(57)【要約】【課題】  紙詰まり、転写紙搬送不良、画像不良等を防止すると共に、定格電力、省エネ規格等を満たした画像形成装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  画像を形成して出力する画像形成部と、前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と、前記複数の加熱源の接続状態をそれぞれ検出する複数の加熱源接続検出手段と、加熱源と加熱部材を有し、前記加熱部材の温度情報を検出する定着温度検出手段とを有する定着器と、前記定着器への通電をＤＵＴＹ制御することができる制御手段とを有する画像形成装置において、前記加熱源接続検出手段の情報に基づき、前記定着器への通電Ｄｕｔｙを変更して前記定着器の加熱源への通電を制御する。【選択図】  図１
2005091635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を形成して出力する画像形成部と、
前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と、
前記複数の加熱源の接続状態をそれぞれ検出する複数の加熱源接続検出手段と、
加熱源と加熱部材を有し、前記加熱部材の温度情報を検出する定着温度検出手段とを有する定着器と、
前記定着器への通電をＤＵＴＹ制御することができる制御手段とを有する画像形成装置において、
前記加熱源接続検出手段の情報に基づき、前記定着器への通電ＤＵＴＹを変更して前記定着器の加熱源への通電を制御する事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
少なくとも、印字可能な第１のモードと省エネルギーを実現する第２のモードを有し、本体への通電が行われていないときに電力の供給を行うブレーク接点型のリレー回路を有し、前記印字可能な第１のモードの時に前記リレー回路がオフし、
前記省エネルギーを実現する第２のモードの時に前記リレー回路がオンする前記加熱源に電力の供給を行うリレー回路を有し、
前記リレー回路により通電が制御される電源供給ラインへ接続される加熱源以外の加熱源の接続を検出することを特徴とする画像形成装置の加熱源制御装置。
【請求項３】
画像を形成して出力する画像形成部と、
前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と、
前記複数の加熱源の接続状態をそれぞれ検出する複数の加熱源接続検出手段と、
転写紙の像を定着させる定着器の温度情報を検出する定着温度検出手段とを有する定着器と、
前記定着器への通電を、ＤＵＴＹ制御することができる制御手段とを備えた画像形成装置における加熱源制御方法であって、
前記加熱源接続検出手段により取得された、前記複数の加熱源の接続状態の有無に関する情報と、前記定着温度検出手段により取得された、前記定着器の温度情報を、前記制御手段が認識し、該認識した情報の内容に基いて、
前記定着器の通電ＤＵＴＹを変更し、前記定着器への通電を制御をすることを特徴とする加熱源制御方法。
【請求項４】
前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と装置本体に電力を供給する交流電源とが、常時、接続される回路構成手段を具備することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着器が定着可能温度に達するまで、又は、定着可能温度に達した後の所定の時間まで、ＤＣ系の負荷への電力供給を停止させ、かつ、ＤＣ系の負荷へ供給されていた電力を、定着器へ加算して供給する通電制御手段を具備することを特徴とする請求項１又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着器が定着可能温度に達すると同時に又はその後所定の時間に、定着器内の２本のヒータを、交互に点灯させる通電制御手段を具備することを特徴とする請求項１、４、５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と装置本体に電力を供給する交流電源とが、常時、接続状態にあるようにされることを特徴とする請求項３記載の加熱源制御方法。
【請求項８】
前記定着器が定着可能温度に達するまで、又は、定着可能温度に達した後の所定の時間まで、ＤＣ系の負荷への電力供給を停止させ、かつ、ＤＣ系の負荷へ供給されていた電力を、定着器へ加算して供給する通電を実施することを特徴とする請求項３又は７記載の加熱源制御方法。
【請求項９】
前記定着器が定着可能温度に達すると同時に又はその後所定の時間に、定着器内の２本のヒータを、交互に点灯させる通電を実施することを特徴とする請求項３、７、８のいずれか１項に記載の加熱源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置などの画像形成装置、例えば、プリンタ、カラープリンタ、複写機、カラー複写機や拡張機能により複合機能を有する印刷機器等に関し、特に、除湿や結露防止用加熱源を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機のような画像形成装置においては、各部の機械部品の温度と使用環境の温度とに温度差がある場合、特に、寒冷時における早朝などは、機械部品が結露を起こして以下のような問題が生ずる。光学系のレンズやミラーが結露した場合には、画像が写らない。また、帯電系の機械部品や感光ドラムが結露すると、画像が写らなくなったり、ぼけたり、薄くなったりする他に、紙詰まり（ジャム）などが起きる。また、給紙系の機械部品の結露や転写紙が吸湿すると、紙詰まりが起きたり、転写紙の搬送不良、又は、転写紙の画像品質に悪影響を及ぼすといった問題を生じる。
【０００３】
そこで、従来、このような結露による弊害を防止するために、複写機の各機械部品を温めておくヒータを装置各部に配置し、装置を使用しない夜間などに、ヒータを作動させるようにしている。このヒータは、温度飽和後に適切な温度となるように、そのワット数（容量）が定められるのが一般的である。これらの、いわゆる除湿ヒータ又は結露防止用ヒータの制御については、様々な制御方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の従来技術を図１０に基いて説明する。図１０は、複写機の電力供給回路を示す概略回路図である。まず、複写機を使用する場合には、電源スイッチ６６がＯＮにされる。これにより、電源スイッチ６６は、図１０に示す位置とは反対側に切り換る。このため、制御回路６９や交流負荷６８に電力が供給される状態となり、複写機の使用が可能となる。
【０００５】
また、複写機の使用を中止する場合には、電源スイッチ６６がＯＦＦにされる。これにより、電源スイッチ６６は、図１０に示す位置に切り換えられる。そして、この状態において、タイマ６５のメーク接点６５ａ、メーク接点６５ｂを閉とすることにより、ヒータ５１、５２、５３への電力の供給が可能となる。
【０００６】
つまり、特許文献１に記載の電力供給回路では、装置を使用しない、電源スイッチ６６がＯＦＦの状態でのみ、除湿又は結露防止用ヒータが作動する回路構成となっている。
【０００７】
よって、特許文献１に記載の電源供給回路を有する画像形成装置において、いわゆる省エネルギーモード（電源スイッチ６６がＯＮの状態でコピーをしない場合、転写されたトナー像を定着させる定着器の温度制御用ヒータがＯＦＦとされる。）時には、除湿又は結露防止用ヒータを作動させることができない。
【０００８】
従って、装置の使用環境によっては、省エネルギーモードにある定着器周囲の温湿度が、コピーに不適切な条件となり、省エネモードの状態から、コピーを開始しようとする場合、紙詰まりや転写紙の搬送不良又は転写紙の画像不良が発生するという問題がある。
【０００９】
次に、特許文献２に記載の従来技術を図１１に基いて説明する。図１１は、複写機のヒータ制御部を示す概略回路図である。まず、複写機本体が商用電源（１００Ｖ）に接続されると、ＡＣ制御部１１に電力が供給される。そして、ＡＣ制御部１１は、切り換え接点リレー１１１を介して、除湿ヒータ１５をＯＮの状態にする。
【００１０】
続いて、ＡＣ制御部１１が、スイッチ１６をＯＮの状態とすると、ＤＣ電源１２に電力が供給され、ＤＣ電源１２が起動する。ＤＣ電源１２では、ＡＣ１００ＶがＤＣ５Ｖ及びＤＣ２４Ｖに変換される。この変換された電力は、コントローラ部１３に供給され、コントローラ部１３が起動し、複写機が起動状態となる。そして、コントローラ部１３は、切り替え接点リレー１１１に制御信号を送出し、リレー接点を切り換える。この切り替えにより、除湿ヒータ１５はＯＮの状態からＯＦＦの状態に切り換る。
【００１１】
よって、このヒータ制御部では、切り換え接点リレー１１１における、第２の接点を用いて、除湿ヒータ１５のＯＮ／ＯＦＦの動作が行われる。従って、複写機の主電源スイッチ１６がＯＮとされ、複写機が起動状態となり、定着器１４の温度制御がされている状態では、除湿ヒータ１５への通電を行うことができない。そのため、複写機の使用環境によっては、紙詰まりや転写紙の搬送不良又は転写紙の画像不良が発生するという問題がある。
【００１２】
また、特許文献３、４に記載の従来技術では、除湿ヒータ又は結露防止ヒータの制御において、定着器の温度により通電を制御する方法が開示されている。また、特許文献５に記載の従来技術では、制御されるリレーにより除湿ヒータへの通電を制御する方法が開示されている。しかし、これらの従来技術が適用される複写機の電力供給回路は、特許文献１、２に記載の電源供給回路と同様に、主電源スイッチを切った状態では、ＣＰＵの制御ができないため、除湿ヒータへの通電を制御できないという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２６９７０６号公報
【特許文献２】特開平１０−３１９７９６号公報
【特許文献３】特開平８−２２５１６９号公報
【特許文献４】特開平１１−２７２１４９号公報
【特許文献５】特開２００２−２１５００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、近年の複写機等の画像形成装置においては、高画質化だけでなく、高速化の要求も高まっている。よって、定着器が冷えた状態から、動作可能状態に移行するときには、立ち上がり時間の短縮のために、複写機の有する電力のほとんどを定着器用ヒータへ供給するのが一般的である。つまり、機械動作に最低限必要なＤＣ電源等で消費される電力を除いた残りの電力を、定着器用ヒータの消費電力に割り当てる。しかし、装置の立ち上がり時間中に、高画質を目的として除湿又は結露防止ヒータへの通電を行う場合、その分の消費電力は、定着器用ヒータへ供給されないため、立ち上がり時間の短縮をすることが困難となる問題がある。
【００１４】
また、装置の立ち上がり時間の短縮のために、定着器用ヒータの消費電力を確保しつつ、高画質を目的として除湿又は結露防止ヒータへの通電を行う場合、除湿又は結露防止ヒータへの通電による消費電力が追加されるため、複写機動作中の電力消費量がピークを迎え、家庭用商用電源の定格電力を超えてしまうことがあるので問題となる。
【００１５】
また、環境に対する配慮から省エネルギー化をより進める傾向が顕著になってきている。よって、複写機等の画像処理装置において、装置を使用しないときには、定着器のヒータをＯＦＦするのはもちろんのこと、モータ、クラッチ、ソレノイド等の付加を駆動する電源もＯＦＦすることが必須要件となってきている。更に、省電力を定めた規格（ｅｘ．エナジースター：機器により異なるが、例えば装置が動作していない状態（省エネモード時で消費電力１５Ｗ以下）を取得していないときには、市場で受け入れられない場合があるので問題となる。
【００１６】
従って、本発明は上記のような問題点に鑑み、複写機等の画像形成装置において、常時、装置内の各部位に設けられた複数の除湿又は結露防止ヒータを作動可能とすることによって、紙詰まりや転写紙の搬送不良又は画像不良等を防止した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、装置の運転状態に合わせて、制御により装置各部の電力の配分を調整することによって、装置の消費電力を家庭用商用電源の定格電力の範囲内とした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、装置の運転状態に合わせて、制御により装置各部の電力の配分を調整することによって、省エネモード時の装置の消費電力を国際エネルギースター規格値を満たすものとした画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、装置の運転状態に合わせて、制御により装置各部の電力の配分を調整することによって、装置の立ち上がり時間の短縮を実現した、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１記載の発明は、画像を形成して出力する画像形成部と、前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と、前記複数の加熱源の接続状態をそれぞれ検出する複数の加熱源接続検出手段と、加熱源と加熱部材を有し、前記加熱部材の温度情報を検出する定着温度検出手段とを有する定着器と、前記定着器への通電をＤＵＴＹ制御することができる制御手段とを有する画像形成装置において、前記加熱源接続検出手段の情報に基づき、前記定着器への通電Ｄｕｔｙを変更して前記定着器の加熱源への通電を制御する画像形成装置としたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、少なくとも、印字可能な第１のモードと省エネルギーを実現する第２のモードを有し、本体への通電が行われていないときに電力の供給を行うブレーク接点型のリレー回路を有し、前記印字可能な第１のモードの時に前記リレー回路がＯＦＦし、前記省エネルギーを実現する第２のモードの時に前記リレー回路がＯＮする前記加熱源に電力の供給を行うリレー回路を有し、前記リレー回路により通電が制御される電源供給ラインへ接続される加熱源以外の加熱源の接続を検出する加熱源制御装置を、請求項１記載の画像形成装置に加えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、画像を形成して出力する画像形成部と、前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と、前記複数の加熱源の接続状態をそれぞれ検出する複数の加熱源接続検出手段と、転写紙の像を定着させる定着器の温度情報を検出する定着温度検出手段とを有する定着器と、前記定着器への通電を、ＤＵＴＹ制御することができる制御手段とを備えた画像形成装置における加熱源制御方法であって、前記加熱源接続検出手段により取得された、前記複数の加熱源の接続状態の有無に関する情報と、前記定着温度検出手段により取得された、前記定着器の温度情報を、前記制御手段が認識し、該認識した情報の内容に基いて、前記定着器の通電ＤＵＴＹを変更し、前記定着器への通電を制御する加熱源制御方法としたことを特徴とする。
【００２３】
請求項４の発明は、前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と装置本体に電力を供給する交流電源とが、常時、接続される回路構成手段を具備することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置としたことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、前記定着器が定着可能温度に達するまで、又は、定着可能温度に達した後の所定の時間まで、ＤＣ系の負荷への電力供給を停止させ、かつ、ＤＣ系の負荷へ供給されていた電力を、定着器へ加算して供給する通電制御手段を具備することを特徴とする請求項１又は４記載の画像形成装置としたことを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、前記定着器が定着可能温度に達すると同時に又はその後所定の時間に、定着器内の２本のヒータを、交互に点灯させる通電制御手段を具備することを特徴とする請求項１、４、５のいずれか１項に記載の画像形成装置としたことを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、前記画像形成部の所定部を保温する複数の加熱源と装置本体に電力を供給する交流電源とが、常時、接続状態にあるようにされることを特徴とする請求項３記載の加熱源制御方法としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項８記載の発明は、前記定着器が定着可能温度に達するまで、又は、定着可能温度に達した後の所定の時間まで、ＤＣ系の負荷への電力供給を停止させ、かつ、ＤＣ系の負荷へ供給されていた電力を、定着器へ加算して供給する通電を実施することを特徴とする請求項３又は７記載の加熱源制御方法としたことを特徴とする。
【００２８】
請求項９記載の発明は、前記定着器が定着可能温度に達すると同時に又はその後所定の時間に、定着器内の２本のヒータを、交互に点灯させる通電を実施することを特徴とする請求項３、７、８のいずれか１項に記載の加熱源制御方法としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、必要な部位への、除湿又は結露防止用ヒータへの電力供給を常時行うことができる。よって、良好な画像品質と搬送品質を保つことができる。また、オプションの除湿又は結露防止用ヒータの接続を検出することにより、定着器のヒータ通電Ｄｕｔｙを変更させ、商用電源の定格電力を超えることなく動作させることができる。また、オプション未装着機においては、装着機に比べ、立上り時間を短縮することができる。また、オプション未装着機における簡易なシステムでは、装着機に比べ、立上り時間の短縮のみならず、省電力モード時からの立上り時間を短縮することができる。よって、エナジースター等の規格を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明によれば、電力供給回路の改良により、必要な部位の除湿又は結露防止用ヒータへの電力供給が常時可能となるため、良好な画像品質と搬送品質を実現した画像形成装置を提供することができる。また、オプションの除湿又は結露防止用ヒータの接続を検出することにより、定着器のヒータ通電Ｄｕｔｙを変更させ、商用電源の定格電力を超えることなく動作する画像形成装置を提供することができる。また、オプション未装着機においては、装着機に比べ、立上り時間の短縮を実現した画像形成装置を提供できる。また、オプション未装着機における簡易なシステムでは、装着機に比べ、立上り時間の短縮のみならず、省電力モード時からの立上り時間の短縮を実現し、エナジースター等の規格を満たす画像形成装置を提供することができる。
【実施例】
【００３１】
本発明を実施した実施例を、カラー複写機を例として添付図面に基き説明する。しかし、本実施例は、モノクロの複写機等その他の画像形成装置にも適用される。
【００３２】
図８は、本発明の一実施形態のカラー複写機の概略外観図である。図８に示すように、カラー複写機は、複写機本体４１、自動原稿送り装置〔ＡＤＦ〕４２、ステープル及びシフトトレイ付きのフィニッシャ４３、両面印刷ユニット４４、拡張給紙トレイ４５、１ビン排紙トレイ４６、手差しユニット４７とから構成される。
【００３３】
図９は、本発明の一実施形態のカラー複写機のエンジンの概略構成図である。図９に示すように、カラー複写機のエンジンは、原稿を読みとるスキャナ部、トナー像を形成するための電子写真プロセス部、及びトナー像を定着するための定着部、転写紙を収納し搬送する給紙部、感光体上に画像データの潜像を形成するための書き込みユニットとから構成される。
【００３４】
原稿を読みとるスキャナ部には、原稿を照明するランプ８４が配置される。このランプによる原稿の反射光が、ミラー８５、レンズ８６等を介してＣＣＤ８７に結像され、画像データとして電気信号に変換される。電子写真プロセス部はトナー像の形成、及びそのトナー像の用紙への転写を行う部分である。そして、感光体の周囲にそのためのプロセス装置を備えている。すなわち、感光体１の周囲には、帯電器２、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、イエロー現像器３Ｙ、ブラック現像器３Ｋからなるカラー現像器群３、感光体クリーニング装置４、除電ランプ５がこの順に配置される。また、カラー現像器群３と感光体クリーニング装置４との間には、ベルト状の中間転写体６が対向配置される。この中間転写体の内部には、一時転写器７が配置される。中間転写体６の周囲には、二次転写器８、中間転写クリーニング装置９が配置される。
【００３５】
電子写真プロセス部では、画像データが、レーザビーム等により、一様に帯電した感光体１上に走査される。これにより、感光体１上には、マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、イエロー現像器３Ｙ、ブラック現像器３Ｋのいずれかによって、トナー像が形成される。そして、このトナー像は、中間転写体６へ転写される。マゼンタ現像器３Ｍ、シアン現像器３Ｃ、イエロー現像器３Ｙ、ブラック現像器３Ｋには、それぞれ異なる色のトナー（マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）が収容される。単色の画像を形成する場合には、中間転写体６へ転写されたトナー像はそのまま用紙へと転写される。しかし、フルカラー画像を形成する場合には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４種類のトナーで各々個別に形成されたトナー像が中間転写体６上で重ね合わされてから用紙へと転写される。感光体１及び中間転写体６は、１次転写又は２次転写が行われた後に、それぞれのクリーニング装置４、９により清掃される。
【００３６】
給紙部８１では、トナー像を転写する転写紙が格納される。この転写紙は、２次転写部へと搬送される。この転写紙の先端と画像の先端を合わせるために、図示しないレジストローラによりタイミングを合わせて搬送される。定着部１０は、用紙上に転写されたトナー像を定着するための装置であり、中間転写体６、二次転写器８との間のトナー像二次転写部において、トナー像を転写された用紙が搬送され、この定着部１０へ送り込まれる。この定着部１０は、一般的に、転写紙上のトナーを定着するいわゆる定着ローラ１０ａと、転写紙の裏側から加圧する加圧ローラ１０ｂとで構成される。なお、定着ローラ、加圧ローラの替わりに、ローラではなく、ベルトを使用しても良い。また、定着ローラ１０ａ側は、定着ニップを大きく取るために転写ベルトを用いたタイプのものでも良い。
【００３７】
ところで、カラー機や高速機では、定着するのに必要なエネルギーが大きいため、定着ローラと加圧ローラの両者にヒータ等の発熱体を使用する場合が多い。また、電源投入後の印字動作可能な状態までの立ち上がり時間（ファーストコピー時間）短縮のために、定着器に用いるヒータには、発熱量の大きい発熱体が使用される。この定着器に用いられるヒータは、誘導加熱タイプのものでも良い。また、加熱源としてのヒータを複数有したものであっても良い。図９では、定着部１０のヒータは、定着ヒータ１０ｃと、加圧ヒータ１０ｄの２本構成である場合を示す。
【００３８】
書き込みユニット８２は、画像データ処理部で処理された画像データを担持して出力する２個の半導体レーザ、レーザ光を等角速度偏向するポリゴンミラーを装備するポリゴンスキャナ、及び等角速度偏向されたレーザ光が電子写真プロセス部の感光体ドラム上で等速度偏向されるように補正するｆθ特性を有した光学素子、１ライン毎のそれぞれの同期信号を発生させる同期検知部から構成されている。なお、前記半導体レーザは、１個であっても良い。また、１パッケージに複数出力をするＬＤアレイでも良い。
【００３９】
次に、フルカラープリントに関して、エンジン制御部の動作を説明する。トナー像が、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの順番で、画像形成される場合を説明する。コントローラから画像形成の開始が指示される。すると、ポリゴンスキャナが回転を開始し、メインモータが駆動し、感光体や定着ローラが回転を始める。
あらかじめ、帯電器によって一様に帯電された感光体に、制御部内で展開されたビットマップデータがレーザ光として書き込まれることにより、潜像が形成される。その潜像がトナーにより顕像化されることにより、カラー画像が出力される。
【００４０】
具体的には、まず初めに、マゼンタ成分のデータがレーザ光として出力される。このレーザ光により感光体上に静電潜像が形成される。その静電潜像にマゼンタのトナーが付着させられる。そして、このマゼンタのトナー像は中間転写体に転写される。続いて、シアン成分のデータがレーザ光として出力される。このレーザ光により感光体上に静電潜像が形成される。その静電潜像にシアンのトナーが付着させられる。そして、このシアンのトナー像は中間転写体上のマゼンタのトナー像に重ね合わせるように転写される。
【００４１】
続いて、イエロー成分のデータがレーザ光として出力される。このレーザ光により感光体上に静電潜像が形成される。その静電潜像にイエローのトナーが付着させられる。そしてこのイエローのトナー像は、中間転写体上のマゼンタ、シアンのトナー像に重ね合わせるように転写される。
【００４２】
更に、ブラック成分のデータがレーザ光として出力される。このレーザ光により感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像にはブラックのトナーが付着させられる。そして、このブラックのトナー像は中間転写体上のマゼンタ、シアン、イエローのトナー像に重ね合わせられる。これによって中間転写体上にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされる。そしてこの４色のトナー像が一度に用紙に転写され、定着部へ搬送されて定着処理される。
【００４３】
次に、両面印刷時の場合のエンジン制御部の動作を説明する。両面印刷時には、片面印刷された転写紙が定着器を通過した後、図示しない搬送系路切換手段により、両面印刷ユニットに搬送される。ここで、転写紙が反転され、再度レジストローラ部へと搬送される。続いて、転写紙の先端と画像の先端とを合わせるためにタイミング良くレジストローラが駆動され、片面印刷された転写紙の裏側に画像が転写される。そして、定着部により画像が転写紙に定着された後、転写紙は排紙部へと搬送される。
【００４４】
また、図８及び図９で示すカラー複写機では、図中には明確に示されていないが、複写機本体４１内に、各構成部品等の結露を防止するための複数のヒータ（加熱源）が配置される。このヒータには、スキャナ部内部の光学結露ヒータ、帯電・ドラムヒータ、及び転写紙の吸湿を防ぐ除湿ヒータ等がある。これらは、複写機本体４１内の所定位置に配置される。光学結露ヒータは、ミラー８５やレンズ８６に生ずる結露による画像不良を防止するためのものである。帯電・ドラムヒータは、帯電器を構成する帯電ローラ・ドラムの保温と結露防止により、画像不良、用紙の巻き付きによるジャムの防止をするためのものである。除湿ヒータは、給紙部８１の給紙カセットや、拡張給紙トレイ４５にセットされている用紙（記録紙）が湿って紙詰まりを起こすのを防止したり、転写紙の搬送不良や転写率低下を防止するためのものである。
【００４５】
次に、図１２に基づいて、複写機の電力供給回路の構成及び動作を説明する。図１２は、複写機の電源供給回路を示す図である。図１２に示すように、この回路は、交流電源２１が接続され、ホットライン２３には、フューズ２２が接続され、かつ、電源スイッチ２５とリレー回路３４へ接続される。ニュートラルライン２４は、電源スイッチ２５とリレー回路３４へ接続される。この電源スイッチ２５は２つの切り換えスイッチからなり、使用者の操作により、連動して切り換えができるように構成される。この電源スイッチ２５がＯＮされると、ＤＣ電源部２６の回路が起動し、直流電圧が発生する。また、リレー回路３４に接続されたホットライン２３及びニュートラルライン２４は、加熱源である除湿ヒータ３１、３３に接続され、リレーの接点が接続されると、除湿ヒータ３１、３３がＯＮされるように構成される。
【００４６】
なお、リレー回路３４は、両切りのリレーで記載されているが、ホットライン２３のみをスイッチングする片切りのリレーでも良い。また、リレー回路３４は、ＤＣ電源部２６で作られる直流電源である＋２４Ｖに接続する接点を持ったリレーで構成される。このリレー回路３４は、２４Ｖが印加されていないときに接点が接続され、２４Ｖが印加されているときに接点が離間されるブレーク接点型のリレー回路で構成される。また、リレーの両端には、逆起防止用のダイオードＤ１が挿入される。
【００４７】
図１２に示す電力供給回路では、電源スイッチ２５がＯＦＦされると、リレー回路３４の両端には電圧が印加されない。よって、リレー回路３４の接点は接続された状態となり、除湿ヒータ３１、３３に電力が供給されて、除湿ヒータ３１、３３に電力がＯＮとなる。
【００４８】
一方、電源スイッチ２５がＯＮされた場合、ＤＣ電源部２６により、＋２４Ｖの直流電圧が生成されるため、リレー回路３４の両端には電圧が印加される。そして、リレー回路３４の接点は離間された状態となり、除湿ヒータ３１、３３がＯＦＦとなる。
【００４９】
ここで、複写機の省エネルギーモードについて説明する。コピーを一定時間使用しない場合、複写機は第１の省エネモードへと移行する。この省エネモードでは、定着器の制御目標温度が通常より低く設定されるか、又は、定着器の温度制御が停止される。
【００５０】
また、更に、複写機の未使用時間が長時間となると、複写機で使用しているモータ、クラッチ、ソレノイド等への負荷系の電源である＋２４Ｖの直流電源が遮断され、更なる第２の省エネルギーモードへ移行する。このモードは、定着器への通電が停止されてから時間が経ったときに入るモードである。
【００５１】
そして、この状態が続くと機械内部の温度が下がるため、結露や転写紙の吸湿等により、画像不良や紙詰まり等の問題が生じる。よって、これを解消させるためには、除湿ヒータ３１、３３をＯＮさせる必要がでてくる。しかし、図１２に示す電源供給回路では、複写機が省エネモードの場合、その電源スイッチ２５はＯＮされた状態であるため、除湿ヒータ３１、３３をＯＮの状態とすることはできない。
【００５２】
次に、複写機において、その形成する画像の転写条件や、転写紙の搬送性を考慮すると、複写機使用中は、除湿ヒータへ常時通電した状態にした方が、良好な条件となるが、この場合の問題点について述べる。
【００５３】
まず、第１の問題点を述べる。例えば、図１２に示すブレーク接点型のリレー回路を用い除湿ヒータを制御する電力供給回路を有する複写機では、一般に除湿ヒータが常時通電されていない。機械のコピー動作の終了からコピー出力時間を考慮して設定した任意の時間経過後に、リレー回路に印加されている＋２４Ｖを０Ｖとして、省エネルギーモードに入るのが一般的である。省エネルギーモードでは、リレー回路の接点が接続され、除湿ヒータに通電が行なわれる。
【００５４】
また、ユーザによっては、出力時間の短縮のために、定着器の制御目標温度を通常より低くする省エネルギーモードを設定し、リレー回路に印加されている＋２４Ｖを０Ｖとする省エネルギーモードには移行しないようにしている場合もある。この場合には、メインＳＷがＯＮしている場合には、除湿ヒータに通電されることはなく、形成する画像の転写条件や、転写紙の搬送性の問題で厳しい条件となる。
【００５５】
次に、第２の問題点を述べる。常時、除湿ヒータを点灯しておくことは、機械動作のための消費電力は、常に除湿ヒータ分を引いた電力で検討しなければならない。特に、電源投入後の機械立ち上がり時間を短縮するためには、定着器に供給するための電力量が、その分減ってしまう。
【００５６】
次に、第３の問題点を述べる。定着ローラ等がプレ回転開始温度に達すると、作像条件を最適化するために、プロセスコントロールと呼ばれる作像条件最適化制御が開始される。このときに、機械全体の電力消費量がピークを迎えることとなる。つまり、機械全体の有効電力消費量から、プロセスコントロールの動作中のＤＣ電源で消費する電力量を引いた分で定着器の制御に要するＡＣ消費電力をまかなわなければならない。よって、常時、除湿ヒータを点灯する場合、その分の電力消費だけ定着器の制御に要するＡＣ消費電力が減少する。
【００５７】
次に、第４の問題点を述べる。機械本体のオプションは、例えば、拡張給紙トレイがあり、通常、除湿ヒータが搭載される。拡張給紙トレイが接続されていない場合に比べ、接続されている場合は、除湿ヒータの消費電力分だけ、必要な電力が増大する。
【００５８】
次に、前記問題点を踏まえたうえで、本実施例の目的について述べる。近年、機械の高速化や機械の立ち上がり時間の短縮の要求が高まっており、定着器が必要とする電力が増大している。そして、装置の消費電力は、家庭用商用電源の定格電力を満たし、かつ、エネルギースター規格を満たすものである必要がある。このような状況で、除湿ヒータを搭載して、安定した転写、搬送、定着が行われるようにし、かつ、装置の立ち上がり時間の短縮を実現した画像形成装置を提供することが本実施例の目的である。
【００５９】
ここで、本実施例の目的を達成するために、本実施例を図１に基いて説明する。
図１は、本発明の実施例の複写機の電力供給回路の概略回路図である。図１に示すように、この回路は、交流電源２１が接続され、ホットライン２３は、フューズ２２が接続され、かつ、電源スイッチ２５と除湿ヒータ接続検知手段３０、３１及び除湿ヒータへ直接接続される。ニュートラルライン３２は、電源スイッチ２４と除湿ヒータ接続検知手段３０、３２及び除湿ヒータ３１、３３へ接続される。電源スイッチ２５は２つの切り換えスイッチからなり、使用者の操作により、連動して切り換えができるように構成される。この電源スイッチ２５がＯＮされると、ＤＣ電源部２６の回路が起動し、制御部２７その他装置各部が起動される。そして、装置が起動状態になると、制御部２７のＣＰＵ２８の働きにより、定着制御部２９及びその他の装置各部が制御され、コピー動作、省エネモードへの移行動作等が行われる。
【００６０】
ここで、まず、図１に示すように、除湿ヒータ３１、３３と交流電源２１との間の接続において、図１２に示したリレー回路３４を介さないような構成とする。その結果、電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦに関わらず、除湿ヒータ３１、３３は、常に作動可能状態となる。従って、コピー動作中、省エネモード待機中、又は、夜間などの装置未使用時中のどの場合でも、必要に応じて、常時、除湿又は結露防止ヒータを作動させることができる。その結果、紙詰まりや転写紙の搬送不良又は画像不良等を防止することが可能となる。なお、図１には、除湿ヒータが、除湿ヒータ３１、３３で示されているが、複写機の様々なシステムによって、それぞれ搭載される除湿ヒータの個数は制限されない。
【００６１】
次に、家庭用商用電源の定格電力を満たし、かつ、定着器の立ち上がり時間を早くするために、定着器の温度が冷えているときには、駆動系のＤＣ電源駆動による負荷（モータ、クラッチ、ソレノイド等）の動作を行わないようにし、かつ、その消費電力を、定着器のヒータ制御に配分する。
具体的には、定着器が定着可能温度に達するまでは、図１に示す制御部２７の回路動作により、ＤＣ系の電力の負荷の動作を停止させる。よって、図９に示す定着ヒータ１０ｃ及び加圧ヒータ１０ｄへの通電は、その消費電力分が加えられたものとなる。その結果、定着器の温度をより短時間で目標温度まで上げることが可能となる。
【００６２】
次に、定着器が定着可能温度に達すると、定着器内の２本のヒータを、同時に点灯させず、制御部２７の働きにより、交互に点灯するように制御する。この制御により、２つのヒータ１０ｃ、１０ｄのワッテージの少ない方の電力分をＤＣ系の負荷で使用することができるようになる。
【００６３】
なお、定着器が定着可能温度に達した後の定着器においては、定着ローラの温度が均一化され、定着ニップ部での温度状態が良好となる。そして、定着器の駆動用のＤＣブラシレスモータを駆動させ、続いて、必要に応じて、作像条件を最適化するために、プロセスコントロールと呼ばれる作像条件最適化制御が開始される。
【００６４】
ここで、このＤＣ系の負荷を動かすタイミングは、定着器が定着可能温度に達したときのヒータ２本を交互に切り換える制御と同時ではなく、適当に定められた任意の時間遅らせるのが一般的である。なぜなら、定着器が定着可能温度に達した後も、定着ヒータ１本は点灯しているので、定着器の温度は上がるため、その分を考慮する必要があるからである。
【００６５】
次に、制御部２７の働きによって、機械立ち上げ時のプロセスコントロール動作の間だけ、定着ヒータへの給電のエネルギーを減少させ、その分の電力を除湿ヒータ３１、３３へ分配する制御を実施する。また、オプション装着時の除湿ヒータ３１、３３の接続を除湿ヒータ接続検出手段３０、３２を用いて検出し、オプション非装着時には、使用可能なＡＣ電力を定着ヒータへの通電に使用する制御を実施する。以下に具体的に説明する。
【００６６】
図２は、ＡＣ電源波形とゼロクロス信号の様子をあらわした図である。図４は、定着ヒータへの１００％通電状態を表した図である。図２に示すように、ＡＣ電源とゼロクロス信号とのタイミングが規定される。ゼロクロス信号をトリガとし、１ショットタイマを動作させ、制御部のＣＰＵの働きにより、制御信号を発生させ、これにより、設定した時間だけ定着ヒータの駆動を停止すると、図４のように、定着ヒータへの通電のＤｕｔｙを変えることができる。実際の定着ヒータへの通電には、トライアックが用いられる。この制御は、機械立ち上げ時のプロセスコントロール動作の間だけ実施され、定着ヒータへの給電のエネルギーを減少させる。そして、制御部２７の働きにより、その分の電力を除湿ヒータ３１、３３へ分配する制御をする。
【００６７】
また、図１に示す除湿検出手段３０、３２によって、オプション装着時の除湿ヒータ３１、３３の接続を検出し、非装着時には、使用可能なＡＣ電力を定着ヒータへの通電に使用する制御を実施する。図３は、定着ヒータへの１００％通電状態を表した図である。図３に示すように、定着ヒータへ１００％通電可能なときには、１ショットタイマの設定値をゼロにすれば、定着ヒータへ１００％のＤｕｔｙで通電することができる。
【００６８】
図５は、本発明の定着ヒータへの制御を説明するためのフォローチャートである。図５に示すように、定着ヒータの制御は、まず、オプション系の除湿ヒータの検出状況を除湿ヒータ接続検出手段を用いて検出し、除湿ヒータを使用する場合としない場合を判断する。その結果、制御部のＣＰＵの働きにより、定着ヒータの印加Ｄｕｔｙを決定し、定着ヒータへ供給する電力を調整する制御を実施する。
【００６９】
図６は、本発明を適用しない複写機の実際の電源投入時の消費電力の推移を表した図である。電源を投入すると定着器内の２つの定着ヒータがオンする。突入電流を考慮し、若干の時間差を付けてオンすることが望ましい。図中のＡのタイミングでは、定着器内部の温度が上昇し、プレ回転開始温度に達し、定着器のローラを回転させるＤＣブラシレスモータが駆動し、定着ローラの温度を均一にする。その後、図中に記入したタイミング幅Ｂで、プロセスコントロール制御が行なわれるため、複写機の総消費電力が、家庭用商用電源の定格電力１５００Ｗを超えている。図６のＢのタイミングで、本実施例を適用し、図４に示すように定着ヒータへの通電Ｄｕｔｙを下げれば、家庭用商用電源の定格電力１５００Ｗを超えることなく、機械を動作させることができる。なお、接続される除湿ヒータの消費電力値をあらかじめ記憶させておくことにより、接続を検知した場合、除湿ヒータの総電力量に応じて、あらかじめ設定されるＤｕｔｙで、定着ヒータへの通電が行われる。
【００７０】
よって、本実施例によれば、前記制御により、定着器の立ち上がり時間の短縮が実現できる。また、ファーストプリントの時間の短縮が実現できる。また、除湿ヒータを作動させる場合には、画像不良又は紙詰まり又は転写紙の搬送不良の防止をすることができる。なお、実際には、電源投入後の定着器を暖める時間は、数十秒程度の短時間であり、この時間中のみ、定着ヒータへの給電量を減少させるだけなので、機械の立ち上がり時間の短縮に若干の影響を与えるだけなので問題はない。
【００７１】
図７は、本発明が適用される他の実施形態の複写機の電源供給回路を示す概略回路図である。図７には、複写機の目的により、除湿ヒータが複数個用いられている。除湿ヒータａ３５は、電源オフ時または、省電力モード時にのみ通電されればよい分類のヒータである。また、除湿ヒータ３１、３３は、常時通電していてほしい分類のヒータである。除湿ヒータａ３５は、回路内に設けられたブレーク型の接点を用いたリレー回路３４を介して電力が供給される。また、除湿ヒータ３１、３３は、ブレーク型の接点を用いたリレー回路３４を介さないで電力が供給される。図７では、除湿ヒータａ３５及び除湿ヒータ３１、３３で示しているが、システムで搭載される除湿ヒータにより、個数は制限されない。
【００７２】
上記発明では、もともと定着ヒータの通電制御を行うための制御機構を用いているため、除湿ヒータへの通電等、特に追加する部品、回路がないため、コスト的にも有利である。以上説明した例では、除湿ヒータを例に採り説明したが、光学結露ヒータ、帯電・ドラムヒータ等でも同様に目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態の複写機の電源供給回路を示す概略回路図である。
【図２】本発明の一実施形態のＡＣ電源波形とゼロクロス信号のタイミングを説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態の定着ヒータへの１００％通電を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態の定着ヒータへの通電Ｄｕｔｙを説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態の動作現象を説明するための複写機の消費電力測定結果を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態の複写機の電源供給回路を示す概略回路図である。
【図８】本発明のカラー複写機の概略図である。
【図９】本発明のカラー複写機の構成図である。
【図１０】従来の複写機の電力供給回路を示す概略回路図である。
【図１１】従来の他の複写機の電力供給回路を示す概略回路図である。
【図１２】複写機の電力供給回路を説明するための概略回路図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    感光体
２    帯電器
３    カラー現像器群
３Ｍ    マゼンタ現像器
３Ｃ    シアン現像器
３Ｙ    イエロー現像器
３Ｋ    ブラック現像器
４    感光体クリーニング装置
５    除電ランプ
６    中間転写体
７    １次転写機
８    ２次転写機
９    中間転写体クリーニング装置
１０    定着器
８１    給紙部
８２    書き込みユニット
８３    スキャナ
８４    ランプ
８５    ミラー
８６    レンズ
８７    ＣＣＤ
Ｄ１    ダイオード
【図１】
2005091635.tif 000003
【図２】
2005091635.tif 000004
【図３】
2005091635.tif 000005
【図４】
2005091635.tif 000006
【図５】
2005091635.tif 000007
【図６】
2005091635.tif 000008
【図７】
2005091635.tif 000009
【図８】
2005091635.tif 000010
【図９】
2005091635.tif 000011
【図１０】
2005091635.tif 000012
【図１１】
2005091635.tif 000013
【図１２】
2005091635.tif 000014