JP3486623B2 - 電力制御装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
電力制御装置及びこれを備えた画像形成装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、複写機、
ファクシミリ、レーザビームプリンタ等の画像形成装置
の定着器に供給する電力を、供給電源の波数を変更する
ことによって制御する電力制御装置及びこれを備えた画
像形成装置に関する。
ファクシミリ、レーザビームプリンタ等の画像形成装置
の定着器に供給する電力を、供給電源の波数を変更する
ことによって制御する電力制御装置及びこれを備えた画
像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複写機等の画像形成装置の定着器
は、一般に、ヒータを備え、画像形成部において転写材
（例えば紙）上に転写されたトナーを、ヒータの加熱に
よって転写材上に溶融固着する。
は、一般に、ヒータを備え、画像形成部において転写材
（例えば紙）上に転写されたトナーを、ヒータの加熱に
よって転写材上に溶融固着する。
【０００３】このような定着器は、ヒータに対する電力
の供給を制御することによってヒータの温度を所定温度
に維持する電力制御装置を備えている。この電力制御装
置は、例えば商用電源をＯＮ、ＯＦＦするトライアック
を備え、さらにそのトライアックを商用電源のゼロクロ
ス付近でそれに非同期でＯＮ、ＯＦＦするトリガ手段を
備え、このトリガ手段が発するトリガ出力信号のＯＮデ
ューティを適宜に変更することによって電力を制御す
る、いわゆるＰＷＭを行っている。これにより、ヒータ
に供給する波数制御を行い、ヒータの温度をトナー定着
に好適な目標温度に保持するようにしている。
の供給を制御することによってヒータの温度を所定温度
に維持する電力制御装置を備えている。この電力制御装
置は、例えば商用電源をＯＮ、ＯＦＦするトライアック
を備え、さらにそのトライアックを商用電源のゼロクロ
ス付近でそれに非同期でＯＮ、ＯＦＦするトリガ手段を
備え、このトリガ手段が発するトリガ出力信号のＯＮデ
ューティを適宜に変更することによって電力を制御す
る、いわゆるＰＷＭを行っている。これにより、ヒータ
に供給する波数制御を行い、ヒータの温度をトナー定着
に好適な目標温度に保持するようにしている。
【０００４】図８に、トリガ出力信号のＯＮデューティ
を変更して、電力を制御するＰＷＭ出力パターンを示
す。同図では、所定時間（１４０ｍｓｅｃ）内に１回の
ＯＮ、ＯＦＦを行うようにし、また最少デューティ幅を
１０ｍｓｅｃに設定している。レベル１からレベル１３
まで設け、そのレベルに応じてＯＮデューティを長くす
ることにより、ヒータに対する電力の供給量を調整する
ようにしている。
を変更して、電力を制御するＰＷＭ出力パターンを示
す。同図では、所定時間（１４０ｍｓｅｃ）内に１回の
ＯＮ、ＯＦＦを行うようにし、また最少デューティ幅を
１０ｍｓｅｃに設定している。レベル１からレベル１３
まで設け、そのレベルに応じてＯＮデューティを長くす
ることにより、ヒータに対する電力の供給量を調整する
ようにしている。
【０００５】上述の従来例では、特に商用電源のゼロク
ロスに同期するような制御は行っていないが、この他の
電力制御装置として、商用電源のゼロクロスを検知し、
この検知に基づいて位相角を決定する、いわゆる位相制
御を行うことによって、電力を制御するようにしたもの
も知られている。
ロスに同期するような制御は行っていないが、この他の
電力制御装置として、商用電源のゼロクロスを検知し、
この検知に基づいて位相角を決定する、いわゆる位相制
御を行うことによって、電力を制御するようにしたもの
も知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の電力制御装置では、例えば、熱容量の小さい定着
フィルムを利用した定着器の温度制御を良好に行うこと
が困難であった。定着フィルムを備えた定着器を簡単に
説明すると、このものは、耐熱性フィルムをエンドレス
に構成して定着フィルムとし、定着フィルムの内側に配
置したヒータと外側に配置した加圧ローラとの間で定着
フィルムを挟持搬送する。さらに、定着フィルムと加圧
ローラとの間の定着ニップ部に転写材を挿通し、このと
き、ヒータの熱エネルギーを定着フィルムを介して転写
材上のトナーに付与することにより、トナーを溶融し転
写材上に固着させるものである。定着フィルムを利用し
た定着器の特徴は、温度上昇を速やかにおこうために、
加熱体及び定着フィルムの熱容量が小さく（抵抗値が小
さく）設定されていることである。このような定着器に
対する従来の電力制御では、次のような問題点があっ
た。
従来の電力制御装置では、例えば、熱容量の小さい定着
フィルムを利用した定着器の温度制御を良好に行うこと
が困難であった。定着フィルムを備えた定着器を簡単に
説明すると、このものは、耐熱性フィルムをエンドレス
に構成して定着フィルムとし、定着フィルムの内側に配
置したヒータと外側に配置した加圧ローラとの間で定着
フィルムを挟持搬送する。さらに、定着フィルムと加圧
ローラとの間の定着ニップ部に転写材を挿通し、このと
き、ヒータの熱エネルギーを定着フィルムを介して転写
材上のトナーに付与することにより、トナーを溶融し転
写材上に固着させるものである。定着フィルムを利用し
た定着器の特徴は、温度上昇を速やかにおこうために、
加熱体及び定着フィルムの熱容量が小さく（抵抗値が小
さく）設定されていることである。このような定着器に
対する従来の電力制御では、次のような問題点があっ
た。
【０００７】（１）定着器の熱容量が小さいために、比
較的短い時間（例えば従来は７Ｈｚ程度）で定着器の温
度状態をサンプリングしＰＷＭフィードバック制御しな
ければならず、上述構成のように加熱体の抵抗値が小さ
く、しかも定着器置に接続される商用電源のラインイン
ピーダンスが高いような場合には、上述のＰＷＭ周期
（例えば従来７Ｈｚ程度）の人間が目視できるフリッカ
ーが発生するおそれがあった。
較的短い時間（例えば従来は７Ｈｚ程度）で定着器の温
度状態をサンプリングしＰＷＭフィードバック制御しな
ければならず、上述構成のように加熱体の抵抗値が小さ
く、しかも定着器置に接続される商用電源のラインイン
ピーダンスが高いような場合には、上述のＰＷＭ周期
（例えば従来７Ｈｚ程度）の人間が目視できるフリッカ
ーが発生するおそれがあった。
【０００８】（２）トライアックを商用電源のゼロクロ
スに非同期でトリガする構成のために、周波数が変動し
た場合、及び周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で変更
された場合に、前述のように、トリガ出力信号の最少デ
ューティ幅が常に固定されている（上述では１０ｍｓｅ
ｃ）と、商用電源に対する半波のＯＮあるいはＯＦＦが
行えない場合が発生する。
スに非同期でトリガする構成のために、周波数が変動し
た場合、及び周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で変更
された場合に、前述のように、トリガ出力信号の最少デ
ューティ幅が常に固定されている（上述では１０ｍｓｅ
ｃ）と、商用電源に対する半波のＯＮあるいはＯＦＦが
行えない場合が発生する。
【０００９】（３）トライアックを商用電源のゼロクロ
スに非同期でトリガする構成のために、前述トリガ手段
により前述トライアックをトリガできない場合があっ
た。
スに非同期でトリガする構成のために、前述トリガ手段
により前述トライアックをトリガできない場合があっ
た。
【００１０】（４）トリガ出力信号のＯＮデューティを
変えて電力を制御するＰＷＭ構成で定着器温度を目標温
度に保持するようにしているために、定着器温度にはＰ
ＷＭ周期（上述では７Ｈｚ程度）の温度リップルが発生
し、定着むらによる画質の低下が発生した。
変えて電力を制御するＰＷＭ構成で定着器温度を目標温
度に保持するようにしているために、定着器温度にはＰ
ＷＭ周期（上述では７Ｈｚ程度）の温度リップルが発生
し、定着むらによる画質の低下が発生した。
【００１１】（５）フリッカーレベルを改善するために
位相制御を行うと、端子ノイズ対策手段や、ゼロクロス
検出を追加しなければならず、部品点数が増加するなど
して、全体構成が複雑になる。
位相制御を行うと、端子ノイズ対策手段や、ゼロクロス
検出を追加しなければならず、部品点数が増加するなど
して、全体構成が複雑になる。
【００１２】（６）一般に、入力電圧変動等の変化が生
じたときにのみ、制御結果値の微分量により、そのとき
に出力する出力波数を変化させていたので、入力電圧が
変動した後、その変動後の値で固定されてしまうと、制
御結果値が不安定になりハンチングを起こす可能性があ
った。
じたときにのみ、制御結果値の微分量により、そのとき
に出力する出力波数を変化させていたので、入力電圧が
変動した後、その変動後の値で固定されてしまうと、制
御結果値が不安定になりハンチングを起こす可能性があ
った。
【００１３】そこで、本発明は、上述の問題を解決する
ようにした電力制御装置を提供することを目的とするも
のである。
ようにした電力制御装置を提供することを目的とするも
のである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
周波数の異なる複数の交流電源に使用可能な電力制御装
置において、前記複数の交流電源の周期のいずれとも異
なる一定周期Ｔごとにレベル遷移し得る制御信号を発生
する制御信号発生手段と、前記交流電源から負荷への電
力の供給をスイッチングするスイッチング手段と、前記
交流電源の所定単位期間ごとの所定タイミングでの前記
制御信号のレベルに応じて、前記所定単位１期間の前記
交流電源から前記負荷への電力の供給／非供給が切り換
えられるように前記スイッチング手段を制御する制御手
段とを有することを特徴とする。
周波数の異なる複数の交流電源に使用可能な電力制御装
置において、前記複数の交流電源の周期のいずれとも異
なる一定周期Ｔごとにレベル遷移し得る制御信号を発生
する制御信号発生手段と、前記交流電源から負荷への電
力の供給をスイッチングするスイッチング手段と、前記
交流電源の所定単位期間ごとの所定タイミングでの前記
制御信号のレベルに応じて、前記所定単位１期間の前記
交流電源から前記負荷への電力の供給／非供給が切り換
えられるように前記スイッチング手段を制御する制御手
段とを有することを特徴とする。
【００１５】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
電力制御装置において、前記所定単位期間は、前記交流
電源のゼロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミ
ングまでの半周期の期間であることを特徴とする。
電力制御装置において、前記所定単位期間は、前記交流
電源のゼロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミ
ングまでの半周期の期間であることを特徴とする。
【００１６】 請求項３に係る発明は、請求項１又は
２に記載の電力制御装置において、前記制御信号発生手
段は、前記一定周期Ｔのｎ周期分の期間ｎＴのうちの前
記制御信号が所定のレベルになっている周期の数ｍを変
えることにより、前記交流電源から負荷に供給される電
力を制御することを特徴とする。
２に記載の電力制御装置において、前記制御信号発生手
段は、前記一定周期Ｔのｎ周期分の期間ｎＴのうちの前
記制御信号が所定のレベルになっている周期の数ｍを変
えることにより、前記交流電源から負荷に供給される電
力を制御することを特徴とする。
【００１７】 請求項４に係る発明は、転写材上のトナ
ーを加熱して転写材上に定着する定着器と、前記定着器
に供給する電力を制御する電力制御装置とを備えた画像
形成装置において、前記電力制御装置が、請求項１ない
し３のいずれかに記載の電力制御装置であることを特徴
とする。
ーを加熱して転写材上に定着する定着器と、前記定着器
に供給する電力を制御する電力制御装置とを備えた画像
形成装置において、前記電力制御装置が、請求項１ない
し３のいずれかに記載の電力制御装置であることを特徴
とする。
【００１８】請求項５に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれか１項に記載の電力制御装置において、前記所
定の周期Ｔは、前記交流電源の周波数にかかわらず一定
であることを特徴とする。
のいずれか１項に記載の電力制御装置において、前記所
定の周期Ｔは、前記交流電源の周波数にかかわらず一定
であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２０】図１に、本発明に係る電力制御装置の一例
として、電力制御装置を複写機等の定着器の制御装置に
適用した場合のシステム構成図を示す。
として、電力制御装置を複写機等の定着器の制御装置に
適用した場合のシステム構成図を示す。
【００２１】同図において、商用電源１から入力された
電圧をトランスＴ１により変圧し、この変圧した電圧に
よりダイオードＤ１を介してホールドコンデンサＣ１を
充電する。このホールドコンデンサＣ１電圧をＣＰＵ１
のＡ／Ｄ入力ポートに接続して、前述の商用電源１から
入力される入力商用電源電圧を監視する。スイッチＳＷ
１は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ切り替えスイッチで、本実施
の形態ではスイッチＳＷ１をＯＮすることで５０Ｈｚ、
またＯＦＦすることで６０Ｈｚに対応するようになって
いる。
電圧をトランスＴ１により変圧し、この変圧した電圧に
よりダイオードＤ１を介してホールドコンデンサＣ１を
充電する。このホールドコンデンサＣ１電圧をＣＰＵ１
のＡ／Ｄ入力ポートに接続して、前述の商用電源１から
入力される入力商用電源電圧を監視する。スイッチＳＷ
１は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ切り替えスイッチで、本実施
の形態ではスイッチＳＷ１をＯＮすることで５０Ｈｚ、
またＯＦＦすることで６０Ｈｚに対応するようになって
いる。
【００２２】熱定着手段（以下「定着器」という。）２
は、セラミックヒータＲ３によって構成された加熱体を
有し、検出手段としてのサーミスタＴＨによって温度検
出が行われる。サーミスタＴＨは、上述のＣＰＵ１のＡ
／Ｄ入力ポートに接続されており、ＣＰＵ１は、このサ
ーミスタＴＨを介して上述の定着器２の温度状態を監視
する。セラミックヒータＲ３に対する商用電源１からの
電力は、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときに供給開始さ
れ、一方、ＦＳＲＤ信号がＬレベルのときに供給停止さ
れる。すなわち、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときは、Ｃ
ＰＵ１を介してトランジスタＱ１がＯＮされ、そのコレ
クタ出力によりフォトトライアックＰＣ１がＯＮされ、
さらにトライアックＱ２のゲートがＯＮさせて、商用電
源１はゼロクロス付近のタイミングでトリガされてセラ
ミックヒータＲ３に対する商用電力の供給を開始する。
一方、前記ＦＳＲＤ信号がＬレベルのときは、それぞれ
反対に、トランジスタＱ１がＯＦＦ、コレクタ出力によ
りフォトトライアックＰＣ１がＯＦＦ、トライアックＱ
２のゲートがＯＦＦさせて、ゼロクロス付近のタイミン
グでトリガされてセラミックヒータＲ３に対する商用電
力の供給が停止される構成になっている。
は、セラミックヒータＲ３によって構成された加熱体を
有し、検出手段としてのサーミスタＴＨによって温度検
出が行われる。サーミスタＴＨは、上述のＣＰＵ１のＡ
／Ｄ入力ポートに接続されており、ＣＰＵ１は、このサ
ーミスタＴＨを介して上述の定着器２の温度状態を監視
する。セラミックヒータＲ３に対する商用電源１からの
電力は、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときに供給開始さ
れ、一方、ＦＳＲＤ信号がＬレベルのときに供給停止さ
れる。すなわち、ＦＳＲＤ信号がＨレベルのときは、Ｃ
ＰＵ１を介してトランジスタＱ１がＯＮされ、そのコレ
クタ出力によりフォトトライアックＰＣ１がＯＮされ、
さらにトライアックＱ２のゲートがＯＮさせて、商用電
源１はゼロクロス付近のタイミングでトリガされてセラ
ミックヒータＲ３に対する商用電力の供給を開始する。
一方、前記ＦＳＲＤ信号がＬレベルのときは、それぞれ
反対に、トランジスタＱ１がＯＦＦ、コレクタ出力によ
りフォトトライアックＰＣ１がＯＦＦ、トライアックＱ
２のゲートがＯＦＦさせて、ゼロクロス付近のタイミン
グでトリガされてセラミックヒータＲ３に対する商用電
力の供給が停止される構成になっている。
【００２３】また、本実施の形態においては、前述のサ
ーミスタＴＨの電圧値ＶＴＨと制御目標電圧値Ｖ０との
偏差量ｅ（＝Ｖ０−ＶＴＨ）に応答して決定される出力
波数と、上述の偏差量ｅの所定時間Ｔｉ当たりの積分量
ｉ（＝ｅ×Ｔｉ）に応答して決定されるバイアス波数
と、上述のサーミスタＴＨの電圧値ＶＴＨの時間ＴＳ当
たりの微分量ｄ（＝ＶＴＨｎ−ＶＴＨ（ｎ−１））に応
答して決定されるバイアス波数との関係をもとに、商用
電源１によって所定時間ＴＳ毎にセラミックヒータＲ３
（制御対象）に付与する商用電源波数を決定し、かつそ
の決定に基づいて前述のＦＳＲＤ信号のＯＮ及びＯＦＦ
を行う波数制御は、ＣＰＵ１によって処理する。なお、
以下においては、上述の偏差量ｅから出力波数を決定す
る動作を「Ｐ動作」、積分量ｉからバイアス波数を決定
する動作を「Ｉ動作」、微分量ｄからバイアス波数を決
定する動作を「Ｄ動作」といい、また、これらの動作を
まとめて「ＰＩＤ動作」というものとする。
ーミスタＴＨの電圧値ＶＴＨと制御目標電圧値Ｖ０との
偏差量ｅ（＝Ｖ０−ＶＴＨ）に応答して決定される出力
波数と、上述の偏差量ｅの所定時間Ｔｉ当たりの積分量
ｉ（＝ｅ×Ｔｉ）に応答して決定されるバイアス波数
と、上述のサーミスタＴＨの電圧値ＶＴＨの時間ＴＳ当
たりの微分量ｄ（＝ＶＴＨｎ−ＶＴＨ（ｎ−１））に応
答して決定されるバイアス波数との関係をもとに、商用
電源１によって所定時間ＴＳ毎にセラミックヒータＲ３
（制御対象）に付与する商用電源波数を決定し、かつそ
の決定に基づいて前述のＦＳＲＤ信号のＯＮ及びＯＦＦ
を行う波数制御は、ＣＰＵ１によって処理する。なお、
以下においては、上述の偏差量ｅから出力波数を決定す
る動作を「Ｐ動作」、積分量ｉからバイアス波数を決定
する動作を「Ｉ動作」、微分量ｄからバイアス波数を決
定する動作を「Ｄ動作」といい、また、これらの動作を
まとめて「ＰＩＤ動作」というものとする。
【００２４】図２に、上述のＰＩＤ動作のフローチャー
トを示し、また、図３に制御結果のサーミスタ電圧値Ｖ
ＴＨとサンプリングの関係を示す。
トを示し、また、図３に制御結果のサーミスタ電圧値Ｖ
ＴＨとサンプリングの関係を示す。
【００２５】本実施の形態においては、ＰＩＤ動作を１
００Ｖ／１２０Ｖ仕様で行った場合について説明する。
Ｓ１で制御開始の監視を行う。制御停止状態であればＳ
１１に遷移し、後述する制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲを
リセットしＳ１へ戻る。一方、制御開始状態であればＳ
２に遷移し、制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデータを参
照する。Ｓ２で制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデータが
「０」ならば定着器２立ち上げ初期設定と判断してＳ３
へ、また「１」ならば定着器２立ち上げ制御と判断して
Ｓ５へ、そして「２」ならば定着器２定常制御（ＰＩＤ
動作）と判断してＳ９へ遷移する。Ｓ３では、図１に示
すホールドコンデンサＣ１電圧を参照して、商用電源電
圧が変化しても、セラミックヒータＲ３に与える電力は
一定になるような出力波数レベルＹｉを図９の表に示す
ように選択して、Ｓ４で制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲ＝
１にしてＳ１へ戻る。Ｓ５ではサーミスタ電圧値ＶＴＨ
を監視して、目標電圧値Ｖ０との関係が、ＶＴＨ＞Ｖ０
ならばＳ８へ、ＶＴＨ≦Ｖ ０ならばＳ６へ遷移する。Ｓ
８では定着器２立ち上げ制御を行うために、Ｓ３で選択
した出力波数レベルＹｉを前述ＦＳＲＤ信号から出力す
る。Ｓ６で定着器２立ち上げ制御を終了したと判断し
て、定着器定常制御（ＰＩＤ動作）へ移行するために制
御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲ＝２にしてＳ７へ遷移して、
上述のＳ３でのホールドコンデンサＣ１の電圧値によ
り、商用電源電圧に対応したバイアス波数レベルＹｂを
図１０の表に示すように選択してＳ１へ戻る。Ｓ９では
定着器定常制御（ＰＩＤ動作）を行うために所定時間Ｔ
Ｓ毎にサーミスタ電圧値ＶＴＨを監視してＰ動作、Ｉ動
作及びＤ動作による波数の算出を行う。初めにＩ動作に
より、前述の積分量ｉからバイアス波数レベルＹｂを以
下の式に基づいてアップデートする。
００Ｖ／１２０Ｖ仕様で行った場合について説明する。
Ｓ１で制御開始の監視を行う。制御停止状態であればＳ
１１に遷移し、後述する制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲを
リセットしＳ１へ戻る。一方、制御開始状態であればＳ
２に遷移し、制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデータを参
照する。Ｓ２で制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲのデータが
「０」ならば定着器２立ち上げ初期設定と判断してＳ３
へ、また「１」ならば定着器２立ち上げ制御と判断して
Ｓ５へ、そして「２」ならば定着器２定常制御（ＰＩＤ
動作）と判断してＳ９へ遷移する。Ｓ３では、図１に示
すホールドコンデンサＣ１電圧を参照して、商用電源電
圧が変化しても、セラミックヒータＲ３に与える電力は
一定になるような出力波数レベルＹｉを図９の表に示す
ように選択して、Ｓ４で制御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲ＝
１にしてＳ１へ戻る。Ｓ５ではサーミスタ電圧値ＶＴＨ
を監視して、目標電圧値Ｖ０との関係が、ＶＴＨ＞Ｖ０
ならばＳ８へ、ＶＴＨ≦Ｖ ０ならばＳ６へ遷移する。Ｓ
８では定着器２立ち上げ制御を行うために、Ｓ３で選択
した出力波数レベルＹｉを前述ＦＳＲＤ信号から出力す
る。Ｓ６で定着器２立ち上げ制御を終了したと判断し
て、定着器定常制御（ＰＩＤ動作）へ移行するために制
御カウンタＣＴ＿ＣＮＴＲ＝２にしてＳ７へ遷移して、
上述のＳ３でのホールドコンデンサＣ１の電圧値によ
り、商用電源電圧に対応したバイアス波数レベルＹｂを
図１０の表に示すように選択してＳ１へ戻る。Ｓ９では
定着器定常制御（ＰＩＤ動作）を行うために所定時間Ｔ
Ｓ毎にサーミスタ電圧値ＶＴＨを監視してＰ動作、Ｉ動
作及びＤ動作による波数の算出を行う。初めにＩ動作に
より、前述の積分量ｉからバイアス波数レベルＹｂを以
下の式に基づいてアップデートする。
【００２６】Ｙｂ＝Ｋｉ×ｉ×Ｙｂ（ｎ−１）［ただ
し、Ｋｉ：Ｉ動作ゲイン］
し、Ｋｉ：Ｉ動作ゲイン］
【００２７】次に、前述の偏差量ｅが、偏差量ｅ≧０で
微分量ｄ≦０のとき、及び偏差量ｅ＜０で微分量ｄ＞０
のときに、Ｄ動作により、微分量ｄから、上述Ｉ動作で
アップデートしたバイアス波数レベルＹｂを以下の式に
基づいてバイアス波数可変手段（不図示）によってアッ
プデートする。
微分量ｄ≦０のとき、及び偏差量ｅ＜０で微分量ｄ＞０
のときに、Ｄ動作により、微分量ｄから、上述Ｉ動作で
アップデートしたバイアス波数レベルＹｂを以下の式に
基づいてバイアス波数可変手段（不図示）によってアッ
プデートする。
【００２８】Ｙｂｎ＝Ｋｄ×ｄ×Ｙｂ［ただし、Ｋｄ：
Ｄ動作ゲイン］
Ｄ動作ゲイン］
【００２９】最後にＰ動作により、前述Ｉ動作及びＤ動
作で決定されたバイアス波数レベルＹｂｎに対して上述
の偏差量ｅから出力波数レベルＹ０を以下の式に基づい
て算出する。
作で決定されたバイアス波数レベルＹｂｎに対して上述
の偏差量ｅから出力波数レベルＹ０を以下の式に基づい
て算出する。
【００３０】
Ｙ０＝Ｋｐ×ｅ×Ｙｂｎ
＝（Ｋｐ×ｅ）×（Ｋｉ×ｉ）×（Ｋｄ×ｄ）×Ｙｂ（ｎ−１）
［ただし、Ｋｐ：Ｐ動作ゲイン］
【００３１】次にＳ１２では、偏差量ｅが｜ｅ｜≧ｅ
ＴＨのときは、図１の商用電源１のゼロクロスタイミン
グ付近のトライアックＱ２のトリガタイミングと、ＦＳ
ＲＤ信号のトリガタイミングとのずれが発生したと判断
して、ＦＳＲＤ信号の出力開始タイミングをずらしてＦ
ＳＲＤ信号出力位相を変える。具体的にＣＰＵ１内部の
トリガ出力開始タイミング可変手段（不図示）のタイマ
でウエイト時間を生成してＦＳＲＤ信号の出力開始の位
相を遅らせる。
ＴＨのときは、図１の商用電源１のゼロクロスタイミン
グ付近のトライアックＱ２のトリガタイミングと、ＦＳ
ＲＤ信号のトリガタイミングとのずれが発生したと判断
して、ＦＳＲＤ信号の出力開始タイミングをずらしてＦ
ＳＲＤ信号出力位相を変える。具体的にＣＰＵ１内部の
トリガ出力開始タイミング可変手段（不図示）のタイマ
でウエイト時間を生成してＦＳＲＤ信号の出力開始の位
相を遅らせる。
【００３２】これに対し、｜ｅ｜＜ｅＴＨのときは、ト
ライアックＱ２のトリガタイミングとＦＳＲＤ信号のト
リガタイミングとのずれが大きくないと判断して、ＦＳ
ＲＤ信号出力位相は変えない。ここで、ｅＴＨの値は、
入力商用電圧一定で、かつトライアックＱ２のトリガタ
イミングと、ＦＳＲＤ信号のトリガタイミングとがずれ
ていない通常の状態で発生する偏差より大きく設定して
いる。Ｓ１２の関係を図４に示す。Ｓ１０では定着器定
常制御を行うために、Ｓ９で算出した出力波数レベルＹ
０を、Ｓ１２で処理した位相で、ＦＳＲＤ信号から出力
する。
ライアックＱ２のトリガタイミングとＦＳＲＤ信号のト
リガタイミングとのずれが大きくないと判断して、ＦＳ
ＲＤ信号出力位相は変えない。ここで、ｅＴＨの値は、
入力商用電圧一定で、かつトライアックＱ２のトリガタ
イミングと、ＦＳＲＤ信号のトリガタイミングとがずれ
ていない通常の状態で発生する偏差より大きく設定して
いる。Ｓ１２の関係を図４に示す。Ｓ１０では定着器定
常制御を行うために、Ｓ９で算出した出力波数レベルＹ
０を、Ｓ１２で処理した位相で、ＦＳＲＤ信号から出力
する。
【００３３】上述の出力波数レベルＹｉ、Ｙ０はＣＰＵ
１内部で、図５、図６、図７に示すパターンに変換して
ＦＳＲＤ信号から出力を行う。図５、図６、図７では５
０Ｈｚ／６０Ｈｚ兼用パターン出力としてトリガ出力最
少時間を９．０９ｍｓｅｃにした場合を示した。また、
図１におけるスイッチＳＷ１のＯＮで５０Ｈｚを検知し
てトリガ出力最少時間を１０ｍｓｅｃとし、そして、ス
イッチＳＷ１のＯＦＦで６０Ｈｚを検知してトリガ出力
最少時間を８．３３ｍｓｅｃとして、周波数に応じて前
記トリガ出力最少時間を変えることも可能である。これ
を行うのがトリガ出力最少時間可変手段（不図示）であ
る。さらに、出力波数レベルＹｉ、Ｙ０をＬＥＶＥＬ０
からＬＥＶＥＬ１４までの１５段階備えており、かつＯ
Ｎ／ＯＦＦの切り替え回数は、例えば本実施の形態では
リミット値は８、すべてのＬＥＶＥＬ（ＬＥＶＥＬ０は
常時「Ｌ」、ＬＥＶＥＬ１４は常時「Ｈ」）において８
回以下になるようにトリガ信号出力手段（不図示）によ
って設定し、かつＬＥＶＥＬｎ（ｎ＝０〜１４）のとき
のセラミックヒータＲ３へ付与する単位時間当たりの電
力が、 Ｗ＝｛（商用電源電圧）２÷Ｒ３｝×（ｎ／１４） になるようにＯＮ時間を設定している。
１内部で、図５、図６、図７に示すパターンに変換して
ＦＳＲＤ信号から出力を行う。図５、図６、図７では５
０Ｈｚ／６０Ｈｚ兼用パターン出力としてトリガ出力最
少時間を９．０９ｍｓｅｃにした場合を示した。また、
図１におけるスイッチＳＷ１のＯＮで５０Ｈｚを検知し
てトリガ出力最少時間を１０ｍｓｅｃとし、そして、ス
イッチＳＷ１のＯＦＦで６０Ｈｚを検知してトリガ出力
最少時間を８．３３ｍｓｅｃとして、周波数に応じて前
記トリガ出力最少時間を変えることも可能である。これ
を行うのがトリガ出力最少時間可変手段（不図示）であ
る。さらに、出力波数レベルＹｉ、Ｙ０をＬＥＶＥＬ０
からＬＥＶＥＬ１４までの１５段階備えており、かつＯ
Ｎ／ＯＦＦの切り替え回数は、例えば本実施の形態では
リミット値は８、すべてのＬＥＶＥＬ（ＬＥＶＥＬ０は
常時「Ｌ」、ＬＥＶＥＬ１４は常時「Ｈ」）において８
回以下になるようにトリガ信号出力手段（不図示）によ
って設定し、かつＬＥＶＥＬｎ（ｎ＝０〜１４）のとき
のセラミックヒータＲ３へ付与する単位時間当たりの電
力が、 Ｗ＝｛（商用電源電圧）２÷Ｒ３｝×（ｎ／１４） になるようにＯＮ時間を設定している。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
周波数によるトリガ出力最少時間の最適化、出力信号の
位相補正、Ｄ動作によるバイアス波数の操作、そして出
力パターンのＯＮ、ＯＦＦ切り替え回数のリミット値設
定等を行うことにより、以下のような効果がある。
周波数によるトリガ出力最少時間の最適化、出力信号の
位相補正、Ｄ動作によるバイアス波数の操作、そして出
力パターンのＯＮ、ＯＦＦ切り替え回数のリミット値設
定等を行うことにより、以下のような効果がある。
【００３５】（１）出力パターンを２０Ｈｚから３０Ｈ
ｚ程度に上げることにより、例えば、加熱体の抵抗値が
小さく、かつ商用電源ラインインピーダンスが高いよう
な場合でも、人間が目視しにくいレベルまでフリッカー
を低減できる。
ｚ程度に上げることにより、例えば、加熱体の抵抗値が
小さく、かつ商用電源ラインインピーダンスが高いよう
な場合でも、人間が目視しにくいレベルまでフリッカー
を低減できる。
【００３６】（２）トライアック出力信号の位相補正を
行うことにより、トライアックを商用電源のゼロクロス
に非同期トリガする構成でも、精度の高い半波のＯＮ、
あるいはＯＦＦが行える。
行うことにより、トライアックを商用電源のゼロクロス
に非同期トリガする構成でも、精度の高い半波のＯＮ、
あるいはＯＦＦが行える。
【００３７】（３）トライアック出力信号の位相補正を
行うことにより、周波数変動が生じても、精度の高い半
波のＯＮ、あるいはＯＦＦが行える。
行うことにより、周波数変動が生じても、精度の高い半
波のＯＮ、あるいはＯＦＦが行える。
【００３８】（４）出力パターンを２０Ｈｚから３０Ｈ
ｚ程度に上げることにより、温度リップルが低減し、画
質品質の向上を実現できる。
ｚ程度に上げることにより、温度リップルが低減し、画
質品質の向上を実現できる。
【００３９】（５）ゼロクロス検知手段を追加すること
なしに、フリッカーレベルを改善できるため、部品点数
増、及びコストアップは発生しない。
なしに、フリッカーレベルを改善できるため、部品点数
増、及びコストアップは発生しない。
【００４０】（６）Ｄ動作によるバイアス波数の操作を
行うことにより、入力電圧が急変してその状態を保持し
てしまっても、制御結果値はハンチングを起こさず安定
化させることができる。
行うことにより、入力電圧が急変してその状態を保持し
てしまっても、制御結果値はハンチングを起こさず安定
化させることができる。
【００４１】（７）出力パターンを２０Ｈｚから３０Ｈ
ｚ程度に上げても出力パターンの中でＯＮ、ＯＦＦ切り
替え回数を規定することにより、端子ノイズに対しても
有利である。
ｚ程度に上げても出力パターンの中でＯＮ、ＯＦＦ切り
替え回数を規定することにより、端子ノイズに対しても
有利である。
【図１】本発明に係る電力制御装置のシステム構成を示
す概略図。
す概略図。
【図２】電力制御装置の動作を示すフローチャート。
【図３】サーミスタ電圧とサンプリングとの関係を示す
図。
図。
【図４】サーミスタ電圧とＦＳＲＤ信号と商用電源との
位相ずれについての説明図。
位相ずれについての説明図。
【図５】ＦＳＲＤ信号出力パターン（レベル１からレベ
ル５まで）と商用電源との関係を示す図。
ル５まで）と商用電源との関係を示す図。
【図６】ＦＳＲＤ信号出力パターン（レベル６からレベ
ル１０まで）と商用電源との関係を示す図。
ル１０まで）と商用電源との関係を示す図。
【図７】ＦＳＲＤ信号出力パターン（レベル１１からレ
ベル１３まで）と商用電源との関係を示す図。
ベル１３まで）と商用電源との関係を示す図。
【図８】従来のＦＳＲＤ信号出力パターンを示す図。
【図９】入力商用電源と出力波数レベルＹｉとの関係を
示す図。
示す図。
【図１０】入力商用電源とバイアス波数レベルＹｂとの
関係を示す図。
関係を示す図。
１ 商用電源
２ 制御対象（熱定着手段、定着器）
３ トリガ手段
ＣＰＵ１ トリガ出力最少時間可変手段、トリガ出力
開始タイミング可変手段、バイアス波数可変手段、トリ
ガ信号出力手段 ｄ 微分量 ｅＴＨ 偏差量 ｉ 積分量 Ｑ２ トライアック Ｔｉ 所定時間 ＴＨ 検出手段（サーミスタ） Ｖ０ 目標電圧値 ＶＴＨ 制御結果値（サーミスタ電圧）
開始タイミング可変手段、バイアス波数可変手段、トリ
ガ信号出力手段 ｄ 微分量 ｅＴＨ 偏差量 ｉ 積分量 Ｑ２ トライアック Ｔｉ 所定時間 ＴＨ 検出手段（サーミスタ） Ｖ０ 目標電圧値 ＶＴＨ 制御結果値（サーミスタ電圧）
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フロントページの続き
(72)発明者 高澤 浩
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 梨子田 安昌
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 南部 朋子
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−84315（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 1/00 - 1/30
G05F 1/00 - 1/70
G03G 13/20
G03G 15/20
G03G 21/00
H05B 1/00 - 3/00
Claims (4)
- 【請求項１】 周波数の異なる複数の交流電源に使用可
能な電力制御装置において、前記複数の交流電源の周期のいずれとも異なる一定 周期
Ｔごとにレベル遷移し得る制御信号を発生する制御信号
発生手段と、 前記交流電源から負荷への電力の供給をスイッチングす
るスイッチング手段と、 前記交流電源の所定単位期間ごとの所定タイミングでの
前記制御信号のレベルに応じて、前記所定単位１期間の
前記交流電源から前記負荷への電力の供給／非供給が切
り換えられるように前記スイッチング手段を制御する制
御手段とを有することを特徴とする電力制御装置。 - 【請求項２】 前記所定単位期間は、前記交流電源のゼ
ロクロスタイミングから次のゼロクロスタイミングまで
の半周期の期間であることを特徴とする請求項１に記載
の電力制御装置。 - 【請求項３】 前記制御信号発生手段は、前記一定周期
Ｔのｎ周期分の期間ｎＴのうちの前記制御信号が所定の
レベルになっている周期の数ｍを変えることにより、前
記交流電源から負荷に供給される電力を制御することを
特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御装置。 - 【請求項４】 転写材上のトナーを加熱して転写材上に
定着する定着器と、前記定着器に供給する電力を制御す
る電力制御装置とを備えた画像形成装置において、 前記電力制御装置が、請求項１ないし３のいずれかに記
載の電力制御装置であることを特徴とする画像形成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002168488A JP3486623B2 (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 電力制御装置及びこれを備えた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002168488A JP3486623B2 (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 電力制御装置及びこれを備えた画像形成装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04975294A Division JP3347456B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 電力制御装置及び定着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003111383A JP2003111383A (ja) | 2003-04-11 |
| JP3486623B2 true JP3486623B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=19195094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002168488A Expired - Lifetime JP3486623B2 (ja) | 2002-06-10 | 2002-06-10 | 電力制御装置及びこれを備えた画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3486623B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100555678B1 (ko) | 2004-06-03 | 2006-03-22 | 삼성전자주식회사 | 전원동기신호 생성 및 전원전압 검출을 위한 정착기제어장치 |
| JP5847108B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2016-01-20 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 定着装置およびそれを備えた画像形成装置 |
-
2002
- 2002-06-10 JP JP2002168488A patent/JP3486623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003111383A (ja) | 2003-04-11 |
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