(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用しないときにヒータをＯＦＦとする省エネルギーモードを動作モードに有し、熱定着によって画像を転写材に定着させる定着装置を備え、上記定着装置の定着ヒータに加えてサブヒータを有する画像形成装置において、上記サブヒータを上記定着装置近傍に設けるとともに、該サブヒータへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるサブ制御回路を設け、該サブ制御回路を上記定着ヒータの制御を行うメイン制御回路で制御するとともに、上記省エネルギーモードから上記動作モードへ戻り、定着の目標温度範囲へ復帰しようとする際に、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータと上記サブヒータへ同時に通電しないようにし、上記定着装置の温度を上昇させる期間では上記定着ヒータの温度制御を行い、上記定着ヒータをＯＦＦとして温度が降下する期間では上記サブ制御回路を介して上記サブヒータの温度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータがＯＦＦして上記定着装置の温度が予め設定された温度まで低下したときに上記サブヒータをＯＮする予め設定された温度（ｘ）を、定着ヒータのＯＦＦ温度（Ｙ）より低く、かつ上記定着の目標温度（Ｔ）より高く設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータがＯＦＦして上記定着装置の温度が予め設定された温度まで低下したときにサブヒータをＯＮする予め設定された温度（ｘ）を、目標温度（Ｔ）より若干高い温度に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動作モードに省エネルギーモードを持ち、定着温度制御を行うＰＰＣ、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、市場では省エネルギーが問題となっている。消費電力を規定した規格としてはエナジスターが一般的に知られており、その規格の中では最低の消費電力を規定しているスリープモードがある。そのため、ＯＡ関連機器もスリープモードを持ち、待機時の電力を抑える構成を採用するものが増加している。
【０００３】
例えば、特開平５−３２３８２９号公報や特開平９−１０９５１５号公報に開示の装置のように、ある一定の時間経過後にスリープモードに入ることが提案されており、また特開平５−３３３６３６号公報に開示の装置のように、必要な電源と不要な電源をリレーにて分割し、省エネルギーを実現する装置も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のような各装置においては、一度省エネルギーモードに入ると、ヒータがオンとされないため定着装置の温度が下降していき、最終的には室温と同程度まで下がってしまうことになる。この状態で、ユーザーが機器を動作させようとすると、機器のウォーミングアップに長い時間が掛かり、作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
そこで本発明は、省エネルギーモードに入った後に使用するときの定着装置のウォーミングアップ時間を短縮することができ、高温状態における余分な電力を削減し、さらに定着装置の温度低下を遅らせて定着ヒータのON時間を低減して消費電力を抑えることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、使用しないときにヒータをＯＦＦとする省エネルギーモードを動作モードに有し、熱定着によって画像を転写材に定着させる定着装置を備え、上記定着装置の定着ヒータに加えてサブヒータを有する画像形成装置において、上記サブヒータを上記定着装置近傍に設けるとともに、該サブヒータへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるサブ制御回路を設け、該サブ制御回路を上記定着ヒータの制御を行うメイン制御回路で制御するとともに、上記省エネルギーモードから上記動作モードへ戻り、定着の目標温度範囲へ復帰しようとする際に、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータと上記サブヒータへ同時に通電しないようにし、上記定着装置の温度を上昇させる期間では上記定着ヒータの温度制御を行い、上記定着ヒータをＯＦＦとして温度が降下する期間では上記サブ制御回路を介して上記サブヒータの温度制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
同請求項２に係る画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータがＯＦＦして上記定着装置の温度が予め設定された温度まで低下したときに上記サブヒータをＯＮする予め設定された温度（ｘ）を、定着ヒータのＯＦＦ温度（Ｙ）より低く、かつ上記定着の目標温度（Ｔ）より高く設定したことを特徴とする。
【０００８】
同請求項３に係る画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記メイン制御回路が、上記定着ヒータがＯＦＦして上記定着装置の温度が予め設定された温度まで低下したときにサブヒータをＯＮする予め設定された温度（ｘ）を、目標温度（Ｔ）より若干高い温度に設定したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置で用いる定着装置の構成を概念的に示す断面図である。この定着装置は、図示せぬ転写材を通過させることにより、転写材上のトナー像を熱定着するもので、図示のように定着ローラ１と加圧ローラ２の２本のローラを有し、これらローラ１、２の中央内部にそれぞれ加熱用のヒータ３、４が設けてある。もちろん定着ローラ１のみにヒータを設ける構成であってもよい。各ローラ１、２には、それぞれサーミスタ５、６が近接配置してあり、後述する画像形成装置のメイン制御回路は、それぞれのローラ１、２の表面温度をサーミスタ５、６によって検知し、その温度によってヒータ３、４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。このように温度制御されるローラ１、２の間に転写材を通過させてトナー像を定着させて排紙する。図中矢印で排紙方向を示す。なお以下では、２本のヒータ３、４を総称して定着ヒータ３、４という。
【００１２】
またこの定着装置は、一度温度が低下すると熱容量が大きいために再び温度が上昇するまで時間が掛かり、それを防ぐために定着ヒータ３、４をオンとする（以下、点灯という。）時間が長くなってしまうので、図示のように装置近傍にサブヒータ７を設けている。このサブヒータ７により、定着装置の温度の低下を遅らせ、定着ヒータ３、４の点灯率を低減させ、消費電力を抑えるようにしている。
【００１３】
上記のように定着装置にサブヒータ７を設けることにより、定着ヒータ３、４の温度低下を遅らせることができるが、省エネルギー規格であるエナジースターの中にある最低消費電力の規定であるスリープモードを満足できるとは限らない。このスリープモードとは、機械の待機時よりもさらに消費電力を抑えたモードとなっている。そこで、サブヒータ７自体の消費電力を、このスリープモードで規定されている消費電力以下とすること、例えば規定が１００Ｗならば１００Ｗ以下のヒータとすることにより、いかなる場合においても省エネルギー規格に適合することができる。
【００１４】
図２は上述のような定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態における熱定着関連の制御系を示すブロック図である。図中１０はメイン制御回路、１１は省エネ回路、１２はヒータ駆動回路、１３はＡＣ／ＤＣ変換回路、１４は各種負荷である。上述のようなスリープモード時では、極力消費電力を抑えるために、メイン制御回路１０側への供給電力をＯＦＦすることが行われている。これは、メイン制御回路１０が省エネモード時に省エネ回路１１をコントロールし、ＡＣ／ＤＣ変換回路１３を制御して、各負荷１４への供給電力をＯＦＦすることにより達成されるようになっている。ところがそのような制御を行うと、サブヒータ７もダウンしてしまう。そのため本実施形態では、サブヒータ７への供給電力を、図示のようにメイン制御回路１０側から独立させ、常に電力が供給された状態になるようにしている。これにより、サブヒータ７は他の制御とは無関係に常に発熱している状態となり、定着装置の温度低下を遅らせることができ、省エネルギーモードから復帰するときのウオーミングアップ時間が短縮される。なお、サブヒータ７への供給電力は、直流での供給あるいは交流での供給のいずれであってもよい。
【００１５】
図３は上述のような定着装置を備えた画像形成装置の他の実施形態における熱定着関連の制御系の他の例を示すブロック図である。図中２０はサブヒータ７のコントロール回路で、サブヒータ７のＯＮ／ＯＦＦを行うための回路である。メイン制御回路１０は、コントロール回路２０に対してサブヒータ７のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を出力するようになっている。このような制御系の構成とすると、定着ヒータ３、４のＯＮ／ＯＦＦに合わせて、あるいはサーミスタ５、６の検知温度に合わせて、サブヒータ７をコントロールすることができ、定着装置の温度低下を最小限にとどめて最良の温度に制御することができる。
【００１６】
図４は、図３に示した実施形態における一つの制御フローを示すフローチャートである。まずメイン制御回路１０は、定着ヒータ３、４がＯＮしているかどうかを判断する（ステップ１）。定着ヒータ３、４がＯＮしていれば、そのまま定着温度制御を続けるが、ＯＦＦしている場合にはサブヒータ７をＯＮさせる。すなわち、定着ヒータ３、４とサブヒータ７とは同時にＯＮさせないように制御する。
【００１７】
すなわち、一般的には定着ヒータ３、４は消費電力を最大に使用するように設定されており、サブヒータ７と同時にＯＮさせると、消費電力の規格を超えてしまうことが考えられ、超えないようにすると定着装置の温度が上昇するまでに時間が掛かってしまうことになるので、上述のように制御して、定着装置の温度上昇には定着ヒータ３、４を用い、定着装置の温度が規定の温度まで上昇して定着ヒータ３、４がＯＦＦしたらサブヒータ７をＯＮとして温度を維持することにより、定着装置の温度低下の時間を遅らせ、定着ヒータ３、４のＯＮ時間を短くして消費電力を抑えている。
【００１８】
図５は、定着装置の時間の経過に対する温度変化を示す。図中Ｔは制御目標温度、ＸはヒータＯＮ温度、Ｙは定着ヒータＯＦＦ温度であり、一般的に定着ヒータ温度のオーバーシュートを考慮して、Ｘ＜Ｔ＜Ｙとする場合が多い。図中点線は定着ヒータのみ使用した場合の温度変化、実線はサブヒータ使用時の温度変化を示す。
【００１９】
図６は、図３に示した実施形態における他の制御フローを示すフローチャート、図７はこの制御による定着装置の時間の経過に対する温度変化を示す。図７においても図中点線は定着ヒータのみ使用した場合の温度変化、実線はサブヒータ使用時の温度変化を示す。またこれらの図においてｘはサブヒータＯＮ温度、ｔはサーミスタ検知温度である。メイン制御回路１０は、サーミスタ検知温度ｔがヒータＯＮ温度Ｘより低いかどうか判断し（ステップ１）、低いのであれば定着ヒータ３、４をＯＮする（ステップ２）。その後、定着装置の温度が上昇していき、サーミスタ５、６の検知温度ｔがヒータＯＦＦ温度Ｙを超えたら（ステップ３）、定着ヒータ３、４をＯＦＦする（ステップ４）。
【００２０】
その後、定着装置の温度が下がってきて、サーミスタ５、６の検知温度ｔがサブヒータＯＮ温度ｘより低くなったら（ステップ５）、サブヒータ７をＯＮする（ステップ６）。さらにその後、定着装置の温度がヒータＯＮ温度Ｘまで下ったら（ステップ７）、サブヒータ７をＯＦＦし（ステップ８）、定着ヒータ３、４をＯＮする（ステップ９）。このように制御することにより、制御目標の温度より高い場合により早く目標温度に近づけることができ、高温状態における余計なエネルギーを費やすことなく、さらに定着装置の温度低下を遅らせて、定着ヒータ３、４のＯＮ時間を低減し、消費電力を抑えられる。
すなわち、定着ヒータ以外にサブヒータを持つことにより、定着装置からの放熱を抑え、次のジョブ開始時のウォーミングアップ時間を大幅に短縮でき、サブヒータを常に通電状態に保つことにより、定着装置の温度低下を最小限に抑え得る。またサブヒータへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるコントロール回路を定着ヒータの制御を行うメイン制御回路で制御することにより、より細かい制御を可能とし、常に定着装置の温度を最良に保つことを可能にする。また定着ヒータとサブヒータを同時に通電しないように制御することにより、省エネルギー規格を満足した上で常に定着装置の温度を最良に保ち、消費電力を抑えることができる。さらに、定着ヒータがＯＦＦして定着装置の温度が予め設定された温度まで低下したときにサブヒータをＯＮするように制御することにより、定着装置の温度をさらにいっそう細かく制御して消費電力を抑えることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、以上説明してきたように、定着ヒータ以外に定着装置近傍にサブヒータを持ち、省エネルギーモードから動作モードへ戻って定着の目標温度範囲へ復帰しようとする際に、定着ヒータとサブヒータへ同時に通電しないようにメイン制御回路で制御し、メイン制御回路は、定着装置の温度を上昇させる期間では定着ヒータの温度制御を行い、定着ヒータをＯＦＦとして温度が降下する期間ではサブ制御回路を介してサブヒータの温度制御を行うことにより、定着装置からの放熱を抑え、次のジョブ開始時のウォーミングアップ時間を大幅に短縮でき、サブヒータへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるサブ制御回路を定着ヒータの制御を行うメイン制御回路で制御することにより、より細かい制御を可能とし、常に定着装置の温度を最良に保つことを可能にするとともに、定着ヒータとサブヒータを同時に通電しないように制御することにより、省エネルギー規格を満足した上で常に定着装置の温度を最良に保ち、消費電力を抑えることができるという効果がある。
【００２２】
請求項２の画像形成装置は、以上説明してきたように、サブヒータを常に通電状態に保つことにより、上記請求項１の画像形成装置との共通の効果に加え、定着装置の温度低下を最小限に抑え得るという効果がある。
【００２３】
請求項３の画像形成装置は、サブヒータへの供給電流をＯＮ／ＯＦＦさせるコントロール回路を定着ヒータの制御を行うメイン制御回路で制御することにより、上記請求項１の画像形成装置との共通の効果に加え、より細かい制御を可能とし、常に定着装置の温度を最良に保つことを可能にするという効果がある。
【００２４】
請求項４の画像形成装置は、定着ヒータとサブヒータを同時に通電しないように制御することにより、上記請求項３の画像形成装置との共通の効果に加え、省エネルギー規格を満足した上で常に定着装置の温度を最良に保ち、消費電力を抑えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置で用いる定着装置の構成を概念的に示す断面図である。
【図２】図１の定着装置を備えた画像形成装置の一実施形態における熱定着関連の制御系を示すブロック図である。
【図３】図１の定着装置を備えた画像形成装置の他の実施形態における熱定着関連の制御系を示すブロック図である。
【図４】図３に示した実施形態における一つの制御フローを示すフローチャートである。
【図５】定着装置の時間の経過に対する温度変化グラフを示す図である。
【図６】図３に示した実施形態における他の制御フローを示すフローチャートである。
【図７】図６の制御による定着装置の時間の経過に対する温度変化グラフを示す図である。
【符号の説明】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
３、４  定着ヒータ
５、６  サーミスタ
７  サブヒータ
１０  メイン制御回路
１１  省エネ回路
１２  ヒータ駆動回路
１３  ＡＣ／ＤＣ変換回路
１４  負荷
２０  サブヒータのコントロール回路
【図１】
0003840339.tif 000002
【図２】
0003840339.tif 000003
【図３】
0003840339.tif 000004
【図４】
0003840339.tif 000005
【図５】
0003840339.tif 000006
【図６】
0003840339.tif 000007
【図７】
0003840339.tif 000008