JP2006164615A - ヒータ電力制御方法、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 商用電源が理想的な電源波形でない場合であっても、誤った電力でヒータの電力制御を行うことが無く、かつ微小な電力制御も可能なヒータ電力制御方法および、画像形成装置を提供する。
【解決手段】 交流電源をヒータの電源とし、ゼロクロスを利用してヒータへの電力制御を行うヒータ電力制御方法において、ヒータへの供給電力が所定値以上のときには位相制御で制御し、所定値未満のときには位相が固定された交流電源半波の波数制御を行うことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トナー像を記録材上に定着させるセラミックヒータ等のヒータ電力制御方法および、前記ヒータ電力制御方法を用いた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置において、紙等の記録材上に形成されたトナー像を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。

一般に、ヒータはトライアック等のスイッチング制御素子を介してＡＣ（交流）商用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。定着器（定着装置）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器の温度が検出され、その検出温度情報をもとに、画像形成装置のプリント動作を制御するエンジンコトン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、定着器の温度が目標の一定温度に温度制御される。

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検知するゼロクロス検知回路を有し、前記ポイント報知する信号（以下「ゼロクロス信号」という）を基に、トリガをかけてヒータへのオン／オフ制御は、位相制御または波数制御を行う。

ゼロクロス信号が負から正に変化する立ち上がりのエッジ、あるいは正から負に変化する立ち下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。図９に位相制御の場合の例を示す。９０２はヒータに流れる電流、９０３はゼロクロス信号、９０４はヒータ駆動信号を示す。ゼロクロス信号９０３の各エッジからｔａ後にヒータ駆動信号９０４をオンすることにより、９０１に示す部分がヒータに供給されることを示している。なお、一旦ヒータをオンした後、次のゼロクロスポイントで、ヒータへの通電はオフされる。すなわち一定の電力でヒータを制御するには、毎回ゼロクロスのエッジからｔａ後にヒータ駆動信号をオンするのを続けていく必要がある。この時間ｔａは、図１２に示すように変化させていくことにより、ヒータへ供給する電力が変化する。図１２では商用電源の周波数が５０Ｈｚの例を示している。すべての電流がながれた場合を１００％の電力とし、１２０１に示すゼロクロスポイントから１２０２に示す時間２．５８９ｍｓｅｃ後にヒータをオンすれば１２０５に示した９０％の電力がヒータに供給される。また、１２０３に示す時間５．０００ｍｓｅｃ後にヒータをオンすれば１２０６に示した５０％の電力が、１２０４に示す時間７．９８１ｍｓｅｃ後にヒータをオンすれば５％の電力がそれぞれヒータに供給されることになる。図１１には、２．５％刻みで０％から１００％までの電力と、その電力を得るために必要なゼロクロスからヒータをオンするまでの時間を表にして示した。

図１０には、波数制御の例を示す。１００２はヒータに流れる電流、１００３はゼロクロス信号、１００４はヒータ駆動信号である。波数制御では、ＡＣ（交流）商用電源の半波ごとにオン／オフ制御を行い、図１０の１００１に示す部分がヒータに供給される。通常、１５半波や、４０半波を１周期とし、１周期の中でオンする半波の数を変えていくことで、ヒータへの供給電力を制御している。

従来、ヒータの制御方式として、位相制御か波数制御かどちらか一つをだけを用いる場合がほとんどであった。

位相制御を選択する理由としては、照明機器のちらつき、いわゆるフリッカー（Ｆｌｉｃｋｅｒ）を抑えるためというのが挙げられる。フリッカーは、配電線のインピーダンスが高いこと、照明機器と同一電源に接続された電気機器の負荷電流変動などによって発生することが知られている。ＡＣ交流電源の半波ごとにオン／オフ制御する波数制御の方が、位相制御よりも電流変動が大きいため、フリッカーはより発生しやすい傾向がある。使用するＡＣ交流電源の電圧が違っても、ヒータに必要な電力は決まっているので、ＡＣ商用電源の電圧が低い方（例えば２４０Ｖよりも１００Ｖの方）が、ヒータに流れる電流は多くなるため、フリッカーのレベルは悪化する。

一方、波数制御を選択する理由としては、ヒータをオン／オフする際に生じる急激な出力変動により、スイッチングノイズが発生することがあり、このスイッチングノイズはオン／オフ制御が必ずゼロクロスポイントで行われる波数制御の方が、ＡＣ電源の半波内の途中でスイッチングする位相制御よりも発生しにくいということが挙げられる。このスイッチングノイズは、使用するＡＣ電源の電圧が高い方が、より大きなノイズとなって発生する傾向がある。

したがって、画像形成装置が使用される地域のＡＣ商用電源電圧に応じて、例えば１００〜１２０ＶのＡＣ商用電源電圧の地域向けにはフリッカーに有利な位相制御方式を、２２０Ｖ〜２４０ＶのＡＣ商用電源電圧の地域向けにはスイッチングノイズに有利な波数制御方式をというように、ヒータの制御はどちらか一方に固定されているのが普通である。

位相制御、波数制御を切替えて使用する画像形成装置も提案されてはいる。特許文献２においては、入力電源電圧に応じて、位相制御を用いるか波数制御を用いるかを切替える画像形成装置が提案されており、８５Ｖから１３３Ｖの場合は位相制御、１８７Ｖ以上では波数制御が選択されるようになっている。しかしながら使用されるＡＣ電源電圧に応じて、位相制御か波数制御かのどちらか一方のみを使用するものであり、同一電源電圧のもとにおいて、位相制御から波数制御に、または波数制御から位相制御に切り替わることはしない。
特開２０００−３２２１３７号公報 特開平１０−２０７１１号公報

上記従来例で位相制御を選択した場合、商用ＡＣ電源の電流波形が必ずしも理想的な正弦波ではないために、正しい電力制御が出来ない場合があった。このことについて詳細を説明する。

図１３において、１３０６は交流電源の電流波形である。１３０２は理想的な正弦波の波形を示す。しかし実際には１３０１に示すような、歪んだ電流波形が入力される可能性がある。

１３０７は電流波形１３０１の場合のゼロクロス信号である。

１３１２は電力３０％のときのヒータ駆動信号とヒータ電流波形の関係を示しており、１３０８が電力３０％のときのヒータ駆動信号、１３０９が電力３０％のときのヒータ電流波形を示す。

１３１３は電力２．５％のときのヒータ駆動信号とヒータ電流波形の関係を示しており、１３１０が電力２．５％のときのヒータ駆動信号、１３１１が電力２．５％のときのヒータ電流波形を示す。

ヒータへの供給電力が比較的大きい場合、例えば１３１２に示す電力３０％程度であれば、１３０３に示すように問題なくヒータへの通電は行われる。しかしながら、ヒータへの供給電力がごく小さな電力になった場合、例えば電力２．５％の場合、ゼロクロス信号のエッジからｔｃ後にヒータ駆動信号をオンしようとすると、１３０４で示すように次のゼロクロス信号エッジの方が先に来てしまい、１３０５に示すように、制御対象であった半波は２．５％電力でオンできず、その次の半波をほぼ１００％電力でオンしてしまうのである。

そのため、ヒータの電力制御が乱れ、画像の定着性、品質が悪化するという問題があった。

また、これを避けるために、制御電力に下限を設ける対策をとる場合がある。

例えば、最小電力は１０％とし、その下は０％とする。すなわち０％から１０％の間の電力は一切使わないとする方法である。たしかにこの対策をとれば上記で述べた問題は回避可能である。しかし、０％から１０％の間の細かい電力制御が行えないため、例えば本当に必要な電力が５％であるにもかかわらず、０％か１０％のいずれかの電力しか選択できないため、制御が発振してしまい、温度制御が安定せず、やはり定着性や画質の面で問題があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決するためのものであり、商用ＡＣ電源が理想的な電源波形でない場合であっても、誤った電力でヒータの電力制御を行うことのない、かつ、電力０％〜１０％といった、微小な電力制御も可能なヒータ電力制御方法および、画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、交流電源をヒータの電源として用い、前記交流電源の電圧が正から負、または負から正へ変化するゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知手段を有し、前記ゼロクロスを利用してヒータへの供給電力を制御するヒータ電力制御方法において、ヒータへの供給電力が所定値以上のときに行う第一の電力制御方法と、前記所定値未満である場合に行う第二の電力制御方法の２つの電力制御方法を有し、供給電力の大きさに応じて、第一または第二の電力制御方法のいずれかを選択するように構成され、第一の電力制御は、ゼロクロスからヒータ通電開始までの位相を変化させる位相制御を行い、第二の電力制御は、ゼロクロスからヒータ通電開始までの位相は固定とし、所定時間内における、交流電源半波の波数を変化させる波数制御を行うことを特徴とする。

さらに好ましくは、前記所定電力は可変であることを特徴とする。

さらに好ましくは、前記所定値は、ゼロクロス検知手段によって得られたゼロクロス信号のパルス幅に応じて決められることを特徴とする。

また、さらに好ましくは、前記第二の電力制御方法において、交流電源の正の半波と負の半波の数は常に等しい数であることを特徴とする。

また、本発明は、記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、内部にヒータを有し、トナー像を加熱して記録材上に定着させる定着装置を備える画像形成装置において、ヒータの電力制御を上記電力制御方法を用いて行うように構成したことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ヒータへの供給電力が大きい場合は位相制御を、小さい場合は位相を固定した電流波形の波数制御を行うように構成されているため、商用ＡＣ電源が理想的な正弦波でない場合であっても、誤った電力でヒータの電力制御を行うことのない、かつ、電力０％〜１０％といった、微小な電力制御も可能なヒータ電力制御方法を提供できる。また、前記ヒータ電力制御方法を画像形成装置に適用することで、高品位な定着画像を得ることが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１は、本発明の第１の実施例を示すカラーレーザプリンタの断面図である。

簡単にカラーレーザプリンタの構成と画像形成プロセスについて説明する。

図１において、１１５、１１６、１１７、１１８はプロセスカートリッジであり、後に説明する感光ドラム、帯電ローラ、現像器等を１つにまとめたものである。これらはカラーレーザプリンタ本体１３６から着脱可能な構成となっている。１１５がブラック（ＢＫ）、１１６がシアン（Ｃ）、１１７がマゼンダ（Ｍ）、１１８がイエロー（Ｙ）の各色画像用である。便宜上、１１５のブラック（ＢＫ）についての説明をする。しかし、他の３色についても同様である。

プロセスカートリッジ１１５内には、ドラム状の像担持体すなわち感光ドラム１０１が有り、その構造はＯＰＣ、アモルファスＳｉ等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成させたものである。

感光ドラム１０１は矢印の方向に一定速度で回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ１０５によって一様な電位に帯電される。次に、光走査手段１０９から画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬ１を照射されることにより、走査露光が施され静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１１１によって現像され、ブラックのトナー像として可視化される。

同様にして、感光ドラム１０２にはシアンのトナー像が、感光ドラム１０３にはマゼンダのトナー像が、感光ドラム１０４にはイエローのトナー像が形成される。可視化された４色のトナー像は、転写装置としての１次転写ローラ１１９から１２２により、一定速度で搬送される中間転写ベルト（以下、ＩＴＢ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔと略す）１２３上に、重なるように転写（一次転写）されていく。すなわち、最初にイエローのトナー像がＩＴＢ上に転写され、その上にマゼンダ、さらにその上にシアン、さらにその上にブラックというように順次重なるようにトナー像が転写され、カラー画像がＩＴＢ上に形成される。カラー画像が形成されたＩＴＢは図の矢印の方向に搬送されていく。一方、カセット１２４内の記録材は、ピックアップローラ１２５によって、２次転写ローラ１２６の位置で、ちょうどＩＴＢ１２３上に形成されたカラー画像とタイミングが合うようにピックアップされる。ピックアップされた記録材は２次転写ローラ１２６によってＩＴＢ１２３上のカラー画像が転写（２次転写）される。

その後、記録材は定着器１２７によってトナー像を熱と圧力によって永久画像として定着され、排紙トレイ１２９上に排出される。

以上がカラーレーザプリンタの構成と画像形成プロセスの概略である。

次に定着器１２７で使用されるヒータの駆動回路について図２で説明する。

２０１は本カラーレーザプリンタを接続する交流電源で、本カラーレーザプリンタは商用電源を、ＡＣフィルタ２０２を介してセラミックヒータ２０３へ供給することによりセラミックヒータ２０３を発熱させる。このセラミックヒータ２０３への電力の供給については、トライアック２０４により通電、遮断を行う。抵抗２０５、２０６は、トライアック２０４のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ２０７は、一次、二次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２０７の発光ダイオードに通電することによりトライアック２０４をオンする。抵抗２０８は、フォトトライアックカプラ２０７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ２０９によりオン／オフする。トランジスタ２０９は、抵抗２１０を介してエンジンコントローラ（制御手段）２１１からのオン信号に従って動作する。

また２１２はゼロクロス検知回路であり、交流電源２０１が正から負、または負から正になるタイミングを検知し、エンジンコントローラ２１１にゼロクロス信号を送信する。

エンジンコントローラ２１１はゼロクロス信号の立ち上がりエッジ、立ち下りエッジを基に位相制御、又は波数制御によりトライアック２０４をオン／オフする。

また、図２中の２２１はセラミックヒータ２０３の温度を検知するための温度検出素子、例えば、サーミスタ感温素子である。この温度検出素子２２１によって検出される温度は、抵抗２２２と、温度検出素子２２１との分圧として検出され、エンジンコントローラ２１１に入力される。

セラミックヒータ２０３の温度は、エンジンコントローラ２１１において監視され、エンジンコントローラ２１１の内部で設定されているセラミックヒータ２０３の設定温度と比較することによって、セラミックヒータ２０３に供給するべき電力を算出し、この電力に応じて、２つある電力制御のいずれかを選択する。その様子を図３のフローチャートに示す。

ヒータに供給するべき電力が２０％未満であるかどうか判断し（Ｓ２）、２０％以上の場合は、その供給電力に応じた位相角でヒータをオンすべく、図１１に示したゼロクロスからヒータ駆動信号オンまでの時間を設定する（Ｓ６）。例えば電力７０％であれば、３．９６４ｍｓｅｃを選択し、電力４０％であれば、５．５０４ｍｓｅｃを選択する。そしてゼロクロス信号のエッジから選択した時間後にヒータをオンすることによって位相制御を用いて（Ｓ７）、ヒータ電力制御を行う。

一方、２０％未満であった場合は、図１１から供給電力２０％の場合のゼロクロスからヒータ駆動信号オンまでの時間、すなわち６．６３７ｍｓｅｃを設定する（Ｓ３）。そして供給電力に応じた波数を算出し設定する（Ｓ４）。本実施例ではＡＣ交流電源の２０半波を一周期としている。したがって例えば、供給電力が１０％の場合は、２０半波のうち１０半波をオンさせることにより、ヒータに供給される電力は１０％となるので、波数は１０と設定する。同様にして５％電力で制御したい場合は、２０半波のうち５半波をオンすればよいので、波数は５とし、２％電力で制御したい場合は２０半波のうち２半波をオンすればよいので波数は２と設定する。

そして位相が２０％に固定された半波の波数制御を選択する（Ｓ５）。

以上の制御をプリントが終了するまでの間（Ｓ８）、繰り返し行う。

図５は本実施例のヒータ電流を示している。

５０１は電力１００％、５０２は５０％、５０３は２０％を示しており、ここまでが電力２０Ｗ以上のときに行う位相制御（Ｓ７）の場合である。

５０４が電力１０％、５０５が電力５％を示しており、これは電力２０Ｗ未満のときに行う、位相が固定された半波の波数制御（Ｓ５）の場合を示している。

以上、説明したように、電力が２０％以上の場合は通常の位相制御を行い、２０％未満の場合は、電力２０％の位相に固定された半波の波数制御を行うので、商用ＡＣ電源が理想的な正弦波でない場合であっても、誤った電力制御を行うことのない、かつ、電力２０％未満の微小な電力制御も可能となる。

実施例１では電力２０％を、位相制御を行うか、または固定位相半波の波数制御を行うかの判断の時のしきい値電力としていた。本実施例では、このしきい値電力をゼロクロス信号のパルス幅に応じて可変としているところが異なる。図４に本実施例のフローチャートをしめす。プリントスタート（Ａ１）後、ゼロクロス信号のパルス幅を検知する（Ａ２）。図６において６０５は交流電源の電流波形、６０６はゼロクロス信号、６０７はヒータＯＮ信号を示している。６０１はゼロクロス信号の立ち上がりエッジから、立ち下りエッジまでのパルス幅Ｗ１、６０２は立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでのパルス幅Ｗ２である。これらパルス幅から交流電源の波形を予測し、位相制御で制御しても問題ない下限電力Ｗを算出する（Ａ３）。例えばＷ１が９．０ｍｓｅｃ、Ｗ２が１１．０ｍｓｅｃであったとする。

その場合は、下限電力は５％に設定するのが望ましい。この考え方を以下に述べる。

誤った電力制御をしてしまうのは、ゼロクロスのエッジからヒータオンまでの時間（図１１で示した時間）よりも先に次のゼロクロス信号のエッジが来た場合であると説明した。実際にはヒータ駆動信号にもパルス幅６０４があり、通常１．０ｍｓｅｃのパルス幅を持たせているので、次の条件式が成立すると誤った電力制御を行うことになる。

｛ゼロクロスのエッジからヒータオンまでの時間（６０３）
＋ヒータ駆動信号のパルス幅（６０４）｝
＞Ｗ１またはＷ２の小さい方（６０１または６０２の小さい方）
しがたって、Ｗ１とＷ２のうち、値の小さな方に着目し、今回の例ではＷ１の９．０ｍｓｅｃを対象とする。そしてヒータ駆動信号のパルス幅１．０ｍｓｅｃを考慮すると、ゼロクロス信号からヒータオンまでの時間は、
９．０ｍｓｅｃ−１．０ｍｓｅｃ＝８．０ｍｓｅｃ
この８．０ｍｓｅｃがしきい値となる。

図１１から８．０ｍｓｅｃを超えない最小電力は７．９８１ｍｓｅｃの電力５％である。

したがって、下限電力は５％に設定することができる。

Ｗ１が９．８ｍｓｅｃ、Ｗ２が１０．２ｍｓｅｃであれば同様の考え方で下限電力は２．５％に設定することができる。

そして、ヒータに供給するべき電力が上記で求めた下限電力Ｗ％以上であるか判断をする（Ａ４）。Ｗ％以上であれば、通常の位相制御を行う（Ｓ６）。この制御は実施例１と全く同様であるので説明は省略する。

ヒータに供給するべき電力がＷ％よりも小さい場合、図１１から供給電力Ｗ％の場合のゼロクロスからヒータ駆動信号オンまでの時間を設定する（Ａ５）。そして実施例１同様、供給電力に応じた波数を算出し（Ａ６）、Ｗ％に位相を固定した半波の波数制御を行う（Ａ７）。

本実施例によれば、ゼロクロスのパルス幅を検知し、下限電力しきい値を決めるので、実際に使用されるＡＣ商用電源に応じた適正な電力制御が可能となる。

位相を固定した半波の波数制御において、同じ電力値を実現する際、ヒータのＯＮ／ＯＦＦのパターンは１つではなく、いくつも考えられる。例えば、図７の７０１から７０３の３つのパターンはいずれも、２０％電力の位相を固定した半波の波数制御を行っているものである。それぞれ、２０半波のうち、１０半波をオンしているので、すべて同じ１０％電力となっている。それぞれのパターンの特徴を見ると、７０１は正（上側）の半波と負（下側）の半波の数が同じ５半波づつになっている。一方、７０２は正の半波の数が１０で、負の半波の数は０、７０３は正の半波の数が６で、負の半波の数は４となっている。

本実施例では７０１のように、必ず正の半波と負の半波の数が等しくしなるようにヒータのＯＮ／ＯＦＦパターンを設定した。具体例を図８に示す。図８の８０１が電力２０％を示し、８０２が１８％、８０３が１６％、８０４が１４％、８０５が１２％、８０６が１０％、８０７が８％、８０８が６％、８０９が４％、８１０が２％をそれぞれ示している。

最近、高調波電流に対する社会的関心が高まっている。高調波電流による影響として、コンデンサの破損などによる受電設備の故障、テレビやオーディオ機器の劣化、漏電遮断機や各種制御機器の誤動作などが懸念されている。

高調波電流は、事務機や家電、エアコンなどの機器から電源ラインに与える、正弦波に高調波成分を多く含んだ、歪んだ電流であり、プリンタのヒータ駆動回路も、この高調波電流の発生源となりうる。

とくに正の半波、あるいは負の半波ばかりをヒータに通電するような非対称の電力制御を行う場合、理想的な正弦波に比べ電流波形の歪みが大きく、高調波発生源として、その影響が大きくなるのは避けられない。

本実施例であれば、上半波の数と下半波の数を常に同じにして制御しているため、非対称の制御に比べ電流波形の歪みは小さいものになり、高調波電流源としての影響度は格段に減少する。

本発明の第１実施例のカラーレーザプリンタ断面図である。 本発明の第１実施例のヒータ駆動回路を説明する図である。 本発明の第１実施例を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施例を説明するフローチャートである。 本発明のヒータ電流を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施例を説明するゼロクロス信号の図である。 本発明の第３実施例を説明するヒータ電流の図である。 本発明の第３実施例を説明するヒータ電流の図である。 従来の位相制御を説明する図である。 従来の波数制御を説明する図である。 従来の位相制御におけるゼロクロスからヒータオンまでの時間を説明する図である。 従来の位相制御を説明する図である。 従来の位相制御を説明する図である。

符号の説明

１０１ 感光ドラム（ブラック）
１０２ 感光ドラム（シアン）
１０３ 感光ドラム（マゼンタ）
１０４ 感光ドラム（イエロー）
１０５ 帯電ローラ（ブラック）
１０６ 帯電ローラ（シアン）
１０７ 帯電ローラ（マゼンタ）
１０８ 帯電ローラ（イエロー）
１０９ レーザスキャナ（シアン、ブラック）
１１０ レーザスキャナ（イエロー、マゼンタ）
１１１ 現像ローラ（ブラック）
１１２ 現像ローラ（シアン）
１１３ 現像ローラ（マゼンタ）
１１４ 現像ローラ（イエロー）
１１５ プロセスカートリッジ（ブラック）
１１６ プロセスカートリッジ（シアン）
１１７ プロセスカートリッジ（マゼンタ）
１１８ プロセスカートリッジ（イエロー）
１１９ 一次転写ローラ（ブラック）
１２０ 一次転写ローラ（シアン）
１２１ 一次転写ローラ（マゼンタ）
１２２ 一次転写ローラ（イエロー）
１２３ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）
１２４ カセット
１２５ ピックアップローラ
１２６ 二次転写ローラ
１２７ 定着器
１２９ 排紙トレイ
１３６ カラーレーザプリンタ
２０１ 交流電源
２０２ ＡＣフィルタ
２０３ セラミックヒータ
２０４ トライアック
２０５ バイアス抵抗
２０６ バイアス抵抗
２０７ フォトトライアックカプラ
２０８ 電流制限抵抗
２０９ トランジスタ
２１０ 抵抗
２１１ エンジンコントローラ
２１２ ゼロクロス検知回路
２２１ サーミスタ
２２２ 抵抗
５０１ １００％電力のヒータ電流波形
５０２ ５０％電力のヒータ電流波形
５０３ ２０％電力のヒータ電流波形
５０４ １０％電力のヒータ電流波形
５０５ ５％電力のヒータ電流波形
６０１ 立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでのゼロクロス信号パルス幅
６０２ 立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでのゼロクロス信号パルス幅
６０３ ゼロクロス信号のエッジからヒータオンまでの時間
６０４ ヒータ駆動信号のパルス幅
６０５ 交流電源の電流波形
６０６ ゼロクロス信号
６０７ ヒータ駆動信号
７０１ 電力１０％の電流波形の例
７０２ 電力１０％の電流波形の例
７０３ 電力１０％の電流波形の例
８０１ 電力２０％のヒータ電流波形
８０２ 電力１８％のヒータ電流波形
８０３ 電力１６％のヒータ電流波形
８０４ 電力１４％のヒータ電流波形
８０５ 電力１２％のヒータ電流波形
８０６ 電力１０％のヒータ電流波形
８０７ 電力８％のヒータ電流波形
８０８ 電力６％のヒータ電流波形
８０９ 電力４％のヒータ電流波形
８１０ 電力２％のヒータ電流波形
９０１ 位相制御においてヒータに流れる部分
９０２ ヒータ電流
９０３ ゼロクロス信号
９０４ ヒータ駆動信号
１００１ 波数制御においてヒータに流れる部分
１００２ ヒータ電流
１００３ ゼロクロス信号
１００４ ヒータ駆動信号
１２０１ ゼロクロスポイント
１２０２ ２．５８９ｍｓｅｃ
１２０３ ５．０００ｍｓｅｃ
１２０４ ７．９８１ｍｓｅｃ
１２０５ ９０％
１２０６ ５０％
１２０７ ５％
１３０１ 実際の商用電源波形
１３０２ 理想的な商用電源波形
１３０３ 電力３０％時のヒータ電流
１３０４ ヒータ駆動信号よりも先にゼロクロス信号が来たタイミング
１３０５ 電力２．５％時のヒータ電流
１３０６ 交流電源の電流波形
１３０７ ゼロクロス信号
１３０８ 電力３０％時のヒータ駆動信号
１３０９ 電力３０％時のヒータ電流
１３１０ 電力２．５％時のヒータ駆動信号
１３１１ 電力２．５％時のヒータ電流
１３１２ 電力３０％
１３１３ 電力２．５％

Claims (5)

1. 交流電源をヒータの電源として用い、
   前記交流電源の電圧が正から負、または負から正へ変化するゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知手段を有し、
   前記ゼロクロスを利用してヒータへの供給電力を制御するヒータ電力制御方法において、
   ヒータへの供給電力が所定値以上のときに行う第一の電力制御方法と、
   前記所定値未満である場合に行う第二の電力制御方法の２つの電力制御方法を有し、
   供給電力の大きさに応じて、第一または第二の電力制御方法のいずれかを選択するように構成され、
   第一の電力制御は、
   ゼロクロスからヒータ通電開始までの位相を変化させる位相制御を行い、
   第二の電力制御は、
   ゼロクロスからヒータ通電開始までの位相は固定とし、
   所定時間内における、交流電源半波の波数を変化させる波数制御を行うことを特徴とするヒータ電力制御方法。
2. 所定値は可変であることを特徴とする請求項１記載のヒータ電力制御方法。
3. 所定値は、ゼロクロス検知手段によって得られたゼロクロス信号のパルス幅に応じて決められることとする請求項２記載のヒータ電力制御方法。
4. 第二の電力制御方法において、交流電源の正の半波と負の半波の数は常に等しい数であることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のヒータ電力制御方法。
5. 記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、内部にヒータを有し、前記トナー像を加熱して前記記録材上に定着させる定着装置を備える画像形成装置において、前記ヒータの電力制御を請求項１から４のいずれか記載の電力制御方法を用いて行うように構成した画像形成装置。

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