JP2011164387A - Image forming apparatus - Google Patents

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祥太朗 吉村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater capable of suppressing flickers and harmonic currents generated by wave number control thereof or a phase control thereof, with a simpler, low-cost configuration, and capable of preventing other lighting devices and electronic devices from inducing flickers or malfunctions, and to provide an image forming apparatus which includes the heater. <P>SOLUTION: The heater includes a heat-generating body 109c, a power supply means 401 configured to supply power to the heat generating body, and a control means 126 configured to perform the on/off control of the power supply means. The control means includes a plurality of power control patterns to switch to the prescribed power and input the power to the heat generating body. Weighted values corresponding to the characteristics of each of the power control patterns are made to correspond to each of the power control patterns, and at on/off control, the weighted values corresponding to the power control patterns used in a prescribed period are integrated; and when the integrated value reaches a prescribed threshold, the power control pattern is switched. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱定着装置、および熱定着装置を備える複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に転写材上に転写された未定着トナー画像を加熱定着する加熱装置に関する。   The present invention relates to a heat fixing device and an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer including the heat fixing device, and more particularly to a heating device that heats and fixes an unfixed toner image transferred onto a transfer material.

複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置における熱定着装置は、転写材上に転写された未定着トナー画像を、加熱ローラやセラミックヒータ等で転写材上に熱定着させる為のものである。そして、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。   A thermal fixing device in an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer heat-fixes an unfixed toner image transferred onto a transfer material onto the transfer material with a heating roller or a ceramic heater. Is for the purpose. A heat roller type heat fixing device using a halogen heater as a heat source and a film heating type heat fixing device using a ceramic heater as a heat source are used.

これらの熱定着装置においては、一般的に、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ている。そして、熱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いる。エンジンコントローラは、この温度検出素子により検出された温度情報を基に、スイッチング素子を波数制御、または位相制御でON/OFF制御することで、ヒータへの電力供給をON/OFFし、熱定着装置の温度が目標の一定温度になるよう温度制御する。   In these thermal fixing devices, generally, the heater is connected to an AC power source via a switching control element such as a triac, and power is supplied by the AC power source. The thermal fixing device is provided with a temperature detecting element, for example, a thermistor temperature sensitive element. Based on the temperature information detected by the temperature detection element, the engine controller performs ON / OFF control of the switching element by wave number control or phase control, thereby turning ON / OFF the power supply to the heater, and the thermal fixing device The temperature is controlled so that the temperature of the target becomes the target constant temperature.

上述の位相制御とは、交流電源の1半波内の任意の位相角でヒータをONすることでヒータに電力を供給する方式である。一方、波数制御はヒータのON/OFFを交流電源の半波単位で行う電力制御方式である。そして従来は、上記の位相制御か波数制御のどちらかを用いる場合が殆どであった。   The phase control described above is a method of supplying power to the heater by turning on the heater at an arbitrary phase angle within one half wave of the AC power supply. On the other hand, the wave number control is a power control method in which the heater is turned on and off in units of half wave of the AC power source. Conventionally, in most cases, either phase control or wave number control is used.

位相制御を選択する理由は、主に照明機器のちらつき、いわゆるフリッカを抑えるためである。フリッカとは、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と配電線のインピーダンスにより、交流電源に電圧変動が発生し、それにより照明機器がちらつくことである。位相制御は半波ごとにONする位相を変化させて投入電力を変化させる為、電流の変化量および変化周期を小さく出来、フリッカの発生を抑えることができる。   The reason for selecting the phase control is mainly to suppress flickering of lighting equipment, so-called flicker. Flicker is a voltage fluctuation in an AC power source due to a load current fluctuation of an electric device connected to the same power source as the lighting device and an impedance of a distribution line, thereby causing the lighting device to flicker. Since the phase control changes the input power by changing the ON phase every half wave, the current change amount and change cycle can be reduced, and the occurrence of flicker can be suppressed.

一方、波数制御は交流電源の半波単位でON/OFF制御する為、位相制御よりも制御周期が長くなり、電流変動が大きくフリッカが発生しやすい。   On the other hand, since the wave number control is ON / OFF controlled in units of half wave of the AC power supply, the control cycle is longer than the phase control, current fluctuation is large, and flicker is likely to occur.

波数制御を選択する理由としては、高調波電流やスイッチングノイズの抑制が挙げられる。位相制御では、ヒータをON/OFFする際に生じる急激な電流変動により、高調波電流やスイッチングノイズが発生する。一方、ヒータのON/OFF制御が必ずゼロクロスポイントで行われる波数制御は、交流電源の半波の途中でスイッチングする位相制御よりも高調波電流やスイッチングノイズが発生しにくい。この高調波電流やスイッチングノイズは、使用するAC交流電源の電圧が高い方がより大きく発生する傾向がある。   Reasons for selecting wave number control include suppression of harmonic current and switching noise. In the phase control, harmonic current and switching noise are generated due to a rapid current fluctuation that occurs when the heater is turned ON / OFF. On the other hand, the wave number control in which the heater ON / OFF control is always performed at the zero cross point is less likely to generate harmonic current and switching noise than the phase control that switches in the middle of the half wave of the AC power supply. This harmonic current and switching noise tend to be generated more greatly when the voltage of the AC AC power supply used is higher.

従って、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制御方式を固定している。例えば100〜120Vの地域向けにはフリッカに有利な位相制御方式を、220V〜240Vの地域向けには高調波電流や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の制御方式に固定しているのが一般的である。   Therefore, the control method is fixed in accordance with the AC commercial power supply voltage in the region where the image forming apparatus is used. For example, the phase control method advantageous to flicker is used for the region of 100 to 120V, and the wave number control method advantageous to the harmonic current and switching noise is used for the region of 220V to 240V. Generally, it is fixed to this control method.

また、位相制御と波数制御を組み合わせた方式を提案しているものもあり、例えば特許文献1では、複数半波を1制御周期とするうちの一部の半波を位相制御とし、残りを波数制御としている。これにより位相制御だけの場合と比較して高調波電流やスイッチングノイズの発生を抑えることができる。さらに、波数制御だけの場合に対してフリッカを低減することができ、ヒータへの電力制御をより多段階に制御可能としている。   In addition, there is a method that proposes a method that combines phase control and wave number control. For example, in Patent Document 1, some half waves of one half-wave as one control period are set as phase control, and the rest are wave numbers. Control. As a result, generation of harmonic currents and switching noise can be suppressed as compared with the case of only phase control. Furthermore, flicker can be reduced compared to the case of only wave number control, and power control to the heater can be controlled in more stages.

また、2本の発熱体を使用して、位相制御と波数制御を組み合わせた方式を提案しているものもある。例えば特許文献2では、少なくとも2つのヒータ間で通電パターンを異ならしめることによって高調波電流とフリッカを改善させている。   Some have proposed a method in which phase control and wave number control are combined using two heating elements. For example, in Patent Document 2, harmonic current and flicker are improved by making the energization patterns different between at least two heaters.

特開2003−123941号公報JP 2003-123941 A 特開平10−91017号公報JP-A-10-91017

しかしながら、昨今のプリント速度の高速化により、熱定着装置に必要な供給電力は増加の一途を辿っており、フリッカや高調波電流を抑制することが難しくなりつつある。更には、従来の整数次高調波電流成分に対する規制だけでなく、新たに整数次以外の高調波電流成分も含めて規制される高調波規制の強化などとも相まって、各規制を満足させることが益々困難になっている。   However, with the recent increase in printing speed, the power supply required for the thermal fixing device is steadily increasing, and it is becoming difficult to suppress flicker and harmonic current. Furthermore, not only the regulation for the current integer harmonic current component but also the strengthening of the harmonic regulation that newly regulates the harmonic current component other than the integer order, it is more and more necessary to satisfy each regulation. It has become difficult.

例えば、特許文献1などに例示されているような、単純に位相制御と波数制御のヒータ点灯パターンを組み合わせて制御を行った場合、より電力の増加した熱定着装置では、整数次高調波の間の成分である次数間高調波成分を抑制することが出来ない。そして、次数間高調波成分を抑制させるように制御を行うと、今度はフリッカが問題となり、両規制を満足させることは非常に困難である。   For example, when the control is performed by simply combining the heater lighting pattern of the phase control and the wave number control as exemplified in Patent Document 1 or the like, in the heat fixing device with the increased power, between the integer order harmonics It is not possible to suppress the harmonic component between orders which is a component of. If the control is performed so as to suppress the inter-order harmonic component, flicker becomes a problem this time, and it is very difficult to satisfy both regulations.

また、特許文献2などに例示されている構成では、ヒータおよびその制御回路を2系統以上使用し、それらを個別に制御することにより、熱定着装置全体としてフリッカや高調波電流を抑制している。しかしながら、このような構成では、ヒータおよびその制御回路を2系統以上設ける必要があり、コストアップやスペースの増大を招いてしまう。   Further, in the configuration exemplified in Patent Document 2, etc., two or more heaters and their control circuits are used and individually controlled to suppress flicker and harmonic current as the entire heat fixing device. . However, in such a configuration, it is necessary to provide two or more heaters and their control circuits, resulting in an increase in cost and an increase in space.

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて考案されたものである。そして、より簡素で低コストの構成で、ヒータの波数制御や位相制御によって発生されるフリッカや高調波電流を抑制し、他の照明機器や電子機器にちらつきや誤動作を誘発するのを防止することが可能な加熱装置を提供することを目的とする。   The present invention has been devised in view of the above problems of the prior art. And with a simpler and lower cost configuration, it suppresses flicker and harmonic current generated by the wave number control and phase control of the heater, preventing flickering and malfunctioning in other lighting equipment and electronic equipment It is an object of the present invention to provide a heating device capable of performing the above.

本発明では、前述のような問題を解決する為、以下の構成を有している。
発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段をON/OFF制御する制御手段を有する加熱装置において、
前記制御手段は、
前記発熱体に所定の電力を切替えて投入するための複数の電力制御パターンを有し、
前記複数の電力制御パターンに、各々の電力制御パターンが持つ特性に応じた重み付け値を対応させ、
前記ON/OFF制御する際に、所定の期間内で使用した前記複数の電力制御パターンに対応する前記重み付け値を積算し、
前記積算した値が所定の閾値に達した場合に、前記電力制御パターンを切り替えることを特徴とする加熱装置。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
In a heating apparatus having a heating element, power supply means for supplying power to the heating element, and control means for ON / OFF control of the power supply means,
The control means includes
Having a plurality of power control patterns for switching and supplying predetermined power to the heating element;
Associating the plurality of power control patterns with weight values according to the characteristics of each power control pattern,
When the ON / OFF control is performed, the weight values corresponding to the plurality of power control patterns used within a predetermined period are integrated,
The heating apparatus, wherein the power control pattern is switched when the integrated value reaches a predetermined threshold value.

以上説明したように、本発明によれば高調波規制に有利であり、かつフリッカを低く抑えることが可能な加熱装置を提供することが出来る。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heating apparatus that is advantageous for harmonic regulation and that can suppress flicker low.

本発明における画像形成装置を示した構成図1 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the present invention. 第1の実施例におけるヒータの断面構成を示した図The figure which showed the cross-sectional structure of the heater in 1st Example 第1の実施例におけるヒータ部の断面構成を示した構成図The block diagram which showed the cross-sectional structure of the heater part in a 1st Example. 第1の実施例におけるヒータ制御回路の回路構成を示したブロック図The block diagram which showed the circuit structure of the heater control circuit in a 1st Example. 第1の実施例におけるヒータ制御波形(位相制御)を示した図The figure which showed the heater control waveform (phase control) in 1st Example 第1の実施例におけるヒータ制御波形(位相制御)を示した図The figure which showed the heater control waveform (phase control) in 1st Example 第1の実施例におけるヒータ制御パターンを示した図The figure which showed the heater control pattern in 1st Example 本発明第1の実施例における次数間高調波レベルを示したブロック図The block diagram which showed the harmonic level between orders in 1st Example of this invention 第1の実施例における各パターンの重み付け値を示した表Table showing weight values of each pattern in the first embodiment 第2の実施例における各パターンおよびモードの重み付け値を示したイメージ図The image figure which showed the weighting value of each pattern and mode in 2nd Example 第2の実施例におけるフローを示した図The figure which showed the flow in 2nd Example

以下、添付図面に基づき、本発明を実施する為の最良の形態を詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

以下、添付図面に基づき、本発明第1の実施形態例について説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレ−ザービームプリンタの場合を示している。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using an electrophotographic process, and shows, for example, a laser beam printer.

レーザービームプリンタ本体101(以下、本体101)は、記録紙Sを収納する給紙カセット102を有し、給紙カセット102内に記録紙Sがあるかどうかを検知するカセット有無センサ103を有する。また、給紙カセット102内の記録紙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)、給紙カセット102から記録紙Sを繰り出す給紙ローラ105aおよび搬送ローラ対105b、105c、105d等も有する。そして、給紙ローラ105a、搬送ローラ対105b、105c、105d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、レジストローラ対の下流には、記録紙Sの先端と後端を検知し、画像書き込みタイミングをとるための給紙センサ124、レーザスキャナ部からのレーザ光118に基づいて記録紙S上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ108が設けられている。さらに、プロセスカートリッジ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器109が設けられており、定着器109内の熱定着部下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ110が設けられている。記録紙Sを搬送する排紙ローラ対111や、記録紙Sを排紙するフェースアップ排紙ローラ対140、記録の完了した記録紙Sを積載する積載トレイ112も設けられている。この記録紙Sの搬送基準は、記録紙Sの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Sの幅に対して中央になるように設定されている。   The laser beam printer main body 101 (hereinafter referred to as the main body 101) has a paper feed cassette 102 for storing the recording paper S, and has a cassette presence / absence sensor 103 for detecting whether or not the recording paper S is in the paper feed cassette 102. Also, a cassette size sensor 104 (consisting of a plurality of micro switches) that detects the size of the recording paper S in the paper feeding cassette 102, a paper feeding roller 105a that feeds the recording paper S from the paper feeding cassette 102, and a pair of conveying rollers. 105b, 105c, 105d and the like. A registration roller pair 106 that synchronously conveys the recording paper S is provided downstream of the paper feed roller 105a and the conveyance roller pairs 105b, 105c, and 105d. Further, on the downstream side of the registration roller pair, the leading edge and the trailing edge of the recording sheet S are detected, and the sheet feeding sensor 124 for taking the image writing timing, and the laser beam 118 from the laser scanner unit on the recording sheet S. A process cartridge 108 for forming a toner image is provided. Further, a fixing device 109 that thermally fixes the toner image formed on the recording paper S is provided downstream of the process cartridge 108, and the conveyance state of the paper discharge unit is provided downstream of the heat fixing portion in the fixing device 109. A paper discharge sensor 110 for detection is provided. A pair of paper discharge rollers 111 for conveying the recording paper S, a pair of face-up paper discharge rollers 140 for discharging the recording paper S, and a stacking tray 112 for stacking the recording paper S on which recording has been completed are also provided. The conveyance reference of the recording paper S is set so as to be centered with respect to the length of the recording paper S in the direction orthogonal to the conveyance direction of the image forming apparatus, that is, the width of the recording paper S.

排紙センサ110は、定着器109内部に設けられており、記録紙Sが熱定着部を通過したタイミングを検出する。記録紙Sは、搬送ローラ対111を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対140を介して積載トレイ112へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ142は、積載トレイ112上の記録紙Sが満載であるかを検知すると共に、排紙部の記録紙Sの動きを検知するセンサである。   The paper discharge sensor 110 is provided inside the fixing device 109 and detects the timing at which the recording paper S has passed through the thermal fixing unit. The recording paper S passes through the conveyance roller pair 111 and is then discharged to the stacking tray 112 via the face-up paper discharge roller pair 140. The full load detection sensor 142 provided in the paper discharge unit is a sensor that detects whether the recording paper S on the stacking tray 112 is full and detects the movement of the recording paper S in the paper discharge unit.

また、レーザスキャナ部107は、外部装置131からの画像信号(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を有する。また、レーザ光を感光ドラム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等も有している。   The laser scanner unit 107 includes a laser unit 113 that emits a laser beam modulated based on an image signal (image signal / VDO) from the external device 131. Further, a polygon motor 114, an imaging lens 115, a folding mirror 116, and the like for scanning the laser beam on the photosensitive drum 117 are also provided.

そして、前記プロセスカートリッジ108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、転写ローラ121、クリーナ122等から構成されている。また、定着器109は定着フィルム109a、加圧ローラ109b、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ109c、セラミックヒータ109cの表面温度を検出するサーミスタ109dから構成されている。   The process cartridge 108 includes a photosensitive drum 117, a primary charging roller 119, a developing device 120, a transfer roller 121, a cleaner 122, and the like necessary for a known electrophotographic process. The fixing device 109 includes a fixing film 109a, a pressure roller 109b, a ceramic heater 109c provided inside the fixing film, and a thermistor 109d that detects the surface temperature of the ceramic heater 109c.

また、メインモータ123は、給紙ローラ105aには給紙ローラクラッチ125を介して、搬送ローラ対105b、105c、105d、およびレジストローラ対106にはレジストローラクラッチ129を介して駆動力を与えている。更に感光ドラム117を含むプロセスカートリッジ108の各ユニット、定着器109、排紙ローラ対111、フェースアップ排紙ローラ対140にも駆動力を与えている。   The main motor 123 applies driving force to the paper feed roller 105a via the paper feed roller clutch 125, and to the transport roller pairs 105b, 105c, 105d and to the registration roller pair 106 via the registration roller clutch 129. Yes. Further, a driving force is also applied to each unit of the process cartridge 108 including the photosensitive drum 117, the fixing device 109, the discharge roller pair 111, and the face-up discharge roller pair 140.

そして126はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部107、プロセスカートリッジ108、定着器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Sの搬送制御を行っている。   An engine controller 126 controls the electrophotographic process by the laser scanner unit 107, the process cartridge 108, and the fixing device 109, and controls the conveyance of the recording paper S in the main body 101.

そして、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と汎用のインターフェース130(セントロニクス、RS232C、USB等)で接続されている。この汎用のインターフェース130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。   Reference numeral 127 denotes a video controller, which is connected to an external device 131 such as a personal computer via a general-purpose interface 130 (Centronics, RS232C, USB, etc.). The image information sent from the general-purpose interface 130 is expanded into bit data, and the bit data is sent to the engine controller 126 as a / VDO signal.

エンジンコントローラ126とビデオコントローラ127の間を結ぶ線128は、両コントローラ間のコマンド/ステータス信号線、クロック信号線、/VDO信号線、同期信号線などで構成されている。   A line 128 connecting the engine controller 126 and the video controller 127 includes a command / status signal line, a clock signal line, a / VDO signal line, a synchronization signal line, and the like between the controllers.

本実施例におけるセラミックヒータ109cおよびその周辺概略について、図2および図3に示す。図2はセラミック面発ヒータの断面図である。図3は、定着フィルム109a、加圧ローラ109b、セラミックヒータ109c周辺の断面図である。   FIG. 2 and FIG. 3 show the ceramic heater 109c and its peripheral outline in the present embodiment. FIG. 2 is a sectional view of a ceramic surface heater. FIG. 3 is a sectional view around the fixing film 109a, the pressure roller 109b, and the ceramic heater 109c.

セラミックヒータ109cは、SiC、AlN、Al等のセラミックス系の絶縁基板201と、絶縁基板201面上にペースト印刷等で形成されている発熱体203と、発熱体203を保護しているガラス等の保護層202から構成されている。 The ceramic heater 109c protects the ceramic insulating substrate 201 such as SiC, AlN, Al 2 O 3 , the heating element 203 formed by paste printing or the like on the surface of the insulating substrate 201, and the heating element 203. It is composed of a protective layer 202 such as glass.

セラミックヒータ109cは、図3に示したように、フィルムガイド301によって支持されている。定着フィルム109aは、円筒状の金属やポリイミドといった耐熱材製の高熱伝導性フィルムであり、セラミックヒータ109cを下面側に支持させたフィルムガイド301に外嵌させてある。そして、フィルムガイド301の下面のセラミックヒータ109cと、弾性加圧部材としての加圧ローラ109bとを定着フィルム109aを挟ませて加圧ローラ109bの弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させて加熱部である定着ニップ部を形成している。また、サーモスイッチ302が過昇温防止手段としてセラミックヒータ109cの絶縁基板201裏面上に当接されている。サーモスイッチ302はフィルムガイド301に位置を矯正され、サーモスイッチ302の感熱面がセラミックヒータ109cの裏面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子であるサーミスタ109dも同様にセラミックヒータ109cの裏面上に当接されている。また、定着フィルム109aの摺動性を上げるために、定着フィルム109aとセラミックヒータ109cとの界面に摺動性のグリースを塗布してもよい。   The ceramic heater 109c is supported by the film guide 301 as shown in FIG. The fixing film 109a is a high heat conductive film made of a heat-resistant material such as cylindrical metal or polyimide, and is externally fitted to a film guide 301 that supports a ceramic heater 109c on the lower surface side. Then, the ceramic heater 109c on the lower surface of the film guide 301 and the pressure roller 109b as an elastic pressure member are pressed against each other with a predetermined pressure against the elasticity of the pressure roller 109b with the fixing film 109a interposed therebetween. A fixing nip portion that is a heating portion is formed. Further, the thermo switch 302 is in contact with the back surface of the insulating substrate 201 of the ceramic heater 109c as an excessive temperature rise prevention means. The position of the thermo switch 302 is corrected by the film guide 301, and the heat sensitive surface of the thermo switch 302 is in contact with the back surface of the ceramic heater 109c. Although not shown, the thermistor 109d as a temperature detecting element is also in contact with the back surface of the ceramic heater 109c. Further, in order to improve the slidability of the fixing film 109a, slidable grease may be applied to the interface between the fixing film 109a and the ceramic heater 109c.

図4に本発明におけるセラミックヒ−タの駆動及び制御回路を示す。401は本体101を接続する商用交流電源で、本体101は商用交流電源へACフィルタ402、リレー413、トライアック404、サーモスイッチ302を介してセラミックヒ−タ109cへ供給することにより発熱させる。このセラミックヒ−タ109cへの電力の供給は、トライアック404により通電/遮断を行う。サーモスイッチ302は、トライアック404とセラミックヒータ109cの間に置かれ、通常時は常に通電状態となっている。セラミックヒータ109cが何らかの異常で高熱に達した場合にOFFし、セラミックヒータ109cへの投入電力の供給を遮断する。このOFF状態は、復帰することなく継続される。リレー413はエンジンコントローラ126からの制御により、トランジスタ423をON/OFFすることにより24V電源を通電/遮断してセラミックヒータ109cへの電力供給をON/OFFする。定着器通電時にONされ、定着器が停止するとOFFされる。抵抗405、406は、トライアック404のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ407は、一次と二次間の絶縁距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ407の発光ダイオードに通電することでトライアック404をONする。抵抗408は、フォトトライアックカプラ407の発光ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ409によりフォトトライアックカプラ407の発光ダイオードをON/OFFする。トランジスタ409は抵抗410を介してエンジンコントローラ126からのON信号に従って動作する。   FIG. 4 shows a ceramic heater driving and control circuit according to the present invention. Reference numeral 401 denotes a commercial AC power source for connecting the main body 101. The main body 101 generates heat by supplying the AC power to the ceramic heater 109c via the AC filter 402, the relay 413, the triac 404, and the thermo switch 302. The power supply to the ceramic heater 109c is energized / interrupted by the triac 404. The thermo switch 302 is placed between the triac 404 and the ceramic heater 109c, and is always energized at normal times. When the ceramic heater 109c reaches high heat due to some abnormality, it is turned OFF, and the supply of input power to the ceramic heater 109c is cut off. This OFF state is continued without returning. Under the control of the engine controller 126, the relay 413 turns on / off the transistor 423, thereby energizing / cutting off the 24V power source and turning on / off the power supply to the ceramic heater 109c. Turns on when the fuser is energized and turns off when the fuser stops. The resistors 405 and 406 are bias resistors for the triac 404, and the phototriac coupler 407 is a device for securing an insulation distance between the primary and secondary. The triac 404 is turned on by energizing the light emitting diode of the phototriac coupler 407. The resistor 408 is a resistor for limiting the current flowing through the light emitting diode of the phototriac coupler 407, and the transistor 409 turns on / off the light emitting diode of the phototriac coupler 407. The transistor 409 operates according to the ON signal from the engine controller 126 via the resistor 410.

また、商用交流電源401はACフィルタ402を介して、エンジンコントローラ126のゼロクロス検出端子Neutral、Hotに入力される。エンジンコントローラ126のゼロクロス検出端子では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることを不図示のCPUに対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントローラ126内のCPUに送出されるこのパルス信号をZEROX信号と呼ぶ。   The commercial AC power supply 401 is input to the zero cross detection terminals Neutral and Hot of the engine controller 126 via the AC filter 402. The zero cross detection terminal of the engine controller 126 notifies the CPU (not shown) as a pulse signal that the commercial power supply voltage is below a certain threshold value. Hereinafter, this pulse signal sent to the CPU in the engine controller 126 is referred to as a ZEROX signal.

エンジンコントローラ126はZEROX信号のパルスのエッジに応じて、位相制御や波数制御によりトライアック404をON/OFFする。   The engine controller 126 turns on / off the triac 404 by phase control or wave number control in accordance with the pulse edge of the ZEROX signal.

また、109dはセラミックヒ−タ109cの温度を検知するための温度検出素子、例えば、サ−ミスタ感温素子である。この温度検出素子109dによって検出される温度は、抵抗415と温度検出素子109dとの分電圧として検出され、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−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−タ109cの設定温度と比較される。そして、セラミックヒ−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位相角に換算し、その制御条件によりエンジンコントローラ126が抵抗410を介してトランジスタ409にON信号を送出する。   Reference numeral 109d denotes a temperature detection element for detecting the temperature of the ceramic heater 109c, for example, a thermistor temperature sensing element. The temperature detected by the temperature detection element 109d is detected as a divided voltage between the resistor 415 and the temperature detection element 109d, and A / D is input to the engine controller 126 as a TH signal. The temperature of the ceramic heater 109c is monitored by the engine controller 126 as a TH signal and is compared with the set temperature of the ceramic heater 109c set in the engine controller 126. Then, the power to be supplied to the ceramic heater 109c is calculated, converted into a phase angle corresponding to the supplied power, and the engine controller 126 sends an ON signal to the transistor 409 through the resistor 410 according to the control condition.

次にヒータの電力制御方式である位相制御と波数制御について説明する。図5に位相制御の場合の例を示す。ZEROX信号は交流電源の正から負、負から正に切り替わるポイントで論理が切り替わり、その立ち上がりおよび立ち下がりエッジからta時間後にヒータ駆動信号をONすると、図5の斜線で示した部分でヒータが通電し電力が供給される。なお、ヒータをONした後、次のゼロクロスポイントでヒータへの通電はOFFされるので、再びZEROX信号のエッジから時間ta後にヒータ駆動信号をONすることにより、次の半波でもヒータに同じ電力が供給される。また時間taと異なる時間tb後にヒータ駆動信号をONすると、ヒータへの通電時間が変わるため、ヒータへの供給電力を変化させることが出来る。このように、半波ごとにZEROX信号のエッジからヒータ駆動信号をONする時間を変化させることで、ヒータへの供給電力を制御する。なお、ここではヒータ駆動信号は連続する2半波で同じ時間ONすることとする。   Next, phase control and wave number control, which are heater power control methods, will be described. FIG. 5 shows an example in the case of phase control. The logic of the ZEROX signal switches at the point where the AC power supply switches from positive to negative and from negative to positive. When the heater drive signal is turned on after ta time from the rising and falling edges, the heater is energized at the shaded area in FIG. Power is supplied. Since the heater is turned off at the next zero cross point after the heater is turned on, the same power is supplied to the heater in the next half-wave by turning on the heater drive signal again after time ta from the edge of the ZEROX signal. Is supplied. When the heater drive signal is turned on after a time tb different from the time ta, the energization time for the heater changes, so that the power supplied to the heater can be changed. Thus, the power supplied to the heater is controlled by changing the time for which the heater drive signal is turned ON from the edge of the ZEROX signal for each half wave. Here, it is assumed that the heater driving signal is turned on for the same time in two consecutive half waves.

位相制御は図5(a)のように交流電源波形の半波の途中でヒータへの通電をONするため、ヒータに流れる電流が急峻に立ち上がり、大きな高調波電流が流れる。この高調波電流は、電流の立ち上がり量が大きいほど大きくなるので、位相角90°、すなわち供給電力50%の時に最大になる。位相角が90°に近い程高調波電流は大きくなり、位相角0°に近い程小さくなる。よって、より厳しい位相角のパターンを多数繰り返す程、高調波電流がより増加し、高調波規制に対してはより不利になる。一方、位相制御は、各半波の電流変化量を小さく抑えることが可能な為、フリッカを低く抑えることが可能である。しかしながら、実際には、ヒータの他に、エンジンコントローラ126やビデオコントローラ127などに電源を供給する不図示の低圧電源が、同じく商用交流電源401に接続されており、図5(b)のような電流が流れている。その結果、本体101に流れる電流波形は、それら電流を併せた総電流の波形、例えば図5(c)のような波形になる。従って、必ずしも位相角が90°に近いパターンを使用した場合が、高調波電流が高くなるとは一概に言えない。   In the phase control, as shown in FIG. 5A, since the energization to the heater is turned on in the half of the AC power supply waveform, the current flowing through the heater rises sharply and a large harmonic current flows. Since the harmonic current increases as the amount of current rise increases, the harmonic current becomes maximum when the phase angle is 90 °, that is, when the supplied power is 50%. The harmonic current increases as the phase angle approaches 90 °, and decreases as the phase angle approaches 0 °. Therefore, the higher the number of patterns with a stricter phase angle, the more the harmonic current increases, which is more disadvantageous for harmonic regulation. On the other hand, since the phase control can suppress the current change amount of each half wave to be small, flicker can be suppressed to a low level. However, actually, in addition to the heater, a low-voltage power supply (not shown) that supplies power to the engine controller 126, the video controller 127, and the like is also connected to the commercial AC power supply 401, as shown in FIG. Current is flowing. As a result, the current waveform flowing through the main body 101 becomes a waveform of the total current including these currents, for example, a waveform as shown in FIG. Therefore, it cannot be generally said that the harmonic current increases when a pattern having a phase angle close to 90 ° is used.

図6(a)に波数制御の例を示す。波数制御では交流電源の半波単位でON/OFF制御を行うので、ONする時はZEROX信号のエッジとともにヒータ駆動信号をONする。そして例えば12半波を制御の1周期とし、1制御周期の中でONする半波の数を変えることでヒータへの供給電力を制御している。図6は12半波のうち6半波をONしているため、ヒータへの供給電力は50%となる。なおここではONする場合は連続する2半波を同じ位相角でONすることとする。   FIG. 6A shows an example of wave number control. In the wave number control, ON / OFF control is performed in units of a half wave of the AC power supply. Therefore, the heater drive signal is turned on together with the edge of the ZEROX signal when turning on. Then, for example, twelve half waves are set as one cycle of control, and the power supplied to the heater is controlled by changing the number of half waves that are turned on in one control cycle. In FIG. 6, six half of the twelve half waves are ON, so the power supplied to the heater is 50%. Here, when turning on, it is assumed that two consecutive half waves are turned on at the same phase angle.

波数制御ではヒータのON/OFFが常にゼロクロスポイントで行われるため、位相制御のような電流の急激な立ち上がりエッジがなく、高調波電流は非常に少ない。一方、電流は半波単位で流れるため、電流の変化量は大きく、変化周期も長いため、フリッカへの影響が大きい。そこで、1制御周期内でONする半波の位置(制御パターン)を工夫することで、電流の変動周期がフリッカへ与える影響をできるだけ少なくなるようにしている。しかし、こちらも同様に実際は、ヒータの他に、エンジンコントローラ126やビデオコントローラ127などに電源を供給する不図示の低圧電源が、同じく商用交流電源401に接続されており、本体101に流れる電流波形は図6(b)のような波形になる。従って、本体101に流れるトータルの電流波形がフリッカに与える影響を確認する必要がある。   In wave number control, the heater is always turned on / off at the zero cross point, so there is no sharp rising edge of current as in phase control, and the harmonic current is very small. On the other hand, since the current flows in half-wave units, the amount of change in the current is large and the change cycle is long, so the influence on flicker is large. Therefore, by devising the position (control pattern) of the half wave that is turned on within one control cycle, the influence of the current fluctuation cycle on flicker is minimized. However, here as well, in fact, in addition to the heater, a low-voltage power supply (not shown) that supplies power to the engine controller 126, the video controller 127, and the like is also connected to the commercial AC power supply 401, and the current waveform flowing through the main body 101 Has a waveform as shown in FIG. Therefore, it is necessary to confirm the influence of the total current waveform flowing through the main body 101 on the flicker.

本実施例では、交流電源の8半波を1制御周期とし、その中の一部の半波を位相制御、残りの半波を波数制御というように、1制御周期の中で位相制御と波数制御を適宜組み合わせたパターンによって制御を行う。このような制御方式では、特に位相制御が毎半波ONされることがなくなるので、流れる高調波電流を低減させることができ、また、波数制御のように全ての半波がON/OFFされることも無くなるので、フリッカも抑えることが出来る。   In the present embodiment, eight half waves of the AC power supply are set as one control period, a part of the half waves are phase controlled, and the remaining half waves are wave number controlled. Control is performed by a pattern in which the controls are appropriately combined. In such a control method, since the phase control is not turned ON every half wave, the flowing harmonic current can be reduced, and all the half waves are turned ON / OFF like the wave number control. This also eliminates flicker.

図7に、本実施例におけるヒータの電力制御パターンの例を示す。図7は4全波(=8半波)を1制御周期とし、そのうち3全波を波数制御、1全波を位相制御で制御する。ヒータ供給電力の0%から100%までの間を40分割し、それぞれのレベルにてONデューティを定めている。なお、ここでは隣り合う正の半波と負の半波は同じだけONする上下対称性を満たすようにするものとする。例えば図7中、ONデューティ1/40(=2.5%)の場合は最初の2半波を位相制御とし、その2半波とも半波全体の10%だけONする。その後の3全波の波数制御部分は全てOFFとすることで、1制御周期において2.5%の電力が供給される。また、ONデューティ10/40(=25%)は、最初の2半波を波数制御としてその2半波とも100%をONすることで、1制御周期において25%の電力が供給される。また、ONデューティ25/40(=62.5%)の場合は、最初の2半波を波数制御としてその2半波とも100%をONし、次の2半波を50%だけONし、更に次の1半波をOFFした後、次の2半波を100%ONし、更にその次の1半波をOFFする。このように制御することによって、1制御周期で62.5%の電力が供給される。以上のようにして、供給電力0%となるONデューティ0/40から、供給電力100%となるONデューティ40/40まで、図7のような制御パターン41段階を定義する。エンジンコントローラ126は、これら制御パターンを適宜順番に切り替えてヒータ109cに電力を投入し、所定の温度となるように制御する。なお、図7の制御パターンは、高調波電流よりもフリッカに有利となるようパターンが作成されている。   FIG. 7 shows an example of the heater power control pattern in this embodiment. In FIG. 7, four full waves (= 8 half waves) are set as one control cycle, of which three full waves are controlled by wave number control and one full wave is controlled by phase control. Between 0% and 100% of the heater supply power is divided into 40, and the ON duty is determined at each level. Here, it is assumed that the adjacent positive half-wave and negative half-wave satisfy the same vertical symmetry of being turned on by the same amount. For example, in FIG. 7, when the ON duty is 1/40 (= 2.5%), the first two half-waves are set to phase control, and both the two half-waves are turned ON by 10% of the entire half-wave. After that, all the wave number control portions of the three full waves are turned off, so that 2.5% of power is supplied in one control cycle. The ON duty 10/40 (= 25%) is supplied with 25% power in one control cycle by turning on the first two half-waves with wave number control and turning on both of the two half-waves. In addition, when the ON duty is 25/40 (= 62.5%), the first two half-waves are set to wave number control, both of the two half-waves are turned on 100%, and the next two half-waves are turned on by 50% Further, after the next half wave is turned off, the next two half waves are turned on 100%, and the next half wave is turned off. By controlling in this way, 62.5% of electric power is supplied in one control cycle. As described above, 41 control pattern stages as shown in FIG. 7 are defined from ON duty 0/40 at which the supplied power is 0% to ON duty 40/40 at which the supplied power is 100%. The engine controller 126 switches these control patterns in an appropriate order, applies power to the heater 109c, and controls the temperature to reach a predetermined temperature. Note that the control pattern of FIG. 7 is created so as to be more advantageous to flicker than harmonic current.

図8は、一例として、図7に示した波形についての高調波測定結果を示す。横軸は各パターンレベル(ONデューティ)、縦軸に高調波レベル(特性)を取り、測定次数の中で最も高い値をプロットしている。ここでの測定値は、図5、図6での説明で述べた通り、図7のヒータ制御波形と、不図示の低圧電源の電流波形が合成された波形での高調波レベルを示している。従って、必ずしも50%デューティの位相制御波形が含まれるONデューティが、高調波レベルでも高いレベルを示すとは限らない。本実施例の場合、パターンレベルによっては規格リミットに対して高調波レベルがギリギリのレベルにあるパターンも、比較的余裕のあるパターンもある。例えば、ONデューティ6/40のレベルパターンでは、規格リミットとしている0.9に対して殆どマージンが無く、バラツキ等を考慮すると、規格リミットを越える恐れがある。つまり、このレベルパターンが連続使用されると、高調波レベルが規格を越えてしまうことを意味する。   FIG. 8 shows a harmonic measurement result for the waveform shown in FIG. 7 as an example. The horizontal axis represents each pattern level (ON duty), the vertical axis represents the harmonic level (characteristic), and the highest value among the measurement orders is plotted. As described in the description with reference to FIGS. 5 and 6, the measured value here indicates the harmonic level in the waveform obtained by combining the heater control waveform in FIG. 7 and the current waveform of the low-voltage power supply (not shown). . Therefore, the ON duty including the phase control waveform with 50% duty does not necessarily indicate a high level even at the harmonic level. In the case of the present embodiment, depending on the pattern level, there is a pattern in which the harmonic level is at the limit level with respect to the standard limit, and a pattern having a relatively large margin. For example, in the level pattern of ON duty 6/40, there is almost no margin with respect to 0.9, which is the standard limit, and there is a possibility that the standard limit will be exceeded in consideration of variations and the like. That is, if this level pattern is continuously used, it means that the harmonic level exceeds the standard.

次に動作について説明する。まず、本体101のメインスイッチ(不図示)がONされると、不図示の低圧電源が起動する。そして、エンジンコントローラ126、ビデオコントローラ127へ供給する電圧、例えば、3.3Vや5V等といった比較的低圧な電圧の起動と、リレーやモータ等の主に駆動系を動作させる為の電圧、例えば24V等といった比較的高い電圧の起動を行う。   Next, the operation will be described. First, when a main switch (not shown) of the main body 101 is turned on, a low voltage power supply (not shown) is activated. Then, a voltage supplied to the engine controller 126 and the video controller 127, for example, a relatively low voltage such as 3.3V or 5V, and a voltage for operating a drive system such as a relay or a motor, for example, 24V A relatively high voltage start-up is performed.

そしてエンジンコントローラ126が起動し、本体101のウォームアップのための前多回転動作を開始する。まず、トランジスタ423をONして、24V電圧をリレー413の駆動コイルへ供給する。   Then, the engine controller 126 is activated and starts a pre-multi-rotation operation for warming up the main body 101. First, the transistor 423 is turned on to supply 24V voltage to the drive coil of the relay 413.

リレー413がONされることにより、トライアック404へ電力が供給される。エンジンコントローラ126は、トランジスタ409をON/OFFすることによりトライアック404を制御し、セラミックヒータ109cへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ109cが予熱された後、メインモータ123がエンジンコントローラ126により駆動開始され、プロセスカートリッジ108の各ユニット、定着器109、排紙ローラ対111、フェースアップ排紙ローラ対140が回転駆動される。更に、トライアック404が制御され、定着器109内のセラミックヒータ109cの駆動制御も行われ、所定のプロセス機器の準備動作が実行される。   When relay 413 is turned on, power is supplied to triac 404. The engine controller 126 controls the triac 404 by turning on / off the transistor 409 and supplies electric power to the ceramic heater 109c to perform predetermined preheating control. After the ceramic heater 109c is preheated, the main motor 123 starts to be driven by the engine controller 126, and each unit of the process cartridge 108, the fixing device 109, the paper discharge roller pair 111, and the face-up paper discharge roller pair 140 are rotationally driven. . Further, the triac 404 is controlled, the drive control of the ceramic heater 109c in the fixing device 109 is also performed, and a preparatory operation for a predetermined process device is executed.

エンジンコントローラ126は、その後セラミックヒータ109cを所定の温度まで上昇させた後、各プロセス機器の準備動作を終え、スタンバイ状態に入る。   The engine controller 126 then raises the ceramic heater 109c to a predetermined temperature, finishes the preparation operation of each process device, and enters a standby state.

この時、エンジンコントローラ126は、トランジスタ409をOFFすることによってトライアック404の駆動を停止し、セラミックヒータ109cへの電力供給を停止する。   At this time, the engine controller 126 stops driving the triac 404 by turning off the transistor 409, and stops the power supply to the ceramic heater 109c.

次にプリント動作について説明する。   Next, the printing operation will be described.

エンジンコントローラ126は、ビデオコントローラ127からプリント動作開始命令を受けるとプリント動作を開始する。   When the engine controller 126 receives a print operation start command from the video controller 127, the engine controller 126 starts the print operation.

エンジンコントローラ126は、リレー413をONした後、トランジスタ409を制御し、セラミックヒータ109cへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ109cが予熱された後、メインモータ123が駆動され、トランジスタ409を制御してセラミックヒータ109cの立上げ、ポリゴンモータ114の駆動を開始する。メインモータ123の駆動によって、感光ドラム117および転写ローラ121、定着器109の定着フィルム109aおよび加圧ローラ109b、排紙ローラ対111、フェースアップ排紙ローラ対140がそれぞれ回転を開始する。この後エンジンコントローラ126は、レーザユニット113の光量制御を開始するとともに、1次帯電ローラ119、現像器120、転写ローラ121の高圧駆動を順次行う。エンジンコントローラ126は、不図示のCPUにてレーザ光検出センサより送られる/BD信号のパルス間隔からポリゴンモータ114の回転が定常状態になったことを検知する。そして、給紙ローラクラッチ125をONして給紙ローラ105aを駆動し、給紙カセット102内の記録紙Sを一枚ずつ繰り出す。給紙ローラクラッチ125はカセットから記録紙Sを一枚繰り出すと、直ちにOFFされる。繰り出された記録紙Sは、給紙ローラクラッチ125と共にONされたレジストローラクラッチ129により回転している搬送ローラ対105b、105c、105dによってレジストローラ対106に向けて搬送される。そしてCPUは、記録紙Sが給紙センサ124に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ127に対して出力を開始する。同時に、レジストローラクラッチ129をOFFして搬送ローラ対105b、105c、105dおよびレジストローラ対106の駆動を一時停止する。   After turning on the relay 413, the engine controller 126 controls the transistor 409 and supplies power to the ceramic heater 109c to perform predetermined preheating control. After the ceramic heater 109c is preheated, the main motor 123 is driven, and the transistor 409 is controlled to start up the ceramic heater 109c and start driving the polygon motor 114. By driving the main motor 123, the photosensitive drum 117 and the transfer roller 121, the fixing film 109a and the pressure roller 109b of the fixing device 109, the paper discharge roller pair 111, and the face-up paper discharge roller pair 140 start to rotate. Thereafter, the engine controller 126 starts the light amount control of the laser unit 113 and sequentially performs high-pressure driving of the primary charging roller 119, the developing device 120, and the transfer roller 121. The engine controller 126 detects that the rotation of the polygon motor 114 is in a steady state from the pulse interval of the / BD signal sent from the laser light detection sensor by a CPU (not shown). Then, the sheet feeding roller clutch 125 is turned on to drive the sheet feeding roller 105a, and the recording sheets S in the sheet feeding cassette 102 are fed out one by one. The paper feed roller clutch 125 is immediately turned off when one sheet of recording paper S is fed from the cassette. The fed recording sheet S is conveyed toward the registration roller pair 106 by the conveyance roller pairs 105b, 105c, and 105d rotated by the registration roller clutch 129 that is turned on together with the paper supply roller clutch 125. Then, the CPU detects that the recording paper S has reached the paper feed sensor 124 and starts outputting a synchronization signal to the video controller 127. At the same time, the registration roller clutch 129 is turned OFF, and the driving of the conveyance roller pairs 105b, 105c, 105d and the registration roller pair 106 is temporarily stopped.

その時ビデオコントローラ127は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、/VDO信号出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ127は、エンジンコントローラ126からの同期信号を受信して1ページ分の画像データとして/VDO信号の出力を開始する。   At that time, the video controller 127 has started developing the image information into a dot image, and has completed preparations for starting the output of the / VDO signal. The video controller 127 receives the synchronization signal from the engine controller 126 and starts outputting the / VDO signal as image data for one page.

一方エンジンコントローラ126は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ129を再びONし、搬送ローラ対105b、105c、105dおよびレジストローラ対106の駆動を再開する。搬送ローラ対105b、105c、105dおよびレジストローラ対106の駆動は、記録紙Sの後端がレジストローラ対106を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ126は、ビデオコントローラ127からの/VDO信号に応じてレーザユニット113を駆動する。レーザユニット113から発したレーザ光118は、レーザスキャナ部107のポリゴンモータ114の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ115、折り返しミラー116によって感光ドラム117に照射される。   On the other hand, the engine controller 126 turns on the registration roller clutch 129 again at the same time as the output of the synchronization signal, and resumes driving of the conveying roller pairs 105b, 105c, 105d and the registration roller pair 106. The conveyance roller pairs 105 b, 105 c, 105 d and the registration roller pair 106 are driven until the trailing edge of the recording paper S passes the registration roller pair 106. During this time, the engine controller 126 drives the laser unit 113 according to the / VDO signal from the video controller 127. Laser light 118 emitted from the laser unit 113 is converted into linear scanning by the rotation of the polygon motor 114 of the laser scanner unit 107, and is irradiated onto the photosensitive drum 117 by the imaging lens 115 and the folding mirror 116.

感光ドラム117は、図1中時計回り方向に所定の周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。感光ドラム117はその回転過程で帯電手段としての1次帯電ローラ119により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム117の一様帯電面に対してレーザスキャナ部107から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御(ON/OFF制御)されたレーザービームによる走査露光がなされる。その結果、上記感光ドラム117の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。前記感光ドラム117上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器120で現像材(トナー)により現像されて可視化される。   The photosensitive drum 117 is rotationally driven in the clockwise direction in FIG. 1 at a predetermined peripheral speed (process speed). The photosensitive drum 117 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a primary charging roller 119 as a charging means during the rotation process. Scanning exposure using a laser beam modulated and controlled (ON / OFF control) with respect to a time-series electric digital pixel signal of target image information output from the laser scanner unit 107 to the uniformly charged surface of the photosensitive drum 117. Is made. As a result, an electrostatic latent image of target image information is formed on the surface of the photosensitive drum 117. The electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 117 is developed with a developer (toner) and visualized by a developing device 120 as a developing unit.

一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Sは、搬送ローラ対105b、105c、105dおよびレジストローラ対106により感光ドラム117と転写手段としての転写ローラ121の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。その記録紙Sの表面に、感光ドラム117面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Sは、回転過程の感光ドラム117の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器109に導入される。定着フィルム109aと加圧ローラ109bとの間を通過する記録紙Sに該定着フィルム109aを介してセラミックヒータ109cの熱を印加すると共に加圧ローラ109bにより圧力を加えて、記録紙S上のトナー画像を熱定着処理する。   On the other hand, the recording paper S fed out one by one is subjected to predetermined control to a transfer nip portion, which is a pressure contact portion between the photosensitive drum 117 and the transfer roller 121 as a transfer means, by the conveyance roller pairs 105b, 105c, 105d and the registration roller pair 106. It is fed at the timing. The toner image on the surface of the photosensitive drum 117 is sequentially transferred onto the surface of the recording paper S. The recording sheet S exiting the transfer nip is sequentially separated from the surface of the photosensitive drum 117 during the rotation process, and is introduced into the fixing device 109 for fixing the toner image. Toner on the recording paper S is applied to the recording paper S passing between the fixing film 109a and the pressure roller 109b by applying heat from the ceramic heater 109c through the fixing film 109a and applying pressure by the pressure roller 109b. The image is heat-fixed.

図9は、図8の高調波電流値に従って、各パターンレベルに重み付けを行った結果を示している。   FIG. 9 shows the result of weighting each pattern level according to the harmonic current value of FIG.

ヒータ109cを温調制御する際は、エンジンコントローラ126が図7の制御パターンから適宜ONデューティを選択し、1制御周期毎に各ONデューティ値を変えていく。そして、選択したONデューティ値の各重み付け値を加算していく。この重み付け値の加算は、10制御周期毎(50Hzであれば800msec.毎)に行い、10制御周期以内(所定の期間内)の加算値が6.0を越えた場合には、重み付け値が0.8以上のパターンの使用を禁止する。重み付け値0.8以上のパターンを禁止したまま、10制御周期分の加算が終了したら、加算値を再びリセットし、またゼロから重み付け値の加算を開始する。そして、10制御周期の加算値が6.0を越えなかった場合は、そのまま重み付け値の加算値をリセットし、次の10制御周期の重み付け値の加算を開始する。   When controlling the temperature of the heater 109c, the engine controller 126 appropriately selects an ON duty from the control pattern of FIG. 7, and changes each ON duty value for each control period. Then, each weight value of the selected ON duty value is added. This weighting value is added every 10 control periods (every 800 msec. If 50 Hz). If the addition value within 10 control periods (within a predetermined period) exceeds 6.0, the weighting value is Use of patterns of 0.8 or higher is prohibited. When the addition of 10 control cycles is completed while the pattern having the weight value of 0.8 or more is prohibited, the addition value is reset again, and the addition of the weight value is started from zero. If the addition value of 10 control cycles does not exceed 6.0, the addition value of the weighting value is reset as it is, and the addition of the weighting value of the next 10 control cycles is started.

重み付け値の加算値が6.0を越えてしまった場合、それ以降10制御周期までは重み付け値0.8以上のパターンが使用出来なくなってしまう。そのため、例えばONデューティ6/40のレベルパターンを使用したい場合は、ONデューティ5/40のレベルパターン(マイナス側)とONデューティ7/40(プラス側)のレベルパターンを交互に使用する。このような制御を行うことによって、高調波レベルの低いONデューティ5/40のレベルパターンおよびONデューティ7/40のレベルパターンを使用することが出来るので、高調波レベルが問題となることを防ぐことが出来る。   When the added value of the weight value exceeds 6.0, the pattern with the weight value of 0.8 or more cannot be used until 10 control cycles thereafter. Therefore, for example, when it is desired to use the level pattern of ON duty 6/40, the level pattern of ON duty 5/40 (minus side) and the level pattern of ON duty 7/40 (plus side) are alternately used. By performing such control, it is possible to use a level pattern of ON duty 5/40 and a level pattern of ON duty 7/40 having a low harmonic level, thereby preventing the harmonic level from becoming a problem. I can do it.

一方、ONデューティ5/40のレベルパターンおよびONデューティ7/40のレベルパターンを交互に使用すると、本来使用したいONデューティからずれているので、ヒータ109cの温度にリプルが生じる場合がある。従って、出来る限り上下のレベルパターンを交互に使用する方法は使いたくない。しかし、本実施例では、重み付け値の加算値が0.40に達するまではONデューティ6/40のレベルパターンを使用することを許容しており、極力温度リプルの発生を抑えることが出来、なおかつ高調波電流も抑えることが出来る。   On the other hand, if the level pattern of the ON duty 5/40 and the level pattern of the ON duty 7/40 are alternately used, the temperature of the heater 109c may be rippled because it deviates from the ON duty that is originally desired. Therefore, it is not desirable to use a method of alternately using upper and lower level patterns as much as possible. However, in this embodiment, it is allowed to use the level pattern of ON duty 6/40 until the added value of the weighting value reaches 0.40, and the occurrence of temperature ripple can be suppressed as much as possible. Harmonic current can also be suppressed.

定着器109を出た記録紙Sは、搬送ローラ対111、フェースアップ排紙ローラ対140により積載トレイ112にプリントアウトされる。   The recording paper S exiting the fixing device 109 is printed out on the stacking tray 112 by the conveying roller pair 111 and the face-up paper discharge roller pair 140.

また、記録紙Sが分離した後の感光ドラム117は、クリーニング手段としてのクリーナ122により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。   The photosensitive drum 117 after the recording paper S is separated is cleaned by a cleaner 122 as a cleaning unit to remove adhered contaminants such as transfer residual toner, and the electrophotographic image is started repeatedly by charging. Served for formation.

プリント動作を終えると、エンジンコントローラ126は、ヒータ駆動回路を停止してセラミックヒータ109cへの電力供給を止めると共に、メインモータおよびレーザスキャナ、その他一連のプリントプロセス処理を停止させる。   When the printing operation is finished, the engine controller 126 stops the heater driving circuit to stop the power supply to the ceramic heater 109c, and stops the main motor, the laser scanner, and other series of printing process processing.

上記実施例では、重み付け値の加算周期を10制御周期として示したが、当然ながらこの周期を適宜変更しても差し支えないし、商用電源の周波数に応じて変えても良い。また、1制御周期を4全波としている点についても、適宜変更しても差し支えない。更に、本実施例のONデューティ制御パターンも、本パターンに限ったものでなく、適宜変えても差し支えない。また、本パターンでは、フリッカに有利なパターンを組み、高調波電流の重み付けによって適宜制御を切り替えているが、逆に、高調波電流に有利なパターンを組んでおき、フリッカ値の重み付けによって適宜制御を切り替える方法をとっても差し支えない。   In the above embodiment, the weighting value addition cycle is shown as 10 control cycles, but it goes without saying that this cycle may be appropriately changed or may be changed according to the frequency of the commercial power source. Further, the point where one control cycle is set to 4 full waves may be changed as appropriate. Furthermore, the ON duty control pattern of this embodiment is not limited to this pattern, and may be changed as appropriate. In addition, in this pattern, a pattern advantageous to flicker is assembled and control is switched as appropriate by weighting the harmonic current. Conversely, a pattern advantageous to harmonic current is created and controlled appropriately by weighting the flicker value. There is no problem even if the method of switching is taken.

上記したように、本実施例の加熱装置では高調波レベルの規格を満たし、かつフリッカを低く抑えることが可能となる。   As described above, the heating device of this embodiment satisfies the harmonic level standard and can suppress flickers to a low level.

次に図10および図11のフローチャートを用いて、本発明第2の実施形態例について説明する。主な構成および動作は、本発明第1の実施例にて説明した通りであるので省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Since the main configuration and operation are the same as those described in the first embodiment of the present invention, a description thereof will be omitted.

本実施例では、本体101の動作モードや接続されるオプション等の負荷、使用される地域(AC電圧)等に応じた重み付け値を複数対応させ(図10)、その動作モードや接続されるオプションの負荷状況に応じて重み付け値を切替え実施例1と同様の動作を行う。   In this embodiment, a plurality of weight values corresponding to the operation mode of the main body 101, loads such as options to be connected, and the area (AC voltage) to be used are associated (FIG. 10), and the operation modes and options to be connected are set. The weighting value is switched according to the load condition of the first embodiment, and the same operation as in the first embodiment is performed.

動作モードや接続されるオプション等により、主に低圧電源の負荷が変わる。従って、低圧電源に流れるAC電流波形が変わり、その結果、各パターンレベルの次数間高調波レベルも変化する。ある動作モードでは次数間高調波に対しマージンのあったパターンレベルが、別の動作モードでは、規格に対しより厳しい値になる場合がある。よって、それら動作モードや負荷状態に応じて、次数間高調波の各レベルパターンの重み付け値を変えていく必要がある。   The load of the low-voltage power supply changes mainly depending on the operation mode and connected options. Accordingly, the waveform of the AC current flowing through the low-voltage power source changes, and as a result, the inter-order harmonic level of each pattern level also changes. In some operation modes, there is a case where a pattern level having a margin with respect to inter-order harmonics becomes a stricter value than the standard in another operation mode. Therefore, it is necessary to change the weight value of each level pattern of the inter-order harmonics according to the operation mode and the load state.

そこで、本体101のエンジンコントローラ126内にある、記憶素子にてその重み付け値のテーブルを各動作モード、各オプション設定に応じて複数記憶させておき、動作モードやオプション設定に応じて重み付け値のテーブルを変える。   Therefore, a plurality of weight value tables are stored in the storage element in the engine controller 126 of the main body 101 in accordance with each operation mode and each option setting, and the weight value table in accordance with each operation mode and option setting is stored. change.

まず、エンジンコントローラ126がプリント指示を受けると(S101)、オプションの有無を確認する(S102)。そして、オプションがある場合(S104)、無い場合(S103)それぞれに次ステップへ進む。そこで、両面/片面等のプリントモードに従って、重み付け値テーブルを選択する(S105〜S108)。次に選択した重み付け値に従ってプリント動作を行う(S109)。そして、プリント動作を終了した後は、次の動作を選択する(S110)。プリント継続する場合は再びオプション有無確認ステップへ戻る(S102)。また、プリント継続しない場合は、そのまま終了する(S111)。   First, when the engine controller 126 receives a print instruction (S101), the presence / absence of an option is confirmed (S102). Then, when there is an option (S104) and when there is no option (S103), the process proceeds to the next step. Therefore, the weight value table is selected according to the print mode such as double-sided / single-sided (S105 to S108). Next, a printing operation is performed according to the selected weighting value (S109). Then, after finishing the printing operation, the next operation is selected (S110). When printing is continued, the process returns to the option presence / absence confirmation step again (S102). If the printing is not continued, the process ends as it is (S111).

なお、プリント動作における、プリント時の重み付け値積算方法、積算値が所定値に達した際の制御方法等については実施例1にて説明した通りである。   In the printing operation, the weighting value integration method during printing, the control method when the integration value reaches a predetermined value, and the like are as described in the first embodiment.

なお、本構成では、オプションは1つのみの場合を示したが、当然ながら、オプション設定が複数存在する場合は、その数量に応じてテーブルを変えても良い。その他の構成及び動作に関しては、実施例1と同様である。   In this configuration, the case where there is only one option is shown, but of course, when there are a plurality of option settings, the table may be changed according to the number of options. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

上記したように、本実施例の加熱装置では、種々のプリントモードにおいても高調波レベルの規格を満たし、かつフリッカを低く抑えることが可能となる。   As described above, in the heating apparatus of the present embodiment, it is possible to satisfy the harmonic level standard even in various print modes and to keep flicker low.

109 定着器
109c ヒータ(発熱体に対応)
126 エンジンコントローラ(制御手段に対応)
401 商用交流電源(電力供給手段に対応)
413 リレー
109 Fixing device 109c Heater (corresponding to heating element)
126 Engine controller (corresponding to control means)
401 Commercial AC power supply (corresponding to power supply means)
413 Relay

Claims (6)

発熱体と、前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、前記電力供給手段をON/OFF制御する制御手段を有する加熱装置において、
前記制御手段は、
前記発熱体に所定の電力を切替えて投入するための複数の電力制御パターンを有し、
前記複数の電力制御パターンに、各々の電力制御パターンが持つ特性に応じた重み付け値を対応させ、
前記ON/OFF制御する際に、所定の期間内で使用した前記複数の電力制御パターンに対応する前記重み付け値を積算し、
前記積算した値が所定の閾値に達した場合に、前記電力制御パターンを切り替えることを特徴とする加熱装置。
In a heating apparatus having a heating element, power supply means for supplying power to the heating element, and control means for ON / OFF control of the power supply means,
The control means includes
Having a plurality of power control patterns for switching and supplying predetermined power to the heating element;
Associating the plurality of power control patterns with weight values according to the characteristics of each power control pattern,
When the ON / OFF control is performed, the weight values corresponding to the plurality of power control patterns used within a predetermined period are integrated,
The heating apparatus, wherein the power control pattern is switched when the integrated value reaches a predetermined threshold value.
前記重み付け値は、前記複数の電力制御パターンが有するフリッカ値に基づいて対応させられる値であることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。   The heating device according to claim 1, wherein the weighting value is a value associated with the flicker value of the plurality of power control patterns. 前記重み付け値は、前記複数の電力制御パターンが有する高調波電流値に基づいて対応させられる値であることを特徴とする請求項1記載の加熱装置。   The heating device according to claim 1, wherein the weighting value is a value associated with a harmonic current value included in the plurality of power control patterns. 前記制御手段の前記電力制御パターンの切り替えは、
前記複数の電力制御パターンのうち、前記重み付け値が大きい電力制御パターンの使用を一時停止し、または前記複数の電力制御パターンのうち、前記重み付け値が小さい電力制御パターンに切り替えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の加熱装置。
The switching of the power control pattern of the control means is
The use of a power control pattern having a large weight value among the plurality of power control patterns is temporarily stopped, or the power control pattern is switched to a power control pattern having a small weight value among the plurality of power control patterns. Item 4. The heating device according to any one of Items 1 to 3.
前記制御手段の前記電力制御パターンの切り替えは、
前記閾値に達したとき、必要な所定の投入電力に対し、そのプラス側の電力制御パターンと、そのマイナス側の電力制御パターンを交互に選択して切り替えられることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載の加熱装置。
The switching of the power control pattern of the control means is
5. When the threshold is reached, the positive power control pattern and the negative power control pattern can be alternately selected and switched with respect to a required predetermined input power. The heating apparatus of any one of Claims.
前記加熱装置が、画像形成装置に使用される加熱装置であって、
前記制御手段は、
前記画像形成装置の動作モード、構成に応じて、前記電力制御パターンの各々に前記重み付け値を複数対応させ、前記画像形成装置の動作モード、構成に応じて前記重み付け値を選択することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に加熱装置。
The heating device is a heating device used in an image forming apparatus,
The control means includes
A plurality of weight values are associated with each of the power control patterns according to an operation mode and configuration of the image forming apparatus, and the weight value is selected according to the operation mode and configuration of the image forming apparatus. The heating device according to any one of claims 1 to 4.
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JP2019066620A (en) * 2017-09-29 2019-04-25 ブラザー工業株式会社 Image forming apparatus

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