JPH1023764A - Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus - Google Patents

Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus

Info

Publication number
JPH1023764A
JPH1023764A JP8175306A JP17530696A JPH1023764A JP H1023764 A JPH1023764 A JP H1023764A JP 8175306 A JP8175306 A JP 8175306A JP 17530696 A JP17530696 A JP 17530696A JP H1023764 A JPH1023764 A JP H1023764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
power
control
voltage
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8175306A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mano
宏 真野
Minoru Hayashizaki
実 林崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP8175306A priority Critical patent/JPH1023764A/en
Publication of JPH1023764A publication Critical patent/JPH1023764A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of power supplied from a power supply circuit even at a low cost with simple circuit structure. SOLUTION: A ripple signal outputted from a power supply circuit 1 is detected by a voltage detection circuit 12. The detected ripple signal is inputted to a pulse width modulation circuit 14 with a power signal which is a control object signal. With this process, a switching control signal Vs whose pulse width is so modulated as to have its switching-on width wider when the amplitude of the ripple signal is lower and have its switching on width narrower when the amplitude of the ripple signal is higher is generated. The ON/OFF of a switching device is controlled by a switching control circuit 17 in accordance with the signal Vs to control and output the power supplied from the power supply circuit 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
で形成される現像材(トナー)の熱定着装置等に利用さ
れる出力制御装置および加熱装置および磁気誘導加熱定
着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an output control device, a heating device, and a magnetic induction heating fixing device used for a heat fixing device of a developer (toner) formed in an electrophotographic process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真プロセスを用いたプリン
タ装置において定着装置は、一般に加熱ローラ(定着ロ
ーラ)とこのローラに圧接する加圧ローラとにより構成
されており、これら一対のローラ間に未定着トナーが塗
布された記録紙を通過させることによって定着を行う。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fixing device in a printer device using an electrophotographic process generally comprises a heating roller (fixing roller) and a pressure roller which presses against this roller. The fixing is performed by passing the recording paper on which the toner is applied.

【0003】以下、加熱ローラを温度制御しながら定着
を行う動作原理について説明する。加熱ローラの熱源と
してアルミ金属で作られたハロゲンヒータが一般に用い
られている。通常、ハロゲンヒータは、加熱ローラの中
央部の中空部にガラス封止した細長い棒状の形で通して
配置され、交流電源(ライン入力電源)からスイッチン
グ制御素子を介して電流を流すことによって、加熱ロー
ラを加熱する。
The principle of operation for fixing a heating roller while controlling the temperature will be described below. As a heat source of the heating roller, a halogen heater made of aluminum metal is generally used. Usually, a halogen heater is disposed in a hollow portion in the center of a heating roller in the form of an elongated rod sealed with glass, and is heated by flowing a current from an AC power supply (line input power supply) via a switching control element. Heat the rollers.

【0004】このハロゲンヒータに電力が供給される
と、そのヒータが発熱発光され、輻射、対流によって加
熱ローラを加熱する。このアルミ金属からなる加熱ロー
ラは、受けた熱をローラ全体に温度差のないよう伝導す
る。このようにして一様な温度分布となった加熱ローラ
1はそのローラ上層にコートされた耐熱ゴムを介して、
未定着トナーを加熱、溶融させて記録紙上に染み込ませ
ることによって、定着させる。
When power is supplied to the halogen heater, the heater emits heat and emits light, and heats the heating roller by radiation and convection. The heat roller made of aluminum metal transfers the received heat to the entire roller without a temperature difference. The heating roller 1 having a uniform temperature distribution in this manner is heated via the heat-resistant rubber coated on the upper layer of the roller.
The unfixed toner is fixed by heating and melting so as to permeate the recording paper.

【0005】このように定着が行われるが、定着用加熱
ローラの温度制御は、ローラに近接させて配した温度検
出素子(一般に、サーミスタ感熱素子)により加熱ロー
ラの温度を検出し、交流電源とハロゲンヒータとの間に
設けられたスイッチング素子(例えば、トライアック
等)によって、ハロゲンヒータのオン/オフ制御を行
い、これにより加熱ローラに目標の一定温度が得られる
ように制御している。このようにして加熱ローラの温度
制御が行われる。
[0005] The fixing is performed as described above. The temperature of the fixing heating roller is controlled by detecting the temperature of the heating roller by a temperature detecting element (generally, a thermistor thermosensitive element) arranged close to the roller, and connecting to an AC power supply. On / off control of the halogen heater is performed by a switching element (for example, a triac or the like) provided between the halogen heater and the halogen heater, thereby controlling the heating roller to obtain a target constant temperature. Thus, the temperature control of the heating roller is performed.

【0006】このような温度制御系は、温度が目標温度
に到達した時点でスイッチをオフしたとしても、それま
でに供給した大電力のために目標温度を遥かに越えてオ
ーバシュートを発生してしまう。このようなオーバシュ
ートは、上述のような簡素な温度制御手段を用いた場合
には、目標温度の約5%発生してしまう。
In such a temperature control system, even if the switch is turned off when the temperature reaches the target temperature, an overshoot occurs far beyond the target temperature due to the large power supplied so far. I will. Such an overshoot occurs about 5% of the target temperature when the simple temperature control means as described above is used.

【0007】ここで、オーバシュートが発生する原因に
ついて考える。上述した定着装置の場合、ハロゲンヒー
タは温度を伝えたい加熱ローラからかなり離れた中央部
に配置されるため、加熱ローラに到着するまでの熱抵
抗、および、ローラの有する熱容量によって、その熱モ
デル(少なくとも単純な一次伝達モデルではない)は非
常に複雑となり、解析も困難となる。このことは、ヒー
タ→ヒータガラス管→管内空間(放射、対流)→定着ロ
ーラ(加熱ローラ)→耐熱ゴムといった一巡伝達経路を
介して、熱を導く構成であり、特に熱の一次蓄熱系が複
雑(定着ローラ、および、耐熱ゴム)に存在しているこ
とに起因しているものと考えられる。
Here, the cause of the occurrence of overshoot will be considered. In the case of the fixing device described above, the halogen heater is disposed at a central portion far away from the heating roller whose temperature is to be transmitted. Therefore, the heat model (heat model) depends on the heat resistance until the heating roller reaches the heating roller and the heat capacity of the roller. (At least not a simple first-order transfer model) can be very complex and difficult to analyze. This is a configuration in which heat is guided through a loop transmission path of a heater → a heater glass tube → a space inside the tube (radiation, convection) → a fixing roller (heating roller) → heat-resistant rubber. (Fixing roller and heat-resistant rubber).

【0008】このようにしてオーバシュートが発生する
制御系において、加熱ローラの表面の温度検出によって
温度制御を行う場合、ローラ表面に熱が伝導するまでの
伝達関数のため、ハロゲンヒータの温度と加熱ローラの
表面温度とは、数百度の温度差を生じながらオン/オフ
を繰返し、結果として加熱ローラの表面温度を一定に保
つような制御が行われる。すなわち、このようなモデル
で温度制御が成立しているのは、前述した一巡伝達経路
(ヒータ→ヒータガラス管→管内空間(放射、対流)→
定着ローラ→耐熱ゴム)が充分な時間積分機能を果た
し、その結果として、入力電力を比較的時間的なレベル
で緩慢な制御を行っても、一定な表面温度が得られるよ
うに動作した結果である。
In a control system in which overshooting occurs as described above, when temperature control is performed by detecting the temperature of the surface of the heating roller, the temperature of the halogen heater and the temperature of the halogen heater are controlled due to a transfer function until heat is conducted to the roller surface. On / off is repeated while generating a temperature difference of several hundred degrees with the surface temperature of the roller, and as a result, control is performed to keep the surface temperature of the heating roller constant. That is, the temperature control is established in such a model because of the above-described loop transmission path (heater → heater glass tube → tube space (radiation, convection) →
(Fixing roller → heat-resistant rubber) performs a sufficient time integration function. As a result, even if the input power is controlled slowly at a relatively temporal level, the operation is performed so that a constant surface temperature can be obtained. is there.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
制御系において、理想的な温度制御を行うには、通常の
「通紙してない時の紙間」、「通紙中」、「紙質」、
「周囲温度」、その他温度に絡む様々な制御パラメータ
を考慮して制御を行う必要がある。すなわち、プリント
中、スタンバイ中、紙質制御、周囲温度といった各条件
を常に検出し、各制御パラメータを操作しながら複雑な
制御をしなくても高精度な温度制御を行うことができな
い。その結果、ファーストプリント時間の短縮化を図る
ことが困難となり、作業効率が悪いという問題がある。
However, in the above-described control system, in order to perform ideal temperature control, the usual "interval when paper is not passing", "during paper passing", " Paper quality ",
It is necessary to control in consideration of "ambient temperature" and other various control parameters related to temperature. That is, it is impossible to perform high-precision temperature control without performing complicated control while operating each control parameter by constantly detecting various conditions such as printing, standby, paper quality control, and ambient temperature. As a result, it is difficult to shorten the first print time, and there is a problem that the working efficiency is poor.

【0010】また、近年、そのようなファーストプリン
ト時間を縮小するために、円筒状にしたフィルムを用
い、その円筒状のフィルム内部のセラミック上に抵抗
(酸化金属被膜抵抗)を印刷して構成した定着ローラが
提案されている。この場合、このような印刷抵抗に電流
を流すことによって発熱させ、この発熱によりフィルム
を介してトナーを溶融して定着させている。このように
直接トナーに電力を効率よく供給することによって、フ
ァーストプリントタイムの低減と省エネを図ろうとして
いる。
In recent years, in order to reduce such a first print time, a cylindrical film is used, and a resistor (metal oxide film resistor) is printed on a ceramic inside the cylindrical film. Fusing rollers have been proposed. In this case, heat is generated by passing an electric current through such a print resistor, and the heat is used to melt and fix the toner via the film. By efficiently supplying power directly to the toner as described above, the first print time is reduced and energy is saved.

【0011】しかし、このような印刷抵抗を用いて構成
された定着ローラにおける温度制御方式は、モノカラー
の定着では良好に機能するものの、カラー定着を行うと
きには、そのトナーの挙動から各色の合成処理を同時に
行えるようにするために温度および加圧の精密な制御が
要求され、その結果、制御機構が複雑化するという問題
がある。
[0011] However, the temperature control method in the fixing roller constituted by using such a printing resistor works well in the mono-color fixing, but when performing the color fixing, the synthesis process of each color is performed based on the behavior of the toner. In this case, precise control of temperature and pressurization is required in order to be able to perform the control at the same time, and as a result, there is a problem that a control mechanism is complicated.

【0012】また、ファーストプリントタイムおよび充
分な加圧や温度の応答性を考慮して構成された方式とし
て、コイルに高周波電流を印加してその高周波磁界によ
って金属表面に発生する表皮電流による発熱をそのま
ま、トナーに付与する構成の定着ローラが考案されてい
る。しかし、このような定着ローラでは、温度の検出素
子が高速な温度上昇を検出することができないため、フ
ィードバックスピードが追い付かず温度制御の精度が劣
化するという問題がある。
Further, as a system configured in consideration of the first print time and the response of sufficient pressurization and temperature, heat generated by a skin current generated on a metal surface by applying a high-frequency current to a coil to generate a high-frequency magnetic field. A fixing roller configured to apply the toner as it is has been devised. However, in such a fixing roller, since the temperature detecting element cannot detect a high-speed temperature rise, there is a problem that the feedback speed cannot catch up and the accuracy of the temperature control is deteriorated.

【0013】また、上述した金属表面に高周波磁界を印
加する方式を用いて定着ローラの加熱を行う場合、駆動
する高周波電源は大型な装置では1kVAを越える大き
な物となり電源回路のコンパクト化を図ることができな
いという問題がある。
Further, when the fixing roller is heated by using the above-described method of applying a high-frequency magnetic field to a metal surface, the high-frequency power supply to be driven is large, exceeding 1 kVA in a large-sized apparatus, and the power supply circuit is made compact. There is a problem that can not be.

【0014】また、従来の誘導加熱回路においては、入
力電圧(脈流信号)をスイッチング素子により一定周期
でスイッチングする方式の電源回路を用いて定着ローラ
の加熱制御を行っているものがある。この場合、脈流信
号の高電圧部分でのスイッチング素子の負担率と、その
脈流信号の低電圧部分でのスイッチング素子の負担率は
自ずと変わる。このため、常に脈流信号の最大電圧時に
おける動作状態を考慮して、電力回路のスイッチングデ
バイスの設計を決定する必要がある。その結果、回路構
成が複雑化すると共に、スイッチング素子の利用効率、
ひいては、電源回路から供給される電力の利用効率が悪
いという問題が生じる。
Further, in some conventional induction heating circuits, heating control of the fixing roller is performed by using a power supply circuit of a type in which an input voltage (pulsating current signal) is switched at a constant cycle by a switching element. In this case, the burden ratio of the switching element in the high voltage portion of the pulsating signal and the burden ratio of the switching element in the low voltage portion of the pulsating signal naturally change. For this reason, it is necessary to always determine the design of the switching device of the power circuit in consideration of the operation state at the time of the maximum voltage of the pulsating signal. As a result, the circuit configuration becomes complicated, and the efficiency of use of the switching element,
As a result, there arises a problem that utilization efficiency of the power supplied from the power supply circuit is low.

【0015】そこで、本発明の目的は、安価で簡単な回
路構成であるにもかかわらず、電源回路から供給される
電力の利用効率を高めることが可能な出力制御装置およ
び加熱装置および磁気誘導加熱定着装置を提供すること
にある。
It is an object of the present invention to provide an output control device, a heating device, and a magnetic induction heating device capable of improving the efficiency of use of power supplied from a power supply circuit, despite the fact that the circuit configuration is inexpensive and simple. An object of the present invention is to provide a fixing device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、入力された制
御信号により駆動時間が制御される駆動制御素子と、脈
流信号を発生する第一手段と、前記脈流信号の振幅を検
出する第二手段と、前記脈流信号の振幅の小さい領域で
前記駆動制御素子の前記駆動時間を長くする前記制御信
号を出力する第三手段と、前記脈流信号の振幅が大きく
なるにつれて前記駆動制御素子の前記駆動時間を短くす
る前記制御信号を出力する第四手段とを具備することに
よって、出力制御装置を構成することができる。この場
合、前記第一手段は、全波整流された電圧の脈流信号を
発生するように構成してもよい。
According to the present invention, there is provided a drive control element whose drive time is controlled by an input control signal, first means for generating a pulsating signal, and detecting an amplitude of the pulsating signal. A second means, a third means for outputting the control signal for extending the drive time of the drive control element in a region where the amplitude of the pulsation signal is small, and the drive control as the amplitude of the pulsation signal increases. An output control device can be configured by including fourth means for outputting the control signal for shortening the drive time of the element. In this case, the first means may be configured to generate a pulsating signal of a full-wave rectified voltage.

【0017】また、本発明は、電力を供給するための脈
流信号を発生する電力供給手段と、前記電力供給手段か
ら供給される電力の制御を行う電力制御素子と、前記脈
流信号を検出する第一検出手段と、電力信号を検出する
第二検出手段と、前記脈流信号および前記電力信号が入
力され、前記脈流信号の振幅が低い領域で前記電力制御
素子の駆動時間が長くかつ該振幅が高くなるにつれて前
記電力制御素子の駆動時間が短くなる制御信号を出力す
る駆動制御手段と、前記制御信号により駆動制御された
前記電力制御素子を介して前記電力供給手段から供給さ
れた電力を出力する電力出力手段とを具備することによ
って、出力制御装置を構成することができる。
Also, the present invention provides a power supply means for generating a pulsating signal for supplying power, a power control element for controlling the power supplied from the power supplying means, and a detecting means for detecting the pulsating signal. First detecting means, and a second detecting means for detecting a power signal, the pulsating signal and the power signal are input, the driving time of the power control element is long in a region where the amplitude of the pulsating signal is low and Drive control means for outputting a control signal for shortening the drive time of the power control element as the amplitude increases; and power supplied from the power supply means via the power control element driven and controlled by the control signal. And an electric power output means for outputting an output.

【0018】この出力制御装置において、前記駆動制御
手段を、前記電力信号が制御対象用の信号として入力さ
れる入力端子と、前記脈流信号が前記電力制御素子の駆
動時間調整用の信号として入力される入力端子とを有
し、前記脈流信号の振幅の大きさにより斜辺の傾きの異
なる三角波を作成し該三角波の斜辺と前記電力信号の信
号レベルとが交差する位置で前記駆動時間が決定された
制御信号を発生する波形制御回路と、前記制御信号をも
とに前記電力制御素子の駆動制御を行う駆動制御回路と
を具えて構成することもできる。
In this output control device, the drive control means may include an input terminal to which the power signal is input as a signal for a control object, and an input terminal to which the pulsation signal is input as a signal for adjusting the drive time of the power control element. And a triangular wave having an oblique side having a different slope depending on the amplitude of the pulsating signal, and determining the drive time at a position where the oblique side of the triangular wave intersects with the signal level of the power signal. And a drive control circuit that performs drive control of the power control element based on the control signal.

【0019】前記電力供給手段は、交流電源と、該電源
からの交流信号が入力されるラインフィルタと、前記交
流信号を整流して前記脈流信号を発生するブリッジ回路
と、前記脈流信号を蓄積する電源フィルタとを含む電源
回路を具えることによって構成することができる。
The power supply means includes: an AC power supply; a line filter to which an AC signal from the power supply is input; a bridge circuit for rectifying the AC signal to generate the pulsating signal; And a power supply circuit including a power supply filter for storing.

【0020】前記第一検出手段は全波整流された電圧の
脈流信号を検出し、前記第二検出手段は前記電力制御素
子に流れる電流と前記脈流信号の電圧との積によって電
力信号を算出するようにして構成することができる。
The first detecting means detects a pulsating signal of a full-wave rectified voltage, and the second detecting means generates a power signal by a product of a current flowing through the power control element and a voltage of the pulsating signal. It can be configured to calculate.

【0021】励磁コイルとコンデンサとからなる磁場発
生手段により電力出力手段を構成し、該電力出力手段で
発生した信号(例えば、フライバック電圧)を検出する
出力検出手段と、該出力検出手段により検出された信号
をもとに前記電力制御手段の駆動のタイミングを調整す
るタイミング調整手段とを具えて構成することができ
る。
An electric power output means is constituted by a magnetic field generation means comprising an exciting coil and a capacitor, and an output detection means for detecting a signal (for example, a flyback voltage) generated by the electric power output means; And timing adjustment means for adjusting the drive timing of the power control means based on the signal thus obtained.

【0022】前記駆動制御素子としては、FET等のス
イッチング素子を用いることができる。前記駆動制御素
子または前記電力制御素子の駆動時間は、前記スイッチ
ング素子のスイッチングオン幅とすることができる。
As the drive control element, a switching element such as an FET can be used. The drive time of the drive control element or the power control element may be a switching-on width of the switching element.

【0023】また、本発明は、上記出力制御装置と、前
記電力出力手段により発熱される発熱部材とを具えるこ
とによって、加熱装置を構成することができる。この場
合、前記発熱部材は、磁性部材を含む定着ローラとして
構成することができる。また、前記発熱部材の温度を検
出する温度検出手段と、前記検出された温度を前記駆動
制御手段の制御対象用の前記入力端子に入力してフィー
ドバック制御を行う手段とを設けて構成してもよい。
Further, according to the present invention, a heating device can be constituted by including the above-mentioned output control device and a heat-generating member which generates heat by the power output means. In this case, the heat generating member can be configured as a fixing roller including a magnetic member. Further, a temperature detecting means for detecting the temperature of the heat generating member, and means for inputting the detected temperature to the input terminal for the control target of the drive control means and performing feedback control may be provided. Good.

【0024】また、本発明は、励磁コイルを含む磁場発
生手段と、該磁場発生手段により磁性金属部材に磁場を
発生させて該磁性金属部材に発生する渦電流による該磁
性金属部材の発熱により被加熱材を加熱する磁気誘導加
熱方式の加熱装置に関するものであり、前記磁場発生手
段に供給される電圧を検出する手段と、前記励磁コイル
の励磁電流波形を計測する電流計測手段と、前記励磁コ
イルに誘起される誘起電圧から前記励磁コイルに供給す
る励磁電力を制御する手段と、前記励磁コイルに誘起す
る誘起電圧波形の波高値を検出する手段と、該手段によ
り検出された電圧値に基づき励磁電力の制限を行う手段
とを具えることによって、磁気誘導加熱定着装置を構成
することができる。この場合、前記磁場発生手段に供給
される前記電圧の波形と前記励磁電流波形との積に基づ
いて、励磁電力を制限するようにしてもよい。
The present invention also provides a magnetic field generating means including an exciting coil, and a magnetic field generated by the magnetic metal member by generating a magnetic field in the magnetic metal member by the magnetic field generating means. The present invention relates to a magnetic induction heating type heating device for heating a heating material, a means for detecting a voltage supplied to the magnetic field generating means, a current measuring means for measuring an exciting current waveform of the exciting coil, and the exciting coil Means for controlling the exciting power supplied to the exciting coil from the induced voltage induced in the exciting coil, means for detecting the peak value of the induced voltage waveform induced in the exciting coil, and exciting based on the voltage value detected by the means. By providing a means for restricting electric power, a magnetic induction heating fixing device can be configured. In this case, the excitation power may be limited based on a product of the waveform of the voltage supplied to the magnetic field generation unit and the waveform of the excitation current.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
ないし図6に基づいて説明する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG.

【0026】図1は本装置の全体構成を示す。まず、図
1において、電源回路1には商用AC電源2が設けら
れ、この電源2にはラインフィルタ3が接続されてい
る。このラインフィルタ3には、入力された交流電圧を
整流するためのダイオードブリッジ回路4が接続されて
いる。このブリッジ回路4の出力側の電源ラインには、
フィルタコイル5と、フィルタコンデンサ6とが接続さ
れている。フィルタコイル5は、高周波スイッチング周
波数に対するインピーダンスを付与する。フィルタコン
デンサ6としては、ここでは通常のスイッチング電源等
に用いる平滑コンデンサではなく、比較的小さな容量
(数μm〜数10μF)の高周波特性の良いフィルムコ
ンデンサ等を用いる。
FIG. 1 shows the overall configuration of the present apparatus. First, in FIG. 1, a power supply circuit 1 is provided with a commercial AC power supply 2, and a line filter 3 is connected to the power supply 2. The line filter 3 is connected to a diode bridge circuit 4 for rectifying an input AC voltage. The power supply line on the output side of the bridge circuit 4 includes:
The filter coil 5 and the filter capacitor 6 are connected. The filter coil 5 gives an impedance to a high frequency switching frequency. Here, as the filter capacitor 6, a film capacitor or the like having a relatively small capacity (several μm to several tens of μF) having good high-frequency characteristics is used instead of a smoothing capacitor used for a normal switching power supply or the like.

【0027】また、電源回路1の電源ラインには、電力
出力手段としての磁場発生手段7と、電源回路1からの
電力供給の制御を行うためのスイッチング素子8とが接
続されている。この場合、磁場発生手段7は、高周波ス
イッチング電流が供給され高周波磁界を発生するための
励磁コイル9と、この励磁コイル9に並列に接続された
コンデンサ10とにより構成されている。また、スイッ
チング素子8としては、FETが用いられるが、この他
に、スイッチングトランジスタや大電力に対応した静電
誘電トランジスタ等を用いることができる。なお、スイ
ッチング素子8の代わりに、リニア線形素子を用いて構
成することもできる。
The power supply line of the power supply circuit 1 is connected to a magnetic field generating means 7 as power output means and a switching element 8 for controlling power supply from the power supply circuit 1. In this case, the magnetic field generating means 7 includes an excitation coil 9 for supplying a high-frequency switching current to generate a high-frequency magnetic field, and a capacitor 10 connected in parallel to the excitation coil 9. In addition, although an FET is used as the switching element 8, a switching transistor, an electrostatic dielectric transistor corresponding to high power, or the like can be used. Note that, instead of the switching element 8, a configuration using a linear linear element can be used.

【0028】また、励磁コイル9に近接した位置には、
発熱部材としての円筒状(エンドレス)の耐熱性フィル
ム体11が配設されている。このフィルム体11は、例
えば後述する定着ローラとして構成されるものであり、
励磁コイル9で発生した高周波磁界を効率良く結合する
ように配置されている。また、この円筒状のフィルム体
11の周囲には、被加熱部材11aが配設されている。
この被加熱部材11aとしては、前記定着ローラを用い
た場合にはトナーを定着させるための記録紙に相当する
ものである。
At a position close to the exciting coil 9,
A cylindrical (endless) heat resistant film body 11 as a heat generating member is provided. The film body 11 is configured as, for example, a fixing roller described later,
The high frequency magnetic field generated by the exciting coil 9 is arranged to be efficiently coupled. Around the cylindrical film body 11, a member to be heated 11a is provided.
When the fixing roller is used, the heated member 11a is equivalent to a recording sheet for fixing toner.

【0029】また、電源回路1と磁場発生手段7との間
の電源ラインには、電圧検出回路12が接続されている
と共に、スイッチング素子8の電流を検出するための電
流検出回路13が接続されている。また、電圧検出回路
12により検出された電圧値と、電流検出回路13によ
り検出された電流値とが入力される波形制御回路として
のパルス幅変調回路14が設けられている。
A voltage detection circuit 12 and a current detection circuit 13 for detecting a current of the switching element 8 are connected to a power supply line between the power supply circuit 1 and the magnetic field generating means 7. ing. Further, a pulse width modulation circuit 14 is provided as a waveform control circuit to which the voltage value detected by the voltage detection circuit 12 and the current value detected by the current detection circuit 13 are input.

【0030】また、パルス幅変調回路14には、出力検
出手段としてのフライバック電圧検出回路15が接続さ
れている。このフライバック電圧検出回路15は、励磁
コイル2に誘起された誘起電圧を検出し、この検出され
た誘起電圧がパルス幅変調回路14に入力される。ま
た、このパルス幅変調回路14には、温度検出手段16
が接続され、発熱部材4から検出された温度に関する信
号(電圧等)が入力される。
The pulse width modulation circuit 14 is connected to a flyback voltage detection circuit 15 as output detection means. The flyback voltage detection circuit 15 detects an induced voltage induced in the exciting coil 2, and the detected induced voltage is input to the pulse width modulation circuit 14. The pulse width modulation circuit 14 includes a temperature detecting means 16.
Are connected, and a signal (voltage or the like) relating to the temperature detected from the heating member 4 is input.

【0031】このようにパルス幅変調回路14には、電
圧、電流、温度に関する各信号が入力される。このパル
ス幅変調回路14は、スイッチング制御信号が入力され
る駆動制御回路としてのスイッチング制御回路17と接
続されている。このスイッチング制御回路17から出力
された信号は、スイッチング素子8のゲートに入力され
る。このスイッチング素子8を駆動制御することによ
り、電源回路1から磁場発生手段7に供給される電力量
が制御される。
As described above, signals related to voltage, current, and temperature are input to the pulse width modulation circuit 14. This pulse width modulation circuit 14 is connected to a switching control circuit 17 as a drive control circuit to which a switching control signal is input. The signal output from the switching control circuit 17 is input to the gate of the switching element 8. By controlling the driving of the switching element 8, the amount of electric power supplied from the power supply circuit 1 to the magnetic field generating means 7 is controlled.

【0032】また、図2において、パルス幅変調回路1
4には、掛算回路18と、切替回路19とが接続されて
いる。これにより、電圧検出回路12から出力された信
号と電流検出回路13から出力された信号とは掛算回路
18に入力されることによって掛け算され、電力値が求
められる。また、このようにして算出された電力値の信
号および温度に関する信号は、切替回路19によって一
方の信号が選択され、パルス幅変調回路14に入力され
る。
In FIG. 2, the pulse width modulation circuit 1
4 is connected to a multiplication circuit 18 and a switching circuit 19. As a result, the signal output from the voltage detection circuit 12 and the signal output from the current detection circuit 13 are multiplied by being input to the multiplication circuit 18 to obtain a power value. The switching circuit 19 selects one of the power value signal and the temperature-related signal calculated in this manner, and inputs the selected signal to the pulse width modulation circuit 14.

【0033】次に、本装置の動作について説明する。電
源回路1において、AC電源2からAC入力電圧が印加
されると、ラインフィルタ3を介してダイオードブリッ
ジ4により整流された脈流信号(後述の図5(A)参
照)が得られ、フィルタコンデンサ6に蓄積される。こ
のフィルタコンデンサ6を用いたことによって、電源ラ
インから入力される電流歪を少なくして高調波を必要以
上に増大させないようにしている。このフィルタコンデ
ンサ6に発生する端子電圧脈流信号は電圧検出回路12
により検出され、パルス幅変調回路14に入力される。
また、フィルタコンデンサ6の端子電圧は、コンデンサ
10と励磁コイル9の並列回路にスイッチング素子8を
介して供給される。そして、そのスイッチング素子8に
よりスイッチングされた電流は、電流検出回路13によ
り検出され、パルス幅変調回路14に入力される。
Next, the operation of the present apparatus will be described. In the power supply circuit 1, when an AC input voltage is applied from the AC power supply 2, a pulsating current signal (see FIG. 5A described later) rectified by the diode bridge 4 via the line filter 3 is obtained, and the filter capacitor 6 is stored. By using this filter capacitor 6, the current distortion input from the power supply line is reduced so that harmonics are not increased more than necessary. The terminal voltage pulsating signal generated in the filter capacitor 6 is applied to the voltage detecting circuit 12.
And is input to the pulse width modulation circuit 14.
The terminal voltage of the filter capacitor 6 is supplied to a parallel circuit of the capacitor 10 and the exciting coil 9 via the switching element 8. Then, the current switched by the switching element 8 is detected by the current detection circuit 13 and input to the pulse width modulation circuit 14.

【0034】また、パルス幅変調回路14は、フライバ
ック電圧検出回路15を介してスイッチング素子8に印
加されるフライバック電圧Vf を求め、その電圧に応じ
てスイッチング素子8のターンオンするタイミングを判
定すると共に、電圧検出回路12により検出された電源
電圧(脈流信号)の信号と電流検出回路13により検出
された電流の信号との積を求め、磁場発生手段7におけ
るスイッチング電力を制御する。
The pulse width modulation circuit 14 obtains the flyback voltage Vf applied to the switching element 8 via the flyback voltage detection circuit 15, and determines the timing at which the switching element 8 is turned on according to the voltage. At the same time, the product of the signal of the power supply voltage (pulse current signal) detected by the voltage detection circuit 12 and the signal of the current detected by the current detection circuit 13 is obtained, and the switching power in the magnetic field generation means 7 is controlled.

【0035】次に、パルス幅変調回路14を図2〜図4
に基づいて説明する。まず、図2において、電圧検出回
路12と、電流検出回路13とで検出された電圧および
電流検出信号は、コンデンサ10と、励磁コイル9で構
成された共振回路の供給電力として掛算回路18を介し
てパルス幅変調回路14に入力される。また、パルス幅
変調回路14には電圧および電流検出信号が入力される
と共に、温度検出信号と、電圧および電流検出信号から
電力を算出した電力信号とが切替回路19を介して選択
的に入力される。
Next, the pulse width modulation circuit 14 is shown in FIGS.
It will be described based on. First, in FIG. 2, a voltage and a current detection signal detected by the voltage detection circuit 12 and the current detection circuit 13 are supplied through a multiplication circuit 18 as power supplied to a resonance circuit including the capacitor 10 and the exciting coil 9. Input to the pulse width modulation circuit 14. The voltage and current detection signals are input to the pulse width modulation circuit 14, and a temperature detection signal and a power signal obtained by calculating power from the voltage and current detection signals are selectively input to the pulse width modulation circuit 14 via the switching circuit 19. You.

【0036】図3は、パルス幅変調回路14の回路構成
を示す。20は、電力や温度等の制御対象用の信号が入
力される端子である。21は、端子20に入力される信
号に対する目標値を入力する端子である。22は、スイ
ッチング素子8のスイッチング波形の最大のスイッチン
グオン幅Ta を規定するための電圧検出信号Vb が入力
される端子である。23は、電流検出信号Vi が入力さ
れる電流リミッタ入力用の端子である。24は、フライ
バック電圧Vf が図4のレベルLと交差するときのトリ
ガパルス(P)が入力される端子であり、このトリガパ
ルス(P)によりスイッチングのタイミングをとってい
る。25は、スイッチング素子8を駆動制御するための
信号を出力する端子である。
FIG. 3 shows a circuit configuration of the pulse width modulation circuit 14. Reference numeral 20 denotes a terminal to which a signal for a control target such as power or temperature is input. Reference numeral 21 denotes a terminal for inputting a target value for a signal input to the terminal 20. 22 is a terminal to which a voltage detection signal V b to define the maximum switching ON width T a switching waveform of the switching element 8 is input. 23 is a terminal for current limiter input current detection signal V i is inputted. Reference numeral 24 denotes a terminal to which a trigger pulse (P) when the flyback voltage Vf crosses the level L in FIG. 4 is input, and the timing of switching is set by the trigger pulse (P). Reference numeral 25 denotes a terminal for outputting a signal for controlling the driving of the switching element 8.

【0037】ここで、端子20に入力される検出信号に
ついて述べる。この検出信号は、「通紙中」、「紙
間」、「周囲温度」等の環境条件を制御パラメータとし
て入力される信号である。例えば、被加熱部材としての
記録紙の「通紙時」においては、電力(電圧と電流との
積)をフィードバック信号として制御対象とした帰還制
御を行う。
Here, the detection signal input to the terminal 20 will be described. This detection signal is a signal that is input as a control parameter using environmental conditions such as “paper passing”, “paper interval”, and “ambient temperature”. For example, when “recording paper” as a heated member is “passed”, feedback control is performed using electric power (the product of voltage and current) as a feedback signal to be controlled.

【0038】また、「紙間」においては、通紙時の初期
温度を決定するためのフィードバック電圧のモニタを行
うために、そのフィードバック電圧(基準電圧と、制御
対象電圧との比較結果電圧)を制御対象とした帰還制御
を行う。
In the “sheet interval”, the feedback voltage (comparison voltage between the reference voltage and the control target voltage) is used to monitor the feedback voltage for determining the initial temperature at the time of sheet passing. Performs feedback control as a control target.

【0039】また、「紙間」において、温度検出手段1
6により通常の温度一定とする温度フィードバック制御
を行うために、フィードバック温度(温度基準電圧と、
制御対象電圧との比較結果電圧)を制御対象とした帰還
制御を行う。
In the "paper interval", the temperature detecting means 1
6, the feedback temperature (temperature reference voltage,
Feedback control is performed with the control target voltage (comparison result voltage with the control target voltage).

【0040】次に、制御対象とされた信号を端子20に
入力して帰還制御を行う例を、図3および図4に基づい
て説明する。端子20から入力された信号すなわち電圧
aは端子21からの基準電圧V0 と共に演算増幅器、
すなわちオペアンプ30に入力され、これにより必要な
電圧V1 に増幅変換された後、コンパレータ31の+端
子に入力される。コンパレータ31の−端子にはコンデ
ンサ32に接続された定電流駆動回路33によって定電
流I0 が供給されており、その結果、コンパレータ31
の−端子は電流値I0 とコンデンサ32の値に基づき図
4に示すようにリニアに増加する電圧V2 が入力され
る。
Next, an example in which a signal to be controlled is input to the terminal 20 to perform feedback control will be described with reference to FIGS. Signals inputted from the terminal 20 that is, the voltage V a operational amplifier with a reference voltage V 0 which from the terminal 21,
That is, the voltage is input to the operational amplifier 30, amplified and converted to a required voltage V 1 by this, and then input to the + terminal of the comparator 31. A constant current I 0 is supplied to a negative terminal of the comparator 31 by a constant current driving circuit 33 connected to a capacitor 32. As a result, the comparator 31
As shown in FIG. 4, a voltage V 2 that linearly increases based on the current value I 0 and the value of the capacitor 32 is input to the − terminal.

【0041】そして、−端子の電圧V2 が+端子の電圧
1 よりも高い電圧になると、コンパレータ31は反転
し、RSフリップフロップ34がセットされ、その結
果、トランジスタ35がオンし、コンパレータ31の−
端子に接続されたコンデンサ32の電荷を放出する。ま
た、これと同時に、インバータ36を介してトランジス
タ37がオフされ、定電流回路38から定電流I1 が供
給されているコンデンサ39の端子を開放する。これに
より、今度はコンデンサ39の電圧V4 が図4に示すよ
うにリニアに増加する。
[0041] Then, - the voltage V 2 of the terminal becomes a voltage higher than the voltage V 1 of the + terminal, the comparator 31 is inverted, RS flip-flop 34 is set, as a result, the transistor 35 is turned on, the comparator 31 -
The charge of the capacitor 32 connected to the terminal is released. At the same time, the transistor 37 via the inverter 36 is turned off, the constant current I 1 opens the terminals of the capacitor 39 is supplied from the constant current circuit 38. Thus, this time the voltage V 4 of the capacitor 39 increases linearly as shown in FIG.

【0042】ここで、コンパレータ40の+端子には予
め定められた基準電圧V3 が抵抗41,42によって供
給されており、その結果、コンパレータ40は一定時間
経過後反転してRSフリップフロップ34をリセットす
る。これにより、コンデンサ39の電荷を急速に放出す
ると共に、トランジスタ35を介してコンデンサ32の
端子を開放する。
Here, a predetermined reference voltage V 3 is supplied to the + terminal of the comparator 40 by the resistors 41 and 42. As a result, the comparator 40 inverts after a lapse of a predetermined time and switches the RS flip-flop 34. Reset. As a result, the charge of the capacitor 39 is rapidly released, and the terminal of the capacitor 32 is opened via the transistor 35.

【0043】このような一連の動作を繰り返すことによ
って端子25にはスイッチング電圧Vs が出力される。
その出力電圧Vs のオン時間は、コンパレータ31のオ
ンするまでの時間、すなわち、端子20の電圧Va を増
幅して得られたアナログ電圧値V1 と、コンデンサ32
の充電電圧V2 により決定される。また、出力電圧Vs
のオフ時間は、コンパレータ40のオンするまでの時
間、すなわち、基準電圧V3 とコンデンサ39の充電電
圧V4 とにより決定される。
The switching voltage V s to the terminal 25 by repeating such a series of operations is outputted.
ON time of the output voltage V s is the time to turn on the comparator 31, i.e., an analog voltage value V 1 obtained by amplifying the voltage V a of the terminal 20, the capacitor 32
It is determined by the charging voltage V 2. Also, the output voltage V s
Is determined by the time until the comparator 40 turns on, that is, the reference voltage V 3 and the charging voltage V 4 of the capacitor 39.

【0044】また、端子22から入力される脈流信号の
アナログ電圧値Vb によりトランジスタ43,44を介
して定電流I0 を変化させることによって、スイッチン
グ素子8の最大のスイッチングオン幅Ta を決定してい
る。さらに、端子23では基準電圧Vi0を越える入力V
i があると、ダイオード45を介してソフトスタートコ
ンデンサ46を急速に放電し、その後端子23のVi
低下するとゆっくりとスイッチングオン幅Ta を復帰す
る。このように、制御対象となる電力または温度に関す
る信号の波形V1 を、コンパレータ31,34、コンデ
ンサ32,39、RSフリップフロップ回路34等の回
路によって制御すると共に、電圧検出信号Vb 、電流検
出信号Vi 等を用いて制御することによって、スイッチ
ング素子8の最大のスイッチングオン幅Ta を調整する
ことができる。
[0044] Further, by varying the constant current I 0 through the transistors 43 and 44 by an analog voltage value V b of the pulsating signal input from the terminal 22, the maximum switching ON width T a of the switching elements 8 I have decided. Further, at the terminal 23, the input V exceeding the reference voltage Vi0
If i is, rapidly discharges the soft-start capacitor 46 through the diode 45, then V i of the terminal 23 is restored to the slow switching ON width T a decreases. As described above, the waveform V 1 of the signal relating to the power or temperature to be controlled is controlled by the circuits such as the comparators 31 and 34, the capacitors 32 and 39, the RS flip-flop circuit 34, and the voltage detection signal V b and the current detection by controlling with a signal V i and the like, it is possible to adjust the maximum switching oN width T a of the switching element 8.

【0045】次にアナログ入力電圧Vb に対するスイッ
チング電圧Vs の関係を図4〜図6に基づいて説明す
る。図5(A)はアナログ入力電圧Vb の脈流信号の波
形を示し、図5(B)はスイッチング電圧Vs の波形を
示す。このように脈流波形の電圧Vb の高い部分ではオ
ン幅Ta を狭め、逆に電圧Vb の低い部分ではオン幅T
a を広げる動作を行う。このような制御方法は前述した
ように、電圧検出波形Vb によってスイッチングオン幅
a を作り出す三角波の立ち上がり波形V2 が制御され
る(電圧が高い時は充電カーブを上昇させ、スイッチン
グオン幅Ts を縮小させる)結果、フライバック電圧V
f の波形は、入力電圧Vb のリップル(入力交流周波数
の2倍)の低い部分ではスイッチング素子8のスイッチ
ングオン幅Ta を広げ、また、入力電圧Vb のリップル
の振幅の高い部分では、そのスイッチングオン幅Ta
狭める働きをする。この結果、フライバック電圧Vf
包絡線リップルは減少し、スイッチング素子8の利用効
率が向上する。
[0045] Next will be described with reference to FIGS. 4 to 6 the relationship between the switching voltage V s to the analog input voltage V b. FIG. 5 (A) shows the waveform of the pulsating signal of the analog input voltage V b, FIG. 5 (B) shows the waveform of the switching voltage V s. Thus narrowing the on width T a is a high voltage V b portion of the pulsating waveform, the ON width T in a low voltage parts V b conversely
It performs an operation to widen the a. Such control method as described above, when (voltage rising waveform V 2 is controlled triangular wave to produce a switching ON width T a is high by the voltage detection waveform V b increases the charging curve, switching ON width T s is reduced) as a result, the flyback voltage V
f is the waveform expands the switching ON width T a of the switching element 8 is in a low part (2 times the input AC frequency) ripple on the input voltage V b, also in the amplitude of high part of the ripple of the input voltage V b, It serves to narrow the switching oN width T a. As a result, the envelope ripple of the flyback voltage Vf is reduced, and the utilization efficiency of the switching element 8 is improved.

【0046】すなわち、図4で説明すると、スイッチン
グ素子8のスイッチングオン幅Taが広いときのフライ
バック電圧Vf の波形とスイッチング素子8のオン幅T
a が狭いときのフライバック電圧Vf の波形とは異なる
が、両方の面積は等しくなるため、利用する電力は、入
力電圧の低いところと高いところとでほぼ等しくなり、
これにより、スイッチング素子の利用効率を従来に比べ
て高めることができる。
[0046] That is, if explained in FIG. 4, on the width T of the flyback voltage V f of the waveform and the switching element 8 when switching ON width T a of the switching element 8 is wide
Although the waveform of the flyback voltage Vf when a is narrow is different, both areas are equal, so that the power to be used is almost equal between a low and a high input voltage,
Thereby, the use efficiency of the switching element can be increased as compared with the conventional case.

【0047】図6は、そのスイッチング素子5の「利用
効率」が向上する例を従来例と比較して示すものであ
る。破線の波形50は、電源脈流信号(Vb )の検出を
行わず、温度フィードバック信号のみでスイッチングオ
ン幅制御を行った従来方式によるスイッチング素子5の
出力波形である。実線の波形51は、スイッチングオン
幅制御入力用の端子22に電源脈流信号を入力し、端子
20に温度フィードバック信号を入力することによって
スイッチングオン幅制御を行った本方式による出力波形
ssである。この出力波形51からわかるように、入力
電圧の低い部分でも電流を多く流しているため、波形率
が1に近く、これにより、スイッチング素子8の利用率
が高い方式であることがわかる。
FIG. 6 shows an example in which the "utilization efficiency" of the switching element 5 is improved in comparison with a conventional example. A dashed waveform 50 is an output waveform of the switching element 5 according to the conventional method in which the power-on pulsation signal ( Vb ) is not detected and the switching-on width control is performed only by the temperature feedback signal. The solid line waveform 51 is an output waveform V ss according to the present system in which the switching-on width control is performed by inputting the power pulsating current signal to the switching-on width control input terminal 22 and inputting the temperature feedback signal to the terminal 20. is there. As can be seen from the output waveform 51, since a large amount of current flows even in a portion where the input voltage is low, the waveform ratio is close to 1, which indicates that the switching element 8 has a high utilization rate.

【0048】ここでいう「利用効率」とは、限られた耐
圧、電流の素子で如何にして大電力を効率良く負荷に供
給するかということであり、入力電圧(脈流信号)の低
い部分での電力供給を効率良く行わせることによって出
力を増大させることができる。これにより、電源回路1
から供給される電力の利用効率を高めることができる。
The "utilization efficiency" as used herein refers to how to efficiently supply a large power to a load with a device having a limited withstand voltage and current. The output can be increased by efficiently supplying power at the power supply. Thereby, the power supply circuit 1
Efficiency of the power supplied from the power supply can be improved.

【0049】ここで「利用効率」について例を挙げて説
明する。例えば、スイッチング素子8の入力電圧の波形
を商用100Vとした場合、スイッチング素子5は入力
電圧の振幅最大値、すなわち、141V入力の動作まで
行うのに対して、その素子8の平均電圧値は周知の約9
0Vととなり、極めて利用効率が低い。これに対して、
上述した本方式を用いれば、素子8の平均電圧値を入力
電圧(フライバック電圧(振幅最大値)141V)と同
じレベル(スイッチング素子耐圧)まで上げて制御で
き、単純には約1.5(波高率)倍まで出力をとること
が可能となる。これにより、電源回路1の電力の利用効
率を高めることができる。なお、実際には低い電圧時に
余り大きな電流をとった場合、入力電流歪みが生じるた
め、入力高調波や力率低下を招くのでリップルを減少さ
せる程度に決定すべきである。
Here, the “utilization efficiency” will be described with an example. For example, if the waveform of the input voltage of the switching element 8 is 100 V commercial, the switching element 5 performs the operation up to the maximum amplitude of the input voltage, that is, 141V input, whereas the average voltage value of the element 8 is known. About 9
It becomes 0 V, and the utilization efficiency is extremely low. On the contrary,
By using the above-described method, the average voltage value of the element 8 can be controlled by raising the average voltage value to the same level (switching element breakdown voltage) as the input voltage (flyback voltage (maximum amplitude value) 141 V). It is possible to take output up to (crest factor) times. Thereby, the power use efficiency of the power supply circuit 1 can be improved. In fact, if a too large current is taken at a low voltage, an input current distortion occurs, which causes a reduction in input harmonics and a power factor.

【0050】次に、本発明の第二の実施の形態を図7に
基づいて説明する。図7はパルス幅変調回路14の構成
例を示すものであり、電流共振型高周波励磁回路を示す
前述した第一の実施の形態で述べた方式では、スイッチ
ング素子8のスイッチングオン幅Ta を決定する三角波
の充電電流を電圧で変調する構成であったが、本方式で
は、温度フィードバック信号(端子20の温度検出信号
t と、端子21の温度基準電圧Vt0とを比較増幅した
電圧)に、脈流電圧Vb でアナログ振幅変調を加えた
後、パルス幅変調を行うようにしたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Figure 7 shows a configuration example of the pulse width modulation circuit 14, in the manner described in the first embodiment described above shows a current resonance type high frequency excitation circuit, determines the switching ON width T a of the switching elements 8 Although a configuration for modulating the charging current of the triangular wave voltage which, in this method, the temperature feedback signal (temperature detection signal V t of the terminal 20, and a temperature reference voltage V t0 the terminal 21 compares the amplified voltage) After applying analog amplitude modulation with the pulsating voltage Vb , pulse width modulation is performed.

【0051】図7において、温度比較出力V1 は、オペ
アンプ47により、端子22の脈流電圧Vb と加算され
パルス幅変調回路に入力される。
[0051] In FIG. 7, the temperature comparison output V 1 was, by the operational amplifier 47, is input to the pulse width modulation circuit is added to the pulsating voltage V b of the terminal 22.

【0052】そして、脈流電圧Vb が加算された温度比
較出力V1 は、コンパレータ31においてコンデンサ3
2の電圧V2 と比較され、さらに、コンパレータ40に
おいてコンデンサ39の電圧V4 は基準電圧V3 と比較
される。これにより、前述した図4と同様な関係の波形
が得られ、端子24からスイッチング素子8のスイッチ
ングオン幅Ts が制御された出力電圧VS が得られる。
Then, the temperature comparison output V 1 to which the pulsating voltage Vb is added is supplied to the comparator 31 by the capacitor 3.
Is compared 2 between the voltage V 2, further voltage V 4 of the capacitor 39 in the comparator 40 is compared with the reference voltage V 3. Thus, to obtain the waveform of the same relationship as Fig. 4 described above, the output voltage V S of the switching ON width T s of the switching element 8 is controlled from the terminal 24 is obtained.

【0053】上述したようなパルス幅変調回路14を備
えた装置は、定着装置等に応用できる。例えば、発熱部
材を円筒状の定着ローラとして構成し、スイッチングオ
ン幅Ts が制御されたスイッチング制御信号をスイッチ
ング素子8に入力し、励磁コイル9に供給される電力制
御を行う。その励磁コイル9による磁気誘導加熱によっ
て定着ローラは加熱され、さらに定着ローラの表面温度
が一定に保たれるように温度フィードバック制御を行
う。このような加熱制御を行うことによって、被加熱部
材としての記録紙上のトナーを定着させることができ
る。この場合、磁気誘導加熱方式を利用して、通紙時、
紙間時、ローラ周囲温度等を制御パラメータとして、電
源回路1から供給される電力の利用効率が高いため、従
来とほぼ変わらない回路構成で定着処理を良好に行うこ
とが可能となる。
The device provided with the pulse width modulation circuit 14 as described above can be applied to a fixing device or the like. For example, to configure the heating element as a cylindrical fixing roller, enter the switching control signal switching ON width T s is controlled to the switching element 8 performs power control to be supplied to the excitation coil 9. The fixing roller is heated by the magnetic induction heating by the exciting coil 9, and the temperature feedback control is performed so that the surface temperature of the fixing roller is kept constant. By performing such heating control, the toner on the recording paper as the member to be heated can be fixed. In this case, using the magnetic induction heating method,
Since the efficiency of using the power supplied from the power supply circuit 1 is high with the roller ambient temperature and the like as control parameters during the sheet interval, the fixing process can be performed satisfactorily with a circuit configuration almost the same as that of the related art.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、入力された脈流信号の
信号振幅の低い領域から高い領域の全ての領域にわたっ
てスイッチング素子の駆動制御を行い、負荷に電流を流
すようにしたので、素子の利用効率を上げることがで
き、また、信号振幅の低い領域においてはスイッチング
オン幅を広くとり、信号振幅が高くなるにつれてそのス
イッチングオン幅を狭くなるように調整したので、素子
の負担率の軽減を図ることができる。従って、このよう
なことから、電力の利用効率を向上させることができる
と共に、従来とほぼ同様な耐圧設計のスイッチング素子
を用いて、信頼性が高く安価で簡単な回路構成の装置を
提供することができる。
According to the present invention, the drive of the switching element is controlled over the entire range from the low to the high signal amplitude of the input pulsating signal, so that the current flows to the load. The switching on width is widened in the region where the signal amplitude is low, and the switching on width is adjusted so as to become narrower as the signal amplitude increases, so that the burden on the element is reduced. Can be achieved. Therefore, from the above, it is possible to improve the power use efficiency, and to provide a highly reliable, inexpensive, and simple circuit configuration device using a switching element having a withstand voltage design substantially similar to the conventional one. Can be.

【0055】また、このような装置を用いて、磁気誘導
の高周波加熱等により高速な熱応答が可能な加熱装置を
得ることができ、これにより、ファーストプリントタイ
ムの短縮および省力化を図ることができる。
Further, by using such a device, a heating device capable of high-speed thermal response by high-frequency heating of magnetic induction or the like can be obtained, thereby shortening the first print time and saving labor. it can.

【0056】さらに、発熱部材の温度をフィードバック
信号として検出することにより、定着処理において高精
度な温度制御を行うことができ、画像品質を高めること
ができる。
Further, by detecting the temperature of the heat generating member as a feedback signal, highly accurate temperature control can be performed in the fixing process, and the image quality can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態である出力制御装置
の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an output control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】波形制御回路に入出力される信号の種類を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating types of signals input to and output from a waveform control circuit.

【図3】波形制御回路の内部構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an internal configuration of a waveform control circuit.

【図4】波形制御回路の各部における動作波形を示す波
形図である。
FIG. 4 is a waveform chart showing operation waveforms in each section of the waveform control circuit.

【図5】(A)は脈流信号を示す波形図、(B)はスイ
ッチングオン幅が変換されたスイッチング制御信号を示
す波形図である。
FIG. 5A is a waveform chart showing a pulsating signal, and FIG. 5B is a waveform chart showing a switching control signal whose switching-on width has been converted.

【図6】スイッチング素子のスイッチング電流の波形を
示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a waveform of a switching current of a switching element.

【図7】本発明の第二の実施の形態である出力制御装置
における波形制御回路の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a waveform control circuit in an output control device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電力供給手段 2 交流電源 3 ラインフィルタ 4 ブリッジ回路 5,6 電源フィルタ 7 電力出力手段(磁場発生手段) 8 スイッチング素子(駆動制御素子、電力制御素子) 9 励磁コイル 10 コンデンサ 11 発熱部材 12 第一検出手段 14 パルス幅変調回路(波形制御回路、駆動制御手
段) 15 出力検出手段 16 温度検出手段 17 スイッチング制御回路(駆動制御回路、駆動制御
手段)
Reference Signs List 1 power supply means 2 AC power supply 3 line filter 4 bridge circuit 5, 6 power supply filter 7 power output means (magnetic field generating means) 8 switching element (drive control element, power control element) 9 excitation coil 10 capacitor 11 heat generating member 12 first Detection means 14 Pulse width modulation circuit (waveform control circuit, drive control means) 15 Output detection means 16 Temperature detection means 17 Switching control circuit (drive control circuit, drive control means)

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された制御信号により駆動時間が制
御される駆動制御素子と、 脈流信号を発生する第一手段と、 前記脈流信号の振幅を検出する第二手段と、 前記脈流信号の振幅の小さい領域で前記駆動制御素子の
前記駆動時間を長くする前記制御信号を出力する第三手
段と、 前記脈流信号の振幅が大きくなるにつれて前記駆動制御
素子の前記駆動時間を短くする前記制御信号を出力する
第四手段とを具備したことを特徴とする出力制御装置。
A drive control element whose drive time is controlled by an input control signal; first means for generating a pulsation signal; second means for detecting an amplitude of the pulsation signal; Third means for outputting the control signal for extending the drive time of the drive control element in a region where the amplitude of the signal is small; and decreasing the drive time of the drive control element as the amplitude of the pulsating signal increases. An output control device, comprising: fourth means for outputting the control signal.
【請求項2】 前記第一手段は、全波整流された電圧の
脈流信号を発生することを特徴とする請求項1記載の出
力制御装置。
2. The output control device according to claim 1, wherein said first means generates a pulsating signal of a voltage which is full-wave rectified.
【請求項3】 前記駆動制御素子は、スイッチング素子
であることを特徴とする請求項1または2記載の出力制
御装置。
3. The output control device according to claim 1, wherein the drive control element is a switching element.
【請求項4】 前記スイッチング素子は、FETである
ことを特徴とする請求項3記載の出力制御装置。
4. The output control device according to claim 3, wherein said switching element is an FET.
【請求項5】 前記駆動制御素子の駆動時間は、前記ス
イッチング素子のスイッチングオン幅であることを特徴
とする請求項3または4記載の出力制御装置。
5. The output control device according to claim 3, wherein the drive time of the drive control element is a switching-on width of the switching element.
【請求項6】 電力を供給するための脈流信号を発生す
る電力供給手段と、 前記電力供給手段から供給される電力の制御を行う電力
制御素子と、 前記脈流信号を検出する第一検出手段と、 電力信号を検出する第二検出手段と、 前記脈流信号および前記電力信号が入力され、前記脈流
信号の振幅が低い領域で前記電力制御素子の駆動時間が
長くかつ該振幅が高くなるにつれて前記電力制御素子の
駆動時間が短くなる制御信号を出力する駆動制御手段
と、 前記制御信号により駆動制御された前記電力制御素子を
介して前記電力供給手段から供給された電力を出力する
電力出力手段とを具備したことを特徴とする出力制御装
置。
6. A power supply unit for generating a pulsation signal for supplying power, a power control element for controlling power supplied from the power supply unit, and a first detection for detecting the pulsation signal Means, a second detection means for detecting a power signal, the pulsation signal and the power signal are input, the drive time of the power control element is long and the amplitude is high in a region where the amplitude of the pulsation signal is low Drive control means for outputting a control signal that reduces the drive time of the power control element, and power for outputting power supplied from the power supply means via the power control element that is driven and controlled by the control signal. An output control device comprising output means.
【請求項7】 前記駆動制御手段は、前記電力信号が制
御対象用の信号として入力される入力端子と、 前記脈流信号が前記電力制御素子の駆動時間調整用の信
号として入力される入力端子とを有し、前記脈流信号の
振幅の大きさにより斜辺の傾きの異なる三角波を作成し
該三角波の斜辺と前記電力信号の信号レベルとが交差す
る位置で前記駆動時間が決定された制御信号を発生する
波形制御回路と、 前記制御信号をもとに前記電力制御素子の駆動制御を行
う駆動制御回路とを具えたことを特徴とする請求項6記
載の出力制御装置。
7. The drive control means includes: an input terminal to which the power signal is input as a signal for a control target; and an input terminal to which the pulsating signal is input as a signal for adjusting the drive time of the power control element. A control signal having a triangular wave having a different slope on the hypotenuse depending on the magnitude of the amplitude of the pulsating signal, and the drive time determined at a position where the hypotenuse of the triangular wave intersects with the signal level of the power signal. 7. The output control device according to claim 6, further comprising: a waveform control circuit that generates a signal; and a drive control circuit that performs drive control of the power control element based on the control signal.
【請求項8】 前記第一検出手段は、全波整流された電
圧の脈流信号を検出することを特徴とする請求項6また
は7記載の出力制御装置。
8. The output control device according to claim 6, wherein said first detection means detects a pulsating signal of a voltage which has been subjected to full-wave rectification.
【請求項9】 前記第二検出手段は、前記電力制御素子
に流れる電流と、前記脈流信号の電圧との積によって電
力信号を算出することを特徴とする請求項6ないし8の
いずれかに記載の出力制御装置。
9. The power supply device according to claim 6, wherein the second detection means calculates a power signal by a product of a current flowing through the power control element and a voltage of the pulsating signal. Output control device according to the above.
【請求項10】 前記電力制御素子は、スイッチング素
子であることを特徴とする請求項6ないし9のいずれか
に記載の出力制御装置。
10. The output control device according to claim 6, wherein the power control element is a switching element.
【請求項11】 前記スイッチング素子は、FETであ
ることを特徴とする請求項10記載の出力制御装置。
11. The output control device according to claim 10, wherein said switching element is an FET.
【請求項12】 前記電力制御素子の駆動時間は、前記
スイッチング素子のスイッチングオン幅であることを特
徴とする請求項10または11記載の出力制御装置。
12. The output control device according to claim 10, wherein the drive time of the power control element is a switching-on width of the switching element.
【請求項13】 前記電力供給手段は、交流電源と、 該電源からの交流信号が入力されるラインフィルタと、 前記交流信号を整流して前記脈流信号を発生するブリッ
ジ回路と、 前記脈流信号を蓄積する電源フィルタとを含む電源回路
を具えたことを特徴とする請求項6ないし12のいずれ
かに記載の出力制御装置。
13. An AC power supply, a line filter to which an AC signal from the power supply is input, a bridge circuit that rectifies the AC signal to generate the pulsating signal, 13. The output control device according to claim 6, further comprising a power supply circuit including a power supply filter for storing a signal.
【請求項14】 前記電力出力手段で発生した信号を検
出する出力検出手段と、 前記出力検出手段により検出された信号をもとに前記電
力制御手段の駆動のタイミングを調整するタイミング調
整手段とをさらに具えたことを特徴とする請求項6ない
し13のいずれかに記載の出力制御装置。
14. An output detection means for detecting a signal generated by the power output means, and a timing adjustment means for adjusting a drive timing of the power control means based on the signal detected by the output detection means. The output control device according to any one of claims 6 to 13, further comprising:
【請求項15】 前記出力検出手段は、フライバック電
圧を検出する手段であることを特徴とする請求項14記
載の出力制御装置。
15. The output control device according to claim 14, wherein said output detecting means is means for detecting a flyback voltage.
【請求項16】 前記電力出力手段は、磁場発生手段か
らなることを特徴とする請求項6ないし15のいずれか
に記載の出力制御装置。
16. The output control device according to claim 6, wherein said power output means comprises a magnetic field generation means.
【請求項17】 前記磁場発生手段は、励磁コイルとコ
ンデンサとを有することを特徴とする請求項16記載の
出力制御装置。
17. The output control device according to claim 16, wherein said magnetic field generating means has an exciting coil and a capacitor.
【請求項18】 請求項6ないし17のいずれかに記載
の出力制御装置を具え、 前記電力出力手段により発熱される発熱部材を有するこ
とを特徴とする加熱装置。
18. A heating device, comprising: the output control device according to claim 6; and a heating member that generates heat by the power output unit.
【請求項19】 前記発熱部材は、磁性部材を含むこと
を特徴とする請求項18記載の加熱装置。
19. The heating device according to claim 18, wherein the heat generating member includes a magnetic member.
【請求項20】 前記発熱部材は、定着ローラであるこ
とを特徴とする請求項18または19記載の加熱装置。
20. The heating device according to claim 18, wherein the heat generating member is a fixing roller.
【請求項21】 前記発熱部材の温度を検出する温度検
出手段と、 前記検出された温度を前記駆動制御手段の制御対象用の
前記入力端子に入力してフィードバック制御を行う手段
とを具えたことを特徴とする請求項18ないし20のい
ずれかに記載の加熱装置。
21. A temperature detecting means for detecting the temperature of the heat generating member, and means for performing the feedback control by inputting the detected temperature to the input terminal for the control target of the drive control means. The heating device according to any one of claims 18 to 20, wherein:
【請求項22】 励磁コイルを含む磁場発生手段と、 該磁場発生手段により磁性金属部材に磁場を発生させて
該磁性金属部材に発生する渦電流による該磁性金属部材
の発熱により被加熱材を加熱する磁気誘導加熱方式の加
熱装置であって、 前記磁場発生手段に供給される電圧を検出する手段と、 前記励磁コイルの励磁電流波形を計測する電流計測手段
と、 前記励磁コイルに誘起される誘起電圧から前記励磁コイ
ルに供給する励磁電力を制御する手段と、 前記励磁コイルに誘起する誘起電圧波形の波高値を検出
する手段と、 該手段により検出された電圧値に基づき励磁電力の制限
を行う手段とを具備したことを特徴とする磁気誘導加熱
定着装置。
22. A magnetic field generating means including an excitation coil, and a magnetic field generated in the magnetic metal member by the magnetic field generating means, whereby the material to be heated is heated by heat generated by the magnetic metal member due to an eddy current generated in the magnetic metal member. A magnetic induction heating type heating device, comprising: means for detecting a voltage supplied to the magnetic field generating means; current measuring means for measuring an exciting current waveform of the exciting coil; and induction induced by the exciting coil. Means for controlling the exciting power supplied to the exciting coil from a voltage; means for detecting the peak value of the induced voltage waveform induced in the exciting coil; and limiting the exciting power based on the voltage value detected by the means. And a magnetic induction heating fixing device.
【請求項23】 前記磁場発生手段に供給される前記電
圧の波形と前記励磁電流波形との積に基づき励磁電力を
制限するようにしたことを特徴とする請求項22記載の
磁気誘導加熱定着装置。
23. The magnetic induction heating fixing device according to claim 22, wherein the exciting power is limited based on a product of the waveform of the voltage supplied to the magnetic field generating means and the waveform of the exciting current. .
JP8175306A 1996-07-05 1996-07-05 Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus Pending JPH1023764A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8175306A JPH1023764A (en) 1996-07-05 1996-07-05 Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8175306A JPH1023764A (en) 1996-07-05 1996-07-05 Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1023764A true JPH1023764A (en) 1998-01-23

Family

ID=15993798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8175306A Pending JPH1023764A (en) 1996-07-05 1996-07-05 Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1023764A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007316220A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device and image forming apparatus using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007316220A (en) * 2006-05-24 2007-12-06 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device and image forming apparatus using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6927368B2 (en) Method and apparatus for controlling power to a heater element using dual pulse width modulation control
US7577004B2 (en) Switching regulator and image forming apparatus and its control method
US5682575A (en) Electrophotographic recording apparatus having transfer voltage control device
US8238774B2 (en) Image forming apparatus and control method for the same
JP6452105B2 (en) Image forming apparatus
JP3962598B2 (en) Induction heating device
CN100472362C (en) Fixation device which control power real-time
US7634209B2 (en) Temperature control method for fixing device, and fixing device and image-forming apparatus that use the same
JPH1023764A (en) Output controller, heater apparatus and magnetic induction heating fixing apparatus
JP2015038428A (en) Temperature controller of furnace body for analyzer, and heat analyzer
JPH05241477A (en) Image forming device
US6710309B1 (en) Use of the temperature gradient to determine the source voltage
KR101217629B1 (en) Phase control circuit, apparatus and method for controlling heater lamp using the same
JPS63281391A (en) High frequency heating device
US20070097577A1 (en) Electric power supplying apparatus and image forming apparatus
JPH02296273A (en) Electrophotographic system image forming device
JPH1074018A (en) Induction heating fixing device
JPH06230702A (en) Heater driving device
JP2007328164A (en) Fixing device and image forming apparatus using the same
JP2000172109A (en) Fixing device/method and temperature control circuit
JP3825979B2 (en) Image forming apparatus
KR102189523B1 (en) Heater control device and method for fuser module of laser printer
JP2003033003A (en) Heater controller
JP3402734B2 (en) Magnetic induction heating fixing device
JP3796644B2 (en) Temperature control device