JP5793927B2 - Induction heating apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、例えば画像形成装置の定着装置の加熱源等として用いられる誘導加熱装置、及び該誘導加熱装置が用いられた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an induction heating device used as, for example, a heating source of a fixing device of an image forming apparatus, and an image forming apparatus using the induction heating device.

例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、さらにはこれらの装置の機能を集約したMFP(Multi Function Peripherals)と称される多機能デジタル画像形成装置等には、定着装置における定着ローラを加熱する加熱源として誘導加熱装置が用いられているものがある。   For example, image forming apparatuses such as copiers, printers, facsimiles, and the like, and multifunction digital image forming apparatuses called MFP (Multi Function Peripherals) that integrate the functions of these apparatuses include a fixing roller in the fixing apparatus. There is one in which an induction heating device is used as a heating source for heating.

このような誘導加熱装置として、誘導加熱用のコイルへ例えば商用の交流電圧を全波整流し直流に変換して印加するとともに、誘導加熱用のコイルと直列に接続された例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)等からなるスイッチング素子のオン・オフを制御することにより、加熱ローラへ供給する電力を制御する方式のものが従来より用いられている。   As such an induction heating device, for example, a commercial AC voltage is full-wave rectified and converted into a direct current and applied to a coil for induction heating, for example, and an insulated gate bipolar transistor connected in series with the coil for induction heating, for example 2. Description of the Related Art Conventionally, a method of controlling power supplied to a heating roller by controlling on / off of a switching element made of (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) has been used.

また、定着装置として、画像形成装置に対するウォームアップ時間の短縮や省エネルギ等の要請から、熱容量の小さいものが求められている。この熱容量の小さい定着装置は、急速に加熱できる反面、急速に温度低下してしまう特徴がある。従って、熱容量の小さい定着装置で温度を一定に保つためには、加熱誘導装置の細やかな電力制御が必要となる。   In addition, as a fixing device, a device having a small heat capacity is demanded in order to shorten the warm-up time for the image forming apparatus and to save energy. The fixing device having a small heat capacity can be rapidly heated, but has a feature that the temperature is rapidly lowered. Therefore, in order to keep the temperature constant with a fixing device having a small heat capacity, fine power control of the heating induction device is required.

ところで、誘導加熱装置の動作中において、商用の入力交流(50/60Hz)にサージ電圧が入力された場合、誘導加熱用のコイルをスイッチングする前記スイッチング素子に過大な電圧が印加され、スイッチング素子が破壊されることがある。また、入力電圧が異常に大きく変動したような場合にも、スイッチング素子が破壊されることがあるが、サージ電圧が単発的に発生するのに対し、異常な変動電圧は規則的に繰り返される傾向にある。   By the way, when a surge voltage is input to a commercial input AC (50/60 Hz) during the operation of the induction heating device, an excessive voltage is applied to the switching element that switches the induction heating coil, and the switching element It can be destroyed. In addition, when the input voltage fluctuates abnormally, the switching element may be destroyed, but the surge voltage is generated once, whereas the abnormal fluctuation voltage tends to be repeated regularly. It is in.

そこで、上記のようなサージ電圧や異常な変動電圧を検出する回路を設け、これらの異常電圧が発生した場合は誘導加熱装置の動作を停止することが一般に行われているが、検出された異常電圧がサージ電圧によるものか異常な変動電圧によるものかの区別が容易でない。このため従来では、サージ電圧の場合であっても、異常な変動電圧であるか否かを判断するための比較的長い停止時間が確保されていた。   Therefore, a circuit for detecting the surge voltage and abnormal fluctuation voltage as described above is provided, and when these abnormal voltages occur, the operation of the induction heating device is generally stopped. It is not easy to distinguish whether the voltage is due to surge voltage or abnormal voltage fluctuation. For this reason, conventionally, even in the case of a surge voltage, a relatively long stop time for determining whether the voltage is an abnormal fluctuation voltage has been secured.

なお、特許文献1には、局所的に加熱されるよう加熱ヒータが配置されるとともに、局所的な加熱箇所の過剰な温度上昇を防止するため、ウォームアップ時に定着ローラを回転させるようにした定着装置が開示されている。   In Patent Document 1, a heater is disposed so as to be locally heated, and a fixing roller is rotated during warm-up in order to prevent an excessive temperature rise in a locally heated portion. An apparatus is disclosed.

特開2002−40871号公報JP 2002-40871 A

しかしながら、誘導加熱装置の停止時間が長いと、定着装置の温度が低下し定着性能に影響を及ぼす恐れがあった。   However, when the stop time of the induction heating device is long, the temperature of the fixing device is lowered, which may affect the fixing performance.

特に、前述したような昨今の熱容量の小さい定着装置の場合には、誘導加熱装置からの電力供給が停止すると、定着ローラの温度が瞬間的に低下することから、未定着画像が発生しやすく定着不良となるという問題があった。   In particular, in the case of a fixing device having a small heat capacity as described above, when the power supply from the induction heating device is stopped, the temperature of the fixing roller is instantaneously lowered, so that an unfixed image is easily generated. There was a problem of becoming defective.

なお、このような問題は、前記特許文献1に記載の技術によっては解決することはできなかった。   Such a problem cannot be solved by the technique described in Patent Document 1.

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、サージ電圧や異常な入力変動電圧等の異常電圧を検出した場合の装置の停止を可及的に抑制できる誘導加熱装置、及び該誘導加熱装置が用いられた画像形成装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a technical background, and is an induction heating apparatus that can suppress the stoppage of the apparatus as much as possible when an abnormal voltage such as a surge voltage or an abnormal input fluctuation voltage is detected. And an image forming apparatus using the induction heating device.

上記課題は、以下の手段によって解決される。
(1)交流電源からの交流電圧を直流に整流する整流回路と、該整流回路で得られた直流電圧を印加されるとともに、被加熱体を誘導加熱するためのコイルと、該コイルに直列に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、前記被加熱体への供給電力を制御する電力制御手段と、異常電圧を検出する異常電圧検出手段と、前記交流電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段と、該ゼロクロス検出手段により検出されたゼロクロスから、前記異常電圧検出手段により検出された異常電圧までの時間をカウントする計時手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記異常電圧検出手段により異常電圧が検出されたときは、前記被加熱体への電力供給を一旦停止させるとともに、前記ゼロクロス検出手段により検出されたゼロクロスのタイミングで電力供給を再開し、再度異常が検出されたときのゼロクロスから異常電圧までの時間が、前回の異常電圧検出時のゼロクロスから異常電圧までの時間と一定範囲内であるときに、前記被加熱体への電力供給を完全停止させることを特徴とする誘導加熱装置。
(2)前記異常電圧の発生回数をカウントする計数手段を備え、前記計数手段によりカウントされた異常電圧の単位時間内の発生回数が一定以上の場合にも、前記電力制御手段は、前記被加熱体への電力供給を完全停止させる前項1に記載の誘導加熱装置。
(3)前記電力制御手段は、前記再度異常が検出された時のゼロクロスから異常電圧までの時間のカウント値が、前記前回の異常電圧検出時のゼロクロスから異常電圧までの時間のカウント値と同じとみなせる値であるときに、前記被加熱体への電力供給を完全停止させる前項1または2に記載の誘導加熱装置。
(4)前項1〜3のいずれかに記載の誘導加熱装置が、定着装置の加熱源に用いられていることを特徴とする画像形成装置。
The above problem is solved by the following means.
(1) A rectifier circuit that rectifies an AC voltage from an AC power source into DC, a DC voltage obtained by the rectifier circuit, a coil for induction heating of a heated object, and a series of the coils A connected switching element; power control means for controlling power supplied to the heated object by controlling on / off of the switching element; abnormal voltage detection means for detecting abnormal voltage; and Zero cross detection means for detecting zero cross, and time measuring means for counting the time from the zero cross detected by the zero cross detection means to the abnormal voltage detected by the abnormal voltage detection means, the power control means, When an abnormal voltage is detected by the abnormal voltage detection means, power supply to the heated body is temporarily stopped and the zero cross detection is performed. The power supply is restarted at the timing of the zero cross detected by the means, and the time from the zero cross to the abnormal voltage when the abnormality is detected again is within a certain range with the time from the zero cross to the abnormal voltage at the previous abnormal voltage detection Then, the induction heating apparatus is characterized in that the power supply to the heated object is completely stopped.
(2) Counting means for counting the number of occurrences of the abnormal voltage is provided, and even when the number of occurrences of the abnormal voltage counted by the counting means within a unit time is more than a certain value, the power control means 2. The induction heating device according to item 1, wherein power supply to the body is completely stopped.
(3) In the power control means, the count value of the time from the zero cross to the abnormal voltage when the abnormality is detected again is the same as the count value of the time from the zero cross to the abnormal voltage at the time of the previous abnormal voltage detection. 3. The induction heating device according to item 1 or 2, wherein the power supply to the object to be heated is completely stopped when the value can be regarded as being.
(4) An image forming apparatus, wherein the induction heating device according to any one of items 1 to 3 is used as a heating source of a fixing device.

前項(1)に記載の発明によれば、異常電圧が検出されたときは、被加熱体への電力供給を一旦停止させるとともに、交流電圧のゼロクロスのタイミングで電力供給を再開し、再度異常が検出されたときのゼロクロスから異常電圧までの時間が、前回の異常電圧検出時のゼロクロスから異常電圧までの時間と一定範囲内であるときに、被加熱体への電力供給を完全停止させ、一定範囲内でなければ電力供給は停止しない。従って、サージ電圧のような不定期で単発的な異常電圧については、電力供給の完全停止がなされないから、その分、異常電圧を検出した場合の電力供給の停止時間を少なくできる。   According to the invention described in the preceding paragraph (1), when an abnormal voltage is detected, the power supply to the heated body is temporarily stopped, the power supply is restarted at the zero cross timing of the AC voltage, and the abnormality is again detected. When the time from the zero cross to the abnormal voltage when detected is within a certain range with the time from the zero cross at the previous abnormal voltage detection to the abnormal voltage, the power supply to the heated object is completely stopped and fixed If it is not within the range, the power supply does not stop. Therefore, since the power supply is not completely stopped for irregular and one-time abnormal voltages such as surge voltage, the power supply stop time when the abnormal voltage is detected can be reduced accordingly.

前項(2)に記載の発明によれば、異常電圧の単位時間内の発生回数が一定以上の場合にも、被加熱体への電力供給が完全停止されるから、スイッチング素子の破壊の危険性を確実に回避することができる。   According to the invention described in item (2) above, since the power supply to the heated object is completely stopped even when the number of occurrences of the abnormal voltage within the unit time is more than a certain value, there is a risk of destruction of the switching element. Can be reliably avoided.

前項(3)に記載の発明によれば、サージ電圧のような不定期で単発的な異常電圧については、電力供給の完全停止がなされないから、その分、異常電圧を検出した場合の定着装置の加熱停止時間を少なくできる結果、定着ローラの温度の温度低下を防止でき、未定着画像の発生を防止できる画像形成装置となる。   According to the invention described in (3) above, the power supply is not completely stopped for irregular and one-time abnormal voltages such as surge voltages, and accordingly, the fixing device when the abnormal voltage is detected accordingly. As a result of reducing the heating stop time, it is possible to prevent the temperature of the fixing roller from decreasing and to prevent the occurrence of an unfixed image.

この発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. (A)は商用電源の交流電圧にサージ電圧が入力された状態を示し、(B)は交流電圧の異常変動により、正負のピーク電圧がいずれもスイッチング素子の破損レベルを超えている状態を示す図である。(A) shows a state where a surge voltage is input to an AC voltage of a commercial power supply, and (B) shows a state where both positive and negative peak voltages exceed the level of damage to the switching element due to abnormal fluctuations in the AC voltage. FIG. 異常電圧検出時の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process at the time of abnormal voltage detection. 異常電圧検出時の他の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other process at the time of abnormal voltage detection. 異常電圧検出時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of abnormal voltage detection. ゼロクロス割り込み処理のフローチャートである。It is a flowchart of a zero cross interruption process. 従来の異常電圧検出時の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process at the time of the conventional abnormal voltage detection.

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、この発明の一実施形態に係る誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。この実施形態では、誘導加熱装置10は前述したMFP等の画像形成装置1に搭載され、定着部における被加熱体としての定着ローラ30を加熱するものとなされている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an induction heating apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the induction heating device 10 is mounted on the image forming apparatus 1 such as the MFP described above, and heats the fixing roller 30 as a heated body in the fixing unit.

誘導加熱装置10は、商用電源101と、全波整流回路102と、誘導加熱用のコイル(インダクタ)103と、コンデンサ104と、スイッチング素子105と、IGBT駆動回路106と、電力制御部107と、異常電圧検出回路108と、入力電圧検出回路109と、ゼロクロス検出回路110と、入力電流検出回路111を備えている。   The induction heating device 10 includes a commercial power supply 101, a full-wave rectifier circuit 102, an induction heating coil (inductor) 103, a capacitor 104, a switching element 105, an IGBT drive circuit 106, a power control unit 107, An abnormal voltage detection circuit 108, an input voltage detection circuit 109, a zero-cross detection circuit 110, and an input current detection circuit 111 are provided.

商用電源11は50/60Hzの100Vの交流電源であり、全波整流回路12は商用電源11の100Vの交流電圧を全波整流して直流に変換するものである。   The commercial power source 11 is a 50/60 Hz 100V AC power source, and the full-wave rectification circuit 12 performs full-wave rectification of the commercial power source 11's 100V AC voltage to convert it into direct current.

コイル13は、前記全波整流回路12の出力電圧を受領し、磁気的に結合された被加熱体としての定着ローラ30を誘導加熱する。   The coil 13 receives the output voltage of the full-wave rectifier circuit 12 and induction-heats the fixing roller 30 as a heated body magnetically coupled.

コンデンサ104はコイル103と並列に接続され、コイル103とで共振回路112を形成する。   The capacitor 104 is connected in parallel with the coil 103, and forms a resonance circuit 112 with the coil 103.

スイッチング素子105はコイル103と直列に接続され、全波整流回路12から共振回路112及びスイッチング素子105を巡って全波整流回路102へと至る閉ループを形成している。スイッチング素子105の種類は限定されないが、この実施形態では、前述した絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)が用いられている。   The switching element 105 is connected in series with the coil 103 and forms a closed loop from the full wave rectifier circuit 12 to the full wave rectifier circuit 102 through the resonance circuit 112 and the switching element 105. The type of the switching element 105 is not limited, but in this embodiment, the above-described insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used.

IGBT駆動回路106は、電力制御部107からの指示に基づいてスイッチング素子105をオン・オフすることにより、スイッチング素子105を高周波スイッチング駆動するものである。   The IGBT drive circuit 106 performs high-frequency switching drive of the switching element 105 by turning on and off the switching element 105 based on an instruction from the power control unit 107.

電力制御部107は、IGBT駆動回路106を介してスイッチング素子105のオン・オフを制御することにより、定着ローラへの供給電力を制御するものであり、図示しないCPU、ROM、RAM等により構成されている。   The power control unit 107 controls the power supplied to the fixing roller by controlling on / off of the switching element 105 via the IGBT drive circuit 106, and includes a CPU, ROM, RAM, and the like (not shown). ing.

異常電圧検出回路108は、商用電源101に入力されるサージ電圧や異常な変動電圧等の異常電圧を速い応答性で検出するものである。異常電圧検出回路108の構成は限定されないが、例えば商用電源101の交流電圧を分圧して基準値と比較し、分圧電圧が基準値を超えると異常電圧検出信号を出力するものなどを挙げることができる。   The abnormal voltage detection circuit 108 detects an abnormal voltage such as a surge voltage or an abnormal fluctuation voltage input to the commercial power supply 101 with quick response. Although the configuration of the abnormal voltage detection circuit 108 is not limited, for example, an AC voltage of the commercial power supply 101 is divided and compared with a reference value, and an abnormal voltage detection signal is output when the divided voltage exceeds the reference value. Can do.

入力電圧検出回路109は、商用電源101から全波整流回路102を介してコイル103へ入力される電圧を検出し、入力電流検出回路111は、同じく入力電流を検出するものであり、電力制御部107は、入力電圧検出回路109及び入力電流検出回路111での検出結果を受けて、被加熱体である定着ローラ30への供給電力を安定化させる。なお、入力電圧検出回路109は、異常電圧検出回路108に較べて応答性に劣るものであっても良い。   The input voltage detection circuit 109 detects a voltage input from the commercial power supply 101 to the coil 103 via the full-wave rectification circuit 102, and the input current detection circuit 111 similarly detects the input current, and is a power control unit. Reference numeral 107 receives detection results from the input voltage detection circuit 109 and the input current detection circuit 111 and stabilizes the power supplied to the fixing roller 30 that is a heated body. Note that the input voltage detection circuit 109 may be less responsive than the abnormal voltage detection circuit 108.

ゼロクロス検出回路110は、商用電源101の交流電圧のゼロクロスを検出してゼロクロス信号を出力する回路である。   The zero cross detection circuit 110 is a circuit that detects a zero cross of the AC voltage of the commercial power supply 101 and outputs a zero cross signal.

前記電力制御部107は、画像形成装置1の本体制御部20における制御回路21から、定着ローラ30への供給電力の設定値や制御の開始指示等を受信し、指示された電力出力値になるように、IGBT駆動回路106を介してスイッチング素子105のオン・オフを制御する。   The power control unit 107 receives a set value of power supplied to the fixing roller 30 and an instruction to start control from the control circuit 21 in the main body control unit 20 of the image forming apparatus 1, and becomes an instructed power output value. As described above, the switching element 105 is controlled to be turned on / off via the IGBT drive circuit 106.

さらに、電力制御部107は、異常電圧検出回路108及びゼロクロス検出回路110の検出信号を受けて、スイッチング素子105の電力出力を以下のように制御する。   Furthermore, the power control unit 107 receives detection signals from the abnormal voltage detection circuit 108 and the zero cross detection circuit 110, and controls the power output of the switching element 105 as follows.

まず、従来の制御方法を図2を用いて説明する。   First, a conventional control method will be described with reference to FIG.

図2(A)は、商用電源101の交流電圧Vに時刻T1でサージ電圧Vsが入力された状態を示している。交流電圧Vは正負のピーク電圧Vpがいずれもスイッチング素子105の破損レベルVtよりも小さく、サージ電圧Vsは破損レベル±Vtを超えている。   FIG. 2A shows a state where the surge voltage Vs is input to the AC voltage V of the commercial power supply 101 at time T1. The AC voltage V has both positive and negative peak voltages Vp smaller than the damage level Vt of the switching element 105, and the surge voltage Vs exceeds the damage level ± Vt.

時刻T1でサージ電圧Vsが検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止し、定着ローラ30への電力供給(電力出力ともいう)を停止するが、サージ電圧Vsは単発的で不規則にしか発生しない。   When the surge voltage Vs is detected at time T1, the power control unit 107 immediately stops the switching control for the switching element 105 and stops the power supply (also referred to as power output) to the fixing roller 30, but the surge voltage Vs is It occurs only once and irregularly.

図2(B)は、交流電圧Vの異常変動により、正負のピーク電圧Vpがいずれもスイッチング素子105の破損レベル±Vtを超えている状態を示している。時刻T2で異常な変動電圧が検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止し、定着ローラ30への電力出力を停止する。この異常な変動電圧は繰り返されることから、異常な変動電圧と判定されるまで、定着ローラ30への電力出力を停止し、異常な変動電圧と判定された場合には完全停止して、点検等を行うものとなされている。   FIG. 2B shows a state where both positive and negative peak voltages Vp exceed the damage level ± Vt of the switching element 105 due to abnormal fluctuation of the AC voltage V. When an abnormal fluctuation voltage is detected at time T <b> 2, the power control unit 107 immediately stops switching control on the switching element 105 and stops power output to the fixing roller 30. Since this abnormal fluctuation voltage is repeated, the power output to the fixing roller 30 is stopped until it is determined as an abnormal fluctuation voltage, and when it is determined as an abnormal fluctuation voltage, it is completely stopped and checked. It is supposed to do.

一方、サージ電圧によるものか異常な変動電圧によるものかの区別が容易でないため、図2(A)のサージ電圧Vsの場合も、単発的で不規則にしか発生しないにも拘わらず、図2(B)の場合と同様に、異常な変動電圧ではないと判定されるまで、定着ローラ30への電力出力が停止されていた。   On the other hand, since it is not easy to distinguish between a surge voltage and an abnormal fluctuation voltage, the surge voltage Vs shown in FIG. As in the case of (B), the power output to the fixing roller 30 was stopped until it was determined that the voltage was not an abnormal fluctuation voltage.

次に、この実施形態に係る制御方法を、図3及び図4を用いて説明する。   Next, a control method according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

図3(A)は、商用電源101の交流電圧Vに時刻T3でサージ電圧Vsが入力された状態を示している。交流電圧Vは正負のピーク電圧Vpがいずれもスイッチング素子105の破損レベルVtよりも小さく、サージ電圧Vsは破損レベル±Vtを超えている。   FIG. 3A shows a state where the surge voltage Vs is input to the AC voltage V of the commercial power supply 101 at time T3. The AC voltage V has both positive and negative peak voltages Vp smaller than the damage level Vt of the switching element 105, and the surge voltage Vs exceeds the damage level ± Vt.

時刻T3でサージ電圧Vsが検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止し、定着ローラ30への電力出力を一旦停止するが、次のゼロクロス信号のタイミングT4で、スイッチング制御を再開する。ゼロクロス時は交流電圧が低い状態にあるため、スイッチング素子105を破損することなく電力出力を再開できる。   When the surge voltage Vs is detected at time T3, the power control unit 107 immediately stops switching control for the switching element 105 and temporarily stops power output to the fixing roller 30, but at the timing T4 of the next zero cross signal, Restart switching control. Since the AC voltage is low at zero crossing, the power output can be resumed without damaging the switching element 105.

また、サージ電圧Vsは単発的で不規則にしか発生しないから、このまま電力出力が継続される。   Further, since the surge voltage Vs is generated only once and irregularly, the power output is continued as it is.

図3(B)は、交流電圧Vの異常変動により、正負のピーク電圧Vpがいずれもスイッチング素子105の破損レベル±Vtを超えている状態を示している。   FIG. 3B shows a state where both positive and negative peak voltages Vp exceed the failure level ± Vt of the switching element 105 due to abnormal fluctuations in the AC voltage V.

時刻T5で異常な変動電圧が検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止し、定着ローラ30への電力出力を一旦停止するが、次のゼロクロス信号のタイミングT6で、スイッチング素子105に対するスイッチング制御を再開する。   When an abnormal fluctuation voltage is detected at time T5, the power control unit 107 immediately stops switching control for the switching element 105 and temporarily stops power output to the fixing roller 30, but at the timing T6 of the next zero cross signal. The switching control for the switching element 105 is resumed.

次に時刻T7で異常な変動電圧が検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止する。そして、電力制御部107はゼロクロスのタイミングT6から異常電圧が検出されたタイミングT7までの時間、換言すればスイッチング素子105の直近のオン時間をカウントし、その結果を保持したのち、次のゼロクロスのタイミングT8でスイッチング素子105に対するスイッチング制御を再開する。   Next, when an abnormal fluctuation voltage is detected at time T7, the power control unit 107 immediately stops switching control for the switching element 105. Then, the power control unit 107 counts the time from the zero-cross timing T6 to the timing T7 when the abnormal voltage is detected, in other words, the most recent on-time of the switching element 105, and after holding the result, Switching control for the switching element 105 is resumed at timing T8.

次に、時刻T9で異常電圧が検出されると、電力制御部107は直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止する。そして、電力制御部107はゼロクロスのタイミングT8から異常な変動電圧が検出された時刻T9までの時間をカウントしたのち、このカウント値と前回の異常電圧の検出時のカウント値を比較する。   Next, when an abnormal voltage is detected at time T <b> 9, the power control unit 107 immediately stops switching control for the switching element 105. The power control unit 107 counts the time from the zero cross timing T8 to the time T9 when the abnormal fluctuation voltage is detected, and then compares this count value with the count value at the time of detecting the previous abnormal voltage.

両者のカウント値が同じであれば、サージ電圧ではなく異常な変動電圧と判断し、スイッチング制御の停止を継続する。従って、定着ローラ30への電力出力が完全に停止され、原因の究明等が行われる。   If both count values are the same, it judges that it is not a surge voltage but an abnormal fluctuation voltage, and stops switching control. Therefore, the power output to the fixing roller 30 is completely stopped, and the cause is investigated.

なお、カウント値が同じとは完全同一を意味するものではなく、両者の差が予め設定された一定の範囲内にあれば良い。また、異常な変動電圧の検出を3回以上行い、カウント値が同じ状態が2回以上続いた場合に、異常と判断して、定着ローラ30への電力出力を完全に停止しても良い。   It should be noted that the same count value does not mean completely the same, and the difference between the two may be within a predetermined range. Alternatively, the abnormal fluctuation voltage may be detected three or more times, and when the same count value continues twice or more, it may be determined as abnormal and the power output to the fixing roller 30 may be completely stopped.

また、単発的なサージ電圧の入力が頻発する場合や、規則的でない変動電圧が生じた場合には、図3に示した方法では異常が検知されない場合がある。   In addition, when a single surge voltage is frequently input or when an irregular fluctuation voltage occurs, an abnormality may not be detected by the method shown in FIG.

そこで、この実施形態では、単位時間あたりの異常電圧の検出回数をカウントし、予め設定された閾値に達すると、異常と判定し、スイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止して、定着ローラ30への電力出力を完全に停止させる構成となされている。   Therefore, in this embodiment, the number of abnormal voltage detections per unit time is counted, and when a preset threshold value is reached, it is determined that there is an abnormality, switching control for the switching element 105 is stopped, and The power output is completely stopped.

例えば、図4(A)に示すように、サージ電圧Vsが時刻T11で発生した場合、直ちにスイッチング素子105に対するスイッチング制御を停止して電力出力を停止した後、次のゼロクロスのタイミングT12で再開させる。その後、時刻T14でサージ電圧Vsが再度発生した場合、電力出力を停止するが、単位時間内の発生回数が閾値に達した場合は、異常と判断して、次のゼロクロスで電力出力を再開させることなく、そのまま停止状態とする。   For example, as shown in FIG. 4A, when the surge voltage Vs is generated at time T11, the switching control for the switching element 105 is immediately stopped to stop the power output, and then restarted at the next zero-crossing timing T12. . After that, when the surge voltage Vs is generated again at time T14, the power output is stopped. However, when the number of occurrences within the unit time reaches the threshold value, it is determined as abnormal and the power output is restarted at the next zero cross. Without stopping.

また、図4(B)に示すように、電圧変動が不規則に生じており、例えば時刻T18で異常電圧が発生し、さらに時刻T20で異常電圧が発生した場合、前者と後者ではゼロクロスからの時間が前者では(T18−T17)、後者では(T20−T19)であり、ゼロクロスからの時間が相違する。このため、図3の方法では異常と判定されないが、時刻T20で異常電圧が発生したときの単位時間内の発生回数が閾値に達した場合は、異常と判断して、次のゼロクロスで電力出力を再開させることなく、そのまま停止状態とする。   Further, as shown in FIG. 4B, voltage fluctuations occur irregularly. For example, when an abnormal voltage is generated at time T18 and further an abnormal voltage is generated at time T20, the former and the latter from zero crossing. The time is (T18-T17) in the former and (T20-T19) in the latter, and the time from the zero cross is different. For this reason, although it is not determined to be abnormal by the method of FIG. 3, if the number of occurrences within a unit time when an abnormal voltage occurs at time T20 reaches a threshold value, it is determined as abnormal and power is output at the next zero cross. Without restarting, the system is set to the stopped state.

このように、異常電圧の単位時間内の発生回数が一定以上の場合にも、被加熱体への電力出力が完全停止されるから、スイッチング素子105の破壊の危険性を確実に回避することができる。   As described above, even when the number of occurrences of the abnormal voltage within the unit time is equal to or greater than a certain value, the power output to the heated body is completely stopped. it can.

図5は、電力制御部107の動作を説明するためのフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the power control unit 107.

ステップS01では、画像形成装置1における本体制御部20の制御回路21から、供給電力の設定値や制御開始指示を含む電力制御指示を受信し、これに基づいて、IGBT駆動回路106に電力出力を指示し、スイッチング素子105をスイッチング制御する。   In step S01, a power control instruction including a set value of supply power and a control start instruction is received from the control circuit 21 of the main body control unit 20 in the image forming apparatus 1, and based on this, a power output is output to the IGBT drive circuit 106. And switching control of the switching element 105 is performed.

ステップS02では、異常電圧を検出したかどうかを異常電圧検出回路108の出力から判断し、検出していなければ(ステップS02でNO)、ステップS01に戻って電力出力を継続させる。異常電圧を検出すると(ステップS02でYES)、ステップS03で電力出力を停止したのち、ステップS04で、異常電圧検出タイマをスタートさせるとともに、ゼロクロス割り込み処理をスタートし、さらに異常電圧の検出回数をカウントするための異常カウンタに検出回数を設定する。   In step S02, it is determined from the output of the abnormal voltage detection circuit 108 whether or not an abnormal voltage has been detected. If not detected (NO in step S02), the process returns to step S01 to continue the power output. When an abnormal voltage is detected (YES in step S02), power output is stopped in step S03, and then in step S04, an abnormal voltage detection timer is started, zero cross interrupt processing is started, and the number of abnormal voltage detections is counted. The number of detections is set in the abnormality counter.

図6にゼロクロス割り込み処理を示す。   FIG. 6 shows the zero cross interrupt processing.

ステップS041で、ゼロクロス信号を検出したかどうかを、ゼロクロス検出回路110の出力から調べ、検出しなければ(ステップS041でNO)、検出するまで待ち、検出すると(ステップS041でYES)、ステップS042で、ゼロクロスタイマをリセットしたのちスタートさせる。また、電力出力を再開させる。   In step S041, whether or not a zero cross signal is detected is checked from the output of the zero cross detection circuit 110. If not detected (NO in step S041), the process waits until it is detected (YES in step S041), and in step S042 Start after resetting the zero cross timer. Also, the power output is resumed.

次に、ステップS043で、異常電圧の検出があったかどうかを判断し、なければ(ステップS043でNO)、リターンする。異常電圧の検出があれば(ステップS043でYES)、ステップS044で、異常カウンタを1インクリメントするとともに、ステップS041で検出したゼロクロスから異常検出までの時間(ゼロクロスタイマ値)を記憶した後、リターンする。   Next, in step S043, it is determined whether or not an abnormal voltage has been detected. If not (NO in step S043), the process returns. If an abnormal voltage is detected (YES in step S043), the abnormality counter is incremented by 1 in step S044, and the time from the zero cross detected in step S041 to the abnormality detection (zero cross timer value) is stored, and then the process returns. .

図5に戻って、ステップS05では、異常カウンタのカウント値が閾値に達したかどうかを調べ、達していれば(ステップS05でYES)、ステップS09に進み、異常であることを確定する。この場合は、電力出力を完全に停止する。閾値に達していなければ(ステップS05でNO)、ステップS06で、前回の異常電圧発生時に記憶したゼロクロスタイマ値と今回のゼロクロスタイマ値が同じかどうか(一定範囲かどうか)を調べる。   Returning to FIG. 5, in step S05, it is checked whether or not the count value of the abnormality counter has reached the threshold (YES in step S05), the process proceeds to step S09, and it is determined that there is an abnormality. In this case, the power output is completely stopped. If the threshold value has not been reached (NO in step S05), it is checked in step S06 whether the zero-cross timer value stored at the time of the previous occurrence of abnormal voltage is the same as the current zero-cross timer value (whether it is within a certain range).

同じであれば(ステップS06でYES)、ステップS09に進み、異常であることを確定する。同じでなければ(ステップS06でNO)、ステップS07で異常電圧検出タイマが終了したかどうかを判断する。終了していなければ(ステップS07でNO)、ステップS05に戻る。終了していれば(ステップS07でYES)、ステップS08で、ゼロクロス割り込み処理を終了する。   If they are the same (YES in step S06), the process proceeds to step S09 to determine that there is an abnormality. If not the same (NO in step S06), it is determined in step S07 whether or not the abnormal voltage detection timer has expired. If not completed (NO in step S07), the process returns to step S05. If completed (YES in step S07), the zero cross interrupt process is terminated in step S08.

ちなみに、異常電圧検出時の従来の処理を図7に示す。   Incidentally, FIG. 7 shows a conventional process when an abnormal voltage is detected.

ステップS21では、画像形成装置1における本体制御部20の制御回路21から、供給電力の設定値や制御開始指示を含む電力制御指示を受信し、これに基づいて、IGBT駆動回路106に電力出力を指示し、スイッチング素子105をスイッチング制御する。   In step S <b> 21, a power control instruction including a set value of supply power and a control start instruction is received from the control circuit 21 of the main body control unit 20 in the image forming apparatus 1, and based on this, a power output is output to the IGBT drive circuit 106. And switching control of the switching element 105 is performed.

ステップS22では、異常電圧を検出したかどうかを判断し、検出していなければ(ステップS22でNO)、ステップS21に戻って電力出力を継続させる。検出すると(ステップS22でYES)、ステップS23で電力出力を停止したのち、ステップS24で、停止タイマをスタートさせる。   In step S22, it is determined whether an abnormal voltage is detected. If not detected (NO in step S22), the process returns to step S21 to continue the power output. If detected (YES in step S22), the power output is stopped in step S23, and then the stop timer is started in step S24.

次に、ステップS25で、停止タイマによる設定時間が終了したかどうかを判断し、終了しなければ(ステップS25でNO)、終了まで待つ。終了すれば(ステップS25でYES)、ステップS26で、異常電圧検出タイマをスタートさせると共に、電力出力を再開する。   Next, in step S25, it is determined whether or not the set time by the stop timer has ended. If not (NO in step S25), the process waits until the end. If completed (YES in step S25), the abnormal voltage detection timer is started and the power output is restarted in step S26.

次いで、ステップS27で、異常電圧が再度検出されたかどうかを調べ、検出されれば(ステップS27でYES)、ステップS29で異常であることを確定する。検出されなければ(ステップS27でNO)、ステップS28で、異常電圧検出タイマが終了したかどうかを判断し、終了しなければ(ステップS28でNO)、ステップS26に戻る。終了していれば(ステップS28でYES)、処理を終了する。   Next, in step S27, it is checked whether or not an abnormal voltage is detected again. If detected (YES in step S27), it is determined in step S29 that it is abnormal. If not detected (NO in step S27), it is determined in step S28 whether or not the abnormal voltage detection timer has expired. If not (NO in step S28), the process returns to step S26. If completed (YES in step S28), the process is terminated.

以上、本発明の一実施形態を示したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was shown, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、異常電圧の検出、ゼロクロスの検出等を誘導加熱装置10側で行うものとしたが、本体制御部20の制御回路21で行っても良い。   For example, although detection of abnormal voltage, detection of zero crossing, and the like are performed on the induction heating device 10 side, the control circuit 21 of the main body control unit 20 may perform the detection.

また、誘導加熱装置10が画像形成装置1に用いられた場合を示したが、誘導加熱装置1の用途は限定されることはない。   Moreover, although the case where the induction heating apparatus 10 was used for the image forming apparatus 1 was shown, the use of the induction heating apparatus 1 is not limited.

1 画像形成装置
10 誘導加熱装置
20 本体制御部
21 制御回路
30 定着コイル
101 商用電源
102 全波整流回路
103 コイル
104 コンデンサ
105 スイッチング素子
107 電力制御部
108 異常電圧検出回路
110 ゼロクロス検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 10 Induction heating apparatus 20 Main body control part 21 Control circuit 30 Fixing coil 101 Commercial power supply 102 Full wave rectifier circuit 103 Coil 104 Capacitor 105 Switching element 107 Power control part 108 Abnormal voltage detection circuit 110 Zero cross detection circuit

Claims (4)

交流電源と、
該交流電源からの交流電圧を直流に整流する整流回路と、
該整流回路で得られた直流電圧を印加されるとともに、被加熱体を誘導加熱するためのコイルと、
該コイルに直列に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、前記被加熱体への供給電力を制御する電力制御手段と、
異常電圧を検出する異常電圧検出手段と、
前記交流電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段と、
該ゼロクロス検出手段により検出されたゼロクロスから、前記異常電圧検出手段により検出された異常電圧までの時間をカウントする計時手段と、
を備え、
前記電力制御手段は、前記異常電圧検出手段により異常電圧が検出されたときは、前記被加熱体への電力供給を一旦停止させるとともに、前記ゼロクロス検出手段により検出されたゼロクロスのタイミングで電力供給を再開し、再度異常が検出されたときのゼロクロスから異常電圧までの時間が、前回の異常電圧検出時のゼロクロスから異常電圧までの時間と一定範囲内であるときに、前記被加熱体への電力供給を完全停止させることを特徴とする誘導加熱装置。
AC power supply,
A rectifier circuit for rectifying an alternating voltage from the alternating current power source into a direct current;
A DC voltage obtained by the rectifier circuit is applied, and a coil for inductively heating an object to be heated;
A switching element connected in series to the coil;
Power control means for controlling power supplied to the object to be heated by controlling on / off of the switching element;
Abnormal voltage detection means for detecting abnormal voltage;
Zero-cross detection means for detecting a zero-cross of the AC voltage;
Time counting means for counting the time from the zero cross detected by the zero cross detecting means to the abnormal voltage detected by the abnormal voltage detecting means;
With
When an abnormal voltage is detected by the abnormal voltage detection unit, the power control unit temporarily stops power supply to the heated body and supplies power at the timing of the zero cross detected by the zero cross detection unit. When the time from the zero cross when the abnormality is detected again to the abnormal voltage is within a certain range with the time from the zero cross at the previous abnormal voltage detection to the abnormal voltage, the power to the object to be heated An induction heating device characterized in that supply is completely stopped.
前記異常電圧の発生回数をカウントする計数手段を備え、
前記計数手段によりカウントされた異常電圧の単位時間内の発生回数が一定以上の場合にも、前記電力制御手段は、前記被加熱体への電力供給を完全停止させる請求項1に記載の誘導加熱装置。
Comprising a counting means for counting the number of occurrences of the abnormal voltage;
2. The induction heating according to claim 1, wherein the power control unit completely stops the power supply to the heated object even when the number of occurrences of the abnormal voltage counted by the counting unit within a unit time is equal to or greater than a predetermined value. apparatus.
前記電力制御手段は、前記再度異常が検出された時のゼロクロスから異常電圧までの時間のカウント値が、前記前回の異常電圧検出時のゼロクロスから異常電圧までの時間のカウント値と同じとみなせる値であるときに、前記被加熱体への電力供給を完全停止させる請求項1または2に記載の誘導加熱装置。The power control means is such that the time count value from the zero cross to the abnormal voltage when the abnormality is detected again is the same value as the time count value from the zero cross to the abnormal voltage at the previous abnormal voltage detection. The induction heating apparatus according to claim 1, wherein when the power is, the power supply to the heated body is completely stopped. 請求項1〜3のいずれかに記載の誘導加熱装置が、定着装置の加熱源に用いられていることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus, wherein the induction heating device according to claim 1 is used as a heating source of a fixing device.
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