專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像形成裝置，所述圖像形成裝置包括用于將調(diào)色劑圖像定影到記錄材料的定影部分。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，對(duì)于諸如復(fù)印機(jī)或激光束打印機(jī)的圖像形成裝置，已經(jīng)將下面的定影裝置用作對(duì)形成在記錄材料上的調(diào)色劑圖像進(jìn)行加熱并將調(diào)色劑圖像定影到記錄材料的定影裝置。例如，使用鹵素?zé)糇鳛闊嵩吹臒彷侇愋偷臒岫ㄓ把b置或使用陶瓷加熱器作為熱源的膜(film)加熱類型的熱定影裝置被使用。一般而言，加熱器經(jīng)由諸如三端雙向可控硅開關(guān)(triac)的開關(guān)元件連接到AC電源，并由AC電源供電。定影裝置設(shè)有溫度檢測(cè)元件，例如，熱敏電阻器(thermistor)溫度感測(cè)元件。由溫度檢測(cè)元件檢測(cè)定影裝置的溫度。然后，基于檢測(cè)到的溫度信息，中央處理單元(CPU)對(duì)開關(guān)元件執(zhí)行通/斷控制，以由此接通/關(guān)斷供給到加熱器的電力，這使得能夠?qū)崿F(xiàn)將定影裝置的溫度設(shè)為目標(biāo)溫度的這種溫度控制。由相位控制和波數(shù)控制中的一種執(zhí)行加熱器的通/斷控制。相位控制是通過以AC波形的一個(gè)半波內(nèi)的任意相位角來接通加熱器而給加熱器供電的方法。同時(shí)，波數(shù)控制是以AC波形的半波為單位接通/關(guān)斷加熱器的電力控制方法。大多數(shù)傳統(tǒng)技術(shù)使用相位控制和波數(shù)控制中的一種。選擇相位控制的原因可能是因?yàn)榭梢种普彰餮b置的忽隱忽現(xiàn)，即所謂的閃爍。閃爍指的是當(dāng)AC電源產(chǎn)生電壓波動(dòng)時(shí)照明裝置的忽隱忽現(xiàn)，所述電壓波動(dòng)是由于連接到與照明裝置相同的電源的電裝置的負(fù)載電流的波動(dòng)和配電線(distribution I ine )的阻抗而造成的。相位控制是在一個(gè)半波(相位角范圍從0°至180° )的中途(midway through)接通開關(guān)元件的這種控制。因此，電流的改變量和改變周期小，這可抑制閃爍的發(fā)生。同時(shí)，波數(shù)控制是在AC波形的過零點(diǎn)處接通開關(guān)元件的這種控制。因此，電流的波動(dòng)比相位控制中大，并因此更可能發(fā)生閃爍。選擇波數(shù)控制的原因可能是因?yàn)榭梢种浦C波電流和開關(guān)噪聲。諧波電流和開關(guān)噪聲是由于接通/關(guān)斷加熱器時(shí)引起的電流的急劇波動(dòng)而產(chǎn)生的。這是因?yàn)?，與在AC波形的半波的中途執(zhí)行開關(guān)的相位控制中相比，在總是在過零點(diǎn)處執(zhí)行加熱器的通/斷控制的波數(shù)控制中在較小程度上產(chǎn)生諧波電流和開關(guān)噪聲。在使用AC電源的較高電壓的情況下，諧波電流和開關(guān)噪聲傾向于在較大程度上產(chǎn)生。因此，一般依據(jù)使用圖像形成裝置的區(qū)域中的AC商用電源電壓來設(shè)置控制方法。例如,通過選擇對(duì)使用例如100V至120V的AC商用電源電壓的區(qū)域的閃爍有效的相位控制方法，執(zhí)行加熱器的控制。同時(shí)，通過選擇對(duì)使用例如220V至240V的AC商用電源電壓的區(qū)域的諧波電流和開關(guān)噪聲有效的波數(shù)控制方法，執(zhí)行加熱器的控制。以這種方式，一般將加熱器的控制固定到所述方法中的一種。另外，存在一種技術(shù)，該技術(shù)提出使相位控制和波數(shù)控制相結(jié)合的方法。例如，在日本專利申請(qǐng)公開No. 2003-123941中，將多個(gè)半波設(shè)置為一個(gè)控制周期，一個(gè)控制周期的部分半波經(jīng)受相位控制，而剩余的半波經(jīng)受波數(shù)控制。與僅使用相位控制的情況中相比，這可將諧波電流和開關(guān)噪聲的產(chǎn)生抑制到較小的程度。此外，與僅使用波數(shù)控制的情況中相t匕，閃爍可降低到較低的水平，這允許對(duì)于加熱器的電力的多級(jí)控制。這里，通過相位控制和波數(shù)控制中的一種來供電的正半波被定義為正通電循環(huán)(energization cycle),而因此供電的負(fù)半波被定義為負(fù)通電循環(huán)。另外,不供電的半波被定義為非通電循環(huán)。另外，將通過用固定期間分開要供給到加熱器的電力的量來控制該量 的一個(gè)單位期間定義為一個(gè)控制周期。當(dāng)控制定影裝置的溫度時(shí)，序列控制器對(duì)由溫度檢測(cè)元件檢測(cè)到的溫度與預(yù)設(shè)目標(biāo)溫度進(jìn)行比較，并計(jì)算上述加熱器的電力占空(power duty)(電力比(power ratio))。然后，序列控制器確定相應(yīng)于電力占空的相位角和波數(shù)中的一種，并在其相位條件和波數(shù)條件中的一種條件下，控制驅(qū)動(dòng)加熱器的開關(guān)元件的通/斷狀態(tài)。不過，需要將從商用電源供給到定影裝置的電流控制到定影裝置的額定電流(保護(hù)電路)、以及等于或小于由保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所(Underwriters Laboratories Inc.，UL)或電氣用品及材料安全法所限定的上限的電流值。因此，存在一種裝置，用于檢測(cè)定影裝置中流動(dòng)的電流，并將供給到定影裝置的電力控制為不超過可引起流動(dòng)的電流的上限值。因此，近年來，打印機(jī)越來越需要設(shè)有用于檢測(cè)定影裝置中流動(dòng)的電流的電路。日本專利申請(qǐng)公開No. 2004-226557和日本專利申請(qǐng)公開No. 2004-309518提出如下方法通過將電流檢測(cè)變壓器經(jīng)電壓變換獲得的波形經(jīng)由電阻器輸入到電流檢測(cè)電路中，來以半周期為基礎(chǔ)檢測(cè)有效電流值。一般而言，通過電流檢測(cè)變壓器經(jīng)電壓變換獲得的次級(jí)(secondary)側(cè)電壓波形由于元件的固有特性而產(chǎn)生失真。當(dāng)將失真的電壓波形輸入到電流檢測(cè)電路時(shí)，波形的有效值由于失真而改變，這降低了電流檢測(cè)電路的檢測(cè)精度。注意，電流檢測(cè)變壓器中產(chǎn)生的失真量依據(jù)初級(jí)(primary)側(cè)輸入波形的振幅、相位角和頻率而變化。尤其是，如果負(fù)載中存在急劇波動(dòng)，則電流檢測(cè)變壓器中產(chǎn)生的失真量增大。供給到加熱器的電力由于近來的打印速度的提高而穩(wěn)步增加。另外，僅通過使用相位控制和波數(shù)控制中的一種的傳統(tǒng)加熱器電力控制，較難以應(yīng)對(duì)變得較迫切的閃爍的調(diào)節(jié)、諧波電流的調(diào)節(jié)、和其它這種調(diào)節(jié)。相比之下，結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的控制方法是有效的。不過，尤其在結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的上述方法中，因?yàn)橄辔豢刂坪筒〝?shù)控制在一個(gè)控制周期中切換(change over),所以與傳統(tǒng)相位控制相比，負(fù)載的波動(dòng)較大，因此難以精確地檢測(cè)電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在這種情形下做出的，并且其一個(gè)目的是提高電流檢測(cè)的精確度。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種圖像形成裝置，包括用于將形成在記錄材料上的未定影的調(diào)色劑圖像熱定影到記錄材料的定影部分，所述定影部分包含通過從商用交流電源供給的電力來產(chǎn)生熱的加熱器；用于感測(cè)定影部分的溫度的溫度感測(cè)元件；用于根據(jù)溫度感測(cè)元件感測(cè)到的溫度對(duì)從商用交流電源供給到加熱器的電力進(jìn)行控制的電力控制部分，其中，電力控制部分每一個(gè)控制周期地根據(jù)感測(cè)溫度來設(shè)置電力比，所述一個(gè)控制周期被定義為交流波形中預(yù)定數(shù)量的連續(xù)半波；以及設(shè)置在從商用交流電源到加熱器的供電路徑中的電流檢測(cè)部分，用于檢測(cè)供電路徑中流動(dòng)的電流，所述電流檢測(cè)部分包含變壓器和用于檢測(cè)經(jīng)由變壓器的電流的電流檢測(cè)電路，其中，與所設(shè)置的電力比之中的至少一個(gè)電力比相應(yīng)的波形包括第一組和第二組，在第一組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的負(fù)半波和接通半波的至少一部分的正半波依次繼續(xù)，在第二組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的正半波繼續(xù)；或者，第一組和第二組，在第一組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的正半波和接通半波的至少一部分的負(fù)半波依次繼續(xù)，在第 二組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的負(fù)半波繼續(xù)。從參考附圖的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的目的變得顯而易見。


圖I是根據(jù)本發(fā)明第一至第三實(shí)施例的打印機(jī)的配置圖。圖2是根據(jù)第一至第三實(shí)施例的定影裝置的配置圖。圖3是根據(jù)第一實(shí)施例的定影裝置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的配置圖。圖4是根據(jù)第一至第三實(shí)施例的過零檢測(cè)電路的配置圖。圖5是根據(jù)第一至第三實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的配置圖。圖6是根據(jù)第一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的波形圖。圖7是根據(jù)第一至第三實(shí)施例的相位控制的解釋圖。圖8是根據(jù)第一至第三實(shí)施例的波數(shù)控制的解釋圖。圖9是示出根據(jù)用于與第一實(shí)施例比較的比較例的控制模式(controlpatterns)的不圖。圖10是示出根據(jù)第一和第二實(shí)施例的加熱器電力控制的控制模式的示圖。圖11是示出根據(jù)第一至第三實(shí)施例的電流檢測(cè)變壓器的等效電路的示圖。圖12A和12B是示出并表明根據(jù)用于與第一實(shí)施例比較的比較例的模擬(simulation)結(jié)果的不圖。圖13A和13B是示出并表明根據(jù)第一實(shí)施例的加熱器電流的模擬結(jié)果的示圖。圖14是用于描述根據(jù)第一實(shí)施例的溫度控制的流程圖。圖15是根據(jù)第二實(shí)施例的定影裝置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的配置圖。圖16A和16B是示出并表明根據(jù)用于與第二實(shí)施例比較的比較例的模擬結(jié)果的示圖。圖17A和17B是示出并表明根據(jù)第二實(shí)施例的加熱器電流的模擬結(jié)果的示圖。圖18是用于描述根據(jù)第二實(shí)施例的溫度控制的流程圖。圖19是根據(jù)第三實(shí)施例的定影裝置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的配置圖。圖20是根據(jù)第三實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的波形圖。圖21A和21B是示出并表明根據(jù)第三實(shí)施例的加熱器電流的模擬結(jié)果的示圖。
圖22包含圖22k和22B，圖22A和22B是用于描述根據(jù)第三實(shí)施例的溫度控制的流程圖。圖23是示出根據(jù)第三實(shí)施例的加熱器電力控制的控制模式的示圖。圖24是根據(jù)第四實(shí)施例的定影裝置的加熱器驅(qū)動(dòng)電路的配置圖。圖25A和25B是根據(jù)第四實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的配置圖。圖26A和26B是示出根據(jù)第五實(shí)施例的加熱器電力控制的控制模式的示圖。
具體實(shí)施例方式以下，參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。但是，在本實(shí)施例中描述的組件僅為例子，并且，除非另外指明，否則并不意在限制本發(fā)明的范圍。(第一實(shí)施例)(圖像形成裝置的結(jié)構(gòu))圖I示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)。片材進(jìn)給盒101中堆疊的記錄材料中的僅一張通過拾取輥102從片材進(jìn)給盒101發(fā)送，并且通過片材進(jìn)給輥103向?qū)R輥104傳送。另外，通過對(duì)齊輥104在預(yù)定的定時(shí)將記錄材料傳送給處理盒105。處理盒105整體包括用作充電單元的充電器106、用作顯影單元的顯影輥107、用作清潔單元的清潔器108、和用作電子感光部件的感光鼓109。在具有這種結(jié)構(gòu)的圖像形成裝置中，通過已知電子照相處理的一系列處理，在記錄材料上形成未定影的調(diào)色劑圖像。在感光鼓109使其表面通過充電器106均勻充電之后，通過用作圖像曝光單元的掃描儀單元111基于圖像信號(hào)使感光鼓109經(jīng)受圖像曝光。使得從掃描儀單元111內(nèi)的激光二極管112發(fā)射的激光束(虛線)經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的多面鏡113和反射鏡114在主掃描方向上掃描，并且通過感光鼓109的旋轉(zhuǎn)在副掃描方向上掃描。注意，主掃描方向是垂直于傳送記錄材料的副掃描方向的方向。通過激光束的掃描，在感光鼓109的表面上形成二維潛像。感光鼓109上的潛像通過顯影輥107而顯現(xiàn)為調(diào)色劑圖像，并通過轉(zhuǎn)印輥110轉(zhuǎn)印到從對(duì)齊棍104傳送的記錄材料上。隨后，調(diào)色劑圖像已經(jīng)轉(zhuǎn)印于其上的記錄材料被傳送給定影裝置115以經(jīng)受熱壓處理，并且記錄材料上的未定影的調(diào)色劑圖像被定影到記錄材料。另外，通過中間片材排出輥116和片材排出輥117將記錄材料排出到圖像形成裝置主體的外部，并且使一系列的打印操作結(jié)束。另外，在執(zhí)行雙面打印的情況下，在記錄材料的后端通過定影裝置115和圖I的點(diǎn)A之后，定影馬達(dá)(未示出)的旋轉(zhuǎn)被反轉(zhuǎn)，以使中間片材排出輥116和片材排出輥117在它們的相反方向上旋轉(zhuǎn)。因此，記錄材料的傳送方向被反轉(zhuǎn)，以被發(fā)送到雙面?zhèn)魉吐窂?18的內(nèi)部。發(fā)送到雙面?zhèn)魉吐窂?18中的記錄材料通過雙面?zhèn)魉洼?19和片材再進(jìn)給輥120被再次傳送到對(duì)齊輥104，并通過如上所述的相同序列在第二表面上執(zhí)行打印。(定影裝置的結(jié)構(gòu))圖2是定影裝置115的示意性結(jié)構(gòu)的截面圖。定影裝置(定影部分)是用于將形成在記錄材料上的未定影調(diào)色劑圖像熱定影到記錄材料的部分。定影部分包括通過從商用AC電源供給的電力來產(chǎn)生熱的加熱器。根據(jù)本實(shí)施例的定影裝置115是使用陶瓷加熱器作為熱源的膜加熱類型的裝置。加熱器保持器201是用于固定陶瓷加熱器和用于引導(dǎo)膜的內(nèi)表面的耐熱/熱絕緣/剛性部件，并且是縱向(垂直于圖2的表面)橫穿過記錄材料的傳送路徑的水平取向的部件。陶瓷加熱器202 (下面簡稱為“加熱器”)是縱向橫穿過轉(zhuǎn)印材料的傳送路徑的水平取向的部件，其被配合到加熱器保持器201的底表面上沿縱向形成的槽部中，并被耐熱粘接劑固定地支承。具有圓筒(cylindrical)形狀的耐熱膜部件(環(huán)形帶(endless belt);下面稱為“定影膜”)203被松配合到加熱器202附接于其上的加熱器保持器201的外表面。支柱(stay) 204是具有垂直于圖2的表面的縱向的剛性部件，并被設(shè)置到加熱器保持器201的內(nèi)側(cè)。將壓輥205定位成以與定影膜203壓接的方式與加熱器保持器201的加熱器202來壓合(nip)定影膜203。由箭頭N指示的范圍內(nèi)的區(qū)域是由壓接形 成的定影壓合部。壓輥205由定影馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)，以在由箭頭B指示的方向上以預(yù)定的圓周速度旋轉(zhuǎn)。在定影壓合部N中，旋轉(zhuǎn)力通過由壓輥205和定影膜203的外周所施加的摩擦力而直接作用在定影膜203上。定影膜203滑動(dòng)到加熱器202的底表面與其壓接，同時(shí)被驅(qū)動(dòng)成在由箭頭C指示的方向上旋轉(zhuǎn)。加熱器保持器201用作引導(dǎo)定影膜203的內(nèi)表面的部件，這促進(jìn)了定影膜203的旋轉(zhuǎn)。此外，可使少量的諸如耐熱油脂的潤滑劑介于定影膜203的內(nèi)表面和加熱器202的底表面之間，以便減小其間的滑動(dòng)阻力。在通過壓輥205的旋轉(zhuǎn)所驅(qū)動(dòng)的定影膜203的旋轉(zhuǎn)已經(jīng)變得穩(wěn)定且加熱器202的溫度已經(jīng)上升到預(yù)定值之后，要經(jīng)受定影的記錄材料被引入定影膜203與壓輥205之間的定影壓合部N中，并被壓合且傳送通過那里。加熱器202經(jīng)由定影膜203將熱施加給這樣傳送的記錄材料的未定影圖像。然后，記錄材料上的未定影圖像被熱定影到記錄材料的表面。已通過定影壓合部N的記錄材料在與定影膜203的外表面分開后被傳送。注意，圖2的箭頭A指示記錄材料的傳送方向。另外，定影裝置115包括熱敏電阻器206，該熱敏電阻器206是用于檢測(cè)加熱器202的溫度的溫度感測(cè)元件。熱敏電阻器206通過彈簧等以預(yù)定壓力緊靠加熱器202，并檢測(cè)加熱器202的溫度。此外,將過溫(over temperature)保護(hù)元件207設(shè)置在加熱器202上，作為用于在加熱器202由于供電控制單元(下面稱為例如“供電控制部分”)中的故障而已經(jīng)達(dá)到熱失控(thermal runaway)的情況下防止過溫的單元,該供電控制單元是用于控制供給到加熱器202的電力的單元。過溫保護(hù)元件207的例子包括熱保險(xiǎn)絲和熱敏開關(guān)(thermoswitch)。如果加熱器202由于供電控制部分中的故障而已經(jīng)達(dá)到熱失控并且如果過溫保護(hù)元件207的溫度已經(jīng)升至預(yù)定值，則過溫保護(hù)元件207變成打開，由此使加熱器202斷電。(對(duì)供給到陶瓷加熱器的電力的控制)圖3示出作為根據(jù)本實(shí)施例的加熱器202的供電控制部分的驅(qū)動(dòng)電路和控制電路?？刂齐娐?電力控制部分)根據(jù)溫度感測(cè)元件206感測(cè)到的溫度，對(duì)從商用AC電源供給到加熱器的電力進(jìn)行控制。在圖3中，圖像形成裝置將來自與圖像形成裝置連接的商用AC電源301的電力供給到加熱器202，以由此使加熱器202產(chǎn)生熱。通過由三端雙向可控硅開關(guān)302進(jìn)行通電/斷電，將電力供給到加熱器202。電阻器303和304是用于三端雙向可控娃開關(guān)302的偏置電阻器。另外，光敏三端雙向可控娃開關(guān)(phototriac)稱合器305是用于確保初級(jí)和次級(jí)之間的爬電距離(creeping distance)的器件,并包括光敏三端雙向可控娃開關(guān)305a和發(fā)光二極管305b。光敏三端雙向可控娃開關(guān)I禹合器305的發(fā)光二極管305b被通電，以由此接通三端雙向可控硅開關(guān)302。電阻器306是用于限制光敏三端雙向可控硅開關(guān)耦合器305中流動(dòng)的電流的電阻器。通過晶體管307來接通/關(guān)斷光敏三端雙向可控娃開關(guān)I禹合器305。晶體管307根據(jù)經(jīng)由電阻器308從CPU 309發(fā)送的加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)而操作。來自AC電源301的輸入電源電壓也被輸入到作為電壓波形檢測(cè)單元的過零檢測(cè)電路310。過零檢測(cè)電路310檢測(cè)輸入電源電壓的過零點(diǎn)，并將過零信號(hào)(圖中稱為“ZER0X”)輸出至CPU309。電流檢測(cè)變壓器312對(duì)致使流到加熱器202的電流進(jìn)行電壓變換，并執(zhí)行到電流檢測(cè)電路313的輸入。電流檢測(cè)電路313將由電壓變換獲得的加熱器電流波形轉(zhuǎn)換成有效值或平方值，并輸出電壓值作為HCRRT信號(hào)。CPU 309檢測(cè)通過對(duì)HCRRT信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換所獲得的值。由熱敏電阻器206檢測(cè)到的溫度被檢測(cè)為電阻器311與熱敏電阻器206之間的分壓，并輸出電壓值作為TH信號(hào)。CPU 309檢測(cè)通過對(duì)TH信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換所獲得的值。加熱器202的溫度如下進(jìn)行控制。CPU 309通過對(duì)輸入的TH信號(hào)與CPU 309中預(yù)存儲(chǔ)的設(shè)置溫度進(jìn)行比較，計(jì)算要供給到加熱器202的電力的電力比。然后，CPU 309將要供給的電力的電力比轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的相位角(相位控制)、相應(yīng)的波數(shù)(波數(shù)控制)、和后面描 述的結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的方法的相應(yīng)的控制電平(level)中的一種。在這種控制條件下，CPU 309將加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(接通信號(hào))輸出到晶體管307。當(dāng)計(jì)算供給到加熱器202的電力的電力比時(shí)，CPU309基于由電流檢測(cè)電路313通知的HCRRT信號(hào)來計(jì)算相應(yīng)于上限電流值的上限電力比，并執(zhí)行控制，使得等于或小于上限電力比的電力被供給到加熱器 202。此外，將過溫保護(hù)元件207設(shè)置在加熱器202上，作為用于在加熱器202由于加熱器202的供電控制單元中的故障而已經(jīng)達(dá)到熱失控的情況下防止過溫的單元。過溫保護(hù)元件207的例子包括熱保險(xiǎn)絲和熱敏開關(guān)。如果加熱器202由于供電控制部分中的故障而已經(jīng)達(dá)到熱失控并且如果過溫保護(hù)元件207的溫度已經(jīng)升至預(yù)定值，則過溫保護(hù)元件207變成打開，由此使加熱器202斷電。另外，除了用于溫度控制的設(shè)置溫度之外，還設(shè)置異常高溫檢測(cè)溫度。如果從輸入到CPU 309的TH信號(hào)被檢測(cè)作為加熱器202的溫度的溫度等于或高于異常高溫檢測(cè)溫度，則CPU 309以低電平設(shè)置RLDl信號(hào)，關(guān)斷晶體管315，并關(guān)斷繼電器314。以這種方式，加熱器202被斷電。電阻器316是限流電阻器，而電阻器317是晶體管315的基極和發(fā)射極之間的偏置電阻器。二極管318是在繼電器314處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)用于吸收反電動(dòng)勢(shì)的元件。(過零檢測(cè)電路)圖4示出過零檢測(cè)電路310的詳細(xì)電路圖。來自AC電源301的AC電壓被輸入到圖4的過零檢測(cè)電路310，并由整流器401和402進(jìn)行半波整流。在該電路中，對(duì)中性(neutral)側(cè)進(jìn)行整流。被半波整流的AC電壓經(jīng)由電阻器403、電容器404、以及電阻器405和406輸入到晶體管407的基極。Vref表示從DC電壓源供給到所述晶體管的發(fā)射極端子的電壓值，用于標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)。因此，如果中性側(cè)上的電勢(shì)高于帶電(hot)側(cè)上的電勢(shì)，則晶體管407被接通，而如果中性側(cè)上的電勢(shì)低于帶電側(cè)上的電勢(shì)，則晶體管407被關(guān)斷。光電耦合器409是用于確保初級(jí)和次級(jí)之間的爬電距離的元件。電阻器408和410是用于限制光電耦合器409中流動(dòng)的電流的電阻器。當(dāng)中性側(cè)上的電勢(shì)高于帶電側(cè)上的電勢(shì)時(shí)接通晶體管407，并因此熄滅(light off)光電耦合器409的發(fā)光二極管409a，關(guān)斷光電耦合器409的光電晶體管409b，且光電耦合器409的輸出電壓變?yōu)楦?。同時(shí)，當(dāng)中性側(cè)上的電勢(shì)低于帶電側(cè)上的電勢(shì)時(shí)關(guān)斷晶體管407，并因此點(diǎn)亮(light on)光電耦合器409的發(fā)光二極管409a,接通光電稱合器409的光電晶體管409b,且光電稱合器409的輸出電壓變?yōu)榈?。將來自光電耦合?09的輸出經(jīng)由電阻器412作為過零(ZEROX)信號(hào)通知給CPU309。過零信號(hào)是信號(hào)頻率等于AC電源的頻率的脈沖信號(hào)。過零信號(hào)的信號(hào)電平依據(jù)AC電源的電勢(shì)極性而改變。CPU309檢測(cè)過零信號(hào)的上升沿和下降沿，并以所述邊沿作為觸發(fā)器來接通/關(guān)斷三端雙向可控硅開關(guān)302，以由此將電力供給到加熱器202。(電流檢測(cè)電路)圖5是用于示出根據(jù)本實(shí)施例的電流檢測(cè)電路313的配置的框圖。圖6是用于描述電流檢測(cè)電路313的操作的波形圖。當(dāng)使具有圖6中示出的這種波形的電流1601在加熱器202中流動(dòng)時(shí)，電流檢測(cè)變壓器312在次級(jí)側(cè)對(duì)其電流波形進(jìn)行電壓變換。由二極管501a和503a對(duì)來自電流檢測(cè)變壓器312的電壓輸出進(jìn)行整流。電阻器502a和504a連接到該電路作為負(fù)載電阻器。圖6示出通過由二極管503a執(zhí)行的半波整流獲得的電壓603的波形。該電壓波形經(jīng)由電阻器505a輸入到乘法器506a。如圖6中所不,乘法器506a輸出平方電壓604的波形。平方電壓的波形經(jīng)由電阻器507a輸入到運(yùn)算放大器509a的端子。參考電壓584a經(jīng)由電阻器508a輸入到運(yùn)算放大器509a的“ + ”端子，且輸出通過反饋電阻器560a被反相(invert)和放大。注意，運(yùn)算放大器509a具有從單電源供給的電力。圖6不出基于參考電壓584a的放大反相輸出605的波形。來自運(yùn)算放大器509a的輸出被輸入到運(yùn)算放大器572a的“ + ”端子。運(yùn)算放大器572a控制晶體管573a，從而使由參考電壓584a與輸入到其” + ”端子的波形的電壓之間的電壓差和電阻器571a所確定的電流在電容器574a中流動(dòng)。以這種方式，利用由參考電壓584a與輸入到運(yùn)算放大器572a的” + ”端子的波形的電壓之間的電壓差和電阻器571a所確定的電流，對(duì)電容器574a充電。在由二極管503a執(zhí)行的半波整流的區(qū)段(segment)結(jié)束后，不存在對(duì)于電容器574a的充電電流，并因此其電壓值是被峰值保持的(peak-held)。然后，如圖6中所示，DIS 信號(hào)607 (定時(shí)信號(hào))用于在二極管501a的半波整流期間中接通晶體管575a。因此，電容器574a的充電電壓被放電。如圖6中所示，通過從CPU 309發(fā)送的DIS信號(hào)607來接通/關(guān)斷晶體管575a，并基于ZEROX信號(hào)602來執(zhí)行晶體管575a的通/斷控制。DIS信號(hào)在ZEROX信號(hào)的上升沿后已經(jīng)過預(yù)定時(shí)間Tdly之后接通，并在與ZEROX信號(hào)的下降沿相同的定時(shí)或緊接在下降沿之前關(guān)斷。這允許CPU 309對(duì)由電流檢測(cè)電路313執(zhí)行的電流檢測(cè)操作進(jìn)行控制，而不干擾加熱器202的通電期間，該通電期間是二極管503a的半波整流期間。即，圖6中示出的電容器574a的峰值保持電壓Vlf (相應(yīng)于電流值If)是對(duì)由電流檢測(cè)變壓器312通過次級(jí)電壓變換所獲得的波形的平方值在半波基礎(chǔ)上進(jìn)行積分而獲得的值。因此，由電容器574a峰值保持的電壓值作為HCRRT信號(hào)從電流檢測(cè)電路313發(fā)送到CPU 309。(相位控制和波數(shù)控制)(相位控制的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn))接下來，描述作為用于加熱器202的電力控制方法的相位控制和波數(shù)控制。圖7示出在相位控制的情況下對(duì)于加熱器的施加電壓、過零信號(hào)、和加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的例子。過零信號(hào)在AC電源的符號(hào)從正切換到負(fù)或從負(fù)切換到正的點(diǎn)(過零點(diǎn))處切換其邏輯。當(dāng)CPU309在過零信號(hào)的上升沿和下降沿后已經(jīng)過時(shí)間“ta”之后接通加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，導(dǎo)致電流在加熱器202中流動(dòng)并在圖7的陰影區(qū)域中供電。注意，在接通加熱器202之后，在下一個(gè)過零點(diǎn)處關(guān)斷對(duì)于加熱器202的通電。因此，在過零信號(hào)的邊沿后已經(jīng)過時(shí)間ta之后再次接通加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，同樣在下一個(gè)半波中將相同的電力供給到加熱器202。另外，當(dāng)與時(shí)間ta不同的時(shí)間“tb”已經(jīng)過去之后接通加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，用于使加熱器202通電的時(shí)間發(fā)生改變。因此，可改變供給到加熱器202的電力。如上所述，CPU309通過以施加到加熱器202的電壓的半波為單位改變從過零信號(hào)的邊沿直到接通加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)所經(jīng)過的時(shí)間，對(duì)供給到加熱器202的電力進(jìn)行控制。在相位控制中，在如圖7中所述的AC電源波形的半波的中途接通對(duì)于加熱器202的通電，并因此流動(dòng)在加熱器202中的電流突然上升，導(dǎo)致諧波電流流動(dòng)。諧波電流隨著電流的上升量變得較大而增大。因此，諧波電流在90°相位角(即，50%的供電)處變得最大。另外，在半波基礎(chǔ)上產(chǎn)生電流的上升沿，并因此導(dǎo)致大量諧波電流流動(dòng)，這使得必須遵守諧波電流的調(diào)節(jié)。因此，諸如濾波器的電路部分經(jīng)常是必須的。同時(shí)，使得小于一個(gè)半波的電流在半 波基礎(chǔ)上流動(dòng)，并因此由于電流的小改變量和電流的短改變周期而對(duì)閃爍的影響很小。(波數(shù)控制的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn))圖8示出在波數(shù)控制的情況下對(duì)于加熱器的施加電壓、過零信號(hào)、和加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的例子。在波數(shù)控制中，以AC電源的半波為單位執(zhí)行通/斷控制。因此，對(duì)于接通控制，加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)隨著過零信號(hào)的邊沿而被接通。例如，將12個(gè)半波設(shè)置為一個(gè)周期(一個(gè)控制周期)，并且在一個(gè)控制周期中改變半波的數(shù)量，由此控制供給到加熱器202的電力。在圖8中，在12個(gè)半波之中，6個(gè)半波被接通，并因此供給到加熱器202的電力是50%。注意，這里假設(shè)接通連續(xù)的2個(gè)半波以便接通加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在波數(shù)控制中，總是在過零點(diǎn)處接通/關(guān)斷加熱器202。因此，不存在如相位控制中的電流的這種突然的上升沿，導(dǎo)致極小量的諧波電流。另一方面，使電流以半波為單位流動(dòng)，并因此由于電流的大改變量和電流的長改變周期而對(duì)閃爍影響較大。因此，通過在一個(gè)控制周期中設(shè)計(jì)要接通的半波的位置(控制模式)，電流的改變周期被縮短，以由此將對(duì)閃爍的影響減到最小。(結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的控制的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn))在本實(shí)施例中，假設(shè)如在波數(shù)控制中那樣將AC電源的多個(gè)AC半波(下面，僅稱為“半波”)設(shè)置為一個(gè)控制周期，執(zhí)行控制從而使其部分的半波經(jīng)受相位控制，而剩余的半波經(jīng)受波數(shù)控制。另外，將供電的正半波定義為正通電循環(huán)，將供電的負(fù)半波定義為負(fù)通電循環(huán)，并將不供電的半波定義為非通電循環(huán)。在這種控制方法中，尤其是，不在半波基礎(chǔ)上執(zhí)行相位控制，這允許流動(dòng)的諧波電流的減小。同時(shí)，相位控制允許供電的多級(jí)控制，即使在短控制周期中也如此，并因此與通常的波數(shù)控制相比可縮短控制周期，結(jié)果是電流的改變周期被縮短，同時(shí)閃爍變得易于減少。但是，由電流檢測(cè)變壓器312通過電壓變換獲得的波形由于元件的固有特性而產(chǎn)生失真。尤其是，在檢測(cè)有效電流值的情況下，有效值由于波形的失真而改變，這降低了電流檢測(cè)精度。注意，電流檢測(cè)變壓器312中產(chǎn)生的失真量依據(jù)初級(jí)側(cè)輸入波形的振幅、相位角、頻率等而變化。尤其是，如果在初級(jí)側(cè)上的負(fù)載中存在急劇波動(dòng)，則電流檢測(cè)變壓器312中產(chǎn)生的失真量增大。在結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的上述方法中，因?yàn)橄辔豢刂坪筒〝?shù)控制在一個(gè)控制周期中切換，所以與傳統(tǒng)相位控制相比，負(fù)載電流的波動(dòng)較大，并因此難以精確地檢測(cè)電流。因此，根據(jù)本實(shí)施例，通過設(shè)計(jì)結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的控制波形以消除(cancel)由于電流檢測(cè)變壓器312導(dǎo)致的波形失真所產(chǎn)生的正誤差和負(fù)誤差，可在結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的上述方法中實(shí)現(xiàn)期望的精度。(根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的控制)圖9和10示出結(jié)合了相位控制和波數(shù)控制的方法的加熱器電力控制的模式例子。圖9為了描述根據(jù)本實(shí)施例的控制模式的效果，示出根據(jù)比較例的控制模式例子。圖10示出根據(jù)本實(shí)施例的加熱器電力控制的控制模式例子。在圖9和10中，假設(shè)將4個(gè)全波(=8個(gè)半波)設(shè)置為一個(gè)控制周期，其6個(gè)半波經(jīng)受波數(shù)控制，并且其2個(gè)半波經(jīng)受相位控制。范圍從0%至100%的供給到加熱器的電力被劃分成12份，對(duì)于這12份中的每一份確定用于接通加熱器202的位置(控制模式)。例如，在圖9中，在電力占空1/12 (=8. 3%)的情況下，執(zhí)行相位控制從而使第一半波和第二半波的電力占空變成33. 3%。相應(yīng)于剩余的6個(gè)半波的波數(shù)控制部分被全部關(guān)斷，由此使得在一個(gè)控制周期中供給大約8. 3%的電力。 例如，為了執(zhí)行相位控制從而使半波的電力占空變成33. 3%，通過將電力占空轉(zhuǎn)換成相應(yīng)于要供給的電力的電力比(占空D (%))的相位角(a (。))，CPU309將加熱器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(接通信號(hào))發(fā)送給晶體管307。例如，CPU309包括如下述表I中的這種數(shù)據(jù)，并基于下面的控制表來執(zhí)行控制。表I
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包含 定影部分，用于將記錄材料上形成的未定影調(diào)色劑圖像熱定影于所述記錄材料，所述定影部分包含通過從商用交流電源供給的電力產(chǎn)生熱的加熱器； 溫度感測(cè)元件，用于感測(cè)所述定影部分的溫度； 電力控制部分，用于根據(jù)所述溫度感測(cè)元件感測(cè)到的溫度來控制從所述商用交流電源供給到所述加熱器的電力，其中，所述電力控制部分每一個(gè)控制周期地根據(jù)感測(cè)溫度來設(shè)置電力比，所述一個(gè)控制周期被定義為交流波形中預(yù)定數(shù)量的連續(xù)半波；以及 電流檢測(cè)部分，設(shè)置在從所述商用交流電源到所述加熱器的供電路徑中，用于檢測(cè)所述供電路徑中流動(dòng)的電流，所述電流檢測(cè)部分包含變壓器和用于經(jīng)由所述變壓器來檢測(cè)所述電流的電流檢測(cè)電路， 其特征在于 與所設(shè)置的電力比之中的至少一個(gè)電力比相應(yīng)的波形包括 第一組和第二組，在第一組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的負(fù)半波和接通半波的至少一部分的正半波依次繼續(xù)，在第二組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的正半波繼續(xù)，或者 第一組和第二組，在第一組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的正半波和接通半波的至少一部分的負(fù)半波依次繼續(xù)，在第二組中，恰好在關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波之后，接通半波的至少一部分的負(fù)半波繼續(xù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的圖像形成裝置，其中，相應(yīng)于每個(gè)電力比的波形包括在所述一個(gè)控制周期中接通一個(gè)半波的一部分的半波、以及接通或關(guān)斷一個(gè)半波全部的半波。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的圖像形成裝置，其中，所述電流檢測(cè)電路包括用于檢測(cè)僅包括所述交流波形中的正半波和負(fù)半波中之一的電流的電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的圖像形成裝置，進(jìn)一步包含電源電路，所述電源電路連接到在從所述商用交流電源到所述加熱器的所述供電路徑的中途分支的線路， 其中，所述電流檢測(cè)部分對(duì)所述加熱器與所述電源電路之間的分支位置的商用交流電源側(cè)上的所述供電路徑中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的圖像形成裝置，其中，所述定影部分進(jìn)一步包含 環(huán)形帶，所述環(huán)形帶具有與所述加熱器接觸的內(nèi)表面；以及 壓輥，所述壓輥經(jīng)由所述環(huán)形帶與所述加熱器一起形成用于在承載所述未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料上執(zhí)行定影處理的定影壓合部。
全文摘要
本發(fā)明公開一種圖像形成裝置。與根據(jù)定影部分的溫度而設(shè)置的多個(gè)電力比之中的至少一個(gè)電力比相應(yīng)的波形包括第一組和第二組，在該第一組中，在完全關(guān)斷一個(gè)半波的半波之后，至少部分接通半波的負(fù)半波和至少部分接通半波的正半波依次繼續(xù)，在該第二組中，恰好在完全關(guān)斷一個(gè)半波的半波之后，至少部分接通半波的正半波繼續(xù)，由此能提高電流檢測(cè)的精確度。
文檔編號(hào)G03G15/00GK102778834SQ20121025069
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者佐藤啟, 志村泰洋 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社