JP2013200392A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を複雑化させることなくフリッカの抑制を図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録材にトナー像を形成する画像形成部と、交流電源から電力を供給されることでトナー像を加熱して記録材に定着させる定着装置と、力率改善回路を有し、交流電源から直流電圧を生成して、画像形成装置において交流電源に直接接続された一次側から交流電源に非接触の二次側に電力を供給する電源と、波数制御に基づいて交流電源から定着装置への通電をＯＮ／ＯＦＦする温調制御手段と、交流電源から力率改善回路への通電をＯＮ／ＯＦＦする通電制御手段と、を備え、通電制御手段は、温調制御手段が定着装置への通電をＯＦＦにする所定期間前に、力率改善回路への通電をＯＦＦにし、温調制御手段が定着装置への通電をＯＦＦにしたときに、力率改善回路への通電をＯＮにすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、電子写真プロセスを用いた画像形成手段により転写紙上にトナー像を形成し、未定着のトナー像を定着装置により転写紙上に加熱定着させる画像形成装置が知られている。定着装置としては、セラミック面発ヒータを熱源とするフィルム加熱式の定着装置などが知られている。このようなヒータへの電力供給は、双方向サイリスタ等のスイッチング素子を介して、商用交流電源から行うのが一般的となっている。セラミック面発ヒータを熱源とする定着装置においては、シーケンスコントローラにより、温度検出素子により検出された温度と予め設定された目標温度との温度差から、ＰＩ又はＰＩＤ制御演算式に基づき、ヒータに供給する電力比が操作量として演算される。定着温度の波数制御では、この演算された電力比から相当する波数が決定され、該波数に基づいてスイッチング素子がＯＮ／ＯＦＦ制御され、定着温度の温度が制御される。
一方、モータなどの２次側負荷に電力を供給する直流電源が発生させる高調波電流を抑制するため、力率改善回路を直流電源の前段に備える画像形成装置が知られている。力率改善回路（ＰＦＣ回路）は、交流入力を整流する整流回路と、この整流出力を入力とし、チョークコイル、スイッチング素子、ダイオードにより構成されている。このようなＰＦＣ回路を有する電源装置の例としては、特許文献１に開示され周知となっている。

特開昭５３−５７５５号公報

昨今のプリント速度の高速化によりヒータに供給される電力は増加の一途を辿っており、また、フリッカ規制や高調波電流規制等の規制強化により、従来の波数制御だけのヒータ電力制御では対応が困難となってきている。

本発明の目的は、構成を複雑化させることなくフリッカの抑制を図ることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
交流電源から電力を供給されることで前記トナー像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置と、
力率改善回路を有し、前記交流電源から直流電圧を生成して、画像形成装置において前記交流電源に直接接続された一次側から前記交流電源に非接触の二次側に電力を供給する電源と、
波数制御に基づいて前記交流電源から前記定着装置への通電をＯＮ／ＯＦＦする温調制御手段と、
前記交流電源から前記力率改善回路への通電をＯＮ／ＯＦＦする通電制御手段と、
を備え、
前記通電制御手段は、前記定着電流に流れる電流と前記力率改善回路に流れる電流との
合成電流のピーク値の変動を抑制すべく、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにする所定期間前に、前記力率改善回路への通電をＯＦＦにし、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにしたときに、前記力率改善回路への通電をＯＮにすることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、構成を複雑化させることなくフリッカの抑制を図ることができる。

本発明の実施例１における制御のフローチャート 本発明の実施例１における電源構成を示す構成図 本発明の実施例１におけるトライアック駆動回路の構成図 本発明の実施例１におけるゼロクロス検知回路の構成図 本発明の実施例１における波数制御のＯＮ／ＯＦＦパターンの一例を示す図 本発明の実施例１における制御を実施した場合の電流を示す図 本発明の実施例１における制御を実施しなかった場合の電流を示す図 本発明の実施例２における商用電源の電圧を検出する回路の構成図 本発明の実施例２における電源構成を示す構成図 本発明の実施例２における制御のフローチャート 本発明の実施例３における電源構成を示す構成図 本発明の実施例３における制御のフローチャート 本発明の実施例に係る画像形成装置の構成図 本発明の実施例１における制御を実施した場合の電流を示す図 本発明の実施例１における制御を実施しなかった場合の電流を示す図 本発明の実施例１における制御を実施した場合の電流を示す図 本発明の実施例１における制御を実施しなかった場合の電流を示す図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
＜画像形成装置＞
図１３を参照して、本発明の実施例に係る画像形成装置について説明する。図１３は、本発明の実施例に係る画像形成装置の構成を示す模式的断面図である。本実施例に係る画像形成装置は、反転現像を利用して画像形成を行うプロセスカートリッジ（以下、カートリッジと称する）を使用した電子写真画像形成装置である。

図１３に示すように、カートリッジ２０は、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、クリーナユニット１０と、現像器４とが枠体６０により一体化されており、装置本体１８に対して装着ガイド手段８０を介して交換自在とされている。装置本体１８には、カートリッジ２０内の感光ドラム１の下方に転写帯電手段である転写ローラ９が配置される。更に、転写ローラ９に対し、給紙側には、給紙ローラ１５が配置されている。一方、転写ローラ９の排紙側には、用紙１７に転写されたトナー５を定着される定着ローラ１３、定着ローラ１３に用紙１７を押し付ける加圧ローラ１４、トナーが定着された用紙１７を矢印に示すように装置本体１８外へ排出する排紙ローラ１６が配置されている。カートリッジ２０の
上方には、帯電手段である帯電ローラ２により帯電された感光ドラム１をレーザ光で照射し感光面に静電潜像を形成させる露光装置３が配置されている。現像器４は、トナー５を収容する現像容器４ａ、現像容器４ａの開口部に回転可能に設けられた現像ローラ７、現像容器４ａに固定された現像ローラ７上のトナー層厚を規制する現像ブレード６、現像ローラ７側に移動されるトナーを撹拌する撹拌棒８、を備える。以上の構成において用紙１７上にトナー像を形成する工程にかかわる構成が、本発明における画像形成部を構成し、用紙１７上の未定着のトナー像を加熱定着させる工程にかかわる構成が、本発明における定着装置を構成する。

＜画像形成プロセス＞
電子写真感光体である感光ドラム１は、その軸を中心に一方向（図１３では時計回り）に回転する。この感光ドラム１は、不図示の高圧ユニットから帯電ローラ２に供給される、交流成分と直流成分を重畳した一次バイアスにより表面が一様に帯電された後、露光装置３から照射されたレーザ光により静電潜像を形成される。現像ローラ７は、現像容器４ａ内よりトナー５の補給を受け、現像ブレード６によって表面に均一にコーディングされたトナー５を、高圧ユニットからの現像バイアスにより、感光体ドラム１の静電潜像に付着させ可視化する。

一方、給紙ローラ１５により記録媒体（記録材）である用紙１７は画像形成装置１８外より送り込まれ、紙搬送方向に直交して同列に配置された先端センサ２１と幅センサ２２により用紙１７の先端と幅を検知される。その後、用紙１７は感光ドラム１と転写ローラ９に間に送り込まれ、トナー５によって可視化された感光体ドラム１の像が転写ローラ９により用紙１７上に転写される。用紙１７上に転写されたトナー５は定着ローラ１３の発生する熱と加圧ローラ１４の加える圧力により定着され記録画像となる。

その後、用紙１７は、排出手段の一部を構成する排紙ローラ１６により画像形成装置１８外へ排出される。画像形成後の用紙１７は、排紙センサで機外へ排紙されたことを検知され、また排紙口には排紙トレイが満載になったことを検知するための満載検知センサが付いている。

転写されずに残った感光体ドラム１上の残留トナーを、クリーニング手段であるクリーニングユニット１０に取り付けられたクリーニングブレード１１により除去したあと、感光体ドラム１が再び帯電ローラ２によって一様に帯電され、以後上記の工程を繰り返す。

＜電源部及び定着器のヒータの通電制御部＞。
図２は、本実施例の画像形成装置における電源部を構成する回路を示す。図２に示す電源回路は、商用交流電源から直流電圧を生成し、二次側に電力を供給するスイッチング電源である。画像形成装置の電源回路は、概略、商用交流電源に直接接続され定着ヒータなどを駆動するための一次側回路と、例えばリレーを駆動するための回路やカートリッジ、搬送系などを駆動するための回路などを含む商用交流電源と非接触の二次側回路と、で構成される。本実施例の画像形成装置における電源回路には、１次平滑コンデンサ１０５への入力電流波形を商用交流電源の電圧波形に線形と近づけるべく、力率改善回路１０１が設けられている。１００は商用交流電源、１０４はブリッジダイオード、１０６はインダクタ、１０７は整流ダイオード、１０８はＭＯＳＦＥＴである。１０９のＰＷＭ制御回路１は、コンデンサ１０５の電圧をモニタし、コンデンサ１０５の電圧が４００Ｖの直流電圧となるようＭＯＳＦＥＴ１０８のスイッチングパルスを制御する。

力率改善回路１０１への通電はＣＰＵ１２５によりＯＮ／ＯＦＦされる。ＣＰＵ１２５からのＯＮ／ＯＦＦ信号はトライアック駆動回路２（１２７）を介し、トライアック１１４で行われる。図３にはトライアック駆動回路の一例を示す。ＣＰＵ１２５より「ｈｉｇ
ｈ」レベルのトライアックＯＮ信号が出力されるとトランジスタ３０６がＯＮし、抵抗３０５を介してフォトカプラ３０１のＬＥＤに電流が流れる。ＬＥＤがＯＮするとフォトトライアック３０１のトライアックが導通し、抵抗３０４を介してトリガ電流がトライアックのゲート端子に流れ、トライアックが導通する。なお、抵抗３０３及びコンデンサ３０２は、トライアックの誤点弧を防止するために接続されている。以上の構成により、本発明における通電制御手段が構成される。

力率改善回路１０１により４００Ｖまで昇圧された電圧を図２に示すスイッチング電源１０２により２４Ｖまで降圧する。１１１はトランス、１１０は第２のＭＯＳＦＥＴ、１１２は２次側整流ダイオード、１１３は２次側電解コンデンサである。１１６、１１７は抵抗、１１８は３端子シリーズレギュレータである。１１９はフォトカプラＰＣ１のＬＥＤであり、１１５はフォトカプラのＬＥＤに流れる電流を制限する抵抗である。

出力電圧を２４Ｖに保つ制御は以下のような一連の動作で行っている。まず抵抗１１６、１１７で分圧された抵抗１１７の両端の電圧が３端子シリーズレギュレータ１１８内部にて設定される基準電圧となると、ＬＥＤ（発光ダイオード）１１５に電流が流れ、フォトカプラ１１９のＬＥＤが発光する。したがって、ＤＣ出力電圧が基準値を超えるとＬＥＤが発光することとなる。ＬＥＤが発光するとフォトカプラ１１９のフォトトランジスタが導通し、ＰＷＭ制御回路２（１２０）はこの信号を受けて出力電圧を落とすようＭＯＳＦＥＴ１１０のスイッチングパルスを制御する。

図４を参照して、図２のゼロクロス検知回路１２４の一例について説明する。図４は、全波整流によるゼロクロス検知回路であり、１００は商用交流電源、４０１は抵抗、４０３はフォトカプラ、４０４はダイオードである。本ゼロクロス検知回路では商用交流電源の電圧がＬＥＤのＯＮ電圧以下となると発光が停止し、フォトカプラ４０３のトランジスタに流れる電流が遮断する。その結果、商用交流電源の電圧がゼロクロスになる付近での短いパルスを得ることになる。なお、抵抗４０２はフォトカプラ４０３のトランジスタのコレクタ出力をプルアップしている。

定着器１２２の温度検出はサーミスタ１２１で行っている。サーミスタ１２１は定着ヒータの温度を測定するように構成している。サーミスタ１２１が温度に伴う抵抗値の変化を検出回路により電圧変換し、ＣＰＵ１２５で読み取り波数制御により一定温度に保つ制御を行う。

ＣＰＵ１２５は、サーミスタ１２１が検出した温度情報により定着ローラ１３を所定の表面温度にするための定着ヒータ（セラミックヒータ）１０３の通電量を計算し、通電量とゼロクロス信号とにより波数制御のヒータ制御信号を出力する。そして、ＣＰＵ１２５より「ｈｉｇｈ」レベルのヒータ制御信号の出力に基づいて、トライアック駆動回路部１（１２６）は、トライアック１２３をトリガさせ、定着ヒータ１０３に電流を流すように制御する。半波が終了して電圧が０になるとトライアック１２３がＯＦＦされる。この動作を半波毎に繰り返すことによって波数制御で温調を制御する。以上の構成により、本発明における温調制御手段が構成される。

ＣＰＵ１２５は、サーミスタ１２１からの情報を元にヒータ１０３への通電量を決定し、ＣＰＵ１２５に格納された通電量に応じた５全波単位のヒータ駆動パターンを用いてヒータを駆動する。図５に通電量を例えば１００％、６０％、４０％、２０％とした場合のヒータ駆動パターンを示す。なお、本実施例では、定着装置の構成として、発熱部材を内包する定着ローラを用いるローラ加熱方式を用いているが、本発明を適用可能な定着装置の形態はこれに限られるものではない。例えば、定着フィルムを用いたいわゆるサーフ方式の定着装置や外部加熱方式などの定着装置を用いてもよい。

本実施例においては力率改善回路への通電を定着の波数制御にあわせてＯＮ／ＯＦＦする制御を行う。図６、図７の波形図を参照して説明する。

図６は、本実施例の制御を用いた場合、図７は、本実施例の制御を用いなかった場合の電流波形をそれぞれ示す。図６において、ａは商用交流電源の入力電圧波形、ｂは前記入力電圧波形のゼロクロス信号、ｃは例えとして通電量が６０％である場合の定着ヒータに流れる電流を示す。また、図６において、ｄは力率改善回路１０１への通電をＯＮ／ＯＦＦした場合の電流波形、ｅは定着器電流と力率改善回路電流の合成電流の波形を示す。図７において、ａは例えとして通電量が６０％である場合の定着器に流れる電流、ｂは力率改善回路１０１への通電をＯＮ／ＯＦＦしない場合の電流波形、ｃは定着器電流と力率改善回路電流の合成電流の波形を示す。図７のｃに示すように１、２、３、４のタイミングで大きな電流変化が発生する。

本実施例においては、図６のｄに示すように、力率改善回路１０１への通電を所定時間ＯＦＦする制御を行う。するとＯＦＦした時間の電力をリカバリするために、次にＯＮした時には力率改善回路１０１の電流が定常状態の電流値より増加する。前述の制御を定着器への通電のＯＮ／ＯＦＦと組み合わせることで、定着器電流と力率改善回路電流の合成電流の変動を抑えることが可能となる。具体的には、本実施例では、定着電流がＯＦＦする所定期間前（所定波数前）、すなわち１全波（２半波）前の期間、定着電流がＯＦＦしているタイミングの力率改善回路１０１の電流を増加させる。なお、力率改善回路１０１への通電をＯＦＦにする所定期間は、装置の仕様等により好適な期間が異なるため、これに限定されるわけではなく、通電再開後の合成電流の変動が効果的に抑制できる限りにおいて適宜設定される。前述した制御を行うことで図７のｃと比較して図６のｅに示すように電流変化を小さくすることができる。その結果、本実施例の制御によりフリッカの低減を実現可能とする。通電量４０％および２０％の場合において本実施例の制御を適用した場合の電流波形の例を図１４および図１６に示す。いずれにおいても本実施例の制御を適用しなかった場合について示した図１５、図１７と比較して電流変化を小さく抑えることが可能となり、フリッカの低減を実現できる。

図１は、本実施例におけるＣＰＵ１２５の制御を示すフローチャートである。
まずステップ１０１でプリントコマンドを受信すると画像形成装置１８はステップ１０２でサーミスタ１２１からのヒータの温度を検出する。その後、定着目標温度との差分からヒータ投入電力を決定し、決定された投入電力に応じたヒータ通電パターンをＣＰＵ１２５のメモリに格納されたテーブルから読み取る（ステップ１０３、ステップ１０４）。ステップ１０５でゼロクロス検知回路１２４からゼロクロスのタイミングを読み取り、ステップ１０６でヒータＯＮのタイミングかどうかを通電パターンと照らし合わせて判断する。ヒータＯＮと判断した場合、ステップ１０７でヒータ駆動回路を介してヒータをＯＮする。その後、ヒータオフのタイミングより１全波前かどうかを判断し（ステップ１０８）、１全波前であった場合は、力率改善回路１０１への通電を遮断する（ステップ１０９）。ステップ１０８でヒータオフのタイミングより１全波前でない場合は、ステップ１１０に飛びステップ１０４で読み込んだ通電パターンが終了したかを判断する。終了していない場合ステップ１０５に戻り、再度、順次処理を行う。また、ステップ１１０で通電パターンが終了したと判断した場合、ステップ１１１でプリントジョブが終了したかを判断する。プリントジョブが終了した場合は画像形成処理を終了し、終了していない場合はステップ１０２に戻り順次処理を行う。
一方、ステップ１０６でヒータＯＦＦタイミングであると判断した場合、ステップ１１２で力率改善回路１０１への通電を再開させヒータオフ時の力率改善回路１０１の電流を増加させる。

以上、説明したように、本実施例によれば、定着器への通電がＯＦＦされるタイミングで力率改善回路への通電量が増大するよう制御することで、力率改善回路と定着器に流れる合成電流の電流変動を小さくすることができる。これにより、フリッカの低減が実現可能となる。

本実施例は、力率改善回路のＯＮ／ＯＦＦを行う制御に工夫を施すことでフリッカを抑制するものである。本実施例によれば、力率改善回路への通電を所定時間に限定して行うことで、力率改善回路のスイッチング素子に流れる電流のピーク値の増加（変動）を抑え、その結果、スイッチング素子のコストアップおよび冷却手段の追加、大型化を抑えることができる。

（実施例２）
本発明の実施例２は、定着器への通電をＯＦＦする度毎に、商用電源の電圧と２次側の負荷電流のそれぞれ大きさに応じて、力率改善回路への通電遮断の要否を判断することを特徴とする。図９は、本実施例における電源部を構成する回路を示す。なお、本実施例における要部構成は実施例１と同じであるため、共通する構成については説明を省略する。

実施例２は、実施例１の構成に対し、ＡＣ電圧検知回路２８と電流検出抵抗１２９を追加した構成となっている。

図８のＡＣ電圧検知回路１２８の一例について、図９を用いて説明する。本ＡＣ電圧検知回路１２８では商用電源１００の電圧が所定電圧以上かどうかを判別することが可能である。商用電源１００の電圧を抵抗８０１と抵抗８０５で分圧した値がツェナーダイオード８０４の降伏電圧を上回るとフォトカプラ８０３のＬＥＤが点灯し、その結果、フォトトランジスタに電流が流れ、ＣＰＵ１２５へＬｏｗ信号が入力される。一方、商用電源１００の電圧が低い場合は、フォトカプラ８０３のトランジスタがＯＮせず、Ｈｉｇｈ信号のみがＣＰＵ１２５に入力される。ＣＰＵ１２５はＡＣ電圧検知回路１２８からの入力がパルスかどうかを判断して商用電源１００が所定電圧以上かどうかを判別する。さらに、ＣＰＵ１２５は電流検出抵抗１２９の電圧を読み取り、２次側の負荷電流を検出する。なお、抵抗８０２はフォトカプラ８０３のトランジスタのコレクタ出力をプルアップしている。

商用電源の入力電圧は変動することがあり、また、２次側の負荷電流も画像形成装置の動作状況によって変化する。したがって、力率改善回路の通電遮断時間として合成電流の電流変動を小さくするために最も効果的な時間は、商用電源の入力電圧の変動の大きさや２次側の負荷電流の程度に応じて異なることになる。そこで、本実施例では、効果的な遮断時間に応じて、力率改善回路の通電のＯＮ／ＯＦＦを波数制御する。より具体的には、本実施例は、より効果的な力率改善回路の通電遮断動作を行うべく、定着器への通電をＯＦＦする度毎に、２次側の負荷電流と商用電源の電圧のそれぞれの大きさに応じて、力率改善回路１０１への通電遮断の要否を判断する。

表１は、それぞれの入力電圧値及び２次側負荷電流値において、合成電流の変動低減に効果的な遮断時間（目標遮断時間）を予め求めて表にしたものの一部である。各遮断時間は、二次側の負荷電流が少ない程および／または交流電源の電圧が高い程、長くなる傾向となっている。

本実施例の検知構成では、商用電源の入力電圧の検知結果は、表１に示すそれぞれの所定値を超えているか否かとなる。また、二次側の負荷電流の検知結果は、表１に示す具体的な電流値となる。したがって、例えば、入力電圧が１００Ｖ以上かつ１１０Ｖより小さいと検知された場合は、表１における１００Ｖの列が選択される。そして、検出された電流値に対応する遮断時間が選択されることになる。

本実施例では、５０Ｈｚの波数制御で１全波（２半波）が２０ｍｓｅｃとなる構成となっている。そこで、検知結果から求められた表１における遮断時間が、２０ｍｓｅｃを超える場合には、実施例１と同様、定着電流ＯＦＦ前の１全波の間、力率改善階の通電ＯＦＦ期間を設ける制御を行う。例えば、入力電圧が１００Ｖ以上１１０Ｖより小で２次側電流が１Ａの場合は、遮断時願が８３．３ｍｓｅｃなので、通電ＯＦＦを行う。一方、表１における遮断時間が、２０ｍｓｅｃを下回る場合には、通電ＯＦＦを行わない、すなわち、従来と同様、ＯＮ状態を維持する制御を行う。例えば、入力電圧が１１５Ｖ以上１２７Ｖより小で２次側電流が５Ａの場合は、遮断時願が１９．２ｍｓｅｃなので、通電ＯＦＦを行わない。

図１０は本実施例におけるＣＰＵ１２５の制御を示すフローチャートである。まずステップ９０１でプリントコマンドを受信すると画像形成装置１８はステップ９０２でサーミスタからのヒータの温度を検出する。その後、定着目標温度との差分からヒータ投入電力を決定し（ステップ９０３）、決定された投入電力に応じたヒータ通電パターンをＣＰＵのメモリに格納されたテーブルから読み取る（ステップ９０４）。ステップ９０５でＡＣ電圧を検出、ステップ９０６で２次側の負荷電流を検出、ステップ９０７でＡＣ電圧と負荷電流からＣＰＵ１２５に格納された力率改善回路１０１の遮断時間を読み込む。ステップ９０８でゼロクロス検知回路からゼロクロスのタイミングを読み取り、ステップ９０９でヒータＯＮのタイミングかどうかを通電パターンと照らし合わせて判断する。ヒータＯＮと判断した場合、ステップ９１０でヒータ駆動回路を介してヒータをＯＮする。その後、ヒータオフのタイミングから力率改善回路１０１を遮断するタイミングかどうかを判断し（ステップ９１１）、遮断タイミングであった場合は、力率改善回路１０１への通電を遮断する（ステップ９１２）。ステップ９１１で遮断タイミングではない場合及びＡＣ電圧と負荷電流の検出結果が遮断を要しない結果だった場合は、ステップ９１３に飛びステップ９０４で読み込んだ通電パターンが終了したかを判断する。終了していない場合ステップ９０８に戻り、再度、順次処理を行う。また、ステップ９１３で通電パターンが終了したと判断した場合、ステップ９１４でプリントジョブが終了したかを判断する。プリン
トジョブが終了した場合は画像形成処理を終了し、終了していない場合はステップ９０２に戻り順次処理を行う。
一方、ステップ９０９でヒータＯＦＦタイミングであると判断した場合、ステップ９１５で力率改善回路１０１への通電を再開させヒータオフ時の力率改善回路１０１の電流を増加させる。

以上、説明したように本実施例においては、力率改善回路の通電遮断の要否を商用電源の電圧と２次側負荷電流に応じて判断する。これにより、通電遮断時間を最小限に抑えることが可能になるとともに、力率改善回路への通電を再開させた時の電流増加量を均一にすることが可能となり、フリッカのより効果的な低減が実現できる。

なお、実施例２は２０ｍｓｅｃを閾値に設定した構成としているが、通電遮断時間を長くとることによる電源回路への影響を回避可能であれば、例えば、表１の遮断時間に応じて力率改善回路の通電ＯＦＦ期間の波数を可変に制御する構成としてもよい。例えば、検知結果が３０ｍｓｅｃの場合には、３半波（１全波＋１半波）のＯＦＦ期間を設ける制御を行う。また、例えば、検知結果が４０ｍｓｅｃの場合には、２全波のＯＦＦ期間を設ける制御を行う。これにより、力率改善回路の通電遮断時間を、画像形成装置の動作状況に応じて可変とする制御を実現できる。

（実施例３）
本発明の実施例３においては、力率改善回路へ流れる電流の大きさに応じて力率改善回路への通電遮断の要否を判断する。図１１は、本実施例における電源部を構成する回路を示す。なお、本実施例における要部構成は実施例１と同じであるため、共通する構成については説明を省略する。

実施例３は、実施例１の構成に対し、力率改善回路に流れる電流を検出するためのカレントトランス１３０を追加した構成となっている。

実施例２では２次側の負荷電流と商用電源の電圧で遮断の要否を判断していたのに対し、本実施例では力率改善回路へ流れる電流で遮断の要否を判断する。具体的には、カレントトランス１３０の出力はＣＰＵ１２５に接続されており、カレントトランス１３０の出力に応じて表２に示す遮断時間を用いて制御を行う。

表２は、力率改善回路に流れる電流の値それぞれにおいて、合成電流の変動低減に効果的な遮断時間を予め求めて表にしたものの一部である。遮断時間は、電流値が小さくなる程、長くなる傾向を示している。

実施例２と同様、検知結果から求められた表２における遮断時間が、２０ｍｓｅｃを超える場合には、定着電流ＯＦＦ前の１全波の間、力率改善階の通電ＯＦＦ期間を設ける制御を行い、２０ｍｓｅｃを下回る場合には、通電ＯＦＦを行わない。

図１２は本実施例におけるＣＰＵ１２５の制御を示すフローチャートである。まずステップ１１０１でプリントコマンドを受信すると画像形成装置はステップ１１０２でサーミスタ１２１からのヒータの温度を検出する。その後、定着目標温度との差分からヒータ投入電力を決定し（ステップ１１０３）、決定された投入電力に応じたヒータ通電パターンをＣＰＵ１２５のメモリに格納されたテーブルから読み取る（ステップ１１０４）。ステップ１１０５で力率改善回路１０１に流れる電流を検出、ステップ１１０６で力率改善回路１０１に流れる電流からＣＰＵ１２５に格納された力率改善回路１０１の遮断時間を読み込む。ステップ１１０７でゼロクロス検知回路からゼロクロスのタイミングを読み取り、ステップ１１０８でヒータＯＮのタイミングかどうかを通電パターンと照らし合わせて判断する。ヒータＯＮと判断した場合、ステップ１１０９でヒータ駆動回路を介してヒータをＯＮする。その後、ヒータオフのタイミングから力率改善回路１０１を遮断するタイミングかどうかを判断し（ステップ１１１０）、遮断タイミングであった場合は、力率改善回路１０１への通電を遮断する（ステップ１１１１）。ステップ１１１０で遮断タイミングではない場合及びＡＣ電圧と負荷電流の検出結果が遮断を要しない結果だった場合は、ステップ１１１２に飛びステップ１１１２で読み込んだ通電パターンが終了したかを判断する。終了していない場合ステップ１１０７に戻り、順次処理を行う。また、ステップ１１１２で通電パターンが終了したと判断した場合、ステップ１１１３でプリントジョブが終了したかを判断する。プリントジョブが終了した場合は画像形成処理を終了し、終了していない場合はステップ１１０２に戻り順次処理を行う。
一方、ステップ１１１４でヒータＯＦＦタイミングであると判断した場合、力率改善回路１０１への通電を再開させヒータオフ時の力率改善回路の電流を増加させる。

以上、説明したように本実施例においては、力率改善回路の通電遮断の要否を力率改善回路の電流値に応じて判断する。これにより、通電遮断時間を最小限に抑えることが可能
になるとともに、力率改善回路への通電を再開させた時の電流増加量を均一にすることが可能となり、フリッカのより効果的な低減が実現できる。

なお、実施例３は２０ｍｓｅｃを閾値に設定した構成としているが、通電遮断時間を長くとることによる電源回路への影響を回避可能であれば、例えば、表２の遮断時間に応じて力率改善回路の通電ＯＦＦ期間の波数を可変に制御する構成としてもよい。例えば、検知結果が３０ｍｓｅｃの場合には、３半波（１全波＋１半波）のＯＦＦ期間を設ける制御を行う。また、例えば、検知結果が４０ｍｓｅｃの場合には、２全波のＯＦＦ期間を設ける制御を行う。これにより、力率改善回路の通電遮断時間を、画像形成装置の動作状況に応じて可変とする制御を実現できる。

１００…商用交流電源、１０１…力率改善回路、１０２…スイッチング電源、１０３…定着ヒータ、１１４…トライアック、１２１…サーミスタ、１２３…トライアック、１２４…ゼロクロス検知回路、１２５…ＣＰＵ、１２６…トライアック駆動回路１、１２７…トライアック駆動回路２

Claims (4)

1. 記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
   記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   交流電源から電力を供給されることで前記トナー像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置と、
   力率改善回路を有し、前記交流電源から直流電圧を生成して、画像形成装置において前記交流電源に直接接続された一次側から前記交流電源に非接触の二次側に電力を供給する電源と、
   波数制御に基づいて前記交流電源から前記定着装置への通電をＯＮ／ＯＦＦする温調制御手段と、
   前記交流電源から前記力率改善回路への通電をＯＮ／ＯＦＦする通電制御手段と、
   を備え、
   前記通電制御手段は、前記定着電流に流れる電流と前記力率改善回路に流れる電流との合成電流のピーク値の変動を抑制すべく、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにする所定期間前に、前記力率改善回路への通電をＯＦＦにし、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにしたときに、前記力率改善回路への通電をＯＮにすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記通電制御手段は、前記定着電流に流れる電流波形において、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにして前記定着装置に流れる電流がゼロになるタイミングから所定波数前となるタイミングで、前記力率改善回路への通電をＯＦＦにすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記交流電源の入力電圧を検知する手段と、
   前記二次側の負荷電流を検知する手段と、
   を備え、
   前記通電制御手段は、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにする所定期間前において、検知された前記入力電圧及び前記負荷電流に基づいて定められる目標遮断時間が前記所定期間に対応する時間よりも短い場合、前記力率改善回路への通電をＯＦＦにする制御を行わないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記力率改善回路に流れる電流を検知する手段を備え、
   前記通電制御手段は、前記温調制御手段が前記定着装置への通電をＯＦＦにする所定期間前において、検知された前記電流に基づいて定められる目標遮断時間が前記所定期間に対応する時間よりも短い場合、前記力率改善回路への通電をＯＦＦにする制御を行わないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
   画像形成装置。

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