JP4200199B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真装置に係り、特に定着器の加熱手段への通電のオン/オフを制御する制御部を備えた電子写真装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真装置に用いられる定着器は、互いに接触し合って回動する定着ローラと加圧ローラとからなり、各ローラもしくは一方にローラを加熱するための加熱部が設けられている。加熱部は一次側のAC回路に直接接続され、AC回路はトライアック等の半導体スイッチにて加熱部のオン/オフを制御している。
【0003】
ACの通電を制御する際にはACのゼロクロス点でオンすることがノイズやフリッカーの発生が少ないことは周知の技術であり、通常ゼロクロス検知回路を設けている。しかしながら、定着器の温度を制御する手段には、ゼロクロス信号が入力されてから加熱部にオン信号を出力するまでにはハード的な信号の遅れ時間やソフト的な処理時間の遅れがあり、実際に加熱部がオンする点はAC波形のゼロクロス点と一致していない。
【0004】
図7は、定着器の温度を制御する従来の制御システムの構成を示すブロック図である。定着器1に設けられたヒータ12のオン制御は、温度センサ11とゼロクロス信号出力部22とからの情報を基に、CPU51内の定着温度制御手段511からヒータ12をオン/オフするスイッチ部21に対してヒータオン信号を出力する。
【0005】
スイッチ部21は、入力されたヒータオン信号に基づいてヒータ12に通電オンする。スイッチ部21のACスイッチ素子として、トライアックが一般的に使用されているので、通電オフのタイミングについては素子の特性上ACのゼロクロス点でしか切れないため特に問題にはならない。
【0006】
CPU51は、電子写真装置全体のシーケンス制御を行なうものであり、定着温度制御手段511はそのサブルーチン的な部分にあたるのでソフト的な処理時間の遅れが発生する。
【0007】
温度制御の基本動作は、温度センサ11からの信号が定着温度制御手段511内に設定された制御点を下回ったときに、ヒータオン信号を出力し、制御点を上回ったときにヒータオフ信号を出力する。ヒータオン信号を出力するタイミングをゼロクロス信号出力手段22で作っている。
【0008】
従来制御のAC波形と信号の関係を、図8を用いて説明する。定着温度制御手段511に入力されるゼロクロス信号と出力されるヒータオン信号との間には、ハード的なディレイとソフト的な処理時間を含んだ遅れ時間tdが発生する。従って、ヒータ12への通電は正弦波の途中から始まることになる。ヒータ12のオン制御を点線のようなパルスで行なうとすると、正弦波の山毎に上記の遅れ時間が発生する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の電子写真装置では、制御システム上のディレイ時間まで考慮されておらず、定着温度制御手段にゼロクロス信号が入力されてからヒータオン信号が出力されるまでのハード的及びソフト的な遅れ時間を含んだままで加熱部であるヒータをオンしている。
【0010】
従って、実際にはゼロクロス点より進んだ点で加熱部がオンされているため、ノイズやフリッカーの程度が大きくなってしまう。フリッカーについては、近い将来に規制される予定がある。電子写真装置もA3用紙対応や更なる高速化に対応するためには加熱部の容量アップが必要になる。そういった点からもACのオン/オフ制御は確実にゼロクロス点で行なうことが基本的な部分で今後重要となってくる。
【0011】
本発明の目的は、定着器の加熱部への通電をAC波形のゼロクロス点で行い、ノイズやフリッカーを低減する電子写真装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における電子写真装置の特徴とするところは、定着器の加熱部への通電を制御するゼロクロス信号が入力されてから加熱部への通電オン信号が出力されるまでの入出力間の遅れ時間を算出し、該算出した遅れ時間に基づき通電オン信号の出力タイミング時間を決定し、該決定した出力タイミング時間で通電オン信号を出力することにある。
【0013】
具体的には本発明は次に掲げる電子写真装置を提供する。
【0014】
本発明は、記録媒体上のトナー画像を溶融定着させるローラを加熱する加熱部、及び前記ローラの表面温度を検知する温度検知部を有する定着器と、前記加熱部への通電をオン/オフするスイッチ部、及び該スイッチ部へ入力するAC入力のゼロクロス点を検知しゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力部を有する電源ユニットと、前記検知した温度と前記出力されたゼロクロス信号に基づき、前記加熱部への通電オン/オフを制御する制御部とを備えた電子写真装置において、前記制御部に入力される前記ゼロクロス信号と、前記検知した温度が予め設定された制御点を下回ったときに前記スイッチ部に出力される通電オン信号との入出力間の遅れを検知してディレイパルス信号を出力するディレイパルス出力部を設け、前記制御部は、前記出力されたディレイパルス信号のパルス幅から前記ゼロクロス信号と前記通電オン信号との入出力間の遅れ時間を演算するディレイ時間演算手段と、前記ゼロクロス信号の周期と前記演算された遅れ時間とに基づき、通電オン信号の出力タイミング時間を決定し、該決定した出力タイミング時間で前記スイッチ部へ前記通電オン信号を出力する定着温度制御手段と、前記ディレイパルス信号が出力される毎に演算される前記遅れ時間を記憶する遅れ時間記憶手段とを有し、前記定着温度制御手段は、前回演算され記憶された遅れ時間と今回演算された遅れ時間とが一致しないときは、前記記憶された遅れ時間を今回演算された今回遅れ時間で置き換えて、前記出力タイミング時間を補正することを特徴とする電子写真装置を提供する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係る電子写真装置を、図を用いて説明する。
【0019】
先ず、本発明の一実施例に係る電子写真装置の全体構成を、図6を用いて説明する。図6の例はカラー電子写真装置であるが、本発明は特にカラー用の装置に拘るものではない。
【0020】
表面に有機光導電材料(OPC)を塗布した感光体ベルト14は、画像作成動作時、図中矢印の方向に回転駆動される。ベルトクリーナ51は、各色毎の画像作成終了後、感光体ベルト14に残ったトナーを除去する。帯電器50は、感光体ベルト14の表面に静電潜像を形成するのに必要な電荷を帯電させる。
【0021】
光学ユニット19から発せられるレーザ光は、帯電された感光体ベルト14の表面を露光して静電潜像を形成する。現像器15〜18は、感光体ベルト14の表面に形成された静電潜像を一回目ブラック、二回目シアン、三回目マゼンタ、四回目イエローの順で各トナーにより現像する。
【0022】
中間転写ドラム52は、感光体ベルト14との接触により回動し、感光体ベルト14の表面に形成されたトナー画像をブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順でドラム上に転写(第一転写)し、重ね合わせることによってカラートナー画像を形成する。
【0023】
転写ローラ53は、中間転写ドラム52上に形成されたカラートナー画像を、記録媒体13の裏側から逆極性の電界を加えることによって記録媒体13上に転写(第二転写)させ、次に除電器54により除電する。
【0024】
定着器1は、記録媒体13上に転写されたトナーを熱により溶着させる。ドラムクリーナ55は、中間転写ドラム52上のカラートナー画像が記録媒体13上に転写された後、ドラム表面に残ったトナーを除去する。
【0025】
次に、定着器1の構造を図5の模式図を用いて説明する。
【0026】
定着ローラ5は、アルミ管9上にシリコンゴム7を一層形成したもので、アルミ管9の芯部には加熱部であるヒータ12aを備えている。また、加圧ローラ6も同様にアルミ管10上にシリコンゴム8を一層形成したもので、同じくアルミ管10の芯部にはヒータ12bを備えている。なお、定着ローラ5の表面には温度検知部であるセンサ11が設けられている。本実施例では加圧ローラ6側にも加熱部を設けた構成としているが、当然のことながら、加熱部は定着ローラ5側だけに設けた構成としても良い。
【0027】
上記構成の定着器において、定着温度の制御はヒータ12a,12bのオン/オフによって行なっている。本発明は、特にヒータ12a,12bに通電するACのオン制御に関するものである。
【0028】
図1は、図6の定着器1の温度を制御する温度制御システム全体の機能構成を示すブロック図である。
【0029】
図1に示すように、温度制御システムは、定着器1の定着ローラ5の表面温度を検知する温度検知部である温度センサ11と、定着ローラ5を加熱する加熱部であるヒータ12と、ヒータ12への通電をオン/オフするスイッチ部21及びスイッチ部へ入力するAC入力のゼロクロス点を検知しゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力部22を有する電源ユニット2と、ヒータ12への通電オン/オフを制御する制御部3と、ゼロクロス信号が制御部3に入力されてからスイッチ部21へ通電オン信号が出力されるまでの入出力間のシステム上のハード的及びソフト的な遅れを検知してディレイパルス信号を出力するディレイパルス出力部4とで構成されている。
【0030】
制御部3は、CPU31内で実行されるディレイ時間演算手段312と、定着温度制御手段311と、メモリ32内で実行される遅れ時間記憶手段321とで構成されている。
【0031】
ディレイ時間演算手段312は、出力されたディレイパルス信号のパルス幅からゼロクロス信号と通電オン信号との入出力間の遅れ時間を演算する。言い替えれば、温度制御システム全体のディレイ時間を演算する。
【0032】
定着温度制御手段311は、ゼロクロス信号の周期と演算された遅れ時間とに基づき、ヒータ12への通電がゼロクロス点で行なわれるように通電オン信号の出力タイミング時間を決定し、該決定した出力タイミング時間でスイッチ部21へ通電オン信号を出力する。
【0033】
遅れ時間記憶手段321は、ディレイ時間演算手段312で演算した遅れ時間を定着温度制御手段311を介して記憶する。
【0034】
定着温度制御手段311、ディレイ時間演算手段312、遅れ時間記憶手段321は、
図2は、AC波形と信号のタイミングを示す。図2に示すように、ゼロクロス信号の周期時間と遅れ時間記憶手段321に記憶した遅れ時間とからヒータオン信号を次の正弦波のゼロクロス点で出力するためのタイミング時間を演算する。すなわち、今回のゼロクロス信号から次回のゼロクロス点でヒータをオンするための出力タイミング時間txを作る。
【0035】
出力タイミング時間txは、上記遅れ時間が電子写真装置に使用されている機器の特性や使用環境の電源事情に応じて変化する場合があるので、補正を行なう必要がある。出力タイミング時間の補正は、制御部3において図3のフローチャートに示すような制御を行なうことにより実行することができる。
【0036】
図3において、定着温度制御手段311は、温度センサ11からの信号により通電オン信号を発生させて(ステップ101)、ゼロクロス信号出力部22からのゼロクロス信号を待つ(ステップ102)。
【0037】
次に、ゼロクロス信号が入力されると、遅れ時間記憶手段321に記憶されている前回遅れ時間を読出し(ステップ103)、前回遅れ時間とゼロクロス信号の周期とに基づき決定された出力タイミング時間で通電オン信号を出力する(ステップ104)。
【0038】
次に、出力された通電オン信号と入力されたゼロクロス信号との今回遅れ時間を算出し(ステップ105)、前回遅れ時間と一致しているか否かの照合を行なう(ステップ106)。一致しないときは、前回遅れ時間を今回演算された今回遅れ時間に置き換え修正する(ステップ107)。
【0039】
上記のように、遅れ時間記憶手段321に記憶されている遅れ時間に置き換え修正することにより、出力タイミング時間の補正が可能となる。
【0040】
図4は、図1の温度制御システムの他の実施例を示す。ソフト的な制御方法の変更を行なうだけで図1の温度制御システムと同等の効果が得られる温度制御システムで、図1の温度制御システムと違う点は、遅れ時間記憶手段321の代わりに、ゼロクロス信号が定着温度制御手段311に入力されてからスイッチ部21へ通電オン信号が出力されるまでの入出力間の遅れ時間を補正するための出力タイミング時間を予め記憶するタイミング時間記憶手段322を設け、ディレイパルス出力手段4とディレイ時間演算手段312を設けない点である。
【0041】
定着温度制御手段311は、温度センサ11からの信号が予め設定された制御点を下回ったときに、予めタイミング時間記憶手段322に記憶されている出力タイミング時間でスイッチ部21へ通電オン信号を出力することにより、ヒータ12への通電がAC入力のゼロクロス点で確実に行なわれるようにする。
【0042】
本実施例においても、図1の温度制御システムと同じように、出力タイミング時間の補正を行なう必要がある。本実施例の出力タイミング時間の補正は、電子写真装置のメンテナンス及び特性の変更を行なうサービスモードに、機器の調整機能を設けるによって可能とすることができる。
【0043】
上記実施例で述べたように、ヒータ12へのAC通電をゼロクロス点に確実に一致させることができるので、ノイズやフリッカーの低減を図ることができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、定着器の加熱部への通電をAC波形のゼロクロス点で行ない、ノイズやフリッカーを低減することにより、電子写真装置の信頼性向上を図ることができる。
【0045】
また、加熱部へのオン信号の出力タイミング時間を自動補正することができるので、電子写真装置を構成する機器の特性や電子写真装置の使用環境の電源事情に応じた加熱部への通電オン制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の温度制御システム全体の機能構成のブロック図である。
【図2】図1の温度制御システムの制御タイミングを説明する図である。
【図3】図1の制御方法を説明するフローチャートである。
【図4】本発明の他の温度制御システム全体の機能構成のブロック図である。
【図5】定着器の構造を説明する模式図である。
【図6】本発明の一実施例に係る電子写真装置の全体構成を説明する概略図である。
【図7】従来の温度制御システムの機能構成のブロック図である。
【図8】図7の温度制御システムの制御タイミングを説明する図である。
【符号の説明】
1…定着器、2…電源ユニット、3…制御部、4…ディレイパルス出力部、11…温度センサ、12…ヒータ、21…スイッチ部、22…ゼロクロス信号出力部、31…CPU、311…定着温度制御手段、312…ディレイ時間演算手段、32…メモリ、321…遅れ時間記憶手段、322…タイミング時間記憶手段
Claims (1)
- 記録媒体上のトナー画像を溶融定着させるローラを加熱する加熱部、及び前記ローラの表面温度を検知する温度検知部を有する定着器と、前記加熱部への通電をオン/オフするスイッチ部、及び該スイッチ部へ入力するAC入力のゼロクロス点を検知しゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力部を有する電源ユニットと、前記検知した温度と前記出力されたゼロクロス信号に基づき、前記加熱部への通電オン/オフを制御する制御部とを備えた電子写真装置において、前記制御部に入力される前記ゼロクロス信号と、前記検知した温度が予め設定された制御点を下回ったときに前記スイッチ部に出力される通電オン信号との入出力間の遅れを検知してディレイパルス信号を出力するディレイパルス出力部を設け、前記制御部は、前記出力されたディレイパルス信号のパルス幅から前記ゼロクロス信号と前記通電オン信号との入出力間の遅れ時間を演算するディレイ時間演算手段と、前記ゼロクロス信号の周期と前記演算された遅れ時間とに基づき、通電オン信号の出力タイミング時間を決定し、該決定した出力タイミング時間で前記スイッチ部へ前記通電オン信号を出力する定着温度制御手段と、前記ディレイパルス信号が出力される毎に演算される前記遅れ時間を記憶する遅れ時間記憶手段とを有し、前記定着温度制御手段は、前回演算され記憶された遅れ時間と今回演算された遅れ時間とが一致しないときは、前記記憶された遅れ時間を今回演算された今回遅れ時間で置き換えて、前記出力タイミング時間を補正することを特徴とする電子写真装置。
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