(57)【要約】【課題】  半導体スイッチング素子が発熱しても、大きな放熱板や強制空冷ファンを用いる必要がなく定着装置を早期に定常状態にできる定着用ヒータ制御装置を提供する。【解決手段】  制御回路は、所定の時間ごとに双方向性サイリスタの通算オン時間を検出し（ＳＰ１）、その通算オン時間とデューテイ比とに対応する予測温度を記憶回路から読出し（ＳＰ２）、予測温度が所定の発熱量であるか否かに応じて、双方向性サイリスタを制御する制御信号のデューテイ比の変更を行って、ヒータに印加する電圧を制御することにより、定着装置の制御温度を下げてプリント速度を低減したり、一時的にプリント動作を禁止する（ＳＰ３〜ＳＰ７）。【選択図】      図２
2006154461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着用ヒータを制御する定着用ヒータ制御装置であって、
オン，オフすることで前記定着用ヒータへの電源供給を制御するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオンした時間を累積した通算オン時間および前記スイッチング素子をオン，オフするデューテイ比を示すデータを記憶する記憶手段と、
予め定める時間ごとに、前記記憶手段に記憶した前記スイッチング素子の通算オン時間とデューテイ比を示すデータを読出して、予め定める条件に一致していれば、前記デューテイ比を変更するように制御する制御手段とを備える、定着用ヒータ制御装置。
【請求項２】
前記記憶手段は、前記予め定める条件として、前記通算オン時間と前記オンする間隔を示すデータに対応して予測温度に関するデータを記憶していて、
前記制御手段は、前記予め定める時間ごとに前記記憶手段に記憶している通算オン時間とオンする間隔を示すデータに対応する予測温度を読出し、その予測温度が所定の温度を超えていれば、前記スイッチング素子のオン期間をオフ期間よりも短くなるようにデューテイ比を制御する、請求項１に記載の定着用ヒータ制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予測温度が予め定める温度を越えていることを判別したことに応じて、前記スイッチング素子を連続的にオフするように制御する、請求項１に記載の定着用ヒータ制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記予測温度が予め定める温度を越えていることを判別したことに応じて、警報を報知する、請求項１に記載の定着用ヒータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は定着用ヒータ制御装置に関し、例えば、双方向性サイリスタを用いて、複写機の定着装置に用いられるハロゲンヒータなどをオン，オフする定着用ヒータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）などの定着装置には、加熱源としてハロゲンヒータが用いられており、ハロゲンヒータをオン，オフ制御するために双方向性サイリスタが用いられている。双方向性サイリスタは、オンするとその電力損失によって発熱するために大きな放熱板や強制空冷するためにファンが必要になる。
【０００３】
特開２０００−２９３５０号公報（特許文献１）には、双方向性サイリスタの温度変化サイクル数を少なくして温度上昇を抑えるために、図３に示すような定着用ヒータ制御装置について記載されている。図３において、定着用ヒータ制御装置は、ヒータ１と双方向性サイリスタ２と電源３とを直列接続し、制御回路４によって温度検出回路５で検出された温度と、予め設定されている上限値および下限値との比較を行い、ヒータ１の温度が上限値と下限値との間になるように双方向性サイリスタ２を点弧制御することにより、双方向性サイリスタ２の温度変化サイクル数を少なくして長寿命化を図るものである。
【特許文献１】特開２０００−２９３５０号公報（段落番号００２０〜００２４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示す定着用ヒータ制御装置では、図４に示すようにヒータの温度が上限値と下限値との間を変化するため、いわゆる温度リップルが大きくなってしまうので温度変化の幅が大きくなり、定着装置を定常状態にするのに時間がかかるという問題を生じる。
【０００５】
そこで、この発明は、半導体スイッチング素子が発熱しても、大きな放熱板や強制空冷ファンを用いる必要がなく定着装置を早期に定常状態にできる定着用ヒータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、定着用ヒータを制御する定着用ヒータ制御装置であって、オン，オフすることで定着用ヒータへの電源供給を制御するスイッチング素子と、スイッチング素子がオンした時間を累積した通算オン時間およびスイッチング素子をオン，オフするデューテイ比を示すデータを記憶する記憶手段と、予め定める時間ごとに、記憶手段に記憶したスイッチング素子の通算オン時間とオンする間隔を示すデータを読出して、予め定める条件に一致していれば、スイッチング素子をオン，オフするデューテイ比を変更するように制御する制御手段とを備える。
【０００７】
好ましくは、記憶手段は予め定める条件として、通算オン時間とオンする間隔を示すデータに対応して予測温度に関するデータを記憶していて、制御手段は予め定める時間ごとに記憶手段に記憶している通算オン時間とデューテイ比とに対応する予測温度を読出し、その予測温度が所定の温度を超えていれば、スイッチング素子のオン期間をオフ期間よりも短くなるようにデューテイ比を制御する。
【０００８】
好ましくは、制御手段は予測温度が予め定める温度を越えていることを判別したことに応じて、スイッチング素子を連続的にオフするようにデューテイ比を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、スイッチング素子がオンした時間の累積を記憶するとともにデューテイ比を記憶しておき、予め定める時間ごとに、通算オン時間とデューテイ比を示すデータを読出して、予め定める条件に一致していれば、スイッチング素子をオン，オフするデューテイ比を変えるように制御するようにしたので、半導体スイッチング素子の発熱を調整できるので、大きな放熱板や強制空冷ファンを用いる必要がなく定着装置を早期に定常状態にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１はこの発明の一実施形態における定着用ヒータ制御装置のブロック図である。図１において、ヒータ１と、半導体スイッチング素子としての双方向性サイリスタ２と、電源３とが直列接続されている。ヒータ１は画像形成装置などにおける定着装置の加熱源として使用されており、例えばハロゲンヒータなどが使用される。双方向性サイリスタ２は、制御回路１０によってオン，オフが制御される。
【００１１】
制御回路１０に関連して記憶回路２０が設けられており、記憶回路２０は双方向性サイリスタ２の通算オン時間を記憶する通算オン時間記憶領域と、通算オン時間とオンした間隔とに対応する温度予測値の関係を示す温度テーブルを記憶している。
【００１２】
通算オン時間は双方向性サイリスタ２をオンさせた累積時間であり、通算オン時間とオンした間隔に対する温度予測値は、双方向性サイリスタ２を所定の間隔でオンさせた通算オン時間の間に発熱するであろうと予測される温度であり、異なる種々の通算オン時間およびデューテイ比で発熱する温度を予め測定することで温度予測値が記憶回路２０に記憶されている。
【００１３】
図２はこの発明の一実施形態における画像形成装置の定着装置に適用した場合の動作を説明するためのフローチャートである。図２に示す処理は、画像形成装置の電源投入後に予め定める一定時間が経過するごとに実行される。ステップ（図示ではＳＰと略称する）ＳＰ１において、制御回路１０は、電源投入後に双方向性サイリスタ２をオンした通算オン時間を求め、双方向性サイリスタ２をオンするごとに、その時間を記憶回路２０の通算オン時間記憶領域に累積的に記憶させる。制御回路１０は、記憶回路２０に記憶されている通算オン時間およびデューテイ比のデータに基づいて温度テーブルを参照して、予測温度を読み出す。
【００１４】
ステップＳＰ２において、予測温度が第１の発熱量を越えたか否かを判別する。この第１の発熱量は、双方向性サイリスタ２にこれ以上通電すると熱により破損すると予測される発熱量であり、予測温度が第１の発熱量を越えていることを判別すると、ステップＳＰ４においてデューテイ比を変化させて双方向性サイリスタ２に与える制御信号を連続的にオフにし、画像形成装置によるプリント動作を禁止するためにプリント禁止モードに移行する。このとき、警報を発するようにしてもよい。
【００１５】
ステップＳＰ３において、予測温度が第１の発熱量を越えていないことを判別したときには、ステップＳＰ５において、予測温度が第２の発熱量を越えているか否かを判別する。この第２の発熱量は、第１の発熱量よりも低い値であり、低速でプリント動作が可能な程度の温度であり、予測温度が第２の発熱量を越えていることを判別したときには、ステップＳＰ６において、通紙速度を低減する。すなわち、温度を下げた状態でプリンタ動作を維持するために、双方向性サイリスタ２をオンする期間をオフする期間よりも短くなるようにデューテイ比を変化させることにより、ヒータ１がオンする時間を短くする。これにより、定着装置の制御温度を下げて通紙速度を低減した半速モードに移行する。
【００１６】
予測温度が第２の発熱量以下であると判別したときには、ステップＳＰ７において通常のプリント動作を行う。ステップＳＰ８においてプリント動作を終了したか否かを判別し、終了する場合には処理を終了し、終了していなければステップＳＰ１に戻り、以下ステップＳＰ１〜ステップＳＰ８の動作を行う。
【００１７】
このように、予測温度が所定の発熱量であるか否かに応じて、双方向性サイリスタ２を制御する制御信号のデューテイ比の変更を行うことにより、ヒータ１に印加する電圧を制御して、定着装置の制御温度を下げてプリント速度を低減したり、一時的にプリント動作を禁止するなどにより、双方向性サイリスタ２が発熱しても大きな放熱板や強制空冷ファンを用いることなく双方向性サイリスタ２を保護することができる。
【００１８】
なお、上述の実施形態では、スイッチング素子として双方向性サイリスタ２を用いるようにしたが、その他の電力をオン，オフできるスイッチング素子を用いるようにしてもよい。
【００１９】
また、この発明は画像形成装置以外の定着用ヒータ制御装置に用いてもよい。
【００２０】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態における定着用ヒータ制御装置のブロック図である。
【図２】この発明の一実施形態における定着用ヒータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】定着用ヒータ制御装置の従来例を示すブロック図である。
【図４】図３に示した従来の定着用ヒータ制御装置におけるヒータ温度上限値と下限値を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ヒータ、２  双方向性サイリスタ、３  電源、１０  制御回路、２０  記憶回路。
【図１】
2006154461.tif 000003
【図２】
2006154461.tif 000004
【図３】
2006154461.tif 000005
【図４】
2006154461.tif 000006