JP2020112742A - Image forming apparatus and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、定着装置の制御に関し、より特定的には、トリガー信号のゼロクロス制御に関する。 The present disclosure relates to control of fixing devices, and more particularly to zero-cross control of trigger signals.
電子写真方式の画像形成装置では、トナーが、感光体ドラム等の転写像担持体上に画像を形成する。そして、チャージャーが、転写像担持体上のトナーを紙等の転写媒体に転写する。転写媒体へのトナーの転写後、発熱機構を備えるトナー定着部は、トナーが転写された転写媒体を加熱し、トナーを転写媒体に定着させる。 In an electrophotographic image forming apparatus, toner forms an image on a transfer image carrier such as a photosensitive drum. Then, the charger transfers the toner on the transfer image carrier onto a transfer medium such as paper. After the transfer of the toner to the transfer medium, the toner fixing unit having a heat generating mechanism heats the transfer medium on which the toner has been transferred, and fixes the toner on the transfer medium.
通常、トナー定着部はヒーター等を内蔵しており、ヒーターの加熱のために商用電源の交流が使用される。トナー定着部に供給される交流は位相制御され、さらには、位相制御のために、商用電源の電圧のゼロクロス点に対応するゼロクロス信号が用いられる。 Usually, the toner fixing unit has a built-in heater and the like, and an alternating current of a commercial power source is used for heating the heater. The alternating current supplied to the toner fixing unit is phase-controlled, and further, a zero-cross signal corresponding to the zero-cross point of the voltage of the commercial power supply is used for the phase control.
ゼロクロス制御に関し、例えば、特開2014−149388号公報(特許文献1)は、「交流電源からの供給電圧を整流して得られる脈流が予め定められた閾値電圧より低い場合にON状態を示すパルス信号を生成し、そのパルス信号の立ち上がりに同期して負荷を駆動するためのトリガ信号を生成する。次に、供給電圧の半周期毎にトリガ信号を遅延させ、遅延トリガ信号により負荷を駆動するとともに、その駆動のタイミングで交流電源の電流値を検知し、その検知電流値を予め定められた閾値と比較する。その結果、検知電流値が予め定められた閾値未満なら、トリガ信号をさらに遅延させて、遅延の度合いが異なるトリガ信号を発生させ、さらに電流値を検知させ、該検知電流値と予め定められた閾値との比較を行わせるよう繰り返し制御する。一方、検知電流値が予め定められた閾値以上なら、当該電流値が検知されたタイミングをゼロクロス点と判定する」ゼロクロス点検知方法を開示している([要約]参照)。 Regarding the zero-cross control, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-149388 (Patent Document 1) "shows an ON state when a pulsating flow obtained by rectifying a supply voltage from an AC power source is lower than a predetermined threshold voltage. A pulse signal is generated, and a trigger signal for driving the load is generated in synchronization with the rising edge of the pulse signal.Next, the trigger signal is delayed every half cycle of the supply voltage, and the load is driven by the delayed trigger signal. At the same time, the current value of the AC power supply is detected at the driving timing, and the detected current value is compared with a predetermined threshold value. By delaying, a trigger signal having a different degree of delay is generated, the current value is further detected, and the detection current value is repeatedly controlled so as to be compared with a predetermined threshold value. A zero-cross point detection method is disclosed if the timing at which the current value is detected is determined to be a zero-cross point if it is equal to or greater than a predetermined threshold (see [Summary]).
特許文献1に開示された技術によると、異なる動作モード毎のゼロクロス信号の変化に対応ができない。したがって、動作モード毎のゼロクロス信号の変化に対応する技術が必要とされている。
According to the technique disclosed in
本開示は、上記のような背景に鑑みてなされたものであって、ある局面における目的は、動作モード毎のゼロクロス信号の変化に対応する技術を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of the background as described above, and an object of an aspect is to provide a technique that responds to a change in a zero-cross signal for each operation mode.
ある実施の形態に従う画像形成装置は、交流電源からの交流を画像形成装置に供給する電源部と、ヒーターを内蔵し、用紙にトナーを定着させる定着部と、交流に基づいて、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部と、ゼロクロス信号の立ち上がりに基づいて、トリガー信号を生成するトリガー信号生成部と、トリガー信号の立ち上がりを遅延させる遅延制御部と、画像形成装置を制御する制御部とを備える。ゼロクロス信号生成部は、画像形成装置の各動作モードにおいて、ゼロクロス信号を生成し、トリガー信号生成部は、各動作モードのゼロクロス信号に基づいて、トリガー信号を生成し、遅延制御部は、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりを遅延させ、制御部は、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延に基づいて、定着部に交流を供給する。 An image forming apparatus according to an embodiment generates a zero-cross signal on the basis of an AC power source that supplies AC from an AC power source to the image forming apparatus, a fixing unit that incorporates a heater, and fixes toner on paper. A zero-cross signal generation unit that generates a trigger signal based on the rising edge of the zero-cross signal, a delay control unit that delays the rising edge of the trigger signal, and a control unit that controls the image forming apparatus. The zero-cross signal generation unit generates a zero-cross signal in each operation mode of the image forming apparatus, the trigger signal generation unit generates a trigger signal based on the zero-cross signal of each operation mode, and the delay control unit performs each operation. The rising of the mode trigger signal is delayed, and the control unit supplies alternating current to the fixing unit based on the delay of the rising of the trigger signal of each operation mode.
ある局面において、画像形成装置は、定着部に供給する電流を計測する電流計測部をさらに備える。トリガー信号を遅延させることは、電流計測部が、定着部に供給される電流を計測することと、制御部が、計測された電流に基づいて、定着部に交流の供給を開始してから交流の次のゼロクロス点の発生までの間に、定着部に供給された電力量を算出することと、遅延制御部が、電力量に基づいて、トリガー信号を遅延させ、トリガー信号の立ち上がりをゼロクロス点の発生タイミングに合わせることとを含む。 In one aspect, the image forming apparatus further includes a current measuring unit that measures a current supplied to the fixing unit. Delaying the trigger signal means that the current measuring unit measures the current supplied to the fixing unit, and the control unit starts the AC supply to the fixing unit based on the measured current and then the AC Until the next zero cross point occurs, the amount of power supplied to the fixing unit is calculated, and the delay control unit delays the trigger signal based on the amount of power and the rising edge of the trigger signal is set to the zero cross point. To match the timing of occurrence of.
ある局面において、画像形成装置は、各動作モードのトリガー信号の遅延の設定を記憶する記憶部をさらに備える。制御部は、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を記憶部に保存する。 In one aspect, the image forming apparatus further includes a storage unit that stores the delay setting of the trigger signal in each operation mode. The control unit stores the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal in each operation mode in the storage unit.
ある局面において、制御部は、一定の周期で、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In a certain aspect, the control unit obtains the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal in each operation mode and stores it in the storage unit at a constant cycle.
ある局面において、制御部は、印刷処理毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit obtains the setting of the rising delay of the trigger signal in each operation mode for each printing process and stores the setting in the storage unit.
ある局面において、制御部は、画像形成装置の主電源投入毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit obtains the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal in each operation mode and stores the setting in the storage unit each time the main power of the image forming apparatus is turned on.
ある局面において、制御部は、スリープ復帰毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit obtains the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal in each operation mode and saves the setting in the storage unit each time the device returns to sleep.
ある局面において、制御部は、タイマー機能を備え、当該タイマー機能による一定カウント毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In a certain aspect, the control unit has a timer function, and for each constant count by the timer function, the control unit obtains the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal in each operation mode and stores the setting in the storage unit.
ある局面において、制御部は、ヒーターの点灯開始直後と、ヒーターの点灯開始から所定の時間経過後とに、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit obtains the setting of the delay of the rise of the trigger signal in each operation mode immediately after the start of lighting the heater and after a predetermined time has elapsed from the start of lighting the heater, and stores the setting in the storage unit.
ある局面において、制御部は、ヒーターを消灯してから所定の時間経過後に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit obtains the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal of each operation mode and stores the setting in the storage unit after a predetermined time elapses after turning off the heater.
ある局面において、画像形成装置は、外部の装置と通信する通信部をさらに備える。制御部は、通信部を介して、外部サーバーにトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を送信し、通信部を介して、外部サーバーからトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を取得する。 In one aspect, the image forming apparatus further includes a communication unit that communicates with an external device. The control unit transmits the setting of the rising delay of the trigger signal to the external server via the communication unit, and acquires the setting of the rising delay of the trigger signal from the external server via the communication unit.
ある局面において、制御部は、第1の動作モードにおけるトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を基準として記憶部に保存し、他の動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を、基準との差分として記憶部に保存する。 In one aspect, the control unit stores the setting of the rising delay of the trigger signal in the first operation mode as a reference in the storage unit, and sets the setting of the rising delay of the trigger signal in another operation mode as a difference from the reference. Is stored in the storage unit.
ある局面において、制御部は、記憶部から、画像形成装置の動作予定の状態に応じたトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を取得し、トリガー信号の立ち上がりの遅延制御に使用する。 In one aspect, the control unit acquires from the storage unit the setting of the delay of the rising edge of the trigger signal according to the scheduled operation state of the image forming apparatus, and uses the setting for the delay control of the rising edge of the trigger signal.
ある局面において、画像形成装置の動作予定の状態は、待機状態及び印刷状態を含む。
他の実施の形態に従うと、画像形成装置の制御方法が提供される。この制御方法は、画像形成装置の各動作モードにおいて、交流電源から供給される交流に基づいて、ゼロクロス信号を生成するステップと、各動作モードのゼロクロス信号の立ち上がりに基づいて、トリガー信号を生成するステップと、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりを遅延させるステップと、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延に基づいて、ヒーターを内蔵する定着部に交流を供給するステップとを含む。
In one aspect, the scheduled operation state of the image forming apparatus includes a standby state and a printing state.
According to another embodiment, a method of controlling an image forming apparatus is provided. In this control method, in each operation mode of the image forming apparatus, a step of generating a zero-cross signal based on an alternating current supplied from an alternating-current power source, and a trigger signal based on a rising edge of the zero-cross signal in each operation mode. Steps, delaying the rising edge of the trigger signal in each operation mode, and supplying alternating current to the fixing unit containing the heater based on the delaying the rising edge of the trigger signal in each operation mode.
ある局面において、トリガー信号の立ち上がりを遅延させるステップは、定着部に供給される電流を計測するステップと、計測された電流に基づいて、定着部に交流の供給を開始してから交流の次のゼロクロス点の発生までの間に、定着部に供給された電力量を算出するステップと、電力量に基づいて、トリガー信号の立ち上がりを遅延させ、トリガー信号の立ち上がりをゼロクロス点の発生タイミングに合わせるステップとを含む。 In one aspect, the step of delaying the rising edge of the trigger signal includes the step of measuring the current supplied to the fixing unit and the step of measuring the current supplied to the fixing unit based on the measured current. Step of calculating the amount of electric power supplied to the fixing unit until the occurrence of the zero-cross point, and delaying the rising of the trigger signal based on the amount of electric power, and adjusting the rising of the trigger signal to the generation timing of the zero-cross point Including and
ある局面において、方法は、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を記憶するステップをさらに含む。 In certain aspects, the method further comprises storing the rising delay setting of the trigger signal for each operating mode.
ある局面において、方法は、一定の周期で、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶する。 In one aspect, the method finds and stores the setting of the rising delay of the trigger signal in each operation mode at regular intervals.
ある局面において、方法は、印刷処理毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶する。 In one aspect, the method obtains and stores the setting of the rising delay of the trigger signal in each operation mode for each printing process.
ある局面において、方法は、画像形成装置の主電源投入毎に、各動作モードのトリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を求めて記憶する。 In one aspect, the method obtains and stores the setting of the rising delay of the trigger signal in each operation mode every time the main power of the image forming apparatus is turned on.
本技術によれば、複数の動作モードのゼロクロス点を検出することが可能である。
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
According to the present technology, it is possible to detect zero-cross points in a plurality of operation modes.
The above as well as other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention which is understood in connection with the accompanying drawings.
以下、図面を参照しつつ、本開示に係る技術思想の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the technical idea according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
<A.装置の概要>
まず、本実施の形態に従う画像形成装置100の構成について説明する。典型例として、複合機(MFP:Multi-Functional Peripheral)として実装される画像形成装置100について説明する。画像形成装置100は、例えばカラー画像形成装置であるが、本実施の形態に係る技術思想の適用対象は、カラー画像形成装置に限定されるわけではなく、当該技術思想は、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。
<A. Overview of equipment>
First, the configuration of
図1は、本実施の形態に従う画像形成装置100の一構成例を示す図である。図1を参照して、画像形成装置100は、手差しトレー101と、給紙カセット102と、給紙ローラー103と、レジストローラー104と、イメージングユニット105と、中間転写ベルト106と、転写ローラー107と、定着部108と、排出トレー109と、制御部110とを含む。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an
イメージングユニット105は、感光体と、帯電部と、露光部と、現像部とを備える。イメージングユニット105は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、キー・プレート(K)のそれぞれのトナー像を生成するための複数のイメージングユニットを含む。
The
本実施の形態に従う画像形成装置100は、一例として、それぞれのイメージングユニット105が生成したトナー像を、中間転写ベルト106を介して被転写部材に転写する構成を採用する。なお、本実施の形態では、トナー像を中間転写ベルト106に一旦転写した後、被転写部材に転写する構成を例示するが、感光体上のトナー像を被転写部材に直接転写する構成が採用されてもよい。
The
用紙は手差しトレー101もしくは給紙カセット102のいずれかに載置される。給紙ローラー103は、手差しトレー101もしくは給紙カセット102に載置された用紙を1枚ずつ、用紙搬送経路に搬送する。レジストローラー104は、給紙ローラー103によって搬送された用紙をさらに下流に搬送する。転写ローラー107は、搬送されてきた用紙に中間転写ベルト106上の転写像を転写する。定着部108は、用紙の表面に転写されたトナーを溶かして用紙にトナーを定着させる。定着処理まで完了した用紙は排出トレー109に排出される。制御部110は、画像形成装置100の全体の動作を制御する。
The paper is placed on either the
図2は、本実施の形態に従う画像形成装置100の回路200の一例を示す図である。図2を参照して、回路200は、CPU(Central Processing Unit)210と、記憶部202と、ユーザーインターフェイス(以下、UIと表わす)203と、表示部204と、イメージングユニット105と、通信部205と、電源ユニット206と、ヒーター制御部207と、電流センサー211と、温度センサー212と、ヒーター213とを備える。ヒーター制御部207は、ゼロクロス信号生成部208と、トリガー信号生成部209と、遅延制御部210とを備える。回路200は、画像形成装置100に内蔵されており、主に、制御部110から定着部108を制御するために必要な構成を示す。なお、図2に示す回路200は、一例であり、他の構成を含んでいても良い。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the
CPU201は、画像形成装置100全体を制御する。ある局面において、マイクロコンピューターチップ、SoM(System on Module)、SoC(System-on-a-Chip)及びFPGA(Field-Programmable Gate Array)がCPU201として使用されても良い。
The
記憶部202は、画像形成装置100に関する各種設定や動作モードに関する情報を記憶する。ある局面において、SSD(Solid State Drive)及びeMMC(embedded Multi Media Card)が記憶部202として使用されても良い。
The
UI203は、画像形成装置100の筐体に備え付けられており、ユーザーからの命令を受け付けて、取得した命令をCPU110に送る。ある局面において、押しボタンやタッチパネルがUI203として使用されても良い。表示部204は、ユーザーに画像形成装置100の設定や機能等の各種情報を表示する。ある局面において、液晶モニターが表示部204として使用されても良い。さらに別の局面において、表示部204は、画像形成装置100の本体から着脱可能なタブレット端末等によって実現されてもよい。
The
通信部205は、外部の通信機器と通信する。通信部205は、外部の通信機器から印刷ジョブやファームウェアアップデート命令等を受信し、受信した情報をCPU201に送る。ある局面において、LAN(Local Area Network)ポートや、Wi−Fi(登録商標)(Wireless Fidelity)の送受信装置等が、通信部205として使用されても良い。
The
電源ユニット206は、交流電源214からの電力を画像形成装置100全体に供給する。電源ユニット206は、交流電源214から取得した一部の電力を直流に変換して、直流を制御部110等に供給する。また、電源ユニット206は、交流電源214から取得した交流をヒーター制御部207やヒーター213に供給する。
The
ヒーター制御部207は、ゼロクロス信号生成部208と、トリガー信号生成部209と、遅延制御部210とを用いて定着部108のヒーター213を制御する。ゼロクロス信号生成部208は、交流電源214の交流に基づいたゼロクロス信号を生成する。ゼロクロス信号は、電圧が0V付近になるタイミングに合わせて生成されるパルスである。
The
トリガー信号生成部209は、ヒーターをONにするタイミングをCPU201に検知させるためのトリガー信号を発生させる。CPU201は、トリガー信号を検知したタイミングで、ヒーター213に電力供給を開始し、または、ヒーター213に供給する電力を上げる。トリガー信号は、ゼロクロス信号の立ち上がりエッジに合わせて生成される。
The trigger
遅延制御部210は、トリガー信号の立ち上がりエッジを遅延させる。ゼロクロス信号生成部208によって生成されたゼロクロス信号の立ち上がりエッジは、交流のゼロクロス点からのずれが生じる。そのため、遅延制御部210は、トリガー信号の立ち上がりエッジを遅延させることにより、トリガー信号の立ち上がりエッジを交流のゼロクロス点に合わせる。
The
電流センサー211は、ヒーター213に供給される電力を計測して計測結果を制御部110に送る。温度センサー212は、ヒーター213の温度、または、定着部108の表面温度を計測して計測結果を制御部110に送る。ヒーター213は定着部108の表面を加熱してトナーを用紙に定着させる。
The
<B.トリガー信号の遅延について>
図3は、本実施の形態に従う交流電源からの入力電圧の波形の第1の例を示す図である。図3に示す例は、画像形成装置100の動作モードが「待機時(定着ヒーターの消灯時)」の場合における、交流電源214から画像形成装置100に供給される電力の入力電圧波形301である。ゼロクロス点Aは、入力電圧波形301の電圧が0Vになる地点である。
<B. Trigger signal delay>
FIG. 3 is a diagram showing a first example of a waveform of an input voltage from the AC power supply according to the present embodiment. The example illustrated in FIG. 3 is the
図4は、本実施の形態に従うトリガー信号とヒーターへの出力電圧波形の関係の第1の例を示す図である。整流電圧波形401は、入力電圧波形301を整流した波形である。基本パルス生成閾値Bは、ゼロクロス信号を発生させる閾値である。ゼロクロス信号生成部208は、整流電圧波形401の電圧が、基本パルス生成閾値Bを下回る間、ゼロクロス信号402を生成する。
FIG. 4 is a diagram showing a first example of the relationship between the trigger signal and the output voltage waveform to the heater according to the present embodiment. The rectified
トリガー信号生成部209は、ゼロクロス点Aに合わせて、トリガー信号403を発生させる。通常、トリガー信号403の立ち上がりエッジ405は、ゼロクロス信号402の立ち上がりエッジ404と同じタイミングになる。図4に示す例では、遅延制御部210が、トリガー信号403の発生タイミングをゼロクロス信号402の発生タイミングから遅延時間t1だけ遅延させることにより、トリガー信号403の発生タイミングをゼロクロス点Aに合わせている。
The trigger
トリガー信号403の立ち上がりエッジ405をゼロクロス点Aと一致させることにより、ヒーター213に供給される電力は、電力407となる。電力407の電圧は、0Vから緩やかに上昇するため、定着部108周辺の回路への突入電流やノイズの影響を最小限に抑えることができる。
By matching the rising
遅延時間t1は次のように求められる。CPU110は、立ち上がりエッジ405から次のゼロクロス点Aの発生ポイントまでの間にヒーター213に供給された電力が、「AC出力電圧の半周期」となる遅延時間を遅延時間t1として設定する。以下、具体的な手順について説明する。
The delay time t1 is calculated as follows. The
最初に、CPU110は、トリガー信号403をゼロクロス信号402の立ち上がりエッジ404に合わせて発生させる。この場合、遅延時間は0である。そして、CPU110は、立ち上がりエッジ405から次のゼロクロス点Aの発生ポイントまでの間にヒーター213に供給された電力を求める。この場合、立ち上がりエッジ405から次のゼロクロス点Aの発生ポイントまでの間に、ヒーター213に供給される電力は電力406になる。電力406は、明らかに「AC入力電圧の半周期」より小さいため、「立ち上がりエッジ405」と「ゼロクロス点A」とは、互いにずれていることがわかる。
First, the
次に、CPU110は、少しずつ遅延時間を大きくしていき、繰り返し立ち上がりエッジ405から次のゼロクロス点Aの発生ポイントまでの間に、ヒーター213に供給される電力を求める。そして、CPU110は、ヒーター213に供給される電力が電力407となったタイミングの遅延時間を記憶部202に記憶し、次回以降のヒーターへの電力供給時の遅延時間t1として使用する。なお、CPU110は、ヒーター213に供給される電力が「AC入力電圧の半周期」より小さいか否かを判定するために、予め定められた閾値を用いても良い。
Next, the
図4を用いて説明したように、CPU110は、遅延制御部210を用いて、トリガー信号の立ち上がりエッジをゼロクロス点Aに合わせることにより、突入電流や回路に発生するノイズを抑制する。しかし、画像形成装置100の動作モードの変化により、AC入力電圧の振幅は変化する。AC入力電圧の振幅が変化した場合、一度求めたトリガー信号の遅延時間の設定が使用できなくなることがある。以下、図5及び図6の例を基に動作モードの変更時に発生する問題について説明する。
As described with reference to FIG. 4, the
図5は、本実施の形態に従う交流電源からの入力電圧の波形の第2の例を示す図である。図5に示す例は、画像形成装置100の動作モードが「プリント動作時(定着ヒーターの点灯時)」の場合における、交流電源214から画像形成装置100に供給される電力の入力電圧波形501である。ゼロクロス点Aは、入力電圧波形501の電圧が0Vになる地点である。入力電圧波形501は、画像形成装置100の「待機時(定着ヒーターの消灯時)」の入力電圧波形301と比較して、周波数及びゼロクロス点Aの位置に変化は無いが、振幅が大幅に小さくなっていることがわかる。
FIG. 5 is a diagram showing a second example of the waveform of the input voltage from the AC power supply according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 5, the
図6は、本実施の形態に従うトリガー信号とヒーターへの出力電圧波形の関係の第2の例を示す図である。整流電圧波形601は、入力電圧波形501を整流した波形である。基本パルス生成閾値Bは、ゼロクロス信号を発生させる閾値である。ゼロクロス信号生成部208は、図4と同様に、整流電圧波形601の電圧が、基本パルス生成閾値Bを下回る間、ゼロクロス信号602を生成する。
FIG. 6 is a diagram showing a second example of the relationship between the trigger signal and the output voltage waveform to the heater according to the present embodiment. The rectified
整流電圧波形601の振幅は、入力電圧波形301を整流した整流電圧波形401の振幅よりも小さいため、明らかに基本パルス生成閾値Bを下回る時間が長くなる。そのため、整流電圧波形601を基にしたゼロクロス信号602は、ゼロクロス信号402よりも電圧がHIGHの時間が長くなる。このことは、立ち上がりエッジ604からゼロクロス点Aまでの間隔が長くなることを意味する。
Since the amplitude of the rectified
仮に、CPU201が、図4で求めた遅延時間t1を用いて、トリガー信号603を遅延させても、トリガー信号603の立ち上がりエッジ605は、ゼロクロス点Aとは一致しないことがわかる。この場合、ヒーター213に供給される電力は、電力606のようになり、ヒーター213への電力供給開始時に突入電流や回路のノイズを発生させる可能性がある。よって、CPU201は、画像形成装置100の動作モード毎にトリガー信号の立ち上がりエッジの適切な遅延時間を求めておく必要があることがわかる。
Even if the
図7は、本実施の形態に従うトリガー信号とヒーターへの出力電圧波形の関係の第3の例を示す図である。図7に示す例では、CPU201は、「待機時(定着ヒーターの消灯時)」の遅延時間t1を使用せずに、「プリント動作時(定着ヒーターの点灯時)」の遅延時間t2を新たに求めて使用している。
FIG. 7 is a diagram showing a third example of the relationship between the trigger signal and the output voltage waveform to the heater according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 7, the
CPU201は、ゼロクロス信号602の立ち上がりエッジ604に合わせて、遅延時間t2を求めているため、トリガー信号603の立ち上がりエッジ605は、ゼロクロス点Aと一致する。また、ヒーター213に供給される電力は、電力704のようになる。なお、遅延時間t2の求め方は、遅延時間t1の求め方と同様である。このように、CPU201は、動作モード毎に、トリガー信号の立ち上がりエッジの適切な遅延時間を求めておくことにより、いずれの動作モードにおいても、トリガー信号の立ち上がりエッジをゼロクロス点に合わせることができる。そうすることで、ヒーター213に供給される電力の電圧は、0Vから緩やかに上昇するため、定着部108周辺の回路への突入電流やノイズの影響を最小限に抑えることができる。
Since the
以下に、図8〜図11を用いて、画像形成装置100の各動作モードにおける交流電源からの入力電圧の波形の変化と、遅延時間の変化について説明する。
Hereinafter, a change in the waveform of the input voltage from the AC power supply and a change in the delay time in each operation mode of the
図8は、本実施の形態に従う交流電源からの入力電圧の波形の第3の例を示す図である。図8に示す例は、画像形成装置100の動作モードが「プリント動作時(定着ヒーターの消灯時)」の場合における、交流電源214から画像形成装置100に供給される電力の入力電圧波形801である。ゼロクロス点Aは、入力電圧波形801の電圧が0Vになる地点である。入力電圧波形801は、画像形成装置100の「待機時(定着ヒーターの消灯時)」の入力電圧波形301と比較して、周波数及びゼロクロス点Aの位置に変化は無いが、振幅が少し小さくなっていることがわかる。
FIG. 8 is a diagram showing a third example of the waveform of the input voltage from the AC power supply according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 8, an
図9は、本実施の形態に従うトリガー信号とヒーターへの出力電圧波形との関係の第4の例を示す図である。図9に示す例では、図7と同様に「プリント動作時(定着ヒーターの消灯時)」の遅延時間t3を新たに求めて使用している。 FIG. 9 is a diagram showing a fourth example of the relationship between the trigger signal and the output voltage waveform to the heater according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 9, similarly to FIG. 7, the delay time t3 “when the printing operation is performed (when the fixing heater is off)” is newly obtained and used.
整流電圧波形901は、入力電圧波形801を整流した波形である。CPU201は、ゼロクロス信号902の立ち上がりエッジ904に合わせて、遅延時間t3を求めているため、トリガー信号903の立ち上がりエッジ905は、ゼロクロス点Aと一致する。また、ヒーター213に供給される電力は、電力906のようになる。なお、遅延時間t3の求め方は、遅延時間t1の求め方と同様である。
The rectified
図10は、本実施の形態に従う交流電源からの入力電圧の波形の第4の例を示す図である。図10に示す例は、画像形成装置100の動作モードが「待機時(定着ヒーターの点灯時)」の場合における、交流電源214から画像形成装置100に供給される電力の入力電圧波形1001である。ゼロクロス点Aは、入力電圧波形1001の電圧が0Vになる地点である。入力電圧波形1001は、画像形成装置100の「待機時(定着ヒーターの消灯時」の入力電圧波形301と比較して、周波数及びゼロクロス点Aの位置に変化は無いが、振幅が大幅に小さくなっていることがわかる。
FIG. 10 is a diagram showing a fourth example of the waveform of the input voltage from the AC power supply according to the present embodiment. The example shown in FIG. 10 is an
図11は、本実施の形態に従うトリガー信号とヒーターへの出力電圧波形の関係の第5の例を示す図である。図11に示す例では、図7と同様に「プリント動作時(定着ヒーターの消灯時)」の遅延時間t4を新たに求めて使用している。 FIG. 11 is a diagram showing a fifth example of the relationship between the trigger signal and the output voltage waveform to the heater according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 11, similarly to FIG. 7, the delay time t4 “when the printing operation is performed (when the fixing heater is off)” is newly obtained and used.
整流電圧波形1101は、入力電圧波形1001を整流した波形である。CPU201は、ゼロクロス信号1102の立ち上がりエッジ1104に合わせて、遅延時間t4を求めているため、トリガー信号1103の立ち上がりエッジ1105は、ゼロクロス点Aと一致する。また、ヒーター213に供給される電力は、電力1106のようになる。なお、遅延時間t4の求め方は、遅延時間t1の求め方と同様である。
The rectified
<C.トリガー信号の遅延設定のフローチャートについて>
図12は、本実施の形態に従うトリガー信号の遅延時間の設定を求めるまでの処理の一例である。図12を参照して、トリガー信号の遅延時間の設定を求める処理が実行される手順について説明する。ある局面において、CPU201は、図12の処理を行うためのプログラムを記憶部202から読み出して実行しても良い。
<C. Trigger signal delay setting flowchart>
FIG. 12 is an example of a process until the setting of the delay time of the trigger signal according to the present embodiment is obtained. With reference to FIG. 12, a procedure in which the process of obtaining the setting of the delay time of the trigger signal is executed will be described. In a certain aspect, the
ステップS1210において、CPU201は、複数の動作モードを記憶部202から取得し、遅延時間を測定する動作モードを選択する。ここでの動作モードとは、例えば、前述した「待機時(定着ヒーターの消灯時)」、「待機時(定着ヒーターの点灯時)」、「プリント動作時(定着ヒーターの消灯時)」及び「プリント動作時(定着ヒーターの点灯時)」等である。
In step S1210, the
ステップS1220において、CPU201は、ステップS1210で選択した動作モードで画像形成装置100を動作させる。また、CPU201は、ゼロクロス信号生成部208を用いて、ゼロクロス信号を生成する。そして、CPU201は、トリガー信号生成部209を用いて、ゼロクロス信号の立ち上がりエッジと同じタイミングで、トリガー信号(基本トリガー信号)を生成する。
In step S1220,
ステップS1230において、CPU201は、遅延制御部210を用いて、基本トリガー信号を所定の時間遅延させる。ここでの所定の時間とは、例えば、数ミリ秒や数マイクロ秒であるが、これらに限られない。
In step S1230, the
ステップS1240において、CPU201は、電流センサー211を用いて、トリガー信号の立ち上がりエッジから次のゼロクロス点までに、ヒーター213に供給された電力を計測する。CPU201は、計測した電力が所定の閾値を上回るか否かを判定する。ここでの計測した電力が所定の閾値を上回るか否かとは、図4の説明におけるトリガー信号の立ち上がりエッジがゼロクロス点と一致したか否かを意味する。
In step S1240, the
CPU201は、計測した電力が所定の閾値を上回ると判定した場合(ステップS1240にて、YES)、制御をステップS1250に移す。そうでない場合(ステップS1240にて、NO)、CPU201は、制御をステップS1230に移し、さらに遅延時間を大きくして、ステップS1230の処理を実行する。なお、ここでの所定の閾値は、電流センサー211により計測された電力が、あるゼロクロス点から次のゼロクロス点までの電力であることを判別できるものであれば良い。
When
ステップS1250において、CPU201は、ステップS1240で求めた遅延時間を、現在の動作モードにおけるトリガー信号の立ち上がりエッジの遅延設定として記憶部202に保存する。CPU201は、再度、現在の動作モードで画像形成装置100を動作させる場合、記憶部202に保存したトリガー信号の立ち上がりエッジの遅延設定を読み出してヒーター制御部207としての制御に使用する。
In step S1250, the
ステップS1260において、CPU201は、記憶部202に予め登録されている全ての動作モードにおいて、トリガー信号の遅延時間を測定したか否かを判定する。CPU201は、記憶部202に予め登録されている全ての動作モードにおいて、トリガー信号の遅延時間を測定したと判定した場合(ステップS1260にて、YES)、処理を終了する。そうでない場合(ステップS1260にて、NO)、CPU201は、制御をステップS1210に移して、画像形成装置100の動作モードを別の動作モードに切り替えて、トリガー信号の遅延時間の測定を繰り返す。
In step S1260, the
なお、図12の処理は任意のタイミングにおいてCPU201により実行されても良い。ある局面において、CPU201は、ユーザーからUI203を介して命令を取得したタイミングで図12の全てまたは一部の処理を実行しても良いし、定期的に図12の全てまたは一部の処理を実行しても良い。また、CPU201は、内蔵するタイマー機能を使用して、設定された時間毎に図12の全てまたは一部の処理を実行しても良い。
The processing of FIG. 12 may be executed by the
また、ある局面において、CPU201は、プリント動作毎、主電源の投入毎、待機時間中及びスリープ復帰時毎に図12の全てまたは一部の処理を実行しても良い。また、ある局面において、CPU201は、ヒーター213の点灯開始直後と、ヒーター213の点灯開始から所定の時間経過後に、図12の全てまたは一部の処理を行っても良い。また、ある局面において、CPU201は、ヒーター213を消灯してから所定の時間経過後に、図12の全てまたは一部の処理を行っても良い。
Further, in a certain aspect, the
また、ある局面において、CPU201は、通信部205を介して外部サーバーに、図12で取得したトリガー信号の遅延設定を送信しても良い。また、CPU201は、通信部205を介して必要に応じて外部サーバーから、トリガー信号の遅延設定を取得しても良い。
Further, in a certain aspect, the
また、ある局面において、CPU201は、第1の動作モードのトリガー信号の遅延設定を基準として記憶部202に保存しても良い。その場合、CPU201は、他の動作モードのトリガー信号の遅延設定に関して、第1の動作モードの遅延の設定に対する差分情報を記憶部202に保存する。また、CPU201は、上記の構成や処理を組み合わせて使用しても良い。
Further, in a certain aspect, the
以上で説明したように、CPU201は、動作モード毎にトリガー信号の適切な遅延時間を求めておくことにより(ゼロクロス信号を基にゼロクロス点の位置を検知しておくことで)、いずれの動作モードにおいても、トリガー信号の立ち上がりエッジをゼロクロス点に合わせることができる。
As described above, the
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内で全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and range equivalent to the scope of the claims.
100 画像形成装置、101 手差しトレー、102 給紙カセット、103 給紙ローラー、104 レジストローラー、105 イメージングユニット、106 中間転写ベルト、107 転写ローラー、108 定着部、109 排出トレー、110 制御部、200 回路、201 CPU、202 記憶部、203 UI、204 表示部、205 通信部、206 電源ユニット、207 ヒーター制御部、208 ゼロクロス信号生成部、209 トリガー信号生成部、210 遅延制御部、211 電流センサー、212 温度センサー、213 ヒーター、214 交流電源、301,501,801,1001 入力電圧波形、401,601,901,1101 整流電圧波形、402,602,902,1102 ゼロクロス信号、403,603,903,1103 トリガー信号、404,405,604,605,904,905,1104,1105 立ち上がりエッジ、406,407,606,704,906,1106 電力。 100 image forming apparatus, 101 manual feed tray, 102 paper feed cassette, 103 paper feed roller, 104 registration roller, 105 imaging unit, 106 intermediate transfer belt, 107 transfer roller, 108 fixing section, 109 discharge tray, 110 control section, 200 circuits , 201 CPU, 202 storage unit, 203 UI, 204 display unit, 205 communication unit, 206 power supply unit, 207 heater control unit, 208 zero cross signal generation unit, 209 trigger signal generation unit, 210 delay control unit, 211 current sensor, 212 Temperature sensor, 213 heater, 214 AC power supply, 301, 501, 801, 1001 input voltage waveform, 401, 601, 901, 1101 rectified voltage waveform, 402, 602, 902, 1102 zero cross signal, 403, 603, 903, 1103 trigger Signal, 404, 405, 604, 605, 904, 905, 1104, 1105 Rising edge, 406, 407, 606, 704, 906, 1106 Power.
Claims (20)
交流電源からの交流を前記画像形成装置に供給する電源部と、
ヒーターを内蔵し、用紙にトナーを定着させる定着部と、
前記交流に基づいて、ゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部と、
前記ゼロクロス信号の立ち上がりに基づいて、トリガー信号を生成するトリガー信号生成部と、
前記トリガー信号の立ち上がりを遅延させる遅延制御部と、
前記画像形成装置を制御する制御部とを備え、
前記ゼロクロス信号生成部は、前記画像形成装置の各動作モードにおいて、前記ゼロクロス信号を生成し、
前記トリガー信号生成部は、前記各動作モードの前記ゼロクロス信号に基づいて、前記トリガー信号を生成し、
前記遅延制御部は、前記各動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりを遅延させ、
前記制御部は、前記各動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりの遅延に基づいて、前記定着部に前記交流を供給する、画像形成装置。 An image forming apparatus,
A power supply unit that supplies alternating current from an alternating current power supply to the image forming apparatus;
A fixing unit that has a built-in heater and fixes toner to paper,
A zero-cross signal generator that generates a zero-cross signal based on the alternating current,
Based on the rising edge of the zero-cross signal, a trigger signal generation unit that generates a trigger signal,
A delay control unit for delaying the rising of the trigger signal,
A control unit for controlling the image forming apparatus,
The zero-cross signal generation unit generates the zero-cross signal in each operation mode of the image forming apparatus,
The trigger signal generation unit generates the trigger signal based on the zero-cross signal of each operation mode,
The delay control unit delays the rising of the trigger signal in each of the operation modes,
The image forming apparatus, wherein the control unit supplies the alternating current to the fixing unit based on a delay in rising of the trigger signal in each of the operation modes.
前記トリガー信号を遅延させることは、
前記電流計測部が、前記定着部に供給される電流を計測することと、
前記制御部が、計測された前記電流に基づいて、前記定着部に前記交流の供給を開始してから前記交流の次のゼロクロス点の発生までの間に、前記定着部に供給された電力量を算出することと、
前記遅延制御部が、前記電力量に基づいて、前記トリガー信号を遅延させ、前記トリガー信号の立ち上がりを前記ゼロクロス点の発生タイミングに合わせることとを含む、請求項1に記載の画像形成装置。 Further comprising a current measuring unit for measuring a current supplied to the fixing unit,
Delaying the trigger signal
The current measuring unit measures a current supplied to the fixing unit,
The control unit, based on the measured current, the amount of electric power supplied to the fixing unit between the start of the supply of the AC to the fixing unit and the occurrence of the next zero-cross point of the AC. To calculate
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the delay control unit delays the trigger signal based on the power amount and matches a rising edge of the trigger signal with a generation timing of the zero-cross point.
前記制御部は、前記各動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を前記記憶部に保存する、請求項1または2に記載の画像形成装置。 Further comprising a storage unit for storing the setting of the delay of the trigger signal in each of the operation modes,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit stores, in the storage unit, a setting of a delay in rising of the trigger signal in each of the operation modes.
前記制御部は、
前記通信部を介して、外部サーバーに前記トリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を送信し、
前記通信部を介して、前記外部サーバーから前記トリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を取得する、請求項3から10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Further comprising a communication unit for communicating with an external device,
The control unit is
Via the communication unit, the setting of the rising delay of the trigger signal is transmitted to an external server,
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the setting of the rising delay of the trigger signal is acquired from the external server via the communication unit.
第1の動作モードにおける前記トリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を基準として前記記憶部に保存し、
他の動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりの遅延の設定を、前記基準との差分として前記記憶部に保存する、請求項3から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The control unit is
Save the setting of the rising delay of the trigger signal in the first operation mode as a reference in the storage unit,
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the setting of the rising delay of the trigger signal in another operation mode is stored in the storage unit as a difference from the reference.
前記画像形成装置の各動作モードにおいて、交流電源から供給される交流に基づいて、ゼロクロス信号を生成するステップと、
前記各動作モードの前記ゼロクロス信号の立ち上がりに基づいて、トリガー信号を生成するステップと、
前記各動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりを遅延させるステップと、
前記各動作モードの前記トリガー信号の立ち上がりの遅延に基づいて、ヒーターを内蔵する定着部に前記交流を供給するステップとを含む、方法。 A method for controlling an image forming apparatus, comprising:
In each operation mode of the image forming apparatus, a step of generating a zero-cross signal based on alternating current supplied from an alternating current power supply,
Generating a trigger signal based on the rising edge of the zero-cross signal in each of the operation modes;
Delaying the rising edge of the trigger signal in each of the operating modes;
Supplying the alternating current to a fixing unit including a heater based on a delay in rising of the trigger signal in each of the operation modes.
前記定着部に供給される電流を計測するステップと、
計測された前記電流に基づいて、前記定着部に前記交流の供給を開始してから前記交流の次のゼロクロス点の発生までの間に、前記定着部に供給された電力量を算出するステップと、
前記電力量に基づいて、前記トリガー信号を遅延させ、前記トリガー信号の立ち上がりを前記ゼロクロス点の発生タイミングに合わせるステップとを含む、請求項15に記載の方法。 Delaying the trigger signal comprises:
Measuring a current supplied to the fixing unit,
Calculating the amount of electric power supplied to the fixing unit from the start of the supply of the alternating current to the fixing unit to the occurrence of the next zero-cross point of the alternating current, based on the measured current. ,
16. The method according to claim 15, further comprising the step of delaying the trigger signal based on the power amount so that a rising edge of the trigger signal coincides with a generation timing of the zero-cross point.
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