JPH08171305A - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JPH08171305A
JPH08171305A JP6312883A JP31288394A JPH08171305A JP H08171305 A JPH08171305 A JP H08171305A JP 6312883 A JP6312883 A JP 6312883A JP 31288394 A JP31288394 A JP 31288394A JP H08171305 A JPH08171305 A JP H08171305A
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heater
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power
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Tomoyuki Yamada
智幸 山田
Toru Hagiwara
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ヒータが低温のときの大きな突入電流を抑制で
きるだけでなく、ヒータの温度がある程度高いときの突
入電流も抑制でき、入力電源の電圧変動障害等を防止で
きる加熱装置を提供する。 【構成】ヒータ2の電圧に応じた電圧に所定の時定数を
もって充電されるコンデンサC1を有し、このコンデン
サC1の電圧が所定電圧よりも高いときは突入電流制限
抵抗5を短絡し、コンデンサC1の電圧が所定電圧より
も低いときは突入電流制限抵抗5をヒータ2に直列接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、被転写材に転
写された現像剤(トナー)をヒータにより加熱して被転
写材に定着させる熱定着器として、電子写真方式の複写
機やプリンタ等に用いられる加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式の複写機やプリンタには、
一般に、被転写材に転写された現像剤をヒータの熱によ
り被転写材に定着させる熱定着器が備えられている。こ
の熱定着器には、電源から供給された電力により発熱す
るヒータの他、ヒータのオンオフ等を制御するためにリ
レーやトライアック等の開閉器が備えられている。熱定
着器に用いられているヒータの抵抗値は、通常、電源投
入直後の室温状態では低く、電源投入後にヒータの温度
が上昇するに従って高くなる。このため、電源投入直後
はヒータに過大な突入電流が流れ、この結果、上記した
リレーの接点の溶着、トライアックの破損、電源の電圧
変動障害等のおそれがある。
【0003】この対策として、特開昭63−31058
7号公報には、ヒータの温度を測定し、ヒータ温度が低
いときはヒータに抵抗を直列接続し、ヒータ温度が上昇
して所定の温度になったときは抵抗を短絡するようにし
て、電源投入時の突入電流を抑制すると共に、ヒータが
所定温度になったときには上記抵抗による損失の影響を
なくすようにする技術が開示されている。
【0004】また、特開平3−113519号公報に
は、ヒータとこのヒータに電力を供給する入力電源との
間に、供給電流を位相制御する位相制御手段を設け、電
源投入時点から過渡期間に相当する所定時間には電源か
らヒータへの供給電流が段階的に増加するように位相制
御しながら供給し、所定時間経過後に全位相に亘る電力
が供給されるように上記の位相制御を停止して電源投入
時の突入電流を抑制すると共に、ヒータ温度の上昇率の
低下を軽減する技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した特開
昭63−310587号公報に開示された技術では、電
源投入時からヒータが所定の温度になったと検出される
までの時間が長く、この時間の突入電流を抑制するため
に定格電力の大きな抵抗が必要となってしまう。また、
ヒータが所定温度よりも高くなると電源が一旦切られ、
ヒータが所定温度よりも低くなると再び電源投入される
が、この再び電源投入する際にも突入電流が存在し、電
源の電圧変動障害等のおそれがあるものの、ヒータ温度
は既にある程度高い状態にあり、このため電源再投入時
に直ちに抵抗が短絡され突入電流を抑制することができ
ない。
【0006】また、特開平3−113519号公報に開
示された技術では、従来のヒータ制御方式に位相制御回
路が追加となるため、コストが高くなる。また、位相制
御を用いているため、多くの高調波が発生し、高調波電
流による電源系統の障害が起こるおそれがある。本発明
は、上記事情に鑑み、ヒータが低温のときの大きな突入
電流を抑制できるだけでなく、ヒータの温度がある程度
高いときの突入電流も抑制でき、電源の電圧変動障害等
を防止できる加熱装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の加熱装置は、 (1)電源から供給された電力により発熱するヒータ (2)上記電源と上記ヒータとの間に配置された第1の
開閉器を有し、上記ヒータの温度に基づいて、上記ヒー
タに電力を供給するか否かを制御する電力供給制御手段 (3)上記第1の開閉器と上記ヒータとの間に、上記ヒ
ータに対して直列接続された抵抗器 (4)所定の時定数をもって、上記ヒータの電圧に応じ
た電圧に充電されるコンデンサを有し、このコンデンサ
の電圧に基づいて上記ヒータの電圧が所定電圧よりも高
いか低いかを判定するヒータ電圧判定手段 (5)上記抵抗器に並列に配置された第2の開閉器を有
し、上記ヒータ電圧判定手段により、上記ヒータの電圧
が所定電圧よりも高いと判定されたときに上記第2の開
閉器を閉じ、上記ヒータの電圧が所定電圧よりも低いと
判定されたときに上記第2の開閉器を開く抵抗器短絡手
段 を備えたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明の加熱装置によれば、ヒータの電圧に応
じた電圧に、所定の時定数をもって充電されるコンデン
サの電圧に基づいて、ヒータの電圧が所定電圧よりも高
いか低いかがヒータ電圧判定手段で判定され、抵抗器短
絡手段により、ヒータの電圧が所定値よりも高いと判定
されたときに第2の開閉器を閉じて抵抗器を短絡し、ヒ
ータの電圧が所定電圧よりも低いと判定されたときに第
2の開閉器を開いてヒータと抵抗器とを直列接続する。
すなわち、ヒータの温度ではなく所定の時定数をもって
ヒータの電圧に応じた電圧に充電されるコンデンサの電
圧に基づいて、抵抗器を短絡させるか、ヒータに直列接
続させるかを判定するため、ヒータの抵抗が既に高い状
態にあっても、電源を再投入した直後はコンデンサ電圧
は低く、時定数によって定まる所定時間経過するまでは
抵抗器は短絡されず、したがってヒータが低温のときの
過大な突入電流を抑制できるだけでなく、ヒータの温度
がある程度高いときの突入電流も抑制でき、入力電源の
電圧変動障害が防止される。また、ヒータの温度制御
は、電力供給制御手段により行われるため、ヒータが過
熱することはない。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の加熱装置の実
施例を説明する。図1は、加熱装置の概略構成を示す模
式図である。加熱装置50のヒータ2は、ヒータ2への
突入電流を制限する突入電流制限抵抗5及びヒータ2へ
電力を供給するか否かを制御する、本発明にいう第1の
開閉器の一例である。トライアック3を介して交流電源
1に接続されている。また、加熱装置50には、ヒータ
2の温度を測定する温度センサ6と、ヒータの温度に基
づいてトライアック3のオンオフを制御する信号を出力
するヒータ制御回路8と、ヒータ制御回路8からの信号
が入力されることによりトライアック3を駆動する駆動
回路10が備えられており、これらによりヒータ2が所
定の温度になるように制御される。また、ヒータ2に並
列にヒータ電圧検出回路9が設けられており、ヒータ2
に印加された電圧が所定の電圧を超えるとヒータ電圧検
出回路9から、ヒータ電圧が所定電圧を超えたことを表
わす信号が駆動回路11に出力され、この信号により駆
動回路11がトライアック4をオンし、これにより、突
入電流制限抵抗5の短絡制御が行なわれている。尚、ゼ
ロクロス検出回路7は、トライアック3,4のオンオフ
を、交流入力電圧のゼロクロスポイント(0ボルト点)
で行うようにし、急激な電流変動による電源系統への悪
影響を低減するための回路である。
【0010】図2を参照して、上記した各回路の詳細を
説明する。交流電源1を投入した後、ヒータ制御回路8
からの信号により駆動回路10がトライアック3をオン
し、突入電流制限抵抗5を介してヒータ2に交流電源1
の電力が供給され、ヒータ2の抵抗値が上昇し始める。
このように、交流電源1を投入した直後の突入電流は、
突入電流制限抵抗5によって抑えられる。ヒータ2に電
力が供給されると、ヒータ電圧検出回路9の整流ダイオ
ード12から、ヒータ2に印加された電圧の整流電圧が
出力され、抵抗R2,R3によって分圧された電圧がコ
ンデンサC1及びコンパレータ13の+端子に入力され
る。ヒータ2の温度が高くなりヒータ2の抵抗値が上昇
するに伴って、ヒータ2の印加電圧も突入電流制限抵抗
5との分圧比に従って上昇する。ヒータ2の印加電圧が
上昇すると、コンデンサC1の両端及びコンパレータ1
3の+端子にかかる電圧も上昇する。コンパレータ13
の+端子の電圧が上昇し、所定の値に設定されたコンパ
レータ13の−端子のVREF 電圧よりも+端子の電圧が
高くなると、コンパレータ13からHigh信号が駆動
回路11に出力され、駆動回路11によってトライアッ
ク4がオンされて突入電流制限抵抗5が短絡され、突入
電流制限抵抗5の抵抗損失が無くなり、ヒータ2には交
流電源1の電圧が印加されヒータ2の温度上昇が加速さ
れる。
【0011】ヒータ2の温度がさらに上昇し、この温度
が、ヒータ制御回路8に設定された所定の温度を超える
と、ヒータ制御回路8から駆動回路10へ、ヒータ2へ
の電力供給を止めるためのオフ信号が出力されて、トラ
イアック3がオフされ、ヒータ2への電力の供給が止ま
る。トライアック3がオフされヒータ2への電力の供給
がなくなると、コンデンサC1の電荷が抵抗R3を経由
して流れ出し、コンデンサC1の電圧が低下し、これが
コンパレータ13で検出されトライアック4がオフされ
る。
【0012】ヒータ2への電力の供給が止まった後、ヒ
ータ2の温度が下降してヒータ制御回路8に設定された
所定の温度よりもヒータ2の温度が低くなると、ヒータ
制御回路8から駆動回路10へ、ヒータ2へ電力を供給
するためのオン信号が出力され、再びトライアック3が
オンされ、突入電流制限抵抗5を介して交流電源1から
ヒータ2へ再び電力が供給される。この電源再投入直後
のヒータ2の抵抗値は、ヒータ2の温度がヒータ制御回
路8に設定された所定の温度近くまでもしくはその所定
の温度を越えて上昇しているため、最初の電源投入直後
の抵抗値に比べ高く、従って、ヒータ2の印加電圧は電
源再投入直後から高く、もしコンデンサC1が接続され
ていないとすると、瞬時にしてコンパレータ13よりH
igh信号が駆動回路11に出力されトライアック4が
オンされることになる。その場合、ヒータ2の抵抗値は
高くてもやはりある程度の突入電流がヒータ2に流れて
しまう。しかし、ここでは、ヒータ電圧検出回路9のコ
ンパレータ13の+端子には抵抗R3と並列にコンデン
サC1が接続されており、抵抗R2,R3と共に時定数
回路が構成されている。したがって、トライアック3が
再度オンした後、その時定数で定まる所定時間を経過す
る迄はコンパレータ13からはHigh信号は出力され
ず、トライアック4はオフされたままとなっている。し
たがってトライアック3が再度オンしたときにヒータ2
の抵抗が既に高い場合であっても所定時間は突入電流制
限抵抗5が直列に挿入された状態にあり、再投入時の突
入電流が防止される。
【0013】ここで、最初の電源投入直後からコンパレ
ータ13の+端子の電圧が−端子のVREF 電圧を超える
までの時間をt1 、コンデンサC1が無い場合の電源再
投入時のコンパレータ13の+端子の電圧が−端子のV
REF 電圧を超えるまでの時間をt2 とすると、この時定
数回路の時定数tは、 t1 > t > t2 ……(1) の条件で設定されている。これにより、最初の電源投入
時のヒータ2の温度の上昇率を低下させる(上昇時間を
遅らせる)ことなく、又、ヒータ2の温度が所定の温度
に達した後の電源再投入時でも、瞬時にトライアック4
がオンされて突入電流制限抵抗5を短絡してしまうこと
なく、毎回必ず時定数tの時間分だけ突入電流制限抵抗
5を介して交流電源1がヒータ2へ供給される。尚、本
実施例では、ヒータ2やヒータ電圧検出回路9の異常に
よって突入電流制限抵抗5に過負荷がかかり異常発熱と
なったときに備え、回路を遮断して抵抗の発煙や発火等
の危険な故障を防止するために、突入電流制限抵抗5と
して、温度ヒューズを内蔵した抵抗が使用されている。
【0014】上記のように、加熱装置50では、突入電
流を発生させる原因となるヒータ抵抗値に応じて変化す
るヒータの印加電圧を直接モニタしているため、温度セ
ンサを使用してヒータ2の温度を測定するよりも、ヒー
タ温度の上昇率が低下することを低減でき突入電流制限
抵抗を小さくできる。また、位相制御回路を使用してい
ないため、装置が簡単で比較的低コストであり高調波電
流の発生も無く、電圧変動障害を防止できる。
【0015】図3に他の実施例を示す。図3は他の実施
例の加熱装置を示す回路図であり、図2の要素と同じも
のは同じ符号で示す。図2に示す加熱装置50のコンパ
レータ13の−端子の、設定された固定のV REF に代え
て、図3に示す加熱装置60は、抵抗R9,R10,R
11、整流ダイオード61、コンデンサC2、トランス
62を有する入力電源電圧検出回路14を備え、この入
力電源電圧検出回路14の信号によって、入力電源電圧
が変化してたことによりヒータ2の電圧が変化しても、
それと同じ比率でコンパレータ13の一端子の電圧V
REF も変化し、したがって電源電圧によらずヒータ2の
抵抗値に基づいてトライアック4をオンオフすることが
できる。これにより、入力電源電圧の変動により、ヒー
タ2の温度上昇率が低下したり、突入電流制限抵抗5を
短絡したときに大きな二次突入電流が流れてしまうこと
を防止できる。
【0016】尚、上記実施例の突入電流制限抵抗5をリ
アクトルに代えたり、ヒータ電圧検出回路9に代えて突
入電流制限抵抗5の印加電圧を検出する回路を備えても
同様な効果が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明の加熱装置に
よれば、 (1)突入電流を毎回必ず制限でき、ヒータ温度の測定
による制御よりもヒータの温度上昇率の低下を低減でき
る。 (2)ヒータ温度の測定による制御よりも比較的小さな
容量の突入電流制限抵抗で構成できる。 (3)高調波電流の発生が無く、電圧変動障害を防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加熱装置の一実施例の概略を示す回路
図である。
【図2】図1に示した回路の詳細を示す回路図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 交流電源 2 ヒータ 3,4 トライアック 5 突入電流制限抵抗 6 温度センサ 7 ゼロクロス検出回路 8 ヒータ制御回路 9 ヒータ電圧検出回路 10 駆動回路1 11 駆動回路2 12 整流ダイオード 13 コンパレータ R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R
9,R10,R11抵抗 C1,C2 コンデンサ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源から供給された電力により発熱する
    ヒータと、 前記電源と前記ヒータとの間に配置された第1の開閉器
    を有し、前記ヒータの温度に基づいて、前記ヒータに電
    力を供給するか否かを制御する電力供給制御手段と、 前記第1の開閉器と前記ヒータとの間に、前記ヒータに
    対して直列接続された抵抗器と、 所定の時定数をもって、前記ヒータの電圧に応じた電圧
    に充電されるコンデンサを有し、該コンデンサの電圧に
    基づいて前記ヒータの電圧が所定電圧よりも高いか低い
    かを判定するヒータ電圧判定手段と、 前記抵抗器に並列に配置された第2の開閉器を有し、前
    記ヒータ電圧判定手段により、前記ヒータの電圧が所定
    電圧よりも高いと判定されたときに前記第2の開閉器を
    閉じ、前記ヒータの電圧が所定電圧よりも低いと判定さ
    れたときに前記第2の開閉器を開く抵抗器短絡手段とを
    備えたことを特徴とする加熱装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057991A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Canon Inc 画像形成装置およびその異常処理方法
US6794619B2 (en) 2002-01-22 2004-09-21 Murata Kikai Kabushiki Kaisha Heater energization control circuit, heater energization control method, and image forming apparatus

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