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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−167329
公開日 平成11年(1999)6月22日
出願番号 特願平9−352255
出願日 平成9年(1997)12月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 (外2名)
発明者 水野 善夫 / 北原 聡彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】交流電圧の入力により駆動する複数の負荷手段を備えた画像形成装置において、前記複数の負荷手段のうち少なくとも一つの負荷手段を、入力される交流電圧の電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】入力される交流電圧の電力波形のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、該ゼロクロス検知手段のゼロクロス検知のタイミングで動作するタイマー手段と、を備え、該ゼロクロス検知手段による検知およびタイマー手段の時間測定によって、電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御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】前記複数の負荷手段のうち少なくとも一つの負荷手段を、入力される交流電圧の交流半周期のうちピーク部付近よりも前後の所定領域で2回分駆動させることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
【請求項4】駆動のために供給した電圧の累積電圧の実効値を検知する実効値検知手段を設け、前記2回分駆動のうち、ピーク部付近よりも前における駆動のON/OFFさせる位相角は予め設定されると共に、ピーク部付近よりも後においてはONの位相角のみ設定し、前記実効値検知手段により所定の実効値だけ供給したことを検知した場合にOFFさせることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】入力される交流電圧の電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御される負荷手段は、シート上に形成された未定着画像を定着する定着器に備えられる加熱手段であることを特徴とする請求項1,2,3または4に記載の画像形成装置。
【請求項6】前記加熱手段による加熱部の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段により所定の温度に到達していないことを検知される場合にのみ、加熱手段を駆動制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、未定着画像を定着させるための定着器を具備した、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などがある。
【0003】複写機は、一般的に、原稿等の画像を読み取る機能を備え、読み取った画像情報に基づいてシートに画像を形成するものであるが、近年では、通信機能等を備えて外部から送られる画像情報を入力する機能を備えた複写機もある。
【0004】また、プリンタは、一般的に外部の装置、例えば、コンピュータなどの装置から送られる画像情報に基づいてシートに画像を形成するものであり、ファクシミリ装置は、一般的に原稿等の画像を読み取る機能、および、通信機能を備え、読み取った画像情報を外部へ送り、また、外部から送られた情報に基づいてシートに画像を形成するものである。
【0005】これらの画像形成装置においては、通常、交流電源(以下AC電源と記す)をコンセントから装置に付いている電源コード等でつないでAC電源を供給させ、画像形成装置本体への電源を供給させている。
【0006】一方、装置の中では、交流電源から直流電源(以下DC電源と記す)に変換させるDC電源手段による出力を駆動源とする直流負荷手段(以下DC負荷手段と記す)、および、交流電源自体を駆動源とする交流負荷手段(以下AC負荷手段と記す)がある。
【0007】ここで、DC電源手段が出力されたことにより、制御手段が自ら目覚めた後、画像装置本体の制御を行う制御手段で画像形成装置の動作を行い、画像形成動作等を実行している。
【0008】また、制御手段によって、AC負荷手段の一つである特に熱定着手段(定着器)に具備されるヒーター等を駆動するときは、通常、全波制御または位相制御で駆動させるようにしていた。
【0009】なお、熱定着手段は、シート上に形成された未定着画像(トナー像)を加熱かつ加圧することによって、シート上に定着させるものであり、加熱手段としてヒーター等が内蔵されるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0011】上述の従来技術の構成においては、装置内の各AC負荷手段に、AC電源を供給または駆動するとき、AC電源が最大電圧に立ち上がったあたりで各々のAC負荷の電流ピークが流れるので、その瞬間に装置に流れるピーク電流値が大きくなってしまっていた。
【0012】したがって、波形も歪むため装置本体から出る高調波ノイズやフリッカノイズが大きくなるという問題があった。
【0013】本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置内を流れる電流のピーク値を低減させて、高調波ノイズやフリッカノイズを防止を図った品質性に優れた画像形成装置を提供することにある。
【0014】
【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あっては、交流電圧の入力により駆動する複数の負荷手段を備えた画像形成装置において、前記複数の負荷手段のうち少なくとも一つの負荷手段を、入力される交流電圧の電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御することを特徴とする。
【0015】したがって、交流電圧の電力波形のうちピーク部付近では駆動されないようにすることで、装置内を流れる電流のピーク値が低減される。
【0016】入力される交流電圧の電力波形のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、該ゼロクロス検知手段のゼロクロス検知のタイミングで動作するタイマー手段と、を備え、該ゼロクロス検知手段による検知およびタイマー手段の時間測定によって、電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御するとよい。
【0017】前記複数の負荷手段のうち少なくとも一つの負荷手段を、入力される交流電圧の交流半周期のうちピーク部付近よりも前後の所定領域で2回分駆動させるとよい。
【0018】駆動のために供給した電圧の累積電圧の実効値を検知する実効値検知手段を設け、前記2回分駆動のうち、ピーク部付近よりも前における駆動のON/OFFさせる位相角は予め設定されると共に、ピーク部付近よりも後においてはONの位相角のみ設定し、前記実効値検知手段により所定の実効値だけ供給したことを検知した場合にOFFさせるとよい。
【0019】入力される交流電圧の電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御される負荷手段は、シート上に形成された未定着画像を定着する定着器に備えられる加熱手段であるとよい。
【0020】前記加熱手段による加熱部の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段により所定の温度に到達していないことを検知される場合にのみ、加熱手段を駆動制御するとよい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0022】図1〜図5を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【0023】なお、画像形成装置の基本的な構成等については公知技術であるので、その詳細な説明は省略し、以下簡単に説明する。
【0024】まず、画像形成装置に備えられた像担持体(例えば感光体)上に画像光(レーザ光)を照射することによって像担持体上に静電潜像を形成させる。
【0025】そして、この静電潜像に現像装置によって現像剤を静電的に付着させることによって、像を現像化(トナー像化)させることができる。
【0026】その後、搬送される転写材上に現像(トナー像)を転写させて、この転写材を定着器に搬送して、この転写材上に形成された未定着画像を定着させることで、画像形成が完了する。
【0027】本発明の実施の形態においては、このように構成される画像形成装置内に具備される各負荷手段のうち、AC負荷手段(上述の従来技術で説明)による電流のピーク値を下げるように制御を行うことを特徴とするものである。
【0028】ここで、画像形成装置に具備されるAC負荷手段のうち定着器に備えられる加熱手段(ヒーター)の負荷が大きいため、加熱手段による電流のピーク値を下げることが、特に有効であり、以下に、そのような制御について詳しく説明する。
【0029】なお、このような制御を行う負荷手段については、特に加熱手段に限るものではなく、他の負荷手段に適用することもできるが、その説明は省略する。
【0030】まず、図1を参照して、特に、本実施の形態に係る画像形成装置に備えられる定着器(特に定着器に具備される加熱手段(ヒーター))への加熱制御について説明する。
【0031】図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置のブロック回路図である。
【0032】図中、1は、画像形成装置本体はもとより、各手段を制御し、画像形成動作等の制御を行う制御手段であり、例えばマイクロコンピューターを適用できる。
【0033】また、この制御手段1の内部にはタイマー手段を持っており、あるタイミングから自由にタイマーを走らせることができるため、ゼロクロスからの位相角や、ゼロクロス信号の周期等を割り出すことができる。
【0034】2は定着ヒーター4の両端に設けられた実効値検知手段でり、半波のAC波形印加中にヒーターに累積して通電された実効値電圧を測定するためのものであり、ヒーター4に通電される電圧の実効値を検知している。
【0035】3はヒーターに通電するための駆動手段であり、例えばトランジスタで構成することができる。
【0036】4は熱定着手段の発熱を行うヒーターで、例えばセラミックヒーターを用いることができる。
【0037】このヒーター4には並列にダイオードを入れてあり、駆動手段3の保護をしている。
【0038】5はヒーター4が万一過昇温を招いたときにヒーターへの電源を遮断するサーモプロテクタであり、例えばサーモスイッチを用いることができる。
【0039】6はダイオードブリッジであり、交流電源を全波整流させ、ヒーター4を駆動する電源としている。
【0040】また、7は交流電源PWのゼロ電圧になるタイミングを検知するゼロクロス検知手段である。
【0041】ゼロクロス検知手段7の構成は、フォトカプラや抵抗等の公知の電子部品で構成され、制御手段1と実効値検知手段2へゼロクロス信号を伝える。
【0042】実効値検知手段2は、ゼロクロス信号で毎回実効値電圧をリセットする事によりヒーター4に通電された実効値を測定するものである。
【0043】また、8は定着部(加熱部)の温度を検知するための温度検知手段で、本実施の形態ではサーミスタと抵抗を直列につないだ状態で、サーミスタの電圧を制御手段1のA/D変換の入力ポートに接続してサーミスタ8の電圧を一定時間ごとに検知することにより、定着部に設けられたサーミスタ8の温度情報を電圧で検知できる。
【0044】これにより、定着部の温度を検知し、ヒーター4を用いて定着部の温度の調節すなわち温調制御を行うことができる。
【0045】上記の説明で熱定着制御の構成については説明したが、一方原稿照明ランプの構成については、原稿照明ランプとしてハロゲンランプを使用し、そのランプの制御はトライアックを用いた公知の位相制御で行うことができる。
【0046】なお、位相制御はCVRと呼ばれるランプ用のレギュレーターを用いることができる。
【0047】次に、特に図2を参照してヒーターの駆動制御についてより具体的に説明する。
【0048】図2は本発明の実施の形態に係る画像形成装置に備えられるヒーターの駆動制御の説明図である。
【0049】AC電圧は図2の一番上に描かれる正弦波形で示される。
【0050】まず、位相角が0度〜180度の半波の間の制御の説明を行う。
【0051】0〜α1までの位相の間はヒーター4に通電しない。
【0052】位相角がα1〜α2の間はヒーター4に通電し、その間に実効値検知手段2の実効値検知電圧が上昇する。
【0053】次のα2〜α3の位相角間では通電されていないので、実効値検知手段2の実効値検知電圧は保持され、位相角がα3になった時点から再度通電し、実効値検知手段2の実効値検知電圧が目標の実効値電圧になった時点すなわち位相角がα4になったときに制御手段1はヒーター4への通電を中止させるべく駆動手段3への駆動信号をオフさせる。
【0054】そして、位相角が180度になった時点でゼロクロス検知手段7によってゼロクロス信号が出力されるため実効値検知手段2の実効値検知信号がリセットされる。
【0055】このように、電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御する。
【0056】次の180度〜360度の間の制御は上記の制御と同様であるので、ここでは説明を割愛する。
【0057】また、上記の制御は、画像形成動作中でかつ現状の定着器の温度TO と目標温度Tsとの差が所定の温度T1 よりも小さい時であるか、あるいはTO がTsよりも低いとき即ち、T1 >TO −Ts、あるいは、TO −Ts<0の時に行うものである。
【0058】したがって、T1 <TO −Tsの時は、定着器の温度は所定の温度に到達しているので、ヒーター4には通電させない。
【0059】以上のような制御を行った場合に、AC電源に流れる総合電流の波形を図3に示す。
【0060】図3から、それぞれのAC負荷に流れる電流が正弦波に近い形で流れているのが分かり、フリッカや高調波等の測定に際して有利になったことが確認できた。
【0061】図4は本発明の実施の形態に係る画像形成装置に備えられるヒーターのジェネラルフロー図である。
【0062】まず、INTのフローは制御手段1のA/Dの入力を定期的に読み込みを行う割り込みルーチンである。
【0063】(11)では実効値検知手段2の出力を検知し、(12)ではサーミスタ8の電圧から定着部の温度を検知している。
【0064】次に、STARTのフローでは、ゼロクロスの周期を測定することでAC電源周波数の50/60Hzの区別を行う。
【0065】(1)でゼロクロスの周期をゼロクロス信号とタイマー手段とで測定する。
【0066】そして、(2)で50/60Hzの判別をし、(3)でそれぞれの周波数毎で位相角(α1,α2,α3,β1,β2,β3)を決定させる。
【0067】(4)では、サーミスタ8の電圧から定着手段部の温度を検知し、ヒーター4への通電を開始するのであれば(5)へ進むが、そうでなければこのルーチンから抜けて、次の制御を行う。
【0068】(5)では、現在の位相角が、α1〜α2,β1〜β2の間かもしくはα3またはβ3以上になったら(6)へ進むが、そうでなければ、ヒーター4に通電させない。
【0069】(6)では実効値検知信号が所定値のVsになったかどうかチェックしている。
【0070】もし目標値である所定値のVsになっていたらヒーター4には通電させず、達していなかったらヒーター4を通電させる。
【0071】以上のように制御を行うことで、本発明の実施の形態を実行できる。
【0072】なお、前記で説明したヒーター4への通電目標値であるVsの値は、定着器の温度TO と目標温度Tsとの差の値によって変数となるように制御するほうが、さらに、細かい温調制御になる。
【0073】この場合の一例について図5を参照して説明する。
【0074】図5で示したSEQ1のフローのように、(21)で現状の定着温度TO と目標温度Tsの温度差がT1 より大きいか否かをチェックし、大きければ、(22)へ行きヒーター4に通電させないようにする。
【0075】また、T1 以内であっても、(23)と(25)のように定着温度TO の方が高い場合と低い場合とに分けて、(24)または(26)で各々変数を決定させることで、より細かい温調制御が可能となる。
【0076】
【発明の効果】本発明は、交流電圧の電力波形のうちピーク部付近では駆動されないようにすることで、装置内を流れる電流のピーク値を低減して、高調波ノイズやフリッカノイズを防止し、品質性を向上することができる。
【0077】入力される交流電圧の電力波形のうちピーク部付近によっては駆動されないように制御される負荷手段として、定着器に備えられる加熱手段に適用すれば、加熱手段の負荷は高いので特に有効である。




 

 


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