(57)【要約】【課題】  電源の周波数検出が異常であった場合には、周波数に依存しない定着ヒータのスイッチング制御を行うことにより、周波数検出異常時にも機器を停止することなく動作させることが可能な定着制御装置を提供する。【解決手段】  この定着制御装置１００は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源１を整流してシステム制御ボード６に直流電源８とゼロクロス信号７を供給するＡＣ／ＤＣ電源装置２と、定着制御装置１００を制御するシステム制御ボード６を備えて構成され、ＡＣ／ＤＣ電源装置２は、交流電源１をスイッチングするスイッチ４と、定着用のハロゲンヒータ３をＯＮ／ＯＦＦ制御するトライアックＴＲ５により構成され、システム制御ボード６は、全体を制御するＣＰＵ６ｃと、ワークメモリとしてのＲＡＭ６ａと、外部のＩ／Ｏユニットを制御するＩ／Ｏインターフェース６ｂと、ＣＰＵ６ｃの制御プログラムを格納するＲＯＭ６ｄと、トライアックＴＲ５をオンするタイミングを決める位相角タイマ６ｅとを備えて構成されている。【選択図】  図１
2005084546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源により駆動されるヒータと、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、該ゼロクロス検出回路が検出したゼロクロス信号に同期した所定のタイミングにより前記ヒータの通電をオン・オフするスイッチング手段と、電源周波数に依存せずに所定のタイミングで前記スイッチング手段のオン・オフを制御するスイッチング制御手段と、前記ゼロクロス信号を割り込み信号とする定着制御手段と、を備えた定着制御装置において、
前記定着制御手段は、前記スイッチング手段をオンするタイミングを決める位相角タイマと、前記電源周波数検出のための所定の時間を監視する周波数検出タイマとを備え、
電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号の数を計数し、該計数された数に基づいて前記電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように前記位相角タイマの基準時間を変更することを特徴とする定着制御装置。
【請求項２】
前記定着制御手段は、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングにより前記スイッチング手段をオン・オフすることを特徴とする請求項１に記載の定着制御装置。
【請求項３】
前記定着制御手段は、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングにより前記スイッチング手段をオン・オフすると共に、該動作中に前記周波数検出タイマを動作させて前記電源周波数を再判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着制御装置。
【請求項４】
前記定着制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から出力されるゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、当該定着制御装置を異常と判断して前記ヒータ駆動を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着制御装置。
【請求項５】
５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源により駆動されるヒータと、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、該ゼロクロス検出ステップが検出したゼロクロス信号に同期した所定のタイミングにより前記ヒータの通電をオン・オフするスイッチングステップと、電源周波数に依存せずに所定のタイミングで前記スイッチングステップのオン・オフを制御するスイッチング制御ステップと、前記ゼロクロス信号を割り込み信号とする定着制御ステップと、を備えた定着制御方法において、
前記定着制御方法は、前記スイッチングステップをオンするタイミングを決める位相角タイマと、前記電源周波数検出のための所定の時間を監視する周波数検出タイマとを備え、
電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号の数を計数し、該計数された数に基づいて前記電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように前記位相角タイマの基準時間を変更することを特徴とする定着制御方法。
【請求項６】
前記定着制御ステップは、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御ステップによる所定のタイミングにより前記スイッチングステップをオン・オフすることを特徴とする請求項５に記載の定着制御方法。
【請求項７】
前記定着制御ステップは、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御ステップによる所定のタイミングにより前記スイッチングステップをオン・オフすると共に、該動作中に前記周波数検出タイマを動作させて前記電源周波数を再判定することを特徴とする請求項５又は６に記載の定着制御方法。
【請求項８】
前記定着制御ステップは、前記ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、当該定着制御装置を異常と判断して前記ヒータ駆動を停止することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の定着制御方法。
【請求項９】
請求項５乃至８の何れか一項に記載の定着制御方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする定着制御プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の定着制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする記録媒体。
【請求項１１】
請求項１乃至４いずれか一項に記載の定着制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成装置に使用される定着装置への電源供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着制御装置では、ヒータの位相制御のために、電源の周波数情報を必要としている。日本国内のように５０Ｈｚと６０Ｈｚの地域が混在するような場合、周波数に関係無く同一の機器を使用するためには、電源周波数を自動的に正しく検出し、それにより位相角タイマによるスイッチング制御を変更する必要がある。そのため、周波数検出が正常に行われない場合は、ヒータの点灯制御を実行できず異常状態として装置を停止せざるを得なかった。また、電源波形は必ずしもきれいな正弦波とは限らず、近傍で大電力を消費する機器が動作していたり、自家発電設備を使用した場合、歪んだ波形になり、ゼロクロス信号が乱れ、正しい周波数が検出できなることがあった。
従来技術として特開平６−２０２５２５号公報には、装置に印加される入力商用電源の変動及び違いによっても消費電力、昇温特性等を変動させることのない画像形成装置について開示されている。それによると、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、商用電源を印加することにより発熱するヒータへ、印字開始信号に応答して電力を供給し、該ヒータを備えた定着装置の温度を印字動作に入る為に充分な温度まで昇温させる際、検出した入力商用電源電圧値に基づいて上記ヒータへの単位時間当りの供給電力が所定値となるように通電時間を選定し、該通電時間にて上記ヒータへ電力の供給を行うとしている。
【特許文献１】特開平６−２０２５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のように、外来ノイズ等によりゼロクロス信号が乱れて正しい電源周波数が検出できなくなった場合、定着ヒータ制御を開始しないため、異常状態としてエラー表示を行い、機器を動作できない状態としていた。これにより電源事情の悪い場所では機器のダウンタイムの増加を招いていた。
本発明は、かかる課題に鑑み、電源の周波数検出が異常であった場合には、周波数に依存しない定着ヒータのスイッチング制御を行うことにより、周波数検出異常時にも機器を停止することなく動作させることが可能な定着制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源により駆動されるヒータと、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、該ゼロクロス検出回路が検出したゼロクロス信号に同期した所定のタイミングにより前記ヒータの通電をオン・オフするスイッチング手段と、電源周波数に依存せずに所定のタイミングで前記スイッチング手段のオン・オフを制御するスイッチング制御手段と、前記ゼロクロス信号を割り込み信号とする定着制御手段と、を備えた定着制御装置において、前記定着制御手段は、前記スイッチング手段をオンするタイミングを決める位相角タイマと、前記電源周波数検出のための所定の時間を監視する周波数検出タイマとを備え、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号の数を計数し、該計数された数に基づいて前記電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように前記位相角タイマの基準時間を変更することを特徴とする。
画像形成装置等のヒータを制御する定着制御装置は、交流電源のゼロクロス信号の近傍を検出してスイッチングするのが原則である。そしてこのゼロクロス信号をシステム制御ボードの割込み端子に接続し、立下がりエッジで割込みが発生するように割込み動作モードを設定すれば、交流信号が正あるいは負の電圧からゼロになる直前に割込みが発生することになる。そして、所定時間内のゼロクロス割込み数をカウントすることで、周波数を検出することができる。本発明では、周波数検出処理の最初のゼロクロス割込みから、上記周波数検出タイマを所定の時間計時し、この間のゼロクロス割込みのカウント数をカウントしてこの数が所定の範囲にあるか否かを判定し、その判定結果に基づいて位相角タイマの基準時間を変更している。
かかる発明によれば、周波数検出タイマにより設定された時間内の割り込み信号の数を計数し、この計数された数に基づいて電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように位相角タイマの基準時間を変更するので、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源で使用されるヒータでも、正確に位相角が制御されてスイッチングされる。
【０００５】
請求項２は、前記定着制御手段は、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングにより前記スイッチング手段をオン・オフすることを特徴とする。
従来の定着装置では、電源の周波数が正しく検出されない場合は、位相角制御が正しく行われないので、システムダウンとしてヒータ制御を停止していた。そこで本発明では、そのような場合でもシステムがダウンしないように、スイッチング制御手段を備え、ヒータ制御をそちらに切替えてヒータを制御するものである。
かかる発明によれば、周波数検出タイマにより設定された時間内の割り込み信号の数を計数し、この計数された数が所定の範囲内の数でない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングによりスイッチング手段をオン・オフするので、システムのダウンタイムを低減することができる。
請求項３は、前記定着制御手段は、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングにより前記スイッチング手段をオン・オフすると共に、該動作中に前記周波数検出タイマを動作させて前記電源周波数を再判定することを特徴とする。
スイッチング手段によるヒータ制御は、あくまでも応急的な手段であり、ゼロクロス制御が成されていないので、必ずしも最良な制御ではない。そこで本発明では、電源周波数が正しく制御されない場合は、ノイズによる一時的な場合も考えられるので、とりあえずスイッチング手段によりヒータを制御しながら、再トライを行うものである。
かかる発明によれば、電源周波数が正しく制御されない場合は、とりあえずスイッチング手段によりヒータを制御しながら再トライを行うので、ノイズによる一時的な検出ミスを救うことができる。
【０００６】
請求項４は、前記定着制御手段は、前記ゼロクロス検出回路から出力されるゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、当該定着制御装置を異常と判断して前記ヒータ駆動を停止することを特徴とする。
ヒータ制御を正しく行うために電源の周波数を検出することが前提となる。しかし、何らかの原因によりゼロクロス検出回路からのゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、装置の異常と判断してヒータ駆動を停止するものである。
かかる発明によれば、ゼロクロス検出回路からのゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、装置の異常と判断してヒータ駆動を停止するので、装置の安全性が図られて火災等の不測の事態を未然に防ぐことができる。
請求項５は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源により駆動されるヒータと、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、該ゼロクロス検出ステップが検出したゼロクロス信号に同期した所定のタイミングにより前記ヒータの通電をオン・オフするスイッチングステップと、電源周波数に依存せずに所定のタイミングで前記スイッチングステップのオン・オフを制御するスイッチング制御ステップと、前記ゼロクロス信号を割り込み信号とする定着制御ステップと、を備えた定着制御方法において、前記定着制御方法は、前記スイッチングステップをオンするタイミングを決める位相角タイマと、前記電源周波数検出のための所定の時間を監視する周波数検出タイマとを備え、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号の数を計数し、該計数された数に基づいて前記電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように前記位相角タイマの基準時間を変更することを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項１と同様の作用効果を奏する。
【０００７】
請求項６は、前記定着制御ステップは、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御ステップによる所定のタイミングにより前記スイッチングステップをオン・オフすることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項２と同様の作用効果を奏する。
請求項７は、前記定着制御ステップは、電源投入時に前記周波数検出タイマにより設定された時間内の前記割り込み信号数を計数し、該計数された信号数が所定範囲内の数に満たない場合、前記スイッチング制御ステップによる所定のタイミングにより前記スイッチングステップをオン・オフすると共に、該動作中に前記周波数検出タイマを動作させて前記電源周波数を再判定することを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項３と同様の作用効果を奏する。
請求項８は、前記定着制御ステップは、前記ゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、当該定着制御装置を異常と判断して前記ヒータ駆動を停止することを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項４と同様の作用効果を奏する。
請求項９は、請求項５乃至８の何れか一項に記載の定着制御方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする。
かかる発明によれば、本発明の定着制御方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
請求項１０は、記録媒体において、請求項９に記載の定着制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、定着制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
請求項１１は、画像形成装置において、請求項１乃至４いずれか一項に記載の定着制御装置を備えたことを特徴とする。
かかる発明によれば、画像形成装置が本発明の定着制御装置を備えるので、電源周波数変動に関わるヒータのトラブルで装置がシステムダウンする時間を低減させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上記載のごとく請求項１、５の発明によれば、周波数検出タイマにより設定された時間内の割り込み信号の数を計数し、この計数された数に基づいて電源周波数を判定し、判定された電源周波数になるように位相角タイマの基準時間を変更するので、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源で使用されるヒータでも、正確に位相角が制御されてスイッチングされる。
また請求項２、６では、周波数検出タイマにより設定された時間内の割り込み信号の数を計数し、この計数された数が所定の範囲内の数でない場合、前記スイッチング制御手段による所定のタイミングによりスイッチング手段をオン・オフするので、システムのダウンタイムを低減することができる。
また請求項３、７では、電源周波数が正しく制御されない場合は、とりあえずスイッチング手段によりヒータを制御しながら再トライを行うので、ノイズによる一時的な検出ミスを救うことができる。
また請求項４、８では、ゼロクロス検出回路からのゼロクロス信号が所定の時間発生しなかった場合、装置の異常と判断してヒータ駆動を停止するので、装置の安全性が図られて火災等の不測の事態を未然に防ぐことができる。
また請求項９では、本発明の定着制御方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
また請求項１０では、定着制御プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
また請求項１１では、画像形成装置が本発明の定着制御装置を備えるので、電源周波数変動に関わるヒータのトラブルで装置がシステムダウンする時間を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の定着制御装置の概略ブロック図である。この定着制御装置１００は、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ共用の交流電源１を整流してシステム制御ボード６に直流電源８とゼロクロス信号７を供給するＡＣ／ＤＣ電源装置２と、定着制御装置１００を制御するシステム制御ボード６を備えて構成され、ＡＣ／ＤＣ電源装置２は、交流電源１をスイッチングするスイッチ４と、定着用のハロゲンヒータ３をＯＮ／ＯＦＦ制御するトライアックＴＲ５により構成され、システム制御ボード６は、全体を制御するＣＰＵ６ｃと、ワークメモリとしてのＲＡＭ６ａと、外部のＩ／Ｏユニットを制御するＩ／Ｏインターフェース６ｂと、ＣＰＵ６ｃの制御プログラムを格納するＲＯＭ６ｄと、トライアックＴＲ５をオンするタイミングを決める位相角タイマ６ｅとを備えて構成されている。
ＡＣ／ＤＣ電源装置２は入力された交流電源１から、機器の制御に必要なＤＣ（この例では２４Ｖ、５Ｖ）を生成することと、交流負荷であるハロゲンヒータ３のスイッチング手段を有し、システム制御ボード６からのＴＲＩＧＥＲ信号９によってスイッチング制御を行う。また、交流電源１のゼロクロスポイントを検出し、この信号７をシステム制御ボード６に供給する。スイッチング手段はトライアックＴＲ５により構成され、ＴＲＩＧＥＲ信号９によってＯＮし、ＴＲＩＧＥＲ信号９のＯＦＦ期間の交流電源のゼロクロスポイントでＯＦＦされる。このブロック図には書かれていないが、ここにはゼロクロス検出手段も含まれている。
【００１０】
図２がゼロクロス検出手段の検出回路図である。このゼロクロス検出回路２００は、交流電源１を抵抗Ｒ１、Ｒ２、コンデンサＣ１によるブリッジ回路と、このブリッジ回路を介して全波整流する全波整流ブリッジＢＲ１と、交流的にアイソレートするフォトカプラＰＣ１と、フォトカプラＰＣ１の出力信号をデジタル信号に変換するヒステリシスインバータＩＣ１とを備えて構成される。尚、ヒステリシスインバータＩＣ１の入出力には抵抗Ｒ３とＲ４によりプルアップされている。
この回路の動作は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、コンデンサＣ１により、ローパスフィルタと電流制限を構成し、ここを通った交流電源１は整流ブリッジＢＲ１にて全波整流される。この信号をフォトカプラＰＣ１で絶縁しヒステリシスインバータであるＩＣ１に入力することにより上記ゼロクロス信号を生成している。入力となる交流電源の波形がきれいなノイズ、ディップの無いものであれば、図３で示すような各部の波形が得られる。このゼロクロス信号１０を反転した信号１３を図１のシステム制御ボードのＣＰＵのＩＲＱ（割込み）端子に接続し、立下がりエッジで割込みが発生するようにＣＰＵの割込み動作モードを設定すれば、交流信号が正あるいは負の電圧からゼロになる直前に割込みが発生することになる。所定時間内のゼロクロス割込み数をカウントすることで、周波数を検出することが出来る。例えば、本発明では、周波数検出処理の最初のゼロクロス割込みから、上記周波数検出タイマを５００ｍｓ間計時し、この間のゼロクロス割込みのカウント数が４５〜５４であったら周波数を５０Ｈｚと判定し、５５〜６４であったら周波数を６０Ｈｚと判定し、それぞれ、上記スイッチング手段のオン・オフを制御する上記位相角タイマの基準時間を変更している。また、上記範囲以外のカウント数であった場合には周波数検出異常と判定する。周波数が確定しないと位相制御が不可能であるので、この周波数検出は非常に重要なものである。
図３は図２の各部の波形を表す図である。ＡＣ入力信号１２は交流信号であり、所定の周波数の周期で電圧が変化している。整流後の信号１１は同じ方向の電圧に揃えられ、その信号がゼロクロス信号１０としてＣＰＵの割り込み信号となる。ゼロクロス信号１０は整流後の信号１１を所定の閾値によりデジタル化するとゼロクロス信号１０となり、それを更にヒステリシスインバータＩＣ１で反転して信号１３として割り込み信号を得る。
【００１１】
図４は定着ヒータ突入信号の波形図である。定着ヒータは温度が低いとインピーダンスが低いため電源投入の瞬間に大きな電流が流れる。しかし、徐々に温度が上昇してインピーダンスが上昇するとそれに伴って電流が図のように減少する。
図５は定着制御の開始と周波数検出の動作を説明するフローチャートである。まず電源が投入されると、ＣＰＵの各種設定（ＣＰＵイニシャライズ）を行なって（Ｓ１）、全負荷をオフし負荷の誤動作等が起きないように、これからの制御に備えて準備をしておく（Ｓ２）。ＣＰＵイニシャライズでは、各種タイマの設定やタイマ割込みの許可等も行なわれている。続いて、周波数検出の準備に入る。ここではゼロクロス割込みを許可して、周波数検出開始フラグをセットする（Ｓ３）。また、周波数検出タイマ、ゼロクロス割込み回数カウンタをゼロクリアする（Ｓ４）。ゼロクロスの割り込みを許可し（Ｓ５）、周波数の検出が終了したか否かを監視し（Ｓ６）、検出が終了すると周波数の判定を行う（Ｓ７）。その結果が正常か否かを判定し（Ｓ８）、正常であれば（Ｓ８でＹＥＳのルート）その周波数を検出周波数として（Ｓ９）、定着ヒータの位相制御動作を行い（Ｓ１０）、ゼロクロス異常検出を行って（Ｓ１１）ステップＳ６に戻って繰り返す。ステップＳ８で周波数が異常の場合（Ｓ８でＮＯのルート）、周波数検出タイマとゼロクロス割り込み回数カウンタをクリアし、周波数検出開始フラグをセットして（Ｓ１２）、周波数異常時の定着ヒータ制御を行い（Ｓ１３）、ゼロクロス異常検出を行い（Ｓ１４）、周波数検出が終了したかを監視し（Ｓ１５）、終了すればステップＳ７に戻って繰り返し、周波数検出が終了しなければステップＳ１３に戻って繰り返す。
図５において周波数検出の結果判定が正常検出で無かった場合、再度周波数検出を実行すべく、周波数検出タイマ、ゼロクロス割込み回数カウンタをクリアし、周波数検出開始フラグをセットする。その後、周波数検出異常時の定着ヒータ制御を実行し、機器の動作を続行させる。さらにゼロクロス異常検出を行い、致命的な異常を回避する。周波数検出異常時の定着ヒータ制御とゼロクロス異常検出を実行しながら周波数検出の終了を監視し、検出が終了したら再度周波数判定を行い、正常検出であれば定着ヒータ位相制御に移行し、そうでなければこれまでの処理を繰り返す。
【００１２】
図６はゼロクロス割り込み動作のフローチャートである。まず、周波数検出開始フラグがセットされているか否かをチエックし（Ｓ２１）、ステップＳ２１でセットされていなければステップＳ２３に進み、セットされていればゼロクロス割り込み回数カウンタをカウントアップし（Ｓ２２）、定着ヒータの位相制御を行うか否かをチエックし（Ｓ２３）、位相制御する場合はステップＳ２４に進んで定着ヒータがオンのタイミングか否かをチエックし（Ｓ２４）、オンのタイミングでなければ位相角タイマを停止して（Ｓ２８）ステップＳ２７に進み、オンのタイミングであれば位相角タイマの基準値を設定して（Ｓ２５）、位相角タイマをクリアしてスタートさせて（Ｓ２６）、ゼロクロス異常カウンタをクリアする（Ｓ２７）。ステップＳ２３で定着ヒータの位相制御行わなければ、タイマを停止して（Ｓ２９）、定着ヒータがオンのタイミングか否かをチエックし（Ｓ３０）、オンのタイミングでなければタイマ出力を強制的にオフして（Ｓ３２）ゼロクロス異常カウンタをクリアする（Ｓ２７）。定着ヒータがオンのタイミングであればタイマ出力を強制的にオンして（Ｓ３１）ゼロクロス異常カウンタをクリアする（Ｓ２７）。
【００１３】
図７はシステムタイマ割り込み動作のフローチャートである。まず周波数検出中フラグがセットされているか否かをチエックし（Ｓ３１）、セットされていれば周波数検出タイマをカウントアップして（Ｓ３２）、所定時間経過するまでステップＳ３２を繰り返し（Ｓ３３）、経過すると周波数検出終了するために周波数検出開始フラグをリセットする（Ｓ３４）そしてゼロクロス異常カウンタをカウントアップして（Ｓ３５）、システムタイマ処理を行う（Ｓ３６）。
図６のゼロクロス信号によるゼロクロス割込みで周波数検出開始フラグがセットされているのを検出し、ゼロクロス割込み回数カウンタをカウントアップする。周波数検出タイマは、図７のシステムタイマ割込みで使用されている。周波数検出開始より５００ｍｓを計時する。周波数検出タイマが５００ｍｓを計時し、周波数検出が終了したら、ゼロクロス割込み回数カウンタの値によって周波数を判定する。ここで決定した周波数値をこれ以降の定着ヒータの位相制御に用いる。周波数検出が正常に行われた場合、位相制御を実行する。位相制御は、ゼロクロス割込みの発生時を基準として、位相角タイマをスタートさせ、所定の位相角タイマ値でトライアックにトリガパルスを与えてトライアックを点弧することによる（図６参照）。
また定着ヒータ（図１のハロゲンヒータ）の位相制御を行なう位相角タイマは、あらかじめ基準値を設定しておき、タイマをスタートすると、自動的に基準値とタイマ値が比較され、一致するとパルス信号を発生するような構成のものが使用されている。このパルスを図１のスイッチング手段（トライアック・ＴＲ１）のトリガとして用いると、位相制御が実現できる。５０Ｈｚと６０Ｈｚでは交流の半周期の時間が異なるため、ゼロクロス点から同じ時間が経過した後にトライアックを点弧しても印加される実効電圧は異なる。ここで実際の電源が６０Ｈｚの場合に５０Ｈｚの実現可能な最小実効電圧となる位相角タイマ値をタイマに与えたとする。この場合、図８のごとく、ゼロクロス点を過ぎたところでトリガパルスが発生し、大きな実効電圧を印加してしまうことになる。これでは正常な位相制御ができない。そこで、周波数検出が必要となるのである。以上に述べた位相制御は、上記のごとく周波数情報がわからない場合には実現できない。このため、本発明では、周波数が不明の場合に、位相制御を使用しない定着ヒータをスイッチングする手段を有している。
また図６の定着位相制御で無い場合、ヒータ制御のためのトリガパルスをタイマで出力するのではなく、ポート信号として出力する。位相制御の場合には、交流電源の半周期に一回のトリガパルスを与えてヒータをオンするのに対し、この場合は、オン中はずっとアクティブレベルを出力する。このように制御することによって、位相制御はできないためにソフトスタートはできず、また、ゼロクロススイッチもできない場合があるが、定着ヒータ制御は実行できる。この様子を図１０に示す。即ち、周波数検出が異常な場合は、周波数が所定範囲以外というよりも、ゼロクロス信号が誤発生している場合がほとんどである。このような場合に、位相制御を行ってしまうと誤発生したゼロクロス信号により、位相角タイマがその都度再スタートして、いつまでたってもヒータに電圧が印加されないことが考えられる。また、所定の電圧より低い電圧しか印加できないこともある。
【００１４】
本発明では、このような場合、ヒータオン中はトリガはずっとアクティブレベルを出力するため、ヒータをフル点灯できる。これにより定着ヒータ制御が続行できるのである。
電源投入時の位相制御の目的は、定着ヒータへの突入電流を低減するためのソフトスタートに用いられる。通常、突入電流の許容値は、ソフトスタートを行わなくとも問題が無い程度に設計されている。このため、周波数検知に異常があった場合、周波数によらない定着ヒータ制御を行って、従来のように周波数検知エラーによる異常停止とはせずに、定着ヒータを制御して機器のダウンタイムを低減している。また、通常制御時に位相制御を行なう目的は、定着温度の制御精度向上という意味合いもあるが、現在ではそれ以上に、同一電源に接続された他の機器へのフリッカーノイズの低減と言う意味合いが強い。フリッカーノイズとは大電力を要する定着ヒータへの通電のオン・オフが電源ラインの電圧変動を引き起こし、電灯のちらつきやＴＶ画面の揺らぎなどを引き起こすことをいう。これを防止するためには、電源投入時と考え方は同様なソフトスタートを行うことが効果がある（図９参照）。ソフトスタートが行えない場合は他の機器への影響はあるものの、機器を停止させるほどのことではないため、従来のように周波数検知エラーによる異常停止とはせずに、定着ヒータを制御して機器のダウンタイムを低減している。
また定着ヒータ制御ではゼロクロス信号を基準にしてヒータのオン・オフのためのトリガを出力している。このため、ゼロクロス信号が途絶えてしまうと、トリガがオンできずに定着ヒータが点灯できなかったり、オンのままになって定着ヒータがオフできず過熱し危険な状態となってしまうことも想定できる。従来は、ゼロクロス信号が途絶えるような状況では周波数検出異常となり、定着ヒータを点灯させないようになっていた。本発明では周波数検出異常であっても定着ヒータ制御を行うため、ゼロクロス信号が所定時間途絶えたらゼロクロス信号異常としてヒータ制御を停止し、安全性を保つようにしている。
【００１５】
図１１はゼロクロス異常検出の動作フローチャートである。ゼロクロス異常カウンタの値を監視し（Ｓ４１）、このカウンタの値が所定値を超えたらゼロクロス信号が途絶えたと判断し、位相角タイマを停止し（Ｓ４２）、位相角タイマ出力を強制的にオフして（Ｓ４３）、異常時の安全対策処理を実行し（Ｓ４４）、機器を異常状態に遷移させる（Ｓ４５）。
即ち、定着ヒータを強制的にオフし、機器異常状態としている。ゼロクロス異常カウンタは図７のシステムタイマ割り込みでカウントアップされ、図６のゼロクロス割り込みでクリアされる。このため、ゼロクロス異常カウンタの値は、ゼロクロス信号が発生していれば、ゼロクロス信号間隔以上にはならない。そこで、所定値として想定されるゼロクロス信号間隔より大きい値を設定し、カウンタ値をこの値と比較することによってゼロクロス信号が途絶えたことを検出できる。
【００１６】
図１２は、本発明の定着制御装置を使用した画像形成装置の概略構造を示す模式図である。この画像形成装置は、レーザにより感光体に潜像を書き込むレーザ書き込み部１２１と、レーザ書き込み部１２１により表面に帯電された電荷を露光し、潜像を形成する感光体１２２と、感光体１２２上の残存トナーを除去するクリーナ１２３と、感光体１２２上を一様に帯電する帯電チャージャ１２４と、感光体の潜像にトナー像を形成する現像器１２５と、トナー像を記録紙に転写する転写ドラム１２６と、トナー像を記録紙側に引き寄せるための電荷を発生する転写チャージャ１２７と、記録紙上に転写されたトナー像を固着する定着装置１２８と、外部からの記録情報を制御する情報処理部１２９と、記録紙を収納し、１枚ずつ給紙する給紙装置１３０と、定着された記録紙を排紙する排紙トレイ１３１と、外部とのインターフェースを司る通信ポート１３２から構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の定着制御装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明のゼロクロス検出手段の検出回路図である。
【図３】本発明の図２の各部の波形を表す図である。
【図４】定着ヒータ突入信号の波形図である。
【図５】本発明の定着制御の開始と周波数検出の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明のゼロクロス割り込み動作のフローチャートである。
【図７】本発明のシステムタイマ割り込み動作のフローチャートである。
【図８】本発明の５０Ｈｚ情報で６０Ｈｚ電源の定着ヒータを制御した場合の波形図である。
【図９】本発明のソフトスタートの電圧波形図である。
【図１０】本発明のゼロクロス信号とヒータトリガの関係を示す図である。
【図１１】本発明のゼロクロス異常検出の動作フローチャートである。
【図１２】本発明の定着制御装置を使用した画像形成装置の概略構造を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  交流電源、２  ＡＣ／ＤＣ電源装置、３  ハロゲンヒータ、４  スイッチ、５  トライアックＴＲ、６  システム制御ボード
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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