(57)【要約】【課題】  低コストで省電力モードにおける機内除湿を行う画像形成装置を得る。【解決手段】  定着器９は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーター１１を備える。交流スイッチング部１２は、定着ヒーター１１への交流電力の通電のオン／オフを行う。電源回路１３は、商用電源から直流電力を生成する。コントローラー３１は、その直流電力を電源電力として供給され、交流スイッチング部１２を制御して定着ヒーター１１の温度制御を行う。直流スイッチング部４１は、交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオフであるときに、定着ヒーター１１へ上述の直流電力を通電し、交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオンであるときに、定着ヒーター１１へ上述の直流電力の通電を遮断する。【選択図】  図２
2019174728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーターを備える定着器と、
前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電のオン／オフを行う交流スイッチング部と、
指定された出力電圧で前記商用電源から直流電力を生成する電源回路と、
前記出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、前記交流スイッチング部を制御して前記定着ヒーターの温度制御を行うコントローラーと、
前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオフであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電し、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオンであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力の通電を遮断する直流スイッチング部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。  
【請求項２】
前記直流スイッチング部のオンオフ制御を行う省電力制御回路をさらに備え、
前記電源回路は、所定の基準電圧で前記コントローラーに電源電力を供給し、
前記省電力制御回路は、前記直流スイッチング部で前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電するとき、前記電源回路を制御して、前記基準電圧より低い前記出力電圧を指定すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電しているとき、前記コントローラーの動作は停止されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、トナー画像を印刷用紙に定着する定着器を備える。ある画像形成装置では、定着器のヒートローラーにハロゲンヒーターとセラミックヒーターとが設けられており、ヒートローラーが停止している待機時においては、セラミックヒーターのみが通電されて消費電力を抑制している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４８９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように待機時に一方のヒーターに通電することで機内除湿を行うことが考えられる。しかしながら、上述の画像形成装置では、定着器に２つのヒーターを設けてその２つのヒーターをそれぞれ独立して制御する必要があり、装置のコストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、低コストで省電力モードにおける機内除湿を行う画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーターを備える定着器と、前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電のオン／オフを行う交流スイッチング部と、指定された出力電圧で前記商用電源から直流電力を生成する電源回路と、前記出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、前記交流スイッチング部を制御して前記定着ヒーターの温度制御を行うコントローラーと、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオフであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力を通電し、前記交流スイッチング部により前記定着ヒーターへの前記交流電力の通電がオンであるときに、前記定着ヒーターへ前記直流電力の通電を遮断する直流スイッチング部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低コストで省電力モードにおける機内除湿を行う画像形成装置が得られる。
【０００８】
本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機械的な内部構成の一部を示す側面図である。図１に示す画像形成装置は、プリンター、ファクシミリ装置、複写機、複合機などといった、電子写真方式の印刷機能を有する装置である。
【００１２】
この実施の形態の画像形成装置は、タンデム方式のカラー現像装置を有する。このカラー現像装置は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、露光装置２ａ〜２ｄおよび現像装置３ａ〜３ｄを有する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色の感光体である。
【００１３】
露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄに照射して静電潜像を形成する。露光装置２ａ〜２ｄは、レーザー光の光源であるレーザーダイオード、そのレーザー光を感光体ドラム１ａ〜１ｄへ導く光学素子（レンズ、ミラー、ポリゴンミラーなど）を有する。
【００１４】
さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、スコロトロン等の帯電器、クリーニング装置、除電器などが配置されている。クリーニング装置は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーを除去し、除電器は、１次転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄを除電する。
【００１５】
現像装置３ａ〜３ｄには、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のトナーが充填されているトナーカートリッジがそれぞれ装着され、トナーカートリッジからトナーが供給され、キャリアとともに現像剤を構成する。現像装置３ａ〜３ｄは、そのトナーを感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像に付着させてトナーパターンを形成する。
【００１６】
感光体ドラム１ａ、露光装置２ａ、および現像装置３ａにより、マゼンタの現像が行われ、感光体ドラム１ｂ、露光装置２ｂ、および現像装置３ｂにより、シアンの現像が行われ、感光体ドラム１ｃ、露光装置２ｃ、および現像装置３ｃにより、イエローの現像が行われ、感光体ドラム１ｄ、露光装置２ｄ、および現像装置３ｄにより、ブラックの現像が行われる。
【００１７】
中間転写ベルト４は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー画像を１次転写される環状の像担持体である。中間転写ベルト４は、駆動ローラー５に張架され、駆動ローラー５からの駆動力によって、感光体ドラム１ｄとの接触位置から感光体ドラム１ａとの接触位置への方向へ周回していく。
【００１８】
転写ローラー６は、搬送されてくる用紙を中間転写ベルト４に接触させ、中間転写ベルト４上のトナー画像を用紙に２次転写する。トナー画像が２次転写された用紙は、定着器９へ搬送される。
【００１９】
ローラー７は、クリーニングブラシを有し、クリーニングブラシを中間転写ベルト４に接触させ、用紙へのトナー画像の転写後に中間転写ベルト４に残ったトナーを除去する。
【００２０】
センサー８は、トナーパターンの濃度測定に使用される光学式センサーであって、中間転写ベルト４に光線を照射し、その反射光を検出する。例えば、トナー濃度調整の際、センサー８は、中間転写ベルト４の所定の領域に光線を照射しその反射光を検出し、その光量に応じた電気信号を出力する。
【００２１】
定着器９は、２次転写されたトナー画像を、加熱加圧方式で用紙に定着させる。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の電気的な構成の一部を示す回路図である。
【００２３】
図２に示すように、定着器９は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーター１１を備える。定着ヒーター１１は、抵抗発熱体のヒーターであり、定着ローラー内に配置される。例えば、定着ヒーター１１は、面状ヒーターである。
【００２４】
さらに、図２に示すように、商用電源と定着ヒーター１１との間には、交流スイッチング部１２、フューズＦＳ１、リレーＣＲ、およびチョークコイルＬＣ１，ＬＣ２が設けられている。
【００２５】
交流スイッチング部１２は、定着ヒーター１１に直列に接続されているスイッチング素子（ここでは、双方向サイリスター）を備え、そのスイッチング素子によって、定着ヒーター１１への交流電力の通電のオン／オフを行う。交流電力が定着ヒーター１１に供給されるため、双方向に電流を導通させることが可能な双方向サイリスターが交流スイッチング部１２に使用されている。
【００２６】
また、図１および図２に示す画像形成装置は、電源回路１３、および電源回路１３から給電される制御基板１４を備える。
【００２７】
電源回路１３は、指定された出力電圧で商用電源から直流電力を生成し、定着ヒーター１１を制御するコントローラー３１などへの電力供給を行う。通常モードでは、電源回路１３は、所定の基準電圧（例えば２４ボルト）で直流電力を制御基板１４などの負荷に供給する。
【００２８】
電源回路１３では、商用電源から得られる交流電力がダイオードブリッジＤＢで整流され、整流後の直流電力が、ＤＣ／ＤＣコンバーターで定格電圧へ降圧され出力される。ダイオードブリッジＤＢの前段には、フューズＦＳ２、チョークコイルＬＣ３，ＬＣ４、およびサーミスターＴＨが設けられている。また、ダイオードブリッジＤＢの後段には、平滑用のキャパシターＣ１が設けられている。
【００２９】
電源回路１３のＤＣ／ＤＣコンバーター部分は、コンバータースイッチング素子Ｑ１、制御部２１、トランスＴＲ、および整流回路２２を備える。
【００３０】
コンバータースイッチング素子Ｑ１は、トランスＴＲの１次側巻線に接続され、制御部２１からの制御信号に従ってスイッチング動作する。ここでは、コンバータースイッチング素子Ｑ１は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）である。
【００３１】
制御部２１は、コンバータースイッチング素子Ｑ１をオンオフ制御する制御信号を出力する回路（例えばＩＣチップ）である。
【００３２】
整流回路２２は、ダイオードＤと平滑コンデンサーＣ２とを含み、トランスＴＲの２次側巻線に誘起する交流電力を整流して直流電力を生成する。制御部２１は、整流後の直流電圧が所定の電圧（通常モードでは基準電圧）になるように、制御信号のデューティなどを調整する。
【００３３】
また、制御基板１４には、コントローラー３１および省電力制御回路３２が設けられている。したがって、電源回路１３の出力電圧が、電源電圧としてコントローラー３１および省電力制御回路３２に印加されている。
【００３４】
コントローラー３１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、制御プログラムに従って動作するプロセッサーなどを備え、ヒーター制御信号を交流スイッチング部１２に印加して交流スイッチング部１２を制御し、これにより、定着ヒーター１１の温度制御などを行う。
【００３５】
また、コントローラー３１は、所定の条件設定に基づいて、動作モードを通常モードおよび省電力モード（通常モードより消費電力が少ないモード）のいずれかとし、動作モードに応じて各部を制御する。
【００３６】
直流スイッチング部４１は、（ａ）交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオフであるときに、電源回路１３から出力される直流電力を定着ヒーター１１へ通電し、（ｂ）交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオンであるときに、定着ヒーター１１へ電源回路１３から出力される直流電力の通電を遮断する。
【００３７】
直流スイッチング部４１は、スイッチング素子４１ａおよびスイッチング素子４１ｂを備える。
【００３８】
スイッチング素子４１ａは、定着ヒーター１１の一端と電源回路１３の高圧側出力端との間に設けられ、定着ヒーター１１の一端から電源回路１３の高圧側出力端への電流を阻止し、制御信号（省電力信号）のレベルに応じて、電源回路１３の高圧側出力端から定着ヒーター１１の一端への通電を許可または阻止する。
【００３９】
スイッチング素子４１ｂは、定着ヒーター１１の他端と電源回路１３の低圧側出力端との間に設けられ、電源回路１３の低圧側出力端から定着ヒーター１１の他端への電流を阻止し、制御信号（省電力信号）のレベルに応じて、定着ヒーター１１の他端から電源回路１３の低圧側出力端への通電を許可または阻止する。
【００４０】
ここでは、スイッチング素子４１ａ，４１ｂには、単方向サイリスターが使用される。
【００４１】
なお、直流スイッチング部４１は、制御基板１４に設けられていてもよい。その場合、例えば、スイッチング素子４１ａ，４１ｂが制御基板１４に面実装される。
【００４２】
また、制御基板１４の省電力制御回路３２は、直流スイッチング部４１のオンオフ制御を行う回路である。例えば、省電力制御回路３２は、省電力信号を直流スイッチング部４１のスイッチング素子４１ａ，４１ｂのゲートに供給し、これにより、通常モードにおいて、省電力信号をローレベルとしてスイッチング素子４１ａ，４１ｂをオフ状態にし、省電力モードにおいて、省電力信号をハイレベルとしてスイッチング素子４１ａ，４１ｂをオン状態にする。
【００４３】
さらに、省電力制御回路３２は、直流スイッチング部４１で定着ヒーター１１へ直流電力を通電するとき、電源回路１３を制御して、基準電圧より低い所定出力電圧（例えば基準電圧が２４ボルトである場合には８ボルト）を指定する。
【００４４】
具体的には、省電力制御回路３２は、電源回路１３の制御部２１にも省電力信号を供給する。そして、制御部２１は、省電力信号に従って、電源回路１３の出力電圧の目標値を変更する。制御部２１は、（ａ）省電力信号がローレベルである場合、目標値を基準電圧として、電源回路１３の出力電圧が基準電圧となるようにコンバータースイッチング素子Ｑ１を制御し、（ｂ）省電力信号がハイレベルである場合、目標値を基準電圧より低い所定出力電圧として、電源回路１３の出力電圧がその所定出力電圧となるようにコンバータースイッチング素子Ｑ１を制御する。
【００４５】
また、省電力制御回路３２は、例えば省電力モードにおいて、定着ヒーター１１へ上述の直流電力を通電しているとき、コントローラー３１の動作を停止させる。このとき、省電力制御回路３２は、コントローラー３１への給電を遮断するようにしてもよい。
【００４６】
次に、上記画像形成装置の動作について説明する。
【００４７】
コントローラー３１は、所定の条件設定に基づいて、動作モードを通常モードまたは省電力モードとする。
【００４８】
初期状態（通常モード）では、電源回路１３は、基準電圧でコントローラー３１に給電する。通常モードにおいては、コントローラー３１は、省電力制御回路３２に、ローレベルの省電力信号を出力させる。これにより、電源回路１３は、継続して、基準電圧でコントローラー３１に給電し、直流スイッチング部４１は、電源回路１３と定着ヒーター１１との間の電気的接続を遮断する。
【００４９】
また、通常モードにおいては、コントローラー３１は、リレーＣＲを導通状態とし、当該画像形成装置の印刷動作時に、交流スイッチング部１２を制御して定着ヒーター１１の温度制御を行う。
【００５０】
そして、所定の条件設定により指定された条件（例えば、所定時間以上の無操作期間）が成立すると、コントローラー３１は、動作モードを通常モードから省電力モードへ切り替える。省電力モードでは、印刷動作が行われず、また、コントローラー３１は、交流スイッチング部１２のオフ状態とし、また、リレーＣＲをオフ状態として、定着ヒーター１１を商用電源から切断し、さらに、省電力制御回路３２に、ハイレベルの省電力信号を出力させ、その後、動作を停止する。コントローラー３１の動作停止後、リレーＣＲおよび交流スイッチング部１２はオフ状態のままであり、定着ヒーター１１は、継続して、商用電源から切断される。なお、省電力制御回路３２での消費電力はコントローラー３１の消費電力より少ない。
【００５１】
コントローラー３１の動作停止後、省電力モードにおいて、省電力制御回路３２は、継続的にハイレベルの省電力信号を出力する。これにより、省電力モードにおいては、電源回路１３の出力電圧が、基準電圧より低い電圧となり、また、電源回路１３と定着ヒーター１１とが電気的に接続され、電源回路１３が、その電圧で直流電力を定着ヒーター１１に供給する。このとき、定着ヒーター１１は、その電圧に応じた電力を消費し、発熱する。このとき、定着ヒーター１１は、機内除湿に必要な発熱量で発熱する。
【００５２】
その後、所定の条件設定により指定された条件（例えば印刷要求の受付など）が成立すると、コントローラー３１は、動作モードを省電力モードから通常モードへ戻す。
【００５３】
以上のように、上記実施の形態によれば、定着器９は、商用電源に基づく交流電力を通電される定着ヒーター１１を備える。交流スイッチング部１２は、定着ヒーター１１への交流電力の通電のオン／オフを行う。電源回路１３は、指定された出力電圧で商用電源から直流電力を生成する。コントローラー３１は、その出力電圧で直流電力を電源電力として供給され、交流スイッチング部１２を制御して定着ヒーター１１の温度制御を行う。直流スイッチング部４１は、交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオフであるときに、定着ヒーター１１へ上述の直流電力を通電し、交流スイッチング部１２により定着ヒーター１１への交流電力の通電がオンであるときに、定着ヒーター１１へ上述の直流電力の通電を遮断する。
【００５４】
これにより、定着ヒーター１１とは別に機内除湿用のヒーターを設ける必要がなく、低コストで省電力モードにおける機内除湿が行われる。
【００５５】
例えば、商用電源の電圧（実効値）が１００ボルトであり、定着ヒーター１１の抵抗値が１１．５オームである場合、通常モードで連続通電すると、定着ヒーター１１での消費電力は８７０ワットとなり、省電力モードで電源回路１３の出力電圧が８ボルトであると、定着ヒーター１１での消費電力は５．５７ワットとなる。この場合、省電力モードで定着ヒーター１１が消費電力５．５７ワットで発熱し、機内温度が低下しにくくなり、機内除湿が行われる。
【００５６】
なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば、電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
９  定着器
１１  定着ヒーター
１２  交流スイッチング部
１３  電源回路
１４  制御基板
３１  コントローラー
３２  省電力制御回路
４１  直流スイッチング部
【図１】
2019174728.tif 000003
【図２】
2019174728.tif 000004