JPH03111881A

JPH03111881A - 画像形成装置のヒータ制御装置

Info

Publication number: JPH03111881A
Application number: JP1251241A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Takada; 晃宏高田; Kunihiro Onishi; 邦弘大西; Yoshihiro Nakajima; 中嶋　義弘
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-13

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、画像形成装置の定着機構に用いるヒータへの
供給電力を制御するヒータ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、複写機等の画像形成装置の定着機構に用いるヒー
タは画像品質を向上させるとともに電力消費を抑制する
ため、所定温度範囲内（定着温度と下限温度間）に維持
されるようにオン、オフ制御するようになされている（
特開昭５５−１０８６７８号公報、特開昭５５−７９４
７７号公報）。

すなわち、特開昭５５−１０８６７８号公報のヒータ制
御装置では、複写動作待機中ヒータをオン、オフ制御し
て温度制御し、複写動作中はヒータ出力を比例的又は階
段近似的に制御して使用電力を抑制するようになされて
いる。

また、特開昭５５−７９４７７号公報のヒータ制御装置
では、定着ローラの表面温度の上昇を速めるために定着
温度に到達するまでは定着ローラのヒータに全電圧を印
加し、定ｗａｉ度に到達後はヒータをオン、オフ制御し
て温度制御するとともに、露光ランプの点灯時には使用
電力が設定された定格電力を越えないようにするため、
ヒータをオフにするようになされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、特開昭５５−１０８６７８号公報のヒータ制
御装置では、使用電力を増やさないように、ヒータへの
電力供給を押えてヒータ出力を制御しているので、ヒー
タ温度が定着温度に上昇するまでに時間がかかる。

また、特開昭５５−７９４７７号公報のヒータ制御装置
では、定１１温度に到達するまではヒータに全電圧を印
加しているため、ヒータ温度の上昇は速いが、露光ラン
プの点灯中はヒータをオフにされているので、この期間
中ヒータ温度は低下する。このため、露光ランプの消灯
後にヒータ温度が定着温度まで上昇するには、ある程度
時間がかかる。また、ヒータのオフにより露光ランプの
点灯中は使用電力が設定された定格電力を大きく下回っ
てしまうため、装置全体からすれば装置の電力利用効率
を低下させるものになっている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、ヒータを
短時間で定着温度に安定させるとともに、装置の電力利
用効率を高める画像形成装置のヒータ制御装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、用紙の転写像を
ヒータにより加熱して定着する画像形成装置において、
使用電力が設定電力を越える期間を検出する検出手段と
、上記ヒータへの供給電力を位相制御する制御手段とを
備え、上記検出手段の出力期間中だけ上記使用電力が上
記設定電力以下になるように上記ヒータへの供給電力を
位相制御するようにしたものである。

〔作用〕

上記構成の画像形成装置のヒータ制御装置によれば、ヒ
ータ以外の装置部分が動作して、画像形成装置の使用電
力が設定電力を越えると、その間ヒータへの供給電力が
位相制御されて、画像形成装置の使用電力が設定電力以
下にされる。そして、上記ヒータ以外の装置部分の動作
が停止して、画像形成装置の使用電力が設定電力以内に
収まる状態になると、ヒータへの供給電力は位相制御か
ら通常の制御に切り換えられる。

〔実施例〕

第３図は本発明にがかるヒータ制御装置を用いた複写機
（画像形成装置）の一実施例の構成図である。

複写機２１はその上面にコンタクトガラス２２および原
稿押え２３を有し、内部には光学系りおよび像形成手段
Ｐを備えている。

上記光学系しは露光ランプとしての蛍光灯２４と反射板
２５からなる光源、ミラー２６〜２９およびレンズ部３
０から構成されている。そして、上記光源からの光がコ
ンタクトガラス２２上の原稿に反射し、第１〜第３ミラ
ー２６〜２８を介してレンズ部３０に導かれた後、ミラ
ー２９を経て下記感光体３５を露光する。なお、蛍光灯
２４は複写動作中のみならず複写動作待機中であっても
点灯するようになされている。

上記像形成手段Ｐは感光体３５、帯電装置３６、ブラン
クランプ３７、現像装置３８、転写装置３９、分離装置
４０およびクリーニング装置４１等を備え、感光体３５
の静電潜像をトナーで現像した後、このトナー像を用紙
に転写するようにしている。さらに、給紙機構としては
、その給送方向−の上流から順に、複数の給紙カセット
４２．４２、給紙ローラ４３．４３、搬送ローラ対４４
．４５およびレジストローラ対４６が配設され、これに
より用紙が感光体３５に給紙され、転写される。

そして、転写後のトナー像を用紙に定着、排出機構とし
て、搬送ベルト４７、定着装＠４８、排出ローラ４９お
よび排紙トレイ５０等が配設されている。

上記定着装置４８には定着ローラ４８１および加圧ロー
ラ４８２を有し、上記定着ローラ４８１には上記定着ロ
ーラ４８１を加熱するヒータ４８３が設けられている。

そして、用紙に転写されたトナー像が定着ローラ４８１
および加圧ローラ４８２により加熱溶融および加圧され
て定着される。

なお、ヒータ４８３は発熱量が多いほど消費電力が増加
する。また、定着ローラ４８１は複写動作待機中でも所
定温度になるようになされている。

次に、上記定着ローラ４８１のヒータ４８３を制御する
ヒータ制御装置の一実施例の構成を第１図を用いて説明
する。

トライアック１は下記出力回路２からのゲート電圧信号
に応じて、図示しない電力供給部からの、例えば１００
ｖの交流をヒータ４８３へ供給するものである。なお、
トライアック１はゲートに、例えばハイ信号が入力され
るとオンし、上記交流の極性が反転すると（ゼロクロス
すると）オフになる（第２図参照）。また、上記電力供
給部はヒータ４８３の他、給紙ローラ４３．４３のクラ
ッチを作動させるためのソレノイド５、メインモータ、
ファン、感光体ヒータおよび蛍光灯２４等に電力供給す
るようになされている。

さらに、ヒータ４８３はできるだけ大容量のものが選択
される。すなわち、ヒータ４８３の容量は画像形成装置
全体の設定電力から、ファンおよび蛍光灯２４等（ソレ
ノイド５は除く）の複写動作中の消費電力弁を差し引い
た電力を越えないようにしている。すなわち、例えば、
画像形成装置の設定電力が１５００Ｗで、複写動作中の
ヒータ４８３以外の装置部分への供給電力が３００Ｗで
あれば、ヒータ４８３の使用電力容量は１２００Ｗが選
択されるようになされている。なお、上記設定電力とは
、画像形成装置の有する定格電力ないし許容される電力
をいう。

出力回路２は下記制御回路３からの制御信号に応じたゲ
ート信号をトライアック１のゲートに出力するものであ
る。制御回路３は複写機２１の各部の制御を行うととも
に、温度センサ４により検出されたヒータ４８３の温度
に応じた制御信号を出力するものである。この制御信号
はヒータ４８３が所定の定着温度範囲内になるようにト
ライアック１を制御すべくゲート信号を出力回路２から
出力させるものである。

また、制御回路３は複写動作中に、例えば抵抗Ｒ１およ
びトランジスタＱ１を通してソレノイド５を駆動させる
ときには、その駆動中ヒータ４８３への供給電力を位相
制御して電力供給部の供給可能電力を越えないようにト
ライアック１を制御すべく制御信号を出力する。すなわ
ち、上述したように、例えば、上記設定電力が１５００
Ｗ、ヒータ４８３の使用電力容量が１２００Ｗであって
、ソレノイド５の使用電力容量が３０Ｗとすると、ソレ
ノイド５の駆動中ヒータ４８３への供給電力が位相制御
され、１１７０Ｗに低下させられる。

ゼロクロス検出回路６は電力供給部からの交流の極性が
反転する（ゼロクロスする）時点を検出するものである
。そして、上記制御回路３はヒータ４８３への供給電力
を位相制御するときには、このゼロクロス検出回路６か
らの検出信号を遅延して生成した制御パルスを制御信号
として出力回路２に出力する。また、出力回路２は上記
制御パルスをトリガパルスに変換してトライアック１の
ゲートに出力する。

次に、上記構成のヒータ制御装置の動作について第２図
に示すタイミングチャートを参照して説明する。なお、
上述したように、設定電力は１５００Ｗ１ヒータ４８３
の使用電力容量は１２００Ｗおよびソレノイド５の使用
電力容量は３０Ｗとする。また、制御回路３からの制御
パルスの遅延量は、ヒータ４８３への供給電力を位相制
御したときに１１７０Ｗになるように設定されている。

まず、電源投入前は定＠Ｏ−ラ４８１のヒータ４８３は
ほぼ室温まで冷えているため、電源が投入されると温度
センサ４により上記ヒータ４８３の温度が検出され、制
御回路３から制御信号としてハイ信号が出力回路２に出
力される。すると、出力回路２から第２図（ｂ）に示す
ハイ信号Ｂ１がゲート信号としてトライアック１のゲー
トに出力され、トライアック１はオンして、第２図（Ｃ
）の波形Ｃ１，Ｃ２に示すように、上記トライアック１
のオン期間、ヒータ４８３に電力供給部からの電力が供
給される。

このとき、ヒータ４８３は１２００Ｗで発熱するため、
ヒータ４８３の温度は短時間で所定の定着温度に達する
。この定着温度になったことが温度センサ４により検出
され、制御回路３からロー信号が出力回路２に出力され
ると、トライアック１へのゲート信号がローになり、ト
ライアック１はオフになる。このため、ヒータ４８３へ
の電力供給が停止されて、ヒータ４８３は次第に冷える
。

そして、ヒータ４８３の温度が定着できる下限の温度（
以下、下限温度という）に達すると、再び制御回路３か
らハイ信号が出力回路２に出力され、トライアック１は
オンしてヒータ４８３に電力が供給され、ヒータ４８３
の温度が再び定着温度に向けて上昇する。

この結果、ヒータ４８３がオン、オフ制御され、ヒータ
４８３の温度が所定の定着温度範囲内になるよう制御さ
れる。

一方、複写動作が開始されて、用紙を給紙すべくソレノ
イド５がｔ１時点でオンすると、このソレノイド５のオ
ンと同時に、制御回路３は制御パルスを出力回路２に出
力する。すると、出力回路２は上記交流のゼロクロス時
点からＴｏ期間遅延したトリガパルスＢ３　、Ｂ４をト
ライアック１のゲートに出力し、トライアック１はトリ
ガパルス８３．８４が入力される毎にオンして、上記交
流のゼロクロス時点のｔ３　、ｔ４でオフになる。この
ため、第２図（Ｃ）の波形Ｃ３、Ｃ４に示すように、上
記交流の半波毎にＴｏ期間オフされた電力がヒータ４８
３に供給される。

この結果、ヒータ４８３への供給電力は１１７０Ｗに低
下し、ヒータ４８３およびソレノイド５等装置全体の使
用電力が設定電力以下になる。そして、１２時点でソレ
ノイド５の動作が完了してソレノイド５がオフになると
、ヒータ４８３への供給電力の位相制御からヒータ４８
３を所定の定着温度範囲内で調整すべく通常のオン、オ
フ制御に切り換える。すなわち、ヒータ４８３の温度が
下限温度に達すると、制御回路３からハイ信号が出力回
路２に出力され、トライアック１がオンしてヒータ４８
３に電力が供給され、ヒータ４８３の温度が上昇する。

一方、ヒータ４８３が定着温度に達すると、制御回路３
からロー信号が出力回路２に出力されて、トライアック
１がオフになり、ヒータ４８３への電力供給が停止され
る。

なお、上記説明では、ソレノイド５が動作した場合につ
いて説明したが、それ以外の装置部分が動作することに
よって設定電力を越える場合にも、上記説明と同様の動
作がなされるようにしてもよい。また、複数個の装置部
分が同時に動作して設定電力を越える場合であっても、
上記説明と同様の動作がなされるようにしてよい。さら
に、ヒータ４８３への供給電力は位相制御したときに１
１７０Ｗに低下するようにしたが、１１７０Ｗ以下に低
下するように位相制御してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、ヒータ以外の装置部分が動作することで設定
電力を越える場合に、ヒータへの供給電力を位相制御し
て使用電力が設定電力、あるいはそれ以下になるように
するので、従来に比べ画像形成装置の設定電力を効率良
く使用することができる。また、電力供給部からの過剰
電力の供給を防止し、電力供給部の出力電圧の低下等に
よる画質の劣化を防止することも可能になる。さらに、
ヒータ以外の装置部分が動作しても、ヒータへの電力供
給は持続されているので、定着ローラが定着温度になる
までの時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるヒータ制御装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図のヒータ制御装置の動作を示
すタイミングチャート、第３図は本発明にかかるヒータ
制御装置を用いた画像形成装置の一実施例の構成図であ
る。１・・・トライアック、２・・・出力回路、３・・・制
御回路、４・・・温度センサ、５・・・ソレノイド、６
・・・ゼロクロス検出回路、４８１・・・定着ローラ、
４８３・・・ヒータ。

Claims

【特許請求の範囲】

１、用紙の転写像をヒータにより加熱して定着する画像
形成装置において、使用電力が設定電力を越える期間を
検出する検出手段と、上記ヒータへの供給電力を位相制
御する制御手段とを備え、上記検出手段の出力期間中だ
け上記使用電力が上記設定電力以下になるように上記ヒ
ータへの供給電力を位相制御するようにしたことを特徴
とする画像形成装置のヒータ制御装置。