DE69707180T2

DE69707180T2 - Heizgerät für ein Bild

Info

Publication number: DE69707180T2
Application number: DE69707180T
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Hori; Koichi Okuda; Hideki Suzuki; Michihito Yamazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1997-03-20
Publication date: 2002-05-02
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: EP0797130B1; DE69707180D1; EP0797130A2; US5994671A; EP0797130A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bilderhitzungsvorrichtung, wie etwa eine Fixiereinrichtung, die bei einer Kopiervorrichtung, einem Drucker und dergleichen verwendet wird.
Bei herkömmlichen elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtungen wird ein auf einem Aufzeichnungsblatt visualisiertes Tonerbild mittels einer Wärmewalze, deren Temperatur gesteuert wird, und einer Andrückwalze, die eine elastische Schicht um sich herum besitzt und gegen die Wärmewalze in einer derartigen Weise gedrückt wird, daß das Aufzeichnungsblatt während eines Transports zwischen der Wärmewalze und der Andrückwalze Wärme und Druck ausgesetzt wird, allgemein auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert.
Aus Energiespargründen und wegen einer Zeitverringerung zwischen dem Energieeinschalten und der Bildausgabe, wurde in jüngster Zeit jedoch, wie in der Japanischen Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 63-313182 und 2-157878 offenbart, eine Fixiervorrichtung (von der Art einer Filmerhitzungsfixierung) mit einer Erhitzereinheit einschließlich einem befestigten Erhitzungskörper (Erhitzer) und einem hitzebeständigen Film (Fixierfilm), der während eines Drückens gegen den Erhitzer transportiert wird, und mit einem Andrückelement zum engen Kontaktieren eines Aufzeichnungsblatts gegen die Erhitzereinheit vorgeschlagen. Dabei wird ein auf dem Aufzeichnungsblatt erzeugtes Tonerbild bei dem Aufzeichnungsblatt fixiert, indem von dem Erhitzen Wärmeenergie über den Film auf das Aufzeichnungsblatt übertragen wird.
In Fig. 19 ist ein Beispiel einer derartigen Filmerhitzungs- Fixiervorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt eine Erhitzereinheit 60 einschließlich einem zylindrischen hitzebeständigen Film 65, der gebildet wird durch eine aus einem Polyimidfilm mit einer Dicke von 40 bis 60 um erzeugte Grundschicht und eine Formfreigabeschicht, die aus PFA (Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyethylen Copolymer) einschließlich darin zerstreutem PTFE (Polytetrafluorethylen) besteht und eine Dicke von 5 bis 10 um besitzt und eine äußere peripherische Oberfläche bildet (die mit einem Aufzeichnungsblatt und einem Tonerbild in Kontakt ist). Ein Erhitzer (Erhitzungskörper) 61 besteht aus einer keramischen Isolationsgrundplatte mit einer geringen Wärmekapazität und einer zu einer Transportrichtung des Aufzeichnungsblatts 20 senkrechten Längsrichtung, einem Erhitzungswiderstand 62, der auf einer Oberfläche der Grundplatte entlang der Längsrichtung aufgedruckt ist, und aus Temperaturerfassungselementen (wie etwa ein temperaturabhängiger Widerstand) 63, die mit einer Oberfläche der Grundplatte gegenüber dem Erhitzungswiderstand kontaktiert sind. Der Erhitzer 61 wird durch eine Filmführung (Erhitzerstütze) 66 mit einem U-förmigen Querschnitt wärmeisoliert und befestigt, in einer Art, daß der Erhitzungswiderstand 62 nach außen gerichtet ist. Weiter wird eine Temperatursteuerung des Erhitzers 61 ausgeführt, indem elektrische Leistung, die von einer Energiequelle 35 durch Treiben einer Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 55 zu dem Erhitzungswiderstand 62 geführt wird, mittels einer Zentraleinheit (CPU) 101 ansprechend auf eine Ausgabe des Temperaturerfassungselements 63 gesteuert wird.
Ein umgekehrtes U-förmiges Verstärkungsplattenelement 67 dient zum Verhindern einer Verformung der Erhitzereinheit 60 (einschließlich dem Erhitzer 61, temperaturabhängiger Widerstand 63, Erhitzerstütze 66 und dergleichen), wenn die Erhitzereinheit durch eine Andrückwalze 7 angedrückt wird. Daneben wird ein innerer Durchmesser des Fixierfilms 65 ausgewählt, der größer ist als eine äußere peripherische Länge der Erhitzereinheit einschließlich dem Verstärkungsplattenelement 67. Die Andrückwalze 7 wird mittels einer Andrückeinrichtung (nicht gezeigt) mit einem Gesamtdruck von 90 bis 110 N gegen den Erhitzer 61 gedrückt. Weiter wird die Andrückwalze 7 in der Transportrichtung (Gegenuhrzeigerrichtung) des Aufzeichnungsblatts 20 mittels eines Treibersystems (nicht gezeigt) gedreht. Folglich wird der zylindrische Fixierfilm 65 um die Filmführung gedreht, während ein Gleitkontakt mit dem Erhitzungswiderstand des Erhitzers 61 erfolgt. Um in diesem Fall eine Gleitreibung zwischen dem Erhitzer und einer inneren peripherischen Oberfläche des Films zu verringern, wird zwischen dem Erhitzer und dem Film hitzebeständiges Schmiermittel gebracht.
Wenn bei dieser Anordnung das Aufzeichnungsblatt 20 zwischen dem Film 65 und der Andrückwalze 7 geführt wird, gilt, da das Aufzeichnungsblatt einen Fixierwalzenspalt durchquert, daß das auf dem Aufzeichnungsblatt erzeugte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert wird. Da bei der Filmerhitzungs-Fixiervorrichtung die Wärmekapazität des Erhitzers im Vergleich zu herkömmlichen Fixiereinrichtungen von der Art einer Wärmewalze auf 1/10 verringert werden kann und irgendein Erhitzungskörper mit einem höheren Temperaturanstiegsvermögen verwendet werden kann, kann eine Zeitperiode, die dem Erhitzer ein Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt erlaubt, auf einige Sekunden verringert werden. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Fixiereinrichtungen von einer Wärmewalzenart kann somit ein sogenanntes bedarfsorientiertes Fixieren verwirklicht werden.
Da das Filmerhitzungsfixieren eine niedrige Wärmekapazität besitzt, wird eine Temperaturwelligkeit bei einer EIN/AUS- Steuerung, die bei den Fixiereinrichtungen von der Walzenart allgemein verwendet wird, erhöht. Angesichts dieser Tatsache wird eine Genauigkeit der Temperatursteuerung durch Ändern von elektrischer Leistung gemäß einer Differenz zwischen einer Zieltemperatur und einer tatsächlichen Temperatur verbessert, indem eine Einrichtung zum kontinuierlichen oder stufenweisen Ändern der elektrischen Leistung durch eine Phasensteuerung oder eine Schwingungsanzahlsteuerung verwendet wird. Die folgenden Probleme treten jedoch auf.

(Verzerrung einer harmonischen Schwingung)

Wenn an eine nicht-lineare Schaltung mit einem Schaltelement(en) eine Wechselspannung angelegt wird, wird ein harmonischer Schwingungsstrom erzeugt. Wenn durch die Phasensteuerung eine Netzspannung von 50, 60 Hz geschaltet wird, wird aufgrund einer Nicht-Linearität der Schaltung ein harmonischer Schwingungsstrom erzeugt. Allgemein gilt, Umwandler der Netzleistungsquelle (normal an elektrischen Polen angeordnet) können eine Spannung der Frequenz 50, 60 Hz wirksam umwandeln (ohne Wärmeverlust); im Hinblick auf den harmonischen Schwingungstrom jedoch wird die Umwandlungswirksamkeit verschlechtert, um dadurch Wärme zu erzeugen. Da in Energieunternehmen nicht nur elektrische Leistung für die Vorrichtung, sondern auch elektrische Leistung entsprechend einem Wärmeverlust bei dem Umwandler zugeführt werden muß, wird eine Energiewirksamkeit angesichts dieser Tatsache schlechter. Die Verzerrung der harmonischen Schwingung bei der Schwingungsanzahlsteuerung ist geringer als bei der Phasensteuerung. Der Grund dafür ist der, daß bei der Schwingungsanzahlsteuerung eine Nulldurchgangssteuerung zum Ausführen von EIN/AUS erfolgt, wenn die Leistungsquellenspannung Null oder daherum erreicht, wohingegen bei der Phasensteuerung EIN/AUS bei einer wesentlich höheren Spannung ausgeführt wird.

(Flimmern)

Da die Wärmekapazität bei dem bedarfsorientierten Fixieren gering ist, wird die Genauigkeit der Temperatursteuerung durch häufiges Ändern der elektrischen Leistung verbessert. Dadurch schwankt die elektrische Leistung häufiger als bei den herkömmlichen Fixiereinrichtungen von der Walzenart (bei den Fixiereinrichtungen von der Walzenart gilt zum Beispiel, da die Wärmekapazität groß ist, daß die Temperatur durch bloßes Ändern der elektrischen Leistung alle fünf Sekunden konstant gehalten werden kann; bei dem bedarfsorientierten Fixieren jedoch wird die Temperatur solange nicht konstant gehalten, wie die elektrische Leistung innerhalb einer Sekunde mehrmals geändert wird). Die Änderung beim elektrischen Leistungsverbrauch (Verbrauchsstrom) verursacht die Änderung bei der Leistungsquellenspannung. Wenn insbesondere eine Leistungsquelle mit einer Hochspannungsleitungsimpedanz verwendet wird (zum Beispiel, wenn eine Leistungsquelle fern von einem bei einem elektrischen Pol angeordneten Umwandler eingerichtet ist und ein Widerstand einer Übertragungsleitung zwischen der Leistungsquelle und dem Umwandler groß ist), wird die Leistungsquellenspannung häufig und stark verändert. Folglich flimmern manchmal eine Beleuchtung und/oder Fernsehbildschirme. Das Flimmern aufgrund der Schwingungsanzahlsteuerung ist größer als das Flimmern aufgrund der Phasensteuerung. Dies gilt, weil bei der Phasensteuerung das Flimmern durch menschliche Augen nicht festgestellt werden kann, da die Änderungsfrequenz beim Strom größer als 100 Hz ist; bei der Schwingungsanzahlsteuerung hingegen gilt, wenn die elektrische Leistung durch beispielsweise zehn Schritte gesteuert wird, indem immer zehn Halbwellen in eine jeweilige Gruppe geteilt werden und bei der vorderen Hälfte mehrere Halbwellen eingeschaltet und bei der hinteren Hälfte mehrere Halbwellen ausgeschaltet werden, daß das Flimmern durch die menschlichen Augen festgestellt werden kann, da die Änderungsfrequenz beim Strom etwa 10 Hz beträgt.
Wenn die elektrische Leistung des Erhitzers erhöht wird, wird die Verzerrung der harmonischen Welle und/oder das Flimmern verschlechtert, weil bei einem Leistungseinschalten die Änderung beim Strom erhöht wird.
Die Schrift US-A-5 376 773 offenbart eine Bilderhitzungsvorrichtung, wie bei den Oberbegriffen von Patentansprüchen 1 und 11 definiert. Insbesondere werden Leistungsversorgungsmuster von jeweiligen Erhitzungswiderständen, die einem Binärsystem entsprechen, verwendet, wobei die Leistungsversorgung durch den Gesamtwiderstand der Parallelschaltung der Erhitzungswiderstände bestimmt wird. Somit muß die Anzahl von Widerständen erhöht werden, um eine genauere Steuerung zu erreichen.
In Schrift EP-A-0 668 548 ist weiterhin eine Schwingungsanzahl- Erhitzungssteuerung unter Verwendung eines einzelnen Widerstands offenbart.
Die vorliegende Erfindung will die vorstehend erwähnten Nachteile des Standes der Technik beseitigen und besitzt eine Aufgabe, eine Bilderhitzungsvorrichtung zu schaffen, die eine Verzerrung einer harmonischen Schwingung und ein Flimmern verhindern kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Bilderhitzungsvorrichtung gelöst, wie in Patentanspruch 1 oder 11 definiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht mit Erhitzungskörpern und eine Schaltung zum Steuern von Temperaturen der Erhitzungskörper gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A und 2B Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderständen eingegeben werden, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht mit einem Hauptabschnitt eines Laserdruckers;
Fig. 4 eine Schnittansicht mit einem Hauptabschnitt einer Fixiervorrichtung;
Fig. 5A und 5B Ansichten mit Gesamtstromverläufen, die durch die Erhitzungswiderstände fließen, gemäß ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A und 6B Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7A und 7B Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einer Änderung des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H, 8I und 8J Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E, 9F, 10A, 10B und 10C Ansichten mit Spannungsverläufen, die in einen Erhitzungswiderstand eingegeben werden, gemäß einem Vergleichsbeispiel (bei dem eine Schwingungsanzahlsteuerung eines einzelnen Widerstands mit einem Widerstandswert von 10 Ω ausgeführt wird);
Fig. 11A, 11B, 11C, 11D und 11E Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem Vergleichsbeispiel (bei dem Schwingungsanzahlsteuerungen von zwei Widerständen, die jeweils einen Widerstandswert von 20 (2 besitzen, bei der gleichen Zeitgebung ausgeführt werden);
Fig. 12 eine grafische Darstellung mit einer Beziehung zwischen einer Erhitzungstemperaturabweichung und einer Ausgabe des Erhitzungskörpers;
Fig. 13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G, 13H, 13I und 13J Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14A, 14B, 14C, 14D, 14E, 14F, 14G, 14H, 14I und 14J Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einer Änderung des vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 15A, 15B, 15C, 15D und 15E Ansichten mit Gesamtstromverläufen, die durch die Erhitzungswiderstände fließen, gemäß dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 16A, 16B, 16C und 16D Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17A, 17B, 17C, 17D, 17E, 17F, 17G und 17H Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28A, 28B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G und 18H Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden, gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 eine Schnittansicht mit einem Hauptabschnitt einer herkömmlichen Fixiervorrichtung;
Fig. 20, die aus Fig. 20A und 208 besteht, Blockschaltbilder mit elektrischen Elementen eines Laserstrahldruckers als einem Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 21 ein elektrisches Blockschaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ein Zeitgebungsdiagramm, bei dem eine Stromübertragung eines Fixierungserhitzers phasengesteuert ist, gemäß dem achten Ausführungsbeispiel;
Fig. 23A und 23B Ansichten mit einer Beziehung zwischen einem Stromverlauf und einem elektrischen Leistungsverhältnis und mit einer Beziehung zwischen einem Phasenwinkel nach Start einer Stromübertragung und einem speziellen Stromverlaufsbereich zum Beurteilen einer Klasse D eines Stroms von einer harmonischen Schwingung, wenn eine Phasensteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 24 eine Ansicht mit, für jeden harmonischen Schwingungsgrad, einem maximal zulässigen Strom einer harmonischen Schwingung von einer Klasse A im Falle einer Leistungsquellenspannung von 100 V und einem maximalen Strom einer harmonischen Schwingung, wenn Fixierungserhitzer von 20 Ω parallel verbunden sind und einer von ihnen eine Phasensteuerung besitzt;
Fig. 25 eine Ansicht mit, für jeden harmonischen Schwingungsgrad, einem maximal zulässigen Strom einer harmonischen Schwingung einer Klasse A im Falle einer Leistungsquellenspannung von 100 V, und einem maximalen Strom einer harmonischen Schwingung, wenn ein Fixierungserhitzer von 20 Ω bei einer Temperatur von 120ºC bis 180ºC phasengesteuert ist, und einem maximal zulässigen Strom einer harmonischen Schwingung von einer Klasse D im Falle einer elektrischen Leistung von 100 W;
Fig. 26A, 26B, 26C und 26D Zeitgebungsdiagramme von Stromverläufen, die zu einem Fixierungserhitzer mit einer elektrischen Leistung von 10% oder weniger geführt werden, wenn die vorliegende Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 27 ein Zeitgebungsdiagramm, bei dem eine Stromübertragung eines Fixierungserhitzers phasengesteuert ist und der zu dem Fixierungserhitzer geführte Strom bei jedem halben Zyklus umgekehrt wird, gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28 ein elektrisches Blockschaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 29 ein Zeitgebungsdiagramm, bei dem eine Stromübertragung eines Fixierungserhitzers phasengesteuert ist, gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel;
Fig. 30 eine Ansicht mit einer Beziehung zwischen einem Stromverlauf und einem elektrischen Leistungsverhältnis und mit einer Beziehung zwischen einem Phasenwinkel nach Start einer Stromübertragung und einem speziellen Stromverlaufsbereich zum Beurteilen eines Stroms einer harmonischen Schwingung von einer Klasse D, wenn eine Phasensteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel;
Fig. 31 ein elektrisches Blockschaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts gemäß einem elften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 32 ein elektrisches Blockschaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts gemäß einem erläuternden Beispiel, das durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt ist;
Fig. 33 ein Zeitgebungsdiagramm, bei dem eine Stromübertragung eines Fixierungserhitzers phasengesteuert ist, gemäß dem erläuternden Beispiel;
Fig. 34 eine Ansicht mit, für jeden harmonischen Schwingungsgrad, einem maximal zulässigen Strom einer harmonischen Schwingung von einer Klasse A im Falle einer Leistungsquellenspannung von 100 V und einem maximalen Strom einer harmonischen Schwingung, wenn ein Fixierungserhitzer von 10 Ω phasengesteuert ist;
Fig. 35 ein Zeitgebungsdiagramm, bei dem eine Stromübertragung eines Fixierungserhitzers einer Bilderzeugungsvorrichtung unter einer Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert wird, gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 36A und 36B Ansichten mit einer Beziehung zwischen einem Stromverlauf und einem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 36A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 100% zeigt und Fig. 36B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 80% zeigt;
Fig. 37A und 37B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 37A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 66,7% und Fig. 37B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 60% zeigt;
Fig. 38A und 38B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 38A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 40% und Fig. 38B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 33,3% zeigt;
Fig. 39A und 39B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem zwölften Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 39A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 20% und Fig. 39B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 6,7% zeigt;
Fig. 40A und 40B Ansichten mit einer Beziehung zwischen einem Stromverlauf und einem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 40A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 100% und Fig. 40B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 80% zeigt;
Fig. 41A und 41B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 41A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 66,7% und Fig. 41B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 60% zeigt;
Fig. 42A und 42B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 42A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 40% und Fig. 42B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 33,3% zeigt;
Fig. 43A und 43B Ansichten mit der Beziehung zwischen dem Stromverlauf und dem elektrischen Leistungsverhältnis, wenn die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gemäß dem dreizehnten Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 43A eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 20% und Fig. 43B eine Bedingung im Falle eines elektrischen Leistungsverhältnisses von 6,7% zeigt; und
Fig. 44 ein elektrisches Blockschaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

(Erstes Ausführungsbeispiel)

Nachfolgend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1, 2A, 2B, 3 und 4 erläutert. Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Fixierungserhitzers eines Laserdruckers, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet wird, und zeigt einen Hauptabschnitt einer Schaltung zum Steuern einer Temperatur des Erhitzers. Fig. 2A und 2B Ansichten mit Spannungsverläufen, die in Erhitzungswiderstände eingegeben werden. Fig. 3 eine schematische Schnittansicht mit einem Hauptabschnitt des Laserdruckers unter Verwendung einer Bilderhitzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 ist eine Schnittansicht mit einem Hauptabschnitt einer Fixiervorrichtung einschließlich dem Erhitzer.
Nachfolgend wird auf Fig. 1 verwiesen. Bezugszeichen 600 bezeichnet einen keramischen Erhitzer; Bezugszeichen 601 bezeichnet ein keramisches Substrat; und Bezugszeichen 610, 620 bezeichnen Erhitzungswiderstände. Die Bezugszeichen 611, 621 und 631 bezeichnen Elektroden. Ein Widerstandswert zwischen den Elektroden 631 und 611 und zwischen den Elektroden 631 und 621 wird jeweils zu 20 Ω ausgewählt. Ein Block in gebrochener Linie zeigt eine Rückoberfläche des Erhitzers, der einen temperaturabhängigen Widerstand 640, der über ein Durchgangsloch mit Oberflächenseitenelektroden 641, 642 verbunden ist, enthält. Eine Zentraleinheit (CPU) 100 des Druckers dient zum Steuern von Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 51, 52 ansprechend auf einen Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstands, der über die Elektroden 641, 642 in die Zentraleinheit (CPU) 100 eingegeben wird, um dadurch eine von einer Leistungsquelle 30 zu den Erhitzungswiderständen 610, 620 geführte elektrische Leistung zu steuern.
Es wird nun auf Fig. 3 verwiesen. Bezugszeichen 1 bezeichnet eine organische lichtleitfähige Trommel (Bildträgerelement); Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Ladungswalze (Ladungselement); Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Laserbelichtungseinrichtung; Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Entwicklungseinrichtung; Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Übertragungswalze; Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Erhitzereinheit; und Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Andrückwalze. Durch diese Hauptelemente wird bei einem gut bekannten elektrophotographischen Verfahren ein Bild auf einem Aufzeichnungsblatt 20, das mittels einer Blatttransportwalze 10 von einer Blattkassette 11 zugeführt wird, erzeugt.
In Fig. 4 umfaßt die Erhitzereinheit 6 den in Fig. 1 gezeigten Erhitzer (Erhitzungskörper) 600. Der Erhitzer enthält das hitzebeständige keramische Isolationssubstrat 601, dessen Längsrichtung senkrecht zu einer Transportrichtung des Aufzeichnungsblatts 20 ist und das eine geringe Wärmekapazität besitzt, die Erhitzungswiderstände 610, 620 und einen temperaturabhängigen Widerstand 630. Ein zylindrischer hitzebeständiger Film 650 ist vorgesehen. Der Erhitzer 600 ist durch eine Filmführung 660 in einer derartigen Weise befestigt, daß die Erhitzungswiderstände 610, 620 nach außen gerichtet sind. Die Filmführung wird durch eine Stütze 670 angedrückt. Die Andrückwalze (Andrückelement) 7 besteht aus einem Metallkern 71, einer elastischen Schicht 72 aus Silikongummi und einer Formfreigabeschicht 73 aus Fluorharz. Die Erhitzereinheit 6 wird mittels einer Andrückeinrichtung (nicht gezeigt) mit einem Schichtdruck von 50 bis 200 N gegen die Andrückwalze 7 gedrückt. Weiter wird die Andrückwalze 7 durch eine Treibereinrichtung (nicht gezeigt) in der Aufzeichnungsblatt-Transportrichtung gedreht. Bei dieser Anordnung wird der zylindrische Fixierfilm 650 um die Filmführung 660 gedreht, während er mit der Oberfläche des Erhitzers 600 in Gleitkontakt ist. Während das Aufzeichnungsblatt 20 durch einen Walzenspalt zwischen der temperaturgesteuerten Erhitzereinheit 6 und der Andrückwalze 7 geführt wird, wird ein auf dem Aufzeichnungsblatt 20 erzeugtes Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert.
Die folgende Tabelle 1 zeigt eine Beziehung zwischen einer elektrischen Ausgabeleistung und einem maximalen Strom einer harmonischen Schwingung unter verschiedenen Erhitzeraufbauten und verschiedenen Steuerverfahren. Obwohl bei "Test Nr. 1" eine Ausgabe von 1000 W erhalten werden kann, wird der maximale Strom der harmonischen Schwingung groß. Bei "Test Nr. 2" wird die Ausgabe ungenügend. Bei "Test Nr. 3" wird der maximale Strom der harmonischen Schwingung groß. Bei "Test Nr. 4" gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabe von 1000 W erhalten werden und der maximale Strom der harmonischen Schwingung kann niedriger gedrückt werden. Tabelle 1
(Wert von maximalem Strom von harmonischer Schwingung wird als 1,0 für einen Widerstand von 20 Ω ausgewiesen)
Das heißt, falls bei den herkömmlichen Verfahren versucht wird, die elektrische Leistung des Erhitzers zu steigern, gilt, da eine durch einen Schaltkreis (nicht-lineare Schaltung) fließende Stromstärke gesteigert wird, daß der Strom der harmonischen Schwingung ebenfalls erhöht wird, was eine Verschlechterung der Energiewirksamkeit zur Folge hat. Wie in Fig. 2A und 2B gezeigt, kann im Gegensatz dazu bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel durch stetiges Erhitzen des anderen Erhitzungswiderstands die elektrische Leistung des Erhitzers ohne Erhöhen des Stroms der harmonischen Schwingung gesteigert werden, da die elektrische Erhitzerleistung ohne Erhöhen des durch den Schaltkreis fließenden Stroms gesteigert werden kann. Da weiter die Änderung beim Strom während der elektrischen Leistungssteuerung niedriger gedrückt werden kann, kann das Flimmern im Vergleich zu dem einzelnen Erhitzer von 10 Ω verbessert werden.
Da die Änderung der elektrischen Leistung relativ zur Änderung beim Phasenwinkel gering ist, kann bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine hohe Genauigkeit der elektrischen Leistung erreicht werden, selbst wenn der Phasenwinkel nicht genau gesteuert wird. Das heißt, im Vergleich zu einem Fall, bei dem ein einzelner Widerstand phasengesteuert wird, gilt, wenn zwei Widerstände unabhängig phasengesteuert werden, daß im Falle einer Änderung des Phasenwinkels um einen vorbestimmten Betrag die entsprechende Änderung der elektrischen Leistung halb so groß wie ein derartiger vorbestimmter Betrag wird, was eine korrektere und feinere Steuerung zur Folge hat, um dadurch die Temperaturwelligkeit des Erhitzers zu verringern.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Widerstand 610 bei einer Laufaufwärts-Seite des Widerstands 620 angeordnet, und, während ein Beispiel, daß der Laufaufwärts-Widerstand phasengesteuert ist und der Laufabwärts-Widerstand EIN/AUS-gesteuert ist (um die EIN- oder AUS- Bedingung immer aufrechtzuerhalten), erläutert wurde, kann der Laufabwärts-Widerstand 620 phasengesteuert sein und der Laufaufwärts-Widerstand 610 kann EIN/AUS-gesteuert sein. Weiter gilt, selbst wenn der Widerstand, der stets eingeschaltet ist, unter einem kleinen Phasenwinkel, wie etwa 5º, phasengesteuert ist, oder selbst wenn der Widerstand, der stets ausgeschaltet ist, unter einem großen Phasenwinkel, wie etwa 175º, phasengesteuert ist, kann der gleiche Vorteil erhalten werden. Daneben ist es nicht notwendig, daß die Widerstandswerte der Widerstände 610, 620 gleich sind, sondern der Laufaufwärts- oder Laufabwärts- Widerstand kann einen größeren Widerstandswert als der andere Widerstand besitzen.

(Zweites Ausführungsbeispiel)

Fig. 6(A) und 6(B) zeigen weitere Spannungsverläufe. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der in jeden der Widerstände eingegebene Stromverlauf bei jeder Halbwelle geschaltet, sodaß Durchschnittsströme von Wechselstromverläufen in jeweiligen Zyklen, die durch jeweilige Widerstände fließen, die gleichen werden.
Das heißt, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wenn der Laufaufwärts- oder Laufabwärts-Widerstand stets ein- oder ausgeschaltet ist, werden die durch die Laufaufwärts- und Laufabwärts-Widerstände fließenden Stromstärken mit der Änderung beim elektrischen Leistungsverhältnis eines Erhitzers geändert, was eine Änderung einer Erhitzungsverteilung entlang der Blatttransportrichtung zur Folge hat. Selbst wenn zum Beispiel der Erhitzer durch die gleiche Temperatur gesteuert wird, um die gleiche elektrische Leistung auszugeben, unterscheidet sich folglich die durch den Laufaufwärts-Widerstand fließende Stromstärke von der durch den Laufabwärts-Widerstand fließenden Stromstärke, was eine Änderung der Erhitzungsverteilung zur Folge hat, um dadurch die Fixierungsfähigkeit zu verändern. Bei dem in Fig. 6A und 6B gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel kann ein derartiges Problem mehr oder weniger beseitigt werden. Tabelle 2 (Eine Steuerung wird durch eine in Fig. 2A und 2B gezeigte Eingabespannung ausgeführt) Tabelle 3 (Eine Steuerung wird durch eine in Fig. 6A und 6B gezeigte Eingabespannung ausgeführt)
In Übereinstimmung mit der Untersuchung der Erfinder wurde weiter herausgefunden, daß es empfehlenswert ist, daß die Differenz beim Strom zwischen dem Laufaufwärts-Widerstand und dem Laufabwärts-Widerstand im Durchschnitt gleich wird, bis das Aufzeichnungsblatt den Walzenspalt durchquert. Dies kann durch Austauschen der in Fig. 2A und 2B gezeigten Eingabespannungsverläufe innerhalb einer Hälfte der Zeitperiode erreicht werden, wenn das Aufzeichnungsblatt den Walzenspalt durchquert. Falls die Eingabespannungsverläufe für eine längere Zeitperiode ausgetauscht sind, wird aufgrund der Änderung bei der Erhitzungsverteilung entlang der Blatttransportrichtung eine Fixierungsungleichmäßigkeit und eine Glättungsungleichmäßigkeit auf dem Aufzeichnungsblatt auftreten.

Tabelle 4

Eingabespannungs-Austauschzeit Glättungsungleichmäßigkeit

0,5 gut
1,0 gut
1,5 durchschnittlich
2,0 durchschnittlich
3,0 schlecht
(Eingabespannungs-Austauschzeit ist für eine Hälfte einer Walzenspalt-Durchquerungszeitperiode als 1,0 dargestellt)
Durch Verringern der Differenz beim angelegten Strom zwischen den Widerständen innerhalb der Walzenspalt-Durchquerungszeitperiode wird, wie vorstehend erwähnt, die Erhitzungsverteilung selbst bei einer Änderung der Leistungsquellenspannung wegen der Änderung bei einem Übertragungsverhältnis des Erhitzers nicht geändert, um dadurch die Fixierungsfähigkeit zu stabilisieren.
Wenn weiter die in Fig. 2A und 2B gezeigten Eingabespannungsverläufe durch eine Halbwelle zwischen mehreren Halbwellen ausgetauscht werden, werden die durchschnittlichen Ströme der Widerstände nicht gleich. Obwohl sich der Vorteil im Vergleich zum zweiten Ausführungsbeispiel verringert, wird die Fixierungsfähigkeit im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel verbessert. In Fig. 7A und 7B zum Beispiel werden die Eingabespannungsverläufe durch eine Halbwelle zwischen vier Halbwellen ausgetauscht.
Fig. 5A, 5B, 6A, 6B und 7A, 7B zeigen Gesamtstromverläufe bei den in Fig. 2A, 2B, 6A, 6B, 7A bzw. 7B gezeigten Ausführungsbeispielen. Auf diese Weise sind die Gesamtstromverläufe bei den in Fig. 2A, 2B, 6A, 6B, 7A und 7B gezeigten Ausführungsbeispielen die gleichen und das Auftreten des Stroms der harmonischen Schwingung kann unterdrückt werden, wie bei dem Fall, bei dem der einzelne Widerstand von 20 Ω phasengesteuert ist.

(Drittes Ausführungsbeispiel)

Fig. 8A bis 8J zeigen Eingabespannungsverläufe, wenn die Widerstände 610, 620 unter einer Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert werden. Beide Widerstände werden bei jeder Halbwelle EIN/AUS-gesteuert (fünf Halbwellen bilden einen Zyklus). Wenn die Widerstände unter einer Ausgabe von 100% bis 60% verwendet werden, wird der Widerstand 620 immer eingeschaltet, und wenn sie unter einer Ausgabe von 0 bis 50% verwendet werden, wird der Widerstand 620 stets ausgeschaltet.
Im Vergleich mit einem Fall, bei dem ein einzelner Widerstand von 10 Ω unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert wird, wie bei Fig. 9A bis 9E und Fig. 10A bis 10C gezeigt, oder einem Fall, bei dem zwei Widerstände von 20 Ω bei dem gleichen Stromübertragungsmuster wie in Fig. 11A bis 11E gezeigt gesteuert werden, gilt, wie vorstehend erwähnt, wenn zwei Widerstände von 20 Ω parallel angeordnet sind und einer der Widerstände immer ein- oder ausgeschaltet ist, daß das Flimmern in der gleichen Größenordnung wie beim einzelnen Erhitzer von 20 Ω unterdrückt werden kann, während die Ausgabe entsprechend dem einzelnen Erhitzer von 10 Ω erhalten wird. Tabelle 5
(Flimmern wird für einen Widerstand von 20 Ω als 1,0 dargestellt. Flimmern wird durch einen Flimmermesser gemessen)
Das heißt, falls bei den herkömmlichen Verfahren versucht wird, die elektrische Leistung des Erhitzers zu erhöhen, wird die Änderung beim Strom bei EIN/AUS vergrößert, um dadurch das Flimmern zu verschlechtern. Im Gegensatz dazu gilt bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel, da einer der Widerstände immer ein- oder ausgeschaltet ist, daß die elektrische Erhitzerleistung ohne Erhöhen der Änderung beim Strom bei EIN/AUS gesteigert werden kann, was zur Folge hat, daß die elektrische Leistung des Erhitzers ohne Vergrößern des Flimmerns erhöht werden kann.
Selbst wenn bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung klein ist, kann eine genaue elektrische Leistungssteuerung erfolgen, um dadurch die Temperaturwelligkeit zu verringern.
Die Temperatursteuerung des Erhitzers wird durch proportionale Steuerung ausgeführt, bei der die Ausgabe des Erhitzers gemäß einer relativen Abweichung zu einer Zieltemperatur geändert wird, zum Beispiel wie in Fig. 12 gezeigt. Allgemein gilt, je kürzer eine Dauer der Erhitzerausgabe ist (zum Beispiel 10% Dauer anstatt 20%, und 5% Dauer anstatt 10%), desto einfacher kann die Temperaturwelligkeit verringert werden. Wenn jedoch die elektrische Leistungssteuerung durch die Schwingungsanzahlsteuerung ausgeführt wird, gilt, falls versucht wird, den elektrischen Leistungspegel durch fünf Schritte mit 20% Dauer einzustellen, wie in Fig. 10A bis 10C gezeigt, daß der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung fünf Halbwellen haben wird; wohingegen, falls versucht wird, den elektrischen Leistungspegel durch zehn Schritte mit 10% Dauer einzustellen, wie in Fig. 9A bis 9E gezeigt, wird der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung zehn Halbwellen besitzen. Somit gilt, je feiner die elektrische Leistungssteuerung, desto länger der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung, was eine Verschlechterung der Antwort der Steuerung zur Folge hat, um dadurch die Temperaturwelligkeit zu vergrößern. Falls umgekehrt der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung verkürzt wird (zum Beispiel, um fünf Halbwellen zu bekommen), um die Antwort der Steuerung zu verbessern, wird der elektrische Leistungspegel grob (20% Dauer), was eine feine Einstellung der elektrischen Leistung unmöglich macht, um dadurch die Temperaturwelligkeit zu verschlechtern.
Wenn im Gegensatz dazu zwei Widerstände unter der Schwingungsanzahlsteuerung bei verschiedenen Stromübertragungsmustern gesteuert werden, gilt, selbst wenn der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung kurz ist, daß ein zweifacher elektrischer Leistungspegel eingestellt werden kann, da zwei Widerstände vorhanden sind, und somit kann die Antwort der Steuerung verbessert und die Feineinstellung der elektrischen Leistung verwirklicht werden, um dadurch die Temperaturwelligkeit zu verringern. Tabelle 6
Während bei dem in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ein Beispiel, bei dem der Widerstand 610 bei der Laufaufwärtsseite des Walzenspalts und der Widerstand 620 bei der Laufabwärtsseite des Walzenspalts angeordnet ist und lediglich der Laufaufwärts-Widerstand unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert wird und der Laufabwärts-Widerstand immer ein- oder ausgeschaltet ist, erläutert wurde, kann der Laufabwärts-Widerstand unter der Schwingungsanzahlsteuerung alleine gesteuert werden und der Laufaufwärts-Widerstand kann immer ein- oder ausgeschaltet sein.
Weiter ist es nicht erforderlich, daß die Widerstandswerte von zwei Erhitzungswiderständen gleich sind, sondern diese Werte können sich voneinander unterscheiden.

(Viertes Ausführungsbeispiel)

Fig. 13A bis 13J zeigen weitere Eingabespannungsverläufe. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Eingabespannung in die Widerstände, wie in Fig. 8A bis 8J gezeigt, bei jedem Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung ausgetauscht, sodaß durch die Widerstände fließende Gesamtströme im wesentlichen gleich sind.
Das heißt, wie in Fig. 8A bis 8J gezeigt, wenn der Laufaufwärts-Widerstand oder der Laufabwärts-Widerstand immer ein- oder ausgeschaltet sind, werden die durch den Laufaufwärts- und Laufabwärts-Widerstand fließenden Stromstärken in Übereinstimmung mit dem Stromübertragungsverhältnis des Erhitzers geändert, was ebenfalls eine Änderung der Erhitzungsverteilung des Erhitzers entlang der Blatttransportrichtung zur Folge hat. Selbst wenn der Erhitzer bei der gleichen Temperatur gesteuert wird, um die gleiche elektrische Leistung auszugeben, werden somit die Stromstärken des Laufaufwärts- und Laufabwärts-Widerstands in Abhängigkeit von der Größe der Leistungsquellenspannung geändert, was eine Änderung der Erhitzungsverteilung zur Folge hat, um dadurch die Fixierungsfähigkeit zu verschlechtern. Das in Fig. 13A bis 13J gezeigte Ausführungsbeispiel kann ein derartiges Problem beseitigen. Tabelle 7 (Durch eine in Fig. 8A bis 8J gezeigte Eingabespannung wird eine Steuerung ausgeführt) Tabelle 8 (Durch eine in Fig. 13A bis 13J gezeigte Eingabespannung wird eine Steuerung ausgeführt)
In Übereinstimmung mit der Untersuchung der Erfinder wurde weiter herausgefunden, daß es empfehlenswert ist, daß die Differenz beim Strom zwischen dem Laufaufwärts-Widerstand und Laufabwärts- Widerstand im Durchschnitt gleich wird, bis das Aufzeichnungsblatt den Walzenspalt durchquert. Dies kann durch Austauschen der in Fig. 8A bis 8J gezeigten Eingabespannungsverläufe innerhalb einer halben Zeitperiode, wenn das Aufzeichnungsblatt den Walzenspalt durchquert, erreicht werden. Bei dem in Fig. 13A bis 13J gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Austauschzeit, das heißt, der Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung, ausgewählt, um kürzer als die Walzenspalt-Durchquerungszeitperiode zu werden. Falls die Eingabespannungsverläufe bei einer längeren Zeitperiode ausgetauscht werden, wird aufgrund der Änderung bei der Erhitzungsverteilung entlang der Blatttransportrichtung eine Fixierungsungleichmäßigkeit und eine Glättungsungleichmäßigkeit auf dem Aufzeichnungsblatt auftreten.

Tabelle 9

Eingabespannungs-Austauschzeit Glättungsungleichmäßigkeit

1,0 gut
2,0 mittel
3,0 schlecht
(Eine Eingabespannungs-Austauschzeit ist für eine Hälfte einer Walzenspalt-Durchquerungszeitperiode als 1,0 dargestellt)
In Fig. 14A bis 14J werden die Eingabespannungen von beiden Widerständen abwechselnd ausgetauscht, ungleich dem in Fig. 8A bis 8J gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem einer der Widerstände in manchen Fällen ausgeschaltet ist. Bei dem in Fig. 14A bis 14J gezeigten Fall tritt die Glättungsungleichmäßigkeit im Vergleich zu dem in Fig. 13A bis 13J gezeigten Fall kaum auf. Das heißt, da in Fig. 13A bis 13J die mittlere Stromdifferenz zwischen den Widerständen für zwei Zyklen zu Null gemacht wird, indem das Stromübertragungsmuster für jeden Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung ausgetauscht wird, ist die mittlere Stromdifferenz zwischen den Widerständen bei einem Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung groß. Während der Stromübertragung von 50% beispielsweise ist die Stromdifferenz entsprechend fünf Halbwellen. Im Gegensatz dazu wird in Fig. 14A bis 14J die Stromdifferenz zwischen den Widerständen innerhalb eines Zyklus der Schwingungsanzahlsteuerung auf eine Halbwelle oder weniger gedrückt. Da auf diese Weise die Stromdifferenz zwischen den Widerständen für eine kurze Zeit gering ist, gilt, selbst wenn eine Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit hoch ist und somit selbst wenn die Walzenspalt-Durchquerungszeitperiode kurz ist, daß die Glättungsungleichmäßigkeit kaum auftritt.
Fig. 15A bis 15F zeigen Gesamtstromverläufe bei den in Fig. 8A bis 8J, Fig. 13A bis 13J und Fig. 14A bis 14J gezeigten Ausführungsbeispielen. Bei den in Fig. 8A bis 8J, Fig. 13A bis 13J und Fig. 14A bis 14J gezeigten Ausführungsbeispielen sind auf diese Weise die Gesamtstromverläufe die gleichen und der Flimmerpegel kann auf ein geringeres Maß gedrückt werden.

(Fünftes Ausführungsbeispiel)

Bei in Fig. 16A bis 16D gezeigten Eingabespannungsverläufen wird der Widerstand 610 phasengesteuert und der Widerstand 620 wird unter der Schwingungsanzahlsteuerung, bei der ein Zyklus drei Halbwellen beinhaltet, gesteuert. Während der Ausgabe von 100 bis 50% wird der Widerstand 610 durch den Phasenwinkel von 0º bis 90º gesteuert, und während der Ausgabe von 0 bis 50% wird der Widerstand 610 durch den Phasenwinkel von 90º bis 180º gesteuert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Stromübertragungs- Phasenwinkel des Widerstands 610 bei der Ausgabe von 83 bis 50% kleiner gemacht werden, und im Vergleich zu dem in Fig. 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Strom der harmonischen Schwingung ebenso kleiner gemacht werden (weil allgemein gilt, je kleiner der Stromübertragungs-Phasenwinkel, desto kleiner der Strom der harmonischen Schwingung). Es sollte beachtet werden, daß der Strom der harmonischen Schwingung kleiner ist als der, der durch die Phasensteuerung unter Verwendung des einzelnen Erhitzers von 10 Ω erzeugt wird, und daß das Flimmern kleiner ist als das, das durch die Schwingungsanzahlsteuerung unter Verwendung des einzelnen Erhitzers von 10 erzeugt wird. Im Vergleich zu dem in Fig. 8A bis 8J gezeigten Ausführungsbeispiel gilt weiter, da die elektrische Leistung kontinuierlich geändert werden kann und der Schwingungsanzahlsteuerzyklus des Widerstands 620 kurz ist, daß die Steuerantwort verbessert und die Temperaturwelligkeit geringer gemacht werden kann.
Wenn in Fig. 16A bis 16D beispielsweise, wie vorstehend erwähnt, die Stromübertragungsmuster der Widerstände 610, 620 entsprechend dem Schwingungsanzahlsteuerzyklus des Widerstands 620 bei einer Dauer von drei Halbwellen ausgetauscht werden, wird die Temperaturverteilung des Erhitzers gemäß dem Ausgabewert nicht geändert, und daher wird die Fixierungsfähigkeit aufgrund der Änderung bei der Leistungsquellenspannung nicht geändert.

(Sechstes Ausführungsbeispiel)

Bei einem in Fig. 17A bis 17H gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Schwingungsanzahlsteuerung bei einem Zyklus, der durch vier Halbwellen gebildet wird, ausgeführt, und lediglich zwei Halbwellen werden bei einem Phasenwinkel von 0º bis 90º phasengesteuert. So wie die elektrische Leistung abnimmt, gilt, wenn der Phasenwinkel des phasengesteuerten Abschnitts 90º erreicht, daß eine Halbwelle, die nicht phasengesteuert ist, ausgeschaltet wird, um dadurch den Phasenwinkel des phasengesteuerten Abschnitts auf Null zurückzubringen.
Im Vergleich zu dem in Fig. 16A bis 16D gezeigten Ausführungsbeispiel gilt, da der phasengesteuerte Abschnitt kleiner ist, daß der Strom der harmonischen Schwingung gering ist. In Fig. 16A bis 16D wird weiter der Strom der harmonischen Schwingung lediglich innerhalb der Ausgabe von 100 bis 50% verbessert, im Vergleich zu Fig. 2A und 2B. Da der phasengesteuerte Abschnitt innerhalb eines breiten Ausgabebereichs zwischen 100% und 12,5% kleiner ist, wird bei dem in Fig. 17A bis 17H gezeigten Ausführungsbeispiel der Strom der harmonischen Schwingung gering.

(Siebtes Ausführungsbeispiel)

Bei einem in Fig. 18A bis 18H gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Schwingungsanzahlsteuerung bei einem durch vier Halbwellen gebildeten Zyklus ausgeführt, und lediglich eine Halbwelle wird unter einem Phasenwinkel von 0º bis 180º phasengesteuert. Weiter gilt, die Stromdifferenz zwischen den Widerständen ist kleiner als eine Halbwelle innerhalb des Zyklus von vier Halbwellen. So wie die elektrische Leistung abnimmt, gilt, wenn der Phasenwinkel des phasengesteuerten Abschnitts 180º erreicht, daß eine Halbwelle, die nicht phasengesteuert ist, ausgeschaltet wird, um dadurch den Phasenwinkel des phasengesteuerten Abschnitts auf Null zurückzubringen.
Im Vergleich zu dem in Fig. 16A bis 16D gezeigten Ausführungsbeispiel gilt, da der phasengesteuerte Abschnitt kleiner ist, daß der Strom der harmonischen Schwingung klein ist. In Fig. 16A bis 16D gilt weiter, daß der Strom der harmonischen Schwingung lediglich innerhalb der Ausgabe von 100 bis 50% im Vergleich zu Fig. 2A und 2B verbessert wird. Bei dem in Fig. 17A bis 17H gezeigten Ausführungsbeispiel gilt im Gegensatz dazu, da der phasengesteuerte Abschnitt innerhalb eines breiten Ausgabebereichs zwischen 100% und 12,5% kleiner ist, daß der Strom der harmonischen Schwingung gering wird.
Während ein Beispiel für die Verwendung von zwei Widerständen erläutert wurde, sollte beachtet werden, daß selbst bei Verwendung von drei oder mehr Widerständen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der gleiche Vorteil wie bei der Verwendung von zwei Widerständen erreicht werden kann.
Als nächstes werden die weiteren Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die die Verzerrung der harmonischen Schwingung unterdrücken kann, erläutert.

(Achtes Ausführungsbeispiel)

Fig. 20A und 20B sind Blockschaltbilder mit elektrischen Elementen eines Laserstrahldruckers als einem Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung, bei der eine Bilderhitzungsvorrichtung (Fixiervorrichtung) montiert ist, und Fig. 21 ist ein elektrisches Schaltbild eines Erhitzersteuerabschnitts des Laserstrahldruckers.
In Fig. 20A und 20B bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Leistungsquellenschalter zum Ein- und Ausschalten einer Leistungsquelle der Bilderzeugungsvorrichtung; Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Störfilter zum Verringern einer Störung (erzeugt durch die Bilderzeugungsvorrichtung), sodaß die Störung nicht zu einer Wechselstromleitung übertragen wird; und Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Fixiersteuerung, die durch eine Vorrichtungssteuerung 105 gesteuert wird. Die Fixiersteuerung dient zum Erfassen einer Temperatur einer Fixiereinrichtung zum Ausführen eines thermischen Fixierens über einen Temperatursensor 5 und zum Steuern von Strom zu einer Erhitzungseinrichtung (Fixierungserhitzer) 119, sodaß die Temperatur der Fixiereinrichtung konstant gehalten wird. Die Vorrichtungssteuerung 105 dient zum Steuern der gesamten Bilderzeugungsvorrichtung und enthält eine Zentraleinheit (CPU) 105 als eine Steuereinrichtung, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 105b und einen Nur-Lesespeicher (ROM) 105c. Eine Niederspannungs-Leistungsquelleneinheit 4 zum Versorgen mit Niederspannung ist mit der Vorrichtungssteuerung 105 und einem Videosteuerabschnitt 100 verbunden. Die Fixiersteuerung 3 und die Zentraleinheit (CPU) 105a bilden eine Stromsteuereinrichtung.
Daneben bezeichnet Bezugszeichen 7 in Fig. 20A und 20B einen Lüftermotortreiber (gesteuert durch die Vorrichtungssteuerung 105), der zum Treiben eines Lüftermotors 6 dient; Bezugszeichen 9 bezeichnet eine BD-Schaltung zum Emittieren eines Horizontalsynchronsignals ansprechend auf ein Signal von einem Lichtempfangselement 8 (das Laserlicht empfängt); Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Hochspannungs-Leistungsquelle zum Führen einer Hochspannung zu einer ersten Ladeeinrichtung 111 (zum Laden einer lichtleitfähigen Trommel 112), einer Entwicklungseinrichtung 113 und einer Übertragungswalze 114; Bezugszeichen 22 bezeichnet eine Aufnehmermagnetspule; und Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Nulldurchgangs-Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines Nulldurchgangs-Erfassungsbereichs (von mehreren Volt oberhalb des Nulldurchgangspunkts der Leistungsquellenspannung bis zu mehreren Volt unterhalb des Nulldurchgangspunkts) und zum Ausgeben eines Nulldurchgangssignals in Übereinstimmung mit dem Nulldurchgangs- Erfassungsbereich. Bezugszeichen 106 bezeichnet einen Lasertreiber zum Treiben einer Laserdiode 107; Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Abtastermotortreiber zum Treiben eines Abtastermotors 11; Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Hauptmotortreiber zum Treiben eines Hauptmotors 13 zum Drehen der lichtleitfähigen Trommel (trommelförmiges elektrophotographisches lichtleitfähiges Bildträgerelement) 112; Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Blattgrößensensor; Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Blatt- Vorhanden/Fehlen-Sensor; Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Türsensor; Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Blattzuführungssensor; Bezugszeichen 19 bezeichnet einen Blattauswurfsensor; Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Kassettensensor; Bezugszeichen 21 bezeichnet einen Videoschnittstellen-Schaltungsabschnitt zum Führen eines Videosignals von dem Steuerabschnitt 100 über die Vorrichtungssteuerung 105 zu dem Lasertreiber 106; und Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Nulldurchgangs-Erfassungsabschnitt zum Erfassen des Nulldurchgangspunkts der Leistungsquellenspannung. Eine Videosteuerung 103 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 103a, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) 103b, einen Nur-Lesespeicher (ROM) 103c, einen Puffer 103d und ein nicht-flüchtiges Speichermittel 103e.
Wie in Fig. 21 weiter gezeigt, enthält der Erhitzersteuerabschnitt den Temperatursensor (Temperaturerfassungseinrichtung) zum Erfassen von Temperaturen von Fixierungserhitzern (Erhitzungswiderständen) 119a, 119b, die durch Teilen der Erhitzungseinrichtung erhalten werden. Zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b geführte Ströme werden durch eine Steuerzeitgebung zum Einschalten von Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d (mittels der Zentraleinheit (CPU) 105a) über elektronische Relais (SSR) 3a, 3b auf der Grundlage der durch den Temperatursensor 5 erfaßten Temperaturen gesteuert. Die Fixierungserhitzer 119a, 119b sind parallel verbunden, und die Zweirichtungs- Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d zum Steuern des zugeführten Stroms sind mit den Fixierungserhitzern 119a bzw. 119b verbunden. In diesem Falle werden Widerstandswerte der Fixierungserhitzer 119a, 119b beide zu 20 Ω ausgewählt. Als Signale zum Steuern der Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d gibt die Zentraleinheit (CPU) 105a Erhitzersteuersignale A, B aus, wie in Fig. 22 gezeigt. Die Fixiersteuerung 3 enthält die elektronischen Relais 3a, 3b und die Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs 3a, 3d).
Fig. 22 zeigt eine Beziehung zwischen einem Spannungsverlauf einer Netzleistungsquelle und einem Stromverlauf des Erhitzers. Der Nulldurchgangs-Erfassungsabschnitt 23 erfaßt den Nulldurchgangs-Erfassungsbereich (von mehreren Volt oberhalb des Nulldurchgangspunkts der Leistungsquellenspannung bis zu mehreren Volt unterhalb des Nulldurchgangspunkts) und gibt das Nulldurchgangssignal in Übereinstimmung mit dem Nulldurchgangs-Erfassungsbereich aus. Die Zentraleinheit (CPU) 105a berechnet zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b geführte Stromstärken, um eine Fixierungswalze 117 auf der Grundlage von durch den Temperatursensor 5 erfaßter Temperaturinformation auf eine vorbestimmte Oberflächentemperatur zu bringen, und gibt die Erhitzersteuersignale A, B auf der Grundlage der berechneten Stromstärken und dem Nulldurchgangssignal aus. Die Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d werden getriggert, sodaß, wenn die Erhitzersteuersignale A, B sich auf hohem Pegel befinden, die elektronischen Relais 3a, 3b ausgelöst werden, um den Strom zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b zu führen. Das heißt, das Erhitzersteuersignal A steuert die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 3c über das elektronische Relais 3a, um den zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Strom zu steuern, und das Erhitzersteuersignal B steuert die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 3d über das elektronische Relais 3b, um den zu dem Fixierungserhitzer 119b geführten Strom zu steuern. Wie in Fig. 23A und 23B gezeigt, besitzt der zu beiden Fixierungserhitzern 119a, 119b geführte Strom einen Verlauf, der der Summe aus dem zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Strom (Phasensteuerverlauf, der von einem bestimmten Phasenwinkel bei einer Sinuswelle zugeführt wird) und dem zu dem Fixierungserhitzer 11% geführten Strom entspricht. Demgemäß wird der von der Netzleistungsquelle zu der Bilderzeugungsvorrichtung geführte Strom zu dem zu beiden Fixierungserhitzern 119a, 119b geführten Stromverlauf. Der zu dem Fixierungserhitzer 119a geführte Strom wird phasengesteuert und der zu dem Fixierungserhitzer 119b geführte Strom wird unter einer EIN/AUS-Steuerung gesteuert, bei der bestimmt wird, ob der Strom bei jeder Halbwelle zugeführt wird oder nicht.
Fig. 23A und 23B sind Ansichten mit einer Beziehung zwischen den zu den Fixierungserhitzern geführten Stromverläufen und einem elektrischen Leistungsverbrauch der Fixierungserhitzer. In Fig. 23A und 23B sind Beziehungen zwischen den Stromverläufen und dem Phasenwinkel und dem speziellen Stromverlaufsbereich für Beurteilungsklasse D gezeigt, wenn der elektrische Leistungsverbrauch des Fixierungserhitzers 119a um stets 5% geändert wird (Um den Strom der harmonischen Schwingung und einen Nennwert des Stroms der harmonischen Schwingung, der durch Ausführen der Phasensteuerung erzeugt wird, zu erläutern, wird aus Einfachheitsgründen der Fixierungserhitzer (die Fixierungserhitzer) von 20 Ω beschrieben).
Fig. 24 ist eine grafische Darstellung mit einer Beziehung zwischen einem maximalen Wert des Stroms der harmonischen Schwingung und einem maximal zulässigen Strom einer harmonischen Schwingung der Klasse A, wenn die Fixierungserhitzer von 20 Ω parallel verbunden sind und einer der Erhitzer phasengesteuert ist, wie in Fig. 23A und 23B gezeigt. Grade harmonischer Schwingungen zeigen Grade einer Fourierreihe an, angesichts einer zyklischen Stromstärke, und beim Nennbetrieb des Stroms der harmonischen Schwingung wird zwischen 2 Grad und 40 Grad die Klasse A definiert. Als ein Bezug zeigt Fig. 34 eine Beziehung zwischen dem maximalen Strom der harmonischen Schwingung und der Klasse A, wenn ein einzelner Erhitzer von 10 Ω phasengesteuert ist. Wie in Fig. 34 gezeigt, überschreitet der Strom der harmonischen Schwingung mit ungeraden Gradzahlen zwischen 9 und 39 zwischen dem Strom der harmonischen Schwingung, der durch den Erhitzer fließt, die Klasse A.
Fig. 25 ist eine grafische Darstellung mit einer Beziehung zwischen dem maximal zulässigen Strom der harmonischen Schwingung der Klasse A und einer Klasse D unterhalb der elektrischen Leistung von 100 W, wenn die Ströme der Fixierungserhitzer wie in Fig. 23A und 23B gezeigt gesteuert werden. Betrachtet man die Klasse D, so gilt, da ihr Nennwert gemäß dem elektrischen Leistungsverbrauch in Verbindung mit den ungeraden Gradzahlen zwischen 3 und 39 geändert wird, daß der Wert bei der elektrischen Leistung von 100 W gezeigt ist. Wenn die Fixierungserhitzer phasengesteuert sind, gilt, da die Größe des Stroms der harmonischen Schwingung mit der Phase geändert wird, daß ihre Maximalwerte bei dem Phasenwinkel (120º bis 180º) unterhalb der elektrischen Leistung von 100 W gezeigt sind.
Wenn der Strom zu lediglich einem der Fixierungserhitzer von 20 Ω geführt wird, entspricht der Phasenwinkel von 120º einer elektrischen Leistung von 10% bei einer Wechselspannung von 100 V, wie in Fig. 23A und 23B gezeigt. Demgemäß kann die elektrische Leistung P(120) bei dem Phasenwinkel von 120º wie folgt dargestellt werden:
P = (100V·100V)/{20Ω·20Ω/(20Ω + 20Ω)} = 100V·100V/10Ω = 1000 (W)
P(120) = P·10% = 100 (W)
Somit entspricht dies dem Strom der harmonischen Schwingung, der bei 100 W durch den Fixierungserhitzer fließt.
Wie in Fig. 23A und 23B gezeigt, im Vergleich zu dem maximal zulässigen Strom der harmonischen Schwingung der Klasse A und den Maximalwerten des Stroms der harmonischen Schwingung bei allen Phasenwinkeln, wenn einer der Fixierungserhitzer von 20 Ω, die parallel verbunden sind, phasengesteuert ist, gilt, da der Strom der harmonischen Schwingung, der durch den Fixierungserhitzer 119a fließt, kleiner als der maximal zulässige Strom der harmonischen Schwingung der Klasse A ist, daß der Strom der harmonischen Schwingung, der durch den Fixierungserhitzer 119a fließt, den maximal zulässigen Nennstrom der harmonischen Schwingung der Klasse A löschen kann. Wie in Fig. 23A und 23B jedoch gezeigt, wenn man zwischen dem Strom der harmonischen Schwingung, der durch den Fixierungserhitzer 119a fließt, den Strom der harmonischen Schwingung bei dem Phasenwinkel größer 120º betrachtet, so gilt, da der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a innerhalb des speziellen Stromverlaufsbereichs zum Beurteilen der Klasse D enthalten ist, daß der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a an den Nennbetrieb des maximal zulässigen Stroms der harmonischen Schwingung der Klasse D angepaßt werden muß, um den Nennbetrieb der Klasse D zu erfüllen. Wenn demgemäß der maximal zulässige Strom der harmonischen Schwingung der Klasse D bei der elektrischen Verbrauchsleistung von 100 W mit dem Strom der harmonischen Schwingung bei dem Phasenwinkel von 120º verglichen wird, so gilt, da der Strom der harmonischen Schwingung bei dem Phasenwinkel von 120º den maximal zulässigen Strom der harmonischen Schwingung der Klasse D überschreitet, daß der Fixierungserhitzer bei einem größeren Phasenwinkel als 120º nicht gesteuert werden kann. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel gilt somit, wie in Fig. 26A, 26B gezeigt, daß der Fixierungserhitzer temperaturgesteuert ist, indem der Strom durch den Erhitzer fließt.
Fig. 26A bis 26D zeigen Verfahren zum Steuern der Fixierungserhitzer, wenn der Phasenwinkel bei der elektrischen Leistung von 100 W kleiner als 120º ist. In Fig. 26A bis 26D wird bei 10% elektrischer Leistung (100 W) der Strom bei dem Phasenwinkel von 120º bei 10% elektrischer Leistung zu den Fixierungserhitzern geführt. Bei 8% elektrischer Leistung (80 W) wird der Strom bei dem Phasenwinkel von 120º bei 10% elektrischer Leistung zu den Fixierungserhitzern geführt, und 1/5 des Stroms wird nicht zu den Fixierungserhitzern geführt. Betrachtet man folglich die elektrische Leistung bei dem Zyklus von fünf Halbwellen, so wird die elektrische Leistung von 8% als zu den Erhitzern geführt betrachtet. In ähnlicher Weise wird bei 6% elektrischer Leistung (60 W) 2/5 des Stroms nicht zu den Fixierungserhitzern geführt, und bei 4% elektrischer Leistung (40 W) wird 3/5 des Stroms nicht zu den Fixierungserhitzern geführt (jedoch wird heutzutage die elektrische Leistung, die weniger als 75 W beträgt, nicht geregelt). Um eine Neigung oder eine Versetzung der Stromflußrichtung zu verhindern, werden ein Stromfluß in einer normalen Richtung und ein Stromfluß in einer umgekehrten Richtung ausgeglichen.

(Neuntes Ausführungsbeispiel)

Bei dem achten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel, bei dem die Phasensteuerung durch die Erhitzersteuerschaltung (Stromsteuereinrichtung) 3A mit dem elektronischen Relais 3a und der Zweirichtungs-Thyristortriode 3c ausgeführt wird, und die EIN/AUS-Steuerung durch die Erhitzersteuerschaltung (Stromsteuereinrichtung) 3B mit dem elektronischen Relais 3b und der Zweirichtungs-Thyristortriode 3d ausgeführt wird, erläutert. Bei einem in Fig. 27 gezeigten neunten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die zu dem Fixierungserhitzer 119a und dem Fixierungserhitzer 119b geführten Ströme durch Schalten des Stroms bei jeder Halbwelle mittels der Zentraleinheit (CPU) 105a unter Verwendung des in Fig. 21 gezeigten Erhitzersteuerabschnitts gesteuert. Folglich können Erhitzungsmengen der Fixierungserhitzer 119a, 119b gemittelt oder vereinheitlicht werden.
Um ein Stromgefälle oder eine Versetzung des Stromflusses durch die Zweirichtungs-Thyristortrioden 3c, 3d zu verhindern, können die zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b geführten Ströme bei jedem Zyklus geschaltet werden.

(Zehntes Ausführungsbeispiel)

Fig. 28 ist ein Schaltbild einer Fixiersteuerung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Um eine Erläuterung zu vereinfachen, werden der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119a und der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119b so eingestellt, daß das Verhältnis 1 : 2 wird. Beispielsweise wird der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119a zu 10 Ω ausgewählt und der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119b wird zu 20 Ω ausgewählt. Bei der Erhitzersteuerschaltung 3B zum Beispiel wird ein Transistor oder ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) als ein Schaltelement verwendet, und bei der Erhitzersteuerschaltung 3A wird die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) als ein Schaltelement verwendet. Da bei dieser Anordnung die Erhitzersteuerschaltung 3B den Transistor oder den MOSFET verwendet, kann der Strom unterhalb des Nulldurchgangspunkts der Spannung ausgeschaltet werden, und da die Erhitzersteuerschaltung 3A die Zweirichtungs- Thyristortriode (Triac) verwendet, kann der Strom bei dem Nulldurchgangspunkt der Spannung nicht ausgeschaltet werden.
Fig. 29 zeigt eine Spannung, Erhitzersteuersignale A, B, einen Stromverlauf und ein Nulldurchgangssignal, wenn die in Fig. 28 gezeigte Schaltung verwendet wird. Es soll nun die Stromsteuerung gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf Fig. 29 erläutert werden. Nachdem das Nulldurchgangssignal den ersten hohen Pegel (H-Pegel) annimmt, wird das Erhitzersteuersignal B eingeschaltet, um dadurch den Strom zu dem Fixierungserhitzer 119b zu führen. Wenn das Erhitzersteuersignal A eingeschaltet ist, wird gleichzeitig das Erhitzersteuersignal B ausgeschaltet. Das Erhitzersteuersignal A wird weiter in einem EIN-Zustand gehalten, bis das Nulldurchgangssignal den zweiten hohen Pegel annimmt. Zur gleichen Zeit, wenn das Nulldurchgangssignal den zweiten hohen Pegel annimmt, wird das Erhitzersteuersignal A bei der nächsten Halbwelle eingeschaltet, um dadurch ebenfalls den Strom zu dem Fixierungserhitzer 119a zu führen. Wenn danach das Nulldurchgangssignal den dritten hohen Pegel annimmt, werden beide Stromsteuersignale A, B ausgeschaltet. Bei der nächsten Halbwelle wird der gleiche Ablauf wiederholt, aber die Zeitgebung zum Einschalten des Stromsteuersignals (B) unterscheidet sich von der früheren Halbwelle. Das heißt, wenn bei der späteren Halbwelle das Nulldurchgangssignal den dritten hohen Pegel annimmt, starten die Erhitzersteuersignale A, B von dem AUS- Zustand, und das Erhitzersteuersignal B wird auf dem Weg eingeschaltet, und dann, wenn das nächste Nulldurchgangssignal den vierten hohen Pegel annimmt, wird das Erhitzersteuersignal B ausgeschaltet.
Wenn man die Steuerverfahren bei dem achten bis zehnten Ausführungsbeispiel zusammenfaßt, so können die Stromzuführungsabläufe zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b in drei Muster geteilt werden, nämlich ein Muster, bei dem der Fixierungserhitzer 119b allein phasengesteuert ist, ein Muster, bei dem der Fixierungserhitzer 119b phasengesteuert ist, während der Fixierungserhitzer 119a von einem Nulldurchgangspunkt bis zu einem nächsten Nulldurchgangspunkt eingeschaltet wird, und ein Muster, bei dem der Fixierungserhitzer 119b ab dem Nulldurchgangspunkt eingeschaltet ist und zur gleichen Zeit, wenn der Fixierungserhitzer 119b auf dem Weg ausgeschaltet ist, der Fixierungserhitzer eingeschaltet ist, um dadurch die Phasensteuerung auszuführen.
Fig. 30 zeigt eine Beziehung zwischen Stromverläufen der Fixierungserhitzer, Leistungsverhältnisse von jeweiligen Stromverläufen und spezielle Stromverlaufsbereiche zum Beurteilen des Stroms der harmonischen Schwingung der Klasse D.
Durch Steuern der zu den Fixierungserhitzern geführten Ströme kann, wie vorstehend erwähnt, die Stromänderung, die bei der Phasensteuerung beim Einschalten des Stroms erzeugt wird, auf 1/3 der Stromänderung, die bei einer Phasensteuerung eines einzelnen Fixierungserhitzers erzeugt wird, verringert werden. Wenn demgemäß der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119a auf 10 Ω gesetzt wird und der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119b auf 20 Ω gesetzt wird, gilt, da der Strom der harmonischen Schwingung der gleiche wie beim achten Ausführungsbeispiel, bei dem die Fixierungserhitzer 119a, 119b von 20 Ω parallel verbunden sind, ist, daß der Wert des Stroms der harmonischen Schwingung innerhalb des Nennbetriebs des maximal zulässigen Stroms der harmonischen Schwingung der Klasse A unterdrückt werden kann, wie in Fig. 23A und 23B gezeigt. Während ein Beispiel, bei dem die elektrische Leistung von 1000 W gesteuert wird, wenn die Eingabespannung 100 V beträgt, erläutert wurde, gilt bei dem achten Ausführungsbeispiel, da zwei Fixierungserhitzer von 20 Ω parallel verbunden sind, daß bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die elektrische Leistung von 1500 W durch den gleichen Strom der harmonischen Schwingung gesteuert werden kann, da die Widerstandswerte der Fixierungserhitzer, die parallel verbunden sind, 10 bzw. 20 Ω betragen.
Wenn der Fixierungserhitzer 119b in einem Zustand, bei dem der Fixierungserhitzer 119a ausgeschaltet ist, wie beim achten Ausführungsbeispiel bei einem Phasenwinkel von 120º bis 180º phasengesteuert wird, so gilt, da der Strom innerhalb des Nennbetriebs der Klasse D eingeschlossen ist, daß der Strom bei dem Phasenwinkel von 120º bei jeder Halbwelle EIN/AUS-gesteuert wird. Da bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel das Leistungsverhältnis beim alleinigen Einschalten des Fixierungserhitzers 119b bei dem Phasenwinkel von 120º 6,7% wird, kann der Phasenwinkel von 120º bis 180º ungenützt bleiben.
Daneben gilt bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel, während ein Beispiel, bei dem das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten der Fixierungserhitzer auf 1 : 2 gesetzt ist, erläutert wurde, daß die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Verhältnis von 1 : 2 beschränkt ist, sondern daß auch ein anderes Verhältnis verwendet werden kann. Während ein Beispiel, bei dem zwei Fixierungserhitzer verwendet werden, erläutert wurde, gilt bei dem zehnten Ausführungsbeispiel, daß durch Erhöhen der Anzahl von Fixierungserhitzern, die parallel verbunden sind, und der Anzahl von Erhitzersteuerschaltungen der Strom der harmonischen Schwingung verringert werden kann.

(Elftes Ausführungsbeispiel)

Während ein Beispiel, bei dem das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten der Fixierungserhitzer auf 1 : 2 gesetzt ist, erläutert wurde, gilt bei dem zehnten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 31 gezeigt, daß Fixierungserhitzer 119a, 119b und 119c mit dem gleichen Widerstandswert parallel verbunden werden können, sodaß das Widerstandsverhältnis zwischen dem Fixierungserhitzer 119b und den Fixierungserhitzern 119a, 119c 1 : 2 wird, und daß der Fixierungerhitzer 119b durch die Erhitzersteuerschaltung 3B gesteuert werden kann und die Fixierungserhitzer 119a, 119c durch die Erhitzersteuerschaltung 3A gesteuert werden können. Daneben gilt, daß die Stromsteuerung in diesem Fall in der gleichen Weise wie beim zehnten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden kann.
Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel, bei dem die Steuerung unter Verwendung von zwei Erhitzersteuerschaltungen 3A, 3B und zwei Fixierungserhitzern 119a, 119b ausgeführt wird, erläutert. Im Gegensatz dazu ist bei einem erläuternden Beispiel, das durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt ist, wie in Fig. 32 gezeigt, eine Erhitzersteuerschaltung 3H mit einem Fixierungserhitzer 119h verbunden und es ist eine Stromsteuerschaltung (Stromsteuereinrichtung) 123 zum Steuern eines zu einem Widerstand (Erhitzungselement) 122, der nicht gleich dem Fixierungserhitzer ist, geführten Steuerstroms vorgesehen.
Fig. 33 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Steuern eines zu dem Fixierungserhitzer 119h geführten Stroms und des zu dem Widerstand 122 geführten Stroms unter Verwendung der in Fig. 32 gezeigten Schaltung. In Fig. 33 sind die Spannungsverläufe die einer Netzleistungsquelle und das Nulldurchgangssignal ist ein Signal, das nahe einer Nullspannung erzeugt wird, welches Signal in die Zentraleinheit (CPU) 105a eingegeben wird. Ein Erhitzersteuersignal H und ein Stromsteuersignal I werden von der Zentraleinheit (CPU) 105a ausgegeben und in die Erhitzersteuerschaltung 3H bzw. die Stromsteuerschaltung 123 eingegeben. Die Erhitzersteuerschaltung 3H dient zum Steuern des zu dem Fixierungserhitzer 119h geführten Stroms, wenn das Erhitzersteuersignal auf hohem Pegel (H-Pegel) sich befindet. Die Stromsteuerschaltung 123 dient zum Steuern des zu dem Widerstand 122 geführten Stroms, wenn sich das Stromsteuersignal I auf hohem Pegel befindet. Bei dem veranschaulichten Beispiel wird der Einfachheit halber angenommen, daß ein Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119h auf 10 Ω gesetzt ist und ein Widerstandswert des Widerstands 122 auf 20 Ω gesetzt ist, sodaß ein Verhältnis zwischen den Widerstandswerten des Erhitzers 119h und des Widerstands 122 1 : 2 wird.
Es wird nun ein Steuerverfahren mit Bezug auf das in Fig. 33 gezeigte Zeitablaufdiagramm erläutert. Wenn das Nulldurchgangssignal einen hohen Pegel annimmt, schaltet die Zentraleinheit (CPU) 105a das Stromsteuersignal I ein, um einen Vorzeichenstrom (als Stromverlauf) zu dem Widerstand 122 zu führen. Dann schaltet die Zentraleinheit (CPU) 105a das Erhitzersteuersignal H ein, um bei einem bestimmten Phasenwinkel den Strom zu dem Fixierungserhitzer 119h zu führen. Gleichzeitig wird das Stromsteuersignal I ausgeschaltet. Bei dem Stromverlauf wird der Strom des Widerstands 122 ausgeschaltet und der Strom des Fixierungserhitzers 119h wird eingeschaltet. Bei dem veranschaulichten Beispiel wird eine Amplitude des durch den Fixierungserhitzer 119h fließenden Stroms zweimal so groß wie die Amplitude des durch den Widerstand 122 fließenden Stroms. Bei der nächsten Halbwelle wird lediglich bei einem bestimmten Phasenwinkel das Erhitzersteuersignal H eingeschaltet (das Stromsteuersignal I wird nicht eingeschaltet). Der Grund hierfür liegt darin, daß bei der nächsten Halbwelle und einer weiteren nächsten Halbwelle die Phasenwinkel, bei denen der Fixierungserhitzer 119h eingeschaltet wird, voneinander verschieden sind, obwohl der Ablauf der gleiche ist wie der vorangehend erläuterte Ablauf.
Um den Strom der harmonischen Schwingung, der aufgrund der Stromänderung beim Stromanstieg des Fixierungserhitzers 119h erzeugt wird, zu verringern, wird der Strom zu dem Widerstand 122 geführt, um eine derartige Änderung auf die Hälfte zu verringern, da die Änderung beim Anstiegsstrom bei dem Phasenwinkel von 90º maximal wird. Bei den Phasenwinkeln von 30º und 150º bei der Phasensteuerung wird die Änderung bei dem Anstiegsstrom halb so groß wie die Änderung bei dem Phasenwinkel von 90º. Bei dem Phasenwinkel von 0º bis 30º besteht somit keine Notwendigkeit für eine Stromzufuhr für den Widerstand 122. Bei dem Phasenwinkel von 150º bis 180º jedoch gilt, falls der Strom zu dem Fixierungserhitzer 119h allein geführt wird, daß der Strom der harmonischen Schwingung bei dem Fixierungserhitzer 119h größer wird als der maximal zulässige Strom der harmonischen Schwingung der Klasse D, weil der bei dem Fixierungserhitzer 119h erzeugte Strom der harmonischen Schwingung in der Klasse D enthalten ist. Durch ebensolches Führen des Stroms zu dem Widerstand 122 wird demgemäß der Strom der harmonischen Schwingung gesteuert, um bei dem Strom der harmonischen Schwingung der Klasse D nicht enthalten zu sein. (Bei dem veranschaulichten Beispiel gilt, da der Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119h auf 10 Ω gesetzt ist, daß die elektrische Verbrauchsleistung bei dem Phasenwinkel von 50º oder mehr 5% oder weniger wird, und bei der Spannung von 100 V die elektrische Leistung mit dem Strom der harmonischen Schwingung der Nennbetriebsklasse D unter 75 W nicht geregelt wird, da die elektrische Leistung geringer als 50 W ist. Es ist demgemäß möglich, den Fixierungserhitzer 119h phasenzusteuern, ohne den Strom zu dem Widerstand 122 zu führen.)
Als nächstes werden weitere Ausführungsbeispiele zum Unterdrücken des Flimmerns erläutert. Da die elektrische Schaltung des Erhitzersteuerabschnitts die gleiche ist wie bei dem Blockschaltbild von Fig. 21, wird auf ihre Erläuterung verzichtet. Das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten der Erhitzer 119a und 119b wird auf 2 : 1 gesetzt.

(Zwölftes Ausführungsbeispiel)

Fig. 35 zeigt eine Beziehung zwischen einem Spannungsverlauf einer Netzleistungsquelle und Stromverläufen der Erhitzer gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Der Nulldurchgangs-Erfassungsabschnitt 23 erfaßt den Nulldurchgangs-Erfassungsbereich (von mehreren Volt oberhalb des Nulldurchgangspunkts bis zu mehreren Volt unterhalb des Nulldurchgangspunkts) und gibt das Nulldurchgangssignal gemäß dem Nulldurchgangs-Erfassungsbereich aus. Die Zentraleinheit (CPU) 105a berechnet die zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b geführte Stromstärke, um die Temperatur der Fixierungswalze 117 auf der Grundlage der Temperaturinformation von dem Temperatursensor 5 auf eine vorbestimmte Oberflächentemperatur zu bringen, und gibt Erhitzersteuersignale (zur Schwingungsanzahlsteuerung) A, B auf der Grundlage der berechneten Stromstärken und dem Nulldurchgangssignal aus. Auf der Grundlage des Erhitzersteuersignals mit hohem Pegel, das von der Zentraleinheit (CPU) 105a ausgegeben wird, treibt die Fixiersteuerung 3 die elektronischen Relais 3a, 3b, um die Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d zu triggern, um dadurch den Strom zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b zu führen. Das Erhitzersteuersignal A steuert die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 3c, um den zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Strom zu steuern, und das Erhitzersteuersignal b steuert die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 3d, um den zu dem Fixierungserhitzer 119b geführten Strom zu steuern. Wie in Fig. 35 gezeigt, besitzt der zu beiden Fixierungserhitzern 119a, 119b geführte Strom einen Verlauf, der durch Addieren des zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Stroms zu dem Strom, der zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird, erhalten wird, und aus der Beziehung zwischen den Widerstandswerten der Fixierungserhitzer 119a und 119b wird der zu dem Fixierungserhitzer 119b geführte Strom doppelt so groß wie der zu dem Fixierungserhitzer 119a geführte Strom. Demgemäß besitzt der von der Netzleistungsquelle zu der Bilderzeugungsvorrichtung geführte Strom einen Stromverlauf, der zu beiden Fixierungserhitzern 119a und 119b geführt wird.
Die Zentraleinheit (CPU) 105a bestimmt die Stromstärken, die auf der Grundlage der elektrischen Verbrauchsleistungen der Fixierungserhitzer 119a und 11% zu den Fixierungserhitzern 119a und 119b geführt werden, um die Oberflächentemperatur der Fixierungswalze (Fixiereinrichtung) 117 zu steuern.
Wenn nun das Leistungsverhältnis auf beispielsweise 100%, 80%, 66,7%, 60%, 40%, 33,3%, 20% und 6,7% gesetzt wird, wird das Steuerverfahren für die Fixierungserhitzer 119a, 119b erläutert.
Fig. 36A, 36B, 37A, 37B, 38A, 38B, 39A und 39B zeigen Beziehungen zwischen den zu den Fixierungserhitzern geführten Stromverläufen und verschiedenen elektrischen Verbrauchsleistungen der Fixierungserhitzer. Wenn das Leistungsverhältnis 100% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 36A gezeigt, werden der Fixierungserhitzer 119a und der Fixierungserhitzer 119b gesteuert, um die jeweiligen Ströme kontinuierlich zu empfangen. Wenn das Leistungsverhältnis 80% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 36B gezeigt, wird der Strom zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt, und der Strom wird für zwei Halbwellen zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt. Wenn folglich die elektrische Leistung angesichts eines Zyklus von fünf Halbwellen berechnet wird, gilt, da der Fixierungserhitzer 119a 2/15 der elektrischen Gesamtleistung und der Fixierungserhitzer 119b 2/3 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht, daß 4/5 (80%) der elektrischen Leistung insgesamt verbraucht werden.
Wenn das Leistungsverhältnis 66,7% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 37A gezeigt, wird der Strom gesteuert, um zu dem Fixierungserhitzer 119b allein geführt zu werden. Folglich wird 2/3 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht. Wenn das Leistungsverhältnis 60% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 37B gezeigt, wird die Steuerung ausgeführt, sodaß der Strom für vier Halbwellen zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird und der Strom für eine Halbwelle zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. In diesem Fall wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a mit dem Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119b nicht überlappt ist und es keine Halbwelle gibt, bei der der Strom nicht zugeführt wird. Wenn folglich die elektrische Leistung in Anbetracht eines Zyklus von fünf Halbwellen berechnet wird, gilt, da der Fixierungserhitzer 119a 1/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht und der Fixierungserhitzer 119b 8/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht, daß insgesamt 3/5 (60%) der elektrischen Leistung verbraucht werden.
Wenn das Leistungsverhältnis 40% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 38A gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom für eine Halbwelle zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird und der Strom für vier Halbwellen zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. In diesem Fall wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a nicht mit dem Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119b überlappt wird, und es keine Halbwelle gibt, bei der der Strom nicht zugeführt wird. Wenn folglich die elektrische Leistung in Anbetracht eines Zyklus von fünf Halbwellen berechnet wird, so gilt, da der Fixierungserhitzer 119a 4/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht und der Fixierungserhitzer 119b 2/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht, daß insgesamt 2/5 (40%) der elektrischen Leistung verbraucht wird. Wenn das Leistungsverhältnis 33,3% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 38B gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom zu dem Fixierungserhitzer 119a allein geführt wird. Folglich wird 1/3 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht.
Wenn das Leistungsverhältnis 20% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 39A gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird, und daß der Strom für drei Halbwellen zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. Wenn folglich die elektrische Leistung in Anbetracht eines Zyklus von fünf Halbwellen berechnet wird, gilt, da der Fixierungserhitzer 119a 3/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht und der Fixierungserhitzer 119b keine elektrische Leistung verbraucht, daß insgesamt 1/5 (20%) der elektrischen Leistung verbraucht wird. Wenn das Leistungsverhältnis 6,7% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 3% gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird und der Strom für eine Halbwelle zwischen fünf Halbwellen zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. Wenn folglich die elektrische Leistung in Anbetracht eines Zyklus von fünf Halbwellen berechnet wird, so gilt, da der Fixierungserhitzer 119a 1/15 der elektrischen Gesamtleistung verbraucht und der Fixierungserhitzer 119b keine elektrische Leistung verbraucht, daß 1/15 (6,7%) der elektrischen Leistung insgesamt verbraucht wird.
Zusammengefaßt, bis zu dem Leistungsverhältnis von 1/3 wird der Fixierungserhitzer 119a unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert und der Strom wird nicht zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt. Zwischen dem Leistungsverhältnis von 1/3 und dem Leistungsverhältnis von 2/3 werden beide Fixierungserhitzer 119a und 119b unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert, und wenn der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird, wird der Strom zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt. Oberhalb des Leistungsverhältnisses von 2/3 wird der Strom kontinuierlich zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt und der Fixierungserhitzer 119a wird unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert.
Durch Ausführen der vorstehend erwähnten Steuerung kann die Stromänderung auf 1/3 der bei den herkömmlichen Fixiervorrichtungen erzeugten Stromänderung verringert werden.

(Dreizehntes Ausführungsbeispiel)

Während bei dem zwölften Ausführungsbeispiel ein Beispiel, bei dem die Schwingungsanzahlsteuerung bei jedem halben Zyklus mit fünf Halbwellen ausgeführt wird, erläutert wurde, gilt bei einem dreizehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 40A, 40B, 41A, 41B, 42A, 42B, 43A und 43B gezeigt, um die Neigung oder Versetzung der Richtung der durch die Zweirichtungs-Thyristortrioden (Triacs) 3c, 3d fließenden Ströme zu verhindern, wird die Schwingungsanzahlsteuerung bei jedem einen Zyklus ausgeführt.
Das heißt, Fig. 40A, 40B, 41A, 41B, 42A, 42B, 43A und 43B zeigen Beziehungen zwischen den Stromverläufen, die zu den Fixierungserhitzern geführt werden, und verschiedene elektrische Verbrauchsleistungen der Fixierungserhitzer. Wenn das Leistungsverhältnis 100% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 40A gezeigt, werden der Fixierungserhitzer 119a und der Fixierungserhitzer 119b gesteuert, um kontinuierlich die jeweiligen Ströme ohne Versetzung der Stromrichtung zu empfangen. Wenn das Leistungsverhältnis 80% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 40B gezeigt, wird der Strom ohne Versetzung der Stromrichtung kontinuierlich zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt, und der Strom wird für vier Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt.
Wenn das Leistungsverhältnis 66,7% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 41A gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom allein zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird, ohne Versetzung der Stromrichtung. Wenn das Leistungsverhältnis 60% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 41B gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom für acht Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 11% geführt wird, und der Strom für zwei Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. In diesem Fall wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a nicht mit dem Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119b überlappt ist und es keine Halbwelle gibt, bei der der Strom nicht zugeführt wird.
Wenn das Leistungsverhältnis 40% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 42A gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom für zwei Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird und der Strom für acht Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. In diesem Fall wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119a nicht mit dem Stromverlauf des Fixierungserhitzers 119b überlappt ist und es keine Halbwelle gibt, bei der der Strom nicht zugeführt wird. Wenn das Leistungsverhältnis 33,3% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 428 gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom zu dem Fixierungserhitzer 119a allein geführt wird.
Wenn das Leistungsverhältnis 20% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 43A gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird, und der Strom für sechs Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird. Wenn das Leistungsverhältnis 6,7% beträgt, wie bei einem Zeitablaufdiagramm von Fig. 43B gezeigt, wird die Steuerung so ausgeführt, daß der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119b geführt wird, und der Strom für zwei Halbwellen zwischen zehn Halbwellen ohne Versetzung der Stromrichtung zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird.

(Vierzehntes Ausführungsbeispiel)

Während bei dem zwölften und dreizehnten Ausführungsbeispiel ein Beispiel, bei dem das Verhältnis der Widerstandswerte zwischen den Fixierungserhitzern 119a und 119b auf 2 : 1 gesetzt ist, erläutert wurde, sind bei einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Fixierungserhitzer 119a, 119b, 119c mit dem gleichen Widerstandswert parallel verbunden und der Fixierungserhitzer 119a wird durch einen Erhitzersteuerabschnitt 30a gesteuert und die Fixierungserhitzer 119b und 119c werden durch einen Erhitzersteuerabschnitt 30b gleichzeitig gesteuert. In diesem Fall kann ebenso das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten 2 : 1 sein. Bei dieser Anordnung steuert das Erhitzersteuersignal A die Zweirichtungs-Thyristortriode (Triac) 3c, um den zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Strom zu steuern, und das Erhitzersteuersignal B steuert die Zweirichtungs- Thyristortriode (Triac) 3d, um die zu den Fixierungserhitzern 119b, 119c geführten Ströme zu steuern. Der zu den Fixierungserhitzern 119a, 119b und 119c geführte Strom besitzt einen Verlauf, der durch Addieren des zu dem Fixierungserhitzer 119a geführten Stroms und des zu dem Fixierungserhitzer 119b geführten Stroms und des zu dem Fixierungserhitzer 119c geführten Stroms erhalten wird, und aus der Beziehung zwischen den Widerstandswerten des Fixierungserhitzers 119a und der Fixierungserhitzer 119b und 119c wird der zu den Fixierungserhitzern 119b, 119c geführte Strom doppelt so groß wie der zu dem Fixierungserhitzer 119a geführte Strom.
Zusammengefaßt, bis zu dem Leistungsverhältnis von 1/3 wird der Fixierungserhitzer 119a unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert und der Strom wird nicht zu den Fixierungserhitzern 119b und 119c geführt. Zwischen dem Leistungsverhältnis von 1/3 und dem Leistungsverhältnis von 2/3 werden die Fixierungserhitzer 119a, 119b und 119c unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert, und wenn der Strom nicht zu dem Fixierungserhitzer 119a geführt wird, wird der Strom zu den Fixierungserhitzern 119b und 119c geführt. Oberhalb des Leistungsverhältnisses von 2/3 wird der Strom kontinuierlich zu den Fixierungserhitzern 119b und 119c geführt und der Fixierungserhitzer 119a wird unter der Schwingungsanzahlsteuerung gesteuert.
Während daneben bei dem zwölften und vierzehnten Ausführungsbeispiel ein Beispiel, bei dem das Verhältnis zwischen dem Widerstandswert des Fixierungserhitzers 119a und dem Gesamtwiderstand der Fixierungserhitzer 119b und 119c, die parallel verbunden sind, auf 2 : 1 gesetzt ist, erläutert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Verhältnis beschränkt, sondern solange die Fixierungserhitzer parallel verbunden sind, kann das Flimmern unterdrückt werden, selbst wenn das Verhältnis geeignet geändert wird.
Während bei den vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen ein Beispiel, bei dem zwei oder drei Fixierungserhitzer verwendet werden, erläutert wurde, kann der Strom der harmonischen Schwingung verringert werden, indem die Anzahl von parallel verbundenen Fixierungserhitzern und die Anzahl von Erhitzersteuerabschnitten erhöht wird.
Die Vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern innerhalb des Schutzbereichs der angehängten Patentansprüche sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich.

Claims

1. Bilderhitzungsvorrichtung, mit:

einem Erhitzungselement (600) mit einem ersten Erhitzungswiderstand (610) und einem zweiten Erhitzungswiderstand (620);

einem Temperaturerfassungselement (640) zum Erfassen einer Temperatur des Erhitzungselements (600); und mit

einer Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung (100, 51, 52) zum Schalten einer Leistungsversorgung zu dem ersten und zweiten Erhitzungswiderstand (610, 620), sodaß die erfaßte Temperatur des Temperaturerfassungselements (640) bei einer gesetzten Temperatur aufrechterhalten wird;

wobei die Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung (100, 51, 52) eingerichtet ist, um bei einem ersten Leistungsversorgungsmuster die Leistungsversorgung zu dem ersten Erhitzungswiderstand (610) zu schalten und bei einem zweiten Leistungsversorgungsmuster, das von dem ersten Leistungsversorgungsmuster verschieden ist, die Leistungsversorgung zu dem zweiten Erhitzungswiderstand (620) zu schalten,

dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Leistungsversorgungsmuster jeweiligen verschiedenen Steuerarten, die aus einer Phasensteuerung, einer Schwingungsanzahlsteuerung und einer EIN/AUS-Steuerung ausgewählt werden, entspricht.

2. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzungselement weiter einen dritten Erhitzungswiderstand (119c) enthält, zu dem die Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung bei dem gleichen Leistungsversorgungsmuster wie dem ersten Leistungsversorgungsmuster die Leistungsversorgung überträgt.

3. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzungselement weiter einen dritten Erhitzungswiderstand (119c) enthält, zu dem die Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung bei einem dritten Leistungsversorgungsmuster, das von dem ersten und zweiten Leistungsversorgungsmuster verschieden ist, die Leistungsversorgung überträgt.

4. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Erhitzungswiderstand (610) einen Widerstandswert besitzt, der den gleichen Wert wie der zweite Erhitzungswiderstand (620) besitzt.

5. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Erhitzungswiderstand (610) einen Widerstandswert besitzt, der von einem Widerstandswert des zweiten Erhitzungswiderstands (620) verschieden ist.

6. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leistungsversorgungsmuster der Phasensteuerung entspricht und das zweite Leistungsversorgungsmuster der EIN/AUS- Steuerung entspricht.

7. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leistungsversorgungsmuster der Schwingungsanzahlsteuerung entspricht und das zweite Leistungsversorgungsmuster der EIN/AUS-Steuerung entspricht.

8. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leistungsversorgungsmuster der Phasensteuerung entspricht und das zweite Leistungsversorgungsmuster der Schwingungsanzahlsteuerung entspricht.

9. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Leistungsversorgungsmuster bei allen vorbestimmten Zyklen eines Wechselstromverlaufs der Phasensteuerung entspricht.

10. Bilderhitzungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Film (650), der sich verschiebt, während er mit dem Erhitzungselement (600) in gleitenden Kontakt kommt, und ein Sicherungselement (7), das mit dem Erhitzungselement (600) zusammenwirkt, um dazwischen einen Walzenspalt mit der Zwischenposition des Films (650) zu bilden.

11. Bilderhitzungsvorrichtung, mit:

wobei die Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung (100, 51, 52) eingerichtet ist, um bei einem ersten Leistungsversorgungsmuster die Leistungsversorgung zu dem ersten Erhitzungswiderstand (610) zu schalten, und bei einem zweiten Leistungsversorgungsmuster, das von dem ersten Leistungsversorgungsmuster verschieden ist, die Leistungsversorgung zu dem zweiten Erhitzungswiderstand (620) zu schalten,

dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsversorgungs-Steuereinrichtung eingerichtet ist, um bei allen vorbestimmten Zyklen eines Wechselstromverlaufs das erste und zweite Leistungsversorgungsmuster auszutauschen.