(57)【要約】【課題】１００Ｖ系商用電源地域、２００Ｖ系商用電源地域の区別無く、共通の製品を全世界に供給可能であり、エラーや故障などの不具合を起こさず、適切に動作モードを切り替え、画像の良好な定着性を得ることができる加熱装置および画像形成装置の提供。【解決手段】セラミックヒータ１０９ｃと、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２と、サーミスタ１０９ｄと、エンジンコントローラ１２６とを備え、セラミックヒータ１０９ｃは、２００Ｖ系商用電源に対応する直列接続モードと、１００Ｖ系商用電源に対応する並列接続モードとを有し、エンジンコントローラ１２６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２のＤｕｔｙ値をモニタし、モニタしたＤｕｔｙ値に基づいて、セラミックヒータ１０９ｃの直列接続モードと並列接続モードとを切り替える構成とする。【選択図】図２
2008003469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、
前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、
前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、
前記制御手段は、前記電力供給手段の電力投入比率を監視し、該監視の結果に基づいて前記発熱手段の動作モードを切り替えることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記発熱手段が前記低い入力電圧に対応する動作モードで動作し、かつ、前記電力供給手段の前記電力投入比率が基準電力投入比率ｄ１より低いとき、該発熱手段の動作モードを、前記高い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記発熱手段が前記高い入力電圧に対応する動作モードで動作し、かつ、前記電力供給手段の前記電力投入比率が基準電力投入比率ｄ２より高いとき、該発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、
前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、
前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、
前記制御手段は、前記発熱手段の動作モードを前記高い入力電圧に対応する動作モードに設定し、前記電力供給手段の電力投入比率を決められた値に設定して該発熱手段への電力供給を開始し、
前記温度検出手段の出力を監視し、該監視の結果、温度上昇率が基準温度上昇率ｓ１より小さいとき、前記発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする加熱装置。
【請求項５】
発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、
前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、
前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、
前記制御手段は、前記発熱手段の動作モードを前記高い入力電圧に対応する動作モードに設定し、前記温度検出手段の検出結果が決められた温度上昇速度になるよう制御し、
前記電力供給手段の電力投入比率を監視し、該監視の結果、該電力投入比率が基準電力投入比率ｄ３より高いとき、前記発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする加熱装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記加熱装置の動作時の最後に設定されていた前記発熱手段の動作モードを記憶保持し、
前記発熱手段を次に加熱するときに、前記記憶保持された前記動作モードで動作させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項７】
前記発熱手段は、電圧を両端に印加することにより発熱し、略同値の抵抗特性を持つ少なくとも２つの発熱体を有し、
前記電力供給手段は、前記発熱手段に電力を供給する電極Ａと電極Ｂとを有し、
前記２つの発熱体は、直列に接続され、電極Ｃと電極Ｄと、該２つの発熱体の間の電極Ｅとを有し、
前記電極Ａは前記電極Ｃと接続され、
前記電極Ｄは第一のスイッチング手段を介して前記電極Ａまたは前記電極Ｂに選択的に接続可能とされ、
前記電極Ｅは第二のスイッチング手段を介して前記電極Ｂに接続可能とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項８】
前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作するユニバーサル電源を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置および画像形成装置に関し、特に加熱装置たる熱定着装置、および熱定着装置を備える複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。さらには、ＡＣ電源電圧が１００Ｖ系／２００Ｖ系の両方の地域に共通して使用できるユニバーサル対応の熱定着装置に関する。また、これら熱定着装置を備える、ＡＣ電源電圧１００Ｖ系／２００Ｖ系の両方の地域に共通して使用することが可能なユニバーサル対応の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種製品が各国間を行き交っており、一つの製品が世界中に広く流通することも珍しくない。このような状況の中で、世界の各地域によって商用電源電圧の違いなどが問題となる場合があり、各地域向けに仕様を区別し出荷せざるを得ない状況にある。
【０００３】
記録媒体上にトナーを加熱定着させて画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置では、その熱源となる加熱ヒータ等の加熱部材への電力供給の際に、適切な熱量を発生させる必要があり、それは画像形成装置に入力される商用電源電圧に依らない。そのため、従来、各国地域の商用電源電圧、例えば、日本や北米を中心とした１００Ｖ系電源地域、中国や欧州、南米など２００Ｖ系電源地域に向け、各々の商用電源電圧に対し最適な熱量を発生させる熱定着装置を個別に製造し、提供していた。そして、１００Ｖ系／２００Ｖ系それぞれの電圧に対応した２種類の画像形成装置が製造、管理され、提供されなければなかった。その結果、それぞれの商用電源電圧に対応する個別の部品を開発し製造し、また管理せねばならず、部品点数の増加によるこれらによるコストアップを引き起こしていた。
【０００４】
この課題を解決する方法として、例えば、特許文献１のような発明が開示されており、商用電源電圧に依らず、適宜電気基板等の接続方向を切り替えることにより共通部品を使用することができる。よって、商用電源電圧が１００Ｖ系であっても２００Ｖ系であっても簡単な方法、すなわち接続を切り替えることにより、動作可能な画像形成装置に内包する熱定着装置を製造し、各地域に向けた画像形成装置を製造し、管理、提供する方法がとられていた。
【特許文献１】特開２００４−８６０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来例では、各商用電源電圧地域に向けた製品を工場で設定し、製造する必要があり、各地域に対応する適切な制御を行うために、１００Ｖ系商用電源の場合と２００Ｖ系商用電源の場合で熱定着装置の設定を製造時に切り替える必要がある。よって、画像形成装置としては全く同じ製品を作ることができず、各々の地域に向けた製品を別々に製造し、管理、提供する必要がある。従って、これらによるコストアップを引き起こしてしまう恐れがある。
【０００６】
また、地域によっては１００Ｖ系商用電源と２００Ｖ系商用電源が共存する地域もあるため、製品の提供が煩雑になり、場合によっては、人為的なミスにより、間違った商用電源電圧に接続してしまう恐れも否定できない。
【０００７】
さらには、商用電源電圧が不安定な地域や環境も存在し、場合によっては１００Ｖ系商用電源地域でありながら高電圧が供給されてしまうような場合や、逆に２００Ｖ系商用電源地域でありながら低い電圧しか供給されない場合もある。
【０００８】
このような場合、画像形成装置そのものは１００Ｖ系／２００Ｖ系商用電源に対応していながら、製品が適切に設定されていないために、画像の良好な定着性を得ることができなかったり、エラーや故障を引き起こしたりしてしまう場合があった。例えば、２００Ｖ系商用電源に対応した製品を１００Ｖ系商用電源で動作させようとすると、電圧が低いために熱定着装置へ充分な電力が供給できない。そのため、熱定着に必要な熱容量が得られず、未定着な画像が出力されてしまったり、温度が上がらないためにエラーを引き起こしたりしてしまう。また、逆に、１００Ｖ系商用電源に対応した製品を２００Ｖ系商用電源で動作させようとすると、電圧が高いために熱定着装置へ過剰な電力が供給される。このため、温度上昇が急激なために制御不能に陥ったり、細かな温度制御ができないためにエラーを引き起こしたり、出力画像に定着ムラが発生したりする。また、もし辛うじて動作したとしても、電力制御において、位相角制御の位相角が非常に小さくなったりするなど、端子雑音電圧等ノイズレベルが悪化してしまう恐れがある。
【０００９】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、１００Ｖ系商用電源地域、２００Ｖ系商用電源地域の区別無く、共通の製品を全世界に供給可能な加熱装置および画像形成装置を提供するものである。なおかつ、製品の区別無く、エラーや故障などの不具合を起こさず、適切に動作モードを切り替え、画像の良好な定着性を得ることができる加熱装置および画像形成装置を提供するものである。１００Ｖ系商用電源と２００Ｖ系商用電源が混在する地域、さらには、１００Ｖ系商用電源地域でありながら高電圧が供給される場合や、逆に２００Ｖ系商用電源地域でありながら低い電圧しか供給されない場合でも、前記加熱装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の加熱装置および画像形成装置は以下の構成を有している。
【００１１】
（１）発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、前記制御手段は、前記電力供給手段の電力投入比率を監視し、該監視の結果に基づいて前記発熱手段の動作モードを切り替えることを特徴とする加熱装置。
【００１２】
（２）前記制御手段は、前記発熱手段が前記低い入力電圧に対応する動作モードで動作し、かつ、前記電力供給手段の前記電力投入比率が基準電力投入比率ｄ１より低いとき、該発熱手段の動作モードを、前記高い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする前記（１）に記載の加熱装置。
【００１３】
（３）前記制御手段は、前記発熱手段が前記高い入力電圧に対応する動作モードで動作し、かつ、前記電力供給手段の前記電力投入比率が基準電力投入比率ｄ２より高いとき、該発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする前記（１）に記載の加熱装置。
【００１４】
（４）発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、前記制御手段は、前記発熱手段の動作モードを前記高い入力電圧に対応する動作モードに設定し、前記電力供給手段の電力投入比率を決められた値に設定して該発熱手段への電力供給を開始し、前記温度検出手段の出力を監視し、該監視の結果、温度上昇率が基準温度上昇率ｓ１より小さいとき、前記発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする加熱装置。
【００１５】
（５）発熱手段を備え、高い入力電圧と低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段を加熱する加熱装置において、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作し、前記発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記発熱手段近傍に設けられ該発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に基づいて、前記電力供給手段を制御し、前記発熱手段へ供給可能な電力に対する該電力供給手段の電力投入比率を調整して該発熱手段の温度を制御する制御手段とを備え、前記発熱手段は、前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応する少なくとも二種類の動作モードを有し、前記制御手段は、前記発熱手段の動作モードを前記高い入力電圧に対応する動作モードに設定し、前記温度検出手段の検出結果が決められた温度上昇速度になるよう制御し、前記電力供給手段の電力投入比率を監視し、該監視の結果、該電力投入比率が基準電力投入比率ｄ３より高いとき、前記発熱手段の動作モードを、前記低い入力電圧に対応する動作モードに切り替えることを特徴とする加熱装置。
【００１６】
（６）前記制御手段は、前記加熱装置の動作時の最後に設定されていた前記発熱手段の動作モードを記憶保持し、前記発熱手段を次に加熱するときに、前記記憶保持された前記動作モードで動作させることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の加熱装置。
【００１７】
（７）前記発熱手段は、電圧を両端に印加することにより発熱し、略同値の抵抗特性を持つ少なくとも２つの発熱体を有し、前記電力供給手段は、前記発熱手段に電力を供給する電極Ａと電極Ｂとを有し、前記２つの発熱体は、直列に接続され、電極Ｃと電極Ｄと、該２つの発熱体の間の電極Ｅとを有し、前記電極Ａは前記電極Ｃと接続され、前記電極Ｄは第一のスイッチング手段を介して前記電極Ａまたは前記電極Ｂに選択的に接続可能とされ、前記電極Ｅは第二のスイッチング手段を介して前記電極Ｂに接続可能とされることを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の加熱装置。
【００１８】
（８）前記高い入力電圧と前記低い入力電圧の少なくとも二種類の入力電圧に対応して動作するユニバーサル電源を備えることを特徴とする前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の加熱装置。
【００１９】
（９）前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の加熱装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、加熱装置が動作中に、入力電圧が高い電圧から低い電圧へと何らかの原因で切り替わってしまった場合であっても、エラーや故障などの不具合を起こさず、適切に動作モードを切り替え、安定した動作を行うことができる。
【００２１】
また、入力電圧が低い電圧の場合であっても、逆に入力電圧が高い電圧の場合であっても、入力電圧の区別無く、エラーや故障などの不具合を起こさず、適切に動作モードを切り替え、安定した動作を行うことができる。
【００２２】
さらに、動作モードを記憶保持することにより、都度の立ち上げの際にスムーズに動作させることができる。
【００２３】
そして、それら入力電圧に対応した切り替えを、最小の部品構成で実現できる。
【００２４】
これらの特徴を持ち、画像の良好な定着性を得ることができる画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２６】
以下、添付図面に基づき、本発明第１の実施形態例について説明する。
【００２７】
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成断面図であり、例えばレーザービームプリンタの場合を示している。
【００２８】
レーザービームプリンタ本体１０１（以下、プリンタ１０１）は、記録紙Ｓを収納する給紙カセット１０２を有する。また、給紙カセット１０２内に記録紙Ｓがあるかどうかを検知するカセット有無センサ１０３、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（複数個のマイクロスイッチで構成される）を有する。さらに、給紙カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５ａおよび搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５ａ、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流には、記録紙Ｓの先端と後端を検知し、画像書き込みタイミングをとるための給紙センサ１２４が設けられている。そして、レーザスキャナ部１０７からのレーザ光１１８に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０８が設けられている。
【００２９】
さらに、プロセスカートリッジ１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９（加熱装置に相当）が設けられている。定着器１０９内の熱定着部下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを搬送する搬送ローラ対１１１や、記録紙Ｓを排紙するフェースアップ排紙ローラ対１４０、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。
【００３０】
排紙センサ１１０は、定着器１０９内部に設けられており、記録紙Ｓが熱定着部を通過したタイミングを検出する。記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対１４０を介して積載トレイ１１２へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ１４２は、積載トレイ１１２上の記録紙Ｓが満載であるかを検知すると共に、排紙部の記録紙Ｓの動きを検知するセンサである。
【００３１】
また、前記レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号／ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３を有する。そして、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。
【００３２】
そして、前記プロセスカートリッジ１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ（発熱手段に相当）、セラミックヒータの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄ（温度検出手段に相当）から構成されている。
【００３３】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５ａには給紙ローラクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、およびレジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２９を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０にも駆動力を与えている。
【００３４】
そして１２６はエンジンコントローラ（制御手段に相当）であり、レーザスキャナ部１０７、プロセスカートリッジ１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、前記プリンタ１０１内の記録紙Ｓの搬送制御を行っている。
【００３５】
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインターフェース１３０（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）で接続されている。そして、この汎用インターフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータを／ＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。
【００３６】
エンジンコントローラ１２６とビデオコントローラ１２７の間を結ぶ線１２８は、両コントローラ間のコマンド／ステータス信号線、クロック信号線、／ＶＤＯ信号線、同期信号線などで構成されている。
【００３７】
次に定着ユニットの構成について述べる。定着ユニットは、図２に示すような構成になっており、２０１の商用電源（入力電圧に相当）から定着器１０９へ電源が供給される。セラミックヒータ（以下、単にヒータとする）１０９ｃは、図のように抵抗値がＲの発熱体２つから構成されている。また、切り替えスイッチ２０３（第二のスイッチング手段に相当）、切り替えスイッチ２０４（第一のスイッチング手段に相当）を切り替える構成となっている。なお、２つの発熱体の一方（電極Ｃに相当）は、端子イ側（電極Ａに相当）に接続され、他方（電極Ｄに相当）に切り替えスイッチ２０４が接続されている。また、切り替えスイッチ２０３は端子ウ（電極Ｂに相当）と、２つの発熱体の間からの端子エ（電極Ｅに相当）とを接続可能に設けられる。
【００３８】
これにより、主に商用電源２０１が２００Ｖ系（高い入力電圧に相当）である場合に設定される直列接続モード（図３（ａ））（高い入力電圧に対応する動作モードに相当）へと切り替わるようになっている。若しくは、主に商用電源２０１が１００Ｖ系（低い入力電圧に相当）である場合に設定される並列接続モード（図３（ｂ））（低い入力電圧に対応する動作モードに相当）へと切り替わるようになっている。これら切り替えスイッチ２０３、２０４への指示はエンジンコントローラ１２６によって行われる。例えば、ヒータ１０９ｃの抵抗値をＲ＝２０Ωと設定する。このとき、１２０Ｖの入力電圧に対しては、図３（ｂ）のように切り替えスイッチ２０３をオンすると共に切り替えスイッチ２０４を端子イ側に切り替えて並列接続モードになり、ヒータ１０９ｃは最大１４４０Ｗの発熱が可能となる。一方、２４０Ｖの入力電圧に対しては、図３（ａ）のように切り替えスイッチ２０３をオフすると共に切り替えスイッチ２０４を端子ア側（電極Ｂに相当）に切り替えて直列接続モードになり、この場合もまたヒータ１０９ｃは最大１４４０Ｗの発熱が可能となる。従って、ヒータ１０９ｃに投入可能な最大電力としては、１４４０Ｗと、１２０Ｖ、２４０Ｖ系共に同じ電力とすることができる。
【００３９】
次に、ヒータ１０９ｃ（以下、定着ヒータともいう）立ち上げ動作について、図５に示すフローチャートおよび図２、図３も含めて説明する。まず、プリンタ１０１のメイン電源が入れられると（ステップＳ１０１）、エンジンコントローラ１２６はウォームアップのための前多回転を開始する（ステップＳ１０２）。この時、メインモータ１２３を駆動させることで、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０を回転駆動させる。これと共に、定着器１０９内のヒータ１０９ｃの駆動を開始し、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００４０】
このヒータ駆動において、図５のフローチャートに示すとおり、エンジンコントローラ１２６は、次のように制御する。まず、切り替えスイッチ２０３、２０４を図３（ａ）のように２００Ｖ地域向けでもある直列接続モードに切り替える（ステップＳ１０３）。そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２（電力供給手段に相当）を所定のＤｕｔｙ値（電力投入比率に相当）にて駆動させる（ステップＳ１０４）。
【００４１】
エンジンコントローラ１２６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２、例えばトライアック等のスイッチング素子からなるＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチを制御して電力投入する位相角または波数等を変化させることによってＤｕｔｙ値を制御する。
【００４２】
ヒータ１０９ｃはＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２によって供給された電力により加熱を開始し、徐々に温度が上昇していく。この時、エンジンコントローラ１２６はこの温度上昇時の上昇カーブをサーミスタ１０９ｄでモニタする。そして、エンジンコントローラ１２６内に記憶保持されている所定の温度上昇率ΔＴ／Δｔ（基準温度上昇率ｓ１に相当）に対して温度上昇率ΔＴ’／Δｔを比較する（ステップＳ１０５、図４）。
【００４３】
エンジンコントローラ１２６はヒータ１０９ｃの温度上昇率ΔＴ’／Δｔが所定の温度上昇率ΔＴ／Δｔよりも低い（図４（ａ））と判断すると（ステップＳ１０５）、商用電源２０１の電圧が１００Ｖ系であると判断する。そして、切り替えスイッチ２０３、２０４を図３（ｂ）のように並列接続モードに切り替える（ステップＳ１０６）。これ以降、プリンタ１０１の通電中は常に切り替えスイッチ２０３、２０４を並列接続モードに切り替えたまま定着器１０９の制御を行う。
【００４４】
一方、エンジンコントローラ１２６がヒータ１０９ｃの温度上昇率ΔＴ’／Δｔは所定の温度上昇率ΔＴ／Δｔよりも高い（図４（ｂ））と判断した場合は（ステップＳ１０５）、商用電源２０１の電圧が２００Ｖ系であると判断する。そして、図３（ａ）のように切り替えスイッチ２０３、２０４を直列接続モードのままに保持し、これ以降通電中は常に切り替えスイッチ２０３、２０４を直列接続モードに切り替えたまま定着器１０９の制御を行う。
【００４５】
この時、温度上昇率ΔＴ／Δｔは、次の点を考慮して設定されている。すなわち、１００Ｖ系商用電源の最大電圧、例えばメキシコ地域などの１２７Ｖに対し＋１０％のマージンを載せた電圧である１３９．７Ｖ、また２００Ｖ系商用電源の最小電圧、例えば２２０Ｖに対し−１５％のマージンを載せた電圧である１８７Ｖ等である。これに、ヒータ１０９ｃのバラツキやＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２のバラツキも考慮して設定されている。
【００４６】
エンジンコントローラ１２６は、その後ヒータ１０９ｃを所定の温度まで到達させる（ステップＳ１０７）と共に各プロセス機器の準備動作を終え（ステップＳ１０８）、スタンバイ状態に入る（ステップＳ１０９）。
【００４７】
次にプリント動作について説明する。
【００４８】
エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からプリント動作開始命令を受けると、プリント動作を開始する。メインモータ１２３の駆動、セラミックヒータ１０９ｃの立ち上げ（詳細は後述する）、ポリゴンモータ１１４の駆動を開始する。メインモータ１２３の駆動によって、感光ドラム１１７および転写帯電ローラ１２１、定着器１０９の定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂ、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０がそれぞれ回転を開始する。この後エンジンコントローラ１２６は、レーザユニット１１３の光量制御を開始すると共に、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１の高圧駆動を順次行う。
【００４９】
エンジンコントローラ１２６は、不図示のＣＰＵにてレーザ光検出センサより送られる／ＢＤ信号のパルス間隔からポリゴンモータ１１４の回転が定常状態になったことを検知する。そうすると、給紙ローラクラッチ１２５をオンして給紙ローラ１０５ａを駆動し、給紙カセット１０２内の記録紙Ｓを一枚ずつ繰り出す。給紙ローラクラッチ１２５はカセットから記録紙Ｓを一枚繰り出すと、直ちにオフされる。繰り出された記録紙Ｓは、給紙ローラクラッチ１２５と共にオンされたレジストローラクラッチ１２９により回転している搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄによってレジストローラ対１０６に向けて搬送される。そしてＣＰＵは、記録紙Ｓが給紙センサ１２４に到達したことを検知して同期信号をビデオコントローラ１２７に対して出力開始する。かつ、給紙レジストローラクラッチ１２９をオフして搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を一時停止する。
【００５０】
その時ビデオコントローラ１２７は、画像情報のドットイメージへの展開を開始しており、／ＶＤＯ信号出力開始の準備を完了している。ビデオコントローラ１２７は、エンジンコントローラ１２６からの同期信号を受信して１ページ分の画像データとして／ＶＤＯ信号の出力を開始する。
【００５１】
一方エンジンコントローラ１２６は、同期信号出力開始とともにレジストローラクラッチ１２９を再びオンし、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動を再開する。搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６の駆動は、記録紙Ｓの後端がレジストローラ対１０６を通過するまでの間行う。また、この間エンジンコントローラ１２６は、ビデオコントローラ１２７からの／ＶＤＯ信号に応じてレーザユニット１１３を駆動する。レーザユニット１１３から発したレーザ光１１８は、レーザスキャナ部１０７のポリゴンミラー１１４の回転によって直線状の走査に変換され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６によって感光ドラム１１７に照射される。
【００５２】
感光ドラム１１７は、図１中時計回り方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆動される。感光ドラム１１７はその回転過程で帯電手段としての１次帯電ローラ１１９により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。その感光ドラム１１７の一様帯電面に対してレーザスキャナ部１０７から出力される、目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対して変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光がなされる。そして、上記感光ドラム１１７の表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。前記感光ドラム１１７上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置１２０で現像材（トナー）により現像されて可視化される。
【００５３】
一方、一枚ずつ繰り出された記録紙Ｓは、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄおよびレジストローラ対１０６により感光ドラム１１７と転写手段としての転写帯電ローラ１２１の圧接部である転写ニップ部に所定の制御タイミングにて給送される。そして、その記録紙Ｓの表面に感光ドラム１１７面側のトナー画像が順次転写されていく。転写ニップ部を出た記録紙Ｓは、回転過程の感光ドラム１１７の面から順次分離されて、トナー画像を定着させるための定着器１０９に導入される。定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間を通過する記録紙Ｓに該定着フィルム１０９ａを介してセラミックヒータ１０９ｃの熱を印加すると共に加圧ローラ１０９ｂにより圧力を加えて、記録紙Ｓ上のトナー画像を熱定着処理する。定着装置１０９を出た記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０により積載トレイ１１２にプリントアウトされる。
【００５４】
また、記録紙Ｓが分離した後の感光ドラム１１７は、クリーニング手段としてのクリーナ１２２により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して帯電処理から始まる電子写真画像形成に供される。
【００５５】
次に本実施例の定着制御に関して、図６に示すフローチャートも含め説明する。エンジンコントローラ１２６は、前多回転時に設定された切り替えスイッチ２０３、２０４の動作モードを記憶している。すなわち直列接続モード（図３（ａ））か、並列接続モード（図３（ｂ））かを記憶しており、その記憶保持された動作モードで、ヒータ１０９ｃの立ち上げを行う（ステップＳ２０２）。その際は所定の温度上昇カーブを達成すべく、Ｄｕｔｙ値の制御を行っても良いし、所定のＤｕｔｙ値で制御を行って、所定の温度まで上昇させても良い。
【００５６】
そして、その後エンジンコントローラ１２６は、ヒータ１０９ｃの温度を、所望の温度に保持すべく、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２を制御して電力投入する位相角や波数を変化させることによってＤｕｔｙ値を制御する。ヒータ１０９ｃへ投入する電力はこのＤｕｔｙ値を増減させることで制御し、ヒータ１０９ｃを所望の温度に保持する（ステップＳ２０３）。
【００５７】
このヒータ１０９ｃを所望の温度にて温調制御を行っている時、エンジンコントローラ１２６は、ヒータ１０９ｃへ投入しているＤｕｔｙ値をモニタしている。そして、例えば、１００Ｖ地域向けでもある並列接続モード（図３（ｂ））にて動作中に、このＤｕｔｙ値Ｄが所定の値Ｄ１（基準電力投入比率ｄ１に相当）を所定時間ｔ１以上下回った（Ｄ＜Ｄ１）とする（ステップＳ２０４、ステップＳ２０８）。この場合、商用電源２０１の電圧が、より高い２００Ｖ地域向けでもある直列接続モード（図３（ａ））にて制御を行った方が好ましいと判断し、切り替えスイッチ２０３、２０４を直列接続モード（図３（ａ））に切り替える（ステップＳ２０９）。従って、例え商用電源２０１の電圧がプリンタ立ち上げ時と同じ電圧で変化していなかったとしても、並列接続モード（図３（ｂ））から直列接続モード（図３（ａ））へ切り替わることがある。すなわち、長時間の連続プリント等で定着器１０９周辺が充分暖まり、それほど大きな電力を必要としなくなった場合においても並列接続モード（図３（ｂ））から直列接続モード（図３（ａ））へ切り替わることがある。ここでいう所定時間ｔ１とは、連続した時間であっても良いし、ある一定時間の間にＤｕｔｙ値Ｄ１を下回る時間の合計であっても良い。
【００５８】
以上のようにたとえ商用電源２０１の電圧が１００Ｖであっても、適宜直列接続モード（図３（ａ））に切り替えることにより、高調波ノイズや端子雑音電圧、フリッカおよび力率等を改善することができる。
【００５９】
また、２００Ｖ地域向けでもある直列接続モード（図３（ａ））にて動作中に（ステップＳ２０５）、このＤｕｔｙ値Ｄが所定の値Ｄ２（基準電圧投入率ｄ２に相当）を所定時間ｔ１以上上回った（Ｄ＞Ｄ２）場合を考える。この場合は、商用電源２０１の電圧が、より低い１００Ｖ地域向けでもある並列接続モード（図３（ｂ））にて制御を行った方が好ましいと判断する（ステップＳ２１０）。そして、切り替えスイッチ２０３、２０４を並列接続モード（図３（ｂ））に切り替える（ステップＳ２１１）。
【００６０】
そして、プリントが終了すれば（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０７で正常終了し、プリントが終了していなければ（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０３に戻る。
【００６１】
なお、本実施例では、電源投入時やスリープ復帰時、ジャム処理等のプリンタ１０１への何らかの処理を行った後等の前多回転時に必ず直列接続モードにて立ち上げている。そして、それ以降は、直列接続モードと並列接続モードの内のどちらか、前多回転時に判断された動作モードを記憶保持する例で記載している。しかし、当然ながら、その後、都度プリントを行う毎に再度１００Ｖ系電源入力か２００Ｖ系電源入力かを判断しても良い。
【００６２】
直列接続モード（図３（ａ））と並列接続モード（図３（ｂ））を切り替える際は、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２をオフした状態で行う。この時、一度プリント動作を停止させると共にヒータへの通電を停止し、スイッチを並列接続モードから直列接続モードへ、或いは直列接続モードから並列接続モードへと切り替える。そしてそれ以降の制御はこの変更後の動作モードで定着ユニットを制御する。なお、切り替えの際はプリント中やプリントの紙間中（メインモータ１２３等の回転制御を止めない）に行っても良いし、一度完全にプリント動作を停止し、スタンバイ中に行っても良い。通常は画像に影響のない紙間中やスタンバイ中に行うのが好ましい。
【００６３】
また、上記実施例では、画像形成装置であるプリンタについて説明しているが、加熱装置を備える機器全てに当てはめて応用することが可能である。
【００６４】
上記で述べたように、本実施例を実現することにより、１００Ｖ電源電圧地域および２００Ｖ電源電圧地域の分け隔て無く同一のプリンタを全世界の各地域に供給することができる。なおかつ、例えば、２００Ｖ電源電圧地域でありながら、定着器駆動に異常をきたす程低い電源電圧が入力されてしまった場合でも、正しく、エラーを引き起こすこともなくプリント動作を行うことができる。逆に１００Ｖ電源電圧地域でありながら、定着器駆動に異常をもたらす程高い電源電圧が入力されてしまった場合においても、正しく、エラーを引き起こすこともなくプリント動作を行うことができる。さらに電源電圧変動の激しい地域においても対応できる。また、切り替えスイッチ２０３、２０４の構成となっていることから、これら切り替えスイッチに接点溶着等の不具合が発生したとしても、ＡＣ電源の両極間短絡による不具合は発生しない。
【００６５】
さらに、上記で述べたように、たとえ商用電源２０１の電圧が１００Ｖであっても、定着器が充分に暖まる等して投入電力を絞る必要がある場合においては、適宜直列接続モード（図３（ａ））に切り替えることができる。これにより、高調波ノイズや端子雑音電圧、フリッカおよび力率等を改善することができる。
【実施例２】
【００６６】
次に図を用いて、本発明第２の実施形態例について説明する。主な構成および動作は、本発明第１の実施例にて説明した通りであるので、省略する。
【００６７】
本実施例では、ウォームアップ時のヒータ１０９ｃを立ち上げる際に、ヒータ１０９ｃを、所定の温度上昇速度にて起動することを特徴としており、その上昇速度に合わせてヒータ１０９ｃに投入するＤｕｔｙ値を適宜調整している。そして、その時のＤｕｔｙ値をモニタしており、Ｄｕｔｙ値を基に入力電圧を判断する。
【００６８】
次に、動作について、図７に示すフローチャートおよび図２、図３も含めて説明する。まず、プリンタ１０１のメイン電源が入れられると（ステップＳ３０１）、エンジンコントローラ１２６はウォームアップのための前多回転を開始する（ステップＳ３０２）。この時、メインモータ１２３を駆動させることで、感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０を回転駆動させる。これと共に、定着器１０９内のヒータ１０９ｃの駆動を開始し、所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００６９】
このヒータ駆動において、図７のフローチャートに示すとおり、エンジンコントローラ１２６は、まず切り替えスイッチ２０３、２０４を図３（ａ）のように２００Ｖ地域向けでもある直列接続モードに切り替える（ステップＳ３０３）。そして、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２を制御して所定の温度上昇速度にてヒータ１０９ｃの温度を上昇させる（ステップＳ３０４）。
【００７０】
エンジンコントローラ１２６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２、例えばトライアック等のスイッチング素子からなるＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチを制御して電力投入する位相角または波数等を変化させることによってＤｕｔｙ値を制御する。ヒータ１０９ｃへ投入する電力はこのＤｕｔｙ値を増減させることで制御し、ヒータ１０９ｃを所望の温度上昇速度にて温度上昇させる。
【００７１】
ヒータ１０９ｃはＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２によって供給された電力により加熱を開始し、徐々に温度が上昇していく。この時、エンジンコントローラ１２６はこの温度上昇時のＤｕｔｙ値Ｄをモニタし、エンジンコントローラ１２６内に記憶保持されている所定のＤｕｔｙ値Ｄ３（基準電力投入比率ｄ３に相当）に対して比較する（ステップＳ３０５）。そして、このＤｕｔｙ値Ｄが所定の値Ｄ３を所定時間ｔ２以上上回った（Ｄ＞Ｄ３）場合は（ステップＳ３０５）、商用電源２０１の電圧が１００Ｖ系であると判断する。そして、切り替えスイッチ２０３、２０４を図３（ｂ）のように並列接続モードに切り替える（ステップＳ３０６）。これ以降プリンタ１０１の通電中は常に切り替えスイッチ２０３、２０４を並列接続モードに切り替えたまま定着器１０９の制御を行う（ステップＳ３０７）。
【００７２】
ここでいう所定時間ｔ２とは、連続した時間であっても良いし、ある一定時間の間にＤｕｔｙ値Ｄ３を上回る時間の合計であっても良い。また、ここで言う所定の温度上昇速度とは、２００Ｖ系電源入力の最低電圧値、例えば２２０Ｖの−１５％である１８７Ｖにて駆動するものである。なおかつ、ヒータ１０９ｃやＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ２０２等によるバラツキを考慮し、それらの全てが最悪の方向に振れたとしても、Ｄｕｔｙ値が１００％に達しない温度上昇速度である必要がある。
【００７３】
一方、エンジンコントローラ１２６がヒータ１０９ｃへ電力を投入する際のＤｕｔｙ値が所定の値Ｄ３以下（Ｄ＜Ｄ３）と判断した場合は（ステップＳ３０５）、商用電源２０１の電圧が２００Ｖ系であると判断する。そして、図３（ａ）のように切り替えスイッチ２０３、２０４を直列接続モードのままに保持し、これ以降通電中は常に切り替えスイッチ２０３、２０４を直列接続モードに切り替えたまま定着器１０９の制御を行う（ステップＳ３０７）。
【００７４】
エンジンコントローラ１２６は、その後ヒータ１０９ｃを所定の温度まで到達させる（ステップＳ３０７）と共に各プロセス機器の準備動作を終え（ステップＳ３０８）、スタンバイ状態に入る（ステップＳ３０９）。
【００７５】
なお、プリント動作については、前述の本発明第１の実施形態例に記載した通りであるので省略する。
【００７６】
以上述べたように、本実施例を実現することにより、１００Ｖ電源電圧地域および２００Ｖ電源電圧地域の分け隔て無く同一のプリンタを全世界の各地域に供給することができる。なおかつ、例えば、２００Ｖ電源電圧地域でありながら、定着器駆動に不具合をきたす程低い電源電圧が入力されてしまった場合においても、正しく、エラーを引き起こすことなくプリント動作を行うことができる。逆に、１００Ｖ電源電圧地域でありながら、定着器駆動に異常をもたらす程高い電源電圧が入力されてしまった場合においても、正しく、エラーを引き起こすことなくプリント動作を行うことができる。さらに電源電圧変動の激しい地域においても対応できる。また、切り替えスイッチ２０３、２０４の構成となっていることから、これら切り替えスイッチに接点溶着等の不具合が発生したとしても、ＡＣ電源の両極間短絡による不具合は発生しない。
【００７７】
さらに、上記で述べたように、たとえ商用電源２０１の電圧が１００Ｖであっても、定着器が充分に暖まる等して投入電力を絞る必要がある場合においては、高調波ノイズや端子雑音電圧、フリッカおよび力率等を改善することができる。これは、適宜直列接続モード（図３（ａ））に切り替える構成による。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の画像形成装置を示す概略構成断面図
【図２】第１の実施例における定着器の回路構成を示すブロック図
【図３】第１の実施例におけるヒータの回路接続を示すブロック図で、（ａ）は直列接続モードの回路接続を示すブロック図、（ｂ）は並列接続モードの回路接続を示すブロック図
【図４】第１の実施例におけるヒータ立ち上げ制御を示す時間と温度との関係を示すグラフで、（ａ）はΔＴ＞ΔＴ’の場合のグラフ、（ｂ）はΔＴ＜ΔＴ’の場合のグラフ
【図５】第１の実施例における定着ヒータ立ち上げ制御を示すフローチャート
【図６】第１の実施例における定着ヒータ制御を示すフローチャート
【図７】第２の実施例における定着ヒータ立ち上げ制御を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７９】
１０１          画像形成装置
１０９          定着器（加熱装置に相当）
１０９ｃ        セラミックヒータ（発熱手段に相当）
１０９ｄ        サーミスタ（温度検出手段に相当）
１２６          エンジンコントローラ（制御手段に相当）
２０１          商用電源（入力電圧に相当）
２０２          ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ（電力供給手段に相当）
２０３          切り替えスイッチ（第二のスイッチング手段に相当）
２０４          切り替えスイッチ（第一のスイッチング手段に相当）
【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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