JP5239945B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態にかかる複写機の一例を示すハードウェア構成図である。複写機100は、自動原稿送り装置(ADF)101、スキャナ部102、画像書き込みユニット103、感光体ユニット104、現像ユニット105、一次転写ユニット106、給紙部107、二次転写ユニット108、搬送ベルト109、定着ユニット110、および、電源装置1を備えて構成されている。
電源装置1は、定着ユニット110の定着ヒータ112、および、定着ヒータ112以外の負荷14へ電力を供給する。図2は、第1の実施の形態にかかる電源装置1、および、定着ユニット110を含むその他の周辺装置の構成を示すブロック図である。
次に、電源装置1による電流制御について説明する。電源装置1は、商用交流電源13から定着ヒータ112へ供給される電流と、商用交流電源13(第1電源部4)および第2電源部10から負荷14へ供給される電流とを制御して、商用交流電源13から供給される電流の値が定格電流を越えないようにしながら、上限近くまで有効に使用する。
第2の実施の形態では、第1の実施の形態における電流指令値の決定方法について説明する。第2の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置の構成については、第1の実施の形態にかかる画像形成装置と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
第1の実施の形態では、定着ヒータの力率が100%である前提で1次側総電流の皮相電流を決定したが、第3の実施の形態では、定着ヒータの力率が100%以外である場合の1次側総電流の皮相電流の決定方法について説明する。第3の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置の構成については、第1の実施の形態にかかる画像形成装置と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
第1の実施の形態では、画像形成装置の稼働中は蓄電部からの放電のみが行われ、蓄電部への充電は行われないが、第4の実施の形態では、画像形成装置の稼働中に蓄電部への充電と蓄電部からの放電とが交互に行われる。第4の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置の構成について、第1の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第1の実施の形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
次に、電源装置31による電流制御について説明する。電源装置31は、商用交流電源13から定着ヒータ112へ供給される電流、商用交流電源13(第1電源部32)および第2電源部33から負荷14へ供給される電流、および、商用交流電源13から第2電源部33へ供給される電流を制御して、商用交流電源13から供給される電流の値が定格電流を越えないようにしながら、上限近くまで有効に使用する。
第5の実施の形態では、制御部による制御指令に対して、第1電源部の1次側電流値が実際に変動するまでの時間と定着ヒータの電流値が実際に変動するまでの時間とが異なる
ため、その時間差を利用して行う電流制御について説明する。第5の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置の構成については、第1の実施の形態にかかる画像形成装置と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
第6の実施の形態では、第1電源から負荷へ供給する出力、および、定着ヒータが複数ある場合について説明する。第6の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置の構成について、第1の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第1の実施の形態と同様であるので、同一の符号が付された箇所については、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。
次に、電源装置41による電流制御について説明する。電源装置41は、商用交流電源13から第1定着ヒータ112Aおよび第2定着ヒータ112Bへ供給される電流、商用交流電源13(第1電源部42)から負荷46、47、48へそれぞれ供給される電流、、および、第2電源部10から負荷46へ供給される電流を制御して、商用交流電源13から供給される電流の値が定格電流を越えないようにしながら、上限近くまで有効に使用する。
2 メインSW
3 力率改善回路
4、32、42 第1電源部
5、43、44 負荷電流検知部
6 AC電圧検知回路
7 充電用電源部
8 蓄電部
9 蓄電部電圧検知部
10、33 第2電源部
11 メインRL
12、35、45 制御部
13 商用交流電源
14、46、47、48 負荷
15 電流検知部
16 定着電力供給指令部
17 実効値演算部
18、38、49 指令値決定部
19 第1電源部効率テーブル
20、39 第2電源部効率テーブル
21、40 力率テーブル
22 定着ヒータV−I特性テーブル
34 充電/放電切替部
36 過電流検知回路
37 第2電源電流検知部
50 定着ヒータA V−I特性テーブル
51 定着ヒータB V−I特性テーブル
52 5V電源モード別電流値テーブル
100 複写機
101 自動原稿送り装置(ADF)
102 スキャナ部
103 画像書き込みユニット
104 感光体ユニット
105 現像ユニット
106 一次転写ユニット
107 給紙部
108 二次転写ユニット
109 搬送ベルト
110 定着ユニット
111 定着ヒータ駆動回路
112 定着ヒータ
112A 第1定着ヒータ
112B 第2定着ヒータ
113 定着器
114 温度センサ
115 温度制御部
Claims (17)
- 外部から供給される電力を入力源に用いて負荷に給電する第1電源部と、
前記負荷を流れる2次側負荷電流もしくは前記第1電源部の2次側第1電源出力電流を検知する負荷電流検知部と、
蓄電部と、
前記蓄電部の電力を入力源とし、外部からの電流指令値に応じて2次側第2電源出力電流を給電し、前記第1電源部の前記2次側第1電源出力電流と並列に接続されて合成した前記2次側負荷電流を前記負荷に供給する第2電源部と、
外部から供給される電力を入力源に用いて前記蓄電部に充電を行う充電用電源部と、
トナー像が転写された転写紙を加熱・加圧してトナー像を固定する定着器を加熱する定着ヒータと、
1次側電圧を検知するAC電圧検知回路と、
前記負荷電流検知部で検出した前記2次側負荷電流もしくは前記第1電源部の前記2次側第1電源出力電流と、現在の電流指令値、前記1次側電圧、および、予め定めた前記第1電源部の1次−2次間の変換効率より前記第1電源部の1次側換算第1電源電流を求め、前記1次側電圧と、予め定めた前記定着ヒータの印加電圧−電流特性情報より前記定着ヒータに流れる1次側定着ヒータ電流を求め、前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流と前記1次側定着ヒータ電流の和より1次側総電流を求め、1次側に流すことが可能な所定の電流値との差分より前記第2電源部の電流指令値を決定して前記第2電源部に出力する指令値決定部と、
を備えたこと、を特徴とする画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記AC電圧検知回路で求めた前記1次側電圧と前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流の関係から前記第1電源部の力率を求め、
前記AC電圧検知回路で求めた前記1次側電圧と前記1次側定着ヒータ電流の関係から前記定着ヒータの力率を求め、
前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流と力率、前記定着ヒータの前記1次側定着ヒータ電流と力率より前記1次側総電流を求め、1次側に流すことが可能な所定の電流値との差分より前記第2電源部の前記電流指令値を決定して前記第2電源部に出力すること、を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記定着器の温度を検知し、一定の温度となる様に制御する温度制御部をさらに備え、
前記指令値決定部は、
前記定着ヒータがオフする場合には、オフ状態での前記1次側総電流を計算し、前記1次側総電流の値が許容範囲に収まる範囲で、前記第2電源部への前記電流指令値を下げること、を特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記定着ヒータは、加熱電力が外部からの電力指令値により可変であり、
前記指令値決定部は、
画像形成装置の動作モードに応じた加熱電力を要求する前記電力指令値を出力し、
前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流と前記1次側定着ヒータ電流の和が1次側に流すことが可能な所定の電流値を超える場合、超える電流値以上に相当する1次側定着ヒータ電流を、前記電力指令値から差し引いて前記定着ヒータに出力するか、もしくは前記定着ヒータをオフすること、
を特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記定着ヒータは、加熱電力が外部からの電力指令値により可変であり、
前記第2電源部の出力電流値を検知する電流検知部をさらに備え、
前記指令値決定部は、
画像形成装置の動作モードに応じた加熱電力を要求する前記電力指令値を出力し、
前記電流検知部によって検知した前記第2電源部の出力電流値が前記電流指令値を満たせない場合、満たせない電流値以上に相当する1次側定着ヒータ電流が流れないような前記電力指令値を前記定着ヒータに出力するか、もしくは前記定着ヒータをオフすること、
を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記指令値決定部により求めた前記総1次電流が、1次側に流すことが可能な所定の電流値を下回る場合、総1次電流として1次側に流すことが可能な所定の電流値との差分以下に相当する1次側定着ヒータ電流を流すような前記電力指令値を出力すること、
を特徴とする請求項4または5に記載の画像形成装置。 - 前記第2電源部の出力電流値を検知する電流検知部をさらに備え、
前記指令値決定部は、
前記第2電源部の出力電流値が前記電流指令値を満たせない場合に、前記第2電源部の電流計算結果によって、前記1次側定着ヒータ電流を低減もしくは前記定着ヒータをオフする時、前記1次側定着ヒータ電流の低減または前記定着ヒータのオフしたタイミングと同時もしくは所定時間経過後に、前記第2電源部の前記電流指令値を下げて、前記第2電源部の出力電流を低下させること、
を特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記第2電源部の電流計算結果によって、前記1次側定着ヒータ電流を増加もしくは前記定着ヒータのオンが可能となった場合、前記第2電源部の前記電流指令値を上げて前記第2電源部の出力電流を上昇させたタイミングより所定時間経過後に、前記電力指令値を増加または前記定着ヒータをオンすること、
を特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
求めた前記総1次側電流が、1次側に流すことが可能な所定の電流値に対して低く前記第2電源部の出力を停止可能な状態では、前記第2電源部の出力を停止し前記充電用電源部によって前記蓄電部に充電を行い、
前記充電用電源部による前記蓄電部への充電電流値は、前記指令値決定部から出力される充電指令値に従い、
前記指令値決定部は、
前記指令値決定部で求めた前記1次側総電流と1次側に流すことが可能な所定の電流値との差分を求め前記差分から力率、前記充電用電源部の1次−2次変換効率を用いて求めた第1の充電電流上限値と、予め定めた、前記蓄電部の第2の充電電流上限値との内、小さい値を上限値として充電指令値を決定すること、
を特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第2電源部と前記充電用電源部とを兼ねた前記蓄電部用の充電/放電兼用電源と、
外部信号によって、前記充電/放電兼用電源と前記蓄電部、前記負荷、前記入力源との接続を制御される充電/放電切替部とをさらに備え、
前記充電/放電切替部は、
充電モードにおいては、前記入力源−前記充電/放電兼用電源−前記蓄電部の順序で接続し、前記負荷への接続は絶って、前記蓄電部への充電を行い、
放電モードにおいては、前記蓄電部−前記充電/放電兼用電源−前記負荷の順に接続し、前記入力源との接続を絶つこと、
を特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記定着ヒータを1つないし複数備え、
前記指令値決定部は、
前記定着ヒータのそれぞれのオン/オフ制御信号および前記電力指令値に基づいて前記第2電源部への前記電流指令値を決定すること、
を特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1電源部は、複数の2次側出力を有し、
各出力の内、1つないし複数の出力の2次側第1電源出力電流をそれぞれ検知する1つないし複数の負荷電流検知部をさらに備え、
前記指令値決定部は、
前記1つないし複数の負荷電流検知部で得られた前記2次側第1電源出力電流情報を用いて前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流を求めること、
を特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第1電源部は、複数の2次側出力を有し、
前記指令値決定部は、
各出力の内、前記1つないし複数の負荷電流検知部が設けられていない各出力の電流値は、画像形成装置の動作モードによって予め定めた出力電流値として前記第1電源部の前記1次側換算第1電源電流を求めること、
を特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記指令値決定部で求めた前記第2電源部の前記電流指令値が第1の値を下回る場合には、あらかじめ定めた第1の値を前記電流指令値として出力すること、
を特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記指令値決定部で求めた前記第2電源部の前記電流指令値が前記第1の値よりも低い第2の値を下回る場合には、前記第2電源部からの給電を停止すること、
を特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。 - 前記指令値決定部は、
前記第2電源部の出力停止時に、前記指令値決定部で求めた前記第2電源部の前記電流指令値が前記第2の値以上かつ第1の値以下である第3の値以上となった場合、前記第2電源部の出力をオンとすること、を特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 前記負荷電流検知部は、第1電源部の過電流保護回路用電流検知手段を兼ねること、
を特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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