画像形成装置
【課題】 従来の電子写真等の画像形成装置では、定着ヒータへの供給電圧が変動した場合にヒータに流れる電流も供給電圧に合わせて変動してしまう。そのため、定着器を加熱するヒータで使用可能な電流に上限が設定されている場合に、電流の上限を越えないに電流制御するする手段が考慮されていないか、またはその手段が煩雑であった。
【解決手段】 本発明の画像形成装置では、被記録媒体上にトナーを定着する定着部を有する画像形成装置であって、前記定着部の加熱用にメインヒータの外にサブヒータを有し、サブヒータに供給される交流電源電圧を計測する交流電源電圧計測部を有し、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御するサブヒータ制御部を有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明の画像形成装置では、被記録媒体上にトナーを定着する定着部を有する画像形成装置であって、前記定着部の加熱用にメインヒータの外にサブヒータを有し、サブヒータに供給される交流電源電圧を計測する交流電源電圧計測部を有し、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御するサブヒータ制御部を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、その画像形成手段によって被記録媒体に形成された画像を熱定着する定着器と、を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式では記録紙等の被記録媒体に感光体ドラムによりトナー画像を転写し、その後定着用加熱ローラにより加熱及び加圧処理を行うことで画像形成を行っている。このような画像形成装置では特に初期の電源投入時に定着用加熱ローラを画像形成可能な温度まで速やかに加熱することが重要な課題である。
【０００３】
特許文献１には、定着用加熱ローラを加熱するために複数のヒータを制御して加熱時間を短縮する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、ヒータへの供給電圧が変動した場合にヒータに流れる電流も供給電圧に合わせて変動してしまう。そのため、定着器を加熱するヒータで使用可能な電流に上限が設定されている場合に、電流の上限を越えないに電流制御するする手段が考慮されていないか、またはその手段が煩雑であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、定着器のヒータへの供給電圧が変動した場合でも、ヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置では、被記録媒体上にトナーを定着させるメインヒータとサブヒータを備える定着部を有する画像形成装置であって、前記サブヒータに供給される交流電源のゼロクロス点前後の所定の範囲の信号波形から前記交流電源の電圧を計測する交流電源電圧計測部と、メインヒータを制御するメインヒータ制御部と、前記メインヒータ制御部とは独立して制御を行い、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮとＯＦＦをするサブヒータ制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、定着器のヒータへの供給電圧が変動した場合でも、ヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能となる。それにより、消費電流を抑えた印字動作を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の制御のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
図１を用いて、画像形成装置の電子写真方式による画像形成部および定着部、サブヒータ制御について示す。
【００１１】
尚、図１では本発明の実施形態の特徴部分とは直接関係のない、用紙搬送装置やＣＰＵに付随するメモリ類やホストコンピュータとの外部インターフェース等については図示及び説明を省略する。
【００１２】
図１では、画像形成部として感光ドラム２の周囲に、帯電器３、ＬＥＤヘッド４、現像器６、転写ローラ７を配置する。定着部として加熱ローラ８、加圧ローラ９を配置し、加熱ローラ８を加熱するために内部にメインヒータ１０とサブヒータ１１を配置する。サブヒータ１１へは、サブヒータ電源からの電圧を、電圧検出部１２、電圧比較部１３およびサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部１４で制御した電圧が供給される。
【００１３】
図１の基本的な動作を説明する。感光ドラム２は帯電器３で帯電した後、ＬＥＤヘッド４からのＬＥＤ光５で感光され、現像器６でトナーを塗布する。感光ドラムに塗布されたトナーは感光ドラム２と転写ローラ７の間を通過するときに被記録媒体である用紙１に転写される。トナーが転写された用紙１は、メインヒータ１０とサブヒータ１１によって加熱された加熱ローラ８と加圧ローラ９の間を通過することでトナーの定着が行われる。
【００１４】
次に、定着器のヒータへの電圧が変動した場合の動作について説明する。
商用の交流電源は、＋１０％〜−１０％の電圧変動の可能性がある。そのような交流電源を用いた場合に、メインヒータ１０とサブヒータ１１すなわちヒータへ供給する電圧が小さくなることが想定される。このように供給電圧が小さくなった場合に、メインヒータ１０による加熱だけでは加熱ローラ８を充分に加熱することができない。この場合、電圧検出部１２で供給される電圧値を検出し、この供給される電圧値が電圧比較部１３で所定の値より小さいことを検出した場合に、ＯＮ／ＯＦＦ制御部１４がサブヒータ１１をＯＮさせ、加熱ローラ８への熱供給を補充する。電圧比較部１３は予め熱不足となる電圧値、例えば定格の９５％以下となる電圧を記憶させ、供給される電圧と比較する。
【００１５】
ヒータへの供給電圧が大きくなった場合は、ヒータへの電流が増加するため、ヒータ全体で許容されている電流量を超える可能性がある。この場合、電圧検出部１２で電圧値を検出し、検出した電圧値が電圧比較部１３で一定値より大きければサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部１４でサブヒータ１１をＯＦＦさせ、ヒータへの供給電流を削減する。電圧比較部１３は予め熱過剰となる電圧値、例えば定格の１０５％以上となる電圧を記憶させ、供給される電圧と比較する。
【００１６】
メインヒータ１０はサブヒータ１１の制御とは別に制御する不図示の制御部によって制御される。
上記動作により、定着器のヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能となる。
図２では、ヒータへの供給電圧の検出を交流電源のゼロクロス信号で行う場合の例を示したものである。
【００１７】
ヒータへ供給する交流電源をゼロクロス信号生成部１５に入力させる。このゼロクロス信号生成部１５では、交流電源電圧の絶対値が０Ｖとなるタイミングを検出し、その前後であって絶対値が所定の電圧以下となる期間に同期してパルス信号を生成する。例えば、０Ｖ付近の絶対値が５Ｖ以下となる場合にハイ出力、５Ｖを超えるとロー出力となる信号を生成する。生成されたパルス信号はゼロクロス信号幅計測部１６でパルス幅の時間が計測される。計測されたパルス幅の時間の大きさによって電圧判定部１７でヒータ交流電圧の大きさを判定する。交流電源の周波数が一定ならば、パルス幅が小さいほど交流電圧は大きく、パルス幅が大きいほど交流電圧は小さいことになる。予めパルス幅と交流電圧の関係を記憶しておき、入力されて交流電源のパルス幅に対応する交流電圧を取得するように構成できる。すなわち０クロス位置での交流信号の立ち上がり、または立下りの傾きから、交流電源の電圧を推定することになる。電圧判定部１７で判定された交流電圧値は電圧比較部１８で所定の値と比較される。これは、サブヒータ１１をＯＮすべき値、ＯＦＦすべき値を予め記憶させ、比較する。それ以降は図１の説明と同様に、一定値より小さければサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部でサブヒータをＯＮし、一定値より大きければＯＦＦする。交流電源のゼロクロス信号付近の信号の傾きから交流電源電圧を推定することができるので、交流電源の電圧そのものを測定する大規模な電圧計が不要である。
【００１８】
サブヒータ１１の制御をメインヒータ１０の制御から独立して制御することができ、サブヒータ１１の着脱に合わせて、それを制御する制御回路を付加取外しが容易に可能となる。例えば、必要な場合にサブヒータ１１を後から取付け、それを制御することが容易となる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 用紙
２ 感光ドラム
３ 帯電器
４ ＬＥＤヘッド
５ ＬＥＤ光
６ 現像器
７ 転写ローラ
８ 加熱ローラ
９ 加圧ローラ
１０ メインヒータ
１１ サブヒータ
１２ 電圧検出部
１３ 電圧比較部
１４ サブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、その画像形成手段によって被記録媒体に形成された画像を熱定着する定着器と、を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式では記録紙等の被記録媒体に感光体ドラムによりトナー画像を転写し、その後定着用加熱ローラにより加熱及び加圧処理を行うことで画像形成を行っている。このような画像形成装置では特に初期の電源投入時に定着用加熱ローラを画像形成可能な温度まで速やかに加熱することが重要な課題である。
【０００３】
特許文献１には、定着用加熱ローラを加熱するために複数のヒータを制御して加熱時間を短縮する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術では、ヒータへの供給電圧が変動した場合にヒータに流れる電流も供給電圧に合わせて変動してしまう。そのため、定着器を加熱するヒータで使用可能な電流に上限が設定されている場合に、電流の上限を越えないに電流制御するする手段が考慮されていないか、またはその手段が煩雑であった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、定着器のヒータへの供給電圧が変動した場合でも、ヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置では、被記録媒体上にトナーを定着させるメインヒータとサブヒータを備える定着部を有する画像形成装置であって、前記サブヒータに供給される交流電源のゼロクロス点前後の所定の範囲の信号波形から前記交流電源の電圧を計測する交流電源電圧計測部と、メインヒータを制御するメインヒータ制御部と、前記メインヒータ制御部とは独立して制御を行い、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮとＯＦＦをするサブヒータ制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、定着器のヒータへの供給電圧が変動した場合でも、ヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能となる。それにより、消費電流を抑えた印字動作を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の制御のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
図１を用いて、画像形成装置の電子写真方式による画像形成部および定着部、サブヒータ制御について示す。
【００１１】
尚、図１では本発明の実施形態の特徴部分とは直接関係のない、用紙搬送装置やＣＰＵに付随するメモリ類やホストコンピュータとの外部インターフェース等については図示及び説明を省略する。
【００１２】
図１では、画像形成部として感光ドラム２の周囲に、帯電器３、ＬＥＤヘッド４、現像器６、転写ローラ７を配置する。定着部として加熱ローラ８、加圧ローラ９を配置し、加熱ローラ８を加熱するために内部にメインヒータ１０とサブヒータ１１を配置する。サブヒータ１１へは、サブヒータ電源からの電圧を、電圧検出部１２、電圧比較部１３およびサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部１４で制御した電圧が供給される。
【００１３】
図１の基本的な動作を説明する。感光ドラム２は帯電器３で帯電した後、ＬＥＤヘッド４からのＬＥＤ光５で感光され、現像器６でトナーを塗布する。感光ドラムに塗布されたトナーは感光ドラム２と転写ローラ７の間を通過するときに被記録媒体である用紙１に転写される。トナーが転写された用紙１は、メインヒータ１０とサブヒータ１１によって加熱された加熱ローラ８と加圧ローラ９の間を通過することでトナーの定着が行われる。
【００１４】
次に、定着器のヒータへの電圧が変動した場合の動作について説明する。
商用の交流電源は、＋１０％〜−１０％の電圧変動の可能性がある。そのような交流電源を用いた場合に、メインヒータ１０とサブヒータ１１すなわちヒータへ供給する電圧が小さくなることが想定される。このように供給電圧が小さくなった場合に、メインヒータ１０による加熱だけでは加熱ローラ８を充分に加熱することができない。この場合、電圧検出部１２で供給される電圧値を検出し、この供給される電圧値が電圧比較部１３で所定の値より小さいことを検出した場合に、ＯＮ／ＯＦＦ制御部１４がサブヒータ１１をＯＮさせ、加熱ローラ８への熱供給を補充する。電圧比較部１３は予め熱不足となる電圧値、例えば定格の９５％以下となる電圧を記憶させ、供給される電圧と比較する。
【００１５】
ヒータへの供給電圧が大きくなった場合は、ヒータへの電流が増加するため、ヒータ全体で許容されている電流量を超える可能性がある。この場合、電圧検出部１２で電圧値を検出し、検出した電圧値が電圧比較部１３で一定値より大きければサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部１４でサブヒータ１１をＯＦＦさせ、ヒータへの供給電流を削減する。電圧比較部１３は予め熱過剰となる電圧値、例えば定格の１０５％以上となる電圧を記憶させ、供給される電圧と比較する。
【００１６】
メインヒータ１０はサブヒータ１１の制御とは別に制御する不図示の制御部によって制御される。
上記動作により、定着器のヒータの上限電流を越えることなくヒータを容易に制御することが可能となる。
図２では、ヒータへの供給電圧の検出を交流電源のゼロクロス信号で行う場合の例を示したものである。
【００１７】
ヒータへ供給する交流電源をゼロクロス信号生成部１５に入力させる。このゼロクロス信号生成部１５では、交流電源電圧の絶対値が０Ｖとなるタイミングを検出し、その前後であって絶対値が所定の電圧以下となる期間に同期してパルス信号を生成する。例えば、０Ｖ付近の絶対値が５Ｖ以下となる場合にハイ出力、５Ｖを超えるとロー出力となる信号を生成する。生成されたパルス信号はゼロクロス信号幅計測部１６でパルス幅の時間が計測される。計測されたパルス幅の時間の大きさによって電圧判定部１７でヒータ交流電圧の大きさを判定する。交流電源の周波数が一定ならば、パルス幅が小さいほど交流電圧は大きく、パルス幅が大きいほど交流電圧は小さいことになる。予めパルス幅と交流電圧の関係を記憶しておき、入力されて交流電源のパルス幅に対応する交流電圧を取得するように構成できる。すなわち０クロス位置での交流信号の立ち上がり、または立下りの傾きから、交流電源の電圧を推定することになる。電圧判定部１７で判定された交流電圧値は電圧比較部１８で所定の値と比較される。これは、サブヒータ１１をＯＮすべき値、ＯＦＦすべき値を予め記憶させ、比較する。それ以降は図１の説明と同様に、一定値より小さければサブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部でサブヒータをＯＮし、一定値より大きければＯＦＦする。交流電源のゼロクロス信号付近の信号の傾きから交流電源電圧を推定することができるので、交流電源の電圧そのものを測定する大規模な電圧計が不要である。
【００１８】
サブヒータ１１の制御をメインヒータ１０の制御から独立して制御することができ、サブヒータ１１の着脱に合わせて、それを制御する制御回路を付加取外しが容易に可能となる。例えば、必要な場合にサブヒータ１１を後から取付け、それを制御することが容易となる。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 用紙
２ 感光ドラム
３ 帯電器
４ ＬＥＤヘッド
５ ＬＥＤ光
６ 現像器
７ 転写ローラ
８ 加熱ローラ
９ 加圧ローラ
１０ メインヒータ
１１ サブヒータ
１２ 電圧検出部
１３ 電圧比較部
１４ サブヒータＯＮ／ＯＦＦ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体上にトナーを定着させるメインヒータとサブヒータを備える定着部を有する画像形成装置であって、
前記サブヒータに供給される交流電源のゼロクロス点前後の所定の範囲の信号波形から前記交流電源の電圧を計測する交流電源電圧計測部と、
メインヒータを制御するメインヒータ制御部と、
前記メインヒータ制御部とは独立して制御を行い、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮとＯＦＦをするサブヒータ制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記サブヒータ制御部において、前記交流電源の電圧が所定の電圧より大きいときは前記サブヒータをＯＦＦし、前記交流電源の電圧が所定の電圧より小さいときは前記サブヒータをＯＮすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電源電圧検出部において、前記交流電源の電圧が０Ｖを挟んで絶対値が一定電圧範囲内にあるときにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部と、前記ゼロクロス信号のパルス幅を計測するゼロクロス信号幅計測部と、計測された前記パルス幅から前記交流電源の電圧を判定する電源電圧判定部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１】
被記録媒体上にトナーを定着させるメインヒータとサブヒータを備える定着部を有する画像形成装置であって、
前記サブヒータに供給される交流電源のゼロクロス点前後の所定の範囲の信号波形から前記交流電源の電圧を計測する交流電源電圧計測部と、
メインヒータを制御するメインヒータ制御部と、
前記メインヒータ制御部とは独立して制御を行い、計測された前記交流電源電圧の値によって前記サブヒータのＯＮとＯＦＦをするサブヒータ制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記サブヒータ制御部において、前記交流電源の電圧が所定の電圧より大きいときは前記サブヒータをＯＦＦし、前記交流電源の電圧が所定の電圧より小さいときは前記サブヒータをＯＮすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電源電圧検出部において、前記交流電源の電圧が０Ｖを挟んで絶対値が一定電圧範囲内にあるときにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部と、前記ゼロクロス信号のパルス幅を計測するゼロクロス信号幅計測部と、計測された前記パルス幅から前記交流電源の電圧を判定する電源電圧判定部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１８９７１８（Ｐ２０１２−１８９７１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２１３８（Ｐ２０１１−５２１３８）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３９５００３１８７）株式会社セイコーアイ・インフォテック (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３９５００３１８７）株式会社セイコーアイ・インフォテック (173)
【Ｆターム（参考）】
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