JP4295534B2

JP4295534B2 - Image forming apparatus and charger

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Publication number: JP4295534B2
Application number: JP2003077909A
Authority: JP
Inventors: 訓之佐藤; 和人岸; 恵一菅井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP2004287006A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置および充電器に関し、詳細には、定着装置の定着部材を、補助電源を使用して加熱する複写機、デジタル複合機、プリンタ等の画像形成装置および充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真式の複写機、プリンタ、およびファクシミリ等の画像形成装置では、定着ローラおよび定着ベルト等の定着部材に加圧ローラ、加圧ベルト、加圧パッドなどの加圧部材を圧接し、転写紙などのシートが定着部材と加圧部材との間を通過する時に、シート上のトナーを加熱および加圧によりシートに定着させる加熱定着装置が用いられている。加熱定着装置で最も一般的なものが、定着ローラが内面から輻射ヒータで加熱されることで温度および圧力による定着に必要な伝熱とシートの搬送を兼ねる方式のものである。
【０００３】
かかる加熱定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、ウォームアップ時間が長いという不具合がある。そのため、待機時には定着ローラの予熱により定着ローラ表面温度を定着に必要な温度近辺に維持しておく必要があり、未使用時に定着ローラの予熱により多くのエネルギーを消費してしまう。
【０００４】
ここで、例えばウォームアップ時間が５秒〜１０秒程度以下であれば、定着ローラの予熱を無しとするか、従来装置に比べて極めて低温に定着ローラを予熱することで、ユーザがほとんど不便無く画像形成装置を使用できる。
【０００５】
また、定着部材の低熱容量化が試みられ、肉厚０．５ｍｍ以下などの定着ローラの使用により、立ち上がり時間の短縮が可能となっている。更なる立ち上がり時間の短縮には定着部材を加熱するヒータへより多くの電力を投入できればよいが、一般的な商用電源は１００Ｖ、１５Ａであり、この範囲で商用電源から画像形成装置のヒータ、紙搬送系、画像形成部、および制御部へ電力を供給する必要がある。
【０００６】
これ以上の電力は大型の画像形成装置では使用されているが、この大型の画像形成装置は商用電源から大きな電力を得るための電源工事が必要になったり、使用個所が限定される。
【０００７】
そこで、電気二重層キャパシタ等の大容量キャパシタを使用した充電可能な補助電源を用いて、商用電源の限界にとらわれずに急速な立ち上がりを狙った様々な定着装置が提案されている。しかしながら、キャパシタは、一度放電すると再び充電しなければ繰り返し使用することができない。
【０００８】
一方、画像形成装置は、立ち上がり動作、待機動作、およびコピー動作等の様々な動作状態があり、各々の動作状態、さらには同一動作状態においても、定着ヒータの点灯／消灯動作によって、画像形成装置が要する電力は異なってくる。また、画像形成装置には複数の周辺機が接続されることがあり、装着される周辺機の組み合わせによっても画像形成装置が要する電力は異なってくる。
【０００９】
さらに、画像形成装置の動作において、キャパシタの使用タイミングは何度も発生するため、キャパシタへの充電を何度も行う必要がある。しかしながら、商用電源の最大供給電力は限られているため、画像形成装置の動作状態や装着するオプション条件を考慮して、キャパシタへの充電動作が可能なタイミングを探さなくてはならない。
【００１０】
例えば、特許文献１では、ウォームアップ時間を短縮して、定着装置の連続通紙の中断を防止するために、電力の供給を受けることによって発熱するヒータと、このヒータに電力を供給するヒータ駆動手段とを有する定着装置用加熱装置であって、ヒータ駆動手段は充電可能な蓄電池と商用電源から給電されて蓄電池を充電する充電器とを備えており、ヒータは商用電源から電力の供給を受ける主ヒータと、蓄電池から電力の供給を受ける補助ヒータとを備えている構成において、商用電源から流入する電流を検知する検知手段を設け、商用電源から流入する電流が所定値を超えないように蓄電池の充電をオン／オフ制御する画像形成装置が開示されている。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１では、ヒータ駆動手段に蓄電池を用いているため、大きな電力の放電が困難であるという問題がある。また、特許文献１では、商用電源から流入する電流を検知する検知手段により、所定値を超えないように蓄電池の充電をオン／オフ制御するものであり、例えば蓄電池の充電に２Ａの電流が必要な場合、主ヒータならびにＤＣ電源に必要な電流が１３Ａ以下であれば蓄電池の充電が可能である。しかしながら、主ヒータならびにＤＣ電源に必要な電流が１４Ａであった場合は１Ａの余裕があるが、蓄電池を充電したら１６Ａとなり、商用電源の定格値である１５Ａを超えてしまう。したがって、この場合は蓄電池を充電することができない。
【００１２】
また、特許文献２では、省電力効果を高めるとともに大電力を供給する際の突入電流や急激な電流変化によるノイズを低減し、かつ立ち上がり時間を短縮し、温度が上がりすぎることを防止するために、加熱部に主発熱体と補助発熱体を設け、主発熱体には主電源装置から電力を供給し、補助発熱体にはコンデンサを有する補助電源装置から電力を供給する構成において、主電源装置から供給される電力で補助電源装置を充電する充電器を備えており、補助電源装置のコンデンサの充電と補助発熱体への電力供給との切り替えを行い、補助発熱体に供給する電力量を調整する画像形成装置が開示されている。
【００１３】
しかしながら、特許文献２では、補助電源装置を充電状態と補助発熱体への電力供給状態に切り替え、補助発熱体に供給する電力量を調整するものであり、いずれか２つの状態しか存在しないため、補助電源装置の充電は必ず補助発熱体への電力供給を遮断しているときに行なわなければならないため、効率的な充電を行うことができないという問題がある。
【００１４】
一般的に定着ヒータは抵抗体であり、定着ヒータ自体の温度が低いときには抵抗値が下がり、定着ヒータが発熱するにつれて抵抗値も増加して一定になるという特性がある。すなわち、しばらく消灯状態にあった定着ヒータを点灯した場合、抵抗値が下がった分だけ突入電流が流れることになる。消灯状態の時間が短ければ抵抗値の降下も少なく、突入電流も少なくなる。
【００１５】
また、画像形成装置の動作状態や装着するオプション条件によって主電源装置のＤＣ負荷が異なるため、主電源装置に必要な電流も変動する。一方、補助電源装置の充電に用いる電流と主発熱体の点灯に必要な電流と主電源装置のＤＣ出力に必要な電流の総和、すなわち画像形成装置の主電源装置に流入する電流が、商用電源の定格値である１５Ａを超えないようにする必要がある。補助電源装置の充電に用いることができる電流の許容値は、画像形成装置の動作状態、装着するオプション条件、および主発熱体が消灯状態にあった時間等によって変動することとなり、逆にいかなる場合でも画像形成装置の主電源装置に流入する電流が商用電源の定格値である１５Ａを超えないような条件が成立する。したがって、補助電源装置の充電を効率よく短時間で行うためには制限がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開２０００−０９８７９９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８４５５４号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、定着装置の補助電源として使用されるキャパシタを効率良く短時間で充電することが可能な画像形成装置および充電器を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１にかかる発明は、キャパシタを使用した充電可能な補助電源を用いて、商用電源の限界にとらわれずに急速に立ち上げる定着装置を備えた画像形成装置において、所定の電流目標値を基準として出力電流が一定になるように出力を調整しつつ、前記補助電源を充電する充電手段と、前記商用電源から流入する電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、前記電流目標値を該装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定して、前記充電手段による前記補助電源の充電を制御する充電制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記発明によれば、商用電源から流入する電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、出力電流が一定になるように出力調整に用いられる充電手段における電流目標値を、該装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定して、補助電源として使用されるキャパシタの充電を制御する。
【００２０】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電制御手段は、前記検出手段で検出された電流値と前記入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定する、ことを特徴とする。
【００２１】
上記発明によれば、充電電流制御手段は、検出手段で検出された電流値と入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定する。
【００２２】
また、請求項３にかかる発明は、商用電源を補助するものであって、キャパシタを使用した補助電源を充電する充電器において、所定の電流目標値を基準として出力電流が一定になるように出力を調整する手段と、前記商用電源から流入する電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、前記電流目標値を前記補助電源を備える装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
上記発明によれば、商用電源から流入する電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、出力電流が一定になるように出力調整に用いられる充電手段における電流目標値を、補助電源を備える装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定して、補助電源として使用されるキャパシタの充電を制御する。
【００２４】
また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の発明において、前記再設定する手段は、前記商用電源から流入する電流値と前記入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定する、ことを特徴とする。
上記発明によれば、再設定する手段は、商用電源から流入する電流値と入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して、本発明にかかる画像形成装置の好適な実施の形態を、（実施の形態１）、（実施の形態２）の順に詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
実施の形態１にかかる画像形成装置を図１〜図８を参照して説明する。
【００２７】
［画像形成装置の全体構成］
図１は、本発明が適用される画像形成装置の概略のメカ構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１は、デジタル複合機からなり、複写機能と、プリンタ機能、およびファクシミリ機能等を有している。操作部（不図示）のアプリケーション切り替えキーにより、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能となっており、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【００２８】
画像形成装置１は、図１に示すように、原稿を原稿読取位置まで自動搬送する自動原稿送り装置（以下、「ＡＤＦ」と称する）１０と、原稿読取位置に搬送された原稿の画像情報を光学的に読み取る画像読み取り装置２０と、読み取った原稿の画像情報をプリンタユニット４０に書き込む書き込みユニット３０と、書込ユニット３０で書き込まれた原稿の画像情報のトナー像を形成して転写紙等の被転写材に転写して排出するプリンタユニット４０とを備えている。
【００２９】
図１を参照して、画像形成装置の各モードの動作を説明する。まず、複写モードの動作を説明する。複写モードでは、ＡＤＦ１０においては、原稿台１０２に原稿がその画像面を上にして置かれてなる原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給送ローラ１０３および給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０は、一枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス１０５上の原稿は、画像入力手段としての画像読み取り装置２０によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。
【００３０】
原稿セット検知器１０９にて、原稿台１０２上に次の原稿が有ることが検知された場合には、同様に原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３および給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス１０５上の原稿は、画像読み取り装置２０によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４、および排送ローラ１０７は搬送モータ（不図示）によって駆動される。
【００３１】
給紙手段としての第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１、および第３給紙装置１１２は、選択された時に各々第１トレイ１１３、第２トレイ１１４、および第３トレイ１１５に積載された被転写材としての転写紙からなる用紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって像担持体としての感光体１１７に当接する位置まで搬送される。感光体１１７は、例えば感光体ドラムが用いられており、メインモータ（不図示）により回転駆動される。
【００３２】
画像読み取り装置２０にて読み込まれた原稿の画像情報は、図示しない画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット３０によって光情報に変換され、感光体ドラム１１７は、帯電器（不図示）により一様に帯電された後に書き込みユニット３０からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム１１７上の静電潜像は現像装置１１９により現像されてトナー像となる。
【００３３】
搬送ベルト１２０は、用紙搬送手段および転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１６から搬送される転写紙を感光体ドラム１１７と等速で搬送しながら感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写させる。この転写紙は、定着装置１２１によりトナー像が定着され、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。感光体ドラム１１７はトナー像転写後にクリーニング装置（不図示）によりクリーニングされる。上記した、感光体ドラム１１７、帯電器（不図示）、書き込みユニット３０、現像装置１１９、および転写手段は、画像情報により画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。
【００３４】
以上の動作は通常のモードで用紙の片面に画像を複写する時の動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、各給紙トレイ１１３〜１１５のいずれかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３側ではなく両面入紙搬送路１２４側に切り替えられ、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット１２６へ搬送される。
【００３５】
この両面搬送ユニット１２６へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット１２６により縦搬送ユニット１１６へ搬送され、縦搬送ユニット１１６により感光体ドラム１１７に当接する位置まで搬送された後、感光体ドラム１１７上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置１２１でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００３６】
また、転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニット１２６に搬送されずに反転排紙搬送路１２７を経て排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００３７】
つぎに、プリントモードおよびファクシミリモードについて説明する。プリントモードでは、上記画像処理手段からの画像情報の代りに外部からの画像情報が書き込みユニット３０に入力されて上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、上記画像読み取り手段からの画像情報が図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像情報がファクシミリ送受信部で受信されて上記画像処理手段からの画像情報の代りに書き込みユニット３０に入力されることにより、上述の画像形成手段により転写紙上に画像が形成される。
【００３８】
［定着装置の構成］
図２は、図１の定着装置１２１の内部構成を示す図である。図２に示す定着装置１２１は、定着部材である定着ローラ１５１と、定着ローラ１５１を加圧する加圧部材である加圧ローラ１５２と、定着ローラ１５１の内部に配置され、定着ローラ１５１を内側から加熱する、主発熱体であるＡＣ定着ヒータＨＴ２および補助発熱体である定着ヒータＨＴ１と、定着ローラ１５１の表面に当接され、定着ローラ１５１の表面温度（定着温度）を検知する温度検出手段であるサーミスタＴＨ１１とを備えている。
【００３９】
定着ローラ１５１は、シリコンゴム等の弾性部材からなり、転写紙に転写されたトナー像の熱定着を行う。加圧ローラ１５２は、シリコンゴム等の弾性部材からなり、図示しない加圧手段により一定の加圧力で定着ローラ１５１に押し当てられている。定着ヒータＨＴ１、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、一般にハロゲンヒータが用いられるが、その他の抵抗体を使用することにしても良い。ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、ＡＣヒータ駆動回路（図３参照）からＡＣ電圧が供給されて発熱（点灯）し、定着ヒータＨＴ１は、補助電源であるキャパシタ（図３参照）から電圧が供給されて発熱（点灯）する。
【００４０】
上記構成の定着装置においては、定着ローラ１５１および加圧ローラ１５２は不図示の駆動機構により回転駆動され、トナーＴonerを担持した転写紙等のシートＰは、定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２による加熱および加圧でトナーＴonerがシートＰに定着されるようになっている。
【００４１】
なお、ここでは、定着部材と加圧部材は、図２に示すように、一般的にローラであることが多いが、ローラに限られず、いずれか一方または両方に無端ベルトなどを使用することにしても良い。また、定着ヒータＨＴ１，ＡＣ定着ヒータＨＴ２を、定着ローラ１５１の内部に配する構成としたが、定着ローラ１５１を加熱可能な位置であれば如何なる位置に配置することにしても良い。
【００４２】
［定着装置の電源回路］
図３は、定着装置の電源回路の構成を示す図である。図３に示す定着装置の電源回路２００は、ＡＣ電源の供給のＯＮ／ＯＦＦを行う主電源ＳＷ２０１と、電源回路２００の各部を制御する制御部２０２と、キャパシタＣＰを充電するためのキャパシタ充電器２０３と、画像形成装置のＤＣ電源を生成するＤＣ電源生成回路２０４と、ＡＣ定着ヒータＨＴ２にＡＣ電力を供給するＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＡＣ電源から入力される入力電流を検出する入力電流検出回路２０６と、インターロックスイッチ２０７と、キャパシタＣＰ１の放電を行って、定着ヒータＨＴ１にＤＣ電力を供給するキャパシタ充放電回路２０８と、定着ヒータＨＴ１の補助電源であるキャパシタＣＰ１とを備えている。
【００４３】
ＡＣ電源は、主電源ＳＷ２０１および入力電流検出回路２０６を介して、ＡＣヒータ駆動回路２０５と、ＤＣ電源生成回路２０４と、およびキャパシタ充電器２０３にＡＣ電力を供給する。
【００４４】
制御部２０２は、電源回路２００の各部を制御するものであり、キャパシタ充電器２０３、ＡＣヒータ駆動回路２０５、およびキャパシタ充放電回路２０８の動作を制御する。具体的には、制御部２０２は、キャパシタ充電信号Ｓ１によりキャパシタ充電器２０３によるキャパシタＣＰ１の充電動作を制御する。また、制御部２０２は、キャパシタ充放電回路２０８に、制御信号Ｓ３、Ｓ４を送出して、キャパシタ充放電回路２０８による定着ヒータＨＴ１のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。また、制御部２０２は、制御信号Ｓ８、Ｓ９をＡＣヒータ駆動回路２０５に送出して、ＡＣヒータ駆動回路２０５による定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。
【００４５】
入力電流検出回路２０６は、主電源ＳＷ２０１と、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、およびキャパシタ充電器２０３間に設けられており、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源の入力電流を検出して、検出した検出電流値Ｓ７を制御部２０２に出力する。この入力電流は、ＡＣヒータ駆動回路２０５、ＤＣ電源生成回路２０４、キャパシタ充電器２０３、および画像形成装置の動作状態に応じて変動する。
【００４６】
ＤＣ電源生成回路２０４は、主電源ＳＷ２０１を介して入力されるＡＣ電源に基づいて、画像形成装置内部で主に制御系で使用される電源Ｖｃｃと、主に駆動系、中高圧電源に使用される電源Ｖａａを生成して、各部に出力する。
【００４７】
インターロックスイッチ２０７は、図示しない画像形成装置のカバー類と連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチであり、画像形成装置のカバー類が開成されることにより触れることができる駆動部材、中高圧電源印加部材を有する場合には、カバー開時に該駆動部材の動作を停止または該印加部材への電圧印加を停止するよう電源を遮断する構成となっている。インターロックスイッチ２０７には、ＤＣ電源生成回路２０４で生成された電源Ｖａａの一部が入力され、このインターロックスイッチ２０７を介して、キャパシタ充放電回路２０８およびＡＣヒータ駆動回路２０５に入力される。
【００４８】
ＡＣヒータ駆動回路２０５は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ８、Ｓ９に応じて、定着ヒータＨＴ１のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００４９】
キャパシタ充電器２０３は、キャパシタＣＰ１と接続されており、制御部２０２から入力されるキャパシタ充電信号Ｓ１に基づいて、キャパシタＣＰ１の充電を行う。
【００５０】
キャパシタＣＰ１は、電気二重層コンデンサ等の大容量のキャパシタからなる。キャパシタＣＰ１は、キャパシタ充電器２０３およびキャパシタ放電回路２０８に接続されており、キャパシタ充電器２０３で充電が行われ、その充電された電力は、キャパシタ充放電回路２０８のＯＮ／ＯＦＦ制御により定着ヒータＨＴ１に供給される。
【００５１】
キャパシタ充放電回路２０８は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ３、Ｓ４に応じて、キャパシタＣＰ１に蓄積された電力を放電させて、ＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００５２】
上記サーミスタＴＨ１１は、定着ローラ１５１の近傍に設けられており、定着ローラ１５１の表面温度に応じた検出信号Ｓ６を制御部２０２に出力する。サーミスタＴＨ１１は、その抵抗値が温度により変化するため、制御部２０２は、その抵抗値の温度変化を利用して、検出信号Ｓ６から定着ローラ１５１の表面温度を検出する。
【００５３】
［ＡＣヒータ駆動回路］
図４は、図３のＡＣヒータ駆動回路２０５の構成を示す図である。ＡＣヒータ駆動回路２０５は、入力されるＡＣ電源のノイズを除去するフィルタＦＩＬ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ２に応じて、ＯＮ／ＯＦＦされる安全保護用の定着リレーＲＬ２１と、定着リレーＲＬ２１の逆起防止用のダイオードＤ２１と、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ９に基づいて、定着ヒータＨＴ１をＯＮ／ＯＦＦさせるヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０と、から構成されている。
【００５４】
ＡＣ電源は、フィルタＦＩＬ２１および安全保護用の定着リレーＲＬ２１を介して、定着ヒータＨＴ２の一端側に接続されている。定着ヒータＨＴ２の他端側は、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０に接続されている。
【００５５】
ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０は、ＡＣ電源をＯＮ／ＯＦＦするためのトライアックＴＲ２１と、トライアックＴＲＩ２１のゲートをＯＮし、また、制御部２０２からの制御信号Ｓ８を絶縁するためのフォトカプラＰＣ２１と、フォトカプラＰＣ２１の発光側ＬＥＤを駆動するためのトランジスタＴＲ２１と、コンデンサＣ２１および抵抗Ｒ２１からなるノイズ吸収用スナバ回路と、ノイズ吸収用のインダクタＬ２１と、続流防止抵抗である抵抗Ｒ２２と、フォトカプラＰＣ２１の電流制限抵抗である抵抗Ｒ２３、Ｒ２４とで構成されている。
【００５６】
上記構成のＡＣヒータ駆動回路２０５においては、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、安全保護用の定着リレーＲＬ２１とトランジスタＴＲ２１のゲートの両方がＯＮされた状態で電力が供給されて点灯する。
【００５７】
制御部２０２は、安全保護用定着リレーＲＬ２１に供給する制御信号Ｓ９をＯＮした状態で、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０のトランジスタＴＲ２１のゲートに供給する制御信号Ｓ８をＯＮ／ＯＦＦして、ＡＣ定着ヒータＨＴ２の点灯／消灯を制御する。
【００５８】
［キャパタ充放電回路の構成］
図５は、図３のキャパタ充放電回路２０８の構成を示す図である。キャパタ充放電回路２０８は、図５に示すように、充放電用スイッチ２３１と、安全保護用の定着リレーＲＬ１１と、定着リレーＲＬ１１の逆起防止用のダイオードＤ１１と、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出する両端電圧検出回路２３２と、を備えている。
【００５９】
図５に示すように、キャパシタＣＰ１の両端には、充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１が接続されている。充放電用スイッチ２３１は、制御部２０２から入力される制御信号Ｓ３によりＯＮ／ＯＦＦされる。同様に、定着リレーＲＬ１１は、制御部２０２から入力される定着リレーＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓ４によりＯＮ／ＯＦＦされる。
【００６０】
充放電用スイッチ２３１と安全保護用の定着リレーＲＬ１１の両者がＯＮされると、定着ヒータＨＴ１には、キャパシタＣＰ１に蓄積された電荷が放電して、電力が供給される。
【００６１】
両端電圧検出回路２３２は、キャパシタＣＰ１の両端電圧を検出して、その電圧信号Ｓ５を制御部２０２に出力する。制御部２０２は、この電圧信号Ｓ５を常時監視して、キャパシタＣＰ１の充電状態を監視する。
【００６２】
［制御部の構成］
図６は、図３の制御部２０２の概略構成を示す図である。制御部２０２は、ＣＰＵ２４１、メモリ２４２等から構成されている。
【００６３】
ＣＰＵ２４１は、画像形成装置や電源回路を制御するためのプログラムやデータを格納するためのメモリ２４２と接続されており、メモリ２４２に格納されたプログラムに基づいて、画像形成装置や電源回路２００の制御を行う。
【００６４】
ＣＰＵ２４１には、キャパシタ充放電回路２０８の両端電圧検出回路２３２で検出されたキャパシタＣＰ１の両端電圧を表す電圧信号（アナログ信号）Ｓ５、定着ローラ１５１の表面温度を検出するためのサーミスタＴＨ１１と抵抗Ｒ４１の抵抗値によって分圧された検出信号（アナログ信号）Ｓ６、および入力電流検出回路２０６で画像形成装置の入力電流を検出した検出電流値（アナログ信号）Ｓ７等が入力される。
【００６５】
また、ＣＰＵ２４１は、ＩＯポートを介して、キャパシタＣＰ１の充電をＯＮ／ＯＦＦさせるキャパシタ充電信号Ｓ１、充放電用スイッチ２３１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ３、安全保護用の定着リレーＲＬ１１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ４、ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路２２０をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ８、および安全保護用の定着リレーＲ２１をＯＮ／ＯＦＦさせる制御信号Ｓ９等を出力する。
【００６６】
［キャパシタの充電制御］
図７は、画像形成装置の電力消費状態とキャパシタＣＰの充電の可／否を説明するための説明図である。同図において、横軸はキャパシタの充電の可／否、縦軸は各モードにおける消費電力を示している。図７を参照して、画像形成装置のフルシステム、フル稼動の条件での消費電力をコピー動作に沿って説明する。
【００６７】
図７において、期間ｔ１は画像形成装置の立ち上げ期間、期間ｔ２は画像形成装置の待機期間、期間ｔ３はコピー動作期間、期間ｔ４は画像形成装置の待機期間、期間ｔ５は低電力モードの期間、期間ｔ６は省エネモードの期間を示している。
【００６８】
期間ｔ１は、定着ローラ１５１の表面の温度を所定の温度に立上げ、システム内の準備を完了し、コピー可能状態にするための立上げ期間（１３００Ｗ）である。通常、ＡＣ電源から発熱部材であるＡＣ定着ヒータＨＴ２に電源を供給し、定着ローラ１５１を過熱する。この期間ｔ１では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２はフルデューティで点灯しているが、コピー動作は行っていないため、画像形成装置の消費電力は、１３００Ｗとなっており、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）以下となっている。しかし、最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して２００Ｗしか余裕が無く、キャパシタＣＰ１を充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たさないため、期間ｔ１では、キャパシタＣＰ１の充電を行うことができない。
【００６９】
定着ローラ１５１の近傍に設けられたサーミスタＴＨ１１により、定着ローラ１５１の表面温度を検出し、表面温度がコピー動作可能な温度になるとＡＣ定着ヒータＨＴ２への電源供給を停止して、コピー待機状態（ｔ２期間）に移行する。
【００７０】
期間ｔ２では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２は、定着ローラ１５１の表面温度を監視しながら目標温度Ｔｔ以下になるとＯＮし、目標温度Ｔｔに達するとＯＦＦすることを繰り返す。この時、画像形成装置の消費電力は１０００Ｗとなり、最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して５００Ｗの余裕があるので、キャパシタを充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たすので充電が可能である。期間ｔ４も同様である。
【００７１】
期間ｔ３（１５００Ｗ）のコピー動作中は、ＤＣ電源側の負荷電流の増加に伴って、ＤＣ電源生成回路２０４の負荷電流が増加し、装置全体の消費電力も増加して、最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に近づく可能性がある。装置仕様上、この最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）を超えることはできない。このため、期間ｔ３では、キャパシタＣＰを充電できるだけの余分な電力が無いため、キャパシタＣＰ１を充電することはできない。
【００７２】
期間ｔ４は、コピー動作終了後の待機期間であり、期間ｔ２と同様に、消費電力は１０００Ｗとなり、最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して５００Ｗの余裕があるので、キャパシタＣＰ１を充電する電力条件（２５０Ｗ）を満たすので充電可能である。
【００７３】
期間ｔ５は、一定時間（期間ｔ４）の待機状態の経過後に移行される低電力モードの期間である。この低電力モード（４００Ｗ）では、定着ローラ１５１の表面温度をコピー動作可能温度より低い温度で制御し、消費電力を抑えた状態である。ユーザーがコピーを使用する時、目標温度Ｔｔより低めの温度で定着ローラ１５１が制御されているため、期間ｔ１の立上げ期間より早くコピー可能な状態にできる。この期間ｔ５では、画像形成装置の消費電力は、４００Ｗとなるので、最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に対して、１１００Ｗの余裕があり、キャパシタを充電する電力条件（２５０Ｗ）を十分に満足できる。
【００７４】
期間ｔ６は、コピーがユーザー操作に対応するためのぎりぎりの制御部分のみ活かし、その他の負荷への電力供給を遮断している省エネモード（５０Ｗ）の期間である。省エネモードでは、ＡＣ定着ヒータＨＴ２および他の動作不要な負荷に電力供給を行わない。この期間ｔ６では、画像形成装置の消費電力は５０Ｗであり、最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に対して、１４５０Ｗの余裕があるため、キャパシタを充電する電力条件（２５０Ｗ）を十分に満足できる。
【００７５】
以上より、期間ｔ１と期間ｔ３では、画像形成装置の消費電力は、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）を超えられないため、機器が使用している電力に対する余剰分がキャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）を満足することができない。
【００７６】
期間ｔ１は、画像形成装置の立ち上がり動作であり、期間ｔ１の時間短縮のために定着ローラ１５１の部材の低熱容量化が試みられている。さらに、短時間で終了させるために、ＡＣ用定着ヒータＨＴ２とキャパシタＣＰ１から電力が供給される定着ヒータＨＴ１をフルデューティで点灯させている。したがって、期間ｔ１ではキャパシタＣＰ１は放電状態にあり、この点からもキャパシタＣＰ１を充電することはできない。
【００７７】
期間ｔ３は、コピー動作であり、その最大使用電力は最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に近づく可能性がある。ただし、コピー動作中のＤＣ電源生成回路２０４の負荷電流は、待機状態に対して増加するが常に一定ではなく、１枚のコピー出力においても機器を構成する様々な電動機（モータ、クラッチ、ソレノイド）の動作タイミングにより変動している。また、連続コピーにおいては、定着装置に転写紙が通るたびに定着装置１２１の熱が紙に奪われてしまう。サーミスタＴＨ１１で定着ローラ１５１の表面温度を検出して目標温度Ｔｔより低くなれば、ＡＣ定着ヒータＨＴ２を点灯させる。定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔに到達すれば、ＡＣ定着ヒータＨＴ２を消灯させる。つまり、ＡＣ定着ヒータＨＴ２が頻繁にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことになり、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への電力供給を行っているＡＣヒータ駆動回路２０５の入力電流は変動する。
【００７８】
ここで、ＤＣ電源生成回路２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５における電力総和の最大値は、定格の最大消費電力Ｐｍａｘ（１５００Ｗ）に近づく可能性があるが、その最小値条件では機器が使用している電力に対する余剰分が、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）を十分に満足することができる。
【００７９】
制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７に応じて、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件を満足できるかどうかを判断して、キャパシタ充電器２１０を制御する。これにより、コピー動作においてもＤＣ電源生成回路２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５における電力の総和に対する余剰分が、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件を十分に満足することができるタイミングで、キャパシタＣＰ１を充電することが可能となる。
【００８０】
すなわち、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７に応じて、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）を満足できる場合に、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＮして、キャパシタ充電器２０３によりキャパシタＣＰ１を充電させる。
【００８１】
コピー動作においてキャパシタＣＰ１を充電していたときに、機器を構成する構成する様々な電動機（モータ、クラッチ、ソレノイド）の動作により、ＤＣ電源生成回路２０４の負荷電流が増加する場合がある。
【００８２】
また、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔより低くなればＡＣ定着ヒータＨＴ２を点灯させるため、ＡＣヒータ駆動回路２０５の入力電流が増加する場合がある。これにより、ＤＣ電源生成回路２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５の電力の総和が、最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に近づいてしまう。
【００８３】
制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７に対する余剰分が、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）を十分に満足できない場合は、直ちに、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＦＦして、キャパシタＣＰ１の充電を停止する。
【００８４】
図８は、制御部２０２のキャパシタＣＰ１の充放電制御を説明するためのフローチャートを示している。図８を参照して、制御部２０２のキャパシタＣＰ１の充放電制御を説明する。
【００８５】
図８において、まず、制御部２０２は、制御信号Ｓ９とＳ４をＯＮとして、ＡＣヒータ駆動回路２０５の安全保護用の定着リレーＲＬ２１と、キャパシタ充放電回路２０５の安全保護用の定着リレーＲＬ１１をＯＮして、安全装置を解除して、ＡＣ定着ヒータＨＴ２と、キャパシタＣＰ１より電力を供給する定着ヒータＨＴ１を点灯可能な状態にする（ステップＳ１１）。
【００８６】
制御部２０２は、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７をモニターしながら（ステップＳ１２）、立ち上げ、待機、およびコピー等の所定の機器動作を実行する（ステップＳ１３）。
【００８７】
制御部２０２は、常時、様々な機器動作中において、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値以下であるか否かを監視しており、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値（入力許容電流値）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。ここで、所定の電流値は、その後にキャパシタＣＰ１の充電を開始しても最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）を超えない値である。
【００８８】
この判断の結果、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値以下でない場合には（ステップＳ１４）、キャパシタ充電信号Ｓ１がＯＮされている場合には、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＦＦとして、キャパシタＣＰ１の充電を停止して（ステップＳ２０）、ステップＳ１２に戻る。キャパシタ充電信号Ｓ１がＯＦＦであった場合には、ステップＳ２０の処理は無視される。
【００８９】
他方、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値以下である場合には（ステップＳ１４の「Ｙ」）、両端電圧検出回路２３２から入力される電圧信号Ｓ５に基づいて、キャパシタＣＰ１がフル充電されているか否かを判断する（ステップＳ１５）。この判断の結果、制御部２０２は、キャパシタＣＰ１がフル充電されていない場合には（ステップＳ１５の「Ｎ」）、ステップＳ１６に移行する一方、キャパシタＣＰ１がフル充電されている場合には（ステップＳ１５の「Ｙ」）、キャパシタ充電信号Ｓ１がＯＮされている場合には、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＦＦとして、キャパシタＣＰ１の充電を停止して（ステップＳ１８）、ステップＳ１６に移行する。キャパシタ充電信号Ｓ１がＯＦＦであった場合には、ステップＳ１８の処理は無視される。
【００９０】
ステップＳ１６では、制御部２０２は、両端電圧検出回路２３２から入力される電圧信号Ｓ５に基づいて、キャパシタＣＰ１の両端電圧が所定の値以下であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。この判断の結果、制御部２０２は、キャパシタＣＰ１の両端電圧が所定の値以下でない場合には（ステップＳ１６の「Ｎ」）、定着ヒータＨＴ１の点灯要求があるか否かを判断し（ステップＳ１９）、定着ヒータＨＴ１の点灯要求がある場合には（ステップＳ１９の「Ｎ」）、キャパシタＣＰ１の放電処理に移行する一方、定着ヒータＨＴ１の点灯要求がない場合には（ステップＳ１９の「Ｙ」）、ステップＳ１２に戻る。
【００９１】
他方、制御部２０２は、キャパシタＣＰ１の両端電圧が所定の値以下である場合には（ステップＳ１６の「Ｙ」）、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＮして、キャパシタ充電器２０３からキャパシタＣＰ１への出力をＯＮする（ステップＳ１７）。
【００９２】
ここで、キャパシタＣＰ１の充電開始後の処理を詳細に説明する。キャパシタＣＰ１の充電を開始すると、キャパシタＣＰ１の両端電圧が徐々に上昇していき、所定の値を超えるまでは、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｙ」→ステップＳ１７→ステップＳ１２のループを繰り返す。この場合、ステップＳ１７の処理は既に実行済みであるので、この処理は無視される。
【００９３】
キャパシタＣＰ１の両端電圧が所定の値を超えると（ステップＳ１６の「Ｎ」）、キャパシタＣＰ１は放電可能状態になる。定着ヒータＨＴ１を点灯する必要がなければ（ステップＳ１９の「Ｙ」）、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ１２）のループを繰り返す。
【００９４】
更に、キャパシタＣＰ１の両端電圧が上昇していき、キャパシタＣＰ１がフル充電状態になると（ステップＳ１５の「Ｙ」）、制御部２０２は、キャパシタ（ＣＰ１）の両端電圧検出回路２３２により検出される電圧信号Ｓ５によってキャパシタＣＰ１がフル充電状態と判断し、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＦＦして、キャパシタ充電器２０３からキャパシタＣＰ１への出力をＯＦＦする（ステップＳ１８）。
【００９５】
キャパシタＣＰ１より電力を供給する定着ヒータＨＴ１の点灯要求の監視は、キャパシタＣＰ１がフル充電であった場合には、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｙ」→ステップＳ１８→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ１２のループの中で行われる。この場合、ステップＳ１８の処理は既に実行済みであるので、この処理は無視される。
【００９６】
また、キャパシタＣＰ１がフル充電ではない場合には、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ１２のループの中で行われる。
【００９７】
そして、いずれの場合も定着ヒータＨＴ１の点灯要求があれば（ステップＳ１９の「Ｎ」）、キャパシタＣＰ１の放電処理に移る。キャパシタＣＰ１がフル充電ではなく、かつ両端電圧が所定の値以下であった場合には（ステップＳ１６の「Ｙ」）、定着ヒータＨＴ１の点灯要求があっても無視される。
【００９８】
つぎに、ＤＣ電源生成回路２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５における電力総和が、最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に近づいた場合の動作について説明する。制御部２０２は、様々な機器動作中において、入力電流検出回路２０６の検出電流値が所定の電流値以下であることを監視し続けている（ステップＳ１４の「Ｙ」）。
【００９９】
充電動作中には、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｙ」→ステップＳ１８→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ１２のループと、ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ１２）のループ、またはステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｙ」→ステップＳ１７→ステップＳ１２のループのいずれかの処理過程にあるが、制御部２０２は、どの処理過程においても入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値を超えたと判断した場合には（ステップＳ１４の「Ｎ」）、キャパシタ充電信号Ｓ１をＯＦＦしてキャパシタ充電器２０３からキャパシタＣＰ１への出力をＯＦＦする（ステップＳ２０）。
【０１００】
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置によれば、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７に応じて、キャパシタ充電器２０３によるキャパシタＣＰ１の充電動作を制御することとしたので、装置の動作状態、動作タイミング、またはオプションの接続状態などの様々な複雑な条件においても、画像形成装置の定格の最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）を超えないような条件で、商用電源の限界にとらわれずにキャパシタＣＰ１を効率よく短時間で充電することが可能となる。
【０１０１】
また、制御部２０２は、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７が、所定の電流値を超えた場合には、キャパシタＣＰ１の充電を停止することとしたので、画像形成装置の主電源装置に流入する電流が商用電源の定格値である１５Ａを超えないような条件でキャパシタＣＰ１を充電することが可能となる。
【０１０２】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる画像形成装置を図９〜図１１を参照して説明する。実施の形態２にかかる画像形成装置の構成および動作は、実施の形態１の画像形成装置とほぼ同様であるので、ここでは異なる点についてのみ説明する。
【０１０３】
図９は、定着ローラ１５１の温度制御を説明するためのタイミングチャートの一例を示している。同図（Ａ）は、定着ローラ１５１の表面温度Ｔ、同図（Ｂ）は、入力電流検出回路２０６で検出された検出電流値、同図（Ｃ）は、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ、同図（Ｄ）は、キャパシタＣＰ１の放電のタイミングをそれぞれ示している。上記図７の期間ｔ１から期間ｔ３の開始部分までについて、図９を参照してさらに詳細に説明する。
【０１０４】
図９において、期間ｔ１は、定着ローラ１５１の表面温度を所定の温度に立ち上げる期間である。通常、ＡＣヒータ駆動回路２０５からＡＣ定着ヒータＨＴ２に電源を供給し、定着ローラ１５１を加熱する。この期間ｔ１では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２はフルデューティで点灯しているが、コピー動作は行っていないので入力電流Ｉは、最大入力電流Ｉｍａｘ以下となっている。定着ローラ１５１の表面温度がコピー動作可能な温度である目標温度Ｔｔになると、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への電源供給を停止する。この期間ｔ２がコピー待機状態である。
【０１０５】
期間ｔ２において、定着ローラ１５１の表面温度は目標温度Ｔｔに達していても定着装置周辺が十分に暖まっていない状態でコピースタートを開始すると、コピー開始直後は期間ｔ３のようにＡＣ定着ヒータＨＴ２が点灯している状態でも、定着ローラ１５１の表面温度が低下する場合がある。実際には、定着ローラ１５１の表面温度が目標温度Ｔｔ以下になってもコピー動作可能であるが、定着ローラ１５１の表面温度がＴｍｉｎ以下になる場合には定着性が確保できなくなるので、コピー動作を停止させなければならない。
【０１０６】
コピー動作中は、ＤＣ電源生成回路２０４の負荷電流の増加に伴って画像形成装置全体の入力電流も増加して、画像形成装置として定められている最大入力電流Ｉｍａｘに達する可能性がある。装置仕様上、この最大電流値Ｉｍａｘを超えることはできない。このため、この状態においてＡＣ定着ヒータＨＴ２の点灯率を更に上げることはできないので、期間ｔ４のように定着ローラ１５１の表面温度がＴｍｉｎ以下にならないように、予めキャパシタＣＰ１に充電されている電力を定着ヒータＨＴ１に放電供給することにより、定着ローラ１５１の表面温度を上昇させる。
【０１０７】
キャパシタＣＰ１の電力を定着ヒータＨＴ１に放電供給することにより、期間ｔ５のように定着ローラＲＯＬ１の表面温度が目標温度Ｔｔに達した場合には、ＣＰ１からの放電を停止する。キャパシタＣＰ１からの放電供給が停止した場合でも、ＡＣ定着ヒータＨＴ２のみで期間ｔ６のように定着ローラ１５１の表面温度を目標温度Ｔｔに維持できる場合には、ＡＣ定着ヒータＨＴ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより温度制御を行う。
【０１０８】
期間ｔ３のように、ＡＣ定着ヒータＨＴ２が点灯している状態でも、定着ローラ１５１の表面温度が低下する場合は、予めキャパシタＣＰ１に充電されている電力を定着ヒータＨＴ１に放電供給することにより、定着ローラ１５１の表面温度を上昇させるが、その直後のコピー動作が連続通紙であった場合には、再び定着ローラ１５１の熱が紙に奪われてしまう。
【０１０９】
このとき、ＡＣ定着ヒータＨＴ２が頻繁にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことになり、ＡＣ定着ヒータＨＴ２への電力供給を行っているＡＣヒータ駆動回路２０５の入力電流は頻繁に増減する。このような場合は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７に対する余剰分が、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）を十分に満足できない条件が継続してしまう。
【０１１０】
そこで、実施の形態２の画像形成装置では、ＡＣ定着ヒータＨＴ２を頻繁にＯＮ／ＯＦＦを繰り返している場合でも、キャパシタＣＰ１の充電動作を極力継続して、キャパシタを早くフル充電状態に復帰させるために、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が入力電流許容値を超えた場合は、キャパシタＣＰ１の充電電流の目標値を低く設定して充電を行うものである。
【０１１１】
図１０は、図３のキャパシタ充電器２０３の構成を示す図である。キャパシタ充電器２０３は、図１０に示すように、スイッチングコンバータ３０１と、出力制御回路３０２と、出力電圧サンプルホールド回路３０３と、出力電流検出回路３０４と、出力電圧検出回路３０５と、初期化制御回路３０６とを備えている。
【０１１２】
スイッチングコンバータ３０１は、ＡＣ入力電源を出力制御回路３０２から入力される制御信号に基づきスイッチングして、出力電流または出力電圧が一定になるように出力を調整する。出力電流検出回路３０４は、スイッチングコンバータ３０１の出力電流を検出して、出力制御回路２に出力する。出力電圧検出回路３０５は、スイッチングコンバータ３０１の出力電圧を検出して、出力制御回路３０２、出力電圧サンプルホールド回路３０３、および初期化制御回路３０６に出力する。
【０１１３】
出力電圧サンプルホールド回路３０３は、例えば、ＡＤ（アナログーデジタル）変換部と、データラッチ部と、ＤＡ（デジタルーアナログ）変換部とから構成されている。出力電圧サンプルホールド回路３０３は、制御部２０２から入力されるサンプル信号に基づいて、出力電圧検出回路３０５の検出電圧をＡＤ変換して、出力されたデジタルデータをラッチで固定し、そのデータをＤＡ変換して得られたアナログ電圧を出力制御回路３０２に電圧目標値Ｖａとして出力する。
【０１１４】
出力制御回路３０２は、電流目標値Ｉａまたは電圧目標値Ｖａと、出力電流検出回路４０４または出力電圧検出回路３０５の検出値とを比較して、スイッチングコンバータ３０１のスイッチングを制御信号により制御するものであり、制御部２０２から入力されるサンプル信号により定電流充電モードから緩和充電モードに切り換える。
【０１１５】
出力制御回路３０２は、定電流充電モードでは、出力電流検出回路４０４の検出値を電流目標値Ｉａと比較してスイッチングコンバータ３０１の出力を定電流に制御し、緩和充電モードでは、出力電圧検出回路３０５の検出値を電圧目標値Ｖａと比較してスイッチングコンバータ３０１の出力を定電圧に制御する。
【０１１６】
初期化制御回路３０６は、ホールドした出力電圧に基づき初期化が必要か否かを判定し、初期化モード選択信号を出力制御回路３０２に出力するものである。満充電信号は、スイッチングコンバータ３０１の出力をキャパシタ充電器２０３の出力として直列接続されキャパシタＣＰ１の各セルを充電し、いずれかのセルが満充電になったのを検出するためのサンプリングをするためのものである。最も早く電圧が上昇するセルが満充電電圧に達した時点で、それまでの定電流充電からその電圧で定電圧充電に切り換わる。サンプル信号、初期化モード選択信号は、いずれも制御部２０２が制御する。
【０１１７】
実施の形態２の画像形成装置のキャパシタＣＰ１の充電制御を図１１を参照して説明する。図１１は、制御部２０２によるキャパシタＣＰ１の充電制御を説明するためのフローチャートである。図１１において、図８と同様の処理を行うステップには同一のステップ番号を付してあり、同様の処理を行うステップについてはその詳細な説明は省略する。図１１のフローチャートは、図８のフローチャートに、ステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２３を追加したものである。
【０１１８】
ＤＣ電源生成回路２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５における電力の総和が、最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に近づいた場合、すなわち、制御部２０２が、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値を超えたと判断した場合（ステップＳ１４の「Ｎ」）以外については、図８のフローチャートと同様の処理を行うため、その説明は省略する。
【０１１９】
ここでは、ＤＣ電源生成部２０４とＡＣヒータ駆動回路２０５における電力の総和が、最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に近づいた場合について説明する。まず、制御部２０２は、キャパシタ充電器２０３に対するサンプル信号により、キャパシタ充電器２０３を定電流充電モードに設定し、更に、スイッチングコンバータ３０１の電流目標値Ｉａに初期値を設定する（ステップＳ２１）。図８の例では、キャパシタＣＰ１を充電するのに必要な電力条件（２５０Ｗ）として説明していたため、ここでは、初期値を２．５Ａ（１００Ｖの場合）としておく。また、図８のフローチャートでは、スイッチングコンバータ３０１の電流目標値Ｉａを２．５Ａ固定としていた。
【０１２０】
制御部２０２は、様々な機器動作中において、入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値以下であることを監視し続けている（ステップＳ１４の「Ｙ」）。
【０１２１】
充電動作中には、ステップＳ２１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｙ」→ステップＳ１８→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ２１のループと、ステップＳ２１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ２１のループ、またはステップＳ２１→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４の「Ｙ」→ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｙ」→ステップＳ１７→ステップＳ２１のループのいずれかの処理過程にあるが、制御部２０２は、どの処理過程においても入力電流検出回路２０６の検出電流値Ｓ７が所定の電流値を超えたと判断した場合には（ステップＳ１４の「Ｎ」）、スイッチングコンバータ３０１の電流目標値Ｉａを最大消費電力定格のＰｍａｘ（１５００Ｗ）に相当する最大入力電流Ｉｍａｘからの余剰分となるように設定し直す。すなわち、検出電流値Ｓ７と所定の電流値の差分を電流目標値Ｉａから減算した値を新たな電流目標値Ｉａとして算出して（ステップＳ２２）、キャパシタ充電器２０３に対するサンプル信号により設定する（ステップＳ２３）。
【０１２２】
そして、（ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｎ」→ステップＳ１９の「Ｙ」→ステップＳ２１）のループ、または、（ステップＳ１５の「Ｎ」→ステップＳ１６の「Ｙ」→ステップＳ１７→ステップＳ２１）のループのいずれかでステップＳ２１に戻るのであるが、この間はスイッチングコンバータ３０１の電流目標値Ｉａの初期値より低い電流値でキャパシタＣＰ１を充電する。
【０１２３】
ステップＳ２１に戻ると、制御部２０２はキャパシタ充電器２０３に対するサンプル信号により、スイッチングコンバータ３０１の電流目標値Ｉａを初期値に設定し直す。そして、ステップＳ１４で、再び入力電流検出回路２０６の検出電流値が所定の電流値を超えたと判断した場合（ステップＳ１４の「Ｎ」）には、検出電流値Ｓ７が所定の電流値以下になるまで上記の処理を繰り返す。
【０１２４】
以上説明したように、実施の形態２の画像形成装置によれば、制御部２０２は、入力電流検出回路２０６で検出した検出電流値Ｓ７が、所定の電流値を超えた場合には、充電電流の目標電流値を低く設定することとしたので、いかなる場合でもキャパシタＣＰ１への充電動作を極力継続して、キャパシタＣＰ１を早くフル充電状態に復帰させることが可能となる。
【０１２５】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形可能である。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１にかかる画像形成装置によれば、商用電源から流入する電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、出力電流が一定になるように出力調整に用いられる充電手段における電流目標値を、該装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定して、補助電源として使用されるキャパシタの充電を制御することとしたので、いかなる場合でも補助電源として使用されるキャパシタへの充電動作を極力継続して行うことで、補助電源として使用されるキャパシタを効率良く短時間で充電することができるので、キャパシタを早くフル充電状態に復帰させることができる。
【０１２７】
また、請求項２にかかる画像形成装置によれば、請求項１にかかる画像形成装置において、充電電流制御手段は、検出手段で検出された電流値と入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定することとしたので、いかなる場合でも補助電源として使用されるキャパシタへの充電動作を極力継続して行うことで、補助電源として使用されるキャパシタを効率良く短時間で充電することができるので、キャパシタを早くフル充電状態に復帰させることができる。
【０１２８】
また、請求項３にかかる充電器によれば、商用電源から流入する電流値が予め定められた入力電流許容値を超えた場合には、出力電流が一定になるように出力調整に用いられる電流目標値を、補助電源を備える装置の最大消費電力定格に相当する最大入力電流値からの余剰分となるように再設定して、補助電源として使用されるキャパシタの充電を制御することとしたので、いかなる場合でも補助電源として使用されるキャパシタへの充電動作を極力継続して行うことで、補助電源として使用されるキャパシタを効率良く短時間で充電することができるので、キャパシタを早くフル充電状態に復帰させることができる。
【０１２９】
また、請求項４にかかる充電器によれば、請求項３にかかる発明において、再設定する手段は、商用電源から流入する電流値と入力電流許容値との差分を現在の電流目標値から減算した値を、新たな電流目標値として再設定することとしたので、いかなる場合でも補助電源として使用されるキャパシタへの充電動作を極力継続して行うことで、補助電源として使用されるキャパシタを効率良く短時間で充電することができるので、キャパシタを早くフル充電状態に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置のメカ構成を示す断面図である。
【図２】図１の定着装置の内部構成を示す図である。
【図３】図１の定着装置の電源回路の構成を示す図である。
【図４】図３のＡＣヒータ駆動回路の構成を示す図である。
【図５】図３のキャパタ充放電回路の構成を示す図である。
【図６】図３の制御部の概略構成を示す図である。
【図７】画像形成装置の電力消費状態とキャパシタＣＰの充電の可／否を説明するための説明図である。
【図８】図３の制御部の充電制御を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図９】実施の形態２において、定着ローラの温度制御を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図１０】実施の形態２において、図３のキャパシタ充電器の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２において、図３の制御部の充電制御を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
１０自動原稿送り装置（ＡＤＦ）
２０画像読み取り装置
３０書き込みユニット
４０プリンタユニット
１２１定着装置
１５１定着ローラ
１５２加圧ローラ
２００電源回路
２０１主電源ＳＷ
２０２制御部
２０３キャパシタ充電器
２０４ＤＣ電源生成回路
２０５ＡＣヒータ駆動回路
２０６入力電流検出回路
２０７インターロックスイッチ
２０８キャパシタ充放電回路
２２０ヒータＯＮ／ＯＦＦ回路
２３１充放電用スイッチ
２３２両端電圧検出回路
ＣＰ１、キャパシタ
ＴＨ１１サーミスタ
ＨＴ１定着ヒータ
ＨＴ２ＡＣ定着ヒータ
ＲＬ１１、ＲＬ２１定着リレー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus. And charger In detail, the fixing member of the fixing device , Image forming devices such as copiers, digital multifunction peripherals, and printers that heat using an auxiliary power source And charger About.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile, a pressure member such as a pressure roller, a pressure belt, and a pressure pad is pressed against a fixing member such as a fixing roller and a fixing belt. 2. Description of the Related Art A heat fixing device is used that fixes toner on a sheet to the sheet by heating and pressing when a sheet such as transfer paper passes between the fixing member and the pressure member. The most common heat fixing apparatus is a system that combines heat transfer necessary for fixing by temperature and pressure and sheet conveyance by heating the fixing roller from the inner surface with a radiant heater.
[0003]
Such a heat fixing apparatus has a problem that the heat capacity of the fixing roller is large and the warm-up time is long. For this reason, it is necessary to maintain the surface temperature of the fixing roller near the temperature required for fixing by preheating the fixing roller during standby, and much energy is consumed by preheating the fixing roller when not in use.
[0004]
Here, for example, if the warm-up time is about 5 seconds to 10 seconds or less, the fixing roller is not preheated, or the fixing roller is preheated to an extremely low temperature as compared with the conventional apparatus, so that the user has almost no inconvenience. An image forming apparatus can be used.
[0005]
In addition, attempts have been made to reduce the heat capacity of the fixing member, and the rise time can be shortened by using a fixing roller having a thickness of 0.5 mm or less. In order to further shorten the rise time, it is sufficient if more electric power can be supplied to the heater for heating the fixing member. However, a general commercial power supply is 100 V, 15 A, and within this range, from the commercial power supply to the heater of the image forming apparatus and the paper It is necessary to supply power to the transport system, the image forming unit, and the control unit.
[0006]
More power than this is used in a large image forming apparatus, but this large image forming apparatus requires power supply work for obtaining a large amount of power from a commercial power supply, and uses are limited.
[0007]
In view of this, various fixing devices have been proposed that use a chargeable auxiliary power source using a large-capacitance capacitor such as an electric double layer capacitor to aim at rapid start-up without being limited by the limit of the commercial power source. However, once a capacitor is discharged, it cannot be used repeatedly unless it is charged again.
[0008]
On the other hand, the image forming apparatus has various operation states such as a stand-up operation, a standby operation, and a copy operation. Even in each operation state, and even in the same operation state, the image forming apparatus can be operated by turning on / off the fixing heater. The power required will vary. In addition, a plurality of peripheral devices may be connected to the image forming apparatus, and the power required for the image forming apparatus varies depending on the combination of peripheral devices to be mounted.
[0009]
Further, in the operation of the image forming apparatus, the use timing of the capacitor is generated many times, so that it is necessary to charge the capacitor many times. However, since the maximum supply power of the commercial power supply is limited, the timing at which the capacitor can be charged must be searched in consideration of the operation state of the image forming apparatus and the optional conditions for mounting.
[0010]
For example, in Patent Document 1, in order to shorten the warm-up time and prevent interruption of continuous sheet passing of the fixing device, a heater that generates heat by receiving power supply and a heater drive that supplies power to the heater The heater driving means includes a rechargeable storage battery and a charger that is supplied with power from a commercial power source and charges the storage battery, and the heater is supplied with power from the commercial power source. In a configuration including a main heater and an auxiliary heater that receives power supplied from the storage battery, a detection unit that detects a current flowing from the commercial power supply is provided, and the storage battery prevents the current flowing from the commercial power supply from exceeding a predetermined value. An image forming apparatus that controls on / off of charging is disclosed.
[0011]
However, in the said patent document 1, since the storage battery is used for a heater drive means, there exists a problem that discharge of big electric power is difficult. Further, in Patent Document 1, the charging of the storage battery is controlled to be turned on / off so that the predetermined value is not exceeded by the detection unit that detects the current flowing from the commercial power supply. For example, a current of 2 A is required for charging the storage battery. In this case, if the current required for the main heater and the DC power source is 13 A or less, the storage battery can be charged. However, when the current required for the main heater and the DC power source is 14A, there is a margin of 1A, but when the storage battery is charged, it becomes 16A, which exceeds the rated value of commercial power, 15A. Therefore, in this case, the storage battery cannot be charged.
[0012]
In Patent Document 2, in order to enhance the power saving effect, reduce noise due to inrush current and sudden current change when supplying large power, shorten the rise time, and prevent the temperature from rising excessively. In the configuration in which the heating unit is provided with a main heating element and an auxiliary heating element, power is supplied from the main power supply to the main heating element, and power is supplied from the auxiliary power supply having a capacitor to the auxiliary heating element. It is equipped with a charger that charges the auxiliary power supply with the power supplied from the power supply, and switches between charging the auxiliary power supply capacitor and supplying power to the auxiliary heating element to adjust the amount of power supplied to the auxiliary heating element An image forming apparatus is disclosed.
[0013]
However, in Patent Document 2, the auxiliary power supply is switched between a charged state and a power supply state to the auxiliary heating element, and the amount of power supplied to the auxiliary heating element is adjusted, and only two states exist. Since the auxiliary power supply must be charged when the power supply to the auxiliary heating element is cut off, there is a problem that efficient charging cannot be performed.
[0014]
Generally, the fixing heater is a resistor, and has a characteristic that the resistance value decreases when the temperature of the fixing heater itself is low, and the resistance value increases and becomes constant as the fixing heater generates heat. That is, when the fixing heater that has been turned off for a while is turned on, an inrush current flows as much as the resistance value decreases. If the turn-off time is short, the resistance value decreases less and the inrush current decreases.
[0015]
Further, since the DC load of the main power supply device varies depending on the operation state of the image forming apparatus and the optional conditions for mounting, the current required for the main power supply device also varies. On the other hand, the sum of the current used for charging the auxiliary power supply, the current required for lighting the main heating element, and the current required for DC output of the main power supply, that is, the current flowing into the main power supply of the image forming apparatus is the commercial power supply. It is necessary not to exceed the rated value of 15A. The allowable value of the current that can be used to charge the auxiliary power supply device varies depending on the operating state of the image forming apparatus, the optional conditions for mounting, and the time that the main heating element has been turned off. However, a condition is established such that the current flowing into the main power supply device of the image forming apparatus does not exceed 15 A, which is the rated value of the commercial power supply. Therefore, there is a limit to charge the auxiliary power supply device efficiently and in a short time.
[0016]
[Patent Document 1]
JP 2000-098799 A
[Patent Document 2]
JP 2002-184554 A
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above, Constant Image forming apparatus capable of efficiently and quickly charging a capacitor used as an auxiliary power source for a landing apparatus And charger The purpose is to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 Rapid start-up without being limited by the limitations of commercial power using a rechargeable auxiliary power supply using capacitors In an image forming apparatus provided with a fixing device, While adjusting the output so that the output current is constant based on a predetermined current target value, Charging means for charging the auxiliary power supply, current detection means for detecting current flowing from the commercial power supply, and current value detected by the current detection means If the current input value exceeds a predetermined input current allowable value, the current target value is reset to be a surplus from the maximum input current value corresponding to the maximum power consumption rating of the device, Charging control means for controlling charging of the auxiliary power source by the charging means.
[0019]
According to the above invention, When the current value flowing from the commercial power source exceeds a predetermined input current allowable value, the current target value in the charging means used for output adjustment so that the output current becomes constant is set to the maximum power consumption of the device. Reset the capacitor so that it is a surplus from the maximum input current value corresponding to the rating. Control charging.
[0020]
Further, the invention according to claim 2 is described in claim 1. Described In the invention, The charge control unit resets a value obtained by subtracting the difference between the current value detected by the detection unit and the input current allowable value from the current current target value as a new current target value. It is characterized by that.
[0021]
According to the invention, the charging current control means is The value obtained by subtracting the difference between the current value detected by the detection means and the input current allowable value from the current current target value is reset as a new current target value. .
[0022]
The invention according to claim 3 is Means for adjusting the output so that the output current becomes constant with reference to a predetermined current target value in a charger for charging the auxiliary power source using a capacitor, which assists the commercial power source; When the inflowing current value exceeds a predetermined input current allowable value, the current target value is a surplus from the maximum input current value corresponding to the maximum power consumption rating of the device including the auxiliary power supply. And means for resetting It is characterized by that.
[0023]
According to the above invention, When the current value flowing from the commercial power supply exceeds a predetermined allowable input current value, the current target value in the charging means used for output adjustment is set so that the output current becomes constant. Control the charging of the capacitor used as an auxiliary power by resetting it to be the surplus from the maximum input current value corresponding to the maximum power consumption rating. .
[0024]
Further, the invention according to claim 4 is the claim. Described in 3 In the invention of The resetting means resets a value obtained by subtracting a difference between a current value flowing from the commercial power source and the input current allowable value from a current current target value as a new current target value. It is characterized by that.
According to the above invention, the resetting means resets a value obtained by subtracting the difference between the current value flowing from the commercial power source and the allowable input current value from the current current target value as a new current target value. .
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described below in detail in the order of (Embodiment 1) and (Embodiment 2) with reference to the drawings.
[0026]
(Embodiment 1)
The image forming apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[0027]
[Entire configuration of image forming apparatus]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic mechanical configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a digital multifunction peripheral, and has a copying function, a printer function, a facsimile function, and the like. It is possible to switch between the copy function, printer function, and facsimile function in order by using the application switching key of the operation unit (not shown), and the copy mode is selected when the copy function is selected, and when the printer function is selected. When the facsimile mode is selected, the facsimile mode is selected.
[0028]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 1 includes an automatic document feeder (hereinafter referred to as “ADF”) 10 that automatically conveys a document to a document reading position, and image information of the document conveyed to the document reading position. An image reading device 20 that optically reads, a writing unit 30 that writes image information of the read document on the printer unit 40, and a toner image of the image information of the document written by the writing unit 30 to form a transfer paper or the like And a printer unit 40 for transferring and discharging the material onto a transfer material.
[0029]
The operation of each mode of the image forming apparatus will be described with reference to FIG. First, the operation in the copy mode will be described. In the copy mode, in the ADF 10, a document bundle in which a document is placed on the document table 102 is placed on the document table 102, and when the start key on the operation unit is pressed, the bottom document is fed by the feed roller. 103 and a feeding belt 104 are fed to a predetermined position on the contact glass 105. The ADF 10 has a count function that counts up the number of documents every time a document is fed. The document on the contact glass 105 is discharged onto a sheet discharge tray 108 by a feeding belt 104 and a discharge roller 107 after image information is read by an image reading device 20 as an image input unit.
[0030]
When the document set detector 109 detects that the next document is on the document table 102, the lowermost document on the document table 102 is similarly fed by the paper feed roller 103 and the feed belt 104. It is fed to a predetermined position on the contact glass 105. After the image information is read by the image reading device 20, the original on the contact glass 105 is discharged onto the paper discharge tray 108 by the feeding belt 104 and the discharge roller 107. The paper feed roller 103, the feed belt 104, and the discharge roller 107 are driven by a transport motor (not shown).
[0031]
The first paper feeding device 110, the second paper feeding device 111, and the third paper feeding device 112 as the paper feeding means are stacked on the first tray 113, the second tray 114, and the third tray 115, respectively, when selected. A sheet made of transfer paper as a transfer material is fed, and this transfer paper is conveyed by the vertical conveyance unit 116 to a position where it abuts on the photoconductor 117 as an image carrier. For example, a photosensitive drum is used as the photosensitive member 117, and is rotated by a main motor (not shown).
[0032]
Image information of the original read by the image reading device 20 is converted into optical information by a writing unit 30 as writing means via an image processing means (not shown), and the photosensitive drum 117 is charged by a charger (not shown). After being uniformly charged, it is exposed with light information from the writing unit 30 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 117 is developed by the developing device 119 to become a toner image.
[0033]
The conveyance belt 120 serves as both a sheet conveyance unit and a transfer unit. A transfer bias is applied from a power source, and the transfer belt 120 is conveyed on the photosensitive drum 117 while conveying the transfer sheet conveyed from the vertical conveyance unit 116 at a constant speed. The toner image is transferred onto the transfer paper. The transfer paper is fixed with a toner image by a fixing device 121 and is discharged to a paper discharge tray 123 by a paper discharge unit 122. The photosensitive drum 117 is cleaned by a cleaning device (not shown) after the toner image is transferred. The photosensitive drum 117, the charger (not shown), the writing unit 30, the developing device 119, and the transfer unit described above constitute an image forming unit that forms an image on transfer paper based on image information.
[0034]
The above operation is an operation for copying an image on one side of a sheet in a normal mode. However, when copying an image on both sides of a transfer sheet in a duplex mode, the sheet feeding trays 113 to 115 are used. The transfer paper that has been fed and on which the image is formed as described above is switched by the paper discharge unit 122 to the double-sided paper feed path 124 side instead of the paper discharge tray 123 side, and is switched back by the reversing unit 125. The front and back sides are reversed and conveyed to the duplex conveying unit 126.
[0035]
The transfer paper transported to the double-sided transport unit 126 is transported to the vertical transport unit 116 by the double-sided transport unit 126, transported to the position where it abuts on the photoconductive drum 117 by the vertical transport unit 116, and then onto the photoconductive drum 117. In addition, a toner image formed in the same manner as described above is transferred to the back surface, and the toner image is fixed by the fixing device 121, whereby double-sided copying is performed. This double-sided copy is discharged to the paper discharge tray 123 by the paper discharge unit 122.
[0036]
Further, when the transfer paper is reversed and discharged, the transfer paper that is switched back by the reversing unit 125 and turned upside down is not conveyed to the duplex conveying unit 126 but is discharged via the reverse discharge conveyance path 127. The paper is discharged to the paper discharge tray 123 by the unit 122.
[0037]
Next, the print mode and the facsimile mode will be described. In the print mode, image information from the outside is input to the writing unit 30 instead of the image information from the image processing means, and an image is formed on the transfer paper by the image forming means. Further, in the facsimile mode, the image information from the image reading means is transmitted to the other party by a facsimile transmission / reception unit (not shown), and the image information from the other party is received by the facsimile transmission / reception unit, instead of the image information from the image processing means. By inputting to the writing unit 30, an image is formed on the transfer paper by the above-described image forming means.
[0038]
[Configuration of Fixing Device]
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the fixing device 121 shown in FIG. A fixing device 121 shown in FIG. 2 is disposed inside a fixing roller 151 that is a fixing member, a pressure roller 152 that is a pressure member that presses the fixing roller 151, and the fixing roller 151. The AC fixing heater HT2 that is a main heating element and the fixing heater HT1 that is an auxiliary heating element, and a temperature detection unit that is in contact with the surface of the fixing roller 151 and detects the surface temperature (fixing temperature) of the fixing roller 151. A thermistor TH11.
[0039]
The fixing roller 151 is made of an elastic member such as silicon rubber, and thermally fixes the toner image transferred to the transfer paper. The pressure roller 152 is made of an elastic member such as silicon rubber, and is pressed against the fixing roller 151 with a constant pressure by a pressure unit (not shown). The fixing heater HT1 and the AC fixing heater HT2 are generally halogen heaters, but other resistors may be used. The AC fixing heater HT2 is supplied with an AC voltage from an AC heater driving circuit (see FIG. 3) to generate heat (lights on), and the fixing heater HT1 is supplied with a voltage from an auxiliary power source (see FIG. 3) to generate heat. (Light.
[0040]
In the fixing device having the above-described configuration, the fixing roller 151 and the pressure roller 152 are rotated by a drive mechanism (not shown), and the sheet P such as transfer paper carrying the toner Toner is formed between the fixing roller 151 and the pressure roller 152. When passing through the nip portion, the toner Toner is fixed to the sheet P by heating and pressing by the fixing roller 151 and the pressure roller 152.
[0041]
Here, the fixing member and the pressure member are generally rollers as shown in FIG. 2, but the fixing member and the pressure member are not limited to rollers, and an endless belt or the like is used for one or both of them. May be. Further, although the fixing heater HT1 and the AC fixing heater HT2 are arranged inside the fixing roller 151, they may be arranged at any position as long as the fixing roller 151 can be heated.
[0042]
[Power supply circuit of fixing device]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit of the fixing device. The power supply circuit 200 of the fixing device shown in FIG. 3 includes a main power SW 201 that turns ON / OFF the supply of AC power, a control unit 202 that controls each part of the power circuit 200, and a capacitor charger for charging the capacitor CP. 203, a DC power generation circuit 204 that generates a DC power supply of the image forming apparatus, an AC heater driving circuit 205 that supplies AC power to the AC fixing heater HT2, and an input current detection that detects an input current input from the AC power supply A circuit 206, an interlock switch 207, a capacitor charge / discharge circuit 208 that discharges the capacitor CP1 to supply DC power to the fixing heater HT1, and a capacitor CP1 that is an auxiliary power source for the fixing heater HT1 are provided.
[0043]
The AC power supply supplies AC power to the AC heater drive circuit 205, the DC power supply generation circuit 204, and the capacitor charger 203 via the main power supply SW201 and the input current detection circuit 206.
[0044]
The control unit 202 controls each unit of the power supply circuit 200 and controls operations of the capacitor charger 203, the AC heater driving circuit 205, and the capacitor charging / discharging circuit 208. Specifically, the control unit 202 controls the charging operation of the capacitor CP1 by the capacitor charger 203 based on the capacitor charging signal S1. The control unit 202 also sends control signals S3 and S4 to the capacitor charge / discharge circuit 208 to control the ON / OFF operation of the fixing heater HT1 by the capacitor charge / discharge circuit 208. The control unit 202 also sends control signals S8 and S9 to the AC heater driving circuit 205 to control the ON / OFF operation of the fixing heater HT2 by the AC heater driving circuit 205.
[0045]
The input current detection circuit 206 is provided between the main power supply SW201, the AC heater drive circuit 205, the DC power supply generation circuit 204, and the capacitor charger 203, and the input current of the AC power supply input via the main power supply SW201. And the detected current value S7 detected is output to the control unit 202. This input current varies according to the operating states of the AC heater drive circuit 205, the DC power supply generation circuit 204, the capacitor charger 203, and the image forming apparatus.
[0046]
The DC power generation circuit 204 is used for the power supply Vcc used mainly in the control system inside the image forming apparatus, mainly for the drive system, and the medium-high voltage power supply based on the AC power input via the main power SW201. Power supply Vaa is generated and output to each unit.
[0047]
The interlock switch 207 is a switch that is turned ON / OFF in conjunction with a cover of the image forming apparatus (not shown), a drive member that can be touched by opening the covers of the image forming apparatus, and a medium / high voltage power supply member When the cover is open, the power supply is shut off so that the operation of the drive member is stopped or the voltage application to the application member is stopped when the cover is opened. A part of the power supply Vaa generated by the DC power generation circuit 204 is input to the interlock switch 207, and is input to the capacitor charging / discharging circuit 208 and the AC heater driving circuit 205 via the interlock switch 207.
[0048]
The AC heater drive circuit 205 turns the fixing heater HT1 on and off in response to control signals S8 and S9 input from the control unit 202.
[0049]
Capacitor charger 203 is connected to capacitor CP1 and charges capacitor CP1 based on capacitor charging signal S1 input from control unit 202.
[0050]
Capacitor CP1 is formed of a large capacity capacitor such as an electric double layer capacitor. The capacitor CP1 is connected to the capacitor charger 203 and the capacitor discharge circuit 208, and is charged by the capacitor charger 203. The charged electric power is fixed to the fixing heater HT1 by ON / OFF control of the capacitor charge / discharge circuit 208. To be supplied.
[0051]
Capacitor charge / discharge circuit 208 discharges the electric power stored in capacitor CP1 in accordance with control signals S3 and S4 input from control unit 202, and turns on / off AC fixing heater HT2.
[0052]
The thermistor TH 11 is provided in the vicinity of the fixing roller 151, and outputs a detection signal S 6 corresponding to the surface temperature of the fixing roller 151 to the control unit 202. Since the resistance value of the thermistor TH11 changes depending on the temperature, the control unit 202 detects the surface temperature of the fixing roller 151 from the detection signal S6 using the temperature change of the resistance value.
[0053]
[AC heater drive circuit]
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the AC heater driving circuit 205 of FIG. The AC heater drive circuit 205 includes a filter FIL21 that removes noise from the input AC power supply, a safety protection fixing relay RL21 that is turned ON / OFF according to a control signal S2 input from the control unit 202, and a fixing. The relay RL21 includes a diode D21 for preventing the back electromotive force and a heater ON / OFF circuit 220 that turns the fixing heater HT1 on and off based on a control signal S9 input from the control unit 202.
[0054]
The AC power source is connected to one end side of the fixing heater HT2 via the filter FIL21 and the safety-protecting fixing relay RL21. The other end of the fixing heater HT2 is connected to the heater ON / OFF circuit 220.
[0055]
The heater ON / OFF circuit 220 turns on the triac TR21 for turning on / off the AC power supply, the gate of the triac TRI21, and the photocoupler PC21 for insulating the control signal S8 from the control unit 202. A transistor TR21 for driving the light emitting side LED of the coupler PC21, a noise absorbing snubber circuit including a capacitor C21 and a resistor R21, a noise absorbing inductor L21, a resistor R22 which is a follow-up prevention resistor, and a photocoupler PC21 The resistors R23 and R24 are current limiting resistors.
[0056]
In the AC heater driving circuit 205 configured as described above, the AC fixing heater HT2 is turned on when power is supplied in a state where both the safety-protecting fixing relay RL21 and the gate of the transistor TR21 are turned on.
[0057]
The control unit 202 turns on / off the control signal S8 supplied to the gate of the transistor TR21 of the heater ON / OFF circuit 220 in a state where the control signal S9 supplied to the safety protection fixing relay RL21 is turned on, and thereby the AC fixing heater. Controls turning on / off of HT2.
[0058]
[Capacitor charge / discharge circuit configuration]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the capacitor charge / discharge circuit 208 of FIG. As shown in FIG. 5, the capacitor charging / discharging circuit 208 detects the voltage across the charging / discharging switch 231, the safety protection fixing relay RL 11, the reverse relay preventing diode D 11 of the fixing relay RL 11, and the capacitor CP 1. And a both-end voltage detection circuit 232.
[0059]
As shown in FIG. 5, a charge / discharge switch 231 and a safety protection fixing relay RL11 are connected to both ends of the capacitor CP1. The charging / discharging switch 231 is turned on / off by a control signal S3 input from the control unit 202. Similarly, the fixing relay RL11 is turned ON / OFF by a fixing relay ON / OFF signal S4 input from the control unit 202.
[0060]
When both the charging / discharging switch 231 and the safety protection fixing relay RL11 are turned on, the electric charge accumulated in the capacitor CP1 is discharged to the fixing heater HT1, and electric power is supplied.
[0061]
The both-end voltage detection circuit 232 detects the both-end voltage of the capacitor CP1 and outputs the voltage signal S5 to the control unit 202. The control unit 202 constantly monitors the voltage signal S5 to monitor the charge state of the capacitor CP1.
[0062]
[Configuration of control unit]
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the control unit 202 of FIG. The control unit 202 includes a CPU 241 and a memory 242.
[0063]
The CPU 241 is connected to a memory 242 for storing a program and data for controlling the image forming apparatus and the power supply circuit, and controls the image forming apparatus and the power supply circuit 200 based on the program stored in the memory 242. I do.
[0064]
The CPU 241 includes a voltage signal (analog signal) S5 representing the voltage across the capacitor CP1 detected by the voltage detection circuit 232 across the capacitor charging / discharging circuit 208, a thermistor TH11 and a resistor R41 for detecting the surface temperature of the fixing roller 151. The detection signal (analog signal) S6 divided by the resistance value, the detection current value (analog signal) S7 in which the input current detection circuit 206 detects the input current of the image forming apparatus are input.
[0065]
Further, the CPU 241 turns on / off the capacitor charging signal S1 for turning on / off the charging of the capacitor CP1, the control signal S3 for turning on / off the charging / discharging switch 231, and the fixing relay RL11 for safety protection via the IO port. A control signal S4 for turning on / off the heater ON / OFF circuit 220, a control signal S9 for turning on / off the fixing relay R21 for safety protection, and the like.
[0066]
[Capacitor charge control]
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the power consumption state of the image forming apparatus and whether or not the capacitor CP can be charged. In the figure, the horizontal axis indicates whether the capacitor can be charged or not, and the vertical axis indicates the power consumption in each mode. With reference to FIG. 7, the power consumption under the conditions of the full system and full operation of the image forming apparatus will be described along the copy operation.
[0067]
In FIG. 7, the period t1 is the start-up period of the image forming apparatus, the period t2 is the standby period of the image forming apparatus, the period t3 is the copy operation period, the period t4 is the standby period of the image forming apparatus, and the period t5 is the low power mode period. The period t6 indicates the period of the energy saving mode.
[0068]
The period t1 is a start-up period (1300 W) for raising the surface temperature of the fixing roller 151 to a predetermined temperature, completing preparations in the system, and enabling a copy. Normally, power is supplied from an AC power source to an AC fixing heater HT2 that is a heat generating member, and the fixing roller 151 is overheated. During this period t1, the AC fixing heater HT2 is lit at full duty, but the copying operation is not performed, so the power consumption of the image forming apparatus is 1300 W, and the rated maximum power consumption Pmax (1500 W). It is as follows. However, since there is only 200 W with respect to the maximum power consumption Pmax (1500 W) and the power condition (250 W) for charging the capacitor CP1 is not satisfied, the capacitor CP1 cannot be charged in the period t1.
[0069]
The thermistor TH11 provided in the vicinity of the fixing roller 151 detects the surface temperature of the fixing roller 151. When the surface temperature reaches a temperature at which a copying operation can be performed, the power supply to the AC fixing heater HT2 is stopped and the copying standby state ( (t2 period).
[0070]
During the period t2, the AC fixing heater HT2 is repeatedly turned on when the temperature becomes equal to or lower than the target temperature Tt while monitoring the surface temperature of the fixing roller 151 and turned off when the temperature reaches the target temperature Tt. At this time, the power consumption of the image forming apparatus is 1000 W, and since there is a margin of 500 W with respect to the maximum power consumption Pmax (1500 W), charging is possible because the power condition (250 W) for charging the capacitor is satisfied. The same applies to the period t4.
[0071]
During the copy operation in the period t3 (1500 W), as the load current on the DC power supply side increases, the load current of the DC power supply generation circuit 204 increases and the power consumption of the entire device also increases, and the maximum power consumption Pmax ( 1500W). This maximum power consumption Pmax (1500 W) cannot be exceeded due to device specifications. For this reason, in the period t3, since there is no excess electric power which can charge the capacitor CP, the capacitor CP1 cannot be charged.
[0072]
The period t4 is a standby period after the end of the copy operation. Like the period t2, the power consumption is 1000 W, and there is a margin of 500 W with respect to the maximum power consumption Pmax (1500 W), so the power condition for charging the capacitor CP1 Since (250 W) is satisfied, charging is possible.
[0073]
The period t5 is a period in the low power mode that is shifted to after the standby state has elapsed for a certain time (period t4). In the low power mode (400 W), the surface temperature of the fixing roller 151 is controlled at a temperature lower than the copy operation possible temperature to suppress power consumption. When the user uses the copy, the fixing roller 151 is controlled at a temperature lower than the target temperature Tt, so that the copy can be made earlier than the start-up period of the period t1. In this period t5, the power consumption of the image forming apparatus is 400 W, so that there is a margin of 1100 W with respect to the maximum power consumption Pmax (1500 W), and the power condition (250 W) for charging the capacitor can be sufficiently satisfied.
[0074]
The period t6 is an energy saving mode (50 W) period in which only the bare control part for copying corresponds to the user operation is utilized and the power supply to other loads is cut off. In the energy saving mode, power is not supplied to the AC fixing heater HT2 and other loads that do not require operation. In this period t6, the power consumption of the image forming apparatus is 50 W, and there is a margin of 1450 W with respect to the maximum power consumption rating Pmax (1500 W), so that the power condition (250 W) for charging the capacitor can be sufficiently satisfied. .
[0075]
As described above, in the period t1 and the period t3, the power consumption of the image forming apparatus cannot exceed the rated maximum power consumption Pmax (1500 W), so that the surplus with respect to the power used by the device charges the capacitor CP1. Cannot satisfy the power condition (250 W) required.
[0076]
The period t1 is a rising operation of the image forming apparatus, and attempts are made to reduce the heat capacity of the members of the fixing roller 151 in order to shorten the time period of the period t1. Further, in order to complete the process in a short time, the AC fixing heater HT2 and the fixing heater HT1 to which electric power is supplied from the capacitor CP1 are turned on with a full duty. Therefore, the capacitor CP1 is in a discharged state during the period t1, and the capacitor CP1 cannot be charged from this point.
[0077]
The period t3 is a copy operation, and the maximum used power may approach the maximum power consumption Pmax (1500 W). However, the load current of the DC power generation circuit 204 during the copying operation increases with respect to the standby state, but is not always constant, and various electric motors (motors, clutches, solenoids) constituting the device even with one copy output. It fluctuates depending on the operation timing. In continuous copying, the heat of the fixing device 121 is taken away by the paper every time the transfer paper passes through the fixing device. When the thermistor TH11 detects the surface temperature of the fixing roller 151 and becomes lower than the target temperature Tt, the AC fixing heater HT2 is turned on. When the surface temperature of fixing roller 151 reaches target temperature Tt, AC fixing heater HT2 is turned off. That is, the AC fixing heater HT2 frequently repeats ON / OFF, and the input current of the AC heater driving circuit 205 that supplies power to the AC fixing heater HT2 varies.
[0078]
Here, the maximum value of the total power in the DC power generation circuit 204 and the AC heater drive circuit 205 may approach the rated maximum power consumption Pmax (1500 W), but the device is used under the minimum value condition. The surplus power can sufficiently satisfy the power condition (250 W) necessary for charging the capacitor CP1.
[0079]
The control unit 202 controls the capacitor charger 210 by determining whether or not the power condition necessary for charging the capacitor CP1 can be satisfied according to the detected current value S7 detected by the input current detecting circuit 206. As a result, at the timing at which the surplus with respect to the total power in the DC power generation circuit 204 and the AC heater driving circuit 205 can sufficiently satisfy the power condition necessary for charging the capacitor CP1 even in the copying operation. CP1 can be charged.
[0080]
That is, the control unit 202 turns on the capacitor charging signal S1 when the power condition (250 W) necessary for charging the capacitor CP1 can be satisfied according to the detected current value S7 detected by the input current detecting circuit 206. Then, the capacitor CP1 is charged by the capacitor charger 203.
[0081]
When the capacitor CP1 is charged in the copy operation, the load current of the DC power supply generation circuit 204 may increase due to the operation of various electric motors (motors, clutches, solenoids) constituting the device.
[0082]
Further, if the surface temperature of the fixing roller 151 becomes lower than the target temperature Tt, the AC fixing heater HT2 is turned on, so the input current of the AC heater driving circuit 205 may increase. As a result, the total power of the DC power generation circuit 204 and the AC heater drive circuit 205 approaches the maximum power consumption rating Pmax (1500 W).
[0083]
When the surplus with respect to the detected current value S7 detected by the input current detection circuit 206 cannot sufficiently satisfy the power condition (250 W) necessary for charging the capacitor CP1, the control unit 202 immediately takes the capacitor charging signal S1. Is turned off to stop the charging of the capacitor CP1.
[0084]
FIG. 8 is a flowchart for explaining charge / discharge control of the capacitor CP1 of the control unit 202. With reference to FIG. 8, charge / discharge control of capacitor CP1 of control unit 202 will be described.
[0085]
In FIG. 8, first, the control unit 202 turns on the control signals S9 and S4, and turns on the fixing relay RL21 for safety protection of the AC heater driving circuit 205 and the fixing relay RL11 for safety protection of the capacitor charge / discharge circuit 205. Then, the safety device is released, and the AC fixing heater HT2 and the fixing heater HT1 that supplies power from the capacitor CP1 are brought into a lighting-enabled state (step S11).
[0086]
The control unit 202 monitors the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 (step S12), and executes predetermined device operations such as start-up, standby, and copying (step S13).
[0087]
The control unit 202 constantly monitors whether or not the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 is equal to or lower than a predetermined current value during various device operations, and detects the detected current value of the input current detection circuit 206. It is determined whether or not S7 is equal to or less than a predetermined current value (input allowable current value) (step S14). Here, the predetermined current value is a value that does not exceed the maximum power consumption rating Pmax (1500 W) even if charging of the capacitor CP1 is started thereafter.
[0088]
As a result of this determination, when the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 is not less than or equal to the predetermined current value (step S14), the control unit 202 charges the capacitor when the capacitor charging signal S1 is ON. The signal S1 is turned OFF, charging of the capacitor CP1 is stopped (step S20), and the process returns to step S12. If the capacitor charging signal S1 is OFF, the process of step S20 is ignored.
[0089]
On the other hand, when the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 is equal to or less than the predetermined current value (“Y” in step S14), the control unit 202 applies the voltage signal S5 input from the both-end voltage detection circuit 232 to Based on this, it is determined whether or not the capacitor CP1 is fully charged (step S15). As a result of this determination, if the capacitor CP1 is not fully charged (“N” in step S15), the control unit 202 proceeds to step S16, while if the capacitor CP1 is fully charged (step S15). If the capacitor charging signal S1 is ON, the capacitor charging signal S1 is turned OFF, charging of the capacitor CP1 is stopped (step S18), and the process proceeds to step S16. If the capacitor charging signal S1 is OFF, the process of step S18 is ignored.
[0090]
In step S16, the control unit 202 determines whether or not the voltage across the capacitor CP1 is equal to or lower than a predetermined value based on the voltage signal S5 input from the voltage detection circuit 232 (step S16). As a result of this determination, if the voltage across the capacitor CP1 is not less than or equal to the predetermined value (“N” in step S16), the control unit 202 determines whether there is a request to turn on the fixing heater HT1 (step S19). ) If there is a lighting request for the fixing heater HT1 (“N” in step S19), the process proceeds to the discharge process of the capacitor CP1, while if there is no lighting request for the fixing heater HT1 (“Y” in step S19). ), The process returns to step S12.
[0091]
On the other hand, when the voltage across capacitor CP1 is equal to or lower than the predetermined value (“Y” in step S16), control unit 202 turns on capacitor charging signal S1 and outputs from capacitor charger 203 to capacitor CP1. Is turned on (step S17).
[0092]
Here, the process after the start of charging of the capacitor CP1 will be described in detail. When charging of the capacitor CP1 is started, the voltage across the capacitor CP1 gradually increases, and until it exceeds a predetermined value, “Y” in step S12 → step S13 → “step S14” → “N” in step S15 → step The loop of “Y” in step S16 → step S17 → step S12 is repeated. In this case, since the process of step S17 has already been performed, this process is ignored.
[0093]
When the voltage across the capacitor CP1 exceeds a predetermined value (“N” in step S16), the capacitor CP1 enters a dischargeable state. If it is not necessary to turn on the fixing heater HT1 (“Y” in step S19), “Y” in step S12 → step S13 → “Y” in step S14 → “N” in step S15 → “N” in step S16 → “S” in step S19 The loop of “Y” → step S12) is repeated.
[0094]
Further, when the voltage across the capacitor CP1 rises and the capacitor CP1 becomes fully charged (“Y” in step S15), the control unit 202 detects the voltage detected by the voltage detection circuit 232 across the capacitor (CP1). Based on the signal S5, the capacitor CP1 is determined to be fully charged, the capacitor charging signal S1 is turned OFF, and the output from the capacitor charger 203 to the capacitor CP1 is turned OFF (step S18).
[0095]
If the capacitor CP1 is fully charged, the lighting request of the fixing heater HT1 that supplies power from the capacitor CP1 is monitored. Step S12 → Step S13 → “Y” in Step S14 → “Y” in Step S15 → Step This is performed in the loop of S18 → “N” in step S16 → “Y” in step S19 → step S12. In this case, since the process of step S18 has already been performed, this process is ignored.
[0096]
If the capacitor CP1 is not fully charged, step S12 → step S13 → “Y” in step S14 → “N” in step S15 → “N” in step S16 → “Y” in step S19 → step S12 Done in a loop.
[0097]
In any case, if there is a request to turn on the fixing heater HT1 (“N” in step S19), the process proceeds to the discharge process of the capacitor CP1. If the capacitor CP1 is not fully charged and the voltage at both ends is equal to or lower than a predetermined value ("Y" in step S16), even if there is a lighting request for the fixing heater HT1, it is ignored.
[0098]
Next, an operation when the total power in the DC power generation circuit 204 and the AC heater drive circuit 205 approaches the maximum power consumption rating Pmax (1500 W) will be described. The control unit 202 continues to monitor that the detected current value of the input current detection circuit 206 is equal to or lower than a predetermined current value during various device operations (“Y” in step S14).
[0099]
During the charging operation, step S12 → step S13 → “Y” in step S14 → “Y” in step S15 → step S18 → “N” in step S16 → “Y” in step S19 → loop of step S12; Step S12 → Step S13 → “Y” in Step S14 → “N” in Step S15 → “N” in Step S16 → “Y” in Step S19 → Step S12) or Step S12 → Step S13 → “Step S14” Y ”→“ N ”in Step S15 →“ Y ”in Step S16 → Step S17 → Step S12 is in the process of the loop, but the control unit 202 performs the input current detection circuit 206 in any process. When it is determined that the detected current value S7 exceeds the predetermined current value (“N” in step S14), the OFF the Sita charging signal S1 to OFF the output from the capacitor charger 203 to the capacitor CP1 (step S20).
[0100]
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, the control unit 202 performs the charging operation of the capacitor CP1 by the capacitor charger 203 in accordance with the detected current value S7 detected by the input current detection circuit 206. Since the control is performed, the maximum power consumption rating Pmax (1500 W) of the image forming apparatus is not exceeded even under various complicated conditions such as the operation state, operation timing, or optional connection state of the apparatus. Under the conditions, the capacitor CP1 can be efficiently charged in a short time without being limited by the limit of the commercial power source.
[0101]
Further, the control unit 202 determines that the control unit 202 stops charging the capacitor CP1 when the detected current value S7 detected by the input current detection circuit 206 exceeds a predetermined current value. Capacitor CP1 can be charged under such a condition that the current flowing into the main power supply of the forming apparatus does not exceed the rated value of commercial power supply 15A.
[0102]
(Embodiment 2)
The image forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. Since the configuration and operation of the image forming apparatus according to the second embodiment are substantially the same as those of the image forming apparatus according to the first embodiment, only different points will be described here.
[0103]
FIG. 9 shows an example of a timing chart for explaining the temperature control of the fixing roller 151. 4A shows the surface temperature T of the fixing roller 151, FIG. 2B shows the detected current value detected by the input current detection circuit 206, and FIG. 2C shows the ON / OFF state of the AC fixing heater HT2. FIG. 4D shows the discharge timing of the capacitor CP1. The period from the period t1 to the start of the period t3 in FIG. 7 will be described in more detail with reference to FIG.
[0104]
In FIG. 9, a period t1 is a period in which the surface temperature of the fixing roller 151 is raised to a predetermined temperature. Usually, power is supplied from the AC heater driving circuit 205 to the AC fixing heater HT2, and the fixing roller 151 is heated. In this period t1, the AC fixing heater HT2 is lit at full duty, but since the copying operation is not performed, the input current I is equal to or less than the maximum input current Imax. When the surface temperature of the fixing roller 151 reaches a target temperature Tt that is a temperature at which a copying operation can be performed, power supply to the AC fixing heater HT2 is stopped. This period t2 is a copy standby state.
[0105]
In the period t2, when the copy start is started in a state where the surface temperature of the fixing roller 151 reaches the target temperature Tt but the periphery of the fixing device is not sufficiently warmed, the AC fixing heater HT2 is turned on immediately after the start of copying as in the period t3. Even when the light is on, the surface temperature of the fixing roller 151 may decrease. Actually, the copying operation can be performed even when the surface temperature of the fixing roller 151 is equal to or lower than the target temperature Tt. However, when the surface temperature of the fixing roller 151 is equal to or lower than Tmin, the fixing property cannot be ensured. Must be stopped.
[0106]
During the copy operation, the input current of the entire image forming apparatus may increase as the load current of the DC power supply generation circuit 204 increases, and may reach the maximum input current Imax determined as the image forming apparatus. This maximum current value Imax cannot be exceeded due to device specifications. For this reason, since the lighting rate of the AC fixing heater HT2 cannot be further increased in this state, the power charged in the capacitor CP1 in advance so that the surface temperature of the fixing roller 151 does not become Tmin or less during the period t4. By supplying the discharge to the fixing heater HT1, the surface temperature of the fixing roller 151 is raised.
[0107]
By discharging the power of the capacitor CP1 to the fixing heater HT1, when the surface temperature of the fixing roller ROL1 reaches the target temperature Tt as in the period t5, the discharge from the CP1 is stopped. Even when the supply of electric discharge from the capacitor CP1 is stopped, when the surface temperature of the fixing roller 151 can be maintained at the target temperature Tt as in the period t6 only by the AC fixing heater HT2, the AC fixing heater HT2 is controlled to be turned on / off. Temperature control.
[0108]
Even when the AC fixing heater HT2 is lit during the period t3, when the surface temperature of the fixing roller 151 decreases, the power charged in the capacitor CP1 in advance is discharged and supplied to the fixing heater HT1. Although the surface temperature of the fixing roller 151 is raised, if the copying operation immediately after that is continuous paper passing, the heat of the fixing roller 151 is again taken away by the paper.
[0109]
At this time, the AC fixing heater HT2 frequently repeats ON / OFF, and the input current of the AC heater driving circuit 205 that supplies power to the AC fixing heater HT2 frequently increases and decreases. In such a case, the condition that the surplus with respect to the detected current value S7 detected by the input current detection circuit 206 cannot sufficiently satisfy the power condition (250 W) necessary for charging the capacitor CP1 continues.
[0110]
Therefore, in the image forming apparatus of the second embodiment, even when the AC fixing heater HT2 is frequently turned on and off, the charging operation of the capacitor CP1 is continued as much as possible to quickly return the capacitor to the fully charged state. On the other hand, when the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 exceeds the input current allowable value, charging is performed by setting the target value of the charging current of the capacitor CP1 low.
[0111]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of the capacitor charger 203 of FIG. As shown in FIG. 10, the capacitor charger 203 includes a switching converter 301, an output control circuit 302, an output voltage sample and hold circuit 303, an output current detection circuit 304, an output voltage detection circuit 305, and an initialization control circuit. 306.
[0112]
The switching converter 301 switches the AC input power supply based on a control signal input from the output control circuit 302, and adjusts the output so that the output current or the output voltage becomes constant. The output current detection circuit 304 detects the output current of the switching converter 301 and outputs it to the output control circuit 2. The output voltage detection circuit 305 detects the output voltage of the switching converter 301 and outputs it to the output control circuit 302, the output voltage sample hold circuit 303, and the initialization control circuit 306.
[0113]
The output voltage sample / hold circuit 303 includes, for example, an AD (analog-digital) conversion unit, a data latch unit, and a DA (digital-analog) conversion unit. The output voltage sample and hold circuit 303 performs AD conversion on the detection voltage of the output voltage detection circuit 305 based on the sample signal input from the control unit 202, and fixes the output digital data with a latch. The analog voltage obtained by the conversion is output to the output control circuit 302 as the voltage target value Va.
[0114]
The output control circuit 302 compares the current target value Ia or voltage target value Va with the detection value of the output current detection circuit 404 or output voltage detection circuit 305, and controls switching of the switching converter 301 by a control signal. Yes, the constant current charging mode is switched to the relaxed charging mode by the sample signal input from the control unit 202.
[0115]
In the constant current charging mode, the output control circuit 302 compares the detection value of the output current detection circuit 404 with the current target value Ia to control the output of the switching converter 301 to a constant current, and in the relaxed charging mode, the output voltage detection circuit The detected value of 305 is compared with the voltage target value Va to control the output of the switching converter 301 to a constant voltage.
[0116]
The initialization control circuit 306 determines whether initialization is necessary based on the held output voltage, and outputs an initialization mode selection signal to the output control circuit 302. The full charge signal is connected in series with the output of the switching converter 301 as the output of the capacitor charger 203, charges each cell of the capacitor CP1, and performs sampling to detect that one of the cells is fully charged. belongs to. When the cell whose voltage rises the earliest reaches the full charge voltage, it switches from the constant current charge so far to the constant voltage charge at that voltage. The control unit 202 controls both the sample signal and the initialization mode selection signal.
[0117]
Charging control of the capacitor CP1 of the image forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart for illustrating charging control of capacitor CP 1 by control unit 202. In FIG. 11, steps that perform the same processing as in FIG. 8 are given the same step numbers, and detailed descriptions of steps that perform the same processing are omitted. The flowchart of FIG. 11 is obtained by adding steps S21, S22, and S23 to the flowchart of FIG.
[0118]
When the total power in the DC power generation circuit 204 and the AC heater drive circuit 205 approaches the maximum power consumption rating Pmax (1500 W), that is, the control unit 202 sets the detection current value S7 of the input current detection circuit 206 to a predetermined value. Except for the case where it is determined that the current value is exceeded ("N" in step S14), the same processing as in the flowchart of FIG. 8 is performed, and thus the description thereof is omitted.
[0119]
Here, a case will be described in which the sum of power in the DC power supply generation unit 204 and the AC heater driving circuit 205 approaches the maximum power consumption rating Pmax (1500 W). First, the control unit 202 sets the capacitor charger 203 to the constant current charging mode based on the sample signal for the capacitor charger 203, and further sets an initial value to the current target value Ia of the switching converter 301 (step S21). In the example of FIG. 8, the power condition (250 W) necessary for charging the capacitor CP1 has been described. Therefore, the initial value is set to 2.5 A (in the case of 100 V) here. In the flowchart of FIG. 8, the current target value Ia of the switching converter 301 is fixed at 2.5A.
[0120]
The control unit 202 continues to monitor that the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 is equal to or lower than a predetermined current value during various device operations (“Y” in step S14).
[0121]
During the charging operation, step S21 → step S12 → step S13 → “Y” in step S14 → “Y” in step S15 → step S18 → “N” in step S16 → “Y” in step S19 → loop in step S21 Step S21 → Step S12 → Step S13 → “Y” in Step S14 → “N” in Step S15 → “N” in Step S16 → “Y” in Step S19 → Loop in Step S21 or Step S21 → Step S12 → Step S13 → “Y” in Step S14 → “N” in Step S15 → “Y” in Step S16 → Step S17 → Step S21 In the process loop, the control unit 202 determines which process Also, it is determined that the detected current value S7 of the input current detection circuit 206 exceeds a predetermined current value. If you are ( "N" in step S14), and resets so that the excess from the maximum input current Imax corresponding to Pmax (1500 W) of the maximum power dissipation rating of the current target value Ia of the switching converter 301. That is, a value obtained by subtracting the difference between the detected current value S7 and the predetermined current value from the current target value Ia is calculated as a new current target value Ia (step S22), and is set by a sample signal for the capacitor charger 203 (step S22). S23).
[0122]
Then, a loop of (“N” in Step S15 → “N” in Step S16 → “Y” in Step S19 → Step S21), or “N” in Step S15 → “Y” in Step S16 → Step S17 → The process returns to step S21 in one of the loops of step S21). During this period, the capacitor CP1 is charged with a current value lower than the initial value of the current target value Ia of the switching converter 301.
[0123]
When returning to step S21, the control unit 202 resets the current target value Ia of the switching converter 301 to the initial value based on the sample signal for the capacitor charger 203. In step S14, when it is determined again that the detected current value of the input current detection circuit 206 exceeds the predetermined current value ("N" in step S14), the detected current value S7 becomes equal to or smaller than the predetermined current value. Repeat the above process.
[0124]
As described above, according to the image forming apparatus of the second embodiment, the control unit 202 determines the charging current when the detected current value S7 detected by the input current detection circuit 206 exceeds a predetermined current value. Therefore, in any case, the charging operation to the capacitor CP1 can be continued as much as possible, and the capacitor CP1 can be quickly returned to the fully charged state.
[0125]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without changing the gist of the invention.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the first aspect, When the current value flowing from the commercial power source exceeds a predetermined input current allowable value, the current target value in the charging means used for output adjustment so that the output current becomes constant is set to the maximum power consumption of the device. Control the charging of the capacitor used as an auxiliary power by resetting it to be the surplus from the maximum input current value corresponding to the rating. So that Even in this case, the capacitor used as an auxiliary power supply can be continuously charged as much as possible, so that the capacitor used as an auxiliary power supply can be charged efficiently and in a short time. Can be .
[0127]
According to an image forming apparatus of claim 2, in the image forming apparatus of claim 1, The charging current control means resets a value obtained by subtracting the difference between the current value detected by the detection means and the input current allowable value from the current current target value as a new current target value. So I decided In any case, the capacitor used as an auxiliary power supply can be continuously charged as much as possible, so that the capacitor used as an auxiliary power supply can be charged efficiently and in a short time. Can be reinstated .
[0128]
Further, according to claim 3 Charger According to When the current value flowing from the commercial power supply exceeds the predetermined allowable input current value, the current target value used for output adjustment is set so that the output current becomes constant. Since it was decided to control the charging of the capacitor used as the auxiliary power supply by resetting it so that it would be the surplus from the maximum input current value corresponding to the rating, in any case the capacitor to be used as the auxiliary power supply By continuously performing the charging operation as much as possible, the capacitor used as the auxiliary power supply can be charged efficiently and in a short time, so that the capacitor can be quickly returned to the full charge state. .
[0129]
Further, according to claim 4 Charger According to the claim 3 In the invention according to The resetting means resets a value obtained by subtracting the difference between the current value flowing from the commercial power source and the allowable input current value from the current current target value as a new current target value. So I decided In any case, the capacitor used as an auxiliary power supply can be continuously charged as much as possible, so that the capacitor used as an auxiliary power supply can be charged efficiently and in a short time. Can be reinstated .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mechanical configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the fixing device in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a power supply circuit of the fixing device in FIG. 1;
4 is a diagram showing a configuration of an AC heater driving circuit of FIG. 3. FIG.
5 is a diagram showing a configuration of a capacitor charge / discharge circuit of FIG. 3;
6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control unit in FIG. 3;
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a power consumption state of the image forming apparatus and whether or not a capacitor CP can be charged.
FIG. 8 is a diagram illustrating a flowchart for explaining charging control of the control unit in FIG. 3;
FIG. 9 is a timing chart for explaining temperature control of the fixing roller in the second embodiment.
10 is a diagram showing the configuration of the capacitor charger in FIG. 3 in the second embodiment.
11 is a diagram illustrating a flowchart for explaining charge control of the control unit in FIG. 3 in Embodiment 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Image forming device
10 Automatic document feeder (ADF)
20 Image reading device
30 writing unit
40 Printer unit
121 Fixing device
151 Fixing roller
152 Pressure roller
200 Power supply circuit
201 Main power switch
202 Control unit
203 Capacitor charger
204 DC power supply generation circuit
205 AC heater drive circuit
206 Input current detection circuit
207 Interlock switch
208 Capacitor charge / discharge circuit
220 Heater ON / OFF circuit
231 Charging / discharging switch
232 Voltage detection circuit at both ends
CP1, capacitor
TH11 thermistor
HT1 fixing heater
HT2 AC fixing heater
RL11, RL21 fixing relay

Claims

In an image forming apparatus having a fixing device that quickly starts up without being limited by the limit of commercial power, using a chargeable auxiliary power source using a capacitor ,
Charging means for charging the auxiliary power supply while adjusting the output so that the output current is constant with reference to a predetermined current target value ;
Current detecting means for detecting current flowing from the commercial power supply;
When the current value detected by the current detection means exceeds a predetermined input current allowable value, the current target value is determined as a surplus from the maximum input current value corresponding to the maximum power consumption rating of the device. so as to reconfigure, a charge control means for controlling the charging of the auxiliary power source by the charging means,
An image forming apparatus comprising:

The charge control unit resets a value obtained by subtracting the difference between the current value detected by the detection unit and the input current allowable value from the current current target value as a new current target value.
The image forming apparatus according to claim 1.

In a charger that assists a commercial power source and charges an auxiliary power source using a capacitor,
Means for adjusting the output so that the output current becomes constant with reference to a predetermined current target value;
When the current value flowing from the commercial power source exceeds a predetermined allowable input current value, the current target value is surplus from the maximum input current value corresponding to the maximum power consumption rating of the device including the auxiliary power source. Means to reset to minutes,
A charger characterized by comprising:

The resetting means resets a value obtained by subtracting a difference between a current value flowing from the commercial power source and the input current allowable value from a current current target value as a new current target value.
The charger according to claim 3 .