JP2016046128A - Heating device and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置及び当該加熱装置を備えた画像形成装置に関し、特に加熱装置の電源異常に対処する技術に関する。 The present invention relates to a heating device and an image forming apparatus including the heating device, and more particularly to a technique for coping with a power supply abnormality of the heating device.
従来、交流電源のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成し、生成したゼロクロス信号に基づいてヒータの通電時間を制御する加熱装置を備えた画像形成装置がある(特許文献1など)。この画像形成装置では、電源異常の場合、例えば、正弦波の交流電圧ではなく矩形波の交流電圧が加熱装置に入力された場合に、ヒータに対する通電を遮断するようにしている。一方、従来の交流電源装置には、ゼロクロスタイミングを検出する検出回路の前段にローパスフィルタを設けて入力される交流電圧の波形を鈍らせて、矩形波の交流電圧が入力された場合にもゼロクロスタイミングを検出できるようにしたものがある(特許文献2など)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an image forming apparatus that includes a heating device that generates a zero-cross signal that is synchronized with the zero-cross timing of an AC power source and controls the energization time of a heater based on the generated zero-cross signal (eg, Patent Document 1). In this image forming apparatus, in the case of a power supply abnormality, for example, when a rectangular wave AC voltage is input to the heating device instead of a sine wave AC voltage, energization to the heater is cut off. On the other hand, the conventional AC power supply device has a low-pass filter provided in front of the detection circuit for detecting the zero-crossing timing so that the waveform of the input AC voltage is blunted, and the zero-crossing is also applied when a rectangular AC voltage is input. There is one that can detect timing (for example, Patent Document 2).
このため、画像形成装置等に搭載される加熱装置において、ゼロクロスタイミングを検出する検出回路の前段にローパスフィルタを設けて、矩形波の交流電圧が入力されてもヒータの通電時間の制御を継続する構成が考えられる。しかしながら、入力部分にローパスフィルタを接続した場合には、常にローパスフィルタによる消費電力が生じ、省電力化を図ることが困難となることが問題となる。 For this reason, in a heating apparatus mounted on an image forming apparatus or the like, a low-pass filter is provided in front of a detection circuit that detects zero-cross timing, and control of the heater energization time is continued even when a rectangular wave AC voltage is input. Configuration is conceivable. However, when a low-pass filter is connected to the input part, power consumption is always generated by the low-pass filter, which makes it difficult to save power.
本願に開示される技術は、上記の課題に鑑み提案されたものである。電源異常の場合にもヒータの通電時間の制御を継続可能としつつ省電力化が図れる加熱装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The technology disclosed in the present application has been proposed in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a heating device and an image forming apparatus that can save power while allowing control of the heater energization time to continue even in the case of power failure.
上記課題を解決するために、本発明の加熱装置は、交流電源と接続されるヒータと、交流電源とヒータとの間に設けられる通電時間調整素子と、交流電源からの交流電圧のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、交流電源とゼロクロス信号生成回路との間に設けられ、交流電圧の波形を鈍らせる遅延回路と、交流電源と遅延回路との間に設けられる第1切替スイッチと、制御装置と、を備え、制御装置は、ゼロクロス信号を基準として、通電時間調整素子のオン期間を調整することにより、交流電源からヒータへの通電時間を調整する調整処理と、ゼロクロスタイミングにおける交流電圧の電圧変化率が許容値以上か否かを判定する判定処理と、判定処理において電圧変化率が許容値以上であると判定した場合に、第1切替スイッチを制御して、交流電源とゼロクロス信号生成回路との間に遅延回路を接続する第1切替処理と、を実行することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the heating device of the present invention provides a heater connected to an AC power source, an energization time adjusting element provided between the AC power source and the heater, and zero-cross timing of the AC voltage from the AC power source. A zero-cross signal generation circuit that generates a synchronized zero-cross signal, a delay circuit that is provided between the AC power supply and the zero-cross signal generation circuit, dulls the waveform of the AC voltage, and a second circuit provided between the AC power supply and the delay circuit. An adjustment process that adjusts the energization time from the AC power supply to the heater by adjusting the ON period of the energization time adjustment element with reference to the zero cross signal, A determination process for determining whether or not the voltage change rate of the AC voltage at the zero cross timing is greater than or equal to the allowable value, and the voltage change rate is greater than or equal to the allowable value in the determination process. And if it is determined, by controlling the first changeover switch, and executes a a first switching process to connect the delay circuit between the AC power supply and the zero cross signal generation circuit.
また、上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の加熱装置と、画像データに基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備え、加熱装置は、発熱手段の熱を供給して被記録媒体に画像を定着させる処理を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, an image forming apparatus according to the present invention includes a heating apparatus according to any one of claims 1 to 8 and an image formation that forms an image on a recording medium based on image data. And a heating device for performing a process of fixing the image on the recording medium by supplying heat from the heat generating means.
本発明に記載の画像形成装置等では、電源異常の場合にもヒータの通電時間の制御を継続可能としつつ省電力化が図れる。 In the image forming apparatus described in the present invention, it is possible to save power while continuing to control the heater energization time even when the power supply is abnormal.
(第1実施形態)
以下、本願の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本願に係る画像形成装置の第1実施形態であるモノクロレーザプリンタ1の断面図である。モノクロレーザプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)1は、本体ケーシング2内の下部に配置されたトレイ4から供給されるシート(用紙やOHPシート等)に対し、画像形成部5にてトナー像を形成した後、定着器7にてそのトナー像を加熱して定着処理を行い、最後にシートを本体ケーシング2の上部に位置する排紙トレイ9に排紙する。なお、図1では、紙面右側を装置の前側と規定し、装置を前側から見た場合に左手に来る側(紙面手前側)を左側と規定して、前後、左右及び上下の各方向を定義する。
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present application will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a monochrome laser printer 1 which is a first embodiment of an image forming apparatus according to the present application. A monochrome laser printer (hereinafter simply referred to as a “printer”) 1 uses a toner image formed in an
画像形成部5は、スキャナ部11、現像カートリッジ13、感光ドラム17、帯電器18、転写ローラ19等を含む。スキャナ部11は、本体ケーシング2内の上部に配置されており、レーザ発光部(図示略)から発射されたレーザ光を、ポリゴンミラー、反射鏡、レンズ等を介して感光ドラム17の表面上に高速走査にて照射させる。
The
現像カートリッジ13は、プリンタ1の本体に対して着脱可能に構成されており、その内部にはトナーが収容されている。また、現像カートリッジ13のトナー供給口には、現像ローラ21及び供給ローラ23が前後方向で互いに対向した状態で設けられている。また、現像ローラ21は、感光ドラム17と前後方向で対向した状態で配置されている。現像カートリッジ13内のトナーは、供給ローラ23の回転により現像ローラ21に供給され、現像ローラ21に担持される。
The developing
感光ドラム17の後方側の上方には、帯電器18が間隔を隔てて配置されている。また、感光ドラム17の下方には、転写ローラ19が感光ドラム17に対向して配置されている。感光ドラム17は、回転しつつ、帯電器18によって表面が一様に、例えば、正極性に帯電される。次いで、スキャナ部11からのレーザ光により感光ドラム17の表面上に静電潜像が形成される。その後、感光ドラム17と接触して回転する現像ローラ21上に担持されているトナーが、感光ドラム17の表面上の静電潜像に供給されて担持されることによって、感光ドラム17の表面上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、シートが感光ドラム17と転写ローラ19との間を通る間に、転写ローラ19に印加される転写バイアスによって、シートに転写される。
Above the rear side of the
定着器7は、画像形成部5に対してシートの搬送方向の下流側(プリンタ1内における後方側)に配置され、定着ローラ27、定着ローラ27を押圧する加圧ローラ29、及び定着ローラ27を加熱するハロゲンヒータ31等を含む。ハロゲンヒータ31は、図2に示す加熱装置30の制御部33によって通電制御される。
The
図2は、加熱装置30の概略的な構成を示すブロック図である。加熱装置30は、ハロゲンヒータ31、制御部33、低圧電源回路(AC−DCコンバータ)35、ゼロクロス生成回路37、トライアック39、遅延回路41、及び第1及び第2切替スイッチ43,45等を含む。第1実施形態では、図2に示すように、低圧電源回路35は、第1及び第2切替スイッチ43,45が接続される接続ラインL1とは別系統の接続ラインL2を介して交流電源101に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
ハロゲンヒータ31は、交流電源101の通電に応じて発熱する。また、ハロゲンヒータ31の近傍に設けられた温度センサ31Aは、検出したハロゲンヒータ31の温度を、温度検出信号Saとして制御部33に出力する。低圧電源回路35は、例えば、100Vの交流電圧を24V及び3.3Vの直流電圧に変換し、制御部33を含む各部に直流電圧を供給する。
The
ゼロクロス生成回路37は、抵抗R1、交流電源101から供給される入力電圧Vを全波整流する全波整流ブリッジ回路51、全波整流ブリッジ回路51に接続された発光ダイオード53、発光ダイオード53と共にフォトカプラ55を構成するフォトトランジスタ57、抵抗R2、インバータ59等を有している。全波整流ブリッジ回路51には、交流電源101の入力電圧Vが抵抗R1を介して入力される。発光ダイオード53には、全波整流ブリッジ回路51によって全波整流された電圧が印加される。
The zero-
フォトトランジスタ57は、エミッタがグランドに接続され、コレクタが抵抗R2を介して直流電源ラインVccに接続されている。インバータ59は、フォトトランジスタ57のコレクタに接続され、コレクタの電圧レベル(High/Low)を反転させて出力する。このような構成のゼロクロス生成回路37では、交流電源101の入力電圧Vが小さくなると、発光ダイオード53の発光量が小さくなり、フォトトランジスタ57に流れる電流Icが小さくなる。インバータ59の入力電圧Vinは、電流Icの減少にともなって増大する。従って、例えば、図3に示すように、交流電源101の入力電圧Vの絶対値が閾値Vtを下回ると、入力電圧Vinはハイレベルとなり、インバータ59の出力信号であるゼロクロスパルス信号Srがローレベルとなる。
The
一方で、交流電源101の入力電圧Vが大きくなると、発光ダイオード53の発光量が大きくなり、フォトトランジスタ57に流れる電流Icも大きくなる。インバータ59の入力電圧Vinは、電流Icの増大にともなって減少する。従って、例えば、図3に示すように、交流電源101の入力電圧Vの絶対値が閾値Vtを超えると、入力電圧Vinはローレベルとなり、ゼロクロスパルス信号Srがハイレベルとなる。従って、ゼロクロス生成回路37は、交流電源101の入力電圧Vが、正負のVtにより規定されるゼロクロス検出範囲Uにある期間Tw1の間だけ、ローレベルが持続するゼロクロスパルス信号Srを出力する。なお、本実施形態において、ゼロクロスパルス信号Srのローレベルの期間Tw1が、「信号幅」に相当する。
On the other hand, when the input voltage V of the
また、図2に示すように、ゼロクロス生成回路37が出力するゼロクロスパルス信号Srは、制御部33に入力されている。このため、制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srの電圧レベルを判定することで、ゼロクロスパルス信号Srの立ち上がり、立ち下がりを検出することが可能となる。なお、制御部33は、例えば、CPU上で動作するプログラムを主体として構成してもよい。あるいは、制御部33を、例えば、ASICなどの専用のハードウェアで構成してもよい。また、制御部33は、例えばソフトウェアによる処理と、ハードウェアによる処理とを併用して動作する構成でもよい。
Further, as shown in FIG. 2, the zero cross pulse signal Sr output from the zero
制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srを基準として、入力電圧Vのハロゲンヒータ31への通電時間を調整する。詳しくは、制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりのタイミングを基準としたトリガパルス信号Sbを生成し(図3参照)、トライアック39に出力する。トライアック39は、交流電源101とハロゲンヒータ31との間に接続されている。トライアック39は、制御部33が出力するトリガパルス信号Sbに応答してターンオンし、逆電圧がかかる又は電流がゼロになるとターンオフする。この動作にともなってトライアック39は、入力電圧Vのハロゲンヒータ31への通電時間を制御する。この通電時間は、図3に示すヒータ電圧の波形のように、トリガパルス信号Sbの立ち上がりのタイミングから入力電圧Vのゼロクロスタイミングまでとなる。制御部33は、例えば、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりのタイミングからトリガパルス信号Sbの立ち上がりのタイミングまでの期間である期間Tw2を変更することで、ハロゲンヒータ31による定着器7の温度制御を実施することが可能となる。
The
制御部33は、ハロゲンヒータ31に設けられた温度センサ31Aから出力される温度検出信号Saに基づいて温度を判定し、例えば、ハロゲンヒータ31に対する通電時間を位相に基づいて制御することによって温度を調整する。この位相に基づいた制御とは、ハロゲンヒータ31の通電時間を波数で管理するのではなく、導通位相角(別名、点弧角)αにて制御するものである。導通位相角αとはトライアック39の導通を開始する位相である。なお、ハロゲンヒータ31の通電時間の制御方法は、位相による制御に限らず、入力電圧Vの波数単位で管理する波数制御を実施してもよい。
The
また、本実施形態の加熱装置30では、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37に対して交流電源101側(入力側)となる位置に遅延回路41が接続可能に構成されている。この遅延回路41は、交流電源101から供給される入力電圧Vの単位時間当たりの変化率(電圧変化率(dv/dt))を下げる(鈍らせる)ための回路である。遅延回路41は、コイル61とコンデンサ63を有し、ローパスフィルタを構成している。第1切替スイッチ43は、入力側の端子が交流電源101に接続され、出力側の端子が遅延回路41又は第3切替スイッチ47(接続ラインL1)に接続され、交流電源101と遅延回路41との接続をオンオフする。また、第2切替スイッチ45は、入力側の端子が遅延回路41に接続され、出力側の端子が第3切替スイッチ47(接続ラインL1)に接続されている。第3切替スイッチ47は、入力側の端子が第1切替スイッチ43及び第2切替スイッチ45に接続され、出力側の端子がハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37に接続されている。従って、第2切替スイッチ45は、遅延回路41と、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37との接続をオンオフする。なお、第1〜第3切替スイッチ43,45,47は、例えば、トランジスタ等の半導体スイッチやリレー等の機械スイッチである。
In the
制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45のオンオフを切り替えることによって、交流電源101と、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37との間、換言すれば、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37の入力側に遅延回路41を接続する。そして、遅延回路41は、接続されることによって、矩形波のような変化率が急峻な入力電圧Vの波形を鈍らせて、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37へ出力する。なお、遅延回路41の構成は、上記した構成(LCローパスフィルタ)に限定されず、コイル61と抵抗素子等を組み合わせて構成してもよい。
The
ここで、図4に示すように、異常な入力電圧V、例えば、矩形波の入力電圧Vが入力された場合には、ゼロクロス生成回路37は、ゼロクロスパルス信号Srの期間Tw1が極めて短くなる、あるいはゼロとなる。このため、制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srに基づいて、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりのタイミングを精度よく検出できない。あるいは、制御部33は、期間Tw1が極めて短いゼロクロスパルス信号Srをノイズと判定して破棄等する虞がある。これに対し、図4に破線で示す波形のように、遅延回路41が接続され矩形波の入力電圧Vの波形を鈍らせることによって、制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりを精度良く検出でき、ゼロクロスポイントZC(図3参照)に応じた適切なトリガパルス信号Sbを生成することが可能となる。なお、ゼロクロス生成回路37が正常なゼロクロスパルス信号Srを生成できない状態となる異常な入力電圧Vとは、矩形波に限らず、他の変化率が急峻な波形が含まれる。
Here, as shown in FIG. 4, when an abnormal input voltage V, for example, a rectangular wave input voltage V is input, the zero-
また、制御部33は、矩形波等の異常な入力電圧Vが入力されたか否かを、入力電圧Vの電圧変化率(dv/dt)により判定する。制御部33は、例えば、ゼロクロスタイミングにおける電圧変化率が許容値以上か否かの判定を、ゼロクロスパルス信号Srの信号幅、即ち、期間Tw1が所定時間以下であるか否かによって検出することができる。制御部33は、ゼロクロスタイミングにおける入力電圧Vの電圧変化率が許容値以上か否かを判定し、電圧変化率が許容値以上、即ち、期間Tw1が所定時間以下である場合に、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37の入力側に遅延回路41を接続する。なお、制御部33における入力電圧Vの異常の判定方法は、信号幅に限らず、他の方法、例えば、ゼロクロスポイントZCの近傍の入力電圧Vをサンプリングした波形の形状から判定してもよい。
Further, the
次に、制御部33によるハロゲンヒータ31の通電制御について図5〜図7を参照して説明する。なお、以下の説明では、入力電圧Vの異常の一例として、矩形波の入力電圧Vが入力された場合について説明する。また、第1切替スイッチ43は、出力側の端子が遅延回路41に接続される状態を「オン」、第3切替スイッチ47に接続される状態を「オフ」として説明する。
Next, energization control of the
まず、図5のステップ(以下、単に「S」と表記する)11に示すように、制御部33は、例えば、使用者によってプリンタ1の電源がオンされた場合、あるいは使用者からの図示しない操作部の操作や印字データの受信を待つスリープモードから復帰した場合等に、所定のプログラムに従ってハロゲンヒータ31の通電制御を開始する。このため、制御部33は、電源がオン等されるまでの間は、通電制御を実施しない(S11:NO)。尚、プリンタ1が、電源オフ状態又はスリープモード等、ハロゲンヒータ31の通電制御を実施していない状態であるときは、第1切替スイッチ43、第2切替スイッチ45、及び第3切替スイッチ47はオフとなっている。
First, as shown in step (hereinafter, simply referred to as “S”) 11 in FIG. 5, the
一方、制御部33は、通電制御を開始すると(S11:YES)、矩形波を検出するためのカウンタをリセットする処理を行う(S12)。この矩形波検出用カウンタは、第1及び第2切替スイッチ43,45のオン期間中に矩形波を何回検出したかを判定するためのものである。次いで、制御部33は、第3切替スイッチ47をオンする(S13)。これにより、交流電源101から接続ラインL1を介してゼロクロス生成回路37までの電流経路が形成され、ゼロクロス生成回路37は、ゼロクロスパルス信号Srを制御部33に出力する処理を開始する。次に、制御部33は、ゼロクロス検出の処理を開始するのに先立ち、使用者によって電源をオフするための操作がなされたか否か、あるいは、印字処理を完了してから使用者による操作や印字データのない状態が所定時間経過したことや、使用者によるスリープモードへの移行を指示する操作を受付けたことなど、スリープモードへ移行するタイミングが到来したか否かを判定する(S15)。即ち、制御部33は、ハロゲンヒータ31への通電を必要としない状態へ移行するタイミングが到来したか否かを判定する。制御部33は、電源がオフ等されていないと判定すると(S15:YES)、ゼロクロスパルス信号Srの電圧レベルに基づいて、ゼロクロスパルス信号Srの立ち上がり及び立ち下がりのタイミングを検出する(S17)。制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりから立ち上がりのタイミングまでの期間を期間Tw1として算出する。
On the other hand, the
制御部33は、算出したゼロクロスパルス信号Srの期間Tw1(信号幅)に基づいて、入力電圧Vが矩形波(異常な波形)であるか否かを判定する(S19)。制御部33は、期間Tw1が所定時間未満であり、入力電圧Vが矩形波であると判定した場合には(S19:YES)、遅延回路41の接続を実施するために、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオフしているか共にオンしているかを判定する(S21)。制御部33は、S21において、第1及び第2切替スイッチ43,45がオン、即ち、既に遅延回路41が接続されている場合には(S21:NO)、矩形波検出用カウンタを1つ加算する処理を行う(図6のS31)。
The
次に、制御部33は、図6に示すように、矩形波検出用カウンタのカウント値が所定値以上となったか否かを判定する(S33)。制御部33は、カウント値が所定値以下、即ち、矩形波を検出した回数が所定の回数まで到達していない場合には(S33:NO)、図5のS15からの処理を再度実施する。一方で、制御部33は、カウント値が所定値よりも大きくなった場合には(S33:YES)、第3切替スイッチ47をオフする(S35)。これにより、第1及び第2切替スイッチ43,45をONし遅延回路41を接続しているにも係わらず、矩形波が何回も検出されるような異常状態(交流電源101の異常など)の場合には、第3切替スイッチ47をオフして、第3切替スイッチ47の後段に接続されたハロゲンヒータ31等の回路素子を保護することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 6, the
また、制御部33は、例えば、プリンタ1の図示しない表示部に「AC入力異常」である旨を表示する(S37)。これにより、上記した異常状態を報知することで、使用者等は、プリンタ1の電源ケーブルをコンセントから外すなどの適切な対処を行うことが可能となる。
Further, for example, the
一方で、制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45がオフ(S21:YES)の場合には、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、交流電源101と、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37との間に遅延回路41を接続する。この際に、制御部33は、第2切替スイッチ45を先にオンして遅延回路41をハロゲンヒータ31等に接続した後に、第1切替スイッチ43をオンして遅延回路41の入力側を交流電源101に接続する(S23)。これにより、ハロゲンヒータ31は、第1切替スイッチ43の切替動作にともなって交流電源101との接続が瞬断されたとしても、第2切替スイッチ45が先にオンされた状態となることによって、遅延回路41のコンデンサ63に溜まった電荷がハロゲンヒータ31に供給されることとなる。このため、ハロゲンヒータ31は、第1及び第2切替スイッチ43,45の切替動作にともなって電圧の入力が切断される期間が抑制される。制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45を切り替えた後に、S15からの処理を再度実施する。
On the other hand, when the first and second changeover switches 43 and 45 are off (S21: YES), the
また、S19において、矩形波の入力電圧Vを検出しない場合には(S19:NO)、制御部33は、画像形成部5(図1参照)等によるシートに対する印字処理が行われていないか否かを判定する(S25)。制御部33は、印字処理を実行中であると判定した場合には(S25:NO)、S15からの処理を再度実施する。
In S19, when the rectangular wave input voltage V is not detected (S19: NO), the
また、制御部33は、印字処理を実行中でないと判定した場合には(S25:YES)、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオンしているか共にオフしているかを判定した上で(S27)、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオンしている場合には(S27:YES)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオフし(S29)し、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37から遅延回路41を切断する。この際に、制御部33は、上記したS23の順番とは逆に、第1切替スイッチ43を先にオフした後に、第2切替スイッチ45をオフする。これにより、ハロゲンヒータ31は、第1切替スイッチ43の切替動作にともなって交流電源101との接続が瞬断されたとしても、第2切替スイッチ45が後からオフされた状態となることによって、遅延回路41のコンデンサ63に溜まった電荷がハロゲンヒータ31に供給される。このため、ハロゲンヒータ31は、第1及び第2切替スイッチ43,45の切替動作にともなって電圧の入力が切断される期間が抑制される。制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45を切り替えた後に、S15からの処理を再度実施する。このように、印字処理を実行中でないときに遅延回路41の接続の切替を実施するのは、ハロゲンヒータ31の交流電源101との接続を印字中に切り替えることによって、定着ローラ27の加熱処理等に影響が生じ印字精度が低下するのを抑制するためである。
If the
また、S15において、制御部33は、電源がオフ等されたことを検出すると(S15:NO)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオフした後に電源オフ等の処理を実施する。図6に示すように、制御部33は、まず、第3切替スイッチ47をオフし(S41)、ハロゲンヒータ31及びゼロクロス生成回路37と、交流電源101との接続を切断する。次に、制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオンしているか共にオフしているかを判定する(S43)。制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオンされた状態であれば(S43:YES)、共にオフした後に(S45)電源オフ又はスリープモードに移行する処理を実施する(S47)。また、制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオフされた状態であれば(S43:NO)、第1及び第2切替スイッチ43,45に対する制御を実施せずに電源オフ又はスリープモードに移行する処理を実施する(S47)。
In S15, when the
因みに、ハロゲンヒータ31は、ヒータの一例である。制御部33及び低圧電源回路35は、制御装置の一例である。トライアック39は、通電時間調整素子の一例である。ゼロクロスパルス信号Srは、ゼロクロス信号の一例である。入力電圧Vは、交流電圧の一例である。期間Tw1は、信号幅の一例である。S19の処理は、判定処理の一例である。S23の処理は、第1及び第2切替処理の一例である。S29の処理は、切断処理の一例である。S25の処理は、禁止処理の一例である。
Incidentally, the
以上、上記した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。
<効果1>本実施形態の加熱装置30は、交流電源101からの入力電圧Vの波形を鈍らせるための遅延回路41が設けられている。加熱装置30の制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、ゼロクロス生成回路37の入力側に遅延回路41を接続する。制御部33は、ゼロクロス生成回路37が出力するゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりのタイミングを基準としたトリガパルス信号Sbをトライアック39に出力する。トライアック39は、トリガパルス信号Sbに応答してターンオンし、逆電圧がかかる又は電流がゼロになるとターンオフする。この動作にともなってトライアック39は、入力電圧Vのハロゲンヒータ31への通電時間を制御する(調整処理の一例)。これに対し、制御部33は、ゼロクロスタイミングにおける入力電圧Vの電圧変化率(dv/dt)が許容値以上か否かを判定する(図5のS19)。制御部33は、電圧変化率が許容値以上である場合に、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、ゼロクロス生成回路37の入力側に遅延回路41を接続する。これにより、異常な入力電圧V(矩形波の電圧等)の波形を遅延回路41によって鈍らせることによって、制御部33は、期間Tw2を設定するためのゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりを精度良く検出でき、ゼロクロスポイントZCに応じた適切なタイミングのトリガパルス信号Sbを生成することが可能となる。さらに、制御部33は、入力電圧Vに異常がない場合には(S19:NO)、遅延回路41を回路から切断する処理を実施するため、入力電圧Vに異常がないにもかかわらず遅延回路41を接続する場合に比べて、遅延回路41による消費電力を可能な限り抑えて省電力化を図ることが可能となる。
As described above, according to the first embodiment described above, the following effects are provided.
<Effect 1> The
<効果2>第2切替スイッチ45の出力側は、ハロゲンヒータ31にも接続されている。従って、遅延回路41は、交流電源101とハロゲンヒータ31との間に設けられている。また、第1及び第2切替スイッチ43,45は、交流電源101とハロゲンヒータ31との間に遅延回路41を挿入する接続が切り替え可能に構成されている。制御部33は、電圧変化率が許容値以上である場合に、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、ゼロクロス生成回路37に加えて、ハロゲンヒータ31にも遅延回路41を接続する。ここで、上記実施形態では、ハロゲンヒータ31の通電制御手段として、トライアック39が用いられている。トライアック39は、例えば、一度ターンオンした後に、入力電圧VがゼロクロスポイントZC(電流がゼロ)でターンオフする。しかしながら、トライアック39は、デバイスの特性上、入力電圧Vの電圧変化率が許容値以上に大きい場合には、一度ターンオンした後にゼロクロスポイントZCでターンオフできない状態へと陥ることがあり、その結果、加熱装置30に故障等が生じる虞がある。これに対し、本実施形態の加熱装置30では、電圧変化率が大きい場合に、ハロゲンヒータ31の入力側に遅延回路41を接続することにより、矩形波等の入力電圧Vがトライアック39へ入力されるのを防止して故障の発生を抑制することができる。
<
<効果3>制御部33は、第1切替スイッチ43の動作に合わせて第2切替スイッチ45のオンオフを切り替えている。これにより、加熱装置30は、遅延回路41を使用しない場合には、第2切替スイッチ45をオフし、遅延回路41の入力側に加えて出力側(ハロゲンヒータ31側)も交流電源101(接続ラインL1)と切断することで、遅延回路41による消費電力を可能な限り抑えて省電力化を図ることが可能となる。
<Effect 3> The
<効果4>制御部33は、遅延回路41をハロゲンヒータ31等に接続する場合に、第2切替スイッチ45を先にオンした後に、第1切替スイッチ43をオンする(S23)。これにより、ハロゲンヒータ31は、第2切替スイッチ45が先にオンされた状態となることによって、遅延回路41のコンデンサ63に溜まった電荷がハロゲンヒータ31に供給されることとなる。このため、ハロゲンヒータ31は、第1及び第2切替スイッチ43,45の切替動作にともなって電圧の入力が切断される期間が抑制される。
<
<効果5>制御部33は、電圧変化率が許容値以上である場合に(S19:YES)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオン(S23)して遅延回路41を接続した後に、再度、電圧変化率を判定し許容値未満となると(S19:NO)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオフ(S9)して遅延回路41を切断するため、省電力化を図ることが可能となっている。
<
<効果6>制御部33は、遅延回路41をハロゲンヒータ31等から切断する場合に、第1切替スイッチ43を先にオフした後に、第2切替スイッチ45をオフする。これにより、ハロゲンヒータ31は、第2切替スイッチ45が後からオフされることによって、コンデンサ63に溜まった電荷が供給され、電圧の入力が切断される期間が抑制される。
<Effect 6> When the
<効果7>低圧電源回路35は、第1及び第2切替スイッチ43,45が接続される接続ラインL1とは別系統の接続ラインL2を介して交流電源101に接続されている。従って、低圧電源回路35は、第1及び第2切替スイッチ43,45のオンオフに無関係、即ち、電圧変化率が許容値以上であるか否かに拘わらず、遅延回路41を介さずに交流電源101と接続される。このような構成では、第1及び第2切替スイッチ43,45のオンオフにともなう入力電圧Vの瞬断が制御部33に与える影響を、抑制することが可能となる。
<
<効果8>ゼロクロス生成回路37は、入力電圧Vの絶対値と閾値Vt(図3参照)との比較に基づいた期間Tw1(信号幅)を有するゼロクロスパルス信号Srを生成する。制御部33は、入力電圧Vの電圧変化率が許容値以上か否かの判定を、期間Tw1が所定時間以下であるか否かによって判定する。このような構成では、入力電圧Vの電圧変化率が許容値以上であるか否かの判定が容易となり、制御部33の処理負荷を低減できる。
<Effect 8> The zero
<効果9>上記実施例では、ハロゲンヒータ31の通電制御手段として、矩形波等の入力電圧Vの影響を受け易いトライアック39が用いられているため、入力電圧Vの波形に応じてトライアック39に対して遅延回路41を接続することは特に有効である。
<
<効果10>制御部33は、遅延回路41の切断に先立って、画像形成部5等によるシートに対する印字処理が行われているか否かを判定する(S25)。これにより、制御部33は、ハロゲンヒータ31の交流電源101との接続を印字中に切り替えることによって、定着ローラ27の加熱処理等に影響が生じるのを防止して、所望の印字精度を維持することが可能となる。
<Effect 10> Prior to the cutting of the
<効果11>制御部33は、電源がオフ等されたことを検出すると(S15:NO)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオフした後に電源オフ等の処理を実施する。制御部33は、第1及び第2切替スイッチ43,45が共にオンされた状態であれば(S43:YES)、共にオフした後に(S45)電源オフ等の処理を実施する(S47)。このような構成では、遅延回路41が交流電源101と切断されることによって、プリンタ1の電源のオフ中、あるいは印字データの受信等を待つスリープモード中の遅延回路41における消費電力が低減され省電力化を図ることが可能となる。
<
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について図7を参照して説明する。上記第1実施形態では、図2に示すように、第1及び第2切替スイッチ43,45が接続される接続ラインL1とは別系統の接続ラインL2を介して低圧電源回路35が交流電源101に接続されている場合を例に説明した。第2実施形態では、低圧電源回路35が接続ラインL1に接続されている場合について説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the low-voltage
図7に示す加熱装置30Aでは、低圧電源回路35の入力側の端子が接続ラインL1に接続されている。このため、第1及び第2切替スイッチ43,45は、交流電源101と制御部33との間に遅延回路41を挿入する接続が切り替え可能に構成されている。制御部33は、矩形波等の異常な入力電圧Vが入力され、電圧変化率が許容値以上となった場合に、第1及び第2切替スイッチ43,45を制御して、ゼロクロス生成回路37、ハロゲンヒータ31に加えて、低圧電源回路35にも遅延回路41を接続する。
In the
以上、上記した第2実施形態によれば、以下の効果を奏する。
<効果1>加熱装置30Aでは、第1及び第2切替スイッチ43,45が接続される接続ラインL1を用いて低圧電源回路35を交流電源101に接続するため、電源供給ラインを共有して本数の削減を図ることが可能となる。また、加熱装置30Aは、ゼロクロス生成回路37、ハロゲンヒータ31及び制御部33の3つの回路に遅延回路41を同時に接続又は切断する構成であるため、遅延回路41を接続することで入力電圧Vの位相にずれが生じたとしても、3つの回路に対して入力する入力電圧Vの位相を同期させることができる。また、低圧電源回路35は、前段にローパスフィルタである遅延回路41が接続されることによって、入力電圧Vのノイズが低減される。
As described above, according to the above-described second embodiment, the following effects can be obtained.
<Effect 1> In the
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。
例えば、上記各実施形態において、遅延回路41を、ハロゲンヒータ31や低圧電源回路35にも接続する構成としたが、ゼロクロス生成回路37のみに接続する構成としてもよい。
また、上記各実施形態において、加熱装置30,30Aを、第2切替スイッチ45が省略され、遅延回路41の出力側が第2切替スイッチ45を介さずに接続ラインL1に接続された回路構成としてもよい。
また、上記第1実施形態では、制御部33は、第2切替スイッチ45を先にオンした後に、第1切替スイッチ43をオンする処理(S23)を実施したが、第1及び第2切替スイッチ43,45を同時にオンする処理を実施してもよい。
また、上記各実施形態では、制御部33は、ゼロクロスパルス信号Srの立ち下がりを期間Tw2の開始の基準としたが、他のタイミング、例えば、ゼロクロスパルス信号Srの立ち上がり、あるいは立ち上がりと立ち下がりの中間のタイミング等を基準としてもよい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, It is possible to implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art.
For example, in each of the above embodiments, the
Further, in each of the above embodiments, the
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、制御部33は、電圧変化率が許容値以上か否かの判定を、期間Tw1が所定時間以下であるか否かによって検出している。この場合に、制御部33は、例えば、電圧変化率が許容値以上であることが一定期間内に所定回数以上検出された場合を、電圧変化率が許容値以上であると判定してもよい。
また、上記第1実施形態では、矩形波検出用カウンタを一度リセットした後(図5のS12)、異常状態の報知(図6のS37)又は電源オフ等する(S47)まで、即ち、図5〜図7に示す通電制御が終了するまでカウンタをリセットしなかったが、矩形波の検出回数を計測する方法はこれに限定されない。例えば、矩形波を検出せず(S19:NO)、第1及び第2切替スイッチ43,45をオフ(S29)する、即ち、遅延回路41を回路から切断する毎に矩形波検出用カウンタをリセットする処理を行ってもよい。
In each of the above embodiments, the
Further, in the first embodiment, after the rectangular wave detection counter is reset once (S12 in FIG. 5), the abnormal state is notified (S37 in FIG. 6) or the power is turned off (S47), that is, FIG. Although the counter was not reset until the energization control shown in FIG. 7 was completed, the method of measuring the number of detections of the rectangular wave is not limited to this. For example, the rectangular wave is not detected (S19: NO), and the first and second changeover switches 43 and 45 are turned off (S29), that is, the rectangular wave detection counter is reset every time the
また、上記各実施形態では、ゼロクロスパルス信号Srの一例として、ゼロクロス検出範囲Uでアクティブ・ローとなる信号を例示した。しかしながら、ゼロクロスパルス信号Srは、入力電圧Vのゼロクロスタイミングに同期した信号であればよく、例えば、アクティブ・ハイとなる信号であってもよい。
また、上記各実施形態では、発熱手段としてハロゲンヒータ31を用いたが、本願における発熱手段はハロゲンヒータ31に限らず、ゼロクロスパルス信号Srに基づく通電制御によって発熱する素子、装置等でもよい。
Moreover, in each said embodiment, the signal which becomes active low in the zero cross detection range U was illustrated as an example of the zero cross pulse signal Sr. However, the zero cross pulse signal Sr may be a signal that is synchronized with the zero cross timing of the input voltage V, and may be a signal that becomes active high, for example.
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、本願の画像形成装置としてモノクロレーザプリンタ1を例に説明したが、これに限定されない。例えば、画像形成装置は、カラー印刷が可能なカラーレーザプリンタ、カラーLEDプリンタや画像形成機能の他にFAX機能などを備えた複合機でもよい。 In each of the above embodiments, the monochrome laser printer 1 is described as an example of the image forming apparatus of the present application. However, the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may be a color laser printer capable of color printing, a color LED printer, or a multifunction machine having a FAX function in addition to an image forming function.
1 モノクロレーザプリンタ(画像形成装置)、5 画像形成部、31 ハロゲンヒータ(ヒータ)、33 制御部(制御装置)、37 ゼロクロス生成回路、39 トライアック(通電時間調整素子)、41 遅延回路、43 第1切替スイッチ、45 第2切替スイッチ、101 交流電源、Sr ゼロクロスパルス信号(ゼロクロス信号)V 入力電圧(交流電圧)、Tw1 期間(信号幅)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Monochrome laser printer (image formation apparatus), 5 Image formation part, 31 Halogen heater (heater), 33 Control part (control apparatus), 37 Zero cross production circuit, 39 Triac (energization time adjustment element), 41 Delay circuit, 43 1st 1 changeover switch, 45 second changeover switch, 101 AC power supply, Sr zero cross pulse signal (zero cross signal) V input voltage (AC voltage), Tw1 period (signal width).
Claims (12)
前記交流電源と前記ヒータとの間に設けられる通電時間調整素子と、
前記交流電源からの交流電圧のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、
前記交流電源と前記ゼロクロス信号生成回路との間に設けられ、前記交流電圧の波形を鈍らせる遅延回路と、
前記交流電源と前記遅延回路との間に設けられる第1切替スイッチと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ゼロクロス信号を基準として、前記通電時間調整素子のオン期間を調整することにより、前記交流電源から前記ヒータへの通電時間を調整する調整処理と、
前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電圧の電圧変化率が許容値以上か否かを判定する判定処理と、
前記判定処理において前記電圧変化率が許容値以上であると判定した場合に、前記第1切替スイッチを制御して、前記交流電源と前記ゼロクロス信号生成回路との間に前記遅延回路を接続する第1切替処理と、を実行することを特徴とする加熱装置。 A heater connected to an AC power source;
An energization time adjusting element provided between the AC power source and the heater;
A zero-cross signal generation circuit that generates a zero-cross signal synchronized with the zero-cross timing of the AC voltage from the AC power supply;
A delay circuit that is provided between the AC power supply and the zero-cross signal generation circuit and blunts the waveform of the AC voltage;
A first changeover switch provided between the AC power supply and the delay circuit;
A control device,
The controller is
An adjustment process for adjusting an energization time from the AC power source to the heater by adjusting an ON period of the energization time adjustment element with the zero cross signal as a reference,
A determination process for determining whether a voltage change rate of the AC voltage at the zero-cross timing is greater than or equal to an allowable value;
When it is determined in the determination process that the voltage change rate is greater than or equal to an allowable value, the first changeover switch is controlled to connect the delay circuit between the AC power supply and the zero-cross signal generation circuit. 1 heating process characterized by performing 1 switching process.
前記制御装置は、前記第1切替処理において、前記第1切替スイッチを制御して、前記ゼロクロス信号生成回路に加えて、前記交流電源と前記ヒータとの間にも前記遅延回路を接続することを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。 The delay circuit is provided between the AC power source and the heater,
In the first switching process, the control device controls the first switch to connect the delay circuit between the AC power source and the heater in addition to the zero cross signal generation circuit. The heating device according to claim 1, wherein
前記制御装置は、前記判定処理において前記電圧変化率が許容値以上であると判定した場合に、前記第2切替スイッチを制御して、前記遅延回路と前記ヒータとの接続を切り替える第2切替処理を実行することを特徴とする請求項2に記載の加熱装置。 A second changeover switch provided between the delay circuit and the heater;
The control device controls the second changeover switch to switch the connection between the delay circuit and the heater when the voltage change rate is determined to be greater than or equal to an allowable value in the determination process. The heating apparatus according to claim 2, wherein:
前記制御装置は、前記第1切替処理において、前記第1切替スイッチを制御して、前記ゼロクロス信号生成回路に加えて、前記交流電源と当該制御装置との間にも前記遅延回路を接続することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の加熱装置。 The delay circuit is provided between the AC power supply and the control device,
In the first switching process, the control device controls the first switch to connect the delay circuit between the AC power supply and the control device in addition to the zero-cross signal generation circuit. The heating apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記制御装置は、前記判定処理において、前記交流電圧の前記電圧変化率が前記許容値以上か否かの判定を、前記ゼロクロス信号の前記信号幅が所定時間以下であるか否かによって判定することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の加熱装置。 The zero cross signal generation circuit generates the zero cross signal having a signal width based on a comparison between a voltage value of the alternating voltage and a threshold value,
In the determination process, the control device determines whether or not the voltage change rate of the AC voltage is greater than or equal to the allowable value depending on whether or not the signal width of the zero cross signal is equal to or less than a predetermined time. The heating apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein
画像データに基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
を備え、
前記加熱装置は、前記被記録媒体に前記画像形成部によって形成された画像を定着させる処理を行うことを特徴とする画像形成装置。 A heating device according to any one of claims 1 to 10,
An image forming unit that forms an image on a recording medium based on the image data;
With
The image forming apparatus, wherein the heating device performs a process of fixing an image formed by the image forming unit on the recording medium.
Priority Applications (1)
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