JPH04204879A - 画像形成装置におけるヒータ通電制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

〔作　用〕

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。

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。

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。

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。

〔実施例〕

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。

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。

この定着温度制御回路において、１は交流＠、源。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　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
   °〜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。