(57)【要約】【課題】フリッカーを防止する。定着温度を少しだけ安定させる。【解決手段】ランプとヒータの２系統共に位相制御を行う装置で、ランプの点弧タイミングがヒータの点弧タイミングより先行する条件をＡとし、条件Ａの満たした回数をカウントさせ、カウント値が所定値になった時、次の交流サイクルのランプの位相角で、ヒータも同時に点弧させるように制御を行う。効果は、条件Ａ時にヒータを通電させない制御にすると部分的に定着不良となり、条件Ａ時に、ランプと同時に通電させるとオフセットとなることを防ぐ。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿から照明手段と光学系を用いて得た画像光を感光体上に照射し、前記画像光と高圧手段から静電画像を前記感光体上に形成し、さらに現像器を用いて現像材にて前記静電画像を顕示化し転写用紙に前記顕示化された画像を形成している現像材を転写手段にて転写した後、転写紙に熱を加えて現像材を転写紙に熱定着し原稿画像を複写する画像形成装置で、かつ前記照明手段及び定着手段に電源を供給する照明駆動手段と定着駆動手段の電源制御としてともに位相制御を用いている画像形成装置において
前記照明手段に供給する位相角での点孤タイミングが、前記定着手段に供給する点孤タイミングよりも先行する条件をＡとした時、条件Ａ以外はそれぞれの点孤タイミングで前記定着手段及び照明手段を点孤させ、条件Ａを満たすときは定着手段の点孤タイミングが来ても点孤させずに条件Ａを満たした回数をカウントし、このカウント数があらかじめ決められた回数になったとき、次の交流電源のサイクルでの照明手段の点孤タイミングで同時に定着手段を点孤させ、カウント数をクリアする制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、照明手段と定着手段への電源供給の制御方式として、共に位相制御を用いている駆動手段へのオンタイミング制御、特に定着駆動手段へのオンタイミング制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、電源供給制御として商用電源（ＡＣ電圧）を用いた位相制御を用いた方式の画像形成装置は、多く照明系に用いられ定着制御の多くは、ゼロクロスのタイミングでのみオン／オフを決定する制御を行っていた。
【０００３】
近年定着手段に位相制御を用いる画像形成装置が現れ、照明手段と定着手段共に位相制御を用い、照明系の位相角の点孤タイミングが、定着系の位相角の点孤タイミングよりも先行する制御となる画像形成装置が登場した。前記画像形成装置においては、照明手段の位相点孤タイミングで定着手段も同時に点孤する制御および照明手段の点孤タイミングが先行している場合定着手段を点孤させない制御はすでに先願されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に照明系と定着系の二つの位相制御を行う画像形成装置において、照明手段の点灯後に定着手段を駆動すると、照明手段でフリッカー現象（光源のちらつき）を引き起こすことがある。また照明系の点孤タイミングが定着系よりも先行した時点で同時に照明系と定着系の二つを駆動する制御方法は、定着系の目標電力数よりも大きくなる。そのため画像形成動作の用紙送りの速さや定着器の大小による定着器の熱容量差、特に定着器の熱容量が小さいと、この影響により定着温度が高めになってしまうことがある。この定着温度が高い状態が続くとオフセット等の現象が起き、転写紙の裏側の汚れ等を引き起こすことがある。また前記タイミングになった場合、ずっと定着手段を点孤させない制御方法にすると前述同様にフリッカー現象は防げるが、やはり定着器の熱容量等により定着温度が下がるため、部分的に定着不良を引き起こすことがある。
【０００５】
上記で述べた問題を解決するため、定着と照明の点孤させる位相角を決定し、通電を開始させる各々の制御信号を出力する制御手段にて、定着と照明のどちらが先に点孤タイミングが来たかを判断させその回数をカウントさせ、そのカウント値が所定回数になったら次のサイクルの位相制御特に、照明と定着手段を同時に両手段への駆動手段を導通させる様に制御信号を出力し、所定回数以下であれば定着駆動手段を通電させない制御を行うことにより、定着器の定着制御で前記タイミングが発生する時に生じる本来印加すべき目標電力の過不足を調整する様に作用させる。この制御を行うことで目標定着温度と実機の定着温度が外れてしまうことで起きる定着不良やオフセット現象を引き起こすという問題を解決する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を備えることにより上記課題を解決できた。
【０００７】
（１）原稿から照明手段と光学系を用いて得た画像光を感光体上に照射し、前記画像光と高圧手段から静電画像を前記感光体上に形成し、さらに現像器を用いて現像材にて前記静電画像を顕示化し転写用紙に前記顕示化された画像を形成している現像材を転写手段にて転写した後、転写紙に熱を加えて現像材を転写紙に熱定着し原稿画像を複写する画像形成装置で、かつ前記照明手段及び定着手段に電源を供給する照明駆動手段と定着駆動手段の電源制御としてともに位相制御を用いている画像形成装置において
前記照明手段に供給する位相角での点孤タイミングが、前記定着手段に供給する点孤タイミングよりも先行する条件をＡとした時、条件Ａ以外はそれぞれの点孤タイミングで前記定着手段及び照明手段を点孤させ、条件Ａを満たすときは定着手段の点孤タイミングが来ても点孤させずに条件Ａを満たした回数をカウントし、このカウント数があらかじめ決められた回数になったとき、次の交流電源のサイクルでの照明手段の点孤タイミングで同時に定着手段を点孤させ、カウント数をクリアする制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図３が、照明手段や定着手段にそれぞれ用いられるランプやヒーターに対して位相制御を行うためのブロック説明図で、ＡＣはコンセントから得られる交流電源である。周知のように日本国内では１００Ｖで、５０または６０Ｈｚの周波数が一般家庭用の電源となる。
【０００９】
Ｑ１は駆動手段であり、電源を供給するか否かを、制御信号の状態によって導通状態になったり、電源がゼロボルトとなるタイミング（ゼロクロス）時に非導通状態になるトライアックである。通常駆動手段として、トライアック等で代表される半導体スイッチが用いられることが多い。また、周知のように通常、制御手段１が出力する制御信号とＡＣ電源とは、フォトトライアックまたはフォト力プラーを用いて、ＡＣ電源側とは絶縁している。
【００１０】
目的と制御内容は、装置内部で交流電源をランプまたはヒーターに半導体スイッチＱ１を介して印加することで、照明手段を一定電圧で点灯又は定着手段を一定の定着温度になるように位相制御することである。
【００１１】
図２が、従来構成の照明手段と定着手段の制御構成図である。１は画像形成装置内にある各手段を制御し画像形成動作を実現させる制御手段である。通常マイクロコンピューターで代表されるＩＣ等で構成されることが多い。
【００１２】
４は原稿画像を得るための照明手段であり、代表的な光源として、ハロゲンランプまたは蛍光灯で構成される。主に位相制御で用いられるのはハロゲンランプである。ここでも、ハロゲンランプを用い、位相制御を行っている。
【００１３】
また定着手段５は、代表的な熱源として、ハロゲンヒーターまたはセラミックヒーターが用いられる。ここでは、セラミックヒーターを用い、セラミックヒーターに設けられたサーミスタにより、位相角を計算もしくはテーブルを参照して制御手段１が決定した位相角で電子スイッチ素子をオンさせることで、電力制御を行い定着温度の温度の制御を行う。当然ではあるが、定着制御と照明制御とで各々の回路が一つずつ設けられる。
【００１４】
この２つの位相制御を行う場合、照明手段４で求める光量は読み始めから読み終わりの１スキャンが終了するまで、通常一定光量が要求されるため、位相角すなわち点孤タイミングはゼロクロスから一定時間を経過したタイミングとなることが多い。
【００１５】
一方、定着手段５の温度制御は、定着手段５自体が冷えているような場合と、転写紙が定着手段５に通紙されて熱定着を実行時には大きな電力を加え大きな熱量を発生させる必要がある。そのため画像形成動作中の大部分は照明手段４の点孤タイミングに比べ定着手段５の点孤タイミングが先行して通電される位相制御が行われている。ただし、転写紙が定着手段５から抜け出て熱が奪われなくなった様な場合、定着手段５の温度は下がらないためほとんど熱が不必要となる場合がある。この時は、先に述べた場合とは、逆に定着手段５で発生させる熱を抑えるため、点孤タイミングを遅らせて定着駆動手段３を導通させる制御となる。
【００１６】
図２の６は、上記の照明手段４の駆動制御信号ＬＡＭＰと定着手段５の駆動制御信号ＨＥＡＴＥＲとを監視しＬＡＭＰ信号が上記で述べた様に先行した点孤タイミングになったらＨ−ＯＵＴ信号も同時に出力するもしくは、定着手段５の駆動を行わなくさせるロジック回路手段６である。このロジック回路手段６の作用で照明手段４が先行して点孤タイミングが来た時点で定着手段５の点孤も行うかもしくは、定着手段５の点孤タイミングが来ても定着手段５を点孤させない様に作用させるため照明手段４で起きる下記のフリッカー現象を妨げることができる。
【００１７】
この定着手段５の点孤タイミングが、言い換えれば照明手段４の点孤タイミングよりも遅れた場合、定着手段５に点孤するタイミングで、定着手段５に大きな電流が流れる。この大電流は、照明手段４と定着手段５の両方に電源を供給する装置内のＡＣ電圧自体の電圧降下を起こすため、その電圧降下が起きた瞬間、照明手段４への印加電圧が下がりその結果、照明手段４の光量が瞬時的に落ちる。その時起きる現象を、フリッカーと呼んでいる。使用者が、厚い本の複写を行う為原稿台を押さえるための圧板を開けて画像形成動作を行っている時、上記で述べた現象で照明手段４がフリッカーを引き起こし、使用者もしくは装置本体近傍の人の視界に飛び込むと、不快感を感じることがある。また、フリッカー自体が得ようとする画像に影響する不都合を引き起こすことがある。
【００１８】
このフリッカーを防ぐ方法として、照明系の点孤タイミングが定着系の点孤タイミングより先行するときに、定着系を点呼させない方法１と照明系と同時に定着系を点孤させる方法２が図２で現される構成で、先願されている。定着器自体の熱容量の大小差等の要因もあるが、方法１では定着系の温度が下がり部分的な定着不良を引き起こす問題になり、方法２では定着系の温度が上がり裏汚れを引き起こす問題があった。
【００１９】
図１が、本発明の実施例である制御ブロック図の説明図である。
【００２０】
構成的にはシンプルであるが、そのぶん制御手段１に機能性や判断性が求められる。１は画像形成装置本体はもとより各手段を制御し、画像形成動作及び本発明の制御を行う制御手段で、本実施例ではマイクロコンピューターを用いている。また位相制御を行うため、入力電圧の電圧値に対応する信号ＡＣ＿ＩＮと交流電源のゼロクロスタイミングを知らせるＺＣ信号が入力されている。前者のＡＣ＿ＩＮ信号は、入力交流電圧値に応じた可変のアナログＤＣ電圧としてＡ／Ｄ変換するポートに入力されるようになっている。このＡＣ＿ＩＮ信号と、定着手段５に設けられたサーミスタ等の定着温度情報から照明手段４や定着手段５へ位相制御するための位相角を計算もしくはテーブルを参照して位相角を決定し、ＺＣ信号からのゼロクロスタイミングを基準とする位相角のタイミングでＬＡＭＰ信号とＨＥＡＴＥＲ信号を出力する。さらに後で詳しく述べる制御を行い本発明を実現させる。
【００２１】
４は原稿画像をレンズやミラー等を用いた光学系によって得るための光源となる照明手段である。本実施例ではハロゲンランプを使用し位相制御を用いている。
【００２２】
５は、未定着の転写紙上の現像材を熱の作用と圧力により転写紙に定着させるための定着手段で、本実施例の熱源としてはセラミックヒーターを用いている。
【００２３】
２及び３は照明手段４及び定着手段５に制御手段１からの出力される駆動制御信号のＬＡＭＰおよびＨＥＡＴＥＲ信号により、位相制御を行い一定光量や定着温度の制御を行うための照明駆動手段２及び定着駆動手段３である。本実施例ではフォトトライアック及びトライアックの半導体スイッチ素子で構成され、動作としては各々の制御信号が“Ｌ→Ｈ”への変化時から導通状態になり照明手段４や定着手段５に電圧を印加し、いったん導通状態になった後、制御信号が“Ｈ→Ｌ”になっても導通状態を継続し、交流電圧のゼロクロス時に制御信号が“Ｌ”であれば導通状態から非導通状態になる。
【００２４】
図１に関しての制御手段１の主な制御内容は、前記入力電圧情報ＡＣ＿ＩＮ信号とＺＣ信号とから、照明手段４に一定の実効値電圧となる位相角で照明駆動手段２を点孤させるＬＡＭＰ信号を出力し、照明手段４から得る光量を一定にすることと、定着手段５の温度モニター用のサーミスタ等の情報ＡＣ＿ＩＮ信号の情報とから、ヒーターヘの目標電力を算出しそれに見合った位相角において、制御手段１からＨＥＡＴＥＲ信号を出力させることである。
【００２５】
以下に述べる本発明の制御を行うことで、照明制御と定着制御の２つの制御を行う時に生ずる問題を解決する様に作用する。
【００２６】
照明手段４への点孤タイミングが定着手段５への点孤タイミングより先行している条件をＡとした時、その条件Ａを満たした場合、条件Ａの回数をカウントする。そのカウントされた回数があらかじめ決められた回数になった時のみ、次の交流のサイクルで、定着手段５を照明手段４の点孤タイミングと同時に点孤させる制御を行う。
【００２７】
上記の制御を詳細に説明すると、条件Ａが満たされた時は定着手段５には通電されない状態になる。この条件Ａが連続して続いた場合、定着手段５の温度は下降し続ける。この状態が続いた後に給紙された用紙が定着手段５に到着した場合、定着温度がより下がり部分的に定着不良を引き起こす場合がある。特に定着手段５の熱容量が小さいときに起りやすい。また条件Ａが起きた時、照明手段４と定着手段５を同時に点呼させる状態が続いた場合、定着温度が目標温度よりも大きくなる状態が続くためオフセットと呼ばれる現象が起き除去された廃トナーが溶け用紙の裏汚れを引き起こすことがある。やはり熱容量が小さいと起こりやすい。この問題を解決させるため、条件Ａが起きても何回かに一度だけ定着手段５を点呼させる様に制御を行うことで、定着温度の補正を行うように作用させていることである。この作用により、目標の定着温度より下がり気味であった定着温度を所定回数に１度だけ余分に電力を加える様になるため、目標定着温度に近づける効果が得られる。
【００２８】
図４、５、６が、照明と定着制御に関して特化した場合の本発明を実現させる制御手段１におけるジェネラルフローチャートである。
【００２９】
図４はゼロクロス時に、制御手段１が行う割り込みルーチンのジェネラルフローである。
【００３０】
この時は、各々の駆動手段を非導通にする必要があるので、制御信号ＬＡＭＰ及びＨＥＡＴ信号を“Ｌ”にする（ＳＴＥＰ４１）。
【００３１】
このタイミングが、照明手段４や定着手段５に通電させる位相角の基準となることは言うまでもない。またこの状態で次に照明及び定着手段の制御信号に点孤する必要が無ければ両手段共に通電されない状態を保持する。
【００３２】
図５が定着手段５への点孤タイミングになった時に行う割り込みルーチンのジェネラルフローである。ここでは、まずＬＡＭＰ信号の制御信号が“Ｌ”になっているか否かチェックする（ＳＴＥＰ５１）。“Ｌ”であれば定着手段５の点孤タイミングが先行しているので、定着手段５の駆動制御信号ＨＥＡＴＥＲを“Ｈ”にさせ（ＳＴＥＰ５２）、定着駆動手段３を駆動させその位相角で定着手段５に位相制御を行う。“Ｈ”であれば、照明手段４の点孤タイミングが先行している即ち条件Ａを満たしたことになるので条件Ａになった回数をカウントするカウンターのカウント値を１つインクリメントする（ＳＴＥＰ５３）。次にカウント値が所定の値Ｃ以上であるか否かをチェックする（ＳＴＥＰ５４）。カウント値がＣ以上であったならば、カウント値をクリアし、次のサイクルで定着手段５に照明手段４の点孤タイミングで点孤させるための定着駆動要求Ｈ１フラグを“Ｈ”にセットする（ＳＴＥＰ５５）。そして次への制御へ移行する。（ＳＴＥＰ５４）でカウント値がＣ未満であれば（ＳＴＥＰ５５）をスキップして次の制御へ移行する。
【００３３】
図６が照明手段４への点孤タイミングが来たときに行う割り込みルーチンのジェネラルフローである。ここでは、（ＳＴＥＰ５５）で立てる定着手段５への駆動要求フラグが立っているか否かをチェックする（ＳＴＥＰ６１）。Ｈ１フラグが“Ｈ”であればＨ１フラグをリセットする（ＳＴＥＰ６２）。次に定着駆動手段３に定着駆動信号ＨＥＡＴＥＲ信号を“Ｈ”にさせる（ＳＴＥＰ６３）。その後照明駆動手段２への駆動信号ＬＡＭＰ信号を“Ｈ”にする（ＳＴＥＰ６４）。またＳＴＥＰ６１のチェックで、“Ｌ”であれば、ＳＴＥＰ６４にジャンプさせ照明駆動手段３へのＬＡＭＰ信号を“Ｈ”にして（ＳＴＥＰ６４）照明手段４に位相角の点孤タイミングから通電させる位相制御を行う。上記で述べた制御を制御手段１が行うことにより、本発明である制御を実現する。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、照明手段の点灯後に定着手段が点孤することが無いので、装置内で起こるフリッカーを抑えることができる。また、フリッカーの起きる条件をカウントし、カウント値によって照明手段の点孤タイミングで定着手段の点孤も行うため、目標定着温度に対する定着温度の絶対温度差も抑えられ、定着不良や裏汚れになるオフセット等を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の制御ブロック図
【図２】従来の制御ブロック図
【図３】位相制御に関する詳細なブロック図
【図４】制御手段で実施時のジェネラルフロー
【図５】定着手段で実施時のジェネラルフロー
【図６】照明手段で実施時のジェネラルフロー
【符号の説明】
１　制御手段
２　照明駆動手段
３　定着駆動手段
４　照明手段
５　定着手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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