JPH09197892A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ヒータへの通電開始時に突入電流による急激
な電圧変動を抑えるようにして、同じ電源に接続された
他の機器への影響を緩和する。 【解決手段】 通常の定着動作中は、トライアック６２
のゲートをトリガさせるソリッドステートリレー５３
を、ヒータ１４ｃの表面温度を検知する制御部３１によ
ってオン・オフ制御されるトランジスタ５７によって制
御しながら、定着器１４のヒータ１４ｃに通電させる。
また、ヒータ１４ｃへの通電開始時には、入力電源電圧
値に基づいてトランジスタ５７をスイッチ動作させる主
制御部３１によって、トライアック６２の駆動を制御す
る。この場合の入力電源電圧は、電源電圧検知回路部５
０によって検知される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に係
り、さらに詳しくは記録媒体に形成された画像を熱定着
させる定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の定着装置において、定着部材とし
ての定着ローラに備えられたヒータは、熱容量の大きい
ハロゲンヒータやセラミックヒータなどであった。その
ため、記録媒体としての転写紙にトナー画像を熱定着さ
せる場合、ヒータに印加される電圧も高くなる。また、
画像形成装置の電源としては、１００Ｖ系、２００Ｖ系
の両方の地域での使用が可能なユニバーサル電源を用い
たものがある。さらに、定着装置には、定着ローラの温
度が設定温度よりも低い場合には、ヒータに通電し、設
定温度よりも高い場合には、通電を停止させるようにし
て定着ローラを所定の温度に保持させるヒータ制御手段
が設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒータ
の消費電力が同じ場合、入力電圧が１００Ｖ系と２００
Ｖ系とでは、電流値が異なるために、ヒータを単にオン
・オフさせてヒータ制御させる場合、通電開始時のヒー
タの突入電流が大きくなる。しかも、入力電圧が２００
Ｖ系の場合にヒータをオンさせた通電開始時に流れる突
入電流に比べて、入力電圧が１００Ｖ系の場合にヒータ
をオンさせた通電開始時に流れる突入電流が大きくな
り、１００Ｖ系の場合の突入電流による電圧降下により
同一電源に接続されている照明機器などのちらつきが大
きくなるという問題がある。

【０００４】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ヒータへの通電開始時に突入電
流による急激な電圧変動を抑えるようにして、同じ電源
に接続される他の機器への影響を緩和するようにした定
着装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る請求項１記載の定着装置は、記録媒
体上の未定着トナーを熱定着する熱定着手段と、該熱定
着手段に電源電圧を印加する電源装置とを有するもので
あって、前記熱定着手段のヒータを駆動するヒータ駆動
手段と、前記ヒータに対する通電開始時には、前記電源
装置の入力電源電圧に基づいて前記ヒータ駆動手段の駆
動を制御するとともに、通常の通電動作中には、前記熱
定着手段の表面温度が所定温度になるように前記ヒータ
駆動手段の駆動を制御する定着器制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００６】請求項２記載の発明は、前記電源装置の入
力電源電圧は、電源電圧検知手段によって検知する。

【０００７】請求項３記載の発明は、前記電源電圧検知
手段が、電源装置の交流波形の半波と相似波形の電圧を
出力させるものである。

【０００８】請求項４記載の発明は、前記電源装置の入
力電源電圧は、前記主制御部に接続した入力電圧判別手
段によって該主制御部において判別する。

【０００９】請求項５記載の発明は、前記定着器制御手
段が、前記主制御部と該主制御部によってオン・オフ制
御されるスイッチング素子とを有する。

【００１０】請求項６記載の発明は、前記ヒータ駆動手
段が、ソリッドステートリレーをトライアックのゲート
に接続させて構成されている。

【００１１】請求項７記載の発明は、前記ヒータ駆動手
段が、前記定着器制御手段の位相制御によって駆動され
るものである。

【００１２】請求項８記載の発明は、前記ヒータ駆動手
段が、前記定着器制御手段の波数制御によって駆動され
るものである。

【００１３】［作用］以上の構成に基づいて、通常の定
着動作中は、ヒータ駆動手段を定着器制御手段によって
制御しながら、熱定着手段のヒータに通電させる。ま
た、該ヒータへの通電開始時に、入力電源電圧に基づい
て前記定着器制御手段によるヒータ駆動手段の駆動を制
御する。この場合、入力電源電圧は、電源電圧検知手段
によって検知される。

【００１４】また、入力電源電圧は、入力電圧判別手段
によって主制御部において判別するようにしてもよい。
そして、判別した入力電源電圧に基づいて通電開始時の
前記定着器制御手段による前記ヒータ駆動手段の駆動を
制御する。これらの制御によって熱定着手段への突入電
流を抑制するようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。 〈第１の実施の形態〉図１は、本発明に係る画像形成装
置を示す全体の概略構成図、図２は、プリンタ制御装置
を示す制御ブロック図、図３は、第１の実施の形態に係
る定着器のヒータの表面温度の制御回路図、図４は、ヒ
ータの駆動信号を示す動作説明図、図５は、定着器制御
回路部の動作を説明するフローチャートである。

【００１６】図１において、画像形成装置本体（装置本
体）には、記録媒体となる記録紙ＳＨを収容する上段カ
セット１および上段カセット１に収容する記録紙ＳＨと
異なる大きさの記録紙ＳＨを収容する下段カセット２が
装着されている。装置本体におけるこれら上段カセット
１および下段カセット２の先端側（同図中、左側）上方
となる装置本体には、それぞれ給紙ローラ３，４が配設
されている。この給紙ローラ３，４は、カセット１，２
に収容されている記録紙ＳＨを１枚ずつ分離させて取り
出し、レジストローラ対５に給送させる。なお、レジス
トローラ対５は、給紙ローラ３，４または再給紙ローラ
１９より給送される記録紙ＳＨを画像記録部に所定のタ
イミングで搬送する。

【００１７】画像記録部は、感光ドラム１１の周囲に、
その回転方向に沿って順に、一次帯電器６、現像器７、
転写帯電器８、クリーナ９および除電ランプ１０を配設
して構成されている。このうちの、一次帯電器６は、感
光ドラム１１（ドラム型の電子写真感光体）を一様に帯
電させるものである。また、現像器７は、例えば１成分
トナーにより感光ドラム１１に形成された静電潜像をジ
ャンピング現像するものである。転写帯電器８は、現像
されたトナー像を記録紙ＳＨに転写させるものである。
クリーナ９は、感光ドラム１１に残留するトナーを回収
するものである。除電ランプ１０は、感光ドラム１１を
露光して残留電荷を中和する。

【００１８】また、レーザユニット１２は、スキャナモ
ータ１３ａにより一定速度で回転するポリゴンミラー１
３にレーザ光を照射し、折り返しミラー１３ｂを介して
感光ドラム１１に画像情報に応じた静電潜像を結像させ
る。熱定着手段としての定着器１４は、転写プロセスの
終了した記録紙ＳＨに熱と圧力とを加えてトナー画像を
定着させるもので、定着器１４は、ヒータ１４ｃを内部
に設けた定着部材としての定着ローラ１４ａ、加圧ロー
ラ１４ｂおよび定着ローラ１４ａの表面温度を検出する
温度検出素子であるサーミスタ１４ｄによって構成され
ている。

【００１９】フラッパ１５は、定着プロセスの終了した
記録紙ＳＨを積載トレイ２３に排出するか、再給紙トレ
イ４３に排出するかを切り替えるもので、排出ローラ１
６を介して再給紙トレイ４３側に記録紙ＳＨを排出する
場合には、記録紙ＳＨをフラッパ１５によって反転ロー
ラ１７側に搬送する。そして、反転ローラ１７は、記録
モードが片面の場合には、順方向に回転して定着プロセ
スの終了した記録紙ＳＨを排出させる。また、反転ロー
ラ１７は、記録モードが両面の場合には、順方向に回転
して定着プロセスの終了した記録紙ＳＨの後端が反転セ
ンサ２１を通過した後に、直ちに回転方向が逆転し、再
度記録紙ＳＨを装置本体内に引き込む。装置本体内に引
き込まれた記録紙ＳＨは、中継ローラ１８を介して再給
紙ローラ１９の配設位置まで中継搬送される。なお、上
段カセット１、下段カセット２、給紙ローラ３，４など
により第１の給送手段が構成され、反転ローラ１７、中
継ローラ１８、再給紙ローラ１９などにより第２の給送
手段が構成される。

【００２０】図中のプリンタ制御装置２４は、インター
フェイス２６を介して外部装置となるホストコンピュー
タ２５と接続されている。そして、プリンタ制御装置２
４は画像情報を受信してレーザユニット１２などの駆動
を制御するとともに、画像形成シーケンスに必要な各ド
ライバの駆動を総括的に制御するものである。

【００２１】以下に、図２を参照してプリンタ制御装置
２４について詳細に説明する。

【００２２】メインモータ２７は、感光ドラム１１、給
紙ローラ３，４、反転ローラ１７、中継ローラ１８、再
給紙ローラ１９などを駆動するもので、メインモータ駆
動回路部３３によって一定回転数で駆動される。ビーム
検出器２８は、レーザユニット１２より発射されたレー
ザ光を画像書き込み直前に受光し、ビームデテクトリ信
号を出力するもので、ビーム検出回路部３６がビーム検
出器２８から出力されたビームデテクトリ信号を整形し
て水平同期信号を生成する。ソレノイドクラッチ２９
は、給紙ローラ３，４、反転ローラ１７、中継ローラ１
８、再給紙ローラ１９などの駆動をオン・オフするもの
で、ソレノイドクラッチ駆動回路部３７により駆動され
る。紙パスセンサ２０，２２（図１参照）および反転セ
ンサ２１などから構成されるセンサ群３０は、センサ出
力をセンサ入力回路部３８を介して制御手段としての主
制御部３１に出力する。この主制御部３１は、ＲＯＭ３
１ａ、ＲＡＭ３１ｂ、コンパレータ３１ｃなどを備えた
１チップのマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）である。

【００２３】画像処理回路部３２は、ホストコンピュー
タ２５からの画像情報および印字制御命令をプリンタの
シーケンスにて記した形式、タイミングで主制御部３１
に送出するものである。ポリゴンモータ駆動回路部３４
は、ポリゴンミラー１３を一定回転数で駆動させるもの
である。レーザ駆動回路部３５は、ホストコンピュータ
２５から入力された画像情報に応じてレーザを変調発光
させるものである。ランプ駆動回路部３９は、除電ラン
プ１０を点灯または消灯させるものである。高圧制御回
路部４０は、一次帯電器６、現像器７および転写帯電器
８に所定の高電圧を印加するもので、また定着器制御回
路部４１は、定着器１４の定着ローラ１４ａの表面温度
を所定温度に制御するものである。

【００２４】次に、定着器制御回路部４１および電源電
圧検知手段としての電源電圧検知回路部について説明す
る。

【００２５】図３において、定着器制御回路部４１は、
以下に示すようになっている。すなわち、定着器１４内
にあるヒータ１４ｃは、後述のソリッドステートリレー
（ＳＳＲ）５３内のトライアック５３ａを介して電源装
置である商用電源（交流電源）５１に接続されている。
ＳＳＲ５３は、トライアック５３ａ、ＬＥＤ５３ｂ、お
よび不図示のゼロクロス検出回路などで構成され、ＬＥ
Ｄ５３ｂのアノードは抵抗器６０を介してＤＣ電源Ｖcc
に接続され、カソードはエミッタ接地のＮＰＮのトラン
ジスタ（スイッチング素子）５７のコレクタに接続され
る。このトランジスタ５７のベースは、主制御部３１の
出力ポートに接続されている。なお、定着器制御手段
は、主制御部３１とトランジスタ５７とによって構成さ
れ、ヒータ駆動手段はＳＳＲ５３とトライアック６２と
によって構成されている。そして、ＬＥＤ５３ｂが発光
すると、トライアック５３ａが導通して他のトライアッ
ク６２をトリガさせ、ヒータ１４ｃを発熱させる。した
がって、主制御部３１が出力ポートをＬ（オフ）とした
場合には、ＬＥＤ５３ｂが点灯しないので、ヒータ１４
ｃが発熱せず、出力ポートをＨ（オン）とした場合に
は、ＬＥＤ５３ｂが点灯して、ヒータ１４ｃが発熱す
る。なお、同図中の符号６３，６４はそれぞれ抵抗であ
る。

【００２６】また、電源電圧検知回路部５０は、以下の
ようになっている。すなわち、整流器７５は、その入力
側に商用電源５１が接続され、出力側に抵抗７０を介し
てフォトトランジスタ７１のＬＥＤ７１ｂが接続されて
いる。フォトトランジスタ７１は、トランジスタ７１
ａ、ＬＥＤ７１ｂ、および不図示のゼロクロス検出回路
などで構成されている。そして、ＬＥＤ７１ｂが発光す
ると、トランジスタ７１ａが導通して、商用電源５１の
交流波形の半波と相似波形の電圧が抵抗７２を通してコ
ンデンサ７３に印加され、抵抗７４により放電される。
この電圧はコンデンサ７３により平滑され、アナログ電
圧Ｖｉとなり主制御部３１のＡ／Ｄ変換ポートに入力さ
れる。したがって、アナログ電圧Ｖｉは入力電源電圧
（商用電圧）に比例しているので、主制御部３１が入力
電源電圧を検出することになる。

【００２７】一方、定着器１４内のサーミスタ１４ｄ
は、その一端がＤＣ電源Ｖccに接続されており、他端が
抵抗５５を介して接地されている。また、サーミスタ１
４ｄに抵抗５５の値で決定されるアナログ電圧が主制御
部３１のＡ／Ｄ変換入力ポートに入力され、主制御部３
１は定着器１４の温度を検出している。

【００２８】次に、図１および図２を参照しながら画像
記録動作について説明する。

【００２９】まず、ホストコンピュータ２５は、プリン
タ制御装置２４に対して給紙ローラ３，４からの給紙ま
たは再給紙ローラ１９からの給紙のいずれかを指定する
とともに、記録紙ＳＨの行き先を指定して、記録開始を
命令する。

【００３０】ここで、ホストコンピュータ２５が行き先
指定を常に積載トレイ２３とした場合には、片面記録と
なり、給紙指定を上段カセット１または下段カセット２
からの給紙と再給紙ローラ１９との交互を指定し、行き
先指定を再給紙トレイ４３と積載トレイ２３との交互を
指定すると、両面記録が行われるように構成されてい
る。

【００３１】この場合、プリンタ制御装置２４はホスト
コンピュータ２５より記録開始命令を受けると、記録紙
ＳＨの給紙および行き先指定に基づいて定着ローラ１４
ａの表面温度を個別に設定する。

【００３２】以下に、図５に示すフローチャートを参照
して、本実施の形態の制御について説明する。

【００３３】まず、商用電源５１がオンされると（ステ
ップＳ１）、主制御部３１は入力電源電圧が１００Ｖ系
か２００Ｖ系かを判断する（ステップＳ２）。そして、
入力電源電圧が２００Ｖ系と判断されると、ヒータ１４
ｃを図４（ａ）に示すようにオンし（ステップＳ３）、
ヒータ制御を通常のオン・オフ制御で行って（ステップ
Ｓ４）、定着器１４の定着ローラ１４ａの表面温度を所
定温度に制御する。また、入力電源電圧が１００Ｖ系と
判断されると、通電開始時にヒータ１４ｃを図４（ｂ）
に示すようにオンさせ（ステップＳ５）、位相制御を行
って突入電流を抑制する（ステップＳ６）。そして、ヒ
ータ１４ｃに印加される突入電流が安定状態となった後
に、ヒータ制御を通常のオン・オフ制御に移行させる
（ステップＳ４）。

【００３４】このように主制御部３１が、入力電源電圧
を２００Ｖ系と判断した場合には、図４（ａ）に示すよ
うな通常のオン・オフのヒータ駆動信号が出力される。
一方、入力電源電圧を１００Ｖ系と判断した場合には、
図４（ｂ）に示すような通電開始時においては位相制御
により徐々に位相角を遅らす制御を行うヒータ駆動信号
が出力される。すなわち、２００Ｖ系と判断された場合
には、通常のオン・オフ信号が主制御部３１から出力さ
れる。一方、１００Ｖ系と判断された場合には、通電開
始時においては、徐々にヒータ１４ｃのオン時間を長く
する位相制御を行うことで突入電流を抑制することがで
きる。

【００３５】なお、本実施の形態では、１００Ｖ系のヒ
ータ１４ｃへの通電開始時の制御を位相制御で行った
が、ヒータ１４ｃへの通電方法は他の制御方法、例えば
波数制御によって行っても有効である。 〈第２の実施の形態〉次に、第２の実施の形態について
説明する。

【００３６】第２の実施の形態の構成は、第１の実施の
形態の構成とほぼ同様であるが、異なる部分は、主制御
部３１が入力電源電圧を判断するのではなく、電源電圧
仕様の異なるヒータまたは熱定着器などのユニットを装
置本体に組み込んだ時点で、１００Ｖ系であるか２００
Ｖ系であるかを判別できる入力電圧判別手段を備え、こ
の入力電圧判別手段が検知した電圧に基づいて制御を替
えるものである。

【００３７】図６は、第２の実施の形態に係る電源電圧
検出回路部と定着器制御回路部とを示す回路図である。
第２の実施の形態に係る定着器の表面温度を制御する制
御回路図である。なお、図３で示した実施の形態との同
一構成部分には、同一符号を付して重複説明を省略す
る。

【００３８】同図において、入力電圧判別手段は、以下
のようにして構成される。線材などの導電部１４ｆは、
ヒータまたは熱定着器などのユニットの電源電圧仕様が
１００Ｖ系であるか２００Ｖ系であるかの判別用に供さ
れるもので、ユニットが１００Ｖ系の電圧仕様である場
合には、図７（ａ）に示すように一端が主制御部３１の
入力ポートに接続される信号ラインの他端を、抵抗７６
を介してＤＣ電源Ｖccに接続するとともに、導電部１４
ｆを介して接地する。また、ユニットが２００Ｖ系の電
圧仕様である場合には、図７（ｂ）に示すように一端が
主制御部３１の入力ポートに接続される信号ラインの他
端を、抵抗７６を介してＤＣ電源Ｖccに接続する。

【００３９】したがって、１００Ｖ系ユニットには、主
制御部３１の入力ポートに導電部１４ｆが接続されるこ
とになり、装置本体との接続により主制御部３１の入力
信号がＬレベルとなり、２００Ｖ系ユニットには、主制
御部３１の入力ポートに導電部１４ｆが接続されないた
めに、主制御部３１の入力信号がＨレベルになり、これ
により１００Ｖ系、２００Ｖ系の判別が行える。なお、
１００Ｖ系と２００Ｖ系との判別を行うにあたって、主
制御部３１の入力ポートに接続される導電部１４ｆは、
１００Ｖ系ユニットと２００Ｖ系ユニットとで、上述の
実施の形態と逆にしても同様に判別できる。

【００４０】このようにして１００Ｖ系と２００Ｖ系と
の入力電源電圧を判別した後、図４に示すフローチャー
トによりヒータ１４ｃへの入力電源電圧を制御すること
で、突入電流を抑制することができ、同一の電源装置に
接続される照明機器のちらつきなどを抑制することがで
きる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヒータ駆動手段を定着器制御手段によって制御しなが
ら、熱定着手段のヒータに通電させるのに先立って、電
源電圧検知手段によって入力電圧を検知して、この入力
電圧に基づいて通電開始時の前記定着器制御手段による
ヒータ駆動手段の駆動を制御するようにしたので、ヒー
タへの通電開始時に突入電流による急激な電圧変動を抑
えることができ、同じ電源に接続された他の機器への影
響を緩和できる。

【００４２】また、入力電圧判別手段によって入力電圧
を判別して、該判別した電圧に基づいて通電開始時の前
記定着器制御手段による前記ヒータ駆動手段の駆動を制
御させることにより、同様に熱定着手段への突入電流を
抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体の
概略構成図である。

【図２】図１のプリンタ制御装置を示す制御ブロック図
である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る電源電圧検出
回路部と定着器制御回路部とを示す回路図である。

【図４】第１および第２の実施の形態のヒータ駆動信号
を示し、（ａ）は２００Ｖ系のヒータ駆動信号波形図、
（ｂ）は１００Ｖ系のヒータ駆動信号波形図である。

【図５】第１および第２の実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る電源電圧検出
回路部と定着器制御回路部とを示す回路図である。

【図７】本発明の入力電圧判別手段を示し、（ａ）は１
００Ｖ系の電圧仕様のユニットを接続した場合の回路
図、（ｂ）は２００Ｖ系の電圧仕様のユニットを接続し
た場合の回路図である。

【符号の説明】

１４ 熱定着手段（定着器） １４ｃ ヒータ １４ｆ 入力電圧判別手段（導電部） ３１ 主制御部 ４２ 記録媒体（記録紙） ５０ 電源電圧検知手段（電源電圧検知回路部） ５１ 電源装置（商用電源） ５３ ヒータ駆動手段（ソリッドステートリレ
ー） ５７ 定着器制御手段（トランジスタ） ６２ ヒータ駆動手段（トライアック）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上の未定着トナーを定着部材を
   介して熱定着する熱定着手段と、該熱定着手段に電源電
   圧を印加する電源装置とを有する定着装置において、 前記熱定着手段のヒータを駆動するヒータ駆動手段と、 前記ヒータに対する通電開始時には、前記電源装置の入
   力電源電圧に基づいて前記ヒータ駆動手段の駆動を制御
   するとともに、通常の定着動作中には、前記定着部材の
   表面温度が所定温度になるように前記ヒータ駆動手段の
   駆動を制御する定着器制御手段と、を備えた、 ことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記電源装置の入力電源電圧は、電源電
   圧検知手段によって検知する、 ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記電源電圧検知手段が、電源装置の交
   流波形の半波と相似波形の電圧を主制御部に入力させる
   ものである、 ことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記電源装置の入力電源電圧は、前記主
   制御部に接続した入力電圧判別手段によって該主制御部
   において判別する、 ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】 前記定着器制御手段が、前記主制御部と
   該主制御部によってオン・オフ制御されるスイッチング
   素子とを有する、 ことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
6. 【請求項６】 前記ヒータ駆動手段が、ソリッドステー
   トリレーをトライアックのゲートに接続させて構成され
   た、 ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記ヒータ駆動手段が、前記定着器制御
   手段の位相制御によって駆動される、 ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記ヒータ駆動手段が、前記定着器制御
   手段の波数制御によって駆動される、 ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。