JP5501781B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に係り、例えば複写機、ファクシミリ機、プリンタ又はこれらの機能を搭載した複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等の画像形成装置の改良に関する。

従来、この種の画像形成装置は、複数種類の用紙カセット（多段給紙カセット）にセットされた用紙を選択して給紙搬送する一方、原稿から読取った画像データに基づき回転感光体表面にトナー像を形成し、搬送された用紙にそのトナー像を転写するとともにそれを加熱定着して排紙する構成が良く知られている。

そして、画像形成装置は、原稿からの画像データ読取りやトナー像形成等の画像形成系用に交流電源から所定の直流電源を形成する一方、トナー像の加熱定着用にヒータを必要として、このヒータを昇温制御するための交流電源も必要とする。

さらに、加熱定着用ヒータの昇温制御は、交流電源のゼロクロス（位相変化）点を検出するとともに、ゼロクロス点間において昇温制御に応じた位相角でヒータへ通電する構成が多用されており、省電力化を図る場合、画像データ形成系の交流電源をオフするのみならず、ヒータへの交流電源のゼロクロス点検出動作も停止制御する必要がある。

そこで、従来公報としては、例えば特開２００８−５２４８８号公報（特許文献１）の電圧検知装置が提案されている。

特許文献１は、交流入力電源電圧を制御負荷に供給する電力供給手段と、この電力供給手段の通電／遮断を制御する電力制御手段と、この電力制御手段と独立して制御負荷に供給する電力を通電／遮断する電力遮断手段と、この電力遮断手段を駆動する駆動手段と、この交流入力電源電圧と第一の閾値電圧とを比較し、この比較結果に基づいてパルス信号を電力制御手段に送出する電圧検知手段とを備え、その電力制御手段は、そのパルス信号を基に、電力供給手段が供給する電力を制御し、予め設定されている条件から判断して駆動手段にオン／オフ信号を送出することにより、その電力遮断手段の通電／遮断を制御し、その駆動手段と直列に配され、その駆動手段のオン／オフ動作を検知し、その電圧検知手段に供給される電源を通電／遮断する第一のスイッチング手段を備えた構成を有し、その電力遮断手段が遮断している時に、同時にゼロクロス検出回路への電力供給をオフして消費電力を低減したものである。

特開２００８−５２４８８号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、画像データ形成系および加熱定着系への駆動電力に対する省電力制御が可能であるが、画像形成装置には、加熱定着用ヒータのみならず、以下のようなヒータを配置する構成が供給されており、これに対応し難い。

すなわち、画像形成装置は、セットされた用紙の円滑な給紙を確保するため、用紙カセットの配置環境にヒータを設置し、交流電源のゼロクロス点間の位相角でヒータへ通電して昇温制御し、用紙カセット環境を所定の温度に昇温制御して除湿することが行われる場合がある。

しかも、給紙装置をユーザが脱着するので、安全規格等への対応を安価に行うため、ヒータによる昇温制御系の交流電源と、画像データ読取り系やトナー像形成系に係る交流電源とを別個の構成にする場合もある。

このような状況の下では、用紙カセット環境におけるヒータの昇温制御系の交流電源と画像データ形成系の交流電源とが別系統であるので、省電力化を図るために、画像データ形成系の交流電源をオフしても、ヒータ昇温制御系のゼロクロス検出回路等が依然として動作状態にあり、省電力化の観点から工夫が必要である。

本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、用紙カセット環境におけるヒータの昇温制御系と画像データ形成系との交流電源が別系統であっても、給紙系のヒータへの駆動電力を遮断して不要な電力消費を抑えることが容易な画像形成装置の提供を目的とする。

そのような課題を解決するために本発明の請求項１に係る画像形成装置は、外部の商用交流電源から供給された主電源によって動作し、主制御部と、これによって制御され画像データに基づき画像形成する画像形成部を有する画像形成装置本体と、この画像形成装置本体とは独立した別電源系統で外部から供給された商用交流電源によって動作し、画像転写するため画像形成装置本体に給紙する用紙がセットされる給紙装置本体であって、その画像形成装置本体側の低電源によって動作しその用紙を給紙する給紙ローラを主制御部の制御に基づき回転制御する給紙制御部を有する給紙装置本体とを具備し、その給紙装置本体は、これに配置されて内部を昇温するヒータと、主電源とは別電源系統で外部から供給された商用交流電源によるヒータ電源に基づきヒータに駆動電源を供給するとともに当該駆動電源を制御してヒータを昇温するヒータ駆動部と、その画像形成装置本体に供給された主電源のオフ状態に連動して画像形成装置本体側の低電源がその給紙制御部に供給されないときそのヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフするスイッチ部とを有している。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、上記スイッチ部が、その主電源のオフオン状態に連動して給紙制御部によってオフオンされるフォトカプラを有し、このフォトカプラによってヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフオンする構成である。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、上記ヒータ駆動部が交流のヒータ電源に基づき交流の駆動電源をヒータに供給するとともに、そのヒータ近傍の検出温度と設定温度との偏差が小さくなるような位相角の制御信号に基づきそのヒータをゼロクロス制御する構成である。

このような本発明の請求項１に係る画像形成装置では、給紙装置本体に配置されたヒータに対し、画像形成装置本体とは別系統の外部からのヒータ電源に基づきヒータ駆動部にて駆動電源を供給して昇温するとともに、外部から画像形成装置本体に供給された主電源のオフ状態に連動するスイッチ部にてそのヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフするから、給紙系のヒータへの駆動電力を遮断して不要な電力消費を抑えることが容易となる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置では、上記スイッチ部が、主電源のオフオン状態に連動して給紙制御部によってオフオンするフォトカプラでヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフオンするから、主電源をオフオン制御すれば、ヒータへの駆動電源が自動的にオンオフされ、確実な省電力化が可能である。

本発明の請求項３に係る画像形成装置では、上記ヒータ駆動部が、交流のヒータ電源に基づき交流の駆動電源をヒータへ供給するとともに、そのヒータ近傍の検出温度と設定温度との偏差が小さくなるような位相角の制御信号に基づきそのヒータをゼロクロス制御するから、主電源に対応してゼロクロス制御動作のオフオンが可能で、より一層の省電力化が可能である。

本発明に係る給紙制御装置を含む画像形成装置の概略内部構成図である。 本発明に係る給紙制御装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す概略ブロック図である。 図１の給紙制御装置を説明するブロック図である。 図１の給紙制御装置の動作を説明する波形図である。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本発明における給紙制御装置は画像形成装置を説明する過程で説明する。

まず、図１を参照して画像形成装置Ａの構成を説明する。

図１において、画像形成装置Ａは、主制御部１を中心としてこれに接続された画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７および印刷部９を有して構成された例えば複合機である。画像形成装置Ａは、これに含まれる給紙制御装置Ｂおよびその他の構成要素を有するが、本発明の要部ではないので説明および図示を省略する。なお、給紙制御装置Ｂの詳細は後述する。

画像読取部３は、画像形成装置本体１１の上部に配置され、主制御部１の制御の下、原稿から画像を光学的に読み込み、フィルタ処理等した電子的な画像データを印刷ジョブとして生成する公知のスキャナであり、生成した画像データが原稿の頁毎に記憶部５に順次記憶されるようになっている。

記憶部５は、主制御部１の制御の下、画像読取部３からの画像データおよび主制御部１の動作プログラム等を記憶する読み書き可能な不揮発性メモリ、例えばハードディスク（ＨＤＤ）である。

操作パネル部７は、画像形成装置本体１１の上部に配置された公知の例えば液晶ディスプレイ表示部とタッチスイッチ式の入力部を兼ねたものであり、主制御部１の制御の下、画像形成装置Ａにおける動作状態、諸データ等を表示する表示部であるとともに、当該機器Ａの操作指示入力を受け付ける操作部である。

印刷部９は、主制御部１の制御の下、給紙制御装置Ｂ側から１次給紙されて搬送された用紙を所定の間隔をおいて２次給紙するレジストローラ１３と、記憶部５から読み出した画像データに基づきトナー像を形成して用紙にそれを転写する画像形成部としての回転感光体１５と、回転感光体１５の下流側に位置し転写トナー像を加熱定着する定着部１７とを有している。

主制御部１は、ＣＰＵ、このＣＰＵの起動プログラムを記憶したＲＯＭ（何れも図示せず。）その他を有し、動作プログラムによって画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７、印刷部９および給紙制御装置Ｂを制御し、画像読取部３から読み取られ記憶部５に格納された画像データを印刷部９に渡して印刷制御（画像形成制御）する機能および後述する機能を有している。

画像形成装置本体１１において、低電圧電源部１９は、外部の商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）を入力して例えば１．５〜５Ｖ程度の直流低電圧を出力するものであり、これによって主制御部１、画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７および印刷部９の上述した動作が確保されており、その直流低電圧が給紙制御装置Ｂにも供給されている。

次に、本発明における給紙制御装置Ｂについて説明する。

給紙制御装置Ｂは、図１および図２に示すように、用紙がセットされ複数の用紙カセット２１（図１では１個のみ示す。）、この用紙カセット２１にセットされた用紙を一次給紙する給紙ローラ２３、画像形成装置本体１１側の主制御部１の制御に基づき給紙ローラ２３を回転駆動制御する給紙制御部２５、用紙カセット２１の環境雰囲気を昇温するヒータ２７の他、スイッチ部２９およびヒータ駆動部３１を有しており、これらが給紙制御装置本体３３内に配置されている。

スイッチ部２９は、図３に示すように、画像形成装置本体１１側の低電圧電源１９から給紙制御部２５を介して供給（オン）された低電圧電源によって発光して低電圧電源を検出するフォトカプラ２９ａを有し、外部から供給された商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）をフォトカプラのオン状態に基づきヒータ駆動部３１に出力するトライアック等のスイッチ素子２９ｂを有している。

スイッチ部２９は、低電圧電源の供給停止（オフ）によってスイッチ素子２９ｂが商用交流電源のヒータ駆動部３１への出力を遮断（オフ）する機能を有している。

なお、図２および図３における符号ＡＣ１は画像形成装置本体１１の低電圧電源１９に外部から入力される主電源としての商用交流電源であり、符号ＡＣ２は給紙制御装置Ｂのヒータ駆動部３１へスイッチ部２９を介して外部から入力されるヒータ電源としての商用交流電源である。

ヒータ駆動部３１は、その交流電源をヒータ駆動電源としてヒータ２７に印加する一方、ヒータ２７近傍の検出温度と所定の設定温度との偏差を算出し、交流電源のゼロクロス点を検出するとともに、その偏差が小さくなるような位相角でヒータ駆動電源をヒータ２７へ通電制御する機能を有している。

すなわち、ヒータ駆動部３１は、図４に示すように、交流電源ＡＣ２のゼロクロス点を検出してゼロクロス検出信号を出力し、ヒータ２７近傍の検出温度と設定温度との偏差が小さくなるような位相角の制御信号を算出し、ゼロクロス点間における制御信号の出力タイミングで交流電源ＡＣ２をオンさせるとともに次のゼロクロス点で交流電源をオフ制御してヒータ駆動電源をヒータ２７に印加し、制御信号の出力タイミングを変移させることによってヒータ２７の昇温をゼロクロス制御する機能を有している。

そして、画像形成装置本体１１においては、主電源としての商用交流電源ＡＣ１が低電圧電源１９に入力され、低電圧電源１９から直流低電圧が主制御部１、画像読取部３、記憶部５、操作パネル部７、印刷部９および給紙制御部２５に出力され、それらが動作する。

この状態では、低電圧電源１９から給紙制御部２５に供給（オン）された低電圧電源によってフォトカプラが発光動作してスイッチ部２９をオン動作させる。

そのため、給紙制御装置Ｂにおいては、給紙制御装置Ｂのヒータ駆動部３１にスイッチ部２９を介してヒータ電源としての商用交流電源ＡＣ２が入力され、ヒータ駆動部３１が、当該交流電源のゼロクロス点を検出して検出信号を出力し、ヒータ２７近傍の検出温度と設定温度との偏差が小さくなるような位相角の制御信号に基づき、ヒータ２７をゼロクロス制御して昇温する。

そして、画像形成装置本体１１において主電源としての商用交流電源ＡＣ１が遮断されたり、所定期間、操作入力がなくて省電力モードに移行する等して低電圧電源１９から給紙制御部２５へ低電圧電源が供給されないと、フォトカプラ２９ａの発光動作が停止し、ヒータ電源としての商用交流電源ＡＣ２のヒータ駆動部３１への出力が遮断され、ヒータ２７へのヒータ駆動も遮断される。

商用交流電源ＡＣ１が投入されたり、省電力モードから通常モードに移行する等して低電圧電源１９から給紙制御部２５へ低電圧電源が供給されると、商用交流電源ＡＣ２がヒータ駆動部３１へ出力され、ヒータ２７へヒータ駆動電源が印加される。

このように本発明に係る画像形成装置Ａは、画像形成装置本体１１に給紙する用紙がセットされる給紙装置本体３３と、この給紙装置本体３３に配置されて内部を昇温するヒータ２７と、外部からのヒータ電源に基づきヒータ２７に駆動電源を供給するとともに当該駆動電源を制御してヒータ２７を昇温するヒータ駆動部３１と、外部から画像形成装置本体１１に供給された主電源のオフ状態に連動してヒータ電源のヒータ駆動部３１への供給をオフするスイッチ部２９とを具備している。

そのため、画像データ形成系の交流電源ＡＣ１と、用紙カセット環境におけるヒータ２７の昇温制御系の交流電源ＡＣ２とを別系統にした構成において、省電力化を図るために、画像データ形成系の交流電源ＡＣ１をオフすると、ヒータ駆動部３１の動作も停止されるから、ヒータ２７への交流電源ＡＣ２（ヒータ駆動電源）の印加が停止され、省電力化を図ることが容易である。

また、スイッチ部２９が、主電源のオフオン状態に連動してヒータ電源のヒータ駆動部３１への供給をオフオンするから、主電源をオフオン制御すれば、ヒータ２７への駆動電源が自動的にオンオフされ、確実な省電力化が可能である。

さらに、ヒータ駆動部３１が、交流のヒータ電源に基づき交流のヒータ駆動電源をヒータ２７に供給するとともにそのヒータ２７をゼロクロス制御するから、主電源に連動してゼロクロス制御動作のオフオンが可能で、ヒータ２７へのヒータ駆動電源の印加停止およびゼロクロス検出回路の動作停止とが相まって省電力化に寄与し、より一層の省電力化を図ることが容易である。

なお、本発明に係る画像形成装置Ａは、上述した給紙制御装置と同様の効果を得ることが可能である。

１ 主制御部
３ 画像読取部
５ 記憶部
７ 操作パネル部
９ 印刷部
１１ 画像形成装置本体
１３ レジストローラ
１５ 回転感光体
１７ 定着部
１９ 低電圧電源
２１ 用紙カセット
２３ 給紙ローラ
２５ 給紙制御部
２７ ヒータ
２９ スイッチ部
２９ａ フォトカプラ（スイッチ部）
２９ｂ スイッチ素子（スイッチ部）
３１ ヒータ駆動部
３３ 給紙制御装置本体
Ａ 画像形成装置
Ｂ 給紙制御装置

Claims (3)

1. 外部の商用交流電源から供給された主電源によって動作し、主制御部と、これによって制御され画像データに基づき画像形成する画像形成部とを有する画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体とは独立した別電源系統で外部から供給された商用交流電源によって動作し、画像転写するため前記画像形成装置本体に給紙する用紙がセットされる給紙装置本体であって、前記画像形成装置本体側の低電源によって動作し前記用紙を給紙する給紙ローラを前記主制御部の制御に基づき回転制御する給紙制御部を有する給紙装置本体と、
   を具備し、
   前記給紙装置本体は、これに配置されて内部を昇温するヒータと、前記主電源とは別電源系統で外部から供給された前記商用交流電源によるヒータ電源に基づき前記ヒータに駆動電源を供給するとともに当該駆動電源を制御して前記ヒータを昇温するヒータ駆動部と、前記画像形成装置本体に供給された前記主電源のオフ状態に連動して前記画像形成装置本体側の前記低電源が前記給紙制御部に供給されないとき前記ヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフするスイッチ部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記スイッチ部は、前記主電源のオフオン状態に連動して前記給紙制御部によってオフオンされるフォトカプラを有し、このフォトカプラによって前記ヒータ電源のヒータ駆動部への供給をオフオンする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ヒータ駆動部は、交流の前記ヒータ電源に基づき交流の前記駆動電源を前記ヒータに供給するとともに、前記ヒータ近傍の検出温度と設定温度との偏差が小さくなるような位相角の制御信号に基づき前記ヒータをゼロクロス制御する請求項１又は２記載の画像形成装置。

Images