JP6628525B2 - Image forming device - Google Patents

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本発明は、画像形成装置が有する定着装置の制御技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling a fixing device included in an image forming apparatus.

画像形成装置において、電子写真プロセス、静電記録プロセス等の画像形成手段により記録媒体上に担持させたトナー画像を熱定着させるフィルム加熱式の定着装置が実用化されている。このような定着装置では、支持部材に支持された発熱体に記録媒体(例えば、用紙)を耐熱性・薄肉のフィルム材を介して密着させて発熱体の熱を記録媒体へ与えることによりトナー画像を記録媒体に定着させる。
また、発熱体には、温度上昇の速い低熱容量の基材、例えば絶縁性・良熱伝導性のセラミック基材と、この基材の表面に設けられた通電により発熱する抵抗発熱層とを含んで構成された、いわゆるセラミックヒータを用いることができる。なお、フィルム材は薄膜で低熱容量のものを用いることができる。
2. Description of the Related Art As an image forming apparatus, a film heating type fixing device for thermally fixing a toner image carried on a recording medium by an image forming means such as an electrophotographic process or an electrostatic recording process has been put to practical use. In such a fixing device, a recording medium (for example, paper) is brought into close contact with a heating element supported by a support member via a heat-resistant thin-walled film material, and heat of the heating element is applied to the recording medium to form a toner image. Is fixed on a recording medium.
In addition, the heating element includes a base material having a low heat capacity, for example, a ceramic base material having an insulating property and a good thermal conductivity, and a resistance heating layer provided on the surface of the base material and generating heat by energization. , A so-called ceramic heater can be used. The film material may be a thin film having a low heat capacity.

セラミックヒータを発熱体として採用した場合、画像形成装置がスタンバイ状態であれば発熱体へ電力を供給する必要がない。これは、被加熱材としての用紙をすぐに通紙してもこの用紙が定着ニップ部に到達するまでに発熱体を所定温度までに十分に昇温させることができるためである。そのため、セラミックヒータを発熱体として採用した場合、待ち時間の短縮化や省電力化が可能となる上、画像形成装置の本体内の昇温を抑えることができる等の利点を有する。   When a ceramic heater is used as the heating element, it is not necessary to supply power to the heating element when the image forming apparatus is in a standby state. This is because the heating element can be sufficiently heated to a predetermined temperature before the sheet reaches the fixing nip even if the sheet as the material to be heated is immediately passed. Therefore, when a ceramic heater is used as the heating element, there are advantages that a waiting time can be reduced, power consumption can be reduced, and a temperature rise in the main body of the image forming apparatus can be suppressed.

また、発熱体としてセラミックヒータを採用した定着装置における温度制御は、一般的には発熱体に対する単位時間当たりの通電比率(通電/非通電の比率)を制御する方法が採られる。具体的には、商用AC電源の電源波形の1半波ごとに通電/非通電を制御する波数制御方式が一般的に知られている。   Further, the temperature control in a fixing device employing a ceramic heater as a heating element generally employs a method of controlling an energization ratio (an energization / non-energization ratio) per unit time with respect to the heating element. Specifically, a wave number control method for controlling energization / de-energization for each half-wave of a power supply waveform of a commercial AC power supply is generally known.

例えば、特許文献1に開示された定着装置では、2つ以上のヒータを有する定着装置の波数制御において、20半波を1制御単位とし、1制御単位における所望の通電比率を生成する。そして、1制御単位中の偶数個目通電数と奇数個目通電数を同じ値とし、AC入力の正負それぞれの通電を等しくしてフリッカ等の発生を防止する。さらに、1制御単位終了前に通電比率の変更を行う場合を想定して、4半波中の偶数個目通電数と奇数個目通電数を同じ値にして正負それぞれの通電を等しくする。そして、各ヒータの通電数を略等しくし、等しくできない場合は隣接する通電比率を用いて各ヒータの通電比率の大小が逆転するように設定する、というものである。なお、これらの設定は予め規定されたテーブル(表)を参照して各ヒータの通電を決定させている。このようにして、フリッカ対策としてのAC正負通電の対象性とメインサブ通電の等価性を実現している。   For example, in the fixing device disclosed in Patent Document 1, in a wave number control of a fixing device having two or more heaters, a desired energization ratio is generated in one control unit with 20 half waves as one control unit. Then, the even-numbered energization number and the odd-numbered energization number in one control unit are set to the same value, and the positive and negative energizations of the AC input are made equal to prevent occurrence of flicker and the like. Further, assuming a case where the energization ratio is changed before the end of one control unit, the even-numbered energization number and the odd-numbered energization number in the fourth half wave are set to the same value to equalize the positive and negative energizations. Then, the energization numbers of the heaters are made substantially equal, and if they are not equal, the energization ratios of the heaters are set to be reversed by using the adjacent energization ratios. Note that these settings determine the energization of each heater with reference to a predefined table. In this manner, the symmetry of AC positive / negative energization as a measure against flicker and the equivalence of main sub energization are realized.

特開2006‐72235号公報JP 2006-72235 A

メインサブ通電等価性は、ある特定の通電比率において「ずれ」が生じて必ずしも実現されない場合がある。この場合、特許文献1に開示された定着装置では、隣接する通電比率を用いて各ヒータの通電比率の大小を逆転することにより長期的な通電比率バランスを取っていた。しかしながら、近年、オンデマンド加熱装置の温調制御の高度化につれてヒータへの制御出力は連続的に変化するとは限らなくなってきており、長期的な通電比率の平準化(バランス)が取れない場合が生じ得る。   Main-sub energization equivalence may not always be achieved due to a “shift” at a certain energization ratio. In this case, in the fixing device disclosed in Patent Document 1, a long-term energizing ratio is balanced by reversing the magnitude of the energizing ratio of each heater using adjacent energizing ratios. However, in recent years, as the temperature control of the on-demand heating device has become more sophisticated, the control output to the heater has not always changed continuously, and there is a case where a long-term energization ratio cannot be balanced (balanced). Can occur.

また、1制御単位(20半波)終了するよりも早く通電比率を切り替える場合、AC正負通電の対象性は保証されるが、所望の通電比率を正確に実現することが困難である、という課題が残る。さらに、上記従来テーブルはメインヒータ、サブヒータが同じ通電比率で通電される場合に対し最適化されており、メインヒータ、サブヒータ各々において任意の通電比率を選択した場合、フリッカ対策等が十分に行えないことがある。   In addition, when the energization ratio is switched earlier than the end of one control unit (20 half waves), the symmetry of AC positive / negative energization is guaranteed, but it is difficult to accurately achieve a desired energization ratio. Remains. Further, the above-mentioned conventional table is optimized for the case where the main heater and the sub-heater are energized at the same energizing ratio. When an arbitrary energizing ratio is selected for each of the main heater and the sub-heater, flicker countermeasures and the like cannot be sufficiently performed. Sometimes.

本発明は、簡易な構成で長周期の通電比率も正確に保証できると共に複数発熱体の分散通電や通電比率変更の即応性向上を図ることができる画像形成装置を提供する。   The present invention provides an image forming apparatus capable of accurately guaranteeing a long-period energization ratio with a simple configuration and improving the responsiveness of distributed energization of a plurality of heating elements and a change in energization ratio.

本発明の画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する画像形成手段と、記録媒体に形成されたトナー画像を当該記録媒体に熱定着させる複数の発熱手段と、各発熱手段に供給する交流電源入力に対する通電/非通電を発熱手段ごとに独立して半波単位で制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、2半波ごとに、フル通電を1とする要求通電比率とオフセット通電比率とを合算して累積演算を行い、その結果が1を超えた場合に通電開始を指示すると共に累積演算結果から1減ずる演算を行い、前記オフセット通電比率は2半波ごとに正負を逆転させて発熱手段ごとに設定して前記複数の発熱手段のうち少なくとも2つについて正負の位相が逆に設定されることを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes an image forming unit that forms a toner image on a recording medium, a plurality of heating units that thermally fix the toner image formed on the recording medium to the recording medium, and an alternating current that is supplied to each heating unit. Control means for controlling energization / de-energization of the power supply input independently for each heating means in units of half-waves, wherein the control means comprises: Cumulative calculation is performed by adding the offset energization ratio, and when the result exceeds 1, an energization start is instructed and an operation of subtracting 1 from the cumulative operation result is performed. The method is characterized in that the polarity is reversed and set for each heating means, and the positive and negative phases are set to be reversed for at least two of the plurality of heating means.

本発明によれば、簡易な構成で長周期の通電比率も正確に保証できると共に複数発熱体の分散通電や通電比率変更の即応性向上を図ることができる。さらに、フリッカ対策も十分に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energization ratio of a long period can be exactly guaranteed with a simple structure, and the responsiveness of the distributed energization of a plurality of heating elements and the change of the energization ratio can be improved. Furthermore, flicker can be sufficiently prevented.

画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view illustrating an example of the configuration of an image forming apparatus. 定着器ユニットの構成の一例を示す概略縦断面図。FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view illustrating an example of the configuration of a fixing unit. 定着器ユニットを含む定着装置の構成の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fixing device including a fixing unit. CPUが行うヒータ通電制御処理の一例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an example of a heater energization control process performed by a CPU. CPUが行う発熱体1の通電制御処理の一例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an example of a power supply control process of the heating element 1 performed by the CPU. CPUが行う発熱体2の通電制御処理の一例を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an example of a power supply control process of the heating element 2 performed by the CPU. 設定回数とオフセット通電比率kの関係を規定したテーブル(表)の一例図。FIG. 7 is an example of a table defining a relationship between a set number of times and an offset energization ratio k. 各発熱体の要求通電比率に加算されるオフセットの推移を示す図。The figure which shows transition of the offset added to the required energization ratio of each heating element. 各発熱体の要求通電比率の値を0.1に設定して本実施形態に係るヒータ通電制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the mode of energization when the value of the required energization ratio of each heating element is set to 0.1 and the heater energization control according to the present embodiment is performed. 各発熱体の要求通電比率の値を0.1に設定して比較例1の制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the mode of energization when the value of the required energization ratio of each heating element is set to 0.1 and the control of the comparative example 1 is performed. 各発熱体の要求通電比率の値を0.1に設定して比較例2の制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the mode of energization when the value of the required energization ratio of each heating element is set to 0.1 and the control of the comparative example 2 is performed. 発熱体1の要求通電比率の値が0.4、発熱体2の要求通電比率の値が0.2に設定して本実施形態に係るヒータ通電制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the energization state when the value of the required energization ratio of the heating element 1 is set to 0.4, the value of the required energization ratio of the heating element 2 is set to 0.2, and the heater energization control according to the present embodiment is performed. . 発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定して比較例1の制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the mode of energization when the value of the required energization ratio of the heating element 1 is set to 0.4, and the value of the required energization ratio of the heating element 2 is set to 0.2, and the control of the comparative example 1 is performed. 発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定して比較例2の制御を行った場合の通電の様子を示す図。The figure which shows the mode of energization when the value of the required energization ratio of the heating element 1 is set to 0.4, and the value of the required energization ratio of the heating element 2 is set to 0.2, and the control of the comparative example 2 is performed. (a)、(b)、(c)は、各発熱体の要求通電比率の値を0.1に設定したヒータ13に流れる通電電流の波形に対してFFTを行ったときの結果を示す図。(A), (b), and (c) are diagrams showing the results when FFT is performed on the waveform of the energizing current flowing through the heater 13 in which the value of the required energizing ratio of each heating element is set to 0.1. . (a)、(b)、(c)は、発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定したヒータ13に流れる通電電流の波形に対してFFTを行ったときの結果を示す図。(A), (b), and (c) show the energizing current flowing through the heater 13 in which the required energizing ratio of the heating element 1 is set to 0.4 and the energizing ratio of the heating element 2 is set to 0.2. The figure which shows the result when performing FFT with respect to a waveform.

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、フルカラー画像を形成可能な電子写真方式のプリンタ(画像形成装置)を例に挙げて説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an electrophotographic printer (image forming apparatus) capable of forming a full-color image will be described as an example.

[実施形態例]
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略縦断面図である。
画像形成装置1は、画像形成装置1の各部に、スキャナ部B、画像形成部C、及びシートデッキDを有する。画像形成装置1は、その上部にブック原稿の画像情報を読み取る画像読み取り手段であるスキャナ部Bを有し、その下部に画像形成手段となる画像形成部Cを有し、さらにその下部にシートデッキDが配設される。
[Example of embodiment]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view illustrating an example of the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
The image forming apparatus 1 includes a scanner unit B, an image forming unit C, and a sheet deck D in each unit of the image forming apparatus 1. The image forming apparatus 1 has a scanner unit B as image reading means for reading image information of a book document at an upper part thereof, an image forming part C as an image forming means at a lower part thereof, and a sheet deck at a lower part thereof. D is provided.

スキャナ部Bは、原稿面の画像情報を読み取るものであり、走査系光源201、プラテンガラス202、画像形成装置1に対して開閉可能な原稿圧板203、ミラー204、レンズ205、受光素子(光電変換素子)206、及び画像処理部(不図示)を有する。   The scanner unit B reads image information of a document surface, and includes a scanning system light source 201, a platen glass 202, a document pressure plate 203 that can be opened and closed with respect to the image forming apparatus 1, a mirror 204, a lens 205, and a light receiving element (photoelectric conversion). An image processing unit (not shown).

スキャナ部Bでは、本/厚紙/カール紙等のブック原稿、シート状原稿などの原稿面を下側にしてプラテンガラス202上に載置し、原稿圧板203により背面を押圧して読み取り対象物がセットされる。そして、読み取り開始の指示の受け付けた場合、走査系光源201がプラテンガラス202の下部を矢印a方向に走査して原稿面の画像情報を読み取る。走査系光源201により読み取られた原稿の画像情報は、画像処理部において電気信号に変換される。変換結果は、画像形成部Cのレーザースキャナ111へ伝送される。   In the scanner section B, a book original such as book / thick paper / curled paper, a sheet original, or the like is placed on the platen glass 202 with the original surface facing down, and the back surface is pressed by the original pressing plate 203 to read the object to be read. Set. When an instruction to start reading is received, the scanning light source 201 scans the lower part of the platen glass 202 in the direction of arrow a to read image information on the document surface. Image information of a document read by the scanning light source 201 is converted into an electric signal in an image processing unit. The conversion result is transmitted to the laser scanner 111 of the image forming unit C.

ここで、画像形成装置1は、複写機、プリンタ、あるいはファクシミリ装置等として機能する。すなわち、画像形成部Cのレーザースキャナ111に画像処理部の変換結果が入力される場合には複写機として機能する。また、外部装置(例えば、コンピュータ)の出力信号が入力される場合にはプリンタとして機能する。また、画像形成装置1は、他のファクシミリ装置からの信号を受信したり、画像処理部の信号を他のファクシミリ装置に送信したりする場合にはファクシミリ装置として機能する。   Here, the image forming apparatus 1 functions as a copier, a printer, a facsimile machine, or the like. That is, when the conversion result of the image processing unit is input to the laser scanner 111 of the image forming unit C, it functions as a copying machine. When an output signal from an external device (for example, a computer) is input, the device functions as a printer. Further, the image forming apparatus 1 functions as a facsimile apparatus when receiving a signal from another facsimile apparatus or transmitting a signal from the image processing unit to another facsimile apparatus.

一方、画像形成部Cの下部にはシートカセット51が装着されており、カセット内部に収容されたシート(用紙などの記録媒体)は、画像形成動作に同期するようにして画像形成部Cへと給送される。シートカセット51は、下段カセット51aと上段カセット51bの2個で1つの給送ユニットとして構成されている。本実施形態では、2つの給送ユニットU1、U2を装着して4個のカセットを装着するようにしている。そして、上方に位置する1つの給送ユニットU1は、画像形成装置1に対して着脱可能に取り付けられ、下方の給送ユニットU2は、シートデッキDに着脱可能に取り付けられている。   On the other hand, a sheet cassette 51 is mounted below the image forming unit C, and sheets (recording medium such as paper) stored in the cassette are transferred to the image forming unit C in synchronization with the image forming operation. Will be fed. The sheet cassette 51 includes two units, a lower cassette 51a and an upper cassette 51b, and is configured as one feeding unit. In the present embodiment, two feeding units U1 and U2 are mounted, and four cassettes are mounted. One upper feed unit U1 is detachably attached to the image forming apparatus 1, and the lower feed unit U2 is detachably attached to the sheet deck D.

下段カセット51a、上段カセット51bの内部に収容されたシートは、ピックアップローラ53により繰り出され、フィードローラ54とリタードローラ55との協同作用により1枚ずつ分離、給送される。その後シートは、搬送ローラ104、105によって搬送され、レジストローラ106によって導かれ、該レジストローラ106によって画像形成動作に同期するようにして画像形成部Cへと給送される。
また、上記のシートカセット51とは別に、手差しトレイ10が画像形成装置1の側面に配置される。手差しトレイ10上に載置されたシートは、手差し給紙ローラ311によりレジストローラ106へと繰り出される。
The sheets accommodated in the lower cassette 51a and the upper cassette 51b are fed out by the pickup roller 53, and are separated and fed one by one by the cooperation of the feed roller 54 and the retard roller 55. Thereafter, the sheet is conveyed by conveying rollers 104 and 105, guided by a registration roller 106, and fed to the image forming section C by the registration roller 106 in synchronization with the image forming operation.
In addition, the manual feed tray 10 is arranged on the side surface of the image forming apparatus 1 separately from the sheet cassette 51 described above. The sheet placed on the manual feed tray 10 is fed out to the registration roller 106 by the manual feed roller 311.

画像形成部Cは、シート表面に画像を形成するものであり、感光ドラム112、画像書き込み光学系113、現像器114及び転写帯電器115等を含んで構成される。画像形成部Cでは、転写帯電器115により一様に帯電された感光ドラム112の表面に、レーザースキャナ111から射出された画像情報に対応するレーザー光が画像書き込み光学系113により走査されて潜像が形成される。現像器114は、この潜像に対するトナー画像を形成する。トナー画像は、レジストローラ106により感光ドラム112の回転に同期して搬送されたシートの表面に転写帯電器115を介して転写される。   The image forming section C forms an image on the sheet surface, and includes a photosensitive drum 112, an image writing optical system 113, a developing device 114, a transfer charger 115, and the like. In the image forming section C, a laser beam corresponding to the image information emitted from the laser scanner 111 is scanned by the image writing optical system 113 on the surface of the photosensitive drum 112 uniformly charged by the transfer charger 115 to form a latent image. Is formed. The developing device 114 forms a toner image for the latent image. The toner image is transferred via the transfer charger 115 to the surface of the sheet conveyed in synchronization with the rotation of the photosensitive drum 112 by the registration roller 106.

トナー画像が形成されたシートは、搬送部117を介して、定着手段である定着器ユニット118に向けて搬送される。定着器ユニット118によりトナー画像が形成されたシートは加熱及び加圧される。このようにしてトナー画像はシート表面に熱定着される。画像形成後のシートは、排出ローラ119を介して機外へと搬送され、ソータ120へ排出、積載される。   The sheet on which the toner image has been formed is conveyed via a conveying unit 117 to a fixing unit 118 serving as a fixing unit. The sheet on which the toner image is formed by the fixing unit 118 is heated and pressed. Thus, the toner image is heat-fixed to the sheet surface. The sheet on which the image has been formed is conveyed to the outside of the apparatus via the discharge roller 119, discharged to the sorter 120, and stacked.

また、シートの両面に画像形成する場合、定着器ユニット118から排出されたシートが排出ローラ119に狭持され、シートの後端が分岐点207を通過した時点で排出ローラ119を逆回転させる。このようにして、シートをシート両面トレイ121上に一旦載置する。その後シートは、搬送ローラ104、105を介して再び搬送されてレジストローラ106に到達し、反転されたシートの表面(ここでは裏面)に対して上述した画像形成処理が行われる。そして、画像形成後のシートは、排出ローラ119を介して機外へと搬送され、ソータ120へ排出、積載される。   When forming an image on both sides of the sheet, the sheet discharged from the fixing unit 118 is held by the discharge roller 119, and the discharge roller 119 is rotated in reverse when the rear end of the sheet passes the branch point 207. Thus, the sheet is temporarily placed on the sheet double-sided tray 121. Thereafter, the sheet is conveyed again via the conveying rollers 104 and 105, reaches the registration roller 106, and the above-described image forming processing is performed on the front surface (here, the back surface) of the inverted sheet. Then, the sheet on which the image has been formed is conveyed to the outside of the apparatus via the discharge roller 119, discharged to the sorter 120, and stacked.

<定着器ユニットの構造>
図2は、定着器ユニット118の構成の一例を示す概略縦断面図である。
定着器ユニット118は、ステイ11、エンドレス耐熱性フィルム(以下、定着フィルムと称す)12、セラミックヒータ13、サーミスタ15、及び加圧ローラ18を含んで構成される。セラミックヒータ13は、定着フィルム12を挟んで加圧ローラ18に押し当てられている。セラミックヒータ13と加圧ローラ18は、ニップ部Nにおいて接触する。加圧ローラ18は、図示しない駆動源から駆動力が伝達されて矢印Rotの方向に回転しており、定着フィルム12を従動させる。
<Structure of fixing unit>
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view illustrating an example of the configuration of the fixing unit 118.
The fixing unit 118 includes a stay 11, an endless heat-resistant film (hereinafter, referred to as a fixing film) 12, a ceramic heater 13, a thermistor 15, and a pressure roller 18. The ceramic heater 13 is pressed against the pressure roller 18 with the fixing film 12 interposed therebetween. The ceramic heater 13 and the pressure roller 18 are in contact at the nip N. The pressing roller 18 is rotated in the direction of the arrow Rot by receiving a driving force from a driving source (not shown), and drives the fixing film 12.

また、トナー画像が形成されたシート(記録媒体)は、ニップ部Nを介して矢印Paperの方向に搬送される際にセラミックヒータ13により加熱されてトナー画像の定着が行われる。なお、セラミックヒータ13は、サーミスタ15を介して当該セラミックヒータ13の温度を検知可能に構成される。次に、定着器ユニット118を有する定着装置の構成について説明する。   The sheet (recording medium) on which the toner image is formed is heated by the ceramic heater 13 when the sheet (recording medium) is conveyed through the nip N in the direction of the arrow Paper, so that the toner image is fixed. The ceramic heater 13 is configured to be able to detect the temperature of the ceramic heater 13 via the thermistor 15. Next, the configuration of the fixing device having the fixing unit 118 will be described.

<定着装置の構成>
図3は、定着器ユニット118を含む定着装置の構成の一例を示す図である。
定着装置300は、定着器ユニット118、画像形成装置1の制御基板上にあるCPU(Central Processing Unit)50を含む電流制御手段であるヒータ制御部100、商用電源に接続されるACドライバ6を含んで構成される。
<Configuration of fixing device>
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a fixing device including the fixing unit 118.
The fixing device 300 includes a fixing unit 118, a heater control unit 100 serving as current control means including a CPU (Central Processing Unit) 50 on a control board of the image forming apparatus 1, and an AC driver 6 connected to a commercial power supply. It consists of.

定着手段として機能する定着器ユニット118は、複数の発熱手段である発熱体1、2を有するセラミックヒータ13、このセラミックヒータ13の温度を温度情報として検出するサーミスタ(M_TH)15を有する。
定着器ユニット118は、セラミックヒータ13の端部昇温を検知するサブサーミスタ(S_TH)17を有する。また、後述するトライアック等の故障に伴う異常昇温時にセラミックヒータ13に供給する交流電源入力を強制的に遮断するためのサーモスイッチ(TH_SW)16を有する。
The fixing unit 118 functioning as a fixing unit includes a ceramic heater 13 having heating elements 1 and 2 as a plurality of heating units, and a thermistor (M_TH) 15 for detecting the temperature of the ceramic heater 13 as temperature information.
The fixing unit 118 has a sub thermistor (S_TH) 17 that detects a rise in temperature of the end of the ceramic heater 13. In addition, a thermoswitch (TH_SW) 16 for forcibly shutting off the input of an AC power supply supplied to the ceramic heater 13 when an abnormal temperature rise occurs due to a failure such as a triac described later.

ヒータ制御部100は、制御基板上に配置されたCPU50、トライアックA制御回路3、トライアックB制御回路4、リレー制御回路5を含んで構成される。
ACドライバ6は、スイッチング素子であるトライアックA7及びトライアックB8、ゼロクロス検知部19を含んで構成される。ACドライバ6は、また、安全上の観点からセラミックヒータ13への通電を商用電源AC側から遮断するためのリレー9を有する。
The heater control unit 100 includes a CPU 50, a triac A control circuit 3, a triac B control circuit 4, and a relay control circuit 5 arranged on a control board.
The AC driver 6 includes a triac A7 and a triac B8, which are switching elements, and a zero-cross detection unit 19. The AC driver 6 also has a relay 9 for cutting off the power supply to the ceramic heater 13 from the commercial power supply AC side from the viewpoint of safety.

ヒータ制御部100のCPU50は、サーミスタ15、サブサーミスタ17が検出した温度情報に基づいてトライアックA制御回路3及びトライアックB制御回路4を制御する。
CPU50は、また、トライアックA制御回路3及びトライアックB制御回路4を介して、トライアックA7及びトライアックB8をオンするタイミングを制御する。このようにしてCPU50は、セラミックヒータ13上の2本の発熱体1、2に流す交流電流を個別に制御する。
The CPU 50 of the heater control unit 100 controls the triac A control circuit 3 and the triac B control circuit 4 based on the temperature information detected by the thermistor 15 and the sub thermistor 17.
The CPU 50 also controls the timing of turning on the triac A7 and the triac B8 via the triac A control circuit 3 and the triac B control circuit 4. In this way, the CPU 50 individually controls the alternating current flowing through the two heating elements 1 and 2 on the ceramic heater 13.

定着器ユニット118の発熱体1と発熱体2は電気的に並列に接続される。また、発熱体1、2への通電量は、トライアックA7及びトライアックB8を介して制御される。なお、発熱体1と発熱体2との抵抗値の比率は、長手方向中央部では略1:1の関係になっており、端部においては発熱体1、2間で差が生じるように構成される。   The heating element 1 and the heating element 2 of the fixing unit 118 are electrically connected in parallel. In addition, the amount of electricity to the heating elements 1 and 2 is controlled via a triac A7 and a triac B8. Note that the resistance value ratio between the heating element 1 and the heating element 2 is approximately 1: 1 at the center in the longitudinal direction, and a difference is generated between the heating elements 1 and 2 at the end. Is done.

ゼロクロス検知部19は、電源電圧のゼロクロス点を基準にして上下数ボルトの範囲に設定されたゼロクロス検知範囲を検知する。具体的には、ゼロクロス検知部19は、設定されたゼロクロス検知範囲に応じてゼロクロス検知信号ZCを出力する。なお、ゼロクロス点とは、交流波形を表すグラフにおいて、交流波形と電源電圧0[V]が交差するポイント(振幅がゼロになる点)である。   The zero-cross detection unit 19 detects a zero-cross detection range set in a range of several volts above and below the zero-cross point of the power supply voltage. Specifically, the zero-cross detection unit 19 outputs a zero-cross detection signal ZC according to the set zero-cross detection range. Note that the zero-cross point is a point (a point where the amplitude becomes zero) where the AC waveform and the power supply voltage 0 [V] intersect in the graph representing the AC waveform.

CPU50は、サーミスタ15が検出した温度情報に基づいて発熱体1、2の通電量を算出する。CPU50は、算出した通電量とゼロクロス信号ZCとに基づいて、波数制御を行うためのヒータ制御信号HA、HBを生成する。CPU50は、生成したヒータ制御信号HAをトライアックA制御回路3を介してトライアックA7へ出力し、ヒータ制御信号HBをトライアックB制御回路4を介してトライアックB8へ出力する。このようにしてトライアックA7及びトライアックB8は、それぞれヒータ制御信号HA、HBに基づいてオン/オフ状態の制御が行われる。   The CPU 50 calculates the amount of power to the heating elements 1 and 2 based on the temperature information detected by the thermistor 15. The CPU 50 generates heater control signals HA and HB for performing wave number control based on the calculated energization amount and the zero cross signal ZC. The CPU 50 outputs the generated heater control signal HA to the triac A7 via the triac A control circuit 3, and outputs the heater control signal HB to the triac B8 via the triac B control circuit 4. In this way, the on / off states of the triacs A7 and B8 are controlled based on the heater control signals HA and HB, respectively.

すなわち、発熱体1、2は、CPU50が生成・出力する「high」レベルのヒータ制御信号HA、HBによりトリガされたトライアックA7及びトライアックB8を介して電流が流れるように制御される。CPU50は、ヒータ制御信号HAを介してトライアックA7の制御を行って発熱体1に通電する電流を制御し、ヒータ制御信号HBはトライアックB8の制御を行って発熱体2に通電する電流を制御する。なお、セラミックヒータ13に通電する電流は、発熱体1に通電する電流と発熱体2に通電する電流を加えたものになる。   That is, the heating elements 1 and 2 are controlled so that current flows through the triacs A7 and B8 triggered by the “high” level heater control signals HA and HB generated and output by the CPU 50. The CPU 50 controls the triac A7 via the heater control signal HA to control the current supplied to the heating element 1, and the heater control signal HB controls the triac B8 to control the current supplied to the heating element 2. . The current supplied to the ceramic heater 13 is obtained by adding the current supplied to the heating element 1 and the current supplied to the heating element 2.

なお、本実施形態における定着装置300では、発熱体1、2は略同等の抵抗値を有するものとする。この場合、いずれか一方の発熱体のみ通電したときに比べて、2つの発熱体共に通電したときには消費電力量がほぼ2倍になり、セラミックヒータ13全体の温度上昇を高速に行うことができる。
以下、CPU50が行うセラミックヒータ13の温度を制御するためのヒータ通電制御の処理手順について図4〜図7を用いて説明する。
Note that, in the fixing device 300 of the present embodiment, the heating elements 1 and 2 have substantially the same resistance value. In this case, as compared with the case where only one of the heating elements is energized, the power consumption is substantially doubled when the two heating elements are energized, and the temperature of the entire ceramic heater 13 can be increased at a high speed.
Hereinafter, a processing procedure of the heater energization control for controlling the temperature of the ceramic heater 13 performed by the CPU 50 will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

<ヒータ通電制御処理>
図4はCPU50が行うヒータ通電制御処理の一例を示すフローチャートである。図5は、CPU50が行う発熱体1の通電制御処理の一例を示すフローチャートである。図6は、CPU50が行う発熱体2の通電制御処理の一例を示すフローチャートである。図7は、設定回数とオフセット通電比率kの関係を規定したテーブル(表)の一例を示している。
初めに、図4を用いてCPU50が行うヒータ通電制御処理の全体のフローを説明する。
<Heater energization control processing>
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the heater energization control process performed by the CPU 50. FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a power supply control process of the heating element 1 performed by the CPU 50. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a power supply control process of the heating element 2 performed by the CPU 50. FIG. 7 shows an example of a table defining the relationship between the set number of times and the offset energization ratio k.
First, the overall flow of the heater energization control process performed by the CPU 50 will be described with reference to FIG.

CPU50は、画像形成装置1の電源がONされたことを契機にヒータ通電制御処理を開始する。CPU50は、ゼロクロス信号ZCの入力回数をカウントする4回周期の波数制御カウンタnの値をn=1に設定する(S401)。CPU50は、ゼロクロス信号ZCが入力されたか否かを判別する(S402)。   The CPU 50 starts the heater energization control process when the power of the image forming apparatus 1 is turned on. The CPU 50 sets the value of the four-cycle wave number control counter n for counting the number of times of input of the zero cross signal ZC to n = 1 (S401). The CPU 50 determines whether or not the zero cross signal ZC has been input (S402).

ゼロクロス信号ZCが入力された場合(S402:Yes)、CPU50は、現在の波数制御カウンタnの値がn=1であるか否かを判別する(S403)。波数制御カウンタnの値がn=1である場合(S403:Yes)、CPU50は、後述する発熱体の通電制御において使用するオフセット通電比率kを設定する(S404)。また、そうでない場合(S403:No)、ステップS405の処理へ進む。なお、波数制御カウンタnの値がn=1でない場合には、オフセット通電比率の更新を行わずに前回の値をそのまま発熱体の通電制御において使用することになる。以下、オフセット通電比率kについて図7を用いて説明する。   When the zero cross signal ZC is input (S402: Yes), the CPU 50 determines whether or not the current value of the wave number control counter n is n = 1 (S403). When the value of the wave number control counter n is n = 1 (S403: Yes), the CPU 50 sets an offset energization ratio k to be used in energization control of the heating element described later (S404). Otherwise (S403: No), the process proceeds to step S405. If the value of the wave number control counter n is not n = 1, the previous value is used as it is in the power supply control of the heating element without updating the offset power supply ratio. Hereinafter, the offset energization ratio k will be described with reference to FIG.

図7に示すテーブル(表)は、設定回数に応じて設定値kが決定されたテーブル(表)である。CPU50は、設定回数に応じた設定値kに基づきオフセット通電比率kの値を設定する。なお、設定回数は図示しないカウンタを介してカウントされる。また、CPU50は、設定回数が1回目から15回目まではそれぞれ対応する設定値kが参照され、設定回数が16回目以降は再度テーブルの1回目に戻るように15回周期で参照する。   The table shown in FIG. 7 is a table in which the set value k is determined according to the set number of times. The CPU 50 sets the value of the offset energization ratio k based on the set value k corresponding to the set number of times. The set number is counted via a counter (not shown). In addition, the CPU 50 refers to the corresponding set value k from the first to fifteenth set times, and refers to the set value k in the fifteenth cycle so that the set number of times is returned to the first time in the table after the sixteenth time.

図4の説明に戻り、CPU50は、発熱体1の通電制御を行う(S405)。CPU50は、発熱体2の通電制御を行う(S406)。発熱体1、2の通電制御の詳細については後述する。
CPU50は、発熱体1、2の通電制御それぞれを個別に独立して行った後、波数制御カウンタnの値がn=4であるか否かを判別する(S407)。n=4でない場合(S407:No)、CPU50は、波数制御カウンタnの値に1を加算する(S408)。また、そうでない場合(S407:Yes)、波数制御カウンタnの値をn=1に設定する(S409)。CPU50は、通電制御の終了が指示されたか否かを判別する(S410)。例えば、画像形成プロセスが継続している場合など通電制御が継続される場合(S410:No)、ステップS402の処理に戻る。また、そうでない場合(S410:Yes)、一連の処理を終了する。
次に、発熱体1の通電制御処理(S405)の詳細について図5を用いて説明する。
Returning to the description of FIG. 4, the CPU 50 controls the energization of the heating element 1 (S405). The CPU 50 controls the energization of the heating element 2 (S406). The details of the energization control of the heating elements 1 and 2 will be described later.
After independently controlling the energization of the heating elements 1 and 2 individually, the CPU 50 determines whether the value of the wave number control counter n is 4 (S407). When n is not 4 (S407: No), the CPU 50 adds 1 to the value of the wave number control counter n (S408). Otherwise (S407: Yes), the value of the wave number control counter n is set to n = 1 (S409). The CPU 50 determines whether or not the end of the energization control has been instructed (S410). For example, when the energization control is continued such as when the image forming process is continued (S410: No), the process returns to step S402. Otherwise (S410: Yes), the series of processing ends.
Next, details of the energization control process (S405) of the heating element 1 will be described with reference to FIG.

CPU50は、波数制御カウンタnの値がn=1であるか否かを判別する(S501)。n=1である場合(S501:Yes)、発熱体1の要求通電比率を決定する(S502)。
なお、発熱体1の要求通電比率は、例えば以下に示すようにして決定される。サーミスタ15を介して検出された現在のセラミックヒータ13の温度と目標温度との差分を算出して、この差分の累積に各々制御ゲインを乗じる。この結果と、端部昇温を検出するサブサーミスタ17の出力結果とに基づいて要求通電比率を決定する。また、要求通電比率は、フル通電要求を1とした場合の通電比率として表される。
The CPU 50 determines whether or not the value of the wave number control counter n is n = 1 (S501). When n = 1 (S501: Yes), the required energization ratio of the heating element 1 is determined (S502).
The required energization ratio of the heating element 1 is determined, for example, as described below. The difference between the current temperature of the ceramic heater 13 detected through the thermistor 15 and the target temperature is calculated, and the accumulated difference is multiplied by a control gain. The required energization ratio is determined based on this result and the output result of the sub thermistor 17 that detects the end-portion temperature rise. The required energization ratio is expressed as an energization ratio when the full energization request is set to 1.

CPU50は、決定した要求通電比率の値にステップS404の処理において設定したオフセット通電比率kの値を加算する(S503)。また、ステップS503の処理における加算結果(合算結果)は累積演算され、累積演算結果は累積要求比率として図示しない記憶手段に読み出し可能に格納される。
CPU50は、合算値を直近の累積要求比率に加算する(S504)。CPU50は、ステップS504の処理後の累積要求比率の値が1以上であるか否かを判別する(S505)。累積要求比率の値が1以上である場合(S505:Yes)、CPU50は、通電開始を指示する通電指示ON(オン:通電)を表す信号を出力する(S506)。CPU50は、累積要求比率の値から1を減算する(S507)。CPU50は、通電指示ONの信号を受け付けたトライアックA制御回路3を介して、発熱体1の1半波通電を行う(S508)。このようにして、発熱体1に対して交流電源入力が供給される。
The CPU 50 adds the value of the offset energization ratio k set in the process of step S404 to the determined value of the required energization ratio (S503). The addition result (summation result) in the process of step S503 is cumulatively calculated, and the cumulative calculation result is readablely stored in a storage unit (not shown) as a cumulative required ratio.
The CPU 50 adds the sum to the latest cumulative request ratio (S504). The CPU 50 determines whether or not the value of the cumulative request ratio after the processing in step S504 is 1 or more (S505). When the value of the cumulative request ratio is 1 or more (S505: Yes), the CPU 50 outputs a signal indicating an energization instruction ON (ON: energization) for instructing a start of energization (S506). The CPU 50 subtracts 1 from the value of the cumulative request ratio (S507). The CPU 50 performs one half-wave energization of the heating element 1 via the triac A control circuit 3 which has received the energization instruction ON signal (S508). Thus, the AC power input is supplied to the heating element 1.

また、CPU50は、波数制御カウンタnの値がn=1でない場合(S501:No)、n=3であるか否かを判別する(S509)。n=3である場合(S509:Yes)、累積要求比率の値からオフセット通電比率kの値を減算する(S510)。この場合、累積要求比率の値からオフセット通電比率kの値を減算した結果が、ステップS504の処理における直近の累積要求比率になる。また、波数制御カウンタnの値がn=3でない場合(S509:No)、つまり波数制御カウンタnの値がn=2又はn=4である場合、ステップS511の処理へ進む。   When the value of the wave number control counter n is not n = 1 (S501: No), the CPU 50 determines whether or not n = 3 (S509). If n = 3 (S509: Yes), the value of the offset energization ratio k is subtracted from the value of the cumulative required ratio (S510). In this case, the result of subtracting the value of the offset energization ratio k from the value of the cumulative request ratio is the latest cumulative request ratio in the process of step S504. If the value of the wave number control counter n is not n = 3 (S509: No), that is, if the value of the wave number control counter n is n = 2 or n = 4, the process proceeds to step S511.

CPU50は、通電指示ONの状態であるか否かを判別する(S511)。通電指示ONの状態である場合(S511:Yes)、CPU50は、トライアックA制御回路3を介して、発熱体1の1半波通電を行う(S512)。その後、CPU50は、通電指示OFF(オフ:非通電)を表す信号を出力する(S513)。
次に、発熱体2の通電制御処理(S406)の詳細について図6を用いて説明する。
The CPU 50 determines whether or not the energization instruction is ON (S511). When the energization instruction is ON (S511: Yes), the CPU 50 energizes the heating element 1 for one half-wave via the triac A control circuit 3 (S512). Thereafter, the CPU 50 outputs a signal indicating the energization instruction OFF (OFF: non-energization) (S513).
Next, the details of the energization control process (S406) of the heating element 2 will be described with reference to FIG.

CPU50は、波数制御カウンタnの値がn=1であるか否かを判別する(S601)。n=1である場合(S601:Yes)、発熱体2の要求通電比率を決定する(S602)。
なお、発熱体2の要求通電比率決定は、例えば以下に示すようにして決定される。サーミスタ15を介して検出された現在のセラミックヒータ13の温度と目標温度との差分を算出して、この差分の累積に各々制御ゲインを乗じる。発熱体1の要求通電比率では、この結果と、端部昇温を検出するサブサーミスタ17の出力結果に基づいて要求通電比率を決定する。これに対し、発熱体2の要求通電比率は、サブサーミスタ17の検出結果に基づく要求通電比率への影響が発熱体1に対して相対的に逆方向へ作用するように設定される。このようにすることで、端部昇温に応じて、端部の抵抗比率の異なる発熱体1、2の要求通電比率に差を設けることができるため端部昇温の低減を図ることができる。
The CPU 50 determines whether or not the value of the wave number control counter n is n = 1 (S601). If n = 1 (S601: Yes), the required energization ratio of the heating element 2 is determined (S602).
The required energization ratio of the heating element 2 is determined, for example, as described below. The difference between the current temperature of the ceramic heater 13 detected through the thermistor 15 and the target temperature is calculated, and the accumulated difference is multiplied by a control gain. In the required energization ratio of the heating element 1, the required energization ratio is determined based on this result and the output result of the sub thermistor 17 that detects the end portion temperature rise. On the other hand, the required energization ratio of the heating element 2 is set so that the influence on the required energization ratio based on the detection result of the sub thermistor 17 acts relatively in the opposite direction to the heating element 1. By doing so, it is possible to provide a difference between the required energization ratios of the heating elements 1 and 2 having different resistance ratios at the ends according to the temperature rise at the ends, so that the temperature rise at the ends can be reduced. .

CPU50は、決定した要求通電比率の値にステップS404の処理において設定したオフセット通電比率kの値を減算する(S603)。
CPU50は、合算値を直近の累積要求比率に加算する(S604)。CPU50は、ステップS604の処理後の累積要求比率の値が1以上であるか否かを判別する(S605)。累積要求比率の値が1以上である場合(S605:Yes)、CPU50は、通電指示ON(オン)を表す信号を出力する(S606)。CPU50は、累積要求比率の値から1を減算する(S607)。CPU50は、通電指示ONの信号を受け付けたトライアックA制御回路3を介して、発熱体1の1半波通電を行う(S608)。
The CPU 50 subtracts the value of the offset power supply ratio k set in the process of step S404 from the value of the determined required power supply ratio (S603).
The CPU 50 adds the total value to the latest cumulative request ratio (S604). The CPU 50 determines whether or not the value of the cumulative request ratio after the processing of Step S604 is 1 or more (S605). When the value of the cumulative request ratio is 1 or more (S605: Yes), the CPU 50 outputs a signal indicating the energization instruction ON (S606). The CPU 50 subtracts 1 from the value of the cumulative request ratio (S607). The CPU 50 performs one-half-wave energization of the heating element 1 via the triac A control circuit 3 that has received the energization instruction ON signal (S608).

また、CPU50は、波数制御カウンタnの値がn=1でない場合(S601:No)、n=3であるか否かを判別する(S609)。n=3である場合(S609:Yes)、累積要求比率の値からオフセット通電比率kの値を加算する(S610)。この場合、累積要求比率の値からオフセット通電比率kの値を減算した結果が、ステップS604の処理における直近の累積要求比率になる。また、波数制御カウンタnの値がn=3でない場合(S609:No)、つまり波数制御カウンタnの値がn=2又はn=4である場合、ステップS611の処理へ進む。   When the value of the wave number control counter n is not n = 1 (S601: No), the CPU 50 determines whether or not n = 3 (S609). When n = 3 (S609: Yes), the value of the offset energization ratio k is added from the value of the cumulative request ratio (S610). In this case, the result of subtracting the value of the offset energization ratio k from the value of the cumulative request ratio is the latest cumulative request ratio in the process of step S604. If the value of the wave number control counter n is not n = 3 (S609: No), that is, if the value of the wave number control counter n is n = 2 or n = 4, the process proceeds to step S611.

CPU50は、通電指示ONの状態であるか否かを判別する(S611)。通電指示ONの状態である場合(S611:Yes)、CPU50は、トライアックA制御回路3を介して、発熱体1の1半波通電を行う(S612)。その後、CPU50は、通電指示OFF(オフ)を表す信号を出力する(S613)。   The CPU 50 determines whether or not the energization instruction is ON (S611). If the energization instruction is ON (S611: Yes), the CPU 50 performs one half-wave energization of the heating element 1 via the triac A control circuit 3 (S612). Thereafter, the CPU 50 outputs a signal indicating the power supply instruction OFF (S613).

このように、発熱体1、2の通電制御処理が行われる。なお図8は、各発熱体の要求通電比率に加算されるオフセットの推移を示している。図8では、縦軸を加算オフセットの値を表し、横軸は時間を表している。   Thus, the energization control process of the heating elements 1 and 2 is performed. FIG. 8 shows the transition of the offset added to the required energization ratio of each heating element. In FIG. 8, the vertical axis represents the value of the addition offset, and the horizontal axis represents time.

ここで、本実施形態に係るヒータ通電制御の効果について、比較例と対比しながら説明する。なお、比較例1の制御は、ステップS404の処理において設定するオフセット通電比率kの値を0.5とし、この値が更新されないものとする。また、比較例2の制御は、ステップS404の処理において設定するオフセット通電比率kの値を0とし、この値が更新されないものとする。つまり、本実施形態に係るヒータ通電制御と比べた場合、比較例1、2の制御においてオフセット通電比率を用いないという点が異なる。   Here, the effect of the heater energization control according to the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. In the control of Comparative Example 1, the value of the offset energization ratio k set in the process of step S404 is set to 0.5, and this value is not updated. In the control of the comparative example 2, the value of the offset energization ratio k set in the process of step S404 is set to 0, and this value is not updated. That is, when compared with the heater energization control according to the present embodiment, the difference is that the offset energization ratio is not used in the control of Comparative Examples 1 and 2.

図9は、発熱体1、2それぞれの要求通電比率の値を0.1に設定して本実施形態に係るヒータ通電制御を行った場合の通電の様子を示す図である。図10は、発熱体1、2それぞれの要求通電比率の値を0.1に設定して比較例1の制御を行った場合の通電の様子を示す図である。図11は、発熱体1、2それぞれの要求通電比率の値を0.1に設定して比較例2の制御を行った場合の通電の様子を示す図である。各図に示すグラフは、縦軸は通電比率を表しており、横軸は時間を表している。   FIG. 9 is a diagram illustrating a state of energization when the required energization ratio of each of the heating elements 1 and 2 is set to 0.1 and the heater energization control according to the present embodiment is performed. FIG. 10 is a diagram illustrating a state of energization when the control of Comparative Example 1 is performed by setting the required energization ratio of each of the heating elements 1 and 2 to 0.1. FIG. 11 is a diagram illustrating a state of energization when the control of Comparative Example 2 is performed with the value of the required energization ratio of each of the heating elements 1 and 2 set to 0.1. In the graphs shown in the figures, the vertical axis represents the energization ratio, and the horizontal axis represents time.

また、図12は、発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定して本実施形態に係るヒータ通電制御を行った場合の通電の様子を示す図である。図13は、発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定して比較例1の制御を行った場合の通電の様子を示す図である。図14は、発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定して比較例2の制御を行った場合の通電の様子を示す図である。各図に示すグラフは、縦軸は通電比率を表しており、横軸は時間を表している。   FIG. 12 shows a case where the value of the required energization ratio of the heating element 1 is set to 0.4 and the value of the required energization ratio of the heating element 2 is set to 0.2 to perform the heater energization control according to the present embodiment. It is a figure showing a situation of energization. FIG. 13 shows the state of energization when the control of Comparative Example 1 is performed with the required energization ratio value of the heating element 1 set to 0.4 and the required energization ratio value of the heating element 2 set to 0.2. FIG. FIG. 14 shows a state of energization when the control of Comparative Example 2 is performed by setting the value of the required energization ratio of the heating element 1 to 0.4 and the value of the required energization ratio of the heating element 2 to 0.2. FIG. In the graphs shown in the figures, the vertical axis represents the energization ratio, and the horizontal axis represents time.

また、図15は、発熱体1、2それぞれの要求通電比率の値を0.1に設定したヒータ13に流れる通電電流の波形に対してFFT(高速フーリエ変換)を行ったときの結果を示す図である。図15(a)は、本実施形態に係るヒータ通電制御、(b)は比較例1、(c)は比較例2の場合である。図16は、発熱体1の要求通電比率の値を0.4、発熱体2の要求通電比率の値を0.2に設定したヒータ13に流れる通電電流の波形に対してFFTを行ったときの結果を示す図である。図16(a)は、本実施形態に係るヒータ通電制御、(b)は比較例1、(c)は比較例2の場合である。図15、図16の各図に示すグラフは、縦軸はFFT結果を表しており、横軸は周波数[Hz]を表している。   FIG. 15 shows the result when FFT (Fast Fourier Transform) is performed on the waveform of the energizing current flowing through the heater 13 in which the required energizing ratio of each of the heating elements 1 and 2 is set to 0.1. FIG. FIG. 15A shows the heater energization control according to the present embodiment, FIG. 15B shows the case of Comparative Example 1, and FIG. 15C shows the case of Comparative Example 2. FIG. 16 shows a case where the FFT is performed on the waveform of the energizing current flowing through the heater 13 in which the required energizing ratio of the heating element 1 is set to 0.4 and the required energizing ratio of the heating element 2 is set to 0.2. It is a figure showing the result of. FIG. 16A shows the case of the heater energization control according to the present embodiment, FIG. 16B shows the case of Comparative Example 1, and FIG. 16C shows the case of Comparative Example 2. In the graphs shown in FIGS. 15 and 16, the vertical axis represents FFT results, and the horizontal axis represents frequency [Hz].

図9〜図14から、比較例2に対し、実施例や比較例1においては発熱体1、2の交互通電が様々な要求通電比率において実現されていることが見て取れる。また、図15、図16からは実施例が特に低通電比率において、比較例1、2に比べフリッカの発生しやすい10[Hz]近辺の通電電流振幅が小さいことが見て取れる。   From FIGS. 9 to 14, it can be seen that, in comparison with Comparative Example 2, in Examples and Comparative Example 1, alternating energization of the heating elements 1 and 2 is realized at various required energization ratios. 15 and FIG. 16, it can be seen that the current-carrying current amplitude in the vicinity of 10 [Hz] where the flicker is more likely to occur in the example, especially in the low current-carrying ratio, than in Comparative Examples 1 and 2, is small.

このように、本実施形態に係る画像形成装置1の定着装置300は、簡易な構成で長周期の通電比率も正確に保証できると共に複数発熱体の分散通電や通電比率変更の即応性向上が実現され、さらにフリッカ対策も行うことができる。   As described above, the fixing device 300 of the image forming apparatus 1 according to the present embodiment can accurately guarantee a long-period energization ratio with a simple configuration, and realizes improved responsiveness of distributed energization of a plurality of heating elements and change in energization ratio. In addition, flicker countermeasures can be taken.

本実施形態に係るヒータ通電制御処理では、発熱体の通電パターンをテーブルによって決めるのではなく、要求通電比率を記憶手段に累積保持してこれに基づいて逐次判断行うように制御する。そのため、細かな端数も含め、長周期的な通電比率のバランスを取ることが可能になり、また、急な通電比率変化に対しても即座に対応することができる。
また、発熱体1、2ごとに独立して半波単位で通電/非通電が制御される。具体的には、波数制御カウンタnの値がn=1とn=3のときにおいて1半波通電の可否を判断する。また、波数制御カウンタnの値がn=2とn=4の場合にはn=1とn=3の場合を引き継ぐことで、AC正負通電対象性を確保でき正負の位相のアンバランスによるフリッカ発生を防ぐことができる。
In the heater energization control process according to the present embodiment, the energization pattern of the heating element is not determined by a table, but the required energization ratio is accumulated and stored in the storage means, and the control is performed based on the accumulation ratio. Therefore, it is possible to balance the long-period energization ratio including a small fraction, and it is possible to immediately respond to a sudden change in the energization ratio.
Also, energization / de-energization is controlled independently for each heating element 1 and 2 in half-wave units. Specifically, when the value of the wave number control counter n is n = 1 and n = 3, it is determined whether one half-wave energization is possible. In addition, when the value of the wave number control counter n is n = 2 and n = 4, by taking over the case of n = 1 and n = 3, the AC positive / negative energization object can be secured, and the flicker due to the imbalance of the positive / negative phase can be ensured. Occurrence can be prevented.

また、発熱体1については、オフセット通電比率を波数制御カウンタnの値が1のときに加算し(S503)、数制御カウンタnの値が3のときに減算する(S510)。そのため、n=1側で累積要求値が1以上になりやすくなり、n=1側で通電指示が出やすいように傾向付けすることができる。一方、発熱体2については発熱体1と加算、減算を逆転させることで(S603、S610)、n=3側で通電指示がでやすいよう傾向付けることができる。
本実施形態に係るヒータ通電制御処理では、オフセット通電比率の値が4半波ごとに異なる第一の値と第二の値とが混在する状態となるように制御され、発熱体1と発熱体2の間で交互通電の傾向を付与することができる。これにより、発熱体1と発熱体2を独立制御していても、通電タイミングの平準化(バランス)することができる。つまり、どのような通電比率の組み合わせであっても、ヒータ13の通電電流の凹凸により生じるフリッカの低減を図ることができる。
For the heating element 1, the offset energizing ratio is added when the value of the wave number control counter n is 1 (S503), and is subtracted when the value of the number control counter n is 3 (S510). Therefore, the accumulated demand value tends to be 1 or more on the n = 1 side, and the energization instruction can be easily given on the n = 1 side. On the other hand, for the heating element 2, the addition and subtraction of the heating element 1 are reversed (S603, S610), so that the energization instruction can be easily given on the n = 3 side.
In the heater energization control process according to this embodiment, the offset energization ratio is controlled so that the first value and the second value that are different every quarter wave are mixed, and the heating element 1 and the heating element Between the two, a tendency of alternate energization can be provided. Thereby, even if the heating element 1 and the heating element 2 are independently controlled, the energization timing can be leveled (balanced). That is, regardless of the combination of the energization ratios, flicker caused by unevenness of the energization current of the heater 13 can be reduced.

また、フリッカについては10Hz近辺の通電電流変動による影響が出やすい。本実施形態に係るヒータ通電制御処理では、図4のステップS404の処理においてオフセット通電比率kを設定回数ごとに異ならせる場合を設けている。これにより、10[Hz]の変動が出やすいような要求通電比率が設定された場合においても、ヒータへの通電のON/OFFの周波数に変動を与えることがでる。そのため、10[Hz]近辺の周波数を低減することができる。   In addition, flicker is likely to be affected by fluctuations in the energizing current around 10 Hz. In the heater energization control process according to the present embodiment, a case is provided in which the offset energization ratio k is changed for each set number of times in the process of step S404 in FIG. As a result, even when the required energization ratio is set such that a fluctuation of 10 [Hz] is likely to occur, the ON / OFF frequency of energization to the heater can be varied. Therefore, the frequency around 10 [Hz] can be reduced.

上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。   The embodiments described above are for describing the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

1・・・画像形成装置、2・・・発熱体、3、4・・・トライアック制御回路、7、8・・・トライアック、12・・・定着フィルム、13・・・セラミックヒータ、15・・・サーミスタ、17・・・サブサーミスタ、18・・・加圧ローラ、19・・・ゼロクロス検知回路、50・・・CPU、100・・・ヒータ制御部、118・・・定着器ユニット、300・・・定着装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus, 2 ... Heating element, 3, 4 ... Triac control circuit, 7, 8 ... Triac, 12 ... Fixing film, 13 ... Ceramic heater, 15 ... · Thermistor, 17 ··· Sub thermistor, ·································································································································································································· ·· ..Fixing devices.

Claims (5)

記録媒体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体に形成されたトナー画像を当該記録媒体に熱定着させる複数の発熱手段と、
各発熱手段に供給する交流電源入力に対する通電/非通電を発熱手段ごとに独立して半波単位で制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、2半波ごとに、フル通電を1とする要求通電比率とオフセット通電比率とを合算して累積演算を行い、その結果が1を超えた場合に通電開始を指示すると共に累積演算結果から1減ずる演算を行い、前記オフセット通電比率は2半波ごとに正負を逆転させて発熱手段ごとに設定して前記複数の発熱手段のうち少なくとも2つについて正負の位相が逆に設定されることを特徴とする、
画像形成装置。
Image forming means for forming a toner image on a recording medium;
A plurality of heating means for thermally fixing the toner image formed on the recording medium to the recording medium;
Control means for independently controlling energization / de-energization of an AC power supply input supplied to each heat generation means for each heat generation means in half-wave units,
The control means performs a cumulative operation by adding the required power supply ratio and the offset power supply ratio for setting the full power supply to 1 for every two half-waves. An operation of subtracting 1 from the operation result is performed, and the offset energization ratio is set for each heating means by reversing the sign every two half-waves, and the positive and negative phases are set to be reversed for at least two of the plurality of heating means. Characterized by the fact that
Image forming device.
前記制御手段が前記累積演算を行った結果を格納する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記累積演算結果から1減ずる演算を行った結果を前記記憶手段に格納して当該累積演算結果の更新を行うことを特徴とする、
請求項1に記載の画像形成装置。
The control unit has a storage unit for storing a result of performing the accumulation operation,
The control means stores a result obtained by performing an operation of subtracting 1 from the cumulative operation result in the storage means and updates the cumulative operation result.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記オフセット通電比率の値が4半波ごとに異なる第一の値と第二の値とが混在する状態となるように制御することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の画像形成装置。
The control means is characterized in that the value of the offset energization ratio is controlled to be in a state in which a first value and a second value that are different for every four half waves are mixed.
The image forming apparatus according to claim 1.
前記発熱手段の温度を検出する第1の検出手段と、
前記発熱手段の端部昇温を検出する第2の検出手段と、を有し
前記制御手段は、前記第1、第2の検出手段の検出結果に基づいて前記要求通電比率を決定することを特徴とする、
請求項1、2又は3に記載の画像形成装置。
First detecting means for detecting the temperature of the heat generating means;
And a second detecting means for detecting an end temperature rise of the heat generating means. The control means determines the required energization ratio based on a detection result of the first and second detecting means. Features,
The image forming apparatus according to claim 1.
前記制御手段は、前記オフセット通電比率を設定する回数を示す設定回数と前記設定回数に対応する前記オフセット通電比率の設定値が規定された表を参照して前記オフセット通電比率を決定することを特徴とする、
請求項1乃至4いずれか一項に記載の画像形成装置。
The control unit determines the offset energization ratio by referring to a table in which a set number indicating the number of times to set the offset energization ratio and a set value of the offset energization ratio corresponding to the set number are defined. And
The image forming apparatus according to claim 1.
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