JPH02166490A - 画像形成装置に用いる熱定着装置用制御回路 - Google Patents

画像形成装置に用いる熱定着装置用制御回路

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JPH02166490A
JPH02166490A JP63296247A JP29624788A JPH02166490A JP H02166490 A JPH02166490 A JP H02166490A JP 63296247 A JP63296247 A JP 63296247A JP 29624788 A JP29624788 A JP 29624788A JP H02166490 A JPH02166490 A JP H02166490A
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Ikuo Kurashima
倉島 郁夫
Shozo Kaieda
海江田 省三
Hideo Okajima
英男 岡島
Jun Mai
真井 潤
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/12—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
    • G05F1/40—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
    • G05F1/455—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/08—Controlling by shifting phase of trigger voltage applied to gas-filled controlling tubes also in controlled semiconductor devices

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は電力供給回路、特に電源電圧の仕様が変更され
ても自動的に負荷に予め定めた一定の電力を供給できる
熱定着装置用制御回路に関するものである。
(従来の技術) 複写機やプリンタ装置においては、記録紙上に転写した
トナー像を定着するためオーブン定着器やヒートロール
定着器のような熱定着装置が用いられている。この熱定
着装置では、熱源として例えば定格ワット数がIK−の
ハロゲンランプが用いられ、このハロゲンランプから放
出される熱を利用してトナー像を記録紙に融着させてい
る。熱定着装置に用いられるハロゲンランプは、定格電
源電圧に対する負荷抵抗値が固定されているため、ラン
プ入力電圧が変更され又は時間的に変動すると消費電力
が変化することになる。一方、商用電源電圧は各国毎に
相異しているため、多数の国に製品を輸出する場合ハロ
ゲンランプ又は電源回路の仕様資当該国の商用電源電圧
の仕様に適合させる必要がある。このため、従来の複写
機やプリンタ装置においては、各国の商用電源電圧毎に
負荷抵抗値の異なるハロゲンランプを用いたり、或いは
電源回路に大電力制御用トランスを組み込み商用電源を
ランプ定格電圧まで下げて使用されていた。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、商用電源電圧が相異する毎に異なる仕
様のハロゲンランプを熱定着装置に組み込む方法では、
生産ラインに各種仕様のハロゲンランプを供給し管理し
なければならず、生産工程の管理が面倒になる欠点があ
った。一方、電源回路にトランスを組み込み、商用電源
電圧をランプ定格電圧まで下げて定格電圧をハロゲンラ
ンプに入力させる方法では、商用電源電圧が変更されて
も同一仕様のハロゲンランプを用いることができる利点
があるが、大電力制御用トランスが高価なため製造コス
トが高価になる欠点があった。このような欠点は、熱定
着装置のハロゲンランプに電力を供給する場合に限らず
消費電力の大きい負荷素子に電力を供給する場合にも同
様に生じていた。
従って、本発明の目的は上述した欠点を解消し、電源電
圧が変更され又は変動しても複雑な構造のt源回路を用
いることなく、同一負荷素子に自動的に一定の電力を供
給できる熱定着装置用制御回路を提供するものである。
(課題を解決するための手段) 本発明による熱定着装置用制御回路は、電源電圧を検出
する手段と、電源電圧の零クロス点を検出する手段と、
検出した零クロス点から電源電圧の周波数を決定する手
段と、検出された電源電圧及び電源周波数に基づいて電
力供給時間を決定する手段と、決定された電力供給時間
に基づいて負荷への電力供給を制御する制御手段とを具
え、電源電圧の変更又は変動に対して自動的に負荷に所
定の電力を供給するように構成したことを特徴とするも
のである。
(作 用) 交流電源電圧は一般に、12 =F E sinθ(V
)で表すことができるゆこの交流電源を用い、位相角を
αとした場合に、α≦θ≦π、π+α≦θ≦2πの位相
時だけに負荷Rに電力を供給するものとすると、負荷R
で消費される電力Pは次式で表すことができる。
上式において消費電力P及び負荷抵抗値Rは固定されて
いるから、電圧値Eに対して位相角αを適切に設定する
ことにより、電圧値Eが変更しても負荷Rにおける消費
電力Pを常時一定に維持することができる。また、位相
角αから負荷に電力を供給すべきlサイクル中の給電時
間も求められる。
従って、例えば求めた位相角αから電源電圧の零クロス
点から電力供給を開始すべき時点までの時間Tを求める
ことができる。表1に、商用電源の周波数が50サイク
ル及び60サイクルの場合を考慮し、負荷の定格電圧を
100 Vとした場合の各種電圧値已に対する位相角α
及び零クロス点から電力供給開始時までの時間T (m
秒)との関係を示す。
表1 このような認識に立てば、電源の零クロスの周期を検出
する手段、電源の電圧値を検出する手段及び電源電圧に
対する零クロス点からの電力供給を開始すべき時間Tの
関係を表した表1の内容を記憶したメモリ装置を信号処
理装置(C,P、tl、)に接続すれば、検出した電圧
値及び零クロスの周期から当該電源電圧に対する電力供
給時間Tが求められる。そして、求めた電力供給時間に
基づいて負荷素子に電力を供給すれば、電源電圧の仕様
及び電源周波数の仕様が変更されても、負荷素子に自動
的に一定電力を供給することができる。この結果、電源
電圧が変更されても、負荷素子の負荷抵抗値を変更する
ことなく自動的に一定の電圧を供給することができる。
しかも、大電力側・御用−のトランスを用いていないた
め、電力供給回・路の製造コストが安価になると共にノ
イズの発生を有効に防止することができる。
(実施例) 第1図は本発明による電力供給回路の一実施例の構成を
示す回路図であり、第2図は零クロスパルス、制御パル
ス及び供給電力を示す時間線図である。本例ではプリン
タ装置や複写機のヒートロール定着装置に用いるハロゲ
ンランプに電力を供給する例について説明する。商用電
源をトランスlに接続して所定の電圧まで降下させ、降
下電圧を零クロス検出回路2及び電圧検出回路3にそれ
ぞれ入力させる。零クロス検出回路2は交流電源の零ク
ロス点を検出し、零クロスパルスとして中央処理袋fi
(CPU)  4に供給する。また、電圧検出回路3は
電源電圧値を検出し、検出した電圧値をCPU 4に供
給する。 CPII 4はプリンタ本体のコントローラ
から送出されるランプ点灯信号により電力供給制御を開
始する。まず、零クロスパルス信号が入力すると、カウ
ンタ5をリセントし、その直後からカウンタをスタート
させて次に送出されてくる零クロスパルス信号までの時
間を計測する。
これにより、電源電圧の半サイクルの時間が求まり、電
源の周波数が決定される。CPU 4にメモリ6を接続
し、このメモリに上述した表1の内容、すなわち電源電
圧及び電源周波数に対する零クロス点から電力供給開始
時までの時間(T)の関係を予め記録しておく。CPU
 4は、零クロスパルスから求めた電源周波数及び検出
した電圧値とメモリの記憶内容とに基づいて零クロスパ
ルス発生時から電力供給開始までの時間Tを決定する。
次に、決定した時間Tをタイマ回路7に設定し、零クロ
スバ)レス発生後1秒経過後にタイマ回路7からCPu
に割り込み信号を出力し、これにより第2図に示すよう
にcpuから制御パルスを発生する。尚、制御パルスの
出力は、ヒートロールの温度を検出する温度検出素子か
らの温度検出信号がヒートロールの設定温度以下の場合
に行うものとする。CPu4から出力された制御パルス
は位相制御回路8により信号増幅されてゲート回路駆動
信号となりゲート回路9に供給される。ゲート回路9に
おいて、ランプlOへの電力供給を制御するトライアッ
ク11用のゲート信号が形成され、これにより第2図に
示すように零クロス点からT砂径に点灯を開始し次の零
クロス点で消灯する波形の電力が電源12からランプ1
0に供給されることになる。
第3図は零クロス検出回路の一例の構成を示す回路図で
あり、第4図a −cは得られる信号波形図である。ト
ランスにより電圧降下された電源電圧V inの入力端
子をコンデンサCを経て抵抗R5とR2の直列枝路の接
続部に接続し、この接続部を比較器20の一方の入力端
子に接続する。・また、抵抗R3とR4との直列枝路の
接続部を比較器20の反転入力端子に接続し、これら2
個の直列枝路の一方の端部を基準電圧■に接続し、他方
の端部を接地する、さらに比較器20の出力側を抵抗R
sを介して基準電圧■に接続する。尚、抵抗R1〜R2
は全て等しい抵抗値Rを有するものとする。これにより
、比較器20の出力部には第4図すに示す零クロス点で
交互に立上がり又は立下がる矩形波が発生する。
この矩形波を第1及び第2のワンショットマルチバイブ
レーク回路21及び22にそれぞれ供給する。
第1のマルチバイブレーク回路21は立上縁で動作する
ものとし、第2のマルチバイブレーク回路22は立下縁
で動作するものとする。これらワンショットマルチバイ
ブレータ回路21及び22の出力をオア回路23に供給
すると、第4図Cに示す零クロス点に対応した零クロス
パルスが発生する。
第5図は電圧検出回路の一例の構成を示す回路図である
。トランスlにより所定の比率で降下した電圧をダイオ
ード及び並列接続したコンデンサCを経てA/D変換器
30に入力させ、電源電圧に対応したデジタル信号に変
換する。そして、このデジタル信号をCPU 4に供給
し、CPUに記憶されているデータに基づいて電源電圧
を検出する。このように構成すれば、極めて簡単な構成
で電源電圧を検出することができる。
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変更や
変形が可能である。例えば、上述した実施例では(1)
式に基づき零クロス点から電力供給開始点までの時間T
を求め、零クロス点から1秒後に電力供給を開始するよ
うに構成したが、(1)式に基づき電力供給すべき時間
自体を求め、求めた電力供給時間に亘って零クロス点か
ら負荷に電力を供給するように構成することもできる。
この場合、零クロスパルス発生後直ちに電力供給を開始
し、電力供給時間経過後に制御パルスを発生し、この制
御パルスにより給電を停止するように構成すればよい。
さらに、上述した実施例では負荷としてハロゲンランプ
を用い、ハロゲンランプに給電する例を以て説明したが
、ハロゲンランプに限らず入力電圧により負荷抵抗値が
変動しない負荷であれば種々の負荷に電力供給する場合
にも適用することができる。
(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、電源電圧及び電源
周波数と電力供給時間との間の関係を予めメモリに記憶
し、検出した、電源電圧及び電源周波数に基づいて負荷
に給電すべき時間を制御する構成としているから、電源
電圧又は電源周波数の仕様が変更されても同一仕様の負
荷に対して自動的に所定の電力を供給することができる
。これにより、商用電源の仕様が異なる国に製品を輸出
する場合でも各国毎に同一仕様の負荷を用いることがで
きる。
また、大電力制御用トランスを用いていないので、製造
コストを一層安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電力供給回路の一実施例の構成を
示す回路図、 第2図は零クロスパルス、制御パルス及び供給電力波形
を示す線図、 第3図は零クロス検出回路の一例の構成を示す回路図、 第4図は第3図の零クロス検出回路で生ずるパルス波形
を示す線図、 第5図は電圧検出回路の一例の構成を示す回路図である
。 1・・・トランス      2・・・零クロス検出回
路3・・・電圧検出回路    4・・・CPU5・・
・カウンタ       6・・・メモリ7・・・タイ
マ回路     8・・・位相制御回路9・・・ゲート
回路     10・・・ランプ11・・・トライアッ
ク    12・・・電源特許出願人  ニラポン・ケ
ンチック・カイシャ・リミテッド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電源電圧を検出する手段と、電源電圧の零クロス点
    を検出する手段と、検出した零クロス点から電源電圧の
    周波数を決定する手段と、検出された電源電圧及び電源
    周波数に基づいて電力供給時間を決定する手段と、決定
    された電力供給時間に基づいて負荷への電力供給を制御
    する制御手段とを具え、電源電圧の変更又は変動に対し
    て自動的に負荷に所定の電力を供給するように構成した
    ことを特徴とする画像形成装置に用いる熱定着装置用制
    御回路 2、電源電圧及び電源周波数と零クロス点から電力供給
    開始点での時間との間の関係を予めメモリにデータとし
    て記憶し、記憶されているデータと検出した電源、電圧
    及び電源周波数とに基づいて電力供給時間を決定するよ
    うに構成したことを特徴とする請求項1に記載の画像形
    成装置に用いる熱定着装置用制御回路。 3、前記メモリに記憶されているデータと検出した電源
    電圧及び電源周波数とに基づいて零クロス点から電力供
    給開始点までの時間を求め、求めた電力供給開始点から
    次の零クロス点までの間で負荷に電力を供給するように
    構成したことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装
    置に用いる熱定着装置用制御回路。 4、前記求めた電力供給開始点において制御パルスを発
    生し、この制御パルスに基づいて前記制御手段を駆動す
    るように構成したことを特徴とする請求項3に記載の画
    像形成装置に用いる熱定着装置用制御回路。
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