JP5408190B2 - 加熱装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、上記加熱装置において、前記通電制御部は、前記オンロック通電制御と前記オフロック通電制御とを継続して実行するようにしてもよい。
その際、前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が前記定常通電比率と等しくなるように、設定されるようにしてもよい。あるいは、前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が、一次遅れを加味した定常通電比率と等しくなるように、設定されるようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記所定制御期間は、前記被記録媒体が前記定着部を通過する通過時間とされるようにしてもよい。
また、上記画像形成装置において、前記通電制御部は、前記オンロック通電制御と前記オフロック通電制御とを継続して実行するようにしてもよい。
その際、前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が前記定常通電比率と等しくなるように、設定されるようにしてもよい。あるいは、前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が、一次遅れを加味した定常通電比率と等しくなるように、設定されるようにしてもよい。
次に本発明に係る一実施形態について図1から図6を参照して説明する。
図1は、一実施形態のモノクロレーザプリンタ1(「画像形成装置」の一例)の縦断面を概略的に表した図である。なお、画像形成装置はモノクロレーザプリンタに限られず、例えば、カラーレーザプリンタ、カラーLEDプリンタ、複合機等であってもよい。
次に、図2から図4を参照して、プリンタ1に設けられた加熱装置30を説明する。図2は加熱装置30の概略的な構成を示すブロック図である。図3は、加熱装置30の通電切替回路50の概略的な構成を示すブロック図である。図4は、波数デューティ比と通電波形との関係を示すグラフである。
次に、図5および図6を参照して、ASIC34による、通電切替回路50を介したハロゲンヒータ33の通電制御を説明する。図5は各種通電制御(DUTY比パターン)と加熱温度Tkとの関係を示すタイムチャートである。図6は、ヒータ出力指令値であるDUTY比に対するハロゲンヒータ33の出力(ハロゲンエネルギー)の一次遅れを説明するグラフである。例えば、DUTY比66%に対してハロゲンエネルギーは、ヒータ出力66%に向かって一次遅れで上昇する。
パターン1では、「定常DUTY比」は、66%とされる。「ONロック」期間は0.23秒、「OFFロック」期間は0.12秒とされる。すなわち、「ONロック」期間と「OFFロック」期間との合計期間は、0.35秒(350ミリ秒)であり、合計期間に対する「ONロック」期間の比率(0.23/0.35)は約0.66となって、「定常DUTY比」に等しい。なお、通紙期間(1.5秒)に対する合計期間(0.35秒)の比率は、定着器の高調波対策と、定着器の温度制御への影響とのバランスを加味して、適宜、設定される。
パターン2では、「定常DUTY比」は、72%とされる。それに伴って「ONロック」期間は0.25秒、「OFFロック」期間は0.1秒とされる。すなわち、「ONロック」期間と「OFFロック」期間との合計期間は、パターン1と同様に、0.35秒(350ミリ秒)であり、合計期間に対する「ONロック」期間の比率(0.25/0.35)は約0.72となって、「定常DUTY比」に等しい。
パターン3では、パターン1と同様に、「定常DUTY比」は、66%とされ、「ONロック」期間は0.23秒、「OFFロック」期間は0.12秒とされる。パターン1とは、各通紙期間において、「ONロック」期間および「OFFロック」期間の挿入方法が異なる。すなわち、パターン3では、1.5秒の各通紙期間において、期間の最初に「ONロック」期間が0.13秒設けられ、「ONロック」期間に継続して「OFFロック」期間が設けられる。そして、期間のほぼ中間に「ONロック」期間が0.1秒設けられる。
ASIC34は、通紙期間(所定制御期間)毎において、「ONロック」と、「OFFロック」とを少なくとも一対で実行する。このように、「ONロック」と「OFFロック」とを各通紙期間において実行することによって、各「ロック」制御による加熱制御への影響を相殺し、加熱温度Tkを目標温度範囲内に制御することができる。そのため、加熱体の加熱制御の精度を維持しつつ、加熱制御に係る高調波電流の抑制効果を向上させることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
すなわち、通常、熱等価回路による方程式から、制御入力(指令値:DUTY比)と一次遅れを加味した出力(加熱体の温度)との関係は、下式で表わされる。
Output=a*Outputold +(1−a)*Input
ここで
a=exp(−dt/τ)であり、また、
dt:タイムステップ(サンプリング周期)
τ:加熱体の熱時定数(熱容量×熱抵抗)
Input:制御入力(指令値:DUTY比)
Output:一次遅れを加味した出力(加熱体の温度)
Outputold:1タイムステップ(dt)前のOutput値
実際には一次遅れが存在し、図6に示されるように、指令値であるDUTY比の影響(出力ハロゲンエネルキー)は遅れて現れるため、その遅れを考慮したDUTY比の値を用いた方が、より実態に即していると言える。例えば、図6に示すように、図6の時刻3秒に指令DUTY比が50%から66%に切替った場合において、例えば、図6の時刻6秒の段階においてロック比率を計算し指令する場合、指令DUTY比を66%ではなく、指令DUTY比を63%とした方が、より適切となる。
Claims (12)
- 加熱体と、
交流電源から前記加熱体への通電のオン、オフを切り替えることによって、所定の通電比率で前記加熱体に前記交流電源を通電する通電切替部と、
前記加熱体による加熱温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部による検出温度が目標範囲内に収まるように、前記通電切替部の通電比率を制御する通電制御部と、を備え、
前記通電制御部は、
前記通電切替部の所定制御期間毎において、第1期間の間、前記通電比率をほぼ100%に固定するオンロック通電制御と、第2期間の間、前記通電比率をほぼ0%に固定するオフロック通電制御とを少なくとも一対で実行し、
前記加熱温度が目標温度範囲内に到達した以後は、ほぼ一定の通電比率である定常通電比率となるように前記通電切替部を制御し、
前記第1期間および前記第2期間は、前記定常通電比率に基づいて設定される、加熱装置。 - 請求項1に記載の加熱装置において、
前記所定制御期間は、前記加熱体の熱時定数以下とされる、加熱装置。 - 請求項1または請求項2に記載の加熱装置において、
前記通電制御部は、前記オンロック通電制御と前記オフロック通電制御とを継続して実行する、加熱装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が前記定常通電比率と等しくなるように、設定される、加熱装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が、一次遅れを加味した定常通電比率と等しくなるように、設定される、加熱装置。 - 被記録媒体上にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記被記録媒体上に形成されたトナー画像を、該被記録媒体上に定着させる定着部としての、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の加熱装置と、
を備えた画像形成装置。 - 画像を被記録媒体に形成する画像形成部と、
加熱体を含み、前記被記録媒体が通過する際に、前記画像を前記被記録媒体に定着させる定着部と、
交流電源から前記加熱体への通電のオン、オフを切り替えることによって、所定の通電比率で前記加熱体に前記交流電源を通電する通電切替部と、
前記加熱体による加熱温度を検出する温度検出部と、
前記加熱信号の前記通電比率を変更して、前記温度検出部による検出温度が目標範囲内に収まるように前記通電切替部を制御する通電制御部と、を備え、
前記通電制御部は、
前記通電切替部の所定制御期間中において、第1期間、前記通電比率をほぼ100%に固定するオンロック通電制御と、第2期間、前記通電比率をほぼ0%に固定するオフロック通電制御とを少なくとも一対で実行し、
前記加熱温度が所定温度に到達した以後は、ほぼ一定の通電比率である定常通電比率となるように前記通電切替部を制御し、
前記第1期間および前記第2期間は、前記定常通電比率に基づいて設定される、画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記所定制御期間は、前記加熱体の熱時定数以下とされる、画像形成装置。 - 請求項7または8に記載の画像形成装置において、
前記所定制御期間は、前記被記録媒体が前記定着部を通過する通過時間とされる、画像形成装置。 - 請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記通電制御部は、前記オンロック通電制御と前記オフロック通電制御とを継続して実行する、画像形成装置。 - 請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が前記定常通電比率と等しくなるように、設定される、画像形成装置。 - 請求項7から請求項10のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記第1期間および前記第2期間は、前記第1期間と前記第2期間との合計期間に対する前記第1期間の比率が、一次遅れを加味した定常通電比率と等しくなるように、設定される、画像形成装置。
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