JP2020190622A - Image forming apparatus, and heater switching method - Google Patents

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Akihiro Hayashi
明洋 林
天華 許
Tianhua Xu
天華 許
武司 玉田
Takeshi Tamada
武司 玉田
克行 生田
Katsuyuki Ikuta
克行 生田
隆浩 辻本
Takahiro Tsujimoto
隆浩 辻本
宏明 ▲高▼津
宏明 ▲高▼津
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Abstract

To provide an image forming apparatus and a heater switching method that do not reduce productivity in print processing when switching the state of power supply to a plurality of heaters with an inexpensive circuit configuration having only one rectifier.SOLUTION: An image forming apparatus comprises: a plurality of heaters; a rectifier circuit that rectifies AC power to output DC power; a control unit that controls a power supplied to the heaters by PWM control; and a triac 56 that switches between supplying power to a center heater 52 and supplying power to the center heater 52 and an end heater 55. When switching from a first state where the power is supplied to the center heater 52 and the end heater 55 to a second state where the power is supplied to the center heater 52, the control unit controls time to switch to the second state to fall within a predetermined period from when the control unit stops the power supply to the plurality of heaters by the PWM control.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、シートに画像を定着させるための複数のヒーターを備える画像形成装置、およびヒーターの切替方法に関する。 The present disclosure relates to an image forming apparatus including a plurality of heaters for fixing an image on a sheet, and a method of switching the heaters.

電子写真方式の画像形成装置では、転写されたトナー像を紙(シート)に定着するために加熱ローラーで紙を加熱している。しかし、画像形成装置で処理される紙のサイズには様々なサイズがあり、サイズの大きい紙を定着する場合、加熱ローラー全体を加熱する必要があるが、サイズの小さい紙を定着する場合、加熱ローラーの中央を加熱すれば十分である。 In the electrophotographic image forming apparatus, the paper is heated by a heating roller in order to fix the transferred toner image on the paper (sheet). However, there are various sizes of paper processed by the image forming apparatus, and it is necessary to heat the entire heating roller when fixing a large size paper, but when fixing a small size paper, heating is required. It is sufficient to heat the center of the roller.

そこで、特許文献1では、加熱ローラーに中央ヒーターと端部ヒーターとを設け、紙のサイズに応じて2つのヒーターを切替える画像形成装置を開示している。特許文献1に記載の画像形成装置では、加熱ローラーに設けたヒーターに商用電源の交流電力を供給し、当該交流電力を制御することでヒーターの温度調整を行う交流位相制御方式を採用している。そのため、特許文献1の回路構成には、加熱ローラーに設けた2つのヒーターを切り替えるスイッチとして2つのトライアックが設けられている。 Therefore, Patent Document 1 discloses an image forming apparatus in which a central heater and an end heater are provided on the heating roller, and the two heaters are switched according to the size of the paper. The image forming apparatus described in Patent Document 1 employs an AC phase control method in which AC power of a commercial power source is supplied to a heater provided on a heating roller, and the temperature of the heater is adjusted by controlling the AC power. .. Therefore, in the circuit configuration of Patent Document 1, two triacs are provided as switches for switching between the two heaters provided on the heating roller.

特開2014−232247号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-232247

画像形成装置では、交流位相制御方式でヒーターの温度調整を行う以外に、交流電力を直流電力に変換しスイッチング素子でPWM制御することでヒーターの温度調整を行うPWM制御方式が知られている。PWM制御方式を採用した画像形成装置では、交流位相制御方式を採用した場合に比べて、力率が改善し、電力制御を精度よく行えるとともに騒音の発生を抑えることができる。 In the image forming apparatus, in addition to adjusting the temperature of the heater by the AC phase control method, a PWM control method is known in which the temperature of the heater is adjusted by converting AC power into DC power and performing PWM control by a switching element. In the image forming apparatus adopting the PWM control method, the power factor is improved as compared with the case where the AC phase control method is adopted, the power control can be performed accurately, and the generation of noise can be suppressed.

しかし、PWM制御方式を採用し、加熱ローラーに設けた2つのヒーターを切り替えるスイッチを1つのトライアック(整流素子)のみで行う画像形成装置の場合、片方のヒーターのみを切り替えたいときでもトライアックの性質上、一度すべてのヒーターに流れる電力供給を一時的に停止する必要がある。 However, in the case of an image forming device that adopts a PWM control method and switches between two heaters provided on the heating roller with only one thyrack (rectifying element), even when only one heater is to be switched, due to the nature of the thyristor. , It is necessary to temporarily stop the power supply to all heaters once.

このとき、電力供給を停止する必要のなかったヒーターを停止してしまうことにより、当該ヒーターの温度が下がり低抵抗となるため、突入電流が発生しやすい状態となる。したがって、電力供給を再開するとき、突入電流の発生を防止するため電力供給量を段階的に高くする処理が必要であり、その結果、画像形成装置の印刷処理の生産性が低下するという課題があった。 At this time, by stopping the heater that did not need to stop the power supply, the temperature of the heater drops and the resistance becomes low, so that an inrush current is likely to occur. Therefore, when the power supply is restarted, it is necessary to gradually increase the power supply amount in order to prevent the generation of the inrush current, and as a result, there is a problem that the productivity of the printing process of the image forming apparatus is lowered. there were.

本開示は係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、1つの整流素子のみの安価な回路構成で複数のヒーターへの電力供給状態を切り替える場合に、印刷処理の生産性を低下させない画像形成装置およびヒーターの切替方法を提供することである。 The present disclosure has been devised in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the productivity of printing processing when switching the power supply state to a plurality of heaters with an inexpensive circuit configuration of only one rectifying element. It is an object of the present invention to provide a method of switching an image forming apparatus and a heater which are not allowed to occur.

本開示のある局面に従う画像形成装置は、シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、交流電源からの交流電力を整流して、複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路と、整流回路から出力する直流電力をPWM制御により、複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部と、複数のヒーターのうち第1ヒーターに電力を供給するか、第1ヒーターおよび第2ヒーターに電力を供給するかを整流素子により切替える切替部とを備え、制御部は、切替部で、第1ヒーターおよび第2ヒーターに電力を供給している第1状態から第1ヒーターに電力を供給する第2状態に切替える場合、PWM制御による複数のヒーターへの電力供給を停止してから所定期間内に、第2状態に切替えるように切替部を制御する。 An image forming apparatus according to a certain aspect of the present disclosure includes a plurality of heaters for fixing an image on a sheet, a rectifying circuit that rectifies AC power from an AC power source, and outputs DC power to the plurality of heaters. The DC power output from is supplied to a plurality of heaters by PWM control, and the power is supplied to the first heater among the plurality of heaters, or the power is supplied to the first heater and the second heater. The control unit is provided with a switching unit that switches between switching by a rectifying element, and the control unit is a switching unit that supplies power to the first heater and a second state from the first state in which power is supplied to the first heater. When switching to, the switching unit is controlled so as to switch to the second state within a predetermined period after stopping the power supply to the plurality of heaters by PWM control.

本開示のある局面に従う方法は、シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、交流電源からの交流電力を整流して、複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路と、整流回路から出力する直流電力をPWM制御により、複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部と、複数のヒーターのうち第1ヒーターに電力を供給する第1状態か、第1ヒーターおよび第2ヒーターに電力を供給する第2状態かを整流素子により切替える切替部とを備える画像形成装置でのヒーターの切替方法であって、PWM制御による複数のヒーターへの電力供給を停止するステップと、電力供給を停止してから所定期間内に、第2状態に整流素子を切替えるステップとを含む。 A method according to a certain aspect of the present disclosure is a plurality of heaters for fixing an image on a sheet, a rectifier circuit that rectifies AC power from an AC power source and outputs DC power to a plurality of heaters, and a rectifier circuit that outputs DC power. A control unit that controls the power supplied to a plurality of heaters by PWM control, and a first state in which power is supplied to the first heater among the plurality of heaters, or power is supplied to the first heater and the second heater. It is a method of switching heaters in an image forming apparatus including a switching unit that switches between the second state of supply by a rectifying element, in which a step of stopping power supply to a plurality of heaters by PWM control and a step of stopping power supply are stopped. Then, the step of switching the rectifying element to the second state within a predetermined period is included.

本開示の画像形成装置およびヒーターの切替方法では、PWM制御による複数のヒーターへの電力供給を停止してから所定期間内に、第2状態に切替えることで、印刷処理の生産性を下げることなく、1つの整流素子のみの安価な回路構成で複数のヒーターへの電力供給状態を切り替えることができる。 In the method of switching the image forming apparatus and the heater of the present disclosure, by switching to the second state within a predetermined period after stopping the power supply to the plurality of heaters by PWM control, the productivity of the printing process is not lowered. It is possible to switch the power supply state to a plurality of heaters with an inexpensive circuit configuration of only one rectifying element.

画像形成装置1の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the image forming apparatus 1. 画像形成装置1の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the image forming apparatus 1. ヒーターのオフ時間と素子破損限界時間T2との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the off time of a heater and the element breakage limit time T2. デューティ比を一度に高くする制御を行う場合の各ヒーターへ供給する電力制御のタイミング図である。It is a timing diagram of the power control to supply to each heater when the duty ratio is increased at once. デューティ比を段階的に高くする制御を行う場合の各ヒーターへ供給する電力制御のタイミング図である。It is a timing diagram of the power control to supply to each heater when the duty ratio is controlled to increase stepwise. 第1状態から第2状態への切替制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the switching control procedure from a 1st state to a 2nd state. 素子破損限界時間T2を定めるための一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example for determining the element breakage limit time T2.

以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
[実施の形態1]
<画像形成装置の全体構成>
図1は、画像形成装置1の全体構成を示す図である。図1において、画像形成装置1は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、画像をシートである印刷媒体M(例えば用紙、フィルム、シールなど)に印刷する。
Hereinafter, embodiments of the technical concept according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, the detailed description of them will not be repeated.
[Embodiment 1]
<Overall configuration of image forming device>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the image forming apparatus 1. In FIG. 1, the image forming apparatus 1 is, for example, a copying machine, a printer or a facsimile, or a multifunction device having these functions, and is a printing medium M (for example, paper, film, sticker, etc.) in which an image is a sheet. Print on.

画像形成装置1は、大略的に、給紙部2と、レジストローラー対3と、画像形成部4と、定着部5と、操作/入力部6と、制御部7と、電源部8と、周囲温度検知部9とを備える。以下、画像形成装置1の印刷動作時の各構成の動作について説明する。 The image forming apparatus 1 is roughly composed of a paper feeding unit 2, a resist roller pair 3, an image forming unit 4, a fixing unit 5, an operation / input unit 6, a control unit 7, a power supply unit 8, and the like. It is provided with an ambient temperature detection unit 9. Hereinafter, the operation of each configuration during the printing operation of the image forming apparatus 1 will be described.

給紙部2には、未使用の印刷媒体Mが積載される。給紙部2は、印刷媒体Mを一枚ずつ、図1中に破線で示す搬送経路FPに送り出す。レジストローラー対3は、搬送経路FP上であって、給紙部2の下流側に設けられる。レジストローラー対3は、給紙部2から送り出された印刷媒体Mを一旦停止させた後、所定のタイミングで二次転写領域に送り出す。 An unused print medium M is loaded on the paper feed unit 2. The paper feed unit 2 feeds the print media M one by one to the transport path FP shown by the broken line in FIG. The resist roller pair 3 is provided on the transport path FP and on the downstream side of the paper feed unit 2. The resist roller pair 3 temporarily stops the print medium M sent out from the paper feeding unit 2, and then sends it out to the secondary transfer region at a predetermined timing.

画像形成部4は、例えば、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、トナー画像を中間転写ベルト上に生成する。かかるトナー画像は、中間転写ベルトにより担持され、二次転写領域に向けて搬送される。 The image forming unit 4 generates a toner image on the intermediate transfer belt by, for example, a well-known electrophotographic method and a tandem method. The toner image is supported by an intermediate transfer belt and conveyed toward the secondary transfer region.

二次転写領域には、レジストローラー対3から印刷媒体Mが送り込まれ、また、画像形成部4からトナー画像が搬送されてくる。二次転写領域において、トナー画像は中間転写ベルトから印刷媒体Mに転写される。 The print medium M is sent from the resist roller pair 3 to the secondary transfer region, and the toner image is conveyed from the image forming unit 4. In the secondary transfer region, the toner image is transferred from the intermediate transfer belt to the print medium M.

定着部5において、加熱ローラー51および加圧ローラー53は当接してニップを形成する。また、加熱ローラー51は、筒状の芯金内に複数のヒーターを内蔵する。各ヒーターは、例えばハロゲンヒーターであって、電源部8から供給される電流により点灯する。 In the fixing portion 5, the heating roller 51 and the pressure roller 53 come into contact with each other to form a nip. Further, the heating roller 51 has a plurality of heaters built in the tubular core metal. Each heater is, for example, a halogen heater, and is lit by a current supplied from the power supply unit 8.

加圧ローラー53は、制御部7の制御下で回転する。加熱ローラー51は加圧ローラー53の回転に従動して回転する。印刷媒体Mがニップに送り込まれると、印刷媒体Mは、加熱ローラー51と加圧ローラー53とにより加圧され、また、加熱ローラー51により加熱される。その結果、印刷媒体Mにトナーが定着する。その後、印刷媒体Mは排紙トレイに向けて送り出される。 The pressurizing roller 53 rotates under the control of the control unit 7. The heating roller 51 rotates in accordance with the rotation of the pressure roller 53. When the print medium M is fed into the nip, the print medium M is pressurized by the heating roller 51 and the pressure roller 53, and is also heated by the heating roller 51. As a result, the toner is fixed on the print medium M. After that, the print medium M is sent out toward the output tray.

定着部5はさらに、例えばサーミスタであるヒーター温度検知部54を含む。ヒーター温度検知部54は、ヒーターの温度を検知し、検知結果を制御部7に出力する。ヒーター温度検知部54は、後述する中央ヒーター52または端部ヒーター55のうちのいずれかの温度のみを検知してもよいし、もしくは、両ヒーターの温度を検知してもよい。 The fixing unit 5 further includes, for example, a heater temperature detecting unit 54, which is a thermistor. The heater temperature detection unit 54 detects the temperature of the heater and outputs the detection result to the control unit 7. The heater temperature detection unit 54 may detect only the temperature of either the central heater 52 or the end heater 55, which will be described later, or may detect the temperatures of both heaters.

操作/入力部6は、テンキーやタッチパネル等を含んでいる。ユーザーは、操作/入力部6を操作して、各種情報を入力する。 The operation / input unit 6 includes a numeric keypad, a touch panel, and the like. The user operates the operation / input unit 6 to input various information.

制御部7において、CPUは、ROMに格納されたプログラムを、RAMを作業領域として使いながら実行する。制御部7は、様々な制御を行うが、本実施の形態で重要であるのは、ヒーターの通電制御である。具体的には、制御部7は、ヒーター温度検知部54の検出結果が目標温度となるように、後述のスイッチング素子831のデューティ比をPWM制御する。本実施の形態において、制御部7はマイクロコンピュータで構成される。
<回路構成>
図2は、画像形成装置1の回路構成を示す図である。図2では、主に電源部8および定着部5の回路構成を図示している。電源部8は、整流回路81と、ノイズフィルタ82と、チョッパ回路83とを含む。整流回路81は、商用電源に接続され、交流電力を直流電力へ変換する。
In the control unit 7, the CPU executes the program stored in the ROM while using the RAM as a work area. The control unit 7 performs various controls, but what is important in this embodiment is the energization control of the heater. Specifically, the control unit 7 PWM-controls the duty ratio of the switching element 831 described later so that the detection result of the heater temperature detection unit 54 becomes the target temperature. In the present embodiment, the control unit 7 is composed of a microcomputer.
<Circuit configuration>
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the image forming apparatus 1. FIG. 2 mainly illustrates the circuit configurations of the power supply unit 8 and the fixing unit 5. The power supply unit 8 includes a rectifier circuit 81, a noise filter 82, and a chopper circuit 83. The rectifier circuit 81 is connected to a commercial power source and converts AC power into DC power.

定着部5は、加熱ローラー51の中に中央ヒーター52と端部ヒーター55とを備える。図2において、図での表現上、中央ヒーター52と端部ヒーター55を分離している。すなわち、本実施の形態では、両ヒーターが備えられている加熱ローラーは、同一の加熱ローラー51である。しかし、端部ヒーター55は、中央ヒーター52とは分離して、加圧ローラー53に備えられてもよい。 The fixing portion 5 includes a central heater 52 and an end heater 55 in the heating roller 51. In FIG. 2, the central heater 52 and the end heater 55 are separated from each other in terms of representation in the figure. That is, in the present embodiment, the heating roller provided with both heaters is the same heating roller 51. However, the end heater 55 may be provided on the pressurizing roller 53 separately from the central heater 52.

ノイズフィルタ82は、例えばπ型フィルタであって、整流回路81の出力側に縦続接続される。具体的には、ノイズフィルタ82は、コイルL1と、コンデンサC1とコンデンサC2とを含んでいる。コイルL1は中央ヒーター52および端部ヒーター55と直列に、コンデンサC1とコンデンサC2とは中央ヒーター52および端部ヒーター55と並列に接続される。 The noise filter 82 is, for example, a π-type filter, and is longitudinally connected to the output side of the rectifier circuit 81. Specifically, the noise filter 82 includes a coil L1, a capacitor C1 and a capacitor C2. The coil L1 is connected in series with the central heater 52 and the end heater 55, and the condenser C1 and the condenser C2 are connected in parallel with the central heater 52 and the end heater 55.

チョッパ回路83は、例えば降圧チョッパ回路であって、ノイズフィルタ82の出力側に縦続接続される。この場合、チョッパ回路83は、コイル(リアクトル)L2と、還流素子D1と、スイッチング素子831と、駆動回路832とを含んでいる。 The chopper circuit 83 is, for example, a step-down chopper circuit, which is connected longitudinally to the output side of the noise filter 82. In this case, the chopper circuit 83 includes a coil (reactor) L2, a reflux element D1, a switching element 831, and a drive circuit 832.

コイルL2は、コイルL1と中央ヒーター52および端部ヒーター55との間に直列に接続される。 The coil L2 is connected in series between the coil L1 and the central heater 52 and the end heater 55.

還流素子D1は、例えばダイオードであって、コイルL2よりもノイズフィルタ82側に、中央ヒーター52および端部ヒーター55と並列に接続される。より具体的には、還流素子D1のカソードがコイルL1およびコイルL2の間に、そのアノードが中央ヒーター52および端部ヒーター55とスイッチング素子831のコレクタとの間に電気的に接続されるよう、還流素子D1は配置される。 The reflux element D1 is, for example, a diode, and is connected to the noise filter 82 side of the coil L2 in parallel with the central heater 52 and the end heater 55. More specifically, the cathode of the reflux element D1 is electrically connected between the coils L1 and L2, and its anode is electrically connected between the central heater 52 and the end heater 55 and the collector of the switching element 831. The reflux element D1 is arranged.

また、スイッチング素子831は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOS−FET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)であって、還流素子D1よりもノイズフィルタ82側に、中央ヒーター52および端部ヒーター55と直列接続される。 Further, the switching element 831 is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOS-FET (Metal-Oxide-Semiconductor Factory), which is closer to the noise filter 82 than the recirculation element D1 and has a central heater 52 and an end. It is connected in series with the part heater 55.

より具体的には、スイッチング素子831のコレクタが中央ヒーター52と端部ヒーター55に、そのエミッタが整流回路81の出力側に電気的に接続されるよう、スイッチング素子831は配置される。駆動回路832は、スイッチング素子831のゲートに接続されて、制御部7の制御下でスイッチング素子831のデューティ比および駆動周波数を設定する。以上のようなチョッパ回路83の出力端子間に中央ヒーター52と端部ヒーター55とが接続される。 More specifically, the switching element 831 is arranged so that the collector of the switching element 831 is electrically connected to the central heater 52 and the end heater 55, and its emitter is electrically connected to the output side of the rectifier circuit 81. The drive circuit 832 is connected to the gate of the switching element 831 and sets the duty ratio and the drive frequency of the switching element 831 under the control of the control unit 7. The central heater 52 and the end heater 55 are connected between the output terminals of the chopper circuit 83 as described above.

トライアック56は、端部ヒーター55への電力供給状態を切り替えるためのスイッチとして機能する整流素子である。トライアック56は、ゲートに電流を印加することでオン状態となる。具体的に、トライアック56は、例えばフォトトライアックカプラであり、制御部7からの信号でオン状態とオフ状態との切り替えを行う。 The triac 56 is a rectifying element that functions as a switch for switching the power supply state to the end heater 55. The triac 56 is turned on by applying a current to the gate. Specifically, the triac 56 is, for example, a photo triac coupler, and switches between an on state and an off state by a signal from the control unit 7.

ただし、オン状態にするために、必要なゲート電流であるゲートトリガ電流がそれぞれのトライアックに定められている。また、オン状態からオフ状態に切り替える場合、トライアック56に流れる電流を保持電流以下としなければならない。 However, the gate trigger current, which is the required gate current, is set for each triac in order to turn it on. Further, when switching from the on state to the off state, the current flowing through the triac 56 must be equal to or less than the holding current.

なお、上記で述べたトライアックの特徴と同様の特徴を有するサイリスタをスイッチとして利用してもよい。また、リレー・FET等の部品を使用しても本回路を構成することは可能であるが、リレーは開閉回数が多くなり接点の寿命が短く、開閉時の突入電流が大きい事で回路信頼性に不利である。また、FETは高価である点で不利である。 A thyristor having the same characteristics as the above-mentioned triac characteristics may be used as a switch. Although it is possible to configure this circuit by using parts such as relays and FETs, the relay has a large number of opening and closing times, the contact life is short, and the inrush current during opening and closing is large, so the circuit reliability. It is disadvantageous to. In addition, FET is disadvantageous in that it is expensive.

整流回路81は、商用電源から供給される交流電力を全波整流して直流電力を生成する。ノイズフィルタ82は、整流回路81の出力電流からノイズを除去する。ここで、ノイズフィルタ82のコンデンサC1,C2は、スイッチング素子831を流れるパルス状電流の高周波成分が商用電源側に漏れることを防止している。 The rectifier circuit 81 full-wave rectifies the AC power supplied from the commercial power source to generate DC power. The noise filter 82 removes noise from the output current of the rectifier circuit 81. Here, the capacitors C1 and C2 of the noise filter 82 prevent the high-frequency component of the pulsed current flowing through the switching element 831 from leaking to the commercial power supply side.

中央ヒーター52および端部ヒーター55に電力供給する際、制御部7は制御信号を駆動回路832に入力する。当該制御信号により、中央ヒーター52および端部ヒーター55を少なくともオンさせる時間区間(つまり、デューティ比)が発生する。駆動回路832は、当該制御信号が示すデューティ比でスイッチング素子831をオン/オフさせるための駆動信号を生成し、スイッチング素子831のゲートに供給する。 When supplying power to the central heater 52 and the end heater 55, the control unit 7 inputs a control signal to the drive circuit 832. The control signal generates at least a time interval (that is, a duty ratio) for turning on the central heater 52 and the end heater 55. The drive circuit 832 generates a drive signal for turning on / off the switching element 831 at the duty ratio indicated by the control signal, and supplies the drive signal to the gate of the switching element 831.

スイッチング素子831は、商用電源の周波数よりもはるかに高い周波数(例えば、20kHz)でスローアップされる。スイッチング素子831をオン状態にすると、コイルL2、中央ヒーター52および端部ヒーター55に、整流回路81で生成された直流電力がスイッチング素子831を介して流れる。この間、リアクタンス素子であるコイルL2は、自身を流れる電力の一部を磁気エネルギーとして蓄える。 The switching element 831 is slowed up at a frequency much higher than the frequency of the commercial power supply (eg, 20 kHz). When the switching element 831 is turned on, the DC power generated by the rectifier circuit 81 flows through the coil L2, the central heater 52, and the end heater 55 via the switching element 831. During this time, the coil L2, which is a reactance element, stores a part of the electric power flowing through itself as magnetic energy.

一方、スイッチング素子831をオフ状態にすると、スイッチング素子831がオン状態の間にコイルL2に蓄えられた磁気エネルギーが残留電力として放出されて中央ヒーター52および端部ヒーター55に供給される。この電流は、回生ダイオードとしての還流素子D1を介してコイルL2に戻る。 On the other hand, when the switching element 831 is turned off, the magnetic energy stored in the coil L2 while the switching element 831 is on is released as residual power and supplied to the central heater 52 and the end heater 55. This current returns to the coil L2 via the freewheeling element D1 as a regenerative diode.

以上のような電源部8の動作により、中央ヒーター52および端部ヒーター55への入力電流の波形は、正弦波に近くなる。これにより、電源部8の力率が向上すると共に、入力電流から高調波電流が低減される。 By the operation of the power supply unit 8 as described above, the waveform of the input current to the central heater 52 and the end heater 55 becomes close to a sine wave. As a result, the power factor of the power supply unit 8 is improved, and the harmonic current is reduced from the input current.

当該回路構成では、シートのサイズに応じて端部ヒーター55への電力供給のオン状態とオフ状態とを切り替えている。例えば、サイズの大きいシート(A3用紙など)を定着させる場合、端部ヒーター55の温度を上昇させる必要があり、中央ヒーター52および端部ヒーター55の両ヒーターへ電力供給される。この両ヒーターへ電力供給される状態を、第1状態とする。 In the circuit configuration, the power supply to the end heater 55 is switched between an on state and an off state according to the size of the seat. For example, when fixing a large-sized sheet (A3 paper or the like), it is necessary to raise the temperature of the end heater 55, and power is supplied to both the central heater 52 and the end heater 55. The state in which power is supplied to both heaters is defined as the first state.

第1状態から、サイズの小さいシート(A4用紙を縦方向など)を定着する場合、過昇温を防止するため、端部ヒーター55への電力供給を停止した状態へと移行する必要がある。この端部ヒーター55への電力供給がされずに、中央ヒーター52にのみ電力が供給されている状態を、第2状態とする。第2状態へ移行するためには、トライアック56をオン状態からオフ状態に切り替える必要がある。 When fixing a small-sized sheet (A4 paper in the vertical direction, etc.) from the first state, it is necessary to shift to a state in which the power supply to the end heater 55 is stopped in order to prevent excessive temperature rise. The second state is a state in which power is supplied only to the central heater 52 without supplying power to the end heater 55. In order to shift to the second state, it is necessary to switch the triac 56 from the on state to the off state.

しかし、トライアックの性質上、オフ状態へと切り替えるためには、トライアック56に流れる電流を一定の保持電流(本実施の形態においては、電流0アンペアとする。)以下にする必要がある。本実施の形態の画像形成装置1は、コンデンサC2を備えているため(図2参照)、単純にオフしようとしても、コンデンサC2から電荷が放出され、保持電流以下にならず、端部ヒーター55への電力供給が停止にならない場合がある。そのため、制御部7は、トライアック56をオフ状態に切り替えるため、スイッチング素子831のデューティ比を0%に制御する。これにより、整流回路81で生成された直流電力はスイッチング素子831を介して流れなくなる。 However, due to the nature of the triac, in order to switch to the off state, it is necessary to keep the current flowing through the triac 56 below a certain holding current (in the present embodiment, the current is 0 amperes). Since the image forming apparatus 1 of the present embodiment includes the capacitor C2 (see FIG. 2), even if it is simply turned off, the electric charge is emitted from the capacitor C2 and does not fall below the holding current, and the end heater 55 Power supply to is not stopped. Therefore, the control unit 7 controls the duty ratio of the switching element 831 to 0% in order to switch the triac 56 to the off state. As a result, the DC power generated by the rectifier circuit 81 does not flow through the switching element 831.

スイッチング素子831のデューティ比を0%に制御した後においても、リアクタンス素子であるコイルL2に蓄えられた残留電力は、トライアック56へ流れ続ける。残留電力が、時間の経過とともに減少し、トライアック56へ流れる電流が保持電流以下となると、トライアック56をオフ状態に切り替えられる。 Even after the duty ratio of the switching element 831 is controlled to 0%, the residual power stored in the coil L2, which is a reactance element, continues to flow to the triac 56. When the residual power decreases with the passage of time and the current flowing through the triac 56 becomes equal to or less than the holding current, the triac 56 can be switched to the off state.

ここで、電力供給の停止をする必要のない中央ヒーター52への電力供給も停止することとなる。中央ヒーター52への電力供給が停止することにより、中央ヒーター52の温度が下がり、温度低下に伴って抵抗値も下がる。抵抗値が下がった状態で、スイッチング素子のデューティ比を0%から一度に高くすると、突入電流が発生し、スイッチング素子831を破損する虞がある。これを防止するため、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くする方法が考えられるが、中央ヒーター52の温度が上がるまで待つ時間が生じるため、画像形成装置1の生産性が低下する。
<スイッチング素子が破損するまでの時間>
ヒーターへ電力供給を始める際、スイッチング素子831の破損防止のため、一般的に、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くするスローアップ制御を行う。しかし、スローアップ制御でヒーターへ電力供給を始めると、当該ヒーターの温度を所定温度まで上昇させるまでの時間がかかり画像形成装置1の生産性が低下する虞があった。
Here, the power supply to the central heater 52, which does not need to stop the power supply, is also stopped. When the power supply to the central heater 52 is stopped, the temperature of the central heater 52 is lowered, and the resistance value is lowered as the temperature is lowered. If the duty ratio of the switching element is increased from 0% at a time while the resistance value is lowered, an inrush current is generated and the switching element 831 may be damaged. In order to prevent this, a method of increasing the duty ratio of the switching element 831 stepwise can be considered, but the productivity of the image forming apparatus 1 is lowered because it takes time to wait until the temperature of the central heater 52 rises.
<Time until the switching element is damaged>
When starting power supply to the heater, in order to prevent damage to the switching element 831, generally, slow-up control is performed in which the duty ratio of the switching element 831 is gradually increased. However, when power is started to be supplied to the heater by slow-up control, it takes time to raise the temperature of the heater to a predetermined temperature, and there is a risk that the productivity of the image forming apparatus 1 may decrease.

そこで、本実施の形態では、ヒーターのオフ時間と、突入電流の発生との関係に着目して、スローアップ制御を行わずにヒーターへ電力供給を始める制御を採用している。 Therefore, in the present embodiment, paying attention to the relationship between the heater off time and the generation of the inrush current, the control for starting the power supply to the heater without performing the slow-up control is adopted.

すなわち、電力供給が停止された中央ヒーター52は、電力供給が停止される前に保持していた温度をしばらく保つ。電力供給の停止に伴い、中央ヒーター52の周囲の空気等が中央ヒーター52の熱を奪い始める。これにより、中央ヒーター52の温度は時間の経過とともに低下する。時間の経過とともに中央ヒーター52の温度が低下し、突入電流が発生する抵抗値となった時、はじめてスイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くする必要が生じる。言い換えれば、十分な抵抗値を維持している状態の中央ヒーター52に対しては、デューティ比を段階的に高くする必要はなく、一度に多くの電流を供給してもスイッチング素子831は破損しない。 That is, the central heater 52 whose power supply is stopped keeps the temperature held before the power supply is stopped for a while. As the power supply is stopped, the air around the central heater 52 begins to take heat from the central heater 52. As a result, the temperature of the central heater 52 decreases with the passage of time. When the temperature of the central heater 52 decreases with the passage of time and reaches a resistance value at which an inrush current is generated, it becomes necessary to gradually increase the duty ratio of the switching element 831 for the first time. In other words, it is not necessary to gradually increase the duty ratio for the central heater 52 in a state where a sufficient resistance value is maintained, and the switching element 831 is not damaged even if a large amount of current is supplied at one time. ..

したがって、中央ヒーター52が一定の抵抗値を維持している間ならば、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くする必要はない。制御部7はスイッチング素子831のデューティ比を0%から一度に高くして、不要な待ち時間を省略でき、画像形成装置1の生産性が低下することなく第1状態から第2状態へと切り替えられる。本開示において、ヒーターの抵抗値と温度、およびヒーターのオフ時間に着目して、電力供給を開始時にスイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くする必要があるか否か判断する。 Therefore, it is not necessary to stepwise increase the duty ratio of the switching element 831 while the central heater 52 maintains a constant resistance value. The control unit 7 can increase the duty ratio of the switching element 831 from 0% at a time to eliminate unnecessary waiting time, and switch from the first state to the second state without reducing the productivity of the image forming apparatus 1. Be done. In the present disclosure, focusing on the resistance value and temperature of the heater and the off time of the heater, it is determined whether or not it is necessary to gradually increase the duty ratio of the switching element 831 at the start of power supply.

図3は、ヒーターのオフ時間と素子破損限界時間T2との関係の一例を示す図である。素子破損限界時間T2とは、中央ヒーター52への電力供給を停止した後、突入電流が発生してスイッチング素子831が破損する温度にまで下がる時間である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the heater off time and the element breakage limit time T2. The element breakage limit time T2 is a time during which an inrush current is generated after the power supply to the central heater 52 is stopped and the temperature drops to a temperature at which the switching element 831 is damaged.

図3を参照して、横軸はヒーターのオフ時間を示し、縦軸はヒーターへ供給される突入電流量を示す。突入電流量とは、一定の電力を供給し始めたときに生じる意図しない余剰な電力供給である。図3における時間T0は、中央ヒーター52の電力の供給を停止した時間を示す。 With reference to FIG. 3, the horizontal axis represents the heater off time and the vertical axis represents the amount of inrush current supplied to the heater. The inrush current amount is an unintended surplus power supply that occurs when a constant power supply is started. The time T0 in FIG. 3 indicates the time when the power supply of the central heater 52 is stopped.

時間T0から、時間が経過するにつれて突入電流量が高くなることが図3から把握できる。時間T0においては、中央ヒーター52は電力供給が停止される前の温度を保っているが、電力供給が停止されることによって、熱を維持するためのエネルギー源がなくなり、周囲の空気等に温度を奪われる。中央ヒーター52の温度が低下するとともに、中央ヒーター52の抵抗値も下がる。すなわち、時間の経過とともに中央ヒーター52の抵抗値は下がっていき、それに伴って突入電流量が高くなる。 It can be seen from FIG. 3 that the amount of inrush current increases as time elapses from time T0. At time T0, the central heater 52 maintains the temperature before the power supply is stopped, but when the power supply is stopped, there is no energy source for maintaining heat, and the temperature in the surrounding air or the like is reached. Is robbed. As the temperature of the central heater 52 decreases, the resistance value of the central heater 52 also decreases. That is, the resistance value of the central heater 52 decreases with the passage of time, and the amount of inrush current increases accordingly.

図3を参照して、素子の破損限界を示す素子破損限界電流を超える突入電流が発生した場合、スイッチング素子831は、破損する。破損する温度に至る時間が、素子破損限界時間T2である。 With reference to FIG. 3, when an inrush current exceeding the element breakage limit current indicating the element breakage limit is generated, the switching element 831 is damaged. The time to reach the breaking temperature is the element breaking limit time T2.

第1状態から第2状態へ移行させるため端部ヒーター55への電力供給を停止する場合、トライアック56の性質のために中央ヒーター52までもが電力供給を停止ししなければならず、突入電流が発生する状態へ移行する可能性が生じる。しかしながら、素子破損限界時間T2までならば、スイッチング素子831が破損することはないため、制御部7はスイッチング素子831のデューティ比を0%から一度に高くすることができる。
<トライアックの切替時間>
素子破損限界時間T2までに、スイッチング素子831のデューティ比を0%から一度に高くすれば、画像形成装置1の生産性を低下させることなく、第1状態から第2状態へ移行できる。しかし、スイッチング素子831のデューティ比を高くするためには、トライアック56へ流れる電流が保持電流以下となる必要がある。仮にトライアック56へ流れる電流が保持電流以下でないにもかかわらず、スイッチング素子831のデューティ比を高くした場合、トライアック56をオフ状態へ切替えることができず、第1状態のままとなる。
When the power supply to the end heater 55 is stopped in order to shift from the first state to the second state, the power supply to the central heater 52 must be stopped due to the nature of the triac 56, and the inrush current must be stopped. There is a possibility of shifting to the state where. However, since the switching element 831 is not damaged up to the element damage limit time T2, the control unit 7 can increase the duty ratio of the switching element 831 from 0% at a time.
<Triac switching time>
If the duty ratio of the switching element 831 is increased from 0% at once by the element breakage limit time T2, the transition from the first state to the second state can be performed without lowering the productivity of the image forming apparatus 1. However, in order to increase the duty ratio of the switching element 831, the current flowing through the triac 56 needs to be equal to or less than the holding current. If the duty ratio of the switching element 831 is increased even though the current flowing through the triac 56 is not equal to or less than the holding current, the triac 56 cannot be switched to the off state and remains in the first state.

図2において示した通り、当該回路構成においては、リアクタンス素子であるコイルL2は、自身を流れる電力の一部を磁気エネルギーとして蓄える。すなわち、制御部7が第1状態から第2状態へ切替える命令を受け付け、トライアック56をオフ状態にするために、スイッチング素子831のデューティ比を0%に制御した時点(図3において時間T0)を過ぎても、一定期間、リアクタンス素子であるコイルL2に蓄えられていたエネルギーが電力として、トライアック56に供給され続ける。 As shown in FIG. 2, in the circuit configuration, the coil L2, which is a reactance element, stores a part of the electric power flowing through itself as magnetic energy. That is, the time when the control unit 7 receives the command to switch from the first state to the second state and controls the duty ratio of the switching element 831 to 0% in order to turn off the triac 56 (time T0 in FIG. 3). Even after that, the energy stored in the coil L2, which is a reactance element, continues to be supplied to the triac 56 as electric power for a certain period of time.

したがって、当該コイルL2に蓄えられていた残留電力が十分に減少して、トライアック56の保持電力以下となった時以降でなければ、トライアック56はオフ状態に切り替えられない。この残留電力が減少してトライアック56の保持電力以下となる時間を、トライアック切替時間T1とする。 Therefore, the triac 56 cannot be switched to the off state until after the residual power stored in the coil L2 is sufficiently reduced to be equal to or less than the holding power of the triac 56. The time during which the residual power is reduced to be equal to or less than the holding power of the triac 56 is defined as the triac switching time T1.

トライアック切替時間T1に到達するまでは、トライアック56をオフ状態に切り替えることができない。すなわち、トライアック切替時間T1に至ったため、スイッチング素子831を一度に高くしたとしても、既に素子破損限界時間T2が過ぎているならば、突入電流が発生して、スイッチング素子831は破損することとなる。したがって、本開示では、トライアック切替時間T1と素子破損限界時間T2の関係性から、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くするか、または一度に高くするかを判断する。 The triac 56 cannot be switched to the off state until the triac switching time T1 is reached. That is, since the triac switching time T1 has been reached, even if the switching element 831 is raised all at once, if the element damage limit time T2 has already passed, an inrush current is generated and the switching element 831 is damaged. .. Therefore, in the present disclosure, it is determined whether to increase the duty ratio of the switching element 831 stepwise or at once from the relationship between the triac switching time T1 and the element breakage limit time T2.

トライアック切替時間T1は、コイルL2が蓄えた残留電力に依存し、素子破損限界時間T2は、スイッチング素子831のデューティ比を0%へと制御した時点での、中央ヒーター52の温度もしくは、周囲の空気の温度などに依存する。そのため、画像形成装置1の周囲環境やジョブなどの条件によって、トライアック切替時間T1が素子破損限界時間T2よりも早い場合があり、制御部7は、スイッチング素子831のデューティ比を0%から一度に高くすることが可能である。一方で、トライアック切替時間T1が素子破損限界時間T2よりも遅い場合もあり、図3で示す突入電流量が素子の破損限界を超えているため、制御部7は、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くする制御をしなければならない。以下、この両ケースについてそれぞれのケースを示す図を用いて詳細に説明する。
<T1がT2よりも早い場合>
図4は、デューティ比を一度に高くする制御を行う場合の各ヒーターへ供給する電力制御のタイミング図である。図4においては、トライアック切替時間T1は、素子破損限界時間T2よりも早い場合を想定している。
The triac switching time T1 depends on the residual power stored in the coil L2, and the element breakage limit time T2 is the temperature of the central heater 52 or the surrounding temperature at the time when the duty ratio of the switching element 831 is controlled to 0%. It depends on the temperature of the air. Therefore, the triac switching time T1 may be earlier than the element damage limit time T2 depending on the surrounding environment of the image forming apparatus 1 and conditions such as a job, and the control unit 7 sets the duty ratio of the switching element 831 from 0% at a time. It can be raised. On the other hand, the triac switching time T1 may be slower than the element breakage limit time T2, and the inrush current amount shown in FIG. 3 exceeds the element breakage limit. Therefore, the control unit 7 sets the duty ratio of the switching element 831. It is necessary to control the height in stages. Hereinafter, both cases will be described in detail with reference to the figures showing the respective cases.
<When T1 is faster than T2>
FIG. 4 is a timing diagram of power control supplied to each heater when controlling to increase the duty ratio at one time. In FIG. 4, it is assumed that the triac switching time T1 is earlier than the element breakage limit time T2.

上から、端部ヒーター55へ供給される電力の時間変化、中央ヒーター52へ供給される電力の時間変化、スイッチング素子831におけるPWM制御のディーティ比の時間変化、トライアック56のスイッチ状態の時間変化を同一の時系列で示している。 From the top, the time change of the power supplied to the end heater 55, the time change of the power supplied to the central heater 52, the time change of the detail ratio of the PWM control in the switching element 831, and the time change of the switch state of the triac 56. It is shown in the same time series.

期間Aにおいて、画像形成装置1は、A3などのサイズの大きいシートの定着処理をしている。したがって、サイズの大きいシート全体に熱を加えて定着させる必要があるため、端部ヒーター55と中央ヒーター52との両ヒーターに、デューティ比60%の電力が供給されている。当該電力供給状態は、第1状態である。 In the period A, the image forming apparatus 1 performs the fixing process of a large-sized sheet such as A3. Therefore, since it is necessary to apply heat to fix the entire large sheet, electric power having a duty ratio of 60% is supplied to both the end heater 55 and the central heater 52. The power supply state is the first state.

第1状態から、A4などのサイズの小さいシートに定着する場合、過昇温を防止するため、端部ヒーター55への電力供給を停止して第2状態へ移行させる必要がある。トライアック56をオフ状態へと切り替えるためには、トライアック56へ流れる電流を保持電流以下にする必要がある。制御部7は、スイッチング素子831のデューティ比を0%へと低下させる(時間T0)。期間Bにおいてのトライアック56のオフとは、制御部7がオフへ切替える制御信号をトライアック56に送ったことを意味し、トライアック56自体はオフ状態に切り替えることができていない。 When fixing to a sheet having a small size such as A4 from the first state, it is necessary to stop the power supply to the end heater 55 and shift to the second state in order to prevent overheating. In order to switch the triac 56 to the off state, it is necessary to make the current flowing through the triac 56 equal to or less than the holding current. The control unit 7 reduces the duty ratio of the switching element 831 to 0% (time T0). The off of the triac 56 in the period B means that the control unit 7 has sent a control signal for switching to the off to the triac 56, and the triac 56 itself has not been able to switch to the off state.

なぜならば、コイルL2が蓄えていた残留電力が期間Bの間、トライアック56に流れるのでトライアック56をオフ状態に切り替えられないためである。残留電力が減少して、期間Bが終了した時、トライアック56自体がオフ状態に切り替わる。すなわち、トライアック切替時間T1に至る。 This is because the residual power stored in the coil L2 flows to the triac 56 during the period B, so that the triac 56 cannot be switched to the off state. When the residual power decreases and the period B ends, the triac 56 itself switches to the off state. That is, the triac switching time T1 is reached.

図4において、トライアック切替時間T1に至った時、素子破損限界時間T2には至っていない。すなわち、図3においてのスイッチング素子831のデューティ比を一度に高くする制御をしても、突入電流量が素子の破損限界を超えない範囲で発生する状態である。よって、制御部7は、トライアック切替時間T1に至るとともに、スイッチング素子831のデューティ比を一度に60%へと制御する。 In FIG. 4, when the triac switching time T1 is reached, the element breakage limit time T2 has not been reached. That is, even if the duty ratio of the switching element 831 in FIG. 3 is controlled to be increased at one time, the amount of inrush current is generated within a range that does not exceed the damage limit of the element. Therefore, the control unit 7 controls the duty ratio of the switching element 831 to 60% at a time while reaching the triac switching time T1.

これにより、電力供給状態が第1状態から第2状態へと切り替わる。スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くすることがないため、アイドルタイムが小さくなり、生産性を低下させることがない。
<T1がT2よりも遅い場合>
図5は、デューティ比を段階的に高くする制御を行う場合の各ヒーターへ供給する電力制御のタイミング図である。図5においては、トライアック切替時間T1は、素子破損限界時間T2よりも遅い場合を想定している。図5においても、図4と同様の各ヒーターの電力等の時間変化を同一の時系列で示している。
As a result, the power supply state is switched from the first state to the second state. Since the duty ratio of the switching element 831 is not increased stepwise, the idle time is not reduced and the productivity is not reduced.
<When T1 is slower than T2>
FIG. 5 is a timing diagram of power control supplied to each heater when the duty ratio is gradually increased. In FIG. 5, it is assumed that the triac switching time T1 is later than the element breakage limit time T2. Also in FIG. 5, the time change of the electric power and the like of each heater similar to that in FIG. 4 is shown in the same time series.

期間Aでは、サイズの大きいシートの定着処理をするため、電力供給状態は第1状態である。第1状態からサイズの小さいシートの定着をする場合、第2状態へ移行させる必要がある。制御部7は、トライアック56へ流れる電流を保持電流以下にするため、スイッチング素子831のデューティ比を0%へと低下させる(時間T0)。制御部7は、時間T0でトライアック56をオフに制御するため、図4において期間Bにおいてトライアック56がオフである表示されている。しかし、前述したようにトライアック56をオフに制御しても、トライアック切替時間T1までトライアック56をオフ状態にすることはできない。 In the period A, the power supply state is the first state because the large-sized sheet is fixed. When fixing a sheet having a small size from the first state, it is necessary to shift to the second state. The control unit 7 reduces the duty ratio of the switching element 831 to 0% (time T0) in order to keep the current flowing through the triac 56 below the holding current. Since the control unit 7 controls the triac 56 to be off at the time T0, it is displayed in FIG. 4 that the triac 56 is off in the period B. However, even if the triac 56 is controlled to be off as described above, the triac 56 cannot be turned off until the triac switching time T1.

つまり、期間Bには、コイルL2が蓄えていた残留電力が存在し、トライアック56に流れ続けており、残留電力が減少して、期間Bが終了した時、トライアック56はオフ状態に切り替わる。 That is, in the period B, the residual power stored in the coil L2 exists and continues to flow to the triac 56, and when the residual power decreases and the period B ends, the triac 56 is switched to the off state.

しかし、図5において、トライアック切替時間T1に至る前に、素子破損限界時間T2を経過している。すなわち、図3においてのスイッチング素子831のデューティ比を一度に高くする制御をした場合、突入電流量が素子の破損限界を超えて発生する。つまり、スイッチング素子831が破損する。よって、制御部7は、トライアック切替時間T1に至るとともに、スイッチング素子831のデューティ比を段階的に高くするように制御する。 However, in FIG. 5, the element breakage limit time T2 has elapsed before the triac switching time T1 is reached. That is, when the duty ratio of the switching element 831 in FIG. 3 is controlled to be increased at one time, the amount of inrush current exceeds the damage limit of the element. That is, the switching element 831 is damaged. Therefore, the control unit 7 controls so as to reach the triac switching time T1 and gradually increase the duty ratio of the switching element 831.

これにより、電力供給状態は第1状態から第2状態へと切り替わる。スイッチング素子831を段階的に高くしたため、突入電流が発生することはないが、デューティ比が60%に至る時間は時間T3である。図4と比較したときに、期間Bに加えて期間Cのアイドルタイムが発生し、画像形成装置1の生産性が低下する。
<第1状態から第2状態への切替制御手順>
以下、フローチャートを用いて第1状態から第2状態への切替制御手順について説明する。図6は、第1状態から第2状態への切替制御手順を示すフローチャートである。印刷処理開始後、制御部7は、A3用紙等のシートの印刷処理が受け付けたか否かを判断する(ステップS1)。すなわち、制御部7は、端部ヒーター55への電力供給が必要か否かを判断する。
As a result, the power supply state is switched from the first state to the second state. Since the switching element 831 is increased stepwise, no inrush current is generated, but the time for the duty ratio to reach 60% is time T3. When compared with FIG. 4, an idle time of the period C occurs in addition to the period B, and the productivity of the image forming apparatus 1 decreases.
<Switching control procedure from the first state to the second state>
Hereinafter, the switching control procedure from the first state to the second state will be described using a flowchart. FIG. 6 is a flowchart showing a switching control procedure from the first state to the second state. After starting the printing process, the control unit 7 determines whether or not the printing process of the sheet such as A3 paper has been accepted (step S1). That is, the control unit 7 determines whether or not power supply to the end heater 55 is necessary.

A3用紙等のシートの印刷処理を受け付けていない場合(ステップS1においてNO)、中央ヒーター52へのみ電力供給し、印刷処理をする(ステップ11)。すなわち、A4等のサイズの小さいシートの印刷を受け付けたため、過昇温を防ぐ目的で、中央ヒーター52のみへ電力を供給し、定着処理をする。電力供給状態は、第2状態である。 When the printing process of a sheet such as A3 paper is not accepted (NO in step S1), power is supplied only to the central heater 52 to perform the printing process (step 11). That is, since printing of a small sheet such as A4 is accepted, power is supplied only to the central heater 52 to perform the fixing process in order to prevent excessive temperature rise. The power supply state is the second state.

A3用紙等のシートの印刷処理を受け付けている場合(ステップS1においてYES)、制御部7は、トライアック56をオン状態に切り替える(ステップS2)。制御部7は、端部ヒーター55と中央ヒーター52へ電力供給をし、印刷処理をする(ステップS3)。すなわち、サイズの大きいシートを印刷するため、電力供給状態を第1状態にして定着処理をする。 When the printing process of the sheet such as A3 paper is accepted (YES in step S1), the control unit 7 switches the triac 56 to the on state (step S2). The control unit 7 supplies electric power to the end heater 55 and the central heater 52, and performs a printing process (step S3). That is, in order to print a large-sized sheet, the fixing process is performed with the power supply state set to the first state.

制御部7は、A4用紙等のシートの印刷処理が受け付けられたか否かを判断する(ステップS4)。すなわち、端部ヒーター55への電力供給が不要か否かを判断する。A4用紙等のシートの印刷処理が受け付けられていない場合(ステップS4においてNO)、制御部7は、処理をステップS3に戻す。 The control unit 7 determines whether or not the printing process of the sheet such as A4 paper has been accepted (step S4). That is, it is determined whether or not the power supply to the end heater 55 is unnecessary. When the printing process of the sheet such as A4 paper is not accepted (NO in step S4), the control unit 7 returns the process to step S3.

A4用紙等のシートの印刷処理が受け付けられた場合(ステップS4においてYES)、制御部7は、スイッチング素子831のディーティ比を0%へ低下させる(ステップS5)。制御部7は、トライアック切替時間T1が素子破損限界時間T2よりも早いか否か判断する(ステップS6)。 When the printing process of the sheet such as A4 paper is accepted (YES in step S4), the control unit 7 reduces the detail ratio of the switching element 831 to 0% (step S5). The control unit 7 determines whether or not the triac switching time T1 is earlier than the element breakage limit time T2 (step S6).

トライアック切替時間T1が素子破損限界時間T2よりも早い場合(ステップS6においてYES)、制御部7はトライアック切替時間T1経過時に、トライアック56をオフ状態に切り替える(ステップS7)。制御部7は、スイッチング素子831のデューティ比を0%から60%へ一度に高くする(ステップS8)。第2状態へと切り替わりデューティ比が60%に到達した後、制御部7は、中央ヒーター52へのみ電力供給して印刷処理をする(ステップS11)。 When the triac switching time T1 is earlier than the element breakage limit time T2 (YES in step S6), the control unit 7 switches the triac 56 to the off state when the triac switching time T1 elapses (step S7). The control unit 7 increases the duty ratio of the switching element 831 from 0% to 60% at once (step S8). After switching to the second state and reaching the duty ratio of 60%, the control unit 7 supplies power only to the central heater 52 to perform printing processing (step S11).

トライアック切替時間T1が素子破損限界時間T2よりも遅い場合(ステップS6においてNO)、制御部7はトライアック切替時間T1経過時に、トライアック56をオフ状態に切り替える(ステップS9)。制御部7は、スイッチング素子831のデューティ比を0%から60%へ段階的に高くする(ステップS10)。 When the triac switching time T1 is later than the element breakage limit time T2 (NO in step S6), the control unit 7 switches the triac 56 to the off state when the triac switching time T1 elapses (step S9). The control unit 7 gradually increases the duty ratio of the switching element 831 from 0% to 60% (step S10).

第2状態へと切り替わりデューティ比が60%に到達した後、制御部7は、中央ヒーター52へのみ電力供給して印刷処理をする(ステップS11)。 After switching to the second state and reaching the duty ratio of 60%, the control unit 7 supplies power only to the central heater 52 to perform printing processing (step S11).

このように、トライアック切替時間T1と素子破損限界時間T2との関係で、デューティ比を一度に高くするか、段階的に高くするかを決定する。いずれにせよ、突入電流の発生を防止することができ、スイッチング素子831が破損することはない。
<素子破損限界時間T2の定め方>
図3から図6で示すように、素子破損限界時間T2は、本開示において重要な役割を有する。素子破損限界時間T2とトライアック切替時間T1との関係によって、制御部7がスイッチング素子831のデューティ比を一度に高くできるか、または段階的に高くしなければならないかが定まるからである。
In this way, it is determined whether the duty ratio is increased at once or stepwise in relation to the triac switching time T1 and the element breakage limit time T2. In any case, the generation of inrush current can be prevented and the switching element 831 is not damaged.
<How to determine the element damage limit time T2>
As shown in FIGS. 3 to 6, the element breakage limit time T2 has an important role in the present disclosure. This is because the relationship between the element breakage limit time T2 and the triac switching time T1 determines whether the control unit 7 can increase the duty ratio of the switching element 831 at once or increase it stepwise.

ここでは、素子破損限界時間T2の定め方について言及する。図3で示した通り、素子破損限界時間T2は、中央ヒーター52の抵抗値によって定まる。中央ヒーター52の抵抗値は、中央ヒーター52の温度によって定まる。したがって、素子破損限界時間T2は、中央ヒーター52の温度に影響される。 Here, a method of determining the element breakage limit time T2 will be described. As shown in FIG. 3, the element breakage limit time T2 is determined by the resistance value of the central heater 52. The resistance value of the central heater 52 is determined by the temperature of the central heater 52. Therefore, the element breakage limit time T2 is affected by the temperature of the central heater 52.

図1で示すヒーター温度検知部54にて、中央ヒーター52の温度を検知することができる。ヒーター温度検知部54は、赤外線量に基づいて中央ヒーター52の温度を検知してもよい。 The heater temperature detection unit 54 shown in FIG. 1 can detect the temperature of the central heater 52. The heater temperature detection unit 54 may detect the temperature of the central heater 52 based on the amount of infrared rays.

中央ヒーター52は温度が高ければ高いほど、高い抵抗値を持ち、低ければ低いほど低い抵抗値を持つ。したがって、制御部7がスイッチング素子831のデューティ比を0%へ低下させた時(図3から図5において時間T0)、中央ヒーター52の温度が高ければ高いほど、素子破損限界時間T2に至る時間は遅くなる。 The higher the temperature of the central heater 52, the higher the resistance value, and the lower the temperature, the lower the resistance value. Therefore, when the control unit 7 reduces the duty ratio of the switching element 831 to 0% (time T0 in FIGS. 3 to 5), the higher the temperature of the central heater 52, the longer the time to reach the element breakage limit time T2. Will be slow.

一方、トナー使用量および処理枚数が少ないため、通常印刷処理よりも低いデューティ比で中央ヒーター52へ電力が供給されることが想定される。時間T0において、既に中央ヒーター52の温度が低ければ、素子破損限界時間T2に至るまでの時間は早くなる。 On the other hand, since the amount of toner used and the number of sheets to be processed are small, it is assumed that electric power is supplied to the central heater 52 with a duty ratio lower than that of the normal printing process. If the temperature of the central heater 52 is already low at the time T0, the time until the element breakage limit time T2 is reached becomes faster.

また、中央ヒーター52の周囲の空気の温度が低い(例えば、0℃未満)場合、中央ヒーター52の温度が下がる速度は速くなる。一方、中央ヒーター52の周囲の空気の温度が高い(例えば、35℃以上)場合、中央ヒーター52の温度が下がる速度は遅くなる。 Further, when the temperature of the air around the central heater 52 is low (for example, less than 0 ° C.), the speed at which the temperature of the central heater 52 drops becomes high. On the other hand, when the temperature of the air around the central heater 52 is high (for example, 35 ° C. or higher), the rate at which the temperature of the central heater 52 drops slows down.

このように、画像形成装置1の周囲の温度についても、素子破損限界時間T2に至るまでの時間が影響する。画像形成装置1の周囲の温度は、周囲温度検知部9によって検知する。したがって、中央ヒーター52の温度および画像形成装置1の周囲の温度から、素子破損限界時間T2を定めることができる。以下、フローチャートを用いて、素子破損限界時間T2の定め方を説明する。図7は、素子破損限界時間T2を定めるための一例を示すフローチャートである。 As described above, the temperature around the image forming apparatus 1 also affects the time until the element breakage limit time T2 is reached. The ambient temperature of the image forming apparatus 1 is detected by the ambient temperature detecting unit 9. Therefore, the element breakage limit time T2 can be determined from the temperature of the central heater 52 and the ambient temperature of the image forming apparatus 1. Hereinafter, how to determine the element breakage limit time T2 will be described using a flowchart. FIG. 7 is a flowchart showing an example for determining the element breakage limit time T2.

素子破損限界時間T2を定める処理開始後、制御部7は、中央ヒーター52の温度が所定温度以上か否かを判断する(ステップS12)。所定温度とは、トナーを定着させるための中央ヒーター52の温度のうち、比較的少ないトナー量を定着するために必要な一定の温度である。実験などで定めてもよい。すなわち、中央ヒーター52の温度が所定温度未満である場合、所定温度以上であった場合よりも、素子破損限界時間T2に早く至る。 After starting the process of determining the element breakage limit time T2, the control unit 7 determines whether or not the temperature of the central heater 52 is equal to or higher than the predetermined temperature (step S12). The predetermined temperature is a constant temperature required for fixing a relatively small amount of toner among the temperatures of the central heater 52 for fixing the toner. It may be determined by an experiment or the like. That is, when the temperature of the central heater 52 is lower than the predetermined temperature, the element breakage limit time T2 is reached earlier than when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature.

中央ヒーター52の温度が所定温度未満の場合(ステップS12でNO)、制御部7は、素子破損限界時間T2を50msであると定める(ステップS13)。中央ヒーター52の温度が所定温度以上の場合(ステップS12でYES)、制御部7は画像形成装置1の周囲の温度が基準温度以上か否か判断する(ステップS14)。基準温度とは、中央ヒーター52の温度の下がる速度を定めるための温度であり、実験などによって定められてもよい。また、複数の基準温度を設けてもよい。 When the temperature of the central heater 52 is lower than the predetermined temperature (NO in step S12), the control unit 7 determines that the element breakage limit time T2 is 50 ms (step S13). When the temperature of the central heater 52 is equal to or higher than the predetermined temperature (YES in step S12), the control unit 7 determines whether or not the ambient temperature of the image forming apparatus 1 is equal to or higher than the reference temperature (step S14). The reference temperature is a temperature for determining the rate at which the temperature of the central heater 52 drops, and may be determined by an experiment or the like. Moreover, a plurality of reference temperatures may be provided.

画像形成装置1の周囲の温度が基準温度未満である場合(ステップS14でNO)、制御部7は、素子破損限界時間T2を100msであると定める(ステップS15)。画像形成装置1の周囲の温度が基準温度以上である場合(ステップS14でYES)、制御部7は、素子破損限界時間T2を300msであると定める(ステップS16)。 When the ambient temperature of the image forming apparatus 1 is lower than the reference temperature (NO in step S14), the control unit 7 determines that the element breakage limit time T2 is 100 ms (step S15). When the ambient temperature of the image forming apparatus 1 is equal to or higher than the reference temperature (YES in step S14), the control unit 7 determines that the element breakage limit time T2 is 300 ms (step S16).

当該フローチャートにおけるステップS13、ステップS15、およびステップS16で設定される時間は、一例に過ぎず実験データをもとに定めてもよい。 The time set in step S13, step S15, and step S16 in the flowchart is only an example and may be set based on experimental data.

さらに、所定期間を定める方法として、第1状態から第2状態へ切替える前に実行されていたジョブの内容に基づいて定めてもよい。たとえば、A3用紙等のシートを印刷するために両ヒーターへ電力供給がされているが、定着するトナー量が極端に少ない場合、通常の定着処理よりも低いヒーターの温度で定着することができる。反対に、多量のトナーをA3用紙等のシートに定着させなければならない場合であって、A3用紙等のシートの部数も多い場合、ヒーターが必要とする温度は高くなる。 Further, as a method of determining the predetermined period, it may be determined based on the content of the job executed before switching from the first state to the second state. For example, power is supplied to both heaters for printing a sheet such as A3 paper, but when the amount of toner to be fixed is extremely small, it can be fixed at a heater temperature lower than that of a normal fixing process. On the contrary, when a large amount of toner must be fixed on a sheet such as A3 paper and the number of copies of the sheet such as A3 paper is large, the temperature required by the heater becomes high.

このように、第1状態から第2状態へ切替える前に実行されていたジョブの内容を考慮して、制御部7は、素子破損限界時間T2を定めてもよい。
<小括>
以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置1は、シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、交流電源からの交流電力を整流して、複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路81と、整流回路81から出力する直流電力をPWM制御により、複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部7と、複数のヒーターのうち中央ヒーター52に電力を供給するか、中央ヒーター52および端部ヒーター55に電力を供給するかを切替えるトライアック56とを備える。
In this way, the control unit 7 may set the element breakage limit time T2 in consideration of the content of the job executed before switching from the first state to the second state.
<Summary>
As described above, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment rectifies the AC power from the plurality of heaters for fixing the image on the sheet and the AC power source, and outputs the DC power to the plurality of heaters. The rectifier circuit 81, the control unit 7 that controls the power supplied to the plurality of heaters by PWM control of the DC power output from the rectifier circuit 81, and the central heater 52 among the plurality of heaters, or the central heater It includes a triac 56 that switches whether to supply power to the 52 and the end heater 55.

制御部7は、トライアック56で、中央ヒーター52および端部ヒーター55に電力を供給している第1状態から中央ヒーター52に電力を供給する第2状態に切替える場合、第2状態に切替える時間を、PWM制御による複数のヒーターへの電力供給を停止してから所定期間内に行われるようにトライアック56を制御する。 When the triac 56 switches from the first state in which power is supplied to the central heater 52 and the end heater 55 to the second state in which power is supplied to the central heater 52, the control unit 7 sets the time for switching to the second state. , The triac 56 is controlled so as to be performed within a predetermined period after the power supply to the plurality of heaters by PWM control is stopped.

これによれば、本実施の形態に係る画像形成装置1は、1つの整流素子のみの安価な回路構成で複数のヒーターへの電力供給状態を切り替える場合に、印刷処理の生産性を下げることのなくヒーターの切り替えをすることができる。 According to this, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment reduces the productivity of the printing process when the power supply state to a plurality of heaters is switched with an inexpensive circuit configuration of only one rectifying element. It is possible to switch the heater without.

また、所定期間は、中央ヒーター52および端部ヒーター55への突入電流が発生する時間よりも短い時間であってもよい。これによれば、突入電流が発生する時間に至る前に、切り替えをできる。 Further, the predetermined period may be shorter than the time during which the inrush current to the central heater 52 and the end heater 55 is generated. According to this, the switching can be performed before the time when the inrush current is generated.

さらに、中央ヒーター52または端部ヒーター55の温度を検知するヒーター温度検知部54をさらに備え、制御部7は、ヒーター温度検知部54の検知結果に基づいて所定期間を定めてもよい。これによれば、これによれば、所定期間を中央ヒーター52または端部ヒーター55の温度に基づいて定めることができる。 Further, a heater temperature detecting unit 54 for detecting the temperature of the central heater 52 or the end heater 55 may be further provided, and the control unit 7 may determine a predetermined period based on the detection result of the heater temperature detecting unit 54. According to this, according to this, a predetermined period can be determined based on the temperature of the central heater 52 or the end heater 55.

また、ヒーター温度検知部54は、赤外線量に基づいて中央ヒーター52または端部ヒーター55の温度を検知してもよい。これによれば、赤外線量に基づいて中央ヒーター52または端部ヒーター55を検知できる。 Further, the heater temperature detection unit 54 may detect the temperature of the central heater 52 or the end heater 55 based on the amount of infrared rays. According to this, the central heater 52 or the end heater 55 can be detected based on the amount of infrared rays.

さらに、画像形成装置1の周囲の温度を検知する周囲温度検知部9をさらに備え、制御部7は、周囲温度検知部9の検知結果に基づいて所定期間を定めてもよい。これによれば、所定期間を画像形成装置1の周囲の温度に基づいて定めることができる。 Further, an ambient temperature detection unit 9 for detecting the ambient temperature of the image forming apparatus 1 may be further provided, and the control unit 7 may determine a predetermined period based on the detection result of the ambient temperature detection unit 9. According to this, a predetermined period can be determined based on the ambient temperature of the image forming apparatus 1.

また、第2状態に切替える時間は、第2状態へと切り替えるためにトライアック56をオンすることに必要な時間としてもよい。これによれば、トライアック56をオンすることに必要な時間に第2状態へ切替えることで、最適なタイミングで切り替えることができる。 Further, the time for switching to the second state may be the time required to turn on the triac 56 in order to switch to the second state. According to this, by switching to the second state at the time required to turn on the triac 56, it is possible to switch at the optimum timing.

さらに、トライアック56は、サイリスタまたはその他の同様の性質を持つ整流素子でもよい。これによれば、トライアック以外でも、整流素子をスイッチとして利用できる。 Further, the triac 56 may be a thyristor or other rectifying element having similar properties. According to this, the rectifying element can be used as a switch other than the triac.

また、制御部7は、マイクロコンピュータで構成されてもよい。さらに、制御部7は、トライアック56が所定期間内に第2状態に切替えることができない場合、PWM制御のデューティ比を段階的に高くする制御を行ってもよい。これによれば、素子が破損する突入電流が発生する状況であっても、段階的に高く制御することで、破損することを防止できる。 Further, the control unit 7 may be composed of a microcomputer. Further, the control unit 7 may perform control to gradually increase the duty ratio of PWM control when the triac 56 cannot switch to the second state within a predetermined period. According to this, even in a situation where an inrush current that damages the element is generated, it is possible to prevent the element from being damaged by controlling it stepwise.

また、制御部7は、画像形成装置1で実行するジョブ内容に基づいて所定期間を定めてもよく、ジョブ内容は、第1状態から第2状態へ切り替える前で実行されるジョブの種類および実行頻度であってもよい。これによれば、切り替える前のジョブ内容に基づいて所定期間を定めることができる。 Further, the control unit 7 may determine a predetermined period based on the job content executed by the image forming apparatus 1, and the job content is the type and execution of the job executed before switching from the first state to the second state. It may be frequency. According to this, a predetermined period can be set based on the job content before switching.

さらに、複数のヒーターは、シートに画像を定着させる定着部5に設けられ、中央ヒーター52は、定着部5の中央部分を加熱し、端部ヒーター55は、定着部5の端部を加熱する。これによれば、定着部5内で領域を分割し、当該領域ごとに温度を調節することができる。 Further, a plurality of heaters are provided in the fixing portion 5 for fixing the image on the sheet, the central heater 52 heats the central portion of the fixing portion 5, and the end heater 55 heats the end portion of the fixing portion 5. .. According to this, a region can be divided in the fixing portion 5, and the temperature can be adjusted for each region.

また、本実施の形態に係るヒーターの切替方法は、シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、交流電源からの交流電力を整流して、複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路81と、整流回路81から出力する直流電力をPWM制御により、複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部7と、複数のヒーターのうち中央ヒーター52に電力および端部ヒーター55を供給する第1状態か、中央ヒーター52に電力を供給する第2状態かを切替えるトライアック56とを備える画像形成装置でのヒーターの切替方法である。当該ヒーターの切替方法は、PWM制御による複数のヒーターへの電力供給を停止するステップと、電力供給を停止してから所定期間内に、第2状態に切替えるステップとを含む。 Further, the heater switching method according to the present embodiment includes a plurality of heaters for fixing an image on a sheet and a rectifier circuit 81 that rectifies AC power from an AC power source and outputs DC power to the plurality of heaters. A control unit 7 that controls the DC power output from the rectifier circuit 81 to a plurality of heaters by PWM control, and a first unit that supplies power and an end heater 55 to the central heater 52 among the plurality of heaters. This is a heater switching method in an image forming apparatus including a triac 56 for switching between a state and a second state for supplying electric power to the central heater 52. The heater switching method includes a step of stopping the power supply to the plurality of heaters by PWM control and a step of switching to the second state within a predetermined period after the power supply is stopped.

これによれば、本実施の形態に係るヒーターの切替方法では、第1状態から第2状態に切替える場合、電力供給を停止してから所定期間内にトライアック56を制御して切替をするため、安価な回路構成でヒーター切替時に印刷処理の生産性を下げることのなくヒーターを切り替えることができる。 According to this, in the heater switching method according to the present embodiment, when switching from the first state to the second state, the triac 56 is controlled and switched within a predetermined period after the power supply is stopped. With an inexpensive circuit configuration, the heater can be switched without reducing the productivity of the printing process when switching the heater.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, not the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 画像形成装置、2 給紙部、3 レジストローラー対、4 画像形成部、5 定着部、6 操作/入力部、7 制御部、8 電源部、9 周囲温度検知部、51 加熱ローラー、52 中央ヒーター、53 加圧ローラー、54 ヒーター温度検知部、55 端部ヒーター、56 トライアック、81 整流回路、82 ノイズフィルタ、831 スイッチング素子、C1,C2 コンデンサ、D1 還流素子、L1,L2 コイル、M 印刷媒体、T1 トライアック切替時間、T2 素子破損限界時間。 1 Image forming device, 2 Feeding unit, 3 Resist roller pair, 4 Image forming unit, 5 Fixing unit, 6 Operation / input unit, 7 Control unit, 8 Power supply unit, 9 Ambient temperature detection unit, 51 Heating roller, 52 Center Heater, 53 Pressurizing roller, 54 Heater temperature detector, 55 End heater, 56 Triac, 81 Rectifier circuit, 82 Noise filter, 831 Switching element, C1, C2 capacitor, D1 Recirculation element, L1, L2 coil, M Printing medium , T1 triac switching time, T2 element damage limit time.

Claims (14)

画像形成装置であって、
シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、
交流電源からの交流電力を整流して、前記複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路と、
前記整流回路から出力する前記直流電力をPWM制御により、前記複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部と、
前記複数のヒーターのうち第1ヒーターに電力を供給するか、前記第1ヒーターおよび第2ヒーターに電力を供給するかを整流素子により切替える切替部とを備え、
前記制御部は、
前記切替部で、前記第1ヒーターおよび前記第2ヒーターに電力を供給している第1状態から前記第1ヒーターに電力を供給する第2状態に切替える場合、前記第2状態に切替える時間を、PWM制御による前記複数のヒーターへの電力供給を停止してから所定期間内に行われるように前記切替部を制御する、画像形成装置。
It is an image forming device
With multiple heaters to fix the image on the sheet,
A rectifier circuit that rectifies AC power from an AC power supply and outputs DC power to the plurality of heaters.
A control unit that controls the power supplied to the plurality of heaters by PWM control of the DC power output from the rectifier circuit.
A switching unit for switching between supplying power to the first heater and supplying power to the first heater and the second heater among the plurality of heaters by a rectifying element is provided.
The control unit
When switching from the first state in which power is supplied to the first heater and the second heater to the second state in which power is supplied to the first heater in the switching unit, the time for switching to the second state is set. An image forming apparatus that controls the switching unit so that it is performed within a predetermined period after stopping the power supply to the plurality of heaters by PWM control.
前記所定期間は、前記複数のヒーターへの突入電流が発生する時間よりも短い時間である、請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the predetermined period is a time shorter than a time during which inrush currents to the plurality of heaters are generated. 前記複数のヒーターのうち少なくとも1つのヒーターの温度を検知するヒーター温度検知部をさらに備え、
前記制御部は、
前記ヒーター温度検知部の検知結果に基づいて前記所定期間を定める、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
Further, a heater temperature detecting unit for detecting the temperature of at least one of the plurality of heaters is provided.
The control unit
The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the predetermined period is determined based on the detection result of the heater temperature detection unit.
前記ヒーター温度検知部は、赤外線量に基づいて前記複数のヒーターのうち少なくとも1つのヒーターの温度を検知する、請求項3に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, wherein the heater temperature detecting unit detects the temperature of at least one of the plurality of heaters based on the amount of infrared rays. 前記画像形成装置の周囲の温度を検知する周囲温度検知部をさらに備え、
前記制御部は、
前記周囲温度検知部の検知結果に基づいて前記所定期間を定める、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
Further, an ambient temperature detection unit for detecting the ambient temperature of the image forming apparatus is provided.
The control unit
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined period is determined based on the detection result of the ambient temperature detecting unit.
前記第2状態に切替える時間は、前記第2状態へと切り替えるために前記整流素子をオンすることに必要な時間とする、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the time for switching to the second state is the time required to turn on the rectifying element in order to switch to the second state. .. 前記整流素子はトライアックである、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the rectifying element is a triac. 前記整流素子はサイリスタである、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the rectifying element is a thyristor. 前記制御部は、マイクロコンピュータで構成される、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the control unit is composed of a microcomputer. 前記制御部は、
前記切替部が前記所定期間内に前記第2状態に切替えることができない場合、PWM制御のデューティ比を段階的に高くする制御を行う、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The control unit
The method according to any one of claims 1 to 9, wherein when the switching unit cannot switch to the second state within the predetermined period, the duty ratio of the PWM control is controlled to be gradually increased. Image forming device.
前記制御部は、
前記画像形成装置で実行するジョブ内容に基づいて前記所定期間を定める、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The control unit
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the predetermined period is determined based on the content of a job executed by the image forming apparatus.
前記ジョブ内容は、前記第1状態から前記第2状態へ切り替える前で実行されるジョブの種類および実行頻度である、請求項11に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 11, wherein the job content is a type and execution frequency of a job executed before switching from the first state to the second state. 前記複数のヒーターは、シートに画像を定着させる定着部に設けられ、
前記第1ヒーターは、前記定着部の中央部分を加熱し、前記第2ヒーターは、前記定着部の端部を加熱する、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The plurality of heaters are provided in a fixing portion for fixing an image on a sheet.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein the first heater heats a central portion of the fixing portion, and the second heater heats an end portion of the fixing portion. ..
シートに画像を定着させるための複数のヒーターと、交流電源からの交流電力を整流して、前記複数のヒーターに直流電力を出力する整流回路と、前記整流回路から出力する前記直流電力をPWM制御により、前記複数のヒーターに供給する電力を制御する制御部と、前記複数のヒーターのうち第1ヒーターおよび第2ヒーターに電力を供給する第1状態か、前記第1ヒーターに電力を供給する第2状態かを整流素子により切替える切替部とを備える画像形成装置でのヒーターの切替方法であって、
PWM制御による前記複数のヒーターへの電力供給を停止するステップと、
電力供給を停止してから所定期間内に、前記第2状態に前記整流素子を切替えるステップとを含む、ヒーターの切替方法。
PWM control of a plurality of heaters for fixing an image on a sheet, a rectifier circuit that rectifies AC power from an AC power source and outputs DC power to the plurality of heaters, and the DC power output from the rectifier circuit. A control unit that controls the electric power supplied to the plurality of heaters, and a first state of supplying electric power to the first heater and the second heater among the plurality of heaters, or a first state of supplying electric power to the first heater. It is a method of switching a heater in an image forming apparatus including a switching unit that switches between two states by a rectifying element.
A step of stopping the power supply to the plurality of heaters by PWM control, and
A method for switching a heater, which comprises a step of switching the rectifying element to the second state within a predetermined period after stopping the power supply.
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