Aparato de control de calentador accionable por corriente alterna.

Un aparato de control de calentador configurado y dispuesto para ser accionable por una corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias,

comprendiendo el aparato de control de calentador:

una parte de fuente de potencia de corriente alterna (2) configurada para recibir una corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias a partir de una fuente de potencia (1);

un circuito de detección de paso por cero configurado para detectar un punto de paso por cero de una forma de onda de tensión de la corriente alterna que va a suministrarse a un calentador (3) con el fin de generar una señal de paso por cero; y

unos medios configurados para controlar un suministro de potencia eléctrica al calentador (3) mediante el uso de la señal de paso por cero como una referencia;

en el que dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para determinar de manera temporal, en un instante de encendido de una potencia, que la frecuencia de la corriente alterna antes de que la frecuencia se haya detectado, es una frecuencia previamente determinada, con el fin de controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) sobre la base de la frecuencia previamente determinada;

en el que dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3), después de que se haya detectado la frecuencia de la corriente alterna, sobre la base de la frecuencia detectada, detectándose dicha frecuencia a partir de la señal de paso por cero;

caracterizado por que:

dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para determinar una frecuencia lo más alta de entre dicha pluralidad de frecuencias como la frecuencia previamente determinada antes de que la frecuencia se haya detectado con el fin de controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) sobre la base de la frecuencia previamente determinada.

Aparato de control de calentador accionable por corriente alterna ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a una técnica para controlar un calentador eléctrico y, de manera más particular, a un aparato y método de control de calentador para controlar un calentador eléctrico que se proporciona en un aparato de fijación de un aparato de formación de imagen tal como una máquina copiadora o una impresora que usa un método de electrofotografía.

2. Descripción de la técnica relacionada

Un aparato de formación de imagen que usa un método de electrofotografía, tal como una máquina copiadora o una impresora, comprende: una parte de formación de imagen que incluye un material fotosensible y una parte de cargador eléctrico, una parte de exposición, una parte de revelador, una parte de transferencia, etc., que se proporcionan alrededor del material fotosensible; y un dispositivo de fijación que fija una imagen de tóner que se transfiere sobre un papel de transferencia mediante la parte de transferencia. El dispositivo de fijación está provisto con un rodillo de fijación que tiene un calentador eléctrico en su interior. Con el fin de mantener la temperatura del rodillo de fijación constante, también se proporciona un dispositivo de control de calentador que controla el suministro eléctrico al calentador.

Tal tipo de un dispositivo de control de calentador se divulga en la solicitud de patente abierta a inspección pública de Japón con Ne 2000-322137. El dispositivo de control de calentador que se divulga en este documento de patente comprende: un triac que enciende y apaga el suministro eléctrico de una fuente de potencia comercial a un calentador; y unos medios de desencadenamiento que encienden el triac con un sincronismo previamente determinado con referencia a una señal de paso por cero que se emite a partir de un circuito de detección de paso por cero cuando una tensión de la corriente alterna de la fuente de potencia comercial se vuelve 0 voltios. Los medios de desencadenamiento emiten una señal de desencadenamiento con un sincronismo (ángulo de fase) previamente determinado en función de la señal de paso por cero que se ha mencionado en lo que antecede, y encienden el triac mediante la señal de desencadenamiento. El triac mantiene un estado de conducción hasta que se emite una señal de paso por cero subsiguiente. Por lo tanto, el ángulo de conducción en un semiciclo de la corriente alterna varía de acuerdo con el sincronismo de generación de la señal de desencadenamiento. De ese modo, puede cambiarse un valor efectivo de la tensión en corriente alterna (CA) que se aplica al calentador, y puede controlarse la potencia eléctrica que se suministra al calentador.

Debido a que el suministro de potencia al calentador se controla mediante un control de fase de un ángulo de conducción de los medios de conmutación tal como un triac en el dispositivo de control de calentador que se ha mencionado en lo que antecede, información que concierne a la frecuencia de fuente de potencia tal como una señal de paso por cero. No obstante, en Japón, por ejemplo, hay áreas en las que la frecuencia de la corriente alterna de la fuente de potencia comercial es o bien 50 Hz o bien 60 Hz. Incluso en un caso de este tipo, es deseable que el mismo aparato pueda usarse en una u otra área con independencia de las frecuencias. Por esta razón, es necesario detectar con precisión de manera automática la frecuencia de la corriente alterna que se suministra por la fuente de potencia, con el fin de determinar el sincronismo de encendido del triac dentro de cada semiciclo en respuesta a la frecuencia de la corriente alterna para generar la señal de desencadenamiento y realizar un control de fase del triac. Por lo tanto, un control de suministro de potencia para el calentador no puede iniciarse hasta que se haya completado la detección de la señal de paso por cero.

Adicionalmente, la forma de onda de una tensión de fuente de potencia no es siempre una onda sinusoidal completa. Es decir, la forma de onda de una tensión de fuente de potencia puede distorsionarse en un caso en el que, por ejemplo, una máquina que consume una gran potencia eléctrica se acciona en una planta o similar que se encuentra en las proximidades, o se usa una instalación de generación de potencia privada. Por consiguiente, la señal de paso por cero se ve perturbada por la distorsión de la forma de onda, lo que puede evitar una detección de frecuencia precisa. En un caso de este tipo, no puede realizarse el control de suministro de potencia que se ha mencionado en lo que antecede del calentador, lo que da como resultado una detección de un estado anómalo y una visualización de una visualización de error. Por lo tanto, el aparato de formación de imagen puede establecerse en un estado no operativo.

Por lo tanto, en la técnica que se divulga en el documento de patente que se ha mencionado en lo que antecede, se proporcionan unos primeros medios de generación de desencadenamiento y unos segundos medios de generación de desencadenamiento, los primeros medios de generación de desencadenamiento para generar una señal de desencadenamiento en sincronización con la señal de paso por cero y los segundos medios de generación de desencadenamiento para generar una señal de desencadenamiento en desincronización con la señal de paso por cero. Los primeros medios de generación de desencadenamiento se accionan cuando una señal de paso por cero

de una corriente alterna que se suministra por una fuente de potencia comercial es detectable, mientras que los segundos medios de generación de desencadenamiento se accionan cuando la señal de paso por cero no es detectable. De ese modo, aún cuando no es posible detectar una señal de paso por cero, puede controlarse la potencia eléctrica que se suministra a un objeto que ha de controlarse tal como un calentador de un dispositivo de fijación.

No obstante, la técnica que se ha mencionado en lo que antecede requiere un aumento en el coste de fabricación del aparato de formación de imagen debido a que son necesarios dos tipos de medios de generación de desencadenamiento. Además, un control de potencia eléctrica no puede iniciarse hasta que se conozca lo que respecta a si una señal de paso por cero es detectable por los medios de detección de señal de paso por cero. Adicionalmente, existe un problema ya que un control preciso sensible a la frecuencia de fuente de potencia no puede realizarse debido a que la potencia eléctrica que se suministra al calentador se controla mediante la realización de un control de fase de un triac usando una señal de desencadenamiento que es asincrona con la señal de paso por cero cuando se vuelve imposible detectar la señal de paso por cero.

Recientemente, se ha considerado que un tiempo de arranque de la fijación es importante como una especificación cuando se controla un calentador de un dispositivo de fijación que se proporciona en un aparato de formación de imagen. Por lo tanto, ni siquiera puede ignorarse un tiempo para detectar una frecuencia de fuente de potencia, y es deseable reducir dicho tiempo para detectar una frecuencia de fuente de potencia.

El documento EP-A-1 209 541 describe un aparato de calentamiento que tiene un miembro de generación de calor, un miembro de calentamiento calentado por el miembro de generación de calor, un miembro de detección de temperatura para detectar una temperatura del miembro de calentamiento y un dispositivo de control de suministro de potencia para controlar el suministro de potencia al miembro de generación de calor en función de una salida de detección del miembro de detección de temperatura, incluyendo los medios de control de suministro de potencia un primer control de suministro de potencia para aplicar una tensión de CA de una fase limitada al miembro de generación de calor y un segundo control de suministro de potencia para aplicar una tensión de CA de una fase no limitada al miembro de generación de calor, en el que el ENCENDIDO/APAGADO del suministro de potencia al miembro de generación de calor en función de la salida de detección del miembro de detección de temperatura no se efectúa durante el primer control de suministro de potencia.

El documento JP-A-05/035012 se refiere a un dispositivo de formación de imagen que evita que unos medios para controlar la tensión aplicada sobre la resistencia de calentamiento de un dispositivo de fijación se vuelvan extraordinariamente costosos mediante la detección de la fluctuación de la tensión de entrada mediante el uso de la señal de paso por cero de la tensión de entrada y una señal de desencadenamiento para decidir una tensión fijada en unos medios de control... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de control de calentador configurado y dispuesto para ser accionable por una corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias, comprendiendo el aparato de control de calentador:

una parte de fuente de potencia de corriente alterna (2) configurada para recibir una corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias a partir de una fuente de potencia (1);

un circuito de detección de paso por cero configurado para detectar un punto de paso por cero de una forma de onda de tensión de la corriente alterna que va a suministrarse a un calentador (3) con el fin de generar una señal de paso por cero; y

unos medios configurados para controlar un suministro de potencia eléctrica al calentador (3) mediante el uso de la señal de paso por cero como una referencia;

en el que dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para determinar de manera temporal, en un instante de encendido de una potencia, que la frecuencia de la corriente alterna antes de que la frecuencia se haya detectado, es una frecuencia previamente determinada, con el fin de controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) sobre la base de la frecuencia previamente determinada;

en el que dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3), después de que se haya detectado la frecuencia de la corriente alterna, sobre la base de la frecuencia detectada, detectándose dicha frecuencia a partir de la señal de paso por cero; caracterizado por que:

dichos medios para controlar el suministro de potencia eléctrica al calentador (3) están configurados además para determinar una frecuencia lo más alta de entre dicha pluralidad de frecuencias como la frecuencia previamente determinada antes de que la frecuencia se haya detectado con el fin de controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) sobre la base de la frecuencia previamente determinada.

2. El aparato de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de frecuencias son 50 Hz y 60 Hz, y dicha frecuencia previamente determinada es 60 Hz.

3. El aparato de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 2, que comprende:

el circuito de detección de paso por cero configurado para detectar un punto de paso por cero de la tensión de la corriente alterna que se suministra a dicho calentador (3) a partir de la parte de fuente de potencia de corriente alterna (2) que acepta una corriente alterna o bien de 50 Hz o bien de 60 Hz;

un circuito de conmutación (21) configurado para encender y apagar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3); y

una parte de control (41) configurada para controlar el encendido y apagado de dicho circuito de conmutación (21) con un sincronismo previamente determinado sobre la base de la señal de paso por cero que se emite a partir de dicho circuito de detección de paso por cero, en el que:

dicha parte de control (41) incluye un circuito de establecimiento configurado para establecer un temporizador de ángulo de fase (43) que determina un sincronismo de encendido de dicho circuito de conmutación (21), y un circuito de detección de frecuencia configurado para detectar la frecuencia de la corriente alterna que se suministra a dicha parte de fuente de potencia de corriente alterna (2) a partir de la señal de paso por cero del punto de paso por cero de la tensión de la corriente alterna mediante dicho circuito de detección de paso por cero que se genera por dicho circuito de detección de paso por cero;

en el instante de encendido de una potencia, el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) se controla mediante el establecimiento de un valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) de acuerdo con la frecuencia previamente determinada; y

el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) se controla, después de que se haya detectado la frecuencia de la corriente alterna mediante dicho circuito de detección de frecuencia, mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) de acuerdo con la frecuencia detectada.

4. El aparato de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 3, en el que dicha parte de control (41) está configurada para continuar el control del suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) sobre la base de la frecuencia previamente determinada cuando la frecuencia que se detecta por dicho circuito de detección de frecuencia no coincide con ninguna de la pluralidad de frecuencias.

5. El aparato de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que dicha parte de control (41) está configurada para almacenar información en una memoria no volátil (46), indicando la información que la frecuencia que se detecta por dicho circuito de detección de frecuencia no coincide con ninguna de la pluralidad de frecuencias y el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) se continúa mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) sobre la base de la frecuencia previamente determinada.

6. Un aparato de formación de imagen (50) que comprende:

un aparato de control de calentador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; un calentador (3; 64); y

un dispositivo de fijación equipado con dicho calentador (3; 64).

7. Un método de control de calentador de un calentador configurado y dispuesto para ser accionable por una corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias, comprendiendo el método de control de calentador: recibir la corriente alterna que tiene una de una pluralidad de frecuencias a partir de una fuente de potencia (1); detectar un punto de paso por cero de una forma de onda de tensión de la corriente alterna que va a suministrarse a un calentador (3) con el fin de generar una señal de paso por cero;

controlar un suministro de potencia eléctrica al calentador (3) mediante el uso de la señal de paso por cero como una referencia;

determinar de manera temporal, en un instante de encendido de una potencia, que la frecuencia de la corriente alterna antes de que la frecuencia se haya detectado es una frecuencia previamente determinada, con el fin de controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) sobre la base de la frecuencia previamente determinada; y

controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3), después de que se haya detectado la frecuencia de la corriente alterna, sobre la base de la frecuencia detectada, detectándose dicha frecuencia a partir de la señal de paso por cero; caracterizado por:

determinar una frecuencia lo más alta de entre dicha pluralidad de frecuencias como dicha frecuencia previamente determinada, en la etapa de determinar de manera temporal la frecuencia.

8. El método de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 7, en el que dicha pluralidad de frecuencias son 50 Hz y 60 Hz, y seleccionando 60 Hz como dicha frecuencia previamente determinada.

9. El método de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 8, en el que

controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3), en el instante de encendido de una potencia, mediante el establecimiento de un valor de temporizador de un temporizador de ángulo de fase (43) de acuerdo con la frecuencia previamente determinada, determinando el temporizador de ángulo de fase (43) un sincronismo de encendido de un circuito de conmutación (21); y

controlar el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3), después de que se haya detectado la frecuencia de la corriente alterna, mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) de acuerdo con la frecuencia detectada.

10. El método de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 9, que comprende además una etapa de continuación del control del suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) sobre la base de la frecuencia previamente determinada cuando la frecuencia detectada no coincide con ninguna de la pluralidad de frecuencias.

11. El método de control de calentador tal como se reivindica en la reivindicación 10, que comprende además una etapa de almacenamiento de información en una memoria no volátil (46), indicando la información que la frecuencia que se detecta por dicho circuito de detección de frecuencia no coincide con ninguna de la pluralidad de frecuencias y el suministro de potencia eléctrica a dicho calentador (3) se continúa mediante el establecimiento del valor de temporizador de dicho temporizador de ángulo de fase (43) sobre la base de la frecuencia previamente determinada.