(57)【要約】【課題】ヒータＯＮ／ＯＦＦによるＤＵＴＹ調整をなくすことで、ヒータＯＮ時の突入電流による電圧変動を抑制することができるレーザプリンタなどのプリンタの定着制御装置を提供すること。【解決手段】ハロゲンヒータ２０ＯＮ時の突入電流による電圧変動を抑制する突入電流抑制回路２８は、トランジスタとフォトトライアックと抵抗がＬ、Ｎ各相にそれぞれ２個ずつ計４組で構成される。フォトトライアック１０、１１は上段トライアックとして、フォトトライアック１２、１３は下段トライアックとしそれぞれに対し、１本ずつの制御信号で駆動するようになっている。フォトトライアック１０〜１３は、ヒータ駆動回路への突入電流を防止するためのものである。また、抵抗６〜９は、それぞれフォトトライアック１０〜１３に並列に配置されており、ヒータ駆動回路への突入電流を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源から給電して画像形成に用いるヒータを点灯するプリンタの定着制御装置において、
ＡＣ入力のＬ、Ｎ各相に対しそれぞれヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレーと、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック、それぞれをスイッチングするリレー駆動用トランジスタおよびフォトトライアック駆動用トランジスタが接続されており、
トランジスタとトライアックがＬ、Ｎ各相に各２個ずつ計４組で構成され、且つ各トライアックと並列に４個の抵抗を設けた突入電流抑制回路をヒータとの間に接続したことを特徴とするプリンタの定着制御装置。
【請求項２】
前記突入電流抑制回路Ｌ、Ｎ各相に各２個ずつ設けられたトライアックが、各々上段トライアックと下段トライアックであり、
ヒータへ給電する際、上段トライアックをＯＮした後に下段トライアックをＯＮすることを特徴とする請求項１記載のプリンタの定着制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のプリンタの定着制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーレーザプリンタなどのプリンタで用いる定着制御装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの画像形成装置では、所定の記録媒体に画像を形成するが、画像品質、コストなどの有利さから電子写真方式が採用されている。この電子写真方式は、記録媒体上にトナー像を形成し、このトナー像を熱圧力で定着するようにしている。この定着方法として、安全性の観点からヒートローラ方式が最も広く採用されている。
このヒートローラ方式は、ハロゲンヒータなどの発熱部材により加熱される加熱ローラと、この加熱ローラに対向して配置される加圧ローラを圧接してニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、このニップ部にトナー像が転写された記録媒体を通して加熱する方式である。すなわち、加熱ローラによる熱作用と両ローラによる加圧作用により、転写紙上にトナーを溶融し、定着させるものである。
このような定着装置の制御に関する技術として、以下の特許文献を上げることができる。
【特許文献１】特開２００５−５６５９７
【特許文献２】特開２００５−９１５６７
【特許文献３】特開２００３−３４５１７１
【０００３】
ここで、従来の定着装置の例を回路構成を示した図５を参照して説明する。この例では、トライアック（双方向サイリスタ）３の代わりにリレーを用いて、リレーでの両切り構成とすることも可能である。まず、低圧電源１へ供給されたＡＣ入力のＬ、Ｎ各相に対しそれぞれヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３を接続する。
リレー駆動用トランジスタ４およびフォトトライアック駆動用トランジスタ５によりこれらをスイッチングする。ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３を共にＯＮ状態とした時、ハロゲンヒータ２０に電力が供給される。ハロゲンヒータの温度等に異常があった場合は、サーモスタット１９やサーミスタ２１、２２により異常を検出し、ＣＰＵ（またはＡＳＩＣ）２４により異常処理され、ヒター駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２とヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３をＯＦＦにしてハロゲンヒータ２０への電力供給を止める。
【０００４】
ここで、ヒータＯＮ時の突入電流による電圧変動の抑制策として、以下に説明するソフトスタートと呼ばれる方法が一般的である。ソフトスタートとは、図６に示すように、トライアック３のＯＮ／ＯＦＦの割合（トライアック駆動信号２６のＤＵＴＹ）を徐々に増やしながら駆動する。このＤＵＴＹのトリガーとして、ゼロクロス信号２７が用いられる。あるゼロクロス信号から次のゼロクロス信号までのパルス間隔を１００％とし、この間のＤＵＴＹを調整する。
図６の例では、時刻ｔ０からｔ１までは完全にハロゲンヒータ２０はＯＦＦ状態となっている。時刻ｔ１からはＤＵＴＹは３０％で駆動される。この後は例えば、ゼロクロス信号２７の５パルス毎にＤＵＴＹを１０％ずつ増加させ、７０％となったら、その次のゼロクロス信号２７のパルスでＤＵＴＹを１００％をとし、ハロゲンヒータ２０を完全ＯＮにする。
【０００５】
逆にヒータＯＦＦにおいての電圧変動の抑制策は必要であり、以下に説明するソフトストップと呼ばれる方法が一般的である。ソフトストップとは、図７に示すように、トライアック３のＯＮ／ＯＦＦの割合（トライアック駆動信号２６のＤＵＴＹ）を徐々に減少させながら駆動する。このＤＵＴＹのトリガーとしてもゼロクロス信号２７が用いられる。図７の例では時刻ｔ０からｔ１までは完全にハロゲンヒータ２０はＯＮ状態となっている。時刻ｔ１からはＤＵＴＹは７０％で駆動される。この後は例えば、ゼロクロス信号２７の５パルス毎にＤＵＴＹを１０％ずつ減少させ、３０％となったら、その次のゼロクロス信号２７のパルスでＤＵＴＹ０％とし、ハロゲンヒータ２０を完全ＯＦＦにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の方法では、ソフトスタートおよびソフトストップはソフトウェアにより、ヒータＯＮ／ＯＦＦによりＤＵＴＹを調整するので、ヒータＯＮ／ＯＦＦの回数が非常に多くなる。従って、フリッカは改善できるが、高調波やコンダクションノイズの規制に対しては、悪影響を及ぼすこととなる。
そこで、本発明の目的は、ヒータＯＮ／ＯＦＦによるＤＵＴＹ調整をなくすることで、高調波やコンダクションノイズへ悪影響を与えることなく、ヒータＯＮ時の突入電流による電圧変動を抑制することができるレーザプリンタなどのプリンタの定着制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明では、ＡＣ電源から給電して画像形成に用いるヒータを点灯するプリンタの定着制御装置において、ＡＣ入力のＬ、Ｎ各相に対しそれぞれヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレーと、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック、それぞれをスイッチングするリレー駆動用トランジスタおよびフォトトライアック駆動用トランジスタが接続されており、トランジスタとトライアックがＬ、Ｎ各相に各２個ずつ計４組で構成され、且つ各トライアックと並列に４個の抵抗を設けた突入電流抑制回路をヒータとの間に接続したことにより、前記目的を達成する。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記突入電流抑制回路Ｌ、Ｎ各相に各２個ずつ設けられたトライアックが、各々上段トライアックと下段トライアックであり、ヒータへ給電する際、上段トライアックをＯＮした後に下段トライアックをＯＮすることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、画像形成装置が、請求項１または請求項２記載のプリンタの定着制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プリンタの定着制御装置において、ヒータＯＮ時の突入電流による電圧変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態を図１ないし図４を参照して、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例に係る定着制御装置の回路構成を示した図である。
この定着制御装置は、低圧電源１、ハロゲンヒータ２０および制御基板２３より構成されている。
低圧電源１には、ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３、リレー駆動用トランジスタ４およびフォトトライアック駆動用トランジスタ５が設けられている。
低圧電源１へ供給されたＡＣ入力のＬ、Ｎ各相に対しそれぞれヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３がそれぞれ接続されている。そして、リレー駆動用トランジスタ４およびフォトトライアック駆動用トランジスタ５により、それぞれをスイッチングするようになっている。
ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２、ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３を共にＯＮ状態とした時、ハロゲンヒータ２０に電力が供給される。ハロゲンヒータ２０の温度等に異常があった場合は、サーモスタット１９やサーミスタ２１、２２により異常を検出し、制御基板２３に設けられたＣＰＵ（またはＡＳＩＣ）２４により異常処理される。そして、ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２とヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３をＯＦＦにしてハロゲンヒータ２０への電力供給を止めるようになっている。
【００１０】
ここに突入電流抑制回路２８を追加することで、ハードウェアを利用し、ヒータＯＮ／ＯＦＦによるＤＵＴＹ調整をなくすることで、高調波やコンダクションノイズへ悪影響を与えることなく、ハロゲンヒータ２０ＯＮ時の突入電流による電圧変動を抑制することができる。
【００１１】
図２にこの突入電流抑制回路２８の詳細を示してある。この突入電流抑制回路２８は、トランジスタとフォトトライアックと抵抗がＬ、Ｎ各相にそれぞれ２個ずつ計４組で構成される。
フォトトライアック１０、１１は上段トライアックとして、フォトトライアック１２、１３は下段トライアックとしそれぞれに対し、１本ずつの制御信号で駆動するようになっている。これらのフォトトライアック１０〜１３は、ヒータ駆動回路への突入電流を防止するためのものである。
また、抵抗６〜９は、それぞれフォトトライアック１０〜１３に並列に配置されており、ヒータ駆動回路への突入電流を防止するためのものである。
さらに、フォトトライアック駆動用のトランジスタ１４〜１７が、各トライアック１０〜１３に接続して設けられている。トランジスタ１４、１５は、上段フォトトランジスタ駆動信号２９を受領し、トランジスタ１６、１７は、下段フォトトランジスタ駆動信号３０を受領するようになっている。
【００１２】
図３は、ハロゲンヒータ２０がＯＮする時の状態推移を示した図である。まず、状態１の時、ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２とヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３がＯＦＦであり、このときはフォトトライアック１０〜１３すべてＯＦＦ状態とする。このときハロゲンヒータ２０へは電流は流れない。
時刻ｔ１で、あるゼロクロス信号２７のパルスをトリガーとして、ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２とヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３をＯＮ状態とすると、状態２となり、トライアック１０〜１３はすべてＯＦＦ状態である。このときハロゲンヒータ２０への電流は抵抗６〜９（図２参照）を通して流れるので、これらの抵抗６〜９により電流は抑制される。
【００１３】
次に、時刻ｔ２では時刻ｔ１のゼロクロス信号２７の数パルス後のパルスをトリガーとして、上段フォトトライアック１０、１１をＯＮ状態とする。このとき、状態３となり、ハロゲンヒータ２０への電流は、上段フォトトライアック１０、１１と下段の抵抗８、９を通る。
ハロゲンヒータ２０の電流は、抑制する抵抗値が小さくなる分、大きくなる。最後に時刻ｔ３で下段フォトトライアック１２、１３をＯＮすることにより状態４となり、ハロゲンヒータ２０へ最大の電流が流れる。状態１〜４まで順に抵抗値が徐々に増加することで急激な電圧変動を抑制することができる。
【００１４】
図４は、ハロゲンヒータ２０がＯＦＦする時の状態推移を示した図である。状態１の時、すべてのトライアックおよびヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２がＯＮ状態である。このとき、ハロゲンヒータ２０へ最大の電流が流れている。時刻ｔ１にてゼロクロス信号２７のパルスをトリガーとして、下段トライアック１２、１３をＯＮすることにより状態２となる。このとき、ハロゲンヒータ２０への電流は、状態１の時よりも小さな値となる。次に、時刻ｔ２にてゼロクロス信号２７のパルスをトリガーとして、上段フォトライアック１０、１１をＯＮすることにより状態３となる。
このときハロゲンヒータ２０への電流は、抵抗６〜９を通して流れるので、これらの抵抗により電流は抑制される。よって、状態２よりも電流は小さくなる。
最後に時刻ｔ３ゼロクロス信号２７のパルスをトリガーとして、ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー２とヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック３をＯＦＦすると、ハロゲンヒータ２０への電流はストップする。状態１〜４まで順に抵抗値が徐々に減少させることで、ハロゲンヒータ２０のＯＦＦ時においても急激な電圧変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る定着制御装置の回路構成を示した図である。
【図２】ヒータ駆動回路内の突入電流抑制回路の構成を示した図である。
【図３】ヒータＯＮ時の電流推移を示した図である。
【図４】ヒータＯＦＦ時の電流推移を示した図である。
【図５】従来技術におけるヒータ駆動回路の構成を示した図である。
【図６】従来技術におけるヒータＯＮ時のヒータＯＮＤＵＴＹの推移を示した図である。
【図７】従来技術におけるヒータＯＦＦ時のヒータＯＮＤＵＴＹの推移を示した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  低圧電源
２  ヒータ駆動回路（Ｌ相）切断用リレー
３  ヒータ駆動回路（Ｎ相）切断用トライアック
４  リレー駆動用トランジスタ
５  フォトトライアック駆動用トランジスタ
６〜９  抵抗
１０〜１３  フォトトライアック
１４〜１７  トランジスタ
１８  定着器
１９  サーモスタット
２０  ハロゲンヒータ
２１、２２  サーミスタ
２３  制御基板
２４  ＣＰＵ（またはＡＳＩＣ）
２５  リレー駆動信号
２６  フォトトライアック駆動信号
２７  ゼロクロス信号
２８  突入電流抑制回路
２９  上段フォトトランジスタ駆動信号
３０  下段フォトトランジスタ駆動信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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