JP2016180913A - Power supply device, image forming apparatus, and control method of power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置、画像形成装置、および電源装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power supply device, an image forming apparatus, and a control method for the power supply device.
電子写真方式による画像形成装置においては、用紙上に形成したトナー画像を用紙に定着させるために、加熱された一対のローラーなどの定着部材で形成した定着ニップに用紙を搬送して、加熱、加圧処理を行う。これにより用紙上にトナー画像を定着する。 In an electrophotographic image forming apparatus, in order to fix a toner image formed on a sheet to the sheet, the sheet is conveyed to a fixing nip formed by a fixing member such as a pair of heated rollers, and heated and heated. Perform pressure treatment. This fixes the toner image on the paper.
一般に、定着部材の加熱源としては、ハロゲンランプなどヒーターが用いられる。このようなヒーターを用いた画像形成装置では、温まっていないヒーターへ電力供給を開始するときに生じるヒーターへの突入電流によって電源電圧の降下が生じ、これによるフリッカーが問題となる。 Generally, a heater such as a halogen lamp is used as a heat source for the fixing member. In an image forming apparatus using such a heater, a drop in power supply voltage is caused by an inrush current to the heater that is generated when power supply to an unheated heater is started, and flicker due to this causes a problem.
半波単位のデューティ制御(HDC制御:Half Cycle Duty制御)が用いられる。の半波単位のデューティ制御は、交流電源の交流波形の半波が複数含まれる所定期間を制御周期とし、その制御周期内でオンする波数を制御することにより、ヒーターへの供給電力を高精度に制御するものである。 Half-wave duty control (HDC control: Half Cycle Duty control) is used. Duty control in half-wave units uses a predetermined period that includes multiple half-waves of the AC waveform of the AC power supply as a control period, and controls the number of waves that are turned on within that control period, so that the power supplied to the heater is highly accurate. To control.
また交流電源電圧がゼロになるタイミング(ゼロクロスタイミング)に合わせて、ヒーターをオンまたはオフに切り替えることから、ヒーターは電源電圧が0Vのタイミングでオンされるので、交流電源電圧がピークに達するまでにヒーターが加熱され、ある程度抵抗が上昇するので、突入電流を少なからず低減できる。 In addition, since the heater is turned on or off in accordance with the timing when the AC power supply voltage becomes zero (zero cross timing), the heater is turned on at the timing when the power supply voltage is 0 V, so that the AC power supply voltage reaches the peak. Since the heater is heated and the resistance rises to some extent, the inrush current can be reduced.
特許文献1では、このような半波単位のデューティ制御を行う場合において、特定の配列パターンを用いていることでさらにフリッカーを低減させている。具体的には、特許文献1では、制御周期内においてヒーターをオンまたはオフする区間のうち、半波合計数の少ない方の区間が全て非連続となるように構成した配列パターンを用いる。このような配列パターンを用いることで、人間に最も不快に感じる周期(8.8Hz)よりも短い周期でヒーターのオン、オフ制御を行っている。 In Patent Document 1, when performing such half-wave duty control, flicker is further reduced by using a specific arrangement pattern. Specifically, in Patent Document 1, an arrangement pattern is used that is configured so that all of the sections with the smaller half-wave total number are discontinuous among the sections in which the heater is turned on or off within the control cycle. By using such an arrangement pattern, the heaters are turned on and off at a cycle shorter than the cycle (8.8 Hz) that is most unpleasant to humans.
しかしながら、定着部材の加熱源として用いられるヒーターは、1本とは限らず、多くの場合には複数本のヒーターを用いる。これにより細かい温度制御をしたり、搬送される異なる幅の用紙に対応したりできる。 However, the number of heaters used as a heat source for the fixing member is not limited to one, and in many cases, a plurality of heaters are used. As a result, fine temperature control can be performed, and papers having different widths can be handled.
特許文献1に開示された技術では、1本のヒーターに対して電力制御する場合にフリッカー低減の効果があったとしても、複数本のヒーターを同時に電力制御する場合には、オン/オフするタイミングによっては必ずしもその効果が得られるわけではない。 In the technique disclosed in Patent Document 1, even when there is an effect of reducing flicker when power control is performed on one heater, the timing of turning on / off is performed when power control is simultaneously performed on a plurality of heaters. Depending on the case, the effect is not necessarily obtained.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数本のヒーターを同時に用いる場合であっても、フリッカーを低減させることが可能な電源装置、画像形成装置、および電源装置の制御方法を提供することを目的とする The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a power supply apparatus, an image forming apparatus, and a control method for the power supply apparatus that can reduce flicker even when a plurality of heaters are used simultaneously. Intended to provide
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.
(1)トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部の電力制御を行う電源装置であって、
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定する制御部と、
前記デューティ比に対応した前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンを複数記憶する記憶部と、
前記配列パターンに応じて前記ヒーターのオン/オフを切り替える切替部と、を備え、
前記配列パターンには、前記複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記制御部は、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比を決定し、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターンに基づいて前記切替部を制御し、
さらに、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれる、電源装置。
(1) A power supply device that performs power control of a fixing member that includes a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed, and a plurality of heaters that heat the fixing member,
A control unit that determines a duty ratio, which is a ratio of an on-section supplying power to the heater within a predetermined control cycle, based on a detected temperature of the fixing member, with a half-wave cycle of the AC power supply as a unit section;
A storage unit that stores a plurality of array patterns indicating on / off sections of the half wave within the control period corresponding to the duty ratio;
A switching unit that switches on / off of the heater according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are controlled as a set.
The control unit determines the total duty ratio of a set of heaters to be controlled, controls the switching unit based on a set arrangement pattern selected according to the determined total duty ratio,
Furthermore, the plurality of group arrangement patterns include at least two group arrangement patterns including a group arrangement pattern configured to turn on two heaters, turn on only one heater, and turn off two heaters.
(2)合計デューティ比0〜200%の範囲内における100%以外の前後の範囲に、前記2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれ、
合計デューティ比100%の組配列パターンは、前記制御周期内の全区間で、2本の前記ヒーターのうち一方をデューティ比100%、他方をデューティ比0%とした組配列パターンである、上記(1)に記載の電源装置。
(2) Within the range of 0 to 200% of the total duty ratio, it is composed of sections in which the two heaters are turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off, in a range before and after 100%. Group arrangement pattern,
The group arrangement pattern having a total duty ratio of 100% is a group arrangement pattern in which one of the two heaters has a duty ratio of 100% and the other of the two heaters has a duty ratio of 0% in all sections in the control cycle. The power supply device according to 1).
(3)前記配列パターンは、フリッカーの測定値に基づいて設定されている、上記(1)または上記(2)に記載の電源装置。 (3) The power supply device according to (1) or (2), wherein the arrangement pattern is set based on a flicker measurement value.
(4)前記記憶部には、前記2本のヒーターの定格電力の組み合わせによって、異なる組配列パターンが記憶されている、上記(1)〜上記(3)のいずれか1つに記載の電源装置。 (4) The power supply device according to any one of (1) to (3), wherein different set arrangement patterns are stored in the storage unit depending on a combination of rated powers of the two heaters. .
(5)1組の制御対象となる前記2本のヒーターは互いに、前記定着部材の用紙搬送方向に直交する幅方向における発熱量分布が同一のヒーターである、上記(1)〜上記(4)のいずれか1つに記載の電源装置。 (5) The two heaters to be controlled are a heater having the same calorific value distribution in the width direction perpendicular to the sheet conveying direction of the fixing member. The power supply device according to any one of the above.
(6)前記組配列パターンには、1本のヒーターのみオンする区間に対しては前記2本のヒーターのうち、いずれのヒーターをオンするかを示す付加情報が付与されている、上記(1)〜上記(5)のいずれか1つに記載の電源装置。 (6) Additional information indicating which one of the two heaters to turn on is given to the group arrangement pattern for a section in which only one heater is turned on. The power supply device according to any one of (5) to (5).
(7)トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部の電力制御を行う電源装置であって、
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定する制御部と、
前記デューティ比に対応した前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンを複数記憶する記憶部と、
前記配列パターンに応じて前記ヒーターのオン/オフを切り替える切替部と、を備え、
前記配列パターンには、前記複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記組配列パターンは、それぞれの前記単位区間における前記2本のヒーターのオン区間および合計のオン本数が記述された配列パターンであって、かつ、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれ、
前記制御部は、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比、およびヒーターそれぞれのデューティ比を決定するとともに、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターン、および決定したそれぞれの前記デューティ比に基づいて前記2本のヒーターそれぞれに対する配列パターンを演算により求め、求めた配列パターンに基づいて前記切替部を制御する、電源装置。
(7) A power supply device that performs power control of a fixing member that includes a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed, and a plurality of heaters that heat the fixing member,
A control unit that determines a duty ratio, which is a ratio of an on-section supplying power to the heater within a predetermined control cycle, based on a detected temperature of the fixing member, with a half-wave cycle of the AC power supply as a unit section;
A storage unit that stores a plurality of array patterns indicating on / off sections of the half wave within the control period corresponding to the duty ratio;
A switching unit that switches on / off of the heater according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are controlled as a set.
The set arrangement pattern is an arrangement pattern in which the ON intervals of the two heaters in each unit interval and the total ON number are described, and the plurality of the set arrangement patterns include at least two pieces. A set arrangement pattern composed of sections in which the heater is turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off is included.
The control unit determines the total duty ratio of a set of heaters to be controlled and the duty ratio of each heater, the set arrangement pattern selected according to the determined total duty ratio, and the determined each of the set The power supply apparatus which calculates | requires the arrangement | sequence pattern with respect to each of said two heaters based on a duty ratio by calculation, and controls the said switching part based on the calculated | required arrangement | sequence pattern.
(8)前記配列パターンには、ヒーター1本のみをオンする区間において、2本のヒーターのうちいずれかのヒーターをオンするかを特定する情報がなく、前記制御部は、前記演算により1本のヒーターのみオンする区間においてオンするヒーターを特定する、上記(7)に記載の電源装置。 (8) In the array pattern, there is no information specifying whether one of the two heaters is to be turned on in the section where only one heater is turned on. The power supply device according to (7), wherein a heater to be turned on is specified in a section in which only the heater is turned on.
(9)1組の制御対象となる前記2本のヒーターは互いに、前記定着部材の用紙搬送方向に直交する幅方向における発熱量分布が異なるヒーターである、上記(7)または上記(8)に記載の電源装置。 (9) In the above (7) or (8), the two heaters to be controlled are heaters having different calorific value distributions in the width direction perpendicular to the sheet conveying direction of the fixing member. The power supply described.
(10)用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、
トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部と、
上記(1)〜上記(9)のいずれか1つに記載の電源装置と、
を備える画像形成装置。
(10) an image forming unit that forms a toner image on a sheet;
A fixing member that heat-fixes the paper on which the toner image is formed, and a fixing unit that includes a plurality of heaters that heat the fixing member;
The power supply device according to any one of (1) to (9) above,
An image forming apparatus comprising:
(11)トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部に電力を供給する電源装置の制御方法であって、
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定するステップと、
記憶部に記憶されている複数の前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンの中から、前記デューティ比に対応した前記配列パターンを選択するステップと、
前記選択した前記配列パターンに基づいて、前記半波周期で前記ヒーターのオン/オフを切り替えるステップと、を含み、
前記配列パターンには、複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記決定するステップでは、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比を決定し、
前記切り替えるステップでは、決定した前記合計デューティ比に応じて前記選択するステップで選択した前記組配列パターンに基づいて前記ヒーターのオン/オフを切り替え、
複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれる、制御方法。
(11) A control method for a power supply apparatus that supplies power to a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed and a plurality of heaters that heat the fixing member.
A step of determining a duty ratio, which is a ratio of an ON section for supplying power to the heater within a predetermined control period, based on a detected temperature of the fixing member, with a half wave period of the AC power supply as a unit section,
Selecting the arrangement pattern corresponding to the duty ratio from among the arrangement patterns indicating the on / off sections of the half-waves in the plurality of control cycles stored in the storage unit;
Switching on / off the heater at the half-wave period based on the selected array pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are set as a control target.
In the determining step, the total duty ratio of a set of heaters to be controlled is determined;
In the switching step, on / off of the heater is switched based on the set arrangement pattern selected in the selecting step according to the determined total duty ratio,
The control method, wherein the plurality of group arrangement patterns include at least two group arrangement patterns configured by turning on two heaters, turning on only one heater, and turning off two heaters.
(12)トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部に電力を供給する電源装置の制御方法であって、
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定するステップと、
記憶部に記憶されている複数の前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンの中から、前記デューティ比に対応した前記配列パターンを選択するステップと、
前記配列パターンに応じて、前記半波周期で前記ヒーターのオン/オフを切り替えるステップと、を含み、
前記配列パターンには、2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記組配列パターンは、それぞれの前記単位区間における前記2本のヒーターのオン区間および合計のオン本数が記述された配列パターンであって、かつ、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれ、
前記決定するステップでは、制御対象とする1組のヒーターの合計デューティ比、およびヒーターそれぞれのデューティ比を決定し、
前記選択するステップでは、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターン、および決定したそれぞれの前記デューティ比に基づいて、前記2本のヒーターそれぞれに対する配列パターンを演算により求め、
前記切り替えるステップでは、求めた前記配列パターンに基づいて前記ヒーターのオン/オフを切り替える、制御方法。
(12) A control method for a power supply apparatus that supplies power to a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed, and a plurality of heaters that heat the fixing member.
A step of determining a duty ratio, which is a ratio of an ON section for supplying power to the heater within a predetermined control period, based on a detected temperature of the fixing member, with a half wave period of the AC power supply as a unit section,
Selecting the arrangement pattern corresponding to the duty ratio from among the arrangement patterns indicating the on / off sections of the half-waves in the plurality of control cycles stored in the storage unit;
Switching the heater on / off in the half-wave period according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% with two heaters as a set of control targets.
The set arrangement pattern is an arrangement pattern in which the ON intervals of the two heaters in each unit interval and the total ON number are described, and the plurality of the set arrangement patterns include at least two pieces. A set arrangement pattern composed of sections in which the heater is turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off is included.
In the determining step, a total duty ratio of a set of heaters to be controlled and a duty ratio of each heater are determined,
In the selecting step, an array pattern for each of the two heaters is obtained by calculation based on the set array pattern selected according to the determined total duty ratio and each determined duty ratio.
In the switching step, the heater is switched on / off based on the obtained arrangement pattern.
本願発明によれば、2本のヒーターを1組の制御対象とした組配列パターンであって、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれる組配列パターンを用いて、1組のヒーターに対して電力制御することで、フリッカー値を低減するとともに、安定した高精度の定着制御を行える。 According to the present invention, a set arrangement pattern in which two heaters are set as a control target, and includes two sections on, only one heater on, and two heaters off. By controlling the power for one set of heaters using the set arrangement pattern including the set set arrangement pattern, it is possible to reduce the flicker value and perform stable and highly accurate fixing control.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
図1は、実施形態に係る画像形成装置10の概略構成を示す図である。図2は画像形成装置10のハードウェア構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus 10 according to the embodiment. FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the image forming apparatus 10.
図1、図2に示すように画像形成装置10は、制御部110、画像形成部120、定着部130、記憶部140、操作表示部150、電源部160、スキャナー170、給紙搬送部180およびこれらを電気的に接続する信号線190を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the image forming apparatus 10 includes a control unit 110, an image forming unit 120, a fixing unit 130, a storage unit 140, an operation display unit 150, a power supply unit 160, a scanner 170, a paper feed conveyance unit 180, and the like. A signal line 190 for electrically connecting them is provided.
制御部110は、CPU、RAMおよびROMを備え、ROM、記憶部140などに記憶された各種のプログラムを適宜読み出してRAM上に展開し、これをCPUが実行することにより種々の機能を実現する。 The control unit 110 includes a CPU, a RAM, and a ROM, reads various programs stored in the ROM, the storage unit 140, and the like as appropriate, develops them on the RAM, and implements various functions by executing the programs. .
画像形成部120は、Y、M、C、Kの各色のトナーに対応した現像ユニット121Y〜121Kを備える。各現像ユニット121Y〜121Kにより帯電、露光、現像のプロセスを経て形成されたトナー画像は、中間転写ベルト122上に順次重ねられて、2次転写ローラー123により用紙S上に転写される。 The image forming unit 120 includes developing units 121Y to 121K corresponding to toners of Y, M, C, and K colors. The toner images formed through the charging, exposure, and development processes by the developing units 121 </ b> Y to 121 </ b> K are sequentially stacked on the intermediate transfer belt 122 and transferred onto the paper S by the secondary transfer roller 123.
定着部130は、定着部材としての加熱ローラー135および加圧ローラー136を備え、両ローラーの定着ニップに搬送された用紙Sに対して、加熱、加圧処理して、用紙S上のトナー画像をその表面に溶融定着する。加熱ローラー135は、内側から順に、円筒形の金属からなる芯金、その表面に形成したシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等の素材からなる弾性層、フッ素樹脂等の離型層を備える。芯金の内部には複数本のハロゲンランプのヒーターL3(ヒーターL31〜L34)が配置されている。用紙Sの搬送方向に直交する加熱ローラー135の回転軸方向(以下、単に「幅方向」という)の長さは、搬送可能な最大用紙幅の用紙Sを定着可能な十分な長さを有する。複数本のヒーターL3は装置で給紙可能な複数段階の用紙幅に応じた異なる配熱分布(配光特性)のヒーターから構成されていてもよい(後述の図3等参照)。 The fixing unit 130 includes a heating roller 135 and a pressure roller 136 serving as a fixing member, and heats and pressurizes the paper S conveyed to the fixing nip of both rollers, so that a toner image on the paper S is obtained. It melts and fixes to the surface. The heating roller 135 includes, in order from the inside, a cored bar made of a cylindrical metal, an elastic layer made of a material such as silicone rubber or foamed silicone rubber formed on the surface thereof, and a release layer such as a fluororesin. A plurality of halogen lamp heaters L3 (heaters L31 to L34) are arranged inside the metal core. The length of the heating roller 135 in the rotation axis direction (hereinafter, simply referred to as “width direction”) orthogonal to the conveyance direction of the sheet S is long enough to fix the sheet S having the maximum sheet width that can be conveyed. The plurality of heaters L3 may be composed of heaters having different heat distributions (light distribution characteristics) corresponding to a plurality of stages of paper widths that can be fed by the apparatus (see FIG. 3 and the like described later).
加圧ローラー136は、内側から順に、円筒形の金属からなる芯金、その表面に形成したシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等の素材からなる弾性層、フッ素樹脂等の離型層を備える。加圧ローラー136の外径や軸方向の長さは、加熱ローラー135と同程度である。なお加圧ローラー136の芯金の内側にもヒーターL3を配置するようにしてもよい。 The pressure roller 136 includes, in order from the inside, a cored bar made of a cylindrical metal, an elastic layer made of a material such as silicone rubber or foamed silicone rubber formed on the surface thereof, and a release layer such as a fluororesin. The outer diameter and axial length of the pressure roller 136 are about the same as those of the heating roller 135. Note that the heater L3 may also be disposed inside the core of the pressure roller 136.
温度センサー131〜133は加熱ローラー135の表面の温度を検知する。温度センサー131〜133は、それぞれ奥側、中央部、手前側といったように幅方向において異なる位置に配置されており、加熱ローラー135の幅方向の温度分布を測定する。温度センサー131〜135としては、例えば加熱ローラー135に対して非接触に配置したサーミスタを用いる。 The temperature sensors 131 to 133 detect the temperature of the surface of the heating roller 135. The temperature sensors 131 to 133 are arranged at different positions in the width direction such as the back side, the center portion, and the near side, and measure the temperature distribution of the heating roller 135 in the width direction. As the temperature sensors 131 to 135, for example, a thermistor arranged in a non-contact manner with respect to the heating roller 135 is used.
記憶部140は、HDD(Hard disk drive)またはSSD(Solid State Drive)などの半導体メモリで構成される補助記憶装置である。記憶部140には、後述するオン/オフ区間を示す配列パターンが複数記憶されている。 The storage unit 140 is an auxiliary storage device configured by a semiconductor memory such as an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). The storage unit 140 stores a plurality of arrangement patterns that indicate on / off sections to be described later.
操作表示部150は、例えばLCD(液晶ディスプレイ)の表示面に、タッチセンサーを重畳して配置させたものであり、操作画面を表示したり、ユーザーによる各種操作を受け付けたりする。 The operation display unit 150 is, for example, a touch sensor superimposed on a display surface of an LCD (liquid crystal display), displays an operation screen, and accepts various operations by a user.
電源部160は、ゼロクロス検知部610、および複数のスイッチング素子620(スイッチング素子621〜624)を備える。電源部160は、例えば電圧100V、周波数が50/60Hzの商用交流電源90(図4参照)に接続され、ヒーターL3(ヒーターL31〜L34)や画像形成装置10の各構成に電力を供給する。ゼロクロス検知部610は、商用交流電源90の電圧出力が0Vを横切るタイミングでゼロクロス信号を出力する。制御部110はゼロクロス信号に基づいて、トライアック等で構成されるスイッチング素子620のオン/オフ制御を行う。 The power supply unit 160 includes a zero-cross detection unit 610 and a plurality of switching elements 620 (switching elements 621 to 624). The power supply unit 160 is connected to a commercial AC power supply 90 (see FIG. 4) having a voltage of 100 V and a frequency of 50/60 Hz, for example, and supplies power to the heater L3 (heaters L31 to L34) and the components of the image forming apparatus 10. The zero cross detection unit 610 outputs a zero cross signal at the timing when the voltage output of the commercial AC power supply 90 crosses 0V. The control unit 110 performs on / off control of the switching element 620 configured by a triac or the like based on the zero cross signal.
スキャナー170は、ミラー、レンズから構成される光学系とCCD等の読取センサーを備え、プラテンガラスに載置した原稿あるいはADF(図示せず)から搬送された原稿を読み取って画像信号を出力する。読み取って得られた画像データは、記憶部140等に保存される。 The scanner 170 includes an optical system composed of a mirror and a lens and a reading sensor such as a CCD, and reads an original placed on a platen glass or an original conveyed from an ADF (not shown) and outputs an image signal. Image data obtained by reading is stored in the storage unit 140 or the like.
給紙搬送部180は、複数の給紙トレイ181、182および搬送モーター(図示せず)により駆動される複数の搬送ローラー対を備える。給紙トレイ181、182の内部には多数の用紙Sが収納される。収納された用紙Sは1枚ずつ下流側の搬送経路に給紙される。 The paper feeding / conveying unit 180 includes a plurality of paper feeding trays 181 and 182 and a plurality of conveyance roller pairs driven by a conveyance motor (not shown). A large number of sheets S are stored in the sheet feeding trays 181 and 182. The stored sheets S are fed one by one to the downstream conveyance path.
図3は、幅方向におけるヒーターL31〜L34の発熱量分布を示す図である。奥、手前は最大用紙幅の両端部に対応している。図3に示すように4本のヒーターのうち、L31,L32は中央部の発熱量が両端部の発熱量よりも大きな発熱量分布の中央ヒーターである。ヒーターL33、L34は、両端部の発熱量が中央部の発熱量よりも大きな発熱量分布の端部ヒーターである。ヒーターL33、L34の幅方向の両縁部は、最大用紙幅(例えば300mm)に対応している。ヒーターL31、L32は互いに同じ定格電力1000Wのヒーターであり、幅方向の発熱量分布は等しい。ヒーターL33、L34は互いに同じ定格電力625Wのヒーターであり、幅方向の発熱量分布は等しい。そして、後述するようにヒーターL31とL32、およびヒーターL33とL34はそれぞれ1組の制御対象として制御される。温度センサー131、133は加熱ローラー135の端部側の表面温度を検知し、温度センサー132は中央部の表面温度を検知する。 FIG. 3 is a diagram showing a heat generation amount distribution of the heaters L31 to L34 in the width direction. The back and front correspond to both ends of the maximum paper width. As shown in FIG. 3, among the four heaters, L31 and L32 are central heaters having a calorific value distribution in which the calorific value at the center is larger than the calorific values at both ends. The heaters L33 and L34 are end heaters having a calorific value distribution in which the calorific value at both ends is greater than the calorific value at the center. Both edges in the width direction of the heaters L33 and L34 correspond to the maximum sheet width (for example, 300 mm). The heaters L31 and L32 are heaters having the same rated power of 1000 W, and the heat amount distribution in the width direction is equal. The heaters L33 and L34 are heaters having the same rated power of 625 W, and the heat generation amount distribution in the width direction is equal. As will be described later, the heaters L31 and L32 and the heaters L33 and L34 are controlled as a set of control objects. The temperature sensors 131 and 133 detect the surface temperature on the end side of the heating roller 135, and the temperature sensor 132 detects the surface temperature of the center portion.
(電源装置)
図4は、電源装置200の回路構成を示す図である。電源装置200は、画像形成装置10全体の各機能構成部に対して個別に電力供給を制御するが、同図では主に定着部160のヒーターL3への電力供給に関する電源回路のみを示し、他の機能構成部に関する電源回路は省略している。また電源装置200は、制御部110、電源部160、およびヒーターL3、温度センサー131〜133を含む。図4に示すように電源装置200の電源回路はスイッチング素子620、ヒーターL3、ゼロクロス検知部610で構成されこれらは共通の商用交流電源90に接続されている。なお、同図において省略して記載しているが、それぞれのヒーターL31〜L34は、交流電源90と並列接続しており、それぞれの電力線にはヒーターL31〜L34に対応してスイッング素子621〜624がそれぞれ設けられている。
(Power supply)
FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration of the power supply device 200. The power supply device 200 individually controls power supply to each functional component of the entire image forming apparatus 10, but only the power supply circuit related to power supply to the heater L <b> 3 of the fixing unit 160 is shown in FIG. The power supply circuit relating to the functional component is omitted. The power supply apparatus 200 includes a control unit 110, a power supply unit 160, a heater L3, and temperature sensors 131 to 133. As shown in FIG. 4, the power supply circuit of the power supply apparatus 200 includes a switching element 620, a heater L <b> 3, and a zero cross detection unit 610, which are connected to a common commercial AC power supply 90. Although not shown in the figure, each of the heaters L31 to L34 is connected in parallel with the AC power supply 90, and each power line corresponds to the heaters L31 to L34 and the switching elements 621 to 624. Are provided.
図5は、実施形態における半波周期のデューティ制御(以下、単に「デューティ制御」という)を説明するタイミングチャートである。同図にはスイッチング素子620への入力電圧およびヒーターL3への出力電圧、ゼロクロス検知部610からのゼロクロス信号、ならびに制御部110からの制御信号を示している。 FIG. 5 is a timing chart illustrating half-wave period duty control (hereinafter simply referred to as “duty control”) in the embodiment. The figure shows the input voltage to the switching element 620 and the output voltage to the heater L3, the zero-cross signal from the zero-cross detector 610, and the control signal from the controller 110.
制御部110は、用紙サイズ等の用紙情報および温度センサー131〜133の検知温度に基づいて複数本のヒーターの中から制御対象とするヒーターL3を決定する。また、その対象となるヒーターL3へのデューティ制御するスイッチング素子およびデューティ比(制御信号)を決定する。 The control unit 110 determines a heater L3 to be controlled from a plurality of heaters based on paper information such as paper size and the detected temperatures of the temperature sensors 131 to 133. Further, a switching element and a duty ratio (control signal) for controlling the duty to the heater L3 to be the target are determined.
制御部110は、商用交流電源90の半波の整数倍の所定の期間を制御周期としたデューティ制御を行う。図5に示す例では15半波長を制御周期とし、この制御周期のうち10半波の期間をオン状態にするデューティ比66.7%の例を示している。15半波のうちどの半波期間を選択(オン)するかを示すオン/オフ区間の組み合わせは、配列パターンに記述されている。デューティ比に対応した数の複数の配列パターンが記憶部140に記憶されている。 The control unit 110 performs duty control using a predetermined period that is an integral multiple of a half wave of the commercial AC power supply 90 as a control period. The example shown in FIG. 5 shows an example of a duty ratio of 66.7% in which 15 half wavelengths are set as a control period and a 10 half wave period of the control period is turned on. A combination of on / off intervals indicating which half-wave period is selected (on) among the 15 half-waves is described in the array pattern. A plurality of arrangement patterns corresponding to the duty ratio are stored in the storage unit 140.
ゼロクロス検知部160は、交流電圧がゼロになるタイミングでゼロクロス信号を制御部110に出力する。制御部110はゼロクロス信号のオンタイミングに同期してスイッチング素子への制御信号をオフからオン、またはオンからオフに切り替える。図5に示す例では、制御部110は制御信号を、時刻t1でオフからオンに切り替え、時刻t2でオン状態を維持し、時刻t3でオンからオフに切り替えている。 The zero cross detection unit 160 outputs a zero cross signal to the control unit 110 at a timing when the AC voltage becomes zero. The control unit 110 switches the control signal to the switching element from off to on, or from on to off in synchronization with the on timing of the zero cross signal. In the example shown in FIG. 5, the control unit 110 switches the control signal from off to on at time t1, maintains the on state at time t2, and switches from on to off at time t3.
時刻t1〜t3の期間ではスイッチング素子は制御信号に応じてターンオンされ、これによりスイッチング素子に接続されたヒーターL3に電力が供給される(以下、「オン区間」という)。時刻t3〜t4の期間では制御信号に応じてターンオフされ、これによりヒーターL3への電力供給は遮断される(以下、「オフ区間」という)。 In the period from time t1 to time t3, the switching element is turned on in accordance with the control signal, and thereby electric power is supplied to the heater L3 connected to the switching element (hereinafter referred to as “on section”). During the period from time t3 to t4, the turn-off is performed according to the control signal, and thereby the power supply to the heater L3 is cut off (hereinafter referred to as “off section”).
(参考例の配列パターン)
以下、図6〜図8を参照し、参考としての配列パターンと、フリッカー値の測定結果について説明する。
(Sequence pattern of reference example)
Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 8, the arrangement pattern as a reference and the measurement result of the flicker value will be described.
図6に示すテーブル1は、1本のヒーターを制御対象とした場合の配列パターンの例である。各横列はそれぞれのデューティ比に対応した配列パターンを示している。縦列の1〜15の数字は、制御周期の15半波に対応する第1〜15区間を示している。各配列パターンにおいて「ON」で示す区間がオン区間となる。例えば図6に示すデューティ比67%の配列パターンを選択した場合には、図5に示すようなデューティ比による電力供給がヒーターL3に行われる。 Table 1 shown in FIG. 6 is an example of an arrangement pattern when one heater is a control target. Each row shows an array pattern corresponding to each duty ratio. The numbers 1 to 15 in the column indicate the 1st to 15th sections corresponding to the 15 half waves of the control period. In each arrangement pattern, a section indicated by “ON” is an on section. For example, when an array pattern with a duty ratio of 67% shown in FIG. 6 is selected, power is supplied to the heater L3 with a duty ratio as shown in FIG.
また、同図においてはそれぞれの配列パターンでヒーターL3に電力供給したときのフリッカー値を示している。同図のフリッカー値は、フリッカー規格(例えばIEC61000―3−11)に即した測定法で測定したものである。規格ではフリッカー値1.0以上を使用することはできない。 Further, in the same figure, flicker values when electric power is supplied to the heater L3 in each arrangement pattern are shown. The flicker value in the figure is measured by a measurement method conforming to the flicker standard (for example, IEC61000-3-11). The standard cannot use a flicker value of 1.0 or more.
図7は、参考例としての2本のヒーターの同時オンを考慮した配列パターンの例である。図7(a)〜(d)にはそれぞれ合計デューティ33%、47%、66%、100%に対応する配列パターンを示している。例えば図7(a)に示す合計デューティ33%の配列では、ひとつの制御期間(15半波長)に対応する15区間のうち、第1、10、13区間が端部ヒーターのオン区間であり、第4、7区間が中央ヒーターのオン区間である。オン区間ではそれぞれのヒーターに電力を供給する。 FIG. 7 is an example of an arrangement pattern in consideration of simultaneous ON of two heaters as a reference example. 7A to 7D show arrangement patterns corresponding to the total duties 33%, 47%, 66%, and 100%, respectively. For example, in the arrangement with a total duty of 33% shown in FIG. 7A, among the 15 sections corresponding to one control period (15 half wavelengths), the first, 10th, and 13th sections are the on-sections of the end heaters. The fourth and seventh sections are on sections of the central heater. In the on section, power is supplied to each heater.
図8に示す表は、2本のヒーターのデューティ比の組み合わせとフリッカー値の測定結果を示すものである。同図では、数値が記入されていない濃い網掛けの領域は使用不可、つまり測定したフリッカー値が1.0以上である組み合わせである。数値がある薄い網掛け領域は使用注意、すなわちフリッカー値が1.0未満ではあるが、例えば0.8以上と1.0に近いためヒーターの定格電力などの製造ばらつきを考慮して設計的には使用を控えるべき組み合わせである。同図に示す例では、フリッカー値が使用不可または使用注意となるのは、少なくとも一方のデューティ比が0〜27%の場合である。例えば端部ヒーターのデューティ比7%と、中央ヒーターのデューティ比0〜13、73〜87、または100%の組み合わせは使用不可であり、端部ヒーターのデューティ比7%と中央ヒーターのデューティ比20%の組み合わせはフリッカー値が0.873と使用注意である。 The table shown in FIG. 8 shows the measurement results of the combinations of the duty ratios of the two heaters and the flicker value. In the figure, a dark shaded area where no numerical value is entered is unusable, that is, a combination in which the measured flicker value is 1.0 or more. Thin shaded areas with numerical values are used carefully, that is, the flicker value is less than 1.0, but it is 0.8 or more and close to 1.0, so it is designed in consideration of manufacturing variations such as heater rated power. Is a combination that should be avoided. In the example shown in the figure, the flicker value cannot be used or is used with care when at least one duty ratio is 0 to 27%. For example, the combination of the end heater duty ratio 7% and the central heater duty ratio 0-13, 73-87, or 100% cannot be used. The end heater duty ratio 7% and the central heater duty ratio 20 The combination of% has a flicker value of 0.873.
(組配列パターンの例、比較例)
図9〜図11は比較例に係る、組配列パターンおよび配列パターンを示す図である。図9〜図11には、2本のヒーターを1組の制御対象としてデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンを並べたテーブル2Aおよび複数の配列パターンを並べたテーブル2B、2Cをそれぞれ示している。ヒーターの組み合わせとしては、図3に示すような発熱量分布が同じ中央ヒーターL31と中央ヒーターL32の組み合わせ、または端部ヒーターL33と端部ヒーターL34の組み合わせがある。テーブル2Aは、2本ヒーターの組配列パターンを示すものであり、同テーブルでは「空白枠」の区間は、ヒーター2本ともオフする区間であり、薄い網掛けで「on1」で示す区間はヒーター2本のうちの1本をオンする区間であり、濃い網掛けで「on2」で示す区間はヒーター2本ともオンする区間である(後述する他のテーブルでも同様)。
(Example of assembly arrangement pattern, comparative example)
9 to 11 are diagrams showing a set arrangement pattern and an arrangement pattern according to a comparative example. 9 to 11 show a table 2A and a plurality of arrangement patterns in which a plurality of group arrangement patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% are arranged with two heaters as one set of control targets. Tables 2B and 2C in which are arranged are shown respectively. As a combination of heaters, there are a combination of a central heater L31 and a central heater L32 having the same calorific value distribution as shown in FIG. 3, or a combination of an end heater L33 and an end heater L34. Table 2A shows a set arrangement pattern of two heaters. In the table, the “blank frame” section is a section in which both of the heaters are turned off, and the section indicated by “on1” in a thin shaded area is a heater. This is a section in which one of the two is turned on, and a section indicated by “on2” in dark shading is a section in which both the two heaters are turned on (the same applies to other tables described later).
テーブル2B、テーブル2Cは、テーブル2Aに示す組配列パターンに対応する配列パターンであり、それぞれ2本のヒーターのうち一方のヒーター1と他方のヒーター2の配列パターンを示している。テーブル2B、2Cに示すように、合計デューティ比0〜100%の間は、ヒーター2のデューティ比は0%で固定であり、全くオンされない。この範囲ではヒーター1のデューティ比だけが合計デューティ比の増加に応じて増加している。また合計デューティ比107〜200%の間は、ヒーター1はデューティ比100%で固定であり、ヒーター2のデューティ比だけが合計デューティ比の増加に応じて増加している。またヒーター1の合計デューティ比0〜100%の配列パターンは、ヒーター2の合計デューティ比100〜200%の配列パターンと同じパターンとしている。 Tables 2B and 2C are array patterns corresponding to the set array pattern shown in Table 2A, and each show an array pattern of one heater 1 and the other heater 2 of the two heaters. As shown in Tables 2B and 2C, between the total duty ratios of 0 to 100%, the duty ratio of the heater 2 is fixed at 0% and is not turned on at all. In this range, only the duty ratio of the heater 1 increases as the total duty ratio increases. In addition, between the total duty ratios of 107 to 200%, the heater 1 is fixed at a duty ratio of 100%, and only the duty ratio of the heater 2 increases as the total duty ratio increases. The arrangement pattern of the heater 1 having a total duty ratio of 0 to 100% is the same as the arrangement pattern of the heater 2 having a total duty ratio of 100 to 200%.
このような比較例ではテーブル2Aに示すように、合計デューティ比が87%、および107%〜120%の範囲の組配列パターン(破線枠内)はフリッカー値が0.8以上とNGであり、使用注意または使用不可となる。そしてフリッカー値の規格を満たすために、使用注意または使用不可の組配列パターンを避けて、これ以外の組配列パターンで定着部(定着装置)の温度制御を行った場合には、飛び飛びのデューティ比を用いざるを得ない。この場合、定着部材の温度リップルが増大し、高精度の定着制御をすることができない。 In such a comparative example, as shown in Table 2A, the total duty ratio is 87%, and the group arrangement pattern (within the broken line frame) in the range of 107% to 120% is flicker value 0.8 or more and NG, Use caution or use disabled. In order to satisfy the flicker value standards, if the temperature of the fixing unit (fixing device) is controlled with a set arrangement pattern other than the use arrangement pattern that cannot be used or cannot be used, the duty ratio is skipped. Must be used. In this case, the temperature ripple of the fixing member increases and high-precision fixing control cannot be performed.
(組配列パターンの例、実施例)
図12〜図15は実施例に係る、組配列パターンおよび配列パターンを示す図である。図12〜図14では、2本のヒーターを1組の制御対象としてデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンを並べたテーブル3Aおよび各ヒーターに対応した複数の配列パターンを並べたテーブル3B、3Cをそれぞれ示している。ヒーターの組み合わせとしては、前述のように発熱量分布が同じ中央ヒーターL31と中央ヒーターL32の組み合わせ、または端部ヒーターL33と端部ヒーターL34の組み合わせがある。テーブル3A〜3Cはそのうち定格電力1000Wのヒーターを2本組み合わせた中央ヒーターL31と中央ヒーターL32の組み合わせに対応してテーブルである。なお、定格電力625W同士の端部ヒーターL33と端部ヒーターL34の組み合わせに対応したテーブルも記憶部140に記憶されている。
(Example of assembly arrangement pattern, example)
12-15 is a figure which shows the group arrangement | sequence pattern and arrangement | sequence pattern based on an Example. 12 to 14, a table 3A in which a plurality of set arrangement patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% are arranged for two heaters as a set of control targets, and each heater is supported. Tables 3B and 3C in which a plurality of arrangement patterns are arranged are shown. As a combination of the heaters, there are a combination of the central heater L31 and the central heater L32 having the same calorific value distribution as described above, or a combination of the end heater L33 and the end heater L34. Tables 3A to 3C are tables corresponding to combinations of the central heater L31 and the central heater L32 in which two heaters having a rated power of 1000 W are combined. A table corresponding to the combination of the end heater L33 and the end heater L34 with the rated power of 625W is also stored in the storage unit 140.
テーブル3Aは、2本ヒーターの組配列パターンを示すものであり、テーブル3Bおよびテーブル3Cは、テーブル3Aに示す組配列パターンの付加情報としての配列パターンであり、ヒーター1、ヒーター2の配列パターンである。これらの組配列パターンおよび配列パターンは、フリッカーの実測値に基づいて決定された配列パターンであり、予め記憶部140に記憶されている。 The table 3A shows a set arrangement pattern of two heaters, and the tables 3B and 3C are arrangement patterns as additional information of the set arrangement pattern shown in the table 3A. is there. These set array patterns and array patterns are array patterns determined based on flicker actual measurement values, and are stored in the storage unit 140 in advance.
実施例に係るテーブル3Aにおいて合計デューティ比100%以外の前後の範囲、つまり合計デューティ比80〜93%、および107〜120%の組配列パターン(破線枠内)は、2本のヒーターをオン(on2)、1本のヒーターのみオン(on1)、および2本のヒーターをオフ(空白枠)する区間で構成された組配列パターンである。また合計デューティ比100%では、1本のヒーターのみオンする区間のみで構成された組配列パターンである。 In the table 3A according to the embodiment, the front and rear ranges other than the total duty ratio of 100%, that is, the group arrangement pattern (within the broken line frame) with the total duty ratio of 80 to 93% and 107 to 120% are turned on ( on2) A set arrangement pattern composed of sections in which only one heater is turned on (on1) and two heaters are turned off (blank frame). Further, when the total duty ratio is 100%, the set arrangement pattern is configured by only a section in which only one heater is turned on.
テーブル3Aに示すように、このような区間の組み合わせで構成された組配列パターンでは、合計デューティ比が87%、および107%〜120%の組配列パターンの場合のフリッカー値は、いずれも0.8未満でありテーブル2Aの比較例の組配列パターンの場合に比べて、フリッカー値が低減していることがわかる。 As shown in Table 3A, in the group arrangement pattern constituted by such a combination of sections, the flicker values in the case of the group arrangement pattern having a total duty ratio of 87% and 107% to 120% are all 0. It can be seen that the flicker value is reduced as compared with the group arrangement pattern of the comparative example of Table 2A.
図15は、テーブル3A〜3Cに含まれる組配列パターンおよびその配列パターンの一部を抜き出したものである。図15(a)、図15(b)はそれぞれ、合計デューティ比87%、113%にそれぞれ対応している。例えば図15(a)に示す例では、制御期間のうち、第5、10、12区間では、2本のヒーターともオンしており、第1〜3、7、8、14、15区間ではヒーター1のみオンしており、第4、6,9,11,13区間では2本のヒーターをともにオフしている。 FIG. 15 shows a group arrangement pattern and a part of the arrangement pattern included in the tables 3A to 3C. FIG. 15A and FIG. 15B correspond to the total duty ratios of 87% and 113%, respectively. For example, in the example shown in FIG. 15A, both heaters are turned on in the fifth, tenth and twelfth sections of the control period, and the heaters are used in the first to third, seventh, eighth, fourteenth and fifteenth sections. Only 1 is turned on, and the two heaters are turned off in the fourth, sixth, ninth, eleventh and thirteenth sections.
図16は、テーブル3A〜3Cに対応するグラフ図であり、横軸が合計デューティ比、縦軸がヒーター1、ヒーター2のオン区間数、およびこれらの合計のオン区間数を示している。図15に示すように、合計デューティ比0〜73%ではヒーター1のオン区間数は一定の割合で増加している。また合計デューティ比127%〜200%ではヒーター2のオン区間数が一定の割合で増加している。その一方、合計デューティ比が80%〜120%の間では、ヒーター1、2のオン区間数は不連続になっている。例えばヒーター1では、合計デューティ73%と80%では後者の方がオン区間数は少ない。 FIG. 16 is a graph corresponding to the tables 3A to 3C, in which the horizontal axis indicates the total duty ratio, the vertical axis indicates the number of ON sections of the heater 1 and the heater 2, and the total number of ON sections. As shown in FIG. 15, when the total duty ratio is 0 to 73%, the number of ON sections of the heater 1 increases at a constant rate. Further, when the total duty ratio is 127% to 200%, the number of ON sections of the heater 2 increases at a constant rate. On the other hand, when the total duty ratio is between 80% and 120%, the number of ON sections of the heaters 1 and 2 is discontinuous. For example, in the heater 1, the number of ON sections is smaller in the latter when the total duty is 73% and 80%.
(制御フロー)
図17(a)は、第1の実施形態に係る電源装置の制御方法を示すフローチャートである。まず制御部110は、温度センサー131〜133から加熱ローラーの検知温度を取得する(S101)。
(Control flow)
FIG. 17A is a flowchart illustrating a method for controlling the power supply device according to the first embodiment. First, the control unit 110 acquires the detected temperature of the heating roller from the temperature sensors 131 to 133 (S101).
次に、目標温度と検知温度との差分から、1組の制御対象となる中央ヒーターL31、L32の組、および端部ヒーターL32、L34の組のそれぞれの合計デューティ比を決定する(S102)。 Next, based on the difference between the target temperature and the detected temperature, the total duty ratio of each of the pair of central heaters L31 and L32 and the pair of end heaters L32 and L34 to be controlled is determined (S102).
図17(b)は、ステップS102の決定方法を示すテーブルである。同図に示すように中央部に対応する温度センサー132の検知温度に対する目標温度(例えば170℃)の温度差により、中央ヒーターL31、L32を1組の制御対象として電力制御をする際の合計デューティ比を決定する。例えば温度センサー132の検知温度が169℃で差分温度が+1℃であれば、合計デューティ比を120%に決定する。端部ヒーターL33、L34も同様である。端部位置に対応した温度センサー131、133の検知温度に基づいて合計デューティ比を決定し、定格電力625Wに対応したテーブルを参照して以下に示すような電力制御を行う。 FIG. 17B is a table showing the determination method in step S102. As shown in the figure, the total duty when the power control is performed with the central heaters L31 and L32 as a set of control objects based on the temperature difference of the target temperature (for example, 170 ° C.) with respect to the detected temperature of the temperature sensor 132 corresponding to the central portion Determine the ratio. For example, if the detected temperature of the temperature sensor 132 is 169 ° C. and the differential temperature is + 1 ° C., the total duty ratio is determined to be 120%. The same applies to the end heaters L33 and L34. The total duty ratio is determined based on the detected temperatures of the temperature sensors 131 and 133 corresponding to the end positions, and power control as shown below is performed with reference to a table corresponding to the rated power 625W.
続いて図17(a)のステップS103では、制御部110はメモリ140に記憶されている制御対象(例えば中央ヒーター2本の組)に対応するテーブル(例えばテーブル3A)を参照し、ステップS102で決定した合計デューティ比に応じて、組配列パターンを選択する。例えば中央ヒーターL31、L32を制御対象として、合計デューティ比120%に決定したのであれば、テーブル3Aの120%に対応する、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンを選択する。そして、制御部110は、その選択した組配列パターンに基づいてスイッチング素子621、622を制御することで、半波周期を単位区間としたデューティ制御を実行する。 Subsequently, in step S103 of FIG. 17A, the control unit 110 refers to a table (for example, table 3A) corresponding to a control target (for example, a set of two central heaters) stored in the memory 140, and in step S102. A set arrangement pattern is selected according to the determined total duty ratio. For example, if the central duty L31, L32 is controlled and the total duty ratio is determined to be 120%, two heaters corresponding to 120% of the table 3A are turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned on. A group arrangement pattern composed of sections in which the heater is turned off is selected. Then, the control unit 110 controls the switching elements 621 and 622 based on the selected set arrangement pattern, thereby executing duty control with the half wave period as a unit section.
以上のように、本実施形態によれば、テーブル3Aに例示したような2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンを用いることにより、フリッカー値を低減することができる。また比較例では使用できなかった組配列パターン(テーブル2Aの破線囲み範囲)を、フリッカー値を低減することで用いることができるようになる(テーブル3Aの破線囲み範囲)。このようにより多くの組配列パターンを用いてデューティ制御することにより定着部材の温度リップルを小さくした高精度の定着制御が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the group arrangement pattern composed of the sections in which the two heaters illustrated in the table 3A are turned on, only one heater is turned on, and the two heaters are turned off. By using it, the flicker value can be reduced. In addition, the group arrangement pattern (the range enclosed by the broken line in the table 2A) that could not be used in the comparative example can be used by reducing the flicker value (the range enclosed by the broken line in the table 3A). Thus, by performing duty control using a larger number of set arrangement patterns, it is possible to perform high-precision fixing control with a reduced temperature ripple of the fixing member.
(変形例)
図18は、変形例に係る、組配列パターンを示す図である。同図のテーブル4に示す組配列パターンは、ヒーター1の定格電力が1000W、ヒーター2の定格電力が500Wと互いに異なる定格電力の組み合わせの場合に用いられるテーブルの例である。図3ではヒーターL31〜L34の定格電力はそれぞれ、1000W、1000W、625W、6125Wを用いていたが、図18の例では、これらのヒーターの定格電力はそれぞれ1000W、500W、1000W、500Wである。中央ヒーターL31、L32の組み合わせまたは、端部ヒーターL33、L34の組み合わせにテーブル4を用いる。
(Modification)
FIG. 18 is a diagram illustrating a set arrangement pattern according to a modification. The set arrangement pattern shown in the table 4 of the figure is an example of a table used when the rated power of the heater 1 is 1000 W and the rated power of the heater 2 is 500 W, which are different from each other. In FIG. 3, the rated powers of the heaters L31 to L34 are 1000 W, 1000 W, 625 W, and 6125 W, respectively. In the example of FIG. 18, the rated powers of these heaters are 1000 W, 500 W, 1000 W, and 500 W, respectively. The table 4 is used for the combination of the central heaters L31 and L32 or the combination of the end heaters L33 and L34.
また、別の例として、例えば2本の中央ヒーターが1000Wと1000Wのような互いに同じ定格電力の組み合わせで、2本の端部ヒーターが1000Wと500Wのような互いに異なる定格電力の組み合わせの場合を考える。この場合、中央ヒーターの2本のヒーターに対してはテーブル3Aの組配列パターンを用い、端部ヒーターの2本のヒーターに対してはテーブル4の組配列パターンを用いる。また、別の例として1000W、1000W、500Wの3本のヒーターを用いる場合に、1000Wと1000Wの組み合わせを制御対象とする場合にはテーブル3Aを、1000Wと500Wの組み合わせを制御対象とする場合にはテーブル4を用いる。 As another example, for example, two central heaters are combined with the same rated power such as 1000 W and 1000 W, and two end heaters are combined with different rated powers such as 1000 W and 500 W. Think. In this case, the set arrangement pattern of the table 3A is used for the two heaters of the central heater, and the set arrangement pattern of the table 4 is used for the two heaters of the end heaters. As another example, when three heaters of 1000 W, 1000 W, and 500 W are used, when a combination of 1000 W and 1000 W is to be controlled, table 3A is to be controlled, and a combination of 1000 W and 500 W is to be controlled. Uses Table 4.
図18に示す変形例に係るテーブル4は、互いに異なる定格電力の2本のヒーターの組み合わせに対応させて、テーブル3Aとは異なる組配列パターンを用いている。テーブル4では、破線枠内の合計デューティ比67%〜93%、107%〜133%の組配列パターンでは、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンである。テーブル4においては1本のヒーターのみオンさせる区間では、ヒーター1(定格電力1000W)をオンさせている。テーブル4では2本目のヒーター2(定格電力500W)は合計デューティ比67%からオンさせている。 The table 4 according to the modification shown in FIG. 18 uses a set arrangement pattern different from the table 3A in correspondence with a combination of two heaters having different rated powers. In Table 4, two heaters are turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off in a combined arrangement pattern having a total duty ratio of 67% to 93% and 107% to 133% within a broken line frame. It is a set arrangement pattern composed of sections. In the table 4, in the section where only one heater is turned on, the heater 1 (rated power 1000 W) is turned on. In Table 4, the second heater 2 (rated power 500 W) is turned on from a total duty ratio of 67%.
(第2の実施形態に係る制御方法)
次に、図19〜図23を参照し、第2の実施形態に係る制御方法について説明する。第1の実施形態では、組配列パターンおよび付加情報、ならびに合計デューティ比により、ヒーター1、2それぞれの配列パターンを決定していた。これに対し、第2の実施形態では組配列パターン、ならびに合計デューティ比およびそれぞれのデューティ比により、ヒーター1、2それぞれの配列パターンを演算し、決定する。また、第1の実施形態では、1組の制御対象となる2本のヒーターは、端部ヒーター同士または中央ヒーター同士といったように同じ発熱量分布のヒーターであった。これ対し、第2の実施形態は、同じ発熱量分布のヒーターだけでなく、図3に示したような中央ヒーターL31と端部ヒーターL33といったような、異なる発熱量分布の2本のヒーターを1組の制御対象として、電力制御を行ってもよい。以下、定格電力1000Wの中央ヒーターと、定格電力1000Wの端部ヒーターを1組の制御対象として電力制御する例について説明する。
(Control method according to the second embodiment)
Next, a control method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the arrangement patterns of the heaters 1 and 2 are determined based on the set arrangement pattern, additional information, and the total duty ratio. On the other hand, in the second embodiment, the arrangement patterns of the heaters 1 and 2 are calculated and determined based on the set arrangement pattern, the total duty ratio, and the respective duty ratios. Further, in the first embodiment, the two heaters to be controlled are a heater having the same calorific value distribution such as end heaters or central heaters. On the other hand, in the second embodiment, not only heaters having the same calorific value distribution but also two heaters having different calorific value distributions such as a central heater L31 and an end heater L33 as shown in FIG. Power control may be performed as a set of control targets. Hereinafter, an example in which power control is performed using a central heater with a rated power of 1000 W and an end heater with a rated power of 1000 W as a set of control objects will be described.
まず制御部110は、温度センサー131〜133から加熱ローラーの検知温度を取得する(S201)。 First, the control unit 110 acquires the detected temperature of the heating roller from the temperature sensors 131 to 133 (S201).
次に、目標温度と検知温度との差分から、それぞれのヒーターのデューティ比および、1組のヒーターの合計デューティ比を決定する(S202)。例えば中央ヒーターのデューティ比は温度センサー132の検知温度と目標温度との差分から、端部ヒーターのデューティ比は、温度センサー131、133の検知温度と目標温度との差分からそれぞれ決定する。 Next, the duty ratio of each heater and the total duty ratio of one set of heaters are determined from the difference between the target temperature and the detected temperature (S202). For example, the duty ratio of the central heater is determined from the difference between the detected temperature of the temperature sensor 132 and the target temperature, and the duty ratio of the end heater is determined from the difference between the detected temperature of the temperature sensors 131 and 133 and the target temperature.
図20は、中央ヒーターと端部ヒーターのデューティ比と合計のオン区間の数を示す対応テーブルである。例えば中央ヒーターのデューティ比が80%で、端部ヒーターのデューティ比が47%であれば合計オン区間の数は19になる。 FIG. 20 is a correspondence table showing the duty ratios of the central heater and the end heater and the total number of ON sections. For example, if the duty ratio of the central heater is 80% and the duty ratio of the end heater is 47%, the total number of ON sections is 19.
続いて、制御部110は、記憶部140に記憶されているテーブル5(図21)を参照し、合計オン区間数(合計デューティ比)から組配列パターンを選択する(S203)。テーブル5は、2本の定格電力1000Wのヒーター(例えば端部ヒーターと中央ヒーター)を1組の制御対象とする組配列パターンを示すテーブルである。 Subsequently, the control unit 110 refers to the table 5 (FIG. 21) stored in the storage unit 140, and selects a set arrangement pattern from the total number of ON sections (total duty ratio) (S203). The table 5 is a table showing a set arrangement pattern in which two heaters with a rated power of 1000 W (for example, an end heater and a central heater) are controlled.
なお、この組配列パターンにはテーブル5には、テーブル3Aと同じオン/オフのパターンであるが、テーブル3Aと異なり、「on」で示すオン区間がいずれのヒーターをオンするかを示すテーブル3B、3Cのような付加情報は付与されていない。つまり、いずれのヒーターをオンするかは組配列パターンからは特定できない(不定)。第2の実施形態ではヒーターの特定はステップS204に示す演算により行う。 In this group arrangement pattern, the table 5 has the same ON / OFF pattern as the table 3A, but unlike the table 3A, the ON section indicated by “on” indicates which heater is turned on. Additional information such as 3C is not given. That is, which heater is turned on cannot be specified from the set arrangement pattern (indefinite). In the second embodiment, the heater is specified by the calculation shown in step S204.
図22、図23は、ステップS204の演算の手順を説明する図である。これらの図に示す(a)〜(j)はこの順で行われる。 22 and 23 are diagrams for explaining the calculation procedure of step S204. (A) to (j) shown in these figures are performed in this order.
図22の(a)に示す手順1では、ステップS203に対応し、中央ヒーターと端部ヒーターの合計デューティ比から組配列パターンを選択する。このとき、中央ヒーター、端部ヒーターの配列パターンの残区間数は、ステップS202で決定したそれぞれのデューティ比に対応するオン区間数で定義される。 In procedure 1 shown in FIG. 22A, corresponding to step S203, a set arrangement pattern is selected from the total duty ratio of the central heater and the end heater. At this time, the number of remaining sections of the arrangement pattern of the central heater and the end heater is defined by the number of ON sections corresponding to the respective duty ratios determined in step S202.
図22の(b)に示す手順2では、組配列パターンの区間が「on2」、つまり2本のヒーターをともにオンする区間、に対応する中央ヒーター、端部ヒーターの配列パターンの区間をオン区間に決定する。この決定にともない、残区間数をそれぞれオン区間に決定した数だけ減ずる。図22の(b)の例では、残区間数はそれぞれ4減少する。また、このとき、STEP_COUNT、STEP_H1、STEP_H2を定義し、以下のようにそれぞれ0、1、2の値に設定する。STEP_COUNTはカウンターである。STEP_H1、STEP_H2はヒーター1(中央ヒーター)、ヒーター2(端部ヒーター)にそれぞれ対応する変数であり、この時点の残区間数の比をINT型で計算し、代入する。INT型は小数点以下を切り捨てる関数である。例えばこの時点でのヒーター1、2の残区間数はそれぞれ8、3であるから、STEP_H1=INT(8/3)=2を代入する。少ない方のSTEP_H2には1を代入する。また図22の(b)の時点で、残区間数が多い方をH_INDEXに代入する。この場合、ヒーター1である。 In the procedure 2 shown in FIG. 22B, the section of the group arrangement pattern is “on 2”, that is, the section of the arrangement pattern of the central heater and the end heater corresponding to the section in which the two heaters are both turned on is the on section. To decide. Along with this determination, the number of remaining sections is reduced by the number determined for each ON section. In the example of FIG. 22B, the number of remaining sections is decreased by 4. At this time, STEP_COUNT, STEP_H1, and STEP_H2 are defined and set to values of 0, 1, and 2, respectively, as follows. STEP_COUNT is a counter. STEP_H1 and STEP_H2 are variables respectively corresponding to the heater 1 (central heater) and the heater 2 (end heater), and the ratio of the number of remaining sections at this time is calculated in an INT type and substituted. The INT type is a function that cuts off the decimal part. For example, since the number of remaining sections of the heaters 1 and 2 at this time is 8 and 3, respectively, STEP_H1 = INT (8/3) = 2 is substituted. Substitute 1 for the smaller STEP_H2. Further, at the time of (b) in FIG. 22, the one with the larger number of remaining sections is substituted into H_INDEX. In this case, it is the heater 1.
図22の(c)に示す手順3では、第1区間から順に、組配列パターンの各区間が、1本のみオンする区間であるか否かを判断し、そうであれば、H_INDEXのヒーターの配列パターンの対応する区間をオン区間に決定する。なお、このとき組配列パターンの各区間が、1本のみオンする区間以外の2本ともオンする区間または2本ともオフする区間であれば、その区間はスキップし、次の区間から順に判断する。図22の(c)ではヒーター1(中央ヒーター)の配列パターンの第2区間をオン区間に決定する。 In step 3 shown in FIG. 22C, it is determined in order from the first section whether each section of the set array pattern is a section in which only one is turned on. If so, the heater of H_INDEX is determined. The corresponding section of the array pattern is determined as the ON section. At this time, if each section of the set array pattern is a section in which both two sections other than the section in which only one is turned on or a section in which both are turned off, the section is skipped and the determination is made in order from the next section. . In FIG. 22C, the second section of the arrangement pattern of the heaters 1 (center heater) is determined as the ON section.
これにともない、ヒーター1の残区間数をデクリメントし(8から7へ変更)、STEP_COUNTをインクリメントし(0から1へ変更)、インクリメントした後のSTEP_COUNTとH_INDEXが付与されているヒーターの変数(STEP_H1)と等しいか否かを判断する。この時点では、STEP_COUNTとSTEP_H1は等しくないので、H_INDEXは変更しない。ヒーター1のままである。 Accordingly, the number of remaining sections of the heater 1 is decremented (change from 8 to 7), STEP_COUNT is incremented (change from 0 to 1), and the variable of the heater (STEP_H1) to which STEP_COUNT and H_INDEX after the increment are added ) Or not. At this time, STEP_COUNT and STEP_H1 are not equal, so H_INDEX is not changed. The heater 1 remains.
図22の(d)に示す手順4でも同様に、次の組配列パターンの区間(第3区間)が、1本のみオンする区間であるか否かを判断し、そうであれば、H_INDEXのヒーターの配列パターンの対応する区間をオン区間に決定する。図22の(d)ではヒーター1(中央ヒーター)の配列パターンの第3区間をオン区間に決定する。 Similarly, in step 4 shown in FIG. 22D, it is determined whether or not the section (third section) of the next group arrangement pattern is a section in which only one is turned on. The corresponding section of the heater arrangement pattern is determined as the ON section. In FIG. 22D, the third section of the arrangement pattern of the heaters 1 (center heater) is determined as the ON section.
これにともない、ヒーター1の残区間数をデクリメントし(7から6へ変更)、STEP_COUNTをインクリメントし(1から2へ変更)、インクリメントした後のSTEP_COUNTとH_INDEXが付与されているヒーターの変数(STEP_H1)と等しいか否かを判断する。STEP_COUNT=STEP_H1となっている。さらに現時点でH_INDEXが付与されていない他方のヒーターの残区間数が1以上であるか判断し、そうであれば、H_INDEXを他方のヒーターに切り替える。つまりヒーター2に切り替える。またSTEP_COUNTをリセットし初期値0にする。 Accordingly, the number of remaining sections of the heater 1 is decremented (changed from 7 to 6), STEP_COUNT is incremented (changed from 1 to 2), and the incremented STEP_COUNT and H_INDEX variable of the heater (STEP_H1) ) Or not. STEP_COUNT = STEP_H1. Further, it is determined whether the number of remaining sections of the other heater to which H_INDEX is not assigned at present is 1 or more. If so, H_INDEX is switched to the other heater. That is, it switches to the heater 2. Also, STEP_COUNT is reset to the initial value 0.
図22の(e)に示す手順5でも同様に、次の組配列パターンの区間(第4区間)が、1本のみオンする区間であるか否かを判断し、そうであれば、H_INDEXのヒーターの配列パターンの対応する区間をオン区間に決定する。図22の(e)ではヒーター2(端部ヒーター)の配列パターンの第4区間をオン区間に決定する。 Similarly, in step 5 shown in (e) of FIG. 22, it is determined whether or not the section (fourth section) of the next set array pattern is a section in which only one is turned on. The corresponding section of the heater arrangement pattern is determined as the ON section. In FIG. 22E, the fourth section of the arrangement pattern of the heaters 2 (end heaters) is determined as the ON section.
これにともない、ヒーター2の残区間数をデクリメントし(3から2へ変更)、STEP_COUNTをインクリメントし(0から1へ変更)、インクリメントした後のSTEP_COUNTとH_INDEXが付与されているヒーターの変数(STEP_H2)と等しいか否かを判断する。ここではSTEP_COUNT=STEP_H1と等しくなっている。さらにこのときH_INDEXが付与されていない他方のヒーターの残区間数が1以上であるか判断し、そうであれば、H_INDEXを他方のヒーターに切り替える。またSTEP_COUNTを初期値0にリセットする。 Accordingly, the number of remaining sections of the heater 2 is decremented (changed from 3 to 2), STEP_COUNT is incremented (changed from 0 to 1), and the incremented STEP_COUNT and H_INDEX variable of the heater (STEP_H2) ) Or not. Here, STEP_COUNT = STEP_H1. Further, at this time, it is determined whether the number of remaining sections of the other heater to which H_INDEX is not assigned is 1 or more. If so, H_INDEX is switched to the other heater. Also, STEP_COUNT is reset to the initial value 0.
このような手順で、図22の(f)、図23の(g)〜(j)の手順の演算を行うことにより、2本のヒーターそれぞれの配列パターンの全ての区間を決定できる。 By performing the calculation of the procedure of (f) of FIG. 22 and the procedures of (g) to (j) of FIG. 23 in such a procedure, all sections of the arrangement pattern of each of the two heaters can be determined.
図19の説明に戻る。同図のステップS205では制御部110は、図22、図23で示したような手順により演算で求めた配列パターンに基づいて、1組のそれぞれのヒーターに対応するスイッチング素子を制御することで、半波周期を単位区間としたデューティ制御を実行する。 Returning to the description of FIG. In step S205 in the figure, the control unit 110 controls the switching elements corresponding to each set of heaters based on the arrangement pattern obtained by calculation according to the procedure shown in FIGS. Execute duty control with a half-wave period as a unit interval.
以上のように第2の実施形態においてもテーブル4に例示したような2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンを用いることにより、第1の実施形態と同様な効果として、フリッカー値を低減するとともに、定着部材の温度リップルを小さくした高精度の定着制御が可能となる。またこれに加えて、第2の実施形態では、組配列パターンのみ予め決定しておけばよく、それぞれのヒーターの配列パターンを設定しておかなくても、演算により配列パターンを決定できる。 As described above, also in the second embodiment, a set arrangement pattern constituted by sections in which two heaters are exemplified as shown in Table 4 is turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off is used. As a result, as the same effect as that of the first embodiment, it is possible to perform high-precision fixing control in which the flicker value is reduced and the temperature ripple of the fixing member is reduced. In addition to this, in the second embodiment, it is sufficient to determine only the set arrangement pattern in advance, and the arrangement pattern can be determined by calculation without setting the arrangement pattern of each heater.
(その他の変形例)
これまで説明した実施形態を、同じ定格電力の3本ヒーターに適用してもよい。この場合には、1、2本目のヒーターに対してテーブル3Aの組配列パターンを用いてデューティ制御し、3本目のヒーターはオフする(デューティ0%固定)。または1本目をデューティ100%固定し、他の2本に対してはテーブル3Aの組配列パターンを用いてデューティ制御する。
(Other variations)
The embodiments described so far may be applied to three heaters having the same rated power. In this case, duty control is performed on the first and second heaters using the set arrangement pattern of the table 3A, and the third heater is turned off (duty fixed at 0%). Alternatively, the first one is fixed at a duty of 100%, and the other two are duty controlled using the set arrangement pattern of the table 3A.
なお付加情報として「1本のみオンする区間がヒーター1である」という情報であってもよい、例えばテーブル3Aの「on1」を「ヒーター1をオン」という情報に読み替えるのであれば、付加情報としてのテーブル3B、3Cのような配列パターンは不要となる。 The additional information may be information that “the section where only one is turned on is the heater 1”. For example, if “on1” in the table 3A is replaced with the information “heater 1 is turned on”, the additional information is The arrangement pattern such as the tables 3B and 3C in FIG.
またテーブル3Aに示す例は、交流電源の15半波長分を所定周期としたものであるが、この所定周期の長さは、15半波長分に限られず、これよりも少なくても、多くてもよい。 In the example shown in Table 3A, the AC power supply has 15 half-wavelengths as a predetermined period. However, the length of the predetermined period is not limited to 15 half-wavelengths. Also good.
そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された内容によって規定されるものであり、様々な変形形態が可能である。 In addition, the present invention is defined by the contents described in the claims, and various modifications are possible.
10 画像形成装置、
110 制御部、
120 画像形成部、
130 定着部、
L3、L31、L32、L33、L34 ヒーター、
131、132、133 温度センサー、
135 加熱ローラー、
136 加圧ローラー、
140 記憶部、
150 操作表示部、
160 電源部、
610 ゼロクロス検知部、
620、621、622、623、624 スイッチング素子(切替部)、
170 スキャナー、
180 給紙搬送部、
181、182 給紙トレイ、
190 信号線、
200 電源装置、
90 商用交流電源。
10 image forming apparatus,
110 control unit,
120 image forming unit,
130 fixing unit,
L3, L31, L32, L33, L34 heater,
131, 132, 133 temperature sensors,
135 heating roller,
136 pressure roller,
140 storage unit,
150 operation display section,
160 power supply,
610 Zero cross detector,
620, 621, 622, 623, 624 switching element (switching unit),
170 scanner,
180 paper feeding and conveying section,
181 and 182 paper feed trays,
190 signal line,
200 power supply,
90 Commercial AC power supply.
Claims (12)
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定する制御部と、
前記デューティ比に対応した前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンを複数記憶する記憶部と、
前記配列パターンに応じて前記ヒーターのオン/オフを切り替える切替部と、を備え、
前記配列パターンには、前記複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記制御部は、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比を決定し、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターンに基づいて前記切替部を制御し、
さらに、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれる、電源装置。 A power supply device that performs power control of a fixing unit that includes a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed, and a plurality of heaters that heat the fixing member,
A control unit that determines a duty ratio, which is a ratio of an on-section supplying power to the heater within a predetermined control cycle, based on a detected temperature of the fixing member, with a half-wave cycle of the AC power supply as a unit section;
A storage unit that stores a plurality of array patterns indicating on / off sections of the half wave within the control period corresponding to the duty ratio;
A switching unit that switches on / off of the heater according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are controlled as a set.
The control unit determines the total duty ratio of a set of heaters to be controlled, controls the switching unit based on a set arrangement pattern selected according to the determined total duty ratio,
Furthermore, the plurality of group arrangement patterns include at least two group arrangement patterns including a group arrangement pattern configured to turn on two heaters, turn on only one heater, and turn off two heaters.
合計デューティ比100%の組配列パターンは、前記制御周期内の全区間で、2本の前記ヒーターのうち一方をデューティ比100%、他方をデューティ比0%とした組配列パターンである、請求項1に記載の電源装置。 A set arrangement composed of sections in which the two heaters are turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off in a range other than 100% within the range of the total duty ratio of 0 to 200%. Pattern included,
The group arrangement pattern having a total duty ratio of 100% is a group arrangement pattern in which one of the two heaters has a duty ratio of 100% and the other has a duty ratio of 0% in all sections in the control cycle. The power supply device according to 1.
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定する制御部と、
前記デューティ比に対応した前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンを複数記憶する記憶部と、
前記配列パターンに応じて前記ヒーターのオン/オフを切り替える切替部と、を備え、
前記配列パターンには、前記複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記組配列パターンは、それぞれの前記単位区間における前記2本のヒーターのオン区間および合計のオン本数が記述された配列パターンであって、かつ、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれ、
前記制御部は、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比、およびヒーターそれぞれのデューティ比を決定するとともに、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターン、および決定したそれぞれの前記デューティ比に基づいて前記2本のヒーターそれぞれに対する配列パターンを演算により求め、求めた配列パターンに基づいて前記切替部を制御する、電源装置。 A power supply device that performs power control of a fixing unit that includes a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed, and a plurality of heaters that heat the fixing member,
A control unit that determines a duty ratio, which is a ratio of an on-section supplying power to the heater within a predetermined control cycle, based on a detected temperature of the fixing member, with a half-wave cycle of the AC power supply as a unit section;
A storage unit that stores a plurality of array patterns indicating on / off sections of the half wave within the control period corresponding to the duty ratio;
A switching unit that switches on / off of the heater according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are controlled as a set.
The set arrangement pattern is an arrangement pattern in which the ON intervals of the two heaters in each unit interval and the total ON number are described, and the plurality of the set arrangement patterns include at least two pieces. A set arrangement pattern composed of sections in which the heater is turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off is included.
The control unit determines the total duty ratio of a set of heaters to be controlled and the duty ratio of each heater, the set arrangement pattern selected according to the determined total duty ratio, and the determined each of the set The power supply apparatus which calculates | requires the arrangement | sequence pattern with respect to each of said two heaters based on a duty ratio by calculation, and controls the said switching part based on the calculated | required arrangement | sequence pattern.
トナー画像が形成された用紙に対して加熱定着をする定着部材、および該定着部材を加熱する複数のヒーターを備える定着部と、
請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の電源装置と、
を備える画像形成装置。 An image forming unit that forms a toner image on paper;
A fixing member that heat-fixes the paper on which the toner image is formed, and a fixing unit that includes a plurality of heaters that heat the fixing member;
The power supply device according to any one of claims 1 to 9,
An image forming apparatus comprising:
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定するステップと、
記憶部に記憶されている複数の前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンの中から、前記デューティ比に対応した前記配列パターンを選択するステップと、
前記選択した前記配列パターンに基づいて、前記半波周期で前記ヒーターのオン/オフを切り替えるステップと、を含み、
前記配列パターンには、複数のヒーターのうちの2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記決定するステップでは、制御対象とする1組のヒーターの前記合計デューティ比を決定し、
前記切り替えるステップでは、決定した前記合計デューティ比に応じて前記選択するステップで選択した前記組配列パターンに基づいて前記ヒーターのオン/オフを切り替え、
複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれる、制御方法。 A control method for a power supply apparatus that supplies power to a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed and a plurality of heaters that heat the fixing member.
A step of determining a duty ratio, which is a ratio of an ON section for supplying power to the heater within a predetermined control period, based on a detected temperature of the fixing member, with a half wave period of the AC power supply as a unit section,
Selecting the arrangement pattern corresponding to the duty ratio from among the arrangement patterns indicating the on / off sections of the half-waves in the plurality of control cycles stored in the storage unit;
Switching on / off the heater at the half-wave period based on the selected array pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% in which two heaters of the plurality of heaters are set as a control target.
In the determining step, the total duty ratio of a set of heaters to be controlled is determined;
In the switching step, on / off of the heater is switched based on the set arrangement pattern selected in the selecting step according to the determined total duty ratio,
The control method, wherein the plurality of group arrangement patterns include at least two group arrangement patterns configured by turning on two heaters, turning on only one heater, and turning off two heaters.
交流電源の半波周期を単位区間とし、予め定めた制御周期内における前記ヒーターに電力を供給するオン区間の比率であるデューティ比を、前記定着部材の検知温度に基づいて決定するステップと、
記憶部に記憶されている複数の前記制御周期内における前記半波のオン/オフ区間を示す配列パターンの中から、前記デューティ比に対応した前記配列パターンを選択するステップと、
前記配列パターンに応じて、前記半波周期で前記ヒーターのオン/オフを切り替えるステップと、を含み、
前記配列パターンには、2本のヒーターを1組の制御対象としたデューティ比0〜200%の範囲内の合計デューティ比に対応した複数の組配列パターンが含まれ、
前記組配列パターンは、それぞれの前記単位区間における前記2本のヒーターのオン区間および合計のオン本数が記述された配列パターンであって、かつ、複数の前記組配列パターンには少なくとも、2本のヒーターをオン、1本のヒーターのみオン、および2本のヒーターをオフする区間で構成された組配列パターンが含まれ、
前記決定するステップでは、制御対象とする1組のヒーターの合計デューティ比、およびヒーターそれぞれのデューティ比を決定し、
前記選択するステップでは、決定した合計デューティ比に応じて選択した組配列パターン、および決定したそれぞれの前記デューティ比に基づいて、前記2本のヒーターそれぞれに対する配列パターンを演算により求め、
前記切り替えるステップでは、求めた前記配列パターンに基づいて前記ヒーターのオン/オフを切り替える、制御方法。 A control method for a power supply apparatus that supplies power to a fixing member that heat-fixes a sheet on which a toner image is formed and a plurality of heaters that heat the fixing member.
A step of determining a duty ratio, which is a ratio of an ON section for supplying power to the heater within a predetermined control period, based on a detected temperature of the fixing member, with a half wave period of the AC power supply as a unit section,
Selecting the arrangement pattern corresponding to the duty ratio from among the arrangement patterns indicating the on / off sections of the half-waves in the plurality of control cycles stored in the storage unit;
Switching the heater on / off in the half-wave period according to the arrangement pattern,
The array pattern includes a plurality of set array patterns corresponding to a total duty ratio within a range of a duty ratio of 0 to 200% with two heaters as a set of control targets.
The set arrangement pattern is an arrangement pattern in which the ON intervals of the two heaters in each unit interval and the total ON number are described, and the plurality of the set arrangement patterns include at least two pieces. A set arrangement pattern composed of sections in which the heater is turned on, only one heater is turned on, and two heaters are turned off is included.
In the determining step, a total duty ratio of a set of heaters to be controlled and a duty ratio of each heater are determined,
In the selecting step, an array pattern for each of the two heaters is obtained by calculation based on the set array pattern selected according to the determined total duty ratio and each determined duty ratio.
In the switching step, the heater is switched on / off based on the obtained arrangement pattern.
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