JPH04204879A - Heater energizing control system in image forming device - Google Patents
Heater energizing control system in image forming deviceInfo
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の詳細な説明〕
この発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装
置等の電子写真方式を用いた画像形成装置におけるヒー
タ通電制御方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a heater energization control method in an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine, a laser printer, or a facsimile machine.
一般に、複写機のような画像形成装置においては、感光
体面から転写紙上に転写された未定着トナー像を定着さ
せるために、定着ローラを用いて加熱定着して定着させ
る定着装置が使用されている。Generally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a fixing device is used that uses a fixing roller to heat and fix an unfixed toner image transferred from a photoreceptor surface onto a transfer paper. .
そして、この定着装置における定着ローラは内蔵のヒー
タによって加熱され、その定着ローラの表面温度を一定
に保持するように、定着温度制御回路によってヒータへ
の通電をオン・オフ制御している。The fixing roller in this fixing device is heated by a built-in heater, and a fixing temperature control circuit controls on/off power supply to the heater so as to keep the surface temperature of the fixing roller constant.
ところで、定着装置が冷えた状態にある時に、交流電源
を電源とする定着ローラ内のヒータをオンにすると、そ
の抵抗値が下がっているためにヒータに流れる電流は非
常に大きくなる。By the way, if the heater in the fixing roller, which is powered by an AC power source, is turned on when the fixing device is in a cold state, the current flowing through the heater becomes very large because its resistance value has decreased.
したがって、ヒータをオン・オフするトライアック等の
スイッチング素子がその突入を流により破壊されたり、
あるいは破壊しないような定格電流の大きいスイッチン
グ素子を使用しなければならないなどの欠点があった。Therefore, switching elements such as triacs that turn on and off the heater may be destroyed by the current, or
Another disadvantage is that a switching element with a large current rating must be used to avoid destruction.
第４図（イ）に、特に電流の大きくなる交流電圧の位相
角９０°でスイッチをオン（ヒータへの通電開始）にし
た時のヒータに流れる電流の様子を示す。FIG. 4(a) shows the state of the current flowing through the heater when the switch is turned on (starting energization of the heater) at a phase angle of 90° of the AC voltage where the current becomes particularly large.
スイッチ・オン時（位相角９０°）はヒータの抵抗値が
小さいため突入電流量は非常に大きい。When the switch is on (phase angle 90°), the resistance value of the heater is small, so the amount of rush current is very large.
そして、ヒータへの通電を続けるうちに、発熱により抵
抗値は大きくなり電流値は小さくなっていく。つまり、
このスイッチ・オン時の過電流によりスイッチング素子
が破壊されてしまうことがある。なお、図中のＰｅａｋ
１はその突入電流の最大値を示している。Then, as the heater continues to be energized, the resistance value increases due to heat generation, and the current value decreases. In other words,
The switching element may be destroyed by this overcurrent when the switch is turned on. In addition, Peak in the figure
1 indicates the maximum value of the inrush current.
そこで、このような欠点を解消するために、交流電圧が
０Ｖ（位相角０°）の時にスイッチをオンにし、突入電
流を下げる方法が考えられる。Therefore, in order to eliminate such drawbacks, a method can be considered in which the switch is turned on when the AC voltage is 0 V (phase angle 0°) to reduce the rush current.
Ｏｖでスイッチをオンにした時の電流波形を第４図（ロ
）に示す。Figure 4 (b) shows the current waveform when the switch is turned on at Ov.
つまり、Ｏｖでスイッチをオンにした後、最初の電圧ピ
ーク点の位相角９０’で電流もピークに達するが、スイ
ッチ・オン時から位相角９０″に達するまでの間にヒー
タは熱上昇し、抵抗値は下がる。In other words, after turning on the switch at Ov, the current also reaches its peak at the phase angle of 90' which is the first voltage peak point, but the heater heats up from the time the switch is turned on until it reaches the phase angle of 90'. The resistance value decreases.
したがって、突入電流の最大値はＰｅａｋ ２で示すよ
うにゼロクロスでスイッチしない場合より小さく抑える
ことができる６
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述のような突入電流による素子破壊の
危険はなお存在し、さらに突入電流を下げる必要がある
。Therefore, the maximum value of the inrush current can be suppressed to be smaller than that in the case of not switching at zero cross, as shown by Peak 2.6 [Problem to be solved by the invention] However, there is still a risk of element destruction due to the above-mentioned inrush current. exists, and it is necessary to further reduce the inrush current.
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
定着ヒータへの通電開始時における突入電流を下げ、突
入電流によるスイッチング素子の破壊をより確実性をも
って防止できるようにすることを目的とする。This invention was made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to reduce the inrush current at the time of starting energization to a fixing heater, and to more reliably prevent destruction of a switching element due to the inrush current.
この発明は上記の目的を達成するため、電子写真方式に
よる画像形成装置で、未定着トナーを熱定着する定着装
置における定着ローラ内のヒータへの通電をオン・オフ
制御するヒータ通電制御方式において、商用交流電源の
ＡＣ０Ｖ点を位相角０″として、１３５”〜１８ｏ′の
間にある任意の位相角で通電を開始した時のヒータへ流
れる突入電流値を工、とし、その後通電し続けて位相角
２７０°での電流値を工２とした時、Ｉ、＝Ｉ１＝Ｉ２
となるような位相角でヒータへの通電を開始するように
したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a heater energization control method for controlling on/off energization of a heater in a fixing roller in a fixing device that thermally fixes unfixed toner in an electrophotographic image forming apparatus. Let the AC0V point of the commercial AC power supply be the phase angle 0'', and let the value of rush current flowing to the heater when energization is started at an arbitrary phase angle between 135'' and 18o' be , and then continue to energize to change the phase. When the current value at an angle of 270° is 2, I, = I1 = I2
The heater is designed to start energizing at a phase angle such that .
この発明によるヒータ通電制御方式では、１３５°〜１
８０°の間にある任意の位相角で通電を開始した時のヒ
ータへ流れる突入電流値と、その後通電し続けて位相角
２７０°での電流値とが同じ値になるような位相角でヒ
ータへの通電を開始する。In the heater energization control method according to the present invention, 135° to 1
The heater is set at a phase angle such that the inrush current value flowing into the heater when energization is started at an arbitrary phase angle between 80° and the current value at a phase angle of 270° after continuing energization are the same value. Start energizing.
すなわち、交流電源の電圧ｏｖより少しくＱ〜４５°）
前でヒータへの通電を開始することにより、その時の電
源の電圧値が低いため突入電流を低く抑えることができ
る。In other words, Q~45°, which is slightly lower than the voltage ov of the AC power supply)
By starting energizing the heater at the front, the inrush current can be kept low because the voltage value of the power supply at that time is low.
また、次の電圧ピーク点である位相角２７０１に達する
までの時間がｏｖで通電を開始した時より長くなるため
、その間の温度上昇も大きくなってヒータの抵抗値も上
がり、突入電流を低く抑えることができる。Additionally, since the time it takes to reach phase angle 2701, which is the next voltage peak point, is longer than when energization is started at ov, the temperature rise during that time also increases and the resistance value of the heater increases, keeping the inrush current low. be able to.
したがって、上述の各突入電流値が等しくなるような位
相角でヒータへの通電を開始することにより、突入電流
によるスイッチング素子の破壊を確実性をもって防ぐこ
とができる。Therefore, by starting energization to the heater at a phase angle such that the above-mentioned inrush current values become equal, it is possible to reliably prevent destruction of the switching element due to inrush current.
以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
第１図は、この発明の一実施例である画像形成装置にお
ける定着温度制御回路の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a fixing temperature control circuit in an image forming apparatus that is an embodiment of the present invention.
この定着温度制御回路において、１は交流＠、源。In this fixing temperature control circuit, 1 is an AC @ source.
２は定着装置内における定着ローラを加熱するヒータ、
３は交流電源１からヒータ２への通電をオン・オフする
トライアック、４は交流電源１による交流電圧のゼロク
ロス電圧（０Ｖ）を検知するゼロ電圧検知回路、５は定
着ローラの表面温度を常に一定に保つようにヒータ２へ
の通電をオン・オフ制御する定着温度制御用コントロー
ラである。2 is a heater that heats the fixing roller in the fixing device;
3 is a triac that turns on and off the power supply from AC power supply 1 to heater 2; 4 is a zero voltage detection circuit that detects the zero cross voltage (0V) of the AC voltage from AC power supply 1; 5 is a circuit that keeps the surface temperature of the fixing roller constant. This is a controller for controlling the fixing temperature, which controls on/off the supply of electricity to the heater 2 so as to maintain the temperature at a constant temperature.
コントローラ５は、定着ローラの表面温度が規定温度以
下になると、ヒータ２への通電をオンにする信号を出力
するが、そのタイミングはゼロ電圧検知回路４でゼロク
ロス電圧を検知した後、タイマ７で位相角がＡ、’（＝
１３５°〜１８０’ の間にある任意の位相角）になる
時間をカウントし、Ａ工° に達した時にタイマ７によ
り出力された信号でヒータ２への通電を開始し、その後
定着ローラの表面温度が規定温度に達するまで通電し続
ける。When the surface temperature of the fixing roller falls below a specified temperature, the controller 5 outputs a signal to turn on the power to the heater 2, but the timing is determined by the timer 7 after the zero voltage detection circuit 4 detects the zero cross voltage. The phase angle is A,'(=
The time when the phase angle reaches an arbitrary phase angle between 135° and 180' is counted, and when the phase angle A is reached, the heater 2 is started to be energized by the signal output by the timer 7, and then the surface of the fixing roller is Continue to energize until the temperature reaches the specified temperature.
なお、コントローラ５の出力はフォトトライアック６に
接続されており、フォトトライアック６゜はトライアッ
ク３に接続されているため、コントローラ５の制御によ
りヒータ２への通電をオン・オフ駆動することができる
。Note that since the output of the controller 5 is connected to the phototriac 6, and the phototriac 6° is connected to the triac 3, the power supply to the heater 2 can be turned on and off under the control of the controller 5.
第２図に、位相角０’ （０Ｖ）７り１ら１５０°位
相をずらしてヒータ２への通電を開始した時の突入電流
波形を示す。FIG. 2 shows an inrush current waveform when energization to the heater 2 is started with a phase shift of 150 degrees from 7 to 1 at a phase angle of 0' (0V).
位相角１５０゛でスイッチをオン（ヒータへの通電開始
）にした時の突入電流の最大値をＰｅａｋ ３とする位
相角１５０°での電圧値は、Ａ Ｃ電圧のピーク値の１
／ ２ （＝ｓｉｎ １５０°）であるため、突入電
流の最大値Ｐｅａｋ ３は第４図（イ）に示したｐｅａ
ｋ １の１／２になる。The voltage value at a phase angle of 150° is 1 of the peak value of the AC voltage, where Peak 3 is the maximum value of the inrush current when the switch is turned on (starting energizing the heater) at a phase angle of 150°.
/ 2 (=sin 150°), so the maximum value of inrush current Peak 3 is pea shown in Figure 4 (A).
It becomes 1/2 of k1.
また、位相角２７０°での突入電流の最大値をＰａａｋ
４とすると、位相角１５０’−２７０’ までの間の
通電によるヒータ２の温度上昇により、ヒータ２の抵抗
値は小さくなり、Ｐａａｋ４の値も小さくなる。Also, the maximum value of inrush current at a phase angle of 270° is Paak
4, the resistance value of the heater 2 decreases and the value of Paak4 also decreases due to the temperature rise of the heater 2 due to energization during a phase angle of 150'-270'.
第４図（ロ）に示したＰｅａｋ ２の場合は、位相角０
°から９０’ の通電後にピークを迎えるのに対し、Ｐ
ｅａｋ ４は１５０°から２７０°の通電後にピークに
なるため、そのピークを迎える前の予熱量（通電量）は
、位相角１５ｏ°で通電を開始した方が当然大きくなる
。In the case of Peak 2 shown in Figure 4 (b), the phase angle is 0.
P
Since eak 4 reaches its peak after energization from 150° to 270°, the amount of preheating (amount of energization) before reaching the peak is naturally larger when energization is started at a phase angle of 15°.
よって、温度上昇天となり、抵抗値は低くなるため、Ｐ
ｅａｋ ２ ）Ｐｅａｋ ４となる。Therefore, the temperature rises and the resistance value decreases, so P
eak 2 ) Peak 4.
さて、位相角１３５°〜１８０°のどこでヒータ２への
通電をオンにするかは、ヒータ２の特性。Now, the characteristic of the heater 2 determines where in the phase angle of 135° to 180° energization to the heater 2 is turned on.
特に通電量に対する抵抗値の変化の特性によって決定さ
れる。In particular, it is determined by the characteristics of the change in resistance value with respect to the amount of current applied.
交流電圧Ｏｖポイントより位相角Ａ°でヒータ２への通
電を開始した時のＰｅａｋ ３とＰｅａｋ ４の値は。What are the values of Peak 3 and Peak 4 when electricity is started to the heater 2 at a phase angle of A° from the AC voltage Ov point?
位相角Ａ°が変化することにより第３図に示すように変
化する。但し、Ｐｅａｋ ４は実際には負電流であるが
、説明を簡単にするために絶対値として示している。As the phase angle A° changes, it changes as shown in FIG. However, although Peak 4 is actually a negative current, it is shown as an absolute value to simplify the explanation.
位相角９０°でのＰｅａｋ ３が第４図（イ）のＰｅａ
ｋｌに等しく１位相角１８０° （＝Ｏ”）でのＰａａ
ｋ４が同図（ロ）のＰｅａｋ ２に等しくなる。Peak 3 at a phase angle of 90° is Pea in Figure 4 (a).
Paa at one phase angle of 180° (=O”) equal to kl
k4 becomes equal to Peak 2 in the same figure (b).
したがって、Ｐｅａｋ ３とＰｅａｋ ４の交点となる
位相角Ａ工° でヒータ２への通電を開始すれば、Ｐｅ
ａｋｌ ＞Ｐｅａｋ ２ ＞Ｐｅａｋ ３ ＝ Ｐｅａ
ｋ ４となり、ヒータ２への通電開始時の突入電流を最
も効果的に下げることができる。Therefore, if we start energizing the heater 2 at the phase angle A which is the intersection of Peak 3 and Peak 4, the Pe
akl > Peak 2 > Peak 3 = Pea
k 4, and the inrush current at the start of energization to the heater 2 can be most effectively lowered.
以上説明したように、この発明によれば、定着ヒータへ
の通電開始時における突入電流をより効果的に下げるこ
とができるので、突入電流によるスイッチング素子の破
壊をより確実性をもって防止することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to more effectively reduce the inrush current at the start of energization to the fixing heater, so it is possible to more reliably prevent destruction of switching elements due to inrush current. .
第１図はこの発明の一実施例である画像形成装置におけ
る定着温度制御回路の構成を示す回路図。
第２図はこの実施例により定着ヒータへの通電を開始し
た時の電流波形を示す線図、
第３図はこの実施例の作用説明に供する線図、第４図は
従来の定着温度制御回路により定着ヒータへの通電を開
始した時の電流波形の異なる例を示す線図である。
１・・・交流電源 ２・・・ヒータ３・・・
トライアック ４・・・ゼロ電圧検知回路５・・
・定着温度制御用コントローラ
６・・・フォトトライアック ７・・・タイマ出願人
株式会社 リ コ − −一第３図
第２図
Ｐ頭に３
７′
第４図FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a fixing temperature control circuit in an image forming apparatus that is an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a diagram showing the current waveform when electricity is started to be applied to the fixing heater according to this embodiment, Fig. 3 is a diagram used to explain the operation of this embodiment, and Fig. 4 is a conventional fixing temperature control circuit. FIG. 4 is a diagram showing different examples of current waveforms when energization to the fixing heater is started. 1... AC power supply 2... Heater 3...
Triac 4...Zero voltage detection circuit 5...
-Fusing temperature controller 6...Phototriac 7...Timer applicant
Rico Co., Ltd. - -1 Figure 3 Figure 2 P head 3 7' Figure 4
Claims (1)
を熱定着する定着装置における定着ローラ内のヒータへ
の通電をオン・オフ制御するヒータ通電制御方式におい
て、 商用交流電源のＡＣ０Ｖ点を位相角０°として、１３５
°〜１８０°の間にある任意の位相角で通電を開始した
時の前記ヒータへ流れる突入電流値をＩ＿１とし、その
後通電し続けて位相角２７０°での電流値をＩ＿２とし
た時、Ｉ＿１＝Ｉ＿２となるような位相角で前記ヒータ
への通電を開始することを特徴とするヒータ通電制御方
式。[Scope of Claims] 1. In an electrophotographic image forming apparatus, in a heater energization control method that controls on/off energization to a heater in a fixing roller in a fixing device that thermally fixes unfixed toner, Assuming the AC0V point as the phase angle of 0°, 135
Let I_1 be the inrush current value flowing into the heater when energization is started at an arbitrary phase angle between 180° and 180°, and let I_2 be the current value at a phase angle of 270° after continuing energization, I_1 A heater energization control method characterized in that energization to the heater is started at a phase angle such that =I_2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338477A JPH04204879A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Heater energizing control system in image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2338477A JPH04204879A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Heater energizing control system in image forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204879A true JPH04204879A (en) | 1992-07-27 |
Family
ID=18318529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2338477A Pending JPH04204879A (en) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | Heater energizing control system in image forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04204879A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0875804A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Heater control device |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2338477A patent/JPH04204879A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0875804A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Heater control device |
| US6157010A (en) * | 1997-04-30 | 2000-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Heater control device |
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