JP3748951B2 - 定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置 - Google Patents
定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置の定着器のヒータランプに供給される電流を制御して周辺機器に対してフリッカーを発生させることのない定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置の定着器は、図１３に示す如き構成を有している。すなわち、定着器１は、定着ローラ２と加圧ローラ３とを有しており、現像された転写材４の上の転写されたトナー像５を永久画像として定着するものである。
定着ローラ２は、円筒状に構成されるアルミ筒６の外周にテフロントート層７が形成され、アルミ筒６の中心にヒータランプ８が設けられて構成されている。このヒータランプ８には、供給電源から定格電流が供給されるようになっている。９はサーミスタで、定着ローラ２の表面温度を検出している。
【０００３】
加圧ローラ３は、定着ローラ２の下方に配設され、筒状の芯金１０の外周にシリコンゴム１１を配設し、このシリコンゴム１１の上にフィルム１２を配設して構成されている。この加圧ローラ３は、トナー像５の形成された転写材４を定着ローラ２との間に挟み込んで転写材４を加圧し、定着ローラ２の加熱によって永久画像として定着している。Ｗはニップ幅である。
このような定着器１は、ヒータランプ８によって定着ローラ２を加熱し、転写材４の上に転写されたトナーを溶融固着することによって定着している。この定着ローラ２の表面温度を検出し、定着ローラ２の表面温度が一定になるようにヒータランプ８への供給電源をオンオフさせて制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヒータランプへの供給電源の投入時には、ヒータランプそのものの温度も低くなっている。このため、ヒータランプの抵抗値は小さく、ヒータランプに過大な電流が供給されることになる。いわゆる突入電流と称されるもので、定格２２０Ｖ、１６００Ｗのヒータランプの場合、図１４に示す如く、５０Ａ以上になる。図１４でピーク電流約５０Ａから時間（図１４の横軸）の経過と共に電流値が下がるのは、電流供給によってヒータランプの温度が上昇し、ヒータランプの抵抗値が大きくなるからである。この立ち上げ時の過大な突入電流は、電源電圧の急激な電圧降下を来し、周辺機器に対してフリッカーを発生させることになる。
特に、周囲温度が低い早朝時には、上記した通常の温度制御時に比べてヒーターランブの抵抗値は更に低く、その突入電流は約１００Ａとなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止し、周辺機器にフリッカーの発生をなくしてヒータランプに安定的に電流供給を行えるようにしようというものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、供給電源に定着器のヒータランプを接続し、該供給電源から該定着器のヒータランプへ電流を供給する方法において，前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を複数の抵抗器を用いて複数の抵抗値に切り換え可能に構成すると共に、前記定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、その後、前記定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を段階的に切り替えて、前記定着器のヒータランプに過大な突入電流が供給されるのを防止し、前記定着器のヒータランプに安定的に電流供給を行うようにしたものである。
このように構成することにより、本願請求項１に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できて周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに安定的に電流供給を行うことができる。
【０００７】
本願請求項２に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、最大抵抗値を、供給電源から供給される定格電流値から、電源投入時に定着器のヒータランプに供給される電流値を予め設定した定格電流値に制御する抵抗値としたものである。
このように構成することにより、本願請求項２に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを確実に防止することができる。
【０００８】
本願請求項３に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、定着器のヒータランプに供給される過大な突入電流を、周辺機器にフリッカーを発生させるような電圧降下をもたらす値に設定したものである。
このように構成することにより、本願請求項３に記載の発明によると、ヒータランプに供給される電流を大きくできるので定着器の表面温度を一定に保持することができる。
【０００９】
本願請求項４に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，前記ヒータランプに供給する電流量を検出する電流検出手段と，前記電流検出手段によって検出された電流値を一定時間毎にサンプリングし、該サンプリングした検出電流値と基準電流値とをサンプリング毎に比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次作動させる制御手段と，によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項４に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、サンプリング毎にヒータランプに供給される電流を安定的に行うことができる。
【００１０】
本願請求項５に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，前記ヒータランプに供給されている電流量を検出する電流検出手段と，前記電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次短絡させる制御手段と，によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項５に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに供給される電流を安定的に常時行うことができる。
【００１１】
本願請求項６に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続されるスイッチング回路を、制御手段からの指令信号によってオン・オフするフォトカプラによってスイッチングするトライアックで構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項６に記載の発明によると、外乱
（ノイズ）の影響を受けることなく確実にスイッチング回路を動作することができる。
【００１２】
本願請求項７に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、定着器のヒータランプに供給される電流値の検出を、電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較する差動増幅器によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項７に記載の発明によると、定着器のヒータランプに供給される電流値を基準電流値で供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
図１には、本発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置の実施の形態の一例が示されている。
図において、２０は商用電源で、この商用電源２０には、ＤＣ電源２１が接続されている。このＤＣ電源２１は、商用電源２０から供給されるＡＣ１００Ｖ〜２４０ＶをＤＣ２４Ｖ、ＤＣ５Ｖに変換するもので、ＤＣ電源２１からは、制御装置２２にＤＣ５Ｖの電源を供給している。
【００１４】
また、商用電源２０には、トライアックＴ１の一端が接続されている。このトライアックＴ１の他端とヒータランプ２３との間には、ｎ個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・・・Ｒｎが直列に接続されており、この抵抗Ｒ１の両端には、トライアックＴ２が、抵抗Ｒ２の両端には、トライアックＴ３が、抵抗Ｒ３の両端には、トライアックＴ４が、・・・抵抗Ｒｎの両端には、トライアックＴｎ＋１がそれぞれ接続されている。このトライアックＴ１のオン・オフは、フォトカプラＰＣ１によって、トライアックＴ２のオン・オフは、フォトカプラＰＣ２によって、トライアックＴ３のオン・オフは、フォトカプラＰＣ３によって、トライアックＴ４のオン・オフは、フォトカプラＰＣ４によって、・・・・トライアックＴｎ＋１のオン・オフは、フォトカプラＰＣｎ＋１によってそれぞれ行うようになっている。このフォトカプラＰＣ１〜ＰＣｎ＋１は、発光ダイオードとフォトトランジスタとによって構成されており、電流の供給によって発光ダイオードが発光し、この発光ダイオードの発光によってフォトトランジスタを作動させてトライアックＴ１〜Ｔｎ＋１をオン・オフさせるようになっている。
【００１５】
そして、これらフォトカプラＰＣ１〜ＰＣｎ＋１は、制御装置２２からＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１のベースに印加される電圧（５Ｖ，０Ｖ）によってＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１をオン・オフして作動させている。このＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１によって、インバータが形成されている。
【００１６】
２３はヒータランプで、一端が抵抗Ｒｎに接続され、他端が商用電源２０に接続されている。ヒータランプ２３と商用電源２０との接続線２４に非接触型の変流器２５を介して電流検出回路２６が設けられている。この電流検出回路２６は、接続線２４に発生する磁界によってコイルで構成される変流器２５に誘起される電流の値から接続線２４に流れる電流値を検出するもので、具体的には、図２に示す如く構成されている。
【００１７】
すなわち、変流器２５の一端には、コンデンサＣ１を介して抵抗Ｒ10の一端が接続されており、この抵抗Ｒ10の他端には、可変抵抗器Ｒ20の一端が接続されている。この可変抵抗器Ｒ20の他端には、抵抗Ｒ11の一端と、抵抗Ｒ12の一端と、オペアンプＯＰ１の負入力端子が接続されている。この抵抗Ｒ11の他端にはＤＣ電源２１が接続されており、抵抗Ｒ11に（＋）２４Ｖの電圧が印加されている。また、抵抗Ｒ12の他端は接地されている。
【００１８】
このオペアンプＯＰ１は、ＤＣ電源２１から供給される（＋）２４Ｖの電圧で作動し、オペアンプＯＰ１の負入力端子と出力端子間には、抵抗Ｒ13とコンデンサＣ２の並列回路が接続されている。このオペアンプＯＰ１の正入力端子には、変流器２５の他端が接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子には、コンデンサＣ３を介してダイオードＤ１のカソードと、ダイオードＤ２のアノードが接続され、ダイオードＤ１のアノードは接地されており、ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣ３を介して接地されている。また、ダイオードＤ２のカソードには、抵抗Ｒ14の一端とオペアンプＯＰ２の正入力端子が接続されており、抵抗Ｒ14の他端は接地されている。
【００１９】
このオペアンプＯＰ２は、ＤＣ電源２１から供給される（＋）２４Ｖの電圧で作動し、オペアンプＯＰ２の出力端子には、抵抗Ｒ15を介して電流検出回路２６の出力信号として出力され、この出力信号は、制御装置２２に入力されるようになっている。また、オペアンプＯＰ２の出力端子には、負入力端子が接続されて負帰還が掛けられており、同時にオペアンプＯＰ２の出力端子は、逆方向に接続されるツェナダイオードＺＤを介して接地されている。Ｃ５はコンデンサである。
【００２０】
このコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５と、抵抗Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15と、可変抵抗器Ｒ20と、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ツェナダイオードＺＤとによって電流検出回路２６が構成されている。
図１中、２７は、定着器１の定着ローラ２の表面温度を検出するサーミスタである。
【００２１】
制御装置２２は、図３に示す如き構成を有している。
すなわち、３０はＣＰＵで、定着器全般の制御を司っている。このＣＰＵ３０には、ＲＯＭ３１とＲＡＭ３２がバスライン３３によって接続されている。
次に、本実施の形態の動作について図４、図５に図示の動作フローチャート、図６に図示の動作タイムチャートを用いて説明する。
本実施の形態においては、トライアックＴ１の他端とヒータランプ２３との間に接続される抵抗を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の４個接続、すなわち、トライアックＴ１〜Ｔ５の５個接続したものについて説明する。
【００２２】
まず、制御装置２２の電源を入れると、制御装置２２のＣＰＵ３０が立ち上がり、ＲＯＭ３１に格納された制御プログラムを読み出し、この制御プログラムに基づいて定着器のヒータランプの電源供給装置の制御を開始する。
ＣＰＵ３０が立ち上がると、ステップ１００において、サーミスタ２７で検出される定着器の定着ローラの表面温度（温度に対応した電圧値）をＣＰＵ３０が取り込む。このステップ１００においてサーミスタ２７で検出値を読み込むと、ステップ１０１において、サーミスタ２７から取り込んだ定着ローラ表面温度が定着温度より低いか否かを判定する。すなわち、サーミスタ２７から取り込んだ定着ローラ表面温度が定着温度より低いか否かを判定してヒータランプの電源供給装置の制御を開始するか否かを判定する。複写機の立ち上げ時は、定着器が使用されていない状態であるため、定着器の定着ローラの表面温度は冷えており、イニシャル時では定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）より低く、サーミスタ２７の検出電圧は、図６（ａ）に示す如く、最大電圧値５Ｖを示す。もし、定着器の定着ローラの表面温度が、定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）より高い温度である場合は、定着ローラを加熱する必要がないので、ステップ１００に戻り、定着器の定着ローラの表面温度が、定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）以下に下がるまでヒータランプの電源供給装置の制御は開始しない。
【００２３】
ステップ１０１において、ヒータランプの電源供給装置の制御を開始すると判定すると、ステップ１０２において、図６（ｃ）に示す如くトライアックＴ１をオンする。このトライアックＴ１のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ａに示す如く、トライアックＴ１から抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４（図１ではＲｎとなっている）を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。トライアックＴ１をオンすると、ヒータランプ２３に、図６（ｂ）に示す如く、電流が流れ出し、このヒータランプ２３に供給される電流が電流検出回路２６によって検出される。このヒータランプ２３に供給される電流の検出は、電流検出回路２６においては、変流器２５に誘起される電圧信号を処理して常時出力しているので、常時行われているが、制御装置２２によって取り込むタイミングは、連続的でも、例えば、１ sec毎のように所定時間毎にサンプリングするのでもよい。ステップ１０２においてトライアックＴ１をオンすると、ステップ１０３において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。
【００２４】
このステップ１０３においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１０４において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値（本実施の形態では、３Ｖ）より低いか否かを判定する。このＲＯＭ３１に予め記憶してある基準電圧値は、ヒータランプ２３の温度が定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達したときに定量的に流れる電流値である。このヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００２５】
そこで、ステップ１０５において、図６（ｄ）に示す如くトライアックＴ２をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ１の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１０５において、図６（ｄ）に示す如くトライアックＴ２をオンすると、このトライアックＴ２のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｂに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。
【００２６】
一方、ステップ１０４においてヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６において、所定時間（例えば、３ sec）経過後、ステップ１０７において、ヒータランプ２３に供給される電流を電流検出回路２６によって検出する。この所定時間は、何らかの原因でヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定されることがあるので、その原因を除去する意味がある。
【００２７】
ステップ１０７においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１０８において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値（本実施の形態では、３Ｖ）より低いか否かを判定する。このステップ１０８において、ヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いと判定すると、ステップ１０５に進み、ヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１００に戻る。
【００２８】
ステップ１０５においてトライアックＴ２をオンすると、ステップ１０９において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１０９においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１１０において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このステップ１１０においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定するとステップ１０６に移る。
【００２９】
また、ステップ１１０においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いと判定すると、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３０】
そこで、ステップ１１１において、図６（ｅ）に示す如くトライアックＴ３をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ２の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンすると、このトライアックＴ４のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｃに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，トライアックＴ３，Ｒ３，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。このステップ１０４においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６に移る。
【００３１】
また、ステップ１１１において、トライアックＴ３をオンすると、ステップ１１２において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１１２においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、図５に図示のステップ１１３において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３２】
そこで、ステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ３の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンすると、このトライアックＴ４のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｄに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，トライアックＴ３，トライアックＴ４，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。このステップ１１３においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６に移る。
【００３３】
また、ステップ１１４において、トライアックＴ４をオンすると、ステップ１１５において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１１５においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１１６において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３４】
そこで、ステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ４の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンすると、このトライアックＴ５のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｅに示す如く、トライアックＴ１→トライアックＴ２→トライアックＴ３→トライアックＴ４→トライアックＴ５を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始め、基準電圧を少し過ぎたところで安定する。このステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンするとステップ１００に戻る。
【００３５】
ここで、電流検出回路２６によるヒータランプ２３に供給される電流の検出について図２，図７〜１２を用いて説明する。
まず、ヒータランプ２３に電流が流れると、接続線２４に取り付けた変流器２５に誘起された電圧は、コンデンサＣ１を介して安定した電圧波形として図２のＡ点において、図７に示す如き電圧が生じる。この電圧信号は、抵抗Ｒ10、可変抵抗器Ｒ20、抵抗Ｒ11、抵抗Ｒ12、オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ13、コンデンサＣ２によって構成される差動増幅器を通して約１００倍に増幅され、図２のＢ点で、図８に示す如き電圧波形となる。この図２のＢ点における図８に示す如き電圧信号は、コンデンサＣ３によって直流成分をカットし、図２のＣ点において、図９に示す如き電圧波形となる。この図２のＣ点における電圧信号は、ダイオードＤ２とコンデンサＣ４によって平滑され、図２のＤ点で、図１０に示す如き電圧波形となる。この図２のＤ点における電圧信号は、オペアンプＯＰ２によって出力インピーダンスを低くして、図２のＥ点で、図１１に示す如き電圧波形として制御装置２２に出力する。オペアンプＯＰ２によって出力インピーダンスを低くすることによって制御装置２２側のインピーダンスが変動しても、平滑された図２のＤ点の図１０に示す如き電圧信号の信号電圧に変動を与えないようにすることができる。
【００３６】
したがって、本実施の形態によれば、供給電源と定着器のヒータランプとの間に複数の抵抗を直列に接続すると共に、複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に抵抗を短絡させるスイッチング回路を接続し、ヒータランプに供給されている電流量を検出し、この供給電流量が基準電流値を下回る場合に、作動していないスイッチング回路のいずれかを作動して、順次抵抗間を短絡させることによって、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を段階的に上昇又は低下させるので、図１２に図示の如く、定着器のヒータランプには、最大１３Ａの電流しか流れないようにできるため、定着器のヒータランプへの電源投入時に、定着器のヒータランプに過大な突入電流が供給されるのを防止することができる。このため、プリンタ及び複写機内に使用されている定着器のヒータランプ点灯時の過大な突入電流による電圧変動を軽減でき、フリッカーの発生を防止することができる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を段階的に上昇又は低下させて、定着器のヒータランプへの電源投入時に、定着器のヒータランプに流れる過大な突入電流を軽減できるため、電源スイッチ及びリレー等の接点温度上昇を防ぎ、接点の溶着等がなくなり、定着器の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
本願請求項１に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できて周辺機器にフリッカーの発生を抑制することができ、ヒータランプに安定的に電流供給を行うことができる。
【００３９】
本願請求項２に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを確実に防止することができる。
【００４０】
本願請求項３に記載の発明によれば、ヒータランプに供給される電流を大きくできるので定着器の表面温度を一定に保持することができる。
【００４１】
本願請求項４に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、サンプリング毎にヒータランプに供給される電流を安定的に行うことができる。
【００４２】
本願請求項５に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに供給される電流を安定的に常時行うことができる。
【００４３】
本願請求項６に記載の発明によれば、外乱の影響を受けることなく確実にスイッチング回路を動作することができる。
【００４４】
本願請求項７に記載の発明によれば、定着器のヒータランプに供給される電流値を基準電流値で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法及び定着器のヒータランプの電源供給装置の実施の形態を示す全体回路構成図である。
【図２】図１に図示の電流検出回路の回路構成図である。
【図３】図１に図示の制御装置の回路構成図である。
【図４】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の制御フローチャートの一部を示す図である。
【図５】図４に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の制御フローチャートの続きを示す図である。
【図６】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の主要素子のタイムチャートを示す図である。
【図７】図２に図示の電流検出回路のＡ点における電圧波形図である。
【図８】図２に図示の電流検出回路のＢ点における電圧波形図である。
【図９】図２に図示の電流検出回路のＣ点における電圧波形図である。
【図１０】図２に図示の電流検出回路のＤ点における電圧波形図である。
【図１１】図２に図示の電流検出回路のＥ点における電圧波形図である。
【図１２】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置を用いた場合の定着器のヒータランプを点灯した時の電流波形図である。
【図１３】複写機の定着器の概略構成図である。
【図１４】複写機の定着器のヒータランプを点灯した時の従来の電流波形図である。
【符号の説明】
１……………………………………………………………定着器
２………………………………………………………定着ローラ
３………………………………………………………加圧ローラ
４……………………………………………………………転写材
５…………………………………………………………トナー像
６…………………………………………………………アルミ筒
７………………………………………………テフロントート層
８……………………………………………………ヒータランプ
９………………………………………………………サーミスタ
２０………………………………………………………商用電源
２１………………………………………………………ＤＣ電源
２２………………………………………………………制御装置
２３…………………………………………………ヒータランプ
２４…………………………………………………………接続線
２５…………………………………………………………変流器
２６…………………………………………………電流検出回路
２７……………………………………………………サーミスタ
Ｔ１〜Ｔｎ＋１……………………………………トライアック
Ｒ１〜Ｒｎ……………………………………………………抵抗
ＰＣ１〜ＰＣｎ＋１………………………………フォトカプラ
Ｔｒ１〜Ｔｒｎ＋１……………………ＰＮＰ形トランジスタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置の定着器のヒータランプに供給される電流を制御して周辺機器に対してフリッカーを発生させることのない定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置の定着器は、図１３に示す如き構成を有している。すなわち、定着器１は、定着ローラ２と加圧ローラ３とを有しており、現像された転写材４の上の転写されたトナー像５を永久画像として定着するものである。
定着ローラ２は、円筒状に構成されるアルミ筒６の外周にテフロントート層７が形成され、アルミ筒６の中心にヒータランプ８が設けられて構成されている。このヒータランプ８には、供給電源から定格電流が供給されるようになっている。９はサーミスタで、定着ローラ２の表面温度を検出している。
【０００３】
加圧ローラ３は、定着ローラ２の下方に配設され、筒状の芯金１０の外周にシリコンゴム１１を配設し、このシリコンゴム１１の上にフィルム１２を配設して構成されている。この加圧ローラ３は、トナー像５の形成された転写材４を定着ローラ２との間に挟み込んで転写材４を加圧し、定着ローラ２の加熱によって永久画像として定着している。Ｗはニップ幅である。
このような定着器１は、ヒータランプ８によって定着ローラ２を加熱し、転写材４の上に転写されたトナーを溶融固着することによって定着している。この定着ローラ２の表面温度を検出し、定着ローラ２の表面温度が一定になるようにヒータランプ８への供給電源をオンオフさせて制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヒータランプへの供給電源の投入時には、ヒータランプそのものの温度も低くなっている。このため、ヒータランプの抵抗値は小さく、ヒータランプに過大な電流が供給されることになる。いわゆる突入電流と称されるもので、定格２２０Ｖ、１６００Ｗのヒータランプの場合、図１４に示す如く、５０Ａ以上になる。図１４でピーク電流約５０Ａから時間（図１４の横軸）の経過と共に電流値が下がるのは、電流供給によってヒータランプの温度が上昇し、ヒータランプの抵抗値が大きくなるからである。この立ち上げ時の過大な突入電流は、電源電圧の急激な電圧降下を来し、周辺機器に対してフリッカーを発生させることになる。
特に、周囲温度が低い早朝時には、上記した通常の温度制御時に比べてヒーターランブの抵抗値は更に低く、その突入電流は約１００Ａとなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止し、周辺機器にフリッカーの発生をなくしてヒータランプに安定的に電流供給を行えるようにしようというものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、供給電源に定着器のヒータランプを接続し、該供給電源から該定着器のヒータランプへ電流を供給する方法において，前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を複数の抵抗器を用いて複数の抵抗値に切り換え可能に構成すると共に、前記定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、その後、前記定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を段階的に切り替えて、前記定着器のヒータランプに過大な突入電流が供給されるのを防止し、前記定着器のヒータランプに安定的に電流供給を行うようにしたものである。
このように構成することにより、本願請求項１に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できて周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに安定的に電流供給を行うことができる。
【０００７】
本願請求項２に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、最大抵抗値を、供給電源から供給される定格電流値から、電源投入時に定着器のヒータランプに供給される電流値を予め設定した定格電流値に制御する抵抗値としたものである。
このように構成することにより、本願請求項２に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを確実に防止することができる。
【０００８】
本願請求項３に記載の発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法は、定着器のヒータランプに供給される過大な突入電流を、周辺機器にフリッカーを発生させるような電圧降下をもたらす値に設定したものである。
このように構成することにより、本願請求項３に記載の発明によると、ヒータランプに供給される電流を大きくできるので定着器の表面温度を一定に保持することができる。
【０００９】
本願請求項４に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，前記ヒータランプに供給する電流量を検出する電流検出手段と，前記電流検出手段によって検出された電流値を一定時間毎にサンプリングし、該サンプリングした検出電流値と基準電流値とをサンプリング毎に比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次作動させる制御手段と，によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項４に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、サンプリング毎にヒータランプに供給される電流を安定的に行うことができる。
【００１０】
本願請求項５に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，前記ヒータランプに供給されている電流量を検出する電流検出手段と，前記電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次短絡させる制御手段と，によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項５に記載の発明によると、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに供給される電流を安定的に常時行うことができる。
【００１１】
本願請求項６に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続されるスイッチング回路を、制御手段からの指令信号によってオン・オフするフォトカプラによってスイッチングするトライアックで構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項６に記載の発明によると、外乱
（ノイズ）の影響を受けることなく確実にスイッチング回路を動作することができる。
【００１２】
本願請求項７に記載の発明に係る定着器のヒータランプの電源供給装置は、定着器のヒータランプに供給される電流値の検出を、電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較する差動増幅器によって構成したものである。
このように構成することにより、本願請求項７に記載の発明によると、定着器のヒータランプに供給される電流値を基準電流値で供給することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
図１には、本発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法、及び定着器のヒータランプの電源供給装置の実施の形態の一例が示されている。
図において、２０は商用電源で、この商用電源２０には、ＤＣ電源２１が接続されている。このＤＣ電源２１は、商用電源２０から供給されるＡＣ１００Ｖ〜２４０ＶをＤＣ２４Ｖ、ＤＣ５Ｖに変換するもので、ＤＣ電源２１からは、制御装置２２にＤＣ５Ｖの電源を供給している。
【００１４】
また、商用電源２０には、トライアックＴ１の一端が接続されている。このトライアックＴ１の他端とヒータランプ２３との間には、ｎ個の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・・・Ｒｎが直列に接続されており、この抵抗Ｒ１の両端には、トライアックＴ２が、抵抗Ｒ２の両端には、トライアックＴ３が、抵抗Ｒ３の両端には、トライアックＴ４が、・・・抵抗Ｒｎの両端には、トライアックＴｎ＋１がそれぞれ接続されている。このトライアックＴ１のオン・オフは、フォトカプラＰＣ１によって、トライアックＴ２のオン・オフは、フォトカプラＰＣ２によって、トライアックＴ３のオン・オフは、フォトカプラＰＣ３によって、トライアックＴ４のオン・オフは、フォトカプラＰＣ４によって、・・・・トライアックＴｎ＋１のオン・オフは、フォトカプラＰＣｎ＋１によってそれぞれ行うようになっている。このフォトカプラＰＣ１〜ＰＣｎ＋１は、発光ダイオードとフォトトランジスタとによって構成されており、電流の供給によって発光ダイオードが発光し、この発光ダイオードの発光によってフォトトランジスタを作動させてトライアックＴ１〜Ｔｎ＋１をオン・オフさせるようになっている。
【００１５】
そして、これらフォトカプラＰＣ１〜ＰＣｎ＋１は、制御装置２２からＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１のベースに印加される電圧（５Ｖ，０Ｖ）によってＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１をオン・オフして作動させている。このＰＮＰ形トランジスタＴｒ１〜Ｔｒｎ＋１によって、インバータが形成されている。
【００１６】
２３はヒータランプで、一端が抵抗Ｒｎに接続され、他端が商用電源２０に接続されている。ヒータランプ２３と商用電源２０との接続線２４に非接触型の変流器２５を介して電流検出回路２６が設けられている。この電流検出回路２６は、接続線２４に発生する磁界によってコイルで構成される変流器２５に誘起される電流の値から接続線２４に流れる電流値を検出するもので、具体的には、図２に示す如く構成されている。
【００１７】
すなわち、変流器２５の一端には、コンデンサＣ１を介して抵抗Ｒ10の一端が接続されており、この抵抗Ｒ10の他端には、可変抵抗器Ｒ20の一端が接続されている。この可変抵抗器Ｒ20の他端には、抵抗Ｒ11の一端と、抵抗Ｒ12の一端と、オペアンプＯＰ１の負入力端子が接続されている。この抵抗Ｒ11の他端にはＤＣ電源２１が接続されており、抵抗Ｒ11に（＋）２４Ｖの電圧が印加されている。また、抵抗Ｒ12の他端は接地されている。
【００１８】
このオペアンプＯＰ１は、ＤＣ電源２１から供給される（＋）２４Ｖの電圧で作動し、オペアンプＯＰ１の負入力端子と出力端子間には、抵抗Ｒ13とコンデンサＣ２の並列回路が接続されている。このオペアンプＯＰ１の正入力端子には、変流器２５の他端が接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子には、コンデンサＣ３を介してダイオードＤ１のカソードと、ダイオードＤ２のアノードが接続され、ダイオードＤ１のアノードは接地されており、ダイオードＤ２のカソードは、コンデンサＣ３を介して接地されている。また、ダイオードＤ２のカソードには、抵抗Ｒ14の一端とオペアンプＯＰ２の正入力端子が接続されており、抵抗Ｒ14の他端は接地されている。
【００１９】
このオペアンプＯＰ２は、ＤＣ電源２１から供給される（＋）２４Ｖの電圧で作動し、オペアンプＯＰ２の出力端子には、抵抗Ｒ15を介して電流検出回路２６の出力信号として出力され、この出力信号は、制御装置２２に入力されるようになっている。また、オペアンプＯＰ２の出力端子には、負入力端子が接続されて負帰還が掛けられており、同時にオペアンプＯＰ２の出力端子は、逆方向に接続されるツェナダイオードＺＤを介して接地されている。Ｃ５はコンデンサである。
【００２０】
このコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５と、抵抗Ｒ10，Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15と、可変抵抗器Ｒ20と、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、ツェナダイオードＺＤとによって電流検出回路２６が構成されている。
図１中、２７は、定着器１の定着ローラ２の表面温度を検出するサーミスタである。
【００２１】
制御装置２２は、図３に示す如き構成を有している。
すなわち、３０はＣＰＵで、定着器全般の制御を司っている。このＣＰＵ３０には、ＲＯＭ３１とＲＡＭ３２がバスライン３３によって接続されている。
次に、本実施の形態の動作について図４、図５に図示の動作フローチャート、図６に図示の動作タイムチャートを用いて説明する。
本実施の形態においては、トライアックＴ１の他端とヒータランプ２３との間に接続される抵抗を抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の４個接続、すなわち、トライアックＴ１〜Ｔ５の５個接続したものについて説明する。
【００２２】
まず、制御装置２２の電源を入れると、制御装置２２のＣＰＵ３０が立ち上がり、ＲＯＭ３１に格納された制御プログラムを読み出し、この制御プログラムに基づいて定着器のヒータランプの電源供給装置の制御を開始する。
ＣＰＵ３０が立ち上がると、ステップ１００において、サーミスタ２７で検出される定着器の定着ローラの表面温度（温度に対応した電圧値）をＣＰＵ３０が取り込む。このステップ１００においてサーミスタ２７で検出値を読み込むと、ステップ１０１において、サーミスタ２７から取り込んだ定着ローラ表面温度が定着温度より低いか否かを判定する。すなわち、サーミスタ２７から取り込んだ定着ローラ表面温度が定着温度より低いか否かを判定してヒータランプの電源供給装置の制御を開始するか否かを判定する。複写機の立ち上げ時は、定着器が使用されていない状態であるため、定着器の定着ローラの表面温度は冷えており、イニシャル時では定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）より低く、サーミスタ２７の検出電圧は、図６（ａ）に示す如く、最大電圧値５Ｖを示す。もし、定着器の定着ローラの表面温度が、定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）より高い温度である場合は、定着ローラを加熱する必要がないので、ステップ１００に戻り、定着器の定着ローラの表面温度が、定着温度（定着ローラ表面温度で１５０℃〜１８０℃）以下に下がるまでヒータランプの電源供給装置の制御は開始しない。
【００２３】
ステップ１０１において、ヒータランプの電源供給装置の制御を開始すると判定すると、ステップ１０２において、図６（ｃ）に示す如くトライアックＴ１をオンする。このトライアックＴ１のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ａに示す如く、トライアックＴ１から抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４（図１ではＲｎとなっている）を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。トライアックＴ１をオンすると、ヒータランプ２３に、図６（ｂ）に示す如く、電流が流れ出し、このヒータランプ２３に供給される電流が電流検出回路２６によって検出される。このヒータランプ２３に供給される電流の検出は、電流検出回路２６においては、変流器２５に誘起される電圧信号を処理して常時出力しているので、常時行われているが、制御装置２２によって取り込むタイミングは、連続的でも、例えば、１ sec毎のように所定時間毎にサンプリングするのでもよい。ステップ１０２においてトライアックＴ１をオンすると、ステップ１０３において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。
【００２４】
このステップ１０３においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１０４において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値（本実施の形態では、３Ｖ）より低いか否かを判定する。このＲＯＭ３１に予め記憶してある基準電圧値は、ヒータランプ２３の温度が定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達したときに定量的に流れる電流値である。このヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００２５】
そこで、ステップ１０５において、図６（ｄ）に示す如くトライアックＴ２をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ１の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１０５において、図６（ｄ）に示す如くトライアックＴ２をオンすると、このトライアックＴ２のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｂに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。
【００２６】
一方、ステップ１０４においてヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６において、所定時間（例えば、３ sec）経過後、ステップ１０７において、ヒータランプ２３に供給される電流を電流検出回路２６によって検出する。この所定時間は、何らかの原因でヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定されることがあるので、その原因を除去する意味がある。
【００２７】
ステップ１０７においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１０８において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値（本実施の形態では、３Ｖ）より低いか否かを判定する。このステップ１０８において、ヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いと判定すると、ステップ１０５に進み、ヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１００に戻る。
【００２８】
ステップ１０５においてトライアックＴ２をオンすると、ステップ１０９において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１０９においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１１０において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このステップ１１０においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定するとステップ１０６に移る。
【００２９】
また、ステップ１１０においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いと判定すると、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３０】
そこで、ステップ１１１において、図６（ｅ）に示す如くトライアックＴ３をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ２の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンすると、このトライアックＴ４のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｃに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，トライアックＴ３，Ｒ３，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。このステップ１０４においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６に移る。
【００３１】
また、ステップ１１１において、トライアックＴ３をオンすると、ステップ１１２において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１１２においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、図５に図示のステップ１１３において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値（検出電圧値）が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３２】
そこで、ステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ３の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１４において、図６（ｆ）に示す如くトライアックＴ４をオンすると、このトライアックＴ４のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｄに示す如く、トライアックＴ１からトライアックＴ２，トライアックＴ３，トライアックＴ４，Ｒ４を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始める。このステップ１１３においてヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より高いと判定すると、ステップ１０６に移る。
【００３３】
また、ステップ１１４において、トライアックＴ４をオンすると、ステップ１１５において、電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値を図６（ｂ）に示す如き電圧値の形で制御装置２２に取り込む。このステップ１１５においてヒータランプ２３に供給される電流値を検出すると、ステップ１１６において、この取り込んだ電流検出回路２６によって検出されるヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いか否かを判定する。このヒータランプ２３に供給される電流値が、予めＲＯＭ３１に記憶してある基準電圧値より低いということは、ヒータランプ２３に定格電流を供給しても、安定しないで、さらにヒータランプ２３の温度が上昇し、ヒータランプ２３の抵抗が上昇していることを示している。このことは、ヒータランプ２３の温度がまだ定着ローラの表面温度を定着温度にするに十分な温度に達していないことで、ヒータランプ２３には、さらに定格電流を供給してやる必要がある。
【００３４】
そこで、ステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンし、ヒータランプ２３に直列に接続されている抵抗Ｒ４の両端を短絡してヒータランプ２３の直列回路の抵抗値を小さくしてやる。このステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンすると、このトライアックＴ５のオンによって、商用電源２０から図１に図示矢印Ｅに示す如く、トライアックＴ１→トライアックＴ２→トライアックＴ３→トライアックＴ４→トライアックＴ５を通ってヒータランプ２３に電流が供給される。すると、ヒータランプ２３に流れる電流は、図６（ｂ）に示す如く再び上がり始め、基準電圧を少し過ぎたところで安定する。このステップ１１７において、図６（ｇ）に示す如くトライアックＴ５をオンするとステップ１００に戻る。
【００３５】
ここで、電流検出回路２６によるヒータランプ２３に供給される電流の検出について図２，図７〜１２を用いて説明する。
まず、ヒータランプ２３に電流が流れると、接続線２４に取り付けた変流器２５に誘起された電圧は、コンデンサＣ１を介して安定した電圧波形として図２のＡ点において、図７に示す如き電圧が生じる。この電圧信号は、抵抗Ｒ10、可変抵抗器Ｒ20、抵抗Ｒ11、抵抗Ｒ12、オペアンプＯＰ１、抵抗Ｒ13、コンデンサＣ２によって構成される差動増幅器を通して約１００倍に増幅され、図２のＢ点で、図８に示す如き電圧波形となる。この図２のＢ点における図８に示す如き電圧信号は、コンデンサＣ３によって直流成分をカットし、図２のＣ点において、図９に示す如き電圧波形となる。この図２のＣ点における電圧信号は、ダイオードＤ２とコンデンサＣ４によって平滑され、図２のＤ点で、図１０に示す如き電圧波形となる。この図２のＤ点における電圧信号は、オペアンプＯＰ２によって出力インピーダンスを低くして、図２のＥ点で、図１１に示す如き電圧波形として制御装置２２に出力する。オペアンプＯＰ２によって出力インピーダンスを低くすることによって制御装置２２側のインピーダンスが変動しても、平滑された図２のＤ点の図１０に示す如き電圧信号の信号電圧に変動を与えないようにすることができる。
【００３６】
したがって、本実施の形態によれば、供給電源と定着器のヒータランプとの間に複数の抵抗を直列に接続すると共に、複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に抵抗を短絡させるスイッチング回路を接続し、ヒータランプに供給されている電流量を検出し、この供給電流量が基準電流値を下回る場合に、作動していないスイッチング回路のいずれかを作動して、順次抵抗間を短絡させることによって、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を段階的に上昇又は低下させるので、図１２に図示の如く、定着器のヒータランプには、最大１３Ａの電流しか流れないようにできるため、定着器のヒータランプへの電源投入時に、定着器のヒータランプに過大な突入電流が供給されるのを防止することができる。このため、プリンタ及び複写機内に使用されている定着器のヒータランプ点灯時の過大な突入電流による電圧変動を軽減でき、フリッカーの発生を防止することができる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、供給電源と定着器のヒータランプの間の抵抗値を段階的に上昇又は低下させて、定着器のヒータランプへの電源投入時に、定着器のヒータランプに流れる過大な突入電流を軽減できるため、電源スイッチ及びリレー等の接点温度上昇を防ぎ、接点の溶着等がなくなり、定着器の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
【発明の効果】
本願請求項１に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できて周辺機器にフリッカーの発生を抑制することができ、ヒータランプに安定的に電流供給を行うことができる。
【００３９】
本願請求項２に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを確実に防止することができる。
【００４０】
本願請求項３に記載の発明によれば、ヒータランプに供給される電流を大きくできるので定着器の表面温度を一定に保持することができる。
【００４１】
本願請求項４に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、サンプリング毎にヒータランプに供給される電流を安定的に行うことができる。
【００４２】
本願請求項５に記載の発明によれば、定着器の電源投入時にヒータランプに過大な突入電流が流れるのを防止できるので、周辺機器にフリッカーの発生を抑制でき、ヒータランプに供給される電流を安定的に常時行うことができる。
【００４３】
本願請求項６に記載の発明によれば、外乱の影響を受けることなく確実にスイッチング回路を動作することができる。
【００４４】
本願請求項７に記載の発明によれば、定着器のヒータランプに供給される電流値を基準電流値で供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定着器のヒータランプへの電源供給方法及び定着器のヒータランプの電源供給装置の実施の形態を示す全体回路構成図である。
【図２】図１に図示の電流検出回路の回路構成図である。
【図３】図１に図示の制御装置の回路構成図である。
【図４】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の制御フローチャートの一部を示す図である。
【図５】図４に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の制御フローチャートの続きを示す図である。
【図６】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置の主要素子のタイムチャートを示す図である。
【図７】図２に図示の電流検出回路のＡ点における電圧波形図である。
【図８】図２に図示の電流検出回路のＢ点における電圧波形図である。
【図９】図２に図示の電流検出回路のＣ点における電圧波形図である。
【図１０】図２に図示の電流検出回路のＤ点における電圧波形図である。
【図１１】図２に図示の電流検出回路のＥ点における電圧波形図である。
【図１２】図１に図示の定着器のヒータランプの電源供給装置を用いた場合の定着器のヒータランプを点灯した時の電流波形図である。
【図１３】複写機の定着器の概略構成図である。
【図１４】複写機の定着器のヒータランプを点灯した時の従来の電流波形図である。
【符号の説明】
１……………………………………………………………定着器
２………………………………………………………定着ローラ
３………………………………………………………加圧ローラ
４……………………………………………………………転写材
５…………………………………………………………トナー像
６…………………………………………………………アルミ筒
７………………………………………………テフロントート層
８……………………………………………………ヒータランプ
９………………………………………………………サーミスタ
２０………………………………………………………商用電源
２１………………………………………………………ＤＣ電源
２２………………………………………………………制御装置
２３…………………………………………………ヒータランプ
２４…………………………………………………………接続線
２５…………………………………………………………変流器
２６…………………………………………………電流検出回路
２７……………………………………………………サーミスタ
Ｔ１〜Ｔｎ＋１……………………………………トライアック
Ｒ１〜Ｒｎ……………………………………………………抵抗
ＰＣ１〜ＰＣｎ＋１………………………………フォトカプラ
Ｔｒ１〜Ｔｒｎ＋１……………………ＰＮＰ形トランジスタ
Claims (7)
- 供給電源に定着器のヒータランプを接続し、該供給電源から該定着器のヒータランプへ電流を供給する方法において，
前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を複数の抵抗器を用いて複数の抵抗値に切り換え可能に構成すると共に、前記定着器のヒータランプへの電源投入時に最大抵抗値とし、その後、前記定着器のヒータランプに流れる電流量の変化に対応させて、前記供給電源と前記定着器のヒータランプとの間の抵抗値を段階的に切り替えて、前記定着器のヒータランプに過大な突入電流が供給されるのを防止し、前記定着器のヒータランプに安定的に電流供給を行うようにしたことを特徴とする定着器のヒータランプへの電源供給方法。 - 上記最大抵抗値は、前記供給電源から供給される定格電流値から、電源投入時に前記定着器のヒータランプに供給される電流値を予め設定した定格電流値とする抵抗値である請求項１記載の定着器のヒータランプへの電源供給方法。
- 上記定着器のヒータランプに供給される過大な突入電流は、周辺機器にフリッカーを発生させるような電圧降下をもたらす値である請求項１又は２に記載の定着器のヒータランプへの電源供給方法。
- 供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，
前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，
前記ヒータランプに供給する電流量を検出する電流検出手段と，
前記電流検出手段によって検出された電流値を一定時間毎にサンプリングし、該サンプリングした検出電流値と基準電流値とをサンプリング毎に比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次作動させる制御手段と，
によって構成してなる定着器のヒータランプの電源供給装置。 - 供給電源と定着器のヒータランプとの間に挿入される直列に接続された複数個の抵抗と，
前記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続され、該抵抗間を作動時に短絡させるスイッチング回路と，
前記ヒータランプに供給されている電流量を検出する電流検出手段と，
前記電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較し、前記電流検出手段によって検出された電流量が前記基準電流値を下回る毎に、前記スイッチング回路を順次短絡させる制御手段と，
によって構成してなる定着器のヒータランプの電源供給装置。 - 上記複数個の抵抗のそれぞれの抵抗の両端に接続されるスイッチング回路は、上記制御手段からの指令信号によってオン・オフするフォトカプラによってスイッチングするトライアックである請求項４又は５に記載の定着器のヒータランプの電源供給装置。
- 上記定着器のヒータランプに供給される電流値の検出は、前記電流検出手段によって検出された電流値と基準電流値とを比較する差動増幅器によって行うものである請求項４、５又は６に記載の定着器のヒータランプの電源供給装置。
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