JP2010217786A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

Fixing device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010217786A
JP2010217786A JP2009067071A JP2009067071A JP2010217786A JP 2010217786 A JP2010217786 A JP 2010217786A JP 2009067071 A JP2009067071 A JP 2009067071A JP 2009067071 A JP2009067071 A JP 2009067071A JP 2010217786 A JP2010217786 A JP 2010217786A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixing heater
temperature
fixing
heater
drive circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009067071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohide Kondo
友秀 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2009067071A priority Critical patent/JP2010217786A/en
Publication of JP2010217786A publication Critical patent/JP2010217786A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device and an image forming apparatus capable of shortening startup time while suppressing generation of flicker and a harmonic current. <P>SOLUTION: The fixing device includes: a fixing heater 10; a temperature detection sensor 11 detecting the temperature of the fixing heater 10; a fixing heater drive circuit 12 including a triac drive circuit 16 driving the fixing heater 10 by a triac system and an inverter drive circuit 17 driving the fixing heater 10 by an inverter system and driving the fixing heater 10; and a fixing heater temperature control part 13 controlling the fixing heater drive circuit 12. The fixing heater temperature control part 13 drives the fixing heater 10 by controlling either the triac drive circuit 16 or the inverter drive circuit 17 on the basis of the temperature of the fixing heater 10 detected by the temperature detection sensor 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.

電子写真式プロセスを用いたプリンタ、複写機、あるいはファクシミリ装置等の画像形成装置では、記録媒体(普通紙、OHP等を含む)上に形成されたトナー像を熱で溶かし、加圧する定着装置が使用されている。定着装置に要求される性能には、目標温度に達するまでの立ち上がり時間の短縮や、画像形成時に目標温度に対して温度変動が小さいこと(温度リップルの低減)などが挙げられる。   In an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a facsimile machine using an electrophotographic process, there is a fixing device that melts and pressurizes a toner image formed on a recording medium (including plain paper, OHP, etc.) with heat. in use. The performance required for the fixing device includes a shortening of the rise time until the target temperature is reached, and a small temperature fluctuation with respect to the target temperature during image formation (reduction in temperature ripple).

一般に、定着装置の加熱手段として、ハロゲンヒータが多く用いられている。ハロゲンヒータは、低温時に抵抗値が低く、高温になるにつれて抵抗値が増加する特性を有する。このため、ハロゲンヒータを点灯する際に、ハロゲンヒータの抵抗値が小さいことにより大きな電流(突入電流)が流れ、急激な電流変化が生じる。外部電源ラインにインピーダンスを有する場合は、そのインピーダンスと急激な電流変化とにより電源変動が発生し、この電源変動により同じ電源を共有している外部照明機器等にフリッカが生じるという問題がある。   In general, a halogen heater is often used as a heating unit of a fixing device. The halogen heater has a characteristic that the resistance value is low at a low temperature and the resistance value increases as the temperature increases. For this reason, when the halogen heater is turned on, a large current (inrush current) flows due to a small resistance value of the halogen heater, and a sudden current change occurs. When the external power supply line has an impedance, there is a problem that a power supply fluctuation occurs due to the impedance and a sudden current change, and flickering occurs in an external lighting device sharing the same power supply due to the power supply fluctuation.

この問題に対して、スイッチング素子としてトライアックを使った位相制御により、入力する交流電源のゼロクロスに同期して通電を行うトライアック方式が、定着ヒータ(ハロゲンヒータ)の通電制御(電力制御)方式に用いられている。しかし、位相制御を行うことにより高調波電流が発生し、交流電源に電圧波形歪みを発生させてしまうという問題がある。   In response to this problem, the triac method, in which power is supplied in synchronization with the zero cross of the input AC power supply, is used for the current control (power control) method of the fixing heater (halogen heater) by phase control using a triac as a switching element. It has been. However, there is a problem in that harmonic current is generated by performing phase control, causing voltage waveform distortion in the AC power supply.

これらの問題に対して、定着ヒータの通電制御方式としてインバータ方式を用いることにより、フリッカ/高調波電流の発生を抑制する方法が既に知られている。例えば、特許文献1には、定着装置の温度制御を効果的に行う目的で、定着装置にインバータ方式による電力制御を行うヒータを用いる方法が開示されている。   In order to solve these problems, there is already known a method of suppressing the generation of flicker / harmonic current by using an inverter system as a power supply control system of the fixing heater. For example, Patent Document 1 discloses a method using a heater that performs inverter-based power control for the purpose of effectively controlling the temperature of the fixing device.

しかしながら、インバータ方式の定着ヒータ駆動回路は、従来のトライアックを用いた定着ヒータ駆動回路に比べ、スイッチング素子やフィルタ素子が増加するため電力損失が大きくなる。電力損失が大きいと、定着ヒータに最大電力を供給することとなる定着ヒータ立ち上げ時に、電力損失分定着ヒータに供給される電力が小さくなるため、インバータ方式の定着ヒータ駆動回路は、従来のトライアックを用いた定着ヒータ駆動回路に比べ、定着ヒータの立ち上がり時間が長くなるという問題があった。   However, the inverter type fixing heater driving circuit increases the power loss because the number of switching elements and filter elements is increased as compared with the fixing heater driving circuit using the conventional triac. If the power loss is large, the maximum power is supplied to the fixing heater. When the fixing heater is started up, the power supplied to the fixing heater is reduced by the amount of power loss. There is a problem that the rise time of the fixing heater becomes longer than that of the fixing heater driving circuit using.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フリッカおよび高調波電流の発生を抑制しながら、立ち上がり時間を短くすることのできる定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus that can shorten the rise time while suppressing generation of flicker and harmonic current.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、定着ヒータと、前記定着ヒータの温度を検出する温度検出センサと、前記定着ヒータの駆動をトライアック方式で行うトライアック駆動回路とインバータ方式で行うインバータ駆動回路とを有し、前記定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動回路と、前記定着ヒータ駆動回路を制御する定着ヒータ温度制御部と、を備え、前記定着ヒータ温度制御部は、前記温度検出センサが検出した前記定着ヒータの温度に基づいて、前記トライアック駆動回路と前記インバータ駆動回路のいずれかを制御して前記定着ヒータを駆動すること、を特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a fixing heater, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the fixing heater, a triac drive circuit and an inverter for driving the fixing heater by a triac system. A fixing heater driving circuit that drives the fixing heater, and a fixing heater temperature control unit that controls the fixing heater driving circuit, and the fixing heater temperature control unit includes: The fixing heater is driven by controlling either the triac driving circuit or the inverter driving circuit based on the temperature of the fixing heater detected by a temperature detection sensor.

本発明によれば、定着ヒータ温度制御部が、温度検出センサが検出した定着ヒータの温度に基づいて、トライアック駆動回路とインバータ駆動回路のいずれかを制御して定着ヒータを駆動することができるので、フリッカおよび高調波電流の発生を抑制しながら、立ち上がり時間を短くするという効果を奏する。   According to the present invention, the fixing heater temperature control unit can drive the fixing heater by controlling either the triac drive circuit or the inverter drive circuit based on the temperature of the fixing heater detected by the temperature detection sensor. The rise time is shortened while suppressing the generation of flicker and harmonic current.

図1は、本実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment. 図2は、画像形成装置における定着装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a fixing device in the image forming apparatus. 図3は、定着ヒータ駆動回路および定着ヒータ温度制御部の回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the fixing heater driving circuit and the fixing heater temperature control unit. 図4は、トライアック駆動回路が定着ヒータに接続された状態における定着ヒータ温度制御部による制御の仕組みを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a control mechanism by the fixing heater temperature control unit in a state where the triac drive circuit is connected to the fixing heater. 図5は、トライアック駆動回路による位相制御を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining phase control by the triac drive circuit. 図6は、インバータ駆動回路が定着ヒータに接続された状態における定着ヒータ温度制御部による制御の仕組みを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a control mechanism by the fixing heater temperature control unit in a state where the inverter drive circuit is connected to the fixing heater. 図7は、インバータ駆動回路による波高値制御を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the crest value control by the inverter drive circuit. 図8は、トライアック駆動方式とインバータ駆動方式の特徴についてまとめた図である。FIG. 8 is a summary of the characteristics of the triac drive method and the inverter drive method. 図9は、本実施の形態にかかる画像形成装置において、各動作モードに対して行われる定着ヒータの通電制御方式について説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a fixing heater energization control method performed for each operation mode in the image forming apparatus according to the present embodiment. 図10は、定着ヒータ温度制御部による定着ヒータの立ち上げ方法を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating a fixing heater startup method by the fixing heater temperature control unit. 図11は、定着ヒータの立ち上げ時におけるヒータ駆動制御とヒータ供給電力の関係について説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between heater drive control and heater supply power when the fixing heater is started up.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる定着装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示す図であり、図2は、画像形成装置における定着装置の構成を示す図である。本実施の形態にかかる画像形成装置は、画像を読み取るためのスキャナ部1と、スキャナ部1で読み取った画像について所定の処理を施し、処理を施した後の画像に応じたトナー像9を記録紙8に転写するエンジン部2と、記録紙8を格納するための給紙トレイ3と、エンジン部2で記録紙8に転写されたトナー像9を定着させるための定着装置4とから構成されている。   Exemplary embodiments of a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a fixing device in the image forming apparatus. The image forming apparatus according to the present embodiment performs a predetermined process on a scanner unit 1 for reading an image and an image read by the scanner unit 1, and records a toner image 9 corresponding to the image after the process is performed. The engine unit 2 for transferring to the paper 8, the paper feed tray 3 for storing the recording paper 8, and the fixing device 4 for fixing the toner image 9 transferred to the recording paper 8 by the engine unit 2. ing.

スキャナ部1では、原稿をスキャン露光することで、原稿にかかる文書情報を画像信号に変換し、当該画像信号をエンジン部2に出力する。スキャナ部1から画像信号が出力されると、エンジン部2では、スキャナ部1から出力された画像信号に対して、色変換、階調補正などの画像処理を施す。そして、エンジン部2では、画像処理を施した画像に応じて静電潜像を像担持体(図示なし)に作像し、作像した静電潜像にトナーを付着してトナー像9を形成し、形成したトナー像9を給紙トレイ3から搬送路5を介して搬送された記録紙8に転写し、記録紙8を定着装置4に向けて送り出す。   The scanner unit 1 scans and exposes a document to convert document information on the document into an image signal, and outputs the image signal to the engine unit 2. When an image signal is output from the scanner unit 1, the engine unit 2 performs image processing such as color conversion and gradation correction on the image signal output from the scanner unit 1. The engine unit 2 forms an electrostatic latent image on an image carrier (not shown) according to the image subjected to image processing, and attaches toner to the formed electrostatic latent image to form a toner image 9. The formed toner image 9 is transferred from the paper feed tray 3 to the recording paper 8 conveyed via the conveying path 5, and the recording paper 8 is sent out toward the fixing device 4.

定着装置4は、内部に例えばハロゲンヒータからなる定着ヒータ10を有する円筒状の定着ローラ6と、定着ローラ6に押圧した加圧ローラ7と、例えばサーミスタからなる温度検出センサ11と、定着ヒータ10と電気的に接続する定着ヒータ駆動回路12と、温度検出センサ11および定着ヒータ駆動回路12と電気的に接続する定着ヒータ温度制御部13とを備えている。トナー像9が転写された記録紙8がエンジン部2から搬送路5を介して定着装置4に送り出されると、定着装置4では、定着ローラ6による熱と加圧ローラ7による圧力により、記録紙8に転写されているトナー像9を定着させ、排紙トレイ(図示なし)に向けて排紙する。   The fixing device 4 includes a cylindrical fixing roller 6 having a fixing heater 10 made of, for example, a halogen heater, a pressure roller 7 pressed against the fixing roller 6, a temperature detection sensor 11 made of, for example, a thermistor, and the fixing heater 10. And a fixing heater temperature control unit 13 electrically connected to the temperature detection sensor 11 and the fixing heater driving circuit 12. When the recording paper 8 to which the toner image 9 has been transferred is sent from the engine unit 2 to the fixing device 4 via the conveyance path 5, the recording paper 8 is heated by the heat from the fixing roller 6 and the pressure from the pressure roller 7. The toner image 9 transferred to 8 is fixed and discharged toward a paper discharge tray (not shown).

図3は、定着ヒータ駆動回路12および定着ヒータ温度制御部13の回路構成を示す図である。定着ヒータ駆動回路12は、定着ヒータ10を駆動する回路である。定着ヒータ駆動回路12は、パワーリレー14、ゼロクロス検出回路15、トライアック駆動回路16、インバータ駆動回路17、および、切替スイッチ18から構成されている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the fixing heater driving circuit 12 and the fixing heater temperature control unit 13. The fixing heater driving circuit 12 is a circuit that drives the fixing heater 10. The fixing heater drive circuit 12 includes a power relay 14, a zero cross detection circuit 15, a triac drive circuit 16, an inverter drive circuit 17, and a changeover switch 18.

パワーリレー14は、交流電源19の電力を定着ヒータ駆動回路12へ伝達する。ゼロクロス検出回路15は、交流電源19から供給される交流電圧の信号が0Vを交差するタイミングを検知し、ゼロクロス信号として定着ヒータ温度制御部13へ送信する。トライアック駆動回路16は、定着ヒータ10への通電制御を、スイッチング素子としてトライアックを使った位相制御により、ゼロクロス信号に同期して通電を行うトライアック方式で行う回路である。インバータ駆動回路17は、定着ヒータ10への通電制御を、PWM信号のデューティ制御により、PWM信号のデューティの増減に応じて通電を行うインバータ方式で行う回路である。切替スイッチ18は、定着ヒータ10への電力をトライアック駆動回路16により供給するか、インバータ駆動回路17により供給するかを切り換えるスイッチである。   The power relay 14 transmits the power of the AC power source 19 to the fixing heater driving circuit 12. The zero-cross detection circuit 15 detects the timing at which the AC voltage signal supplied from the AC power supply 19 crosses 0 V, and transmits it to the fixing heater temperature controller 13 as a zero-cross signal. The triac drive circuit 16 is a circuit that performs energization control to the fixing heater 10 by a triac system in which energization is performed in synchronization with a zero cross signal by phase control using a triac as a switching element. The inverter drive circuit 17 is a circuit that performs energization control to the fixing heater 10 by an inverter method in which energization is performed according to increase / decrease of the duty of the PWM signal by duty control of the PWM signal. The changeover switch 18 is a switch for switching between supplying electric power to the fixing heater 10 by the triac drive circuit 16 or by the inverter drive circuit 17.

交流電源19から定着ヒータ駆動回路12に入力した交流電流は、パワーリレー14、ゼロクロス検出回路15を介して分岐され、切替スイッチ18の状態により、トライアック駆動回路16、または、インバータ駆動回路17に供給される。また、定着ヒータ駆動回路12の出力部には、定着ヒータ10が接続される。   The alternating current input from the alternating current power source 19 to the fixing heater drive circuit 12 is branched through the power relay 14 and the zero cross detection circuit 15 and supplied to the triac drive circuit 16 or the inverter drive circuit 17 depending on the state of the changeover switch 18. Is done. The fixing heater 10 is connected to the output portion of the fixing heater driving circuit 12.

定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ駆動回路12を制御することにより、定着ヒータ10の温度を制御する。具体的には、定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度を制御するヒータ温度制御信号をトライアック駆動回路16、または、インバータ駆動回路17に送ることにより、トライアック駆動回路16によるヒータ温度制御、または、インバータ駆動回路17によるヒータ温度制御を行う。   The fixing heater temperature control unit 13 controls the temperature of the fixing heater 10 by controlling the fixing heater driving circuit 12. Specifically, the fixing heater temperature control unit 13 sends a heater temperature control signal for controlling the temperature of the fixing heater 10 to the triac drive circuit 16 or the inverter drive circuit 17, thereby controlling the heater temperature by the triac drive circuit 16. Alternatively, the heater temperature control is performed by the inverter drive circuit 17.

定着ローラ11(定着ヒータ10)の近傍に設けられた温度検出センサ11により、定着ローラ6(定着ヒータ10)の温度を表す温度検出信号が定着ヒータ温度制御部13へ送られ、定着ヒータ温度制御部13は、この温度検出信号からヒータ温度制御信号をトライアック駆動回路16、または、インバータ駆動回路17のどちらに送るかを判断する。そして、使用を決定した駆動回路が定着ヒータ10へ電力供給するように切替スイッチ18を切り替え、使用を決定した駆動回路にヒータ温度制御信号を送り、定着ヒータ10の立ち上げ処理を行う。   A temperature detection signal indicating the temperature of the fixing roller 6 (fixing heater 10) is sent to the fixing heater temperature control unit 13 by the temperature detection sensor 11 provided in the vicinity of the fixing roller 11 (fixing heater 10), and the fixing heater temperature control is performed. The unit 13 determines from this temperature detection signal whether the heater temperature control signal is sent to the triac drive circuit 16 or the inverter drive circuit 17. Then, the changeover switch 18 is switched so that the drive circuit determined to be used supplies power to the fixing heater 10, a heater temperature control signal is sent to the drive circuit determined to be used, and the fixing heater 10 is started up.

従って、本実施の形態にかかる画像形成装置は、定着ヒータ10の立ち上げ時に際して、定着ヒータ駆動回路12による定着ヒータ10の駆動をトライアック方式かインバータ方式に切り替えることのできる構成となっている。このため、定着ヒータ10の温度が突入電流の発生しない温度に達するまでは、インバータ方式で定着ヒータ10を駆動し、ヒータ温度が突入電流の発生しない温度に達した後、定着ヒータ10の駆動方式をトライアック方式に切り換えることが可能となっている。   Therefore, the image forming apparatus according to the present embodiment is configured such that when the fixing heater 10 is started up, the driving of the fixing heater 10 by the fixing heater driving circuit 12 can be switched to the triac type or the inverter type. For this reason, the fixing heater 10 is driven by an inverter method until the temperature of the fixing heater 10 reaches a temperature at which no inrush current occurs, and after the heater temperature reaches a temperature at which no inrush current occurs, the driving method of the fixing heater 10 Can be switched to the triac system.

図4は、トライアック駆動回路16が定着ヒータ10に接続された状態における定着ヒータ温度制御部13による制御の仕組みを示す図である。図では、切替スイッチ18がトライアック駆動回路16と接続されており、交流電源19からの交流電流は、トライアック駆動回路16に供給された後、定着ヒータ10へ供給されている。また、定着ヒータ温度制御部13は、トライアック駆動回路16に対して制御を行っていることがわかる。さらに、定着ヒータ温度制御部13と切替スイッチ18の間で、スイッチの切替状態を表すスイッチ状態信号と、スイッチの切替えを指示するスイッチ切替信号がやり取りされる構成となっている。   FIG. 4 is a diagram showing a control mechanism by the fixing heater temperature control unit 13 in a state where the triac drive circuit 16 is connected to the fixing heater 10. In the figure, the changeover switch 18 is connected to the triac drive circuit 16, and the alternating current from the alternating current power supply 19 is supplied to the fixing heater 10 after being supplied to the triac drive circuit 16. It can also be seen that the fixing heater temperature control unit 13 controls the triac drive circuit 16. Further, a switch state signal indicating a switch switching state and a switch switching signal for instructing switch switching are exchanged between the fixing heater temperature control unit 13 and the changeover switch 18.

定着ヒータ10に使用するヒータとして、一般にハロゲンヒータが多く用いられている。ハロゲンヒータは、低温時に抵抗値が低く、高温になるにつれて抵抗値が増加する特性を有する。このため、ハロゲンヒータを点灯する際に、ハロゲンヒータの抵抗値が小さいことにより大きな電流(突入電流)が流れ、急激な電流変化が生じる。外部電源ラインにインピーダンスを有する場合はそのインピーダンスと急激な電流変化とにより電源変動が発生し、この電源変動により同じ電源を共有している外部照明機器等にフリッカが生じる。   In general, a halogen heater is often used as the heater used for the fixing heater 10. The halogen heater has a characteristic that the resistance value is low at a low temperature and the resistance value increases as the temperature increases. For this reason, when the halogen heater is turned on, a large current (inrush current) flows due to a small resistance value of the halogen heater, and a sudden current change occurs. When the external power supply line has an impedance, a power supply fluctuation occurs due to the impedance and a sudden current change, and flickering occurs in an external lighting device or the like sharing the same power supply due to the power supply fluctuation.

これに対して、トライアック駆動回路16では、定着ヒータ10(ハロゲンヒータ)の駆動に、トライアック方式を使用することにより、位相制御によって入力する交流電源のゼロクロス信号に同期して通電を行っている。従って、トライアック駆動回路16は、定着ヒータ10の通電率を徐々に増加させるような制御を行うことができるので、急激な電流変化を抑え、フリッカの発生を抑制することができる。図5は、トライアック駆動回路16による位相制御を説明する図である。   On the other hand, the triac drive circuit 16 uses the triac method for driving the fixing heater 10 (halogen heater), thereby energizing in synchronism with the zero cross signal of the AC power supply input by phase control. Accordingly, the TRIAC drive circuit 16 can perform control to gradually increase the energization rate of the fixing heater 10, so that rapid current change can be suppressed and flicker can be suppressed. FIG. 5 is a diagram for explaining phase control by the triac drive circuit 16.

図6は、インバータ駆動回路17が定着ヒータ10に接続された状態における定着ヒータ温度制御部13による制御の仕組みを示す図である。図では、切替スイッチ18がインバータ駆動回路17と接続されており、交流電源19からの交流電流は、インバータ駆動回路17に供給された後、定着ヒータ10へ供給されている。また、定着ヒータ温度制御部13は、インバータ駆動回路17に対して制御を行っていることがわかる。さらに、定着ヒータ温度制御部13と切替スイッチ18の間で、スイッチの切替状態を表すスイッチ状態信号と、スイッチの切替えを指示するスイッチ切替信号がやり取りされる構成となっている。   FIG. 6 is a diagram showing a control mechanism by the fixing heater temperature control unit 13 in a state where the inverter drive circuit 17 is connected to the fixing heater 10. In the figure, the changeover switch 18 is connected to the inverter drive circuit 17, and the AC current from the AC power supply 19 is supplied to the inverter drive circuit 17 and then to the fixing heater 10. It can also be seen that the fixing heater temperature control unit 13 controls the inverter drive circuit 17. Further, a switch state signal indicating a switch switching state and a switch switching signal for instructing switch switching are exchanged between the fixing heater temperature control unit 13 and the changeover switch 18.

前述したように、トライアック駆動回路16では、位相制御を行うことにより急激な電流変化を抑え、フリッカの発生を抑制することができる。しかし、位相制御を行うことにより高調波電流が発生し、交流電源19に電圧波形歪みを発生させてしまう。   As described above, the triac drive circuit 16 can suppress a sudden change in current and suppress the occurrence of flicker by performing phase control. However, the harmonic current is generated by performing the phase control, causing the AC power supply 19 to generate voltage waveform distortion.

これに対して、インバータ駆動回路17による定着ヒータ10の通電制御は、PWM信号のデューティ制御によって行われる。入力PWM信号のデューティの増減に応じて入力交流電流を全波整流した電流の振幅が増減し、これが定着ヒータ10に供給されることによって、通電制御が行われる。従って、インバータ駆動回路17は、商用電源周波数と比較し高周波でスイッチングを行うことになるので、高調波電流を抑制することができる。さらに、インバータ駆動回路17は、高調波電流を抑制しながら、定着ヒータ10へ多段階の通電制御が可能なため、フリッカ発生の抑制にも有効である。図7は、インバータ駆動回路16による波高値制御を説明する図である。   On the other hand, the energization control of the fixing heater 10 by the inverter drive circuit 17 is performed by the duty control of the PWM signal. Depending on the increase or decrease of the duty of the input PWM signal, the amplitude of the current obtained by full-wave rectification of the input AC current is increased or decreased, and this is supplied to the fixing heater 10, whereby energization control is performed. Therefore, since the inverter drive circuit 17 performs switching at a high frequency compared with the commercial power supply frequency, the harmonic current can be suppressed. Furthermore, since the inverter drive circuit 17 can perform multi-stage energization control to the fixing heater 10 while suppressing the harmonic current, it is also effective in suppressing flicker generation. FIG. 7 is a diagram for explaining the crest value control by the inverter drive circuit 16.

図8は、トライアック駆動方式とインバータ駆動方式の特徴についてまとめた図である。トライアック駆動方式では、高調波電流の抑制とフリッカの抑制を両立させることが難しい。これに対して、インバータ駆動方式では、高調波電流を抑制しながらフリッカを抑制することが可能である。また、インバータ駆動方式は高調波電流の発生を抑えながら自由度の高い通電制御を行うことができるという特徴を持っている。   FIG. 8 is a summary of the characteristics of the triac drive method and the inverter drive method. In the triac drive system, it is difficult to achieve both suppression of harmonic current and suppression of flicker. On the other hand, in the inverter drive system, it is possible to suppress flicker while suppressing harmonic current. Moreover, the inverter drive system has a feature that energization control with a high degree of freedom can be performed while suppressing generation of harmonic current.

一方、インバータ駆動回路17はトライアック駆動回路16に比べ、回路素子の増加やスイッチングを行う構成となっているため、回路損失が大きい。   On the other hand, since the inverter drive circuit 17 is configured to increase or switch circuit elements as compared to the triac drive circuit 16, the circuit loss is large.

図9は、本実施の形態にかかる画像形成装置において、各動作モードに対して行われる定着ヒータ10の通電制御方式について説明する図である。定着ヒータ10が冷めた状態からトナー像を記録紙に定着させることが可能な温度に到達させる定着ヒータ10の立ち上げ時は、短時間で定着可能な温度まで上昇させたいため、定着ヒータ10には定着ヒータ駆動回路における最大出力電力を供給する。そのため、入力電力に対する出力電力の損失が少ないことが望まれる。   FIG. 9 is a diagram for explaining an energization control method of the fixing heater 10 performed for each operation mode in the image forming apparatus according to the present embodiment. When the fixing heater 10 is started to reach a temperature at which the toner image can be fixed on the recording paper from a state in which the fixing heater 10 is cooled, the fixing heater 10 is instructed to increase the temperature to a temperature at which fixing can be performed in a short time. Supplies the maximum output power in the fixing heater drive circuit. Therefore, it is desired that the output power loss with respect to the input power is small.

従って、本実施の形態にかかる画像形成装置では、定着ヒータ10の立ち上げ時には、トライアック駆動回路16とインバータ駆動回路17の両回路を、適宜切り替えながらヒータ駆動を行う。こうすることにより、定着ヒータ10の立ち上げ時に高調波電流/フリッカの発生を抑えながら、効率的な電力消費で定着ヒータ10を望みの温度まで上昇させることが可能となる。   Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, when the fixing heater 10 is started up, the heater driving is performed while appropriately switching between the triac drive circuit 16 and the inverter drive circuit 17. By doing this, it is possible to raise the fixing heater 10 to a desired temperature with efficient power consumption while suppressing generation of harmonic current / flicker when the fixing heater 10 is started up.

一方、画像形成装置が通常の画像形成を行う画像形成時では、定着ヒータ10の温度は目標温度に対する変動が少ないことが望まれる。画像形成時において、定着ヒータ10の温度が目標温度に対して変動が大きいと定着後の画像の発色にムラが現れるためである。また、待機時/画像形成時は、定着ヒータ10の立ち上げ時のように定着ヒータ10に最大出力電力を供給する必要が無い。そのため、トライアック駆動回路16の損失量と、インバータ駆動回路17の損失量の差程度であれば問題とならない。よって、待機時/画像形成時は通電制御の自由度が高いインバータ駆動回路17のみを用いる。こうすることにより、高調波電流/フリッカの発生を抑えながら目標温度に対する変動を抑えた温度制御が可能となる。   On the other hand, during image formation in which the image forming apparatus performs normal image formation, it is desirable that the temperature of the fixing heater 10 is less fluctuated with respect to the target temperature. This is because when the temperature of the fixing heater 10 fluctuates with respect to the target temperature during image formation, unevenness appears in color development of the image after fixing. Further, during standby / image formation, it is not necessary to supply the maximum output power to the fixing heater 10 unlike when the fixing heater 10 is started up. Therefore, there is no problem as long as it is about the difference between the loss amount of the triac drive circuit 16 and the loss amount of the inverter drive circuit 17. Therefore, only the inverter drive circuit 17 having a high degree of freedom in energization control is used during standby / image formation. By doing so, it is possible to perform temperature control that suppresses fluctuations with respect to the target temperature while suppressing generation of harmonic current / flicker.

次に、定着ヒータ温度制御部13による定着ヒータ10の立ち上げ方法について説明する。図10は、定着ヒータ温度制御部13による定着ヒータ10の立ち上げ方法を示すフローチャートである。   Next, a method for starting up the fixing heater 10 by the fixing heater temperature control unit 13 will be described. FIG. 10 is a flowchart showing a method for starting up the fixing heater 10 by the fixing heater temperature control unit 13.

初めに、定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の立ち上げ要求を制御部(図示せず)から受けると、温度検出センサ11から温度検出信号を受け取る(ステップS1)。   First, when the fixing heater temperature control unit 13 receives a startup request for the fixing heater 10 from a control unit (not shown), the fixing heater temperature control unit 13 receives a temperature detection signal from the temperature detection sensor 11 (step S1).

次に、定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度Tが、定着ヒータ10に突入電流が発生しない温度である温度T1より小さいか否かを判断する(ステップS2)。なお、温度T1はあらかじめ設定された値である。   Next, the fixing heater temperature control unit 13 determines whether or not the temperature T of the fixing heater 10 is smaller than a temperature T1 that is a temperature at which no inrush current occurs in the fixing heater 10 (step S2). The temperature T1 is a preset value.

定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度Tが温度T1より小さいと判断した場合(ステップS2:Yes)、切替スイッチ18にスイッチ切替信号を送り、定着ヒータ10への電力をインバータ駆動回路17により供給するように切替スイッチ18を切り替える(ステップS3)。   When the fixing heater temperature control unit 13 determines that the temperature T of the fixing heater 10 is lower than the temperature T1 (step S2: Yes), the fixing heater temperature control unit 13 sends a switch switching signal to the changeover switch 18, and converts the electric power to the fixing heater 10 into an inverter drive circuit. The changeover switch 18 is switched so as to be supplied by the switch 17 (step S3).

次に、定着ヒータ温度制御部13は、切替スイッチ18よりスイッチに切り替えが終了した旨を表すスイッチ状態信号を受け取ると、インバータ駆動回路17へヒータ温度制御信号を送り、インバータ駆動回路17を使用したヒータ温度制御を開始し(ステップS4)、再びステップS1へ戻る。   Next, when the fixing heater temperature control unit 13 receives a switch status signal indicating that the switch has been switched from the changeover switch 18, the fixing heater temperature control unit 13 sends a heater temperature control signal to the inverter drive circuit 17 and uses the inverter drive circuit 17. Heater temperature control is started (step S4), and the process returns to step S1 again.

一方、ステップS2で、定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度Tが温度T1より小さくないと判断した場合(ステップS2:No)、切替スイッチ18にスイッチ切替信号を送り、定着ヒータ10への電力をトライアック駆動回路16により供給するように切替スイッチ18を切り替える(ステップS5)。   On the other hand, if the fixing heater temperature control unit 13 determines in step S2 that the temperature T of the fixing heater 10 is not lower than the temperature T1 (step S2: No), the fixing heater 10 sends a switch switching signal to the changeover switch 18. The changeover switch 18 is switched so as to supply power to the TRIAC drive circuit 16 (step S5).

次に、定着ヒータ温度制御部13は、切替スイッチ18よりスイッチ状態信号を受け取ると、トライアック駆動回路16へヒータ温度制御信号を送り、トライアック駆動回路16を使用したヒータ温度制御を開始する(ステップS6)。   Next, when the fixing heater temperature control unit 13 receives the switch state signal from the changeover switch 18, the fixing heater temperature control unit 13 sends a heater temperature control signal to the triac drive circuit 16 and starts heater temperature control using the triac drive circuit 16 (step S6). ).

次に、定着ヒータ温度制御部13は、温度検出センサ11から再び温度検出信号を受け取り(ステップS7)、定着ヒータ10の温度Tが、定着ヒータ10の立ち上げが終了したと判断する温度T2より大きいか否かを判断する(ステップS8)。なお、温度T2はあらかじめ設定された値である。   Next, the fixing heater temperature control unit 13 receives the temperature detection signal again from the temperature detection sensor 11 (step S7), and the temperature T of the fixing heater 10 is higher than the temperature T2 at which the start-up of the fixing heater 10 is determined. It is determined whether it is larger (step S8). The temperature T2 is a preset value.

定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度Tが温度T2より大きいと判断した場合(ステップS8:Yes)、立ち上げ処理を終了し画像形成時の温度制御モードへ移行する(ステップS9)。   When the fixing heater temperature control unit 13 determines that the temperature T of the fixing heater 10 is higher than the temperature T2 (step S8: Yes), the start-up process is finished and the process proceeds to a temperature control mode during image formation (step S9). .

一方、定着ヒータ温度制御部13は、定着ヒータ10の温度Tが温度T2より大きくないと判断した場合(ステップS8:No)、ステップS7へ戻り、以下のステップを繰り返す。このようにして、定着ヒータ10の立ち上げ処理が実行される。   On the other hand, when the fixing heater temperature control unit 13 determines that the temperature T of the fixing heater 10 is not greater than the temperature T2 (step S8: No), the process returns to step S7 and repeats the following steps. In this way, the starting process of the fixing heater 10 is executed.

図11は、定着ヒータ10の立ち上げ時におけるヒータ駆動制御とヒータ供給電力の関係について説明する図である。図をみると、立ち上げ開始にはインバータ駆動によるヒータ温度制御が行われ、定着ヒータ10の温度Tが温度T1より大きくなった段階で切替え処理が開始され、切替え処理が終了するとトライアック駆動によるヒータ温度制御が行われることがわかる。   FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between heater drive control and heater supply power when the fixing heater 10 is started up. As shown in the figure, the heater temperature control by inverter drive is performed at the start of startup, and the switching process is started when the temperature T of the fixing heater 10 becomes higher than the temperature T1, and when the switching process is completed, the heater by the triac drive is started. It can be seen that temperature control is performed.

このように、本実施の形態にかかる画像形成装置によれば、定着装置において、定着ヒータ温度制御部が、温度検出センサが検出した定着ヒータの温度に基づいて、トライアック駆動回路とインバータ駆動回路のいずれかを制御して定着ヒータを駆動することができるので、フリッカおよび高調波電流の発生を抑制しながら、立ち上がり時間を短くすることができる。   As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, in the fixing device, the fixing heater temperature control unit determines whether the triac drive circuit and the inverter drive circuit are based on the temperature of the fixing heater detected by the temperature detection sensor. Since either of them can be controlled to drive the fixing heater, the rise time can be shortened while suppressing the generation of flicker and harmonic current.

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも2つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。   In the above embodiment, the image forming apparatus according to the present invention is described by taking an example in which the image forming apparatus is applied to a multifunction machine having at least two functions among a copy function, a printer function, a scanner function, and a facsimile function. The present invention can be applied to any image forming apparatus such as a printer, a scanner apparatus, and a facsimile apparatus.

1 スキャナ部
2 エンジン部
3 給紙トレイ
4 定着装置
5 搬送路
6 定着ローラ
7 加圧ローラ
8 記録紙
9 トナー像
10 定着ヒータ
11 温度検出センサ
12 定着ヒータ駆動回路
13 定着ヒータ温度制御部
14 パワーリレー
15 ゼロクロス検出回路
16 トライアック駆動回路
17 インバータ駆動回路
18 切替スイッチ
19 交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanner part 2 Engine part 3 Paper feed tray 4 Fixing device 5 Conveyance path 6 Fixing roller 7 Pressure roller 8 Recording paper 9 Toner image 10 Fixing heater 11 Temperature detection sensor 12 Fixing heater drive circuit 13 Fixing heater temperature control part 14 Power relay 15 Zero Cross Detection Circuit 16 Triac Drive Circuit 17 Inverter Drive Circuit 18 Changeover Switch 19 AC Power Supply

特開2008−076549号公報JP 2008-076549 A1

Claims (5)

定着ヒータと、
前記定着ヒータの温度を検出する温度検出センサと、
前記定着ヒータの駆動をトライアック方式で行うトライアック駆動回路とインバータ方式で行うインバータ駆動回路とを有し、前記定着ヒータを駆動する定着ヒータ駆動回路と、
前記定着ヒータ駆動回路を制御する定着ヒータ温度制御部と、を備え、
前記定着ヒータ温度制御部は、
前記温度検出センサが検出した前記定着ヒータの温度に基づいて、前記トライアック駆動回路と前記インバータ駆動回路のいずれかを制御して前記定着ヒータを駆動すること、
を特徴とする定着装置。
A fixing heater;
A temperature detection sensor for detecting the temperature of the fixing heater;
A fixing heater driving circuit for driving the fixing heater, comprising a triac driving circuit for driving the fixing heater by a triac method and an inverter driving circuit for performing an inverter method;
A fixing heater temperature control unit for controlling the fixing heater driving circuit,
The fixing heater temperature control unit includes:
Controlling either the triac drive circuit or the inverter drive circuit based on the temperature of the fixing heater detected by the temperature detection sensor to drive the fixing heater;
A fixing device characterized by the above.
前記定着ヒータ温度制御部は、前記定着ヒータの温度が、前記定着ヒータに突入電流が発生しない所定の温度より小さい場合、前記インバータ駆動回路を制御して前記定着ヒータを駆動すること、
を特徴とする請求項1に記載の定着装置。
The fixing heater temperature control unit controls the inverter driving circuit to drive the fixing heater when the temperature of the fixing heater is lower than a predetermined temperature at which no inrush current is generated in the fixing heater;
The fixing device according to claim 1.
前記定着ヒータ温度制御部は、前記定着ヒータの温度が、前記定着ヒータに突入電流が発生しない所定の温度以上の場合、前記トライアック駆動回路を制御して前記定着ヒータを駆動すること、
を特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。
The fixing heater temperature control unit controls the triac drive circuit to drive the fixing heater when the temperature of the fixing heater is equal to or higher than a predetermined temperature at which no inrush current is generated in the fixing heater;
The fixing device according to claim 1, wherein:
前記定着ヒータ駆動回路は、前記定着ヒータ温度制御部からの指示により、前記定着ヒータへ前記トライアック駆動回路と前記インバータ駆動回路のいずれかとの接続を切替える切替スイッチをさらに備えたこと、
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の定着装置。
The fixing heater driving circuit further includes a changeover switch that switches connection of the triac driving circuit and the inverter driving circuit to the fixing heater according to an instruction from the fixing heater temperature control unit,
The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein
請求項1から4のいずれか1項に記載の定着装置を備えたこと、を特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
JP2009067071A 2009-03-18 2009-03-18 Fixing device and image forming apparatus Pending JP2010217786A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067071A JP2010217786A (en) 2009-03-18 2009-03-18 Fixing device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009067071A JP2010217786A (en) 2009-03-18 2009-03-18 Fixing device and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010217786A true JP2010217786A (en) 2010-09-30

Family

ID=42976681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009067071A Pending JP2010217786A (en) 2009-03-18 2009-03-18 Fixing device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010217786A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016099429A (en) * 2014-11-19 2016-05-30 コニカミノルタ株式会社 Fixing device and image forming apparatus
JP2019049654A (en) * 2017-09-11 2019-03-28 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016099429A (en) * 2014-11-19 2016-05-30 コニカミノルタ株式会社 Fixing device and image forming apparatus
JP2019049654A (en) * 2017-09-11 2019-03-28 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus
JP7027743B2 (en) 2017-09-11 2022-03-02 コニカミノルタ株式会社 Image forming device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5019814B2 (en) Image forming apparatus and power control method
JP5791271B2 (en) Image forming apparatus and power supply apparatus
JP5110904B2 (en) Power control apparatus and image forming apparatus
JP2010237283A (en) Image forming apparatus
JP5350087B2 (en) Image forming apparatus
JP2016073015A (en) Power supply device and image forming apparatus
JP2011081143A (en) Image forming apparatus
JP2010217786A (en) Fixing device and image forming apparatus
JP5011648B2 (en) Flicker suppressing device, flicker suppressing method, and fixing device for image forming apparatus
JP5473416B2 (en) Image forming apparatus
JP2011164387A (en) Image forming apparatus
JP2004233745A (en) Fixing heater controller and image forming apparatus
JP2018007319A (en) Image forming apparatus, power supply method, and program
JP2013061900A (en) Power control method, power control device, and image formation device
JP5015342B2 (en) Image forming apparatus
JP2012037804A (en) Heater controller, image-forming device, heater control method and program executable by computer
JP2013029746A (en) Image forming apparatus
JP5942400B2 (en) HEATER CONTROL DEVICE, IMAGE FORMING DEVICE, AND HEATER CONTROL METHOD
JP2006304534A (en) Switching power supply and imaging apparatus equipped with the same
JP4903321B2 (en) Heater driving device, fixing device, and image forming apparatus
JP2004171013A (en) Fixing device
JP2005274886A (en) Power source circuit
JP2013167813A (en) Image forming apparatus and energization control method for heater
JP2006018192A (en) Image forming apparatus
JP2004286804A (en) Heat fixing system