JP2002174984A

JP2002174984A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002174984A
Application number: JP2000372969A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Mori; 美輝森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-06-21

Abstract

(57)【要約】【課題】位相制御手段の異常を検出して、表示部によ
り異常を報知するとともに、待機時における無駄な電力
消費を抑制し、画像形成動作時に商用電源に負担をかけ
ることがない画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ１０６を加熱するための加熱
手段（ヒーターランプ１０２）へ供給する電力を、画像
形成装置の状態に応じて位相制御する電力制御手段（制
御部１１２）を備える。画像形成装置の動作を制御する
制御手段により電力制御手段に対して低電力供給の指示
がなされているにもかかわらず、定着ローラ１０６の表
面温度の熱特性が全電力供給の場合とほぼ同一である場
合に、電力制御手段の動作異常と判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特に加熱手段を組み込んだ定着器を備えた画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱定着を行う電子写真式複写機や
プリンタ（以下、「画像形成装置」という）が一般的に
知られている。従来の画像形成装置は、熱定着を行うた
めに、定着ローラにハロゲンヒータ等の加熱手段が組み
込まれた定着器を備えている。また、従来の画像形成装
置では、定着ローラの表面温度をサーミスタ等の温度検
出素子により検出し、加熱手段に接続されたトライアッ
ク等のスイッチ素子をオン・オフ制御することにより、
定着ローラの表面温度が所定温度となるように制御して
いる。このような画像形成装置が、例えば特開昭６４−
４６７８２号公報等に開示されている。

【０００３】また、従来の画像形成装置には、一般的
に、定着ローラの表面に温度ヒューズやサーモスイッチ
等が配置されており、これらがハロゲンヒータ等からな
る加熱手段に接続されている。そして、加熱制御におい
て異常が発生し、定着ローラの温度が上昇しすぎた場合
には、温度ヒューズやサーモスイッチ等により、加熱手
段への電力供給を遮断するという安全対策がとられてい
る。

【０００４】また、近年では、加熱手段へ供給する電力
を位相制御することにより、電力消費を所定電力以内と
するような、いわゆる低電力モード（待機モード）への
移行機能を備えた画像形成装置が開発されている。この
ような画像形成装置には、上述したようなオン・オフ制
御のためのスイッチ素子に加えて、定着手段の加熱装置
に対する電力供給を制御するための位相制御手段が設け
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな低電力モードへの移行機能を備えた画像形成装置で
は、位相制御手段における電力制御機能が故障すると、
常にフル点灯状態（全電力供給状態）となってしまう。
ところが、定着手段のスイッチ素子によるオン・オフ機
能が正常の場合には、定着手段の定着ローラの表面温度
がほぼ正常にコントロールされるため、温度検出器から
出力される信号も異常とはならず、画像形成装置の制御
部では位相制御手段の異常を検出することができないと
いう問題があった。

【０００６】また、従来のスイッチング素子を用いた制
御では、電力制御が行われずに常にフル点灯ＯＮ／ＯＦ
Ｆの状態である場合に、温度制御の状態は、設定温度に
到達すればＯＦＦとなり、設定温度以下であればＯＮと
なる状態が繰り返される。実際には、設定温度付近でＯ
Ｎ／ＯＦＦ動作が頻繁に行なわれるのを避けるために、
ヒステリシス（ＯＮ点とＯＦＦ点に温度差を１〜２℃設
ける）を設定する。

【０００７】また、定着装置には熱容量があり、ヒータ
ーランプをＯＦＦとしても定着温度が上昇するオーバー
シュートが生じる。したがって、レディ中の低電力モー
ド時には無駄な電力消費となってしまう。また、電力制
御が正常である場合は、供給する電力を低くすることに
よりオーバーシュートを小さくすることが可能となる。

【０００８】このため、制御部では低電力モードヘの移
行を指示しているにもかかわらず、実際には低電力モー
ドに移行することができず、無駄な電力が消費されたり
商用電源へ負担をかけてしまうという問題が発生する。
また、通常の画像形成時においてもオーバーシュートが
発生し、画質に悪影響をおよぼすという問題も発生す
る。さらに、画像形成時の電力制御において、所定の定
格電力を超えてしまうという問題が発生する危険性もあ
った。

【０００９】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、位相制御手段の異常を検出して、表示部に
より異常を報知するとともに、待機時における無駄な電
力消費を抑制し、画像形成動作時に商用電源に負担をか
けることがない画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備
えている。

【００１１】すなわち、本発明に係る画像形成装置は、
加熱手段を有する定着ローラの表面温度を温度検出手段
で検出し、所定温度となるように制御を行う定着器を備
えた画像形成装置において、前記加熱手段へ供給する電
力を画像形成装置の状態に応じて位相制御する電力制御
手段を備え、画像形成装置の動作を制御する制御手段に
より前記電力制御手段に対して低電力供給の指示がなさ
れているにもかかわらず、前記定着ローラの表面温度の
熱特性が全電力供給の場合とほぼ同一である場合に、前
記電力制御手段の動作異常と判断することを特徴とする
ものである。

【００１２】このような構成とすることにより、電力制
御を行っている場合に熱特性を検出し、検出結果が全電
力供給（全点灯）時とほぼ同一の場合に異常と判断し
て、電力制御手段の異常を検出することができる。

【００１３】ところで、特開昭６４−４６７８２号公報
等に開示されている従来の技術では、加熱手段（ヒータ
ーランプ）に供給するＡＣ電力のＡＣ電圧を測定し、そ
の供給電力毎に設定された熱特性の目標設定領域とは異
なる熱特性を検出した場合に、異常検出を行っている。
これに対して、本発明の画像形成装置は、位相制御によ
り電力供給を制御し、電力制御手段の異常を検出するも
のである。また、ＡＣ電圧の検出を行うのではなく（Ａ
Ｃ電圧に関わらず）、位相制御に対する制御指示（制御
信号）と、定着ローラの表面温度における実際の熱特性
とに基づいて、電力制御手段の異常を検出している。す
なわち、本発明の画像形成装置によれば、位相制御によ
り定着ローラの温度制御を行う画像形成装置に対して、
位相制御の異常を容易に検出することが可能となる。

【００１４】また、一般的な画像形成装置では、ＡＣ電
源電圧が異なると、それに応じて発熱量が異なるため、
これを一定に制御するために位相制御を実施する場合が
ある。すなわち、ＡＣ電源電圧を測定し、その電圧によ
って位相角を変更し、発熱量が一定となるような制御を
行っている。これに対して、本発明の画像形成装置で
は、上述したような処理を実施しているにもかかわら
ず、ヒーターランプによる発熱量が異なることを、温度
特性を測定することにより、制御異常として検出可能と
している。

【００１５】また、本発明の画像形成装置では、前記熱
特性を前記定着ローラの温度上昇率としたり、設定され
た制御温度に達するまでの時間とすることが可能であ
る。

【００１６】このような構成とすることにより、電力制
御手段の正常動作による低電力供給であるか、あるいは
電力制御手段の異常動作による全電力供給であるかを、
温度上昇率に基づいて容易に判断することができる。こ
の場合、より短い時間で電力制御手段の異常を検出する
ことが可能となる。

【００１７】また、本発明の画像形成装置では、画像形
成装置に関する情報を表示するための表示部を有する操
作部を備え、前記電力制御手段の動作異常と判断した場
合に、画像形成装置の動作を禁止せずに前記電力制御手
段の動作を中止するとともに、その旨の警告を前記表示
部に表示することが可能である。

【００１８】このような構成とすることにより、電力制
御手段が故障等の異常時に省エネモードヘ移行すること
ができなくなるが、画像形成動作を行うことは可能とな
る。したがって、画像形成動作を完全に禁止されること
がなく、サービスマンによる修理が行われるまでの間、
画像形成を行うことができる。

【００１９】また、本発明の画像形成装置では、前記電
力制御手段の動作異常と判断した場合に、連続的な画像
形成動作を禁止して間欠的な画像形成動作を可能とし、
画像形成動作時には、前記定着器への電力供給を行わな
いような構成とすることが可能である。

【００２０】このような構成とすることにより、電力制
御手段に故障等の異常が発生している場合には、間欠的
な画像形成動作、すなわち複数の画像形成動作を重複し
て（並行して）行うのではなく、各画像形成動作を個別
に行うことができる。また、画像形成動作時には定着部
への電力供給を行わず、各画像形成動作の間の画像形成
が行われていない期間に定着部への電力供給を行うこと
ができる。このため、画像形成装置の定格電力消費（国
内では１．５ＫＷ）を超えることを防止し、商用電源に
負担を与えずに、サービスマンによる修理が行われるま
での間、画像形成動作を行うことができる。また、定格
電力消費を超えることがないので、火災の発生等を未然
に防止することができる。

【００２１】さらに、本発明の画像形成装置では、主電
源および待機時に必要な電力のみを供給する補助電源の
少なくとも２系統の電源を備え、前記電力制御手段に異
常が発生している場合には、画像形成動作終了直後に、
前記補助電源のみで動作させることが可能である。

【００２２】画像形成装置では、画像形成動作が終了し
た場合に所定時間が経過してから待機モードに移行して
いる。これに対して、上述した構成とすることにより、
待機状態において異常を有する電力制御手段ヘの電力供
給を、画像形成終了直後にＯＦＦとして、電力消費をさ
らに抑えることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係る画像形成装置の実施形態を説明する。なお、以下に
説明する実施形態では、代表的な画像形成装置としてデ
ジタル複合機を例にとって説明を行う。

【００２４】＜画像形成装置の全体構成＞図１に、本発
明の実施形態に係るデジタル複合機３０の概略構成を示
す。本発明の実施形態に係るデジタル複合機３０は、図
１に示すように、透明ガラスからなる原稿台３５を有し
ており、この原稿台３５上には、自動原稿搬送装置３６
が備えられている。この自動原稿搬送装置３６は、原稿
セットトレイ上にセットされた複数枚の原稿を、１枚ず
つ自動的に原稿台３５上へ給送する装置である。

【００２５】原稿台３５の下部は、スキャナ４０が配設
された原稿読取りユニット３１となっている。スキャナ
４０は、原稿台３５上に載置された原稿の画像を走査し
て読取るための装置である。このスキャナ４０は、原稿
面上を露光するランプリフレクターアセンブリ４１と、
原稿からの反射光像を光電変換素子であるＣＣＤ４４に
導くための第１の反射ミラー４２ａを搭載してなる第１
の走査ユニット４０ａと、第１の反射ミラー４２ａから
の反射光像をＣＣＤ４４へ導くための第２および第３の
反射ミラー４２ｂ，４２ｃを搭載してなる第２の走査ユ
ニット４０ｂと、原稿からの反射光像を、各反射ミラー
４２ａ，ｂ，ｃを介してＣＣＤ４４上に結像させるため
の光学レンズ４３とから構成されている。

【００２６】また、スキャナ４０は、自動原稿搬送装置
３６との関連した動作により、自動原稿搬送装置３６を
用いて自動搬送される原稿の画像を、所定の露光位置で
読取るようになっている。このスキャナ４０により読取
られた原稿画像は、画像データとして画像データ入力部
へ送られ、画像データに対して所定の画像処理が施され
た後、画像処理部のメモリに一旦記憶され、出力指示に
応じてメモリ内の画像を読出してレーザー書込みユニッ
ト４５に転送される。

【００２７】レーザー書込みユニット４５は、メモリか
ら読出した画像データ、または外部の装置から転送され
てきた画像データに応じてレーザー光を出射する半導体
レーザー光源と、レーザー光を等角速度で偏向するポリ
ゴンミラーと、等角速度で偏向されたレーザー光が作像
ユニット３２を構成する感光体ドラム４６上において等
角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズ等を有
している。

【００２８】上記作像ユニット３２は、感光体ドラム４
６の周囲に、感光体ドラム４６を所定の電位に帯電させ
る帯電器と、感光体ドラム４６上に形成された静電潜像
にトナーを供給して顕像化する現像器と、感光体ドラム
４６の表面に形成されたトナー像を記録紙に転写する転
写器と、余分なトナーを回収するクリーニング器と、除
電器等を備えている。

【００２９】スキャナ４０により読取られた原稿画像
は、画像メモリに一旦記憶された後、画像メモリから読
出され、レーザー書込みユニット４５による感光体ドラ
ム４６の表面への静電潜像の形成に用いられる。形成さ
れた静電潜像は、現像器内のトナーにより顕像化されて
トナー像となる。そして、このトナー像は、転写器によ
りシート体である記録紙上に静電転写された後、定着ユ
ニット４７に送られる。この定着ユニット４７は、温度
検出器４７ａで検出された定着ローラの温度に基づい
て、記録紙上のトナーを溶融可能な温度となるように温
度制御されている。

【００３０】ここで、定着ユニット（定着装置）４７に
ついて、さらに詳しく説明する。定着ユニット４７は、
互いに圧接するように配置された定着ローラおよび加圧
ローラと、ヒーターランプと、温度検出器４７ａを備え
ている。定着ローラおよび加圧ローラは、例えば、アル
ミニウム製の芯金の上にシリコーンゴム製のゴム層を有
して形成されている。また、定着ローラの芯金内部に
は、ハロゲンランプ等からなるヒーターランプが備えら
れている。定着ユニット４７の温度は、定着ローラに接
触して設けられた温度検出器４７ａの検出温度に基づ
き、ヒーターランプに供給される電力がＯＮ／ＯＦＦさ
れることにより制御される。

【００３１】ここで、ヒートアップ時には１２００Ｗの
全電力（フル点灯電力）を供給するが、待機時には、位
相制御を行って例えば６５０Ｗの比較的低い電力がヒー
ターランプに供給され、定着ローラの温度が例えば１７
０℃に保たれる。また、画像形成時には、例えば定着以
外を行う装置（モータ、クラッチ、コピーランプ等）を
駆動させる必要があり、これらに５００Ｗを要するため
に、コピー中は位相制御により１０００Ｗの電力がヒー
ターランプに供給されるが、画像形成時の定着ローラの
温度も待機時と同じ１７０℃に制御される（消費電力
は、トータル１．５ＫＷ以内に制御される）。また、省
エネモード時には、ヒーターランプの設定温度を１５０
℃に設定し、消費電力を低減させる。

【００３２】ここで、待機時とは、コピースタート受付
可能後、遅延なくコピー動作を行うことができる状態の
ことである。省エネモードには、コピースタート受付可
能であるが受付後の動作に若干の遅延を有する低電力モ
ードと、消費電力が最低となるスリープモードとがあ
る。それぞれのモードにおける温調温度は、待機時が１
７０℃であり、低電力モードが１５０℃であり、スリー
プモードはヒータＯＦＦとなる。このように、定着ロー
ラは、ヒーターランプにより内側から加熱されるととも
に、温度検出器４７ａによって表面温度が監視されてい
る。

【００３３】温度検出器４７ａは、例えばサーミスタ等
から構成されている。この温度検出器４７ａによる検出
結果は後述する制御回路に送られ、ヒーターランプへの
電力供給の制御に用いられる。

【００３４】なお、定着ローラには、さらに温度ヒュー
ズやサーモスタット等が取り付けられており、定着ロー
ラが高温になり過ぎるような場合には、強制的にヒータ
ーランプへの電力の供給が遮断されるようになっている
ことが望ましい。

【００３５】作像ユニット３２における記録紙の排出側
には、上記定着ユニット４７以外に、記録紙の裏面に再
度画像を形成するために記録紙の前後を反転させるスイ
ッチバック路５６が設けられている。また、画像が形成
された記録紙に対してステープル処理等を行うことがで
きる昇降トレイを有する後処理装置３４も備えられてい
る。これにより、定着ユニット４７によりトナー像が定
着された記録紙は、必要に応じてスイッチバック路５６
を経た後、排紙ローラ５７により後処理装置３４へ導か
れて所定の後処理が施され、デジタル複合機３０の外部
へ排出される。

【００３６】作像ユニット３２の下方には、給紙部５０
が配設されている。この給紙部５０は、手差トレイ５４
と、両面ユニット５５と、複数の用紙カセット５１，５
２，５３を備えた多段給紙トレイ部と、用紙カセット５
１，５２，５３および手差トレイ５４から給紙された用
紙を、搬送経路３３を経て作像ユニット３２における転
写器が配置された転写位置へ搬送するための搬送手段を
備えている。両面ユニット５５は、記録紙を反転させる
スイッチバック路５６に通じており、記録紙の両面に画
像形成を行う際に用いられる。

【００３７】＜温度制御回路＞次に、図２および図３に
基づいて、定着ローラの温度制御回路について説明す
る。図２は、デジタル複合機３０における定着ローラの
温度制御回路を示すブロック図、図３は、ＡＣ電力およ
び温度制御回路が生成する各種信号の関係を示すタイミ
ングチャートである。

【００３８】定着ローラ１０６内には、図２に示すよう
に、ヒーターランプ（ハロゲンランプ）１０２が設けら
れており、このヒーターランプ１０２には、位相制御回
路１１０を介してＡＣ入力部１０８が接続されている。
そして、ＡＣ入力部１０８に入力される商用電力が、位
相制御回路１１０により位相制御されてヒーターランプ
１０２に供給される。また、定着ローラ１０６には、温
度検出器４７ａとしてのサーミスタが取り付けられてい
る。このサーミスタ４７ａは、定着ローラ１０６の表面
温度を測温し、その結果を後述する制御回路１２２に送
るようになっている。

【００３９】この温度制御回路には、制御部１１２およ
び電源部１１４が設けられている。制御部１１２には、
ＡＣ入力部１０８からのＡＣ電力、およびサーミスタ４
７ａからの測温結果の信号が入力されるようになってい
る。電源部１１４は、ＡＣ入力部１０８から取り込んだ
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、変換したＤＣ電力を制御
部１１２や他の負荷に供給し、これらを動作させる。こ
こで、他の負荷とは、制御部１１２、位相制御回路１１
０、および操作／表示部１２６を除く部分であり、モー
タや画像形成に関わるプロセス部の各部分のことをい
う。

【００４０】上述した各部について、さらに詳しく説明
する。位相制御回路１１０は、トライアックにより、Ａ
Ｃ入力部１０８に入力されるＡＣ電力を、その周期内で
その位相角に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御（位相制御）する
ことにより、所定の電力値となるように制御してヒータ
ーランプ１０２に供給するための回路である。ここで、
位相角に応じたＯＮ／ＯＦＦ制御は、制御部１１２にお
けるＡＣ入力波形の位相検出に基づいて生成される制御
信号により行われる。

【００４１】この位相制御回路１１０は、トライアック
によるＡＣスイッチング用基本回路であり、絶縁のため
フォトトライアックを使用しており、制御信号にパルス
を供給することによりＡＣスイッチがＯＮとなる。

【００４２】制御部１１２は、位相検知回路（ゼロクロ
ス検出回路）１２０、制御回路１２２、位相制御信号生
成回路１２４を備えている。位相検知回路１２０は、Ａ
Ｃ入力部１０８に入力されるＡＣ入力の波形（図３
（１））を取り込んでいる。そして、位相検知回路１２
０は、その波形（電圧）がゼロとなるタイミング（ゼロ
クロスタイミング）を検出し、検出したタイミングでタ
イミングパルス（ゼロクロスタイミングパルス）（図３
（２））を生成する。

【００４３】位相検知回路１２０により生成されたゼロ
クロスタイミングパルスは、制御回路１２２を介して位
相制御信号生成回路１２４に送られる。位相制御信号生
成回路１２４では、ゼロクロスタイミングパルスと、位
相制御パラメータとに基づいて、位相制御信号（図３
（３））を生成する。この位相制御信号は、ゼロクロス
タイミングパルスを検出してから、位相制御パラメータ
により定められる時間ｔ _off（ＡＣ入力の波形の半周期
以下の時間）、位相制御回路１１０におけるトライアッ
クをＯＦＦとし、ヒーターランプ１０２への電力供給を
瞬間的にＯＦＦにする。そのために、位相制御回路１１
０は、例えばゼロクロスタイミング検出と同時にトライ
アックをＯＦＦにするとともにタイマを起動し、時間ｔ
_off経過後に再びトライアックをＯＮにして、ヒーター
ランプ１０２への電力供給を再開させればよい。

【００４４】上述した回路構成では、供給電力や定着ロ
ーラ１０６の目標温度（温調温度）に応じて、時間ｔ
_offを調節することにより、所望の電力（図３（４）：
斜線部に相当する電力がカットされる）をヒーターラン
プ１０２に供給することが可能になる。

【００４５】制御回路１２２には、サーミスタ４７ａに
よる定着ローラ１０６の表面温度の測定結果が入力され
る。制御回路１２２は、この測定結果に基づいて電力供
給制御信号を生成する。この電力供給制御信号は、上記
位相制御信号による位相制御を許可するか、あるいはヒ
ーターランプ１０２への電力供給を完全にＯＦＦにする
かを決定するための信号である。そして、定着ローラ１
０６の温度が所定値より高くなった場合には、制御回路
１２２が電力供給制御信号によりヒーターランプ１０２
への電力の供給を完全にＯＦＦにする。これにより、定
着ローラ１０６の温度が上昇し過ぎるという不都合を防
止することができる。

【００４６】また、制御回路１２２は、サーミスタ４７
ａの測定結果に基づいて、位相制御が正常に行われてい
るか否かを判断する機能も有している。この判断に関し
ては後述する。さらに、制御回路１２２は、操作／表示
部１２６に接続されており、位相制御が正常に行われて
いないと判断された場合に、その旨を操作／表示部１２
６により報知できるようになっている。

【００４７】電源部１１４は、ＤＣ電源回路１２８によ
り構成されている。ＤＣ電源回路１２８は、ＡＣ入力部
１０８に入力されるＡＣ電力を取り込んでＤＣ電力に変
換し、変換されたＤＣ電力は、制御部１１２等に供給さ
れる。

【００４８】このＤＣ電源回路１２８は、メイン電源１
２８ａおよびサブ電源１２８ｂを備えている。メイン電
源１２８ａは、画像形成時などデジタル複合機３０が通
常の動作状態にある場合において、ＤＣ電力を必要とす
る各部（上記「他の負荷」を含む）への電力供給を行う
ものである。このメイン電源１２８ａは、省電力モード
時にはＯＦＦとなる。また、サブ電源１２８ｂは、省電
力モード時などデジタル複合機３０が待機状態にある場
合に、制御部１１２など必要最小限の部分（特に、定着
ローラ１０６の温度制御回路）にのみＤＣ電力を供給す
るものである。

【００４９】この電源部１１４により、メイン電源１２
８ａがＯＦＦとなる省電力モード時においても、定着ロ
ーラ１０６の温度制御（ヒーターランプ１０２への供給
電力制御）のみを行い、省電力化を図ることができる。
また、省電力モード時には、上述した位相制御により定
着ローラ１０６の目標温度を下げることにより、さらに
省電力化が可能になる。

【００５０】＜温度制御におけるトラブル検出＞次に、
図４および図５に基づいて、上記温度制御回路による温
度制御においてトラブルが発生した際のトラブル検出方
法について説明する。図４は、ＡＣ入力波形および制御
部１１２からの制御信号を示すタイミングチャート、図
５は、図４に示す制御による定着ローラ１０６の温度変
化（サーミスタ４７ａによる測温結果）を示すグラフで
ある。なお、ここでは、定着ローラ１０６の温度制御に
関して説明するが、これに限らず、温度制御を必要とす
るシステムであり、かつ、位相制御を行うシステムであ
ればこの方法を適用することができる。

【００５１】図４および図５において、はフル点灯状
態（全電力供給状態）を、およびは電力の一部をカ
ットした状態を示している。の状態では、ＡＣ入力部
１０８からのＡＣ電力がそのままヒーターランプ１０２
に供給される。また、ＡＣ入力部１０８からのＡＣ電力
のうち、では、縦線を付した部分に相当する電力がカ
ットされ、では、縦線を付した部分および横線を付し
た部分に相当する電力がカットされる。つまり、（の
電力値）＞（の電力値）の関係が成り立つ。

【００５２】上記各位相制御を行った場合に、定着ロー
ラ１０６の温度変化はそれぞれ異なった特性を示す。こ
こで、時間ｔ₀において定着ローラ１０６が温度Ｔ₀であ
り、フル点灯時、位相制御時（電力大）、位相制
御時（電力小）それぞれでヒーターランプ１０２に電力
供給を行った場合の温度上昇率ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３
は、となる。

【００５３】この時、図５に示すように、温度上昇率Δ
Ｔ１，ΔＴ２，ΔＴ３は、供給される電力に対して ΔＴ１＞ΔＴ２＞ΔＴ３なる関係が成立する。

【００５４】＜温度上昇率によるトラブル検出＞上述し
た関係は、位相制御信号生成回路１２４や位相制御回路
１１０が正常に機能している場合については成り立つ。
ところが、位相制御信号生成回路１２４や位相制御回路
１１０が故障し、位相制御が正常に行われずに常時フル
点灯状態となってしまった場合には、 ΔＴ１≧ΔＴ２となってしまう。したがって、温度上昇率を監視し、上
記位相制御パラメータ（時間ｔ_off）との関係が適切で
あるか否かを判断することにより、位相制御異常のトラ
ブルを検出することができる。なお、この判断は制御回
路１２２等で行えばよい。

【００５５】従来の画像形成装置では、目標温度に対す
る測定温度の関係に基づく制御のみが行われており、目
標温度に対してその高低に基づいてトラブルを検出して
いた。これに対して、本実施形態に係るデジタル複合機
３０では、位相制御を導入することに伴い、上記温度上
昇率を測定することにより位相制御に対するトラブルを
検出することができる。

【００５６】これにより、位相制御が正常に行われず、
予期しない電力がヒーターランプ１０２に供給された場
合であっても、ヒーターランプ１０２の制御を含めた装
置全体における消費電力の増大を防止することができ
る。また、位相制御が行われず、ヒーターランプ１０２
の制御がフル点灯状態に対するＯＮ／ＯＦＦ制御（フル
点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御）として行われた場合であって
も、温調温度のオーバーシュートを防止することができ
る。特に、消費電力が装置の定格電力を超えることがな
いようにするために、に対する制御は重要である。

【００５７】また、温度上昇率に基づいてトラブルの検
出を行うことにより、環境温度に左右され難くなり、安
定したトラブルの検出が可能となる。さらに、予め定め
た一定時間単位における温度上昇を監視することにより
トラブルの検出が可能であるため、迅速にトラブルの検
出を行うことができる。したがって、ヒーターランプ１
０２の温度制御をより安全に行うことが可能となる。

【００５８】以上説明したように、本実施形態に係るデ
ジタル複合機３０における温度制御のトラブル検出で
は、ヒーターランプ１０２に対して、位相制御（電力制
御）により電力を供給している場合（低電力供給時）
と、フル点灯状態で電力を供給している場合とのサーミ
スタ４７ａの温度上昇率を比較し、低電力供給時である
にもかかわらず急激に温度が上昇した場合に、これを位
相制御の異常として検知する。これにより、位相制御機
構の故障により常時フル点灯状態となり、許容電力より
も多くの電力が消費されることを回避することができ
る。なお、この回避方法については後述する。

【００５９】＜所定温度到達時間によるトラブル検出＞
上述したように、温度上昇率をその都度計算するのでは
なく、ヒーターランプ１０２の点灯時から目標温度に到
達するまでの時間を計測することによっても、トラブル
を検出することが可能である。

【００６０】図５に示すように、フル点灯時、位相
制御時（電力大）、位相制御時（電力小）のそれぞれ
において、その温度上昇率はある程度規定されるため、
ヒーターランプ１０２の点灯開始時の温度を測定してお
けば、その目標温度に到達するまでの時間を予測するこ
とができる。

【００６１】通常、複写機等における定着ローラ１０６
の場合、電源投入後からヒートアップを最大電力で行
う。すなわち、定着ローラ１０６は、定着可能温度に達
するまでフル点灯状態で加熱される。このとき、位相制
御が正常に動作せず、供給電力が予想より低くなると、
温調温度到達までの予想時間が大きく遅れることにな
る。これにより、位相制御の異常（この場合は、フル点
灯状態とならないという異常）を、画像形成を行う前に
検出することが可能になる。

【００６２】また、一旦定着可能温度まで到達し、レデ
ィ中または画像形成中（コピー中）である場合には、位
相制御を行うことにより定着ローラ１０６の温調が制御
される。このとき、位相制御に異常があり、フル点灯Ｏ
Ｎ／ＯＦＦ制御が行われた場合には、予想より短い点灯
時間で目標温度に達することになる。そこで、この場合
も、目標温度への到達時間により、位相制御の異常（こ
の場合は、常にフル点灯状態となってしまうという異
常）を検知することができる。このように、位相制御の
異常を検知することにより、許容電力よりも多く電力が
消費されることを回避することができる。この回避方法
については後述する。

【００６３】なお、上記した画像形成中に位相制御が正
常に行われないと、正常に位相制御が行われた場合と比
較して、温調制御においてオーバーシュート等の不具合
を生じやすくなる。そして、画像形成中にオーバーシュ
ートが発生すると、形成する画像の定着品位に影響を及
ぼす可能性もある。また、画像形成中には、装置内の他
の制御機器等にも電力が供給されているため、ヒーター
ランプ１０２に電力が過多に供給されると、場合によっ
ては装置全体の定格消費電力を超えてしまうといった問
題も起こり得る。これに対して、本実施形態に係るデジ
タル複合機３０では、位相制御の異常を検知することに
より、その異常に対応した制御（後述する）に切り換え
ることができ、電力消費や画像形成における不具合を回
避することができる。

【００６４】上述したように、本実施形態に係るデジタ
ル複合機３０では、温度上昇率に基づく制御方法以外
に、ヒーターランプ１０２が点灯している際のサーミス
タ４７ａの測定温度から、目標温度到達までの時間を予
測しておき、実際に要した時間がその時間よりも大幅に
ずれた場合に、温度制御における異常を検知することが
できる。

【００６５】＜位相制御異常時の制御＞上記した位相制
御の異常状態における温度制御に関して、図６に基づい
て説明する。図６は、位相制御異常時におけるヒーター
ランプ１０２への電力供給のための制御信号および電力
波形を示すタイミングチャートである。

【００６６】上述したトラブル検出方法により位相制御
の異常が検知された場合には、位相制御を中止し、操作
／表示部１２６などによりその旨の表示や警告を行う。
このとき、装置を完全に停止させてしまうのではなく、
位相制御による電力供給の制御を放棄し、以下に説明す
る制御により画像形成を可能とする。このとき、低電力
モード等への移行はできなくなるが、画像形成自体は可
能とする。

【００６７】位相制御の異常によって、図４に示すよう
な位相制御ができなくなった場合でも、フル点灯ＯＮ／
ＯＦＦ制御は可能な場合がある。例えば、位相制御信号
生成回路１２４が故障し、位相制御信号を生成すること
はできなくなったが、制御回路１２２は正常であり、フ
ル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御は可能であるといった事態が考
えられる。

【００６８】また、位相制御信号生成回路１２４あるい
は位相制御回路１１０のどちらかが故障し、全点灯状態
となった場合でも、ＡＣ入力電源供給と別に設けたパワ
ーリレー（ＰＲ）により制御することも可能である。こ
のような場合、従来の画像形成装置では、位相制御異常
として装置を停止させていた。したがって、故障箇所を
修理しない限り装置を動作させることができず、装置の
稼働率の低下を招来していた。

【００６９】これに対して、本実施形態に係るデジタル
複合機３０では、図４に示すような位相制御による電力
制御は断念するが、フル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御により電
力制御を行いつつ、画像形成動作を続行可能とする。こ
の場合、図６に示すように、制御回路１２２からの制御
信号により、ヒーターランプ１０２に供給する電力を所
定時間（所定周期）ＯＮとし、所定時間（所定周期）Ｏ
ＦＦとするような動作を繰り返すことにより、定着ロー
ラ１０６の温度制御を行う。ここで、上記所定時間（所
定周期）は、サーミスタ４７ａの測定結果に基づいて制
御回路１２２が適宜変更すればよい。

【００７０】ここで、位相制御が正常な場合の画像形成
動作と、位相制御異常の場合の画像形成動作とを、図７
に基づいて説明する。図７は、画像形成動作を示す概念
図である。位相制御が正常な場合の画像形成動作（図７
（１））では、ヒーターランプ１０２への電力供給は、
常時位相制御によって制御されている。したがって、ヒ
ーターランプ１０２で消費される電力が大きくなり過ぎ
ることがない。このため、連続して画像形成を行う場合
などでも、各画像形成動作（シングルコピー／プリント
動作）を、時間的に重複して行うことができる。

【００７１】一方、位相制御異常の場合の画像形成動作
（図７（２））では、ヒーターランプ１０２への電力供
給が、上述したようにフル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御により
制御されることになる。この場合、ヒーターランプ１０
２への電力供給がフル点灯ＯＮ状態となり、かつ、複数
の画像形成動作が重複して行われるといった事態に陥る
可能性がある。このような事態では、装置の消費電力が
装置の定格電力を超える危険性がある。

【００７２】また、画像形成動作中にヒーターランプ１
０２への電力供給が、ＯＦＦ状態からフル点灯ＯＮ状態
へ切り換わった場合などでは、他の制御系にノイズを発
生させるなどの影響を及ぼすことも考えられる。このよ
うな事態を回避するために、フル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御
が行われている場合には、画像形成動作をある程度制限
することが望ましい。そこで、フル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制
御が行われている場合には、図７（１）に示すように、
複数の画像形成動作を重複して行うのではなく、各画像
形成動作を単独で行う動作を繰り返すことにより、上記
問題の発生を抑えながら、画像形成動作を可能とする。

【００７３】また、位相制御異常時には、完全な低電力
モードに移行することはできないが、位相制御異常が発
生した場合に、画像形成時以外の期間においてメイン電
源１２８ａを切り、サブ電源１２８ｂのみを駆動させて
省電力化を図ることができる。これにより、待機状態に
おいて必要最小限の電力のみを供給し、その他の無駄な
電力を省くことができる。

【００７４】以上説明したように、位相制御異常が検知
された場合には、ヒーターランプ１０２への電力供給を
フル点灯ＯＮ／ＯＦＦ制御とするとともに、メイン電源
１２８ａをＯＦＦにし、さらに複数の画像形成動作が重
複して行われないように画像形成動作を切り換える。ま
た、画像形成動作と、ヒーターランプ１０２に対するフ
ル点灯ＯＮでの電力供給とを同時に行わないように制御
する。これにより、装置の定格電力を超える電力が消費
されることを回避するとともに、商用電源に対して過剰
な負荷をかけることを抑制することができる。

【００７５】上述した実施形態では、デジタル複合機３
０を例にとって説明を行ったが、本発明は、他の熱定着
を行う電子写真式複写機やプリンタ等の画像形成装置に
も適用することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、電力制御を行っているときに、熱特性を
検出し、検出結果が全電力供給時とほぼ同一の場合に異
常と判断することで、電力制御手段の異常を検知するこ
とができる。

【００７７】また、検出すべき熱特性を定着ローラの温
度上昇率としたり、設定された制御温度に達するまでの
時間とすることにより、電力制御手段の正常動作による
低電力供給か、あるいは電力制御手段の異常動作による
全電力供給かを、温度上昇率により容易に判断すること
ができる。

【００７８】また、電力制御手段の動作異常と判断した
場合に、画像形成装置の動作を禁止せずに電力制御手段
の動作を中止するとともに、その旨の警告を操作部に備
えられた表示部に表示することにより、省エネモードヘ
移行することはできないものの、画像形成動作を行うこ
とは可能となる。したがって、画像形成を行うことが全
くできなくなるといった事態を回避することができる。

【００７９】また、電力制御手段の動作異常と判断した
場合には、連続的な画像形成動作を禁止して間欠的な画
像形成動作を可能としつつ、画像形成動作時の定着部へ
の電力供給を行わないようにすることにより、商用電源
に負担を与えずに、サービスマンによる修理が行われる
までの間、画像形成を行うことができる。

【００８０】また、電力制御手段に異常が発生している
場合には、画像形成動作終了直後に、待機時に必要な電
力のみを供給する補助電源のみで動作するモードに移行
することにより、電力消費をさらに抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル複合機の概
略構成図である。

【図２】デジタル複合機における定着ローラの温度制御
回路を示すブロック図である。

【図３】ＡＣ電力および温度制御回路が生成する各種信
号の関係を示すタイミングチャートである。

【図４】ＡＣ入力波形および制御部からの制御信号を示
すタイミングチャートである。

【図５】図４に示す制御による定着ローラの温度変化を
示すグラフである。

【図６】位相制御異常時におけるヒーターランプへの電
力供給のための制御信号および電力波形を示すタイミン
グチャートである。

【図７】画像形成動作を示す概念図である。

【符号の説明】

３０デジタル複合機３１原稿読取りユニット３２作像ユニット３３搬送経路３４後処理装置３５原稿台３６自動原稿搬送装置４０スキャナ４０ａ第１の走査ユニット４０ｂ第２の走査ユニット４１ランプリフレクターアセンブリ４２ａ第１の反射ミラー４２ｂ第２の反射ミラー４２ｃ第３の反射ミラー４３光学レンズ４４ＣＣＤ４５レーザー書込みユニット４６感光体ドラム４７定着ユニット４７ａ温度検出器（サーミスタ）５０給紙部５１，５２，５３用紙カセット５４手差トレイ５５両面ユニット５６スイッチバック路５７排紙ローラ１０２ヒーターランプ１０６定着ローラ１０８ＡＣ入力部１１０位相制御回路１１２制御部１１４電源部１２０位相検知回路１２２制御回路１２４位相制御信号生成回路１２６操作／表示部１２８ＤＣ電源回路１２８ａメイン電源１２８ｂサブ電源

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 DE07 EA12 EA16 EF08 EF09 EK13 GB07 ZA01 2H033 AA00 AA32 BB01 CA02 CA27 CA28 CA30 CA34 CA46 CA57 3K058 AA22 AA97 BA18 CA05 CA16 CA23 CA31 CB06 CB13 CD01 DA02 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段を有する定着ローラの表面温度
を温度検出手段で検出し、所定温度となるように制御を
行う定着器を備えた画像形成装置において、前記加熱手段へ供給する電力を画像形成装置の状態に応
じて位相制御する電力制御手段を備え、画像形成装置の動作を制御する制御手段により前記電力
制御手段に対して低電力供給の指示がなされているにも
かかわらず、前記定着ローラの表面温度の熱特性が全電
力供給の場合とほぼ同一である場合に、前記電力制御手
段の動作異常と判断することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記熱特性は、前記定着ローラの温度上
昇率であ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】前記熱特性は、設定された制御温度に達
するまでの時間であ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４】画像形成装置に関する情報を表示するた
めの表示部を有する操作部を備え、前記電力制御手段の動作異常と判断した場合に、画像形
成装置の動作を禁止せずに前記電力制御手段の動作を中
止するとともに、その旨の警告を前記表示部に表示する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記電力制御手段の動作異常と判断した
場合には、連続的な画像形成動作を禁止して間欠的な画
像形成動作を可能とし、画像形成動作時には、前記定着器への電力供給を行わな
いことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項
記載の画像形成装置。
【請求項６】主電源および待機時に必要な電力のみを
供給する補助電源の少なくとも２系統の電源を備え、前記電力制御手段に異常が発生している場合には、画像
形成動作終了直後に、前記補助電源のみで動作すること
を特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項記載の
画像形成装置。