(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の熱定着ユニットの二つのヒータにより加熱される被加熱部材を所定の目標温度にするためのヒータ制御方式であって、
前記二つのヒータの一方は常に消灯しており他方が点滅する第一の点灯モードと、前記二つのヒータの一方は常に点灯しており他方が点滅する第二の点灯モードを有し、
前記二つのヒータの点灯モードを決定するための第１ヒステリシス温度設定値（β）と、該第１ヒステリシス温度設定値（β）より小さい第２ヒステリシス温度設定値（α）とを有し、
前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第一ヒステリシス温度設定値（β）を加算した温度より高い場合には、前記二つのヒータを前記第一のモードで制御し、
前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第一ヒステリシス温度設定値（β）を減算した温度より低い場合には、前記二つのヒータを前記第二のモードで制御し、
その後、前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第二ヒステリシス温度設定値（α）を加算した温度より高い場合には、前記第一及び第二の点灯モードで常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを消灯させ、
前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第二ヒステリシス温度設定値（α）を減算した温度より低い場合には、前記第一及び第二の点灯モードで常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを点灯させる、
ことを特徴とする画像形成装置のヒータ制御方式。
【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ユニットのヒータ制御に、また特に、独立に点灯制御可能に構成された複数の画像形成装置のヒータの制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の例えば電子写真式画像形成装置の定着ユニットにおいて、ハロゲンヒータを２本備えたものがあったが、そのうちの１本は、温度立ち上げ時のみ補助的に点灯され、所定温度に到達するまでの待機時間を短くすることを目的とするものであった。
【０００３】
また、配向の異なるハロゲンヒータを組み合わせ、適当に点灯を制御することで、加熱部材の熱分布を制御しようとするものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の構成では、像形成動作中に必要な最大の発熱量を確保できるようなヒータを、例えば待機時等のように、比較的発熱量の少なくても良い状態においても使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような局面に鑑みてなされたもので、大きな発熱量を必要とする定着ユニットにおいて、温調時のヒータのオン・オフによりＡＣ電源波形の歪みを軽減すると共に、画像形成装置の動作モードに応じて最適な発熱量を供給する画像形成装置のヒータ制御方式の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の項（１）に示す画像形成装置のヒータ制御方式の提供により前記目的を達成しようとするものである。
【０００７】
（１）画像形成装置の熱定着ユニットの二つのヒータにより加熱される被加熱部材を所定の目標温度にするためのヒータ制御方式であって、前記二つのヒータの一方は常に消灯しており他方が点滅する第一の点灯モードと、前記二つのヒータの一方は常に点灯しており他方が点滅する第二の点灯モードを有し、前記二つのヒータの点灯モードを決定するための第１ヒステリシス温度設定値（β）と、該第１ヒステリシス温度設定値（β）より小さい第２ヒステリシス温度設定値（α）とを有し、前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第一ヒステリシス温度設定値（β）を加算した温度より高い場合には、前記二つのヒータを前記第一のモードで制御し、前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第一ヒステリシス温度設定値（β）を減算した温度より低い場合には、前記二つのヒータを前記第二のモードで制御し、その後、前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第二ヒステリシス温度設定値（α）を加算した温度より高い場合には、前記第一及び第二の点灯モードで常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを消灯させ、前記被加熱部材で検出された温度が、前記目標温度に前記第二ヒステリシス温度設定値（α）を減算した温度より低い場合には、前記第一及び第二の点灯モードで常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを点灯させる、ことを特徴とする画像形成装置のヒータ制御方式。
【００１１】
【作用】
以上のような本発明構成により、それぞれ次のような作用，効果が得られる。
【００１２】
すなわち、複数のヒータの合計で温調に必要な最大の発熱量を確保するように構成し、複数の温調ヒステリシス温度を設けることで、同時に点滅する前記ヒータの数を制限するよう制御したことにより、ＡＣ電源波形の歪みを軽減することが可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、代表的な一実施例に基づいて、それぞれ図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】
（構成）
図に、本発明に係る電子写真複写装置の一実施例の概略構成図を示す。
【００１５】
１０１は感光ドラム、１０２は一次帯電器、１０３は、不図示の原稿露光部より導かれる画像露光の入射位置を示す。１０４はブランク露光ランプ、１０５は現像器、１０６は給紙ローラ、１０７はコピー用紙束、１０８，１２０，１２１は、各紙検知センサ、１０９はレジストローラ、１１０は転写帯電器、１１１は分離帯電器、１１２はクリーナ、１１３は前露光ランプ、１１４は搬送部、１１５は加熱ローラ、１１６，１１７は各ハロゲンヒータ、１１８は加圧ローラ、１１９は排紙ローラである。
【００１６】
〈動作〉
以下に各部の動作を説明する。
【００１７】
感光ドラム１０１は、図１の矢印時計方向に定められた回転速度で回転制御され、その表面は一次帯電器１０２のコロナ放電によって一様な電位に帯電される。画像露光位置１０３において、一様に帯電された感光ドラム１０１表面には、原稿露光部で走査露光される原稿像が投影され、原稿の静電潜像が形成される。感光体ドラム１０１の軸方向に分割点灯可能に構成されたブランク露光１０４の点灯タイミングを制御することにより、形成された静電潜像の不要部分の電位を消去した後、現像器１０５でドラム表面の潜像に静電的にトナーを付着させ、トナー像として可視像化される。
【００１８】
一方、コピー用紙束１０７は、給紙ローラ１０６で一枚ずつ分離され、レジストローラ１０９へと搬送される。途中、紙検知センサ１０８で用紙の先端を検出し、一定時間後に給紙ローラ１０６の駆動を停止することで、紙先端をレジストローラ１０９に突き当てて、用紙に適量のループを形成させ、用紙の斜行を修正する。
【００１９】
感光ドラム１０１表面上に原稿像の先端が転写帯電器１１０の位置に到達するタイミングに合わせて、給紙ローラ１０６を再度駆動すると同時に、レジストローラ１０９を駆動することで、用紙を転写位置へ向かって搬送し、感光ドラム１０１表面の原稿像の先端と、用紙の先端が転写帯電器１１０の転写位置で合致するように、給紙ローラ１０６とレジストローラ１０９が駆動制御される。
【００２０】
転写位置では、転写帯電器１１０のコロナ放電により感光体表面上のトナーを用紙上に転写する。
【００２１】
分離帯電器１１１のコロナ放電で感光体表面から用紙を静電分離し、用紙は搬送部１１４で搬送される。クリーナ１１２は、用紙に転写されずに感光体ドラム１０１表面に残ったトナーを回収する。前露光１１３は、感光ドラム１０１表面の電位を一様に消去する。
【００２２】
搬送部１１４で搬送される用紙は、各ハロゲンヒータ１１６，１１７の点灯制御により温調されながら回転している加熱ローラ１１５と加圧ローラ１１８との間へと導かれ、ここを通過することで用紙へのトナーの加熱定着がなされ、排紙ローラ１１９により機外へ排出される。
【００２３】
（ヒータ制御回路）
図２に、本実施例の電子写真式複写装置のヒータ制御関係に関わる電気系統概略を示すブロック図を示す。
【００２４】
２０１は電源プラグ、２０２は電流ヒューズ、２０３は電源スイッチ、２０４はＤＣ電源、２０５は制御回路基板、２０６はノイズフィルタ、２０７，２０８はそれぞれソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、２０９はサーミスタである。１１６，１１７は図１の各ハロゲンヒータである。なお、ＳＳＲは、トライアックとその駆動素子を含んでいる。
【００２５】
電源プラグ２０１より供給される商用ＡＣ電源は、電流ヒューズ２０２、電源スイッチ２０３を介してＤＣ電源２０４に供給される。ＤＣ電源２０４は、負荷系駆動用の２４ＶＤＣと制御ロジック系用５ＶＤＣとの２系統のＤＣ電圧出力を発生し、制御回路基板２０５に供給している。
【００２６】
制御回路基板２０５には、加熱ローラ１１５（図１）の表面温度を検出するため、ローラ表面に当接するような配置されたサーミスタ２０９が接続され、また、各ハロゲンヒータ１１６，１１７を点灯制御するためのＳＳＲ２０７，２０８も接続されている。一方、商用ＡＣ電源はノイズフィルタ２０６を介して各ハロゲンヒータ１１６，１１７にも供給され、ＳＳＲ２０７，２０８がシリーズに挿入されている。
【００２７】
よって、制御回路基板２０５は、サーミスタ２０９の抵抗値変化に基づいて加熱ローラ１１５（図１）の表面温度を検出し、適当に各ＳＳＲ２０７，２０８により、各ハロゲンヒータ１１６，１１７を点灯制御することで、加熱ローラ１１５表面の温度が予め定められた目標温度を保つような温調制御を行うことが可能に構成されている。
【００２８】
図３は、図２の制御回路基板２０５の内部構成のうち、ヒータ制御に関わる部分を示した回路図である。
【００２９】
３０１はマイクロコンピュータ、３０２はクロック発振子、３０３，３０４，３０５，３０６はそれぞれコネクタ、３０７，３０８，３１０，３１１，３１２，３１４，３１５は各固定抵抗器、３０９，３１３は各トランジスタである。
【００３０】
マイクロコンピュータ３０１は、内部にプログラムを有するいわゆるワンチップのマイコンで、クロック発振子３０２により動作クロックが定められ、Ａ／Ｄ入力端子及び出力ポートをも有するものである。ＶＣＣ，ＶＳＳはマイクロコンピュータ３０１の各動作電源端子で、５ＶＤＣが与えられている。
【００３１】
ＡＶＣＣ，ＡＶＳＳは、それぞれマイクロコンピュータ３０１に内蔵されたＡ／Ｄコンバータ機能の入力端子で、コネクタ３０４に接続されているサーミスタ２０９（図２）の抵抗値を固定抵抗器３０７とで分圧されて入力されているので、マイクロコンピュータ３０１内部で変換されたデジタルデータから、加熱ローラ１１５（図１）の表面温度を知ることが可能な構成となっている。
【００３２】
ＰＯ１，ＰＯ２は、それぞれマイクロコンピュータ３０１の各出力ポートで、それぞれＳＳＲ２０７，２０８を制御するための信号を出力するようになっている。それぞれのポートにハイレベルを出力すると各抵抗器３１０，３１１，３１４，３１５により、各トランジスタ３０９，３１３のベースにベース電流が供給され、各トランジスタ３０９，３１３がオン状態になり、各コネクタ３０５，３０６を介して各ＳＳＲ２０７，２０８をオン状態にし、各ハロゲンヒータ１１６，１１７を点灯させる。
【００３３】
マイコン３０１の各出力ポートＰＯ１，ＰＯ２にローレベルの信号を出力すると、逆に各トランジスタ３０９，３１３がオフ状態になり、各ＳＳＲ２０７，２０８もオフ状態、各ハロゲンヒータ１１６，１１７は消灯状態になる。
【００３４】
このように各出力ポートＰＯ１，ＰＯ２の出力レベルによって、各ハロゲンヒータ１１６，１１７をそれぞれ独立に点灯、消灯させることができる構成となっている。よって、マイクロコンピュータ３０１に内蔵するプログラムを適当に作成することで、加熱ローラ１１５（図１）の表面温度に応じて各ハロゲンヒータ１１６，１１７を点灯、消灯させて温度制御を行うことが可能な構成となっている。
【００３５】
（温調機能プログラムの動作）
図４に、本実施例のマイクロコンピュータ３０１に内蔵されるプログラムのうち温調機能を実現するモジュールの動作シーケンスフローチャートを示す。
【００３６】
以下、このフローチャート中の各記号について説明する。
【００３７】
Ｔｔは温調の目標温度であり、Ｔはサーミスタ２０９（図２）で検出した加熱ローラ１１５（図１）の表面温度である。αは、温調動作のためのヒステリシス温度設定値で、βは、ヒータ点灯モード切替えに関するヒステリシス温度設定値である。ただし、αよりβの方が大きいものとする。
【００３８】
“ｍｏｄｅ”は、図２の２本のヒータ１１６，１１７の点灯モードを示し、０００１は、一方のヒータは常に消灯しており他方が点滅するモードを意味し、０１１１は、一方のヒータは常に点灯しており他方が点滅するモードを意味している。
【００３９】
“ｏｎ”は、前述の２種類の点灯モードそれぞれで点滅している方のヒータを点灯させることを意味し、“ｏｆｆ”は、点滅している方のヒータを消灯させることを意味している。
【００４０】
次に図４のフローチャートの流れを説明する。この温調機能モジュールは、常に一定間隔、例えば１００ｍ毎に繰り返し処理されるように、全体のプログラムの中で設定されており、繰り返しステップＳ１から実行が開始される。ただし、実行間隔に対してステップＳ１からステップＳ６までの処理は十分短い時間で終了するので、モジュール実行中の再度処理が開始されることはない。ステップＳ１から処理が開始されると、ステップＳ２において、加熱ローラ１１５（図１）の表面温度Ｔと温調目標温度Ｔｔとを比較し、Ｔｔ＋β＜ＴであればステップＳ７で点灯モードを０００１とし、そうでなければ、ステップＳ３で、Ｔｔ−β＞Ｔか否かを判断し、そうであればステップＳ８で点灯モードを０１１１とする。
【００４１】
このため、検出した温度Ｔが、Ｔｔ＋βより高ければ、２本ヒータ１１６，１１７のうち、一方を常時消灯するモード０００１に移行し、Ｔｔ−βより低ければ、前記２本ヒータのうち一方を常時点灯するモード０１１１に移行することになる。
【００４２】
次に、ステップＳ４において、加熱ローラ１１５の表面温度Ｔと温調目標Ｔｔとを比較し、Ｔｔ＋α＜Ｔであれば、ステップＳ９において、点灯モードによって常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを消灯させ、そうでなければ、ステップＳ５においてＴｔ−α＞Ｔであれば、ステップＳ１０において、点灯モードによって常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを点灯させる。
【００４３】
また、各ステップＳ９，Ｓ１０において、点灯モードで常時点灯または消灯として指定されている側のヒータについては、指定通り点灯または消灯する。このため、検出した温度Ｔが、Ｔｔ＋αより高ければ、前記２本ヒータのうち一方を、常時消灯するモード０００１なら２本とも消灯となり、２本ヒータのうち一方を、常時点灯するモード０１１１なら１本のみの点灯状態となる。
【００４４】
またＴｔ−αより低ければ、２本ヒータのうち一方を、常時消灯するモード０００１なら１本のみ点灯となり、２本ヒータのうち一方を常時点灯するモード０１１１なら２本とも点灯となる。以上の処理を完了して本モジュールはステップＳ６で終了となり、設定された時間後、ステップＳ１から再度実行される。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、複数のヒータの合計で温調に必要な最大の発熱量を確保するように構成し、複数の温調ヒステリシス温度を設けることで、同時に点滅する前記ヒータの数を制限するよう制御したことにより、ＡＣ電源波形の歪みを軽減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例の電子写真式複写装置の概略構成を示す図
【図２】  ヒータ制御関係の電気系統の概略を示すブロック図
【図３】  制御回路基板のヒータ制御関係部分の回路図
【図４】  温調機能プログラムの動作シーケンスフローチャート
【符号の説明】
１０１  感光体ドラム
１１５  加熱ローラ
１１６，１１７  ハロゲンヒータ
１１８  加圧ローラ
２０５  制御回路基板
２０７，２０８  ソリッドステートリレー
２０９  サーミスタ
３０１  マイクロコンピュータ
【図１】
0003937535.tif 000002
【図２】
0003937535.tif 000003
【図３】
0003937535.tif 000004
【図４】
0003937535.tif 000005