JP2003271005A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォーミングアップ時間を短縮するととも
に、簡単な制御で消費電流の変動を抑えてフリッカーを
改善することができる画像形成装置の提供。 【構成】 被記録材上にトナー等の顕画材により画像を
形成し、熱定着することによって画像形成物を出力する
画像形成装置において、熱定着手段がセラミック等のヒ
ーター基板上に複数の発熱抵抗体を有するものであり、
装置の動作状態に応じて前記複数の発熱抵抗体同士の接
続方式を選択するヒーター制御手段を有することを特徴
とする画像形成装置。ここで、熱定着手段の温度が低い
状態から所定の温度まで立ち上げる過程においては全て
の発熱抵抗体を並列に接続し駆動させ、所定の温度に達
した後、一定の温度に保持する状態においては全ての発
熱抵抗体を直列に接続し駆動させるヒーター制御手段を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発熱抵抗体に電力
を供給して発熱させる熱定着用ヒーターに関し、特に電
子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられ
未定着画像を定着する熱定着装置及び画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の画像形成装置においては、電子写真方式、静電記録
方式、磁気記録方式等の適宜の作像プロセス機器によ
り、転写材、感光紙、静電記録紙、印刷紙等の被記録材
に、転写方式又は直接方式で目的の画像情報に対応させ
て画像を形成し、担持させている。

【０００３】そして、転写方式を採用する画像形成装置
においては、被記録材に形成担持させた未定着トナー像
を前記被記録材面に熱定着させるために熱定着装置を用
いており、前記熱定着装置には熱ローラー方式やフィル
ム加熱方式等の接触加熱方式の装置が広く用いられてい
る。

【０００４】先ず、熱ローラー方式の熱定着装置は、内
蔵した発熱源としてのハロゲンランプで加熱される熱ロ
ーラーと、これに圧接させた加圧ローラーとの圧接ニッ
プ部へ被記録材を導入して挟持搬送させ、加熱及び加圧
により定着を行うものである。

【０００５】次に、フィルム加熱方式の熱装置は、発熱
抵抗体を発熱源とする固定支持されたセラミックヒータ
ー等の加熱体と、前記加熱体に対向圧接しつつ搬送され
る耐熱性フィルムとしての定着フィルムと、前記定着フ
ィルムを介して被記録材を加熱体に密着させる加圧ロー
ラーとを有し、加熱体と加圧ローラーとの圧接ニップ部
において定着フィルムを介して加熱体の熱を被記録材へ
付与する方式の装置であり、特開昭６３−３１３１８２
号公報、特開平１−２６３６７９号公報、特開平１−１
５７８７８号公報、特開平４−４４０７５〜４４０８３
号公報、特開平４−２０４９８０〜２０４９８４号公報
等に開示されている。この方式によれば、加熱体の熱容
量を小さくすることができるため、熱ローラー方式の熱
定着装置よりもクイックスタート性を向上させることが
できる。

【０００６】又、特開平６−２３６１２８号公報に熱定
着器に配設するヒーターを複数にし、装置の状態に応じ
て複数のヒーターを選択的に駆動する熱定着装置が開示
されている。この方式によれば、クイックスタート性を
向上させながら、プリント中等の温度を一定に保持する
状態において消費電力を低くすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ファーストプリントタ
イムの短縮に伴い、熱定着器のウォーミングアップ時間
の短縮も要求されている。ウォーミングアップ時間の短
縮を実現する手段として、ヒーターの電力を増加させる
方法がある。

【０００８】しかし、発熱抵抗体の抵抗値を下げねばな
らないため、プリント中等の温度を一定に保持する状態
においては、消費電流の変動が大きくなり、フリッカー
が悪化してしまう場合がある。

【０００９】フリッカー対策として、位相制御等の手段
がある。しかし、精度の高い制御が必要とされ、高調波
も発生してしまう場合がある。

【００１０】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、ウォーミングアップ時間を短
縮するとともに、簡単な制御で消費電流の変動を抑えて
フリッカーを改善することができる画像形成装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、被記録材上にトナー等の顕画材により画
像を形成し、熱定着することによって画像形成物を出力
する画像形成装置において、熱定着手段がセラミック等
のヒーター基板上に複数の発熱抵抗体を有するものであ
り、装置の動作状態に応じて前記複数の発熱抵抗体同士
の接続方式を選択するヒーター制御手段を有することを
特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１３】＜実施の形態１＞図１は本実施の形態に係
る画像形成装置の概略構成図であり、同図において、１
０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体ででき
た感光ドラムであり、時計方向に所定の周速度（プロセ
ススピード）をもって回転駆動される。この回転感光体
ドラム１０１は帯電ローラー１０２によりその周面が所
定の極性、電位に一様に帯電される。そして、その帯電
面に、レーザー光学箱１０８から出力され、画像読取装
置やコンピュータ等の画像信号発生装置（図示せず）か
ら入力された目的の画像情報の時系列電気デジタル画素
信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザー
光１０３が、レーザー光反射ミラー１０７によって変更
されて照射されることにより走査露光が行われ、画像情
報に対応した静電潜像が形成される。

【００１４】このように目的の画像に対応して形成され
た静電潜像は、現像器１０４により現像される。

【００１５】次に、この感光ドラム１０１に対して、給
紙カセット（図示せず）から被記録材Ｐが給紙ローラー
（図示せず）により１枚給紙されることにより、前記被
記録材Ｐに対して感光ドラム１０１側の鏡像トナー像が
形成される。この転写ローラー１０５は被記録材Ｐの背
面からトナーと逆極性の電荷を供給することで、感光ド
ラム１０１から被記録材Ｐにトナー像を転写するもので
ある。尚、被記録材Ｐに対するトナー像転写後の感光ド
ラム１０１の面はクリーナー１０６により清掃される。

【００１６】このようにトナー像の転写を受けた被記録
材Ｐは、感光ドラム１０１から分離されて熱定着装置１
００へ送り込まれ、ヒーター１０９によってトナー像の
熱定着を受け、排紙トレー（図示せず）に排出される。

【００１７】本実施の形態に係る画像形成装置におい
て、熱定着手段は複数の発熱抵抗体を有するセラミック
等のヒーターであり、具体的には図２のように２本の発
熱抵抗体を有するセラミック等のヒーターを具備させた
熱定着器である。図２において、２０１はセラミック等
のヒーター基板、２０２，２０３は発熱抵抗体、２０
４，２０５，２０６は電極パターンである。

【００１８】図３は制御系のブロック線図である。

【００１９】熱定着器制御手段３００は、画像形成装置
全体を制御するマイクロプロセッサ、制御プログラムを
格納したＲＯＭ、データー等を記憶するＲＡＭ及びゲー
ト素子等により構成された主制御部により制御される。
機能的には、 ・装置の状態に応じて、発熱抵抗体の接続方式を切り換
える接続方式切り換え手段３０１、 ・後述する熱定着器温度管理手段３０３の出力に基づき
ヒーターの駆動を制御するヒーター駆動制御手段３０
２、 ・温度検出素子としてのサーミスタ３０６より、入力回
路３０４を介して入力された温度情報と、予め設定され
た温度情報を比較し、その結果を前記ヒーター駆動制御
手段３０２に出力する熱定着器温度管理手段３０３、 ・前記サーミスタ３０６により検出された温度情報を元
に、ウォーミングアップ、レディー等の熱定着器の状態
を管理する熱定着器状態管理手段３０５等から構成され
ている。

【００２０】上記構成により定着器制御手段３００は次
のようなヒーター制御を行う。

【００２１】先ず、画像形成装置にプリント指示が入力
されると熱定着器温度管理手段３０３はサーミスタ３０
６により検出された熱定着器の温度と、プリント温度を
比較し、その結果をヒーター駆動制御手段３０２に出力
する。

【００２２】ここで、プリント温度とは、画像形成装置
がプリント中の制御温度である。

【００２３】ヒーター駆動制御手段３０２は、熱定着器
温度管理手段３０３の出力に応じて、熱定着器１００の
温度がプリント温度より低ければヒーター駆動指示を接
続方式切り換え手段３０１に出力し、熱定着器１００の
温度がプリント温度以上であればヒーター停止指示を接
続方式切り換え手段３０１に出力する。

【００２４】接続方式切り換え手段３０１は、熱定着器
状態管理手段３０５の出力がウォーミングアップ状態で
あれば、発熱抵抗体２０２，２０３を並列に接続、つま
り接点２０４−２０５間、接点２０４−２０６間を通電
するように接続する。熱定着器状態管理手段３０５の出
力がレディー状態であれば発熱抵抗体２０２，２０３を
直列に接続、つまり接点２０５−２０６間を通電するよ
うに接続する。又、ヒーター駆動制御手段３０２の指示
によりヒーターをオン／オフして熱定着器の温度をプリ
ント温度に保つ。前記熱定着器状態管理手段３０５の制
御については後述する。

【００２５】画像形成装置にプリント指示が入力される
と、熱定着器状態管理手段３０５はサーミスタ３０６に
より、検出された熱定着器の温度がウォーミングアップ
温度より低ければウォーミングアップ状態を接続方式切
り換え手段３０１に出力し、熱定着器の温度がウォーミ
ングアップ温度以上であれば、レディー状態を接続方式
切り換え手段３０１に出力する。

【００２６】ここで、ウォーミングアップ温度とは定着
器の立ち上げに大きな電力が必要かどうか判断する基準
温度である。

【００２７】図４は本実施の形態における前記接続方式
切り換え手段３０１の制御を表すフローチャートであ
る。

【００２８】先ず、ステップＳ１でヒーター駆動制御手
段３０２からヒーター駆動指示が出されているかどうか
をチェックし、ヒーター駆動指示が出されていればステ
ップＳ２〜Ｓ４のヒーター駆動制御を行う。

【００２９】ステップＳ２では熱定着器状態管理手段３
０５の情報により熱定着器の状態を判断し、ウォーミン
グアップ状態であればステップＳ３へ進み、発熱抵抗体
２０２，２０３を並列に接続して駆動させる。

【００３０】一方、ステップＳ２でレディー状態と判断
されればステップＳ４へ進み、発熱抵抗体２０２，２０
３を直列に接続し駆動させる。

【００３１】又、ステップＳ１でヒーター駆動指示が出
されていなければステップＳ５へ進み、ヒーターを停止
させ、ヒーター駆動指示が出されるまで待機する。

【００３２】以上のような制御により、熱定着器の温度
が低い状態から立ち上げる場合には、２つの発熱抵抗体
２０２，２０３を並列に接続し駆動させることにより大
きなヒーターの電力を得られ、熱定着器を素早く立ち上
げることができる。又、プリント中等、温度を一定に保
持する状態においては、２つの発熱抵抗体２０２，２０
３を直列に接続することにより消費電流の変動を抑え、
フリッカーを改善することができる。

【００３３】＜実施の形態２＞実施の形態１では、ウォ
ーミングアップ状態では発熱抵抗体２０２，２０３を並
列に接続し駆動させ、レディー状態では発熱抵抗体２０
２，２０３を直列に接続し駆動させた。本実施の形態で
は、ウォーミングアップ状態では発熱抵抗体２０２，２
０３のどちらかを一方を駆動し、レディー状態では発熱
抵抗体２０２，２０３を直列に接続し駆動させることで
定着器を素早く立ち上げ、フリッカーも改善する。

【００３４】基本的な制御構成は実施の形態１の図３と
同じであるが、接続方式切り換え手段３０１はウォーミ
ングアップ状態であれば発熱抵抗体２０２を駆動し、レ
ディー状態であれば発熱抵抗体２０２，２０３の直列に
接続し駆動させる。

【００３５】図５に本実施の形態における接続方式切り
換え手段３０１の制御のフローチャートを示す。

【００３６】先ず、実施の形態１と同様にステップＳ２
１でヒーター駆動制御手段３０２からヒーター駆動指示
が出されているかどうかをチェックし、ヒーター駆動指
示が出されていればステップＳ２２〜Ｓ２４のヒーター
駆動制御を行う。

【００３７】ステップＳ２２では熱定着器状態管理手段
３０５の情報により熱定着器の状態を判断し、ウォーミ
ングアップ状態であればステップＳ２３へ進み発熱抵抗
体２０２を駆動させる。

【００３８】一方、ステップＳ２２でレディー状態と判
断されればステップＳ２４へ進み、発熱抵抗体２０２，
２０３を直列に接続し駆動させる。

【００３９】又、ステップＳ２１でヒーター駆動指示が
出されていなければ、ステップＳ２５5 へ進みヒーター
を停止させ、ヒーター駆動指示が出されるまで待機す
る。

【００４０】以上のような制御により、熱定着器の温度
が低い状態から立ち上げる場合には、発熱抵抗体２０２
を駆動させることにより大きなヒーターの電力を得るこ
とができ、熱定着器を素早く立ち上げることができる。
又、プリント中等、温度を一定に保持する状態において
は、２つの発熱抵抗体２０２，２０３を直列に接続する
ことにより消費電流の変動を抑え、フリッカーを改善す
ることができる。

【００４１】本実施の形態では、ウォーミングアップ状
態では発熱抵抗体２０２を駆動させたが、発熱抵抗体２
０３を駆動させても同様の効果が得られる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、熱定着器の温度が低い状態から立ち上げる場合
は、大きなヒーター電力を得ることができるように発熱
抵抗体の接続方式を切り換え、ウォーミングアップ時間
を短縮することができる。

【００４３】又、プリント中等、温度を一定に保つ状態
の時は、発熱抵抗体を直列に接続することによりヒータ
ーの抵抗値を上げることができる。これにより、消費電
流の変化回数、変化の大きさをを抑えることができ、フ
リッカーを改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のヒーターの概略図である。

【図３】本発明の制御系ブロック線図である。

【図４】本発明の実施の形態１の接続方式切り換え手段
の制御を表すフローチャートである。

【図５】本発明の実施の形態２の接続方式切り換え手段
の制御を表すフローチャートである。

【符号の説明】

１００ 画像加熱定着装置 １０１ 感光ドラム １０２ 帯電ローラー １０３ レーザー光 １０４ 現像器 １０５ 転写ローラー １０６ クリーナー １０７ レーザー光反射ミラー １０８ レーザー光学箱 １０９ ヒーター ２０１ ヒーター基板 ２０２ 発熱抵抗体 ２０３ 発熱抵抗体 ２０４ 電極パターン ２０５ 電極パターン ２０６ 電極パターン Ｐ 転写材（被記録材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被記録材上にトナー等の顕画材により画
   像を形成し、熱定着することによって画像形成物を出力
   する画像形成装置において、 熱定着手段がセラミック等のヒーター基板上に複数の発
   熱抵抗体を有するものであり、装置の動作状態に応じて
   前記複数の発熱抵抗体同士の接続方式を選択するヒータ
   ー制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 熱定着手段の温度が低い状態から所定の
   温度まで立ち上げる過程においては全ての発熱抵抗体を
   並列に接続し駆動させ、所定の温度に達した後、一定の
   温度に保持する状態においては全ての発熱抵抗体を直列
   に接続し駆動させるヒーター制御手段を有することを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 熱定着手段の温度が低い状態から所定の
   温度まで立ち上げる過程においては任意の発熱抵抗体を
   駆動させ、所定の温度に達した後、一定の温度に保持す
   る状態においては全ての発熱抵抗体を直列に接続し駆動
   させるヒーター制御手段を有することを特徴とする請求
   項１記載の画像形成装置。