JPH05341692A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置を大型化することなく、また、コストを
上昇させることなく、電流波形の高調波成分に関するＩ
ＥＣ規格に適合したコンデンサインプット型のＤＣ電源
を有する画像形成装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】 定着装置４内に温度制御用ヒータ７とは別の
ヒータ１８をトライアック６を介せずに設け、電源スイ
ッチ２の押下によって電源が投入されている間は上記ヒ
ータ１８への通電を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気発熱体により熱定
着を行う手段を備えた画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置には電気発熱体を備
えた定着装置が用いられており、該電気発熱体は図８に
示すような回路によって駆動・制御されている。図８に
おいて１は商用電源であり、電源スイッチ２を介して直
流電源（以下、ＤＣ電源とする）３、定着装置４に電力
を供給している。また、ＤＣ電源３によって安定化され
た電圧は上記定着装置４の制御部５に供給されている。
該制御部５は定着装置４の温度を所定温度に保つ制御を
行うもので、トライアック６を断続的に駆動させること
によって定着装置４内の電気発熱体たるハロゲンヒータ
７への通電を制御するものである。つまり、該ハロゲン
ヒータ７の近傍に配設したサーミスタ８の温度に対する
抵抗値変化を電圧変化として制御部５のＡ／Ｄコンバー
タ９に入力し、このサーミスタ電圧を８ビットのディジ
タル値に変換してマイクロコンピュータ１０へフィード
バックすることにより定着装置４の温度を検知し、該温
度が所定温度となるように該マイクロコンピュータ１０
によってトライアック６を断続的に駆動してハロゲンヒ
ータ７へ供給する電力の調整を行っている。

【０００３】一方、ＤＣ電源３は、上記商用電源１の交
流電圧をダイオードブリッジ１１にて全波整流し、コン
デンサ１２で平滑化してトランス１３の一次側に入力す
るコンデンサインプット型電源であり、上記トランス１
３への電圧入力がＦＥＴ１４を介して制御部１５によっ
て断続的に制御され、二次側出力が一定に保たれるよう
になっている。また、二次側出力はスイッチングダイオ
ード１６とコンデンサ１７によって平滑化され、上記マ
イクロコンピュータ等へ供給されている。

【０００４】以上のように、複写機等の画像形成装置に
おける定着装置では、マイクロコンピュータ等の温度制
御手段を備えることが良好な画像を形成する上で不可欠
であり、そのような制御手段を安定して駆動するために
は上述のようなＤＣ電源が不可欠となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のようなコンデンサインプット型のＤＣ電源におい
ては、上記ハロゲンヒータ７への通電が行われていない
ときの入力電流波形が図９に示す入力電圧波形に対して
図１０のように歪んだものとなり、電源の電流波形に対
する国際規格に適合しないという問題点があった。

【０００６】この国際規格とは国際電気標準会議（Inte
rnational Electrotechnical Commission 、 以下ＩＥＣ
とする）において商用電源に接続される製品の電流波形
の高調波成分について定められた IEC Publication 555
-2 の規格をいう。

【０００７】一方、ハロゲンヒータ７に通電が行われて
いるときの入力電流波形は図１１に示すように上記規格
に適合したものとなる。これは、ハロゲンヒータ７へ通
電されているときにはコンデンサ１２への充電電流が制
限されるが、通電されていないときには商用電源１から
の入力電圧がピークのときにのみコンデンサ１２への充
電電流が流れるためである。このため、従来は図８にＡ
で示す部分にインダクタ（コイル）を挿入したり、アク
ティブフィルタを構成して一次側で電圧を昇圧して電流
波形の歪みをなくすような対策が採られている。

【０００８】しかしながら、インダクタを挿入する場
合、そのインダクタがかなり大きなものになり、小型の
画像形成装置のＤＣ電源内に入れることはスペース的に
難しくなる。また、アクティブフィルタを構成する場
合、そのための制御ＩＣが高価であったり、スイッチン
グ動作により昇圧しているためノイズが発生し、その対
策にスペース及びコストがかかるという問題点があっ
た。

【０００９】本発明は上記問題点を解決し、装置を大型
化することなく、また、コストを上昇させることなく、
電流波形の高調波成分に関するＩＥＣ規格に適合したコ
ンデンサインプット型のＤＣ電源を有する画像形成装置
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、電気発熱体を有する定着装置と、該電気発熱体を
断続的に駆動して定着装置の温度を所定温度に制御する
温度制御手段と、商用電源を直流の電源に変換せしめる
コンデンサインプット型直流電源とを備えた画像形成装
置において、上記電気発熱体は、上記温度制御手段に制
御される第一の電気発熱体と、該第一の電気発熱体とは
独立に制御される第二の電気発熱体とを備え、該第二の
電気発熱体への通電は、上記直流電源の負荷が所定値以
上のときに行われるように設定されていることにより達
成される。

【００１１】

【作用】本発明によれば、例えば、画像形成装置が大型
で定着動作前の待機状態でもコンデンサインプット型直
流電源の負荷が所定値以上である場合には待機状態から
第二の電気発熱体への通電が行われる。上記コンデンサ
インプット型直流電源は、上記負荷が所定値を超えると
電源を安定化させるためにトランスの一次側における電
力供給量を増加させようとするので、この際、コンデン
サの充放電が頻繁に行われ、該コンデンサへの充電電流
は入力電圧波形のピーク値付近のみで流れる傾向にあ
る。しかし、上記第二の電気発熱体への通電によって該
コンデンサへの充電電流は制限されるので、入力電流波
形の導通角は広がることとなる。一方、上記第一の電気
発熱体への通電が始まる定着時には該第一の電気発熱体
及び第二の電気発熱体への通電により上記充電電流が制
限され同様に導通角が広がる。また、画像形成装置が小
型で待機状態における上記直流電源の負荷が所定値以下
である場合には、定着時に上記第二の電気発熱体への通
電が行われる。したがって、上述の定着時の場合と同様
に導通角が広がる。

【００１２】

【実施例】本発明の第一実施例及び第二実施例を添付図
面に基づいて説明する。

【００１３】〈第一実施例〉先ず、本発明の第一実施例
を図１ないし図５に基づいて説明する。なお、図８に示
した従来例との共通箇所には同一符号を付して説明を省
略する。図１はぺージプリンタ等の画像形成装置の断面
図を示している。図１において２１は記録材Ｐを収容す
る給紙カセットであり、装置右側にその一部を突出させ
て配設されている。該給紙カセット２１の上部には給紙
ローラ２２が設けられており、該給紙ローラ２２の記録
材搬送方向前方に配設されたレジストローラ２３に向け
て記録材Ｐを搬送せしめる。また、該レジストローラ２
３よりも記録材搬送方向前方には潜像担持体たる感光ド
ラム２４が設けられており、レジストローラ２３は該感
光ドラム２４の画像形成動作とのタイミングを取りなが
ら記録材Ｐを該感光ドラム２４に搬送する。

【００１４】一方、感光ドラム２４の周囲には一次帯電
器２５，現像装置２６，転写用帯電器２７，並びにクリ
ーニング装置２８が備えられており、感光ドラム２４表
面へのトナー像の形成及び該トナー像の記録材Ｐへの転
写並びに該表面のクリーニングを行っている。つまり、
一次帯電器２５によって一様に帯電した感光ドラム２４
の表面にレーザビームが照射されることにより該表面に
は原稿画像に対応する潜像が形成され、該潜像は現像装
置２６によって可視像化される。該可視像は上記レジス
トローラ２３から搬送された記録材Ｐ上に転写用帯電器
２７によって転写され、該記録材Ｐ上に担持される。転
写処理後は感光ドラム２４の表面をクリーニング装置２
８によってクリーニングし、その後の潜像形成処理に備
える。

【００１５】以上のように可視像を転写された記録材Ｐ
は、感光ドラム２４よりも記録材搬送方向前方に備えら
れた定着装置４へ向けて搬送され、該記録材Ｐ上の可視
像は該定着装置４において永久画像として定着される。
また、定着装置４よりも記録材搬送方向前方には排紙ロ
ーラ２９が設けられおり、定着処理後の記録材Ｐを画像
形成装置外部へと排出するようになっている。

【００１６】このような画像形成装置における定着装置
４は、定着用ローラ内部に配設したハロゲンヒータ等の
電気発熱体により該定着用ローラを加熱して定着を行う
ものであり、本実施例装置においては、図２に示すよう
に二つのハロゲンヒータ７，１８が設けられている。

【００１７】第一のヒータ７は従来例と同様にトライア
ック６を介してマイクロコンピュータ１０と接続されて
いるが、第二のヒータ１８はトライアック６を介せずに
直接電源スイッチ２を介して商用電源１と接続されてい
る。つまり、第二のヒータ１８は画像形成装置に電源が
投入されている間は常に駆動されている。

【００１８】このように常に第二のヒータに電流が流れ
るようにしたために、画像形成装置に流れる総電流が増
し、図３の入力電圧波形に対する第一のヒータ７の非駆
動時における入力電流波形は、図４のように従来例に比
べて導通角が広がり、第一のヒータ７の駆動時における
入力電流波形とほぼ同様の形となった。この本実施例に
よる入力電流波形の高調波レベルと従来例の高調波レベ
ルを比較した結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から分かるように、高調波レベルは本
発明により急激に低下しているとは言えないが、この場
合に適用されるＩＥＣ規格のクラスがクラスＤからクラ
スＡに変わるため、結果としてＩＥＣ規格に適合させる
ことができた。

【００２１】つまり、図４に点線で示した範囲に入力電
流波形の殆どが入る場合は、従来例のときのようにクラ
スＤの規格に適合させなければならないが、本実施例の
場合はＩＥＣの規格はクラスＡが適用される。その結
果、本実施例の入力電流波形は表１に示すようにクラス
Ａの規格値に適合しており、インダクタの挿入やアクテ
ィブフィルタの導入による装置の大型化及びコストの上
昇を生じさせることなく従来の問題点を解決することが
できた。

【００２２】また、本実施例によれば、電源スイッチ２
が閉位置にあり電源が投入された状態であれば第二のヒ
ータ１８は常に通電されているため、定着装置４が十分
に暖められており、スタンバイ状態からプリント状態に
達する時間が短縮されるという効果も奏することができ
る。したがって、画像形成装置に印字指示信号が出力さ
れてから印字終了となるまでの時間を小さくすることが
できる。

【００２３】〈第二実施例〉次に、本発明の第二実施例
を図６に基づいて説明する。なお、第一実施例との共通
箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００２４】本実施例はＤＣ電源３のトランス１３の一
次側にインダクタ１９を追加したところが第一実施例と
異なる。これにより、さらに規格に対するマージンを増
やすことができた。

【００２５】本実施例のように第二のヒータ１８を設け
た上でインダクタ１９を追加すれば、従来の方式よりも
インダクタを小さくすることができる。また、第二のヒ
ータ１８の消費電力を第一実施例よりも少なくすること
ができる。さらに、第二のヒータ１８の配線を電源スイ
ッチ２より電源側に取っているため、画像形成装置のウ
ォーミングアッフプタイムを短縮させることができる。

【００２６】〈第三実施例〉次に、本発明の第三実施例
を図７に基づいて説明する。なお、第一実施例及び第二
実施例との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２７】本実施例は画像形成装置が第一実施例及び
第二実施例よりも小型の場合に適用できるもので、第二
のヒータ１８にもトライアック２０を接続することによ
り、スタンバイ状態では通電せず、プリント状態にて上
述した実施例と同様に通電するように制御を行うもので
ある。これにより、上述の実施例に比べて消費電力を少
なくすることができる。

【００２８】小型の画像形成装置においてはスタンバイ
時におけるＤＣ電源の負荷が小さいためにスタンバイ時
に第二のヒータ１８への通電を停止してもＩＥＣ規格ク
ラスＤを満足している場合があり、本発明の効果を奏す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気発熱体を有する定着装置と、該電気発熱体を断続的
に駆動して定着装置の温度を所定温度に制御する温度制
御手段と、商用電源を直流の電源に変換せしめるをコン
デンサインプット型直流電源とを備えた画像形成装置に
おいて、上記温度制御手段によって制御される第一の電
気発熱体の他、独立して駆動される上記定着装置に第二
の電気発熱体を備え、該第二の電気発熱体への通電は上
記直流電源の負荷が所定値以上のときに行うこととした
ので、大型のインダクタを用いて装置を大型化すること
なく、また、アクティブフィルタを用いてコストを上昇
させることなく、入力電流波形の高調波成分に関するＩ
ＥＣの規格に適合した電源を有する画像形成装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例装置の概略構成を示す断面
図である。

【図２】図１装置の定着装置及び直流電源並びに温度制
御手段の概略構成を示す回路図である。

【図３】図２の回路における交流入力電圧の波形を示す
図である。

【図４】図２の回路において第一のヒータへの通電を行
っていないときの入力電流波形を示す図である。

【図５】図２の回路において第一のヒータへの通電を行
っているときの入力電流波形を示す図である。

【図６】本発明の第二実施例装置の概略構成を示す回路
図である。

【図７】本発明の第三実施例装置の概略構成を示す回路
図である。

【図８】従来例装置の概略構成を示す回路図である。

【図９】図８の回路における交流入力電圧の波形を示す
図である。

【図１０】図８の回路においてヒータへの通電を行って
いないときの入力電流波形を示す図である。

【図１１】図８の回路においてヒータへの通電を行って
いるときの入力電流波形を示す図である。

【符号の説明】

１ 商用電源 ３ ＤＣ電源（直流電源） ４ 定着装置 ５ 制御部（温度制御手段） ７ ハロゲンヒータ（第一の電気発熱体） １８ ハロゲンヒータ（第二の電気発熱体）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気発熱体を有する定着装置と、該電気
   発熱体を断続的に駆動して定着装置の温度を所定温度に
   制御する温度制御手段と、商用電源を直流の電源に変換
   せしめるコンデンサインプット型直流電源とを備えた画
   像形成装置において、上記電気発熱体は、上記温度制御
   手段に制御される第一の電気発熱体と、該第一の電気発
   熱体とは独立に制御される第二の電気発熱体とを備え、
   該第二の電気発熱体への通電は、上記直流電源の負荷が
   所定値以上のときに行われるように設定されていること
   を特徴とする画像形成装置。