JP2014044617A - Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method - Google Patents

Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method Download PDF

Info

Publication number
JP2014044617A
JP2014044617A JP2012187267A JP2012187267A JP2014044617A JP 2014044617 A JP2014044617 A JP 2014044617A JP 2012187267 A JP2012187267 A JP 2012187267A JP 2012187267 A JP2012187267 A JP 2012187267A JP 2014044617 A JP2014044617 A JP 2014044617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
fixing
power supply
switching
power
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
JP2012187267A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masataka Akaishi
昌隆 赤石
Takeshi Ueno
剛 植野
Motokazu Hasegawa
基和 長谷川
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 JP2012187267A priority Critical patent/JP2014044617A/en
Publication of JP2014044617A publication Critical patent/JP2014044617A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heat a fixing member by induction to an intended temperature by properly performing power output from low power to high power, while preventing the occurrence of hard switching.SOLUTION: A fixing power supply unit 50 includes: a voltage step-down circuit 54 that receives an AC voltage of an AC power supply power ACP or a voltage subjected to full-wave rectification by a full-wave rectifier circuit 35 as an input voltage, and outputs a step-down voltage obtained by stepping down the input voltage or the input voltage as an output voltage to an induction heating inverter 57; and a switching element 58 that switch-drives the induction heating inverter 57 in an on-width of a switching signal S from a CPU 56 to heat a fixing roller by induction. The CPU 56 determines the on-width of the switching signal S output to the switching element 58 and a voltage value of the voltage output from the voltage step-down circuit 54, on the basis of the surface temperature of the fixing roller and the power value of the AC power supply power ACP detected by an AC voltage detection circuit 51 and an AC current detection circuit 52.

Description

本発明は、定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法に関し、詳細には、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱する定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法に関する。   The present invention relates to a fixing power supply device, an image forming apparatus, and a fixing power supply control method, and more particularly, a fixing member that appropriately performs power output from low power to high power while preventing occurrence of hard switching. The present invention relates to a fixing power source apparatus that performs induction heating to a temperature, an image forming apparatus, and a fixing power source control method.

電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置は、一様に帯電させた感光体上に画像データにより変調した書き込み光を照射して静電潜像を形成して、感光体上に形成した静電潜像を現像ユニットでトナーを用いて現像し、給紙部からレジストローラでタイミング調整されて感光体と転写ローラとの間に搬送されてくる用紙に、転写電源から転写ローラを介して高圧の転写バイアス(電圧、電流)を印加して感光体上のトナー画像を転写することで、トナー画像を用紙に形成している。電子写真方式の画像形成装置は、このようにしてトナー画像を転写した用紙を定着部で、定着ローラと加熱ローラで、トナー画像の転写された用紙を加熱・加圧しつつ搬送して、トナー画像を用紙に定着させている。   An image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method forms an electrostatic latent image by irradiating a uniformly charged photosensitive member with writing light modulated by image data, thereby forming a static image formed on the photosensitive member. The electrostatic latent image is developed with toner in the developing unit, and the timing is adjusted by the registration roller from the paper feed unit and conveyed between the photosensitive member and the transfer roller. The toner image is formed on the sheet by transferring the toner image on the photosensitive member by applying the transfer bias (voltage, current). The electrophotographic image forming apparatus transports the toner image-transferred paper with the fixing unit, the fixing roller and the heating roller while heating and pressurizing the paper on which the toner image is transferred. Is fixed on the paper.

この定着部は、定着ローラの加熱の1つとして、IH(Inducing Heating:誘導加熱)方式を用いている場合があり、この誘導加熱方式の定着部は、誘導加熱用の電源部に、主として、電圧共振インバータや電流共振インバータが用いられる。   In some cases, the fixing unit uses an IH (Inducing Heating) system as one of the heating methods of the fixing roller. The induction heating system fixing unit is mainly used as a power source unit for induction heating. A voltage resonance inverter or a current resonance inverter is used.

このインバータは、共振コンデンサを搭載しており、インバータに接続された誘導加熱用コイルと強振コンデンサとの間の共振動作を利用して、誘導加熱用コイルに交流電流を流す。   This inverter is equipped with a resonance capacitor, and an alternating current is passed through the induction heating coil by utilizing the resonance operation between the induction heating coil connected to the inverter and the strong vibration capacitor.

誘導加熱方式の定着部は、誘導加熱用コイル等の導線に交流電流を流すことで、磁界を発生させ、誘導加熱用コイル付近に配設されている定着ローラに渦電流を流して、発熱させる。インバータを用いた誘導加熱方式の定着部は、インバータをスイッチング素子によりスイッチング制御して共振動作させ、スイッチング素子をオンする時間(オン幅)によって、誘導加熱用コイルに流れる電流、すなわち、投入電力を調整して、所望の定着温度に定着ローラを加熱する。   The induction heating type fixing unit generates a magnetic field by causing an alternating current to flow through a conducting wire such as an induction heating coil, and causes an eddy current to flow through a fixing roller disposed near the induction heating coil to generate heat. . The induction heating type fixing unit using an inverter causes the inverter to perform switching control with a switching element to perform a resonance operation, and the current flowing in the induction heating coil, that is, the input power, is changed depending on the time (ON width) when the switching element is turned on. Adjust and heat the fixing roller to the desired fixing temperature.

誘導加熱方式の定着部においては、スイッチング素子の制御を、一般的に、CPU(Central Processing Unit )によって行ない、投入電力として、数百W(ワット)〜数KWまで要求され、上記スイッチング素子のオン幅を制御することにより電力制御している。   In an induction heating type fixing unit, a switching element is generally controlled by a CPU (Central Processing Unit), and input power is required from several hundred W (watts) to several KW. The power is controlled by controlling the width.

ところが、従来の誘導加熱方式の定着部は、電源部として、インバータを用いてスイッチング素子のオン幅制御によって電力制御を行っているが、スイッチング素子のオン時間が短い(投入電力が小さい)ときには、スイッチング素子のオン/オフ切り替え時にスイッチング損失(ハードスイッチング)による素子破壊が起こる可能性があるという問題があった。   However, the conventional induction heating type fixing unit uses an inverter as a power supply unit to perform power control by on-width control of the switching element, but when the switching element on-time is short (the input power is small), There has been a problem that element destruction due to switching loss (hard switching) may occur when switching on / off of the switching element.

例えば、スイッチング素子としてエミッタ接地のパワートランスが用いられている場合、スイッチング素子のオン時間が短いと、共振コンデンサと誘導加熱用コイルとの間での電圧共振が弱く、スイッチング素子のコレクタ−エミッタ間電圧(Vce)が0Vまで低下しないうちにスイッチング素子がオンする共振であるハードスイッチングとなる傾向がある。このハードスイッチングが発生する条件下では、スイッチング損失が増加して、その損失がスイッチング素子の発熱を増加させ、スイッチング素子が破壊する接合温度以上にスイッチング素子の温度が上昇して、素子破壊が起こる。   For example, when a grounded-emitter power transformer is used as a switching element, if the on-time of the switching element is short, the voltage resonance between the resonant capacitor and the induction heating coil is weak, and the collector-emitter of the switching element There is a tendency for hard switching, which is a resonance in which the switching element is turned on before the voltage (Vce) decreases to 0V. Under this hard switching condition, the switching loss increases, the loss increases the heat generation of the switching element, the temperature of the switching element rises above the junction temperature at which the switching element breaks down, and the element breaks down .

すなわち、理想的なインバータの共振動作は、スイッチング素子がオンする際に、スイッチング素子のVceがほぼ0V(スイッチング損失≒0)まで下がっている必要がある。ところが、オン幅が短く制御される電力制御では、ハードスイッチング領域において、スイッチング素子のVceが0Vまで下がらないうちにオンになって、スイッチング素子破壊の可能性があるため、小電力側の出力が難しく、数百W〜数KWまで細かく電力を制御することが難しいという問題があった。   In other words, in an ideal inverter resonance operation, when the switching element is turned on, the Vce of the switching element needs to drop to almost 0 V (switching loss≈0). However, in power control in which the ON width is controlled to be short, in the hard switching region, the switching element is turned on before Vce drops to 0 V, and the switching element may be destroyed. There is a problem that it is difficult to finely control power from several hundred W to several KW.

そして、従来、交流電源を全波整流する整流手段と、誘導加熱用コイルおよび共振用コンデンサからなる共振回路と、共振回路を駆動するスイッチング素子と、上記スイッチング素子をオン幅制御するオン幅制御手段と、交流電源のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段と、上記ゼロクロス検出手段の検出出力および設定電力に基づいて、上記商用電源の所定の半波期間において上記オン幅制御を行い、他の半波期間において上記オン幅制御を行わずその間上記スイッチング素子をオフとするオン幅制御駆動手段とを有することを特徴とする誘導加熱用電源装置が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, a rectifying means for full-wave rectification of an AC power supply, a resonance circuit composed of an induction heating coil and a resonance capacitor, a switching element for driving the resonance circuit, and an ON width control means for controlling the ON width of the switching element And zero cross detection means for detecting the zero cross of the AC power supply, the on-width control is performed in a predetermined half wave period of the commercial power supply based on the detection output and the set power of the zero cross detection means, and another half wave period Has proposed an induction heating power supply device characterized by having on-width control driving means for turning off the switching element during the on-time control without performing the on-width control (see Patent Document 1).

すなわち、この従来技術は、電源の交流が0Vになる点を検出するゼロクロス検出手段の出力に基づいて、交流電源の半波単位でスイッチング素子のオン/オフ制御を行なうことで、インバータ出力の波数制御を行って、オン幅制御と波数制御により、ステップ状に小電力出力を図っている。   That is, this prior art performs on / off control of the switching element in units of half-wave of the AC power source based on the output of the zero cross detection means for detecting the point where the AC of the power source becomes 0V, and thereby the wave number of the inverter output Control is performed to achieve small power output in a step-like manner by on-width control and wave number control.

しかしながら、上記公報記載の従来技術にあっては、電源の交流が0Vになる点を検出するゼロクロス検出手段の出力に基づいて、交流電源の半波単位でスイッチング素子のオン/オフ制御を行なっているため、半波単位での制御であることから、小電力側の出力を細かく制御することができないという問題があった。   However, in the prior art described in the above publication, on / off control of the switching element is performed in half-wave units of the AC power supply based on the output of the zero cross detection means for detecting the point where the AC of the power supply becomes 0V. Therefore, since the control is performed in half-wave units, there is a problem that the output on the low power side cannot be finely controlled.

そこで、本発明は、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to perform induction heating of a fixing member to an intended temperature by appropriately and finely outputting power from low power to high power while preventing occurrence of hard switching.

上記目的を達成するために、請求項1記載の定着電源装置は、交流電源電力を全波整流する整流手段と、前記交流電源電力の交流電圧または前記整流手段による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧手段と、記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、前記電圧降圧手段の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振手段と、前記共振手段を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子と、前記温度検出手段の検出する前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング素子の前記オン幅及び前記電圧降圧手段による前記出力電圧の電圧値を決定して、該ステッピング幅で該スイッチング素子を駆動するとともに、該電圧降圧手段による電圧降圧動作を制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the fixing power supply apparatus according to claim 1 is configured to input a rectifying unit for full-wave rectification of AC power supply power, and an AC voltage of the AC power supply power or a voltage after full-wave rectification by the rectification unit. A predetermined step-down voltage obtained by stepping down the input voltage, or a voltage step-down means for outputting the input voltage as an output voltage, and a fixing member for fixing the recording agent image on the recording medium onto which the recording agent image is transferred Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the voltage, and resonance means that is supplied with the output voltage of the voltage step-down means and is driven to resonate and induces a high frequency magnetic field corresponding to the output voltage to the fixing member to heat it, Based on the switching element that resonates by switching driving the resonance means with a predetermined on-width, and the surface temperature of the fixing member detected by the temperature detection means, A control means for determining a voltage value of the output voltage by the width and the voltage step-down means, driving the switching element with the stepping width, and controlling a voltage step-down operation by the voltage step-down means. It is characterized by.

本発明によれば、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱することができる。   According to the present invention, the fixing member can be induction-heated to an intended temperature by appropriately and finely outputting power from low power to high power while preventing occurrence of hard switching.

本発明の一実施例を適用した画像形成装置の要部概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a main part of an image forming apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. 全波整流回路の後段に電圧降圧回路を備えている定着電源部の回路構成図。The circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 誘導加熱インバータの動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of an induction heating inverter. 全波整流回路の前段に電圧降圧回路を備えている定着電源部の回路構成図。The circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit in the front | former stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の後段に抵抗分圧方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit of the resistance voltage dividing system in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の前段に抵抗分圧方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit of the resistance voltage dividing system in the front | former stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の後段に抵抗分圧方式の他の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the other voltage step-down circuit of a resistance voltage-dividing system in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の後段にトランス方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit of a transformer system in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の前段にトランス方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit of a transformer system in the front | former stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の後段にトランス方式の他の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the other voltage step-down circuit of a transformer system in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 全波整流回路の後段に絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路を備えている定着電源部の詳細な回路構成図。The detailed circuit block diagram of the fixing power supply part provided with the voltage step-down circuit of the insulation type forward converter system in the back | latter stage of a full wave rectifier circuit. 絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路の回路構成図。The circuit block diagram of the voltage step-down circuit of an insulation type half bridge converter system. 絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路の回路構成図。The circuit block diagram of the voltage step-down circuit of an insulation type full bridge converter system. 通常電圧におけるスイッチング信号のオン幅と出力電力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the ON width of the switching signal in normal voltage, and output electric power. スイッチング信号のオン幅が広いときのコレクタ−エミッタ間電圧とコイル電流を示す図。The figure which shows the collector-emitter voltage and coil current when the ON width | variety of a switching signal is wide. ハードスイッチング状態におけるコレクタ−エミッタ間電圧とコイル電流を示す図。The figure which shows the collector-emitter voltage and coil current in a hard switching state. 降圧電圧におけるスイッチング信号のオン幅と出力電力の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the ON width of the switching signal in a step-down voltage, and output electric power. 誘導加熱インバータへの入力電圧の調整によってオン幅制御可能領域が広がっている状態を示す図。The figure which shows the state which the ON width controllable area has expanded by adjustment of the input voltage to an induction heating inverter.

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, since the Example described below is a suitable Example of this invention, various technically preferable restrictions are attached | subjected, However, The range of this invention is unduly limited by the following description. However, not all the configurations described in the present embodiment are essential constituent elements of the present invention.

図1〜図18は、本発明の定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法の一実施例を示す図であり、図1は、本発明の定着電源装置、画像形成装置及び定着電源制御方法の一実施例を適用した画像形成装置1の要部概略構成図である。   1 to 18 are diagrams showing an embodiment of a fixing power source apparatus, an image forming apparatus, and a fixing power source control method according to the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of an image forming apparatus 1 to which an embodiment of a method is applied.

図1において、画像形成装置1は、図示しない本体筐体内に、給紙部10、搬送ベルト機構部20、搬送ベルト機構部20に沿って配設されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色の画像形成部30Y、30M、30C、30K及び定着部40等を備えており、これらの他に、図示しないが、モータ及びモータにより駆動される各部に駆動源を伝達する駆動機構部、操作表示部等を備えている。     In FIG. 1, an image forming apparatus 1 includes a paper feeding unit 10, a conveyance belt mechanism unit 20, yellow (Y), magenta (M), and the like disposed along a conveyance belt mechanism unit 20 in a main body housing (not shown). The image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K for each color of cyan (C) and black (K), the fixing unit 40, and the like are provided. A drive mechanism unit that transmits a drive source, an operation display unit, and the like are provided.

給紙部10は、給紙カセット11、給紙ローラ12、分離ローラ13及び図示しないレジストローラ等を備えている。給紙部10は、給紙カセット11内の用紙(被記録媒体)Pを、給紙ローラ12と分離ローラ13により1枚ずつ分離して、レジストローラに送り出し、レジストローラが、給紙カセット11から送られてきた用紙Pのタイミング調整を行って、用紙Pを所定のタイミングで搬送ベルト機構部20に送り出す。   The paper supply unit 10 includes a paper supply cassette 11, a paper supply roller 12, a separation roller 13, and a registration roller (not shown). The paper feed unit 10 separates the paper (recording medium) P in the paper feed cassette 11 one by one by the paper feed roller 12 and the separation roller 13 and sends the paper to the registration roller. The timing adjustment of the paper P sent from is performed, and the paper P is sent to the transport belt mechanism unit 20 at a predetermined timing.

搬送ベルト機構部20は、搬送ベルト21、駆動ローラ22、従動ローラ23及びガイド板24等を備えており、搬送ベルト21は、無端リング状のベルトであって、駆動ローラ22と従動ローラ23に張り渡されている。搬送ベルト機構部20は、駆動ローラ22が、図示しない制御部の制御下で図外のモータ等の駆動機構により回転駆動されることにより、図1に矢印で示す反時計方向に回転駆動されて、搬送ベルト21が、給紙部10から送り出されてきてガイド板24によって搬送ベルト21へとガイドされた用紙Pを、各色の画像形成部30Y、30M、30C、30Kに順次搬送して、搬送される用紙Pに各色の画像形成部30Y、30M、30C、30Kで、それぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像及びブラックトナー画像という各色のトナー画像(現像剤像)が順次用紙Pに重ね合わされて転写されてカラートナー画像が形成される。   The transport belt mechanism unit 20 includes a transport belt 21, a driving roller 22, a driven roller 23, a guide plate 24, and the like. The transport belt 21 is an endless ring-shaped belt, and includes a driving roller 22 and a driven roller 23. It is stretched out. The transport belt mechanism unit 20 is rotated in the counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. 1 by the drive roller 22 being rotated by a drive mechanism such as a motor (not shown) under the control of a control unit (not shown). Then, the conveyance belt 21 is sequentially conveyed to the image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K for each color by conveying the paper P that is fed from the paper feeding unit 10 and guided to the conveyance belt 21 by the guide plate 24. The toner images (developer images) of the respective colors of yellow toner image, magenta toner image, cyan toner image, and black toner image are sequentially applied to the paper P by the image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K for each color. Overlaid and transferred, a color toner image is formed.

各色の画像形成部(画像形成手段)30Y、30M、30C、30Kは、感光体31Y、31M、31C、31Kが搬送ベルト21の搬送方向に沿って所定間隔で配設されており、それぞれ感光体31Y、31M、31C、31Kの周囲に、帯電部32Y、32M、32C、32K、露光部33Y、33M、33C、33K、現像部34Y、34M、34C、34K、転写部35Y、35M、35C、35K、クリーニング部36Y、36M、36C、36K及び図示しない除電部等が配設されている。   In each color image forming section (image forming means) 30Y, 30M, 30C, 30K, the photosensitive bodies 31Y, 31M, 31C, 31K are arranged at predetermined intervals along the transport direction of the transport belt 21, and the respective photoreceptors. Around the periphery of 31Y, 31M, 31C, 31K, charging units 32Y, 32M, 32C, 32K, exposure units 33Y, 33M, 33C, 33K, developing units 34Y, 34M, 34C, 34K, transfer units 35Y, 35M, 35C, 35K In addition, cleaning units 36Y, 36M, 36C, and 36K, a neutralizing unit (not shown), and the like are provided.

各画像形成部30Y、30M、30C、30Kは、図外の駆動機構により図1中時計方向に回転駆動される感光体31Y、31M、31C、31Kを、帯電部32Y、32M、32C、32Kで一様に帯電させて、露光部33Y、33M、33C、33Kから、各色の画像データで変調された書き込み光が感光体31Y、31M、31C、31Kに照射されて静電潜像が形成されると、該静電潜像の形成された感光体31Y、31M、31C、31Kに、現像部34Y、34M、34C、34Kで、それぞれYMCKの各色のトナーを付着させて、各色のトナー画像を形成する。そして、画像形成部30Y、30M、30C、30Kは、搬送ベルト21と感光体31Y、31M、31C、31Kとの間に上記用紙Pが搬送されると、搬送ベルト21の背面に配設された転写部35Y、35M、35C、35Kが、転写電位を付与して、感光体31Y、31M、31C、31K上のYMCK各色のトナー画像を順次用紙Pに重ねて転写させる。トナー画像の転写の完了した感光体31Y、31M、31C、31Kは、クリーニング部36Y、36M、36C、36Kで残留トナーがクリーニングされ、除電部で除電された後、再度、帯電部32Y、32M、32C、32Kで帯電されて、次の画像形成動作に供される。   Each of the image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K includes photosensitive members 31Y, 31M, 31C, and 31K that are driven to rotate clockwise in FIG. 1 by a driving mechanism (not shown), and charging units 32Y, 32M, 32C, and 32K. The photosensitive members 31Y, 31M, 31C, and 31K are irradiated with writing light that is uniformly charged and modulated by the image data of each color from the exposure units 33Y, 33M, 33C, and 33K, thereby forming an electrostatic latent image. The YMCK toners are attached to the photoreceptors 31Y, 31M, 31C, and 31K on which the electrostatic latent images are formed by the developing units 34Y, 34M, 34C, and 34K, thereby forming the toner images of the respective colors. To do. The image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K are disposed on the back surface of the conveyance belt 21 when the sheet P is conveyed between the conveyance belt 21 and the photoreceptors 31Y, 31M, 31C, and 31K. The transfer units 35Y, 35M, 35C, and 35K apply transfer potentials, and transfer the YMCK toner images of the respective colors on the photoreceptors 31Y, 31M, 31C, and 31K to the paper P in order. The photoreceptors 31Y, 31M, 31C, and 31K, to which the toner image has been transferred, are cleaned by the cleaning units 36Y, 36M, 36C, and 36K, and after being neutralized by the neutralization unit, the charging units 32Y, 32M, Charged by 32C and 32K and used for the next image forming operation.

上述のようにしてYMCKの各色のトナー画像が順次重ね合わされて転写されてカラー画像の形成された用紙Pは、静電的に搬送ベルト21に吸着された状態で、搬送ベルト21によりさらに搬送されて、駆動ローラ22部分で搬送ベルト21から分離されて、定着部40に搬送される。   The sheet P on which the color image is formed by sequentially superimposing and transferring the toner images of each color of YMCK as described above is further conveyed by the conveying belt 21 while being electrostatically attracted to the conveying belt 21. Thus, it is separated from the conveyor belt 21 at the drive roller 22 and is conveyed to the fixing unit 40.

定着部40は、定着ローラ(定着部材)41、加圧ローラ42、サーミスタ43、サーモスタット44及び誘導加熱コイル57L(図2参照)、リレー回路及び排紙ローラ対等を備えている。定着ローラ41と加圧ローラ42は、所定の押圧力で押圧されて、一方が回転駆動されることにより、他方が連れ回りし、定着ローラ41は、通電されることでその通電量に応じた温度に定着ローラ41を加熱する誘導加熱コイル57L(発熱手段)が近接配置されていて、該誘導加熱コイル57Lへの誘導交流電流のオン幅が制御されることで、所定の定着温度に誘導加熱制御される。   The fixing unit 40 includes a fixing roller (fixing member) 41, a pressure roller 42, a thermistor 43, a thermostat 44, an induction heating coil 57L (see FIG. 2), a relay circuit, a discharge roller pair, and the like. The fixing roller 41 and the pressure roller 42 are pressed with a predetermined pressing force, and one of them is rotationally driven, and the other is rotated. The fixing roller 41 is energized to correspond to the energization amount. An induction heating coil 57L (heat generating means) that heats the fixing roller 41 to a temperature is disposed in close proximity, and the ON width of the induction alternating current to the induction heating coil 57L is controlled, so that the induction heating is performed to a predetermined fixing temperature. Be controlled.

定着部40は、YMCKの各色が重ね合わされたカラートナー画像が転写されて、搬送ベルト21により搬送されてきた用紙Pを定着ローラ41と加圧ローラ42で加熱・加圧することにより、カラートナー画像を用紙Pに定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。   The fixing unit 40 transfers the color toner image in which each color of YMCK is superimposed, and heats and presses the paper P conveyed by the conveyance belt 21 by the fixing roller 41 and the pressure roller 42, thereby the color toner image. Is fixed on the paper P and discharged onto a paper discharge tray (not shown) by a pair of paper discharge rollers.

サーミスタ(温度検出手段)43は、定着ローラ41の近傍に配設され、定着ローラ41の表面温度を検出して、アナログの電圧値の検出温度信号を出力する。   The thermistor (temperature detection means) 43 is disposed in the vicinity of the fixing roller 41, detects the surface temperature of the fixing roller 41, and outputs an analog voltage value detection temperature signal.

サーモスタット44は、定着ローラ41の近傍であって、誘導加熱コイル57Lへの電力線に接続されており、所定の遮断温度以上に温度上昇すると、オフとなって、誘導加熱コイルへの通電を遮断する。   The thermostat 44 is connected to the power line to the induction heating coil 57L in the vicinity of the fixing roller 41. When the temperature rises above a predetermined cutoff temperature, the thermostat 44 is turned off to cut off the energization to the induction heating coil. .

上記露光部33Y、33M、33C、33Kは、例えば、それぞれYMCK各色用のLED(Light Emitting Diode)アレイヘッド等を備えており、それぞれYMCK各色の画像データに応じてLEDが点灯制御されることで、感光体31Y、31M、31C、31Kに書き込み光を照射する。   Each of the exposure units 33Y, 33M, 33C, and 33K includes, for example, an LED (Light Emitting Diode) array head for each color of YMCK, and the LEDs are controlled to be turned on according to the image data of each color of YMCK. The photoconductors 31Y, 31M, 31C, and 31K are irradiated with writing light.

そして、画像形成装置1は、図2に示すように、その定着部40の電源制御を行なう定着電源部(定着電源装置)50を備えている。定着電源部50は、AC電圧検出回路51、AC電流検出回路52、全波整流回路53、電圧降圧回路54A、LCフィルタ55、CPU(Central Processing Unit )56、誘導加熱インバータ57及びスイッチング素子58等を備えており、全波整流回路53に商用交流電源電力ACPが供給される。   As shown in FIG. 2, the image forming apparatus 1 includes a fixing power source unit (fixing power source device) 50 that performs power control of the fixing unit 40. The fixing power supply unit 50 includes an AC voltage detection circuit 51, an AC current detection circuit 52, a full-wave rectification circuit 53, a voltage step-down circuit 54A, an LC filter 55, a CPU (Central Processing Unit) 56, an induction heating inverter 57, a switching element 58, and the like. The commercial AC power supply ACP is supplied to the full-wave rectifier circuit 53.

全波整流回路(整流手段)53は、ダイオードブリッジ等を用いた通常の全波整流回路であり、商用交流電源電力ACPを全波整流して、電圧降圧回路54A、LCフィルタ55を介して印加電圧Viとして、誘導加熱インバータ57に供給する。   The full-wave rectifier circuit (rectifier means) 53 is a normal full-wave rectifier circuit using a diode bridge or the like, and full-wave rectifies the commercial AC power supply ACP and applies it via the voltage step-down circuit 54A and the LC filter 55. The voltage Vi is supplied to the induction heating inverter 57.

AC電圧検出回路51は、全波整流回路53に供給される商用交流電源電力ACPの電圧値を検出して、検出電圧値をCPU56に出力し、AC電流検出回路52は、全波整流回路53に供給される商用交流電源電力ACPの電流値を検出して、検出電流値をCPU56に出力する。これらAC電圧検出回路51とAC電流検出回路52は、全体として商用交流電源電力ACPの電力値を検出する電力値検出手段として機能している。   The AC voltage detection circuit 51 detects the voltage value of the commercial AC power supply ACP supplied to the full-wave rectification circuit 53 and outputs the detected voltage value to the CPU 56. The AC current detection circuit 52 is the full-wave rectification circuit 53. Is detected and the detected current value is output to the CPU 56. The AC voltage detection circuit 51 and the AC current detection circuit 52 function as power value detection means for detecting the power value of the commercial AC power supply power ACP as a whole.

電圧降圧回路(電圧降圧手段)54Aは、全波整流回路53で全波整流された直流電源電圧(入力電圧)を、CPU56からの降圧指示信号に基づいて降圧した降圧直流電圧、または、入力電圧を、出力電圧として、LCフィルタ55を通して印加電圧(出力電圧)Viとして誘導加熱インバータ57に供給する。この電圧降圧回路54Aについては、あとで詳細に説明する。   A voltage step-down circuit (voltage step-down means) 54A is a step-down DC voltage obtained by stepping down the DC power supply voltage (input voltage) that has been full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 53 based on a step-down instruction signal from the CPU 56, or an input voltage. Is supplied to the induction heating inverter 57 as an applied voltage (output voltage) Vi through the LC filter 55 as an output voltage. The voltage step-down circuit 54A will be described in detail later.

LCフィルタ55は、共振コイル55Lと共振コンデンサ55Cを備えており、共振コイル55Lと共振コンデンサ55Cのリアクタンスに応じた周波数のノイズを選択的に除去して誘導加熱インバータ57に供給する。   The LC filter 55 includes a resonance coil 55L and a resonance capacitor 55C, and selectively removes noise having a frequency corresponding to the reactance of the resonance coil 55L and the resonance capacitor 55C and supplies the noise to the induction heating inverter 57.

誘導加熱インバータ(共振手段)57は、電圧共振方式のインバータであって、共振コンデンサ57Cと誘導加熱コイル57L等を備えており、エミッタ接地のスイッチングトランジスタ等であるスイッチング素子58によって共振される。   The induction heating inverter (resonance means) 57 is a voltage resonance type inverter and includes a resonance capacitor 57C, an induction heating coil 57L, and the like, and is resonated by a switching element 58 such as a switching transistor having a common emitter.

CPU(制御手段)56は、図2には図示しないが、サーミスタ43からの検出温度信号が入力され、予め図示しないROM(Read Only Memory)等に格納されている定着温度を比較して、誘導加熱コイル57Lが定着ローラ41に対して誘起する誘起電力を決定して、決定した該誘起電力と電圧降圧回路54Aから出力される降圧直流電圧である電力値、及び、AC電圧検出回路51とAC電流検出回路52の検出した検出電圧値と検出電流値に応じたスイッチング素子58のオン幅を予めROM等に格納されているテーブルを参照して決定して、該オン幅のスイッチング信号Sをスイッチング素子58のベースに出力する。   Although not shown in FIG. 2, the CPU (control means) 56 receives a detected temperature signal from the thermistor 43, compares the fixing temperature stored in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like (not shown), etc. The induction power induced by the heating coil 57L with respect to the fixing roller 41 is determined, the determined induction power and the power value that is the step-down DC voltage output from the voltage step-down circuit 54A, the AC voltage detection circuit 51, and the AC The on-width of the switching element 58 corresponding to the detected voltage value detected by the current detection circuit 52 and the detected current value is determined with reference to a table stored in advance in a ROM or the like, and the switching signal S having the on-width is switched. Output to the base of the element 58.

誘導加熱インバータ57は、図3に示すように、スイッチング素子58が、CPU56からのスイッチング信号Sが入力されると、スイッチング信号Sがオンの間、誘導加熱コイル57Lに矢印で示す方向のコイル電流Ilが流れるとともに共振コンデンサ57Cに電荷が蓄積され、スイッチング信号Sがオフの間、共振コンデンサ57Cに蓄積された電荷が誘導加熱コイル57を通して放電されることで、矢印とは逆方向に電流が流れるという電圧共振が発生する。   In the induction heating inverter 57, as shown in FIG. 3, when the switching element 58 receives the switching signal S from the CPU 56, the coil current in the direction indicated by the arrow in the induction heating coil 57L while the switching signal S is on. As Il flows, charge is accumulated in the resonance capacitor 57C, and while the switching signal S is OFF, the charge accumulated in the resonance capacitor 57C is discharged through the induction heating coil 57, whereby a current flows in the direction opposite to the arrow. Voltage resonance occurs.

誘導加熱インバータ57は、スイッチング素子58がオン/オフを繰り返すことで、誘導加熱コイル57Lに交流が流れるとともに共振コンデンサ57Cに電荷が蓄積されて、共振コンデンサ57Cの電荷が誘導加熱コイル57Lを通して放電を繰り返して、誘導加熱コイル57Lと共振コンデンサ57Cとの間で電圧共振が発生し、誘導加熱コイル57Lに磁界が発生して、誘導加熱用コイル57l付近に配設されている定着ローラ41に渦電流を流して、発熱させる。   In the induction heating inverter 57, when the switching element 58 is repeatedly turned on / off, an alternating current flows through the induction heating coil 57L and charges are accumulated in the resonance capacitor 57C. The charges in the resonance capacitor 57C are discharged through the induction heating coil 57L. Repeatedly, voltage resonance occurs between the induction heating coil 57L and the resonance capacitor 57C, a magnetic field is generated in the induction heating coil 57L, and an eddy current is generated in the fixing roller 41 disposed near the induction heating coil 57l. To generate heat.

なお、電圧降圧回路54Aは、全波整流回路53の後段に配置されている必要はなく、図4に示すように、全波整流回路53の前段に、電圧降圧回路54Bとして配置されていてもよい。この場合、電圧降圧回路54Bは、商用電源電力ACPの電圧を降圧して全波整流回路53へ出力する。   Note that the voltage step-down circuit 54A does not have to be arranged at the subsequent stage of the full-wave rectifier circuit 53, and may be arranged as the voltage step-down circuit 54B at the front stage of the full-wave rectifier circuit 53 as shown in FIG. Good. In this case, voltage step-down circuit 54B steps down the voltage of commercial power supply power ACP and outputs it to full-wave rectifier circuit 53.

そして、上記電圧降圧回路54A及び電圧降圧回路54Bは、例えば、図5に電圧降圧回路54Aについて、図6に電圧降圧回路56Bについて、それぞれ示すように、抵抗RaA、RbAを、スイッチング素子TraA、TrbAのオンとオフで、迂回させたり、接続させることで、または、抵抗RaB、RbBをスイッチング素子TraB、TrbBのオンとオフで、迂回させたり、接続させることで、商用電源電力ACPの電圧を、全波整流回路53で整流した電圧を入力電圧として、該入力電圧をそのまま、または、電圧降圧回路54A、54Bで分圧して降圧した降圧電圧を、出力電圧として、LCフィルタ55を介して誘導加熱インバータ57に印加電圧Viとして供給している。   The voltage step-down circuit 54A and the voltage step-down circuit 54B include, for example, resistors RaA and RbA and switching elements TraA and TrbA as shown in FIG. 5 for the voltage step-down circuit 54A and in FIG. 6 for the voltage step-down circuit 56B, respectively. The voltage of the commercial power supply ACP can be reduced by bypassing or connecting the resistors RaB and RbB by turning the switching elements TraB and TrbB on and off. The voltage rectified by the full-wave rectifier circuit 53 is used as an input voltage, and the input voltage is directly subjected to induction heating via the LC filter 55 as the output voltage, or the step-down voltage obtained by dividing the voltage by the voltage step-down circuits 54A and 54B. The applied voltage Vi is supplied to the inverter 57.

そして、CPU56は、このスイッチング素子TraA、TrbA及びスイッチング素子TraB、TrbBのオン/オフ制御を、後述するスイッチング素子58のスイッチングのオン幅が、スイッチング素子58のコレクタ−エミッタ間電圧Vceが0Vまで落ちない幅まで狭くなるハードスイッチング幅まで狭くなると、該ハードスイッチングを防止するように、すなわち、電圧降圧回路54A、54Bが入力電圧を降圧してLCフィルタ55を介して誘導加熱インバータ57に出力する。すなわち、電圧降圧回路54A、54Bは、入力電圧をそのまま出力電圧とするときには、CPU56によってスイッチング素子TraA、TrbBがオン、スイッチング素子TrbA、TrbBがオフにされることで、抵抗RaA、RaBを流れないで、すなわち、電圧降下しない入力電圧を出力電圧とする。一方、電圧降圧回路54A、54Bは、電圧降下するときには、CPU56によってスイッチング素子TraA、TrbBがオフ、スイッチング素子TrbA、TrbBがオンにされることで、抵抗RaA、RaB及び抵抗RbA、RbBを流れて分圧された降圧電圧(分圧電圧)を出力電圧とする。   Then, the CPU 56 controls the on / off of the switching elements TraA and TrbA and the switching elements TraB and TrbB. The switching ON width of the switching element 58 described later decreases to the collector-emitter voltage Vce of the switching element 58 of 0 V. When the hard switching width is narrowed to a width that does not increase, the hard voltage switching circuit 54A, 54B steps down the input voltage and outputs it to the induction heating inverter 57 via the LC filter 55 so as to prevent the hard switching. That is, in the voltage step-down circuits 54A and 54B, when the input voltage is used as it is as the output voltage, the switching elements TraA and TrbB are turned on and the switching elements TrbA and TrbB are turned off by the CPU 56, so that the resistors RaA and RaB do not flow. That is, an input voltage that does not drop is defined as an output voltage. On the other hand, when the voltage drops in the voltage step-down circuits 54A and 54B, the switching elements TraA and TrbB are turned off and the switching elements TrbA and TrbB are turned on by the CPU 56, thereby flowing through the resistors RaA and RaB and the resistors RbA and RbB. The divided step-down voltage (divided voltage) is used as the output voltage.

なお、図5及び図6に示した抵抗分圧方式の電圧降圧回路54A、54Bは、2つの抵抗RaAと抵抗RbA及び2つの抵抗RaBと抵抗RbBを用いて入力電圧を分圧して出力電圧としているが、2つの抵抗を用いるものに限るものではなく、例えば、電圧降圧回路54Aの場合について、図7に示すように、3つの抵抗RaA、RbA、RcAを用い、それぞれの抵抗RaA、RbA、RcAに並列に、または、直列にスイッチング素子TraA、TrbA、TrcAを接続して、それぞれのスイッチング素子TraA、TrbA、TrcAのオン/オフ制御をCPU56で行なうことで、出力電圧をより細かく分圧制御して、誘導加熱インバータ57をスイッチングするスイッチング素子58のハードスイッチングを防止してもよい。   The voltage dividing circuits 54A and 54B of the resistance voltage dividing system shown in FIGS. 5 and 6 divide the input voltage by using the two resistors RaA and RbA and the two resistors RaB and RbB to obtain an output voltage. However, the present invention is not limited to one using two resistors. For example, in the case of the voltage step-down circuit 54A, as shown in FIG. 7, three resistors RaA, RbA, RcA are used, and the resistors RaA, RbA, The switching element TraA, TrbA, TrcA is connected in parallel with or in series with RcA, and the on / off control of each switching element TraA, TrbA, TrcA is performed by the CPU 56, so that the output voltage is more finely divided. Thus, hard switching of the switching element 58 that switches the induction heating inverter 57 may be prevented.

また、電圧降圧回路54A及び電圧降圧回路54Bは、例えば、図8に電圧降圧回路54Aについて、図9に電圧降圧回路54Bについて、それぞれ示すように、トランスTA及びトランスTBと、トランスTA、TBの2次側巻線の取り出し口を切り替えるスイッチング素子TrdA及びスイッチング素子TrdBを備えたトランス方式であってもよい。このトランス方式の電圧降圧回路54A及び電圧降圧回路54Bは、CPU56が、スイッチング素子TrdA及びスイッチング素子TrdBを、誘導加熱インバータ57をスイッチングするスイッチング素子58のハードスイッチングを防止するように、オン/オフ制御して、トランスTA、TBの2次側巻線の取り出し口を切り替えて出力電圧を調整する。   Further, the voltage step-down circuit 54A and the voltage step-down circuit 54B include, for example, a transformer TA and a transformer TB and transformers TA and TB as shown in FIG. 8 for the voltage step-down circuit 54A and in FIG. 9 for the voltage step-down circuit 54B, respectively. A transformer system including a switching element TrdA and a switching element TrdB that switch the outlet of the secondary winding may be used. The transformer type voltage step-down circuit 54A and voltage step-down circuit 54B are controlled by the CPU 56 so that the switching element TrdA and the switching element TrdB are prevented from being hard-switched by the switching element 58 that switches the induction heating inverter 57. Then, the output voltage is adjusted by switching the outlet of the secondary winding of the transformers TA and TB.

なお、図8及び図9に示したトランス方式の電圧降圧回路54A、54Bは、トランスTA、TBの2次側の取り出し口を1つのスイッチング素子TrdA、TrdBで2段階に切り替えるものに限るものではなく、例えば、電圧降圧回路54Aの場合について、図10に示すように、2次側に2つのスイッチング素子TrdAとスイッチング素子TreAを設けて、これらのスイッチング素子TrdA、TreAのオン/オフ制御をCPU56が行なって、巻線の取り出し口を3つに切り替えるようにしてもよい。この場合、オンしているスイッチング素子TrdAとスイッチング素子TreAが増えるほど、2次側巻線の巻線数が少なくなって降圧され、降圧することなく2次側出力電圧を出力するときには、スイッチング素子TrdA、TreAをオフにする。   Note that the transformer voltage step-down circuits 54A and 54B shown in FIGS. 8 and 9 are not limited to those in which the secondary side extraction port of the transformers TA and TB is switched to two stages by one switching element TrdA and TrdB. For example, in the case of the voltage step-down circuit 54A, as shown in FIG. 10, two switching elements TrdA and a switching element TreA are provided on the secondary side, and on / off control of these switching elements TrdA and TreA is performed by the CPU 56. And the winding outlet may be switched to three. In this case, as the switching element TrdA and the switching element TreA that are turned on increase, the number of windings of the secondary side winding decreases, and when the secondary side output voltage is output without being stepped down, Turn off TrdA and TreA.

さらに、電圧降圧回路54A及び電圧降圧回路54Bは、例えば、図11に電圧降圧回路54Aについて示すように、トランスTA、トランスTAの1次側巻線に直列に接続されてCPU56によりオン/オフ制御されるスイッチング素子TrfA、トランスTAの1次側巻線間に接続されているコンデンサCa、トランスTAの2次側巻線とLCフィルタ55の共振コイル55Lにそれぞれ接続されている共振コイル55L方向を順方向とするダイオードDa、Dbを備えている絶縁型フォワードコンバータ方式であってもよい。この絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路54Aは、入力電圧をコンデンサCaで平滑して、スイッチング素子TrfAがオンすると、トランスTAの1次側電流が増加し、1次側電流の増加にともなってトランスTAの2次側電流が増加する。絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路54Aは、スイッチング素子TrfAがオンしてトランスTAの1次電流によって誘起された2次側電流が、ダイオードDA及びLCフィルタ55の共振コイル55Lを通して、誘導加熱インバータ57に流れるとともに、共振コンデンサ57Cを充電させ、スイッチング素子TrfAがオフになって、トランスTAの2次電流が停止すると、LCフィルタ55の共振コンデンサ57Cの電荷が、ダイオードDb及び共振コイル55Lを通して還流する。   Further, the voltage step-down circuit 54A and the voltage step-down circuit 54B are connected in series to the primary winding of the transformer TA and the transformer TA and controlled to be turned on / off by the CPU 56, for example, as shown for the voltage step-down circuit 54A in FIG. Switching element TrfA, the capacitor Ca connected between the primary windings of the transformer TA, the secondary winding of the transformer TA and the resonance coil 55L connected to the resonance coil 55L of the LC filter 55 respectively. An insulating forward converter system including diodes Da and Db in the forward direction may be used. In this insulated forward converter type voltage step-down circuit 54A, when the input voltage is smoothed by the capacitor Ca and the switching element TrfA is turned on, the primary side current of the transformer TA increases and the primary side current increases. The secondary side current of the transformer TA increases. Insulated forward converter type voltage step-down circuit 54A includes an induction heating inverter in which a secondary current induced by a primary current of transformer TA when switching element TrfA is turned on passes through a resonant coil 55L of diode DA and LC filter 55. When the resonant capacitor 57C is charged and the switching element TrfA is turned off and the secondary current of the transformer TA is stopped, the charge of the resonant capacitor 57C of the LC filter 55 flows back through the diode Db and the resonant coil 55L. To do.

この絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路54Aは、トランスTAの1次側巻線の巻き数をNp、2次側巻線の巻き数をNs、1次側電圧をV1、2次側電圧をV2、スイッチング素子TrfAのCPU56によるデューティ比をD(=ton/T)とすると、2次電圧V2は、次式(1)により与えられる。   This isolated forward converter type voltage step-down circuit 54A is configured such that the number of turns of the primary winding of the transformer TA is Np, the number of turns of the secondary winding is Ns, the primary voltage is V1, and the secondary voltage is When the duty ratio by the CPU 56 of V2 and the switching element TrfA is D (= ton / T), the secondary voltage V2 is given by the following equation (1).

V2=D×Ns/Np×V1・・・(1)
すなわち、絶縁型フォワードコンバータ方式の電圧降圧回路54Aは、CPU56によりスイッチング素子TrfAのデューティ比Dが調整されることによって、出力電圧が変化する。
V2 = D × Ns / Np × V1 (1)
That is, in the voltage step-down circuit 54A of the insulation type forward converter system, the output voltage changes as the CPU 56 adjusts the duty ratio D of the switching element TrfA.

また、電圧降圧回路54A及び電圧降圧回路54Bは、上記各方式の電圧降圧回路に限るものではなく、種々の方式の電圧降圧回路を用いることができ、例えば、図12に示すような絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式や図13に示す絶縁型フルブリッジコンバータ方式であってもよい。   Further, the voltage step-down circuit 54A and the voltage step-down circuit 54B are not limited to the voltage step-down circuits of the above-described methods, and various types of voltage step-down circuits can be used. For example, an insulation type half circuit as shown in FIG. A bridge converter system or an insulation type full bridge converter system shown in FIG. 13 may be used.

図12に示す絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、トランスT1、スイッチング素子Tr1、Tr2、入力側ダイオードDi1、Di2、入力側コンデンサC1、C2、2分割された2次側巻線にそれぞれ接続されている出力側ダイオードDo1、Do2等を備えており、スイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr2が、CPU56によってオン時間(ton)で交互にオン制御される。この絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、スイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr2が、1/2に分割して、どちらかのスイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr2がオンのときにトランスT1の1次側には入力電圧の1/2の値が与えられる。この絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、トランスT1の1次側巻線の巻き数をNp、2次側巻線の巻き数をNs、1次側電圧をV1、2次側電圧をV2、スイッチング素子Tr1、Tr2のデューティ比をD(=ton/T)とすると、2次電圧V2は、次式(2)により与えられる。   Insulated half-bridge converter type voltage step-down circuits 54A and 54B shown in FIG. 12 include a transformer T1, switching elements Tr1 and Tr2, input-side diodes Di1 and Di2, input-side capacitors C1 and C2, and a divided secondary-side winding. The output side diodes Do1, Do2 and the like connected to the lines are provided, and the switching element Tr1 and the switching element Tr2 are alternately turned on by the CPU 56 in the on time (ton). The voltage drop circuits 54A and 54B of the insulated half bridge converter system are configured such that the switching element Tr1 and the switching element Tr2 are divided into ½, and the transformer T1 is turned on when one of the switching elements Tr1 and the switching element Tr2 is on. Is given a value of ½ of the input voltage. The voltage drop circuits 54A and 54B of the insulated half bridge converter system are configured such that the number of turns of the primary side winding of the transformer T1 is Np, the number of turns of the secondary side winding is Ns, and the primary side voltage is V1 and secondary. When the side voltage is V2 and the duty ratio of the switching elements Tr1 and Tr2 is D (= ton / T), the secondary voltage V2 is given by the following equation (2).

V2=D×Ns/Np×V1・・・(2)
したがって、絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、スイッチング素子Tr1、Tr2のデューティ比が、CPU56によっ調整されることによって、出力電圧が変化する。
V2 = D × Ns / Np × V1 (2)
Therefore, the output voltage of the voltage drop circuits 54A and 54B of the insulated half bridge converter system changes as the duty ratio of the switching elements Tr1 and Tr2 is adjusted by the CPU 56.

図13に示す絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、トランスT1、1次側の4つのスイッチング素子Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、入力側ダイオードDi1、Di2、Di3、Di4、2分割された2次側巻線にそれぞれ接続されている出力側ダイオードDo1、Do2等を備えており、スイッチング素子Tr1とスイッチング素子Tr4及びスイッチング素子Tr2とスイッチング素子Tr3が、CPU56によってオン時間(ton)毎に、交互にオン制御される。この絶縁型フルブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bは、絶縁型ハーフブリッジコンバータ方式の電圧降圧回路54A、54Bと同様ので動作原理で動作し、同様の出力電圧を出力する。   Insulated full bridge converter type voltage step-down circuits 54A and 54B shown in FIG. 13 include a transformer T1, primary four switching elements Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, input side diodes Di1, Di2, Di3, Di4, 2 The output side diodes Do1, Do2 and the like connected to the divided secondary windings are provided, and the switching element Tr1, the switching element Tr4, the switching element Tr2, and the switching element Tr3 are turned on by the CPU 56. Each time it is turned on alternately. The isolated full-bridge converter type voltage step-down circuits 54A and 54B operate on the same principle of operation as the isolated half-bridge converter type voltage step-down circuits 54A and 54B, and output the same output voltage.

そして、上記図8から図13に示したトランスを用いた電圧降圧回路54A、54Bの場合、商用交流電源電力ACPからのノイズやサージ電圧(異常電圧)が、誘導加熱インバータ57やCPU56に伝わるのを防止することができる。   In the case of the voltage step-down circuits 54A and 54B using the transformer shown in FIG. 8 to FIG. 13, noise and surge voltage (abnormal voltage) from the commercial AC power supply power ACP are transmitted to the induction heating inverter 57 and the CPU 56. Can be prevented.

なお、画像形成装置1、ROM、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory )、EPROM、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory )、CD−RW(Compact Disc Rewritable )、DVD(Digital Versatile Disk)、SD(Secure Digital)カード、MO(Magneto-Optical Disc)等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の定着電源制御方法を実行する定着電源制御プログラムを読み込んでROM等の不揮発性メモリに導入することで、後述するハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着部材を意図する温度に誘導加熱する定着電源制御方法を実行する定着電源部50を搭載した画像形成装置として構築されている。この定着電源制御プログラムは、アセンブラ、C、C++、C#、Java(登録商標)等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
The image forming apparatus 1, ROM, EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), EPROM, flash memory, flexible disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), CD-RW (Compact Disc Rewritable), DVD ( A fixing power supply control program for executing the fixing power supply control method of the present invention recorded on a computer-readable recording medium such as a digital versatile disk (SD), a secure digital (SD) card, or an MO (Magneto-Optical Disc) is read. Fixing power supply control that inductively heats the fixing member to an intended temperature by appropriately performing power output from low power to high power while preventing the occurrence of hard switching, which will be described later, by introducing it into a nonvolatile memory such as a ROM It is constructed as an image forming apparatus equipped with a fixing power supply unit 50 for executing the method. The fixing power supply control program is a computer-executable program written in a legacy programming language such as assembler, C, C ++, C #, Java (registered trademark), an object-oriented programming language, or the like, and is stored in the recording medium. And can be distributed.

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置1は、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切にかつ細かく行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱する。   Next, the operation of this embodiment will be described. The image forming apparatus 1 according to this embodiment performs induction heating of the fixing roller 41 to an intended temperature by appropriately and finely outputting power from small power to large power while preventing occurrence of hard switching.

すなわち、画像形成装置1は、給紙部10から用紙Pを1枚ずつ分離して搬送ベルト機構部20へ送り出し、搬送ベルト機構部20は、搬送ベルト21上に用紙Pを吸着した状態で、搬送ベルト21に沿って配設されている画像形成部30Y、30M、30C、30Kに順次搬送する。   That is, the image forming apparatus 1 separates the sheets P from the sheet feeding unit 10 one by one and sends them to the conveyance belt mechanism unit 20, and the conveyance belt mechanism unit 20 adsorbs the sheet P on the conveyance belt 21. The images are sequentially conveyed to the image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K arranged along the conveyance belt 21.

画像形成装置1は、搬送ベルト21上を搬送される用紙Pに、画像形成部30Y、30M、30C、30Kで各色のトナー画像を順次重ね合わせて転写して、カラートナー画像を形成し、カラートナー画像の転写された用紙Pを定着部40に送り出す。   The image forming apparatus 1 forms a color toner image by sequentially superimposing and transferring the toner images of each color on the paper P transported on the transport belt 21 by the image forming units 30Y, 30M, 30C, and 30K. The paper P on which the toner image is transferred is sent to the fixing unit 40.

定着部40は、トナー画像が転写されて、搬送ベルト21により搬送されてきた用紙Pを、定着ヒータによって定着温度に加熱されている定着ローラ41と加圧ローラ42で加熱・加圧することにより、カラートナー画像を用紙Pに定着させ、排紙ローラ対により図示しない排紙トレイ上に排出する。   The fixing unit 40 heats and presses the sheet P onto which the toner image is transferred and is transported by the transport belt 21 with a fixing roller 41 and a pressure roller 42 that are heated to a fixing temperature by a fixing heater. The color toner image is fixed on the paper P and discharged onto a paper discharge tray (not shown) by a pair of paper discharge rollers.

そして、画像形成装置1は、画像形成時に、定着制御部50が、ハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱する。   In the image forming apparatus 1, during image formation, the fixing control unit 50 appropriately outputs power from small power to large power while preventing the occurrence of hard switching, and induces the fixing roller 41 to an intended temperature. Heat.

すなわち、定着温度制御部50は、定着ローラ41の表面温度を検出するサーミスタ43からの検出温度信号に基づいて、CPU56が、誘導加熱インバータ57のスイッチング素子58へ出力するスイッチング信号Sのオン時間tonを制御して、誘導加熱コイル57Lが定着ローラに41に誘起する誘起起電力によって定着ローラ41を意図する定着温度に加熱する。   That is, the fixing temperature control unit 50 determines the on time ton of the switching signal S output from the CPU 56 to the switching element 58 of the induction heating inverter 57 based on the detected temperature signal from the thermistor 43 that detects the surface temperature of the fixing roller 41. And the induction heating coil 57L heats the fixing roller 41 to the intended fixing temperature by the induced electromotive force induced in the fixing roller 41.

すなわち、CPU56は、サーミスタ43からの検出温度信号が入力され、予め図示しないROM等に格納されている定着温度を比較して、誘導加熱コイル57Lが定着ローラ41に対して誘起する誘起電力を決定して、決定した該誘起電力と電圧降圧回路54から出力される降圧直流電圧、及び、AC電圧検出回路51とAC電流検出回路52の検出した検出電圧値と検出電流値、すなわち、商用交流電源電力ACPの電力値に応じたスイッチング素子58のオン幅を予めROM等に格納されているテーブルを参照して決定し、該オン幅のスイッチング信号Sをスイッチング素子58のベースに出力する。   That is, the CPU 56 receives the detected temperature signal from the thermistor 43 and compares the fixing temperature stored in advance in a ROM or the like (not shown) to determine the induced power induced by the induction heating coil 57L to the fixing roller 41. Then, the determined induced power and the step-down DC voltage output from the voltage step-down circuit 54, and the detected voltage value and the detected current value detected by the AC voltage detection circuit 51 and the AC current detection circuit 52, that is, the commercial AC power supply The ON width of the switching element 58 corresponding to the power value of the power ACP is determined with reference to a table stored in advance in a ROM or the like, and the switching signal S having the ON width is output to the base of the switching element 58.

そして、誘導加熱インバータ57は、図3に示したように、スイッチング素子58が、CPU56からのスイッチング信号Sが入力されると、スイッチング信号Sがオンの間、誘導加熱コイル57Lに矢印で示す方向のコイル電流Ilが流れるとともに共振コンデンサ57Cに電荷が蓄積され、スイッチング信号Sがオフの間、共振コンデンサ57Cに蓄積された電荷が誘導加熱コイル57Lを通して放電されることで、矢印とは逆方向に電流が流れるという電圧共振が発生する。   In the induction heating inverter 57, as shown in FIG. 3, when the switching element 58 receives the switching signal S from the CPU 56, the direction indicated by the arrow on the induction heating coil 57L while the switching signal S is on. When the coil current Il flows, the electric charge is accumulated in the resonance capacitor 57C, and the electric charge accumulated in the resonance capacitor 57C is discharged through the induction heating coil 57L while the switching signal S is OFF. A voltage resonance occurs in which a current flows.

スイッチング素子58がオン/オフを繰り返して、誘導加熱コイル57Lに交流が流れて電圧共振が発生することで、磁界が発生し、誘導加熱用コイル57l付近に配設されている定着ローラ41に渦電流を流して、発熱させる。   When the switching element 58 is repeatedly turned on and off, an alternating current flows through the induction heating coil 57L and voltage resonance occurs, thereby generating a magnetic field and causing a vortex in the fixing roller 41 disposed near the induction heating coil 57l. Apply current to generate heat.

すなわち、CPU56は、図14に示すように、誘導加熱インバータ57によって大電力を発生させて定着ローラ41を大電力加熱するときには、電圧降圧回路54A、54Bに電圧の降圧を行わせない制御信号を出力して、通常電圧、すなわち、全波整流回路53で全波整流してLCフィルタ55でフィルタリングした直流電圧、例えば、100Vを、誘導加熱インバータ57に印加電圧Viとして入力させて、スイッチング素子58へ、定着ローラ41の誘導加熱に必要な所定のオン幅のスイッチング信号Sを出力し、この大電力加熱でのオン幅においては、図15に示すように、スイッチング素子58がオンするときには、コレクターエミッタ間電圧Vceが、0Vとなっていて、コイル電流Ilが誘導加熱コイル57Lに正常に流れ、定着ローラ41を誘導加熱する。   That is, as shown in FIG. 14, the CPU 56 generates a control signal that does not cause the voltage step-down circuits 54A and 54B to step down the voltage when the induction heating inverter 57 generates a large amount of power and heats the fixing roller 41. A normal voltage, that is, a DC voltage that is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 53 and filtered by the LC filter 55, for example, 100 V, is input to the induction heating inverter 57 as the applied voltage Vi, and the switching element 58 A switching signal S having a predetermined ON width required for induction heating of the fixing roller 41 is output. In the ON width with this high power heating, as shown in FIG. The emitter-to-emitter voltage Vce is 0V, and the coil current Il normally flows through the induction heating coil 57L. The fixing roller 41 is induction heating.

ところが、図16に示すように、CPU56は、必要な誘導加熱電力が少なくなって、スイッチング素子58へ出力するスイッチング信号Sのオン幅(ton)を短くしていくと、スイッチング素子58のコレクターエミッタ管電圧Vceが0Vまで下がらないうちにスイッチング信号Sがオンになって、スイッチング素子58が破壊するおそれのある図14に破線で示すハードスイッチングの状態となる。すなわち、誘導加熱インバータ57は、入力される印加電圧Viが通常電圧(例えば、100V)の場合には、図14に示すように、出力電力として、1500Wから600W程度までは、ハードスイッチ状態に至ることなく通常オン幅制御が可能であるが、600Wよりも出力電力が小さくなると、スイッチング素子58へのスイッチング信号Sのオン幅がハードスイッチングを発生させるハードスイッチング領域に入ってしまう。   However, as shown in FIG. 16, when the required induction heating power is reduced and the CPU 56 reduces the ON width (ton) of the switching signal S output to the switching element 58, the collector-emitter of the switching element 58. Before the tube voltage Vce drops to 0V, the switching signal S is turned on, and the hard switching state indicated by the broken line in FIG. That is, when the applied voltage Vi inputted is a normal voltage (for example, 100 V), the induction heating inverter 57 reaches the hard switch state as the output power from about 1500 W to about 600 W as shown in FIG. However, when the output power is smaller than 600 W, the on-width of the switching signal S to the switching element 58 enters the hard switching region where hard switching occurs.

そこで、CPU56は、図17に示すように、誘導加熱インバータ57への印加電圧Viが通常電圧ではスイッチング素子58へのスイッチング信号Sのオン幅がハードスイッチング領域となる出力電力(図14では、600W)よりも大きい出力電力から、電圧降圧回路54A、54Bへ電圧の降圧を行わせる制御信号を出力して、すなわち、スイッチング損失を低減させるように、降圧電圧(例えば、80V)を誘導加熱インバータ57に印加電圧Viとして供給させる。   Therefore, as shown in FIG. 17, the CPU 56 outputs power (600 W in FIG. 14) in which the ON width of the switching signal S to the switching element 58 is a hard switching region when the applied voltage Vi to the induction heating inverter 57 is a normal voltage. ) Is output from the output power larger than the output voltage to the voltage step-down circuits 54A and 54B, that is, the step-down voltage (for example, 80V) is reduced to the induction heating inverter 57 so as to reduce the switching loss. Is supplied as an applied voltage Vi.

スイッチング素子58は、誘導加熱インバータ57の印加電圧Viが降圧電圧に下がると、通常電圧ではハードスイッチングとなっていたスイッチング信号Sのオン幅であっても、スイッチング信号Sがオンとなるタイミングには、コレクターエミッタ間電圧が0Vに低下するようになり、ハードスイッチングとなることがなくなる。   When the applied voltage Vi of the induction heating inverter 57 is lowered to the step-down voltage, the switching element 58 has a timing at which the switching signal S is turned on, even if the switching signal S is turned on at a normal voltage. The collector-emitter voltage is reduced to 0V, and hard switching is not performed.

例えば、スイッチング素子58は、入力電圧が80Vであると、出力電力が100W程度までのスイッチング信号Sの信号幅まで、ハードスイッチングが発生することなく、スイッチング処理を行うことができる。なお、この場合、出力電力の最大値が、通常電圧のときの最大出力電力(例えば、図14の場合、1500W)であったのが、図17に示すように、例えば、800Wまで、低下するが、通常電圧時のハードスイッチング発生領域の下限の最大電力と降圧電圧での最大電力が重なる領域があると、電圧を降圧するタイミングを適切に設定することで、図18に示すように、電圧降圧を行なうことで、通常電圧ではハードスイッチング領域となっていたスイッチング信号オン幅においても、スイッチング素子58を適正にスイッチング動作させて、必要な出力電力を確保することができる。   For example, when the input voltage is 80 V, the switching element 58 can perform the switching process without generating hard switching up to the signal width of the switching signal S whose output power is about 100 W. In this case, the maximum value of the output power is the maximum output power at the normal voltage (for example, 1500 W in the case of FIG. 14), but decreases to, for example, 800 W as shown in FIG. However, if there is a region where the maximum power at the lower limit of the hard switching occurrence region at the normal voltage and the maximum power at the step-down voltage overlap, by appropriately setting the timing to step down the voltage, as shown in FIG. By performing the step-down operation, the switching element 58 can be appropriately switched even in the switching signal ON width which has been a hard switching region at a normal voltage, and necessary output power can be ensured.

このように、本実施例の画像形成装置1は、その定着電源部(定着電源装置)50が、交流電源電力を全波整流する全波整流回路(整流手段)53と、交流電源電力の交流電圧または全波整流回路35による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧回路(電圧降圧手段)54と、トナー画像(記録剤像)の転写されている用紙(被記録媒体)Pに該トナー画像を定着させる定着ローラ(定着部材)41の表面温度を検出するサーミスタ(温度検出手段)43と、電圧降圧回路54の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、定着ローラ41に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する誘導加熱インバータ(共振手段)57と、誘導加熱インバータ57を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子58と、サーミスタ43の検出する定着ローラ41の表面温度に基づいて前記スイッチング素子58の前記オン幅及び電圧降圧回路54による前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング素子58を駆動するとともに、該電圧降圧回路54による電圧降圧動作を制御するCPU(制御手段)56と、を備えている。   As described above, in the image forming apparatus 1 according to the present exemplary embodiment, the fixing power supply unit (fixing power supply device) 50 has a full-wave rectifier circuit (rectifier unit) 53 that performs full-wave rectification of the AC power supply power, and an alternating current of the AC power supply power. A voltage or a voltage step-down circuit (voltage step-down means) 54 that outputs the voltage or the voltage after full-wave rectification by the full-wave rectification circuit 35 as an input voltage and outputs a predetermined step-down voltage obtained by stepping down the input voltage or the input voltage as an output voltage; A thermistor (temperature detecting means) 43 for detecting the surface temperature of a fixing roller (fixing member) 41 for fixing the toner image on a sheet (recording medium) P on which a toner image (recording agent image) is transferred; The output voltage of the step-down circuit 54 is supplied and resonantly driven, and an induction heating inverter (resonance means) 57 that induces and heats the fixing roller 41 with a high frequency magnetic field corresponding to the output voltage, and induction heating in The switching element 58 that resonates by switching the data 57 with a predetermined ON width, and the output of the ON width of the switching element 58 and the voltage step-down circuit 54 based on the surface temperature of the fixing roller 41 detected by the thermistor 43. A CPU (control means) 56 that determines the voltage value of the voltage, drives the switching element 58 with the ON width, and controls the voltage step-down operation by the voltage step-down circuit 54 is provided.

したがって、定着ローラ41の表面温度に基づいてスイッチング素子58のオン幅と電圧降圧回路54による前記出力電圧の電圧値を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。また、CPU56が、電圧降圧時にオン幅を制御することで、小電力範囲で、細かく出力制御することができる。   Therefore, the ON width of the switching element 58 and the voltage value of the output voltage by the voltage step-down circuit 54 can be determined based on the surface temperature of the fixing roller 41, and full-wave rectification and a step-down voltage are used as necessary. Thus, the fixing roller 41 can be induction-heated to an intended temperature by appropriately performing power output from low power to high power while preventing occurrence of hard switching of the switching element 58. Further, the CPU 56 controls the ON width when the voltage is stepped down, so that the output can be finely controlled in the low power range.

また、本実施例の画像形成装置1は、その定着電源部50が、交流電源電力を全波整流する整流処理ステップと、前記交流電源電力の交流電圧または前記整流処理ステップによる全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧処理ステップと、トナー画像の転写されている用紙Pに該トナー画像を定着させる定着ローラ41の表面温度を検出する温度検出処理ステップと、前記電圧降圧処理ステップの前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、定着ローラ41に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振処理ステップと、前記共振処理ステップを所定のオン幅でスイッチング駆動させて共振させるスイッチング処理ステップと、前記温度検出処理ステップで検出される定着ローラ41の表面温度に基づいて前記スイッチング処理ステップの前記オン幅及び前記電圧降圧処理ステップにおける前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング処理ステップを駆動させるとともに、該電圧降圧処理ステップによる電圧降圧動作を制御する制御処理ステップと、を有する定着電源制御方法を実行している。   Further, in the image forming apparatus 1 of the present embodiment, the fixing power supply unit 50 has a rectification processing step for full-wave rectification of AC power supply power and an AC voltage of the AC power supply power or after full-wave rectification by the rectification processing step. A predetermined step-down voltage obtained by stepping down the input voltage using the voltage as an input voltage, or a voltage step-down processing step for outputting the input voltage as an output voltage, and fixing for fixing the toner image on the paper P on which the toner image is transferred The temperature detection processing step for detecting the surface temperature of the roller 41 and the output voltage of the voltage step-down processing step are supplied and driven to resonate, and the fixing roller 41 is heated by inducing a high-frequency magnetic field corresponding to the output voltage. A resonance processing step, a switching processing step in which the resonance processing step is driven to switch at a predetermined ON width to resonate, and the temperature detection Determining the ON width of the switching processing step and the voltage value of the output voltage in the voltage step-down processing step based on the surface temperature of the fixing roller 41 detected in the control step, and performing the switching processing step with the ON width. And a control processing step for controlling the voltage step-down operation by the voltage step-down processing step.

したがって、定着ローラ41の表面温度に基づいてスイッチング素子58のオン幅と電圧降圧回路54による前記出力電圧の電圧値を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, the ON width of the switching element 58 and the voltage value of the output voltage by the voltage step-down circuit 54 can be determined based on the surface temperature of the fixing roller 41, and full-wave rectification and a step-down voltage are used as necessary. Thus, the fixing roller 41 can be induction-heated to an intended temperature by appropriately performing power output from low power to high power while preventing occurrence of hard switching of the switching element 58.

さらに、本実施例の画像形成装置1は、その定着電源部50が、交流電源電力の電力値を検出する電力値検出手段であるAC電圧検出回路51とAC電流検出回路52と、備え、CPU56が、定着ローラ41の表面温度とAC電圧検出回路51及びAC電流検出回路52の検出する電力値に基づいて、前記オン幅及び前記出力電圧の電圧値を決定している。   Further, in the image forming apparatus 1 of this embodiment, the fixing power supply unit 50 includes an AC voltage detection circuit 51 and an AC current detection circuit 52 which are power value detection means for detecting the power value of the AC power supply, and the CPU 56. However, the ON width and the voltage value of the output voltage are determined based on the surface temperature of the fixing roller 41 and the power values detected by the AC voltage detection circuit 51 and the AC current detection circuit 52.

したがって、誘導加熱インバータ57に入力される電圧を正確に判定してスイッチング素子58へのスイッチング信号Sのオン幅と電圧降圧回路54の出力電圧を決定することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生をより一層適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, it is possible to accurately determine the voltage input to the induction heating inverter 57 and determine the ON width of the switching signal S to the switching element 58 and the output voltage of the voltage step-down circuit 54. By using the voltage stepped down in this manner, hard switching of the switching element 58 is more appropriately prevented, and power output from low power to high power is more appropriately performed to bring the fixing roller 41 to the intended temperature. Induction heating is possible.

また、本実施例の定着電源部50は、電圧降圧回路54が、前記入力電圧を分圧する複数の抵抗RaA、RbA、RcA、RaB、RbBと、複数の抵抗RaA、RbA、RcA、RaB、RbBの接続状態を切り替えて前記出力電圧を出力するスイッチング素子TraA、TrbA、TrcA、TraB、TrbBと、を備えている。   Further, in the fixing power supply unit 50 of this embodiment, the voltage step-down circuit 54 has a plurality of resistors RaA, RbA, RcA, RaB, RbB, and a plurality of resistors RaA, RbA, RcA, RaB, RbB. Switching elements TraA, TrbA, TrcA, TraB, TrbB that output the output voltage by switching the connection state.

したがって、抵抗とスイッチング素子のみという簡単で安価な構成で電圧を降圧させることができ、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を安価に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力を安価かつ適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, the voltage can be stepped down with a simple and inexpensive configuration of only a resistor and a switching element, and the power output from a small power to a large power is inexpensive and appropriate while preventing the occurrence of hard switching of the switching element 58 at a low cost. In this way, the fixing roller 41 can be induction heated to an intended temperature.

さらに、本実施例の定着電源部50は、その電圧降圧回路54が、前記入力電圧の入力される1次巻線と2次巻線とを有するトランスTA、TBと、前記2次巻線の出力取り出し巻線位置を切り替えて前記出力電圧を出力する切り替え手段であるスイッチング素子TrdA、TrdBと、を備えている。   Further, in the fixing power supply unit 50 of this embodiment, the voltage step-down circuit 54 includes transformers TA and TB each having a primary winding and a secondary winding to which the input voltage is input, and the secondary winding. Switching elements TrdA and TrdB which are switching means for switching the output take-up winding position and outputting the output voltage are provided.

したがって、交流電源電力ACPからのノイズやサージ電圧(異常電圧)が伝わるのを防止することができるとともに、適切に電圧を降圧させることができ、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, noise and surge voltage (abnormal voltage) from AC power supply ACP can be prevented from being transmitted, and the voltage can be lowered appropriately, and occurrence of hard switching of switching element 58 can be prevented appropriately. On the other hand, the fixing roller 41 can be induction-heated to an intended temperature by appropriately outputting power from low power to high power.

また、本実施例の定着電源部50は、その電圧降圧回路54が、スイッチング素子(スイッチング手段)TrfAのデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フォワードコンバータである。   The fixing power supply unit 50 of this embodiment is an insulating forward converter whose voltage step-down circuit 54 converts the input voltage into the output voltage according to the duty ratio of the switching element (switching means) TrfA and outputs the converted output voltage. is there.

したがって、スイッチング素子TrfAのデューティ比を変化させるだけで、出力電圧を制御することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を簡単かつ適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, the output voltage can be controlled only by changing the duty ratio of the switching element TrfA, and the hard switching of the switching element 58 can be easily and easily generated using the full-wave rectification and the voltage stepped down as necessary. The fixing roller 41 can be inductively heated to the intended temperature by appropriately performing power output from low power to high power while preventing appropriately.

さらに、本実施例の定着電源部50は、その電圧降圧回路54が、スイッチング手段であるスイッチング素子Tr1、Tr2のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型ハーフブリッジコンバータまたはスイッチング手段であるスイッチング素子Tr1〜Tr4のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フルブリッジコンバータである。   Further, in the fixing power supply unit 50 of this embodiment, the voltage step-down circuit 54 converts the input voltage into the output voltage according to the duty ratio of the switching elements Tr1 and Tr2 as switching means, and outputs it. It is an insulated full bridge converter that converts the input voltage into the output voltage according to the duty ratio of the switching elements Tr1 to Tr4 that are bridge converters or switching means and outputs the converted output voltage.

したがって、スイッチング素子Tr1、Tr2またはスイッチング素子Tr1〜Tr4のデューティ比を変化させるだけで、出力電圧を制御することができ、全波整流及び必要に応じて降圧した電圧を利用して、スイッチング素子58のハードスイッチングの発生を簡単かつ適切に防止しつつ、小電力から大電力までの電力出力をより一層適切に行なって定着ローラ41を意図する温度に誘導加熱することができる。   Therefore, the output voltage can be controlled only by changing the duty ratio of the switching elements Tr1 and Tr2 or the switching elements Tr1 to Tr4, and the switching element 58 can be controlled by using full-wave rectification and a voltage stepped down as necessary. It is possible to perform induction heating of the fixing roller 41 to an intended temperature by more appropriately performing power output from low power to high power while easily and appropriately preventing the occurrence of hard switching.

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   The invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to that described in the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

1 画像形成装置
10 給紙部
11 給紙カセット
12 給紙ローラ
13 分離ローラ
20 搬送ベルト機構部
21 搬送ベルト
22 駆動ローラ
23 従動ローラ
24 ガイド板
35 2次転写ローラ
30Y、30M、30C、30K 画像形成部
31Y、31M、31C、31K 感光体
32Y、32M、32C、32K 帯電部
33Y、33M、33C、33K 露光部
34Y、34M、34C、34K 現像部
35Y、35M、35C、35K 転写部
36Y、36M、36C、36K クリーニング部
40 定着部
41 定着ローラ
42 加圧ローラ
43 サーミスタ
44 サーモスタット
50 定着電源部
51 AC電圧検出回路
52 AC電流検出回路
53 全波整流回路
54A、54B 電圧降圧回路
55 LCフィルタ
55l 共振コイル
55c 共振コンデンサ
56 CPU
57 誘導加熱インバータ
57c 共振コンデンサ
57l 誘導加熱コイル
58 スイッチング素子
ACP 商用電源電力
Il コイル電流
RaA、RbA、RaB、RbB、RcA 抵抗
TraA、TrbA、TraB、TrbB スイッチング素子
TA、TB トランス
TrdA、TrdB、TreA スイッチング素子
Ca コンデンサ
Da、Db ダイオード
T1 トランス
Tr1、Tr2、Tr3、Tr4 スイッチング素子
Di1、Di2、Di3、Di4 入力側ダイオード
C1、C2 入力側コンデンサ
Do1、Do2 出力側ダイオード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Paper feed part 11 Paper feed cassette 12 Paper feed roller 13 Separation roller 20 Conveyance belt mechanism part 21 Conveyance belt 22 Drive roller 23 Driven roller 24 Guide plate 35 Secondary transfer roller 30Y, 30M, 30C, 30K Image formation Part 31Y, 31M, 31C, 31K Photoconductor 32Y, 32M, 32C, 32K Charging part 33Y, 33M, 33C, 33K Exposure part 34Y, 34M, 34C, 34K Development part 35Y, 35M, 35C, 35K Transfer part 36Y, 36M, 36C, 36K Cleaning unit 40 Fixing unit 41 Fixing roller 42 Pressure roller 43 Thermistor 44 Thermostat 50 Fixing power supply unit 51 AC voltage detection circuit 52 AC current detection circuit 53 Full wave rectification circuit 54A, 54B Voltage step-down circuit 55 LC filter 55l Resonant coil 55 Resonant capacitor 56 CPU
57 Induction heating inverter 57c Resonance capacitor 57l Induction heating coil 58 Switching element ACP Commercial power supply power Il Coil current RaA, RbA, RaB, RbB, RcA Resistance TraA, TrbA, TraB, TrbB Switching element TA, TB transformer TrdA, TrdB, TreA switching Element Ca Capacitor Da, Db Diode T1 Transformer Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 Switching element Di1, Di2, Di3, Di4 Input side diode C1, C2 Input side capacitor Do1, Do2 Output side diode

特開2005−176485号公報JP 2005-176485 A

Claims (8)

交流電源電力を全波整流する整流手段と、
前記交流電源電力の交流電圧または前記整流手段による全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧手段と、
記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記電圧降圧手段の前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振手段と、
前記共振手段を所定のオン幅でスイッチング駆動して共振させるスイッチング素子と、
前記温度検出手段の検出する前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング素子の前記オン幅及び前記電圧降圧手段による前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング素子を駆動するとともに、該電圧降圧手段による電圧降圧動作を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする定着電源装置。
Rectification means for full-wave rectification of AC power supply power;
An AC voltage of the AC power supply power or a voltage after full-wave rectification by the rectifying means as an input voltage, a predetermined step-down voltage obtained by stepping down the input voltage or a voltage step-down means for outputting the input voltage as an output voltage;
Temperature detecting means for detecting a surface temperature of a fixing member for fixing the recording agent image on a recording medium on which the recording agent image is transferred;
Resonance means that is supplied with the output voltage of the voltage step-down means and is resonantly driven to induce a high frequency magnetic field corresponding to the output voltage to the fixing member to heat it.
A switching element that resonates by switching driving the resonance means with a predetermined ON width;
Based on the surface temperature of the fixing member detected by the temperature detecting means, the ON width of the switching element and the voltage value of the output voltage by the voltage step-down means are determined, and the switching element is driven with the ON width. And control means for controlling the voltage step-down operation by the voltage step-down means;
A fixing power supply device comprising:
前記定着電源装置は、
前記交流電源電力の電力値を検出する電力値検出手段を、備え、
前記制御手段は、
前記定着部材の表面温度と前記電力値検出手段の検出する前記電力値に基づいて、前記オン幅及び前記出力電圧の電圧値を決定することを特徴とする請求項1記載の定着電源装置。
The fixing power supply device
Power value detection means for detecting the power value of the AC power supply power,
The control means includes
The fixing power supply apparatus according to claim 1, wherein the ON width and the voltage value of the output voltage are determined based on a surface temperature of the fixing member and the power value detected by the power value detection unit.
前記電圧降圧手段は、
前記入力電圧を分圧する複数の抵抗と、
複数の前記抵抗の接続状態を切り替えて前記出力電圧を出力するスイッチング素子と、
を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の定着電源装置。
The voltage step-down means is
A plurality of resistors for dividing the input voltage;
A switching element that switches the connection state of the plurality of resistors and outputs the output voltage;
The fixing power supply apparatus according to claim 1, further comprising:
前記電圧降下手段は、
前記入力電圧の入力される1次巻線と2次巻線とを有するトランスと、
前記2次巻線の出力取り出し巻線位置を切り替えて前記出力電圧を出力する切り替え手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の定着電源装置。
The voltage drop means is
A transformer having a primary winding and a secondary winding to which the input voltage is input;
Switching means for switching the output winding position of the secondary winding to output the output voltage;
The fixing power supply apparatus according to claim 1, further comprising:
前記電圧降下手段は、
スイッチング手段のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型フォワードコンバータであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の定着電源装置。
The voltage drop means is
3. The fixing power supply apparatus according to claim 1, wherein the fixing power supply apparatus is an isolated forward converter that converts the input voltage into the output voltage according to a duty ratio of a switching unit and outputs the converted output voltage.
前記電圧降下手段は、
スイッチング手段のデューティ比に応じて前記入力電圧を前記出力電圧に変換して出力する絶縁型ハーフブリッジコンバータまたは絶縁型フルブリッジコンバータであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の定着電源装置。
The voltage drop means is
3. The fixing power source according to claim 1, wherein the fixing power source is an isolated half-bridge converter or an isolated full-bridge converter that converts the input voltage into the output voltage according to a duty ratio of a switching unit and outputs the converted output voltage. apparatus.
画像形成手段によって記録剤像の転写された被記録媒体を、定着電源部から電力供給される定着部で、加熱して該記録剤像を該被記録媒体に定着させる画像形成装置であって、
前記定着電源部として、請求項1から請求項6のいづれかに記載の定着電源装置を搭載していることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that heats a recording medium onto which a recording agent image has been transferred by an image forming means, and fixes the recording agent image on the recording medium by a fixing unit that is supplied with power from a fixing power source unit,
7. An image forming apparatus comprising the fixing power supply unit according to claim 1 as the fixing power supply unit.
交流電源電力を全波整流する整流処理ステップと、
前記交流電源電力の交流電圧または前記整流処理ステップによる全波整流後の電圧を入力電圧として、該入力電圧を降圧させた所定の降圧電圧または該入力電圧を出力電圧として出力する電圧降圧処理ステップと、
記録剤像の転写されている被記録媒体に該記録剤像を定着させる定着部材の表面温度を検出する温度検出処理ステップと、
前記電圧降圧処理ステップの前記出力電圧が供給されて共振駆動されて、前記定着部材に該出力電圧に応じた高周波磁界を誘導して加熱する共振処理ステップと、
前記共振処理ステップを所定のオン幅でスイッチング駆動させて共振させるスイッチング処理ステップと、
前記温度検出処理ステップで検出される前記定着部材の表面温度に基づいて前記スイッチング処理ステップの前記オン幅及び前記電圧降圧処理ステップにおける前記出力電圧の電圧値を決定して、該オン幅で該スイッチング処理ステップを駆動させるとともに、該電圧降圧処理ステップによる電圧降圧動作を制御する制御処理ステップと、
を有していることを特徴とする定着電源制御方法。
Rectification processing step for full-wave rectification of AC power supply power;
An AC voltage of the AC power supply or a voltage after full-wave rectification in the rectification processing step as an input voltage, a predetermined step-down voltage obtained by stepping down the input voltage, or a voltage step-down processing step for outputting the input voltage as an output voltage; ,
A temperature detection processing step for detecting a surface temperature of a fixing member for fixing the recording agent image on a recording medium on which the recording agent image is transferred;
A resonance processing step in which the output voltage of the voltage step-down processing step is supplied and resonantly driven to induce and heat a high frequency magnetic field corresponding to the output voltage to the fixing member;
A switching processing step for causing the resonance processing step to perform switching driving with a predetermined ON width to resonate;
Based on the surface temperature of the fixing member detected in the temperature detection processing step, the ON width of the switching processing step and the voltage value of the output voltage in the voltage step-down processing step are determined, and the switching is performed with the ON width. A control processing step for driving the processing step and controlling a voltage step-down operation by the voltage step-down processing step;
A fixing power supply control method characterized by comprising:
JP2012187267A 2012-08-28 2012-08-28 Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method Pending JP2014044617A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012187267A JP2014044617A (en) 2012-08-28 2012-08-28 Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012187267A JP2014044617A (en) 2012-08-28 2012-08-28 Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014044617A true JP2014044617A (en) 2014-03-13

Family

ID=50395827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012187267A Pending JP2014044617A (en) 2012-08-28 2012-08-28 Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014044617A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024366A (en) * 2014-07-22 2016-02-08 キヤノン株式会社 Fixation device
JP2019124950A (en) * 2019-03-01 2019-07-25 キヤノン株式会社 Fixation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024366A (en) * 2014-07-22 2016-02-08 キヤノン株式会社 Fixation device
JP2019124950A (en) * 2019-03-01 2019-07-25 キヤノン株式会社 Fixation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9740158B2 (en) Power supply unit and image forming apparatus
JP2012118481A (en) Fixing device, image forming apparatus, and method for controlling fixing device
JP2008257246A (en) Induction heating fixing device
JP2009063830A (en) Power source device, fixing device and image forming apparatus
US6373232B1 (en) Power supply device for image forming apparatus, and image forming apparatus using the same
JP2018155783A (en) Image formation apparatus
US9606482B2 (en) Fixing apparatus
CN106556999B (en) Image forming apparatus with a toner supply device
JP4630576B2 (en) Power control device
JP6983546B2 (en) Power supply circuit and image forming device
JP2014044617A (en) Fixing power supply device, image forming apparatus, and fixing power supply control method
JP6429532B2 (en) Power supply device, fixing device, and image forming apparatus provided with fixing device
US20220043387A1 (en) Image forming apparatus
JP7282588B2 (en) Power conversion device and image forming device
JP6351345B2 (en) Image forming apparatus
JP2007086352A (en) Image forming apparatus and heater control circuit thereof
JP6957139B2 (en) An image forming apparatus including a fixing device and the fixing device.
JP6562618B2 (en) Power supply device and image forming apparatus
JP6535983B2 (en) Induction heating apparatus, fixing apparatus and image forming apparatus
JP7149818B2 (en) Power conversion device and image forming device
JP7146517B2 (en) Power supply and image forming apparatus
JP6823816B2 (en) Image forming device
JP2007317035A (en) Temperature controller, fixing device, image forming apparatus, and copying machine
JP2015162350A (en) Heater power control device and image forming device
JP6562598B2 (en) Fixing device