JPH0535012A

JPH0535012A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0535012A
Application number: JP3214155A
Authority: JP
Inventors: Teruo Mitsui; 輝生光井; Kazuki Miyamoto; 一樹宮本; Masao Watabe; 昌雄渡部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】定着装置の発熱抵抗体への印加電圧を制御す
る手段に余分な費用が掛らず、製品価格の上昇を抑える
ことができる画像形成装置を提供する。【構成】ランプ電圧一定制御手段（ＣＶＲ）における
入力電圧のゼロクロス信号と一定電圧を決定するトリガ
信号が入力電圧の変動検知に用いられ、入力電圧の変動
を監視しながらヒーターへ供給する電圧の制御が行われ
る。また、その制御には、記憶部に記憶されている発熱
体の抵抗値と露光ランプに対する設定電圧値が利用され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流負荷により熱定着
を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置では、定着装置の
発熱抵抗体へ加えられる電圧を一定電圧に保持するため
の制御が行われている。この発熱抵抗体への印加電圧を
制御する手段として、入力交流電圧の変化を監視するモ
ニター回路と、発熱抵抗体の抵抗値を設定する設定装置
とを有し、入力交流電圧の変化を監視しながら発熱抵抗
体への印加電圧を該発熱抵抗体の抵抗値から決定される
電圧に保持するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の発熱抵
抗体への印加電圧制御手段では、入力交流電圧の変化を
監視するモニター回路と、発熱抵抗体の抵抗値を設定す
る設定装置とが設けられているから、該モニター回路お
よび設定装置の製作に余分な費用が掛り、製品の価格上
昇を招く。

【０００４】本発明の目的は、定着装置の発熱抵抗体へ
の印加電圧を制御する手段に余分な費用が掛らず、製品
価格の上昇を抑えることができる画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、露光ランプへ印加される電圧を一定電圧に制御
し、入力電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号と上記
露光ランプへ印加される一定な実効電圧を決定するため
のトリガ信号とを出力するランプ電圧一定制御手段と、
定着装置の発熱抵抗体からなるヒーターへ供給される電
力を制御するヒーター電力制御手段とを備える画像形成
装置において、上記ヒーター電力制御手段は、上記ゼロ
クロス信号および上記トリガ信号から入力電圧の電圧変
動と周波数変動とを検知する検知部と、上記露光ランプ
への印加電圧として設定されている電圧値および上記ヒ
ーターの抵抗値を記憶、保持する記憶部とを有し、上記
検知部の検知結果を監視しながら上記ヒーターへの供給
電力が上記記憶部に記憶されている電圧値および抵抗値
から決定される値になるように上記ヒーターへの印加電
圧を制御することにより達成される。

【０００６】

【作用】本発明の画像形成装置では、ランプ電圧一定制
御手段（ＣＶＲ）における入力電圧のゼロクロス信号と
一定電圧を決定するトリガ信号を用いることにより、入
力電圧の変動を検知し、ヒーターへ供給する電圧を制御
する。記憶部に記憶されている発熱抵抗体の抵抗値と露
光ランプに対する設定電圧値を利用して上記制御に利用
する。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の画像形成装置の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

【０００８】図１は本発明の画像形成装置の一実施例を
示す構成図である。画像形成装置の駆動系は、給紙部、
搬送部、感光体および定着部を駆動するメイン駆動系
と、負荷となる光学系を駆動する光学駆動系とに分離さ
れている。メイン駆動系の駆動源にはＡＣシンクロナス
モーター２５、光学駆動系の駆動源（画像を読み取るた
めの機構を含む）にはステッピングモーター２６を採用
している。ＡＣシンクロナスモーター２５およびステッ
ピングモーター２６はコントローラ部で制御され、該コ
ントローラ部は、図３に示すように、後述するマイクロ
コンピュータＭ１、拡張ＩＣ部Ｍ２等を含む駆動回路を
備える。

【０００９】なお、マイクロコンピュータＭ１の拡張Ｉ
Ｃ部Ｍ２により励磁駆動方式が選択的に指定されると、
ステッピングモーター２６の各相Ａ，Ａ＊，Ｂ，Ｂ＊に
印加する相励磁信号を出力する。また、本実施例では励
磁駆動方式は負荷に設定される速度情報により、ステッ
ピングモーター２６を２相励磁方式、１−２相励磁方式
の二種類に切り替えている。

【００１０】給紙方式はカセット２３からの給紙とマル
チ手差し２４からの給紙とがあり、いずれか一方の給紙
方式を選択することができる。カセット２３からの給紙
の場合、カセット２３の有無を検知するスイッチおよび
カセット２３のサイズを検知するスイッチ群３１とカセ
ット２３内の紙の有無を検知するスイッチ３７とによっ
て状態が管理されている。上記スイッチ３１，３７で異
常を検出した場合、検出された異常を示す内容が後述す
る表示部に表示される。

【００１１】マルチ手差しの場合、手差し部２４の状態
を検知するスイッチによって状態が管理され、異常を検
出すると、その内容は後述する表示部に表示される。

【００１２】感光体１２は時計方向に回転駆動される。
感光体１２が一次帯電器で一次帯電された後、感光体１
２上には潜像が形成され、該潜像は現像ユニット１５で
トナー像として可視像化される。感光体１２上のトナー
像は、転写ユニット部１４で給紙部から送られてきた転
写紙に転写される。転写後の感光体１２上の残留トナー
はクリーニングユニット３８によって取り除かれ、ま
た、前露光ランプ１６により残留電位が除電され、次の
画像形成が行われる。

【００１３】画像が転写された転写紙は搬送ユニット２
０の搬送ベルト上に搭載され、定着装置２１に送られ
る。定着装置２１は、駆動ローラ３５、テンションロー
ラ４５、加圧ローラ４４の三個のローラおよびヒーター
４３を有する。ヒーター４３はセラミック基板上に抵抗
体が印刷されているヒーターからなる。ヒーター４３は
耐熱性のプラスチックサポータ４２にサポートされてい
る。プラスチックサポータ４２には金属のステーが取り
付けられ、プラスチックサポータ４２の強度が向上され
ている。また、駆動ローラ３５、テンションローラ４
５、ヒーター４３には、エンドレスのフィルム４７がか
けられている。上記金属ステーには温度検出素子（サー
ミスタ）４１が取り付けられ、温度検出素子４１はヒー
ター４３の裏面に直接に接触している。他の温度検出素
子は、温度検出素子４１と同様に、金属ステーに取り付
けられている。ヒーター４３、プラスチックサポータ４
２、金属ステーとから構成されているヒーター部とエン
ドレスフィルム４７とが加圧ローラ４４に向けて押圧さ
れている。

【００１４】定着装置２１からを通過した転写紙は排紙
ローラ２２によって定着装置２１から排出され、排紙ト
レー３９上に納められる。

【００１５】また、転写紙が定着装置２１を正常に通過
したか否かは排紙センサ３４で検知される。

【００１６】図７にセラミック・ヒーターの外形図を示
す。この図からもわかるように、このヒーターは複数の
分岐を有している。分岐の位置はそれぞれＢ４，Ａ４
Ｒ，Ｂ５Ｒ，Ａ５Ｒで表される転写紙サイズに対応して
いる。カセットサイズ検知３１によりサイズがわかると
サイズに応じてヒーター４３の分岐を切り替える。

【００１７】光学駆動系の駆動源は前述したようにステ
ッピングモーター２６である。このステッピングモータ
ー２６は、後に図５に基づき詳細に説明するが、駆動切
り替えソレノイド２７の操作によって全く別の負荷を駆
動するように構成されている。一つの負荷は露光ランプ
４および第一ミラー５、第二ミラー６、第三ミラー７を
構成するユニットの駆動に用いられ、他の一つの負荷は
ズームレンズ８を構成するユニットの駆動に用いられ
る。これら同期駆動を必要としない負荷は共通の駆動源
で駆動される。

【００１８】本画像形成装置は、光学駆動系のステッピ
ングモーター２６によって、ズームレンズ８の位置制御
および露光ランプ系４〜７の速度制御による多段階の倍
率選択機能、原稿ガラス３面におかれた原稿の反射光を
検知する光センサ４０によって自動的に濃度選択を行う
機能、外部装置（図示せず）との接続による（通信手段
を有する）複写倍率の自動選択機能、万が一紙詰まりな
どの異常が発生したときの各種状態、例えば残り枚数、
倍率値、異常情報等を記憶するメモリバックアップ機
能、ステッピングモーター２６によって露光ランプ４の
位置を制御することによるページ連写機能、さらには現
像ユニット１５を交換することにより複数の色画像が形
成可能で、現像ユニット１５の交換を検知するスイッチ
３６を設けることにより、この状態によって制御を切り
替える機能等を有する。

【００１９】次に、本画像形成装置の動作説明をする。

【００２０】本画像形成装置の電源コード（図示せず）
は所定の電源に接続される。電源スイッチ５１のＩ側を
押すと、図２に示すように、本画像形成装置に電源が供
給され、同時に電源表示ランプ５２が点灯表示される。

【００２１】電源投入時、操作パネルの表示は標準モー
ドを示すように設定されている。枚数表示器５９は１を
表示、倍率表示器６７は等倍率表示、自動濃度調整表示
器７６のＡが点灯する。

【００２２】また、スタートキー５６の表示部は、電源
投入時の初期設定（レンズを等倍位置に移動させる等）
のとき、およびコピー中に、赤色表示となり、通常緑色
表示で複写動作可能であることを示す。

【００２３】なお、定着ユニット２１の温調温度は現像
ユニット１５の種類によって異なる。現像ユニット１５
に設けたスイッチ３６により現像ユニット１５の種類は
判別され、定着装置２１の温調温度は現像ユニット１５
の種類に対応する設定温度に切り替えられる。

【００２４】次に、電源投入後の光学駆動系の動作につ
いて説明する。露光ランプ系４〜７は原稿ガラス３上の
原稿に対して図１の左端から右方向に走査移動し、原稿
画像は第一ミラー５、第二ミラー６、第三ミラー７、ズ
ームレンズ８、第四ミラー９、第五ミラー１０、第六ミ
ラー１１を介して感光体１２へ露光される。つまり、移
動の開始点は左端に設定され、この位置はホームポジシ
ョン（以下、「Ｈ．Ｐ」という。）と呼ばれる。Ｈ．Ｐ
を検出するために、Ｈ．Ｐセンサ２９が設けられてい
る。電源投入時において、Ｈ．Ｐセンサ２９が露光ラン
プ４の位置を検出していない場合、図３に示すワンチッ
プマイクロコンピュータＭ１を含むコントローラ部は、
ステッピングモーター２６を回転制御して露光ランプ系
４〜７をＨ．Ｐ側に移動する。

【００２５】次に、上記回転制御の開始を図４に基づき
説明する。まず、駆動切り替えソレノイド２７がオフ状
態（ｂ’の力はない）のとき切り替えギヤ１０１はばね
１０２のばね力によってＡ方向に移動する。これにより
ステッピングモーター２６の出力は切り替えギヤ１０１
を介してランプ駆動用ギヤ１０３に伝達され、露光ラン
プ系４〜７が駆動される。このギヤ噛合時において、切
り替えギヤ１０１とランプ駆動用ギヤ１０３の嵌合時は
ステッピングモーター２６の回転数を十分に下げるよう
に制御する。

【００２６】露光ランプ系４〜７がＨ．Ｐに位置してい
る場合には、ステッピングモーター２６はズームレンズ
８を移動する。上述したように電源投入時には標準モー
ドとして等倍率値が選択される。またズームレンズ８の
ホームポジション（以下、「Ｚ．Ｈ．Ｐ」という。）は
等倍位置に設定してあるので、電源投入時ズームレンズ
８の位置がＺ．Ｈ．Ｐに対してどちら側にあるか不明で
ある。そこで、電源が切られる前に、ズームレンズ８の
Ｚ．Ｈ．Ｐに対する位置は不揮発性メモリに格納され
る。

【００２７】駆動切り替えソレノイド２７はオン動作
し、駆動切り替えソレノイド２７のプランジャーはｂ方
向に移動する。駆動切り替えソレノイド２７のプランジ
ャーの移動に伴いレバー１０４は回転される。レバー１
０４によって切り替えギヤ１０１はばね１０２のばね力
に抗しながらＢ方向に移動され、切り替えギヤ１０１と
ランプ駆動ギヤ１０３の噛合は外れる。さらに、切り替
えギヤ１０１はＢ方向に移動されると、切り替えギヤ１
０１はレンズ駆動ギヤ１０５と噛み合わされる。切り替
えギヤ１０１とレンズ駆動ギヤ１０５との嵌合時の回転
制御は前述と同様である。

【００２８】ズームレンズ８はＺ．Ｈ．Ｐセンサを基準
位置としてレンズ位置がＺ．Ｈ．Ｐセンサの位置にある
場合は等倍で、Ｚ．Ｈ．Ｐより光学系Ｈ．Ｐ側にある場
合は拡大であり、逆にある場合は縮小である。拡大率２
００％から縮小率５０％の範囲内においては、位置制御
を行っている。

【００２９】ズームレンズ駆動開始時においてはＺ．
Ｈ．Ｐの状態によって以下のように動作がわかれる。１）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレンズ８の位置が
検知されている場合１）−１一度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動
し、Ｚ．Ｈ．Ｐセンサ検知しない範囲に出して停止。

【００３０】１）−２右側に移動しＺ．Ｈ．Ｐセンサ
が検知した時点から所定の距離移動して停止。２）Ｚ．Ｈ．Ｐセンサによってズームレンズ８の位置が
検知されていない場合２）−１不揮発性メモリに記憶してあるズームレンズ
８の位置によりズームレンズ８の移動方向（Ｚ．Ｈ．Ｐ
センサ側）を決定し、ズームレンズ８を移動させる。

【００３１】（１）右側に移動させる場合Ｚ．Ｈ．Ｐセンサが検知した時点から所定の距離移動し
て停止。

【００３２】（２）左側に移動させる場合一度ズームレンズ８を光学系Ｈ．Ｐ側に移動し、Ｚ．
Ｈ．Ｐセンサが検知しない範囲に出して停止。右側に移
動しＺ．Ｈ．Ｐセンサが検知した時点から所定の距離移
動して停止。

【００３３】上記動作はギヤ類のバッククラッシュによ
る設定位置誤差を防ぐために必要な制御である。

【００３４】この後、駆動切り替えソレノイド２７はオ
フ動作される。このことにより、前述したように切り替
えギヤ１０１は、ランプ駆動ギヤ１０３と噛み合う方向
に移動する。しかし、スムーズに嵌合するためにはすで
に述べたように切り替えギヤ１０１を十分に低い速度で
回転させる必要がある。この時点で露光ランプ系４〜７
はＨ．Ｐに位置している。そこで、ステッピングモータ
ー２６は露光ランプ系４〜７を右方向に移動させる方向
に回転する。

【００３５】次いで、ステッピングモーター２６は露光
ランプ系４〜７がＨ．Ｐセンサ２９から外れた時点（切
り替えギヤ１０１とランプ駆動ギヤ１０３の嵌合は終
了）で回転を停止し、再度ステッピングモーター２６の
逆方向の回転によって露光ランプ系４〜７はＨ．Ｐセン
サ２９で検知された後に所定位置で停止される。

【００３６】以上により、光学駆動系の初期動作の終了
によって本画像形成装置の複写動作準備は完了する。

【００３７】次に、カセット２３からの給紙による複写
動作を説明する。

【００３８】コピースタートキー５６が押されると、カ
セットサイズを検知するスイッチ群３１の入力信号によ
る転写紙サイズデータ、置数キー５４によって設定され
る枚数データ、倍率選択キー６１，６２，６４，６５，
６６による倍率データ、その他各種のモード選択手段に
よるデータに基づいて複写動作がスタートする。

【００３９】コピースタートキー５６を受け付けると、
表示は緑色から赤色に切り替わり、置数キー５４、倍率
キー６１，６２，６４，６５，６６等のモード切り替え
キーは入力禁止される。メイン駆動モーター２５が回転
開始し、給紙送りローラ１８、感光体１２、搬送ユニッ
ト２０、定着装置２１等へ駆動力が伝達される。

【００４０】メイン駆動モーター２５の回転開始から
０．５ｓｅｃ後に給紙ソレノイド（図示せず）が動作す
る。給紙ソレノイドの動作に伴い給紙ローラ１７は回転
し、カセット２３内の転写紙は給紙送りローラ１８に向
けて送り出される。給紙ローラ１７の転写紙送り量はカ
セットサイズデータによって制御される。つまり転写紙
が所定値より大きい場合、送り量は大きな値に設定され
る。転写紙は給紙送りローラ１８でレジストローラ１９
まで送られる。転写紙がレジストローラ１９に到達した
時点で、転写紙は停止している。給紙送りローラ１８と
レジストローラ１９との間に設置されている手差しスイ
ッチ３３は転写紙の送り状態を検知する。

【００４１】転写紙が給紙路上を送られてレジストロー
ラ１９に到達するまでの所定のタイミングにおいて、露
光ランプ系４〜７の原稿走査開始が許可される。このと
き、露光ランプ４はＨ．Ｐセンサ２９によって検知され
る位置にある。さらに詳しく述べると、初期動作時ない
しはコピー動作後進時において、露光ランプ４はＨ．Ｐ
センサで検知された位置から、その時点での選択倍率に
応じた距離だけ後進した位置で停止している。

【００４２】原稿走査の開始により、光学系駆動源であ
るステッピングモーター２６は、露光ランプ系４〜７が
前進する方向（右方向）に、選択された倍率値に応じた
駆動パルスレートに到達するまで、パルスレートは漸次
増加する。（スローアップ制御と呼ぶ）。つまり、移動
速度は徐々に加速され目標速度に到達することになる。
特に図示しないが本画像形成装置のパルスモーター駆動
回路では、定電流制御方式を採用し、かつ駆動電流値を
複数段階（実施例は二段階）に切り替え可能な構成を採
る（図３に示す光学駆動用パルスモーター制御信号のう
ちのＰＢ４出力信号により選択している）。

【００４３】一般にステッピングモーターは、高いパル
スレートになるに従いプルイントトルクが低下する特性
を有する。このため、定電流設定値を切り替える手段が
設けられ、必要に応じて電流値は切り替えられる。

【００４４】本画像形成装置では、移動開始から駆動パ
ルスレートが比較的低パルスレートである間、設定電流
を低い値に保持し、速度が所定値を超える時点から設定
電流値を上げるように制御し、目標温度に達した後、所
定時間の経過により再び設定電流値を下げる制御を実施
している。これは主にステッピングモーターの騒音、昇
温および脱調現象の防止を目的としている。

【００４５】次に画像先端部の余白形成方法と転写紙と
の先端合わせ方法を図５に基づき説明する。

【００４６】非画像域でのトナー付着を防止する手段と
して、ＬＥＤランプ、ヒューズランプ等の光源による除
電手段が一般に使われているが、本画像形成装置では一
次帯電ユニット１３に設けられているグリッド１３ａの
電圧値をコントロールすることによって同様の効果を実
現している。これは装置の小型化によって感光体の周り
に複数の部材の配置が困難になっている現状において重
要な方法である。露光点とグリッドとの間の距離ｌ
₅が、Ｈ．Ｐセンサ２９と原稿突き当て位置との間の距
離ｌ₂に比較して十分に短く配置できないから、原稿の
先端余白２mmを形成するために露光ランプ４の移動開始
時点から倍率選択値に応じた所定時間後にグリッドをＬ
レベルから所定の電圧に切り替える。つまり、グリッド
電圧がＬレベルであるとき、感光体１２に電位が帯電し
ないから、トナー像が形成されず、上記の所定電圧に切
り替わったタイミングから画像が形成される。よって、
画像先端部に余白を形成することができる。

【００４７】次に、転写紙との画像先端合わせに関し
て、露光点と転写部との間の距離ｌ₃は、レジストロー
ラ１９との転写部との間の距離ｌ₄に比較して短い。実
際に原稿先端の画像が感光体１２上に露光される以前に
前述したレジストローラ１９の位置に待機している転写
紙を再給紙して転写部に向けて送り込むことが必要であ
る。

【００４８】本画像形成装置では、露光ランプ４が移動
開始から目標速度に到達するまでの間、露光ランプ４は
Ｈ．Ｐセンサ２９に検知されている。Ｈ．Ｐセンサ２９
を通過したタイミングから距離ｌ₂＋２mmの値を選択さ
れている倍率による速度で割った値は、Ｈ．Ｐセンサ２
９を通過してから白板端部に露光ランプ４が到達するま
でに要する時間ｘである。

【００４９】また、レジストローラ１９による再給紙開
始から転写紙が転写部へ到達するまでの時間から、感光
体１２の露光点での像が転写部まで到達するまでに要す
る時間を引いた値をｙとし、このｙに転写紙を２mm送る
までに要する時間（２mm÷１００mm／ｓ＝０．０２sec
……搬送速度＝１００mm／ｓ）を加えると、次式（１）
からレジストローラ１９を動作させるためのタイミング
を示す時間Ｚが求められる。

【００５０】

【数１】ｘ−（ｙ＋０．０２）＝Ｚ（sec)……（１）つまり、Ｈ．Ｐセンサ２９を通過した時点から上式値Ｚ
を経過したタイミングでレジストローラ１９を動作さ
せ、再給紙を実行すれば、選択された倍率に応じて２mm
の余白を形成した転写紙画像が得られる。

【００５１】露光ランプ系４〜７はカセットサイズデー
タ、倍率データ等に応じて決められた走査距離を移動す
る。露光ランプ４が目標位置に達した時点でパルスレー
トを漸次減少し（スローダウン制御と呼ぶ）、露光ラン
プ４は停止される。次いで、露光ランプ４は再びＨ．Ｐ
センサ２９方向にスローアップ制御および低速制御を受
けながら後進される。そして、Ｈ．Ｐセンサ２９が露光
ランプ４を検知した時点で、選択されている倍率に応じ
た位置に停止させるためのスローダウン制御が行われ、
露光ランプ系４〜７は停止する。

【００５２】また、上記転写紙の後端信号により原稿走
査距離の制御も実行される。上述の制御動作はコントロ
ーラ部のワンチップマイクロコンピュータＭ１で制御さ
れる。ワンチップマイクロコンピュータＭ１はＲＯＭ，
ＲＡＭを内蔵している。ワンチップマイクロコンピュー
タＭ１には、図６に示すように上述の制御動作に対する
手順が記述されている。

【００５３】次に、露光ランプ４の制御について図７お
よび図８に基づき説明する。露光ランプ４はハロゲンラ
ンプからなり、該ハロゲンランプの点灯電圧はＡＣ電源
を位相制御するランプ・レギュレータ（図示せず）によ
って一定値に保持されている。このランプ・レギュレー
タは、ＡＣ入力電圧の変化に対し、また、電源周波数の
変化に対しランプ点灯電圧Ｖｃが一定になるようにＡＣ
電源を制御している。このランプ・レギュレータは位相
制御のための露光ランプ４のトリガ信号を出力し、該ト
リガ信号はコントローラ部に入力される。この露光ラン
プ４のトリガ信号は露光ランプ４の点灯の有無にかかわ
らず常に出力される。

【００５４】しかし露光ランプ４が点灯を開始してから
所定の時間が経過するまでは露光ランプ４に印加される
電圧は漸次上昇し、露光ランプ４のソフトスタートが行
われる。

【００５５】ソフトスタート期間中に出力される露光ラ
ンプ４のトリガ信号は露光ランプ４の真の点灯電圧と異
なる電圧を有するトリガ信号となるから、ソフトスター
ト期間中の露光ランプ４のトリガ信号の読み取りは行わ
れない。

【００５６】本実施例では、図８に示すように、ランプ
オン信号の出力から所定の時間が経過した後に露光ラン
プ４のトリガ信号の読み取りが行われる。

【００５７】さらに、ゼロクロス発生回路にて作成され
たゼロクロス信号は、図３に示すようにコントローラ部
のワンチップマイクロコンピュータＭ１に与えられる。
ゼロクロス信号から露光ランプ４のトリガ信号までの時
間Ｔｃを監視することによって入力電圧の変化を読み取
ることができる。

【００５８】本画像形成装置では、感光ドラム１２面上
の照度が一定になるようにランプ点灯電圧Ｖｃが調整さ
れ、ランプ点灯電圧Ｖｃの値が不揮発性メモリに記憶さ
れている。記憶したランプ点灯電圧Ｖｃとゼロクロス信
号から露光ランプ４のトリガ信号までの時間Ｔｃとによ
り次式（２），（３）から、ＡＣ入力電圧Ｅｍａｘを求
めることができる。

【００５９】

【数２】

【００６０】

【数３】上式（２），（３）より

【００６１】

【数４】Ｅｒｍｓ²／Ｖｃ² ＝１／｛１−２×Ｔｃ／Ｔ＋sin(４πＴｃ／Ｔ）／２π｝……（４）式（４）によりゼロクロス信号から露光ランプのトリガ
信号までの時間Ｔｃを入力することによって、Ｅｒｍｓ
²／Ｖｃ²を求め、不揮発性メモリに記憶したランプ点灯
電圧ＶｃからＡＣ入力電圧Ｅｒｍｓを求めることができ
る。

【００６２】本実施例ではＲＯＭに格納したテーブルに
よりＴｃからＥｒｍｓ²／Ｖｃ²を求めている。

【００６３】次に、ヒーター４３の制御について説明す
る。このヒーター４３は前述したようにセラミック基板
上に抵抗体が印刷されているヒーターである。ヒーター
４３は非常に優れた熱応答性を有するから、通常のＯＮ
／ＯＦＦ制御では温調温度に対してリップルが大きくな
り、またヒーター４３に余分な電力が掛り、ヒーター４
３に損傷を与えることがある。よって、ヒーター４３の
損傷を防止するために、ヒーター４３に掛る電力が一定
となるように電力制御が行われている。また、リップル
を小さくするために、サーミスタで検知した温度に応じ
て電力を切り替えるという制御も行われている。

【００６４】ヒーター４３の電力制御は、露光ランプ４
の制御と同様に、位相制御で行われている。ヒーター４
３は純粋に抵抗負荷であるから、電力Ｗは次式（５）で
求められる。

【００６５】

【数５】Ｗ＝Ｖ _H ²／Ｒ……（５）Ｖ_H：ヒーターに与える電圧Ｒ：ヒーターの抵抗値ヒーター４３の抵抗値Ｒは個々の画像形成装置ごとに不
揮発性メモリに格納され、ヒーター４３に供給する電力
は予め知られているから、ヒーター４３に印加される電
圧Ｖ_Hは上式（５）により次式（６）で表される。

【００６６】

【数６】Ｖ _H ²＝Ｒ×Ｗ……（６）また、実効電圧の式からヒーターに与える電圧Ｖ_Hは、
次式（７），（８）で表される。

【００６７】

【数７】

【００６８】

【数８】

【００６９】

【数９】Ｅｒｍｓ²／Ｖ _H ² ＝１／｛１−２×Ｔ_H／Ｔ＋sin(４πＴ_H／Ｔ）／２π｝……（９）上式（８）からＶ _H ²を計算し、上式（７）Ｅｒｍｓ²
を求め、Ｅｒｍｓ²／Ｖ _H ²を計算することによって、
上式（９）よりゼロクロス信号からヒーター４３へのト
リガ信号までの時間Ｔ_Hを求めることができる。なお、
本実施例ではテーブルを用いてＥｒｍｓ²／Ｖ _H ²からＴ_H
を求めている。

【００７０】以上、説明したようなアルゴリズムによっ
てヒーターの電力制御を行っている。このヒーターの電
力制御は、コピー期間中常に行いヒーターの温度が一定
になるようにしている。

【００７１】次に、定着装置２１のヒーター４３の制御
について述べる。ヒーター４３は図１０に示すように、
セラミック基板に印刷され、途中から五つの部分に分岐
している抵抗体４３ａを有する。抵抗体４３ａの各分岐
への通電は、用紙サイズに応じて制御されている。ヒー
ター４３においては通紙部（紙の通る部分）の温度に比
べて非通紙部（紙の通らない部分）の温度が高くならな
いように非通紙部の位置から抵抗体を分岐させ、その分
岐部分から先（非通紙部）に加わるトータルの電力を減
らしている。分岐通電をする場合には、通紙部の温度が
一定になるように加える全体の電力を制御する。

【００７２】用紙サイズに応じた各分岐への通電を図１
１に基づき説明する。ヒーター４３には、図１１に示す
ように、抵抗体４３ａの各分岐に対応する端子Ｔ１〜Ｔ
６が設けられている。端子Ｔ１〜Ｔ５は、対応するリレ
ーＲＬ１〜ＲＬ５を介してＡＣ電源のニュートラルＮに
接続され、各リレーＲＬ１〜ＲＬ５はコントローラ部か
らの信号に基づき動作する。トライアックＴＲＡ１は、
コントローラ部からの信号に基づき端子Ｔ６とＡＣ電源
のホットＨとの間のスイッチとして用いられている。

【００７３】例えば、Ｂ４のコピー用紙を使用する場
合、コントローラ部は、トランジスタＱ３とＱ４とのベ
ースにＨＩＧＨ信号を出力する。ＲＬ３とＲＬ４とのス
イッチは閉じられ、それにつながる端子Ｔ３およびＴ４
とＡＣ電源のニュートラルＮとは接続される。そして、
トライアックＴＲＡ１はコントローラ部からの信号に基
づき、オン動作され、所定の電力が端子Ｔ３および端子
Ｔ４を介して抵抗体４３ａの分岐部に通電される。コン
トローラ部はヒーター４３へ加える電圧（実効値電圧）
が予め求められた一定電圧になるようにトライアックＴ
ＲＡ１をＯＮ／ＯＦＦする（位相制御）。また、コント
ローラ部は、ヒーター４３の温度検出素子４１からの信
号に基づきヒーター４３の温度が所定の温度になるよう
にヒーター４３への通電を制御する。なお、各コピー用
紙サイズに応じた抵抗体４３ａの分岐部への通電は図１
２に示す組み合わせに基づき行われる。

【００７４】次に、ヒーター４３の温度を所定の温度に
保持するときに行われるオーバーシュートを抑えるため
の制御について説明する。従来のヒーターの温度制御と
して、ヒーターの温度が所定温度に到達するまで加える
ことができる最大の電力を加え、ヒーターの温度が所定
温度に達すると、ヒーターへの通電を停止し、ヒーター
の温度が所定温度以下になると、再び最大の電力を供給
するものがある。この従来のヒーターの温度制御方法
は、オーバーシュートによる温度のばらつきが大きくな
る。そこで、本画像形成装置では、ヒーター４３の温度
検出素子４１で検出された温度と所定温度との差に応じ
て加える電力（電圧）Ｐを次式（１０）に基づき変え
る。

【００７５】

【数１０】Ｐ＝Ｋ_P（Ｔ_G−Ｔ_R）［Ｗ］……（１０）Ｋ_P：比例定数［Ｗ／℃］Ｔ_G：目標温度［℃］Ｔ_R：検出温度［℃］Ｋ_Pを変えることにより様々な制御を行うことができ
る。Ｋ_Pを小さくすれば、オーバーシュートの少ない温
度制御を行うことができるが、応答速度は遅くなる。逆
にＫ_Pを大きくすれば、応答速度は速くなるが、オーバ
ーシュートは大きくなる。電力Ｐは用紙サイズ（すなわ
ちヒーター４３の抵抗体４３ａの分岐の仕方）に応じて
変えられるから、それぞれ実験によりＫ_Pの最適な値が
求められる。

【００７６】なお、各温度範囲と各用紙サイズ毎に予め
計算されている電力が記述されているテーブルを用いる
ことができる。このテーブルのデータをマイクロコンピ
ュータのＲＯＭに入れ、検出温度に応じて、加える電力
をテーブルから引き出すようにすれば、マイクロコンピ
ュータのＣＰＵにおける計算時間を軽減することができ
る。

【００７７】次に、ヒーター４３の動作について図１４
に基づき説明する。コピースタートキー５６が押され、
コピーがスタート（Ｓ１）すると、まず使用されるコピ
ー用紙サイズは検出手段（図示せず）で検知される（Ｓ
２）。次に、検出された用紙サイズに応じた通電切り替
えが図１２に示すテーブルに従って行われる（Ｓ３）。
その後、図１３に示すテーブルに基づき用紙サイズおよ
び温度に応じた電力制御がコピー動作終了まで行われる
（Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）。

【００７８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、ランプ電圧一定制御手段における入力
電圧に対するゼロクロス信号と一定な実効電圧を決定す
るためのトリガ信号を用いることにより、ヒーターへ供
給する電力をヒーターの抵抗値および露光ランプの設定
電圧値から決定される目標電力に一致させる制御が行わ
れるから、定着装置の発熱抵抗体への印加電圧を制御す
る手段に余分な費用が掛らず、製品価格の上昇を抑える
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実施例を示す構成図
である。

【図２】図１の画像形成装置に設けられている表示部を
示す平面図である。

【図３】図１の画像形成装置に用いられているワンチッ
プマイクロコンピュータの機能を示す図である。

【図４】図１の画像形成装置の光学駆動系の主要部を示
す平面図である。

【図５】図１の画像形成装置の感光体と画像先端部との
位置関係を示す図である。

【図６】図３のワンチップマイクロコンピュータに記述
されている制御手順を示す流れ図である。

【図７】図１の画像形成装置の露光ランプの駆動制御に
用いられるトリガ信号と露光ランプに印加される点灯電
圧とを示す図である。

【図８】図１の画像形成装置の露光ランプの電力制御に
用いられるゼロクロス信号と露光ランプに印加される点
灯電圧とを示す図である。

【図９】図１の画像形成装置のヒーターの電力制御に用
いられるゼロクロス信号とヒーターへのトリガ信号とを
示す図である。

【図１０】図１の画像形成装置に用いられているヒータ
ーを示す平面図である。

【図１１】図１の画像形成装置に用いられているヒータ
ーの制御回路を示す図である。

【図１２】図１の画像形成装置のヒーター制御に用いら
れる、用紙サイズとヒーター端子の接続動作との関係が
記述されているテーブルを示す図である。

【図１３】図１の画像形成装置のヒーター制御に用いら
れる、用紙サイズと温度範囲との組み合わせによるヒー
ターへの供給電力が記述されているテーブルを示す図で
ある。

【図１４】図１の画像形成装置のヒーター制御を示す流
れ図である。

【符号の説明】

４１温度検出素子４３ヒーター４３ａ抵抗体Ｑ１，……，Ｑ５トランジスタＲＬ１，……，ＲＬ５リレーＴＲＡ１トライアック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光ランプへ印加される電圧を一定電圧
に制御し、入力電圧のゼロクロスを示すゼロクロス信号
と上記露光ランプへ印加される一定な実効電圧を決定す
るためのトリガ信号とを出力するランプ電圧一定制御手
段と、定着装置の発熱抵抗体からなるヒーターへ供給さ
れる電力を制御するヒーター電力制御手段とを備える画
像形成装置において、上記ヒーター電力制御手段は、上
記ゼロクロス信号および上記トリガ信号から入力電圧の
電圧変動と周波数変動とを検知する検知部と、上記露光
ランプへの印加電圧として設定されている電圧値および
上記ヒーターの抵抗値を記憶、保持する記憶部とを有
し、上記検知部の検知結果を監視しながら上記ヒーター
への供給電力が上記記憶部に記憶されている電圧値およ
び抵抗値から決定される値になるように上記ヒーターへ
の印加電圧を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】露光ランプの点灯を指示する点灯信号の
ランプ電圧一定制御手段への入力時から所定時間の経過
後、ヒーター電力制御手段の検知部にランプ電圧一定制
御手段からのトリガ信号が取り込まれることとする請求
項１に記載の画像形成装置。