画像形成装置
【課題】 専用のＡＣ入力電圧検出用の回路を設けることなく、１００Ｖ，２００Ｖ共通の交流駆動のヒータを、商用電源の電圧の大きさに拘わらず、適正な電力で駆動させる。
【解決手段】 電源のＰＦＣ回路２０で元々使用されている構成を利用して、ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを制御部９０が検出し、検出した電流値に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを決定し、決定したＡＣ入力電圧に基づいてトライアック６３の駆動を制御して、セラミックヒータ６２に供給される電力を適正化する。
【解決手段】 電源のＰＦＣ回路２０で元々使用されている構成を利用して、ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを制御部９０が検出し、検出した電流値に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを決定し、決定したＡＣ入力電圧に基づいてトライアック６３の駆動を制御して、セラミックヒータ６２に供給される電力を適正化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＦＣ方式の電源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置の電気的な負荷に対しては、電源の電圧値を基準とした定格電力が定められており、日本国内向けモデルでは、交流電圧１００Ｖを基準として製品や負荷の設計がされている。しかしながら海外向けモデルでは交流電圧が１００Ｖでない場合がほとんどである。例えば、交流電圧１００Ｖを基準として設計された製品の交流負荷に対し、交流電圧２００Ｖをそのままの波形パターンで入力すると、交流負荷には２倍の電圧が供給されてしまう。この場合、交流負荷の消費電力は交流入力電圧の２乗に比例するので、１００Ｖ入力の場合の４倍となり、機器の故障や不具合が発生する場合がある。
【０００３】
ここで、画像形成装置において内部に収容されている記録紙を乾燥状態に保つためのセラミックヒータを交流負荷の例として考える。例えば交流電圧１００Ｖの電圧に対して２００Ｗの定格電力となるセラミックヒータに２００Ｖの電圧で１００Ｖと同じ条件で電力を供給した場合は、セラミックヒータの消費電力が８００Ｗとなり、セラミックヒータの故障や性能の劣化を招く。そのため、特許文献１では、入力電圧の大きさを判定して、入力電圧が定格電圧よりも大きい場合は、負荷に対して給電状態と非給電状態を切り替えることにより負荷に供給される電力を一定にするといった対策を行っている。
【特許文献１】特開２００７−１１０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の手法では、入力電圧を判定するための専用の電圧検出回路が必要になるためにそのためのスペースを確保する必要があり、また装置のコストＵＰ要因にもなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、請求項１の画像形成装置は、商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、前記電源回路のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、検出した電流に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、前記電力制御素子を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記電流検出回路の出力を入力して、前記電流検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の画像形成装置は、商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、前記電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路を有し、検出した電圧に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、前記電力制御素子を制御する制御部と、有し、前記制御部は、前記電圧検出回路の出力を入力し、前記電圧検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、専用の電圧検出回路を設けることなく、安価な構成で商用電源の入力電圧を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明における第１の実施の形態における画像形成装置の概略断面図を図１に示す。本実施形態における画像形成装置は、商用電源の電圧が異なる地域別に製造されたものではなく、例えば、１００Ｖ系の地域でも２００Ｖ系の地域でも同じ構成のまま使用できるようになっている。そのために、商用電源が直接供給される交流負荷に対する電力供給を商用電源の入力電圧に応じて異ならせている。
【００１０】
同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体Ｍ内に４箇所の画像形成部（画像形成ステーション）、すなわち第１の画像形成部ＰＡ、第２の画像形成部ＰＢ、第３の画像形成部ＰＣ、第４の画像形成部ＰＤが並設されている。各画像形成部ＰＡ〜ＰＤではそれぞれ例えばイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像が帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成される。
【００１１】
各画像形成部ＰＡ〜ＰＤはそれぞれ専用の感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有している。これら感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、帯電ローラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって帯電され、レーザビームスキャナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによって静電潜像が形成される。それぞれの静電潜像は、現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによってトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【００１２】
また、感光ドラム１Ａ〜１Ｄに隣接して、中間転写ベルト（中間転写体）２３が配設されている。ここで、本実施の形態では、中間転写ベルト２３が被転写体に相当する。また、中間転写体としては中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを使用することも可能である。中間転写ベルト２３は、駆動ローラ２４、従動ローラ２５、二次転写対向ローラ２６に掛け渡されている。転写ベルト２３の内側には、一次転写ローラ（転写部材）９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが配設されている。中間転写ベルト２３は、これら一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄによって感光ドラム１Ａ〜１Ｄに押圧されている。これにより中間転写ベルト２３と感光ドラム１Ａ〜１Ｄの間には、一次転写ニップ部（転写部）Ｔ１が形成されている。感光ドラム１Ａ上に形成されたイエロー（１色目）のトナー像は、一次転写ローラ９Ａに転写バイアス印加電源（不図示）によって一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト２３上に一次転写される。以下、同様にして、マゼンタ（２色目），シアン（３色目），ブラック（４色目）のトナー像が中間転写ベルト２３上に順次に一次転写されて重ね合わされる。
【００１３】
中間転写ベルト２３上に形成された４色のトナー像は、給紙カセット５から供給された記録材Ｐに転写される。給紙カセット５内に収納されていた記録材Ｐは、給送ローラ６によって給紙され、レジストローラ７によりタイミングをとって中間転写ベルト２３と二次転写ローラ（転写部材）２７との間の転写部としての二次転写ニップ部（転写部）Ｔ２に供給される。なお、給紙カセット５内の記録材Ｐは、カセットヒータ即ち、交流負荷としてのセラミックヒータ６２により吸湿している水分を除去されるようになっている。二次転写ローラ２７には、転写バイアス印加電源（不図示）によって二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト２３上の４色のトナー像は、記録材Ｐ上に一括で二次転写される。このときに二次転写ローラ２７に印加される転写電圧も上述の一次転写バイアスと同様にして決定する。
【００１４】
この二次転写時に、記録材Ｐに転写されないで、中間転写ベルト２３上に残ったトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニング装置２８によって除去される。
【００１５】
記録材Ｐに転写されたトナー像は定着器１１により記録時Ｐに定着され、機外へ排出される。
【００１６】
第１の実施の形態における電源回路の構成図を図２に示す。商用交流電源からの交流電圧が整流回路１０により全波整流され、その出力は高周波リップル吸収用の小容量コンデンサＣ１を介して脈流とされ、昇圧形チョッパ回路からなる電源回路としてのＰＦＣ回路２０により安定な直流出力に変換される。この直流出力が第１の負荷５０に供給される。第１の負荷５０については後述する。
【００１７】
ＰＦＣ回路２０は、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１とともに整流回路１０の出力間に直列接続されたインダクタＬ１と、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とを有する。ダイオードＤ１はスイッチング素子Ｑ１の非導通時にインダクタＬ１を通して電流が流れるように接続されている。スイッチング素子Ｑ１は変換された直流電圧を交流電源の周波数より充分に高い周波数で導通（オン）・非導通（オフ）駆動する。これにより、コンデンサＣ２の両端から平滑化され電圧安定化された直流出力が取り出される。ＰＦＣ回路２０の出力は電源制御回路としてのＰＦＣ制御回路７０により制御される。制御部９０は電力制御素子としてのトライアック６３の駆動を制御することにより交流負荷であるセラミックヒータ６２への電力供給を制御する。
【００１８】
なお、図示していないが、制御部９０を動作させるための電源が別途設けられている。
【００１９】
図３は図２に示すＰＦＣ制御回路７０の詳細を示す回路図である。ＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２を抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧した電圧Ｖ３が乗算器ＭＵＬ４０の一方の入力となる（乗算器ＭＵＬ４０の端子Ｂ）。また、乗算器ＭＵＬ４０にはＰＦＣ回路２０の入力電圧Ｖ１（交流入力の全波整流波形）が入力され（乗算器ＭＵＬ４０の端子Ａ）。乗算器ＭＵＬからはＰＦＣ回路２０の入力電圧Ｖ１と同位相の全波整流波形で、かつＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３に対応した振幅のしきい値信号が出力される。
【００２０】
スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｐｆｃは抵抗Ｒ１で電圧に変換され、その信号はＰＦＣ制御回路７０の端子Ｃより入力され、駆動電流検出回路３０により検出される。その電流検出信号と乗算器ＭＵＬからのしきい値信号とが比較器ＣＯで比較される。電流検出信号がしきい値信号よりも小さければ、駆動パルス発生回路６０が比較器ＣＯからの信号を受けてスイッチング素子Ｑ１を動作させる駆動パルスを端子Ｄから出力する。スイッチング素子Ｑ１が導通するとインダクタＬ１を通してスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｐｆｃが徐々に増加するが、電流検出信号がしきい値信号のレベルに達したとき比較器ＣＯの出力が所定の信号を出力する。なお、駆動電流検出回路３０で検出された信号は制御部９０へも出力される。
【００２１】
電流検出信号がしきい値信号よりも大きくなると、駆動パルス発生回路６０が駆動パルスの出力を停止し、スイッチング素子Ｑ１が非導通となる。スイッチング素子Ｑ１が非導通になると、インダクタＬ１からダイオードＤ１を通して出力側に流れる電流が徐々に減少する。
【００２２】
そして、スイッチング素子Ｑ１が非導通になってから所定の時間が経過するとスイッチング素子Ｑ１が再び導通して電流Ｉｐｆｃが徐々に増加する。その電流Ｉｐｆｃがしきい値信号のレベルに達するとスイッチング素子Ｑ１が非導通となり、インダクタＬ１を流れる電流が徐々に減少する。以上の動作を繰り返すことで、スイッチング素子Ｑ１が交流電源より充分高い周波数で導通・非導通駆動され、電流Ｉｐｆｃが前記しきい値信号に一致するように制御がなされる。また、導通と非導通の割合をデューティといい、商用電源の入力電圧によりその値は決まる。
【００２３】
なお、駆動パルス発生回路６０には制御部９０からのリモート信号が入力されており、リモート信号がオフであると、比較器ＣＯからの出力に拘わらず、駆動パルスの出力を停止した状態となる。即ち、リモート信号がオンになって初めてＰＦＣ回路２０が動作する。
【００２４】
以上のような制御により、脈流入力の電流Ｉの包絡線は正弦波となり、その高調波成分を抑圧することにより力率が改善される。
【００２５】
次に、交流負荷であるセラミックヒータ６２の制御方法について説明する。上述したように、セラミックヒータ６２は図１のカセットヒータとして用いられている。
【００２６】
図２において、ゼロクロス信号検知回路８０は、商用交流電源からの交流電流の値がゼロになった時にゼロクロス信号を出力する。ＰＦＣ回路２０においてスイッチング素子Ｑ１の駆動電流（ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃ）は、入力電圧の減少に反比例して増加する。出力電圧を常に一定にする場合は入力電圧が大きいほどＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを小さくする必要がある。よって、入力電圧とＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃとの関係は図５に示すように、入力電圧によってＰＦＣ駆動電流値Ｉｐｆｃが異なる。
【００２７】
図６は、入力電圧が１００Ｖの場合と２００Ｖの場合の入力電圧波形とＰＦＣスイッチング電流波形を示す図である。図６において、破線は入力電圧が１００Ｖの場合を示し、実線は入力電圧が２００Ｖの場合を示す。入力電圧が２００Ｖの場合の方が、入力電圧が１００Ｖの場合よりもＰＦＣ駆動電流が小さい。
【００２８】
制御部９０では、画像形成装置全体の制御を行うと共に、セラミックヒータ６２への供給される電力の制御を行っている。駆動電流検出回路３０で検出された電流検出信号は制御部９０にも入力される。制御部９０は、図５に示すようにＰＦＣ駆動電流値とＡＣ入力電圧の関係式：Ｖｉｎ＝α×Ｉｐｆｃ ＋ ＶｏからＰＦＣ回路の駆動電流値に基づいて入力電圧を決定する入力電圧判定手段として機能する。なお、ＰＦＣ駆動電流の検出は、画像形成装置に電源を投入した直後に行われる。このように、別途、ＡＣ入力電圧を判定する専用の電圧検出回路を設けなくても、ＰＦＣ制御回路７０（駆動電流検出回路３０）及び抵抗Ｒ１という元々設けられている回路を利用してＡＣ入力電圧を判定することができる。
【００２９】
図４は第１の負荷５０の詳細を示す構成図である。第１の負荷５０は、スイッチング電源５０１、モータ５０２，５０３や高圧電源５０４を等を有する。スイッチング電源５０１は、ＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２をＤＣ２４Ｖに変換する給排紙用モータ５０２は記録材Ｐの給送や排出を行うためのモータである。感光ドラム用モータ５０３は、感光ドラム１Ａ〜１Ｄを夫々回転させる複数のモータを有する。高圧電源５０４は帯電器２Ａ〜２Ｄ、現像器４Ａ〜４Ｄ，一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄ，二次転写ローラ２７に高圧を供給する。画像形成装置に電源を投入した直後はこれらの負荷が停止した所定の状態となっている。
【００３０】
制御部９０は、ＰＦＣ駆動電流値（電流検出信号）を入力し、予め用意されているＰＦＣ駆動電流値とＡＣ入力電圧の関係式からＡＣ入力電圧を求めている。このＰＦＣ駆動電流のＩｐｆｃの検出に関して、ＰＦＣ回路２０の制御のために元々設けられている回路から信号を制御部９０へ入力させているので、新たな電流検出回路を設ける必要がない。そして、制御部９０は、求めたＡＣ入力電圧に基づいてセラミックヒータ６２へ供給される電力を制御する。
【００３１】
制御部９０は、交流波形における各々の周期においてセラミックヒータ６２へ供給される入力電圧の大きさに関係なく一定の電力が供給されるように電力制御素子としてのトライアック６３を制御する機能を持っている。即ち、制御部９０はヒータ制御手段として機能する。前述のように定格電力が１００Ｖのセラミックヒータに対し、２００Ｖの交流電源を１００Ｖと同じ条件で入れるとセラミックヒータへの電力は４倍となる。そこで、入力電圧が２００Ｖの時の電力が、入力電圧が１００Ｖの時の電力と同じとなるようにセラミックヒータ６２へ供給される交流電圧の半波の数を調整する。
制御部９０は入力電圧が１００Ｖの時は、ＡＣ入力電圧の正弦波の全ての半波をセラミックヒータ６２へ供給させる。
【００３２】
これに対し、入力電圧が２００Ｖの時はセラミックヒータ６２へ供給される電力が、入力電圧が１００Ｖの時と同じになるように、ＡＣ入力電圧の正弦波の４半波のうち１半波の割合で交流電圧を供給させる。制御部９０は、交流が入力されて初めにゼロクロス信号検知回路８０から第１の所定回数のゼロクロス信号が出力されるまではトライアック６３を通電状態に制御してセラミックヒータへ電力を供給する。ゼロクロス信号が第１の所定回数出力されると、制御部９０はトライアック６３を非通電状態に制御して電力供給を停止する。そして次にゼロクロス信号が第２の所定回数出力されるとセラミックヒータへの電力供給を再開する。このように、制御部９０はセラミックヒータ６２へ供給される電力を交流電圧の半波の単位で制御する。
【００３３】
前述の例に基づいて、制御部９０による電力制御のフローチャートを図７に示す。
【００３４】
始めに画像形成装置の電源が投入されると、制御部９０はＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを検出し（Ｓ１０１）、図５に示す関係からＡＣ入力電圧を決定し、決定後リモート信号をオンする（Ｓ１０２）。制御部９０は、決定したＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か否かを判断し（Ｓ１０３）、１００Ｖ系であれば、トライアック６３をオンする信号を出力する（Ｓ１０４）。１００Ｖ系の場合は、ＡＣ入力電圧の正弦波の全ての半波がセラミックヒータ６２へ共有されるようにトライアック６３が駆動される。一方、ＡＣ入力電圧が１００Ｖ系でない、即ち、２００Ｖ系の場合、制御部９０は、ゼロクロス信号検知回路８０からゼロクロス信号を入力したか否かを判断する（Ｓ１０５）。ゼロクロス信号が入力されると、制御部９０はトライアック６３をオンさせる信号を出力する（Ｓ１０６）。次にゼロクロス信号を計数するカウンタＺの値を０にし（Ｓ１０７）、再びゼロクロス信号が入力されるのを待機する（Ｓ１０８）。ゼロクロス信号が入力されると、制御部９０はカウンタＺを１つインクリメントし（Ｓ１０８）、カウンタＺの値が１か否かを判断する（Ｓ１１０）。Ｚ＝１であれば、制御部９０はトライアック６３をオフする信号を出力する（駆動信号をオフする）（Ｓ１１１）。Ｚ＝１でなければ、制御部９０はカウンタＺの値が４か否かを判断し（Ｓ１１２）、Ｚ＝４でなければ、ステップＳ１０８で再びゼロクロス信号の入力を待機する。Ｚ＝４であれば、制御部はトライアック６３をオンする信号を出力し（Ｓ１１３）、ステップＳ１０７に戻り、カウンタＺを０に初期化する。なお、このフローチャートの制御は画像形成装置の電源がオフされるまで続けられる。
【００３５】
このように、ゼロクロス信号が出て、１回目（第１の所定回数）のゼロクロス信号が出力されるまではセラミックヒータへの電力供給を行い、１回目のゼロクロス信号に同期して電力供給を停止する。そして電力供給が停止してから３回目（第２の所定回数）のゼロクロス信号に同期してセラミックヒータ６２への電力供給を再開し、その次のゼロクロス信号で再び電力供給を停止する。これを繰り返すことで、入力電圧が２００Ｖの場合であっても、ＡＣ入力電圧の正弦波における半波の数を調整しセラミックヒータ６２への供給電力を１００Ｖと場合の同じにすることを実現する。
【００３６】
この様子を図９及び図１０に示す。図８は入力電圧が１００Ｖの場合の様子を示し、図９は入力電圧が２００Ｖの場合の様子を示す。入力電圧が１００Ｖの場合は、交流電圧波形の全ての半波の期間でセラミックヒータ６２がオンするが、入力電圧が２００Ｖの場合は、全半波のうち、４回に１回の割合でのみセラミックヒータ６２がオンする。電力供給時のゼロクロス信号の回数と電力の供給停止におけるゼロクロス信号の回数は、あらかじめ制御部９０内のＳＲＡＭなどに記憶させておく。
【００３７】
以上のように、第１の実施の形態によれば、専用の電圧検出回路を用いなくても電源制御のために既に設けられているＰＦＣ制御回路７０で制御されるＰＦＣ駆動電流値により商用電源の入力電圧を判定できるので、装置のコストアップを押さえることをできる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における画像形成装置は、画像形成を行うための構成は図１と同様である。
【００３９】
図１０は第２の実施形態において用いられている電源回路の構成を示す回路図である。図２の回路と異なる点は、ＰＦＣ回路２０から制御部９０へ入力される信号が異なることである。図２の回路では、ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃが制御部９０へ入力されていたが、図１０の回路では、ＰＦＣ出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３が制御部９０へ入力される。なお、それ以外の部分は共通であり、ＰＦＣ回路２０の動作も第１の実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００４０】
また、ＡＣ入力電圧の判定方法に関し、第１の実施形態ではＰＦＣ駆動電流値から入力電圧を決定しているのに対し、第２の実施形態ではＡＣ入力電圧値の違いにより生じるＰＦＣ出力電圧の立ち上がり前の電圧の違いからＡＣ入力電圧を決定している点で異なる。
【００４１】
ＰＦＣ出力電圧の立ち上がりについて説明する。ＰＦＣ回路２０においては、ＰＦＣ出力電圧の立ち上がり時間は入力電圧減少に半比例して増加する。ＡＣ入力電圧がＰＦＣ制御回路７０に入力され、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦしている場合、ＰＦＣ出力電圧値はＡＣ入力電圧波形のピーク電圧値（厳密にはこの値から整流回路１０やダイオードＤ１の順方向電圧降下分を減じた値）となる。この状態で制御部９０がリモート信号をＰＦＣ制御回路７０へ出力してＰＦＣ回路２０を動作させると、ＰＦＣ回路２０の出力Ｖ２が立ち上がる。立ち上がりの傾きは、１００Ｖでも２００Ｖでもほとんど変わらないので、元々のＡＣ入力電圧値が高い方が立ち上がり時間が短い。
【００４２】
よって、図１１のように、入力電圧によってＰＦＣ出力電圧の立ち上がり時間が異なる。尚、図１１において、破線が入力電圧が１００Ｖの場合のＰＦＣ出力立ち上がり波形を示し、実線が入力電圧が２００Ｖの場合のＰＦＣ出力立ち上がり波形を示す。ＡＣ入力電圧が２００Ｖの場合の立ち上がり時間Ｔ１の方が、入力電圧が１００Ｖの場合の立ち上がり時間Ｔ２よりもが短い。
【００４３】
リモート信号がＰＦＣ制御回路へ入力されるまでは、ＡＣ入力電圧の大きさに応じた抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧されてＰＦＣ制御回路７０へ入力される。この分圧された電圧を制御部９０へも入力させることにより、制御部９０は、リモート信号をオンする前の電圧を検出する。制御部９０はこの検出電圧に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを判断できる。
【００４４】
例えば、リモート信号オン前の検出電圧が１５０Ｖに相当する値よりも小さければ、ＡＣ入力電圧が１００Ｖ系であると決定し、１５０Ｖに相当する値よりも大きければ２００Ｖ系であると決定する。
【００４５】
第２の実施形態における制御部の処理を示すフローチャートを図１２に示す。
【００４６】
画像形成装置の電源がオンされると、制御部９０は、リモート信号オン前のＰＦＣ出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３の大きさを検出する（Ｓ２０１）。そして、制御部９０は、検出電圧に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを決定し、決定後リモート信号をオンする（Ｓ２０２）。その後の制御部９０は、判定したＡＣ入力電圧に従って、セラミックヒータ６２への電力供給を制御するが、電力供給の制御方法に関しては第１の実施形態における図７のステップＳ１０３以降と同様である。
【００４７】
第２の実施形態によれば、専用の電圧検出回路を用いなくても、電源制御のために既に設けられているＰＦＣ制御回路７０で検出されるＰＦＣ出力電圧を検出することにより、安価な構成でＡＣ入力電圧を判定することができる。
【００４８】
第１、第２の実施形態では、画像形成装置の電源がオンされている状態でセラミックヒータ６２への通電が行われるように構成してあるが、画像形成装置の電源がオフされた状態でセラミックヒータへの通電が行われるように構成してあってもよい。この場合、画像形成装置の電源がオンされたときに、ＡＣ入力電圧が決定され、決定したＡＣ入力電圧に基づいて画像形成装置の電源がオフされた後に、制御部９０がステップＳ１０３以降の処理を行い、トライアック６３の駆動を制御する。制御部９０の電源は画像形成装置の電源がオフされた状態でも動作するように構成される。
【００４９】
また、セラミックヒータ６２への電力供給を制御するだけでなく、交流負荷である定着器のヒータが１００Ｖ系と２００Ｖ系の装置で共通であれば、ＡＣ入力電圧に応じた電力供給の制御を行ってもよい。
【００５０】
また、第１、第２の実施形態では、１００Ｖ系と２００Ｖ系のＡＣ入力電圧を判定したが、ＡＣ入力電圧として任意の第１の電圧、第２の電圧を判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】第１の実施の形態における電源回路を示す図。
【図３】ＰＦＣ制御回路の詳細を示す図。
【図４】第１の負荷の構成図。
【図５】入力電圧とＰＦＣ駆動電流の関係を示す図。
【図６】入力電圧波形とＰＦＣ駆動電流波形を示す図。
【図７】第１の実施の形態における制御部のフローチャート。
【図８】１００Ｖ入力時の電力供給の状態を示す図。
【図９】２００Ｖ入力時の電力供給の状態を示す図。
【図１０】第２の実施の形態における電源回路を示す図。
【図１１】入力１００Ｖと２００Ｖの場合のＰＦＣ出力電圧の立ち上がり波形を示す図。
【図１２】第２の実施の形態における制御部のフローチャート。
【符号の説明】
【００５２】
２０ ＰＦＣ回路
３０ 電流検出回路
６２ セラミックヒータ
６３ トライアック
７０ ＰＦＣ制御回路
８０ ゼロクロス信号検知回路
９０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＦＣ方式の電源装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置の電気的な負荷に対しては、電源の電圧値を基準とした定格電力が定められており、日本国内向けモデルでは、交流電圧１００Ｖを基準として製品や負荷の設計がされている。しかしながら海外向けモデルでは交流電圧が１００Ｖでない場合がほとんどである。例えば、交流電圧１００Ｖを基準として設計された製品の交流負荷に対し、交流電圧２００Ｖをそのままの波形パターンで入力すると、交流負荷には２倍の電圧が供給されてしまう。この場合、交流負荷の消費電力は交流入力電圧の２乗に比例するので、１００Ｖ入力の場合の４倍となり、機器の故障や不具合が発生する場合がある。
【０００３】
ここで、画像形成装置において内部に収容されている記録紙を乾燥状態に保つためのセラミックヒータを交流負荷の例として考える。例えば交流電圧１００Ｖの電圧に対して２００Ｗの定格電力となるセラミックヒータに２００Ｖの電圧で１００Ｖと同じ条件で電力を供給した場合は、セラミックヒータの消費電力が８００Ｗとなり、セラミックヒータの故障や性能の劣化を招く。そのため、特許文献１では、入力電圧の大きさを判定して、入力電圧が定格電圧よりも大きい場合は、負荷に対して給電状態と非給電状態を切り替えることにより負荷に供給される電力を一定にするといった対策を行っている。
【特許文献１】特開２００７−１１０８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の手法では、入力電圧を判定するための専用の電圧検出回路が必要になるためにそのためのスペースを確保する必要があり、また装置のコストＵＰ要因にもなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の課題を解決するために、請求項１の画像形成装置は、商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、前記電源回路のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、検出した電流に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、前記電力制御素子を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記電流検出回路の出力を入力して、前記電流検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の画像形成装置は、商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、前記電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路を有し、検出した電圧に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、前記電力制御素子を制御する制御部と、有し、前記制御部は、前記電圧検出回路の出力を入力し、前記電圧検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、専用の電圧検出回路を設けることなく、安価な構成で商用電源の入力電圧を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明における第１の実施の形態における画像形成装置の概略断面図を図１に示す。本実施形態における画像形成装置は、商用電源の電圧が異なる地域別に製造されたものではなく、例えば、１００Ｖ系の地域でも２００Ｖ系の地域でも同じ構成のまま使用できるようになっている。そのために、商用電源が直接供給される交流負荷に対する電力供給を商用電源の入力電圧に応じて異ならせている。
【００１０】
同図に示す画像形成装置は、画像形成装置本体Ｍ内に４箇所の画像形成部（画像形成ステーション）、すなわち第１の画像形成部ＰＡ、第２の画像形成部ＰＢ、第３の画像形成部ＰＣ、第４の画像形成部ＰＤが並設されている。各画像形成部ＰＡ〜ＰＤではそれぞれ例えばイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各色のトナー像が帯電、露光、現像、転写の各プロセスを経て形成される。
【００１１】
各画像形成部ＰＡ〜ＰＤはそれぞれ専用の感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有している。これら感光ドラム１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、帯電ローラ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄによって帯電され、レーザビームスキャナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄによって静電潜像が形成される。それぞれの静電潜像は、現像器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄによってトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【００１２】
また、感光ドラム１Ａ〜１Ｄに隣接して、中間転写ベルト（中間転写体）２３が配設されている。ここで、本実施の形態では、中間転写ベルト２３が被転写体に相当する。また、中間転写体としては中間転写ベルトに代えて中間転写ドラムを使用することも可能である。中間転写ベルト２３は、駆動ローラ２４、従動ローラ２５、二次転写対向ローラ２６に掛け渡されている。転写ベルト２３の内側には、一次転写ローラ（転写部材）９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄが配設されている。中間転写ベルト２３は、これら一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄによって感光ドラム１Ａ〜１Ｄに押圧されている。これにより中間転写ベルト２３と感光ドラム１Ａ〜１Ｄの間には、一次転写ニップ部（転写部）Ｔ１が形成されている。感光ドラム１Ａ上に形成されたイエロー（１色目）のトナー像は、一次転写ローラ９Ａに転写バイアス印加電源（不図示）によって一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト２３上に一次転写される。以下、同様にして、マゼンタ（２色目），シアン（３色目），ブラック（４色目）のトナー像が中間転写ベルト２３上に順次に一次転写されて重ね合わされる。
【００１３】
中間転写ベルト２３上に形成された４色のトナー像は、給紙カセット５から供給された記録材Ｐに転写される。給紙カセット５内に収納されていた記録材Ｐは、給送ローラ６によって給紙され、レジストローラ７によりタイミングをとって中間転写ベルト２３と二次転写ローラ（転写部材）２７との間の転写部としての二次転写ニップ部（転写部）Ｔ２に供給される。なお、給紙カセット５内の記録材Ｐは、カセットヒータ即ち、交流負荷としてのセラミックヒータ６２により吸湿している水分を除去されるようになっている。二次転写ローラ２７には、転写バイアス印加電源（不図示）によって二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト２３上の４色のトナー像は、記録材Ｐ上に一括で二次転写される。このときに二次転写ローラ２７に印加される転写電圧も上述の一次転写バイアスと同様にして決定する。
【００１４】
この二次転写時に、記録材Ｐに転写されないで、中間転写ベルト２３上に残ったトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニング装置２８によって除去される。
【００１５】
記録材Ｐに転写されたトナー像は定着器１１により記録時Ｐに定着され、機外へ排出される。
【００１６】
第１の実施の形態における電源回路の構成図を図２に示す。商用交流電源からの交流電圧が整流回路１０により全波整流され、その出力は高周波リップル吸収用の小容量コンデンサＣ１を介して脈流とされ、昇圧形チョッパ回路からなる電源回路としてのＰＦＣ回路２０により安定な直流出力に変換される。この直流出力が第１の負荷５０に供給される。第１の負荷５０については後述する。
【００１７】
ＰＦＣ回路２０は、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１とともに整流回路１０の出力間に直列接続されたインダクタＬ１と、ダイオードＤ１とコンデンサＣ２とを有する。ダイオードＤ１はスイッチング素子Ｑ１の非導通時にインダクタＬ１を通して電流が流れるように接続されている。スイッチング素子Ｑ１は変換された直流電圧を交流電源の周波数より充分に高い周波数で導通（オン）・非導通（オフ）駆動する。これにより、コンデンサＣ２の両端から平滑化され電圧安定化された直流出力が取り出される。ＰＦＣ回路２０の出力は電源制御回路としてのＰＦＣ制御回路７０により制御される。制御部９０は電力制御素子としてのトライアック６３の駆動を制御することにより交流負荷であるセラミックヒータ６２への電力供給を制御する。
【００１８】
なお、図示していないが、制御部９０を動作させるための電源が別途設けられている。
【００１９】
図３は図２に示すＰＦＣ制御回路７０の詳細を示す回路図である。ＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２を抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧した電圧Ｖ３が乗算器ＭＵＬ４０の一方の入力となる（乗算器ＭＵＬ４０の端子Ｂ）。また、乗算器ＭＵＬ４０にはＰＦＣ回路２０の入力電圧Ｖ１（交流入力の全波整流波形）が入力され（乗算器ＭＵＬ４０の端子Ａ）。乗算器ＭＵＬからはＰＦＣ回路２０の入力電圧Ｖ１と同位相の全波整流波形で、かつＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３に対応した振幅のしきい値信号が出力される。
【００２０】
スイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｐｆｃは抵抗Ｒ１で電圧に変換され、その信号はＰＦＣ制御回路７０の端子Ｃより入力され、駆動電流検出回路３０により検出される。その電流検出信号と乗算器ＭＵＬからのしきい値信号とが比較器ＣＯで比較される。電流検出信号がしきい値信号よりも小さければ、駆動パルス発生回路６０が比較器ＣＯからの信号を受けてスイッチング素子Ｑ１を動作させる駆動パルスを端子Ｄから出力する。スイッチング素子Ｑ１が導通するとインダクタＬ１を通してスイッチング素子Ｑ１に流れる電流Ｉｐｆｃが徐々に増加するが、電流検出信号がしきい値信号のレベルに達したとき比較器ＣＯの出力が所定の信号を出力する。なお、駆動電流検出回路３０で検出された信号は制御部９０へも出力される。
【００２１】
電流検出信号がしきい値信号よりも大きくなると、駆動パルス発生回路６０が駆動パルスの出力を停止し、スイッチング素子Ｑ１が非導通となる。スイッチング素子Ｑ１が非導通になると、インダクタＬ１からダイオードＤ１を通して出力側に流れる電流が徐々に減少する。
【００２２】
そして、スイッチング素子Ｑ１が非導通になってから所定の時間が経過するとスイッチング素子Ｑ１が再び導通して電流Ｉｐｆｃが徐々に増加する。その電流Ｉｐｆｃがしきい値信号のレベルに達するとスイッチング素子Ｑ１が非導通となり、インダクタＬ１を流れる電流が徐々に減少する。以上の動作を繰り返すことで、スイッチング素子Ｑ１が交流電源より充分高い周波数で導通・非導通駆動され、電流Ｉｐｆｃが前記しきい値信号に一致するように制御がなされる。また、導通と非導通の割合をデューティといい、商用電源の入力電圧によりその値は決まる。
【００２３】
なお、駆動パルス発生回路６０には制御部９０からのリモート信号が入力されており、リモート信号がオフであると、比較器ＣＯからの出力に拘わらず、駆動パルスの出力を停止した状態となる。即ち、リモート信号がオンになって初めてＰＦＣ回路２０が動作する。
【００２４】
以上のような制御により、脈流入力の電流Ｉの包絡線は正弦波となり、その高調波成分を抑圧することにより力率が改善される。
【００２５】
次に、交流負荷であるセラミックヒータ６２の制御方法について説明する。上述したように、セラミックヒータ６２は図１のカセットヒータとして用いられている。
【００２６】
図２において、ゼロクロス信号検知回路８０は、商用交流電源からの交流電流の値がゼロになった時にゼロクロス信号を出力する。ＰＦＣ回路２０においてスイッチング素子Ｑ１の駆動電流（ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃ）は、入力電圧の減少に反比例して増加する。出力電圧を常に一定にする場合は入力電圧が大きいほどＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを小さくする必要がある。よって、入力電圧とＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃとの関係は図５に示すように、入力電圧によってＰＦＣ駆動電流値Ｉｐｆｃが異なる。
【００２７】
図６は、入力電圧が１００Ｖの場合と２００Ｖの場合の入力電圧波形とＰＦＣスイッチング電流波形を示す図である。図６において、破線は入力電圧が１００Ｖの場合を示し、実線は入力電圧が２００Ｖの場合を示す。入力電圧が２００Ｖの場合の方が、入力電圧が１００Ｖの場合よりもＰＦＣ駆動電流が小さい。
【００２８】
制御部９０では、画像形成装置全体の制御を行うと共に、セラミックヒータ６２への供給される電力の制御を行っている。駆動電流検出回路３０で検出された電流検出信号は制御部９０にも入力される。制御部９０は、図５に示すようにＰＦＣ駆動電流値とＡＣ入力電圧の関係式：Ｖｉｎ＝α×Ｉｐｆｃ ＋ ＶｏからＰＦＣ回路の駆動電流値に基づいて入力電圧を決定する入力電圧判定手段として機能する。なお、ＰＦＣ駆動電流の検出は、画像形成装置に電源を投入した直後に行われる。このように、別途、ＡＣ入力電圧を判定する専用の電圧検出回路を設けなくても、ＰＦＣ制御回路７０（駆動電流検出回路３０）及び抵抗Ｒ１という元々設けられている回路を利用してＡＣ入力電圧を判定することができる。
【００２９】
図４は第１の負荷５０の詳細を示す構成図である。第１の負荷５０は、スイッチング電源５０１、モータ５０２，５０３や高圧電源５０４を等を有する。スイッチング電源５０１は、ＰＦＣ回路２０の出力電圧Ｖ２をＤＣ２４Ｖに変換する給排紙用モータ５０２は記録材Ｐの給送や排出を行うためのモータである。感光ドラム用モータ５０３は、感光ドラム１Ａ〜１Ｄを夫々回転させる複数のモータを有する。高圧電源５０４は帯電器２Ａ〜２Ｄ、現像器４Ａ〜４Ｄ，一次転写ローラ９Ａ〜９Ｄ，二次転写ローラ２７に高圧を供給する。画像形成装置に電源を投入した直後はこれらの負荷が停止した所定の状態となっている。
【００３０】
制御部９０は、ＰＦＣ駆動電流値（電流検出信号）を入力し、予め用意されているＰＦＣ駆動電流値とＡＣ入力電圧の関係式からＡＣ入力電圧を求めている。このＰＦＣ駆動電流のＩｐｆｃの検出に関して、ＰＦＣ回路２０の制御のために元々設けられている回路から信号を制御部９０へ入力させているので、新たな電流検出回路を設ける必要がない。そして、制御部９０は、求めたＡＣ入力電圧に基づいてセラミックヒータ６２へ供給される電力を制御する。
【００３１】
制御部９０は、交流波形における各々の周期においてセラミックヒータ６２へ供給される入力電圧の大きさに関係なく一定の電力が供給されるように電力制御素子としてのトライアック６３を制御する機能を持っている。即ち、制御部９０はヒータ制御手段として機能する。前述のように定格電力が１００Ｖのセラミックヒータに対し、２００Ｖの交流電源を１００Ｖと同じ条件で入れるとセラミックヒータへの電力は４倍となる。そこで、入力電圧が２００Ｖの時の電力が、入力電圧が１００Ｖの時の電力と同じとなるようにセラミックヒータ６２へ供給される交流電圧の半波の数を調整する。
制御部９０は入力電圧が１００Ｖの時は、ＡＣ入力電圧の正弦波の全ての半波をセラミックヒータ６２へ供給させる。
【００３２】
これに対し、入力電圧が２００Ｖの時はセラミックヒータ６２へ供給される電力が、入力電圧が１００Ｖの時と同じになるように、ＡＣ入力電圧の正弦波の４半波のうち１半波の割合で交流電圧を供給させる。制御部９０は、交流が入力されて初めにゼロクロス信号検知回路８０から第１の所定回数のゼロクロス信号が出力されるまではトライアック６３を通電状態に制御してセラミックヒータへ電力を供給する。ゼロクロス信号が第１の所定回数出力されると、制御部９０はトライアック６３を非通電状態に制御して電力供給を停止する。そして次にゼロクロス信号が第２の所定回数出力されるとセラミックヒータへの電力供給を再開する。このように、制御部９０はセラミックヒータ６２へ供給される電力を交流電圧の半波の単位で制御する。
【００３３】
前述の例に基づいて、制御部９０による電力制御のフローチャートを図７に示す。
【００３４】
始めに画像形成装置の電源が投入されると、制御部９０はＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃを検出し（Ｓ１０１）、図５に示す関係からＡＣ入力電圧を決定し、決定後リモート信号をオンする（Ｓ１０２）。制御部９０は、決定したＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か否かを判断し（Ｓ１０３）、１００Ｖ系であれば、トライアック６３をオンする信号を出力する（Ｓ１０４）。１００Ｖ系の場合は、ＡＣ入力電圧の正弦波の全ての半波がセラミックヒータ６２へ共有されるようにトライアック６３が駆動される。一方、ＡＣ入力電圧が１００Ｖ系でない、即ち、２００Ｖ系の場合、制御部９０は、ゼロクロス信号検知回路８０からゼロクロス信号を入力したか否かを判断する（Ｓ１０５）。ゼロクロス信号が入力されると、制御部９０はトライアック６３をオンさせる信号を出力する（Ｓ１０６）。次にゼロクロス信号を計数するカウンタＺの値を０にし（Ｓ１０７）、再びゼロクロス信号が入力されるのを待機する（Ｓ１０８）。ゼロクロス信号が入力されると、制御部９０はカウンタＺを１つインクリメントし（Ｓ１０８）、カウンタＺの値が１か否かを判断する（Ｓ１１０）。Ｚ＝１であれば、制御部９０はトライアック６３をオフする信号を出力する（駆動信号をオフする）（Ｓ１１１）。Ｚ＝１でなければ、制御部９０はカウンタＺの値が４か否かを判断し（Ｓ１１２）、Ｚ＝４でなければ、ステップＳ１０８で再びゼロクロス信号の入力を待機する。Ｚ＝４であれば、制御部はトライアック６３をオンする信号を出力し（Ｓ１１３）、ステップＳ１０７に戻り、カウンタＺを０に初期化する。なお、このフローチャートの制御は画像形成装置の電源がオフされるまで続けられる。
【００３５】
このように、ゼロクロス信号が出て、１回目（第１の所定回数）のゼロクロス信号が出力されるまではセラミックヒータへの電力供給を行い、１回目のゼロクロス信号に同期して電力供給を停止する。そして電力供給が停止してから３回目（第２の所定回数）のゼロクロス信号に同期してセラミックヒータ６２への電力供給を再開し、その次のゼロクロス信号で再び電力供給を停止する。これを繰り返すことで、入力電圧が２００Ｖの場合であっても、ＡＣ入力電圧の正弦波における半波の数を調整しセラミックヒータ６２への供給電力を１００Ｖと場合の同じにすることを実現する。
【００３６】
この様子を図９及び図１０に示す。図８は入力電圧が１００Ｖの場合の様子を示し、図９は入力電圧が２００Ｖの場合の様子を示す。入力電圧が１００Ｖの場合は、交流電圧波形の全ての半波の期間でセラミックヒータ６２がオンするが、入力電圧が２００Ｖの場合は、全半波のうち、４回に１回の割合でのみセラミックヒータ６２がオンする。電力供給時のゼロクロス信号の回数と電力の供給停止におけるゼロクロス信号の回数は、あらかじめ制御部９０内のＳＲＡＭなどに記憶させておく。
【００３７】
以上のように、第１の実施の形態によれば、専用の電圧検出回路を用いなくても電源制御のために既に設けられているＰＦＣ制御回路７０で制御されるＰＦＣ駆動電流値により商用電源の入力電圧を判定できるので、装置のコストアップを押さえることをできる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態における画像形成装置は、画像形成を行うための構成は図１と同様である。
【００３９】
図１０は第２の実施形態において用いられている電源回路の構成を示す回路図である。図２の回路と異なる点は、ＰＦＣ回路２０から制御部９０へ入力される信号が異なることである。図２の回路では、ＰＦＣ駆動電流Ｉｐｆｃが制御部９０へ入力されていたが、図１０の回路では、ＰＦＣ出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３が制御部９０へ入力される。なお、それ以外の部分は共通であり、ＰＦＣ回路２０の動作も第１の実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００４０】
また、ＡＣ入力電圧の判定方法に関し、第１の実施形態ではＰＦＣ駆動電流値から入力電圧を決定しているのに対し、第２の実施形態ではＡＣ入力電圧値の違いにより生じるＰＦＣ出力電圧の立ち上がり前の電圧の違いからＡＣ入力電圧を決定している点で異なる。
【００４１】
ＰＦＣ出力電圧の立ち上がりについて説明する。ＰＦＣ回路２０においては、ＰＦＣ出力電圧の立ち上がり時間は入力電圧減少に半比例して増加する。ＡＣ入力電圧がＰＦＣ制御回路７０に入力され、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦしている場合、ＰＦＣ出力電圧値はＡＣ入力電圧波形のピーク電圧値（厳密にはこの値から整流回路１０やダイオードＤ１の順方向電圧降下分を減じた値）となる。この状態で制御部９０がリモート信号をＰＦＣ制御回路７０へ出力してＰＦＣ回路２０を動作させると、ＰＦＣ回路２０の出力Ｖ２が立ち上がる。立ち上がりの傾きは、１００Ｖでも２００Ｖでもほとんど変わらないので、元々のＡＣ入力電圧値が高い方が立ち上がり時間が短い。
【００４２】
よって、図１１のように、入力電圧によってＰＦＣ出力電圧の立ち上がり時間が異なる。尚、図１１において、破線が入力電圧が１００Ｖの場合のＰＦＣ出力立ち上がり波形を示し、実線が入力電圧が２００Ｖの場合のＰＦＣ出力立ち上がり波形を示す。ＡＣ入力電圧が２００Ｖの場合の立ち上がり時間Ｔ１の方が、入力電圧が１００Ｖの場合の立ち上がり時間Ｔ２よりもが短い。
【００４３】
リモート信号がＰＦＣ制御回路へ入力されるまでは、ＡＣ入力電圧の大きさに応じた抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧されてＰＦＣ制御回路７０へ入力される。この分圧された電圧を制御部９０へも入力させることにより、制御部９０は、リモート信号をオンする前の電圧を検出する。制御部９０はこの検出電圧に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを判断できる。
【００４４】
例えば、リモート信号オン前の検出電圧が１５０Ｖに相当する値よりも小さければ、ＡＣ入力電圧が１００Ｖ系であると決定し、１５０Ｖに相当する値よりも大きければ２００Ｖ系であると決定する。
【００４５】
第２の実施形態における制御部の処理を示すフローチャートを図１２に示す。
【００４６】
画像形成装置の電源がオンされると、制御部９０は、リモート信号オン前のＰＦＣ出力電圧Ｖ２を分圧した電圧Ｖ３の大きさを検出する（Ｓ２０１）。そして、制御部９０は、検出電圧に基づいてＡＣ入力電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを決定し、決定後リモート信号をオンする（Ｓ２０２）。その後の制御部９０は、判定したＡＣ入力電圧に従って、セラミックヒータ６２への電力供給を制御するが、電力供給の制御方法に関しては第１の実施形態における図７のステップＳ１０３以降と同様である。
【００４７】
第２の実施形態によれば、専用の電圧検出回路を用いなくても、電源制御のために既に設けられているＰＦＣ制御回路７０で検出されるＰＦＣ出力電圧を検出することにより、安価な構成でＡＣ入力電圧を判定することができる。
【００４８】
第１、第２の実施形態では、画像形成装置の電源がオンされている状態でセラミックヒータ６２への通電が行われるように構成してあるが、画像形成装置の電源がオフされた状態でセラミックヒータへの通電が行われるように構成してあってもよい。この場合、画像形成装置の電源がオンされたときに、ＡＣ入力電圧が決定され、決定したＡＣ入力電圧に基づいて画像形成装置の電源がオフされた後に、制御部９０がステップＳ１０３以降の処理を行い、トライアック６３の駆動を制御する。制御部９０の電源は画像形成装置の電源がオフされた状態でも動作するように構成される。
【００４９】
また、セラミックヒータ６２への電力供給を制御するだけでなく、交流負荷である定着器のヒータが１００Ｖ系と２００Ｖ系の装置で共通であれば、ＡＣ入力電圧に応じた電力供給の制御を行ってもよい。
【００５０】
また、第１、第２の実施形態では、１００Ｖ系と２００Ｖ系のＡＣ入力電圧を判定したが、ＡＣ入力電圧として任意の第１の電圧、第２の電圧を判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】画像形成装置の概略断面図。
【図２】第１の実施の形態における電源回路を示す図。
【図３】ＰＦＣ制御回路の詳細を示す図。
【図４】第１の負荷の構成図。
【図５】入力電圧とＰＦＣ駆動電流の関係を示す図。
【図６】入力電圧波形とＰＦＣ駆動電流波形を示す図。
【図７】第１の実施の形態における制御部のフローチャート。
【図８】１００Ｖ入力時の電力供給の状態を示す図。
【図９】２００Ｖ入力時の電力供給の状態を示す図。
【図１０】第２の実施の形態における電源回路を示す図。
【図１１】入力１００Ｖと２００Ｖの場合のＰＦＣ出力電圧の立ち上がり波形を示す図。
【図１２】第２の実施の形態における制御部のフローチャート。
【符号の説明】
【００５２】
２０ ＰＦＣ回路
３０ 電流検出回路
６２ セラミックヒータ
６３ トライアック
７０ ＰＦＣ制御回路
８０ ゼロクロス信号検知回路
９０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、
前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、
前記電源回路のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、検出した電流に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、
前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、
前記電力制御素子を制御する制御部と、
を有し、前記制御部は、前記電流検出回路の出力を入力して、前記電流検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、
前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、
前記電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路を有し、検出した電圧に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、
前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、
前記電力制御素子を制御する制御部と、
を有し、前記制御部は、前記電圧検出回路の出力を入力し、前記電圧検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、決定した電圧が第１の電圧の場合に前記交流負荷へ供給される交流電圧を、決定した電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧の場合に前記交流負荷へ供給される電力を少なくするよう前記電力制御素子を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記商用電源の交流電圧の半波の単位で、前記交流負荷へ供給される電力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記交流負荷は、交流電圧で駆動されるヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電源回路が動作する前の前記電圧検出回路の出力に基づいて前記商用電源の入力電圧を決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項１】
商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、
前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、
前記電源回路のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出回路を有し、検出した電流に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、
前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、
前記電力制御素子を制御する制御部と、
を有し、前記制御部は、前記電流検出回路の出力を入力して、前記電流検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
商用電源からの交流電圧が供給される交流負荷を有する画像形成装置において、
前記商用電源から交流電圧を入力して所定の直流電圧を出力する電源回路と、
前記電源回路の出力電圧を検出する電圧検出回路を有し、検出した電圧に基づいて前記電源回路の出力を制御する電源制御回路と、
前記交流負荷へ供給される電力を制御する電力制御素子と、
前記電力制御素子を制御する制御部と、
を有し、前記制御部は、前記電圧検出回路の出力を入力し、前記電圧検出回路の出力の大きさに基づいて前記商用電源の電圧を決定し、決定した電圧に基づいて前記電力制御素子の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、決定した電圧が第１の電圧の場合に前記交流負荷へ供給される交流電圧を、決定した電圧が前記第１の電圧よりも低い第２の電圧の場合に前記交流負荷へ供給される電力を少なくするよう前記電力制御素子を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記商用電源の交流電圧の半波の単位で、前記交流負荷へ供給される電力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記交流負荷は、交流電圧で駆動されるヒータであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電源回路が動作する前の前記電圧検出回路の出力に基づいて前記商用電源の入力電圧を決定することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１４８２１６（Ｐ２０１０−１４８２１６Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２１６２１（Ｐ２００８−３２１６２１）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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