(57)【要約】【課題】主回路を構成する電磁リレー等の電気機械式リレーが、通電中に切断されることがない加熱装置およびこの加熱装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】電力供給により発熱する発熱体と、発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、電源から電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする電気機械的スイッチ２０２と、電気機械的スイッチを制御するスイッチ制御回路と、電力制御回路を制御する制御手段と、電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタする電圧モニタ回路２０６と、電圧モニタ回路でモニタした電圧値が所定値以下になった場合に、電力制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を、制御手段による指示にかかわらず、強制的に停止させＯＦＦ状態とする回路と、を備えた加熱装置。【選択図】図１
2009300944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする電気機械的スイッチと、
前記電気機械的スイッチを制御するスイッチ制御回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタする電圧モニタ回路と、
前記電圧モニタ回路でモニタした電圧値が所定値以下になった場合に、前記電力制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を、前記制御手段による指示にかかわらず、強制的に停止させＯＦＦ状態とする回路と、
を備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱装置において、
前記電気機械的スイッチは、前記スイッチ制御回路に整流素子を介して接続され、
前記電気機械的スイッチと並列にコンデンサが接続され、
前記電圧モニタ回路は、前記整流素子の前段で電圧をモニタすることを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする電気機械的スイッチと、
前記電気機械的スイッチに接続されたコンデンサと、
前記電気機械的スイッチの一端に、第１の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第１のスイッチ制御回路と、
前記電気機械的スイッチの他端に、第２の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第２のスイッチ制御回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記第１の整流素子と前記第１のスイッチ制御回路の共通接続点と、前記第２の整流素子と前記第２のスイッチ制御回路の共通接続点との間の電圧により、前記電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタするモニタ回路と、
前記電圧モニタ回路でモニタした電圧値が所定値以下になった場合に、前記電力制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を、前記制御手段による指示にかかわらず、強制的に停止させＯＦＦ状態とする回路と、
を備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする少なくとも第１および第２の電気機械的スイッチを有する複数の電気機械的スイッチと、
前記第１の電気機械的スイッチを制御する第３のスイッチ制御回路と、
前記第２の電気機械的スイッチを制御する第４のスイッチ制御回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記複数の電気機械的スイッチの通電を検知する通電検知回路と、
を備え、
前記第４のスイッチ制御回路が前記第２の電気機械的スイッチをＯＮする際は、常に前記第３のスイッチ制御回路によって前記第１の電気機械的スイッチがＯＮされており、
かつ前記第２の電気機械的スイッチが前記第４のスイッチ制御回路によってＯＦＦされる際は、前記第１の電気機械的スイッチが前記第３のスイッチ制御回路によってＯＮされており、
前記第３のスイッチ制御回路は、前記第２の電気機械的スイッチの駆動信号と前記電流検知回路からの信号をモニタしており、前記第２の電気機械的スイッチの駆動信号がＯＦＦされているにもかかわらず、前記通電検知回路が通電を検知した場合にのみ、前記第３のスイッチ制御回路が前記第１の電気機械的スイッチを強制的にＯＦＦすることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
請求項４に記載の加熱装置において、
前記第１の電気機械的スイッチのＯＦＦ動作を遅延させる、ＯＦＦ動作遅延手段を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の加熱装置は、
前記第３のスイッチ制御回路は、前記第１の電気機械的スイッチを強制的にＯＦＦしたことを記憶する記憶手段を有し、強制的に所定回数だけＯＦＦした場合に、それ以降、前記第３のスイッチ制御回路は、前記第１の電気機械的スイッチをＯＮすることがないようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項７】
請求項６に記載の前記加熱装置において、
前記記憶手段は非復帰型の素子であることを特徴とする加熱装置。
【請求項８】
請求項６に記載の加熱装置において、
前記記憶手段は、不揮発性記憶素子であることを特徴とする加熱装置。
【請求項９】
請求項６に記載の加熱装置において、
前記記憶手段は、カウンタを有しており、所定のカウント数に達したところでそれ以降、前記第３のスイッチ制御回路は、前記第１の電気機械的スイッチをＯＮすることがないことを特徴とする加熱装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の加熱装置を、定着器の加熱装置に用い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、加熱装置、および加熱装置を備える複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、加熱装置を動作させる際の電気機械的スイッチ、例えば電磁リレーの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置における加熱装置は、転写材上に転写された未定着トナー画像を、加熱ローラ等で転写材上に熱定着させるためのものである。そして、加熱ローラ等を加熱する発熱体近傍に設けたサーミスタ等の温度検知素子によって、加熱ローラ等が熱定着に必要な温度となるように発熱体の温度を制御している。
発熱体、すなわちヒータは通常、電気機械的スイッチ、および、電力制御素子を介して商用電源に接続される。ヒータの温度制御を行う場合は、まず電気機械的スイッチがオンされた上で、電力制御素子を用いてヒータが目標温度となるようにヒータへ投入する電力を制御している。
【０００３】
ここで、電気機械的スイッチとは、ヒータを確実に停止させ、なおかつ商用電源からヒータを物理的に絶縁するためのもので、電磁リレー等が広く用いられている。
また、電力制御素子は、ヒータへ投入する電力を位相制御や波数制御によって細かく制御可能な素子であり、通常、双方向３端子サイリスタやソリッドステートリレー等の半導体素子が広く用いられている。
【０００４】
通常、画像形成装置では、ヒータへ電力を供給する経路と、画像形成装置を制御するコントローラ等へ電力を供給する低圧電源への経路とは内部で分岐しており、低圧電源をオンオフするために別のスイッチング手段が設けられている。電磁リレー等は低圧電源とは別の経路上にある。
また、この電磁リレー等は、コントローラ等によるオンオフも可能な構成となっている。そして、ヒータ制御に異常を検出した場合、例えばヒータ温度が所定温度を超えてしまった場合等は、コントローラが異常と判断し、双方向３端子サイリスタ等を停止させるとともに、電磁リレー等をオフすることによってヒータへの電力供給を遮断する。構成によっては、コントローラを介さずに、コンパレータ等の比較器がサーミスタ等の温度検出素子の状態をモニタしており、異常と判断した場合に直接双方向３端子サイリスタ等や電磁リレー等を遮断するものもある。
また、ユーザーが画像形成装置内のジャム紙等の除去や消耗品交換等のために、内部アクセスのためのドアを開けた時のユーザーの安全性を確保するため、強制的に双方向３端子サイリスタ等や、電磁リレー等をオフする様構成する場合もある。
【０００５】
また、関連する従来技術を示す文献としては、下記特許文献１ないし３がある。特許文献１は、リレー接点の溶着を検出する例を示すものである。特許文献２は、スッチング素子がオフした後にリレーがオフするように、タイムディレー手段を設ける例を示すものであり、特許文献３は、カバー開放の際の、リレー接点の焼きつき防止の例を示すものである。
【特許文献１】特開２００２−２９６９５５号公報
【特許文献２】特開平７−３１９３４１号公報
【特許文献３】特開平１０−６３１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の従来例では、画像形成装置本体の電源オンオフ時やドア開閉時、異常時などに、ヒータの温度制御中、双方向３端子サイリスタ等の電力制御素子をオフする前に先に電磁リレー等が遮断されてしまうことがあった。すなわち、ヒータへの通電中に電磁リレー接点が開いてしまうといったことがあった。
【０００７】
画像形成装置が電源オフされる場合、まずコントローラに電力供給している低圧電源の動作が停止する。低圧電源は、電磁リレー等の駆動電源も供給しており、こちらの電圧も低下してくる。すると、電磁リレー等の電圧がより先に低下してしまい、コントローラが電力制御素子等を駆動中に電磁リレー等の接点が先に切れてしまう場合がある。
【０００８】
ユーザーによる画像形成装置の内部へのアクセス、すなわちジャム紙の除去や消耗品交換のためにドアを開けた場合、ユーザーの安全を確保するために、電磁リレー等への電力供給を遮断するとともに、コントローラへドアが開かれたことが通知される。コントローラは直ちに電力制御素子等の停止を行うが、コントローラの制御が遅れ、先に電磁リレー等の駆動電圧が低下し、電力制御素子等が停止するより前に、電磁リレー等の接点が先に切れてしまう場合があった。
【０００９】
異常時、例えば、ヒータ近傍に配置されているサーミスタ等の温度検出素子が、ヒータの異常加熱を検知した場合、直ちにコントローラへ異常の発生が報知されるとともに、電力制御素子等の停止および電磁リレー等のオフが行われる。しかしながらこの場合も、電磁リレー等の駆動電圧が先に低下してしまい、電磁リレー等の接点が先に切れてしまう場合があった。
【００１０】
そのような場合、電磁リレー接点にヒータ駆動のための電流が流れている際に無理矢理接点を引き離すという行為が成され、スパークが発生して接点部分にストレスを与えてしまう場合があった。また、この時に発生するスパークにより、大きな電磁界ノイズが発生し、その電磁界ノイズにより、コントローラを含む回路を誤動作させてしまう場合があった。また、外部に接続されるシステム、例えばパーソナルコンピュータ等の誤動作を引き起こしてしまう場合があった。
【００１１】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、主回路を構成する電磁リレー等の電気機械式リレーが、通電中に切断されることがない加熱装置およびこの加熱装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明では、加熱装置を次の（１）ないし（３）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（４）のとおりに構成する。
【００１３】
（１）電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする電気機械的スイッチと、
前記電気機械的スイッチを制御するスイッチ制御回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタする電圧モニタ回路と、
前記電圧モニタ回路でモニタした電圧値が所定値以下になった場合に、前記電力制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を、前記制御手段による指示にかかわらず、強制的に停止させＯＦＦ状態とする回路と、
を備えた加熱装置。
【００１４】
（２）電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする電気機械的スイッチと、
前記電気機械的スイッチに接続されたコンデンサと、
前記電気機械的スイッチの一端に、第１の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第１のスイッチ回路と、
前記電気機械的スイッチの他端に、第２の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第２のスイッチ回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記第１の整流素子と前記第１のスイッチ制御回路の共通接続点と、前記第２の整流素子と前記第２のスイッチ回路の共通接続点との間の電圧により、前記電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタするモニタ回路と、
前記電圧モニタ回路でモニタした電圧値が所定値以下になった場合に、前記電力制御手段によるＯＮ／ＯＦＦ制御を、前記制御手段による指示にかかわらず、強制的に停止させＯＦＦ状態とする回路と、
を備えた加熱装置。
【００１５】
（３）電力供給により発熱する発熱体と、
前記発熱体への電力供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電力制御回路と、
電源から前記電力制御手段への回路をＯＮ／ＯＦＦする少なくとも第１および第２の電気機械的スイッチを有する複数の電気機械的スイッチと、
前記第１の電気機械的スイッチを制御する第３のスイッチ制御回路と、
前記第２の電気機械的スイッチを制御する第４のスイッチ制御回路と、
前記電力制御回路を制御する制御手段と、
前記複数の電気機械的スイッチの通電を検知する通電検知回路と、
を備え、
前記第４のスイッチ制御回路が前記第２の電気機械的スイッチをＯＮする際は、常に前記第３のスイッチ制御回路によって前記第１の電気機械的スイッチがＯＮされており、
かつ前記第２の電気機械的スイッチが前記第４のスイッチ制御回路によってＯＦＦされる際は、前記第１の電気機械的スイッチが前記第３のスイッチ制御回路によってＯＮされており、
前記第３のスイッチ制御回路は、前記第２の電気機械的スイッチの駆動信号と前記電流検知回路からの信号をモニタしており、前記第２の電気機械的スイッチの駆動信号がＯＦＦされているにもかかわらず、前記通電検知回路が通電を検知した場合にのみ、前記第３のスイッチ制御回路が前記第１の電気機械的スイッチを強制的にＯＦＦする加熱装置。
【００１６】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の加熱装置を、定着器の加熱装置に用いた画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、いかなる状況においても、電気機械的スイッチは、通電中に切断されることがないので、電気機械的スイッチ接点に損傷を与えることなく、より信頼性の高い、安定した動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２は、実施例１である“画像形成装置”の概略構成図である。本実施例はレ−ザービームプリンタの例である。
【００２０】
画像形成装置本体１０１（以下、本体１０１という）は、記録紙Ｓを収納する給紙カセット１０２を有し、給紙カセット１０２内に記録紙Ｓがあるかどうかを検知するカセット有無センサ１０３が設けられている。また、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、給紙カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５ａおよび搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５ａ、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。
【００２１】
また、レジストローラ対１０６の下流には、記録紙Ｓの先端と後端を検知し、画像書き込みタイミングをとるための給紙センサ１２４が設けられている。また、レーザスキャナ１０７からのレーザ光１１８に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０８が設けられている。さらに、プロセスカートリッジ１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられている。定着器１０９内の熱定着部下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを搬送する排紙ローラ対１１１や、記録紙Ｓを排紙するフェースアップ排紙ローラ対１４０、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。
【００２２】
排紙センサ１１０は、定着器１０９内部に設けられており、記録紙Ｓが熱定着部を通過したタイミングを検出する。記録紙Ｓは、排紙ローラ対１１１を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対１４０を介して積載トレイ１１２へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ１４２は、積載トレイ１１２上の記録紙Ｓが満載であるかを検知するとともに、排紙部の記録紙Ｓの動きを検知するセンサである。
【００２３】
また、前記レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号／ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンミラー１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。
そして、前記プロセスカートリッジ１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄから構成されている。
【００２４】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５ａには給紙ローラクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、およびレジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２９を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０にも駆動力を与えている。
そして１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ１０７、プロセスカートリッジ１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙Ｓの搬送制御を行っている。
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用インターフェース１３０（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）で接続されている。また、この汎用インターフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータを／ＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。
エンジンコントローラ１２６とビデオコントローラ１２７の間を結ぶ線１２８は、両コントローラ間のコマンド／ステータス信号線、クロック信号線、／ＶＤＯ信号線、同期信号線などで構成されている。
【００２５】
次に商用ＡＣ電源から定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃまでの回路について、図１に示す、ブロック図を用いて説明する。インレット２０１は、商用ＡＣ電源２００に接続されている。そして、インレット２０１から電磁リレー２０２を介し、ヒータ制御回路２０３（請求項でいう電力制御回路に相当）および、セラミックヒータ１０９ｃに接続される。
メインスイッチ２１２は、本体１０１の電源スイッチであり、メインスイッチ２１２をＯＮすることで、低圧電源２１０へ、商用ＡＣ電源を供給する。
低圧電源２１０は、メインスイッチ２１２をＯＮすることで起動し、エンジンコントローラ１２６をはじめ、本体１０１内の駆動系他、全てのユニットに各種電源を供給している。例えば、３．３Ｖや５Ｖ等といった比較的低圧な電圧をエンジンコントローラ１２６等の制御系回路へ電圧供給し、電磁リレーやモータ等の主に駆動系を動作させるための電圧、例えば２４Ｖ等といった比較的高い電圧を各駆動系ユニットへ電圧供給する。
【００２６】
ドアスイッチ２０９は、本体１０１の内部へアクセスするためのドアに取り付けられたスイッチで、ドアが開閉されることをエンジンコントローラ１２６へ報知するとともに、電磁リレー２０２の駆動を行うための２４Ｖ電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御も行っている。これは、ユーザーが本体１０１内部にアクセスする場合、例えば、前述のジャムの発生した記録紙Ｓを取り除いたり、プロセスカートリッジ１０８等の消耗品の交換を行う場合等、ユーザーの安全性を確実なものとするためである。場合によっては、このドアスイッチ２０９により、例えば、帯電、現像、転写といった電子写真プロセスに必要な各種高電圧を作る高圧電源２１３に供給する２４ＶもＯＮ／ＯＦＦする場合がある。これも、ドアが開いている時に、各種高圧電源の電源供給を遮断し、ユーザーの安全性を確実なものとするためである。
トランジスタ２０７およびトランジスタ２０８（請求項でいうスイッチ制御回路に相当）は、エンジンコントローラ１２６からの指示に従い、電磁リレー２０２を駆動するための２４Ｖ電圧を供給し、エンジンコントローラ１２６による電磁リレー２０２のＯＮ／ＯＦＦが行えるようにしている。
コンデンサ２０４は、電磁リレー２０２の駆動コイルと並列に接続されており、駆動コイルへの駆動電圧供給が遮断された際に、電磁リレー２０２のＯＦＦ動作を遅延させるためのものである。
ここで、遅延手段として、コンデンサ２０４を用いた例を示したが、当然ながら、他の手法を用いて同様の効果を得ても良く、例えば、電磁リレー２０２の動作応答時間を、より遅いリレーに設定する等、同様の効果を得られる種々の手法が考えられる。
【００２７】
ダイオード２０５（請求項でいう整流素子に相当）は、電磁リレー２０２の駆動コイルへの駆動電圧が遮断された際に、コンデンサ２０４に蓄電された電荷が逆流するのを防止するためのものである。かつ後述のコンパレータ２０６（請求項でいう電圧モニタ回路に相当）が、即時、駆動コイルへの駆動電圧供給遮断を検知するためのものである。コンパレータ２０６の＋端子側は、ダイオード２０５のアノードから電圧を入力しており、このアノード側が請求項でいう、整流素子の前段に相当する。
コンパレータ２０６は、電磁リレー２０２の駆動コイルへ供給されている駆動電圧値をモニタしており、電磁リレー２０２のＯＦＦ電圧を下回った場合（請求項でいう所定値以下に相当）に、ＡＮＤ回路２１１へＯＦＦ信号を報知する。電磁リレー２０２は、通常、動作電圧にヒステリシス特性を有しており、ＯＦＦからＯＮする時の電圧よりもＯＮからＯＦＦする時の電圧の方が低くなる。従って、このコンパレータ２０６が電圧比較するための基準電圧は、任意に設定可能であるが、通常は電磁リレー２０２のＯＮからＯＦＦする時の電圧値にするか、若しくは、電磁リレー２０２がＯＮからＯＦＦする電圧値より高めにするのが良い。そのような設定にすることで、ゆっくり電圧が低下してきた場合にも、電磁リレー２０２がＯＦＦする前に確実に検知することができる。また、電磁リレー２０２がＯＦＦからＯＮする時の電圧以上に設定しても良く、この場合は、ノイズ等も含めた瞬時的な２４Ｖのドロップにより反応しやすくなるので、注意が必要である。なお、ここで、コンパレータ２０６の替わりに、別の手法によって同様の効果が得られるようにしても差し支えない。また、当然のことながら、ダイオード２０５が有する順方向電圧の電圧低下分は考慮されて設定される。
【００２８】
ＡＮＤ回路２１１は、コンパレータ２０６およびエンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号のＡＮＤ論理を取っている。これにより、コンパレータ２０６または、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号のうちのどちらか一方でもＯＦＦされると、ヒータ制御回路２０３へのドライブ信号がＯＦＦされる。本実施例では、ＡＮＤ回路２１１を用いて、ヒータドライブ信号を強制的にＯＦＦする構成を取っているが、当然ながら、別の手法によって同様の効果が得られるようにしても差し支えない。例えば、コンパレータから直接ヒータ制御回路２０３の電源を遮断するように構成しても良い。
【００２９】
ヒータ制御回路２０３は、ソリッドステートリレーや双方向３端子サイリスタ等のスイッチング素子等で構成され、エンジンコントローラ１２６からの指示に従って、位相制御や波数制御によりセラミックヒータ１０９ｃへ供給する電力を制御している。エンジンコントローラ１２６は、サーミスタ１０９ｄからの温度検知情報に基づいて、セラミックヒータ１０９ｃが所定の温度となるように、位相角や波数等を変化させることで電力Ｄｕｔｙ値を制御する。この時、セラミックヒータ１０９ｃに定電力が投入されるように、ヒータ制御回路２０３を制御する構成としても良い。
【００３０】
次に動作について図３により説明する。まず、本体１０１のメインスイッチ２１２がＯＮされると、低圧電源２１０が起動する。そして、エンジンコントローラ１２６へ供給する電圧、例えば、３．３Ｖや５Ｖ等といった比較的低圧な電圧の起動と、電磁リレーやモータ等の主に駆動系を動作させるための電圧、例えば２４Ｖ等といった比較的高い電圧を起動する。ドアスイッチ２０９が閉じられている場合、２４Ｖ電圧がトランジスタ２０７へ供給される。
そしてエンジンコントローラ１２６が起動し、本体１０１のウォームアップのための前多回転動作を開始する。まず、トランジスタ２０７、２０８をＯＮして、２４Ｖ電圧を電磁リレー２０２の駆動コイルへ供給する。トランジスタ２０７によって供給された２４Ｖ電圧は、ダイオード２０５を介して電磁リレー２０２の駆動コイルおよびコンデンサ２０４へ供給される。コンデンサ２０４への充電により電磁リレー２０２の駆動コイル電圧が上昇していき、やがて電磁リレー２０２のＯＮ電圧を越え、電磁リレー２０２がＯＮされる。コンパレータ２０６は、その時の電磁リレー２０２の駆動コイル電圧をモニタしており、電磁リレー２０２のＯＮ電圧を越えたことを検知すると、ＡＮＤ回路２１１へＯＮ信号を出力する。
【００３１】
電磁リレー２０２がＯＮされることにより、ヒータ制御回路２０３へ電力が供給される。エンジンコントローラ１２６は、ドアスイッチ２０９が閉じられていることを確認して、ＡＮＤ回路２１１へヒータドライブ信号を出力する。ＡＮＤ回路２１１では、コンパレータ２０６からＯＮ信号が出力されているので、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号に従って、ヒータ制御回路２０３へドライブ信号を出力する。
【００３２】
エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０３を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３がエンジンコントローラ１２６により駆動開始される。また、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０が回転駆動される。さらに、ヒータ制御回路２０３が制御され、定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃの駆動制御も行われ、所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００３３】
エンジンコントローラ１２６は、その後セラミックヒータ１０９ｃを所定の温度まで到達させるとともに各プロセス機器の準備動作を終え、スタンバイ状態に入る。
この時、エンジンコントローラ１２６はヒータ制御回路２０３を停止し、セラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止める。
【００３４】
次にプリント動作について説明する。
エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。
まず、トランジスタ２０７、２０８をＯＮして、２４Ｖ電圧を電磁リレー２０２の駆動コイルへ供給する。トランジスタ２０７によって供給された２４Ｖ電圧は、ダイオード２０５を介して電磁リレー２０２の駆動コイルおよびコンデンサ２０４へ供給される。コンデンサ２０４への充電により電磁リレー２０２の駆動コイル電圧が上昇していき、やがて電磁リレー２０２のＯＮ電圧を越え、電磁リレー２０２がＯＮされる。コンパレータ２０６は、その時の電磁リレー２０２の駆動コイル電圧をモニタしており、電磁リレー２０２のＯＮ電圧を越えたことを検知すると、ＡＮＤ回路２１１へＯＮ信号を出力する。
電磁リレー２０２がＯＮされることにより、ヒータ制御回路２０３へ電力が供給される。エンジンコントローラ１２６は、ドアスイッチ２０９が閉じられていることを確認して、ＡＮＤ回路２１１へヒータドライブ信号を出力する。ＡＮＤ回路２１１では、コンパレータ２０６からＯＮ信号が出力されているので、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号に従って、ヒータ制御回路２０３へドライブ信号を出力する。
【００３５】
エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０３を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３が駆動され、ヒータ制御回路２０３を制御してセラミックヒータ１０９ｃの立上げ、ポリゴンミラー１１４の駆動を開始する。メインモータ１２３の駆動によって、感光ドラム１１７および転写ローラ１２１、定着器１０９の定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂ、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０がそれぞれ回転を開始する。この後エンジンコントローラ１２６は、レーザユニット１１３の光量制御を開始するとともに、一次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１の高圧駆動を順次行う。エンジンコントローラ１２６は、不図示のＣＰＵにてレーザ光検出センサより送られる／ＢＤ信号のパルス間隔からポリゴンミラー１１４の回転が定常状態になったことを検知する。すると、給紙ローラクラッチ１２５をオンして給紙ローラ１０５ａを駆動し、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓを一枚ずつ繰り出す。給紙ローラクラッチ１２５はカセットから記録紙Ｓを一枚繰り出すと、直ちにオフされる。繰り出された記録紙Ｓは、給紙ローラクラッチ１２５とともにオンされたレジストローラクラッチ１２９により回転している搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによってレジストローラ対１０６に向けて搬送される。そしてＣＰＵは、記録紙Ｓが給紙センサ１２４に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ１２７に対して出力開始し、かつレジストローラクラッチ１２９をオフして搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を一時停止する。
その時ビデオコントローラ１２７は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、／ＶＤＯ信号出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ１２７は、エンジンコントローラ１２６からの同期信号を受信して１ページ分の画像データとして／ＶＤＯ信号の出力を開始する。
【００３６】
一方エンジンコントローラ１２６は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ１２９を再びオンし、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を再開する。搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動は、記録紙Ｓの後端がレジストローラ対１０６を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からの／ＶＤＯ信号に応じてレーザユニット１１３を駆動する。レーザユニット１１３から発したレーザ光１１８は、レーザスキャナ１０７のポリゴンミラー１１４の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６によって感光ドラム１１７に照射される。
【００３７】
感光ドラム１１７は、図１中、時計回り方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１１７はその回転過程で帯電手段としての１次帯電ローラ１１９により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１１７の一様帯電面に対してレーザスキャナ１０７から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光がなされる。これにより、前記感光ドラム１１７の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。前記感光ドラム１１７上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器１２０で現像材（トナー）により現像されて可視化される。
【００３８】
一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Ｓは、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６により感光ドラム１１７と転写手段としての転写ローラ１２１の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。そして、その記録紙Ｓの表面に感光ドラム１１７面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Ｓは、回転過程の感光ドラム１１７の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器１０９に導入される。定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間を通過する記録紙Ｓに該定着フィルム１０９ａを介してセラミックヒータ１０９ｃの熱を印加するとともに加圧ローラ１０９ｂにより圧力を加えて、記録紙Ｓ上のトナー画像を熱定着処理する。定着器１０９を出た記録紙Ｓは、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０により積載トレイ１１２にプリントアウトされる。
また、記録紙Ｓが分離した後の感光ドラム１１７は、クリーニング手段としてのクリーナ１２２により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。
【００３９】
プリント動作を終えると、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０３を停止してセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止めるとともに、メインモータ１２３およびレーザスキャナ１０７、その他一連のプリントプロセス処理を停止させる。
【００４０】
プリント動作中に、搬送中の記録紙Ｓが本体１０１内で引っかかる等、ジャムが発生してしまった場合、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２０３を停止してセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止める。これとともに、メインモータ１２３およびレーザスキャナ１０７、その他一連のプリントプロセス処理を緊急停止させる。
【００４１】
また、ユーザーが本体１０１内部にアクセスする場合、例えば、前述のジャムの発生した記録紙Ｓを取り除いたり、プロセスカートリッジ等の消耗品の交換を行う場合、本体１０１のドアスイッチ２０９がＯＦＦされる。すると、トランジスタ２０７へ供給されていた２４Ｖが停止され、電磁リレー２０２の駆動コイルへの駆動電圧供給がＯＦＦされる。コンパレータ２０６では、直ちに電磁リレー２０２のＯＦＦ電圧を下回る電圧が入力されるので、コンパレータ２０６からＡＮＤ回路２１１へＯＦＦ信号が出力される。ＡＮＤ回路２１１では、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号を無視して直ちにヒータ制御回路２０３へのドライブ信号をＯＦＦする。
その時、電磁リレー２０２では、ダイオード２０５を介してコンデンサ２０４へ蓄えられた電荷により、しばらくＯＮ状態を続ける。ここでの電磁リレー２０２のＯＮ時間は、ヒータ制御回路２０３へのドライブ信号がＯＦＦされて、なおかつヒータ制御回路２０３がヒータ１０９ｃへの電力供給を完全に停止するまでの時間、すなわち商用ＡＣ電圧がゼロクロスポイントに達して双方向３端子サイリスタ等の素子がＯＦＦになるまでの時間に対し、十分余裕のある時間が設定されている。ただし、あまり長すぎると、本来の目的から外れてしまうので、少なくともユーザーが機内にアクセス可能となる時間にはＯＦＦしている必要がある。このような構成にすることにより、電磁リレー２０２がＯＦＦされる時には、確実にヒータ制御回路２０３がＯＦＦされてヒータ１０９ｃへの電力供給を遮断しているので、通電中に電磁リレー２０２の接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
【００４２】
これは、スタンバイ中に、セラミックヒータ１０９ｃを所定の温度に保ち、プリント開始時の待ち時間を短縮するため、スタンバイ中もエンジンコントローラ１２６がヒータ制御回路２０３を制御して、セラミックヒータ１０９ｃの温調制御を行っている場合に有効な制御である。
構成によっては、前述のとおり、電子写真プロセスに必要な各種高電圧を作る高圧電源２１３に供給する２４Ｖもドアスイッチ２０９を介して供給する場合がある。この高圧電源２１３が比較的大きな容量成分を有している場合もあるが、その場合においても、電磁リレー２０２がＯＦＦされる時には、確実にヒータ制御回路２０３がＯＦＦされてヒータ１０９ｃへの電力供給を遮断している。よって、通電中に電磁リレー２０２の接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
【００４３】
エンジンコントローラ１２６は、ドアスイッチ２０９がＯＦＦされたことを検知している。しかし、ドアスイッチ２０９がＯＦＦしたことを検知するまでに、例えば、ドアスイッチ２０９の接点がチャタリング等を発生する場合、そのチャタリングを除去する処理のために、ドアスイッチ２０９のＯＦＦを確定するまでに時間がかかる。さらに、エンジンコントローラ１２６による、本体１０１内部の他のユニットの制御等により、ドアスイッチ２０９のＯＦＦを検知するまでに時間がかかる場合もある。よって、それからヒータドライブ信号をＯＦＦしても、電磁リレー２０２が先にＯＦＦになってしまい、結果として、ヒータ１０９ｃへ電力を供給中に電磁リレー２０２をＯＦＦすることになってしまう。通電中に電磁リレー２０２の接点が離れると、スパークが発生し、リレー接点に損傷を与えるだけでなく、スパークによるノイズにより、エンジンコントローラ１２６の誤動作を初め、本体１０１内部だけでなく、本体１０１周辺の外部機器へも被害を及ぼす恐れがある。
さらに、例えば、故障やエンジンコントローラ１２６が暴走する等、制御不能状態に陥った場合においても、セラミックヒータ１０９ｃの温度が所定の温度を超えたことを検知し、エンジンコントローラ１２６を介さずに、サーミスタ温度検知回路等からの情報により直ちにトランジスタ２０７等を制御して、電磁リレー２０２をＯＦＦできる様構成する場合もある。この場合、コンパレータ２０６では、直ちに電磁リレー２０２のＯＦＦ電圧を下回る電圧が入力されるので、コンパレータ２０６からＡＮＤ回路２１１へＯＦＦ信号が出力される。ＡＮＤ回路２１１では、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号を無視して直ちにヒータ制御回路２０３へのドライブ信号をＯＦＦする。従って、前述のとおり、電磁リレー２０２がＯＦＦされる時には、確実にヒータ制御回路２０３がＯＦＦされてヒータ１０９ｃへの電力供給を遮断しているので、通電中に電磁リレー２０２の接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
【００４４】
エンジンコントローラ１２６によってヒータ制御回路２０３が制御され、ヒータ１０９ｃの温調制御を行っている場合にメインスイッチ２１２がＯＦＦされるようなとき、エンジンコントローラ１２６へ供給している３．３Ｖや５Ｖといった電圧と、駆動系を制御する２４Ｖといった電圧が遮断され、徐々に電圧が低下する。そして、通常、３．３Ｖや５Ｖが供給されるユニットやデバイスの負荷は比較的軽く、２４Ｖが供給される駆動系のユニットやデバイスの負荷が比較的重いため、２４Ｖ電圧の方が先に電圧低下してしまう。エンジンコントローラ１２６は、メインスイッチ２１２のＯＦＦを検知できないため、２４Ｖの電圧が低下しているにもかかわらず、ヒータ１０９ｃの温調制御をそのまま続けてしまう。そのよう場合においても、コンパレータ２０６では、電磁リレー２０２のＯＦＦ電圧を下回る電圧を検知し、ＡＮＤ回路２１１へＯＦＦ信号を出力することができる。ＡＮＤ回路２１１では、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号を無視して直ちにヒータ制御回路２０３へのドライブ信号をＯＦＦする。従って、前述のとおり、電磁リレー２０２がＯＦＦされる時には、確実にヒータ制御回路２０３がＯＦＦされてヒータ１０９ｃへの電力供給を遮断しているので、通電中に電磁リレー２０２の接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
また、その他、何らかの原因で２４Ｖが低下したり、トランジスタ２０７がＯＦＦされたりした場合にも、前述のごとく確実にヒータ制御回路２０３がＯＦＦされるので、通電中に電磁リレー２０２の接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
【００４５】
また、本実施例では、画像形成装置であるプリンタについて説明しているが、加熱装置を備える機器だけでなく、モータ等の駆動機器においても応用することが可能である。
【００４６】
以上説明したように、本実施例によれば、いかなる状況においても、電気機械的スイッチは、通電中に切断されることがないので、電気機械的スイッチ接点に損傷を与えることなく、より信頼性の高い、安定した動作を行うことができる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。画像形成装置全体の構成および動作は、実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明は省略する。
【００４８】
商用ＡＣ電源から定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃまでの回路について、図４に示す、
図５を参照し、構成、動作を説明する。トランジスタ３０１およびトランジスタ３０２は、エンジンコントローラ１２６からの指示に従い、電磁リレー２０２を駆動するための２４Ｖ電圧を供給し、エンジンコントローラ１２６による電磁リレー２０２のＯＮ／ＯＦＦ制御が行えるようにしている。
トランジスタ３０３は、エンジンコントローラ１２６とは別に制御されるトランジスタで、例えば、サーミスタ１０９ｄからの情報や不図示の電流検知回路、モータ回転検知回路等に接続されていることを想定している。それらユニットからの情報により、もし異常が見つかった場合に、即時トランジスタ３０３をＯＦＦする構成とすれば、危険を回避してセラミックヒータ１０９ｃを駆動停止させることができる。通常はＯＮ状態である。
なお、トランジスタ３０１およびトランジスタ３０２の回路は、請求項でいう、「前記電気機械的スイッチの一端に、第１の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第１のスイッチ制御回路」に相当します。また、トランジスタ３０３の回路は、請求項でいう、「前記電気機械的スイッチの他端に、第２の整流素子を介して接続され、前記電気機械的スイッチを制御する第２のスイッチ制御回路」に相当します。
【００４９】
コンデンサ２０４は、電磁リレー２０２の駆動コイルと並列に接続されているのは、実施例１と同様であり、駆動コイルへの駆動電圧供給が遮断された際に、電磁リレー２０２のＯＦＦ動作を遅延させるためのものである。
ダイオード３０４およびダイオード３０５は、電磁リレー２０２の駆動コイルへの駆動電圧が遮断された際に、コンデンサ２０４に蓄電された電荷が逆流するのを防止するためのものである。また、後述のコンパレータ２０６が、即時駆動コイルへの駆動電圧供給遮断を検知するためのものである。
【００５０】
コンパレータ２０６は、図４のごとく、トランジスタ３０１により供給される駆動電圧を、抵抗３０６および抵抗３０７により分圧した電圧と、トランジスタ３０３のＯＮによって、２４Ｖを抵抗３０７およびツェナーダイオード３０８により規定される電圧を比較しており、これら電圧の比較結果によって出力される。なお、コンパレータ２０６の回路は、請求項でいう、「前記第１の整流素子と前記第１のスイッチ制御回路の共通接続点と、前記第２の整流素子と前記第２のスイッチ制御回路の共通接続点との間の電圧により、前記電気機械的スイッチを駆動する電圧をモニタするモニタ回路」に相当します。
【００５１】
トランジスタ３０１により供給される駆動電圧が正常な場合は、トランジスタ３０３のＯＮにより、抵抗３０７およびツェナーダイオード３０８により規定される電圧よりも高いので、コンパレータ２０６からはＯＮ信号が出力される。このトランジスタ３０１による駆動電圧が低下してきた場合、前述の抵抗３０７およびツェナーダイオード３０８により規定される電圧を下回ってしまうため、図５に示すように、コンパレータ２０６からはＯＦＦ信号が出力さる。これにより、後述のように、ヒータ制御回路２０３へのドライブ信号がＯＦＦされる。
【００５２】
トランジスタ３０３がＯＦＦされる場合は、コンパレータ２０６の反転端子には、２４Ｖに抵抗３０７でプルアップされたレベルが入力される。よって反転端子の電圧は、抵抗３０６および抵抗３０７により分圧される電圧を超え、図５に示すようにコンパレータ２０６からはＯＦＦ信号が出力され、後述のように、ヒータ制御回路２０３へのドライブ信号がＯＦＦされる。
従って、電磁リレー２０２の駆動コイルへ供給されている駆動電圧値が等価的にコンパレータ２０６によってモニタされ、電磁リレー２０２のＯＦＦ電圧を下回った場合に、ＡＮＤ回路２１１へＯＦＦ信号を報知する。電磁リレー２０２は、通常、動作電圧にヒステリシス特性を有しており、ＯＦＦからＯＮする時の電圧よりもＯＮからＯＦＦする時の電圧の方が低くなる。従って、このコンパレータ２０６が電圧比較するための基準電圧は、任意に設定可能であるが、通常は電磁リレー２０２のＯＮからＯＦＦする時の電圧値にするか、若しくは、電磁リレー２０２がＯＮからＯＦＦする電圧値より高めにするのが良い。そのような設定にすることで、ゆっくり電圧が低下してきた場合にも、電磁リレー２０２がＯＦＦする前に確実に検知することができる。また、電磁リレー２０２がＯＦＦからＯＮする時の電圧以上に設定しても良く、この場合は、ノイズ等も含めた瞬時的な２４Ｖのドロップにより反応しやすくなるので、注意が必要である。これら電圧の設定は、抵抗３０６および抵抗３０７により設定される分圧電圧と、抵抗３０７およびツェナーダイオード３０８により設定される電圧により、任意に設定可能である。なお、ここで、コンパレータ２０６の替わりに、別の手法によって同様の効果が得られるようにしても差し支えない。また、当然のことながら、ダイオード３０４、３０５が有する順方向電圧の電圧低下分は考慮されて設定される。
【００５３】
ＡＮＤ回路２１１は、コンパレータ２０６およびエンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号のＡＮＤ論理を取っている。よって、コンパレータ２０６または、エンジンコントローラ１２６からのヒータドライブ信号のうちのどちらか一方でもＯＦＦされると、ヒータ制御回路２０３へのドライブ信号がＯＦＦされる。本実施例では、ＡＮＤ回路２１１を用いて、ヒータドライブ信号を強制的にＯＦＦする構成を取っているが、当然ながら、別の手法によって同様の効果が得られるようにしても差し支えない。例えば、コンパレータから直接ヒータ制御回路２０３の電源を遮断するように構成しても良い。
その他の構成および動作に関しては、実施例１と同様である。
【００５４】
以上説明したように、本実施例によれば、電磁リレーを駆動する種々の回路にも対応でき、電磁リレーの駆動電圧を正確にモニタし、その駆動電圧に応じて適宜ヒータ制御回路を停止させることができる。よって、通電中に電磁リレーの接点が離れるようなことはなく、スパークも発生しない。
なお、本実施例では、画像形成装置であるプリンタについて説明しているが、加熱装置を備える機器だけでなく、モータ等の駆動機器においても応用することが可能である。
【実施例３】
【００５５】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。画像形成装置全体の構成および動作は、実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明は省略する。
【００５６】
商用電源から定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃまでの回路について、図６に示す、ブロック図を用いて説明する。インレット２０１は、不図示の商用ＡＣ電源に接続されている。そして、インレット２０１から電磁リレー２０２、２２３、２２４を介し、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５（請求項でいう、通電検知回路に相当）を通ってヒータ制御回路２２６および、セラミックヒータ１０９ｃに接続される。
【００５７】
リレー駆動回路２２８は、電磁リレー２２３、２２４を制御しており、エンジンコントローラ１２６からの指示に従って電磁リレー２２３、２２４をＯＮ／ＯＦＦしている。Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５は、セラミックヒータ１０９ｃに流れる電流値をモニタするとともに、ＡＣ電圧のゼロクロスタイミングを検知している。そして、それらの情報を適宜エンジンコントローラ１２６へ報知するとともに、電流値の有無、またはゼロクロスタイミングの検知が可能かどうかの情報をリレー駆動回路２２９に報知している。
【００５８】
Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５がリレー駆動回路２２９に報知する情報は、電流値の有無情報のみであっても良いし、ゼロクロスタイミング検知がされているかどうかの情報のみであっても良いし、その両方であっても良い。ゼロクロスタイミング検知は、電磁リレー２０２、２２３、２２４の全ての電磁リレーが通電された時に検知可能となる。従って、ゼロクロスタイミング検知の情報により、全ての電磁リレーの通電が成されているかどうかが判断できる。また、電磁リレー２０２、２２３、２２４の全ての電磁リレーが通電され、なおかつヒータ制御回路２２６が通電制御されたことでセラミックヒータ１０９ｃに電流が流れる。よって、電流値の有無情報であれば、その時の電流値の有無を検知することによって、電磁リレー２０２、２２３、２２４の全ての電磁リレーが通電されているかどうかが判断できる。なお、リレー駆動回路２２９は、請求項でいう、「前記第１の電気機械的スイッチを制御する第３のスイッチ制御回路」に相当し、リレー駆動回路２２８は、請求項でいう、「前記第２の電気機械的スイッチを制御する第４のスイッチ制御回路」に相当します。
【００５９】
ヒータ制御回路２２６は、ソリッドステートリレーや双方向３端子サイリスタ等のスイッチング素子等で構成され、エンジンコントローラ１２６からの指示に従って、位相制御や波数制御によりセラミックヒータ１０９ｃへ供給する電力を制御している。エンジンコントローラ１２６は、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５からのゼロクロスタイミング情報や電流値、およびサーミスタ１０９ｄからの温度検知情報に基づいて、セラミックヒータ１０９ｃが所定の温度となるように、位相角や波数等を変化させることで電力Ｄｕｔｙ値を制御する。この時、セラミックヒータ１０９ｃに定電力が投入されるように、ヒータ制御回路２２６を制御する構成としても良い。
【００６０】
リレー駆動回路２２９は、エンジンコントローラ１２６とは独立しており、図７に示す表に従って動作する。すなわち、リレー駆動回路２２８からのリレー制御信号が、リレーＯＦＦであるにもかかわらず、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検出した場合に電磁リレー２０２をＯＦＦする。それ以外の状態、例えば、リレー駆動回路２２８からのリレー制御信号がＯＮの場合や、リレー駆動回路２２８からのリレー制御信号がＯＦＦで、なおかつＺｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検出できない場合は、リレー駆動回路２２９が電磁リレー２０２をＯＮする。なお、ここでリレー駆動回路２２８からのリレー制御信号がＯＮにもかかわらず、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検知出来なかったり、ヒータ制御回路２２６が通電制御を行っているにもかかわらず電流を検知できなかった場合は、セラミックヒータ１０９ｃまでの通電経路に何らかの異常が認められるので、ユーザーに対し故障を報知する構成としても良い。
【００６１】
また、セラミックヒータ１０９ｃへの通電中に突然、本体１０１の電源ＯＦＦ等、何らかの原因でリレー駆動電圧である２４Ｖ電源が停止する等した場合、電磁リレー２０２、２２３、２２４はリレー駆動回路の制御に依らず、ＯＦＦしてしまう。その時、電磁リレー２０２には、ＯＦＦ動作を遅延させるための遅延手段（請求項でいう、ＯＦＦ動作遅延手段に相当）、例えばコンデンサ２３０が電磁リレー２０２の駆動コイルと並列に接続されており、電磁リレー２２３、２２４のＯＦＦから所定時間遅れて切れる構成となっている。従って、セラミックヒータ１０９ｃへの通電中、リレー駆動電圧が何らかの原因で停止してしまった場合であっても、電磁リレー２０２だけは接点のスパークが発生しない。
【００６２】
ここで、遅延手段として、コンデンサ２３０を用いた例を示したが、当然ながら、他の手法を用いて同様の効果を得ても良い。例えば、電磁リレー２０２だけ、駆動コイルの動作電圧を他の電磁リレー２２３、２２４とずらし、より低い電圧でもＯＮするような電磁リレーに設定しても良い。その結果、リレー駆動電圧が低下してきた時に、先に電磁リレー２２３、２２４が切れるような仕組みとすることができる。また、その他、電磁リレー２０２の動作応答時間を電磁リレー２２３、２２４より遅いリレーに設定する等、同様の効果を得られる種々の手法が考えられる。
【００６３】
次に動作について説明する。まず、本体１０１の不図示のメイン電源が入れられると、不図示の低圧電源が起動する。そして、エンジンコントローラ１２６へ供給する電圧、例えば、３．３Ｖや５Ｖ等といった比較的低圧な電圧の起動と、電磁リレーやモータ等の主に駆動系を動作させるための電圧、例えば２４Ｖ等といった比較的高い電圧を起動する。リレー駆動回路２２９は、２４Ｖ電圧が起動すると、リレー駆動回路２２８からのリレー制御信号がリレーＯＦＦで、なおかつＺｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が非通電であることを検知し、両信号に矛盾がないことを確認し、直ちに電磁リレー２０２をＯＮする。そしてエンジンコントローラ１２６が起動し、本体１０１のウォームアップのための前多回転動作を開始する。まず、リレー駆動回路２２８を制御して電磁リレー２２３、２２４をＯＮし、ヒータ制御回路２２６へ電力を供給する。エンジンコントローラ１２６は、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５からの信号に基づいて、ヒータ制御回路２２６を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３がエンジンコントローラ１２６により駆動開始され、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０が回転駆動される。さらに、ヒータ制御回路２２６が制御され、定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃの駆動制御も行われ、所定のプロセス機器の準備動作が実行される。
【００６４】
エンジンコントローラ１２６は、その後セラミックヒータ１０９ｃを所定の温度まで到達させるとともに各プロセス機器の準備動作を終え、スタンバイ状態に入る。
この時、エンジンコントローラ１２６はヒータ制御回路２２６を停止し、セラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止める。その後、エンジンコントローラ１２６はリレー駆動回路２２８を制御して、電磁リレー２２３、２２４をオフする。このような順番でヒータ制御回路２２６および電磁リレー２２３、２２４を停止させることで、電磁リレー２２３、２２４をオフする際は必ずセラミックヒータ１０９ｃへの電流が停止しており、セラミックヒータ１０９ｃへの通電中のリレーＯＦＦといったことが発生しない様配慮されている。従って、リレーＯＦＦ時にスパークが発生するようなことはない。
【００６５】
次にプリント動作について説明する。
エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。まず、リレー駆動回路２２８を制御して電磁リレー２２３、２２４をＯＮし、ヒータ制御回路２２６へ電力を供給する。エンジンコントローラ１２６は、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５からの信号に基づいて、ヒータ制御回路２２６を制御し、セラミックヒータ１０９ｃへ電力を供給して所定の予熱制御を行う。セラミックヒータ１０９ｃが予熱された後、メインモータ１２３が駆動され、ヒータ制御回路２２６を制御してセラミックヒータ１０９ｃの立上げ、ポリゴンミラー１１４の駆動を開始する。メインモータ１２３の駆動によって、感光ドラム１１７および転写ローラ１２１、定着器１０９の定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂ、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０がそれぞれ回転を開始する。この後エンジンコントローラ１２６は、レーザユニット１１３の光量制御を開始するとともに、一次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写ローラ１２１の高圧駆動を順次行う。エンジンコントローラ１２６は、不図示のＣＰＵにてレーザ光検出センサより送られる／ＢＤ信号のパルス間隔からポリゴンミラー１１４の回転が定常状態になったことを検知すると、給紙ローラクラッチ１２５をオンして給紙ローラ１０５ａを駆動し、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓを一枚ずつ繰り出す。給紙ローラクラッチ１２５はカセットから記録紙Ｓを一枚繰り出すと、直ちにオフされる。繰り出された記録紙Ｓは、給紙ローラクラッチ１２５とともにオンされたレジストローラクラッチ１２９により回転している搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによってレジストローラ対１０６に向けて搬送される。そしてＣＰＵは、記録紙Ｓが給紙センサ１２４に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ１２７に対して出力開始し、かつレジストローラクラッチ１２９をオフして搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を一時停止する。
その時ビデオコントローラ１２７は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、／ＶＤＯ信号出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ１２７は、エンジンコントローラ１２６からの同期信号を受信して１ページ分の画像データとして／ＶＤＯ信号の出力を開始する。
【００６６】
一方エンジンコントローラ１２６は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ１２９を再びオンし、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を再開する。搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動は、記録紙Ｓの後端がレジストローラ対１０６を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からの／ＶＤＯ信号に応じてレーザユニット１１３を駆動する。レーザユニット１１３から発したレーザ光１１８は、レーザスキャナ１０７のポリゴンミラー１１４の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６によって感光ドラム１１７に照射される。
【００６７】
感光ドラム１１７は、図１中時計回り方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１１７はその回転過程で帯電手段としての１次帯電ローラ１１９により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１１７の一様帯電面に対してレーザスキャナ１０７から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光がなされ、前記感光ドラム１１７の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。前記感光ドラム１１７上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器１２０で現像材（トナー）により現像されて可視化される。
【００６８】
一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Ｓは、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６により感光ドラム１１７と転写手段としての転写ローラ１２１の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。そして、その記録紙Ｓの表面に感光ドラム１１７面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Ｓは、回転過程の感光ドラム１１７の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器１０９に導入される。定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間を通過する記録紙Ｓに該定着フィルム１０９ａを介してセラミックヒータ１０９ｃの熱を印加するとともに加圧ローラ１０９ｂにより圧力を加えて、記録紙Ｓ上のトナー画像を熱定着処理する。定着器１０９を出た記録紙Ｓは、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０により積載トレイ１１２にプリントアウトされる。
【００６９】
また、記録紙Ｓが分離した後の感光ドラム１１７は、クリーニング手段としてのクリーナ１２２により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。
【００７０】
プリント動作を終えると、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２２６を停止してセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止めるとともに、メインモータ１２３およびレーザスキャナ１０７、その他一連のプリントプロセス処理を停止させる。その後、エンジンコントローラ１２６はリレー駆動回路２２８を制御して、電磁リレー２２３、２２４をオフする。スパークが発生しないような制御となっているのは、前述のとおりである。
【００７１】
プリント動作中に、搬送中の記録紙Ｓが本体１０１内で引っかかる等、ジャムが発生してしまった場合、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ制御回路２２６を停止してセラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止める。これとともに、メインモータ１２３およびレーザスキャナ１０７、その他一連のプリントプロセス処理を緊急停止させる。その後、エンジンコントローラ１２６は、リレー駆動回路２２８を制御して、電磁リレー２２３、２２４をオフする。スパークが発生しないような制御となっているのは、前述のとおりである。
【００７２】
また、ユーザーが本体１０１内部にアクセスする場合、例えば、前述のジャムの発生した記録紙Ｓを取り除いたり、プロセスカートリッジ等の消耗品の交換を行う場合等、ユーザーの安全性を確実なものとする必要がある。このため、エンジンコントローラ１２６は不図示のドアオープン検知情報からヒータ制御回路２２６を停止し、セラミックヒータ１０９ｃへの電力供給を止め、次にリレー駆動回路２２８を制御して、電磁リレー２２３、２２４をオフする。これは、スタンバイ中に、セラミックヒータ１０９ｃを所定の温度に保ち、プリント開始時の待ち時間を短縮するため、スタンバイ中もエンジンコントローラ１２６がヒータ制御回路２２６を制御して、セラミックヒータ１０９ｃの温調制御を行っている場合に有効な制御である。
【００７３】
さらに、例えば、ヒータ制御回路２２６等に故障が発生し、セラミックヒータ１０９ｃの温度が所定の温度を超えてしまったような場合、エンジンコントローラ１２６を介さずに、サーミスタ温度検知回路や電流検知回路からの情報により直ちにリレー駆動回路２２８を制御して、電磁リレー２２３、２２４をＯＦＦできる様構成する場合もある。このような構成は、エンジンコントローラ１２６が暴走する等、制御不能状態に陥った場合においても有効である。この場合、セラミックヒータ１０９ｃへの通電が行われているので、電磁リレー２２３、２２４をＯＦＦする場合に、電磁リレー２２３、２２４の接点にスパークが発生してしまう。
【００７４】
また、別の手法として、エンジンコントローラ１２６がヒータ制御回路２２６をＯＦＦし、その後リレー駆動回路２２８をＯＦＦすることも考えられる。しかし、ヒータ制御回路２２６が故障しているため、たとえエンジンコントローラ１２６がヒータ制御回路２２６をＯＦＦしても、通電を止めることはできない。この場合においても、セラミックヒータ１０９ｃへの通電が行われているので、電磁リレー２２３、２２４をＯＦＦする場合に、電磁リレー２２３、２２４の接点にスパークが発生してしまう。
【００７５】
前述のとおり、これら電磁リレー２２３、２２４をＯＦＦする場合、セラミックヒータ１０９ｃへの通電中に電磁リレーをＯＦＦすることになるため、リレー接点にはスパークが発生することになる。スパークが発生すると、接点にダメージが生じるため、スパークが複数回に渡って発生すると、電磁リレー２２３、２２４の接点溶着が懸念される。ただし、電磁リレー２２３、２２４のうち、どちらか一方のみに接点溶着が発生した場合は、リレー駆動回路２２８をＯＦＦさせることにより通電を遮断できるので、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検知することはない。その後、電磁リレー２２３、２２４が両方とも接点溶着が発生した場合に、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が電磁リレー２２３、２２４両方のリレー接点が溶着したことを検知できるので、リレー駆動回路２２９が２０２をＯＦＦすることができる。また、リレー駆動回路２２９は、ラッチ機能を有しており、本体１０１の電源がＯＦＦされない限り、一度発生したリレー２０２のＯＦＦ状態を保持しており、再び電磁リレー２０２をＯＮしに行くことはない。
【００７６】
また、本実施例では、画像形成装置であるプリンタについて説明しているが、加熱装置を備える機器だけでなく、モータ等の駆動機器においても応用することが可能である。
【００７７】
以上説明したように、本実施例によれば、いかなる状況においても、少なくとも一つの電磁リレーは、通電中に切断されることがないので、その電磁リレー接点に損傷を与えることなく、より信頼性の高い、安定した動作を行うことができる。
【実施例４】
【００７８】
実施例４である“画像形成装置”について説明する。画像形成装置全体の構成および動作は、実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明は省略する。
【００７９】
商用電源から定着器１０９内のセラミックヒータ１０９ｃまでの回路について、図８に示す、ブロック図を用いて説明する。
本実施例では、リレー停止回路４０９が電磁リレー２０２をＯＦＦする状況が発生した場合、つまり、リレー駆動回路２２８がリレー駆動信号をＯＦＦしているにもかかわらず、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検知して電磁リレー２０２を一回でもＯＦＦする状況が発生している場合、たとえ本体１０１の電源がＯＦＦ／ＯＮされても、電磁リレー２０２が再びＯＮされることがないようにする構造となっている。
【００８０】
図８において、電磁リレー２０２の駆動コイルは、一方をリレー駆動電源である２４Ｖにヒューズ４１１（請求項でいう、非復帰型の素子に相当）を介して接続されており、他方をＧｎｄレベルに設置されている。そして、そのヒューズ４１１のリレーコイル側は、図のようにトランジスタ４１０にも接続されている。トランジスタ４１０は、リレー停止回路４０９に接続されており、リレー停止回路４０９からのリレー停止信号によりＯＮされる。
【００８１】
次に動作について説明する。本体１０１の電源がＯＮされると、２４Ｖ電源が起動すると同時に電磁リレー２０２がＯＮされる。それ以降の動作等については、実施例１と同じである。
そして、もし、リレー駆動回路２２８からのリレー制御信号がＯＦＦされているにもかかわらず、Ｚｅｒｏｘ／電流検知回路２２５が通電を検知した場合、リレー停止回路４０９は、トランジスタ４１０をＯＮする。すると、トランジスタ４１０のＯＮにより、ヒューズ４１１は、リレー駆動電圧である２４ＶからＧｎｄへのショート状態となり、過電流により、ヒューズ４１１が溶断する。ヒューズ４１１の溶断によって、リレー駆動電圧２４Ｖから電磁リレー２０２の駆動コイルへの電圧供給が停止され、電磁リレー２０２がＯＦＦされる。そして、それ以降、本体１０１電源をＯＦＦ／ＯＮしたとしても、リレー駆動電圧２４Ｖから電磁リレー２０２へ電圧を供給できなくなり、電磁リレー２０２はＯＦＦ状態を保持し続けることになる。
【００８２】
本実施例では、ソフトウェアが介在していないので、より信頼性が高い。なお、本実施例では、ヒューズを用い、ヒューズの非復帰性を利用した回路を例として用いているが、当然ながら、ヒューズに限らず、他の非復帰性のデバイスを用いた手法で構成することも可能である。例えば、不揮発性の半導体記憶素子（請求項でいう、不揮発性記憶素子に相当）を利用し、一度電磁リレー２０２がＯＦＦされたことをその半導体記憶素子に記憶しておき、その記憶情報により、再びリレー停止回路４０９が電磁リレー２０２をＯＮしない構成とすることも可能である。当然ながら、不揮発性の半導体記憶素子、例えばメモリを用いても良いし、エンジンコントローラ１２６内に有していて、ソフトウェアが介在しても差し支えない。その場合は、適宜カウンタを設け、電磁リレー２０２がＯＦＦされた回数をカウントし、そのカウント数が所定回数に達したところで、電磁リレー２０２をＯＮしない構成とすることも可能である。
【００８３】
以上説明したように、本実施例によれば、電磁リレーが異常によりＯＦＦされた場合には、その発生を記憶させることができ、それ以降、その電磁リレーが二度と再びＯＮされることがなくなる。よって、電磁リレー接点に損傷を与えることなく、より信頼性の高い、安定した動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１における定着器周辺の回路を示すブロック図
【図２】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す断面図
【図３】実施例１の要部の動作を示すタイムチャート
【図４】実施例２における定着器周辺の回路を示すブロック図
【図５】実施例２の要部の動作を示すタイムチャート
【図６】実施例３における定着器周辺の回路を示すブロック図
【図７】実施例３の要部の動作を示す表
【図８】実施例３における定着器周辺の回路を示すブロック図
【符号の説明】
【００８５】
１０１      画像形成装置
１０９      定着器
１０９ｃ    ヒータ
１２６      エンジンコントローラ
２００      商用ＡＣ電源
２０２      電磁リレー
２０３      ヒータ制御回路
２０６      コンパレータ
２０７，２０８    トランジスタ
２２８      リレー駆動回路
【図１】
2009300944.tif 000003
【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】
2009300944.tif 000008
【図７】
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【図８】
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