(57)【要約】【課題】電源電圧の状態を判断することで、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹ比の最適化を図り、電源電圧の状態をユーザに表示すること。【解決手段】画像形成装置は、画像を形成し、前記画像の形成に用いられる負荷部と、入力される交流電源の電圧を検知する検知部と、前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記負荷部を駆動する電力を供給する駆動部と、前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記交流電源の状態を表示する表示部とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成する画像形成装置であって、
前記画像の形成に用いられる負荷部と、
入力される交流電源の電圧を検知する検知部と、
前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記負荷部を駆動する電力を供給する駆動部と、
前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記交流電源の状態を表示する表示部とを有する画像形成装置。
【請求項２】
前記検知部による検知は、前記交流電源の１周期ごとに行われる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知は、前記交流電源の電圧と所定の複数の基準電圧との交差回数に基づいて行われる請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検知部により検知された電圧に基づいて、動作モードを決定する決定部をさらに有し、
前記表示部は、前記動作モードを表示する請求項１乃至３いずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検知部が、前記交流電源の電圧が定格電圧よりも低いことを検知した場合、
前記決定部は、動作モードを前記画像の形成速度を低下させるモードに決定する請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知部が、前記交流電源の電圧が定格電圧よりも高いことを検知した場合、
前記決定部は、動作モードを前記画像の形成を停止させるモードに決定する請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知部が、前記交流電源の電圧が定格電圧よりも高いことを検知する第１の状態と、前記検知部が、前記交流電源の電圧が定格電圧よりも低いことを検知する第２の状態とが、所定の検知周期で交互に繰り返された場合、
前記決定部は、動作モードを前記画像の形成を停止させるモードに決定する請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式による画像形成装置においては、転写紙等の画像支持体の一面に転写されているトナー像を当該画像支持体に熱定着させるために、当該画像支持体の一面に接する定着加熱ローラと、当該定着加熱ローラに圧着されるよう配置された加圧ローラとを備えている定着装置が広く用いられている。上記の定着装置においては、画像形成プロセスにおいて、定着温度を維持させるだけの電力供給が必要である。
【０００３】
しかしながら、新興国などの電源事情が悪い環境では、電源電圧は大きく変動する可能性があり、定着装置への電力供給が不足することにより、画像が乱れる、印刷速度が低下する、装置本体の電源がシャットダウンする事態が生じてしまう等の問題がある。また、同じコンセントから分岐して他の機械と電源を併用している場合等、電源事情は、画像形成装置が設置される場所又はユーザの使用環境によって異なる。上記の問題に対し、総消費電力が規定総電力の範囲内に収まる範囲でできるだけ大きな電力を熱源に供給する技術、又は電源状態の不安定さから生じる電圧ディップによる閾値を超えた回数で動作モードを切り替える技術(スピードを落とす)は既に知られている。（例えば特許文献１）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような電源事情に合わせて電力供給を切り替える制御では、電源電圧不足によりヒータの加熱が足りず印刷時に必要なヒータ温度を確保できないことからマシンの生産性を落とすことになるが、ユーザは電源電圧がどのように変動しているか把握できないため、生産性が落ちた理由を把握できないという問題があった。本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、電源電圧の状態を判断することで、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹの最適化を図り、電源電圧の状態をユーザに表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで上記課題を解決するため、画像形成装置は、画像を形成し、前記画像の形成に用いられる負荷部と、入力される交流電源の電圧を検知する検知部と、前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記負荷部を駆動する電力を供給する駆動部と、前記検知部により検知された電圧に基づいて、前記交流電源の状態を表示する表示部とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
電源電圧の状態を判断することで、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹ比の最適化を図り、電源電圧の状態をユーザに表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置１０００のハードウェア構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置１０００の機能構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における動作モードを表示する手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態における変動電圧の判断基準の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるゼロクロスパルス信号の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における制御例（１）を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における制御例（２）を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態における制御例（３）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１０００のハードウェア構成例を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１０００は、ＡＣヒータ駆動回路１００、ヒータ電流検知回路１０１、ＡＣ電圧検知回路１０２、電圧判定回路１０３、電圧記憶回路１０４、制御回路１０５、操作装置１０６、定着装置１０７、サーミスタ１０８、ＤＣ電源生成回路１０９及び主電源ＳＷ１１０を含む。
【００１０】
ＡＣヒータ駆動回路１００、ヒータ電流検知回路１０１、ＡＣ電圧検知回路１０２、電圧判定回路１０３、電圧記憶回路１０４、制御回路１０５は、マイコン等のプロセッサを含む回路で実装されてもよい。
【００１１】
ＡＣヒータ駆動回路１００は、ＡＣ電源から、ＡＣヒータにＡＣ電源を供給して駆動する回路である。ヒータ電流検知回路１０１は、ＡＣヒータに流れる電流を検知する回路である。ＡＣ電圧検知回路１０２は、ＡＣ電源の電圧を検知し、基準電圧交差回数を検知する回路である。電圧判定回路１０３は、ＡＣ電圧検知回路１０２で検知した基準電圧交差回数より、電圧変動のモードを判定する回路である。電圧記憶回路１０４は、電圧判定回路１０３で判定したモードの遷移履歴を記憶する回路である。制御回路１０５は、電圧記憶回路１０４に記憶されたモードに基づいて、ヒータ点灯ＤＵＴＹ比を変更する回路である。操作装置１０６は、制御回路１０５に指示を送り、電源電圧状態を表示する装置であり、例えば、ユーザ入力の取得及びユーザへの表示を行うタッチパネル等を備える。定着装置１０７は、ＡＣ電源を通電することで、単体又は複数のヒータの過熱を行い、定着処理を行う装置である。サーミスタ１０８は、定着装置１０７の温度を監視するサーミスタである。ＤＣ電源生成回路１０９は、画像形成装置１０００に供給するＤＣ電源を生成する回路である。主電源ＳＷ１１０は、供給されるＡＣ電源との接続又は遮断を行うスイッチである。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態における画像形成装置１０００の機能構成例を示す図である。図２に示されるように、画像形成装置１０００は、電圧検知部１１、電圧判定部１２、制御部１３、表示操作部１４及び記憶部１５を含む。これら各部について、例えば、電圧検知部１１は、ＡＣ電圧検知回路１０２によって実現されてよいし、電圧判定部１２は、電圧判定回路１０３によって実現されてよいし、制御部１３は、制御回路１０５によって実現されてよいし、表示操作部１４は、操作装置１０６によって実現されてよいし、記憶部１５は、電圧記憶回路１０４によって実現されてよい。
【００１３】
電圧検知部１１は、入力される電源電圧が予め設定された基準電圧と交差する回数を検知する機能を有する。また、電圧検知部１１は、入力される電源電圧と基準電圧とが一定時間交差しない状態を検知することができる。基準電圧は可変であり、また、電圧検知部１１は、基準電圧に複数の値を設定して、それぞれの値と交差する回数を並行して検知することが可能である。
【００１４】
電圧判定部１２は、電圧検知部１１の検知結果に基づいて、画像形成装置１０００の動作モードを決定する。また、電圧判定部１２は、当該動作モード又は検知された電圧を記憶部１５に記憶させる。
【００１５】
制御部１３は、記憶部１５から動作モード又は検知された電圧を読み出し、当該動作モード又は検知された電圧に基づいて、ＡＣヒータを駆動する。また、制御部１３は、当該動作モード又は電源電圧の状態を、表示操作部１４に通知する。
【００１６】
表示操作部１４は、制御部１３から通知される動作モード又は電源電圧の状態に基づいて、ユーザに表示を行う。
【００１７】
記憶部１５は、電圧判定部１２が出力する動作モードを記憶する。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態における動作モードを表示する手順を説明するためのシーケンス図である。
【００１９】
ステップＳ１１において、電圧検知部１１は、電源の周波数を確認する。
【００２０】
ステップＳ１２において、電圧検知部１１は、電源電圧の１周期ごとに、電源電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２及びＶｒｅｆ３とが交差するか否か検知する。図４は、本発明の実施の形態における変動電圧の判断基準の一例を示す図である。電源のＡＣ電圧は、全波整流され、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２及びＶｒｅｆ３と比較され、交差する回数がカウントされる。Ｖｒｅｆ１は、動作可能な入力電圧範囲の上限、Ｖｒｅｆ２は、定格電圧、Ｖｒｅｆ３は、動作可能な入力電圧範囲の下限とする。基準電圧は、これら３方式に限られず、任意の閾値としてよい。電圧検知部１１は、電圧の検知結果を記憶部１５に記憶させてもよい。
【００２１】
図４に示される電源電圧の波形１は、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２及びＶｒｅｆ３のすべてと電源電圧が交差するため、電圧判定部１２は、電源電圧の変動状態（以下、電源電圧レベルという。）を「高電圧大」（高電圧であり変動量は大）と判断する。電圧判定部１２がカウントした電源電圧１周期あたりの基準電圧との交差の回数は、Ｖｒｅｆ１が４回、Ｖｒｅｆ２が４回、Ｖｒｅｆ３が４回となる。
【００２２】
図４に示される電源電圧の波形２は、Ｖｒｅｆ２及びＶｒｅｆ３と電源電圧が交差するため、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「高電圧小」（高電圧であり変動量は小）と判断する。電圧判定部１２がカウントした電源電圧１周期あたりの基準電圧との交差の回数は、Ｖｒｅｆ１が０回、Ｖｒｅｆ２が４回、Ｖｒｅｆ３が４回となる。
【００２３】
図４に示される電源電圧の波形３は、Ｖｒｅｆ３と電源電圧が交差し、かつＶｒｅｆ２と電源電圧が等しいため、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「定格電圧」と判断する。「等しい」とは、例えば、基準電圧の９５パーセントから１０５パーセントまでの電圧を等しいと判定してもよい。以下の「等しい」も同様である。電圧判定部１２がカウントした電源電圧１周期あたりの基準電圧との交差の回数は、Ｖｒｅｆ１が０回、Ｖｒｅｆ２が２回、Ｖｒｅｆ３が４回となる。
【００２４】
図４に示される電源電圧の波形４は、Ｖｒｅｆ３のみと電源電圧が交差するため、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「低電圧小」（低電圧であり変動量は小）と判断する。電圧判定部１２がカウントした電源電圧１周期あたりの基準電圧との交差の回数は、Ｖｒｅｆ１が０回、Ｖｒｅｆ２が０回、Ｖｒｅｆ３が４回となる。
【００２５】
図４に示される電源電圧の波形５は、Ｖｒｅｆ３と電源電圧が等しいため、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「低電圧大」（低電圧であり変動量は大）と判断する。電圧判定部１２がカウントした電源電圧１周期あたりの基準電圧との交差の回数は、Ｖｒｅｆ１が０回、Ｖｒｅｆ２が０回、Ｖｒｅｆ３が２回となる。
【００２６】
なお、電源電圧の波形が、Ｖｒｅｆ３に一定時間交差しない場合、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「超低電圧」と判断し、制御部１３は、表示操作部１４に表示するための電源のみを供給し、他の回路には電源を供給しないように制御してもよい。
【００２７】
なお、電源電圧の波形が、Ｖｒｅｆ１に交差し、その後一定時間Ｖｒｅｆ１に再度交差しない場合、電圧判定部１２は、電源電圧レベルを「超高電圧」であると判断し、制御部１３は、主電源ＳＷ１１０を制御して電源を遮断し、回路の破損を防止してもよい。
【００２８】
図３に戻る。ステップＳ１３において、電圧検知部１１の検知結果に基づいて、電圧判定部１２は、図４に示される判断基準で、電源電圧レベルの判定を行う。当該判定は、所定の期間ごとに実行されてもよく、判定結果の電源電圧レベルは、記憶部１５に記憶されてもよい。
【００２９】
ステップＳ１４において、制御部１３は、定着ヒータを点灯させ、電圧検知部１１が検知した電源電圧レベルに応じて、ＤＵＴＹ比を変更する。制御部１３は、電圧検知部１１による電圧の検知結果を記憶部１５から読み出してもよい。
【００３０】
図５は、本発明の実施の形態におけるゼロクロスパルス信号の一例を示す図である。図５に示されるように、ゼロクロスパルス信号は、ＡＣ波形のゼロクロスタイミングに同期したパルスである。ハロゲンヒータ等のＡＣ負荷を使用した装置では、ＤＵＴＹ制御等の通電タイミング又はＡＣ制御系の異常検出用にゼロクロスパルス信号を使用している。
【００３１】
図３に戻る。ステップＳ１４におけるＤＵＴＹ比変更は、電源電圧の１周期ごとに実行されてもよい。すなわち、電源電圧の１周期ごとに電源電圧レベルを検知して、当該電源電圧レベルに応じて定着ヒータ点灯ＤＵＴＹ比を変更してもよい。
【００３２】
ステップＳ１５において、制御部１３は、電圧判定部１２が判定した電源電圧レベルに基づいて、画像形成装置１０００の動作モードを切り替える。動作モードは、「正常モード」、「線速ダウンモード」、「異常電圧モード」等があり、詳細は後述する。制御部１３は、電圧判定部１２の判定結果を記憶部１５から読み出してもよい。
【００３３】
ステップＳ１６において、表示操作部１４は、ステップＳ１５で切り替えられた現在の動作モードを操作パネルに表示する。操作パネルには、さらに電源電圧レベルが表示されてもよい。以上の手順で、動作モードを表示する手順は完了する。なお、画像形成装置１０００は、当該手順を、任意のタイミングで必要なステップのみ繰り返して実行してもよい。
【００３４】
図６は、本発明の実施の形態における制御例（１）を示す図である。図７は、本発明の実施の形態における制御例（２）を示す図である。図８は、本発明の実施の形態における制御例（３）を示す図である。図６、図７及び図８は、図３に示されるフローチャートによる画像形成装置１０００の一連の制御例である。
【００３５】
図６に示される波形１は、電源電圧波形例であり、すなわちＡＣ電源電圧の波形例である。図６に示される波形２は、電源電圧波形を全波整流後の波形である。図６に示される波形３は、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹの波形である。各波形の縦軸は電圧であり、横軸は時間である。Ｔｒｅｆは、モード判定基準時間を示し、Ｔｒｅｆごとに電源電圧レベルを検知して、モードを切り替える。Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２及びＶｒｅｆ３は、基準電圧であり、図４における定義と同一である。すなわち、Ｖｒｅｆ１は、動作可能な入力電圧範囲の上限、Ｖｒｅｆ２は、定格電圧、Ｖｒｅｆ３は、動作可能な入力電圧範囲の下限である。
【００３６】
図６に示されるように、波形３の定着ヒータ点灯ＤＵＴＹは、電源電圧の１周期ごとに検知した電源電圧レベルに応じて、変更される。電源電圧が低い場合は、ＤＵＴＹ比は大となり、電源電圧が高い場合は、ＤＵＴＹ比は小となる。
【００３７】
図６に示される開始時の動作モードは、正常モードであり、電源電圧レベルは、定格電圧である。
【００３８】
図６に示されるＴｒｅｆ１の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。「低電圧小」は、１度目の検知であるため、制御部１３は、動作モードをＴｒｅｆ１の時点では変更しない。
【００３９】
図６に示されるＴｒｅｆ２の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２と等しいため、電源電圧レベルは、「定格電圧」と判定され、動作モードは変更されない。
【００４０】
図６に示されるＴｒｅｆ３の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。「低電圧小」は、１度目の検知であるため、制御部１３は、動作モードをＴｒｅｆ３の時点では変更しない。
【００４１】
図６に示されるＴｒｅｆ４の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。「低電圧小」は、２度目の検知であるため、制御部１３は、動作モードを、「正常モード」から「線速ダウンモード」に変更し、表示操作部１４に、電源電圧が低電圧状態であることを表示する。なお、動作モードが「線速ダウンモード」であることを表示してもよい。線速ダウンモードとは、マシン線速を落とすモードであり、画像の形成速度は抑制される。
【００４２】
図６に示されるＴｒｅｆ５、Ｔｒｅｆ６及び図７に示されるＴｒｅｆ７の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。「低電圧小」は、Ｔｒｅｆ４の時点から変動していないため、制御部１３は、動作モードをＴｒｅｆ５、Ｔｒｅｆ６及びＴｒｅｆ７の時点では変更しない。
【００４３】
図７に示されるＴｒｅｆ８の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ３を超えているため、電源電圧レベルは、「高電圧大」と判定される。「高電圧大」は、１度目の検知であるため、制御部１３は、動作モードをＴｒｅｆ８の時点では変更しない。
【００４４】
図７に示されるＴｒｅｆ９の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ３を超えているため、電源電圧レベルは、「高電圧大」と判定される。「高電圧大」は、２度目の検知であるため、制御部１３は、動作モードを、「線速ダウンモード」から「異常電圧モード」に変更し、表示操作部１４に、電源電圧が低電圧状態であることを表示する。なお、動作モードが「異常電圧モード」であることを表示してもよい。異常電圧モードでは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）の停止、すなわち、定着ヒータの駆動を停止し、画像の形成は停止される。
【００４５】
図７に示されるＴｒｅｆ１０〜Ｔｒｅｆ１２、及び図８に示されるＴｒｅｆ１３の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ３を超えるか等しいため、電源電圧レベルは、「高電圧大」と判定される。「高電圧大」は、Ｔｒｅｆ９の時点から変動していないため、制御部１３は、動作モードをＴｒｅｆ１０〜Ｔｒｅｆ１３の時点では変更しない。
【００４６】
図８に示されるＴｒｅｆ１４の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。直前のＴｒｅｆ１３が「高電圧大」であるため、高電圧と低電圧を繰り返していると判定され、制御部１３は、動作モードを「異常電圧モード」から変更しない。
【００４７】
図８に示されるＴｒｅｆ１５の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ３に等しいため、電源電圧レベルは、「高電圧大」と判定される。直前のＴｒｅｆ１４が「低電圧小」であるため、高電圧と低電圧を繰り返していると判定され、制御部１３は、動作モードを「異常電圧モード」から変更しない。
【００４８】
図８に示されるＴｒｅｆ１６の時点で、電源電圧は、Ｖｒｅｆ２に達していないため、電源電圧レベルは、「低電圧小」と判定される。直前のＴｒｅｆ１５が「高電圧大」であるため、高電圧と低電圧を繰り返していると判定され、制御部１３は、動作モードを「異常電圧モード」から変更しない。
【００４９】
上述したように、本発明の実施の形態によれば、画像形成装置１０００は、電源電圧の変動を１周期ごとに検知し、当該電源電圧に応じて、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹ比を変更する制御をする。そのため、定着ヒータ電流が一定に保たれた最適化が可能となる。また、画像形成装置１０００は、ヒータの電流を一定に保てないような電源電圧の変動が発生した場合は、線速を落とす、マシンを停止する等の判断を行い、電源電圧の状態又はマシン状態をユーザに表示する。すなわち、電源電圧の状態を判断することで、定着ヒータ点灯ＤＵＴＹ比の最適化を図り、電源電圧の状態をユーザに表示することができる。
【００５０】
なお、本発明の実施の形態において、定着装置１０７は、負荷部の一例である。電圧検知部１１は、検知部の一例である。制御部１３は、駆動部の一例である。表示操作部１４は、表示部の一例である。電圧判定部１２は、決定部の一例である。
【００５１】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０００      画像形成装置
１００        ＡＣヒータ駆動回路
１０１        ヒータ電流検知回路
１０２        ＡＣ電圧検知回路
１０３        電圧判定回路
１０４        電圧記憶回路
１０５        制御回路
１０６        操作装置
１０７        定着装置
１０８        サーミスタ
１０９        ＤＣ電源生成回路
１１０        主電源ＳＷ
１１          電圧検知部
１２          電圧判定部
１３          制御部
１４          表示操作部
１５          記憶部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開２００５−００３８８６号公報
【図１】
2018180152.tif 000003
【図２】
2018180152.tif 000004
【図３】
2018180152.tif 000005
【図４】
2018180152.tif 000006
【図５】
2018180152.tif 000007
【図６】
2018180152.tif 000008
【図７】
2018180152.tif 000009
【図８】
2018180152.tif 000010