JP2011186059A - Temperature control device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱源としてのヒータの温度制御を行う温度制御装置および該装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device that controls the temperature of a heater as a heating source and an image forming apparatus including the device.
従来、ＡＣ商用電源をエネルギー源としたニクロム線ヒータやハロゲンヒータ等の加熱源の温度制御を行う温度制御装置では、被加熱体（加熱物）の温度情報に応じて、ＡＣ商用電源のエネルギーを投入する方式がとられていた。 Conventionally, in a temperature control device that controls the temperature of a heating source such as a nichrome wire heater or a halogen heater using an AC commercial power source as an energy source, the energy of the AC commercial power source is changed according to the temperature information of an object to be heated (heated object). The method of throwing in was taken.
このような温度制御方式によると、通電初期におけるヒータの発熱素子の電気抵抗が小さいために過大電流がヒータラインに流れて、この影響によるＡＣ商用電源ラインでの電圧降下（フリッカ特性悪化）が生じてしまう欠点がある。また、ヒータに過大な突入電流が流れることでヒータの寿命を短くするという欠点もある。 According to such a temperature control method, since the electrical resistance of the heater heating element is small in the initial stage of energization, an excessive current flows to the heater line, and this causes a voltage drop (flicker characteristic deterioration) in the AC commercial power line. There is a drawback. In addition, there is a disadvantage that the life of the heater is shortened by an excessive inrush current flowing through the heater.
その対策技術としては、ヒータ点灯初期に位相制御を実施して、徐々に実効電流を増加させつつヒータの発熱素子の温度を上げて突入電流を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。いわゆるソフトスタートである。このような技術によって、通電初期にヒータの発熱素子の電気抵抗が低いことに起因する電圧変動を抑制し、温度制御装置が及ぼす電圧変動特性を改善することができる。 As a countermeasure technique, a technique is known in which phase control is performed in the early stage of heater lighting, and the inrush current is suppressed by gradually increasing the effective current while raising the temperature of the heater heating element (for example, Patent Documents). 1 and 2). This is a so-called soft start. With such a technique, it is possible to suppress the voltage fluctuation caused by the low electrical resistance of the heater heating element at the beginning of energization, and to improve the voltage fluctuation characteristics exerted by the temperature control device.
しかしながら、前記ソフトスタート技術によっても、突入電流の影響を完全に排除することは困難である。また、突入電流の抑制効果を大きく得ようとすると、非常に緩やかなソフトスタートを実施する必要があるため、ソフトスタート時間が非常に長くなってしまう。その結果、温度制御装置の応答性が悪化したり、目標温度までの到達時間が長くなったり、温度リップルが大きくなったりと、温度制御装置としての基本的特性が犠牲になってしまう。 However, even with the soft start technique, it is difficult to completely eliminate the influence of the inrush current. Further, if it is attempted to obtain a large effect of suppressing the inrush current, it is necessary to perform a very gradual soft start, so that the soft start time becomes very long. As a result, the basic characteristics of the temperature control device are sacrificed when the responsiveness of the temperature control device is deteriorated, the time to reach the target temperature is increased, or the temperature ripple is increased.
また、ソフトスタートを実施すると、ＡＣ電圧がヒータに印加されている状態でトライアック等のスイッチング素子をＯＮして位相制御を実施するので、スイッチング素子のＯＦＦからＯＮへの切換え時にヒータ両端電圧やスイッチング素子の両端電圧が急激に変化して、温度制御装置の雑音端子電圧特性が悪化する。また、このとき電流波形は正弦波の一部分が削除された形となって、温度制御装置の高調波電流特性も悪化する。 In addition, when soft start is performed, phase control is performed by turning on a switching element such as a triac while the AC voltage is being applied to the heater. Therefore, when switching the switching element from OFF to ON, the voltage across the heater and switching The voltage across the element changes abruptly, and the noise terminal voltage characteristic of the temperature control device deteriorates. At this time, the current waveform has a form in which a part of the sine wave is deleted, and the harmonic current characteristics of the temperature control device also deteriorate.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電圧変動特性、雑音端子電圧特性、高調波電流特性などにおいて良好な特性を得ることができる温度制御装置および該装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and a temperature control device capable of obtaining good characteristics in voltage fluctuation characteristics, noise terminal voltage characteristics, harmonic current characteristics, and the like, and an image forming apparatus including the apparatus The purpose is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる温度制御装置は、加熱物を加熱するヒータと、前記ヒータへの電力供給源の切換えを行うヒータ入力電力切換手段と、ＡＣ商用電源から前記ヒータ入力電力切換手段への出力を制御するヒータＡＣ電力投入制御回路と、ＡＣ商用電源から蓄電手段への充電を制御する蓄電手段充電制御回路と、前記蓄電手段から前記ヒータ入力電力切換手段への出力を制御するヒータ蓄電手段電力投入制御回路と、前記加熱物の温度を検知して温度情報を出力する温度検知手段と、前記温度情報に基づいて、前記ヒータ入力電力切換手段と前記ヒータＡＣ電力投入制御回路と前記蓄電手段充電制御回路と前記ヒータ蓄電手段電力投入制御回路とを制御する温度制御信号発生部と、を備え、前記温度制御信号発生部は、前記ヒータの非通電時に前記温度情報に基づいて前記ヒータの通電が必要と判断した場合は、予め充電された前記蓄電手段のエネルギーの一部あるいは全部を前記ヒータに与えた後に続いてＡＣ商用電源から前記ヒータへの電力供給を行い、前記ヒータの通電時に前記温度情報に基づいて前記ヒータの通電遮断が必要と判断した場合は、前記ヒータへのエネルギー供給を停止させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a temperature control device according to the present invention includes a heater for heating a heated object, heater input power switching means for switching a power supply source to the heater, AC A heater AC power input control circuit for controlling the output from the commercial power source to the heater input power switching means, a power storage means charge control circuit for controlling charging from the AC commercial power source to the power storage means, and the heater input power from the power storage means Heater storage means power input control circuit for controlling output to the switching means, temperature detection means for detecting temperature of the heated object and outputting temperature information, heater input power switching means based on the temperature information, A temperature control signal generator for controlling the heater AC power input control circuit, the power storage means charge control circuit, and the heater power storage means power input control circuit; When it is determined that the heater needs to be energized based on the temperature information when the heater is not energized, the control signal generation unit supplies the heater with a part or all of the energy of the power storage unit that has been charged in advance. Subsequently, power is supplied from the AC commercial power source to the heater, and when it is determined that the heater needs to be cut off based on the temperature information when the heater is energized, the energy supply to the heater is stopped. It is characterized by.
また、本発明にかかる画像形成装置は、本発明にかかる温度制御装置を備えたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes the temperature control device according to the present invention.
本発明によれば、ヒータ通電初期のエネルギー供給は予め充電された蓄電手段のエネルギーを使用し、ヒータが十分温まった状態でＡＣ商用電源からのエネルギー供給に切換えるようにしているので、電圧変動特性、雑音端子電圧特性および高調波電流特性などにおいて良好な特性を得ることができる。 According to the present invention, the energy supply in the initial stage of energization of the heater uses the energy of the storage means charged in advance, and the heater is switched to the energy supply from the AC commercial power supply in a sufficiently warmed state. In addition, good characteristics such as noise terminal voltage characteristics and harmonic current characteristics can be obtained.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる温度制御装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一適用例を例示的に示したものであり、本発明の概念を逸脱しない範囲で、種々の変更や変形が可能であることは言うまでもない。 Exemplary embodiments of a temperature control device and an image forming apparatus according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the following embodiment is an example of application of the present invention, and it goes without saying that various changes and modifications can be made without departing from the concept of the present invention.
図１は、本実施形態にかかる温度制御装置の構成を示すブロック図である。この温度制御装置は、加熱源としてのヒータ６に対して、ＡＣ商用電源９から蓄電手段に充電した電力を供給するか、あるいはＡＣ商用電源９から蓄電手段を介さずに入力される電力を供給するかをヒータ入力電圧切換手段によって切換えることが可能な構成であり、蓄電手段としてキャパシタ５、ヒータ入力電力切換手段として２回路のＯＮ接点およびＯＦＦ接点を有するリレー４を用いている。なお、本実施形態にかかる温度制御装置では、蓄電手段の一例としてキャパシタ５を用いているが、キャパシタ５以外の蓄電手段を用いてもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the temperature control apparatus according to the present embodiment. This temperature control device supplies power charged in the power storage means from the AC commercial power supply 9 to the
ＡＣ商用電源９の両ラインは、リレー１０に接続されている。図１に示す例では、リレー１０は２回路リレーとして構成され、ＡＣ商用電源９の両ラインは、リレー１０の各ＯＮ接点回路の片側の端子にそれぞれ接続されている。リレー１０は、後述する温度制御信号発生部１１から出力されるＡＣ商用電源通電制御信号によって制御される。なお、リレー１０は、温度制御中はＡＣ商用電源９を通電し、温度制御中以外や温度制御が異常状態のとき、ＡＣ商用電源９の異常状態のときにＡＣ商用電源９を遮断するための部品であるが、同部品の有無に関わらず本発明は実現可能である。
Both lines of the AC commercial power supply 9 are connected to a
リレー１０の各ＯＮ接点回路の反対側の端子（ＡＣ商用電源９が接続されている端子とは逆側の端子）は、ヒータＡＣ電力投入制御回路１とキャパシタ充電制御回路（蓄電手段充電制御回路の一例）２とに並列で接続されている。したがって、ＡＣ商用電源９から入力される電力は、リレー１０を介して、ヒータＡＣ電力投入制御回路１およびキャパシタ充電制御回路２に入力されることになる。
A terminal on the opposite side of each ON contact circuit of the relay 10 (a terminal on the opposite side to the terminal to which the AC commercial power supply 9 is connected) is a heater AC power
ヒータＡＣ電力投入制御回路１の出力はリレー（ヒータ入力電力切換手段の一例）４に入力される。このヒータＡＣ電力投入制御回路１は、後述する温度制御信号発生部１１からのヒータＡＣ電力投入制御信号にしたがって、リレー４への出力を制御する。リレー４は、図１に示す例では、２回路のＯＮ接点およびＯＦＦ接点を有するリレーとして構成されており、ヒータＡＣ電力投入制御回路１の出力の両ラインが、リレー４の各ＯＮ接点回路の片側の端子にそれぞれ接続されている。
The output of the heater AC power
キャパシタ充電制御回路２の出力の両ラインは、キャパシタ（蓄電手段の一例）５の両端に接続され、さらに、並列接続でヒータキャパシタ電力投入制御回路（ヒータ蓄電手段電力投入制御回路の一例）３に接続されている。したがって、キャパシタ充電制御回路２の出力はキャパシタ５およびヒータキャパシタ電力投入制御回路３に入力される。また、キャパシタ充電制御回路２は、後述する温度制御信号発生部１１からのキャパシタ充電制御信号にしたがって、ＡＣ商用電源９からキャパシタ５への充電を制御する。
Both lines of the output of the capacitor
キャパシタ５は、キャパシタ充電制御回路２からの充電電流をエネルギーとしてその内部に蓄えることができると同時に、必要時に、ヒータキャパシタ電力投入制御回路３を通じて放電（エネルギーを放出）することができる。ここで、本実施形態にかかる温度制御装置では、ヒータ６へのエネルギー投入の際、まずキャパシタ５の放電による電力をヒータ６に投入し、続いて、ＡＣ商用電源９からの電力をヒータ６に投入するようにしている。このとき、キャパシタ５の出力電圧は、概ねＡＣ商用電源９の実効値電圧あるいはそれ以上とすることが望ましい。これにより、ヒータ６にＡＣ商用電源９からの電力が投入される前にヒータ６に充分なエネルギーを投入でき、ヒータ６をＡＣ商用電源９の連続通電時とほぼ同等あるいはそれ以上の温度とすることができるので、ヒータ６への電力投入をＡＣ商用電源９に切換えたときの突入電流を有効に抑制することが可能となる。
The
ヒータキャパシタ電力投入制御回路３は、後述する温度制御信号発生部１１からのヒータキャパシタ電力投入制御信号にしたがって、キャパシタ５の放電電流の出力を制御する。ヒータキャパシタ電力投入制御回路３の出力の両ラインは、前記リレー４の各ＯＦＦ接点回路の片側の端子にそれぞれ接続されている。
The heater capacitor power input control circuit 3 controls the output of the discharge current of the
２回路のＯＮ接点およびＯＦＦ接点を有するリレー４は、前記ヒータＡＣ電力投入制御回路１およびヒータキャパシタ電力投入制御回路３からの入力接点に各々の回路のスイッチとして対応する出力ＯＮ接点およびＯＦＦ接点を共通接点として使用してヒータ６に接続されており、形成される回路にしたがって、ヒータ６への電力供給源を選択することができる。このリレー４は、後述する温度制御信号発生部１１からのヒータ入力電力切換制御信号にしたがって、回路の切換えを行う。
The
ヒータ６には、ニクロム線ヒータやハロゲンヒータ等が使用される。このヒータ６への通電によって、加熱物７に熱を与え加熱物７の温度を上昇させることができる。
As the
加熱物７には、該加熱物７の温度を検知する温度センサ（温度検知手段の一例）８が備えられている。温度センサ８の出力信号（温度情報）は、温度制御信号発生部１１に入力される。
The
温度制御信号発生部１１は、温度センサ８からの温度情報の入力を受け、ヒータＡＣ電力投入制御回路１、キャパシタ充電制御回路２、ヒータキャパシタ電力投入制御回路３、リレー４に対して制御信号を出力することで、これら各部の動作を制御することができる。すなわち、温度制御信号発生部１１からヒータＡＣ電力投入制御回路１に対してヒータＡＣ電力投入制御信号が供給されることで、ＡＣ商用電源９からリレー４への通電が制御される。また、温度制御信号発生部１１からキャパシタ充電制御回路２に対してキャパシタ充電制御信号が供給されることで、ＡＣ商用電源９からキャパシタ５への充電が制御される。また、温度制御信号発生部１１からヒータキャパシタ電力投入制御回路３に対してヒータキャパシタ電力投入制御信号が供給されることで、キャパシタ５からヒータ４への放電電流の出力が制御される。また、温度制御信号発生部１１からリレー４に対してヒータ入力電力切換制御信号が供給されることで、ヒータ６への電力供給源の切換えが制御される。さらに、温度制御信号発生部１１からリレー１０に対してＡＣ商用電源通電制御信号が供給されることで、ＡＣ商用電源９の通電と遮断の切換えが制御される。
The temperature
そして、特に本実施形態にかかる温度制御装置では、この温度制御信号発生部１１が、ヒータ６の非通電時に温度センサ８からの温度情報に基づいてヒータ６の通電が必要と判断した場合に、まず予め充電されたキャパシタ５のエネルギーの一部あるいは全部をヒータ６に与えた後、続いてＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を開始し、ヒータ６の通電時に温度センサ８からの温度情報に基づいてヒータ６の通電遮断が必要と判断した場合は、ヒータ６へのエネルギー供給を停止する、といった制御を実施するようにしている。
In particular, in the temperature control device according to the present embodiment, when the temperature
以上、本実施形態にかかる温度制御装置の構成について説明したが、次に、図２−１および図２−２を参照して、本実施形態にかかる温度制御装置の動作について具体的に説明する。なお、図２−１および図２−２においては、制御信号の波形や電流波形について具体的に時間軸や電流の大小関係等も記載しているが、これらの図で示す波形はあくまで一例であり、ここで例示する具体的な時間や電流値等によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 The configuration of the temperature control device according to the present embodiment has been described above. Next, the operation of the temperature control device according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 2-1 and 2-2. . In FIGS. 2A and 2B, the waveform of the control signal and the current waveform are specifically described with respect to the time axis, the magnitude relationship of the current, and the like, but the waveforms shown in these drawings are merely examples. The technical scope of the present invention is not limited by the specific time, current value, and the like exemplified here.
図２−１および図２−２では、下記の（１）〜（９）の波形図が示されている。まず、（１）〜（９）のそれぞれの波形について簡単に説明する。 2A and 2B, the following waveform diagrams (1) to (9) are shown. First, the waveforms of (1) to (9) will be briefly described.
（１）加熱物の温度状態波形
加熱物の温度状態波形は、加熱物７の温度状態を示す波形であり、ハイレベルは加熱物７の温度が目標温度以上であることを示し、ローレベルは加熱物７の温度が目標温度未満であることを示している。
(1) Temperature state waveform of the heated object The temperature state waveform of the heated object is a waveform indicating the temperature state of the
（２）ヒータ入力電力切換制御信号波形
ヒータ入力電力切換制御信号波形は、リレー４で形成される回路にしたがって、ヒータ６への電力供給源としてキャパシタ５の入力とＡＣ商用電源９の入力とのどちらが選択されているかを示す波形であり、ハイレベルはキャパシタ５の入力が選択されていることを示し、ローレベルはＡＣ商用電源９の入力が選択されていることを示している。
(2) Heater input power switching control signal waveform The heater input power switching control signal waveform is generated by the input of the
（３）キャパシタ電力投入制御信号波形
キャパシタ電力投入制御信号波形は、キャパシタ５を放電可能な状態としてキャパシタ５に充電されたエネルギーをリレー４への入力として伝達するか否かを示す波形であり、ハイレベルはキャパシタ５に充電されたエネルギーをリレー４に伝達する状態であることを示し、ローレベルはキャパシタ５を放電させずにキャパシタ５に充電されたエネルギーをリレー４に伝達しない状態であることを示している。
(3) Capacitor power input control signal waveform The capacitor power input control signal waveform is a waveform indicating whether or not the energy charged in the
（４）ヒータＡＣ電力投入制御信号波形
ヒータＡＣ電力投入制御信号波形は、ＡＣ商用電源９のエネルギーをリレー４の入力として伝達する否かを示す波形であり、ハイレベルはＡＣ商用電源９のエネルギーをリレー４に伝達する状態であることを示し、ローレベルはＡＣ商用電源９のエネルギーをリレー４に伝達しない状態であることを示している。
(4) Heater AC power input control signal waveform The heater AC power input control signal waveform is a waveform indicating whether or not the energy of the AC commercial power supply 9 is transmitted as the input of the
（５）充電制御信号波形
充電制御信号波形は、キャパシタ充電制御回路２によりキャパシタ５の充電動作を行っている状態とキャパシタ５の充電動作を行っていない状態を示す波形であり、ハイレベルはキャパシタ５の充電動作中であることを示し、ローレベルはキャパシタ５の充電動作が停止中であることを示している。
(5) Charging control signal waveform The charging control signal waveform is a waveform indicating a state in which the
（６）キャパシタ供給ヒータ電流波形
キャパシタ供給ヒータ電流波形は、キャパシタ５の放電によってヒータ６に流れる電流の波形を示している。
(6) Capacitor-supplied heater current waveform The capacitor-supplied heater current waveform indicates the waveform of the current flowing through the
（７）ＡＣ商用電源供給ヒータ電流波形
ＡＣ商用電源供給ヒータ電流波形は、ＡＣ商用電源９の出力によってヒータ６に流れる電流の波形を示している。
(7) AC commercial power supply heater current waveform The AC commercial power supply heater current waveform shows the waveform of the current flowing through the
（８）キャパシタ充電入力電流波形
キャパシタ充電入力電流波形は、キャパシタ充電制御回路２で消費されるＡＣ商用電源９からの入力電流の波形を示している。
(8) Capacitor Charging Input Current Waveform The capacitor charging input current waveform indicates the waveform of the input current from the AC commercial power supply 9 consumed by the capacitor charging
（９）入力総電流波形
入力総電流波形は、ＡＣ商用電源９で消費される入力総電流の波形（上記（７）の電流波形と上記（８）の電流波形の和）を示している。
(9) Input Total Current Waveform The input total current waveform indicates the waveform of the total input current consumed by the AC commercial power supply 9 (the sum of the current waveform of (7) and the current waveform of (8) above).
次に、図２−１を参照して、本実施形態にかかる温度制御装置における制御の一例について説明する。制御の判断は前記温度制御信号発生部１１でなされ、温度制御信号発生部１１から各部へ出力される制御信号によって以下の制御が実現される。なお、ここでは、本発明と直接関係のないＡＣ商用電源通電制御信号については説明を割愛する。
Next, an example of control in the temperature control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The determination of control is made by the temperature
初期状態（時間＝０）は、加熱物７の温度が目標温度以上となっており、ヒータ入力電力切換はキャパシタ入力の状態であり、ヒータ６への電力供給は停止している状態で、キャパシタ５への充電動作を行っているものとする。
In the initial state (time = 0), the temperature of the
図２−１に示す例において、時間＝０．１６秒で加熱物７の温度が目標温度未満になると（波形（１）参照）、温度制御信号発生部１１は、加熱物７への加熱が必要であると判断し、まず、キャパシタ電力投入制御信号をハイレベルとして（波形（３）参照）、キャパシタ５からヒータ６への放電を開始させる。キャパシタ５からヒータ６に流れる電流はキャパシタ供給ヒータ電流（放電電流）として波形（６）に示される。放電初期はヒータ６の温度が低く、ヒータ６の発熱素子の電気抵抗が小さいので、大きな電流が突入電流となって流れることになる。本波形図では、キャパシタ５の出力電圧は、ＡＣ商用電源９の実効値電圧として示している。
In the example shown in FIG. 2A, when the temperature of the
次に、温度制御信号発生部１１は、時間＝０．２５秒で、キャパシタ電力投入制御信号をローレベルとして（波形（３）参照）、キャパシタ５からヒータ６への放電を停止させる。これにより、波形（６）に示すように、キャパシタ５からヒータ６への電流は流れなくなる。
Next, the temperature
次に、温度制御信号発生部１１は、時間＝０．２６秒まで待ってから、ヒータ入力電力切換制御信号をローレベルとして（波形（２）参照）、ヒータ６への電力供給入力をＡＣ商用電源９からの入力とする。この例では、前記のキャパシタ電力投入制御信号をローレベルにしてから０．０１秒後にヒータ入力電力切換制御信号をローレベルにしているが、キャパシタ電力投入制御信号をローレベルにしてからヒータ入力電力切換制御信号をローレベルにするまでの時間をより短時間にしても構わない。リレー４の接点動作時間を考慮するとほぼ同時でも所望のシーケンスとなる場合もある。ここで大事なのは、リレー４の接点が切換わる動作中は、必ずキャパシタ電力投入制御信号およびヒータＡＣ電力投入制御信号がローレベルでヒータ６に電流が流れていない状態とすることである。このように制御することによって、リレー接点が離れる場合のキャパシタ５からの電流によるスパーク発生や接点溶着を防止でき、また接点がチャタリングを経て接触する時のＡＣ商用電源９からのスパーク発生や接点溶着を防止でき、リレー４の寿命を長くすることが可能となる。
Next, the temperature
但し、ヒータ６の電流停止時間が温度制御装置に温度リップル増加や立ち上がり時間増加等に影響を与える可能性があり、これらの特性を改善したい場合には、リレー４として耐久性の高いリレーを選択して用い、必ずキャパシタ電力投入制御信号およびヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルのまま、リレー４をＡＣ商用電源９からの入力へ切換えるようにしてもよい。また、前記リレー４をＡＣ商用電源９からの入力へ切換えることと、キャパシタ電力投入制御信号をローレベルにすることと、ヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルにすることを同時に実行するようにしてもよい。温度制御装置の様々な条件に対応させて上記のような種々の変形を加えることは、当業者であれば容易である。
However, the current stop time of the
次に、温度制御信号発生部１１は、ヒータ入力電力切換制御信号をローレベルにした後に０．０４秒ほどリレー４の接点メーク期間として待ってから、時間＝０．３秒で、ヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルとして（波形（４）参照）、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を開始させる。ＡＣ商用電源９からヒータ６に流れる電流はＡＣ商用電源供給ヒータ電流として波形（７）に示される。本実施形態では、ＡＣ商用電源９の周波数が５０Ｈｚである場合を例示しており、時間＝０．３秒のポイントがちょうど商用電源９のゼロクロスポイントとなっているが、ヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルにするタイミングは、温度制御装置に求められる電圧変動特性や雑音端子電圧特性、高調波電流特性の観点から、本実施形態で例示するようなＡＣ商用電源９のゼロクロスポイントとすることが好ましい。したがって、ヒータ入力電力切換制御信号をローレベルにしてからヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルにするまでの時間（本実施形態では０．０４秒）は時間管理しなくても、キャパシタ電力投入制御信号をローレベルとしてから５個目のゼロクロスポイント（この場合、リレー４の接点メーク用の待ち時間は、ＡＣ商用電源９の周波数が５０Ｈｚの場合は４０〜５０ｍｓｅｃ、ＡＣ商用電源９の周波数が６０Ｈｚの場合は３３．３〜４１．７ｍｓｅｃ）のタイミングで、ヒータＡＣ電力投入制御信号をハイレベルに変更するようにしてもよい。また、温度制御信号発生部１１は、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を開始させると同時に、充電制御信号をローレベルとして（波形（５）参照）、キャパシタ５への充電動作を停止する。
Next, after setting the heater input power switching control signal to the low level, the temperature
上述したように、キャパシタ５の出力電圧をＡＣ商用電源９の実効値電圧としているため、キャパシタ５からヒータ６への放電を停止した直後（時間＝０．２５秒）は、ヒータ６の温度はＡＣ商用電源９を連続通電した場合と同等となっているが、本実施形態のようにヒータ６の通電を０．０４秒ほど停止させるとヒータ６の発熱素子はいくらか冷えるため、若干の突入電流が流れていることを、波形（７）は示している。この突入電流を改善するには、リレー４の切換え時間におけるヒータ６の冷却を考慮して、キャパシタ５の出力電圧をＡＣ商用電源９の実効値電圧より大きくするとよい。
As described above, since the output voltage of the
ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給は、加熱物７の温度状態が目標温度以上になるまで継続される。その後、時間＝０．６秒で加熱物７の温度状態が目標温度以上になると、温度制御信号発生部１１は、加熱物７への加熱は不要であると判断し、まず、ヒータＡＣ電力投入制御信号をローレベルとして（波形（４）参照）、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を停止させる。これにより、波形（７）に示すように、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電流は流れなくなる。このとき、ヒータＡＣ電力投入制御回路１のヒータ通電スイッチング素子がトライアックであると、ヒータ６への電流はヒータＡＣ電力投入制御信号のローレベルへの切換えと同時には遮断されず、ＡＣ商用電源９の次のゼロクロスポイントまで電流は流れることになる。ＡＣ商用電源９が５０／６０Ｈｚの周波数であれば、５０Ｈｚ時に最大で１０ｍｓｅｃ後にヒータ６への電流が停止される。
The power supply from the AC commercial power supply 9 to the
また、温度制御信号発生部１１は、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を停止させると同時に充電制御信号をハイレベルとして（波形（５）参照）、キャパシタ充電制御回路２によるキャパシタ５への充電動作を開始するとよい。キャパシタ５への充電動作をＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給と反対に同期させることで、ＡＣ商用電源９の総電流の平準化を図ることができ、最大電力の有効利用や電圧変動特性の改善が期待できる。この場合、簡易的な制御としては、ヒータＡＣ電力投入制御信号と充電制御信号とを反転させる制御でよいが、さらに好適な制御としては、ＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給停止から所定時間経過後にキャパシタ５への充電動作を開始させるようにするとよい。具体的には、後述するヒータ入力電力切換制御信号をハイレベルにする（波形（２）参照）のと同時に、充電制御信号もハイレベルにするとよい。なお、図２−１および図２−２の波形図では簡易的な制御の例を示しているが、後述する図４のフローチャートでは、前記の好適な制御の例を示している。
Further, the temperature
次に、温度制御信号発生部１１は、ＡＣ商用電源９によるヒータ６への電流が確実にゼロになる時間を考慮して、ヒータＡＣ電力投入制御信号をローレベルにしてから０．０１秒後の時間＝０．６１秒で、しかる後に加熱物７の温度が目標温度未満となる場合に備えて、ヒータ入力電力切換制御信号をハイレベルとして（波形（２）参照）、ヒータへの電力供給入力をキャパシタ５からの入力とする。
Next, the temperature control
以上の動作を経て、温度制御装置の状態は最初に説明した初期状態（時間＝０）と同じ状態になる。その後は、しかる後に加熱物７の温度が目標温度未満となると、上記と同一動作を繰り返すことになる。図２−１に示す例では、時間＝１．１６秒で加熱物７の温度が再び目標温度未満になり、上記と同一の動作が繰り返されている。
Through the above operation, the temperature control device is in the same state as the initial state (time = 0) described first. Thereafter, when the temperature of the
次に、図２−２を参照して、本実施形態にかかる温度制御装置における制御の他の例について説明する。この図２−２に示す制御例は、ＡＣ商用電源９によるヒータ６加熱前のキャパシタ５による通電をデューティ制御してエネルギー供給している点が、図２−１に示した制御例とは異なるものである。したがって、図２−２では、キャパシタ電力投入制御信号波形（波形（３））とキャパシタ供給ヒータ電流波形（波形（６））とが、図２−１とは異なることになる。なお、その他は図２−１に示した制御例と同様であるため、以下では、図２−２に示す制御例に特徴的な部分について説明し、図２−１と同様の制御については説明を省略する。
Next, another example of the control in the temperature control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The control example shown in FIG. 2-2 is different from the control example shown in FIG. 2-1 in that energy is supplied by duty-controlling the energization by the
図２−２に示す例において、時間＝０．１秒で加熱物７の温度が目標温度未満になると（波形（１）参照）、温度制御信号発生部１１は、加熱物７への加熱が必要であると判断し、まず、１ｍｓｅｃの間キャパシタ電力投入制御信号をハイレベルにするパルス信号を発生し（波形（３）参照）、キャパシタ５からヒータ６へ１ｍｓｅｃの間だけ放電させる。そして、時間＝０．１１秒では２ｍｓｅｃ放電させる同パルス信号、時間＝０．１２ｍｓｅｃでは３ｍｓｅｃ放電させる同パルス信号、・・・・・・、時間＝０．１８秒では９ｍｓｅｃ放電させる同パルス信号を発生し、キャパシタ５からヒータ６へそれぞれのパルス幅分の時間だけ放電させる。そして、時間＝０．１９秒からは、キャパシタ電力投入制御信号をハイレベルに固定して（波形（３）参照）、キャパシタ５からヒータ６への放電を持続させる。
In the example shown in FIG. 2B, when the temperature of the
このような制御によるキャパシタ５からヒータ６への放電電流（キャパシタ供給ヒータ電流）は、波形（６）に示される。放電初期は、図２−１に示した例と同様に突入電流が流れるが、電流停止期間が設けられているので、ヒータ６の発熱素子やスイッチング素子の局部的な急激な温度上昇を防止することがでる。また、このような通電制御によると、時間＝０．１〜０．１９秒まではパルス制御を実施しているので、この間の平均電流としては、図２−１の波形（６）のような電流を流しつづける場合よりも格段に小さくなる。このことによって、ヒータ６やスイッチング素子の部品の長寿命化に貢献することができる。
The discharge current (capacitor supply heater current) from the
次に、温度制御信号発生部１１は、図２−１に示した例と同様に、時間＝０．２５秒で、キャパシタ電力投入制御信号をローレベルとして（波形（３）参照）、キャパシタ５からヒータ６への放電を停止させる。以降の動作は、図２−１に示した例と同一であるため説明を省略する。
Next, similarly to the example shown in FIG. 2A, the temperature
図２−１および図２−２において、波形（９）は温度制御装置の入力総電流を示し、波形（７）と波形（８）の総和である。すなわち、波形（９）は温度制御装置の消費電流を示している。本実施形態では、どちらの図の波形も同一波形として示されている。この電流波形が、温度制御装置における電圧変動特性、雑音端子電圧特性、高調波電流特性に影響を与える。以下、これらの特性について簡単に説明する。 2A and 2B, the waveform (9) indicates the total input current of the temperature control device, and is the sum of the waveforms (7) and (8). That is, waveform (9) shows the current consumption of the temperature control device. In this embodiment, the waveforms in both figures are shown as the same waveform. This current waveform affects voltage fluctuation characteristics, noise terminal voltage characteristics, and harmonic current characteristics in the temperature control device. Hereinafter, these characteristics will be briefly described.
（Ａ）電圧変動特性
電圧変動特性は、電流値が急激に大きく変化する場合にＡＣ商用電源９のラインで電圧降下に変化が生じて他に接続されている機器に入力電圧変動を及ぼすことを示す特性である。本実施形態にかかる温度制御装置では、図２−１および図２−２に示した波形（９）によると、キャパシタ５による充電電流は一定であり、ＡＣ商用電源９によるヒータ６への入力電流の部分は初期の部分で僅かに定常状態より大きな電流となっているが、ほぼ定常電流とみなせる範囲となっており、電圧変動特性が良好であることが分かる。
(A) Voltage fluctuation characteristic The voltage fluctuation characteristic indicates that when the current value changes suddenly and greatly, the voltage drop occurs in the line of the AC commercial power supply 9 and the input voltage fluctuation is exerted on other connected devices. It is a characteristic to show. In the temperature control device according to the present embodiment, according to the waveform (9) shown in FIGS. 2-1 and 2-2, the charging current by the
（Ｂ）雑音端子電圧特性
雑音端子電圧特性は、機器内で急激な電流変動や電圧変動が生じてＡＣ商用電源９のラインに影響を及ぼすことを示す特性である。特に、ＡＣ電流の位相制御を実施すると同特性が悪化するが、本実施形態にかかる温度制御装置の場合、ＡＣ商用電源９によるヒータ６への電流制御で位相制御は実施しないので、良好な雑音端子電圧特性が得られることになる。
(B) Noise terminal voltage characteristic The noise terminal voltage characteristic is a characteristic indicating that a sudden current fluctuation or voltage fluctuation occurs in the device and affects the line of the AC commercial power supply 9. In particular, when AC current phase control is performed, the same characteristics are deteriorated. However, in the case of the temperature control device according to the present embodiment, phase control is not performed by current control to the
（Ｃ）高調波電流特性
高調波電流特性は、機器がＡＣ商用電源９で消費する電流が正弦波から偏った電流が流れていないかの特性である。ＡＣ電流の位相制御を実施すると同特性が悪化するが、本実施形態にかかる温度制御装置の場合、ＡＣ商用電源９によるヒータ６への電流制御で位相制御は実施しないので、良好な雑音端子電圧特性が得られることになる。
(C) Harmonic Current Characteristic The harmonic current characteristic is a characteristic of whether or not a current that is deviated from a sine wave flows from the current consumed by the AC commercial power supply 9 by the device. When the AC current phase control is performed, the same characteristics are deteriorated. However, in the case of the temperature control device according to the present embodiment, the phase control is not performed by the current control to the
本実施形態にかかる温度制御装置における上記の（Ａ）電圧変動特性、（Ｂ）雑音端子電圧特性、（Ｃ）高調波電流特性を従来技術と比較するため、単純なＯＮ／ＯＦＦ制御をゼロクロススイッチングで行った場合の例を図３−１に示した。この図３−１に示す制御例は、加熱物７の温度が目標温度未満になるとＡＣ商用電源９からヒータ６に電力供給し、加熱物７の温度が目標値以上になるとＡＣ商用電源９からヒータ６への電力供給を停止するＯＮ／ＯＦＦ制御の例であるため、図３−１では、波形（１）および波形（４）と波形（７）（＝波形（９））のみが示されている。
In order to compare the above (A) voltage fluctuation characteristics, (B) noise terminal voltage characteristics, and (C) harmonic current characteristics in the temperature control apparatus according to the present embodiment with the conventional technology, simple ON / OFF control is performed by zero-cross switching. Fig. 3-1 shows an example of the case where the above was performed. In the control example shown in FIG. 3A, when the temperature of the
図３−１に示す制御例では、位相制御は実施していないので、（Ｂ）雑音端子電圧特性や（Ｃ）高調波電流特性はさほど悪くないが、ヒータ６の通電初期における突入電流が定常電流の４．４倍も流れていて、大きな電圧変動を発生させてしまう。図２−１および図２−２における波形（９）では同突入電流は１．４倍であり、増加分で比較すると８倍以上も差がある。また、前述したが、本実施形態にかかる温度制御装置では、キャパシタ５の出力電圧や蓄積エネルギーを調整すれば、突入電流をゼロにすることも可能である。
In the control example shown in FIG. 3A, since phase control is not performed, (B) noise terminal voltage characteristics and (C) harmonic current characteristics are not so bad, but the inrush current in the initial energization of the
以上のことから、（Ａ）電圧変動特性については、本実施形態にかかる温度制御装置の方が、単純なＯＮ／ＯＦＦ制御をＡＣ商用電源９のゼロクロススイッチングで行った従来技術よりも大幅に改善できることが分かる。 From the above, (A) with respect to voltage fluctuation characteristics, the temperature control device according to the present embodiment is significantly improved over the prior art in which simple ON / OFF control is performed by zero-cross switching of the AC commercial power supply 9. I understand that I can do it.
また、単純なＯＮ／ＯＦＦ制御に加え、通電初期に位相制御を実施した場合の例を図３−２に示した。 In addition to simple ON / OFF control, an example in which phase control is performed in the initial energization is shown in FIG.
図３−２に示す制御例では、通電初期に位相制御を実施しているため、突入電流は定常電流の２．８倍となり、図３−１に示す制御例に比べると改善されているが、本実施形態にかかる温度制御装置のレベル（定常電流の１．４倍）には及ばない。上記と同様に増加分で比較すると４．５倍程の差がある。また、図３−２に示す制御例では、位相制御を実施していることで、（Ｂ）雑音端子電圧特性や（Ｃ）高調波電流特性も悪化しており、本実施形態にかかる温度制御装置より劣る特性になっている。 In the control example shown in FIG. 3B, since the phase control is performed in the initial stage of energization, the inrush current is 2.8 times the steady current, which is improved compared to the control example shown in FIG. 3-1. The level of the temperature control device according to this embodiment (1.4 times the steady current) is not reached. Similar to the above, there is a difference of about 4.5 times when compared with the increment. Further, in the control example shown in FIG. 3B, by performing the phase control, (B) noise terminal voltage characteristics and (C) harmonic current characteristics are also deteriorated, and the temperature control according to this embodiment is performed. It is inferior to the device.
以上のことから、本発明にかかる温度制御装置は、単純なＯＮ／ＯＦＦ制御に加えて通電初期に位相制御を実施した従来技術よりも、（Ａ）電圧変動特性、（Ｂ）雑音端子電圧特性、（Ｃ）高調波電流特性のいずれについても優れた特性を得られることが分かる。 From the above, the temperature control device according to the present invention has (A) voltage fluctuation characteristics and (B) noise terminal voltage characteristics, compared to the conventional technique in which phase control is performed in the initial energization in addition to simple ON / OFF control. (C) It turns out that the outstanding characteristic can be acquired also about any of a harmonic current characteristic.
次に、本実施形態にかかる温度制御装置における一連の処理の具体例について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、この図４のフローチャートで示す一連の処理は、温度制御信号発生部１１がＡＣ商用電源９のゼロクロスポイントを検知して、ゼロクロスポイントごとに実施するものである。
Next, a specific example of a series of processes in the temperature control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The series of processing shown in the flowchart of FIG. 4 is performed for each zero cross point by the temperature
図４のフローチャートがスタートすると、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ１において温度センサ８からの温度情報に基づいて加熱物７の温度が目標温度以上であるかどうかを確認し、加熱物７の温度が目標温度以上であればステップＳ２〜ステップＳ７の処理（ヒータ７をＯＦＦする処理）を行い、加熱物７の温度が目標温度未満であればステップＳ８〜ステップＳ１７，ステップＳ５１の処理（ヒータ７をＯＦＦする処理）を行う。なお、本実施形態においては、本発明の本質を分かりやすくするため、ステップＳ１の判断は単純な目標温度とヒータ７の現在温度との比較としているが、ＰＩＤ制御を適用してヒータ７をＯＮ／ＯＦＦする処理としてもよいし、目標温度にある幅を持たせて上限目標温度以上ならヒータ７をＯＦＦし、下限目標温度以下ならヒータをＯＮするヒステリス温度制御を適用する等、種々の変形が可能である。
When the flowchart of FIG. 4 starts, the temperature
まず、加熱物７の温度が目標温度以上でステップＳ２〜ステップＳ７の処理を実施する場合について説明する。この場合、温度制御信号発生部１１は、まず、ステップＳ２，ステップＳ４，ステップＳ６で現状の制御状態を確認する。すなわち、ステップＳ２ではヒータ６へキャパシタ５から通電中であるか否か、ステップＳ４ではヒータ６への通電停止中であるか否か、ステップＳ６ではヒータ６へＡＣ商用電源９から通電中であるか否かをそれぞれ判定することによって、現状の制御状態を確認する。そして、それぞれの判定結果に応じた処理として、以下の処理を順番に実行する。
First, a case where the temperature of the
すなわち、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ２でヒータ６へキャパシタ５から通電中であると判定した場合には、ステップＳ３において、キャパシタ５のデューティ制御通電タイマを停止し、キャパシタ電力投入制御信号をＯＦＦ（ローレベル）にする。
That is, if it is determined in step S2 that the
また、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ４でヒータ６への通電停止中であると判定した場合には、ステップＳ５において、ヒータ入力電力切換制御信号をキャパシタ５からの入力（ハイレベル）に設定し、キャパシタ５の充電制御信号をＯＮ（ハイレベル）にする。
If the temperature
また、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ６でヒータ６へＡＣ商用電源９から通電中であると判定した場合は、ステップＳ７において、ヒータＡＣ電力投入制御信号をＯＦＦ（ローレベル）にする。
If it is determined in step S6 that the
ステップＳ７の処理に関しては、同処理の後処理としてステップＳ５の処理が必要となるが、好適な制御とするためには、ヒータ６へＡＣ商用電源９から通電が確実に停止した次回のゼロクロスポイント以降での処理が望ましいので、通常は次回の制御（ＡＣ商用電源９の周波数が５０Ｈｚの場合は１０ｍｓｅｃ後）でステップＳ４の判断がなされてステップＳ５が実行される。ここで、仮に次回の制御において、ステップＳ１の判定で加熱物７の温度が目標温度未満であると判断した場合は、ステップＳ８において前回の制御でステップＳ７の処理を実行したか否かを判断し、ステップＳ５１においてステップＳ５と同一処理を実行する。このとき、その他のステップＳ９〜ステップＳ１７の処理は実施しない。
As for the process of step S7, the process of step S5 is necessary as a post-process of the process. However, in order to achieve a suitable control, the next zero cross point at which the energization of the
次に、加熱物７の温度が目標温度未満でステップＳ９〜ステップＳ１７の処理を実施する場合について説明する。この場合、温度制御信号発生部１１は、まず、ステップＳ９，ステップＳ１２，ステップＳ１４で現状の制御状態を確認する。すなわち、ステップＳ９ではヒータ６への通電停止中（高温のためヒータ６へＡＣ商用電源９からの通電が停止）であるか否か、ステップＳ１２ではヒータ６へキャパシタ５からデューティ制御通電中であるか否か、ステップＳ１４ではヒータ６への通電停止中（ヒータ６への電力供給源をキャパシタ５からＡＣ商用電源９に切換中）であるか否かをそれぞれ判定することによって、現状の制御状態を確認する。そして、それぞれの判定結果に応じた処理として、以下の処理を順番に実行する。
Next, a case where the temperature of the
すなわち、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ９でヒータ６への通電停止中であると判定した場合には、ステップＳ１０において、ステップＳ５やステップＳ５１でヒータ入力電力切換制御信号をキャパシタ入力（ハイレベル）に設定してから、リレー４の接点メーク時間が経過したかどうか確認する。そして、同時間が経過するまでは毎回この判断を実施してその後の他の処理は実行しない。一方、同時間の経過を確認したら、次のステップＳ１１において、キャパシタ５のデューティ制御通電タイマに初期値を設定して動作させ、キャパシタ電力投入制御信号をＯＮ（ハイレベル）にする。このタイマは、タイマ時間になるとキャパシタ電力投入制御信号を自動的にＯＦＦ（ローレベル）にするようになっている。したがって、特にキャパシタ５からのデューティ制御通電を行わない連続通電の場合では、ゼロクロス間隔以上の大きなタイマ値を設定すればよい。デューティ制御通電を行う場合はゼロクロス間隔未満のタイマ値を設定する。
That is, if the temperature
また、温度制御信号発生部１１は、ステップＳ１２でヒータ６へキャパシタ５からデューティ制御通電中であると判定した場合には、ステップＳ１３において、キャパシタ５のデューティ制御通電タイマの設定を更新して、キャパシタ電力投入制御信号をＯＮ（ハイレベル）にする。なお、デューティ制御通電を行っている場合はゼロクロス間隔未満のタイマ値が設定されているので、本フローの制御毎にはキャパシタ電力投入制御信号はＯＦＦになっている。デューティ制御通電後の連続通電は、最後にゼロクロス間隔より大きなタイマ値を設定する。
If the temperature
また、温度制御信号発生部１１は、これまでのステップＳ１３の処理で最終に設定されたタイマ値が動作して、キャパシタ電力投入制御信号がＯＦＦ（ローレベル）になったら、まず、ステップＳ１５において、ヒータ入力電力切換制御信号をＡＣ商用電源９の入力（ローレベル）に設定する。なお、このステップＳ１５の処理は、前回の制御でステップＳ１４の判定を実施しなかったときのみ実行するようにしてもよい。そして、温度制御信号発生部１１は、次のステップＳ１６において、ステップＳ１５でヒータ入力電力切換制御信号をＡＣ商用電源９の入力（ローレベル）に設定してから、リレー４の接点メーク時間が経過したかどうか確認する。そして、同時間が経過するまでは毎回この判断を実施してその後の他の処理は実行しない。一方、同時間の経過を確認したら、次のステップＳ１７において、ヒータＡＣ電力投入制御信号をＯＮ（ハイレベル）にして、キャパシタ５の充電制御信号をＯＦＦ（ローレベル）にする。
In addition, when the timer value finally set in the process of step S13 is operated and the capacitor power input control signal is turned off (low level), the temperature control
以上説明した本実施形態にかかる温度制御装置は、例えば、画像形成装置における定着ローラの加熱状態を制御する用途で有効に利用可能である。図５は、本実施形態にかかる温度制御装置を備えた画像形成装置１００の概略構成を示す図である。この画像形成装置１００は、画像を読み取るためのスキャナ部１１０と、スキャナ部１１０で読み取った画像についての所定の処理を施し、処理を施した後の画像に応じたトナー像を転写紙に転写するエンジン部１２０と、転写紙を格納するための給紙トレイ１３０と、エンジン部１２０で転写紙に転写されたトナー像を定着させるための定着装置１５０とを備えている。
The temperature control device according to the present embodiment described above can be effectively used, for example, for the purpose of controlling the heating state of the fixing roller in the image forming apparatus. FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus 100 including the temperature control device according to the present embodiment. The image forming apparatus 100 performs a predetermined process on a
スキャナ部１１０では、原稿をスキャン露光することで、原稿にかかる文書情報を画像信号に変換し、当該画像信号をエンジン部１２０に出力する。
The
スキャナ部１１０から画像信号が出力されると、エンジン部１２０では、スキャナ部１１０から出力された画像信号に対して、色変換、階調補正などの画像処理を施す。そして、エンジン部１２０では、画像処理を施した画像に応じて静電潜像を図示しない像担持体に作像し、作像した静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成し、形成したトナー像を給紙トレイ１３０から搬送路１４０を介して搬送された転写紙に転写し、当該転写紙を定着装置１５０に向けて送り出す。
When the image signal is output from the
トナー像が転写された転写紙がエンジン部１２０から搬送路１４０を介して定着装置１５０に送り出されると、定着装置１５０では、円筒状の定着ローラ１５１による熱と加圧ローラ１５２による圧力により、転写紙に転写されているトナー像を定着させ、排紙トレイに向けて排紙する。
When the transfer paper on which the toner image has been transferred is sent from the
図６は、画像形成装置１００が備える定着装置１５０の要部構成を示す図である。定着装置１５０は上述した加熱物７となる定着ローラ１５１を備え、この定着ローラ１５１に、上述したヒータ６が内蔵されている。ヒータ６にはリレー４を介してヒータＡＣ電力投入制御回路１とヒータキャパシタ電力投入制御回路３が接続され、ヒータキャパシタ電力制御回路３にはキャパシタ５が接続され、キャパシタ５にはキャパシタ充電制御回路２が接続され、キャパシタ充電制御回路２とヒータＡＣ電力投入制御回路１がリレー１０を介してＡＣ商用電源９に接続されていることは、上述した通りである。なお、この定着装置１５０は、蓄電手段としてキャパシタ５を備えている。また、温度制御信号発生部１１は、例えば、画像形成装置１００の動作を制御するマイクロコンピュータなどを用いた制御装置の一機能として実現される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a main configuration of the fixing
以上のように構成される画像形成装置１００では、本実施形態にかかる温度制御装置によって定着ローラ１５１に内蔵されたヒータ６の温度制御が実行され、定着ローラ１５１の温度が適切に制御される。
In the image forming apparatus 100 configured as described above, the temperature control of the
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、温度制御信号発生部１１からの制御信号によって、ヒータ６の通電初期のエネルギー供給は予め充電されたキャパシタ５のエネルギーを使用し、ヒータ６が十分温まった状態でＡＣ商用電源９からのエネルギー供給に切換えるように制御されるので、（Ａ）電圧変動特性、（Ｂ）雑音端子電圧特性、（Ｃ）高調波電流特性などにおいて、良好な特性を得ることができる。
As described above in detail with specific examples, according to the temperature control device of the present embodiment, the energy supply at the initial stage of energization of the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、キャパシタ５の出力電圧は概ねＡＣ商用電源９の実効値電圧あるいはそれ以上となるように制御され、ヒータ６の通電初期にヒータ温度をＡＣ商用電源９から通電した場合と同等あるいはそれ以上とすることができるので、その後のＡＣ商用電源９からのエネルギー供給に切換えた場合の突入電流を抑制することができる。
Further, according to the temperature control device of the present embodiment, the output voltage of the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、ヒータ６の非通電時の温度情報からヒータ６の通電が必要と判断した場合は、初期のヒータ６へのエネルギー供給は、予め充電されたキャパシタ５のエネルギーの一部あるいは全部を通電デューティを小さくして、あるいは通電デューティを小さい状態から徐々に大きくなるように変化させるようにすることで、ヒータ６やスイッチング素子の寿命を向上させることができる。
Further, according to the temperature control device according to the present embodiment, when it is determined that the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、ヒータ６への電力供給源の切換えを行うヒータ入力電力切換手段として、２回路のＯＮ接点およびＯＦＦ接点を有するリレー４を用いるようにしているので、省スペースや低コストや部品点数の面で優れた温度制御装置を実現することができる。
Further, according to the temperature control device of the present embodiment, the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、リレー４の切換え時は、ヒータＡＣ電力投入制御回路１やキャパシタ充電制御回路２の通電を遮断してからリレー４の切換えを実行するようにしているので、リレー接点のスパーク発生や溶着を防止でき、リレー４の寿命を向上させることができる。
Further, according to the temperature control device of the present embodiment, when the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、リレー４の切換え直後は、ヒータＡＣ電力投入制御回路１あるいはキャパシタ充電制御回路２のうちヒータ６に接続される制御回路の通電を、一定時間あるいは一定回数のＡＣ商用電源９のゼロクロスを確認する間の遮断状態を経てから通電させるようにしているので、確実にリレー接点の回路が構成されてから（つまり、接点移動時間やチャタリング時間が経過した後に）通電を開始することができる。その結果、リレー接点のスパーク発生や溶着を防止でき、リレー４の寿命を向上させることができる。また、ゼロクロススイッチングすれば、（Ｂ）雑音端子電圧特性や（Ｃ）高調波電流特性により優れた温度制御装置を実現できる。
Further, according to the temperature control device of the present embodiment, immediately after switching of the
また、本実施形態にかかる温度制御装置によれば、蓄電手段としてキャパシタ５を用いるようにしているので、ヒータ投入電力量や省スペースや低コストの面で優れた温度制御装置を実現することができる。
Further, according to the temperature control device according to the present embodiment, the
また、本実施形態にかかる温度制御装置を画像形成装置に適用することによって、（Ａ）電圧変動特性、（Ｂ）雑音端子電圧特性、（Ｃ）高調波電流特性などにおいて優れた特性を有する画像形成装置を実現することができる。 Further, by applying the temperature control device according to the present embodiment to an image forming apparatus, an image having excellent characteristics in (A) voltage fluctuation characteristics, (B) noise terminal voltage characteristics, (C) harmonic current characteristics, and the like. A forming apparatus can be realized.
１ ヒータＡＣ電力投入制御回路
２ キャパシタ充電制御回路
３ ヒータキャパシタ電力投入制御回路
４ リレー
５ キャパシタ
６ ヒータ
７ 加熱物
８ 温度センサ
９ ＡＣ商用電源
１１ 温度制御信号発生部
１００ 画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ヒータへの電力供給源の切換えを行うヒータ入力電力切換手段と、
ＡＣ商用電源から前記ヒータ入力電力切換手段への出力を制御するヒータＡＣ電力投入制御回路と、
ＡＣ商用電源から蓄電手段への充電を制御する蓄電手段充電制御回路と、
前記蓄電手段から前記ヒータ入力電力切換手段への出力を制御するヒータ蓄電手段電力投入制御回路と、
前記加熱物の温度を検知して温度情報を出力する温度検知手段と、
前記温度情報に基づいて、前記ヒータ入力電力切換手段と前記ヒータＡＣ電力投入制御回路と前記蓄電手段充電制御回路と前記ヒータ蓄電手段電力投入制御回路とを制御する温度制御信号発生部と、を備え、
前記温度制御信号発生部は、前記ヒータの非通電時に前記温度情報に基づいて前記ヒータの通電が必要と判断した場合は、予め充電された前記蓄電手段のエネルギーの一部あるいは全部を前記ヒータに与えた後に続いてＡＣ商用電源から前記ヒータへの電力供給を行い、前記ヒータの通電時に前記温度情報に基づいて前記ヒータの通電遮断が必要と判断した場合は、前記ヒータへのエネルギー供給を停止させることを特徴とする温度制御装置。 A heater for heating the heated object;
Heater input power switching means for switching the power supply source to the heater;
A heater AC power input control circuit for controlling an output from an AC commercial power source to the heater input power switching means;
A power storage means charging control circuit for controlling charging from the AC commercial power supply to the power storage means;
Heater power storage means power input control circuit for controlling output from the power storage means to the heater input power switching means;
Temperature detecting means for detecting temperature of the heated object and outputting temperature information;
A temperature control signal generator for controlling the heater input power switching means, the heater AC power input control circuit, the power storage means charge control circuit, and the heater power storage means power input control circuit based on the temperature information; ,
If the temperature control signal generator determines that the heater needs to be energized based on the temperature information when the heater is not energized, the heater supplies part or all of the energy of the power storage means charged in advance to the heater. Then, power is supplied from the AC commercial power source to the heater, and if it is determined that the heater needs to be turned off based on the temperature information when the heater is energized, the energy supply to the heater is stopped. A temperature control device characterized in that
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004234996A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Ricoh Co Ltd | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
| JP2004286804A (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ricoh Co Ltd | Heat fixing system |
| JP2004294779A (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image-forming apparatus |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004234996A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Ricoh Co Ltd | Heating device, fixing device, and image forming apparatus |
| JP2004286804A (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Ricoh Co Ltd | Heat fixing system |
| JP2004294779A (en) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image-forming apparatus |
| JP2005224020A (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Ricoh Co Ltd | Charger, heater, fixing device and image forming device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9116479B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-08-25 | Ricoh Company, Ltd. | Fixing control device, fixing control method, and image forming apparatus |
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