JP4085770B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、複写機、プリンタ等に使用される定着器、及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機の定着器において、定着ヒータ電力を制御する方法として、ヒータ駆動電流を交流電源の半波長単位でＯＮ／ＯＦＦさせるサイクル制御方式が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ハロゲンヒータを用いた定着器において、そのヒータに印加する交流電源電圧の少なくとも連続する３半波長分を周期として、そのうちの１又は複数の半波長分の波形を間引く制御（サイクル制御）を用い、ヒータによる急激な電流変化を低減することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−９５６１１号公報（第４−５頁、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このサイクル制御方式の場合、半波を選択したパターンによっては、フリッカが悪化する周波数の波形となる。そのため、ヒータのみをサイクル制御する場合には、使用可能な制御段数が限られてしまい、ヒータ駆動電流を細かく制御することができなかった。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、フリッカを悪化させることなく、定着器のヒータ駆動段数を増すことができる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の画像形成装置を提供する。
【０００８】
画像形成装置は、定着器のヒータと、他の機器と、上記ヒータ及び上記他の機器に、それぞれ、交流電源電圧を、６半波長を周期として、半波単位で選択したパターンで印加するサイクルを繰り返すようにするサイクル制御手段とを備え、上記サイクル制御手段は、上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、２／６、４／６又は６／６であるときは、上記他の機器に欠落なしに連続して上記交流電源電圧を印加し、上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、１／６、３／６又は５／６であるときは、上記他の機器に、１周期につき半波だけ、上記ヒータに印加する上記交流電源電圧が欠落しているタイミングで、上記交流電源電圧を印加する。
【０００９】
上記構成によれば、定着ヒータのみをサイクル制御する従来例の場合には、フリッカに対し好適ではなく、使用不適であった駆動についても、定着ヒータとともに他の機器の駆動タイミングを制御することにより、ヒータ及び他の機器に印加される電圧の総和について、フリッカに好適な駆動状態にすることが可能となる。
【００１０】
したがって、フリッカを悪化させることなく、定着器のヒータ駆動段数を増すことができる。
【００１１】
特に、上記サイクル制御手段は、６半波長を周期とし、上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、２／６、４／６又は６／６であるときは、上記他の機器に欠落なしに連続して上記交流電源電圧を印加し、上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、１／６、３／６又は５／６であるときは、上記他の機器に、１周期につき半波だけ、上記ヒータに印加する上記交流電源電圧が欠落しているタイミングで、上記交流電源電圧を印加する。
【００１２】
このため、ヒータの供給電流波形と他の機器への供給電流波形の合成波形が、フリッカに好適な、全周駆動（半波の欠落なし）、１／３半波駆動（半波の欠落割合が２／３）、２／３半波駆動（半波の欠落割合が１／３）のいずれかとなるようにすることができる。
【００１５】
好ましくは、上記他の機器は、交流を直流に変換する変換器である。
【００１６】
上記構成によれば、画像形成装置内に直流で駆動される機器を設け、該機器に、変換器から出力された直流を供給することができる。また、変換器を用いれば、直流で駆動する種々の機器に電源を供給することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、画像形成装置である複写機内に設けられる定着器の交流回路部の概略ブロック図である。
【００１９】
交流電源１は、定着ヒータ２と、直流電源部４とに交流電源を供給する。
【００２０】
定着ヒータ２は、画像形成された用紙上のトナーを加熱して定着させるための定着器内に設けられ、定着ローラを加熱する熱源として用いられる。定着ヒータ２は、ＯＮ／ＯＦＦ切換え素子であるトライアック３と直列に接続され、トライアック３を介して通電・非通電となる。トライアック３は、制御部５に接続され、制御部５から定着ヒータＥｎａｂｌｅ信号５１が入力されていないときにはＯＮ（閉又は通電状態）、入力されるとＯＦＦ（開又は遮断状態）なる。
【００２１】
直流電源部４は、直流を必要な複写機内の部品に電力を供給する。直流電源部４は、一次電圧である交流を二次電圧である直流に変換するＡＤ−ＤＣ変換器４１と、その直流から、さらに別の二次電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換器４２とを有する。通常、ＡＣ−ＤＣ変換器４１は、一次電圧であるＡＣ１００Ｖから、二次電圧であるＤＣ２４Ｖへの変換を行う。ＤＣ−ＤＣ変換器４２は、ＡＣ−ＤＣ変換器４１の二次電圧ＤＣ２４Ｖから、ＤＣ５ＶやＤＣ１２Ｖなどの別の二次電圧への変換を行う。ＡＣ−ＤＣ変換器４１は、制御部５に接続され、電源Ｅｎａｂｌｅ信号５２によって、通電タイミングが制御されるようになっている。
【００２２】
制御部５は、定着器内に設けられて定着ローラの温度を検知するセンサ（図示せず）の出力値に基づいて、定着ヒータ２やＡＣ−ＤＣ変換部４１の通電タイミングを決め、トライアック３に定着ヒータＥｎａｂｌｅ信号５１を、ＡＣ−ＤＣ変換部４１に電源Ｅｎａｂｌｅ信号５２を出力することにより、サイクル制御を行う。
【００２３】
次に、サイクル制御について、図２及び図３を参照しながら説明する。
【００２４】
まず、従来例の装置の場合について、図２を参照しながら説明する。
【００２５】
従来例の装置では、交流電源から電力が供給される定着ヒータと直流電源部のうち、定着ヒータのみがサイクル制御され、直流電源部には、常時、交流電源が供給されている。例えば図２に示すように、交流波形２ａの電源電圧の半波成分に対応して、サイクル制御のために定着ヒータＥｎａｂｌｅ信号２ｂが出力され、定着ヒータＥｎａｂｌｅ信号２ｂの期間の半波を間引いた波形が定着ヒータに印加される波形２ｃとなる。一方、直流電源部は、定着ヒータの電圧波形２ｃに比べて小さい連続する電圧波形２ｄとなる。そして、交流電源側から見た電圧の総和である全体波形２ｅは、定着ヒータの電圧波形２ｃと直流電源部の電圧波形２ｄを合成した波形（２ｅ＝２ｃ＋２ｄ）となる。
【００２６】
ところで、フリッカに好適な駆動方法としては、全周期駆動、２／３駆動、１／３駆動の３つが挙げられている。「Ｎ／Ｍ駆動」とは、Ｍ半波長分を一つの周期とし、そのうちのＮ半波長分の波形のみを用いて周期的に駆動することであり、「全周駆動」とは、波形を間引かずに駆動することである。
【００２７】
前述したように、直流電源部の連続する電圧波形２ｄは、定着ヒータの波形２ｃに比べて小さいので、フリッカに対して好適な波形であるか否かは、定着ヒータの電圧波形２ｃによって略決まってしまう。
【００２８】
例えば図２に示したように、定着ヒータの電圧波形２ｃが３／６駆動である場合、交流電源側から見た全体波形２ｅ（＝２ｃ＋２ｄ）は、３／６駆動されている定着ヒータの電圧波形２ｃとの差があまりなく、フリッカに対してもあまり好適な波形とは言えない状態にある。
【００２９】
その結果、フリッカに好適な波形となるように定着ヒータを駆動するパターン、すなわち制御段数は、非常に限られていた。
【００３０】
次に、本発明の実施例について、図３を参照しながら説明する。
【００３１】
定着ヒータ２の点灯を制御するために制御部５から出力された定着ヒータＥｎａｂｌｅ信号３ｂに対応して、交流電源１の波形３ａから半波を間引いた波形３ｃが、定着ヒータ２に印加され、定着ヒータ２は点灯する。図３では、定着ヒータ２が３／６駆動の場合について図示している。前述の通り、この３／６駆動は、フリッカに対して好適ではないことが分かっている。
【００３２】
ここで、本実施例によれば、制御部５は直流電源部４の駆動タイミングを制御することが可能であるため、従来は連続的な波形２ｄとなっていた直流電源部４の駆動を、本実施例では制御部５から出力される電源Ｅｎａｂｌｅ信号３ｄによって、波形３ｅのように間引くことが可能である。図３では、直流電源部４が１／６駆動の状態を示している。
【００３３】
直流電源部４の駆動タイミングを制御することにより、交流電源１側から見た駆動電流の総和については、波形３ｆ（＝３ｃ＋３ｅ）で表され、４／６駆動の状態となる。４／６駆動は、フリッカに好適な２／３駆動の倍数駆動であるので、フリッカに対し好適である。
【００３４】
以上のように、従来例ではフリッカに好適でない駆動状態にある定着ヒータ２の制御パターンに対して、これに対応する適宜な制御パターンで直流電源部４の駆動タイミングを制御することで、全体としてはフリッカに好適な駆動状態を作り出すことが可能となる。また、そのようにすることで、定着ヒータ２を駆動する制御パターンの自由度が増すので、制御段数（定着器のヒータ駆動段数）を増やすことが可能となる。
【００３５】
次の表１は、従来例と本発明の実施例とを比較したものである。
【表１】

【００３６】
前述したように、定着ヒータのみをサイクル制御する従来例の場合には、フリッカに対し好適ではなく、使用不適（×）であった駆動についても、本発明の実施例では、定着ヒータ２とともに直流電源部４の駆動タイミングを制御し、付与することにより、フリッカに好適な駆動状態（○）にすることが可能となる。
【００３７】
本実施例では、定着ヒータ２の駆動をｎ／６とし、直流電源部４を１／６駆動としてヒータ駆動に付与する場合と、付与しない場合（無制御）について示している。直流電源部４が無制御な状態（全周駆動、又は６／６駆動）では、直流電源部４の印加電圧は、図２（ｄ）に示した波形２ｄのように連続した波形となり、全体の電圧は、図２（ｅ）に示した波形２ｅのような波形となり、定着ヒータ２に通電しない部分に、定着ヒータ２に比べて微小な波形が付加される。このような波形がフリッカに対して悪影響を及ぼすか否かは、主要な定着ヒータ２の波形によって決まるので、ヒータ制御が２／６駆動、４／６駆動、６／６駆動の場合に直流電源部４が無制御な状態であっても、フリッカに対して悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００３８】
表１から、駆動段数は、定着ヒータのみを制御する場合（従来例）に対し、直流電源部４を定着ヒータ２とともにサイクル制御する場合（本実施例）の方が、制御段数を増やすことが可能となっていることが分かる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００４０】
例えば、図示しないが、他の駆動状態においても、定着ヒータ２と直流電源部４の電圧の和が、１／３駆動、２／３駆動、全周駆動となるように、定着ヒータ２の駆動状態の応じて、直流電源部４を制御することで、フリッカに好適な駆動波形を作ることが可能である。
【００４１】
また、定着ヒータは、２本以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る画像形成装置の定着器の交流回路部の概略ブロック図である。
【図２】 従来例のサイクル制御の説明図である。
【図３】 本発明の一実施例のサイクル制御の説明図である。
【符号の説明】
２ 定着ヒータ（定着器のヒータ）
４ 直流電源部
５ 制御部（サイクル制御手段）
４１ ＡＣ−ＤＣ変換器（他の機器、変換器）

Claims (2)

1. 定着器のヒータと、
   他の機器と、
   上記ヒータ及び上記他の機器に、それぞれ、交流電源電圧を、６半波長を周期として、半波単位で選択したパターンで印加するサイクルを繰り返すようにするサイクル制御手段とを備え、
   上記サイクル制御手段は、上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、２／６、４／６又は６／６であるときは、上記他の機器に欠落なしに連続して上記交流電源電圧を印加し、
   上記ヒータに上記交流電源電圧を印加する割合が、１／６、３／６又は５／６であるときは、上記他の機器に、１周期につき半波だけ、上記ヒータに印加する上記交流電源電圧が欠落しているタイミングで、上記交流電源電圧を印加することを特徴とする、画像形成装置。
2. 上記他の機器は、交流を直流に変換する変換器であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。

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