(57)【要約】【課題】  電源が供給されない状況なのか、所定の時間内にゼロクロス信号を検出できていない状況なのかを切り分けるようにする。【解決手段】  画像形成装置に電力が供給されなくなった場合にはアクチュエータを駆動することによって、低圧電源内に残留している電荷を比較的早く消費させ、エンジンコントローラへの電力供給も早く断つことができる。また、電力は供給されているがゼロクロス信号が所定時間内に検出できなかった場合にはアクチュエータを駆動しても、電力は供給されつづけるのでゼロクロス回路故障であると判断でき、ユーザにその旨を報知することができる。【選択図】  図１
2012137592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、アクチュエータを駆動する駆動手段と、商用電源のACラインからゼロクロス信号を検出するゼロクロス検出手段と、前記加熱手段を加熱するための駆動信号に前記ゼロクロス検出手段から検出したゼロクロス信号を用いる加熱量制御手段と、前記ゼロクロス検出手段でゼロクロス信号を検出していない間の時間を計測するゼロクロスカウント手段と、を備えた画像形成装置において、前記ゼロクロスカウント手段が第1の所定の値に達した場合に、前記駆動手段を駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動手段の駆動開始後に前記ゼロクロスカウント手段が第１の所定の値より大きい第２の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動手段の駆動開始に基づいて動作する計時手段を備え、前記計時手段が第３の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動手段の駆動開始に基づいて駆動パルスをカウントする駆動パルスカウント手段を備え、前記パルスカウント手段が第４の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動手段の駆動開始から駆動停止までの間に前記ゼロクロス検出手段がゼロクロス信号を検出した場合、前記駆動手段を停止することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか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】
本発明は、電子写真プロセスで形成されたトナー像を加熱して記録材に定着させる熱定着方式などに用いられる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置では、転写材や感光紙などの被記録材に転写方式あるいは直接方式で担持させた未定着画像（トナー像）を熱定着させる加熱装置（熱定着装置）として、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置や、セラミック面発ヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が知られている。
【０００３】
一般に、セラミックヒータは、トライアックなどのスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、交流電源により電力が供給される。加熱装置には、温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられている。この温度検出素子により加熱装置の温度が検出され、その検出温度情報を基に、エンジンコントローラは、スイッチング素子のオン／オフ制御を行うことによりセラミックヒータへの電力供給をオン／オフし、加熱装置の温度が目標の一定温度となるように制御する。
【０００４】
このセラミックヒータのオン／オフ制御は、交流電源の波数制御または位相制御により行われる。すなわち、交流電源の電源電圧が正から負あるいは負から正に切り替わるポイントを含み、電源電圧が所定の閾値より正であるか負であるかをレベル信号で報知する信号（以下、ゼロクロス信号という）を基に、トリガをかけて位相制御または波数制御を行う。図７に示すような低圧電源回路において、入力商用電源波形をダイオードブリッジ７０１により全波整流した後、平滑コンデンサ７０２により平滑化しトランス７０３を介して昇圧している。また、入力商用電源波形からゼロクロス検知回路７０４を介して得られるゼロクロス信号は、オフ状態からオン状態に変化する立ち上がりのエッジ、あるいはオンからオフに変化する立ち下がりのエッジでトリガをかけてヒータへの通電パターンを生成している。
【０００５】
また、電源オン時や熱定着器の加熱装置の立ち上げ時などの所定のタイミングでエンジンコントローラがゼロクロス信号のパルス周期を測定し、このパルス周期に基づき所定の位相角に対応した時間を算出し、ゼロクロス信号にトリガをかけてヒータへの電力供給を制御する。
【０００６】
この測定したパルス周期がエンジンコントローラにおいて設定されている所定の周波数範囲内であった場合は、このパルス周期を用い、ヒータに通電するためのスイッチング素子を制御する。また、測定されたパルス周期が所定の周波数範囲外であった場合やゼロクロス信号を所定時間以内に検出できない場合は、入力商用電源異常もしくはゼロクロス回路故障と判断してゼロクロス故障としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このパルスの測定は、所定時間内に所定回数繰り返し、平均化処理やノイズ除去処理によって、商用電源周波数もしくは２倍の周波数が検出できるようにしている。
【０００８】
ゼロクロス故障と判断した場合、エンジンコントローラはヒータへの電力供給を停止し、ユーザにゼロクロス故障であることを報知する。
【０００９】
また、ゼロクロス故障中は正常に位相制御または波数制御を行えなくなるため、エンジンコントローラへの電力供給が停止するまでゼロクロス故障の状態を維持しておく必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−７９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、環境を考慮した省電力の機器が増加しており、画像形成装置も消費電力の低い構成が望まれている。このような画像形成装置では画像形成動作を停止している状態の消費電力（以下、待機時消費電力という）は極めて低くなるような構成になっている事が多い。
【００１２】
このように待機時消費電力が低い構成では、画像形成装置への電力供給を断った場合でも、図７の平滑コンデンサ７０２に溜まった電荷により、図６に示すように一定時間エンジンコントローラへ電力が供給されている。エンジンコントローラはゼロクロス信号が検出できないのでゼロクロス故障を報知してしまう。通常、この状態を継続しているとエンジンコントローラへの電力供給がなくなり、ゼロクロス故障を報知しなくなる。
【００１３】
しかしながら、図８に示すようにゼロクロス故障を報知した後、エンジンコントローラへの電力供給がなくなる前に画像形成装置への電力供給を再開すると、ゼロクロス故障を報知したままでヒータへの電力供給制御ができない状態になってしまう。
【００１４】
特に瞬断のように画像形成装置に一定時間電力が供給されなくなる状態おいて、このような現象が発生してしまう。
【００１５】
本発明では、上記のように電源が供給されない状況なのか、所定の時間内にゼロクロス信号を検出できていない状況なのかを切り分けることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
加熱手段と、アクチュエータを駆動する駆動手段と、商用電源のACラインからゼロクロス信号を検出するゼロクロス検出手段と、前記加熱手段を加熱するための駆動信号に前記ゼロクロス検出手段から検出したゼロクロス信号を用いる加熱量制御手段と、前記ゼロクロス検出手段でゼロクロス信号を検出していない間の時間を計測するゼロクロスカウント手段と、を備えた画像形成装置において、前記ゼロクロスカウント手段が第1の所定の値に達した場合に、前記駆動手段を駆動することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記駆動手段の駆動開始後に前記ゼロクロスカウント手段が第１の所定の値より大きい第２の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記駆動手段の駆動開始に基づいて動作する計時手段を備え、前記計時手段が第３の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記駆動手段の駆動開始に基づいて駆動パルスをカウントする駆動パルスカウント手段を備え、前記パルスカウント手段が第４の所定の値に達したとき前記駆動手段を停止することを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項２、３、４のいずれかに記載の発明において、
前記駆動手段の駆動開始から駆動停止までの間に前記ゼロクロス検出手段がゼロクロス信号を検出した場合、前記駆動手段を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、画像形成装置に電力が供給されなくなった場合にはアクチュエータを駆動することによって、低圧電源内に残留している電荷を比較的早く消費させ、エンジンコントローラへの電力供給を早く断つことができる。また、電力は供給されているがゼロクロス信号が所定時間内に検出できなかった場合にはアクチュエータを駆動しても、電力は供給されつづけるのでゼロクロス回路故障であると判断でき、ユーザにその旨を報知できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例のゼロクロス故障のフローチャート
【図２】画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例を表すブロック図
【図４】本発明の実施例の制御手段を用いて電源供給が遮断された場合のタイミング図
【図５】従来のゼロクロス故障のフローチャート
【図６】従来の制御手段を用いて電源供給が遮断された場合のタイミング図
【図７】低圧電源内のゼロクロス信号に関する回路図
【図８】従来の制御手段を用いて電源供給が遮断されゼロクロス故障検知した場合のタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施例１］
本発明に基づく、画像形成装置の動作について図面を用いて説明する。本実施例は、画像形成装置に電力が供給されなくなった際にアクチュエータを駆動させる例である。
【００２３】
図２は、本実施例の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【００２４】
２０１は、電子写真方式の画像形成装置である。
【００２５】
２０２は、画像形成装置２０１内の各部を回転駆動するためのメインモータである。
【００２６】
２０３は、画像を形成する用紙を収納するための給紙トレイである。
【００２７】
２０４は、給紙トレイ２０３に収納された用紙を１枚ずつピックアップするための給紙ローラであり、給紙ソレノイド２０６で伝達状態とすることでメインモータ２０２の駆動力から回転力が与えられる。
【００２８】
２０５は、分離パッドであり給紙ローラ２０４により給紙トレイ２０３からピックアップされた用紙が重送されないように１枚ずつに分離するためのものである。
【００２９】
２０７は、感光ドラムであり、高電圧電源２１６から帯電電圧が印加される帯電ローラ２０９により所定電位に帯電され、またレーザスキャナユニット２１４によりレーザビームが照射され、高電圧電源２１６から現像電圧が印加される現像ローラ２１０によりトナーが現像されるものである。
【００３０】
２０８は、転写ローラであり、感光ドラム２０７上のトナー像を用紙に転写すべく高電圧電源２１６から転写電圧が印加されるものである。
【００３１】
２１１は、定着ローラであり、内部に用紙上のトナー像を熱定着させるためのセラミックヒータを備える。そして、定着ローラ２１１は対向する位置に設けられた加圧ローラ２１２と接するニップ部において用紙上のトナー像を熱定着させる。
【００３２】
２１３は、排紙ローラであり定着ローラ２１１及び加圧ローラ２１２により加圧及び加熱されてトナー像が定着した用紙を排紙トレイ２１５に排出するものである。
【００３３】
なお、図２の斜線で示すように、感光ドラム２０９、加圧ローラ２１２、排紙ローラ２１３、給紙ローラ２０４はメインモータ２０２から駆動力が与えられて回転する。
【００３４】
また図示しない低圧電源からメインモータ２０２・高電圧電源２１６・センサ等に電力を供給している。
【００３５】
図３は、本実施例の構成を表すブロック図である。
【００３６】
ＡＣ電源を入力とする低圧電源３０１は画像形成に必要なVcc1、Vcc2を出力する。Vcc1はゼロクロス検知回路３０２、エンジンコントローラ３０３、各センサ、各駆動回路、各カウンタ等に入力されている。Vcc2は各アクチュエータ等に入力されている。
【００３７】
ゼロクロス検知回路３０２はＡＣ入力からゼロクロス信号を生成し出力する。
【００３８】
エンジンコントローラ３０３は温度センサ３０４でヒータ３０５の温度をモニタしている。設定温度に応じてエンジンコントローラ３０３はヒータ３０５を駆動するための駆動信号をヒータ駆動回路３０６に送信する。その際、波数制御によりゼロクロス信号をトリガとしてあらかじめ決められた通電パターンを用いてヒータ３０５を駆動している。
【００３９】
ゼロクロスカウンタ３０７は所定周期毎にカウントアップしている。エンジンコントローラ３０３はゼロクロス信号を検知するとゼロクロスカウンタ３０７にクリア信号を出力する。
【００４０】
また、図５のようにエンジンコントローラ３０３はゼロクロスカウンタ３０７の値を取得し（Ｓ５０１）、ゼロクロスカウンタ３０７が故障閾値を超えているか判断している（Ｓ５０２）。故障閾値を超えていた場合はゼロクロス故障と判断し、ヒータ３０５、モータ３０９を含め全ての駆動を停止するために、ヒータ駆動回路３０６、モータ駆動回路３０８への駆動信号を停止し、図示しない外部報知手段にゼロクロス故障である事を報知する（Ｓ５０３）。
【００４１】
ここで本発明に関する制御手段について説明する。図１に示すようにエンジンコントローラ３０３はゼロクロスカウンタ３０７の値を取得し（Ｓ１０１）、ゼロクロスカウンタ３０７がモータ駆動閾値を超えているか判断している（Ｓ１０２）。モータ駆動閾値を超えていた場合はメモリ内のモータ駆動中フラグが０か判断している（Ｓ１０３）。モータ駆動中フラグはエンジンコントローラ３０３がモータ駆動回路３０８にモータ駆動信号を送信しているときに１となり、モータ駆動信号が停止しているときに０となる。モータ駆動中フラグが０であればメモリ内のゼロクロスモータフラグを１にして、モータ駆動中フラグを１にする。更にモータ３０９を駆動させるためにモータ駆動回路３０８にモータ駆動信号を送信する（Ｓ１０４）。次にゼロクロスカウンタ３０７が故障閾値を超えているか判断している（Ｓ１０５）。故障閾値を超えていた場合は、ゼロクロス故障と判断し、ゼロクロスモータフラグ・モータ駆動中フラグを０にして、ヒータ３０５、モータ３０９を含め全ての駆動を停止するために、ヒータ駆動回路３０６、モータ駆動回路３０８への駆動信号を停止する。また、図示しない外部報知手段にゼロクロス故障である事を報知する（Ｓ１０６）。Ｓ１０２でゼロクロスカウンタ３０７がモータ駆動閾値を超えていない場合、エンジンコントローラ３０３はゼロクロスモータフラグが１か判断して（Ｓ１０７）、ゼロクロスモータフラグが１ならばゼロクロスモータフラグ・モータ駆動中フラグを０にして、モータ駆動信号を停止する（Ｓ１０８）。尚、このとき故障閾値はモータ駆動閾値以上の値である。
【００４２】
この制御手段を用いた電源供給装置において電源供給が遮断された場合のタイミング図を図４に示す。電源遮断された際、エンジンコントローラ３０３はゼロクロスカウンタ３０７がモータ駆動閾値を超えたと判断した場合、モータ駆動回路３０８にモータ駆動信号を送信する。モータ３０９が駆動する事により低圧電源内に残留している電荷を消費させ、エンジンコントローラ３０３への入力電圧を早く降下させる。このような制御を行うことで電力供給が遮断された際にゼロクロス故障を報知しなくなる。
【００４３】
本実施例ではモータ３０９を駆動させると説明したが、モータ３０９が回転しない程度の低デューティのＰＷＭ信号をモータ駆動回路３０８に送信してもよい。また、本実施例ではモータを例としたが、その他１つ以上のアクチュエータを駆動させてもよい。
【００４４】
また、本実施例ではゼロクロスカウンタ３０７を使用し故障閾値に達したときにゼロクロス故障を報知する処理を用いたが、モータ駆動開始と同時にスタートするタイマを使用し所定の値に達したときにゼロクロス故障を報知する処理や、モータ駆動開始からモータ３０９の駆動パルスをカウントする駆動パルスカウンタを用い所定の値に達したときにゼロクロス故障を報知する処理でもよい。
【符号の説明】
【００４５】
２０１  画像形成装置
２０２  メインモータ
２０３  給紙トレイ
２０４  給紙ローラ
２０５  分離パッド
２０６  給紙ソレノイド
２０７  感光ドラム
２０８  転写ローラ
２０９  帯電ローラ
２１０  現像ローラ
２１１  定着ローラ
２１２  加圧ローラ
２１３  排紙ローラ
２１４  レーザスキャナユニット
２１５  排紙トレイ
２１６  高電圧電源
３０１  低圧電源
３０２  ゼロクロス検知回路
３０３  エンジンコントローラ
３０４  ヒータ
３０５  温度センサ
３０６  ヒータ駆動回路
３０７  ゼロクロスカウンタ
３０８  モータ駆動回路
３０９  モータ
７０１  ダイオードブリッジ
７０２  平滑コンデンサ
７０３  トランス
７０４  ゼロクロス検知回路
【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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