電源ラインからAC電圧が回路に供給される。AC電圧はブリッジダイオード423により全波整流されて脈流化DC電圧となり、フィルタ回路424を経由して平滑化されたDC電圧となる。
まず、CPU461はサーミスタ414から定着ローラ412の温度を読み取る。CPU461は、サーミスタ414により検知した温度が、予め設定された正常温度の範囲内にあれば、イネーブル信号をtrueにする。また、温調動作が必要な場合、前述したようにPWM1信号とPWM2信号を出力する。そして、CPU461から出力された3種の信号は、ロジック部462に入力される。
ロジック部462では、異常検知回路464からの異常検出信号がfalse、かつ、CPUからのイネーブル信号がtrueの時、ドライバ466、467に対して前述したPWM1信号、PWM2信号をそれぞれ出力する。ただし、異常検知回路464からの異常検出信号がtrue、または、CPUからのイネーブル信号がfalseの時であっても、単発パルス発生回路463からの信号が入力された場合には、ドライバ467(スイッチ素子451に対応)に対して信号が出力される。また、異常検知回路464からの異常検出信号がfalseの場合、CPU461からのイネーブル信号をリレードライバに出力する。
異常検知回路464は、サーミスタ414により検知した温度が正常温度の範囲から外れた場合、または、励磁電流の値が所定の値を超えた場合に、異常検出信号をtrueにする。この時、前述の通り、ドライバへのPWM信号、リレードライバへの信号は遮断される。
単発パルス発生回路463は、CPU461からのイネーブル信号がfalse、または、異常検知回路464の異常検知信号がtrueになった場合に動作する。その時、前述の通り、ドライバ467(スイッチ素子451に対応)に対して信号が出力される。また、この信号は図7(b)で説明したように所定のデッドタイム(Δt2)と所定のオン幅(Δt3)から構成される。
つまり、スイッチ素子450がオンの期間中に、異常検知回路464の動作等によりPWM1信号、PWM2信号が遮断された場合においても、所定のタイミングで、所定の期間スイッチ素子451をオンにすることが可能となる。その結果、図2において説明した周期Tで示される一連の動作を完了することが可能となる。そのため、背景技術において発生していたようなフライバック電圧の上昇による各スイッチ素子の破壊を低減することが可能となる。
以上説明したように、第1実施形態に係る像加熱装置(定着装置)においてインバータ回路の制御タイミングに用いられる高精度な信号を簡単な回路で生成可能である。アナログ素子による周波数変動などの影響を低減可能であることから、インバータ回路内のスイッチ素子による電力損失を抑制可能となる。また、異常検知回路の動作時やCPUリセット等によるPWM信号の遮断時においても、インバータ回路における一連の周期動作を完了させることが可能でありスイッチ素子の破壊を抑制可能である。
(第2実施形態)
本発明に係る加熱装置の第2実施形態として、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置を例に挙げて以下に説明する。第2実施形態においては、単発パルス発生回路のトリガとして、PWM1信号を用いている点が第1実施形態と異なる。
本発明に係る加熱装置の第2実施形態として、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備される、トナー画像を被記録材に加熱定着させる像加熱装置を例に挙げて以下に説明する。第2実施形態においては、単発パルス発生回路のトリガとして、PWM1信号を用いている点が第1実施形態と異なる。
<電磁誘導加熱方式の定着部>
図8に、第2実施形態に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器は、おおまかに、定着ユニット810、電力制御回路820、定着制御回路(後述)、異常検知回路864、CPU861などにより構成される。なお、定着ユニット810、電力制御回路820については、背景技術(図1)とほぼ同様のものであり第1実施形態においても説明を行ったため、詳細な説明は省略する。
図8に、第2実施形態に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器は、おおまかに、定着ユニット810、電力制御回路820、定着制御回路(後述)、異常検知回路864、CPU861などにより構成される。なお、定着ユニット810、電力制御回路820については、背景技術(図1)とほぼ同様のものであり第1実施形態においても説明を行ったため、詳細な説明は省略する。
・定着制御回路
定着制御回路は、CPU861、ロジック部862、単発パルス発生回路863、異常検知回路864、および、リレードライバ865により構成される。また、806、807はスイッチ素子のドライバである。ドライバとしては、例えばゲートトランス等、2次側と1次側の絶縁を確保しつつスイッチ素子のドライブが可能なものが利用される。なお、単発パルス発生回路863の内部構成は第1実施形態(図7(a))と同様である。
定着制御回路は、CPU861、ロジック部862、単発パルス発生回路863、異常検知回路864、および、リレードライバ865により構成される。また、806、807はスイッチ素子のドライバである。ドライバとしては、例えばゲートトランス等、2次側と1次側の絶縁を確保しつつスイッチ素子のドライブが可能なものが利用される。なお、単発パルス発生回路863の内部構成は第1実施形態(図7(a))と同様である。
図9は、CPUの出力信号および単発パルス発生回路の入出力信号のタイミングを説明する図である。CPU861はPWM1信号、PWM2信号およびイネーブル信号の3つの出力信号を出力可能となるよう構成されている。PWM1のオン幅(Δt1)は定着ユニット810へ投入する電力に対応する時間幅である。そして、この時間幅はサーミスタ814から取得した定着ローラ812の温度および目標温度に応じてCPU861が決定する。一方、PWM1のオフ幅(Δt2+Δt3+Δt4)およびPWM2のオン幅(Δt3)は、励磁コイル811のインダクタンスおよびインバータ回路内の共振コンデンサの容量により決定される時間幅である。なお、Δt2およびΔt4は、PWM1信号とPWM2信号のオン期間が重ならないように設定されたデッドタイムである。
<定着部の動作>
画像形成装置の電源が投入されると、DC電源回路(不図示)が動作して24VのDC電圧が供給される。供給された24VのDC電圧は、サーモスイッチ813の接点を通してリレー822に印加される。ここで、異常検知回路864が動作していなければ、リレードライバ865によりリレー822の接点が接続し、リレー822内のコイルに電流が供給される。その結果、リレー822の接点がオンになり、AC電源ラインからAC電圧が回路に供給される。AC電圧はブリッジダイオード823により全波整流されて脈流化DC電圧となり、フィルタ回路824を経由して平滑化されたDC電圧となる。
画像形成装置の電源が投入されると、DC電源回路(不図示)が動作して24VのDC電圧が供給される。供給された24VのDC電圧は、サーモスイッチ813の接点を通してリレー822に印加される。ここで、異常検知回路864が動作していなければ、リレードライバ865によりリレー822の接点が接続し、リレー822内のコイルに電流が供給される。その結果、リレー822の接点がオンになり、AC電源ラインからAC電圧が回路に供給される。AC電圧はブリッジダイオード823により全波整流されて脈流化DC電圧となり、フィルタ回路824を経由して平滑化されたDC電圧となる。
まず、CPU861はサーミスタ814から定着ローラ812の温度を読み取る。CPU861は、サーミスタ814により検知した温度が、予め設定された正常温度の範囲内にあれば、イネーブル信号をtrueにする。また、温調動作が必要な場合、前述したようにPWM1信号とPWM2信号を出力する。そして、CPU861から出力された3種の信号は、ロジック部862に入力される。
ロジック部862では、異常検知回路864からの異常検出信号がfalse、かつ、CPUからのイネーブル信号がtrueの時、ドライバ866、867に対して前述したPWM1信号、PWM2信号をそれぞれ出力する。ただし、異常検知回路864からの異常検出信号がtrue、または、CPUからのイネーブル信号がfalseの時であっても、単発パルス発生回路863からの信号が入力された場合には、ドライバ867(スイッチ素子851に対応)に対して信号が出力される。また、異常検知回路864からの異常検出信号がfalseの場合、CPU861からのイネーブル信号をリレードライバに出力する。
異常検知回路864は、サーミスタ814により検知した温度が正常温度の範囲から外れた場合、または、励磁電流の値が所定の値を超えた場合に、異常検出信号をtrueにする。この時、前述の通り、ドライバへのPWM信号、リレードライバへの信号は遮断される。
第1実施形態の場合とは異なり、単発パルス発生回路863は、CPU861からのPWM1信号がfalseになった場合に動作する。その時、前述の通り、ドライバ867(スイッチ素子851に対応)に対して信号が出力される。ただし、第1実施形態とは異なり、この信号は図9に示されるように所定のデッドタイム(Δt2’)と所定のオン幅(Δt3’)から構成される。ここでΔt2’>Δt2でありΔt3’<Δt3である。このようなΔt2’およびΔt3’の時間幅を設定することで、Δt2’およびΔt3’の信号出力に多少のばらつきがあっても正常に動作を行うことが可能となる。つまり、単発パルス発生回路863内のタイマをアナログ回路で構成した場合においても、PWM2信号さえ正常に出力されていれば、正確なタイミングでドライバ867(スイッチ素子851に対応)を駆動することができる。
つまり、スイッチ素子850がオンの期間中に、異常検知回路864の動作等によりPWM1信号、PWM2信号が遮断された場合においても、所定のタイミングで、所定の期間スイッチ素子851をオンにすることが可能となる。その結果、図2において説明した周期Tで示される一連の動作を完了することが可能となる。そのため、背景技術において発生していたようなフライバック電圧の上昇による各スイッチ素子の破壊を低減することが可能となる。また、前述の通りPWM2信号が正常に出力されている場合には、スイッチ素子851の駆動に悪影響を与えることはない。
以上説明したように、第1実施形態と同様、インバータ回路の制御タイミングに用いられる高精度な信号を簡単な回路で生成可能である。アナログ素子による周波数変動などの影響を低減可能であることから、インバータ回路内のスイッチ素子による電力損失を抑制可能となる。また、異常検知回路の動作時やCPUリセット等によるPWM信号の遮断時においても、インバータ回路における一連の周期動作を完了させることが可能でありスイッチ素子の破壊を抑制可能である。
<変形例>
図10に、第2実施形態の変形例に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器は、おおまかに、定着ユニット810、電力制御回路820、定着制御回路、異常検知回路864、CPU861a、ASIC861bなどにより構成される。つまり、変形例では、CPU861aとは別に配置したASIC861bにより各PWM信号およびイネーブル信号を生成する点が異なる。
図10に、第2実施形態の変形例に係る定着器の内部回路構成を示す。定着器は、おおまかに、定着ユニット810、電力制御回路820、定着制御回路、異常検知回路864、CPU861a、ASIC861bなどにより構成される。つまり、変形例では、CPU861aとは別に配置したASIC861bにより各PWM信号およびイネーブル信号を生成する点が異なる。
CPU861aは出力信号線として、ASIC861bにたいし動作パラメータの設定を行うためのデータ信号線線とウォッチドッグクリア信号線とを備えている。なお、動作パラメータとしては、イネーブル信号状態やPWM1信号およびPWM2信号のオン時間タイマとオフ時間タイマなどがある。CPU861aは、サーミスタ814により検知した温度が、予め設定された正常温度の範囲内にあれば、イネーブル信号をtrueにするようにデータ信号線を用い設定する。また、温調動作が必要な場合、PWM1信号およびPWM2信号のオン時間タイマとオフ時間タイマをASIC861bに対して設定する。また、ASIC861bに対して所定の間隔でASIC861b内部のウォッチドッグタイマをクリアする信号を出力する。
ASIC861bは、CPU861aにより設定された動作パラメータの設定にしたがって、PWM1信号およびPWM2信号を出力する。また、内部にウォッチドッグタイマを備えており、PWM信号を出力後ウォッチドッグタイマが所定の期間以上クリアされない場合は、各PWM信号をfalseにする。
つまり、CPU861aに異常が発生するとウォッチドッグクリアの信号が途絶え、ASIC861b内のウォッチドッグタイマがクリアされず、前述した所定の期間を超えることになる。そのため、前述したようにASIC861bは各PWM信号をfalseにする。
一般的に、ソフトウェアを実行することにより各種動作を行うCPUに比較し、ASICは動作の安定性が高いため、より信頼性の高い動作を実現することが可能となる。なお、図ではCPU861aとASIC861bが別体として図示されているが、もちろん、物理的には一体(1チップ)構成としても良い。重要なのは、CPU861aの動作に異常が発生した場合においても、ASIC861bにより自律的に信号出力を制御可能としていることにある。
以上説明したように、変形例においては、より信頼性の高い制御信号出力を実現することが可能となる。そのため、ハードウェアによる保護回路などによる何重にも及ぶ保護を緩和可能となり、より低コストな制御回路を実現することが可能となる。
Claims (5)
- 励磁コイルに流れる電流により磁界を発生させ、該磁界による電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置であって、
前記励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、
フライバック電圧を制御する第2スイッチと、
前記発熱部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより得られた情報に基づいて、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、
前記加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、
前記第1制御手段とは独立して前記第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、
前記異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて、前記第1制御信号を無効にすると共に前記第2制御信号を有効にする論理回路と、
を備えることを特徴とする加熱装置。 - 励磁コイルに流れる電流により磁界を発生させ、該磁界による電磁誘導により発熱する発熱部を有する加熱装置であって、
前記励磁コイルに流れる電流を制御する第1スイッチと、
フライバック電圧を制御する第2スイッチと、
前記発熱部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより得られた情報に基づいて、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチを制御する第1制御信号を生成する第1制御手段と、
前記加熱装置の異常を検知し信号を出力する異常検知手段と、
前記第1制御手段とは独立して前記第2スイッチを制御する第2制御信号を生成する第2制御手段と、
前記異常検知手段から出力される信号の変化に基づいて前記第1制御信号を無効にすると共に、前記第1制御信号の変化に基づいて前記第2制御信号を有効にする論理回路と、
を備えることを特徴とする加熱装置。 - 前記第2制御手段は、異なる2以上タイマからの出力を論理演算することにより単一パルスを生成するよう構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加熱装置。
- 前記第1制御手段はCPUおよびASICを備えており、
前記CPUは、ソフトウェアを実行することにより前記第1制御信号のパラメータを演算し該パラメータを前記ASICに出力し、前記ASICは、前記CPUにより入力された前記パラメータに基づいて前記第1制御信号を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の加熱装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の加熱装置を定着装置として備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006001731A JP2007184166A (ja) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | 加熱装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006001731A JP2007184166A (ja) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | 加熱装置および画像形成装置 |
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Family
ID=38340073
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JP2006001731A Withdrawn JP2007184166A (ja) | 2006-01-06 | 2006-01-06 | 加熱装置および画像形成装置 |
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JP (1) | JP2007184166A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105204789A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-30 | 北京金山安全软件有限公司 | 一种api调试日志打印方法及装置 |
CN105987412A (zh) * | 2015-02-05 | 2016-10-05 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 电烹饪器及其控制电路和电烹饪器的烹饪方法 |
-
2006
- 2006-01-06 JP JP2006001731A patent/JP2007184166A/ja not_active Withdrawn
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