画像形成装置
【課題】商用電源に切断可能に接続されるコンデンサの容量を変更することなく、雑音除去特性を維持しつつ待機電力を低減させる。
【解決手段】画像形成装置（１）は、商用電源（８）の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサ（７３１）と、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータ（４３）とを備え、前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電される。
【解決手段】画像形成装置（１）は、商用電源（８）の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサ（７３１）と、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータ（４３）とを備え、前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、電源スイッチをオフにした後に、商用電源に並列接続されたノイズ除去用コンデンサに蓄積された残留電荷を減少させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、商用電源に接続された電子機器は、ノイズ対策用にＡＣラインフィルタが内蔵されている。このＡＣラインフィルタは、ノーマルモード対策用にいわゆるＸコンデンサがライン間に接続されている。このＸコンデンサは、一般的に、１［μＦ］程度と大きな値であり、一般的なＡＣラインフィルタは、Ｘコンデンサに放電抵抗を並列接続させている。
コンデンサに並列接続される放電抵抗が待機電力を増加させる一方、コンデンサの容量が０．１μＦ以下であるならば、放電抵抗が不要なので待機電力を下げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器、特に、画像形成装置は、消費電力が大きな定着装置を有しているが、画像形成を行わない省エネモードで動作させることもある。この省エネモードでは、待機電力を減少させることが好ましい。そこで、容量が０．１［μＦ］以下のコンデンサを用いて待機電力を低減する方法を使用することが考えられる。しかしながら、０．１［μＦ］以下のコンデンサを用いる方法は、コンデンサの容量が少なすぎて、遮断周波数が高くなり、ＡＣラインフィルタとしての特性を満足させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、商用電源に切断可能に接続されるコンデンサの容量を変更することなく、雑音除去特性を維持しつつ待機電力を低減させることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、商用電源の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置において、前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、商用電源に切断可能に接続されるコンデンサの容量を変更することなく、雑音除去特性を維持しつつ待機電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】定着部の斜視図である。
【図３】本発明の制御部が実行する制御処理を示すブロック図である。
【図４】本発明の加熱用電源部およびその周辺装置の構成図である。
【図５】（ａ）商用電源の交流電圧、（ｂ）ゼロクロス信号が出力されるタイミング、（ｃ）温度検出センサが検出した温度データ、（ｄ）制御部が出力するヒータ制御信号、（ｅ）Ｘコンデンサのエネルギ、それぞれを時系列で示す図である。
【図６】制御部が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の加熱用電源部の一部であるヒータスイッチ回路の変形例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１の実施形態》
本発明の画像形成装置を図１を用いて説明する。
画像形成装置１は、用紙２０を供給する給紙部２と、用紙２０にトナー像（画像）を形成する画像形成部３と、用紙２０にトナー像を定着させる定着部４と、給紙部２から供給された用紙２０を、画像形成部３、定着部４を経由して外部に排出する用紙搬送部５と、各構成部を制御する制御部６（図３）と、各構成部が動作するために必要な電圧を印加する電源部７（図３）とを備える。電源部７には、商用電源８（図３）から交流電圧が印加される。また、画像形成装置１は、電源スイッチ７１（図３）を備え、商用電源８とＡＣプラグ付きケーブルで接続され、電源スイッチ７１をオンにすることで交流電力が供給される。
【００１０】
（給紙部２）
給紙部２は、用紙カセット２１と、ピックアップローラ２２とを備える。
用紙カセット２１は、１ないし複数の用紙２０を収納する。用紙２０の種類やサイズなどにより収納されるカセットが別々に設けられる。
ピックアップローラ２２は、モータなどのアクチュエータ（不図示）と回転可能に接続され、制御部６に制御されて回転して、１枚の用紙２０を用紙カセット２１から用紙搬送部５に供給する。
【００１１】
（画像形成部３）
画像形成部３は、４つの現像装置３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）と、４つのＬＥＤヘッド３２（３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ）と、４つの転写ローラ３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ）とを備える。なお、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは色を表現する文字であり、それぞれブラック、イエロー、マゼンダ、シアンに対応する。
現像装置３１は、トナーが充填された４色の現像装置３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）が、用紙２０の搬送方向（矢印）に沿って配列されており、各々の現像装置は、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置３１については詳細を後記する。
ＬＥＤヘッド３２は、複数の単結晶薄膜発光素子をライン上に配列したものであり、制御部６からの印刷データに従って、後記する感光ドラム３１５（現像装置３１が備える）を露光して、静電潜像を形成する。
転写ローラ３３は、後記する現像ローラ３１３（現像装置３１が備える）に形成されたトナー像を用紙２０に転写するローラである。
【００１２】
（現像装置３１）
現像装置３１は、トナーカートリッジ３１１と、トナー供給ローラ３１２と、現像ローラ３１３と、帯電ローラ３１４と、感光ドラム３１５とを備える。
トナーカートリッジ３１１は、現像剤としてのトナーが充填されている。
トナー供給ローラ３１２は、トナーカートリッジ３１１からトナーを現像ローラ３１３に供給するためのローラである。
現像ローラ３１３は、感光ドラム３１５にトナーを供給するローラであり、電界の作用により、感光ドラム３１５に形成された静電潜像に、現像ローラ３１３からトナーが移動することで、感光ドラム３１５にトナーを供給している。
帯電ローラ３１４は、感光ドラム３１５の表面を一様に負極に帯電させるローラである。
感光ドラム３１５は、ＬＥＤヘッド３２からの光が照射されて、負極に帯電した表面層が放電させられ、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム３１５は、現像ローラ３１３によりトナーが供給され、静電潜像にトナーが付着することで現像されてトナー像が形成される。
【００１３】
（定着部４）
定着部４は、定着ローラ４１ａ，４１ｂと、温度検出センサ４２とを備える。
定着ローラ４１ａは内部にヒータ４３を備え、ヒータ４３は所定の定着温度まで定着ローラ４１ａの表面を加熱する。ヒータ４３は、例えばハロゲンヒータである。ヒータ４３の構成についての詳細は後記する。
定着部４の各構成部の動作について、図２を用いて説明する。後記する用紙搬送部５により用紙２０が矢印の向きで搬送される。定着ローラ４１ａと定着ローラ４１ａとが搬送方向に用紙２０が移動するように回転することで、用紙２０は、定着ローラ４１ａと４１ｂとの２つのローラに挟持され、表面および裏面から加圧される。これにより、用紙２０にトナー像が定着される。
温度検出センサ４２は、定着ローラ４１ａの表面温度を検出して、制御部６に温度データを出力する。温度検出センサ４２は、例えば、サーミスタである。
【００１４】
再び図１に戻る。
（用紙搬送部５）
用紙搬送部５は、用紙２０を搬送路５０（太線で示す）に沿って搬送し、給紙部２から画像形成部３、定着部４を経由して外部に排出する。用紙搬送部５は、レジストローラ５１（５１ａ，５１ｂ）、転写ベルト５２、排出ローラ５３などのローラで構成される。
レジストローラ５１（５１ａ，５１ｂ）は、給紙部２から搬送された用紙２０が画像形成部３に到達する前に設置され、用紙２０の向きを整えるローラである。
転写ベルト５２は、無端状に形成されたベルト部材であり、レジストローラ５１により向きが整えられた用紙２０を定着部４まで搬送するベルトである。ドライブローラ５２ａ，５２ｂは、転写ベルト５２を回転させる搬送手段であるとともに、定着部４により温められた転写ベルト５２を冷却する冷却手段としても機能する。
排出ローラ５３は、定着部４を経由して搬送された用紙２０（定着部４によりトナー像が定着したもの）を画像形成装置１の外部に排出する。
【００１５】
（制御部６）
制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される制御手段であり、後記する記憶部９３に記憶されたプログラムを取得して、記憶部９３にデータを記憶させたり、記憶部９３からデータを取得したりして、画像形成装置１が備える各構成部の制御を行う。
記憶部９３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）９３１やＲＡＭ（Random Access Memory）９３２、ＨＤ（Hard Disk）、光ディスクなどで構成される記憶手段である。
【００１６】
本実施形態において、画像形成装置１が備える各構成部に対して、制御部６が実行する制御処理について、図３を用いて説明する。図３の太線は商用電源８からの電圧が印加されることを示しており、ＡＣ−ＤＣ変換部７４、ＡＣゼロクロス回路７５、ヒータスイッチ回路７６には、電源部７が備える電源スイッチ７１がオフであるときに、交流電圧が印加される。ヒータ４３には、ヒータスイッチ回路７６がオン状態であるときに、交流電圧が印加される。制御部６には、ＡＣ−ＤＣ変換部７４（後記する）により交流電圧から変換された直流電圧が印加される。また、図示しないが、このＡＣ−ＤＣ変換部７４は、後記するアクチュエータ制御部９２や、アクチュエータ制御部９２が制御するモータ（不図示）などのアクチュエータ、画像形成部３などの画像形成装置１が備える各構成部に、直流電圧を印加する。
ここで、ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、内部に図示しない蓄電部（コンデンサ）を備えており、電源スイッチ７１がオフに切り替えられた後でも、いわゆる出力電圧保持時間だけ、出力電圧を発生することができる。このため、制御部６は、処理を正常に終了させることができる。
【００１７】
制御部６は、ＡＣゼロクロス回路７５（後記する）から、商用電源８の交流電圧の瞬時値が０となるタイミング（ゼロクロス点）でゼロクロス信号を受信する。詳細は後記する。
制御部６は、ＡＣゼロクロス回路７５（後記する）からゼロクロス信号を受信するとすぐに、ヒータ制御信号のＯＮ／ＯＦＦをヒータスイッチ回路７６に出力する。これにより、ヒータスイッチ回路７６は、ＡＣゼロクロス回路７５が出力するゼロクロス信号と同期させることができる。このヒータスイッチ回路７６は、商用電源８とヒータ４３とを接続して、ヒータ４３に交流電圧を印加するスイッチであり、制御部６からのヒータ制御信号に応じて、スイッチのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）を切り替える。このようにして、制御部６は、ヒータ制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力して、ヒータ４３への交流電圧の印加／遮断を制御する。この制御部６が行う制御処理についての詳細は後記する。本実施形態において、ヒート制御信号がＯＮとは、制御部６がヒート制御信号を出力していることであり、ヒート制御信号がＯＦＦとは、制御部６がヒート制御信号を出力していないことである。
【００１８】
制御部６は、温度検出センサ４２から温度データを取得し、温度データに基づいて、ヒータ制御信号を出力する。例えば、制御部６は、温度データが所定の範囲内になるようにヒータ制御信号の出力（ＯＮ／ＯＦＦ）や、位相制御の位相角を制御する。これにより、定着ローラ４１ａの表面温度が所定の温度範囲の温度で維持される。詳細は後記する。
【００１９】
制御部６は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークＮと接続された通信部９１と接続し、ネットワークＮの先に接続されたコンピュータから送信された印刷データを取得して、その印刷データに基づき、画像形成装置１の各構成部を制御して、用紙２０に印刷を行う。
【００２０】
制御部６は、アクチュエータ制御部９２に指示信号を出力して、アクチュエータ制御部９２を介してモータ、クラッチや空冷用のファンを制御し、給紙部２や画像形成部３、用紙搬送部５などが備える各種ローラをモータで回転させたり、ファンを回転させて、ＣＰＵなどを冷却させたりする。
制御部６は、タイマ９４から時刻データを取得して、経過時間を算出する。
また、制御部６は、画像形成装置１が備える各種センサ（用紙位置検出用の用紙走行路センサや画像濃度・色ずれ補正用のセンサなど）や、画像形成部３が備える各構成部と、ＡＣ−ＤＣ変換部７４とを接続するスイッチのオン／オフを制御する。この制御は、画像形成装置１で消費される消費電力を低減する目的の処理である。
【００２１】
（電源部７）
電源部７は、外部の商用電源８に接続され、電源スイッチ７１と、保護素子７２と、電力用ノイズフィルタ７３と、ＡＣ−ＤＣ変換部７４と、ＡＣゼロクロス回路７５（加熱用電源部１０）と、ヒータスイッチ回路７６（加熱用電源部１０）とを備える。
電源部７は、ヒータスイッチ回路７６が商用電源８からの交流電力を定着部４のヒータ４３に供給し、ＡＣ−ＤＣ変換部７４が交流電圧を所定の直流電圧に変換して、その他の画像形成装置１が備える各構成部に印加する。また、電源部７は、ＡＣゼロクロス回路７５が交流電圧の瞬時値が０となるゼロクロス点を検出して、制御部６にゼロクロス信号を出力する。
電力用ノイズフィルタ７３は、ノイズの通過を低減する回路である。詳細は後記する。
ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、印加される交流電圧を直流電圧に変換すると共に、降圧を行うことにより、所定の値の直流電圧を発生する。本実施形態のＡＣ−ＤＣ変換部７４は、＋２４［Ｖ］，＋５［Ｖ］，＋３．３［Ｖ］，そして、ゼロレベル電圧（０［Ｖ］）を発生する。
【００２２】
ＡＣゼロクロス回路７５は、交流電圧の瞬時値が０となるゼロクロス点を検出して、制御部６にゼロクロス信号を出力する。詳細は後記する。
ヒータスイッチ回路７６は、ヒータ４３に交流電力を供給するスイッチ回路であり、制御部６からのヒータ制御信号に応じて、スイッチのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）を切り替えたり、位相制御を行ったりする。詳細は後記する。
【００２３】
図４に示す保護素子７２は、雷の影響により発生する異常な高電圧が印加された場合に、画像形成装置１に大電流が流れ込むことを防ぐものであり、例えば、バリスタなどで構成される。
【００２４】
（電力用ノイズフィルタ７３）
電力用ノイズフィルタ７３は、Ｘコンデンサ７３１と、コモンモードチョークコイル７３２と、２つのＹコンデンサ７３３，７３４と、入力端子ａ，ｂと、出力端子ｃ，ｄとを備える。コモンモードチョークコイル７３２は、単一の磁性コアに第１巻線および第２巻線が同一方向に巻回して構成されている。電力用ノイズフィルタ７３は、入力端子ａと出力端子ｃとが互いに第１巻線により接続され、入力端子ｂと出力端子ｄとが互いに第２巻線により接続されている。さらに、電力用ノイズフィルタ７３は、入力端子ａと入力端子ｂとの間にＸコンデンサ７３１が接続され、出力端子ｃと接地端子ＦＧ（Frame Ground）との間にＹコンデンサ７３３が接続され、出力端子ｄと接地端子ＦＧとの間にＹコンデンサ７３４が接続されている。
【００２５】
ここで、Ｘコンデンサ７３１には、必要なフィルタ特性を得るために、例えば、１［μＦ］のものが使用される。そして、Ｙコンデンサ７３３，７３４には、例えば、４７００［ｐＦ］のものが使用される。Ｘコンデンサ７３１は、ノーマルモードノイズを低減させるためのものであり、コモンモードチョークコイル７３２およびＹコンデンサ７３３は、コモンモードノイズを低減させるためのものである。
【００２６】
従来の電力用ノイズフィルタは、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器が接続されていた。この放電抵抗器は、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費するための抵抗器である。しかしながら、電源スイッチ７１がオンのときも、この放電抵抗器に交流電流が流れて電力が消費されていた。本実施形態では、当該放電抵抗器を接続せずに、ユーザにより、ＡＣプラグが取り外されたときや電源スイッチ７１がオフにされたときに、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費するように、ヒータスイッチ回路７６、及びヒータ４３が接続されている。
【００２７】
（ＡＣゼロクロス回路７５）
ＡＣゼロクロス回路７５（加熱用電源部１０）は、トランス７５１と、整流回路７５２と、フォトカプラ７５３と、シュミットトリガ７５４とを備える。
【００２８】
トランス７５１は、一次側に印加される交流電圧を降圧して、二次側に交流電圧を出力する。
整流回路７５２は、４つのダイオードで構成されるブリッジ形全波整流回路であり、入力端子ＡＣ１，ＡＣ２から印加された交流電圧の波形を整流して、出力端子ＤＣ１（＋），ＤＣ２（−）から出力する。正の半周期において電流は、入力端子ＡＣ１から出力端子ＤＣ１（＋）を通り、抵抗器、及びフォトカプラ７５３を介して、出力端子ＤＣ２（−）から入力端子ＡＣ２に流れる。そして負の半周期において電流は、入力端子ＡＣ１から出力端子ＤＣ２（−）を通り、フォトカプラ７５３、及び抵抗器を介して、出力端子ＤＣ１（＋）から入力端子ＡＣ２に流れる。
【００２９】
フォトカプラ７５３は、発光ダイオード７５３１（発光素子）とフォトトランジスタ７５３２（受光素子）とを備え、発光ダイオード７５３１が発光する光をフォトトランジスタ７５３２が受光することで、コレクタ−エミッタ間に電流が流れるようになる。ここで、発光ダイオード７５３１は両端電圧が順方向電圧（例えば、０．７［Ｖ］）未満になると、次に両端電圧がその発光ダイオード７５３１の順方向電圧になるまで発光しない。この間、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ−エミッタ間には電流が流れない。
フォトトランジスタ７５３２は、コレクタが抵抗器を介して、プルアップされており、
コレクタ−エミッタ間に電流が流れると、コレクタ電位がローレベルとなり、電流が流れないと、コレクタ電位がハイレベルとなる。
シュミットトリガ７５４は、バッファとして機能するものであるが、一端、出力レベルが変化すると、僅かの入力電圧の変化に対しては、出力レベルが変化しないように構成されている。
したがって、ＡＣゼロクロス回路７５は、トランス７５１の一次側に印加される交流電圧が正の半周期、及び負の半周期で発光ダイオード７５３１が発光し、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ電位がローレベルになるが、交流電圧のゼロクロス点で、発光ダイオード７５３１の両端電圧が順方向電圧未満になるので、発光ダイオード７５３１が光らず、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ電位がハイレベルになる。すなわち、ＡＣゼロクロス回路７５は、ゼロクロス点でハイレベルとなるゼロクロス信号を出力する。
【００３０】
本実施形態におけるＡＣゼロクロス回路７５の回路構成について説明する。
トランス７５１の一次側が電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂと接続され、二次側が整流回路７５２の入力端子ＡＣ１，ＡＣ２と接続される。整流回路７５２の出力端子ＤＣ１（＋），ＤＣ２（−）がフォトカプラ７５３と接続される。
フォトカプラ７５３の発光ダイオード７５３１は、カソードが抵抗器を介して整流回路７５２の出力端子ＤＣ１（＋）と接続され、アノードがＤＣ２（−）と接続される。フォトトランジスタ７５３２は、受光部であるベースが発光ダイオード７５３１からの光を受光する向きで配設され、コレクタが抵抗器を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続され、エミッタが接地される。
シュミットトリガ７５４は、入力端子が抵抗器を介して＋５［Ｖ］の直流電源に接続され、出力端子が制御部６と接続される。ここで、＋５［Ｖ］の直流電源は、ＡＣ−ＤＣ変換部７４である。
【００３１】
以上により、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂからＡＣゼロクロス回路７５に印加される交流電圧は、整流回路７５２で整流されて半周期毎に０［Ｖ］となる（０．７［Ｖ］未満となる）。このタイミングで、発光ダイオード７５３１が消灯して、トランジスタ７５３２のエミッタ−コレクタ間が遮断され、シュミットトリガ７５４の入力電位が高くなり、シュミットトリガ７５４はゼロクロス信号を制御部６に出力する。これにより、制御部６は、商用電源８のゼロクロス点を検知することができる。
【００３２】
（ヒータ４３）
ここで、ヒータ４３の構成について説明する。
ヒータ４３は、ハロゲンランプ４３１と、サーモスタット４３２と、端子ｐ，ｑとを備える。端子ｐ、サーモスタット４３２、ハロゲンランプ４３１、端子ｑの順番に直列に接続される。
ハロゲンランプ４３１は、端子ｐ−ｑ間に交流電圧が印加されることで、入力電力を熱に変換する。これにより、図１の定着ローラ４１ａが加熱され、ローラの表面温度が上がる。一方、端子ｐ−ｑ間の電圧が０となると、ハロゲンランプ４３１が発熱しなくなり、自然冷却により定着ローラ４１ａの表面温度が下がる。
サーモスタット４３２は、定着ローラ４１ａの異常加熱を検出して電流を遮断する保護素子である。
【００３３】
（ヒータスイッチ回路７６）
ヒータスイッチ回路７６（加熱用電源部１０）は、スイッチオンの状態（オン状態）のとき、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂから印加される交流電圧を、位相制御して、ヒータ４３の端子ｐ，ｑに出力する。ヒータスイッチ回路７６は、フォトトライアック７６２と、メイントライアック７６３と、トランジスタ７６４とを備え、ＯＮ／ＯＦＦ制御や位相制御を行う。
ヒータスイッチ回路７６の動作を簡単に説明する。まず、トランジスタ７６４に電流が流れることで、フォトトライアック７６２が導通状態となり、メイントライアック７６３のゲート端子Ｇにゲート電流が流れると、メイントライアック７６３が導通状態となる。これにより、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂから印加される電圧が、メイントライアック７６３に印加され、この電圧がヒータスイッチ回路７６と接続するヒータ４３に印加される。
【００３４】
トランジスタ７６４は、制御部６からヒータ制御信号を受信したとき（ヒータ制御信号がＯＮ）に、ヒータスイッチ回路７６をオン状態にし、ヒータ制御信号を受信していないとき（ヒータ制御信号がＯＦＦ）に、ヒータスイッチ回路７６をオフ状態にするスイッチである。トランジスタ７６４は、ベースが制御部６に接続されヒータ制御信号を受信し、カソードが＋５［Ｖ］の直流電源と接続され、エミッタがフォトトライアック７６２を介して接地される。これにより、トランジスタ７６４がヒータ制御信号（ヒータ制御信号がＯＮ）を受信してオン状態にあるとき、トランジスタ７６４のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、発光ダイオード７６２１のカソードからエミッタに電流が流れる。これにより、フォトトライアック７６２（後記する発光ダイオード７６２１）に電流が流れ込む。
【００３５】
フォトトライアック７６２は、発光ダイオード７６２１（発光素子）とトライアック７６２２（受光素子）とを備える。発光ダイオード７６２１は、カソードがトランジスタ７６４のエミッタと接続し、トランジスタ７６４を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続される。一方、アノードは接地される。トライアック７６２２は、端子Ｔ３がメイントライアック７６３のゲート端子Ｇと接続され、さらに端子Ｔ４は、抵抗器を介してメイントライアック７６３の端子Ｔ１およびヒータ４３の端子ｑ（ハロゲンランプ４３１）と接続される。また、トライアック７６２２の端子Ｔ４は、抵抗器を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
以上のように、フォトトライアック７６２は、制御部６からヒータ制御信号が出力された（ヒータ制御信号がＯＮ）ときに、トランジスタ７６４のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることで、発光ダイオード７６２１が発光し、トライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間が接続され、抵抗器により電流が制限された交流電流が流れる。そして、メイントライアック７６３がターンオンすることにより、交流電流の瞬時値が保持電流以下になると、トライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間が開放される。
【００３６】
メイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇがフォトトライアック７６２の端子Ｔ３と接続され、端子Ｔ１がヒータ４３の端子ｑと接続されるとともに、抵抗器を介してフォトトライアック７６２の一端と接続される。また、メイントライアック７６３の端子Ｔ２は電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。このメイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇにゲートパルス電流が流れ込むことで、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間が接続され、交流電流の瞬時値が保持電流以下になるゼロクロス点で開放する。
以上のように、メイントライアック７６３もフォトトライアック７６２と同様に、制御部６からのヒータ制御信号のＯＮ／ＯＦＦに応じて接続／開放をするスイッチの役割をする。
【００３７】
ヒータスイッチ回路７６は、制御部６がヒータ制御信号としてパルス信号を出力するときに、フォトトライアック７６２が備えるトライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間を接続することにより、メイントライアック７６３のゲートパルス電流を流し、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間が接続される。このとき、トライアック７６２２は、電流が流れなくなりターンオフする。結果的に、ヒータスイッチ回路７６は、メイントライアック７６３のみがオン状態となり、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に交流電圧が印加されることとなる。
【００３８】
そして、交流電流の瞬時値が保持電流以下になるゼロクロス点で、メイントライアック７６３がターンオフする。つまり、制御部６がパルス信号の発生タイミングを交流電圧のゼロクロス点に設定すると、ヒータスイッチ回路７６は、メイントライアック７６３の通電時間が交流電圧の全周期となり、制御部６がパルス信号の発生タイミングをゼロクロス点から所定の位相角ずらすことにより、ヒータスイッチ回路７６は、位相制御が可能になる。
したがって、制御部６がヒータ制御信号として、ゼロクロス点に同期した繰り返しパルス信号を出力すると、ヒータスイッチ回路７６は、ヒータ４３への加熱電力を位相制御することができる。
【００３９】
一方、制御部６がヒータ制御信号としてＯＦＦを出力し続けるときは、ヒータスイッチ回路７６はオフ状態となり、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に印加される交流電圧は０となり、ヒータ４３への加熱電力も０となる。
【００４０】
以上の構成を備える加熱用電源部１０は、電源スイッチ７１がオンであるときには、商用電源８からの交流電圧が電力用ノイズフィルタ７３のＸコンデンサ７３１に印加され、その交流電圧をヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に印加する。一方、電源スイッチ７１がオフにされた瞬間に、Ｘコンデンサ７３１に対する交流電圧の印加が停止されるとともに、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷が、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に放電される。
【００４１】
（電源スイッチＯＦＦ後の動作処理の説明）
ユーザが電源スイッチ７１をオフに切り替えた後の制御部６が実行する処理について、図５および図６を用いて説明する。図５の横軸は時間の経過を示している。時刻ｔ１は、電源スイッチ７１をオンからオフに切り替えた時刻である。時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定の時間ＴＡが経過し、制御部６がゼロクロス信号に基づき電源スイッチ７１がオフされたと判定した時刻である。時刻ｔ３は、Ｘコンデンサ７３１の放電が完了した（充電エネルギが０）時刻である。時刻ｔ４は、定着ローラ４１ａの表面温度が下がったと制御部６が判定したタイミングである。
【００４２】
《ｔ＜ｔ０》
まず、電源スイッチ７１がオンの状態にある。このとき、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂには、商用電源８の交流電圧が印加されている（図５（ａ））。そして、ＡＣゼロクロス回路７５は、商用電源８の交流電圧の瞬時値が０となるタイミングで、ゼロクロス信号を制御部６に出力している（図５（ｂ））。制御部６からヒータ制御信号が出力されていれば（ゼロクロス信号に同期したパルス信号が出力し続けていれば）（図５（ｄ））、ヒータスイッチ回路７６を介してヒータ４３には商用電源８の交流電圧が印加され、ハロゲンランプ４３１が発熱して図２の定着ローラ４１ａが加熱される。これにより、定着ローラ４１ａの表面温度が上がり、温度検出センサ４２が検出する温度データも上がる（図５（ｃ））。ここで、電源スイッチ７１がオンの状態にあるとき、Ｘコンデンサ７３１には、交流電圧が印加され、Ｅのエネルギが蓄えられている（図５（ｅ））。
【００４３】
《ｔ＝ｔ０》
制御部６は、温度検出センサ４２から温度データを取得して、温度データが所定の範囲内（ＨmaxからＨminまで）になるようにヒータ制御信号（ゼロクロス信号に同期した繰り返しパルス列信号）を出力する。例えば、時刻ｔ０のときに、温度検出センサ４２から取得した温度データがＨmaxに達すると（図５（ｃ））、ゼロクロス信号を受信したタイミング（図５（ｂ））で、制御部６はヒータ制御信号を出力しない（ＯＦＦの継続）（図５（ｄ））。ヒータ制御信号を受信できないヒータスイッチ回路７６は、オン状態からオフ状態に切り替えて、商用電源８とヒータ４３との接続を開放し続ける。これにより、商用電源８の交流電力が、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に供給されなくなる。
【００４４】
《ｔ０＜ｔ＜ｔ１》
時刻ｔ０以降、ヒータ４３のハロゲンランプ４３１が発熱しなくなるため、定着ローラ４１ａの表面温度が徐々に低下する。そのため、温度検出センサ４２が検出する温度データが下がる（図５（ｃ））。
【００４５】
《ｔ＝ｔ１》
時刻ｔ１のときに、ユーザが電源スイッチ７１をオンからオフに切り替えることで、商用電源８と電源部７とが接続されなくなる（図５（ａ））。これにより、ＡＣゼロクロス回路７５に交流電圧が印加されなくなるため、ＡＣゼロクロス回路７５はゼロクロス信号を出力しない（図５（ｂ））。
制御部６は、常に、ＡＣゼロクロス回路７５からゼロクロス信号を受信したときに、タイマ９４から時刻データを取得し、次のゼロクロス信号を受信するまでに所定の時間ＴＡが経過したか否かを判定する（図６：ステップＳ１０１）。ここで、時間ＴＡは任意の値である。
所定の時間ＴＡ内に次のゼロクロス信号を受信すれば（図６：ステップＳ１０１，Ｎｏ）、制御部６は電源スイッチ７１がオンであると判定し、再びステップＳ１０１の処理を行い、次のゼロクロス信号の受信を待つ。
一方、所定の時間ＴＡ内に次のゼロクロス信号を受信していなければ（所定の時間ＴＡを経過した）（図６：ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、制御部６は、電源スイッチ７１がオフであると判定する（図６：ステップＳ１０２）。
【００４６】
《時刻ｔ＝ｔ２》
時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定の時間ＴＡが経過した時刻である（図５（ｂ））。
制御部６は、時刻ｔ２で電源スイッチ７１がオフであると判定し（図６：ステップＳ１０２）、温度検出センサ４２（メインサーミスタ４２１、サイドサーミスタ４２２）から温度データＨ１を取得する（図６：ステップＳ１０３）。このとき、制御部６は、タイマ９４から時刻データをも取得する。そして、制御部６はＯＮのヒータ制御信号（ゼロクロス信号に同期した繰り返しパルス列信号）をヒータスイッチ回路７６に出力する（ステップＳ１０４）（図５（ｄ））。
ここで、時刻ｔ１の時点で制御部６がヒータ制御信号を出力していれば、時刻ｔ２の時点でも制御部６はそのままヒータ制御信号を出力する。
【００４７】
メイントライアック７６３（図４）は、保持電流以下になるまでオン状態であるので、Ｘコンデンサ７３１とヒータ４３とがヒータスイッチ回路７６を介して接続されて、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷がヒータ４３に放電される。そして、ヒータ４３のハロゲンランプ４３１がその放電電力で発熱する。そのため、このとき温度検出センサ４２が検出する温度データは、ステップＳ１０３の温度データＨ１より高くなる。
その後、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷がすべて放電されたときの温度検出センサ４２が検出する温度データが、制御部６がヒータ制御信号をヒータスイッチ回路７６に出力してからの最高温度となる。そのため、制御部６は、温度検出センサ４２から取得した温度データＨnが、その直前で取得した温度データＨn-1より低い（温度が低い）とき、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷がすべて放電されたと判断することができる。
【００４８】
《時刻ｔ２＜ｔ＜ｔ３》
制御部６は、温度検出センサ４２（メインサーミスタ４２１、サイドサーミスタ４２２）から温度データＨ１を取得してから所定の時間ＴＢが経過するまで待機する（図６：ステップＳ１０５）。
温度データＨ１を取得してから所定の時間ＴＢが経過したとき、制御部６は、再度温度検出センサ４２から温度データＨ２を取得する（図６：ステップＳ１０６）。そして、制御部６は、温度データＨ１と温度データＨ２とを比較し、Ｈ１＞Ｈ２であるか否かを判定する（図６：ステップＳ１０７）。ここで、制御部６は、温度データＨ２を取得したときに、タイマ９４から時刻データを取得する。
Ｈ１≦Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｎｏ）、まだＸコンデンサ７３１の残留電荷のすべてが放電できていない（図５（ｄ）の時刻ｔ３になっていない）こととなり、後記するステップＳ１０９を実行する。
【００４９】
《時刻ｔ３＜ｔ＜ｔ４》
Ｈ１＞Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、制御部６は、直前で取得した温度データＨ１よりも温度が低い温度データＨ２を取得したこととなる。これにより、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷のすべてを放電した後（図５（ｅ）の時刻ｔ３を経過している）と判定し、制御部６はヒータ制御信号の出力を停止する（ＯＦＦの継続状態）（図６：ステップＳ１０８）（図５（ｄ）の時刻ｔ４）。そして、処理を終了する。
時刻ｔ４は、直前で取得した温度データＨn-1よりも温度が低い温度データＨnを制御部６が取得した時刻である。
【００５０】
（ステップＳ１０９）
一方、ステップＳ１０７にて、Ｈ１≦Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｎｏ）、次に、制御部６は、予め記憶部９３に記憶された閾値Ｈｄと、温度データＨ２とを比較し、Ｈ２＞Ｈｄであるか否かを判定する（図６：ステップＳ１０９）。
この閾値Ｈｄは、時刻ｔ１のときに、温度検出センサ４２が検出した温度データがＨmaxであり、かつＸコンデンサ７３１には最大電圧まで電荷が蓄積された状態であった場合に、その電荷をヒータ４３に放電させて、温度検出センサ４２が検出する温度データの最高値（Ｈｚ）よりも、さらに高い温度である。つまり、Ｈ２＞Ｈｄのとき、制御部６は、ヒータ４３に、Ｘコンデンサ７３１以外からの電圧が印加されていると判断することができる。
【００５１】
ステップＳ１０９にて、Ｈ２≦Ｈｄであれば（図６：ステップＳ１０９，Ｎｏ）、Ｘコンデンサ７３１にまだ電荷が残っている（残留電荷を放電中）と判定して、制御部６は、ヒータスイッチ回路７６にヒータ制御信号を出力したままにする（ヒータ制御信号ＯＮの継続状態）。そして、制御部６は、ステップＳ１０６で取得した温度データＨ２を温度データＨ１として保持し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０５に戻り、その温度データＨ１を取得してから（つまり、ステップＳ１０６で温度データＨ２を取得してから）所定の時間ＴＢが経過するまで待機する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０９にて、Ｈ２＞Ｈｄであれば（図６：ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、制御部６は、Ｘコンデンサ７３１以外からの電圧がヒータ４３に印加されていると判定し、まず、ヒータ制御信号の出力を停止する（ヒータ制御信号ＯＦＦの継続状態）（図６：ステップＳ１１１）。さらに、制御部６は、異常が発生したことをユーザに通知する（図６：ステップＳ１１２）。このとき、制御部６は、画像形成装置１が備える不図示の表示部やスピーカなどに、警告表示や警告音を出力させて、異常が発生したことをユーザに通知する。そして、制御部６は、電源スイッチＯＦＦ後の動作処理を終了する。
【００５３】
ここで、ステップＳ１０９にてＨ２＞Ｈｄとなる場合として、ＡＣゼロクロス回路７５が故障して、電源スイッチ７１がＯＮであるにもかかわらず、ゼロクロス信号が出力されなくなった場合が考えられる。この場合、ヒータスイッチ回路７６を介して、商用電源８の電圧がヒータ４３に印加され続けるため、温度検出センサ４２はＨｄを超えた温度データを検出することができる。
【００５４】
本実施形態において、ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、出力電圧保持時間が存在し、あるいは、制御部６がバッテリバックアップされることにより、時刻ｔ１にユーザが電源スイッチ７１をオフしてから、時刻ｔ４で制御部６がヒータ制御信号の出力を停止する（ＯＦＦの継続状態）までの時間、制御部６には処理を行う十分な電圧が印加されるようになっている。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、ユーザにより電源スイッチ７１がオフにされてからでも、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷がメイントライアック７６３を介してヒータ４３のハロゲンランプ４３１に放電する。また、温度制御のため、メイントライアック７６３が位相制御されている場合であって、メイントライアック７６３がＯＦＦ状態であるときに、電源スイッチ７１がオフにされることもある。このときでも、制御部６は、ゼロクロス信号の受信が途絶えたことを検出し、ヒータ制御信号（パルス信号）をヒータスイッチ回路７６に送る。これにより、メイントライアック７６３が強制的にＯＮ状態にされ、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷がメイントライアック７６３を介して放電される。
したがって、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器が接続しなくても、ユーザにより電源スイッチ７１がオフにされたときに、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費することができる。
また、本実施形態によれば、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器を接続しない回路構成であるため、電源スイッチ７１がオン時に、放電抵抗器で消費される電力を削減することができる。
【００５６】
《第２の実施形態》
本発明の画像形成装置を図７を用いて説明する。
（ヒータスイッチ回路７６Ａ）
図７に示す第２の実施形態のヒータスイッチ回路７６Ａ（加熱用電源部１０）は、第１の実施形態のヒータスイッチ回路７６の変形例である。
【００５７】
コイル７６１は、一端が電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続され、他端が抵抗器を介してフォトトライアック７６２のトライアック７６２２の端子Ｔ４に接続される。
【００５８】
フォトトライアック７６２は、発光ダイオード７６２１（発光素子）とトライアック７６２２（受光素子）とを備える。発光ダイオード７６２１は、カソードがトランジスタ７６４のエミッタと接続し、トランジスタ７６４を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続される。一方、アノードは接地される。トライアック７６２２は、端子Ｔ３が抵抗器を介してメイントライアック７６３のゲート端子Ｇおよびヒータ４３の端子ｑ（ハロゲンランプ４３１）と接続される。また、トライアック７６２２の端子Ｔ４は、抵抗器およびコイル７６１を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
【００５９】
メイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇが抵抗器を介してフォトトライアック７６２の端子Ｔ３と接続され、端子Ｔ１がヒータ４３の端子ｐと接続される。また、メイントライアック７６３の端子Ｔ２は抵抗器を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
【００６０】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【００６１】
例えば、第１または第２の実施形態において、制御部６は、電源スイッチ７１がオフされたと判定したときに（図６のステップＳ１０２）、タイマ９４から時刻データを取得して、その時刻からの経過時間が所定の時間ｔｚを経過したときにヒータ制御信号をＯＦＦにしてもよい。
この時間ｔｚは、ユーザにより電源スイッチ７１がオフされたときから、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷のすべてがヒータ４３に放電されるまでの十分な時間であり、ヒータの内部抵抗およびＸコンデンサの容量に基づいて決まる値である。時間ｔｚは、記憶部９３に予め記憶されたデータである。
これは、ＡＣゼロクロス回路７５が故障しているにもかかわらず、温度検出センサ４２が検出した温度データが閾値Ｈｄを超えなかった場合に有効な手段であり、時間ｔｚが経過したタイミングで、異常が発生したことをユーザに通知することができる。
【００６２】
前記各実施形態は、ヒータスイッチ回路７６に保持電流以下でターンオフするトライアックを使用したが、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のスイッチング素子を使用することもできる。この場合には、省電力等の制限があるがゲート電圧のみによりＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することができ、図６のステップＳ１０９にて、Ｘコンデンサ７３１にまだ電荷が残っている（残留電荷を放電中）と判定して、制御部６は、ヒータスイッチ回路７６にヒータ制御信号を出力したままにすることで、残留放電し続けることができる。
すなわち、制御部６は、ゼロクロス信号を受信してから、所定時間内に次のゼロクロス信号を受信できなかったときに、ヒータスイッチ回路を制御して、Ｘコンデンサ７３１とヒータ４３とを電気的に接続させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
２ 給紙部
３ 画像形成部
４ 定着部
５ 用紙搬送部
６ 制御部
７ 電源部
８ 商用電源
１０ 加熱用電源部
２０ 用紙
２１ 用紙カセット
２２ ピックアップローラ
３１ 現像装置
３２ ＬＥＤヘッド
３３ 転写ローラ
４１ａ，４１ｂ 定着ローラ
４２ 温度検出センサ
４３ ヒータ
５０ 搬送路
５１（５１ａ，５１ｂ） レジストローラ
５２ 転写ベルト
５２ａ，５２ｂ ドライブローラ
５３ 排出ローラ
７１ 電源スイッチ
７２ 保護素子
７３ 電力用ノイズフィルタ
７４ ＡＣ−ＤＣ変換部
７５ ＡＣゼロクロス回路
７６ ヒータスイッチ回路
９１ 通信部
９２ アクチュエータ制御部
９３ 記憶部
９４ タイマ
３１１ トナーカートリッジ
３１２ トナー供給ローラ
３１３ 現像ローラ
３１４ 帯電ローラ
３１５ 感光ドラム
４３１ ハロゲンランプ
４３２ サーモスタット
７３１ Ｘコンデンサ
７３２ コモンモードチョークコイル
７３３，７３４ Ｙコンデンサ
７５１ トランス
７５２ 整流回路
７５３ フォトカプラ
７５４ シュミットトリガ
７６１ コイル
７６２ フォトトライアック
７６３ メイントライアック
７６４ トランジスタ
９３１ ＲＯＭ
９３２ ＲＡＭ
７５３１ 発光ダイオード
７５３２ フォトトランジスタ
７６２１ 発光ダイオード
７６２２ トライアック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、電源スイッチをオフにした後に、商用電源に並列接続されたノイズ除去用コンデンサに蓄積された残留電荷を減少させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、商用電源に接続された電子機器は、ノイズ対策用にＡＣラインフィルタが内蔵されている。このＡＣラインフィルタは、ノーマルモード対策用にいわゆるＸコンデンサがライン間に接続されている。このＸコンデンサは、一般的に、１［μＦ］程度と大きな値であり、一般的なＡＣラインフィルタは、Ｘコンデンサに放電抵抗を並列接続させている。
コンデンサに並列接続される放電抵抗が待機電力を増加させる一方、コンデンサの容量が０．１μＦ以下であるならば、放電抵抗が不要なので待機電力を下げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器、特に、画像形成装置は、消費電力が大きな定着装置を有しているが、画像形成を行わない省エネモードで動作させることもある。この省エネモードでは、待機電力を減少させることが好ましい。そこで、容量が０．１［μＦ］以下のコンデンサを用いて待機電力を低減する方法を使用することが考えられる。しかしながら、０．１［μＦ］以下のコンデンサを用いる方法は、コンデンサの容量が少なすぎて、遮断周波数が高くなり、ＡＣラインフィルタとしての特性を満足させることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、商用電源に切断可能に接続されるコンデンサの容量を変更することなく、雑音除去特性を維持しつつ待機電力を低減させることができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、商用電源の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置において、前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、商用電源に切断可能に接続されるコンデンサの容量を変更することなく、雑音除去特性を維持しつつ待機電力を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】定着部の斜視図である。
【図３】本発明の制御部が実行する制御処理を示すブロック図である。
【図４】本発明の加熱用電源部およびその周辺装置の構成図である。
【図５】（ａ）商用電源の交流電圧、（ｂ）ゼロクロス信号が出力されるタイミング、（ｃ）温度検出センサが検出した温度データ、（ｄ）制御部が出力するヒータ制御信号、（ｅ）Ｘコンデンサのエネルギ、それぞれを時系列で示す図である。
【図６】制御部が実行する制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の加熱用電源部の一部であるヒータスイッチ回路の変形例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《第１の実施形態》
本発明の画像形成装置を図１を用いて説明する。
画像形成装置１は、用紙２０を供給する給紙部２と、用紙２０にトナー像（画像）を形成する画像形成部３と、用紙２０にトナー像を定着させる定着部４と、給紙部２から供給された用紙２０を、画像形成部３、定着部４を経由して外部に排出する用紙搬送部５と、各構成部を制御する制御部６（図３）と、各構成部が動作するために必要な電圧を印加する電源部７（図３）とを備える。電源部７には、商用電源８（図３）から交流電圧が印加される。また、画像形成装置１は、電源スイッチ７１（図３）を備え、商用電源８とＡＣプラグ付きケーブルで接続され、電源スイッチ７１をオンにすることで交流電力が供給される。
【００１０】
（給紙部２）
給紙部２は、用紙カセット２１と、ピックアップローラ２２とを備える。
用紙カセット２１は、１ないし複数の用紙２０を収納する。用紙２０の種類やサイズなどにより収納されるカセットが別々に設けられる。
ピックアップローラ２２は、モータなどのアクチュエータ（不図示）と回転可能に接続され、制御部６に制御されて回転して、１枚の用紙２０を用紙カセット２１から用紙搬送部５に供給する。
【００１１】
（画像形成部３）
画像形成部３は、４つの現像装置３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）と、４つのＬＥＤヘッド３２（３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ）と、４つの転写ローラ３３（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ）とを備える。なお、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは色を表現する文字であり、それぞれブラック、イエロー、マゼンダ、シアンに対応する。
現像装置３１は、トナーが充填された４色の現像装置３１（３１Ｋ，３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ）が、用紙２０の搬送方向（矢印）に沿って配列されており、各々の現像装置は、露光によって形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置３１については詳細を後記する。
ＬＥＤヘッド３２は、複数の単結晶薄膜発光素子をライン上に配列したものであり、制御部６からの印刷データに従って、後記する感光ドラム３１５（現像装置３１が備える）を露光して、静電潜像を形成する。
転写ローラ３３は、後記する現像ローラ３１３（現像装置３１が備える）に形成されたトナー像を用紙２０に転写するローラである。
【００１２】
（現像装置３１）
現像装置３１は、トナーカートリッジ３１１と、トナー供給ローラ３１２と、現像ローラ３１３と、帯電ローラ３１４と、感光ドラム３１５とを備える。
トナーカートリッジ３１１は、現像剤としてのトナーが充填されている。
トナー供給ローラ３１２は、トナーカートリッジ３１１からトナーを現像ローラ３１３に供給するためのローラである。
現像ローラ３１３は、感光ドラム３１５にトナーを供給するローラであり、電界の作用により、感光ドラム３１５に形成された静電潜像に、現像ローラ３１３からトナーが移動することで、感光ドラム３１５にトナーを供給している。
帯電ローラ３１４は、感光ドラム３１５の表面を一様に負極に帯電させるローラである。
感光ドラム３１５は、ＬＥＤヘッド３２からの光が照射されて、負極に帯電した表面層が放電させられ、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム３１５は、現像ローラ３１３によりトナーが供給され、静電潜像にトナーが付着することで現像されてトナー像が形成される。
【００１３】
（定着部４）
定着部４は、定着ローラ４１ａ，４１ｂと、温度検出センサ４２とを備える。
定着ローラ４１ａは内部にヒータ４３を備え、ヒータ４３は所定の定着温度まで定着ローラ４１ａの表面を加熱する。ヒータ４３は、例えばハロゲンヒータである。ヒータ４３の構成についての詳細は後記する。
定着部４の各構成部の動作について、図２を用いて説明する。後記する用紙搬送部５により用紙２０が矢印の向きで搬送される。定着ローラ４１ａと定着ローラ４１ａとが搬送方向に用紙２０が移動するように回転することで、用紙２０は、定着ローラ４１ａと４１ｂとの２つのローラに挟持され、表面および裏面から加圧される。これにより、用紙２０にトナー像が定着される。
温度検出センサ４２は、定着ローラ４１ａの表面温度を検出して、制御部６に温度データを出力する。温度検出センサ４２は、例えば、サーミスタである。
【００１４】
再び図１に戻る。
（用紙搬送部５）
用紙搬送部５は、用紙２０を搬送路５０（太線で示す）に沿って搬送し、給紙部２から画像形成部３、定着部４を経由して外部に排出する。用紙搬送部５は、レジストローラ５１（５１ａ，５１ｂ）、転写ベルト５２、排出ローラ５３などのローラで構成される。
レジストローラ５１（５１ａ，５１ｂ）は、給紙部２から搬送された用紙２０が画像形成部３に到達する前に設置され、用紙２０の向きを整えるローラである。
転写ベルト５２は、無端状に形成されたベルト部材であり、レジストローラ５１により向きが整えられた用紙２０を定着部４まで搬送するベルトである。ドライブローラ５２ａ，５２ｂは、転写ベルト５２を回転させる搬送手段であるとともに、定着部４により温められた転写ベルト５２を冷却する冷却手段としても機能する。
排出ローラ５３は、定着部４を経由して搬送された用紙２０（定着部４によりトナー像が定着したもの）を画像形成装置１の外部に排出する。
【００１５】
（制御部６）
制御部６は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）で構成される制御手段であり、後記する記憶部９３に記憶されたプログラムを取得して、記憶部９３にデータを記憶させたり、記憶部９３からデータを取得したりして、画像形成装置１が備える各構成部の制御を行う。
記憶部９３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）９３１やＲＡＭ（Random Access Memory）９３２、ＨＤ（Hard Disk）、光ディスクなどで構成される記憶手段である。
【００１６】
本実施形態において、画像形成装置１が備える各構成部に対して、制御部６が実行する制御処理について、図３を用いて説明する。図３の太線は商用電源８からの電圧が印加されることを示しており、ＡＣ−ＤＣ変換部７４、ＡＣゼロクロス回路７５、ヒータスイッチ回路７６には、電源部７が備える電源スイッチ７１がオフであるときに、交流電圧が印加される。ヒータ４３には、ヒータスイッチ回路７６がオン状態であるときに、交流電圧が印加される。制御部６には、ＡＣ−ＤＣ変換部７４（後記する）により交流電圧から変換された直流電圧が印加される。また、図示しないが、このＡＣ−ＤＣ変換部７４は、後記するアクチュエータ制御部９２や、アクチュエータ制御部９２が制御するモータ（不図示）などのアクチュエータ、画像形成部３などの画像形成装置１が備える各構成部に、直流電圧を印加する。
ここで、ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、内部に図示しない蓄電部（コンデンサ）を備えており、電源スイッチ７１がオフに切り替えられた後でも、いわゆる出力電圧保持時間だけ、出力電圧を発生することができる。このため、制御部６は、処理を正常に終了させることができる。
【００１７】
制御部６は、ＡＣゼロクロス回路７５（後記する）から、商用電源８の交流電圧の瞬時値が０となるタイミング（ゼロクロス点）でゼロクロス信号を受信する。詳細は後記する。
制御部６は、ＡＣゼロクロス回路７５（後記する）からゼロクロス信号を受信するとすぐに、ヒータ制御信号のＯＮ／ＯＦＦをヒータスイッチ回路７６に出力する。これにより、ヒータスイッチ回路７６は、ＡＣゼロクロス回路７５が出力するゼロクロス信号と同期させることができる。このヒータスイッチ回路７６は、商用電源８とヒータ４３とを接続して、ヒータ４３に交流電圧を印加するスイッチであり、制御部６からのヒータ制御信号に応じて、スイッチのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）を切り替える。このようにして、制御部６は、ヒータ制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を出力して、ヒータ４３への交流電圧の印加／遮断を制御する。この制御部６が行う制御処理についての詳細は後記する。本実施形態において、ヒート制御信号がＯＮとは、制御部６がヒート制御信号を出力していることであり、ヒート制御信号がＯＦＦとは、制御部６がヒート制御信号を出力していないことである。
【００１８】
制御部６は、温度検出センサ４２から温度データを取得し、温度データに基づいて、ヒータ制御信号を出力する。例えば、制御部６は、温度データが所定の範囲内になるようにヒータ制御信号の出力（ＯＮ／ＯＦＦ）や、位相制御の位相角を制御する。これにより、定着ローラ４１ａの表面温度が所定の温度範囲の温度で維持される。詳細は後記する。
【００１９】
制御部６は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークＮと接続された通信部９１と接続し、ネットワークＮの先に接続されたコンピュータから送信された印刷データを取得して、その印刷データに基づき、画像形成装置１の各構成部を制御して、用紙２０に印刷を行う。
【００２０】
制御部６は、アクチュエータ制御部９２に指示信号を出力して、アクチュエータ制御部９２を介してモータ、クラッチや空冷用のファンを制御し、給紙部２や画像形成部３、用紙搬送部５などが備える各種ローラをモータで回転させたり、ファンを回転させて、ＣＰＵなどを冷却させたりする。
制御部６は、タイマ９４から時刻データを取得して、経過時間を算出する。
また、制御部６は、画像形成装置１が備える各種センサ（用紙位置検出用の用紙走行路センサや画像濃度・色ずれ補正用のセンサなど）や、画像形成部３が備える各構成部と、ＡＣ−ＤＣ変換部７４とを接続するスイッチのオン／オフを制御する。この制御は、画像形成装置１で消費される消費電力を低減する目的の処理である。
【００２１】
（電源部７）
電源部７は、外部の商用電源８に接続され、電源スイッチ７１と、保護素子７２と、電力用ノイズフィルタ７３と、ＡＣ−ＤＣ変換部７４と、ＡＣゼロクロス回路７５（加熱用電源部１０）と、ヒータスイッチ回路７６（加熱用電源部１０）とを備える。
電源部７は、ヒータスイッチ回路７６が商用電源８からの交流電力を定着部４のヒータ４３に供給し、ＡＣ−ＤＣ変換部７４が交流電圧を所定の直流電圧に変換して、その他の画像形成装置１が備える各構成部に印加する。また、電源部７は、ＡＣゼロクロス回路７５が交流電圧の瞬時値が０となるゼロクロス点を検出して、制御部６にゼロクロス信号を出力する。
電力用ノイズフィルタ７３は、ノイズの通過を低減する回路である。詳細は後記する。
ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、印加される交流電圧を直流電圧に変換すると共に、降圧を行うことにより、所定の値の直流電圧を発生する。本実施形態のＡＣ−ＤＣ変換部７４は、＋２４［Ｖ］，＋５［Ｖ］，＋３．３［Ｖ］，そして、ゼロレベル電圧（０［Ｖ］）を発生する。
【００２２】
ＡＣゼロクロス回路７５は、交流電圧の瞬時値が０となるゼロクロス点を検出して、制御部６にゼロクロス信号を出力する。詳細は後記する。
ヒータスイッチ回路７６は、ヒータ４３に交流電力を供給するスイッチ回路であり、制御部６からのヒータ制御信号に応じて、スイッチのオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）を切り替えたり、位相制御を行ったりする。詳細は後記する。
【００２３】
図４に示す保護素子７２は、雷の影響により発生する異常な高電圧が印加された場合に、画像形成装置１に大電流が流れ込むことを防ぐものであり、例えば、バリスタなどで構成される。
【００２４】
（電力用ノイズフィルタ７３）
電力用ノイズフィルタ７３は、Ｘコンデンサ７３１と、コモンモードチョークコイル７３２と、２つのＹコンデンサ７３３，７３４と、入力端子ａ，ｂと、出力端子ｃ，ｄとを備える。コモンモードチョークコイル７３２は、単一の磁性コアに第１巻線および第２巻線が同一方向に巻回して構成されている。電力用ノイズフィルタ７３は、入力端子ａと出力端子ｃとが互いに第１巻線により接続され、入力端子ｂと出力端子ｄとが互いに第２巻線により接続されている。さらに、電力用ノイズフィルタ７３は、入力端子ａと入力端子ｂとの間にＸコンデンサ７３１が接続され、出力端子ｃと接地端子ＦＧ（Frame Ground）との間にＹコンデンサ７３３が接続され、出力端子ｄと接地端子ＦＧとの間にＹコンデンサ７３４が接続されている。
【００２５】
ここで、Ｘコンデンサ７３１には、必要なフィルタ特性を得るために、例えば、１［μＦ］のものが使用される。そして、Ｙコンデンサ７３３，７３４には、例えば、４７００［ｐＦ］のものが使用される。Ｘコンデンサ７３１は、ノーマルモードノイズを低減させるためのものであり、コモンモードチョークコイル７３２およびＹコンデンサ７３３は、コモンモードノイズを低減させるためのものである。
【００２６】
従来の電力用ノイズフィルタは、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器が接続されていた。この放電抵抗器は、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費するための抵抗器である。しかしながら、電源スイッチ７１がオンのときも、この放電抵抗器に交流電流が流れて電力が消費されていた。本実施形態では、当該放電抵抗器を接続せずに、ユーザにより、ＡＣプラグが取り外されたときや電源スイッチ７１がオフにされたときに、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費するように、ヒータスイッチ回路７６、及びヒータ４３が接続されている。
【００２７】
（ＡＣゼロクロス回路７５）
ＡＣゼロクロス回路７５（加熱用電源部１０）は、トランス７５１と、整流回路７５２と、フォトカプラ７５３と、シュミットトリガ７５４とを備える。
【００２８】
トランス７５１は、一次側に印加される交流電圧を降圧して、二次側に交流電圧を出力する。
整流回路７５２は、４つのダイオードで構成されるブリッジ形全波整流回路であり、入力端子ＡＣ１，ＡＣ２から印加された交流電圧の波形を整流して、出力端子ＤＣ１（＋），ＤＣ２（−）から出力する。正の半周期において電流は、入力端子ＡＣ１から出力端子ＤＣ１（＋）を通り、抵抗器、及びフォトカプラ７５３を介して、出力端子ＤＣ２（−）から入力端子ＡＣ２に流れる。そして負の半周期において電流は、入力端子ＡＣ１から出力端子ＤＣ２（−）を通り、フォトカプラ７５３、及び抵抗器を介して、出力端子ＤＣ１（＋）から入力端子ＡＣ２に流れる。
【００２９】
フォトカプラ７５３は、発光ダイオード７５３１（発光素子）とフォトトランジスタ７５３２（受光素子）とを備え、発光ダイオード７５３１が発光する光をフォトトランジスタ７５３２が受光することで、コレクタ−エミッタ間に電流が流れるようになる。ここで、発光ダイオード７５３１は両端電圧が順方向電圧（例えば、０．７［Ｖ］）未満になると、次に両端電圧がその発光ダイオード７５３１の順方向電圧になるまで発光しない。この間、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ−エミッタ間には電流が流れない。
フォトトランジスタ７５３２は、コレクタが抵抗器を介して、プルアップされており、
コレクタ−エミッタ間に電流が流れると、コレクタ電位がローレベルとなり、電流が流れないと、コレクタ電位がハイレベルとなる。
シュミットトリガ７５４は、バッファとして機能するものであるが、一端、出力レベルが変化すると、僅かの入力電圧の変化に対しては、出力レベルが変化しないように構成されている。
したがって、ＡＣゼロクロス回路７５は、トランス７５１の一次側に印加される交流電圧が正の半周期、及び負の半周期で発光ダイオード７５３１が発光し、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ電位がローレベルになるが、交流電圧のゼロクロス点で、発光ダイオード７５３１の両端電圧が順方向電圧未満になるので、発光ダイオード７５３１が光らず、フォトトランジスタ７５３２のコレクタ電位がハイレベルになる。すなわち、ＡＣゼロクロス回路７５は、ゼロクロス点でハイレベルとなるゼロクロス信号を出力する。
【００３０】
本実施形態におけるＡＣゼロクロス回路７５の回路構成について説明する。
トランス７５１の一次側が電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂと接続され、二次側が整流回路７５２の入力端子ＡＣ１，ＡＣ２と接続される。整流回路７５２の出力端子ＤＣ１（＋），ＤＣ２（−）がフォトカプラ７５３と接続される。
フォトカプラ７５３の発光ダイオード７５３１は、カソードが抵抗器を介して整流回路７５２の出力端子ＤＣ１（＋）と接続され、アノードがＤＣ２（−）と接続される。フォトトランジスタ７５３２は、受光部であるベースが発光ダイオード７５３１からの光を受光する向きで配設され、コレクタが抵抗器を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続され、エミッタが接地される。
シュミットトリガ７５４は、入力端子が抵抗器を介して＋５［Ｖ］の直流電源に接続され、出力端子が制御部６と接続される。ここで、＋５［Ｖ］の直流電源は、ＡＣ−ＤＣ変換部７４である。
【００３１】
以上により、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂからＡＣゼロクロス回路７５に印加される交流電圧は、整流回路７５２で整流されて半周期毎に０［Ｖ］となる（０．７［Ｖ］未満となる）。このタイミングで、発光ダイオード７５３１が消灯して、トランジスタ７５３２のエミッタ−コレクタ間が遮断され、シュミットトリガ７５４の入力電位が高くなり、シュミットトリガ７５４はゼロクロス信号を制御部６に出力する。これにより、制御部６は、商用電源８のゼロクロス点を検知することができる。
【００３２】
（ヒータ４３）
ここで、ヒータ４３の構成について説明する。
ヒータ４３は、ハロゲンランプ４３１と、サーモスタット４３２と、端子ｐ，ｑとを備える。端子ｐ、サーモスタット４３２、ハロゲンランプ４３１、端子ｑの順番に直列に接続される。
ハロゲンランプ４３１は、端子ｐ−ｑ間に交流電圧が印加されることで、入力電力を熱に変換する。これにより、図１の定着ローラ４１ａが加熱され、ローラの表面温度が上がる。一方、端子ｐ−ｑ間の電圧が０となると、ハロゲンランプ４３１が発熱しなくなり、自然冷却により定着ローラ４１ａの表面温度が下がる。
サーモスタット４３２は、定着ローラ４１ａの異常加熱を検出して電流を遮断する保護素子である。
【００３３】
（ヒータスイッチ回路７６）
ヒータスイッチ回路７６（加熱用電源部１０）は、スイッチオンの状態（オン状態）のとき、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂから印加される交流電圧を、位相制御して、ヒータ４３の端子ｐ，ｑに出力する。ヒータスイッチ回路７６は、フォトトライアック７６２と、メイントライアック７６３と、トランジスタ７６４とを備え、ＯＮ／ＯＦＦ制御や位相制御を行う。
ヒータスイッチ回路７６の動作を簡単に説明する。まず、トランジスタ７６４に電流が流れることで、フォトトライアック７６２が導通状態となり、メイントライアック７６３のゲート端子Ｇにゲート電流が流れると、メイントライアック７６３が導通状態となる。これにより、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂから印加される電圧が、メイントライアック７６３に印加され、この電圧がヒータスイッチ回路７６と接続するヒータ４３に印加される。
【００３４】
トランジスタ７６４は、制御部６からヒータ制御信号を受信したとき（ヒータ制御信号がＯＮ）に、ヒータスイッチ回路７６をオン状態にし、ヒータ制御信号を受信していないとき（ヒータ制御信号がＯＦＦ）に、ヒータスイッチ回路７６をオフ状態にするスイッチである。トランジスタ７６４は、ベースが制御部６に接続されヒータ制御信号を受信し、カソードが＋５［Ｖ］の直流電源と接続され、エミッタがフォトトライアック７６２を介して接地される。これにより、トランジスタ７６４がヒータ制御信号（ヒータ制御信号がＯＮ）を受信してオン状態にあるとき、トランジスタ７６４のコレクタ−エミッタ間に電流が流れ、発光ダイオード７６２１のカソードからエミッタに電流が流れる。これにより、フォトトライアック７６２（後記する発光ダイオード７６２１）に電流が流れ込む。
【００３５】
フォトトライアック７６２は、発光ダイオード７６２１（発光素子）とトライアック７６２２（受光素子）とを備える。発光ダイオード７６２１は、カソードがトランジスタ７６４のエミッタと接続し、トランジスタ７６４を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続される。一方、アノードは接地される。トライアック７６２２は、端子Ｔ３がメイントライアック７６３のゲート端子Ｇと接続され、さらに端子Ｔ４は、抵抗器を介してメイントライアック７６３の端子Ｔ１およびヒータ４３の端子ｑ（ハロゲンランプ４３１）と接続される。また、トライアック７６２２の端子Ｔ４は、抵抗器を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
以上のように、フォトトライアック７６２は、制御部６からヒータ制御信号が出力された（ヒータ制御信号がＯＮ）ときに、トランジスタ７６４のコレクタ−エミッタ間に電流が流れることで、発光ダイオード７６２１が発光し、トライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間が接続され、抵抗器により電流が制限された交流電流が流れる。そして、メイントライアック７６３がターンオンすることにより、交流電流の瞬時値が保持電流以下になると、トライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間が開放される。
【００３６】
メイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇがフォトトライアック７６２の端子Ｔ３と接続され、端子Ｔ１がヒータ４３の端子ｑと接続されるとともに、抵抗器を介してフォトトライアック７６２の一端と接続される。また、メイントライアック７６３の端子Ｔ２は電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。このメイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇにゲートパルス電流が流れ込むことで、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間が接続され、交流電流の瞬時値が保持電流以下になるゼロクロス点で開放する。
以上のように、メイントライアック７６３もフォトトライアック７６２と同様に、制御部６からのヒータ制御信号のＯＮ／ＯＦＦに応じて接続／開放をするスイッチの役割をする。
【００３７】
ヒータスイッチ回路７６は、制御部６がヒータ制御信号としてパルス信号を出力するときに、フォトトライアック７６２が備えるトライアック７６２２の端子Ｔ３と端子Ｔ４との間を接続することにより、メイントライアック７６３のゲートパルス電流を流し、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間が接続される。このとき、トライアック７６２２は、電流が流れなくなりターンオフする。結果的に、ヒータスイッチ回路７６は、メイントライアック７６３のみがオン状態となり、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に交流電圧が印加されることとなる。
【００３８】
そして、交流電流の瞬時値が保持電流以下になるゼロクロス点で、メイントライアック７６３がターンオフする。つまり、制御部６がパルス信号の発生タイミングを交流電圧のゼロクロス点に設定すると、ヒータスイッチ回路７６は、メイントライアック７６３の通電時間が交流電圧の全周期となり、制御部６がパルス信号の発生タイミングをゼロクロス点から所定の位相角ずらすことにより、ヒータスイッチ回路７６は、位相制御が可能になる。
したがって、制御部６がヒータ制御信号として、ゼロクロス点に同期した繰り返しパルス信号を出力すると、ヒータスイッチ回路７６は、ヒータ４３への加熱電力を位相制御することができる。
【００３９】
一方、制御部６がヒータ制御信号としてＯＦＦを出力し続けるときは、ヒータスイッチ回路７６はオフ状態となり、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に印加される交流電圧は０となり、ヒータ４３への加熱電力も０となる。
【００４０】
以上の構成を備える加熱用電源部１０は、電源スイッチ７１がオンであるときには、商用電源８からの交流電圧が電力用ノイズフィルタ７３のＸコンデンサ７３１に印加され、その交流電圧をヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に印加する。一方、電源スイッチ７１がオフにされた瞬間に、Ｘコンデンサ７３１に対する交流電圧の印加が停止されるとともに、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷が、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に放電される。
【００４１】
（電源スイッチＯＦＦ後の動作処理の説明）
ユーザが電源スイッチ７１をオフに切り替えた後の制御部６が実行する処理について、図５および図６を用いて説明する。図５の横軸は時間の経過を示している。時刻ｔ１は、電源スイッチ７１をオンからオフに切り替えた時刻である。時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定の時間ＴＡが経過し、制御部６がゼロクロス信号に基づき電源スイッチ７１がオフされたと判定した時刻である。時刻ｔ３は、Ｘコンデンサ７３１の放電が完了した（充電エネルギが０）時刻である。時刻ｔ４は、定着ローラ４１ａの表面温度が下がったと制御部６が判定したタイミングである。
【００４２】
《ｔ＜ｔ０》
まず、電源スイッチ７１がオンの状態にある。このとき、電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａ，ｂには、商用電源８の交流電圧が印加されている（図５（ａ））。そして、ＡＣゼロクロス回路７５は、商用電源８の交流電圧の瞬時値が０となるタイミングで、ゼロクロス信号を制御部６に出力している（図５（ｂ））。制御部６からヒータ制御信号が出力されていれば（ゼロクロス信号に同期したパルス信号が出力し続けていれば）（図５（ｄ））、ヒータスイッチ回路７６を介してヒータ４３には商用電源８の交流電圧が印加され、ハロゲンランプ４３１が発熱して図２の定着ローラ４１ａが加熱される。これにより、定着ローラ４１ａの表面温度が上がり、温度検出センサ４２が検出する温度データも上がる（図５（ｃ））。ここで、電源スイッチ７１がオンの状態にあるとき、Ｘコンデンサ７３１には、交流電圧が印加され、Ｅのエネルギが蓄えられている（図５（ｅ））。
【００４３】
《ｔ＝ｔ０》
制御部６は、温度検出センサ４２から温度データを取得して、温度データが所定の範囲内（ＨmaxからＨminまで）になるようにヒータ制御信号（ゼロクロス信号に同期した繰り返しパルス列信号）を出力する。例えば、時刻ｔ０のときに、温度検出センサ４２から取得した温度データがＨmaxに達すると（図５（ｃ））、ゼロクロス信号を受信したタイミング（図５（ｂ））で、制御部６はヒータ制御信号を出力しない（ＯＦＦの継続）（図５（ｄ））。ヒータ制御信号を受信できないヒータスイッチ回路７６は、オン状態からオフ状態に切り替えて、商用電源８とヒータ４３との接続を開放し続ける。これにより、商用電源８の交流電力が、ヒータ４３（ハロゲンランプ４３１）に供給されなくなる。
【００４４】
《ｔ０＜ｔ＜ｔ１》
時刻ｔ０以降、ヒータ４３のハロゲンランプ４３１が発熱しなくなるため、定着ローラ４１ａの表面温度が徐々に低下する。そのため、温度検出センサ４２が検出する温度データが下がる（図５（ｃ））。
【００４５】
《ｔ＝ｔ１》
時刻ｔ１のときに、ユーザが電源スイッチ７１をオンからオフに切り替えることで、商用電源８と電源部７とが接続されなくなる（図５（ａ））。これにより、ＡＣゼロクロス回路７５に交流電圧が印加されなくなるため、ＡＣゼロクロス回路７５はゼロクロス信号を出力しない（図５（ｂ））。
制御部６は、常に、ＡＣゼロクロス回路７５からゼロクロス信号を受信したときに、タイマ９４から時刻データを取得し、次のゼロクロス信号を受信するまでに所定の時間ＴＡが経過したか否かを判定する（図６：ステップＳ１０１）。ここで、時間ＴＡは任意の値である。
所定の時間ＴＡ内に次のゼロクロス信号を受信すれば（図６：ステップＳ１０１，Ｎｏ）、制御部６は電源スイッチ７１がオンであると判定し、再びステップＳ１０１の処理を行い、次のゼロクロス信号の受信を待つ。
一方、所定の時間ＴＡ内に次のゼロクロス信号を受信していなければ（所定の時間ＴＡを経過した）（図６：ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、制御部６は、電源スイッチ７１がオフであると判定する（図６：ステップＳ１０２）。
【００４６】
《時刻ｔ＝ｔ２》
時刻ｔ２は、時刻ｔ１から所定の時間ＴＡが経過した時刻である（図５（ｂ））。
制御部６は、時刻ｔ２で電源スイッチ７１がオフであると判定し（図６：ステップＳ１０２）、温度検出センサ４２（メインサーミスタ４２１、サイドサーミスタ４２２）から温度データＨ１を取得する（図６：ステップＳ１０３）。このとき、制御部６は、タイマ９４から時刻データをも取得する。そして、制御部６はＯＮのヒータ制御信号（ゼロクロス信号に同期した繰り返しパルス列信号）をヒータスイッチ回路７６に出力する（ステップＳ１０４）（図５（ｄ））。
ここで、時刻ｔ１の時点で制御部６がヒータ制御信号を出力していれば、時刻ｔ２の時点でも制御部６はそのままヒータ制御信号を出力する。
【００４７】
メイントライアック７６３（図４）は、保持電流以下になるまでオン状態であるので、Ｘコンデンサ７３１とヒータ４３とがヒータスイッチ回路７６を介して接続されて、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷がヒータ４３に放電される。そして、ヒータ４３のハロゲンランプ４３１がその放電電力で発熱する。そのため、このとき温度検出センサ４２が検出する温度データは、ステップＳ１０３の温度データＨ１より高くなる。
その後、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷がすべて放電されたときの温度検出センサ４２が検出する温度データが、制御部６がヒータ制御信号をヒータスイッチ回路７６に出力してからの最高温度となる。そのため、制御部６は、温度検出センサ４２から取得した温度データＨnが、その直前で取得した温度データＨn-1より低い（温度が低い）とき、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷がすべて放電されたと判断することができる。
【００４８】
《時刻ｔ２＜ｔ＜ｔ３》
制御部６は、温度検出センサ４２（メインサーミスタ４２１、サイドサーミスタ４２２）から温度データＨ１を取得してから所定の時間ＴＢが経過するまで待機する（図６：ステップＳ１０５）。
温度データＨ１を取得してから所定の時間ＴＢが経過したとき、制御部６は、再度温度検出センサ４２から温度データＨ２を取得する（図６：ステップＳ１０６）。そして、制御部６は、温度データＨ１と温度データＨ２とを比較し、Ｈ１＞Ｈ２であるか否かを判定する（図６：ステップＳ１０７）。ここで、制御部６は、温度データＨ２を取得したときに、タイマ９４から時刻データを取得する。
Ｈ１≦Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｎｏ）、まだＸコンデンサ７３１の残留電荷のすべてが放電できていない（図５（ｄ）の時刻ｔ３になっていない）こととなり、後記するステップＳ１０９を実行する。
【００４９】
《時刻ｔ３＜ｔ＜ｔ４》
Ｈ１＞Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、制御部６は、直前で取得した温度データＨ１よりも温度が低い温度データＨ２を取得したこととなる。これにより、Ｘコンデンサ７３１の残留電荷のすべてを放電した後（図５（ｅ）の時刻ｔ３を経過している）と判定し、制御部６はヒータ制御信号の出力を停止する（ＯＦＦの継続状態）（図６：ステップＳ１０８）（図５（ｄ）の時刻ｔ４）。そして、処理を終了する。
時刻ｔ４は、直前で取得した温度データＨn-1よりも温度が低い温度データＨnを制御部６が取得した時刻である。
【００５０】
（ステップＳ１０９）
一方、ステップＳ１０７にて、Ｈ１≦Ｈ２であれば（図６：ステップＳ１０７，Ｎｏ）、次に、制御部６は、予め記憶部９３に記憶された閾値Ｈｄと、温度データＨ２とを比較し、Ｈ２＞Ｈｄであるか否かを判定する（図６：ステップＳ１０９）。
この閾値Ｈｄは、時刻ｔ１のときに、温度検出センサ４２が検出した温度データがＨmaxであり、かつＸコンデンサ７３１には最大電圧まで電荷が蓄積された状態であった場合に、その電荷をヒータ４３に放電させて、温度検出センサ４２が検出する温度データの最高値（Ｈｚ）よりも、さらに高い温度である。つまり、Ｈ２＞Ｈｄのとき、制御部６は、ヒータ４３に、Ｘコンデンサ７３１以外からの電圧が印加されていると判断することができる。
【００５１】
ステップＳ１０９にて、Ｈ２≦Ｈｄであれば（図６：ステップＳ１０９，Ｎｏ）、Ｘコンデンサ７３１にまだ電荷が残っている（残留電荷を放電中）と判定して、制御部６は、ヒータスイッチ回路７６にヒータ制御信号を出力したままにする（ヒータ制御信号ＯＮの継続状態）。そして、制御部６は、ステップＳ１０６で取得した温度データＨ２を温度データＨ１として保持し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０５に戻り、その温度データＨ１を取得してから（つまり、ステップＳ１０６で温度データＨ２を取得してから）所定の時間ＴＢが経過するまで待機する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０９にて、Ｈ２＞Ｈｄであれば（図６：ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、制御部６は、Ｘコンデンサ７３１以外からの電圧がヒータ４３に印加されていると判定し、まず、ヒータ制御信号の出力を停止する（ヒータ制御信号ＯＦＦの継続状態）（図６：ステップＳ１１１）。さらに、制御部６は、異常が発生したことをユーザに通知する（図６：ステップＳ１１２）。このとき、制御部６は、画像形成装置１が備える不図示の表示部やスピーカなどに、警告表示や警告音を出力させて、異常が発生したことをユーザに通知する。そして、制御部６は、電源スイッチＯＦＦ後の動作処理を終了する。
【００５３】
ここで、ステップＳ１０９にてＨ２＞Ｈｄとなる場合として、ＡＣゼロクロス回路７５が故障して、電源スイッチ７１がＯＮであるにもかかわらず、ゼロクロス信号が出力されなくなった場合が考えられる。この場合、ヒータスイッチ回路７６を介して、商用電源８の電圧がヒータ４３に印加され続けるため、温度検出センサ４２はＨｄを超えた温度データを検出することができる。
【００５４】
本実施形態において、ＡＣ−ＤＣ変換部７４は、出力電圧保持時間が存在し、あるいは、制御部６がバッテリバックアップされることにより、時刻ｔ１にユーザが電源スイッチ７１をオフしてから、時刻ｔ４で制御部６がヒータ制御信号の出力を停止する（ＯＦＦの継続状態）までの時間、制御部６には処理を行う十分な電圧が印加されるようになっている。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、ユーザにより電源スイッチ７１がオフにされてからでも、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷がメイントライアック７６３を介してヒータ４３のハロゲンランプ４３１に放電する。また、温度制御のため、メイントライアック７６３が位相制御されている場合であって、メイントライアック７６３がＯＦＦ状態であるときに、電源スイッチ７１がオフにされることもある。このときでも、制御部６は、ゼロクロス信号の受信が途絶えたことを検出し、ヒータ制御信号（パルス信号）をヒータスイッチ回路７６に送る。これにより、メイントライアック７６３が強制的にＯＮ状態にされ、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷がメイントライアック７６３を介して放電される。
したがって、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器が接続しなくても、ユーザにより電源スイッチ７１がオフにされたときに、Ｘコンデンサ７３１に蓄積された残留電荷を消費することができる。
また、本実施形態によれば、Ｘコンデンサ７３１と並列に放電抵抗器を接続しない回路構成であるため、電源スイッチ７１がオン時に、放電抵抗器で消費される電力を削減することができる。
【００５６】
《第２の実施形態》
本発明の画像形成装置を図７を用いて説明する。
（ヒータスイッチ回路７６Ａ）
図７に示す第２の実施形態のヒータスイッチ回路７６Ａ（加熱用電源部１０）は、第１の実施形態のヒータスイッチ回路７６の変形例である。
【００５７】
コイル７６１は、一端が電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続され、他端が抵抗器を介してフォトトライアック７６２のトライアック７６２２の端子Ｔ４に接続される。
【００５８】
フォトトライアック７６２は、発光ダイオード７６２１（発光素子）とトライアック７６２２（受光素子）とを備える。発光ダイオード７６２１は、カソードがトランジスタ７６４のエミッタと接続し、トランジスタ７６４を介して＋５［Ｖ］の直流電源と接続される。一方、アノードは接地される。トライアック７６２２は、端子Ｔ３が抵抗器を介してメイントライアック７６３のゲート端子Ｇおよびヒータ４３の端子ｑ（ハロゲンランプ４３１）と接続される。また、トライアック７６２２の端子Ｔ４は、抵抗器およびコイル７６１を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
【００５９】
メイントライアック７６３は、ゲート端子Ｇが抵抗器を介してフォトトライアック７６２の端子Ｔ３と接続され、端子Ｔ１がヒータ４３の端子ｐと接続される。また、メイントライアック７６３の端子Ｔ２は抵抗器を介して電力用ノイズフィルタ７３の入力端子ａと接続される。
【００６０】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【００６１】
例えば、第１または第２の実施形態において、制御部６は、電源スイッチ７１がオフされたと判定したときに（図６のステップＳ１０２）、タイマ９４から時刻データを取得して、その時刻からの経過時間が所定の時間ｔｚを経過したときにヒータ制御信号をＯＦＦにしてもよい。
この時間ｔｚは、ユーザにより電源スイッチ７１がオフされたときから、Ｘコンデンサ７３１に蓄えられた残留電荷のすべてがヒータ４３に放電されるまでの十分な時間であり、ヒータの内部抵抗およびＸコンデンサの容量に基づいて決まる値である。時間ｔｚは、記憶部９３に予め記憶されたデータである。
これは、ＡＣゼロクロス回路７５が故障しているにもかかわらず、温度検出センサ４２が検出した温度データが閾値Ｈｄを超えなかった場合に有効な手段であり、時間ｔｚが経過したタイミングで、異常が発生したことをユーザに通知することができる。
【００６２】
前記各実施形態は、ヒータスイッチ回路７６に保持電流以下でターンオフするトライアックを使用したが、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のスイッチング素子を使用することもできる。この場合には、省電力等の制限があるがゲート電圧のみによりＯＮ／ＯＦＦ状態を制御することができ、図６のステップＳ１０９にて、Ｘコンデンサ７３１にまだ電荷が残っている（残留電荷を放電中）と判定して、制御部６は、ヒータスイッチ回路７６にヒータ制御信号を出力したままにすることで、残留放電し続けることができる。
すなわち、制御部６は、ゼロクロス信号を受信してから、所定時間内に次のゼロクロス信号を受信できなかったときに、ヒータスイッチ回路を制御して、Ｘコンデンサ７３１とヒータ４３とを電気的に接続させることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置
２ 給紙部
３ 画像形成部
４ 定着部
５ 用紙搬送部
６ 制御部
７ 電源部
８ 商用電源
１０ 加熱用電源部
２０ 用紙
２１ 用紙カセット
２２ ピックアップローラ
３１ 現像装置
３２ ＬＥＤヘッド
３３ 転写ローラ
４１ａ，４１ｂ 定着ローラ
４２ 温度検出センサ
４３ ヒータ
５０ 搬送路
５１（５１ａ，５１ｂ） レジストローラ
５２ 転写ベルト
５２ａ，５２ｂ ドライブローラ
５３ 排出ローラ
７１ 電源スイッチ
７２ 保護素子
７３ 電力用ノイズフィルタ
７４ ＡＣ−ＤＣ変換部
７５ ＡＣゼロクロス回路
７６ ヒータスイッチ回路
９１ 通信部
９２ アクチュエータ制御部
９３ 記憶部
９４ タイマ
３１１ トナーカートリッジ
３１２ トナー供給ローラ
３１３ 現像ローラ
３１４ 帯電ローラ
３１５ 感光ドラム
４３１ ハロゲンランプ
４３２ サーモスタット
７３１ Ｘコンデンサ
７３２ コモンモードチョークコイル
７３３，７３４ Ｙコンデンサ
７５１ トランス
７５２ 整流回路
７５３ フォトカプラ
７５４ シュミットトリガ
７６１ コイル
７６２ フォトトライアック
７６３ メイントライアック
７６４ トランジスタ
９３１ ＲＯＭ
９３２ ＲＡＭ
７５３１ 発光ダイオード
７５３２ フォトトランジスタ
７６２１ 発光ダイオード
７６２２ トライアック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置であって、
前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記コンデンサの両端電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、
前記商用電源および前記コンデンサと前記ヒータとの間に挿入されるヒータスイッチ回路と、
前記ゼロクロス検出回路が前記ゼロクロス点を検出してから、所定時間内に次の前記ゼロクロス点を検出できなかったときに、前記ヒータスイッチ回路を電気的に接続させる制御部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記コンデンサは、０．１μＦ以上のノーマルモードノイズ除去用コンデンサであり、
前記コンデンサの両端に放電抵抗器が接続されていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ヒータスイッチ回路は、トライアックを用いて通電制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
商用電源の両端と切断可能に並列接続され、両端に放電抵抗器が接続されていないコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置であって、
前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
商用電源の両端と切断可能に並列接続されるコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置であって、
前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記コンデンサの両端電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路と、
前記商用電源および前記コンデンサと前記ヒータとの間に挿入されるヒータスイッチ回路と、
前記ゼロクロス検出回路が前記ゼロクロス点を検出してから、所定時間内に次の前記ゼロクロス点を検出できなかったときに、前記ヒータスイッチ回路を電気的に接続させる制御部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記コンデンサは、０．１μＦ以上のノーマルモードノイズ除去用コンデンサであり、
前記コンデンサの両端に放電抵抗器が接続されていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ヒータスイッチ回路は、トライアックを用いて通電制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
商用電源の両端と切断可能に並列接続され、両端に放電抵抗器が接続されていないコンデンサと、前記商用電源および前記コンデンサから供給される交流電力が加熱を行うヒータとを備える画像形成装置であって、
前記商用電源から供給される交流電力が遮断されたとき、前記コンデンサに残存している残留電荷が前記ヒータに放電されることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２５０５５（Ｐ２０１３−２５０５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９４６８（Ｐ２０１１−１５９４６８）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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