(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着器により加熱・加圧を施されることで転写材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記定着器に具備された上下ローラと、
前記上下ローラを加熱するための上下各ヒータと、
前記上下ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、
前記上下各ヒータに一定電力を供給するヒータ駆動手段と、
前記ローラ温度検出手段によって検出された温度信号に基づいて、前記上下各ヒータを前記ヒータ駆動手段を用いて制御するヒータ制御手段と、
前記ヒータ制御手段によって、前記上下ローラの温度が規定温度になるように温度調整を行うローラ温度調整手段と、を有し、
前記ヒータ駆動手段は、前記上下各ヒータに商用電源からの電力の供給を制御し、前記上下各ヒータに前記一定電力を供給する為に前記ローラ温度調整手段が商用電源の予め決められた複数サイクルを１ピリオドとし、前記１ピリオドの区間において予め決められた第１サイクル数を前記上下ヒータの一方に、前記１ピリオドの区間から前記第１サイクル数を除いた第２サイクル数を前記上下ヒータの他方に供給し、前記上下各ヒータに前記一定電力を分配した各分配電力を時分割に給電する第１の給電モードと、
前記上下各ヒータの両方に対して前記１ピリオドの区間に相当する前記一定電力を同時に給電する第２の給電モードと、
前記上下各ヒータの一方に対して前記１ピリオドの区間に相当する前記一定電力を個別に給電する第３の給電モードと、を有し、
前記加熱、加圧定着器の温度が低い初期加熱時は、前記第２の給電モードを実施し、
前記上下ローラの温度が前記規定温度に達した後、前記上下ローラの一方の温度が前記規定温度より低下したことに応じて、前記第３の給電モードを実施し、
前記上下ローラの温度が前記規定温度に達した後、前記上下ローラの温度が共に前記規定温度より低下したことに応じて、前記第１の給電モードを実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１サイクルと前記第２サイクルは、前記上下ローラの温度調整目標温度の設定値が異なる場合に、前記上下各ヒータに対し互いに異なった値に設定して、給電割合を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
電子写真方式の画像形成装置であって、詳細には定着器用加熱ヒータの電力制御を行い、最適な温度制御を実施可能とする画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機では、転写材に感光体ドラムによりトナー画像を転写し、その後サーミスタ等による温度センサを用いた定着用加熱ローラにより加熱・加圧処理を施すことで画像形成を行っている。画像形成装置は、初期の電源投入状態あるいは、余熱、節電モードから、画像形成可能になるまでの時間を短縮させることが、ユーザの使い勝手を考慮すると非常に重要な課題である。
【０００３】
画像形成装置の立ち上げ時間を左右する項目としては、定着用加熱ローラの温度を既定の温度に到達させることが最も重要であり、そのため、定着用加熱ローラ内に配置するヒータを、画像形成装置の立ち上げ用と、その後の温度制御用に分けた複数のヒータを用いるか、または、高度な電力制御を実施することで対応する構成をとるのが通例である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例では、複数のヒータを用いることによる大幅なコストアップを招くことに加え、複数のヒータを加熱ローラ内に配置するため、加熱ローラの大型化が必要となっていた。また、ヒータは一般に、画像形成装置を稼動させるための商用電源をそのまま用いるため、この商用電源から電力制御を実施し、ヒータへの供給電力を制御させる構成を実施すると、高額な電力制御回路の採用が必要となり、装置のコストアップのみならず、電力制御回路の追加に伴う装置の大型化を招くと言った問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、初期の電源投入状態あるいは、余熱、節電モードから、画像形成可能になるまでの時間を短縮し、画像形成時以外に必要なヒータを用いることによる大幅なコストアップや、加熱ローラ（ヒートローラ）の大型化、及び高額な電力制御回路を採用することなく、ウォームアップ時間の短縮と共に、最適な温度調整を実施する温度調整手段を制御可能とする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】
本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００７】
（１）定着器により加熱・加圧を施されることで転写材上に画像を形成する画像形成装置において、
前記定着器に具備された上下ローラと、
前記上下ローラを加熱するための上下各ヒータと、
前記上下ローラの温度を検出するローラ温度検出手段と、
前記上下各ヒータに一定電力を供給するヒータ駆動手段と、
前記ローラ温度検出手段によって検出された温度信号に基づいて、前記上下各ヒータを前記ヒータ駆動手段を用いて制御するヒータ制御手段と、
前記ヒータ制御手段によって、前記上下ローラの温度が規定温度になるように温度調整を行うローラ温度調整手段と、を有し、
前記ヒータ駆動手段は、前記上下各ヒータに商用電源からの電力の供給を制御し、前記上下各ヒータに前記一定電力を供給する為に前記ローラ温度調整手段が商用電源の予め決められた複数サイクルを１ピリオドとし、前記１ピリオドの区間において予め決められた第１サイクル数を前記上下ヒータの一方に、前記１ピリオドの区間から前記第１サイクル数を除いた第２サイクル数を前記上下ヒータの他方に供給し、前記上下各ヒータに前記一定電力を分配した各分配電力を時分割に給電する第１の給電モードと、
前記上下各ヒータの両方に対して前記１ピリオドの区間に相当する前記一定電力を同時に給電する第２の給電モードと、
前記上下各ヒータの一方に対して前記１ピリオドの区間に相当する前記一定電力を個別に給電する第３の給電モードと、を有し、
前記加熱、加圧定着器の温度が低い初期加熱時は、前記第２の給電モードを実施し、
前記上下ローラの温度が前記規定温度に達した後、前記上下ローラの一方の温度が前記規定温度より低下したことに応じて、前記第３の給電モードを実施し、
前記上下ローラの温度が前記規定温度に達した後、前記上下ローラの温度が共に前記規定温度より低下したことに応じて、前記第１の給電モードを実施することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記第１サイクルと前記第２サイクルは、前記上下ローラの温度調整目標温度の設定値が異なる場合に、前記上下各ヒータに対し互いに異なった値に設定して、給電割合を制御することを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る画像形成装置の例としての複写機（デジタル画像形成装置）の要部構成を示す縦断側面図、図２は、図１に示す複写機の制御システムの構成例を示すブロック図、図３は、図１に示す複写機のプリンタ部制御系及び定着ユニットの一例を示すブロック図、図４は、図３に示す定着ユニットのオイル塗布系の要部構成例を示す断面図、図５は、図２に示すシステムコントローラ内のゼロクロス検知回路の構成例を示す説明図、図６は、実施例における定着ユニットのヒータ制御部の構成例を示すブロック図、図７は、実施例における２つのヒータに給電する際の電圧波形の位相角を示す説明図、図８は、実施例における加熱ローラの温度に対するヒータの駆動信号とその電力の関係を示す説明図、図９は、実施例における各ヒータの駆動を制御する制御動作手順を示すフローチャート、（ａ）はメインルーチン、（ｂ）はウォームアップシーケンス、（ｃ）はウォームアップ時以外に実施される温度調整シーケンスである。
【００１６】
（実施例１）
以下、図面を参照して、本発明に係る実施例を詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明に係わる画像形成装置の一例としての複写機（デジタル画像形成装置）の要部構成を示す。
【００１８】
まず、同図を参照してその構成及び動作を説明する。
【００１９】
同図の画像形成装置は、装置本体上部にリーダ部１を、また下部にプリンタ部２を備えている。
【００２０】
リーダ部１は、原稿が載置される原稿台１１、載置された原稿を上方から押圧する原稿圧板１２、原稿の画像面を照射する光源１３、画像面からの反射光を導く複数のミラー１４とレンズ１５、反射光をＣＣＤにより光電変換を行い、得られた電気信号に対して種々の画像処理を行う画像処理／光電変換部１６を主要構成部材として構成される。更に画像処理部１６は図示しないＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換、Ｓ／Ｈ、シェーディング補正、マスキング補正、変倍、ＬＯＧ変換等の画像処理機能を有している。
【００２１】
上述の構成におけるリーダ部１の動作は次の通りである。
【００２２】
原稿台１１上に原稿を、その画像面が下方を向くようにして載置し、その上から原稿圧板１２で押さえる。光源１３は、光を照射しながら矢印Ｋ１方向（図面上にて右方向）に移動し、原稿の画像面を走査する。画像面からの反射光像は、複数のミラー１４及びレンズ１５を介して、ＣＣＤ上に結像され、ここで電気信号に光電変換される。電気信号となった画像信号は、画像処理部１６において、種々の画像処理が施された後、次のプリンタ部２に送出される。
【００２３】
プリンタ部２は、図１に示すように、リーダ部１より送出されてきた電気信号を、レーザを駆動するための信号に変換する画像制御部（またはレーザ駆動部）１７、レーザ素子１８、後述の感光ドラム表面をレーザ光によって走査するポリゴンスキャナ１９、及び後述する感光ドラムを含む画像形成部、そして最下流側に配設された定着ユニット３９を主要構成部材として構成されている。
【００２４】
また、上述の画像形成部は、矢印方向に回転自在に支持された感光ドラム３０、その周辺にその回転方向に沿ってほぼ順に配設された、感光ドラム３０表面を一様に帯電する一次帯電器３１、感光ドラム３０上の静電潜像を現像する現像器２０、感光ドラム３０上のトナー像を転写材Ｐに転写する転写帯電器３５、感光ドラム３０の転写残トナーを除去するクリーナ３４、クリーナブレード３４ａ、除電を行う補助帯電器３３、そして残留電荷を除去する前露光ランプ３２とを備えている。
【００２５】
更に、現像器２０には現像ローラ２０ａが配設され、現像ローラ２０ａが感光ドラム３０と反対方向に回転することにより、感光ドラム３０上にトナー像を現像する構成をとっている。
【００２６】
こうしてトナー像が転写された転写材Ｐは、定着前ベルト３８によって定着ユニット３９に搬送され、ここで定着ローラ３９ａ、３９ｂが回転して転写材Ｐを搬送することにより加圧され、加熱・加圧を受けて表面のトナー像が定着される。最終的に、定着後の転写材Ｐは定着後搬送ベルト４２を介して、装置本体外部にある排紙トレー４１に排出されることになる。
【００２７】
転写材Ｐの給搬送を行う給搬送部は、転写材Ｐの搬送路を有し、その転写材Ｐの搬送方向についての最上流側に、給紙カセット３６、３７、給紙ローラ３６ａ、３７ａ、搬送ローラ３６ｂ、３７ｂ等を有する用紙送り装置を備えている。
【００２８】
この用紙送り装置のほかに、マルチ用紙送り装置４３が設けられている。このマルチ用紙送り装置４３からは、その紙送りパスがストレートであることから、画像形成部に対して、材質、大きさ等の性状の異なる種々の転写材Ｐを供給することができる。
【００２９】
次に、図２に本装置の制御システムのブロック図を示す。
【００３０】
本装置は全て、システムコントローラ７１によって統括的にコントロールされる。システムコントローラ７１は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析及び前述した画像処理部１６、レーザ駆動部１７に加えて、操作部１０２、即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。
【００３１】
システムコントローラ７１の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ７１ａが搭載されており、ＣＰＵ７１ａは、同様にシステムコントローラ７１に搭載されたＲＯＭ７１ｂに格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスを実行する。また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書替え可能なデータを格納するために、ＲＡＭ７１ｃも搭載されている。ＲＡＭ７１ｃには、例えば後述する高圧制御部１０５への高圧設定値、後述する各種データ、操作部１０２からの画像形成指令情報などが保存されることになる。
【００３２】
システムコントローラ７１の第１の役割である画像処理部１６、画像制御部（レーザ駆動部）１７、操作部１０２とのデータ交換について説明する。
【００３３】
画像処理部１６は、前述したように、図示しないＣＣＤからの画像信号をＡ／Ｄ変換、Ｓ／Ｈ、シェーディング補正、マスキング補正、変倍、ＬＯＧ変換等の画像処理を実施している。これらの画像処理に必要な各部の仕様設定値データを送出することに加えて、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号などを受信して、後述する高圧制御部１０５や画像制御部１７を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。
【００３４】
画像制御部１７は、画像形成するための画像サイズの規定と、画像処理されたデジタルのビデオデータに基づいて、最適にレーザをコントロールする、即ち、本装置ではレーザ発光をＰＷＭ処理するために必要な設定を行っている。
【００３５】
操作部１０２は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザに示すためのデータを送出している。
【００３６】
次に、第２の役割である装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析について説明する。
【００３７】
本装置は、装置内部の各所にモータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトインターラプターやマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を監視しているものが各種センサである。
【００３８】
そこで、システムコントローラ７１は、各種のセンサ類信号処理部１０９からの信号を基に、モータ制御部１０７により各モータをコントロールさせると同時に、ＤＣ負荷制御部１０８により、クラッチ／ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。また、高圧制御部１０５に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット１０６を構成する各種帯電器である一次帯電器３１、補助帯電器３３、転写帯電器３５、現像ローラ２０ａに適切な高圧を印可させている。
【００３９】
更に、前述した定着ユニット３９内の定着ローラ３９ａ、３９ｂには、それぞれローラを加熱するためのヒータ３９ｃ、３９ｄが内蔵されており、更に、定着ローラに塗付するためのオイルを加熱するオイルヒータ４０ｂも内蔵されており、その各ヒータはヒータ制御部４５によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。またこの際、各定着ローラ３９ａ、３９ｂにはその温度を測定するための定着サーミスタ３９ｅ、３９ｆ、オイルヒータ４０ａにもその温度を測定するためのオイルサーミスタ４０ｃが設けられ、Ａ／Ｄコンバータ１０３によって、定着ローラ３９ａ、３９ｂ、およびオイルヒータ４０ａの温度変化に応じた各サーミスタの抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてシステムコントローラ７１に入力される。この温度データを基に、前述のヒータ制御部４５を制御することになる。
【００４０】
システムコントローラ７１には、商用電源３の電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検知回路７１ｅを具備し、ローラを加熱するための定着ヒータ３９ｃ、３９ｄに通電する電力を制御するためのトリガ信号を生成している。
【００４１】
次に、図３に、上述の画像形成装置におけるプリンタ部制御系及び定着ユニットのブロック図を示す。
【００４２】
このブロック図は、転写材Ｐへの画像形成及び最適な画像定着を行うための構成を示している。
【００４３】
システムコントローラ７１は、画像形成装置の各種制御を行うものであり、内部のＣＰＵ７１ａによって統括的に制御を行う。同図中７２はリーダ部１の一部を構成する画像入力部、１６は画像処理部、１７は画像データに基づき半導体レーザを変調駆動するレーザ駆動部（画像制御部）、そして１８はレーザ駆動部１７によって駆動される半導体レーザ（レーザ素子）である。
【００４４】
また、３０は半導体レーザ１８の出力光により静電潜像が形成される感光ドラム、２０は感光ドラム３０上の潜像に応じた現像を行う現像器、そして３５は感光ドラム３０上のトナー像を転写材Ｐに転写する転写帯電器である。
【００４５】
更に、３９は転写材Ｐ上のトナー像を加熱・加圧して定着させる定着ユニットである。
【００４６】
次いで、図３のブロック図を参照して前述構成の画像形成装置における定着ユニットまわりを説明する。
【００４７】
定着ローラは加熱ローラ３９ａ、３９ｂで構成され、加熱ローラ３９ａ、３９ｂ内部には上記ローラを加熱するためのハロゲンヒータ３９ｃ、３９ｄが具備されており、上述したように、システムコントローラ７１により、ヒータ制御部４５を介して各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御に加えて、ヒータに給電する位相の制御が行われる。ハロゲンヒータ３９ｃ、３９ｄへの給電電力は、後述する位相制御を実施するために、本装置ではそれぞれ同一電力の５００Ｗに設定し、定着性を確保出来る構成としている。また、各ヒータのＯＮ／ＯＦＦは、加熱ローラ３９ａ、３９ｂに接する形で取り付けられた温度モニタ用の定着サーミスタ３９ｅ、３９ｆによって測定された温度に基づいて、規定温度となるように制御される。
【００４８】
更に、定着ユニット３９には、加熱ローラ３９ａと転写材Ｐとの離型性向上を目的としたシリコンオイル塗付が実施されるが、そのオイル塗付ユニットが４０である。オイル塗付ユニット４０は、オイルを溜めておくためのオイルパン４０ｅ、オイルの粘度を一定に保つためのオイル温度調整用のオイルヒータ４０ｂとオイルヒータの熱を上記シリコンオイルに伝達させるためのヒータ取り付け板金４０ａ、上記オイルヒータの温度を測定するためのオイルサーミスタ４０ｃ、適量のオイルを上側定着ローラに塗付するためのオイル塗付ローラ４０ｄで構成されている。
【００４９】
オイルヒータ４０ｂも定着ローラの温度制御と同様に、システムコントローラ７１により、ヒータ制御部４５を介して各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。ヒータのＯＮ／ＯＦＦは、オイルヒータ４０ｂに取り付けられた温度モニタ用のオイルサーミスタ４０ｃによって測定された温度に基づいて、規定温度となるように制御される。ヒータ制御部４５には、上述した各ヒータに一次側電力を供給するための一次電源４４が接続され、ヒータ制御部４５内部のＳＳＲによって、給電のＯＮ／ＯＦＦが実施される。また、各サーミスタからの信号は、ヒータ制御部４５を介して直接システムコントローラ７１に入力されると同時に、ヒータ制御部４５内部で各サーミスタの異状検知を行い、サーミスタの断線や異常温度検知等により異状出力を検出し、システムコントローラ７１へ、その旨の信号を出力するような構成になっている。
【００５０】
図４を用いて定着ユニット３９内部のオイル塗布ユニット４０の詳細を説明する。
【００５１】
オイル塗布ユニット４０は、前述したようにオイルヒータ取り付け板金４０ａ、オイルヒータ４０ｂ、オイル塗布ローラ４０ｄ、オイルパン４０ｅに加え、２つのオイル温度モニタ用サーミスタ４０ｃ−１、４０ｃ−２で構成されている。
【００５２】
オイルパン４０ｅにはシリコンオイルが図中破線（オイル液面）まで満たされており、オイル塗布ローラ４０ｄの下から図中矢印の方向にローラが回転することで、加熱ローラ３９ａに適量のオイルを塗布する構成になっている。また、オイルヒータ取り付け板金４０ａは、その下部がシリコンオイル中に浸される形で設置され、オイルに浸せれない部分にオイルヒータ４０ｂが取り付けられている。これは、耐オイル性の高価なヒータを使用することなく、比較的安価なヒータによってオイルを加熱させるためであって、オイル加熱はヒータ取り付け板金４０ａを介して間接的に実施される。オイルの温度を検出する手段としては、オイルに浸してオイルの温度を直接的に検出するオイル温度検出用サーミスタ４０ｃ−２に加えて、オイルヒータの温度をも検出するオイルヒータ温度検出用サーミスタ４０ｃ−１を用いている。
【００５３】
次に、図６を用いて、ヒータ制御部４５の内部構成を詳細に説明する。
【００５４】
ヒータ制御部４５は、前述したように、各ヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を担っており、ヒータに供給される一次電源は、電力供給線ｓ４０ｉ、ｓ４０ｊ、ｓ４０ｋによって、それぞれ、上側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｃ、下側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｄ、オイルヒータ４０ｂと接続され、そのＯＮ／ＯＦＦはＳＳＲ（ソリッドステートリレー）４５ａ，４５ｂ，４５ｃによってそれぞれ実施される。
【００５５】
本装置は、上下加熱ローラが既定温度に達するまでのウォームアップ時の各ヒータ駆動制御と、ウォームアップ終了後の各ヒータの駆動制御で、その方法を変更している。特に後者で、上下両ヒータに同時に給電させる状況が発生した場合は、後述するゼロクロス検知回路７１ｅからの信号を基に、上側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｃ及び、下側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｄへの給電を、商用電源の２サイクルを１ピリオドとして、各々のヒータに対して、時分割で１サイクルづつ給電する方式を用いている。
【００５６】
上記動作を、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、上側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｃに電力を供給する際の、電圧波形を示している。ハロゲンヒータ３９ｃへの電力の供給は、ゼロクロス検知回路７１ｅのゼロクロス検知信号を基に、システムコントローラ７１によって、２サイクルを１ピリオドとした、前半の１サイクルに相当する区間のみ実施される。この時、ＳＳＲ４５ａを１ピリオド中の、前半の１サイクルのみＯＮさせることによって、１ピリオド中で、図中太線と細線の周期にて電力が供給される。また、図７（ｂ）は、下側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｄに電力を供給する際の、電圧波形を示している。ハロゲンヒータ３９ｄへの電力の供給は、ゼロクロス検知回路７１ｅのゼロクロス検知信号を基に、システムコントローラ７１によって、２サイクルを１ピリオドとした、後半の１サイクルに相当する区間のみ実施される。この時、ＳＳＲ４５ｂを１ピリオド中の、後半の１サイクルのみＯＮさせることによって、１ピリオド中で、図中太線と細線の周期にて電力が供給される。前述したように、各々５００Ｗの同一電力に設定しているため、上側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｃへの給電と、下側加熱ローラ用ハロゲンヒータ３９ｄへの給電を各々商用電源の２サイクルを１ピリオドとした、前半１サイクルと後半１サイクルに分けて給電するため、見かけ上、各々のヒータに対して１／２の電力を供給することが可能となる。このことは、ヒータへの電力供給を容易に制御出来ることから、後述する、本装置の電力マネージメントに貢献している。
【００５７】
ＳＳＲを制御するための信号はシステムコントローラ７１から送られる。制御線ｓ４０ｍ、ｓ４０ｏはそれぞれ、ＳＳＲ４５ａ、４５ｂのＯＮ／ＯＦを制御し、制御線ｓ４０ｐはＳＳＲ４５ｃのＯＮ／ＯＦＦを制御している。またＳＳＲ４５ａ、４５ｂ、４５ｃからは、ＳＳＲが実際に一次電源の導通を行っているか否かの状態信号が出力され、導通されている場合には“Ｈ”、非導通の場合には“Ｌ”が出力される。そこで、上記状態信号をＳＳＲ異常検出回路４５ｅ，４５ｆ，４５ｇにそれぞれ入力し、システムコントローラ７１からのＳＳＲの制御信号（“Ｈ”でＯＮ、“Ｌ”でＯＦＦ）とを比較することで、システムコントローラ７１からの制御信号と、状態信号との間で不具合が発生した場合、例えば、システムコントローラ７１からＯＦＦ信号を出力しているにも拘らず、ＳＳＲが導通状態の場合は、ＳＳＲの異常が検出される。この異常検出信号は、それぞれの検出信号出力とＡＮＤ回路４５ｈでＡＮＤ動作され、どれか一つでも不具合が発生している場合にはＳＳＲへの給電を停止させる。また、システムコントローラ７１からは、ＳＳＲへの給電を強制的に停止させる制御線ｓ４０ｑも接続され、合わせて入力されている。この際、ＳＳＲと給電もとの一次側電源との間にはリレー４５ｄが設けられており、異常時には４５ｈの出力によってトランジスタ４５ｉがＯＦＦされ、その結果リレー４５ｄをＯＦＦすることで、給電を停止させる構成となっている。また、各サーミスタ３９ｅ、３９ｆ、４０ｃ−１、４０ｃ−２は、信号線ｓ４０ａ、ｓ４０ｂ、ｓ４０ｃ、ｓ４０ｄによって異常温度検出回路４５ｊに接続され、温度に対する抵抗値の変化を電圧の変化として検出するために、抵抗Ｒにてそれぞれプルアップされる。更に電圧に変換された温度値は、Ａ／Ｄ１０３に送られた後、システムコントローラ７１によってそのデータが処理されると同時に、異常温度検出回路４５ｊによって、規定電圧と比較され、信号線ｓ４０ｅ、ｓ４０ｆ、ｓ４０ｇ、ｓ４０ｈによって、その結果もシステムコントローラ７１に送られる。これは、各サーミスタによる検出温度が規定温度（温度調整温度を大きく逸脱した温度）以上になった場合、サーミスタに何らかの異常が発生したものとし、それをシステムコントローラ７１に知らせる目的のためである。図中４５ｊが異常温度検出回路であり、各サーミスタによって固有の設定電圧と比較するように構成されている。
【００５８】
次に、図５を用いて、商用電源のゼロクロスを検出する構成を説明する。
【００５９】
図５は、ゼロクロス検知７１ｅの内部構成を示している。商用電源３はダイオードブリッジ１１０によって全波整流され、抵抗１１２を介してフォトカプラ１１１を駆動している。フォトカプラ１１１のＬＥＤ側には、全波整流された商用電源の電流が流れ、ＬＥＤは全波整流の脈流で発光、即ち、商用電源の電圧が０Ｖ近傍ではほとんど発光しない様に構成されている。その結果、フォトカプラ１１１のトランジスタ側では、コレクタが５Ｖでプルアップされているため、商用電源３の電圧がゼロクロス近傍では“Ｈ”、その他は“Ｌ”を出力し、ゼロクロスのタイミングをシステムコントローラ７１内のＣＰＵ７１ａに通知する構成になっている。ＳＳＲなどでヒータへの給電を制御する場合、このゼロクロスタイミングでＯＮ／ＯＦＦを実施することが最も望ましい。これは、ゼロクロスタイミングを逸脱したタイミングでＯＮ／ＯＦＦを実施した場合、負荷に対する活電状態でのＯＮ／ＯＦＦを行うことになり、商用電源ラインに発生させる電源高調波電流の発生や端子雑音などのラジオノイズの発生につながる為である。そこで、本装置では、ゼロクロスタイミングを検出し、このタイミングで、全てのヒータの給電タイミングを制御している。
【００６０】
次に図８を用いて本装置における最適な加熱ローラ３９ａ、３９ｂの温度制御を行うための、ハロゲンヒータ３９ｃ、３９ｄの制御方法に関して説明する。
【００６１】
図中（ａ）、（ｂ）は、上側加熱ローラ及び下側加熱ローラのウォームアップ期間と、その後の画像形成スタンバイ状態及び画像形成中の温度変位を表している。また、（ｃ）〜（ｄ）は、上記各々のローラ内に配置されたハロゲンヒータを駆動するためのＳＳＲの駆動タイミングを示している。各ＳＳＲの動作に対応した各ハロゲンヒータへの電力の供給は、前述した様に、各々のヒータに対して、時分割での給電と通常の給電の２つのモードを有し、後述する各タイミングで適切に制御される。（ｅ）は、各々のヒータに電力が供給された場合の、総合電力の推移を示している。上側加熱ローラの温度調整目標温度をＴsu、下側加熱ローラの温度調整目標温度をＴslと設定し、各々のローラが上記目標温度になるようにヒータの駆動制御を実施している。
【００６２】
本装置では、各目標温度を１８０℃とし、同一の温度になるように制御している。上下各ローラのウォームアップ期間中（▲１▼、▲１▼′まで）は、２つのＳＳＲ４５ａ、４５ｂを、全てＯＮさせ、上下５００Ｗ×２＝１ｋＷの電力を供給してローラを加熱する。一般に、ウォームアップ中は、画像形成装置内のヒータ以外の負荷は、殆ど稼動していないことから、画像形成中に比べて大きな電力を供給することが可能となる。本装置は、例えば、１００Ｖ、１５Ａ機であることから、ウォームアップ中に１ＫＷの電力を供給した場合、その他の負荷による消費電力は、５００Ｗまで許容されることになる。ウォームアップ期間が終了すると、画像形成スタンバイ状態になり、いつでも画像形成が可能状態になる。即ち、ここからは、各負荷が稼動開始するため、画像形成に必要な電力は増加して、ヒータへの電力配分を低く抑える必要が発生する。本装置では、何れか片方のヒータに電力が供給されていない場合、他の一方のヒータには５００Ｗの電力を供給し（▲２▼〜▲２▼′、▲３▼〜▲３▼′、▲４▼〜▲５▼等の期間）、両方に同時に電力を供給する必要性が発生した場合には、前述の時分割給電を実施している。即ち、上側加熱ローラ用ヒータには、１ピリオド中の前半１サイクルのみを給電し、下側加熱ローラ用ヒータには、１ピリオド中の後半１サイクルのみを給電するピリオドを繰り返すことで電力の供給を実施している（▲２▼′〜▲３▼、▲６▼〜▲７▼等の期間）。以上の様に、各々のＳＳＲを最適に制御することにより、ウォームアップ時は１ＫＷ、画像形成時は５００Ｗの電力をヒータに供給し、見かけ上、１種類のヒータで、２種類の熱量を供給できる構成にしている。即ち、各ヒータは、５００Ｗと２５０Ｗの電力を切り替えることに相当する。本装置は、上記２５０Ｗ相当の電力で、画像を定着させるのに十分な電力になるように構成されている。つまり、現像された転写材が、連続して加熱ローラに到達した場合でも、最適な定着が実施できるように構成されている。
【００６３】
以上で説明してきた動作を、図９のフローチャートを用いて具体的に説明する。
【００６４】
図９（ａ）は、加熱ローラ３９ａ、３９ｂの温度制御を行うためのメインルーチンを示す図である。本ルーチンは、温度制御を実施するインターバルに相当する４０ｍＳ毎に実施される。これは、５０Ｈｚの商用電源の２サイクルを１ピリオドとして制御するため、そのピリオドに対応した間隔が設定されている。
【００６５】
温度制御が開始されると（ステップＳ１０１）、ウォームアップ状態であるか否かを判定するフラグ“Ｓ”をリセットする（ステップＳ１０２）。その後、フラグ“Ｓ”を確認し（ステップＳ１０３）、フラグ“Ｓ”がセットされている場合には、ウォームアップが終了したと判断し、温度調整シーケンスのサブルーチンを実行する（ステップＳ１０４）。また、フラグ“Ｓ”がリセットされている場合には、ウォームアップが終了していないと判断し、ウォームアップシーケンスのサブルーチンを実行する（ステップＳ１０５）。
【００６６】
図９（ｂ）は、上述した加熱ローラ３９ａ、３９ｂの温度制御を行うためのメインルーチン内で呼び出されるウォームアップシーケンスを示す図である。
【００６７】
シーケンスが呼び出されると（ステップＳ２０１）、まず、加熱ローラ３９ａ、３９ｂの温度を測定する（ステップＳ２０２）。そして、上側加熱ローラ３９ａの温度Ｔuが、上側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔsuに達しているか否かを判定し（ステップＳ２０３）、温度が達していない場合には、上側加熱ローラ内のハロゲンヒータを全波で駆動するため、ＳＳＲ４５ａをＯＮさせる（ステップＳ２０４）。また、温度が達している場合には、ＳＳＲ４５ａをＯＦＦさせ、ヒータへの給電を停止させる（ステップＳ２０９）。次に、下側加熱ローラ３９ｂの温度Ｔlが、下側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔslに達しているか否かを判定し（ステップＳ２０５）、温度が達していない場合には、下側加熱ローラ内のハロゲンヒータを駆動するため、ＳＳＲ４５ｂをＯＮさせる（ステップＳ２０６）。
【００６８】
また、温度が達している場合には、ＳＳＲ４５ｂをＯＦＦさせ、ヒータへの給電を停止させる（ステップＳ２１０）。更に、各々のローラが、共に温度調整目標温度に達している場合には、ウォームアップが終了したものと判断し、フラグ“Ｓ”をセットした後（ステップＳ２０７）、本シーケンスを終了させる（ステップＳ２０８）。
【００６９】
図９（ｃ）は、上述した加熱ローラ３９ａ、３９ｂの温度制御を行うためのメインルーチン内で呼び出される、ウォームアップ時以外に実施される温度調整シーケンスを示す図である。
【００７０】
シーケンスが呼び出されると（ステップＳ３０１）、まず、加熱ローラ（ヒートローラ）３９ａ、３９ｂの温度を測定する（ステップＳ３０２）。そして、上側加熱ローラ３９ａの温度Ｔuが、上側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔsuに達しているか否かを判定し（ステップＳ３０３）、温度が達していない場合には下側加熱ローラ３９ｂの温度Ｔlが、下側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔslに達しているか否かを判定し（ステップＳ３０４）、温度が達していない場合には、上側加熱ローラ３９ａ及び下側加熱ローラ３９ｂ内に配置された双方のハロゲンヒータを駆動させる。この際、前述した理由により、上側加熱ローラ３９ａ内のヒータを前半の１サイクル、下側加熱ローラ３９ｂ内のヒータを後半の１サイクルの各々の期間のみ給電すべく、ＳＳＲ４５ａ、４５ｂを制御させる（ステップＳ３０５）。
【００７１】
ステップＳ３０４にて温度が達していると判定された場合には、上側のヒータのみを駆動すべく、ＳＳＲ４５ａを１ピリオド（２サイクル期間）ＯＮさせ、ＳＲ４５ｂをＯＦＦさせる（ステップＳ３０６）。また、ステップＳ３０３にて、上側のローラ温度Ｔuが上側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔsuに達していると判定された場合には、下側加熱ローラ３９ｂの温度Ｔlが、下側加熱ローラの温度調整目標温度Ｔslに達しているか否かを判定し（ステップＳ３０７）、達していないと判定された場合には、下側のヒータのみを駆動すべく、ＳＳＲ４５ａをＯＦＦさせ、ＳＲ４５ｂを１ピリオド（２サイクル期間）ＯＮさせる（ステップＳ３０８）。一方、ステップＳ３０７にて、温度が達していると判定された場合には、上下加熱ローラともに温度調整目標温度に達していることから、ＳＳＲ４５ａ、４５ｂの全てのＳＳＲをＯＦＦさせ、双方のヒータの給電を停止させる様に制御する（ステップＳ３０９）。
【００７２】
以上のように、上下各加熱ローラ内のヒータを、１ピリオド区間に分けてＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことに加えて、各々のヒータを時分割に給電制御を行うことにより、上下２つのヒータのみを用いているのみにも拘らず、画像形成装置のウォームアップ時の時間の大幅な短縮を可能にすると共に、画像形成時の消費電力の増加を容易に防止できる制御を実現している。
【００７３】
（他の実施例）
実施例１において、ヒータの同時駆動時に１サイクル単位で給電制御しているが、これを２サイクル以上にして実施することも可能である。例えば、４サイクルを１ピリオドとして、上下ヒータを同時に給電せしめる場合、上側のヒータに２サイクル給電した後、下側のヒータに２サイクル給電しても同様の効果を得ることは可能である。また、上下ローラで必要熱量が異なる場合、例えば、上下ローラで温度調整目標温度の設定値が異なり、上ローラを下ローラより高温で温度調整する必要性がある場合などは、上下ヒータに給電するサイクル数を異なった値にすることも可能である。その際、例えば、５サイクルを１ピリオドとした場合、温度調整シーケンスを実施する間隔を５サイクルに対応した１００ｍＳとし、上ヒータに３サイクル給電した後に、下ヒータに２サイクル給電するなど、上記給電比率を予めずらして設定することで、上下ローラで温度調整目標温度の設定値が異なる場合や、上下ローラで放熱される熱量が異なる場合にも同様の効果を得ることは可能である。
【００７４】
また、実施例１において、１つのヒータのみを給電する際に、その給電区間を１ピリオド全てのサイクルに対して行っているが、予め決められた割合のみのサイクルを給電する様に制御を実施しても同様の効果を得ることが可能である。この場合、１つのヒータに給電する際の割合を、例えば、５０％〜１００％に適宜変更することで、電力量を５０％〜１００％まで変化させて給電できることになり、更に高精度な温度調整を実施することが可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、初期の電源投入状態あるいは、余熱、節電モードから、画像形成可能になるまでの時間を短縮し、画像形成時以外に必要なヒータを用いることによる大幅なコストアップや、加熱ローラ（ヒートローラ）の大型化、及び高額な電力制御回路を採用することなく、ウォームアップ時間の短縮と共に、最適な温度調整を実施する温度調整手段を制御可能とする画像形成装置を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像形成装置の例としての複写機（デジタル画像形成装置）の要部構成を示す縦断側面図
【図２】  図１に示す複写機の制御システムの構成例を示すブロック図
【図３】  図１に示す複写機のプリンタ部制御系及び定着ユニットの一例を示すブロック図
【図４】  図３に示す定着ユニットのオイル塗布系の要部構成例を示す断面図
【図５】  図２に示すシステムコントローラ内のゼロクロス検知回路の構成例を示す説明図
【図６】  実施例における定着ユニットのヒータ制御部の構成例を示すブロック図
【図７】  実施例における２つのヒータに給電する際の電圧波形の位相角を示す説明図
【図８】  実施例における加熱ローラの温度に対するヒータの駆動信号とその電力の関係を示す説明図
【図９】  実施例における各ヒータの駆動を制御する制御動作手順を示すフローチャート、（ａ）はメインルーチン、（ｂ）はウォームアップシーケンス、（ｃ）はウォームアップ時以外に実施される温度調整シーケンス
【符号の説明】
１  リーダ部
２  プリンタ部
３  商用電源
１１  原稿台
１２  原稿圧板
１３  光源
１４  ミラー
１５  レンズ
１６  画像処理部
１７  画像制御部（または、レーザ駆動部）
１８  レーザ素子
１９  ポリゴンスキャナ
２０  現像器
３０  感光ドラム
３１  一次帯電器
３２  前露光ランプ
３３  補助帯電器
３４  クリーナ
３５  転写帯電器
３６、３７  給紙カセット
３８  定着前ベルト
３９  定着ユニット
４１  排紙トレー
４２  後搬送ベルト
４３  マルチ用紙送り装置
４５  ヒータ制御部
７１  システムコントローラ
１０２  操作部
１０３  Ａ／Ｄコンバータ
１０５  高圧制御部
１０７  モータ制御部
１０８  ＤＣ負荷制御部
１０９  センサ類信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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