JP2016122038A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、輻射ヒータを内蔵した定着器を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a fixing device incorporating a radiation heater.
従来、上記のような画像形成装置としては、例えば下記の特許文献1に記載のものがある。特許文献1の画像形成装置は、交流電源から電力が供給されると発熱する複数の発熱体と、各発熱体の温度を検知するサーミスタと、各発熱体を流れる電流値を検知する電流検知回路と、各発熱体に供給する電力を制御することによって、各発熱体の温度を制御するCPUと、を備えている。
Conventionally, as the image forming apparatus as described above, for example, there is an apparatus described in
CPUは、各発熱体に供給可能な電流値、電流検知回路が検知した電流値、サーミスタが検知した温度に基づき、最大供給可能電力比を算出し、算出した電力費が閾値以上であれば、発熱体の入力電圧が低下していると推定する。 The CPU calculates the maximum supplyable power ratio based on the current value that can be supplied to each heating element, the current value that is detected by the current detection circuit, and the temperature that is detected by the thermistor. It is estimated that the input voltage of the heating element has dropped.
しかしながら、特許文献1の画像形成装置では、入力電圧そのものを算出できないため、画像形成装置の電源コードに流れる電流値を適切に制御できない等の問題点があった。
However, the image forming apparatus disclosed in
それゆえに、本発明の目的は、入力電圧を算出可能な画像形成装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of calculating an input voltage.
本発明の一形態は、輻射ヒータを内蔵した定着器と、前記定着器の温度を検出可能な第一検出部と、交流電源から直流電圧を生成し降圧して、前記輻射ヒータに印加可能なヒータ用電源回路と、前記第一検出部の検出結果に基づきデューティ比を決定し、決定したデューティ比で前記ヒータ用電源回路の出力電流をPWM制御する制御部と、前記ヒータ用電源回路への入力電流の検出可能な第二検出部と、を備え、前記制御部は、前記第二検出部の検出結果と、前記輻射ヒータにおける電流と電圧との関係と、決定したデューティ比とから、前記輻射ヒータへの入力電圧を求め、求めた入力電圧に基づき、画像形成装置の動作を制御する、画像形成装置に向けられる。 According to one aspect of the present invention, a fixing device including a radiation heater, a first detection unit capable of detecting the temperature of the fixing device, a direct current voltage generated from an alternating current power source, stepped down, and applied to the radiation heater. A heater power supply circuit, a control unit that determines a duty ratio based on a detection result of the first detection unit, and performs PWM control on an output current of the heater power supply circuit with the determined duty ratio, and a power supply to the heater power supply circuit A second detection unit capable of detecting an input current, and the control unit, from the detection result of the second detection unit, the relationship between the current and voltage in the radiation heater, and the determined duty ratio, The present invention is directed to an image forming apparatus that obtains an input voltage to the radiation heater and controls the operation of the image forming apparatus based on the obtained input voltage.
上記形態によれば、入力電圧そのものを算出できる画像形成装置を提供可能となる。 According to the above aspect, it is possible to provide an image forming apparatus that can calculate the input voltage itself.
《第一欄:画像形成装置の全体構成・印刷動作》
図1,図2において、画像形成装置1は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、シート状の印刷媒体(例えば用紙)にフルカラー画像を印刷する。そのために、画像形成装置1は、大略的に、給紙部2と、レジストローラ対3と、画像形成部4と、定着器5と、制御回路基板6と、電源部7と、表示部8と、を備える。
<< First column: Overall configuration and printing operation of image forming apparatus >>
1 and 2, an
給紙部2には、未使用の印刷媒体が積載される。給紙部2において、いくつかのローラは、回転することで、印刷媒体を一枚ずつ、図1中に破線で示す搬送経路FPに送り出す。レジストローラ対3は、搬送経路FP上であって、給紙部2の下流側に設けられる。レジストローラ対3は、給紙部2から送り出された印刷媒体を一旦停止させた後、回転することで、所定のタイミングで二次転写領域に送り出す。
An unused print medium is stacked on the
画像形成部4は、例えば、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、トナー画像を中間転写ベルト上に生成する。ここで、画像形成部4は、各色のトナー画像を生成すべく、周知のように、Y(イエロー),M(マゼンタ),C(シアン),K(ブラック)用の感光体ドラムおよび現像ローラ等を含んでいる。 The image forming unit 4 generates a toner image on the intermediate transfer belt by, for example, a well-known electrophotographic method and tandem method. Here, as is well known, the image forming unit 4 generates a toner image of each color, and Y (yellow), M (magenta), C (cyan), K (black) photosensitive drums and developing rollers. Etc.
中間転写ベルトは、回転することで、トナー画像を担持しつつ二次転写領域に向けて搬送する。二次転写領域には、レジストローラ対3から印刷媒体が送り込まれ、また、画像形成部4からトナー画像が搬送されてくる。二次転写領域において、トナー画像は中間転写ベルトから印刷媒体に転写されて、定着器5に向けて送り出される。 The intermediate transfer belt rotates and conveys the toner image toward the secondary transfer region while carrying the toner image. A print medium is fed from the registration roller pair 3 to the secondary transfer area, and a toner image is conveyed from the image forming unit 4. In the secondary transfer region, the toner image is transferred from the intermediate transfer belt to the print medium and sent to the fixing device 5.
定着器5には、二次転写領域から印刷媒体が導入される。定着器5では、内蔵の加熱ローラおよび加圧ローラが回転することで、導入された印刷媒体は、両ローラで形成されるニップの間を通過する。通過中、印刷媒体は加熱・加圧され、その結果、トナーが印刷媒体上に定着する。定着器5を送り出された印刷媒体は、画像形成装置1のトレイ上に印刷物として排出される。
A printing medium is introduced into the fixing device 5 from the secondary transfer region. In the fixing device 5, the built-in heating roller and pressure roller rotate so that the introduced print medium passes between nips formed by both rollers. During the passage, the print medium is heated and pressurized, and as a result, the toner is fixed on the print medium. The print medium sent out from the fixing device 5 is discharged as a printed matter onto the tray of the
画像形成装置1には、上記の構成各部を回転させるために、複数のモータMが備わる。図1では五個のモータM1〜M5が例示される。各モータM1〜M5が回転させる構成は、以下の表1に示す通りである。
The
制御回路基板6には、CPU,ROM,RAM等が、制御部CC2として実装される。CPUは、ROMに格納されたプログラムを、RAMを作業領域として使いながら実行する。制御部CC2は、各種モータMの回転を制御する。他にも、制御部CC2は、様々な制御を行うが、本実施形態で重要であるのは、輻射ヒータ53への入力電圧Vinを求めることである。
A CPU, ROM, RAM, and the like are mounted on the
電源部7は、例えば商用の交流電源Vacと接続され、交流電源Vacから入力された交流電圧から、例えば、+24Vの定電圧Vc1、+5Vの定電圧Vc2、および、輻射ヒータ53に供給すべき電圧Vinを生成する。定電圧Vc1は、例えば各種モータM等に供給され、定電圧Vc2は、例えば制御部CC2等に供給される。
The
表示部8は、例えばタッチパネル等であり、制御部CC2で生成された各種情報を表示する。
The
《第二欄:画像形成装置の要部の詳細な構成》
次に、図2を参照して、本実施形態の要部、つまり、定着器5、制御回路基板6および電源部7の構成について説明する。
図2に示すように、定着器5は、互いに当接してニップを形成する加熱ローラ51および加圧ローラ52を備える。両ローラ51,52は、画像形成装置1の前後方向に延在しており、制御部CC2からの制御信号に基づき回転する。
<< Second column: Detailed configuration of main part of image forming apparatus >>
Next, with reference to FIG. 2, the structure of the principal part of this embodiment, ie, the fixing device 5, the
As shown in FIG. 2, the fixing device 5 includes a heating roller 51 and a pressure roller 52 that contact each other to form a nip. Both rollers 51 and 52 extend in the front-rear direction of the
加熱ローラ51は、上記前後方向に延在する筒状の芯金を有する。芯金の厚さや外径を適宜設定することで、加熱ローラ51を低熱容量化することが好ましい。
また、加熱ローラ51において、芯金の内部には、輻射ヒータ53が内蔵される。輻射ヒータ53は、典型的にはハロゲンヒータであって、光加熱方式によるヒータである。また、輻射ヒータ53は、前後方向に所定の発光長(例えば310mm程度)を有し、例えば1000W以上の消費電力を有する。
The heating roller 51 has a cylindrical core bar extending in the front-rear direction. It is preferable to reduce the heat capacity of the heating roller 51 by appropriately setting the thickness and outer diameter of the cored bar.
Further, in the heating roller 51, a
上記のような輻射ヒータ53は、後述のヒータ用電源回路72により電圧Vinが印加されると、典型的にはタングステンからなるフィラメントに電流Iinhが流れ、フィラメントが発熱し点灯する。ここで、周知の通り、タングステンの抵抗率は、周囲温度が高くなると大きくなる。換言すると、輻射ヒータ53は、周囲温度が高くなると抵抗値が大きくなるという抵抗−温度特性を有する。
When the voltage Vin is applied to the
以上の加熱ローラ51の近傍には、例えばサーミスタである第一検出部S1が備わる。検出部S1は、加熱ローラ51の温度に相関する信号(便宜上、以下、単に温度という)TEMPを制御部CC2に出力する。 In the vicinity of the heating roller 51 described above, a first detection unit S1, which is a thermistor, for example, is provided. The detection unit S1 outputs a signal TEMP correlated with the temperature of the heating roller 51 (for convenience, hereinafter simply referred to as temperature) to the control unit CC2.
電源部7は、大略的には、低圧電源回路71と、ヒータ用電源回路72と、を含む。
低圧電源回路71は、大略的に、第一ヒューズF1と、第一全波整流回路711と、アクティブフィルタ712と、第一DC/DCコンバータ713と、第二DC/DCコンバータ714と、電流検出用の第一抵抗R1および第二抵抗R2と、電源制御回路CC1と、を含む。
The
The low-voltage power supply circuit 71 generally includes a first fuse F1, a first full-wave rectifier circuit 711, an active filter 712, a first DC /
全波整流回路711は、四個の整流ダイオードD1〜D4を有するダイオードブリッジであり、交流電源VacのL端子(つまり、ライブ端子)にヒューズF1を介して接続されると共に、交流電源VacのN端子(つまり、ニュートラル端子)に接続される。このような全波整流回路711は、交流電源Vacから供給される交流電圧を全波整流する。 The full-wave rectifier circuit 711 is a diode bridge having four rectifier diodes D1 to D4, and is connected to the L terminal (that is, the live terminal) of the AC power supply Vac via the fuse F1 and N of the AC power supply Vac. Connected to terminal (ie, neutral terminal). Such a full-wave rectifier circuit 711 performs full-wave rectification on the AC voltage supplied from the AC power supply Vac.
アクティブフィルタ712において、スイッチング素子Q1がオンされると、リアクトルL1にエネルギーが蓄えられる。また、スイッチング素子Q1がオフにされると、リアクトルL1のエネルギーによりコンデンサC1が充電され、その結果、コンデンサC1の両端電圧Vdcは例えば400Vの定電圧に制御される。これにより、低圧電源回路71の入力力率を向上させている。 When switching element Q1 is turned on in active filter 712, energy is stored in reactor L1. Further, when the switching element Q1 is turned off, the capacitor C1 is charged by the energy of the reactor L1, and as a result, the voltage Vdc across the capacitor C1 is controlled to a constant voltage of, for example, 400V. Thereby, the input power factor of the low-voltage power supply circuit 71 is improved.
DCDCコンバータ713において、スイッチング素子Q2がオンにされると、スイッチングトランスT1の一次側に電流が流れ、コアにエネルギーが蓄えられる。しかし、整流ダイオードD16の向きが逆方向であるため、二次側には誘導電流は流れない。それに対し、スイッチング素子Q2をオフにすることで、コアに蓄えられたエネルギーが開放され、整流ダイオードD16を介して電流が流れる。また、コンデンサC2により、電流が平滑化されて、定電圧Vc1が出力される。
In the
DCDCコンバータ714では、DCDCコンバータ713と同様、スイッチング素子Q3がオンになると、スイッチングトランスT2の一次側のみに電流が流れて、コアにエネルギーが蓄えられる。逆に、スイッチング素子Q2がオフになると、コアのエネルギーが開放されて、整流ダイオードD14を電流が流れる。また、コンデンサC3により電流が平滑化されて、定電圧Vc2が出力される。
In the DCDC converter 714, as with the
また、抵抗R1は、整流ダイオードD16と+24V端子との間に、抵抗R2は、整流ダイオードD14と+5V端子との間に、接続される。抵抗R1,抵抗R2を流れる電流の一部は電流I24V,I5Vとして電源制御回路CC1に入力される。
電源制御回路CC1は、入力電流I24V,IV5の値に、+24V,+5Vを乗算した値(つまり、低圧電源回路71の消費電力)を表す信号Poutを制御部CC2に出力する。
The resistor R1 is connected between the rectifier diode D16 and the + 24V terminal, and the resistor R2 is connected between the rectifier diode D14 and the + 5V terminal. Part of the current flowing through the resistors R1 and R2 is input to the power supply control circuit CC1 as currents I24V and I5V.
The power supply control circuit CC1 outputs a signal Pout representing a value obtained by multiplying the values of the input currents I24V and IV5 by + 24V and + 5V (that is, power consumption of the low-voltage power supply circuit 71) to the control unit CC2.
ヒータ用電源回路72は、大略的に、第二ヒューズF2と、第二全波整流回路721と、降圧チョッパ回路722と、第三全波整流回路723と、平滑回路724と、を含む。
The heater
全波整流回路721は、四個の整流ダイオードD5〜D8を有するダイオードブリッジであり、上記L端子にヒューズF2を介して接続され、上記N端子に接続される。かかる全波整流回路721は、交流電源Vacからの交流電圧を全波整流する。 The full-wave rectifier circuit 721 is a diode bridge having four rectifier diodes D5 to D8, connected to the L terminal via a fuse F2, and connected to the N terminal. The full-wave rectifier circuit 721 performs full-wave rectification on the AC voltage from the AC power supply Vac.
降圧チョッパ回路722には、負荷である輻射ヒータ53が接続される。降圧チョッパ回路722では、ヒータ制御回路CC3は、制御部CC2からの、パルス幅とデューティ比とを示す制御信号PWMRに従って、スイッチング素子Q3をオンオフする。ここで、パルス幅は、ある周波数で等間隔となる。かかる制御信号PWMRにより、全波整流回路721からの直流電流は、等間隔パルス幅変調されて出力される。以下、等間隔パルス幅変調にてチョッピングされた直流電流を、輻射ヒータ53への入力電流Iinhという。スイッチング素子Q3がオンになると、リアクトルL2および輻射ヒータ53に電流Iinhが流れる。この間、リアクトルL2は、自身を流れる電流Iinhの一部を磁気エネルギーとして蓄える。
A
一方、スイッチング素子Q3がオフになると、リアクトルL2に蓄えられた磁気エネルギーが電流Iinhとして放出されて輻射ヒータ53に流れ始める。この電流Iinhは、ダイオードD15を介してコイルL2に戻る。
On the other hand, when the switching element Q3 is turned off, the magnetic energy stored in the reactor L2 is released as the current Iinh and starts to flow to the
以上のようなヒータ用電源回路72の動作により、輻射ヒータ53への入力電流Iinhの波形は擬似的に正弦波となると共に、入力電流Iinhと入力電圧Vinの間の力率であって、ヒータ用電源回路72の力率が概ね100%となる。
By the operation of the heater
また、ヒューズF2と全波整流回路721とを接続する電源ラインには、第二検出器S2としてのコイルが設けられる。具体的には、コイルを電源ラインが貫くように配置される。電源ラインに交流電流が流れると、コイルの両端には、交流電流に相関する誘導起電力が生じる。換言すると、第二検出器S2は、ヒータ用電源回路72への入力電流を検出している。
なお、第二検出器S2は、他にも、前述の全波整流回路721よりも後段に設けられても良い。換言すると、ヒータ用電源回路72で生成されたPWM電流を検出しても良い。
In addition, a coil serving as the second detector S2 is provided on the power supply line connecting the fuse F2 and the full-wave rectifier circuit 721. Specifically, the coil is disposed so that the power supply line penetrates the coil. When an alternating current flows through the power supply line, an induced electromotive force correlated with the alternating current is generated at both ends of the coil. In other words, the second detector S <b> 2 detects an input current to the heater
In addition, the second detector S2 may be provided downstream of the above-described full-wave rectifier circuit 721. In other words, the PWM current generated by the heater
全波整流回路723は、四個のダイオードD9〜D12を有するダイオードブリッジであって、第二検出器S2により印加された誘導起電力を全波整流して、平滑回路724に出力する。
The full-
入力電流Iinhを測定するには、交流電源Vacの周波数(50Hzや60Hz)に相当する周期(20msや約16.7ms)よりも十分長い周期で平均値または実効値を求める必要がある。そこで、平滑回路724は、一次遅れ回路であって、全波整流回路723の出力電圧から、ヒータ用電源回路72への入力電流の平均値または実効値を求めて、いずれかの値を表す信号IHとして制御部CC2に出力する。
In order to measure the input current Iinh, it is necessary to obtain an average value or an effective value with a period sufficiently longer than a period (20 ms or about 16.7 ms) corresponding to the frequency (50 Hz or 60 Hz) of the AC power supply Vac. Therefore, the smoothing
《第三欄:画像形成装置の要部の動作》
次に、図3等を参照して、本実施形態の要部の動作について説明する。
まず、画像形成装置1の電源が投入されると、周知のウォームアップ動作が開始される(S01)。その後、画像形成装置1に印刷ジョブが外部のパーソナルコンピュータ等(図示せず)から届くと、印刷ジョブの実行を開始すると共に、定着温度制御を行う(S02)。
<< third column: operation of main part of image forming apparatus >>
Next, with reference to FIG. 3 etc., the operation | movement of the principal part of this embodiment is demonstrated.
First, when the
以下、定着温度制御を概説する。
印刷ジョブの開始後、制御部CC2は、検出部S1の検出温度TEMPに基づくPID制御(Proportional−Integral−Derivative制御)等により、デューティ比を決定する。その後、制御部CC2は、前述の制御信号PWMRを生成し、ヒータ制御回路CC3に出力する。ヒータ制御回路CC3は、入力制御信号PWMRに従ってスイッチング素子Q3をオンオフし、これによって、輻射ヒータ53には電流Iinh供給される。かかる温度制御により、輻射ヒータ53の温度が目標温度で略一定にされる。
Hereinafter, the fixing temperature control will be outlined.
After the start of the print job, the control unit CC2 determines the duty ratio by PID control (Proportional-Integral-Derivative control) based on the detected temperature TEMP of the detection unit S1. Thereafter, the controller CC2 generates the control signal PWMR described above and outputs it to the heater control circuit CC3. The heater control circuit CC3 turns on / off the switching element Q3 in accordance with the input control signal PWMR, whereby the current Iinh is supplied to the
ところで、印刷ジョブの開始後、所定時間(例えば、約0.5秒)が経過すると、輻射ヒータ53の抵抗値は安定し、入力電流Iinhも安定する。その後、制御部CC2は、平滑回路724の出力信号IHから、入力電流Iinhの平均値または実効値を求める(S03)。
By the way, when a predetermined time (for example, about 0.5 seconds) elapses after the start of the print job, the resistance value of the
ここで、輻射ヒータ53の入力電流Iinhと入力電圧Vinとの関係は、その定格入力電圧をVinrとし、その定格入力電流Vinrとすると、次式(1)で表されることが知られている。
Iinh/Iinr=(Vin/Vinr)0.54 …(1)
上式(1)を変形すると、次式(1’)が得られる。
Iinh=Iinr×(Vin/Vinr)0.54 …(1’)
Here, it is known that the relationship between the input current Iinh of the
Iinh / Iinr = (Vin / Vinr) 0.54 (1)
When the above equation (1) is transformed, the following equation (1 ′) is obtained.
Iinh = Iinr × (Vin / Vinr) 0.54 (1 ′)
また、輻射ヒータ53の定格電力をWrとすると、定格入力電圧Vinrを印加時の定格入力電流Iinrは、次式(2)で求められる。
Iinr=Wr/Vinr …(2)
When the rated power of the
Iinr = Wr / Vinr (2)
また、PWM制御時におけるデューティ比をDとし、デューティ比がDの時の入力電流をIinh(D)とし、さらに、ヒータ用電源回路72の効率をηhとすると、Iinh(D)は次式(3)で表される。
Iinh(D)=Iinh×((Vin×D×ηh)/Vinr)0.54 (3)
また、上式(3)を変形すると、次式(3’)となる。
When the duty ratio during PWM control is D, the input current when the duty ratio is D is Iinh (D), and the efficiency of the heater
Iinh (D) = Iinh × ((Vin × D × ηh) / Vinr) 0.54 (3)
Further, when the above equation (3) is modified, the following equation (3 ′) is obtained.
既知のVinr,Vinr,ηhに関しては既知であるため、制御部CC2により予め保持される。制御部CC2は、上式(3’)に、これらVinr,Vinr,ηhと、PWM制御で設定されるDと、入力信号IHから得られるIinhと、を代入して、入力電圧Vinを求める(S04)。 Since known Vinr, Vinr, and ηh are known, they are held in advance by the control unit CC2. The control unit CC2 obtains the input voltage Vin by substituting these Vinr, Vinr, ηh, D set by PWM control, and Iinh obtained from the input signal IH into the above equation (3 ′) ( S04).
また、低圧電源回路71の効率をηlvとし、その力率をcosφlvとし、電源制御回路CC1の消費電力(つまり、信号Poutが示す値)をPoutとすると、低圧電源回路71への入力電流Iinlvは、次式(4)で表される。
Iinlv=Pout/(ηlv×cosφlv×Vin) …(4)
ここで、ηlv,cosφlvは既知であるため、制御部CC2により予め保持される。制御部CC2は、上式(4)に、既知のηlv,cosφlvと、信号IHが示すPoutと、上式(3’)から求められるVinとを代入して、Iinlvを求める(S05)。
When the efficiency of the low-voltage power supply circuit 71 is ηlv, the power factor is cosφlv, and the power consumption of the power supply control circuit CC1 (that is, the value indicated by the signal Pout) is Pout, the input current Iinlv to the low-voltage power supply circuit 71 is Is expressed by the following equation (4).
Iinlv = Pout / (ηlv × cosφlv × Vin) (4)
Here, since ηlv and cos φlv are known, they are held in advance by the control unit CC2. The control unit CC2 obtains Iinlv by substituting the known ηlv, cos φlv, Pout indicated by the signal IH, and Vin obtained from the above equation (3 ′) into the above equation (4) (S05).
また、交流電源Vacと接続される、画像形成装置1の電源コードに流れる合成電流Iinは、次式(5)で表される。
Iin=Iinh+Iinlv
=Iinh+Pout/(ηlv×cosφlv×Vin) …(5)
制御部CC2は、上式(5)に、入力信号IHから得られるIinhと、上式(4)から求められるIinhとを代入して、Iinを求める(S06)。
The combined current Iin flowing through the power cord of the
Iin = Iinh + Iinlv
= Iinh + Pout / (ηlv × cosφlv × Vin) (5)
The control unit CC2 obtains Iin by substituting Iinh obtained from the input signal IH and Iinh obtained from the above equation (4) into the above equation (5) (S06).
次に、制御部CC2は、求めた合成電流Iinが交流電源Vacの定格電流値である15Aを超えるか否かを判断する(S07)。 Next, the controller CC2 determines whether or not the obtained combined current Iin exceeds 15A, which is the rated current value of the AC power supply Vac (S07).
Noであれば、制御部CC2は、S03に戻るが、Yesであれば、低圧電源回路71および/またはヒータ用電源回路72の負荷電流を下げる(S08)。本実施形態では、例えば、低圧電源回路71の負荷電流を下げるべく、連続する二枚の印刷媒体の間隔を大きくする。他にも、合成電流Iinの値によっては、印刷自体を停止したり、印刷媒体の搬送速度(つまり、画像形成装置1のシステム速度)を下げたりしても良い。
If No, the control unit CC2 returns to S03, but if Yes, the load current of the low-voltage power supply circuit 71 and / or the heater
以上のS08が終わると、制御部CC2は、S03に戻る。 When the above S08 ends, the control unit CC2 returns to S03.
《第四欄:画像形成装置の効果》
以上説明したように、本画像形成装置1によれば、輻射ヒータ53に流れる電流Iinhを検出することで、入力電圧Vinそのものを算出できる。また、算出した入力電圧Vinから、ヒータ用電源回路72に並列接続された低圧電源回路71への入力電流Iinlvを求めることができる。これらに基づき、画像形成装置1の電源コードに流れる電流値Iinを交流電源Vacの定格電流以下になるように、本画像形成装置1は適切に制御できる。
<< 4th column: Effect of image forming apparatus >>
As described above, according to the
《第五欄:付記》
なお、第二検出器S2は、上記の通り、ヒータ用電源回路72への入力電流を検出している。この入力電流が過大になった時、制御部CC2は、制御信号PWMRが示すデューティ比を小さくして、入力電流を抑制しても良い。
<5th column: Appendix>
The second detector S2 detects the input current to the
また、効率ηlvおよび力率cosφlvは、+24V端子または+5V端子に接続される負荷に流れる電流I24V,I5Vにより変化する。よって、それぞれの負荷電流に対するηlvおよびcosφlvの特性を予め実測し、その実測結果を表すテーブルを制御部CC2に格納する。制御部CC2は、入力信号Poutにより現在の負荷電流I24V,I5Vを得ると、テーブルから対応するηlvおよびcosφlvを取得して式(4)に代入するようにしても良い。 Further, the efficiency ηlv and the power factor cosφlv vary depending on the currents I24V and I5V flowing through the load connected to the + 24V terminal or the + 5V terminal. Therefore, the characteristics of ηlv and cos φlv with respect to each load current are measured in advance, and a table representing the measurement results is stored in the control unit CC2. When the control unit CC2 obtains the current load currents I24V and I5V from the input signal Pout, the control unit CC2 may obtain the corresponding ηlv and cosφlv from the table and substitute them into the equation (4).
《第六欄:第一変形例》
上記実施形態では、輻射ヒータ53の定格電力Wrが一定であるとして説明した。しかし、通常、輻射ヒータ53の定格電力Wrには±3%程度の固体差がある。この個体差を補償すべく、例えば、生産ラインにおいて、輻射ヒータ53の抵抗値が安定後に、製造業者は、定格入力電圧の印加時のヒータ用電源回路72への入力電流Iinrを測定して、制御部CC2に格納する。かかる入力電流値Iinrを、制御部CC2はS04で使用する。
<Sixth column: first modification>
In the above embodiment, the rated power Wr of the
《第七欄:第二変形例》
また、図4に示すように、制御部CC2は、S04で求めた入力電圧Vinが画像形成装置1の使用範囲外である場合には(S010)、画像形成装置1の動作保証が出来ない旨を表示部8に表示したり、画像形成装置1の動作を停止させたりしても良い(S011)。
<Seventh column: second modification>
Further, as shown in FIG. 4, when the input voltage Vin obtained in S04 is outside the use range of the image forming apparatus 1 (S010), the control unit CC2 cannot guarantee the operation of the
本発明に係る画像形成装置は、入力電圧を算出可能であり、プリンタ等に好適である。 The image forming apparatus according to the present invention can calculate an input voltage and is suitable for a printer or the like.
1 画像形成装置
5 定着器
53 輻射ヒータ
S1 第一検出部
S2 第二検出部
CC2 制御部
7 電源部
71 低圧電源回路
72 ヒータ用電源回路
724 平滑回路
8 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記定着器の温度を検出可能な第一検出部と、
交流電源から直流電圧を生成し降圧して、前記輻射ヒータに印加可能なヒータ用電源回路と、
前記第一検出部の検出結果に基づきデューティ比を決定し、決定したデューティ比で前記ヒータ用電源回路の出力電流をPWM制御する制御部と、
前記ヒータ用電源回路への入力電流の検出可能な第二検出部と、を備え、
前記制御部は、前記第二検出部の検出結果と、前記輻射ヒータにおける電流と電圧との関係と、決定したデューティ比とから、前記輻射ヒータへの入力電圧を求め、求めた入力電圧に基づき、画像形成装置の動作を制御する、画像形成装置。 A fixing device with a built-in radiation heater;
A first detector capable of detecting the temperature of the fixing device;
A heater power supply circuit capable of generating a DC voltage from an AC power source, stepping down the voltage, and applying it to the radiation heater;
A control unit that determines a duty ratio based on a detection result of the first detection unit, and performs PWM control of an output current of the heater power supply circuit at the determined duty ratio;
A second detector capable of detecting an input current to the heater power circuit,
The control unit obtains an input voltage to the radiation heater from the detection result of the second detection unit, the relationship between the current and voltage in the radiation heater, and the determined duty ratio, and based on the obtained input voltage. An image forming apparatus that controls the operation of the image forming apparatus.
前記Vinは、
The Vin is
前記ヒータ用電源回路の出力電流を、前記予め定められたデューティ比としての100%でPWM制御し、かつ、前記輻射ヒータの抵抗変化が安定した状態で、前記輻射ヒータに定格入力電圧を印加時における入力電流値を、前記第二検出部の検出結果より求めて記憶し、
記憶した前記輻射ヒータの入力電流値と、前記輻射ヒータの、入力電流に対する入力電圧の特性とに基づいて、前記輻射ヒータの入力電圧を求める、請求項1〜6のいずれかに記載の画像形成装置。 The controller is
When the output current of the heater power supply circuit is PWM controlled at 100% as the predetermined duty ratio, and the rated input voltage is applied to the radiation heater while the resistance change of the radiation heater is stable The input current value at is obtained from the detection result of the second detection unit and stored,
The image formation according to claim 1, wherein the input voltage of the radiation heater is obtained based on the stored input current value of the radiation heater and the characteristics of the input voltage of the radiation heater with respect to the input current. apparatus.
前記制御部はさらに、
前記低圧電源回路の消費電力を求め、求めた前記低圧電源回路の出力電圧と、求めた前記輻射ヒータへの入力電圧と、前記画像形成装置の動作モードにより既知の力率とにより、前記低圧電源回路への入力電流値を求め、
求めた前記低圧電源回路への入力電流と、求めた前記輻射ヒータへの入力電流との合成電流を求める、請求項5〜8のいずれかに記載の画像形成装置。 A low-voltage power supply circuit that generates a voltage applied to a load other than the radiation heater;
The control unit further includes:
The power consumption of the low-voltage power supply circuit is obtained, the obtained output voltage of the low-voltage power supply circuit, the obtained input voltage to the radiation heater, and the power factor known by the operation mode of the image forming apparatus, Find the input current value to the circuit,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein a combined current of the obtained input current to the low-voltage power supply circuit and the obtained input current to the radiation heater is obtained.
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