JP2005024925A

JP2005024925A - Fixing device and image forming apparatus equipped therewith and method of controlling the fixing device

Info

Publication number: JP2005024925A
Application number: JP2003190597A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamazaki; 眞一山▲崎▼; Ayanori Miyoshi; 文徳三好; Kazuya Hamaguchi; 和也濱口; Masanori Nakazawa; 昌典中澤; Koji Akamatsu; 浩嗣赤松; Toshio Tanoue; 寿雄田野上; Tadashi Okada; 正岡田; Hitoshi Asada; 均浅田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of performing the same heating for every device even if there is a variation in the actual average electric power of a heater to be used. <P>SOLUTION: The fixing heater is composed of a main heater H 1 for heating and an auxiliary heater H 2 for heating. The maximum value of the manufacturing variation of the rated electric power consumption of the main heater H 1 for heating is previously set as a reference electric power value in an EEPROM (electrically erasable and programable ROM) 5. A voltage/current monitor circuit 2 measures the voltage applied to the main heater H 1 for heating and the current flowing in the main heater H 1 for heating. A CPU (central processing unit) 6 calculates the actual average electric power value of the main heater H 1 for heating from the voltage and current obtained from the voltage/current monitor circuit 2 and when the heating temperature of the fixing heater obtained from a temperature sensor 1 is lower than the prescribed temperature and when the average electric power value is smaller than the reference electric power value set in the EEPROM 5, the CPU changes the energizing control of the auxiliary heater H 2 for heating so as to increase the supply electric power to the auxiliary heater H 2 for heating by as much as the average electric power of the difference between the average electric power value and the reference electric power value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力制御機能を備えた複写機などの画像形成装置の定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力制御機能を備えた複写機などの画像形成装置において、定着装置の温度制御を行うために定着装置への通電を制御することが行われる。
【０００３】
例えば特許文献１には、高速立ち上げが可能な定着装置において、定着ローラ上での温度ムラを解消するために以下のような制御を行うことが記載されている。図６に示すように、定着ローラ１０１にはその中央部を加熱するヒータ１０３とその両端部を加熱する２つのヒータ１０４・１０４とが設けられている。ヒータ１０３は、交流電源１４０から、リレー１０７のＯＮ状態で制御用ドライバ１１２がトライアック１１０を位相制御することにより通電される。ヒータ１０４は、交流電源１４０から、リレー１０８のＯＮ状態で制御用ドライバ１１３がトライアック１１１を位相制御することにより通電される。定着ローラ１０１の中央部にはサーミスタ１１５が、定着ローラ１０１の端部にはサーミスタ１１６が設けられ、それぞれにおいて検出されたローラ温度がＣＰＵ１１４に入力される。ＣＰＵ１１４はこの温度情報を基に、制御用ドライバ１１２・１１３を制御してトライアック１１０・１１１の制御位相を調整するようになっている。
【０００４】
この特許文献１は、定着ローラ１０１をその軸方向の長さよりも小さい幅の用紙が通過したときに、用紙の通過する定着ローラ１０１の中央部で目標温度からの温度低下が起って定着ローラ１０１上で温度ムラが発生することを問題にしている。このときに定着ローラ１０１の端部側のヒータ１０４の目標温度を上昇させて定着ローラ１０１の端部を過熱し、端部から中央部に熱を伝えることで、定着ローラ１０１の中央部の熱量不足を補うようにしている。
【０００５】
また、特許文献２には、画像形成装置の待機時に、定着ヒータに流れる電流を所定値以下に保つことが記載されている。図７に示すように、定着ヒータ２０６は交流電源２０１から、トライアック２０８の位相制御により通電されるようになっている。トライアック２０８の位相制御は制御回路２０４で行う。制御回路２０４は、定着ヒータ２０６の温度を検出するサーミスタ２０７から温度情報を得て、画像形成装置が通常の画像形成状態であるか待機状態であるかを判定するようになっている。定着ヒータ２０６への通電経路には抵抗２０２が挿入されており、抵抗２０２は自身に流れる電流を電圧に変換し、入力電流検出回路２０３がこれを整流して大きさを検出し、上記電流の平均値を検出する。交流電源２０１は直流電源回路である電源回路２０５の入力電源ともなっているが、待機時においては電源回路２０５からの電力供給は非常に小さいために、入力電流検出回路２０３が検出する電流は定着ヒータ２０６に流れる電流にほぼ等しくなる。このとき入力電流検出回路２０３は、検出した電流が予め設定した所定値よりも大きければトライアック２０８のＯＮデューティが小さくなるように制御回路２０４に指示する。電流が所定値以下になるまで、上記処理を繰り返し、所定値以下になったらその通電状態を維持するようにする。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１７４９８９号公報
（公開日：２００２年６月２１日）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−２０２６８７号公報
（公開日：２００２年７月１９日）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の定着装置においては、通電制御を行うためのトライアックの位相制御は、定着ヒータの定格消費電力に基づいて決められる。例えば特許文献１では、ヒータ１０３およびヒータ１０４の単位時間当たりの発熱量は、これらヒータの定格消費電力に対応して決められたトライアック１１０・１１１のＯＮ時間で決定されるものとして扱われることになる。また、例えば特許文献２では、待機時に定着ヒータ２０６の電流と比較される所定値は、定着ヒータ２０６の通常時よりも小さい一定の消費電力を決めるものとして設定される。従って、所定値における消費電力は定着ヒータ２０６の定格消費電力をある比率で低減したものとして扱われ、単位時間当たりの発熱量はトライアック２０８のＯＮ時間で決定されると見なされていることになる。
【０００９】
しかしながら、定着ヒータの消費電力には±５％〜±１０％といった製造ばらつきがあり、設計値が公称の定格消費電力値となっていても、実際に製造された定着ヒータの消費電力は設計値通りになっているとは限らない。例えば定格消費電力の設計値が８００Ｗである場合に、生産工程による製造ばらつきが±５％であるとすると、製造された定着ヒータには、消費電力に７６０Ｗ〜８４０Ｗのばらつきが生じることになる。
【００１０】
このような定格消費電力の製造ばらつきがあると、以下の問題が起る。例えば特許文献１のヒータ１０３に設計値が８００Ｗのものを使用することになっていて、実際に使用されたヒータ１０３が８４０Ｗであるとすると、８００Ｗ用に決定されたトライアック１１０のＯＮ時間では実際のヒータ１０３の消費電力は回路上の設定値よりも大きくなる。また、上記と同じヒータを用いる状況で、特許文献２の構成を利用して定着ヒータ２０６を電流が所定値となるように通電制御したとすると、実際に使用される定着ヒータ２０６の消費電力は回路上の設定値よりも小さくなる。
【００１１】
従って、定着ヒータを温度制御により一定の温度となるように通電制御したとしても、実際に使用される定着ヒータの単位時間当たりの発熱量は、回路上の設定値からずれている可能性があり、所定の温度となるまでの時間が定着ヒータごとに異なってしまうという状況が発生する。このような定着ヒータの発熱量ばらつきがあると、特に、画像形成装置のウォームアップや連続印刷時のように急速な温度制御が必要とされる状況において、所望の温度制御が達成されないという不都合が生じる。
【００１２】
このように、従来の定着装置では、装置ごとに同じ加熱を行うことが困難であるという問題があった。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる定着装置、およびそれを備えた画像形成装置、ならびに定着装置の制御方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、印刷像を加熱によって用紙に定着させる定着ヒータを備えた定着装置において、上記定着ヒータは複数のヒータからなり、上記定着ヒータの加熱温度を検出する温度検出手段と、上記複数のヒータのうちの１つである第１ヒータに対して予め決定された基準電力値が設定される電力値設定手段と、上記第１ヒータに印加されている電圧を計測する電圧取得手段と、上記第１ヒータに流れている電流を計測する電流取得手段と、上記電圧取得手段によって計測された電圧と上記電流取得手段によって計測された電流とに基づいて上記第１ヒータの実際の平均電力値を算出する電力値算出手段と、上記電力値算出手段で算出された上記平均電力値を、上記電力値設定手段に設定された上記基準電力値と比較する比較手段とを備え、上記温度検出手段によって検出された上記加熱温度が所定温度よりも低く、かつ、上記比較手段による比較の結果、上記平均電力値が上記基準電力値よりも小さい基準電力未達時には、上記平均電力値と上記基準電力値との差に応じて上記第１ヒータ以外の上記ヒータの通電制御を変化させることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、まず、電力設定手段に、第１ヒータに対して予め決定された基準電力値を設定する。そして、第１ヒータに通電したときに、電圧取得手段は第１ヒータに印加される電圧を計測し、電流取得手段は第１ヒータに流れる電流を計測する。そして、電力値算出手段は、電圧取得手段によって計測された電圧と、電流取得手段によって計測された電流とに基づいて、第１ヒータの実際の平均電力値を算出する。次いで、比較手段は、電力値算出手段で算出された上記平均電力値を、上記電力値設定手段に設定された上記基準電力値と比較する。
【００１６】
一方、温度検出手段は定着ヒータの加熱温度を検出しており、この加熱温度が目標とする定着温度などの所定温度よりも低く、かつ、比較手段による比較の結果、第１ヒータの実際の平均電力値が基準電力値よりも小さい基準電力未達時には、両電力値の差に応じて第１ヒータ以外のヒータの通電制御を変化させる。
【００１７】
すなわち、定着ヒータの加熱温度を所定温度にしようとしたときに、第１ヒータを上記の基準電力値の平均電力値で発熱させればある時間で所定温度に達するが、第１ヒータを基準電力値よりも小さい平均電力値で発熱させれば上記時間では所定温度に達しないような場合に、第１ヒータ以外のヒータの発熱によって、基準電力値と平均電力値との差に相当する不足分の発熱量を補うことができる。このとき、第１ヒータ以外のヒータのうち通電するヒータの個数は適宜選択すればよい。また、最初から第１ヒータ以外のヒータにも通電するように設定して、基準電力未達時にその通電制御を変化することにより発熱量を増加させるようにしてもよい。
【００１８】
従って、実際の平均電力値が基準電力値以下となる第１ヒータを用いる場合に、どのような第１ヒータに対しても、必ず実際の平均電力値と基準電力値との差に応じた加熱を、第１ヒータ以外のヒータで補うことができるようになる。ここで、第１ヒータを容量の大きな主加熱ヒータとし、第１ヒータ以外のヒータを容量の小さな副加熱ヒータとすれば、副加熱ヒータの実際の平均電力は設計の定格消費電力からあまりずれないので、第１ヒータの不足分の発熱を補う量は比較的正確に設定することができる。
【００１９】
これによって、第１ヒータの実際の平均電力がある範囲でばらついていても、定着ヒータ全体の単位時間当たりの発熱量を、異なる第１ヒータを備えた定着ヒータ間で同一にすることができる。従って、加熱温度が所定の定着温度近くに達する前までなどの、画像形成装置のウォームアップや連続印刷時のような急速な温度制御が必要とされる状況に特に適した温度制御を行うことができる。
【００２０】
この結果、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる定着装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、上記基準電力値は、上記第１ヒータの定格消費電力値の製造ばらつきの最大値であることを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、基準電力値を第１ヒータの定格消費電力値の製造ばらつきの最大値とするので、所定の定格消費電力で設計されたどのような第１ヒータを備えていても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる。
【００２３】
また、本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、上記基準電力未達時に、上記第１ヒータ以外の上記ヒータに対して、合計で上記基準電力値と上記平均電力値との差に応じた平均電力だけ供給電力を増加させるように通電制御を変化させることを特徴としている。
【００２４】
上記の発明によれば、第１ヒータ以外のヒータへの供給電力を合計で増加させればそれだけ定着に用いる熱量を増加させることができるようなヒータの配置となっている定着ヒータにおいて、基準電力未達時に合計で基準電力値と平均電力値との差に応じた平均電力だけ供給電力を増加させることで第１ヒータ以外のヒータの通電制御を変化させることにより、装置ごとに同じ加熱を行うことができるようになる。
【００２５】
また、第１ヒータ以外のヒータへの供給電力の増加分が、基準電力値と平均電力値との差に等しくなる場合には、どのような第１ヒータを用いたとしても定着ヒータへの供給電力が同じになるので、定められた消費電力で加熱を行うことができる。
【００２６】
また、本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、上記ヒータは交流電源から通電され、上記ヒータへの電源投入からの所定期間に、上記ヒータに印加される交流電圧の位相制御を行うことを特徴としている。
【００２７】
上記の発明によれば、ヒータが交流電源から通電される場合に、ヒータの電源投入時にラッシュ電流が流れるのを、電源投入開始からの所定期間にヒータに印加される交流電圧の位相制御を行って、通電期間を短くすることにより抑制することができる。従って、ラッシュ電流による電源電圧の低下を防止することができ、他の装置に瞬時停電のような悪影響を与えることを防止することができる。
【００２８】
また、本発明の定着装置は、上記課題を解決するために、上記第１ヒータに対して上記位相制御を行う場合は、上記電圧取得手段と上記電流取得手段とを、上記所定期間外でのみ動作させることを特徴としている。
【００２９】
上記の発明によれば、第１ヒータに対して所定期間に位相制御を行う場合に、所定期間では第１ヒータに印加される電圧および第１ヒータに流れる電流の波形が定常状態の波形と異なっていて平均電力値を算出するのに適さないので、電圧取得手段と電流取得手段とを所定期間外でのみ動作させることによって、平均電力値を算出するための正確な電圧および電流を計測するようにして、安定した定着ヒータの通電制御を可能にする。
【００３０】
また、本発明の画像形成装置は、上記課題を解決するために、上記定着装置のいずれかを備えたことを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、定着装置ごとに同じ加熱を行うことができるので、画像形成の定着工程を安定させることができる。
【００３２】
また、本発明の定着装置の制御方法は、上記課題を解決するために、印刷像を加熱によって用紙に定着させる複数のヒータからなる定着ヒータを備えた定着装置を制御する定着装置の制御方法であって、上記定着装置に、上記定着ヒータの加熱温度を検出させ、上記複数のヒータのうちの１つである第１ヒータに印加されている電圧を計測させ、上記第１ヒータに流れている電流を計測させ、計測された上記電圧と上記電流とに基づいて上記第１ヒータの実際の平均電力値を算出させ、算出された上記平均電力値を、上記第１ヒータに対して予め決定された基準電力値と比較させ、検出された上記加熱温度が所定温度よりも低く、かつ、上記平均電力値が上記基準電力値よりも小さい基準電力未達時には、上記平均電力値と上記基準電力値との差に応じて上記第１ヒータ以外の上記ヒータの通電制御を変化させることを特徴としている。
【００３３】
上記の発明によれば、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、定着装置ごとに同じ加熱を行うことができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
図１に、本実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置としての複写機１５の構成を示す。複写機１５は上面に透明なガラス等からなる原稿台７０を有している。この原稿台７０の下方には、原稿を読み取る為の光学系が配されている。この光学系は原稿台７０上に載置される原稿に光を照射する露光用光源７１と、結像レンズおよび光電変換素子（以下ＣＣＤと称する）７３に光を導く複数の反射鏡７２とで構成され、露光用光源７１と反射鏡７２とが左方に移動することにより、原稿台７０上に載置された原稿の画像を読み取る。
【００３６】
また、原稿台７０の上部には自動的に原稿を搬送し、原稿の読み取り動作を行う原稿自動送り装置８０が設置される。該原稿自動送り装置８０は、原稿を給紙トレイ８１にセットすると、原稿を１枚ずつ給紙し、給紙搬送路８２に送り込む。給紙された原稿は、その先端がＰＳローラ８３に押し当てられた状態で一時停止する。これにより、印刷部との同期を取ると共に原稿が斜行した状態で読み取り部に送られることを防止する。図示しないクラッチをオンすることにより、ＰＳローラ８３を図示しない搬送モータの駆動部と連結し、一旦停止していた原稿の搬送を再開し、原稿を原稿読み取り部８８に送る。
【００３７】
前述した露光用光源７１を前記原稿読み取り部８８の直下に移動させた後に、原稿を搬送した状態で原稿に光が照射され、その光は前述した光学系の各パーツを介してＣＣＤ７３に導かれる。
【００３８】
ＣＣＤ７３によって読み取られた原稿画像データは、図示されていない制御回路などにより画像処理が施されレーザースキャニングユニット（以下ＬＳＵと称する）により、レーザー光を像担持体（以下感光体と称する）１１の表面に照射して静電潜像が形成される。
【００３９】
感光体１１は、ドラム状に形成され回転駆動される。この感光体１１の周囲には、レーザー照射点から感光体１１の回転方向に向かってレーザーによって露光された感光体表面の静電潜像をトナーにより可視像に現像する現像装置２０が配置される。感光体１１上のトナー像を用紙に転写する転写チャージャー１３、感光体１１表面の残留トナーを除去するクリーニング装置、感光体１１表面を所定の電位に帯電させる帯電器１２、及び感光体１１のレーザー照射点に向かってレーザーを照射させるＬＳＵが順を追って配置されている。
【００４０】
また、用紙は用紙カセット３０に収納される。用紙カセット３０の先端部には用紙を給紙搬送路３３に送り込む為の半月ローラ３１が配置されており下流側に向かって用紙を搬送する。また、用紙は手差しトレイ４０にセットされる。手差しトレイ４０の先端部には、用紙を給紙するピックアップローラ４１と、給紙された用紙を給紙搬送路３３に送り込む為の送りローラ４２とが配置されており、下流側に向かって用紙を搬送する。
【００４１】
給紙カセット３０や手差しトレイ４０から給紙された用紙は、図示しないレジスト前検知スイッチによって通過が検知され、該レジスト前検知スイッチの信号を基に、ＰＳローラ３２が感光体１１上のトナー像と用紙との位置合わせを行う。また、転写チャージャー１３の下流側には、用紙上のトナー像（印刷像）を加熱ローラと加圧ローラとにより用紙に定着させる定着装置５０、該定着装置５０を用紙が通過したことを検知する図示しない定着紙検知スイッチ、排紙搬送路３５上で用紙が通過したことを検知する図示しない排紙検知スイッチ、用紙を排出する為の排紙ローラ３６が配置されている。
【００４２】
用紙が、用紙カセット３０より前述の各部材を通過し排紙トレイ６０に排出されることにより、一連の画像形成工程が完了する。
【００４３】
次に、図１を用いて、定着装置５０の構成について説明する。
【００４４】
図１に、定着装置５０の加熱ローラの回路ブロック図を示す。加熱ローラの回路は、主加熱ヒータＨ１、スイッチ回路ＳＷ１、副加熱ヒータＨ２、スイッチ回路ＳＷ２、温度センサ１、電圧・電流モニタ回路２、Ｉ／Ｏ回路３、ヒータ制御回路４、ＥＥＰＲＯＭ５、およびＣＰＵ６を備えている。
【００４５】
主加熱ヒータ（第１ヒータ）Ｈ１および副加熱ヒータＨ２は定着ヒータを構成するハロゲンランプなどのヒータランプであり、加熱ローラの内部に配置される。それぞれの両端子ＬＮ間に商用交流電源（図示せず）が接続され、この交流電源から通電される。例えば、主加熱ヒータＨ１は設計の定格消費電力が８００Ｗという容量の大きいヒータであり、副加熱ヒータは設計の定格消費電力が２００Ｗという容量の小さなヒータである。副加熱ヒータＨ２は、主加熱ヒータＨ１に対して不足分の発熱量を補う補助的なヒータである。主加熱ヒータＨ１が、製造ばらつきにより実際の消費電力である平均電力が設計の定格消費電力から５％すれるものであるとすると、上記例では実際の平均電力値は７６０Ｗ〜８４０Ｗの範囲でばらつく。また、副加熱ヒータＨ２は、容量が小さい分、定格消費電力の製造ばらつきは無視できるほど小さく、ここでは実際の平均電力が設計の定格消費電力に等しいと見なせる。従って、副加熱ヒータＨ２については、主加熱ヒータＨ１の不足分の発熱を補う量を比較的正確に設定することができる。
【００４６】
スイッチ回路ＳＷ１は主加熱ヒータＨ１の通電のＯＮ・ＯＦＦを行うものであり、主加熱ヒータＨ１の電源ライン上に挿入されている。同様に、スイッチ回路ＳＷ２は副加熱ヒータＨ２の通電のＯＮ・ＯＦＦを行うものであり、副加熱ヒータＨ２の電源ライン上に挿入されている。定着ヒータの加熱温度を急速に上昇させるときにはスイッチ回路ＳＷ１を常にＯＮ状態とするか、ＯＮ期間のデューティを大きくする。また定着ヒータの定常状態の温度制御では、スイッチ回路ＳＷ１のＯＮ期間は、温度制御の方法によって適宜調整される。スイッチ回路ＳＷ２は、副加熱ヒータＨ２が補助的な加熱を行うためのヒータであることから、定着ヒータの加熱温度を急速に上昇させるときに主としてＯＮ期間が設けられる。なお、スイッチ回路ＳＷ１・ＳＷ２の具体的な構成については後述する。
【００４７】
温度センサ（温度検出手段）１は加熱ローラの表面温度を検出しており、これにより、トナー像を用紙に定着するときの定着ローラの加熱温度を検出している。検出温度の情報は、アナログ信号の形態でＩ／Ｏ回路３に出力する。
【００４８】
電圧・電流モニタ回路（電圧取得手段、電流取得手段）２は、主加熱ヒータＨ１に印加されている電圧と、主加熱ヒータＨ１に流れている電流とを計測する。電圧および電流として随時、瞬時値を計測し、計測結果をアナログ信号の形態でＩ／Ｏ回路３に出力する。ここでは定着ローラの加熱温度を急速に上昇させる場合を想定しており、以下では、スイッチ回路ＳＷ１が常にＯＮ状態で、電源電圧波形がそのまま主加熱ヒータＨ１に印加される場合について述べる。従って、一定期間に計測した電圧および電流の瞬時値の波形は正弦波である。
【００４９】
Ｉ／Ｏ回路３は、温度センサ１および電圧・電流モニタ回路２とＣＰＵ６との間のインタフェース回路であり、また、ヒータ制御回路４とＣＰＵ６との間のインタフェース回路である。温度センサ１から入力された温度情報、および電圧・電流モニタ回路２から入力された電圧・電流の情報を、デジタル信号の形態でＣＰＵ６に出力する。また、ヒータ制御回路４は副加熱ヒータＨ２の通電制御を行う回路であり、Ｉ／Ｏ回路３は、後述するようにＣＰＵ６から入力される副加熱ヒータＨ２の通電制御に関する指示を、ヒータ制御回路４へ伝える。
【００５０】
ＥＥＰＲＯＭ（電力値設定手段）５は、主加熱ヒータＨ１に対して予め決定された基準電力値が設定されるものであり、ここでは基準電力値として、主加熱ヒータＨ１の定格消費電力値の製造ばらつきの最大値が選ばれる。例えば設計の定格消費電力値が前述したように８００Ｗであって製造ばらつきが±５％である場合には基準電力値として８４０Ｗが選ばれ、これがＥＥＰＲＯＭ５に記憶される。また、ＥＥＰＲＯＭ５には、副加熱ヒータＨ２の定格消費電力値も記憶され、上記例の場合は２００Ｗという値が記憶される。
【００５１】
ＣＰＵ（電力値算出手段、比較手段）６は、電圧・電流モニタ回路２によって計測され、Ｉ／Ｏ回路３からある一定期間に入力された電圧および電流の各瞬時値に基づいて、主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力値を算出する。また、算出した平均電力値を、ＥＥＰＲＯＭ６に記憶されている基準電力値と比較する。さらに、温度センサ１で検出されＩ／Ｏ回路３から入力された温度情報から加熱ローラの表面温度を認識する。なお、ＣＰＵ６は動作電源をＤＣ電源７から取るようになっている。
【００５２】
加熱ローラの表面温度を所定温度あるいはそれ以上の温度に向かって上昇させるときに、主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力値が基準電力値以下のある範囲に含まれるということは分かっているが、基準電力値からの差が大きいほど、主加熱ヒータＨ１の発熱量は小さくなるので、副加熱ヒータＨ２の通電状態を一定にした状態ではそのままでは上記差が大きいほど所定温度に達するまでの時間が長くなる。このように加熱ローラの表面温度を所定温度あるいはそれ以上の温度に向かって上昇させるときに、加熱ローラの表面温度が上記所定温度よりも低く、主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力値が基準電力値よりも小さくなっている状態を基準電力未達時と呼ぶことにすると、ＣＰＵ６は基準電力未達時に、平均電力値と基準電力値との差に応じて、副加熱ヒータＨ２の通電制御を変化させる指示を出力するようになっている。
【００５３】
ここでは、主加熱ヒータＨ１および副加熱ヒータＨ２の両者は、同じ供給電力に対して加熱ローラの表面に同じ熱量を与えるように構成および配置されているものとして、副加熱ヒータＨ２への供給電力を、上記平均電力値と基準電力値との差と同じ平均電力だけ増加させる。例えば基準電力値８４０Ｗに対して主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力値が７６０Ｗである場合には、その差の８０Ｗだけ副加熱ヒータＨ２への供給電力を増加させる。ＣＰＵ６のこの指示は、Ｉ／Ｏ回路３を介してヒータ制御回路４へ伝えられ、ヒータ制御回路４は副加熱ヒータＨ２の通電制御を上述のように供給電力が増加するように変化させる。
【００５４】
副加熱ヒータＨ２は、主加熱ヒータＨ１に対して補助的なヒータとして動作させており、通電のＯＮ・ＯＦＦの周期やデューティを調整することで主加熱ヒータＨ１の発熱量を補っている。従って、主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力値が基準電力値８４０Ｗに等しいときに、例えば副加熱ヒータＨ２の通電周期のうちの１ｓｅｃ間を基本点灯時間として、この基本点灯時間だけ通電する通電制御を行うものとすれば、実際の平均電力値が７６０Ｗであるときには基本点灯時間よりも長い時間である１．１ｓｅｃ間だけ通電することで８０Ｗ分の平均電力を増加させるといった通電制御を行う。この通電時間の調整は、ＣＰＵ６がＥＥＰＲＯＭ５に記憶されている副加熱ヒータＨ２の定格消費電力に基づいて行うことができる。また、この通電制御は、ヒータ制御回路４がスイッチ回路ＳＷ２のＯＮ・ＯＦＦを制御することによって行うことができる。
【００５５】
このように、本実施の形態の定着装置５０によれば、定着ヒータの加熱温度を所定温度にしようとしたときに、主加熱ヒータＨ１を上記の基準電力値の平均電力値で発熱させればある時間で所定温度に達するが、主加熱ヒータＨ１を基準電力値よりも小さい平均電力値で発熱させれば上記時間では所定温度に達しないような場合に、副加熱ヒータＨ２の発熱によって、基準電力値と平均電力値との差に相当する不足分の発熱量を補うことができる。
【００５６】
従って、実際の平均電力値が基準電力値以下となる主加熱ヒータＨ１を用いる場合に、どのような主加熱ヒータＨ１に対しても、必ず実際の平均電力値と基準電力値との差に応じた加熱を、副加熱ヒータＨ２で補うことができるようになる。
【００５７】
これによって、主加熱ヒータＨ１の実際の平均電力がある範囲でばらついていても、定着ヒータ全体の単位時間当たりの発熱量を、異なる主加熱ヒータＨ１を備えた定着ヒータ間で同一にすることができる。従って、加熱温度が所定の定着温度近くに達する前までなどの、画像形成装置のウォームアップや連続印刷時のような急速な温度制御が必要とされる状況に特に適した温度制御を行うことができる。
【００５８】
このように、定着装置５０は、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる定着装置である。特に、定着装置５０では、基準電力値を主加熱ヒータＨ１の定格消費電力値の製造ばらつきの最大値としたので、所定の定格消費電力で設計されたどのような主加熱ヒータＨ１を備えていても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる。また、定着装置５０では、副加熱ヒータＨ２への供給電力の増加分が、基準電力値と平均電力値との差に等しく、どのような主加熱ヒータＨ１を用いたとしても定着ヒータへの供給電力が同じになるので、定められた消費電力で加熱を行うことができる。
【００５９】
なお、定着装置５０では、主加熱ヒータＨ１の通電のＯＮ・ＯＦＦを行うスイッチ回路ＳＷ１が常にＯＮ状態で、電圧・電流モニタ回路２によって計測される電圧および電流が正弦波となる場合について述べたが、これに限ることはない。スイッチ回路ＳＷ１のあるＯＮ・ＯＦＦシーケンスにおいて、実際の平均電力値のばらつき範囲が分かっていれば、その範囲の最大値を基準電力値として決定し、主加熱ヒータＨ１による加熱を上記のＯＮ・ＯＦＦシーケンスで行うようにすれば、どのような主加熱ヒータＨ１を用いたとしても同じ加熱を行うことができる。従って、電圧・電流モニタ回路２は、主加熱ヒータＨ１の正弦波とは異なる印加電圧および電流の瞬時値をある一定期間計測して出力するようにすればよい。
【００６０】
なお、定着装置５０では、定着ヒータを主加熱ヒータＨ１および副加熱ヒータＨ２の２つのヒータからなるものとしたが、これに限ることはなく、３つ以上のヒータからなる定着ヒータであってもよい。例えば、３つ以上のヒータのうちの１つを主加熱ヒータ（第１ヒータ）とし、その他のヒータを副加熱ヒータとする。主加熱ヒータの発熱量の不足分をその他のヒータで補うようにするが、このとき、主加熱ヒータ以外のヒータのうち通電するヒータの個数は適宜選択すればよい。基準電力未達時におけるその他のヒータの通電制御については、その他のヒータに対して、合計で基準電力値と主加熱ヒータの実際の平均電力値との差に応じた平均電力だけ供給電力を増加させるようにする。
【００６１】
このような構成によれば、主加熱ヒータ以外のヒータへの供給電力を合計で増加させればそれだけ定着に用いる熱量を増加させることができるようなヒータの配置となっている定着ヒータにおいて、基準電力未達時に合計で基準電力値と平均電力値との差に応じた平均電力だけ供給電力を増加させることで主加熱ヒータ以外のヒータの通電制御を変化させることにより、装置ごとに同じ加熱を行うことができるようになる。
【００６２】
また、このとき、主加熱ヒータ以外のヒータへの供給電力の増加分が、基準電力値と平均電力値との差に等しくなる場合には、どのような主加熱ヒータを用いたとしても定着ヒータへの供給電力が同じになるので、定められた消費電力で加熱を行うことができる。
【００６３】
また、以上の全ての例では、主加熱ヒータのみを実際の平均電力値を算出する対象としたが、これに限ることはなく、それ以外のヒータも実際の平均電力値を算出する対象としてもよい。この場合、主加熱ヒータの発熱量の不足分を、その他のヒータで補うことには変わりないが、主加熱ヒータの発熱量を補う２つ目の大きな容量の加熱ヒータがあって実際の平均電力値が定格電力値からずれてしまう場合に、２つ目の加熱ヒータに対しても基準電力未達時の対処を行うために容量の小さなさらに他のヒータを併用して、定着ヒータ全体の単位時間当たりの発熱量を同じにすることができる。また、実際の平均電力値が算出されるヒータが複数あれば、各ヒータの容量の大小に関係なく定着ヒータ全体の単位時間当たりの発熱量を同じにすることができる。
【００６４】
次に、定着装置５０に備えられたスイッチ回路ＳＷ１・ＳＷ２の具体的な構成について述べる。
【００６５】
図３に、スイッチ回路ＳＷ１・ＳＷ２の構成を示す。スイッチ回路ＳＷ１とスイッチ回路ＳＷ２とは同じ構成であり、トライアックＴＲ、フォトトランジスタＰＴ、発光ダイオードＤ、抵抗Ｒ１・Ｒ２、コンデンサＣを備えている。トライアックＴＲは電源ライン上に直列に挿入されている。フォトトランジスタＰＴと発光ダイオードＤとはフォトカプラを構成しており、フォトトランジスタＰＴはトライアックＴＲのゲート端子とＴ２端子との間に挿入されて、トライアックＴＲのゲート回路の導通および遮断を行う。抵抗Ｒ１はフォトトランジスタＰＴが導通したときにトライアックＴＲのゲート電圧を生成する。また、抵抗Ｒ２とコンデンサＣとは並列に接続され、この並列回路は、フォトトランジスタＰＴやトライアックＴＲのゲート回路に流れる電流を規制するものとして、トライアックＴＲのＴ１端子側にゲート回路と並列に接続されている。
【００６６】
上記の構成のスイッチ回路において、スイッチ回路への制御信号の入力端子である発光ダイオードＤの端子間に信号Ａが入力されると、発光ダイオードＤが発光し、フォトトランジスタＰＴをＯＮさせることにより、トライアックＴＲのゲートをＯＮさせ、トライアックＴＲが導通状態となり、ヒータに通電される。信号Ａは、図４や図５に示されるようなパルスである。そして、交流電圧の次のゼロクロスのタイミングでトライアックＴＲに加わる電圧の極性が切り替わるので、トライアックＴＲはＯＦＦ状態となり、ヒータへの通電を遮断する。信号Ａがスイッチ回路に入力される度に、この動作を繰り返す。
【００６７】
図４は、上記構成のスイッチ回路ＳＷ１を用いて、主加熱ヒータＨ１の通電のＯＮ・ＯＦＦをあるシーケンスで行うときの、主加熱ヒータＨ１に印加される電圧の波形例である。
【００６８】
また、図５に、主加熱ヒータＨ１および副加熱ヒータＨ２への電源投入時に行う、スイッチ回路ＳＷ１・ＳＷ２に対する位相制御の方法を示す。通常、大きな負荷に電源投入を行うとラッシュ電流が流れることにより電源電圧が低下する。このラッシュ電流を防止するため、ヒータへの電源投入時には、図５に示すように電源投入から１秒程度の所定期間Ｗにヒータに印加される交流電圧の位相制御を行って、通電期間を短くする。これにより、ラッシュ電流が流れるのを抑制することができる。従って、ラッシュ電流による電源電圧の低下を防止することができ、他の装置に瞬時停電のような悪影響を与えることを防止することができる。所定期間Ｗが経過した後は、例えばスイッチＳＷ１については図５に示すように連続通電とする。
【００６９】
また、主加熱ヒータＨ１については、電圧・電流モニタ回路２を上記所定期間Ｗ外でのみ動作させるのが望ましい。所定期間Ｗでは、スイッチ回路ＳＷ１がＯＮ・ＯＦＦを行うことも含めて主加熱ヒータＨ１に印加される電圧および主加熱ヒータＨ１に流れる電流の波形が定常状態の波形と異なっていて、平均電力値を算出するのに適さない。電圧・電流モニタ回路２を所定期間Ｗ外でのみ動作させることによって、平均電力値を算出するための正確な電圧および電流を計測することができ、安定した定着ヒータの通電制御が可能になる。
【００７０】
また、本実施の形態で述べたような定着装置を備えた複写機１５などの画像形成装置では、定着装置ごとに同じ加熱を行うことができるので、画像形成の定着工程を安定させることができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の定着装置は、以上のように、上記定着ヒータは複数のヒータからなり、上記定着ヒータの加熱温度を検出する温度検出手段と、上記複数のヒータのうちの１つである第１ヒータに対して予め決定された基準電力値が設定される電力値設定手段と、上記第１ヒータに印加されている電圧を計測する電圧取得手段と、上記第１ヒータに流れている電流を計測する電流取得手段と、上記電圧取得手段によって計測された電圧と上記電流取得手段によって計測された電流とに基づいて上記第１ヒータの実際の平均電力値を算出する電力値算出手段と、上記電力値算出手段で算出された上記平均電力値を、上記電力値設定手段に設定された上記基準電力値と比較する比較手段とを備え、上記温度検出手段によって検出された上記加熱温度が所定温度よりも低く、かつ、上記比較手段による比較の結果、上記平均電力値が上記基準電力値よりも小さい基準電力未達時には、上記平均電力値と上記基準電力値との差に応じて上記第１ヒータ以外の上記ヒータの通電制御を変化させる構成である。
【００７２】
それゆえ、実際の平均電力値が基準電力値以下となる第１ヒータを用いる場合に、どのような第１ヒータに対しても、必ず実際の平均電力値と基準電力値との差に応じた加熱を、第１ヒータ以外のヒータで補うことができるようになる。これによって、第１ヒータの実際の平均電力がある範囲でばらついていても、定着ヒータ全体の単位時間当たりの発熱量を、異なる第１ヒータを備えた定着ヒータ間で一定にすることができる。
【００７３】
この結果、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、装置ごとに同じ加熱を行うことができる定着装置を提供することができるという効果を奏する。
【００７４】
また、本発明の定着装置は、以上のように、上記基準電力値は、上記第１ヒータの定格消費電力値の製造ばらつきの最大値である構成である。
【００７５】
それゆえ、所定の定格消費電力で設計されたどのような第１ヒータを備えていても、装置ごとに同じ加熱を行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
また、本発明の定着装置は、以上のように、上記基準電力未達時に、上記第１ヒータ以外の上記ヒータに対して、合計で上記基準電力値と上記平均電力値との差に応じた平均電力だけ供給電力を増加させるように通電制御を変化させる構成である。
【００７７】
それゆえ、第１ヒータ以外のヒータへの供給電力を合計で増加させればそれだけ定着に用いる熱量を増加させることができるようなヒータの配置となっている定着ヒータにおいて、装置ごとに同じ加熱を行うことができるようになるという効果を奏する。
【００７８】
また、第１ヒータ以外のヒータへの供給電力の増加分が、基準電力値と平均電力値との差に等しくなる場合には、どのような第１ヒータを用いたとしても定着ヒータへの供給電力が同じになるので、定められた消費電力で加熱を行うことができるという効果を奏する。
【００７９】
また、本発明の定着装置は、以上のように、上記ヒータは交流電源から通電され、上記ヒータへの電源投入からの所定期間に、上記ヒータに印加される交流電圧の位相制御を行う構成である。
【００８０】
それゆえ、ラッシュ電流による電源電圧の低下を防止することができ、他の装置に瞬時停電のような悪影響を与えることを防止することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、本発明の定着装置は、以上のように、上記第１ヒータに対して上記位相制御を行う場合は、上記電圧取得手段と上記電流取得手段とを、上記所定期間外でのみ動作させる構成である。
【００８２】
それゆえ、平均電力値を算出するための正確な電圧および電流を計測するようにして、安定した定着ヒータの通電制御を可能にするという効果を奏する。
【００８３】
また、本発明の画像形成装置は、以上のように、上記定着装置のいずれかを備えた構成である。
【００８４】
それゆえ、定着装置ごとに同じ加熱を行うことができるので、画像形成の定着工程を安定させることができるという効果を奏する。
【００８５】
また、本発明の定着装置の制御方法は、以上のように、印刷像を加熱によって用紙に定着させる複数のヒータからなる定着ヒータを備えた定着装置を制御する定着装置の制御方法であって、上記定着装置に、上記定着ヒータの加熱温度を検出させ、上記複数のヒータのうちの１つである第１ヒータに印加されている電圧を計測させ、上記第１ヒータに流れている電流を計測させ、計測された上記電圧と上記電流とに基づいて上記第１ヒータの実際の平均電力値を算出させ、算出された上記平均電力値を、上記第１ヒータに対して予め決定された基準電力値と比較させ、検出された上記加熱温度が所定温度よりも低く、かつ、上記平均電力値が上記基準電力値よりも小さい基準電力未達時には、上記平均電力値と上記基準電力値との差に応じて上記第１ヒータ以外の上記ヒータの通電制御を変化させる構成である。
【００８６】
それゆえ、用いるヒータの実際の平均電力にばらつきがあっても、定着装置ごとに同じ加熱を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置の定着ヒータの回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】図１の回路が備えるスイッチ回路の構成を示す回路図である。
【図４】図３のスイッチ回路を用いてヒータの第１の通電制御を行う場合のタイミングチャートである。
【図５】図３のスイッチ回路を用いてヒータの第２の通電制御を行う場合のタイミングチャートである。
【図６】従来の第１の定着装置の加熱用回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図７】従来の第２の定着装置の加熱用回路の構成を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１温度センサ（温度検出手段）
２電圧・電流モニタ回路（電圧取得手段、電流取得手段）
５ＥＥＰＲＯＭ（電力値設定手段）
６ＣＰＵ（電力値算出手段、比較手段）
１５複写機（画像形成装置）
５０定着装置
Ｈ１主加熱ヒータ（ヒータ、第１ヒータ）
Ｈ２副加熱ヒータ（ヒータ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device of an image forming apparatus such as a copying machine having a power control function.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a copying machine having a power control function, the energization of the fixing device is controlled in order to control the temperature of the fixing device.
[0003]
For example, Patent Document 1 describes that in a fixing device capable of starting up at high speed, the following control is performed in order to eliminate temperature unevenness on the fixing roller. As shown in FIG. 6, the fixing roller 101 is provided with a heater 103 that heats the central portion thereof and two heaters 104 and 104 that heat both ends thereof. The heater 103 is energized from the AC power supply 140 when the control driver 112 controls the phase of the triac 110 while the relay 107 is ON. The heater 104 is energized from the AC power supply 140 when the control driver 113 controls the phase of the triac 111 while the relay 108 is ON. A thermistor 115 is provided at the center of the fixing roller 101, and a thermistor 116 is provided at the end of the fixing roller 101, and the roller temperature detected at each is input to the CPU 114. Based on this temperature information, the CPU 114 controls the control drivers 112 and 113 to adjust the control phase of the triacs 110 and 111.
[0004]
In Patent Document 1, when a sheet having a width smaller than the length in the axial direction passes through the fixing roller 101, a temperature drop from a target temperature occurs in the central portion of the fixing roller 101 through which the sheet passes. The problem is that temperature unevenness occurs on the 101. At this time, the target temperature of the heater 104 on the end portion side of the fixing roller 101 is increased to overheat the end portion of the fixing roller 101 and heat is transferred from the end portion to the central portion, so that the amount of heat at the central portion of the fixing roller 101 is increased. I try to make up for the shortage.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that the current flowing through the fixing heater is kept below a predetermined value when the image forming apparatus is on standby. As shown in FIG. 7, the fixing heater 206 is energized from the AC power supply 201 by phase control of the triac 208. The phase control of the triac 208 is performed by the control circuit 204. The control circuit 204 obtains temperature information from a thermistor 207 that detects the temperature of the fixing heater 206, and determines whether the image forming apparatus is in a normal image forming state or in a standby state. A resistor 202 is inserted in the energization path to the fixing heater 206. The resistor 202 converts a current flowing through the resistor 202 into a voltage, and an input current detection circuit 203 rectifies this to detect the magnitude, and detects the current. Detect the average value. The AC power supply 201 serves as an input power supply for the power supply circuit 205 which is a DC power supply circuit. However, since the power supply from the power supply circuit 205 is very small during standby, the current detected by the input current detection circuit 203 is the fixing heater. It becomes substantially equal to the current flowing through 206. At this time, the input current detection circuit 203 instructs the control circuit 204 to reduce the ON duty of the triac 208 if the detected current is larger than a predetermined value set in advance. The above process is repeated until the current falls below a predetermined value, and when the current falls below the predetermined value, the energized state is maintained.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-174899 A
(Release date: June 21, 2002)
[0007]
[Patent Document 2]
JP 2002-202687 A
(Release date: July 19, 2002)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional fixing device described above, the phase control of the triac for performing energization control is determined based on the rated power consumption of the fixing heater. For example, in Patent Document 1, the amount of heat generated per unit time of the heater 103 and the heater 104 is treated as determined by the ON time of the triacs 110 and 111 determined corresponding to the rated power consumption of these heaters. Become. Further, for example, in Patent Document 2, the predetermined value compared with the current of the fixing heater 206 during standby is set to determine a constant power consumption that is smaller than the normal time of the fixing heater 206. Therefore, the power consumption at a predetermined value is treated as a reduction of the rated power consumption of the fixing heater 206 by a certain ratio, and the heat generation amount per unit time is considered to be determined by the ON time of the triac 208. .
[0009]
However, the power consumption of the fixing heater has a manufacturing variation of ± 5% to ± 10%. Even if the design value is the nominal rated power consumption, the power consumption of the actually manufactured fixing heater is the design value. It is not always the street. For example, if the design value of the rated power consumption is 800 W and the manufacturing variation due to the production process is ± 5%, the manufactured fixing heater will have a power consumption variation of 760 W to 840 W.
[0010]
The following problems occur when there is such a manufacturing variation in rated power consumption. For example, if the heater 103 of Patent Document 1 is to be used with a design value of 800 W, and the actually used heater 103 is 840 W, the actual ON time of the triac 110 determined for 800 W is actually used. The power consumption of the heater 103 is larger than the set value on the circuit. In the situation where the same heater is used as described above, if the current of the fixing heater 206 is controlled to be a predetermined value using the configuration of Patent Document 2, the power consumption of the fixing heater 206 actually used is as follows. It becomes smaller than the set value on the circuit.
[0011]
Accordingly, even if the energization control is performed so that the fixing heater has a constant temperature by temperature control, the heat generation amount per unit time of the actually used fixing heater may deviate from the set value on the circuit. A situation occurs in which the time until the predetermined temperature is reached varies depending on the fixing heater. Such variation in the heat generation amount of the fixing heater has the disadvantage that the desired temperature control cannot be achieved, particularly in situations where rapid temperature control is required, such as during warm-up of an image forming apparatus or continuous printing. Arise.
[0012]
As described above, the conventional fixing device has a problem that it is difficult to perform the same heating for each device.
[0013]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fixing device capable of performing the same heating for each device even if there is a variation in the actual average power of the heater to be used. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a fixing device control method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the fixing device of the present invention includes a fixing heater that fixes a printed image onto a sheet by heating. The fixing heater includes a plurality of heaters, and the heating temperature of the fixing heater is set. Temperature detection means for detecting, power value setting means for setting a predetermined reference power value for the first heater which is one of the plurality of heaters, and the first heater applied to the first heater Based on the voltage acquisition means for measuring the voltage, the current acquisition means for measuring the current flowing through the first heater, the voltage measured by the voltage acquisition means and the current measured by the current acquisition means The power value calculation means for calculating the actual average power value of the first heater, and the average power value calculated by the power value calculation means are used as the reference power set in the power value setting means. A comparison means for comparing with the value, wherein the heating temperature detected by the temperature detection means is lower than a predetermined temperature, and as a result of the comparison by the comparison means, the average power value is smaller than the reference power value. When the reference power is not reached, the energization control of the heaters other than the first heater is changed according to the difference between the average power value and the reference power value.
[0015]
According to the above invention, first, a predetermined reference power value is set for the first heater in the power setting means. When the first heater is energized, the voltage acquisition unit measures the voltage applied to the first heater, and the current acquisition unit measures the current flowing through the first heater. The power value calculating unit calculates the actual average power value of the first heater based on the voltage measured by the voltage acquiring unit and the current measured by the current acquiring unit. Next, the comparing means compares the average power value calculated by the power value calculating means with the reference power value set in the power value setting means.
[0016]
On the other hand, the temperature detection means detects the heating temperature of the fixing heater, and this heating temperature is lower than a predetermined temperature such as a target fixing temperature, and the actual average of the first heater is obtained as a result of comparison by the comparison means. When the reference power is less than the reference power value, the energization control of the heaters other than the first heater is changed according to the difference between the two power values.
[0017]
In other words, when the heating temperature of the fixing heater is set to a predetermined temperature, if the first heater generates heat with the average power value of the reference power value, the temperature reaches the predetermined temperature in a certain time. If the predetermined temperature is not reached in the above time if heat is generated at an average power value smaller than the value, a shortage corresponding to the difference between the reference power value and the average power value due to heat generated by heaters other than the first heater. The amount of heat generated can be compensated. At this time, the number of heaters to be energized among the heaters other than the first heater may be appropriately selected. Alternatively, the heater may be set to be energized from the beginning, and the amount of heat generated may be increased by changing the energization control when the reference power is not reached.
[0018]
Therefore, when the first heater whose actual average power value is equal to or lower than the reference power value is used, heating corresponding to the difference between the actual average power value and the reference power value is always applied to any first heater. Can be supplemented by a heater other than the first heater. Here, if the first heater is a large-capacity main heater and the heaters other than the first heater are small-capacity sub-heaters, the actual average power of the sub-heaters does not deviate much from the rated power consumption of the design. Therefore, the amount of compensation for the shortage of heat generated by the first heater can be set relatively accurately.
[0019]
As a result, even if the actual average power of the first heater varies within a certain range, the heat generation amount per unit time of the entire fixing heater can be made the same among the fixing heaters having different first heaters. Accordingly, it is possible to perform temperature control particularly suitable for situations where rapid temperature control is required, such as during warm-up of an image forming apparatus or continuous printing, such as before the heating temperature reaches a predetermined fixing temperature. it can.
[0020]
As a result, it is possible to provide a fixing device that can perform the same heating for each device even if the actual average power of the heater to be used varies.
[0021]
Further, in order to solve the above problems, the fixing device of the present invention is characterized in that the reference power value is a maximum value of manufacturing variation of the rated power consumption value of the first heater.
[0022]
According to the above invention, since the reference power value is the maximum value of the manufacturing variation of the rated power consumption value of the first heater, any first heater designed with a predetermined rated power consumption can be provided. The same heating can be performed for each apparatus.
[0023]
Further, in order to solve the above problems, the fixing device of the present invention provides a difference between the reference power value and the average power value in total for the heaters other than the first heater when the reference power is not achieved. It is characterized in that the energization control is changed so as to increase the supply power by the average power according to the above.
[0024]
According to the above-described invention, in the fixing heater having the heater arrangement in which the amount of heat used for fixing can be increased by increasing the total power supplied to the heaters other than the first heater, the reference power The same heating is performed for each device by changing the energization control of the heaters other than the first heater by increasing the supply power by the average power corresponding to the difference between the reference power value and the average power value in total when not reached. Will be able to.
[0025]
In addition, when the increase in power supplied to heaters other than the first heater is equal to the difference between the reference power value and the average power value, supply to the fixing heater whatever the first heater is used. Since the electric power becomes the same, heating can be performed with a predetermined power consumption.
[0026]
Further, in order to solve the above problems, the fixing device of the present invention is configured such that the heater is energized from an AC power source and performs phase control of the AC voltage applied to the heater during a predetermined period after the power is supplied to the heater. It is characterized by doing.
[0027]
According to the above invention, when the heater is energized from the AC power source, the rush current flows when the heater is turned on. The phase control of the AC voltage applied to the heater is performed during a predetermined period from the start of power on. Therefore, it can be suppressed by shortening the energization period. Therefore, it is possible to prevent the power supply voltage from being lowered due to the rush current, and to prevent other devices from being adversely affected by an instantaneous power failure.
[0028]
Further, in order to solve the above-described problem, the fixing device of the present invention, when performing the phase control on the first heater, sets the voltage acquisition unit and the current acquisition unit only outside the predetermined period. It is characterized by operating.
[0029]
According to the above invention, when phase control is performed on the first heater in a predetermined period, the waveform of the voltage applied to the first heater and the current flowing in the first heater is different from the steady state waveform in the predetermined period. Therefore, it is not suitable for calculating the average power value, so that the accurate voltage and current for calculating the average power value are measured by operating the voltage acquisition means and the current acquisition means only outside the predetermined period. Thus, stable energization control of the fixing heater is enabled.
[0030]
The image forming apparatus of the present invention includes any one of the above fixing devices in order to solve the above problems.
[0031]
According to the above invention, since the same heating can be performed for each fixing device, the fixing process of image formation can be stabilized.
[0032]
The fixing device control method of the present invention is a fixing device control method for controlling a fixing device including a fixing heater composed of a plurality of heaters for fixing a printed image onto a sheet by heating in order to solve the above-described problem. The fixing device detects the heating temperature of the fixing heater, measures the voltage applied to the first heater that is one of the plurality of heaters, and flows to the first heater. A current is measured, an actual average power value of the first heater is calculated based on the measured voltage and current, and the calculated average power value is determined in advance for the first heater. When the detected heating temperature is lower than a predetermined temperature and the average power value is smaller than the reference power value, the average power value and the reference power value are not reached. When In accordance with the difference it is characterized by varying the energization control of the heater other than the first heater.
[0033]
According to the above invention, even if the actual average power of the heater used varies, the same heating can be performed for each fixing device.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.
[0035]
FIG. 1 shows a configuration of a copying machine 15 as an image forming apparatus provided with a fixing device according to the present embodiment. The copying machine 15 has a document table 70 made of transparent glass or the like on the upper surface. An optical system for reading a document is disposed below the document table 70. This optical system includes an exposure light source 71 that irradiates light on a document placed on a document table 70, and a plurality of reflecting mirrors 72 that guide light to an imaging lens and a photoelectric conversion element (hereinafter referred to as CCD) 73. Thus, the exposure light source 71 and the reflecting mirror 72 move to the left to read the image of the document placed on the document table 70.
[0036]
In addition, an automatic document feeder 80 that automatically conveys a document and performs a document reading operation is installed above the document table 70. When the original document is set on the paper feed tray 81, the automatic document feeder 80 feeds the documents one by one and sends them to the paper feed path 82. The fed document is temporarily stopped with its leading edge pressed against the PS roller 83. This prevents synchronization with the printing unit and prevents the document from being sent to the reading unit in a skewed state. By turning on a clutch (not shown), the PS roller 83 is connected to a driving unit of a conveyance motor (not shown), the conveyance of the document that has been temporarily stopped is resumed, and the document is sent to the document reading unit 88.
[0037]
After the exposure light source 71 is moved directly below the original reading unit 88, the original is irradiated with light while the original is being conveyed, and the light is guided to the CCD 73 via each part of the optical system described above. .
[0038]
Document image data read by the CCD 73 is subjected to image processing by a control circuit (not shown) and the like, and a laser scanning unit (hereinafter referred to as LSU) is used to convert laser light into the surface of an image carrier (hereinafter referred to as a photoreceptor) 11. And an electrostatic latent image is formed.
[0039]
The photoconductor 11 is formed in a drum shape and is driven to rotate. Around the photoconductor 11 is disposed a developing device 20 that develops an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor exposed by the laser from the laser irradiation point toward the rotation direction of the photoconductor 11 into a visible image with toner. The A transfer charger 13 that transfers a toner image on the photoconductor 11 to a sheet, a cleaning device that removes residual toner on the surface of the photoconductor 11, a charger 12 that charges the surface of the photoconductor 11 to a predetermined potential, and a laser of the photoconductor 11 LSUs that irradiate the laser toward the irradiation point are arranged in order.
[0040]
The paper is stored in a paper cassette 30. A half-moon roller 31 for sending the paper to the paper feed conveyance path 33 is disposed at the front end of the paper cassette 30 and conveys the paper toward the downstream side. Further, the paper is set on the manual feed tray 40. A pickup roller 41 for feeding paper and a feed roller 42 for feeding the fed paper to the paper feed conveyance path 33 are arranged at the front end of the manual feed tray 40, and the paper is directed toward the downstream side. Transport.
[0041]
The paper fed from the paper feed cassette 30 or the manual feed tray 40 is detected by a pre-registration detection switch (not shown), and the PS roller 32 detects a toner image on the photoconductor 11 based on a signal from the pre-registration detection switch. Align the paper with the paper. Further, on the downstream side of the transfer charger 13, a fixing device 50 that fixes a toner image (printed image) on the paper to the paper by a heating roller and a pressure roller, and detects that the paper has passed through the fixing device 50. A fixing paper detection switch (not shown), a paper discharge detection switch (not shown) for detecting that the paper has passed on the paper discharge conveyance path 35, and a paper discharge roller 36 for discharging the paper are arranged.
[0042]
The sheet passes through the above-described members from the sheet cassette 30 and is discharged to the discharge tray 60, thereby completing a series of image forming steps.
[0043]
Next, the configuration of the fixing device 50 will be described with reference to FIG.
[0044]
FIG. 1 is a circuit block diagram of the heating roller of the fixing device 50. The heating roller circuit includes a main heater H1, a switch circuit SW1, a sub heater H2, a switch circuit SW2, a temperature sensor 1, a voltage / current monitor circuit 2, an I / O circuit 3, a heater control circuit 4, an EEPROM 5, and a CPU 6. It has.
[0045]
The main heater (first heater) H1 and the sub heater H2 are heater lamps such as halogen lamps constituting a fixing heater, and are disposed inside the heating roller. A commercial AC power supply (not shown) is connected between the two terminals LN and energized from this AC power supply. For example, the main heater H1 is a heater with a large capacity of a designed rated power consumption of 800 W, and the sub heater is a heater with a small capacity of a designed rated power consumption of 200 W. The sub-heater H2 is an auxiliary heater that supplements the amount of heat generation that is insufficient with respect to the main heater H1. Assuming that the main heater H1 has an average power, which is the actual power consumption due to manufacturing variations, deviating from the designed rated power consumption by 5%, in the above example, the actual average power value varies in the range of 760W to 840W. . Further, since the sub-heater H2 has a small capacity, the manufacturing variation of the rated power consumption is so small that it can be ignored. Here, it can be considered that the actual average power is equal to the rated power consumption of the design. Therefore, for the sub-heater H2, an amount for compensating for the heat generation of the shortage of the main heater H1 can be set relatively accurately.
[0046]
The switch circuit SW1 turns on / off the energization of the main heater H1, and is inserted on the power line of the main heater H1. Similarly, the switch circuit SW2 turns ON / OFF the power supply of the sub heater H2, and is inserted on the power line of the sub heater H2. When the heating temperature of the fixing heater is rapidly increased, the switch circuit SW1 is always turned on or the duty of the on period is increased. In the steady state temperature control of the fixing heater, the ON period of the switch circuit SW1 is appropriately adjusted by the temperature control method. Since the switch circuit SW2 is a heater for the auxiliary heater H2 to perform auxiliary heating, an ON period is mainly provided when the heating temperature of the fixing heater is rapidly increased. A specific configuration of the switch circuits SW1 and SW2 will be described later.
[0047]
A temperature sensor (temperature detection means) 1 detects the surface temperature of the heating roller, and thereby detects the heating temperature of the fixing roller when fixing the toner image on the paper. Information on the detected temperature is output to the I / O circuit 3 in the form of an analog signal.
[0048]
The voltage / current monitor circuit (voltage acquisition means, current acquisition means) 2 measures the voltage applied to the main heater H1 and the current flowing through the main heater H1. The instantaneous value is measured as voltage and current as needed, and the measurement result is output to the I / O circuit 3 in the form of an analog signal. Here, it is assumed that the heating temperature of the fixing roller is rapidly increased. In the following, the case where the switch circuit SW1 is always ON and the power supply voltage waveform is directly applied to the main heater H1 will be described. Therefore, the waveform of the instantaneous values of voltage and current measured during a certain period is a sine wave.
[0049]
The I / O circuit 3 is an interface circuit between the temperature sensor 1 and the voltage / current monitor circuit 2 and the CPU 6, and is an interface circuit between the heater control circuit 4 and the CPU 6. The temperature information input from the temperature sensor 1 and the voltage / current information input from the voltage / current monitor circuit 2 are output to the CPU 6 in the form of digital signals. The heater control circuit 4 is a circuit that controls the energization of the sub-heater H2, and the I / O circuit 3 gives an instruction regarding the energization control of the sub-heater H2 input from the CPU 6 as will be described later. Tell 4
[0050]
The EEPROM (power value setting means) 5 is set with a predetermined reference power value for the main heater H1, and here, the rated power consumption value of the main heater H1 is manufactured as the reference power value. The maximum variation is chosen. For example, when the rated power consumption value of the design is 800 W as described above and the manufacturing variation is ± 5%, 840 W is selected as the reference power value, and this is stored in the EEPROM 5. The EEPROM 5 also stores the rated power consumption value of the sub-heater H2, and stores a value of 200 W in the above example.
[0051]
The CPU (power value calculation means, comparison means) 6 measures the main heater based on the instantaneous values of voltage and current measured by the voltage / current monitor circuit 2 and input from the I / O circuit 3 for a certain period. The actual average power value of H1 is calculated. Further, the calculated average power value is compared with the reference power value stored in the EEPROM 6. Further, the surface temperature of the heating roller is recognized from the temperature information detected by the temperature sensor 1 and input from the I / O circuit 3. Note that the CPU 6 takes an operating power source from a DC power source 7.
[0052]
It is known that when the surface temperature of the heating roller is raised toward a predetermined temperature or higher, the actual average power value of the main heater H1 is included in a certain range below the reference power value. The larger the difference from the reference power value, the smaller the amount of heat generated by the main heater H1. Therefore, in a state where the energization state of the sub heater H2 is kept constant, the time until the predetermined temperature is reached as the difference increases. become longer. As described above, when the surface temperature of the heating roller is increased toward a predetermined temperature or higher, the surface temperature of the heating roller is lower than the predetermined temperature, and the actual average power value of the main heater H1 is the reference power. When the state where the reference power is not reached is referred to as a state where the value is smaller than the value, the CPU 6 performs energization control of the sub heater H2 according to the difference between the average power value and the reference power value when the reference power is not reached. An instruction to change is output.
[0053]
Here, it is assumed that both the main heater H1 and the sub heater H2 are configured and arranged so as to apply the same amount of heat to the surface of the heating roller with respect to the same supply power, and the supply power to the sub heater H2. Is increased by the same average power as the difference between the average power value and the reference power value. For example, when the actual average power value of the main heater H1 is 760 W with respect to the reference power value 840 W, the supply power to the sub heater H2 is increased by 80 W of the difference. This instruction from the CPU 6 is transmitted to the heater control circuit 4 via the I / O circuit 3, and the heater control circuit 4 changes the energization control of the sub heater H2 so that the supplied power increases as described above.
[0054]
The sub-heater H2 is operated as an auxiliary heater with respect to the main heater H1, and compensates for the amount of heat generated by the main heater H1 by adjusting the ON / OFF cycle and duty of energization. Therefore, when the actual average power value of the main heater H1 is equal to the reference power value 840 W, for example, the energization control for energizing only this basic lighting time with 1 sec of the energization cycle of the sub-heater H2 as the basic lighting time. If the actual average power value is 760 W, energization control is performed such that the average power for 80 W is increased by energizing for 1.1 sec, which is longer than the basic lighting time. The adjustment of the energization time can be performed by the CPU 6 based on the rated power consumption of the sub heater H2 stored in the EEPROM 5. This energization control can be performed by the heater control circuit 4 controlling ON / OFF of the switch circuit SW2.
[0055]
As described above, according to the fixing device 50 of the present embodiment, when the heating temperature of the fixing heater is set to a predetermined temperature, the main heater H1 generates heat at the average power value of the reference power value. If the predetermined temperature is reached in a certain time but the main heater H1 does not reach the predetermined temperature in the above time if the main heater H1 is heated with an average power value smaller than the reference power value, An insufficient amount of heat generated corresponding to the difference between the power value and the average power value can be compensated.
[0056]
Therefore, when the main heater H1 whose actual average power value is equal to or lower than the reference power value is used, any main heater H1 is always responsive to the difference between the actual average power value and the reference power value. Heating can be supplemented by the auxiliary heater H2.
[0057]
As a result, even if the actual average power of the main heater H1 varies within a certain range, the heat generation amount per unit time of the entire fixing heater can be made the same between the fixing heaters having different main heaters H1. it can. Accordingly, it is possible to perform temperature control particularly suitable for situations where rapid temperature control is required, such as during warm-up of an image forming apparatus or continuous printing, such as before the heating temperature reaches a predetermined fixing temperature. it can.
[0058]
In this manner, the fixing device 50 is a fixing device that can perform the same heating for each device even if the actual average power of the heaters used varies. In particular, in the fixing device 50, since the reference power value is set to the maximum value of the manufacturing variation of the rated power consumption value of the main heater H1, any main heater H1 designed with a predetermined rated power consumption is provided. However, the same heating can be performed for each apparatus. Further, in the fixing device 50, the increase in the power supplied to the sub-heating heater H2 is equal to the difference between the reference power value and the average power value, and the supply to the fixing heater no matter what main heating heater H1 is used. Since the electric power becomes the same, heating can be performed with a predetermined power consumption.
[0059]
In the fixing device 50, the case where the switch circuit SW1 for turning ON / OFF the energization of the main heater H1 is always ON and the voltage and current measured by the voltage / current monitor circuit 2 are sine waves has been described. However, it is not limited to this. In the ON / OFF sequence in which the switch circuit SW1 is present, if the variation range of the actual average power value is known, the maximum value of the range is determined as the reference power value, and the heating by the main heater H1 is set to the above ON / OFF sequence. If it is performed in a sequence, the same heating can be performed no matter what main heater H1 is used. Therefore, the voltage / current monitor circuit 2 may measure and output instantaneous values of applied voltage and current different from the sine wave of the main heater H1 for a certain period.
[0060]
In the fixing device 50, the fixing heater is composed of the two heaters of the main heater H1 and the sub heater H2. However, the present invention is not limited to this, and the fixing heater may be composed of three or more heaters. Good. For example, one of the three or more heaters is a main heater (first heater), and the other heaters are sub heaters. The shortage of the amount of heat generated by the main heater is supplemented by other heaters. At this time, the number of energized heaters among the heaters other than the main heater may be appropriately selected. As for energization control of other heaters when the reference power is not achieved, supply power is increased by an average power corresponding to the difference between the reference power value and the actual average power value of the main heater for the other heaters. I will let you.
[0061]
According to such a configuration, in the fixing heater having a heater arrangement in which the amount of heat used for fixing can be increased by increasing the total power supplied to heaters other than the main heater, By changing the energization control of the heaters other than the main heater by increasing the supply power by the average power corresponding to the difference between the reference power value and the average power value when the power is not reached, the same heating is performed for each device. Will be able to do.
[0062]
At this time, if the increase in the power supplied to heaters other than the main heater is equal to the difference between the reference power value and the average power value, the fixing heater can be used regardless of the main heater used. Since the power supplied to the same is the same, heating can be performed with a predetermined power consumption.
[0063]
In all the above examples, only the main heater is the target for calculating the actual average power value. However, the present invention is not limited to this, and other heaters may be the target for calculating the actual average power value. Good. In this case, the shortage of the amount of heat generated by the main heater is not compensated for by other heaters, but there is a second large capacity heater that compensates for the amount of heat generated by the main heater. When the value deviates from the rated power value, the second heater is also used in combination with other heaters with a small capacity in order to cope with the case where the reference power is not reached. The calorific value per hour can be made the same. If there are a plurality of heaters for which the actual average power value is calculated, the heat generation amount per unit time of the entire fixing heater can be made the same regardless of the capacity of each heater.
[0064]
Next, a specific configuration of the switch circuits SW1 and SW2 provided in the fixing device 50 will be described.
[0065]
FIG. 3 shows the configuration of the switch circuits SW1 and SW2. The switch circuit SW1 and the switch circuit SW2 have the same configuration, and include a triac TR, a phototransistor PT, a light emitting diode D, resistors R1 and R2, and a capacitor C. The triac TR is inserted in series on the power supply line. The phototransistor PT and the light emitting diode D constitute a photocoupler, and the phototransistor PT is inserted between the gate terminal and the T2 terminal of the triac TR, and conducts and cuts off the gate circuit of the triac TR. The resistor R1 generates the gate voltage of the triac TR when the phototransistor PT is turned on. In addition, the resistor R2 and the capacitor C are connected in parallel, and this parallel circuit is connected in parallel with the gate circuit on the T1 terminal side of the triac TR so as to regulate the current flowing in the gate circuit of the phototransistor PT and the triac TR. Has been.
[0066]
In the switch circuit having the above configuration, when the signal A is input between the terminals of the light emitting diode D which is an input terminal of the control signal to the switch circuit, the light emitting diode D emits light, and the phototransistor PT is turned on. The gate of the triac TR is turned on, the triac TR becomes conductive, and the heater is energized. The signal A is a pulse as shown in FIGS. Then, since the polarity of the voltage applied to the triac TR is switched at the timing of the next zero cross of the AC voltage, the triac TR is turned off and the power supply to the heater is cut off. This operation is repeated every time the signal A is input to the switch circuit.
[0067]
FIG. 4 is a waveform example of a voltage applied to the main heater H1 when the energization of the main heater H1 is performed in a certain sequence using the switch circuit SW1 having the above configuration.
[0068]
FIG. 5 shows a phase control method for the switch circuits SW1 and SW2 that is performed when power is supplied to the main heater H1 and the sub heater H2. Normally, when power is turned on to a large load, a rush current flows and the power supply voltage is lowered. In order to prevent this rush current, when the heater is turned on, the phase of the AC voltage applied to the heater is controlled during a predetermined period W of about 1 second after the power is turned on as shown in FIG. To do. Thereby, it can suppress that a rush current flows. Therefore, it is possible to prevent the power supply voltage from being lowered due to the rush current, and to prevent other devices from being adversely affected by an instantaneous power failure. After the predetermined period W has elapsed, for example, the switch SW1 is continuously energized as shown in FIG.
[0069]
For the main heater H1, it is desirable to operate the voltage / current monitor circuit 2 only outside the predetermined period W. In the predetermined period W, the voltage applied to the main heater H1 and the waveform of the current flowing through the main heater H1, including the ON / OFF of the switch circuit SW1, are different from the steady-state waveform, and the average power value Not suitable for calculating By operating the voltage / current monitor circuit 2 only outside the predetermined period W, accurate voltage and current for calculating the average power value can be measured, and stable energization control of the fixing heater becomes possible.
[0070]
Further, in the image forming apparatus such as the copying machine 15 provided with the fixing device as described in the present embodiment, the same heating can be performed for each fixing device, so that the fixing process of image formation can be stabilized. .
[0071]
【The invention's effect】
As described above, in the fixing device of the present invention, the fixing heater includes a plurality of heaters, and a temperature detecting means for detecting a heating temperature of the fixing heater and a first heater which is one of the plurality of heaters. A power value setting means for setting a predetermined reference power value, a voltage acquisition means for measuring a voltage applied to the first heater, and a current flowing through the first heater. A current acquisition unit; a power value calculation unit that calculates an actual average power value of the first heater based on the voltage measured by the voltage acquisition unit and the current measured by the current acquisition unit; and the power value Comparing means for comparing the average power value calculated by the calculating means with the reference power value set in the power value setting means, and the heating temperature detected by the temperature detecting means is predetermined. And when the average power value is less than the reference power value as a result of the comparison by the comparison means, the first power is determined according to the difference between the average power value and the reference power value. It is the structure which changes the electricity supply control of the said heaters other than 1 heater.
[0072]
Therefore, when the first heater whose actual average power value is equal to or lower than the reference power value is used, the first average heater value always depends on the difference between the actual average power value and the reference power value. Heating can be supplemented by a heater other than the first heater. Thus, even if the actual average power of the first heater varies within a certain range, the heat generation amount per unit time of the entire fixing heater can be made constant between the fixing heaters provided with different first heaters.
[0073]
As a result, there is an effect that it is possible to provide a fixing device that can perform the same heating for each device even if the actual average power of the heater to be used varies.
[0074]
Further, as described above, the fixing device of the present invention has a configuration in which the reference power value is the maximum value of manufacturing variation of the rated power consumption value of the first heater.
[0075]
Therefore, even if any first heater designed with a predetermined rated power consumption is provided, the same heating can be performed for each apparatus.
[0076]
Further, as described above, the fixing device according to the present invention responds to the difference between the reference power value and the average power value in total with respect to the heaters other than the first heater when the reference power is not achieved. In this configuration, the energization control is changed so as to increase the supply power by the average power.
[0077]
Therefore, in a fixing heater having a heater arrangement in which the amount of heat used for fixing can be increased by increasing the total power supplied to heaters other than the first heater, the same heating is performed for each device. There is an effect that it can be performed.
[0078]
In addition, when the increase in power supplied to heaters other than the first heater is equal to the difference between the reference power value and the average power value, supply to the fixing heater whatever the first heater is used. Since the electric power is the same, there is an effect that heating can be performed with a predetermined power consumption.
[0079]
Further, as described above, the fixing device of the present invention has a configuration in which the heater is energized from an AC power source, and phase control of the AC voltage applied to the heater is performed during a predetermined period after the power is supplied to the heater. is there.
[0080]
Therefore, it is possible to prevent the power supply voltage from being lowered due to the rush current, and to prevent other devices from being adversely affected such as an instantaneous power failure.
[0081]
In addition, as described above, the fixing device of the present invention is configured to operate the voltage acquisition unit and the current acquisition unit only outside the predetermined period when the phase control is performed on the first heater. It is.
[0082]
Therefore, an accurate voltage and current for calculating the average power value are measured, and the effect of enabling stable energization control of the fixing heater is achieved.
[0083]
Further, as described above, the image forming apparatus of the present invention includes any one of the fixing devices.
[0084]
Therefore, since the same heating can be performed for each fixing device, the fixing process of image formation can be stabilized.
[0085]
The fixing device control method of the present invention is, as described above, a control method for a fixing device that controls a fixing device including a fixing heater including a plurality of heaters that fix a printed image on a sheet by heating, The fixing device is caused to detect a heating temperature of the fixing heater, measure a voltage applied to a first heater that is one of the plurality of heaters, and measure a current flowing through the first heater. The actual average power value of the first heater is calculated based on the measured voltage and current, and the calculated average power value is used as a reference power determined in advance for the first heater. When the detected heating temperature is lower than the predetermined temperature and the average power value is less than the reference power value, the difference between the average power value and the reference power value is not reached. In response to the Serial first is configured to vary the energization control of the heater other than the heater.
[0086]
Therefore, even if the actual average power of the heaters used varies, the same heating can be performed for each fixing device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a fixing heater of a fixing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a switch circuit included in the circuit of FIG. 1;
4 is a timing chart when the first energization control of the heater is performed using the switch circuit of FIG. 3;
FIG. 5 is a timing chart when the second energization control of the heater is performed using the switch circuit of FIG. 3;
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a configuration of a heating circuit of a conventional first fixing device.
FIG. 7 is a circuit block diagram showing a configuration of a heating circuit of a conventional second fixing device.
[Explanation of symbols]
1 Temperature sensor (temperature detection means)
2 Voltage / current monitor circuit (voltage acquisition means, current acquisition means)
5 EEPROM (power value setting means)
6 CPU (power value calculation means, comparison means)
15 Copying machine (image forming device)
50 Fixing device
H1 Main heater (heater, first heater)
H2 Sub-heater (heater)

Claims

In a fixing device having a fixing heater for fixing a printed image on a sheet by heating,
The fixing heater includes a plurality of heaters,
Temperature detecting means for detecting the heating temperature of the fixing heater;
A power value setting means for setting a predetermined reference power value for a first heater that is one of the plurality of heaters;
Voltage acquisition means for measuring a voltage applied to the first heater;
Current acquisition means for measuring the current flowing through the first heater;
Power value calculation means for calculating an actual average power value of the first heater based on the voltage measured by the voltage acquisition means and the current measured by the current acquisition means;
Comparing means for comparing the average power value calculated by the power value calculating means with the reference power value set in the power value setting means,
When the heating power detected by the temperature detecting means is lower than a predetermined temperature and the average power value is smaller than the reference power value as a result of comparison by the comparing means, the average power value is not reached. A fixing device that changes energization control of the heaters other than the first heater in accordance with a difference between the reference power value and the reference power value.

The fixing device according to claim 1, wherein the reference power value is a maximum value of manufacturing variation of a rated power consumption value of the first heater.

When the reference power is not reached, the energization control is changed so that the supply power is increased by the average power corresponding to the difference between the reference power value and the average power value in total for the heaters other than the first heater. The fixing device according to claim 1 or 2, wherein

4. The heater according to claim 1, wherein the heater is energized from an AC power source, and phase control of the AC voltage applied to the heater is performed during a predetermined period after the heater is turned on. Fixing device.

The fixing device according to claim 4, wherein when the phase control is performed on the first heater, the voltage acquisition unit and the current acquisition unit are operated only outside the predetermined period.

An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.

A fixing device control method for controlling a fixing device including a fixing heater including a plurality of heaters for fixing a printed image on a sheet by heating,
In the fixing device,
The heating temperature of the fixing heater is detected,
Measuring a voltage applied to a first heater which is one of the plurality of heaters;
The current flowing through the first heater is measured,
Based on the measured voltage and current, the actual average power value of the first heater is calculated,
The calculated average power value is compared with a reference power value determined in advance for the first heater,
When the detected heating temperature is lower than a predetermined temperature and the average power value is less than the reference power value, and the reference power is not reached, the first power is determined according to the difference between the average power value and the reference power value. A control method of a fixing device, wherein energization control of the heaters other than one heater is changed.