JP5359421B2 - 定着装置と画像形成装置とプログラム - Google Patents

Description

この発明は、トナー像を記録紙に定着する定着装置とその定着装置を備えたファクシミリ装置，プリンタ，複写機，複合機を含む画像形成装置とプログラムに関する。

画像形成装置は、印刷用紙上のトナーを定着させるために印刷用紙に加熱するための定着装置を備えており、その定着装置の加熱用のヒータ（例えば、抵抗ヒータ，ハロゲンヒータ）をいきなりフル点灯すると、ヒータに大きな突入電流が流れて電源コード端で電圧変動が発生し、その電圧変動が原因で、画像形成装置を設置した室内の照明にちらつき（これを「フリッカ」と呼ぶ）を発生させ、室内の作業者に不快感を与える場合があった。
そのため、例えば、欧州では、画像形成装置における電圧変動を一定以下に抑えるように規制を設けている。
そこで、上記のようなフリッカの原因となる電圧変動を回避するため、定着装置のヒータをいきなりフル点灯するのではなく、位相制御によってヒータへ少しずつ給電して点灯する制御方法（このような制御方法を「ソフトスタート」と呼んでいる）を適用した画像形成装置が提供されている。

しかし、上述のようなソフトスタートは、位相制御によって電源電流に高調波成分を発生させてしまうので、その高調波成分を含んだ電流が原因で電力会社の電力用コンデンサを過熱させたり、ブレーカを誤動作させてしまう恐れがあった。
そのため、日本や欧州では、画像形成装置を含む装置における高調波成分を含んだ電流をある一定値以下に抑えるようにも規制されている。
一方では、近年の画像形成装置の動作の高速化、また立上げ時間の短縮要求により、定着装置のヒータの電力量はますます大電力化する必要があり、ヒータが大電力化した場合、電圧変動が大きくなって照明のちらつきが悪化する。

そこで、ヒータを大電力化する場合、フリッカの症状を抑えるために位相制御の時間を長くすると共に、その位相制御の時間を長くすることによる高調波の悪化を抑えるためにソフトスタートのパラメータを最適化する制御方法が取られていたが、ヒータの大電力化とヒータの本数の増加傾向が続き、上記のような位相制御のパラメータを調整するという対策方法では、上記規制のクリアがますます困難になっているという問題があった。
そこで、特許文献１では、同一の定着装置のヒータ内に、キャパシタから給電される加熱部材とＡＣ電源から給電される加熱部材とを備え、定着装置のヒータへの給電開始（給電オン）時にキャパシタからの給電によってヒータを加熱した後に、引き続きＡＣ電源からの給電でヒータを加熱している。
これにより、特許文献１では、ＡＣ電源からの給電開始の際には既にヒータの温度が上昇しているため、ＡＣ電源からの突入電流が小さくなって電圧変動とフリッカを抑制することができ、さらに位相制御を行う必要がないため高調波電流の悪化も抑えることができる。

しかしながら、特許文献１では、ＡＣ電源からの給電によって発熱する加熱部材と、キャパシタからの給電によって発熱する加熱部材とを、相互に温度の影響を与え合う位置に設けなければならないので、装置内のレイアウトの自由度が低くなるという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高調波成分を含んだ電流の発生を抑えつつ、装置内のレイアウトの自由度を高くすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、記録紙に転写されたトナー像をヒータによる加熱によって記録紙上に定着させる定着装置において、上記ヒータに電力を供給する電源とその電源の電力を充電する蓄電装置を有し、上記電源から上記ヒータへの給電を開始し、上記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、上記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を上記蓄電装置へ充電させる手段と、上記蓄電装置への充電を、上記位相制御の途中から行わせる手段を設けたものである。
あるいは、上記位相制御の途中から行わせる手段に代えて、上記ヒータと前記蓄電装置への各通電電流値を検出する通電電流検出手段と、上記通電電流検出手段によって検出した上記ヒータと上記蓄電装置の各通電電流値の合計値が所定値を越えないように、上記蓄電装置への通電電流量を変更する手段を設けたものである。

さらに、上記各定着装置において、上記電源から上記ヒータへの給電を、上記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に減らしていく位相制御で停止するとき、上記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を上記蓄電装置へ充電させる手段を設けるとよい。
また、上記位相制御の途中から行わせる手段に代えて、上記電源から上記ヒータへの給電を、上記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に減らしていく位相制御で停止するとき、上記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を上記蓄電装置へ充電させる手段と、上記電源から上記ヒータへの給電を位相制御で停止するときの上記蓄電装置への充電を途中で停止させる手段とを設けることもできる。
また、上記位相制御の途中から行わせる手段に代えて、上記位相制御の開始と同時に上記蓄電装置への充電を開始させないようにする手段を設けてもよい。
さらに、上記のような定着装置を備えた画像形成装置と、コンピュータに、記録紙に転写されたトナー像を加熱によって記録紙上に定着させるヒータに電力を供給する電源からの給電を開始し、上記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、上記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を蓄電装置へ充電させる手順と、上記蓄電装置への充電を、上記位相制御の途中から行わせる手順とを実行させるためのプログラムも提供する。

この発明による定着装置と画像形成装置は、電源からヒータへの給電時の急激な電圧変動を抑えられるようにすることができる。
また、この発明によるプログラムは、コンピュータに、電源からヒータへの給電時の急激な電圧変動を抑えられるようにするための機能を実現させることができる。

図２に示す画像形成装置の実施例１の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図である。 この発明の実施例１〜４に共通する画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。 ゼロクロス検出回路への電源電圧値の入力波形とゼロクロス検出信号の出力波形の一例を示す図である。 図１に示す定着ヒータへ給電をオンにする時の各部の出力波形を示す図である。

図１に示す定着ヒータへ給電をオフにする時の各部の出力波形を示す図である。 図２に示す画像形成装置の実施例３の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図である。 ゼロクロス検出回路への電源電圧値の入力波形とゼロクロス検出信号の出力波形の他の例を示す図である。 電源電圧値とゼロクロス検出信号と充電許可トリガ信号の各波形の一例を示す図である。

図２に示す画像形成装置の実施例４の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図である。 充電を開始させる開始点の検出処理の説明に供する電流値の波形図である。 充電を開始させるときの異常検出処理の説明に供する電流値の波形図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図２は、この発明の実施例１〜４に共通する画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。
なお、この図では、後述する電源，蓄電装置を含む各機能の図示を省略している。
この画像形成装置１は、例えば、ファクシミリ機能，スキャナ機能，コピー機能，プリント機能を備えた複合機であり、像担持体である感光体２と、その感光体２上を画像信号に応じて光学的に走査する光走査装置３と、帯電チャージャ４，現像装置５，転写チャージャ６，クリーニング装置７を含む作像プロセス（画像形成プロセス）と転写プロセスを行うプロセスユニットを備えている。

さらに、用紙を供給する上給紙カセット８ａと下給紙カセット８ｂと、現像装置５で現像されて用紙上に転写されたトナー画像を熱定着する定着装置１０と、定着装置１０で定着処理されて排紙路Ｐを介して排紙される用紙を受ける上排紙トレイ９ａと下排紙トレイ９ｂとオプションとして備えられた大量給紙装置１１とを備えている。
そして、上給紙カセット８ａ，下給紙カセット８ｂ，および大量給紙装置１１には、それぞれ用紙を順次送出するための上給紙コロ１２，下給紙コロ１３，および大量給紙コロ１４を設け、またプロセスユニット内の感光体２の手前には、用紙と感光体２上のトナー画像との用紙送り方向の位置合わせ（縦レジスト調整）を行うためのレジストローラ対１５を設けている。

この画像形成装置１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭから構成されるマイクロコンピュータの制御部２０の制御によって画像の読み取り、画像の印刷、定着装置の制御を含む各種の制御処理を実行する。上記ＲＯＭには、プログラムが格納されており、上記ＣＰＵが上記ＲＡＭを作業領域として上記プログラムの各手順を実行することにより、このレーザプリンタ１の各種の機能を実現する。
この制御部２０の制御により、パーソナルコンピュータを含むホストコンピュータから送られてくる文字コード等のデータを、図示を省略した内部のコントローラによってページ単位の画像データ（画像情報）に変換して、１ライン毎に画像信号としてエンジンドライバ内の制御部２０へ出力することにより、用紙上に画像を印刷するものである。

つまり、プロセスユニット内の感光体２を図示を省略したメインモータによって矢示方向に回転させ、まず帯電チャージャ４からの放電によってその表面を一様に帯電した後、光走査装置３によって書き込み用の画像信号に応じて変調したレーザ光を照射して、書き込み画像に応じた静電潜像（静電画像）を形成し、現像装置５によってその静電潜像にトナーを付着してトナー画像を形成させる作像処理を行う。

一方、選択された用紙に対応する上給紙カセット８ａ，下給紙カセット８ｂ，および大量給紙装置１１の給紙コロ１２〜１４のうちのいずれかを駆動して用紙を給送し、この用紙の先端をレジストセンサ１６で検知すると、この検知結果に基づいて用紙の先端をレジストローラ対１５に押し当てて用紙のスキューを矯正し、駆動している給紙コロ１２，１３又は１４を一時停止して用紙を待機させる。
そして、所定のタイミングで再度一時停止している給紙コロ１２，１３，又は１４を駆動すると共にレジストローラ対１５を駆動して、用紙をプロセスユニットの転写部に送り込み、この用紙を転写位置で感光体２に接触させてトナー画像に重ね合わせ、所定のタイミングで転写チャージャ６に所定の電圧を印加してトナーを用紙側に引き付け、感光体２上のトナー画像を用紙上に転写する。
搬送路センサ１７は、用紙をプロセスユニットの転写部に送り込む搬送路で用紙の有無を検知するセンサである。

感光体２から分離した用紙は、プロセスユニットから定着装置１０に送り込まれ、その定着装置１０が用紙およびトナー画像を加熱しながら加圧してトナー画像を用紙上に溶融定着する処理を施し、この定着処理した用紙は排紙路Ｐを介して上排紙トレイ９ａ又は下排紙トレイ９ｂに排紙される。
また、転写工程を終了した感光体２は、クリーニング装置７によって残留トナーが除去され、図示を省略した除電ランプの照射によって残留電荷が消去されて次の作像プロセスに備える。

〔実施例１〕
図１は、図２に示す画像形成装置の実施例１の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図である。
この定着装置１０は、電源２１から電力を供給されており、その電源２１は、例えば、商用電源である家庭用の１００Ｖ／５０Ｈｚ，１００Ｖ／６０Ｈｚや業務用の２００Ｖ／５０Ｈｚ，２００Ｖ／６０Ｈｚの交流電源である。
また、例えば、北米地域の１２０Ｖ／６０Ｈｚ、あるいは２０８Ｖ／６０Ｈｚ、２４０Ｖ／６０Ｈｚの交流電源も利用できる。

制御部２０は、上述したように、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭからなるマイクロコンピュータであり、ユーザによって画像形成装置１の図示を省略した主電源が投入されると立ち上がり、定着装置１０の給電制御について、ゼロクロス検出信号に基づくヒータトリガ信号のオン・オフによって定着ヒータ制御部３０のオン・オフの切り換えを制御する。また、充電許可トリガ信号と充電量指示信号によって蓄電装置２２の充電制御部２４に対する充電を指示する。

蓄電装置２２は、内部にリチウムイオンキャパシタ，電気二重層キャパシタ，二次電池，ＵＳＰを含む蓄電部２３と、充電制御部２４が内蔵されており、充電制御部２４は、制御部２０からの充電許可トリガ信号がオンすることで蓄電部２３への充電処理を開始する。また、その充電量は別途の制御部２０からの充電量指示信号に基づいた値となる。例えば、充電制御部２４には、ＦＥＴやＩＧＢＴなどの電力制御素子があり、充電許可トリガ信号がオンすることで、ＦＥＴやＩＧＢＴの高周波スイッチングを行う。その高周波スイッチングのＤｕｔｙＯＮ幅は充電量指示信号の大小に基づく。

定着装置１０は、定着ヒータ制御部３０とゼロクロス検出回路３４と定着ヒータ４０を有する。
定着ヒータ４０は、記録紙に転写されたトナー像を定着させるために加熱するヒータであり、この定着ヒータ４０の内部には、定着ヒータ制御部３０のメイントライアック３１経由の電力で発熱するヒータ４１が内蔵されている。ヒータ４１は、例えば、ハロゲンヒータ，抵抗ヒータを含むヒータであり、ハロゲンヒータの場合、２００Ｗから１０００Ｗの比較的大容量のタイプのヒータである。

定着ヒータ制御部３０は、ヒータ４１への給電を司るメイントライアック３１と、メイントライアック３１の給電の開始と停止のトリガ素子として機能するフォトトライアック３２と、トランジスタ３３を有する。
ゼロクロス検出回路３４は、電源２１の電圧のゼロクロスポイントを検出し、その検出結果に基づくゼロクロス検出信号を制御部２０へ出力する。
図３に示すように、電源電圧の入力の真のゼロクロスポイント（正弦波の位相が０°、あるいは１８０°）を中心とした所定幅のゼロクロス検出信号を制御部２０へ出力する。
通常、定着ヒータ４０の位相制御を行うとき、制御部２０はこのゼロクロス検出信号に基づいてヒータトリガ信号をオン又はオフにする。
フォトトライアック３２は、非ゼロクロススイッチングタイプであり、これによって、電源２１の任意の位相角でヒータ４１への通電オンの制御が可能となる。その任意の位相角は、制御部２０のヒータトリガ信号の指示で行う。

トランジスタ３３を介して入力されるヒータトリガ信号がオンになるとフォトトライアック３２はオンに切り換わり、メイントライアック３１のゲート端子に規定以上の電圧が印加されたとき、メイントライアック３１がオンして、電源２１の電力が定着ヒータ制御部３０を介して定着ヒータ４０に供給される。
一方、トランジスタ３３を介して入力されるヒータトリガ信号がオフになるとフォトトライアック３２はオフに切り換わり、メイントライアック３１のゲート端子が規定電圧以下になったとき、定着ヒータ４０への電力供給が遮断される。
この特性により、メイントライアック３１がオフにされるタイミングは、電源２１の電圧の絶対値のゼロクロスポイント前後となる。フォトトライアック３２にはゼロクロスでオンするタイプと、ゼロクロス以外でもオンするタイプの２種類があるが、どちらのタイプのフォトトライアックを使用しても支障はない。

この実施例１では、ヒータ４１の位相制御実施時に、ヒータ４１に電流を流していない位相角の部分における電源２１の電流を、他の負荷である蓄電装置２２に流すことにより、ヒータ４１への電流が原因の電源高調波電流を改善している。
図４は、定着ヒータへ給電をオンにする時の各部の出力波形を示す図である。
図４の（ｅ）に示すように、電源電流値の半波において、ヒータ４１への電流（図中塗り潰した部分）を流していない位相角の部分の電源電流値（図中の斜線を施した部分）を、蓄電装置への充電電流に使用する。
制御部２０はゼロクロス信号を検知すると、充電許可トリガ信号をオンにする。これにより、充電制御部２４はＡＣ電源２１から蓄電部２３への充電処理を開始する。充電量は、制御部２０の充電量指示信号に基づいた量となる。
その後、制御部はヒータトリガ信号をオンする前に充電許可トリガ信号をオフにし、次のゼロクロス信号で充電許可トリガ信号を再度オンにする。
ここで、ヒータ４１への電流１回目の通電オン幅がある一定以上の場合、ヒータ４１には通電の１回目から大きな電流が流れる。
そのため、図４の（ｅ）に示すように、ヒータ４１への電流１回目の通電オン幅を、画像形成装置の定格を大幅に越えない程度に十分小さくして、ヒータ４１への電流のピークが小さい場合、ヒータ４１への１回目の通電（図中（１）で示す期間）から、蓄電装置２２へ充電電流を流すように制御する。

一方、ヒータ４１への１回目と２回目の通電（図中（１）と（２）で示す期間）ではヒータ４１へのみ電流を流し、ヒータ４１への電流のピークが少し下がった３回目から７回目までの通電（図中１〜７で示す期間）で、蓄電装置２２へ充電電流を流すように制御しても良い。
また、図４に示した例の場合、充電電流は徐々に増やすように制御しているが、最初は充電電流を少なくし、３回目から７回目にかけて徐々に増やすように制御しても良い。
それは、最初から充電電流が大きい場合、フリッカが悪化する場合があるため、図４の（ｆ）に示すように、充電量指示信号を、最初は少なく充電量を指示し、段階的に充電量を増やすように指示することにより、フリッカを改善することができる。
さらに、充電量指示信号は、アナログ信号にしてもよいが、ＰＷＭ信号を用いても差し支えは無い。

また、図４に示した制御をする場合、ヒータ４１への通電の１回目から７回目までの通電オン幅と、充電電流の開始点（ヒータ４１への通電の３回目）と終了点（ヒータ４１への通電の７回目）、そしてヒータ４１への通電の３回目から７回目における充電のオン幅と、充電量とを、予め制御部２０内の図示を省略した記憶領域にメモリしておくとよい。
それらの情報は、従来通り、実験を繰り返して、フリッカと電源高調波電流の双方の規格を満足できるパラメータを求めるとよい。
また、充電オンとヒータ通電オンが同時にオンしないよう設けるデッドタイムも予め制御部２０内の記憶領域のメモリに書き込んでおくようにし、制御部２０は、充電許可トリガ信号をオフにすると同時にタイマーを走らせ、数十μｓの時間経過後にヒータトリガ信号をオンにするように制御する。
このようにして、充電許可トリガ信号と、ヒータトリガ信号が同時にオンすることを回避することができる。

このようにして、電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、各電流の半波において電流を流さない位相角部分の電流を蓄電装置へ充電させることにより、電源高調波を含んだ電流の発生を抑えつつ、装置内のレイアウトの自由度を高くすることができる。
なお、上述の制御処理では、位相制御時のヒータ通電サイクルが７回の場合を示したが、７回よりも多くしても良いし、逆に少なくしても本発明の適用は可能である。

〔実施例２〕
この実施例２では、ヒータ４１の位相制御を停止する場合、ヒータ４１に電流を流していない位相角の部分における電源２１の電流を、他の負荷である蓄電装置２２に流すことにより、ヒータ４１への電流が原因の電源高調波電流を改善している。
図５は、定着ヒータへ給電をオフにする時の各部の出力波形を示す図である。
図５の（ｅ）に示すように、ヒータ４１の位相制御を停止する場合、電源電流値の半波において、ヒータ４１への電流（図中塗り潰した部分）を流していない位相角の部分の電源電流値（図中の斜線を施した部分）を、蓄電装置への充電電流に使用する。
図中の１で示す停止開始１回目から充電電流を流し、１回目から７回目にかけて徐々に減らすように制御している。また、ヒータ４１への通電のオン幅がある一定以下になった６回目と７回目では、図５の（ｄ）に示すように、充電許可トリガ信号をオフにして充電電流を流すことを止める。
この６回目と７回目で充電電流を流さない理由は、２つある。
１つ目は６回目、７回目の電源電流値はフリッカ対策のため、充分に小さくしなければならないことであり、２つ目は、６回目、７回目に十分小さい充電電流を流すことは可能だが、あまりに充電電流が小さすぎて、６回目、７回目のヒータ電流による電源高調波を抑制する効果がほとんどないことである。
なお、上述の制御処理で、６回目と７回目で十分小さい充電電流を流す場合は、６回目と７回目にも充電電流を流しても問題は無い。

〔実施例３〕
図６は、図２に示す画像形成装置の実施例３の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図であり、図１と共通する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例３では、上述の実施例１，２におけるゼロクロス検出回路３４に代えて、ＡＣ電圧検出回路３５を設けていることが上述とは異なる。
ゼロクロス検出回路では、図７の（ａ）に示すような電源電圧に対するゼロクロス検出信号の出力が得られるが、真の電源電圧のゼロクロスポイント（図中矢示Ａで示すポイント）に対して、ゼロクロス検出信号の立下りは約５００μｓから１ｍｓほど早くなってしまう。
もし、精度の悪いゼロクロス検出回路を用いた場合は、真のゼロクロスポイントより２ｍｓほど立下りが早くなる場合もある。

そのため、図８の（ｂ）に示すようなゼロクロス検出信号の立下りをトリガとして、蓄電装置への充電開始を行うと、約５００μｓから１ｍｓほど、あるいは精度の悪いゼロクロス検出回路を用いた場合は、２ｍｓほど、蓄電装置への充電開始ポイントが早くなってしまい、これでは、フリッカ、高調波を精度よく抑制ができない。
そこで、精度よく真のゼロクロスポイントの検出が可能であるＡＣ電圧検出回路３５を用いるとよい。
ＡＣ電圧検出回路は、図６の図中に示すように、正弦波の電源電圧が入力されると、それを全波整流して（半波整流でも問題ない）、図中の出力に示すような波形のＡＣ電圧値を出力する。
制御部２０は、この出力波形を、例えば、５０μｓ毎にサンプリングして、ＡＣ電圧値を検出する。ＡＣ電圧値は、波の低いところは低い電圧値が検出され、波の高いところは高い電圧が検出される。

制御部２０では、この特性と５０μｓ毎のサンプリングにより、真のゼロクロスポイントを精度よく検出し、蓄電装置２２への充電開始ポイントの見極めをして充電許可トリガ信号を出力する。
例えば、制御部２０の図示を省略したメモリに、５０μｓ毎にＡＣ電圧値の検出を行い、ＡＣ電圧値が２回連続して、最も低い数値になるとき、あるいは所定の値以下を検出したとき、真のゼロクロスポイントと判断するプログラムを組み込んでおき、そのプログラムを実行するとよい。
上記２回連続とする理由は、ノイズを真のゼロクロスと誤検出することを防止するためである。
このようにして、実施例１，２よりも、より精度よくフリッカ、高調波の制御が可能となる。

〔実施例４〕
図９は、図２に示す画像形成装置の実施例４の定着装置の内部構成と定着装置への給電制御に係る各部との構成を示すブロック図であり、図６と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例４では、実施例３の構成に、通電電流の入力を全波整流し、かつ入力に比例した電圧を出力する通電電流検出回路２５を新たに設けており、実施例３とは、制御部２０の機能が若干異なる。
なお、通電電流のピーク値が所定以上の電流値の場合は、所定以上は切れてしまい、出力側に伝わらない場合もあるが、実施上は特に差し支えは無い。

この通電電流検出回路２５は、電源２１から定着装置１０への通電電流を監視し、その通電電流値を制御部２０に通知する。
そして、制御部２０は、通電電流検出回路２５から通知される通電電流値に基づいて、次の２通りの機能を果たす。
１つは、ヒータ４１が消灯状態から点灯させる時の位相制御時において、ヒータ４１への電流を監視し、その電流のピークが所定値以下となった場合、蓄電装置２２への充電を開始させる開始点を検出する。
もう１つは、ヒータ４１の電流と、蓄電装置２２への充電電流とを合算した通電電流が、予め制御部２０内の図示を省略した記憶領域に保存しておいた閾値を越えないか否かを判断する。

次に、上記蓄電装置に充電を開始させる開始点の検出処理を説明する。
図１０は、充電を開始させる開始点の検出処理の説明に供する電流値の波形図である。
制御部２０は、予め充電を開始するヒータ４１の電流のピークの閾値を設定しておく。
ヒータ４１への通電オンの位相制御を開始してから、例えば５０μｓ毎に通電電流値をサンプリングして、電源２１の半波サイクル単位で、ヒータ４１への通電電流値がヒータ電流の閾値以下（図中破線で示す）となる時点を探す。
そして、半波サイクル単位で電流値がヒータ電流の閾値以下となったことを検出した次の半波サイクルから、図中矢示Ｂで示すポイントから蓄電装置２２への充電を開始する。
このように制御することにより、ヒータ電流に充電電流を加算して、過大な電流を流してしまうことを防止することができる。

図１１は充電を開始させるときの異常検出処理の説明に供する電流値の波形図である。
制御部２０は、蓄電装置２２に充電電流を流す半波サイクル単位に、５０μｓ単位に通電電流値を検出し、その検出した通電電流値を所定の計算式に代入することにより、半波サイクル単位の実効電流値を求める。
この実効電流値が、予め記憶しておいた所定の閾値を超えないか否かを監視することにより、蓄電装置２２への充電電流とヒータ４１への電流の合算値の異常検出処理を行うことができる。
制御部２０は、実効電流値が所定の閾値を越えた場合は、次の半波サイクルではヒータ４１への電流と蓄電装置２２への充電電流を流さず通電停止し、エラーを画像形成装置のシステム管理部に伝達し、異常処理を行う。
このように通電電流を監視することにより、画像形成装置の安全性と信頼性を高めることができる。

図９には、通電電流検出回路２５を、ヒータ４１と蓄電装置２２の前段に置く構成を示したが、電源２１を含め、画像形成装置の全ての負荷の前段に置くようにすれば、画像形成装置全体の通電電流を検出することができる。
そして、ＡＣ電圧検出回路を併用することにより、画像形成装置の消費電力をリアルタイムに算出することもできる。

この発明による画像形成装置と定着装置とプログラムは、ファクシミリ装置，プリンタ，複写機，複合機を含む画像処理装置において適用することができる。

１：画像形成装置 ２：感光体 ３：光走査装置 ４：帯電チャージャ ５：現像装置 ６：転写チャージャ ７：クリーニング装置 ８ａ：上給紙カセット ８ｂ：下給紙カセット ９ａ：上排紙トレイ ９ｂ：下排紙トレイ １０：定着装置 １１：大量給紙装置 １２〜１４：給紙コロ １５：レジストローラ対 １６：レジストセンサ １７：搬送路センサ ２０：制御部 ２１：電源 ２２：蓄電装置 ２３：蓄電部 ２４：充電制御部 ２５：通電電流検出回路 ３０：定着ヒータ制御部 ３１：メイントライアック ３２：フォトトライアック ３３：トランジスタ ３４：ゼロクロス検出回路 ３５：ＡＣ電圧検出回路 ４０：定着ヒータ ４１：ヒータ Ｐ：排紙路

特開２００４−２４０３８６号公報

Claims (7)

1. 記録紙に転写されたトナー像をヒータによる加熱によって記録紙上に定着させる定着装置において、
   前記ヒータに電力を供給する電源と該電源の電力を充電する蓄電装置を有し、
   前記電源から前記ヒータへの給電を開始し、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段と、
   前記蓄電装置への充電を、前記位相制御の途中から行わせる手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
2. 記録紙に転写されたトナー像をヒータによる加熱によって記録紙上に定着させる定着装置において、
   前記ヒータに電力を供給する電源と該電源の電力を充電する蓄電装置を有し、
   前記電源から前記ヒータへの給電を開始し、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段と、
   前記ヒータと前記蓄電装置への各通電電流値を検出する通電電流検出手段と、
   前記通電電流検出手段によって検出した前記ヒータと前記蓄電装置の各通電電流値の合計値が所定値を越えないように、前記蓄電装置への通電電流量を変更する手段を設けたことを特徴とする定着装置。
3. 前記電源から前記ヒータへの給電を、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に減らしていく位相制御で停止するとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 記録紙に転写されたトナー像をヒータによる加熱によって記録紙上に定着させる定着装置において、
   前記ヒータに電力を供給する電源と該電源の電力を充電する蓄電装置を有し、
   前記電源から前記ヒータへの給電を開始し、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段と、
   前記電源から前記ヒータへの給電を、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に減らしていく位相制御で停止するとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段と、
   前記電源から前記ヒータへの給電を位相制御で停止するときの前記蓄電装置への充電を途中で停止させる手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
5. 記録紙に転写されたトナー像をヒータによる加熱によって記録紙上に定着させる定着装置において、
   前記ヒータに電力を供給する電源と該電源の電力を充電する蓄電装置を有し、
   前記電源から前記ヒータへの給電を開始し、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を前記蓄電装置へ充電させる手段を設け、
   前記位相制御の開始と同時に前記蓄電装置への充電を開始させないようにする手段を設けたことを特徴とする定着装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. コンピュータに、
   記録紙に転写されたトナー像を加熱によって記録紙上に定着させるヒータに電力を供給する電源からの給電を開始し、前記電源からの電流の半波毎に電流を流す角度を徐々に増やしていく位相制御をしているとき、前記各半波において電流を流さない位相角部分の電流を蓄電装置へ充電させる手順と、
   前記蓄電装置への充電を、前記位相制御の途中から行わせる手順とを実行させるためのプログラム。

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