JP2018087922A - Heater controller, heater control method and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater controller, heater control method and program capable of suppressing occurrence of flicker and affection of harmonic current surely.SOLUTION: The invention is configured so that, based on surface temperature of a fixation roller detected by a temperature sensor (temperature detection means), a necessary voltage estimation part (necessary voltage estimation means) estimates a voltage pattern required for heating of the fixation roller. A heating control part (heating control means) selects an estimated voltage pattern from plural voltage patterns (first voltage pattern, second voltage pattern, third voltage pattern) in which continuous four half wave areas (first half wave area, second half wave area, third half wave area, fourth half wave area) are one period when a half period of AC voltage is one half wave area stored in a ROM being storage means. The heating control part further supplies the selected voltage pattern to the heater (heating means) for controlling surface temperature of the fixation roller.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ヒータ制御装置、ヒータ制御方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a heater control device, a heater control method, and a program.

用紙などの記録部材に転写されたトナー像を定着ユニットで加熱・定着させる画像形成装置では、ユーザの利便性やエネルギー効率を考慮して定着ユニットの温度を適切に制御している。定着ユニットは、ハロゲンヒータなどのヒータを内蔵した加熱ローラ、加熱ローラの表面温度を検知する温度センサ等を備え、ヒータ制御装置は、ヒータの表面温度と目標温度とに基づいて、ヒータの通電制御を行って、定着ユニットの温度を設定温度に制御する。制御方法としては、商用交流電圧波形の半周期毎(半波毎)にスイッチング素子をオン/オフする波数制御、および商用交流電圧波形の半周期毎にスイッチング素子をオン/オフする位相を制御する位相制御、いわゆるPWM(Pulse Width Modulation)制御によって、ヒータに供給する電圧を制御する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In an image forming apparatus that heats and fixes a toner image transferred to a recording member such as paper with a fixing unit, the temperature of the fixing unit is appropriately controlled in consideration of user convenience and energy efficiency. The fixing unit includes a heating roller including a heater such as a halogen heater, a temperature sensor that detects the surface temperature of the heating roller, and the heater control device controls energization of the heater based on the surface temperature and the target temperature of the heater. To control the temperature of the fixing unit to the set temperature. As a control method, the wave number control for turning on / off the switching element every half cycle (every half wave) of the commercial AC voltage waveform and the phase for turning on / off the switching element every half cycle of the commercial AC voltage waveform are controlled. A method of controlling the voltage supplied to the heater by phase control, so-called PWM (Pulse Width Modulation) control is known (see, for example, Patent Document 1).

ところで、定着ユニットは、印刷の短時間化の要求から、表面温度が設定温度にまで上昇するのに要する時間を短縮するために1000ワット以上の大電力のヒータを実装している。係る大電力のヒータに通電した際には、温度制御の初期段階に突入電流が生じることが知られている。特に、ハロゲンヒータは温度が低い状態では抵抗値が小さいため、温度が低下している温度制御の初期段階において突入電流がより大きくなりやすい。この突入電流の発生によって、電源である交流電圧が低下して、定着ユニットと電源系統を共にする蛍光灯などにフリッカ(蛍光灯のチラツキ等となって現れる)を生じさせる。   By the way, the fixing unit is mounted with a high-power heater of 1000 watts or more in order to shorten the time required for the surface temperature to rise to the set temperature in response to a request for shortening the printing time. It is known that an inrush current is generated in the initial stage of temperature control when such a high-power heater is energized. In particular, since the halogen heater has a low resistance value in a low temperature state, the inrush current is likely to increase at an initial stage of temperature control in which the temperature is lowered. Due to the occurrence of the inrush current, the AC voltage as the power source is reduced, and flicker (appears as flickering of the fluorescent lamp) is generated in the fluorescent lamp or the like that shares the fixing unit and the power supply system.

さらに、電源投入時の安定時間短縮のために、ヒータのワット数を大きくすると、ヒータのオンオフ状態を交流電源波形の半波単位で切り換える波数制御を行う場合に、ヒータの立ち上げ時に突入電流が大きくなるため、フリッカが発生しやすい。一方、ヒータに供給する電圧のデューティ比を制御する位相制御を行う場合、ヒータの立ち上げ時の突入電流を小さくして電圧変動によるフリッカの発生を抑制することはできるものの、位相制御を行うことによって交流波形が大きく歪められてしまうため、高調波電流が発生しやすくなる。発生した高調波電流は、周辺機器や電源系統を誤動作させる原因となる。   In addition, if the heater wattage is increased to reduce the stabilization time when the power is turned on, inrush current may be generated when the heater is turned on when the heater on / off state is controlled in half-wave units of the AC power supply waveform. Since it becomes large, flicker is likely to occur. On the other hand, when performing phase control to control the duty ratio of the voltage supplied to the heater, the inrush current at the start-up of the heater can be reduced to suppress flicker due to voltage fluctuations, but phase control is performed. As a result, the AC waveform is greatly distorted, so that a harmonic current is likely to be generated. The generated harmonic current causes malfunction of peripheral devices and the power supply system.

こうした問題に対して、特許文献1に記載された定着装置は、メインヒータとサブヒータの各半波同士が同時期に全点灯または全消灯とならないようにすることによって高調波電流の発生を抑制している。しかしながら、この方法はメインヒータとサブヒータをともに備える構成を前提としているため、ヒータを1本のみ備える定着ユニットには適用できなかった。また、特許文献1に記載された定着装置にあっては、フリッカの影響と高調波電流の影響とをともに抑制できるような最適化がなされていなかった。   To solve this problem, the fixing device described in Patent Document 1 suppresses the generation of harmonic currents by preventing the half-waves of the main heater and the sub-heater from being fully turned on or turned off at the same time. ing. However, this method is premised on a configuration including both a main heater and a sub-heater, and thus cannot be applied to a fixing unit including only one heater. Further, the fixing device described in Patent Document 1 has not been optimized to suppress both the effects of flicker and harmonic current.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒータが1本の構成であっても、フリッカの発生と高調波電流の影響と、をともに確実に抑制することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to reliably suppress both the occurrence of flicker and the influence of harmonic current even when the number of heaters is one. is there.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、交流電圧を供給することによって定着ローラを加熱する加熱手段と、前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、前記交流電圧の半周期を1半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する4半波領域を1周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a heating unit that heats the fixing roller by supplying an AC voltage, a temperature detection unit that detects a surface temperature of the fixing roller, and the temperature. Based on the detection result of the detection means and the voltage value of the AC voltage, necessary voltage estimation means for estimating a voltage pattern necessary for heating the surface temperature of the fixing roller to a target temperature, and a half cycle of the AC voltage A storage means storing a plurality of voltage patterns to be supplied to the heating means, wherein the quarter voltage area where the AC voltage is continuous is one cycle, and an estimation result of the necessary voltage estimation means Heating control means for controlling the surface temperature of the fixing roller by selecting the voltage pattern corresponding to the above and supplying the selected voltage pattern to the heating means; Characterized in that it comprises.

本発明によれば、フリッカの発生と高調波電流の影響とをともに抑制することができるヒータ制御装置、ヒータ制御方法およびプログラムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a heater control device, a heater control method, and a program capable of suppressing both the occurrence of flicker and the influence of harmonic current.

図1は、ヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a heater control device. 図2は、第1の実施の形態の画像形成装置が備えるヒータ制御装置の要部構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the heater control device included in the image forming apparatus according to the first embodiment. 図3(a)は交流電源が供給する電圧パターンの諸元を示す図である。図3(b)は規定の電源インピーダンスを想定した際の供給電圧パターンテーブルの一例を示す図である。図3(c)は電圧検知部が実際に検知した交流電圧に基づいて算出した電源インピーダンスを考慮した供給電圧パターンテーブルの一例を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing specifications of a voltage pattern supplied by the AC power supply. FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a supply voltage pattern table when a specified power supply impedance is assumed. FIG. 3C is a diagram illustrating an example of a supply voltage pattern table in consideration of the power supply impedance calculated based on the AC voltage actually detected by the voltage detection unit. 図4は、供給電圧テーブルが記憶する電圧パターンの一例をテーブルとして表した図であり、図4(a)は第1の電圧パターンの一例を示す図である。図4(b)は第2の電圧パターンの一例を示す図である。図4(c)は第3の電圧パターンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a voltage pattern stored in the supply voltage table, and FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the first voltage pattern. FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the second voltage pattern. FIG. 4C shows an example of the third voltage pattern. 図5は、供給電圧テーブルが記憶する電圧パターンの一例をグラフ化して表した図であり、図5(a)は第1の電圧パターンの一例を示す図である。図5(b)は第2の電圧パターンの一例を示す図である。図5(c)は第3の電圧パターンの一例を示す図である。FIG. 5 is a graph showing an example of the voltage pattern stored in the supply voltage table, and FIG. 5A is a diagram showing an example of the first voltage pattern. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of the second voltage pattern. FIG. 5C is a diagram illustrating an example of a third voltage pattern. 図6は、第1の電圧パターン、第2の電圧パターン、第3の電圧パターンの一例を、それぞれ模式化して表した図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of the first voltage pattern, the second voltage pattern, and the third voltage pattern. 図7は、第3の電圧パターンを調節することによって、高調波電流の発生を抑制する方法について説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a method for suppressing the generation of harmonic currents by adjusting the third voltage pattern. 図8は、ヒータ制御装置が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a series of processes performed by the heater control device. 図9は、電圧パターン決定処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a flow of voltage pattern determination processing. 図10は、電圧パターン切換処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the voltage pattern switching process. 図11は、ソフトスタート処理の概要を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an outline of the soft start process. 図12は、ソフトストップ処理の概要を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an outline of the soft stop process. 図13は、第2の実施の形態の画像形成装置が備えるヒータ制御装置の要部構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a main configuration of a heater control device provided in the image forming apparatus according to the second embodiment. 図14は、第2の実施の形態において、2本のヒータともに第1の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図14(a)は一方のヒータに点灯デューティ比0〜25%の電圧を供給する場合の例である。図14(b)は一方のヒータに点灯デューティ比25〜50%の電圧を供給する場合の例である。図14(c)は一方のヒータに点灯デューティ比50〜75%の電圧を供給する場合の例である。図14(d)は一方のヒータに点灯デューティ比75〜100%の電圧を供給する場合の例である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a supply voltage table when the first voltage pattern is supplied to both the two heaters in the second embodiment, and FIG. It is an example in the case of supplying a voltage with a ratio of 0 to 25%. FIG. 14B shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 25 to 50% is supplied to one heater. FIG. 14C shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 50 to 75% is supplied to one heater. FIG. 14D shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 75 to 100% is supplied to one heater. 図15は、第2の実施の形態において、一方のヒータに第1の電圧パターンを供給して、他方のヒータに第2の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図15(a)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比0〜25%の電圧を供給する場合の例である。図15(b)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比25〜50%の電圧を供給する場合の例である。図15(c)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比50〜75%の電圧を供給する場合の例である。図15(d)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比75〜100%の電圧を供給する場合の例である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a supply voltage table when the first voltage pattern is supplied to one heater and the second voltage pattern is supplied to the other heater in the second embodiment. FIG. 15A shows an example in which a voltage having a lighting duty ratio of 0 to 25% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 15B shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 25 to 50% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 15C shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 50 to 75% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 15D shows an example in which a voltage having a lighting duty ratio of 75 to 100% is supplied as the first voltage pattern. 図16は、第2の実施の形態において、一方のヒータに第1の電圧パターンを供給して、他方のヒータに第3の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図16(a)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比0〜25%の電圧を供給する場合の例である。図16(b)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比25〜50%の電圧を供給する場合の例である。図16(c)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比50〜75%の電圧を供給する場合の例である。図16(d)は第1の電圧パターンとして点灯デューティ比75〜100%の電圧を供給する場合の例である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a supply voltage table when the first voltage pattern is supplied to one heater and the third voltage pattern is supplied to the other heater in the second embodiment. FIG. 16A shows an example in which a voltage having a lighting duty ratio of 0 to 25% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 16B shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 25 to 50% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 16C shows an example in which a voltage with a lighting duty ratio of 50 to 75% is supplied as the first voltage pattern. FIG. 16D shows an example in which a voltage having a lighting duty ratio of 75 to 100% is supplied as the first voltage pattern.

以下に添付図面を参照して、ヒータ制御装置の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a heater control device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明に係るヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。実施の形態の画像形成装置100は、図1に示すように、画像を読み取るスキャナ部10と、スキャナ部10で読み取った画像に対して所定の画像処理を施し、処理を施した後の画像に応じたトナー像を転写紙に転写するエンジン部20と、転写紙を格納するための給紙トレイ30と、エンジン部20で転写紙に転写されたトナー像を定着させるための定着装置50とから構成されている。なお、本発明に係るヒータ制御装置は、定着装置50に備えられる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a heater control device according to the present invention. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 according to the embodiment performs a predetermined image processing on an image read by the scanner unit 10 that reads an image, and the image after the processing is performed. From the engine unit 20 that transfers the corresponding toner image to the transfer paper, the paper feed tray 30 for storing the transfer paper, and the fixing device 50 for fixing the toner image transferred to the transfer paper by the engine unit 20 It is configured. The heater control device according to the present invention is provided in the fixing device 50.

スキャナ部10では、原稿をスキャン露光することによって、原稿に係る文書情報を画像信号に変換し、当該画像信号をエンジン部20に出力する。   The scanner unit 10 scans and exposes a document to convert document information about the document into an image signal, and outputs the image signal to the engine unit 20.

スキャナ部10から画像信号が出力されると、エンジン部20では、スキャナ部10から出力された画像信号に対して、色変換、階調補正などの画像処理を施す。そして、エンジン部20では、画像処理を施した画像に応じて静電潜像を像担持体(不図示)に作像し、作像した静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する。エンジン部20は、さらに、形成したトナー像を給紙トレイ30から搬送路40を介して搬送された転写紙に転写して、当該転写紙を、搬送路40を介して定着装置50に向けて送り出す。   When an image signal is output from the scanner unit 10, the engine unit 20 performs image processing such as color conversion and gradation correction on the image signal output from the scanner unit 10. The engine unit 20 forms an electrostatic latent image on an image carrier (not shown) according to the image subjected to image processing, and forms a toner image by attaching toner to the formed electrostatic latent image. To do. The engine unit 20 further transfers the formed toner image onto a transfer sheet conveyed from the paper feed tray 30 via the conveyance path 40, and directs the transfer paper toward the fixing device 50 via the conveyance path 40. Send it out.

トナー像が転写された転写紙がエンジン部20から搬送路40を介して定着装置50に送り出されると、定着装置50では、円筒状の定着ローラ51aによる熱と加圧ローラ51bによる圧力により、転写紙に転写されているトナー像を定着させて、排紙トレイ(不図示)に向けて排紙する。   When the transfer paper on which the toner image is transferred is sent from the engine unit 20 to the fixing device 50 via the conveyance path 40, the fixing device 50 transfers the heat by the heat from the cylindrical fixing roller 51a and the pressure from the pressure roller 51b. The toner image transferred to the paper is fixed and discharged toward a paper discharge tray (not shown).

図2は、画像形成装置100が備えるヒータ制御装置60の要部構成を示すブロック図である。ヒータ制御装置60は、図2に示すように、定着装置50に備えられて、定着ローラ51aと、ヒータ52と、交流電源53と、トライアック54と、温度センサ55と、制御部56と、ゼロクロス検知部57と、電圧検知部58とを有する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a main configuration of the heater control device 60 included in the image forming apparatus 100. As shown in FIG. 2, the heater control device 60 is provided in the fixing device 50, and includes a fixing roller 51a, a heater 52, an AC power source 53, a triac 54, a temperature sensor 55, a control unit 56, and a zero cross. A detection unit 57 and a voltage detection unit 58 are included.

定着ローラ51aは、加圧ローラ51b(図1)と圧接しながら回転して、転写紙に転写されているトナー像を定着させる。   The fixing roller 51a rotates while being in pressure contact with the pressure roller 51b (FIG. 1), and fixes the toner image transferred to the transfer paper.

ヒータ52は、加熱手段の一例であり、定着ローラ51aに内蔵されて、転写紙に転写されているトナー像を熱で溶かし、転写紙の繊維の中に埋め込み定着させる。なお、ヒータ52には、例えば、ハロゲンランプを点灯した際に発生する放射熱によって加熱を行うハロゲンヒータが用いられる。   The heater 52 is an example of a heating unit. The heater 52 is built in the fixing roller 51a, melts the toner image transferred onto the transfer paper with heat, and embeds and fixes the toner image in the fibers of the transfer paper. As the heater 52, for example, a halogen heater that performs heating by radiant heat generated when the halogen lamp is turned on is used.

交流電源53は、ヒータ52に対して交流電圧を供給する。本実施の形態では、時間とともに正弦波状に変化する交流電圧を供給するものとする(図3(a)参照)。   The AC power supply 53 supplies an AC voltage to the heater 52. In the present embodiment, it is assumed that an alternating voltage that changes in a sine wave shape with time is supplied (see FIG. 3A).

トライアック54は、スイッチング手段であり、交流電源53から供給される交流電圧を、制御部56から指示されたタイミングでスイッチング(オン/オフ)する。そして、トライアック54は、スイッチングされた交流電圧をヒータ52に供給する。なお、トライアック54がオン時には、ヒータ52が通電して発熱する。そして、トライアック54がオフ時には、ヒータ52が非通電となる。   The triac 54 is a switching unit, and switches (turns on / off) the AC voltage supplied from the AC power source 53 at a timing instructed by the control unit 56. The triac 54 supplies the switched AC voltage to the heater 52. When the triac 54 is on, the heater 52 is energized to generate heat. When the triac 54 is off, the heater 52 is not energized.

温度センサ55は、温度検知手段の一例であり、定着ローラ51aの表面温度を測定する。温度センサ55は、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを内蔵しており、当該サーミスタの抵抗値に基づいて定着ローラ51aの表面温度を測定する。温度センサ55は、定着ローラ51aに内蔵してもよいし、また、温度センサ55を定着ローラ51aの表面に対向する位置に設置して、定着ローラ51aの表面温度を非接触で計測してもよい。   The temperature sensor 55 is an example of a temperature detection unit, and measures the surface temperature of the fixing roller 51a. The temperature sensor 55 includes, for example, a thermistor whose resistance value changes according to the temperature, and measures the surface temperature of the fixing roller 51a based on the resistance value of the thermistor. The temperature sensor 55 may be built in the fixing roller 51a, or the temperature sensor 55 may be installed at a position facing the surface of the fixing roller 51a to measure the surface temperature of the fixing roller 51a without contact. Good.

ゼロクロス検知部57は、交流電源53から供給される交流電圧が0ボルトをプラス側からマイナス側、またはマイナス側からプラス側に横切るタイミング(以下、ゼロクロスのタイミングと呼ぶ)を検知する。そして、ゼロクロス検知部57は、ゼロクロスのタイミングを検知した場合に、制御部56に対して、ゼロクロス検知信号を出力する。   The zero cross detector 57 detects the timing at which the AC voltage supplied from the AC power supply 53 crosses 0 volt from the plus side to the minus side or from the minus side to the plus side (hereinafter referred to as the zero cross timing). The zero-cross detection unit 57 outputs a zero-cross detection signal to the control unit 56 when the zero-cross timing is detected.

電圧検知部58は、交流電源53から供給される交流電圧の電圧値eを検知する。そして、電圧検知部58は制御部56に対して、検知した電圧値eを出力する。   The voltage detector 58 detects the voltage value e of the AC voltage supplied from the AC power supply 53. Then, the voltage detector 58 outputs the detected voltage value e to the controller 56.

制御部56は、温度センサ55が測定した定着ローラ51aの表面温度と、ゼロクロス検知部57が検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、電圧検知部58が検知した交流電圧の電圧値eとに基づいて、交流電圧をスイッチングするタイミングを決定する。そして、制御部56は、決定したタイミングに基づいてトライアック54を動作させる。   The control unit 56 is based on the surface temperature of the fixing roller 51a measured by the temperature sensor 55, the zero-cross timing of the AC voltage detected by the zero-cross detection unit 57, and the voltage value e of the AC voltage detected by the voltage detection unit 58. The timing for switching the AC voltage is determined. Then, the control unit 56 operates the triac 54 based on the determined timing.

制御部56は、図2に不図示のCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、入出力インタフェースとがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。CPUは、ROMが記憶しているプログラムを読み出して実行する。読み出されたプログラムは、実行可能な形式でCPU上に展開されて、必要電圧推定部62と加熱制御部63とを構成する。ROMは、記憶手段の一例であり、前記したプログラムと、ヒータ52が備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを登録した供給電圧テーブル64等を記憶する。   The control unit 56 is implemented as a computer in which a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an input / output interface not shown in FIG. 2 are connected via a bus. Is done. The CPU reads and executes the program stored in the ROM. The read program is developed on the CPU in an executable format to constitute a necessary voltage estimation unit 62 and a heating control unit 63. The ROM is an example of a storage unit, and stores the above-described program, a supply voltage table 64 in which voltage patterns supplied to the halogen lamps included in the heater 52 are registered, and the like.

供給電圧テーブル64は、交流電源53がヒータ制御装置60に供給する交流電圧の2周期分、すなわち4半波を1周期として、加熱手段であるヒータ52が備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを記憶する。供給電圧テーブル64は、例えば3種類の異なるテーブル(第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3)を記憶する(図3、図4、図5、図6参照)。   The supply voltage table 64 stores a voltage pattern to be supplied to the halogen lamp included in the heater 52 as heating means, with two cycles of the AC voltage supplied from the AC power supply 53 to the heater control device 60, that is, one half of the quarter wave. To do. The supply voltage table 64 stores, for example, three different types of tables (first voltage pattern E1, second voltage pattern E2, and third voltage pattern E3) (see FIGS. 3, 4, 5, and 6). ).

また、ヒータ制御装置60の制御部56は、後述する処理(図9参照)を行うことによって、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3に基づいて、図3(b)に記載した供給電圧パターンテーブルV1、および図3(c)に記載した供給電圧パターンテーブルV2に相当する供給電圧パターンテーブルVを作成する。そして、供給電圧テーブル64は、作成された供給電圧パターンテーブルVを記憶する。   In addition, the control unit 56 of the heater control device 60 performs a process (see FIG. 9) described later, based on the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3. A supply voltage pattern table V1 described in 3 (b) and a supply voltage pattern table V corresponding to the supply voltage pattern table V2 described in FIG. 3 (c) are created. The supply voltage table 64 stores the generated supply voltage pattern table V.

また、供給電圧テーブル64は、定着ローラ51aの表面温度と、供給する交流電圧の点灯デューティ比Doとの関係を記憶する。この表面温度と点灯デューティ比Doとの関係は、ヒータ52に供給する電圧パターンの初期値を決定するために用いる。例えば、定着ローラ51aの表面温度が低いときは、点灯デューティ比Doを大きく設定して多くの電力を供給し、表面温度を短時間で上昇させる。また、印刷動作を繰り返し行って定着ローラ51aの表面温度が高くなっているときは、点灯デューティ比Doを小さく設定して供給する電力を少なくする。   The supply voltage table 64 stores the relationship between the surface temperature of the fixing roller 51a and the lighting duty ratio Do of the AC voltage to be supplied. The relationship between the surface temperature and the lighting duty ratio Do is used to determine the initial value of the voltage pattern supplied to the heater 52. For example, when the surface temperature of the fixing roller 51a is low, the lighting duty ratio Do is set large and a large amount of power is supplied to increase the surface temperature in a short time. Further, when the printing operation is repeated and the surface temperature of the fixing roller 51a is high, the lighting duty ratio Do is set small to reduce the supplied power.

さらに、供給電圧テーブル64は、ヒータ制御装置60に所定の電圧パターンを供給した際の高調波マージンを、電圧パターン(E1、E2、E3)毎および位相デューティ比Dp毎に記憶する。高調波マージンとは、電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回っているかの余裕を示す量である。詳しくは後述する。また、位相デューティ比Dpとは、ヒータ制御装置60に電圧の供給を開始するタイミングを示す値である。詳しくは後述する。   Further, the supply voltage table 64 stores a harmonic margin when a predetermined voltage pattern is supplied to the heater control device 60 for each voltage pattern (E1, E2, E3) and each phase duty ratio Dp. The harmonic margin is an amount indicating a margin of how much the maximum value of the harmonic current generated when the voltage pattern is supplied is below the design target. Details will be described later. Further, the phase duty ratio Dp is a value indicating timing for starting supply of voltage to the heater control device 60. Details will be described later.

必要電圧推定部62は、必要電圧推定手段の一例であり、温度検知手段である温度センサ55の検知結果に基づいて、定着ローラ51aの表面を目標温度まで加熱するために供給する交流電圧を推定する。そして、必要電圧推定部62は、推定した交流電圧に近似する交流電圧パターンを、供給電圧テーブル64の中から選択して読み出す。より詳しくは、必要電圧推定部62が推定した点灯デューティ比Doに対応する交流電圧パターンを、供給電圧パターンテーブルVの中から選択して読み出す。必要電圧推定部62は、供給する交流電圧パターンを選択する際に、例えばヒータ52の消費電力を参照してもよい。すなわち、消費電力の大きいヒータ52を使用する際には、高調波電流に対して有利な電圧パターンを選択するのが望ましい。   The necessary voltage estimation unit 62 is an example of necessary voltage estimation means, and estimates the AC voltage supplied to heat the surface of the fixing roller 51a to the target temperature based on the detection result of the temperature sensor 55, which is a temperature detection means. To do. Then, the necessary voltage estimation unit 62 selects and reads an AC voltage pattern that approximates the estimated AC voltage from the supply voltage table 64. More specifically, an AC voltage pattern corresponding to the lighting duty ratio Do estimated by the necessary voltage estimation unit 62 is selected from the supply voltage pattern table V and read. The required voltage estimation unit 62 may refer to, for example, the power consumption of the heater 52 when selecting the AC voltage pattern to be supplied. That is, when using the heater 52 with high power consumption, it is desirable to select a voltage pattern that is advantageous with respect to the harmonic current.

また、必要電圧推定部62は、供給電圧テーブル64の中から選択した交流電圧パターンを、高調波電流に対して有利になるように、必要に応じて調節する。電圧パターンの具体的な調節方法について、詳しくは後述する(図7参照)。   Further, the necessary voltage estimation unit 62 adjusts the AC voltage pattern selected from the supply voltage table 64 as necessary so as to be advantageous for the harmonic current. A specific method for adjusting the voltage pattern will be described later in detail (see FIG. 7).

加熱制御部63は、加熱制御手段の一例であり、必要電圧推定部62が推定結果に基づいて供給電圧テーブル64から読み出した供給電圧パターンテーブルVに対応する交流電圧をヒータ52に供給することによって、定着ローラ51aの表面温度を制御する。   The heating control unit 63 is an example of a heating control unit, and the necessary voltage estimation unit 62 supplies an AC voltage corresponding to the supply voltage pattern table V read from the supply voltage table 64 to the heater 52 based on the estimation result. The surface temperature of the fixing roller 51a is controlled.

(供給電圧テーブルの説明)
次に、記憶手段であるROMが記憶する供給電圧テーブル64の内容について、図3、図4、図5、図6を用いて説明する。
(Description of supply voltage table)
Next, the contents of the supply voltage table 64 stored in the ROM serving as the storage means will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. FIG.

図3は、供給電圧テーブル64が記憶する供給電圧パターンテーブルVの一例を示す図であり、図3(a)は、図2に示した交流電源53が供給する電圧パターンの諸元を示す図である。図3(b)は規定の電源インピーダンスを想定した際の供給電圧パターンテーブルV1の一例を示す図である。図3(c)は、電圧検知部58(図2)が実際に検知した交流電圧に基づいて算出した電源インピーダンスを考慮した供給電圧パターンテーブルV2の一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the supply voltage pattern table V stored in the supply voltage table 64, and FIG. 3A is a diagram showing specifications of the voltage pattern supplied by the AC power supply 53 shown in FIG. It is. FIG. 3B is a diagram illustrating an example of the supply voltage pattern table V1 when a specified power supply impedance is assumed. FIG. 3C is a diagram illustrating an example of the supply voltage pattern table V2 in consideration of the power supply impedance calculated based on the AC voltage actually detected by the voltage detection unit 58 (FIG. 2).

供給電圧テーブル64は、交流電源53が供給する交流電圧の4半波を1周期として記述されている。図3(a)は、供給電圧テーブル64の記述内容を説明するために必要な諸元を示す。   The supply voltage table 64 is described with a quarter wave of the AC voltage supplied from the AC power supply 53 as one cycle. FIG. 3A shows specifications necessary for explaining the description content of the supply voltage table 64.

交流電源53が供給する電圧値eは、波高値e0を有する周期Tの正弦波で記述されるものとする。そして、時間経過順に連続した交流電圧の4半波を構成する4つの半波領域を、図3(a)に示すように、時間経過順に第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dとする。すなわち、時刻をtとしたとき、第1半波領域aは0≦t<T/2の時間範囲を表す。同様に、第2半波領域bはT/2≦t<Tの時間範囲を表し、第3半波領域cはT≦t<3T/2の時間範囲を表し、第4半波領域dは3T/2≦t<2Tの時間範囲を表す。本実施の形態のヒータ制御装置60は、図3(a)に示す4半波、すなわち2Tを制御周期として、ヒータ52が備えるハロゲンランプに供給する交流電圧を制御する。例えば、交流電源53として50Hzの100V商用交流電源を用いる場合には、制御周期は2T=40msecとなる。   The voltage value e supplied from the AC power supply 53 is described as a sine wave with a period T having a peak value e0. And, as shown in FIG. 3A, the four half-wave regions constituting the four half-waves of the alternating voltage that are continuous in the order of time passage, the first half-wave region a, the second half-wave region b, Let the third half-wave region c and the fourth half-wave region d be. That is, when the time is t, the first half-wave region a represents a time range of 0 ≦ t <T / 2. Similarly, the second half-wave region b represents a time range of T / 2 ≦ t <T, the third half-wave region c represents a time range of T ≦ t <3T / 2, and the fourth half-wave region d is It represents a time range of 3T / 2 ≦ t <2T. The heater control device 60 according to the present embodiment controls the AC voltage supplied to the halogen lamp included in the heater 52 using the four half waves shown in FIG. For example, when a 50-V 100 V commercial AC power supply is used as the AC power supply 53, the control cycle is 2T = 40 msec.

図3(b)、図3(c)に示す供給電圧パターンテーブルV1、V2は、点灯デューティ比Doと、位相デューティ比Dp(Dpa、Dpb、Dpc、Dpd)とを定義したテーブルである。点灯デューティ比Do(0≦Do≦100%)は、交流電源53が制御周期2Tに亘って供給する電圧のうち何%が、ヒータ52が備えるハロゲンランプに供給されるかを示す。すなわち、例えば点灯デューティ比Do=50%とは、図3(a)に示す制御周期2Tの正弦波と電圧値e=0とがなす面積のうち、50%の面積に相当する時間に亘って交流電圧が供給される(電力が供給される)ことを表す。   The supply voltage pattern tables V1 and V2 shown in FIGS. 3B and 3C are tables that define the lighting duty ratio Do and the phase duty ratio Dp (Dpa, Dpb, Dpc, Dpd). The lighting duty ratio Do (0 ≦ Do ≦ 100%) indicates what percentage of the voltage supplied from the AC power supply 53 over the control period 2T is supplied to the halogen lamp included in the heater 52. That is, for example, the lighting duty ratio Do = 50% is a time corresponding to 50% of the area formed by the sine wave of the control cycle 2T and the voltage value e = 0 shown in FIG. This means that AC voltage is supplied (power is supplied).

また、位相デューティ比Dp(0≦Dp≦100%)は、各半波領域a、b、c、dにおける交流電圧の供給継続時間を、半波領域の時間間隔(図3(a)におけるT/2)に対する割合で示した値である。すなわち、位相デューティ比Dpは、各半波領域(a、b、c、d)に対してそれぞれ定義される。ここでは、半波領域a、b、c、dにおける位相デューティ比Dpを、それぞれDpa、Dpb、Dpc、Dpdとする。例えば、位相デューティ比Dpa=20%とは、第1半波領域aにおいて、第1半波領域aの時間間隔T/2の20%の時間、すなわち、時刻t=2T/5に電圧の供給を開始して、時刻t=T/2に至るまで、T/10の時間に亘って交流電圧の供給を継続することを表す。これを図3(a)に図示すると、領域Rで示す波形の電圧を供給することを示す。位相デューティ比Dpb、Dpc、Dpdについても同様に定義される。なお、電圧の供給を開始するタイミングは、前述したように時刻で指定する他に、交流電源53が供給する正弦波状の交流電圧の位相角で指定してもよい。   Further, the phase duty ratio Dp (0 ≦ Dp ≦ 100%) is defined as the supply duration time of the AC voltage in each half-wave region a, b, c, d, and the time interval of the half-wave region (T in FIG. 3 (a)). / 2) is a value expressed as a ratio. That is, the phase duty ratio Dp is defined for each half-wave region (a, b, c, d). Here, the phase duty ratios Dp in the half-wave regions a, b, c, and d are Dpa, Dpb, Dpc, and Dpd, respectively. For example, the phase duty ratio Dpa = 20% means that the voltage is supplied in the first half-wave region a at a time of 20% of the time interval T / 2 of the first half-wave region a, that is, at time t = 2T / 5. And the supply of the AC voltage is continued for a time of T / 10 until the time t = T / 2. When this is illustrated in FIG. 3A, it indicates that a voltage having a waveform indicated by region R is supplied. The phase duty ratios Dpb, Dpc, and Dpd are defined similarly. Note that the timing for starting the supply of voltage may be specified by the phase angle of the sinusoidal AC voltage supplied from the AC power supply 53 in addition to the time specified as described above.

交流電源53の内部抵抗である電源インピーダンスZは0ではなく、所定の値を有する。したがって、図2の回路に通電すると、交流電源53が有する電源インピーダンスZに応じた電圧降下が発生する。そのため、交流電源53が波高値e0を有している場合であっても、実際にヒータ52に供給される交流電圧波形の波高値は
e0よりも小さくなる。すなわち、所定の電力をヒータ52に供給しようとした場合には、当該所定の電力よりも高い電力を供給する必要がある。したがって、電源インピーダンスZを0と仮定したときに算出される位相デューティ比Dpよりも高い位相デューティ比Dpの電圧を供給する必要がある。
The power supply impedance Z which is the internal resistance of the AC power supply 53 is not 0 but has a predetermined value. Therefore, when the circuit of FIG. 2 is energized, a voltage drop corresponding to the power source impedance Z of the AC power source 53 occurs. Therefore, even if the AC power supply 53 has a peak value e0, the peak value of the AC voltage waveform actually supplied to the heater 52 is smaller than e0. That is, when it is going to supply predetermined electric power to the heater 52, it is necessary to supply electric power higher than the predetermined electric power. Therefore, it is necessary to supply a voltage having a phase duty ratio Dp higher than the phase duty ratio Dp calculated when the power supply impedance Z is assumed to be zero.

図3(b)は、交流電源53が規定の電源インピーダンスZを有する場合にヒータ52に供給する供給電圧パターンテーブルV1の一例である。また、図3(c)は、電圧検知部58(図2)が検知した電圧に基づいて算出した電源インピーダンスZに基づいて設定した供給電圧パターンテーブルV2の一例である。なお、電源インピーダンスZは、電圧検知部58が検知した電圧ΔVとヒータ52に流れる電流Iとに基づいて、Z=ΔV/Iによって算出される。このように、本実施の形態では、予めヒータ52に交流電圧を供給して電源インピーダンスZを測定し、電源インピーダンスZに対応した電圧パターンを作成して、供給電圧テーブル64として記憶しておく。なお、画像形成装置100は、供給電圧テーブル64に、電源インピーダンスZに応じて複数の供給電圧パターンテーブルVを予め記憶しておいてもよい。この場合、画像形成装置100は、測定された電源インピーダンスZに対応した供給電圧パターンテーブルVを選択して読み出す。   FIG. 3B is an example of a supply voltage pattern table V1 supplied to the heater 52 when the AC power supply 53 has a specified power supply impedance Z. FIG. 3C is an example of the supply voltage pattern table V2 set based on the power source impedance Z calculated based on the voltage detected by the voltage detector 58 (FIG. 2). The power source impedance Z is calculated by Z = ΔV / I based on the voltage ΔV detected by the voltage detector 58 and the current I flowing through the heater 52. As described above, in the present embodiment, an AC voltage is supplied to the heater 52 in advance to measure the power supply impedance Z, and a voltage pattern corresponding to the power supply impedance Z is created and stored as the supply voltage table 64. The image forming apparatus 100 may store a plurality of supply voltage pattern tables V in advance in the supply voltage table 64 according to the power supply impedance Z. In this case, the image forming apparatus 100 selects and reads the supply voltage pattern table V corresponding to the measured power supply impedance Z.

次に、図4(a)〜図4(c)は、それぞれ、供給電圧テーブル64が記憶する、交流電源53がヒータ制御装置60に供給する交流電圧の2周期分、すなわち4半波を1周期とした基準となる電圧パターンを、前述した図3(b)、図3(c)と同じフォーマットでテーブル化した図である。図4(a)は第1の電圧パターンE1を示す。図4(b)は第2の電圧パターンE2を示す。そして、図4(c)は第3の電圧パターンE3を示す。第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3は、それぞれ、供給電圧パターンテーブルVと同じフォーマット、すなわち、点灯デューティ比Doと位相デューティ比Dpとの関係で記述される。なお、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3の内容については後述する。   Next, FIG. 4A to FIG. 4C respectively show two periods of the AC voltage supplied from the AC power supply 53 to the heater control device 60 stored in the supply voltage table 64, that is, four half waves. It is the figure which tabulated the voltage pattern used as the reference | standard as a period with the same format as FIG.3 (b) mentioned above and FIG.3 (c). FIG. 4A shows a first voltage pattern E1. FIG. 4B shows a second voltage pattern E2. FIG. 4C shows a third voltage pattern E3. The first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3 are each described in the same format as the supply voltage pattern table V, that is, the relationship between the lighting duty ratio Do and the phase duty ratio Dp. The The contents of the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3 will be described later.

そして、図5(a)〜図5(c)は、それぞれ、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3をグラフ化した図である。   FIGS. 5A to 5C are graphs of the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3, respectively.

例えば、図5(a)は、第1の電圧パターンE1を、横軸を点灯デューティ比Do、縦軸を位相デューティ比Dpとして表したものである。以下、図5(a)〜図5(c)を用いて、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3について説明する。   For example, FIG. 5A shows the first voltage pattern E1 with the horizontal axis representing the lighting duty ratio Do and the vertical axis representing the phase duty ratio Dp. Hereinafter, the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3 will be described with reference to FIGS.

第1の電圧パターンE1は、制御周期2Tの中で加熱手段であるヒータ52に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の中の任意の1半波領域から順に位相デューティ比Dpを増加させる(各半波領域において電圧の供給を開始する時刻を前倒しする)電圧パターンである。   In the first voltage pattern E1, the phase duty ratio Dp is set in order from any one half-wave region in the four-half wave region in accordance with an increase in power supplied to the heater 52, which is a heating means, in the control cycle 2T. This is a voltage pattern that is increased (the time to start supplying the voltage in each half-wave region is advanced).

第1の電圧パターンE1は、時間経過順に連続した第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dのそれぞれにおいて、以下のように定義される。すなわち、点灯デューティ比Doが25%以下である場合には、第1半波領域aの位相デューティ比Dpaを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図5(a)の区間Q1)。そして、第2半波領域b、第3半波領域cおよび第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpc、Dpdを、ともに0%に設定する(図5(a)の区間Q2)。なお、交流電源53から供給される電圧値eは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Dpaは、区間Q1において、点灯デューティ比Doに対して非線形に単調増加する。後述する区間Q4、Q7、Q10についても同様である。   The first voltage pattern E1 is defined as follows in each of the first half-wave region a, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d that are continuous in the order of time. The That is, when the lighting duty ratio Do is 25% or less, the phase duty ratio Dpa of the first half-wave region a is set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (FIG. 5A). Section Q1). Then, the phase duty ratios Dpb, Dpc, Dpd of the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d are all set to 0% (section Q2 in FIG. 5A). Since the voltage value e supplied from the AC power supply 53 changes in a sine wave shape, the phase duty ratio Dpa monotonously increases nonlinearly with respect to the lighting duty ratio Do in the section Q1. The same applies to sections Q4, Q7, and Q10 described later.

また、第1の電圧パターンE1は、点灯デューティ比Doが25%よりも大きく50%以下である場合には、第1半波領域aの位相デューティ比Dpaを100%に設定する(図5(a)の区間Q3)。そして、第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cの位相デューティ比Dpcを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図4(a)の区間Q4)。さらに、第2半波領域bおよび第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpdを、ともに0%に設定する(図5(a)の区間Q5)。   Further, in the first voltage pattern E1, when the lighting duty ratio Do is greater than 25% and equal to or less than 50%, the phase duty ratio Dpa of the first half-wave region a is set to 100% (FIG. 5 ( Section Q3) of a). Then, the phase duty ratio Dpc of the third half-wave area c not adjacent to the first half-wave area a is set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (section Q4 in FIG. 4A). Furthermore, the phase duty ratios Dpb and Dpd of the second half-wave region b and the fourth half-wave region d are both set to 0% (section Q5 in FIG. 5A).

さらに、第1の電圧パターンE1は、点灯デューティ比Doが50%よりも大きく75%以下である場合には、第1半波領域aおよび第3半波領域cの位相デューティ比Dpa、Dpcを、ともに100%に設定する(図5(a)の区間Q6)。そして、第2半波領域bの位相デューティ比Dpbを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図5(a)の区間Q7)。さらに、第4半波領域dの位相デューティ比Dpdを0%に設定する(図5(a)の区間Q8)。   Further, when the lighting duty ratio Do is greater than 50% and equal to or less than 75%, the first voltage pattern E1 sets the phase duty ratios Dpa and Dpc of the first half-wave region a and the third half-wave region c. Both are set to 100% (section Q6 in FIG. 5A). Then, the phase duty ratio Dpb of the second half-wave region b is set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (section Q7 in FIG. 5A). Further, the phase duty ratio Dpd of the fourth half-wave region d is set to 0% (section Q8 in FIG. 5A).

第1の電圧パターンE1は、点灯デューティ比Doが75%よりも大きい場合には、第1半波領域a、第3半波領域cおよび第2半波領域bの位相デューティ比Dpa、Dpc、Dpbを、ともに100%に設定する(図5(a)の区間Q9)。そして、第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dの位相デューティ比Dpdを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図5(a)の区間Q10)。   When the lighting duty ratio Do is larger than 75%, the first voltage pattern E1 has the phase duty ratios Dpa, Dpc, Dpa, Dpc of the first half-wave region a, the third half-wave region c, and the second half-wave region b. Both Dpb are set to 100% (section Q9 in FIG. 5A). Then, the phase duty ratio Dpd of the fourth half-wave area d not adjacent to the second half-wave area b is set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (section Q10 in FIG. 5A).

次に、図5(b)に示す第2の電圧パターンE2は、点灯デューティ比Doと、位相デューティ比Dp(Dpa、Dpb、Dpc、Dpd)とを、図5(a)とは別の関係で定義したテーブルである。   Next, the second voltage pattern E2 shown in FIG. 5B shows a lighting duty ratio Do and a phase duty ratio Dp (Dpa, Dpb, Dpc, Dpd) different from those in FIG. 5A. It is a table defined in.

第2の電圧パターンE2は、制御周期2Tの中で加熱手段であるヒータ52に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の中の隣接しない2つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Dp(通電時間)をともに増加させる電圧パターンである。   The second voltage pattern E2 is equally applied to two non-adjacent two half-wave regions in the four half-wave regions in accordance with an increase in power supplied to the heater 52 that is the heating means in the control period 2T. It is a voltage pattern that increases both the phase duty ratio Dp (energization time).

すなわち、図5(b)に示すように、第2の電圧パターンE2は、時間経過順に連続した各半波領域において、点灯デューティ比Doが50%以下である場合には、第1半波領域aおよび第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cの位相デューティ比Dpa、Dpcを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図5(b)の区間Q11)。そして、第2半波領域bおよび第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpdを、ともに0%に設定する(図5(b)の区間Q12)。なお、交流電源53から供給される電圧値eは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Dpa、Dpcは、区間Q11において、点灯デューティ比Doに対して非線形に単調増加する。後述する区間Q14についても同様である。   That is, as shown in FIG. 5 (b), the second voltage pattern E2 has a first half-wave region when the lighting duty ratio Do is 50% or less in each half-wave region continuous in the order of passage of time. The phase duty ratios Dpa and Dpc of the third half-wave area c not adjacent to the first half-wave area a are set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (section Q11 in FIG. 5B). ). Then, the phase duty ratios Dpb and Dpd of the second half-wave region b and the fourth half-wave region d not adjacent to the second half-wave region b are both set to 0% (section Q12 in FIG. 5B). Since the voltage value e supplied from the AC power supply 53 changes in a sine wave shape, the phase duty ratios Dpa and Dpc monotonously increase nonlinearly with respect to the lighting duty ratio Do in the section Q11. The same applies to the section Q14 described later.

また、第2の電圧パターンE2は、点灯デューティ比Doが50%よりも大きい場合には、第1半波領域aおよび第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cの位相デューティ比Dpa、Dpcを、ともに100%に設定する(図5(b)の区間Q13)。そして、第2半波領域bおよび第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpdを、点灯デューティ比Doに応じて0%から100%に設定する(図5(b)の区間Q14)。   Further, in the second voltage pattern E2, when the lighting duty ratio Do is larger than 50%, the phase duty ratio of the first half-wave area a and the third half-wave area c not adjacent to the first half-wave area a Both Dpa and Dpc are set to 100% (section Q13 in FIG. 5B). Then, the phase duty ratios Dpb and Dpd of the second half-wave area b and the fourth half-wave area d not adjacent to the second half-wave area b are set from 0% to 100% according to the lighting duty ratio Do (FIG. Section (B14) of 5 (b)).

さらに、図5(c)に示す第3の電圧パターンE3は、点灯デューティ比Doと、位相デューティ比Dp(Dpa、Dpb、Dpc、Dpd)とを図5(a)、(b)とは別の関係で定義したテーブルである。   Further, in the third voltage pattern E3 shown in FIG. 5C, the lighting duty ratio Do and the phase duty ratio Dp (Dpa, Dpb, Dpc, Dpd) are different from those in FIGS. 5A and 5B. It is a table defined by the relationship.

第3の電圧パターンE3は、制御周期2Tの中で加熱手段であるヒータ52に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Dp(通電時間)をともに増加させる電圧パターンである。   The third voltage pattern E3 is a phase duty ratio Dp that is equally applied to all the half-wave regions of the four half-wave regions in accordance with an increase in power supplied to the heater 52 that is the heating means in the control cycle 2T. It is a voltage pattern which increases both (energization time).

すなわち、図5(c)に示すように、第3の電圧パターンE3は、時間経過順に連続した各半波領域において、位相デューティ比Dp(Dpa、Dpb、Dpc、Dpd)を、点灯デューティ比Doに応じて、0%から100%に設定する(図5(c)の区間Q15)。そして、各位相デューティ比(Dpa、Dpb、Dpc、Dpd)は、それぞれ等しい値に設定される。なお、交流電源53から供給される電圧値eは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Dpa、Dpb、Dpc、Dpdは、区間Q15において、点灯デューティ比Doに対して非線形に単調増加する。   That is, as shown in FIG. 5 (c), the third voltage pattern E3 has a phase duty ratio Dp (Dpa, Dpb, Dpc, Dpd) and a lighting duty ratio Do in each half-wave region continuous in the order of time. Accordingly, the value is set from 0% to 100% (section Q15 in FIG. 5C). Each phase duty ratio (Dpa, Dpb, Dpc, Dpd) is set to an equal value. Since the voltage value e supplied from the AC power supply 53 changes in a sine wave shape, the phase duty ratios Dpa, Dpb, Dpc, and Dpd monotonously increase nonlinearly with respect to the lighting duty ratio Do in the interval Q15.

続いて、図6は、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3の一例を、それぞれ模式化して表した図である。   Next, FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3.

図6に示すように、第1の電圧パターンE1は、点灯デューティ比Doが25%以下である場合(電圧波形W11)には、第1半波領域aにおいて、交流電源波形の1半波内の任意の位相において電圧供給のON/OFFを切り換える位相制御を行う。なお、第1半波領域aにおいて位相制御を行うのは一例であって、他の任意の半波領域の1つにおいて位相制御を行っても構わない。   As shown in FIG. 6, when the lighting duty ratio Do is 25% or less (voltage waveform W11), the first voltage pattern E1 is within one half wave of the AC power supply waveform in the first half wave region a. The phase control is performed to switch the voltage supply ON / OFF at any phase. Note that the phase control in the first half-wave region a is an example, and the phase control may be performed in one of the other arbitrary half-wave regions.

そして、点灯デューティ比Doが25〜50%の場合(電圧波形W12)には、第1半波領域aの全域に亘って電圧(交流電圧)を供給するとともに、第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。なお、全域に亘って電圧を供給する半波領域は、図6の電圧波形W11において、位相制御を行った半波領域とする。例えば、電圧波形W11において第2半波領域bにおいて位相制御を行った場合には、電圧波形W12において、第2半波領域bの全域に亘って電圧を供給するとともに、第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dにおいて位相制御を行う。   When the lighting duty ratio Do is 25 to 50% (voltage waveform W12), a voltage (AC voltage) is supplied over the entire first half-wave region a and adjacent to the first half-wave region a. In the third half-wave region c that is not, the supplied voltage is controlled by phase control. Note that the half-wave region where the voltage is supplied over the entire region is the half-wave region where phase control is performed in the voltage waveform W11 of FIG. For example, when phase control is performed in the second half-wave region b in the voltage waveform W11, the voltage is supplied over the entire second half-wave region b in the voltage waveform W12, and the second half-wave region b is supplied. Phase control is performed in the fourth half-wave region d that is not adjacent to.

さらに、点灯デューティ比Doが50〜75%の場合(電圧波形W13)には、第1半波領域a、第3半波領域cの全域に亘って電圧を供給するとともに、第2半波領域bにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。   Further, when the lighting duty ratio Do is 50 to 75% (voltage waveform W13), the voltage is supplied over the entire first half wave region a and third half wave region c, and the second half wave region. In b, the supplied voltage is controlled by phase control.

そして、点灯デューティ比Doが75〜100%の場合(電圧波形W14)には、第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域cの全域に亘って電圧を供給するとともに、第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。   When the lighting duty ratio Do is 75 to 100% (voltage waveform W14), a voltage is supplied over the entire first half-wave region a, second half-wave region b, and third half-wave region c. At the same time, the voltage to be supplied is controlled by phase control in the fourth half-wave region d that is not adjacent to the second half-wave region b.

第2の電圧パターンE2は、点灯デューティ比Doが0〜50%の場合(電圧波形W21、W22)には、第1半波領域a、および第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。そして、点灯デューティ比Doが50〜100%の場合(電圧波形W23、W24)には、第1半波領域a、第3半波領域cの全域に亘って電圧を供給するとともに、第2半波領域b、および第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。   In the second voltage pattern E2, when the lighting duty ratio Do is 0 to 50% (voltage waveforms W21 and W22), the first half-wave region a and the third half-wave not adjacent to the first half-wave region a In the region c, the supplied voltage is controlled by phase control. When the lighting duty ratio Do is 50 to 100% (voltage waveforms W23 and W24), the voltage is supplied over the entire first half-wave region a and third half-wave region c, and the second half-wave region c is supplied. In the wave region b and the fourth half-wave region d not adjacent to the second half-wave region b, the supplied voltage is controlled by phase control.

第3の電圧パターンE3は、第1半波領域a〜第4半波領域dの全てにおいて、点灯デューティ比Doによらずに、供給する電圧を位相制御で制御する(電圧波形W31、W32、W33、W34)。   The third voltage pattern E3 controls the voltage to be supplied by phase control regardless of the lighting duty ratio Do in all of the first half-wave region a to the fourth half-wave region d (voltage waveforms W31, W32, W33, W34).

なお、各半波領域における電圧の供給開始のタイミングは、ゼロクロス検知部57(図2)が検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、各半波領域の位相デューティ比Dpの値を当該半波領域における時間に換算した通電時間toとを用いて、加熱制御部63が決定する。具体的には、交流電圧のゼロクロスのタイミングを基準として、そこから10msec−toだけ経過した時刻に電圧の供給を開始する。ここで、10msecは、50Hzの商用交流電源を用いた場合に、位相デューティ比Dp=100%に対応する1半波領域の時間である。   Note that the voltage supply start timing in each half-wave region is the zero-cross timing of the AC voltage detected by the zero-cross detection unit 57 (FIG. 2) and the value of the phase duty ratio Dp in each half-wave region. The heating control unit 63 determines using the energization time to converted to the time at. Specifically, the supply of voltage is started at the time when 10 msec-to has elapsed from the zero cross timing of the AC voltage as a reference. Here, 10 msec is the time of one half-wave region corresponding to the phase duty ratio Dp = 100% when a commercial AC power supply of 50 Hz is used.

図6に示した3つの電圧パターン(第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3)を比較すると、フリッカの発生を抑制するという観点では、突入電流が最も小さい第3の電圧パターンE3が最も適している。そして、第2の電圧パターンE2、第1の電圧パターンE1の順に突入電流が大きくなるため、フリッカの発生を抑制する効果が小さくなる。   Comparing the three voltage patterns shown in FIG. 6 (first voltage pattern E1, second voltage pattern E2, and third voltage pattern E3), the inrush current is the smallest in terms of suppressing the occurrence of flicker. The third voltage pattern E3 is most suitable. Since the inrush current increases in the order of the second voltage pattern E2 and the first voltage pattern E1, the effect of suppressing the occurrence of flicker is reduced.

また、高調波電流の発生を抑制するという観点では、3つの電圧パターンの中で高調波成分が最も少ない第1の電圧パターンE1が最も適している。そして、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3の順に高調波成分が多くなるため、高調波電流の発生を抑制する効果が小さくなる。このように、ヒータ52に供給する電圧パターンを選択することによって、フリッカの発生の抑制と、高調波電流の発生の抑制とを選択的に行うことができる。   From the viewpoint of suppressing the generation of harmonic current, the first voltage pattern E1 having the smallest harmonic component among the three voltage patterns is most suitable. And since a harmonic component increases in order of the 2nd voltage pattern E2 and the 3rd voltage pattern E3, the effect which suppresses generation | occurrence | production of a harmonic current becomes small. Thus, by selecting the voltage pattern supplied to the heater 52, it is possible to selectively suppress the occurrence of flicker and the generation of harmonic current.

さらに、必要電圧推定部62(図2)は、第3の電圧パターンE3を調節することによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。図7は、その方法について説明する図である。   Furthermore, the necessary voltage estimation unit 62 (FIG. 2) can suppress the generation of the harmonic current by adjusting the third voltage pattern E3. FIG. 7 is a diagram for explaining the method.

図7に示すように、必要電圧推定部62は、第3の電圧パターンE3の出力電力を一定に保ったまま、すなわち、制御周期2T内のハッチングの総面積を変えないように(点灯デューティ比Doを維持したまま)、各半波領域の位相デューティ比Dpを調節することによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。この操作は、例えば、第2半波領域bおよび第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpdをそれぞれ小さく調節(例えば−1%)して、第1半波領域aおよび第3半波領域cの位相デューティ比Dpa、Dpcをそれぞれ大きく調節(例えば+1%)することによって実現される。なお、位相デューティ比Dpを小さく調節することは、電圧の供給を開始する時刻を遅くすること、または、電圧の供給を開始する位相角を大きくすることによって実現できる。逆に、位相デューティ比Dpを大きく調節することは、電圧の供給を開始する時刻を早くすること、または、電圧の供給を開始する位相角を小さくすることによって実現できる。なお、図7において、第1半波領域aおよび第3半波領域cの位相デューティ比Dpa、Dpcをそれぞれ小さく調節して、第2半波領域bおよび第4半波領域dの位相デューティ比Dpb、Dpdをそれぞれ大きく調節しても、同様の効果が得られる。   As shown in FIG. 7, the required voltage estimation unit 62 keeps the output power of the third voltage pattern E3 constant, that is, does not change the total area of hatching within the control cycle 2T (lighting duty ratio). While maintaining Do), the generation of harmonic current can be suppressed by adjusting the phase duty ratio Dp of each half-wave region. In this operation, for example, the phase duty ratios Dpb and Dpd of the second half-wave region b and the fourth half-wave region d are adjusted to be small (for example, −1%), respectively, and the first half-wave region a and the third half-wave are adjusted. This is realized by largely adjusting (for example, + 1%) the phase duty ratios Dpa and Dpc of the region c. Note that adjusting the phase duty ratio Dp to be small can be realized by delaying the time at which the voltage supply is started or increasing the phase angle at which the voltage supply is started. On the contrary, the phase duty ratio Dp can be largely adjusted by increasing the time at which the voltage supply is started or by reducing the phase angle at which the voltage supply is started. In FIG. 7, the phase duty ratios Dpa and Dpc of the first half-wave area a and the third half-wave area c are adjusted to be small, respectively, and the phase duty ratios of the second half-wave area b and the fourth half-wave area d are adjusted. The same effect can be obtained by adjusting Dpb and Dpd to a large extent.

このように、制御周期2T内の各半波領域において、高調波成分が多い、小さい位相デューティ比Dpを有する半波領域の数を少なくすることによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。そのため、フリッカの発生を抑制できる効果が高い第3の電圧パターンE3を用いて、さらに高調波電流の発生も抑制することができる。   As described above, in each half-wave region in the control cycle 2T, the generation of the harmonic current can be suppressed by reducing the number of half-wave regions having a large number of harmonic components and having a small phase duty ratio Dp. . Therefore, the generation of higher harmonic current can be further suppressed by using the third voltage pattern E3 that has a high effect of suppressing the generation of flicker.

(ヒータ制御装置が行う一連の処理の流れの説明)
次に、ヒータ制御装置60の制御部56(図2)が行う一連の処理の流れについて、図8を用いて説明する。図8は、ヒータ制御装置60が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
(Description of the flow of a series of processes performed by the heater control device)
Next, a flow of a series of processes performed by the control unit 56 (FIG. 2) of the heater control device 60 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a series of processes performed by the heater control device 60.

必要電圧推定部62は、ヒータ52に供給する電圧パターンの初期値を決定する電圧パターン決定処理を行う(ステップS10)。なお、電圧パターン決定処理の詳細は後述(図9参照)する。ここで、ステップS10で行う電圧パターン決定処理は、画像形成装置100に代わって、画像形成装置100と接続された外部装置で実行してもよい。この場合、外部装置は、複数の供給電圧パターンテーブルVを予め取得して記憶しておく。そして、外部装置は、画像形成装置100が測定した電源インピーダンスZに基づいて、電源インピーダンスZに対応した供給電圧パターンテーブルVを選択して読み出してもよい。   The necessary voltage estimation unit 62 performs a voltage pattern determination process for determining an initial value of the voltage pattern supplied to the heater 52 (step S10). Details of the voltage pattern determination process will be described later (see FIG. 9). Here, the voltage pattern determination process performed in step S <b> 10 may be executed by an external device connected to the image forming apparatus 100 instead of the image forming apparatus 100. In this case, the external device acquires and stores a plurality of supply voltage pattern tables V in advance. The external apparatus may select and read the supply voltage pattern table V corresponding to the power supply impedance Z based on the power supply impedance Z measured by the image forming apparatus 100.

続いて、加熱制御部63は、プリント開始時、定常状態時、プリント終了時等、画像形成装置100の所定の動作状態を検出して、ヒータ52に供給する電圧パターンを切り換える電圧パターン切換処理を行う(ステップS12)。なお、電圧パターン切換処理の詳細は後述(図10参照)する。   Subsequently, the heating control unit 63 detects a predetermined operation state of the image forming apparatus 100 such as at the start of printing, at a steady state, at the end of printing, and the like, and performs a voltage pattern switching process for switching a voltage pattern supplied to the heater 52. It performs (step S12). The details of the voltage pattern switching process will be described later (see FIG. 10).

続いて、ステップS14において、制御部56は、画像形成装置100の電源がオフになったかを確認する。画像形成装置100の電源がオフであるとき(ステップS14:Yes)は、ヒータ制御装置60は、図8の処理を終了する。一方、画像形成装置100の電源がオフでないとき(ステップS14:No)は、ステップS10に戻る。   Subsequently, in step S <b> 14, the control unit 56 confirms whether the power of the image forming apparatus 100 is turned off. When the image forming apparatus 100 is powered off (step S14: Yes), the heater control device 60 ends the process of FIG. On the other hand, when the power of the image forming apparatus 100 is not off (step S14: No), the process returns to step S10.

(電圧パターン決定処理の流れの説明)
次に、必要電圧推定部62(図2)が、ヒータ52に供給する電圧パターン(E1、E2、E3)を決定する電圧パターン決定処理の流れについて、図9を用いて説明する。図9は、必要電圧推定部62(図2)が行う電圧パターン決定処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップで行われる処理の内容について順を追って説明する。
(Description of the flow of voltage pattern determination processing)
Next, the flow of voltage pattern determination processing in which the required voltage estimation unit 62 (FIG. 2) determines the voltage patterns (E1, E2, E3) to be supplied to the heater 52 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a flow of voltage pattern determination processing performed by the necessary voltage estimation unit 62 (FIG. 2). Hereinafter, the contents of processing performed in each step will be described in order.

必要電圧推定部62は、ヒータ52に供給する電圧パターンを、点灯デューティ比Doを0%から100%まで所定値ずつ増加させながら決定する。なお、図9では、点灯デューティ比Doを1%ずつ増加させるものとする。まず、必要電圧推定部62は、点灯デューティ比Doを0%に設定する(ステップS28)。   The necessary voltage estimation unit 62 determines a voltage pattern to be supplied to the heater 52 while increasing the lighting duty ratio Do from 0% to 100% by a predetermined value. In FIG. 9, it is assumed that the lighting duty ratio Do is increased by 1%. First, the necessary voltage estimation unit 62 sets the lighting duty ratio Do to 0% (step S28).

次に、必要電圧推定部62は、図6の中でフリッカの低減効果が最も高い電圧パターンE3を設定する(ステップS30)。なお、ステップS30において設定した電圧パターンを、以後、初期波形と呼ぶ。   Next, the necessary voltage estimation unit 62 sets a voltage pattern E3 having the highest flicker reduction effect in FIG. 6 (step S30). The voltage pattern set in step S30 is hereinafter referred to as an initial waveform.

次に、必要電圧推定部62は、ステップS30において設定した初期波形を、位相デューティ比Dpの調節を行わず、すなわち、Dpa=Dpb=Dpc=Dpdの状態でヒータ52に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する(ステップS32)。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき(ステップS32:Yes)はステップS34に進み、それ以外のとき(ステップS32:No)はステップS36に進む。   Next, the necessary voltage estimation unit 62 does not adjust the phase duty ratio Dp, that is, when the initial waveform set in step S30 is supplied to the heater 52 in a state of Dpa = Dpb = Dpc = Dpd. It is determined whether the wave margin exceeds the design target (step S32). When it is determined that the harmonic margin exceeds the design target (step S32: Yes), the process proceeds to step S34, and otherwise (step S32: No), the process proceeds to step S36.

なお、高調波マージンが設計目標を上回るとは、高調波の各次数の電流の最大値が、規格値に対して所定のマージンを有し(例えば規格値の85%以下)、なおかつ、その他次数の電流の最大値が規格値に対して所定のマージンを有する(例えば規格値の50%以下)等、予め設定した設計目標を達成することを指す。なお、ステップS32で行う判定処理は、具体的には、前述したように、ヒータ制御装置60に所定の電圧パターン(E1、E2、E3)および所定の位相デューティ比Dpの電圧を供給した際の高調波マージンを予め実験等によって求めて供給電圧テーブル64に記憶しておき、当該テーブルを参照することによって行う。   When the harmonic margin exceeds the design target, the maximum value of the current of each order of the harmonic has a predetermined margin with respect to the standard value (for example, 85% or less of the standard value), and other orders. This means that a preset design target is achieved such that the maximum current value has a predetermined margin with respect to the standard value (for example, 50% or less of the standard value). Specifically, the determination process performed in step S32 is performed when a voltage having a predetermined voltage pattern (E1, E2, E3) and a predetermined phase duty ratio Dp is supplied to the heater control device 60 as described above. The harmonic margin is obtained by an experiment or the like in advance and stored in the supply voltage table 64, and the table is referred to.

ステップS32において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたときに、加熱制御部63は、ステップS30で設定した初期波形を、位相デューティ比Dpの調節なしにヒータ52に供給する設定とする(ステップS34)。その後、ステップS46に進む。   In step S32, when it is determined that the harmonic margin exceeds the design target, the heating control unit 63 is set to supply the initial waveform set in step S30 to the heater 52 without adjusting the phase duty ratio Dp. (Step S34). Thereafter, the process proceeds to step S46.

一方、ステップS32において、高調波マージンが設計目標を上回っていないと判定された場合(ステップS32:No)には、必要電圧推定部62は、ステップS30で設定した初期波形に対して、点灯デューティ比Doを維持したまま位相デューティ比Dpを調節して(図7参照)ヒータ52に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する(ステップS36)。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき(ステップS36:Yes)はステップS38に進み、それ以外のとき(ステップS36:No)はステップS40に進む。   On the other hand, when it is determined in step S32 that the harmonic margin does not exceed the design target (step S32: No), the required voltage estimation unit 62 performs the lighting duty on the initial waveform set in step S30. When the phase duty ratio Dp is adjusted while maintaining the ratio Do (see FIG. 7) and supplied to the heater 52, it is determined whether the harmonic margin exceeds the design target (step S36). When it is determined that the harmonic margin exceeds the design target (step S36: Yes), the process proceeds to step S38, and otherwise (step S36: No), the process proceeds to step S40.

なお、ステップS36で行う位相デューティ比Dpの調節は、例えば、第1半波領域aの位相デューティ比Dpaと、第1半波領域aに隣接しない第3半波領域cの位相デューティ比Dpcと、をそれぞれ1%ずつ増加させて、第2半波領域bの位相デューティ比Dpbと、第2半波領域bに隣接しない第4半波領域dの位相デューティ比Dpdと、をそれぞれ1%ずつ減少させて、高調波マージンの大きさの評価を繰り返すことによって実行する。   The adjustment of the phase duty ratio Dp performed in step S36 includes, for example, the phase duty ratio Dpa of the first half-wave area a and the phase duty ratio Dpc of the third half-wave area c that is not adjacent to the first half-wave area a. , And the phase duty ratio Dpb of the second half-wave region b and the phase duty ratio Dpd of the fourth half-wave region d not adjacent to the second half-wave region b, respectively, by 1%. Decrease and repeat the evaluation of the size of the harmonic margin.

ステップS36において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき(ステップS36:Yes)に、加熱制御部63は、ステップS30で設定した初期波形に対して位相デューティ比Dpを調節した電圧をヒータ52に供給する設定とする(ステップS38)。その後、ステップS46に進む。   In step S36, when it is determined that the harmonic margin exceeds the design target (step S36: Yes), the heating control unit 63 adjusts the phase duty ratio Dp with respect to the initial waveform set in step S30. The voltage is set to be supplied to the heater 52 (step S38). Thereafter, the process proceeds to step S46.

一方、ステップS36において、高調波マージンが設計目標を上回っていない(ステップS36:No)と判定された場合には、必要電圧推定部62は、ステップS30で設定した初期波形と同じ点灯デューティ比Doを有する第2の電圧パターンE2をヒータ52に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する(ステップS40)。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき(ステップS40:Yes)はステップS42に進み、それ以外のとき(ステップS40:No)はステップS44に進む。なお、ステップS40で行う判定処理は、前述したステップS32、S36と同様に行う。   On the other hand, if it is determined in step S36 that the harmonic margin does not exceed the design target (step S36: No), the required voltage estimation unit 62 has the same lighting duty ratio Do as the initial waveform set in step S30. When the second voltage pattern E2 having is supplied to the heater 52, it is determined whether the harmonic margin exceeds the design target (step S40). When it is determined that the harmonic margin exceeds the design target (step S40: Yes), the process proceeds to step S42, and otherwise (step S40: No), the process proceeds to step S44. The determination process performed in step S40 is performed in the same manner as steps S32 and S36 described above.

ステップS40において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき(ステップS40:Yes)に、加熱制御部63は、第2の電圧パターンE2をヒータ52に供給する設定とする(ステップS42)。その後、ステップS46に進む。   In step S40, when it is determined that the harmonic margin exceeds the design target (step S40: Yes), the heating control unit 63 is set to supply the second voltage pattern E2 to the heater 52 (step S40). S42). Thereafter, the process proceeds to step S46.

一方、ステップS40において、高調波マージンが設計目標を上回っていないと判定された場合(ステップS40:No)には、加熱制御部63は、ステップS30で設定した初期波形と同じ点灯デューティ比Doを有する第1の電圧パターンE1をヒータ52に供給する設定とする(ステップS44)。その後、ステップS46に進む。   On the other hand, when it is determined in step S40 that the harmonic margin does not exceed the design target (step S40: No), the heating control unit 63 sets the same lighting duty ratio Do as the initial waveform set in step S30. The first voltage pattern E1 is set to be supplied to the heater 52 (step S44). Thereafter, the process proceeds to step S46.

必要電圧推定部62は、全ての点灯デューティ比Doに対応する電圧パターンの設定を完了したかを判定する(ステップS46)。全ての点灯デューティ比Doに対応する電圧パターンの設定を完了したとき(ステップS46:Yes)、すなわち、点灯デューティ比Do=0〜100%に対応する電圧パターンの設定が完了したときは、図9の処理を終了してメインルーチン(図8)に戻る。一方、全ての点灯デューティ比Doに対応する電圧パターンの設定を完了していないとき(ステップS46:No)は、ステップS48に進む。   The necessary voltage estimation unit 62 determines whether the setting of the voltage pattern corresponding to all the lighting duty ratios Do has been completed (step S46). When the setting of voltage patterns corresponding to all lighting duty ratios Do is completed (step S46: Yes), that is, when the setting of voltage patterns corresponding to lighting duty ratios Do = 0 to 100% is completed, FIG. The process is terminated and the process returns to the main routine (FIG. 8). On the other hand, when the setting of the voltage pattern corresponding to all the lighting duty ratios Do has not been completed (step S46: No), the process proceeds to step S48.

点灯デューティ比Doを1%加算する(ステップS48)。その後、ステップS30に戻り、前述した処理を繰り返す。なお点灯デューティ比Doの加算量は1%に限定されるものではなく、設計パラメータとして適宜設定してよい。   The lighting duty ratio Do is added by 1% (step S48). Then, it returns to step S30 and repeats the process mentioned above. The addition amount of the lighting duty ratio Do is not limited to 1%, and may be set as a design parameter as appropriate.

(電圧パターン切換処理の流れの説明)
加熱制御部63(図2)は、前述した電圧パターン決定処理で決定した電圧パターンを、定着装置50の動作状態に基づいて適宜切り換える電圧パターン切換処理を行う。図10を用いて、この電圧パターン切換処理の流れについて説明する。図10は、電圧パターン切換処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップで行われる処理の内容について順を追って説明する。
(Explanation of voltage pattern switching process)
The heating control unit 63 (FIG. 2) performs a voltage pattern switching process for appropriately switching the voltage pattern determined by the voltage pattern determination process described above based on the operation state of the fixing device 50. The flow of this voltage pattern switching process will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the voltage pattern switching process. Hereinafter, the contents of processing performed in each step will be described in order.

加熱制御部63は、ヒータ52に対して電圧の供給を開始するかを判断する(ステップS50)。ヒータ52に対して電圧の供給を開始する場合(ステップS50:Yes)はステップS52に進み、それ以外の場合(ステップS50:No)はステップS50を繰り返す。加熱制御部63は、例えば、画像形成装置100に対して印刷開始の指示があるとともに、電圧パターン決定処理(図9)が完了したことに基づいて、電圧の供給を開始すると判定する。   The heating control unit 63 determines whether to start supplying voltage to the heater 52 (step S50). When supply of voltage to the heater 52 is started (step S50: Yes), the process proceeds to step S52, and otherwise (step S50: No), step S50 is repeated. For example, the heating control unit 63 determines to start supplying voltage based on the instruction to start printing to the image forming apparatus 100 and the completion of the voltage pattern determination process (FIG. 9).

加熱制御部63は、ヒータ52に供給する電圧を、初期波形に至るまで徐々に増加させるソフトスタート処理を開始する(ステップS52)。なお、ソフトスタート処理の詳細については後述する(図11参照)。   The heating control unit 63 starts a soft start process for gradually increasing the voltage supplied to the heater 52 until the initial waveform is reached (step S52). Details of the soft start process will be described later (see FIG. 11).

加熱制御部63は、ヒータ52に対して、ソフトスタート処理を行うための電圧波形を供給する(ステップS54)。   The heating control unit 63 supplies a voltage waveform for performing a soft start process to the heater 52 (step S54).

加熱制御部63は、ソフトスタート処理を終了するかを判断する(ステップS56)。ソフトスタート処理を終了するとき(ステップS56:Yes)はステップS58に進み、それ以外のとき(ステップS56:No)はステップS54に戻る。なお、加熱制御部63は、ソフトスタート処理を行う際に、位相デューティ比Dpの変更回数に基づいて、ソフトスタート処理を終了するかを判定する。詳しくは後述する(図11参照)。   The heating control unit 63 determines whether to end the soft start process (step S56). When the soft start process is finished (step S56: Yes), the process proceeds to step S58, and otherwise (step S56: No), the process returns to step S54. In addition, when performing the soft start process, the heating control unit 63 determines whether to end the soft start process based on the number of changes in the phase duty ratio Dp. Details will be described later (see FIG. 11).

加熱制御部63は、ヒータ52に、電圧パターン決定処理(図9)で決定した電圧パターンを供給する(ステップS58)。   The heating controller 63 supplies the heater 52 with the voltage pattern determined in the voltage pattern determination process (FIG. 9) (step S58).

加熱制御部63は、供給する電圧パターンの点灯デューティ比Doの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたかを判定する(ステップS60)。点灯デューティ比Doの変動量が所定値以内であって、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたとき(ステップS60:Yes)はステップS62に進み、それ以外のとき(ステップS60:No)はステップS58に戻る。ここで、許容制御周期Taとは、定着装置50に印刷媒体を通した際に、印刷媒体が定着ローラ51aを通過するのに要する時間、すなわち、印刷媒体が定着ローラ51aに接触している時間である。   The heating control unit 63 determines whether or not the variation amount of the lighting duty ratio Do of the voltage pattern to be supplied is within a predetermined value and the voltage supply time has exceeded the allowable control period Ta (step S60). When the fluctuation amount of the lighting duty ratio Do is within a predetermined value and the voltage supply time exceeds the allowable control cycle Ta (step S60: Yes), the process proceeds to step S62, and otherwise (step S60: No). Returns to step S58. Here, the allowable control cycle Ta is the time required for the print medium to pass through the fixing roller 51a when the print medium is passed through the fixing device 50, that is, the time during which the print medium is in contact with the fixing roller 51a. It is.

ステップS60において、電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたかを判定するのは、初期波形をヒータ52に連続的に供給する場合には、高調波電流の時間平均値が増加することによって高調波電流の影響が発生する可能性があるためである。すなわち、許容制御周期Taを超えて初期波形の供給を続ける際には、より高調波成分が少ない電圧波形を供給するのが望ましいため、ステップS60において、電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたと判定されたときには、電圧パターンの切り換えを行う。   In step S60, it is determined whether or not the voltage supply time exceeds the allowable control period Ta when the initial waveform is continuously supplied to the heater 52 by increasing the time average value of the harmonic current. This is because the influence of current may occur. That is, when continuing the supply of the initial waveform beyond the allowable control cycle Ta, it is desirable to supply a voltage waveform with fewer harmonic components, so that in step S60, the voltage supply time exceeds the allowable control cycle Ta. When the determination is made, the voltage pattern is switched.

なお、ヒータ52を連続的に点灯した際に、電圧波形の点灯デューティ比Doはほぼ一定に保たれるが、場合によっては多少ばらつく。このばらつきの許容量を許容変動デューティと定める。そして、前述したステップS60では、電圧波形の点灯デューティ比Doが、許容変動デューティ以内であるかを併せて判定する。   When the heater 52 is continuously turned on, the lighting duty ratio Do of the voltage waveform is kept substantially constant, but varies somewhat depending on the case. An allowable amount of this variation is defined as an allowable variation duty. In step S60 described above, it is also determined whether the lighting duty ratio Do of the voltage waveform is within the allowable variation duty.

ステップS60において、電圧波形の点灯デューティ比Doの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたと判定されたとき(ステップS60:Yes)、加熱制御部63は、供給電圧テーブル64が記憶する第1の電圧パターンE1を選択する(ステップS62)。なお、ステップS62で第1の電圧パターンE1を選択するのは、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンに切り換えるためである。   In step S60, when it is determined that the fluctuation amount of the lighting duty ratio Do of the voltage waveform is within a predetermined value and the voltage supply time has exceeded the allowable control period Ta (step S60: Yes), the heating control unit 63 supplies The first voltage pattern E1 stored in the voltage table 64 is selected (step S62). The reason why the first voltage pattern E1 is selected in step S62 is to switch to a voltage pattern that is less affected by the harmonic current.

一方、ステップS60において、電圧波形の点灯デューティ比Doの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Taを超えたと判定されないとき(ステップS60:No)は、ステップS58に戻る。   On the other hand, in step S60, when it is not determined that the variation amount of the lighting duty ratio Do of the voltage waveform is within a predetermined value and the voltage supply time has exceeded the allowable control period Ta (step S60: No), the process returns to step S58.

加熱制御部63は、ヒータ52に対して、ステップS62で選択した第1の電圧パターンE1を、必要電圧推定部62が推定した点灯デューティ比Doに基づいて供給する(ステップS64)。   The heating control unit 63 supplies the heater 52 with the first voltage pattern E1 selected in step S62 based on the lighting duty ratio Do estimated by the necessary voltage estimation unit 62 (step S64).

ステップS64に続いて、加熱制御部63は、プリントが終了したかを判定する(ステップS66)。プリントが終了したと判定される(ステップS66:Yes)と、ステップS68に進み、それ以外のとき(ステップS66:No)はステップS64に戻る。なお、プリントが終了したかの判定は、例えば、プリント枚数がプリント開始時に設定した設定枚数に達したことを検知して行えばよい。あるいは、枚数設定のないプリント作業の場合には、印刷媒体が定着ローラ51aを通過した後で所定時間経過したこと等を検知して行えばよい。   Subsequent to step S64, the heating control unit 63 determines whether printing is completed (step S66). If it is determined that printing has been completed (step S66: Yes), the process proceeds to step S68, and otherwise (step S66: No), the process returns to step S64. Note that whether or not printing has ended may be determined by detecting that the number of prints has reached the set number set at the start of printing, for example. Alternatively, in the case of a print job without setting the number of sheets, it may be performed by detecting that a predetermined time has elapsed after the print medium passes through the fixing roller 51a.

ステップS66において、プリントが終了したと判定される(ステップS66:Yes)と、加熱制御部63は、ヒータ52に供給する電圧を徐々に減少させるソフトストップ処理を開始する(ステップS68)。なお、ソフトストップ処理の詳細については後述する(図12参照)。   If it is determined in step S66 that printing has ended (step S66: Yes), the heating control unit 63 starts a soft stop process for gradually decreasing the voltage supplied to the heater 52 (step S68). Details of the soft stop process will be described later (see FIG. 12).

加熱制御部63は、ヒータ52に対して、ソフトストップ処理を行うための電圧波形を供給する(ステップS70)。   The heating control unit 63 supplies a voltage waveform for performing a soft stop process to the heater 52 (step S70).

続いて、加熱制御部63は、ソフトストップ処理を終了するかを判断する(ステップS72)。ソフトストップ処理を終了するとき(ステップS72:Yes)は、図10の処理を終了してメインルーチン(図8)に戻る。一方、ソフトストップ処理を終了しないとき(ステップS72:No)はステップS70に戻る。なお、加熱制御部63は、ソフトストップ処理を行う際に、位相デューティ比Dpの変更回数に基づいて、ソフトストップ処理を終了するかを判定する。詳しくは後述する(図12参照)。   Subsequently, the heating control unit 63 determines whether to end the soft stop process (step S72). When the soft stop process is finished (step S72: Yes), the process of FIG. 10 is finished and the process returns to the main routine (FIG. 8). On the other hand, when the soft stop process is not terminated (step S72: No), the process returns to step S70. In addition, when performing the soft stop process, the heating control unit 63 determines whether to end the soft stop process based on the number of changes in the phase duty ratio Dp. Details will be described later (see FIG. 12).

(ソフトスタート処理の説明)
次に、図11を用いて、ソフトスタート処理の概要について説明する。図11は、ソフトスタート処理の概要を示す図である。制御部56がソフトスタート処理を行う際には、加熱制御部63は、ヒータ52に第2の電圧パターンE2または第3の電圧パターンE3を供給する。
(Description of soft start processing)
Next, the outline of the soft start process will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing an outline of the soft start process. When the control unit 56 performs the soft start process, the heating control unit 63 supplies the second voltage pattern E2 or the third voltage pattern E3 to the heater 52.

図11において、時刻t0から時刻t8の間は、第3の電圧パターンE3を用いてソフトスタート処理を行う様子を示している。ソフトスタート処理が開始されると、加熱制御部63は、1周期目(最初の4半波期間)には点灯デューティ比Do=20%に基づいて決定する第3の電圧パターンE3を供給する(t=t0〜t4)。そして、2周囲目(2回目の4半波期間)には、点灯デューティ比Do=40%に基づいて決定する第3の電圧パターンE3を供給する(t=t4〜t8)。なお、1周期目と2周期目の点灯デューティ比Doの変更幅(図11の例では+20%)は、予め設定した変動量上限値内で適宜設定すればよい。また、ソフトスタート処理を何周期に亘って行うかも適宜設定すればよい。   In FIG. 11, during time t0 to time t8, a state in which the soft start process is performed using the third voltage pattern E3 is shown. When the soft start process is started, the heating control unit 63 supplies a third voltage pattern E3 determined based on the lighting duty ratio Do = 20% in the first period (first quarter wave period) ( t = t0 to t4). Then, the third voltage pattern E3 determined based on the lighting duty ratio Do = 40% is supplied for the second period (second quarter wave period) (t = t4 to t8). Note that the change width (+ 20% in the example of FIG. 11) of the lighting duty ratio Do in the first cycle and the second cycle may be set as appropriate within a preset fluctuation amount upper limit value. In addition, how many cycles the soft start process is performed may be set as appropriate.

このように、ソフトスタート処理を行ってヒータ52に供給する電圧を徐々に増加させることにより、ヒータ52への通電開始時に大きな突入電流が発生するのを防止することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。   In this way, by performing a soft start process and gradually increasing the voltage supplied to the heater 52, it is possible to prevent a large inrush current from being generated at the start of energization of the heater 52. Can be suppressed.

ソフトスタート処理を終えると、ヒータ52に対して、供給電圧パターンテーブルVに基づく電圧パターンを供給する定常供給期間(時刻t=t8以降)へと移行する。この定常供給期間の間には、必要に応じて、図10のステップS62で説明した電圧パターン切換処理が行われる。   When the soft start process is completed, the heater 52 shifts to a steady supply period (after time t = t8) in which a voltage pattern based on the supply voltage pattern table V is supplied. During this steady supply period, the voltage pattern switching process described in step S62 in FIG. 10 is performed as necessary.

(ソフトストップ処理の説明)
次に、図12を用いて、ソフトストップ処理の概要について説明する。図12は、ソフトストップ処理の概要を示す図である。図12において、定常供給期間を終えると、制御部56は、電圧波形を徐々に減少させるソフトストップ処理を行う。
(Explanation of soft stop processing)
Next, the outline of the soft stop process will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing an outline of the soft stop process. In FIG. 12, when the steady supply period ends, the control unit 56 performs a soft stop process for gradually decreasing the voltage waveform.

図12において、時刻t25から時刻t33の間は、第3の電圧パターンE3を用いてソフトストップ処理を行う様子を示している。ソフトストップ処理が開始されると、加熱制御部63は、1周期目(最初の4半波期間)には点灯デューティ比Do=40%に基づいて決定する第3の電圧パターンE3を供給する(t=t25〜t29)。そして、2周囲目(2回目の4半波期間)には、点灯デューティ比Do=20%に基づいて決定する第3の電圧パターンE3を供給する(t=t29〜t33)。なお、1周期目と2周期目の点灯デューティ比Doの変更幅(図12の例では−20%)は、予め設定した変動量上限値内で適宜設定すればよい。また、ソフトストップ処理を何周期に亘って行うかも適宜設定すればよい。   In FIG. 12, during the period from time t25 to time t33, a state in which the soft stop process is performed using the third voltage pattern E3 is shown. When the soft stop process is started, the heating control unit 63 supplies the third voltage pattern E3 determined based on the lighting duty ratio Do = 40% in the first cycle (first quarter wave period) ( t = t25-t29). Then, the third voltage pattern E3 determined based on the lighting duty ratio Do = 20% is supplied for the second periphery (second quarter wave period) (t = t29 to t33). Note that the change width of the lighting duty ratio Do in the first cycle and the second cycle (−20% in the example of FIG. 12) may be set as appropriate within a preset variation amount upper limit value. Moreover, what is necessary is just to set suitably how many times a soft stop process is performed.

ソフトストップ処理を終えると、CPUは、ヒータ52に対する電圧値eの供給を終了する。   When the soft stop process ends, the CPU ends the supply of the voltage value e to the heater 52.

このように、ソフトストップ処理を行ってヒータ52に供給する電圧値eを徐々に減少させることにより、ヒータ52への通電停止時に、電流値が急にゼロになるのを防止することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。   As described above, since the voltage value e supplied to the heater 52 is gradually reduced by performing the soft stop process, it is possible to prevent the current value from suddenly becoming zero when the energization of the heater 52 is stopped. The occurrence of flicker can be suppressed.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態に係るヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a schematic configuration of an image forming apparatus including a heater control device according to the second embodiment of the present invention will be described.

図13は、画像形成装置100aが備えるヒータ制御装置60aの要部構成を示すブロック図である。ヒータ制御装置60aは、前述したヒータ制御装置60に対して、定着ローラ51aを加熱するヒータを2個(ヒータ152a、152b)備える点が異なっている。すなわち、ヒータ制御装置60aは、図13に示すように、定着装置50aに備えられて、定着ローラ51aと、ヒータ152a、152bと、交流電源153と、トライアック154a、154bと、温度センサ155a、155bと、制御部156aと、ゼロクロス検知部157aと、電圧検知部158aとを有する。   FIG. 13 is a block diagram illustrating a main configuration of the heater control device 60a included in the image forming apparatus 100a. The heater control device 60a differs from the heater control device 60 described above in that it includes two heaters (heaters 152a and 152b) for heating the fixing roller 51a. That is, as shown in FIG. 13, the heater control device 60a is provided in the fixing device 50a, and includes a fixing roller 51a, heaters 152a and 152b, an AC power source 153, triacs 154a and 154b, and temperature sensors 155a and 155b. A controller 156a, a zero-cross detector 157a, and a voltage detector 158a.

定着ローラ51aは、前述したように、加圧ローラ51b(図1)と圧接しながら回転して、転写紙に転写されているトナー像を定着させる。   As described above, the fixing roller 51a rotates while being in pressure contact with the pressure roller 51b (FIG. 1) to fix the toner image transferred to the transfer paper.

ヒータ152a、152bは、加熱手段の一例であり、定着ローラ51aに内蔵されて、転写紙に転写されているトナー像を熱で溶かし、転写紙の繊維の中に埋め込み定着させる。   The heaters 152a and 152b are an example of a heating unit, and are built in the fixing roller 51a to melt the toner image transferred to the transfer paper with heat, and embed and fix it in the fibers of the transfer paper.

交流電源153は、ヒータ152a、152bに対して交流電圧を供給する。本実施の形態では、時間とともに正弦波状に変化する交流電圧を供給するものとする。   The AC power source 153 supplies an AC voltage to the heaters 152a and 152b. In the present embodiment, it is assumed that an alternating voltage that changes in a sine wave shape with time is supplied.

トライアック154a、154bは、スイッチング手段であり、交流電源153から供給される交流電圧を、制御部156aから指示されたタイミングでスイッチング(オン/オフ)する。そして、トライアック154a、154bは、スイッチングされた交流電圧をヒータ152a、152bに供給する。なお、トライアック154a、154bがオン時には、ヒータ152a、152bが通電して発熱する。そして、トライアック154a、154bがオフ時には、ヒータ152a、152bが非通電となる。   The triacs 154a and 154b are switching means, and switch (ON / OFF) the AC voltage supplied from the AC power source 153 at a timing instructed by the control unit 156a. The triacs 154a and 154b supply the switched AC voltage to the heaters 152a and 152b. When the triacs 154a and 154b are turned on, the heaters 152a and 152b are energized to generate heat. When the triacs 154a and 154b are off, the heaters 152a and 152b are not energized.

温度センサ155a、155bは、温度検知手段の一例であり、定着ローラ51aの表面温度を測定する。温度センサ155a、155bは、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを内蔵しており、当該サーミスタの抵抗値に基づいて定着ローラ51aの表面温度を測定する。なお、温度センサ155aは、定着ローラ51aの表面のうち、ヒータ152aによって加熱された領域の温度を測定する。また、温度センサ155bは、定着ローラ51aの表面のうち、ヒータ152bによって加熱された領域の温度を測定する。   The temperature sensors 155a and 155b are an example of temperature detection means, and measure the surface temperature of the fixing roller 51a. The temperature sensors 155a and 155b incorporate, for example, a thermistor whose resistance value changes according to the temperature, and measures the surface temperature of the fixing roller 51a based on the resistance value of the thermistor. The temperature sensor 155a measures the temperature of the area heated by the heater 152a on the surface of the fixing roller 51a. The temperature sensor 155b measures the temperature of the area heated by the heater 152b on the surface of the fixing roller 51a.

ゼロクロス検知部157aは、交流電源153から供給される交流電圧が0ボルトをプラス側からマイナス側、またはマイナス側からプラス側に横切るタイミング(以下、ゼロクロスのタイミングと呼ぶ)を検知する。そして、ゼロクロス検知部157aは、ゼロクロスのタイミングを検知した場合に、制御部156aに対して、ゼロクロス検知信号を出力する。   The zero-cross detector 157a detects the timing at which the AC voltage supplied from the AC power source 153 crosses 0 volt from the plus side to the minus side or from the minus side to the plus side (hereinafter referred to as zero-cross timing). And the zero cross detection part 157a outputs a zero cross detection signal with respect to the control part 156a, when the timing of zero cross is detected.

電圧検知部158aは、交流電源153から供給される交流電圧の電圧値eを検知する。そして、電圧検知部158aは、制御部156aに対して、検知した電圧値eを出力する。   The voltage detection unit 158a detects the voltage value e of the AC voltage supplied from the AC power source 153. Then, the voltage detection unit 158a outputs the detected voltage value e to the control unit 156a.

制御部156aは、温度センサ155a、155bが測定した定着ローラ51aの表面温度と、ゼロクロス検知部157aが検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、電圧検知部158aが検知した交流電圧の電圧値eとに基づいて、交流電圧をスイッチングするタイミングを決定する。そして、制御部156aは、決定したタイミングに基づいてトライアック154a、154bを動作させる。   The controller 156a includes the surface temperature of the fixing roller 51a measured by the temperature sensors 155a and 155b, the zero-cross timing of the AC voltage detected by the zero-cross detector 157a, and the voltage value e of the AC voltage detected by the voltage detector 158a. Based on the above, the timing for switching the AC voltage is determined. Then, the control unit 156a operates the triacs 154a and 154b based on the determined timing.

制御部156aは、図13に不図示のCPUと、RAMと、ROMと、入出力インタフェースとがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。CPUは、ROMが記憶しているプログラムを読み出して実行する。読み出されたプログラムは、実行可能な形式でCPU上に展開されて、必要電圧推定部162aと加熱制御部163aとを構成する。ROMは、記憶手段の一例であり、前記したプログラムと、ヒータ152a、152bが備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを登録した供給電圧テーブル164aとを記憶する。   The control unit 156a is implemented as a computer in which a CPU, a RAM, a ROM, and an input / output interface (not shown in FIG. 13) are connected via a bus. The CPU reads and executes the program stored in the ROM. The read program is developed on the CPU in an executable form, and constitutes a necessary voltage estimation unit 162a and a heating control unit 163a. The ROM is an example of a storage unit, and stores the above-described program and a supply voltage table 164a in which voltage patterns supplied to the halogen lamps included in the heaters 152a and 152b are registered.

供給電圧テーブル164aは、交流電源153が供給する交流電圧の2周期分、すなわち4半波を1周期として、加熱手段であるヒータ152a、152bが備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを記憶する。供給電圧テーブル164aは、それぞれ、第1の実施の形態で説明した供給電圧パターンテーブルV、および3種類の異なる電圧パターン(第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3)を記憶する。なお、供給電圧テーブル164aの具体例は後述する(図14、図15、図16参照)。   The supply voltage table 164a stores voltage patterns supplied to the halogen lamps included in the heaters 152a and 152b serving as heating means, with two periods of the AC voltage supplied from the AC power supply 153, that is, four half waves as one period. The supply voltage table 164a includes the supply voltage pattern table V described in the first embodiment, and three different voltage patterns (first voltage pattern E1, second voltage pattern E2, and third voltage pattern, respectively). E3) is stored. A specific example of the supply voltage table 164a will be described later (see FIGS. 14, 15, and 16).

また、供給電圧テーブル164aは、第1の実施の形態で説明したのと同様に、定着ローラ51aの表面温度と、供給する交流電圧の点灯デューティ比Doとの関係を記憶する。   The supply voltage table 164a stores the relationship between the surface temperature of the fixing roller 51a and the lighting duty ratio Do of the supplied AC voltage, as described in the first embodiment.

さらに、供給電圧テーブル164aは、第1の実施の形態で説明したのと同様に、ヒータ制御装置60aに所定の電圧パターンを供給した際の高調波マージンを、電圧パターン(E1、E2、E3)毎および位相デューティ比Dp毎に記憶する。   Further, as described in the first embodiment, the supply voltage table 164a indicates the harmonic margin when a predetermined voltage pattern is supplied to the heater control device 60a, as voltage patterns (E1, E2, E3). The data is stored every time and every phase duty ratio Dp.

必要電圧推定部162aは、必要電圧推定手段の一例であり、温度検知手段である温度センサ155a、155bの測定結果に基づいて、定着ローラ51aの表面を目標温度まで加熱するために必要な交流電圧を推定する。そして、必要電圧推定部162aは、推定した交流電圧に近似する交流電圧パターンを供給電圧テーブル164aから読み出す。   The necessary voltage estimation unit 162a is an example of necessary voltage estimation means, and an AC voltage necessary for heating the surface of the fixing roller 51a to a target temperature based on the measurement results of the temperature sensors 155a and 155b as temperature detection means. Is estimated. Then, the necessary voltage estimation unit 162a reads an AC voltage pattern that approximates the estimated AC voltage from the supply voltage table 164a.

加熱制御部163aは、加熱制御手段の一例であり、必要電圧推定部162aが供給電圧テーブル164aから読み出した供給電圧パターンテーブルV、または電圧パターンE1、E2、E3の電圧をヒータ152a、152bに供給することによって、定着ローラ51aの表面温度を制御する。   The heating control unit 163a is an example of a heating control unit, and supplies the supply voltage pattern table V read from the supply voltage table 164a by the necessary voltage estimation unit 162a or the voltages of the voltage patterns E1, E2, and E3 to the heaters 152a and 152b. By doing so, the surface temperature of the fixing roller 51a is controlled.

(供給電圧テーブルの説明)
次に、供給電圧テーブル164aの内容について、図14、図15、図16を用いて説明する。
(Description of supply voltage table)
Next, the contents of the supply voltage table 164a will be described with reference to FIG. 14, FIG. 15, and FIG.

図14は、供給電圧テーブル164aの一例を示す図である。図14に示す供給電圧テーブル164aは、2本のヒータ152a、152bに、ともに第1の電圧パターンE1を供給する場合の例を示す。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the supply voltage table 164a. A supply voltage table 164a shown in FIG. 14 shows an example in which the first voltage pattern E1 is supplied to the two heaters 152a and 152b.

まず、図14(a)について説明する。図14(a)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。なお、図14〜図16において、「位相」と記載されている箇所は、位相制御を行うことを表す。また、「半波」と記載されている箇所は、波数制御を行うことを表す。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合には、第1半波領域aと隣接しない第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このように、ヒータ152aに供給する電圧とヒータ152bに供給する電圧とは、電圧を供給する半波領域が互いに隣接しないように設定する。なお、図14〜図16の説明において、位相制御を行う際の位相デューティ比Dpは、0〜100%の任意の値を設定することができる。   First, FIG. 14A will be described. FIG. 14A is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152a. In FIG. 14 to FIG. 16, “phase” indicates that phase control is performed. Further, a portion described as “half wave” represents performing wave number control. For example, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a of the heater 152a is performed. At this time, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152b, a phase in which a voltage with a phase duty ratio Dp is supplied to the third half-wave area c not adjacent to the first half-wave area a. Take control. As described above, the voltage supplied to the heater 152a and the voltage supplied to the heater 152b are set so that the half-wave regions for supplying the voltage are not adjacent to each other. In the description of FIGS. 14 to 16, the phase duty ratio Dp when performing the phase control can be set to an arbitrary value of 0 to 100%.

また、図14(a)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合には、第3半波領域cに、位相デューティ比Dp=100%の半波を供給する波数制御を行う。そして、第2半波領域bまたは第4半波領域dのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、図14〜図16に記載した記号()は、()内に記載された情報が互いに入れ替え可能であることを示す。   In FIG. 14A, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152b, a half wave with a phase duty ratio Dp = 100% is applied to the third half wave region c. Control the wave number to be supplied. Then, phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to either the second half-wave region b or the fourth half-wave region d is performed. In addition, the symbol () described in FIGS. 14 to 16 indicates that the information described in () can be interchanged.

そして、図14(a)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合には、第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行う。そして、第2半波領域bに半波を供給する波数制御を行い、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第2半波領域bに供給する電圧と、第4半波領域dに供給する電圧と、は入れ替え可能である。   In FIG. 14A, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152b, wave number control for supplying a half wave to the third half wave region c is performed. Then, wave number control for supplying a half wave to the second half wave region b is performed, and phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to the fourth half wave region d is performed. Note that the voltage supplied to the second half-wave region b and the voltage supplied to the fourth half-wave region d can be interchanged.

さらに、図14(a)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域b、第3半波領域cおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Further, in FIG. 14A, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152b, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region. Wave number control for supplying a half wave to d is performed. And the phase control which supplies the voltage of the phase duty ratio Dp to the 1st half-wave area | region a is performed.

なお、図14(a)においては、ヒータ152aに供給する電圧波形として、第1半波領域aに供給する電圧を位相制御したが、これは、図6の説明の際に言及した通り、他の半波領域に対して位相制御を行っても構わない。そして、他の半波領域に対して位相制御を行った際には、当該半波領域の位置に応じて、ヒータ152bに供給する電圧波形のパターンを変更すればよい。以下に説明する図15、図16についても同様である。   In FIG. 14A, the phase of the voltage supplied to the first half-wave region a is controlled as the voltage waveform supplied to the heater 152a. However, as described in the description of FIG. Phase control may be performed on the half-wave region. When the phase control is performed on the other half-wave region, the voltage waveform pattern supplied to the heater 152b may be changed according to the position of the half-wave region. The same applies to FIGS. 15 and 16 described below.

次に、図14(b)について説明する。図14(b)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに半波を供給する波数制御を行うとともに、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bまたは第4半波領域dのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 14B will be described. FIG. 14B is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a of the heater 152a is performed, and the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to the third half wave region c is performed. At this time, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152b, a voltage with a phase duty ratio Dp is applied to either the second half-wave region b or the fourth half-wave region d. Control the phase to be supplied.

また、図14(b)において、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bに半波を供給する波数制御を行う。そして、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第2半波領域bに供給する電圧と、第4半波領域dに供給する電圧と、は入れ替え可能である。   In FIG. 14B, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152b, wave number control for supplying a half wave to the second half wave region b is performed. And the phase control which supplies the voltage of the phase duty ratio Dp to the 4th half-wave area | region d is performed. Note that the voltage supplied to the second half-wave region b and the voltage supplied to the fourth half-wave region d can be interchanged.

そして、図14(b)において、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 14B, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% to the heater 152b, the wave number for supplying a half wave to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Take control. And the phase control which supplies the voltage of the phase duty ratio Dp to the 3rd half-wave area | region c is performed.

さらに、図14(b)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域b、第3半波領域cおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Further, in FIG. 14B, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152b, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region. Wave number control for supplying a half wave to d is performed. And the phase control which supplies the voltage of the phase duty ratio Dp to the 1st half-wave area | region a is performed.

次に、図14(c)について説明する。図14(c)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bまたは第4半波領域dのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合には、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 14C will be described. FIG. 14C is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the phase is set to either the second half wave region b or the fourth half wave region d. Phase control for supplying a voltage having a duty ratio Dp is performed. At this time, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% to the heater 152b, phase control is performed to supply a voltage with a phase duty ratio Dp to the fourth half-wave region d.

また、図14(c)において、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合には、第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第2半波領域bに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 14C, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152b, wave number control for supplying a half wave to the fourth half wave region d is performed. And the phase control which supplies the voltage of the phase duty ratio Dp to the 2nd half-wave area | region b is performed.

そして、図14(c)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aまたは第3半波領域cのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 14C, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Perform wave number control. Then, phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to either the first half-wave region a or the third half-wave region c is performed.

さらに、図14(c)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aに半波を供給する波数制御を行い、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第1半波領域aに供給する電圧と、第3半波領域cに供給する電圧と、は入れ替え可能である。   Further, in FIG. 14C, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Perform wave number control. Then, wave number control for supplying a half wave to the first half wave region a is performed, and phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to the third half wave region c is performed. Note that the voltage supplied to the first half-wave region a and the voltage supplied to the third half-wave region c can be interchanged.

さらに、図14(d)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bに半波を供給する波数制御を行い、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第2半波領域bに供給する電圧と、第4半波領域dに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合には、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Further, FIG. 14D is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the wave number control for supplying the half wave to the second half wave region b is performed to perform the fourth half wave. Phase control for supplying a voltage having a phase duty ratio Dp to the wave region d is performed. Note that the voltage supplied to the second half-wave region b and the voltage supplied to the fourth half-wave region d can be interchanged. At this time, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152b, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the fourth half-wave region d is performed.

また、図14(d)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合には、第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Further, in FIG. 14D, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152b, wave number control for supplying a half wave to the fourth half wave region d is performed, and Phase control for supplying a voltage having a phase duty ratio Dp to the two half-wave region b is performed.

そして、図14(d)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aまたは第3半波領域cのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 14D, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Perform wave number control. Then, phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to either the first half-wave region a or the third half-wave region c is performed.

さらに、図14(d)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aに半波を供給する波数制御を行い、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第1半波領域aに供給する電圧と、第3半波領域cに供給する電圧と、は入れ替え可能である。   Further, in FIG. 14D, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Perform wave number control. Then, wave number control for supplying a half wave to the first half wave region a is performed, and phase control for supplying a voltage of the phase duty ratio Dp to the third half wave region c is performed. Note that the voltage supplied to the first half-wave region a and the voltage supplied to the third half-wave region c can be interchanged.

続いて、図15について説明する。図15に示す供給電圧テーブル164aは、ヒータ152aに第1の電圧パターンE1を供給して、ヒータ152bに第2の電圧パターンE2を供給する場合の例を示す。なお、図15に記載した記号()は、()内に記載された情報が互いに入れ替え可能であることを示す。   Next, FIG. 15 will be described. A supply voltage table 164a illustrated in FIG. 15 illustrates an example in which the first voltage pattern E1 is supplied to the heater 152a and the second voltage pattern E2 is supplied to the heater 152b. Note that the symbol () described in FIG. 15 indicates that the information described in () can be interchanged.

まず、図15(a)について説明する。図15(a)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜50%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   First, FIG. 15A will be described. FIG. 15A is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152a. For example, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a of the heater 152a is performed. At this time, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 50% to the heater 152b, phase control is performed to supply a voltage with a phase duty ratio Dp to the second half-wave region b and the fourth half-wave region d. Do.

また、図15(a)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aおよび第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 15A, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 100% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Perform wave number control. Then, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a and the third half-wave region c is performed.

次に、図15(b)について説明する。図15(b)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに半波を供給する波数制御を行うとともに、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜50%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 15B will be described. FIG. 15B is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a of the heater 152a is performed, and the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to the third half wave region c is performed. At this time, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 50% to the heater 152b, phase control is performed to supply a voltage with a phase duty ratio Dp to the second half-wave region b and the fourth half-wave region d. Do.

また、図15(b)において、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=50〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行う。そして、第1半波領域aおよび第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 15B, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 100% is supplied to the heater 152b, the wave number for supplying a half wave to the second half wave region b and the fourth half wave region d. Take control. Then, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a and the third half-wave region c is performed.

次に、図15(c)について説明する。図15(c)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bまたは第4半波領域dのいずれか一方に、位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜50%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 15C will be described. FIG. 15C is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the phase is set to either the second half wave region b or the fourth half wave region d. Phase control for supplying a voltage having a duty ratio Dp is performed. At this time, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 50% to the heater 152b, phase control is performed to supply a voltage with a phase duty ratio Dp to the second half-wave region b and the fourth half-wave region d. Do.

そして、図15(c)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行うとともに、第1半波領域aおよび第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 15C, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 100% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. In addition to performing wave number control, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a and the third half-wave region c is performed.

さらに、図15(d)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bに半波を供給する波数制御を行い、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第2半波領域bに供給する電圧と、第4半波領域dに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ152bに点灯デューティ比Do=0〜50%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Further, FIG. 15D is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the wave number control for supplying the half wave to the second half wave region b is performed to perform the fourth half wave. Phase control for supplying a voltage having a phase duty ratio Dp to the wave region d is performed. Note that the voltage supplied to the second half-wave region b and the voltage supplied to the fourth half-wave region d can be interchanged. At this time, when supplying a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 50% to the heater 152b, phase control is performed to supply a voltage with a phase duty ratio Dp to the second half-wave region b and the fourth half-wave region d. Do.

また、図15(d)において、ヒータ152bに、点灯デューティ比Do=50〜100%の電圧を供給する場合には、第2半波領域bおよび第4半波領域dに半波を供給する波数制御を行うとともに、第1半波領域aおよび第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   In FIG. 15D, when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 100% is supplied to the heater 152b, a half wave is supplied to the second half wave region b and the fourth half wave region d. In addition to performing wave number control, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a and the third half-wave region c is performed.

続いて、図16について説明する。図16に示す供給電圧テーブル164aは、ヒータ152aに第1の電圧パターンE1を供給して、ヒータ152bに第3の電圧パターンE3を供給する場合の例を示す。   Next, FIG. 16 will be described. A supply voltage table 164a shown in FIG. 16 shows an example in which the first voltage pattern E1 is supplied to the heater 152a and the third voltage pattern E3 is supplied to the heater 152b.

まず、図16(a)について説明する。図16(a)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=0〜25%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに対して、第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dの全てに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、このとき、高調波電流の影響を低減するために、各半波領域の位相デューティ比Dpをさらに調節してもよい。   First, FIG. 16A will be described. FIG. 16A is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 0 to 25% is supplied to the heater 152a. For example, phase control for supplying a voltage with a phase duty ratio Dp to the first half-wave region a of the heater 152a is performed. At this time, the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to all of the first half-wave region a, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d to the heater 152b. I do. At this time, in order to reduce the influence of the harmonic current, the phase duty ratio Dp of each half-wave region may be further adjusted.

すなわち、点灯デューティ比Doを一定に保ったまま、第1半波領域aの位相デューティ比Dpaと、第2半波領域bの位相デューティ比Dpbと、第3半波領域cの位相デューティ比Dpcと、第4半波領域dの位相デューティ比Dpとを、それぞれ個別に調整してもよい。より具体的には、図7で説明した考え方に沿って、第1半波領域aの位相デューティ比Dpaおよび第3半波領域cの位相デューティ比Dpcを小さく、すなわち、電圧の供給を開始する時刻を遅く(電圧の供給を開始する位相角を大きく)調節して、第2半波領域bの位相デューティ比Dpbおよび第4半波領域dの位相デューティ比Dpdを大きく、すなわち、電圧の供給を開始する時刻を早く(電圧の供給を開始する位相角を小さく)調節する。すなわち、2本のヒータ152a、152bに対して、ともに電圧を印加する期間がなるべく小さくなるように、位相デューティ比Dpの調整を行う。なお、この位相デューティ比Dpの調整方法は、以下に説明する図16(b)〜図6(d)についても同様に適用することができる。   That is, while maintaining the lighting duty ratio Do constant, the phase duty ratio Dpa of the first half-wave region a, the phase duty ratio Dpb of the second half-wave region b, and the phase duty ratio Dpc of the third half-wave region c And the phase duty ratio Dp of the fourth half-wave region d may be individually adjusted. More specifically, in accordance with the concept described in FIG. 7, the phase duty ratio Dpa of the first half-wave region a and the phase duty ratio Dpc of the third half-wave region c are reduced, that is, the supply of voltage is started. By adjusting the time later (increasing the phase angle at which voltage supply is started), the phase duty ratio Dpb of the second half-wave region b and the phase duty ratio Dpd of the fourth half-wave region d are increased, that is, voltage supply Is adjusted early (decreasing the phase angle at which voltage supply is started). That is, the phase duty ratio Dp is adjusted so that the period during which the voltage is applied to both the two heaters 152a and 152b becomes as small as possible. The method for adjusting the phase duty ratio Dp can be similarly applied to FIGS. 16B to 6D described below.

次に、図16(b)について説明する。図16(b)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=25〜50%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aに半波を供給する波数制御を行うとともに、第3半波領域cに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに対して、第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dの全てに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 16B will be described. FIG. 16B is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 25 to 50% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a of the heater 152a is performed, and the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to the third half wave region c is performed. At this time, the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to all of the first half-wave region a, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d to the heater 152b. I do.

次に、図16(c)について説明する。図16(c)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=50〜75%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bまたは第4半波領域dのいずれか一方に位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ152bに対して、第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dの全てに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   Next, FIG. 16C will be described. FIG. 16C is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 50 to 75% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the phase duty is applied to either the second half wave region b or the fourth half wave region d. Phase control for supplying a voltage of the ratio Dp is performed. At this time, the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to all of the first half-wave region a, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d to the heater 152b. I do.

また、図16(d)は、ヒータ152aに点灯デューティ比Do=75〜100%の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル164aの一例である。例えば、ヒータ152aの第1半波領域aおよび第3半波領域cに半波を供給する波数制御を行うとともに、第2半波領域bに半波を供給する波数制御を行い、第4半波領域dに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第2半波領域bに供給する電圧と、第4半波領域dに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ152bに対して、第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域dの全てに位相デューティ比Dpの電圧を供給する位相制御を行う。   FIG. 16D is an example of a supply voltage table 164a when a voltage with a lighting duty ratio Do = 75 to 100% is supplied to the heater 152a. For example, the wave number control for supplying the half wave to the first half wave region a and the third half wave region c of the heater 152a is performed, and the wave number control for supplying the half wave to the second half wave region b is performed to perform the fourth half wave. Phase control for supplying a voltage having a phase duty ratio Dp to the wave region d is performed. Note that the voltage supplied to the second half-wave region b and the voltage supplied to the fourth half-wave region d can be interchanged. At this time, the phase control for supplying the voltage of the phase duty ratio Dp to all of the first half-wave region a, the second half-wave region b, the third half-wave region c, and the fourth half-wave region d to the heater 152b. I do.

ヒータ制御装置60aは、第1の実施の形態で説明したヒータ制御装置60と同様に作用する。その際、ヒータ制御装置60aは2本のヒータ152a、152bを備えているため、各ヒータ152a、152bに対して、それぞれ、必要電圧推定部162aが加熱に必要な交流電圧を推定して、加熱制御部163aが、供給する電圧パターンの選択と供給を行う。詳細な動作の内容と手順は、第1の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明は省略する。   The heater control device 60a operates in the same manner as the heater control device 60 described in the first embodiment. At this time, since the heater control device 60a includes two heaters 152a and 152b, the required voltage estimation unit 162a estimates the AC voltage necessary for heating for each of the heaters 152a and 152b, and heats the heaters. The control unit 163a selects and supplies a voltage pattern to be supplied. Since the detailed contents and procedure of the operation are the same as those described in the first embodiment, the description thereof is omitted.

このように、複数のヒータ152a、152bを備える場合であっても、ヒータ52を1本のみ備える場合と同様に、ヒータ152a、152bに交流電圧を供給した際のフリッカの発生と高調波電流の発生とをともに抑制することができる。   As described above, even when a plurality of heaters 152a and 152b are provided, as in the case where only one heater 52 is provided, the occurrence of flicker and the generation of harmonic current when an AC voltage is supplied to the heaters 152a and 152b. Both generation can be suppressed.

以上説明したように、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、温度センサ55(温度検知手段)が検知した定着ローラ51aの表面温度に基づいて、必要電圧推定部62(必要電圧推定手段)が定着ローラ51aの加熱に必要な電圧パターンを推定する。そして、加熱制御部63(加熱制御手段)が、推定された電圧パターンを、記憶手段であるROMに記憶された、交流電圧の半周期を1半波領域としたときに、連続する4半波領域(第1半波領域a、第2半波領域b、第3半波領域c、第4半波領域d)を1周期とする複数の電圧パターン(第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3)の中から選択する。加熱制御部63は、さらに、選択された電圧パターンをヒータ52(加熱手段)に供給することによって、定着ローラ51aの表面温度を制御する。したがって、フリッカの発生と高調波電流の影響と、をともに抑制することができる。   As described above, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the necessary voltage estimation unit 62 (necessary) is based on the surface temperature of the fixing roller 51a detected by the temperature sensor 55 (temperature detecting means). Voltage estimation means) estimates a voltage pattern necessary for heating the fixing roller 51a. Then, when the heating control unit 63 (heating control means) uses the estimated voltage pattern as a half-wave region in which the half cycle of the AC voltage stored in the ROM as the storage means is one half-wave region, A plurality of voltage patterns (first voltage pattern E1, second half-wave region a, second half-wave region b, third half-wave region c, fourth half-wave region d) having one cycle as a region. The voltage pattern E2 or the third voltage pattern E3) is selected. The heating control unit 63 further controls the surface temperature of the fixing roller 51a by supplying the selected voltage pattern to the heater 52 (heating means). Therefore, it is possible to suppress both the occurrence of flicker and the influence of the harmonic current.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、電圧パターンは、ヒータ52(加熱手段)に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の中の任意の1半波領域から順に位相デューティ比Dp(通電時間)を増加させる第1の電圧パターンE1を含む。したがって、電圧波形に含まれる高調波成分が少なくなるため、より一層高調波電流の影響の少ない電圧パターンを提供することができる。   Further, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the voltage pattern is set to any one half wave in the four half wave region in accordance with an increase in power supplied to the heater 52 (heating means). A first voltage pattern E1 that increases the phase duty ratio Dp (energization time) in order from the region is included. Therefore, since the harmonic component contained in the voltage waveform is reduced, it is possible to provide a voltage pattern that is further less affected by the harmonic current.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、電圧パターンは、ヒータ52(加熱手段)に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の中の隣接しない2つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Dp(通電時間)をともに増加させる第2の電圧パターンE2を含む。したがって、第1の電圧パターンE1に比べて高調波成分は増加するが、突入電流が減るため、よりフリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを提供することができる。   In addition, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the voltage pattern is changed to two non-adjacent half-wave regions in the four-half wave region in accordance with an increase in power supplied to the heater 52 (heating means). A second voltage pattern E2 that increases both the phase duty ratio Dp (energization time) equally applied to the wave region is included. Therefore, although the harmonic component is increased as compared with the first voltage pattern E1, the inrush current is reduced, so that it is possible to provide a voltage pattern that can further suppress the occurrence of flicker.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、電圧パターンは、ヒータ52(加熱手段)に供給する電力の増加に応じて、4半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Dp(通電時間)をともに増加させる第3の電圧パターンE3を含む。したがって、より一層フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを提供することができる。   Further, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the voltage pattern is applied to all half-wave regions of the four half-wave regions in accordance with an increase in power supplied to the heater 52 (heating means). And a third voltage pattern E3 that increases the phase duty ratio Dp (energization time) equally applied to each other. Therefore, it is possible to provide a voltage pattern that can further suppress the occurrence of flicker.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、加熱制御部63(加熱制御手段)は、第1の電圧パターンE1、第2の電圧パターンE2、第3の電圧パターンE3(複数の電圧パターン)の中から、ヒータ52(加熱手段)の消費電力の大きさと、各電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回るかの余裕を示す高調波マージンと、に基づいて、ヒータ52に供給する電圧パターンを選択する。したがって、フリッカの発生と高調波電流の影響とを確実に抑制することができる。   Further, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the heating control unit 63 (heating control means) includes the first voltage pattern E1, the second voltage pattern E2, and the third voltage pattern E3 ( Among the plurality of voltage patterns), the power consumption of the heater 52 (heating means) and the margin of how much the maximum value of the harmonic current generated when each voltage pattern is supplied falls below the design target A voltage pattern to be supplied to the heater 52 is selected based on the harmonic margin. Therefore, the occurrence of flicker and the influence of harmonic current can be reliably suppressed.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、加熱制御部63(加熱制御手段)は、4半波領域の通電時間の総和の変動が所定値以内であって、なおかつ、同じ電圧パターンを所定時間以上供給していることを条件として、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンに切り替えてヒータ52(加熱手段)に供給する。したがって、高調波電流の影響が表れる前に、ヒータ52(加熱手段)に供給する電圧パターンを、高調波電流の影響が少ない電圧パターンに切り替えることができる。   Further, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the heating control unit 63 (heating control means) has a variation in the sum of energization times in the four-half wave region within a predetermined value, and On the condition that the same voltage pattern is supplied for a predetermined time or longer, the voltage pattern is switched to a voltage pattern with less influence of the harmonic current and supplied to the heater 52 (heating means). Therefore, before the influence of the harmonic current appears, the voltage pattern supplied to the heater 52 (heating means) can be switched to a voltage pattern with less influence of the harmonic current.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、加熱制御部63(加熱制御手段)は、通電時間の割合の変動量を制御している期間は、フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンに切り替えてヒータ52(加熱手段)に供給する。したがって、フリッカの発生を確実に抑制することができる。   Further, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the heating control unit 63 (heating control unit) suppresses the occurrence of flicker during the period in which the amount of change in the energization time ratio is controlled. The voltage pattern can be switched to be supplied to the heater 52 (heating means). Therefore, the occurrence of flicker can be reliably suppressed.

また、第1の実施の形態に係るヒータ制御装置60によれば、必要電圧推定部62(必要電圧推定手段)は、さらに、4半波領域における通電時間を一定に保ったままで、各半波領域の通電時間をそれぞれ変更する機能を有する。したがって、ヒータ52に供給する電力を一定に保ったままで、高調波電流の影響をより一層低減する電圧パターンを供給することができる。   In addition, according to the heater control device 60 according to the first embodiment, the necessary voltage estimation unit 62 (necessary voltage estimation means) further maintains each energization time in the four half wave region while maintaining each half wave. It has a function of changing the energization time of each region. Therefore, it is possible to supply a voltage pattern that further reduces the influence of the harmonic current while keeping the power supplied to the heater 52 constant.

以上、実施の形態について説明したが、その各部の具体的な構成、処理の内容等は、実施の形態で説明したものに限るものではない。   Although the embodiment has been described above, the specific configuration of each part, the content of processing, and the like are not limited to those described in the embodiment.

例えば、第1の実施の形態で説明したプログラムは、予め記憶手段であるROMに記憶されて提供される以外に、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disc)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。   For example, the program described in the first embodiment is provided in a form that can be installed or executed in addition to a program stored in a ROM that is a storage unit in advance, and a CD-ROM, a flexible disk ( FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disc), etc. may be provided by being recorded on a computer-readable recording medium. Furthermore, the program may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. The program may be provided or distributed via a network such as the Internet.

50 定着装置
51a 定着ローラ
52 ヒータ(加熱手段)
53 交流電源
54 トライアック
55 温度センサ(温度検知手段)
56 制御部
57 ゼロクロス検知部
58 電圧検知部
60 ヒータ制御装置
62 必要電圧推定部(必要電圧推定手段)
63 加熱制御部(加熱制御手段)
64 供給電圧テーブル
100 画像形成装置
Do 点灯デューティ比
Dp 位相デューティ比
E1 第1の電圧パターン
E2 第2の電圧パターン
E3 第3の電圧パターン
2T 制御周期
Ta 許容制御周期
50 Fixing device 51a Fixing roller 52 Heater (heating means)
53 AC power supply 54 Triac 55 Temperature sensor (temperature detection means)
56 Control Unit 57 Zero Cross Detection Unit 58 Voltage Detection Unit 60 Heater Control Device 62 Required Voltage Estimation Unit (Required Voltage Estimation Unit)
63 Heating control unit (heating control means)
64 supply voltage table 100 image forming apparatus Do lighting duty ratio Dp phase duty ratio E1 first voltage pattern E2 second voltage pattern E3 third voltage pattern 2T control period Ta allowable control period

特開2008−191333号公報JP 2008-191333 A

Claims (10)

交流電圧を供給することによって定着ローラを加熱する加熱手段と、
前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、
前記交流電圧の半周期を1半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する4半波領域を1周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、
前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とするヒータ制御装置。
Heating means for heating the fixing roller by supplying an AC voltage;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing roller;
Necessary voltage estimation means for estimating a voltage pattern necessary for heating the surface temperature of the fixing roller to a target temperature based on the detection result of the temperature detection means and the voltage value of the AC voltage;
A storage means for storing a plurality of voltage patterns supplied to the heating means, wherein the half cycle of the AC voltage is one half wave region, and the four half wave region of the AC voltage is one cycle;
Heating control means for controlling the surface temperature of the fixing roller by selecting the voltage pattern corresponding to the estimation result of the necessary voltage estimation means and supplying the selected voltage pattern to the heating means;
A heater control device comprising:
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記4半波領域の中の任意の1半波領域から順に通電時間を増加させる第1の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のヒータ制御装置。
The voltage pattern includes a first voltage pattern that increases energization time sequentially from any one half-wave region in the four-half wave region in accordance with an increase in power supplied to the heating unit. The heater control device according to claim 1.
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記4半波領域の中の隣接しない2つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える通電時間をともに増加させる第2の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のヒータ制御装置。
The voltage pattern is a second voltage pattern that increases both energization time equally applied to two non-adjacent half-wave regions in the four-half wave region according to an increase in power supplied to the heating means. The heater control apparatus according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記4半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える通電時間をともに増加させる第3の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のヒータ制御装置。
The voltage pattern includes a third voltage pattern that increases both energization times equally applied to all the half-wave regions of the four-half wave region in accordance with an increase in power supplied to the heating unit. The heater control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heater control device is characterized in that:
前記加熱制御手段は、前記複数の電圧パターンの中から、前記加熱手段の消費電力の大きさと、前記電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回るかの余裕を示す高調波マージンと、に基づいて、前記電圧パターンを選択する
ことを特徴とする請求項4に記載のヒータ制御装置。
The heating control means determines, from among the plurality of voltage patterns, how much power consumption of the heating means and the maximum value of the harmonic current generated when the voltage pattern is supplied are below a design target. The heater control device according to claim 4, wherein the voltage pattern is selected based on a harmonic margin indicating a margin.
前記加熱制御手段は、前記4半波領域の前記通電時間の総和の変動が所定値以内であって、なおかつ、同じ電圧パターンを所定時間以上供給していることを条件として、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンを選択して前記加熱手段に供給する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のヒータ制御装置。
The heating control means has the effect of harmonic current on the condition that the fluctuation of the sum of the energization times in the four-half wave region is within a predetermined value and the same voltage pattern is supplied for a predetermined time or more. The heater control device according to claim 4 or 5, wherein a voltage pattern with less is selected and supplied to the heating means.
前記加熱制御手段は、前記通電時間の割合の変動量を制御している期間は、フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを選択して前記加熱手段に供給する
ことを特徴とする請求項4から請求項6のいずか1項に記載のヒータ制御装置。
The heating control means selects a voltage pattern capable of suppressing the occurrence of flicker and supplies it to the heating means during a period in which the amount of fluctuation of the energization time ratio is controlled. The heater control device according to any one of claims 4 to 6.
前記必要電圧推定手段は、さらに、前記4半波領域における通電時間を一定に保ったままで、各半波領域の通電時間をそれぞれ変更する機能を有する
ことを特徴とする請求項4から請求項7のいずれか1項に記載のヒータ制御装置。
The said required voltage estimation means has further the function to each change the energization time of each half-wave area | region, keeping the energization time in the said 4 half-wave area | region constant. The heater control apparatus of any one of these.
定着ローラの表面温度を検知する温度検知ステップと、
前記表面温度と前記定着ローラを加熱する加熱手段に供給する交流電圧の電圧値とに基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定ステップと、
前記交流電圧の半周期を1半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する4半波領域を1周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンの中から、前記必要電圧推定ステップによって推定された電圧パターンを選択する電圧パターン選択ステップと、
選択された前記電圧パターンを加熱手段に供給する電圧供給ステップと、
を有することを特徴とするヒータ制御方法。
A temperature detection step for detecting the surface temperature of the fixing roller;
A necessary voltage estimating step for estimating a voltage pattern necessary for heating the surface temperature of the fixing roller to a target temperature based on the surface temperature and a voltage value of an AC voltage supplied to a heating unit for heating the fixing roller. When,
When the half cycle of the AC voltage is set to one half wave region, the necessary voltage estimation is performed from among a plurality of voltage patterns supplied to the heating means, wherein the four quarter wave region where the AC voltage is continuous is set to one cycle. A voltage pattern selection step for selecting the voltage pattern estimated by the step;
A voltage supply step of supplying the selected voltage pattern to the heating means;
A heater control method characterized by comprising:
コンピュータを、
交流電圧によって加熱された定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、
前記交流電圧の半周期を1半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する4半波領域を1周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、
前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、
して機能させるプログラム。
Computer
Based on the detection result of the temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing roller heated by the AC voltage and the voltage value of the AC voltage, a voltage pattern necessary for heating the surface temperature of the fixing roller to the target temperature is obtained. A necessary voltage estimating means for estimating;
A storage means for storing a plurality of voltage patterns supplied to the heating means, wherein the half cycle of the AC voltage is one half wave region, and the four half wave region of the AC voltage is one cycle;
Heating control means for controlling the surface temperature of the fixing roller by selecting the voltage pattern corresponding to the estimation result of the necessary voltage estimation means and supplying the selected voltage pattern to the heating means;
Program to make it work.
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