(57)【要約】【課題】定着と照明系とを位相制御を行う画像形成装置で、ランプが点灯後に定着位相の点弧タイミングがきた時に対する。位相制御の方法でフリッカーを防ぐのと、定着温度のバラツキを押さえる。【解決手段】定着制御信号と照明制御信号とからどちらの点弧タイミングが先行しているかを調べるのと定着温度と目標の温度との差ΔＴと所定値Ｔ２の比較を行い、ランプが先行していてかつＴ２よりも低い場合は、定着手段を照明手段の点弧タイミングで端弧させる制御手段を持たせて、フリッカーと定着温度のバラツキを防ぐ。上記条件を満たさない時は定着の位相制御は行わない。ΔＴ＝定着温度−目標温度＜Ｔ２時でランプ先行時は行う。【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、前記照明手段に電源を供給する照明駆動手段を用いその制御として位相制御を用いて目標の光量を得るための位相角を決定しかつ前記定着手段に温度検出手段を設けその情報から、前記定着手段に電源を供給する位相制御の位相角を決定する制御手段を備えた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温度Ｔ１と目標温度Ｔ０を比較しさらにしきい値Ｔ２（Ｔ２≧０）に対し、Ｔ１−Ｔ０≧Ｔ２を満たすときはその交流半波では定着手段を点孤させない、定着温度Ｔ１と目標温度Ｔ０の差がＴ１−Ｔ０＜Ｔ２の時を満たすときはその交流半波での照明手段の点孤タイミングで定着手段も同時に点孤させ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る。定着点孤タイミングに先んじて照明点孤タイミングが先行する条件を満たしたら定着温度と目標温度の差を取り、その温度差がしきい値よりも大きいか否かの判断により、定着手段を照明手段と同時に点呼させるか否かを決定させる様に各々の制御信号を出力させる制御を行う。この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。この作用により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、前記照明手段に電源を供給する照明駆動手段を用いその制御として位相制御を用いて目標の光量を得るための位相角を決定しかつ前記定着手段に温度検出手段を設けその情報から、前記定着手段に電源を供給する位相制御の位相角を決定する制御手段を備えた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温度Ｔ１と目標温度Ｔ０を比較しさらにしきい値Ｔ２（Ｔ２≧０）に対し、Ｔ１−Ｔ０≧Ｔ２を満たすときはその交流半波では定着手段を点孤させない、定着温度Ｔ１と目標温度Ｔ０の差がＴ１−Ｔ０＜Ｔ２の時を満たすときはその交流半波での照明手段の点孤タイミングで定着手段も同時に点孤させ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半導体スイッチ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、定着系を点孤させない方法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、ＡＣ電源の入力電圧の電圧値に対応する信号ＡＣ＿ＩＮを出力するＡＣ電源電圧検知手段７のＡＣ＿ＩＮ信号と交流電源のゼロクロスタイミングを知らせるゼロクロス検知手段８の出力するＺＣ信号が入力されている。前者のＡＣ＿ＩＮ信号は、ＡＣ電源からの入力交流電圧値に応じた可変のアナログＤＣ電圧として、制御手段１のＡ／Ｄ変換ポートに入力される。
【００２１】
また、定着手段５に定着温度検知手段９として設けられたサーミスタ等を用いて、定着温度ＴＥＭＰ信号を制御手段１のＡ／Ｄポートに入力することで、定着手段５の定着温度を検知している。
【００２２】
このＡＣ＿ＩＮ信号と、定着手段５に設けられた定着温度検知手段９のＴＥＭＰ信号とから照明手段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信号や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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図１に関しての制御手段１の主な制御内容は、前記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、前記定着温度検知手段９のＴＥＭＰ信号とＡＣ＿ＩＮ信号とＺＣ信号と情報とから、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。
【００２７】
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。
【００２８】
ゼロクロス時に定着手段５の定着温度検知手段９からのＴＥＭＰ信号により制御手段１のＡ／Ｄポートに入力された電圧値に応じて変換されている定着温度Ｔ１のデータを読み込む。次に目標温度Ｔ０との差を求める。ΔＴがあらかじめ決められた値Ｔ２に対しΔＴ＜Ｔ２である時は、定着手段５への点孤させるための要求フラグＨ１をセットする。そうでなければ、Ｈ１をリセットしておく。次に照明手段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、ΔＴがあらかじめ決められた値Ｔ２に対しΔＴ≧Ｔ２である時は、Ｈ１フラグがリセットされているので、その交流の半波サイクルでの定着手段５への位相制御は行わず、ΔＴ＜Ｔ２であるときは、Ｈ１フラグがセットされているのでその交流の半波サイクルで、照明手段４の点孤タイミングと同時に定着手段５を点孤させる制御を行う。
【００２９】
上記の制御を要約すると、条件Ａが満たされた時、定着温度Ｔ１と目標温度Ｔ０との差ΔＴ＝Ｔ１−Ｔ０≧Ｔ２の状態では定着手段５には通電されない状態になり、ΔＴ＜Ｔ２の場合、定着手段５への点孤タイミングは照明手段４の点孤タイミングで位相制御される。すなわち条件Ａが起きても上記の様に定着手段５を位相制御させることで、照明手段４でのフリッカー発生を防止しかつ定着温度の補正を行えるように作用させている。この作用により、目標定着温度Ｔ０に近づける効果が得られ、定着不良やオフセットによる用紙の裏汚れの対策効果が得られる。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）。
【００３３】
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。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。
【００３４】
また、このゼロクロスのタイミングで、現状の定着温度Ｔ１を定着温度検知手段から制御手段１が読み出し、目標の定着温度Ｔ０との差ΔＴを調べる。ΔＴ＜Ｔ２であれば定着温度が低いため照明系の点孤タイミングで定着手段５を点孤させるための要求フラグＨ１をセットする（ＳＴＥＰ４４）。そうでなければ要求フラグＨ１をリセットさせる（ＳＴＥＰ４３）。これらが終われば他のゼロクロス時に必要な制御の実行に移る。
【００３５】
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ことになるので条件Ａに相当するため、このタイミングでは点孤させないで、次の制御に移行する。
【００３６】
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、定着手段５の駆動要求フラグＨ１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ＨＥＡＴＥＲ信号をセットする（ＳＴＥＰ６２）。
【００３７】
そうでなければＳＴＥＰ６２をスキップする。次に照明駆動手段２への駆動信号ＬＡＭＰ信号を“Ｈ”にする（ＳＴＥＰ６３）。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。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、照明手段４の点灯後に定着手段５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時に定着温度と目標温度の差で定着制御を行うか否かの判断を行うため、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】ゼロクロスタイミングでのジェネラルフロー
【図５】定着位相点孤タイミングでのジェネラルフロー
【図６】照明位相点孤タイミングで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
６　ロジック回路手段
７　ＡＣ電源電圧検知手段
８　ゼロクロス検知手段
９　定着温度検知手段
【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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