(57)【要約】【課題】ウォームアップタイムの短縮のために主電源オンから定着制御開始までの時間を短縮する画像形成装置を提供する。【解決手段】原稿を読み取り、書き込み光学系を介して画像を形成し、この画像を給紙された記録媒体上に転写して定着させる画像形成装置において、定着ヒーター１３の点灯可能なハードウェアによるリレー２８のトリガ信号及びトライアック２９のトリガ信号を、装置本体の主電源オンからソフト制御可能になるまでの期間もオン／オフできる構成とする。【選択図】図１
2007334268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を読み取り、書き込み光学系を介して画像を形成し、この画像を給紙された記録媒体上に転写して定着させる画像形成装置において、
定着ヒーターの点灯をオン／オフ制御するリレー及びトライアックを備え、前記リレーのトリガ信号及び前記トライアックのトリガ信号を、装置本体の主電源オンからソフト制御可能になるまでの期間においてもオン／オフ制御を可能とした構成とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記装置本体の主電源オン時からソフト制御可能になるまでの期間において定着温度が所定値以上の場合には、前記トリガ信号を、無効と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】
安全性に係わる異常が発生した場合には、その発生履歴を、バックアップ電池を電源とするラッチ素子により記憶しておき、次回の電源オン時にはそのラッチ機能によりリレーオフ状態を保つ構成とすることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着ヒーターの点灯がソフト制御可能な状態に到達した場合、前記リレー及び前記トライアックのトリガ信号をソフト制御に切り換えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着ヒーターの通電経路に配置された前記リレーの投入時間を確保するための投入時間確保手段として前記リレーの前段にゼロクロス検出回路及びそのゼロクロス検出回数をカウントするカウント手段を設け、前記リレーのオンから所定回数カウント後に通電制御を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項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、原稿を読み取り、書き込み光学系を介して画像を形成し、この画像を給紙された記録媒体上に転写して定着させる、熱定着手段を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、開発効率を向上させるために定着制御を担うエンジン制御部とコントローラ（ＣＴＬ）から構成される場合、コスト面からＣＴＬ側にＮＶＲＡＭを搭載することが多く、その場合に、エンジン側で必要な情報は電源オン時にＣＴＬから必要データをロードしてくる。
このような装置は、主電源がオンされてからコントローラの電源オン→エンジンの電源オン→ソフトによりエンジン−コントローラ間の通信確立の確認→ＣＴＬ側でのＮＶＲＡＭの展開→ＲＡＭデータのエンジン側への転送（サービスクレーム（ＳＣ）情報含む）となり、その後定着のヒーター点灯を駆動するためのリレーをオンし、リレーの投入（ｍａｋｅ）時間（固定値）を待ってトライアックの駆動を行うことで定着制御が始まる。
【０００３】
定着の温度制御は定着ユニットに備えられたサーミスタ出力をＡ／Ｄコンバータに取り込み、取り込んだ値と目標値の差によりソフトがオン時間を制御することで行う（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、異常状態への対処時に、既存のリセットを使用し、定着及びシステムもリセットされることにより停止する。また、リセット解除後に、異常要因が取り除かれていれば、そのまま、システムは自動的に再スタートし、通常動作できる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２１２６０１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、装置本体の主電源オンから定着制御開始までは、リセット時間を含めて従来技術に記載した時間は掛かってしまうことになる。低温からのウォームアップに時間が掛かるような画像形成装置ではこの時間は割合としては小さいが、近年、省エネルギの観点から待機中には消費電力の大きい定着ヒーターをオフしておくことが多い。
しかし、逆に、使用時に定着温度が使用可能になるまでユーザーが待つ時間が増えてしまい、使い勝手の悪いものとなってしまう。このため、ウォームアップタイムの短縮を図り、ユーザーにとっての使い勝手を向上させることが必須となり、定着制御開始までの時間も無視することができなくなってきている。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ウォームアップタイムの短縮のために主電源オンから定着制御開始までの時間を短縮す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、原稿を読み取り、書き込み光学系を介して画像を形成し、この画像を給紙された記録媒体上に転写して定着させる画像形成装置において、定着ヒーターの点灯をオン／オフ制御するリレー及びトライアックを備え、前記リレーのトリガ信号及び前記トライアックのトリガ信号を、装置本体の主電源オンからソフト制御可能になるまでの期間においてもオン／オフ制御を可能とした構成とすることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記装置本体の主電源オン時からソフト制御可能になるまでの期間において定着温度が所定値以上の場合には、前記トリガ信号を、無効とする請求項１記載の画像形成装置を特徴とする。
【０００６】
また、請求項３に記載の発明は、安全性に係わる異常が発生した場合には、その発生履歴を、バックアップ電池を電源とするラッチ素子により記憶しておき、次回の電源オン時にはそのラッチ機能によりリレーオフ状態を保つ構成とする請求項１又は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、前記定着ヒーターの点灯がソフト制御可能な状態に到達した場合、前記リレー及び前記トライアックのトリガ信号をソフト制御に切り換える請求項１乃至３のいずれか１項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、前記定着ヒーターの通電経路に配置された前記リレーの投入時間を確保するための投入時間確保手段として前記リレーの前段にゼロクロス検出回路及びそのゼロクロス検出回数をカウントするカウント手段を設け、前記リレーのオンから所定回数カウント後に通電制御を開始する請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、主電源オン時の温度が或る所定の温度以上の場合にはコンパレータ機能によりトライアックトリガをオフする構成とすることで、ソフト制御可能になるまでの定着暴走や温度オーバーシュート（超過）を防ぐことができ、安全性を確保するとともに画像品質への影響をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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は多機能画像形成装置を示すブロック図である。図１には、原稿を読み取り、書き込み光学系を介して画像を形成し、この画像を給紙された記録媒体上に転写して定着させる、複写＋プリンタ＋ファクシミリなどを備えたマルチアファンクションの画像形成装置１を示している。
この画像形成装置１には装置全体の制御を行うコントローラ（ＣＴＬ）２とそのコントローラ２を制御するＣＴＬＣＰＵ３、外部ホスト４からのプリントやスキャンを行うI／Ｆを備えたプリンタ（ＰＲＩ）５、公衆回線を通じてファクシミリ通信を行なうファクシミリユニット（ＦＣＵ）６がある。
また、プロッタやスキャナ、その他の後処理周辺機を制御するエンジン（ＥＮＧ）７、コントローラ２とは別のＥＮＧＣＰＵ８を備え、独立制御を行う。画像の読み込み手段であるスキャナ９、プロッタ時の書き込み（レーザー）機能を備えたレーザーダイオードユニット（ＬＤＵ）１０を備えており、それらの電源を供給する直流電源ユニット（ＰＳＵ）１１がある。
また、コピーやプリント時に記録媒体上に形成された画像を定着させるための定着ユニット１２があり、構成としてはヒーター１３への通電オン／オフを制御する。このヒーター１３にはハロゲンや誘導加熱などの手段がある。
定着ユニット１２内にはヒーター１３による温度をサーミスタ（ＴＨ）１４により検出し、目標温度と比較して低ければ、一定期間オン（通電）し、高ければオフ（遮断）することを繰り返し、目標温度へと近づける。又は一定温度を保持する。
このヒーター１３の駆動を行うのがＡＣドライブ１５である。また、ゼロクロス検出部１６は商用周波数のゼロクロスポイントを検出するためのものであり、ソフトによってデューティ（ｄｕｔｙ）制御する場合に必要となる。
【０００９】
この構成では、コントローラ２内の不揮発性メモリであるＮＶＲＡＭ１７に装置全体に必要な各種情報が蓄積されている。例えば、画像形成装置１固有の書き込みや読み取りのパラメータ調整量や機種番号、シリアル番号など、その他にマシンの異常検出要因を記憶しておく。
画像形成装置１の再起動時に前回（電源オフ前）に異常が発生（サービスコール；ＳＣ）していたことを示し、安全性に関わる異常時には画像形成装置１を再起動させない（使用不可）ことで安全性を確保することがある。
また、バックアップ電池１８は時計機能の駆動源として備えられることが多い。コントローラ２によってはＮＶＲＡＭ１７の変わりにＳＲＡＭを搭載し、このバックアップ電池１８により、情報保持する場合もある。
【００１０】
このような構成に基づいて、従来技術での主電源オンから定着オンまでの制御を説明する。画像形成装置１の主電源がオンされてからＰＳＵ１１によりＣＴＬ２へ電源ＶＥが供給される。この電源供給からＣＴＬ２のリセット時間＋内部処理に必要な時間ｔ１経過して、ＥＮＧ電源Ｖを起動する。
ＥＮＧ７も同様に、リセット時間＋内部処理に必要な時間ｔ２経過後にＣＴＬ２−ＥＮＧ７間で通信を確立し、ＥＮＧ７側で必要な情報（ＮＶＲＡＭ１７蓄積情報）を転送する時間ｔ３に関して、ＥＮＧ７は定着オンしてもよい状態と判断したら、ＡＣドライブ１５を駆動し、図３で後述する定着リレー２８をオンする。
この時、定着リレー２８の溶着発生を防ぐための投入（ｍａｋｅ）時間（定着リレー２８が完全に切り換わる）ｔ４はソフトタイマ（図示せず）により計測され、待機する。この時間経過後、ゼロクロス検出時間ｔ５を待ち、ヒータートリガ信号（トライアックｔｒｇ）をオンすることで定着をオンし始める。
ＴＨ１４による温度を定着制御部１９が有するＡＤコンバータ（図示せず）に取り込み、目標値との比較を行い、オン周期をＥＮＧＣＰＵ８のソフトが演算し、かつ決定する。主電源オンから定着のヒータ点灯までｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５が掛かることになる。
【００１１】
図２は定着制御部の詳細を示す回路図である。図３は図２のリレーｔｒｇ及びトライアックｔｒｇに接続されるリレー及びトライアックを含んでいる回路を示す回路図である。図１乃至図３を参照して、本発明である定着制御部１９は、基本的には定着点灯をソフトの起動によらず、ＥＮＧ７の電源オンとともにハード制御により行うことを目的としている。
ただし、ソフト起動後は温度管理や細かいデューティ制御などソフト制御のほうが有利な点が多いため第１及び第２セレクタ２１、２２によりハード制御か又はソフト制御かを切り換え可能なようにしている。ソフト制御が可能な状態になったら、セレクタ機能によりソフト制御へ移行することによって複雑な温度制御が可能となり、定着性の品質向上を図ることができる。
ただし、ソフト起動前（リセット期間含む）は初期（イニシャル）でハード制御となるように固定しておく。この構成で定着点灯までの短縮を図る手定着点灯短縮段を説明する。画像形成装置１が電源オンされてからＰＳＵ１１によりＣＴＬ２へ電源ＶＥが供給される。この電源供給からＣＴＬ２のリセット時間＋内部処理に必要な時間ｔ１経過して、ＥＮＧ電源Ｖを起動する。
【００１２】
ＥＮＧ電源供給によりリレーｔｒｇがアクティブとなり、リレー２８がオンする。このリレー２８の投入（ｍａｋｅ）時間を確保するために、ゼロクロス検出回路１６からの検出信号をカウンタ２３に入力し、カウントする。
具体的には、投入（ｍａｋｅ）時間としては約２０ｍｓ待てばよいことから５０Ｈｚ主要周波数の場合、少なくとも１周期待てば２０ｍｓ経過したことになり、１周期経過時点でカウンタ出力によりトライアックｔｒｇがアクティブとなり、ヒーター１３が点灯する。このように最短でｔ１＋ｔ４で定着点灯可能となる（ｔ３、ｔ４、ｔ５が不要）。
リレー２８の投入（ｍａｋｅ）時間を確保するための手段としてリレー２８の前段にゼロクロス検出回路１６を設け、電源オン時に商用周波数をカウントし、リレー２８の投入（ｍａｋｅ）時間を確保してからトライアック２９の駆動（定着点灯）を行うことができるので、ソフト制御に移行するまでの間でもリレー溶着を未然に防止することができ、安全性の確保が可能となる。
【００１３】
また、主電源オン時に充分低温とは限らず、ソフトが温度検知できる前に点灯させるため、安全性を考慮する必要がある。そのための手段としてサーミスタ温度が、或る所定温度以上（Ｖｒｅｆ１）であれば、第１コンパレータ２４により、トライアックｔｒｇをオフする機能を持たせる。
Ｖｒｅｆ１は温度のオーバーシュート（超過）を見込んで、安全な温度に設定しておく。主電源オンでこの温度を超えていれば点灯させない。ハードにより温度上昇中にこの温度を超えた場合は、その時点でトライアックｔｒｇをオフする。ソフト制御へ移行すればこの機能は不要となる。
ハード制御でもソフト制御でも有効な保護回路として、同様にサーミスタ温度を第２コンパレータ２５により強制的に点灯を遮断する。比較温度Ｖｒｅｆ２は目標温度よりも高い温度に設定しておくことで、ソフト暴走時やトライアック２９などの半導体素子の故障に対してもリレー機能を遮断するので安全性を確保できる。
【００１４】
定着の目標温度（制御したい温度）が１５０℃ならば、Ｖｒｅｆ１は８０℃程度、Ｖｒｅｆ２は２１０℃程度となる。第２コンパレータ（Ｃｍｐ２）２５が機能した場合（Ｖｒｅｆ２を超えた）、安全回路２６によって電源遮断まで、リレーｔｒｇをアクティブにできない構成としておく。
このような場合には、安全性に問題があるとして次回の電源オン時にも定着が使用不可となるようにサービスコール（ＳＣ）としておくことが多い。このサービスコールは、これが発生したことを不揮発性メモリに記録しておき、電源オン時に発生履歴を確認してから定着制御を始めるものである。
この実施の形態の構成ではＣＴＬ２にあるＮＶＲＡＭ１７に保存しておき、電源オン時にＣＴＬ２−ＥＮＧ７間の通信により履歴をチェックする。このため、電源オン時には、必ず、この通信と履歴確認が必要となる。
【００１５】
この手順を省くために、異常保持機能素子（ラッチ素子）２０により電源オンと同時に定着点灯可否を判断する。この機能は異常発生時にエンジンソフトからの信号により異常発生履歴を保持しておく（出力を反転保持しておく）。この異常保持機能素子２０はバックアップ電池１８を駆動電源としている。
画像形成装置１が電源オフ状態でも記録は保持され、電源オン時にもソフト起動前でもこの保持情報によりリレーｔｒｇのノンアクティブ（リレーオフ）に保つことができる。
前回安全性に関わる異常が発生（サービスコール；ＳＣ）した場合には、その履歴を、バックアップ電池１８を電源とするラッチ素子２０により記憶しておく構成とし、次回の電源オン時にはそのラッチ機能によりリレーオフ状態を保つので、ソフト制御が可能になる前でも異常検出有無により定着点灯を行わないので安全性を確保できる。
【００１６】
さらに、安全生面からこのリセットをソフトでは実施できないようにサービスマンだけがアクセス可能なハードＳＷ２７構成とすることでソフトによる解除を禁止し、ソフト暴走時でも安全が保たれるようにしておく。
ソフトが制御可能になるまでハードによるリレー２８のトリガ信号及びトライアック２９のトリガ信号を制御できる構成とするので定着点灯までの時間の短縮化を図ることができ、操作性を向上することができる。
請求項（１）の構成において、電源ｏｎ時の温度がある所定の温度以上の場合にはコンパレータ機能によりトライアックトリガをオフする構成とすることで、ソフト制御可能になるまでの定着暴走や温度オーバーシュートを防ぐことができ、安全性を確保するとともに画像品質への影響をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】多機能画像形成装置を示すブロック図である。
【図２】定着制御部の詳細を示す回路図である。
【図３】図２のリレーｔｒｇ及びトライアックｔｒｇに接続されるリレー及びトライアックを含んでいる回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  画像形成装置
２  コントローラ（ＣＴＬ）
３  ＣＴＬＣＰＵ
５  プリンタ
６  ファクシミリ
７  エンジン部（ＥＮＧ）
８  ＥＮＧＣＰＵ
１１  電源ユニット（ＰＳＵ）
１２  定着ユニット
１３  定着ヒーター
１６  投入時間確保手段（ゼロクロス検出回路）
１７  不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）
１８  バックアップ電池
１９  定着制御部
２０  異常保持機能素子（ラッチ素子）
２１  第１セレクタ
２２  第２セレクタ
２３  投入時間確保手段（カウント手段、カウンタ）
２４  第１コンパレータ
２５  第２コンパレータ
２８  リレー
２９  トライアック
【図１】
2007334268.tif 000003
【図２】
2007334268.tif 000004
【図３】
2007334268.tif 000005