(57)【要約】【課題】ＡＣ入力電圧を検知して、それに応じて定着ヒータ制御を行うことにより、電流容量オーバーと定着不良の発生を防止することができる定着ヒータ制御装置を提供する。【解決手段】電源コードからのＡＣ入力電圧を検知するＡＣ電圧検知手段１２と、その検知結果により、定着ヒータ５の温度制御を行う制御手段７とを備えた定着ヒータ制御装置。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源コードからのＡＣ入力電圧を検知するＡＣ電圧検知手段と、その検知結果により、定着ヒータ制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【請求項２】
請求項１において、制御手段は、電源コードの電流規格値を越えない範囲で定着ヒータ制御を行うことを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【請求項３】
請求項１において、ＡＣ定格入力電圧をＶ０ 、その時の定着ヒータ点灯率をＤ０ とした場合、制御手段は、ＡＣ入力電圧がＶ時の定着ヒータ点灯率を  Ｄ０ ×（Ｖ／Ｖ０ ）Ｋ  になるように制御することを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【請求項４】
請求項３において、定着ヒータとしてハロゲンランプを用い、Ｋ＝−０．５４とすることを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【請求項５】
請求項１において、制御手段は、ＡＣ入力電圧の下限値において、定着ヒータ点灯率が１００％になるように定着ヒータ制御を行うことを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【請求項６】
請求項５において、定着ヒータの定格値をＡＣ入力電圧の下限値で規定することを特徴とする定着ヒータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置の定着ヒータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像形成装置の高速化への要求が高まっている。その実現のためには、定着ヒータＷ数やモータＷ数が増大することになり、これにより消費電力が増加する。さらに、カラー化や高精度化の要素が加わると、高圧負荷やモータ負荷が増大するので、消費電力がさらに増加する。
【０００３】
周知のように、日本国内では一般的な１００ＶコンセントからＡＣ入力を１本の電源コードでとる場合は、電流は１５Ａ以内に制限される。大消費電力に対応するには、前述の画像形成装置のＡＣ入力が１５Ａを越える場合は、電源コードを２本設けて、１本からの入力が１５Ａ以下になるような構成にするか、または２００Ｖ電源仕様にする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数（例えば２本）の電源コードを備えた場合、それらを２口以上の同一コンセントに差し込んだり、同一のテーブルタップに差し込んだりすると、１箇所のコンセントの電流容量を越えてしまい、ブレーカーが落ちたり、火災発生の要因にもなりかねない。また、２００Ｖ電源仕様にするためには、設置場所によっては電源工事が必要になる場合がある。従って、できるだけ１００Ｖ電源コード１本で対応したほうが、安全上も販売上も有利である。
【０００５】
ただし、最大電力時に１００Ｖ電源コード１本で１５Ａぎりぎりになるように定着ヒータＷ数を設定した場合、ＡＣ入力電圧変動によって入力電圧が高い時にヒータ電流が増えてトータル電流が１５Ａをオーバーしてしまったり、入力電圧が低い時にヒータ電流（発熱量）が減って出力画像が定着不良になる不具合が発生する。
【０００６】
本発明は、ＡＣ入力電圧を検知して、それに応じて定着ヒータ制御を行うことにより、電流容量オーバーと定着不良の発生を防止することができる定着ヒータ制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、電源コードからのＡＣ入力電圧を検知するＡＣ電圧検知手段と、その検知結果により、定着ヒータ制御を行う制御手段とを備えた定着ヒータ制御装置を最も主要な特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１において、制御手段は、電源コードの電流規格値を越えない範囲で定着ヒータ制御を行う定着ヒータ制御装置を主要な特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１において、ＡＣ定格入力電圧をＶ０ 、その時の定着ヒータ点灯率をＤ０ とした場合、制御手段は、ＡＣ入力電圧がＶ時の定着ヒータ点灯率を  Ｄ０ ×（Ｖ／Ｖ０ ）Ｋ  になるように制御する定着ヒータ制御装置を主要な特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３において、定着ヒータとしてハロゲンランプを用い、Ｋ＝−０．５４とする定着ヒータ制御装置を主要な特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１において、制御手段は、ＡＣ入力電圧の下限値において、定着ヒータ点灯率が１００％になるように定着ヒータ制御を行う定着ヒータ制御装置を主要な特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５において、定着ヒータの定格値をＡＣ入力電圧の下限値で規定する定着ヒータ制御装置を主要な特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は画像形成装置の電源部ブロック図である。電源部には、電源コードを介してＡＣ入力が供給される。電源部はＡＣ制御部１とＰＳＵ部２で構成される。電源ＳＷ３がＯＮすると、ＡＣ入力がＰＳＵ部２に供給される。ＰＳＵ部２では画像形成装置に必要なＤＣ電源（３．３Ｖ・５Ｖ・１２Ｖ・２４Ｖなど）を内部のコンバータで生成して、装置内のＤＣ負荷（プリント基板・モータなど）４に供給する。また、ＡＣ制御部１内のパワーリレーに２４Ｖを供給する。
【００１４】
ＡＣ制御部１は、後述する図２に示す制御部からのパワーリレーＯＮ／ＯＦＦ信号により、ＡＣ入力を定着ヒータ５側に供給するか、除湿ヒータ６側に供給するか切り換える。通常、電源ＳＷ３のＯＮ状態では、ＡＣ入力は定着ヒータ５側に供給される。定着ヒータ５は制御部からの制御信号により、トライアックなどのヒータ制御素子によって一定の温度に制御される。除湿ヒータ６の役割は電源ＯＦＦ時の転写紙の除湿や、光学系などの結露防止である。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態に係る定着ヒータ制御装置のブロック図である。図１にある除湿ヒータ６や、ＰＳＵ部２からＡＣ制御部１のパワーリレーに供給する２４Ｖは同じなので、図から省略する。
【００１６】
ＡＣ制御部１には、定着ヒータ５−１（５００Ｗ）、定着ヒータ５−２（５００Ｗ）の２本が接続されている。ＡＣ制御部１内部には、定着ヒータ５−１と定着ヒータ５−２の点灯制御駆動を行うトライアック１１−１とトライアック１１−２、ＡＣ入力電圧を検知するＡＣ電圧検知回路１２、ＡＣ入力電圧のゼロクロス点を検知するゼロクロス検知回路１３が設置されている。両検知回路１２、１３からの検知信号は制御部７へ入力され、制御部７からトライアック１１（１１−１、１１−２）への点灯信号によって定着ヒータ５（５−１、５−２）は制御される。
【００１７】
ＡＣ入力電圧は定格１００Ｖに対して、使用範囲を±１０％とすれば、９０Ｖ〜１１０Ｖまで使用される。定着ヒータ５として一般に使われるハロゲンヒータは、単純な抵抗ではなく、定格電圧Ｖ０ ・定格電流Ｉ０ のヒータを電圧Ｖで使用した場合、電流Ｉは、
Ｉ＝Ｉ０ ×（Ｖ／Ｖ０ ）０．５４・・・・・▲１▼
なる関係式で表わされる。
【００１８】
定着ヒータ５の電流を一定にするためには、▲１▼式に従ってヒータの点灯率を制御する。定格電圧時の点灯率をＤ０、電圧Ｖ時の点灯率をＤとすれば、
Ｄ×Ｉ＝Ｄ０ ×Ｉ０ →Ｄ＝Ｄ０ ×Ｉ０ ／Ｉ
この式と▲１▼式から、
Ｄ＝Ｄ０ ×（Ｖ／Ｖ０ ）−０．５４・・・・・▲２▼
となる。
【００１９】
検知したＡＣ入力電圧から▲２▼式によってヒータ点灯率を制御部７が演算し、点灯制御を行う。電圧使用範囲内で、電源コード電流規格値をオーバーしないようにヒータ電流値を制御し、かつ定着不良を発生しないように定着ヒータ５を効率的に使用するために、定着ヒータ定格電圧を使用範囲下限値に設定し、定格電流を使用可能上限値に設定する。
【００２０】
その上で、ＡＣ入力電圧に応じてヒータ点灯率を制御してヒータ電流を一定値にする。具体的には、▲２▼式において、Ｖ０ ＝９０Ｖ、Ｄ０ ＝１に設定し、Ｖ＝９０〜１１０Ｖでの演算結果Ｄで点灯率を制御する。
【００２１】
図３は、実施例として、定格電圧９０Ｖ、定格電流１１Ａ、定格電力１０００Ｗのハロゲンヒータを使用して、ヒータ電流が１１Ａ一定になるように点灯率を制御した場合の各値の一覧表を示す図である。
ここで、ヒータ電力値Ｗは定格値Ｗ０に対してつぎの式で求める。
Ｗ＝Ｗ０ ×（Ｖ／Ｖ０ ）１．５４
【００２２】
図４は点灯率９０％時のヒータ点灯制御の際の各出力波形を示す図である。ゼロクロス検知信号に同期してヒータトリガを９／１０半波分の割合で出力することにより、定着ヒータ５が１０半波に１半波ＯＦＦして実効電力値としてフル点灯時の９０％の電流値に抑制される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明では、ＡＣ入力電圧検知結果から、定着ヒータ制御を行うことにより、ＡＣ入力電圧変動によって入力電圧が高い時にヒータ電流が増えて電源コード電流容量をオーバーしてしまったり、入力電圧が低い時にヒータ電流（発熱量）が減って出力画像が定着不良になる不具合が発生することを防止できる。
【００２４】
請求項３、４記載の発明では、定着ヒータとしてハロゲンランプを用いた場合に、ランプへの電圧と電流の関係式をもちいてヒータの点灯率を制御することにより、電流容量オーバーと定着不良の発生の防止効果をさらに高めることができる。
【００２５】
請求項５、６記載の発明では、入力電圧下限値で定格を規定した定着ヒータを使用し、入力電圧下限値で点灯率を１００％に制御することによって、最適にヒータ制御を行い電流容量オーバーと定着不良の発生の防止効果をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の電源部ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着ヒータ制御装置のブロック図である。
【図３】ヒータ電流が一定になるように点灯率を制御した場合の各値の一覧表を示す図である。
【図４】点灯率９０％時のヒータ点灯制御の際の各出力波形を示す図である。
【符号の説明】
１  ＡＣ入力部
２  ＰＳＵ部
５  定着ヒータ
７  制御部（制御手段）
１２  ＡＣ電圧検知回路（ＡＣ電圧検知手段）
【図１】
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【図２】
2004157333.tif 000004
【図３】
2004157333.tif 000005
【図４】
2004157333.tif 000006