【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源の電圧変動を抑止する装置に関し、特に画像形成装置での電源電圧変動抑止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置で、普通紙にトナ−を定着させるための熱源および露光用の光源としてハロゲン・
ランプが用いられるものがある。 前者は定着ランプ、後者は露光ランプと呼ばれる。 これらのランプ、ことに定着ランプはワット数が大きく電気的に誘導性であるので、点灯・消灯時に大きな突入電流が流れる。 例えば８
００Ｗ／１００Ｖのハロゲン・ランプで突入電流のピーク値は１００Ａを越える。 しかも画像形成装置の機能上からランプの点灯・消灯は頻繁に行われざるを得ない。

【０００３】このような、ワット数の大きな光源が点灯・消灯を繰り返すと大きな電流の変動が発生し、これによる電源電圧の変動が問題になることがある。 例えば頻繁に繰り返される電流変動によって交流電圧に変動が生じ、周囲の照明がちらつき、照明の使用者に不快感を引き起こす、いわゆるフリッカ現象などの問題が発生する。 このような電圧変動に対しＩＥＣでは電圧変動やフリッカを規制する規格が制定されつつある。

【０００４】ところで、このような画像形成装置が引き起こす電源の電圧変動を抑える方法として、従来、位相制御方式やマルチランプ点灯方式あるいは抵抗挿入方式などの方法がとられてきた。

【０００５】位相制御方式は、図５に示すように突入電流の影響のある十数サイクルの間、ランプへの通電位相αをα1 、α2 、α3 というように変え、最初は通電電流値を少なくし、その後徐々に大きくしていくことで突入電流を減らす方法である。

【０００６】しかし、この方法は、通電電流を制限している間の電流波形がパルス状になるため、雑音端子電圧が上昇する、高調波ノイズが高まる等の副作用が発生する。 したがって、雑音の面で各国の規格を満足しなくなるおそれがある。

【０００７】マルチランプ点灯方式は、例えば定着ランプを１個ではなく複数のランプで構成し、各ランプの点灯・消灯に時間差を設けるなどの方法で点灯・消灯時の電流変化すなわち電圧変動を小さくするという方法である。 しかし、この方法は複数のランプを使用するため、
必然的に装置が大型になり、また点灯・消灯に時間差を設けるために制御回路が複雑になる。

【０００８】抵抗挿入方式はランプの点灯・消灯の際にランプ回路に抵抗を挿入して突入電流を減らす方法である。 この方法では定格電力の大きな抵抗が要求されるし、抵抗からの発熱が問題になり、また制御回路もその分複雑になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の画像形成装置では、定着ランプなどのワット数の大きな光源の点灯・消灯が繰り返されることが多く、これが電源電圧を変化させフリッカ現象などの問題が発生することがあった。 これを防ぐために位相制御方式、マルチランプ点灯方式あるいは抵抗挿入方式をとるとノイズが増えたり、装置が大型化したり、発熱が問題になったり、
制御が複雑になったりする。

【００１０】本発明はこの点を解決して、雑音を増やしたり、装置を大型化したりすることなく、ランプの点滅で引き起こす電圧変動をできるだけ小さくし、ＩＥＣ規格に準拠できるようにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、普通紙にトナ−を定着させるための定着装置の熱源として働く定着ランプと、前記定着装置の温度を検出する定着装置温度検出手段と、前記定着装置温度検出手段の検出出力に従って前記定着ランプに印加される電圧を制御して前記定着装置の温度制御を行う温度制御手段と、画像を露光する露光装置の光源となる露光ランプとを有する画像形成装置において、交流電源電圧を降圧して複数の２次側出力電圧を出力する複数の２次側出力端子を有するトランス手段と、前記定着ランプに印加する電圧を前記交流電源電圧あるいは前記トランス手段の複数の２次側出力電圧のいずれかとに切替える第１の切替え手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】前記露光ランプに印加する電圧を前記交流電源電圧あるいは前記トランス手段の複数の２次側出力電圧のいずれかとに切替える第２の切替え手段を具備することを特徴とする。

【００１３】前記第１の切替え手段は、前記定着装置の立上げ時には、前記トランス手段の複数の２次側出力電圧を低いものから順次選択して前記定着ランプに印加することを特徴とする。

【００１４】前記第１の切替え手段は、前記定着装置の待機時には前記トランス手段の複数の２次側出力電圧の内の１つを前記定着ランプに印加することを特徴とする。

【００１５】前記第１の切替え手段は、前記定着装置の動作時には前記温度制御手段の制御にしたがって前記定着装置温度検出手段の検出出力に応じて前記トランス手段の複数の２次側出力電圧の内の１つと前記交流電源電圧とを切替えて前記定着ランプに印加することを特徴とする。

【００１６】前記第２の切替え手段は、前記露光装置の動作に先立って前記トランス手段の複数の２次側出力電圧を低いものから順次選択して前記露光ランプに印加することを特徴とする。

【００１７】前記第２の切替え手段で前記トランス手段の複数の２次側出力電圧の内の１つを前記露光ランプに印加中は、前記第１の切替え手段は前記トランス手段の複数の２次側出力電圧を前記定着ランプに印加しないことを特徴とする。

【００１８】前記トランス手段は、絶縁型のトランスであることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像形成装置用のランプ制御装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。 図１は本発明の一実施形態の画像形成装置のランプ制御装置のブロック図である。

【００２０】図１において、１はメインスイッチ、２は直流電源、３はＣＰＵ制御ユニット、４は定着ランプ、
５は露光ランプ、６は定着ランプスイッチング素子、７
は露光ランプスイッチング素子、８は定着ランプ用の切替えリレーであるリレー１、９は露光ランプ用の切替えリレーであるリレー２、１０は通常の印加電圧ここでは商用交流電源からの交流電圧Ｖ0 を降圧する複数の２次側出力端子を有する降圧トランス、１１は降圧トランス１０の複数の２次側出力端子を切り替えて出力する切替えスイッチ、１２は電源リレー、１３は図示しない定着手段の温度を検出する温度検出器、１４は露光ランプ５
の露光量に対応する露光ランプ５の端子電圧を検出する電圧検出器である。 リレー１（８）と切替えスイッチ１
１で第１の切替え手段を、リレー２（９）と切替えスイッチ１１で第２の切替え手段を構成する。

【００２１】このうち、ＣＰＵ制御ユニット２はランプ制御装置全体を制御するＣＰＵ３１、ＣＰＵ３１の動作プログラムを記憶しているＲＯＭ３２、温度検出器１３
および電圧検出器１４からのアナログ信号をディジタル信号に変換して入力するＡ／Ｄ入力ポート３３および定着ランプスイッチング素子６、露光ランプスイッチング素子７、リレー８、９および１２の制御信号を出力するＩ／Ｏポート３４のブロックから構成され、各ブロックはバスラインで相互に接続されている。

【００２２】メインスイッチ１を投入すると、商用交流電源電圧Ｖ0 がメインスイッチ１を介して直流電源２に印加される。 交流電圧が印加されると直流電源２は直流電源電圧ＶccをＣＰＵ制御ユニット２および各リレー（８、９、１２）に提供する。

【００２３】直流電源Ｖccが投入されるとＣＰＵ制御ユニット２のＣＰＵ３１が起動され、ＣＰＵ３１はＲＯＭ
３２内の動作プログラムにしたがって動作を始める。

【００２４】図２に、定着ランプ４の動作フローチャートを、図３に、露光ランプ５の動作フローチャートを示す。 また、図４に、定着ランプスイッチング素子６、露光ランプスイッチング素子７、リレー１（８）、リレー２（９）の動作線図と、定着ランプ４および露光ランプ５に印加される電圧を示した。

【００２５】まず、図２のフローチャートにそって定着ランプ４に関する制御動作を説明する。 メインスイッチ１が入力されると、動作プログラムがスタートし（ステップ１００）、リレー３（１２）の入力待ちになる（ステップ１０１）。 リレー３（１２）が入力されると、Ｃ
ＰＵ３１より定着動作開始の指令があったかどうかを調べる（ステップ１０２）。 動作プログラムのスタート草々は定着動作指令が未だないので、余熱の動作に入り、
ＣＰＵ３１は図示しない定着装置の温度を温度検出器１
３の出力で調べ、定着装置の温度が余熱段階で保つべき温度として予め指定されている余熱温度まで高くなっているかどうかを判断する（ステップ１０８）。

【００２６】もし、余熱温度以下であれば、露光ランプ５側で余熱動作が行われているかどうかを判断し（ステップ１０９）、露光ランプ５側で余熱動作が行われていなければ、まずリレー１（８）の接点をトランス側にし、切替えスイッチ１１を２次側出力端子の最も低い出力電圧Ｖ3 側にした後、定着ランプスイッチング素子６
をＯＮして定着ランプ４を降圧トランス１０の出力電圧Ｖ3 でＯＮする（ステップ１１１）。 この後、定着装置の温度が余熱温度以下で（ステップ１０８）、露光ランプ５側で余熱動作が行われていないことを確かめながら（ステップ１０９）、切替えスイッチ１１を切替え、切替えスイッチ１１の出力電圧Ｖn をＶ3 からＶ2 （ステップ１１３）、Ｖ2 からＶ1 （ステップ１１４）と順次高めながら定着装置の余熱を続ける。

【００２７】もし、ステップ１０８の段階で、定着装置の温度が余熱温度以上である場合はこれ以上定着ランプで暖める必要がないので、定着ランプ４をＯＦＦにする（ステップ１１０）。 またはステップ１０８の段階で、
露光ランプ５を余熱中であれば、定着ランプ４をＯＦＦ
にする（ステップ１１０）。

【００２８】ステップ１０２で定着動作開始の指令があった場合、定着動作に入り、ＣＰＵ３１は定着装置の温度を温度検出器１３の出力で調べ、定着装置の温度が定着動作を行うにたる温度として予め指定されている定着温度まで高くなっているかどうかを判断する（ステップ１０３）。 もし、定着温度以下であれば、まずリレー１
（８）の接点を電源側にした後、定着ランプスイッチング素子６をＯＮして定着ランプ４に通常の印加電圧（商用交流電源電圧）Ｖ0 を印加して定着装置の温度を高めるようにする（ステップ１０４）。

【００２９】ステップ１０３で定着装置の温度が定着温度以上であれば、露光ランプ５側で余熱動作が行われているかどうかを判断し（ステップ１０５）、露光ランプ５側で余熱動作が行われていなければ、定着ランプスイッチング素子６をＯＮして定着ランプ４を切替えスイッチ１１の出力電圧Ｖn （＝Ｖ1 ）でＯＮする（ステップ１０９）。 露光ランプ５側で余熱動作が行われているときは、定着ランプスイッチング素子６を用いて定着ランプ４にかかる電圧をＯＦＦにする（ステップ１０６）。

【００３０】ステップ１０４、ステップ１０６、ステップ１０７、ステップ１１１、ステップ１１３およびステップ１１４が終わるとフローチャートの流れは開始時点に戻り、次の状態変化に対応する。

【００３１】次に、図３のフローチャートにそって露光ランプ５に関する制御動作を説明する。 メインスイッチ１が入力されると、動作プログラムがスタートし（ステップ２００）、リレー３（１２）の入力待ちになる（ステップ２０１）。 リレー３（１２）が入力されると、Ｃ
ＰＵ３１より露光動作開始の指令待ちになる（ステップ２０２）。

【００３２】露光動作開始の指令があると、まずリレー２（９）の接点をトランス側にし、切替えスイッチ１１
を降圧トランス１０の２次側出力端子の最も低い出力電圧Ｖ3 側にした後、露光ランプスイッチング素子７をＯ
Ｎして露光ランプ５を降圧トランス１０の出力電圧Ｖ3
で所定時間ＯＮする（ステップ２０３）。

【００３３】その後、露光ランプスイッチング素子７を一旦ＯＦＦにしてから切替えスイッチ１１を切替え降圧トランス１０の２次側出力端子の出力電圧Ｖ2 側にした後、露光ランプスイッチング素子７をＯＮして露光ランプ５をＶ2 で所定時間ＯＮしする（ステップ２０４）。
さらに、同様な手順を繰返し露光ランプ５をＶ1で所定時間ＯＮしする（ステップ２０５）。

【００３４】その後、露光ランプスイッチング素子７を一旦ＯＦＦにしてからリレー２（９）の接点を電源側にし、定着ランプスイッチング素子６をＯＮして、再び露光ランプスイッチング素子７をＯＮして、露光ランプ５
に露光動作中、通常の印加電圧Ｖ0 を印加する（ステップ２０６）。 露光動作が修了すると、露光ランプ５をＯ
ＦＦし、（ステップ２０７）露光動作開始の指令待ちに入る。 露光動作中、露光ランプ５の印加電圧は電圧検出器１４出力に応じて制御されるが、本発明と直接関係ないのでここではふれない。

【００３５】さらに、図４の動作線図にしたがって、定着ランプ４および露光ランプ５の制御動作を説明する。
図４では（ａ）に定着ランプ４に印加される電圧、
（ｂ）に定着ランプスイッチング素子６の動作、（ｃ）
にリレー１（８）の接点の位置、（ｄ）に切替えスイッチの接点の位置、（ｅ）に露光ランプ５に印加される電圧、（ｆ）に露光ランプスイッチング素子７の動作、
（ｇ）にリレー２（９）の接点の位置を横軸の時間の推移にそって示した。

【００３６】図４では先ず（Ａ）の時間帶は定着ランプ４の余熱時間帯で、リレー１（８）の接点の位置を切替えスイッチ１１側にし切替えスイッチ接点を降圧トランス１０の出力電圧Ｖ3 からＶ2 、Ｖ1 と順に切替え、その都度、定着ランプスイッチング素子６をＯＮ、ＯＦＦ
し、定着ランプ４に電圧Ｖ3 、Ｖ2 、Ｖ1 をこの順に印加して行く。 この部分は図２のステップ１１０〜１１４
に相当する。

【００３７】次に時間帶（Ｂ）は露光ランプ５の余熱時間帯で、露光動作指令を受けてリレー２（９）の接点を切替えスイッチ１１側にし切替えスイッチ接点を降圧トランス１０の出力電圧Ｖ3 からＶ2 、Ｖ1 と順に切替え、その都度、露光ランプスイッチング素子７をＯＮ、
ＯＦＦし、露光ランプ５に電圧Ｖ3 、Ｖ2 、Ｖ1 をこの順に印加して余熱する。 定着ランプ４側ではこの間は切替えスイッチ１１からの電圧Ｖn の定着ランプ４への印加を停止する。 この動作は図２のステップ１１５、図３
のステップ２０３〜２０５に相当する。

【００３８】露光ランプ５の余熱が終わると露光時間帯である時間帶（Ｃ）に入り、露光ランプスイッチング素子７を一旦ＯＦＦにして、リレー２（９）の接点を通常の印加電圧Ｖ0 側に切替え後、露光ランプスイッチング素子７をＯＮにして露光ランプ５に電圧Ｖ0 を露光動作中印加する。 これは図３のステップ２０６に当たる。

【００３９】次に時間帯（Ｄ）は定着時間帯で、定着ランプスイッチング素子６を一旦ＯＦＦにした後、リレー１（８）の接点の位置を通常の印加電圧Ｖ0 側に切替え、再び定着ランプスイッチング素子６をＯＮにして、
定着ランプ４に電圧Ｖ0 を印加する。 この部分は図２のステップ１０４に相当する。

【００４０】定着時間帯定着装置の温度が定着温度に達した場合の時間帯（Ｅ）では、定着ランプスイッチング素子６を一旦ＯＦＦにした後、リレー１（８）の接点の位置を切替えスイッチ１１側に切替え、再び定着ランプスイッチング素子６をＯＮにして、定着ランプ４に電圧Ｖ1 を印加する。 この部分は図２のステップ１０７に相当する。

【００４１】ただし、この場合でも時間帯（Ｆ）のように露光ランプ５の余熱が始まると定着ランプ４側では切替えスイッチ１１側からの電圧Ｖn の印加を停止する。
この部分は図２のステップ１０６に相当する。

【００４２】以上述べてきたように、定着ランプ４および露光ランプ５の動作は、以下にあげるような原則からなっている。

【００４３】露光ランプ５には露光動作に入る前に降圧トランス１０の出力電圧を低い順から印加して一定時間余熱し、その後、通常の印加電圧Ｖ0 を印加するように切替える。

【００４３】定着ランプ４でも最初にＯＮする場合は降圧トランス１０の出力電圧を低い順から印加する。 以後は待機中は電圧Ｖ1 を印加し、この電圧Ｖ1 を温度検出器１３の出力に応じて断続して、定着装置を定着動作温度より低い余熱温度に保持する。 ただし、切替えスイッチ１１の出力電圧が露光ランプ５に印加されている場合は、定着ランプ４をＯＦＦにして電圧は印加しない。

【００４４】切替えスイッチ１１の出力電圧Ｖn を定着ランプ４と露光ランプ５の間で切替えて印加する際には必ずＯＮ時間の間に時間差（ＯＮディレー時間：図４のｔ）を持たせる。

【００４５】また、定着動作の最初は定着ランプ４に通常の印加電圧Ｖ0 を印加するようにし、定着装置が定着動作温度に達した場合には切替えスイッチ１１の出力電圧のＶ1 に切替え、これによって定着装置を定着動作温度に保持するようにする。 ただし、切替えスイッチ１１
の出力電圧が露光ランプ５に印加されている場合は、定着ランプ４をＯＦＦ状態と通常の印加電圧Ｖ0 を印加した状態とで切替えて定着動作温度に保持するようにする。

【００４６】また、定着ランプ４および露光ランプ５に印加する電圧を切替える際は、定着ランプスイッチング素子６または露光ランプスイッチング素子７を一旦ＯＦ
Ｆにしてからリレー１（８）、リレー２（９）を切替え、その後定着ランプスイッチング素子６または露光ランプスイッチング素子７をＯＮにする。 リレー３（１
２）をＯＮ、ＯＦＦする場合は定着ランプスイッチング素子６および露光ランプスイッチング素子７を一旦ＯＦ
Ｆにしてから行う。

【００４７】従って、切替えスイッチ１１の出力電圧Ｖ
n は露光ランプ５に優先に印加され、定着ランプ４と露光ランプ５に同時に印加されることはない。 また、リレー１（８）、リレー２（９）またはリレー３（１２）が直接電圧をＯＮ、ＯＦＦしたり切替えたりすることはない。

【００４８】このようにすると、定着ランプ４、露光ランプ５とも電圧印加の立上がりでは、低い電圧から高い電圧へと順次印加される。 印加電圧が低ければランプ４、５に流れる電流も小さくなるので、その分だけ電源電圧の変動分も少なくなる。 このように低い電圧で一定時間の余熱が行われた後では、ランプのインピーダンスの抵抗成分が増加するため、通常の印加電圧Ｖ0 を加えても突入電流の値は低くなり、電源電圧の変動分も少なくなる。

【００４９】また本実施形態ではリレーによる電圧切替え、電源の断続に際しは必ずスイッチング素子をＯＦＦ
にしてから行うようにしているので、リレー接点の溶着による不具合を回避することができる。

【００５０】さらに、本実施形態では切替えスイッチ１
１の出力電圧Ｖn が定着ランプ４と露光ランプ５に同時に加わることがないようにし、切替えの際にはＯＮディレー時間を持たせている。 これにより、降圧トランス１
０の出力電流容量を小さなものにすることができる。

【００５１】なお、定着ランプ４および露光ランプ５を立上げる際に、位相制御方式を併用することも可能である。 この場合は電圧が低くなっている分だけ雑音端子電圧や高調波ノイズが少なくなり、通常の印加電圧Ｖ0 に対して位相制御方式を行う場合よりも不具合が少なくなる。

【００５２】本実施形態で使用される降圧トランス１０
として絶縁型のトランスを用いると、降圧トランス１０
が雑音フィルタの働きをして画像形成装置側の雑音が電源側に流れることを防止することができる。 これは位相制御方式を併用する場合にことに有効である。

【００５３】以上の説明では降圧トランス１０の２次側出力端子の数を３つとしたが、２つ以上の複数であればいくつでも良い。 また以上の実施形態では定着ランプ、
露光ランプの切替え用にリレーを用いるように記述したが半導体素子を用いることも可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、定着ランプ、露光ランプとも電圧を印加する場合には、低い電圧から徐々に高い電圧を印加するようにしてランプを余熱した後、通常のランプ駆動電圧を与えるようにした。
余熱することによりランプのインピーダンスの抵抗成分が増加するので、余熱後に通常のランプ駆動電圧を加えても突入電流の値は低くなり、電源電圧の変動分も少なくなる。 また本発明では、リレーによる電圧切替え、電源の断続の際は必ずスイッチング素子をＯＦＦにしてから行うようにしているので、リレー接点の溶着などの不具合を回避することができる。 さらに、本発明ではトランスの出力電圧が定着ランプと露光ランプに同時に加わることがないようにし、切替えの際にはＯＮディレー時間を持たせているので、トランスの出力電流容量を小さなものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のランプ制御装置のブロック図。

【図２】図１に示す実施形態での定着ランプの動作フローチャート。

【図３】図１に示す実施形態での露光ランプの動作フローチャート。

【図４】図１に示す実施形態での各部の動作線図。

【図５】位相制御方式の説明図。

【符号の説明】

１ メインスイッチ ２ 直流電源 ３ ＣＰＵ制御ユニット ４ 定着ランプ ５ 露光ランプ ６ 定着ランプスイッチング素子 ７ 露光ランプスイッチング素子 ８ 定着ランプ用切替えリレー ９ 露光ランプ用切替えリレー １０ 降圧トランス １１ 切替えスイッチ １２ 電源リレー １３ 温度検出器 １４ 電圧検出器