JP2000298414A - 画像形成装置及びその検出方法 - Google Patents

画像形成装置及びその検出方法

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JP2000298414A
JP2000298414A JP11105738A JP10573899A JP2000298414A JP 2000298414 A JP2000298414 A JP 2000298414A JP 11105738 A JP11105738 A JP 11105738A JP 10573899 A JP10573899 A JP 10573899A JP 2000298414 A JP2000298414 A JP 2000298414A
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image forming
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cross signal
forming apparatus
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧の波形歪みや変動に対して安定なゼ
ロクロス信号を検出できる画像形成装置及びその検出方
法を提供する。 【解決手段】 電源電圧10の両極性に対して、それぞ
れ導通又は非導通状態をトランジスタ27,43のON
/OFFでフォトカプラ28aを駆動させ、電源電圧1
0のゼロクロスポイントをゼロクロス信号(ROX)と
してエンジンコントローラ14が検出する。そして、検
出されたゼロクロス信号(ROX)を基準としてトライ
アック17のスイッチングを行い、画像形成装置の定着
器13内のセラミックヒータ15の温度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた画像形成装置及びその検出方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の電子写真技術を用いた画像形成装
置における定着器の制御について説明する。図1は、従
来例における画像形成装置の定着器及びゼロクロス検出
回路の構成を示す図である。同図において、10はAC
電源、11はラインフィルタ、13は定着器である。1
5は定着器13の発熱部であり、この例ではセラミック
ヒータとする。12はスイッチング電源、23は整流ダ
イオードブリッジ、24は平滑コンデンサである。14
は画像形成装置のエンジンコントローラである。16は
定着器13の安全装置であるリレー、17はセラミック
ヒータを温調するためのスイッチング素子であるトライ
アックである。18〜20はトライアック17の駆動素
子である。
【0003】次に、画像形成装置におけるゼロクロス検
出について説明する。画像形成装置では、AC電源10
のゼロクロスポイントをゼロクロス信号(エンジンコン
トローラ14のROX信号)として検出し、その信号を
基準としてトライアック17のスイッチングを行うよう
に構成されている。通常、このスイッチング方法には、
AC電源10の半波毎にON/OFF制御を行う波数制
御と、半波の導通角を制御する位相制御とがある。
【0004】まず、ゼロクロス信号の検出は、AC電源
10の電流を整流(ダイオード21,22,23)し、
ゼロクロス近傍で検出素子(トランジスタ27)が動作
することにより行われる。次に、AC電源10の電流は
ラインフィルタ11を通過後、整流ダイオード21,2
2,23により整流される。そして、抵抗25,26に
より分圧され、AC電源10がゼロV近くになるとトラ
ンジスタ27のベースエミッタ間電圧がON電圧を保持
できなくなり、トランジスタ27がOFFする。つま
り、通常、トランジスタ27はON状態にあり、ゼロク
ロス近傍でのみ、OFFするように構成されている。
【0005】ここで、AC電源10とトランジスタ27
の動作は、AC電源10をVac、トランジスタ27の
ベースエミッタ間のON電圧を0.7V、抵抗25,2
6をR25,R26とすると、次式がON状態の目安と
なる。
【0006】 Vac≧0.7V*(R25+R26)/R26 上記の式が成立する場合、即ち、トランジスタ27がO
Nの時、フォトカプラ28aはONとなり、28bもO
Nとなるので、エンジンコントローラ14へはLowレ
ベルが伝達される。
【0007】また、下記の式が成立する場合はトランジ
スタ27がOFFし、フォトカプラ28aはOFFとな
り、28bもOFFとなるので、エンジンコントローラ
14へはHighレベルが伝達される。
【0008】 Vac<0.7V*(R25+R26)/R26 図2は、上述のAC電源10の波形と検出されたゼロク
ロス信号(ROX)を示す図である。
【0009】一方、エンジンコントローラ14は、上述
のゼロクロス信号(ROX)を基準として、FUS信号
を用いてトライアック17をON/OFFし、波数制御
又は位相制御を行うように構成されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、以下に述べるような問題があった。 (1)AC電源10の波形歪みに対して動作保証が難し
い。 (2)電源電圧の変化に対してゼロクロス信号のパルス
幅が変化する。
【0011】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、電源電圧の波形歪みや変動に対して安定な
ゼロクロス信号を検出できる画像形成装置及びその検出
方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る画像形成装置は、電源電圧の両極性に
対して、それぞれ導通又は非導通状態を判定する判定手
段と、前記判定手段の判定結果に基づき、前記電源電圧
のゼロクロスポイントをゼロクロス信号として検出する
検出手段と、前記検出手段により検出されたゼロクロス
信号に応じて画像形成装置の定着器を制御する制御手段
とを有することを特徴とする。
【0013】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る画像形成装置の検出方法は、電源電圧の両極性に
対して、それぞれ導通又は非導通状態を判定し、当該判
定結果に基づき、前記電源電圧のゼロクロスポイントを
ゼロクロス信号として検出し、当該検出されたゼロクロ
ス信号に応じて画像形成装置の定着器を制御することを
特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態を詳細に説明する。
【0015】[第1の実施形態]図3は、第1の実施形
態における定着器及びゼロクロス検出回路の構成を示す
図である。尚、図1に示す従来例と共通な箇所に関して
は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【0016】図4は、第1の実施形態におけるゼロクロ
ス検出動作を示す図である。以下、図3及び図4を用い
て第1の実施形態におけるゼロクロス検出及び定着器の
制御について説明する。
【0017】AC電源10は、整流ダイオード22,2
3により半波整流され、抵抗25,26で分圧される。
従って、トランジスタ27の動作は図4に示すように半
波でONとなり、もう一方でOFFとなる。但し、ON
側の半波でもゼロV付近ではトランジスタ27はONで
きなくなるため、OFF状態がわずかに長くなる。
【0018】一方、整流ダイオード21,23も同様な
半波整流動作を行う。AC電源10はダイオード21,
23により半波整流の後、抵抗41,42により分圧さ
れ、トランジスタ43の動作は図4に示すようになる。
図4に示すように、これらの回路は、補完しあっている
けれども、ゼロV近傍では、どちらのトランジスタもO
FF状態となる。従って、図3に示すように、トランジ
スタ27,43のコレクタをそれぞれ接続し、フォトカ
プラ28aを駆動することで、図4に示すようなゼロク
ロス信号(ROX)を検出できる。このような構成を採
用することにより、トランジスタの動作を安定させるこ
とができる。
【0019】このように、第1の実施形態によれば、A
C電源10のゼロクロスポイントをゼロクロス信号(R
OX)として検出し、エンジンコントローラ14がその
信号を基準としてトライアック17のスイッチングを行
うことで定着器13の発熱部(セラミックヒータ)15
の温度を制御することができる。
【0020】尚、図3に示す構成だけでなく、抵抗26
とトランジスタ27のベースの接続部と抵抗25との間
(抵抗42とトランジスタ43のベースの接続部と抵抗
41との間)にツェナーダイオード又はダイオードを挿
入し、検出時間をかせぐことも可能である。
【0021】[第2の実施形態]次に、図面を参照しな
がら本発明に係る第2の実施形態を詳細に説明する。
【0022】第2の実施形態は、半波整流の検出波形を
両方ともエンジンコントローラ側へ入力することで、よ
り信頼性の高いゼロクロス信号を生成するものである。
【0023】図5は、第2の実施形態における定着器及
びゼロクロス検出回路の構成を示す図である。尚、前述
した実施形態と共通な箇所に関しては同じ符号を付し、
その説明は省略する。
【0024】図6は、第2の実施形態におけるゼロクロ
ス検出動作を示す図である。以下、図5及び図6を用い
て第2の実施形態におけるゼロクロス検出及び定着器の
制御について説明する。
【0025】AC電源10は、整流ダイオード22,2
3により半波整流され、抵抗25,26で分圧される。
従って、トランジスタ27の動作は図6に示すように半
波でONとなり、もう一方でOFFとなる。但し、ON
側の半波でもゼロV付近ではトランジスタ27はONで
きなくなるため、OFF状態がわずかに長くなる。
【0026】トランジスタ27がONの時、図5に示す
フォトカプラ28aはONとなり、28bもONとなる
ので、エンジンコントローラ14へはLowレベルが伝
達される。またトランジスタ27がOFFすると、フォ
トカプラ28aはOFFとなり、28bもOFFとなる
ので、エンジンコントローラ14へはHighレベルが
伝達される。従って、エンジンコントローラ14への信
号(ROX1)は図6に示すようになる。
【0027】一方、整流ダイオード21,23も同様な
半波整流動作を行う。AC電源10はダイオード21,
23により半波整流の後、抵抗41,42により分圧さ
れ、トランジスタ43の動作は図6に示すようになる。
ここで、トランジスタ43の動作は図5に示すフォトカ
プラ44aに伝達され、エンジンコントローラ14への
信号(ROX2)は図6に示すようになる。
【0028】ここで、エンジンコントローラ14はRO
X1及びROX2の両信号のエッジ検出により定着器制
御を行う。
【0029】従って、第2の実施形態によれば、AC電
源10の波形がゼロV付近で急激に変わり、ROX1及
びROX2の立ち上がりと立ち下がりの時間差が無くな
った場合でもゼロクロスポイントを検出できるため、第
1の実施形態に比べて、より安定な検出が可能となる。
【0030】[第3の実施形態]次に、図面を参照しな
がら本発明に係る第3の実施形態を詳細に説明する。
【0031】第3の実施形態は、従来例或いは第1の実
施形態の回路構成でゼロクロス信号のパルス幅をAC電
源のパルス幅により検出できることを利用したものであ
る。尚、第2の実施形態の場合でも、ROX1とROX
2の立ち上がりと立ち下がりの時間差を検出することで
同様な動作を期待できる。
【0032】例えば、AC電源10の電圧振幅が大きく
なると、検出用トランジスタ27の動作タイミングが速
くなるため、図7に示すように、ゼロクロス信号のパル
ス幅は小さくなる。従って、装置の定格電圧に応じたパ
ルス幅の設定が可能であるため、装置に異常電圧が印加
された場合、ゼロクロス信号のパルス幅は設定値内とな
らない。
【0033】図8は、第3の実施形態におけるコントロ
ーラの動作を示すフローチャートである。まずステップ
S101において、エンジンコントローラ14に入力さ
れたゼロクロス信号のパルス幅を計測し、ステップS1
02において、そのパルス幅が定格電圧相当の時間最小
値T0と定格電圧相当の時間最大値T1の範囲か否かを
判断する。ここで、計測値が設定値内であればステップ
S103へ進み、回数パラメータN0をクリアして処理
を終了する。
【0034】また、ステップS102において、計測値
が設定値内におさまらなかった場合はステップS104
へ進み、回数パラメータN0が所定の回数に達したか否
かを判断する。ここで、計測値が所定の回数未満であれ
ばステップS105へ進み、回数パラメータN0をイン
クリメントし、上述の計測処理を繰り返す。しかし、所
定の回数に達したのであればステップS106へ進み、
リレー16をOFFし、トライアック17もOFF状態
にする。その後、ステップS107において、不図示の
表示部、治工具等を介して異常を報知する。
【0035】これにより、万一装置に異常電圧が印加さ
れた場合でも、定着器への異常電圧印加を防ぐことが可
能となる。
【0036】[第4の実施形態]次に、図面を参照しな
がら本発明に係る第4の実施形態を詳細に説明する。
【0037】第4の実施形態は、AC電源10の入力電
圧によらず安定なゼロクロス信号を提供するものであ
り、特に装置の電源がユニバーサル対応している場合に
有効である。
【0038】図9は、第4の実施形態における定着器及
びゼロクロス検出回路の構成を示す図である。尚、前述
した実施形態と共通な箇所に関しては同じ符号を付し、
その説明は省略する。
【0039】以下、図9を用いて第4の実施形態におけ
るゼロクロス検出及び定着器の制御について説明する。
【0040】整流ダイオード21〜23で整流されたA
C電源は抵抗25,26により分圧される。トランジス
タ27のエミッタには、低圧電源部の整流ダイオード2
3と平滑コンデンサ24により整流、平滑された電圧の
抵抗51,52による分電圧が接続される。
【0041】従って、AC電源10の振幅電圧が大きい
時、エミッタ電圧も高くなるため、トランジスタ27の
OFF時間が短くなるのを防ぐことができる。
【0042】ここで、コンデンサ53は平滑コンデンサ
24のリプル除去のため、抵抗51と共にフィルタを構
成している。また、抵抗51,52による分電圧値は、
抵抗間にツェナーダイオード又はダイオードを挿入し、
レベルを調節することも可能である。
【0043】以上説明した実施形態によれば、AC電源
の電圧波形歪みや、電源電圧の変動に対して安定なゼロ
クロス信号を検出することが可能となる。
【0044】尚、本発明は複数の機器(例えば、ホスト
コンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリンタ
など)から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置な
ど)に適用してもよい。
【0045】また、本発明の目的は前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシ
ステム或いは装置のコンピュータ(CPU若しくはMP
U)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。
【0046】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0047】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えばフロッピーディスク,ハードディス
ク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD
−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROMな
どを用いることができる。
【0048】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0049】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
CPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処
理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も
含まれることは言うまでもない。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源電圧の波形歪みや変動に対して、安定なゼロクロス
信号を検出できると共に、異常電圧に対しても画像形成
装置の定着器を保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例における画像形成装置の定着器及びゼロ
クロス検出回路の構成を示す図である。
【図2】AC電源10の波形と検出されたゼロクロス信
号(ROX)を示す図である。
【図3】第1の実施形態における定着器及びゼロクロス
検出回路の構成を示す図である。
【図4】第1の実施形態におけるゼロクロス検出動作を
示す図である。
【図5】第2の実施形態における定着器及びゼロクロス
検出回路の構成を示す図である。
【図6】第2の実施形態におけるゼロクロス検出動作を
示す図である。
【図7】第3の実施形態におけるゼロクロス信号のパル
ス幅を示す図である。
【図8】第3の実施形態におけるコントローラの動作を
示すフローチャートである。
【図9】第4の実施形態における定着器及びゼロクロス
検出回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
10 AC電源 12 低圧電源部 13 定着器 14 エンジンコントローラ 15 セラミックヒータ 16 リレー 17 トライアック

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源電圧の両極性に対して、それぞれ導
    通又は非導通状態を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果に基づき、前記電源電圧のゼロ
    クロスポイントをゼロクロス信号として検出する検出手
    段と、 前記検出手段により検出されたゼロクロス信号に応じて
    画像形成装置の定着器を制御する制御手段とを有するこ
    とを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 更に、前記ゼロクロス信号のパルス幅に
    基づき、電源電圧の異常を識別し、その識別結果に応じ
    て故障の旨報知する報知手段を有することを特徴とする
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記報知手段は、前記ゼロクロス信号の
    パルス幅が設定値内におさまらない場合に電源電圧の異
    常と識別し、故障の旨報知することを特徴とする請求項
    2に記載の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 更に、前記ゼロクロス信号のパルス幅を
    所定の幅に補償する補償手段を有することを特徴とする
    請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 【請求項5】 前記補償手段は、平滑コンデンサへの電
    圧を分圧した第1の分圧電圧と、整流ダイオードへの電
    圧を分圧した第2の分圧電圧とを比較して、前記ゼロク
    ロス信号のパルス幅を所定の幅に補償することを特徴と
    する請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】 電源電圧の両極性に対して、それぞれ導
    通又は非導通状態を判定し、 当該判定結果に基づき、前記電源電圧のゼロクロスポイ
    ントをゼロクロス信号として検出し、 当該検出されたゼロクロス信号に応じて画像形成装置の
    定着器を制御することを特徴とする画像形成装置の検出
    方法。
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