JP2011096605A - Heater drive device and image forming apparatus - Google Patents

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Mikiyuki Aoki
幹之 青木
Hiroshi Kimura
拓 木村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve diversification of a fixing heater in an image forming apparatus responding to DC feeding. <P>SOLUTION: The heater drive device that supplies AC power to a heater includes a switching circuit which converts DC power to AC power, a current detection circuit which detects an output current of the switching circuit, and a controller which controls the switching operation of the switching circuit. The controller discriminates, based on the current detected by the current detection circuit, which of predetermined two types of heaters a load connected to the switching circuit is, and controls the switching circuit so as to output power of a frequency preliminarily determined for each type of heaters according to the discrimination results. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヒータに交流電力を供給するヒータ駆動装置および定着用ヒータを備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a heater driving device that supplies AC power to a heater and an image forming apparatus that includes a fixing heater.

電子写真法によって用紙上に画像を形成する画像形成装置は、トナー像が転写された用紙を加熱する定着用ヒータを有する。加熱によって色材であるトナーが溶融して用紙に定着する。定着用ヒータとしてハロゲンランプが広く用いられている。また、誘導加熱(Induction Heating:IH)によって発熱するヒータを備えた画像形成装置もある。誘導加熱型ヒータはハロゲンランプと比べて高価であるが、発熱の効率および応答性に優れており、画像形成を高速化するのに有用である。   An image forming apparatus that forms an image on a sheet by electrophotography includes a fixing heater that heats the sheet on which the toner image is transferred. The toner, which is a color material, is melted by heating and fixed on the paper. A halogen lamp is widely used as a fixing heater. There is also an image forming apparatus including a heater that generates heat by induction heating (IH). Induction heating heaters are more expensive than halogen lamps, but have excellent heat generation efficiency and responsiveness, and are useful for speeding up image formation.

ハロゲンランプの駆動に関しては、商用交流を整流した後にスイッチング手段によって断続させてハロゲンランプに供給する技術がある。スイッチング制御によって、供給電圧の平均値を大略一定にすることができる。この技術を用いたAC制御装置について、負荷電流を検出し、負荷電流が所定値以上の時には導通比率を制限することが提案されている(特許文献1)。   Regarding the driving of the halogen lamp, there is a technique in which commercial alternating current is rectified and then intermittently supplied by a switching means and supplied to the halogen lamp. The average value of the supply voltage can be made substantially constant by switching control. For an AC control device using this technology, it has been proposed to detect a load current and limit the conduction ratio when the load current is a predetermined value or more (Patent Document 1).

誘導加熱型ヒータの駆動に関しては、損失の周波数特性が互いに異なる複数のコアをコイルの近傍に配設した誘導加熱方式の定着装置において、転写紙の幅寸法に応じてコイルに供給する交流電力の周波数を変更する技術がある。これによれば、転写紙の幅寸法に最適なコアを交流磁界の発生に寄与させ、転写紙のサイズに関係なく定着用のローラの温度分布を均一なものにすることができる(特許文献2)。   Regarding the driving of the induction heating type heater, in the induction heating type fixing device in which a plurality of cores having different frequency characteristics of loss are arranged in the vicinity of the coil, the AC power supplied to the coil according to the width dimension of the transfer paper There is a technology to change the frequency. According to this, the core optimum for the width dimension of the transfer paper can contribute to the generation of the AC magnetic field, and the temperature distribution of the fixing roller can be made uniform regardless of the size of the transfer paper (Patent Document 2). ).

特開平9−218720号公報JP-A-9-218720 特開2002−40872号公報JP 2002-40872 A

省エネルギー化が望まれる中、一般家庭、オフィス、工場、店舗などの屋内の給電を直流化する直流給電が注目されている。定着用ヒータを有する画像形成装置を直流給電に適合させるには、直流電源から供給される電力によって定着用ヒータを駆動するヒータ駆動装置が必要である。数kHz以下の比較的に低い周波数の交流電力が適したハロゲンランプのようなランプ型ヒータと数十kHz程度の比較的に高い周波数の交流電力が適した誘導加熱型ヒータとのいずれをも駆動可能なヒータ駆動装置があれば、普及型や高速型といった複数種の画像形成装置の製造に際して、ヒータ駆動装置の共通化による製造コストの低減を図ることができる。   While energy saving is desired, direct current power supply, which converts direct current indoor power supply to households, offices, factories, stores, etc., has attracted attention. In order to adapt an image forming apparatus having a fixing heater to DC power feeding, a heater driving device that drives the fixing heater with electric power supplied from a DC power source is required. Drives both a lamp heater such as a halogen lamp suitable for AC power with a relatively low frequency of several kHz or less and an induction heater suitable for AC power with a relatively high frequency of about several tens of kHz. If there is a heater driving device that can be used, it is possible to reduce the manufacturing cost by using a common heater driving device when manufacturing a plurality of types of image forming apparatuses such as a popular type and a high-speed type.

本発明は、このような事情に鑑みてなされ、直流給電対応の画像形成装置における定着用ヒータの多様化を図ることを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to diversify fixing heaters in an image forming apparatus compatible with DC power supply.

上記目的を達成するヒータ駆動装置は、ヒータに交流電力を供給するヒータ駆動装置であって、直流電力を交流電力に変換するスイッチング回路と、前記スイッチング回路の出力電流を検出する電流検出回路と、前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御するコントローラとを備える。当該ヒータ駆動装置において、前記コントローラは、前記電流検出回路によって検出される電流に基づいて、前記スイッチング回路に接続された負荷が予め決められた2種類のヒータのいずれであるかを判別し、判別の結果に応じて、予め当該ヒータの種類ごとに定められた周波数の電力を出力するように前記スイッチング回路を制御する。   A heater driving device that achieves the above object is a heater driving device that supplies AC power to the heater, a switching circuit that converts DC power into AC power, a current detection circuit that detects an output current of the switching circuit, A controller for controlling a switching operation of the switching circuit. In the heater driving apparatus, the controller determines whether the load connected to the switching circuit is one of two predetermined heaters based on the current detected by the current detection circuit. According to the result, the switching circuit is controlled so as to output electric power having a predetermined frequency for each type of the heater.

請求項1または2記載の発明によれば、直流給電対応の画像形成装置における定着用ヒータの多様化に有用なヒータ駆動装置を提供することができる。   According to the first or second aspect of the present invention, it is possible to provide a heater driving device useful for diversifying fixing heaters in an image forming apparatus that supports direct current power supply.

請求項3ないし5記載の発明によれば、ヒータ駆動装置を入れ替えることなく、誘導加熱型ヒータとランプ型ヒータとの相互の入れ替えが可能な直流給電対応の画像形成装置を実現することができる。   According to the third to fifth aspects of the present invention, it is possible to realize a DC power supply compatible image forming apparatus in which the induction heating type heater and the lamp type heater can be interchanged without replacing the heater driving device.

本発明の実施形態に係るヒータ駆動装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heater drive device which concerns on embodiment of this invention. スイッチング制御の概要を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows the outline | summary of switching control. ヒータ駆動装置が実行するヒータ判別処理のフローチャートである。It is a flowchart of the heater discrimination | determination process which a heater drive device performs. ランプ型ヒータおよび誘導加熱型ヒータの通電開始時の電流特性を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current characteristic at the time of an energization start of a lamp type heater and an induction heating type heater. ソフトスタート制御におけるスイッチング信号および出力電流の変化を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the change of the switching signal and output current in soft start control. 画像形成装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus. ヒータ駆動装置のスイッチング回路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the switching circuit of a heater drive device.

本発明の実施形態に係るヒータ駆動装置は、直流給電対応の電子写真式の画像形成装置に組み込まれ、定着用ヒータを駆動する。   A heater driving apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated in an electrophotographic image forming apparatus compatible with DC power supply, and drives a fixing heater.

図1のように、ヒータ駆動装置1は、直流電源6からの供給される例えば400ボルトの直流電力を交流電力に変換するスイッチング回路2と、スイッチング回路2の出力電流を検出する電流検出回路3と、スイッチング回路2のスイッチング動作を制御するコントローラ4とを備える。ヒータ駆動装置1の電源入力端子11,12には直流電源6と電源スイッチ7とヒューズ8との直列回路が接続され、出力端子13,14には定着ユニット90に組み込まれた定着用ヒータ9が負荷として接続される。   As shown in FIG. 1, the heater driving device 1 includes a switching circuit 2 that converts, for example, 400 volt DC power supplied from a DC power supply 6 into AC power, and a current detection circuit 3 that detects an output current of the switching circuit 2. And a controller 4 that controls the switching operation of the switching circuit 2. A series circuit of a DC power source 6, a power switch 7 and a fuse 8 is connected to the power input terminals 11 and 12 of the heater driving device 1, and a fixing heater 9 incorporated in the fixing unit 90 is connected to the output terminals 13 and 14. Connected as a load.

スイッチング回路2は、電源入力端子11,12の間に直列接続された2個のスイッチング素子21,22を有する。スイッチング素子21,22は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)、MOS型電界効果トランジスタ(MOS−FET)、または他の電圧制御型の素子である。スイッチング素子21,22の連結点(中点)が一方の出力端子13に接続されている。正極性側の電源入力端子11に接続されたスイッチング素子21がオン状態のとき、直流電源6から電源スイッチ7、ヒューズ8、電源入力端子11、スイッチング素子21、および出力端子13を通って定着用ヒータ9へ電流が流れる。スイッチング素子21がオフ状態のとき、直流電源6から定着用ヒータ9への通電は停止する。スイッチング素子21がオフ状態で他方のスイッチング素子22がオン状態のとき、定着用ヒータ9のインダクタンス成分により生じる電流の流れるループが形成される。   The switching circuit 2 includes two switching elements 21 and 22 connected in series between the power input terminals 11 and 12. The switching elements 21 and 22 are insulated gate bipolar transistors (IGBTs), MOS field effect transistors (MOS-FETs), or other voltage controlled elements. A connection point (middle point) of the switching elements 21 and 22 is connected to one output terminal 13. When the switching element 21 connected to the power input terminal 11 on the positive polarity side is in an on state, the DC power source 6 passes through the power switch 7, the fuse 8, the power input terminal 11, the switching element 21, and the output terminal 13 for fixing. A current flows to the heater 9. When the switching element 21 is off, the energization from the DC power source 6 to the fixing heater 9 is stopped. When the switching element 21 is in the off state and the other switching element 22 is in the on state, a loop through which a current generated by the inductance component of the fixing heater 9 flows is formed.

電流検出回路3は、電源入力端子12と出力端子14との間に挿入された電流検出用の抵抗(シャント抵抗)31と、出力端子14とコントローラ4とを結ぶ導電路32とから構成される。電流検出回路3によって出力端子14の電位がコントローラ4に伝わる。抵抗31内を電流が流れるとき、基準電位(例えば接地電位)である電源入力端子12の電位と出力端子14の電位との間に抵抗31の電圧降下分の電位差が生じる。この電位差、すなわち抵抗31の端子間電圧は、定着用ヒータ9に供給される電力の電流値に相当する。   The current detection circuit 3 includes a current detection resistor (shunt resistor) 31 inserted between the power input terminal 12 and the output terminal 14, and a conductive path 32 that connects the output terminal 14 and the controller 4. . The potential of the output terminal 14 is transmitted to the controller 4 by the current detection circuit 3. When a current flows through the resistor 31, a potential difference corresponding to the voltage drop of the resistor 31 is generated between the potential of the power input terminal 12 and the potential of the output terminal 14, which are a reference potential (for example, ground potential). This potential difference, that is, the voltage between the terminals of the resistor 31, corresponds to the current value of the electric power supplied to the fixing heater 9.

コントローラ4は、スイッチング素子21,22のオンオフ状態を決めるスイッチング信号S21,S22を出力する。スイッチング信号S21,S22は基本的には図2に示すように所定の周期でパルスが出現する電圧パルス列信号である。スイッチング信号S21,S22がローレベル(L)からハイレベル(H)に切り替わるとき、対応するスイッチング素子21,22はオフ状態からオン状態へ状態遷移する。逆にスイッチング信号S21,S22がハイレベル(H)からローレベル(L)に切り替わるとき、対応するスイッチング素子21,22はオン状態からオフ状態へ状態遷移する。スイッチング信号S21とスイッチング信号S22とは交互にハイレベルになる。電源入力端子11,12間の短絡を防ぐため、スイッチング信号S21のハイレベル期間とスイッチング信号S22のハイレベル期間との間には、両信号S21,S22が共にローベルとなるデットタイムが設けられる。   The controller 4 outputs switching signals S21 and S22 that determine the on / off states of the switching elements 21 and 22. The switching signals S21 and S22 are basically voltage pulse train signals in which pulses appear at a predetermined cycle as shown in FIG. When the switching signals S21 and S22 are switched from the low level (L) to the high level (H), the corresponding switching elements 21 and 22 transition from the off state to the on state. Conversely, when the switching signals S21 and S22 are switched from the high level (H) to the low level (L), the corresponding switching elements 21 and 22 transition from the on state to the off state. The switching signal S21 and the switching signal S22 are alternately at a high level. In order to prevent a short circuit between the power input terminals 11 and 12, a dead time during which both the signals S21 and S22 are low is provided between the high level period of the switching signal S21 and the high level period of the switching signal S22.

スイッチング信号S21,S22で決まる駆動周波数(定着用ヒータ9に供給する交流電力の周波数)は、出力端子13,14に接続される定着用ヒータ9の種類に応じて切り替えられる。本実施形態では、ハロゲンランプに代表されるランプ型ヒータと誘導加熱型ヒータとの2種類のヒータの一方が出力端子13,14に接続される。ランプ型ヒータが接続されている場合、駆動周波数は0.1〜1kHz程度の値とされる。一方、誘導加熱型ヒータが接続されている場合、駆動周波数は数十kHz程度の値とされる。   The driving frequency (frequency of AC power supplied to the fixing heater 9) determined by the switching signals S21 and S22 is switched according to the type of the fixing heater 9 connected to the output terminals 13 and 14. In the present embodiment, one of two types of heaters, a lamp type heater represented by a halogen lamp and an induction heating type heater, is connected to the output terminals 13 and 14. When a lamp heater is connected, the drive frequency is set to a value of about 0.1 to 1 kHz. On the other hand, when an induction heater is connected, the drive frequency is set to a value of about several tens of kHz.

駆動周波数を決めるため、コントローラ4は定着用ヒータ9の種類を自動判別する。この動作のための電流測定部41およびヒータ判別部42をコントローラ4は備えている。電流測定部41およびヒータ判別部42は、コントローラ4が内部のメモリに格納されたプログラムに従って、図3のフローチャートが示すヒート判別処理を実行することによって実現される機能要素である。   In order to determine the driving frequency, the controller 4 automatically determines the type of the fixing heater 9. The controller 4 includes a current measurement unit 41 and a heater determination unit 42 for this operation. The current measuring unit 41 and the heater discriminating unit 42 are functional elements realized by the controller 4 executing the heat discriminating process shown in the flowchart of FIG. 3 in accordance with a program stored in an internal memory.

図3のヒート判別処理は、例えば電源スイッチ7のオンによる画像形成装置への電源投入に呼応する初期設定処理の一部として実行される。ヒート判別処理が起動されると、コントローラ4の電流測定部41は、正極性側のスイッチング素子21をオン状態にする(#1)。このとき、出力端子13,14に特定のランプ型ヒータまたは特定の誘導加熱型ヒータが適正に接続されているならば、出力端子14に所定の電流が流れる。スイッチング素子21をオンから後述する一定時間が経過した時点で、電流測定部41は電流検出回路3の抵抗31の端子間電圧を測定する(#2、#3)。この測定は実質的に出力電流の測定である。ヒータ判別部42は、出力電流の値に対応する電流測定部41による測定値と予め決められた閾値とを比較することによって、定着用ヒータ9の種類を判別する(4)。測定値が閾値以上である場合、ヒータ判別部42は、接続されている定着用ヒータ9をランプ型ヒータであると判別し(#5)、ヒータ駆動装置1の出力モードをランプ型ヒータの駆動に適した「低周波出力」に設定する(#6)。これに対して、測定値が閾値以上でない場合には、ヒータ判別部42は、接続されている定着用ヒータ9を誘導加熱型ヒータであると判別し(#7)、ヒータ駆動装置1の出力モードを誘導加熱型ヒータの駆動に適した「高周波出力」に設定する(#8)。   The heat determination process in FIG. 3 is executed as a part of the initial setting process corresponding to the power-on to the image forming apparatus when the power switch 7 is turned on, for example. When the heat determination process is activated, the current measuring unit 41 of the controller 4 turns on the positive-side switching element 21 (# 1). At this time, if a specific lamp heater or a specific induction heater is properly connected to the output terminals 13 and 14, a predetermined current flows through the output terminal 14. When a certain time described later has elapsed since the switching element 21 was turned on, the current measurement unit 41 measures the voltage across the terminals of the resistor 31 of the current detection circuit 3 (# 2, # 3). This measurement is essentially a measurement of the output current. The heater discriminating unit 42 discriminates the type of the fixing heater 9 by comparing the measured value obtained by the current measuring unit 41 corresponding to the output current value with a predetermined threshold value (4). If the measured value is greater than or equal to the threshold value, the heater determination unit 42 determines that the connected fixing heater 9 is a lamp heater (# 5), and sets the output mode of the heater driving device 1 to drive the lamp heater. Is set to “low frequency output” suitable for (# 6). On the other hand, if the measured value is not equal to or greater than the threshold value, the heater discriminating unit 42 discriminates that the connected fixing heater 9 is an induction heating type heater (# 7), and the output of the heater driving device 1 is determined. The mode is set to “high frequency output” suitable for driving the induction heater (# 8).

定着用ヒータ9の種類の自動判別には、図4に示されるランプ型ヒータと誘導加熱型ヒータとにおける電流の立ち上り特性(通電開始時の過渡特性)の差異が利用される。ランプ型ヒータの場合には、図4中の曲線A1が示すオーバーシュート波形を描くように電流値が推移する。一方、誘導加熱型ヒータの場合には、図4中の曲線A2が示す前縁の緩やかな鈍波型の波形を描くように電流値が推移する。そこで、ランプ型ヒータにおける電流値がピーク値まで上昇した後に降下して飽和レベルになるまでの時間T2よりも短い時間T1が経過した時点t1で電流を測定する。そして、適切に設定しておいた閾値C1と測定値とを比較すれば、定着用ヒータ9の種類を判別することができる。時間T1として、誘導加熱型ヒータのコイルのインダクタンス(L)と抵抗(R)とにより決まる時定数τ(τ=L/R)またはその付近の値を設定することにより、L成分の飽和による誤検知を防ぐことができる。例えばL値が27μHでR値が1.2Ωである場合、時間T1を22μsとすればよい。また、閾値C1としては、誘導加熱型ヒータの定格ピーク電流の約3/4の値に設定することができる。例えば、定格ピーク電流が60Aであれば、閾値C1を45Aとする。   For the automatic determination of the type of the fixing heater 9, the difference in the current rise characteristic (transient characteristic at the start of energization) between the lamp heater and the induction heater shown in FIG. 4 is used. In the case of a lamp heater, the current value changes so as to draw an overshoot waveform indicated by a curve A1 in FIG. On the other hand, in the case of the induction heating type heater, the current value changes so as to draw a gentle blunt waveform at the leading edge indicated by the curve A2 in FIG. Therefore, the current is measured at a time point t1 when a time T1 shorter than the time T2 until the current value in the lamp heater rises to the peak value and then falls to the saturation level has elapsed. The type of the fixing heater 9 can be determined by comparing the threshold value C1 set appropriately and the measured value. By setting a time constant τ (τ = L / R) determined by the inductance (L) and resistance (R) of the coil of the induction heating type heater or a value in the vicinity thereof as the time T1, an error due to saturation of the L component is set. Detection can be prevented. For example, when the L value is 27 μH and the R value is 1.2Ω, the time T1 may be 22 μs. Further, the threshold value C1 can be set to a value of about ¾ of the rated peak current of the induction heating type heater. For example, if the rated peak current is 60A, the threshold C1 is set to 45A.

このような自動判別によって定着用ヒータ9がランプ型ヒータと判別された場合、コントローラ4はその後の定着用ヒータ9の駆動においてスロースタート制御を行う。スロースタート制御は、ハロゲンランプにみられる冷抵抗が小さいことに起因する過大な突入電流を抑制する。スイッチング素子21をオフに保つ休止動作から所定の周期でスイッチング素子21をオンオフする通電動作へ移行する通電開始時において、スイッチング信号S21としてのパルス列信号の最初のパルスの立ち上がり(前縁)を図5(A)のように緩やかにする。スイッチング素子21を能動領域で動作させることで図5(B)のように定着用ヒータ9に供給する出力電流の推移を緩やかにする。   When the fixing heater 9 is determined to be a lamp heater by such automatic determination, the controller 4 performs slow start control in the subsequent driving of the fixing heater 9. Slow start control suppresses an excessive inrush current caused by a low cold resistance in a halogen lamp. FIG. 5 shows the leading edge (leading edge) of the first pulse of the pulse train signal as the switching signal S21 at the start of energization to shift from the pause operation that keeps the switching element 21 off to the energization operation that turns the switching element 21 on and off at a predetermined cycle. Relax as shown in (A). By operating the switching element 21 in the active region, the transition of the output current supplied to the fixing heater 9 is made gentle as shown in FIG.

以上のヒータ駆動装置1は、図6に例示される画像形成装置100に組み込まれる。   The heater driving device 1 described above is incorporated in the image forming apparatus 100 illustrated in FIG.

図6のように、画像形成装置100は、直流電源6に接続される電源回路80を有した直流給電対応のカラープリンタである。画像形成装置100の構成は、直流給電対応であることおよび定着用ヒータ9の種類の変更を可能にするヒータ装着部10を有することを除いて、基本的に交流給電対応の電子写真式のプリンタと同様である。   As shown in FIG. 6, the image forming apparatus 100 is a color printer compatible with DC power supply having a power supply circuit 80 connected to the DC power supply 6. The configuration of the image forming apparatus 100 is basically an electrophotographic printer compatible with AC power supply, except that it is compatible with DC power supply and has a heater mounting portion 10 that allows the type of the fixing heater 9 to be changed. It is the same.

ヒータ装着部10は、定着ユニット90のユニット交換によって誘導加熱型ヒータとランプ型ヒータとの相互の入れ替えが可能な構成となっている。定着ユニット90は、加熱ローラ91の加圧ローラ92とを備えたローラ式の定着装置である。定着用ヒータ9は加熱ローラ91の内部に取り付けられる。   The heater mounting unit 10 has a configuration in which the induction heating type heater and the lamp type heater can be interchanged by exchanging the fixing unit 90. The fixing unit 90 is a roller type fixing device including a heating roller 91 and a pressure roller 92. The fixing heater 9 is attached inside the heating roller 91.

画像形成装置100の動作の概要は次のとおりである。図示しないコンピュータや他のホスト機器から画像のプリントが画像形成装置100に指示されると、給紙トレイ40に格納から記録媒体(用紙)が1枚ずつ給紙ローラ71により取り出され、搬送ローラ73,74により上方へ搬送される。この給紙と並行して、レーザユニット50が帯電された4個の感光体51,52,53,54を画像データに基づいて露光し、4個の現像ユニット55,56,57,58のそれぞれがそれに対応する一つの感光体に1色のトナーを付着させる。現像された4個の感光体上のトナー画像は、電圧を印加することで中間転写ベルト66上に順に重ねて転写される。次に転写ローラ75に電圧を印加することで、中間転写ベルト66上のトナー画像が記録媒体に転写される。記録媒体上に形成されたトナー画像は熱と圧力とを加える定着ユニット90を通過することで記録媒体に定着される。トナー画像が定着した記録媒体は、排紙ローラ76により排紙トレイに排出される。   The outline of the operation of the image forming apparatus 100 is as follows. When the image forming apparatus 100 is instructed to print an image from a computer or other host device (not shown), the recording medium (paper) is stored one by one from the storage in the paper feed tray 40 by the paper feed roller 71, and the transport roller 73. , 74 are conveyed upward. In parallel with this paper feeding, the four photosensitive members 51, 52, 53, and 54 charged with the laser unit 50 are exposed based on the image data, and the four developing units 55, 56, 57, and 58 are respectively exposed. In this case, one color toner is attached to one corresponding photoconductor. The developed toner images on the four photoconductors are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 66 by applying a voltage. Next, by applying a voltage to the transfer roller 75, the toner image on the intermediate transfer belt 66 is transferred to the recording medium. The toner image formed on the recording medium is fixed on the recording medium by passing through a fixing unit 90 that applies heat and pressure. The recording medium on which the toner image is fixed is discharged to a paper discharge tray by a paper discharge roller 76.

画像形成により現像ユニット55,56,57,58内のトナーが少なくなると、トナーボトル61,62,63,64内に収納されているトナーが現像ユニット55,56,57,58に補給される。   When the toner in the developing units 55, 56, 57, and 58 is reduced due to image formation, the toner stored in the toner bottles 61, 62, 63, and 64 is supplied to the developing units 55, 56, 57, and 58.

給紙ローラ71、搬送ローラ74、中間転写ベルト66および黒の像形成に係る感光体54は、メインモータ81によって駆動される。定着ユニット90の加熱ローラ91および加圧ローラ92は定着モータ85によって駆動される。黒の像形成に係る現像ユニット58は黒現像モータ82によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る現像ユニット55,56,57は、カラー現像モータ83によって駆動される。イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの像形成に係る感光体51,52,53はカラー感光体モータ84によって駆動される。   The paper feed roller 71, the transport roller 74, the intermediate transfer belt 66, and the photosensitive member 54 related to black image formation are driven by a main motor 81. The heating roller 91 and the pressure roller 92 of the fixing unit 90 are driven by a fixing motor 85. The developing unit 58 for forming a black image is driven by a black developing motor 82. The developing units 55, 56, and 57 for forming yellow, magenta, and cyan images are driven by a color developing motor 83. The photoreceptors 51, 52, and 53 for forming yellow, magenta, and cyan images are driven by a color photoreceptor motor 84.

以上の実施形態によれば、装着されている定着用ヒータ9が自動判別されるので、例えばランプ型ヒータに代えて効率の良い誘導加熱型ヒータを装着するユニット交換を行う場合に、動作設定のための特別の作業を行う必要がない。したがって、サービスマンに限らず、画像形成装置100のユーザも容易にユニット交換をすることができる。   According to the above embodiment, since the fixing heater 9 that is installed is automatically determined, for example, when replacing a unit that is equipped with an efficient induction heating type heater instead of a lamp type heater, the operation setting is performed. There is no need to do special work. Therefore, not only the service person but also the user of the image forming apparatus 100 can easily replace the unit.

ヒータ駆動装置1の回路構成の変形として、図7に示すヒータ駆動装置1bのスイッチング回路2bがある。図7のスイッチング回路2bは、図1のスイッチング回路2におけるスイッチング素子22の被制御端子間(IGBTである場合にはコレクタエミッタ間)に並列に共振コンデンサC1を配置したものである。負荷のインダクタンス成分が関与するLC共振回路を形成することにより、定着用ヒータ9が誘導加熱型である場合に、電力の変換効率を高めることができる。   As a modification of the circuit configuration of the heater driving device 1, there is a switching circuit 2b of the heater driving device 1b shown in FIG. The switching circuit 2b in FIG. 7 is a circuit in which a resonant capacitor C1 is arranged in parallel between the controlled terminals of the switching element 22 in the switching circuit 2 in FIG. 1 (between the collector and emitter in the case of an IGBT). By forming the LC resonance circuit in which the inductance component of the load is involved, the conversion efficiency of power can be increased when the fixing heater 9 is an induction heating type.

1 ヒータ駆動装置
2,2b スイッチング回路
3 電流検出回路
4 コントローラ
6 直流電源
9 定着用ヒータ(ヒータ)
10 ヒータ装着部
11,12 電源入力端子
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater drive device 2, 2b Switching circuit 3 Current detection circuit 4 Controller 6 DC power supply 9 Fixing heater (heater)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heater mounting part 11, 12 Power input terminal 100 Image forming apparatus

Claims (5)

ヒータに交流電力を供給するヒータ駆動装置であって、
直流電力を交流電力に変換するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力電流を検出する電流検出回路と、
前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記電流検出回路によって検出される電流に基づいて、前記スイッチング回路に接続された負荷が予め決められた2種類のヒータのいずれであるかを判別し、判別の結果に応じて、予め当該ヒータの種類ごとに定められた周波数の電力を出力するように前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とするヒータ駆動装置。
A heater driving device for supplying AC power to the heater,
A switching circuit that converts DC power to AC power;
A current detection circuit for detecting an output current of the switching circuit;
A controller for controlling the switching operation of the switching circuit,
The controller determines whether the load connected to the switching circuit is a predetermined two types of heaters based on the current detected by the current detection circuit, and according to the determination result, The heater driving device, wherein the switching circuit is controlled so as to output electric power having a frequency determined in advance for each type of the heater.
前記コントローラは、前記スイッチング回路による前記負荷への通電の開始から予め定められた一定時間が経過した時点の電流値の大きさによって前記負荷の種類を判別する
請求項1記載のヒータ駆動装置。
The heater driving apparatus according to claim 1, wherein the controller determines the type of the load based on a magnitude of a current value when a predetermined time has elapsed from the start of energization of the load by the switching circuit.
記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
色材を加熱する定着用ヒータとして誘導加熱型ヒータまたはランプ型ヒータが装着され、当該誘導加熱型ヒータとランプ型ヒータとの相互の入れ替えが可能なヒータ装着部と、
直流電源に接続される電源入力端子と、
前記電源入力端子に供給される直流電力を、前記ヒータ装着部に装着された定着用ヒータに供給する交流電力に変換するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の出力電流を検出する電流検出回路と、
前記スイッチング回路のスイッチング動作を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記電流検出回路によって検出される電流に基づいて、前記ヒータ装着部に装着された定着用ヒータが前記誘導加熱型ヒータおよび前記ランプ型ヒータのいずれであるかを判別し、判別の結果に応じて、予め当該定着用ヒータの種類ごとに定められた周波数の電力を出力するように前記スイッチング回路を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus for forming an image on a recording medium,
An induction heating type heater or a lamp type heater is mounted as a fixing heater for heating the color material, and a heater mounting portion capable of mutually replacing the induction heating type heater and the lamp type heater;
A power input terminal connected to a DC power supply;
A switching circuit that converts DC power supplied to the power input terminal into AC power supplied to a fixing heater mounted on the heater mounting portion;
A current detection circuit for detecting an output current of the switching circuit;
A controller for controlling the switching operation of the switching circuit,
The controller determines whether the fixing heater mounted on the heater mounting portion is the induction heating heater or the lamp heater based on the current detected by the current detection circuit. The image forming apparatus, wherein the switching circuit is controlled so as to output power having a frequency predetermined for each type of the fixing heater according to a result.
前記コントローラは、前記スイッチング回路による前記負荷への通電の開始から前記誘導加熱型ヒータの過渡特性に基づいて決められた一定時間が経過した時点の電流値が、前記ランプ型ヒータの飽和電流に相当する閾値よりも大きい場合に、前記ヒータ装着部に装着された定着用ヒータを前記ランプ型ヒータと判別し、前記電流値が前記閾値よりも小さい場合に、前記ヒータ装着部に装着された定着用ヒータを前記誘導加熱型ヒータと判別する
請求項3記載の画像形成装置。
In the controller, the current value at the time when a predetermined time determined based on the transient characteristics of the induction heating heater has elapsed from the start of energization of the load by the switching circuit corresponds to the saturation current of the lamp heater. The fixing heater mounted on the heater mounting portion is determined to be the lamp-type heater, and when the current value is smaller than the threshold, the fixing heater mounted on the heater mounting portion is determined. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the heater is discriminated from the induction heating type heater.
前記コントローラは、前記ヒータ装着部に装着された定着用ヒータを前記ランプ型ヒータと判別した後において、スイッチング回路に対して通電開始時の電流変化を緩やかにするソフトスタート制御を行う
請求項3または4記載の画像形成装置。
The controller performs soft-start control to moderate a current change at the start of energization of the switching circuit after determining the fixing heater mounted on the heater mounting portion as the lamp-type heater. 5. The image forming apparatus according to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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