CN100511027C - 图像定影控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种图像定影控制系统和方法，其包括电源、功率切换单元、加热辊，其中温度检测器检测加热辊的温度，并且控制器使用温度检测器检测的温度来检测加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制功率切换单元的开和关切换操作。因此，通过使用加热辊的温度变化斜率的相位控制来改变功率的占空比，可执行对定影系统的精细控制。此外，由于减少了加热辊的温度变化即过冲或下冲，所以可提高图像的定影效率。

Description

图像定影控制系统和方法
技术领域
本发明涉及通过交流(AC)功率加热定影单元的成像装置，如激光打印机或影印机。更具体地，本发明涉及这样的图像定影控制系统和方法，其通过根据加热辊的温度变化来防止发生过冲或下冲来提高定影图像的质量。
背景技术
用于激光打印机和影印机的一般定影单元的加热电路包括从主控制器传送的部分、用于确定是否向定影单元供电的控制信号、用于向定影单元提供交流(AC)功率的三端双向可控硅开关(triac)、以及驱动三端双向可控硅开关的三端双向可控硅开关驱动器(例如，光耦合器)。
用于激光打印机的传统定影电路通过从电源接收AC功率并将该AC功率施加到定影电路来执行简单的温度控制。当主控制器使用温度传感器检测定影单元的温度、并且如果主控制器根据所检测的温度确定需要提高温度时，主控制器将AC功率施加到定影单元。如果主控制器根据所检测的温度确定需要降低温度，则主控制器切断到定影单元的AC功率。
当最初将AC功率施加到定影电路时，主控制器通过以全占空比向定影单元传送导通信号来快速地加热加热辊。当加热辊达到预定的最大温度时，主控制器通过向定影单元传送关断信号来降低加热辊的温度。
根据传统的定影单元控制系统，因为最初对加热辊加热时，加热辊的温度变化得非常快，所以将图像定影在打印介质上的功能变差。因此，存在对有效地控制图像定影的改进系统和方法的需要。
发明内容
本发明的示例实施例的一个方面在于至少解决上面的问题和/或缺点，并至少提供下面所述的优点。因此，本发明的示例实施例的一个方面在于提供这样的图像定影控制系统和方法，其通过使用加热辊的温度变化斜率的相位控制来改变功率的负荷。
根据本发明的示例实施例的一个方面，提供了一种图像定影控制系统，包括：电源；功率切换单元；加热辊；温度检测器，用于检测加热辊的温度；以及控制器，用于使用由温度检测器所检测的温度来检测加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制功率切换单元的开/关切换操作。
根据本发明的示例实施例的另一方面，提供了一种在包括电源、功率切换单元和加热辊的图像定影控制系统中使用的图像定影控制方法，其中，检测加热辊的温度；以及使用所检测的温度来检测加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制功率切换单元的开和关切换操作。
附图说明
根据结合附图的下面的说明，本发明的某些示例实施例的上述和其他目的、特征和优点将更为明显，在附图中：
图1是根据本发明的示例实施例的图像定影控制系统的框图；
图2是根据本发明的示例实施例、图1中所示的功率同步信号检测器的框图；
图3A和3B是根据本发明的示例实施例、示出相对于AC功率的功率同步信号的时序图；
图4A和4B是根据本发明的示例实施例、示出由图1中的图像定影控制系统控制的加热辊的温度变化趋势以及提供给加热辊的功率的图；
图5是通过放大图4A中所示的温度变化图的一部分而获得的细节图；
图6是示出根据本发明的示例实施例的图像定影控制方法的流程图；
图7是根据本发明的示例实施例、示出如图6所示的检测功率同步信号的处理的流程图。
贯穿附图，相同的附图标记将被理解为指示相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供了诸如详细构造和元件之类在本说明中定义的内容来帮助全面理解本发明的示例实施例。因此，本领域技术人员将意识到，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，可对在此说明的实施例进行各种变化和修改。而且，为简明和方便起见，省略了公知功能和构造的说明。
图1是根据本发明的示例实施例的图像定影控制系统的框图。参考图1，该系统包括电源100、功率切换单元110、加热辊120、功率同步信号检测器130、温度检测器140、以及控制器150。
电源100向功率切换单元110输入用于对加热辊120进行加热的AC功率。
当将由电源100提供的AC功率施加到加热辊120时，功率切换单元110根据控制器150的控制信号而执行开/关切换操作。为执行开/关切换操作，功率切换单元110可包括光耦合器(photo coupler)或三端双向可控硅开关(traic)。
加热辊120由电源100提供的AC功率加热。加热辊120被放置为面对压辊(未示出)。当向其转印图像的打印介质经过加热辊120和压辊时，将图像定影到打印介质上。
功率同步信号检测器130检测与电源100提供的AC功率的过零时刻同步的功率同步信号，并将检测结果输出到控制器150。
图2是根据本发明的示例实施例、图1所示的功率同步信号检测器130的框图。功率同步信号检测器130包括功率探测器200和同步信号生成器220。
功率检测器200检测电源100提供的AC功率的幅值和相位，并将检测结果输出到同步信号生成器220。为检测AC功率的幅值和相位，功率检测器200可包括光耦合器。
同步信号生成器220响应于功率检测器200的检测结果，生成与AC功率的过零时刻同步的功率同步信号。
图3A和3B是根据本发明的示例实施例、示出相对于AC功率的功率同步信号的时序图。
在图3A中，时刻t1到t7表示AC功率的过零时刻。
图3B示出与图3A的AC功率的过零时刻同步的功率同步信号的脉冲波形。如图3B所示，同步信号生成器220在AC功率的每个过零时刻处输出脉冲。如此形成的脉冲波形是功率同步信号。
温度检测器140检测加热辊120的温度，并将检测结果输出到控制器150。温度检测器140可包括用来检测加热辊120的温度的热敏电阻。
控制器150使用由温度检测器140检测的温度来检测加热辊120的温度变化斜率，并根据所检测温度变化斜率，将用于控制功率切换单元110的开或关操作的控制信号输出到功率切换单元110。
控制器150接收由温度检测器140检测的温度，并使用时间温度变化率来检测加热辊120的温度变化斜率。
控制器150检测AC功率的占空比，其对应于所检测的温度变化斜率。对应于温度变化斜率的AC功率的占空比是预定的。
控制器150基于从功率同步信号检测器130输入的功率同步信号，根据所检测的占空比，控制功率切换单元110的开/关切换操作。
图4A和4B是根据本发明的示例实施例、示出由图1中的图像定影控制系统控制的加热辊120的温度变化趋势、以及向加热辊120提供的功率。图4A中的参考数字①表示由传统图像定影控制系统控制的加热辊的温度变化趋势。在此情况下，以全占空比向加热辊提供功率，直到加热辊的温度达到最大温度Tmax为止。这里，加热辊的温度线性增加，直到其达到温度Tr为止。从时刻t1到对应于最大温度Tmax的时刻t3，温度增加的斜率变得相对平缓。这是因为即使向加热辊连续提供功率，面对加热辊的压辊在一起滚动时吸收了加热辊的热量。
如果加热辊的温度达到最大温度Tmax，则不向加热辊提供功率，并且，如果加热辊的温度变得低于预定温度，则再次向加热辊提供功率，由此对加热辊加热。因此，如图4A中的参考数字①所示，反复发生过冲和下冲，直到经过了很长时间为止。
图4A中的参考数字②表示由根据本发明的示例实施例的图像定影控制系统控制的加热辊120的温度变化趋势。
图5是通过放大图4A所示的温度变化图的一部分300而获得的细节图。在对应于温度增加斜率低于预定斜率ΔS1时的时刻t2，对加热辊120加热直到时刻t4为止并同时逐渐降低AC功率的占空比，这不同于传统图像定影控制系统以全占空比提供功率。由此，可使得在将加热辊120的温度增加到最大温度Tmax的过程中产生的过冲最小化。
在对应于温度下降斜率低于预定斜率ΔS2时的时刻t5，对加热辊120加热并同时逐渐增加AC功率的占空比，这不同于传统图像定影控制系统中的切断功率。由此，通过即使在加热辊120的温度下降期间也向加热辊120连续地供给适当的AC功率，可使得在降低加热辊120的温度的过程中发生的下冲最小化。
图4B是示出所供功率的图。从时刻t2到时刻t4，控制器150控制功率切换单元110的开和关切换操作以便逐渐降低向加热辊120提供的AC功率的占空比，而从时刻t4到时刻t6，控制器150控制功率切换单元110的开/关切换操作以便逐渐增加向加热辊120提供的AC功率的占空比。此外，因为在时刻t6之后加热辊120的温度再次增加，所以控制器150在时刻t6之后控制功率切换单元110的开和关切换操作以便再次逐渐降低向加热辊120提供的AC功率的占空比。
图6是示出根据本发明的示例实施例的图像定影控制方法的流程图。
参考图6，在步骤500检测加热辊120的温度、以及功率同步信号。
功率同步信号是与电源100提供的AC功率的过零时刻同步的信号。
图7是示出根据本发明的示例实施例的、图6的步骤500，即检测功率同步信号的过程的流程图。
参考图7，在步骤600，检测AC功率的幅值和相位。
在步骤602，响应于所检测的AC功率的幅值和相位，生成功率同步信号。如图3B所示，在AC功率的每个过零时刻，输出对应于功率同步信号的脉冲波形。
返回参考图6，在步骤502，使用所检测的功率同步信号和温度来检测加热辊120的温度变化斜率，并且根据所检测的温度变化斜率来控制功率切换单元110的开/关切换操作。具体地，根据对应于温度变化斜率的AC功率的占空比，控制功率切换单元110的开/关切换操作。在此，对应于温度变化斜率的AC功率的占空比是预定的。
如图5所示，在对应于温度增加斜率低于预定斜率ΔS1时的时刻t2，对加热辊120加热直到时刻t4为止，并同时逐渐降低AC功率的占空比。由此，可使得在将加热辊120的温度增加到最大温度Tmax的过程中产生的过冲最小化。
在对应于温度下降斜率低于预定斜率ΔS2时的时刻t5，对加热辊120加热并同时逐渐增加AC功率的占空比。由此，通过即使在加热辊120的温度下降期间也向加热辊120连续地供给适当的AC功率(这不同于传统的图像定影控制方法)，可使得在降低加热辊120的温度的过程中发生的下冲最小化。
因为与最初对加热辊120进行加热的状态(其中，根据温度变化而发生过冲或下冲的概率相对较高)相比，在加热辊120被加热后正常工作的状态下，根据温度变化而发生过冲或下冲的概率相对较低，所以在最初对加热辊120进行加热时执行上述图像定影控制方法。
本发明的示例实施例可以编写为代码/指令/程序，并且可以在使用计算机可读记录介质而执行所述代码/指令/程序的通用数字计算机中实现。计算机可读记录介质的例子包括磁性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)、光记录介质(例如，CD-ROM、或DVD)、以及诸如载波(例如，通过国际互联网的传输)的存储介质。计算机可读记录介质也可以通过网络耦接的计算机系统分布以便以分布方式来存储和执行计算机可读代码。而且，可以由本发明所属领域的熟练程序员容易地构造用于实现本发明的功能程序、代码以及代码段。
如上所述，根据本发明的示例实施例，通过使用加热辊的温度变化斜率的相位控制来改变功率的占空比，可执行对定影系统的精细控制。
此外，由于减少了加热辊的温度变化，即过冲或下冲，所以可提高图像的定影效率。
尽管已参考本发明的特定示例实施例具体示出并描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对其进行各种形式和细节的改变。
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2006年3月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10-2006-0023090根据35 U.S.C§119(a)的权益，在此通过引用并入其全部公开。

Claims (19)

1、一种图像定影控制系统，包括：
功率切换单元，其连接到电源；
加热辊；
温度检测器，用于检测所述加热辊的温度；以及
控制器，用于使用由所述温度检测器检测的温度来检测所述加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制所述功率切换单元的开和关切换操作。
2、如权利要求1所述的图像定影控制系统，其中所述功率切换单元包括光耦合器或三端双向可控硅开关中的至少一个。
3、如权利要求1所述的图像定影控制系统，其中所述温度检测器包括热敏电阻。
4、如权利要求1所述的图像定影控制系统，其中所述控制器根据对应于所述温度变化斜率的功率的占空比来控制所述功率切换单元的开和关切换操作。
5、如权利要求4所述的图像定影控制系统，其中所述对应于所述温度变化斜率的功率的占空比是预定的。
6、如权利要求1所述的图像定影控制系统，还包括功率同步信号检测器，用于检测与所述电源提供的功率的过零时刻同步的功率同步信号。
7、如权利要求6所述的图像定影控制系统，其中所述功率同步信号检测器包括：
功率检测器，用于检测所述功率的幅值和相位；以及
同步信号生成器，用于响应于所述功率检测器的检测结果来生成功率同步信号。
8、如权利要求7所述的图像定影控制系统，其中所述功率检测器包括光耦合器。
9、一种图像定影控制方法，用于包括电源、功率切换单元和加热辊的图像定影控制系统中，该方法包括：
检测所述加热辊的温度；以及
使用所检测的温度来检测加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制所述功率切换单元的开和关切换操作。
10、如权利要求9所述的方法，其中根据对应于所述温度变化斜率的功率的占空比来执行所述对开和关切换操作的控制。
11、如权利要求10所述的方法，其中对应于所述温度变化斜率的功率的占空比是预定的。
12、如权利要求9所述的方法，还包括：检测与由所述电源提供的功率的过零时刻同步的功率同步信号。
13、如权利要求12所述的方法，其中所述对功率同步信号的检测包括：
检测所述功率的幅值和相位；
响应于所检测的功率的幅值和相位，生成功率同步信号。
14、如权利要求9所述的方法，其中在最初对所述加热辊加热时执行该方法。
15、一种图像定影控制系统的控制实施单元，包括：
控制器，用于使用由温度检测器检测的温度来检测加热辊的温度变化斜率，并根据所检测的温度变化斜率来控制功率切换单元的开和关切换操作；以及
功率同步信号检测器，用于检测与电源提供的功率的过零时刻同步的功率同步信号。
16、如权利要求15所述的控制实施单元，还包括：连接到电源的功率切换单元，其中所述控制器根据对应于所述温度变化斜率的功率的占空比来控制所述功率切换单元的开和关切换操作。
17、如权利要求15所述的控制实施单元，其中所述功率同步信号检测器包括：
功率检测器，用于检测所述功率的幅值和相位；以及
同步信号生成器，用于响应于所述功率检测器的检测结果而生成功率同步信号。
18、如权利要求17所述的控制实施单元，其中所述功率检测器包括光耦合器。
19、如权利要求16所述的控制实施单元，其中所述功率切换单元包括光耦合器和三端双向可控硅开关中的至少一个。
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