JP2012088444A - Fixing heater - Google Patents
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Abstract
【課題】熱ローラ系の定着加熱装置の立ち上げ制御において、高調波電流歪を大幅に抑制できる定着加熱装置を提供する。
【解決手段】シートにトナーを定着させるヒータ100と、交流電源202からヒータ100へ供給される電力を通電/遮断するトライアック204と、交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知回路212と、ヒータへの電力供給開始時に、ゼロクロス検知回路212の検知結果を用いて、トライアック204の通電位相角を制御することによりヒータ100への電力供給比を段階的に変化させる位相制御を行う制御部203を有し、制御部203は、少なくとも電力供給比30%の通電位相角から電力供給比70%の通電位相角へ通電位相角を段階的に変化させる期間において、電力供給比の変化が最大となる位相制御を含むようにトライアック204を制御することを特徴とする定着加熱装置。
【選択図】図2The present invention provides a fixing heating device capable of significantly suppressing harmonic current distortion in startup control of a fixing roller heating device of a heat roller system.
A heater 100 for fixing toner on a sheet, a triac 204 for energizing / cutting off power supplied from an AC power source 202 to the heater 100, a zero cross detection circuit 212 for detecting a zero cross of the AC power source, and a heater At the start of power supply, the control unit 203 performs phase control that changes the power supply ratio to the heater 100 stepwise by controlling the energization phase angle of the triac 204 using the detection result of the zero cross detection circuit 212. The control unit 203 performs phase control that maximizes the change in the power supply ratio in a period in which the power supply phase angle is changed stepwise from at least the power supply phase angle of 30% to the power supply phase angle of 70%. The fixing heating apparatus is characterized in that the triac 204 is controlled so as to include:
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これら複数の機能を備えた複合機などに使用される定着加熱装置のヒータ電力制御に関する。 The present invention relates to heater power control of a fixing heating device used in a copying machine, a printer device, a facsimile device, a multi-function device having a plurality of functions.
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、記録材あるいはOHPシートなどの記録媒体に形成した未定着トナー像を定着像とするために、熱により溶融して定着させる定着加熱装置が設けられている。この定着加熱装置では、熱源を内蔵させた加熱部材としての定着ローラと、この定着ローラと圧接される加圧ローラによって記録媒体を加熱及び加圧しながら狭持搬送することにより行う熱ローラ方式がある。その他フィルム定着方式等の多種方式、構成のものが知られている。上記熱ローラ方式の定着加熱装置は、他の方式に比べて加熱部材としての定着ローラの熱容量が大きく、高速化且つ光沢(グロス)化を容易にする方式として一般的に多用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, etc., there has been a fixing heating device that melts and fixes by heat in order to form an unfixed toner image formed on a recording material or a recording medium such as an OHP sheet as a fixed image. Is provided. In this fixing heating device, there is a fixing roller as a heating member having a built-in heat source, and a heat roller method in which a recording medium is nipped and conveyed while being heated and pressed by a pressure roller pressed against the fixing roller. . In addition, various systems and configurations such as a film fixing system are known. The heat roller type fixing heating device has a large heat capacity of the fixing roller as a heating member as compared with other methods, and is commonly used as a method for facilitating high speed and gloss.
熱ローラ方式の熱源には一般的にハロゲンランプ、発熱抵抗等の発熱部材(ヒータ)が使用されている。このヒータはトライアック等のスイッチング制御素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される定着加熱装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられている。その検出温度情報をもとに、装置のエンジンコトンローラがスイッチング素子をオン/オフ制御することにより、ヒータへの電力供給をオン/オフし、定着加熱装置の温度が目標温度になるよう調整制御される。 In general, a heat generating member (heater) such as a halogen lamp or a heat generating resistor is used as a heat source of the heat roller system. This heater is connected to an AC power supply via a switching control element such as a triac, and a temperature detecting element, for example, a thermistor temperature sensitive element, is provided in a fixing heating device to which electric power is supplied by this AC power supply. Based on the detected temperature information, the engine cotton roller of the device turns on / off the switching element to turn on / off the power supply to the heater and adjust the temperature of the fixing heating device to the target temperature. Is done.
熱源であるハロゲンランプ、発熱抵抗等のヒータは対温度の抵抗特性が正である特徴を有する。従って、温度が低いヒータに電力を供給すると過大な突入電流が流れ、交流電源の内部インピーダンスや屋内配電網によるインピーダンスの影響により、装置に接続されている交流電源電圧の急激な変動を引き起こす。 A heater such as a halogen lamp or a heat generating resistor as a heat source has a characteristic that the resistance characteristic with respect to temperature is positive. Therefore, when electric power is supplied to a heater having a low temperature, an excessive inrush current flows, and the AC power supply voltage connected to the apparatus is rapidly changed due to the influence of the internal impedance of the AC power supply or the impedance of the indoor power distribution network.
また、近年の画像形成装置においては、フルカラー画像の形成がなされ、且つ、プリント速度の高速化、高画質化が重要になっている。加えて、近年の省電力化による頻繁な省電力モード移行のために、省電力モードからの復帰時間の短縮が求められている。そのため、画像形成装置における定着加熱装置は急速な加熱立ち上げを必要とする。これにより、定着加熱装置内の熱ローラの熱容量は増大傾向となり、言い換えると、ヒータの抵抗値が減少傾向であることを意味する。ヒータの抵抗値減少は、上記したようにヒータ電力供給時の突入電流増大を意味し、この突入電流増大は更なるフリッカを生じさせる。フリッカとは、ヒータのオン/オフの度に生じる急激な電圧変動により、定着加熱装置と同じ交流電源に接続されている周囲機器、例えば照明機器がちらつく等の現象をいう。ヒータへの電力供給時の突入電流によるフリッカを抑制させるため、位相制御によるスローアップ制御が知られている。例えば、入力電流が一定となるようにヒータをオンする位相角を増大変化させる(例えば、特許文献1参照)、また所定の位相角でオンする(例えば、特許文献2参照)位相制御を行い、交流電源の電源電圧の急激な変動を抑制するスローアップ制御を行っていた。 In recent image forming apparatuses, full-color images are formed, and high-speed printing and high image quality are important. In addition, in order to frequently shift to the power saving mode due to recent power saving, it is required to shorten the return time from the power saving mode. For this reason, the fixing heating device in the image forming apparatus requires rapid heating start-up. Thus, the heat capacity of the heat roller in the fixing heating device tends to increase, in other words, the resistance value of the heater tends to decrease. As described above, the decrease in the resistance value of the heater means an increase in inrush current when the heater power is supplied, and this increase in inrush current causes further flicker. Flicker refers to a phenomenon in which peripheral equipment connected to the same AC power source as the fixing heating device, for example, lighting equipment flickers due to a rapid voltage fluctuation that occurs each time the heater is turned on / off. In order to suppress flicker due to inrush current when power is supplied to the heater, slow-up control by phase control is known. For example, the phase angle for turning on the heater is increased and changed so that the input current is constant (see, for example, Patent Document 1), and the phase angle is turned on at a predetermined phase angle (for example, see Patent Document 2), and phase control is performed. Slow-up control was performed to suppress sudden fluctuations in the power supply voltage of the AC power supply.
上記したように、フリッカ、高調波電流歪が増加すると、同配電網上の他装置の誤動作や寿命劣化等を生じさせると共に、送配電設備の負荷を増大させる。そのため、フリッカ、高調波電流歪につきEMC指令の低周波EMC規格(IEC61000−3−2)に規制されている。特に、電源高調波電流歪に関しては更なる効率的なエネルギー利用のため規制が強化されている。すなわち、交流電源の基本波周波数の整数倍高調波電流歪のみならず、非整数倍高調波電流歪(次数間高調波)の抑制が求められており、従来の位相制御によるヒータのスローアップ制御では対応が困難となってきている。例えば、位相制御によるスローアップ制御中に発生する高調波歪の発生は、従来の次数間高調波を含まない高調波電流歪の測定方法の場合に比べて、次数間高調波を含む高調波電流歪の測定方法の場合はおよそ1.5倍から2倍に増加する。熱ローラ方式の定着加熱装置の場合、位相制御を用いたヒータ制御を常時行うのではなく、例えばスローアップ制御時など一部の時間のみ行う。そのため、従来の次数間高調波を含まない高調波電流歪の測定方法の場合、各次数の高調波電流歪は高調波電流歪規格値に対して30%前後〜50%前後であった。しかし、次数間高調波を含む高調波電流歪の測定方法の場合、各次数の高調波電流歪は高調波電流歪規格値に対して60%前後〜100%前後となってしまう。そして、更にプリント速度の高速化のためにヒータの抵抗値が減少すると、次数間高調波を含む高調波電流歪の測定方法の場合、高調波電流歪規格値に対して100%超の高調波電流歪が生じてしまう。 As described above, when flicker and harmonic current distortion increase, other devices on the power distribution network may malfunction or deteriorate the life, and the load on the power transmission and distribution equipment may increase. For this reason, flicker and harmonic current distortion are regulated by the EMC command low frequency EMC standard (IEC61000-3-2). In particular, regulations on power supply harmonic current distortion are strengthened for further efficient use of energy. That is, not only integer multiple harmonic current distortion of the fundamental frequency of the AC power source but also suppression of non-integer multiple harmonic current distortion (inter-order harmonic) is required, and heater slow-up control by conventional phase control is required. However, it has become difficult to respond. For example, the generation of harmonic distortion during slow-up control by phase control is higher than the conventional harmonic current distortion measurement method that does not include interharmonic harmonics. In the case of the strain measurement method, the number increases from about 1.5 times to 2 times. In the case of a heat roller type fixing heating device, heater control using phase control is not always performed, but only for a part of time, for example, during slow-up control. Therefore, in the conventional method for measuring harmonic current distortion that does not include harmonics between orders, the harmonic current distortion of each order is about 30% to about 50% with respect to the harmonic current distortion standard value. However, in the method of measuring harmonic current distortion including inter-order harmonics, the harmonic current distortion of each order is about 60% to about 100% with respect to the harmonic current distortion standard value. When the resistance value of the heater is further reduced to increase the printing speed, the harmonic current distortion measurement method including the harmonics between orders is higher than 100% of the harmonic current distortion standard value. Current distortion will occur.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時におけるスローアップ制御において、高調波電流歪を抑制できる立ち上げ制御が可能となる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in the slow-up control when power is supplied to the heater of the fixing heating device used in the image forming apparatus, start-up control capable of suppressing harmonic current distortion is possible. It becomes.
本発明は、上記課題を解決するため以下の構成を有する。 The present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
記録媒体に現像剤を定着させる定着加熱手段と、交流電源から前記定着加熱手段へ供給される電力を通電/遮断する電子スイッチ手段と、前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、前記定着加熱手段への電力供給開始時に、前記ゼロクロス検知手段の検知結果を用いて、前記電子スイッチ手段の通電位相角を制御することにより前記定着加熱手段への電力供給比を段階的に変化させる位相制御を行う制御手段を有し、前記制御手段は、少なくとも電力供給比30%の通電位相角から電力供給比70%の通電位相角へ通電位相角を段階的に変化させる期間において、電力供給比の変化が最大となる位相制御を含むように前記電子スイッチ手段を制御することを特徴とする定着加熱装置。 Fixing heating means for fixing a developer on a recording medium, electronic switch means for energizing / cutting off electric power supplied from an AC power source to the fixing heating means, zero cross detecting means for detecting a zero cross of the AC power source, and the fixing Phase control that changes the power supply ratio to the fixing heating unit stepwise by controlling the energization phase angle of the electronic switch unit using the detection result of the zero cross detection unit at the start of power supply to the heating unit The control means includes at least a power supply ratio in a period in which the energization phase angle is changed stepwise from at least an energization phase angle with a power supply ratio of 30% to an energization phase angle with a power supply ratio of 70%. A fixing heating apparatus characterized by controlling the electronic switch means so as to include a phase control in which the change is maximized.
本発明によれば、画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時におけるスローアップ制御において、高調波電流歪を抑制できる立ち上げ制御が可能となる。 According to the present invention, in the slow-up control when power is supplied to the heater of the fixing heating device used in the image forming apparatus, it is possible to perform start-up control that can suppress harmonic current distortion.
以下に、本発明を実施するための実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下で説明する実施例では、図1に示すハロゲンヒータを用いた定着加熱装置を有する画像形成装置の場合を例に説明する。但し、本発明は熱ローラ系の定着加熱装置を使用した装置全般に適用できるものであり、特に画像形成装置に限定されるものではない。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施例によって限定されるわけではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment described below, an example of an image forming apparatus having a fixing heating device using a halogen heater shown in FIG. 1 will be described. However, the present invention can be applied to all apparatuses using a heat roller type fixing heating apparatus, and is not particularly limited to an image forming apparatus. The technical scope of the present invention is defined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments.
本実施例では、熱ローラ系の定着加熱装置を有する画像形成装置において、高調波電流歪を抑制可能なヒータへの電力通電時のスローアップ制御の一例を説明する。 In the present embodiment, an example of slow-up control when power is supplied to a heater capable of suppressing harmonic current distortion in an image forming apparatus having a heat roller type fixing heating device will be described.
[定着加熱装置]
図1に示す定着加熱装置100は熱ローラ方式の定着装置であり、定着ローラ101と、ハロゲンヒータ(以下、ヒータという)102と、加圧ローラ103とを有する。定着ローラ101は、アルミ等の熱伝導性の良好な金属からなる円筒状芯金104の外周面にシリコンゴムなどからなる弾性層105を有し、さらにその弾性層の外周面にフッ素樹脂などからなる離型層106を有する。そして、円筒状芯金104の両端が不図示の装置フレームに軸受を介して回転自在に支持されている。定着ローラ101の円筒状芯金104の内部にはヒータ102が挿入配置されている。ヒータ102は両端が不図示のヒータホルダーを介して装置フレームに支持されている。加圧ローラ103は、金属製の円筒状芯金107の外周面にシリコンゴムなどからなる弾性層108を有し、さらにその弾性層の外周面にフッ素樹脂などからなる離型層109を有する。加圧ローラ103は、定着ローラ101の下方で定着ローラ101と平行に対向配置され、円筒状芯金107の両端が不図示の装置フレームに軸受を介して回転自在に支持されている。そしてその加圧ローラ103は、芯金の両端が不図示の加圧バネにより定着ローラ101に加圧されることによって定着ローラとの間に定着ニップ部110を形成している。定着ローラは不図示のモータ等の駆動源により回転駆動され、ヒータ102には図2に示すヒータ駆動回路200から電力が供給される。ヒータ102により加熱された定着ローラ101の温度は温度検知素子のサーミスタ201により検知される。ヒータ駆動回路200はサーミスタ201の出力信号に基づいてヒータ102への電力供給を制御して、定着ローラ101の温度を目標温度に維持する。そして未定着トナー(現像剤)画像が担持されたシート(記録媒体)を定着ニップ部110で挟持搬送する。これによりシート面上の未定着のトナー画像に熱と圧力を与え、そのトナー画像をシート面に定着しつつトナー画像の表面に光沢を付与する。
[Fixing heating device]
A
[ヒータの駆動回路]
図2は、本実施形態に係る定着加熱装置のヒータの駆動回路を示している。商用の交流電源202は定着加熱装置100に接続され、制御部203は交流電源202からの入力電圧をヒータ102へ供給することにより、ヒータ102を発熱させる。上記ヒータ102への電力供給は、トライアック204(電子スイッチ)の通電/遮断により行われる。抵抗205、206はトライアック204のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ207は一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ207の発光ダイオード208に通電することによりトライアック204をオンさせる。抵抗209は、フォトトライアックカプラ207の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ210によりフォトトライアックカプラ207をオン/オフする。トランジスタ210は、抵抗211を介して制御部203からのヒータ駆動信号に従って動作する。
[Heater drive circuit]
FIG. 2 shows a heater drive circuit of the fixing heating apparatus according to this embodiment. A commercial
交流電源202からの入力電源電圧は、電圧波形検出回路であるゼロクロス検知回路212にも入力される。交流電源202からの交流電圧は、整流器213、214により半波整流される。本回路においては、ニュートラル側が整流されている。この半波整流された交流電圧は、抵抗215、216、コンデンサ217、抵抗218を介して、トランジスタ219のベースに入力される。これにより、ニュートラル側の電位がホット側の電位よりも高い場合にトランジスタ219はオンとなり、ニュートラル側の電位がホット側の電位よりも低くなるとトランジスタ219はオフとなる。フォトカプラ220は、一次・二次間の沿面距離を確保するための素子であり、抵抗221、222はフォトカプラ220に流れる電流を制限するための抵抗である。ニュートラル側の電位がホット側の電位より高くなるとトランジスタ219はオンするため、フォトカプラ220内の発光ダイオード223は消灯し、フォトトランジスタ224はオフしてフォトカプラ220の出力電圧はハイとなる。一方、ニュートラル側の電位がホット側の電位より低くなるとトランジスタ219はオフするのでフォトカプラ220の発光ダイオード223が発光し、フォトトランジスタ224はオンしてフォトカプラ220の出力電圧はローとなる。フォトカプラ220の出力が抵抗225を介してゼロクロス信号として制御部203に報知される。このゼロクロス信号は、その信号周期が交流電源202の周波数と等しいパルス信号であり、交流電源202の電位極性に応じて信号レベルが変化する。制御部203はこのゼロクロス信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検知し、任意のタイミングでトライアック204をオン/オフすることでヒータ102への電力供給を制御する。サーミスタ201によって検出される温度は、抵抗226とサーミスタ201との分圧として検出され、制御部203にTH信号としてA/Dポートに入力される。以上の構成において、定着加熱装置100の温度制御は次のように行われる。即ち、制御部203がTH信号をモニターし、未定着画像を定着画像として加熱定着可能な目標温度に達すると、ヒータ駆動信号を使ってヒータ102ヘの通電を停止する。また、目標温度を下回ると、ヒータ102ヘ通電することによって定着加熱装置の温度を一定に保つ。
The input power supply voltage from the
次にヒータの電力通電時の電力制御について説明する。ヒータ102は、タングステン、モリブデンなどの材質が使われ、対温度の抵抗特性が正である特徴を持っている。よって、温度が低いヒータ102をオンさせると、ヒータオン時は定常時に比べ抵抗値が低いため、大きな突入電流を生じる。例えば、電源や回路のインピーダンスを考慮し、且つ、最も電圧が低いゼロクロスのタイミングでヒータをオンさせたとしても、7〜10倍の突入電流が生じる場合がある。本実施例では、高調波電流歪を抑制する位相制御によるヒータスローアップ制御を説明する。
Next, power control when the heater is energized will be described. The
[位相制御]
位相制御によるヒータ電力制御について図3を用いて説明する。ゼロクロス信号3bは交流電源電圧波形3aの正から負、負から正に切り替わるポイントで論理が切り替わる。そして、その立ち上がりおよび立ち下がりエッジからTa時間後にヒータ駆動信号3cをオンすると、ヒータ印加電圧3dの斜線で示した部分でヒータが通電し電力が供給される。なお、ヒータをオンした後、次のゼロクロスポイントでヒータへの通電はオフされるため、再びゼロクロス信号のエッジから時間Ta後にヒータ駆動信号をオンすることにより、次の半波でもヒータに同じ電力が供給される。また時間Taと異なる時間Tb後にヒータ駆動信号をオンするとヒータへの通電時間が変わるため、ヒータへの供給電力を変化させることができる。このように、半波毎にゼロクロス信号のエッジからヒータ駆動信号をオンする時間を変化させることでヒータへの供給電力を制御することができる。交流電源202の周波数をfとし、ヒータ駆動信号3cをオンする時間幅をTx(0<=Tx<=1/f/2)とすると、ヒータ供給電力比Prは下記の式で表される。
[Phase control]
Heater power control by phase control will be described with reference to FIG. The logic of the zero
例えば、f=50Hzの交流電源202において、Tx=5msecとするとPr=0.5となる。5msecは通電位相角90度の時にヒータ駆動信号をオンすることを意味し、半波全てヒータオンする場合に比べて電力比0.5(50%)をヒータに電力を供給したことになる。
For example, in the
[位相制御による高調波電流の発生]
位相制御は交流電源電圧波形3aの半波の途中でヒータへの通電をオンするためヒータに流れる電流が急激に立ち上がり、高調波電流が流れる。位相制御による高調波電流の発生について図4、図5、図6を用いて説明する。
[Generation of harmonic current by phase control]
In the phase control, energization to the heater is turned on in the middle of the half wave of the AC power supply voltage waveform 3a, so that the current flowing through the heater suddenly rises and the harmonic current flows. Generation of harmonic current by phase control will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6.
図4に、交流電源202の周波数を50Hzとした場合の交流電源電圧波形4aと、ヒータ供給電力比Prを0.05〜0.95それぞれにおいて固定位相角で位相制御した場合のヒータ印加電圧(4bから4lの斜線で示した部分)を示す。交流電源202の周波数を50Hzとした場合の交流電源電圧波形4aの半波の時間は10msである。制御部203は半波期間中に図4の4b〜4lに示すようにヒータ102をオンするヒータ駆動信号のタイミングをゼロクロスを起点にそれぞれ7.97ms〜2.03msにすることでヒータ供給電力比Prを0.05〜0.95に設定することができる。ここでは、連続する交流電源202の正のサイクルと負のサイクルの2半波につき同じヒータオンタイミングを用いることにする。
FIG. 4 shows the AC power supply voltage waveform 4a when the frequency of the
図5にヒータ抵抗値100Ω、交流電源230V/50Hzの条件下における2次から40次までの奇数次の高調波電流歪値を高調波電流歪規格(次数間高調波含)で除算した値と高調波次数の関係を示す。図5に示すようにPr=0.5の時に高調波電流は殆ど全ての高調波次数において最大になる。続いてPr=0.3、0.7が2番目、Pr=0.2、0.8が3番目、Pr=0.15、0.85が4番目、Pr=0.1、0.9が5番目、Pr=0.05、0.95が6番目に増加していることが分かる。ここで、例えばPr=0.3とは電力供給比30%、Pr=0.7とは電力供給比70%を意味する。図6にそれぞれの総高調波電流歪(次数間高調波を含む)をPr=0.5時の総高調波電流歪で除算した相対比を示す。総高調波電流歪においても、Pr=0.5と比較して、Pr=0.3、0.7は96%、Pr=0.2、0.8は86.7%、Pr=0.15、0.85は80.3%、Pr=0.1、0.9は71.2%、Pr=0.05、0.95は56.6%に減少している。Pr=0.5が最も高調波電流歪みを増加させていることが分かる。そして、Pr=0、1は理想的にはヒータ電流波形が無いまたは位相制御を行わない正弦波であるため高調波電流歪は発生せず、ここでは0%とする。即ち、高調波電流歪は電流の立ち上がり量が大きいほど多くなる傾向であり、最も立ち上がり量が多いPr=0.5が最も高調波電流歪を生じていることが分かる。よって、例えば供給電力比Pr=0.5のように電流の立ち上がり量が大きい供給電力比の位相制御の回数を減らすことが、高調波電流歪を抑制するために有効であると言える。ここで、図5のグラフでは高調波次数は偶数次を省略し奇数次のみをプロットしている。連続する交流電源の正のサイクルと負のサイクルの2半波を同じタイミングでヒータオンしているため、フーリエ変換すると偶数次の成分が殆ど現れないためである。実際はゼロクロス信号の誤差や交流電源202の周波数変動によって、交流電源の正のサイクルと負のサイクルにヒータオンタイミングのズレが発生するため偶数次の成分は少なからず生じる。
FIG. 5 shows a value obtained by dividing odd-order harmonic current distortion values from the second order to the 40th order under the conditions of a heater resistance value of 100Ω and an AC power supply of 230 V / 50 Hz by a harmonic current distortion standard (including harmonics between orders). The relationship of harmonic order is shown. As shown in FIG. 5, when Pr = 0.5, the harmonic current is maximized at almost all harmonic orders. Subsequently, Pr = 0.3, 0.7 is second, Pr = 0.2, 0.8 is third, Pr = 0.15, 0.85 is fourth, Pr = 0.1, 0.9 5 is the fifth, Pr = 0.05, and 0.95 is the sixth increase. Here, for example, Pr = 0.3 means a power supply ratio of 30%, and Pr = 0.7 means a power supply ratio of 70%. FIG. 6 shows the relative ratio obtained by dividing the total harmonic current distortion (including inter-order harmonics) by the total harmonic current distortion at Pr = 0.5. Also in the total harmonic current distortion, compared with Pr = 0.5, Pr = 0.3, 0.7 is 96%, Pr = 0.2, 0.8 is 86.7%, Pr = 0. 15 and 0.85 are reduced to 80.3%, Pr = 0.1 and 0.9 are reduced to 71.2%, Pr = 0.05 and 0.95 are decreased to 56.6%. It can be seen that Pr = 0.5 increases the harmonic current distortion most. Since Pr = 0 and 1 are ideally sine waves with no heater current waveform or no phase control, harmonic current distortion does not occur and is 0% here. That is, it can be seen that the harmonic current distortion tends to increase as the rising amount of current increases, and that Pr = 0.5 having the largest rising amount causes the highest harmonic current distortion. Therefore, for example, it can be said that reducing the number of times of phase control of the supply power ratio with a large amount of current rise, such as the supply power ratio Pr = 0.5, is effective in suppressing harmonic current distortion. Here, in the graph of FIG. 5, the harmonic order is omitted only for the odd order while the even order is omitted. This is because the heaters are turned on at the same timing for the two half-waves of the positive cycle and the negative cycle of successive AC power supplies, so that even-order components hardly appear when Fourier transform is performed. Actually, a heater-on timing shift occurs between the positive cycle and the negative cycle of the AC power source due to the error of the zero cross signal and the frequency fluctuation of the
前述のように、熱ローラ方式の定着加熱装置の場合、位相制御を用いたヒータ制御を常時行っている訳ではなく、例えばスローアップ制御時など一部の時間のみ行う。そのため、従来の次数間高調波を含まない高調波電流歪の測定方法の場合、各次数の高調波電流歪は高調波電流歪規格値に対して30%前後〜50%前後であった。しかし、次数間高調波を含む高調波電流歪の測定方法の場合、各次数の高調波電流歪は高調波電流歪規格値に対して60%前後〜100%前後となってしまう。そのため、次数間高調波を含む高調波電流歪を高調波電流歪規格に対しマージンを持って満足させるためには、少なくとも10%以上の高調波電流歪抑制が求められる。そこで、次数間高調波を含む高調波電流歪を高調波電流歪規格に対しマージンを持って満足するための制御について図7を用いて説明する。図7では、10%超または20%超抑制する一例をそれぞれ説明する。 As described above, in the case of a heat roller type fixing heating apparatus, heater control using phase control is not always performed, but is performed only for a part of time, for example, during slow-up control. Therefore, in the conventional method for measuring harmonic current distortion that does not include harmonics between orders, the harmonic current distortion of each order is about 30% to about 50% with respect to the harmonic current distortion standard value. However, in the method of measuring harmonic current distortion including inter-order harmonics, the harmonic current distortion of each order is about 60% to about 100% with respect to the harmonic current distortion standard value. Therefore, in order to satisfy the harmonic current distortion including the interharmonic harmonics with a margin with respect to the harmonic current distortion standard, at least 10% or more harmonic current distortion suppression is required. Therefore, a control for satisfying the harmonic current distortion including inter-order harmonics with a margin with respect to the harmonic current distortion standard will be described with reference to FIG. In FIG. 7, an example of suppressing more than 10% or exceeding 20% will be described.
[高調波電流歪の平均相対値の計算]
図7に各ヒータ電力比Prの範囲に対応した総高調波電流歪の平均相対値、従来例の制御回数、10%超の削減例の制御回数及び20%超の削減例の制御回数を示す。総高調波電流歪の平均相対値を計算する方法について図6を用いて説明する。例えば、図6に示すようにPr=0.05、0.95の場合、総高調波電流歪の相対値はPr=0.5の総高調波電流歪に対して56.6%である。また、Pr=0.1、0.9の場合、総高調波電流歪の相対値はPr=0.5の総高調波電流歪に対して71.2%である。つまり、Pr=0.05〜0.1、0.9〜0.95の範囲における総高調波電流歪はPr=0.5の総高調波電流歪に対して、56.6%から71.2%の範囲であることが分かる。ここで平均相対値を簡易的にPr=0.05〜0.1、0.9〜0.95の範囲における総高調波電流歪は、Pr=0.5の総高調波電流歪に対して平均63.9%(=(56.6%+71.2%)/2)とする。その他の範囲においても図6の図表を用いて同様の計算を行う。この計算により、各ヒータ電力比Prの範囲における総高調波電流歪の平均相対比を求めることができる。
[Calculation of average relative value of harmonic current distortion]
FIG. 7 shows the average relative value of the total harmonic current distortion corresponding to each heater power ratio Pr range, the number of times of control in the conventional example, the number of times of control in the reduction example exceeding 10%, and the number of control in the reduction example exceeding 20%. . A method of calculating the average relative value of the total harmonic current distortion will be described with reference to FIG. For example, as shown in FIG. 6, when Pr = 0.05 and 0.95, the relative value of the total harmonic current distortion is 56.6% with respect to the total harmonic current distortion of Pr = 0.5. When Pr = 0.1 and 0.9, the relative value of the total harmonic current distortion is 71.2% with respect to the total harmonic current distortion of Pr = 0.5. That is, the total harmonic current distortion in the range of Pr = 0.05 to 0.1 and 0.9 to 0.95 is 56.6% to 71.75 with respect to the total harmonic current distortion of Pr = 0.5. It can be seen that it is in the range of 2%. Here, the total relative harmonic current distortion in the range of Pr = 0.05 to 0.1, 0.9 to 0.95 is simply compared to the total harmonic current distortion of Pr = 0.5. The average is 63.9% (= (56.6% + 71.2%) / 2). In other ranges, the same calculation is performed using the chart of FIG. By this calculation, the average relative ratio of the total harmonic current distortion in the range of each heater power ratio Pr can be obtained.
従来例、10%超の削減例、20%超の削減例の制御回数(位相制御時間)についてそれぞれの一例について説明する。ここでは、従来例、10%超の削減例、20%超の削減例の制御回数は、いずれもスローアップに要する位相制御の一波(一制御周期)の回数を50回としている。図7に示す従来例では、ヒータ供給電力比の変化度を一律固定としている。そのため、各ヒータ電力比Prの範囲に対応した位相制御の一波の回数は、例えばPr=0〜0.05、0.95〜1.00の範囲(電力供給比5%以下および電力供給比95%以上)では5回となり、全体回数50回に対し10%の割合の制御回数である。同様に例えば10%超の削減例のPr=0〜0.05、0.95〜1.00の範囲においては、位相制御の一波の回数は11回となり、スローアップ制御の全体回数50回に対し22%(20%以上)の割合の制御回数であることを示す。
An example of the number of times of control (phase control time) in the conventional example, a reduction example exceeding 10%, and a reduction example exceeding 20% will be described. Here, the number of times of control in the conventional example, the reduction example exceeding 10%, and the reduction example exceeding 20% is set to 50 times of one phase control (one control cycle) required for slow-up. In the conventional example shown in FIG. 7, the degree of change in the heater supply power ratio is fixed uniformly. Therefore, the number of times of one phase control corresponding to each heater power ratio Pr range is, for example, Pr = 0 to 0.05, 0.95 to 1.00 (
ここで、上記総高調波電流歪の平均相対値および各ヒータ電力比Prの範囲に対応した位相制御の一波の回数を用いることで、図7に示すスローアップ制御全体の高調波電流歪の平均相対値を求める方法について説明する。平均相対値は各ヒータ電力比Prに対する制御回数を乗算しそれぞれ加算した値である。従来例、10%超の削減例、20%超の削減例についてそれぞれ高調波電流歪の平均相対値の計算を行うと、従来例では8261.5、10%超の削減例では7035.0、20%超の削減例では6282.4となる。これは即ち、10%超の削減例、20%超の削減例は従来例と比較してそれぞれおよそ85%、およそ76%の高調波電流歪に抑制されていることが分かる。図7に示す10%超の削減例と20%超の削減例に示す各ヒータ電力比Prの範囲に対応した位相制御の一波の回数はあくまで一例であり、図7に示す値に限るものではない。Pr=0〜0.05、0.95〜1.00の範囲の制御回数を増加させ、Pr=0.3〜0.7の範囲の制御回数を減少させることが最も高調波電流歪を削減するために効果がある。そして、Pr=0〜0.05、0.95〜1.00の制御回数を増加させ、Pr=0.3〜0.7の制御回数を減少させることは、必然的にPr=0.3〜0.7の範囲におけるヒータ供給電力比Prの変化は、他のヒータ電力比Prの範囲に比べて最大となる。 Here, by using the average relative value of the total harmonic current distortion and the number of times of one phase control corresponding to the range of each heater power ratio Pr, the harmonic current distortion of the entire slow-up control shown in FIG. A method for obtaining the average relative value will be described. The average relative value is a value obtained by multiplying each heater power ratio Pr by multiplying the number of times of control. When the average relative value of the harmonic current distortion is calculated for each of the conventional example, the reduction example exceeding 10%, and the reduction example exceeding 20%, 8261.5 in the conventional example and 7035.0 in the reduction example exceeding 10%. In the reduction example exceeding 20%, it becomes 6282.4. That is, it can be seen that the reduction example of more than 10% and the reduction example of more than 20% are restrained by harmonic current distortion of about 85% and about 76%, respectively, as compared with the conventional example. The number of one phase of the phase control corresponding to the range of each heater power ratio Pr shown in the reduction example exceeding 10% and the reduction example exceeding 20% shown in FIG. 7 is merely an example, and is limited to the value shown in FIG. is not. Increasing the number of times of control in the range of Pr = 0 to 0.05, 0.95 to 1.00 and decreasing the number of times of control in the range of Pr = 0.3 to 0.7 reduces the harmonic current distortion most. It is effective to do. Then, increasing the number of times of control of Pr = 0 to 0.05 and 0.95 to 1.00 and decreasing the number of times of control of Pr = 0.3 to 0.7 inevitably results in Pr = 0.3. The change in the heater supply power ratio Pr in the range of .about.0.7 is maximum as compared with other heater power ratio Pr ranges.
[具体的なヒータ制御パターンとヒータ印加電圧の変化]
定着加熱装置のヒータへの電力供給時の突入電流防止のための位相制御を用いたスローアップ制御において、本実施例の特徴を良く表す高調波電流歪を抑制するヒータ制御の一例について説明する。
[Specific heater control pattern and heater applied voltage change]
In the slow-up control using phase control for preventing inrush current when power is supplied to the heater of the fixing heating device, an example of heater control that suppresses harmonic current distortion that clearly represents the feature of this embodiment will be described.
図8に図7で示した20%超の削減例をもとに作成した具体的なヒータへの電力供給時のヒータ制御パターン表を示す。制御部203は、ヒータスローアップ制御を開始すると、波数番号1から50の順番に一波毎にヒータ供給電力比Prを変化させ、ヒータスローアップ制御を行う。このパターン表では図6に示す総高調波電流歪相対比較が96%以上を示すヒータ供給電力比であるPr=0.3〜0.7のヒータ制御パターンをヒータスローアップ制御全体の16%(20%以下)の割合とする。また、図6に示す様に総高調波電流歪相対比較がおよそ56.6%以下を示すPr=0〜0.05またはPr=0.95〜1のヒータ制御パターンをヒータスローアップ制御全体の36%の割合とする。そして、最も高調波電流歪を生じるPr=0.5のヒータ供給電力比を含まない制御を行う。更に少なくともPr=0.5の前後間におけるヒータ供給電力比Prの変化を最大となるように制御を行う。本実施形態ではPr=0.5の前後間におけるヒータ供給電力比Prの変化は0.06としている。
FIG. 8 shows a heater control pattern table at the time of supplying power to specific heaters created based on the reduction example exceeding 20% shown in FIG. When the heater slow-up control is started, the
図9に交流電源202の周波数を50Hzとした場合の上記ヒータ制御パターン表によるヒータ印加電圧の変化を示す。ヒータ供給電力比Pr 9bが一波毎に変化するに従ってヒータ印加電圧(9cの斜線で示した部分)が変化している様子がわかる。そして波数番号N=50波目にヒータスローアップ制御が終了し、波数番号N=51波目からヒータ供給電力比Prを1にしてヒータ全点灯制御を行う。
FIG. 9 shows changes in the heater applied voltage according to the heater control pattern table when the frequency of the
[ヒータ供給電力比の従来例との比較]
図10に図8に示す上記ヒータ制御パターンのグラフと、ヒータ供給電力比の変化度を一律固定にしたヒータ制御パターンの従来制御例のグラフを示す。本実施形態の一例のグラフは、従来制御の一例のグラフと比較して、ヒータ供給電力比を変化させ、且つ、最も高調波電流歪を生じるPr=0.5前後でヒータ供給電力比Prの変化を最大にしている。また、高調波電流歪を多数発生しうるPr=0.3からPr=0.7の範囲におけるヒータ制御パターンの制御回数は、従来例は波数番号N=16から35の合計20回に対して、本実施形態では波数番号N=22から29の合計8回に削減している。また、高調波電流歪の比較的少ないPr=0.05以下、Pr=0.95以上のヒータ制御パターンの制御回数は、従来例は波数番号N=1、2および49、50の4回に対して、本実施例では波数番号N=1〜9およびN=42〜50の18回に増加している。
[Comparison with the conventional heater supply power ratio]
FIG. 10 shows a graph of the heater control pattern shown in FIG. 8 and a graph of a conventional control example of a heater control pattern in which the degree of change in the heater supply power ratio is fixed uniformly. In the graph of an example of the present embodiment, compared to the graph of an example of the conventional control, the heater supply power ratio Pr is changed around Pr = 0.5 that changes the heater supply power ratio and generates the highest harmonic current distortion. Maximizes change. The number of control times of the heater control pattern in the range of Pr = 0.3 to Pr = 0.7 that can generate a large number of harmonic current distortions is 20 times in total in the conventional example, wave number numbers N = 16 to 35. In this embodiment, the number of wave numbers N = 22 to 29 is reduced to a total of 8 times. In addition, the number of times of control of the heater control pattern with Pr = 0.05 or less and Pr = 0.95 or more with relatively small harmonic current distortion is four times of wave number numbers N = 1, 2, 49, and 50 in the conventional example. On the other hand, in this embodiment, the wave number is increased to 18 times of N = 1 to 9 and N = 42 to 50.
[スローアップ制御の制御フロー]
図11に、電力供給開始時のヒータスローアップ制御の制御フローを示す。制御部203は波数番号Nを1に設定し(ステップ(以下、S)1101)、波数番号Nに対応したヒータ供給電力比Prを、制御部203内の不図示の記憶部に記憶してあるヒータスローアップテーブル(例えば図8)から選択する(S1102)。次に制御部203はゼロクロス信号をもとに周波数検知結果を更新し(S1103)、ヒータ供給電力比Prと周波数検知結果からゼロクロスからヒータをオンするまでの時間差を計算する(S1104)。算出した上記ヒータ駆動信号のONタイミングで制御部203はヒータ102の2半波連続位相制御を行う(S1105)。波数番号Nを1増加更新し(S1106)、S1102からS1105までの繰り返し制御を行う。波数番号Nが51に更新されたら(S1107、Y)、ヒータスローアップ制御を終了し、ヒータ供給電力比Prを1にしてヒータ全点灯制御を行う。Nが51に更新されないなら(S1107、N)、S1102に戻る。
[Slow-up control flow]
FIG. 11 shows a control flow of heater slow-up control at the start of power supply. The
ここで、本実施例では、Pr=0.5前後におけるヒータ供給電力比Prの最大変化を0.06とした制御を説明したが、必ずしも0.06に限らなくても良い。ヒータ102の抵抗値や交流電源202の電圧値等によってフリッカの影響を考慮して適切な上記Prの変化に設定すると良い。ヒータ抵抗値が低いヒータスローアップ制御開始時においてヒータ供給電力比Prを高調波電流歪が多く発生しない値(特にPr=0.05以下が望ましい)を用いることは、高調波電流歪抑制のみならずフリッカ抑制の効果もある。よって、ヒータスローアップ制御開始時は、ヒータ供給電力比Prの小さい値に設定し、最も高調波電流歪を生じるPr=0.5のヒータ供給電力比を含まない制御を行う。更に30%の通電位相量制御から70%の通電位相量制御へ通電位相量を変化させる期間において、変化率が最大となる通電位相量制御を含む。この変化率が最大となる通電位相量制御とはPr=0.5の前後間におけるヒータ供給電力比Prの変化を最大となるような制御である。つまり、例えば本実施例に示したスローアップ制御を行うことにより、従来のヒータ供給電力比の変化を一律固定にしたヒータスローアップ制御に比べて大幅な高調波電流歪抑制の効果を得ることができる。
Here, in the present embodiment, the control in which the maximum change in the heater supply power ratio Pr at around Pr = 0.5 is 0.06 has been described, but it is not necessarily limited to 0.06. An appropriate change in Pr may be set in consideration of the influence of flicker by the resistance value of the
また、本制御はスローアップ制御の場合におけるヒータ制御パターンについて説明したが、ヒータのスローダウン制御にも応用できる。ヒータ消灯時はヒータ点灯停止時における突入電流を生じることは無いが、突然のヒータ消灯制御は消灯前と消灯後でヒータ電流の変化が大きくフリッカの増加につながる。よって、ヒータ点灯停止時もヒータのスローアップ制御と逆の制御であるヒータスローダウン制御を行う場合がある。ヒータスローダウン制御もヒータスローアップ制御と同様に位相制御による高調波電流歪を多数生じるが、本実施例で説明したヒータスローアップ制御を応用した、例えば図12に示すヒータスローダウン制御を実施すれば高調波電流歪を抑制できる。 Moreover, although this control demonstrated the heater control pattern in the case of slow-up control, it can be applied also to the slow-down control of a heater. When the heater is turned off, no inrush current is generated when the heater is turned off. However, sudden heater turn-off control causes a large change in the heater current before and after turning off, leading to an increase in flicker. Therefore, the heater slow-down control, which is the reverse of the heater slow-up control, may be performed even when the heater lighting is stopped. Although the heater slowdown control causes many harmonic current distortions due to phase control as in the case of the heater slowup control, the heater slowdown control shown in FIG. 12, for example, is applied by applying the heater slowup control described in this embodiment. Harmonic current distortion can be suppressed.
ここでは、1波目から50波目の間にヒータスローアップ制御を行い51波目からヒータ電力供給比を1にする一例を示したが、装置の誤動作等を防止できる所定の突入電流に抑えられるのであれば、ヒータスローアップ制御に必要な波数を適宜調整可能である。また、ヒータスローアップ制御の最初の1波目と最後の50波目のヒータ供給電力比Prはそれぞれ0.03、0.97としている。ゼロクロス検知回路212のゼロクロス信号の誤差や交流電源202の周波数変動による誤動作よって、意図しない大幅にずれたヒータ投入電力をヒータ102に与えることを防ぐためである。例えば、周波数50Hzの交流電源202において、ヒータ供給電力比Pr=0.01と設定した場合、制御部203はゼロクロス信号を起点からおよそ8.44ms後にヒータ駆動信号をオンする。例えば交流電源の周波数変動が大幅に生じ、ヒータ駆動信号のオンタイミングが次回のゼロクロスを超えてしまうとヒータ供給電力比Prが0.1から例えば1.0近くになってしまう。逆に、ヒータ供給電力比Pr=0.99と設定した場合、制御部203はゼロクロス信号を起点からおよそ1.56ms後にヒータ駆動信号をオンする。例えば交流電源の周波数変動が大幅に生じ、ヒータ駆動信号のオンタイミングが現在のゼロクロスより以前になってしまうとヒータ供給電力比Prが0.99から0近くになってしまう。このような意図しない大幅な誤動作はヒータ電力制御を大幅に狂わせるとともに、突入電流増大によるフリッカや高調波電流歪の増加にもつながる。ここでは、ヒータ供給電力比Prの最低値を0.03とし、最大値を0.97にしているが、上記誤動作を生じさせないのであれば適宜調整可能である。
Here, an example is shown in which the heater slow-up control is performed between the first wave and the 50th wave, and the heater power supply ratio is set to 1 from the 51st wave, but it is suppressed to a predetermined inrush current that can prevent malfunction of the apparatus. If necessary, the wave number required for the heater slow-up control can be adjusted as appropriate. The heater supply power ratio Pr for the first and last 50th waves of the heater slow-up control is 0.03 and 0.97, respectively. This is to prevent the
以上のように、本実施例の画像形成装置によれば,画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時におけるスローアップ制御において、高調波電流歪を抑制できる立ち上げ制御が可能となる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, in the slow-up control at the time of supplying power to the heater of the fixing heating device used in the image forming apparatus, the start-up control that can suppress the harmonic current distortion is performed. It becomes possible.
本発明の第2の実施例においてはヒータ構成、位相制御などについては、実施例1と同様のため、説明を省略する。実施例1では、波数NO.1〜50の順番に一波毎にヒータ供給電力比Prを変化させていた。これは即ち、例えば交流電源202の周波数が50Hzの場合、ヒータスローアップ制御の時間が1秒間であることを示す。更に例えば、周波数が60Hzの場合、ヒータスローアップ制御の時間が0.83秒である。つまり交流電源の周波数によって、ヒータスローアップ制御に要する時間が変化する。本実施例では、実施例1の効果に加えて、交流電源202の周波数が変動しても最適なヒータスローアップ制御行うことができる制御パターンについて説明する。
In the second embodiment of the present invention, the heater configuration, phase control, and the like are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. In Example 1, the wave number NO. The heater supply power ratio Pr was changed for each wave in the order of 1 to 50. That is, for example, when the frequency of the
前述したようにヒータオン時は定常状態に比べ抵抗値が低いため、例えば定常時電流の、7〜10倍の大きな突入電流を生じる。よって、例えば交流電源202の周波数が高くなり上記ヒータスローアップの時間が短くなってしまうと、ヒータスローアップ制御によるヒータを段階的に温める時間が、交流電源202の周波数が低い場合に比べて減少する。図13に交流電源202の周波数が50Hzの場合と60Hzの場合の一例を示す。図13(a)のように、交流電源202の周波数が60Hzの場合、ヒータスローアップ制御に必要な波数を50Hzの場合に比べて増加させると良い。図13(a)に示す本実施例では例えばヒータスローアップ制御に必要な波数を60波数とし、ヒータスローアップ制御の制御時間を50Hzと同じになるように制御を行う。
As described above, when the heater is turned on, the resistance value is lower than that in the steady state, so that a large inrush current, for example, 7 to 10 times the steady state current occurs. Therefore, for example, if the frequency of the
また、図13(b)のようにヒータスローアップ制御の波数は変えずに、最も高調波電流歪を生じるPr=0.5前後のヒータ供給電力比をヒータスローアップ制御の後半に移動させても良い。ここでは、交流電源202の周波数が50Hzの場合に比べて、周波数が60Hzの場合は6波分遅延させているが、周波数が変化してもPr=0.5以前までのヒータ電力の積算値が殆ど変わらないように遅延させるのが望ましい。また、図5に示すように、例えばPr=0.05とPr=0.95の高調波電流歪は同じである。半波の中心である位相角90°を中心に対称にした波形はフーリエ変換した結果が同じになるためである。つまり、最も高調波電流歪を生じるPr=0.5前後のヒータ供給電力比の制御タイミングをヒータスローアップ制御の後半に移動させても、Pr=0.05以下またはPr=0.95以上のヒータ制御パターンの割合は変わらない。それ故、高調波電流歪も大きく変わらないことを意味する。
Further, as shown in FIG. 13B, without changing the wave number of the heater slow-up control, the heater supply power ratio around Pr = 0.5 that causes the highest harmonic current distortion is moved to the latter half of the heater slow-up control. Also good. Here, compared with the case where the frequency of the
周波数変動によるヒータスローアップ制御の波数変化制御またはPr=0.5のヒータ供給電力比をヒータスローアップ制御の後半に移動する制御は、次のように行うとよい。すなわち、予め基本制御パターン(例えば、50Hz,60Hzの制御パターン)を1個ないし2個用意し、制御部203内の記憶部に記憶させ、ゼロクロス信号の周波数検知結果をもとに制御パターンの計算または補間を行う。
The wave number change control of the heater slow-up control due to the frequency fluctuation or the control to move the heater supply power ratio of Pr = 0.5 to the latter half of the heater slow-up control may be performed as follows. That is, one or two basic control patterns (for example, control patterns of 50 Hz and 60 Hz) are prepared in advance and stored in the storage unit in the
いずれも30%の通電位相量制御から70%の通電位相量制御へ通電位相量を変化させる期間において、変化率が最大となる通電位相量制御を含む。そして、変化率が最大となる上記通電位相量制御とはPr=0.5の前後間におけるヒータ供給電力比Prの変化が最大となるような制御である。よって、例えば、交流電源202の周波数が変動した場合においても、ヒータ供給電力比の変化度を一律固定にしたヒータ制御パターンなどの従来方式のスローアップ制御に比較して大幅に高調波電流歪みを抑制することができる。
Both include energization phase amount control in which the rate of change is maximized during the period in which the energization phase amount is changed from 30% energization phase amount control to 70% energization phase amount control. The energization phase amount control that maximizes the rate of change is control that maximizes the change in the heater supply power ratio Pr before and after Pr = 0.5. Therefore, for example, even when the frequency of the
以上のように、本実施例の画像形成装置によれば,画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時におけるスローアップ制御において、高調波電流歪を抑制できる立ち上げ制御が可能となる。 As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, in the slow-up control at the time of supplying power to the heater of the fixing heating device used in the image forming apparatus, the start-up control that can suppress the harmonic current distortion is performed. It becomes possible.
100 定着加熱装置
200 ヒータ駆動回路
202 交流電源
203 制御部
212 ゼロクロス検知回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
交流電源から前記定着加熱手段へ供給される電力を通電/遮断する電子スイッチ手段と、
前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、
前記定着加熱手段への電力供給開始時に、前記ゼロクロス検知手段の検知結果を用いて、前記電子スイッチ手段の通電位相角を制御することにより前記定着加熱手段への電力供給比を段階的に変化させる位相制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、少なくとも電力供給比30%の通電位相角から電力供給比70%の通電位相角へ通電位相角を段階的に変化させる期間において、電力供給比の変化が最大となる位相制御を含むように前記電子スイッチ手段を制御することを特徴とする定着加熱装置。 Fixing heating means for fixing the developer to the recording medium;
Electronic switch means for energizing / cutting off the power supplied from the AC power source to the fixing heating means;
Zero-cross detecting means for detecting zero-cross of the AC power supply;
At the start of power supply to the fixing heating means, the power supply ratio to the fixing heating means is changed stepwise by controlling the energization phase angle of the electronic switch means using the detection result of the zero cross detection means. Having control means for performing phase control;
The control means performs phase control that maximizes the change in the power supply ratio in a period in which the power supply phase angle is changed stepwise from at least a power supply phase angle of 30% to a power supply phase angle of 70%. A fixing heating apparatus, wherein the electronic switch means is controlled so as to be included.
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