(57)【要約】【課題】ゼログラフ・プリンタ内の複数ランプ式定着装置の電力制御法を提供する。【解決手段】ゼログラフ印刷用の２個のランプを含む定着装置を動作させる方法は、第１ランプに第１波形の電力を印加し、第２ランプに第２波形の電力を印加する。第１波形及び第２波形の各々は、各時間周期において活性な半サイクルの所定の配列を含んでいる。第１ランプ及び第２ランプの電力レベルの、複数の選択された組合せの各々に対し、第１波形の電力び第２波形の電力は、各時間周期において同時に活性な半サイクルが最小になるように、関連付けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷等に用いられ且つ第１ランプ及び第２ランプを有する定着装置を動作させる方法であって、
前記第１ランプに第１波形の電力を与え、前記第２ランプに第２波形の電力を与えることから成り、前記第１波形及び第２波形の各々は、各時間周期において活性な半サイクルの所定の配列を含んでおり、
前記第１ランプの電力レベル及び第２ランプの電力レベルの、複数の選択された組合せの各々について、前記第１波形び第２波形は、同時に活性な半サイクルが各時間周期において実質的に最小になるように、関連付けられている、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１波形及び第２波形は、該第１波形及び第２波形との間の交互配列において活性な半サイクルの配列を実質的に最大にするように、関連付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電力レベルの組合せの選択をルックアップテーブルに加えるステップを更に含み、
前記ルックアップテーブルは、前記第１波形の電力及び第２波形の電力に関する半サイクルの複数の所定の配列に関するデータを保持する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１ランプ及び前記第２ランプは、定着ロール内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゼログラフ印刷又はコピー等の静電写真印刷に用いられる定着装置、及びそれを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼログラフ印刷やゼログラフコピーとして一般に知られている静電写真印刷において、重要なプロセス工程の１つが「定着」として知られている。ゼログラフ・プロセスの定着工程において、シート状用紙等の画像形成基材上に像形状で配置されたトナー等の乾式マーキング材は、トナーを基材上に恒久的に融解又は別の仕方で定着させるために、熱及び／又は圧力が加えられる。このようにして、永続的で鮮明な画像が基材上に形成される。また、印刷用紙の定着は、他の型の印刷法においても知られている。
【０００３】
米国特許第４，３４０，８０７号及び米国特許第４，３７２，６７５号は、ゼログラフ定着装置に供給される電力の精密な制御のために、交流「サイクル・スチール」を用いる方法を開示している。
【０００４】
米国特許第５，８２６，１５２号は、発熱体が、ロール内部の中空円筒管内に配置される定着ロールを開示している。各々の発熱体は、独立して制御可能である。
【０００５】
米国特許出願公開第２００３／０１０３７７８号は、必要な電力が増加するときに付加的な半サイクルを用いる、デュアル（２個）式ランプ式定着器の電力制御法を開示している。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，３４０，８０７号明細書
【特許文献２】米国特許第４，３７２，６７５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８２６，１５２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／０１０３７７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ゼログラフ・プリンタ内の複数ランプ式定着装置の電力制御法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの態様によれば、２個のランプを含むゼログラフ印刷のための定着装置を動作させる方法が提供される。第１ランプに第１波形の電力が印加され、第２ランプには第２波形の電力が印加され、第１波形及び第２波形は、同時に活性な半サイクルが各時間周期において実質的に最小になるように、関連付けられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本開示に関連するゼログラフ・プリンタ又はコピー機等の静電写真プリンタの主要部を示す立面図である。デジタルコピー機又はアナログコピー機、レーザプリンタ、イオノグラフ・プリンタ又は他の装置の形態にできる印刷装置１００は、シート状用紙等の基材をスタック１０２から引き出し、周知のプロセスを通じて静電潜像が形成され現像される電荷受容体１０４の表面から各用紙にトナー画像を取得させる機構を含む。用紙が電荷受容体１０４からマーキング剤（トナー等）を受け取って、用紙は、定着装置１０を通過させられる。装置の特定の設計の場合には、定着装置１０は、より大きな装置１００からモジュール式に取り出せる定着モジュールの形態とすることができる。
【００１０】
定着装置１０の典型的な設計は、定着ロール１２及び加圧ロール１４を含む。定着ロール１２及び加圧ロール１４は、それらの間に形成されるニップ全体にわたり互いに対して圧力を加えるように協働する。シートがニップを通過する時に、加圧ロールに対する定着ロールの圧力は、用紙への画像の定着に寄与する。定着ロール１２は、更に、圧力に加えて熱を用紙に与え、定着プロセスを更に強化する。
【００１１】
図２は、図１の２−２で示された線を通して見たときの、定着ロール１２の断面図である。図で理解できるように、定着ロール１２の内部に、発熱体を組み込んだ構造体を意味する、２０及び２２として示される２個の「ランプ」が配置される。ランプ２０及び２２は、それぞれ定着ロール１２の軸の長さ方向に沿って配置され、従って、定着装置１０のニップを通過する用紙の通過方向に大体直角になるように配置される。
【００１２】
図２に示されるように、本実施形態において、ランプ２０及びランプ２２の各々は、特定の構成の発熱材料を含み、この特定の場合には、発熱材料の相対的に長い主要部分２４と、発熱材料の多数の小さな部分２６とが直列に接続されている。ランプ２０及びランプ２２の各々のランプ内で、主要部分２４は、定着ロール１２の一端の近くに配置され、一方、小さな部分２６は、定着ロール１２の反対側端部の近くに配置されることに注意されたい。ランプ２２の高温の端部はランプ２０の低温の端部に隣接し、ランプ２２の低温の端部はランプ２０の高温の端部に隣接するように配置される。実際的な実施形態においては、発熱材料はタングステンを含み、ランプの全構造体はホウケイ酸ガラスであり、これらの材料は、定着ランプの関係する状況においてはかなり一般的である。
【００１３】
図２には、印刷装置の少なくとも定着システムに対して作用する制御システム（ＣＴＲＬ）１０６と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ)１０８とが、単純化して示されており、ルックアップテーブル１０８は、情報を、各々のランプ２０、２２に対して作用するドライバ５０、５２（即ち適切な回路素子）に順々に送信する。印刷装置又は定着システムの全体的な動作において、様々な時に電力レベルの異なる組合せが、ランプ２０、２２に対して必要となる。特定サイズの用紙を処理する場合、又は特定の一つのランプを他方よりもウォーミング・アップする必要があるだけの場合などの様々な状況において、２個又はそれ以上のランプの一方又は他方に対して、有意により高い電力消費が必要となる。要するに、こうした状況は、システム全体の電力消費に関して実際的な問題を引き起こす可能性がある。
【００１４】
１つの実施形態によれば、図２に示されるような２個式ランプ式定着装置において、ランプに対する電力レベルの異なる組合せが必要な時には、異なる電力レベルが、各々のランプに対するサイクル・スチールによって供給されるが、しかしながら、時間周期毎の各々のランプに対する活性な（即ち「オン状態」にある）半サイクルの配列が調整される。具体的には、２つの基本的な方法が適用される。第一に、各々の時間周期内において、両方のランプがエネルギーを受け取るときの半サイクルのエネルギーを最小にするべきである。第二に、あるいは代替的に、２個のランプに対する電力の間において、各々の時間周期内で、活性な半サイクルのインターリービング（交互の配列）を最大にすべきであり、その結果、一方のランプに対する活性な半サイクルの後に、他方のランプに対する活性な半サイクルが続くようにすべきである。
【００１５】
各々のランプ２０、２２に対する半サイクルの配列の２つの例が、それぞれ図３及び図４に示される。図３においては、５サイクル（即ち１０個の半サイクル）周期に対する半サイクルの配列が、ここではランプＡ及びランプＢとして示される２個のランプの各々に対する４０％の電力レベル（１０個のうちの４個の半サイクル）に関して示される。理解できるように、２個のランプに対する活性な半サイクルの波形は相似であるが、しかし、周期内で時間的にずらされる。Ａ＋Ｂの波形において理解できるように、ランプに対する２つの波形を加え合わせると、１０個の半サイクルのうちの８つが活性となり、１０個の半サイクルのうちの２つでは、どちらのランプにも電力が送られていないことが分かる。また、どの半サイクルでも電力が両方のランプには送られずに「両方ともオフ状態」の半サイクルは、その周期内で最大限に離れている。
【００１６】
図４において、５サイクル周期に対する半サイクルの配列が、ランプＡに対する４０％の電力レベル（１０個の半サイクルのうちの４個の半サイクル）、及び、ランプＢに対する７０％の電力レベル（１０個の半サイクルのうちの７個の半サイクル）に関して示される。再度、各々の時間周期の経過において、２個のランプに対する活性な半サイクルを交互配置（インタリーブ）する配列を理解することができる。また、理解できるように、最後の半サイクルにおけるＡ＋Ｂの波形の相対的に大きな振幅から明らかなように、最後のただ一つの半サイクルにおいて電力が両方のランプに同時に供給される。
【００１７】
上述の実施形態においては、制御システム１０６に関する５サイクル（１０個の半サイクル）周期が例として用いられているが、実際的な実施形態においては、関連する周期は任意の数の交流サイクルを含むように設計することができる。また、任意の配列における半サイクルの相対的な極性を、システムの電源に関して考慮する必要の可能性がある。
【００１８】
図２に戻ると、印刷装置の少なくとも定着装置に作用する制御システム１０６と、ランプ２０と２２各々に作用するドライバ５０、５２に情報を順々に送信するルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０８とが示されている。本実施形態において、ＬＵＴ１０８は、上述の望ましい特性に従う２個のランプ２０、２２のドライバ５０、５２に対する半サイクルの配列に関連するデータを保持する。２個のランプの各々に対する０から１００％までの電力に対して、１０パーセントの増加単位で電力レベルを指定するシステムにおいて、ＬＵＴ１０８は、例が図３及び図４に示されている電力レベルの１００通りの可能な組合せに関する配列を、小さなメモリ内に含むことができる。しかしながら、実際的な実施形態においては、比較的少数の電力レベルの組合せのみが実際に制御システム１０６によって呼び出されるが、それにもかかわらず、半サイクルの配列は、ＬＵＴ１０８内に、用いられる可能性のある電力レベルの全ての組合せに対して保持される。
【００１９】
２個ランプ式定着装置が示され説明されているが、特許請求の範囲は、３個又はそれ以上のランプを有する定着装置にも適用することができ、活性な半サイクルの配列はそれに応じて配列することができる。種々の実施形態において、実施形態に示されるように、ランプは全てが単一の定着ロール内に配置される必要はなく、印刷用紙の搬送経路に関する種々の場所に配置することができる。また、上述の複数ランプ又は発熱体の制御は、種々の型のプリンタ内に見られる、トレイヒータ等の他の交流給電にも適用できる。
【００２０】
ここで用いられる「最大」及び「最小」という用語は、広義に解釈されるべきであり、任意の半サイクルの配列は、数学的に証明可能な最大又は最小であることを含意すると解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示に関連する、ゼログラフ・プリンタ又はコピー機等の静電写真プリンタの本質的な部分を示す略立面図である。
【図２】図１の２−２で示された線を通して見たときの、制御システムの要素と組み合せられた定着ロールの断面図である。
【図３】動作原理を示す、定着ロール内の発熱体を制御する相対的な電力波形の組を示す図である。
【図４】動作原理を示す、定着ロール内の発熱体を制御する相対的な電力波形の組を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０：定着装置
１２：定着ロール
１４：加圧ロール
２０、２２：ランプ
２４、２６：発熱材料
５０、５２：駆動装置
１００：印刷装置
１０２：スタック
１０４：電荷受容体
１０６：制御システム
１０８：ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
【図１】
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【図２】
2007213061.tif 000004
【図３】
2007213061.tif 000005
【図４】
2007213061.tif 000006