JPH0339773A - 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２００Ｖ系とがあす
、１００ｖ系とシテは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。したかって、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、１００
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ができる場合も
ある。

例えば、１００ｖ系とし”（ｔｏｏｖと１１５ＶＫ対応
可能、２０口Ｖ系として２００ｖと２２０ｖと２４０ｖ
に相互（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］ しかしながら、上記１００ｖ系の電圧の変動域は約８５
〜ｌ：Ｉ５Ｖ、　２００Ｖ系ニツイテは約１７０〜２８
０Ｖにわたることがあり、１００ｖ系と２００ｖ系の最
大電圧差は（２８０−８５）Ｖにもなって、その範囲が
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０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、ヒータが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、定着部の温度制御が不可
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、電源投入時から待機
状態になるまでの準備期間経過後であって定着動作開始
までの待機中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か一層大きくなるし、
上記準備期間よりも通常長時間の温度制御を行なうため
に温度り゛ラブルの影響が上記準備期間の場合よりも問
題となっていた。

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か不足し、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２００ｖ
系のいずれの商用を源を使用しても過昇温による故障が
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、電源投入時から待機状態となるまでの準備
期間経過後であって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
の供給電力を上記準備期間中及び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
入時から待機状態となるまでの準備期間経過後であって
定着動作開始までの待機中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時及び準備期間電
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
作時及び準備期間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１及びこれを制御する制
御手段をブロック図によって示している。

定着装置ｌ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ＣＰＵ５　（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が故障した場合に通電を遮断するサーモスイッチ７
か接続されている。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ブ回路９が接続されている
。

次に１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１０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１１に接続される。

この低圧電源１１はコンセント１０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０１口５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２００
Ｖ系かを判定し、その旨の信号がＣＰＵ５へ送られるよ
うになっている。なお、本実施例では１００Ｖ用／ｌｌ
５Ｖ用、　２２０Ｖ／２４０Ｖ用が切換可能となってい
る。

また、ｃｐｕ　ｓ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ＲＯＭ２０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。Ｒ
ＯＭ２０は、商用電源電圧に応じてヒータ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１本実施例装置の動作を説明する。

商用電源１７ノ電圧が１００ｖ系（１００Ｖ／１１５Ｖ
）　”ｔ’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、ＣＰＵ５に商用電源１７の電圧が１
００Ｖ系であることを示す信号を送る。するとＣＰＵ　
５は、商用電源１７の電圧が１ｏｏｖ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系と２００Ｖ
系とを別々に示した。第３図に示す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が一致していない場合、
電源投入後から待機状態になるまでの準備期間（ウオー
ムアツプ）にはｔｏｏｖ系の場合定着ヒータ４に印加す
る交流を第５図に示すような全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　ｓ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が
って定着ヒータ４へ交流を全波通電させる。その後、温
度検出素子１３により定着ローラ２の温度が第一の設定
温度に達したと検知され待機状態と判断されると定着ヒ
ータ４に流れる交流を全波から第４図のような半波通電
に切り換える。そして、プリント信号が入力されるまで
の待機中は、そのまま半波通電とする。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への交流を再び第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の電圧が２００ｖ系（２００Ｖ／２
２０Ｖ／２４０Ｖ）である場合において、電源電圧判定
回路１２のスイッチを２００ｖ系に手動で切り換えると
、該電源電圧判定回路１２は、ｃｐｕｓ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、ＣｒＯ２は、商用型＄７１１７の電圧が２００ｖ系
であると判定し、ＲＯＩｌ１２０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４図
に示すように準備期間中には半波通電させる信号を送る
。そして交流位相制御回路１６はｃｐｕ　ｓからの信号
を受けＲＯＩｌ１２０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へ交流を半波通電させる。その後
、温度検知素子１３により定着ローラ２の温度が第一の
設定温度に達したと検知され待機状態になったら定着ヒ
ータ４に流れる交流を半波から第６図のような１／４波
通電に切り換える。そして、プリント信号が入力される
までの待機中は、そのまま１／４波通電とする。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、１ｏｏｖ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及び準備期間には１ｏｏｖ系で
全波２００Ｖ系で半波通電させる。さらに準備期間経過
後の待機中にはそれぞれプリント時及び準備期間の交流
位相の半分の通電つまり１００ｖ系では半波、２００ｖ
系では１／４波とした。

なお、本実施例においては、定着ヒータ４に定格２４０
Ｖ、１５００１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／　２
２０Ｖ／２４０Ｖ）の場合、定着ヒータ４へはプリント
時及び準備期間において半波通電を行なうため、ヒータ
電力は全波通電の場合の半分になる。つまり、定格が２
００ｖ系の場合、電源のばらつき（約１７０ｖ〜約ｚａ
ｏｖ）も含メチ、ヒータ電力は約４４０Ｗ（１７０Ｖ入
力時）〜約９５０Ｗ（２８０Ｖ　入力時）トナル。

さらに、準備期間経過後の待機中においては１／４波通
電を行なうためヒータ電力はプリント時及び準備期間の
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２２０
Ｗ（１７０Ｖ　入力時）〜約４７５Ｗ（２８０Ｖ　入力
時）トする。

また、商用電源１７の電圧が１００Ｖ系（１００Ｖ　／
１１５Ｖ）の場合は、プリント時及び準備期間において
定着ヒータ４へは全波通電を行なうので、電源のばらつ
き（８５ｖ〜１３５Ｖ）も含めて、ヒータ電力は約３０
３１（８５Ｖ入力時）〜約６２０ｗ（１３ＳＶ　入力時
）となる。さらに待機中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及び準備期間の全波通電の場
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Ｉ　５ｏｌ（８５Ｖ入力時）〜約３１０ｗ（
１３５Ｖ入力時）となる。

以上のことよりプリント時及び準備期間での最大ヒータ
電力（約９５０Ｗ、２８０Ｖ入力時）は最小ヒータ電力
（約３０３１，８ＳＶ入力時）の約三倍で済むことがわ
かる（従来製数ではこれが約六倍にも達していた）。

また、待機中にプリント時及び準備期間の交流よりも位
相を半分に制御することにより最小ヒータ電力（８５ｖ
入力時）と最大ヒータ電力（２８０Ｖ入力時）の値は１
５０ｖ〜４７５Ｗとなった。つまり、待機中にはプリン
ト時及び準備期間の１７２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待機
中の定着部の温度制御を安定化させかつ消費電力も効率
よくすることか可能となった。

本実施例では１００ｖ系、２００Ｖ系共に待機中の定着
ヒータの交流位相はプリント時及び準備期間の１／２波
としたが待機中の過昇温防止、及び消費電力を効率よく
するためには待機中の通電交流値かプリント時及び準備
期間中のものよりも少なければよいわけで、必ずしも１
／２波である必要はない。例えば、待機中の定着ヒータ
の交流位相をプリント時及び準備期間のｌ／３波とすれ
ば本実施例の場合よりもさらに待機中の温度リップルを
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２００ｖ系において待機中に全波時の１／４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、半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という等間隔で半波通電を行なっても半波
時のｌ／４電力とすることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば商用電源の電圧か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、各々の準備期間、
待機中及び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待機中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。したがって、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】

第１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、電源投入時から待機
   状態となるまでの準備期間経過後であって定着動作開始
   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上記準備期間中及び
   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、準備期間経過後の定着動作開始
   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
   時間が定着動作中及び準備期間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。