控制系统以及图像形成装置技术领域
本发明涉及控制系统以及图像形成装置。
背景技术
激光打印机或复合机等的图像形成装置具备向定影装置等提供动力
的高压电源装置。对于这种高压电源装置，例如使用CPU(Central
Processing Unit：中央处理器)或ASIC(Application Specific Integrated
Circuit：专用集成电路)的PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)
进行控制。在高压电源装置的PWM控制中，控制装置对被控制装置输出
数字化的PWM信号。
进行PWM控制的CPU具有计时电路。然后，将计时电路的输出以
相对于外部引脚呈一对一的方式分配并输出。用于CPU等的半导体构件
的引脚数量越少则制造成本越低。因此，这种半导体构件中的一个引脚为
了多个功能而使用。
然后，在需要向CPU等输出大量的PWM信号时，存在不能完全确
保信号的输出数的问题，或分配到用于PWM信号的输出的引脚的其他功
能受限制的问题。
随着形成集成电路的电路图案的小型化的发展，出现了具备多个用于
生成PWM信号的计时电路的半导体构件。然而，由于半导体构件本身尺
寸大等原因，因此对于使引脚数量增加还有各种限制。
发明内容
一个实施方式的控制系统，具备：集成电路，具有生成多个PWM信
号的生成电路、在根据时钟信号而生成的移位时钟信号所示的时机下转换
所述PWM信号并生成串联信号的并联/串联转换电路、和控制所述生成电
路和所述并联/串联转换电路的控制电路；串联/并联转换电路，设置于所
述集成电路的外部，在所述移位时钟信号所示的时机下，将所述串联信号
转换为并联信号；以及锁存电路，锁存由所述串联/并联转换电路输出的所
述并联信号，将根据所述时钟信号而生成的锁存信号作为触发器输出。
此外，一个实施方式的图像形成装置，用于将图像形成在记录介质上，
所述图像形成装置具备：集成电路，具有生成多个PWM信号的生成电路、
在根据时钟信号而生成的移位时钟信号所示的时机下转换所述PWM信号
并生成串联信号的并联/串联转换电路、和控制所述生成电路和所述并联/
串联转换电路的控制电路；串联/并联转换电路，设置于所述集成电路的外
部，在所述移位时钟信号所示的时机下，将所述串联信号转换为并联信号；
锁存电路，锁存由所述串联/并联转换电路输出的所述并联信号，将根据所
述时钟信号而生成的锁存信号作为触发器输出；以及电源装置，根据来自
所述锁存电路的输出而提供电力。
附图说明
图1是示出本实施方式的图像形成装置的构成的图。
图2是示出图像形成装置的控制系统的框图。
图3是ASIC的框图。
图4是示出与ASIC关联的信号波形图。
图5是用于说明ASIC的移位寄存器的动作的图。
图6是用于说明高压电源装置的移位寄存器和锁存电路的动作的图。
图7是示出定影装置的构成的图。
图8是示出控制系统的变形例的图。
图9是示出控制系统的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。图1是示出本实施方式的图
像形成装置1的构成例的图。图像形成装置1是使用黄色、品红、青色、
黑色的色调剂的彩色激光打印机。图像生成装置1具有：壳体4、容纳于
壳体4的图像形成单元30、激光曝光装置13、供纸盒10、控制装置50、
和定影装置17。
壳体4是由树脂构成的矩形外壳，所述壳体的上表面形成有排纸部。
如图1所示，图像形成单元30具备四组图像形成站30Y、30M、30C、
30K、和中间转印带15。
图像形成站30Y、30M、30C、30K分别具有感光鼓31。感光鼓31
的周围配置有带电装置32、显影器34、和清洁器35。图像形成站30Y、
30M、30C、30K的感光鼓31如箭头所示朝+Y方向向右旋转。
感光鼓31各自的表面通过带电装置32而带电。感光鼓31各自的表
面被照射激光曝光装置13射出的激光。由此，在感光鼓31的表面形成静
电潜像。
显影器34具有黄色(Y)、品红(M)、青色(C)、或黑色(K)的色
调剂以及由载体构成的显影剂。显影器34向感光鼓31的上表面提供色调
剂。由此，在图像形成站30Y的感光鼓31将黄色(Y)的色调剂图像显
影。同样地，在图像形成站30M的感光鼓31将品红(M)的色调剂图像
显影，在图像形成站30C的感光鼓31将青色(C)的色调剂图像显影，
在图像形成站30K的感光鼓31将黑色(K)的色调剂图像显影。
中间转印带15卷绕驱动辊21、从动辊22、以及张力辊24、25。中间
转印带15被图像形成站30Y、30M、30C、30K各自的一次转印辊36按
压到图像形成站30Y、30M、30C、30K各自的感光鼓31上。此外，驱动
辊21的附近配置有二次转印辊23。
在图像形成单元30，通过驱动驱动辊21，中间转印带15向箭头所示
方向旋转，图像形成站30Y、30M、30C、30K各自的感光鼓31形成的色
调剂图像按顺序转印于中间转印带15。此时，感光鼓31的表面残留的色
调剂通过清洁器35清洁。
供纸盒10装卸自由地设置于壳体4。供纸盒10容纳形成图像的记录
介质的纸张P。
供纸盒10容纳的纸张P经由由拾取辊42、对位辊44、排纸辊43构
成的输送系统40而输送。具体来说，纸张P被拾取辊42从供纸盒10抽
出。从供纸盒10抽出的纸张P通过对位辊44在中间转印带15和二次转
印辊23之间输送。然后，若经由定影装置17到达排纸辊43，则通过排纸
辊43向形成于壳体4的排纸部排纸。
图2是示出图像形成装置1的控制系统的框图。控制装置50具备
CPU、作为该CPU的操作区域的主存储部、具有磁盘或半导体存储器等
的非易失性存储器的辅助记忆部、和用户界面。
如图2所示，控制装置50连接有图像形成单元30、激光曝光装置13、
定影装置17、输送系统40、和高压电源装置60。控制装置50全面控制图
像形成单元30、激光曝光装置13、定影装置17、输送系统40、和高压电
源装置60。
高压电源装置60用作二次转印辊23、带电装置32、和显影器34的
电源。该高压电源装置60通过具备控制装置50的ASIC500进行控制。图
3是ASIC500与高压电源装置60的接口的框图。如图3所示，ASIC500
具有预分频器501、分频器502、503、定序器504、比较电路505、选择
器506、和进行并联-串联转换的移位寄存器507。ASIC500是例如用于输
出4ch的信号的IC。
预分频器501输出作为ASIC500的动作标准的时钟信号CLK。如图4
所示，时钟信号是周期为T的矩形波信号。如图3所示，时钟信号CLK
输出到定序器504和分频器502。
分频器502将时钟信号CLK分频为1/4而生成移位时钟信号TIN。如
图4所示，移位时钟信号TIN是周期为4T的矩形波信号。如图3所示，
移位时钟信号TIN输出到定序器504和分频器503。
分频器503将移位时钟信号TIN分频为1/4而生成信号TLTEN。如图
4所示，信号TLTEN是周期为16T的信号。如图3所示，信号TLTEN输
出到定序器504。
定序器504是以信号TLTEN作为基准，计数4比特的计时器。然后，
将计数结果作为信号TMR输出到各比较电路505。
此外，如图4所示，定序器504生成与信号TLTEN的下降同步下降
的锁存信号LATCH。然后，定序器504输出锁存信号LATCH和移位时钟
信号。锁存信号LATCH以及移位时钟信号TIN输出到移位寄存器507和
高压电源装置60。
针对移位寄存器507的输入端口配置比较电路505。比较电路505对
信号TMR与设置在移位寄存器507的输入端口的PWM寄存器所输出的
信号REG0～REG3进行比较。比较电路505输出根据信号TMR的值与信
号REG0～REG3的值的比较结果来输出信号PWM0～PWM3。在使用4
比特的计时器的情况下，如图5的概念图所示，信号PWM0是由
PWM0_0～PWM0_31的数据构成的32比特的信号。同样地，信号PWM1～
PWM3是分别由PWM1_0～PWM1_31、PWM2_0～PWM2_31、PWM3_0～
PWM3_31的数据构成的32比特的信号。
在ASIC500中，信号REG0～REG3各自经由缓冲器508输出。缓冲
器508暂时保管信号REG0～REG3。然后，根据从定序器504输出的未图
示的负载信号输出信号REGO～REG3。根据LOAD信号在PWM信号的
一个周期内更新一次比较电路505的基准值。信号PWM0～PWM3的波形
能够控制在设定之内。
选择器506对应比较电路505而设置。选择器506用于选择性输出
ASIC500的通用信号与信号PWM0～PWM3中的任一个。一般，选择器
506选择信号PWM0～PWM3，并输出到移位寄存器507。由此，信号
PWM0～PWM3以并联的方式按顺序输出到移位寄存器507。
移位寄存器507与移位时钟信号TIN同步，并选择性输出信号
PWM0～PWM3。由此，如图5的概念图所示，由信号PWM0～PWM3各
自的数据PWM0_0～PWM0_31、PWM1_0～PWM1_31、PWM2_0～
PWM2_31、PWM3_0～PWM3_31构成的串联信号D0被输出至高压电源
装置60。
如图3所示，高压电源装置60具有进行串联-并联转换的移位寄存器
61以及锁存电路62。
移位寄存器61将构成输入的串联信号D0的数据PWM0_0～
PWM0_31、PWM1_0～PWM1_31、PWM2_0～PWM2_31、PWM3_0～
PWM3_31与移位时钟信号TIN同步并取出。然后，将取出的数据按照顺
序作为信号PWM0、PWM1、PWM2、PWM3，分配到锁存电路62的四
个端口P0～P3。由此，数据PWM0_0～PW3_0、PWM0_1～
PW3_1、…PWM0_31～PWM3_31按顺序输出到锁存电路62的端口P0～
P4。
锁存电路62将分配到端口P0～P3的数据PWM0_n～PWM3_n按顺
序锁存。然后，与锁存信号LATCH的下降同步，输出锁存后的数据
PWM0_n～PWM3_n。由此，参照图6的概念图可知，数据PWM0_n～
PWM3_n解调为向ASIC500的移位寄存器507输入的信号PWM0～
PWM3。
在高压电源装置60中，根据通过上述解调得到的信号PWM0～PWM3
调整输出。
图7是示出定影装置17的构成的图。定影装置17具有：加压辊200、
定影带300、加热单元100、加圧块(加圧パット)314、保持构件313、
铝构件311、和整磁构件310。
定影带300是以长度方向作为Y轴方向的环状的构件，呈与加压辊
200平行的状态而配置。定影带300是将例如聚酰亚胺套作为素材的构件。
定影带300的外侧形成有Ni层、Cu层等的金属层。定影带300以保持构
件313为中心，可旋转地支承。
加热单元100接近定影带300而配置。加热单元100具备由铁氧体形
成的芯110和线圈112。线圈112通过流动高频电流而产生磁通量。该磁
通量通过与定影带300的Ni层以及Cu层交链而加热定影带300。在加热
单元100中芯110作为磁屏蔽而发挥作用。因此，仅在线圈112的-X侧产
生磁通量。
保持构件313是以长度方向作为Y轴方向的构件。保持构件313在被
定影带300插入的状态而固定。保持构件313的-X侧固定加压块314，保
持构件313的+X侧固定弹性构件312。
加压块314是以长度方向作为Y轴方向的构件。加压块314由具有耐
热性的酚醛树脂构成，定影带300的内侧保持有保持构件313。加压块314
的-X侧的面沿着定影带300的内侧的面整形为弯曲形状。
弹性构件312例如为压力弹簧，-X侧一端固定于保持构件313。然后，
在弹性构件312的+X侧一端，经由沿定影带300弯曲的铝构件311安装
有整磁构件310。
整磁构件310是和线圈112具有同等大小的构件。整磁构件310具有
若温度高于居里点则导磁率降低的性质。因此，若定影带300的温度上升
到某种程度，则交链定影带300的磁通量减少。因此，抑制了定影带300
的温度的上升。
加压辊200具备以长度方向作为Y轴方向的金属制造的芯材、和层叠
在芯材的外周面的橡胶层等。加压辊200在朝向定影带300的方向(+X
方向)上通过未图示的弹性构件施力。因此，加压辊200经由定影带300
按压加压块314。因此，成为了加压辊200的表面和定影带300的表面贴
合的状态。
在如上述构成的定影装置17中，若加压辊200通过未图示的旋转机
构旋转，则定影带300从动。此外，在该状态下，若向线圈112提供高频
率电流，则定影带300会被加热。定影带300被加热到预定的目标温度为
止。目标温度因图像形成装置1的机械种类或规格而不同。例如，目标温
度为能够使形成于纸张上的色调剂图像定影在纸张上的温度。
在通过如上述构成的图像形成装置1进行印刷的情况下，纸张P经由
拾取辊42从供纸盒10抽出，通过对位辊44在中间转印带15与二次转印
辊23之间输送。
与上述动作同时进行，在图像形成单元30中，在图像形成站30Y、
30M、30C、30K各自的感光鼓31所形成的色调剂图像按顺序转印到中间
转印带15。因此，中间转印带15形成由黄色(Y)的色调剂、品红(M)
的色调剂、青色(C)的色调剂、黑色(K)的色调剂构成的色调剂图像。
中间转印带15与二次转印辊23之间输送的纸张P通过中间转印带
15与二次转印辊23时，在中间转印带15形成的色调剂图像转印到纸张P。
此时，中间转印带15的表面残留的色调剂被清洁器41清洁。
当纸张P转印的色调剂图像在纸张P通过定影装置17时，定影纸张
P。由此，在纸张P上形成图像。形成图像的纸张P，通过排纸辊43，排
出到形成于壳体4的排纸部。
如上所述，在本实施方式中，用来控制高压电源装置60的信号
PWM0～PWM3在ASIC500的内部被并联-串联转换而作为串联信号D0
输出。然后，串联信号D0在高压电源装置60的内部，通过串联-并联的
转换，解调为PWM0～PWM3。如此，由ASIC500输出的串联信号由于
在ASIC500的外部扩张为多个信号，因此，能够减少用来控制高压电源装
置60的ASIC500的引脚的个数。因此，能够减少ASIC500的制造成本。
在上述实施方式的ASIC500中，若信号PWM0～PWM3的频率为
PWMF、信号PWM0～PWM3的分辨率为M比特，则锁存信号LATCH
的频率表示为PWMF×2M。此外，如果将作为并联-串联转换的对象的数
据数为n，则数据传输频率、即移位时钟信号TIN的频率以PWMF×2M
×n表示。
也就是说，在ASIC500中，由于信号PWM0～PWM3的分辨率为4
比特，因此，锁存信号LATCH的频率为PWMF×24。此外，移位时钟信
号TIN的频率为PWMF×24×4。
以上，虽然说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，为了方便说明，说明了与ASIC500的四个端口
对应的4ch的情况。并不限于此，在使用通用的移位寄存器的情况下等，
ASIC也可为与八个端口对应的8比特的ASIC。在这种情况下，根据时钟
信号CLK生成的信号TLTEN的频率根据ASIC500的比特数设定即可。
具体而言，在与ASIC的八个端口对应的8比特的ASIC的情况下，通过
将移位时钟信号TIN8分频，生成信号TLTEN即可。
在本实施方式中，为了方便说明，说明了信号PWM0～PWM3的分辨
率为4比特的情况。并不限于此，信号PWM0～PWM3的分辨率能够任意
设定。在这种情况下，使用与分辨率对应比特数的计时器，使锁存信号
LATCH的周期与串联信号D0的周期一致即可。
在本实施方式中，说明了使用控制装置50的ASIC500，控制向二次
转印辊23、带电装置32、显影器34提供动力的高压电源装置60的情况。
并不限于此，例如，如图8所示，向定影装置17的线圈112提供动力的
IH电源70也可使用ASIC500控制。
在本实施方式中，如图3所示，说明了高压电源装置60具有进行串
联-并联转换的移位寄存器61的情况。并不限于此，例如如图9所示，可
将移位寄存器61设置于控制装置50。在这种情况下，由ASIC500输出的
串联信号由于在ASIC500的外部扩张为多个信号，也能够消减用来控制高
压电源装置60的ASIC500的引脚的个数。因此，能够减少ASIC500的制
造成本。
此外，移位寄存装置61可与ASIC500分开设置，可设置于高压电源
装置60或控制装置50之外的设备等。
对若干实施方式进行了说明，但是，这些实施方式只是作为例子而提
出，并不用于限定发明的范围。而且，可以以其它各种形式来实施这些新
的实施方式：在不脱离发明的主旨的范围内，可对这些实施方式进行各种
省略、置换、变更。这些形式及其变形都包含在本发明的范围和主旨中，
同样，包含在记载于权利要求书及其等同的范围之内。