JPH11194648A

JPH11194648A - 画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JPH11194648A
Application number: JP36912397A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Toyoizumi; 清人豊泉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】定着用ヒータの立ち上がり時間を短縮すると
共に、必要に応じて消費電力の増加を抑制し得るよう構
成した画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】定着器に含まれているハロゲンヒータ１
に電力を供給するための定電圧出力回路３を備え、ヒー
タ１の点灯初期には印加電圧を高く設定しておくことに
より、ヒータ１が暖まるのを早くする。また、ヒータ１
への印加電圧が高い時間のみ、モータなどの電源負荷を
停止または軽減することにより、消費電力の増大を防
止、もしくは軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱ヒータを駆動
することにより熱定着処理を行う画像形成装置および画
像形成方法に関するものである。

【０００２】さらに詳述すると、本発明は、たとえば複
写機やレーザプリンタ等の電子写真プロセスを用いた画
像形成装置において定着装置のヒータを定電圧駆動した
場合の制御に適用し得るものである。

【０００３】

【従来の技術】従来から、この種の画像形成装置におい
ては、交流電源の電圧変動にかかわらずヒータに一定電
力を供給してヒータの消費電力が常に一定になるように
することで、ヒータ表面温度のオーバーシュートやリッ
プルを防止していた。また、この種の画像形成装置が接
続されているコンセントと同一のコンセントから電源供
給される照明器具が存在する場合には、交流電源側の内
部インピーダンスに起因して、ヒータのオンオフ時にお
ける負荷電流の急激な増減により照明器具がちらつくフ
リッカ現象を生じることがあった。そこで、ヒータに定
電圧を供給する定電圧出力回路の出力電圧に一定の時定
数を持たせて徐々に電圧を上げたり、下げたりすること
によってヒータのオンオフ時における電流の急激な増減
を無くし、これによりフリッカ現象を防止していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、定着用ヒ
ータを加熱あるいはオンオフするに際して、ヒータに印
加する電圧に一定の時定数を持たせて徐々に変化させる
手法を採る場合には、負荷電流の急激な増減を無くすこ
とによって上記フリッカ現象等の不都合を無くすことが
できるが、他方、ヒータが暖まるまでに長期の時間を有
するという問題が生じる。

【０００５】よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、
定着用ヒータの立ち上がり時間を短縮すると共に、必要
に応じて消費電力の増加を抑制し得るよう構成した画像
形成装置および画像形成方法を提供することにある。

【０００６】

【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、本発明に係る画像形成装置は、加熱手段を駆動す
ることにより熱定着処理を行う画像形成装置において、
前記加熱手段に印加する電圧を可変設定する電圧制御手
段を備え、前記加熱手段の駆動経過時間に応じて印加電
圧を切り替える構成とする。ここで、前記加熱手段の駆
動開始時には、定常時より高い電圧を印加するのが好適
である。そして、前記定常時より高い電圧を印加すると
きには、電源負荷を軽減することも可能である。また、
前記電源負荷としてモータを選択し、前記加熱手段の駆
動開始時には該モータの駆動を停止させることができ
る。前記加熱手段として、電子写真方式画像形成装置の
定着ヒータを用いるのが好適である。

【０００７】本発明に係る画像形成方法は、加熱手段を
駆動することにより熱定着処理を行う画像形成方法にお
いて、前記加熱手段に印加する電圧を可変設定する電圧
制御ステップを備え、前記加熱手段の駆動経過時間に応
じて印加電圧を切り替えるものである。ここで、前記加
熱手段の駆動開始時には、定常時より高い電圧を印加す
るのが好適である。そして、前記定常時より高い電圧を
印加するときには、電源負荷を軽減することが可能であ
る。また、前記電源負荷としてモータを選択し、前記加
熱手段の駆動開始時には該モータの駆動を停止させるこ
とができる。

【０００８】前記加熱手段として、電子写真方式画像形
成装置の定着ヒータを用いるのが好適である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１０】（実施の形態１）図１は、本発明を適用し
た画像形成装置のヒータ制御回路を示す。

【００１１】本図において、１はハロゲンヒータであ
り、複写機やレーザプリンタ等の熱定着装置内の加熱手
段として作用し、後述する定電圧出力回路３からこのハ
ロゲンヒータ１に電力が供給される。定電圧出力回路３
は、チョッピング用ＦＥＴ１７、インダクタ１８、スナ
バ用ダイオード１９を含み、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバ
ータを形成している。

【００１２】２０はコントロールＩＣであり（本図では
UNITRODE社のＵＣ３８５４を使用）、ヒータ１への出力
電圧は電圧検知回路２１で、またヒータ１への出力電流
は電流検出抵抗２２で検知している。また、コントロー
ルＩＣ２０への入力電圧実効値は抵抗２３とコンデンサ
２４で、入力電圧波形は抵抗２５，２６でそれぞれ検出
し、ヒータ１への出力電圧が一定になるようにすると共
に、出力電流波形が入力電圧波形と相似波形になるよう
に約１００ｋＨｚでオンオフしているチョッピングＦＥ
Ｔ１７のオンデューティーを制御する。

【００１３】ＭＰＵ１４はデジタル出力ポート（Ｐ１）
をハイレベルにすることによって、抵抗２７を介したト
ランジスタ２８をオンする。すると、プルアップ抵抗２
９を介して＋５Ｖ電源に接続されたフォトカップラのフ
ォトダイオード３０Ａがオンし、フォトトランジスタ３
０Ｂがオンし、抵抗３１を介してトランジスタ３２をオ
フすることにより電源（Ｖｃｃ）電圧が抵抗３３を介し
てコントロールＩＣ２０のイネーブル端子（ＥＮＡ）に
入力される。このことによりコントロールＩＣ２０は定
電圧出力を制御する。この出力がオンの時には同時に抵
抗３４を介してトランジスタ３５もオフされ、コントロ
ールＩＣ２０のソフトスタート端子（ＳＳ）に接続され
ているコンデンサ３６が充電され、ソフトスタート端子
（ＳＳ）の電位が徐々に上昇し、これにより定電圧出力
回路３の出力電圧も一定の時定数をもって上昇する。逆
に、出力がオフの時にはトランジスタ３５がオン状態に
なることから、充電されていたコンデンサ３６の電荷が
抵抗３７を通して放電されるためにソフトスタート端子
（ＳＳ）の電位が徐々に下がり、定電圧出力回路３の出
力電圧も一定の時定数をもって下降する。

【００１４】ここで、トランジスタ３２のベースに接続
されているコンデンサ３８は、フォトトランジスタ３０
Ｂのオンオフ時にソフトスタート制御のトランジスタ３
５に対してイネーブル制御のトランジスタ３２が一定の
遅延時間をもってオンオフされるようにするためのもの
である。抵抗３９は、トランジスタ３２および３５をオ
ンさせるためのプルアップ抵抗である。

【００１５】定電圧出力回路３は、ダイオードブリッジ
４０とノイズフィルタ４１を介して、商用電源４２に接
続されている。

【００１６】ＭＰＵ１４は、温度検知素子であるサーミ
スタ４３と抵抗４４によって、ハロゲンヒータ１を含む
熱定着装置の温度を検出し、この検出温度をもとに定電
圧出力回路３の出力を制御することにより熱定着装置の
温度が目標値となるように制御する。

【００１７】出力電圧検知回路２１では、出力電圧を抵
抗２１ａ，２１ｂ，２１ｃを用いた所定の分圧比で出力
電圧を分圧した電圧を得て、コントロールＩＣ２０に入
力する。この抵抗２１ａの両端にはフォトトランジスタ
６Ｂが接続されている。一方、このフォトトランジスタ
６Ｂと対をなすフォトダイオード６Ａ側のアノードは抵
抗１０を介して＋５Ｖ電源に接続され、そのカソードは
トランジスタ１２に接続されている。

【００１８】ヒータの点灯制御を行うためのタイマ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ、各入出力ポート（いずれも不図示）等を
具備したＭＰＵ１４においては、デジタル出力ポートＰ
２が抵抗１５を介して上記トランジスタ１２のベースに
接続されており、この出力ポートＰ２をハイレベルにす
ることによってトランジスタ１２がオンとなり、フォト
ダイオード６Ａがオンし、フォトトランジスタ６Ｂがオ
ンとなるので、抵抗２１ａが短絡されて分圧比が変わる
ことにより、コントロールＩＣ２０に入力される検知電
圧が変化する。

【００１９】次に、ハロゲンヒータ１のオンオフ時の制
御を、図２のタイミングチャートを用いて説明する。本
図は、ヒータ１がオフの状態からヒータ１をオンし、次
に出力電圧を切り替え、その後にヒータ１をオフする時
の、各制御と定電圧出力回路３の出力電圧Ｖｏｕｔと、
消泡電源からの入力電流Ｉｉｎを表したものである。

【００２０】まず、ヒータ１がオフ状態からヒータ１を
オンする場合、定電圧出力回路３は定電圧出力を開始し
てからスロースタート機能により一定の時定数Ｔｒをも
って立ち上がるために、入力電流Ｉｉｎも徐々に増加す
る。そして既定時間の経過後、出力電圧検知回路２１の
出力電圧（すなわち、分圧比）を切り替えることによ
り、定電圧出力（回路３）の出力電圧値を変える。

【００２１】また、出力電圧切替制御におけるオフのタ
イミングは、定電圧出力制御の制御信号をオフしてから
出力電圧Ｖｏｕｔがオフしきるまでの時間Ｔｆｂより後
に行う（Ｔｏｆｆ＞Ｔｆｂ）。

【００２２】図３は、図１に示した回路の制御手順を示
すフローチャートである。

【００２３】まずヒータ１の点灯が決定された場合、定
電圧出力回路３を駆動させ、出力をオンとする（Ｓ１０
１）。その後、既定時間ｔ（この時間ｔはヒータの電
力、定着器の熱容量等により決定される。）が経過した
後（Ｓ１０２）、出力電圧の切り替え制御を行う（Ｓ１
０３）。そして、予め定めたオフ条件を満足した場合
（Ｓ１０４）、定電圧出力制御をオフし（Ｓ１０５）、
Ｔｏｆｆ時間の経過後（Ｓ１０６）、定電圧出力切替制
御をオフする（Ｓ１０７）。

【００２４】以上述べたように、ヒータ１へ供給される
電圧の切り替えを行うことにより、すなわちヒータ１の
点灯初期は定常より高い電圧を供給することにより、ヒ
ータ１を早く暖めることが可能となるので、プリンタな
どにおける待ち時間を短縮することが可能になる。

【００２５】（実施の形態２）図４は、本発明を適用し
た第２の実施の形態を示すブロック図である。図１に示
した部分と同一の要素には、同一の符号および数字を付
してある。

【００２６】図４に示す実施の形態が図１と異なってい
る点は、電源負荷（例えばモータ）とその駆動回路が付
加されている点であり、ＭＰＵ１４のデジタル出力ポー
トＰ３をアクティブにすることにより、モータ駆動回路
４５を作動させ、モータ４６の駆動を行っている。

【００２７】次に、ヒータ１のオンオフ時における制御
手順を図５のタイミングチャートを用いて説明する。先
に述べた実施の形態１の図２と同様に、図５のタイミン
グチャートでは、ヒータ１がオフ状態から、ヒータ１を
オンし、次に出力電圧を切り替え、ヒータ１をオフする
時の各制御と定電圧出力回路３の出力電圧Ｖｏｕｔ、商
用電源からの入力電流Ｉｉｎを表したものである。

【００２８】図２と異なる点は、電源負荷（例えばモー
タ）のオンオフ制御を加えている点である。すなわち、
ヒータ１の点灯に先立ち、モータ４６の駆動を停止し、
ヒータ１への定電圧出力電圧を切り替え、負荷電流を抑
えると同時または、所定時間後にモータ４６の駆動を行
う。

【００２９】次に、本実施の形態の制御を図６のフロー
チャートを参照して説明する。先に述べた実施の形態１
のフローチャートである図３と異なる点は、まず、モー
タ駆動回路４５をオフし（Ｓ２０１）、次にヒータ１の
点灯を行い、出力電圧を切り替える（Ｓ１０１〜Ｓ１０
３）ことにある。その後、モータ駆動回路をオンし（Ｓ
２０２）、ヒータ１のオフ条件が満足した場合、ヒータ
１の点灯を停止する（Ｓ１０４〜Ｓ１０７）。

【００３０】以上の制御を行うことにより、ヒータ１の
点灯の初期に定常時より高い電圧で点灯させることによ
って定着器（不図示）を早く暖めることが可能になると
共に、高い電圧をヒータに供給した際に消費電力が増大
することを防止、または軽減することが可能になる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、加熱
手段に供給する電圧を切り換え、ヒータ点灯初期は印加
電圧を高く設定しておく構成としてあるので、ヒータが
暖まるのを早くすることが可能になる。また、ヒータへ
の印加電圧が高い時間のみ電源負荷を停止または軽減す
ることにより、消費電力の増大を防止、もしくは軽減す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１の動作を示すタイミング図であ
る。

【図３】実施の形態１の制御手順を示すフローチャート
である。

【図４】実施の形態２を示すブロック図である。

【図５】実施の形態２の動作を示すタイミング図であ
る。

【図６】実施の形態２の制御手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ヒータ３定電圧出力回路１４ＭＰＵ２１出力電圧検知回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段を駆動することにより熱定着処
理を行う画像形成装置において、前記加熱手段に印加する電圧を可変設定する電圧制御手
段を備え、前記加熱手段の駆動経過時間に応じて印加電
圧を切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記加熱手段の駆動開始時には、定常時より高い電圧を
印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２において、前記定常時より高い電圧を印加するときには、電源負荷
を軽減することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３において、前記電源負荷としてモータを選択し、前記加熱手段の駆
動開始時には該モータの駆動を停止させることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項５】請求項１において、前記加熱手段は、電子写真方式画像形成装置の定着ヒー
タであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】加熱手段を駆動することにより熱定着処
理を行う画像形成方法において、前記加熱手段に印加する電圧を可変設定する電圧制御ス
テップを備え、前記加熱手段の駆動経過時間に応じて印
加電圧を切り替えることを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】請求項６において、前記加熱手段の駆動開始時には、定常時より高い電圧を
印加することを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】請求項７において、前記定常時より高い電圧を印加するときには、電源負荷
を軽減することを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】請求項８において、前記電源負荷としてモータを選択し、前記加熱手段の駆
動開始時には該モータの駆動を停止させることを特徴と
する画像形成方法。
【請求項１０】請求項６において、前記加熱手段は、電子写真方式画像形成装置の定着ヒー
タであることを特徴とする画像形成方法。