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JP2017073006A - Heater drive circuit - Google Patents

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JP2017073006A
JP2017073006A JP2015199803A JP2015199803A JP2017073006A JP 2017073006 A JP2017073006 A JP 2017073006A JP 2015199803 A JP2015199803 A JP 2015199803A JP 2015199803 A JP2015199803 A JP 2015199803A JP 2017073006 A JP2017073006 A JP 2017073006A
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JP
Japan
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switching element
circuit
heater
triac
converter
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Application number
JP2015199803A
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Japanese (ja)
Inventor
小川 正信
Masanobu Ogawa
正信 小川
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Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Document Solutions Inc
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Publication date
Application filed by Kyocera Document Solutions Inc filed Critical Kyocera Document Solutions Inc
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Abstract

【課題】 ヒーター制御用のスイッチング素子が故障した場合、自動的にただちに、ヒーター制御用のスイッチング素子を別のスイッチング素子に置き換え、ヒーター制御を継続して行えるようにする。【解決手段】 トライアックTRA2が、予備スイッチング素子として、トライアックTRA1に対して並列に接続されており、フォトカプラーPC2の受光側回路は、トライアックTRA1およびトライアックTRA2の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する。そして、トライアックTRA2の制御端子とフォトカプラーPC2の受光側回路との間にツェナーダイオードZDが設けられており、電流出力回路31は、トライアックTRA1の故障時に、ツェナーダイオードZDに対して電流を出力してツェナーダイオードを短絡化させる。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically replace a heater control switching element with another switching element immediately when a heater control switching element fails, so that heater control can be continued. A triac TRA2 is connected in parallel to a triac TRA1 as a spare switching element, and a light receiving side circuit of a photocoupler PC2 outputs a control signal for controlling on / off of one of the triac TRA1 and the triac TRA2. . A Zener diode ZD is provided between the control terminal of the triac TRA2 and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2. The current output circuit 31 outputs a current to the Zener diode ZD when the triac TRA1 fails. To short-circuit the Zener diode. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、ヒーター駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a heater driving circuit.

電子写真方式で印刷を行う画像形成装置は、記録用紙上に転写されたトナー画像を、定着器によって加熱および加圧して記録用紙に定着させる。このような定着器は、加熱用の定着ヒーターを有している。また、そのような画像形成装置は、定着ヒーターのオンオフ制御を行うトライアックなどのスイッチング素子を制御して、定着器の定着温度を制御している。   An image forming apparatus that performs printing by an electrophotographic method heats and pressurizes a toner image transferred onto a recording sheet and fixes the toner image onto the recording sheet. Such a fixing device has a fixing heater for heating. In addition, such an image forming apparatus controls a fixing temperature of a fixing device by controlling a switching element such as a triac that performs on / off control of a fixing heater.

図2は、ヒーター駆動回路の一例を示す回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a heater driving circuit.

図2に示すヒーター駆動回路では、トライアックTRA1がオン状態である場合、商用電源から得られる交流電力が定着ヒーター101に供給され、トライアックTRA1がオフ状態である場合、商用電源から得られる交流電力は定着ヒーター101に供給されない。トライアックTRA1は、ゲートに印加される電圧に応じてオン状態またはオフ状態となる。トライアックTRA1のゲートには、抵抗R3,R4およびフォトカプラーPC2の受光側回路によって、フォトカプラーPC2の発光側回路による発光量に応じた電圧が印加される。   In the heater driving circuit shown in FIG. 2, when the triac TRA1 is in the on state, AC power obtained from the commercial power source is supplied to the fixing heater 101, and when the triac TRA1 is in the off state, the AC power obtained from the commercial power source is Not supplied to the fixing heater 101. The triac TRA1 is turned on or off according to the voltage applied to the gate. A voltage corresponding to the amount of light emitted by the light emitting side circuit of the photocoupler PC2 is applied to the gate of the triac TRA1 by the resistors R3 and R4 and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2.

他方、スイッチング電源回路102が商用電源から直流電力を生成し、CPU(Central Processing Unit)201に供給しており、CPU201は、その直流電力で動作する。そして、CPU201は、制御プログラムに従って、フォトカプラーPC2の発光側回路の導通電流を制御して、トライアックTRA1のオン状態とオフ状態との間での切り替えを行い、定着ヒーター101のオンオフ制御を行う。   On the other hand, the switching power supply circuit 102 generates DC power from a commercial power source and supplies it to a CPU (Central Processing Unit) 201, and the CPU 201 operates with the DC power. Then, the CPU 201 controls the conduction current of the light emission side circuit of the photocoupler PC2 according to the control program, switches between the on state and the off state of the triac TRA1, and performs the on / off control of the fixing heater 101.

他方、半導体チップの製造過程において、ウエハレベルバーンイン等でPLL(Phase Locked Loop)回路に不良が発生した場合、フューズ素子を切断して、不良が発生したPLL回路をスペアPLL回路に置き換えている(例えば特許文献1参照)。   On the other hand, when a defect occurs in a PLL (Phase Locked Loop) circuit due to wafer level burn-in or the like in the semiconductor chip manufacturing process, the fuse element is cut and the defective PLL circuit is replaced with a spare PLL circuit ( For example, see Patent Document 1).

特開2002−94372号公報JP 2002-94372 A

しかしながら、商用電源における電圧異常、雷サージなどに起因して、定着ヒーターのオンオフ制御するためのスイッチング素子が故障することがあり、その場合、スイッチング素子の故障によって、定着ヒーターが動作しなくなり印刷ができなくなってしまう。   However, due to voltage abnormality in the commercial power supply, lightning surge, etc., the switching element for controlling on / off of the fixing heater may fail. In that case, the fixing heater will not operate due to the failure of the switching element, and printing may be performed. It becomes impossible.

また、フューズを手作業で溶断し、故障したスイッチング素子をスペアのスイッチング素子に置き換えるようにすることも考えられるが、そのようにした場合でも、スイッチング素子の故障発生からフューズを手作業で溶断するまでの期間、印刷ができない。   It is also possible to blow the fuse manually and replace the failed switching element with a spare switching element. Even in such a case, the fuse is blown manually from the occurrence of the switching element failure. Cannot print during the period up to.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ヒーター制御用のスイッチング素子が故障した場合、自動的にただちに、ヒーター制御用のスイッチング素子を別のスイッチング素子に置き換え、ヒーター制御を継続して行えるようにするヒーター駆動回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems. When a heater control switching element fails, the heater control switching element is automatically replaced with another switching element and the heater control is continued. It is an object of the present invention to obtain a heater drive circuit that can be performed.

本発明に係るヒーター駆動回路は、ヒーターに直列に接続されているスイッチング素子と、前記スイッチング素子に対して並列に接続されている予備スイッチング素子と、前記スイッチング素子および前記予備スイッチング素子の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する制御回路と、前記予備スイッチング素子の制御端子と前記制御回路との間に設けられたツェナーダイオードと、前記スイッチング素子の故障時に、前記ツェナーダイオードに対して電流を出力して前記ツェナーダイオードを短絡化させる第1電流出力回路とを備える。   The heater drive circuit according to the present invention includes a switching element connected in series to the heater, a spare switching element connected in parallel to the switching element, and one of the switching element and the spare switching element being turned on / off A control circuit that outputs a control signal to be controlled; a Zener diode provided between a control terminal of the auxiliary switching element and the control circuit; and a current output to the Zener diode when the switching element fails. And a first current output circuit for short-circuiting the Zener diode.

本発明によれば、ヒーター制御用のスイッチング素子が故障した場合、自動的にただちに、ヒーター制御用のスイッチング素子を別のスイッチング素子に置き換え、ヒーター制御を継続して行えるようにするヒーター駆動回路が得らえる。   According to the present invention, when the heater control switching element fails, the heater drive circuit that automatically replaces the heater control switching element with another switching element and allows the heater control to continue can be performed. Get it.

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。   These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係るヒーター駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a heater driving circuit according to an embodiment of the present invention. 図2は、ヒーター駆動回路の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a heater driving circuit.

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係るヒーター駆動回路の構成を示すブロック図である。図1に示すヒーター駆動回路は、商用電源の交流電力で定着ヒーター1を駆動する。定着ヒーター1は、電子写真方式の画像形成装置(複合機、プリンターなど)の定着器内のヒーターである。図1に示すヒーター駆動回路は、スイッチング電源回路2を備える。また、スイッチング電源回路2は、商用電源の交流電力から直流電力を生成し、定着ヒーター1を制御する制御系(CPU3など)への電力供給を行う。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a heater driving circuit according to an embodiment of the present invention. The heater driving circuit shown in FIG. 1 drives the fixing heater 1 with AC power from a commercial power source. The fixing heater 1 is a heater in a fixing device of an electrophotographic image forming apparatus (multifunction machine, printer, etc.). The heater driving circuit shown in FIG. 1 includes a switching power supply circuit 2. The switching power supply circuit 2 generates DC power from the AC power of the commercial power supply and supplies power to a control system (such as the CPU 3) that controls the fixing heater 1.

図1において、トライアックTRA1は、定着ヒーター1に直列に接続されているスイッチング素子である。トライアックTRA2は、トライアックTRA1に対して並列に接続されている予備スイッチング素子である。トライアックTRA1およびトライアックTRA2は、オン状態のときに、商用電源の交流電力を定着ヒーター1へ供給する。   In FIG. 1, a triac TRA1 is a switching element connected in series to the fixing heater 1. The triac TRA2 is a spare switching element connected in parallel to the triac TRA1. The triac TRA1 and the triac TRA2 supply AC power from a commercial power source to the fixing heater 1 when in the on state.

なお、この実施の形態では、交流電力が定着ヒーター1に供給されるため、双方向に電流を導通させることが可能なトライアックがこれらのスイッチング素子に使用されている。   In this embodiment, since AC power is supplied to the fixing heater 1, a triac capable of conducting current in both directions is used for these switching elements.

フォトカプラーPC2は、発光側回路と受光側回路とを備え、両者間を光で結合し、電気的に絶縁している。フォトカプラーPC2の受光側回路は、トライアックTRA1およびトライアックTRA2の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する制御回路である。具体的には、CPU3が、抵抗R2およびフォトカプラーPC2を介して制御信号を、フォトカプラーPC2の受光側回路からトライアックTRA1およびトライアックTRA2の一方へ向けて出力している。なお、フォトカプラーPC2の受光側回路は、双方向に電流を導通させる必要があるため、フォトカプラーPC2には、例えば、ゼロクロス型トライアックカプラーが使用される。   The photocoupler PC2 includes a light emitting side circuit and a light receiving side circuit, and the two are coupled with light to be electrically insulated. The light-receiving side circuit of the photocoupler PC2 is a control circuit that outputs a control signal for controlling on / off of one of the triac TRA1 and the triac TRA2. Specifically, the CPU 3 outputs a control signal from the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 to one of the triac TRA1 and the triac TRA2 via the resistor R2 and the photocoupler PC2. Since the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 needs to conduct current in both directions, for example, a zero cross type triac coupler is used as the photocoupler PC2.

また、トライアックTRA1のT1端子が商用電源に接続されており、トライアックTRA1のゲート端子とT1端子との間に抵抗R4が配置されている。また、トライアックTRA1のゲート端子とT2端子との間には、フューズFS3、フォトカプラーPC2の受光側回路および抵抗R3が直列接続されて配置されている。フューズFS3が切断されておらず、フォトカプラーPC2の受光側回路が導通状態である場合、抵抗R3,R4に電流が流れ、この電流による抵抗R3,R4での電圧降下によってトライアックTRA1にゲート電圧が印加される。   The T1 terminal of the triac TRA1 is connected to a commercial power source, and a resistor R4 is disposed between the gate terminal and the T1 terminal of the triac TRA1. Further, a fuse FS3, a light receiving side circuit of the photocoupler PC2, and a resistor R3 are arranged in series between the gate terminal and the T2 terminal of the triac TRA1. When the fuse FS3 is not cut and the light-receiving side circuit of the photocoupler PC2 is in a conductive state, a current flows through the resistors R3 and R4, and a gate voltage is applied to the triac TRA1 due to a voltage drop at the resistors R3 and R4. Applied.

また、トライアックTRA2のT1端子が商用電源に接続されており、トライアックTRA2のゲート端子にはツェナーダイオードZDのアノード端子が接続されており、ツェナーダイオードZDのカソード端子とトライアックTRA2のT1端子との間に抵抗R5が配置されている。また、ツェナーダイオードZDのカソード端子とトライアックTRA2のT2端子との間には、フォトカプラーPC2の受光側回路および抵抗R3が直列接続されて配置されている。   The T1 terminal of the triac TRA2 is connected to a commercial power supply, the anode terminal of the Zener diode ZD is connected to the gate terminal of the triac TRA2, and the cathode terminal of the Zener diode ZD and the T1 terminal of the triac TRA2 are connected. A resistor R5 is disposed on the board. Further, between the cathode terminal of the Zener diode ZD and the T2 terminal of the triac TRA2, the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 and the resistor R3 are arranged in series.

このように、ツェナーダイオードZDは、トライアックTRA2のゲート端子とフォトカプラーPC2の受光側回路との間に設けられている。ツェナーダイオードZDが短絡していない状態では、ツェナーダイオードZDの逆方向バイアスによってトライアックTRA2のゲート電圧が常にローレベルとなり、トライアックTRA2がオフ状態となる。ツェナーダイオードZDが短絡した状態では、ツェナーダイオードZDの逆方向バイアスがなくなり、フォトカプラーPC2の受光側回路が導通状態である場合、抵抗R3,R5に電流が流れ、この電流による抵抗R3,R5での電圧降下によってトライアックTRA2にゲート電圧が印加され、トライアックTRA2がオン状態となる。   Thus, the Zener diode ZD is provided between the gate terminal of the triac TRA2 and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2. In a state where the Zener diode ZD is not short-circuited, the gate voltage of the triac TRA2 is always at a low level due to the reverse bias of the Zener diode ZD, and the triac TRA2 is turned off. When the Zener diode ZD is short-circuited, the reverse bias of the Zener diode ZD disappears, and when the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 is in a conductive state, a current flows through the resistors R3 and R5, and the resistors R3 and R5 caused by this current As a result of the voltage drop, a gate voltage is applied to the triac TRA2, and the triac TRA2 is turned on.

電流出力回路31は、ツェナーダイオードZDに対して並列に接続されており、トライアックTRA1の故障時に、ツェナーダイオードZDに対して電流を出力してツェナーダイオードZDを短絡させる。つまり、電流出力回路31は、所定電力で電流をツェナーダイオードZDのPN接合を(部分的に)破壊して、ツェナーダイオードZDのアノードとカソードとの間を短絡状態にする。このとき、電流出力回路31は、ツェナーダイオードZDが完全に破壊されずPN接合を部分的に破壊できる程度の電力となるように電流をツェナーダイオードZDに導通させる。なお、ツェナーダイオードZDの短絡化後、電流出力回路31は、ツェナーダイオードZDへの電流の導通をただちに終了する。   The current output circuit 31 is connected in parallel to the Zener diode ZD, and outputs a current to the Zener diode ZD to short-circuit the Zener diode ZD when the triac TRA1 fails. That is, the current output circuit 31 destroys the PN junction of the Zener diode ZD (partially) with a predetermined power, and short-circuits the anode and the cathode of the Zener diode ZD. At this time, the current output circuit 31 conducts the current to the Zener diode ZD so that the Zener diode ZD is not completely destroyed and the power is such that the PN junction can be partially destroyed. Note that after the Zener diode ZD is short-circuited, the current output circuit 31 immediately ends the conduction of the current to the Zener diode ZD.

また、トライアックTRA1のゲート端子とフォトカプラーPC2の受光側回路との間には、フューズFS3が設けられており、電流出力回路32は、フューズFS3に対して並列に接続されており、トライアックTRA1の故障時に、フューズFS3に対して電流を出力してフューズFS3を切断する。なお、フューズFS3の切断後、電流出力回路32は、フューズFS3への電流の導通をただちに終了する。   Further, a fuse FS3 is provided between the gate terminal of the triac TRA1 and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2, and the current output circuit 32 is connected in parallel to the fuse FS3. At the time of failure, a current is output to the fuse FS3 to cut the fuse FS3. Note that after the fuse FS3 is disconnected, the current output circuit 32 immediately ends the conduction of the current to the fuse FS3.

さらに、検知回路33は、定着ヒーター1の印加電圧(または導通電流)を検出する。   Further, the detection circuit 33 detects the applied voltage (or conduction current) of the fixing heater 1.

また、CPU3は、スイッチング電源回路2により生成された直流電力を電源として動作し、制御プログラムに従って動作する制御部である。   The CPU 3 is a control unit that operates using the DC power generated by the switching power supply circuit 2 as a power source and operates according to a control program.

スイッチング電源回路2では、商用電源から得られる交流電力がダイオードブリッジDBで整流され、整流後の直流電力が、DC/DCコンバーターで定格電圧へ降圧され出力される。ダイオードブリッジDBの前段には、フューズFS1が設けられており、また、ディファレンシャルモードのノイズフィルターとしてキャパシターC1が設けられ、コモンモードのノイズフィルターとしてインダクターL1とキャパシターC2,C3が設けられており、さらに、サージアブソーバーZNRが設けられている。また、ダイオードブリッジDBの後段には、平滑用のキャパシターC4が設けられている。   In the switching power supply circuit 2, AC power obtained from a commercial power supply is rectified by the diode bridge DB, and the rectified DC power is stepped down to a rated voltage by a DC / DC converter and output. A fuse FS1 is provided in front of the diode bridge DB, a capacitor C1 is provided as a differential mode noise filter, an inductor L1 and capacitors C2 and C3 are provided as common mode noise filters, and A surge absorber ZNR is provided. Further, a smoothing capacitor C4 is provided after the diode bridge DB.

スイッチング電源回路2は、そのDC/DCコンバーター部分において、コンバータースイッチング素子Q1および予備コンバータースイッチング素子Q2、制御回路11、整流回路12、並びにセレクター13を備える。   The switching power supply circuit 2 includes a converter switching element Q1 and a standby converter switching element Q2, a control circuit 11, a rectifier circuit 12, and a selector 13 in the DC / DC converter portion.

コンバータースイッチング素子Q1は、トランスTRの第1巻線に接続され、制御信号に従ってスイッチング動作する。   Converter switching element Q1 is connected to the first winding of transformer TR and performs a switching operation in accordance with a control signal.

予備コンバータースイッチング素子Q2は、DC/DCコンバーター部分のコンバータースイッチング素子Q1に対して並列に接続されている。ここでは、コンバータースイッチング素子Q1および予備コンバータースイッチング素子Q2は、FET(Field effect transistor)である。   The spare converter switching element Q2 is connected in parallel to the converter switching element Q1 in the DC / DC converter portion. Here, converter switching element Q1 and standby converter switching element Q2 are field effect transistors (FETs).

制御回路11は、コンバータースイッチング素子Q1および予備コンバータースイッチング素子Q2の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する。整流回路12は、トランスTRの第3巻線に誘起する交流電力を整流して得られる直流電力を電源として制御回路11に供給する。   The control circuit 11 outputs a control signal for controlling on / off of one of the converter switching element Q1 and the standby converter switching element Q2. The rectifier circuit 12 supplies the control circuit 11 with DC power obtained by rectifying AC power induced in the third winding of the transformer TR as a power source.

セレクター13は、コンバータースイッチング素子Q1の故障時に、制御回路11からの制御信号の出力先を、コンバータースイッチング素子Q1から予備コンバータースイッチング素子Q2へ切り替える。   The selector 13 switches the output destination of the control signal from the control circuit 11 from the converter switching element Q1 to the standby converter switching element Q2 when the converter switching element Q1 fails.

さらに、スイッチング電源回路2では、整流回路21は、トランスTRの第2巻線に誘起した2次側の交流電力を整流し、抵抗R1およびフォトカプラーPC1の発光側回路は、整流回路21の出力直流電圧を検知し、制御部11に通知する。制御部11は、この整流後の直流電圧が一定になるように、制御信号のデューティなどを調整する。また、検知回路22は、整流回路21の出力直流電圧を検知し、CPU3に通知する。   Further, in the switching power supply circuit 2, the rectifier circuit 21 rectifies secondary AC power induced in the second winding of the transformer TR, and the light emission side circuit of the resistor R 1 and the photocoupler PC 1 is output from the rectifier circuit 21. The DC voltage is detected and notified to the control unit 11. The control unit 11 adjusts the duty of the control signal so that the rectified DC voltage becomes constant. Further, the detection circuit 22 detects the output DC voltage of the rectifier circuit 21 and notifies the CPU 3 of it.

CPU3は、制御プログラムに従って、電流出力回路31,32を制御するとともに、セレクター13を制御する。   The CPU 3 controls the current output circuits 31 and 32 and the selector 13 according to the control program.

具体的には、CPU3は、絶縁回路41を介して検知回路33からの検出信号を受け付け、検知回路33からの検出信号(つまり、定着ヒーター1の印加電圧または導通電流の値)に基づいてトライアックTRA1の故障を検出し、トライアックTRA1の故障を検出すると(例えば、ターンオンさせる制御信号がトライアックTRA1に供給されている期間において定着ヒーター1の印加電圧が定格電圧の70パーセント以下である場合)、ただちに、絶縁回路42,43を介して電流出力回路31,32に制御信号を出力し、ツェナーダイオードZDの短絡化およびフューズFS3の切断を実行させる。   Specifically, the CPU 3 receives the detection signal from the detection circuit 33 via the insulation circuit 41, and based on the detection signal from the detection circuit 33 (that is, the applied voltage or conduction current value of the fixing heater 1). When a failure of TRA1 is detected and a failure of TRIAC TRA1 is detected (for example, when the applied voltage of fixing heater 1 is 70% or less of the rated voltage during the period when the control signal for turning on is supplied to TRIAC TRA1), immediately Then, a control signal is output to the current output circuits 31 and 32 through the insulating circuits 42 and 43, and the zener diode ZD is short-circuited and the fuse FS3 is cut off.

なお、CPU3は、抵抗R2およびフォトカプラーPC2の発光側回路を介して、フォトカプラーPC2の受光側回路の両端間を開放状態としている期間に、電流出力回路31,32に制御信号を出力し、ツェナーダイオードZDの短絡化およびフューズFS3の切断を実行させるようにしてもよい。   The CPU 3 outputs a control signal to the current output circuits 31 and 32 during a period in which both ends of the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 are open via the resistor R2 and the light emitting side circuit of the photocoupler PC2. The short circuit of the Zener diode ZD and the cutting of the fuse FS3 may be performed.

また、CPU3は、検知回路22からの検出信号(つまり、整流回路21の出力直流電圧の値)に基づいてコンバータースイッチング素子Q1の故障を検出し、コンバータースイッチング素子Q1の故障の故障を検出すると(例えば整流回路21の出力直流電圧が定格電圧の70パーセント以下である場合)、ただちに、絶縁回路51を介してセレクター13に選択信号を出力し、制御部11の制御信号の出力先を予備コンバータースイッチング素子Q2へ切り換えさせる。これにより、コンバータースイッチング素子Q1の故障に起因してCPU3への電源電力の供給がなくなり、CPU3によってトライアックTRA1の故障の検出、ツェナーダイオードZDの短絡化およびフューズFS3の切断が実行できなくなる可能性が低くなる。   The CPU 3 detects a failure of the converter switching element Q1 based on a detection signal from the detection circuit 22 (that is, a value of the output DC voltage of the rectifier circuit 21), and detects a failure of the converter switching element Q1 ( (For example, when the output DC voltage of the rectifier circuit 21 is 70% or less of the rated voltage), a selection signal is immediately output to the selector 13 via the insulation circuit 51, and the output destination of the control signal of the control unit 11 is switched to the preliminary converter. Switch to element Q2. As a result, power supply to the CPU 3 is not supplied due to the failure of the converter switching element Q1, and the CPU 3 may not be able to detect the failure of the triac TRA1, short-circuit the Zener diode ZD, and disconnect the fuse FS3. Lower.

なお、絶縁回路41,42,43,51は、例えば、フォトカプラーであり、入力側と出力側とを電気的に絶縁しつつ入力側へ入力された電気信号に応じた電気信号を出力側から出力する。   The insulating circuits 41, 42, 43, 51 are, for example, photocouplers, and electrically isolate the input side and the output side from the output side according to the electric signal input to the input side. Output.

次に、上記ヒーター駆動回路の動作について説明する。   Next, the operation of the heater driving circuit will be described.

図1に示すヒーター駆動回路では、通常状態(つまり、トライアックTRA1が故障していない状態)において、トライアックTRA1がオン状態である場合、商用電源から得られる交流電力が定着ヒーター1に供給され、トライアックTRA1がオフ状態である場合、商用電源から得られる交流電力は定着ヒーター1に供給されない。   In the heater driving circuit shown in FIG. 1, when the triac TRA1 is in an on state in a normal state (that is, a state where the triac TRA1 has not failed), AC power obtained from a commercial power source is supplied to the fixing heater 1, When the TRA 1 is in the off state, AC power obtained from the commercial power source is not supplied to the fixing heater 1.

したがって、CPU3は、フォトカプラーPC2の発光側回路を介して、フォトカプラーPC2の受光側回路を制御することで、通常状態では、トライアックTRA1のオンオフ制御を行う。   Therefore, the CPU 3 controls on / off of the triac TRA1 in the normal state by controlling the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 via the light emitting side circuit of the photocoupler PC2.

具体的には、通常状態では、トライアックTRA1のゲート端子には、抵抗R3,R4およびフォトカプラーPC2の受光側回路によって、フォトカプラーPC2の発光側回路による発光量に応じたゲート電圧が印加され、トライアックTRA1は、そのゲート電圧に応じてオン状態またはオフ状態となる。   Specifically, in a normal state, a gate voltage corresponding to the light emission amount by the light emission side circuit of the photocoupler PC2 is applied to the gate terminal of the triac TRA1 by the resistors R3 and R4 and the light reception side circuit of the photocoupler PC2. The triac TRA1 is turned on or off according to its gate voltage.

なお、通常状態では、ツェナーダイオードZDの逆方向バイアスによって継続的に、トライアックTRA2は、ターンオンせずオフ状態となる。   In the normal state, the triac TRA2 is continuously turned off without being turned on by the reverse bias of the Zener diode ZD.

トライアックTRA1が故障した場合、トライアックTRA1は、印加されるゲート電圧に拘わらず継続的にオフ状態となり、定着ヒーター1の印加電圧(または導通電流)は低下する。CPU3は、検知回路33により通知される定着ヒーター1の印加電圧(または導通電流)の値が所定の閾値以下になった場合、トライアックTRA1が故障したと判定し、電流出力回路31,32に制御信号を出力し、電流出力回路31,32に、ツェナーダイオードZDの短絡化およびフューズFS3の切断を実行させる。   When the triac TRA1 fails, the triac TRA1 is continuously turned off regardless of the gate voltage applied, and the applied voltage (or conduction current) of the fixing heater 1 decreases. When the value of the applied voltage (or conduction current) of the fixing heater 1 notified by the detection circuit 33 becomes equal to or less than a predetermined threshold, the CPU 3 determines that the triac TRA1 has failed and controls the current output circuits 31 and 32. A signal is output, and the current output circuits 31 and 32 are caused to short-circuit the Zener diode ZD and cut the fuse FS3.

電流出力回路32によってフューズFS3の切断が実行され、電流出力回路31によってツェナーダイオードZDの短絡化が実行された後、CPU3は、フォトカプラーPC2の発光側回路を介して、フォトカプラーPC2の受光側回路を制御することで、トライアックTRA2のオンオフ制御を行う。   After the fuse FS3 is cut by the current output circuit 32 and the zener diode ZD is short-circuited by the current output circuit 31, the CPU 3 receives the light receiving side of the photocoupler PC2 through the light emitting side circuit of the photocoupler PC2. By controlling the circuit, on / off control of the triac TRA2 is performed.

具体的には、この状態では、ツェナーダイオードZDが短絡しており、逆方向バイアスが略ゼロとなっているため、トライアックTRA2のゲート端子には、抵抗R3,R5およびフォトカプラーPC2の受光側回路によって、フォトカプラーPC2の発光側回路による発光量に応じたゲート電圧が印加され、トライアックTRA2は、そのゲート電圧に応じてオン状態またはオフ状態となる。   Specifically, in this state, the Zener diode ZD is short-circuited and the reverse bias is substantially zero. Therefore, the gate terminals of the triac TRA2 include resistors R3 and R5 and a light receiving side circuit of the photocoupler PC2. Thus, a gate voltage corresponding to the light emission amount by the light emission side circuit of the photocoupler PC2 is applied, and the triac TRA2 is turned on or off according to the gate voltage.

なお、この状態では、フューズFS3が切断されているため、トライアックTRA1にゲート電圧が印加されず、トライアックTRA1は、ターンオンせずオフ状態となる。   In this state, since the fuse FS3 is cut, no gate voltage is applied to the triac TRA1, and the triac TRA1 is turned off without being turned on.

このように、トライアックTRA1が故障した場合でも、トライアックTRA1の代わりにトライアックTRA2が使用されることで、定着ヒーター1の制御が実行できる。   Thus, even when the triac TRA1 fails, the fixing heater 1 can be controlled by using the triac TRA2 instead of the triac TRA1.

以上のように、上記実施の形態によれば、トライアックTRA2が、予備スイッチング素子として、トライアックTRA1に対して並列に接続されており、フォトカプラーPC2の受光側回路は、トライアックTRA1およびトライアックTRA2の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する。そして、トライアックTRA2とフォトカプラーPC2の受光側回路との間にツェナーダイオードZDが設けられており、電流出力回路31は、トライアックTRA1の故障時に、ツェナーダイオードZDに対して電流を出力してツェナーダイオードを短絡化させる。   As described above, according to the above embodiment, the triac TRA2 is connected in parallel to the triac TRA1 as a spare switching element, and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2 is one of the triac TRA1 and the triac TRA2. A control signal for controlling on / off is output. A Zener diode ZD is provided between the triac TRA2 and the light receiving side circuit of the photocoupler PC2, and the current output circuit 31 outputs a current to the Zener diode ZD when the triac TRA1 fails. Is short-circuited.

これにより、ヒーター制御用のトライアックTRA1が故障した場合、自動的にただちに、ヒーター制御用のトライアックTRA1をトライアックTRA2に置き換え、定着ヒーター1のヒーター制御を継続して行える。   Thereby, when the heater control triac TRA1 breaks down, the heater control triac TRA1 is automatically replaced with the triac TRA2 and the heater control of the fixing heater 1 can be continued.

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。   Various changes and modifications to the above-described embodiment will be apparent to those skilled in the art. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the subject matter and without diminishing its intended advantages. That is, such changes and modifications are intended to be included within the scope of the claims.

例えば、上記実施の形態に係るヒーター駆動回路は、定着器内の定着ヒーター1を制御しているが、他のヒーターを制御するようにしてもよい。   For example, the heater driving circuit according to the above embodiment controls the fixing heater 1 in the fixing device, but may control other heaters.

また、上記実施の形態において、トライアックTRA2に直列に接続されずトライアックTRA1に直列に接続されるフューズを別途設けてもよい。その場合、そのフューズは、フューズFS2より短時間で切れるものが使用される。   In the above embodiment, a fuse that is not connected in series to the triac TRA2 but connected in series to the triac TRA1 may be separately provided. In that case, the fuse that blows out in a shorter time than the fuse FS2 is used.

また、上記実施の形態において、当該ヒーター駆動回路が内蔵されている画像形成装置が通知部(表示部)を備える場合、トライアックTRA1(またはコンバータースイッチング素子Q1)が故障し予備のトライアックTRA2(または予備のコンバータースイッチング素子Q2)に置き換えられたことを、通知部(表示部)を使用して、ユーザーまたはサービスパーソンに通知するようにしてもよい。   In the above embodiment, when the image forming apparatus incorporating the heater driving circuit includes a notification unit (display unit), the triac TRA1 (or the converter switching element Q1) fails and the spare triac TRA2 (or spare) It is also possible to notify the user or service person that the converter switching element Q2) has been replaced by using a notification unit (display unit).

本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。   The present invention is applicable to, for example, an electrophotographic image forming apparatus.

2 スイッチング電源回路
3 CPU(制御部の一例)
11 制御回路(コンバーター制御回路の一例)
13 セレクター
31 電流出力回路(第1電流出力回路の一例)
32 電流出力回路(第2電流出力回路の一例)
33 検知回路
FS3 フューズ
PC2 フォトカプラー(制御回路の一例)
Q1 コンバータースイッチング素子
Q2 予備コンバータースイッチング素子
TRA1 トライアック(スイッチング素子の一例)
TRA2 トライアック(予備スイッチング素子の一例)
ZD ツェナーダイオード
2 Switching power supply circuit 3 CPU (an example of a control unit)
11 Control circuit (example of converter control circuit)
13 selector 31 current output circuit (an example of a first current output circuit)
32 Current output circuit (an example of a second current output circuit)
33 detection circuit FS3 fuse PC2 photocoupler (an example of a control circuit)
Q1 Converter switching element Q2 Reserve converter switching element TRA1 Triac (an example of switching element)
TRA2 triac (an example of a spare switching element)
ZD Zener diode

Claims (5)

ヒーターに直列に接続されているスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に対して並列に接続されている予備スイッチング素子と、
前記スイッチング素子および前記予備スイッチング素子の一方をオンオフ制御する制御信号を出力する制御回路と、
前記予備スイッチング素子の制御端子と前記制御回路との間に設けられたツェナーダイオードと、
前記スイッチング素子の故障時に、前記ツェナーダイオードに対して電流を出力して前記ツェナーダイオードを短絡化させる第1電流出力回路と、
を備えることを特徴とするヒーター駆動回路。
A switching element connected in series to the heater;
A preliminary switching element connected in parallel to the switching element;
A control circuit that outputs a control signal for controlling on / off of one of the switching element and the auxiliary switching element;
A Zener diode provided between the control terminal of the auxiliary switching element and the control circuit;
A first current output circuit that outputs a current to the Zener diode to short-circuit the Zener diode when the switching element fails;
A heater drive circuit comprising:
前記スイッチング素子の制御端子と前記制御回路との間に設けられたフューズと、
前記スイッチング素子の故障時に、前記フューズに対して電流を出力して前記フューズを切断する第2電流出力回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のヒーター駆動回路。
A fuse provided between a control terminal of the switching element and the control circuit;
A second current output circuit that outputs a current to the fuse and cuts the fuse when the switching element fails;
The heater driving circuit according to claim 1, further comprising:
前記ヒーターの印加電圧または導通電流を検出する検知回路と、
前記第1電流出力回路を制御する制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記検知回路により検出された前記ヒーターの印加電圧または導通電流に基づいて、前記スイッチング素子の故障を検出し、前記スイッチング素子の故障を検出すると、ただちに、前記第1電流出力回路を制御して前記ツェナーダイオードを短絡化させること、
を特徴とする請求項1記載のヒーター駆動回路。
A detection circuit for detecting an applied voltage or conduction current of the heater;
A control unit for controlling the first current output circuit;
The control unit detects a failure of the switching element based on the applied voltage or conduction current of the heater detected by the detection circuit, and immediately detects the failure of the switching element, the first current output circuit Controlling the short circuit of the Zener diode,
The heater drive circuit according to claim 1.
前記商用電源の交流電力から直流電力を生成するスイッチング電源回路をさらに備え、
前記スイッチング素子および前記予備スイッチング素子は、オン状態のときに、商用電源の交流電力を前記ヒーターへ供給し、
前記制御部は、前記スイッチング電源により生成された前記直流電力で動作し、
前記スイッチング電源回路は、DC/DCコンバーター部分のコンバータースイッチング素子に対して並列に接続されている予備コンバータースイッチング素子と、前記コンバータースイッチング素子および前記予備コンバータースイッチング素子の一方をオンオフ制御する制御信号を出力するコンバーター制御回路と、前記コンバータースイッチング素子の故障時に、前記コンバーター制御回路からの制御信号の出力先を、前記コンバータースイッチング素子から前記予備コンバータースイッチング素子へ切り替えるセレクターとを備えること、
を特徴とする請求項1記載のヒーター駆動回路。
A switching power supply circuit for generating DC power from AC power of the commercial power supply;
When the switching element and the auxiliary switching element are in an ON state, supply AC power of a commercial power source to the heater,
The control unit operates with the DC power generated by the switching power supply,
The switching power supply circuit outputs a spare converter switching element connected in parallel to the converter switching element of the DC / DC converter portion, and a control signal for controlling on / off of one of the converter switching element and the spare converter switching element. A converter control circuit that performs the operation, and a selector that switches the output destination of the control signal from the converter control circuit from the converter switching element to the standby converter switching element when the converter switching element fails.
The heater drive circuit according to claim 1.
前記ヒーターは、定着器内の定着ヒーターであることを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載のヒーター駆動回路。   The heater driving circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the heater is a fixing heater in a fixing device.
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