(57)【要約】【課題】定着器を構成する加熱部への突入電流を抑制するためのより複雑な制御を容易に実現できるとともに、消費電力の増大を可能な限り抑制した画像形成装置を提供する。【解決手段】温度センサにより検出される温度が第１しきい値を下回ると、起動トリガ信号が発生されるとともに、ヒータへの電力供給が開始される。この起動トリガ信号に応答して、ＣＰＵは、休止状態から活性状態に遷移するとともに、所定期間に亘って、突入電流抑制制御を実行する。この突入電流抑制制御の実行後、ＣＰＵは、ヒータ制御指令をＯＮ状態に維持する。その後、温度センサにより検出される温度が第２しきい値を上回ると、ＣＰＵは自己遮断を行ない、休止状態へ遷移する。そして、起動トリガ信号が再度発生されるまで、休止状態を維持する。【選択図】図８
2010164711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上のトナー像を定着するための、加熱部を含む定着ローラと、
前記加熱部に加熱用の電力を供給する定着駆動回路と、
プロセッサを含み、前記定着駆動回路を制御する制御モジュールと、
前記定着ローラの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出される温度が予め設定された第１しきい値を下回ると、前記制御モジュールに対して第１トリガ信号を発生する比較回路とを備え、
前記制御モジュールの前記プロセッサは、
前記第１トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、前記加熱部に対する突入電流を抑制するように前記定着駆動回路を制御し、
前記突入電流を抑制するための制御の実行後、所定タイミングで前記活性状態から前記休止状態に遷移する、画像形成装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、プログラムを実行することで、前記突入電流を抑制するための制御を行なう、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記定着駆動回路から前記加熱部への電力供給の開始、または前記定着駆動回路から前記加熱部への電力供給の停止、が必要のない期間において前記休止状態に維持される、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記突入電流を抑制するための制御の実行後、前記温度検出手段により検出される温度が予め設定された第２しきい値を上回ると、前記活性状態から前記休止状態に遷移する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記比較回路は、前記温度検出手段により検出される温度が予め設定された第２しきい値を上回ると、前記制御モジュールに対して第２トリガ信号をさらに発生し、
前記プロセッサは、
前記第１トリガ信号に応答して前記突入電流を抑制するための制御の実行後、前記定着駆動回路から前記加熱部へ電力の供給が継続されるように制御信号の出力を維持したまま前記活性状態から前記休止状態に遷移し、
前記第２トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、前記定着駆動回路から前記加熱部へ電力の供給を停止し、その後、前記活性状態から前記休止状態に遷移する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱部は、抵抗発熱体である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記突入電流を抑制するための制御は、前記定着駆動回路から前記加熱部へ供給される電流を断続することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、待機モードにおける消費電力を低減可能な電子写真式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置（複写機やプリンタなど）においては、紙などの記録媒体に対して撮像部で形成されたトナー像が転写され、そのトナー像が加熱および加圧されることで定着される。この定着処理を行なう定着器は、加熱を行なうための加熱ローラおよび加圧を行なうための加圧ローラを含む。
【０００３】
ところで、画像形成装置の消費電力を低減するために、さまざまな取り組みがなされている。このような取り組みの一例として、プリント処理（画像形成）が一定期間なされないと、通常モードから各部の消費電力を低減するための待機モードに移行するような処理が一般的に組み込まれている。このような待機モードにおける消費電力の低減対象として、上述のような定着器では、加熱ローラの加熱部（ヒータ）での消費電力を低減するための処理が行なわれる。
【０００４】
具体的には、待機モードから通常モードに短時間で復帰できるように、加熱ローラの温度をより少ない消費電力で所定の温度範囲に維持するような制御がなされる。
【０００５】
このような待機モードにおける消費電力における定着器の温度制御に関する先行技術としては、たとえば、特開２００２−２６８４４１号公報（特許文献１）が知られている。この特開２００２−２６８４４１号公報（特許文献１）には、画像形成装置の定着部を省エネルギ状態から画像形成可能な状態へ移行させるためにかかる時間を短縮する構成が開示されている。
【０００６】
また、加熱部（ヒータ）への通電開始直後に発生する突入電流およびそれに伴うフリッカ発生を抑制することも行なわれる。たとえば、特開２００４−１７７５７９号公報（特許文献２）には、高調波の低減とスイッチングノイズ低減と図ることを可能にした定着装置の制御装置および画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２６８４４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の特開２００４−１７７５７９号公報（特許文献２）に開示されるように、ハードウェア回路を用いた構成であっても、ある程度の突入電流およびそれに伴うフリッカ発生の抑制が可能であるが、より複雑な制御を行なう必要がある場合にはコストアップが避けられない。また、改良された制御方法を適用しようとしても、ハードウェア回路自体を再設計する必要があり、柔軟性に乏しいという課題がある。
【０００９】
一方、ハードウェア回路に代えて、ソフトウェアを用いて、多種多様な制御を行なわせることも考えられるが、このようなソフトウェアを実行するプロセッサを追加することで、消費電力が増加するというデメリットを生じ得る。
【００１０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、定着器を構成する加熱部への突入電流を抑制するためのより複雑な制御を容易に実現できるとともに、消費電力の増大を可能な限り抑制した画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のある局面に従う画像形成装置は、記録媒体上のトナー像を定着するための、加熱部を含む定着ローラと、加熱部に加熱用の電力を供給する定着駆動回路と、プロセッサを含み、定着駆動回路を制御する制御モジュールと、定着ローラの温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出される温度が予め設定された第１しきい値を下回ると、制御モジュールに対して第１トリガ信号を発生する比較回路とを有する。制御モジュールのプロセッサは、第１トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、加熱部に対する突入電流を抑制するように定着駆動回路を制御し、突入電流を抑制するための制御の実行後、所定タイミングで活性状態から休止状態に遷移する。
【００１２】
好ましくは、プロセッサは、プログラムを実行することで、突入電流を抑制するための制御を行なう。
【００１３】
好ましくは、プロセッサは、定着駆動回路から加熱部への電力供給の開始、または定着駆動回路から加熱部への電力供給の停止、が必要のない期間において休止状態に維持される。
【００１４】
好ましくは、プロセッサは、突入電流を抑制するための制御の実行後、温度検出手段により検出される温度が予め設定された第２しきい値を上回ると、活性状態から休止状態に遷移する。
【００１５】
好ましくは、比較回路は、温度検出手段により検出される温度が予め設定された第２しきい値を上回ると、制御モジュールに対して第２トリガ信号をさらに発生する。また、プロセッサは、第１トリガ信号に応答して突入電流を抑制するための制御の実行後、定着駆動回路から加熱部へ電力の供給が継続されるように制御信号の出力を維持したまま活性状態から休止状態に遷移し、第２トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、定着駆動回路から加熱部へ電力の供給を停止し、その後、活性状態から休止状態に遷移する。
【００１６】
好ましくは、加熱部は、抵抗発熱体である。
好ましくは、突入電流を抑制するための制御は、定着駆動回路から加熱部へ供給される電流を断続することを含む。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、定着器を構成する加熱部への突入電流を抑制するためのより複雑な制御を容易に実現できるとともに、消費電力の増大を可能な限り抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の要部を示す概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従う加熱ローラの温度制御を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態１に従う突入電流抑制制御の内容を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置の起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。
【図６】この発明に実施の形態１に従う画像形成装置の制御モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に従う定着駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１に従う画像形成装置１における突入電流抑制制御に係るＣＰＵの状態を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態１に従う突入電流抑制制御の別形態の内容を説明するための図である。
【図１０】図９に示す突入電流抑制制御に適した定着駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置の起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に従う画像形成装置における突入電流抑制制御に係るＣＰＵの状態を説明するための図である。
【図１３】この発明の実施の形態２の変形例に従う画像形成装置の起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２０】
［実施の形態１］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置１の構成を示す概略断面図である。図１には、本発明に係る電子写真式の画像形成装置の典型例として、カラープリントが可能なタンデム式の画像形成装置１を例示する。
【００２１】
図１を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１は、制御部２と、トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫと、中間ベルトユニット３と、定着器ユニット４とを含む。
【００２２】
制御部２は、後述するように、画像形成装置１全体の制御を司る。
トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫ、中間ベルトユニット３、および定着器ユニット４は、紙などの記録媒体１２に対して、画像形成を行なうための作像部を構成する。
【００２３】
トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫは、それぞれ「シアン」「マゼンタ」「黄色」「黒」のトナー像を形成する。以下、トナーカートリッジユニットＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫを「トナーカートリッジユニットＴＣ」とも総称する。
【００２４】
トナーカートリッジユニットＴＣの各々は、トナー像を担持する感光体２０と、感光体２０を帯電する帯電部２４と、画像パターンを露光する露光部２２と、画像パターンをトナー像として現像する現像部２６と、感光体２０上の転写残トナーを取除く感光体クリーナ２８とを含む。
【００２５】
中間ベルトユニット３は、トナーカートリッジユニットＴＣのそれぞれの感光体２０上に形成された４色のトナー像を重ねて画像形成する中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０上に形成されたトナー像（４色合成）を記録媒体１２上に転写する２次転写ローラ３６，３７と、中間転写ベルト３０上のトナー像の濃度を検出する濃度センサ３２と、中間転写ベルト３０上の転写残トナーを取除く中間転写ベルトクリーナ３８とを含む。
【００２６】
定着器ユニット４は、中間ベルトユニット３によって記録媒体上に転写されたトナー像を定着する。より具体的には、定着器ユニット４は、記録媒体上のトナー像を加熱する加熱ローラ４０と、記録媒体上のトナー像を加圧する加圧ローラ４１と、加熱ローラ４０の表面温度を測定する温度センサ４２とを含む。
【００２７】
また、画像形成装置１は、記録媒体収納部１０と、搬送ガイド１４と、給紙ローラ１６と、タイミングローラ５０，５１と、排出ローラ５２，５３とを含む。これらは、記録媒体を搬送するための搬送部を構成する。また、記録媒体収納部１０の底部には、記録媒体の残量を検出するための残量検出センサ１８が設けられる。
【００２８】
次に、画像形成装置１の画像形成に係る動作を説明する。記録媒体収納部１０に装填された紙などの記録媒体１２は、給紙ローラ１６の回転によって、搬送ガイド１４に沿って給紙される。そして、記録媒体１２は、搬送経路に沿って搬送されて、タイミングローラ５０，５１まで到達すると、一旦停止される。この記録媒体１２の搬送と並行して、トナーカートリッジユニットＴＣの各々では、画像形成されるべき画像パターンに応じたトナー像が作像され、中間転写ベルト３０上では、それぞれのトナーカートリッジユニットＴＣで作像されたトナー像が重ね合わされる。この中間転写ベルト３０上に作像されたトナー像とタイミングを一致させて、タイミングローラ５０，５１は、記録媒体１２を２次転写ローラ３６，３７へ給紙する。すると、２次転写ローラ３６，３７によって、中間転写ベルト３０上に作像されたトナー像が記録媒体１２へ転写される。さらに、トナー像が転写された記録媒体１２は、定着器ユニット４へ搬送され、加熱ローラ４０および加圧ローラ４１によって、そのトナー像が定着される。さらに、トナー像が定着された記録媒体１２は、排出ローラ５２，５３によって排出トレイ５４へ排出される。
【００２９】
さらに、画像形成装置１は、内部の冷却を行なうための冷却ファン６０および冷却空気を取り入れるための開口部６２を含む。
【００３０】
さらに、原稿から画像データを読取るためのスキャナや、ファクシミリの送受信を行なうファクシミリ処理部などをさらに設けてもよい。
【００３１】
＜構成および処理の概要＞
図２は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置１の要部を示す概略図である。
【００３２】
図２を参照して、定着器４は、ヒータ４３を内蔵する加熱ローラ４０と、加圧ローラ４１と、加熱ローラ４０の表面の温度を検出する温度センサ４２とを含む。ヒータ４３は、供給される電力を受けて発熱する抵抗発熱体であり、加熱ローラ４０の幅方向に対応する長さを有しており、加熱ローラ４０の内部から加熱ローラ４０の表面を昇温する。温度センサ４２は、典型的には、加熱ローラ４０の表面から所定距離だけ離れた位置に配置されたサーミスタであり、加熱ローラ４０の表面温度に応じた抵抗値を生じる。なお、温度センサ４２としては、加熱ローラ４０の表面温度を検出できれば、いずれの種類のセンサを用いてもよく、上述のサーミスタに代えて、赤外線式の温度センサなどを採用することもできる。
【００３３】
制御部２は、制御モジュール１００と、比較回路２００と、定着駆動回路３００とを含む。制御モジュール１００は、後述するように、プロセッサを含む。そして、このプロセッサが予め用意されたプログラムを実行することで、定着駆動回路３００に対して、ヒータ制御指令を与えることで、加熱ローラ４０に内蔵されるヒータ４３に加熱用の電力が供給される。比較回路２００は、温度センサ４２により検出される温度と予め設定されたしきい値とを比較して、制御モジュール１００に対して起動トリガ信号を発生する、ハードウェア回路である。より具体的には、比較回路２００は、後述するように、待機モードにおいて加熱ローラ４０の表面温度を所定範囲に維持するためにヒータ４３を昇温状態（ＯＮ状態）にするための予め設定されたしきい値を、温度センサ４２により検出される温度が下回ると、起動トリガ信号を発生する。また、比較回路２００は、温度センサ４２により検出される温度を示す温度信号を制御モジュール１００へ出力する。定着駆動回路３００は、ヒータ制御指令に従って、ヒータ４３に加熱用の電力を供給する。基本的な動作として、定着駆動回路３００は、加熱ローラ４０を昇温する必要がある期間において、規定の電力をヒータ４３に供給するとともに、加熱ローラ４０を昇温する必要がない期間において、ヒータ４３への電力供給を停止する。
【００３４】
特に、本実施の形態に従う制御モジュール１００のプロセッサは、休止状態（アクティブ）と活性状態（スリープ）との間で選択的に遷移することができる。そして、制御モジュール１００のプロセッサは、起動トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、ヒータ４３に対する突入電流を抑制するように定着駆動回路３００を制御する。続いて、制御モジュール１００のプロセッサは、突入電流を抑制するための制御の実行後、所定タイミングで活性状態から休止状態に遷移する。すなわち、制御モジュール１００のプロセッサは、ヒータ４３を停止状態（ＯＦＦ状態）から昇温状態（ＯＮ状態）に切換える必要がある場合に、活性化して、突入電流の抑制制御を実行する。これに対して、定着駆動回路３００からヒータ４３への電力供給の開始、または定着駆動回路３００からヒータ４３への電力供給の停止の必要がない期間において、制御モジュール１００のプロセッサは、休止状態に維持される。
【００３５】
＜温度制御＞
図３は、この発明の実施の形態１に従う加熱ローラの温度制御を説明するための図である。なお、図３には、基本的には、本実施の形態に従う画像形成装置１が待機モードにある場合に実行される温度制御の例を示すが、その他のモードにおいても、同様の温度制御を行なってもよい。
【００３６】
図３（ａ）を参照して、待機モードにおいては、加熱ローラ４０の表面が基準の待機温度から所定範囲内に維持されるように、ヒータ４３がＯＮ／ＯＦＦ制御される。より具体的には、ヒータ４３への電力供給は、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からβだけ低い値（第１しきい値）を下回ると開始される（図３（ｂ）に示す時刻ｔ２およびｔ６）。このヒータ４３への電力供給は、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からαだけ高い値（第２しきい値）を上回るまで継続される（図３（ｂ）に示す時刻ｔ３）。このように、ヒータ４３への電力供給は、基準の待機温度を中心としたヒステリシスをもった特性に従って、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３７】
なお、第１および第２しきい値を定めるαおよびβの値は、互いに一致するように決定してもよいし、あるいは異なる値としてもよい。
【００３８】
＜突入電流抑制制御＞
図４は、この発明の実施の形態１に従う突入電流抑制制御の内容を説明するための図である。
【００３９】
上述したように、ヒータ４３は抵抗発熱体であるため、電力の供給開始時に、突入電流が発生し、この突入電流によってフリッカなどが生じ得る。そこで、本実施の形態に従う画像形成装置１では、図４（ａ）に示すように、ヒータ４３に電力の供給を開始するタイミングおよびその開始から所定期間に亘って、定着駆動回路３００からヒータ４３へ供給される電流を断続（スイッチング）する（図４（ａ）に示す突入電流抑制期間）。
【００４０】
より具体的には、図４（ｂ）に示すように、定着駆動回路３００からヒータ４３へＴ１の間だけ電流を流し、引き続くＴ２の期間は電流の供給を停止する。以下、この期間Ｔ１およびＴ２における動作を所定期間に亘って繰り返し、ヒータ４３へ供給される電流の急激な増大を抑制する。
【００４１】
なお、期間Ｔ１およびＴ２は、電源の電圧・周波数およびヒータ４３のインピーダンスなどに応じて適宜設定されるが、一例としては、数〜１０数ｍｓｅｃのオーダーの値が好ましい。
【００４２】
制御モジュールのプロセッサは、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からβだけ低い値（第１しきい値）を下回ると発生される起動トリガ信号に応答して、休止状態から起動状態に遷移するとともに、定着駆動回路３００において図４（ｂ）に示すようなスイッチング動作を行なわせるためのヒータ制御指令を生成する。
【００４３】
＜回路構成＞
図５は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置１の起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。図６は、この発明に実施の形態１に従う画像形成装置１の制御モジュール１００の概略構成を示すブロック図である。図７は、この発明の実施の形態１に従う定着駆動回路３００の概略構成を示すブロック図である。
【００４４】
図５を参照して、比較回路２００は、比較器２０２と、抵抗２０４，２０６，２０８とを含む。抵抗２０４および抵抗２０６は、それぞれ抵抗値Ｒ１およびＲ２をもつ。抵抗２０４と抵抗２０６とは、電源ノードＶＣＣと接地ノードＧＮＤとの間に直列接続されるとともに、抵抗２０４と抵抗２０６との間のノードＮ１は、比較器２０２の一方端子に接続される。
【００４５】
また、抵抗２０８は抵抗値Ｒ３をもつ。抵抗２０８とサーミスタである温度センサ４２とは、電源ノードＶＣＣと接地ノードＧＮＤとの間に直列接続されるとともに、抵抗２０８と温度センサ４２との間のノードＮ２は、比較器２０２の他方端子に接続される。
【００４６】
このように、抵抗２０４および２０６と、抵抗２０８および温度センサ４２とは、ブリッジ回路を構成する。
【００４７】
比較器２０２は、一方端子に接続されるノードＮ１の電位と、他方端子に接続されるノードＮ２の電位とを比較し、ノードＮ２の電位がノードＮ１の電位を下回ると、起動トリガ信号を発生する。すなわち、サーミスタは、自身の温度上昇に伴ってその抵抗値が増大する。したがって、サーミスタである温度センサ４２により検出される温度が上昇すると、抵抗２０８に比較して、より多くの電圧降下が温度センサ４２で生じるようになる。そのため、ノードＮ２の電位（接地ノードＧＮＤとノードＮ２との間の電位差）は、加熱ローラ４０の温度上昇に伴って増大し、加熱ローラ４０の温度降下に伴って減少する。ここで、抵抗２０４および抵抗２０６のそれぞれの抵抗値Ｒ１およびＲ２を、予め設定されたしきい値に応じた比率となるように選択しておくことで、加熱ローラ４０の表面温度が予め設定されたしきい値を下回ったタイミングで、起動トリガ信号を発生させることができる。
【００４８】
また、ノードＮ２の電位が温度信号として、制御モジュール１００へ出力される。
なお、図５には、温度センサ４２としてサーミスタを用いた場合に適したブリッジ回路を含む構成を示すが、赤外線式の温度センサなどのように、センサ自身が温度を示す信号を出力するような場合には、このセンサから出力される信号に基づいて、起動トリガ信号を発生させてもよい。
【００４９】
図６を参照して、制御モジュール１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６と、クロック発生器１０８と、入力ｐｏｒｔ１１０と、出力ｐｏｒｔ１１２とを含む。これらの各部は、バスＢＵＳに対して互いにデータ通信可能に接続される。
【００５０】
ＣＰＵ１０２は、プロセッサの典型例であり、ＲＯＭ１０６などに予め格納されている各種処理を実行するためのプログラムをＲＡＭ１０４などに展開して実行することで、本実施の形態に従う突入電流抑制制御が提供される。ＲＡＭ１０４は、揮発性メモリであり、ワークメモリとして使用される。より具体的には、ＲＡＭ１０４には、実行されるプログラム自体に加えて、各種変数データが一時的に格納される。
【００５１】
クロック発生器１０８は、ＣＰＵ１０２の演算処理、およびＣＰＵ１０２によるＲＡＭ１０４やＲＯＭ１０６などへのアクセスを実行するための基準パルスを発生する。
【００５２】
入力ｐｏｒｔ１１０は、フォトカプラやＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器などを含んで構成され、制御モジュール１００の外部から入力される各種信号を受取り、ＣＰＵ１０２などに出力する。より具体的には、入力ｐｏｒｔ１１０には、比較回路２００からの温度信号および起動トリガ信号が入力される。
【００５３】
出力ｐｏｒｔ１１２は、トランジスタやＤ／Ａ（Digital to Analog）変換器などを含んで構成され、ＣＰＵ１０２などの内部コマンドに応じた信号を制御モジュール１００の外部へ出力する。より具体的には、出力ｐｏｒｔ１１２からは、定着駆動回路３００へ与えられるヒータ制御指令が出力される。
【００５４】
ＣＰＵ１０２は、休止状態（アクティブ）と活性状態（スリープ）とを選択的に遷移可能であり、休止状態にある期間において、入力ｐｏｒｔ１１０に起動トリガ信号が入力されると、活性状態に遷移し、上述の突入電流抑制制御を実行する。すなわち、出力ｐｏｒｔ１１２からヒータ制御指令の出力を開始する。その後、入力ｐｏｒｔ１１０に入力される温度信号が待機温度からαだけ高い値（第２しきい値）を上回る値を示すと、ＣＰＵ１０２は自己遮断を行ない、休止状態へ遷移する。
【００５５】
本実施の形態に従う出力ｐｏｒｔ１１２は、ＣＰＵ１０２からの内部コマンドに応じて、その出力を維持する「ラッチ機能」を有している。すなわち、出力ｐｏｒｔ１１２は、ＣＰＵ１０２からラッチ出力をするための内部コマンドとともに、外部出力すべき信号を示す内部コマンドを受けると、ＣＰＵ１０２が休止状態に遷移した後も、その出力を維持することもできる。
【００５６】
なお、ＣＰＵ１０２自身に休止状態に遷移する機能が搭載されていない場合には、クロック発生器１０８を起動トリガ信号に応答して、起動させるようにしてもよい。すなわち、クロック発生器１０８によるクロック発生を休止することで、ＣＰＵ１０２および周辺回路は休止状態となり、消費電力を低減できる。その後、クロック発生器１０８を起動トリガ信号に応答して活性状態に遷移させることで、クロックが再生成され、これにより、上述の突入電流抑制制御が実行される。なお、このクロック発生器１０８を起動トリガ信号に応答して、ＯＮ／ＯＦＦさせる構成を採用する場合には、起動トリガ信号を入力ｐｏｒｔ１１０ではなく、クロック発生器１０８の割込みポートなどに直接的に入力させることが好ましい。これは、クロック発生器１０８が休止状態になることで、入力ｐｏｒｔ１１０における入力信号の取込み処理が停止されるからである。
【００５７】
図７を参照して、定着駆動回路３００は、電源とヒータ４３とを電気的に接続する一対の電力ラインＬ１，Ｌ２と、一方の電力ラインに介挿されたスイッチングデバイス３０２とを含む。スイッチングデバイス３０２は、典型的には、トライアックであり、制御モジュール１００からのヒータ制御指令（ＯＮ／ＯＦＦ指令）に従って、導通状態および遮断状態に交互に遷移する。このスイッチングデバイス３０２の導通状態および遮断状態の繰り返しによって、上述の突入電流抑制制御が実現される。
【００５８】
＜起動タイミング＞
図８は、この発明の実施の形態１に従う画像形成装置１における突入電流抑制制御に係るＣＰＵ１０２の状態を説明するための図である。
【００５９】
図８（ａ）を参照して、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からβだけ低い値（第１しきい値）を下回ると、起動トリガ信号が発生されるとともに、ヒータ４３への電力供給が開始される。
【００６０】
図８（ｂ）に示すように、この起動トリガ信号に応答して、ＣＰＵ１０２は、休止状態から活性状態に遷移するとともに、所定期間に亘って、突入電流抑制制御を実行する。この突入電流抑制制御の実行後、ＣＰＵ１０２は、ヒータ制御指令をＯＮ状態に維持する。その後、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からαだけ高い値（第２しきい値）を上回ると、ＣＰＵ１０２は自己遮断を行ない、ヒータ制御指令をＯＦＦ状態に維持したまま、休止状態へ遷移する。
【００６１】
そして、起動トリガ信号が再度発生されるまで、休止状態を維持する。
＜突入電流抑制制御の別形態＞
上述の説明では、突入電流抑制制御の一例として、ヒータ４３への電力供給開始直後にヒータ４３へ供給する電流を所定周期で断続する形態について説明した。このような形態に代えて、電源の電圧位相に基づいて、より高い精度で電流を断続してもよい。
【００６２】
図９は、この発明の実施の形態１に従う突入電流抑制制御の別形態の内容を説明するための図である。図１０は、図９に示す突入電流抑制制御に適した定着駆動回路３００Ａの概略構成を示すブロック図である。
【００６３】
図９を参照して、本突入電流抑制制御においては、電源から供給される交流電圧がゼロとなるタイミング（ゼロクロス点）が検出され、このゼロクロス点を基準にして、スイッチングデバイスが断続される。
【００６４】
より具体的には、図９（ａ）に示す交流の電源電圧がゼロとなるタイミングで、図９（ｂ）に示すようなパルス情のゼロクロス検出信号が出力される。このゼロクロス検出信号を開始点として、所定期間Ｔ１，Ｔ２，…の経過後から、次のゼロクロス検出信号がＯＮになるまでの期間に亘って、ヒータ４３への電力供給が行なわれる。なお、この所定期間Ｔ１，Ｔ２，…は、いずれも電源の半周期に相当する期間より短い値に設定されるとともに、時間の経過とともにその長さは短くなる。したがって、ヒータ４３への電力供給開始からの時間経過とともに、より長い期間に亘って電流がヒータ４３へ供給されるようになる。最終的には、連続的にヒータ４３へ電流が供給されるようになる。
【００６５】
このようにして、ヒータ４３へ供給される電流の急激な増大を抑制する。
図１０を参照して、図９に示す突入電流抑制制御に適した定着駆動回路３００Ａは、図７に示す定着駆動回路３００において、ゼロクロス検出器３０４をさらに設けたものに相当する。ゼロクロス検出器３０４は、電力ラインＬ１と電力ラインＬ２との間に接続され、電力ライン間に発生する電圧がゼロとなるタイミングでパルス信号（ゼロクロス検出信号）を発生する。このゼロクロス検出信号に基づいて、制御モジュール１００のＣＰＵ１０２は、ヒータ制御指令を生成し、スイッチングデバイス３０２へ与える。
【００６６】
その他の構成については、上述したので、詳細な説明は繰返さない。
＜本実施の形態による作用効果＞
この発明の実施の形態１によれば、プロセッサを含む制御モジュールがヒータへの電力供給を開始するタイミングで休止状態から活性状態に遷移して上で、突入電流抑制制御を実行する。このプロセッサは、典型的にはプログラムの実行により必要な制御指令を生成するので、複雑な突入電流抑制制御であっても、ハードウェア回路に比較して、容易に実現することができる。さらに、制御モジュールに組込むプログラムの交換が比較的容易であるので、新たな突入電流を抑制するための制御ロジックを開発した場合であっても、より迅速かつ少ない手間で適用することができる。
【００６７】
また、この発明の実施の形態１によれば、制御モジュールのプロセッサは、定着駆動回路からヒータへの電力供給の開始、または定着駆動回路からヒータへの電力供給の停止、が必要のない期間において休止状態に維持される。そのため、プロセッサを含む制御モジュールの追加によって増大する消費電力を最小限に抑制することができる。
【００６８】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１においては、制御モジュール１００のＣＰＵ１０２がヒータ４３への電力供給を停止するタイミングを自身で判断し、ヒータ制御指令をＯＮからＯＦＦに切換えた後、自己遮断する構成について例示した。これに対して、実施の形態２においては、ヒータ４３への電力供給を開始するタイミングおよびヒータ４３への電力供給を停止するタイミングをそれぞれハードウェア回路で検出するとともに、それぞれのタイミングにおいて、制御モジュールのＣＰＵが適切なヒータ制御指令を生成する構成について例示する。すなわち、実施の形態１においては、ヒータ４３への電力供給開始後、電力供給が停止されるまで、ＣＰＵ１０２は活性状態に維持されているが、実施の形態２では、ＣＰＵを活性状態にする期間をより短くすることで、制御モジュールにおける消費電力の低減を図る。
【００６９】
＜回路構成＞
図１１は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置１Ａの起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。
【００７０】
図１１を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１Ａの起動トリガ信号の生成に係る回路構成は、図５に示す回路構成において、制御モジュール１００および比較回路２００をそれぞれ制御モジュール１００Ａおよび比較回路２００Ａに置換したものである。
【００７１】
比較回路２００Ａは、図５に示す比較回路２００において、比較器２１２ならびに抵抗２１４および２１６を追加したものに相当する。抵抗２１４および抵抗２１６は、それぞれ抵抗値Ｒ４およびＲ５をもつ。抵抗２１４と抵抗２１６とは、電源ノードＶＣＣと接地ノードＧＮＤとの間に直列接続されるとともに、抵抗２１４と抵抗２１６との間のノードＮ３は、比較器２１２の一方端子に接続される。また、比較器２１２の他方端子には、抵抗２０８と温度センサ４２との間のノードＮ２が接続される。
【００７２】
したがって、抵抗２１４および２１６と、抵抗２０８および温度センサ４２とについてもブリッジ回路を構成する。
【００７３】
比較器２０２は、一方端子に接続されるノードＮ１の電位と、他方端子に接続されるノードＮ２の電位とを比較し、ノードＮ２の電位がノードＮ１の電位を下回ると、第１起動トリガ信号を発生する。また、比較器２１２は、一方端子に接続されるノードＮ３の電位と、他方端子に接続されるノードＮ２の電位とを比較し、ノードＮ２の電位がノードＮ３の電位を上回ると、第２起動トリガ信号を発生する。
【００７４】
上述したように、サーミスタである温度センサ４２により検出される温度が上昇すると、抵抗２０８に比較して、より多くの電圧降下が温度センサ４２で生じるようになる。ここで、抵抗２０４および抵抗２０６の抵抗値Ｒ１およびＲ２を、予め設定された第１しきい値に応じた比率となるように選択しておき、かつ抵抗２１４および抵抗２１６の抵抗値Ｒ４およびＲ５を、予め設定された第２しきい値に応じた比率となるように選択しておくことで、加熱ローラ４０の表面温度が予め設定された第１しきい値を下回ったタイミングで、第１起動トリガ信号を発生させるとともに、加熱ローラ４０の表面温度が予め設定された第２しきい値を上回ったタイミングで、第２起動トリガ信号を発生させることができる。
【００７５】
なお、図１１に示す回路構成においては、制御モジュールのＣＰＵが温度センサ４２で検出された温度に基づく判断を行なう必要がないので、温度信号が制御モジュール１００Ａへ与えられない。
【００７６】
本実施の形態に従う制御モジュール１００Ａの構成は、基本的には、図６に示す実施の形態１に従う制御モジュール１００と同様である。但し、ＣＰＵ１０２の動作が以下の点において異なっている。
【００７７】
すなわち、本実施の形態に従う制御モジュール１００ＡのＣＰＵ１０２は、休止状態にある期間において、入力ｐｏｒｔ１１０に第１起動トリガ信号が入力されると、活性状態に遷移し、上述の突入電流抑制制御を実行する。この突入電流抑制制御の実行後、ＣＰＵ１０２は、ヒータ制御指令をＯＮにラッチした上で、休止状態へ遷移する。その後、入力ｐｏｒｔ１１０に第２起動トリガ信号が入力されると、活性状態に再度遷移し、ヒータ制御指令をＯＮからＯＦＦに切換える。このヒータ制御指令の切換え後、ＣＰＵ１０２は、ヒータ制御指令をＯＦＦにラッチした上で、休止状態へ遷移する。
【００７８】
なお、ヒータ制御指令をＯＮからＯＦＦに切換えるタイミングにおいて、必要に応じて、フリッカの発生を抑制するための制御を行なってもよい。
【００７９】
なお、定着駆動回路３００を含むその他の部位については、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００８０】
＜起動タイミング＞
図１２は、この発明の実施の形態２に従う画像形成装置１Ａにおける突入電流抑制制御に係るＣＰＵ１０２の状態を説明するための図である。
【００８１】
図１２（ａ）を参照して、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からβだけ低い値（第１しきい値）を下回ると、第１起動トリガ信号が発生されるとともに、ヒータ４３への電力供給が開始される。
【００８２】
図１２（ｂ）に示すように、この第１起動トリガ信号に応答して、ＣＰＵ１０２は、休止状態から活性状態に遷移するとともに、所定期間に亘って、突入電流抑制制御を実行する。この突入電流抑制制御の実行後、ＣＰＵ１０２は自己遮断を行ない休止状態へ遷移する。このとき、制御モジュール１００Ａから出力されるヒータ制御指令はＯＮ状態にラッチされる。
【００８３】
その後、温度センサ４２により検出される温度が待機温度からαだけ高い値（第２しきい値）を上回ると、第２起動トリガ信号が発生されるとともに、ヒータ４３への電力供給を停止するための処理が実行される。すなわち、図１２（ｂ）に示すように、第２起動トリガ信号に応答して、ＣＰＵ１０２は、休止状態から活性状態に遷移するとともに、所定期間に亘って、ＯＮ状態にラッチされていたヒータ制御指令をＯＦＦ状態に戻す。このヒータ制御指令の切換え実行後、ＣＰＵ１０２は自己遮断を行ない休止状態へ遷移する。
【００８４】
そして、再度第１起動トリガ信号が発生されるまで、休止状態を維持する。
上述したように、制御モジュール１００ＡのＣＰＵ１０２は、第１起動トリガ信号に応答して突入電流を抑制するための制御の実行後、定着駆動回路３００からヒータ４３へ電力の供給が継続されるようにヒータ制御信号の出力をＯＮに維持したまま活性状態から休止状態に遷移する。また、制御モジュール１００ＡのＣＰＵ１０２は、第２起動トリガ信号に応答して休止状態から活性状態に遷移するとともに、定着駆動回路３００からヒータ４３への電力の供給を停止し、その後、活性状態から休止状態に遷移する。
【００８５】
＜本実施の形態による作用効果＞
この発明の実施の形態２によれば、上述の実施の形態１によって得られる作用効果に加えて、制御モジュールのプロセッサが活性状態にある期間をより短くできる。そのため消費電力をより低減することができる。
【００８６】
［実施の形態２の変形例］
上述の実施の形態２においては、２つの比較器を含む比較回路を用いて、第１および第２起動トリガ信号を生成する構成について例示した。ところで、第１起動トリガ信号および第２起動トリガ信号は、同時に発生されることはない。そのため、これらの起動トリガ信号を共通の比較器を用いて発生するようにしてもよい。以下、第１起動トリガ信号および第２起動トリガ信号をより簡素な構成で生成する形態について例示する。
【００８７】
図１３は、この発明の実施の形態２の変形例に従う画像形成装置１Ｂの起動トリガ信号の生成に係る回路構成を示す概略図である。
【００８８】
図１３を参照して、本実施の形態に従う画像形成装置１Ｂの起動トリガ信号の生成に係る回路構成は、図１１に示す回路構成において、比較回路２００Ａを比較回路２００Ｂに置換したものである。
【００８９】
比較回路２００Ｂは、図１１に示す比較回路２００Ａにおいて、比較器２０２および２１２に代えて比較器２２２を設けるとともに、スイッチ部２２４および２２６を追加したものに相当する。
【００９０】
比較器２２２には、スイッチ部２２４を介して、抵抗２０４と抵抗２０６との間のノードＮ１が電気的に接続される。また、比較器２２２の別の端子には、スイッチ部２２６を介して、抵抗２１４と抵抗２１６との間のノードＮ３が電気的に接続される。ここで、スイッチ部２２４および２２６は、所定のタイミングで導通状態に駆動される。なお、スイッチ部２２４および２２６が同時に導通状態に駆動されることはない。
【００９１】
比較器２２２は、このスイッチ部２２４および２２６の動作に連動して、ノードＮ１の電位またはノードＮ３の電位と、ノードＮ２の電位とを比較する。そして、比較器２２２は、ノードＮ２の電位がノードＮ１の電位を下回ると、第１起動トリガ信号を発生し、ノードＮ２の電位がノードＮ３の電位を上回ると、第２起動トリガ信号を発生する。
【００９２】
その他の構成については、上述の実施の形態２と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００９３】
＜本変形例による作用効果＞
この発明の実施の形態２の変形例によれば、上述の実施の形態２によって得られる作用効果に加えて、比較回路の構造をより簡素化できる。そのため比較回路での消費電力をより低減することができるとともに、比較回路自体のコストを低減することもできる。
【００９４】
［その他の実施の形態］
本実施の形態に従う制御モジュールのプロセッサ（ＣＰＵ）が実行するプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。したがって、このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明に係るプログラムに含まれ得る。
【００９５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９６】
１，１Ａ，１Ｂ  画像形成装置、２  制御部、４  定着器ユニット、１０  記録媒体収納部、１２  記録媒体、１４  搬送ガイド、１６  給紙ローラ、１８  残量検出センサ、２０  感光体、２２  露光部、２４  帯電部、２６  現像部、２８  感光体クリーナ、３０  中間転写ベルト、３２  濃度センサ、３６，３７  ２次転写ローラ、３８  中間転写ベルトクリーナ、４０  加熱ローラ、４１  加圧ローラ、４２  温度センサ、４３  ヒータ、５０，５１  タイミングローラ、５２，５３  排出ローラ、５４  排出トレイ、６０  冷却ファン、６２  開口部、１００，１００Ａ  制御モジュール、１０８  クロック発生器、１１０  入力ｐｏｒｔ、１１２  出力ｐｏｒｔ、２００，２００Ａ，２００Ｂ  比較回路、２０２，２１１，２２２  比較器、２０４，２０６，２０８，２１４，２１６  抵抗、２２４，２２６  スイッチ部、３００，３００Ａ  定着駆動回路、３０２  スイッチングデバイス、３０４  ゼロクロス検出器、ＢＵＳ  バス、ＧＮＤ  接地ノード、Ｌ１，Ｌ２  電力ライン、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３  ノード、ＴＣ，ＴＣＣ，ＴＣＭ，ＴＣＹ，ＴＣＫ  トナーカートリッジユニット、ＶＣＣ  電源ノード。
【図１】
2010164711.tif 000003
【図２】
2010164711.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010164711.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010164711.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010164711.tif 000014
【図１３】
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