JP2018173528A - Image forming apparatus, method for controlling heater, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータを備える画像形成装置、ヒータの制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including a heater, a heater control method, and a program.
従来から、電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置では、ヒータと、ヒータによって加熱される加熱ローラと、を有する定着装置を備える構成が知られている。また、加熱ローラの表面温度が所望の温度となるようにヒータへの通電を制御する技術も知られている。従来の定着装置およびヒータの通電制御の構成は、例えば、特許文献1に開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method is known to include a fixing device having a heater and a heating roller heated by the heater. Also known is a technique for controlling energization to the heater so that the surface temperature of the heating roller becomes a desired temperature. A configuration of a conventional fixing device and heater energization control is disclosed in, for example,
配電盤から画像形成装置までの配線距離が長い場合や、1つの配電盤からの分岐数が多い場合や、設備の老朽化が進んでいる場合等、外部電源から画像形成装置までの配線インピーダンスが大きい環境がある。配線インピーダンスが大きい場合、画像形成装置への電力供給を開始した際、同じ外部電源に接続される照明機器に、いわゆるフリッカ現象(ちらつき現象)を発生させる可能性がある。 When the wiring distance from the switchboard to the image forming device is long, when the number of branches from one switchboard is large, or when the equipment is aging, the environment where the wiring impedance from the external power supply to the image forming device is large There is. When the wiring impedance is large, when power supply to the image forming apparatus is started, there is a possibility that a so-called flicker phenomenon (flickering phenomenon) may occur in lighting equipment connected to the same external power source.
本発明は、前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、配線インピーダンスに応じた判断及び制御が可能な技術を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the problem is to provide a technique that can make judgment and control according to the wiring impedance.
上記の問題点を解決するために、本発明の画像形成装置は、次の構成を有している。
外部電源からの電力の供給を受けるヒータと、前記外部電源から前記ヒータに供給される電流量または電圧量に応じて異なる信号を出力するセンサと、コントローラと、を備え、前記コントローラは、前記ヒータに通電した状態で、前記センサからの信号を受けて所定の検出量を検出し、前記検出量がゼロとなるタイミングを検出し、前記検出量がピークとなるタイミングを検出し、前記検出量がゼロとなるタイミングから前記検出量がピークとなるタイミングまでの時間である特定時間の長さを計測し、前記特定時間の長さが所定の範囲内か、所定の範囲外かを判断する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the image forming apparatus of the present invention has the following configuration.
A heater that receives supply of power from an external power source, a sensor that outputs a different signal according to the amount of current or voltage supplied to the heater from the external power source, and a controller, the controller including the heater In a state in which the detection amount is received, a predetermined detection amount is detected by receiving a signal from the sensor, a timing at which the detection amount becomes zero is detected, a timing at which the detection amount reaches a peak is detected, and the detection amount is Measuring the length of a specific time, which is the time from the timing when it becomes zero to the timing when the detected amount reaches a peak, and determining whether the length of the specific time is within a predetermined range or out of a predetermined range; It is characterized by.
配線インピーダンスが高い環境にあると、画像形成装置への通電を開始した際、すなわちヒータへの通電を開始した際に、検出量がピークとなるタイミングに偏りが生じる。そこで、本明細書に開示される画像形成装置は、検出量がゼロとなるタイミングから検出量がピークとなるタイミングまでの時間(特定時間)の長さを検知し、その特定時間が所定範囲になければ、配線インピーダンスが高い環境にある可能性が高いことから、フリッカ現象の発生を抑えるもしくはフリッカ現象に対する視感度を下げる通電パターンにすることで、フリッカ現象の影響を受け難くする。 If the wiring impedance is high, when the energization of the image forming apparatus is started, that is, when the energization of the heater is started, the timing at which the detection amount reaches a peak is biased. Therefore, the image forming apparatus disclosed in the present specification detects the length of time (specific time) from the timing when the detection amount becomes zero to the timing when the detection amount reaches a peak, and the specific time falls within a predetermined range. Otherwise, since there is a high possibility that the wiring impedance is high, an energization pattern that suppresses the occurrence of the flicker phenomenon or reduces the visibility to the flicker phenomenon makes it less susceptible to the flicker phenomenon.
上記装置の機能を実現するためのヒータの制御方法、およびプログラムも、新規で有用である。 A heater control method and program for realizing the functions of the apparatus are also novel and useful.
本発明によれば、配線インピーダンスに応じた判断及び制御が可能な技術が実現される。 According to the present invention, a technique capable of determining and controlling according to the wiring impedance is realized.
(実施形態1)
以下、本発明に係る画像形成装置を具体化した一例としてのプリンタについて、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において図は、適宜簡略化或いは変形誇張されて描画されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも実施例と同一ではない。本実施形態は、カラー画像の形成が可能なレーザプリンタに本発明を適用したものであるが、モノクロ画像の形成が可能なレーザプリンタに本発明を適用しても差し支えないことは、いうまでもない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a printer as an example embodying an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are drawn with simplified or modified exaggeration as appropriate, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily the same as those in the examples. In the present embodiment, the present invention is applied to a laser printer capable of forming a color image, but it goes without saying that the present invention may be applied to a laser printer capable of forming a monochrome image. Absent.
図1は、実施形態1に係るプリンタの概略構成を示す断面図である。
図において、プリンタ100は、いわゆるタンデム方式のカラーレーザプリンタである。プリンタ100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色ごとのプロセス部10Y、10M、10C、10Kを有している。そして、プロセス部10Kは、感光体2と、帯電器3と、現像器4と、を有している。なお、他色のプロセス部10Y、10M、10Cも同様の構成を有している。また、プリンタ100は、感光体2や現像器4などを駆動するためのメインモータを備えている。さらに、プリンタ100は、各色のプロセス部10Y、10M、10C、10Kの上部に、各色に共通の露光器6を有している。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the printer according to the first embodiment.
In the figure, a
露光器6は、ポリゴンミラーを回転駆動するためのポリゴンモータおよびポリゴンモータを制御するためのモータ駆動部などを含んでいる。
The
さらに、プリンタ100は、転写ベルト7と、熱定着器8と、給紙トレイ91と、排紙トレイ92とを有している。さらに、熱定着器8は、上側の加熱ローラ81と、その加熱ローラ81内に配置された定着用ヒータ82と、加熱ローラ81の近くに配置された、例えばサーミスタ素子からなる温度センサ83と、加熱ローラ81の下側に配置された加圧ローラ84と、加熱ローラ81を駆動する駆動モータとを備える。そして加熱ローラ81は、定着用ヒータ82によって所定温度まで加熱され、加熱ローラ81の表面温度は、温度センサ83によって検出される。なお、定着用ヒータ82が本発明のヒータの一例である。
Further, the
次に、プリンタ100の全体の動作について簡単に説明する。
プリンタ100は、例えば、ネットワークを介してパソコン等の上位装置(図示せず)に接続されている。また、プリンタ100は、上位機器からの印字データを受信してそれに基づき画像形成する印刷モード、画像形成をしていない状態においてプリンタ100の状況に応じて適宜設定されるスリープモードおよび待機モードなど複数のモードを有しているが、以下の説明では、印刷モードおよびスリープモードを中心に説明する。また、以下の説明では、印刷モードにおける印刷動作の全体について簡単に説明するが、特に、プロセス部10Kによる画像形成について説明する。
Next, the overall operation of the
The
すなわち、プリンタ100は、印刷モードにおける印刷動作時、感光体2に対し、帯電器3によって帯電した後、露光器6によって露光する。それにより、感光体2の表面に、画像データに基づく静電潜像を形成する。さらに、プリンタ100は、静電潜像を現像器4にて現像することによって、トナー像を形成する。
That is, in the printing operation in the printing mode, the
また、プリンタ100は、給紙トレイ91に収納されているシートを1枚ずつ引き出し、転写ベルト7へ搬送する。転写ベルト7は、感光体2との接触位置の内側に転写ローラ5を備え、シートが感光体2と転写ローラ5との間を通過する際に、感光体2上のトナー像をシートへ転写する。さらに、プリンタ100は、シートが熱定着器8の加熱ローラ81と加圧ローラ84との間を通過する際に、シートに載置されたトナー像を、熱定着器8の加熱ローラ81によって加熱することによりシートに熱定着させる。これによって画像が形成されたシートは、排紙トレイ92に排出される。
Further, the
なお、カラー印刷を実行する場合、プリンタ100は、他色のプロセス部10Y、10M、10Cにてそれぞれの色のトナー像を形成し、順次シートに転写する。これにより、シート上で各色のトナー像を重ね合わせる。そして、重ね合わされたトナー像をシートに定着させることにより、カラー画像が形成される。
When performing color printing, the
図2は、プリンタの電気的構成を示すブロック図であり、続いて、プリンタ100の電気的構成について、図2を参照しながら説明する。
すなわち、プリンタ100は、CPU31と、ROM32と、RAM33と、NVRAM(不揮発性RAM)34とを含むコントローラ30を備えている。また、プリンタ100は、DC24V負荷の一例としてのモータ11と、操作パネル35と、ネットワークインターフェース36と、USBインターフェース37と、熱定着器8とを備え、これらがコントローラ30に電気的に接続されている。なお、モータ11は、感光体2や現像器4などを駆動するためのメインモータであっても良いし、露光器6が備えるポリゴンモータであっても良いし、加熱ローラ81を駆動する駆動モータであっても良く、また、それら複数の組み合わせであっても良い。
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the printer. Next, the electrical configuration of the
That is, the
さらに、プリンタ100は、コントローラ30に電気的に接続されている電源部40を備え、印刷モード時には、電源部40はコントローラ30と、モータ11と、熱定着器8の定着用ヒータ82とに電力を供給可能なように接続されている。
Further, the
ROM32には、プリンタ100を制御するための各種制御プログラムや各種設定、初期値等が記憶されている。RAM33は、各種制御プログラムが読み出される作業領域として、あるいは、データを一時的に記憶する記憶領域として利用される。CPU31は、ROM32から読み出した制御プログラムに従って、その処理結果をRAM33またはNVRAM34に記憶させながら、プリンタ100の各構成要素を制御する。なお、RAM33またはNVRAM34によって記憶部が構成される。
The
CPU31は、制御部の一例である。コントローラ30が制御部の一例であってもよい。なお、図2中のコントローラ30は、CPU31等、プリンタ100の制御に利用されるハードウェアを纏めた総称である。具体的には、コントローラ30は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等も含み、したがって、ASICがコントローラ30の一部の機能を担っていてもよく、また、コントローラ30の一部の機能を論理回路が担っていてもよい。
The
ネットワークインターフェース36は、ネットワークを介して接続された上位装置と通信を行うためのハードウェアである。USBインターフェース37は、USB規格に基づいて接続された装置と通信を行うためのハードウェアである。操作パネル35は、ユーザに対する報知の表示と、ユーザによる指示入力の受け付けとを担うハードウェアである。
The
図3は、電源部の電気的構成を示す図であり、続いて、図3を参照して電源部40の電気的構成について説明する。
図において、電源部40の電源入力部を構成するところの第1の入力端子41には、外部電源411から、例えば交流の100Vの電力が供給される。外部電源411の電圧は、100Vに限定されるものではなく、例えば、200Vであっても良い。なお、外部電源411は、プリンタ100の外部の商用交流電源であっても良いし自家発電機による電源であっても差し支えない。
FIG. 3 is a diagram illustrating an electrical configuration of the power supply unit, and subsequently, an electrical configuration of the
In the figure, an AC power of 100 V, for example, is supplied from an
第1の入力端子41には、第1のラインL1および第2のラインL2を介してノイズフィルタ60の入力端子が接続されている。ノイズフィルタ60は、ノイズフィルタ60より後段からのノイズを除去するものである。
The input terminal of the
ノイズフィルタ60の出力端子には、ダイオードブリッジから成る整流回路42が接続されている。したがって、第1の入力端子41から供給される交流電力は、整流回路42によって全波整流される。
A
ノイズフィルタ60の出力端子には、AC/DCコンバータ43が接続されている。AC/DCコンバータ43は、ノイズフィルタ60の出力端子に接続されたダイオードブリッジから成る整流回路42と、整流回路42の出力端子間に接続され、整流回路42の出力電流を平滑化する平滑コンデンサ431と、整流回路42の出力端子間にスイッチング素子433を介して一次巻線が接続されたトランス432と、整流平滑回路44とから構成されている。
An AC /
したがって、第1の入力端子41から供給され、ノイズフィルタ60の出力端子から出力される交流電力は、整流回路42によって全波整流された後、平滑コンデンサ431によって平滑化される。なお、平滑コンデンサ431が本発明のコンデンサの一例であり、また、AC/DCコンバータ43が本発明のコンバータの一例である。また、平滑コンデンサ431は、並列に接続された複数のコンデンサにより構成されていても差し支えない。
Therefore, AC power supplied from the
トランス432の二次巻線に接続された整流平滑回路44は、整流素子441と平滑コンデンサ442とを備え、トランス432の二次巻線から出力される電力を整流素子441によって整流した後、平滑コンデンサ442によって平滑して出力する。整流平滑回路44から出力される例えば、DC24Vの電力は、第1の出力端子45を介してモータ11に代表されるDC24Vの負荷に電力が供給される。
The rectifying / smoothing
また、第1の出力端子45には、第2の入力端子52を介してDC/DCコンバータ46が接続され、したがって、第1の出力端子45から出力されるDC24Vの電力は、DC/DCコンバータ46に供給される。DC/DCコンバータ46は、24Vの電力を3.3Vに変換するものであり、DC/DCコンバータ46から出力される電力は、コントローラ30などに供給される。
Further, the DC /
電源制御IC63は、AC/DCコンバータ43のスイッチング素子433をスイッチング制御するためのものである。
The power
第1のラインL1上に設けられた第1の分岐点P1には、第3のラインL3の一端側が接続され、さらに、第3のラインL3の他端側は、電磁リレー49を介して定着用ヒータ82の一方の端子に接続されている。
One end side of the third line L3 is connected to the first branch point P1 provided on the first line L1, and the other end side of the third line L3 is fixed via the
また、第2のラインL2上に設けられた第2の分岐点P2には、第4のラインL4の一端側が接続され、さらに、第4のラインL4の他端側は、例えば、トライアック素子から構成されたスイッチング素子50を介して定着用ヒータ82の他方の端子に接続されている。なお、スイッチング素子50よりスイッチング素子が構成される。
In addition, one end side of the fourth line L4 is connected to the second branch point P2 provided on the second line L2, and the other end side of the fourth line L4 is, for example, from a triac element. It is connected to the other terminal of the fixing
スイッチング素子50は、フォトトライアックカプラ51を介してのコントローラ30からのヒータ制御信号により通電タイミングが制御される。スイッチング素子50は、コントローラ30から継続してオン信号を受ける場合は次に到来するゼロクロスタイミングでも通電状態を継続し、コントローラ30からオン信号が継続して受けない場合は、次に到来する外部電源411から入力される電圧のゼロクロスタイミングで非通電状態となる。なお、外部電源411から入力される電圧のゼロクロスタイミングは、第1の入力端子41から入力される外部電源411の電圧値がゼロボルトを通過するタイミングの一例である。
The energization timing of the switching
なお、本実施形態では、第3のラインL3上に電磁リレー49を、また、第4のラインL4上にスイッチング素子50をそれぞれ配置したが、第3のラインL3もしくは第4のラインL4上に、電磁リレー49とスイッチング素子50とが直列接続された状態で配置されても良い。
In the present embodiment, the
電磁リレー49は、コントローラ30からのリレー制御信号によりその接点が開閉制御される。
The contact of the
すなわち、印刷モード時には、電磁リレー49は、コントローラ30からのリレー制御信号により接点がオン状態(通電状態)に制御され、また、スリープモード時には、接点がオフ状態(非通電状態)に制御される。また、印刷モード時に、プリンタ100のカバーの開閉を検出するスイッチ(図示せず)を介してカバーの開放が検出された場合には、コントローラ30からのリレー制御信号により通電状態から非通電状態に制御され、装置の安全性が確保される。
That is, in the printing mode, the contact of the
フォトトライアックカプラ51は、コントローラ30からのヒータ制御信号に基づいてスイッチング素子50に対して制御信号を出力する。それによって、スイッチング素子50は、コントローラ30から継続してオン信号を受ける場合は、次に到来するゼロクロスタイミングでも通電状態を継続し、コントローラ30からオン信号が継続して受けない場合は、次に到来する外部電源411のゼロクロスタイミングで非通電状態となる。
The
したがって、印刷モード時には、第1のラインL1、第1の分岐点P1、第3のラインL3、電磁リレー49、スイッチング素子50、第4のラインL4、第2の分岐点P2および第2のラインL2を介して外部電源411から定着用ヒータ82に電力が供給され、それによって加熱ローラ81が加熱される。また、電磁リレー49またはスイッチング素子50が非通電状態になると、定着用ヒータ82に電力が供給されることはない。
Therefore, in the printing mode, the first line L1, the first branch point P1, the third line L3, the
第3のラインL3上の第1の分岐点P1と電磁リレー49との間には、例えば、ホール素子を用いたホール式の電流センサ55が配置されており、第3のラインL3を流れる電流、すなわち、定着用ヒータ82に供給される電流値(電流量)を測定可能である。具体的には、電流センサ55は、外部電源411から供給される電力の交流周期の半分よりも十分に細かく、且つ、一つのコンデンサインプット電流が発生する時間幅よりも十分に細かいサンプリング周期で電流値を測定可能である。また、測定された電流値は、電流センサ信号として第2の出力端子47および第3の入力端子48を介してリアルタイムでコントローラ30に出力される。なお、電流センサ55が本発明のセンサの一例である。
Between the first branch point P1 on the third line L3 and the
電流センサとしては、第1のラインL1上を流れる交流電流の電流値の絶対値を測定することが可能な電流センサ55に替えて、交流電流の、電流値ゼロに対して相対的な相対値である電流量が測定可能な比較型電流センサを用いることも可能であり、電流値や相対的な電流量が本発明の検出量の一例である。また、電流センサ55は、第1のラインL1上の第1の入力端子41と第1の分岐点P1との間、第2のラインL2上の第1の入力端子41と第2の分岐点P2との間、および第4のラインL4上のいずれに配置しても差し支えない。
As the current sensor, instead of the
ただ、電流センサ55を第3のラインL3、または第4のラインL4上に配置した方が、第1のラインL1および第2のラインL2上に配置した場合に比べて、AC/DCコンバータ43側に供給される電力の影響を受けることがないので、定着用ヒータ82に供給される電流値(電流量)をより正確に測定(検出)可能である。
However, the AC /
なお、第1のラインL1および第2のラインL2が本発明の第1ラインに、また、第3のラインL3および第4のラインL4が本発明の第2ラインにそれぞれ相当する。また、本発明の第1ラインおよび第2ラインは、電力を伝達するための電力経路のことを指し、必ずしも機械的に連続的に繋がっていなくてもよい。つまり、電力経路とは、電力を伝達する機能を持っていればよく、スイッチング部材やトランスなどを介して断続的に繋がっているものも含む。 The first line L1 and the second line L2 correspond to the first line of the present invention, and the third line L3 and the fourth line L4 correspond to the second line of the present invention, respectively. Moreover, the 1st line and 2nd line of this invention point out the electric power path | route for transmitting electric power, and do not necessarily need to be connected mechanically continuously. That is, the power path only needs to have a function of transmitting power, and includes those that are intermittently connected via a switching member, a transformer, or the like.
電磁リレー49と定着用ヒータ82との間の第3のラインL3と、第2の分岐点P2とスイッチング素子50との間の第4のラインL4との間には、ゼロクロス検出回路56が接続されており、電磁リレー49の接点が閉状態(通電状態)のときに、第1の入力端子41に接続された外部電源411のゼロクロス点を検出してゼロクロス信号をリアルタイムでコントローラ30に出力可能である。
A zero
図4は、ヒータ制御に係わる制御手順を示すフローチャートであり、つぎに、図4を参照して制御の手順を説明する。なお、図4に示す制御は、プリンタ100の電源がオンされたときや印刷モード期間中に、所定時間間隔をおいてコントローラ30によって実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure related to heater control. Next, the control procedure will be described with reference to FIG. Note that the control shown in FIG. 4 is executed by the
すなわち、まず、コントローラ30は、ステップ1(以下、S1と称する)において、上位機器から送信されてきた印字データを印刷するための印刷モードか否かを判断し、印刷モードでなければ(S1:NO)、次のS7において、コントローラ30は、電磁リレー49の接点をオン状態(非通電状態)に制御して本処理は終了する。
That is, first, in step 1 (hereinafter referred to as S1), the
一方、印刷モードであれば(S1:YES)、次のS2において、コントローラ30は、電磁リレー49の接点をオン状態(非通電状態)からオフ状態(通電状態)に制御する。
On the other hand, if it is the printing mode (S1: YES), in the next S2, the
次に、S3において、コントローラ30は、上位機器から送信されてきた印字データに基づく印刷が継続中か否かを判断し、印刷が継続中でなければ(S3:NO)、本処理は終了する。
Next, in S3, the
一方、印刷が継続中であれば(S3:YES)、S4において、コントローラ30は、温度センサ83の検出温度値と基準温度値とを比較する。そして、S5において、S4の比較において温度センサ83の検出温度値が基準温度値を上回っておれば、定着用ヒータ82への電力供給が必要ないと判断して(S5:NO)、S3に戻る。
On the other hand, if printing is continuing (S3: YES), in S4, the
また、S4の比較において温度センサ83の検出温度値が基準温度値を下回っておれば、コントローラ30は、定着用ヒータ82への電力供給が必要と判断して(S5:YES)、S6に移行する。
If the detected temperature value of the
次に、S6においては、コントローラ30は、後述する図5に示すS20またはS23において設定されたヒータ制御方法に基づき、スイッチング素子50の通電状態を制御し、それによって、定着用ヒータ82に電力を供給し、その後、S3に戻る。なお、S6が本発明の通電ステップおよび通電処理の一例である。
Next, in S6, the
なお、プリンタ100の電源がオンされた際、スリープモードから印刷モードに移行した際、或いは連続した1つの印刷ジョブが終了した後に新たな印刷ジョブが開始される際などには、後述する図5に示すS13において波数制御が設定されるので、波数制御によって定着用ヒータ82に電力が供給される。
It should be noted that when the
図5は、電源判定処理に係わる制御手順を示すフローチャートであり、次に、図5を参照して制御の手順を説明する。図5に示す制御は、プリンタ100の電源がオンされたときや印刷モード期間中に、所定時間間隔をおいてコントローラ30によって実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure related to the power source determination process. Next, the control procedure will be described with reference to FIG. The control shown in FIG. 5 is executed by the
すなわち、S11において、コントローラ30は、RAM33またはNVRAM34に記憶されたカウンタの値をゼロに設定し、次のS12において、コントローラ30は、電磁リレー49の接点がオン状態(通電状態)か否かを判断する。そして、コントローラ30が、電磁リレー49の接点がオン状態(通電状態)でないと判断したときには(S12:NO)、電磁リレー49の接点がオン状態(通電状態)に制御されるまでS12の判断を繰り返す。
That is, in S11, the
一方、プリンタ100が印刷モードの状態で、前述の図4に示すS2が実行されて電磁リレー49の接点がオン状態(通電状態)に制御された場合には、S12において、コントローラ30が、電磁リレー49の接点がオン状態(通電状態)と判断し(S12:YES)、次のS13において、ヒータ制御として波数制御を設定し、次のS14へ移行する。
On the other hand, when the
次に、S14において、コントローラ30は、ゼロクロス検出回路56から出力されるゼロクロス信号を取得し、それに基づいてAC半周期(Tu)を算出して次のS15へ移行する。なお、AC半周期(Tu)は、図7に示すように、外部電源411の電源周期の半波分であり、Sを指す。
Next, in S14, the
次に、S15において、コントローラ30は、スイッチング素子50が通電されたか否かを判断し、スイッチング素子50が通電されていないと判断した場合には(S15:NO)、S14に戻る。
一方、前述した図4に示すS6において、加熱ローラ81を加熱するために、コントローラ30が定着用ヒータ82へ電力を供給している場合には、S15において、コントローラ30が、スイッチング素子50が通電状態に制御されたと判断する(S15:YES)。そして、次のS16において、コントローラ30は、定着用ヒータ82に供給される交流電力の内、連続した一連の印刷ジョブにおけるヒータ制御において、最初の一波目か否かを判断し、コントローラ30が1波目でないと判断した場合には(S16:NO)、S14へ戻る。
Next, in S15, the
On the other hand, when the
一方、S16において、コントローラ30が1波目と判断した場合には(S16:YES)、この1波目の半波を用いて、次のS17において、電源インピーダンスに関する判定処理を実行する。
この電源容量に関する判定処理は、図6に示す判定処理であり、次に、図6を参照して電源インピーダンスに関する判定処理について、その制御の手順を説明する。
On the other hand, when the
The determination process related to the power supply capacity is the determination process shown in FIG. 6. Next, the control procedure of the determination process related to the power supply impedance will be described with reference to FIG.
すなわち、S31において、コントローラ30は、RAM33またはNVRAM34に記憶されたカウンタの値を1つ加算する。次に、S32において、コントローラ30は、ゼロクロス検出回路56から出力されるゼロクロス信号に基づいてゼロクロスタイミングt0を取得する。なお、S32が本発明の第1検出ステップ、第2検出ステップ、第1検出処理および第2検出処理の一例である。
That is, in S31, the
次に、S33において、コントローラ30は、ゼロクロスタイミングt0から、電流センサ55の出力電流値を取得してその電流値を順次微分する。なお、S33が本発明の検出ステップおよび検出処理の一例である。また、本実施形態での「微分」とは、取得された離散的な電流値の差分を単位時間で除する(割る)ことを指す。
Next, in S33, the
次に、S34において、コントローラ30は、微分値がゼロになる時間t1を検出する。その後、t1とt0の差分から時間PEAK_TIMEを算出する。なお、S34が本発明の第3検出ステップ、特定時間長計測ステップ、第3検出処理および特定時間長計測処理に相当し、また、時間PEAK_TIMEが本発明の特定時間の一例である。
Next, in S34, the
次に、S35において、コントローラ30は、時間PEAK_TIMEがAC半周期(Tu)に占める割合、すなわち、割合α=(時間PEAK_TIME/AC半周期(Tu))×100、を計算する。
Next, in S35, the
具体的には、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが十分に低い場合において、画像形成装置、特に定着用ヒータ82に電力を供給した場合には、図7において一点鎖線で示すように、電流センサ55の出力電流値は、正弦波形若しくはそれに近い波形を描いて変化する。また、その微分した結果は、余弦波形若しくはそれに近い波形を描いて変化する。したがって、その微分波形は、AC半周期(Tu)の略中間である時間t2において、つまり、約50%の位置でゼロと交差する。
Specifically, in the case where the wiring impedance from the switchboard to the image forming apparatus is sufficiently low, when power is supplied to the image forming apparatus, particularly the fixing
ところが、配電盤から画像形成装置までの配線距離が長い場合や、1つの配電盤からの分岐数が多い場合や、設備の老朽化が進んでいる場合等、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが大きい環境がある。この配線インピーダンスが大きい環境下において画像形成装置、特に定着用ヒータ82に電力を供給した場合には、図7に実線で示すように、電流センサ55の出力電流値のピークが左側方向にずれる傾向がある。また、配線インピーダンスが大きいほど、このずれ量が大きくなる傾向がある。
However, when the wiring distance from the switchboard to the image forming apparatus is long, when the number of branches from one switchboard is large, or when facilities are aging, the wiring impedance from the switchboard to the image forming apparatus is large. There is an environment. When power is supplied to the image forming apparatus, particularly the fixing
したがって、電流センサ55の出力電流値のピークに対応する微分値がゼロとなる時間は、図7において破線で示すように、時間t2よりも左側にずれた位置、つまり時間t1となる。
Therefore, the time when the differential value corresponding to the peak of the output current value of the
このように本実施形態では、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスの判定には、定着用ヒータ82への供給電流の微分値を用いているので、供給電流のピークが把握しやすくなり、精度良く配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判定することができる。
As described above, in this embodiment, since the differential value of the supply current to the fixing
次に、S36において、コントローラ30は、S35において求めた割合αが、45%以上で55%以下の範囲に収まっているか否かを判断する。そして、S36において、コントローラ30が、割合αが、45%以上で55%以下の範囲に収まっていると判断した場合には(S36:YES)、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが正常(小さい)と判断する。そして、次のS37において、コントローラ30は、レベル0をRAM33またはNVRAM34に記憶して、処理を終了する。
Next, in S36, the
なお、S36において、コントローラ30は、より好ましくは、割合αが、50%であるか否かを判断するようにしてもよい。また、45%以上の範囲が本発明の第1閾値の一例であり、また、55%以下の範囲が本発明の第2閾値の一例である。
In S36, the
一方、S36において、コントローラ30が、割合αが、45%以上で55%以下の範囲に収まっていないと判断した場合には(S36:NO)、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが異常(大きい)と判断する。そして、次のS38において、コントローラ30は、レベル1をRAM33またはNVRAM34に記憶して、処理を終了する。
On the other hand, if the
このように本実施形態では、プリンタ100の電源がオンされた際、待機モードから印刷モードに移行した際、或いは連続した1つの印刷ジョブが終了した後に新たな印刷ジョブが開始される際などにおける定着用ヒータ82が冷えている状態がある。この定着用ヒータ82が冷えている状態において、定着用ヒータ82への通電における1波目の半波の供給電流を用いて配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判断しているので、精度良く配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判定することが可能となる。
As described above, according to the present exemplary embodiment, when the
すなわち、図8(a)には、33%デューティの波数制御によって定着用ヒータに電力を供給した場合の電流波形を示すが、定着用ヒータ82への通電における1波目の供給電流波形Aは、定着用ヒータ82が冷えている状態では突入電流によって大きな値となる。したがって、この1波目の大きな供給電流波形Aを用いて配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判断しているので、精度良く配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判定することができる。
That is, FIG. 8A shows a current waveform when power is supplied to the fixing heater by the 33% duty wave number control. The first-wave supply current waveform A in the energization to the fixing
また、33%デューティの波数制御の場合には、図8(a)に示すように、半波毎に時間をおいて定着用ヒータに電力が供給されるので、半波分を正確に抽出することができ、精度良く外部電源411の容量を判定することが可能となる。
In the case of 33% duty wave number control, as shown in FIG. 8A, power is supplied to the fixing heater after every half wave, so that the half wave is accurately extracted. Therefore, the capacity of the
図8(b)には、位相制御の後に33%デューティの波数制御によって定着用ヒータに電力を供給した場合の電流波形を示すが、このような制御方法の場合においても波数制御に制御方法が変わった後の1波目の供給電流波形Bは、まだ定着用ヒータ82が冷えているので、突入電流は大きな値となる。したがって、この1波目の供給電流波形Bを用いて配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスを判断しているので、精度良く外部電源411の容量を判定することができる。なお、この場合において、33%デューティの波数制御に換えて100%電力供給制御であっても差し支えない。
FIG. 8B shows a current waveform when the electric power is supplied to the fixing heater by the 33% duty wave number control after the phase control. Even in such a control method, there is a control method for the wave number control. The first supply current waveform B after the change has a large inrush current since the fixing
次に、図5に示す制御手順の説明に戻り、S18において、コントローラ30は、判定処理回数、すなわち、カウンタの値が「N」よりも大きいか否かを判断し、通常、本処理起動後初回の処理では、判定処理回数が「N」よりも大きくないため(S18:NO)、次のS19において、コントローラ30は、判定レベルが「0」か否かを判断する。
Next, returning to the description of the control procedure shown in FIG. 5, in S18, the
そして、S19において、コントローラ30が、判定レベルが「0」と判断した場合には(S19:YES)、すなわち、前述の図6に示すS36において、割合αが、45%以上で55%以下の範囲に収まっていると判断された場合には(S36:YES)、次のS20において、コントローラ30は、通常のヒータ制御をRAM33またはNVRAM34に記憶したのち、次のS21において、カウンタの値をリセットした後、処理を終了する。
In S19, when the
したがって、前述した図4に示すS6においては、コントローラ30は、通常のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力を供給する。
通常のヒータ制御は、ファーストプリントアウトタイム(以下FPOTと略す)の短縮が重要視される。コントローラ30は、外部電源411からの電力を半波ごとに通電または非通電とする波数制御、具体的には、高いデューティの波数制御、より好ましくは、100%デューティの波数制御によって定着用ヒータ82の通電制御を行う。または、コントローラ30は、外部電源411からの電力を半波ごとにゼロクロスタイミングから所定の位相角のタイミングにおいてオンする位相制御、具体的にはオン期間が長い位相制御、より好ましくは位相角0度の位相制御によって定着用ヒータ82の通電制御を行う。または、それらを組み合わせた制御方法によって定着用ヒータ82の通電制御を行っても良い。なお、この通常のヒータ制御が本発明の第1の制御の一例である。
Therefore, in S6 shown in FIG. 4 described above, the
In normal heater control, shortening of the first printout time (hereinafter abbreviated as FPOT) is regarded as important. The
一方、S19において、コントローラ30が、判定レベルが「0」ではないと判断した場合には(S19:NO)、すなわち、前述の図6に示すS36において、割合αが、45%以上で55%以下の範囲に収まっていないと判断された場合には(S36:NO)、次のS23において、コントローラ30は、第2のヒータ制御をRAM33またはNVRAM34に記憶し、次のS24に移行する。
On the other hand, when the
したがって、図4に示すS6においては、コントローラ30は、第2のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力を供給する。
この第2のヒータ制御は、FPOT時間の短縮よりも、配電盤から画像形成装置までの高い配線インピーダンスに対応した制御となる。つまり、画像形成装置、特に定着用ヒータ82に電力供給を開始した際、同じ配電盤に接続された照明機器において発生する、いわゆるフリッカ現象(ちらつき現象)の軽減する、もしくは、フリッカ現象に対する視感度を下げる通電パターンで、コントローラ30は、通電を制御する。これによって、フリッカ現象の影響を受け難くする。
Therefore, in S6 shown in FIG. 4, the
This second heater control is a control corresponding to a higher wiring impedance from the switchboard to the image forming apparatus than to shorten the FPOT time. That is, when power supply to the image forming apparatus, in particular, the fixing
したがって、第2のヒータ制御は、人間の視覚がフリッカを感じ易い周波数(10Hz程度)を避けるために、33%デューティ、もしくは67%デューティの波数制御が採用される。 Therefore, the second heater control employs a 33% duty or 67% duty wave number control in order to avoid a frequency (about 10 Hz) at which human vision is likely to feel flicker.
また、第2のヒータ制御は、33%デューティ、もしくは67%デューティの波数制御を所定時間の間を行った後に、波数制御、もしくは、位相制御によって100%通電を行うような通電制御をすることによって、定着用ヒータ82のウォームアップ時間が短くなるようにしても差し支えない。なお、所定時間は、ハロゲンヒータのフィラメントの温度が高くなる(高抵抗状態になる)までの推測時間であり、所定時間経過後は、ハロゲンヒータの抵抗成分の影響が強く、フリッカも生じ難くなるため、ヒータへの通電量を多くした方が、ヒータのウォームアップを早期に完了できる。
Further, in the second heater control, the energization control is performed such that the wave number control of 33% duty or 67% duty is performed for a predetermined time and then 100% energization is performed by wave number control or phase control. Accordingly, the warm-up time of the fixing
さらに、第2のヒータ制御として、外部電源411からの電力を半波ごとにゼロクロスタイミングから所定の位相角のタイミングにおいてオンする位相制御であって、位相角を90度以上、より好ましくは、150度以上とする位相制御であっても良い。この位相制御の場合には、一度に供給される電流が小さくすることで、電圧降下を抑制でき、その結果としてフリッカ現象が生じ難くなる。
Further, as the second heater control, phase control is performed in which the power from the
したがって、第2の制御は、第1の制御よりも、フリッカ現象の発生を抑えるもしくはフリッカ現象に対する視感度を下げる通電制御となる。なお、この第2のヒータ制御が本発明の第2の制御の一例である。 Therefore, the second control is an energization control that suppresses the occurrence of the flicker phenomenon or lowers the visual sensitivity to the flicker phenomenon than the first control. This second heater control is an example of the second control of the present invention.
このように本実施形態では、加熱ローラ81の加熱に際して図4に示すS6においては、図5に示すS20およびS23において設定されたヒータ制御方法に基づき、定着用ヒータ82に電力が供給される。そのため、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが大きい環境において、画像形成装置、特に定着用ヒータ82に電力供給を開始した際、同じ配電盤に接続された照明機器において発生する、いわゆるフリッカ現象(ちらつき現象)が軽減され、もしくは、フリッカ現象に対する視感度を下げる通電パターンにすることで、フリッカ現象の影響を受け難くすることができる。
As described above, in this embodiment, when heating the heating roller 81, in S6 shown in FIG. 4, power is supplied to the fixing
次に、S24において、コントローラ30は、印刷が終了したか否かを判断し、印刷が終了していないと判断した場合には(S24:NO)、S23へ戻り、印刷が終了するまで第2のヒータ制御が維持される。すなわち、1枚の印刷、又は連続した複数枚の印刷が完了するまでの間、第2のヒータ制御が維持される。
Next, in S24, the
一方、S24において、コントローラ30が、印刷が終了したと判断した場合には(S24:YES)、S13へ戻り、コントローラ30は、S13〜S16を再び順次実行することとなる。
On the other hand, if the
そして、新たな印刷ジョブの印刷が開始されるのに先立って、前述した図4のS6において、コントローラ30が、定着用ヒータ82への通電を開始するためにスイッチング素子50を通電すると、S15およびS16において、コントローラ30は、YESと判断し(S15:YES、S16:YES)、したがって、コントローラ30は、S17〜S21、S23〜S24の処理を再び実行する。
Prior to the start of printing of a new print job, when the
このように本実施形態では、この処理によって、所定時間経過後に再び配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスの状況が確認され、配線インピーダンスの状況に応じて、第1のヒータ制御もしくは第2のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力が供給される。したがって、配線インピーダンスの状況に応じて、FPOTの短縮が図られたり、或いは、フリッカ現象(ちらつき現象)が軽減されたり、もしくは、フリッカ現象の影響を受け難くすることができる。
As described above, in this embodiment, the state of the wiring impedance from the switchboard to the image forming apparatus is confirmed again after a predetermined time by this process, and the first heater control or the second heater is determined according to the state of the wiring impedance. Electric power is supplied to the fixing
ただ、コントローラ30がS17を実行する毎に、図6に示すS31においてカウンタがインクリメントされるので、コントローラ30がS17をN+1回実行すると、S18において、コントローラ30は、判定処理回数が「N」よりも大きいと判断し(S18:YES)、次のS22において、コントローラ30は、エラーを報知し、処理を終了する。
However, every time the
つまり、定着用ヒータ82へ電力が供給されることはない。なお、エラーの報知は、操作パネル35上のディスプレイや電源異常ランプを用いて外部電源411の容量不足エラーを知らせるようにしても良いし、ブザー等で配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンスが大きい旨のエラー音を発するようにしても差し支えない。なお、「N」は、3〜10の数値の内、任意の一つの値をとる。
That is, no electric power is supplied to the fixing
したがって、割合αがN+1回連続して45%以上55%以下の範囲に収まらないと、配電盤から画像形成装置までの配線インピーダンス異常が報知されるとともに、定着用ヒータ82へ電力が供給されることがない。したがって、画像形成装置、特に定着用ヒータ82に電力供給を開始した際、同じ配電盤に接続された照明機器において発生する、いわゆるフリッカ現象(ちらつき現象)を回避することが可能となる。
Therefore, if the ratio α does not fall within the range of 45% or more and 55% or less N + 1 times consecutively, an abnormality in wiring impedance from the switchboard to the image forming apparatus is notified and power is supplied to the fixing
(実施形態2)
図9には、実施形態2に係る電源部の電気的構成を示す回路図であり、以下に図9を参照してその詳細を説明する。なお、その説明中、実施形態1と同じ作用効果を奏するものには同じ符号を付して説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the power supply unit according to the second embodiment, and the details thereof will be described below with reference to FIG. In addition, in the description, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to what has the same effect as
すなわち、実施形態1においては、ゼロクロス検出回路56によって、第1の入力端子41に接続された外部電源411のゼロクロス点を検出してゼロクロス信号をリアルタイムでコントローラ30に出力するように構成したが、本実施形態では、電流センサ55からの電流値(電流量)に基づいてゼロクロス点を検出するようにしたものである。
That is, in the first embodiment, the zero
そのために、本実施形態では、電流センサ55は、図9に示すように、第1のラインL1上の第1の入力端子41と第1の分岐点P1との間に配置されており、第1のラインL1上を流れる交流電流の電流値、すなわち、平滑コンデンサ431への充電電流やその充電電流に加えて定着用ヒータ82に供給される電力を測定可能である。測定された電流値は、電流センサ信号として第2の出力端子47および第3の入力端子48を介してリアルタイムでコントローラ30に出力される。
Therefore, in this embodiment, the
なお、電流センサ55は、第2のラインL2上の第1の入力端子41と第2の分岐点P2との間に配置しても差し支えない。
Note that the
図11に、電流センサ55によって測定される電流値の波形を示す。印刷モード時で定着用ヒータ82に電力が供給されていない場合には、コントローラ30などに供給される電力によって平滑コンデンサ431が放電してその端子電圧が低下する。その後、整流回路42から出力される電圧が平滑コンデンサ431の端子電圧を超えると平滑コンデンサ431は急速に充電されることとなる。したがって、電流センサ55によって測定される電流値は、図11の左側に示すように、時間の経過に伴って間隔をおいた急峻なパルス状の値をとりながら変化する。
FIG. 11 shows a waveform of a current value measured by the
なお、ここでの「充電」とは、充電過程および満充電の両方又はいずれかを含み、コンデンサインプットとも言い得る。 Here, “charging” includes a charging process and / or full charging, and may also be referred to as capacitor input.
また、印刷モード時で定着用ヒータ82に電力が供給されている状態では、平滑コンデンサ431への急速な充電電流に加えて定着用ヒータ82に供給される電力が合成される。
そのため、電流センサ55によって測定される電流値は、図11の右側に示すように、時間の経過に伴って概ね、正弦波形を描いて変化する。この場合、定着用ヒータ82に供給される電流値は、平滑コンデンサ431の充電電流によりもとても大きいので、図11の右側に示す電流波形では、平滑コンデンサ431の充電電流による波形はほとんど見られず、定着用ヒータ82に供給される電流による波形が見えるだけである。
Further, in a state where power is supplied to the fixing
Therefore, as shown on the right side of FIG. 11, the current value measured by the
さらに、スリープモード時では、AC/DCコンバータ43から出力された電力は、24V負荷には供給されず、コントローラ30のみに供給され、さらに定着用ヒータ82には電力が供給されないので、この状況では、コントローラ30に電力が供給されることにより、生じるコンデンサインプット電流のみが波形として主に見える。
Further, in the sleep mode, the power output from the AC /
図10は、ゼロクロス検出処理の制御手順を示すフローチャートであり、以下に図10を参照してゼロクロス検出処理の詳細を説明する。なお、図10に示す制御は、プリンタ100の電源がオンされたときや印刷モード期間中に、コントローラ30によって実行される。
すなわち、S51において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得する。
FIG. 10 is a flowchart showing the control procedure of the zero-cross detection process, and the details of the zero-cross detection process will be described below with reference to FIG. Note that the control shown in FIG. 10 is executed by the
That is, in S51, the
次に、S52において、コントローラ30は、定着用ヒータ82が通電中か否かを判断する。そして、通電中と判断した場合には(S52:YES)、S53において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得して、取得した電流値の値がゼロになったタイミングに基づいてゼロクロス点を検出した後、RAM33またはNVRAM34に記憶されたゼロクロス点を更新し、処理を終了する。
Next, in S52, the
具体的には、定着用ヒータ82が通電中には、電流センサ55は定着用ヒータ82に供給される交流電流も加算して計測するため、電流センサ55から出力される電流値は、図11の右側に示すように、時間の経過に伴って連続して上下に大きく振れるような値をとって変化する。そのため、CPU31は、この電流値がゼロになる点(例えば、図11においてP13で示す)を検出してゼロクロス点(例えば、図11においてZ2で示す)として設定する。このように、定着用ヒータ82が通電中には、S51〜S53が順次実行され、それによって、RAM33またはNVRAM34に記憶されたゼロクロス点Z2が最新のゼロクロス点Z2に順次更新される。
Specifically, while the fixing
この際、電流値がゼロになるタイミングやゼロクロス点Z2は、経過時間情報(タイムスタンプ)としてRAM33またはNVRAM34に記憶される。なお、ゼロクロス点Z2は、ゼロクロスタイミングの一例であり、また、ゼロクロスタイミングは、前回検出されたゼロクロスタイミングと次(今回)に検出されるゼロクロスタイミングとの時間差としてRAM33またはNVRAM34に記憶しても良い。
At this time, the timing when the current value becomes zero and the zero cross point Z2 are stored in the
なお、RAM33またはNVRAM34に記憶されたゼロクロス点Z2は、実施形態1のゼロクロス検出回路56から出力されるゼロクロス信号と同様に、図5に示すS14などにおいて利用される。
Note that the zero cross point Z2 stored in the
また、本実施形態においては、定着用ヒータ82が通電中の場合には、S53において、電流センサ55の電流値を継続的に取得して、取得した電流値のゼロに基づいてゼロクロス点を設定するようにしたが、電流センサ55から出力される電流値のピーク値(例えば、図11においてP14、P15で示す)を検出し、その中間点をゼロクロス点(たとえば、図11においてZ3で示す)として設定し、RAM33またはNVRAM34に記憶されたゼロクロス点を更新するようにしても差し支えない。
In this embodiment, when the fixing
一方、S52において、コントローラ30は、通電中でないと判断した場合(S52:NO)、S54へ移行して、次のS54において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得して取得した電流値に基づいてタイミングX1を検出する。このタイミングX1は、図12に示すように、電流センサ55の電流値が閾値−αを超えるタイミングである。
On the other hand, if the
次に、S55において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得して取得した電流値に基づいてタイミングX2を検出する。このタイミングX2は、図12に示すように、電流センサ55の電流値が閾値−αを下回るタイミングである。
Next, in S55, the
次に、S56において、コントローラ30は、検出したタイミングX1およびタイミングX2に基づいて、図11および図12に示すピークのタイミングP11を算出する。この平滑コンデンサ431への充電電流値のピークのタイミングP11は、下記の式を演算することによって検出することができる。
P11=X1+(X2−X1)/2
Next, in S56, the
P11 = X1 + (X2-X1) / 2
次に、S57において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得して取得した電流値に基づいてタイミングY1を検出する。このタイミングY1は、図12に示すように、電流センサ55の電流値が閾値αを超えるタイミングである。
Next, in S57, the
次に、S58において、コントローラ30は、電流センサ55の電流値を継続的に取得して取得した電流値に基づいてタイミングY2を検出する。このタイミングY2は、図12に示すように、電流センサ55の電流値が閾値αを下回るタイミングである。
Next, in S58, the
次に、S59において、コントローラ30は、タイミングY1およびタイミングY2に基づいて、図11および図12に示す充電電流値のピークのタイミングP12を算出する。この平滑コンデンサ431への充電電流値のピークのタイミングP12は、下記の式を演算することによって検出することができる。
P12=Y1+(Y2−Y1)/2
Next, in S59, the
P12 = Y1 + (Y2-Y1) / 2
次に、S60において、コントローラ30は、充電電流値のピークのタイミングP11および充電電流値のピークのタイミングP12に基づいて、図11および図12に示すゼロクロス点Z1を算出する。このゼロクロス点Z1は、下記の式を演算することによって検出することができる。
Z1=P11+(P12−P11)/2
Next, in S60, the
Z1 = P11 + (P12-P11) / 2
このように、印刷モード時で定着用ヒータ82に電力が供給されていない場合には、ゼロクロス点(例えば、図11および図12においてZ1で示す)が、時間の経過に伴って変化する電流センサ55の電流値、つまり、平滑コンデンサ431への充電電流に基づいて順次算出によって検出される。そして、ゼロクロス点Z1は、経過時間情報(タイムスタンプ)としてRAM33またはNVRAM34に記憶される。なお、ゼロクロス点Z1は、ゼロクロスタイミングの一例であり、また、ゼロクロスタイミングは、前回検出されたゼロクロスタイミングと次(今回)に検出されるゼロクロスタイミングとの時間差としてRAM33またはNVRAM34に記憶しても良い。
As described above, when power is not supplied to the fixing
なお、なお、RAM33またはNVRAM34に記憶されたゼロクロス点Z1は、実施形態1のゼロクロス検出回路56から出力されるゼロクロス信号と同様に、図5に示すS14などにおいて利用される。
Note that the zero-cross point Z1 stored in the
本実施形態においては、電流センサで測定される電流値のピーク検出に際して、図10に示すS54、S55、S57およびS58におけるタイミングX1、タイミングX2、タイミングY1およびタイミングY2の検出には、電流センサ55によって測定される平滑コンデンサ431への充電電流値と、閾値−αおよび閾値αとの比較において求めたが、電流センサ55によって測定される平滑コンデンサ431への充電電流値の単位時間当たりの変化量、すなわち、微分値と、閾値Yと閾値−Yとを用いてタイミングX1、タイミングX2、タイミングY1およびタイミングY2の検出するようにしても差し支えない。
In this embodiment, when detecting the peak of the current value measured by the current sensor, the
すなわち、タイミングX1は、電流センサ55の電流値の微分値がゼロから立ち上がって初めて閾値Yに到達(通過)するタイミングである。また、タイミングX2は、電流センサ55の電流値の微分値が閾値−Yに2回目に到達(通過)するタイミングである。また、タイミングY1は、電流センサ55の電流値の微分値が閾値Yに到達(通過)するタイミングである。さらに、このタイミングY2は、ゼロから立ち上がって2回目に閾値−Yに到達するタイミングである。つまり、一つの充電波形では、電流値の微分値が閾値Yおよび閾値−Yを通過するタイミングがそれぞれ2回あり、その4回のタイミングのうちX1は最初に閾値を通過するタイミングであり、X2は最後に閾値を通過するタイミングである。
That is, the timing X1 is a timing at which the threshold value Y is reached (passed) only after the differential value of the current value of the
このように本実施形態では、ゼロクロス検出回路を必要としないので、構成が簡単となり、また、電流センサ55の電流値を用いてゼロクロス点を検出するようにしているので、高精度にゼロクロス点を検出することが可能となる。
As described above, in this embodiment, since the zero cross detection circuit is not required, the configuration is simple, and the zero cross point is detected using the current value of the
なお、本実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、画像形成装置は、プリンタに限らず、コピー機、FAX装置、複合機等、電子写真方式によって画像を形成する機能を備えるものであれば適用可能である。また、実施の形態のプリンタ100は、カラープリンタであり、4つのプロセス部10K、10C、10M、10Yを有しているが、1つのプロセス部を備えるモノクロプリンタであってもよい。
In addition, this Embodiment is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can be variously improved and modified without departing from the scope of the invention. For example, the image forming apparatus is not limited to a printer, and can be applied as long as it has a function of forming an image by an electrophotographic method, such as a copier, a FAX apparatus, or a multifunction peripheral. The
また、実施形態1においては、電流センサ55を用いたが、図13に示すように、電流センサ55に替えて電圧センサ57を用いることも可能である。その場合、図6に示すS33〜S34においては、交流電圧計から出力される電圧値に基づいて処理されることになる。
In the first embodiment, the
また、実施形態1においては、図5に示すS18において、コントローラ30が、判定レベルが「0」ではないと判断した場合には(S19:NO)、印刷が終了するまで(S24:YES)、図4に示すS6において、コントローラ30は、第2のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力を供給するように構成したが、例えば、一定時間の間第2のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力を供給したのち、設定を通常のヒータ制御に変更して通常のヒータ制御によって定着用ヒータ82に電力を供給し、それによって、ウォームアップを早期に完了するようにしても差し支えない。
In the first embodiment, when the
さらに、実施形態1において、電流センサ55を第1のラインL1上の第1の入力端子41と第1の分岐点P1との間、第2のラインL2上の第1の入力端子41と第2の分岐点P2との間に配置されていてもよい。この場合、定着用ヒータ82に電力が供給されているときに、電流センサ55で検出されるのは、定着用ヒータ82へ供給される電流とAC/DCコンバータ43へ供給される電流の合成電流になる。定着用ヒータ82へ供給される電流は、AC/DCコンバータ43へ供給される電流より非常に大きいので、本発明では、近似的にこの合成電流も定着用ヒータ82に供給される電流とみなせる。
Further, in the first embodiment, the
100 プリンタ
6 露光器
8 熱定着器
81 加熱ローラ
82 定着用ヒータ
83 温度センサ
30 コントローラ
31 CPU
40 電源部
41 第1の入力端子
42 整流回路
43 AC/DCコンバータ
50 スイッチング素子
55 電流センサ
56 ゼロクロス検出回路
57 電圧センサ
L1〜L4 第1〜第4のライン
P1〜P2 第1〜第2の分岐点
DESCRIPTION OF
40
Claims (20)
前記外部電源から前記ヒータに供給される電流量または電圧量に応じて異なる信号を出力するセンサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記ヒータに通電した状態で、前記センサからの信号を受けて所定の検出量を検出し、
前記検出量がゼロとなるタイミングを検出し、
前記検出量がピークとなるタイミングを検出し、
前記検出量がゼロとなるタイミングから前記検出量がピークとなるタイミングまでの時間である特定時間の長さを計測し、
前記特定時間の長さが所定の範囲内か、所定の範囲外かを判断する、
ことを特徴とする画像形成装置。 A heater that receives power from an external power source;
A sensor that outputs different signals according to the amount of current or voltage supplied to the heater from the external power source; and
A controller,
With
The controller is
In a state where the heater is energized, a predetermined detection amount is detected by receiving a signal from the sensor,
Detect the timing when the detection amount becomes zero,
Detect the timing when the detected amount reaches a peak,
Measure the length of a specific time that is the time from the timing when the detected amount becomes zero to the timing when the detected amount reaches a peak,
Determining whether the length of the specific time is within a predetermined range or out of a predetermined range;
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記特定時間の長さが所定の範囲内であれば、第1の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第1の制御を実行し、
前記特定時間の長さが前記所定の範囲外であれば、前記第1の制御よりも、フリッカ現象の発生を抑えるもしくはフリッカ現象に対する視感度を下げる第2の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第2の制御を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The controller is
If the length of the specific time is within a predetermined range, a first control for controlling energization to the heater with a first energization pattern is executed,
If the length of the specific time is out of the predetermined range, the heater is energized with a second energization pattern that suppresses the occurrence of the flicker phenomenon or reduces the visibility to the flicker phenomenon as compared with the first control. Performing a second control to control,
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記特定時間の長さを、前記外部電源からの電力を半波ごとに通電または非通電とする波数制御を行っている場合に、計測する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The controller is
The length of the specific time is measured when performing wave number control in which power from the external power source is energized or de-energized every half wave,
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記特定時間の長さを、前記波数制御を行った場合の、最初の半波で計測する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3.
The controller is
The length of the specific time is measured in the first half wave when the wave number control is performed.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記検出量がピークとなるタイミングを、前記検出量の微分値が0になるタイミングに基づいて検出する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The controller is
Detecting the timing when the detected amount reaches a peak based on the timing when the differential value of the detected amount becomes 0;
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記特定時間の長さが第1閾値以上である場合、前記特定時間の長さが前記所定の範囲内とし、前記特定時間の長さが前記第1閾値未満である場合、前記特定時間の長さが前記所定の範囲外とする、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The controller is
When the length of the specific time is equal to or greater than the first threshold, the length of the specific time is within the predetermined range, and when the length of the specific time is less than the first threshold, the length of the specific time Is outside the predetermined range,
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記特定時間の長さが第1閾値以上であって前記第1閾値よりも長い第2閾値未満である場合、前記特定時間の長さが前記所定の範囲内と判断し、前記特定時間の長さが前記第1閾値未満である場合、あるいは前記特定時間の長さが前記第2閾値以上である場合、前記特定時間の長さが前記所定の範囲外と判断する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The controller is
When the length of the specific time is greater than or equal to a first threshold and less than a second threshold that is longer than the first threshold, it is determined that the length of the specific time is within the predetermined range, and the length of the specific time Is less than the first threshold, or if the length of the specific time is greater than or equal to the second threshold, it is determined that the length of the specific time is outside the predetermined range.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記第2の制御として、前記外部電源からの電力を半波ごとに通電または非通電とする波数制御であって、通電のデューティ比が33%もしくは67%の前記波数制御を行う、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 7,
The controller is
The second control is a wave number control in which the electric power from the external power supply is energized or de-energized every half wave, and the wave number control with the duty ratio of energization being 33% or 67% is performed.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記第2の制御として、半波ごとに前記検出量がゼロとなるタイミングから所定の位相角のタイミングにおいて前記外部電源からの電流を通電させる位相制御であって、前記所定の位相角を90度以上とする前記位相制御を行う、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 7,
The controller is
The second control is a phase control in which a current from the external power source is supplied at a timing of a predetermined phase angle from a timing at which the detection amount becomes zero every half wave, and the predetermined phase angle is set to 90 degrees. The phase control is performed as described above.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記第2の制御の実行を開始した後、所定時間が経過した場合に、前記第2の制御から第1の制御に切り替える、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 9,
The controller is
When a predetermined time has elapsed after starting execution of the second control, the second control is switched to the first control.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
前記第2の制御の実行を開始した後、所定時間が経過した場合に、前記第2の制御を終了し、前記特定時間の長さを再計測し、
再計測した前記特定時間の長さが、前記所定の範囲内であれば、前記第1の制御を実行し、
再計測した前記特定時間の長さが、前記所定の範囲外であれば、前記第2の制御を実行する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 9,
The controller is
When a predetermined time has elapsed after starting the execution of the second control, the second control is terminated, and the length of the specific time is re-measured.
If the remeasured length of the specific time is within the predetermined range, the first control is executed,
If the length of the re-measured specific time is outside the predetermined range, the second control is executed.
An image forming apparatus.
報知部を備え、
前記コントローラは、
前記特定時間の長さを計測した回数をカウントし、
カウント値が閾値回数を超えた場合、前記報知部を制御して、エラーを報知させる、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 11.
With a notification unit,
The controller is
Count the number of times the length of the specific time was measured,
When the count value exceeds the threshold number of times, the notification unit is controlled to notify an error.
An image forming apparatus.
前記外部電源からの電力が入力される交流入力部と、
前記交流入力部からの交流電流を整流する整流回路と、前記整流回路からの電流を平滑化するコンデンサとを有するコンバータと、
前記交流入力部と前記コンバータとを電気的に接続する第1ラインと、
前記第1ライン上の分岐点と前記ヒータとを電気的に接続する第2ラインと、
を備え、
前記コントローラは、前記コンバータによって変換された電力の供給を受け、
前記センサは、電流センサであり、前記第2ライン上に配置される、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12,
An AC input unit to which power from the external power source is input;
A converter having a rectifier circuit for rectifying an alternating current from the alternating current input unit, and a capacitor for smoothing the current from the rectifier circuit;
A first line that electrically connects the AC input unit and the converter;
A second line electrically connecting the branch point on the first line and the heater;
With
The controller is supplied with power converted by the converter,
The sensor is a current sensor and is disposed on the second line.
An image forming apparatus.
前記外部電源からの電力が入力される交流入力部と、
前記交流入力部からの交流電流を整流する整流回路と、前記整流回路からの電流を平滑化するコンデンサとを有するコンバータと、
前記交流入力部と前記コンバータとを電気的に接続する第1ラインと、
前記第1ライン上の分岐点と前記ヒータとを電気的に接続する第2ラインと、
を備え、
前記コントローラは、前記コンバータによって変換された電力の供給を受け、
前記センサは、電流センサであり、前記第1ライン上であって、前記交流入力部と前記分岐点との間に配置される、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12,
An AC input unit to which power from the external power source is input;
A converter having a rectifier circuit for rectifying an alternating current from the alternating current input unit, and a capacitor for smoothing the current from the rectifier circuit;
A first line that electrically connects the AC input unit and the converter;
A second line electrically connecting the branch point on the first line and the heater;
With
The controller is supplied with power converted by the converter,
The sensor is a current sensor, on the first line, and disposed between the AC input unit and the branch point.
An image forming apparatus.
前記コントローラは、
検出された電流値に基づいて、前記コンデンサの充電タイミングを検出し、さらに検出された前記コンデンサの充電タイミングに基づいて、前記検出量がゼロとなるタイミングを検出する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 14.
The controller is
Detecting the charging timing of the capacitor based on the detected current value, and detecting the timing when the detection amount becomes zero based on the detected charging timing of the capacitor;
An image forming apparatus.
前記ヒータに供給される電力がゼロとなるタイミングを検出する検出回路を備え、
前記コントローラは、
前記検出回路から前記ヒータに供給される電力がゼロとなるタイミングで出力される信号に基づいて、前記検出量がゼロとなるタイミングを検出する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 14,
A detection circuit for detecting a timing at which the electric power supplied to the heater becomes zero;
The controller is
Based on a signal output at a timing when the power supplied from the detection circuit to the heater becomes zero, a timing at which the detection amount becomes zero is detected.
An image forming apparatus.
前記外部電源から前記ヒータに供給される電流量または電圧量に応じて異なる信号を出力するセンサと、
を備える画像形成装置の、前記ヒータの制御方法であって、
前記ヒータに通電した状態で、前記センサからの信号を受けて所定の検出量を検出する第1検出ステップと、
前記検出量がゼロとなるタイミングを検出する第2検出ステップと、
前記検出量がピークとなるタイミングを検出する第3検出ステップと、
前記検出量がゼロとなるタイミングから前記検出量がピークとなるタイミングまでの時間である特定時間の長さを計測する特定時間長計測ステップと
前記ヒータへの通電を制御する通電ステップであって、
前記特定時間の長さが所定の範囲内か、所定の範囲外かを判断する、前記通電ステップ
を含むことを特徴とするヒータの制御方法。 A heater that receives power from an external power source;
A sensor that outputs different signals according to the amount of current or voltage supplied to the heater from the external power source; and
A method of controlling the heater of an image forming apparatus comprising:
A first detection step of detecting a predetermined detection amount in response to a signal from the sensor in a state where the heater is energized;
A second detection step of detecting a timing at which the detection amount becomes zero;
A third detection step of detecting a timing at which the detection amount reaches a peak;
A specific time length measuring step for measuring a length of a specific time which is a time from a timing when the detected amount becomes zero to a timing when the detected amount reaches a peak, and an energizing step for controlling energization to the heater,
The heater control method comprising the energization step of determining whether the length of the specific time is within a predetermined range or outside the predetermined range.
前記ヒータへの通電を制御する通電ステップであって、
前記特定時間の長さが所定の範囲内であれば、第1の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第1の制御を実行し、
前記特定時間の長さが前記所定の範囲外であれば、前記第1の制御よりも、フリッカ現象の発生を抑えるもしくはフリッカ現象に対する視感度を下げる第2の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第2の制御を実行する、前記通電ステップ、
を含むことを特徴とするヒータの制御方法。 In the heater control method according to claim 17,
An energization step for controlling energization of the heater,
If the length of the specific time is within a predetermined range, a first control for controlling energization to the heater with a first energization pattern is executed,
If the length of the specific time is out of the predetermined range, the heater is energized with a second energization pattern that suppresses the occurrence of the flicker phenomenon or reduces the visibility to the flicker phenomenon as compared with the first control. Executing the second control to control, the energization step,
A method for controlling a heater, comprising:
前記外部電源から前記ヒータに供給される電流量または電圧量に応じて異なる信号を出力するセンサと、
を備える画像形成装置に、
前記ヒータに通電した状態で、前記センサからの信号を受けて所定の検出量を検出する第1検出処理と、
前記検出量がゼロとなるタイミングを検出する第2検出処理と、
前記検出量がピークとなるタイミングを検出する第3検出処理と、
前記検出量がゼロとなるタイミングから前記検出量がピークとなるタイミングまでの時間である特定時間の長さを計測する特定時間長計測処理と
前記ヒータへの通電を制御する通電処理であって、
前記特定時間の長さが所定の範囲内か、所定の範囲外かを判断する、前記通電処理、
を実行させることを特徴とするプログラム。 A heater that receives power from an external power source;
A sensor that outputs different signals according to the amount of current or voltage supplied to the heater from the external power source; and
An image forming apparatus comprising:
A first detection process for detecting a predetermined detection amount in response to a signal from the sensor in a state where the heater is energized;
A second detection process for detecting a timing at which the detection amount becomes zero;
A third detection process for detecting a timing at which the detection amount reaches a peak;
A specific time length measurement process for measuring a length of a specific time that is a time from a timing at which the detection amount becomes zero to a timing at which the detection amount reaches a peak, and an energization process for controlling energization to the heater,
Determining whether the length of the specific time is within a predetermined range or out of a predetermined range;
A program characterized by having executed.
前記ヒータへの通電を制御する通電処理であって、
前記特定時間の長さが所定の範囲内であれば、第1の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第1の制御を実行し、
前記特定時間の長さが前記所定の範囲外であれば、前記第1の制御よりも、フリッカ現象の発生を抑えるもしくはフリッカ現象に対する視感度を下げる第2の通電パターンで前記ヒータへの通電を制御する第2の制御を実行する、前記通電処理、
を前記画像形成装置に実行させることを特徴とするプログラム。 The program according to claim 19,
An energization process for controlling energization to the heater,
If the length of the specific time is within a predetermined range, a first control for controlling energization to the heater with a first energization pattern is executed,
If the length of the specific time is out of the predetermined range, the heater is energized with a second energization pattern that suppresses the occurrence of the flicker phenomenon or reduces the visibility to the flicker phenomenon as compared with the first control. Performing the second control to control, the energization process,
For causing the image forming apparatus to execute the program.
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