JP2007124787A - 電力供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の商用電源から供給される交流電力を電力負荷部に供給する電力供給装置及び画像形成装置において、一の商用電源から供給される最大電力量を超える電力量を供給することが可能な電力供給装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の交流電源（商用電源）から供給される交流電力を単一の電力に合成して電力負荷部（電力負荷部２３）に供給する電力合成手段（電力合成部１０）を備え、前記電力合成手段は、前記交流電源から供給される交流電力の夫々を直流電力に変換する交流／直流変換手段（ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、１３）と、前記交流／直流変換手段の直流側出力端を単一の電力線に接続する合成回路（図中Ａ）と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の交流電源から供給される交流電力を電力負荷部に供給する電力供給装置及び当該電力供給部を備えた画像形成装置に関する。

レーザ式のプリンタや複写機等の画像形成装置においては、画像データをプリント出力する際に、画像データに基づいて感光体ドラム上に現像されたトナー像を紙等の記録媒体上に転写し、この転写されたトナー像を加熱手段により加熱された定着器により加熱及び加圧することで当該記録媒体上に画像を形成している。このような定着器を備えた画像形成装置では、誘導コイル等の加熱手段（電力負荷部）を加熱させるため消費電力は大きくなっており、また、近年の高速、高機能化に伴い画像形成装置の大型化とともに消費電力量の増加してきている。一般に画像形成装置で利用可能な電力量（定格電力）は所定の値に定められており、この利用可能電力量の範囲内で加熱手段及び他の電力負荷部に供給される電力は賄われている。

上述した画像形成装置のように消費電力の比較的大きな電気機器の電力供給にあたっては、入力電圧又は入力電流を増加させる方法や、１本あたりに流せる電流許容量の大きい電源コードを使用する方法によって対応している。この場合、何れも入力端子や電源コードが変更となるため、装置を設置する場所の電気設備の変更規模が大きく、装置の置き換えの弊害となる。そのため、画像形成装置本体が有する複数の電力負荷部を機能に応じてブロック分けし、このブロック毎に複数の商用電源（交流電源）から供給される各交流（ＡＣ）電力を夫々独立して供給する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００３−２４４３５９号公報 特開２００５−１２１６８１号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術では、複数の商用電源から供給されるＡＣ電力をブロック毎に夫々独立して供給を行うため、そのブロックの消費電力は一の商用電源から供給されるＡＣ電力の最大電力を超えることはできず、電力負荷部の動作に必要な電力を供給することができない場合がある。

本発明の課題は、複数の商用電源から供給される交流電力を電力負荷部に供給する電力供給装置及び画像形成装置において、一の商用電源から供給される最大電力量を超える電力量を供給することが可能な電力供給装置及び画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
複数の交流電源から供給される交流電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給する電力合成手段を備えたことを特徴としている。

更に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記電力合成手段は、
前記交流電源から供給される交流電力の夫々を直流電力に変換する交流／直流変換手段と、
前記交流／直流変換手段の直流側出力端を単一の電力線に接続する合成回路と、
を備えたことを特徴としている。

更に、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記交流／直流変換手段は、
前記変換された直流電力の電圧値を昇圧又は降圧する電圧値変更手段と、
前記電圧値変更手段を制御して前記直流電力の電圧値を、他の交流／直流変換手段から出力される直流電力の電圧値と一致させる電圧値制御手段と、
を備えたことを特徴としている。

更に、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、
前記交流／直流変換手段は、
前記交流電源から供給された交流電力の入力電流値を検出する電流検出手段と、
前記検出された入力電流値に基づいて、前記入力電流値が所定の電流制限値以下となるよう制御する電流制御手段を備えたことを特徴としている。

更に、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、
前記電流制限値を調整可能な電流制限値調整手段を備えたことを特徴としている。

更に、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記電力負荷部の動作状態に応じて当該電力負荷部に供給する電力量を制御する電力制御手段を備えたことを特徴としている。

更に、請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明において、
前記電力制御手段は、前記電力負荷部に供給する総電力量が所定の値以下となるよう制御することを特徴としている。

また、上記課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、
記録媒体上に形成されたトナー像を定着する定着手段と、
電磁誘導加熱により前記定着手段を加熱する電磁誘導加熱手段と、
商用電源から供給された電力を前記電磁誘導加熱手段及び他の電力負荷部に供給する請求項１〜７の何れか一項に記載の電力供給装置と、
を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、複数の交流電源から供給される交流電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給することが可能であるため、一の商用電源から供給される最大電力量を超える電力量を供給することができる。

請求項２に記載の発明によれば、交流電源から供給される交流電力の夫々を直流電力に変換し、この交流／直流変換手段の直流側出力端を単一の電力線に接続することにより、複数の交流電源から供給される交流電力を単一の直流電力に合成して電力負荷部に供給することが可能であるため、一の商用電源から供給される最大電力量を超える電力量を供給することができる。

請求項３に記載の発明によれば、複数の交流／直流変換手段から出力される直流電力の電圧値を一致させることが可能であるため、直流電力の合成を容易に行うことができる。

請求項４に記載の発明によれば、交流電力の入力電流値が所定の電流制限値以下となるよう制御することが可能であるため、交流／直流変換手段から出力される直流電力の電流値を電流制限値以下に制御することができる。

請求項５に記載の発明によれば、電流制限値を調整することが可能であるため、使用環境や動作環境に応じた電流制限値を設定することができる。

請求項６に記載の発明によれば、電力負荷部の動作状態に応じた電力量を供給することが可能であるため、電力供給の効率化を図ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、電力負荷部に供給する総電力量が所定の値以下となるよう制御することが可能であるため、定格電力が定められている場合に、当該定格電力値以下となるよう制御することが可能であり、電力負荷部に電力を安全に供給することができる。

請求項８に記載の発明によれば、複数の交流電源から供給される交流電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給することが可能であるため、一の商用電源（交流電源）から供給される電力の最大電力を超える電力量を、画像形成装置が備える電磁誘導加熱手段及び他の電力負荷部に供給することができる。特に、電磁誘導加熱手段は比較的大きな電力を要するため、当該電磁誘導加熱手段に電力を安定して供給することが可能となり、画像形成に係る動作を安定して行うことができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されないものとする。

＜第１の実施形態＞
まず、図１を参照して本発明に係る電力供給装置を備えた電気機器１００の内部構成を説明する。
図１に示すように、電力供給装置としての電気機器１００は、電力合成部１０、制御部２１、ＤＣ電源２２、電力負荷部２３等を備えて構成されている。

電力合成部１０は、複数の商用電源（交流電源）Ｅ１〜Ｅｎ（但し、ｎは自然数）から供給されるＡＣ電力を単一の電力に合成し、ＤＣ電源２２及び電力負荷部２３に供給する。なお、本実施の形態において商用電源Ｅ１〜Ｅｎから供給される最大電力量は、それぞれ１００Ｖ／１５Ａｍａｘであるものとするが、これに限らないものとする。

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、ＲＯＭに格納されている各種設定値やシステムプログラムを読み出して実行することにより、電気機器１００全体を統括的に制御する。また、制御部２１は、電力負荷部２３の動作状態に応じて当該電力負荷部２３に供給する電力量を制御する。

ＤＣ電源２２は、電力合成部１０で合成されたＤＣ電力の電圧を、所定の電圧値へと変換し、制御部２１へ供給する。

電力負荷部２３ａ〜２３ｎは、電力消費を伴い所定の機能を実現する各種機能部（例えば、温度上昇させるためのヒータ装置等）であって、複数の電力負荷部２３ａ〜２３ｎから構成される。以下、電力負荷部２３ａ〜２３ｎを総じて電力負荷部２３という。なお、本実施形態では電力負荷部２３を複数個からなることとしたが、これに限らず、一の電力負荷部からなることとしてもよい。

以下、電気機器１００として画像形成装置を適用した場合を説明するが、電気機器１００の態様はこれに限定されないものとする。

まず図２及び図３を参照して、画像形成装置２００の画像形成部４０及び定着器５０の概要を説明する。
図２に示すように、画像形成部４０は、画像形成の媒体である回転自在な感光ドラム４１と、感光ドラム４１を帯電させる帯電器４２と、感光ドラム４１に露光する露光手段４３と、トナーを感光ドラム４１に現像させる現像器４４と、現像されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写手段４５と、現像で余ったトナーを除去するクリーナ４６とを具備する。

用紙Ｐが画像形成部４０に搬送された場合、回転する感光ドラム４１の表面を帯電器４２により所定の電位に帯電し、露光手段４３で画像露光して、感光ドラム４１の表面に静電潜像を形成し、この潜像を現像器４４でトナーを用いて現像してトナー像として可視化し、得られたトナー像を感光ドラム４１に搬送された用紙Ｐに転写手段４５で転写する。転写が終了した感光ドラム４１は、その表面に残留した転写残りのトナーをクリーナ４６で除去した後、次の画像形成に供される。

一方、上記のようにしてトナー像を担持した用紙Ｐは、感光ドラム４１から定着器５０に送られ、そこで用紙Ｐ上の未定着トナー像が定着され、用紙Ｐにプリント画像が得られる。

定着器５０は、内側に誘導加熱ヒータとしてＩＨ（Induction Heating：電磁誘導加熱）ヒータ３２１を備える加熱部材としての定着ローラ５１と、定着ローラ５１に圧接して定着ニップを形成する加圧部材としての加圧ローラ５２とを備え、定着ローラ５１は制御部２１により制御された図示しない駆動源により回転駆動され、加圧ローラ５２は定着ローラ５１に従動して回転される。定着ローラ５１と加圧ローラ５２とは、用紙Ｐを定着ニップで挟持して搬送する間に加熱および加圧して、用紙Ｐ上のトナー像を溶融定着する。

図３に示すように、定着ローラ５１の内側にはＩＨヒータ３２１が内蔵されている。ＩＨヒータ３２１は誘導コイル３２１ａとその中心部に配置された磁性体からなる芯材３２１ｂからなり、定着ローラ５１の加熱源となる。具体的には、ＩＨヒータ駆動電源３２２から供給される交流電流により誘導コイル３２１ａは周期的に変化する交番磁束を発生させ、この交番磁束により定着ローラ５１に誘導電流が流れ、当該誘導電流のジュール損により定着ローラ５１を加熱するようにしたものである。なお、ＩＨヒータ３２１は、複数の誘導コイルにより構成することとしてもよい。

定着ローラ５１には、当該定着ローラに接触又は近接して温度センサ３２３ａ、３２３ｂ（以下、総じて３２３という）が設けられており、この温度センサ３２３から出力される温度検出信号が制御部２１に入力されるようになっている。

図４は、画像形成装置２００の内部構成を示した図である。なお、説明の簡略化のため、上述した図１と同一要素については同符号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。

図４に示すとおり、画像形成装置２００は、電力合成部１０、制御部２１、主電源（ＤＣ電源）２２、電力負荷部２３、電源ＳＷ２４、補助電源２５、リレー制御部２６、リレー２７、２８、コンデンサ２９、蓄電可能電源３０、機内ヒータ３１、定着部３２、表示部３３等を備えて構成される。

電源ＳＷ２４は、操作者の操作により商用電源Ｅ１及びＥ２から画像形成装置２００へのＡＣ電力の通電をオン／オフする。補助電源２５は、商用電源Ｅ１から供給されたＡＣ電力をＤＣ電力へと変換し、リレー制御部２６へと出力する。リレー制御部２６は、補助電源２５からの電力供給時において、リレー２７及び２８の動作を通電状態（ＯＮ）とする。リレー２７は、リレー制御部２６の制御の下商用電源Ｅ１から供給されるＡＣ電力を電力合成部１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１へと出力する。また、リレー２８は、リレー制御部２６の制御の下商用電源Ｅ２から供給されるＡＣ電力を電力合成部１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１３へと出力する。

電力合成部１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１、１２、整流ダイオード１５、１６、コンデンサ１７から構成される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、リレー２７を介して入力される商用電源Ｅ１からのＡＣ電力をＤＣ電力へと変換し、整流ダイオード１５を介して出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１３は、リレー２８を介して入力される商用電源Ｅ２からのＡＣ電力をＤＣ電力へと変換し、整流ダイオード１６を介して出力する。コンデンサ１７は、整流ダイオード１５及び１６を介してＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３から出力されるＤＣ電力を平滑するものである。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３から整流ダイオード１５及び１６を介して出力されるＤＣ電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３の直流側出力端Ａにおいて合成され、単一のＤＣ電力Ｖｏｕｔとして主電源２２及び定着部３２へと出力される。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、ＲＯＭに格納されている各種設定値やシステムプログラムを読み出して実行することにより、画像形成装置２００全体を統括的に制御する。

制御部２１は、ＩＨヒータ駆動電源３２２にＩＨヒータ３２１加熱のための駆動電力の供給を指示する制御信号（ＩＨ＿ＣＯＮＴ信号）及び供給される電力量を指示する制御信号（ＩＨ電力指令信号）を出力する。また、制御部２１は、温度センサ３２３から入力される温度検出信号に基づいて加熱温度調整のためのＩＨ電力指令信号を生成し、ＩＨヒータ駆動電源３２２に出力する。ＩＨヒータ駆動電源３２２は、制御部２１からの制御信号に応じた電力量をＩＨヒータ３２１に供給することで、ＩＨヒータの加熱温度を調整する。

主電源２２は、電力合成部１０で合成されたＤＣ電力Ｖｏｕｔの電圧値を、所定の電圧値へと変換し、制御部２１、電力負荷部２３、蓄電可能電源３０へと供給する。ここで、電力負荷部２３は、ＤＣ電力Ｖｏｕｔを駆動電力とし、画像形成装置２００の機能を実現させるための１又は複数の機能部から構成される。ここで、コンデンサ１７の接地端（共通接地）と主電力２２の接地端（外箱に接地）との間は、コンデンサ２９により接続されている。

蓄電可能電源３０は、電気二重層コンデンサ等により構成され、主電源２２から供給されるＤＣ電力を所定量蓄電し、当該蓄電された電力を機内ヒータ３１に供給する。機内ヒータ３１は、ヒータランプ等の加熱手段であって、蓄電可能電源３０から供給される電力に応じ画像形成装置２００内の所定の部位を加熱する。

定着部３２は、定着ローラを加熱するＩＨヒータ３２１、電力合成部１０から供給されるＤＣ電力Ｖｏｕｔに基づいてＩＨヒータに駆動電力を供給するＩＨヒータ駆動電源３２２、定着ローラの温度を検出し制御部２１へと出力する温度センサ３２３等から構成される。

表示部３３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（liquid crystal display）、有機又は無機ＥＬＤ（ElectroLuminescence Display）等の表示装置から構成されており、制御部２１の制御により入力される各種表示データを画面上に表示する。

図５は、上記した電力合成部１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３の内部構成を示した図である。まず、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１について説明する。
図５に示すとおり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、整流ブリッジ１１１、コンデンサ１１２、抵抗器１１３、抵抗器１１４、スイッチング素子１１５、昇圧コイル１１６、整流ダイオード１１７、抵抗器１１８、抵抗器１１９、コンデンサ１２０、制御ＩＣ１２１等から構成される。

整流ブリッジ１１１は、商用電源Ｅ１から供給されるＡＣ電力を整流しＤＣ電力として昇圧コイル１１６に出力する。コンデンサ１１２は、整流ブリッジ１１１の出力に並行接続され、昇圧コイル１１６に生じる逆起電力を平滑して整流ブリッジ１１１の出力端に印加させるようになっている。また、整流ブリッジ１１１の出力には抵抗器１１３及び１１４による分圧器が接続され、この分圧電圧（以下、分圧電圧１という）は後述する制御ＩＣ１２１の加算器１２１１に出力されるようになっている。

スイッチング素子１１５は、後述する制御ＩＣ１２１の制御により昇圧コイル１１６に入力されるＤＣ電力を断続する。このスイッチング素子１１５の電力制御により昇圧コイル１１６に生じる逆起電力は整流ダイオード１１７により整流された後、コンデンサ１２０に平滑され、整流ダイオード１５を介して出力される。整流ダイオード１１７の出力には抵抗器１１８及び１１９による分圧器が接続され、この分圧電圧（以下、分圧電圧２という）は後述する制御ＩＣ１２１の加算器１２１１に出力されるとともに、後述する制御ＩＣ１４１の加算器１４１１に出力されるようになっている。

制御ＩＣ１２１は、加算器１２１１、発振回路１２１２、比較器１２１３、抵抗器１２１４等から構成される。加算器１２１１は、上述した分圧電圧１、分圧電圧２及び後述するＡＣ／ＤＣコンバータ１３からの分圧電圧４を加算し、比較器１２１３へと出力する。発振回路１２１２は、三角波、方形波等のパルス信号を生成（発振）し、比較器１２１３へと出力する。比較器１２１３は、加算器１２１１から入力される加算結果と、発振回路１２１２からのパルス信号に基づいてＰＷＭ波を生成し、抵抗器１２１４を介してスイッチング素子１１５を駆動することで昇圧コイル１１６に流れる電力を制御する。ここで、制御ＩＣ１４１は、昇圧コイル１１６により昇圧されるＤＣ電力の電圧値Ｖ１が、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３から出力されるＤＣ電力の電圧値Ｖ２と等しくなるよう制御する。

次に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３について説明する。
図５に示すとおり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１３は、整流ブリッジ１３１、コンデンサ１３２、抵抗器１３３、抵抗器１３４、スイッチング素子１３５、昇圧コイル１３６、整流ダイオード１３７、抵抗器１３８、抵抗器１３９、コンデンサ１４０、制御ＩＣ１４１等から構成され、上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１と同様の構成となっている。

整流ブリッジ１３１は、商用電源Ｅ２から供給されるＡＣ電力を整流しＤＣ電力として昇圧コイル１３６に出力する。コンデンサ１３２は、整流ブリッジ１３１の出力に並行接続され、昇圧コイル１３６に生じる逆起電力を平滑して整流ブリッジ１３１の出力端に印加させるようになっている。また、整流ブリッジ１３１の出力には抵抗器１３３と１３４による分圧器が接続され、この分圧電圧（以下、分圧電圧３という）は後述する制御ＩＣ１４１の加算器１４１１に出力されるようになっている。

スイッチング素子１３５は、後述する制御ＩＣ１４１の制御により昇圧コイル１３６に入力されるＤＣ電力を断続する。このスイッチング素子１３５による電力制御により昇圧コイル１３６に生じる逆起電力は、整流ダイオード１３７により整流された後、コンデンサ１４０により平滑され整流ダイオード１６を介して出力される。整流ダイオード１３７の出力には抵抗器１３８と１３９による分圧器が接続され、この分圧電圧（以下、分圧電圧４という）は後述する制御ＩＣ１４１の加算器１４１１に出力されるとともに、前述した制御ＩＣ１２１の加算器１２１１に出力されるようになっている。

制御ＩＣ１４１は、加算器１４１１、発振回路１４１２、比較器１４１３、抵抗器１４１４等から構成される。加算器１４１１は、上述した分圧電圧３、分圧電圧４及び上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１からの分圧電圧２を加算し、比較器１４１３へと出力する。発振回路１４１２は、三角波、方形波等のパルス信号を生成（発振）し、比較器１４１３へと出力する。比較器１４１３は、加算器１４１１から入力される加算結果と、発振回路１４１２からのパルス信号に基づいてＰＷＭ波を生成し、抵抗器１４１４を介してスイッチング素子１３５を駆動することで昇圧コイル１３６に流れる電力を制御する。ここで、制御ＩＣ１４１は、昇圧コイル１３６により昇圧されるＤＣ電力の電圧値Ｖ２が、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から出力されるＤＣ電力の電圧値Ｖ１と等しくなるよう制御する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３から出力されるＤＣ電力は、当該ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３の直流側出力端Ａにおいて合成された後、単一のＤＣ電力Ｖｏｕｔとして主電源２２、定着部３２に出力される。

上記構成において、商用電源Ｅ１及びＥ２から供給されたＡＣ電力は、電力合成部１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１、１３の制御ＩＣ１２１、１４１の制御により共に等しい電圧のＤＣ電力に夫々変換された後、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１及び１３の直流側出力端Ａにおいて合成され、単一のＤＣ電力Ｖｏｕｔとして各電力負荷部（主電源２２、電力負荷部２３、機内ヒータ３１、定着部３２等）に供給される。そして制御部２１により各電力負荷部の動作が制御されることで、画像形成装置２００としての動作が行われる。なお、各電力負荷部に供給される総電力量は、予め定められた定格電圧以下となるよう制御部２１が電力制御することが好ましい。

以上のように、本実施の形態によれば、複数の商用電源から供給されるＡＣ電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給することが可能であるため、一の商用電源（交流電源）から供給される最大電力を超える電力量を、画像形成装置が備える電磁誘導加熱手段及び他の電力負荷部に供給することができる。特に、電磁誘導加熱手段は比較的大きな電力を要するため、当該電磁誘導加熱手段に電力を安定して供給することが可能となり、画像形成に係る動作を安定して行うことができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、説明の簡略化のため、上述した第１の実施形態と同一要素については同符号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。

まず、図６を参照して、本実施形態における電力合成部１０の内部構成を説明する。
同図に示すとおり、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、上述した図５の構成に加え、電流検出部１２２、電流制御部１２３、変換回路１２４を備える。

電流検出部１２２は、電流トランス等であって、商用電源Ｅ１から供給されるＡＣ電力の電流値（Ｉ１）を検出し、この電流検出信号を電流制御部１２３及び変換回路１２４に出力する。

電流制御部１２３は、電流検出部１２２から入力された電流検出信号の電流値（Ｉ１）と当該電流制御部１２３に設定された所定の制限電流値（例えば、１５Ａ）とを比較し、比較結果に基づいた比較結果電圧を加算器１２１１に出力する。この比較結果電圧は、加算器１２１１において、上述した分圧電圧１、分圧電圧２及び分圧電圧４とともに加算され、比較器１２１３に出力される。そして、比較器１２１３により、加算器１２１１から入力される加算結果と、発振回路１２１２からのパルス信号とに基づいてＰＷＭ波が生成され、スイッチング素子１１５が駆動されることで入力電流の電流値が上記制限電力値となるよう制御する。

ここで、電流制御部１２３の制限電流値は、制御部２１からの制御信号に応じて設定することが可能となっており、例えば、電力負荷部２３、機内ヒータ３１、定着部３２等の動作状態に応じて制限電流値を設定することとしてもよい。電流制御部１２３に設定される制限電流値としては、例えば、商用電源Ｅ１から供給される電力の最大電流値（１５ｍＡ）、前記最大電流値を下回る所定の電流値（以下、リミッター電流値という）を設定することができる。

変換回路１２４は、Ａ／Ｄ変換器やフォトインタラプタ等であって、電流検出部１２２から入力された電流検出信号を所定の指示信号に変換し、制御部２１に出力する。制御部２１は、この指示信号で示された電流値に基づいて主電源２２、定着部３２（ＩＨヒータ駆動電源３２２）から供給される電力量を制御する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１３は、上述した図５の構成に加え、電流検出部１４２、電流制御部１４３、変換回路１４４を備える。

電流検出部１４２は、電流トランス等であって、商用電源Ｅ２から供給されるＡＣ電力の電流値（Ｉ２）を検出し、この電流検出信号を電流制御部１４３及び変換回路１４４に出力する。

電流制御部１４３は、電流検出部１４２から入力された電流検出信号の電流値（Ｉ２）と所定の制限電流値（例えば、５Ａ）とを比較し、当該比較結果に基づいた比較結果電圧を加算器１４１１に出力する。この比較結果電圧は、加算器１４１１において、上述した分圧電圧３、分圧電圧４及び分圧電圧２とともに加算され、比較器１４１３に出力される。そして、比較器１４１３により、加算器１４１１から入力される加算結果と、発振回路１４１２からのパルス信号とに基づいてＰＷＭ波が生成され、スイッチング素子１３５が駆動されることで入力電流の電流値が上記制限電力値となるよう制御する。

ここで、電流制御部１４３の制限電流値の値は、制御部２１からの制御信号に応じて設定することが可能となっており、例えば、電力負荷部２３、機内ヒータ３１、定着部３２等の動作状態に応じて制限電流値を設定することとしてもよい。

変換回路１４４は、Ａ／Ｄ変換器やフォトインタラプタ等であって、電流検出部１４２から入力された電流検出信号を所定の指示信号に変換し、制御部２１に出力する。制御部２１は、変換回路１４４から入力される指示信号で示された電流値に基づいて、制御部２１は、主電源２２、定着部３２（ＩＨヒータ電源部３１２）から供給される電力量を制御するとともに、変換回路１４４に設定された制限電流値を上回った場合には画像形成装置２００の動作を停止させる。

次に、図７及び図８を参照して、画像形成装置２００の起動時（ウォームアップ時）における電力制御について説明する。なお、本処理の前提として電流制御部１２３には最大電流値１５Ａが、電流制御部１４３にはリミッター電流値５Ａが夫々設定されているものとする。また、画像形成装置２００の定格電力がＡＣ１００Ｖ／２０Ａｍａｘであるものとする。

図７は、ＩＨヒータ駆動電源３２２が供給する電力（以下、ＩＨ定着電力という）に係る電力制御処理を示すフローチャートである。なお、本処理における各処理は制御部２１により実行されるものとする。また、本処理は画像形成装置２００の動作中において常時又は所定の時間間隔毎に行われるものとする。

まず、所定のＩＨ定着電力が設定されると（ステップＳ１１）、変換回路１４４からの指示信号に基づき電流値（Ｉ２）が確認され（ステップＳ１２）、この電流値（Ｉ２）の値がリミッター電流値（５Ａ）以下か否かが判定される（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１１で設定されるＩＨ定着電力の値としては、電力負荷部２３等の電力消費量を考慮した、現段階において供給可能な最大の電力量であることが好ましい。

ステップＳ１３において、電流値（Ｉ２）がリミッター電流値（５Ａ）を上回っていると判定された場合には（ステップＳ１３；Ｎｏ）、画像形成装置２００の動作を停止するとともに表示部にエラーが発生した旨を表示させ（ステップＳ１４）、本処理は終了する。

一方、ステップＳ１３において、電流値（Ｉ２）がリミッター電流値（５Ａ）以下と判定された場合には（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、変換回路１２４からの指示信号に基づき電流値（Ｉ１）が確認され（ステップＳ１５）、この電流値（Ｉ１）の値が最大電流値（１５Ａ）を下回っているか否かが判定される（ステップＳ１６）。ここで、電流値（Ｉ１）が最大電流値（１５Ａ）を以上と判定された場合には（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ＩＨ定着電力の値が所定量減少され（ステップＳ１７）、画像形成装置２００の正常動作を維持しつつ減少することができた否かが判定される（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８において、減少することができたと判定された場合には、ステップＳ１２に再び戻る。また、ステップＳ１８において、減少することができないと判定された場合には（ステップＳ１８；Ｎｏ）、画像形成装置２００の動作を停止するとともに表示部にエラーが発生した旨を表示させ（ステップＳ１９）、本処理は終了する。

一方、ステップＳ１６において、電流値（Ｉ１）が最大電流値（１５Ａ）を下回ると判定された場合には（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ＩＨ定着電力の値が所定量増加され（ステップＳ２０）、所定量増加することができた否かが判定される（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１において、増加することができたと判定された場合には、ステップＳ１２に再び戻る。また、ステップＳ２１において、増加することができないと判定された場合には（ステップＳ２１；Ｎｏ）、本処理は終了し、ステップＳ２０において設定された電力量を指示するＩＨ電力指令信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に出力される。

図８は、ウォームアップ時におけるＩＨヒータ駆動電源３２２の電力制御シークエンスの一例を示す図である。
同図に示すように、操作者の操作により電源ＳＷ２４がＯＮにされると、主電源２２からの電力供給がＯＮとなり制御部２１に電力が供給されると、制御部２１により、ＩＨヒータ３２１への電力供給を開始させるＩＨ＿ＣＯＮＴ信号と、上述した電力制御処理（図７参照）で導出される電力量を指示するＩＨ電力指令信号と、が制御信号としてＩＨヒータ駆動電源３２２に出力される。

まず、制御部２１により初期化前動作（図中、起動中期間）が開始され、ＩＨヒータに供給するＩＨ定着電力として上述した電力制御処理により導出されたＩＨ定着電力（１８００Ｗ）を指示する制御信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に出力され、当該制御信号に応じた電力量がＩＨヒータ駆動電源３２２からＩＨヒータ３２１に供給される。ここで、プロセス補正とは、形成される画像のレジスト補正やトナー濃度補正等であって、安定した画像を得るための各種補正を意味する。図８では本初期化前動作中において検出された電流値（Ｉ１）が１４．７Ａ、電流値（Ｉ２）が５Ａであることを示している。

初期化前動作完了の後、初期化動作、プロセス補正動作が実行されている間（ＯＮの間）、制御部２１により初期化及びプロセス補正動作に要する電力量を差し引いた電力量に基づき、上述した電力制御処理により導出されたＩＨ定着電力（１６００Ｗ）を指示する制御信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に出力され、当該制御信号に応じた電力量がＩＨヒータ駆動電源３２２からＩＨヒータ３２１に供給される。図８では本初期化前動作中において検出された電流値（Ｉ１）が１４．３Ａ、電流値（Ｉ２）が５Ａであることを示している。

初期化動作が完了しプロセス補正動作のみ実行されている間（ＯＮの間）、制御部２１によりプロセス補正動作に要する電力量を差し引いた電力量に基づき、上述した電力制御処理により導出されたＩＨ定着電力（１７００Ｗ）を指示する制御信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に出力され、当該制御信号に応じた電力量がＩＨヒータ駆動電源３２２からＩＨヒータ３２１に供給される。図８では本初期化前動作中において検出された電流値（Ｉ１）が１４．５Ａ、電流値（Ｉ２）が５Ａであることを示している。

その後、ＩＨ定着電力（１７００Ｗ）の供給中にＩＨヒータ３２１が目標とする規定温度に到達したタイミングでＩＨ＿ＣＯＮＴ信号をＯＦＦとする制御信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に出力され、ＩＨヒータ３２１への電力供給が停止される。これ以降、所定のＩＨ定着電力（９５０Ｗ）をＩＨヒータ３２１に供給させる制御信号がＩＨヒータ駆動電源３２２に断続的に出力されるスタンバイモードへと移行される。図８では本初期化前動作中において検出された電流値（Ｉ１）が６．５Ａ、電流値（Ｉ２）が５Ａであることを示している。

上記構成において、商用電源Ｅ１及びＥ２から供給されたＡＣ電力は、電力合成部１０のＡＣ／ＤＣコンバータ１１、１３の制御ＩＣ１２１、１４１の制御により共に等しい電圧のＤＣ電力に夫々変換された後合成され、一のＤＣ電力Ｖｏｕｔとして各電力負荷部（主電源２２、電力負荷部２３、機内ヒータ３１、定着部３２等）に供給される。そして、制御部２１の制御により、各電力負荷部の動作状態に応じた電力量を各電力負荷部に供給されることで、画像形成装置２００としての動作が行われる。

以上のように、本実施の形態によれば、複数の商用電源から供給されるＡＣ電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給することが可能であるため、一の商用電源（交流電源）から供給される最大電力を超える電力量を、画像形成装置が備える電磁誘導加熱手段及び他の電力負荷部に供給することができる。特に、電磁誘導加熱手段は比較的大きな電力を要するため、当該電磁誘導加熱手段に電力を安定して供給することが可能となり、画像形成に係る動作を安定して行うことができる。

また、定着部３２及び電力負荷部２３の合計消費電力が所定の値以下となるよう供給する電力量を制御することが可能であり、画像形成装置２００の定格電力値以下となるよう制御することが可能であるため、電力負荷部２３（定着部３２を含む）に電力を安全に供給することができる。

上記実施の形態の細部構成および詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態において、画像形成装置２００に係る商用電源の数量を２つとしたが、これに限らず、任意の数量でよいものとし、この場合、電力合成部１０は、各商用電源に対応するＡＣ／ＤＣコンバータを備えるものとする。

また、上記実施の形態では、電圧値変更手段として昇圧コイル１１６、１３６を用いることとしたが、降圧コイルを用いることとしてもよい。

また、定着ローラ５１の加熱手段としてＩＨヒータ３２１を用いることとしたが、これに限らず、ハロゲンヒータを用いることとしてもよいし、セラミックヒータを用いることとしてもよい。

電気機器の内部構成を示した図である。 画像形成装置の画像形成部及び定着器の構成を示した図である。 定着器の定着ローラに内蔵されたＩＨヒータを示した図である。 画像形成装置の内部構成を示した図である。 第１の実施形態における電力合成部のＡＣ／ＤＣコンバータの内部構成を示した図である。 第２の実施形態における電力合成部のＡＣ／ＤＣコンバータの内部構成を示した図である。 電力制御処理を示すフローチャートである。 画像形成装置のウォームアップ時におけるＩＨヒータ駆動電源の電力制御シークエンスの一例を示した図である。

符号の説明

１００ 電気機器
２００ 画像形成装置
１０ 電力合成部
１１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１１１ 整流ブリッジ
１１２ コンデンサ
１１３ 抵抗器
１１４ 抵抗器
１１５ スイッチング素子
１１６ 昇圧コイル
１１７ 整流ダイオード
１１８ 抵抗器
１１９ 抵抗器
１２０ コンデンサ
１２１ 制御ＩＣ
１２１１ 加算器
１２１２ 発振回路
１２１３ 比較器
１２１４ 抵抗器
１２２ 電流検出部
１２３ 電流制御部
１２４ 変換回路
１３ ＡＣ／ＤＣコンバータ
１３１ 整流ブリッジ
１３２ コンデンサ
１３３ 抵抗器
１３４ 抵抗器
１３５ スイッチング素子
１３６ 昇圧コイル
１３７ 整流ダイオード
１３８ 抵抗器
１３９ 抵抗器
１４０ コンデンサ
１４１ 制御ＩＣ
１４１１ 加算器
１４１２ 発振回路
１４１３ 比較器
１４１４ 抵抗器
１４２ 電流検出部
１４３ 電流制御部
１４４ 変換回路
１５ 整流ダイオード
１６ 整流ダイオード
１７ コンデンサ
２１ 制御部
２２ 主電源（ＤＣ電源）
２３ 電力負荷部
２４ 電源ＳＷ
２５ 補助電源
２６ リレー制御部
２７ リレー
２８ リレー
２９ コンデンサ
３０ 蓄電可能電源
３１ 機内ヒータ
３２ 定着部
３２１ ＩＨヒータ
３２１ａ 誘導コイル
３２１ｂ 芯材
３２２ ＩＨヒータ駆動電源
３２３ 温度センサ
３２３ａ 温度センサ
３２３ｂ 温度センサ
３３ 表示部
４０ 画像形成部
４１ 感光ドラム
４２ 帯電器
４３ 露光手段
４４ 現像器
４５ 転写手段
４６ クリーナ
５０ 定着器
５１ 定着ローラ
５２ 加圧ローラ

Claims (8)

1. 複数の交流電源から供給される交流電力を単一の電力に合成して電力負荷部に供給する電力合成手段を備えたことを特徴とする電力供給装置。
2. 前記電力合成手段は、
   前記交流電源から供給される交流電力の夫々を直流電力に変換する交流／直流変換手段と、
   前記交流／直流変換手段の直流側出力端を単一の電力線に接続する合成回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
3. 前記交流／直流変換手段は、
   前記変換された直流電力の電圧値を昇圧又は降圧する電圧値変更手段と、
   前記電圧値変更手段を制御して前記直流電力の電圧値を、他の交流／直流変換手段から出力される直流電力の電圧値と一致させる電圧値制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電力供給装置。
4. 前記交流／直流変換手段は、
   前記交流電源から供給された交流電力の入力電流値を検出する電流検出手段と、
   前記検出された入力電流値に基づいて、前記入力電流値が所定の電流制限値以下となるよう制御する電流制御手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の電力供給装置。
5. 前記電流制限値を調整可能な電流制限値調整手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の電力供給装置。
6. 前記電力負荷部の動作状態に応じて当該電力負荷部に供給する電力量を制御する電力制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
7. 前記電力制御手段は、前記電力負荷部に供給する総電力量が所定の値以下となるよう制御することを特徴とする請求項６に記載の電力供給装置。
8. 記録媒体上に形成されたトナー像を定着する定着手段と、
   電磁誘導加熱により前記定着手段を加熱する電磁誘導加熱手段と、
   商用電源から供給された電力を前記電磁誘導加熱手段及び他の電力負荷部に供給する請求項１〜７の何れか一項に記載の電力供給装置と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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