本發(fā)明涉及包含在圖像形成裝置(比如電子照相復(fù)印機(jī)或電子照相打印機(jī))中的定影裝置。

背景技術(shù)：

諸如電子照相復(fù)印機(jī)或電子照相打印機(jī)之類的圖像形成裝置的處理速度已經(jīng)顯著提高。為了以高速執(zhí)行打印，需要增大向定影設(shè)備的加熱器供給的電力。然而，向加熱器供給的電力的增大使得難以抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生。

在日本專利公開No.5479025中，公開一種抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生的電力控制方法。

然而，為了在抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生的同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像形成裝置的速度的進(jìn)一步增大，需要電力控制方面的進(jìn)一步創(chuàng)新。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種定影裝置，其致力于解決在抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生的同時(shí)增大圖像形成裝置的速度的需求。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種定影裝置，包括：第一發(fā)熱元件；第二發(fā)熱元件；定位在從交流電源到第一發(fā)熱元件的電力供給路徑中的第一開關(guān)元件；定位在從交流電源到第二發(fā)熱元件的電力供給路徑中的第二開關(guān)元件；和控制器，被配置成對(duì)于每個(gè)控制周期，控制從交流電源向第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件供給的電力，該控制周期是從交流電源流出的交流電(alternate current)的多個(gè)預(yù)定周期的時(shí)段，其中，通過使用由第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件生成的熱，在記錄介質(zhì)上形成的圖像被加熱定影在記錄介質(zhì)上，并且其中，當(dāng)在控 制周期的時(shí)段中的包含向第一發(fā)熱元件供給的電力和向第二發(fā)熱元件供給的電力的總電力被設(shè)定成等于或小于預(yù)定水平的水平時(shí)，控制器被布置成以滿足以下3條規(guī)則的方式來控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件，規(guī)則1：在流過第一發(fā)熱元件的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件的交流電的波形兩者中，第一時(shí)段和第二時(shí)段在控制周期的時(shí)段中交替出現(xiàn)，第一時(shí)段包括相位控制波形和波數(shù)控制波形兩者，在相位控制波形中電流在交流電的半周期的一部分中流動(dòng)，在波數(shù)控制波形中電流在交流電的整個(gè)半周期中流動(dòng)或不流動(dòng)，第二時(shí)段只包括波數(shù)控制波形，規(guī)則2：當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件在第一時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件在第二時(shí)段中工作，并且，當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件在第二時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件在第一時(shí)段中工作，和規(guī)則3：流過第一發(fā)熱元件的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件的交流電的波形兩者在控制周期的時(shí)段期間是在正負(fù)方向上電氣對(duì)稱的。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種定影裝置，包括：第一發(fā)熱元件；第二發(fā)熱元件；定位在從交流電源到第一發(fā)熱元件的電力供給路徑中的第一開關(guān)元件；定位在從交流電源到第二發(fā)熱元件的電力供給路徑中的第二開關(guān)元件；和控制器，被配置成對(duì)于每個(gè)控制周期，控制從交流電源向第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件供給的電力，該控制周期是從交流電源流出的交流電的多個(gè)預(yù)定周期的時(shí)段，其中，通過使用由第一發(fā)熱元件和第二發(fā)熱元件生成的熱，在記錄介質(zhì)上形成的圖像被加熱定影在記錄介質(zhì)上，并且其中，當(dāng)在控制周期的時(shí)段中的包含向第一發(fā)熱元件供給的電力和向第二發(fā)熱元件供給的電力的總電力被設(shè)定成等于或小于預(yù)定水平的水平時(shí)，控制器被布置成以滿足以下3條規(guī)則的方式來控制第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件，規(guī)則1：在流過第一發(fā)熱元件的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件的交流電的波形兩者中，第一時(shí)段和第二時(shí)段在控制周期的時(shí)段的兩倍的時(shí)段中交替出現(xiàn)，第一時(shí)段包括相位控制波形和波數(shù)控制波形兩者，在相位控制波形中電流在交流電的半周期的一部分中流動(dòng)，在波數(shù)控制波形中電流在交流電的整個(gè)半周期中流動(dòng)或不流動(dòng)，第二時(shí)段只包括波數(shù)控制波 形，規(guī)則2：當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件在第一時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件在第二時(shí)段中工作，并且，當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件在第二時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件在第一時(shí)段中工作，和規(guī)則3：流過第一發(fā)熱元件的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件的交流電的波形兩者在控制周期的時(shí)段期間是在正負(fù)方向上電氣對(duì)稱的。

參考附圖，根據(jù)示例性實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。下面描述的本發(fā)明的各實(shí)施例可被單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或者在必要時(shí)或在單個(gè)實(shí)施例中組合個(gè)體實(shí)施例的要素或特征是有益的情況下可被實(shí)現(xiàn)成多個(gè)實(shí)施例或其特征的組合。

附圖描述

圖1是描述圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的示圖。

圖2是定影裝置的截面圖。

圖3A是加熱器的平面圖，圖3B是用于加熱器控制的電路圖。

圖4是描述根據(jù)第一實(shí)施例的電流波形的示圖。

圖5A至圖5D是圖示出根據(jù)第一實(shí)施例的電流波形表格的示圖。

圖6A和圖6B是圖示出根據(jù)第一實(shí)施例的電流波形的變形例的示圖。

圖7是描述根據(jù)第二實(shí)施例的電流波形的示圖。

圖8A至圖8H是圖示出根據(jù)第三實(shí)施例的電流波形表格的示圖。

圖9是圖示出諧波電流的特性的示圖。

圖10A至圖10D是圖示出比較例的電流波形表格的示圖。

圖11A至圖11C是圖示出電源電路單元的結(jié)構(gòu)的示圖。

圖12A和圖12B是圖示出根據(jù)第四實(shí)施例的電流波形表格的示圖。

圖13是圖示出電力因數(shù)(power factor)的特性的示圖。

具體實(shí)施方式

第一實(shí)施例

圖1是通過使用電子照相記錄技術(shù)執(zhí)行打印的圖像形成裝置(打印機(jī))的結(jié)構(gòu)的示意圖。打印機(jī)主體101包括存儲(chǔ)記錄介質(zhì)S的盒102。打印機(jī)主體101還包括檢測盒102中的記錄介質(zhì)S的存在的記錄介質(zhì)檢測傳感器103，和檢測存儲(chǔ)在盒102中的記錄介質(zhì)S的尺寸的尺寸傳感器104。打印機(jī)主體101還包括從盒102進(jìn)給記錄介質(zhì)S的進(jìn)給輥105。調(diào)整記錄介質(zhì)S的輸送開始定時(shí)的對(duì)齊輥對(duì)106沿輸送記錄介質(zhì)S的方向設(shè)置在進(jìn)給輥105的下游。

在記錄介質(zhì)S上形成調(diào)色劑圖像的圖像形成單元108設(shè)置在對(duì)齊輥對(duì)106的下游。圖像形成單元108由光電導(dǎo)體鼓109、帶電輥110、顯影單元111、轉(zhuǎn)印輥112、清潔器113等構(gòu)成。激光掃描儀單元107包括激光束源114，激光束源114發(fā)射基于圖像信號(hào)而被調(diào)制的激光束。激光掃描儀單元107還包括馬達(dá)115、成像透鏡116和反射鏡117，該馬達(dá)115使多面反射鏡轉(zhuǎn)動(dòng)以通過使用從激光束源114發(fā)射的激光束來掃描光電導(dǎo)體鼓109的表面。

把在記錄介質(zhì)S上形成的調(diào)色劑圖像加熱定影在記錄介質(zhì)S上的定影設(shè)備(定影裝置)118設(shè)置在圖像形成單元108的下游。定影設(shè)備118包括定影單元119和電力控制器120。定影單元119包括定影膜119a、加壓輥119b、加熱器119c和檢測加熱器119c的表面的溫度的溫度檢測元件(比如熱敏電阻)119d。在此示例中，加熱器119c是其中在陶瓷基板上印刷發(fā)熱元件的陶瓷加熱器。加熱器119c通過使用經(jīng)電力控制器120供給的電力來生成熱，并把熱供給到在通過定影單元119的記錄介質(zhì)S上形成的調(diào)色劑圖像。電力控制器120連接到商用交流電源121，并控制從商用交流電源121向加熱器119c供給的電力。

檢測記錄介質(zhì)S的輸送狀況的片材排出傳感器122、排出記錄介質(zhì)S的排出輥123和上面堆疊已經(jīng)歷記錄的記錄介質(zhì)S的裝載盤124設(shè)置在定影設(shè)備118的下游。記錄介質(zhì)S被輸送，以使得在與輸送記錄介質(zhì)S的方向正交的方向(記錄介質(zhì)S的寬度方向)的記錄介質(zhì)S的中心與記錄介質(zhì)S的輸送基準(zhǔn)一致地移動(dòng)。

引擎控制器(控制器)125控制激光掃描儀單元107、圖像形成單元108、定影設(shè)備118、打印機(jī)主體101中的記錄介質(zhì)S的輸送輥等等。主馬達(dá)126經(jīng)離合器127向進(jìn)給輥105提供驅(qū)動(dòng)力，并經(jīng)離合器128向?qū)R輥對(duì)106提供驅(qū)動(dòng)力。主馬達(dá)126還向圖像形成單元108中的各單元、定影單元109、排出輥123等提供驅(qū)動(dòng)力。

電源電路單元129通過使用從商用交流電源121供給的電力對(duì)內(nèi)部電路執(zhí)行開關(guān)控制來生成直流電壓，并向除加熱器119c外的打印機(jī)主體中的所有電氣裝備供給電力。

圖2是定影單元119的截面圖。定影單元119包括筒狀膜119a，與膜119a的內(nèi)表面接觸的加熱器119c，和經(jīng)膜119a與加熱器119c協(xié)作從而形成定影壓合部N的加壓輥119b。膜119a包括：由諸如聚酰亞胺之類的高溫樹脂或諸如不銹鋼之類的金屬形成的基層，由硅橡膠或類似物形成的橡膠層，和由諸如氟碳聚合物之類的樹脂形成的脫模層。

加壓輥119b包括由鐵、鋁或類似物形成的金屬芯201，和由硅橡膠或類似物形成的橡膠層202。

加熱器119c由保持元件203保持，保持元件203由高溫樹脂形成。保持元件203還具有引導(dǎo)膜119a的轉(zhuǎn)動(dòng)的引導(dǎo)功能。

加壓輥119b通過從主馬達(dá)126接收動(dòng)力而沿箭頭所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。加壓輥119b的轉(zhuǎn)動(dòng)使得膜119a的轉(zhuǎn)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)。

加熱器119c包括陶瓷加熱器基板204，在基板204上印刷的第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2，及覆蓋第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2的絕緣表面保護(hù)層205(在第一實(shí)施例中，它由玻璃制成)。由第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2產(chǎn)生的熱使在記錄介質(zhì)S上形成的圖像被加熱定影在記錄介質(zhì)S上。在對(duì)于打印機(jī)主體101可用的最小尺寸的紙張(在此示例中，信封的尺寸是110mm寬)通過的區(qū)域中，溫度檢測元件119d與加熱器基板204的背面接觸。根據(jù)來自檢測加熱器119c的溫度的溫度檢測元件119d的檢測溫度，控制從商用交流電源121向發(fā)熱元件H1和H2供給的電力。在通過使用夾著保持有 調(diào)色劑圖像的記錄介質(zhì)S的定影壓合部N輸送記錄介質(zhì)S的同時(shí)，記錄介質(zhì)S經(jīng)歷加熱定影處理。金屬支架207增強(qiáng)保持元件203，并在支架207和金屬芯201之間施加形成定影壓合部N所需的壓力。

圖3A是加熱器119c的平面圖，圖3B是連接到加熱器119c的電力控制器120的電路圖。線纜上的連接件C1、C2和C3將加熱器119c連接到電力控制器120。加熱器上的電極E1、E2和E3用于連接電力供給用連接件，導(dǎo)電圖案208用于將電極連接到發(fā)熱元件。商用交流電源121連接到電力控制器120。從商用交流電源121供給的電力經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路301被供給到第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2。通過控制設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路301中的三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)TR1(第一開關(guān)元件)和三端雙向可控硅開關(guān)元件TR2(第二開關(guān)元件)，調(diào)整供給到第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2的電力。三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1設(shè)置在到第一發(fā)熱元件H1的電力供給路徑中，三端雙向可控硅開關(guān)元件TR2設(shè)置在到第二發(fā)熱元件H2的電力供給路徑中。三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1和三端雙向可控硅開關(guān)元件TR2能夠彼此獨(dú)立地被驅(qū)動(dòng)。繼電器302根據(jù)從引擎控制器125傳送的RLON信號(hào)工作。

電阻器303和304是用于三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1的偏壓電阻器，電阻器305和306是用于三端雙向可控硅開關(guān)元件TR2的偏壓電阻器。光電三端雙向可控硅開關(guān)元件耦合器307和308是用于保持一次側(cè)和二次側(cè)之間的爬電距離的器件。當(dāng)使光電三端雙向可控硅開關(guān)元件耦合器307(308)的發(fā)光二極管通電時(shí)，三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1(TR2)被接通。電阻器309和310是用于限制通過光電三端雙向可控硅開關(guān)元件耦合器307和308的電流的電阻器。晶體管311和312是用于驅(qū)動(dòng)光電三端雙向可控硅開關(guān)元件耦合器307和308的元件。晶體管311根據(jù)來自引擎控制器125的ON1信號(hào)工作，而晶體管312根據(jù)來自引擎控制器125的ON2信號(hào)工作。

過零檢測電路313把指示商用交流電源121的電壓等于或大于閾值電壓的脈沖信號(hào)通知給引擎控制器125。下面，從過零檢測電路傳 送給引擎控制器125的信號(hào)被稱為ZEROX信號(hào)。引擎控制器125檢測ZEROX信號(hào)中的脈沖的邊沿，并通過使用邊沿作為觸發(fā)來傳送ON1信號(hào)和ON2信號(hào)。

引擎控制器125經(jīng)溫度檢測元件119d接收TH信號(hào)。引擎控制器125執(zhí)行其中比較與TH信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測溫度和預(yù)設(shè)的控制目標(biāo)溫度的內(nèi)部處理。根據(jù)比較結(jié)果，獲得(計(jì)算)要供給到第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2的電力水平。引擎控制器125把獲得的電力水平轉(zhuǎn)換成相位角和/或波數(shù)，并輸出ON1信號(hào)和ON2信號(hào)。

在引擎控制器125中，設(shè)定如表1所圖示的表格。當(dāng)要執(zhí)行其中電流在交流電的半周期的一部分中流動(dòng)的相位控制時(shí)，引擎控制器125基于該表格輸出ON1信號(hào)和ON2信號(hào)。

當(dāng)要執(zhí)行其中電流在交流電的整個(gè)半周期中流動(dòng)或不流動(dòng)的波數(shù)控制時(shí)，通過使用全波通電(100％的占空比)和電流中斷(0％的占空比)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)來執(zhí)行控制。

表1

基于控制目標(biāo)溫度和檢測溫度，對(duì)于每個(gè)控制周期，計(jì)算從交流電源121向第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2供給的電力，該控制周期是與從交流電源121流出的交流電的多個(gè)預(yù)定周期對(duì)應(yīng)的時(shí)段。在此示例中，使用PI控制(比例+積分控制)來計(jì)算電力水平(占空比)，PI控制是一種反饋控制。引擎控制器125使用下面描述的相位控制和波數(shù)控制來控制流向發(fā)熱元件H1和H2的交流電的波形，以使得向發(fā)熱元件H1和H2供給的電力與計(jì)算的電力水平匹配。

如表1中所圖示，相位控制使得能夠在與交流電的半周期對(duì)應(yīng)的時(shí)段中供給各種水平的電力。于是，使每單位時(shí)間的電力供給量均勻，這就抖動(dòng)而論是有利的。相反，由于電流在交流波形的中間開始流動(dòng)(即，正弦波的波形被扭曲)，因此產(chǎn)生諧波電流。

為了執(zhí)行波數(shù)控制，使用全波通電(100％的占空比)和電流中斷(0％的占空比)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。于是，難以使每單位時(shí)間的電力供給量均勻，與相位控制相比，這就抖動(dòng)而論是不利的。相反，由于正弦波的波形未被扭曲，因此波數(shù)控制具有幾乎不產(chǎn)生諧波電流的優(yōu)點(diǎn)。

圖4是圖示出流經(jīng)發(fā)熱元件H1的電流的波形與ON1信號(hào)之間的關(guān)系和流經(jīng)發(fā)熱元件H2的電流的波形與ON2信號(hào)之間的關(guān)系的示圖。當(dāng)其中相位控制波形和波數(shù)控制波形兩者都存在的電流流過發(fā)熱元件時(shí)，產(chǎn)生這些關(guān)系。其中相位控制波形和波數(shù)控制波形兩者都存在的電流的波形被稱為混合控制波形。圖4圖示出當(dāng)向發(fā)熱元件H1和H2供給占空比為40％的電力時(shí)，流經(jīng)發(fā)熱元件H1和H2的電流的波形。H1電流波形示出通過驅(qū)動(dòng)三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1而流過發(fā)熱元件H1的電流的波形，H2電流波形示出通過驅(qū)動(dòng)三端雙向可控硅開關(guān)元件TR2而流過發(fā)熱元件H2的電流的波形。在圖4的示例中，從商用交流電源121流出的交流電的4個(gè)全波(4個(gè)周期)構(gòu)成控制周期。

當(dāng)供給發(fā)熱元件H1的電力和供給發(fā)熱元件H2的電力的總和的占空比(電力水平)D為40％時(shí)，引擎控制器125輸出ON1信號(hào)和ON2信號(hào)以使得在4個(gè)全波的時(shí)段中占空比D為40％。圖4中，對(duì)于交流 電的第一個(gè)周期使用相位控制以使得占空比為60％的電力被供給到第一發(fā)熱元件H1。如表1中所圖示出的，60％的占空比的相位角α是80.93°。于是，在第一個(gè)周期中，ON1信號(hào)被升高以使得相位角α為80.93°。當(dāng)ON1信號(hào)被升高時(shí)，三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1進(jìn)入通電狀態(tài)，從而開始第一發(fā)熱元件H1的通電。使三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1保持通電狀態(tài)，直到交流電壓變成0伏為止。相反，在第一個(gè)周期的時(shí)段中ON2信號(hào)保持低電平，從而第二發(fā)熱元件H2不生成熱。

在交流電的第二個(gè)周期的時(shí)段中，ON1信號(hào)保持低電平。相反，為了在第二個(gè)周期的時(shí)段中使第二發(fā)熱元件H2執(zhí)行全波通電，在相位角為0°的情況下升高ON2信號(hào)。第三個(gè)周期和第四個(gè)周期中的ON1信號(hào)的輸出定時(shí)與第一個(gè)周期和第二個(gè)周期中的ON2信號(hào)的輸出定時(shí)相同。類似地，第三個(gè)周期和第四個(gè)周期中的ON2信號(hào)的輸出定時(shí)與第一個(gè)周期和第二個(gè)周期中的ON1信號(hào)的輸出定時(shí)相同。向第一發(fā)熱元件H1供給的電力的占空比在控制時(shí)段中是40％，供給第二發(fā)熱元件H2的電力的占空比在控制時(shí)段中也是40％。供給第一發(fā)熱元件H1的電力和供給第二發(fā)熱元件H2的電力的總和的占空比也是40％。

該示例中的引擎控制器(控制器125)控制第一開關(guān)元件TR1和第二開關(guān)元件TR2以使得下面描述的3條規(guī)則被滿足。

第一條規(guī)則是：在流過第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2的交流電的波形兩者中，在控制周期的時(shí)段中，第一時(shí)段和第二時(shí)段交替存在，在第一時(shí)段中出現(xiàn)混合控制波形，在第二時(shí)段中只出現(xiàn)波數(shù)控制波形。

第二條規(guī)則是：當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件H1在第一時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件H2在第二時(shí)段中工作，并且，當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件H1在第二時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件H2在第一時(shí)段中工作。

第三條規(guī)則是：流過第一發(fā)熱元件H1的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件H2的交流電的波形兩者在控制周期的時(shí)段中是在正負(fù)方向上電氣對(duì)稱的波形。

圖4圖示出在40％的占空比的情況下形成的電流波形。如下面描述的圖5A至圖5D中所圖示的，對(duì)于在控制器125中設(shè)定的波形表格中的其它占空比，也設(shè)定滿足上述3條規(guī)則的波形。滿足這3條規(guī)定的波形使得流過第一發(fā)熱元件H1的電流和流過第二發(fā)熱元件H2的電流的合成波形中的相位控制波形的數(shù)目減少，從而抑制諧波電流的發(fā)生。此外，各自產(chǎn)生與波數(shù)控制波形的電力相比小的電力的相位控制波形不集中地出現(xiàn)在短時(shí)段中，而是分散地出現(xiàn)在長時(shí)段中，從而抑制抖動(dòng)的發(fā)生。

在此示例中，通過使用下式(1)，確定通過使用PI控制而計(jì)算的電力供給的占空比。

占空比D＝P控制值+I控制值···(1)

例如，以1.25％的間隔設(shè)定占空比D。式(1)中的P控制值是比例控制的控制值，并且通過使用下式(2)給出。

P控制值＝Kp×ΔT···(2)

Kp是比例增益，并且在考慮加熱器溫度的過沖和溫度穩(wěn)定性的情況下被設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?。另外，ΔT是控制目標(biāo)溫度和檢測溫度之差，并且是通過從控制目標(biāo)溫度中減去現(xiàn)在的檢測溫度而獲得的值。

式(1)中的I控制值(積分控制的控制值)校正從預(yù)定時(shí)段中產(chǎn)生的ΔT的積分值(即，控制目標(biāo)溫度)的漂移，并作為偏移量被賦予由P控制產(chǎn)生的電力的占空比D。

圖5A至圖5D圖示出在引擎控制器125中設(shè)定的波形表格。占空比0％-100％的每對(duì)波形都滿足上述3條規(guī)則。在占空比0％-25％的范圍中，當(dāng)相位控制波形中的開啟用相位角被改變時(shí)，占空比在25％的范圍中變化。類似地，在占空比25％-50％的范圍中，在空比50％-75％的范圍中，和在占空比75％-100％的范圍中，當(dāng)相位控制波形中的開啟用相位角被改變時(shí)，占空比在25％的范圍中變化。

在圖5A至圖5D中以如下方式圖示出各波形，所述方式是：對(duì)于所有占空比，在第一個(gè)周期中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形和在第二個(gè)周期中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第三個(gè)周期 中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形和在第四個(gè)周期中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。在第三個(gè)周期中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形和在第四個(gè)周期中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第一個(gè)周期中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形和在第二個(gè)周期中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。換句話說，對(duì)于所有占空比，在第一時(shí)段(混合控制波形的時(shí)段)中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第一時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。在第二時(shí)段(波數(shù)控制波形的時(shí)段)中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第二時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。

對(duì)于圖5A至圖5D中所圖示的波形，當(dāng)獲得每個(gè)周期的流過發(fā)熱元件H1和H2的電流的總和并相互比較4個(gè)周期的總和時(shí)，設(shè)定差值以使得每個(gè)差值等于或小于通過在整個(gè)一個(gè)周期時(shí)段內(nèi)開啟而獲得的電流值。即，波形被設(shè)定成使得不在4個(gè)周期之中的一個(gè)周期內(nèi)集中地供給電力。這是因?yàn)?，?dāng)在一個(gè)周期中集中地供給電力時(shí)，很難抑制抖動(dòng)的發(fā)生。

圖6A和圖6B圖示出圖5A至圖5D中所圖示的波形表格的變形例。下面以50％-75％的占空比的電流波形為例進(jìn)行描述。

如上所述，對(duì)于所有的占空比，圖5A至圖5D中所圖示的波形都滿足第一條到第三條規(guī)則，并且在第一時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第一時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。在第二時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形也與在第二時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。相反，類似于圖5A至圖5D中的波形，對(duì)于所有的占空比，圖6A中的波形滿足第一條到第三條規(guī)則。然而，在第一時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第一時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形不同。波形的不同之處在于后一波形中的1周期波形的順序是前一波形中的1周期波形的順序的逆序。類似地，在第二時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形中的1周期波形的順序是在第二時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形中的1周期波形的順序的逆序。這些波形也可使得諧 波電流和抖動(dòng)的發(fā)生被抑制。

類似于圖5A至圖5D中的波形，對(duì)于所有的占空比，圖6B中的波形都滿足第一條到第三條規(guī)則。類似于圖5A至圖5D中的波形，在第一時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第一時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。在第二時(shí)段中流過第一發(fā)熱元件H1的電流的波形與在第二時(shí)段中流過第二發(fā)熱元件H2的電流的波形相同。然而，圖6B中的波形與圖5A至圖5D中的波形的不同之處在于：圖5A至圖5D中的波形在一個(gè)周期的時(shí)段中是在正負(fù)方向上電氣對(duì)稱的，而圖6B中的波形是不對(duì)稱的，并且是通過以半波的間隔在相位控制和波數(shù)控制之間進(jìn)行切換而獲得的波形。這些波形也使得能夠抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生。

第二實(shí)施例

圖5A至圖5D及圖6A和圖6B中所圖示的波形滿足第一條到第三條規(guī)則。下面通過使用圖7中所圖示的波形表格來描述第二實(shí)施例。

對(duì)于圖7中所圖示的波形，控制周期具有交流電的兩個(gè)周期(2個(gè)全波)。這種波形是這樣的：在流過第一發(fā)熱元件H1的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件H2的交流電的波形兩者中，在兩個(gè)連續(xù)的控制周期中，第一時(shí)段和第二時(shí)段交替存在，在第一時(shí)段中出現(xiàn)混合控制波形，在第二時(shí)段中只出現(xiàn)波數(shù)控制波形(第一條規(guī)則的變形規(guī)則)。當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件H1在第一時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件H2在第二時(shí)段中工作。當(dāng)?shù)谝话l(fā)熱元件H1在第二時(shí)段中工作時(shí)，第二發(fā)熱元件H2在第一時(shí)段中工作(第二條規(guī)則)。流過第一發(fā)熱元件H1的交流電的波形和流過第二發(fā)熱元件H2的交流電的波形兩者在控制周期的時(shí)段中是在正負(fù)方向上電氣對(duì)稱的(第三條規(guī)則)。在各控制周期的時(shí)段中向第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2供給的電力對(duì)應(yīng)于從溫度檢測元件119d獲得的檢測溫度。這種波形也使得能夠抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生。

第三實(shí)施例

圖8A至圖8H圖示出其中通過進(jìn)一步減小相位控制操作的次數(shù)來改變圖5A至圖5D中所圖示的波形的波形表格。類似于圖5A至圖5D中所圖示的波形，圖8A至圖8H中所圖示的波形也滿足第一條到第三條規(guī)則。圖8A至圖8H中的波形與圖5A至圖5D中的波形的不同之處在于控制周期由8個(gè)周期構(gòu)成。在圖8A至圖8H的波形中，對(duì)于在8個(gè)周期的時(shí)段中流過一個(gè)發(fā)熱元件的電流，出現(xiàn)一個(gè)相位控制波形，從而相位控制波形的數(shù)目小于圖5A至圖5D中的波形中的相位控制波形的數(shù)目(在包括兩個(gè)控制周期的8個(gè)周期的時(shí)段中，出現(xiàn)兩個(gè)相位控制波形)。于是，可以進(jìn)一步抑制諧波電流的發(fā)生。

通過按圖5A至圖8H中所圖示的波形流動(dòng)電流，相位控制波形的數(shù)目被減小，并且相位控制波形分散地出現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)諧波電流的發(fā)生的抑制。

在上述示例中，舉例描述了其中設(shè)置能夠被獨(dú)立控制的兩個(gè)發(fā)熱元件的裝置。然而，上述波形規(guī)則可適用于其中設(shè)置能夠被獨(dú)立控制的三個(gè)或更多個(gè)發(fā)熱元件的裝置。當(dāng)發(fā)熱元件的數(shù)目為N并且混合控制N個(gè)發(fā)熱元件之中的M個(gè)發(fā)熱元件時(shí)，可在相同定時(shí)對(duì)剩余的(N-M)個(gè)發(fā)熱元件執(zhí)行波數(shù)控制，并且可在控制周期的時(shí)段內(nèi)(或者在兩個(gè)控制周期的時(shí)段內(nèi))切換控制。

圖9是圖示出當(dāng)在交流電的4個(gè)周期中改變相位控制操作的數(shù)目時(shí)各階次(order)的諧波電流量的特性的示圖。橫軸表示從商用交流電源121流出的交流電的頻率的諧波階次?？v軸表示諧波電流量。其中相位控制操作的次數(shù)為2的情況對(duì)應(yīng)于其中采用圖5A至圖5D中的波形的情況。其中相位控制操作的次數(shù)為1的情況對(duì)應(yīng)于其中采用圖8A至圖8H中的波形的情況。從而，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在控制周期的時(shí)段中執(zhí)行的相位控制操作的次數(shù)被減少時(shí)，諧波電流量可被降低。

圖10A至圖10D圖示出不滿足上述第一條規(guī)則(或者第一條規(guī)則的變形規(guī)則)、第二條規(guī)則和第三條規(guī)則的比較例的波形。圖10A至圖10D中所圖示的波形對(duì)于所有占空比滿足第一條規(guī)則和第三條規(guī) 則，但是不滿足第二條規(guī)則。于是，在流過第一發(fā)熱元件H1的電流和流過第二發(fā)熱元件H2的電流的合成波形中，相位控制波形集中地出現(xiàn)在第一個(gè)周期和第二個(gè)周期中，導(dǎo)致抑制抖動(dòng)的發(fā)生的效果降低。

第四實(shí)施例

圖11A至圖11C是圖示出電源電路單元129的電路和流過電源電路單元129的電流與流過加熱器119c的電流的合成電流的示圖。

圖11A是圖示出電源電路單元129的電路結(jié)構(gòu)的示圖。商用交流電源121的電壓被輸入到二極管電橋901。交流電壓經(jīng)歷二極管電橋901的全波整流，然后由平滑電容器902平滑。平滑后的電壓被輸入到作為DC＝DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電源903，并且開關(guān)電源903輸出二次側(cè)電壓。作為開關(guān)電源903，使用絕緣變壓器以實(shí)現(xiàn)一次側(cè)和二次側(cè)之間的絕緣。由電源電路單元129生成的電壓被用于諸如打印機(jī)中的馬達(dá)之類的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷或者諸如中央處理器(CPU)之類的控制系統(tǒng)負(fù)荷。

圖11B是圖示出流向電源電路單元129的電流Ic和流向加熱器119c的電流It的示圖。通過使用虛線圖示出流向電源電路單元129的電流Ic，通過使用實(shí)線圖示出流向加熱器119c的電流It。在交流電的第一個(gè)周期和第三個(gè)周期中，流動(dòng)具有其相位角為90°的相位控制波形的電流It。電流Ic和電流It在90°的相位角附近在時(shí)間上相互重疊。從而，當(dāng)電流Ic和電流It在時(shí)間上相互重疊時(shí)，電流Ic和電流It的合成電流量被增大。因此，結(jié)果，電流Ic和電流It的合成電流的電力因數(shù)有變壞的傾向。當(dāng)電力因數(shù)變壞時(shí)，流向加熱器119c的電流量減小。結(jié)果，供給到加熱器119c的電力量減小。當(dāng)在其中加熱器119c被預(yù)熱直到可成功執(zhí)行定影操作的溫度為止的時(shí)段中可供給的電力被減小時(shí)，使定影設(shè)備進(jìn)入可成功執(zhí)行定影操作的狀態(tài)所需的時(shí)間被延長。

圖11C也是圖示出流向電源電路單元129的電流Ic和流向加熱器119c的電流It的示圖。在所有的第一個(gè)周期到第四個(gè)周期中，已經(jīng)歷 相位控制的電流It流過加熱器119c。圖11C中的電流It的總電流量與圖11B中的電流It的總電流量相同。通過增大相位控制操作的次數(shù)，使每個(gè)相位控制波形變小(使通電角度變小)。通過使相位控制波形變小，在圖11C的電流波形中的在相位角90°附近的電流Ic和電流It之間的時(shí)間重疊小于圖11B中的波形中的時(shí)間重疊。從而，當(dāng)電流Ic和電流It在時(shí)間上不相互重疊時(shí)，電流Ic和電流It的合成電流的電力因數(shù)有變好的傾向。即，如圖11C中所圖示，通過增大相位控制操作的次數(shù)，其中出現(xiàn)時(shí)間重疊的區(qū)域被減小，導(dǎo)致電力因數(shù)的增大。然而，由于在控制周期的時(shí)段中增大相位控制操作的數(shù)目，因此諧波電流被惡化。

于是，此示例中的波形表格是不僅考慮到諧波電流和抖動(dòng)而且考慮到電力因數(shù)而獲得的表格。

圖12A和圖12B圖示出根據(jù)第四實(shí)施例的波形表格。圖12A和圖12B中的右側(cè)各列用于指示上述第一條到第三條規(guī)則是否被滿足。還圖示出在控制周期的時(shí)段中執(zhí)行的相位控制操作的數(shù)目(其中出現(xiàn)相位控制波形的周期的數(shù)目)。占空比為50％或更小的波形的振幅被圖示成大于占空比為大于50％的波形的振幅。這是因?yàn)檎伎毡葹?0％或更小的波形將被強(qiáng)調(diào)，而振幅的大小將被忽略。

占空比為60％或更小的電流波形滿足所有的第一條到第三條規(guī)則，并且4個(gè)周期中的第一發(fā)熱元件H1和第二發(fā)熱元件H2中的相位控制操作的數(shù)目的總和為2。于是，這種波形使得能夠抑制諧波電流和抖動(dòng)兩者的發(fā)生。占空比為60％或更小的電力很可能在其中未定影的調(diào)色劑圖像被定影在記錄介質(zhì)上的時(shí)段中使用，而不太可能在其中定影設(shè)備被預(yù)熱直到可成功執(zhí)行定時(shí)操作的狀態(tài)為止的時(shí)段中使用。

相反，占空比為大于60％的波形在電力因數(shù)的增大方面有優(yōu)勢。期望較大的電力因數(shù)的時(shí)段是其中需要在短時(shí)段內(nèi)向加熱器提供大量電力的預(yù)熱時(shí)段。大的占空比很可能用在所述預(yù)熱時(shí)段中。于是，在第四實(shí)施例中，占空比為大于60％的波形被設(shè)定為在電力因數(shù)的增大方面有優(yōu)勢的波形。

占空比在60％至80％的范圍中及在90％至100％的范圍中并且其中相位控制操作的數(shù)目為4的電流波形不滿足所有的第一條到第三條規(guī)則。于是，所述波形不能充分抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生。然而，在諸如預(yù)熱時(shí)段之類的短時(shí)段中使用所述波形不會(huì)造成問題。相反，圖12B中所圖示的占空比在60％至80％的范圍中及在90％至100％的范圍中的波形提高電力因數(shù)。于是，與電力因數(shù)差的情況相比，向加熱器119c供給更大量的電力。因而，所述波形在短時(shí)段內(nèi)把定影設(shè)備加熱到可成功執(zhí)行定影操作的溫度方面是有效的。盡管占空比在80％至90％的范圍中的波形具有兩個(gè)相位控制波形，不過，相位控制波形的通電角度可被設(shè)定成是小的。即，盡管具有兩個(gè)相位控制波形，不過所述波形具有良好的電力因數(shù)。于是，所述波形滿足所有的第一條到第三條規(guī)則。

從而，當(dāng)在控制周期的時(shí)段中向第一發(fā)熱元件供給的電力和向第二發(fā)熱元件供給的電力的總和處于等于或小于預(yù)定水平(在第四實(shí)施例中，60％的占空比)的電力水平(占空比)時(shí)，根據(jù)第四實(shí)施例的波形滿足所有的第一條到第三條規(guī)則。與水平等于或小于所述預(yù)定水平的波形相比，水平大于所述預(yù)定水平的波形在控制時(shí)段中具有更多的相位控制波形。從而，不僅可以抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生，而且可以向發(fā)熱元件供給大量的電力。

圖13是圖示出當(dāng)使用圖12A和圖12B中所圖示的電流波形時(shí)，流向電源電路單元129的電流Ic和流向加熱器119c的電流It的合成電流的電力因數(shù)的示圖。在60％或更小的占空比的范圍中，電力會(huì)帶來低的電力因數(shù)，但是對(duì)應(yīng)于如上所述其中可以抑制諧波電流的發(fā)生的模式。發(fā)現(xiàn)60％或更高的占空比帶來高的電力因數(shù)。

取決于平滑電容器902的電容，流向電源電路單元129的電流Ic的相位角被改變。于是，可根據(jù)平滑電容器902的電容，微調(diào)圖12A和圖12B中所圖示的電流波形中的相位控制操作的數(shù)目與供給的電力量(占空比)的組合。

如在第一到第四實(shí)施例中所述，當(dāng)在控制周期的時(shí)段中向第一發(fā) 熱元件供給的電力和向第二發(fā)熱元件供給的電力的總和被設(shè)定為等于或小于預(yù)定水平的水平時(shí)，可以使具有滿足第一條到第三條規(guī)則的波形的電流流動(dòng)。從而，可以抑制諧波電流和抖動(dòng)的發(fā)生。

盡管參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，不過應(yīng)理解本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬廣的解釋，以包含所有這樣的變形及等同結(jié)構(gòu)和功能。