JP4298228B2 - Heating device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に電子写真プロセスで形成されたトナ−像を転写紙上に定着させる画像形成装置に好適な加熱装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置について説明する。
【0003】
電子写真方式の画像形成装置における熱定着装置は、電子写真プロセスの画像形成手段により転写紙(記録紙)上に形成された未定着画像(トナー像)を転写紙上に定着させるものであり、例えばハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置や、セラミック面発(熱)ヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が用いられている。
【0004】
一般的に、これらのヒータはトライアック等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。また、ヒータを熱源とする定着装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この温度検出素子により定着装置の温度が検出され、その検出温度情報を基にシーケンスコントローラがスイッチング素子をオン(ON)/オフ(OFF)制御することによって定着装置の熱源であるヒータへの電力供給をオン/オフし、これにより定着装置の温度が目標の温度になるように温度制御される。このセラミック面発ヒータへのオン/オフ制御は、通常入力商用電源の位相制御または波数制御により行われる。
【0005】
上記の位相制御または波数制御は、入力商用電源の正から負または負から正に切り替わるポイントを含み、電源電圧がある閾値以下になったことを報知する信号(以下「ゼロクロス(ZEROX)信号」という)を基にトリガをかけて行う。一般に、このゼロクロス信号は、入力商用電源波形を全波整流あるいは半波整流し、ある所定の閾値電圧と比較して得られるパルス信号である。したがって、パルス周期は商用電源周波数もしくは2倍の周波数となる。
【0006】
全波整流から得られるゼロクロス信号の場合、オフ状態からオン状態に変化する立ち上がりあるいは立ち下がりのエッジでトリガをかけてヒータの制御を行っている。半波整流から得られるゼロクロス信号の場合は、オフ状態からオン状態及びオン状態からオフ状態に変化するパルスのエッジでトリガをかけてヒータの制御を行っている。
【0007】
図9は半波整流から得られるゼロクロス信号にトリガをかけて位相制御する場合の制御を示す波形図であり、商用電源電圧とゼリクロス信号とオン信号及びヒータ電流の関係を示している。同図に示すように、パルス信号であるゼロクロス信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに対してトリガをかけて、位相角α,βで制御している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のゼロクロス信号は、オフ状態からオン状態あるいはオン状態からオフ状態へ変化するパルスエッジが検出され、これが割り込み信号としてシーケンスコントローラに報知される。そして、このゼロクロス信号を基に定着装置のヒータ制御が行われる。つまり、ゼロクロス信号のパルス周期が外乱の影響により商用電源周波数もしくは2倍の周波数から大きくずれると、一時的にシーケンスコントローラで算出される位相角とは異なる位相角で実際にヒータに電力が供給されることになる。
【0009】
したがって、例えば図9に示すように商用電源にノイズが重畳した場合、ゼロクロスが誤検知される場合がある。このとき、本来であれば位相角βでヒータ電流を通電すべきところを、誤検知したゼロクロス信号にトリガをかけてβ’,β”の位相角でオンしようとするが、ゼロクロス信号のエッジが検出されたときに設定されている位相角がクリアされる構成をとっている場合には、図示のように位相角β”でヒータ電流が通電されることになる。
【0010】
従来、このような現象が生じた場合、定着装置の温度を検出して温度制御を行うことにより、温度情報をフィードバックして定着装置を所定の設定温度に概ね維持するようにしている。しかしながら、商用電源の状態が急変したり、商用電源にノイズが重畳したり、商用電源のラインインピーダンスが非常に大きかったりして、商用電源の状態が劣悪な環境下にある場合、あるいは定着装置の構成によって温度制御の制御ゲインを外乱の影響を補正するほど大きくできない場合、ゼロクロス信号のパルス周期が正常な周期から外れると、定着装置の温度制御に影響を及ぼすことがあった。
【0011】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、入力電源の状態が良くない状況においても、負荷を所定の設定状態に維持するように制御することができる加熱装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、加熱装置を次の(1)のとおりに構成する。
【0013】
(1)交流電源から電力供給されて発熱するヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記交流電源の波形のゼロクロス点を検出して検出信号を出力するゼロクロス検出回路と、前記検出信号をトリガとし、前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角でオン信号を出力する位相制御手段と、前記位相制御手段のオン信号によって前記ヒータへの給電回路を導通状態にするトライアックと、を有する加熱装置において、
前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角が所定の位相角未満の場合、前記オン信号を出力している間に前記ゼロクロス検出回路が前記検出信号を出力しても前記位相制御手段は前記検出信号を無視し、
前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角が前記所定の位相角以上の場合で且つ前記オン信号が出力されている間に前記ゼロクロス検出回路が前記検出信号を出力したときは、前記ゼロクロス検出回路からの前記検出信号が入力した時点で前記位相制御手段は前記オン信号の出力をオフする加熱装置。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【0015】
(第1の実施例)
図1は本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面図であり、電子写真プロセスを用いたレ−ザプリンタの概略構成を示している。
【0016】
同図において、101はプリンタ本体で、記録紙Sを収納するカセット102を有し、またカセット102内の記録紙Sの有無を検知する記録紙有無センサ103、カセット102内の記録紙Sのサイズを検知する復数個のマイクロスイッチで構成されたサイズセンサ104、カセット102から記録紙Sを繰り出す給紙ローラ105等が設けられている。
【0017】
上記給紙ローラ105の下流には、記録紙Sを同期搬送するレジストローラ対106が設けられている。また、レジストローラ対106の下流には、レーザスキャナ部107からのレーザ光に基づいて記録紙S上にトナー像を形成する画像形成部108が設けられている。
【0018】
更に、画像形成部108の下流には、記録紙S上に形成されたトナー像を熱定着する定着器(加熱装置)109が設けられており、定着器109の下流には、排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ110、記録紙Sを排紙する排紙ローラ111、記録の完了した記録紙Sを積載する積載トレイ112が設けられている。この記録紙Sの搬送基準は、記録紙Sの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Sの幅に対して中央になるように設定されている。
【0019】
上記レーザスキャナ部107は、後述する外部装置131から送出される画像信号(VDO)に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット113、このレーザユニット113からのレーザ光を後述する感光ドラム117上に走査するためのポリゴンモータ114、結像レンズ115、折り返しミラー116等により構成されている。
【0020】
画像形成部108は、周知の電子写真プロセスに必要な上述の感光ドラム117、1次帯電ローラ119、現像器120、転写帯電ローラ121、クリーナ122等から構成されている。また定着器109は、定着フィルム109a、加圧ローラ109b、定着フィルム109a内部に設けられたセラミックヒータ109c、セラミックヒータ109cの表面温度を検出するサーミスタ(温度検出手段)109dから構成されている。
【0021】
また、123はメインモータで、給紙ローラ105には給紙ローラクラッチ124を介して、レジストローラ対106にはレジストローラ125を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム117を含む画像形成部108の各ユニット、定着器109、排紙ローラ111にも駆動力を与えている。
【0022】
126はエンジンコントローラで、レーザスキャナ部107、画像形成部108、定着器109による電子写真プロセスの制御、プリンタ本体101内の記録紙の搬送制御を行っている。
【0023】
127はビデオコントローラで、パーソナルコンピュータ等の外部装置131と汎用のインタフェース(セントロニクス、RS232C等)130で接続されており、この汎用インタフェース130を通して送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをVDO信号として信号線128を介してエンジンコントローラ126へ送出している。また、インタフェース130は、外部装置131へ情報を報知するための外部出力手段として機能するものである。
【0024】
図2は本実施例の加熱装置(定着器109)の回路構成を示す図であり、セラミックヒータ24(セラミックヒータ109c)の駆動回路及び制御回路を示している。
【0025】
同図中、1は本画像形成装置に接続される商用の交流電源で、本画像形成装置は交流電源1からの入力電圧をACフィルタ2を介してセラミックヒータ24の発熱体3、発熱体20あるいは発熱体40へ供給することにより、セラミックヒータ24を構成する発熱体3、発熱体20あるいは発熱体40を発熱させる。交流電源1はラインインピーダンスを含んでおり、このラインインピーダンスは等価的に抵抗分とインダクタンス分で表わすことができる。
【0026】
上記発熱体3への電力の供給は、トライアック4の通電、遮断により制御が行われる。抵抗5、6はトライアック4のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ7は一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ7の発光ダイオードに通電することによりトライアック4をオンさせる。抵抗8は、フォトトライアックカプラ7の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ9によりフォトトライアックカプラ7をオン/オフする。トランジスタ9は、抵抗10を介してエンジンコントローラ11からのON1信号に従って動作する。
【0027】
発熱体20あるいは発熱体40への電力の供給は、リレー41によりそれぞれの発熱体に切り替えて行う。リレー41のコイル側への通電を行うことにより発熱体20へ電力が供給され、リレー41のコイル側への通電が遮断されることにより発熱体40へ電力が供給される。このリレー41のコイル側への通電、遮断は、トランジスタ43によりオン/オフ制御する。トランジスタ43は、抵抗44を介してエンジンコントローラ11からのHSW信号に従って動作する。ダイオード42は、トランジスタ43がオフするときにリレー41のコイルに発生する逆起電圧を吸収しトランジスタ43を保護している。
【0028】
上記リレー41により選択された発熱体20あるいは40への電力供給は、トライアック13の通電、遮断により制御を行う。抵抗14、15はトライアック13のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ16は一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ16の発光ダイオードに通電することによりトライアック13をオンする。抵抗17は、フォトトライアックカプラ16の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ18によりフォトトライアックカプラ16をオン/オフする。トランジスタ18は、抵抗19を介してエンジンコントローラ11からのON2信号に従って動作する。
【0029】
また、ACフィルタ2を介して交流電源1からの入力電源電圧は、電圧検出手段であるゼロクロス検出回路12にも入力され、入力電源電圧がある閾値以下になるとゼロクロス検出回路12はそれを検出して検出信号(パルス信号)をエンジンコントローラ11に出力する。図3にこのゼロクロス検出回路12の詳細を示す。ここでは、半波整流回路の場合について示している。
【0030】
交流電源1からの交流電圧は、ACフィルタ2を介して図3のゼロクロス検出回路に入力され、整流器70、71により半波整流される。本駆動回路においては、Neutral側が整流されている。この半波整流された交流電圧は、抵抗72、コンデンサ75、抵抗73、76を介して、トランジスタ77のベースに入力される。このとき、交流電源1の電圧が、抵抗72、コンデンサ75、抵抗73,76、トランジスタ77によって決定されるスライス電圧−V0以上であれば、トランジスタ77はオフとなり、上記スライス電圧−V0以下であれば、トランジスタ77はオンとなる。
【0031】
すなわち、Neutral側の電位がHot側の電位よりもV0以上大きい場合にトランジスタ77はオンとなり、Hot側の電位がNeutral側の電位よりも大きいかもしくはHot側とNeutral側の電位差の大きさがV0以下の場合にトランジスタ77はオフとなる。
【0032】
フォトカプラ79は、一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスであり、抵抗78、80は、フォトカップラ79に流れる電流を制限するための抵抗である。交流電源1の電圧が正側から負側に変化し、電位差がスライス電圧−V0以下となるとフォトカプラ79はオフとなり、フォトカプラ79の出力電圧はHighとなる。このとき、「交流電源1のNeutral側電位がHot側電位よりも大きい」ことを表す信号をエンジンコントローラ11に抵抗81を介して出力(報知)する。
【0033】
また、交流電源1の電圧が負側から正側に変化する際に、電位差が−V0以上となってHot側の電位がNeutral側電位より大きくなると、フォトカプラ79の出力電圧はLow(低レベル)となる。このとき、「交流電源1のHot側電位がNeutral電位よりも同等以上である」ことを表す信号をエンジンコントローラ11に抵抗81を介して出力する。以下、エンジンコントロ−ラ11に送出されるこの信号をZEROX信号と呼ぶ。
【0034】
上記のZEROX信号は、信号周期が商用交流電源の周波数とほぼ等しいパルス信号であり、商用交流電源の電位極性に応じて信号レベルが変化する。エンジンコントロ−ラ11はこのZEROX信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検知し、このエッジにトリガをかけて位相制御あるいは波数制御によりトライアック4あるいはトライアック13をオン/オフする。
【0035】
また図2中、21は発熱体3、20あるいは40が形成されているセラミックヒータ24の温度を検知するための温度検出素子で、例えばサーミスタ感温素子が用いられ、セラミックヒータ24上に発熱体3、20あるいは40に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子21は、負荷(制御対象)であるセラミックヒータ24の制御量を検知する制御量検知手段として設けられ、その制御量の検知信号はエンジンコントローラ11に送られる。
【0036】
上記の温度検出素子21によって検出される温度は、抵抗22と該温度検出素子21により分圧された電圧として検出され、この電圧がエンジンコントローラ11にTH信号(検知信号)としてA/Dポートから入力される。つまり、セラミックヒータ24の温度は、TH信号としてエンジンコントローラ11により監視される。
【0037】
そして、エンジンコントローラ11は、セラミックヒータ24の検出温度を内部で設定されている設定温度と比較することによって、セラミックヒータ24を構成する発熱体3、20あるいは40に供給すべき電力を算出し、その供給電力に対応した位相角(位相制御)あるいは波数(波数制御)に換算し、その制御条件によりトランジスタ9にON1信号、あるいはトランジスタ18にON2信号を送出する。
【0038】
更に、発熱体3、20あるいは40に電力を供給して制御する電力供給制御手段であるエンジンコントローラ11が故障し、発熱体3、20あるいは40が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防止手段23がセラミックヒータ24上に配されている。この過昇温防止手段23には、例えば温度ヒューズやサーモスイッチが用いられている。そして、電力供給制御手段の故障により発熱体3、20あるいは40が熱暴走に至り、過昇温防止手段23が所定の温度以上になると、過昇温防止手段23がOPENになり、発熱体3、20及び40への通電が断たれる。
【0039】
また、上記の位相制御によりトライアック4あるいは13を制御して定着器を温度制御しているときに、オン信号を送出して所定の導通角でヒータ24へ通電しようとした場合、交流電源1のラインインピーダンスが非常に大きいと、入力される商用電源電圧がドロップする。この電圧ドロップの大きさは、ヒータ24へ通電される電流と上記のラインインピーダンスによって決定される。
【0040】
その際、ヒータ24への通電をオンしようとする位相角が90°近辺であればあるほど、ヒータ24の抵抗値が低いほど、またラインインピーダンスが大きいほど、特にインダクタンス分が大きいほど、位相制御によるヒータ電流導通オン時の電圧ドロップ分が大きくなる。
【0041】
そして、上記の電圧ドロップ分が大きくなると、ゼロクロス検出回路が誤検出し、本来発生しないZEROX信号のエッジをエンジンコントローラ11に報知してしまう。
【0042】
そこで、本実施例においては図4に示すように、エンジンコントローラ11がトライアック4あるいは13をオンさせようとしてオン信号を送出している間ton、例えば50μsec〜2msecの間は、ZEROX信号を無視するようにしている。このオン信号を送出しているtonの間、ZEROX信号を無視することにより、オン信号の送出時に発生するZEROX信号の誤検知をなくすことができ、本来の商用周波数に対応した位相制御を行うことができる。
【0043】
図4は本実施例における位相制御の概略を示す波形図であり、商用電源電圧とZEROX信号とオン信号及びヒータ電流の関係を示している。
【0044】
また、オン信号を送出する位相角が深く本来のZEROX信号のエッジにかかる場合、例えば125°以上の位相角でオンする場合、図4中のA部に示すように、オン信号の送出時間(ton)においてもエンジンコントローラ11がZEROX信号を監視することにより、本来のZEROX信号を検知することができる。更にこの場合、ton期間中ton’経過時にZEROX信号のエッジを検出した場合は、オン信号の送出時間をton’とすることにより、次の半周期の誤点弧を防ぐことができる。
【0045】
このように、ヒータ24への電力供給を制御するスイッチング素子を所定の位相角以下でオンさせる場合は、オン信号を送出している期間においてZEROX信号を無視し、所定の位相角以上でオンする場合は、ZEROX信号をエンジンコントローラ11で監視し、ZEROX信号のエッジを検知した場合はオン信号をオフとすることにより、ラインインピーダンスが大きい商用電源地域にいても正常なヒータ制御を行うことができる。
【0046】
また、ヒータ24への通電電流をオンする位相角が大きくなって90°から離れるほど、位相制御のオン時にラインインピーダンスの影響により発生する入力交流電源の電圧ドロップが小さくなるので、ゼロクロス検出回路12の誤検知も少なくなる。
【0047】
(第1の参考例)
図5は第1の参考例におけるゼロクロス検出回路12の構成を示す図である。ここでは全波整流の場合を示しているが、第1の実施例と同様半波整流によるゼロクロス検出回路であっても良い。また、図6は第1の参考例の位相制御を示す波形図である。
【0048】
第1の実施例と重複する点は省略するが、図2の交流電源1からの交流電圧はACフィルタ2を介して入力され、整流器51により全波整流される。この全波整流された交流電圧は、抵抗52、ツェナーダイオード53、コンデンサ55、及び抵抗56を介してトランジスタ57のベースに入力される。このとき、入力された商用交流電源電圧の大きさが抵抗52、ツェナーダイオード53、コンデンサ55、抵抗56、及びトランジスタ57によって決定されるスライス電圧Vz以下であれば、トランジスタ57はオフとなり、上記スライス電圧Vz以上であればオンとなる。
【0049】
フォトカプラ59は一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスであり、抵抗58、60はこのフォトカップラ59に流れる電流を制限するための抵抗である。交流電源1の電圧が上記スライス電圧Vz以下であるとき、フォトカプラ59はオフとなり、抵抗60の電圧はLowとなる。このとき、「交流電源1がスライス電圧Vz以下である」ことを表す信号が抵抗61を介してエンジンコントローラ11に出力(報知)される。エンジンコントローラ11に送出されるこの信号をZEROX信号と呼ぶ。
【0050】
上記のZEROX信号は、パルス周期が商用交流電源の周波数とほぼ等しいパルス信号である。エンジンコントローラ11はこのZEROX信号のパルスのエッジを検知し、位相制御あるいは波数制御によりトライアック4あるいは13をオン/オフする。
【0051】
位相制御あるいは波数制御は、エンジンコントローラ11が監視しているZEROX信号をトリガ信号として制御が行われる。エンジンコントローラ11は、図6に示すようにZEROX信号の立ち下がりエッジを検出した際に、直前のZEROX信号の立ち下がりエッジからの時間が予め決められた所定の時間tm以内の場合は、検出したZEROX信号を無視する。つまり、ZEROX信号のパルス周期が所定の時間tm以上の場合のみ、ZEROX信号をトリガ信号として認識し、ヒータ24への電力供給制御を行う。このパルス周期が所定の時間tm以下のZEROX信号を無視することにより、位相角αでヒータ24への通電電流が位相制御される。
【0052】
このように、本参考例においては、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出してから所定時間内はZEROX信号を無視することにより、商用電源に重畳されたノイズによるゼロクロス検出回路の誤検知を防止し、商用周波数に対応した電力制御を行うことができる。
【0053】
また、この所定の時間tmは、想定される商用電源周波数の最大値の2倍よりも大きい値とすることにより、想定される商用電周波数地域で画像形成装置に使用される場合、本来検知すべきZEROX信号を検知することができ、それ以外の外乱等の影響により生じるZEROX信号の誤検知を低減することができる。
【0054】
例えば、商用電源周波数を40Hz〜70Hzと想定した場合、ZEROX信号は半波毎に検出されるため、12.5msec〜7.14msec(80Hz〜140Hz)の周期で検出されることになる。そして、予め設定する所定間tmを7msec程度に設定することにより、40Hz〜70Hzの商用周波数に対して、本来検知すべきZEROX信号を検知することができる。更に、周波数が40Hzの場合でも、100°の位相角までに生じるノイズは除去できるため、ZEROX信号の誤検知による影響を低減することができる。
【0055】
(第2の参考例)
図7は第2の参考例の位相制御を示す波形図である。また、図8は第2の参考例の制御動作を示すフローチャートであり、このフローチャートに示す制御処理は、図2のエンジンコントローラ11により予め記憶されたプログラムに従って実行されるものである。
【0056】
第1の実施例及び第1の参考例と重複する点は省略し、ここでは位相制御の場合について説明する。
【0057】
エンジンコントローラ11にて、セラミックヒータ24への電力供給開始の要求が発生すると(S201)、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出して、ZEROX信号のパルス間隔(周期)Tsを測定する(S202)。このZEROX信号のパルス間隔Tsを8回測定し(S203)、パルス間隔(パルス周期)Tsとして平均値を求め、エンジンコントローラ11で予め設定されている所定時間範囲内、例えば7.14mesc〜12.5msecであるかを判別する
(S204)。
【0058】
所定時間範囲外であれば、再度ZEROX信号のパルス間隔の測定を8回行って判別する。ヒータ駆動要求があってから1sec以上経過しても、測定により平均されたパルス間隔Tsが所定の時間範囲内にならない(S205)場合は、ゼロクロス検出回路が故障しているとみなし(S206)、シーケンスを終了させる。
【0059】
ZEROX信号のパルス間隔Tsが所定時間範囲内であれば、ヒータ24に電力を供給し、定着器の温度が目標温度になるように温度制御を開始する(S207)。このとき、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出してから所定の位相角にてトライアック4あるいは13をオンするようにオン信号を送出し、位相制御を行う。この所定の位相角は、エンジンコントローラ11で目標温度と温度検出素子21の検出温度を比較して投入すべき電力を算出し、その電力に対応するように得られた位相角である。
【0060】
このとき、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出してから所定時間(Ts−γ%)までの間に検出されるZEROX信号は無視し(S208、S209)、所定時間(Ts−γ%)が経過していれば、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出して、位相制御を行う(S208、S210)。
【0061】
そして、ヒータ駆動停止要求がなければ、ヒータ24への供給電力を位相制御して、定着器の温度制御を続ける(S211)。ヒータ駆動停止要求があれば、ヒータ駆動、温度制御を停止する(S212)。図7に示すように、パルス周期が所定の時間Ts以下のZEROX信号を無視することにより、位相角αでヒータ24への通電電流が位相制御される。
【0062】
このように、本参考例においては、ヒータ駆動開始時に商用周波数の2倍の大きさとなるZEROX信号のパルス周期Tsを測定し、そのヒータ供給電力において、ZEROX信号の立ち下がりエッジを検出してから所定時間(Ts−γ%)内はZEROX信号を無視することにより、商用電源に重畳されたノイズによるゼロクロス検出回路の誤検知を防止し、商用周波数に対応した電力制御を行うことができる。ここで、γはパルス周期の測定誤差を考慮する場合の補正値である。
【0063】
ヒータ駆動開始毎にZEROX信号のパルス周期を測定し、そのパルス周期以外で検知されるZEROX信号を無視することにより、本来検知すべきZEROX信号を検知することができ、それ以外の外乱等の影響により生じるZEROX信号の誤検知を低減することができる。また、ヒータ駆動開始毎にZEROX信号のパルス周期を測定することにより、そのときの電源状態を反映できるため、電源変動やラインインピーダンスが大きく負荷変動が大きいような電源地域においても、それに影響されないヒータ制御を行うことができる。
【0064】
(第3の参考例)
上述の第1の実施例及び第1、第2の参考例において、ZEROX信号のパルス周期が所定の周期以外で検知された場合、あるいは所定の位相角以下でヒータ24への通電をオンする際にオン信号のオン期間中にZEROX信号のエッジが検出された場合、その検出頻度がエンジンコントローラ11で設定されている予め決められた頻度以上であれば、例えば「その画像形成装置が使用されている電源事情が、電源電圧変動が大きい、急変商用電源にノイズが重畳している、商用電源のラインインピーダンスが非常に大きい等の劣悪な環境である」とエンジンコントローラ11
が認識することができる。
【0065】
参考例では、このような状態をエンジンコントローラ11が認識すると、画像形成装置に設けられた外部情報出力手段、例えばパネル等の表示手段に「電源状態が悪い」ことを報知し、ユーザに情報を与えることができる。また、インターネットを介して画像形成装置のサービスセンターに「電源状態が悪い」ことを報知することにより、地域別に商用電源の状態をモニタすることができる。このような構成をとることにより、電源事情の地域性を把握できるとともに、ユーザに情報を与えることによって電源環境の改善に役立つことになる。
【0066】
以上、本発明の実施例及び参考例について説明したが、本発明では、入力電源電圧がある閾値以下になったことを検出したときに電力制御手段にパルス信号として報知する電圧検出手段(ゼロクロス検出手段)を有しており、そのパルス信号に基づいて所定の位相角でオン信号を送出して、電力供給を位相制御しており、この電力供給を位相制御する際にオン信号が送出されている期間中にゼロクロス検出手段から報知されるパルス信号が検知された場合、あるいは、上記電圧検出手段から報知されるパルス信号のパルス周期が所定のパルス周期以外であった場合、該パルス信号を無視するようにしている。
【0067】
これにより、商用電源の状態が急変したり、商用電源にノイズが重畳したり、商用電源のラインインピーダンスが非常に大きかったりして商用電源の状態が劣悪な環境下である場合においても、正常な電力制御を行うことができる。そして、この電源装置で所定の温度を維持するように制御される発熱体によって、被加熱材を加熱する加熱装置を制御することにより、商用電源の事情に依存することなく、本来の温度制御を行うことができる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力電源の状態が急変したり、入力電源にノイズが重畳したり、入力電源のラインインピーダンスが非常に大きかったりして入力電源の状態が劣悪な環境下である場合においても、正常な電力制御を行うことができる。
【0069】
また、この電源装置で所定の温度を維持するように制御される発熱体によって、被加熱材を加熱する加熱装置を制御することにより、電源の事情に依存することなく、本来の温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例及び参考例の画像形成装置の構成を示す断面図
【図2】 実施例及び参考例の加熱装置の回路構成を示す図
【図3】 第1の実施例のゼロクロス検出回路の構成を示す図
【図4】 第1の実施例の位相制御を示す波形図
【図5】 第1の参考例のゼロクロス検出回路の構成を示す図
【図6】 第1の参考例の位相制御を示す波形図
【図7】 第2の参考例の位相制御を示す波形図
【図8】 第2の参考例の制御動作を示すフローチャート
【図9】 従来の定着装置の位相制御を示す波形図
【符号の説明】
1 交流電源
3 発熱体
11 エンジンコントローラ
12 ゼロクロス検出回路
20 発熱体
21 温度検出素子
23 過昇温防止手段
24 セラミックヒータ
40 発熱体
101 プリンタ本体
107 レーザスキャナ部
108 画像形成部
109 定着器
109c セラミックヒータ
109d サーミスタ
117 感光ドラム
120 現像器
126 エンジンコントローラ
127 ビデオコントローラ
131 外部装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention particularly relates to an image forming apparatus for fixing a toner image formed by an electrophotographic process onto a transfer paper.SuitableHeating equipmentIn placeIt is related.
[0002]
[Prior art]
  An image forming apparatus using a conventional electrophotographic process will be described.
[0003]
  A thermal fixing device in an electrophotographic image forming apparatus fixes an unfixed image (toner image) formed on a transfer paper (recording paper) by an image forming means of an electrophotographic process on the transfer paper. A heat roller type heat fixing device using a halogen heater as a heat source and a film heating type heat fixing device using a ceramic surface (heat) heater as a heat source are used.
[0004]
  Generally, these heaters are connected to an AC power source via a switching element such as a triac, and power is supplied by the AC power source. In addition, a fixing device using a heater as a heat source is provided with a temperature detection element, for example, a thermistor temperature sensing element. The temperature detection element detects the temperature of the fixing device, and the sequence controller switches based on the detected temperature information. The power supply to the heater, which is a heat source of the fixing device, is turned on / off by controlling the elements on / off, and thereby the temperature of the fixing device is controlled to the target temperature. . This on / off control for the ceramic surface heater is usually performed by phase control or wave number control of the input commercial power supply.
[0005]
  The phase control or wave number control described above includes a point at which the input commercial power supply is switched from positive to negative or from negative to positive, and is a signal for informing that the power supply voltage has fallen below a certain threshold (hereinafter referred to as “zero cross (ZEROX) signal”). ) To trigger on. In general, this zero-cross signal is a pulse signal obtained by full-wave rectification or half-wave rectification of an input commercial power supply waveform and comparing it with a predetermined threshold voltage. Therefore, the pulse period is the commercial power supply frequency or twice the frequency.
[0006]
  In the case of a zero-cross signal obtained from full-wave rectification, the heater is controlled by triggering at the rising or falling edge that changes from the off state to the on state. In the case of a zero cross signal obtained from half-wave rectification, the heater is controlled by triggering on the edge of a pulse that changes from an off state to an on state and from an on state to an off state.
[0007]
  FIG. 9 is a waveform diagram showing control in the case where phase control is performed by applying a trigger to a zero-cross signal obtained from half-wave rectification, and shows the relationship among a commercial power supply voltage, a jelly-cross signal, an ON signal, and a heater current. As shown in the figure, a trigger is applied to the rising and falling edges of the zero-cross signal, which is a pulse signal, and the phase angles α and β are controlled.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  By the way, in the above-mentioned zero cross signal, a pulse edge that changes from the off state to the on state or from the on state to the off state is detected, and this is notified to the sequence controller as an interrupt signal. The heater control of the fixing device is performed based on the zero cross signal. In other words, if the pulse period of the zero-cross signal deviates greatly from the commercial power supply frequency or twice the frequency due to the influence of disturbance, power is actually supplied to the heater at a phase angle that is temporarily different from the phase angle calculated by the sequence controller. Will be.
[0009]
  Therefore, for example, when noise is superimposed on the commercial power supply as shown in FIG. 9, the zero cross may be erroneously detected. At this time, if the heater current should be energized with the phase angle β, the zero-cross signal that was detected erroneously is triggered to turn on at the phase angle of β ′, β ″. When the phase angle set when detected is cleared, the heater current is supplied at the phase angle β ″ as shown in the figure.
[0010]
  Conventionally, when such a phenomenon occurs, temperature control is performed by detecting the temperature of the fixing device, so that temperature information is fed back and the fixing device is generally maintained at a predetermined set temperature. However, when the state of the commercial power supply suddenly changes, noise is superimposed on the commercial power supply, the line impedance of the commercial power supply is very large, and the commercial power supply is in a poor environment, or the fixing device When the control gain of the temperature control cannot be increased so as to correct the influence of the disturbance depending on the configuration, if the pulse period of the zero cross signal deviates from the normal period, the temperature control of the fixing device may be affected.
[0011]
  The present invention has been made in view of the above problems, and can control the load to be maintained in a predetermined setting state even in a situation where the state of the input power supply is not good.RukaHeatPlaceIt is intended to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention,HeatPlaceNext (1)ofConfigure as follows.
[0013]
  (1)A heater that is supplied with power from an AC power source and generates heat, a temperature detection element that detects the temperature of the heater, a zero-cross detection circuit that detects a zero-cross point of the waveform of the AC power source and outputs a detection signal, and the detection signal Phase control means for outputting an ON signal at a phase angle based on a detection result of the temperature detection element as a trigger, and a TRIAC for bringing the power supply circuit to the heater into a conductive state by the ON signal of the phase control means In the heating device,
When the phase angle based on the detection result of the temperature detection element is less than a predetermined phase angle, the phase control unit is configured to output the detection signal while the zero-cross detection circuit outputs the detection signal. Ignore the detection signal,
When the zero cross detection circuit outputs the detection signal when the phase angle based on the detection result of the temperature detection element is equal to or larger than the predetermined phase angle and the on signal is output, the zero cross detection is performed. When the detection signal from the circuit is inputted, the phase control means turns off the output of the on signal.apparatus.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
  (First embodiment)
  FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an image forming apparatus according to the present invention, and shows a schematic configuration of a laser printer using an electrophotographic process.
[0016]
  In the figure, reference numeral 101 denotes a printer main body having a cassette 102 for storing the recording paper S, a recording paper presence sensor 103 for detecting the presence of the recording paper S in the cassette 102, and the size of the recording paper S in the cassette 102. There are provided a size sensor 104 composed of a number of micro switches for detecting the recording paper, a paper feed roller 105 for feeding out the recording paper S from the cassette 102, and the like.
[0017]
  A registration roller pair 106 that synchronously conveys the recording paper S is provided downstream of the paper feed roller 105. Further, an image forming unit 108 that forms a toner image on the recording paper S based on the laser beam from the laser scanner unit 107 is provided downstream of the registration roller pair 106.
[0018]
  Further, a fixing device (heating device) 109 for thermally fixing the toner image formed on the recording paper S is provided downstream of the image forming unit 108. A paper discharge sensor 110 that detects the conveyance state, a paper discharge roller 111 that discharges the recording paper S, and a stacking tray 112 on which the recording paper S that has been recorded are stacked are provided. The conveyance reference of the recording paper S is set so as to be centered with respect to the length of the recording paper S in the direction orthogonal to the conveyance direction of the image forming apparatus, that is, the width of the recording paper S.
[0019]
  The laser scanner unit 107 includes a laser unit 113 that emits a laser beam modulated based on an image signal (VDO) transmitted from an external device 131 described later, and a photosensitive drum 117 that outputs a laser beam from the laser unit 113. A polygon motor 114 for scanning upward, an imaging lens 115, a folding mirror 116, and the like are included.
[0020]
  The image forming unit 108 includes the above-described photosensitive drum 117, primary charging roller 119, developing device 120, transfer charging roller 121, cleaner 122, and the like necessary for a known electrophotographic process. The fixing device 109 includes a fixing film 109a, a pressure roller 109b, a ceramic heater 109c provided inside the fixing film 109a, and a thermistor (temperature detecting means) 109d for detecting the surface temperature of the ceramic heater 109c.
[0021]
  Reference numeral 123 denotes a main motor. A driving force is applied to the paper feed roller 105 via a paper feed roller clutch 124, and a resist roller pair 106 via a resist roller 125. Further, image formation including a photosensitive drum 117 is performed. Driving force is also applied to each unit of the unit 108, the fixing device 109, and the paper discharge roller 111.
[0022]
  An engine controller 126 controls the electrophotographic process by the laser scanner unit 107, the image forming unit 108, and the fixing device 109, and controls the conveyance of the recording paper in the printer main body 101.
[0023]
  Reference numeral 127 denotes a video controller, which is connected to an external device 131 such as a personal computer via a general-purpose interface (Centronics, RS232C, etc.) 130. Image information sent through the general-purpose interface 130 is expanded into bit data, and the bit Data is sent to the engine controller 126 via the signal line 128 as a VDO signal. The interface 130 functions as an external output unit for notifying the external device 131 of information.
[0024]
  FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the heating device (fixing device 109) of this embodiment, and shows a drive circuit and a control circuit of the ceramic heater 24 (ceramic heater 109c).
[0025]
  In the figure, reference numeral 1 denotes a commercial AC power supply connected to the image forming apparatus. The image forming apparatus applies an input voltage from the AC power supply 1 through an AC filter 2 to the heating element 3 and heating element 20 of the ceramic heater 24. Alternatively, the heating element 3, the heating element 20, or the heating element 40 constituting the ceramic heater 24 is heated by supplying the heating element 40. The AC power supply 1 includes a line impedance, and this line impedance can be equivalently expressed by a resistance component and an inductance component.
[0026]
  The supply of electric power to the heating element 3 is controlled by energization and interruption of the triac 4. The resistors 5 and 6 are bias resistors for the triac 4, and the phototriac coupler 7 is a device for securing a creepage distance between the primary and secondary. Then, the triac 4 is turned on by energizing the light emitting diode of the phototriac coupler 7. The resistor 8 is a resistor for limiting the current of the phototriac coupler 7, and turns on / off the phototriac coupler 7 by the transistor 9. The transistor 9 operates according to the ON1 signal from the engine controller 11 via the resistor 10.
[0027]
  Supply of electric power to the heating element 20 or the heating element 40 is performed by switching to each heating element by the relay 41. Electric power is supplied to the heating element 20 by energizing the coil side of the relay 41, and electric power is supplied to the heating element 40 by interrupting the energization to the coil side of the relay 41. The energization and interruption of the coil side of the relay 41 are on / off controlled by the transistor 43. The transistor 43 operates according to the HSW signal from the engine controller 11 via the resistor 44. The diode 42 protects the transistor 43 by absorbing a back electromotive voltage generated in the coil of the relay 41 when the transistor 43 is turned off.
[0028]
  The power supply to the heating element 20 or 40 selected by the relay 41 is controlled by energization and interruption of the triac 13. The resistors 14 and 15 are bias resistors for the triac 13, and the phototriac coupler 16 is a device for securing a creepage distance between the primary and secondary. Then, the triac 13 is turned on by energizing the light emitting diode of the phototriac coupler 16. The resistor 17 is a resistor for limiting the current of the phototriac coupler 16, and turns on / off the phototriac coupler 16 by the transistor 18. The transistor 18 operates according to the ON2 signal from the engine controller 11 via the resistor 19.
[0029]
  The input power supply voltage from the AC power supply 1 is also input to the zero-cross detection circuit 12 that is a voltage detection means via the AC filter 2, and the zero-cross detection circuit 12 detects it when the input power supply voltage falls below a certain threshold value. The detection signal (pulse signal) is output to the engine controller 11. FIG. 3 shows details of the zero-cross detection circuit 12. Here, the case of a half-wave rectifier circuit is shown.
[0030]
  The AC voltage from the AC power source 1 is input to the zero cross detection circuit of FIG. 3 via the AC filter 2 and is half-wave rectified by the rectifiers 70 and 71. In this drive circuit, the Neutral side is rectified. The half-wave rectified AC voltage is input to the base of the transistor 77 via the resistor 72, the capacitor 75, and the resistors 73 and 76. At this time, if the voltage of the AC power supply 1 is equal to or higher than the slice voltage −V 0 determined by the resistor 72, the capacitor 75, the resistors 73 and 76, and the transistor 77, the transistor 77 is turned off. Thus, the transistor 77 is turned on.
[0031]
  That is, when the neutral side potential is V0 or more higher than the Hot side potential, the transistor 77 is turned on, and the Hot side potential is larger than the Neutral side potential or the potential difference between the Hot side and the Neutral side is V0. The transistor 77 is turned off in the following cases.
[0032]
  The photocoupler 79 is a device for securing a creepage distance between the primary and secondary, and the resistors 78 and 80 are resistors for limiting the current flowing through the photocoupler 79. When the voltage of the AC power supply 1 changes from the positive side to the negative side and the potential difference becomes equal to or lower than the slice voltage −V0, the photocoupler 79 is turned off, and the output voltage of the photocoupler 79 becomes High. At this time, a signal indicating that “the neutral side potential of the AC power supply 1 is greater than the hot side potential” is output (notified) to the engine controller 11 via the resistor 81.
[0033]
  Further, when the voltage of the AC power supply 1 changes from the negative side to the positive side, if the potential difference becomes −V0 or more and the Hot side potential becomes larger than the Neutral side potential, the output voltage of the photocoupler 79 becomes Low (low level). ) At this time, a signal indicating that “the Hot side potential of the AC power supply 1 is equal to or higher than the Neutral potential” is output to the engine controller 11 via the resistor 81. Hereinafter, this signal sent to the engine controller 11 is referred to as a ZEROX signal.
[0034]
  The ZEROX signal is a pulse signal having a signal cycle substantially equal to the frequency of the commercial AC power supply, and the signal level changes according to the potential polarity of the commercial AC power supply. The engine controller 11 detects the rising and falling edges of the ZEROX signal, triggers this edge, and turns on / off the triac 4 or the triac 13 by phase control or wave number control.
[0035]
  In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a temperature detecting element for detecting the temperature of the ceramic heater 24 on which the heating element 3, 20 or 40 is formed. For example, a thermistor temperature sensing element is used, and the heating element is provided on the ceramic heater 24. In order to secure an insulation distance with respect to 3, 20, or 40, it is disposed via an insulator having a withstand voltage. The temperature detection element 21 is provided as control amount detection means for detecting the control amount of the ceramic heater 24 that is a load (control target), and a detection signal of the control amount is sent to the engine controller 11.
[0036]
  The temperature detected by the temperature detection element 21 is detected as a voltage divided by the resistor 22 and the temperature detection element 21, and this voltage is sent from the A / D port as a TH signal (detection signal) to the engine controller 11. Entered. That is, the temperature of the ceramic heater 24 is monitored by the engine controller 11 as a TH signal.
[0037]
  And the engine controller 11 calculates the electric power which should be supplied to the heat generating body 3, 20 or 40 which comprises the ceramic heater 24 by comparing the detection temperature of the ceramic heater 24 with the preset temperature set inside. The phase angle (phase control) or wave number (wave number control) corresponding to the supplied power is converted, and an ON1 signal is sent to the transistor 9 or an ON2 signal is sent to the transistor 18 depending on the control conditions.
[0038]
  Furthermore, when the engine controller 11 which is a power supply control means for supplying power to the heating element 3, 20 or 40 fails and the heating element 3, 20 or 40 reaches a thermal runaway, an excessive temperature rise is prevented. As one means for doing so, an excessive temperature rise prevention means 23 is disposed on the ceramic heater 24. For example, a thermal fuse or a thermo switch is used as the excessive temperature rise prevention means 23. When the heating element 3, 20 or 40 reaches a thermal runaway due to a failure of the power supply control means, and the excessive temperature rise prevention means 23 exceeds a predetermined temperature, the excess temperature rise prevention means 23 becomes OPEN, and the heating element 3 , 20 and 40 are de-energized.
[0039]
  Further, when the temperature of the fixing device is controlled by controlling the triac 4 or 13 by the above phase control, when the heater 24 is energized at a predetermined conduction angle by sending an ON signal, the AC power source 1 If the line impedance is very large, the input commercial power supply voltage drops. The magnitude of this voltage drop is determined by the current supplied to the heater 24 and the line impedance.
[0040]
  At that time, as the phase angle at which energization to the heater 24 is turned on is near 90 °, the resistance value of the heater 24 is lower, the line impedance is larger, and particularly the inductance is larger, the phase control is performed. The voltage drop when the heater current conduction is turned on due to increases.
[0041]
  When the voltage drop is increased, the zero-cross detection circuit erroneously detects and notifies the engine controller 11 of an edge of the ZEROX signal that does not occur originally.
[0042]
  Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the ZEROX signal is ignored during the ton, for example, between 50 μsec and 2 msec, while the engine controller 11 is sending an on signal to turn on the triac 4 or 13. I am doing so. By ignoring the ZEROX signal during ton sending this ON signal, false detection of the ZEROX signal that occurs when sending the ON signal can be eliminated, and phase control corresponding to the original commercial frequency is performed. Can do.
[0043]
  FIG. 4 is a waveform diagram showing an outline of the phase control in this embodiment, and shows the relationship among the commercial power supply voltage, the ZEROX signal, the ON signal, and the heater current.
[0044]
  Further, when the phase angle for transmitting the ON signal is deep and it is applied to the edge of the original ZEROX signal, for example, when the signal is turned on at a phase angle of 125 ° or more, as shown in part A in FIG. (ton), the engine controller 11 can detect the original ZEROX signal by monitoring the ZEROX signal. Further, in this case, when the edge of the ZEROX signal is detected when ton 'elapses during the ton period, it is possible to prevent erroneous firing of the next half cycle by setting the transmission time of the on signal to ton'.
[0045]
  As described above, when the switching element that controls the power supply to the heater 24 is turned on at a predetermined phase angle or less, the ZEROX signal is ignored during the period when the on signal is transmitted, and the switching element is turned on at a predetermined phase angle or more. In this case, the ZEROX signal is monitored by the engine controller 11, and when an edge of the ZEROX signal is detected, the on signal is turned off, so that normal heater control can be performed even in a commercial power supply region where the line impedance is large. .
[0046]
  Further, as the phase angle for turning on the energization current to the heater 24 increases and moves away from 90 °, the voltage drop of the input AC power supply generated by the influence of the line impedance when the phase control is turned on becomes smaller. The false detection of is also reduced.
[0047]
  (No.1 referenceExample)
  FIG.Reference example 1It is a figure which shows the structure of the zero cross detection circuit 12 in FIG. Although the case of full wave rectification is shown here, a zero cross detection circuit by half wave rectification may be used as in the first embodiment. In addition, FIG.1 referenceIt is a wave form diagram which shows the phase control of an example.
[0048]
  Although the point which overlaps with a 1st Example is abbreviate | omitted, the alternating voltage from the alternating current power supply 1 of FIG. 2 is input through the AC filter 2, and is full-wave rectified by the rectifier 51. FIG. The full-wave rectified AC voltage is input to the base of the transistor 57 via the resistor 52, the Zener diode 53, the capacitor 55, and the resistor 56. At this time, if the magnitude of the input commercial AC power supply voltage is equal to or lower than the slice voltage Vz determined by the resistor 52, the Zener diode 53, the capacitor 55, the resistor 56, and the transistor 57, the transistor 57 is turned off, and the slice Turns on when the voltage is Vz or higher.
[0049]
  The photocoupler 59 is a device for securing a creepage distance between the primary and secondary, and the resistors 58 and 60 are resistors for limiting the current flowing through the photocoupler 59. When the voltage of the AC power supply 1 is equal to or lower than the slice voltage Vz, the photocoupler 59 is turned off and the voltage of the resistor 60 is Low. At this time, a signal indicating that “the AC power supply 1 is equal to or lower than the slice voltage Vz” is output (notified) to the engine controller 11 via the resistor 61. This signal sent to the engine controller 11 is called a ZEROX signal.
[0050]
  The ZEROX signal is a pulse signal having a pulse period substantially equal to the frequency of the commercial AC power supply. The engine controller 11 detects the edge of the pulse of the ZEROX signal, and turns on / off the triac 4 or 13 by phase control or wave number control.
[0051]
  Phase control or wave number control is performed using the ZEROX signal monitored by the engine controller 11 as a trigger signal. When the engine controller 11 detects the falling edge of the ZEROX signal as shown in FIG. 6, it detects if the time from the falling edge of the immediately preceding ZEROX signal is within a predetermined time tm. Ignore the ZEROX signal. That is, only when the pulse period of the ZEROX signal is equal to or longer than the predetermined time tm, the ZEROX signal is recognized as a trigger signal, and power supply control to the heater 24 is performed. By ignoring the ZEROX signal whose pulse period is equal to or less than the predetermined time tm, the energization current to the heater 24 is phase-controlled at the phase angle α.
[0052]
  Like thisreferenceIn the example, by detecting the falling edge of the ZEROX signal and ignoring the ZEROX signal within a predetermined time, the zero-cross detection circuit is prevented from being erroneously detected due to noise superimposed on the commercial power supply, and is compatible with the commercial frequency. Power control can be performed.
[0053]
  The predetermined time tm is set to a value larger than twice the maximum value of the assumed commercial power supply frequency.AndIn addition, when used in an image forming apparatus in an assumed commercial power frequency region, it is possible to detect a ZEROX signal that should be detected originally, and to reduce false detection of a ZEROX signal caused by other disturbances and the like. Can do.
[0054]
  For example, when the commercial power supply frequency is assumed to be 40 Hz to 70 Hz, the ZEROX signal is detected every half wave, so that it is detected at a cycle of 12.5 msec to 7.14 msec (80 Hz to 140 Hz). Then, by setting the predetermined time tm set in advance to about 7 msec, it is possible to detect a ZEROX signal that should be detected for a commercial frequency of 40 Hz to 70 Hz. Furthermore, even when the frequency is 40 Hz, noise generated up to a phase angle of 100 ° can be removed, so that it is possible to reduce the influence caused by erroneous detection of the ZEROX signal.
[0055]
  (No.Reference of 2Example)
  FIG.Reference of 2It is a wave form diagram which shows the phase control of an example. In addition, FIG.Reference of 2It is a flowchart which shows the control operation | movement of an example, The control processing shown in this flowchart is performed according to the program previously stored by the engine controller 11 of FIG.
[0056]
  FirstExamples ofAnd the second1 referenceThe point which overlaps with an example is abbreviate | omitted and the case of phase control is demonstrated here.
[0057]
  When the engine controller 11 makes a request to start power supply to the ceramic heater 24 (S201), the falling edge of the ZEROX signal is detected and the pulse interval (cycle) Ts of the ZEROX signal is measured (S202). The pulse interval Ts of this ZEROX signal is measured eight times (S203), an average value is obtained as the pulse interval (pulse period) Ts, and within a predetermined time range set in advance by the engine controller 11, for example, 7.14 mesc-12. Determine if it is 5 msec
(S204).
[0058]
  If it is out of the predetermined time range, the pulse interval of the ZEROX signal is measured again 8 times to determine. If the pulse interval Ts averaged by measurement does not fall within the predetermined time range even after 1 sec has elapsed since the heater drive request has been made (S205), it is considered that the zero-cross detection circuit has failed (S206). End the sequence.
[0059]
  If the pulse interval Ts of the ZEROX signal is within the predetermined time range, power is supplied to the heater 24 and temperature control is started so that the temperature of the fixing device becomes the target temperature (S207). At this time, after detecting the falling edge of the ZEROX signal, an on signal is sent to turn on the triac 4 or 13 at a predetermined phase angle, and phase control is performed. The predetermined phase angle is a phase angle obtained by calculating the power to be input by comparing the target temperature with the detected temperature of the temperature detection element 21 by the engine controller 11 and corresponding to the power.
[0060]
  At this time, the ZEROX signal detected between the detection of the falling edge of the ZEROX signal and the predetermined time (Ts−γ%) is ignored (S208, S209), and the predetermined time (Ts−γ%) has elapsed. If so, the falling edge of the ZEROX signal is detected and phase control is performed (S208, S210).
[0061]
  If there is no heater drive stop request, the phase of the power supplied to the heater 24 is controlled to continue the temperature control of the fixing device (S211). If there is a heater drive stop request, heater drive and temperature control are stopped (S212). As shown in FIG. 7, by ignoring the ZEROX signal whose pulse period is equal to or less than the predetermined time Ts, the current supplied to the heater 24 is phase-controlled at the phase angle α.
[0062]
  Like thisreferenceIn the example, the pulse period Ts of the ZEROX signal that is twice the commercial frequency at the start of heater driving is measured, and a predetermined time (Ts−γ) is detected after detecting the falling edge of the ZEROX signal in the heater supply power. %) Ignores the ZEROX signal, thereby preventing erroneous detection of the zero cross detection circuit due to noise superimposed on the commercial power supply, and performing power control corresponding to the commercial frequency. Here, γ is a correction value when considering the measurement error of the pulse period.
[0063]
  By measuring the pulse period of the ZEROX signal each time the heater is started and ignoring the ZEROX signal detected outside the pulse period, the ZEROX signal that should be detected can be detected. It is possible to reduce false detection of the ZEROX signal caused by the above. In addition, since the power supply state at that time can be reflected by measuring the pulse period of the ZEROX signal every time the heater driving is started, the heater is not affected by this even in a power supply region where the power supply fluctuation or the line impedance is large and the load fluctuation is large. Control can be performed.
[0064]
  (No.3 referencesExample)
  Above1'sExampleAnd first and second reference examples, The edge of the ZEROX signal is detected when the pulse period of the ZEROX signal is detected at a non-predetermined period, or when the heater 24 is turned on at a predetermined phase angle or less during the ON period of the ON signal. In this case, if the detection frequency is equal to or higher than a predetermined frequency set by the engine controller 11, for example, “the power supply situation in which the image forming apparatus is used has a large power supply voltage fluctuation, noise in a sudden change commercial power supply” Is an inferior environment where the line impedance of the commercial power supply is very large, etc. "
Can be recognized.
[0065]
  BookreferenceIn the example, when the engine controller 11 recognizes such a state, the external information output unit provided in the image forming apparatus, for example, a display unit such as a panel is notified that the power supply state is bad and information is given to the user. be able to. Further, by notifying the service center of the image forming apparatus via the Internet that “the power supply state is bad”, it is possible to monitor the state of the commercial power supply for each region. By adopting such a configuration, it is possible to grasp the regionality of the power supply situation, and to help improve the power supply environment by giving information to the user.
[0066]
  As described above, the present inventionThe fruitExamplesAnd reference examplesIn the present invention, the present invention has voltage detection means (zero cross detection means) for notifying the power control means as a pulse signal when it is detected that the input power supply voltage is below a certain threshold value. Based on the signal, an ON signal is transmitted at a predetermined phase angle to control the phase of power supply, and when the ON signal is transmitted during phase control of this power supply, the zero cross detection means notifies the user. When a pulse signal is detected, or when the pulse period of the pulse signal notified from the voltage detection means is other than a predetermined pulse period, the pulse signal is ignored.
[0067]
  As a result, even when the state of the commercial power supply suddenly changes, noise is superimposed on the commercial power supply, or the line impedance of the commercial power supply is very large, the normal state of the commercial power supply is poor. Power control can be performed. And by controlling the heating device that heats the material to be heated by the heating element that is controlled to maintain a predetermined temperature by this power supply device, the original temperature control can be performed without depending on the situation of the commercial power supply. It can be carried out.
[0068]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, the state of the input power supply is abruptly changed, noise is superimposed on the input power supply, the line impedance of the input power supply is very large, and the input power supply is in a poor environment. Even in the case of normal, normal power control can be performed.
[0069]
  In addition, by controlling the heating device that heats the material to be heated by the heating element that is controlled so as to maintain a predetermined temperature by the power supply device, the original temperature control is performed without depending on the circumstances of the power supply. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.And reference examplesSectional view showing the configuration of the image forming apparatus
FIG. 2 ExampleAnd reference examplesOf the circuit configuration of the heating device
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a zero-cross detection circuit according to the first embodiment.
FIG. 4 is a waveform diagram showing phase control of the first embodiment.
FIG. 51 referenceDiagram showing the configuration of an example zero-cross detection circuit
FIG. 61 referenceWaveform diagram showing example phase control
FIG. 7Reference of 2Waveform diagram showing example phase control
FIG. 8Reference of 2Flow chart showing example control operation
FIG. 9 is a waveform diagram showing phase control of a conventional fixing device.
[Explanation of symbols]
    1 AC power supply
    3 Heating elements
  11 Engine controller
  12 Zero cross detection circuit
  20 Heating element
  21 Temperature sensing element
  23 Over temperature rise prevention means
  24 Ceramic heater
  40 Heating element
101 Printer body
107 Laser scanner
108 Image forming unit
109 Fixing device
109c ceramic heater
109d thermistor
117 Photosensitive drum
120 Developer
126 Engine controller
127 video controller
131 External device

Claims (1)

交流電源から電力供給されて発熱するヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記交流電源の波形のゼロクロス点を検出して検出信号を出力するゼロクロス検出回路と、前記検出信号をトリガとし、前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角でオン信号を出力する位相制御手段と、前記位相制御手段のオン信号によって前記ヒータへの給電回路を導通状態にするトライアックと、を有する加熱装置において、
前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角が所定の位相角未満の場合、前記オン信号を出力している間に前記ゼロクロス検出回路が前記検出信号を出力しても前記位相制御手段は前記検出信号を無視し、
前記温度検知素子の検知結果に基づいた位相角が前記所定の位相角以上の場合で且つ前記オン信号が出力されている間に前記ゼロクロス検出回路が前記検出信号を出力したときは、前記ゼロクロス検出回路からの前記検出信号が入力した時点で前記位相制御手段は前記オン信号の出力をオフすることを特徴にする加熱装置。
A heater that is supplied with power from an AC power source and generates heat, a temperature detection element that detects the temperature of the heater, a zero-cross detection circuit that detects a zero-cross point of the waveform of the AC power source and outputs a detection signal, and the detection signal Phase control means for outputting an ON signal at a phase angle based on a detection result of the temperature detection element as a trigger, and a TRIAC for bringing the power supply circuit to the heater into a conductive state by the ON signal of the phase control means In the heating device,
When the phase angle based on the detection result of the temperature detection element is less than a predetermined phase angle, the phase control unit is configured to output the detection signal while the zero-cross detection circuit outputs the detection signal. Ignore the detection signal,
When the zero cross detection circuit outputs the detection signal when the phase angle based on the detection result of the temperature detection element is equal to or larger than the predetermined phase angle and the on signal is output, the zero cross detection is performed. The heating apparatus , wherein the phase control means turns off the output of the ON signal when the detection signal from the circuit is input .
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JP4614382B2 (en) 2004-10-29 2011-01-19 キヤノン株式会社 Power supply apparatus, heating apparatus, and image forming apparatus
JP4847173B2 (en) * 2006-03-28 2011-12-28 キヤノン株式会社 Signal processing apparatus, current detection apparatus, power control apparatus, and image forming apparatus including these
JP4978249B2 (en) * 2007-03-14 2012-07-18 オムロン株式会社 Power conditioner
JP5205078B2 (en) * 2008-02-26 2013-06-05 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Heater device and image forming apparatus
JP5389393B2 (en) * 2008-08-08 2014-01-15 キヤノンファインテック株式会社 Image forming apparatus and zero-cross detection control method
JP4973695B2 (en) * 2009-06-09 2012-07-11 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 Heater control device
JP5056835B2 (en) 2009-11-26 2012-10-24 ブラザー工業株式会社 Heating apparatus and image forming apparatus
JP5570257B2 (en) * 2010-03-17 2014-08-13 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2011237561A (en) * 2010-05-10 2011-11-24 Konica Minolta Business Technologies Inc Image-forming apparatus and method of controlling the same
JP6700704B2 (en) * 2015-09-30 2020-05-27 キヤノン株式会社 Power supply device and image forming apparatus
WO2023112233A1 (en) * 2021-12-15 2023-06-22 住友電気工業株式会社 Heater control device and power control method

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