JPH08166741A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本出願に係る第１の発明は、リレー等の電気
機械的スイッチとトライアック等の半導体スイッチを用
いた場合でも、ファーストプリントタイムを長くするこ
となく、かつ、アーク放電を増大させることのない画像
形成装置を提供することを目的としている。 【構成】 制御回路部３から出力されるリレーオン信号
Ｓ１がオンとなった場合でも、リレー接点動作検知回路
１０により、リレー５の接点がオンになったことを検知
し、リレー接点オン検知信号Ｓ２が出力されるまで、ト
ライアック７のオンを許可しない。そして、検知信号Ｓ
２が出力されると、トライアック７のオンを許可し、オ
ン信号Ｓ３をオンとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー熱定着用の定着
ヒータを有する画像形成装置の定着ヒータオン、オフ制
御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナー熱定着用の定着ヒータを有
する画像形成装置においては、商用電源から定着ヒータ
に直接電力を印加しており、定着ヒータの通電を遮断す
る手段として、半導体スイッチング素子であるトライア
ックと、電気機械的スイッチであるリレーを直列に設け
ていた。

【０００３】従来の装置において、電気機械的スイッチ
は、画像形成装置の電源がオンすると同時にオンし、記
録動作が開始されると同時に半導体スイッチがオンし定
着ヒータに通電が開始されていた。

【０００４】しかし、近年装置の省電力化に伴って、電
気機械的スイッチも記録動作時のみオンする手法が主流
になりつつあるが、この場合に、電気機械的スイッチが
オンしてから半導体スイッチがオンし、逆に半導体スイ
ッチがオフしてから電気機械的スイッチがオフするよう
にタイムディレー制御が行われていた。

【０００５】このタイムディレー制御によって、電気機
械的スイッチであるリレーの電気接点部のアーク放電を
少なくし、電気接点部の寿命保証を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のタイムディレー制御を行った場合、リレーの動作を
十分保証するため、半導体スイッチであるトライアック
のオンをリレーのオン信号よりもかなり遅くしていた。
従って、ヒータの通電開始が遅くなりその結果ファース
トプリントタイムが長くなるという問題があった。

【０００７】また、ヒータの通電開始を早くするために
リレーのオン信号直後にトライアックをオンした場合は
リレーのオン動作が完了する以前にトライアックがオン
する場合があり、リレーの電気接点部のアーク放電が増
大し、電気接点部の劣化や、放電によるノイズ発生が増
大し画像記録装置の誤動作につながっていた。

【０００８】本出願に係る第１の発明は、上記問題点を
解決し、リレー等の電気機械的スイッチとトライアック
等の半導体スイッチを用いた場合でも、ファーストプリ
ントタイムを長くすることなく、かつ、アーク放電を増
大させることのない画像形成装置を提供することを目的
としている。

【０００９】また、本出願に係る第２の発明は、上記目
的の他、リレーのオン時におけるノイズをより一層減ら
すことのできる画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

【００１０】さらに、本出願に係る第３の発明は、上記
目的の他、周波数が異なる場合でも、最適な制御を行う
ことのできる画像形成装置を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、商用電源に電気的に接続された
トナー熱定着用の定着ヒータを有し、該定着ヒータに
は、該定着ヒータへの通電状態を断続的に切り換える半
導体スイッチング素子と電気機械的スイッチとが直列に
接続されており、印字動作時以外は前記電気機械的スイ
ッチはオフ状態である画像形成装置において、前記電気
機械的スイッチと並列に、前記電気機械的スイッチのオ
ンオフ状態を検出する検出手段を有し、該検出手段が前
記電気機械的スイッチのオン状態を検出している時のみ
前記半導体スイッチング素子のオンまたはオフを許可す
ることにより達成される。

【００１２】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、電気機械的スイ
ッチのオンオフ状態を検出する検出手段がオフ状態を検
出している時の出力は商用電源の周波数に同期した繰返
し信号であることにより達成される。

【００１３】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、商用電源の
周波数に同期した繰返し検出出力を基に商用電源のゼロ
クロスタイミングを検出し、該ゼロクロスタイミングで
電気機械的スイッチの接点がオンするように電気機械的
スイッチのオン信号を入力することにより達成される。

【００１４】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、記録動作時
以外は電気機械的スイッチと、半導体スイッチ素子をオ
フしておき、記録動作開始と同時に電気機械的スイッチ
をオンし、その後半導体スイッチをオンするが、検出手
段により電気機械的スイッチの電気接点部のオン状態を
検出した後に、半導体スイッチ素子をオンする制御を行
うことによって、電気機械的スイッチの電気接点部のア
ーク放電による電気接点部の劣化を防止し、同時にヒー
タ通電開始時期を最適化してファーストプリント時間を
短くする。

【００１５】また、本出願に係る第２の発明によれば、
電気機械的スイッチのオン状態検出手段は、オン時に出
力がＬｏｗレベル、オフ時に商用電源周波数に比例した
繰返し信号を出力するので、商用電源がゼロクロス時に
電気機械的スイッチをオンして、オン時のノイズをさら
に軽減する。

【００１６】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、前記電気機械的スイッチのオン状態検知手段の商用
電源周波数に比例した繰返し信号を検知し、周波数の違
いによる定着ヒータ制御を行う。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１８】（第１の実施例）図１に本発明の第１の実
施例である画像形成装置の電気回路概略図を示す。

【００１９】１は商用電源、Ｊ１，Ｊ２はインレットプ
ラグを表わしている。２は低圧電源、３はＣＰＵを含む
制御回路部、４はトナー定着用の定着ヒータ、５は定着
ヒータ４の通電をオン、オフする電気機械的スイッチた
るリレー、６は定着ヒータをスイッチングする半導体ス
イッチング素子たるトライアック７のゲートにトリガー
をかけるためのフォトトライアックカプラである。Ｒ１
はリレー５の駆動電流を制限するための制限抵抗、Ｒ２
はフォトトライアックカプラ６の発光ダイオードの電流
を制限するための制限抵抗、Ｒ３はトライアック７のゲ
ート電流を制限するための制限抵抗、Ｒ４はフォトトラ
イアックカプラ６のスイッチングトランジスタＱ２のベ
ース抵抗で制御回路部３に接続されている。Ｌ１はトラ
イアック７のスイッチングノイズを軽減するためのチョ
ークコイル、９は同じくトライアック７のスイッチング
ノイズを軽減するためのサージ吸収素子でコンデンサと
抵抗の直列接続で構成されている。１０はリレー５のオ
ンオフ状態の検出手段たるリレー接点動作検知回路であ
る。

【００２０】図２に本発明の第１の実施例の各部の信号
のタイムチャートを示す。同図に示すように、制御回路
部３から出力されるリレーオン信号Ｓ１がオンとなった
場合でも、リレーの接点が実際にオンになったことをリ
レー接点動作検知回路１０によって検知し、リレー接点
オン検知信号Ｓ２を入力するまでは、トライアック７の
オンを許可せず、該検知信号Ｓ２が入力された時に、ト
ライアックのオン信号Ｓ３をオンとする。

【００２１】通常リレーの動作時間は５〜１０ｍｓｅｃ
であるが、使用環境、及び動作回数が増えて行くに連れ
て動作時間が数１００ｍｓｅｃから数ｍｓｅｃに及ぶこ
とがしばしばある。このような場合、従来の見込みタイ
ムディレー制御、つまり、リレーオン信号から、トライ
アックをオンするまでに一定時間ディレー（数１００ｍ
ｓｅｃ）をおく制御では、リレーがオンする前にトライ
アックがオンしリレー接点のアーク放電による接点劣化
やコントロール回路の誤動作を引き起こす原因となって
いた。

【００２２】しかし、本発明のように、リレー接点のオ
ンオフ状態を検知しトライアックのオン制御を行うこと
によってこのような問題は皆無となる。また、リレー接
点オン後にすぐさまトライアックをオンできるため無駄
な待ち時間が生じず、初期プリント時間を短縮できる。

【００２３】（第２の実施例）図３に本発明の第２の実
施例を表わす。図１と同一の部材には同一の符号を付し
説明を省略する。

【００２４】図１のリレー接点オン検知回路１０の具体
例である。リレー５がオフのとき、ダイオードＤ１、抵
抗Ｒ５、フォトカプラ８の発光ダイオード、サージ吸収
素子９ヒータ４を介してに電流が流れる。逆方向の電流
はダイオードＤ２抵抗Ｒ８を流れる。本回路構成におい
てフォトカプラ８の発光ダイオードには数ｍＡしか電流
が流れない。電流を増すためにはサージ吸収素子９にイ
ンピーダンスを下げなければならない。しかしながら、
各素子の損失が増大するばかりか、トライアック７の誤
動作を引き起こす可能性があり得策ではない。

【００２５】そこで、近年、各装置に用いられるように
なった数ｍＡでも十分に発光するダイオード、例えばガ
リウムヒ素を用いたフォトカプラを本回路に利用する
と、損失の少ない回路構成が可能となる。

【００２６】図４に本第２の実施例のタイムチャートを
示す、信号Ｓ１，Ｓ２は図２と同じであるがリレー接点
検知信号Ｓ２が商用電源に同期した繰返し波形になって
いる。本実施例においても確実にリレー接点がオンして
からトライアック７がオンすることが可能である。

【００２７】（第３の実施例）図５に本発明の第３の実
施例を表す。図１と同一の部材には同一の符号を付し説
明を省略する。

【００２８】図１のリレー接点オン検知回路１０の具体
例である。トランスＴ１にはリレーオフ時に交流電流が
流れる。サージ吸収素子９のインピーダンスとヒータ４
のインピーダンスとトランスＴ１の一次インダクタンス
の値で一意的に定まる電圧がトランスＴ１の一次巻線に
生じる。トランスＴ１の二次巻線にはダイオードＤ３と
抵抗Ｒ９が接続されている。抵抗Ｒ９の電圧をクランプ
し、制御部の過電圧保護するためにツェナーダイオード
ＺＤ１が接続されている。タイムチャートは図４と同じ
で、第２の実施例と同様の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、定着ヒータ制御用に電気機械的スイッ
チと、半導体スイッチング素子を直列に設けた画像形成
装置において、電気機械的スイッチの電気接点のオン状
態を検出する検出回路を有し、電気機械的スイッチの電
気接点のオン状態の時のみ、半導体スイッチング素子の
オンまたはオフを許可するので、電気機械的スイッチの
オンオフ時に過大電流が流れず電気接点の寿命を格段と
延ばすことが可能となった。また、ヒータの通電開始時
期を最適化できファーストプリント時間を短くできる。

【００３０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記検出回路で電気機械的スイッチがオフ時に商用電源
周波数に同期した繰返し信号を出力することによって、
商用電源がゼロクロス時に電気機械的スイッチをオンす
ることができ電気機械的スイッチオン時のノイズがさら
に低減される。

【００３１】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、熱容量の小さいヒータを用いる場合には、前記電気
機械的スイッチのオン検出回路で電気機械的スイッチが
オフ状態であることを検知した時に商用電源周波数を検
知し、周波数違いによる定着ヒータ制御が可能となり、
常に良好な制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気回路概略図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施例を示すタイムチャートで
ある。

【図３】本発明の第２の実施例を示す電気回路概略図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施例を示すタイムチャートで
ある。

【図５】本発明の第３の実施例を示す電気回路概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 商用電源 ４ 定着ヒータ ５ リレー（電気機械的スイッチ） ７ トライアック（半導体スイッチング素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用電源に電気的に接続されたトナー熱
   定着用の定着ヒータを有し、該定着ヒータには、該定着
   ヒータへの通電状態を断続的に切り換える半導体スイッ
   チング素子と電気機械的スイッチとが直列に接続されて
   おり、印字動作時以外は前記電気機械的スイッチはオフ
   状態である画像形成装置において、前記電気機械的スイ
   ッチと並列に、前記電気機械的スイッチのオンオフ状態
   を検出する検出手段を有し、該検出手段が前記電気機械
   的スイッチのオン状態を検出している時のみ前記半導体
   スイッチング素子のオンまたはオフを許可することを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 電気機械的スイッチのオンオフ状態を検
   出する検出手段がオフ状態を検出している時の出力は商
   用電源の周波数に同期した繰返し信号であることとする
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 商用電源の周波数に同期した繰返し検出
   出力を基に商用電源のゼロクロスタイミングを検出し、
   該ゼロクロスタイミングで電気機械的スイッチの接点が
   オンするように電気機械的スイッチのオン信号を入力す
   ることとする請求項１に記載の画像形成装置。