(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有しており、
前記電流方向切替え手段は、ｃ接点タイプの第１のリレー、ｃ接点タイプの第２のリレーを含み、それらを前記ハロゲンヒータと電気的に接続することにより、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替えること、
を特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ハロゲンヒータの温度を検出する温度検出手段をさらに備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記直流電流は、前記ハロゲンヒータに供給される際にチョッパ制御されること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ハロゲンヒータにおける一方の電流の出入り口である第１の電流入出力部に電気的に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の一方の端部と前記第１のリレーにおけるａ接点とが接続され、
第１の電流入出力部に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の他方の端部と前記第２のリレーにおけるａ接点とが接続され、
前記ハロゲンヒータにおける他方の電流の出入り口である第２の電流入出力部に電気的に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の一方の端部と前記第１のリレーにおけるｂ接点とが接続され、
第２の電流入出力部に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の他方の端部と前記第２のリレーにおけるｂ接点とが接続されていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記整流回路における一方の電流の出入り口である第３の電流入出力部に電気的に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の一方の端部と前記第１のリレーにおけるａ接点とが接続され、
第３の電流入出力部に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の他方の端部と前記第２のリレーにおけるａ接点とが接続され、
前記整流回路における他方の電流の出入り口である第４の電流入出力部に電気的に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の一方の端部と前記第１のリレーにおけるｂ接点とが接続され、
第４の電流入出力部に接続され、かつ、前記電源部内で分岐した回路の他方の端部と前記第２のリレーにおけるｂ接点とが接続されていること、
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の定着装置を備えること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、前記交流電源からの電流の絶対値が所定値よりも小さいときに行われること、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、前記交流電源からの電流の絶対値が所定値よりも小さくなる度に行われること、
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
各部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、各部を制御することで使用電力に関するモードの切替えを行い、
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、使用電力に関するモードの切替え時に行われること、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
使用電力に関するモードには、画像形成に必要な部材への通電状態が保持されている待機モード及び電力の使用量を抑える省電力モードを含むこと、
を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切替えの間隔は、１つの画像形成に要する時間よりも長いこと、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、ハロゲンヒータに印加される各方向の電流が通電する時間が均等になるように行われること、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、一定時間毎に行われること、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、該ハロゲンヒータへの通電中は行わないこと、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有していること、
を特徴とする定着装置を備え、
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、前記交流電源からの電流の絶対値が所定値よりも小さいときに行われること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、前記交流電源からの電流の絶対値が所定値よりも小さくなる度に行われること、
を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有していること、
を特徴とする定着装置を備え、
各部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、各部を制御することで使用電力に関するモードの切替えを行い、
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、使用電力に関するモードの切替え時に行われること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
使用電力に関するモードには、画像形成に必要な部材への通電状態が保持されている待機モード及び電力の使用量を抑える省電力モードを含むこと、
を特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有していること、
を特徴とする定着装置を備え、
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切替えの間隔は、１つの画像形成に要する時間よりも長いこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有していること、
を特徴とする定着装置を備え、
前記電流方向切替え手段による前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向の切り替えは、該ハロゲンヒータへの通電中は行わないこと、
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源からの電流を直流電流に変換してハロゲンヒータに電力を供給する電源部を有する定着装置、及び該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるような電子写真方式の画像形成装置に搭載される定着装置では、交流電源からの電流をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御し、該定着装置の有するハロゲンヒータに電力を供給することで、該ハロゲンヒータの温度を所定の温度に保っていた。ただし、この種の定着装置（以下で、従来の定着装置と称す）では、交流電流をＰＷＭ制御するという構成上、大電流に対応したトランジスタなどのスイッチング素子が２つ以上必要であり、定着装置のコストアップを招来していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４５６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、交流電源からの電流を直流電流に変換して、この直流電流に対して、ＰＷＭ制御を行いヒータに電力を供給する方法が考えられている。この場合、大電流に対応したトランジスタなどのスイッチング素子１つでＰＷＭ制御を行うことが可能である。しかし、ハロゲンヒータに対して一方向から電流が流れ続けると、いわゆる、ハロゲンサイクルに支障をきたし、ハロゲンヒータの寿命が短くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、交流電源からの電流を直流電流に変換してハロゲンヒータに電力を供給する電源部を有する定着装置、及び該定着装置を備える画像形成装置において、ハロゲンヒータの寿命が短くなることを抑制できる定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態である定着装置は、
ハロゲンヒータと、
交流電源からの交流電流を直流電流に変換する整流回路を含み、前記ハロゲンヒータに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記電源部は、前記ハロゲンヒータに供給される前記直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有していること、
を特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の形態である画像形成装置は、
前記定着装置を備えること、
を特徴とする。
【０００８】
本発明の第１の形態に係る定着装置では、その電源部にハロゲンヒータに供給される直流電流の方向を切替える電流方向切替え手段を有している。これにより、ハロゲンヒータに対して、一方向の電流だけでなく双方向の電流を流すことができる。その結果、ハロゲンサイクルに支障をきたすことが抑制され、ハロゲンヒータの寿命が短くなることが抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハロゲンヒータの寿命が短くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施例である画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】電源部を中心とした定着装置の構成を示す図である。
【図３】ハロゲンヒータに流れる電流波形の一例を示す図である。
【図４】定着装置の電源部及びハロゲンヒータを流れる電流の経路を示す図である。
【図５】定着装置の電源部及びハロゲンヒータを流れる電流の経路を示す図である。
【図６】リレー切替え回路の構成を示す図である。
【図７】電源電圧、リレー切替え回路の入出力信号及びハロゲンヒータに流れる電流の関係を示したタイミングチャートである。
【図８】定着装置の電源部及びハロゲンヒータを流れる電流の経路を示す図である。
【図９】制御部を用いた際のリレーを制御するための構成を示す図である。
【図１０】第１変形例である画像形成装置における制御部による、ウォームアップ時の定着装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】第１変形例である画像形成装置における制御部による、待機モード時の定着装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１２】第３変形例である画像形成装置における定着装置の構成を示す図である。
【図１３】第３変形例に係る定着装置の電源部及びハロゲンヒータを流れる電流の経路を示す図である。
【図１４】第３変形例に係る定着装置の電源部及びハロゲンヒータを流れる電流の経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施例である定着装置及びこれを備える画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。各図においては、同じ部材、部分について共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
（画像形成装置の概略構成、図１乃至図３参照）
図１に示す画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、画像をシート状の印刷媒体Ｍ（例えば用紙）に印刷する。そのために、画像形成装置１は、給紙部２、レジストローラ対３と、画像形成部４と、定着装置５と、操作／入力部６と、制御部７とを備える。
【００１３】
給紙部２には、未使用の印刷媒体Ｍが積載される。給紙部２は、印刷媒体Ｍを一枚ずつ、レジストローラ対３に向かう経路である搬送経路ＦＰに送り出す。レジストローラ対３は、給紙部２から送り出された印刷媒体Ｍを一旦停止させた後、所定のタイミングで二次転写領域に送り出す。
【００１４】
画像形成部４は、例えば、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、トナー画像を中間転写ベルト上に生成する。かかるトナー画像は、中間転写ベルトにより担持され、二次転写領域に向けて搬送される。
【００１５】
二次転写領域には、レジストローラ対３から印刷媒体Ｍが送り込まれ、また、画像形成部４からトナー画像が搬送されてくる。二次転写領域において、トナー画像は中間転写ベルトから印刷媒体Ｍに転写される。
【００１６】
定着装置５において、図２に示すように、加熱ローラ５１および加圧ローラ５３は当接してニップを形成する。また、加熱ローラ５１は、筒状の芯金内にハロゲンヒータ５２を内蔵する。ハロゲンヒータ５２は、定着装置５の有する電源部８からの電流により点灯する。加圧ローラ５３は、制御部７の制御下で回転する。加熱ローラ５１は加圧ローラ５３の回転に従動して回転する。印刷媒体Ｍがニップに送り込まれると、印刷媒体Ｍは、両ローラ５１，５３により加圧され、また、加熱ローラ５１により加熱される。その結果、印刷媒体Ｍにトナーが定着する。その後、印刷媒体Ｍは排紙トレイに向けて送り出される。
【００１７】
定着装置５はさらに、例えばサーミスタである温度検出手段５４を有する。温度検出手段５４は、ハロゲンヒータ５２の温度を検出し、検出結果を制御部７に出力している。
【００１８】
操作／入力部６は、テンキーやタッチパネル等を含んでいる。ユーザは、操作／入力部６を操作して、各種情報を入力する。
【００１９】
制御部７は、画像形成装置１の各部に命令を出し、様々な制御を行う。その一つが、ハロゲンヒータ５２の通電制御である。具体的には、制御部７は、温度検出手段５４の検出結果が目標温度となるように、後述するスイッチング素子８３１のディーティ比を図３に示すようにＰＷＭ制御する。デューティー比は、周知のＰＩＤ制御やＰＩ制御により定められる。
【００２０】
（電源部の構成  図２参照）
電源部８は、図２に示すように、整流回路８１、ノイズフィルタ８２、チョッパ回路８３及び電流方向切換え手段８５を有している。
【００２１】
整流回路８１は、交流電源である商用電源と接続されている。ノイズフィルタ８２は、例えばπ型フィルタであって、整流回路８１の出力側に縦続接続される。具体的には、ノイズフィルタ８２は、コイルＬ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含んでいる。コイルＬ１はハロゲンヒータ５２と直列に、コンデンサＣ１，Ｃ２は同じハロゲンヒータ５２と並列接続されている。
【００２２】
チョッパ回路８３は、例えば降圧チョッパ回路であって、ノイズフィルタ８２の出力側に縦続接続される。この場合、チョッパ回路８３は、コイル（リアクトル）Ｌ２と、還流素子Ｄ１と、スイッチング素子８３１と、駆動回路８３２と、を含んでいる。
【００２３】
コイルＬ２は、コイルＬ１と後述するリレー８５１との間に位置し、コイルＬ２とリレー８５１とは直列に接続されている。還流素子Ｄ１は、例えば、ダイオードであって、ハロゲンヒータ５２と並列に接続される。より具体的には、還流素子Ｄ１のカソードがＬ１及びＬ２の間に、そのアノードが後述するリレー８５２とスイッチング素子８３１のコレクタとの間に電気的に接続されるよう、還流素子Ｄ１は配置される。
【００２４】
また、スイッチング素子８３１は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、還流素子Ｄ１よりもフィルタ８２側にハロゲンヒータ５２と直列接続されている。より具体的には、スイッチング素子８３１のコレクタがハロゲンヒータ５２側に、そのエミッタが整流回路８１の出力側に電気的に接続されるよう、スイッチング素子８３１は配置されている。駆動回路８３２は、スイッチング素子８３１のゲートに接続されて、制御部７の制御下でスイッチング素子８３１のデューティー比および駆動周波数を設定する。
【００２５】
電流方向切換え手段８５は、チョッパ回路８３の出力側に縦続接続され、ｃ接点タイプのリレー８５１，８５２と、電流方向切換え回路８５３と、リレー切換え回路９と、を含んでいる。また、電流方向切換え手段８５の出力側はハロゲンヒータ５２と接続されている。
【００２６】
リレー８５１は、コイルＬ２とハロゲンヒータ５２との間に位置し、これらは直列に接続されている。ここで、リレー８５１のｃ接点Ｃ１はコイルＬ２側に接続され、ａ接点Ａ１、ｂ接点Ｂ１はハロゲンヒータ５２側に接続されている。
【００２７】
リレー８５２は、ハロゲンヒータ５２とスイッチング素子８３１との間に位置し、これらは直列接続されている。ここで、リレー８５２のｃ接点Ｃ２はスイッチング素子８３１側に接続され、ａ接点Ａ２、ｂ接点Ｂ２はハロゲンヒータ５２側に接続されている。なお、上記のリレー８５１及びリレー８５２の接点切換えは、後述するリレー切換え回路９により制御されている。
【００２８】
電流方向切換え回路８５３は、リレー８５１，８５２とハロゲンヒータ５２との間に存在する電気回路である。具体的には、ハロゲンヒータ５２の一方側の電流の出入り口（以下で、電流入出力部５２１と称す）は、電流方向切換え手段８５と接続されている。ここで、電流方向切換え手段８５における電流入出力部５２１と接続されている電気回路が、電流方向切換え回路８５３の一部を構成する電流分岐回路８５３ａである。そして、ハロゲンヒータ５２の電流入出力部５２１からの電流経路は、電流分岐回路８５３ａ内で二股に分かれる。この二股に分かれた一方側の端部がリレー８５１のａ接点Ａ１と接続されており、他方側の端部がリレー８５２のａ接点Ａ２と接続されている。
【００２９】
また、ハロゲンヒータ５２の他方側の電流の出入り口（以下で、電流入出力部５２２と称す）も、電流方向切換え手段８５と接続されている。ここで、電流方向切換え手段８５における電流入出力部５２２と接続されている電気回路が、電流方向切換え回路８５３の他部を構成する電流分岐回路８５３ｂである。そして、ハロゲンヒータ５２の電流入出力部５２２からの電流経路は、電流分岐回路８５３ｂ内で二股に分かれる。この二股に分かれた一方側の端部がリレー８５１のｂ接点Ｂ１と接続されており、他方側の端部がリレー８５２のｂ接点Ｂ２と接続されている。
【００３０】
（電源部における電流経路  図４，５参照）
以上のように構成された電源部８に、商用電源から交流電流が供給された際の電流の流れについて説明する。
【００３１】
まず、商用電源から電源部８に交流電流が供給されると、供給された交流電流は、整流素子８１により整流される。整流されて直流電流となった電流Ｉは、図４に示すように、コイルＬ１，コイルＬ２を通過し、電流方向切換え手段８５のリレー８５１に向かう。
【００３２】
ここで、リレー８５１がａ接点Ａ１とつながっており、リレー８５２がｂ接点Ｂ２とつながっているときは、リレー８５１を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２１からハロゲンヒータ５２に向かう。その後、ハロゲンヒータ５２を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２２を経てリレー８５２に流入する。そして、リレー８５２を通過した電流Ｉは、スイッチング素子８３１を経て、整流素子８１に向かう。以下で、電源部８からハロゲンヒータ５２に供給される電流Ｉのうち、電流入出力部５２１から電流入出力部５２２に向かう方向にハロゲンヒータ５２を通過する電流を、電流Ｉ１と称す。
【００３３】
また、リレー８５１がｂ接点Ｂ１とつながっており、リレー８５２がａ接点Ａ２とつながっているときは、リレー８５１を通過した電流Ｉは、図５に示すように、電流入出力部５２２からハロゲンヒータ５２に向かう。その後、ハロゲンヒータ５２を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２１を経てリレー８５２に流入する。そして、リレー８５２を通過した電流Ｉは、スイッチング素子８３１を経て、整流素子８１に向かう。以下で、電源部８からハロゲンヒータ５２に供給される電流Ｉのうち、電流入出力部５２２から電流入出力部５２１に向かう方向にハロゲンヒータ５２を通過する電流を、電流Ｉ２と称す。
【００３４】
さらに、リレー８５１及びリレー８５２両方がそれぞれのａ接点とつながっているとき、又は、リレー８５１及びリレー８５２両方がそれぞれのｂ接点とつながっているときは、リレー８５１を通過した電流Ｉは、ハロゲンヒータ５２を通過することなく、リレー８５２に進入し、スイッチング素子８３１を経て、整流素子８１に向かう。
【００３５】
以上のようにして、リレー８５１，８５２の接点を切換えることで、ハロゲンヒータ５２に印加される電流Ｉの方向を変えるとともに、必要に応じてハロゲンヒータ５２への通電を停止する。
【００３６】
（リレー切替え回路の構成  図６参照）
上述のとおり、リレー８５１，８５２は、リレー切替え回路９によって制御されている。リレー切替え回路９は、図６に示すように、２４Ｖの電源と電気的に接続され、フリップフロップ回路９１を中心に構成されている。
【００３７】
フリップフロップ回路９１の入力側には、電源側から抵抗Ｒ１及びバッファ９２が電気的に接続されている。抵抗Ｒ１は、電源から供給される２４Ｖの電流を５Ｖに降下させる役割を担っている。抵抗Ｒ１を通過した電流は、バッファ９２によりＨｉｇｈ又はＬｏｗの信号として、フリップフロップ回路９１に入力される。つまり、バッファ９２は、いわゆるシュミットトリガである。なお、フリップフロップ回路９１に対して、抵抗Ｒ２及びコンデンサＣ３が並列接続されている。抵抗Ｒ２は、抵抗Ｒ１の分圧を調節するためのものであり、コンデンサＣ３は、フリップフロップ回路に流入しようとするノイズ成分を取り除くためのものである。また、フリップフロップ回路９１には、２４Ｖの電源が０Ｖになった際に、フリップフロップ回路９１に電力を供給するバッテリー９５が接続されている。
【００３８】
また、フリップフロップ回路９１は２つの出力ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を有している。出力ＯＵＴ１は、リレー８５１を制御するためのＭＯＳＦＥＴ９６のゲートと接続されている。このＭＯＳＦＥＴ９６はリレー８５１と直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ９６のゲートに電圧が印加されることによって、リレー８５１が通電状態となる。また、出力ＯＵＴ２は、リレー８５２を制御するためのＭＯＳＦＥＴ９７のゲートと接続されている。このＭＯＳＦＥＴ９７はリレー８５２と直列に接続され、ＭＯＳＦＥＴ９７のゲートに電圧が印加されることによって、リレー８５２が通電状態となる。
【００３９】
（リレー切替え回路の動作  図６乃至図８参照）
以下で、リレー切替え回路９によるリレー切替えの動作に関し、図６乃至図８を参照しながら説明する。
【００４０】
例えば、画像形成装置１の電源がＯＮの状態、つまり、画像形成に必要な部材への通電状態が保持されているいわゆる待機モードであるとき、２４Ｖの電流が抵抗Ｒ１に流入し降圧される。降圧された電流は、バッファ９２を介して、フリップフロップ回路９１の入力側にＨｉｇｈの信号として伝えられる。このとき、図７に示すように、フリップフロップ回路９１の出力ＯＵＴ１からの出力電流の電圧は０Ｖとなり、ＭＯＳＦＥＴ９６のゲートに電圧は印加されない。これにより、ＭＯＳＦＥＴ９６と接続されたリレー８５１は通電していないため、リレー８５１はｂ接点Ｂ１とつながる。一方、出力ＯＵＴ２からの出力電流の電圧は５Ｖであり、ＭＯＳＦＥＴ９７のゲートに電圧が印加される。その結果、ＭＯＳＦＥＴ９７と接続されたリレー８５２は通電状態となり、リレー８５２はａ接点Ａ２とつながる。その結果、ハロゲンヒータ５２に電流入出力部５２２から電流入出力部５２１へ向かう電流Ｉ２が流れる。
【００４１】
この状態から画像形成装置１の電源がＯＦＦ又は省電力モードの一つである、いわゆるスリープ状態になると、２４Ｖであった電源電圧が０Ｖになる。そうすると、バッファ９２からフリップフロップ回路９１の入力側にＬｏｗの信号が伝えられる。また、２４Ｖであった電源電圧が０Ｖになることで、リレー８５１，８５２は共に非通電状態となる。従って、図８に示すように、リレー８５１，８５２は双方ともそれぞれのｂ接点と繋がり、仮に電源部８に電力が供給されたとしても、ハロゲンヒータ５２に電流は流れない。
【００４２】
画像形成装置１の電源がＯＦＦ又はスリープ状態から再びＯＮの状態に戻ると、０Ｖであった電源電圧が２４Ｖになる。このとき、図７に示すように、バッファ９２からフリップフロップ回路９１の入力側にＨｉｇｈの信号が伝えられる。これにより、フリップフロップ回路９１の出力ＯＵＴ１からの出力電流の電圧が５Ｖになり、ＭＯＳＦＥＴ９６のゲートに電圧が印加される。その結果、ＭＯＳＦＥＴ９６と接続されたリレー８５１は通電状態となり、リレー８５１がａ接点Ａ１と繋がる。一方、出力ＯＵＴ２からの出力電流の電圧が０Ｖになり、ＭＯＳＦＥＴ９７のゲートに電圧は印加されない。これにより、ＭＯＳＦＥＴ９７と接続されたリレー８５２は非通電状態となるため、リレー８５２はｂ接点Ｂ２と繋がる。その結果、ハロゲンヒータ５２に電流入出力部５２１から電流入出力部５２２へ向かう電流Ｉ１が流れる。
【００４３】
その後、画像形成装置１の電源がＯＦＦ又はスリープ状態になり、再びＯＮの状態に戻ると、出力ＯＵＴ１からの出力電流の電圧が０Ｖ、出力ＯＵＴ２からの出力電流の電圧が５Ｖになることで、リレー８５１がｂ接点と繋がり、リレー８５２がａ接点と繋がる。その結果、ハロゲンヒータ５２に電流Ｉ２が流れる。以上のような動作を画像形成装置１の状態が遷移する度にリレー切替え回路９が繰り返すことで、ハロゲンヒータ５２に通電される電流の向きを変更することができる。
【００４４】
（効果）
一実施例である画像形成装置１及び定着装置５では、その電源部８にハロゲンヒータ５２に供給される電流Ｉの方向を切替える電流方向切替え手段８５を有している。これにより、ハロゲンヒータ５２に対して一方向の電流ではなく、両方向の電流Ｉ１，Ｉ２を印加することができる。その結果、ハロゲンサイクルに支障をきたすことが抑制され、ハロゲンヒータ５２の寿命が短くなることが抑制される。
【００４５】
画像形成装置１では、該画像形成装置１のいわゆるスリープモード時に、リレー８５１，８５２は双方ともｂ接点と繋がり、ハロゲンヒータ５２に電流は流れない。つまり、リレー８５１，８５２が有するコイルが励磁しない場合にはハロゲンヒータ５２に通電しない。これは、電流方向切換え手段８５がハロゲンヒータ５２に対する安全装置と機能していることを意味する。
【００４６】
また、一実施例である画像形成装置１では、フリップフロップ回路９１を用いて、画像形成装置１の状態が遷移する度にハロゲンヒータ５２に通電される電流の向きを変更している。つまり、画像形成装置１では、ＣＰＵ等を用いない簡易な方法でハロゲンヒータ５２に通電される電流の向きを変えることができる。
【００４７】
（第１変形例  図９参照）
第１変形例である画像形成装置１Ａと一実施例である画像形成装置１との主たる相違点は、リレー８５１，８５２における接点の切換えを、制御部７が行っている点である。
【００４８】
図９に示すように、電源側からグランド側に向かってリレー８５１とトランジスタＴＲ１が直列に接続されており、このトランジスタＴＲ１が制御部７により制御されている。また、リレー８５１及びトランジスタＴＲ１に対して並列接続となるように、電源側からグランド側に向かってリレー８５２とトランジスタＴＲ２が直列に接続されている。また、トランジスタＴＲ２も制御部７により制御されている。
【００４９】
（ウォームアップ中の制御部によるリレー切換え制御  図１０参照）
画像形成装置１Ａの電源を投入してから画像形成ができる状態に遷移するまでのウォームアップ時における制御部７によるリレー切換え制御について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
上述のとおり本制御は、画像形成装置１Ａの電源を投入することでスタートする。
【００５１】
本制御のステップＳＳ１では、制御部７がリレー８５１、８５２に接続されたトランジスタＴＲ１，ＴＲ２いずれに対して通電するかを決定する。なお、この決定に際しては、例えば、制御部７の有するメモリに各トランジスタが通電した回数を記憶させておき、これに基づいて今回通電するトランジスタを制御部７が決定する。具体的には、トランジスタＴＲ１の通電回数がトランジスタＴＲ２の通電回数よりも多ければ、今回通電するトランジスタはトランジスタＴＲ２であり、トランジスタＴＲ２の通電回数がトランジスタＴＲ１の通電回数よりも多ければ、今回通電するトランジスタはトランジスタＴＲ１となるように、制御部７が通電するトランジスタを決定する。
【００５２】
ステップＳＳ２では、ステップＳＳ１で決められたトランジスタに通電が開始される。結果として、一方のリレーがａ接点とつながり、他方のリレーがｂ接点とつながる。
【００５３】
ステップＳＳ３では、制御部４が、駆動回路８３２を介して、スイッチング素子８３１を作動させる。これにより、ハロゲンヒータ５２が点灯する。
【００５４】
ステップＳＳ４では、制御部７が、温度検出手段５４から送られてくる検出結果が目標温度を達したか否かを判定している。目標温度に達している場合には本制御はステップＳＳ５に進み、目標温度に達していない場合には本制御はステップＳＳ４で待機する。
【００５５】
ステップＳＳ５では、制御部４が、駆動回路８３２を介して、スイッチング素子８３１の動作を停止させる。これにより、ハロゲンヒータ５２が消灯する。
【００５６】
ステップＳＳ６では、ステップＳＳ２にて通電を開始したトランジスタの通電を停止する。結果としてリレー８５１，８５２双方がｂ接点とつながる。これにより、本制御は終了する。
【００５７】
（待機モード中の制御部によるリレー切換え制御  図１１参照）
画像形成装置１Ａのウォームアップが終了し、画像形成が可能な状態である待機モード中の制御部７によるリレー切替え制御について、図１１を参照しながら説明する。
【００５８】
まず、待機モード中に温度検出手段５４から送られてくる検出結果が目標温度を下回ることで、本制御がスタートする。
【００５９】
本制御のステップＷＳ１では、リレー８５１、８５２に接続されたトランジスタＴＲ１，ＴＲ２いずれに対して通電するか制御部７が決定する。決定方法は、ウォームアップ時と同様の方法で行われるため、ここでの記載を省略する。
【００６０】
ステップＷＳ２では、ステップＷＳ１によって決められたトランジスタに通電が開始される。結果として一方のリレーがａ接点とつながり、他方のリレーがｂ接点とつながる。
【００６１】
ステップＷＳ３では、制御部７が、駆動回路８３２を介して、スイッチング素子８３１を作動させる。これにより、ハロゲンヒータ５２が点灯する。
【００６２】
ステップＷＳ４では、制御部７が、時間ｔ１を計時するタイマーを起動する。時間ｔ１は、ハロゲンヒータ５２が点灯した時間を基準時として、ハロゲンヒータ５２を消灯するまでの時間である。本変形例では、例えば、時間ｔ１をハロゲンヒータ５２の点灯から１０秒間とし、少なくとも一つの画像を形成する時間よりも長い時間とする。
【００６３】
ステップＷＳ５では、制御部７が、時間ｔ１を経過したか否かを判定する。時間ｔ１を経過していた場合には、本処理はステップＷＳ６に進む。時間ｔ１を経過していない場合には、時間ｔ１が経過するまで、本制御はステップＷＳ５で待機する。
【００６４】
ステップＷＳ６では、制御部４が、駆動回路８３２を介して、スイッチング素子８３１の動作を停止させる。これにより、ハロゲンヒータ５２が消灯する。
【００６５】
ステップＷＳ７では、ステップＷＳ２にて通電したトランジスタの通電を停止する。結果としてリレー８５１，８５２双方がｂ接点とつながる。
【００６６】
ステップＷＳ８では、制御部７が、温度検出手段５４から送られてくる検出結果が目標温度を上回っているか否かを判定している。目標温度を上回っている場合には、本制御は終了し、目標温度を上回っていない場合には、本制御はステップＷＳ１に戻る。
【００６７】
画像形成装置１Ａでは、ウォームアップ時及び待機モード時において、リレー８５１とリレー８５２とが交互にａ接点、ｂ接点とつながるように制御されている。これにより、ハロゲンヒータ５２に流れる電流は、一方向からの電流に偏ることなく、いずれの方向の電流も略均等な回数がハロゲンヒータ５２に印加されることになる。その結果、ウォームアップ時及び待機モード時においても、ハロゲンサイクルに支障をきたすことが抑制され、画像形成装置１と比較して、ハロゲンヒータ５２の寿命が短くなることがさらに抑制される。
【００６８】
しかも、画像形成装置１Ａではウォームアップ時において、一回のリレーの切換えに際してハロゲンヒータ５２の点灯時間を一定の時間、本変形例では１０秒に設定している。この一回のリレーの切換えに際してハロゲンヒータ５２の点灯時間を一定にすること、及び上述のリレー８５１とリレー８５２とが交互にａ接点、ｂ接点とつながるように制御されていることで、ハロゲンヒータ５２に電流入出力部５２１から電流入出力部５２２へ向かう電流Ｉ１と、ハロゲンヒータ５２に電流入出力部５２２から電流入出力部５２１へ向かう電流Ｉ２とがハロゲンヒータ５２に均等な時間だけ印加される。従って、ハロゲンサイクルに支障をきたすことがさらに抑制され、ハロゲンヒータ５２の寿命が短くなることがより一層抑制される。
【００６９】
また、画像形成装置１Ａでは、スイッチング素子８３１が作動していないとき、つまり、電源部８に流れる電流が所定の電流値以下のときに、リレー８５１，８５２の接点の切換えを行っている。このように、所定の電流値以下のときにリレー８５１，８５２の接点の切換え作業を行うことで、リレー８５１，８５２の接点間で発生するスパークを抑えることができ、結果として、リレー８５１，８５２の長寿命化に寄与する。
【００７０】
これに加え、画像形成装置１Ａでは、スイッチング素子８３１が作動しなくなる度に、つまり、電源部８に流れる電流が所定の電流値以下になる度に、リレー８５１，８５２の接点の切換えを行っている。このように、細目にリレー８５１，８５２を切換えることで、ハロゲンサイクルに支障をきたすことがさらに抑制されるため、ハロゲンヒータ５２の長寿命化に寄与する。
【００７１】
（第２変形例）
第２変形例である画像形成装置１Ｂと第１変形例である画像形成装置１Ａとの主たる相違点は、待機モード中の制御部７によるリレー８５１，８５２の接点の切替え制御のスタートの条件である。
【００７２】
具体的には、第２変形例である画像形成装置１Ｂでは、待機モード中の任意の時間になるとリレー８５１，８５２の接点の切替え制御がスタートする。例えば、３０分おきや１時間おきといったように、所定の間隔の任意の時間に本制御がスタートする。これが、画像形成装置１Ｂと画像形成装置１Ａの異なる点である。なお、本第２変形例の他の構成や作用効果は、第１変形例と同様である。
【００７３】
（第３変形例  図１２乃至図１４参照）
第３変形例である画像形成装置１Ｃと一実施例である画像形成装置１との相違点は、電流方向切換え回路８５３の構成である。
【００７４】
画像形成装置１Ｃにおける電流方向切換え手段８５では、図１２に示すように、リレー８５１のａ接点Ａ１、ｂ接点Ｂ１はチョッパ回路８３側に接続され、ｃ接点Ｃ１がハロゲンヒータ５２側に接続されている。また、リレー８５２のａ接点Ａ２、ｂ接点Ｂ２もチョッパ回路８３側に接続され、ｃ接点Ｃ２がハロゲンヒータ５２側に接続されている。
【００７５】
また、整流回路８１の一方側の電流の出入り口（以下で、電流入出力部８１１と称す）は、コイルＬ１，Ｌ２を介して、電流分岐回路８５３ａと接続され、電流分岐回路８５３ａ内で二股に分かれる。この二股に分かれた一方側の端部がリレー８５１のａ接点Ａ１と接続されており、他方側の端部が、リレー８５２のａ接点Ａ２と接続されている。
【００７６】
さらに、整流回路８１の他方側の電流の出入り口（以下で、電流入出力部８１２と称す）は、スイッチング素子８３１を介して、電流分岐回路８５３ｂと接続され、電流分岐回路８５３ｂ内で二股に分かれる。この二股に分かれた一方側の端部がリレー８５１のｂ接点Ｂ１と接続されており、他方側の端部が、リレー８５２のｂ接点Ｂ２と接続されている。
【００７７】
ここで、画像形成装置１Ｃにおける電源部８に、商用電源から交流電流が供給された際の電流の流れについて説明する。
【００７８】
まず、商用電源から電源部８に交流電流が供給されると、供給された交流電流は、整流素子８１により整流される。整流されて直流電流となった電流Ｉは、コイルＬ１，コイルＬ２を通過し、電流方向切換え手段８５の電流方向切換え回路８５３を経てリレー８５１に向かう。
【００７９】
ここで、リレー８５１がａ接点Ａ１とつながっており、リレー８５２がｂ接点Ｂ２とつながっているときは、図１３に示すように、リレー８５１を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２１からハロゲンヒータ５２に向かう電流Ｉ１となる。その後、ハロゲンヒータ５２を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２２を経てリレー８５２に進入する。そして、リレー８５２を通過した電流Ｉは、スイッチング素子８３１を経て、整流素子８１に向かう。
【００８０】
また、リレー８５１がｂ接点Ｂ１とつながっており、リレー８５２がａ接点Ａ２とつながっているときは、図１４に示すように、リレー８５２を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２２からハロゲンヒータ５２に向かう電流Ｉ２となる。その後、ハロゲンヒータ５２を通過した電流Ｉは、電流入出力部５２１を経てリレー８５１に進入する。そして、リレー８５１を通過した電流Ｉは、スイッチング素子８３１を経て、整流素子８１に向かう。
【００８１】
さらに、リレー８５１及びリレー８５２両方がａ接点とつながっているとき、又は、リレー８５１及びリレー８５２両方がｂ接点とつながっているときは、ハロゲンヒータ５２の両端が、整流素子８１の一方の端部のみ、又は他方の端部のみに接続されるため、ハロゲンヒータ５２を含む閉回路内に電流は流れない。つまり、ハロゲンヒータ５２に通電しない。
【００８２】
以上のようにして、画像形成装置１Ｃにおいてもリレー８５１，８５２の接点を切換えることで、ハロゲンヒータ５２に印加される電流Ｉの方向を変えるとともに、必要に応じてハロゲンヒータ５２への通電を停止することができる。なお、本第３変形例の他の構成や作用効果は、一実施例と同様である。
【００８３】
（他の実施例）
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、ノイズフィルタの構成やこれを構成するコイル及びコンデンサの個数等は任意である。さらに、各実施例を組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、本発明は、定着装置及び画像形成装置に有用であり、特に、ハロゲンヒータの寿命が短くなることを抑制できる点で優れている。
【符号の説明】
【００８５】
Ａ１，Ａ２  ａ接点
Ｂ１，Ｂ２  ｂ接点
Ｃ１，Ｃ２  ｃ接点
１  画像形成装置
５  定着装置
７  制御部
８  電源部
５２  ハロゲンヒータ
５４  温度検出手段
８１  整流回路
８５  電流方向切換え手段
５２１，５２２  電流入出力部（第１の電流入出力部、第２の電流入出力部）
８１１，８１２  電流入出力部（第３の電流入出力部、第４の電流入出力部）
８５１，８５２  リレー（第１のリレー、第２のリレー）
８５３  電流分岐回路（電源部内で分岐した回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006515275.tif 000008
【図８】
0006515275.tif 000009
【図９】
0006515275.tif 000010
【図１０】
0006515275.tif 000011
【図１１】
0006515275.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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