(57)【要約】【課題】突入負荷、突入電流、ラインインピーダンスなどによる直流電源の入力電圧の低下を緩和することである。【解決手段】交流電源ＡＣから入力される直流電源ＤＣの入力電圧Ｖｉｎは、ラインインピーダンスＺと、遮断装置Ｆと、ノイズフィルタＮＦと、直流電源ＤＣの入力前段に接続された力率改善手段としてのチョークコイルＬ又はチョークコイルＬと並列に接続されたバイパス手段としてのバイパス回路部２００のいずれか一方と、チョークコイルＬを介さず直流電源ＤＣの入力側に接続された加熱ヒータ７３と、直流電源ＤＣの出力側に接続された定着モータＭと、によって電圧降下が生じる。電圧検出部ＰＴから検出された電圧値が基準電圧値Ｖｓ以下のときバイパス回路部２００が所定時間導通される。【選択図】          図３
2005003710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から電力を入力される直流電源と、前記直流電源の入力側に接続された力率改善手段と、前記直流電源の出力側に接続され、突入電流を発生させる負荷と、を備える画像形成装置において、
前記力率改善手段に並列に接続されたバイパス手段を備え、
前記バイパス手段を前記負荷への給電開始時又は前記負荷の動作開始時に所定時間だけ導通させる制御手段を備えたこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
交流電源から電力を入力された直流電源と、前記直流電源の入力側に接続された力率改善手段と、前記直流電源の出力側に接続され、突入電流を発生させる負荷と、前記力率改善手段の入力側に接続されるヒータと、を備える画像形成装置において、
前記力率改善手段に並列に接続されるバイパス手段を備え、
前記バイパス手段を前記負荷又は前記ヒータへの給電開始時、又は、前記負荷又は前記ヒータの動作開始時に所定時間導通させる制御手段を備えたこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記直流電源の入力電圧を検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記入力電圧検出手段から検出された入力電圧が所定値以下に達したときに前記バイパス手段を導通させること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記バイパス手段の導通時間を計時する計時手段を備えること、
を特徴した画像形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記負荷は定着装置の加熱ローラを駆動するモータであり、前記ヒータは定着装置の加熱ヒータであること、
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の電源回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流電源から直流電源を備えた機器に電源供給を行う際、直流電源の入力電圧は、機器の設置場所や配電状態によって生じるラインインピーダンス、機器内部の配線抵抗、ノイズフィルタ、力率改善コイルなどによる電圧降下が生じる。直流電源の入力電圧が、電源動作限界電圧値を下回ると、直流電源の出力電圧に変動が生じ、直流電源から電力を供給される負荷は所望の動作が得られないことがある。特に、突入電流が発生する負荷の場合、直流電源の入力電圧が瞬間的に急激に低下する。突入電流が発生する負荷としては、モータなどの駆動負荷やランプ、ヒータなどの熱源負荷などが揚げられる。
【０００３】
また、近年のＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器の多機能化、高機能化、小型化等の傾向により、電源装置に対する負荷容量が増大しており、厳しい電圧安定が求められている。
画像形成装置では、各所に配置されたモータなどの駆動源、露光ランプ及び加熱ヒータなどの多くの電力負荷が備えられおり、画像形成装置内の制御用及び各種の電力負荷の駆動用電源として、交流電源を直接あるいは変圧した直流電源が備えられている。画像形成装置のコピースタート時には、複数のモータやランプが起動及び点灯し突入電流を発生させる。突入電流による直流電源の入力電圧の急激な低下によって複数のモータやヒータなどの負荷は適切な動作が得られず、画像形成に不具合が生じるという問題がある。
【０００４】
従って、直流電源の動作限界電圧を下げた設計を行う必要があり、直流電源に使用する回路素子の規格を大電流対応の規格品に設定しなければならず、回路コストが増大していた。そこで、画像形成装置の直流電源として、変換効率が高く、小型で軽量化でき、入力電圧範囲が広いスイッチング電源が多く使用されている。しかしながら、スイッチング電源はノイズが発生しやすいという問題があることが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、スイッチング電源の負荷電流を検出し、負荷電流が所定値に達したとき、外部信号により高調波電流抑制用のチョークコイルと突入電流抑制用のパワーサーミスタをトライアック又はリレーにて短絡し、軽負荷時の高調波電流発生と電源スイッチ投入時の突入電流を防止するスイッチングレギュレータが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、交流電源と整流素子との間に、高周波抑制用の第１のチョークコイルと、これをバイパスする高調波抑制用の第２のチョークコイル及び切替スイッチと、が並列になるように接続し、切替スイッチを直流電力の出力電流が所定値以下の場合はオフし、所定値を越えた時はオンするようにし、高調波電流の抑制及び力率の改善を行うスイッチングレギュレータが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、交流電源と整流素子との間に、高周波抑制用の第１のチョークコイルと、これをバイパスする高調波抑制用の第２のチョークコイル及び切替スイッチと、が並列になるように接続し、スイッチング素子を流れる電流の平均値を検出する電流検出手段を設け、電流検出手段が検出した電流の平均値が所定以下の時は切替スイッチをオフし、所定値を越えた時はオンし、出力電力の変動が大きくても電源の入力電流を常に高調波成分を抑えて高力率を維持し続けられるスイッチングレギュレータが開示されている。
【０００８】
また、特許文献４には、電源装置からの制御信号に基づき、チョークインプット整流回路又はアクティブフィルタ回路の何れかを作動回路として切り換え、切換動作の制御は制御入力端子へ入力される制御信号に基づき行われることにより、電源装置が発生する不要ノイズを低減し電源効率を向上させる電源装置が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−１４９８２２号公報
【特許文献２】
特開平８−２０５５１９号公報
【特許文献３】
特開平９−２３６４６号公報
【特許文献４】
特開平９−１２１５４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献では直流電源の入力電流の削減を含む効率改善と力率改善行う技術がのみ開示されており、入力電圧の低圧時の動作の改善が行われていない。モータやランプなどの負荷による入力電圧の低下により、直流電源は停止、破損、瞬停などを起こしてしまい、画像形成装置内部に不具合が生じてしまうおそれがある。また、特許文献１に記載の発明は、チョークコイル及びサーミスタのバイパス制御を直流電源部で行う構成である。
【００１１】
本発明の課題は、突入負荷、突入電流、ラインインピーダンスなどによる直流電源の入力電圧の低下を緩和することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、交流電源から電力を入力される直流電源と、前記直流電源の入力側に接続された力率改善手段と、前記直流電源の出力側に接続され、突入電流を発生させる負荷と、を備える画像形成装置において、前記力率改善手段に並列に接続されたバイパス手段を備え、前記バイパス手段を前記負荷への給電開始時又は前記負荷の動作開始時に所定時間だけ導通させる制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この請求項１に記載の発明によれば、力率改善手段に並列にバイパス手段を設け、直流電源の出力側に接続された突入電流を発生させる負荷の給電開始時又は動作開始時と同時にバイパス手段を導通させることによって、力率改善手段に流れる電流と力率改善手段のインピーダンスによる電圧降下分だけ直流電源の入力電圧の降下を防ぐことができる。また、画像形成装置の設置条件に関係なく交流電源からのラインインピーダンスなどによる直流電源の入力電圧の低下を緩和し、電圧低下によって生じる直流電源の誤動作を回避することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、交流電源から電力を入力された直流電源と、前記直流電源の入力側に接続された力率改善手段と、前記直流電源の出力側に接続され、突入電流を発生させる負荷と、前記力率改善手段の入力側に接続されるヒータと、を備える画像形成装置において、前記力率改善手段に並列に接続されるバイパス手段を備え、前記バイパス手段を前記負荷又は前記ヒータの給電開始時、又は、前記負荷又は前記ヒータの動作開始時に所定時間導通させる制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
この請求項２に記載の発明によれば、力率改善手段に並列にバイパス手段を設け、直流電源の出力側に接続された突入電流を発生させる負荷又は入力側に接続されたヒータの給電開始時、又は、突入電流を発生させる負荷又は入力側に接続されたヒータの動作開始時と同時にバイパス手段を導通させることによって、力率改善手段に流れる電流と力率改善手段のインピーダンスによる電圧降下分だけ直流電源の入力電圧の降下を防ぐことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記直流電源の入力電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記制御手段は、前記入力電圧検出手段から検出された入力電圧が所定値以下に達したときに前記バイパス手段を導通させることを特徴としている。
【００１７】
この請求項３に記載の発明によれば、直流電源の入力電圧を検出する電圧検出手段からの検出電圧値が、直流電源から高負荷に対して電力を出力するために最低限必要な交流電源からの入力電圧値以下のときのみバイパス手段を導通させることによって、十分不都合なく駆動させることができる電圧値ではバイパス手段を導通させることなく通常の力率改善手段を用いることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記バイパス手段の導通時間を計時する計時手段を備えることを特徴としている。
【００１９】
この請求項４に記載の発明によれば、バイパス手段を導通させる時間を計時するための計時手段を設け、負荷の給電開始時又は負荷の動作開始時による突入電流の消滅時間に基づいて設定された所定時間を計時することにより、突入電流による急激な電圧降下が発生する時間に対して直流電源の入力電圧の降下を緩和することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記負荷は定着装置の加熱ローラを駆動するモータであり、前記ヒータは定着装置の加熱ヒータであることを特徴としている。
【００２１】
この請求項５に記載の発明によれば、定着装置の定着モータ又は加熱ヒータの給電開始時、又は、定着モータ又は加熱ヒータの動作開始時（即ち、定着モータ又は加熱ヒータの起動時又は点灯時。）において、バイパス手段の導通を行うことによって、コピースタート時における画像形成装置の直流電源の停止、破損、瞬停などの誤動作を回避することができ画像形成に影響を与えることがなく画像形成を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
この実施の形態は、画像形成装置における定着装置の加熱ローラを駆動させる定着モータ及び加熱ローラを加熱させる加熱ヒータに電源供給を行う直流電源装置の例である。
【００２３】
図１に、本実施の形態における画像形成装置１の機構部分の断面構成を示す。図１に示すように画像形成装置１は、大別して、画像読み取り部１０と、プリント部２０とから構成される。
【００２４】
画像読取部１０は、光源、レンズ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等からなるスキャナを備えて構成され、原稿に照射した光の反射光を結像して光電変換することにより原稿画像を読み取り、プリント部２０に出力する。ここで、原稿画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
【００２５】
プリント部２０は、画像形成部３０と、クリーニング部４０と、中間転写ベルト５０と、給紙部６０と、定着部７０と、を備えて構成される。
【００２６】
画像形成部３０は、感光体である感光体ドラム３１と、帯電装置３２と、露光装置３３と、現像装置３４と、クリーニング装置３５とを備える。
【００２７】
中間転写ベルト５０は、複数のローラにより回転可能に支持され、各ローラの回転にともなって回転する。この中間転写ベルト５０は、一次転写ローラ５１によりそれぞれ感光体ドラム３１に圧着される。これにより感光体ドラム３１の表面に現像された各トナーは、一次転写ローラ５１による圧着位置で中間転写ベルト５０に転写され、トナーが順次重ねて転写される。そして、二次転写ローラ５２により記録用紙Ｐにトナー画像を転写した後、記録用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト５０は、クリーニング部４０により残留トナーが除去される。
【００２８】
給紙部６０は、用紙トレイ６１、６２、６３内に収容された記録用紙Ｐは、給紙ローラ６４により給紙され、複数の中間ローラ６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ、レジストローラ６６を経て二次転写ローラ５２へと搬送する。この二次転写ローラ５２により、中間転写ベルト５０に転写されたトナー画像が記録用紙Ｐ面に転写される。そして、記録用紙Ｐは、定着部７０において、記録用紙Ｐに転写されたトナー像を熱定着させる。定着処理された記録用紙Ｐは、排紙ローラ６７に挟持されて排紙トレイ６８上に載置される。
【００２９】
定着部７０は、加熱ローラ７１と、この加熱ローラ７１に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧ローラ７２を備える。定着部７０は、加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２を回転することにより、ニップ部Ｎに挿通される記録材Ｐを加熱及び加圧して、記録材Ｐ上のトナー画像をその記録材Ｐ上に定着させる。
【００３０】
図２に、定着部７０の断面図を示す。
図２に示すように、加熱ローラ７１は、耐熱離型層７１ａと芯金層７１ｂとから構成される。芯金層７１ｂの内部に加熱ローラ７１を加熱するヒータとして加熱ヒータ７３が設けられている。耐熱離型層７１ａはフッ素樹脂やシリコンゴムなどから形成され、芯金層７１ｂはアルミや鉄などから形成されている。加熱ヒータ７３にはハロゲンランプ等が用いられる。
加圧ローラ７２は、弾性層７２ａと芯金層７２ｂから構成される。弾性層７２ａはシリコンゴムなどから形成され、芯金層７２ｂはアルミや鉄などから形成されている。
以上の加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２は、複数のギアなどを介して定着モータＭによって回転駆動される。
【００３１】
図３に、画像形成装置１内の電源回路及び定着モータＭ、加熱ヒータ７３の制御系の構成例を示す。
図３に示すように、交流電源ＡＣからの交流電力は、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴを介して直流電源ＤＣに供給される。直流電源ＤＣは、供給された交流電力を直流電力に変換する。その直流電力はドライブ回路部ＤＶを介して定着モータＭに供給される。この定着モータＭへの電力供給は、ドライブ回路部ＤＶにおいて制御部１００からのモータ制御信号ＳＭに基づいて制御される。
一方、電圧検出部ＰＴの出力端の交流電力は分岐され、加熱ヒータ７３にも供給される。加熱ヒータ７３への交流電力は制御部１００からのヒータ制御信号ＳＨに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。
直流電源ＤＣの入力部には、力率改善手段としてのチョークコイルＬが直列に挿入されており、このチョークコイルＬに並列に本発明に係るバイパス回路部２００が接続されている。バイパス回路部２００は、制御部１００からのバイパス制御信号ＳＢによってＯＮ／ＯＦＦ制御される。
Ｚは、交流電源ＡＣの給電経路に存在する配線抵抗、キャパシタンス成分やインダクタンス成分を含むラインインピーダンスを示している。
電圧検出部ＰＴは、入力交流電圧の変化をリアルタイムで検出しており、その検出電圧値Ｖを制御部１００に出力する。制御部１００は、入力された検出電圧値Ｖに基づいてバイパス回路部２００及び加熱ヒータ制御部７４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。その制御タイミングについては、動作説明で後述する。
【００３２】
交流電源ＡＣから直流電源ＤＣに至る経路には種々の電圧降下を起こす要素が存在する。それらの要素とは、画像形成装置１の設置場所や配電状況によるラインインピーダンスＺ、画像形成装置１内の遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、直流電源ＤＣの入力前段に接続されたチョークコイルＬ又はチョークコイルＬと並列に接続されたバイパス回路部２００のいずれか一方、チョークコイルＬを介さず直流電源ＤＣの入力側に接続された加熱ヒータ７３である。さらに電圧降下を生じさせる要因として、定着モータＭの起動時に発生する突入電流がある。
【００３３】
制御部１００は、バイパス回路部２００を所定時間導通させる所定時間Ｔを計時する機能を有する計時手段としてのバイパス回路タイマを備えており、また、バイパス回路部２００を導通させるための基準電圧値Ｖｓが設定されている。電圧検出部ＰＴから入力された検出電圧値Ｖと基準電圧値Ｖｓとを比べ、検出電圧値Ｖが基準電圧値Ｖｓ以下であった場合にバイパス回路部２００の導通指令を出力し、所定時間Ｔ経過後に遮断指令を出力するバイパス制御信号ＳＢを保持している。
【００３４】
所定時間Ｔは、定着モータＭの起動時（即ち、給電開始時又は動作開始時。）に発生される突入電流が通常負荷の電流値に復帰するまでの時間と、加熱ヒータ７３の点灯時に発生される突入電流が通常負荷の電流値に復帰するまでの時間に基づいて設定される。なお、本発明において、定着部７０の起動時（定着モータＭの起動と加熱ヒータ７３への電力供給）において所定時間Ｔを設定するが、定着モータＭ起動時と、加熱ヒータ７３点灯時とを個別に対策を行うために個別に導通時間Ｔを設定してもよく、直流電源ＤＣに接続される負荷の突入電流が通常負荷の電流値に復帰するまでの時間に基づいて設定することが好ましい。
【００３５】
基準電圧値Ｖｓは、直流電源ＤＣから高負荷に対して電力を出力するために最低限必要な交流電源ＡＣからの入力電圧値である。
即ち、定着モータＭや加熱ヒータ７３などの負荷の起動時において、チョークコイルＬを含む画像形成装置１内のインピーダンスと交流電源ＡＣのラインインピーダンスＺとを考慮し、直流電源ＤＣの入力電圧が電源動作限界電圧以下にならないように設定された電圧値である。
所定電圧Ｖｓ以下のときは、定着部７０の起動に支障をきたすおそれがあるため、バイパス回路部２００を導通させる。なお、他の負荷が駆動されているときは、すでに直流電源ＤＣの入力電圧値が低下しているが、基準電圧値Ｖｓを上回る電圧値のときは十分不都合なく起動させることができるため、バイパス回路部２００を導通させることなく通常のチョークコイルＬを用いる。
【００３６】
なお、制御部１００は、定着部７０固有の制御部であってもよく、又は画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括している画像形成装置１の制御部に含まれるものでもよい。
【００３７】
図４に、図３に用いるバイパス回路部２００の構成回路例を示す。
図４に示すように、バイパス回路部２００は、チョークコイルＬと並列に接続されたスイッチング素子である。トライアックＴＲ１と、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、コンデンサＣ１と、フォトトライアックＴｆとによって構成される。
【００３８】
トライアックＴＲ１に並列接続された抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１とによって形成される直列回路はスナバ回路であり、トライアックＴＲ１によって発生するスイッチングノイズ等の高調波パルスを吸収し、過電圧やノイズからトライアックＴＲ１を保護する働きを有する。
【００３９】
フォトトライアックＴｆは、発光ダイオードＤとトライアックＴＲ２から成り、発光ダイオードＤに電流が流れている場合のみトライアックＴＲ２が双方向に導通する機能を持つ。
【００４０】
トライアックＴＲ１は、抵抗Ｒ２、Ｒ３、フォトトライアックＴｆによって駆動される。トライアックＴＲ１のゲート端子Ｇに流れる電流によってＴ１端子・Ｔ２端子間に流れる電流を制御することができ、ゲート端子Ｇに流れる電流はフォトトライアックＴｆによって制御される。
【００４１】
制御部１００からのバイパス制御信号Ｓに基づいてフォトトライアックＴｆの発光ダイオードＤに電流が流れる場合、フォトトライアックＴｆのトライアックＴＲ２に電流が流れる。トライアックＴＲ２に電流が流れると、トライアックＴＲ１のゲート端子Ｇに電流が流れ、トライアックＴＲ１のＴ１端子・Ｔ２端子間に電流が流れる。トライアックＴＲ１のＴ１端子・Ｔ２端子間に電流が流れると、チョークコイルＬに流れる電流はインピーダンスの低いバイパス回路部２００を流れる。
【００４２】
制御部１００からのバイパス制御信号Ｓがない場合は、フォトトライアックＴｆのトライアックＴＲ２に電流が流れないためトライアックＴＲ１に電流が流れずチョークコイルＬに電流が流れる。
【００４３】
図５に、制御部１００からの信号に基づくバイパス回路部２００の動作フローを示す。
コピースタート時において、制御部１００から定着部７０の起動が行われるとき、電圧検出部ＰＴからの検出電圧値Ｖが基準電圧値Ｖｓ以下であるかを判定する（ステップＳ１）。
検出電圧値Ｖが基準電圧値Ｖｓ以下であった場合、制御部１００からバイパス回路部２００を導通させるようバイパス制御信号はバイパス回路部２００内のフォトトライアックＴｆに出力され、トライアックＴ１に電流が流れることによりバイパス回路部２００は信号に基づいて導通される（ステップＳ２）。また同時にバイパス回路タイマによる所定時間Ｔの計時を開始させる（ステップＳ３）。またバイパス回路部２００が導通されたと同時に定着モータＭは起動され加熱ローラ７１及び加圧ローラ７２が回転し、その後加熱ヒータ７３が点灯される。
【００４４】
バイパス回路タイマによる計時が所定時間Ｔを経過した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、バイパス制御信号Ｓはバイパス回路部２００を遮断するようバイパス回路部２００内のフォトトライアックＴｆに出力され、バイパス回路部２００は信号に基づいて遮断される（ステップＳ５）。また同時にバイパスタイマによる所定時間Ｔの計時はクリアされる（ステップＳ６）。所定時間Ｔを経過していない場合は、バイパス回路部２００を導通させた状態を保つ。
【００４５】
図６に、時間に対する直流電源ＤＣの入力電圧Ｖｉｎ及び制御信号との関係を示す。本発明による入力電圧Ｖｉｎを実線で示し、従来の入力電圧Ｖｉｎを破線で示す。
【００４６】
まず、従来の画像形成装置の直流電源ＤＣの入力電圧Ｖｉｎについて説明する。
コピースタート時ｔ１において、コピースタート信号ＳＳがＯＮされるとき、定着モータ制御信号ＳＭがＯＮされ定着モータＭが起動する。交流電源ＡＣからのラインインピーダンスＺや画像形成装置１内でのインピーダンスにより直流電源ＤＣの入力電圧Ｖｉｎが下がりやすい状態のとき、定着モータＭの起動時に発生する突入電流によって、入力電圧Ｖｉｎは急激に低下し電源動作限界電圧以下になるおそれがある。
【００４７】
Ｖｉｎ１は、従来の定着モータＭの起動時に発生する突入電流による直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
定着モータＭの起動時に発生する突入電流によって、直流電源ＤＣの出力電流は増加され、直流電源ＤＣの入力電流が増加される。従ってＶｉｎ１の電圧降下は、定着モータＭが起動されることによって増加された電流（突入電流）とラインインピーダンスＺ、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴ、チョークコイルＬ及び画像形成装置１内の配線抵抗などによって急激な電圧降下を生じる。
【００４８】
Ｖｉｎ２は、定着モータＭを起動後、定常回転時の直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
定着モータＭの起動後（突入電流の消滅後）、通常の定着モータＭの定常負荷電流が流れ定常回転に安定する。定常負荷電流は起動時に発生する突入電流より小さいため、直流電源ＤＣの入力電流が減少する。従って、このＶｉｎ２の電圧降下は、定着モータＭの定常回転の定常負荷電流とラインインピーダンスＺ、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴ、チョークコイルＬ及び画像形成装置１内の配線抵抗などによって生じる。
【００４９】
次に、ｔ２時において制御部１００からの加熱ヒータ制御信号ＳＨがＯＮされると加熱ヒータ制御部７４は加熱ヒータ７３に電力を供給する。加熱ヒータ７３は、点灯直後ランプ内のフィラメントの温度が上昇するまではランプのインピーダンスが低い（冷抵抗）ため、突入電流が発生する。加熱ヒータ７３の点灯時に発生する突入電流によって、入力電圧Ｖｉｎは急激に低下し電源動作限界電圧以下になってしまうおそれがある。
【００５０】
Ｖｉｎ３は、加熱ヒータ７３に電力を供給することによって生じる突入電流による直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
加熱ヒータ７３は加熱ヒータ制御部７４によって電力が供給される。ランプの冷抵抗により突入電流が発生する。従って、このＶｉｎ３の電圧降下は、突入電流と加熱ヒータ７３の交流電源ＡＣ側のラインインピーダンスＺ、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴなどにより、急激な電圧降下を生じる。
【００５１】
Ｖｉｎ４は、加熱ヒータ７３の電力供給後、発生した突入電流が安定した後（突入電流の消滅後）の直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
加熱ヒータ７３の電力供給後、ランプが温まるに従ってランプインピーダンスは上昇するため、突入電流は無くなり通常の加熱ヒータ７３の消費負荷電流が流れる。従って、このＶｉｎ４の電圧降下は、加熱ヒータ７３の定常点灯時の消費負荷電流とラインインピーダンスＺ、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴなどによって生じる。
【００５２】
次に、本発明によるバイパス回路部２００を備える画像形成装置１の直流電源ＤＣの入力電圧Ｖｉｎについて説明する。
コピースタート時ｔ１において、コピースタート信号ＳＳがＯＮされるとき、定着モータ制御信号ＳＭがＯＮされ、定着モータＭが起動される。定着モータ制御信号ＳＭがＯＮされるとき、検出電圧値Ｖが基準電圧値Ｖｓ以下であった場合、バイパス制御信号ＳＢはＯＮされバイパス回路部２００が導通されると同時にバイパス回路タイマによる所定時間Ｔの計時が開始される。
【００５３】
Ｖｉｎ５は、ｔ１時の定着モータＭの起動時に発生される突入電流及び起動後の定常回転時に消費される定常負荷電流による直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
直流電源ＤＣへ入力される電流は、バイパス回路部２００のインピーダンスが小さいためチョークコイルＬを介さずバイパス回路部２００を流れる。そのため、チョークコイルＬに流れる定着モータＭの起動時に発生される突入電流及び起動後の定常回転時に消費される定常負荷電流と、チョークコイルＬのインピーダンスと、による電圧降下分を防ぐことができ急激な電圧降下を防ぐことができる。従って、このＶｉｎ５の電圧降下は、バイパス回路部２００に流れる定着モータＭの負荷電流と、ラインインピーダンスＺ、遮断装置Ｆ、ノイズフィルタＮＦ、電圧検出部ＰＴなどによって生じる。
【００５４】
次に、ｔ２時において加熱ヒータ７３に電力を供給した場合、加熱ヒータ７３はバイパス回路部２００を介さず交流電源側に接続されているため、従来の画像形成装置と同様に点灯時にはＶｉｎ３に示す電圧降下が生じ、加熱ヒータ７３が温まるとＶｉｎ４に示す電圧降下が生じる。
【００５５】
Ｖｉｎ６は、バイパス回路部２００を遮断したときに生じる直流電源ＤＣの入力電圧を示す。
バイパス回路タイマによる計時が所定時間Ｔ経過したｔ３時のとき、バイパス制御信号ＳＢに基づきバイパス回路部２００は遮断される。バイパス回路部２００を流れる定着モータＭの定常負荷電流は、遮断した時点でチョークコイルＬに流れるため、定着モータＭの定常負荷電流とチョークコイルＬのインピーダンスによる電圧降下が生じる。
【００５６】
なお、定着モータＭを先に起動してから加熱ヒータ７３に電力を供給する例について説明したが、加熱ヒータ７３に電力を供給してから定着モータＭを起動させてもよく、また同時に電力の供給を行ってもよく、電力供給時における直流電源の入力電圧Ｖｉｎが電源動作限界電圧以下にならない範囲であれば順序は問わない。
【００５７】
なお、本発明において、定着モータＭ及び加熱ヒータ７３に電源供給を行う直流電源ＤＣを備えた画像形成装置において説明したが、直流電源ＤＣに接続される負荷は、定着モータＭに限らず給紙部に用いられるローラを駆動するモータなどが複数接続されていてもよく、また短時間で大負荷を必要とするような負荷であっても同様の効果が得られる。また、チョークコイルＬを介さず直流電源ＤＣの入力側に接続された加熱ヒータ７３に限らず、露光ランプでもよくこの限りではない。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、力率改善手段に並列にバイパス手段を設け、直流電源の出力側に接続された突入電流を発生させる負荷の給電開始時、又は、突入電流を発生させる負荷の動作開始時と同時にバイパス手段を導通させることによって、力率改善手段に流れる電流と力率改善手段のインピーダンスによる電圧降下分だけ直流電源の入力電圧の降下を防ぐことができる。また、画像形成装置の設置条件に関係なく交流電源からのラインインピーダンスなどによる直流電源の入力電圧の低下を緩和し、電圧低下によって生じる直流電源の誤動作を回避することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと力率改善手段に並列にバイパス手段を設け、直流電源の出力側に接続された突入電流を発生させる負荷又は入力側に接続されたヒータの給電開始時、又は、突入電流を発生させる負荷又は入力側に接続されたヒータ動作開始時と同時にバイパス手段を導通させることによって、力率改善手段に流れる電流と力率改善手段のインピーダンスによる電圧降下分だけ直流電源の入力電圧の降下を防ぐことができる。
【００６０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１及び２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、直流電源の入力電圧を検出する電圧検出手段からの検出電圧値が、直流電源から高負荷に対して電力を出力するために最低限必要な交流電源からの入力電圧値以下のときのみバイパス手段を導通させることによって、十分不都合なく駆動させることができる電圧値ではバイパス手段を導通させることなく通常の力率改善手段を用いることができる。
【００６１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３と同様の効果を得られるのは勿論のこと、バイパス手段を導通させる時間を計時するための計時手段を設け、負荷の給電開始時又は負荷の動作開始時による突入電流の消滅時間に基づいて設定された所定時間を計時することにより、突入電流による急激な電圧降下が発生する時間に対して直流電源の入力電圧の降下を緩和することができる。
【００６２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４と同様の効果を得られるのは勿論のこと、定着装置の定着モータ又は加熱ヒータの給電開始時、又は、定着モータ又は加熱ヒータの動作開始時（即ち、定着モータ又は加熱ヒータの起動及び点灯時。）において、バイパス手段の導通を行うことによって、コピースタート時における画像形成装置の直流電源の停止、破損、瞬停などの誤動作を回避することができ画像形成に影響を与えることがなく画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像形成装置１の内部構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置１が備える定着部７０の断面図の一例である。
【図３】画像形成装置１の構成ブロック図の一例である。
【図４】図３に用いるバイパス回路部２００の構成回路の一例である。
【図５】制御部１００からの信号に基づくバイパス回路部２００の動作フローである。
【図６】直流電源ＤＣの時間に対する入力電圧Ｖｉｎ及び制御信号との関係図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置
１０    画像読取り部
１００    制御部
２０    プリント部
２００    バイパス回路部
３０    画像形成部
３１    感光体ドラム
３２    帯電装置
３３    露光装置
３４    現像装置
３５    クリーニング装置
４０    クリーニング部
５０    中間転写ベルト
５１    一次転写ローラ
５２    二次転写ローラ
６０    給紙部
６１、６２、６３    用紙トレイ
６４    給紙ローラ
６５Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄ    中間ローラ
６６    レジストローラ
６７    排紙ローラ
６８    排紙トレイ
７０    定着部
７１    加熱ローラ
７１ａ    耐熱離型層
７１ｂ    芯金層
７２    加圧ローラ
７２ａ    弾性層
７２ｂ    芯金層
７３    加熱ヒータ
７４    加熱ヒータ制御部
ＡＣ    交流電源
ＤＣ    直流電源
ＤＶ    ドライブ回路部
Ｆ      遮断装置
Ｇ      ゲート端子
Ｌ    チョークコイル
Ｍ      定着モータ
Ｎ      ニップ
ＮＦ    ノイズフィルタ
Ｐ      記録用紙
ＰＴ    電圧検出部
ＳＢ    バイパス制御信号
ＳＨ    加熱ヒータ制御信号
ＳＭ    定着モータ制御信号
ＳＳ    コピースタート信号
Ｔ      導通時間
Ｖ      検出電圧値
Ｖｉｎ    入力電圧
Ｖｓ    基準電圧
【図１】
2005003710.tif 000003
【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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