JP2003195680A

JP2003195680A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003195680A
Application number: JP2001394211A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nozaki; 哲也野崎; Shingo Kitamura; 慎吾北村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ヒータの電力ピークおよび電流変化によるフ
リッカ値の悪化を抑える。また、ヒータの点灯／消灯の
時間間隔を長くして、ヒータが頻繁に点灯／消灯するこ
とを防ぎ、フリッカへの悪影響を抑えることも目的とす
る。【解決手段】記録紙上に形成されたトナー画像をヒー
トローラ１３６、１３７で熱定着させる画像形成装置に
おいて、前記ヒートローラ１３６、１３７の温度を検知
する温度検知手段１３４、１３５と、ヒートローラ１３
６、１３７を加熱するための第一のヒータ１３２と第二
のヒータ１３３と、前記第一、第二のヒータ１３２、１
３３を独立にゼロクロスタイミングでオフオンするヒー
タ制御手段２０１とを有し、ＡＣ電源の入力位相を監視
して、一方のヒータのオフと他方のヒータのオンとが同
期するように、各々のヒータオン信号とヒータオフ信号
とを制御することを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写紙上に形成し
たトナー画像をヒートローラで熱定着させて画像形成を
行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、転写紙上に形成したトナー画像を
ヒートローラで熱定着させて画像形成を行う画像形成装
置においては、例えば上ローラ、下ローラ、外部ローラ
等の複数のヒートローラをそれぞれのヒータで加熱する
際には、ヒータの点灯制御をそれぞれのサーミスタを用
いて独立に行っていた。

【０００３】ただし、ヒータの電力を抑えるためにそれ
ぞれのヒータを同時に点灯させないように、時分割にオ
フオンしてピーク電力を抑える制御は、行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、時分割
にヒータのオフオンをする際に、ＡＣのゼロクロス位相
に非同期でオフオン信号を発生させると、ゼロクロス近
傍でヒータオフ信号／ヒータオン信号が発生した場合に
ＳＳＲ等のゼロクロス検知タイミングのばらつき等によ
り、半周期だけヒータが同時にオンもしくは同時にオフ
してしまい、ピーク電力が上がってしまうという可能性
があった。

【０００５】また、その場合には、ＡＣの電流変動も大
きくなりフリッカに対しても悪影響を与えてしまうと言
う問題点があった。

【０００６】この問題点について、図１３〜図１５を用
いて詳細に説明する。

【０００７】図１３〜図１５に、従来の、上ヒータと下
ヒータの２つのヒータを制御する時分割制御で上ヒータ
オフ、下ヒータオンの制御を行った場合の、上ヒータ、
下ヒータのオンオフ信号とＡＣ電流の関係を示したタイ
ムチャートを示す。

【０００８】図１３は、ゼロクロスから離れた位置で上
ヒータオフ、下ヒータオンが発生した場合のタイムチャ
ート、図１４、図１５は、ゼロクロス近傍の位置で上ヒ
ータオフ、下ヒータオンが発生した場合のタイムチャー
トである。

【０００９】まず、図１３に示すように、上ヒータオフ
信号と下ヒータオン信号がＡＣ入力電源のゼロクロス位
相から離れて発生した場合は、図中のタイミングで上
ヒータがオフし、下ヒータがオンするため、ヒータの総
合電流は、図中に示したように、上ヒータと下ヒータの
オンが重ならないので、電流のピークは下ヒータの突入
電流のみに抑えることが出来る。

【００１０】しかし、図１４に示すように、上ヒータオ
フ信号と下ヒータオン信号がＡＣ入力電源のゼロクロス
近傍で発生した場合には、上ヒータのオンオフを制御し
ているＳＳＲのゼロクロス回路のばらつき等で、のゼ
ロクロス点では上ヒータをオフすることが出来ず、次の
ゼロクロス点で上ヒータがオフされることもある。

【００１１】一方、下ヒータのオフオンを制御している
ＳＳＲのゼロクロス回路は、ゼロクロス回路のばらつき
等で、逆にのゼロクロス点で下ヒータをオンすること
がありえるため、このようなとき、図に示したようにＡ
Ｃ入力周期の半周期分（とのゼロクロス信号の間
ｗ）は上ヒータ、下ヒータの両方がオンとなってしま
い、この間はヒータの総合電流が、上ヒータの電流＋下
ヒータの電流となってしまい、ピーク電流、ピーク電力
が大きくなってしまう。

【００１２】また、図１５に示したように、上ヒータオ
フ信号と下ヒータオン信号がＡＣ入力電源のゼロクロス
近傍で発生した場合に、今度は図１４の場合とは逆に上
ヒータのオンオフを制御しているＳＳＲのゼロクロス回
路のばらつき等により、のゼロクロス点で上ヒータを
オフすることが出来、一方下ヒータのオフオンを制御し
ているＳＳＲのゼロクロス回路は、ゼロクロス回路のば
らつき等により逆にのゼロクロス点では下ヒータをオ
ンすることが出来ず、次のゼロクロス点で下ヒータが
オンになった場合には、ゼロクロス点、の間では上
ヒータ、下ヒータの両方がオフしてしまう。

【００１３】従って、ゼロクロス点で下ヒータがオン
したときに、上ヒータ＋下ヒータの総合電流の変化は、
電流０からいきなり下ヒータの突入ピーク電流への変化
となってしまう。

【００１４】例えば、図１３に示したように、上ヒータ
のオフと下ヒータのオンが連続して行われた場合には、
総合電流の変化は、上ヒータの電流から下ヒータの突入
ピーク電流への変化で済む。

【００１５】図１３に示した場合と図１５に示した場合
とを比べると、図１５に示した場合のほうが電流変化量
が大きくなり、フリッカに悪影響を与えてしまう。

【００１６】さらに、各ヒータの点灯／消灯制御に関し
ては、図１６に示すように、ヒータの点灯／消灯が頻繁
に行われると、フリッカ及び高調波が悪化してしまうと
いう問題点もあった。

【００１７】図１６は、ヒートローラの温調の様子をあ
らわした概略図である。

【００１８】図１６において、ローラの温度が温調温度
下限以下になるとヒータが時分割制御により点灯され、
ローラの温度が温調温度以上になるとヒータが消灯され
る。

【００１９】ここでいう点灯／消灯とは、時分割制御に
おけるオフオンの切り替えのことではなく、時分割制御
や通常温調制御などによってヒータの加熱が行われてい
るか否かのことである。時分割制御のオフオンの切り替
えは、ゼロクロス信号等の時間によって制御されている
が、点灯／消灯については、ローラの温度等によって制
御されている。

【００２０】この点灯／消灯を頻繁に行うとフリッカに
悪影響を及ぼす問題点に対しては、電力を有効に活用す
るためにＡＣ位相制御を用いたヒータ制御等も行われて
いたりするが、制御回路が複雑になりコストが高くなる
といった弊害があった。

【００２１】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたもので、その目的とする処は、２つのヒータを時
分割にオフオンさせて、ヒータの電力をコントロールす
るヒータ制御において、ゼロクロス信号を検出してオン
オフ信号のタイミングをそれと同期させるといった簡単
な構成で、ヒータの電力ピークおよび電流変化によるフ
リッカ値の悪化を抑えることにある。

【００２２】また、ＡＣのゼロクロスでオフオン可能で
あり、ＡＣの半周期を最小単位とする時分割制御のＤＵ
ＴＹを可変とすることで、ヒータの点灯／消灯の時間間
隔を長くして、ヒータが頻繁に点灯／消灯することを防
ぎ、フリッカへの悪影響を抑えることも目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項（１）〜（３）のいずれかに示す画像
形成装置を提供することにより、前記目的を達成しよう
とするものである。

【００２４】（１）記録紙上に形成されたトナー画像を
ヒートローラで熱定着させる画像形成装置において、前
記ヒートローラの温度を検知する温度検知手段と、ヒー
トローラを加熱するための第一のヒータと第二のヒータ
と、前記第一、第二のヒータを独立にゼロクロスタイミ
ングでオフオンするヒータ制御手段とを有し、ＡＣ電源
の入力位相を監視して、一方のヒータのオフと他方のヒ
ータのオンとが同期するように、各々のヒータオン信号
とヒータオフ信号とを制御することを特徴とする画像形
成装置。

【００２５】（２）前記ヒータ制御手段は、装置のウォ
ームアップ中には前記第一、第二のヒータを両方点灯さ
せることを特徴とする前記（１）項記載の画像形成装
置。

【００２６】（３）記録紙上に形成されたトナー画像を
ヒートローラで熱定着させる画像形成装置において、前
記ヒートローラを複数有し、各ヒートローラの温度を検
知する温度検知手段と、各ヒートローラを加熱するため
の複数のヒータと、前記複数のヒータを独立にゼロクロ
スタイミングでオフオンするヒータ制御手段とを有し、
前記ヒータ制御手段は、前記ヒータの最小制御単位をＡ
Ｃ位相の半波とし、半波の整数倍の所定時間を単位とし
て、複数のヒータに加える電力を半波単位で時分割に制
御し、この制御は、前記温度検知手段の出力に応じて各
ヒータの点灯時間を所定時間内の時分割制御の半波使用
数を増減することにより、所定時間の中で各ヒータのオ
ンが重ならないように行われることを特徴とする画像形
成装置。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、複数の実施例に基づき、本
発明の実施の形態を説明する。

【００２８】（実施例１）以下、図面を参照して本発明
の実施例１を説明する。

【００２９】図１は、本発明の画像形成装置の一例を説
明する断面構成図である。

【００３０】１００は、画像形成装置である複写装置本
体、１０１は、原稿載置台としての原稿台ガラス、１０
２は原稿照明ランプ、１０３、１０４、１０５は走査ミ
ラーである。

【００３１】原稿台ガラス１０１、原稿照明ランプ１０
２、走査ミラー１０３〜１０５は、スキャナを構成して
いる。

【００３２】１０６はイメージセンサ部、１０７はレン
ズ、１０８はＣＣＤセンサである。

【００３３】１１０は感光体ドラム、１１１はクリーニ
ング装置、１１２は前露光ランプ、１１３は一次帯電
器、１１７はレーザ部、１１８は現像機、１２２は上段
カセット、１２３、１２５はピックアップローラ、１２
４は下段カセット、１２６はレジストローラ、１２７は
転写帯電器、１２８は分離帯電器、１２９は搬送ベルト
である。

【００３４】１３０は定着器、１３１は排出ローラ、１
３２は、第一のヒータである上ヒータ、１３３は、第二
のヒータである下ヒータ、１３４は、温度検知手段であ
る上サーミスタ、１３５は、温度検知手段である下サー
ミスタ、１３６は、ヒートローラの一つである上ロー
ラ、１３７は、ヒートローラの一つである下ローラ、１
３８は給紙ローラ、１３９は画像制御部、１４２は、原
稿の自動給紙を行う循環式自動原稿送り装置（以下ＲＤ
Ｆと記す）である。

【００３５】以下、本実施例の画像形成装置の動作につ
いて説明する。

【００３６】複数枚の原稿をＲＤＦ１４２に上向きに重
ねておいた場合、原稿は１番下にあるものから順番に読
み込まれるようになっている。

【００３７】そして、不図示のモータにより、原稿照明
ランプ１０２、走査ミラー１０３〜１０５が所定方向に
往復走査されて、原稿の反射光を走査ミラー１０３〜１
０５を介してレンズ１０７を透過して、ＣＣＤセンサ１
０８に結像する。

【００３８】レーザ部１１７は、イメージセンサ部１０
６で電気信号に変換され画像制御部１３９で所定の画像
処理が行われた画像信号に基づいて、変調されたレーザ
光を感光体ドラム１１０に照射する。

【００３９】感光体ドラム１１０の回りには、１次帯電
器１１３、現像機１１８、転写帯電器１２７、分離帯電
器１２８、クリーニング装置１１１、前露光ランプ１１
２が装備されている。

【００４０】感光体ドラム１１０は、不図示のモータに
より図に示す矢印の方向に回転しており、１次帯電器１
１３により所望の電位に帯電された後、画像制御部１３
９からの画像データに応じてレーザ部１１７からレーザ
光が照射され、静電潜像が形成される。

【００４１】感光体ドラム１１０上に形成された静電潜
像は、現像器１１８により現像されてトナー画像として
可視化される。

【００４２】一方、上段カセット１２２あるいは下段カ
セット１２４からピックアップローラ１２３または１２
５により給紙された転写紙は、給紙ローラ１３８、レジ
ストローラ１２６により給送される。

【００４３】そして、可視化されたトナー画像が転写帯
電器１２７により転写紙に転写される。

【００４４】転写後の感光体ドラム１１０は、クリーニ
ング装置１１１により残留トナーが清掃され、前露光ラ
ンプ１１２により残留電荷が消去される。

【００４５】転写後の転写紙は、搬送ベルト１２９によ
り定着器１３０に送られる。

【００４６】定着器１３０は、上下２つのローラ１３
６、１３７等で構成され、上ローラ１３６内部には上ヒ
ータ１３２、下ローラ１３７内部には下ヒータ１３３が
挿入されている。

【００４７】そして、ヒータ制御部２００は、上ローラ
１３６表面に押し当てられて配置されている上サーミス
タ１３４の出力、および下ローラ１３７表面に押し当て
られて配置されている下サーミスタ１３５の出力によ
り、上ヒータ１３２、下ヒータ１３３のオフ／オン、点
灯／消灯を制御し、ローラ１３６、１３７表面の温度を
一定に保っている。

【００４８】そして、転写紙は、定着器１３０で加圧、
加熱されることにより、すでに転写されているトナー画
像が定着されて、排出ローラ１３１により複写装置本体
１００の外に排出される。

【００４９】次に、図２に示す、本発明のヒータ制御部
のブロック図を用いて、本実施例のヒータ制御を説明す
る。

【００５０】図２において、２００はヒータ制御部、２
０１は、ヒータ制御手段であるＣＰＵ、２０２、２０３
はヒータ制御用のＳＳＲ、２０８は商用電源（１００
Ｖ）、２０９はゼロクロス検知回路である。

【００５１】ＣＰＵ２０１は、上サーミスタ１３４、下
サーミスタ１３５と抵抗の分圧電圧より、定着器１３０
の上下ローラ１３６、１３７の温度を検出し、ＳＳＲ２
０２、２０３の動作を制御することにより上ヒータ１３
２、下ヒータ１３３のオフオン、点灯／消灯を制御する
ことで、定着器１３０の上下ローラ１３６、１３７の温
度を一定にしている。

【００５２】本実施例では、上ヒータ１３２を５００
Ｗ、下ヒータ１３３も５００Ｗとする。

【００５３】このヒータのワッテージの選定は、装置の
ウォームアップ時に供給できるヒータ電力およびコピー
動作時に供給できる電力等から決定すれば良い。

【００５４】また、ＣＰＵ２０１は、ゼロクロス検知回
路２０９からのゼロクロス検知信号に基づいて、ＳＳＲ
２０２への上ヒータオン信号、ＳＳＲ２０３への下ヒー
タオン信号を制御する。

【００５５】また、上ヒータオン信号と下ヒータオン信
号とは、ＣＰＵ２０１によって、同時に発されることが
ない様に制御される。

【００５６】次に、図２、図３、図４を用いて本実施例
の詳細な説明を行う。

【００５７】図３は、本実施例における複写装置本体の
状態と上下ヒータオン信号、電力、ローラの表面温度の
関係を示すタイムチャート、図４は、本実施例の動作の
概略を示すフローチャートである。

【００５８】まず、ＣＰＵ２０１は、複写機等の複写装
置本体１００のウォームアップが完了するまで、つまり
上ローラ１３６、下ローラ１３７の表面温度が所定温度
に達するまで上ヒータ１３２、下ヒータ１３３をフル点
灯させる（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。

【００５９】この時のヒータの電力は、５００Ｗ＋５０
０Ｗで１０００Ｗとなる（図３参照）。

【００６０】複写機等の複写装置本体１００としては、
ウォームアップ中は、モータ等のＤＣ負荷の動作電力が
小さく、ヒータへの供給電力は大きく取ることが出来る
ため、上ヒータ１３２、下ヒータ１３３の両方を点灯す
ることが可能である。

【００６１】上ローラ１３６と下ローラ１３７の両方の
表面温度が所定温度（ここでは温調温度（１９０℃）と
する）に達すると、ＣＰＵ２０１は、複写機等の複写装
置本体１００が動作可能状態であると判断し、温調シー
ケンスをスタンバイ中／コピー動作中に変更する。

【００６２】スタンバイ中／コピー動作中の温調シーケ
ンスは、図３に示すように、時分割制御となる。

【００６３】この時分割制御中においても、ＣＰＵ２０
１は、上ローラ１３６、下ローラ１３７の表面温度をサ
ーミスタ１３４、１３５を通じて監視し、温調温度１９
０℃を超えると時分割制御を停止し、上ヒータ１３２も
しくは下ヒータ１３３を消灯する。

【００６４】そして、温調温度下限（図３では１８８
℃）にローラ１３６、１３７の表面温度が低下すると、
ＣＰＵ２０１は時分割制御を再開する。

【００６５】この動作の概略を簡略に説明する。

【００６６】なお、説明を簡略にするために、上ローラ
１３６と下ローラ１３７の表面温度は同じに変化してい
るものとする。

【００６７】図３のスタンバイ中のａ点で、ローラ表面
温度は温調温度（１９０℃）に達しているため、ＣＰＵ
２０１は、上ヒータ１３２および下ヒータ１３３を共に
消灯させる。

【００６８】その後、ｂ点でローラ表面温度が温調温度
下限（１８８℃）に低下した際に、上ヒータ１３２およ
び下ヒータ１３３の時分割制御を再開する。

【００６９】その後、ｃ点で再度ローラ表面温度が温調
温度（１９０℃）に達すると、ＣＰＵ２０１は、再び上
ヒータ１３２および下ヒータ１３３を消灯する。

【００７０】以降この制御を繰り返すことになる。

【００７１】このため、ヒータの電力はｂ点とｃ点との
間のみ５００Ｗとなる。

【００７２】コピー動作中も同様であるが、転写紙が定
着器１３０のローラ１３６、１３７の熱を奪っていくた
め、上ヒータ１３２、下ヒータ１３３を時分割制御で点
灯している時間がスタンバイ中に比べて長くなってい
る。

【００７３】次に、図４のフローチャートにより、複写
機等の複写装置本体１００がスタンバイ状態になった後
の、本実施例による制御の説明を続ける。

【００７４】Ｓ４０１でウォームアップ完了と判断され
ると、ＣＰＵ２０１はＳ４０３で上ローラ１３６の表面
温度が温調温度（１９０℃）に達しているかを判断す
る。

【００７５】上ローラ１３６が温調温度（１９０℃）に
達していれば、Ｓ４０４で上ヒータオンフラグを“０”
にセットし、温調温度（１９０℃）に達していなけれ
ば、Ｓ４０５で上ヒータオンフラグを“１”にセットす
る。

【００７６】そして、Ｓ４０６で下ローラ１３７の表面
温度が温調温度（１９０℃）に達しているかを判断す
る。

【００７７】上ローラ１３６と同様に、下ローラ１３７
が温調温度（１９０℃）に達していれば、Ｓ４０７で下
ヒータオンフラグを“０”にセットし、温調温度（１９
０℃）に達していなければ、Ｓ４０８で下ヒータオンフ
ラグを“１”にセットする。

【００７８】その後、Ｓ４０９で上ヒータオンフラグお
よび下ヒータオンフラグの状態を識別し、上ヒータオン
フラグ＝下ヒータオンフラグ＝“０”（上ローラ１３６
および下ローラ１３７の表面温度が共に温調温度（１９
０℃）に達している状態）であれば、Ｓ４１０で、ＣＰ
Ｕ２０１は、上ヒータ１３２および下ヒータ１３３を共
に消灯させる。そうでなければＳ４１１に進む。

【００７９】次に、Ｓ４１１でヒータオンフラグの状態
を識別し、上ヒータオンフラグ＝下ヒータオンフラグ＝
“１”（上ローラ１３６および下ローラ１３７の表面温
度が共に温調温度（１９０℃）に達していない状態）で
あれば、Ｓ４１２で、ＣＰＵ２０１は、上ヒータ１３２
および下ヒータ１３３を時分割制御で点灯させる。そう
でなければＳ４１３に進む。

【００８０】次に、Ｓ４１３でヒータオンフラグの状態
を識別し、下ヒータオンフラグ＝“１”であれば、すな
わち上ヒータオンフラグ＝“０”、下ヒータオンフラグ
＝“１”（上ローラ１３６の表面温度は温調温度（１９
０℃）に達しているが、下ローラ１３７の表面温度は温
調温度に達していない状態）であれば、Ｓ４１４で、Ｃ
ＰＵ２０１は、下ヒータ１３３のみをフル点灯させる。
そうでなければＳ４１５に進む。

【００８１】次に、Ｓ４１５では、上ヒータオンフラグ
＝“１”、下ヒータオンフラグ＝“０”（下ローラ１３
７の表面温度は温調温度に達しているが、上ローラ１３
６の表面温度は温調温度に達していない状態）であるの
で、ＣＰＵ２０１は、上ヒータ１３２のみフル点灯させ
る。

【００８２】以降この制御を順次繰り返す。

【００８３】次に、本実施例の時分割制御の詳細を図５
および図６のフローチャートを用いて説明する。

【００８４】図５は、本実施例のヒータの時分割制御の
詳細を示すタイムチャート、図６は、本実施例のヒータ
の時分割制御の詳細を示すフローチャートである。

【００８５】図５に示すように、本実施例ではヒータの
時分割制御を１秒周期で行い、上ヒータオンを５００ｍ
Ｓ、下ヒータオンを５００ｍＳとしてＤＵＴＹ５０％で
時分割にオフオンさせている。

【００８６】この際の、上ヒータオフ、下ヒータオンの
タイミングに着目してみると、図５の拡大図のようにな
る。

【００８７】図５の拡大図において、ＡＣ電源２０８か
ら入力されるＡＣ電圧の入力位相に応じて、ゼロクロス
検知回路２０９は、ゼロクロス近傍でゼロクロス信号を
パルス状に発生させている。

【００８８】本実施例では、入力ＡＣ位相の周波数を５
０Ｈｚとするため、ゼロクロス信号の周期は５０Ｈｚの
半周期の１０ｍＳである。

【００８９】初期の状態として上ヒータ１３２がオン、
下ヒータ１３３がオフしているため上ヒータ電流は流れ
ており、下ヒータ電流は流れていない状態である。

【００９０】次に、上ヒータ１３２がオンしてから５０
０ｍＳが経過すると、ＣＰＵ２０１は下ヒータ１３３オ
ンに切り替える。

【００９１】このときＣＰＵ２０１は、ゼロクロス信号
を検出し、ゼロクロス信号を検出してから５ｍＳ経過し
た後に上ヒータ１３２をオフするようＳＳＲ２０３に上
ヒータオフ信号を出力し、同時に下ヒータ１３３をオン
するようＳＳＲ２０２に下ヒータオン信号を出力する。

【００９２】これにより５００ｍＳ経過した後の最初の
ゼロクロス信号を、図５中ののゼロクロス信号とする
と、ＣＰＵ２０１は、この信号の検出より５ｍＳ後の
点で上ヒータオフ信号および下ヒータオン信号を発生さ
せる。

【００９３】このタイミングで上ヒータオフ信号および
下ヒータオン信号を発生させることにより、上ヒータ駆
動ＳＳＲ２０３、下ヒータ駆動ＳＳＲ２０２は、次のゼ
ロクロス点で上ヒータ１３２をオフすると同時にした
下ヒータ１３３をオンすることになり、お互いのオンも
しくはオフのタイミングが常に重なることなく、オフオ
ンを切り替えることが出来る。

【００９４】次に、図６のフローチャートを用いて、時
分割制御で点灯を行う際のＣＰＵ２０１の動作の詳細な
説明を行う。

【００９５】時分割制御を行う際に、ＣＰＵ２０１は、
まずＳ６０１で上ヒータオン信号、下ヒータオフ信号を
ＳＳＲ２０３、ＳＳＲ２０２にそれぞれ出力する。

【００９６】その後、Ｓ６０２で、５００ｍＳが経過し
たかどうかを判断し、５００ｍＳが経過した場合にＳ６
０３でゼロクロス検知回路２０９からのゼロクロス信号
の検出を開始する。

【００９７】ＣＰＵ２０１は、Ｓ６０３でゼロクロス信
号を検出すると（図５の点）、Ｓ６０４で５ｍＳ待っ
た後、Ｓ６０５で上ヒータオフ信号と下ヒータオン信号
をＳＳＲ２０３、２０２にそれぞれ出力する（図５の
点）。

【００９８】これにより、上ヒータ１３２と下ヒータ１
３３は、図５ののゼロクロス点で上ヒータ１３２はオ
フし、下ヒータ１３３はオンすることになる。

【００９９】上ヒータオン、下ヒータオフの場合も同様
に、ＣＰＵ２０１はＳ６０６で５００ｍＳ経過したかど
うかを検出し、５００ｍＳ経過した場合はＳ６０７でゼ
ロクロス信号の検出を行う。

【０１００】ゼロクロス信号を検出すると、ＣＰＵ２０
１は、Ｓ６０８で５ｍＳ待った後、Ｓ６０１で上ヒータ
オン信号と下ヒータオフ信号をＳＳＲ２０３、２０２に
それぞれ出力する。

【０１０１】以降時分割制御による点灯状態が続く限
り、この制御を繰り返すことになる。

【０１０２】これにより図５の拡大図に示したように、
上ヒータ１３２、下ヒータ１３３のオフオンのタイミン
グは重なることなく連続的に変化するため、電力のピー
クを抑えると共に、電流変化によるフリッカへの悪影響
も抑えることが出来る。

【０１０３】（実施例２）次に、図７〜図１２を用い
て、時分割制御のＤＵＴＹを可変とする実施例２につい
て説明する。

【０１０４】なお、実施例２の画像形成装置の構成は実
施例１と同一なので、同一の箇所には同一の符号を付
し、詳細な説明を省略する。

【０１０５】図７（ａ）は、上ローラの状態判別のフロ
ーチャート、図７（ｂ）は、下ローラの状態判別のフロ
ーチャート、図８は、ヒータのフラグ制御のフローチャ
ート、図９は、時分割ＤＵＴＹ制御のフローチャート、
図１０（ａ）は、上ヒータの通常温調制御のフローチャ
ート、図１０（ｂ）は、下ヒータの通常温調制御のフロ
ーチャート、図１１は、本実施例の温調の様子をあらわ
した図、図１２は、上、下ヒータの時分割制御の電流変
化の様子を示した図である。

【０１０６】まず、図７（ａ）、図７（ｂ）に示される
フローチャートに従って、上ヒータ１３２の温度、下ヒ
ータ１３３の温度から、上ヒータＯＮフラグ、上ヒータ
状態フラグ、下ヒータＯＮフラグ、下ヒータ状態フラグ
が決定される。

【０１０７】まず、上ローラ１３６の温度が消灯温度で
あるかどうかが判別される（Ｓ７０１）。

【０１０８】消灯温度とは、温調温度より高い温度であ
って、ヒータ非常停止を行うように予め設定された温度
である。

【０１０９】消灯温度である場合は、上ヒータＯＮフラ
グを“０”にリセットする（Ｓ７０２）。

【０１１０】次に、消灯温度でない場合には、上ローラ
１３６の温度が温調温度（ここでは１９０℃とする）以
上であるかが判別される（Ｓ７０３）。

【０１１１】Ｓ７０３で上ローラ１３６の温度が温調温
度（１９０℃）以上の場合は、温度を減少させなければ
ならないので、上ヒータ状態フラグを減少中である
“０”にセットして（Ｓ７０４）、上ヒータＯＮフラグ
を“１”にセットする（Ｓ７０５）。

【０１１２】Ｓ７０３で上ローラ１３６の温度が温調温
度（１９０℃）以上でない場合は、上ローラ１３６の温
度が温調温度下限（ここでは１８４℃とする）以下であ
るかが判別される（Ｓ７０６）。

【０１１３】温調温度下限（１８４℃）以下でない場合
は、そのままの状態を維持するために、フラグを何も変
化させない。

【０１１４】温調温度下限（１８４℃）以下である場合
は、上ヒータ１３２の温度を上昇させなければならない
ために、上ヒータ状態フラグを上昇中“１”にセットし
て（Ｓ７０７）、上ヒータＯＮフラグを“１”にセット
する（Ｓ７０８）。

【０１１５】すなわち、上ヒータ１３２の状態は、上ヒ
ータＯＮフラグ“０”の場合と、上ヒータＯＮフラグ
“１”で上ヒータ状態フラグ“０”の場合と、上ヒータ
ＯＮフラグ“１”で上ヒータ状態フラグ“１”の場合
と、に判別される。

【０１１６】次に、下ヒータ１３３の状態判別のフロー
チャートを図７（ｂ）に示す。

【０１１７】下ヒータ１３３の状態判別は、上ヒータ１
３２の状態判別と同様に行われるので、説明を省略す
る。

【０１１８】次に、ヒータのフラグ制御を図８に示す。

【０１１９】まず、上ヒータ１３２のＯＮフラグが
“１”にセットされているかが判別される（Ｓ８０
１）。

【０１２０】Ｓ８０１で上ヒータ１３２のＯＮフラグが
“１”にセットされている場合は、引き続いて下ヒータ
１３３のヒータＯＮフラグが“１”にセットされている
かが判別される（Ｓ８０２）。

【０１２１】Ｓ８０２で、下ヒータ１３３のヒータＯＮ
フラグが“１”にセットされている、すなわち上、下両
方のヒータＯＮフラグが“１”にセットされている場合
は、上、下ヒータの時分割ＤＵＴＹ制御を行う（Ｓ８０
３）。

【０１２２】また、Ｓ８０２で下ヒータ１３３のヒータ
ＯＮフラグが“１”にセットされていない、すなわち上
ヒータＯＮフラグが“１”にセットされ、下ヒータＯＮ
フラグが“０”になっている場合は、下ヒータ１３３を
消灯して、上ヒータ１３２の通常温調制御を行う（Ｓ８
０４）。

【０１２３】次に、Ｓ８０１において、上ヒータＯＮフ
ラグが“１”にセットされていないと判別された場合
は、引き続いて下ヒータ１３３のヒータＯＮフラグが
“１”にセットされているかが判別される（Ｓ８０
５）。

【０１２４】Ｓ８０５で下ヒータ１３３のヒータＯＮフ
ラグが“１”にセットされている場合は、上ヒータ１３
２を消灯して、下ヒータ１３３の通常温調制御を行う
（Ｓ８０６）。

【０１２５】下ヒータ１３３のヒータＯＮフラグが
“１”にセットされていない場合、すなわち上、下ヒー
タ１３２、１３３の両方のヒータＯＮフラグが“０”に
設定されている場合は、上、下両方のヒータ１３２、１
３３を消灯する（Ｓ８０７）。

【０１２６】次に、時分割ＤＵＴＹ制御のフローチャー
トを図９に示す。

【０１２７】まず、上、下両方のヒータ状態フラグが減
少中、すなわち“０”であるかが判別される（Ｓ９０
１）。

【０１２８】Ｓ９０１で両方とも減少中“０”の場合
は、上、下ヒータ１３２、１３３を消灯する（Ｓ９０
２）。

【０１２９】Ｓ９０１で上、下両方のヒータ状態フラグ
が減少中“０”でない場合は、まず上ヒータ状態フラグ
のみが上昇中“１”であるか否かが判別される（Ｓ９０
３）。

【０１３０】Ｓ９０３で上ヒータ状態フラグのみが上昇
中“１”である場合は、上ヒータ１３２の温度が上昇制
御温度（ここでは１８６℃とする）以上か否かが判別さ
れる（Ｓ９０４）。

【０１３１】Ｓ９０４で上昇制御温度（１８６℃）以上
の場合は、上ヒータ１３２の点灯ＤＵＴＹを７０％、下
ヒータ１３３の点灯ＤＵＴＹを３０％に設定する（Ｓ９
０５）。

【０１３２】Ｓ９０４で上昇制御温度（１８６℃）以上
でない場合は、上ヒータ１３２の点灯ＤＵＴＹを９０
％、下ヒータ１３３の点灯ＤＵＴＹを１０％に設定する
（Ｓ９０６）。

【０１３３】次に、Ｓ９０３で、上ヒータ状態フラグが
上昇中“１”でないと判別された場合、下ヒータ状態フ
ラグのみが上昇中“１”であるか否かが判別される（Ｓ
９０７）。

【０１３４】Ｓ９０７で下ヒータ状態フラグのみが上昇
中“１”と判別された場合、上ヒータ１３２の温度が下
降制御温度（ここでは１８６℃とする）以上かが判別さ
れる（Ｓ９０８）。

【０１３５】Ｓ９０８で下降制御温度（１８６℃）以上
の場合は、上ヒータ１３２の点灯ＤＵＴＹを１０％、下
ヒータ１３３の点灯ＤＵＴＹを９０％に設定する（Ｓ９
０９）。

【０１３６】Ｓ９０８で下降制御温度（１８６℃）以上
でない場合は、上ヒータ１３２の点灯ＤＵＴＹを３０
％、下ヒータ１３３の点灯ＤＵＴＹを７０％に設定する
（Ｓ９１０）。

【０１３７】次に、Ｓ９０７で、下ヒータ状態フラグの
みが上昇中“１”でないと判別された場合、すなわち
上、下両方のヒータ状態フラグがともに上昇中“１”で
ある場合は、上、下両方のヒータ温度を上昇させなけれ
ばならないので、上、下ヒータ１３２、１３３をともに
点灯ＤＵＴＹ５０％に設定する（Ｓ９１１）。

【０１３８】次に、上ヒータの通常温調の制御のフロー
チャートを図１０（ａ）に示す。

【０１３９】まず、上ヒータ１３２が温調温度（１９０
℃）以上かが判別される（Ｓ１００１）。

【０１４０】Ｓ１００１で上ヒータ１３２が温調温度
（１９０℃）以上である場合は、上ヒータ１３２は消灯
される（Ｓ１００３）。

【０１４１】Ｓ１００１で上ヒータ１３２が温調温度
（１９０℃）以上でない場合は、上ヒータ１３２が温調
温度下限（１８４℃）以下であるかが判別される（Ｓ１
００２）。

【０１４２】Ｓ１００２で上ヒータ１３２が温調温度下
限（１８４℃）以下の場合は、上ヒータ１３２が点灯さ
れる（Ｓ１００４）。

【０１４３】Ｓ１００２で上ヒータ１３２が温調温度下
限（１８４℃）以下でない場合は、前の状態をホールド
するために何もしない。

【０１４４】次に、下ヒータ１３３の通常温調の制御を
図１０（ｂ）に示す。

【０１４５】制御の内容は、図１０（ａ）に示した上ヒ
ータ１３２の通常温調の制御と同様であるので、説明を
省略する。

【０１４６】次に、図７（ａ）、図８、図９、図１１を
用いて、本実施例の時分割ＤＵＴＹ制御による上ヒータ
の温調の様子を説明する。

【０１４７】図１１は、時間ごとの上ヒータ温度のグラ
フであり、縦軸に上ヒータ温度、横軸に時間をとってい
る。

【０１４８】なお、ここでは下ヒータ状態フラグが
“１”に、下ヒータＯＮフラグが“１”にセットされて
いるものとする。

【０１４９】まず、上ヒータ温度が温調温度下限（ここ
では１８４℃）に低下すると、図７（ａ）のＳ７０７、
Ｓ７０８に示されるように、上ヒータ状態フラグが
“１”に、上ヒータＯＮフラグが“１”にセットされ、
図８のＳ８０３に示されるように時分割ＤＵＴＹ制御に
進み、図９のＳ９０６に示されるように、ＤＵＴＹ９０
％で上ヒータ１３２が点灯される（図１１上段のグラ
フ）。

【０１５０】そして、上昇制御温度（ここでは１８６
℃）に達すると、図７（ａ）に示されるように、上ヒー
タ状態フラグは変化せず“１”に、上ヒータＯＮフラグ
は変化せず“１”になっており、図８のＳ８０３に示さ
れるように時分割ＤＵＴＹ制御に進み、図９のＳ９０５
に示されるように、ＤＵＴＹ７０％で上ヒータ１３２が
点灯される（図１１上段のグラフ）。

【０１５１】そして、温調温度（ここでは１９０℃）に
達すると、図７（ａ）のＳ７０４、Ｓ７０５に示される
ように、上ヒータ状態フラグが“０”に、上ヒータＯＮ
フラグが“１”にセットされ、図８のＳ８０３に示され
るように時分割ＤＵＴＹ制御に進み、図９のＳ９０９に
示されるように、ＤＵＴＹ１０％で上ヒータ１３２が点
灯される（図１１下段のグラフ）。

【０１５２】そして、下降制御温度に達すると、図７
（ａ）に示されるように、上ヒータ状態フラグは変化せ
ず“０”に、上ヒータＯＮフラグは変化せず“１”にな
っており、図８のＳ８０３に示されるように時分割ＤＵ
ＴＹ制御に進み、図９のＳ９１０に示されるように、Ｄ
ＵＴＹ３０％で上ヒータ１３２が点灯される（図１１下
段のグラフ）。

【０１５３】そして、ゆっくりと上ヒータ１３２の温度
が下がり、また温調温度下限（１８４℃）に達する。

【０１５４】このように、時分割制御のＤＵＴＹを可変
とすることで、温度上昇も温度低下もゆっくりと行われ
るので、従来の温調制御（図１６）と比較して時分割制
御による温調時間が長くなっている。

【０１５５】すなわち、ヒータの点灯／消灯を頻繁に行
わず、フリッカに悪影響をあまり与えずに、温度制御を
することができる。

【０１５６】なお、本実施例では、上昇制御温度と下降
制御温度とは同じ温度であったが、周囲の環境等によ
り、異なる温度としてもよい。

【０１５７】次に、図１２を用いて、上、下ヒータの時
分割制御の電流変化の様子を説明する。

【０１５８】１２０２は上ヒータ印加ＡＣ位相、１２０
３は上ヒータ電流、１２０４は下ヒータ印加ＡＣ位相、
１２０５は下ヒータ電流、１２０６は上＋下ヒータ電
流、１２０７は、ヒータに印加される入力ＡＣ位相を示
したものである。

【０１５９】また、ヒータの最小制御単位をＡＣ位相の
半波とし、本実施例の時分割制御の単位時間（Ｔ）はＡ
Ｃ半波１０個分とする。

【０１６０】例えば、上ヒータ１３２の点灯ＤＵＴＹを
１０％、下ヒータ１３３の点灯ＤＵＴＹを９０％とする
と、上ヒータ印加ＡＣ位相１２０２を、初期の半波１個
分でＤＵＴＹ１０％とする。そして、このときの電流
は、これに応じた上ヒータ電流１２０３となる。

【０１６１】また、下ヒータ印加ＡＣ位相１２０４を、
２〜１０の半波９個分でＤＵＴＹ９０％とする。そし
て、このときの電流は、これに応じた下ヒータ電流１２
０５となる。

【０１６２】そして、本実施例の時分割ＤＵＴＹ制御を
行った場合の上、下両方合わせた場合の電流変化は、上
＋下ヒータ電流１２０６のようになり、電流変化量とし
ては、１つ分のヒータと同等になる。

【０１６３】すなわち、本実施例の時分割ＤＵＴＹ制御
の間は、各ヒータのオンが重ならないように半波使用数
を増減してヒータを制御することができ、極端な電流変
化が起こらないようにすることができる。

【０１６４】以上のように、本実施例のヒータ制御を行
うことで、ヒータ温調の時間が従来と比較し大きくな
り、頻繁に点灯／消灯を行わずに温度制御することがで
きる。

【０１６５】また、そのとき、時分割ＤＵＴＹ制御を行
うことで、複数ヒータ制御時の電力変化としては１つ分
のヒータと同等とできる。

【０１６６】さらに、時分割ＤＵＴＹ制御時に複数のヒ
ータが同時にＯＮすることを確実に防止して、フリッカ
（所定時間のＡＣ電流の実行値の変化量と変化回数）を
低く抑えることが可能である。

【０１６７】なお、実施例１に示した制御と、実施例２
に示した制御とは、単独で行うだけでなく、組み合わせ
て実施することも可能である。

【０１６８】

【発明の効果】以上説明したように、２つのヒータを時
分割制御で点灯させて、ヒータの電力をコントロールす
るヒータ制御の手法において、ゼロクロス信号を検出し
てオンオフ信号のタイミングをそれと同期させるといっ
た簡単な構成で、ヒータの電力ピークおよび電流変化に
よるフリッカへの悪影響を抑えることが出来る。

【０１６９】また、実施例２のヒータ制御を行うこと
で、ヒータ温調の時間が従来と比較し大きくなり、頻繁
に点灯／消灯を行わずにヒータの温度制御をすることが
できる。

【０１７０】また、そのとき、時分割ＤＵＴＹ制御を行
うことで、複数ヒータ制御時の電力変化としては１つ分
のヒータと同等とできる。

【０１７１】さらに、時分割ＤＵＴＹ制御時に複数のヒ
ータが同時にＯＮすることを確実に防止して、フリッカ
（所定時間のＡＣ電流の実行値の変化量と変化回数）を
低く抑えることが可能である。

【０１７２】また、実施例１と実施例２のヒータ制御を
組み合わせて行うことで、フリッカをさらに抑える等の
効果を得ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を説明する断面
構成図

【図２】本発明のヒータ制御部のブロック図

【図３】本実施例における複写装置本体の状態と上下
ヒータオン信号、電力、ローラの表面温度の関係を示す
タイムチャート

【図４】本実施例の動作の概略を示すフローチャート

【図５】本実施例のヒータの時分割制御の詳細を示す
タイムチャート

【図６】本実施例のヒータの時分割制御の詳細を示す
フローチャート

【図７】本実施例のヒータ状態判別のフローチャート

【図８】本実施例のフラグ制御のフローチャート

【図９】時分割ＤＵＴＹ制御のフローチャート

【図１０】ヒータの通常温調制御のフローチャート

【図１１】本実施例の温調の様子をあらわした図

【図１２】上、下ヒータの時分割制御の電流変化の様
子をあらわした図

【図１３】ゼロクロスから離れた位置で上ヒータオ
フ、下ヒータオンが発生した場合のタイムチャート

【図１４】ゼロクロス近傍の位置で上ヒータオフ、下
ヒータオンが発生した場合のタイムチャート

【図１５】ゼロクロス近傍の位置で上ヒータオフ、下
ヒータオンが発生した場合のタイムチャート

【図１６】ヒートローラの温調の様子をあらわした概
略図

【符号の説明】

１００複写装置本体１３０定着器１３２上ヒータ１３３下ヒータ１３４上サーミスタ１３５下サーミスタ１３６上ローラ１３７下ローラ２００ヒータ制御部２０１ＣＰＵ２０２、２０３ＳＳＲ２０９ゼロクロス検知回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H033 AA41 BA25 BA27 BA30 BB01 CA07 CA23 CA27 CA46 CA47 CA48 3K058 AA29 BA18 CA06 CA07 CA24 CB04 CB19 CB34 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙上に形成されたトナー画像をヒー
トローラで熱定着させる画像形成装置において、前記ヒ
ートローラの温度を検知する温度検知手段と、ヒートロ
ーラを加熱するための第一のヒータと第二のヒータと、
前記第一、第二のヒータを独立にゼロクロスタイミング
でオフオンするヒータ制御手段とを有し、ＡＣ電源の入
力位相を監視して、一方のヒータのオフと他方のヒータ
のオンとが同期するように、各々のヒータオン信号とヒ
ータオフ信号とを制御することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記ヒータ制御手段は、装置のウォーム
アップ中には前記第一、第二のヒータを両方点灯させる
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】記録紙上に形成されたトナー画像をヒー
トローラで熱定着させる画像形成装置において、前記ヒ
ートローラを複数有し、各ヒートローラの温度を検知す
る温度検知手段と、各ヒートローラを加熱するための複
数のヒータと、前記複数のヒータを独立にゼロクロスタ
イミングでオフオンするヒータ制御手段とを有し、前記
ヒータ制御手段は、前記ヒータの最小制御単位をＡＣ位
相の半波とし、半波の整数倍の所定時間を単位として、
複数のヒータに加える電力を半波単位で時分割に制御
し、この制御は、前記温度検知手段の出力に応じて各ヒ
ータの点灯時間を所定時間内の時分割制御の半波使用数
を増減することにより、所定時間の中で各ヒータのオン
が重ならないように行われることを特徴とする画像形成
装置。