(57)【要約】【課題】レーザビームプリンタにおいて、ヒータ突入電流を抑制することにより電流定格の小さなトライアックを使用可能としてコストダウンを図る。【解決手段】システム制御回路１８からヒータオン／オフ信号の入力を受けて動作するフォトトライアック３１と、交流電源の両電極の間にヒューズを介して設けられたトライアック３２と、トライアック３２と並列に接続されたバリスタ３３によってヒータ電源回路３０が構成される。フォトトライアック３１は、トライアック３２のゲートに接続され、ヒータオン／オフ信号に応じて動作して、トライアック３２のゲート電流をスイッチングする。トライアック３２は、スイッチングされたゲート電流に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ４０に入力される交流電流をスイッチング制御する。バリスタ３３は、ヒータ突入電流を抑制し、トライアック３２の負担を低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面を均一に帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面にレーザビームを走査させながら照射して潜像を形成する露光手段と、
前記感光体の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体ドラムの回転方向の前記現像手段よりも下流側の所定の転写位置において、前記感光体ドラムの表面に対向するように設けられ、記録紙の表面を帯電させて、前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、
トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、
記録紙を前記転写位置に搬送する搬送手段と、
前記感光体ドラム、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及び搬送手段に電力を供給するための電源回路と、
前記電源回路を制御する制御手段とを備え、
前記定着手段は、記録紙に与える熱を発生するためのヒータを有する画像形成装置において、
前記電源回路は、前記ヒータに流れる電流をスイッチング制御するヒータ電源回路を有し、
前記ヒータ電源回路は、前記制御手段から入力されたヒータオン／オフ信号に応じて動作するフォトトライアックと、交流電源の両電極の間にヒューズを介して設けられ、前記フォトトライアックからの出力を受け、前記ヒータに流れる電流をスイッチング制御するトライアックと、このトライアックと並列に接続されたバリスタとを有し、
前記バリスタがヒータ突入電流を抑制することにより、電流定格の低いトライアックの使用によるコストダウンを可能としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送された記録紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に電力を供給するための電源回路と、
前記電源回路を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記電源回路は、前記画像形成手段に流れる電流をスイッチング制御するトライアックと、このトライアックと並列に接続されたバリスタとを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記電源回路は、前記制御手段から入力されたオン／オフ信号に応じて動作するフォトトライアックをさらに有することを特徴とする請求項２に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、記録紙に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラムから記録紙に転写された画像を定着させる定着ローラにはヒータが内蔵されており、このヒータに１０Ａ程度の電流を流すことによって定着ローラを加熱している。
【０００３】
図４は、従来のレーザビームプリンタにおける定着ローラのヒータに電流を供給するヒータ電源回路を示している。ヒータ電源回路１３０は、システム制御回路１８（図１参照）から入力されたヒータオン／オフ信号に応じて動作するフォトトライアック（Photo Triode AC Switch）１３１と、フォトトライアック１３１からの出力を受け、定着ローラに流れる電流をスイッチング制御するトライアック（Triode AC Switch）１３２と、ＡＣ／ＤＣ回路のサージ対策用のバリスタ１３５等によって構成されている。しかしながら、このような従来の電源回路においては、図５に示すように、ピーク値が約６０Ａのヒータ突入電流が流れ、トライアック１３２の負担が増大する。そのため、電流定格の大きなトライアック１３２が必要となり、レーザビームプリンタのコストダウンを図ることができない。
【０００４】
また、上述した従来のレーザビームプリンタと類似の技術として、特許文献１、２、３には、交流電源の一方の端子に設けられたヒューズの先にアレスタとバリスタを配設し、落雷の際に大電流をグランドに逃がす電源回路を備えた画像形成装置が示されている。また、特許文献４には、バリスタ、整流回路、平滑用コンデンサ等によってコイルに高周波電流を供給する高周波発生回路を備えた電子複写機が示されている。また、特許文献５には、定着ローラの実温度と検出温度との間に生ずる時間的な遅れによって、定着ローラ表面温度が過度に上昇することを防止する温度制御装置が示されている。しかしながら、このような特許文献１乃至４に示された技術を画像形成装置に適用した場合であっても、上記と同様に、ヒータ突入電流を抑制することができない。また、特許文献５に示された技術をレーザビームプリンタに適用した場合であっても、ヒータ突入電流を抑制することができない。
【特許文献１】特開平１１−２８２３１６号公報
【特許文献２】特開２００１−０１８４８５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３７３７７号公報
【特許文献４】特開２００４−０６１５５９号公報
【特許文献５】特開平５−１８１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ヒータ突入電流を抑制することにより電流定格の小さなトライアックを使用可能としてコストダウンを図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、
表面に感光体が塗布された感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面を均一に帯電させる帯電手段と、
前記感光体の表面にレーザビームを走査させながら照射して潜像を形成する露光手段と、
前記感光体の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、
前記感光体ドラムの回転方向の前記現像手段よりも下流側の所定の転写位置において、前記感光体ドラムの表面に対向するように設けられ、記録紙の表面を帯電させて、前記感光体ドラムの表面に形成されたトナー像を記録紙の上に転写させる転写手段と、
トナー像が転写された記録紙に所定の熱及び圧力を与えてトナー像を記録紙上に定着させる定着手段と、
記録紙を前記転写位置に搬送する搬送手段と、
前記感光体ドラム、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段及び搬送手段に電力を供給するための電源回路と、
前記電源回路を制御する制御手段とを備え、
前記定着手段は、記録紙に与える熱を発生するためのヒータを有する画像形成装置において、
前記電源回路は、前記ヒータに流れる電流をスイッチング制御するヒータ電源回路を有し、
前記ヒータ電源回路は、前記制御手段から入力されたヒータオン／オフ信号に応じて動作するフォトトライアックと、交流電源の両電極の間にヒューズを介して設けられ、前記フォトトライアックからの出力を受け、前記ヒータに流れる電流をスイッチング制御するトライアックと、このトライアックと並列に接続されたバリスタとを有し、
前記バリスタがヒータ突入電流を抑制することにより、電流定格の低いトライアックの使用によるコストダウンを可能としたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、
記録紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段によって搬送された記録紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に電力を供給するための電源回路と、
前記電源回路を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
前記電源回路は、前記画像形成手段に流れる電流をスイッチング制御するトライアックと、このトライアックと並列に接続されたバリスタとを有するものである。
【０００８】
請求項３の発明は、
請求項２に記載の画像形成装置において、前記電源回路は、前記制御手段から入力されたオン／オフ信号に応じて動作するフォトトライアックをさらに有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、バリスタがヒータ突入電流を抑制することにより、電流定格の低いトライアックが使用可能となる。より具体的には、従来技術において、６０Ａであったヒータ突入電流のピーク値（図５参照）が２０Ａ程度に低減され、従来技術において、電流定格が２４Ａであったトライアックを使用していたのに対して、電流定格が１６Ａのトライアックを使用することが可能となる。これにより、トライアックの部品単価を下げることができ、画像形成装置のコストダウンを図ることができる。また、フォトトライアックを有しているので、制御手段側と電源回路側とを電気的に絶縁することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、バリスタが画像形成手段に突入する電流を抑制することにより、電流定格の低いトライアックが使用可能となる。これにより、トライアックの部品単価を下げることができ、画像形成装置のコストダウンを図ることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、フォトトライアックを有しているので、制御手段側と電源回路側とを電気的に絶縁することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る画像形成装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、画像形成装置の一構成例であるレーザビームプリンタ１を示している。レーザビームプリンタ１は、表面に感光体が塗布されている感光体ドラム２、クリーナ３、帯電器（帯電手段）４、レーザスキャンユニット（露光手段）５、現像ブラシ（現像手段）６、転写ローラ（転写手段）７、転写ローラ７に対して記録紙Ｐの搬送方向の下流側に配置されている定着ローラ（定着手段）８、記録紙Ｐが装填される給紙トレイ（記録紙保持手段）９、プリント済みの記録紙Ｐが堆積される排紙部１０、給紙トレイ９に装填された記録紙Ｐを感光体ドラム２の位置まで搬送する記録紙搬送機構（搬送手段）１１、装置各部に電力を供給する電源回路１２と、プリンタ全体の制御を司るシステム制御回路１８等によって構成されている。上記各部品は、レーザビームプリンタ１の底部等に配されている金属製のフレーム１３に装着され、支持されている。また、フレーム１３には、上記各部品を覆い、レーザビームプリンタ１の外装を形成するカバー１４が装着され、その背面側には、記録紙搬送機構１１に詰まった記録紙Ｐを除去するため又は後述するトナーカートリッジ１７を交換するためのドア部材１５が開閉自在に設けられている。
【００１３】
クリーナ３は、感光体ドラム２の表面に付着している１行程（１回転）前のトナー及び紙粉を除去し、ドラム表面を清掃する。帯電器４は、クリーナ３によって清掃された感光体ドラム２の表面を均一に帯電させる。レーザスキャンユニット５は、帯電器４によって帯電された感光体ドラム２の表面にレーザビームＬを走査させながら照射して潜像を形成する。現像ブラシ６は、トナーが充填されたトナーカートリッジ１７に装着されており、感光体ドラム２の表面のうち潜像が形成された部分にトナーを付着させてトナー像を形成する。転写ローラ７は、感光体ドラム２の表面に対向するように設けられ、記録紙Ｐを感光体ドラム２の表面に押圧しながら記録紙Ｐの表面を帯電させて、感光体ドラム２の表面に形成されたトナー像を記録紙Ｐの上に転写させる。転写に必要な電力は、電源回路基板１２から供給される。転写ローラ７によって表面に画像が形成された記録紙Ｐは、定着ローラ８に搬送される。定着ローラ８は、対向して配置された押圧ローラ１６と共に記録紙Ｐを挟みつつ熱と圧力を加えてトナーを定着させる。トナー定着のための熱は、定着ローラ８に内蔵されているヒータ（例えば、ハロゲンランプ等）８ａから供給される。ヒータ８ａには、電源回路基板１２によって発生された定着電圧が印加される。記録紙搬送機構１１は、給紙トレイ９に装填された記録紙Ｐを送出するピックローラ２１を有している。ピックローラ２１は、回転軸２２を介してフレーム部材２３に回転自在に支持されている。
【００１４】
図２は、電源回路１２の概略構成を示している。電源回路１２は、システム制御回路１８から入力されるヒータオン／オフ信号に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ４０をスイッチング制御するヒータ電源回路３０と、ヒータ８ａ等の各部に直流電流を供給するＡＣ／ＤＣコンバータ４０等によって構成されている。ヒータ電源回路３０は、システム制御回路１８からヒータオン／オフ信号の入力を受けて動作するフォトトライアック３１と、交流電源の両電極の間にヒューズを介して設けられたトライアック３２と、トライアック３２と並列に接続されたバリスタ３３等によって構成されている。フォトトライアック３１は、トライアック３２のゲートに接続され、上述のヒータオン／オフ信号に応じて動作して、トライアック３２のゲート電流をスイッチングする。トライアック３２は、フォトトライアック３１によってスイッチングされたゲート電流に応じてＡＣ／ＤＣコンバータ４０に入力される交流電流をスイッチング制御する。バリスタ３３は、ヒータ突入電流を抑制する。
【００１５】
図３は、ヒータ８ａに供給される電流の波形を示している。ヒータ８ａには、記録紙１枚毎に画像を定着させる際、同図に示したヒータ電流が供給される。ヒータ電流がオンした直後においては、ピーク値で２０Ａ程度の突入電流が減衰しながら約１０ｍ秒に亘って流れ、その後、１０Ａの安定値で推移する。本実施形態におけるヒータ電流の波形を図５に示した従来のヒータ電流の波形と比較すると、ピーク値が６０Ａから２０Ａに低減される。これにより、トライアック３２の負担が下がり、従来は２４Ａであったトライアック３２の定格を１６Ａまで下げることができる。例えば、定格２４Ａのトライアックの部品単価は０．６ＵＳドル程度であり、定格１６Ａのトライアックの部品単価は０．４ＵＳドル程度である。これに対して、新たに追加されるバリスタ３３の部品単価は、０．０５ＵＳドル程度である。従って、レーザビームプリンタ１台あたり、０．１５ＵＳドルのコストダウンを実現できることになる。仮に、１ヶ月間でレーザビームプリンタ１を３万台生産するとすれば、１年間で５４，０００ＵＳドルものコストダウンを達成することができる。
【００１６】
なお、バリスタ３３に変えて、類似素子であるアレスタを適用することも考えられる。ところが、アレスタには、衝撃波放電寿命があるため、プリントする毎に繰り返して突入電流が流れるといずれ寿命を迎えることとなり、長期に亘る使用には適さない。一方、バリスタ３３は、最大サージ耐量が定っているが、それ以下の許容電流であれば、繰り返して突入電流を流しても寿命を迎えることはなく、長期間に亘る使用においても問題となることはない。
【００１７】
以上のように、本実施形態のレーザビームプリンタ１によれば、バリスタ３３がヒータ突入電流を抑制することにより、電流定格の低いトライアック３２が使用可能となる。より具体的には、従来技術において、６０Ａであったヒータ突入電流のピーク値（図５参照）が２０Ａ程度に低減され、従来技術において、電流定格が２４Ａであったトライアックを使用していたのに対して、電流定格が１６Ａのトライアックを使用することが可能となる。これにより、トライアックの部品単価を下げることができ、レーザビームプリンタのコストダウンを図ることができる。また、フォトトライアック３１を有しているので、システム制御回路１８と電源回路１２とを電気的に絶縁することができる。
【００１８】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくとも電源回路１２に画像形成部に流れる電流をスイッチング制御するトライアック３２と、このトライアック３２と並列に接続されたバリスタ３３とが設けられていればよい。また、本発明は、種々の変形が可能であり、例えば、レーザビームプリンタ１に限られることなく、レーザビーム方式の複写機等の他の画像形成装置にも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるレーザビームプリンタの構成を示す図。
【図２】同プリンタにおける電源回路の概略構成を示す回路図。
【図３】同電源回路によって定着ローラのヒータに供給される電流の波形を示す図。
【図４】従来のレーザビームプリンタにおける電源回路の概略構成を示す回路図。
【図５】従来の電源回路によって定着ローラのヒータに供給される電流の波形を示す図。
【符号の説明】
【００２０】
１    レーザビームプリンタ
２    感光体ドラム
４    帯電器（帯電手段）
５    レーザスキャンユニット（露光手段）
６    現像ブラシ（現像手段）
７    転写ローラ（転写手段）
８    定着ローラ（定着手段）
９    給紙トレイ
１１    記録紙搬送機構（搬送手段）
１２    電源回路
１３    システム制御回路（制御手段）
３０    ヒータ電源回路
３１    フォトトライアック
３２    トライアック
３３    バリスタ
４０    ＡＣ／ＤＣコンバータ
【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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