JPH1152785A

JPH1152785A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1152785A
Application number: JP9220083A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Ishikawa; 哲司石川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高調波電流規制と電源電圧変動規制に同時に
対応できる電子写真方式の画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー定着用ヒータ２へ交流電源１より
電力を供給する際、温度センサ４でヒータ温度を検出
し、ヒータ温度が所定温度たとえば１５０℃程度よりも
低い場合には、通電時間が全体の６０％となる位相角に
て６００[ms]保持した後、全点灯とするソフトスタート
制御を行い、電源供給の際ヒータ２の温度が上記所定温
度ｔよりも高い場合、通電時間が全体の６０％となる位
相角にて４００[ms]保持した後、全点灯とするソフトス
タート制御を行う。上記いずれの場合も、全点灯後はヒ
ータ２への連続通電を継続する。そして、温度センサ４
及び温度検出回路５により検出されたヒータ温度が予め
指定された温度例えば２００℃程度まで上昇したら、ヒ
ータ２への電力供給を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
装置、ファクシミリ装置など、電子写真方式の画像形成
装置に関し、特に、高調波電流、電源電圧変動規制に対
応した定着ヒータ制御機能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】白熱電球、電熱器など抵抗性負荷や、モ
ータなど誘導性負荷は、電気技術開発当初からあり、現
在においても依然電気製品の重要な構成要素として用い
られている。これらの負荷のみであれば、高調波電流な
どが問題になることはない。すなわち、抵抗性負荷は電
流の位相を変化させないので高調波電流とは無縁であ
り、また、誘導性負荷があると電流の位相が遅れるが、
電流波形は正弦波のままなので高調波電流は発生しな
い。しかし、近年テレビ、パソコン、インバータエアコ
ンなど、機器の内部で直流を使う電気製品が増えてきた
ため、交流から直流に変換する整流回路が負荷になるこ
とが多くなってきた。図５は従来良く知られた簡単な整
流回路の例を、図６は図５に示す回路の各部の波形を示
したものである。この整流回路はコンデンサ入力型整流
回路と呼ばれるものである。この整流回路では、交流入
力電流ＩＡＣが流れる期間はコンデンサＣを充電する期
間に限られるので、入力電圧ＶＡＣの瞬時値がコンデン
サＣの電圧ＶＤＣよりも高くなったときだけ電流が流
れ、交流入力電流ＩＡＣの波形がパルス状に変換され、
入力波形とは大きく異なった波形となる。その結果、こ
の種の整流回路を用いた電気製品を使用すると、商用電
源側に高調波電流や電源電圧変動が発生することにな
る。そのため、よく経験する例として、冷蔵庫や掃除機
などのモーター機器が動作した瞬間に室内の明かりが暗
くなることがある。これはモーターの起動時に大きな電
流が流れ、配電インピーダンスによって電圧が低下する
ために起きるものである。冷蔵庫、電気温水器、エアコ
ン（インバータ式でないもの）などは常時ＯＮ／ＯＦＦ
を繰り返しているので急激な電圧変化を避けることがで
きない。また、照明に白熱電球を使っているとき、電球
の輝度は入力電力に比例するため、照明の明るさは電圧
変化の２乗で影響を受ける。そこで、欧州ＣＥマークの
一環として高調波電流規制（ＩＥＣ１０００−３−２）
や電源電圧変動規制（ＩＥＣ１０００−３−３）などの
規制が設けられ、電子写真方式を用いた画像形成装置に
おいてもこれらの規制に適応することが求められるよう
になった。高調波電流規制（ＩＥＣ１０００−３−２）
とは、「高調波電流の流出に対する限度値（１相あたり
の入力電流が１６Ａ以下の機器）」に関する国際規格で
あり、従来の高調波電流に関するＩＥＣ規格５５５−２
を改訂したものである。電源電圧変動規制（ＩＥＣ１０
００−３−３）とは、「１相あたりの入力電流が１６Ａ
以下の機器の電圧変動とフリッカの限度値」に関する国
際規格であり、従来の電圧変動に関する規格ＩＥＣ５５
５−３を改訂したものである。なお、フリッカは、「輝
度またはスペクトラム分布の時間的変動による光刺激に
よって引き起こされる視感覚の不安定性の印象」と定義
されている。つまり、人間が感じる明るさの変動（ちら
つき）の度合いを定量的に評価できるようにしたものと
いえる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子写真式の画像形成
装置において、高調波電流の発生を抑えるには、定着ヒ
ータへの通電を断続的にＯＮ（ＯＮ／ＯＦＦ制御）して
入力電流波形を正弦波にすればよい。また、電源電圧変
動を抑えるには、定着ヒータに通電する電流の位相を制
御すればよい。しかし、定着ヒータへの通電をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御すると、定着ヒータへの突入電力が大きくなっ
てしまい、電源電圧変動が大きくなってしまう。また、
定着ヒータに通電する電流の位相を制御すると、定着ヒ
ータの入力電流に高調波電流が乗ってしまう。このよう
に、高調波電流規制と電源電圧変動規制とに対応しよう
とすると、相反する結果が生じることになるため、両方
の規制を同時に満足することは難しい。たとえば、特開
平３−１１３５１号公報に記載のヒータ制御装置では、
電源投入時の過渡期間のみ定着ヒータの制御を位相制御
にて行うことにより、突入電力を抑えるようにしている
が、全点灯後ヒータへの通電をＯＮ／ＯＦＦ制御してい
るため電源電圧変動は大きくなる。本発明は上記事情に
鑑みて創案されたものであり、その目的は、高調波電流
規制（ＩＥＣ１０００−３−２）及び電源電圧変動規制
（ＩＥＣ１０００−３−３）に同時に対応できる電子写
真方式の画像形成装置を提供するものである。

【０００４】

【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に記載の発明では、トナー定着用ヒータ
と、前記ヒータへ電力を供給する交流電源と、前記ヒー
タの温度を検出する温度検出回路と、前記温度検出回路
により検出されたヒータ温度に基づいて前記ヒータへの
印加電圧を決定する演算回路と、決定された印加電圧に
応じて前記ヒータへの電力供給を制御する制御回路とを
有する電子写真方式の画像形成装置において、前記ヒー
タへ電力を供給する際、前記ヒータの温度が所定温度よ
りも低い場合には、前記ヒータへの通電を予め指定され
た位相角にて所定時間保持した後全点灯させるソフトス
タートオン制御を行い、前記ヒータの温度が高い場合に
は、前記ヒータへの通電を予め指定された位相角にて前
記ヒータの温度が低い場合よりも短い所定時間保持した
後全点灯させるソフトスタートオン制御を行い、前記ヒ
ータが全点灯した後、前記ヒータへの通電を連続して行
うようにした。また、請求項２に記載の発明では、トナ
ー定着用ヒータと、前記ヒータへ電源を供給する交流電
源と、前記ヒータの温度を検出する温度検出回路と、検
出されたヒータ温度に基づいて前記ヒータへの印加電圧
を決定する演算回路と、決定された印加電圧に応じて前
記ヒータへの電力供給を制御する制御回路とを有する電
子写真方式の画像形成装置において、前記ヒータへ電力
を供給する際、前記ヒータの温度が所定温度よりも低い
場合には、前記ヒータへの通電時間を全点灯時の６０％
に抑えて６００ｍｓ保持した後全点灯させるソフトスタ
ートオン制御を行い、前記ヒータの温度が上記所定温度
よりも高い場合には、前記ヒータへの通電時間を全点灯
時の６０％に抑えて４００ｍｓ保持した後全点灯させる
ソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータが全点灯し
た後、前記ヒータへの通電を連続して行うようにした。
また、請求項３に記載の発明では、トナー定着用ヒータ
と、前記ヒータへ電源を供給する交流電源と、前記ヒー
タの温度を検出する温度検出回路と、前記ヒータの温度
に基づいて前記ヒータへの印加電圧を決定する演算回路
と、決定された印加電圧に応じて前記ヒータへの電力供
給を制御する制御回路とを有する電子写真方式の画像形
成装置において、前記ヒータへ電力を供給する際、前記
ヒータの温度が低い場合には、前記ヒータへの通電時間
を全点灯時の２０％に抑えて８００ｍｓ保持した後全点
灯させるソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータの
温度が高い場合には、前記ヒータへの通電時間を全点灯
時の２０％に抑えて５００ｍｓ保持した後全点灯させる
ソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータが全点灯
後、前記ヒータへの通電を連続して行うようにした。上
記請求項１〜３に記載の発明によれば、前記ソフトスタ
ート制御を行うことにより、画像形成装置への突入電流
を抑えて電源電圧変動を抑えることができる。また、ヒ
ータが全点灯した後、ヒータへの通電を連続して行うこ
と（オン制御）により、高調波電流の発生を抑えること
ができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の画像形成装置における定着
ヒータ制御装置の実施の形態の一例を示すブロック図で
ある。図中、１はヒータ電源、２はトナー定着用ヒータ
（以下、単にヒータともいう。）である。ヒータ電源１
とヒータ２とを結ぶループ回路の途中にはスイッチ３が
設けられており、スイッチ３が閉じられると、ヒータ電
源１からヒータ２に電源が供給される構造になってい
る。ヒータ電源１には通常商用交流電源が使用されてい
る。スイッチ３には、トランジスタなどの半導体スイッ
チング素子や、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）等、高速
スイッチングが可能なものが使用されている。上記ヒー
タ２の近傍には温度センサ４が設けられている。温度セ
ンサ４はヒータ２による加熱温度に応じた抵抗値を温度
検出回路５へ出力する。温度検出回路５は、温度センサ
４の抵抗値に基づいてヒータ温度を検出し、その結果を
演算回路６へ送る。演算回路６は、検出されたヒータ３
の温度からヒータ３の抵抗を算出し、ヒータ電源１から
ヒータ２へ流れる電流があらかじめ設定した値を超えな
いようにヒータ３への印加電圧を決定する。制御回路７
は決定された印加電圧から、ヒータ２への電力供給のス
イッチング信号を発生してヒータ２への印加電圧が決定
された印加電圧を超えないように制御する。

【０００６】次に、各請求項の実施の形態について説明
する。 [ 請求項１に対応する実施の形態]この実施の形態で
は、ヒータ電源１をオンした時におけるヒータ２への突
入電流を低減するために、電力供給の際ヒータ２の温度
が所定の温度ｔ、例えば１５０℃程度に達するまではヒ
ータ２への突入電流が大きいので、図２（ａ）に示す入
力電流波形のように、通電時間を全体のα％とすべく予
め指定された位相角φにて立ち上げ、その位相角φにて
一定時間Ｔ[ms]保持した後、全点灯すなわち通電時間を
１００％とするソフトスタート制御を行う。上記一定時
間Ｔ[ms]は例えば５００〜１０００[ms]程度、α％は２
０〜７０％程度である。また、電源供給の際ヒータ２の
温度が所定温度ｔ、例えば１５０℃よりも高い場合（た
だし２００℃程度以下）、図２（ｂ）に示す入力電流波
形例のように、通電時間を全体のα％とすべく予め指定
された位相角φにて立ち上げ、その位相角φにて、上記
の一定時間Ｔよりも１００〜４００[ms]程度短い一定時
間Ｔ’保持した後、全点灯とするソフトスタート制御を
行う。上記いずれの場合も、全点灯後はヒータ２への連
続通電を継続する。すなわちオン制御を継続する。そし
て、温度センサ４及び温度検出回路５により検出された
ヒータ温度が予め指定された温度例えば２００℃程度ま
で上昇したら、ヒータ２への電力供給を停止する。上記
のように、ヒータ２への電源供給の際、ヒータ２の温度
が所定温度ｔよりも低い場合には、ヒータ２への通電を
予め指定された位相角φにて所定時間Ｔだけ保持した後
全点灯させるソフトスタートオン制御を行い、ヒータ２
の温度が所定温度ｔよりも高い場合には、ヒータ２への
通電を予め指定された位相角φにて、前記所定時間Ｔよ
りも短い所定時間Ｔ’だけ保持した後全点灯させるソフ
トスタートオン制御を行うことにより、画像形成装置へ
の突入電流を抑え、電源電圧変動を抑えることができ
る。また、全点灯後はヒータ２への連続通電を継続する
ことにより高調波電流の発生を抑えることができる。

【０００７】[ 請求項２に対応する実施の形態]この実
施の形態では、ヒータ電源１をオンした時におけるヒー
タ２への突入電流を低減するために、電源供給の際ヒー
タ２の温度が所定温度ｔ、例えば１５０℃程度よりも低
い場合には、図３（ａ）に示す電流波形例のように、通
電時間が全体の６０％となる位相角にて６００[ms]保持
した後、全点灯すなわち通電時間を１００％とするソフ
トスタート制御を行う。また、電源供給の際ヒータ２の
温度が上記所定温度ｔよりも高い場合（ただし２００℃
程度以下）、図３（ｂ）に示す電流波形例のように、通
電時間が全体の６０％となる位相角にて４００[ms]保持
した後、全点灯とするソフトスタート制御を行う。上記
いずれの場合も、全点灯後はヒータ２への連続通電を継
続する。すなわちオン制御を継続する。そして、温度セ
ンサ４及び温度検出回路５により検出されたヒータ温度
が予め指定された温度例えば２００℃程度まで上昇した
ら、ヒータ２への電力供給を停止する。上記のように、
ヒータ２への電源供給の際、ヒータ２の温度が所定温度
ｔよりも低い場合には、ヒータ２への通電時間を全点灯
時の６０％に抑えて６００[ms]保持した後全点灯させる
ソフトスタートオン制御を行い、ヒータ２の温度が所定
温度ｔよりも高い場合には、ヒータ２への通電時間を全
点灯時の６０％に抑えて４００[ms]保持した後全点灯さ
せるソフトスタートオン制御を行うことにより、画像形
成装置の突入電流を抑え、電源電圧変動を抑えることが
できる。また、全点灯後はヒータ２への連続通電を継続
することにより高調波電流の発生を抑えることができ
る。

【０００８】[ 請求項３に対応する実施の形態]この実
施の形態では、ヒータ電源１をオンした時におけるヒー
タ２への突入電流を低減するために、電源供給の際ヒー
タ２の温度が所定温度ｔ、例えば１５０℃程度よりも低
い場合には、図４（ａ）に示す電流波形例のように、通
電時間が全体の２０％となる位相角にて８００[ms]保持
した後、全点灯すなわち通電時間１００％とするソフト
スタート制御を行う。また、電源供給の際ヒータ２の温
度が上記所定温度ｔよりも高い場合（ただし２００℃程
度以下）、図４（ｂ）に示す電流波形例のように、通電
時間が全体の２０％となる位相角にて５００[ms]保持し
た後、全点灯とするソフトスタート制御を行う。上記い
ずれの場合も、全点灯後はヒータ２への連続通電を継続
する。すなわちオン制御を継続する。そして、温度セン
サ４及び温度検出回路５により検出されたヒータ温度が
予め指定された温度例えば２００℃程度まで上昇した
ら、ヒータ２への電力供給を停止する。上記のように、
ヒータ２へ電力を供給する際、ヒータ２の温度が所定温
度ｔよりも低い場合には、ヒータ２への通電時間を全点
灯時の２０％に抑えて８００ｍｓ保持した後全点灯させ
るソフトスタートオン制御を行い、ヒータ２の温度が所
定温度ｔよりも高い場合には、ヒータ２への通電時間を
全点灯時の２０％に抑えて５００ｍｓ保持した後全点灯
させるソフトスタートオン制御を行うことにより、画像
形成装置の突入電流を抑え、電源電圧変動を抑えること
ができる。また、全点灯後はヒータ２への連続通電を継
続することにより高調波電流の発生を抑えることができ
る。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下のよ
うな優れた効果を奏する。請求項１記載の発明では、ト
ナー定着用ヒータへ電力を供給する際、ヒータの温度が
所定温度よりも低い場合には、前記ヒータへの通電を予
め指定された位相角にて所定時間保持した後全点灯させ
るソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータの温度が
高い場合には、前記ヒータへの通電を予め指定された位
相角にて前記ヒータの温度が低い場合よりも短い所定時
間保持した後全点灯させるソフトスタートオン制御を行
い、前記ヒータが全点灯した後、前記ヒータへの通電を
連続して行うようにしたので、画像形成装置への突入電
流を抑えて電源電圧変動を抑えるとともに、高調波電流
の発生を抑えることができる。請求項２記載の発明で
は、トナー定着用ヒータへ電力を供給する際、前記ヒー
タの温度が所定温度よりも低い場合には、前記ヒータへ
の通電時間を全点灯時の６０％に抑えて６００ｍｓ保持
した後全点灯させるソフトスタートオン制御を行い、前
記ヒータの温度が上記所定温度よりも高い場合には、前
記ヒータへの通電時間を全点灯時の６０％に抑えて４０
０ｍｓ保持した後全点灯させるソフトスタートオン制御
を行い、前記ヒータが全点灯した後、前記ヒータへの通
電を連続して行うようにしたので、画像形成装置への突
入電流を抑えて電源電圧変動を抑えるとともに、高調波
電流の発生を抑えることができる。請求項３記載の発明
では、トナー定着用ヒータへ電力を供給する際、前記ヒ
ータの温度が低い場合には、前記ヒータへの通電時間を
全点灯時の２０％に抑えて８００ｍｓ保持した後全点灯
させるソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータの温
度が高い場合には、前記ヒータへの通電時間を全点灯時
の２０％に抑えて５００ｍｓ保持した後全点灯させるソ
フトスタートオン制御を行い、前記ヒータが全点灯後、
前記ヒータへの通電を連続して行うようにしたので、画
像形成装置への突入電流を抑えて電源電圧変動を抑える
とともに、高調波電流の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の画像形成装置における定着ヒータ制御装
置の実施の形態の一例を示すブロック図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）は請求項１に対応する実施の形
態を示す電流波形図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は請求項２に対応する実施の形
態を示す電流波形図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）は請求項３に対応する実施の形
態を示す電流波形図である。

【図５】整流回路の一例を示す図である。

【図６】図５に示す回路の各部の波形図である。

【符号の説明】

１ヒータ電源（交流電源）、２トナー定着用ヒー
タ、３スイッチ、４温度センサ、５温度検出回路、
６演算回路、７制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー定着用ヒータと、前記ヒータへ電
力を供給する交流電源と、前記ヒータの温度を検出する
温度検出回路と、前記温度検出回路により検出されたヒ
ータ温度に基づいて前記ヒータへの印加電圧を決定する
演算回路と、決定された印加電圧に応じて前記ヒータへ
の電力供給を制御する制御回路とを有する電子写真方式
の画像形成装置において、前記ヒータへ電力を供給する際、前記ヒータの温度が所
定温度よりも低い場合には、前記ヒータへの通電を予め
指定された位相角にて所定時間保持した後全点灯させる
ソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータの温度が前
記所定温度よりも高い場合には、前記ヒータへの通電を
予め指定された位相角にて前記所定時間よりも短い所定
時間保持した後全点灯させるソフトスタートオン制御を
行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記ヒータへ電力を供給する際、前記ヒ
ータの温度が所定温度よりも低い場合には、前記ヒータ
への通電時間を全点灯時の６０％に抑えて６００ｍｓ保
持した後全点灯させるソフトスタートオン制御を行い、
前記ヒータの温度が高い場合には、前記ヒータへの通電
時間を全点灯時の６０％に抑えて４００ｍｓ保持した後
全点灯させるソフトスタートオン制御を行うことを特徴
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記ヒータへ電源を供給する際、前記ヒ
ータの温度が低い場合には、前記ヒータへの通電時間を
全点灯時の２０％に抑えて８００ｍｓ保持した後全点灯
させるソフトスタートオン制御を行い、前記ヒータの温
度が高い場合には、前記ヒータへの通電時間を全点灯時
の２０％に抑えて５００ｍｓ保持した後全点灯させるソ
フトスタートオン制御を行うことを特徴とする請求項１
に記載の画像形成装置。