JP2002268450A

JP2002268450A - 画像形成装置，ゼロクロス検出方法および電源装置

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Publication number: JP2002268450A
Application number: JP2001072340A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Okada; 田憲和岡
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP4341945B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタル信号処理により正しくゼロクロスを
検出し、簡便に正確なゼロクロス信号を発生する。誤発
生や脱漏をなくす。交流電源周波数が変わっても、ゼロ
クロスパルス幅を常に一定にする。【解決手段】監視対象交流の全波整流振幅の、Ａ／Ｄ
変換による短周期の繰返し読取りと、メモリ上振幅デー
タとの照合により、半波の始点＝終点タイミングか、又
は半波の頂点かの判定を繰返し（図８，図９）、始点タ
イミングで計時を開始し（図８の27）、頂点タイミング
の計時値（Tc）よりゼロクロスパルスの始端タイミング
（Ａ＝Tc-10）および終端タイミング（Ｂ＝Tc+10）を定
めて（図９，図１０）、該始端と終端の間のみゼロクロ
スを表すレベルのゼロクロスパルスを生成する（図１０
の45-47）。１周期／４を越える期間の振幅検出データ
をメモリ上の既知周波数交流振幅データ群と照合して周
波数を判定する(図６，図７)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧のゼロク
ロス検出方法，これを実施する電源装置およびこれを用
いる画像形成装置に関する。画像形成装置は例えば、複
写機、プリンタ、ファクシミリである。

【０００２】

【従来技術】ゼロクロス信号は、交流電圧波形の半波の
切換り点を示し、たとえば半導体スイッチング素子で交
流電圧をスイッチングして負荷に印加する、いわゆる位
相制御による交流負荷への電力制御に、半波基点を把握
するために用いられる。

【０００３】画像形成装置の定着ヒータの位相制御にゼ
ロクロス信号が用いられる。定着ヒータの電力制御を行
うＣＰＵは、ゼロクロス信号が入力すると、ゼロクロス
パルス割込みが発生するようになっている。割込み処理
にて、電源周波数の半周期毎の定着ヒータＯＮ／ＯＦＦ
の制御を行う。具体的には、一例では、割込みが発生す
ると、まず定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦデバイスであるト
ライアックをＯＦＦする信号すなわち定着ヒータＯＦＦ
信号を生成する。つまりトライアック制御信号を、ＯＦ
Ｆ指示レベルにする。次にタイマーをスタートし、割込
み処理内のある時点から、数ｍｓ後に内部タイマ割込み
が発生するようにする。

【０００４】数ｍｓ後にタイマ割り込みが発生すると、
ＣＰＵは、トライアックをＯＮする信号すなわち定着ヒ
ータＯＮ信号を生成する。つまりトライアック制御信号
を、ＯＮ指示レベルにする。このようにゼロクロスパル
ス割込みを利用し、トライアックをＯＮ／ＯＦＦするこ
とで、定着ヒータのＯＮ／ＯＦＦの位相制御を行ってい
る。

【０００５】このような位相制御を行うためには、ゼロ
クロス信号が検出できていなければならない。従来の画
像形成装置におけるゼロクロス信号の生成方法に、以下
のようなものが知られている。

【０００６】１．整流回路とフォトカプラの組み合わせ
のゼロクロス信号検出回路によりゼロクロス信号を生成
する。

【０００７】２．トランスとフォトカプラの組み合わせ
のゼロクロス信号検出回路によりゼロクロス信号を生成
する。

【０００８】交流電圧波形が図１１に示すように滑らか
なｓｉｎ波であってレベル変動が無い場合には、上記い
ずれの方法でも、ゼロクロス点でゼロクロスパルスが正
しく発生し、ゼロクロスパルスのパルス幅は一定であ
る。しかしながら、ゼロクロス点の外でノイズにより交
流電圧が零レベル近くになると、図１２に示すように、
そこでゼロクロスパルスを発生してしまう。図１２では
上波形が検出回路が発生するゼロクロス信号、下波形が
問題の交流電圧である。

【０００９】ゼロクロス検出においては全波整流回路と
フォトカプラ、或いはトランスとフォトカプラの組み合
わせにて、ゼロクロスを検出していたが、自家用発電の
電源を使った環境や、数多くの大電力機器が使用された
環境にて、画像形成装置を使用した場合、ノイズが交流
電源電圧に乗り、ゼロクロスを誤検出するという問題が
あった。ゼロクロスを誤検出すると、電源周波数の検出
が正常に行えず、異常メッセージが表示されるため、画
像形成装置が使えなくなる。

【００１０】このようにノイズの多い環境で画像形成装
置を使用する場合、電源周波数を検出する処理は止め、
ユーザに画像形成装置に使われる電源周波数を聞き、そ
の電源周波数を固定に設定したＲＯＭを画像形成装置に
取り付けるという対処を取っていた。

【００１１】特開平８−３０８２１５号公報の検出装置
は、ゼロクロスの誤検知を防ぐために、電源電圧が所定
の−Ｖth＜Ｖ＜Ｖthの範囲内に入れば、タイマーをスタ
ートし、電源電圧が所定の範囲内に滞在する時間を計数
しそれが設定値以上かを検出する手段と、かつ前記所定
範囲内に入る前と、出た後で電源電圧の極性が反転した
ことを検出する手段を有し、前記２つの手段を満足すれ
ば、ゼロクロス信号を出力する。

【００１２】特開平１１−３１８０７２号公報の検出装
置は、初期設定として、任意の時間の間ゼロクロス検出
回路から検出されたゼロクロス信号の数をカウントする
ことで、電源周波数の検出を行う。検出された周波数を
基に、ゼロクロスポイントと同期する出力信号あるいは
計数を行い、ゼロクロスポイントをトリガとした交流電
圧の出力制御を実施する。

【００１３】一般に、画像形成装置の電源がＯＮされた
直後のイニシャライズ処理にて、ゼロクロス信号を検出
できているかどうかと、電源周波数が５０Ｈｚ、６０Ｈ
ｚのどちらであるかを検知する処理を行っている。ゼロ
クロスの検出処理では、前記のＣＰＵがゼロクロス割り
込みを発生すればゼロクロス信号の生成は行えていると
判断する。もし、ゼロクロス割り込みの発生がなければ
ゼロクロス信号の生成ができていないと判断し、その場
合は、画像形成装置はゼロクロス信号の発生なしをその
操作部に表示する。次に電源周波数が５０Ｈｚ、６０Ｈ
ｚのどちらであるかは１分間の割り込みタイマーをスタ
ートさせ、次のタイマー割り込みが発生するまでに何回
のゼロクロス割り込みをカウントしたかにて、電源周波
数が５０Ｈｚか、６０Ｈｚかを判定している。このとき
の判定ではゼロクロス割り込みを４５回〜５４回カウン
トした場合、５０Ｈｚと判定する。同様に５５回〜６４
回カウントした場合は６０Ｈｚと判定する。０回〜４４
回、或いは６５回以上をカウントした場合、画像形成装
置はゼロクロス検出異常をその操作部に表示する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−３０８２１
５号公報に開示されている検出装置は、付加回路が多い
ため機器が高価となってしまう問題がある。特開平１１
−３１８０７２号公報に開示されている検出装置は、電
源周波数検出時にノイズが多発した場合、正しい電源周
波数を検出できないという可能性がある。

【００１５】また、従来のハードウェアによるゼロクロ
スの検出は、ゼロクロス信号を生成する電圧レベルが一
定で変わらないため、電源周波数が変動すればゼロクロ
ス信号幅に変化があった。５０Ｈｚと６０Ｈｚを比較し
た場合、６０Ｈｚのゼロクロス幅は５０Ｈｚより小さく
なり、ＣＰＵにてゼロクロス信号による割り込みが発生
してから、真のゼロクロスまでの時間が短くなるという
問題があった。真のゼロクロスまでの時間が短くなる
と、トライアックのＯＦＦ信号が、交流電圧の実際のゼ
ロクロスからの立上りに間に合わないという可能性が考
えられた。

【００１６】本発明は、デジタル信号処理により正しく
ゼロクロスを検出することを第１の目的とし、簡便に正
確なゼロクロス信号を発生することを第２の目的とす
る。ノイズの多い交流電源電圧でも、ゼロクロス信号の
誤発生や脱漏をなくすことを第３の目的とする。交流電
源周波数が変わっても、ゼロクロスパルス幅を常に一定
にすることを第４の目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（１）トランス(TR1)を
駆動するスイッチング素子(FET1)と、前記スイッチング
素子をＯＮ／ＯＦＦする駆動回路(DRIVE1)と、前記駆動
回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するデジタル制御部(8
5)を有し、複数の電圧を出力するマルチ出力デジタル制
御のスイッチング電源装置(PC1-PC)を備えた画像形成装
置において、画像形成装置は更に、入力された商用電源
電圧の波形をデジタル制御部に取りこむ電源波形検出部
(86)；を備え、前記デジタル制御部(85)が、取り込んだ
波形からゼロクロスのタイミングを算出して(図８，図
９)ゼロクロス信号を出力する(図１０)；ことを特徴と
する画像形成装置。

【００１８】なお、理解を容易にするためにカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素または相当要
素もしくは対応事項の記号を、参考までに付記した。以
下も同様である。

【００１９】この画像形成装置においては、デジタル制
御部(85)にて交流電源周波数のゼロクロスタイミングを
検知し、ゼロクロス信号を生成しているので、ノイズが
乗った電源にも正確なゼロクロス検出を行える効果があ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】（２）前記デジタル制御部(85)
は、電源波形検出部(86)が取りこんだ波形から、次のゼ
ロクロスタイミングを予測し(図８，図９)、次のゼロク
ロス信号を生成する(図１０)ことを特徴とする上記
（１）の画像形成装置。

【００２１】この画像形成装置においては、次のゼロク
ロスポイントを前もって予測し、予測に従って次のゼロ
クロス信号を生成しているので、ノイズに影響されない
信頼性の高いゼロクロス信号の生成が可能となる効果が
ある。

【００２２】（３）ゼロクロス信号の、ゼロクロスを示
すパルス幅は一定（図１０のＢ−Ａ）であることを特徴
とする、上記（１）又は（２）の画像形成装置。

【００２３】この画像形成装置においては、ゼロクロス
信号幅を常に一定としているので、後段のＣＰＵにてゼ
ロクロス信号による割り込みを発生させてから真のゼロ
クロスに到達するまでの期間が常に一定となり、ゼロク
ロス信号による割り込み処理にて、常に真のゼロクロス
が到達するまでに、例えば位相制御用のトライアックを
ＯＦＦできることの信頼性が向上する効果がある。

【００２４】（４）監視対象交流電圧の全波整流波形の
振幅の、Ａ／Ｄ変換による短周期の繰返し読取りと、メ
モリに保持している交流電圧の振幅データとの照合によ
る、監視対象交流電圧が半波の始点＝終点（sin0°）と
なったタイミングか、又は半波の頂点（sin90°）とな
ったタイミングかの判定、とを繰返し（図８，図９）、
半波の始点＝終点（sin0°）となったタイミングで計時
を開始し（図８の27）、半波の頂点（sin90°）となっ
たタイミングの計時値（Tc）よりゼロクロスパルスの始
端タイミング（Ａ＝Tc-10）および終端タイミング（Ｂ
＝Tc+10）を定めて（図９，図１０）、該始端タイミン
グと終端タイミングの間のみゼロクロスを表すレベルの
ゼロクロスパルスを生成する（図１０の45-47）、ゼロ
クロス検出方法。

【００２５】これによれば、監視対象交流電圧の波形に
従ってゼロクロスタイミングを検知し、ゼロクロス信号
を生成しているので、ノイズが乗った電源にも正確なゼ
ロクロス検出を行える。次のゼロクロスポイントを前も
って予測し、予測に従って次のゼロクロス信号を生成す
るので、ノイズに影響されない信頼性の高いゼロクロス
信号が生成される。ゼロクロス信号幅が常に一定になる
ので、例えばＣＰＵ（またはＭＰＵ）によるトライアッ
クの導通位相制御で、ゼロクロス信号によりＣＰＵに割
込みを発生させてから真のゼロクロスに到達するまでの
期間が常に一定となり、ゼロクロス信号による割込み処
理にて、常に真のゼロクロスが到達するまでに、トライ
アックをＯＦＦできることの信頼性が向上する。

【００２６】（５）監視対象交流電圧の全波整流波形の
振幅を、１周期／４を越える期間にわたってＡ／Ｄ変換
により短周期で繰返し読取って、得た振幅データ群を、
メモリに保持している特定定周波数の交流電圧の振幅デ
ータ群と照合して監視対象交流電圧の周波数を判定し
(図６，図７)、監視対象交流電圧の全波整流波形の振幅
の、Ａ／Ｄ変換による短周期の繰返し読取りと、メモリ
に保持している交流電圧の振幅データとの照合による、
監視対象交流電圧が半波の始点＝終点（sin0°）となっ
たタイミングか、又は半波の頂点（sin90°）となった
タイミングかの判定、とを繰返し（図８，図９）、半波
の始点＝終点（sin0°）となったタイミングで計時を開
始し（図８の27）、半波の頂点（sin90°）となったタ
イミングの計時値（Tc）よりゼロクロスパルスの始端タ
イミング（Ａ＝Tc-10）および終端タイミング（Ｂ＝Tc+
10）を定めて（図９，図１０）、該始端タイミングと終
端タイミングの間のみゼロクロスを表すレベルのゼロク
ロスパルスを生成する（図１０の45-47）、ゼロクロス
検出方法。

【００２７】これによれば、例えば日本のように、５０
Ｈｚと６０Ｈｚの交流電源周波数がある場合でも、いず
れであるかが自動的に判定される。そして、上記（４）
に記述の作用効果が、同様に得られる。

【００２８】（６）交流電圧を直流電圧に変換する整流
回路(82)；トランス(TR1)，前記整流回路(82)が出力す
る直流電圧をスイッチングしてトランスの一次巻線に給
電するスイッチング素子(FET1)，ＰＷＭパルスに応答し
てスイッチング素子(FET1)をオン／オフ駆動するスイッ
チングドライバ(DRIV1)およびトランス(TR1)の２次巻線
に発生する電圧を整流するダイオード(D1,D2)を含む、
複数のスイッチング電源回路(PC1-PC4)；および、スイ
ッチング電源回路(PC1-PC4)のそれぞれにＰＷＭパルス
を与えて個々の直流電圧の生成を制御すると共に、前記
交流電圧の全波整流波形の振幅の、Ａ／Ｄ変換による短
周期の繰返し読取りと、メモリに保持している交流電圧
の振幅データとの照合による、監視対象交流電圧が半波
の始点＝終点（sin0°）となったタイミングか、又は半
波の頂点（sin90°）となったタイミングかの判定、と
を繰返し（図８，図９）、半波の始点＝終点（sin0°）
となったタイミングで計時を開始し（図８の27）、半波
の頂点（sin90°）となったタイミングの計時値（Tc）
よりゼロクロスパルスの始端タイミング（Ａ＝Tc-10）
および終端タイミング（Ｂ＝Tc+10）を定めて（図９，
図１０）、該始端タイミングと終端タイミングの間のみ
ゼロクロスを表すレベルのゼロクロスパルスを生成する
（図１０の45-47）、電源出力コントローラ(85)；を備
える電源装置。

【００２９】この電源装置は、監視対象交流電圧の波形
に従ってゼロクロスタイミングを検知し、ゼロクロス信
号を生成するので、ノイズが乗った電源にも正確なゼロ
クロス検出を行う。次のゼロクロスポイントを前もって
予測し、予測に従って次のゼロクロス信号を生成するの
で、ノイズに影響されない信頼性の高いゼロクロス信号
を生成する。ゼロクロス信号幅が常に一定になるので、
それに基づいて行う制御の信頼性および安定性が高くな
る。

【００３０】（７）感光体(114)，これを荷電する帯電
器(119)，感光体の帯電面に画像光を露光する露光装置
(161-146)，露光によって生成した静電潜像を顕像にす
る現像器(120)，該顕像を転写紙に転写する手段(115-11
7)，転写紙の顕像を該転写紙に固着する定着装置(12
3)、および、これらの画像形成要素を駆動する電気アク
チュエータおよび電気回路、を含む画像形成装置であっ
て、交流電圧を直流電圧に変換する整流回路(82)；トラ
ンス(TR1)，前記整流回路(82)が出力する直流電圧をス
イッチングしてトランスの一次巻線に給電するスイッチ
ング素子(FET1)，ＰＷＭパルスに応答してスイッチング
素子(FET1)をオン／オフ駆動するスイッチングドライバ
(DRIV1)およびトランス(TR1)の２次巻線に発生する電圧
を整流するダイオード(D1,D2)を含む、複数のスイッチ
ング電源回路(PC1-PC4)；および、スイッチング電源回
路(PC1-PC4)のそれぞれにＰＷＭパルスを与えて個々の
直流電圧の生成を制御すると共に、前記交流電圧の全波
整流波形の振幅の、Ａ／Ｄ変換による短周期の繰返し読
取りと、メモリに保持している交流電圧の振幅データと
の照合による、監視対象交流電圧が半波の始点＝終点
（sin0°）となったタイミングか、又は半波の頂点（si
n90°）となったタイミングかの判定、とを繰返し（図
８，図９）、半波の始点＝終点（sin0°）となったタイ
ミングで計時を開始し（図８の27）、半波の頂点（sin9
0°）となったタイミングの計時値（Tc）よりゼロクロ
スパルスの始端タイミング（Ａ＝Tc-10）および終端タ
イミング（Ｂ＝Tc+10）を定めて（図９，図１０）、該
始端タイミングと終端タイミングの間のみゼロクロスを
表すレベルのゼロクロスパルスを生成する（図１０の45
-47）、電源出力コントローラ(85)；を備える電源装置
(80);および、前記スイッチング電源回路(PC1-PC4)の少
なくとも１つから動作電圧を供給され、外部からの入力
に応答して、前記画像形成要素のシーケンス駆動による
装置動作を開始する装置動作コントローラ(60)；を備
え、装置動作コントローラ(60)が電源出力コントローラ
にスイッチング電源回路(PC1-PC4)の１以上の直流電圧
の生成／停止を指示し、電源出力コントローラ(85)が該
指示に応答してスイッチング電源回路(PC1-PC4)の直流
電圧の生成／停止を制御する、画像形成装置。

【００３１】これによれば、上記（６）に記述した作用
効果がある画像形成装置が実現する。加えて、スイッチ
ング電源回路(PC2〜PC4)内にて個々の直流電圧を生成段
階でＯＮ／ＯＦＦするので、不要な電力を電源回路(PC2
〜PC4)で生じないようにすることができ、省電力を図る
効果がある。電力消費の積算値が更に少ないプリンタあ
るいは複写機を実現出来る。

【００３２】（８）電源装置(80)は、前記定着装置(12
3)のヒータ(123C)に前記交流電圧を印加するトライアッ
クがある定着通電回路(80ac)を含み；画像形成装置は更
に、前記ゼロクロスパルスを基点にした前記トライアッ
クをオンにすべきタイミングでオン指示レベルとなるト
ライアック制御信号を生成して前記トライアックに供給
するオン位相制御手段(51)；を備える、上記（７）の画
像形成装置。

【００３３】上記（７）に記述の作用効果に加えて、ゼ
ロクロス信号幅が常に一定になるので、オン位相制御手
段(51)による定着通電回路(80ac)のトライアックの導通
位相制御で、ゼロクロス信号によりオン位相制御手段(5
1)に割込みを発生させてから真のゼロクロスに到達する
までの期間が常に一定となり、ゼロクロス信号による割
込み処理にて、常に真のゼロクロスが到達するまでに、
トライアックをＯＦＦできることの信頼性が向上する。
すなわち、定着ヒータの電力制御の安定性および信頼性
が向上する。

【００３４】（９）更に、原稿の画像を読み取る画像ス
キャナ(10)を備える、上記（７）又は（８）の画像形成
装置。これによれば、上記（７）又は（８）に記述した
作用効果が得られる複写機が実現する。

【００３５】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００３６】

【実施例】図１に本発明の１実施例であるデジタル複写
機の外観を示す。このデジタル複写機は、大略で、自動
原稿送り装置〔ＡＤＦ〕３０と、操作部２０と、カラー
スキャナ１０と、カラープリンタ１００と、中継ユニッ
ト３２と、ステープラ及び作像された用紙を大量に積載
可能なシフトトレイ付きのフィニッシャ３４と、両面反
転ユニット３３と、給紙バンク３５と、大容量給紙トレ
イ３６及び１ビン排紙トレイ３１、の各ユニットで構成
されている。

【００３７】図２に、カラープリンタ１００の構成を示
す。露光手段としての書き込み光学ユニットは、スキャ
ナ１０からのカラー画像データを光信号に変換して、原
稿画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム１１
４に静電潜像を形成する。光書き込み光学ユニットは、
レーザー発光器１４１、これを発光駆動する発光駆動制
御部（図示省略）、ポリゴンミラー１４３、これを回転
駆動する回転用モータ１４４、ｆθレンズ１４２、反射
ミラー１４６などで構成されている。感光体ドラム１１
４は、矢印で示す如く反時計廻りの向きに回転するが、
その周りには、感光体クリーニングユニット１２１、除
電ランプ１１４Ｍ、帯電器１１９、感光体ドラム上の潜
像電位を検知する電位センサー１１４Ｄ、リボルバー現
像装置１２０の選択された現像器、現像濃度パターン検
知器１１４Ｐ、中間転写ベルト１１５などが配置されて
いる。

【００３８】リボルバー現像装置１２０は、ＢＫ現像器
１２０Ｋ、Ｃ現像器１２０Ｃ、Ｍ現像器１２０Ｍ、Ｙ現
像器１２０Ｙと、各現像器を矢印で示す如く反時計回り
の向きに回転させる、リボルバー回転駆動部（図示省
略）などからなる。これら各現像器は、静電潜像を顕像
化するために、現像剤の穂を感光体ドラム１１４の表面
に接触させて回転する現像スリーブ１２０ＫＳ、１２０
ＣＳ、１２０ＭＳ、１２０ＹＳと、現像剤を汲み上げ撹
拌するために回転する現像パドルなどで構成されてい
る。待機状態では、リボルバー現像装置１２０はＢＫ現
像器１２０で現像を行う位置にセットされており、コピ
ー動作が開始されると、スキャナ１０で所定のタイミン
グからＢＫ画像データの読み取りがスタートし、この画
像データに基づき、レーザー光による光書き込み・潜像
形成が始まる。以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像を
Ｂｋ潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙの各画像データについても
同じ。このＢｋ潜像の先端部から現像可能とすべく、Ｂ
ｋ現像器１２０Ｋの現像位置に潜像先端部が到達する前
に、現像スリーブ１２０ＫＳを回転開始して、Ｂｋ潜像
をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ潜像領域
の現像動作を続けるが、潜像後端部がＢｋ潜像位置を通
過した時点で、速やかに、Ｂｋ現像器１２０Ｋによる現
像位置から次の色の現像器による現像位置まで、リボル
バー現像装置１２０を駆動して回動させる。この回動動
作は、少なくとも、次の画像データによる潜像先端部が
到達する前に完了させる。

【００３９】像の形成サイクルが開始されると、感光体
ドラム１１４は矢印で示すように反時計廻りの向きに回
動し、中間転写ベルト１１５は図示しない駆動モータに
より、時計廻りの向きに回動する。中間転写ベルト１１
５の回動に伴って、ＢＫトナー像形成、Ｃトナー像形
成、Ｍトナー像形成およびＹトナー像形成が順次行わ
れ、最終的に、ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト
１１５上に重ねてトナー像が形成される。ＢＫ像の形成
は、以下のようにして行われる。すなわち、帯電器１１
９がコロナ放電によって、感光体ドラム１１４を負電荷
で約−７００Ｖに一様に帯電する。つづいて、レーザダ
イオード１４１は、Ｂｋ信号に基づいてラスタ露光を行
う。このようにラスタ像が露光されたとき、当初、一様
に荷電された感光体ドラム１１４の露光された部分につ
いては、露光光量に比例する電荷が消失し、静電潜像が
形成される。リボルバー現像装置１２０内のトナーは、
フェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電さ
れ、また、本現像装置のＢＫ現像スリーブ１２０ＫＳ
は、感光体ドラム１１４の金属基体層に対して図示しな
い電源回路によって、負の直流電位と交流とが重畳され
た電位にバイアスされている。この結果、感光体ドラム
１１４の電荷が残っている部分には、トナーが付着せ
ず、電荷のない部分、つまり、露光された部分にはＢｋ
トナーが吸着され、潜像と相似なＢｋ可視像が形成され
る。中間転写ベルト１１５は、駆動ローラ１１５Ｄ、転
写対向ローラ１１５Ｔ、クリーニング対向ローラ１１５
Ｃおよび従動ローラ群に張架されており、図示しない駆
動モータにより回動駆動される。さて、感光体ドラム１
１４上に形成したＢｋトナー像は、感光体と接触状態で
等速駆動している中間転写ベルト１１５の表面に、ベル
ト転写コロナ放電器（以下、ベルト転写部という。）１
１６によって転写される。以下、感光体ドラム１１４か
ら中間転写ベルト１１５へのトナー像転写を、ベルト転
写と称する。感光体ドラム１１４上の若干の未転写残留
トナーは、感光体ドラム１１４の再使用に備えて、感光
体クリーニングユニット１２１で清掃される。ここで回
収されたトナーは、回収パイプを経由して図示しない排
トナータンクに蓄えられる。

【００４０】なお、中間転写ベルト１１５には、感光体
ドラム１１４に順次形成する、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナ
ー像を、同一面に順次、位置合わせして、４色重ねのベ
ルト転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転
写器にて一括転写を行う。ところで、感光体ドラム１１
４側では、ＢＫ画像の形成工程のつぎに、Ｃ画像の形成
工程に進むが、所定のタイミングから、スキャナ１０に
よるＣ画像データの読み取りが始まり、その画像データ
によるレーザー光書き込みで、Ｃ潜像の形成を行う。Ｃ
現像器１２０Ｃは、その現像位置に対して、先のＢｋ潜
像後端部が通過した後で、かつ、Ｃ潜像先端が到達する
前に、リボルバー現像装置の回転動作を行い、Ｃ潜像を
Ｃトナーで現像する。以降、Ｃ潜像領域の現像をつづけ
るが、潜像後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器の
場合と同様にリボルバー現像装置１２０を駆動して、Ｃ
現像器１２０Ｃを送り出し、つぎのＭ現像器１２０Ｍを
現像位置に位置させる。この動作もやはり、つぎのＭ潜
像先端部が現像部に到達する前に行う。なお、Ｍおよび
Ｙの各像の形成工程については、それぞれの画像データ
の読み取り、潜像形成、現像の動作が、上述のＢｋ像
や、Ｃ像の工程に準ずるので、説明は省略する。

【００４１】ベルトクリーニング装置１１５Ｕは、入口
シール、ゴムブレード、排出コイルおよび、これら入口
シールやゴムブレードの接離機構により構成される。１
色目のＢｋ画像をベルト転写した後の、２、３、４色目
を画像をベルト転写している間は、ブレード接離機構に
よって、中間転写ベルト面から入口シール、ゴムブレー
ドなどは離間させておく。

【００４２】紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器とい
う。）１１７は、中間転写ベルト１１５上の重ねトナー
像を転写紙に転写するべく、コロナ放電方式にて、ＡＣ
＋ＤＣまたは、ＤＣ成分を転写紙および中間転写ベルト
に印加するものである。

【００４３】転写紙カセット１８２Ｅおよび給紙バンク
３５には、各種サイズの転写紙が収納されており、指定
されたサイズの用紙を収納しているカセットから、給紙
コロ１８３Ｅ等によってレジストローラ対１１８Ｒ方向
に給紙・搬送される。なお、符号１１２Ｂ２は、ＯＨＰ
用紙や厚紙などを手差しするための給紙トレイを示して
いる。像形成が開始される時期に、転写紙は前記いずれ
かの給紙トレイから給送され、レジストローラ対４１８
Ｒのニップ部にて待機している。そして、紙転写器１１
７に中間転写ベルト１１５上のトナー像の先端がさしか
かるときに、丁度、転写紙先端がこの像の先端に一致す
る如くにレジストローラ対１１８Ｒが駆動され、紙と像
との合わせが行われる。このようにして、転写紙が中間
転写ベルト上の色重ね像と重ねられて、正電位につなが
れた紙転写器１１７の上を通過する。このとき、コロナ
放電電流で転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆
どが転写紙上に転写される。つづいて、紙転写器１１７
の左側に配置した図示しない除電ブラシによる分離除電
器を通過するときに、転写紙は除電され、中間転写ベル
ト１１５から剥離されて紙搬送ベルト１２２に移る。中
間転写ベルト面から４色重ねトナー像を一括転写された
転写紙は、紙搬送ベルト１２２で定着器１２３に搬送さ
れ、所定温度にコントロールされた定着ローラ１２３Ａ
と加圧ローラ１２３Ｂのニップ部でトナー像を溶融定着
され、排出ロール対１２４で本体外に送り出され、図示
省略のコピートレイに表向きにスタックされる。

【００４４】定着ローラ１２３Ａの内部には、定着ヒー
タ（ハロゲンランプ）１２３Ｃがあり、この定着ヒータ
１２３Ｃに、定着通電回路８５（図４）が通電し、これ
により定着ヒータ１２３Ｃが発熱し且つ赤外線を発生し
て、定着ローラ１２３Ｃを加熱する。

【００４５】なお、ベルト転写後の感光体ドラム１１４
は、ブラシローラ、ゴムブレードなどからなる感光体ク
リーニングユニット１２１で表面をクリーニングされ、
また、除電ランプ１１４Ｍで均一除電される。また、転
写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１１５
は、再び、クリーニングユニット１１５Ｕのブレード接
離機構でブレードを押圧して表面をクリーニングする。
リピートコピーの場合には、スキャナの動作および感光
体への画像形成は、１枚目の４色目画像工程にひきつづ
き、所定のタイミングで２枚目の１色目画像工程に進
む。中間転写ベルト１１５の方は、１枚目の４色重ね画
像の転写紙への一括転写工程にひきつづき、表面をベル
トクリーニング装置でクリーニングされた領域に、２枚
目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その
後は、１枚目と同様動作になる。

【００４６】図３に、図１に示す複写機の電気系システ
ムの概要を示す。複写機メカ制御部すなわち画像読取り
および画像形成プロセス制御の主要部に、メイン制御板
５０上の１つのＭＰＵ５１と、スキャナ制御板１１上の
１つのＣＰＵ１２が用いられている。ＭＰＵ５１は作像
シーケンスおよび定着制御とシステム関係の制御を、Ｃ
ＰＵ１２はスキャナ関係の制御をそれぞれ行う。ＭＰＵ
５１とＣＰＵ１２とは、画像データインターフェース及
びシリアルインターフエースによって接続されている。

【００４７】また、図３において、２０は操作部、７０
はＩ／Ｏ制御板、９２は画像露光用のレーザ光を制御す
るＬＤ制御板、４１は給紙制御板、１３はＣＣＤを搭載
する読み取り制御板、９０はマザーボード、６０，９１
は、複合機能を実現するためのアプリケーション拡張ユ
ニットで、９１は、ＦＡＸ機能を搭載したファクシミリ
制御ユニット、６０は、パソコン，ワープロなどホスト
のドキュメントを印刷するプリンタ機能及びコピー，フ
ァクシミリ，プリンタの複合動作モードを制御するため
のプリンタコントローラ（ボード）である。８０は電源
装置である。

【００４８】ＤＣ電源／ＡＣ制御板８０上には、数種の
電圧値の直流電圧を発生するスイッチング電源部８０ｄ
ｃと、定着ヒータに商用交流を通電し定着温度を制御す
る、トライアックの導通位相によりヒータ投与電力を制
御しうる定着ヒータ通電回路（交流出力）８０ａｃがあ
る。

【００４９】図４にＤＣ電源／ＡＣ制御板８０上の、ス
イッチング電源部８０ｄｃの概要とそれによって給電さ
れる電気負荷の概要を示す。スイッチング電源部８０ｄ
ｃは、図示しない元電源スイッチ（交流入力スイッチ）
の閉（オン）によって給電される交流ＡＣのノイズを除
去するフィルタ８１と、交流電圧を整流平滑する整流平
滑回路８２、直流電圧の生成を行う各直流電圧生成部Ｐ
Ｃ１〜ＰＣ４と、各直流電圧生成部の電圧生成（生成／
停止および出力電力）を制御するデジタルコントローラ
（デジタルシグナルプロセッサーＤＳＰを用いた）８
５、元電源スイッチが開（ＯＦＦ）から閉（ＯＮ）に切
換えられて交流電源ＡＣがスイッチング電源部８０ｄｃ
に印加され整流平滑回路８２に直流電圧が表れるとＯＮ
されてバッテリ８４をＤＳＰ８５に印加するスイッチ回
路（ＳＷ）８３、このスイッチ回路８３がＯＮすると、
ＤＳＰ８５に必要な電源電圧を供給するバッテリ８４よ
りなる。

【００５０】各直流電圧生成部ＰＣ１〜ＰＣ４は、スキ
ャナモータ、ＡＤＦ（原稿自動送り装置）などの負荷に
つながり、各負荷に必要な電圧を供給する。スイッチン
グ電源部８０ｄｃのＤＳＰ８５は、マザーボード９０に
搭載のプリンタコントローラ６０とＵＡＲＴ（ユニバー
サル・アシンクロナス・レシーバ・トランスミッタ：シ
リアル通信）による通信を行う。図示しないが、プリン
タコントローラ９０は、ＣＰＵ，不揮発性メモリ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭおよび画像メモリを含むコンピュータシステ
ムである。

【００５１】電源波形検出回路８６が、交流電源ＡＣを
全波整流した脈流（図１１に示す半波の連続）を発生し
て、ＤＳＰ８５のＡ／Ｄ変換入力ポートに印加する。電
源波形検出回路８６は、交流電源ＡＣを３／１００に
し、１４４Ｖがちょうど４．３２Ｖになるよう調整し
て、ＤＳＰ８５に入力する。

【００５２】ＤＳＰ８５は、詳細は後述するが、１００
μｓ周期で、該脈流の振幅をＡ／Ｄ変換して読み込ん
で、交流半波の期間の振幅データ群を、メモリに格納し
ている５０Ｈｚ交流半波の振幅データ群と照合して交流
電源ＡＣが５０Ｈｚか否（６０Ｈｚ）かを判定する（図
６，図７）。その後は１００μｓ周期で該脈流の振幅を
Ａ／Ｄ変換して読み込みを繰返すと共に、読み込んだ振
幅データを判定した周波数の、メモリに格納している交
流半波の振幅データ群と照合してその時点の位相を推定
し、位相が交流半波の始点＝終点すなわちｓｉｎ０°
（＝ｓｉｎ１８０°）になると計時を開始し、位相がｓ
ｉｎ９０°（半波の頂点）になるとその時の計時値Ｔｃ
をセーブして、ゼロクロスパルスの始端タイミングＡ＝
Ｔｃ−１０（１単位は100μｓ）および終端タイミング
Ｂ＝Ｔｃ＋１０を設定し、ゼロクロスパルスの始端タイ
ミングになるとゼロクロスパルス出力ポートのゼロクロ
ス信号のレベルを、ゼロクロスパルスを表すレベルに切
換え、終端タイミングになるとゼロクロスパルスを表わ
さないレベルに戻す（図８−１０）。この処理を繰り返
す。このように生成されるゼロクロスパルスが、Ｉ／Ｏ
制御板７０を介して、メイン制御板５０のＭＰＵ５１
（図３）の、ゼロクロスパルス割込み入力端子に印加さ
れる。

【００５３】定着ヒータ１２３Ｃに交流通電する定着通
電回路８０ａｃ（図４）には、交流電源ＡＣと定着ヒー
タ１２３Ｃの間に介挿した、トライアックおよび電気リ
レーの直列回路がある。電気リレーの電気コイルには、
図示しないドアスイッチ（インターロックスイッチ）を
介して、スイッチング電源回路ＰＣ３が発生する直流２
４Ｖが印加され、この直流電圧が加わっている間、電気
リレーが交流電源ＡＣとトライアックとの間を通電にし
ている。スイッチング電源回路ＰＣ３が直流２４Ｖを発
生しなくなると、あるいはドア開によりドアスイッチが
開くと、直流２４Ｖの印加がなくなるので、電気リレー
が交流電源ＡＣとトライアックとの間の電路を遮断す
る。

【００５４】前記メイン制御板５０のＭＰＵ５１が、定
着温度が必要な期間では、定着温度（検出値）と目標値
との偏差に対応するトライアック導通位相を算出し、Ｄ
ＳＰ８５からゼロクロスパルスが到来すると、ゼロクロ
スパルス割込み処理により、Ｉ／Ｏ制御板７０を介して
定着通電回路８０ａｃのトライアックのゲートに与える
トライアック制御信号を非導通を指示するレベルに切換
え、算出したトライアック導通位相値のタイマをスター
トして内部タイマ割込みを許可する。そして、該タイマ
ーがタイムオーバすると内部タイマ割込み処理により、
トライアックのゲートに与えるトライアック制御信号を
導通を指示するレベルに切換える。このような割込み処
理によりＭＰＵ５０がトライアックの導通位相を制御す
る。これにより定着装置１２３の定着温度が目標値に制
御される。

【００５５】図５に、スイッチング電源部８０ｄｃの、
スイッチ回路８３と、５Ｖ生成部ＰＣ１の構成を示す。
１００Ｖ商用交流電圧が、図示しない元電源スイッチの
オンにより、交流入力端子ＩＮ１，ＩＮ２からノイズフ
ィルタ８１を通して整流平滑回路８２に印加される。ノ
イズフィルタ８１は、１００Ｖ商用交流ラインの高周波
ノイズがスイッチング電源部８０ｄｃの内部に入るのを
遮断し、しかもスイッチング電源部８０ｄｃが発生する
高周波ノイズが商用交流ラインに漏出するのを防ぐ入力
フィルタがある。交流電圧はこの入力フィルタを通し
て、全波整流ダイオードブリッジと平滑コンデンサで構
成される整流平滑回路８２に印加される。

【００５６】また、交流電圧は抵抗Ｒ１とリレーＲＡ１
からなる起動回路にも加わる。交流電圧が加わると、リ
レーＲＡ１の、スイッチ回路（ＳＷ）８３のダイオード
Ｄ４とＤＳＰ８５の動作電圧入力端Ｖｃｃの間に介挿し
たリレー接点をリレー接片ＲＡ１で閉じる。ダイオード
Ｄ４はバッテリ８４に接続しているので、バッテリ電圧
がＤＳＰ８５に加わり、これによりＤＳＰ８５が起動し
て、５Ｖ生成部ＰＣ１乃至３８Ｖ生成部ＰＣ４に、それ
ぞれ第１〜第４のＰＷＭパルスを出力する。

【００５７】これにより、５Ｖ生成部ＰＣ１乃至３８Ｖ
生成部ＰＣ４のすべてが動作状態になり、図４上に示し
た各直流電圧を発生する。以下、５Ｖ生成部ＰＣ１を例
にして説明する。

【００５８】整流平滑回路８２の出力直流電圧は、５Ｖ
生成部ＰＣ１の中のトランスＴＲ１の１次巻線に印加さ
れる。スイッチング素子であるＦＥＴ１がオンになる
と、整流平滑回路８２から、１次巻線，スイッチング素
子ＦＥＴ１ならびに電流値検出回路ＩＳＥＮ１介して、
１次側グランドに電流が流れる。

【００５９】電流値検出回路ＩＳＥＮ１では、ＦＥＴ１
に流れる電流が、電流検出用の抵抗に流れその抵抗の電
圧が、１次電流に比例する。この電圧が、１次電流検出
信号であり、電流値検出回路ＩＳＥＮ１は、この検出信
号が設定レベルを超えると、過電流を示す信号を発生し
てＤＳＰ８５に与える。ＤＳＰ８５はこれに応答してＦ
ＥＴ１をオフにする。そして、次のＰＷＭパルス出力周
期になると、ＦＥＴ１をオンにする。すなわち新たなＰ
ＷＭパルスの出力を開始する。

【００６０】ドライブ回路ＤＲＩＶ１は、ＤＳＰ８５の
スイッチングＯＮ／ＯＦＦ信号である第１のＰＷＭパル
スを出力するＰＷＭ出力ポートにつながっている。ＤＲ
ＩＶ１，トランスＴＲ１およびスイッチング素子ＦＥＴ
１によって、１次側スイッチング回路が構成され、整流
平滑回路８２の出力電圧をＰＷＭパルスに応答したスイ
ッチングによりチョッピングして、トランスＴＲ１の１
次巻線にパルス通電する。

【００６１】トランスＴＲ１の２次側には、２次巻線に
誘起したパルス状電圧を直流に変換して出力する出力回
路がある。出力回路は、ダイオードＤ１，Ｄ２、チョー
クコイルＣＨ１、２次側の過電流を検出する２次側過電
流検出回路ＩＳＥＮ２、出力電圧検出回路ＶＳＥＮ１お
よび平滑コンデンサにより構成される。

【００６２】２次側過電流検出回路ＩＳＥＮ２は、５Ｖ
生成部ＰＣ１の出力回路に流れる電流を、その大小に応
じた電圧（２次電流検出信号）に変換して出力するよう
構成され、ＩＳＥＮ２から出力された電圧（２次電流検
出信号）は、ＤＳＰ８５のＡ／Ｄ変換入力ポートに印加
する。ＤＳＰ８５は、２次側過電流検出回路ＩＳＥＮ２
が過電流を検出すると、あるいは出力電圧検出回路ＶＳ
ＥＮ１が過電圧を検出すると、ＦＥＴ１をオフにしかつ
ＰＷＭパルス出力をとめる。

【００６３】他の各値電圧を生成する回路ＰＣ２〜ＰＣ
４の構成および動作、ならびにそれらに対するＤＳＰ８
５の制御動作も同様である。しかし、生成回路の電力容
量が大きい生成回路は、スイッチング素子ＦＥＴが複数
個並列接続で用いられるとか、回路の温度保護用のサー
ミスタを付加してその電圧（温度）をＤＳＰ８５に与え
て、ＤＳＰ８５で温度異常を監視するなどが行われる。

【００６４】プリンタコントローラ６０，Ｉ／Ｏ制御板
７０およびメイン制御板５０の、省エネ待機モードでも
入力監視をするＣＰＵおよびＭＰＵ、ならびに省エネ待
機モードで外部入力信号を発生する回路には、５Ｖ生成
部ＰＣ１が給電する。

【００６５】複写機の元電源スイッチがＯＮされると、
スイッチング電源部８０ｄｃに交流電源ＡＣが入力す
る。交流電源はノイズ８１をフィルタを通り、整流平滑
回路８２にて全波整流され、その出力電圧が設定値を越
えたとき、電気リレーコイルＲＡ１に流れる電流によ
り、スイッチ回路８３のリレー接片ＲＡ１が閉じる。

【００６６】これによりバッテリ８４に溜まっている電
圧がＤＳＰ８５に供給され、ＤＳＰ８５が起動する。Ｄ
ＳＰ８５はまず５Ｖ生成部ＰＣ１へのＰＷＭパルス出力
を開始し、これにより５Ｖ生成部ＰＣ１が５Ｖ電圧を生
成する。生成された５Ｖ電圧は、プリンタコントローラ
６０，Ｉ／Ｏ制御板７０およびメイン制御板５０の、省
エネ待機モードでも入力監視をするＣＰＵおよびＭＰ
Ｕ、ならびに省エネ待機モードで外部入力信号を発生す
る回路に印加される。トランスＴＲ１の１次巻線がＰＷ
Ｍパルスに応答ＦＥＴ１のオン／オフで励振され、これ
によりスイッチ回路８３がつながった３次巻線が電圧を
誘起し、これがダイオードＤ３で整流されてコンデンサ
Ｃ２で平滑化され、定電圧回路ＣＶ１で定電圧化され
て、ダイオードＤ５を通して、ＤＳＰ８５の駆動用電圧
を補充する。

【００６７】５Ｖ生成部ＰＣ１の出力が、０Ｖから５Ｖ
に立ち上がったのに応答して、プリンタコントローラ６
０のＣＰＵが起動し、プリンタコントローラ６０のＣＰ
ＵがＵＡＲＴ通信により、ＤＳＰ８５に全ての直流電圧
の生成（ＰＣ１〜ＰＣ４）をＯＮするよう指令する。指
令を受けＤＳＰ８５は、全ての直流電圧の生成部（ＰＣ
１〜ＰＣ４）をＯＮする。すなわちＰＣ１〜ＰＣ４それ
ぞれへの、ＰＷＭパルスの出力を行う。ここで第１の生
成部ＰＣ１のＯＮは、元電源スイッチのオン応答の起動
動作から、プリンタコントローラ６０のＣＰＵの指令
（制御）に従うＤＳＰ８５の電源出力制御の開始を意味
する。

【００６８】全ての生成部ＰＣ１〜ＰＣ４が立ち上がる
と、すなわち各出力電圧が各設定値以上になると、ＤＳ
Ｐ８５は、プリンタコントローラ６０のＣＰＵに、直流
電圧が立ち上がった旨（レディ）をＵＡＲＴ通信により
伝達する。

【００６９】次に、ＤＳＰ８５による、ゼロクロスパル
スの生成を説明する。

【００７０】図６を参照する。ＤＳＰ８５は、電源波形
検出回路８６が出力する脈流電圧を、１００μｓの時間
経過毎にＡＤ変換を行って、まず１００回のＡＤ変換デ
ータすなわち振幅データ群をセーブする（ステツプ１−
６）。なお、以下においては、カッコ内には、ステツプ
という語を省略して、ステップＮｏ．数字のみを記入す
る。

【００７１】次に図７を参照する。セーブした１００回
の振幅データとあらかじめメモリにて持っている５０Ｈ
ｚの電源周波数の波形曲線の振幅データ（１００個）と
比較する。比較から、電源周波数が５０Ｈｚか否（６０
Ｈｚ）かどちらなのかを判定し（１１）、また１００回
のデータ読込みを完了した時点（現時点）の電源波形の
現在角度（位相値）を確認しセーブする（１２，１
３）。

【００７２】図８を参照する。その次の１００μｓ後の
ＡＤ変換割り込みにて、得たＡＤ変換値を電圧換算値に
し、前記セーブした現在角度より、前述判定により決定
した５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚに宛てたデータテーブル
の、波形曲線の振幅データと比較して現在角度を確認
し、セーブ値をこれに更新する。以降は順次、得たＡＤ
変換の電圧換算値をデータテーブルの波形曲線の振幅デ
ータをなぞりながら、現在角度を確認しセーブ値を最新
値に更新する処理を繰り返しながら、位相角が０°（ｓ
ｉｎ０°＝ｓｉｎ１８０°のポイント）になったかをチ
ェックする（２１−２６）。

【００７３】ここでもし、ｓｉｎ０°のポイントのＡＤ
変換の電圧換算値とデータテーブルのデータが近似して
いれば問題はないが、もしテーブルデータと近似してお
らず、異常な値であっても、ｓｉｎ０°に至るまでの比
較結果に問題がなければ、ｓｉｎ０°における異常値は
ノイズと判定し、ｓｉｎ０°のポイントはなぞりのｓｉ
ｎ０°と判定する。ｓｉｎ０°を検知すると以降の１０
０μｓ割込みに入った回数をカウントするカウント動作
を開始する（２７）。

【００７４】図９を参照する。１００μｓ割込みの実行
回数のカウントは、ｓｉｎ９０°のポイントを検知する
までの継続する（３１−３７）。ｓｉｎ９０°を検知又
はなぞった時点にて、１００μｓ割込みを実行した回数
のカウント値Ｔｃ（ｓｉｎ０°からｓｉｎ９０°までの
経過時間）をセーブする（３８）。

【００７５】図９の流れのエンドに至れば、図８の処理
に戻ると同時に、図１０の処理も開始する。図１０の処
理を次に説明する。

【００７６】ここで、次の４半周期ｓｉｎ９０°からｓ
ｉｎ１８０°までの時間長さは、ｓｉｎ０°からｓｉｎ
９０°までの時間長さと等しいと考えられることから、
前記セーブしたカウント値Ｔｃ分の時間長さ、つまりｓ
ｉｎ０°〜ｓｉｎ９０°の時間長さをｓｉｎ９０°から
次のゼロクロスポイントｓｉｎ１８０°までの時間長さ
と判断する。これにより次のゼロクロスポイントｓｉｎ
１８０°のタイミングを予測し計算できる。

【００７７】図１０を参照する。カウント値Ｔｃをセー
ブすると、ここでゼロクロス信号の生成のためのタイミ
ング設定とゼロクロス信号の出力を行う。前記にて予測
したゼロクロスポイント（現時刻からＴｃ後）を中心に
２ｍｓ幅の長さのパルス幅にゼロクロスパルスを作る処
理を行なう。すなわち、ｓｉｎ９０°時点からｓｉｎ１
８０°時点のゼロクロスポイントまでの長さＴｃ（100
μｓ×Ｔｃ）から１ｍｓ（100μｓ×１０）を引いた時
点にて、ゼロクロス信号の出力を、ゼロクロスをあらわ
すＬｏｗレベルにする。具体的には前記にてセーブした
カウント値Ｔｃを基に計算する。ゼロクロスパルスの始
端タイミングを「Ｔｃ−１ｍｓ」後とするため、タイマ値Ａ＝Ｔｃ−１０とする（４１）。次に、ゼロクロス信号をＬｏｗレベル
からＨｉｇｈレベルに戻すタイミングすなわちゼロクロ
スパルスの終端タイミングを算出する。ｓｉｎ１８０°
時点から１ｍｓ足した時点にて、ゼロクロス信号の出力
をＨｉｇｈレベルにする。具体的には前記にてセーブし
たカウント値Ｔｃを基に計算する。ゼロクロスパルスの
終端タイミングを「Ｔｃ＋１ｍｓ」とするため、タイマ値Ｂ＝Ｔｃ＋１０とする（４２）。

【００７８】以降はｓｉｎ９０°のタイミングからゼロ
クロス信号をＬｏｗにするタイマのタイマ値Ａと、ゼロ
クロス信号をＨｉｇｈレベルに戻すタイマ値Ｂの各タイ
マをスタートさせ（４３）、タイマ割込み処理によりゼ
ロクロス信号のレベルの切り替えを行う。すなわち、タ
イマ値Ａのタイマがタイムオーバするとゼロクロス信号
をＬｏｗレベルに切換え（４４，４５）、タイマ値Ｂの
タイマがタイムオーバするとゼロクロス信号をＨｉｇｈ
レベルにもどす（４６，４７）。これにより、ゼロクロ
スパルスのパルス幅が常に、２ｍｓ（100μｓ×２０）
となる。

【００７９】以降の次のゼロクロスポイントの算出と、
信号の生成は、以上の過程を繰り返す。

【００８０】日本には５０Ｈｚ周波数帯と、６０Ｈｚ周
波数帯がある。どちらの電源周波数であるかの判定は、
ゼロクロス信号を受け付けるＭＰＵ５１で行ってもよ
い。

【００８１】電源周波数が５０Ｈｚ、或いは６０Ｈｚで
あっても、ゼロクロスパルス幅が２ｍｓと一定になるた
め、ゼロクロスパルス割り込みから真のゼロクロスまで
の所要時間が、電源周波数によらず一定であるため、安
定したトライアックのＯＮ／ＯＦＦ処理を行うことがで
きる。

【００８２】先に説明したように、元電源スイッチが投
入されて、ＤＳＰが５Ｖ生成部ＰＣ１乃至３８Ｖ生成部
ＰＣ４のすべてに直流電圧の生成を指示して、それらの
すべてが各直流電圧を発生すると、プリンタコントロー
ラ６０のＣＰＵは複写機の各部位に、スキャナ位置、Ｆ
ＩＮ（フィニッシャー）のトレイ位置などホーミング位
置調整のホーミング動作実行を指示する。

【００８３】ホーミング動作が終了すれば、プリンタコ
ントローラ６０のＣＰＵは、省電力機能が設定されてい
るかどうかを調べ、設定されていれば、生成不要な直流
電圧である、１２Ｖ生成部ＰＣ２，２４Ｖ生成部ＰＣ３
および３８Ｖ生成部ＰＣ４の直流電圧生成を停止するよ
う、ＤＳＰ８５に指令する。これを受け、ＤＳＰ８５は
上記生成部ＰＣ２〜ＰＣ４の電圧生成制御を停止する。
これは、これらの生成部ＰＣ２〜ＰＣ４へのＰＷＭパル
ス出力ポートを、ＦＥＴオフ指示レベルに開放し、か
つ、それらへのＰＷＭパルス出力を停止することにより
行う。これにより、生成部ＰＣ２〜ＰＣ４の内部におけ
る電力消費も実質上なくなる。

【００８４】以降は、複写機の通常処理を行う。通常の
複写機動作は公知であるので説明を省略する。この通常
処理で、公知であるが、複写又はプリント指示がなく、
操作部２０に操作がなく設定時間が経過したときに、プ
リンタコントローラ６０のＣＰＵは、省電力モードを設
定する。この実施例では、生成部ＰＣ２〜ＰＣ４の直流
電圧生成を停止するよう、ＤＳＰ８５に指令する。これ
を受け、ＤＳＰ８５が上記生成部ＰＣ２〜ＰＣ４の電圧
生成制御を停止する。

【００８５】複写機のウォーミングアップが終了し、コ
ピー可の状態にて、スキャン設定がされれば、例えばコ
ンタクトガラスに原稿が置かれ、コピースタートキーが
押下されれば、プリンタコントローラ６０のＣＰＵは、
スキャン設定がなされたと判断し、３８Ｖ生成部ＰＣ４
の直流電圧生成ＯＮをＤＳＰ８５に指令する。これを受
け、ＤＳＰ８５は３８Ｖ生成部ＰＣ４へのＰＷＭパルス
出力を開始し、３８Ｖ生成部ＰＣ４がスキャナモータの
モータドライバに３８Ｖ電圧を供給する。プリンタコン
トローラ６０のＣＰＵは、プリンタコントローラ６０の
内部の不揮発性メモリに持っている３８Ｖ生成部ＰＣ４
の３８Ｖ電圧が立ち上がるまでの遅延時間データを基
に、３８Ｖ生成部ＰＣ４のＯＮ指令を発してから該遅延
時間データ分の時間が過ぎるまで、クロックパルスをカ
ウントする。すなわち計時を行う。該遅延時間が過ぎれ
ば、スキャナスタート可の指令を、スキャナ制御板１１
上のモータコントロールユニットに指令する。

【００８６】原稿をスキャンし終わり、スキャナー動作
が不要になれば、不要になった時点にてプリンタコント
ローラ６０のＣＰＵは、３８Ｖ生成部ＰＣ４の３８Ｖ電
圧生成を停止するようＤＳＰ８５に指令する。ＤＳＰ８
５は３８Ｖ生成部ＰＣ４の３８Ｖ電圧生成制御を停止す
る。プリンタコントローラ６０のＣＰＵは、以降は、複
写機の通常処理を行う。

【００８７】同様に、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）３０
に原稿がセットされ、コピースタートキーが押下されれ
ば、ＡＤＦ設定がなされたと判断し、プリンタコントロ
ーラ６０のＣＰＵは、３８Ｖ生成部ＰＣ４と２４Ｖ電圧
生成部ＰＣ３の電圧生成を行うよう指令する。これを受
け、ＤＳＰ８５は、３８Ｖ電圧と２４Ｖ電圧を生成制御
する。これにより３８Ｖ電圧と２４Ｖ電圧がＡＤＦ３０
に供給される。

【００８８】プリンタコントローラ６０のＣＰＵは、コ
ントローラ６０内の不揮発性メモリに持っている３８Ｖ
生成部ＰＣ４の３８Ｖ電圧と２４Ｖ生成部ＰＣ３の２４
Ｖ電圧の立上りがともに完了するまでの遅延時間データ
を基に、ＯＮ指令発してから遅延時間データ分の時間が
過ぎるまで計時する。過ぎれば、ＡＤＦ動作可の指令を
ＡＤＦ３０に与える。

【００８９】ＡＤＦ３０に原稿がセットされ、コピース
タートキーが押下されたときは、スキャナーも同時に動
くことになるので、スキャン設定も同時に行われる。ス
キャン設定時の動作は上記のとおりであるので、ここで
の説明は省略する。

【００９０】ＡＤＦにセットされた原稿を全て送り終わ
れば、ＡＤＦ非設定の状態になり、プリンタコントロー
ラ６０のＣＰＵは、３８Ｖ生成部ＰＣ４と２４Ｖ電圧生
成部ＰＣ３の電圧生成を停止するようＤＳＰ８５に指令
する。これを受け、ＤＳＰ８５は、３８Ｖ電圧と２４Ｖ
電圧の生成制御を停止する。すなわち、ＡＤＦ３０への
給電を止める。

【００９１】また、ＦＩＮ（フィニッシャー）使用時も
同様である。周辺機のＦＩＮが複写機本体に接続され、
排紙が行われるとき、ＦＩＮ設定をプリンタコントロー
ラ６０のＣＰＵが判断する。以降の処理はスキャン設
定、ＡＤＦ設定と同様である。

【００９２】本実施例の複写機は省電力モードを持って
いる。これは、複写機を長時間使用しないとき、５Ｖ生
成部ＰＣ１の５Ｖ電圧のみを残して、他の直流電圧は出
力をオフし、また図示しないが定着ヒータへの交流電源
供給をオフして、低消費電力状態を実現させるモードで
ある。この省電力モードは複写機の操作を、あらかじめ
設定した時間以上行わないとき、自動的に移行する。ま
たは、操作部２０にある電源サブキーを数秒押下すれば
移行する。省電力モードの解除には、電源サブキーを数
秒押下する。

【００９３】複写機不使用のまま設定時間が経過する
と、あるいは電源サブキーにより省電力モードへの移行
指示があると、プリンタコントローラ６０のＣＰＵは、
省電力モードを設定して、ＤＳＰ８５に５Ｖ生成部ＰＣ
１以外の、直流電圧生成（ＰＣ２〜ＰＣ４）を停止する
よう指令する。省電力モードを設定しているときに、電
源サブキーが数秒押下され、あるいは、複写機に対する
オペレータの操作又はホスト（パソコン）からのプリン
ト指令があると、プリンタコントローラ６０のＣＰＵ
は、省電力モードを解除して、ＤＳＰ８５に、生成部Ｐ
Ｃ２〜ＰＣ４の直流電圧生成を指令する。

【００９４】

【発明の効果】交流電圧のゼロクロスの検出が正確にな
る。ノイズが乗った交流電源でも正確なゼロクロス検出
を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるカラー複写機の外観
を示す正面図である。

【図２】図１に示すカラープリンタ１００の内部機構
の概要を示す縦断面図である。

【図３】図１に示す複写機の電気系統のシステム構成
を示すブロック図である。

【図４】図３に示すＤＣ電源／ＡＣ制御板８０上の、
スイッチング電源部８０ｄｃの概要を示すブロック図で
ある。

【図５】図４に示す５Ｖ生成部ＰＣ１およびスイッチ
回路８３の電気回路の概要を示すブロック図である。

【図６】図４および図５に示すデジタルシグナルプロ
セッサＤＳＰ８５の、交流電源周波数判定のための交流
振幅のサンプリングを示すフローチャートである。

【図７】ＤＳＰ８５の、サンプリングデータに基づく
交流電源周波数判定を示すフローチャートである。

【図８】ＤＳＰ８５の、交流電源電圧のゼロクロス検
出と、ゼロクロスパルス発生の処理の第一部分を示すフ
ローチャートである。

【図９】ＤＳＰ８５の、交流電源電圧のゼロクロス検
出と、ゼロクロスパルス発生の処理の第二部分を示すフ
ローチャートである。

【図１０】ＤＳＰ８５の、交流電源電圧のゼロクロス
検出と、ゼロクロスパルス発生の処理の第三部分を示す
フローチャートである。

【図１１】図４に示す電源波形検出回路８６の、理想
的な交流電源電圧の半波の、検出出力を示すグラフであ
る。

【図１２】ノイズが乗った交流電圧と、従来のゼロク
ロス検出回路が発生するゼロクロスパルスを示す波形図
である。

【符号の説明】

３５：給紙バンク３６：大量給紙トレイ１１４：感光体１１５：中間転写ベルト１１６，１１７：転写チャージャ１１９：帯電チャージャ１２０：現像器１２３：定着装置１４３：ポリゴンミラーＲＡ１：電気リレーの電気コイル，リレー接片ＤＲＩＶ１：スイッチングドライバＩＳＥＮ１，２：電流検出回路ＶＳＥＮ１：電圧検出回路ＣＶ１：定電圧回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスを駆動するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦする駆動回路と、
前記駆動回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するデジタル
制御部を有し、複数の電圧を出力するマルチ出力デジタ
ル制御のスイッチング電源装置を備えた画像形成装置に
おいて、画像形成装置は更に、入力された商用電源電圧の波形を
デジタル制御部に取りこむ電源波形検出部；を備え、前
記デジタル制御部が、取り込んだ波形からゼロクロスの
タイミングを算出してゼロクロス信号を出力する；こと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記デジタル制御部は、電源波形検出部が
取りこんだ波形から、次のゼロクロスタイミングを予測
し、次のゼロクロス信号を生成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】ゼロクロス信号の、ゼロクロスを示すパル
ス幅は一定であることを特徴とする請求項１又は請求項
２記載の画像形成装置。
【請求項４】監視対象交流電圧の全波整流波形の振幅
の、Ａ／Ｄ変換による短周期の繰返し読取りと、メモリ
に保持している交流電圧の振幅データとの照合による、
監視対象交流電圧が半波の始点＝終点となったタイミン
グか、又は半波の頂点となったタイミングかの判定、と
を繰返し、半波の始点＝終点となったタイミングで計時
を開始し、半波の頂点となったタイミングの計時値より
ゼロクロスパルスの始端タイミングおよび終端タイミン
グを定めて、該始端タイミングと終端タイミングの間の
みゼロクロスを表すレベルのゼロクロスパルスを生成す
る、ゼロクロス検出方法。
【請求項５】監視対象交流電圧の全波整流波形の振幅
を、１周期／４を越える期間にわたってＡ／Ｄ変換によ
り短周期で繰返し読取って、得た振幅データ群を、メモ
リに保持している特定定周波数の交流電圧の振幅データ
群と照合して監視対象交流電圧の周波数を判定し、監視対象交流電圧の全波整流波形の振幅の、Ａ／Ｄ変換
による短周期の繰返し読取りと、前記判定した周波数
の、メモリに保持している交流電圧の振幅データとの照
合による、監視対象交流電圧が半波の始点＝終点となっ
たタイミングか、又は半波の頂点となったタイミングか
の判定、とを繰返し、半波の始点＝終点となったタイミ
ングで計時を開始し、半波の頂点となったタイミングの
計時値よりゼロクロスパルスの始端タイミングおよび終
端タイミングを定めて、該始端タイミングと終端タイミ
ングの間のみゼロクロスを表すレベルのゼロクロスパル
スを生成する、ゼロクロス検出方法。
【請求項６】交流電圧を直流電圧に変換する整流回路；
トランス，前記整流回路が出力する直流電圧をスイッチ
ングしてトランスの一次巻線に給電するスイッチング素
子，ＰＷＭパルスに応答してスイッチング素子をオン／
オフ駆動するスイッチングドライバおよびトランスの２
次巻線に発生する電圧を整流するダイオードを含む、複
数のスイッチング電源回路；および、スイッチング電源回路のそれぞれにＰＷＭパルスを与え
て個々の直流電圧の生成を制御すると共に、前記交流電
圧の全波整流波形の振幅の、Ａ／Ｄ変換による短周期の
繰返し読取りと、メモリに保持している交流電圧の振幅
データとの照合による、監視対象交流電圧が半波の始点
＝終点となったタイミングか、又は半波の頂点となった
タイミングかの判定、とを繰返し、半波の始点＝終点と
なったタイミングで計時を開始し、半波の頂点となった
タイミングの計時値よりゼロクロスパルスの始端タイミ
ングおよび終端タイミングを定めて、該始端タイミング
と終端タイミングの間のみゼロクロスを表すレベルのゼ
ロクロスパルスを生成する、電源出力コントローラ；を
備える電源装置。