JP7443861B2 - Heater control device, heater control method, and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、ヒータ制御装置、ヒータ制御方法、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a heater control device, a heater control method, and an image forming apparatus.
用紙などの記録部材に転写されたトナー像を定着ユニットで加熱して定着させる画像形成装置では、ユーザの利便性やエネルギー効率を考慮して定着ユニットの温度を適切に制御している。定着ユニットは、ハロゲンヒータなどのヒータを内蔵した加熱ローラ、加熱ローラの表面温度を検知する温度センサ等を備え、ヒータ制御装置は、ヒータの表面温度と目標温度とに基づいて、ヒータの点灯制御を行って、定着ユニットの温度を設定温度に制御する。 2. Description of the Related Art In image forming apparatuses in which a toner image transferred to a recording member such as paper is heated and fixed by a fixing unit, the temperature of the fixing unit is appropriately controlled in consideration of user convenience and energy efficiency. The fixing unit includes a heating roller with a built-in heater such as a halogen heater, a temperature sensor that detects the surface temperature of the heating roller, etc., and a heater control device controls lighting of the heater based on the surface temperature of the heater and a target temperature. to control the temperature of the fixing unit to the set temperature.
制御方法としては、交流電源からの交流電圧の半周期（半波区間）毎の通電率を設定し、交流電圧の周期の整数倍の制御周期毎に所定の平均通電率となるようにした通電パターンにより、ヒータを点灯制御（通電制御）する制御方法が知られている（例えば特許文献１）。ここで、通電率とは、交流電圧の半周期（半波区間）に対してヒータに通電する時間の比率であり、交流電圧のオン／オフのタイミングにより通電する位相角を制御する位相制御により変化させることができる。なお、「平均通電率」、「通電パターン」は、それぞれ「点灯Ｄｕｔｙ比」、「点灯パターン」とも称されることもある。以下、本明細書においては「平均通電率」、「通電パターン」については、「点灯Ｄｕｔｙ比」、「点灯パターン」と表記する。 As a control method, the energization rate is set for each half cycle (half-wave section) of the AC voltage from the AC power source, and a predetermined average energization rate is achieved for each control cycle that is an integral multiple of the cycle of the AC voltage. A control method is known in which lighting control (energization control) of a heater is performed based on a pattern (for example, Patent Document 1). Here, the energization rate is the ratio of the time when the heater is energized to a half cycle (half-wave section) of the AC voltage, and is determined by phase control that controls the phase angle of energization depending on the on/off timing of the AC voltage. It can be changed. Note that the "average energization rate" and "energization pattern" may also be referred to as "lighting duty ratio" and "lighting pattern", respectively. Hereinafter, in this specification, "average energization rate" and "energization pattern" will be referred to as "lighting duty ratio" and "lighting pattern".
ところで定着ユニットは、印刷の短時間化の要求から、表面温度が設定温度にまで上昇するのに要する時間を短縮するために大型のヒータを実装している。大型のヒータは消費電力が大きいのでヒータに通電した際には、温度制御の初期段階において突入電流が生じ。特に、ハロゲンヒータは温度が低い状態では抵抗値が小さいため、温度が低下している温度制御の初期段階において突入電流がより大きくなりやすい。この突入電流の発生によって、電源の交流電圧が低下して、定着ユニットと電源系統を共にする蛍光灯などにフリッカ（蛍光灯のチラツキ等となって現れる）を生じさせる。 By the way, in order to reduce the time required for the surface temperature to rise to a set temperature, a large-sized heater is mounted on the fixing unit due to the demand for shorter printing times. Large heaters consume a lot of power, so when the heater is energized, an inrush current occurs during the initial stage of temperature control. In particular, since a halogen heater has a small resistance value when the temperature is low, the rush current tends to become larger in the initial stage of temperature control when the temperature is decreasing. Due to the generation of this rush current, the alternating current voltage of the power supply decreases, causing flicker (which appears as flickering in the fluorescent light) in a fluorescent light or the like that shares a power supply system with the fixing unit.
位相制御を行う場合、ヒータの立ち上げ時には点灯Ｄｕｔｙ比を低くすることで突入電流を小さくし、電圧変動によるフリッカの発生を抑制することはできる。しかし、位相制御を行うことによって、ヒータに供給される交流電圧波形が大きく歪められてしまうため、高調波電流が発生しやすくなる。高調波電流は、周辺機器や電源系統を誤動作させる原因となる。 When performing phase control, by lowering the lighting duty ratio when starting up the heater, it is possible to reduce the rush current and suppress the occurrence of flicker due to voltage fluctuations. However, by performing phase control, the AC voltage waveform supplied to the heater is greatly distorted, and therefore harmonic current is likely to occur. Harmonic currents cause peripheral devices and power supply systems to malfunction.
この高調波電流を抑制するため、特許文献１に記載された定着装置では、複数の異なる点灯Ｄｕｔｙ比の各々に対して、半波区間の通電率の組み合わせの異なる複数の点灯パターンを用意する。そして、新たに使用する点灯パターンを決定する際、新たに使用する点灯パターンによって生じる高調波電流と、過去の所定期間に使用された点灯パターンによって生じる高調波電流との平均値を各点灯パターンについて算出する。さらに、算出した平均値が平均高調波電流の規格値を超えない点灯パターンの中から、必要な電力に対応する点灯Ｄｕｔｙ比を有するいずれかの点灯パターンを選択する。また、必要な電力に対応する点灯Ｄｕｔｙ比のどの点灯パターンを使用しても高調波電流の規制値を超えてしまう場合は、点灯Ｄｕｔｙ比を下げて点灯パターンを選択する。 In order to suppress this harmonic current, the fixing device described in Patent Document 1 provides a plurality of lighting patterns with different combinations of energization rates in half-wave sections for each of a plurality of different lighting duty ratios. When determining a new lighting pattern to use, for each lighting pattern, calculate the average value of the harmonic current generated by the newly used lighting pattern and the harmonic current generated by the lighting pattern used for a predetermined period in the past. calculate. Further, from among the lighting patterns whose calculated average value does not exceed the standard value of the average harmonic current, one of the lighting patterns having a lighting duty ratio corresponding to the required power is selected. Furthermore, if the harmonic current exceeds the regulation value no matter which lighting pattern with the lighting duty ratio corresponding to the required power is used, a lighting pattern is selected by lowering the lighting duty ratio.
しかし、特許文献１に記載されたヒータ制御装置では、点灯Ｄｕｔｙ比を維持したまま高調波電流を抑制することができないため、制御周期の長期化を招き、結果として電力応答性を悪化させてしまうという問題がある。 However, in the heater control device described in Patent Document 1, harmonic current cannot be suppressed while maintaining the lighting duty ratio, resulting in a prolonged control cycle and, as a result, deterioration in power responsiveness. There is a problem.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、電力応答性を悪化させることなく、高調波電流の抑制を可能にすることである。 The present invention has been made in view of these circumstances, and it is an object of the present invention to enable suppression of harmonic current without deteriorating power responsiveness.
本発明は、ヒータ制御装置に関し、ヒータに通電する交流電圧の位相角を制御する位相制御により、前記交流電圧の周期の整数倍の制御周期毎に所定の点灯Ｄｕｔｙ比となるようにした第１の点灯パターンと、第２の点灯パターンと、を切り替えて用いて、前記ヒータを点灯制御する制御手段を有し、前記第１の点灯パターンは、交流電圧の全ての半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間毎の電力配分が均一で、当該半波区間毎のプラス側とマイナス側の対称性が保たれていて、偶数次高調波の発生を抑制する点灯パターンであり、前記第２の点灯パターンは、交流電圧の１周期おきの２つの半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間の数、及び当該位相制御により前記交流電圧のプラス側とマイナス側の対称性が保たれる半波区間の数が、前記第１の点灯パターンより少ない、奇数次高調波を抑制する点灯パターンであり、前記制御手段は、前記ヒータの点灯制御における前記第１の点灯パターンと前記第２の点灯パターンの使用回数をそれぞれ計測し、当該使用回数において、予め設定された前記第１の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、当該第１の点灯パターンから前記第２の点灯パターンに切り替え、また、予め設定された第２の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、前記第２の点灯パターンから前記第１の点灯パターンに切り替える、ことを特徴とする。 The present invention relates to a heater control device, and the present invention relates to a first heater control device that uses phase control to control the phase angle of an AC voltage applied to a heater so that a predetermined lighting duty ratio is achieved every control cycle that is an integral multiple of the cycle of the AC voltage. control means for controlling the lighting of the heater by switching between a lighting pattern and a second lighting pattern, wherein the first lighting pattern performs phase control in all half-wave sections of the AC voltage. The power distribution for each half-wave section in which the phase control is performed for each control period is uniform, and the symmetry between the plus side and the minus side of each half-wave section is maintained, and the generation of even-order harmonics is suppressed. The second lighting pattern is a lighting pattern in which phase control is performed in two half-wave sections every other period of AC voltage, and the number of half-wave sections in which phase control is performed for each control period, and the corresponding phase. The number of half-wave sections in which the symmetry between the positive side and the negative side of the AC voltage is maintained by control is smaller than that of the first lighting pattern, and the lighting pattern suppresses odd harmonics, and the control means measures the number of uses of the first lighting pattern and the second lighting pattern in lighting control of the heater, and determines whether the number of consecutive uses of the first lighting pattern has reached a preset maximum number of times of use. When the number of consecutive uses of the second lighting pattern is reached, the first lighting pattern is switched to the second lighting pattern, and when the preset maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern is reached, the second lighting pattern is switched to the second lighting pattern. It is characterized by switching to the first lighting pattern .
本発明によれば、電力応答性を悪化させることなく、高調波電流の抑制が可能になる。 According to the present invention, harmonic current can be suppressed without deteriorating power responsiveness.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
〈本発明の実施形態に係る画像形成装置〉
図１に示すように、画像形成装置１００は、シート状の記録媒体である記録材（例えば、「転写紙」）に形成されている画像を光学的に読み取るスキャナ部１０と、スキャナ部１０で読み取った画像に対して所定の画像処理を施した後の画像に応じたトナー像を記録材に転写するエンジン部２０と、記録材を格納するための記録材収容部としての給紙トレイ３０と、エンジン部２０で記録材に転写されたトナー像を定着させるための定着装置５０と、から構成されている。なお、本発明の実施形態に係るヒータ制御装置は定着装置５０に設けられている。
<Image forming apparatus according to embodiment of the present invention>
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes a scanner section 10 that optically reads an image formed on a recording material (for example, "transfer paper") that is a sheet-like recording medium; An engine section 20 that transfers a toner image corresponding to the image after performing predetermined image processing on the read image onto a recording material, and a paper feed tray 30 that serves as a recording material storage section for storing the recording material. , and a fixing device 50 for fixing the toner image transferred to the recording material by the engine section 20. Note that the heater control device according to the embodiment of the present invention is provided in the fixing device 50.
スキャナ部１０は、画像が形成された記録材を光学的にスキャンすることによって、記録材に付されている情報を画像信号に変換してエンジン部２０に出力する。 The scanner section 10 optically scans the recording material on which the image is formed, converts information attached to the recording material into an image signal, and outputs the image signal to the engine section 20 .
画像形成部としてのエンジン部２０は、スキャナ部１０から出力された画像信号に対して、色変換、階調補正などの画像処理を施し、画像処理後の画像に応じて静電潜像を像担持体に作像し、作像した静電潜像に顕像材としての付着物であるトナーを付着してトナー像を形成する。エンジン部２０は、さらに、形成したトナー像を給紙トレイ３０から搬送路４０を介して搬送された媒体としての記録材に転写して、当該記録材を、搬送路４０を介して定着装置５０に向けて送り出す。 The engine unit 20, which serves as an image forming unit, performs image processing such as color conversion and gradation correction on the image signal output from the scanner unit 10, and forms an electrostatic latent image according to the image after image processing. An image is formed on a carrier, and toner as a developing material is attached to the formed electrostatic latent image to form a toner image. The engine unit 20 further transfers the formed toner image onto a recording material as a medium conveyed from the paper feed tray 30 via a conveyance path 40, and transfers the recording material to a fixing device 50 via the conveyance path 40. send it towards.
定着装置５０は、トナー像が付着した記録材に対して、円筒状の定着ローラ５１ａによる熱と加圧ローラ５１ｂによる圧力を付加し、記録材に付着したトナー像を熱と圧力によって定着させて、排紙トレイに向けて排紙する。 The fixing device 50 applies heat by a cylindrical fixing roller 51a and pressure by a pressure roller 51b to the recording material to which the toner image is attached, and fixes the toner image attached to the recording material by heat and pressure. , output the paper toward the paper output tray.
〈第１の実施形態に係るヒータ制御装置〉
次に、本発明の第１の実施形態に係るヒータ制御装置について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るヒータ制御装置である加熱制御装置６０の要部構成を示すブロック図である。
<Heater control device according to the first embodiment>
Next, a heater control device according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of main parts of a heating control device 60, which is a heater control device according to the first embodiment of the present invention.
図２に示すように、加熱制御装置６０は、定着装置５０に備えられていて、トライアック５４と、温度センサ５５と、制御部５６と、ゼロクロス検知部５７と、を有する。加熱制御装置６０は、記録材を加熱する加熱部材である定着ローラ５１ａを加熱するヒータ５２の加熱動作（点灯動作、通電動作）を制御する装置である。ヒータ５２は、加熱制御装置６０の制御によって定着ローラ５１ａを加熱する加熱状態（点灯状態、通電状態）と加熱しない状態（消灯状態、非通電状態）が制御される。 As shown in FIG. 2, the heating control device 60 is included in the fixing device 50 and includes a triac 54, a temperature sensor 55, a control section 56, and a zero-cross detection section 57. The heating control device 60 is a device that controls the heating operation (lighting operation, energizing operation) of the heater 52 that heats the fixing roller 51a, which is a heating member that heats the recording material. The heater 52 is controlled by the heating control device 60 to be in a heating state (lit state, energized state) in which it heats the fixing roller 51a and in a state in which it is not heated (lighted out state, de-energized state).
定着ローラ５１ａは、ヒータ５２からの熱を受けるとともに、加圧ローラ５１ｂ（図１）と圧接しながら回転して、記録材に転写されているトナー像を定着させる。定着ローラ５１ａは、加熱部材の一例である。 The fixing roller 51a receives heat from the heater 52 and rotates while being in pressure contact with the pressure roller 51b (FIG. 1), thereby fixing the toner image transferred to the recording material. The fixing roller 51a is an example of a heating member.
また、ヒータ５２は、加熱部材としての定着ローラ５１ａを加熱する加熱手段の一例である。加熱手段としてのヒータ５２は、例えば、定着ローラ５１ａに内蔵されている。ヒータ５２の熱は、定着ローラ５１ａを介して記録材に付されたトナー像を熱で溶かす程度の温度である。ヒータ５２は、定着ローラ５１ａを加熱して記録材にトナー画像を定着させる熱源となる。なお、ヒータ５２には、例えば、ハロゲンランプを点灯した際に発生する放射熱によって加熱を行うハロゲンヒータが用いられる。 Further, the heater 52 is an example of a heating unit that heats the fixing roller 51a as a heating member. The heater 52 as a heating means is built into the fixing roller 51a, for example. The heat of the heater 52 is at a temperature that melts the toner image applied to the recording material via the fixing roller 51a. The heater 52 serves as a heat source that heats the fixing roller 51a to fix the toner image on the recording material. Note that the heater 52 is, for example, a halogen heater that performs heating using radiant heat generated when a halogen lamp is turned on.
交流電源５３は、ヒータ５２に対して交流電圧を供給する。本実施形態では、時間とともに正弦波状に変化する交流電圧を供給するものとする。また、本実施形態では、交流電源５３からの供給電圧に係る電圧波形の周期に基づき、ヒータ５２の加熱動作の制御を行う周期を「制御周期」とする。すなわち、ヒータ５２の加熱動作の制御をフィードバック制御として行うときの周期は、交流電源５３からの交流電圧に係る電圧波形周期に基づくものとする。本実施形態では、例えば、交流電源５３からの交流電圧の２周期（４半波区間）を１制御周期とする。なお、制御周期は、ヒータ５２の加熱に用いられる供給電圧の周期に基づき、その整数倍とするものであれば、上記の例に限定するものではない。この交流電源５３は、画像形成装置１００に供給される動作用電源や、定着装置５０に供給される動作用電源を共用してもよいし、個別に設けてもよい。 AC power supply 53 supplies AC voltage to heater 52 . In this embodiment, an AC voltage that changes sinusoidally over time is supplied. Furthermore, in the present embodiment, the period in which the heating operation of the heater 52 is controlled based on the period of the voltage waveform related to the voltage supplied from the AC power source 53 is referred to as a "control period." That is, the cycle when controlling the heating operation of the heater 52 as feedback control is based on the voltage waveform cycle of the AC voltage from the AC power supply 53. In this embodiment, for example, two cycles (four half-wave sections) of the AC voltage from the AC power supply 53 are defined as one control cycle. Note that the control period is not limited to the above example as long as it is based on the period of the supply voltage used to heat the heater 52 and is an integral multiple thereof. The AC power source 53 may be used in common as the operating power source supplied to the image forming apparatus 100 and the fixing device 50, or may be provided separately.
トライアック５４は、スイッチング手段であり、交流電源５３から供給される交流電圧を、制御部５６から指示されたタイミングでスイッチング（オン／オフ）する。そして、トライアック５４は、スイッチングされた交流電圧をヒータ５２に供給する。なお、トライアック５４がオン時には、ヒータ５２が点灯状態（通電状態）となり発熱する。そして、トライアック５４がオフ時には、ヒータ５２が消灯状態（非通電状態）となる。 The triac 54 is a switching means, and switches (on/off) the AC voltage supplied from the AC power supply 53 at a timing instructed by the control unit 56. The triac 54 then supplies the switched AC voltage to the heater 52. Note that when the triac 54 is on, the heater 52 is turned on (energized) and generates heat. When the triac 54 is turned off, the heater 52 is turned off (de-energized).
温度センサ５５は、温度検知手段の一例であり、定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。温度センサ５５は、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを内蔵しており、当該サーミスタの抵抗値に基づいて定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。温度センサ５５は、定着ローラ５１ａに内蔵してもよい。また、温度センサ５５を定着ローラ５１ａの表面に対向する位置に設置して、定着ローラ５１ａの表面温度を非接触で測定してもよい。温度センサ５５により測定された定着ローラ５１ａの表面温度は、制御部５６によって取得される。 Temperature sensor 55 is an example of temperature detection means, and measures the surface temperature of fixing roller 51a. The temperature sensor 55 includes, for example, a thermistor whose resistance value changes depending on the temperature, and measures the surface temperature of the fixing roller 51a based on the resistance value of the thermistor. The temperature sensor 55 may be built into the fixing roller 51a. Alternatively, the temperature sensor 55 may be installed at a position facing the surface of the fixing roller 51a to measure the surface temperature of the fixing roller 51a in a non-contact manner. The surface temperature of the fixing roller 51a measured by the temperature sensor 55 is acquired by the control unit 56.
ゼロクロス検知部５７は、交流電源５３から供給される交流電圧が０ボルトを横切るタイミング、すなわちプラス側（正電圧）からマイナス側（負電圧）へ移行するタイミング、またはマイナス側（負電圧）からプラス側（正電圧）へ移行するタイミングを検知する。供給電圧が０ボルトを横切るタイミングを、以降では「ゼロクロスのタイミング」と称する。そして、ゼロクロス検知部５７は、ゼロクロスのタイミングを検知したときに、制御部５６に対して、ゼロクロス検知信号を出力する。 The zero cross detection unit 57 detects the timing at which the AC voltage supplied from the AC power supply 53 crosses 0 volts, that is, the timing at which it transitions from the plus side (positive voltage) to the minus side (negative voltage), or from the minus side (negative voltage) to the plus side. Detects the timing of transition to the positive voltage side (positive voltage). The timing at which the supply voltage crosses 0 volts will hereinafter be referred to as "zero crossing timing." Then, the zero-cross detection section 57 outputs a zero-cross detection signal to the control section 56 when detecting the zero-cross timing.
制御手段としての制御部５６は、温度センサ５５が測定した定着ローラ５１ａの表面温度と、ゼロクロス検知部５７が検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングとに基づいて、交流電圧をスイッチングするタイミングを決定する。そして、制御部５６は、決定したタイミングに基づいてトライアック５４を動作させる。 The control unit 56 as a control unit determines the timing for switching the AC voltage based on the surface temperature of the fixing roller 51a measured by the temperature sensor 55 and the zero-cross timing of the AC voltage detected by the zero-cross detection unit 57. . Then, the control unit 56 operates the triac 54 based on the determined timing.
制御部５６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、入出力インタフェースとがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される情報処理装置と同等のハードウェアにより構成される。また、制御部５６において実現される機能ブロックは、ハードウェア資源としてのＣＰＵが、ＲＯＭが記憶しているプログラムを読み出して実行することにより実現される。 The control unit 56 is an information processing device implemented as a computer in which a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an input/output interface are connected via a bus. Consists of equivalent hardware. Further, the functional blocks realized in the control unit 56 are realized by a CPU serving as a hardware resource reading and executing a program stored in a ROM.
制御部５６は、ハードウェア資源とコンピュータプログラムによって実現される以下の機能ブロックを有する。すなわち、制御部５６は、加熱制御部５６１と、点灯パターン記憶部５６２と、連続使用回数カウンタ５６３と、最大連続使用回数設定値記憶部５６４と、点灯パターン切替判定部５６５と、を有する。 The control unit 56 has the following functional blocks realized by hardware resources and computer programs. That is, the control unit 56 includes a heating control unit 561, a lighting pattern storage unit 562, a continuous use count counter 563, a maximum continuous use count setting value storage unit 564, and a lighting pattern switching determination unit 565.
加熱制御部５６１は、温度センサ５５により検知された定着ローラ５１ａの表面温度、及び点灯パターン切替判定部５６５から通知される判定結果に基づいて、特定点灯パターンが格納されている点灯パターンテーブルを選択する。特定点灯パターンとは、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている点灯パターンテーブルの中から上記の判定結果に基づいて特定される電圧波形パターンである。本実施形態において、特定点灯パターンには、偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンと、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンと、が含まれる。加熱制御部５６１は、選択した特定点灯パターンに基づいて、トライアック５４のスイッチング動作を制御する。 The heating control unit 561 selects the lighting pattern table in which the specific lighting pattern is stored, based on the surface temperature of the fixing roller 51a detected by the temperature sensor 55 and the determination result notified from the lighting pattern switching determination unit 565. do. The specific lighting pattern is a voltage waveform pattern specified from the lighting pattern table stored in the lighting pattern storage section 562 based on the above determination result. In this embodiment, the specific lighting patterns include lighting patterns that are advantageous for suppressing even-order harmonic currents and disadvantageous for suppressing odd-order harmonic currents, and lighting patterns that are advantageous for suppressing odd-order harmonic currents. This includes a lighting pattern that is disadvantageous in suppressing even-order harmonic current. The heating control unit 561 controls the switching operation of the triac 54 based on the selected specific lighting pattern.
記憶手段としての点灯パターン記憶部５６２には点灯パターンテーブルが記憶されている。点灯パターンテーブルは、トライアック５４のスイッチング動作によって、交流電源５３からヒータ５２に通電する交流電圧の位相角を制御し、ヒータ５２に通電する交流電圧が制御周期毎に所定の点灯Ｄｕｔｙ比となるようにするためのデータである点灯パターンを記憶しているテーブルである。点灯パターンは複数あり、それぞれが格納されている複数の点灯パターンテーブルがある。本実施形態では、偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な第１点灯パターン、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な第２乃至第４点灯パターンからなる４つの点灯パターンを保持する４つの点灯パターンテーブルがある。ただし、これは一例であって、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターン、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンは、それぞれ１つ以上あればよい。これらの点灯パターン及び点灯パターンテーブルの詳細については後述する。 A lighting pattern table is stored in a lighting pattern storage section 562 serving as a storage means. The lighting pattern table controls the phase angle of the AC voltage applied to the heater 52 from the AC power supply 53 by the switching operation of the triac 54, so that the AC voltage applied to the heater 52 has a predetermined lighting duty ratio for each control cycle. This is a table that stores lighting patterns that are data for There are multiple lighting patterns, and there are multiple lighting pattern tables in which each lighting pattern is stored. In this embodiment, the first lighting pattern is advantageous in suppressing even-order harmonic currents and disadvantageous in suppressing odd-order harmonic currents, and the first lighting pattern is advantageous in suppressing odd-order harmonic currents and disadvantageous in suppressing odd-order harmonic currents. There are four lighting pattern tables that hold four lighting patterns consisting of second to fourth lighting patterns that are disadvantageous in suppressing harmonic current. However, this is just an example, and there are lighting patterns that are disadvantageous in suppressing odd-order harmonic currents, lighting patterns that are advantageous in suppressing odd-order harmonic currents, and disadvantageous in suppressing even-order harmonic currents. , one or more of each is sufficient. Details of these lighting patterns and lighting pattern tables will be described later.
連続使用回数カウンタ５６３は、加熱制御部５６１がいずれかの点灯パターンによるヒータ点灯制御を開始してから、その点灯パターンによる連続点灯制御回数をカウントする。本実施形態では、連続使用回数カウンタ５６３は、第１点灯パターンによる連続点灯制御回数をカウントする第１カウント手段、第２点灯パターンによる連続点灯制御回数をカウントする第２カウント手段、第３点灯パターンによる連続点灯制御回数をカウントする第３カウント手段、第４点灯パターンによる連続点灯制御回数をカウントする第４カウント手段を含む。 The continuous use counter 563 counts the number of continuous lighting controls based on any lighting pattern after the heating control unit 561 starts the heater lighting control using that lighting pattern. In this embodiment, the continuous use number counter 563 includes a first counting means for counting the number of times of continuous lighting control using the first lighting pattern, a second counting means for counting the number of times of continuous lighting control using the second lighting pattern, and a third lighting pattern. and a fourth counting means for counting the number of times of continuous lighting control according to the fourth lighting pattern.
最大連続使用回数設定値記憶部５６４は、各点灯パターンの最大連続使用回数の設定値を記憶している。本実施形態では、第１点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第１設定値を記憶する第１設定値記憶部、第２点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第２設定値を記憶する第２設定値記憶部、第３点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第３設定値を記憶する第３設定値記憶部、第４点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第４設定値を記憶する第４設定値記憶部を含む。 The maximum number of consecutive uses setting value storage unit 564 stores the setting value of the maximum number of consecutive uses of each lighting pattern. In this embodiment, a first setting value storage unit stores a first setting value that is a setting value for the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern, and a second setting value that is a setting value for the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern. a second set value storage unit that stores a value, a third set value storage unit that stores a third set value that is a set value of the maximum number of consecutive uses of the third lighting pattern, and a setting of the maximum number of consecutive uses of the fourth lighting pattern. It includes a fourth setting value storage unit that stores a fourth setting value.
点灯パターン切替判定部５６５は、連続使用回数カウンタ５６３のカウント値が最大連続使用回数設定値記憶部５６４に記憶されている設定値を超えたか否かを判定し、その判定結果を加熱制御部５６１に通知する。本実施形態では、点灯パターン切替判定部５６５は、第１カウント手段のカウント値が第１設定値を超えたか否かを判定し、その判定結果を加熱制御部５６１に通知する第１判定手段、第２カウント手段のカウント値が第２設定値を超えたか否かを判定し、その判定結果を加熱制御部５６１に通知する第２判定手段、第３カウント手段のカウント値が第３設定値を超えたか否かを判定し、その判定結果を加熱制御部５６１に通知する第３判定手段、第４カウント手段のカウント値が第４設定値を超えたか否かを判定し、その判定結果を加熱制御部５６１に通知する第４判定手段を構成する。 The lighting pattern switching determination section 565 determines whether the count value of the continuous use number counter 563 exceeds the set value stored in the maximum number of consecutive use number setting value storage section 564, and transmits the determination result to the heating control section 561. to notify. In the present embodiment, the lighting pattern switching determination unit 565 includes a first determination unit that determines whether the count value of the first counting unit exceeds the first set value and notifies the heating control unit 561 of the determination result; A second determining means determines whether the count value of the second counting means exceeds the second set value and notifies the heating control unit 561 of the determination result, and the count value of the third counting means exceeds the third set value. A third determination means determines whether the count value exceeds the fourth set value and notifies the heating control unit 561 of the determination result, and a third determination means determines whether the count value of the fourth counting means exceeds the fourth set value and notifies the heating control unit 561 of the determination result. It constitutes a fourth determination means that notifies the control unit 561.
加熱制御部５６１は、第１判定手段、第２判定手段、第３判定手段、第４判定手段のいずれかから、最大連続使用回数の設定値を超えたとの判定結果が通知された場合、使用する点灯パターンを切り替えて点灯制御を行う。この点灯制御の切替えの詳細については後述する。 When the heating control unit 561 is notified from any of the first determining means, the second determining means, the third determining means, and the fourth determining means that the set value of the maximum number of consecutive uses has been exceeded, the heating control unit 561 stops the use. Lighting control is performed by switching the lighting pattern. Details of this lighting control switching will be described later.
〈点灯パターンテーブル〉
ここで、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている各点灯パターンテーブルに格納されている点灯パターンについて、図３乃至図６を用いて説明する。
<Lighting pattern table>
Here, the lighting patterns stored in each lighting pattern table stored in the lighting pattern storage section 562 will be explained using FIGS. 3 to 6.
図３、図４、図５、図６は、それぞれ第１点灯パターン、第２点灯パターン、第３点灯パターン、第４点灯パターンが格納されている第１点灯パターンテーブル、第２点灯パターンテーブル、第３点灯パターンテーブル、第４点灯パターンテーブルを示す図である。ここでは、説明の便宜上、これらの図において第１乃至第４の点灯パターンとして図示されている交流電圧の波形は、点灯パターンテーブル上のデータ、すなわち点灯パターン自身ではなく、その点灯パターンによりトライアック５４をスイッチングした場合にヒータ５２に供給される電圧の波形を例示したものである。また、各点灯パターンにおける電圧波形の半波毎の比率は通電率である。 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 show a first lighting pattern table, a second lighting pattern table, which store a first lighting pattern, a second lighting pattern, a third lighting pattern, and a fourth lighting pattern, respectively. It is a figure which shows the 3rd lighting pattern table and the 4th lighting pattern table. Here, for convenience of explanation, the AC voltage waveforms illustrated as the first to fourth lighting patterns in these figures are the data on the lighting pattern table, that is, not the lighting patterns themselves, but the triac 54 due to the lighting patterns. This figure illustrates the waveform of the voltage supplied to the heater 52 when switching is performed. Further, the ratio of each half wave of the voltage waveform in each lighting pattern is the energization rate.
第１点灯パターンは、偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンである。また、第２点灯パターン、第３点灯パターン、及び第４点灯パターンは、どれも奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンである。すなわち、第１点灯パターンは、本発明に係る第１の点灯パターンの例であり、第２点灯パターン、第３点灯パターン、第４点灯パターンは、いずれも本発明に係る第２の点灯パターンの例である。 The first lighting pattern is a lighting pattern that is advantageous in suppressing even-order harmonic currents and disadvantageous in suppressing odd-order harmonic currents. Further, the second lighting pattern, the third lighting pattern, and the fourth lighting pattern are all lighting patterns that are advantageous in suppressing odd-order harmonic currents and disadvantageous in suppressing even-order harmonic currents. That is, the first lighting pattern is an example of the first lighting pattern according to the present invention, and the second lighting pattern, the third lighting pattern, and the fourth lighting pattern are all examples of the second lighting pattern according to the present invention. This is an example.
図３に示されているように、第１点灯パターンテーブル５６２１に格納されている第１点灯パターンでは、制御周期の全ての半波区間、すなわち第１半波区間ａ、第２半波区間ｂ、第３半波区間ｃ、及び第４半波区間ｄで位相制御を行い、各半波区間で均一に通電率を増加させていく。ここでは、点灯Ｄｕｔｙ比、すなわち制御周期毎の各半波区間の通電率の平均値が１０％、５０％、及び９０％の場合について図示した（以後説明する図４、図５、図６についても同様）。加熱制御部５６１は、温度センサ５５が検知した定着ローラ５１ａの表面温度に基づいて、所要の点灯Ｄｕｔｙ比の点灯パターンを選択する。 As shown in FIG. 3, in the first lighting pattern stored in the first lighting pattern table 5621, all half-wave sections of the control cycle, that is, the first half-wave section a, the second half-wave section b , the third half-wave section c, and the fourth half-wave section d, and the energization rate is uniformly increased in each half-wave section. Here, the cases where the lighting duty ratio, that is, the average value of the energization rate in each half-wave section for each control cycle, are 10%, 50%, and 90% are illustrated. (same as well). The heating control unit 561 selects a lighting pattern with a required lighting duty ratio based on the surface temperature of the fixing roller 51a detected by the temperature sensor 55.
第１点灯パターンでは、半波区間毎の電力配分が均一であるため、半波区間毎のプラス側とマイナス側の対称性が保たれ、偶数次高調波の発生を抑えることができる。このため、偶数次の高調波電流の抑制に有利である。しかし、半波区間毎に位相制御を行うため、奇数次高調波が多くなる。したがって、奇数次の高調波電流の抑制には不利である。 In the first lighting pattern, since the power distribution for each half-wave section is uniform, the symmetry between the plus side and the minus side for each half-wave section is maintained, and the generation of even-order harmonics can be suppressed. Therefore, it is advantageous for suppressing even-order harmonic currents. However, since phase control is performed for each half-wave section, the number of odd-order harmonics increases. Therefore, it is disadvantageous for suppressing odd-order harmonic currents.
図４に示されているように、第２点灯パターンテーブル５６２２に格納されている第２点灯パターンでは、点灯Ｄｕｔｙ比に応じて、制御周期の前半（第１半波区間ａ及び第２半波区間ｂ）又は後半（第３半波区間ｃ及び第４半波区間ｄ）で位相制御を行う。すなわち、まず第１半波区間ａ及び第２半波区間ｂで位相制御を行って、それらの区間の通電率を増加させていく。この間、第３半波区間ｃ及び第４半波区間ｄでは位相制御を行わず、通電率は０％に固定されている。第１半波区間ａ及び第２半波区間ｂの通電率が１００％（点灯Ｄｕｔｙ比が５０％）になったら、第１半波区間ａ及び第２半波区間ｂの通電率を１００％に固定するとともに、第３半波区間ｃ及び第４半波区間ｄで位相制御を行い、第３半波区間ｃ及び第４半波区間ｄの通電率を増加させていく。つまり、第２の点灯パターンは、交流電圧の１周期置きの２つの半波区間で位相制御を行う点灯パターンである。 As shown in FIG. 4, in the second lighting pattern stored in the second lighting pattern table 5622, the first half of the control cycle (the first half-wave interval a and the second half-wave interval Phase control is performed in section b) or the latter half (third half-wave section c and fourth half-wave section d). That is, first, phase control is performed in the first half-wave section a and the second half-wave section b, and the energization rate in these sections is increased. During this time, phase control is not performed in the third half-wave section c and the fourth half-wave section d, and the energization rate is fixed at 0%. When the energization rate of the first half-wave section a and the second half-wave section b reaches 100% (lighting duty ratio is 50%), the energization rate of the first half-wave section a and the second half-wave section b becomes 100%. , and the phase control is performed in the third half-wave section c and the fourth half-wave section d, and the energization rate in the third half-wave section c and the fourth half-wave section d is increased. In other words, the second lighting pattern is a lighting pattern in which phase control is performed in two half-wave sections of the AC voltage every other cycle.
この第２点灯パターンは、制御周期毎の半波区間の位相制御数が２つであり、第１の点灯パターンより少ないため、第１点灯パターンよりも奇数次高調波が少なくなる。したがって、奇数次の高調波電流の抑制に有利である。 In this second lighting pattern, the number of phase controls in the half-wave section for each control cycle is two, which is less than the first lighting pattern, so the number of odd-order harmonics is smaller than in the first lighting pattern. Therefore, it is advantageous for suppressing odd-order harmonic currents.
図５に示されているように、第３点灯パターンテーブル５６２３に格納されている第３点灯パターンでは、まず第１半波区間ａ及び第３半波区間ｃで位相制御を行い、それらの区間の通電率を増加させていく。この間、第２半波区間ｂ及び第４半波区間ｄでは位相制御を行わず、通電率は０％に固定されている。第１半波区間ａ及び第３半波区間ｃの通電率が１００％（点灯Ｄｕｔｙ比が５０％）になったら、第１半波区間ａ及び第３半波区間ｃの通電率を１００％に固定するとともに、第２半波区間ｂ及び第４半波区間ｄで位相制御を行い、第２半波区間ｂ及び第４半波区間ｄの通電率を増加させていく。つまり、第３点灯パターンは、交流電圧の各周期の１つの半波区間で位相制御を行うパターンである。 As shown in FIG. 5, in the third lighting pattern stored in the third lighting pattern table 5623, phase control is first performed in the first half-wave section a and the third half-wave section c, and then The energization rate will be increased. During this time, phase control is not performed in the second half-wave section b and the fourth half-wave section d, and the energization rate is fixed at 0%. When the energization rate of the first half-wave section a and the third half-wave section c reaches 100% (lighting duty ratio is 50%), the energization rate of the first half-wave section a and the third half-wave section c becomes 100%. , and phase control is performed in the second half-wave section b and fourth half-wave section d to increase the energization rate in the second half-wave section b and the fourth half-wave section d. In other words, the third lighting pattern is a pattern in which phase control is performed in one half-wave section of each cycle of the AC voltage.
この第３点灯パターンも、第２点灯パターンと同様に制御周期毎の半波区間の位相制御数が２つであり、第１点灯パターンより少ないため、第１点灯パターンよりも奇数次高調波が少なくなる。したがって、奇数次の高調波電流の抑制に有利である。また、１半波区間置きに通電されるため、第２点灯パターンより突入電流が少なくなる。 Like the second lighting pattern, this third lighting pattern also has two phase control numbers in the half-wave section for each control cycle, which is less than the first lighting pattern, so the odd-numbered harmonics are higher than in the first lighting pattern. It becomes less. Therefore, it is advantageous for suppressing odd-order harmonic currents. Further, since the current is applied every half-wave period, the inrush current is smaller than in the second lighting pattern.
図６に示されているように、第４点灯パターンテーブル５６２４に格納されている第４点灯パターンでは、まず第１半波区間ａで位相制御を行い、その区間の通電率を増加させていく。この間、他の３つの半波区間では位相制御を行わず、通電率は０％に固定されている。そして、第１半波区間ａの通電率が１００％（点灯Ｄｕｔｙ比が２５％）になったら、の通電率を第１半波区間ａ１００％に固定するとともに、第２半波区間ｂで位相制御を行い、第２半波区間ｂの通電率を増加させていく。そして、第２半波区間ｂの通電率が１００％（点灯Ｄｕｔｙ比が５０％）になったら、第３半波区間ｃで位相制御を行い、第３半波区間ｃの通電率を増加させていく。以後、第３半波区間ｃ、第４半波区間ｄでも同様に通電率を増加させていく。つまり、第４点灯パターンは、交流電圧の１周期おきの１つの半波区間で位相制御を行うパターンである。 As shown in FIG. 6, in the fourth lighting pattern stored in the fourth lighting pattern table 5624, phase control is first performed in the first half-wave section a, and the energization rate in that section is increased. . During this time, phase control is not performed in the other three half-wave sections, and the energization rate is fixed at 0%. When the energization rate in the first half-wave section a reaches 100% (lighting duty ratio is 25%), the energization rate is fixed at 100% in the first half-wave section a, and the phase in the second half-wave section b is fixed. Control is performed to increase the energization rate in the second half-wave section b. Then, when the energization rate in the second half-wave section b reaches 100% (lighting duty ratio is 50%), phase control is performed in the third half-wave section c to increase the energization rate in the third half-wave section c. To go. Thereafter, the energization rate is similarly increased in the third half-wave section c and the fourth half-wave section d. That is, the fourth lighting pattern is a pattern in which phase control is performed in one half-wave section of every other cycle of the AC voltage.
この第４点灯パターンは、制御周期毎の半波区間の位相制御数が１つであり、第１乃至第３の点灯パターンより少ないため、第１乃至第３点灯パターンよりも奇数次高調波が少なくなる。したがって、第１乃至第４点灯パターンのうち、奇数次の高調波電流の抑制に最も有利である。 In this fourth lighting pattern, the number of phase controls in the half-wave section for each control cycle is one, which is smaller than in the first to third lighting patterns, so that the odd-numbered harmonics are smaller than in the first to third lighting patterns. It becomes less. Therefore, among the first to fourth lighting patterns, this is the most advantageous for suppressing odd-order harmonic currents.
なお、以上の各点灯パターンテーブルに格納されている点灯パターンの同一の点灯Ｄｕｔｙ比において、ヒータに対する供給電力が等しくなるようにする。また、各点灯パターンは実際のヒータに合わせて通電率を調整し、供給電力を設定することが必要である。 Note that at the same lighting duty ratio of the lighting patterns stored in each of the above lighting pattern tables, the power supplied to the heaters is made equal. Further, for each lighting pattern, it is necessary to adjust the energization rate and set the supplied power according to the actual heater.
〈第１の実施形態に係るヒータ制御方法〉
偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンである第１点灯パターン、又は奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターン、例えば第２点灯パターンを続けて使用してヒータ５２の点灯制御を行った場合、奇数次又は偶数次の高調波電流が規制を満たさない場合がある。
<Heater control method according to the first embodiment>
The first lighting pattern is a lighting pattern that is advantageous for suppressing even-order harmonic currents and is disadvantageous for suppressing odd-order harmonic currents, or the first lighting pattern is a lighting pattern that is advantageous for suppressing odd-order harmonic currents and is disadvantageous for suppressing odd-order harmonic currents. If the heater 52 is controlled by continuously using a lighting pattern that is unfavorable for suppressing harmonic currents, such as the second lighting pattern, odd-order or even-order harmonic currents may not meet the regulations.
そこで、本実施形態に係るヒータ制御方法では、第１点灯パターンを用いたヒータ点灯制御を連続Ｎ回（前述した第１設定値）行う度に、第２点灯パターンを用いてヒータ点灯制御を連続Ｍ回（前述した第２設定値）行う。以下、図７に示されているフローチャートを用いて説明する。このフローは、加熱制御装置６０の制御部５６が実行する。 Therefore, in the heater control method according to the present embodiment, every time the heater lighting control using the first lighting pattern is continuously performed N times (the first setting value described above), the heater lighting control is continuously performed using the second lighting pattern. The process is repeated M times (the second setting value mentioned above). The process will be explained below using the flowchart shown in FIG. This flow is executed by the control unit 56 of the heating control device 60.
まず、加熱制御部５６１は、連続使用回数カウンタ５６３における第１点灯パターンの連続使用回数をカウントする第１カウント手段のカウント値ｎ、及び第２点灯パターンの連続使用回数をカウントする第２カウント手段のカウント値ｍをゼロクリアする（ステップＳ１）。 First, the heating control unit 561 calculates a count value n of a first counting means for counting the number of consecutive uses of the first lighting pattern in the continuous use number counter 563, and a second counting means for counting the number of consecutive uses of the second lighting pattern. The count value m of is cleared to zero (step S1).
次に加熱制御部５６１は、ヒータ５２の点灯要求の有無を監視する（ステップＳ２）。点灯要求がない間は（ステップＳ２：Ｎｏ）、第１カウント手段のカウント値ｎ、及び第２カウント手段のカウント値ｍをゼロクリアし（ステップＳ３）、点灯要求の監視を続ける。 Next, the heating control unit 561 monitors whether there is a request to turn on the heater 52 (step S2). While there is no lighting request (step S2: No), the count value n of the first counting means and the count value m of the second counting means are cleared to zero (step S3), and monitoring of the lighting request is continued.
点灯要求あれば（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、点灯パターン切替判定部５６５は、第１カウント手段のカウント値ｎがＮ以下か否かを判定する（ステップＳ４）。すなわち、第１点灯パターンの連続使用回数が、最大連続使用回数設定値記憶部５６４に記憶されている第１点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第１設定値Ｎ以下か否かを判定する。点灯パターン切替判定部５６５は判定結果を加熱制御部５６１に通知する。 If there is a lighting request (step S2: Yes), the lighting pattern switching determination unit 565 determines whether the count value n of the first counting means is equal to or less than N (step S4). That is, it is determined whether the number of consecutive uses of the first lighting pattern is less than or equal to the first set value N, which is the set value of the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern stored in the maximum number of consecutive uses set value storage unit 564. judge. The lighting pattern switching determination unit 565 notifies the heating control unit 561 of the determination result.
第１カウント手段のカウント値ｎが第１設定値Ｎ以下であれば（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、加熱制御部５６１は、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている第１点灯パターンによりヒータを点灯制御し（ステップＳ５）、点灯制御が終了したら、第１カウント手段のカウント値ｎを１インクリメントし（ステップＳ６）、ステップＳ２に戻る。 If the count value n of the first counting means is equal to or less than the first set value N (step S4: Yes), the heating control unit 561 controls lighting of the heater according to the first lighting pattern stored in the lighting pattern storage unit 562. When the lighting control is completed (step S5), the count value n of the first counting means is incremented by 1 (step S6), and the process returns to step S2.
第１カウント手段のカウント値ｎが第１設定値Ｎを超えていた場合は、加熱制御部５６１は、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている第２点灯パターンによりヒータを点灯制御し（ステップＳ７）、点灯制御が終了したら、第２カウント手段のカウント値ｍを１インクリメントする（ステップＳ８）。そして、第２カウント手段のカウント値ｍがＭ以下か否かを判定する（ステップＳ９）。すなわち、第２点灯パターンの連続使用回数が、最大連続使用回数設定値記憶部５６４に記憶されている第２点灯パターンの最大連続使用回数の設定値である第２設定値Ｍ以下か否かを判定する。 If the count value n of the first counting means exceeds the first set value N, the heating control unit 561 controls lighting of the heater according to the second lighting pattern stored in the lighting pattern storage unit 562 (step S7 ), when the lighting control is completed, the count value m of the second counting means is incremented by 1 (step S8). Then, it is determined whether the count value m of the second counting means is less than or equal to M (step S9). That is, it is determined whether the number of consecutive uses of the second lighting pattern is less than or equal to the second set value M, which is the set value of the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern stored in the maximum number of consecutive uses set value storage section 564. judge.
第２カウント手段のカウント値ｍが第２設定値Ｍ以下であれば（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ２に戻る。また、第２カウント手段のカウント値ｍが第２設定値Ｍを超えていた場合は（ステップＳ９：Ｎｏ）、第１カウント手段のカウント値ｎ、及び第２カウント手段のカウント値ｍをゼロクリアし（ステップＳ１０）、ステップＳ２に戻る。 If the count value m of the second counting means is equal to or less than the second set value M (step S9: Yes), the process directly returns to step S2. Further, if the count value m of the second counting means exceeds the second set value M (step S9: No), the count value n of the first counting means and the count value m of the second counting means are cleared to zero. (Step S10), and return to step S2.
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るヒータ制御装置、及びその装置により実行されるヒータ制御方法によれば、偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンと、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンのそれぞれの連続使用回数を予め設定した最大値以下に制限している。このため、奇数次の高調波電流が多くなるタイミングと偶数次の高調波電流が多くなるタイミングとが分散されることで、交流電圧の４半波程度の短い制御周期でも電力応答性を悪化させることなく、高調波電流規制を満たすことができる。 As described above, the heater control device according to the first embodiment of the present invention and the heater control method executed by the device are advantageous in suppressing even-order harmonic currents, and are advantageous in suppressing even-order harmonic currents. The number of consecutive uses of each of the lighting patterns that are disadvantageous in suppressing wave currents and the lighting patterns that are advantageous in suppressing odd-order harmonic currents but disadvantageous in suppressing even-order harmonic currents is equal to or less than a preset maximum value. is limited to. For this reason, the timing at which odd-order harmonic currents increase and the timing at which even-order harmonic currents increase are dispersed, which deteriorates power responsiveness even with a short control period of about four half-waves of AC voltage. harmonic current regulations can be met without
〈第２の実施形態に係るヒータ制御装置〉
次に本発明の第２の実施形態に係るヒータ制御装置ついて説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係るヒータ制御装置である加熱制御装置６０の要部構成を示すブロック図である。この図において、図２（第１の実施形態に係るヒータ制御装置）と同一又は対応する部分については、図２と同一の参照符号が付されており、それらの部分については、説明を省略又は簡略化する。
<Heater control device according to second embodiment>
Next, a heater control device according to a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a block diagram showing a main part configuration of a heating control device 60, which is a heater control device according to a second embodiment of the present invention. In this figure, parts that are the same as or correspond to those in FIG. 2 (heater control device according to the first embodiment) are given the same reference numerals as in FIG. 2, and explanations of those parts will be omitted or Simplify.
図８に示されているように、本実施形態に係るヒータ制御装置である加熱制御装置６０における制御部５６が線速設定値記憶部５６６を備えていることが第１の実施形態に係る加熱制御装置６０との構成上の主な相違である。 As shown in FIG. 8, the heating control unit 56 of the heating control device 60, which is the heater control device of the present embodiment, is equipped with a linear velocity set value storage unit 566. This is the main difference in configuration from the control device 60.
線速設定値記憶部５６６は、定着装置５０によりトナー像が定着される記録材の線速の設定値を保持する。線速の値は、例えば給紙トレイ３０から搬送される記録材の種類（普通紙、厚紙、薄紙等）に応じて低線速、中線速、高線速が設定される。また、最大連続使用回数設定値記憶部５６４には、記録材の低線速、中線速、高線速のそれぞれに対する最大連続使用回数の設定値が記憶されている。本実施形態では、第１点灯パターンの最大連続使用回数の第１設定値Ｎとして、低線速用の第１設定値Ｎ１、中線速用の第１設定値Ｎ２、高線速用の第１設定値Ｎ３が、第２点灯パターンの最大連続使用回数の第２設定値Ｍとして、低線速用の第２設定値Ｍ１、中線速用の第２設定値Ｍ２、高線速用の第２設定値Ｍ３が記憶されている。 The linear velocity setting value storage unit 566 holds the setting value of the linear velocity of the recording material on which the toner image is fixed by the fixing device 50. The value of the linear velocity is set to, for example, a low linear velocity, a medium linear velocity, or a high linear velocity depending on the type of recording material (plain paper, thick paper, thin paper, etc.) conveyed from the paper feed tray 30. Further, the maximum number of consecutive uses set value storage unit 564 stores set values of the maximum number of consecutive uses for each of the low linear speed, medium linear speed, and high linear speed of the recording material. In this embodiment, the first setting value N of the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern is a first setting value N 1 for low linear speed, a first setting value N 2 for medium linear speed, and a first setting value N 2 for high linear speed. The first setting value N 3 is the second setting value M for the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern, the second setting value M 1 for low linear speed, the second setting value M 2 for medium linear speed, A second set value M3 for high linear speed is stored.
〈第２の実施形態に係るヒータ制御方法〉
次に本実施形態に係るヒータ制御方法について説明する。本実施形態に係るヒータ制御装置のヒータ点灯制御手順も基本的には第１の実施形態に係るヒータ制御装置のヒータ点灯制御手順と同じである。すなわち、偶数次の高調波電流の抑制に有利であり、奇数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンと、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンのそれぞれの連続使用回数を予め設定した最大値以下に制限している。
<Heater control method according to second embodiment>
Next, a heater control method according to this embodiment will be explained. The heater lighting control procedure of the heater control device according to the present embodiment is also basically the same as the heater lighting control procedure of the heater control device according to the first embodiment. In other words, there are lighting patterns that are advantageous for suppressing even-order harmonic currents and disadvantageous for suppressing odd-order harmonic currents, and lighting patterns that are advantageous for suppressing odd-order harmonic currents and disadvantageous for suppressing even-order harmonic currents. The number of consecutive uses of each lighting pattern that is disadvantageous to suppression is limited to a preset maximum value or less.
第１の実施形態に係るヒータ制御方法との主な相違点は、本実施形態では、各点灯パターンの最大連続使用回数の設定値が定着装置５０における記録材の線速に応じて異なることである。以下、図９に示されているフローチャートを用いて説明する。 The main difference from the heater control method according to the first embodiment is that in this embodiment, the setting value of the maximum number of consecutive uses of each lighting pattern differs depending on the linear velocity of the recording material in the fixing device 50. be. The process will be explained below using the flowchart shown in FIG.
この図において、ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３は、それぞれ図７におけるステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３と同じであるから、説明を省略する。ステップＳ１０４では、加熱制御部５６１は、線速設定値記憶部５６６の設定値に基づき、定着装置５０における記録材の線速が低線速か否かを判定する（ステップＳ１０４）。 In this figure, steps S101, S102, and S103 are the same as steps S1, S2, and S3 in FIG. 7, respectively, so their explanation will be omitted. In step S104, the heating control unit 561 determines whether the linear velocity of the recording material in the fixing device 50 is a low linear velocity based on the set value in the linear velocity set value storage unit 566 (step S104).
低線速であった場合は（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、加熱制御部５６１は、第１点灯パターンの最大連続使用回数の第１設定値Ｎとして、線速設定値記憶部５６６から低線速用の第１設定値Ｎ１を選択し、第２点灯パターンの最大連続使用回数の第２設定値Ｍとして低線速用の第２設定値Ｍ１を選択する（ステップＳ１０５）。 If the linear velocity is low (step S104: Yes), the heating control unit 561 selects the low linear velocity from the linear velocity setting value storage unit 566 as the first setting value N for the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern. A first set value N1 is selected for the second lighting pattern, and a second set value M1 for low linear speed is selected as the second set value M for the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern (step S105).
低線速でなかった場合は（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、加熱制御部５６１は、中線速であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。中線速であった場合は（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、加熱制御部５６１は、第１点灯パターンの最大連続使用回数の第１設定値Ｎとして、線速設定値記憶部５６６から中線速用の第１設定値Ｎ２を選択し、第２点灯パターンの最大連続使用回数の第２設定値Ｍとして中線速用の第２設定値Ｍ２を選択する（ステップＳ１０５）。 If the linear speed is not low (step S104: No), the heating control unit 561 determines whether the linear speed is medium (step S106). If it is the medium linear speed (step S106: Yes), the heating control unit 561 selects the medium linear speed from the linear speed setting value storage unit 566 as the first set value N for the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern. The second set value M2 for the intermediate line speed is selected as the second set value M for the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern (step S105).
中線速でなかった場合は（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、加熱制御部５６１は、加熱制御部５６１は、第１点灯パターンの最大連続使用回数の第１設定値Ｎとして、線速設定値記憶部５６６から高線速用の第１設定値Ｎ３を選択し、第２点灯パターンの最大連続使用回数の第２設定値Ｍとして高線速用の第２設定値Ｍ３を選択する（ステップＳ１０５）。 If the linear speed is not medium (step S106: No), the heating control unit 561 stores the linear speed setting value storage unit as the first setting value N for the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern. The first set value N3 for high linear speed is selected from 566, and the second set value M3 for high linear speed is selected as the second set value M for the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern (step S105 ).
加熱制御部５６１がステップＳ１０５，Ｓ１０７，Ｓ１０８のいずれかを実行した後、点灯パターン切替判定部５６５は、第１カウント手段のカウント値ｎが第１設定値Ｎ以下か否かを判定する（ステップＳ１０９）。この処理は図７におけるステップＳ４と同じである。 After the heating control unit 561 executes any one of steps S105, S107, and S108, the lighting pattern switching determination unit 565 determines whether the count value n of the first counting means is less than or equal to the first set value N (step S109). This process is the same as step S4 in FIG.
ここで、第１点灯パターンの最大連続使用回数の低速用、中速用、高速用の第１設定値Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の関係、及び第２点灯パターンの最大連続使用回数の低線速、中線速、高線速用の第２設定値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の関係について説明する。定着装置５０における記録材の線速が遅い程、低い点灯Ｄｕｔｙ比の点灯パターンが使用されるため、第２点灯パターンで点灯制御を行うと、奇数次の高調波がより多くなりやすい。そこで、線速が遅い程、第２点灯パターンの連続使用回数が少なくなり、第１点灯パターンの連続使用回数が多くなるように、それぞれの初期設定値を決めておく。すなわち、「Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３」、「Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３」の関係になる。 Here, the relationship between the first set values N 1 , N 2 , N 3 for the maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern for low speed, medium speed, and high speed, and the relationship between the maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern The relationship between the second set values M 1 , M 2 , and M 3 for linear speed, medium linear speed, and high linear speed will be explained. As the linear velocity of the recording material in the fixing device 50 is lower, a lighting pattern with a lower lighting duty ratio is used. Therefore, when lighting control is performed using the second lighting pattern, odd-order harmonics tend to increase. Therefore, the initial setting values are determined so that the slower the line speed is, the fewer times the second lighting pattern is used continuously, and the more times the first lighting pattern is used continuously. That is, the relationships are "N 1 > N 2 > N 3 " and "M 1 < M 2 < M 3 ".
図９の説明に戻る。第１カウント手段のカウント値ｎが第１設定値Ｎ（Ｎ１又はＮ２又はＮ３）以下であれば（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、加熱制御部５６１は、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている第１点灯パターンによりヒータを点灯制御し（ステップＳ１１０）、点灯制御が終了したら、第１カウント手段のカウント値ｎを１インクリメントし（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０２に戻る。 Returning to the explanation of FIG. 9. If the count value n of the first counting means is equal to or less than the first set value N (N 1 or N 2 or N 3 ) (step S109: Yes), the heating control unit 561 controls the lighting pattern storage unit 562 to The heater is controlled to be lit according to the first lighting pattern (step S110), and when the lighting control is completed, the count value n of the first counting means is incremented by 1 (step S111), and the process returns to step S102.
第１カウント手段のカウント値ｎが第１設定値Ｎを超えていた場合は、加熱制御部５６１は、点灯パターン記憶部５６２に記憶されている第２点灯パターンによりヒータを点灯制御し（ステップＳ１１２）、点灯制御が終了したら、第２カウント手段のカウント値ｍを１インクリメントする（ステップＳ１１３）。そして、第２カウント手段のカウント値ｍがＭ（Ｍ１又はＭ２又はＭ３）以下か否かを判定する（ステップＳ１１４）。すなわち、第２点灯パターンの連続使用回数が、最大連続使用回数設定値記憶部５６４に記憶されている第２点灯パターンによる連続点灯制御回数の設定値である第２設定値Ｍ以下か否かを判定する。 If the count value n of the first counting means exceeds the first set value N, the heating control unit 561 controls the heater to turn on according to the second lighting pattern stored in the lighting pattern storage unit 562 (step S112). ), when the lighting control is completed, the count value m of the second counting means is incremented by 1 (step S113). Then, it is determined whether the count value m of the second counting means is less than or equal to M (M 1 or M 2 or M 3 ) (step S114). That is, it is determined whether the number of consecutive uses of the second lighting pattern is less than or equal to the second set value M, which is the set value of the number of times of continuous lighting control by the second lighting pattern stored in the maximum number of consecutive uses set value storage unit 564. judge.
第２カウント手段のカウント値ｍが第２設定値Ｍ以下であれば（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１０２に戻る。また、第２カウント手段のカウント値ｍが第２設定値Ｍを超えていいた場合は（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、第１カウント手段のカウント値ｎ、及び第２カウント手段のカウント値ｍをゼロクリアし（ステップＳ１１５）、ステップＳ１０２に戻る。 If the count value m of the second counting means is equal to or less than the second set value M (step S114: Yes), the process directly returns to step S102. Further, if the count value m of the second counting means exceeds the second set value M (step S114: No), the count value n of the first counting means and the count value m of the second counting means are cleared to zero. (Step S115), returning to step S102.
以上のように、本発明の第２の実施形態に係るヒータ制御装置、及びその装置により実行されるヒータ制御方法によれば、第１の実施形態に係るヒータ制御装置、及びその装置により実行されるヒータ制御方法が有する効果に加えて、定着装置５０における記録材の線速に応じて、点灯パターンの選択が可能になるため、低い点灯Ｄｕｔｙ比の第２点灯パターンの使用に起因する奇数次高調波の増加を抑えることができるという効果を有する。 As described above, according to the heater control device according to the second embodiment of the present invention and the heater control method executed by the device, the heater control device according to the first embodiment and the heater control method executed by the device In addition to the effects of the heater control method, it is possible to select the lighting pattern according to the linear velocity of the recording material in the fixing device 50. This has the effect of suppressing an increase in harmonics.
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるから、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways without departing from the technical gist thereof. All of these matters are covered by the present invention. Since the embodiments described above are preferred examples, those skilled in the art will be able to realize various modifications based on the disclosed contents. Such modifications are also included within the technical scope of the claims.
以下、変形例を挙げる。
（１）図７に示されているフローチャートにおいて、奇数次の高調波電流の抑制に有利であり、偶数次の高調波電流の抑制に不利な点灯パターンとして、第２点灯パターンの代わりに第３点灯パターン又は第４点灯パターンを用いる。
（２）図７に示されているフローにおいて、第１点灯パターンと切り替える点灯パターンを第２乃至第４点灯パターンのいずれか１つに固定するのではなく、２つ以上を順番に用いる。
（３）図９に示されているフローチャートにおいて、線速を２つ、又は４つ以上とする。
（４）図７に示されているフロー、及び図９に示されているフローにおいて、第２点灯パターンと第３点灯パターンの切替え、第３点灯パターンと第４点灯パターンの切替えを行う。
Modified examples are listed below.
(1) In the flowchart shown in FIG. 7, the third lighting pattern is used instead of the second lighting pattern as a lighting pattern that is advantageous in suppressing odd-order harmonic currents and disadvantageous in suppressing even-order harmonic currents. The lighting pattern or the fourth lighting pattern is used.
(2) In the flow shown in FIG. 7, the lighting pattern to be switched from the first lighting pattern is not fixed to any one of the second to fourth lighting patterns, but two or more are sequentially used.
(3) In the flowchart shown in FIG. 9, there are two or more linear velocities.
(4) In the flow shown in FIG. 7 and the flow shown in FIG. 9, the second lighting pattern and the third lighting pattern are switched, and the third lighting pattern and the fourth lighting pattern are switched.
１０：スキャナ部
２０：エンジン部
３０：給紙トレイ
４０：搬送路
５０：定着装置
５１ａ：定着ローラ
５１ｂ：加圧ローラ
５２：ヒータ
５３：交流電源
５４：トライアック
５５：温度センサ
５６：制御部
５７：ゼロクロス検知部
６０：加熱制御装置
１００：画像形成装置
５６１：加熱制御部
５６２：点灯パターン記憶部
５６３：連続使用回数カウンタ
５６４：最大連続使用回数設定値記憶部
５６５：点灯パターン切替判定部
５６６：線速設定値記憶部
５６２１：第１点灯パターンテーブル
５６２２：第２点灯パターンテーブル
５６２３：第３点灯パターンテーブル
５６２４：第４点灯パターンテーブル
10: Scanner section 20: Engine section 30: Paper feed tray 40: Conveyance path 50: Fixing device 51a: Fixing roller 51b: Pressure roller 52: Heater 53: AC power supply 54: Triac 55: Temperature sensor 56: Control section 57: Zero cross detection section 60: Heating control device 100: Image forming device 561: Heating control section 562: Lighting pattern storage section 563: Continuous use number counter 564: Maximum number of continuous use number setting value storage section 565: Lighting pattern switching determination section 566: Line Speed setting value storage section
5621: First lighting pattern table 5622: Second lighting pattern table 5623: Third lighting pattern table 5624: Fourth lighting pattern table
Claims (4)
前記第１の点灯パターンは、交流電圧の全ての半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間毎の電力配分が均一で、当該半波区間毎のプラス側とマイナス側の対称性が保たれていて、偶数次高調波の発生を抑制する点灯パターンであり、
前記第２の点灯パターンは、交流電圧の１周期おきの２つの半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間の数、及び当該位相制御により前記交流電圧のプラス側とマイナス側の対称性が保たれる半波区間の数が、前記第１の点灯パターンより少ない、奇数次高調波を抑制する点灯パターンであり、
前記制御手段は、前記ヒータの点灯制御における前記第１の点灯パターンと前記第２の点灯パターンの使用回数をそれぞれ計測し、
当該使用回数において、予め設定された前記第１の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、当該第１の点灯パターンから前記第２の点灯パターンに切り替え、
また、予め設定された第２の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、前記第２の点灯パターンから前記第１の点灯パターンに切り替える、
ことを特徴とするヒータ制御装置。 A first lighting pattern in which a predetermined lighting duty ratio is achieved for each control cycle that is an integral multiple of the cycle of the AC voltage by phase control that controls the phase angle of the AC voltage applied to the heater, and a second lighting pattern. a control means for controlling lighting of the heater by switching and using a pattern;
The first lighting pattern performs phase control in all half-wave sections of the AC voltage, and the power distribution for each half-wave section in which phase control is performed for each control period is uniform, and the positive side of each half-wave section is uniform. It is a lighting pattern that maintains symmetry on the negative side and suppresses the generation of even-order harmonics.
The second lighting pattern is the number of half -wave sections that control the phase control for each control cycle in two half -wave sections per cycle of one cycle of the AC voltage , and the AC voltage of the AC voltage due to the position control. A lighting pattern that suppresses odd harmonics, in which the number of half-wave sections in which symmetry between the positive side and the negative side is maintained is smaller than that of the first lighting pattern,
The control means measures the number of times each of the first lighting pattern and the second lighting pattern is used in lighting control of the heater,
When the number of times of use reaches a preset maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern, switching from the first lighting pattern to the second lighting pattern;
Further, when a preset maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern is reached, switching from the second lighting pattern to the first lighting pattern;
A heater control device characterized by:
加熱により、前記媒体に付着した前記顕像材を前記媒体に定着させる定着装置と、
を有し、
前記定着装置の定着ローラを交流電圧により点灯させるヒータの点灯制御を、請求項１に記載のヒータ制御装置により行うことを特徴とする画像形成装置。 an image forming unit that forms an image by attaching a developing material to a medium;
a fixing device that fixes the developing material attached to the medium to the medium by heating;
has
An image forming apparatus, wherein lighting control of a heater for lighting the fixing roller of the fixing device using an alternating current voltage is performed by the heater control device according to claim 1 .
前記第１の点灯パターンは、交流電圧の全ての半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間毎の電力配分が均一で、当該半波区間毎のプラス側とマイナス側の対称性が保たれていて、偶数次高調波の発生を抑制する点灯パターンであり、
前記第２の点灯パターンは、交流電圧の１周期おきの２つの半波区間で位相制御を行い、前記制御周期毎の位相制御を行う半波区間の数、及び当該位相制御により前記交流電圧のプラス側とマイナス側の対称性が保たれる半波区間の数が、前記第１の点灯パターンより少ない、奇数次高調波を抑制する点灯パターンであり、
前記制御ステップにおいて、前記ヒータの点灯制御における前記第１の点灯パターンと前記第２の点灯パターンの使用回数をそれぞれ計測し、
当該使用回数において、予め設定された前記第１の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、当該第１の点灯パターンから前記第２の点灯パターンに切り替え、
また、予め設定された第２の点灯パターンの最大連続使用回数に達したときには、前記第２の点灯パターンから前記第１の点灯パターンに切り替える、
ことを特徴とするヒータ制御方法。 A first lighting pattern in which a predetermined lighting duty ratio is achieved for each control cycle that is an integral multiple of the cycle of the AC voltage by phase control that controls the phase angle of the AC voltage applied to the heater, and a second lighting pattern. a control step of controlling lighting of the heater by switching and using a pattern ;
The first lighting pattern performs phase control in all half-wave sections of the AC voltage, and the power distribution for each half-wave section in which phase control is performed for each control period is uniform, and the positive side of each half-wave section is uniform. It is a lighting pattern that maintains symmetry on the negative side and suppresses the generation of even-order harmonics.
The second lighting pattern is the number of half -wave sections that control the phase control for each control cycle in two half -wave sections per cycle of one cycle of the AC voltage , and the AC voltage of the AC voltage due to the position control. A lighting pattern that suppresses odd harmonics, in which the number of half-wave sections in which symmetry between the positive side and the negative side is maintained is smaller than that of the first lighting pattern,
In the control step, the number of times each of the first lighting pattern and the second lighting pattern is used in lighting control of the heater is measured,
When the number of times of use reaches a preset maximum number of consecutive uses of the first lighting pattern, switching from the first lighting pattern to the second lighting pattern;
Further, when a preset maximum number of consecutive uses of the second lighting pattern is reached, switching from the second lighting pattern to the first lighting pattern;
A heater control method characterized by:
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