JP2017068037A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ制御が正常に実行できる場合でもスイッチによる遮断が過度に実行されることを抑制する。【解決手段】画像形成装置は、ヒータと、通電切替素子と、ゼロクロス検出部と、スイッチと、通電切替素子がオン状態かオフ状態かを検出するオンオフ検出部と、制御部とを備える。制御部は、スイッチが接続状態にあるときにオン指令とオフ指令とを出力することにより、交流電源からヒータへの通電量を調整し、オフ指令を出力し、かつ、ゼロクロス検出部による一のゼロクロスの検出タイミングから次のゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間内に、オンオフ検出部がオン状態を継続して検出するオン継続条件が満たされたと判断した場合、スイッチを遮断状態に切り替え、オンオフ検出部がオフ状態を検出し、次にオン状態を検出するオンオフ条件が満たされたと判断した場合、スイッチを接続状態に維持する。【選択図】図５

Description

本明細書に開示される技術は、画像形成装置に関する。

交流電源により駆動されるヒータと、ヒータにより加熱され、シートを加熱することによってシート上に画像を定着させる定着部材とを備える画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、一般に、交流電源の電圧のゼロクロスの検出タイミングに同期したゼロクロス信号を基準として、通電時間調整素子（例えばトライアック）のオン期間を調整することにより、交流電源からヒータへの通電時間を調整するヒータ制御が実行される。このような画像形成装置において、例えば無停電電源装置によって電圧波形が正弦波形ではなく矩形波形に近い電力が供給され、ゼロクロスにおける電圧変化が急峻であると、通電時間調整素子にオフ指令を与えても通電時間調整素子がオフ状態にならず、上述したヒータ制御が正常に実行されず、ヒータの温度が過度に上昇するおそれがある。そのようなヒータの温度が過度に上昇することを抑制するため、ゼロクロスにおける電圧変化率が所定以上となったことが検出された場合、一律に、スイッチによって交流電源とヒータとの間を遮断する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１１３８０７号公報

電圧波形が矩形波形に近い電力が供給される場合でも、ゼロクロスにおける電圧変化の急峻度合によっては、まだヒータ制御を正常に実行できることがある。上記従来技術では、ゼロクロスにおける電圧変化率が所定以上となったことが検出された場合、一律に、スイッチによって交流電源とヒータとの間が遮断されるので、ヒータ制御が正常に実行できる場合でもスイッチによる遮断が過度に実行されるおそれがある。

本明細書では、ヒータ制御が正常に実行できる場合でもスイッチによる遮断が過度に実行されることを抑制することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される画像形成装置は、交流電源からの電力が供給されるヒータと、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続するオン状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断するオフ状態との間で切り替わる通電切替素子と、前記交流電源の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続する接続状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断する遮断状態との間で切り替わるスイッチと、前記通電切替素子が前記オン状態であるか前記オフ状態であるかを検出するオンオフ検出部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記スイッチが前記接続状態にあるときに、前記通電切替素子を前記オン状態にするオン指令と前記オフ状態にするオフ指令とを出力することにより、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整し、前記オフ指令を出力し、かつ、前記ゼロクロス検出部による一の前記ゼロクロスの検出タイミングから次の前記ゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間内において、前記オンオフ検出部が前記オン状態を継続して検出することを含むオン継続条件が満たされたか、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を検出し、次に前記オン状態を検出することを含むオンオフ条件が満たされたかを判断し、前記オン継続条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記遮断状態に切り替え、前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記接続状態に維持する。

通電切替素子にオフ指令が出力され、かつ、一のゼロクロスの検出タイミングから次のゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間に、通電切替素子が一時的にオフ状態になり、その後、オン状態に復帰するオンオフ条件が満たされる場合がある。このような場合、同オフ指令基準期間に、継続して、通電切替素子がオン状態になっている場合に比べて、ヒータ制御を正常に実行できる可能性が高い。そこで、本画像形成装置によれば、オン継続条件が満たされたと判断された場合、スイッチが遮断状態に切り替えられる一方で、オンオフ条件が満たされたと判断された場合、スイッチが接続状態に維持される。これにより、ヒータ制御が正常に実行できる場合でもスイッチによる遮断が過度に実行されることを抑制することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像形成装置、画像形成装置の制御方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することが可能である。

一実施形態のプリンタ１０の全体構成を示す概略図 プリンタ１０の電気的構成を示すブロック図 第１ゼロクロス検出回路９４０の回路図 温度制御の実行時における交流電源ＡＣＳの電圧とヒータ制御信号Ｓｔとオンオフ検出信号Ｓｒとヒータ電流との関係を示すタイムチャート オフ指令時判別処理を示すフローチャート

一実施形態のプリンタ１０について説明する。図１は、プリンタ１０の全体構成を示す概略図である。図１には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼び、Ｘ軸正方向を前方向と呼び、Ｘ軸負方向を後ろ方向と呼び、Ｙ軸正方向を右方向と呼び、Ｙ軸負方向を左方向と呼ぶものとする。

プリンタ１０は、１色（例えばブラック）のトナー（現像剤）を用いて、例えば記録用紙やＯＨＰシート等のシートＷに画像を形成する電子写真式のプリンタである。プリンタ１０は、画像形成装置の一例である。

図１に示すように、プリンタ１０は、筐体１００と、シート供給部２００と、画像形成部４００とを備える。筐体１００は、シート供給部２００と画像形成部４００とを収容する。また、筐体１００の上面には、排出口１１０と、排出トレイ１２０とが形成されており、筐体１００内の排出口１１０付近に排出ローラ１３０が設けられている。

シート供給部２００は、トレイ２１０と、ピックアップローラ２２０と、搬送ローラ２３０と、レジストレーションローラ２４０とを備える。トレイ２１０は、シートＷを収容する収容体である。ピックアップローラ２２０は、トレイ２１０に収容されたシートＷを１枚ずつ取り出す。搬送ローラ２３０は、取り出されたシートＷをレジストレーションローラ２４０に向けて搬送する。レジストレーションローラ２４０は、搬送ローラ２３０によって搬送されるシートＷの斜行補正を行い、シートＷを画像形成部４００に向けて搬送する。

画像形成部４００は、露光部５００と、プロセス部６００と、定着器７００とを備える。露光部５００は、レーザ光Ｌ（光ビーム）を、プロセス部６００に備えられた感光体６１０に照射する。

プロセス部６００は、感光体６１０と、帯電部６２０と、現像部６３０と、転写ローラ６４０とを備える。感光体６１０は、回転可能に設けられたドラム状の部材である。帯電部６２０は、感光体６１０の表面に対向するように配置され、感光体６１０の表面を一様に帯電させる。現像部６３０は、トナーを収容し、感光体６１０の表面にトナーを供給する。転写ローラ６４０は、感光体６１０に対向するように配置されている。

帯電部６２０により帯電された感光体６１０の表面に、露光部５００からのレーザ光Ｌが照射されると、感光体６１０の表面に静電潜像が形成される。現像部６３０によって感光体６１０の表面にトナーが供給されると、感光体６１０の表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像が形成される。感光体６１０の表面に形成されたトナー像は、電圧が印加された転写ローラ６４０によって、感光体６１０と転写ローラ６４０とが対向する位置を通過するシートＷ上に転写される。

定着器７００は、プロセス部６００を通過したシートＷを加熱し、シートＷに転写されたトナー像をシートＷに定着させる。具体的には、定着器７００は、定着ベルト７１０と、ハロゲンヒータ７２０と、ニップ部材７３０と、加圧ローラ７５０と、サーミスタ７７０とを備える。定着ベルト７１０は、筒状の帯体であり、回転可能に設けられている。なお、定着ベルト７１０は、金属製であり、例えば、ステンレス鋼やニッケルなどから形成されている。ハロゲンヒータ７２０は、交流電源ＡＣＳ（図２参照）からの電力供給を受けることにより発熱する発熱体であり、定着ベルト７１０の内周面側に配置されている。加圧ローラ７５０は、定着ベルト７１０と接触するように配置されており、定着ベルト７１０に向けて押圧されている。ニップ部材７３０は、金属板であり、加圧ローラ７５０との間で定着ベルト７１０を挟む。定着ベルト７１０と加圧ローラ７５０との間には、ニップ部Ｐが形成されている。サーミスタ７７０は、ニップ部材７３０に接触する位置に配置されており、ニップ部材７３０の温度に応じた温度信号をコントローラ８００（図２参照）に向けて出力する温度センサである。なお、定着ベルト７１０は、定着部材の一例であり、ハロゲンヒータ７２０は、ヒータの一例である。

ハロゲンヒータ７２０が発熱すると、ハロゲンヒータ７２０によってニップ部材７３０を介して定着ベルト７１０が加熱され、定着ベルト７１０の温度が上昇する。また、加圧ローラ７５０が、モータ８１１からの駆動力によって回転駆動されると、定着ベルト７１０が従動回転する。プロセス部６００を通過したシートＷは、定着ベルト７１０と加圧ローラ７５０との間（ニップ部Ｐ）に到達すると、定着ベルト７１０および加圧ローラ７５０によって搬送されつつ、定着ベルト７１０によって加熱され、シートＷの表面に形成されたトナー像がシートＷに定着される。これにより、シートＷに画像が形成される。

排出ローラ１３０は、定着器７００を通過したシートＷを、排出口１１０を介して排出トレイ１２０へと排出する。

図２は、プリンタ１０の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１０は、上述のシート供給部２００、露光部５００、プロセス部６００、定着器７００等に加え、コントローラ８００と、モータ８１１と、表示部８２０と、操作部８３０と、通信インターフェース（ＩＦ）８４０とを備える。

コントローラ８００は、ＣＰＵ８０１と、ＲＯＭ８０２と、ＲＡＭ８０３と、不揮発性メモリ８０４と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）８０５と、モータ駆動部８１０とを有する。ＲＯＭ８０２には、プリンタ１０を制御するための制御プログラムや各種設定情報等が記憶されている。ＲＡＭ８０３は、ＣＰＵ８０１が各種のプログラムを実行する際の作業領域や、データの一時的な記憶領域として利用される。不揮発性メモリ８０４は、ＮＶＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能なメモリである。ＡＳＩＣ８０５は、画像処理等のためのハード回路である。ＣＰＵ８０１は、ＲＯＭ８０２から読み出した制御プログラムや各種センサから送られる信号に従って、プリンタ１０の各構成要素を制御する。モータ駆動部８１０は、モータ８１１を駆動する。コントローラ８００は、制御部の一例である。

モータ８１１は、上述のピックアップローラ２２０、レジストレーションローラ２４０、感光体６１０、および、定着器７００の加圧ローラ７５０等を回転駆動するモータである。

表示部８２０は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、コントローラ８００からの指示に応じて、各種情報を表示する。操作部８３０は、ユーザによる操作を受け付ける各種のボタン等を有する。通信インターフェース８４０は、外部デバイスとの通信を可能にするハードウェアである。通信インターフェース８４０は、例えば、ネットワークインターフェース、シリアル通信インターフェース、パラレル通信インターフェース等である。

次に、定着器７００の電気的構成について説明する。図２に示すように、定着器７００は、上述した定着ベルト７１０、ハロゲンヒータ７２０、サーミスタ７７０に加えて、トライアック９１０と、フォトカプラ９２０と、定着スイッチ９３０と、第１ゼロクロス検出回路９４０と、第２ゼロクロス検出回路９５０とを備える。トライアック９１０は、通電切替素子の一例であり、定着スイッチ９３０は、スイッチの一例であり、第１ゼロクロス検出回路９４０は、オンオフ検出部の一例であり、第２ゼロクロス検出回路９５０は、ゼロクロス検出部の一例である。

トライアック９１０は、交流電源ＡＣＳの一方の端子とハロゲンヒータ７２０とを接続する通電路ＰＬ１上に配置されている。トライアック９１０は、コントローラ８００からフォトカプラ９２０を介して、オン指令を示すヒータ制御信号Ｓｔを受け、かつ、トライアック９１０に流れる電流がゼロになる、または、トライアック９１０にかかる電圧の極性が反転すると、交流電源ＡＣＳとハロゲンヒータ７２０とを電気的に接続するオン状態となり、ハロゲンヒータ７２０を通電状態にする。また、トライアック９１０は、コントローラ８００からフォトカプラ９２０を介して、オフ指令を示すヒータ制御信号Ｓｔを受け、かつ、トライアック９１０に流れる電流がゼロになる、または、トライアック９１０にかかる電圧の極性が反転すると、交流電源ＡＣＳとハロゲンヒータ７２０とを電気的に遮断するオフ状態となり、ハロゲンヒータ７２０を非通電状態にする。なお、本実施形態では、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスすると、トライアック９１０に流れる電流がゼロになる、または、トライアック９１０にかかる電圧の極性が反転し、トライアック９１０は、そのときにコントローラ８００からオン指令を受けていればオン状態になり、オフ指令を受けていればオフ状態になる。

トライアック９１０によるハロゲンヒータ７２０の温度制御（ハロゲンヒータ７２０への通電量の調整）は、交流電源ＡＣＳの電圧の半波長単位の波数制御によって行われる。例えば、４半波長期間に対して１半波長期間、トライアック９１０がオン状態になる場合、波数制御による波数デューティは２５％となり、３半波長期間に対して１半波長期間、トライアック９１０がオン状態になる場合、波数制御による波数デューティは３３％となる。

定着スイッチ９３０は、ヒータ保護用のスイッチであり、交流電源ＡＣＳの他方の端子とハロゲンヒータ７２０とを接続する通電路ＰＬ２上に配置されている。定着スイッチ９３０は、コントローラ８００による制御に従い、交流電源ＡＣＳとハロゲンヒータ７２０とを電気的に接続する接続状態と、交流電源ＡＣＳとハロゲンヒータ７２０とを電気的に遮断する遮断状態との間で切り替わる。定着スイッチ９３０は、例えば、トランジスタ等の半導体スイッチやリレー等の機械スイッチである。

図３は、第１ゼロクロス検出回路９４０の回路図である。第１ゼロクロス検出回路９４０は、抵抗Ｒ１と、交流電源ＡＣＳの電圧を全波整流する全波整流ブリッジ回路Ｄ１と、発光ダイオードＤ２と、発光ダイオードＤ２とともにフォトカプラＰＣ１を構成するフォトトランジスタＴｒ１と、抵抗Ｒ２と、反転回路Ｄ３とを備える。全波整流ブリッジ回路Ｄ１の一端は、抵抗Ｒ１を介して、交流電源ＡＣＳの上記他方の端子に接続されており、全波整流ブリッジ回路Ｄ１の他端は、トライアック９１０に接続されている。発光ダイオードＤ２は、全波整流ブリッジ回路Ｄ１を構成し、互いに直列接続された２組の整流素子対のそれぞれの接続点に接続されている。フォトトランジスタＴｒ１のエミッタはグランドに接続され、コレクタは抵抗Ｒ２を介して、電源ラインＶｃｃに接続されており、コレクタの電圧レベル（Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ）を反転させて出力する。

交流電源ＡＣＳの電圧が小さくなると、発光ダイオードＤ２の発光量が少なくなり、フォトトランジスタＴｒ１に流れる電流Ｉｃが小さくなることから、反転回路Ｄ３の入力電圧Ｖｉｎが大きくなる。そして、交流電源ＡＣＳの電圧が閾値を下回ると、反転回路Ｄ３の出力がローレベルになる。一方、交流電源ＡＣＳの電圧が大きくなると、発光ダイオードＤ２の発光量が多くなり、フォトトランジスタＴｒ１に流れる電流Ｉｃが大きくなることから、反転回路Ｄ３の入力電圧Ｖｉｎが小さくなる。そして、交流電源ＡＣＳの電圧が閾値を上回ると、反転回路Ｄ３の出力がハイレベルになる。

以上のように、第１ゼロクロス検出回路９４０は、交流電源ＡＣＳの電圧のゼロクロスタイミングに同期したオンオフ検出信号Ｓｒを生成することができる。コントローラ８００は、第１ゼロクロス検出回路９４０が生成したオンオフ検出信号Ｓｒに基づいてトライアック９１０をオンオフさせて、上記波数デューティを変えることによって、サーミスタ７７０の検出温度を目標温度に近づける温度制御を実行する。また、上述したように、第１ゼロクロス検出回路９４０の一端（全波整流ブリッジ回路Ｄ１の他端）は、トライアック９１０とハロゲンヒータ７２０との間に接続されているため、オンオフ検出信号Ｓｒは、トライアック９１０がオン状態のときにハイレベルとなり、トライアック９１０がオフ状態のときにローレベルとなる。従って、コントローラ８００は、オンオフ検出信号Ｓｒに基づき、トライアック９１０がオン状態であるかオフ状態であるかを判断することができる。なお、上述した接続構成であれば、定着スイッチ９３０を遮断状態にしてハロゲンヒータ７２０への通電を行わずに、第１ゼロクロス検出回路９４０は、オンオフ検出信号Ｓｒを生成することができる。

第２ゼロクロス検出回路９５０は、交流電源ＡＣＳの上記一方の端子と上記他方の端子とに接続されており、交流電源ＡＣＳの電圧のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス検出信号Ｓｚを生成する公知の回路である。コントローラ８００は、第２ゼロクロス検出回路９５０が生成するゼロクロス検出信号Ｓｚに基づき、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスしたことが検出されたことを認識することができる。

図４は、ハロゲンヒータ７２０の温度制御の実行時における交流電源ＡＣＳの電圧とヒータ制御信号Ｓｔとオンオフ検出信号Ｓｒとヒータ電流との関係を示すタイムチャートである。上述したように、トライアック９１０は、正常時であれば、オン指令を示すヒータ制御信号Ｓｔを受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスすると、オン状態となり、ハロゲンヒータ７２０を通電状態にする（図４のｔ１、ｔ４、ｔ７参照）。また、トライアック９１０は、オフ指令を示すヒータ制御信号Ｓｔを受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスすると、オフ状態となり、ハロゲンヒータ７２０を非通電状態にする（図４のｔ８参照）。

しかし、図４に示すように、交流電源ＡＣＳの電圧波形が正弦波形ではなく矩形波形に近い場合、ゼロクロスにおける電圧変化が急峻である。このため、トライアック９１０がオフ指令を受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスしても、トライアック９１０が正常にオフ状態にならず、ハロゲンヒータ７２０の温度制御が正常に実行されず、ハロゲンヒータ７２０の温度が過度に上昇するおそれがある。なお、プリンタ１０が、図示しない無停電電源装置を備える場合、停電時に、この無停電電源装置によって電圧波形が矩形波形に近い電力が供給される場合も、同様に、トライアック９１０が正常にオフ状態にならないという問題が生じることがある。

ここで、トライアック９１０がオフ指令を受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスしても、トライアック９１０が正常にオフ状態にならない状態には、オン継続状態とオンオフ状態とがある。オン継続状態は、トライアック９１０がオフ指令を受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスしても、トライアック９１０が、オフ状態にならずに、少なくとも次に交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスになるまでオン状態が継続する状態である（図４のｔ８以降の一点鎖線で示すオンオフ検出信号Ｓｒの波形参照）。このオン継続状態では、ハロゲンヒータ７２０の温度制御が正常に実行されず、ハロゲンヒータ７２０の温度が過度に上昇する可能性が高い。このため、定着スイッチ９３０を遮断状態にすることが好ましい。例えば、複数のオフ指令基準期間Ｔｏｆｆ（後述）に亘って、連続的にオン継続状態が検出されたことを条件に、定着スイッチ９３０を遮断状態にすることが好ましい。

一方、オンオフ状態は、トライアック９１０がオフ指令を受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスすると、トライアック９１０は、交流電源ＡＣＳの電圧のゼロクロスのタイミングに同期して一時的にオフ状態になるが、次に交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスする前にオン状態に復帰する状態である（図４のｔ２からｔ３、ｔ５からｔ６参照）。このオンオフ状態は、一時的な現象であり、その後、トライアック９１０が正常にオフ状態になり、ハロゲンヒータ７２０の温度制御が正常に実行される可能性があるため、少なくとも即時に、定着スイッチ９３０を遮断状態にすることは好ましくない。

そこで、コントローラ８００は、トライアック９１０がオフ指令を受け、かつ、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスした場合、トライアック９１０がオン継続状態であるかオンオフ状態であるかを判別し、オン継続状態であれば定着スイッチ９３０を遮断状態にし、オンオフ状態であれば定着スイッチ９３０を接続状態に維持し、ハロゲンヒータ７２０の温度制御を継続させるオフ指令時判別処理を実行する。

図５は、オフ指令時判別処理を示すフローチャートである。プリンタ１０に電源が投入されると、コントローラ８００は、オフ指令時判別処理を所定の時間間隔で繰り返し実行する。なお、定着スイッチ９３０は、オフ指令時判別処理の開始当初、接続状態になっている。

オフ指令時判別処理では、まず、コントローラ８００は、オフ指令を示すヒータ制御信号Ｓｔ（以下、単に、オフ指令という）を出力しており、かつ、上記ゼロクロス検出信号Ｓｚに基づき、第２ゼロクロス検出回路９５０が、交流電源ＡＣＳの電圧波形がゼロクロスしたことを検出（以下、ゼロクロスを検出という）したか否かを判断する（Ｓ１０）。コントローラ８００は、オフ指令を出力していることとゼロクロスを検出したことの少なくとも１つが満たされていないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、そのまま待機する。一方、コントローラ８００は、オフ指令を出力しており、かつ、ゼロクロスを検出したと判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、第１ゼロクロス検出回路９４０が生成するオンオフ検出信号Ｓｒに基づき、トライアック９１０のオンオフ状態の検出結果を取得し、例えば不揮発性メモリ８０４に記憶する（Ｓ２０）。

次に、コントローラ８００は、所定の取得周期ごとの取得タイミング（図４の上向き矢印参照）が到来したか否かを判断する（Ｓ３０）。この取得周期は、交流電源ＡＣＳの電圧の半波長期間より短い。コントローラ８００は、取得タイミングが到来したと判断した場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）、Ｓ２０の処理を繰り返し実行し、取得タイミングが到来していないと判断した場合（Ｓ３０：ＮＯ）、オフ指令を出力しており、かつ、次のゼロクロスを検出したか否かを判断する（Ｓ４０）。以下、オフ指令が出力されており、かつ、一のゼロクロスの検出タイミングから次のゼロクロスの検出タイミングまでの期間、より詳細には、オフ指令が出力されてから、ゼロクロスタイミングまでの期間を、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆ（図４参照）という。

コントローラ８００は、オフ指令を出力していることと次のゼロクロスを検出したことの少なくとも１つが満たされていないと判断した場合（Ｓ４０：ＮＯ）、Ｓ３０に戻り、オフ指令を出力しており、かつ、次のゼロクロスを検出したと判断した場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ２０の処理によって不揮発性メモリ８０４に蓄積された複数回分のトライアック９１０のオンオフ状態の検出結果に基づき、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆにおけるトライアック９１０の状態が上記オンオフ状態であるというオンオフ条件が満たされたか否かを判断する（Ｓ５０）。本実施形態では、コントローラ８００は、複数回分のトライアック９１０のオンオフ状態の検出結果に、少なくとも１回分のオン状態の検出結果と、少なくとも１回分のオフ状態の検出結果とが含まれていれば、オンオフ状態であると判断する。

コントローラ８００は、オンオフ条件が満たされたと判断した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、連続回数Ｋに１加算し（Ｓ６０）、この連続回数Ｋが基準回数Ｎ（Ｎ：２以上）以上であるか否かを判断する（Ｓ７０）。連続回数は、連続する複数のオフ指令基準期間Ｔｏｆｆのそれぞれにおいて、オンオフ条件が満たされた回数である。コントローラ８００は、連続回数Ｋが基準回数Ｎ以上であると判断した場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、抑制処理と報知処理とを実行し（Ｓ８０）、本オフ指令時判別処理を終了する。

抑制処理は、例えば、定着器７００の定着ベルト７１０および加圧ローラ７５０の回転速度を遅くすることにより、シートＷの搬送速度を遅くする。シートＷの搬送速度が遅くなると、定着ベルト７１０がシートＷに奪われる単位時間当たりの熱量が低下する。そうすると、シートＷがニップ部Ｐを通過することによる定着ベルト７１０の温度の変動が小さくなるため、波数デューティが、より低い値に設定される。これにより、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆが長くなるため、オンオフ条件が満たされたか否かを、より精度よく判断することができる。なお、シートＷの搬送速度を遅くすることは、定着部材による定着速度を遅くすることの一例である。報知処理では、コントローラ８００は、例えば、オン継続状態になる可能性があるという警告情報を、表示部８２０や通信インターフェース８４０を介して外部に報知する。表示部８２０や通信インターフェース８４０は、報知部の一例である。一方、コントローラ８００は、連続回数Ｋが基準回数Ｎ以上でないと判断した場合（Ｓ７０：ＮＯ）、抑制処理および報知処理（Ｓ８０）を実行せずに、本オフ指令時判別処理を終了する。

一方、Ｓ５０で、コントローラ８００は、オンオフ条件が満たされていないと判断した場合（Ｓ５０：ＮＯ）、連続回数Ｋをゼロに初期化し（Ｓ９０）、不揮発性メモリ８０４に蓄積された複数回分のトライアック９１０のオンオフ状態の検出結果に基づき、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆにおけるトライアック９１０の状態が上記オン継続状態であったというオン継続条件が満たされたか否かを判断する（Ｓ１００）。コントローラ８００は、オン継続条件が満たされたと判断した場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、定着スイッチ９３０を接続状態から遮断状態に切り替えて（Ｓ１１０）、本オフ指令時判別処理を終了する。一方、コントローラ８００は、オン継続条件が満たされていないと判断した場合（Ｓ１００：ＮＯ）、トライアック９１０は正常に動作可能であるとして、定着スイッチ９３０を接続状態に維持して、本オフ指令時判別処理を終了する。

本実施形態によれば、オン継続条件が満たされたと判断された場合、定着スイッチ９３０が遮断状態に切り替えられる一方で、オンオフ条件が満たされたと判断された場合、定着スイッチ９３０が接続状態に維持される。これにより、ハロゲンヒータ７２０の温度制御が正常に実行できる場合でも定着スイッチ９３０による遮断が過度に実行されることを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、オンオフ条件が満たされたと判断した場合、定着ベルト７１０によるシートＷの搬送速度が遅くなり、これに伴って、ハロゲンヒータ７２０の波数デューティが低い値に設定される。これにより、トライアック９１０のオフ指令期間が長くなるため、オンオフ条件およびオン継続条件のいずれが満たされたかを精度よく判断することができる。また、報知処理により、ハロゲンヒータ７２０の温度制御が正常に実行できなくなるおそれがあることを外部に報知することができる。

また、本実施形態によれば、連続回数Ｋが基準回数Ｎ以上であると判断された場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、抑制処理が実行される。これにより、オンオフ条件が１回満たされただけで抑制処理を実行する場合に比べて、無駄に抑制処理が実行されることを抑えることができる。また、複数回分のトライアック９１０のオンオフ状態の検出結果を取得することにより、オン継続条件およびオンオフ条件のいずれが満たされたか否かを判断することができる。

また、本実施形態によれば、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆの始期は、オフ指令が出力されてから、最初にゼロクロスが検出されたタイミングである。これにより、オンオフ条件が満たされる可能性が最も高い期間で当該オンオフ条件の判断を行うことにより、適正かつ迅速にオンオフ条件が満たされたか否かを判断することができる。

本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態では、トライアック９１０によるハロゲンヒータ７２０の温度制御は、波数制御によって行われたが、これに限定されず、交流電源ＡＣＳの電圧波形の位相に基づく位相制御によって行ってもよい。この場合、図５のＳ３０における取得周期は、位相制御において交流電源ＡＣＳの電圧の半波長期間より短い期間に設定される制御周期よりも短い期間である。また、オフ指令基準期間は、通電切替素子のオフ指令を示す位相制御信号が出力され、かつ、交流電源の電圧の一のゼロクロスの検出タイミングから次のゼロクロスの検出タイミングまでの期間（正常であれば通電切替素子がオフ状態になるべき期間）であり、より詳細には、一のゼロクロスの検出タイミングからオン指令を示す位相制御信号が出力されるまでの期間である）。

上記実施形態において、第１ゼロクロス検出回路９４０の一端（全波整流ブリッジ回路Ｄ１の他端）は、トライアック９１０と交流電源ＡＣＳの上記一方の端子との間に接続されていても、第１ゼロクロス検出回路９４０は、オンオフ検出部として機能する。

また、上記実施形態の処理（図５）において、一部のステップの内容を変更したり、一部のステップを省略したり、他のステップと順番を入れ替えたりしてもよい。例えば、Ｓ５０の処理において、コントローラ８００は、複数回分のトライアック９１０のオンオフ状態の検出結果に、所定回数（複数回）分のオン状態の検出結果と、所定回数（複数回）分のオフ状態の検出結果とが含まれていれば、オンオフ状態であると判断してもよい。ただし、上記実施形態であれば、オンオフ条件が満たされたか否かを、より精度よく判断することができる。また、オンオフ状態のときに、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆ内において一時的にオフになる第１期間とオン状態になるオフ期間とがゼロクロスタイミングを基準として予め定められる場合には、Ｓ２０からＳ４０の処理において、コントローラ８００は、オンオフ条件が満たされたか否かの判断を、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆの全体ではなく、第１期間および第２期間のみ実行してもよい。また、取得周期は一定でなくてもよい。

また、図５において、コントローラ８００は、オンオフ条件が満たされたと判断した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ６０およびＳ７０の処理を実行せずに、Ｓ８０の処理を実行してもよい。また、Ｓ８０の報知処理は、連続回数Ｋが基準回数Ｎ以上でないと判断した場合（Ｓ７０：ＮＯ）、に実行してもよい。

図５のＳ８０の抑制処理は、シートＷの搬送速度を遅くすることに限定されず、例えば、シートＷの搬送速度は変えずに、シート供給部２００によるシートの供給間隔を変えることにより、定着ベルト７１０による定着速度を遅くしてもよい。また、シートＷの印刷動作（シートＷの搬送）を停止させてもよい。さらに、ハロゲンヒータ７２０の温度制御の上記目標温度を低くすることによりハロゲンヒータ７２０の温度を下げてもよい。これらの構成によっても、オフ指令基準期間Ｔｏｆｆが長くなるため、オンオフ条件が満たされたか否かを、より精度よく判断することができる。

上記実施形態のプリンタ１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。上記実施形態では、プリンタ１０は、１色（ブラック）のトナーを用いて印刷を行うとしているが、印刷に用いられるトナー色の種類や色数はこれに限られない。

また、画像形成装置は、プリンタ単体に限らず、複写機、ファクシミリ装置や複合機でもよい。これらの複写機等にも本発明を適用することができる。

上記実施形態において、定着器７００は、ベルト体の定着ベルト７１０を備えるものであったが、これに限定されず、ローラ体の定着ローラを備えるいわゆるローラタイプのものでもよい。

また、上記実施形態において１つのＣＰＵ８０１が実行する処理は、複数のＣＰＵや１つまたは複数のＡＳＩＣ、１つまたは複数のＣＰＵと１つまたは複数のＡＳＩＣとの組み合わせによって実行されるとしてもよい。コントローラ８００は、ＣＰＵ８０１といったプリンタ１０の制御に利用されるハードウェアをまとめた総称であり、プリンタ１０に存在する単一のハードウェアであるとは限らない。

また、上記実施形態では、ヒータとして、ハロゲンヒータ７２０を例示したが、これに限定されず、例えば、赤外線ヒータやカーボンヒータなどでもよい。また、上記実施形態では、温度センサとして、サーミスタ７７０を例示したが、これに限定されず、例えば、サーモスタットや温度ヒューズでもよい。

１０：プリンタ ７００：定着器 ７１０：定着ベルト ７２０：ハロゲンヒータ ８００：コントローラ ８２０：表示部 ８４０：通信インターフェース ９１０：トライアック ９３０：定着スイッチ ９４０：第１ゼロクロス検出回路 ９５０：第２ゼロクロス検出回路 ＡＣＳ：交流電源 Ｓｒ：オンオフ検出信号 Ｓｔ：ヒータ制御信号 Ｓｚ：ゼロクロス検出信号 Ｔｏｆｆ：オフ指令基準期間

Claims (13)

1. 交流電源からの電力が供給されるヒータと、
   前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続するオン状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断するオフ状態との間で切り替わる通電切替素子と、
   前記交流電源の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、
   前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続する接続状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断する遮断状態との間で切り替わるスイッチと、
   前記通電切替素子が前記オン状態であるか前記オフ状態であるかを検出するオンオフ検出部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記スイッチが前記接続状態にあるときに、前記通電切替素子を前記オン状態にするオン指令と前記オフ状態にするオフ指令とを出力することにより、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整し、
   前記オフ指令を出力し、かつ、前記ゼロクロス検出部による一の前記ゼロクロスの検出タイミングから次の前記ゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間内において、前記オンオフ検出部が前記オン状態を継続して検出することを含むオン継続条件が満たされたか、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を検出し、次に前記オン状態を検出することを含むオンオフ条件が満たされたかを判断し、
   前記オン継続条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記遮断状態に切り替え、前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記接続状態に維持する、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、さらに、
   前記ヒータによって加熱され、回転することによって、シートを搬送しつつ加熱する定着部材を備え、
   前記制御部は、
   前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記オンオフ条件が満たされたと判断される前に比べて、前記定着部材による定着速度を遅くする、画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記オンオフ条件が満たされたと判断される前に比べて、前記ヒータの温度を下げる、画像形成装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記オンオフ条件は、連続する複数の前記オフ指令基準期間のそれぞれにおいて、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を検出し、次に前記オン状態を検出することである、画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記オフ指令基準期間において、前記オフ指令基準期間より短い時間間隔で、前記オンオフ検出部の複数回の検出結果を取得し、前記複数回の検出結果に基づき、前記オン継続条件および前記オンオフ条件のいずれが満たされたか否かを判断する、画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記オフ指令基準期間において、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を１回以上検出した場合、前記オンオフ条件が満たされたと判断する、画像形成装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記交流電源の電圧波形の波数に基づく波数制御により、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整する、画像形成装置。
8. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記交流電源の電圧波形の位相に基づく位相制御により、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整する、画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記オフ指令基準期間において、前記位相制御において設定されている制御周期より短い時間間隔で、前記オンオフ検出部の複数回の検出結果を取得し、前記複数回の検出結果に基づき、前記オン継続条件および前記オンオフ条件のいずれが満たされたか否かを判断する、画像形成装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
    前記一のゼロクロスの検出タイミングは、前記オフ指令が出力されてから、前記ゼロクロス検出部が最初にゼロクロスを検出したタイミングである、画像形成装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、さらに、
    報知部を備え、
    前記制御部は、
    前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記報知部に報知動作を実行させる、画像形成装置。
12. 交流電源からの電力が供給されるヒータと、
    前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続するオン状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断するオフ状態との間で切り替わる通電切替素子と、
    前記交流電源の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、
    前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続する接続状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断する遮断状態との間で切り替わるスイッチと、
    前記通電切替素子が前記オン状態であるか前記オフ状態であるかを検出するオンオフ検出部と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
    前記スイッチが前記接続状態にあるときに、前記通電切替素子を前記オン状態にするオン指令と前記オフ状態にするオフ指令とを出力することにより、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整する工程と、
    前記オフ指令を出力し、かつ、前記ゼロクロス検出部による一の前記ゼロクロスの検出タイミングから次の前記ゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間内において、前記オンオフ検出部が前記オン状態を継続して検出することを含むオン継続条件が満たされたか、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を検出し、次に前記オン状態を検出することを含むオンオフ条件が満たされたかを判断する工程と、
    前記オン継続条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記遮断状態に切り替え、前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記接続状態に維持する工程とを備える、画像形成装置の制御方法。
13. 交流電源からの電力が供給されるヒータと、
    前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続するオン状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断するオフ状態との間で切り替わる通電切替素子と、
    前記交流電源の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、
    前記交流電源と前記ヒータとを電気的に接続する接続状態と、前記交流電源と前記ヒータとを電気的に遮断する遮断状態との間で切り替わるスイッチと、
    前記通電切替素子が前記オン状態であるか前記オフ状態であるかを検出するオンオフ検出部と、を備える画像形成装置に、
    前記スイッチが前記接続状態にあるときに、前記通電切替素子を前記オン状態にするオン指令と前記オフ状態にするオフ指令とを出力することにより、前記交流電源から前記ヒータへの通電量を調整する処理と、
    前記オフ指令を出力し、かつ、前記ゼロクロス検出部による一の前記ゼロクロスの検出タイミングから次の前記ゼロクロスの検出タイミングまでのオフ指令基準期間内において、前記オンオフ検出部が前記オン状態を継続して検出することを含むオン継続条件が満たされたか、前記オンオフ検出部が前記オフ状態を検出し、次に前記オン状態を検出することを含むオンオフ条件が満たされたかを判断する処理と、
    前記オン継続条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記遮断状態に切り替え、前記オンオフ条件が満たされたと判断した場合、前記スイッチを前記接続状態に維持する処理とを実行させる、コンピュータプログラム。

Images