(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
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
【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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【図７】
0004200199.tif 000008
【図８】
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