JPH08110731A - 定着装置の発熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のヒータを配設した定着装置において、
簡単な制御でヒータ点灯開始時の突入電流を小さくし、
制御素子にかかる負担を軽減する。 【構成】 定着ロ−ラ１内のメインヒータ２に対応した
温度を検知するサーミスタ４と、サブヒータ３に対応し
た温度を検知するサーミスタ５の検知信号に基づいて、
メインヒータ２又はサブヒータ３の温度が所定値以下の
場合には、用紙サイズに合わせて両ヒータを点灯させる
場合でも、まず先にメインヒータ２を点灯させ、その所
定時間経過後にサブヒータ３を点灯させる。あるいは、
カバースイッチ１１からの信号により本体カバーが開放
から閉められたことを検知した場合には、同様の制御を
行なう。これによりヒータ点灯時の突入電流を小さく
し、各ヒータの制御素子であるトライアック６，７にか
かる負担を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置に装着される定着装置の
発熱制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置に装着され、記録紙上に転写された未定着画
像（加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーにより形成され
た画像）を加熱して記録紙上に定着させる定着装置とし
て、ヒータを内蔵させた定着ロ−ラ（加熱ローラ）と加
圧ローラとを圧接させ、両ローラ間に記録紙を通過させ
て熱と圧力とにより記録紙上の未定着トナー像の定着を
行なう、ヒートローラ方式の定着装置は周知である。

【０００３】従来のヒートローラ方式の定着装置におい
て、ローラ幅よりも狭い用紙幅の記録紙を通紙した場
合、記録紙が通過しない部分のローラ温度は記録紙が通
過する部分よりも高くなる。これは、用紙が通過する部
分は用紙によりローラ表面の熱が奪われるが、用紙の無
い部分は熱損失がないためである。従って、幅の狭い用
紙を連続して定着した場合には、用紙の無い部分のロー
ラ温度が許容範囲を越えて上昇する恐れがある。そのた
め、定着ロ−ラ内に発熱分布の異なる複数のヒータを配
設したものが提案されている。

【０００４】そのような定着装置においては、各ヒータ
に対応した部分の定着ロ−ラ温度を検知するための複数
の温度センサが配設されており、複数のヒータを点灯さ
せた後に、各温度センサからの信号に基づいて、ローラ
温度が許容範囲を越えた部分があると検知された場合に
は、その温度センサに対応したヒータを消灯させて定着
ロ−ラ温度の過昇を防止するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
式の定着装置に広く利用されているヒータは温度が低い
ほど抵抗値が小さくなるため、ヒータを消灯状態から点
灯させたときの突入電流が大きくなり、ヒータへの電力
供給をコントロールする制御素子にかかる負担が増大す
るという問題があった。従来の複数のヒータを有する定
着装置の発熱制御装置においては、点灯している複数の
ヒータを個別に消灯させるような制御を行なうものであ
り、ヒータ点灯時の突入電流の増大を防止するものでは
なかった。

【０００６】また、これを防ぐために、ヒータ点灯時に
少しずつ電力を供給するようにした位相制御を行なった
場合には制御が複雑になるという問題があった。なお、
位相制御による供給電力の制御はヒータが１本の定着装
置の発熱制御装置において従来周知の方法である。

【０００７】本発明は、従来の定着装置の発熱制御装置
における上述の問題を解決し、定着ロ−ラ内に複数のヒ
ータを配設した定着装置において、簡単な制御でヒータ
点灯開始時の突入電流を小さくし、制御素子にかかる負
担を軽減することのできる発熱制御装置を提供すること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、本発明に
より、通紙する用紙サイズに応じた発熱領域を配置した
複数の発熱源を内蔵した定着ロ−ラと、前記各発熱源に
対応する部分の定着ロ−ラ温度を検知する複数の温度検
知手段とを有する定着装置の発熱制御装置であって、前
記複数の温度検知手段の検知信号に基づいて前記複数の
発熱源をそれぞれ独立して制御可能な発熱制御装置にお
いて、前記複数の発熱源を発熱解除状態から発熱状態に
制御する際に、前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を
発熱状態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発
熱状態にさせるように制御する制御手段を有するするこ
とにより解決される。

【０００９】また、本発明は、前記の課題を解決するた
めに、通紙する用紙サイズに応じた発熱領域を配置した
複数の発熱源を内蔵した定着ロ−ラと、前記各発熱源に
対応する部分の定着ロ−ラ温度を検知する複数の温度検
知手段とを有する定着装置の発熱制御装置であって、前
記複数の温度検知手段の検知信号に基づいて前記複数の
発熱源をそれぞれ独立して制御可能な発熱制御装置にお
いて、前記複数の発熱源を発熱解除状態から発熱状態に
制御する際に、前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を
発熱状態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発
熱状態にさせるように制御するか、又は、前記複数の発
熱源を同時に発熱状態にさせるように制御する制御手段
を有することを提案する。

【００１０】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を発熱状
態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発熱状態
にさせるように制御する場合、前記複数の発熱源のうち
消費電力の少ない発熱源を先に点灯させることを提案す
る。

【００１１】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記各温度検知手段の検知結果と各温度検知手
段毎に設定された所定値とを比較し、前記各温度検知手
段により検知された温度が前記各設定値よりも低い場合
に前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を発熱状態にさ
せた後の所定時間経過後に他の発熱源を発熱状態にさせ
る制御を行なうことを提案する。

【００１２】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記複数の発熱源への電力供給回路の遮断状態
及び接続状態を検知する回路状態検知手段を有し、該回
路状態検知手段により前記回路が遮断状態から接続状態
になったことを検知した場合に前記複数の発熱源のうち
一つの発熱源を発熱状態にさせた後の所定時間経過後に
他の発熱源を発熱状態にさせる制御を行なうことを提案
する。

【００１３】

【作用】定着ロ−ラ内に配置された複数の発熱源を発熱
解除状態から発熱状態にする際に、まず最初に一つの発
熱源だけを発熱させ、その後、所定時間が経過してから
他の発熱源を発熱させることにより、発熱解除状態から
発熱状態に移る際の突入電流を少なくさせる。

【００１４】その他の作用については、以下の実施例の
説明で明らかとなるであろう。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は、本発明が適用される定着装置の定
着ロ−ラ及び制御系を示す構成図である。この図に示す
ように、定着ロ−ラ１内には２本のヒータ２，３が内蔵
されている。メインヒータ２はローラ１内の中央部に配
置される。一方、サブヒータ３は２つの発熱領域を有し
ており、各発熱領域はそれぞれローラ１の両端部に配置
される。メインヒータ２の消費電力はサブヒータ３の消
費電力よりも大きくなっている。２本のヒータ２，３
は、それぞれリレー（ＲＡ₁）１０を介して交流１００
Ｖ電源に接続され、又、トライアック６，７に接続され
ている。このトライアック６，７は制御用ドライバ９を
介してＣＰＵ８に接続されオン／オフ制御が行なわれ
る。従って、リレー１０がオン状態でトライアック６，
７がオンしたとき、ヒータ２，３にそれぞれ電力が供給
される。

【００１７】この定着装置は、用紙搬送基準が中央基準
の複写機等に装着されるものであり、通紙される用紙幅
が小さいときにはメインヒータ２だけを点灯させ、用紙
幅が大きいときにはメインヒータ２とサブヒータ３の両
方を点灯させる。

【００１８】ところで、定着ロ−ラ１の中央部及び端部
の外周面に接触してサーミスタ４，５が設けられてい
る。このサーミスタ４，５はＣＰＵ８に接続され、検出
したローラ温度をＣＰＵ８に入力する。ＣＰＵ８は、サ
ーミスタ４，５からの信号をディジタル信号に変換し、
プログラムにより定着ロ−ラ１の温度データを得る。サ
ーミスタ４により検出されたローラ温度に基づいてＣＰ
Ｕ８がトライアック６を制御し、メインヒータ２の点灯
／消灯をコントロールする。また、サーミスタ５により
検出されたローラ温度に基づいてＣＰＵ８がトライアッ
ク７を制御し、サブヒータ３の点灯／消灯をコントロー
ルする。

【００１９】なお、ＣＰＵ８には、この定着装置が装着
された複写機等の本体カバーが開けられたか否かを検知
するカバースイッチ（ＳＷ）１１の信号が入力され、カ
バー開放時にはリレー１０はオフされ、カバーが締めら
れたときにリレー１０をオンさせる。従って、カバー開
放時にヒータ２，３が点灯することはない。

【００２０】上記のように構成された定着装置における
発熱制御について以下に説明する。本実施例において
は、通紙される用紙幅が大きくメインヒータ２とサブヒ
ータ３の両方を点灯させる場合でも、各ヒータの温度が
所定の温度よりも低い場合には両方のヒータを同時に点
灯させるのではなく片方を所定時間遅らせて点灯するよ
うにしている。又、定着装置が装着された複写機等の電
源投入時および本体カバーが開放状態から閉鎖されたと
きに同様の制御を行なっている。これにより、ヒータ点
灯時の突入電力を、２本同時に点灯させるときよりも低
減させ、制御素子であるトライアック６，７にかかる負
担を減少させることが可能になる。なお、ヒータが温ま
った状態では、消灯状態から点灯させた場合でも突入電
流は大きくならないので、この場合には２本同時に点灯
させる通常の制御を行なっている。

【００２１】上記の制御についてフローチャートを参照
して説明する。図２は本実施例の発熱制御装置におい
て、片方のヒータをもう一方のヒータよりも遅らせて点
灯させる遅延制御を行なうか、２本同時に点灯させる通
常制御を行なうかを判断するためのヒータ制御判断処理
を示すフローチャートである。このフローチャートにお
いて、まず、供給ＡＣ電源回路が遮断状態から導通状態
に切り換わったか否かを判断するために、ＣＰＵ８内の
電源ＯＮフラグ及びカバー閉フラグがセットされている
か否かをチェックする（Ｓ１，２）。この２つのフラグ
のうち一つでもセットされていれば、両フラグをリセッ
トする（Ｓ３）。そして、ヒータ遅延フラグをセット
（Ｓ４）し、ヒータ通常フラグをリセットする（Ｓ
５）。ヒータ遅延フラグがセットされた場合、後述する
ヒータ遅延制御の実行が可能となる。

【００２２】また、電源ＯＮフラグ及びカバー閉フラグ
の両方がセットされていない（リセットされている）場
合は、メインヒータ２及びサブヒータ３の温度をチェッ
クし（Ｓ６，７）、ヒータ温度が２０℃以下であれば、
ヒータ遅延フラグをセット（Ｓ４）し、ヒータ通常フラ
グをリセットする（Ｓ５）。従って、本実施例では２つ
のヒータのうち一つでも２０℃以下の場合にはヒータ遅
延制御の実行が可能となる。

【００２３】一方、両ヒータが２０℃以上の場合には、
ヒータ遅延フラグがセットされているか否かをチェック
し（Ｓ８）、セットされていなければヒータ通常フラグ
をセットする（Ｓ９）。ヒータ通常フラグがセットされ
ると後述するヒータ通常制御の実行が可能となる。ここ
で、Ｓ８にて、ヒータ遅延フラグのセットをチェックす
るのは、ヒータ遅延制御とヒータ通常制御が同時に行な
われないようにするためである。

【００２４】なお、電源ＯＮフラグのセット処理は、電
源投入時に１回のみ実行されるイニシャライズにより行
なわれるものであり、図３に示すフローチャートに基づ
いて行なわれる。すなわち、各種の初期化処理を行ない
（Ｓ１）、次いで電源ＯＮフラグがセットされる（Ｓ
２）。

【００２５】また、カバー閉フラグのセット処理は、複
写機の本体カバーが開放状態から閉められたときに行な
われるものであり、図４に示すフローチャートに基づい
て実行される。すなわち、ＣＰＵ８に入力されるカバー
スイッチ１１の状態をチェックしてカバーが開いている
か否かを判断し（Ｓ１）、カバーが開いている場合はカ
バー開フラグをセットする（Ｓ２）。Ｓ１でカバーが開
いていないと判断された場合は、カバー開フラグがセッ
トされているか否かを判断する（Ｓ３）。そして、この
フラグがセットされていればリセットし（Ｓ４）、次い
でカバー閉フラグをセット（Ｓ５）してやる。

【００２６】次ぎに、図２のフローチャートにおいて、
ヒータ遅延フラグがセットされた場合に可能となるヒー
タ遅延制御について説明する。ヒータ遅延制御は図５に
示すフローチャートに基づいて実行される。すなわち、
まずヒータ遅延フラグがセットされているか否かを判断
し（Ｓ１）、セットされていればメインヒータ２の温度
と所定の目標温度Ｍとを比較し（Ｓ２）、目標温度Ｍよ
りも低い温度であればメインヒータ２を点灯させ（Ｓ
３）、目標温度Ｍ以上であれば消灯させる（Ｓ４）。そ
して、今度はサブヒータ３の温度と所定の目標温度Ｓと
を比較し（Ｓ５）、目標温度Ｓよりも低い温度であれば
Ｓ６以下のサブヒータ３を遅らせて点灯するための処理
に進み、目標温度Ｓ以上であればサブヒータ３を消灯さ
せ（Ｓ９）た後、ヒータ遅延フラグをリセットする（Ｓ
１１）。サブヒータ３の温度が目標温度Ｓよりも低い場
合の処理は、メインヒータ２が点灯しているか否かをチ
ェックし（Ｓ６）、点灯していればタイマのリセットを
チェックして（Ｓ７）、タイマが０の場合にはタイマに
１をセットして（Ｓ８）後述するタイマ処理を行なう。
サブヒータ３の温度が目標温度Ｓよりも低い場合でも、
メインヒータ２が点灯していなければタイマ処理を行な
わずにサブヒータ３を点灯させ（Ｓ１０）、ヒータ遅延
フラグをリセットする（Ｓ１１）。Ｓ１１でヒータ遅延
フラグをリセットするのは、サブヒータ３を遅らせて点
灯する必要がない場合であり、図２のフローチャートに
おいてヒータ通常フラグのセットを可能とするためであ
る。

【００２７】上記ヒータ遅延制御におけるタイマ処理
は、図６のフローチャートに基づいて行なわれる。すな
わち、タイマのカウント数が所定値（ここでは１０）に
達したか否かをチェックし（Ｓ１）、所定値に達すると
（所定時間経過すると）タイマを０に戻して（Ｓ２）サ
ブヒータ３を点灯させ（Ｓ３）、ヒータ遅延フラグをリ
セットする（Ｓ４）。タイマのカウント数が所定値に達
していない場合はタイマをカウントアップ（インクリメ
ント）させ（Ｓ５）、カウント数が所定値に達するとＳ
２以下に進む。このタイマ処理により、メインヒータ２
の点灯から所定時間経過した後にサブヒータ３が点灯す
ることになる。

【００２８】次ぎに、図２のフローチャートにおいて、
ヒータ通常フラグがセットされた場合に実行可能となる
ヒータ通常制御について説明する。ヒータ通常制御は図
７のフローチャートに基づいて実行される。すなわち、
まず、ヒータ通常フラグがセットされているか否かをチ
ェックする（Ｓ１）、このフラグがセットされていない
場合は、ヒータ通常制御は行なわれないのでリターンす
る。フラグがセットされていればメインヒータ２の温度
が目標温度Ｍから３度引いた温度よりも低い温度である
かを判断する（Ｓ２）。目標温度Ｍから３度引いた温度
に達していないときはメインヒータ２をＯＮさせ（Ｓ
３）、目標温度Ｍから３度引いた温度に達した場合は、
今度は目標温度Ｍ以上になったか否かをチェックする
（Ｓ４）。ここで、メインヒータ２の温度が目標温度Ｍ
以上になっていない場合は、サブヒータ３の温度が目標
温度Ｓから３度引いた温度よりも低いかどうかを判断す
る（Ｓ６）。メインヒータ２の温度が目標温度Ｍ以上に
なった場合は、メインヒータ２をオフさせて（Ｓ５）か
らサブヒータ３の温度をチェックする（Ｓ６）。そし
て、サブヒータ３の温度が目標温度Ｓから３度引いた温
度に達していなければサブヒータ３をＯＮし（Ｓ７）、
一方、目標温度Ｓから３度引いた温度に達した場合に
は、次ぎにサブヒータ３の温度が目標温度Ｓ以上になっ
たか否かを判断する（Ｓ８）。そして、目標温度Ｓ以上
であればサブヒータ３をオフさせ（Ｓ９）、そうでない
場合はそのままリターンする。

【００２９】ヒータ通常制御が実行される場合には、メ
インヒータ２及びサブヒータ３の各々の温度状態と目標
温度とに基づいて、各ヒータがそれぞれ独立した発熱制
御が行なわれることになる。

【００３０】ところで、本実施例においては、定着装置
に通紙される用紙幅が大きくてメインヒータ２及びサブ
ヒータ３を両方点灯させるときに、条件によってサブヒ
ータを遅らせて点灯させるようにしているが、前述した
ようにメインヒータ２の消費電力の方がサブヒータ３の
消費電力よりも大きくなっている。ヒータの消費電力が
大きいほど点灯時の突入電流も大きくなるので、消費電
力の大きいメインヒータ２を点灯させた場合には、サブ
ヒータ３を先に点灯させた場合よりも突入電流が大きく
なる。そこで、本発明の他の実施例として、メインヒー
タ２の消費電力をサブヒータ３の消費電力よりも小さい
ものにすることを提案する。

【００３１】ただし、メインヒータの消費電力がサブヒ
ータの消費電力よりも大きいことが必要な場合には、消
費電力の大きさはそのままに（メインヒータの消費電力
＞サブヒータの消費電力）して、条件により先に点灯す
るヒータをサブヒータとなるように、上記各フローチャ
ートにおけるメインヒータとサブヒータとを入れ替え
て、制御を変更してやれば良い。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
の発熱制御装置によれば、複数のヒータを消灯状態から
点灯させる際に、複数のヒータを同時に点灯させるので
はなく、点灯タイミングを異ならせるので、ヒータが消
灯状態から点灯する際の突入電流を小さくすることがで
きる。これにより、ヒータへの電力供給を制御する制御
素子の負担を軽くすることができる。又、１本のヒータ
が点灯すると、その発熱により他のヒータが温められる
ので、他のヒータを点灯させる際の突入電流がより小さ
くなる。

【００３３】請求項２の構成により、複数のヒータの点
灯タイミングを異ならせる制御と、同時に点灯させる制
御とを行なうことができるので、定着装置の状態等の条
件に応じた適切な発熱制御を行なうことができる。

【００３４】請求項３の構成により、一つのヒータを先
に点灯させる場合、消費電力の少ないヒータを先に点灯
させるので、その際の突入電流を最小限に抑えることが
できる。

【００３５】請求項４の構成により、定着ロ−ラの温度
が所定の温度よりも低いときに一つのヒータを先に点灯
させることができるので、低温時にヒータの抵抗値が小
さくなることを補って、突入電流の増大を防止すること
ができる。また、低温時以外には速やかに定着ロ−ラの
温度を上昇させることが可能である。

【００３６】請求項５の構成により、複写機等において
は電源投入時及び本体カバーが開放状態から閉められた
ときに一次回路（供給ＡＣ回路）を遮断状態から接続状
態にしている。一次回路が遮断状態のときは、当然、定
着装置のヒータも消灯している。ヒータが消灯していれ
ば温度は下がり、点灯時の突入電流は増大するが、一次
回路が遮断状態から接続状態になったときに、一つのヒ
ータだけを先に点灯させることにより、点灯時の突入電
流増大を最小限におさえることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明が適用される定着装置の定着ロ
−ラ付近及び制御系を示す構成図である。

【図２】図２は、その定着装置の発熱制御装置における
ヒータの点灯を制御する判断処理を示すフローチャート
である。

【図３】図３は、その定着装置の発熱制御装置における
電源ＯＮフラグのセット処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】図４は、その定着装置の発熱制御装置における
カバー閉フラグのセット処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】図５は、その定着装置の発熱制御装置における
ヒータ遅延制御を示すフローチャートである。

【図６】図６は、その定着装置の発熱制御装置における
サブヒータのタイマ処理を示すフローチャートである。

【図７】図７は、その定着装置の発熱制御装置における
ヒータ通常制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】 １ 定着ロ−ラ ２ メインヒータ ３ サブヒータ ４，５ サーミスタ ６，７ トライアック ８ ＣＰＵ ９ コントロール用ドライバ １０ リレー １１ カバースイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 3/00 ３７０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通紙する用紙サイズに応じた発熱領域を
   配置した複数の発熱源を内蔵した定着ロ−ラと、前記各
   発熱源に対応する部分の定着ロ−ラ温度を検知する複数
   の温度検知手段とを有する定着装置の発熱制御装置であ
   って、前記複数の温度検知手段の検知信号に基づいて前
   記複数の発熱源をそれぞれ独立して制御可能な発熱制御
   装置において、 前記複数の発熱源を発熱解除状態から発熱状態に制御す
   る際に、前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を発熱状
   態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発熱状態
   にさせるように制御する制御手段を有することを特徴と
   する定着装置の発熱制御装置。
2. 【請求項２】 通紙する用紙サイズに応じた発熱領域を
   配置した複数の発熱源を内蔵した定着ロ−ラと、前記各
   発熱源に対応する部分の定着ロ−ラ温度を検知する複数
   の温度検知手段とを有する定着装置の発熱制御装置であ
   って、前記複数の温度検知手段の検知信号に基づいて前
   記複数の発熱源をそれぞれ独立して制御可能な発熱制御
   装置において、 前記複数の発熱源を発熱解除状態から発熱状態に制御す
   る際に、前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を発熱状
   態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発熱状態
   にさせるように制御するか、又は、前記複数の発熱源を
   同時に発熱状態にさせるように制御する制御手段を有す
   ることを特徴とする定着装置の発熱制御装置。
3. 【請求項３】 前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を
   発熱状態にさせた後、所定時間経過後に他の発熱源を発
   熱状態にさせるように制御する場合、前記複数の発熱源
   のうち消費電力の少ない発熱源を先に点灯させることを
   特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置の発熱制
   御装置。
4. 【請求項４】 前記各温度検知手段の検知結果と各温度
   検知手段毎に設定された所定値とを比較し、前記各温度
   検知手段により検知された温度が前記各設定値よりも低
   い場合に前記複数の発熱源のうち一つの発熱源を発熱状
   態にさせた後の所定時間経過後に他の発熱源を発熱状態
   にさせる制御を行なうことを特徴とする、請求項２に記
   載の定着装置の発熱制御装置。
5. 【請求項５】 前記複数の発熱源への電力供給回路の遮
   断状態及び接続状態を検知する回路状態検知手段を有
   し、該回路状態検知手段により前記回路が遮断状態から
   接続状態になったことを検知した場合に前記複数の発熱
   源のうち一つの発熱源を発熱状態にさせた後の所定時間
   経過後に他の発熱源を発熱状態にさせる制御を行なうこ
   とを特徴とする、請求項２に記載の定着装置の発熱制御
   装置。