JP2019133848A - トライアック駆動回路及び定着装置 - Google Patents

トライアック駆動回路及び定着装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 安価な構成でフォトトライアックカプラへ与えるダメージを抑える。【解決手段】 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、トライアックのゲート端子に、フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、第一の抵抗素子の断線容易性と第二の抵抗素子の断線容易性が異なっている。【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷への電力供給を制御するトライアック駆動回路、及びこの回路を搭載する定着装置に関する。
商用交流電源の電力を負荷へ供給する電力供給装置として、双方向サイリスタ（以下、トライアックという）の駆動を制御することによって負荷への供給電力を制御するタイプの装置がある。この電力供給装置の一例として、トライアックを、電気的な一次と二次の絶縁を確保するフォトトライアックカプラを介して駆動する構成がある（特許文献１）。このフォトトライアックカプラを有するトライアック駆動回路に駆動信号を送ることで、トライアックが駆動される。
トライアックの端子Ｔ１と端子Ｔ２は商用交流電源と負荷の間に直列に接続され、トライアックのゲート端子Ｇと端子Ｔ２の間には、フォトトライアックカプラの一次側と、一つの抵抗素子と、が直列に接続されている。この抵抗素子は、トライアックをオンさせるためのバイアス抵抗の役割を有する。
フォトトライアックカプラの発光側が発光し、フォトトライアックカプラの出力側が完全にオンするまでの時間は、使用するフォトトライアックカプラによって異なる。この時間が長いフォトトライアックカプラを使用する場合、トライアックが完全にオンするまでフォトトライアックカプラに電圧が印加される。このため、バイアス抵抗に掛るパルス電圧は低い。一方、前述の時間が短いフォトトライアックカプラを使用する場合、トライアックが完全にオンする前にフォトトライアックカプラが完全にオンするので、バイアス抵抗に電圧が印加される。このため、バイアス抵抗に掛るパルス電圧が高い。
このように、フォトトライアックカプラがオンしてトライアックがオンする時に、バイアス抵抗には高いパルス電圧が掛ることもあるので、このパルス電圧に耐えられる定格電力が高いバイアス抵抗を使用する必要がある。
特開２０１５−１９４７１３号公報
ところで、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間がショートする異常が発生すると、端子Ｔ１と端子Ｔ２を介した交流電源からヒータへの電力供給回路ではなく、フォトトライアックカプラを介した交流電源からヒータへの電力供給回路が形成されてしまう。このような回路が形成されてしまうと、この回路中の素子（周辺素子）に大きな電圧が掛り破損する可能性が有る。このため、バイアス抵抗には、これらの素子に大きな電圧が掛らないように保護する（分圧する）役目もある。
しかしながら、トライアックを正常に駆動させる機能と、周辺素子を保護する機能と、を両立させる場合、定格電力が高く且つ抵抗値も大きなバイアス抵抗にする必要が生じるので、バイアス抵抗を選定する際の自由度は低くなる。例えば、定格電力が高く且つ安価で小型の抵抗素子を選定する場合、抵抗値が高い素子を選択せざるを得ない。
この抵抗値が高い安価な抵抗素子をゲート端子Ｇと端子Ｔ２の間のバイアス抵抗として用いた場合、次のような課題が生じる。それは、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間がショートする異常が生じると、交流電源の電圧がバイアス抵抗にほぼそのまま印可されてしまう。この時、安価なバイアス抵抗は直ちに電気的にはオープン（断線）せず、オープンする又はその抵抗値が増大する前に一時的に短絡するという壊れ方をする。この一時的な短絡時に、過大な短絡電流が絶縁素子であるフォトトライアックカプラに流れ、フォトトライアックカプラにダメージ（絶縁破壊）を与える可能性がある。この対策として、過電圧が掛った時に直ちにオープンし易いヒューズ抵抗をバイアス抵抗として用いる構成が考えられるがコストが嵩んでしまう。
上述の課題を解決するための本発明は、交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、前記第一の抵抗素子の断線容易性と前記第二の抵抗素子の断線容易性が異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、前記第一の抵抗素子の抵抗値と前記第二の抵抗素子の抵抗値が異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、前記第一の抵抗素子の熱容量と前記第二の抵抗素子の熱容量が異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、前記第一の抵抗素子の放熱性と前記第二の抵抗素子の放熱性が異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、前記第一の抵抗素子の抵抗温度係数と前記第二の抵抗素子の抵抗温度係数が異なっていることを特徴とする。
本発明によれば、安価な構成でフォトトライアックカプラに与えるダメージを抑えることができる。
トライアック駆動回路Ｃ１を搭載する電力供給装置の回路図。 異常発生時のバイアス抵抗の温度推移を示した図。 トライアック駆動回路Ｃ２を搭載する電力供給装置の回路図。 異常発生時のバイアス抵抗の温度推移を示した図。 トライアック駆動回路Ｃ３を搭載する電力供給装置の回路図。 異常発生時のバイアス抵抗の温度推移を示した図。 トライアック駆動回路Ｃ４を搭載する電力供給装置の回路図。 異常発生時のバイアス抵抗の温度推移を示した図。 ヒータ駆動回路図。 定着装置の断面図。 トライアック駆動回路Ｃ６を搭載する電力供給装置の回路図。
［実施例１］
図１は、実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１を搭載する電力供給装置を示している。同図中、商用交流電源（交流電源）１００と負荷１０１はトライアック１０２の端子Ｔ１と端子Ｔ２を介して接続されている。トライアック１０２を通電／遮断（オン／オフ）することによって負荷１０１への供給電力が制御される。電気的な一次と二次の絶縁を確保するフォトトライアックカプラ１０３内の発光ダイオード１０３ａに通電するとトライアック１０２がオンする。抵抗１０４は、発光ダイオード１０３ａの電流を制限するための抵抗素子である。なお、トランジスタ１０５を使ってフォトトライアックカプラ１０３をオン／オフする。トランジスタ１０５は、抵抗１０６を介してＣＰＵ１０７と接続されており、ＣＰＵ１０７から出力される駆動信号に従って動作する。トライアック１０２とフォトトライアック１０３の間に接続されている抵抗１０８、１０９ａ、１０９ｂは、夫々、トライアック１０２を駆動するためのバイアス抵抗である。トライアック１０２のゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と、バイアス抵抗１０９ａ（第一の抵抗素子）と、バイアス抵抗１０９ｂ（第二の抵抗素子）と、が直列に接続されている。
本実施例では、バイアス抵抗１０９ａの抵抗値の公差下限値Ｒａ（ｍｉｎ）と、バイアス抵抗１０９ｂの抵抗値の上限値Ｒｂ（ｍａｘ）の関係は、Ｒａ（ｍｉｎ）＞Ｒｂ（ｍａｘ）となるように構成されている。このように、二つの抵抗素子の抵抗値を異なるものにすることにより、二つの抵抗素子の断線容易性を異なるものにしている。
図２は、実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１と比較例のトライアック駆動回路Ｃ６夫々の動作（ＣＰＵ１０７から出力する駆動信号）、フォトトライアックカプラ１０３に流れる電流、及びバイアス抵抗の温度、の推移を示している。なお、実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１は図１に示した回路であり、比較例のトライアック駆動回路Ｃ６は図１１に示した回路である。これらのトライアック駆動回路Ｃ１、Ｃ６の構成及び動作条件は次の通りである。
・トライアック１０２：位相角９０°（デューティ比５０％）でオン（通電）させる
・商用交流電源電圧＝１２０Ｖｒｍｓ
・負荷１０１＝２０Ω
・バイアス抵抗１０９ａ＝８２０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ
・バイアス抵抗１０９ｂ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ
・バイアス抵抗１１１＝１．５ｋΩ、定格電力０．２５Ｗ
端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間でショート故障が発生したケースについて図２を用いて説明する。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０７から出力する駆動信号をＨｉｇｈにすると、Ｈｉｇｈのタイミングから商用交流電源の電圧がゼロボルトになるまでトライアック１０２が導通状態となる。これにより、負荷１０１に負荷電流ｉ１０１が流れる（図２（ａ）の正常区間内の実線）。また、図２（ｃ）、（ｄ）にフォトトライアックカプラ１０３に流れる電流ｉ１１１及びｉ１０９を示す。この図の正常区間に示すように、電流ｉ１１１及びｉ１０９は、駆動信号をＨｉｇｈにしたタイミングにおいて、フォトトライアックカプラ１０３がオンしたタイミングからトライアック１０２がオンするタイミングまで流れるパルス電流になる。
次に、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間がショート故障したケース（図２（ａ）〜（ｅ）の異常区間）について詳述する。比較例の場合、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間のショート故障が発生したタイミングでバイアス抵抗１１１と負荷１０１に対し交流電源電圧１２０Ｖｒｍｓが印可され、バイアス抵抗１１１に約０．１１Ａｐｋの過大電流が流れる。このため、バイアス抵抗１１１は発熱し、いずれ破壊に至る。そして、バイアス抵抗１１１が安価で小型品である場合、バイアス抵抗１１１が短絡するという破壊状態になる可能性がある。
比較例の場合、バイアス抵抗１１１が短絡すると、図２（ｃ）に示すように、バイアス抵抗１１１がオープン又は抵抗値増大に至るまでの間に約８．４Ａｐｋもの短絡電流ｉ１１１がフォトトライアックカプラ１０３に瞬時的に流れる。この電流により、フォトトライアックカプラ１０３にダメージを与える可能性がある。
これに対し、実施例１の場合も端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間のショート故障が発生すると、図２（ｄ）の異常区間に示すように、バイアス抵抗１０９ａ、１０９ｂに約０．１１Ａｐｋの過大電流が流れる。このため、図２（ｅ）の異常区間に示すように、バイアス抵抗１０９ａ、１０９ｂは発熱し、いずれ破壊に至る。ここで、バイアス抵抗（第一の抵抗素子）１０９ａの抵抗値Ｒａはバイアス抵抗（第二の抵抗素子）１０９ｂの抵抗値Ｒｂよりも大きい。このため、バイアス抵抗１０９ａが先に破壊温度に到達し、オープン又は抵抗値増大に至る。この際、バイアス抵抗１０９ａが一時的に短絡状態になったとしても、交流電源電圧が負荷１０１とバイアス抵抗１０９ｂで分圧されるため、短絡電流は約０．２４Ａｐｋ程度に制限される。また、短絡電流が流れる期間は瞬時的であるため、バイアス抵抗１０９ｂが破壊温度に到達することなく、フォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
なお、バイアス抵抗１０９ａの抵抗値の公差上限値Ｒａ（ｍａｘ）と、バイアス抵抗１０９ｂの抵抗値の公差下限値Ｒｂ（ｍｉｎ）の関係が、Ｒａ（ｍａｘ）＜Ｒｂ（ｍｉｎ）となる構成でもよい。この場合、上述のような異常時に、バイアス抵抗１０９ｂが先にオープン又は抵抗値増大に至り、その際に発生する短絡電流を、バイアス抵抗１０９ａが制限することでフォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
以上のように、実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１は、交流電源１００と負荷１０１との間に接続されているトライアック１０２と、トライアック１０２に信号を伝達するフォトトライアックカプラ１０３と、を有する。そして、トライアック１０２のゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と、第一の抵抗素子１０９ａと、第二の抵抗素子と１０９ｂ、が直列に接続されている。更に、第一の抵抗素子１０９ａの抵抗値と第二の抵抗素子１０９ｂの抵抗値が異なっている。
なお、ゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と共に直列に接続する抵抗素子の数は、三つ以上であってもよい。この抵抗素子の数が二つ以上であればよい点は、以下に説明する実施例２〜５も同様である。
また、端子Ｔ２とゲート端子Ｇ間がショートする異常が発生した場合、フォトトライアックカプラ１０３を介さない交流電源１００と負荷１０１間の電力供給回路が形成される。この場合、例えば、負荷の温度をモニタして電力供給回路を遮断するという保護回路を別途設ければ対応できる。従って、バイアス抵抗１０８は必ずしも複数個にする必要はない。
［実施例２］
図３は、実施例２のトライアック駆動回路Ｃ２を搭載する電力供給装置を示している。トライアック駆動回路Ｃ２は実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１と同様、トライアック１０２のゲート端子Ｇにフォトトライアックカプラ１０３とバイアス抵抗３００ａ、３００ｂを直列に接続している。
トライアック駆動回路Ｃ２がトライアック駆動回路Ｃ１に対して異なる点は、バイアス抵抗３００ａの熱容量をバイアス抵抗３００ｂの熱容量よりも小さくしている点である。ここで、バイアス抵抗３００ａの体積Ｖａとバイアス抵抗３００ｂの体積Ｖｂの関係は、Ｖａ＜Ｖｂである。この関係を満たすことで、バイアス抵抗３００ａの熱容量をバイアス抵抗３００ｂの熱容量よりも小さくしている。例えば、バイアス抵抗３００ａ、３００ｂをチップ型抵抗素子で構成する場合、バイアス抵抗３００ａを１６０８サイズで、バイアス抵抗３００ｂを３２１６サイズで構成する。１６０８サイズは、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．４５ｍｍ、３２１６サイズは、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×０．６ｍｍである。このように、二つの抵抗素子の熱容量を異なるものにすることにより、二つの抵抗素子の断線容易性を異なるものにしている。
図４は、トライアック駆動回路Ｃ２の動作（ＣＰＵ１０７から出力する駆動信号）、フォトトライアックカプラ１０３に流れる電流、及びバイアス抵抗の温度、の推移を示している。トライアック駆動回路Ｃ２の構成及び動作条件は次の通りである。
・トライアック１０２：位相角９０°（デューティ比５０％）でオン（通電）させる
・商用交流電源電圧＝１２０Ｖｒｍｓ
・負荷１０１＝２０Ω
・バイアス抵抗３００ａ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．１Ｗ
・バイアス抵抗３００ｂ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ
端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間でショート故障が発生したケースについて図４を用いて説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間のショート故障が発生したタイミングでバイアス抵抗３００ａ、３００ｂと負荷１０１に対し交流電源電圧１２０Ｖｒｍｓが印可される。そして、バイアス抵抗３００ａ、３００ｂに約０．１１Ａｐｋの過大電流が流れる。このため、バイアス抵抗３００ａ、３００ｂは発熱し、いずれ破壊に至る。
ここで、バイアス抵抗３００ａの熱容量Ｖａはバイアス抵抗３００ｂの熱容量Ｖｂよりも小さい。このため、バイアス抵抗３００ａが先に破壊温度に到達し、オープン又は抵抗値増大に至る。この際、バイアス抵抗３００ａが一時的に短絡状態になったとしても、交流電源電圧が負荷１０１とバイアス抵抗３００ｂで分圧されるため、短絡電流は約０．２４Ａｐｋ程度に制限される。また、短絡電流が流れる期間は瞬時的であるため、バイアス抵抗３００ｂが破壊温度に到達することなく、フォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
なお、バイアス抵抗３００ａの体積Ｖａと、バイアス抵抗３００ｂの体積Ｖｂの関係が、Ｖａ＞Ｖｂとなる構成でもよい。この場合、上述のような異常時に、バイアス抵抗３００ｂが先にオープン又は抵抗値増大に至り、その際に発生する短絡電流を、バイアス抵抗３００ａが制限することでフォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
以上のように、実施例２のトライアック駆動回路Ｃ２は、交流電源１００と負荷１０１との間に接続されているトライアック１０２と、トライアック１０２に信号を伝達するフォトトライアックカプラ１０３と、を有する。そして、トライアック１０２のゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と、第一の抵抗素子３００ａと、第二の抵抗素子と３００ｂ、が直列に接続されている。更に、第一の抵抗素子３００ａの熱容量と第二の抵抗素子３００ｂの熱容量が異なっている。
［実施例３］
図５は、実施例３のトライアック駆動回路Ｃ３を搭載する電力供給装置を示している。トライアック駆動回路Ｃ３は実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１と同様、トライアック１０２のゲート端子Ｇにフォトトライアックカプラ１０３とバイアス抵抗５００ａ、５００ｂを直列に接続している。
トライアック駆動回路Ｃ３がトライアック駆動回路Ｃ１に対して異なる点は、バイアス抵抗５００ａの放熱性をバイアス抵抗５００ｂの放熱性よりも小さくしている点である。ここで、バイアス抵抗５００ａの放熱性Ｔａとバイアス抵抗５００ｂの放熱性Ｔｂの関係は、Ｔａ＜Ｔｂである。例えば、バイアス抵抗５００ａ、５００ｂを共に３２１６サイズのチップ型抵抗素子で構成する場合、バイアス抵抗５００ａの実装ランドサイズを３２１６サイズにする。また、バイアス抵抗５００ｂの実装ランドサイズを、３２１６サイズより大きい例えば３２２５サイズにする。また、バイアス抵抗５００ａに接続される導体パターンの面積を、バイアス抵抗５００ｂに接続される導体パターンの面積より小さくしてもよい。このように、二つの抵抗素子の放熱性を異なるものにすることにより、二つの抵抗素子の断線容易性を異なるものにしている。
図６は、トライアック駆動回路Ｃ３の動作（ＣＰＵ１０７から出力する駆動信号）、フォトトライアックカプラ１０３に流れる電流、及びバイアス抵抗の温度、の推移を示している。トライアック駆動回路Ｃ３の構成及び動作条件は次の通りである。
・トライアック１０２：位相角９０°（デューティ比５０％）でオン（通電）させる
・商用交流電源電圧＝１２０Ｖｒｍｓ
・負荷１０１＝２０Ω
・バイアス抵抗５００ａ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ
・バイアス抵抗５００ｂ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ
端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間でショート故障が発生したケースについて図６を用いて説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間のショート故障が発生したタイミングでバイアス抵抗５００ａ、５００ｂと負荷１０１に対し交流電源電圧１２０Ｖｒｍｓが印可される。そして、バイアス抵抗５００ａ、５００ｂに約０．１１Ａｐｋの過大電流が流れる。このため、バイアス抵抗５００ａ、５００ｂは発熱し、いずれ破壊に至る。
ここで、バイアス抵抗５００ａの放熱性Ｔａはバイアス抵抗５００ｂの放熱性Ｔｂよりも小さい。このため、バイアス抵抗５００ａが先に破壊温度に到達し、オープン又は抵抗値増大に至る。この際、バイアス抵抗５００ａが一時的に短絡状態になったとしても、交流電源電圧が負荷１０１とバイアス抵抗５００ｂで分圧されるため、短絡電流は約０．２４Ａｐｋ程度に制限される。また、短絡電流が流れる期間は瞬時的であるため、バイアス抵抗５００ｂが破壊温度に到達することなく、フォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
なお、バイアス抵抗５００ａの放熱性Ｔａと、バイアス抵抗５００ｂの放熱性Ｔｂの関係が、Ｔａ＞Ｔｂとなる構成でもよい。この場合、上述のような異常時に、バイアス抵抗５００ｂが先にオープン又は抵抗値増大に至り、その際に発生する短絡電流を、バイアス抵抗５００ａが制限することでフォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
以上のように、実施例３のトライアック駆動回路Ｃ３は、交流電源１００と負荷１０１との間に接続されているトライアック１０２と、トライアック１０２に信号を伝達するフォトトライアックカプラ１０３と、を有する。そして、トライアック１０２のゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と、第一の抵抗素子５００ａと、第二の抵抗素子と５００ｂ、が直列に接続されている。更に、第一の抵抗素子５００ａの放熱性と第二の抵抗素子５００ｂの放熱性が異なっている。
［実施例４］
図７は、実施例４のトライアック駆動回路Ｃ４を搭載する電力供給装置を示している。トライアック駆動回路Ｃ４は実施例１のトライアック駆動回路Ｃ１と同様、トライアック１０２のゲート端子Ｇにフォトトライアックカプラ１０３とバイアス抵抗７００ａ、７００ｂを直列に接続している。
トライアック駆動回路Ｃ４がトライアック駆動回路Ｃ１に対して異なる点は、バイアス抵抗７００ａの抵抗温度係数（ＴＣＲ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が、７００ｂの抵抗温度係数よりも大きい点である。バイアス抵抗７００ａの抵抗温度係数ＴＣＲａと、バイアス抵抗７００ｂの抵抗温度係数ＴＣＲｂの関係がＴＣＲａ＞ＴＣＲｂとなるように構成されている。例えば、バイアス抵抗７００ａの抵抗温度係数ＴＣＲａを１０００ｐｐｍ／℃に、バイアス抵抗７００ｂの抵抗温度係数ＴＣＲａを５００ｐｐｍ／℃に構成する。このように、二つの抵抗素子の抵抗温度係数を異なるものにすることにより、二つの抵抗素子の断線容易性を異なるものにしている。
図８は、トライアック駆動回路Ｃ４の動作（ＣＰＵ１０７から出力する駆動信号）、フォトトライアックカプラ１０３に流れる電流、及びバイアス抵抗の温度、の推移を示している。トライアック駆動回路Ｃ４の構成及び動作条件は次の通りである。
・トライアック１０２：位相角９０°（デューティ比５０％）でオン（通電）させる
・商用交流電源電圧＝１２０Ｖｒｍｓ
・負荷１０１＝２０Ω
・バイアス抵抗７００ａ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ、ＴＣＲａ＝１０００ｐｐｍ／℃
・バイアス抵抗７００ｂ＝６８０Ω（±５％公差）、定格電力０．２５Ｗ、ＴＣＲｂ＝５００ｐｐｍ／℃
端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間でショート故障が発生したケースについて図８を用いて説明する。
図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、端子Ｔ１とゲート端子Ｇ間のショート故障が発生したタイミングでバイアス抵抗７００ａ、７００ｂと負荷１０１に対し交流電源電圧１２０Ｖｒｍｓが印可される。そして、バイアス抵抗７００ａ、７００ｂに約０．１１Ａｐｋの過大電流が流れる。
ここで、バイアス抵抗７００ａはバイアス抵抗７００ｂよりも抵抗温度係数が大きいため、フォトトライアックカプラ１０３に流れる電流ｉ７００は多少低下するものの、バイアス抵抗７００ａが先に破壊温度に到達し、オープン又は抵抗値増大に至る。この際、バイアス抵抗７００ａが一時的に短絡状態になったとしても、交流電源電圧が負荷１０１とバイアス抵抗７００ｂで分圧されるため、短絡電流は約０．２４Ａｐｋ程度に制限される。また、短絡電流が流れる期間は瞬時的であるため、バイアス抵抗７００ｂが破壊温度に到達することなく、フォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
なお、バイアス抵抗７００ａの抵抗温度係数ＴＣＲａと、バイアス抵抗７００ｂの抵抗温度係数ＴＣＲｂの関係が、ＴＣＲａ＜ＴＣＲｂとなる構成でもよい。この場合、上述のような異常時に、バイアス抵抗７００ｂが先にオープン又は抵抗値増大に至り、その際に発生する短絡電流を、バイアス抵抗７００ａが制限することでフォトトライアックカプラ１０３へのダメージを抑制することが可能となる。
以上のように、実施例４のトライアック駆動回路Ｃ４は、交流電源１００と負荷１０１との間に接続されているトライアック１０２と、トライアック１０２に信号を伝達するフォトトライアックカプラ１０３と、を有する。そして、トライアック１０２のゲート端子Ｇに、フォトトライアックカプラ１０３と、第一の抵抗素子７００ａと、第二の抵抗素子と７００ｂ、が直列に接続されている。更に、第一の抵抗素子７００ａの抵抗温度係数と第二の抵抗素子７００ｂの抵抗温度係数が異なっている。
［実施例５］
次に、実施例５の電力供給装置について説明する。図９に示すトライアック駆動回路Ｃ５は、実施例１〜４と同様、トライアック１０２のゲート端子Ｇにフォトトライアックカプラ１０３とバイアス抵抗９００ａ、９００ｂを直列に接続している。
実施例１〜４の電力供給装置と実施例５の電力供給装置の異なる点は、負荷１０１が、商用交流電源からの電力供給によって発熱するヒータ（セラミックヒータ）９０１を有する点である。このヒータ９０１は、周知の電子写真記録方式のプリンタに搭載されている定着装置１２３に搭載されている。
図１０に定着装置１２３の断面図を示す。定着装置１２３は、筒状の定着フィルム９３０と、定着フィルム９３０の内面に接触するヒータ９０１と、定着フィルム９３０を介してヒータ９０１と共に定着ニップ部Ｎを形成するローラ９３３を有する。プリンタの画像形成部で形成された未定着トナー画像Ｔを担持する記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。記録材Ｐが定着ニップ部Ｎで搬送されている時に、未定着トナー画像Ｔはヒータの熱によって溶融し、記録材Ｐに定着される。ヒータ９０１は、アルミナ等のセラミック基板に抵抗発熱体を印刷し、表面をガラス等の絶縁層で覆ったものである。ヒータ９０１は耐熱樹脂で形成されたヒータホルダ９３２に保持されている。ヒータホルダ９３２は定着フィルム９３０の回転を案内するガイドの役目も有する。
定着装置１２３は、ヒータ９０１の温度を検知するサーミスタ等の温度検知素子９０２を有し、ＣＰＵ１０７が温度検知素子９０２の検知結果に基づきトライアック駆動回路Ｃ５へ駆動信号を出力している。温度検知素子９０２は、図１０に示すように、ヒータホルダ９３２に設けられた孔を介してヒータ９０１に押し付けられている。
ヒータ９０１へ電力を供給する電力供給装置は、図９に示すように、商用交流電源１００からヒータ９０１へ供給する電力を制御することにより、ヒータ９０１の温度を制御している。ヒータ９０１の温度が変化すると、サーミスタ９０２の抵抗値が変化する。温度変化に応じたサーミスタ９０２の抵抗値変化を、ＣＰＵ１０７は、抵抗９０３との分圧として検出する。ＣＰＵ１０７は、入力したサーミスタ温度の情報に基づきヒータ駆動信号を出力する。このような制御により、ヒータ９０１は、トナー画像の定着に適した温度に保たれる。
トライアック駆動回路Ｃ５は、実施例１〜４のトライアック駆動回路Ｃ１〜Ｃ４のいずれかであればよい。
１００ 商用交流電源
１０１ 負荷
１０２ トライアック
１０３ フォトトライアックカプラ
１０９ａ 第一の抵抗素子
１０９ｂ 第二の抵抗素子

Claims (7)

  1. 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、
    前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、
    前記第一の抵抗素子の断線容易性と前記第二の抵抗素子の断線容易性が異なっていることを特徴とするトライアック駆動回路。
  2. 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、
    前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、
    前記第一の抵抗素子の抵抗値と前記第二の抵抗素子の抵抗値が異なっていることを特徴とするトライアック駆動回路。
  3. 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、
    前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、
    前記第一の抵抗素子の熱容量と前記第二の抵抗素子の熱容量が異なっていることを特徴とするトライアック駆動回路。
  4. 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、
    前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、
    前記第一の抵抗素子の放熱性と前記第二の抵抗素子の放熱性が異なっていることを特徴とするトライアック駆動回路。
  5. 交流電源と負荷との間に接続されているトライアックと、前記トライアックに信号を伝達するフォトトライアックカプラと、を有するトライアック駆動回路において、
    前記トライアックのゲート端子に、前記フォトトライアックカプラと、第一の抵抗素子と、第二の抵抗素子と、が直列に接続されており、
    前記第一の抵抗素子の抵抗温度係数と前記第二の抵抗素子の抵抗温度係数が異なっていることを特徴とするトライアック駆動回路。
  6. ヒータを有し、前記ヒータの熱で記録材に担持された未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、
    前記ヒータを駆動するトライアック駆動回路が請求項１〜５いずれか一項に記載のトライアック駆動回路であることを特徴とする定着装置。
  7. 前記定着装置は更に、筒状の定着フィルムを有し、前記ヒータは前記定着フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
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