相位控制裝置和相位控制方法及其定影器控制裝置的製作方法

2023-08-05 01:56:11 1

專利名稱：相位控制裝置和相位控制方法及其定影器控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明的各方面涉及相位控制裝置、具有該相位控制裝置的定影器(foser) 控制裝置、以及相位控制方法。更具體地，本發明的一個方面涉及使用較少 電路元件從而簡化裝置的配置並降低製造成本的相位控制裝置、具有該相位 控制裝置的定影器控制裝置、以及相位控制方法。
背景技術：
成像設備是在諸如紙、幻燈片之類的記錄介質上列印對應於輸入圖像數 據的圖像的設備。這些設備包括印表機、影印機、傳真機、多功能印表機等。
通常，成像設備包括允許正常列印作業的發熱裝置、以及用於將發熱裝 置的熱保持在特定溫度上的裝置。具體地，用於在熱和壓力作用下將墨粉 (toner)圖像固定在紙上的定影器需要定影器控制裝置，用於將定影器的表面 保持在適當的目標溫度，以將墨粉圖像固定在紙、幻燈片等之上。
這樣的定影器控制裝置通常由控制所施加的AC功率的相位控制器來操 作。為執行相位控制，定影器控制裝置需要相位控制裝置，其檢測定影器的 目標或參考溫度與定影器的工作溫度(即，當前的、或實際的溫度)之間的 差異，生成對應於所檢測到的目標溫度與當前溫度之間的差異的誤差信號， 並且基於所生成的誤差信號來輸出具有可變脈寬的相位控制信號。
此外，為了輸出這樣的具有可變脈寬的相位控制信號，定影器控制裝置 需要輸出預定脈衝信號的脈沖生成單元。
圖7是根據傳統示例的相位控制裝置的框圖，圖8是圖7中示出的信號 生成單元的示例的電路圖，並且圖9A-9D和圖10A-10D是解釋配有圖7中的 相位控制裝置的定影器控制裝置的驅動方法的圖。
參照圖7和圖8,根據傳統示例的相位控制裝置10包括脈衝生成單元20、 信號生成單元30、以及PWM控制器40。
如圖9A-9D所示，脈衝生成單元20生成鋸齒波脈衝信號Vramp，，其在 AC功率的半周期期間隨時間改變。
信號生成單元30感測成像設備(未示出)中所包括的定影器的實際溫度， 並且從溫度傳感器(未示出)接收具有根據所感測的溫度的預定電壓電平的
溫度檢測信號Vact—temp，。此外，信號生成單元30接收對應於定影器的預定 目標或參考溫度的參考溫度信號Vref—temp，，其已被設置到成像設備的主控 制器或PWM控制器40。
信號生成單元30計算所輸入的目標或參考溫度與當前溫度之間的差異， 並且輸出具有與它們之間的溫度差相對應的電壓電平的誤差信號Verr，。
例如，如圖8所示，信號生成單元30可包括減法器電路。如果定影器的 實際溫度比參考溫度相對更高，則通過減法器電路來將實際溫度檢測信號 Vact一temp，與參考溫度信號Vrefjemp，相減，並且輸出具有與定影器的溫度的 增加成反比的相對低的電壓的誤差信號Verr，(類似於圖9A-9D所示的第二誤 差信號Verr2')。
同時，如果定影器的實際溫度比參考溫度相對更低，則通過減法器電路 來將實際溫度檢測信號Vact—temp，與參考溫度信號Vref—temp'相減，並且輸 出具有與定影器的溫度的下降成反比的相對高的電壓電平的誤差信號Verr， (類似於圖9A-9D所示的第一誤差信號Verrl，)。
PWM控制器40接收從脈沖生成單元20輸出的鋸齒波脈衝信號Vramp，、 以及從信號生成單元30輸出的誤差信號Verr，，對兩個信號的電壓電平進行 比較，並且輸出具有與其對應的脈寬的相位控制信號。
為此，PWM控制器40可具有能夠將誤差信號Verr，的電壓電平與鋸齒波 脈衝信號Vramp，的電壓電平進行比較的比較器。
此時，如圖9A-9D所示，僅僅在根據誤差信號Verr，與鋸齒波脈沖信號 Vramp，之間的電壓電平的比較結果、誤差信號Verr，的電壓電平比鋸齒波脈衝 信號Vramp ，的電壓電平更高的情況下，P WM控制器4 0才輸出具有高相位的 相位控制信號Vphase'。
因此，如上所述，如果定影器的實際溫度比參考溫度相對更高，則從信 號生成單元30輸出的誤差信號Verr可具有第二誤差信號Verr2，的電壓電平； 而如果定影器的實際溫度比參考溫度相對更低，則誤差信號Verr可具有第一 誤差信號Verrl，的電壓電平。因此，如圖9A-9D所示，在輸出第二誤差信號 Verr2，時生成的相位控制信號Vphase'的脈寬相對較窄；而在輸出第一誤差信 號Verrl，時生成的相位控制信號Vphase，的脈寬相對較寬。 此外，儘管在圖中未示出，當啟動成像設備(未示出)、或者從待機(standby) 模式(約束定影器的操作以通過不列印來減少功率消耗)來重新啟動成像設 備時，向PWM控制器40提供充電元件(例如電容器)，以在操作時阻止或 防止流到定影器的瞬間電流。如圖IOA-IOD所示，信號生成單元30輸出逐 漸增加的誤差信號Verr，。
PWM控制器40比較所接收的鋸齒波脈沖信號Vramp與誤差信號Verr'， 並且輸出具有逐漸增加的脈寬的相位控制信號Vphase，。通過該相位控制信號 Vphase，，控制交流功率AC的相位，並且將相位受控的交流功率AC—IN施加 到定影器。以此方式，可以防止在開始操作時流到定影器的瞬間電流。
配有上述相位控制裝置的定影器控制裝置通過使用具有可根據實際溫度 變化的脈寬的相位控制信號來控制所施加的交流功率AC的相位，並且將相 位受控的交流功率AC一IN施加到定影器。因此，如果施加AC—IN的時間相 對長，則定影器的發熱溫度上升；而如果施加ACJN的時間相對短，則定影 器的發熱溫度下降，從而保持參考溫度。
號，則如圖8所示，相位控制裝置10包括被施加了具有反轉極性的溫度檢測 信號Vact—temp，的信號生成單元30。然後，使用信號生成單元30的OP-AMP 的雙極電源+V和-V來實現減法器。
然而，為了構建這樣的減法器，另外需要如圖所示的、用於生成反轉極 性電壓的電路。這從而使得難以達到集成化，並且增加了製造成本。
使用傳統裝置的另 一 問題在於製造生成鋸齒波脈衝所需的相位控制裝置 的成本。
即，儘管僅僅為了相位控制而將具有脈衝生成單元20和信號生成單元 30的相位控制裝置20形成為單晶片，但這增加了這樣的結構的製造成本， 並且進一步地，增加了具有該相位控制裝置20的定影器控制裝置、以及具有 所有這些的成像設備的製造成本。

發明內容
本發明的各方面提供用來實現集成化並降低製造成本的相位控制裝置。 本發明的其他方面和/或優點將部分在隨後的說明中闡述，並且部分從該 說明是顯而易見的，或可通過實踐本發明而獲知。
根據本發明的 一個方面，提供了配有相位控制裝置的定影器控制裝置。 根據本發明的另 一方面，提供了用於使用隨著時間的經過而上升的脈沖 信號來控制AC功率的相位的相位控制方法。
根據本發明的一個方面，提供了相位控制裝置，包括第一信號生成單元、 脈沖生成單元和控制信號生成單元。第一信號生成單元生成與定影器的目標 或參考溫度和定影器的當前或實際溫度之間的差相對應的誤差信號。脈衝生 成單元生成在AC功率的半周期期間隨著時間的經過而上升的鋸齒波脈衝信
號。控制信號生成單元比較誤差信號與鋸齒波脈衝信號，並輸出控制AC功
率的相位的相位控制信號。
根據本發明的一個方面，相位控制裝置可還包括生成軟啟動信號的第二 信號生成單元，該軟啟動信號逐漸驅動定影器以防止在定影器啟動期間發生 瞬時電流流動，並向控制信號生成單元提供軟啟動信號。
根據本發明的一個方面，由第二信號生成單元生成的軟啟動信號具有隨 時間的經過而下降的電壓電平。
根據本發明的一個方面，控制信號生成單元比較從定影器的啟動開始的 軟啟動信號的電壓電平和鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並且輸出具有逐漸增 加的脈寬的相位控制信號。 '
優選但不是必要地，第二信號生成單元包括在具有預定電壓電平的電源 電壓與接地電壓之間形成的差分電路。在此情況下，第二信號生成單元還包 括開關元件，其與差分電路中所包括的充電元件並聯連接，以對充了電的充
電元4牛進4亍》文電。
此外，根據本發明的一個方面的第一信號生成單元可包括減法器，用於 執行被輸入的當前或實際溫度與目標或參考溫度的減法，其中，該減法器由 單極電壓驅動，並且輸出具有與定影器的溫度變化成比例的電壓電平的誤差信號。
根據本發明的一個方面，減法器包括OP-AMP,該OP-AMP包括被輸入
前或實際溫度相對應的電壓值的反相輸入端。
根據本發明的一個方面，控制信號生成單元比較從減法器輸出的誤差信 號的電壓電平以及鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並且在鋸齒波脈沖信號的電 壓電平比誤差信號的電壓電平高的情況下，輸出高電壓電平的相位控制信號。
本發明的另一方面可提供定影器控制裝置，其包括電源單元、相位控制 單元和定影器控制單元。電源單元向定影器施加交流(AC)功率。相位控制單 元通過使用在AC功率的半周期期間隨時間的經過上升的脈沖信號，來輸出
控制AC功率的相位的相位控制信號。定影器控制單元由相位控制信號選擇 性地激活，並且控制對定影器的AC功率的施加。
根據本發明的一個方面，相位控制單元可包括第一信號生成單元，生 成與定影器的目標或參考溫度和定影器的當前或實際溫度之間的差相對應的 誤差信號；脈衝生成單元，生成在AC功率的半周期期間隨著時間的經過而 上升的鋸齒波脈衝信號；以及控制信號生成單元，將誤差信號與鋸齒波脈衝 信號進行比較，並且輸出控制AC功率的相位的相位控制信號。
根據本發明的一個方面，相位控制單元還可包括生成軟啟動信號的第二 信號生成單元，該軟啟動信號逐漸驅動定影器，以防止在定影器啟動期間發 生瞬時電流流動，並向控制信號生成單元提供該軟啟動信號。
根據本發明的一個方面，由第二信號生成單元生成的軟啟動信號具有隨 時間經過而下降的電壓電平。
根據本發明的一個方面，控制信號生成單元比較從定影器的啟動開始的 軟啟動信號的電壓電平和鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並且輸出具有逐漸增 加的脈寬的相位控制信號。
根據本發明的另一方面，第一信號生成單元，其由單極電壓驅動，並且 輸出具有與定影器的溫度變化成比例的電壓電平的誤差信號。
根據本發明的另一方面，第一信號生成單元輸出具有與定影器的溫度變 化成比例的電壓電平的誤差信號。
根據本發明的一個方面，控制信號生成單元比較從第一信號生成單元輸 出的誤差信號的電壓電平與鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並且在鋸齒波脈衝 信號的電壓電平比誤差信號的電壓電平高時，輸出高電壓電平的相位控制信
號
本發明的再一方面提供了一種相位控制方法，包括生成與定影器的目
標或參考溫度和定影器的當前或實際溫度之間的差相對應的誤差信號；生成 在AC功率的半周期期間隨著時間經過而上升的鋸齒波脈沖信號；以及將誤 差信號與鋸齒波脈沖信號進行比較，並由此輸出控制AC功率的相位的相位 控制信號。
根據本發明的另一方面，相位控制方法還可包括生成軟啟動信號，其
逐漸驅動定影器以防止在定影器的啟動期間發生瞬時電流流動。
根據本發明的另一方面，軟啟動信號具有從定影器的啟動開始、隨著時
間經過而下降的電壓電平。
根據本發明的另一方面，相位控制信號具有從定影器的啟動開始、隨著
時間經過而逐漸增加的脈沖寬度。
根據本發明的另 一 方面，誤差信號具有與定影器的溫度變化成比例的電
壓電平。
根據本發明的另一方面，當鋸齒波脈衝信號的電壓電平比誤差信號的電 壓電平高時，將相位控制信號輸出為高電壓電平信號。
本發明的其他方面和/或優點將部分在隨後的說明中闡述，並且部分從該 說明是顯而易見的，或可通過實踐本發明而獲知。


結合附圖，根據以下實施例的描述，本發明的這些和/或其他方面和優點
將變得清楚並更容易理解，附圖中
圖1是解釋根據本發明的一個實施例的定影器控制裝置的框圖2是詳細圖解圖1的溫度控制單元的電路圖3是解釋根據本發明的一個實施例的相位控制裝置的框圖4是圖3的相位控制裝置的電路圖5A-5D是解釋驅動圖1的定影器控制裝置的方法的圖6A-6D是解釋驅動圖1的定影器控制裝置的方法的圖7是解釋作為對比示例的傳統相位控制裝置的框圖8是圖7所示的信號生成單元的電路圖9A-9D是解釋驅動配有圖7的相位控制裝置的定影器控制裝置的方法 的圖；以及
圖10A-10D是解釋驅動配有圖7的相位控制裝置的定影器控制裝置的方 法的圖。
具體實施例方式
現在將詳細參照本發明的實施例，其示例在附圖中示出，其中相同的附
圖標記始終指示相同的元素。為了通過參照附圖來解釋本發明的各個方面， 下面描述這些實施例。
圖1是解釋根據本發明的一個實施例的定影器控制裝置的框圖，而圖2 是詳細圖解圖1的溫度控制單元的電路圖。
參照圖1，根據本發明的一個實施例的定影器控制裝置100包括電源單 元110、功率轉換單元120、相位讀出單元130、相位控制單元140、控制器 150以及定影器控制單元160。
具體地，電源單元110由開關才莫式電源(SMPS)構成，並且向功率轉換單 元120和相位讀出單元130輸出AC功率。
功率轉換單元120轉換從電源單元110輸出的AC功率的電平，並且向 定影器控制單元輸出經轉換的功率。
相位讀出單元130使用從電源單元110輸出的AC功率來檢測AC功率 的過零點，並且在過零點之間輸出相位檢測信號。此時，相位讀出單元130 可從電源單元110接收AC功率，或者從功率轉換單元120接收轉換了電平 的AC功率，該功率轉換單元120轉換來自電源單元110的AC功率的電平。
相位控制單元140使用從相位讀出單元130輸出的相位才全測信號，來輸 出相位控制信號。即，相位控制單元140通過使用相位^f僉測信號從相位讀出 單元130的輸出時間、以及所輸出的相位檢測信號的起始點或結束點，來輸 出用於控制AC功率的相位的相位控制信號。
下面將描述這樣的相位控制單元140的操作。
控制器150輸出控制定影器控制裝置100中的每個單元的整體操作的控 制信號。具體地，控制器150從相位控制單元140接收相位控制信號，控制 其輸出定時，並且輸出該信號。
控制器150檢查定影器200的當前或實際溫度狀態，以生成具有與當前 或實際溫度相對應的電壓電平的溫度檢測信號，並且將該信號輸出給相位控 制單元140。這裡，可在控制器150中設置提供其參考值的目標或參考溫度， 使得定影器200的發熱溫度可被設置和保持在預定溫度。然後，控制器150
度信號。
以此方式，相位控制單元140生成與從控制器150施加的參考溫度信號 和溫度檢測信號之間的差相對應的誤差信號，比較所生成的誤差信號與預定
脈衝信號，並且輸出上述相位控制信號。
定影器控制單元160從功率轉換單元120接收AC功率，並且響應於從 控制器150施加的相位控制信號而控制所輸入的AC功率，由此控制定影器 200的溫度。
具體地，參照圖2,定影器控制單元160包括由從控制器150施加的 相位控制信號Vphase激活(activate)的開關單元I 161、由開關單元I 161激活 的開關單元I1162、降低流到開關單元I 161的電流量的限流單元163、以及 降低由於開關單元II 162的激活而生成的噪聲的防噪單元164。
開關單元I 161包括發光元件Dl (如LED )、以及由發光元件Dl激活的 光接收元件，如PHOTO-TRIAC (PTA,光電-三端雙向可控矽開關元件)。發 光元件Dl根據由從控制器150施加的相位控制信號Vphase選擇性導通的晶 體管TR1的操作，來生成預定的光。所生成的光入射到PTA上，並激活PTA。 當PTA被激活時，形成電流流動路徑。發光元件Dl的一端連接到電晶體TR1 的一端，而PTA被安裝在與發光元件D1相對的位置上。
開關單元II 162包括由控制輸入激活的開關元件，如TRIAC(TA)。由開 關單元I 161的PTA來激活開關單元II 162。即，當PTA變得導電時，來自 功率轉換單元120的電流被輸入到開關單元II 162。
因此，從功率轉換單元120施加的AC功率的相位由電晶體TR1控制， 電晶體TR1由相位控制信號Vphase並且由各個開關單元161和162的開關 操作來選擇性地激活，並且將該AC功率的相位施加到定影器200。
安裝限流單元163以降低流進開關單元I 161的AC功率的.量，該AC功 率已經由定影器200和開關單元II 162而傳播(假定已激活開關單元II 162 )。
提供防噪單元164來防止在激活開關單元II 162時所生成的噪聲。例如， 防噪單元164用來防止例如來自當開關單元II 162的TA的內壓快速地從OV 改變到導通電壓時所產生的瞬間放電(spark)的噪聲。
這裡，定影器200包括加熱輥和加壓輥(未示出)。
加熱輥用於通過熱量來定影(fuse)由噴射到列印紙上的顯影劑所形成的 圖像。加熱輥在內部具有加熱元件210,用於將從電源單元120施加的AC功 率(即電能)轉換為熱能。
例如，這樣的加熱元件210可以是卣素燈。
安裝加壓輥以可旋轉地與加熱輥相接觸，使得加壓輥可通過壓力來定影
由噴射到列印紙上的顯影劑形成的圖像。
由此，溫度控制單元160控制加熱元件210的發熱溫度，以將定影器200 內部的加熱輥的表面加熱和維持在預定溫度。
通過此過程，將相位受控的AC功率提供給定影器200內的加熱元件210, 以加熱該加熱元件210。當力口熱元件210被加熱時，加熱輥的表面被加熱到 預定目標或參考溫度，並且被維持在該目標或參考溫度。然後，使用來自加 熱元件210的該熱量來定影在成像設備的OPC(有機光電導體)鼓(未示出) 和列印紙上列印的墨粉圖像。
圖3是解釋根據本發明的一個實施例的相位控制裝置的框圖，而圖4是 圖3的相位控制裝置的實施例的電路圖。
參照圖3,根據本發明的一個實施例的相位控制裝置140包括脈衝生成 單元141、信號生成單元I 142、控制信號生成單元143、以及信號生成單元 II 144。
具體地，脈沖生成單元141生成鋸齒波脈沖信號Vramp，其在從電源單 元110施加的AC功率的一半周期期間隨時間上升。
這樣的鋸齒波脈沖信號Vramp通常是從圖1所示的開關模式電源(SMPS) 向用於生成SMPS的開關脈沖的脈寬調製器(PWM)提供的脈沖信號，並且脈 衝生成單元141可以由提供鋸齒波脈衝信號Vramp的PWM控制器(未示出) 構成。這裡，脈沖生成單元141可以與電源單元110共用PWM控制器，並 且可具有用於相位控制單元140的PWM控制器。
信號生成單元I 142從圖1所示的控制器150接收與控制器150提供的 當前或實際溫度相對應地輸出的溫度檢測信號Vact一temp、以及根據預定目標 或參考溫度而輸出的參考溫度信號Vrefjemp,執行這兩者的電壓值的減法， 並且根據電壓值之間的差而輸出誤差信號Verr。
具體地，參照圖4，信號生成單元I 142由單極輸入電壓+V驅動，並且 包括減法器電路，其由具有被施加了 Vact—temp信號的反相輸入端(-)和被施 加了 Vref—temp信號的非反相輸入端(+)的OP-AMP組成。
此時，當圖1所示的定影器200的當前或實際溫度與其目標或參考溫度 不同時，信號生成單元I 142通過減法器電路來執行Vact一temp信號和 Vref—temp信號的減法，並輸出Verr信號。
控制信號生成單元143接收從脈衝生成單元141輸出的Vramp信號、以
及從信號生成單元I 142輸出的Verr信號，比較這兩個信號，並輸出Vphase信號。
具體地，再次參照圖4,控制信號生成單元143包括比較器電路，該比 較器電路包括具有被施加了 Verr信號的反相輸入端(-)以及被施加了 Vramp信 號的非反相輸入端(+)的OP-AMP。
當施加到控制信號生成單元143的OP-AMP的非反相輸入端(+)的電壓電 平低於施加到其反相輸入端(-)的電壓電平時，其形成輸出"高"的結構。因而， 如果Vramp信號具有比Verr信號更高的電壓電平，則將Vphase信號輸出為 高電壓電平的輸出信號。同時，如果Vramp信號具有比Verr信號更低的電壓 電平，則將Vphase信號輸出為低電壓電平的輸出信號。
提供信號生成單元II 144,以當啟動定影器、或從待機模式重新啟動成 像設備(未示出)時，防止在響應於從控制信號生成單元143輸出的Vphase 信號而向圖1所示的定影器200施加AC功率時產生的過電流湧入(inflow)。 待機模式是約束定影器200的操作從而通過不列印來降低功耗的模式。
信號生成單元II 144包括差分電路，該差分電路包括連接到具有預定電 壓電平的電源電壓V一SS的充電元件C4 (如電容器)、以及與充電元件C4並 聯連接的電阻元件Rll。
在啟動或從待機模式重新啟動時，第一節點Nl的電壓電平等於V—SS 的電壓電平，這是因為還未對充電元件C4進行充電。此後，通過充電元件 C4的放電，第一節點Nl的電壓電平逐漸下降到接近於地電壓GND的電壓 電平。
從V—SS向GND下降的第一節點N1的電壓電平被提供給控制信號生成 單元143的反相輸入端(-)，作為軟啟動信號Vsts。
因此，當啟動、或從待機模式重新啟動定影器200時，控制信號生成單 元143在特定時間量期間比較Vramp信號和Vsts信號，並且輸出具有逐漸增 加的脈寬的Vphase信號。
信號生成單元II 144還包括開關元件TR1和TR2，以在啟動或從待機模 式重新啟動時對充電元件C4的電壓進行放電。響應於電荷量控制信號CS—chg 來激活這些開關元件TR1和TR2,以對充電元件C4放電。
這裡，使用電晶體來形成開關元件TR1和TR2，並且可使用任何開關元 件，諸如能夠執行多種開關操作的延遲開關。可從圖1所示的控制器150提
供CS—chg信號。
以下將詳細解釋相位控制裝置及具有其的定影器控制裝置的驅動方法。
圖5A-5D是解釋根據本發明的一個實施例、驅動定影器控制裝置的方法 的圖，而圖6A-6D是解釋根據本發明的一個實施例、驅動定影器控制裝置的 方法的圖。
具體地，圖5A-5D圖示了在控制定影器控制裝置中用於控制定影器的發 熱溫度的過程，並且圖6A-6D圖示了用於執行軟啟動功能以防止流進定影器 的瞬時電流的過程。
首先，參照圖1、圖4和圖5A-5D,定影器控制裝置100連續地從電源 單元110和功率轉換單元120接收AC功率。因此，相位讀出單元130根據 AC功率的相位改變而檢測過零點，並輸出相位檢測信號。
控制器150確定定影器200的當前或實際溫度，並輸出與當前或實際溫 度相對應的Vact一temp信號，並且輸出具有與定影器200的預定目標或參考 溫度相對應的電壓電平的Vref一temp信號。此時，控制器150或阻止V—SS的 供應，或向信號生成單元II 144施加CS—chg信號，以防止其"^喿作。
相位控制單元140的信號生成單元I 142接收Vact—temp信號和VrefJemp 信號，執行減法，並生成具有對應於減法結果的電壓電平的Verr信號。
例如，當定影器200的當前或實際溫度高於其目標或參考溫度時， Vactjemp信號和Vref—temp信號通過減法器電路而進行減法，並且作為結果， 將Verr信號從信號生成單元I 142輸出為具有相對較高的電壓電平的Verrl信 號(圖5B )。 Verrl信號被輸出到控制信號生成單元143的OP-AMP的反相輸 入端(-)。即，從信號生成單元I 142輸出的Verr信號具有與加熱器200的溫 度變化成比例的電壓電平。
此時，控制信號生成單元143的OP-AMP的非反相輸入端(+)接收Vramp 信號，其在從脈衝生成單元141輸入的AC功率的半周期期間隨著時間的經 過而上升。由此，控制信號生成單元143僅僅在Vramp信號具有比Verrl信 號更高的電壓電平的區段上才輸出高電壓電平的Vphase信號(圖5C)。因此， 由被Vphase信號激活的加熱器控制單元160來控制所輸入的AC功率的相位， 然後將相位受控的AC功率施加到定影器200。而且，如圖5D所示，由具有 相對較窄的脈寬的Vphase信號控制的AC功率AC_IN被施加到定影器200。 因為對定影器200加熱了相對短的時間段，所以減小了定影器200的發熱溫 度。
另一方面，當定影器200的當前或實際溫度低於其目標或參考溫度時，
將Verr信號輸出為具有相對較低電壓電平的Verr2信號(圖5B )。 Verr2信號 -波施加到控制信號生成單元143的OP-AMP的反相輸入端(-),而在從脈衝生 成單元141施加的AC功率的半周期期間隨著時間的經過而上升的Vramp信 號被施加到控制信號生成單元143的OP-AMP的非反相輸入端(+)。
因此，控制信號生成單元143基於從相位讀出單元130輸出的相位檢測 信號，僅僅在Vramp信號具有比Verr2信號更高的電壓電平的區段上才輸出 高電壓電平的Vphase信號。然後，所輸入的AC功率經受由Vphase信號激 活的定影器控制單元160的相位控制，並且將相位受控的AC功率輸入給定 影器200。此外，將由具有較寬脈寬的Vphase信號控制的AC功率AC—IN施 加到定影器200。因為將定影器200加熱了相對長的時間段，所以增加了定 影器200的發熱溫度。
接著，參照圖6A-6D，定影器控制裝置IOO連續地從電源單元IIO和功 率轉換單元120接收AC功率。因此，相位讀出單元130根據AC功率的相 位改變來檢測過零點，並輸出相位檢測信號。此時，控制器150阻止Vact—temp 信號或Vref一temp信號的輸出，以防止信號生成單元I 142的操作。
當啟動、或從待機模式重新啟動圖l所示的定影器200時，信號生成單 元II 144的第一節點N1的電壓電平等於V—SS的電壓電平，這是因為充電元 件C4還未被充電。此後，通過充電元件C4的放電，第一節點Nl的電壓電 平逐漸下降到接近於地電壓GND的電壓電平。
這樣，從V—SS向GND下降的第一節點Nl的電壓電平被提供給控制信 號生成單元143的反相輸入端(-),作為軟啟動信號Vsts (圖6B)。這裡，為 便於解釋和理解，假設Vsts信號的電壓電平從V一SS的電壓電平沿著具有某 個斜率的直線下降。然而，在實踐中，其隨著充電元件C4的放電而按指數下 降。
因此，控制信號生成單元143比較隨著時間的經過而逐漸下降的Vsts信 號的電壓電平以及AM言號生成單元141輸出的Vramp信號的電壓電平，並且 在Vramp具有比Vsts信號相比更高的電壓電平時，輸出高電壓電平的Vphase信號。
這樣，Vphase信號被輸出為具有從起始點直到預定時間逐漸增加的脈寬
(圖5C),並且被施加到圖1所示的定影器控制單元160。通過被施加到定影 器控制單元160的該Vphase信號，控制AC功率的相位，然後將相位受控的 AC功率施加到定影器200。由此，因為隨著逐漸增加的時間將AC_IN施加 到定影器控制單元160,所以變得可以防止在瞬間施加相對大的AC功率時發 生的流到定影器200的瞬時電流。
如到目前所述的，根據本發明的一個方面，因為通過使用隨時間上升的 脈衝信號來執行相位控制，所以不必使用如對比示例中的雙極電源，並且可
以去除用於執行信號的相位反轉的電路配置。換言之，不再需要在對比示例 中使用的專為相位控制的昂貴的IC。
此外，根據本發明的一個方面，因為使用隨時間的經過而上升的鋸齒波 脈衝信號來執行相位控制，所以簡化了電路配置，由此可降低高集成和相位 控制裝置的製造成本。
因此，因為本發明的一個方面的相位控制裝置不必包括獨立的、用於生
行相位控制而使用的反轉極性的信號的電路配置，所以可降低其製造成本。 此外，通過使用隨時間的經過而降低的信號來執行軟啟動功能，可以保
護定影器的構成元件不會受到瞬時電流的影響，並且防止產品的任何故障。
因此，可改善相位控制裝置、具有其的定影器控制裝置、以及安裝由這些裝
置的成像設備的整體產品可靠性。
儘管已示出和描述了本發明的一些實施例，但本領域技術人員將會理解，
可對該實施例進行改變，而不會脫離本發明的原則和精神，本發明的範圍在
所附權利要求及其等同物中限定。
權利要求
1、一種控制交流(AC)功率的相位的相位控制裝置，用來將成像設備的定影器的發熱溫度調節到預定溫度，該相位控制裝置包括第一信號生成單元，生成與定影器的所述預定溫度和定影器的實際溫度之間的差相對應的誤差信號；脈衝生成單元，生成在AC功率的半周期期間隨著時間而上升的鋸齒波脈衝信號；以及控制信號生成單元，將所述誤差信號與所述鋸齒波脈衝信號進行比較，並且輸出控制AC功率的相位的相位控制信號。
2、 如權利要求l所述的裝置，還包括第二信號生成單元，生成軟啟動信號，該軟啟動信號驅動定影器，以防 止在定影器啟動期間發生瞬時電流流動，並向所述控制信號生成單元提供所 述軟啟動信號。
3、 如權利要求2所述的裝置，其中，由第二信號生成單元生成的軟啟動 信號具有隨時間下降的電壓電平。
4、 如權利要求3所述的裝置，其中，所述控制信號生成單元在從定影器 的啟動開始的預定時間內，比較軟啟動信號的電壓電平和鋸齒波脈衝信號的 電壓電平，並且輸出具有隨時間增加的脈寬的相位控制信號。
5、 如權利要求2所述的裝置，其中，所述第二信號生成單元包括在具有 第一預定電壓電平的電源電壓與第二預定電壓電平之間的差分電路。
6、 如權利要求5所述的裝置，其中所述第二信號生成單元還包括開關元 件，該開關元件與差分電路中所包括的充電元件並聯連接，以對該充電元件 進行放電。
7、 如權利要求l所述的裝置，其中所述第一信號生成單元包括減法器， 用於執行所輸入的實際溫度和參考溫度的減法，該減法器由單極電壓驅動， 並且輸出具有與定影器的溫度變化成比例的電壓電平的誤差信號。
8、 如權利要求7所述的裝置，其中所述減法器包括OP-AMP，該OP-AMP 包括被輸入了與參考溫度相對應的電壓電平的非反相輸入端、以及被輸入了 與實際溫度相對應的電壓電平的反相輸入端。
9、 如權利要求7所述的裝置，其中所述控制信號生成單元比較從減法器 輸出的誤差信號的電壓電平以及鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並且在鋸齒波 脈衝信號的電壓電平比誤差信號的電壓電平高時，輸出高電壓電平的相位控制信號。
10、 一種定影器控制裝置，控制在成像設備中安裝的定影器的發熱溫度，該定影器控制裝置包括電源單元，其向定影器施加交流(AC)功率；輸出控制AC功率的相位的相位控制信號；以及定影器控制單元，其由相位控制信號激活，並控制對定影器的AC功率 的&力口。
11、 如權利要求IO所述的裝置，其中所述相位控制單元包括 第一信號生成單元，生成與定影器的參考溫度和定影器的實際溫度之間的差相對應的誤差信號；脈衝生成單元，生成在AC功率的半周期期間隨著時間而上升的鋸齒波 脈衝信號；以及控制信號生成單元，將所述誤差信號與所述鋸齒波脈衝信號進行比較， 並且輸出控制AC功率的相位的相位控制信號。
12、 如權利要求11所述的裝置，其中所述相位控制單元還包括 第二信號生成單元，生成軟啟動信號，該軟啟動信號驅動定影器，以防止在定影器啟動期間發生瞬時電流流動，並向所述控制信號生成單元提供所 述軟啟動信號。
13、 如權利要求12所述的裝置，其中，由第二信號生成單元生成的軟啟 動信號具有隨時間下降的電壓電平。
14、 如權利要求13所述的裝置，其中，所述控制信號生成單元在從定影 器的啟動開始的預定時間內，比較軟啟動信號的電壓電平和鋸齒波脈衝信號 的電壓電平，並且輸出具有隨時間增加的脈寬的相位控制信號。
15、 如權利要求11所述的裝置，其中所述第一信號生成單元由單極電壓 驅動，並且輸出具有與定影器的溫度變化成比例的電壓電平的誤差信號。
16、 如權利要求15所述的裝置，其中所述控制信號生成單元比較從第一 信號生成單元輸出的誤差信號的電壓電平與鋸齒波脈衝信號的電壓電平，並 且在鋸齒波脈衝信號的電壓電平比誤差信號的電壓電平高時，輸出高電壓電 平的相位控制信號。
17、 一種相位控制方法，控制交流(AC)功率的相位，以將成像設備的定影器的發熱溫度調節到參考溫度，該方法包括生成與定影器的參考溫度和定影器的實際溫度之間的差相對應的誤差信一，，生成在AC功率的半周期期間隨著時間而上升的鋸齒波脈衝信號；以及 將所述誤差信號與所述鋸齒波脈沖信號進行比較，並由此輸出控制AC 功率的相位的相位控制信號。
18、 如權利要求17所述的方法，還包括生成軟啟動信號，其驅動定影器以防止在定影器的啟動期間發生瞬時電 流流動。
19、 如權利要求18所述的方法，其中所述軟啟動信號具有從定影器的啟 動開始、隨著時間而下降的電壓電平。
20、 如權利要求19所述的方法，其中所述相位控制信號具有從定影器的 啟動開始、隨著時間而增加的脈寬。
21、 如權利要求17所述的方法，其中所述誤差信號具有與定影器的溫度 變化成比例的電壓電平。
22、 如權利要求21所述的方法，其中，當鋸齒波脈衝信號的電壓電平比 誤差信號的電壓電平高時，將相位控制信號輸出為高電壓電平信號。
23、 一種控制成像設備的定影器的實際溫度的裝置，該裝置包括 電源單元，其供應AC功率；功率轉換單元，其耦連到所述電源單元； 相位讀出單元，其耦連到所迷電源單元； 相位控制單元，其耦連到所述相位讀出單元； 控制器，其耦連到所述相位控制單元；以及 定影器控制單元，其中，所述相位控制單元生成與定影器的參考溫度和實際溫度之間的差 相對應的相位控制信號，將所述相位控制信號傳送給所述定影器控制單元， 並且所述定影器控制單元根據所述相位控制信號來控制向定影器輸入的AC 功率。
24、 如權利要求23所述的裝置，其中所述電源單元包括開關模式電源。
25、 如權利要求23所述的裝置，其中所述相位讀出單元檢測AC功率的 過零點，並且在過零點之間輸出相位檢測信號。
26、 如權利要求25所述的裝置，其中所述相位控制單元使用從所述相位 讀出單元輸出的相位檢測信號，來輸出相位控制信號。
27、 如權利要求23所述的裝置，其中所述控制器檢查定影器的實際溫度，檢測信號輸出給相位控制信號。
28、 如權利要求27所述的裝置，其中所述相位控制單元生成與在控制器 中存儲的參考溫度信號和由控制器輸出的溫度檢測信號之間的差相對應的誤 差信號，比較所生成的誤差信號和預定脈衝信號，並輸出相位控制信號。
29、 如權利要求23所述的裝置，其中所述定影器包括加熱輥和加壓輥。
30、 如權利要求23所述的裝置，其中所述定影器控制單元包括第一開關 單元、第二開關單元、限流單元、以及防噪單元。
31、 如權利要求30所述的裝置，其中所述防噪單元防止在第二開關單元 的內壓從OV改變為導通電壓時的噪聲。
全文摘要
一種降低成本的相位控制裝置、包括該相位控制裝置的定影器控制裝置、以及相位控制方法。該相位控制裝置包括第一信號生成單元，生成與定影器的參考溫度和定影器的實際溫度之間的差相對應的誤差信號；脈衝生成單元，生成在AC功率的半周期期間隨著時間而上升的鋸齒波脈衝信號；以及控制信號生成單元，將誤差信號與鋸齒波脈衝信號進行比較，並且輸出控制AC功率的相位的相位控制信號。相對於生成下降的鋸齒波脈衝的脈衝生成單元，生成上升的鋸齒波脈衝的脈衝生成單元可具有相對簡單的電路配置，由此降低了製造成本。
文檔編號G03G15/00GK101114153SQ200710104148
公開日2008年1月30日 申請日期2007年5月21日 優先權日2006年7月28日
發明者辛鳳洙, 韓相龍 申請人:三星電子株式會社