(57)【要約】【課題】蓄電される電力及び使用される電力を平準化して電源を安定化させる。【解決手段】トナー画像を定着させる定着ローラと、定着ローラを加熱するＡＣ定着ヒータと、電力を蓄積するキャパシタバンクと、キャパシタバンクから電力が供給されるＤＣ定着ヒータと、ＡＣ定着ヒータに電力供給する制御部と、を備え、定着ローラによる定着又は定着の準備をしている状態で、制御部はＡＣ定着ヒータに対する電力の供給を停止するオフ期間に、キャパシタバンクに充電する制御を行う。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する加熱部と、
電力を蓄積する蓄電部と、
前記加熱部に電力供給する制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記定着部による定着処理時又は定着の準備をしている時で、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置に供給される交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングでゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生回路を備え、
前記制御手段は、前記ゼロクロス信号発生回路からの前記ゼロクロス信号の発生時に、前記蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うこと、
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー画像を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する加熱部と、
前記蓄電部に対して蓄電する蓄電手段と、
前記加熱部に電力供給する制御手段と、
自装置に電力供給される交流電圧の周期毎に、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間を検出する位相制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記位相制御手段により検出された前記オフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記加熱部に対する電力供給を、前記交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングで、電力の供給を停止し、
前記位相制御手段は、前記ゼロクロスタイミングにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生回路を、さらに備え、該ゼロクロス信号が発生した時間を前記オフ期間の開始時間として検出すること、
を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記位相制御手段は、前記ゼロクロス信号発生回路から前記ゼロクロス信号の発生時に、前記オフ時間の終了時間までをカウントするカウント手段と、をさらに備えたこと、
を特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部の温度を検出する定着部温度検出手段を、さらに備え、
前記位相制御手段は、前記周期毎に、前記定着部温度検出手段により検出された温度と前記定着部が定着処理を行うための目標温度とから算出される前記加熱部による加熱期間を除いた期間を、前記オフ期間として検出すること、
を特徴とする請求項３乃至５のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
電源から供給された電力により前記定着部に加熱を行う電源加熱部と、をさらに備え、
前記加熱部は、前記蓄電部に蓄電された電力を用いて前記定着部に加熱を行い、
前記制御手段は、前記定着部温度検出手段により検出された温度が所定の温度以下の場合に、前記加熱部に前記蓄電部に充電された電力を供給し、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、
を特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記加熱部に対して前記蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、
を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
電源から供給される電力を前記蓄電部に蓄電する際に用いられる伝送路上に配置され、電流の通電と遮断とを切り替え可能であり、前記オフ時間に通電する開閉手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記加熱部への電力の供給と供給の停止とを切り替え、前記オフ期間には電力の供給を停止する加熱部開閉手段を備え、
前記制御手段は、前記加熱部開閉手段により前記加熱部への電力の供給を停止している時に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー画像を定着させる定着部に対して加熱を行う加熱部に電力供給する制御を行う加熱制御ステップと、
定着部による定着処理時又は定着の準備をしている時で、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行う充電制御ステップと、
を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】
前記交流電力の位相が反転するゼロクロスタイミングでゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生ステップを、さらに有し、
前記充電制御ステップは、前記ゼロクロス信号発生ステップにより前記ゼロクロス信号の発生した時に、前記蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うこと、
を特徴とする請求項１１に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
トナー画像を定着させる定着部に対して加熱を行う加熱部に電力供給する制御を行う加熱制御ステップと、
自装置に電力供給される交流電圧の周期毎に、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間を検出する位相制御ステップと、
前記位相制御手段により検出された前記オフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行う充電制御ステップと、
を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１４】
前記加熱制御ステップは、加熱部に対する電力供給を、前記交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングで、電力の供給を停止し、
前記位相制御ステップは、前記ゼロクロスタイミングにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生ステップを、さらに有し、該ゼロクロス信号が発生した時間を前記オフ期間の開始時間として検出すること、
を特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。
【請求項１５】
前記位相制御ステップは、前記ゼロクロス信号発生ステップから前記ゼロクロス信号の発生時に、前記オフ時間の終了時間までをカウントするカウントステップと、をさらに有すること、
を特徴とする請求項１４に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
前記定着部の温度を検出する定着部温度検出ステップを、さらに有し、
前記位相制御ステップは、前記周期毎に、前記定着部温度検出ステップにより検出された温度と前記定着部が定着処理を行うための目標温度とから算出される前記加熱部による加熱期間を除いた期間を、前記オフ期間として検出すること、
を特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一つに記載の画像形成方法。
【請求項１７】
前記加熱制御ステップは、前記定着部温度検出手段により検出された温度が所定の温度以下の場合に、前記加熱部に前記蓄電部に充電された電力を供給する制御を行うと共に、電源から供給された電力により前記定着部に加熱を行う電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１６に記載の画像形成方法。
【請求項１８】
前記加熱制御ステップは、前記加熱部に対して前記蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１７に記載の画像形成方法。
【請求項１９】
前記充電制御ステップは、電源から供給される電力を前記蓄電部に蓄電する際に用いられる伝送路上に配置された開閉手段を、前記オフ時間に通電する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか一つに記載の画像形成方法。
【請求項２０】
前記加熱部への電力の供給と供給の停止とを切り替え、前記オフ期間には電力の供給を停止する加熱部開閉ステップをさらに有し、
前記充電制御ステップは、前記加熱部開閉ステップにより前記加熱部への電力の供給を停止している時に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、
を特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか一つに記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものであり、特に蓄電部に蓄積された電力を供給する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全活動が高まりに伴い、オフィス環境における省エネ化を進めていく傾向にある。このため、画像形成装置に対しても省エネ化が求められている。特に、画像形成装置が、紙、フィルムなどの被加熱体に対して加圧及び加熱するヒートローラ方式の定着装置を有している場合、多くの電力を必要とする。
【０００３】
そして、ヒートローラ方式の定着装置を有している画像形成速度が、高速な画像形成を実現している場合、画像形成動作時に加熱部の定着ローラの温度落ち込みを防止するために、熱容量が大きい定着ローラを採用することが多い。この場合、定着ローラが使用可能温度に上昇するまでの立ち上がり時間が長くなる。つまり、利用者にとっては、コピー待ちの時間が長くなることとなり望ましくない。そこで、定着ローラの昇温時間を短くするために、熱容量を少なくした定着ローラを用いることも考えられる。ところが、この場合、画像形成動作時に定着ローラの温度落ち込みが発生する。これに対して、２００Ｖ電源を使用して、ハロゲンヒータなどの発熱部材の電力容量を大きくできればこの問題は解決できる。しかしながら、日本国内の一般的なオフィスの商用電源は、１００Ｖ、１５Ａが一般的である。つまり、２００Ｖに対応させるためには、設置場所の電源関連に特別な工事を施す必要があり一般的な解決方法とはいえない。
【０００４】
また、画像形成装置の待機時に消費電力を低減するために、定着ローラの温度を定着温度よりやや低い一定の温度で保持する。この待機時の画像形成装置は、使用可能温度まで直ちに立ち上げることが可能である。つまり、利用者は、待機時の画像形成装置であれば、さほど待つことなく、すぐに使用することができる。このため、待機時の画像形成装置の消費エネルギは、使用時の約７割から８割程度となり、それほど消費エネルギが低減されるわけではない。
【０００５】
これに対し、定着ローラの温度が待機時より低い省エネモードの場合、使用可能温度になるまで時間がかかるので、利用者の待ち時間が長くなる。つまり、利用者の待ち時間を減らすためには、待機時間を長くした方が好ましいが、多量の電力を消費することとなる。
【０００６】
そこで、複写動作が完了後に、短時間で待機モードから省エネモードに移行する代わりに、省エネモードから使用可能温度となるまでの時間を短縮することを可能とした画像形成装置がいくつか提案されている（例えば、特許文献１）。この発明の画像形成装置では、キャパシタなどの補助電源を備え、補助電源から定着装置に対して電力を供給することで立ち上がり時間を短縮する。このような電力供給を実現するために専用の電源を画像形成装置が備えている。これにより、電気二重層コンデンサに対して数秒から数十秒程度の充電を可能としている。
【０００７】
また、特許文献２には、定着装置の待機時に補助電源である二次電池を充電し、定着装置を立ち上げる時に、主電源装置と二次電池から電力を供給して立ち上がり時間を短縮している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９７５２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２８２８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、立ち上がり時間が短くなるものの、充電を行うために専用の電源を備える必要があるため、装置が複雑になるという問題がある。
【００１０】
ところで、画像形成装置の加熱部には待機時にも常時では無いが電力供給している。特許文献２に開示されているように、補助電源（電気二重層コンデンサー）に対して、待機時に、従来通りの充電を行うと、充電電流と定着加熱部への電力が重なる場合も存在する。この場合、画像形成装置の使用電流が多くなり、蛍光灯のチラツキ（フリッカー）の発生や、商用電源の電圧の低下が生じるという問題がある。また、他のＯＡ機器の動作に悪影響を与えることも考えられる。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蓄電される電力及び使用される電力を平準化して電源を安定化させる画像形成装置及び画像形成方法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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、トナー画像を定着させる定着部と、前記定着部を加熱する加熱部と、電力を蓄積する蓄電部と、前記加熱部に電力供給する制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記定着部による定着処理時又は定着の準備をしている時で、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記画像形成装置に供給される交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングでゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生回路を備え、前記制御手段は、前記ゼロクロス信号発生回路からの前記ゼロクロス信号の発生時に、前記蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うこと、を特徴とする。
【００１４】
また、請求項３にかかる発明は、トナー画像を定着させる定着部と、前記定着部を加熱する加熱部と、前記蓄電部に対して蓄電する蓄電手段と、前記加熱部に電力供給する制御手段と、自装置に電力供給される交流電圧の周期毎に、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間を検出する位相制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記位相制御手段により検出された前記オフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、を特徴とする。
【００１５】
また、請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる発明において、前記制御手段は、前記加熱部に対する電力供給を、前記交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングで、電力の供給を停止し、前記位相制御手段は、前記ゼロクロスタイミングにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生回路を、さらに備え、該ゼロクロス信号が発生した時間を前記オフ期間の開始時間として検出すること、を特徴とする。
【００１６】
また、請求項５にかかる発明は、請求項４にかかる発明において、前記位相制御手段は、前記ゼロクロス信号発生回路から前記ゼロクロス信号の発生時に、前記オフ時間の終了時間までをカウントするカウント手段と、をさらに備えたこと、を特徴とする。
【００１７】
また、請求項６にかかる発明は、請求項３乃至５のいずれか一つにかかる発明において、前記定着部の温度を検出する定着部温度検出手段を、さらに備え、前記位相制御手段は、前記周期毎に、前記定着部温度検出手段により検出された温度と前記定着部が定着処理を行うための目標温度とから算出される前記加熱部による加熱期間を除いた期間を、前記オフ期間として検出すること、を特徴とする。
【００１８】
また、請求項７にかかる発明は、請求項６にかかる発明において、電源から供給された電力により前記定着部に加熱を行う電源加熱部と、をさらに備え、前記加熱部は、前記蓄電部に蓄電された電力を用いて前記定着部に加熱を行い、前記制御手段は、前記定着部温度検出手段により検出された温度が所定の温度以下の場合に、前記加熱部に前記蓄電部に充電された電力を供給し、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、を特徴とする。
【００１９】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７にかかる発明において、前記制御手段は、前記加熱部に対して前記蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、を特徴とする。
【００２０】
また、請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８のいずれか一つにかかる発明において、電源から供給される電力を前記蓄電部に蓄電する際に用いられる伝送路上に配置され、電流の通電と遮断とを切り替え可能であり、前記オフ時間に通電する開閉手段を、さらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項１乃至９のいずれか一つにかかる発明において、前記加熱部への電力の供給と供給の停止とを切り替え、前記オフ期間には電力の供給を停止する加熱部開閉手段を備え、前記制御手段は、前記加熱部開閉手段により前記加熱部への電力の供給を停止している時に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、を特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１にかかる発明は、トナー画像を定着させる定着部に対して加熱を行う加熱部に電力供給する制御を行う加熱制御ステップと、定着部による定着処理時又は定着の準備をしている時で、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行う充電制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１２にかかる発明は、請求項１１にかかる発明において、前記交流電力の位相が反転するゼロクロスタイミングでゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生ステップを、さらに有し、前記充電制御ステップは、前記ゼロクロス信号発生ステップにより前記ゼロクロス信号の発生した時に、前記蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うこと、を特徴とする。
【００２４】
また、請求項１３にかかる発明は、トナー画像を定着させる定着部に対して加熱を行う加熱部に電力供給する制御を行う加熱制御ステップと、自装置に電力供給される交流電圧の周期毎に、前記加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間を検出する位相制御ステップと、前記位相制御手段により検出された前記オフ期間に、前記蓄電部に充電する制御を行う充電制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４にかかる発明は、請求項１３にかかる発明において、前記加熱制御ステップは、加熱部に対する電力供給を、前記交流電圧の位相が反転するゼロクロスタイミングで、電力の供給を停止し、前記位相制御ステップは、前記ゼロクロスタイミングにゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号発生ステップを、さらに有し、該ゼロクロス信号が発生した時間を前記オフ期間の開始時間として検出すること、を特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５にかかる発明は、請求項１４にかかる発明において、前記位相制御ステップは、前記ゼロクロス信号発生ステップから前記ゼロクロス信号の発生時に、前記オフ時間の終了時間までをカウントするカウントステップと、をさらに有すること、を特徴とする。
【００２７】
また、請求項１６にかかる発明は、請求項１３乃至１５のいずれか一つにかかる発明において、前記定着部の温度を検出する定着部温度検出ステップを、さらに有し、前記位相制御ステップは、前記周期毎に、前記定着部温度検出ステップにより検出された温度と前記定着部が定着処理を行うための目標温度とから算出される前記加熱部による加熱期間を除いた期間を、前記オフ期間として検出すること、を特徴とする。
【００２８】
また、請求項１７にかかる発明は、請求項１６にかかる発明において、前記加熱制御ステップは、前記定着部温度検出手段により検出された温度が所定の温度以下の場合に、前記加熱部に前記蓄電部に充電された電力を供給する制御を行うと共に、電源から供給された電力により前記定着部に加熱を行う電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、を特徴とする。
【００２９】
また、請求項１８にかかる発明は、請求項１７にかかる発明において、前記加熱制御ステップは、前記加熱部に対して前記蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、前記電源加熱部に電源からの電力を供給する制御を行うこと、を特徴とする。
【００３０】
また、請求項１９にかかる発明は、請求項１１乃至１８のいずれか一つにかかる発明において、前記充電制御ステップは、電源から供給される電力を前記蓄電部に蓄電する際に用いられる伝送路上に配置された開閉手段を、前記オフ時間に通電する制御を行うこと、を特徴とする。
【００３１】
また、請求項２０にかかる発明は、請求項１１乃至１９のいずれか一つにかかる発明において、前記加熱部への電力の供給と供給の停止とを切り替え、前記オフ期間には電力の供給を停止する加熱部開閉ステップをさらに有し、前記充電制御ステップは、前記加熱部開閉ステップにより前記加熱部への電力の供給を停止している時に、前記蓄電部に充電する制御を行うこと、を特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１にかかる発明によれば、加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、蓄電部に充電する制御を行うので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になる効果を奏する。
【００３３】
また、請求項２にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生時に蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うので、タイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００３４】
また、請求項３にかかる発明によれば、加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、蓄電部に充電する制御を行うので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になる効果を奏する。また、電圧及び電流の波形の歪みを防止することで、高調波の発生を防止することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、請求項４にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生によりオフ期間の開始時間を容易に検出できるので、オフ期間として充電するタイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００３６】
また、請求項５にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生時からオフ期間の終了時間までをカウントするので、オフ期間として充電するタイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００３７】
また、請求項６にかかる発明によれば、周期毎にオフ期間を検出できるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００３８】
また、請求項７にかかる発明によれば、所定の温度以下の場合に加熱部に蓄電部に充電された電力が供給するとともに、電源加熱部に電源からの電力が供給されるので、迅速に定着部の温度を上昇させることができるので、安定して定着処理を行えるという効果を奏する。
【００３９】
また、請求項８にかかる発明によれば、加熱部に対して蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、電源加熱部に電源からの電力を供給されるので、加熱部の低温時の突入電流を防止できるので、フリッカー対策が可能になるという効果を奏する。
【００４０】
また、請求項９にかかる発明によれば、蓄電するための電力の供給を容易に切り替えることができるので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４１】
また、請求項１０にかかる発明によれば、加熱部を加熱するための電力の供給を容易に切り替えることができるので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４２】
また、請求項１１にかかる発明によれば、加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、蓄電部に充電する制御を行うので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４３】
また、請求項１２にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生時に蓄電部に対する電力の供給と、供給の停止とを切り替える制御を行うので、タイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４４】
また、請求項１３にかかる発明によれば、加熱部に対する電力の供給を停止するオフ期間に、蓄電部に充電する制御を行うので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になる効果を奏する。また、電圧及び電流の波形の歪みを防止することで、高調波の発生を防止することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、請求項１４にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生によりオフ期間の開始時間を容易に検出できるので、オフ期間として充電するタイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４６】
また、請求項１５にかかる発明によれば、ゼロクロス信号の発生時からオフ期間の終了時間までをカウントするので、オフ期間として充電するタイミングをとるのが容易となるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４７】
また、請求項１６にかかる発明によれば、周期毎にオフ期間を検出できるので、使用される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００４８】
また、請求項１７にかかる発明によれば、所定の温度以下の場合に加熱部に蓄電部に充電された電力が供給するとともに、電源加熱部に電源からの電力が供給されるので、迅速に定着部の温度を上昇させることができるので、安定して定着処理を行えるという効果を奏する。
【００４９】
また、請求項１８にかかる発明によれば、加熱部に対して蓄電部から電力を供給してから所定の時間を経過した後に、電源加熱部に電源からの電力を供給されるので、加熱部の低温時の突入電流を防止できるので、フリッカー対策が可能になるという効果を奏する。
【００５０】
また、請求項１９にかかる発明によれば、蓄電するための電力の供給を容易に切り替えることができるので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【００５１】
また、請求項２０にかかる発明によれば、加熱部を加熱するための電力の供給を容易に切り替えることができるので、蓄電される電力及び使用される電力を平準化させて、電源の安定化が可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像形成装置及び画像形成方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００５３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる蓄電装置、画像形成装置及び制御方法の最良な実施の形態として、画像形成装置に適用した場合について詳細に説明する。
【００５４】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００の構成を示した回路図である。本図に示すように、本実施の形態においては、画像形成装置１００に備えられたＤＣ定着ヒータが一本のみの場合とする。
【００５５】
画像形成装置１００は、充電部４６により、キャパシタバンク９に対して電力を蓄電する。そして、画像形成装置１００は、蓄電された電力を立ち上げ時及び連続コピー時の温度落ち込み時に、ＤＣ定着ヒータ２２に対して使用する。
【００５６】
交流（ＡＣ）電源４７は、商用電源からの電力を供給する。
【００５７】
主電源スイッチ１１は、画像形成装置の立ち上げスイッチとする。そして、主電源スイッチ１１がオンになった場合、主電源スイッチ１１を介して交流電源４７から入力された交流電流は、フィルタ１を介して、全波整流回路２に入力される。
【００５８】
全波整流回路２は、交流電源４７からの交流入力を全波整流し、直流電流として出力する。平滑コンデンサＣ２は、全波整流された出力に対して、リプル成分等の除去を行う。
【００５９】
平滑コンデンサＣ２によりリップル成分等が除去された直流電力は、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ３のＦＥＴ６のドレイン側に入力される。
【００６０】
充電部４６は、高周波トランスを使用して出力電圧を発生させるＤＣ／ＤＣコンバータ３と、出力電圧を制御する出力制御部７と、実際の出力電圧を検出して出力制御部７にフィードバックする出力電圧検出回路４と、充電電圧検出部１６と、ダイオード２７と、ＩＧＢＴ２４と、抵抗Ｒ１と、から構成される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３と、出力電圧検出回路４と、出力制御部７とからなる構成を、充電制御部３１とする。
【００６１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、高周波トランス２０と、ＦＥＴ６と、ダイオードＤ１と、ダイオードＤ２と、チョークコイル５と、平滑コンデンサＣ１と、コンデンサＣ３とを備えている。また、高周波トランス２０は、一次コイル２０ａと、２次コイル２０ｂとを備えている。
【００６２】
画像形成装置１００において、全波整流回路２の直流出力側には、平滑コンデンサＣ２と並列に高周波トランス２０の一次コイル２０ａが接続されている。そして、この一次コイル２０ａに、スイッチング手段としてＦＥＴ６が直列に接続されている。
【００６３】
ＦＥＴ６は、後述する出力制御部７のＰＷＭ発生回路７ｅから出力されるＰＷＭ信号により、スイッチング（ＯＮ，ＯＦＦ動作）が行われる。そして、ＦＥＴ６のスイッチングに応じて一次コイル２０ａにスイッチング電流が流れる。
【００６４】
一次コイル２０ａによるスイッチング電流により、高周波トランス２０の二次コイル２０ｂにスイッチング電圧が誘起する。このようにスイッチング周波数の導通期間を変えれば、出力電圧の制御を行うことができる。
【００６５】
また、高周波トランス２０の二次コイル２０ｂには整流回路としてダイオードＤ１と、ダイオードＤ２とが接続されている。そして、スイッチング電圧は、この整流回路で整流され、チョークコイル５及び平滑コンデンサＣ１により平滑され、直流出力に変換される。
【００６６】
そして、変換された直流出力は、ダイオード２７及びＩＧＢＴ２４を通してキャパシタバンク９に供給される。これによりキャパシタバンク９に蓄電される。
【００６７】
出力制御部７は、ＣＰＵ７ａと、ＣＰＵ７ａに内部バスで接続されたＰＷＭ発生回路７ｅと、Ａ／Ｄコンバータ７ｃと、充電電流検出回路７ｄと、シリアルコントローラ（ＳＩＣ）７ｂと、さらに図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路及び入出力ポートとを備えている。
【００６８】
また、出力制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３のＦＥＴ６を制御して、後述するキャパシタバンク９に適した充電電圧で定電流充電または定電力充電させる。
【００６９】
ＰＷＭ発生回路７ｅは、キャパシタバンク９の充電電圧、充電電流の検出結果及びバイパス回路の動作を検出結果に応じて、キャパシタバンク９に定電流充電及び定電力充電を行うためのＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を発生させる。
【００７０】
つまり、ＰＷＭ発生回路７ｅから出力されたＰＷＭ信号により、ＦＥＴ６がオンになると、チョークコイル５に電流が流れる。これにより、入力電力の一部がチョークコイル５に蓄えられる。その後、ＰＷＭ発生回路７ｅから出力されたＰＷＭ信号によりＦＥＴ６がオフされる。そして、オン期間にチョークコイル５に蓄積された電力が帰還用ダイオードＤ１を経由して放出される。
【００７１】
つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３では、上述した動作が繰り返されることで、電力の降圧が行われる。この降圧された電圧は平滑コンデンサＣ１により平滑される。そして、電圧が平滑化された電力は、ダイオード１０８及びＩＧＢＴ１１０を通してキャパシタバンク９に供給される。
【００７２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により降圧された後の電圧は、ＦＥＴ６のオン期間とオフ期間の比（デューティ比Ｄ／Ｔ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３への入力電圧により決定される。例えば、デューティ比Ｄ／Ｔが１００％の場合、出力電圧は入力電圧と等しくなる。また、デューティ比Ｄ／Ｔが５０％の場合、出力電圧は入力電圧の５０％になる。そして、出力制御部７は、ＦＥＴ６のデューティ比を、ＰＷＭ信号により制御する。これにより、出力制御部７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力電圧を制御することができる。
【００７３】
また、降圧された後の電圧は、出力電圧検出回路４により検出される。この出力電圧検出回路４は、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５により分圧されており、これにより降圧された後の電圧を検出できる。そして、出力電圧検出回路４により検出された電圧は、ＰＷＭ発生回路７ｅにフィードバックされる。つまり、降圧平滑された電圧は、ＰＷＭ発生回路７ｅにより監視される。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることで、適切な電圧になるようにＦＥＴ６を制御する。
【００７４】
なお、出力電圧検出回路４により検出された電圧は、後述する制御部１０のＡ／Ｄコンバータ１０ｂにも入力される。
【００７５】
ＰＷＭ発生回路７ｅが、キャパシタバンク９への定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ信号を出力している時、後述する制御部１０の制御によりＩＧＢＴ２４がオンに設定されている。これにより、電力はダイオード２７及びＩＧＢＴ２４を通って、キャパシタバンク９に充電される。
【００７６】
ダイオード２７は、キャパシタバンク９から、ＤＣ定着ヒータ２２への一方向のみに電流の流れを制限する。
【００７７】
ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor: 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）２４は、オンになった場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により降圧された後の電流を、キャパシタバンク９に流す。なお、本実施の形態では、スイッチング回路としてＩＧＢＴを用いたが、どのようなスイッチング回路を用いても良い。本実施の形態においては、ＩＧＢＴ２４のＯＮ／ＯＦＦ制御により、充電するか否かを制御する。
【００７８】
キャパシタバンク９は、満杯充電時に２．５Ｖになるキャパシタセル（電気二重層コンデンサセス）が１８個、直列に接続されている。従って、１６個のキャパシタセルが満充電になると、４５Ｖの電圧が蓄電される。また、キャパシタバンク９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により降圧された後の電流を蓄積し、蓄積された電力を所定の条件を満足した場合にＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給する。また、キャパシタバンク９は、連続コピー時の温度落ち込みを防止出来る容量または、必要とする定着立ち上げ時間を達成できる容量のセル構成としている。
【００７９】
また、キャパシタバンク９は、交流電源４７からＤＣ定着ヒータ２２に供給する電力より、一時的に大きな電力を供給できるようなキャパシタセルの構成を有している。
【００８０】
次に、充電電圧検出部１６について説明する。充電電圧検出部１６は、キャパシタバンク９に充電された電圧を検出する。具体的には、充電電圧検出部１６は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の分圧回路を構成されている。これにより、充電電圧検出部１６は、キャパシタバンク９の端子間電圧を検出できる。検出された端子間電圧は、Ａ／Ｄコンバータ７ｃ及び制御部１０のＡ／Ｄコンバータ１０ｂに入力される。そして、Ａ／Ｄコンバータ７ｃに入力された端子間電圧に基づいて、ＰＷＭ発生回路７ｅが定電流充電及び定電力充電用のＰＷＭ信号を出力する。
【００８１】
次に、キャパシタバンク９の充電電流を検出する手順について説明する。キャパシタバンク９の充電電流は、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れる電流から検出されると共に、端子間電圧を検出される。検出された端子間電圧などは、出力制御部７の充電電流検出回路７ｄに入力される。これにより、充電電流検出回路７ｄが、キャパシタバンク９の充電電流及び充電電圧を検出できる。
【００８２】
そして、均等化回路１７は、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路（後述する図２参照）を動作させ、各キャパシタセルの充電電圧を均等化する。
【００８３】
具体的には、キャパシタセル９ａが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により満充電の２．５Ｖに充電されると、バランス回路１７ａは充電電流をバイパスする。また、他のキャパシタセルに並列に接続されたバイパス回路も同様の動作を行なう。これにより、各キャパシタセルの充電電圧は均等化される。
【００８４】
また、均等化回路１７は、何れかのキャパシタセルの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、ＰＷＭ発生回路７ｅに単セル満充電信号４４を出力する。
【００８５】
また、均等化回路１７は、全てのキャパシタセルの満充電を検知し、全てのバイパス回路を動作させると、ＰＷＭ発生回路７ｅに全てのキャパシタセルの満充電信号４５を出力する。
【００８６】
次に、均等化回路１７の構造について説明する。図２は、図１のキャパシタセル９ａと並列に接続されたバランス回路１７ａの回路図である。本図に示すように、キャパシタセルそれぞれに対して、バランス回路が接続されている。そして、本実施の形態においては、キャパシタセルを１８個備えているので、バランス回路も１８個直列に接続されている。
【００８７】
そして、本図に示す電流経路Ｉ１は、キャパシタセル９ａの充電時の電流の経路を示している。また、電流経路Ｉ２は、バランス回路１７ａ作動時の充電電流のバイパス経路を示している。また、電流経路Ｉ３は、逆電圧印加時の逆電流バイパス経路を示している。
【００８８】
キャパシタセル９ａ〜９ｒは、電力を貯蓄するために直列に接続された電気二重層キャパシタである。そして、バランス回路１７ａは、キャパシタセル９ａの端子間に並列に接続されている。
【００８９】
バランス回路１７ａは、シャントレギュレーター２０１と、抵抗２１１〜２１５、トランジスタ２２１、ダイオード２３１により構成される。そして、抵抗２１１と２１２からなる分圧回路と、シャントレギュレーター２０１から、キャパシタセル９ａの端子電圧を検出する。
【００９０】
具体的には、シャントレギュレーター２０１の制御端子に、抵抗２１１と２１２からなる分圧回路の分圧電圧が入力される。そして、キャパシタセル９ａの端子電圧が所定の電圧に充電されると、シャントレギュレーター２０１をオンになる。次に、シャントレギュレーター２０１がオンになると、トランジスタ２２１に抵抗２１３を通してベース電流が流れるので、トランジスタ２２１がオンになる。そして、トランジスタ２２１がオンになると、抵抗２１５により決まる電流で、キャパシタセル９ａの充電電流が、Ｉ２で示すようにバイパスされる。
【００９１】
また、トランジスタ２２１がオンになると、トランジスタ２２２にオンとなる。これにより、フォトカプラー２４１，２４２の発光ダイオードに抵抗２１７、２１８を通して電流が流れる。なお、バランス回路１７ｂ〜１７ｒは、バランス回路１７ａと同じなので、説明は省略する。
【００９２】
Bank Full端子は、バランス回路１７ａ〜１７ｒと直列に接続されている。つまり、全てのキャパシタセルが所定の電圧に充電され、全てのバランス回路が動作した場合に、Bank Full端子から、全セル満充電信号を出力する。
【００９３】
そして、この全セル満充電信号がＰＷＭ発生回路７ｅに入力した場合、ＰＷＭ発生回路７ｅは充電を停止し、満充電信号を制御部１０のＣＰＵ１０ａに送信する。制御部１０のＣＰＵ１０ａはこの信号により、ＩＧＢＴ１１０をオフにする信号をポート２から出力する。
【００９４】
バランス回路１７ａのCell Full端子は、他のバランス回路のCell Full端子と並列に接続されている。つまり、いずれかのキャパシタセルが所定の電圧に充電され、当該キャパシタセルに接続されたバランス回路が動作すると、Cell Full端子からセル満充電信号を出力する。
【００９５】
そして、出力されたセル満充電信号はＰＷＭ発生回路７ｅに入力される。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、このセル満充電信号が入力された場合、所定の定電流充電動作を行う。なお、この動作については後述する。
【００９６】
図１に戻り、キャパシタバンク９に充電する時の動作について説明する。まず、充電電流検出回路７ｄは、充電電圧検出部１６からの入力により、キャパシタバンク９の充電電圧の検出、及び充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出する。そして、充電電流検出回路７ｄの検出結果に基づいて、ＰＷＭ発生回路７ｅはＰＷＭ信号を発生する。これにより、キャパシタバンク９は、定電流充電および定電力充電が行われる。
【００９７】
例えば、充電電圧検出部１６からの入力により、充電電圧検出回路７ｄがキャパシタバンク９の端子間電圧をＰＷＭ発生回路７ｅに入力した時、ＰＷＭ発生回路７ｅは、当該端子間電圧が予め定められた値より低いと判断した場合、キャパシタバンク９と直列に接続された抵抗Ｒ１の端子間電圧を逐次検出する。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、逐次検出された端子間電圧に対応したＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【００９８】
なお、端子間電圧に対応したＰＷＭ信号は、定電流充電にするための予め定められた信号とする。このＰＷＭ信号として、例えば抵抗Ｒ１の端子間電圧と、ＰＷＭ信号のＯＮデューティとの関係が格納されたテーブルから取得しても良いし、予め用意された計算式の演算から取得しても良い。
【００９９】
なお、ＰＷＭ発生回路７ｅのＰＷＭ信号の制御する手順は、上述した手順に制限するものではなく、例えば、充電電流のみ参照し、予め定められた充電電流になるようにＰＷＭ信号を制御しても良い。
【０１００】
また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、キャパシタバンク９が充電されてない場合、降圧後の電圧を最初は低くし、徐々に高くなるようにＰＷＭ信号を出力しても良い。これにより、キャパシタバンク９に大きな突入電流が流れるのを防止することができる。
【０１０１】
また、キャパシタバンク９の端子間電圧が予め定められた値以上になると、ＰＷＭ発生回路７ｅは、定電力充電を行うために、キャパシタバンク９の充電電流と、キャパシタバンク９の端子間電圧の検出を逐次行なう。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、検出された充電電流と充電電圧から、予め定められた定電力充電を行うためのＰＷＭ信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する。
【０１０２】
なお、この出力されるＰＷＭ信号は、当該検出された充電電流と充電電圧を用いて予め定められた演算処理により取得する。これにより、定電力充電を行うためのＰＷＭ信号を取得できる。
【０１０３】
次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、いずれかのキャパシタセルの単セル満充電信号４４を検出すると、再度、定電流充電にするために予め定められたＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【０１０４】
次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、全てのキャパシタセルの満充電を示した満充電信号４５を検出すると、充電動作を停止する信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【０１０５】
上述した処理により、画像形成装置１００は、キャパシタバンク９を充電することができる。そして、充電されたキャパシタバンク９の蓄電力は、後述するＦＥＴ１９の制御により、ＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【０１０６】
ＤＣ定着ヒータ２２は、ＦＥＴ１９の制御により、画像形成装置１００が備えた定着ローラ２１に対して加熱を行う。なお、定着ローラ２１については後述する。また、ＤＣ定着ヒータ２２は、立ち上げ時及び連続コピー時の温度落ち込み時に補助ヒータとして使用される。
【０１０７】
放電回路（ＦＥＴ）１９は、後述する制御部１０により制御され、制御部１０によりオンにされた場合に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力が供給される。
【０１０８】
また、画像形成装置１００は、定着装置の加熱部としてＡＣ定着ヒータ３０と、補助ヒータとしてＤＣ定着ヒータ２２を備えている。
【０１０９】
図３は、画像形成装置１００が備えた定着装置３００の概略構成を示す縦断測面図である。本図に示すように定着装置３００は、定着部材である定着ローラ２１、加圧部材である加圧ローラ２３、及び加圧ローラ２３を一定の加圧力で定着ローラ２１に押し当てる加圧手段（図示せず）を備えている。そして、定着装置３００は、定着ローラ２１及び加圧ローラ２３は、駆動機構（図示せず）により回転駆動される。
【０１１０】
また、定着装置３００は、ＡＣ定着ヒータ３０と、ＤＣ定着ヒータ２２と、定着ローラ２１の表面温度を検出するＤＣ定着ヒータ用サーミスタ２８ａとＡＣ定着ヒータ用サーミスタ３３ａとを備えている。
【０１１１】
これらＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ２１の内部に配置され、当該定着ローラ２１に対して内部から加熱する。また、ＤＣ定着ヒータ用サーミスタ２８ａ及びＡＣ定着ヒータ用サーミスタ３３ａは、定着ローラ２１の表面にそれぞれ当接され、定着ローラ２１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、ＡＣ定着ヒータ用サーミスタ３３ａはＡＣ定着ヒータ３０に対応する測定領域に配置されている。そして、ＤＣ定着ヒータ用サーミスタ２８ａはＤＣ定着ヒータ２２に対応する測定領域に配置されている。
【０１１２】
また、ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ２１の温度が目標温度に達していないときに電力が供給されて、定着ローラ２１を加熱する。
【０１１３】
また、ＤＣ定着ヒータ２２は、画像形成装置の主電源投入の時や省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上げ時等に使用される。すなわち、ＤＣ定着ヒータ２２は、定着装置３００のウォームアップ時にキャパシタバンク９から電力を供給されることで、画像形成装置１００の立ち上げを補助する。つまり、ＤＣ定着ヒータ２２は、補助的なヒータ（補助ヒータ）の機能を備える。
【０１１４】
このような定着装置３００では、トナー画像を担持したシートが定着ローラ２１と加圧ローラ２３とのニップ部を通過する際に、定着ローラ２１及び加圧ローラ２３によって加熱及び加圧される。これにより、シートにトナー画像が定着される。
【０１１５】
図１に戻り、制御部１０の説明を行う。制御部１０は、ＣＰＵ１０ａと、ＣＰＵ１０ａと内部バスで接続されたシリアルコントローラ（ＳＣＩ）１０ｄと、入出力ポート１０ｃと、Ａ／Ｄコンバータ１０ｂと、ＮＶ−ＲＡＭ１０ｅと、ＲＯＭ１０ｆと、ＲＡＭ１０ｇと、タイマ及び割り込み制御回路（ＩＮＴ）１０ｈ等で構成されている。
【０１１６】
ＣＰＵ１０ａのＡ／Ｄポート１０ｂには、定着装置３００の定着ローラ２１の表面温度（定着温度）を検出する温度検出回路２８、３３が接続されている。
【０１１７】
温度検出回路２８は、ＤＣ定着ヒータ用サーミスタ２８ａと直列に接続された抵抗Ｒ１０とで構成され、ＤＣ定着ヒータ２２に対応する測定領域の温度を検出する回路とする。
【０１１８】
温度検出回路３３は、ＡＣ定着ヒータ用サーミスタ３３ａと直列に接続された抵抗Ｒ１１とで構成され、ＡＣ定着ヒータ３０に対応する測定領域の温度を検出する回路とする。
【０１１９】
入出力ポート１０ｃには、放電回路（ＦＥＴ）１９と、ＡＣ定着ヒータ制御回路４３と、画像形成動作を行うために必要なモーター、ソレノイド、クラッチ等の負荷２３と、センサー１３と、スイッチ回路１５と、接続されている。また、ＦＥＴ１９は、温度検出回路２８の温度検出結果により、キャパシタバンク９に蓄電された電力を、ＤＣ定着ヒータ２２に供給する。ＡＣ定着ヒータ制御回路４３は、温度検出回路３３の検出結果により、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給する。センサー１３は、画像形成動作を行うために用いられる。
【０１２０】
ＣＰＵ１０ａは、出力制御部７とシリアルコントローラ（ＳＣＩ）１０ｄを介して信号の送受信を行う。また、ＣＰＵ１０ａは放電中では無い時、または待機中、省エネモード時等に、出力制御部７に充電指示信号または充電許可信号、充電動作信号を送信する。
【０１２１】
そして、出力制御部７のＣＰＵ７ａに充電指示信号、または充電許可信号が入力されると、ＣＰＵ７ａは、ＰＷＭ発生回路７ｅに対して、充電動作を指示する。これにより、充電動作が開始される。
【０１２２】
ＣＰＵ１０ａは、温度検出回路３３から予め定められた温度以下の温度が検出された旨が入力された場合、フォトトライアックドライブ回路３５に、フォトトライアック３５ａをオンにする信号をポート４より出力する。これにより、ＡＣ定着ヒータ３０への電力の供給が開始される。
【０１２３】
そして、ＣＰＵ１０ａは、温度検出回路３３からが予め定められた温度以上の温度が検出された旨が入力された場合、フォトトライアックドライブ回路３５に、フォトトライアック３５ａをオフにする信号をポート４より出力する。これにより、ＡＣ定着ヒータ３０への電力供給は停止される。
【０１２４】
次に、ＡＣ定着ヒータ制御回路４３について説明する。ＡＣ定着ヒータ制御回路４３は、ＣＰＵ１０ａからの信号に応じて、主電源ＯＮ時及び通常のコピー動作時に、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給する。これにより、画像形成装置１００においてコピー動作が可能となる。
【０１２５】
次に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力供給する動作を説明する。ＣＰＵ１０ａは、主電源がオンにされた時、充電電圧検出部１６によりキャパシタバンク９の充電電圧を確認し、キャパシタバンク９の電力放電が可能か判断する。そして、ＣＰＵ１０ａは、電力放電が可能と判断した場合に、入出力ポート１０ｃのポート１から、ＦＥＴ１９をオンにする信号を出力する。そして、ＦＥＴ１９がオンになった場合、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【０１２６】
また、ＣＰＵ１０ａは、連続コピー時にＤＣ定着ローラ２１の温度が低下して、未定着画像が発生する温度になった場合、出力制御部７からの全セル満充電信号または、充電電圧検出部１６によりキャパシタバンク９の充電電圧を確認し、キャパシタバンク９の電力放電が可能か判断する。そして、ＣＰＵ１０ａは、電力放電が可能と判断した場合に、入出力ポート１０ｃのポート１より、ＦＥＴ１９をオンする信号を出力する。これにより、キャパシタバンク９の蓄電力が、ＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【０１２７】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＤＣ定着ローラ２１の温度検出を行ない、予め定められた温度以上の温度検出を行うと、入出力ポート１０ｃのポート３より、ＩＧＢＴ１０９をオフにする信号を出力する。これにより、キャパシタバンク９からの電力放電が停止される。
【０１２８】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＤＣ定着ヒータ２２に供給する電圧値または、定着装置３００の立ち上げ用のパターン等を，出力制御部７のＣＰＵ７ａに出力する。
【０１２９】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給してない時に、出力制御部７に対して、ポート３より充電動作指示信号（‘１’）を出力する。
【０１３０】
その後、ＰＷＭ発生回路７ｅは、ＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給するためのＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【０１３１】
ＣＰＵ１０ａは、画像形成動作が終了した後、一定時間が経過すると省エネモードに入る。この際、ＣＰＵ１０ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４に一部の電源出力停止信号をポート５より出力する。また、省エネモードを解除する場合、省エネ解除スイッチ４８（圧版開放ＳＷ，ＡＤＦの原稿検知ＳＷ等）が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４を通常の動作に復帰させる。
【０１３２】
ゼロクロス信号発生回路４５は、ＡＣ定着ヒータ３０に電力供給をするためのタイミングを示す信号を生成する。そして、生成された信号は、ゼロクロス信号発生回路４５に接続されているＣＰＵ１０ａの割り込み端子によりタイマ回路１０ｅに出力される。そして、ＣＰＵ１０ａは、この信号の立下り時間から、所定の割り込みルーチンを実行する。また、ゼロクロス信号の入力をＣＰＵ１０ａが検知できるので、ＣＰＵ１０ａはゼロクロス信号の発生した場合に、この発生に応じた処理を行うことができる。
【０１３３】
次に、画像形成装置１００の全体を制御するコントロール回路８の説明をする。コントロール回路８は、画像形成装置の全体を制御するＣＰＵ８ａと、ＣＰＵ８ａに内部バスで接続されたシリアルコントローラ（ＳＣＩ）８ｂと、ＲＯＭ８ｃと、ＳＲＡＭ８ｄと、画像形成装置で使用する画像展開用のワークメモリ８ｅ、書き込み画像のイメージデータを一時蓄えるフレームメモリ８ｆ、ＣＰＵ周辺を制御する機能を搭載したＡＳＩＣ及びそのインターフェース回路８ｇ等で構成される。
【０１３４】
ＣＰＵ８ａは、操作部制御回路３７、制御部１０が、ＳＣＩ８ｂを介して接続されている。また、ＣＰＵ８ａに接続された操作部制御回路３７は、利用者のパネルに対する操作に従ってシステム設定の入力の制御や、パネルにシステムの設定内容状態を表示する制御を行う。
【０１３５】
図４は、本実施の形態にかかる画像形成装置１００の電力供給及び充電タイミングを示す図である。商用（ＡＣ）電源５１の電圧の波形は、本図の最上段に示した。そして、ＡＣ電源５１に接続されているゼロクロス信号発生回路４５は、ＡＣ電源５１の電源の波形が反転するタイミングで、ゼロクロス信号を発生させる。このゼロクロス信号を、本図の２段目に示した。本図に示すように、ＡＣ電源５１に接続されたゼロクロス信号発生回路４５から発生したゼロクロス信号に基づいて、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給するタイミング、及びキャパシタバンク９に充電するタイミングが生成されることになる。
【０１３６】
図４の３段目は、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグを示している。この値が高いときにＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’がセットされており、ＡＣ定着ヒータ２２に電力を供給する許可が得られたものとする。なお、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが変更されるタイミングについては後述する。
【０１３７】
図４の４段目は、実際のＡＣ定着ヒータ２２に電力を供給するタイミングを示している。この値が高いときにＡＣ定着ヒータ２２に対して電力が供給されているものとする。この電力が供給するか否かの変更は、ゼロクロス信号が発生した時点で、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’がセットされているか否かにより判断される。つまり、ゼロクロス信号が発生した時点で、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’がセットされている場合は、ＡＣ定着ヒータ２２に電力を供給する。そして、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘０’がセットされている場合は、ＡＣ定着ヒータ２２への電力の供給を停止する。
【０１３８】
図４の５段目は、キャパシタバンク９に蓄電するタイミングを示している。本図に示すように、図４の４段目のタイミングを反転させたタイミングが、充電するタイミングとなる。つまり、ＡＣ定着ヒータ２２に電力を供給しているときに蓄電が行われず、ＡＣ定着ヒータ２２に電力の供給が停止しているときに蓄電が行われる。
【０１３９】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる画像形成装置１００の制御部１０のＣＰＵ１０ａが、定着装置３００を起動させるための処理について説明する。図５は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【０１４０】
図５で示した処理手順を行う前に、キャパシタバンク９は、予め大容量電力が蓄積されている状態とする。そして、図５で示した処理手順では、画像形成装置１００の立ち上げ時にキャパシタバンク９からＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給するとともに、ＡＣ電源５１からＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。その後、定着ローラ２１の温度が予め定められた温度を超えた場合、又はキャパシタバンク９の充電電圧が３０Ｖより低下した場合、キャパシタバンク９からＤＣ定着ヒータ２２への電力の供給が停止され、ＡＣ定着ヒータ３０による電力供給のみが行われる。次に、各処理順に説明する。
【０１４１】
まず、制御部１０のＣＰＵ１０ａは、立ち上げフラグがセットされているか否か確認する（ステップＳ５０１）。この立ち上げフラグは、主電源がオンとなる時又は省エネルギーモードが解除される時に、ＣＰＵ１０ａが‘１’をセットし、それ以外の時に‘０’がセットされているフラグとする。このフラグを参照することで、立ち上げ処理を行うべきか否か判断することができる。
【０１４２】
そして、ＣＰＵ１０ａは、立ち上げフラグに‘１’がセットされていない場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１４３】
そして、ＣＰＵ１０ａが、立ち上げフラグに‘１’がセットされていると判断した場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、制御部１０のＣＰＵ１０ａは、出力制御部７から満充電信号を受信しているか、またはキャパシタバンク９の充電電圧が４１Ｖ以上か、Ａ／Ｄポート１０ｂにより確認する（ステップＳ５０２）。このように、本実施形態では、例として、充電されていると判断する充電電圧を４１Ｖとした。以下の電圧値も一例として示したものとする。
【０１４４】
次に、ＣＰＵ１０ａが満充電信号を受信している、又は充電電圧が４１Ｖ以上であることが確認できた場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の温度以下であるか否か、Ａ／Ｄポート１０ｂにより確認する（ステップＳ５０３）。なお、温度検出は、温度検出回路２８または温度検出回路３３または、温度検出回路２８、３３の両方により確認する。この予め定められた第１の温度は、例えば１７０度とする。
【０１４５】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の温度以下であることが確認できた場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、充電電圧が３０Ｖ以上か否か確認する（ステップＳ５０４）。
【０１４６】
次に、ＣＰＵ１０ａは、充電電圧が３０Ｖ以上であることが確認できた場合（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、制御部７のＣＰＵ７ａに対して、充電動作を禁止させるための充電動作禁止信号を送信する（ステップＳ５０５）。
【０１４７】
次に、ＣＰＵ１０ａは、キャパシタバンク９への電力供給をオフにするために、ポート２より、ＩＧＢＴ２４をオフにする信号を出力する（ステップＳ５０６）。
【０１４８】
キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、ポート１よりＦＥＴ１９をオンにする信号を出力する（ステップＳ５０７）。これにより、キャパシタバンク９から、ＤＣ定着ヒータ２２に電力が供給される。
【０１４９】
そして、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘０’か否か判断する（ステップＳ５０８）。そして、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグにすでに‘１’がセットされている場合（ステップＳ５０８：Ｎｏ）、特に処理を行わない。
【０１５０】
次に、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘０’と判断した場合（ステップＳ５０８：Ｙｅｓ）、予め設定された時間‘Ｎ’が経過するまで待機する（ステップＳ５０９）。その後、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’をセットする（ステップＳ５１０）。これにより、上述したゼロクロス信号が発生したときに、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。また、この時間‘Ｎ’の待機は、ＡＣ定着ヒータ２２に大電流の突入電流を防止するためである。つまり、待機している時間に、キャパシタバンク９から、ＤＣ定着ヒータ２２に電力が供給されるので、定着ローラ２１の温度が上昇し、ＡＣ定着ヒータ２２が加熱を開始するときは、ある程度温度が上がっているため、突入電流を防止する。
【０１５１】
その後、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の温度以下かＡ／Ｄポート１０ｂにより確認するところから再び処理を行う（ステップＳ５０３）。なお、このような処理を、定着ローラ２１が、予め定められた第１の温度を超えるか、またはキャパシタバンク９の充電電圧が３０Ｖより低下するまで行われる。
【０１５２】
次に、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の温度を超えていることを確認した場合（ステップＳ５０３：Ｙｅｓ）、又は満充電信号を受信していない若しくはキャパシタバンク９の充電電圧が４１Ｖ以上でないことを確認した場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の温度以下か確認する（ステップＳ５１１）。なお、この予め定められた第２の温度は、例えば、１７８度とする。
【０１５３】
そして、ＣＰＵ１０ａは、第２の温度以下の場合（ステップＳ５１１：Ｙｅｓ）、ポート１よりＦＥＴ１９をオフにする信号を出力する（ステップＳ５１２）。そして、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’をセットする（ステップＳ５１３）。
【０１５４】
つまり、画像形成装置１００が、主電源がオンにされた時又は省エネモードが解除された時において、定着ローラ２１の温度が第１の温度（１７０℃）を超えて第２の温度（１７８℃）以下の場合、ＤＣ定着ヒータ２２への電力の供給が停止され、ＡＣ定着ヒータのみ電力が供給されることになる。
【０１５５】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の温度を超えたことを確認した場合（ステップＳ５１１：Ｎｏ）、定着ローラ２１がリロード温度（１８０℃）に達したか確認する（ステップＳ５１４）。
【０１５６】
このときＣＰＵ１０ａは、リロード温度に達していないことを確認した場合（ステップＳ５１４：Ｎｏ）、定着ローラ２１の温度が第１の温度を超えているか否かから確認が行われる（ステップＳ５０３）。そして、第１の温度を超えて第２の温度以下の場合、ＡＣ定着ヒータ２２に電力供給が継続されることになる。
【０１５７】
そして、ＣＰＵ１０ａは、リロード温度に達成したことを確認した場合（ステップＳ５１４：Ｙｅｓ）、立ち上がりフラグをリセットする（ステップＳ５１５）。つまり、立ち上げフラグが‘０’になったことを示している。
【０１５８】
次に、ＣＰＵ１０ａは、定着リロードフラグをセットする（ステップＳ５１６）。そして、ＣＰＵ１０ａは、ポート１よりＦＥＴ１９をオフにする信号を出力する（ステップＳ５１７）。
【０１５９】
そして、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグをリセットする（ステップＳ５１８）。これにより、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘０’になる。このような手順で、本実施の形態にかかる画像形成装置１００においては、定着立ち上げが行われる。
【０１６０】
次に、ＣＰＵ１０ａが、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグから、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給するタイミング及び充電するタイミングを生成する処理について説明する。図６は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。なお、後述する処理は、上述したゼロクロス信号が発生する毎に行われる。つまりゼロクロス信号割り込みにより、ＡＣ定着ヒータ３０に電力供給するタイミングと充電するタイミングを生成していることになる。
【０１６１】
まず、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘１’であるか否か確認する（ステップＳ７０１）。そして、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘１’であることを確認した場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ヒータ３０をオンにする信号を、ポート４から出力する（ステップＳ７０２）。この信号によりフォトトライアック３５ａをオンになり、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。
【０１６２】
次に、ＣＰＵ１０ａは、ポート２からＩＧＢＴ２４を、オフにする信号を出力する（ステップＳ７０３）。この後、ＣＰＵ１０ａは、充電動作禁止信号をポート３から出力して、処理を終了する（ステップＳ７０４）。なお、この充電動作禁止信号としては、例えば‘０’を出力するなどが考えられる。これにより、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘１’の場合に、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給され、キャパシタバンク９には電力が供給されないこととなる。
【０１６３】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘１’ではないことを確認した場合（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、ＡＣ定着ヒータ３０をオフする信号をポート４から出力する(ステップＳ７０５)。この信号によりフォトトライアック３５ａがオフとなり、ＡＣ定着ヒータ３０の電力供給は停止される。
【０１６４】
そのあと、ＣＰＵ１０ａはキャパシタバンク９に充電が完了したか否か確認する（ステップＳ７０６）。充電が完了していることを確認した場合（ステップＳ７０６：Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１６５】
そして、ＣＰＵ１０ａは、充電が完了していないことを確認した場合（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、ポート２から、ＩＧＢＴ２４をオンにする信号を出力する（ステップＳ７０７）。
【０１６６】
次に、ＣＰＵ１０ａは、充電動作許可信号をポート３から出力して、処理を終了する（ステップＳ７０８）。なお、この充電動作許可信号としては、例えば‘１’を出力するなどが考えられる。これにより、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグが‘０’の場合に、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給されず、キャパシタバンク９の充電が完了していなければ、電力が供給されることとなる。
【０１６７】
次に、制御部１０のＣＰＵ１０ａが、画像形成装置１００の待機時の定着温度の制御について説明する。図７は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【０１６８】
図７のフローチャートは、待機時におけるＡＣ定着ヒータ３０の制御するためのフローチャートである。
【０１６９】
まず初めに、ＣＰＵ１０ａは、待機状態であるか否かを確認する（ステップＳ６０１）。そして、ＣＰＵ１０ａは、待機状態でないことを確認した場合（ステップＳ６０１：Ｎｏ）、本フローを終了する。
【０１７０】
そして、ＣＰＵ１０ａは、待機状態であることを確認した場合（ステップＳ６０１：Ｙｅｓ）、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の待機温度（例として１５５℃）以下か否かを確認する（ステップＳ６０２）。
【０１７１】
次に、ＣＰＵ１０ａは、予め定められた第１の待機温度（例として１５５℃）以下の場合は（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）、定着リロードフラグをリセットする（ステップＳ６０３）。なお、画像形成装置１００の待機時において、通常、定着リロードフラグがリセットされることは無い。しかしながら、画像形成装置１００のドア等が開けられるとＤＣ定着ヒータ２２及びＡＣ定着ヒータ３０への電力供給が停止される。このような例外的な動作が発生した場合に、第１の待機温度（例として１５５℃）以下となり、定着リロードフラグがリセットされる。
【０１７２】
次に、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の待機温度（例として１７５℃）以下か否かを確認する（ステップＳ６０４）。
【０１７３】
そして、ＣＰＵ１０ａは、予め定められた第２の待機温度（例として１７５℃）以下の場合（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ＯＮフラグに‘１’をセットする（ステップＳ６０５）。この場合、図６で説明したように、ゼロクロス信号が発生したときに、ＡＣ定着ヒータ３０に対する電力の供給が開始され、充電動作禁止信号がポート３から出力される。そして、このあと、待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ６０１）。
【０１７４】
また、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の待機温度を超えたことを確認した場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）、定着ローラ２１の温度がリロード温度（１８０℃）以上であるか否かを確認する（ステップＳ６０６）。
【０１７５】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１のリロード温度（１８０℃）以上ではないことを確認された場合（ステップＳ６０６：Ｎｏ）、ＡＣ定着ヒータ３０に電力供給が継続される。そして、待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ６０１）。
【０１７６】
また、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度がリロード温度（１８０℃）以上であることを確認した場合（ステップＳ６０６：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグをリセットする（ステップＳ６０７）。これにより、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘０’が設定されるので、ゼロクロス信号が発生したときに、ＡＣ定着ヒータ３０に対する電力の供給が停止され、充電動作許可信号がポート３から出力される。
【０１７７】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着リロードフラグをセットする（ステップＳ６０８）。このあと、待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ６０１）。
【０１７８】
上述した処理により、待機時においてＤＣ定着ヒータ３０への電力供給が行われる。そして、図７で示した説明と、図６で示した説明により、待機時において、ＡＣ定着ヒータ３０に対して電力が供給されるタイミングと、充電が行われるタイミングとが理解できる。
【０１７９】
また、キャパシタバンク９に電力が供給されるのは、待機時のみに制限するものではない。例えば、定着動作を行っている時でも、上述したＡＣ定着ヒータＯＮフラグのセット、リセットが行われる。つまり、画像形成装置１００は、待機時や定着動作時を含むあらゆる状況において、ＡＣ定着ヒータに電力が供給されていなければ、キャパシタバンク９に対して電力を供給することができる。
【０１８０】
次に、出力制御部７のＣＰＵ７ａが充電動作の制御について説明する。図８は、本実施の形態にかかるＣＰＵ７ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【０１８１】
まず、ＣＰＵ７ａは、制御部１０から充電動作許可信号を受信したか否か確認する（ステップＳ８０１）。そして、ＣＰＵ７ａは、充電動作許可信号を受信していない場合（ステップＳ８０１：Ｎｏ）、本フローを終了する。なお、充電動作許可信号は、上述したように‘１’とする。
【０１８２】
そして、ＣＰＵ７ａは、充電動作許可信号を受信していた場合（ステップＳ８０１：Ｙｅｓ）、充電電圧が４５Ｖに達成しているか否か確認する（ステップＳ８０２）。
【０１８３】
そして、ＣＰＵ７ａは、充電電圧が４５Ｖに達していることを確認した場合（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、充電する必要は無いので、満充電電圧信号を制御部１０に対して送信する（ステップＳ８０３）。この送信により、本フローは終了する。
【０１８４】
次に、ＣＰＵ７ａは、充電電圧が４５Ｖに達していないことを確認した場合（ステップＳ８０２：Ｎｏ）、充電動作を行うために充電動作中信号を、制御部１０に対して送信する（ステップＳ８０４）。
【０１８５】
そして、ＣＰＵ７ａは、充電電圧が２４Ｖ以下であるか否か確認する（ステップＳ８０５）。
【０１８６】
このときに、ＣＰＵ７ａは、充電電圧が２４Ｖ以下であることを確認した場合（ステップＳ８０５：Ｙｅｓ）、ＰＷＭ発生回路７ｅは、定電流充電動作を実施するために、充電電流検出回路７ｄからキャパシタバンク９の充電電流の検出結果を取得する（ステップＳ８０６）。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電電流の検出結果に対応したパルス幅変調信号をＦＥＴ６のゲートに出力する（ステップＳ８０７）。
【０１８７】
この後、ＣＰＵ７ａは、再度充電電圧が２４Ｖ以下であるか否か確認する（ステップＳ８０５）。なお、充電電圧が２４Ｖ以下の場合には、上述した充電動作を繰り返すことになる。
【０１８８】
そして、ＣＰＵ７ａは、充電電圧が２４Ｖを超えたことを確認した場合（ステップＳ８０５：Ｎｏ）、ＰＷＭ発生回路７ｅは、定電力充電動作を実施するために、充電電流検出回路７ｄからキャパシタバンク９の充電電流と充電電圧の検出結果を取得する（ステップＳ８０８）。
【０１８９】
次に、ＰＷＭ発生回路７ｅは、この検出結果である充電電流と充電電圧により、定電力充電を行うためのパルス幅変調信号をＦＥＴ６のゲートに出力する（ステップＳ８０９）。
【０１９０】
そして、出力制御部７に対して、キャパシタバンク９の何れかの単セル満充電信号を受信したか否か確認する（ステップＳ８１０）。単セル満充電信号を受信していない場合（ステップＳ８１０：Ｎｏ）、再びステップＳ８０８から処理が行われる。
【０１９１】
また、出力制御部７は単セル満充電信号を受信していた場合（ステップＳ８１０：Ｙｅｓ）、ＰＷＭ発生回路７ｅは、再び、上述した（例えばステップＳ８０９）定電流充電を実施する（ステップＳ８１１）。
【０１９２】
そして、出力制御部７は、全セル満充電信号を受信したか否か確認する（ステップＳ８１２）。全セル満充電信号を受信していない場合（ステップＳ８１２：Ｎｏ）、ステップＳ８１１の処理を行う。
【０１９３】
また、出力制御部７は、全セル満充電信号を受信したことを確認した場合（ステップＳ８１２：Ｙｅｓ）、ＰＷＭ発生回路７ｅは、充電動作を停止するパルス幅変調信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する（ステップＳ８１３）。
【０１９４】
そして、ＣＰＵ７ａは、全セル満充電信号を制御部のＣＰＵ１０ａに送信する（ステップＳ８１４）。これにより、本フローは終了する。
【０１９５】
上述した処理を行うことで、充電電流の検出結果に応じたパルス幅変調信号を出力することで、キャパシタバンク９に備えられた電気二重層キャパシタの劣化を防止することができる。これにより、キャパシタバンク９の高寿命化が図られると共に、充電回路を保護することができる。
【０１９６】
なお、本実施の形態においては、キャパシタバンク９に出力される電圧を制御するためにＤＣ／ＤＣコンバータ３を利用したが、キャパシタバンク９に対して適切な電圧で電力を供給できるのであれば、どのような手段を用いても良い。例として、降圧チョッパ回路を使用するなどが考えられる。
【０１９７】
また、従来の画像形成装置では、省電力モードなど電源から加熱ヒータに対して明らかに電力が供給されていないモードが設定されているときに充電を行っていた。この従来の画像形成装置では、複写処理等を連続して行われている状態では、上述したモードではないため、キャパシタバンクに充電が行われない。しかしながら、定着処理を行っているので、定着ローラの温度の低下等は発生する。この場合には、当然にキャパシタバンクから加熱ヒータに対して電力が供給される。このため、従来の画像形成装置においては、キャパシタバンクの充電電圧の低下により、ＤＣ定着ヒータに電力を供給できなくなることもある。一方では、画像形成装置は、複写処理等を行っている時でも、加熱ヒータに対して電力を供給していない期間もある。
【０１９８】
そこで、本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給されていない期間であれば、画像形成装置１００に設定されているモードにかかわらずキャパシタバンク９に対して蓄電を行うこととした。つまり、従来は充電が行われていなかった定着処理時（例えば複写処理時）又は定着の準備（例えば待機モード時）をしている時でも充電を行うこととした。
【０１９９】
また、本実施の形態によれば、ＡＣ定着ヒータ３０等の各種定着ヒータに対して電力供給を行わない時間に、キャパシタバンク９等の充電装置に対して充電を行うことで、商用（ＡＣ）電源の電力使用の平準化が可能となる。これにより電源の安定化が可能となる。また、フィリカー対策の向上を可能とした画像形成装置の提供ができる。
【０２００】
また、上述した各実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。
【０２０１】
（第１の実施の形態にかかる変形例１）
上述した第１の実施の形態において示した回路図は、一例と示したものであり、他の構成を備えるものでも良い。そこで、第１の実施の形態にかかる変形例１は、画像形成装置の回路の構成が異なる場合について説明する。
【０２０２】
図９は、本変形例にかかる画像形成装置９００の構成を示した回路図である。本図に示すように、本実施の形態においては、画像形成装置９００に備えられたＤＣ定着ヒータが一本のみの場合とする。本図に示すように、画像形成装置９００では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３などの出力電圧発生手段から、ダイオード２７を通して直接、キャパシタバンク９に充電する。
【０２０３】
つまり、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００のようにＩＧＢＴ２４のようなスイッチング回路を使用しない。そして、制御部１０がポート３から出力する信号により、出力制御部７が充電するためのＰＷＭ信号の発生や停止を制御する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が、このＰＷＭ信号に応じた適切な電圧で、キャパシタバンク９に充電を行う。以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０２０４】
また、画像形成装置９００は、立ち上げ時、待機時及び充電時に行う処理は、第１の実施の形態の図５、図７及び図８で示した処理手順と同様なので説明を省略する。
【０２０５】
次に、ＣＰＵ１０ａが、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグから、充電するタイミングを生成する処理について説明する。図１０は、本変形例のＣＰＵ１０ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。なお、後述する処理は、上述したゼロクロス信号が発生する毎に行われる。
【０２０６】
図１０で示す処理手順は、画像形成装置９００が、第１の実施の形態の図７で示した処理手順を行うことで、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグのセットの有無に応じて行われる。つまり、ＣＰＵ１０ａは、まずＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’がセットされているか否か確認する（ステップＳ１００１）。
【０２０７】
そして、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘１’がセットされていることを確認した場合（ステップＳ１００１：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ヒータ３０に電力供給する信号をポート４より出力する（ステップＳ１００２）。この信号によりフォトトライアック３５ａがオンになり、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。そして、ＣＰＵ１０ａは、充電動作禁止信号（‘０’）を、ポート３より、充電部４６のＣＰＵ７ａに出力する（ステップＳ１００３）。これにより、本フローは終了する。
【０２０８】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグがセットされていないこと（‘１’ではなく‘０’がセットされていること）を確認した場合（ステップＳ１００１：Ｎｏ）、ＡＣ定着ヒータ３０の電力供給を停止する信号をポート４より出力する（ステップＳ１００４）。この信号によりフォトトライアック３５ａがオフとなり、ＡＣ定着ヒータ３０の電力供給は停止される。
【０２０９】
次に、ＣＰＵ１０ａは、キャパシタバンク９の充電が完了しているか否か確認する（ステップＳ１００５）。充電が完了していることを確認した場合（ステップＳ１００５：Ｙｅｓ）特に処理を行わない。
【０２１０】
そして、ＣＰＵ１０ａは、充電が完了していないことを確認した場合（ステップＳ１００５：Ｎｏ）、充電動作許可信号（‘１’）を、充電部４６のＣＰＵ７ａに出力する（ステップＳ１００６）。これにより、本フローは終了する。
【０２１１】
図１０に示した処理手順と、図６で示した処理手順との違いとしては、本変形例では図６のステップＳ７０３で示したＣＰＵ１０ａが、ポート２からＩＧＢＴ２４をオフにする信号を出力する処理を行わないこと及びステップＳ７０７で示したＣＰＵ１０ａがポート２からＩＧＢＴ２４をオンにする信号を出力する処理を行わないこととする。
【０２１２】
（第１の実施の形態にかかる変形例２）
上述した第１の実施の形態において示した画像形成装置１００は、ＤＣ定着ヒータを一個備えた場合の例を示したものである。しかしながら、ＤＣ定着ヒータの数を制限するものではなく複数個備えるものでも良い。そこで、第１の実施の形態にかかる変形例２は、ＤＣ定着ヒータを２個備えた場合について説明する。
【０２１３】
図１１は、本変形例にかかる画像形成装置１１００の構成を示した回路図である。本図に示すように、本実施の形態においては、画像形成装置１１００に備えられたＤＣ定着ヒータが２個備えている。
【０２１４】
本図に示すように、画像形成装置１１００は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００と比べて、ＤＣ定着ヒータ１１０１と、ＦＥＴ１１０２と、温度検出回路１１０３とを追加された構成とする。以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。
【０２１５】
ＤＣ定着ヒータ１１０１は、ＦＥＴ１１０２のＯＮ／ＯＦＦの制御により、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から供給された電力で、画像形成装置１１００が備えた定着ローラ２１の加熱を行う。
【０２１６】
ＦＥＴ１１０２は、後述する制御部１０により制御され、制御部１０によりオンにされた場合に、ＤＣ定着ヒータ１１０１に電力が供給される。
【０２１７】
温度検出回路１１０３は、ＤＣ定着ヒータ用サーミスタ１１０３ａと直列に接続された抵抗Ｒ１２とで構成され、ＤＣ定着ヒータ１１０１に対応する測定領域の温度を検出する回路とする。
【０２１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３が、ＤＣ定着ヒータ１１０１に接続されている。そして、温度検出回路１１０３が定着ローラ２１の温度を検出し、ＣＰＵ１０ａが、ポート６よりＦＥＴ１１０２をＯＮ／ＯＦＦ制御する。これにより、ＤＣ定着ヒータ１１０１に電力供給を行っている。また、キャパシタバンク９への充電は、ＦＥＴ１１０２への電力供給が停止されている時に行う。
【０２１９】
また、本実施の形態にかかる画像形成装置１１００において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を介して供給される電力は、キャパシタバンク９のみならず、ＤＣ定着ヒータ１１０１に対しても供給される。
【０２２０】
ＣＰＵ７ａは、制御部１０のＣＰＵ１０ａから送信されるＰＷＭ信号パターン、制御電圧または予め設定されたＰＷＭ信号を、ＰＷＭ発生回路７ｅに出力する。そして、ＰＷＭ発生回路７ｅは、これらに基づいたＰＷＭ信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。つまり、出力制御部７のＰＷＭ発生回路７ｅが、キャパシタバンク９とＤＣ定着ヒータ１１０１のうちいずれに電力を供給するのかに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される電圧を変更する制御を行う。また、ＰＷＭ発生回路７ｅは、出力電圧検出回路４の出力を検知し、ＤＣ定着ヒータ２２に定電圧が供給されるようにＰＷＭ信号を制御する。
【０２２１】
そして、本変形例においては、蓄電する電力及び使用される電力を平準化するために、ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ１１０１のうちいずれか一つ以上に電力を供給している時には、キャパシタバンク９に対する電力の供給を停止する。
【０２２２】
そして、ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ１１０１に対して電力を供給していない場合に、キャパシタバンク９に対して電力を供給する。つまり、ＣＰＵ１０ａは、ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給して無い時に、出力制御部７に、ポート３より充電動作指示信号（‘１’）を出力する。
【０２２３】
なお、本変形例にかかる画像形成装置１１００は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００にＤＣ定着ヒータが１本追加されている。つまり、図３で示した画像形成装置１００が備えた定着装置３００に対しても、ＤＣ定着ヒータ１１０１と、ＤＣ定着ヒータ用サーミスタ１１０３ａが追加されることになる。なお、定着装置３００は、これら以外特に変更がないので、図は省略する。
【０２２４】
次に、制御部１０のＣＰＵ１０ａが、画像形成装置１１００の待機時の定着温度の制御について説明する。図１２は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した処理の手順を示すフローチャートである。
【０２２５】
まず初めに、ＣＰＵ１０ａは、待機状態であるか否かを確認する（ステップＳ１２０１）。そして、ＣＰＵ１０ａは、待機状態でないことを確認した場合（ステップＳ１２０１：Ｎｏ）、本フローを終了する。
【０２２６】
そして、ＣＰＵ１０ａは、待機状態であることを確認した場合（ステップＳ１２０１：Ｙｅｓ）、定着ローラ２１の温度が予め定められた第１の待機温度（例として１５５℃）以下か否かを確認する（ステップＳ１２０２）。この定着ローラ２１の温度の測定は、Ａ／Ｄポート１０ｂから入力される温度検出回路２８、３４及び１１０３うち少なくとも一つ以上から検出された温度に基づいて行う。
【０２２７】
次に、ＣＰＵ１０ａは、予め定められた第１の待機温度（例として１５５℃）以下の場合は（ステップＳ１２０２：Ｙｅｓ）、定着リロードフラグをリセットする（ステップＳ１２０３）。なお、画像形成装置１００の待機時において、通常、定着リロードフラグがリセットされることは無い。しかしながら、画像形成装置１００のドア等が開けられるとＤＣ定着ヒータ２２及びＡＣ定着ヒータ３０への電力供給が停止される。このような例外的な動作が発生した場合に、第１の待機温度（例として１５５℃）以下となり、定着リロードフラグがリセットされる。
【０２２８】
次に、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の待機温度（例として１７５℃）以下か否かを確認する（ステップＳ１２０４）。
【０２２９】
そして、ＣＰＵ１０ａは、予め定められた第２の待機温度（例として１８０℃）以下の場合（ステップＳ１２０４：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ＯＮフラグに‘１’をセットする（ステップＳ１２０５）。これにより、第１の実施の形態と同様にゼロクロス信号が発生したときに、ＡＣ定着ヒータ３０に対する電力の供給が開始され、充電動作禁止信号がポート３から出力される。
【０２３０】
そのあと、ＣＰＵ１０ａは、ポート２からＩＧＢＴ２４をオフにする信号を出力する（ステップＳ１２０６）。そして、ＣＰＵ１０ａは、ＤＣ定着ヒータ１１０１で加熱するために、ＦＥＴ１１０２をオンにする信号をポート６から出力する（ステップＳ１２０７）。そして、このあと、待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ１２０１）。
【０２３１】
また、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度が予め定められた第２の待機温度を超えたことを確認した場合（ステップＳ１２０４：Ｎｏ）、定着ローラ２１の温度がリロード温度（１８０℃）以上であるか否かを確認する（ステップＳ１２０８）。
【０２３２】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１のリロード温度（１８０℃）以上ではないことを確認された場合（ステップＳ１２０８：Ｎｏ）、ＡＣ定着ヒータ３０に電力供給が継続される。そして、待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ１２０１）。
【０２３３】
また、ＣＰＵ１０ａは、定着ローラ２１の温度がリロード温度（１８０℃）以上であることを確認した場合（ステップＳ１２０８：Ｙｅｓ）、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグをリセットする（ステップＳ１２０９）。これにより、ＡＣ定着ヒータＯＮフラグに‘０’が設定されるので、ゼロクロス信号が発生したときに、ＡＣ定着ヒータ３０に対する電力の供給が停止され、充電動作許可信号がポート３から出力される。
【０２３４】
そして、ＣＰＵ１０ａは、定着リロードフラグをセットする（ステップＳ１２１０）。次に、ＣＰＵ１０ａは、ＤＣ定着ヒータ１１０１を停止するために、ＦＥＴ１１０２にオフにする信号をポート６から出力する（ステップＳ１２１１）。その後、ＣＰＵ１０ａは、ポート２から、ＩＧＢＴ２４をオンにする信号を出力する（ステップＳ１２１２）。つまり、ＡＣ定着ヒータ３０及びＤＣ定着ヒータ１１０１の全てをオフにしたあと、キャパシタバンク９に対して蓄電を開始することが可能となる。そして、このあと再び待機状態であるか否かの確認から再び処理が行われる（ステップＳ１２０１）。
【０２３５】
なお本実施の形態にかかる画像形成装置１１００におけるＡＣ定着ヒータＯＮフラグによりＡＣ定着ヒータ３０をＯＮ／ＯＦＦ制御するための処理は、第１の実施の形態で示した処理と同様として、説明を省略する。
【０２３６】
本変形例に示すように定着ヒータが複数を備えたものでも良い。なお、後述する実施の形態においても同様に定着ヒータを複数備えるものでも良い。
【０２３７】
（第２の実施の形態）
図１３は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置１３００の構成を示した回路図である。本図に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置１３００は、画像形成装置１００と大きく異なる点として、商用（ＡＣ）電源１３０１と、位相制御回路１３０４と、リセット回路１３０６とが追加され、ゼロクロス信号発生回路４５とは異なる位置に接続されたゼロクロス信号発生回路１３０２と、に備えた点とする。以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。画像形成装置１３００は、このような構成を備えたことで、キャパシタバンク９とＡＣ定着ヒータ３０とに、電源から位相制御された電力を供給することができる。
【０２３８】
また、充電制御部３１は、第１の実施の形態と同様にフィルタ１及び全波整流回路２を介して交流電源４７に接続されているものとするが、図を簡略化するために省略する。
【０２３９】
位相制御回路１３０４は、ゼロクロス信号発生回路１３０２により発生したゼロクロス信号に基づいて、ＡＣヒータ制御回路４３に位相角制御用の信号及び充電部４６に充電信号を出力する。
【０２４０】
商用電源１３０１から供給される電力は、ゼロクロス信号発生回路１３０２に入力される。そして、ゼロクロス信号発生回路１３０２はゼロクロス信号を発生させる。
【０２４１】
図１４は、本実施の形態にかかる画像形成装置１３００の電力供給及び充電タイミングを示す図である。商用（ＡＣ）電源１３０１の電圧の波形は、本図の最上段に示した。また、期間１４０１は、ＡＣ定着ヒータ３０に対して電源を供給している期間を示している。つまり、ある時間からＡＣ定着ヒータ３０に対する電力の供給が開始され、位相が反転するときに電力の供給が停止される。そして、ＡＣ電源１３０１に接続されているゼロクロス信号発生回路１３０２は、ＡＣ電源１３０１の電源の波形が反転するタイミングで、ゼロクロス信号を発生させる。このゼロクロス信号を、本図の２段目に示した。なお、本図の他の段に記載されたタイミングについては後述する。
【０２４２】
図１３に戻り、ゼロクロス信号発生回路１３０２で発生したゼロクロス信号は、ラッチ回路（フリップフロップ回路）１３１１のＪ端子に入力される。また、ラッチ回路１３１１のクロック端子ＣＫには、制御部１０のタイマ回路１０ｅから出力される周期信号がクロックとして入力される。
【０２４３】
このタイマ回路１０ｅから入力されるクロック信号の立下りで、ゼロクロス信号はラッチされラッチ回路１３１１の出力端子Ｑから出力される。そして、この出力端子Ｑからの出力、及びタイマ回路１０ｅからのクロック信号が、ＡＮＤ回路１３１２に入力される。
【０２４４】
そして、ＡＮＤ回路１３１２の出力が、カウンタ回路１３１３に入力される。つまり、カウンタ回路１３１３は、出力端子Ｑの出力が‘１’の状態の時間における、クロック信号によるクロックをカウントする。
【０２４５】
レジスタ回路１３１４は、制御する位相角を決定するためのレジスタ回路であり、制御部１０から送信される位相角（数値）が設定される。なお、設定される数値の算出手順については後述する。
【０２４６】
そして、カウンタ回路１３１３の出力及びレジスタ回路１３１４の出力は、比較回路１３１６に入力される。カウンタ回路１３１３のカウント値及びレジスタ回路１３１４の数値が一致すると、比較回路１３１６は一致信号を出力する。この比較回路１３１６から出力される一致信号は、ラッチ回路１３１１の入力端子Ｋと、ＮＡＮＤ回路１３１７に入力される。
【０２４７】
また、図１４の３段目が、この比較回路１３１６から出力された一致信号である。この一致信号が出力された時間から、ＡＣ定着ヒータ３０に対して電力が供給されることになる。
【０２４８】
図１３に戻り、比較回路１３１６から出力される一致信号により、ラッチ回路１３１１の出力端子Ｑは‘Ｌ(Low)’になる。そして、次のゼロクロス信号により、ラッチ回路１３１１の出力端子Ｑは‘Ｈ(High)’になる。
【０２４９】
その後も同様に、カウンタ回路１３１３はクロックをカウントし、比較回路１３１６がカウンタ回路１３１３から出力されたカウント値とレジスタ回路１３１４の数値とを比較し、一致した場合に一致信号を発生させ、ラッチ回路１３１１はこの一致信号を入力された場合に出力端子Ｑを‘Ｌ’にするという動作を繰り返す。つまり、ラッチ回路１３１１は、出力端子Ｑから、充電するためのタイミングを示した信号を出力する。そして、出力端子Ｑから出力されたタイミング信号は、ＡＮＤ回路１３１７に入力される。また、図１４の４段目が、ラッチ回路１３１１から出力されたタイミング信号である。
【０２５０】
また、ラッチ回路１３１１のプリセット端子ＰＲには、ＣＰＵ１０ａを初期化するリセット回路１３０６及び制御部１０のポート５が接続されている。そして、リセット回路１３０６及び制御部１０のポート５から出力された信号により、ラッチ回路１３１１はプリセットされる。
【０２５１】
温度検出回路３３が予め設定された温度以下の温度を検出すると、ＣＰＵ１０ａはポート４からＮＡＮＤ回路１３１７に対して‘Ｈ’信号を出力する。図１４の５段目が、温度検出回路３３から出力された信号を示している。
【０２５２】
ＮＡＮＤ回路１３１７は、制御部１０のポート４からの温度検出信号と、上述した比較回路１３１６からの一致信号とが入力される。つまり、ＮＡＮＤ回路１３１７から出力される信号は、温度検出信号と、比較回路１３１６から出力された一致信号とのＮＡＮＤ出力になる。
【０２５３】
このＮＡＮＤ回路１３１５からの出力は、フォトトライアック３５ａをドライブするバッファ回路１３０３に入力される。そして、バッファ回路１３０３から信号がフォトトライアックドライブ回路３５に入力されることで、フォトトライアック３５ａがＯＮになる。これにより次のゼロクロス信号が発生するまでの期間、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。
【０２５４】
温度検出回路３３が予め設定された温度以上の温度を検出すると、制御部１０のポート４から、ＮＡＮＤ回路１３１７に‘Ｌ’信号を出力する。これにより、ＮＡＮＤ回路１３１７の出力は‘Ｌ’となり、ＡＣ定着ヒータ３０への電力供給が停止される。
【０２５５】
次に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力供給する動作を説明する。ＣＰＵ１０ａは、主電源がオンにされた時、充電電圧検出部１６から入力された充電電圧を確認する。そして、充電電圧が供給可能な程度にあることが確認できた場合、ＣＰＵ１０ａは、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、入出力ポート１０ｃのポート１より、ＦＥＴ１９をオンにする信号を出力する。これにより、ＦＥＴ１９がオンになり、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【０２５６】
または、温度検出回路３３が連続コピー時に定着ローラ２１の温度の低下、例えば未定着画像が発生する温度を検出すると、制御部１０は、充電電圧検出部１６によるキャパシタバンク９の充電電圧を確認する。そして、制御部１０は、キャパシタバンク９の充電電圧が供給可能であることを確認した場合、キャパシタバンク９の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、入出力ポート１０ｃのポート１より、ＦＥＴ１９をオンにする信号を出力する。これにより、ＦＥＴ１９がオンになり、キャパシタバンク９の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【０２５７】
次に、画像形成装置１３００の充電部４６及び充電動作を説明する。まず、充電電圧検出部１６は、キャパシタバンク９の端子間電圧を検出する。そして、検出された端子間電圧を示した出力は、充電部４６に入力される。充電部４６は、この電圧に基づいて予め定められた定電流充電を行う。
【０２５８】
例えば、制御部１０のＣＰＵ１０ａは、待機状態の時に、充電電圧検出部１６からの入力で充電電圧を確認する。そして、ＣＰＵ１０ａが、キャパシタバンク９の充電が不足していると判断した場合、制御部１０のポート２から、ＡＮＤ回路１３１８に充電信号‘Ｈ(High)’を出力する。つまり、図１４の５段目が、温度検出回路３３から出力された信号であり、図１４の６段目が、制御部１０のポート２から出力された充電信号を示している。
【０２５９】
つまり、ＡＮＤ回路１３１８は、制御部１０のポート２からの充電信号と、ラッチ回路１３１１のＱ端子からの充電のタイミング信号とのＡＮＤ出力を行う。図１４の７段目が、ＡＮＤ回路１３１８から出力された充電タイミングを示した信号を示している。
【０２６０】
そして、ＡＮＤ回路１３１８からの出力がバッファ回路１３２１に入力される。そのあとバッファ回路１３２１からの入力により、ＦＥＴ２４がＯＮになる。これにより、充電制御部３１から、キャパシタバンク９に電力が供給される。
【０２６１】
そして、ＣＰＵ１０ａは、充電部４６から満充電信号が入力された場合、ポート２からＡＮＤ回路１３１８に充電信号‘Ｌ(Low)’を出力する。これにより、ＦＥＴ２４はオフとなり、充電動作が停止する。
【０２６２】
図１５は、本実施の形態にかかる画像形成装置１３００において、ＡＣ電源から供給される位相における充電可能期間とヒータ点灯期間の例を示した説明図である。本図に示すようにゼロクロスポイントからタイマ割込発生までが充電可能期間となり、タイマ割込発生からゼロクロスポイントまでがＡＣ定着ヒータ３０の点灯期間となる。このタイマ割込発生までのタイマ値は、制御部１０からレジスタ回路１３１４に対して送信された位相角（数値）である。つまり、カウンタ回路１３１３のカウント値が、このタイマ値に一致した場合に一致信号が出力され、割り込みが発生することになる。
【０２６３】
次に、ＣＰＵ１０ａにおける上述した割り込みを発生させるための制御について説明する。図１６は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した制御の手順を示すフローチャートである。なお、商用電源が５０Ｈｚの場合には１０ｍＳｅｃ毎に、割り込みが発生することになる。
【０２６４】
ＣＰＵ１０ａは、ゼロクロス信号発生回路１３０２から、ゼロクロス信号が入力されると、その立下りで、予め設定された割り込みを発生する。この割り込みが発生する度に後述する処理手順を行う。なお、ゼロクロス信号発生回路１３０２とＣＰＵ１０ａとの接続は図１３に示されていないが、接続されているものとする。そして、ＣＰＵ１０ａは、この処理手順において、定着ローラ２１の温度を検出し、この温度検出結果に対応し、ＡＣ定着ヒータ３０への通電位相角を決定するタイマを設定する。本実施の形態にかかる画像形成装置１３００では、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給してない位相角の時間に充電する。このように充電部４６が充電するための制御を行う。
【０２６５】
まず、ＣＰＵ１０ａは、充電が必要であるか否か判断する（ステップＳ１６０１）。例えば、ＣＰＵ１０ａは、充電電圧検出部１６からの入力に、キャパシタバンク９の充電電圧を確認できるので、この充電電圧で充電が必要か否か判断できる。
【０２６６】
ＣＰＵ１０ａが、充電は必要ないと判断した場合（ステップＳ１６０１：Ｎｏ）、特に処理を行わない。
【０２６７】
また、ＣＰＵ１０ａが、充電を必要であると判断した場合（ステップＳ１６０１：Ｙｅｓ）、充電を開始する旨（充電信号‘Ｈ’）をポート２から出力する（ステップＳ１６０２）。これにより、キャパシタバンク９に対して充電が開始される。
【０２６８】
次に、ＣＰＵ１０ａは、レジスタ回路１３１４に対して、出力する位相角、換言するとタイマ値を算出する処理を行う（ステップＳ１６０３）。このタイマ値の算出する数式の例としては、以下に示した式（１）が挙げられる。
今回のタイマ値＝Ｔ―｛（現在温度―目標温度）×Ｇ＋前回のタイマ値｝…（１）
なお、Ｔは商用電源１３０１の周期を示し、Ｇは制御上のゲインを示している。
【０２６９】
そして、ＣＰＵ１０ａは、前回算出したタイマ値を、レジスタ回路１３１４に対して出力し、位相角タイマをセットする（ステップＳ１６０４）。これは、ステップＳ１６０３で行われる演算で遅れが発生するためであり、出力の遅れを防止するために、既に前回行われた処理手順で既に算出された結果をタイマ値として出力することとしている。
【０２７０】
そして、ＣＰＵ１０ａが、タイマのスタートを設定する（ステップＳ１６０５）。なお、タイマとしては制御部１０のタイマ回路１０ｅが用いられる。このような処理を行うことで、位相角タイマとしてセットされたタイマ値に、タイマによるカウントが一致した場合に一致信号が出力され、タイマ割り込みが発生する。これにより、本処理手順は終了する。
【０２７１】
次に、ＣＰＵ１０ａにおける位相制御の割り込みで充電を停止して定着ヒータをオンにさせるための制御について説明する。図１７は、本実施の形態にかかるＣＰＵ１０ａにおける上述した制御の手順を示すフローチャートである。つまり、図１６で示した処理手順でセットされる通電位相角タイマがセットされた時間を計測した後、図１７で示した処理手順が実施される。
【０２７２】
まず、ＣＰＵ１０ａは、充電を停止する旨（充電信号‘Ｌ’）を、ポート２より出力する（ステップＳ１７０１）。これにより、ＩＧＢＴ２４によりキャパシタバンク９への電力の供給が停止される。
【０２７３】
次に、ＣＰＵ１０ａは、フォトトライアックドライブ回路３５に、フォトトライアック３５ａをオンにする信号をポート４より出力する（ステップＳ１７０２）。これにより、ＡＣ定着ヒータ３０には電力が供給される。
【０２７４】
そして、上述した図１７の処理手順が終了した後、次のゼロクロス信号が発生するまで、ＡＣ定着ヒータ３０に電力が供給される。その後、ＣＰＵ１０ａは、位相角タイマをクリアして、位相角タイマによる計測を停止し、上述した位相角タイマ割り込みは終了する。
【０２７５】
また、定着ローラ２１の温度が、設定温度以下の場合、ＣＰＵ１０ａは、再び図１６で示したゼロクロス割り込みのルーチンにより、定着ローラ２１への通電位相角を決定するタイマ値が設定される。
【０２７６】
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で得られる効果の他に、さらに電圧及び電源の波形の歪みを防止することで、高調波の発生を防止することができる。
【０２７７】
図１８は、上述した実施の形態にかかる画像形成装置におけるハードウェアの概略構成の一例を示す説明図である。画像形成装置には、中央に中間転写ユニットがあり、該中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルト２４１０がある。中間転写ベルト２４１０は、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層に、弾性層を設けた複層ベルトである。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムの表面に、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層を形成したものである。
【０２７８】
中間転写ベルト２４１０は、３つの支持ローラ２４１４〜２４１６に掛け廻されており、時計廻りに回動駆動される。第２の支持ローラ２４１５の左に、画像転写後に中間転写ベルト２４１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット２４１７がある。
【０２７９】
第１の支持ローラ２４１４と第２の支持ローラ２４１５との間の中間転写ベルト２４１０には、その移動方向に沿って、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色の感光体ユニット２４４０、チャージャユニット２４１８、現像ユニット及びクリーニングユニットからなる作像装置２４２０がある。作像装置２４２０は、ＩＣタグを備え、画像形成装置本体に対して脱着可能に装着されている。作像装置２４２０の上方には、各色感光体ユニットの各感光体ドラムに画像形成のためのレーザ光を照射する書き込みユニット２４２１がある。
【０２８０】
中間転写ベルト２４１０の下方には、２次転写ユニット２４２２がある。２次転写ユニット２４２２は、２つのローラ２４２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４２４を掛け渡して、中間転写ベルト２４１０を押し上げて第３の支持ローラ２４１６に押当てるように配置したものである。この２次転写ベルト２４２４は、中間転写ベルト２４１０上の画像を、用紙上に転写する。２次転写装置２４２２の横には、用紙上の転写画像を定着する定着ユニット２４２５があり、トナー像が転写された用紙がそこに送り込まれる。定着ユニット２４２５は、無端ベルトである定着ベルト２４２６に加熱、加圧ローラ２４２７を押し当てたものである。２次転写ユニット２４２２及び定着ユニット２４２５の下方に、表面に画像を形成した直後の用紙を、裏面にも画像を記録するために表裏を反転して送り出すシート反転ユニット２４２８がある。
【０２８１】
操作部ユニット（図示せず）のスタートスイッチが押されると、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）２４７０の原稿給紙台２４３０上に原稿があるときは、それをコンタクトガラス２４３２上に搬送する。ＡＤＦに原稿が無いときにはコンタクトガラス２４３２上の手置きの原稿を読むために、画像読み取りユニット２４７１のスキャナを駆動し、第１キャリッジ２４３３及び第２キャリッジ２４３４を、読み取り走査駆動する。そして、第１キャリッジ２４３３上の光源からコンタクトガラスに光を発射するとともに原稿面からの反射光を第１キャリッジ２４３３上の第１ミラーで反射して第２キャリッジ２４３４に向け、第２キャリッジ２４３４上のミラーで反射して結像レンズ２４３５を通して読取りセンサであるＣＣＤ２４３６に結像する。読取りセンサ２４３６で得た画像信号に基づいてＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色記録データが生成される。
【０２８２】
また、スタートスイッチが押されたときに、中間転写ベルト２４１０の回動駆動が開始されるとともに、作像装置２４２０の各ユニットの作像準備が開始され、そして各色作像の作像シーケンスが開始されて、各色用の感光体ドラムに各色記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト２４１０上に一枚の画像として、重ね転写される。このトナー画像の先端が２次転写ユニット２４２２に進入するときに同時に先端が２次転写ユニット２４２２に進入するようにタイミングをはかって用紙が２次転写ユニット２４２２に送り込まれ、これにより中間転写ベルト２４１０上のトナー像が用紙に転写する。トナー像が移った用紙は定着ユニット２４２５に送り込まれ、そこでトナー像が用紙に定着される。
【０２８３】
なお、上述の用紙は、給紙テーブル２４７２の給紙ローラ２４４２の１つを選択回転駆動し、給紙ユニット２４４３に多段に備える給紙トレイ２４４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ２４４５で１枚だけ分離して、搬送コロユニット２４４６に入れ、搬送ローラ２４４７で搬送して画像形成装置内の搬送コロユニット２４４８に導き、搬送コロユニット２４４８のレジストローラ２４４９に突き当てて止めてから、前述のタイミングで２次転写ユニット２４２２に送り出されるものである。手差しトレイ２４５１上に用紙を差し込んで給紙することもできる。ユーザが手差しトレイ２４５１上に用紙を差し込んでいるときには、画像形成装置が給紙ローラ２４５０を回転駆動して手差しトレイ２４５１上のシートの一枚を分離して手差し給紙路２４５３に引き込み、同じくレジストローラ２４４９に突き当てて止める。
【０２８４】
定着ユニット２４２５で定着処理を受けて排出される用紙は、切換爪２４５５で排出ローラ２４５６に案内して排紙トレイ２４５７上にスタックする。または、切換爪２４５５でシート反転ユニット２４２８に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ２４５６で排紙トレイ２４５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト２４１０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット２４１７で除去し、再度の画像形成に備える。
【０２８５】
レジストローラ２４４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、用紙の紙粉除去のためにバイアス電圧を印加することも可能である。例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。直径１８ｍｍで、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０９Ωcm程度である。このようにバイアスを印加したレジストローラ２４４９を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写ベルト２４１０からシートへの転写では、レジストローラ２４４９に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。中間転写ベルト２４１０には、トナーを転写する側（表側）には−８００Ｖ程度の電圧を印加し、紙裏面側には転写ローラ２４６２によって＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。
【０２８６】
なお、上述した実施の形態では画像形成装置を用いた例について説明したが、画像形成装置に限らず、商用電源から蓄電部に電力を供給するあらゆる装置について適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２８７】
以上のように、本発明にかかる画像形成装置及び画像形成方法は、電源から供給された電力を蓄電する技術に有用であり、特に、使用される電力を平準化する技術に適している。
【図面の簡単な説明】
【０２８８】
【図１】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示した回路図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる画像形成装置におけるキャパシタセルと並列に接続されたバランス回路の回路図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる画像形成装置が備えた定着装置の概略構成を示す縦断測面図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の電力供給及び充電タイミングを示す図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵが、定着装置３００を起動させるための処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵにおけるＡＣ定着ヒータＯＮフラグから、ＡＣ定着ヒータに電力を供給するタイミング及び充電するタイミングを生成する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵにおける待機時の定着温度の制御の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態にかかる画像形成装置の出力制御部のＣＰＵにおける充電動作の制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態の変形例１にかかる画像形成装置の構成を示した回路図である。
【図１０】第１の実施の形態の変形例１にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵにおけるＡＣ定着ヒータＯＮフラグから、充電するタイミングを生成する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２にかかる画像形成装置の構成を示した回路図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例２にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵの待機時の定着温度の制御の手順を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態にかかる画像形成装置の構成を示した回路図である。
【図１４】第２の実施の形態にかかる画像形成装置の電力供給及び充電タイミングを示す図である。
【図１５】第２の実施の形態にかかる画像形成装置において、ＡＣ電源から供給される位相における充電可能期間とヒータ点灯期間の例を示した説明図である。
【図１６】第２の実施の形態にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵにおける割り込みを発生させるための制御の手順を示すフローチャートである。
【図１７】第２の実施の形態にかかる画像形成装置の制御部のＣＰＵにおける位相制御の割り込みで充電を停止して定着ヒータをオンにさせるための制御の手順を示すフローチャートである。
【図１８】画像形成装置におけるハードウェアの概略構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０２８９】
１  フィルタ
２  全波整流回路
３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４  出力電圧検出回路
７  出力制御部
７ａ  ＣＰＵ
７ｂ  ＳＩＣ
７ｃ  コンバータ
７ｄ  充電電流検出回路
７ｅ  ＰＷＭ発生回路
９  キャパシタバンク
１０  制御部
１０ａ  ＣＰＵ
１０ｅ  タイマ回路
１６  充電電圧検出部
１７  均等化回路
２０  高周波トランス
２１  定着ローラ
２４  ＩＧＢＴ
２８、３３、１１０３  温度検出回路
３０  ＡＣ定着ヒータ
３１  充電制御部
３５  フォトトライアックドライブ回路
３５ａ  フォトトライアック
３７  操作部制御回路
４５、１３０２  ゼロクロス信号発生回路
４６  充電部
４７、５１、１３０１  ＡＣ電源
４３  定着ヒータ制御回路
１００、９００、１１００、１３００  画像形成装置
２２、１１０１  ＤＣ定着ヒータ
１９、１１０２  ＦＥＴ
２７  ダイオード
Ｃ１、Ｃ２  平滑コンデンサ
Ｄ１  帰還用ダイオード
５  チョークコイル
３００  定着装置
１３０４  位相制御回路
１３０６  リセット回路
１３１１  ラッチ回路
１３１２、１３１８  ＡＮＤ回路
１３１３  カウンタ回路
１３１４  レジスタ回路
１３１５、１３１７  ＮＡＮＤ回路
１３１６  比較回路
１３０３、１３２１  バッファ回路
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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