【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、該トナー像を加熱して該記録材に定着させる定着装置と、該定着装置に供給する電力を制御する電力制御装置とを備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、紙などの記録材上に形成されたトナー像を加熱して定着させる定着装置（加熱装置）として、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置やセラミックヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が用いられている。
【０００３】
一般に、ヒータはトライアック等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。定着装置（定着器）には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この温度検出素子により定着装置の温度が検出され、その検出温度情報をもとに、エンジンコントローラがスイッチング素子をオン／オフ制御することにより、ヒータへの電力供給をオン／オフし、定着装置の温度が目標の一定温度に温度制御される。セラミックヒータへのオン／オフ制御は商用電源の位相制御又は波数制御により行われる。
【０００４】
入力商用電源の正から負又は負から正に切り替わるポイントを含み、電源電圧の大きさがある値以下になったことを報知する信号（以下「ゼロクロス信号」という）をもとに、トリガをかけて位相制御又は波数制御を行う。一般に、ゼロクロス信号はパルス信号であり、ゼロクロス信号がオフからオンに変化する立ち上がりのエッジでトリガをかけてヒータの制御を行っている。
【０００５】
例えば、特許文献１には２本の発熱体をそれぞれ位相制御と波数制御で独立して制御している系が開示されている。また、特許文献２には電源電圧によって位相制御と波数制御の切り替えを行っている系が開示されている。
【特許文献１】
特開２０００−２６８９３９号公報
【特許文献２】
特開平１０−２０７１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
商用電源にはある程度のラインインピーダンスＲが存在する。商用電源に画像形成装置を接続し、画像形成装置内に電流Ｉを流す場合、この電源ラインにＲ×Ｉから計算される電圧Ｖが発生する。つまり、商用電源はもともとの電圧値から電源ラインに発生した電圧Ｖだけ電圧降下した値となる。このセラミックヒータに流れる電流が変動すると、この電圧降下量も変動し、結果として商用電源の電圧値も変動することとなる。
【０００７】
ここで、画像形成装置が接続されている商用電源に電気スタンド等の照明機器が接続されていると、上記のような商用電源の電圧値の変動により照明機器の明るさが変動し、いわゆるチラツキ現象が発生する。このチラツキ現象はフリッカと呼ばれ、チラツキの度合いによっては人間が不快感を感じることもある。人間が不快感を感じる要素としてはチラツキの度合い（電圧変動の大きさ）とチラツキの周期がある。
【０００８】
セラミックヒータへの電力供給手段である位相制御と波数制御を比較すると波数制御は商用電源電圧を半波単位でＯＮ／ＯＦＦするため位相制御に比べて電圧の変動が大きくなってしまう。
【０００９】
この対策として波数制御を行う場合には所定の制御単位（例えば電源波形の２０半波）内でＯＮ／ＯＦＦの周期がフリッカに対して有利となるような点灯パターンに設定されている。また、セラミックヒータへの供給電力Ｄｕｔｙは電源電圧、セラミックヒータなどのバラツキを考慮し、使用頻度の高い通常プリント時に供給電力Ｄｕｔｙが５０％程度となるように設定されている。
【００１０】
使用頻度の高い通常プリント時とは、ここでは、環境温度が常温（１５〜３０℃）における、Ａ４やレターサイズの普通紙のプリントを意図している。環境温度が高い時は、Ｄｕｔｙが低く、環境温度が低い時はＤｕｔｙが高くなる。紙サイズが小さい時はＤｕｔｙが低く、紙サイズが大きい時はＤｕｔｙが高くなる。厚紙の場合は普通紙に比べてＤｕｔｙが高くなる。つまり、定着装置から紙に与える熱量が大きいほどＤｕｔｙは高くなる。
【００１１】
しかしながらセラミックヒータへの供給電力が少なくても良い場合（例えばプロセススピードが遅い、温調温度が低い、小サイズ紙のプリント時）には所定の制御単位（例えば電源波形の２０半波）の中でＯＮする回数が少なくなるためフリッカに対して有利となるようなＯＮ／ＯＦＦの周期を作り出すことができず、結果としてフリッカが悪化してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は上記に鑑みて提案されたもので、記録材上に形成されたトナー像を加熱して定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、プリント時の消費電力が少ない場合でもフリッカを低減させることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、該トナー像を加熱して該記録材に定着させる定着装置と、該定着装置に供給する電力を制御する電力制御装置とを備える画像形成装置において、該電力制御装置は位相制御と波数制御の２種類の電力制御手段を有し、更にこれら２種類の電力制御手段を切替える電力制御切替え手段を有しており、該電力制御装置は通常時の電力制御手段として波数制御が設定されており、プリント条件に応じて、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした画像形成装置、である。
【００１４】
より具体的には、
１）前記画像形成装置は２速以上の複数のプロセススピード、更にこれらのプロセススピードを切替えるプロセススピード切替え手段を有しており、該プロセススピードが所定のプロセススピード以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えるものである。
【００１５】
２）前記定着装置における定着温度が所定の温度以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えるものである。
【００１６】
３）記録材の大きさが所定の大きさ以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えるものである。
【００１７】
４）前記定着装置に供給する電力のデューティが所定のデューティ以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
［実施例１］
以下、本実施例を図面に基づき説明する。
【００２０】
（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタである。
【００２１】
レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（複数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。
【００２２】
そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するカートリッジ１０８が設けられている。
【００２３】
さらに、カートリッジ１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着装置（定着器）１０９が設けられており、定着装置１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。
【００２４】
前記レーザスキャナ１０７は、外部装置１２８から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。
【００２５】
メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラ１２５を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含むカートリッジ１０８の各ユニット、定着装置１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００２６】
１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、カートリッジ１０８、定着装置１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行っている。
【００２７】
１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１３０で接続されており、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。
【００２８】
前記カートリッジ１０８内には、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、クリーナ１２２、アンテナ付非接触型ＩＣメモリユニット２０１等を内蔵させてある。該カートリッジ１０８は本体１０１に対して着脱交換自在である。また、本体１０１内には、カートリッジ１０８側の非接触ＩＣメモリユニット２０１と通信を行うためにコイルアンテナ２０２、通信制御を行うための変復調回路を搭載した通信制御基板２０３が設けられている。
【００２９】
カセット１０２から給紙された記録紙Ｓはレジストローラ１０６により所定の制御タイミングにて、感光ドラム１１７と転写帯電ローラ１２１との圧接部である転写ニップ部に導入されて感光ドラム１１７の面に形成されるトナー像の転写を順次に受け、感光ドラム面から分離されて定着装置１０９に導入される。感光ドラム１１７の面にトナー像の形成する電子写真プロセスは公知であるのでその説明は省略する。定着装置１０９に導入された記録紙Ｓは未定着トナー像の加熱定着を受け、プリントとして排紙ローラ１１１により積載トレイ１１２に排出される。
【００３０】
（２）定着装置１０９
図２は定着装置１０９の概略構成図である。本例の定着装置は、例えば特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報等に開示されている、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）のフィルム加熱方式の加熱装置である。
【００３１】
１０９ｃは熱源としてのとしてのセラミックヒータである。このセラミックヒータ１０９ｃは図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層（発熱体）を基本構成とするもので、通電発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。
【００３２】
１０９ｅは上記のヒータ１０９ｃを固定支持させたホルダである。このホルダ１０９ｅは横断面略半円弧状樋型で、図面に垂直方向を長手とする耐熱樹脂製部材である。ヒータ１０９ｃはこのホルダ１０９ｅの下面に長手に沿って形成具備させた溝部にヒータ表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定して配設してある。
【００３３】
１０９ａは円筒状の耐熱性フィルムであり、上記のヒータ１０９ｃ付きのホルダ１０９ｅにルーズに外嵌させてある。
【００３４】
１０９ｆは横断面逆Ｕ字型の加圧ステーであり、図面に垂直方向を長手とする剛性部材である。この加圧ステー１０９ｆは上記ホルダ１０９ｅの内側に挿通して配設してある。
【００３５】
１０９ｂは加圧部材としての弾性加圧ローラである。この加圧ローラ１０９ｂは芯金の両端部を回転自由に軸受け支持させて配設してある。この加圧ローラ１０９ｂの上側に上記のヒータ１０９ｃ・ホルダ１０９ｅ・フィルム１０９ａ・ステー１０９ｆのアセンブリを、ヒータ１０９ｃ側を下向きにして加圧ローラ１０９ｂに並行に配置し、加圧ステー１０９ｆの長手両端側を不図示の付勢部材で下方に押圧させることで、ヒータ１０９ｃの下面をフィルム１０９ａを介して加圧ローラ１０９ｂの上面にローラ弾性層の弾性に抗して圧接させて所定幅のニップ部Ｎを形成させてある。
【００３６】
加圧ローラ１０９ｂは不図示の駆動手段により矢印の反時計方向に所定の回転周速度にて回転駆動される。この加圧ローラ１０９ｂの回転駆動による加圧ローラ１０９ｂとフィルム１０９ａとの、ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状のフィルム１０９ａに回転力が作用して該フィルム１０９ａがヒータ１０９ｃの下向き面に密着して摺動しながらホルダ１０９ｅの外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００３７】
加圧ローラ１０９ｂが回転駆動され、それに伴って円筒状フィルム１０９ａが従動回転状態になり、またヒータ１０９ｃに通電がなされて該ヒータが迅速に昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、ニップ部Ｎのフィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間に未定着トナー像ｔを担持した記録紙Ｓが導入され、ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｓのトナー像担持側面がフィルム１０９ａの外面に密着してフィルム１０９ａと一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程においてヒータ１０９ｃで加熱されたフィルム１０９ａの熱により記録紙Ｓが加熱され、記録紙Ｓ上の未定着トナー像ｔが記録紙Ｓ上に加熱・加圧されて溶融定着される。ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｓはフィルム１０９ａの面から曲率分離して排出搬送されていく。
【００３８】
上記のようなフィルム加熱方式の定着装置においては、加熱体として低熱容量ヒータを用いることができるため、従来の熱ローラ方式、ベルト加熱方式等の装置に比べて省電力及びウエイトタイムの短縮化が可能となる。
【００３９】
図３はセラミックヒータ１０９ｃの一例の構造図である。（ａ）はヒータ表面側の一部切欠き平面模型図、（ｂ）はヒータ裏面側の平面模型図、（ｃ）は（ｂ）における（ｃ）−（ｃ）線に沿う拡大横断面模型図である。
【００４０】
このヒータ１０９ｃは
▲１▼．記録紙Ｓの搬送方向と直交する方向を長手とする横長のアルミナ・窒化アルミニウム・炭化ケイ素等のセラミックスでできたセラミック基板（高絶縁性・高熱伝導性基板）ａ、
▲２▼．上記セラミック基板ａの表面側の基板幅方向中央部に基板長手に沿ってスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜３ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の抵抗発熱体層（通電発熱体）ｂ、
▲３▼．上記抵抗発熱体層ｂの長手方向両端部に電気的に導通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）で形成された電極部ｃ・ｃ、
▲４▼．抵抗発熱体層ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、フィルム１０９ａとの摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層ｄ、
▲５▼．セラミック基板ａの裏面側に設けた温度検出手段としてのサーミスタ１０９ｄ、
等からなる。
【００４１】
本例のヒータ１０９ｃは、（ｃ）図のように、ヒータ幅中心に対して発熱体ｂの幅中心をほぼ一致させて発熱体ｂをセラミック基板ａの表面側に形成具備させてある。このヒータ１０９ｃを、ホルダ１０９ｅの下面に長手に沿って形成したヒータ嵌合溝内にヒータ表面側を外側にして嵌め込んで耐熱性接着剤で接着して保持させてある。
【００４２】
上記ヒータ１０９ｃの電極部ｃ・ｃは給電コネクタ１０９ｇ・１０９ｇを介して次の（３）項で説明するヒータ駆動回路である電力制御装置と接続されており、電力制御装置から抵抗発熱体層ｂの両端より通電されることで基板ａ・保護層ｄを含むヒータ１０９ｃの全体が急速昇温する。サーミスタ１０９ｄはヒータ１０９ｃの温度を検知してその温度情報を電力制御装置にフィードバックする。電力制御装置はそのフィードバックされる温度情報に基づいてヒータ１０１ｃの温度が所定の制御目標温度に維持されるように抵抗発熱体層ｂへの電力供給を制御制御する。
【００４３】
（３）電力制御装置（ヒータ駆動回路）
図４に、定着装置（セラミックヒータ）に供給する電力を制御する電力制御装置（セラミックヒータ駆動回路）１００の例を示す。
【００４４】
１は本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は商用電源をＡＣフィルタ２を介してセラミックヒータ１０９ｃへ供給することによりセラミックヒータ１０９ｃを発熱させる。このセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給については、トライアック４により通電、遮断を行う。抵抗５、６は、トライアック４のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ７は、一次（抵抗発熱体層ｂ側）、二次（サーミスタ１０９ｄ側）間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光ダイオードに通電することによりトライアック４をオンする。抵抗８は、フォトトライアックカプラ７の電源を制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりオン／オフする。トランジスタ９は、抵抗１０を介してエンジンコントローラ１２６からのオン信号に従って動作する。
【００４５】
また、ＡＣフィルタ２を介した交流電源１は、ゼロクロス検知回路１１を介し、エンジンコントローラ１２６に商用電源１の電圧によりパルス幅が変化するゼロクロス信号として送出される。
【００４６】
エンジンコントローラ１２６はゼロクロス信号のパルス幅を検出し、このパルス幅を基に波数制御によりトライアック４をオン／オフする。
【００４７】
また、セラミックヒータ１０９ｃの温度を検知するための温度検出素子であるサーミスタ１０９ｄによって検出される温度は、抵抗１３とサーミスタ１０９ｄとの分圧として検出され、エンジンコントローラ１２６にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミックヒータ１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１２６において監視され、エンジンコントローラ１２６の内部で設定されているセラミックヒータ１０９ｃの設定温度と比較することによって、セラミックヒータ１０９ｃに供給するべき電力を算出し、その供給する電力に対応した波数パターンのヒータＯＮ／ＯＦＦタイミングによりエンジンコントローラ１２６がトランジスタ９にオン信号を送出する。
【００４８】
ここで図５はそれぞれの供給電力に対する波数パターンの例であり、これらのパターンはフリッカに有利な周期でヒータのＯＮ／ＯＦＦを行うように決定されている。一般的に使用頻度の高いＤｕｔｙ５０％辺りでは点灯パターンの選択肢が多いためフリッカに有利な周期の点灯パターンを形成することが可能であるが、供給電力の低い側（２０％辺り）と高い側（８０％辺り）は点灯パターンの選択肢が少なくフリッカに有利な周期のパターンを形成することが困難となる。
【００４９】
ここで、画像形成装置が複数（本実施例では全速、半速の２速）のプロセススピードを備えた場合、通常使用される全速に対して半速でプリントした場合には単位時間あたりに定着装置内で紙に奪われる熱量が少なくなり、結果として定着装置に供給する電力が少なくなる。つまり、フリッカは悪化してしまう結果となる。
【００５０】
そこで本実施例ではプロセススピードが所定のスピード以下の場合には電力制御方式を波数制御からフリッカに有利な位相制御へ変更する。位相制御はフリッカには有利であるが高調波電流が増大するという点では不利である。特に位相制御では供給電力のＤｕｔｙを５０％辺りで使用した場合には高調波電流が増大するが、本実施例ではプロセススピードが所定のスピード以下という条件（供給電力が少ない条件）でのみ位相制御となるため高調波電流は波数制御に比べて多少は増加するものの規格に対しては問題とならないレベルにとどめることが可能となり、弊害なくフリッカを低減させることが可能となる（図６参照）。
【００５１】
次に、本実施例における流れを図７のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
はじめに本体１０１の電源を入れる（Ｓ１）と、本体は所定の動作を行いスタンバイ状態となる（Ｓ２）。その後、プリント命令があると（Ｓ３）、プリント条件（プロセススピード）を確認し（Ｓ４）、プロセススピードが所定のスピードよりも速い場合は定着装置へ波数制御で電力供給（Ｓ５）し、プロセススピードが所定のスピード以下の場合は定着装置へ位相制御で電力供給（Ｓ６）する。プリントが終了（Ｓ７）と同時に電力供給を終了する。
【００５３】
ここで、請求項１の記載との対応において、上記のエンジンコントローラ１２６が「２種類の電力制御手段を切替える電力制御切替え手段」および「プリント条件に応じて、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替える手段」に対応する。また、回路部分４〜１１、１２６が「波数制御の電力制御手段」または「位相制御の電力制御手段」に対応する。エンジンコントローラ１２６が波数制御から位相制御に切り替えてるだけであり、その他の制御手段４〜１１は両者間で同じである。
【００５４】
［実施例２］
本実施例は全体的な構成は実施例１と殆ど同じであるが、波数制御から位相制御に切替える条件が異なる。
【００５５】
定着温度が低い場合、当然定着装置に供給する電力も少なくなり、上述の実施例１のようにフリッカの悪化につながってしまう。
【００５６】
そこで本実施例では定着温度が所定の温度以下の場合には電力制御方式を波数制御から位相制御へ変更する。位相制御に変更する弊害としては上述の実施例１と同様である。
【００５７】
次に、本実施例における流れを図８のフローチャートを用いて説明する。
はじめに本体１０１の電源を入れる（Ｓ１）と、本体は所定の動作を行いスタンバイ状態となる（Ｓ２）。その後、プリント命令があると（Ｓ３）、プリント条件（定着温度）を確認し（Ｓ４）、定着温度が所定の温度よりも高い場合は定着装置へ波数制御で電力供給（Ｓ５）し、定着温度が所定の温度以下の場合は定着装置へ位相制御で電力供給（Ｓ６）する。プリントが終了（Ｓ７）と同時に電力供給を終了する。
【００５８】
定着温度の切り替えはプリント条件（環境温度、紙サイズ、プリント枚数）に応じて、エンジンコントローラ１２６で自動的に行われる。環境温度によって定着温度が異なる（環境温度が低いほうが定着温度が高くなる）。紙サイズによって定着温度が異なる（紙サイズが大きいほうが定着温度が高くなる）。連続でプリントすると、所定枚数ごと（階段状に）に定着温度が低くなる。また、本実施例の「所定の温度」とは１７０〜１８０℃を想定している。
【００５９】
［実施例３］
本実施例も全体的な構成は実施例１と殆ど同じであるが波数制御から位相制御に切替える条件が異なる。
【００６０】
定着装置に通紙する紙の大きさが小さい場合、定着装置が奪われる熱量も少なくなり、定着装置に供給する電力も少なくなり、上述の実施例１のようにフリッカの悪化につながってしまう。
【００６１】
そこで本実施例ではプリントする紙サイズが所定のサイズ以下の場合には電力制御方式を波数制御から位相制御へ変更する。位相制御に変更する弊害としては上述の実施例１と同様である。
【００６２】
次に、本実施例における流れを図９のフローチャートを用いて説明する。
【００６３】
はじめに本体１０１の電源を入れる（Ｓ１）と、本体は所定の動作を行いスタンバイ状態となる（Ｓ２）。その後、プリント命令があると（Ｓ３）、プリント条件（紙サイズ）を確認し（Ｓ４）、サイズが所定のサイズよりも大きい場合は定着装置へ波数制御で電力供給（Ｓ５）し、紙サイズが所定のサイズ以下の場合は定着装置へ位相制御で電力供給（Ｓ６）する。プリントが終了（Ｓ７）と同時に電力供給を終了する。
【００６４】
本実施例においては「所定のサイズ」はＢ５サイズ紙以下の大きさの紙を想定している。
【００６５】
［実施例４］
本実施例も全体的な構成は実施例１と殆ど同じであるが波数制御から位相制御に切替える条件が異なる。
【００６６】
実施例１〜３はプリント条件により電力供給方式を波数制御から位相制御へ切替えていたのに対して、本実施例では定着装置に供給する電力を常時監視し、供給電力が所定のＤｕｔｙ以下になった場合には、電力供給方式を波数制御から位相制御へ切替えるというものである。
【００６７】
本実施例では、一旦位相制御に切り替わっても供給電力が所定のＤｕｔｙ以上となった場合には位相制御から波数制御に切替えることもある。
【００６８】
図１０にはその例としてＤｕｔｙ３０以下のみ位相制御、それ以外は端数制御で電力供給を行うヒータの点灯パターンを示す。
【００６９】
補足として、実施例１〜４においてはプリント条件としてプロセススピード、定着温度、紙サイズ、更に電力のそれぞれについて記載したが、これら４つの項目のうち２つ、３つ又は４つのＡＮＤ条件をとることによって同様にフリッカ対策が可能となることは言うまでもない。
【００７０】
以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【００７１】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００７２】
〔実施態様１〕 記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、該トナー像を加熱して該記録材に定着させる定着装置と、該定着装置に供給する電力を制御する電力制御装置とを備える画像形成装置において、
該電力制御装置は位相制御と波数制御の２種類の電力制御手段を有し、更にこれら２種類の電力制御手段を切替える電力制御切替え手段を有しており、
該電力制御装置は通常時の電力制御手段として波数制御が設定されており、
プリント条件に応じて、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした画像形成装置。
【００７３】
〔実施態様２〕 前記画像形成装置は２速以上の複数のプロセススピード、更にこれらのプロセススピードを切替えるプロセススピード切替え手段を有しており、切替えられたプロセススピードが所定のプロセススピード以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした実施態様１の画像形成装置。
【００７４】
〔実施態様３〕 前記定着装置における定着温度が所定の温度以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした実施態様１の画像形成装置。
【００７５】
〔実施態様４〕 記録材の大きさが所定の大きさ以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした実施態様１の画像形成装置。
【００７６】
〔実施態様５〕 前記定着装置に供給する電力のデューティが所定のデューティ以下の場合、該電力制御手段を波数制御から位相制御へ切替えることを特徴とした実施態様１の画像形成装置。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録材上に形成されたトナー像を加熱して定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、プリント時の消費電力が少ない場合（小電力時）でもフリッカを低減させることを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成図
【図２】定着装置の概略構成図
【図３】熱源としてのセラミックヒータの一例の概略構成図
【図４】セラミックヒータの駆動回路図
【図５】供給電力に対する波数パターン
【図６】位相制御の位相角と高調波電流の関係
【図７】制御フローチャート
【図８】実施例２における制御フローチャート
【図９】実施例３におけるフローチャート
【図１０】実施例４におけるヒータ点灯パターン
【符号の説明】
１０９は定着装置、１０９ａは定着フィルム、１０９ｂは加圧ローラ、１０９ｃはセラミックヒータ、１０９ｄはサーミスタ、１は商用電源、４はトライアック、７はフォトトライアックカプラ、１１はゼロクロス検知回路、１２６はエンジンコントローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes an image forming unit that forms a toner image on a recording material, a fixing device that heats the toner image to fix the toner image on the recording material, and a power control device that controls power supplied to the fixing device. The present invention relates to an image forming apparatus provided.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer, a heat roller type using a halogen heater as a heat source has been used as a fixing device (heating device) for heating and fixing a toner image formed on a recording material such as paper. And a film heating type heat fixing device using a ceramic heater as a heat source.
[0003]
Generally, the heater is connected to an AC power supply via a switching element such as a triac, and power is supplied from the AC power supply. The fixing device (fixing device) is provided with a temperature detecting element, for example, a thermistor temperature sensing element. The temperature of the fixing device is detected by the temperature detecting element, and based on the detected temperature information, the engine controller switches the switching element. Is turned on / off, the power supply to the heater is turned on / off, and the temperature of the fixing device is temperature-controlled to a target constant temperature. On / off control of the ceramic heater is performed by phase control or wave number control of a commercial power supply.
[0004]
It includes a point at which the input commercial power supply switches from positive to negative or from negative to positive, and triggers based on a signal (hereinafter referred to as a "zero-cross signal") that reports that the power supply voltage has dropped below a certain value. Phase control or wave number control. Generally, a zero-cross signal is a pulse signal, and a heater is controlled by triggering at a rising edge at which the zero-cross signal changes from off to on.
[0005]
For example, Patent Literature 1 discloses a system in which two heating elements are independently controlled by phase control and wave number control. Patent Document 2 discloses a system in which phase control and wave number control are switched by a power supply voltage.
[Patent Document 1]
JP 2000-268939 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-20711
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The commercial power supply has a certain level of line impedance R. When the image forming apparatus is connected to a commercial power supply and a current I flows in the image forming apparatus, a voltage V calculated from R × I is generated in this power supply line. That is, the commercial power supply has a value obtained by dropping the voltage from the original voltage value by the voltage V generated in the power supply line. When the current flowing through the ceramic heater fluctuates, the voltage drop also fluctuates, and as a result, the voltage value of the commercial power supply also fluctuates.
[0007]
Here, when lighting equipment such as a desk lamp is connected to a commercial power supply to which the image forming apparatus is connected, the brightness of the lighting equipment fluctuates due to the fluctuation of the voltage value of the commercial power supply as described above, so-called flickering. The phenomenon occurs. This flicker phenomenon is called flicker, and depending on the degree of flicker, humans may feel uncomfortable. Factors that make people feel uncomfortable include the degree of flicker (the magnitude of voltage fluctuation) and the cycle of the flicker.
[0008]
When comparing the phase control and the wave number control, which are power supply means to the ceramic heater, the wave number control turns ON / OFF the commercial power supply voltage in half-wave units, so that the voltage fluctuation becomes larger than the phase control.
[0009]
When wave number control is performed as a countermeasure, a lighting pattern is set such that the ON / OFF cycle is advantageous for flicker within a predetermined control unit (for example, 20 half-waves of the power supply waveform). The power supply Duty to the ceramic heater is set so that the power supply Duty is about 50% at the time of normal printing, which is frequently used, in consideration of variations in the power supply voltage, the ceramic heater, and the like.
[0010]
Here, the normal printing which is frequently used is intended to print A4 or letter size plain paper at an ambient temperature of normal temperature (15 to 30 ° C.). When the environmental temperature is high, the duty is low, and when the environmental temperature is low, the duty is high. When the paper size is small, the duty is low, and when the paper size is large, the duty is high. In the case of thick paper, the duty is higher than that of plain paper. That is, the greater the amount of heat applied from the fixing device to the paper, the higher the duty.
[0011]
However, when the power supplied to the ceramic heater may be small (for example, when the process speed is low, the temperature control temperature is low, or when printing on small-size paper), a predetermined control unit (for example, 20 half-waves of the power supply waveform) may be used. Therefore, the ON / OFF cycle which is advantageous for flicker cannot be created because the number of times of ON is reduced, resulting in a problem that flicker deteriorates.
[0012]
The present invention has been proposed in view of the above, and in an image forming apparatus including a fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording material, flicker is reduced even when power consumption during printing is small. The purpose is to make
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes an image forming unit that forms a toner image on a recording material, a fixing device that heats the toner image to fix the toner image on the recording material, and a power control device that controls power supplied to the fixing device. In the image forming apparatus provided with the power control device, the power control device has two kinds of power control means of phase control and wave number control, and further has a power control switching means for switching between these two kinds of power control means. The apparatus is an image forming apparatus in which wave number control is set as power control means in a normal state, and the power control means is switched from wave number control to phase control in accordance with printing conditions.
[0014]
More specifically,
1) The image forming apparatus has a plurality of process speeds of two or more, and a process speed switching means for switching these process speeds. When the process speed is lower than a predetermined process speed, the image forming apparatus includes the power control means. It switches from wave number control to phase control.
[0015]
2) When the fixing temperature in the fixing device is equal to or lower than a predetermined temperature, the power control means is switched from wave number control to phase control.
[0016]
3) When the size of the recording material is smaller than a predetermined size, the power control means is switched from wave number control to phase control.
[0017]
4) When the duty of the power supplied to the fixing device is equal to or less than a predetermined duty, the power control means is switched from wave number control to phase control.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
[Example 1]
Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings.
[0020]
(1) Example of image forming apparatus
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus of this embodiment is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process.
[0021]
A laser beam printer main body 101 (hereinafter, main body 101) has a cassette 102 for storing recording paper S, a cassette presence / absence sensor 103 for detecting the presence or absence of the recording paper S in the cassette 102, and a size of the recording paper S in the cassette 102. A cassette size sensor 104 (consisting of a plurality of micro switches) for detecting, a paper feed roller 105 for feeding out the recording paper S from the cassette 102, and the like are provided.
[0022]
A registration roller pair 106 for synchronously transporting the recording paper S is provided downstream of the paper feed roller 105. A cartridge 108 that forms a toner image on the recording paper S based on a laser beam from the laser scanner unit 107 is provided downstream of the registration roller pair 106.
[0023]
Further, a fixing device (fixing device) 109 for thermally fixing the toner image formed on the recording paper S is provided downstream of the cartridge 108, and a conveyance state of a paper discharge unit is detected downstream of the fixing device 109. A paper ejection sensor 110, a paper ejection roller 111 for ejecting the recording paper S, and a loading tray 112 for loading the recording paper S on which recording has been completed are provided.
[0024]
The laser scanner 107 includes a laser unit 113 that emits a laser beam modulated based on an image signal (image signal VDO) sent from an external device 128, and a laser beam from the laser unit 113 on a photosensitive drum 117 described later. A polygon motor 114, an image forming lens 115, a turning mirror 116, and the like for scanning the image are formed.
[0025]
The main motor 123 applies a driving force to the sheet feeding roller 105 via a sheet feeding roller clutch 124 and a driving force to the pair of registration rollers 106 via a registration roller 125. Further, each unit of the cartridge 108 including the photosensitive drum 117 , The fixing device 109 and the paper discharge roller 111.
[0026]
Reference numeral 126 denotes an engine controller which controls the electrophotographic process by the laser scanner unit 107, the cartridge 108, and the fixing device 109, and controls the conveyance of the recording paper in the main body 101.
[0027]
Reference numeral 127 denotes a video controller, which is connected to an external device 131 such as a personal computer by a general-purpose interface (Centronics, RS232C, etc.) 130, expands image information sent from the general-purpose interface into bit data, and The data is sent to the engine controller 126 as a VDO signal.
[0028]
In the cartridge 108, a photosensitive drum 117, a primary charging roller 119, a developing device 120, a cleaner 122, a non-contact IC memory unit 201 with an antenna, and the like necessary for a known electrophotographic process are incorporated. The cartridge 108 is detachably attached to the main body 101 and can be replaced. Further, in the main body 101, a coil antenna 202 for communicating with the non-contact IC memory unit 201 on the cartridge 108 side, and a communication control board 203 equipped with a modulation / demodulation circuit for performing communication control are provided.
[0029]
The recording paper S fed from the cassette 102 is introduced by a registration roller 106 at a predetermined control timing into a transfer nip portion, which is a pressure contact portion between the photosensitive drum 117 and the transfer charging roller 121, and is formed on the surface of the photosensitive drum 117. The transferred toner images are sequentially transferred, separated from the photosensitive drum surface, and introduced into the fixing device 109. Since an electrophotographic process for forming a toner image on the surface of the photosensitive drum 117 is known, its description is omitted. The recording paper S introduced into the fixing device 109 is heated and fixed by the unfixed toner image, and is discharged as a print by a discharge roller 111 to a stack tray 112.
[0030]
(2) Fixing device 109
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device 109. The fixing device of this embodiment is a heating device of a film heating system of a pressure rotating body driving system (tensionless type) disclosed in, for example, JP-A-4-44075-44083.
[0031]
109c is a ceramic heater as a heat source. The ceramic heater 109c basically has an elongated thin plate-shaped ceramic substrate having a longitudinal direction perpendicular to the drawing, and a current-generating resistor layer (heating element) provided on the substrate surface. This is a heater with a low heat capacity, the temperature of which rises sharply as a whole by energizing the heater.
[0032]
A holder 109e fixedly supports the heater 109c. The holder 109e is a heat-resistant resin member having a substantially semicircular gutter-shaped cross section and having a longitudinal direction perpendicular to the drawing. The heater 109c is fitted in a groove formed along the length of the lower surface of the holder 109e so as to expose the heater surface side downward and fixed with a heat-resistant adhesive or the like.
[0033]
A cylindrical heat-resistant film 109a is loosely fitted to the holder 109e having the heater 109c.
[0034]
Reference numeral 109f denotes a pressing stay having an inverted U-shaped cross section, which is a rigid member whose longitudinal direction is perpendicular to the drawing. The pressure stay 109f is disposed so as to pass through the inside of the holder 109e.
[0035]
An elastic pressure roller 109b is a pressure member. The pressure roller 109b is disposed such that both ends of the metal core are rotatably supported by bearings. The above-mentioned assembly of the heater 109c, the holder 109e, the film 109a, and the stay 109f is arranged above the pressure roller 109b in parallel with the pressure roller 109b with the heater 109c facing downward. Is pressed downward by an urging member (not shown), so that the lower surface of the heater 109c is pressed against the upper surface of the pressure roller 109b via the film 109a against the elasticity of the roller elastic layer, so that the nip portion N having a predetermined width is formed. Is formed.
[0036]
The pressure roller 109b is rotationally driven at a predetermined peripheral speed in a counterclockwise direction indicated by an arrow by driving means (not shown). A rotational force acts on the cylindrical film 109a due to the frictional contact between the pressure roller 109b and the film 109a at the nip portion N by the rotational drive of the pressure roller 109b, and the film 109a adheres to the downward surface of the heater 109c. The outer periphery of the holder 109e is driven and rotated in the clockwise direction of the arrow while sliding.
[0037]
The pressure roller 109b is driven to rotate, the cylindrical film 109a is driven to rotate accordingly, and the heater 109c is energized, and the heater rises quickly to a predetermined temperature and the temperature is controlled. Then, the recording paper S carrying the unfixed toner image t is introduced between the film 109a of the nip N and the pressure roller 109b, and the toner image carrying side of the recording paper S is placed on the outer surface of the film 109a in the nip N. The nip N is conveyed while being in close contact with the film 109a. In this nipping and conveying process, the recording paper S is heated by the heat of the film 109a heated by the heater 109c, and the unfixed toner image t on the recording paper S is heated and pressed onto the recording paper S to be fused and fixed. The recording paper S that has passed through the nip portion N is discharged from the surface of the film 109a with a curvature separated therefrom and conveyed.
[0038]
In the above-described film heating type fixing device, since a low heat capacity heater can be used as a heating element, power saving and shortening of the wait time can be achieved as compared with the conventional heat roller type and belt heating type devices. It becomes possible.
[0039]
FIG. 3 is a structural diagram of an example of the ceramic heater 109c. (A) is a partially cutaway plan model diagram on the heater front side, (b) is a plan model diagram on the heater back side, and (c) is an enlarged cross-sectional model along line (c)-(c) in (b). FIG.
[0040]
This heater 109c
▲ 1 ▼. A ceramic substrate (high insulating / high thermal conductive substrate) a made of ceramics such as alumina, aluminum nitride, and silicon carbide having a long side in a direction perpendicular to the conveying direction of the recording paper S;
▲ 2 ▼. Formed by coating and baking about 10 μm thick, about 1 to 3 mm wide linear or narrow strip by screen printing or the like along the length of the substrate at the center of the substrate width direction on the front side of the ceramic substrate a. Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , Ta 2 N or other resistance heating element layer (electric heating element) b,
(3). Electrode portions cc formed of Ag / Pt (silver / platinum), which are electrically connected to both ends in the longitudinal direction of the resistance heating element layer b,
▲ 4 ▼. An insulating protective layer d provided on the surface of the resistance heating element layer b, such as a thin glass coat or a fluororesin coat, which is electrically insulated and can withstand rubbing with the film 109a;
▲ 5 ▼. A thermistor 109d as a temperature detecting means provided on the back side of the ceramic substrate a,
Etc.
[0041]
In the heater 109c of this example, the heating element b is formed and provided on the front surface side of the ceramic substrate a so that the center of the width of the heating element b substantially coincides with the center of the heater width, as shown in FIG. The heater 109c is fitted into a heater fitting groove formed on the lower surface of the holder 109e along the longitudinal direction with the heater surface side outside, and is adhered and held with a heat resistant adhesive.
[0042]
The electrode portions c and c of the heater 109c are connected to a power control device, which is a heater drive circuit described in the following section (3), via power supply connectors 109g and 109g. , The entire heater 109c including the substrate a and the protective layer d rapidly rises in temperature. The thermistor 109d detects the temperature of the heater 109c and feeds back the temperature information to the power control device. The power control device controls and controls the power supply to the resistance heating element layer b based on the fed back temperature information so that the temperature of the heater 101c is maintained at a predetermined control target temperature.
[0043]
(3) Power control device (heater drive circuit)
FIG. 4 shows an example of a power control device (ceramic heater drive circuit) 100 for controlling the power supplied to the fixing device (ceramic heater).
[0044]
Reference numeral 1 denotes an AC power supply for connecting the image forming apparatus, and the image forming apparatus supplies commercial power to the ceramic heater 109c via the AC filter 2 to cause the ceramic heater 109c to generate heat. The power supply to the ceramic heater 109c is turned on and off by the triac 4. The resistors 5 and 6 are bias resistors for the triac 4, and the phototriac coupler 7 is a device for securing a creepage distance between the primary (the resistance heating element layer b side) and the secondary (thermistor 109d side). The triac 4 is turned on by energizing the light emitting diode of the phototriac coupler 7. The resistor 8 is a resistor for limiting the power supply of the phototriac coupler 7 and is turned on / off by the transistor 9. The transistor 9 operates according to an ON signal from the engine controller 126 via the resistor 10.
[0045]
Further, the AC power supply 1 via the AC filter 2 is transmitted to the engine controller 126 via the zero cross detection circuit 11 as a zero cross signal whose pulse width changes according to the voltage of the commercial power supply 1.
[0046]
The engine controller 126 detects the pulse width of the zero-cross signal, and turns on / off the triac 4 by wave number control based on the pulse width.
[0047]
The temperature detected by the thermistor 109d, which is a temperature detecting element for detecting the temperature of the ceramic heater 109c, is detected as a partial pressure between the resistor 13 and the thermistor 109d, and is input to the engine controller 126 as an A / D signal as a TH signal. Is done. The temperature of the ceramic heater 109c is monitored by the engine controller 126 as a TH signal, and the power to be supplied to the ceramic heater 109c is calculated by comparing the temperature with the set temperature of the ceramic heater 109c set inside the engine controller 126. The engine controller 126 sends an ON signal to the transistor 9 at a heater ON / OFF timing of a wave number pattern corresponding to the supplied power.
[0048]
Here, FIG. 5 is an example of wave number patterns for each supply power, and these patterns are determined so that the heater is turned ON / OFF at a cycle advantageous for flicker. Generally, a lighting pattern having a cycle advantageous for flicker can be formed because there are many lighting pattern options around Duty 50%, which is frequently used, but a low power supply side (around 20%) and a high power supply side (around 20%). (Around 80%), there are few choices of lighting patterns, and it is difficult to form a pattern having a cycle advantageous for flicker.
[0049]
Here, when the image forming apparatus is provided with a plurality of process speeds (two speeds of the full speed and half speed in the present embodiment), when printing is performed at a half speed with respect to a normal full speed, fixing is performed per unit time. The amount of heat taken by the paper in the apparatus is reduced, and as a result, the power supplied to the fixing device is reduced. That is, the result is that flicker gets worse.
[0050]
Therefore, in this embodiment, when the process speed is equal to or lower than a predetermined speed, the power control method is changed from wave number control to phase control advantageous for flicker. Although phase control is advantageous for flicker, it is disadvantageous in that harmonic currents increase. Particularly, in the phase control, when the duty of the supplied power is used around 50%, the harmonic current increases. However, in this embodiment, the phase control is performed only under the condition that the process speed is equal to or lower than a predetermined speed (the condition where the supplied power is small). Therefore, the harmonic current slightly increases as compared with the wave number control, but it can be kept at a level that does not cause a problem for the standard, and the flicker can be reduced without any adverse effect (see FIG. 6).
[0051]
Next, the flow in this embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0052]
First, when the power of the main body 101 is turned on (S1), the main body performs a predetermined operation and enters a standby state (S2). Thereafter, if there is a print command (S3), the printing conditions (process speed) are checked (S4). If the process speed is higher than a predetermined speed, power is supplied to the fixing device by wave number control (S5), and the process speed is increased. Is less than the predetermined speed, power is supplied to the fixing device by phase control (S6). At the same time as the printing is completed (S7), the power supply is terminated.
[0053]
Here, in correspondence with the first aspect, the engine controller 126 sets the power control unit to a phase control from wave number control in accordance with “print control conditions” and “power control switching unit for switching between two types of power control units”. Means for switching to control ". The circuit portions 4 to 11 and 126 correspond to “power control means for wave number control” or “power control means for phase control”. Only the engine controller 126 switches from wave number control to phase control, and the other control means 4 to 11 are the same between them.
[0054]
[Example 2]
The present embodiment is almost the same in overall configuration as the first embodiment, except for the condition for switching from wavenumber control to phase control.
[0055]
When the fixing temperature is low, the electric power supplied to the fixing device naturally becomes small, which leads to the deterioration of flicker as in the first embodiment.
[0056]
Therefore, in this embodiment, when the fixing temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the power control method is changed from wave number control to phase control. The effect of changing to the phase control is the same as in the first embodiment.
[0057]
Next, the flow in this embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.
First, when the power of the main body 101 is turned on (S1), the main body performs a predetermined operation and enters a standby state (S2). Thereafter, when a print command is issued (S3), the printing conditions (fixing temperature) are checked (S4). If the fixing temperature is higher than a predetermined temperature, power is supplied to the fixing device by wave number control (S5), and the fixing temperature is set. Is lower than the predetermined temperature, power is supplied to the fixing device by phase control (S6). At the same time as the printing is completed (S7), the power supply is terminated.
[0058]
The switching of the fixing temperature is automatically performed by the engine controller 126 according to the printing conditions (environmental temperature, paper size, number of prints). The fixing temperature varies depending on the environmental temperature (the lower the environmental temperature, the higher the fixing temperature). The fixing temperature differs depending on the paper size (the larger the paper size, the higher the fixing temperature). When printing is performed continuously, the fixing temperature decreases every predetermined number of sheets (in a stepwise manner). The “predetermined temperature” in the present embodiment is assumed to be 170 to 180 ° C.
[0059]
[Example 3]
The overall configuration of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the conditions for switching from wave number control to phase control are different.
[0060]
When the size of the paper passing through the fixing device is small, the amount of heat taken by the fixing device is reduced, and the power supplied to the fixing device is also reduced, which leads to the deterioration of flicker as in the first embodiment.
[0061]
Therefore, in this embodiment, when the paper size to be printed is smaller than a predetermined size, the power control method is changed from wave number control to phase control. The effect of changing to the phase control is the same as in the first embodiment.
[0062]
Next, the flow in this embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.
[0063]
First, when the power of the main body 101 is turned on (S1), the main body performs a predetermined operation and enters a standby state (S2). Thereafter, when there is a print command (S3), the printing conditions (paper size) are checked (S4). When the size is larger than the predetermined size, power is supplied to the fixing device by wave number control (S5), and the paper size is reduced. If the size is smaller than the predetermined size, power is supplied to the fixing device by phase control (S6). At the same time as the printing is completed (S7), the power supply is terminated.
[0064]
In the present embodiment, the “predetermined size” is assumed to be a paper having a size of B5 size paper or less.
[0065]
[Example 4]
The overall configuration of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, but the conditions for switching from wave number control to phase control are different.
[0066]
In the first to third embodiments, the power supply method is switched from the wave number control to the phase control according to the printing conditions. In the present embodiment, the power supplied to the fixing device is constantly monitored, and the supplied power is reduced to a predetermined Duty or less. If this happens, the power supply method is switched from wave number control to phase control.
[0067]
In the present embodiment, even if the control is once switched to the phase control, the control may be switched from the phase control to the wave number control when the supplied power becomes equal to or higher than a predetermined duty.
[0068]
FIG. 10 shows a lighting pattern of a heater that supplies power by phase control only for a duty of 30 or less and fraction control otherwise.
[0069]
As a supplement, in each of the first to fourth embodiments, each of the process speed, the fixing temperature, the paper size, and the power is described as the print condition. However, two, three, or four AND conditions of these four items are required. It is needless to say that a flicker countermeasure can be similarly performed.
[0070]
Although various examples and embodiments of the present invention have been shown and described, those skilled in the art will appreciate that the spirit and scope of the present invention is not limited to the specific description and figures herein. It will be appreciated that various modifications and changes are set forth which are all set forth in the following claims.
[0071]
Examples of embodiments of the present invention are listed below.
[0072]
[Embodiment 1] An image forming unit that forms a toner image on a recording material, a fixing device that heats the toner image and fixes the recording material, and a power control device that controls power supplied to the fixing device An image forming apparatus comprising:
The power control device has two kinds of power control means of phase control and wave number control, and further has a power control switching means for switching between these two kinds of power control means.
The power control device is set to wave number control as power control means at normal time,
An image forming apparatus characterized in that said power control means is switched from wave number control to phase control in accordance with printing conditions.
[0073]
[Embodiment 2] The image forming apparatus has a plurality of process speeds equal to or higher than two speeds, and further includes a process speed switching unit that switches these process speeds. When the switched process speed is equal to or less than a predetermined process speed, The image forming apparatus according to the first embodiment, wherein the power control unit is switched from wave number control to phase control.
[0074]
[Embodiment 3] The image forming apparatus according to Embodiment 1, wherein when the fixing temperature in the fixing device is equal to or lower than a predetermined temperature, the power control unit is switched from wave number control to phase control.
[0075]
[Embodiment 4] The image forming apparatus according to Embodiment 1, wherein the power control unit is switched from wave number control to phase control when the size of the recording material is equal to or smaller than a predetermined size.
[0076]
[Embodiment 5] The image forming apparatus according to Embodiment 1, wherein when the duty of the power supplied to the fixing device is equal to or less than a predetermined duty, the power control unit is switched from wave number control to phase control.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an image forming apparatus including a fixing device that heats and fixes a toner image formed on a recording material, even when power consumption during printing is small (at low power). The purpose is to reduce flicker.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an example of a ceramic heater as a heat source.
FIG. 4 is a drive circuit diagram of a ceramic heater.
FIG. 5 is a wave number pattern with respect to supplied power.
FIG. 6 shows the relationship between the phase angle of the phase control and the harmonic current.
FIG. 7 is a control flowchart.
FIG. 8 is a control flowchart according to the second embodiment.
FIG. 9 is a flowchart according to a third embodiment.
FIG. 10 illustrates a heater lighting pattern according to a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
109 is a fixing device, 109a is a fixing film, 109b is a pressure roller, 109c is a ceramic heater, 109d is a thermistor, 1 is a commercial power supply, 4 is a triac, 7 is a phototriac coupler, 11 is a zero-cross detection circuit, and 126 is an engine controller.
