(57)【要約】【課題】画像読み取り部３０における蛍光灯のチラツキ等の影響を抑える画像形成装置を提供する。【解決手段】蛍光灯を備える原稿を読み取る原稿読み取り部３０に読み取った原稿画像により感光体１に潜像を形成しトナーで現像されたトナー画像を記録紙上に転写して定着させる定着装置２７を備える。この定着装置２７に備えられる定着ヒータ９を含む各部へ給電する外部電源の電圧を検出する電源電圧検出部４と、電源電圧検出部４による電圧検出を実施して、原稿読み取り部３０の蛍光灯のチラツキを引き起こす電源電圧変動を検出し、検出された電源電圧変動が内的要因であるか否かを判定手段として機能する制御部８において判定する。そして電源電圧変動が内的要因であると判定したときは制御変更手段としても機能する制御部８において制御変更を行うようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光灯を有する原稿読み取り手段と、記録紙上のトナー画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、
外部電源の電圧検出を行う電源電圧検出手段と、
前記電源電圧検出手段の電圧検出結果から前記蛍光灯のチラツキを引き起こす前記外部電源の電圧変動を検出したきに、その電圧変動が当該画像形成装置自体の内的要因によるものであるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記電圧変動が前記内的要因であると判定したときに制御変更を行う制御変更手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段により前記電源電圧変動が内的要因であると判定した場合、前記制御変更手段は電源電圧変動の発生直前の制御内容を変更することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着手段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る温度検出を行い、その検出温度に応じて前記定着ヒータに対する単位時間あたりの通電時間又は非通電時間の割合を通電デューティ比として設定する設定手段とを備え、
前記制御変更手段は、前記判定手段により前記内的要因であると判定された場合は、前記通電デューティ比を前記電源電圧変動直前の通電デューティ比より低くなるよう変更することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御変更手段は、前記定著ヒータに通電する通電パルスのパルス数を間引くことにより、前記通電デューティ比を前記電源電圧変動直前に通電デューティ比より低くなるよう変更することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定手段により前記電源電圧変動が内的要因でないと判定した場合、前記制御変更手段は電源電圧変動後の制御内容を変更することを特徴とする請求項１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、原稿を読み取って感光体に潜像を形成し、トナーで現像されたトナー画像を記録紙上に転写して、このトナー画像を記録紙上に定着させる定着部の通電デューティ比を可変制御する電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は感光体を露光することにより静電潜像を形成し、静電潜像に現像部よりトナーを付着させてトナー画像を形成し、そのトナー画像を転写部により記録紙上に転写した後、定着ヒータ内蔵の定着ローラ等の定着部により加熱圧着させ、定着させる電子写真方式を用いた画像形成プロセスが多く用いられている。
このような画像形成装置においては、一般に定着部の表面温度である定着温度をセンサによって検出し、その検出温度に応じて定着部内の定着ヒータに対する単位時間あたりの通電時間又は無通電時間の割合であるデューティ比（以下「通電デューティ比」ともいう）を可変制御することにより、定着温度を目標温度に一致させる定着温度制御を行っている。
通電デューティ比の可変設定方式では、例えば、設定温度と現在温度との差分量から比例定数を掛けた量で点灯時間を決めるＰ（比例）制御、温度推移も考慮するＰＩ（比例・積分）制御、時間応答も考慮するＰＩＤ（比例・積分・微分）制御などにより、通電デューティ比を可変にしている。
【０００３】
また、このような定着制御を行う画像形成装置において、定着ヒータへ通電するための外部電源（商用電源）の電圧を検出し、その検出電圧により、通電デューティ比を制限し、定着温度制御を行うことで、フリッカを発生させないように動作モードによってヒータ制御を変更する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、フリッカを発生させないように、もしくはフリッカの発生を抑制するように、画像形成装置の動作モードによってヒータ制御を変更することが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４２４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、上述したように、フリッカを発生させないように、もしくはフリッカの発生を抑制するように、画像形成装置の動作モードによってヒータ制御を変更しておくようになっている。
かかる従来技術は、設置環境・使用環境等により、電源電圧の変動が発生した場合について特別に対応していないため、設置環境・使用環境においては電源電圧の変動による蛍光灯のチラツキ等が発生する問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、電源電圧の変動による蛍光灯のチラツキを抑えることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、蛍光灯を有する原稿読み取り手段と、記録紙上のトナー画像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、外部電源の電圧検出を行う電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段の電圧検出結果から前記蛍光灯のチラツキを引き起こす前記外部電源の電圧変動を検出したきに、その電圧変動が当該画像形成装置自体の内的要因によるものであるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記電圧変動が前記内的要因であると判定したときに制御変更を行う制御変更手段と、を備えることを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記判定手段により前記電源電圧変動が内的要因であると判定した場合、前記制御変更手段は電源電圧変動の発生直前の制御内容を変更する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記定着手段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る温度検出を行い、その検出温度に応じて前記定着ヒータに対する単位時間あたりの通電時間又は非通電時間の割合を通電デューティ比として設定する設定手段とを備え、前記制御変更手段は、前記判定手段により前記内的要因であると判定された場合は、前記通電デューティ比を前記電源電圧変動直前の通電デューティ比より低くなるよう変更する請求項２記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項４に記載の発明は、前記定著ヒータに通電する通電パルスのパルス数を間引くことにより、前記通電デューティ比を前記電源電圧変動直前に通電デューティ比より低くなるよう変更する請求項３記載の画像形成装置を特徴とする。
また請求項５に記載の発明は、前記判定手段により前記電源電圧変動が内的要因でないと判定した場合、前記制御変更手段は電源電圧変動後の制御内容を変更する請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、原稿読み取り手段の蛍光灯にチラツキを引き起こすような電源電圧変動が発生した場合は、その電源電圧変動が内的要因により発生したか否かの判定を行い、内的要因により発生していると判別した場合は、制御変更手段により制御変更することにより電源電圧の変動を軽減させるようにした。これにより、電源電圧変動による蛍光灯のチラツキを抑えることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１を参照して、この画像形成装置２０における画像形成は次のような構成及び動作で行なわれる。
まず、原稿面を照射する光源として蛍光灯を備えている原稿読み取り部（原稿読み取り手段）３０で原稿を読み取る。感光体２１は図１の紙面に対し時計回りに回転する。感光体２１は帯電装置２２によって一様に帯電された後、原稿読み取り部３０で読み取られた画像データによって露光装置２３で画像部に露光を行い、潜像が形成される。
その後、現像装置２４により潜像を現像して可視像化され、基準パターンが図示してない給紙装置からレジストローラ２５を通って給紙された記録紙（転写紙）Ｐに転写ローラ２６により転写され、定着装置２７の図示してない定着ヒータを有する定着ローラ２８と加圧ローラ２９のニップ部に搬送されて定着される。
【０００８】
図２は本発明の実施の形態である画像形成装置における定着装置に使用される定着ヒータの点灯制御を行う制御を実現するための定着ヒータの点灯制御回路を示す構成図である。
図２に示すように、本実施の形態の画像形成装置２０の定着ヒータ９の点灯制御回路は、定着ヒータリレー制御部５、ゼロクロス検出部３、温度検出部７、制御部８、ＡＣ電圧検出部４、ＤＣ電源部２、定着ヒータ通電制御部６を主として備えている。
定着ヒータリレー制御部５は、ＡＣ電力を供給する外部電源（商用電源）１による定着ヒータ９への通電のオン／オフを切り換えるマスタスイッチ部である。定着ヒータリレー制御部５は制御部８から入力される定着ヒータ給電用リレー制御信号に基づいて制御されるようになっており、電源オン時、省エネルギモードからの復帰時、又は定着周りの異常時に定着ヒータ９をオン／オフしている。
ゼロクロス検出部３は、定着ヒータ９への通電オン時にそのＡＣ電圧のゼロクロスを検出し、ゼロクロス信号として出力する。このゼロクロス信号は、定着ヒータ９への通電のオン／オフの切り換えタイミングの基準として用いる。
温度検出部７は温度検出手段であり、サーミスタ等の温度検出センサを用いて定着ヒータ９を備えた定着装置２７の表面温度（定着温度）を検出し、検出信号を制御部８に入力する。
【０００９】
制御部８はＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２を備え、画像形成装置全体を制御する。また制御部８は、上述した定着ヒータ通電制御部６、ＡＣ電圧検出部４、及び温度検出部７に対して各種の検出信号や制御信号の入出力を行うことにより、温度に対応する通電デューティ比（以下、「温度対応通電デューティ比」と称する）を設定する温度対応通電デューティ比設定手段、電力に対応する通電デューティ比（以下、「電力対応通電デューティ比」と称する）を設定する電力対応通電デューティ比設定手段、通電デューティ比制限手段、ヒータ通電制御手段としても機能する。
ＡＣ電圧検出部４は電源電圧検出手段であり、外部電源１から入力されたＡＣ電圧をトランス（図示せず）により降圧した後、そのＡＣ電圧を制御部８で検出可能なＤＣ電圧へ変換して出力する。このＤＣ電圧はＡＣ電圧検出信号として出力されるものであって、入力されたＡＣ電圧（外部電源電圧）１の実行値と１対１に比例して変化する特性となっている。
ＤＣ電源部２は外部電源のＡＣ電圧から各規格のＤＣ電圧に変換する。変換されたＤＣ電圧を画像形成装置の各部に制御部８を介して供給する。
【００１０】
定着ヒータ通電制御部６は、制御部８から入力される各ヒータ制御信号により、トライアック（図示せず）を用いて定着ヒータ９に対する通電を制御する。
制御部８で生成される各ヒータ制御信号は、定着ヒータ９に対する単位時間あたりの通電時間又は非通電時間の割合、すなわち通電デューティ比を指定する信号であり、そのデューティ比に比例して定着ヒータ９に対する電力供給量が制御される。
このように構成される本実施形態の画像形成装置においては、蛍光灯を有する原稿読み取り部３０と、記録紙上のトナー画像を定着させる定着装置２７とを備える。そして、外部電源の電圧検出を行う電源電圧検出部４と、電源電圧検出部４の電圧検出結果から蛍光灯のチラツキを引き起こす外部電源の電圧変動を検出したきに、その電圧変動が当該画像形成装置自体の内的要因によるものであるか否かを判定する判定手段として機能する制御部８において判定する。そして前記電源電圧変動が内的要因であると判定したときは制御変更手段としても機能する制御部８において制御変更を行うようにした。
【００１１】
図３は蛍光灯のチラツキ等を引き起こす電源電圧の降下を検出した時、それに対応して電源電圧降下を抑える又は発生させないように制御する流れを示すフローチャートである。また図４は半サイクルに十分余裕のある周期のＣＬＫの立ち上がりタイミングでの電源電圧の値の取り込みを示すタイミング図である。図５は電圧降下の検出方法を示すタイミング図である。
図６は定着ヒータに供給する通電パルスのデューティ比の設定を短くする制御変更を示す図である。図７は定着ヒータに供給する通電パルスを示した図である。
図３を参照して、電圧降下（変動）を検出後の制御について説明する。
図３には、蛍光灯のチラツキ等を引き起こす電源電圧の降下を検出した時、それに対応して電源電圧降下（変動）を抑えるか又は発生させないように制御する流れを示している。
【００１２】
先ず、ＡＣ電圧検出部４により電源電圧を検出する（Ｓ１）。その際、図４のように制御部８に搭載されているＣＰＵ１０は、一般的なフリッカメータ（フリッカ測定器）が出力する瞬時フリッカ値のサンプリング周期であるＡＣ入力電圧１周期の半サイクル（周波数が５０Ｈｚなら２０ｍｓ．６０Ｈｚなら１６ｍｓ）に十分余裕のある周期（例えば１ｍｓ）のＣＬＫの立ち上がりタイミングで電源電圧の値を取り込む。その後、フリッカを発生させるような問題となる電圧降下を検出するかどうかを判定する（Ｓ２）。電圧変動の検出方法は、例えば、図５のようにＣＬＫの立ち上がりタイミングで読み込んだ或る時間内の電源電圧の値に対してＡ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅ・・・・と符号割り付けを行い、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−ＤといったようにＣＬＫの立ち上がりタイミングにおける電源電圧の差分における絶対値を算出することで検出する。
その検出の際に、ＲＯＭ１１に予め記憶してある電源電圧差分の絶対値の規定値を超えた場合、発生した電源電圧の変動が画像形成装置の制御によって引き起こされた現象なのか、それとも他の要因、例えば外部要因で引き起こされた現象なのかを判定する（Ｓ３）。
この判定は電源電圧変動が発生した際の直前のヒータ制御をＣＰＵ１０にてＲＡＭ１２に記憶させておき、例えば、直前のヒータ制御をＸ制御とした時、電源電圧降下が発生した際の直前のヒータ制御であるＸ制御がＲＯＭ１１に予め格納された或る規定回数を超えた場合、Ｘ制御によって電源電圧変動が引き起こされたと判断する。例えば、Ｙ制御、Ｚ制御といった複数の制御が前述の電源電圧変動が発生した際の直前のヒータ制御として規定回数を超えた場合も、同様に電源電圧変動を引き起こす制御と判断する。
【００１３】
電源電圧変動が突発的に起こった場合には、前述の規定回数に至らないので、前述したようにステップＳ３にて外部による原因と判断する。なお、ここで挙げたＸ制御、Ｙ制御、Ｚ制御とは一般的に画像形成装置に用いられている定着ヒータ制御方式である。
また定着ヒータ制御方式には、ＰＩＤ制御（定着ヒータ通電制御部６により定着ヒータ９に電力を供給する時間を制御する制御信号のデューティ比を比例制御（Ｐ）、積分制御（Ｉ）、微分制御（Ｄ）を制御対象からの温度出力値に応じて組み合わせることにより、制御値を定めていく制御）がある。
さらに、定着ヒータ制御方式としては、位相制御（ＡＣ電源のゼロクロス検出部３によりゼロクロスポイントから或る時間経過後トライアック（図示せず）をオンし、その後、トライアックの特性から極性が反転するとオフになり、そのゼロクロスポイントからオンさせるまでの時間（位相角）を制御することによって温度制御を行う制御）、オン／オフ制御（ＡＣ電源の周波数期をオン／オフの最小単位として半周期の途中ではヒータのオン／オフを行わない制御）などを挙げることができる。
【００１４】
前述のように、ステップＳ３にて画像形成装置のヒータ制御によって電源電圧変動が引き起こされていると判断された場合、ドロップ発生直前に行っていた制御動作を変更する。即ち、前述のＸ制御・Ｙ制御・Ｚ制御を変更する（Ｓ４）。
その制御変更には、図６に示すように、定着ヒータ９に供給する通電パルスのデューティ比の設定をドロップ発生直前の状態より短くする方法、又は図７に示すように定着ヒータ９に供給する通電パルスをドロップ発生直前の状態より間引きして電圧降下の発生直前の状態より短くする方法を適用する。
また、制御変更には、電源電圧の変動時に行っている、例えば、画像形成装置で一般的に用いられているＰＩＤ制御等の制御パラメータを変更又は制御自体を停止する方法、画像形成装置の搬送（通紙）速度を調整する方法、通紙間隔を調整し、電圧変動が大きい時は間隔を大きくすることにより定着ヒータ９に供給する熱量を小さくすることで電圧変動を抑える方法などを用いることもできる。
【００１５】
前述のように、ステップＳ３にて外部による原因（画像形成装置のヒータ制御以外の原因）によって電源電圧変動が引き起こされていると判断された場合、電圧降下発生後の制御動作を変更して電源電圧変動を抑えるように制御変更を行う（Ｓ５）。次いで、電源オフかどうかを判断し（Ｓ６）、電源オフならば、制御を終了する。
その制御変更は、図６のようにヒータに供給する通電パルスのデューティ比の設定を短くする方法、図７のようにヒータに供給する通電パルスを間引く方法を用いる。また、電源電圧の変動時に行っている、例えば、画像形成装置で一般的に用いられているＰＩＤ制御等の制御パラメータを変更又は制御自体を停止する方法を用いる。
さらに、画像形成装置の搬送（通紙）速度を調整する方法、通紙間隔を調整し、電圧変動が大きい時は間隔を大きくすることにより定着ヒータに供給する熱量を小さくすることで電圧変動を抑える方法などを用いる。
また、ステップ（Ｓ４）にて電源電圧降下（変動）が発生した際の直前のヒータ制御であるＸ制御・Ｙ制御・Ｚ制御に対して、制御変更を行った後の制御、例えば、Ｘ’制御・Ｙ’制御・Ｚ’制御がＲＯＭ１１に予め格納された或る規定回数を再度超えた場合、例えば、前述の制御変更を複数組み合わせて制御変更を実施する。
上述した本発明によれば、パラメータを超える電源電圧降下（変動）を検出し、その発生原因を判定し、その発生原因が内的要因か又は外的要因で発生した変動に対応して、定着ヒータの制御を変更することにより電源電圧の降下を軽減させることができる。これにより、外部電源の電源電圧変動による蛍光灯のチラツキを抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態である画像形成装置における定着装置に使用される定着ヒータの点灯制御を行う定着ヒータの点灯制御回路を示す構成図である。
【図３】蛍光灯のチラツキ等を引き起こす電源電圧変動を検出した時、それに対応して電源電圧降下を抑える又は発生させないように制御する流れを示すフローチャートである。
【図４】半サイクルに十分余裕のある周期のＣＬＫの立ち上がりタイミングでの電源電圧のちの取り込みを示すタイミング図である。
【図５】電圧降下の検出方法を示すタイミング図である。
【図６】定着ヒータに供給する通電パルスのデューティ比の設定を短くする制御変更を示す図である。
【図７】定着ヒータに供給する通電パルスを間引き設定にする制御変更を示すパルス図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  外部電源、２  ＤＣ電源部、３  ゼロクロス検出部、４  ＡＣ電圧検出部、５  定着ヒータリレー制御部、６  定着ヒータ通電制御部、７  温度検出部、８  制御部、９  定着ヒータ、１０  ＣＰＵ（チラツキ要因判断・検出手段）、１１  ＲＯＭ、１２  ＲＡＭ、２０  画像形成装置、２１  感光体、２６  転写ローラ、２７  定着装置、３０  原稿読み取り部、３１  現像装置、Ｐ  記録紙
【図１】
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【図２】
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【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】
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