JP2005266454A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【構成】 コントローラ9のCPU22が、温度検出部16によって定着ヒータ11a,11bを備えた定着部3の表面温度(定着温度)を温度検出部16によって検出し、AC電源検出部15によって外部電源の電圧を検出する。そして、定着温度に応じた温度対応通電デューティ比と外部電源の電圧に応じた電力対応通電デューティ比との比較により通電デューティ比を設定し、それに応じたヒータ制御信号を定着ヒータ通電制御部14に出力することにより、定着ヒータ11a,11bに対する通電制御を行う。但し、立ち上げ動作時においては、外部電源の電圧を参照せず、予め設定された所定電圧に応じた電力対応通電デューティ比を設定し、これに応じたヒータ制御信号をヒータ給電制御手段に出力して定着ヒータ11a,11bに対する通電制御を行う。
【選択図】 図1
Description
また、上記電力対応通電デューティ比設定手段が、上記処理を上記立ち上げ動作時の上記定着ヒータの通電期間中に行えばよい。この場合、上記定着ヒータの通電開始時点から所定時間(例えば上記定着ヒータが通電開始時点から該定着ヒータの抵抗値が安定するのに必要な時間)経過した後開始するとよい。
図2は、この発明の実施例であるプリンタの概略構成例を示すブロック図である。
このプリンタ1は、この発明を適用した画像形成装置であり、作像部2,定着部3,光書込部4,操作部5,ROM6,RAM7,通信I/F8,及びコントローラ9とからなっている。
定着部3は、その表面を加熱する定着ヒータを備えており、記録紙に作像部2によって転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる。
ROM6は、プリンタ1の制御を行うためのプログラム及び固定パラメータが記録保持している。
RAM7は、プリンタ1の初期設定の内容を記憶保持するものであり、バッテリによってバックアップされている。
コントローラ9は、プリンタ1の全体を制御するものであり、中央制御部としてのCPUを備え、バス10を介して各部を制御する。なお、CPUはROM6などに格納されたプログラムを読み出し、各種処理を実行するものである。
図1は、その通電制御に関係する部分を詳細に示すブロック図である。
プリンタ1は、定着ヒータリレー制御部12,ゼロクロス検出部13,定着ヒータ通電制御部14,AC電圧検出部15,温度検出部16,DC電源部17,及び制御基板18を備えている。なお、この実施例では、定着部3に2本の定着ヒータ11a,11bを備えた例を示しており、それに伴って関係する部分も2重に備えた構成となっている。
定着ヒータ通電制御部14は、制御基板18から入力される各ヒータ制御信号により、トライアック19を用いて定着ヒータ11a,11bに対する通電を制御する。制御基板18で生成される各ヒータ制御信号は、定着ヒータ11a,11bに対する単位時間当りの通電時間(通電ON時間)又は非通電時間(通電OFF時間)の割合(以下「通電デューティ比」ともいう)を指定する信号であり、そのデューティ比に比例して定着ヒータ11a,11bに対する電力供給量が制御される。
DC電源部17は、外部電源のAC電圧から各規格のDC電圧に変換し、それを制御基板18を介して各部に供給する。
一般的な定着温度制御は、予め固定的に決定された単位時間の周期間隔で繰り返し行われるようになっており、まず各単位時間の最初には定着温度の検出を行い、その検出温度に基づいて定着ヒータ11a,11bに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合、つまり温度対応通電デューティ比を求める。
一般的に定着ヒータ内蔵の定着部を用いたプリンタでは、主に待機状態とウォームアップ状態と印刷動作状態の3つの状態のいずれかの状態となっている。待機状態は、定着ヒータ11a,11bへ全く通電(給電)せず定着部3が冷えた状態、又は通電したとしても定着部3の表面が定着可能温度以下で保持している状態である。ウォームアップ状態は、待機状態から定着部3の表面が定着可能温度となるまで定着ヒータ11a,11bに通電する状態(立ち上げ動作中の状態)である。印刷動作状態は、定着部3の表面が印刷可能な程度に高温状態となって、実際に印刷動作を行っている状態である。
ここで、ウォームアップ状態,印刷動作状態,及び待機状態のそれぞれにおけるDC電源部17の消費電力をWx,Wy,Wzとし、それらをROM6にパラメータとして記憶しておく。
単位時間当りの定着ヒータ11a,11bの消費電力をWhとすると、装置消費電力はWh+Wa,Wh+Wb,Wh+Wcの状態が存在し、それぞれの関係をWh+Wx≦Wo,Wh+Wy≦Wo,Wh+Wz≦Woの関係となるように、プリンタ1の各状態において使用可能な単位時間当りの定着ヒータ11a,11bの消費電力Whを求めることができる。よって、WcはWx,Wy,Wzのいずれかとすると、数1の関係が成立する。
Wh≦Wo−Wc
このようにプリンタ1の各状態に応じて、定着ヒータ11a,11bの消費電力を可変させることにより、装置消費電力を制御することが可能となる。
定格入力電圧Vrを入力している際に定格消費電力Wrとなる定着ヒータ11a,11bを用いた場合、入力電圧Vを入力した際の定着ヒータ11a,11bの消費電力Wは、数2により求めることができる。この数2は、外部電源のコンセント部に接続する電源コード等によって生じる電圧降下分Vsを考慮したものである。
W=Wr×((V−Vs)÷Vr)(1/0.65)
よって、外部電源電圧のバラツキにより単位時間当たりの消費電力が異なってくる。なお、この数1は単位時間当たりの通電時間の割合である通電デューティ比を100%とした場合であり、次に通電デューティ比を可変とした場合を考える。
定着ヒータ11a,11bの通電を制御するための単位時間TaはROM6に記憶されており、単位時間Ta内で定着ヒータ11a,11bに通電させる時間をTb(0<Tb≦Ta)とし、単位時間Ta当たりの定着ヒータ11a,11bの消費電力をWtとすると、数3の関係が成立する。
Wt=Wr×((V−Vs)÷Vr))(1/0.65)×Tb÷Ta
また、定着ヒータ11a,11bは定格入力電圧Vrに対する定格消費電力Wrが規定されており、予めパラメータとしてROM6に記憶されている。
ここで、装置消費電力をある一定値以下とするためには、〔数4〕の関係となる必要がある。
〔数4〕
Wt≦Wh
〔数5〕
Wr×((V−Vs)÷Vr)(1/0.65)×Tb÷Ta≦Wh
Tb≦Wh×Ta÷(Wr×((V−Vs)÷Vr)(1/0.65))
図5は、制御機基板18から出力される温度対応通電デューティ比Tbyと電力対応通電デューティ比Tbxと制限通電デューティ比にそれぞれ対応するヒータ制御信号の一例を示す線図である。
CPU22は、ステップ201で定着ヒータ11a,11bへの通電をONにする動作要求があった場合に、ステップ202へ進んで上述した定着温度制御によって温度対応通電デューティ比Tbyを求める(選択又は算出する)。
ステップ204又はステップ205の処理を行った後、ステップ206へ進み、定着ヒータ11a,11bへの通電をONにする動作要求があればステップ202に戻ってステップ202〜ステップ205の処理を繰り返し、その動作要求がなくなれば定着ヒータ11a,11bへの通電がOFFとなり、処理を終了する。
図6は、プリンタ1のCPU22による立ち上げ動作時の処理の一例を示すフローチャートである。
プリンタ1のCPU22は、まずステップ301において、定着ヒータリレー制御部12の定着リレー12aのOFF状態(接点が開いた状態)にてその定着リレー12aの溶着などの異常を検出する処理を実施する。そして、異常を検出した場合はステップ302へ進み、その異常に対応する処理を実行した後、その異常を操作部5の表示部上への表示又は音声出力等によってオペレータに通知し、処理を終了する。異常を検出しなかった場合(正常な場合)には、ステップ303へ進み、定着リレー12aをOFFからONにする(接点を閉じる)。このとき、チャタリングを考慮し、定着リレー12aをONにして100ms待機してから、ステップ304へ進む。
異常を検出しなかった場合(正常な場合)には、ステップ306へ進むが、外部電源の入力電圧を検出する前であり、現時点では定着ヒータ11a,11bへの通電をONにしていないため、AC電圧検出部15で外部電源の入力電圧およびその電圧変動を正確に検出することができず、それを参照しても適切な電力対応デューティ比Tbxを求めることができない。
なお、この電力対応通電デューティ比Tbxは製品仕様の上限電圧以外に対応させて設定することも可能である。また、定着ヒータ11a,11bへの通電制御開始後には、定着ヒータ11a,11bの表面温度である定着温度が目標温度に達するまで温度対応通電デューティ比Tbyによる定着温度制御を実施してもよい。
6:ROM 7:RAM 8:通信I/F 9:コントローラ 10:バス
11a,11b:定着ヒータ 12:定着ヒータリレー制御部
13:ゼロクロス検出部 14:定着ヒータ通電制御部
15:AC電圧検出部(電源電圧検出手段)
16:ヒータ温度検出部(温度検出手段) 17:DC電源部
18:制御基板 21:温度検出センサ 22:CPU
Claims (6)
- トナー画像を記録紙上に定着させる定着部を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記定着部の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着部に備えてある定着ヒータを含む各部へ給電する外部電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記温度検出手段による温度検出を実施し、その検出温度に応じて前記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を温度対応通電デューティ比として設定する処理を行う温度対応通電デューティ比設定手段と、
前記電源電圧検出手段による電圧検出を実施し、その検出電圧に応じて前記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を電力対応通電デューティ比として設定する処理を行う電力対応通電デューティ比設定手段と、
前記温度対応通電デューティ比設定手段によって設定された温度対応通電デューティ比を前記電力対応通電デューティ比設定手段によって設定された電力対応通電デューティ比にて制限する通電デューティ比制限手段と、
前記設定された温度対応通電デューティ比と前記設定された温度対応通電デューティ比とを比較することにより、該温度対応通電デューティ比あるいは前記通電デューティ比制限手段の制限によって得られる通電デューティ比を選択し、該通電デューティを用いて前記定着ヒータに対する通電制御を行うヒータ通電制御手段とを設け、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記外部電源のON直後等の当該装置の立ち上げ動作時には、予め設定された所定電圧を用いて電力対応通電デューティ比を設定する手段を有し、
前記ヒータ通電制御手段は、前記立ち上げ動作時には、前記所定電圧を用いて設定された電力対応通電デューティ比を用いて前記定着ヒータに対する通電制御を行う手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
前記所定電圧は、前記電力対応通電デューティ比が所定値以下となる値であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2記載の画像形成装置において、
前記所定電圧は、当該装置の製品仕様の上限電圧であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記処理を前記立ち上げ動作時の前記定着ヒータの通電期間中に行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4記載の画像形成装置において、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記処理を前記立ち上げ動作時の前記定着ヒータの通電開始時点から所定時間経過した後開始することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5記載の画像形成装置において、
前記所定時間は、前記定着ヒータが通電開始時点から該定着ヒータの抵抗値が安定するのに必要な時間であることを特徴とする画像形成装置。
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