JPH02287382A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、発熱部材によって未定着画像を加熱定着する
定着手段を有する複写機、レーザビームプリンタ等の画
像形成装置に関する。

［従来の技術］ いわゆる商用電源には１００Ｖ系とｚｏｏｖ系とがあり
、ｌ００Ｖ系としてはｌ００Ｖ、１１５Ｖ、１２０Ｖ、
　２００Ｖ系としては２００Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖの
複数の商用電源が存在する。

上記商用電源で作用する画像形成装置において、定着が
加熱によってなされる場合、定着装置内に加熱手段とし
て通常−つ設けられるハロゲンヒータ等の発熱部材（以
下、ヒータと称する）に上記商用電源の電圧がそのまま
印加されるようになっている。そのため、商用電源の電
圧が変わると、ヒータ電力も変わることとなって、加熱
定着に支障をきたすため、上記従来の定着装置は、単一
の商用電源の電圧のみにしか対応できないものとなって
いた。したがって、ヒータ電力及び定着部温度のシーケ
ンスも上記単一の電圧に対応して設定され、該シーケン
スに基づいて定着部の温度制御が行なわれていた。

このため、設定された単一商用電源以外の電圧下で定着
装置を使用すると、ヒータ電力が変化し、定着部の温度
制御に支障をきたすこととなってしまう。但し、ｔｏｏ
ｖ系または２００ｖ系のそれぞれの系に属する電圧下で
定着装置を使用するのであれば、設定電圧に対して電圧
差も比較的小さいので、ヒータ電力の変動が小さく、同
一シーケンスでも許容範囲に止めることかできる場合も
ある。

例えば、１００Ｖ系としテ１００Ｖと１１５ｖに対応可
能、２００ｖ系として２００ｖと２２０ｖと２４０Ｖに
相互に対応可能な定着装置は、それぞれ従来においても
存在していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記１００Ｖ系の電圧の変動域は約８５
〜１３５Ｖ、　２００Ｖ系については約１７０〜２８０
ｖにわたることがあり、ｔｏｏｖ系と２００ｖ系の最大
電圧差は（２８０−８５）Ｖにもなって、その範囲か極
めて広くなってしまい、１００Ｖ系と２００Ｖ系の全範
囲に対応できるような加熱定着装置は従来存在しなかっ
た。

ここで上記過大電圧差のもたらす支障をより詳細に具体
的数値を挙げて説明すると、例えば最大使用電圧を２８
０ｖ、最小使用電圧を８５Ｖとすると、２８０ｖは８５
Ｖの約３．３倍にも達する。通常、発熱用のヒータとし
て用いられるハロゲンヒータでは、この場合、電力差は
２８０ｖ時に８５Ｖ時の約６倍にも達してしまう。そこ
で、もし８５Ｖ用に設定したヒータを２８０Ｖ下で使用
すると、ヒータか許容範囲をかなり超えて過昇温するた
め温度リップルも大きくなり、定着部の温度制御か不可
能となる。そのためその周辺部では加熱による故障・劣
化という問題が生じていた。また、電源投入時から定着
動作開始までの間は上記の定着時よりも低い温度で制御
されているので相対的に温度リップルが一層大きくなっ
ていた。

一方、　２８０Ｖ用に設定したヒータを８５Ｖ下で使用
すると、電圧が過小でヒータ電力が不足し、昇温までに
長時間を要し、その定着性も保証されないという問題が
生じていた。

本発明は、上記問題を解決し、１００ｖ系及び２００■
系のいずれの商用電源を使用しても過昇温による故障か
なく、また温度リップルが大きくならずに定着性の良い
画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば上記目的は、 商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱部材を有して
、記録材上の未定着画像を加熱定着せしめる定着ローラ
を備えた画像形成装置において、上記発熱部材に印加さ
れる異なる電圧の複数種の商用電源からの電力を位相制
御することにより、上記発熱部材の温度を制御する位相
制御手段と、電源投入時から定着動作開始までの待機中
の上記定着ローラ表面の温度を、上記位相制御手段で発
熱部材への供給電力を定着動作中よりも少ない電力とす
ることによって定着温度よりも低い温度に制御する温度
制御手段とを備えた、ことにより達成される。

［作用］ 本発明によれば、発熱部材を所定範囲内の電力で使用す
るため、商用電源の電圧を位相制御して発熱部材に供給
し、該発熱部材を過昇温せずに制御する。また、電源投
入時から定着動作開始までも上記発熱部材に位相制御し
て電圧を供給し１発熱部材の定着動作特電力よりも少な
い電力で使用して発熱部材の温度を定着動作時のものよ
りも低く制御する。

［実施例］ 次に、添付図面の第１図から第３図にもとづいて本発明
の第一実施例について説明する。なお、本実施例の画像
形成装置は、光学系、搬送系、現像部等を有しているが
、これらの説明については省略し、以下では本実施例装
置の定着装置及びこれに係る制御手段について説明する
。

第１図は、本実施例の定着装置ｌ及びこれを制御する制
御手段をプロ・ンク図によって示している。

定着装置１は定着ローラ２及び該定着ローラ２に加圧接
触して従動回転する加圧ローラ３を有している。定着ロ
ーラ２の内部には発熱部材としてヒータ４（本実施例装
置にあってはハロゲンヒータ）を内設している。また、
このヒータ４には後述のｃｐｕｓ　（中央処理装置）か
らの信号を受けて該ヒータ４の発熱量を所定範囲内に制
御する定着ヒータドライブ回路６、及び該ドライブ回路
６か故障した場合に通電を遮断するサーモスイッチ７が
接続されている。また、定着ローラ２の左側端部には該
定着ローラ２を所定方向に歯車等を介して回転させるメ
インモータ８が配設されている。このメインモータ８に
は後述のｃｐｕ　ｓからの信号を受けて該モータ８の回
転を制御するモータドライツ回路９か接続されている。

次に２本実施例装置の定着装置に係る制御手段の構成に
ついて説明する。

制御手段の中枢たるｃｐｕｓ　（中央処理装置）は、コ
ンセントｌＯから供給される商用電源の電圧を使用可能
に低圧化する低圧電源ｉｔに接続される。

この低圧電源１１はコンセントＩＯから供給される商用
電源の電圧に応じて切換えて使用可能になっている。ま
た上記ｃｐｕ　ｓに対しても、電源電圧判定回路１２が
自動または手動の切換スイッチにより１００Ｖ系か２０
０ｖ系かを判定し、その旨の信号かｃｐｕ　ｓへ送られ
るようになっている。なお、本実施例では１００ｖ用／
ｌｌ５Ｖ用、　２ＺＯＶ／２４０Ｖ用が切換可能となっ
ている。

また、　　ｃｐｕｓは、加熱定着を行なうための定着部
の温度制御のシーケンスの内容が記憶された記憶装置と
してのＦＩＯＭ２０及び定着ローラ２の表面温度を検出
する温度検出素子１３（サーミスタ）に接続されている
。ＲＯＭ２０は、商用電源電圧に応してヒータ４への供
給電力を定着に適した値に設定する定着部温度の制御の
プログラムが記憶されている。

次に上記定着ヒータドライブ回路６の構成の詳細を第２
図に示す。定着ヒータドライブ回路６には、ノイズフィ
ルタ１４、サーキットブレーカ−１５及び電圧位相制御
手段たる交流位相制御回路１６が組み込まれている。該
交流位相制御回路１６は、ヒータ４へ通電される交流の
位相を制御する回路である。

次に、本実施例装置の動作を説明する。

商用電源１７（７）電圧が１００Ｖ系（１００Ｖ／１１
５Ｖ）　テある場合において、電源電圧判定回路１２の
スイッチを１００Ｖ系に手動で切り換えると、該電源電
圧判定回路１２は、ｃｐｕｓに商用電源１７の電圧が【
００ｖ系であることを示す信号を送る。するとｃｐｕ　
ｓは、商用電源１７の電圧が１００ｖ系であると判断し
、ＲＯＭ２０から画像形成装置制御のためのシーケンス
を読み出すと同時に、交流位相制御回路１６を駆動し、
定着ヒータ４に印加される交流電圧を制御する。ここで
第３図を用いて本発明の実施例装置による温度制御の手
法について説明する。

定着ヒータ４の交流位相の変化を１００ｖ系は実線で２
００ｖ系は一点鎖線で示しである。第３図に示すのよう
に画像形成装置の駆動電源の投゛入時期と画像形成のプ
ロセスを実行するためのプリント信号の入力時期か一致
していない場合、電源ＯＮよりプリント信号がＯＮにな
るまでのウェイト時には１００ｖ系の場合定着ヒータ４
に印加する交流を第４図に示すような半波通電にする信
号を送る。

そして交流位相規制回路１６はＣＰＵ　５からの信号を
受けＲＯＭ２０から読みだされたシーケンスにしたかっ
て定着ヒータ４へ交流を半波通電させる。そしてプリン
ト信号がＯＮになったと同時に交流位相制御回路１６は
定着ヒータ４への交流を第５図に示すような全波通電に
切り換える。

次に、商用電源１７（１７）’ｉＩ圧カ２００ｖ系（２
００Ｖ／２２０Ｖ／　２４０Ｖ）である場合において、
’ｉｓ源電圧電圧判定回路１２イッチを２００ｖ系に手
動で切り換えると、該電源電圧判定回路１２は、ｃｐｕ
ｓに商用電源１７の電圧が２００ｖ系であることを示す
信号を送る。すると、ｃｐｕｓは、商用型［１７）電圧
か２００Ｖ系であると判定し、ＲＯＭ２Ｑから画像形成
装置制御のためのシーケンスを読み出すと同時に、交流
位相制御回路１６を駆動し、定着ヒータ４に流れる交流
を第６図に示すようにウェイト時には１／４波通電させ
る信号を送る。そして交流位相制御回路１６はＣＰＵ５
からの信号を受けＲＯＭ２０から読み出されたシーケン
スにしたがって定着ヒータ４へ交流を１／４波通電させ
る。そしてプリント信号がＯＮになったと同時に交流位
相制御回路１６は定着ヒータ４への交流を第４図に示す
ように半波通電させるようにする。つまり、　ｔｏｏｖ
系、２００Ｖ系のユニバーサル化に伴い第３図に示すよ
うに定着ヒータへの交流をプリント時には１００ｖ系で
全波２０［ＩＷ系で半波通電させる。さらに電源がＯＮ
になってプリント信号がＯＮになるまでのウェイト時に
はそれぞれプリント時の交流位相の半分の通電つまり１
００Ｖ系では半波。

２００ｖ系では１７４波とした。

なお１本実施例においては、定着ヒータ４に定格２４０
Ｖ、１５０口Ｗのハロゲンヒータを用いた。また、本実
施例では、電源電圧が２００ｖ系（２００Ｖ／２２０Ｖ
／２４０Ｖ）の場合、定着ヒータ４へはプリント時にお
いて半波通電を行なうため、ヒータ電力は余波通電の場
合の半分になる。つまり、定格が２００ｖ系の場合、電
源のばらつき（約１７０Ｖ〜約２８０Ｖ）も含めて、ヒ
ータ電力は約４４０’＃（１７０Ｖ　人力時）〜約９５
０Ｗ（２８０Ｖ　入力時）　トナ：６゜さらに、ウェイ
ト時においてはｌ／４波通電を行なうためヒータ電力は
プリント時の半波通電の場合の半分になる。つまり、電
源のばらつきも含めてヒータ電力は約２２０Ｗ（１７０
Ｖ人カ時）へ約４７５Ｗ（２８０Ｖ　入力時）となる。

また、商用電源１７ノ電圧がｔｏｏｖ系（１００Ｖ　／
１１５Ｖ）の場合は、プリント時において定着ヒータ４
へは余波通電を行なうので、電源のばらつき（８５Ｖ〜
１３５Ｖ）も含めテ、　ヒータ”１２カは約：１０３Ｗ
（８ＳＶ入力時）〜約６２０Ｗ（１３５Ｖ人カ時）とな
る。さらにウェイト時においては半波通電を行なうため
ヒータ電力はプリント時の余波通電の場合の半分となる
。つまり、電源のばらつきも含めてヒータ電力は約１５
０Ｗ（８５Ｗ人カ時）〜約３１０Ｗ（１３５Ｖ　人力時
）となる。

以上のことよりプリント時での最大ヒータ電力（約９５
Ｈ，２８０Ｖ入カ詩）は最小ヒータ電力（約３０：ＩＷ
、８５Ｗ入力時）の約三倍で済むことがゎかる（従来装
置ではこれが約六倍にも達していた）。

また、ウェイト時にプリント時の交流よりも位相を半分
に制御することにより最小ヒータ電力（８５■入力時）
と最大ヒータ電力（２８０Ｖ入力時）の値は１５０ｖ〜
４７５Ｗとなった。つまり、ウェイト時にはプリント時
の１／２の電力にすることによって過昇温を防止し温度
リップルを小さくすることによりウェイト時の定着部の
温度制御を安定化させかつ消費電力も効率よくすること
が可能となった。

本実施例では１ｏｏｖ系、２００Ｖ系共にウェイト時の
定着ヒータの交流位相はプリント時のｌ／２波としたが
ウェイト時の過昇温防と、消費電力を効率よくするため
にはプリント時の通電交流値よりも少なければよいわけ
で、必ずしも１７２波である必要はない０例えば、ウェ
イト時の定着ヒータの交流位相をプリント時の１／３波
とすれば本実施例の場合よりもさらにウェイト時の温度
リップルを小さくし過昇温を防止できかつ消費電力も少
なくてすむ。

さらに１００Ｖ系においてプリント信号入力時までを余
波時の半分の電力にするための方法としては、第７図に
示す第二実施例のように通電時間Ｔ□と同じ非通電時間
Ｔ２のインターバルをもって、余波通電させるようにし
ても同様の効果が得られる。もしくは第８図に示す第三
実施例のように常に時間Ｔ３という等間隔で全波通電を
行なつても全波時の１７２電力とすることかできる。２
００Ｖ系の場合も同様にプリント信号入力時までを半波
時の半分、っまり　１／４波時と同じ電力にするために
は第９図に示す第四実施例のように通電時間Ｔ４と同じ
非通電時間Ｔ８のインターバルをもって半波通電させる
かまたは第１０図に示す第五実施例のように常に時間Ｔ
６という等間隔で半波通電を行なえば同等の効果が得ら
れる。

［発明の効果］ 本発明によれば商用電源の電圧が印加される発熱部材に
よって未定着像を加熱定着する定着手段を有する画像形
成装置において、上記発熱部材に印加される電圧の位相
を、複数の商用電源において、また、各々のプリント信
号入力時において制御する制御手段を設けることにより
単一の定着手段が全商用電源に対して使用可能となりか
つ特にウェイト時での電力過剰に伴う定着ヒータの過昇
温及びこれによる定着部周辺の熱劣化を防止し。

電力不足による画像の定着不良等の問題もなくなった。

したかって、定着ヒータの消費電力を効率よく有効に使
用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

ｆｉＳ１図は本発明の第一実施例装置の概略構成図、第
２図は第１図装置のヒータドライブ回路の概略構成図、
第３図は第一実施例の温度制御を示す図、第４図は第一
実施例の電圧の位相を示す図、第５図は第一実施例の電
圧の位相を示す図、第６図は第一実施例の電圧の位相を
示す図、第７図は第二実施例の定着ヒータの交流電圧波
形を示す図、第８図は第三実施例の定着ヒータの交流電
圧波形を示す図、第９図は第四実施例の定着ヒータの交
流電圧波形を示す図、第１Ｏ図は第五実施例の定着ヒー
タの交流電圧波形を示す図である。 ２・・・・・・定着ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱部材を
   有して、記録材上の未定着画像を加熱定着せしめる定着
   ローラを備えた画像形成装置において、 上記発熱部材に印加される異なる電圧の複数種の商用電
   源からの電力を位相制御することにより、上記発熱部材
   の温度を制御する位相制御手段と、電源投入時から定着
   動作開始までの待機中の上記定着ローラ表面の温度を、
   上記位相制御手段で発熱部材への供給電力を定着動作中
   よりも少ない電力とすることによって定着温度よりも低
   い温度に制御する温度制御手段とを備えた、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）温度制御手段は、電源投入時から定着動作開始ま
   での待機中においては発熱部材への印加電圧の非通電時
   間が定着動作中よりも長いこととする請求項（１）に記
   載の画像形成装置。