JP5381000B2

JP5381000B2 - Fixing control device, fixing device, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP5381000B2
Application number: JP2008267356A
Authority: JP
Inventors: 山科亮太; 石ヶ谷康功
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: JP2010096969A

Description

本発明は、記録材表面のトナー像を加熱溶融して定着させる定着装置、定着制御装置及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device, a fixing control device, and an image forming apparatus for fixing a toner image on a recording material surface by heating and melting.

特開平１０−１８６９４０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-186940 特開平６−２３６１２８号公報JP-A-6-236128 特開平９−３１１５８４号公報JP 9-311584 A 特開昭５９−１１１６６９号公報JP 59-111669 A

従来、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置においては、用紙等の記録材に形成されたトナー像を加熱溶融することにより、画像を記録材上に定着させる定着装置を用いることが知られている。一般的に、トナー像として形成された電子写真画像を記録材に定着する定着装置は、定着熱源であるヒータに電力を供給して定着ローラや定着ベルト等の定着部材を発熱させ、この熱でトナー像を加熱溶融して記録材に定着する処理を行う。 2. Description of the Related Art Conventionally, in image forming apparatuses such as printers, copying machines, and facsimiles, it is known to use a fixing device that fixes an image on a recording material by heating and melting a toner image formed on the recording material such as paper. ing. In general, a fixing device that fixes an electrophotographic image formed as a toner image on a recording material supplies power to a heater, which is a fixing heat source, to heat a fixing member such as a fixing roller or a fixing belt. The toner image is heated and melted and fixed on the recording material.

このような定着装置は、トナー像を記録材に定着している間の定着温度を一定にするために、前記ヒータに電力を供給して所定の温度（目標制御温度）に昇温させて定着可能状態とし、この所定定着温度を維持しつつ定着装置へ記録材を通過させるという構成になっている。 In such a fixing device, in order to make the fixing temperature constant while fixing the toner image on the recording material, the electric power is supplied to the heater to raise the temperature to a predetermined temperature (target control temperature). The recording medium is allowed to pass through the fixing device while maintaining the predetermined fixing temperature.

ここで、ヒータのパワー駆動（加熱制御）はヒータへの供給電力を制御することにより行うものとしている。
ヒータへの供給電力の制御方法としては、定着装置に設けられたサーミスタ等の温度センサにより温度を検出し、目標制御温度との差に応じて、単位時間（以下制御周期）あたりのヒータへの通電時間（以下ＤＵＴＹ）を変化させる方法が一般的である。 Here, the power driving (heating control) of the heater is performed by controlling the power supplied to the heater.
As a method for controlling the power supplied to the heater, the temperature is detected by a temperature sensor such as a thermistor provided in the fixing device, and depending on the difference from the target control temperature, the heater power per unit time (hereinafter referred to as control cycle) is detected. A method of changing the energization time (hereinafter referred to as DUTY) is common.

ＤＵＴＹの演算方法としては、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御が用いられることが多い。
ここでＰＩＤ制御について説明する。 As a calculation method of DUTY, feedback control such as PID control is often used.
Here, PID control will be described.

ＰＩＤ制御は、Ｐ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ（比例）、Ｉ：Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）、Ｄ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（微分）の３つの組み合わせで制御するものであり、目標値と現在値の偏差に応じ、複数のパラメータを最適化することにより制御を行うものである。 PID control is controlled by three combinations of P: Proportional, I: Integral, and D: Differential. Different parameters are optimized according to the deviation between the target value and the current value. By controlling,

定着温度制御に適用する場合、具体的には、次式により制御周期ごとにＤＵＴＹを計算することになる。 When applied to fixing temperature control, specifically, DUTY is calculated for each control period by the following equation.

ただし、
Ｋｐ：比例ゲイン
ＴＩ：積分時間
ＴＤ：微分時間
ｅ１（ｔ）：目標制御温度と定着部材の温度の誤差（＝ｒ（ｔ）−ｙ（ｔ））
ｒ（ｔ）：目標制御温度
ｙ（ｔ）：定着部材の温度
Ｔ：制御周期
である。

However,
Kp: proportional gain TI: integration time TD: derivative time e1 (t): error between target control temperature and fixing member temperature (= r (t) -y (t))
r (t): target control temperature y (t): fixing member temperature T: control cycle.

定着部材の温度情報を基にＰＩＤコントローラによりＤＵＴＹを演算し、制御することにより、図１７に示すように、定着温度を目標温度付近で安定化することが可能となる。 By calculating and controlling DUTY by the PID controller based on the temperature information of the fixing member, the fixing temperature can be stabilized near the target temperature as shown in FIG.

図１８には制御周期が４００ｍｓ、ＰＩＤコントローラにより演算されたＤＵＴＹが３０％であった場合の通電の制御の様子の具体例を示す。図１８に示すように商用電源のゼロクロス点で通電を開始し、制御周期４００ｍｓの３０％、すなわち１２０ｍｓ経過後に通電を終了する。このようにゼロクロス点での通電のオン、オフを切り替えて通電時間をコントロールする方法をオン・オフ方式と呼ぶ。 FIG. 18 shows a specific example of the state of energization control when the control cycle is 400 ms and the DUTY calculated by the PID controller is 30%. As shown in FIG. 18, energization is started at the zero cross point of the commercial power supply, and energization is terminated after 30% of the control cycle of 400 ms, that is, 120 ms. A method of controlling the energization time by switching on / off of energization at the zero cross point is called an on / off method.

ハロゲンヒータを用いた場合、オン・オフ方式ではヒータ点灯開始時に流れる突入電流が大きいため、ヒータに商用電源を接続して用いる場合、商用電源ラインの電圧変動を起こし、フリッカ現象という同じ電源ラインに接続されている他の機器に悪影響を及ぼす現象を発生させていた。 When a halogen heater is used, the inrush current that flows at the start of lighting of the heater is large in the on / off method.Therefore, when a commercial power supply is connected to the heater, voltage fluctuation of the commercial power supply line occurs and the flicker phenomenon occurs in the same power supply line. A phenomenon that adversely affects other connected devices was generated.

この現象を回避するために、図１９に示すように通電開始時に、位相角を変化させる位相制御を行い徐々にヒータへの通電時間を大きくする方式が広く用いられている。このような制御方式はソフトスタート方式と呼ばれる。また場合によっては図２０に示すように消灯時にも、同様の理由により徐々に通電時間を減らしていくソフトストップ方式を併用することもある。 In order to avoid this phenomenon, as shown in FIG. 19, a method of gradually increasing the energization time to the heater by performing phase control to change the phase angle at the start of energization is widely used. Such a control method is called a soft start method. In some cases, as shown in FIG. 20, a soft stop method in which the energization time is gradually reduced for the same reason may be used at the time of turn-off.

図２１には制御周期が４００ｍｓ、ＤＵＴＹが３０％の場合のソフトスタート・ソフトストップ方式による通電制御の様子を示す。
以上のようなソフトスタート・ソフトストップ方式を用いると、急激な電圧変動を減少させることができるため、前述のフリッカ現象を回避することができる。その一方、ゼロクロス点で通電のオン・オフを行なわない位相制御を用いた場合、高調波電流を発生させてしまうため、フリッカ、高調波電流の双方のバランスを取りソフトスタート・ソフトストップ方式を行う必要がある。 FIG. 21 shows a state of energization control by the soft start / soft stop method when the control cycle is 400 ms and DUTY is 30%.
When the soft start / soft stop method as described above is used, abrupt voltage fluctuation can be reduced, so that the flicker phenomenon described above can be avoided. On the other hand, when using phase control that does not turn on and off at the zero-cross point, harmonic current is generated. Therefore, the soft start / soft stop method is used to balance both flicker and harmonic current. There is a need.

さて、近年の定着装置では通紙される様々な紙幅に対応するために複数本のヒータを有していることが多い。このような構成の場合、上記で述べたソフトスタート・ソフトストップ方式を、複数のヒータへそれぞれ適用することになる。 In recent years, fixing devices often have a plurality of heaters in order to cope with various paper widths through which paper is passed. In such a configuration, the soft start / soft stop method described above is applied to each of the plurality of heaters.

図２２にはソフトスタート・ソフトストップ方式により２本のヒータを点灯させる場合の制御の様子を示す。
図２２に示すように、複数本のヒータで点灯を行う場合、互いのヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間が重なることがある。このような場合、高調波電流の発生がさらに大きくなるという問題がある。 FIG. 22 shows the state of control when two heaters are turned on by the soft start / soft stop method.
As shown in FIG. 22, when lighting is performed with a plurality of heaters, the soft start / soft stop periods of the heaters may overlap each other. In such a case, there is a problem that the generation of harmonic current is further increased.

このため、図２３に示すように一方のヒータに対する他方のヒータの点灯開始タイミングをずらし、双方のヒータのソフトスタート・ソフトストップ区間が重ならないようにして点灯を行う方法などが用いられている。このような複数のヒータの点灯タイミングをずらすことは、電圧変動、高調波電流の発生を抑える上で有効であるため、広く用いられている。 For this reason, as shown in FIG. 23, the lighting start timing of the other heater is shifted with respect to one heater, and the lighting is performed so that the soft start / soft stop sections of both heaters do not overlap. Shifting the lighting timings of the plurality of heaters is widely used because it is effective in suppressing the occurrence of voltage fluctuations and harmonic currents.

例えば特許文献１には、複数のヒータのうちの基準となるヒータの通電制御の開始から、他方のヒータの通電制御の開始までの時間を遅らせる遅延手段と、温度検知手段の出力に基づいて、前記遅延手段が遅らせる時間を変更する変更手段とを備えることを特徴とするヒータ制御装置が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a delay unit that delays the time from the start of energization control of a heater serving as a reference among a plurality of heaters to the start of energization control of the other heater, and the output of the temperature detection unit, The heater control device is characterized by comprising a changing means for changing the time that the delay means delays.

特許文献２には、記録媒体上にトナー等の顕画材により画像を形成し、熱定着することによって画像形成物を出力する画像形成装置において、熱定着手段が複数のヒータを有するものであり、装置の動作状態に応じて該複数のヒータを選択的に駆動し、熱定着手段が複数のヒータを同時に使用する場合には各ヒータの駆動開始タイミングをずらすヒータ制御手段を有することを特徴とする画像形成装置が記載されている。 In Patent Document 2, in an image forming apparatus that forms an image on a recording medium with a developing material such as toner and outputs an image formed product by heat fixing, the heat fixing unit has a plurality of heaters, A heater control unit that selectively drives the plurality of heaters according to the operating state of the apparatus and shifts the drive start timing of each heater when the thermal fixing unit uses the plurality of heaters at the same time is provided. An image forming apparatus is described.

特許文献３には、複数個の加熱手段の各々を点灯させる際には点灯させるべき加熱手段点灯用のタイマがタイムアップしたことを判断して加熱手段を点灯させることにより、複数個の加熱手段を同時にオフからオンにならないように制御すると共に、複数個の加熱手段の各々を消灯させる際には消灯させるべき加熱手段消灯用のタイマがタイムアップしたことを判断して加熱手段を消灯させることにより、複数個の加熱手段を同時にオンからオフにならないように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする定着装置が記載されている。 In Patent Document 3, when each of the plurality of heating means is turned on, it is determined that the timer for turning on the heating means to be turned on has expired, and the heating means is turned on to thereby turn on the plurality of heating means. Is controlled so as not to be turned on simultaneously from off, and when turning off each of the plurality of heating means, it is judged that the timer for turning off the heating means to be turned off has timed out and the heating means is turned off. Thus, there is described a fixing device comprising a control means for controlling a plurality of heating means so as not to be turned off simultaneously from on.

特許文献４には、ヒータを２組以上備える定着器の温度を検出し、２組以上のヒータを共に通電するときに、１つのヒータを通電してから、検出温度に対応する所定の時間遅らせてもう１つのヒータを通電する定着ヒータの通電制御方法が記載されている。 In Patent Document 4, the temperature of a fixing device including two or more sets of heaters is detected, and when two or more sets of heaters are energized together, one heater is energized and then delayed for a predetermined time corresponding to the detected temperature. An energization control method for a fixing heater that energizes another heater is described.

しかしながらＤＵＴＹ演算にＰＩＤコントローラなどを用いた場合、前述のように、定着部材の温度によりＤＵＴＹがリアルタイムで変化していくため、各ヒータの通電開始タイミングを単純にシフトさせるだけでは、ＤＵＴＹの値によっては双方のソフトスタート・ストップ区間が重なってしまうことがあるという問題があった。 However, when a PID controller or the like is used for the DUTY calculation, as described above, the DUTY changes in real time depending on the temperature of the fixing member. Therefore, by simply shifting the energization start timing of each heater, the DUTY value depends on the value of the DUTY. Had a problem that both soft start / stop sections could overlap.

本発明は、従来の定着制御における上述の問題を解決し、複数本のヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間が重ならないようにして高調波電流の発生を防ぐことのできる定着制御装置、定着装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
また、ソフトスタート・ソフトストップ期間の長さを短くし、ヒータの点灯開始タイミングを選択する際の選択の幅を増やすことも本発明の課題である。 The present invention solves the above-described problems in conventional fixing control, and prevents a harmonic current from occurring by preventing the soft start and soft stop periods of a plurality of heaters from overlapping. It is an object to provide an image forming apparatus.
It is also an object of the present invention to shorten the length of the soft start / soft stop period and increase the selection range when selecting the heater lighting start timing.

前記の課題は、本発明により、定着部材と加圧部材とを圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材を前記両部材間に通紙して未定着トナー像の定着を行なう定着装置の制御装置において、前記定着部材を加熱する熱源として複数本のヒータを有し、前記各ヒータの制御周期あたりの通電時間であるＤＵＴＹを演算する演算手段を具備し、前記各ヒータは、前記演算手段による演算結果に基づき決定されるＤＵＴＹを制御することにより供給電力を制御され、かつ、各ヒータは通電開始時と通電終了時にそれぞれソフトスタート及びソフトストップ可能に設けられ、一方のヒータに対する他方のヒータの通電開始のタイミングを、前記演算手段により演算したＤＵＴＹの値に基づいて、一方のヒータがソフトストップを終えて消灯した後に他方のヒータの点灯を開始する第１のパターンと、一方のヒータのソフトスタート期間とソフトストップ期間の間に他方のヒータの点灯を入れ込む第２のパターンと、一方のヒータのソフトスタート期間が終了した後に他方のヒータの点灯をソフトスタートで開始し一方のヒータのソフトストップが終了した後に他方のヒータのソフトストップを開始する第３のパターンの中から選択して決定することにより解決される。 According to the present invention, there is provided a fixing device for fixing an unfixed toner image by pressing a fixing member and a pressure member and passing a recording material carrying an unfixed toner image between the two members. In the control device, a plurality of heaters are provided as heat sources for heating the fixing member, and calculation means for calculating DUTY, which is an energization time per control cycle of each heater, is provided. The supply power is controlled by controlling the DUTY determined based on the calculation result by the above, and each heater is provided so that it can be soft-started and soft-stopped at the start and end of energization, and the other heater with respect to one heater Based on the value of DUTY calculated by the calculation means, the timing of starting energization of the other heater is turned off after one heater has finished soft stop and turned off. The first pattern for starting the heater of the first heater, the second pattern for turning on the other heater between the soft start period and the soft stop period of one heater, and the soft start period of the one heater are finished. After that, the lighting of the other heater is started by soft start, and after the soft stop of one heater is finished, it is solved by selecting and determining from the third pattern of starting the soft stop of the other heater.

また、前記演算手段により演算した各ヒータのＤＵＴＹが前記第１〜第３のパターンに当てはまらない場合、前記第１〜第３のパターンのいずれかのパターンに当てはまるように前記各ヒータのＤＵＴＹを補正すると好ましい。 Further, when the DUTY of each heater calculated by the calculating means does not apply to the first to third patterns, the DUTY of each heater is corrected so as to apply to any one of the first to third patterns. It is preferable.

また、前記各ヒータのＤＵＴＹ補正は、補正による各ヒータのＤＵＴＹのトータルでのロス分が最も小さくなるように補正すると好ましい。
また、前記各ヒータのＤＵＴＹ補正は、各ヒータのＤＵＴＹの比率を保つように補正すると好ましい。 The DUTY correction for each heater is preferably performed so that the total loss of DUTY for each heater due to the correction is minimized.
The DUTY correction for each heater is preferably performed so as to maintain the DUTY ratio of each heater.

また、前記各ヒータのＤＵＴＹ補正により発生するロス分を次の制御周期に加算すると好ましい。
また、前記各ヒータの制御周期内における消灯期間中に、前記各ヒータに対して所定時間の通電を行うと好ましい。 Moreover, it is preferable to add the loss generated by the DUTY correction of each heater to the next control cycle.
Further, it is preferable to energize each heater for a predetermined time during the extinguishing period within the control cycle of each heater.

また、前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、一方のヒータがソフトスタート又はソフトストップを行っていない期間に他方のヒータに通電すると好ましい。
また、前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、一方のヒータが点灯していない期間に他方のヒータに通電すると好ましい。 Further, the energization of each heater during the extinguishing period is preferably performed by energizing the other heater during a period when one heater is not performing the soft start or soft stop.
The energization of each heater during the extinguishing period is preferably performed by energizing the other heater during a period when one heater is not lit.

また、前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、１回あたりの点灯時間が１０ｍｓｅｃ以上、かつ、ヒータが消灯している時間が３０ｍｓｅｃ以内となるように行うと好ましい。 The energization of each heater during the turn-off period is preferably performed so that the turn-on time per turn is 10 msec or more and the heater turn-off time is within 30 msec.

また、前記複数本のヒータが前記定着部材に内蔵され、それぞれ通紙する記録材のサイズに応じた発熱領域を有すると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着制御装置を備える定着装置により解決される。 Further, it is preferable that the plurality of heaters are built in the fixing member and each have a heat generating area corresponding to the size of the recording material to be passed.
According to the present invention, the above problem is solved by a fixing device including the fixing control device according to any one of claims 1 to 10.

また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着制御装置または請求項１１に記載の定着装置を備える画像形成装置により解決される。 Further, according to the present invention, the above problem is solved by an image forming apparatus including the fixing control device according to any one of claims 1 to 10 or the fixing device according to claim 11.

本発明の定着制御装置によれば、従来よりも幅広いＤＵＴＹ領域で各ヒータのソフトスタート期間とソフトストップ期間を重ならないようにすることができるため、商用電源ラインの電圧変動と位相制御に伴う高調波電流の発生とを低減することができる。 According to the fixing control device of the present invention, it is possible to prevent the soft start period and the soft stop period of each heater from overlapping each other in a wider DUTY region than conventional ones. Generation of wave current can be reduced.

請求項２の構成により、ＰＩＤコントローラ等で演算されたＤＵＴＹ値を補正することにより、各ヒータのソフトスタート期間とソフトストップ期間が重ならない点灯パターンにてヒータを制御することができる。 According to the configuration of the second aspect, by correcting the DUTY value calculated by the PID controller or the like, the heater can be controlled with a lighting pattern in which the soft start period and the soft stop period of each heater do not overlap.

請求項３の構成により、各ヒータのＤＵＴＹのトータルのロス分が最も小さくなるように補正を行うことによって、定着部材の温度安定化に与える悪影響が最も小さい状態でＤＵＴＹ補正を行なうことができる。 According to the third aspect of the present invention, by performing the correction so that the total loss of the DUTY of each heater is minimized, the DUTY correction can be performed with the least adverse effect on the temperature stabilization of the fixing member.

請求項４の構成により、各ヒータのＤＵＴＹ比率を保ったまま補正を行うことによって、複数のヒータ間での点灯のバランスを崩すことのない状態でＤＵＴＹ補正を行なうことができる。 According to the configuration of the fourth aspect, by performing the correction while maintaining the DUTY ratio of each heater, it is possible to perform the DUTY correction without losing the lighting balance among the plurality of heaters.

請求項５の構成により、ＤＵＴＹ補正を行ったことにより生じたＤＵＴＹのロス分による定着部材の温度安定化に与える影響が大きい場合に、次制御周期にＤＵＴＹのロス分を加算することによって、定着部材の温度安定化に与える影響を軽減することができる。 According to the configuration of the fifth aspect, when the influence of the DUTY loss caused by the DUTY correction on the temperature stabilization of the fixing member is large, the fixing is performed by adding the DUTY loss to the next control cycle. The influence on the temperature stabilization of the member can be reduced.

請求項６の構成により、消灯区間内点灯を行うことでフィラメントの抵抗低下を防ぐことが可能となり、次制御周期のソフトスタート時間を短くすることができる。その結果、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間を重ならなくすることができるＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 With the configuration of the sixth aspect, it is possible to prevent a decrease in filament resistance by performing lighting in the extinguishing section, and it is possible to shorten the soft start time of the next control cycle. As a result, it is possible to widen the DUTY region where the soft start / soft stop periods of the heaters can be prevented from overlapping.

請求項７の構成により、一方のヒータがソフトスタートもしくはソフトストップを行っていない期間に消灯区間内点灯を行うことによって、高調波電流を悪化させることなくフィラメントの抵抗低下を防ぐことが可能となり、次制御周期のソフトスタート時間を短くすることができる。その結果、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間を重ならなくすることができるＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 According to the configuration of claim 7, it is possible to prevent a decrease in the resistance of the filament without deteriorating the harmonic current by performing the lighting in the extinguishing section during the period when one heater is not performing the soft start or the soft stop, The soft start time of the next control cycle can be shortened. As a result, it is possible to widen the DUTY region where the soft start / soft stop periods of the heaters can be prevented from overlapping.

請求項８の構成により、一方のヒータが消灯している期間中に消灯区間内点灯を行うことによって、電圧変動を悪化させることなくフィラメントの抵抗低下を防ぐことが可能となり、次制御周期のソフトスタート時間を短くすることができる。その結果、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間を重ならなくすることができるＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 According to the configuration of claim 8, it is possible to prevent a decrease in the resistance of the filament without deteriorating the voltage fluctuation by performing the lighting in the extinguishing section while one of the heaters is extinguished. Start time can be shortened. As a result, it is possible to widen the DUTY region where the soft start / soft stop periods of the heaters can be prevented from overlapping.

請求項９の構成により、消灯区間内点灯を点灯時間が１０ｍｓ以上、消灯時間が３０ｍｓ以内で行うことにより、次制御周期にソフトスタートを行う必要がなくなる。その結果、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間を重ならなくすることができるＤＵＴＹ領域を大幅に広げることが可能となる。 According to the configuration of the ninth aspect, since the lighting in the turn-off section is performed within the turn-on time of 10 ms or more and the turn-off time within 30 ms, it is not necessary to perform a soft start in the next control cycle. As a result, it is possible to greatly expand the DUTY region in which the soft start / soft stop periods of the heaters can be prevented from overlapping.

請求項１０の構成により、通紙領域に対応して発熱領域が設定された複数本のヒータを効率良く制御して商用電源ラインの電圧変動と位相制御に伴う高調波電流の発生とを防止することができる。 According to the configuration of claim 10, a plurality of heaters in which heat generation areas are set corresponding to the paper passing area are efficiently controlled to prevent voltage fluctuations in the commercial power supply line and generation of harmonic current due to phase control. be able to.

請求項１１の定着装置及び請求項１２の画像形成装置によれば、定着ヒータ点灯時の突入電流によるフリッカ現象を発生させること無く、定着動作及び画像形成動作を実行可能な装置を提供することができる。また、定着ヒータの位相制御に伴う高調波電流の発生も抑制することができる。 According to the fixing device of the eleventh aspect and the image forming device of the twelfth aspect, it is possible to provide an apparatus capable of executing the fixing operation and the image forming operation without causing a flicker phenomenon due to an inrush current when the fixing heater is turned on. it can. In addition, the generation of harmonic current accompanying the phase control of the fixing heater can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は本発明の最良の形態であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるフルカラー複合機の概略を示す断面構成図である。この図に示す画像形成装置１００は、装置本体１２０の上方に画像読取装置１１０を備えて、複写装置として構成されたものであるが、複写機能の他にもプリンタ及びファクシミリの機能を有するフルカラー複合機である。装置本体１２０の右側面には、両面ユニット１３０が取り付けられている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description is the best mode of the present invention and does not limit the scope of the claims.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an outline of a full-color multifunction peripheral that is an example of an image forming apparatus including a fixing device according to the present invention. The image forming apparatus 100 shown in the figure includes an image reading apparatus 110 above the apparatus main body 120 and is configured as a copying apparatus. In addition to the copying function, the image forming apparatus 100 is a full-color composite having printer and facsimile functions. Machine. A duplex unit 130 is attached to the right side surface of the apparatus main body 120.

装置本体１２０の内部には、４個のプロセスカートリッジ１２（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）、無端状の中間転写ベルト１１、二次転写ローラ２１、プロセスカートリッジにトナーを供給する各色のトナーボトル２９などが配設されている。プロセスカートリッジ１２は、ドラム状の像担持体１０の周囲にクリーニング手段，帯電手段，現像手段などを配設している。 Inside the apparatus main body 120, four process cartridges 12 (C, M, Y, K), an endless intermediate transfer belt 11, a secondary transfer roller 21, and a toner bottle 29 for each color that supplies toner to the process cartridge Etc. are arranged. In the process cartridge 12, a cleaning unit, a charging unit, a developing unit, and the like are disposed around a drum-shaped image carrier 10.

中間転写ベルト１１は、各像担持体である感光体１０の上方に位置し、中間転写ベルト１１の下側の走行辺が各感光体１０の周面に当接している。中間転写ベルト１１は、各感光体１０の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。本例では、複数のローラに掛け回して図中反時計回りに走行駆動される。 The intermediate transfer belt 11 is positioned above the photoconductor 10 as each image carrier, and the lower running side of the intermediate transfer belt 11 is in contact with the circumferential surface of each photoconductor 10. The intermediate transfer belt 11 constitutes an example of a transfer material onto which toner images of different colors formed on the surface of each photoconductor 10 are transferred in a superimposed manner. In this example, it is driven around a plurality of rollers and driven counterclockwise in the figure.

各感光体１０上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１１に転写する作像ユニットの構成は、用いるトナーの色が異なるだけで、実質的に全て同一である。感光体１０は図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電手段によって感光体１０が所定の極性に帯電される。 The configuration of the image forming unit that forms a toner image on each photoconductor 10 and transfers the toner image to the intermediate transfer belt 11 is substantially the same except that the color of the toner used is different. The photoconductor 10 is rotated in the clockwise direction in FIG. 1, and at this time, the photoconductor 10 is charged to a predetermined polarity by a charging means to which a charging voltage is applied.

四連タンデムに並べられたプロセスカートリッジ１２（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）の下には、光書き込み装置１３が配置され、この光書き込み装置１３から出射する光変調されたレーザビームが帯電後の感光体１０に照射され、これによって感光体１０に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段によって各色のトナー像として可視像化される。 An optical writing device 13 is disposed under the process cartridges 12 (C, M, Y, K) arranged in a quadruple tandem, and the light-modulated laser beam emitted from the optical writing device 13 is charged. Irradiation to the photoconductor 10 causes an electrostatic latent image to be formed on the photoconductor 10. This electrostatic latent image is visualized as a toner image of each color by the developing means.

中間転写ベルト１１を挟んで感光体１０と対向するように一次転写ローラ２５が設けられ、この一次転写ローラ２５に転写電圧が印加されることにより、感光体１０上のトナー像が、回転する中間転写ベルト１１上に一次転写される。 A primary transfer roller 25 is provided so as to face the photoconductor 10 with the intermediate transfer belt 11 interposed therebetween. When a transfer voltage is applied to the primary transfer roller 25, the toner image on the photoconductor 10 is rotated in the middle. Primary transfer is performed on the transfer belt 11.

また、光書き込み装置１３の下方には給紙装置１４が配置される。給紙装置１４は、転写紙等の記録材を収納する給紙カセット１５を、本例では２段備えている。各給紙カセット１５内の用紙は、給紙コロ１７によって一枚ずつ繰り出され、用紙搬送路１６を通って給紙される。 A paper feeding device 14 is disposed below the optical writing device 13. The paper feeding device 14 includes two stages of paper feeding cassettes 15 for storing recording materials such as transfer paper in this example. The paper in each paper feed cassette 15 is fed out one by one by a paper feed roller 17 and fed through a paper transport path 16.

用紙搬送路１６は、画像形成装置本体内の右側に下方から上方に向けて形成され、装置本体１２０の上面に画像読取装置１１０との間に形成された胴内排紙部１８へと通ずるように設けている。用紙搬送経路には、レジストローラ１９、二次転写装置２１、定着装置２２、一対の排紙ローラよりなる排紙装置２３などを順に設けている。レジストローラ１９の上流には、両面ユニット１３０から再給紙し、または両面ユニット１３０を横切って手差し給紙部３６から手差し給紙する用紙を用紙搬送路１６に合流する給紙路を設けている。また、定着装置２２の下流には、両面ユニット１３０への再給紙搬送路２４を分岐して設けている。 The sheet conveyance path 16 is formed on the right side in the image forming apparatus main body from the lower side to the upper side, and communicates with the in-body discharge unit 18 formed between the upper surface of the apparatus main body 120 and the image reading apparatus 110. Provided. A registration roller 19, a secondary transfer device 21, a fixing device 22, a paper discharge device 23 including a pair of paper discharge rollers, and the like are sequentially provided on the paper conveyance path. A paper feed path is provided upstream of the registration roller 19 to re-feed paper from the duplex unit 130 or to join the sheet manually fed from the manual feed unit 36 across the duplex unit 130 to the sheet transport path 16. . Further, a re-feed conveyance path 24 to the duplex unit 130 is provided downstream from the fixing device 22.

そして、コピーを取るときは、画像読取装置１１０で原稿画像を読み取って露光装置１３で書き込みを行い、各作像装置１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｋのそれぞれの像担持体上に各色トナー像を形成し、そのトナー像を一次転写装置２５で順次転写して中間転写ベルト１１上にカラー画像を形成する。 When copying, the image reading device 110 reads the original image and writes it with the exposure device 13 to form each color toner image on the image carrier of each of the image forming devices 12C, 12M, 12Y, and 12K. The toner images are sequentially transferred by the primary transfer device 25 to form a color image on the intermediate transfer belt 11.

一方、給紙コロ１７の1つを選択的に回転して対応する給紙カセット１５から用紙を繰り出して用紙搬送路１６に入れ、または手差し給紙装置３６から手差し用紙を給紙路に入れる。そして、用紙搬送路１６を通して搬送し、レジストローラ１９でタイミングを取って二次転写位置へと送り込み、上述したごとく中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を二次転写装置２１で用紙に転写する。画像転写後の用紙は、定着装置２２で画像定着後、排紙装置２３で排出して胴内排紙部１８上にスタックする。 On the other hand, one of the paper feed rollers 17 is selectively rotated to feed the paper from the corresponding paper feed cassette 15 and put it into the paper transport path 16, or manually feed the paper from the manual paper feeder 36 into the paper feed path. Then, the sheet is conveyed through the sheet conveyance path 16 and is sent to the secondary transfer position with timing by the registration roller 19, and the color image formed on the intermediate transfer belt 11 as described above is transferred to the sheet by the secondary transfer device 21. . The paper after the image transfer is fixed by the fixing device 22, discharged by the paper discharge device 23, and stacked on the in-body paper discharge unit 18.

用紙裏面にも画像を形成するときには、再給紙搬送路２４に入れて両面ユニット１３０で反転してから再給紙路を通して再給紙し、別途中間転写ベルト１１上に形成したカラー画像を用紙に二次転写した後、再び定着装置２２で定着して排紙装置２３で胴内排紙部１８に排出する。 When an image is also formed on the back side of the paper, it is placed in the refeed conveyance path 24, reversed by the duplex unit 130, and then fed again through the refeed path, and a color image separately formed on the intermediate transfer belt 11 is printed on the paper. Then, the toner image is fixed again by the fixing device 22 and discharged to the in-body paper discharge unit 18 by the paper discharge device 23.

図２は、定着装置２２の構成を模式的に示す断面図である。
この図に示すように、定着装置２２は、ローラ形状の定着部材である定着ローラ２７と、ローラ状の加圧部材である加圧ローラ２８とを備えており、これらのローラ２７，２８のうちの一方のローラの回転軸は固定され、他方のローラの回転軸は移動自在として他方のローラが一方のローラに対して接離可能に支持され、かつ他方のローラが一方のローラに向けて図示しないばねで付勢されて、定着ローラ２７と加圧ローラ２８との間で定着ニップが形成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the fixing device 22.
As shown in this figure, the fixing device 22 includes a fixing roller 27 that is a roller-shaped fixing member and a pressure roller 28 that is a roller-shaped pressing member. The rotation shaft of one of the rollers is fixed, the rotation shaft of the other roller is movable, the other roller is supported so as to be able to contact with and separate from the one roller, and the other roller is directed toward the one roller. The fixing nip is formed between the fixing roller 27 and the pressure roller 28 by being biased by a spring that does not.

図３に詳しく示すように、定着ローラ２７内には、定着ローラ中央部を加熱するヒータ_1、及び定着ローラ端部を加熱するヒータ_2からなる定着ヒータ３０が内蔵されている。 As shown in detail in FIG. 3, the fixing roller 27 includes a fixing heater 30 including a heater_1 that heats the center portion of the fixing roller and a heater_2 that heats the end portion of the fixing roller.

また、温度検知手段として、定着ローラ２７の軸方向中央部の温度を検知する中央温度検知手段２９、及び定着ローラ２７の軸方向端部の温度を検知する端部温度検知手段３２を近接して備え、定着ローラ２７の中央部と端部の温度をそれぞれ測定する。 Further, as temperature detecting means, a central temperature detecting means 29 for detecting the temperature of the axial center part of the fixing roller 27 and an end temperature detecting means 32 for detecting the temperature of the axial end part of the fixing roller 27 are provided close to each other. Provided, and the temperatures of the central portion and the end portion of the fixing roller 27 are respectively measured.

次に定着ヒータ３０の制御方法について説明する。
まず、ヒータ_1の制御方法であるが、あらかじめ指定された目標制御温度と、中央温度検知手段２９により検知された定着ローラ中央部の温度との間の温度偏差の情報を基にＰＩＤコントローラ４１が演算を行う。この演算結果は、単位時間（制御周期）あたりにヒータ_1が通電する割合（DUTY_1）となっており、計算されたDUTY_1を基に、ＰＷＭ駆動回路４２を通じて、ヒータ_1を点灯する。本例では、ヒータ_1の両端に、ある時間あたりの定格交流電圧を印加する割合を制御することになる。 Next, a method for controlling the fixing heater 30 will be described.
First, regarding the control method of the heater_1, the PID controller 41 is based on the information on the temperature deviation between the target control temperature specified in advance and the temperature at the center of the fixing roller detected by the center temperature detecting means 29. Performs the operation. The calculation result is a ratio (DUTY_1) in which the heater_1 is energized per unit time (control cycle), and the heater_1 is turned on through the PWM drive circuit 42 based on the calculated DUTY_1. In this example, the ratio of applying a rated AC voltage per certain time to both ends of the heater_1 is controlled.

ここで、ＰＩＤ演算式によるDUTY_1を計算する手順の詳細を述べる。DUTY_1の演算には、ＰＩＤ基本式である次式（２）をディジタル型に変換した式（３）を用いる。 Here, the details of the procedure for calculating DUTY_1 by the PID arithmetic expression will be described. For the calculation of DUTY_1, an expression (3) obtained by converting the following expression (2), which is a PID basic expression, into a digital type is used.

ただし、
Ｋp：比例ゲイン
ＴI：積分時間
ＴD：微分時間
ｅ1(ｔ):目標制御温度と定着ローラ２７の中央部の温度の誤差（＝ｒ1(ｔ)-ｙ1(ｔ)）
ｒ1(ｔ):目標制御温度
ｙ1(ｔ):定着ローラ２７の中央部の温度
Ｔ：制御周期
である。なおＫｐ，ＴI，ＴDはあらかじめそれぞれ適切な値に決定しておく。 However,
Kp: Proportional gain TI: Integration time TD: Derivative time e1 (t): Error between target control temperature and central temperature of fixing roller 27 (= r1 (t) -y1 (t))
r1 (t): target control temperature y1 (t): temperature T at the center of the fixing roller 27: control cycle. Note that Kp, TI, and TD are determined in advance as appropriate values.

式（３）を用いて制御周期ごとにDUTY_1を計算し、ヒータ_1への通電時間を決定する。
例えば制御周期が４００ｍｓｅｃ、上式により演算されたDUTY_1が３０％であった場合の通電の様子は図１８のようになる。 Using equation (3), DUTY_1 is calculated for each control period, and the energization time to the heater_1 is determined.
For example, the state of energization when the control cycle is 400 msec and DUTY_1 calculated by the above equation is 30% is as shown in FIG.

以上のように、ＰＩＤコントローラ４１により演算されたDUTY_1を基に通電を行うわけだが、通電開始時と通電終了時に発生する電圧変動を軽減するために、図２１のように通電時間を徐々に増やすソフトスタート及び通電時間を徐々に減らすソフトストップを適用する。 As described above, energization is performed based on DUTY_1 calculated by the PID controller 41. In order to reduce voltage fluctuations that occur at the start and end of energization, the energization time is gradually increased as shown in FIG. Apply soft start and soft stop to gradually reduce energization time.

同様にヒータ_2は、あらかじめ指定された目標制御温度と端部温度検知手段３２により検知された定着ローラ端部の温度との間の温度偏差の情報を基にＰＩＤコントローラ４４がDUTY_2を次式により計算する。 Similarly, the heater _2 is configured so that the PID controller 44 calculates DUTY_2 by the following equation based on information on the temperature deviation between the target control temperature designated in advance and the temperature of the end of the fixing roller detected by the end temperature detecting means 32. Calculate according to

ただし、
ｅ2(ｔ):目標制御温度と定着ローラ２７の端部の温度の誤差（＝ｒ2(ｔ)-ｙ2(ｔ)）
ｒ2(ｔ):目標制御温度
ｙ2(ｔ):定着ローラ２７の端部の温度 However,
e2 (t): error between the target control temperature and the temperature of the end of the fixing roller 27 (= r2 (t) -y2 (t))
r2 (t): target control temperature y2 (t): temperature at the end of the fixing roller 27

そしてＰＷＭ駆動回路４３を通して、ヒータ_2を点灯する。また同様にソフトスタート・ソフトストップ期間を設け徐々に点灯時間を変化させる。
以降は便宜的に点灯時の様子を図４のように表す。 Then, the heater_2 is turned on through the PWM drive circuit 43. Similarly, a soft start / soft stop period is provided to gradually change the lighting time.
Hereinafter, for convenience, the lighting state is represented as shown in FIG.

前述したように各ヒータのソフトスタート期間、ソフトストップ期間が重なると高調波電流が大きくなる。
そこで、ヒータ_1に対してヒータ_2の点灯開始タイミングをずらすことを考える。各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間が重ならないためには図５に示すように３通りの点灯パターンが考えられる。 As described above, when the soft start period and the soft stop period of each heater overlap, the harmonic current increases.
Therefore, consider shifting the lighting start timing of the heater_2 with respect to the heater_1. In order to prevent the soft start / soft stop periods of the heaters from overlapping, there are three possible lighting patterns as shown in FIG.

パターンＡは直列型であり、一方のヒータがソフトストップを終え、消灯した後に他方のヒータの点灯を開始するパターンである。このパターンは互いが同時に点灯することがないため、フリッカ、高調波電流に最も有利な点灯パターンである。 Pattern A is a series type, and after one heater has finished soft stop and turned off, the other heater starts to turn on. This pattern is the most advantageous lighting pattern for flicker and harmonic current because they do not light up at the same time.

パターンＢは挿入型であり、一方のヒータのソフトスタート期間とソフトストップ期間の間に、他方のヒータの点灯を入れ込むパターンである。このパターンは一方のヒータに対して他方のヒータの点灯率が相対的に小さい時に適用可能である。 Pattern B is an insertion type, in which lighting of the other heater is inserted between the soft start period and the soft stop period of one heater. This pattern is applicable when the lighting rate of the other heater is relatively small with respect to one heater.

パターンＣは相互型であり、一方のヒータのソフトスタート期間が終了した後に他方のヒータの点灯をソフトスタートを開始し、一方のヒータのソフトストップが終了した後に、他方のヒータのソフトストップを開始するパターンである。 Pattern C is a reciprocal type. After the soft start period of one heater ends, the other heater starts soft start, and after the soft stop of one heater ends, the other heater starts soft stop . Pattern.

以上の３パターンのいずれかのパターンで点灯を行うためには、各ヒータのＤＵＴＹ（DUTY_1及びDUTY_2）が以下の条件を満たす必要がある。
［パターンＡ］
ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋T*DUTY_1/100＋T*DUTY_2/100＜Ｔ・・・（６）
［パターンＢ］
DUTY_1＞ｔ３＋ｔ４＋T*DUTY_2/100 ・・・（７）
ｔ１＋ｔ２＋T*DUTY_1/100＜Ｔ・・・（８）
［パターンＣ］
（９）かつ（１０）かつ（１１）かつ（１２）
ｔ１＋ｔ２＋ｔ４＋T*DUTY_1/100＜Ｔ・・・（９）
ｔ１＋ｔ３＋ｔ４＋T*DUTY_2/100＜Ｔ・・・（１０）
DUTY_1＞ｔ３・・・（１１）
DUTY_2＞ｔ２・・・（１２） In order to perform lighting in any one of the above three patterns, DUTY (DUTY_1 and DUTY_2) of each heater needs to satisfy the following conditions.
[Pattern A]
t1 + t2 + t3 + t4 + T * DUTY_1 / 100 + T * DUTY_2 / 100 <T (6)
[Pattern B]
DUTY_1> t3 + t4 + T * DUTY_2 / 100 (7)
t1 + t2 + T * DUTY_1 / 100 <T (8)
[Pattern C]
(9) and (10) and (11) and (12)
t1 + t2 + t4 + T * DUTY_1 / 100 <T (9)
t1 + t3 + t4 + T * DUTY_2 / 100 <T (10)
DUTY_1> t3 (11)
DUTY_2> t2 (12)

ここでヒータの制御周期及びソフトスタート／ソフトストップの時間について述べる。
制御周期Ｔは制御入力を与える間隔（制御の間隔）であり、短いほど制御を高精度に行うことができるが、「ヒータの点灯周期で電圧変動が起こり、蛍光灯などがちらつく現象」を考慮して適切に決める必要がある。 Here, the heater control cycle and the soft start / soft stop time will be described.
The control cycle T is a control input interval (control interval). As the control cycle T is shorter, the control can be performed with higher accuracy. However, “a phenomenon in which a voltage fluctuation occurs in the heater lighting cycle and the fluorescent lamp flickers” is considered. It is necessary to decide appropriately.

つまり、感覚的な表現で説明すると、温度が変動しやすいもの（熱容量の小さいユニット）に関しては短く設定する必要があり、変動しにくいもの（熱容量の大きいユニット）に対しては長く設定しても問題はない。制御周期は短くすればするほど良いかと言えばそうではなく、「ヒータの点灯周期で電圧変動が起こり、蛍光灯などがちらつく現象」を考慮して適切に決める必要がある。 In other words, in terms of sensory expressions, it is necessary to set a short value for a unit whose temperature tends to fluctuate (a unit with a small heat capacity), and a long value for a unit that does not fluctuate easily (a unit with a large heat capacity). No problem. It is not true that the shorter the control cycle, the better, but it is necessary to appropriately determine it in consideration of "a phenomenon in which voltage fluctuation occurs in the heater lighting cycle and the fluorescent lamp flickers."

一般に１００ｍｓ〜２００ｍｓでのちらつきが人間の目に最も感知されやすい周期であることが知られており、ヒータの制御周期としても１００ｍｓ〜２００ｍｓを避けるのが好ましい。 In general, it is known that flickering between 100 ms and 200 ms is the period that is most easily detected by human eyes, and it is preferable to avoid 100 ms to 200 ms as the control period of the heater.

次にソフトスタート／ソフトストップの時間であるが、先にも述べたようにソフトスタート／ソフトストップは急激な電圧変動を防ぐ目的で行うため、ヒータのＷ数に応じて適切な時間が異なる。すなわち、ヒータＷ数が大きい場合はソフトスタート／ソフトストップを長く取る必要があり、ヒータＷ数が小さい場合はソフトスタート／ソフトストップが短くても良い。 Next, the soft start / soft stop time will be described. As described above, since the soft start / soft stop is performed for the purpose of preventing a rapid voltage fluctuation, an appropriate time varies depending on the W number of the heater. That is, when the heater W number is large, it is necessary to take a long soft start / soft stop, and when the heater W number is small, the soft start / soft stop may be short.

一般に、ソフトスタートの時間として「ヒータＷ数×１０％（ｍｓ）」程度を採ると、突入電流を防ぐことが可能となり、電圧変動を抑制出来ることが知られている。
また、近年の定着装置では、ウォームアップ時間の短縮化が望まれており、画像形成装置全体で使用可能な総電力を１５００Ｗとしたとき、定着ヒータＷ数として１０００Ｗ〜１２００Ｗを使用する場合が多い。例えばヒータＷ数が１２００Ｗの場合、適切なソフトスタート時間は１２００×１０％（ｍｓ）＝１２０（ｍｓ）となる。 In general, it is known that when a soft start time of about “number of heaters W × 10% (ms)” is taken, inrush current can be prevented and voltage fluctuation can be suppressed.
Further, in recent fixing devices, it is desired to shorten the warm-up time. When the total power usable in the entire image forming apparatus is 1500 W, 1000 W to 1200 W is often used as the number of fixing heaters W. . For example, when the number of heaters W is 1200 W, an appropriate soft start time is 1200 × 10% (ms) = 120 (ms).

これらのことから、本実施例では、ヒータ_1に７００Ｗ、ヒータ_2に５００Ｗのヒータを使用することを想定し、ヒータ_1のソフトスタート時間を７０ｍｓ、ヒータ_2のソフトスタート時間を５０ｍｓとする場合の例を示す。 Therefore, in this embodiment, assuming that a heater of 700 W is used for heater_1 and a heater of 500 W is used for heater_2, the soft start time of heater_1 is 70 ms, and the soft start time of heater_2 is 50 ms. An example is shown.

またソフトストップに関しては、ヒータ消灯時の電圧変動が小さければ不要であることが多いが、本例ではヒータ_1，ヒータ_2共に１０ｍｓのソフトストップを入れた場合の例を示す（表１参照）。 Soft stop is often unnecessary if the voltage fluctuation when the heater is turned off is small, but this example shows an example in which a soft stop of 10 ms is applied to both heater_1 and heater_2 (see Table 1). ).

表１の条件では、式（６）〜（１２）をグラフに表すと図６のようになる。
図６はＰＩＤコントローラによる演算でDUTY_1及びDUTY_2が得られた場合に、各ヒータのソフトスタート、ソフトストップが重ならないようにするために、Ａ〜Ｃのどのパターンが適用可能かを示している。例えば、DUTY_1が２０％，DUTY_2が３０％であった場合には、パターンＡで点灯することが可能であり、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ区間を重ならないようにすることができる。 Under the conditions in Table 1, when Expressions (6) to (12) are represented in a graph, the result is as shown in FIG.
FIG. 6 shows which pattern of A to C is applicable in order to prevent soft start and soft stop of each heater from overlapping when DUTY_1 and DUTY_2 are obtained by calculation by the PID controller. For example, when DUTY_1 is 20% and DUTY_2 is 30%, it is possible to turn on with pattern A, and it is possible to prevent the soft start and soft stop sections of each heater from overlapping.

従来技術ではパターンＡを用いて複数のヒータの点灯タイミングをずらしていたが、図６に示すように、パターンＡのみではカバーできる範囲が小さいことが分かる。
本発明では、パターンＡに加えてパターンＢ及びパターンＣでの点灯制御を導入することにより、ＰＩＤコントローラが算出する大部分のＤＵＴＹ値に対して適用が可能となる（具体的には、各ヒータのＤＵＴＹ値が８０％以下の領域に関してはほぼ適用が可能となる）。 In the prior art, the lighting timings of a plurality of heaters are shifted using the pattern A, but as shown in FIG.
In the present invention, by introducing the lighting control in the pattern B and the pattern C in addition to the pattern A, the present invention can be applied to most DUTY values calculated by the PID controller (specifically, each heater This is almost applicable to the region where the DUTY value of 80% or less.

以上のように、ＰＩＤコントローラ（演算手段）により演算された各ヒータのＤＵＴＹの値を基に、各ヒータの点灯のずらし方をパターンＡ〜パターンＣの中から選択して適用することにより、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ区間を重ならないようにすることができ、結果として高調波電流を抑制することが可能となる。 As described above, based on the value of DUTY of each heater calculated by the PID controller (calculation means), the lighting shift method of each heater is selected and applied from Pattern A to Pattern C. It is possible not to overlap the soft start and soft stop sections of the heater, and as a result, the harmonic current can be suppressed.

なお本実施例ではＤＵＴＹ演算にＰＩＤコントローラを用いた例を示したが、Ｉ−ＰＤコントローラ、ＰＩ−Ｄコントローラといった、類似のコントローラ（演算手段）を用いても、もちろん差し支えない。 In the present embodiment, an example in which a PID controller is used for the DUTY calculation is shown, but it goes without saying that a similar controller (calculation means) such as an I-PD controller or a PI-D controller may be used.

ところで、演算されたDUTY_1、DUTY_2の値によっては、図５に示したパターンＡ〜Ｃに当てはまらない場合がある。例えばDUTY_1が９０％，DUTY_2が４０％であった場合（図７に黒丸の点で示す場合）などがそうである。 By the way, depending on the calculated values of DUTY_1 and DUTY_2, the patterns A to C shown in FIG. For example, this is the case when DUTY_1 is 90% and DUTY_2 is 40% (indicated by a black dot in FIG. 7).

このように上記パターンＡ〜Ｃに当てはまらない場合、各ヒータのＤＵＴＹを補正することによりパターンＡ〜Ｃのいずれかに当てはめるようにする。ＤＵＴＹの補正にはいくつかの方法が考えられるが、以下に具体的な例を示す。 As described above, when the patterns A to C are not applied, the DUTY of each heater is corrected to be applied to any of the patterns A to C. Several methods are conceivable for correcting the DUTY, and a specific example will be shown below.

［ＤＵＴＹ補正１］
この補正１では、各ヒータのＤＵＴＹのトータルのロス分が最も小さくなるようにＤＵＴＹを補正する。例えば、ＰＩＤコントローラにより演算されたＤＵＴＹが図７に示すように、DUTY_1＝９０％，DUTY_2＝４０％であった場合（図中の黒丸の点）、このままではパターンＡ〜Ｃのいずれの点灯方法も適用することができない。 [DUTY correction 1]
In this correction 1, DUTY is corrected so that the total loss of DUTY of each heater is minimized. For example, when DUTY calculated by the PID controller is DUTY_1 = 90% and DUTY_2 = 40% as shown in FIG. 7 (black dots in the figure), any lighting method of patterns A to C is maintained as it is. Is also not applicable.

そこで、各ヒータのＤＵＴＹのトータルのロス分が最も小さくなるように補正する。具体的には、DUTY_2を４０％で固定したまま、DUTY_1を減らしていく。図７の例では、DUTY_1を８０％まで減らすことにより、パターンＢにて点灯可能となることが分かる。すなわち、図中の白丸の点へＤＵＴＹを補正するものである。 Therefore, correction is performed so that the total loss of DUTY of each heater is minimized. Specifically, DUTY_1 is decreased while DUTY_2 is fixed at 40%. In the example of FIG. 7, it can be seen that the pattern B can be turned on by reducing DUTY_1 to 80%. That is, DUTY is corrected to the white circle points in the figure.

このように、各ヒータのＤＵＴＹの値によって図５のパターンＡ〜Ｃにて各ヒータを点灯することができない場合、各ヒータのＤＵＴＹのトータルのロス分が最も小さくなるようにＤＵＴＹを補正し、パターンＡ〜Ｃに当てはめることにより、各ヒータのソフトスタート・ソフトストップ区間を重ならないようにすることができる。その結果、高調波電流を抑制することが可能となる。 Thus, when each heater cannot be turned on in the patterns A to C of FIG. 5 depending on the value of DUTY of each heater, DUTY is corrected so that the total loss of DUTY of each heater is minimized, By applying to the patterns A to C, the soft start / soft stop sections of the heaters can be prevented from overlapping. As a result, harmonic current can be suppressed.

また、補正によるＤＵＴＹのロス分が最も小さいことから、定着ローラ２７のＰＩＤコントローラにより演算される、本来出力すべきＤＵＴＹ値に最も近い値となることから、温度安定化に与える悪影響を最も小さくすることができる。 Further, since the loss of DUTY due to the correction is the smallest, the value is the closest to the DUTY value that should be output by the PID controller of the fixing roller 27, so the adverse effect on temperature stabilization is minimized. be able to.

［ＤＵＴＹ補正２］
この補正２では、各ヒータのＤＵＴＹの比率を維持したまま補正する。以下に具体的な方法を説明する。 [DUTY correction 2]
In this correction 2, correction is performed while maintaining the DUTY ratio of each heater. A specific method will be described below.

例えば、ＰＩＤコントローラにより演算された各ＤＵＴＹがそれぞれ、DUTY_1＝ａ％，DUTY_2＝ｂ％であったとする。このとき、各ＤＵＴＹを
DUTY_1´＝Ｔ−ｔ１−ｔ２・・・（１３）
DUTY_2´＝Ｔ−ｔ１−ｔ２＋ｂ−ａ・・・（１４）
と補正することにより、DUTY_1とDUTY_2の比率を保ったままパターンＢへ当てはめることが可能となる。 For example, it is assumed that each DUTY calculated by the PID controller is DUTY_1 = a% and DUTY_2 = b%. At this time, each DUTY
DUTY_1 '= T-t1-t2 (13)
DUTY_2 '= T-t1-t2 + ba (14)
It is possible to apply to the pattern B while maintaining the ratio of DUTY_1 and DUTY_2.

具体例を示すと、図８に示すように、DUTY_1が９０％，DUTY_2が４０％であった場合（図８の黒丸印の点）には、式（１３），（１４）に各値を代入すると、
DUTY_1´＝８０％
DUTY_2´＝３０％
となる（図８、黒丸の点⇒白丸の点へ補正）。 As a specific example, as shown in FIG. 8, when DUTY_1 is 90% and DUTY_2 is 40% (black dots in FIG. 8), each value is expressed in Equations (13) and (14). Substituting
DUTY_1 '= 80%
DUTY_2´ = 30%
(Figure 8, correction from black dot to white circle).

このように各ヒータのＤＵＴＹの補正をＤＵＴＹの比率を維持したまま行なうことの利点として、複数のヒータ間での点灯のバランスを崩すことなく制御が可能となる点である。 Thus, as an advantage of performing the DUTY correction of each heater while maintaining the DUTY ratio, it is possible to control without losing the lighting balance among the plurality of heaters.

ところで、演算されたDUTY_1、DUTY_2の値がパターンＡ〜Ｃに当てはまらない場合に各ヒータの点灯タイミングを図５のパターンＡ〜Ｃのいずれかに当てはめるように各ヒータのＤＵＴＹを補正することは、ＰＩＤコントローラが算出した本来点灯させたいＤＵＴＹに対して、補正した分だけずれが生じることになる。補正によるずれの影響が無視できるほど小さければ問題ないが、ずれが大きい場合、定着ローラ温度の安定化に影響を与える。 By the way, when the calculated values of DUTY_1 and DUTY_2 do not apply to the patterns A to C, correcting the DUTY of each heater so that the lighting timing of each heater is applied to any of the patterns A to C of FIG. A deviation corresponding to the correction is generated with respect to the DUTY which the PID controller originally wants to turn on. There is no problem as long as the influence of the deviation due to the correction is negligible, but if the deviation is large, the fixing roller temperature is affected.

そこで、このＤＵＴＹのずれを次の制御周期時のＰＩＤコントローラの演算値に加算することにより、定着ローラの温度安定化に与える影響を軽減させることができる。この制御について、以下に具体的な方法を説明する。 Therefore, by adding this DUTY deviation to the calculated value of the PID controller in the next control cycle, the influence on the temperature stabilization of the fixing roller can be reduced. A specific method for this control will be described below.

まず、ある時刻ｔ０にＰＩＤコントローラにより演算された各ヒータのＤＵＴＹがそれぞれ
DUTY_1_t0，DUTY_2_t0
であり、これらを補正した値を
DUTY_1´_t0，DUTY_2´_t0
とすると、補正したことによるＤＵＴＹの変化分（ずれ分）はそれぞれ
ΔDUTY_1_t0＝DUTY_1_t0−DUTY_1´_t0 ・・・（１５）
ΔDUTY_2_t0＝DUTY_2_t0−DUTY_2´_t0 ・・・（１６）
となる。この変化分を次の制御周期のＰＩＤコントローラの演算時に加算する。 First, the DUTY of each heater calculated by the PID controller at a certain time t0 is
DUTY_1_t0, DUTY_2_t0
And the corrected value is
DUTY_1´_t0, DUTY_2´_t0
Then, the amount of change (deviation) of DUTY due to correction is ΔDUTY_1_t0 = DUTY_1_t0−DUTY_1′_t0 (15)
ΔDUTY_2_t0 = DUTY_2_t0−DUTY_2´_t0 (16)
It becomes. This change is added during the calculation of the PID controller in the next control cycle.

ＰＩＤコントローラによるＤＵＴＹの演算は式（３），（５）にそれぞれ示した通りであるから、補正分を加算すると

The calculation of DUTY by the PID controller is as shown in equations (3) and (5), respectively.

となる（ただし、ｔ１＝ｔ０＋Ｔ）。

(Where t1 = t0 + T).

このようにＤＵＴＹの補正分を次制御周期時のＰＩＤコントローラの演算値に加算することにより、ＤＵＴＹのロスによる影響を軽減することが出来る。その結果として、定着ローラの温度の安定化につなげることができる。 In this way, by adding the correction amount of DUTY to the calculated value of the PID controller in the next control cycle, it is possible to reduce the influence due to the loss of DUTY. As a result, it is possible to stabilize the temperature of the fixing roller.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
ＰＩＤコントローラにより演算されたDUTY_1、DUTY_2の値によってはパターンＡ〜Ｃに当てはまらない場合があることは上記説明したとおりである。例えばDUTY_1が９０％，DUTY_2が４０％であった場合などがそうである（図９に黒丸の点）。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As described above, the values of DUTY_1 and DUTY_2 calculated by the PID controller may not apply to the patterns A to C. This is the case, for example, when DUTY_1 is 90% and DUTY_2 is 40% (black dots in FIG. 9).

そもそもソフトスタートが抑制することを目的としている急激な電圧変動は、ヒータのフィラメント温度が低い場合に抵抗が低下することによって大きく発生する。つまりフィラメントの温度低下を減少させることができれば、ソフトスタートの時間を短くすることができる。そして式（６）〜（９）からも分かるようにソフトスタートの時間を短くすることにより、パターンＡ〜パターンＣに当てはめられる各ヒータのＤＵＴＹ領域が増えることになる。そこで本第２実施形態では、制御周期内の消灯区間内にフィラメントの保温を目的としてヒータへの通電を行う（以下この消灯区間内の通電を消灯区間内点灯と呼ぶ）。 In the first place, sudden voltage fluctuations aimed at suppressing soft start are largely caused by a decrease in resistance when the filament temperature of the heater is low. That is, if the temperature drop of the filament can be reduced, the soft start time can be shortened. As can be seen from the equations (6) to (9), the DUTY area of each heater applied to the patterns A to C is increased by shortening the soft start time. Therefore, in the second embodiment, the heater is energized in order to keep the filament warm in the extinguishing section within the control cycle (hereinafter, energization in the extinguishing section is referred to as lighting in the extinguishing section).

以下、具体的な制御について説明する。
［消灯区間内点灯の制御実施例１］
制御周期及びソフトスタート，ソフトストップ時間を表１のように設定し、ＰＩＤコントローラにより演算されたDUTY_1が２０％、DUTY_2が３０％であった場合には、前述のように最も高調波電流抑制に有利なパターンＡにて点灯することが可能であり、図１０のように各ヒータのソフトスタート、ソフトストップ期間を重ねることなく点灯することが出来る。 Hereinafter, specific control will be described.
[Control example 1 of lighting in the unlit section]
When the control cycle, soft start, and soft stop time are set as shown in Table 1, when DUTY_1 calculated by the PID controller is 20% and DUTY_2 is 30%, the harmonic current is most suppressed as described above. It is possible to turn on with an advantageous pattern A, and it is possible to turn on without overlapping the soft start and soft stop periods of each heater as shown in FIG.

しかしながら、DUTY_1，DUTY_2が高ＤＵＴＹの範囲（具体的には図９のＡの領域を越えるＤＵＴＹの範囲）ではパターンＡにて点灯することができない。パターンＡで点灯させるには、ソフトスタート、ソフトストップのいずれかの時間を短くする必要がある。 However, in the range where DUTY_1 and DUTY_2 are high DUTY (specifically, the DUTY range exceeding the area A in FIG. 9), the pattern A cannot be lit. In order to light the pattern A, it is necessary to shorten the time of either soft start or soft stop.

そこで、各ヒータの消灯区間内点灯を行うことにより、フィラメントの温度低下（フィラメントの抵抗の低下）を防止し、次制御周期に行うソフトスタート期間を短くする。 Therefore, by turning on each heater in the turn-off section, the temperature of the filament is prevented from lowering (decrease in the resistance of the filament), and the soft start period performed in the next control cycle is shortened.

図１１に各ヒータの消灯区間内点灯を行っている様子を示す。このように消灯区間内点灯を行うことにより、図１２に示すように次制御周期のソフトスタート時間を短縮させることができる（例えばヒータ１のソフトスタート時間７０ｍｓ⇒３０ｍｓ、ヒータ２のソフトスタート時間５０ｍｓ⇒２０ｍｓ）。結果として各ヒータのソフトスタート、ソフトストップ期間が重ならないＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 FIG. 11 shows a state where each heater is turned on in the turn-off section. By performing lighting in the extinguishing section in this manner, the soft start time of the next control cycle can be shortened as shown in FIG. 12 (for example, the soft start time of the heater 1 is 70 ms → 30 ms, the soft start time of the heater 2 is 50 ms. (⇒ 20 ms). As a result, it is possible to expand the DUTY region where the soft start and soft stop periods of the heaters do not overlap.

なお本例では図１１のパターンＡでの点灯の際の例を示したが、パターンＢ，パターンＣでの点灯に関しても同様に適用でき、ヒータ消灯区間内点灯を実施することにより、ソフトスタート、ソフトストップの重ならないＤＵＴＹ領域を広げることが可能になる。 In addition, although the example at the time of lighting by the pattern A of FIG. 11 was shown in this example, it can apply similarly about the lighting by the pattern B and the pattern C, and soft start, It becomes possible to widen the DUTY area where the soft stop does not overlap.

［消灯区間内点灯の制御実施例２］
上記制御実施例１では消灯区間内点灯を行うことによりフィラメント温度低下を防止したが、一方のヒータがソフトスタート、もしくはソフトストップを行っている最中に、他方のヒータの消灯区間内点灯を行うと、高調波電流の抑制が充分行えない場合がある（図１１に示した例ではヒータ_2がソフトストップを行っている時刻に、ヒータ_1の消灯区間内点灯を行っていた）。 [Example 2 of control of lighting in unlit section]
In the control example 1 described above, the filament temperature is prevented from lowering by turning on the light within the turn-off section. However, while one heater is performing the soft start or soft stop, the other heater is turned on within the turn-off section. In some cases, the harmonic current cannot be sufficiently suppressed (in the example shown in FIG. 11, the heater_1 is turned on in the unlit section at the time when the heater_2 is performing the soft stop).

そこで、制御実施例２では、図１３に示すように、一方のヒータがソフトスタートもしくはソフトストップを行っていない期間に他方の消灯区間内点灯を行うように制御する。これにより高調波電流を抑制することができ、かつ消灯区間内点灯によりフィラメント温度低下防止を行い、次制御周期内でのソフトスタート時間を短縮することができる。このため、各ヒータのソフトスタート、ソフトストップ期間が重ならないＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 Therefore, in the control example 2, as shown in FIG. 13, control is performed so that one heater is turned on in the other unlit section during a period when the soft start or soft stop is not performed. As a result, the harmonic current can be suppressed, and the filament temperature can be prevented from being lowered by lighting in the extinguishing section, and the soft start time in the next control cycle can be shortened. For this reason, it becomes possible to expand the DUTY region where the soft start and soft stop periods of the heaters do not overlap.

［消灯区間内点灯の制御実施例３］
上記制御実施例２では一方のヒータがソフトスタートもしくはソフトストップを行っていない期間に他方の消灯区間内点灯を行うことにより、高調波電流の抑制を防ぎかつフィラメントの温度低下を防いだ（図１３に示した例ではヒータ_1が全点灯を行っている時刻に、ヒータ_2の消灯区間内点灯を行っていた）。 [Third embodiment of lighting control in the unlit section]
In the control example 2, the heater current is turned on during the period when one heater is not performing the soft start or soft stop, thereby preventing the harmonic current from being suppressed and the temperature of the filament from being lowered (FIG. 13). In the example shown in Fig. 2, the heater _2 was lit in the unlit section at the time when the heater _1 was fully lit).

これに対し、制御実施例３では、さらに消灯区間内点灯を一方のヒータが消灯している時間帯に他方のヒータの消灯区間内点灯を行うように制御する。図１４に、本制御実施例３である、一方のヒータが消灯している時間帯に他方のヒータの消灯区間内点灯を行っている様子を示す。このように複数本ヒータが同時に点灯しないことは、電圧変動の減少につながるため、点灯方法として望ましく、本制御では高調波電流だけでなく、電圧変動（フリッカ）も防ぎ、かつフィラメント温度低下防止により、次制御周期内でのソフトスタート時間を短縮することができることから、各ヒータのソフトスタート、ソフトストップ期間が重ならないＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 On the other hand, in the control example 3, the lighting in the unlit section is further controlled to perform the lighting in the unlit section of the other heater in the time zone when one heater is unlit. FIG. 14 shows a state in which the other heater is turned on in the turn-off section in a time zone in which one heater is turned off, which is the third embodiment of the present control. The fact that multiple heaters do not light up at the same time leads to a reduction in voltage fluctuation, which is desirable as a lighting method. In this control, not only harmonic current but also voltage fluctuation (flicker) is prevented, and filament temperature reduction is prevented. Since the soft start time within the next control cycle can be shortened, the DUTY region where the soft start and soft stop periods of the heaters do not overlap can be expanded.

［消灯区間内点灯の制御実施例４］
前述したように、制御実施例２及び３を行う目的は、フィラメントの温度低下防止（フィラメントの抵抗低下の防止）である。このため、消灯区間内点灯はフィラメントの温度低下が許容される範囲内で適正に決める必要がある。 [Example 4 of control of lighting in unlit section]
As described above, the purpose of performing the control embodiments 2 and 3 is to prevent the temperature of the filament from being lowered (to prevent the resistance of the filament from being lowered). For this reason, it is necessary to appropriately determine lighting in the extinguishing section within a range in which the temperature drop of the filament is allowed.

本制御実施例４では、１回あたりの消灯区間内点灯を少なくとも１０ｍｓ以上、消灯している間隔が少なくとも３０ｍｓ以下となるように行う。フィラメントの温度低下の度合いはフィラメントを構成する材質、線径により異なるが、１回あたりの消灯区間内点灯を１０ｍｓ以上、消灯している時間を３０ｍｓ以下とすることにより、フィラメントの抵抗低下は大幅に軽減され、結果として次制御周期の点灯開始時にソフトスタートを行わなくとも、全点灯することが可能となる。 In this control example 4, the lighting in the unlit section per time is performed so as to be at least 10 ms or more, and the unlit interval is at least 30 ms or less. The degree of the temperature drop of the filament varies depending on the material and wire diameter of the filament, but the resistance decrease of the filament is drastically reduced by turning on the light within the turn-off section for 10 ms or more and turning off the light for 30 ms or less. As a result, even if soft start is not performed at the start of lighting in the next control cycle, all lighting can be performed.

図１５に、１回あたりの消灯区間内点灯を１０ｍｓ、消灯時間間隔が２０ｍｓとなるように消灯区間内点灯を行っている様子を示す。このように消灯区間内点灯を行うことにより図１６に示すように、次制御周期の点灯開始時にソフトスタートを行わずにヒータ点灯を行うことができる。結果として各ヒータのソフトスタート、ソフトストップ期間が重ならないＤＵＴＹ領域を広げることが可能となる。 FIG. 15 shows a state in which lighting within the unlit section is performed so that the lighting within the unlit section per time is 10 ms and the unlit time interval is 20 ms. By performing lighting in the extinguishing section in this way, as shown in FIG. 16, heater lighting can be performed without performing soft start at the start of lighting in the next control cycle. As a result, it is possible to expand the DUTY region where the soft start and soft stop periods of the heaters do not overlap.

なお図１５及び図１６には、ヒータ_1にて消灯区間点灯を行い、次制御周期にソフトスタートを行わない例を示したが、ヒータ_2においても同様に適用が可能であり、ヒータが３本以上であっても、もちろん差し支えない。 15 and 16 show an example in which the heater_1 is turned off and the soft start is not performed in the next control cycle. However, the present invention can be similarly applied to the heater_2. Of course, even if there are three or more, there is no problem.

本第２実施形態においても、ＤＵＴＹ演算にはＰＩＤコントローラに限らず、Ｉ−ＰＤコントローラ、ＰＩ−Ｄコントローラといった、類似のコントローラ（演算手段）を用いても、もちろん差し支えない。 Also in the second embodiment, the DUTY calculation is not limited to the PID controller, and a similar controller (calculation means) such as an I-PD controller or a PI-D controller may of course be used.

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、定着装置の構成やＤＵＴＹ演算に用いるコントローラ等は一例であり、適宜なものを採用可能である。定着部材としては図示例の定着ローラに限らず、無端ベルトを採用することもできる。また、複数ヒータの発熱領域の設定や、温度検知手段の配置場所なども適宜に設定可能である。ソフトスタートあるいはソフトストップにおける制御周期やＤＵＴＹも一例であり、適宜に設定可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, the configuration of the fixing device, the controller used for the DUTY calculation, and the like are examples, and an appropriate one can be employed. The fixing member is not limited to the fixing roller in the illustrated example, and an endless belt may be employed. Moreover, the setting of the heat generation area of the plurality of heaters, the location of the temperature detection means, and the like can be set as appropriate. The control period and DUTY in the soft start or soft stop are also examples, and can be set as appropriate.

また、画像形成装置の各部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複合機に限らず、複写機やファクシミリ、あるいはプリンタなどであっても良い。 The configuration of each part of the image forming apparatus is also arbitrary, and the arrangement order of the color image forming units in the tandem system is arbitrary. In addition to the tandem type, a configuration in which a plurality of developing devices are arranged around a single photosensitive member, or a configuration using a revolver type developing device is also possible. The present invention can also be applied to a full color machine using three color toners, a multicolor machine using two color toners, or a monochrome apparatus. Of course, the image forming apparatus is not limited to a multifunction peripheral, and may be a copier, a facsimile, a printer, or the like.

本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の一例であるフルカラー複合機の概略を示す断面構成図である。1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an outline of a full-color multifunction peripheral that is an example of an image forming apparatus including a fixing device according to the present invention. 定着装置の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a fixing device. 定着ヒータを制御する態様を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the aspect which controls a fixing heater. ２本のヒータの点灯時の様子を便宜的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode at the time of lighting of two heaters for convenience. ２本のヒータのソフトスタート・ソフトストップ期間が重ならない３通りの点灯パターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows three kinds of lighting patterns in which the soft start and soft stop periods of two heaters do not overlap. 図５の３通りのパターンをグラフで示したものである。FIG. 6 is a graph showing the three patterns in FIG. 図５の３通りのパターンに当てはまらない領域について説明する図である。It is a figure explaining the area | region which is not applied to the three patterns of FIG. 前周期のＤＵＴＹとその周期で必要となるソフトスタート期間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the DUTY of a previous period, and the soft start period required by the period. 第２実施形態における３通りのパターンに当てはまらない領域について説明する図である。It is a figure explaining the area | region which is not applied to the three patterns in 2nd Embodiment. 図９のパターンＡで点灯させた場合の各ヒータの点灯状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the lighting state of each heater at the time of making it light by the pattern A of FIG. 各ヒータの消灯区間内点灯を行っている様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the lighting in the light extinction area of each heater is performed. 消灯区間内点灯の制御実施例１により次制御周期のソフトスタート時間を短縮させた様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the soft start time of the next control period was shortened by the control Example 1 of lighting in a light extinction section. 消灯区間内点灯の制御実施例２における各ヒータの点灯状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the lighting state of each heater in the control Example 2 of lighting in a light extinction section. 消灯区間内点灯の制御実施例３における各ヒータの点灯状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the lighting state of each heater in the control Example 3 of lighting in a light extinction section. 消灯区間内点灯の制御実施例４における各ヒータの点灯状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the lighting state of each heater in the control Example 4 of lighting in a light extinction section. その制御実施例４により次制御周期の点灯開始時にソフトスタートを行わずにヒータ点灯を行う様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that heater lighting is performed without performing a soft start at the time of the lighting start of the next control period by the control Example 4. FIG. 定着温度を目標温度付近で安定化させる制御について説明する図である。It is a figure explaining the control which stabilizes fixing temperature near target temperature. ゼロクロス点での通電オン・オフ方式を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the electricity supply ON / OFF system in a zero crossing point. ソフトスタート方式の定着制御を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating soft-start fixing control. ソフトストップ方式による定着制御を示す模式図である。It is a schematic diagram showing fixing control by a soft stop method. ソフトスタート・ソフトストップ方式による通電制御の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the electricity supply control by a soft start soft stop system. ソフトスタート・ソフトストップ方式により２本のヒータを点灯させる場合の制御の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of control in the case of lighting up two heaters by the soft start / soft stop method. 一方のヒータに対する他方のヒータの点灯開始タイミングをずらした定着制御を示す模式図である。It is a schematic diagram showing fixing control in which the lighting start timing of the other heater is shifted with respect to one heater.

符号の説明Explanation of symbols

２２定着装置
２７定着ローラ（定着部材）
２８加圧ローラ（加圧部材）
２９中央温度検知手段
３０定着ヒータ
３２端部温度検知手段
４１ＰＩＤコントローラ（演算手段）
４２ＰＷＭ駆動回路
１００画像形成装置 22 Fixing device 27 Fixing roller (fixing member)
28 Pressure roller (Pressure member)
29 Central temperature detection means 30 Fixing heater 32 End temperature detection means 41 PID controller (calculation means)
42 PWM drive circuit 100 Image forming apparatus

Claims

定着部材と加圧部材とを圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材を前記両部材間に通紙して未定着トナー像の定着を行なう定着装置の制御装置において、
前記定着部材を加熱する熱源として複数本のヒータを有し、
前記各ヒータの制御周期あたりの通電時間であるＤＵＴＹを演算する演算手段を具備し、
前記各ヒータは、前記演算手段による演算結果に基づき決定されるＤＵＴＹを制御することにより供給電力を制御され、かつ、各ヒータは通電開始時と通電終了時にそれぞれソフトスタート及びソフトストップ可能に設けられ、
一方のヒータに対する他方のヒータの通電開始のタイミングを、前記演算手段により演算したＤＵＴＹの値に基づいて、一方のヒータがソフトストップを終えて消灯した後に他方のヒータの点灯を開始する第１のパターンと、一方のヒータのソフトスタート期間とソフトストップ期間の間に他方のヒータの点灯を入れ込む第２のパターンと、一方のヒータのソフトスタート期間が終了した後に他方のヒータの点灯をソフトスタートで開始し一方のヒータのソフトストップが終了した後に他方のヒータのソフトストップを開始する第３のパターンの中から選択して決定することを特徴とする定着制御装置。 In a control device of a fixing device that fixes a non-fixed toner image by pressing a fixing member and a pressure member and passing a recording material carrying an unfixed toner image between the two members.
A plurality of heaters as a heat source for heating the fixing member;
Computation means for computing DUTY, which is the energization time per control cycle of each heater,
Each heater is controlled in power supply by controlling DUTY determined based on the calculation result by the calculation means, and each heater is provided so that soft start and soft stop can be performed at the start and end of energization, respectively. ,
Based on the value of DUTY calculated by the calculation means, the timing of starting energization of the other heater with respect to one heater is the first to start lighting the other heater after one heater has finished soft stop and turned off. A pattern, a second pattern in which lighting of the other heater is inserted between the soft start period and soft stop period of one heater, and the lighting of the other heater is soft started after the soft start period of one heater is over A fixing control apparatus, wherein the fixing control device is selected and determined from the third pattern in which the soft stop of one heater is started after the soft stop of the other heater is started.

前記演算手段により演算した各ヒータのＤＵＴＹが前記第１〜第３のパターンに当てはまらない場合、前記第１〜第３のパターンのいずれかのパターンに当てはまるように前記各ヒータのＤＵＴＹを補正することを特徴とする、請求項１に記載の定着制御装置。 When the DUTY of each heater calculated by the calculation means does not apply to the first to third patterns, the DUTY of each heater is corrected so as to apply to any one of the first to third patterns. The fixing control device according to claim 1, wherein:

前記各ヒータのＤＵＴＹ補正は、補正による各ヒータのＤＵＴＹのトータルでのロス分が最も小さくなるように補正することを特徴とする、請求項２に記載の定着制御装置。 The fixing control apparatus according to claim 2, wherein the DUTY correction of each heater is performed so that the total loss of the DUTY of each heater due to the correction is minimized.

前記各ヒータのＤＵＴＹ補正は、各ヒータのＤＵＴＹの比率を保つように補正することを特徴とする、請求項２に記載の定着制御装置。 The fixing control apparatus according to claim 2, wherein the DUTY correction of each heater is performed so as to maintain a DUTY ratio of each heater.

前記各ヒータのＤＵＴＹ補正により発生するロス分を次の制御周期に加算することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の定着制御装置。 5. The fixing control device according to claim 2, wherein a loss generated by the DUTY correction of each heater is added to a next control cycle.

前記各ヒータの制御周期内における消灯期間中に、前記各ヒータに対して所定時間の通電を行うことを特徴とする、請求項１に記載の定着制御装置。 2. The fixing control device according to claim 1, wherein the heaters are energized for a predetermined time during a light extinction period within a control cycle of the heaters.

前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、一方のヒータがソフトスタート又はソフトストップを行っていない期間に他方のヒータに通電することを特徴とする、請求項６に記載の定着制御装置。 The fixing control device according to claim 6, wherein the energization of each heater during the turn-off period energizes the other heater during a period when one heater is not performing a soft start or soft stop.

前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、一方のヒータが点灯していない期間に他方のヒータに通電することを特徴とする、請求項６に記載の定着制御装置。 The fixing control device according to claim 6, wherein the energization of each heater during the turn-off period energizes the other heater during a period when one heater is not lit.

前記各ヒータに対する消灯期間中の通電は、１回あたりの点灯時間が１０ｍｓｅｃ以上、かつ、ヒータが消灯している時間が３０ｍｓｅｃ以内となるように行うことを特徴とする、請求項６に記載の定着制御装置。 The energization during the extinguishing period for each heater is performed so that the lighting time per one time is 10 msec or more and the heater is extinguished within 30 msec. Fixing control device.

前記複数本のヒータが前記定着部材に内蔵され、それぞれ通紙する記録材のサイズに応じた発熱領域を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の定着制御装置。 10. The fixing control device according to claim 1, wherein the plurality of heaters are built in the fixing member, and each of the heaters has a heat generation area corresponding to a size of a recording material to be passed. .

請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着制御装置を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing device comprising the fixing control device according to claim 1.

請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着制御装置または請求項１１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the fixing control device according to claim 1 or the fixing device according to claim 11.