給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体
【課題】インターロックスイッチの開閉時に、負荷に電力を供給するリレースイッチの接点劣化、接点溶着を防止する給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。
【解決手段】リレー５とＦＥＴ６とは、インターロックスイッチ９を介して供給される電力に基づいて開閉動作を行う。制御部１３は、インターロックスイッチ９からの開指示信号があると、ＦＥＴ６を開放した後にリレー５を開放するように制御する。またインターロックスイッチ９からの閉指示信号があると、リレー５に電力を供給した後で、ＦＥＴ６に電力を供給するよう制御する。
【解決手段】リレー５とＦＥＴ６とは、インターロックスイッチ９を介して供給される電力に基づいて開閉動作を行う。制御部１３は、インターロックスイッチ９からの開指示信号があると、ＦＥＴ６を開放した後にリレー５を開放するように制御する。またインターロックスイッチ９からの閉指示信号があると、リレー５に電力を供給した後で、ＦＥＴ６に電力を供給するよう制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に電力を供給する給電装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、装置の内部を保護するために設けられた扉などの開閉機構が開かれ、機器内部の駆動部などを露出する場合、駆動部に使用者が接触し、指を挟み込まれるなどの危険が発生しないように、インターロック機構と呼ばれる開閉機構が設けられている。
【０００３】
このインターロック機構は、装置の扉に設けられた突起部と、その装置本体部に設けられたメカニカルスイッチがこの突起部により押圧されると（扉が開けられと）スイッチが閉じられ、押圧が解除（扉が開かれる）とスイッチが開放される構成となっている。駆動部への電力供給を行う電源線上に設けられたこのメカニカルスイッチが電力供給を遮断し、駆動体への電力供給を止めることで駆動部を停止させている。
【０００４】
このメカニカルスイッチの開閉動作により駆動部への電力供給を行うが、大電流の遮断、大電流の通電を行うために、駆動部の破損、または駆動部接点の劣化が発生し、接続不良も多く発生する。特に、負荷が誘導性負荷の場合には突入電流が流れる。この突入電流をリレーを介して接続または遮断すると、アークが発生し、接点の溶着または劣化が発生してしまう。
【０００５】
このような問題、課題を解決するために、給電装置、画像形成装置に関する従来技術として、特許文献１，２に記載されたような発明が開示されている。特許文献１には、直流電源と半導体スイッチとリレーと負荷とが直列に接続され、このリレーのＯＮよりも半導体スイッチのＯＮを遅らせ、リレーが接続された後に半導体スイッチをＯＮさせて、突入電流により、リレーの接点が溶着することを防止する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、インターロックスイッチからの電力供給を受けて開閉するリレーと、このリレーに直列に接続され、設定された電圧以下になると通電を遮断する定電圧素子と、この定電圧素子の通電動作により負荷に電力供給する半導体素子の構成が開示されている。この構成は、インターロックスイッチが開放され、電圧が削減すると半導体素子をＯＦＦし、その後リレーをＯＦＦする動作を行う。
【特許文献１】特開２０００−２１５７７２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１では、インターロックスイッチが開放された場合、すなわちドアーが開かれた場合には、リレーが開放された後、半導体スイッチが開放される。従って、リレー開放時にアークが発生してしまい、接点の劣化や、最悪の場合は接点が溶着する可能性もある。
【０００８】
また特許文献２では、インターロックスイッチが開放されると、半導体スイッチが開放され、その後リレーが開放されるので、リレー開放時に、アークが発生することはない。従って接点が劣化することもない。
【０００９】
しかしながら、逆にインターロックスイッチを閉じられると、半導体スイッチが先に閉じられた後、リレーが閉じられる。従って、リレーが閉じられる時にアークが発生し、接点の劣化や最悪の場合は接点が溶着する可能性もある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、インターロックスイッチの開放時には半導体スイッチを開放した後にリレースイッチを開放し、インターロックスイッチの閉鎖時にはリレースイッチを閉じた後で半導体スイッチを閉じる給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段およびリレー開閉手段と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチと、半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御手段と、インターロックスイッチからの開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉制御手段とを制御する開閉動作制御手段とを有し、リレー開閉手段および半導体開閉制御手段は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて開閉動作を行い、開閉動作制御手段は、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御する給電装置であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の給電装置において、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレー開閉手段に供給する第１の蓄電手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の給電装置において、インターロックスイッチを介して第１の蓄電手段に供給される電力は、インターロックスイッチと第１の蓄電手段との給電ライン上に設けられた一方向性の半導体素子を介して第１の蓄電手段に供給されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の給電装置において、半導体開閉制御手段は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の給電装置において、制御部は割り込み端子をさらに有し、インターロックスイッチからの開閉信号は、当該割り込み端子に入力されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置であって、画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱手段を有し、電力が供給される負荷は、加熱手段であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、加熱手段に電力を供給する充放電可能な第２の蓄電手段をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７記載の画像形成装置において、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知手段と、加熱手段へ電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測するタイマとを有し、タイマにて計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、電力を加熱手段へ供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御工程と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御工程とを有する給電装置の制御方法であって、開閉動作制御工程は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて、リレー開閉手段および半導体開閉手段の開閉動作を制御し、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に電力を供給するよう制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレースイッチに供給する第１の蓄電工程を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチを介して第１の蓄電工程にて供給される電力は、インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載の給電装置の制御方法において、開閉動作制御工程は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項９から１２のいずれか１項記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチからの開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み工程をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項９から１３のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱工程を有し、加熱工程時に電力が供給されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４記載の画像形成装置の制御方法において、加熱工程にて電力を供給する充放電可能な第２の蓄電工程をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５記載の画像形成装置の制御方法において、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知工程と、加熱工程へ電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測工程とを有し、計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、電力を加熱工程へ供給する半導体開閉工程の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御処理と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、開閉動作制御処理は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて、リレー開閉手段および半導体開閉手段の開閉動作を制御させ、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に電力を供給するよう制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレー開閉手段に供給する第１の蓄電処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチを介して第１の蓄電処理にて供給される電力は、インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３０】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７から１９のいずれか１項記載のプログラムにおいて、制御処理は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３１】
請求項２１に記載の発明は、請求項１７から２０のいずれか１項記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチからの開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３２】
請求項２２に記載の発明は、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知処理と、画像形成装置の画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱処理と、加熱処理時に、充放電可能な蓄電部より電力を供給する第２の蓄電処理と、加熱処理時に、蓄電部より電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測処理とをコンピュータに実行させ、計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、蓄電部からの電力を供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させるようコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴とする。
【００３３】
請求項２３に記載の発明は、請求項１７から２２のいずれか１項記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
このように、本発明の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体によれば、インターロックスイッチの開放時には半導体スイッチを開放した後にリレースイッチを開放し、インターロックスイッチの閉鎖時にはリレースイッチを閉じた後で半導体スイッチを閉じるので、リレースイッチの接点の劣化や溶着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、本実施形態の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
図１は、本実施形態の給電装置を模式的に示す図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の給電装置は、定着ヒータ２と、リレー５と、半導体（ＦＥＴ）６と、ＦＥＴ開閉回路７と、リレードライブ回路８と、インターロックスイッチ９と、オープンコレクタバッファ１０と、電圧変換バッファ１１と、制御部１３と、電源部１７と、温度過昇防止部２１と、定着過熱部温度検出回路２８とを備えている。また温度過昇防止部２１は、リレー３と、サーモスタット４とを備えている。
【００３７】
負荷に電力を供給する構成としては、電源装置１７に定着ヒータ２が接続され、サーモスタット４の遮断でリレー３が開放される温度過昇防止部２１におけるリレー３を介して、定着ヒータ２に電力を供給するリレー５と、ＦＥＴ６とが直列に接続されている。
【００３８】
次に、具体的な動作について説明する。
リレー５およびＦＥＴ６は、定着ヒータ２に電力を供給する画像形成装置の制御部１３と、この制御部１３とは別に備えられたインターロックスイッチ９と、からの電力供給により開閉が制御される。
【００３９】
画像形成装置の制御部１３のポート２を介して、リレー５をＯＮする信号が出力されており、かつ制御部１３のポート３からＦＥＴ６をＯＮする信号がＦＥＴ制御回路７に出力された状態でインターロックスイッチ９が閉じられていた場合には、リレー５にはインターロックスイッチ９から電力が供給されるので、励磁コイルは通電されリレー５の開閉回路は閉じられる。
一方、ＦＥＴ制御回路７にもインターロックスイッチ９から電力が供給されるので、ＦＥＴ制御回路７のトランジスタ７ａはＯＮするとＦＥＴ６のゲートにもＯＮ電圧が加えられ、ＦＥＴ６もＯＮする。
【００４０】
インターロックスイッチ９が開放されると、リレー５には電力が供給されなくなるので、リレー５の開閉回路は開放され、ＦＥＴ制御回路７にもインターロックスイッチ９から電力が供給されないので、ＦＥＴ制御回路７のトランジスタ７ａはＯＦＦして、ＦＥＴ６のゲートにもＯＦＦ電圧が加えられ、ＦＥＴ６もＯＦＦする。なお、メカニカル接点のリレー５よりも半導体のＦＥＴ６は早くＯＮする。
【００４１】
ここで、温度過昇防止部２１の動作について簡単に説明する。温度過昇防止部２１は、上述したように、リレー３と、サーモスタット４とを備えている。
サーモスタット４は、後述する図２０で説明する本実施形態の画像形成装置の定着装置内に設けられている。リレー５およびＦＥＴ６が導通を継続する等の状態となり、定着装置８０の定着ローラ８１が溶融する温度になると、このサーモスタット４が遮断する。サーモスタット４を介してリレー３の励磁コイルは通電されているので、通電は遮断されてリレー３は開放され、定着ヒータ２への電力供給も遮断される。
【００４２】
なお、定着ローラ２の温度を検出する定着過熱部温度検出回路２８については、後述する図９にて詳説する。
【００４３】
ここで、本実施形態の給電装置の動作について説明する。図２は、本実施形態の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００４４】
インターロックスイッチ９が開放されると、前述した理由ように、ＦＥＴ６はＯＦＦする。リレー５はメカニカル接点なので、少し遅れてＯＦＦする。ここでは先にＦＥＴ６がＯＦＦしているので、リレー５の接点に過電流が流れることはない。制御部１３のポート１には、電圧変換バッファ１１を介して、インターロックスイッチ９の開放信号が入力される。したがって、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を制御部１３のポート３から出力し、また制御部１３のポート２からリレー５をＯＦＦする信号を出力する。なお、既にリレー５およびＦＥＴ６はＯＦＦしているので、状態の変化はない。
【００４５】
次に、制御部１３は、インターロックスイッチ９の閉じられた信号を監視する。制御部１３のポート１よりインターロックスイッチ９が閉じられた信号が入力されると、制御部１３のポート２からリレー５をＯＮする信号を出力する。そして、リレー接点のチャタリング時間を考慮した時間が経過した後に、ＦＥＴ６をＯＮする信号を制御部１３のポート３より出力する。リレー５の接点が接続後にＦＥＴ６をＯＮするので、リレー５の接点がＯＮする時に大電流が流れることはない。
【００４６】
なお、ソフト的に、ＦＥＴ６およびリレー５をＯＦＦした状態ではない時に、インターロックスイッチ９が閉じられると、半導体のＦＥＴ６が先にＯＮして、その後メカニカルスイッチのリレー５がＯＮするので、リレー接点には過電流が流れ、接点が溶着または、劣化する可能性がある。また、インターロックスイッチ９が閉じられても、定着加熱部に電力を供給する必要がない場合には、勿論ＦＥＴ６をＯＮする信号は出力しない。
【００４７】
このように本実施形態によれば、インターロックスイッチ９が開放されるときは、ＦＥＴ６を先に開放して、その後リレー５を開放する。また、インターロックスイッチ９が閉じられたときには、リレー５を閉じた後で、ＦＥＴ６を閉じる。このような構成をとることにより、リレー接点の劣化、溶着を防止することができる。
【００４８】
図３は、本実施形態の給電装置の他の一例に示す図である。
図２では、ＦＥＴ６の開放動作よりもリレー５の開放を意図的に遅らせるために、インターロックスイッチ９の開放時に、リレー５に蓄電力供給を行う。なお、リレーの電流容量が少ない、小型のリレーの場合は接点の開閉が早いので、この図２に示すような形態が有効となる。
【００４９】
図２に示す給電装置では、図１に示す構成に加えて、キャパシタバンク１と、充電回路１２と、コンデンサ１４と、ダイオード１６とを備えている。
基本的な構成は図１と同様であるので、ここでは図１と異なる部分のみ説明する。
【００５０】
インターロックスイッチ９が閉じられた状態では、コンデンサ１４はダイオード１６を介して充電され蓄電される。リレー５の励磁コイルが通電された状態で、インターロックスイッチ９が開放されると、励磁コイルにはコンデンサ１４の蓄電力が供給される。したがって、励磁コイルの非通電状態は遅れるので、リレー５の開放も遅れることになる。なお、コンデンサ１４の蓄電力は、ダイオード１６により他の回路への放電が禁止される。
【００５１】
一方、ＦＥＴ開閉回路７には、インターロックスイッチ９が開放された信号が直接入力されるので、ＦＥＴ６は遅れることなくＯＦＦされる。
【００５２】
またキャパシタバンク１は、充放電が可能な電気二重層コンデンサであり、充電回路１２により、定電圧充電、定電力充電、定電圧充電が行われる。キャパシタバンク１の詳細な動作については、後述する図９にて説明する。
【００５３】
ここで、図３に示す給電装置の動作について図４を用いて説明する。図４は、図３に示すインターロックスイッチ９が開閉時の、ＦＥＴ６およびリレー５の動作を示すタイミングチャートである。この図４に示すタイミングチャートは、前述した図２に示すタイミングチャートとほぼ同様である。すなわち、コンデンサ１４の蓄電力によりリレー５の開放が遅れること以外は、図２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５４】
このように本実施形態によれば、リレー５に電力を供給する蓄電手段（コンデンサ１４）を設け、インターロックスイッチ９が開放された時には、このコンデンサ１４からリレー５に電力を供給する。このように、リレー５のＯＦＦを遅らせ、ＦＥＴ６が確実にＯＦＦした後にリレーをＯＦＦすることができるため、ＦＥＴ６をＯＦＦする時間に余裕を持たせることが可能となり、リレー接点の劣化、溶着を防止することができる。また、ダイオート１６により、他の回路への放電は防止されるので、容量の小さいコンデンサが使用可能となる。
【００５５】
図５は、本実施形態の給電装置のさらに他の一例に示す図である。
図５では、インターロックスイッチ９の開閉信号を制御部１３におけるＣＰＵの割り込み端子１８に入力し、ソフト的にＦＥＴ６をＯＦＦする場合を示している。
【００５６】
図５に示す給電装置では、図３に示す構成に加えて、前述した割り込み端子１８が設けられている。また、ＦＥＴ開閉回路７の代わりに抵抗Ｒを備えている。
基本的な構成は図１，３と同様であるので、ここでも図１，３と異なる部分のみ説明する。
【００５７】
インターロックスイッチ９の開閉信号は、電圧変換バッファ１１を介してＣＰＵの割り込み端子（ＩＮＴ）１８に入力される。ＦＥＴ６は制御部１３のポート３により、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００５８】
図５に示す給電装置の構成における制御部１３の動作について説明する。
図６は、制御部１３の動作を示すタイミングチャートである。
【００５９】
制御部１３は、インターロックスイッチ９が開放され割り込みが発生すると、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を制御部１３のポート３より出力する。次に、コンデンサ１４の蓄電を利用してリレー５を開放させた一定時間後に、ソフト的にリレー５を開放する信号を出力する。
【００６０】
また制御部１３は、インターロックスイッチ９が閉じられ割り込みが発生すると、リレー５を閉じる信号を制御部１３のポート２より出力し、リレー接点のチャタリング時間を考慮した時間が経過した後に、ＦＥＴ６をＯＮする信号を制御部１３のポート３より出力する。リレー５の接点が接続後にＦＥＴ６をＯＮするので、リレー５の接点がＯＮする時に大電流が流れることはない。なお、インターロックスイッチ９が閉じられても、定着加熱部に電力を供給する必要がない場合には、勿論ＦＥＴ６をＯＮする信号は出力しない。
【００６１】
このように本実施形態によれば、インターロックスイッチ９の開閉信号を、制御部１３の割り込み端子に入力することにより、ソフト的にＦＥＴを早く遮断し、またリレーはコンデンサ１４の蓄電力を利用して、ＯＦＦすることができる。これにより、給電装置の回路構成を簡略化することが可能となる。
【００６２】
図７は、本実施形態の画像形成装置を模式的に示す外観図である。
図７では、画像形成装置の前カバー１００が開放された状態になっている。この前カバー１００により画像形成装置内部の駆動部や高電圧の電源部に触れないようにしている。前カバー１００が閉じられると、この前カバー１００に設けられた突起部２００が溝部３００に入り、さらに溝部３００に設けられたドアスイッチ４００が閉じられる。逆に、前カバー１００が開けられると、ドアスイッチ４００も開放される。
【００６３】
図６は、ドアスイッチ４００の周辺部を模式的に示す斜視図である。
前述したように、前カバー１００が閉じられることで溝部３００に設けられたドアスイッチ４００のレバー５００が押される。これによってドアスイッチ４００内部のスイッチ接点が接続されて、電線６００が通電される。
【００６４】
図９は、本実施形態の給電装置を備えた画像形成装置の制御回路構成を模式的に示す図である。なおここでは、図５にて示した給電装置を用いることとする。
【００６５】
まず充電回路１２について説明する。
充電回路１２は、出力電圧を発生させる出力発生手段１２１と、この出力電圧を制御する出力制御手段１２２と、この出力制御手段１２２にフィードバックされる充電電圧検出回路１２３とで構成される。
【００６６】
出力制御手段１２２はＣＰＵ１２２ａを備え、このＣＰＵ１２２ａに内部バスで接続されたシリアルコントローラ（ＳＩＣ）１２２ｂと、Ａ／Ｄコンバーター１２２ｃと、充電電流検出回路１２２ｄと、定電圧出力用、定電流充電用および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅとを備えている。また、ここでは図示はしないが、ＲＯＭやＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路および入出力ポートなどを有している。
以下に詳細な説明を行う。
【００６７】
主電源スイッチ７２を介して交流電源７１からの交流入力は、フィルタ７３を経由して全波整流回路４７に接続され、全波整流される。この全波整流された出力は、平滑コンデンサＣ２によりリップル成分等が除去される。
【００６８】
全波整流回路７４の直流出力側には、平滑コンデンサＣ２と並列に高周波のトランス２０の１次コイル２０ａが接続され、この１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。ＦＥＴ６で構成されるスイッチング回路は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅから出力されるＰＷＭ信号により、ＦＥＴ６がスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ動作）すると１次コイル２０ａにはスイッチング電流が流れる。
【００６９】
この１次コイル２０ａ側のスイッチ電流により、トランス２０の２次コイル２０ｂにスイッチ電圧が誘起する。この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。トランス２０の２次コイル２０ｂには整流回路としてダイオードＤ１、Ｄ２が接続されており、スイッチング電圧はこの整流回路で整流され、チュークコイル７５およびコンデンサＣ１により平滑され、直流出力に変換される。
この直流出力は、ダイオード７６を通してキャパシタバンク１に供給される。
【００７０】
次に、キャパシタバンク１に充電する動作を説明する。
本実施形態の給電装置におけるキャパシタバンク１には、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。したがって、１８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。
【００７１】
なお、本実施形態の給電装置のキャパシタバンク１は、対象とする画像形成装置の連続コピー時において温度落ち込みを防止できる容量、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。
【００７２】
次に、キャパシタバンク１に充電された充電電圧検出回路１２３の動作を説明する。
キャパシタバンク１の端子間電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とにより分圧回路を構成した充電電圧検出回路１２３により検出される。その出力は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅのＡ／Ｄコンバータ１２２ｃと、エンジン制御部７７のＡ／Ｄコンバーター７７ｂに入力される。
【００７３】
この出力電圧は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅにより監視され、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることにより制御される。なお、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅについては後述する。
【００７４】
次に、キャパシタバンク１の充電電流検出方法について説明する。
キャパシタバンク１の充電電流の検出は、キャパシタバンク１と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れる電流を端子間電圧として検出し、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅの充電電流検出回路１２２ｄに入力される。
【００７５】
次に、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路１ｂを動作させ、各キャパシタセル１ａの充電電圧を均等化する均等化回路１ｄの動作を説明する。
【００７６】
出力発生手段１２１によりキャパシタセル１ａは充電され、満充電の２．５Ｖに充電されると、均等化回路１ｄは充電電流をバイパスする。他のキャパシタセル１ａに並列に接続されたバイパス回路も同様の動作を行い、各キャパシタセル１ａの充電電圧は均等化される。
【００７７】
均等化回路１ｄは、何れかのキャパシタセル１ａの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、定電圧出力、定電流および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅに単セル満充電信号４４を出力する。また、均等化回路１ｄ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、定電圧出力、定電流および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅに全てのキャパシタセルの満充電信号４５を出力する。
【００７８】
次に、キャパシタバンク１の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク１に定電流充電または定電力充電を行う、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅの動作説明をする。
【００７９】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、キャパシタバンク１の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク１に定電流充電、定電力充電または定電圧充電を行うためのＰＷＭ信号を発生させる回路である。
【００８０】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅはキャパシタバンク１の端子間電圧を充電電圧検出回路１２３の出力により検出し、キャパシタバンク１の端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンクと直列に接続された抵抗Ｒ１の端子間電圧を逐次検出し、この端子間電圧に対応した、予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する。
【００８１】
なお、この予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号は、抵抗Ｒ１の端子間電圧と、ＰＷＭ信号のＯＮデュティーとの関係を予め作成したテーブルを使用してもよいし、演算により算出してもよい。また、充電電流のみ参照し、予め設定された充電電流になるよう、ＰＷＭ信号を制御してもよい。さらに、キャパシタバンク１が充電されてない状態の場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク１に流れるのを防止しするために、初めは出力電圧を低くし、徐々に出力電圧を高くするようにＰＷＭ信号を出力してもよい。
【００８２】
キャパシタバンク１の端子間電圧が予め設定された値以上になると、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、定電力充電を行うために、キャパシタバンク１の充電電流とキャパシタバンク１の端子間電圧の検出を逐次行う。そして、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定さ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。
【００８３】
なおこのＰＷＭ信号は、キャパシタバンクの充電電流と、キャパシタバンク１の端子間電圧との検出を行い、この検出した充電電流と充電電圧とから、予め設定された定電力充電を行うためＰＷＭ信号を演算して決定する。
【００８４】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、何れかの単セル満充電信号４４を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするＰＷＭ信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する。また、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、全てのキャパシタセルの満充電信号４５を検出すると、一定期間定電圧充電を行い、その後充電動作を停止する信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【００８５】
次に、エンジン制御部７７およびその周辺部について説明する。
エンジン制御部７７は、ＣＰＵ７７ａと、ＣＰＵ７７ａに内部バスで接続されたＡ／Ｄコンバータ７７ｂと、入出力ポート７７ｃと、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）７７ｄと、ＮＶ−ＲＡＭ７７ｅと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路（ＩＮＴ）などで構成されている。
また本実施形態では、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とを備えている。
【００８６】
エンジン制御部７７のＡ／Ｄコンバータ７７ｂには、図１２に示す定着装置８０の定着ローラ８１の表面温度（定着温度）を検出する定着過熱部温度検出回路２８，３３が接続されている。
定着過熱部温度検出回路２８は、ＤＣ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（図１，３，５中の定着ヒータ２）に対応する測定領域の温度を検出する回路である。また定着温度検出回路３３は、ＡＣ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である。ＤＣ定着ヒータ２２は、立ち上げ時およ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。
【００８７】
入出力ポート７７ｃには、定着過熱部温度検出回路２８の温度検出結果により、キャパシタバンク１に蓄電された電力を、定着装置内部に備えられたＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給するリレー５と放電回路（ＦＥＴ）６、および定着温度検出回路３３の検出結果により、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給するＡＣヒータ制御回路４３、画像形成動作を行うために必要なモータ、ソレノイド、クラッチなどの負荷７８、画像形成動作を行うために必要なセンサ１９およびスイッチ回路１５などの入力が接続されている。
【００８８】
また、インターロックスイッチ９の出力信号が、割り込み制御回路７７ｅに接続されている。またエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、インターロックスイッチ９の開閉信号により、割り込み処理ルーチンを実行する。さらにエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、出力制御手段１２２とシリアルコントローラ（ＳＣＩ）７７ｄを介して信号の送受信を行わせる。
【００８９】
また、エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、キャパシタバンク１の端子間電圧を充電電圧検出回路１２３により検出し、キャパシタバンク１の電力放電が可能かを判断する。またこのＣＰＵ７７は、ＤＣ定着ヒータ２２が供給する電圧値、または、定着装置の立ち上げ用のパターンなどを、出力制御手段１２２のＣＰＵ１２２ａに出力する。
【００９０】
次に、ＡＣヒータ制御回路４３について説明する。
主電源ＯＮ時および通常のコピー動作時には、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給してコピー動作が行われる。エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、定着温度検出回路３３が予め設定された温度以下の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路３５にトライアックをＯＮする信号をエンジン制御部７７のポート４より出力する。このとき、定着ヒータ３０には電力が供給される。
【００９１】
また一方、定着温度検出回路３３が予め設定された温度以上の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路３５にトライアックをＯＦＦする信号をエンジン制御部７７のポート４より出力する。このとき、ＡＣ定着ヒータ３０への電力供給は停止される。
【００９２】
次に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給する動作について説明する。
エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、主電源がＯＮされた時に充電電圧検出回路１２３の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク１の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、エンジン制御部７７のポート２より、リレー５をＯＮする信号を出力する。そして、リレー接点のチャタリング時間が経過後に、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。この動作により、リレー接点の溶着および劣化は防止され、キャパシタバンク１の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【００９３】
または、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して、未定着画像が発生する温度になると、出力制御手段１２２からの全セル満充電信号、または、充電電圧検出回路１２３の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク１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７７ｃのポート２より、リレー５を閉じる信号を出力する。そして、一定時間経過後に入出力ポート７７ｃのポート３より、ＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。このとき、キャパシタバンク１の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【００９４】
エンジン制御部のＣＰＵ７７ａは、定着過熱部温度検出回路２８により定着加熱部の温度検出を行う。そして、予め設定された温度以上の温度検出を行うと、キャパシタバンク１の電力放電を停止するために、入出力ポート７７ｃのポート３より、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する。そして一定時間が経過した後に、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５を開放する信号を出力する。
【００９５】
なお、定着加熱部に電力供給を行う場合には、リレー５は閉じた状態を継続し、ＦＥＴ６のＯＮ／ＯＦＦ制御のみで電力供給を行ってもよい。このようにすることで、定着加熱部に電力供給を行う場合のリレー接点の劣化を防止することができる。
【００９６】
次に、本実施形態の画像形成装置内部に備えられた、インターロックスイッチ９の開閉動作時におけるエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａの動作について説明する。なお、定着加熱部にキャパシタバンク１の蓄電力を供給する回路構成は、前述した図５と同様であり、その説明は省略する。
【００９７】
図９中の２１は、前述したように温度過昇防止部であり、リレー３とサーモスタット４とで構成される。
ＣＰＵ７７ａでは、インターロックスイッチ９が開放された信号により割り込みが発生すると、その割り込み処理ルーチンの中で、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号をエンジン制御部７７のポート３より出力する。そして、一定時間経過後にリレー５を開放する信号をエンジン制御部７７のポート２より出力する。
【００９８】
また、インターロックスイッチ９が閉じられた場合の動作について説明する。
ＣＰＵ７７ａでは、インターロックスイッチ９が閉じられた信号により割り込みが発生すると、その割り込み処理ルーチンの中で、リレー５を閉じる信号をエンジン制御部７７のポート２より出力する。次に、定着加熱部の温度が補助電源を必要とする場合は、リレー接点のチャタリング時間を計測後、エンジン制御部７７のポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。リレー接点部に大きな電流が流れる状態でリレーの開閉は行わないので、リレー接点の溶着および劣化の防止が可能となる。
【００９９】
次に、本実施形態の画像形成装置の全体を制御するコントロール回路７９について説明する。
コントロール回路７９は、本実施形態の画像形成装置全体を制御するＣＰＵ７９ａとＣＰＵ７９ａに内部バスで接続された、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）７９ｂと、ＲＯＭやＲＡＭ、プリンタで使用する画像展開用のワークメモリ、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、ＣＰＵ周辺を制御する機能を搭載したＡＳＩＣおよびそのインタフェース回路などで構成される。
【０１００】
コントロール回路７９では、パネルを操作して使用者が行うシステム設定の入力や、使用者にシステムの設定内容状態を表示する表示・入力の制御を行う操作部制御回路３７と、エンジン制御部７７とが、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）を介して接続されている。
【０１０１】
ここで、定着ヒータ２２にキャパシタバンク１の電力を供給する場合の動作について説明する。
図１０は、定着ヒータ２２にキャパシタバンク１の電力を供給する動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、まず始めに、定着温度が予め設定された温度以下かを確認する（ステップＳ１０１）。この確認は、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する。予め設定された温度以下の場合、例えば１８０℃以下の場合には（ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５をＯＮする信号を出力する（ステップＳ１０２）。そして、リレーの接点が確実にＯＮする時間を計測する。
【０１０３】
時間を計測後、次に、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで再度確認する（ステップＳ１０４）。予め設定された温度以下の場合、例えば１８０℃以下の場合には（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する（ステップＳ１０５）。そして、定着加熱部に電力を供給した時間を計測するタイマをスタートさせる（ステップＳ１０６）。
【０１０４】
次に、定着温度が予め設定された温度を超えるかを確認する（ステップＳ１０７）。この確認は、前述したステップＳ１０１と同様に、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する。予め設定された定着温度を超える場合には（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する（ステップＳ１０８）。そして最後に、定着加熱部に電力を供給した時間を計測するタイマをクリアーする（ステップＳ１０９）。
【０１０５】
さらには、定着温度が予め設定された温度以下か、再度定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認し、前述した動作を繰り返すことになる。なお、本実施形態の場合には、ＦＥＴ６のＯＮ／ＯＦＦ動作により定着温度の制御を行ったが、勿論リレー５とＦＥＴ６との両方のＯＮ／ＯＦＦ制御により実施してもよい。
【０１０６】
また、前述のステップＳ１０１にて定着温度が設定温度以上の場合には（ステップＳ１０１／Ｎｏ）、ステップＳ１０４へと移行し、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで再度確認する。さらに前述のステップＳ１０４での確認において、定着温度が予め設定された温度以上の場合には（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、ステップＳ１０７へと移行する。
【０１０７】
図１１は、図９に示すインターロックスイッチ９が開閉された時に、ＣＰＵ７７ａがリレー５とＦＥＴ６とをＯＮ／ＯＦＦ制御する場合の動作を示すフローチャートである。
インターロックスイッチ９の開閉信号はＣＰＵ７７ａの割り込み端子に接続されているが、この割り込み端子は、インターロックスイッチ９が開放された場合（立ち下がり）でも閉じられた場合（立ち上がり）でも、割り込みが発生する割り込み端子を使用している。
【０１０８】
まず、エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、インターロックスイッチ９の開閉信号により割り込みが発生すると、エンジン制御部７７のポート１により、インターロックスイッチ９が開放された信号（Ｌｏｗ）かを確認する（ステップＳ２０１）。インターロックスイッチ９が開放された信号の場合には（ステップＳ２０１／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグがセットされているかを確認する（ステップＳ２０２）。ここでインターロックスイッチ開放時のフラグがセットされている場合には（ステップＳ２０２／Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、フラグがセットされてない場合には（ステップＳ２０２／Ｎｏ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグをセットする（ステップＳ２０３）。
【０１０９】
次に、前述の図１０にて説明した定着加熱部にキャパシタバンク１の電力を供給するフローチャートで、定着加熱部に電力供給を継続した時間を計測するタイマが予め設定された時間以下か確認する（ステップＳ２０４）。ここで、タイマでの計測結果が予め設定された時間を超える場合には（ステップＳ２０４／Ｎｏ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する（ステップＳ２０６）。最後に、入出力ポート７７ｃのポート２より、リレー５をＯＦＦする信号を出力して（ステップＳ２０７）、処理を終了する。
【０１１０】
また、前述のステップＳ２０４にてタイマの計測結果が予め設定された時間以下の場合には（ステップＳ２０４／Ｙｅｓ）、予め設定された時間が経過するまで確認を続ける（ステップＳ２０５）。そして予め設定された時間が経過した後に、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力し（ステップＳ２０６）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５をＯＦＦする信号を出力して（ステップＳ２０７）、処理を終了する。
【０１１１】
一方、前述したステップＳ２０１にて、インターロックスイッチ９が開放された信号（Ｌｏｗ）ではない場合には（ステップＳ２０１／Ｎｏ）、インターロックスイッチ９が閉じられた信号かを入出力ポート７７ｃのポート１により確認する（ステップＳ２０８）。インターロックスイッチ９が閉じられた信号（Ｈ）ではない場合には（ステップＳ２０８／Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１１２】
インターロックスイッチ９が閉じられた信号（Ｈ）の割り込みの場合には（ステップＳ２０８／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグがセットされているかを確認する（ステップＳ２０９）。ここで開放時のフラグがセットされていない場合には（ステップＳ２０９／Ｎｏ）、処理を終了する。フラグがセットされている場合には（ステップＳ２０９／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ２４が開放された時にセットされるフラグをリセットする（ステップＳ２１０）。
【０１１３】
次に、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する（ステップＳ２１１）。定着温度、例えば１８０℃以下のように予め設定された温度以下の場合には（ステップＳ２１１／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレーをＯＮする信号を出力する（ステップＳ２１２）。そして、リレーのチャタリング時間を考慮した時間を計測する（ステップＳ２１３）。ここで一定時間が経過した後、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力して（ステップＳ２１４）、処理を終了する。
なお、前述したステップＳ２１１にて、定着温度が予め設定された温度を超える場合には（ステップＳ２１１／Ｎｏ）、その時点で処理を終了する。
【０１１４】
このように本実施形態によれば、定着ヒータの放電直後にヒータに大きな突入電力が流れることのよるＦＥＴをＯＦＦするＦＥＴ６の破損を防止することができる。すなわち、電力供給開始時から、インターロックスイッチ９が開放されるまでの時間を計測し、計測した結果が、予め設定された時間より短い場合には、一定時間経過後にＦＥＴ６の開放を行うことで、ＦＥＴ６の破損防止を可能としている。
【０１１５】
図１２は、本実施形態の給電装置を有する画像形成装置の定着装置８０の概略構成を示す縦断側面図である。
この図１２に示すように、本実施形態の定着装置８０は、定着部材である定着ローラ８１と、加圧部材である加圧ローラ８２と、加圧ローラ８２を一定の加圧力で定着ローラ８１に押し当てる加圧手段（図示せず）とを備えている。定着ローラ８１および加圧ローラ８２は、図示しない駆動機構により回転駆動される。
【０１１６】
また定着装置８０には、図９にて説明したＡＣ定着ヒータ３０とＤＣ定着ヒータ２２との２つと定着ヒータと、定着ローラ８１の表面温度検出用のＡＣヒータ用サーミスタ３３ａおよびＤＣヒータ用サーミスタ２８ａが設けられている。
【０１１７】
これらのＡＣ定着ヒータ３０およびＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ８１の内部に配置されており、その定着ローラ８１を内部から加熱して定着ローラ８１に熱を供給する。また、ＡＣヒータ用サーミスタ３３ａおよびＤＣヒータ用サーミスタ２８ａは、定着ローラ８１の表面にそれぞれ当接され、定着ローラ８１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、ＡＣ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、ＤＣ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。
【０１１８】
ＡＣ定着ヒータ３０は、定着ローラ８１の温度が目標温度に達していないときにＯＮされて定着ローラ８１を加熱するヒータである。また、ＤＣ定着ヒータ２２は、本実施形態の画像形成装置の主電源投入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など、すなわち、定着装置８０のウォームアップ時に蓄電部の蓄電力を使用して定着装置８０の立ち上げを補助するヒータである。このような定着装置８０では、トナー画像を担持したシートが定着ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ８１および加圧ローラ８２によって加熱および加圧される。これにより、シートにトナー画像が定着される。
【０１１９】
本実施形態の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体によれば、メカニカル開閉手段と半導体開閉手段とで構成される負荷に電力を供給する給電装置において、インターロックスイッチ開閉時のメカニカルスイッチ接点の劣化や溶着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】インターロックスイッチ９とメカニカルリレー５と半導体（ＦＥＴ）６とで構成される本実施形態の給電装置を模式的に示す図である。
【図２】図１の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】ＦＥＴ６の開放動作よりもリレー５の開放を意図的に遅らせるために、インターロックスイッチ９が開放時に、リレー５に蓄電力供給する場合の給電装置の構成を示す図である。
【図４】図３の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】インターロックスイッチ９の開閉信号を制御部１３のＣＰＵの割り込み端子に入力しソフト的に、ＦＥＴ６をＯＦＦする場合の給電装置の構成を示す図である。
【図６】図５の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本実施形態の画像形成装置の外観を模式的に示す図である。
【図８】ドアスイッチ４００の周辺部を示す図である。
【図９】本実施形態の給電装置を有する画像形成装置の制御回路を模式的に示す図である。
【図１０】加熱定着部にキャパシタバンク１の電力を供給する場合の動作を示すフローチャートである。
【図１１】インターロックスイッチ９の開閉による割り込みルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】定着装置８０の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１ キャパシタバンク
１ａ キャパシタセル
１ｂ バイパス回路
２ 定着ヒータ
３、５ リレー
４ サーモスタット
６ ＦＥＴ（半導体スイッチ）
７ ＦＥＴ開閉回路
８ リレードライブ回路
９ インターロックスイッチ
１０ オープンコレクタバッファ
１１ 電圧変換バッファ
１２ 充電回路
１３ 制御部
１４ コンデンサ
１６ ダイオード
２１ 温度過昇防止部
２８ 定着過熱部温度検出回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に電力を供給する給電装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、装置の内部を保護するために設けられた扉などの開閉機構が開かれ、機器内部の駆動部などを露出する場合、駆動部に使用者が接触し、指を挟み込まれるなどの危険が発生しないように、インターロック機構と呼ばれる開閉機構が設けられている。
【０００３】
このインターロック機構は、装置の扉に設けられた突起部と、その装置本体部に設けられたメカニカルスイッチがこの突起部により押圧されると（扉が開けられと）スイッチが閉じられ、押圧が解除（扉が開かれる）とスイッチが開放される構成となっている。駆動部への電力供給を行う電源線上に設けられたこのメカニカルスイッチが電力供給を遮断し、駆動体への電力供給を止めることで駆動部を停止させている。
【０００４】
このメカニカルスイッチの開閉動作により駆動部への電力供給を行うが、大電流の遮断、大電流の通電を行うために、駆動部の破損、または駆動部接点の劣化が発生し、接続不良も多く発生する。特に、負荷が誘導性負荷の場合には突入電流が流れる。この突入電流をリレーを介して接続または遮断すると、アークが発生し、接点の溶着または劣化が発生してしまう。
【０００５】
このような問題、課題を解決するために、給電装置、画像形成装置に関する従来技術として、特許文献１，２に記載されたような発明が開示されている。特許文献１には、直流電源と半導体スイッチとリレーと負荷とが直列に接続され、このリレーのＯＮよりも半導体スイッチのＯＮを遅らせ、リレーが接続された後に半導体スイッチをＯＮさせて、突入電流により、リレーの接点が溶着することを防止する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、インターロックスイッチからの電力供給を受けて開閉するリレーと、このリレーに直列に接続され、設定された電圧以下になると通電を遮断する定電圧素子と、この定電圧素子の通電動作により負荷に電力供給する半導体素子の構成が開示されている。この構成は、インターロックスイッチが開放され、電圧が削減すると半導体素子をＯＦＦし、その後リレーをＯＦＦする動作を行う。
【特許文献１】特開２０００−２１５７７２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１では、インターロックスイッチが開放された場合、すなわちドアーが開かれた場合には、リレーが開放された後、半導体スイッチが開放される。従って、リレー開放時にアークが発生してしまい、接点の劣化や、最悪の場合は接点が溶着する可能性もある。
【０００８】
また特許文献２では、インターロックスイッチが開放されると、半導体スイッチが開放され、その後リレーが開放されるので、リレー開放時に、アークが発生することはない。従って接点が劣化することもない。
【０００９】
しかしながら、逆にインターロックスイッチを閉じられると、半導体スイッチが先に閉じられた後、リレーが閉じられる。従って、リレーが閉じられる時にアークが発生し、接点の劣化や最悪の場合は接点が溶着する可能性もある。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、インターロックスイッチの開放時には半導体スイッチを開放した後にリレースイッチを開放し、インターロックスイッチの閉鎖時にはリレースイッチを閉じた後で半導体スイッチを閉じる給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段およびリレー開閉手段と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチと、半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御手段と、インターロックスイッチからの開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉制御手段とを制御する開閉動作制御手段とを有し、リレー開閉手段および半導体開閉制御手段は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて開閉動作を行い、開閉動作制御手段は、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御する給電装置であることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の給電装置において、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレー開閉手段に供給する第１の蓄電手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の給電装置において、インターロックスイッチを介して第１の蓄電手段に供給される電力は、インターロックスイッチと第１の蓄電手段との給電ライン上に設けられた一方向性の半導体素子を介して第１の蓄電手段に供給されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の給電装置において、半導体開閉制御手段は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の給電装置において、制御部は割り込み端子をさらに有し、インターロックスイッチからの開閉信号は、当該割り込み端子に入力されたことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置であって、画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱手段を有し、電力が供給される負荷は、加熱手段であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、加熱手段に電力を供給する充放電可能な第２の蓄電手段をさらに有することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７記載の画像形成装置において、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知手段と、加熱手段へ電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測するタイマとを有し、タイマにて計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、電力を加熱手段へ供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御工程と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御工程とを有する給電装置の制御方法であって、開閉動作制御工程は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて、リレー開閉手段および半導体開閉手段の開閉動作を制御し、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に電力を供給するよう制御することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレースイッチに供給する第１の蓄電工程を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチを介して第１の蓄電工程にて供給される電力は、インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電されることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載の給電装置の制御方法において、開閉動作制御工程は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、請求項９から１２のいずれか１項記載の給電装置の制御方法において、インターロックスイッチからの開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み工程をさらに有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、請求項９から１３のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱工程を有し、加熱工程時に電力が供給されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４記載の画像形成装置の制御方法において、加熱工程にて電力を供給する充放電可能な第２の蓄電工程をさらに有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５記載の画像形成装置の制御方法において、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知工程と、加熱工程へ電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測工程とを有し、計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、電力を加熱工程へ供給する半導体開閉工程の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする。
【００２７】
請求項１７に記載の発明は、負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御処理と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、開閉動作制御処理は、インターロックスイッチを介して供給される電力に基づいて、リレー開閉手段および半導体開閉手段の開閉動作を制御させ、インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいてリレー開閉手段に電力を供給し、一定時間経過後に半導体開閉手段に電力を供給するよう制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチを介して供給される電力を蓄積し、当該電力をリレー開閉手段に供給する第１の蓄電処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２９】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチを介して第１の蓄電処理にて供給される電力は、インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３０】
請求項２０に記載の発明は、請求項１７から１９のいずれか１項記載のプログラムにおいて、制御処理は、インターロックスイッチを介して供給された電力に基づいて半導体開閉手段の開閉動作を制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３１】
請求項２１に記載の発明は、請求項１７から２０のいずれか１項記載のプログラムにおいて、インターロックスイッチからの開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３２】
請求項２２に記載の発明は、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知処理と、画像形成装置の画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱処理と、加熱処理時に、充放電可能な蓄電部より電力を供給する第２の蓄電処理と、加熱処理時に、蓄電部より電力供給が開始された時間から、インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測処理とをコンピュータに実行させ、計測された時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、蓄電部からの電力を供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させるようコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴とする。
【００３３】
請求項２３に記載の発明は、請求項１７から２２のいずれか１項記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
このように、本発明の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体によれば、インターロックスイッチの開放時には半導体スイッチを開放した後にリレースイッチを開放し、インターロックスイッチの閉鎖時にはリレースイッチを閉じた後で半導体スイッチを閉じるので、リレースイッチの接点の劣化や溶着を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、本実施形態の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
図１は、本実施形態の給電装置を模式的に示す図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施形態の給電装置は、定着ヒータ２と、リレー５と、半導体（ＦＥＴ）６と、ＦＥＴ開閉回路７と、リレードライブ回路８と、インターロックスイッチ９と、オープンコレクタバッファ１０と、電圧変換バッファ１１と、制御部１３と、電源部１７と、温度過昇防止部２１と、定着過熱部温度検出回路２８とを備えている。また温度過昇防止部２１は、リレー３と、サーモスタット４とを備えている。
【００３７】
負荷に電力を供給する構成としては、電源装置１７に定着ヒータ２が接続され、サーモスタット４の遮断でリレー３が開放される温度過昇防止部２１におけるリレー３を介して、定着ヒータ２に電力を供給するリレー５と、ＦＥＴ６とが直列に接続されている。
【００３８】
次に、具体的な動作について説明する。
リレー５およびＦＥＴ６は、定着ヒータ２に電力を供給する画像形成装置の制御部１３と、この制御部１３とは別に備えられたインターロックスイッチ９と、からの電力供給により開閉が制御される。
【００３９】
画像形成装置の制御部１３のポート２を介して、リレー５をＯＮする信号が出力されており、かつ制御部１３のポート３からＦＥＴ６をＯＮする信号がＦＥＴ制御回路７に出力された状態でインターロックスイッチ９が閉じられていた場合には、リレー５にはインターロックスイッチ９から電力が供給されるので、励磁コイルは通電されリレー５の開閉回路は閉じられる。
一方、ＦＥＴ制御回路７にもインターロックスイッチ９から電力が供給されるので、ＦＥＴ制御回路７のトランジスタ７ａはＯＮするとＦＥＴ６のゲートにもＯＮ電圧が加えられ、ＦＥＴ６もＯＮする。
【００４０】
インターロックスイッチ９が開放されると、リレー５には電力が供給されなくなるので、リレー５の開閉回路は開放され、ＦＥＴ制御回路７にもインターロックスイッチ９から電力が供給されないので、ＦＥＴ制御回路７のトランジスタ７ａはＯＦＦして、ＦＥＴ６のゲートにもＯＦＦ電圧が加えられ、ＦＥＴ６もＯＦＦする。なお、メカニカル接点のリレー５よりも半導体のＦＥＴ６は早くＯＮする。
【００４１】
ここで、温度過昇防止部２１の動作について簡単に説明する。温度過昇防止部２１は、上述したように、リレー３と、サーモスタット４とを備えている。
サーモスタット４は、後述する図２０で説明する本実施形態の画像形成装置の定着装置内に設けられている。リレー５およびＦＥＴ６が導通を継続する等の状態となり、定着装置８０の定着ローラ８１が溶融する温度になると、このサーモスタット４が遮断する。サーモスタット４を介してリレー３の励磁コイルは通電されているので、通電は遮断されてリレー３は開放され、定着ヒータ２への電力供給も遮断される。
【００４２】
なお、定着ローラ２の温度を検出する定着過熱部温度検出回路２８については、後述する図９にて詳説する。
【００４３】
ここで、本実施形態の給電装置の動作について説明する。図２は、本実施形態の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００４４】
インターロックスイッチ９が開放されると、前述した理由ように、ＦＥＴ６はＯＦＦする。リレー５はメカニカル接点なので、少し遅れてＯＦＦする。ここでは先にＦＥＴ６がＯＦＦしているので、リレー５の接点に過電流が流れることはない。制御部１３のポート１には、電圧変換バッファ１１を介して、インターロックスイッチ９の開放信号が入力される。したがって、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を制御部１３のポート３から出力し、また制御部１３のポート２からリレー５をＯＦＦする信号を出力する。なお、既にリレー５およびＦＥＴ６はＯＦＦしているので、状態の変化はない。
【００４５】
次に、制御部１３は、インターロックスイッチ９の閉じられた信号を監視する。制御部１３のポート１よりインターロックスイッチ９が閉じられた信号が入力されると、制御部１３のポート２からリレー５をＯＮする信号を出力する。そして、リレー接点のチャタリング時間を考慮した時間が経過した後に、ＦＥＴ６をＯＮする信号を制御部１３のポート３より出力する。リレー５の接点が接続後にＦＥＴ６をＯＮするので、リレー５の接点がＯＮする時に大電流が流れることはない。
【００４６】
なお、ソフト的に、ＦＥＴ６およびリレー５をＯＦＦした状態ではない時に、インターロックスイッチ９が閉じられると、半導体のＦＥＴ６が先にＯＮして、その後メカニカルスイッチのリレー５がＯＮするので、リレー接点には過電流が流れ、接点が溶着または、劣化する可能性がある。また、インターロックスイッチ９が閉じられても、定着加熱部に電力を供給する必要がない場合には、勿論ＦＥＴ６をＯＮする信号は出力しない。
【００４７】
このように本実施形態によれば、インターロックスイッチ９が開放されるときは、ＦＥＴ６を先に開放して、その後リレー５を開放する。また、インターロックスイッチ９が閉じられたときには、リレー５を閉じた後で、ＦＥＴ６を閉じる。このような構成をとることにより、リレー接点の劣化、溶着を防止することができる。
【００４８】
図３は、本実施形態の給電装置の他の一例に示す図である。
図２では、ＦＥＴ６の開放動作よりもリレー５の開放を意図的に遅らせるために、インターロックスイッチ９の開放時に、リレー５に蓄電力供給を行う。なお、リレーの電流容量が少ない、小型のリレーの場合は接点の開閉が早いので、この図２に示すような形態が有効となる。
【００４９】
図２に示す給電装置では、図１に示す構成に加えて、キャパシタバンク１と、充電回路１２と、コンデンサ１４と、ダイオード１６とを備えている。
基本的な構成は図１と同様であるので、ここでは図１と異なる部分のみ説明する。
【００５０】
インターロックスイッチ９が閉じられた状態では、コンデンサ１４はダイオード１６を介して充電され蓄電される。リレー５の励磁コイルが通電された状態で、インターロックスイッチ９が開放されると、励磁コイルにはコンデンサ１４の蓄電力が供給される。したがって、励磁コイルの非通電状態は遅れるので、リレー５の開放も遅れることになる。なお、コンデンサ１４の蓄電力は、ダイオード１６により他の回路への放電が禁止される。
【００５１】
一方、ＦＥＴ開閉回路７には、インターロックスイッチ９が開放された信号が直接入力されるので、ＦＥＴ６は遅れることなくＯＦＦされる。
【００５２】
またキャパシタバンク１は、充放電が可能な電気二重層コンデンサであり、充電回路１２により、定電圧充電、定電力充電、定電圧充電が行われる。キャパシタバンク１の詳細な動作については、後述する図９にて説明する。
【００５３】
ここで、図３に示す給電装置の動作について図４を用いて説明する。図４は、図３に示すインターロックスイッチ９が開閉時の、ＦＥＴ６およびリレー５の動作を示すタイミングチャートである。この図４に示すタイミングチャートは、前述した図２に示すタイミングチャートとほぼ同様である。すなわち、コンデンサ１４の蓄電力によりリレー５の開放が遅れること以外は、図２と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５４】
このように本実施形態によれば、リレー５に電力を供給する蓄電手段（コンデンサ１４）を設け、インターロックスイッチ９が開放された時には、このコンデンサ１４からリレー５に電力を供給する。このように、リレー５のＯＦＦを遅らせ、ＦＥＴ６が確実にＯＦＦした後にリレーをＯＦＦすることができるため、ＦＥＴ６をＯＦＦする時間に余裕を持たせることが可能となり、リレー接点の劣化、溶着を防止することができる。また、ダイオート１６により、他の回路への放電は防止されるので、容量の小さいコンデンサが使用可能となる。
【００５５】
図５は、本実施形態の給電装置のさらに他の一例に示す図である。
図５では、インターロックスイッチ９の開閉信号を制御部１３におけるＣＰＵの割り込み端子１８に入力し、ソフト的にＦＥＴ６をＯＦＦする場合を示している。
【００５６】
図５に示す給電装置では、図３に示す構成に加えて、前述した割り込み端子１８が設けられている。また、ＦＥＴ開閉回路７の代わりに抵抗Ｒを備えている。
基本的な構成は図１，３と同様であるので、ここでも図１，３と異なる部分のみ説明する。
【００５７】
インターロックスイッチ９の開閉信号は、電圧変換バッファ１１を介してＣＰＵの割り込み端子（ＩＮＴ）１８に入力される。ＦＥＴ６は制御部１３のポート３により、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００５８】
図５に示す給電装置の構成における制御部１３の動作について説明する。
図６は、制御部１３の動作を示すタイミングチャートである。
【００５９】
制御部１３は、インターロックスイッチ９が開放され割り込みが発生すると、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を制御部１３のポート３より出力する。次に、コンデンサ１４の蓄電を利用してリレー５を開放させた一定時間後に、ソフト的にリレー５を開放する信号を出力する。
【００６０】
また制御部１３は、インターロックスイッチ９が閉じられ割り込みが発生すると、リレー５を閉じる信号を制御部１３のポート２より出力し、リレー接点のチャタリング時間を考慮した時間が経過した後に、ＦＥＴ６をＯＮする信号を制御部１３のポート３より出力する。リレー５の接点が接続後にＦＥＴ６をＯＮするので、リレー５の接点がＯＮする時に大電流が流れることはない。なお、インターロックスイッチ９が閉じられても、定着加熱部に電力を供給する必要がない場合には、勿論ＦＥＴ６をＯＮする信号は出力しない。
【００６１】
このように本実施形態によれば、インターロックスイッチ９の開閉信号を、制御部１３の割り込み端子に入力することにより、ソフト的にＦＥＴを早く遮断し、またリレーはコンデンサ１４の蓄電力を利用して、ＯＦＦすることができる。これにより、給電装置の回路構成を簡略化することが可能となる。
【００６２】
図７は、本実施形態の画像形成装置を模式的に示す外観図である。
図７では、画像形成装置の前カバー１００が開放された状態になっている。この前カバー１００により画像形成装置内部の駆動部や高電圧の電源部に触れないようにしている。前カバー１００が閉じられると、この前カバー１００に設けられた突起部２００が溝部３００に入り、さらに溝部３００に設けられたドアスイッチ４００が閉じられる。逆に、前カバー１００が開けられると、ドアスイッチ４００も開放される。
【００６３】
図６は、ドアスイッチ４００の周辺部を模式的に示す斜視図である。
前述したように、前カバー１００が閉じられることで溝部３００に設けられたドアスイッチ４００のレバー５００が押される。これによってドアスイッチ４００内部のスイッチ接点が接続されて、電線６００が通電される。
【００６４】
図９は、本実施形態の給電装置を備えた画像形成装置の制御回路構成を模式的に示す図である。なおここでは、図５にて示した給電装置を用いることとする。
【００６５】
まず充電回路１２について説明する。
充電回路１２は、出力電圧を発生させる出力発生手段１２１と、この出力電圧を制御する出力制御手段１２２と、この出力制御手段１２２にフィードバックされる充電電圧検出回路１２３とで構成される。
【００６６】
出力制御手段１２２はＣＰＵ１２２ａを備え、このＣＰＵ１２２ａに内部バスで接続されたシリアルコントローラ（ＳＩＣ）１２２ｂと、Ａ／Ｄコンバーター１２２ｃと、充電電流検出回路１２２ｄと、定電圧出力用、定電流充電用および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅとを備えている。また、ここでは図示はしないが、ＲＯＭやＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路および入出力ポートなどを有している。
以下に詳細な説明を行う。
【００６７】
主電源スイッチ７２を介して交流電源７１からの交流入力は、フィルタ７３を経由して全波整流回路４７に接続され、全波整流される。この全波整流された出力は、平滑コンデンサＣ２によりリップル成分等が除去される。
【００６８】
全波整流回路７４の直流出力側には、平滑コンデンサＣ２と並列に高周波のトランス２０の１次コイル２０ａが接続され、この１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。ＦＥＴ６で構成されるスイッチング回路は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅから出力されるＰＷＭ信号により、ＦＥＴ６がスイッチング（ＯＮ／ＯＦＦ動作）すると１次コイル２０ａにはスイッチング電流が流れる。
【００６９】
この１次コイル２０ａ側のスイッチ電流により、トランス２０の２次コイル２０ｂにスイッチ電圧が誘起する。この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。トランス２０の２次コイル２０ｂには整流回路としてダイオードＤ１、Ｄ２が接続されており、スイッチング電圧はこの整流回路で整流され、チュークコイル７５およびコンデンサＣ１により平滑され、直流出力に変換される。
この直流出力は、ダイオード７６を通してキャパシタバンク１に供給される。
【００７０】
次に、キャパシタバンク１に充電する動作を説明する。
本実施形態の給電装置におけるキャパシタバンク１には、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。したがって、１８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。
【００７１】
なお、本実施形態の給電装置のキャパシタバンク１は、対象とする画像形成装置の連続コピー時において温度落ち込みを防止できる容量、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。
【００７２】
次に、キャパシタバンク１に充電された充電電圧検出回路１２３の動作を説明する。
キャパシタバンク１の端子間電圧は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とにより分圧回路を構成した充電電圧検出回路１２３により検出される。その出力は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅのＡ／Ｄコンバータ１２２ｃと、エンジン制御部７７のＡ／Ｄコンバーター７７ｂに入力される。
【００７３】
この出力電圧は、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用のＰＷＭ発生回路１２２ｅにより監視され、ＰＷＭ信号のＯＮデューティを変えることにより制御される。なお、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅについては後述する。
【００７４】
次に、キャパシタバンク１の充電電流検出方法について説明する。
キャパシタバンク１の充電電流の検出は、キャパシタバンク１と直列に接続された抵抗Ｒ１を流れる電流を端子間電圧として検出し、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅの充電電流検出回路１２２ｄに入力される。
【００７５】
次に、キャパシタセル個々の満充電を検出し、バイパス回路１ｂを動作させ、各キャパシタセル１ａの充電電圧を均等化する均等化回路１ｄの動作を説明する。
【００７６】
出力発生手段１２１によりキャパシタセル１ａは充電され、満充電の２．５Ｖに充電されると、均等化回路１ｄは充電電流をバイパスする。他のキャパシタセル１ａに並列に接続されたバイパス回路も同様の動作を行い、各キャパシタセル１ａの充電電圧は均等化される。
【００７７】
均等化回路１ｄは、何れかのキャパシタセル１ａの満充電を検知し、バイパス回路を動作させると、定電圧出力、定電流および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅに単セル満充電信号４４を出力する。また、均等化回路１ｄ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、定電圧出力、定電流および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅに全てのキャパシタセルの満充電信号４５を出力する。
【００７８】
次に、キャパシタバンク１の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク１に定電流充電または定電力充電を行う、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅの動作説明をする。
【００７９】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、キャパシタバンク１の充電電圧検出、充電電流の検出およびバイパス回路の動作を検出し、キャパシタバンク１に定電流充電、定電力充電または定電圧充電を行うためのＰＷＭ信号を発生させる回路である。
【００８０】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅはキャパシタバンク１の端子間電圧を充電電圧検出回路１２３の出力により検出し、キャパシタバンク１の端子間電圧が、予め設定された値より低い場合には、キャパシタバンクと直列に接続された抵抗Ｒ１の端子間電圧を逐次検出し、この端子間電圧に対応した、予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する。
【００８１】
なお、この予め設定された定電流充電にするためのＰＷＭ信号は、抵抗Ｒ１の端子間電圧と、ＰＷＭ信号のＯＮデュティーとの関係を予め作成したテーブルを使用してもよいし、演算により算出してもよい。また、充電電流のみ参照し、予め設定された充電電流になるよう、ＰＷＭ信号を制御してもよい。さらに、キャパシタバンク１が充電されてない状態の場合は、大きな突入電流がキャパシタバンク１に流れるのを防止しするために、初めは出力電圧を低くし、徐々に出力電圧を高くするようにＰＷＭ信号を出力してもよい。
【００８２】
キャパシタバンク１の端子間電圧が予め設定された値以上になると、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、定電力充電を行うために、キャパシタバンク１の充電電流とキャパシタバンク１の端子間電圧の検出を逐次行う。そして、検出した充電電流と充電電圧から、予め設定さ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。
【００８３】
なおこのＰＷＭ信号は、キャパシタバンクの充電電流と、キャパシタバンク１の端子間電圧との検出を行い、この検出した充電電流と充電電圧とから、予め設定された定電力充電を行うためＰＷＭ信号を演算して決定する。
【００８４】
定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、何れかの単セル満充電信号４４を検出すると、再び予め設定された定電流充電にするＰＷＭ信号を、ＦＥＴ６のゲートに出力する。また、定電圧出力、定電流充電および定電力充電用ＰＷＭ発生回路１２２ｅは、全てのキャパシタセルの満充電信号４５を検出すると、一定期間定電圧充電を行い、その後充電動作を停止する信号をＦＥＴ６のゲートに出力する。
【００８５】
次に、エンジン制御部７７およびその周辺部について説明する。
エンジン制御部７７は、ＣＰＵ７７ａと、ＣＰＵ７７ａに内部バスで接続されたＡ／Ｄコンバータ７７ｂと、入出力ポート７７ｃと、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）７７ｄと、ＮＶ−ＲＡＭ７７ｅと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、割り込み制御回路（ＩＮＴ）などで構成されている。
また本実施形態では、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とを備えている。
【００８６】
エンジン制御部７７のＡ／Ｄコンバータ７７ｂには、図１２に示す定着装置８０の定着ローラ８１の表面温度（定着温度）を検出する定着過熱部温度検出回路２８，３３が接続されている。
定着過熱部温度検出回路２８は、ＤＣ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（図１，３，５中の定着ヒータ２）に対応する測定領域の温度を検出する回路である。また定着温度検出回路３３は、ＡＣ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である。ＤＣ定着ヒータ２２は、立ち上げ時およ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。
【００８７】
入出力ポート７７ｃには、定着過熱部温度検出回路２８の温度検出結果により、キャパシタバンク１に蓄電された電力を、定着装置内部に備えられたＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給するリレー５と放電回路（ＦＥＴ）６、および定着温度検出回路３３の検出結果により、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給するＡＣヒータ制御回路４３、画像形成動作を行うために必要なモータ、ソレノイド、クラッチなどの負荷７８、画像形成動作を行うために必要なセンサ１９およびスイッチ回路１５などの入力が接続されている。
【００８８】
また、インターロックスイッチ９の出力信号が、割り込み制御回路７７ｅに接続されている。またエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、インターロックスイッチ９の開閉信号により、割り込み処理ルーチンを実行する。さらにエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、出力制御手段１２２とシリアルコントローラ（ＳＣＩ）７７ｄを介して信号の送受信を行わせる。
【００８９】
また、エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、キャパシタバンク１の端子間電圧を充電電圧検出回路１２３により検出し、キャパシタバンク１の電力放電が可能かを判断する。またこのＣＰＵ７７は、ＤＣ定着ヒータ２２が供給する電圧値、または、定着装置の立ち上げ用のパターンなどを、出力制御手段１２２のＣＰＵ１２２ａに出力する。
【００９０】
次に、ＡＣヒータ制御回路４３について説明する。
主電源ＯＮ時および通常のコピー動作時には、ＡＣ定着ヒータ３０に電力を供給してコピー動作が行われる。エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、定着温度検出回路３３が予め設定された温度以下の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路３５にトライアックをＯＮする信号をエンジン制御部７７のポート４より出力する。このとき、定着ヒータ３０には電力が供給される。
【００９１】
また一方、定着温度検出回路３３が予め設定された温度以上の温度を検出すると、フォトトライアックドライブ回路３５にトライアックをＯＦＦする信号をエンジン制御部７７のポート４より出力する。このとき、ＡＣ定着ヒータ３０への電力供給は停止される。
【００９２】
次に、ＤＣ定着ヒータ２２に電力を供給する動作について説明する。
エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、主電源がＯＮされた時に充電電圧検出回路１２３の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク１の蓄電力をＤＣ定着ヒータ２２に供給するために、エンジン制御部７７のポート２より、リレー５をＯＮする信号を出力する。そして、リレー接点のチャタリング時間が経過後に、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。この動作により、リレー接点の溶着および劣化は防止され、キャパシタバンク１の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【００９３】
または、連続コピー時に定着加熱部の温度が低下して、未定着画像が発生する温度になると、出力制御手段１２２からの全セル満充電信号、または、充電電圧検出回路１２３の充電電圧を確認した後、キャパシタバンク１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７７ｃのポート２より、リレー５を閉じる信号を出力する。そして、一定時間経過後に入出力ポート７７ｃのポート３より、ＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。このとき、キャパシタバンク１の蓄電力がＤＣ定着ヒータ２２に供給される。
【００９４】
エンジン制御部のＣＰＵ７７ａは、定着過熱部温度検出回路２８により定着加熱部の温度検出を行う。そして、予め設定された温度以上の温度検出を行うと、キャパシタバンク１の電力放電を停止するために、入出力ポート７７ｃのポート３より、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する。そして一定時間が経過した後に、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５を開放する信号を出力する。
【００９５】
なお、定着加熱部に電力供給を行う場合には、リレー５は閉じた状態を継続し、ＦＥＴ６のＯＮ／ＯＦＦ制御のみで電力供給を行ってもよい。このようにすることで、定着加熱部に電力供給を行う場合のリレー接点の劣化を防止することができる。
【００９６】
次に、本実施形態の画像形成装置内部に備えられた、インターロックスイッチ９の開閉動作時におけるエンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａの動作について説明する。なお、定着加熱部にキャパシタバンク１の蓄電力を供給する回路構成は、前述した図５と同様であり、その説明は省略する。
【００９７】
図９中の２１は、前述したように温度過昇防止部であり、リレー３とサーモスタット４とで構成される。
ＣＰＵ７７ａでは、インターロックスイッチ９が開放された信号により割り込みが発生すると、その割り込み処理ルーチンの中で、ＦＥＴ６をＯＦＦする信号をエンジン制御部７７のポート３より出力する。そして、一定時間経過後にリレー５を開放する信号をエンジン制御部７７のポート２より出力する。
【００９８】
また、インターロックスイッチ９が閉じられた場合の動作について説明する。
ＣＰＵ７７ａでは、インターロックスイッチ９が閉じられた信号により割り込みが発生すると、その割り込み処理ルーチンの中で、リレー５を閉じる信号をエンジン制御部７７のポート２より出力する。次に、定着加熱部の温度が補助電源を必要とする場合は、リレー接点のチャタリング時間を計測後、エンジン制御部７７のポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する。リレー接点部に大きな電流が流れる状態でリレーの開閉は行わないので、リレー接点の溶着および劣化の防止が可能となる。
【００９９】
次に、本実施形態の画像形成装置の全体を制御するコントロール回路７９について説明する。
コントロール回路７９は、本実施形態の画像形成装置全体を制御するＣＰＵ７９ａとＣＰＵ７９ａに内部バスで接続された、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）７９ｂと、ＲＯＭやＲＡＭ、プリンタで使用する画像展開用のワークメモリ、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、ＣＰＵ周辺を制御する機能を搭載したＡＳＩＣおよびそのインタフェース回路などで構成される。
【０１００】
コントロール回路７９では、パネルを操作して使用者が行うシステム設定の入力や、使用者にシステムの設定内容状態を表示する表示・入力の制御を行う操作部制御回路３７と、エンジン制御部７７とが、シリアルコントローラ（ＳＣＩ）を介して接続されている。
【０１０１】
ここで、定着ヒータ２２にキャパシタバンク１の電力を供給する場合の動作について説明する。
図１０は、定着ヒータ２２にキャパシタバンク１の電力を供給する動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、まず始めに、定着温度が予め設定された温度以下かを確認する（ステップＳ１０１）。この確認は、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する。予め設定された温度以下の場合、例えば１８０℃以下の場合には（ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５をＯＮする信号を出力する（ステップＳ１０２）。そして、リレーの接点が確実にＯＮする時間を計測する。
【０１０３】
時間を計測後、次に、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで再度確認する（ステップＳ１０４）。予め設定された温度以下の場合、例えば１８０℃以下の場合には（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力する（ステップＳ１０５）。そして、定着加熱部に電力を供給した時間を計測するタイマをスタートさせる（ステップＳ１０６）。
【０１０４】
次に、定着温度が予め設定された温度を超えるかを確認する（ステップＳ１０７）。この確認は、前述したステップＳ１０１と同様に、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する。予め設定された定着温度を超える場合には（ステップＳ１０７／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する（ステップＳ１０８）。そして最後に、定着加熱部に電力を供給した時間を計測するタイマをクリアーする（ステップＳ１０９）。
【０１０５】
さらには、定着温度が予め設定された温度以下か、再度定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認し、前述した動作を繰り返すことになる。なお、本実施形態の場合には、ＦＥＴ６のＯＮ／ＯＦＦ動作により定着温度の制御を行ったが、勿論リレー５とＦＥＴ６との両方のＯＮ／ＯＦＦ制御により実施してもよい。
【０１０６】
また、前述のステップＳ１０１にて定着温度が設定温度以上の場合には（ステップＳ１０１／Ｎｏ）、ステップＳ１０４へと移行し、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで再度確認する。さらに前述のステップＳ１０４での確認において、定着温度が予め設定された温度以上の場合には（ステップＳ１０４／Ｎｏ）、ステップＳ１０７へと移行する。
【０１０７】
図１１は、図９に示すインターロックスイッチ９が開閉された時に、ＣＰＵ７７ａがリレー５とＦＥＴ６とをＯＮ／ＯＦＦ制御する場合の動作を示すフローチャートである。
インターロックスイッチ９の開閉信号はＣＰＵ７７ａの割り込み端子に接続されているが、この割り込み端子は、インターロックスイッチ９が開放された場合（立ち下がり）でも閉じられた場合（立ち上がり）でも、割り込みが発生する割り込み端子を使用している。
【０１０８】
まず、エンジン制御部７７のＣＰＵ７７ａは、インターロックスイッチ９の開閉信号により割り込みが発生すると、エンジン制御部７７のポート１により、インターロックスイッチ９が開放された信号（Ｌｏｗ）かを確認する（ステップＳ２０１）。インターロックスイッチ９が開放された信号の場合には（ステップＳ２０１／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグがセットされているかを確認する（ステップＳ２０２）。ここでインターロックスイッチ開放時のフラグがセットされている場合には（ステップＳ２０２／Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、フラグがセットされてない場合には（ステップＳ２０２／Ｎｏ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグをセットする（ステップＳ２０３）。
【０１０９】
次に、前述の図１０にて説明した定着加熱部にキャパシタバンク１の電力を供給するフローチャートで、定着加熱部に電力供給を継続した時間を計測するタイマが予め設定された時間以下か確認する（ステップＳ２０４）。ここで、タイマでの計測結果が予め設定された時間を超える場合には（ステップＳ２０４／Ｎｏ）、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力する（ステップＳ２０６）。最後に、入出力ポート７７ｃのポート２より、リレー５をＯＦＦする信号を出力して（ステップＳ２０７）、処理を終了する。
【０１１０】
また、前述のステップＳ２０４にてタイマの計測結果が予め設定された時間以下の場合には（ステップＳ２０４／Ｙｅｓ）、予め設定された時間が経過するまで確認を続ける（ステップＳ２０５）。そして予め設定された時間が経過した後に、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＦＦする信号を出力し（ステップＳ２０６）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレー５をＯＦＦする信号を出力して（ステップＳ２０７）、処理を終了する。
【０１１１】
一方、前述したステップＳ２０１にて、インターロックスイッチ９が開放された信号（Ｌｏｗ）ではない場合には（ステップＳ２０１／Ｎｏ）、インターロックスイッチ９が閉じられた信号かを入出力ポート７７ｃのポート１により確認する（ステップＳ２０８）。インターロックスイッチ９が閉じられた信号（Ｈ）ではない場合には（ステップＳ２０８／Ｎｏ）、処理を終了する。
【０１１２】
インターロックスイッチ９が閉じられた信号（Ｈ）の割り込みの場合には（ステップＳ２０８／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ９が開放された時にセットされるフラグがセットされているかを確認する（ステップＳ２０９）。ここで開放時のフラグがセットされていない場合には（ステップＳ２０９／Ｎｏ）、処理を終了する。フラグがセットされている場合には（ステップＳ２０９／Ｙｅｓ）、インターロックスイッチ２４が開放された時にセットされるフラグをリセットする（ステップＳ２１０）。
【０１１３】
次に、定着温度が予め設定された温度以下か、定着過熱部温度検出回路２８の出力をＡ／Ｄポート７７ｂより読み込んで確認する（ステップＳ２１１）。定着温度、例えば１８０℃以下のように予め設定された温度以下の場合には（ステップＳ２１１／Ｙｅｓ）、入出力ポート７７ｃのポート２よりリレーをＯＮする信号を出力する（ステップＳ２１２）。そして、リレーのチャタリング時間を考慮した時間を計測する（ステップＳ２１３）。ここで一定時間が経過した後、入出力ポート７７ｃのポート３よりＦＥＴ６をＯＮする信号を出力して（ステップＳ２１４）、処理を終了する。
なお、前述したステップＳ２１１にて、定着温度が予め設定された温度を超える場合には（ステップＳ２１１／Ｎｏ）、その時点で処理を終了する。
【０１１４】
このように本実施形態によれば、定着ヒータの放電直後にヒータに大きな突入電力が流れることのよるＦＥＴをＯＦＦするＦＥＴ６の破損を防止することができる。すなわち、電力供給開始時から、インターロックスイッチ９が開放されるまでの時間を計測し、計測した結果が、予め設定された時間より短い場合には、一定時間経過後にＦＥＴ６の開放を行うことで、ＦＥＴ６の破損防止を可能としている。
【０１１５】
図１２は、本実施形態の給電装置を有する画像形成装置の定着装置８０の概略構成を示す縦断側面図である。
この図１２に示すように、本実施形態の定着装置８０は、定着部材である定着ローラ８１と、加圧部材である加圧ローラ８２と、加圧ローラ８２を一定の加圧力で定着ローラ８１に押し当てる加圧手段（図示せず）とを備えている。定着ローラ８１および加圧ローラ８２は、図示しない駆動機構により回転駆動される。
【０１１６】
また定着装置８０には、図９にて説明したＡＣ定着ヒータ３０とＤＣ定着ヒータ２２との２つと定着ヒータと、定着ローラ８１の表面温度検出用のＡＣヒータ用サーミスタ３３ａおよびＤＣヒータ用サーミスタ２８ａが設けられている。
【０１１７】
これらのＡＣ定着ヒータ３０およびＤＣ定着ヒータ２２は、定着ローラ８１の内部に配置されており、その定着ローラ８１を内部から加熱して定着ローラ８１に熱を供給する。また、ＡＣヒータ用サーミスタ３３ａおよびＤＣヒータ用サーミスタ２８ａは、定着ローラ８１の表面にそれぞれ当接され、定着ローラ８１の表面温度（定着温度）を検出する。なお、ＡＣ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、ＤＣ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。
【０１１８】
ＡＣ定着ヒータ３０は、定着ローラ８１の温度が目標温度に達していないときにＯＮされて定着ローラ８１を加熱するヒータである。また、ＤＣ定着ヒータ２２は、本実施形態の画像形成装置の主電源投入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など、すなわち、定着装置８０のウォームアップ時に蓄電部の蓄電力を使用して定着装置８０の立ち上げを補助するヒータである。このような定着装置８０では、トナー画像を担持したシートが定着ローラ８１と加圧ローラ８２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ８１および加圧ローラ８２によって加熱および加圧される。これにより、シートにトナー画像が定着される。
【０１１９】
本実施形態の給電装置、画像形成装置、給電装置の制御方法、画像形成装置の制御方法、プログラムおよび記録媒体によれば、メカニカル開閉手段と半導体開閉手段とで構成される負荷に電力を供給する給電装置において、インターロックスイッチ開閉時のメカニカルスイッチ接点の劣化や溶着を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】インターロックスイッチ９とメカニカルリレー５と半導体（ＦＥＴ）６とで構成される本実施形態の給電装置を模式的に示す図である。
【図２】図１の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】ＦＥＴ６の開放動作よりもリレー５の開放を意図的に遅らせるために、インターロックスイッチ９が開放時に、リレー５に蓄電力供給する場合の給電装置の構成を示す図である。
【図４】図３の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】インターロックスイッチ９の開閉信号を制御部１３のＣＰＵの割り込み端子に入力しソフト的に、ＦＥＴ６をＯＦＦする場合の給電装置の構成を示す図である。
【図６】図５の給電装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本実施形態の画像形成装置の外観を模式的に示す図である。
【図８】ドアスイッチ４００の周辺部を示す図である。
【図９】本実施形態の給電装置を有する画像形成装置の制御回路を模式的に示す図である。
【図１０】加熱定着部にキャパシタバンク１の電力を供給する場合の動作を示すフローチャートである。
【図１１】インターロックスイッチ９の開閉による割り込みルーチンを示すフローチャートである。
【図１２】定着装置８０の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１ キャパシタバンク
１ａ キャパシタセル
１ｂ バイパス回路
２ 定着ヒータ
３、５ リレー
４ サーモスタット
６ ＦＥＴ（半導体スイッチ）
７ ＦＥＴ開閉回路
８ リレードライブ回路
９ インターロックスイッチ
１０ オープンコレクタバッファ
１１ 電圧変換バッファ
１２ 充電回路
１３ 制御部
１４ コンデンサ
１６ ダイオード
２１ 温度過昇防止部
２８ 定着過熱部温度検出回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段およびリレー開閉手段と、
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチと、
前記半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御手段と、
前記インターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、前記リレー開閉手段と前記半導体開閉制御手段とを制御する開閉動作制御手段とを有し、
前記リレー開閉手段および前記半導体開閉制御手段は、前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて開閉動作を行い、
前記開閉動作制御手段は、前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給し、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御することを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電手段を有することを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電手段に供給される前記電力は、前記インターロックスイッチと前記第１の蓄電手段との給電ライン上に設けられた一方向性の半導体素子を介して前記第１の蓄電手段に供給されることを特徴とする請求項２記載の給電装置。
【請求項４】
前記半導体開閉手段制御手段は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の給電装置。
【請求項５】
前記開閉動作制御手段は割り込み端子をさらに有し、前記インターロックスイッチからの前記開閉信号は、当該割り込み端子に入力されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の給電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置であって、
画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱手段を有し、
電力が供給される負荷は、前記加熱手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記加熱手段に前記電力を供給する充放電可能な第２の蓄電手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知手段と、
前記加熱手段へ電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測するタイマとを有し、
前記タイマにて計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記電力を前記加熱手段へ供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項９】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御工程と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と前記半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御工程とを有する給電装置の制御方法であって、
前記開閉動作制御工程は、
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて、前記リレー開閉手段および前記半導体開閉手段の開閉動作を制御し、
前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給し、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御することを特徴とする給電装置の制御方法。
【請求項１０】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電工程を有することを特徴とする請求項９記載の給電装置の制御方法。
【請求項１１】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電工程にて供給される前記電力は、前記インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電されることを特徴とする請求項１０記載の給電装置の制御方法。
【請求項１２】
前記制御工程は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載の給電装置の制御方法。
【請求項１３】
前記インターロックスイッチからの前記開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み工程をさらに有することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項記載の給電装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱工程を有し、
前記加熱工程時に電力が供給されることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１５】
前記加熱工程にて前記電力を供給する充放電可能な第２の蓄電工程をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１６】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知工程と、
前記加熱工程へ電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測工程とを有し、
計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記電力を前記加熱工程へ供給する半導体開閉工程の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする請求項１４または１５記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御処理と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と前記半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記開閉動作制御処理は、
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて、前記リレー開閉手段および前記半導体開閉手段の開閉動作を制御させ、
前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給をし、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御するようコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７記載のプログラム。
【請求項１９】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電処理にて供給される前記電力は、前記インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電するようコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１８記載のプログラム。
【請求項２０】
前記制御処理は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項記載のプログラム。
【請求項２１】
前記インターロックスイッチからの前記開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項記載のプログラム。
【請求項２２】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知処理と、
画像形成装置の画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱処理と、
前記加熱処理時に、充放電可能な蓄電部より前記電力を供給する第２の蓄電処理と、
前記加熱処理時に、前記蓄電部より電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測処理とをコンピュータに実行させ、
計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記蓄電部からの前記電力を供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させるようコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
請求項１７から２２のいずれか１項記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段およびリレー開閉手段と、
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチと、
前記半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御手段と、
前記インターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、前記リレー開閉手段と前記半導体開閉制御手段とを制御する開閉動作制御手段とを有し、
前記リレー開閉手段および前記半導体開閉制御手段は、前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて開閉動作を行い、
前記開閉動作制御手段は、前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給し、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御することを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電手段を有することを特徴とする請求項１記載の給電装置。
【請求項３】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電手段に供給される前記電力は、前記インターロックスイッチと前記第１の蓄電手段との給電ライン上に設けられた一方向性の半導体素子を介して前記第１の蓄電手段に供給されることを特徴とする請求項２記載の給電装置。
【請求項４】
前記半導体開閉手段制御手段は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の給電装置。
【請求項５】
前記開閉動作制御手段は割り込み端子をさらに有し、前記インターロックスイッチからの前記開閉信号は、当該割り込み端子に入力されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の給電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置であって、
画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱手段を有し、
電力が供給される負荷は、前記加熱手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記加熱手段に前記電力を供給する充放電可能な第２の蓄電手段をさらに有することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知手段と、
前記加熱手段へ電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測するタイマとを有し、
前記タイマにて計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記電力を前記加熱手段へ供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装置。
【請求項９】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御工程と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と前記半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御工程とを有する給電装置の制御方法であって、
前記開閉動作制御工程は、
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて、前記リレー開閉手段および前記半導体開閉手段の開閉動作を制御し、
前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給し、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御することを特徴とする給電装置の制御方法。
【請求項１０】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電工程を有することを特徴とする請求項９記載の給電装置の制御方法。
【請求項１１】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電工程にて供給される前記電力は、前記インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電されることを特徴とする請求項１０記載の給電装置の制御方法。
【請求項１２】
前記制御工程は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載の給電装置の制御方法。
【請求項１３】
前記インターロックスイッチからの前記開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み工程をさらに有することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項記載の給電装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか１項記載の給電装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱工程を有し、
前記加熱工程時に電力が供給されることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１５】
前記加熱工程にて前記電力を供給する充放電可能な第２の蓄電工程をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１６】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知工程と、
前記加熱工程へ電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測工程とを有し、
計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記電力を前記加熱工程へ供給する半導体開閉工程の開放動作を一定時間経過後に開放させることを特徴とする請求項１４または１５記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
負荷へ供給する電力の開閉動作を行うため直列接続された半導体開閉手段の電力供給に係る開閉動作を制御する半導体開閉制御処理と、物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチからの前記開閉動作に伴う開閉信号に基づいて、リレー開閉手段と前記半導体開閉手段とを制御する開閉動作制御処理とをコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記開閉動作制御処理は、
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力に基づいて、前記リレー開閉手段および前記半導体開閉手段の開閉動作を制御させ、
前記インターロックスイッチからの閉指示信号に基づいて前記リレー開閉手段に前記電力を供給をし、一定時間経過後に前記半導体開閉手段に前記電力を供給するよう制御するようコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１８】
前記インターロックスイッチを介して供給される前記電力を蓄積し、当該電力を前記リレー開閉手段に供給する第１の蓄電処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７記載のプログラム。
【請求項１９】
前記インターロックスイッチを介して前記第１の蓄電処理にて供給される前記電力は、前記インターロックスイッチから一方向性の半導体素子を介して蓄電するようコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１８記載のプログラム。
【請求項２０】
前記制御処理は、前記インターロックスイッチを介して供給された前記電力に基づいて前記半導体開閉手段の前記開閉動作を制御するようコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項記載のプログラム。
【請求項２１】
前記インターロックスイッチからの前記開閉信号が割り込み端子に入力される割り込み処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項記載のプログラム。
【請求項２２】
物体の移動に伴って電力の供給の開閉動作を行うインターロックスイッチの開閉信号を検知する検知処理と、
画像形成装置の画像形成時に転写紙上に転写された原稿画像を加熱して定着させる加熱処理と、
前記加熱処理時に、充放電可能な蓄電部より前記電力を供給する第２の蓄電処理と、
前記加熱処理時に、前記蓄電部より電力供給が開始された時間から、前記インターロックスイッチが開放されるまでの時間を計測する計測処理とをコンピュータに実行させ、
計測された前記時間が予め設定された所定の時間よりも短い場合には、前記蓄電部からの前記電力を供給する半導体開閉手段の開放動作を一定時間経過後に開放させるようコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２３】
請求項１７から２２のいずれか１項記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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２００８−２９０５７（Ｐ２００８−２９０５７Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９５９９９（Ｐ２００６−１９５９９９）
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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