JPH04372977A

JPH04372977A - 画像形成装置用ヒータ制御装置

Info

Publication number: JPH04372977A
Application number: JP3151551A
Authority: JP
Inventors: Hideki Furuta; 古田　英樹
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1992-12-25
Also published as: US5481089A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタや複写
機あるいはファクシミリ装置のように画像の形成を行う
画像形成装置に用いられるヒータを制御するヒータ制御
装置に係わり、特に電圧の事情の異なる地域でも共通し
て使用することのできる画像形成装置用ヒータ制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、感光体上に静電潜像を形成して
文字やイメージの記録を行うレーザプリンタでは、形成
された静電潜像をトナーで現像した後、トナー像を用紙
上に転写している。このトナー像を加熱によって用紙に
定着する場合には、ヒートロールのように電気的なヒー
タを用いるのが通常である。

【０００３】ところで、画像形成装置を構成する電気部
品には、トランジスタやＩＣ（集積回路）のように直流
電源で駆動されるものと、前記したヒータのように交流
電源で駆動されるものがある。交流電源で駆動されてい
た動力源としてのモータや排気用のファンについては、
従来、交流電源で駆動されることが多かったが、最近で
は直流電源で駆動されることが多くなっている。これは
、これらの電気部品の制御をより精度良く行うことがで
きるためや、商用電源の周波数が例えば５０Ｈｚの区域
と６０Ｈｚの区域の双方でこれらの電気部品の特性を同
一に保つことができるためである。

【０００４】画像形成装置の中でヒータや一部の電気部
品に関しては、これらが比較的大電力を消費することや
、交流での制御が可能等の理由によって現在でも交流電
源がそのまま使用されていることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、各種
工業製品が世界を広く流通するようになっており、１つ
の国で生産された製品が色々な国に輸出されるようにな
っている。また、特に小型の製品では所有者の移動と共
にそれが複数の国で使用されるといったことも頻繁に生
じている。このような状況の下で、世界各国の商用電源
の電圧の違いが問題となっている。例えば日本の商用電
源は１００ボルトであるが、北アメリカでは１１５ボル
トまたは１２０ボルトの地域が多く、中近東、アフリカ
およびヨーロッパでは２２０〜２４０ボルトの地域が多
い。また、隣接した国で商用電源の電圧が異なることも
珍しくなく、更に１つの国でも地域によって電源電圧を
異にしていることもある。

【０００６】このような電圧事情の下でも、電池を電源
とする電気製品は交流電源を使用しないので、地域によ
って製品の電源対策を行う必要はない。また、ＩＣや直
流モータ等の直流用電気部品については、商用電源から
直流電源を作製した時点で２４ボルトあるいは５ボルト
等の電源電圧を得るようにしているので、これらについ
ても直接には地域ごとの電源対策を行う必要がない。

【０００７】ところが、前述の定着装置のように交流電
源をそのまま使用する電気部品では、電源電圧が大きく
異なる地域と部品を共用することができない。例えば、
電源電圧が１００ボルト仕様のヒータを２００ボルトの
地域で使用すると、過度の電流のエネルギにより、ヒー
タ、スイッチその他の電気部品を破損したり、高温によ
る回路部品等の障害を発生させてしまう。反対に電源電
圧が２００ボルト仕様のヒータを１００ボルトの地域で
使用すると、発熱が十分でなく用紙の定着が不可能とな
ったり、定着可能になるまでの時間が非常に長くなって
しまい、現実の装置として使用することができなくなる
。

【０００８】そこで、従来では各商用電源の電圧に対応
したヒータ等の交流電気部品を製造し、電源電圧に合わ
せてこれらを選択的に使用することになっていた。この
ため、世界各国に輸出する画像形成装置を作製する場合
には、直流用の電気部品を共通化しているにもかかわら
ず、交流電気部品については各国対応の多くの種類を作
製する必要があった。この結果、部品が相対的に高価と
なるといった問題や、各種の部品の保管が大変となると
いうような問題があった。また、ヒータの場合には、こ
れをできるだけ高温状態で使用できるように石英管等の
材料で覆うようにしているが、サービスエンジニア以外
の者がこの管面に不注意に触れたりすると破損しやすい
という問題があった。したがってサービスエンジニアで
あっても、これを持ち歩いて電源電圧の変更に対処する
ことは好ましいことではなかった。

【０００９】これに対処するに、本出願人は、先に提出
した特願平１−２１０７５８号（特開平３−７５８０５
号公報）において、トランスを用いて、電源電圧が２０
０ボルトの場合には電源電圧を半分に降下させるという
技術と、２本のヒータを用意して、電源電圧が１００ボ
ルトの場合にはこれらのヒータを並列に接続し、電源電
圧が２００ボルトの場合にはこれらのヒータを直列に接
続して、電源電圧によらず消費電力を等しくするという
技術を提案している。

【００１０】しかしながら、トランスを用いて電源電圧
を半分に降下させる技術の場合、電源電圧が１００ボル
トのときと２００ボルトのときとでトランスの１次巻線
の入力端子を切り換えるパワーリレーや、トランスが必
要であり、装置のコストアップ、大型化をまねく。

【００１１】また、２本のヒータを直列と並列とに切り
換える技術の場合、ヒータおよびこのヒータを電源等に
接続するためのヒータコネクタの数が増えると共に、２
本のヒータを直列と並列とに切り換えるためのパワーリ
レーが必要であり、やはり、装置のコストアップ、大型
化をまねく。

【００１２】また、レーザプリンタ等の画像形成装置で
は、画質を一定に保つために、ヒータを内蔵したヒート
ロールの温度を略一定に保つ必要がある。そこで、従来
は、温度検出器によってヒートロールの表面温度を検出
し、この検出温度が設定温度以上になったらヒータに対
する通電を停止し、検出温度が設定温度より下がったら
再びヒータに通電するという制御を行っていた。しかし
ながら、このような制御では、ヒートロールの温度変動
が激しくなるという問題点がある。特に、装置のウォー
ムアップ時にはオーバシュートを生じるという問題点が
ある。

【００１３】そこで本発明の第１の目的は、簡単な構成
で、商用電源の電圧が異なっても１本のヒータを共通に
使用できるようにした画像形成装置用ヒータ制御装置を
提供することにある。

【００１４】本発明の第２の目的は、簡単な構成で、ヒ
ータの温度変化を少なくできるようにした画像形成装置
用ヒータ制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像形成装置用ヒータ制御装置は、画像形成装置に用いら
れるヒータに対する交流電圧の印加を断続するスイッチ
と、ヒータに印加される交流電圧の値に応じて、スイッ
チを制御して、単位時間当たりのヒータに対する交流電
圧の印加時間を変えるスイッチ制御手段とを備えたもの
である。

【００１６】この装置では、ヒータに印加される交流電
圧の値に応じてスイッチを制御することによって、単位
時間当たりのヒータに対する交流電圧の印加時間が変え
られ、これにより、交流電圧の値が異なっても消費電力
を略等しくすることが可能となる。

【００１７】請求項２記載の発明の画像形成装置用ヒー
タ制御装置は、画像形成装置に用いられるヒータに対す
る交流電圧の印加を断続するスイッチと、ヒータの近傍
に設けられた温度検出器と、この温度検出器で検出した
温度に応じて、スイッチを制御して、単位時間当たりの
ヒータに対する交流電圧の印加時間を変えるスイッチ制
御手段とを備えたものである。

【００１８】この装置では、ヒータの近傍に設けられた
温度検出器で検出した温度に応じてスイッチを制御する
ことによって、単位時間当たりのヒータに対する交流電
圧の印加時間が変えられ、これにより、ヒータの温度を
略一定にすることが可能となる。

【００１９】請求項３記載の発明の画像形成装置用ヒー
タ制御装置は、画像形成装置に用いられるヒータに対す
る交流電圧の印加を断続するスイッチと、ヒータの近傍
に設けられた温度検出器と、ヒータに印加される交流電
圧の値および温度検出器で検出した温度に応じて、スイ
ッチを制御して、単位時間当たりのヒータに対する交流
電圧の印加時間を変えるスイッチ制御手段とを備えたも
のである。

【００２０】この装置では、ヒータに印加される交流電
圧の値およびヒータの近傍の温度に応じてスイッチを制
御することによって、単位時間当たりのヒータに対する
交流電圧の印加時間が変えられ、これにより、交流電圧
の値が異なっても消費電力を略等しくすること、および
ヒータの温度を略一定にすることが可能となる。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明におけるスイッチ制御手段が、温度検出器で検出した
温度に応じた時間の印加可能期間を設定し、交流電圧の
値に応じてこの印加可能期間中におけるヒータに対する
交流電圧の印加時間を変えるものである。

【００２２】請求項５記載の発明の画像形成装置用ヒー
タ制御装置は、画像形成装置に用いられるヒータに対す
る交流電圧の印加を断続するスイッチと、ヒータの表面
温度を検出する第１の温度検出器と、ヒータの周囲の温
度を検出する第２の温度検出器と、第１の温度検出器に
よる検出温度が所定の温度に達するまでは、ヒータに印
加される交流電圧の値に応じてスイッチを制御して単位
時間当たりのヒータに対する交流電圧の印加時間を変え
、第１の温度検出器による検出温度が所定の温度に達し
た後は、ヒータに印加される交流電圧の値および第２の
温度検出器による検出温度に応じてスイッチを制御して
単位時間当たりのヒータに対する交流電圧の印加時間を
変えるスイッチ制御手段とを備えたものである。

【００２３】この装置では、ヒータの表面温度が所定の
温度に達するまでは、ヒータに印加される交流電圧の値
に応じてスイッチを制御することによって、単位時間当
たりのヒータに対する交流電圧の印加時間か変えられ、
交流電圧の値が異なっても消費電力を略等しくすること
が可能となると共に、ヒータの表面温度が所定の温度に
達した後は、ヒータに印加される交流電圧の値およびヒ
ータの周囲の温度に応じてスイッチを制御することによ
って、単位時間当たりのヒータに対する交流電圧の印加
時間が変えられ、交流電圧の値が異なっても消費電力を
略等しくすること、およびヒータの温度を略一定にする
ことが可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。

【００２５】図１ないし図９は本発明の第１実施例に係
る。図３は、画像形成装置としてのレーザプリンタの概
略構成を示す説明図である。このレーザプリンタ１１は
、レーザ走査装置１２を備えている。レーザ走査装置１
２には、画信号に応じてレーザ光を変調して出力する半
導体レーザ１３が配置されている。この半導体レーザ１
３から射出されたレーザビームは回転多面鏡（ポリゴン
ミラー）１４に入射し、この回転に応じて偏向される。偏向されたレーザビームはｆθレンズ１５を通過した後
、ミラー１６、１７によって進行方向を変えられ、この
レーザ走査装置１２から出力される。

【００２６】レーザ走査装置１２の下方には、定速で回
転する感光体ドラム１９が配置されている。レーザ走査
装置１２から出力されたレーザビームは、この感光体ド
ラム１９の所定の露光位置２１をその軸方向すなわち主
走査方向に繰り返し走査する。この露光位置２１よりも
わずかに手前には、感光体ドラム１９に対向してチャー
ジコロトロン２２が配置されており、感光体ドラム２１
の表面を一様に帯電させるようになっている。この帯電
後の感光体ドラム２１にレーザビームが照射されること
で、ドラム表面には画像情報に対応した静電潜像が形成
される。この静電潜像は、露光位置よりも下流側のドラ
ム表面で現像装置２４によって現像される。この現像装
置２４内には、ドラム表面の静電潜像上にトナーを磁気
的に付着（穂立ちとも言う）させて静電潜像の現像を行
うための現像ロール２５や、カートリッジ内のトナーを
現像ロール２５に供給するためのトナー供給機構２６等
の部品が配置されている。現像装置２４には、所定の現
像バイアスが印加されている。

【００２７】現像装置２４の現像によって形成されたト
ナー像は、感光体ドラム１９の回転によってトランスフ
ァコロトロン２８に対向する位置まで移動し、ここで記
録用紙（普通紙）に静電的に転写されることになる。

【００２８】ここで、記録用紙の搬送径路について簡単
に説明する。図示しない記録用紙は、このレーザプリン
タ１１の下部に着脱自在に配置されたカセットトレイ３
１に積層されるようになっている。カセットトレイ３１
の最上層に配置された記録用紙は、半月状の形状をした
半月ロール３２によってトレイ外に送り出される。半月
ロール３２の代わりにリタード・ロール等の他の手段が
用いられることもある。

【００２９】送り出された記録用紙は破線で示した径路
を搬送ロール３３によって進行し、レジスト・ロール３
４の先端に到達した時点でその進行を一旦停止させる。この後、感光体ドラム１９の回転位置と同期をとって図
示しない電磁クラッチがレジスト・ロール３４の回転を
開始させ、記録用紙が一定した速度でかつ安定して搬送
を開始される。このようにして、記録用紙は所望のタイ
ミングで感光体ドラム１９とトランスファコロトロン２
８の間を通過する。この通過の時点だけ、トランスファ
コロトロン２８は放電を行い、これによって感光体ドラ
ム１９上のトナー像が静電的にトランスファコロトロン
２８方向に吸引され、記録用紙上にトナー像の転写が行
われる。転写の行われた記録用紙は、トランスファコロ
トロン２８の下流側に配置された図示しない除電針によ
ってその背面から除電され、ドラム表面から剥離される
。剥離された記録用紙は、その緊張を解くために所定の
長さの搬送路上を搬送された後、ヒートロール６とプレ
ッシャロール８の対から成る定着装置に運ばれる。定着
装置では記録用紙が所定幅でニップしているヒートロー
ル６とプレッシャロール８の間を通過する。このとき、
記録用紙におけるトナー像の転写された側がヒートロー
ル６側となり、プレッシャロール８は記録用紙をヒート
ロール６に押し付けて効率的な熱伝達を可能にする。ヒ
ートロール６は高温の一定した温度に制御されている。この状態で、記録用紙上のトナー像は用紙面に熱定着さ
れる。

【００３０】定着装置の出口側には定着後の記録用紙の
搬送路を切り換えるための切換弁３８が用意されている
。この切換弁３８の切換作業によって、定着後の記録用
紙はそのまま直進して第１の排出方向３９に排出される
か、装置内をＵ字状に搬送されて第１の排出方向３９と
ほぼ逆方向の第２の排出方向４１にレーザプリンタ１１
の上部から排出される。このように排出方向を２種類選
択することができるようにしたのは、記録面を上にして
排出するか下にして排出するかの選択を可能にするため
である。第２の排出方向４１を選んで記録面を下にして
排出すると、１ページずつ順に印刷したものを排出され
た順序のままステープラで綴じることができる。

【００３１】ところで、記録用紙に転写されなかったト
ナー像は、トランスファコロトロン２８の更に下流側に
配置されたクリーニング装置４３によってドラム表面か
ら除去される。クリーニング装置４３には、ドラム表面
からトナーを削りとるためのブレード４４や、ブレード
４４の下に堆積したトナー粒子を後方の格納場所に退避
させるための回転体４５が配置されている。

【００３２】図４は、このようなレーザプリンタの回路
部分の要部を示すブロックである。このレーザプリンタ
１１には中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す。）を搭載
した制御部５１が配置されている。制御部５１の制御は
、内蔵のリード・オンリ・メモリ（以下、ＲＯＭと記す
。）に書き込まれたプログラムによって行われるように
なっている。制御部５１には、各種の回路部品が接続さ
れている。すなわち、記録用紙の搬送状態をチェックし
たりするためのセンサ類５２や、図示しない操作パネル
上に配置された表示部５３や、駆動制御を行うための各
種クラッチ類５４および駆動部５５が接続されている。また、前記したチャージコロトロン２２等に高電圧を供
給するための高圧電源５６や、図示しないプリント基板
等に低電圧を供給するための低圧電源部５７や、前記し
たヒートロール６の電力制御を行う定着装置５８も、こ
の制御部５１に接続されている。高圧電源５６、低圧電
源部５７および定着装置５８は、交流入力端子６１を介
して交流電源に接続されるようになっている。

【００３３】図５は、定着装置５８の機械的な構成を表
わしたものである。この定着装置５８は、ヒータ６２を
有し、このヒータ６２は、一対のランプサポート６３、
６３によって支持板６４、６４に固定されている。支持
板６４は軸受６５を介してヒートロール６のカラー６６
を支持するようになっている。ヒートロール６は金属製
の筒に耐熱性の樹脂をコーティングしたもので、一端に
固定したギア６７に図示しないギアを歯合させることに
よって動力を受け、所定速度で回転するようになってい
る。ヒートロール６の表面には、ヒューズ６８が軽く接
触しその表面温度を監視するようになっている。コネク
タ６９に接続される交流電源の一端はそのままヒータ６
２の一端（図で左端）に接続され、交流電源の他端はヒ
ューズ６８を介してこのヒータ６２の他端（図で右端）
に接続されるようになっている。ヒューズ６８は、ヒー
トロール６が何らかの原因によって異常に加熱したとき
、ヒータ６２への通電を停止させるために用いられる。

【００３４】ヒートロール６には、プレッシャロール８
が加圧状態で接触しており所定幅のニップ領域を形成し
ている。このニップ領域を記録用紙（図示せず）が通過
することによって、この用紙にトナー像が熱的に定着さ
れることになる。

【００３５】次に、本実施例におけるヒータ制御装置に
ついて説明する。図１はヒータ制御装置の構成を示すブ
ロック図である。ヒータ６２は、電源スイッチ７１、７
１を介して交流電源７２に接続されるようになっている
。電源スイッチ７１とヒータ６２の一端との間には、例
えばソリッドステートリレーを用いたスイッチ７３とヒ
ューズ６８とが直列に介装されている。スイッチ７３は
制御部５１によってオン、オフが制御されるようになっ
ている。また、ヒータ６２を内蔵するヒートロール６の
表面には、温度検出器７４が軽く接触しその表面温度を
検出するようになっている。この温度検出器７４の検出
結果は制御部５１に入力されるようになっている。

【００３６】また、電源スイッチ７１、７１と低圧電源
部５７の間には、電源スイッチ７１側から順に、整流部
７５、電源平滑部７６および電圧検出部７７が設けられ
ている。そして、交流電源７２から供給される交流は整
流部７５で整流され、電源平滑部７６で平滑化され、電
圧検出部７７を経て低圧電源部５７に入力される。この
低圧電源部５７から発生される低電圧の直流電圧は、制
御部５１等に供給される。電圧検出部７７は入力電圧の
値を検出し、検出結果は制御部５１に入力されるように
なっている。

【００３７】図２は、図１の制御部５１を詳しく示すブ
ロック図である。この制御部５１は、互いにバス８４に
よって接続された中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す。）８１、リード・オンリ・メモリ（以下、ＲＯＭと記す
。）８２およびランダム・アクセス・メモリ（以下、Ｒ
ＡＭと記す。）８３を備えている。バス８４には、それ
ぞれ、インターフェース８５、８６、８７を介してスイ
ッチ７３、温度検出器７４および電圧検出部８７が接続
されている。なお、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８
３、インターフェース８５、８６、８７を含む制御部５
１は、例えば１チップのマイクロコンピュータによって
構成されている。なお、図２には示していないが、この
制御部５１には、他にも図３に示すようなセンサ類５２
等が接続されている。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２に書き
込まれたプログラムに従って、スイッチ７３の制御の他
、レーザプリンタ全体の動作を制御するようになってい
る。ＲＡＭ８３には、この制御に必要な一時的なデータ
が記憶されるようになっている。

【００３８】次に、図６ないし図９を用いて、本実施例
のヒータ制御装置の動作について説明する。

【００３９】図６はヒータ制御装置の主な動作を示すフ
ローチャートである。この図に示すように、ステップ（
以下、Ｓと記す。）１０１で電源スイッチ７１をオンに
すると、交流電源７２からの交流が、整流部７５、電源
平滑部７６を経て直流として電圧検出部７７に入力され
る。この電圧検出部７７は、Ｓ１０２で、この入力電圧
を検出することによって交流電源の電圧値を検出する。この検出結果は、制御部５１に入力される。この制御部
５１はＳ１０３で、電圧検出部７７の検出電圧を所定の
基準電圧、例えば１５０ボルト（Ｖ）と比較することに
よって、交流電源が１００ボルト系か否か、すなわち１
００ボルト系か２００ボルト系かを判断する。ここで、
１００ボルト系とは、例えば１００〜１２５ボルトのよ
うな１００ボルト近傍の交流電源をいい、２００ボルト
系とは、例えば２００〜２５０ボルトのような２００ボ
ルト近傍の交流電源をいう。そして、１００ボルト系の
場合（Ｓ１０３でＹＥＳの場合）にはＳ１０４で１００
ボルト系制御ルーチンを実行し、２００ボルト系の場合
（Ｓ１０３でＮＯの場合）にはＳ１０５で２００ボルト
系制御ルーチンを実行する。

【００４０】図７は、図６における１００ボルト系制御
ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンで
は、まずＳ１１１で、制御部５１が温度検出器７４の検
出温度を入力し、Ｓ１１２で、この検出温度が設定温度
より低いか否かを判断する。なお、設定温度とは、ヒー
トロール６の表面温度として最適な温度として設定した
温度である。検出温度が設定温度より低い場合（Ｓ１１
２でＹＥＳの場合）にはＳ１１３でスイッチ７３をオン
してＳ１１１へ戻り、検出温度が設定温度以上の場合（
Ｓ１１２でＮＯの場合）にはＳ１１４でスイッチ７３を
オフしてＳ１１１へ戻る。以上の動作を繰り返すことに
より、ヒートロール６の表面温度が設定温度と等しくな
るように、ヒータ６２に対する交流電圧の印加が制御さ
れる。

【００４１】図８は、図６における２００ボルト系制御
ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンで
は、１００ボルト系制御ルーチンと同様に、まずＳ１２
１で、制御部５１が温度検出器７４の検出温度を入力し
、Ｓ１２２で、この検出温度が設定温度より低いか否か
を判断する。検出温度が設定温度より低い場合（Ｓ１２
２でＹＥＳの場合）にはＳ１２３で、所定の周期および
デューティサイクル（以下、単にデューティと記す。）
でスイッチ７３をオン、オフする動作を開始して、Ｓ１
１１へ戻る。なお、所定の周期は例えば５００ミリ秒程
度であり、デューティは例えば５０％である。一方、検出温度が設定温度以上の場合（Ｓ１２２でＮＯ
の場合）にはＳ１２４でスイッチ７３をオフしてＳ１２
１へ戻る。以上の動作を繰り返すことにより、ヒートロ
ール６の表面温度が設定温度と等しくなるように、ヒー
タ６２に対する交流電圧の印加が制御される。

【００４２】図９（ａ）は１００ボルト系制御ルーチン
におけるヒータ６２に対する印加電圧波形を示し、図９
（ｂ）は２００ボルト系制御ルーチンにおけるヒータ６
２に対する印加電圧波形を示す。この図からも分かるよ
うに、交流電源が２００ボルト系の場合には、１００ボ
ルト系の場合に比べて、単位時間当たりのヒータ６２に
対する交流電圧の印加時間が例えば５０％に短かくなる
。従って、本実施例によれば、交流電源が１００ボルト
系の場合でも２００ボルト系の場合でも、ヒータ６２の
単位時間当たりの消費電力を略等しくすることができ、
ヒータの交換等を行うことなしに、レーザプリンタを世
界各国で使用することが可能となる。

【００４３】さらに、本実施例によれば、ヒータ６２は
１本で良く、また、パワーリレー、トランス、ヒータコ
ネクタ等の装置のコストアップや大型化をまねく部品が
不要となる。

【００４４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図１０および図１１は本発明の第２実施例に係り、
図１０は本実施例における１００ボルト系制御ルーチン
を示すフローチャート、図１１は本実施例におけるヒー
タに対する印加電圧波形を示す波形図である。

【００４５】本実施例では、構成は第１実施例と同様で
あるが、１００ボルト系制御ルーチンおよび２００ボル
ト系制御ルーチンの動作が第１実施例と異なっている。図１０に示すように、本実施例における１００ボルト系
制御ルーチンでは、まずＳ１３１で、制御部５１が温度
検出器７４の検出温度を入力し、Ｓ１３２で、設定温度
と検出温度の差を偏差として求める。次に、Ｓ１３３で
、偏差に応じて、所定の周期Ｔ中のオン時間とオフ時間
を求める。次に、Ｓ１３４で、スイッチ７３をオンし、
Ｓ１３５で、Ｓ１３３で求めたオン時間が経過したか否
かの判断を繰り返し、経過したらＳ１３６でスイッチ７
３をオフする。次に，Ｓ１３７で、Ｓ１３３で求めたオ
フ時間が経過したか否かの判断を繰り返し、経過したら
Ｓ１３１へ戻り、以上の動作を繰り返す。なお、偏差と
オン時間、オフ時間の関係は、偏差が大きい程オン時間
を長くし、オフ時間は周期Ｔからオン時間を引いた時間
とする。また、周期Ｔは例えば３０秒程度とする。

【００４６】一方、２００ボルト系制御ルーチンの動作
は、図１０におけるＳ１３４が、図８のＳ１２３と同様
に所定の周期およびデューティでスイッチ７３をオン、
オフする動作を開始するステップに代わること以外は、
図１０と同じである。

【００４７】本実施例の１００ボルト系制御ルーチンに
おけるヒータ６２に対する印加電圧波形を図１１（ａ）
に示し、２００ボルト系制御ルーチンにおけるヒータ６
２に対する印加電圧波形を図１１（ｂ）に示す。この図
から分かるように、１００ボルト系、２００ボルト系い
ずれの場合も、設定温度と検出温度の偏差に応じたオン
時間の印加可能期間を設定し、１００ボルト系の場合は
この印加可能期間中連続的にヒータ６２に交流電圧を印
加するのに対し、２００ボルト系の場合はこの印加可能
期間中、所定の周期およびデューティで断続的にヒータ
６２に交流電圧を印加する。

【００４８】このように、本実施例では、設定温度と検
出温度の偏差に応じて単位時間当たりのヒータ６２に対
する交流電圧の印加時間が変えられる。これにより、ヒ
ートロール６の温度の温度変動を少なくすることができ
る。特に、ウォームアップ時には、ヒートロール６の表
面温度が設定温度に近づく程、温度変化が滑らかになり
、オーバシュートを防止することができる。

【００４９】なお、本実施例では、偏差に応じて所定の
周期Ｔ中のオン時間とオフ時間を設定するようにしたが
、オフ時間を一定とし、偏差に応じてオン時間のみを可
変としても良い。また、２００ボルト系の場合には、印
加可能期間中に所定の周期およびデューティで断続的に
ヒータ６２に交流電圧を印加する代わりに、１００ボル
ト系の場合の印加可能期間の例えば１／２の期間だけ連
続的にヒータ６２に交流電圧を印加するようにしても良
い。

【００５０】本実施例のその他の構成、作用および効果
は第１実施例と同様である。

【００５１】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図１２ないし図１５は本発明の第３実施例に係る。

【００５２】図１２は本実施例のヒータ制御装置の構成
を示すブロック図である。本実施例のヒータ制御装置は
、第１実施例において新たに、ヒートロール６の近傍に
温度検出器９０を設けたものである。この温度検出器９
０は、ヒートロール６の周囲の温度を検出し、その検出
結果は制御部５１に入力されるようになっている。

【００５３】図１３は、図１２の制御部５１を詳しく示
すブロック図である。本実施例における制御部５１は、
前述の温度検出器９０をバス８４に接続するためのイン
ターフェース９１を備えている他は、第１実施例と同様
である。

【００５４】図１４は、本実施例における１００ボルト
系制御ルーチンを示すフローチャートである。この図に
示すように、本実施例における１００ボルト系制御ルー
チンでは、まずＳ１４１で、制御部５１が温度検出器７
４で検出したヒートロール６の表面温度を入力し、Ｓ１
４２で、この表面温度が設定温度（Ｌ）より低いか否か
を判断する。なお、設定温度（Ｌ）は、ヒートロール６
の表面温度として最適な温度よりも若干低い温度に設定
する。表面温度が設定温度（Ｌ）より低い場合（Ｓ１４
２でＹＥＳの場合）にはＳ１４３でスイッチ７３をオン
してＳ１４１へ戻り、表面温度が設定温度（Ｌ）以上の
場合（Ｓ１４２でＮＯの場合）にはＳ１４４で、表面温
度が設定温度（Ｈ）以上か否かを判断する。なお、設定
温度（Ｈ）は、ヒートロール６の表面温度として最適な
温度よりも若干高い温度に設定する。表面温度が設定温
度（Ｈ）以上の場合（Ｓ１４４でＹＥＳの場合）にはＳ
１４５でスイッチ７３をオフしてＳ１４１へ戻り、表面
温度が設定温度（Ｈ）より低い場合（Ｓ１４４でＮＯの
場合）にはＳ１４６で、温度検出器９０で検出したヒー
トロール６の周囲温度を入力する。そして、Ｓ１４７で
、この周囲温度、レーザプリンタがプリント中か待機中
か、および１００ボルト系か２００ボルト系かによって
決まるデューティを決定する。次に、Ｓ１４８で、所定
の周期、およびＳ１４７で決定したデューティでスイッ
チ７３をオン、オフする動作を開始し、Ｓ１４１へ戻る
。なお、この動作における所定の周期は、第２実施例に
おける周期Ｔよりも短く、例えば５００ミリ秒程度とす
る。

【００５５】なお、Ｓ１４７で決定するデューティは、
周囲温度が低い程大きくなるようにする。また、プリン
ト中は、通過する用紙によってヒートロール６の熱が奪
われるので、待機中に比べてデューティを大きく、例え
ば３倍にする。また、プリント中か待機中かは、プログ
ラムに従ってレーザプリンタの動作を制御するＣＰＵ８
１が認識している。

【００５６】このような動作によれば、図１５（ａ）に
示すように、ウォームアップ時には、ヒートロール６の
表面温度が設定温度（Ｌ）に達するまではヒータ６２に
交流電圧が連続的に印加され、ヒートロール６の表面温
度が設定温度（Ｌ）に達したら、ヒートロール６の周囲
温度、プリント中か待機中か、および１００ボルト系か
２００ボルト系かによって決まるデューティでヒータ６
２に交流電圧が断続的に印加され、ヒートロール６の表
面温度が最適な設定温度の近傍に保持される。この表面
温度が最適な設定温度からある程度外れ、設定温度（Ｌ
）より低くなると再びヒータ６２に交流電圧が連続的に
印加され、設定温度（Ｈ）以上になるとヒータ６２に対
する交流電圧の印加が停止され、ヒートロール６の表面
温度が設定温度近傍に戻るように動作する。

【００５７】一方、２００ボルト系制御ルーチンの動作
は、図１４におけるＳ１４４が、図８のＳ１２３と同様
に所定の周期およびデューティでスイッチ７３をオン、
オフする動作を開始するステップに代わること以外は、
図１４と同じである。この２００ボルト系における動作
は、図１５（ｂ）に示すようになる。なお、Ｓ１４７で
決定するデューティは、２００ボルト系の場合には１０
０ボルト系の場合よりも小さく、例えば１００ボルト系
の場合の１／２に設定する。

【００５８】ここで、図１６を用いて、本発明の第１な
いし第３実施例の動作を比較する。図１６は、本発明の
第１ないし第３実施例における時間とヒートロール６の
表面温度との関係を示す特性図である。この図において
、一点鎖線が第１実施例の動作を示し、二点鎖線が第２
実施例の動作を示し、実線が第３実施例の動作を示して
いる。

【００５９】この図に示すように、１００ボルト系の場
合を例にとると、第１実施例では、ヒートロール６の表
面温度が設定温度に達するまではヒータ６２に交流電圧
が連続的に印加され、設定温度に達した後は設定温度を
境にヒータ６２に対する交流電圧の印加が断続されるの
で、ウォームアップ時にはオーバシュートが発生し易く
、ヒートロール６の表面温度が安定するまでに時間がか
かる。これに対し、第２実施例では、設定温度とヒート
ロール６の表面温度の偏差に応じて単位時間当たりのヒ
ータ６２に対する交流電圧の印加時間が変えられるので
、ウォームアップ時には、ヒートロール６の表面温度が
設定温度に近づく程、温度変化が滑らかになり、オーバ
シュートを防止することができ、また、ヒートロール６
の温度の温度変動を少なくすることができる。しかしな
がら、ヒートロール６の表面温度が設定温度に達するま
での時間は、第１実施例の場合よりも長くなる。これに
対し、第３実施例では、ヒートロール６の表面温度が設
定温度（Ｌ）に達するまではヒータ６２に交流電圧が連
続的に印加され、ヒートロール６の表面温度が設定温度
（Ｌ）に達したら、ヒートロール６の周囲温度、プリン
ト中か待機中か、および１００ボルト系か２００ボルト
系かによって決まるデューティでヒータ６２に交流電圧
が断続的に印加されるので、ヒートロール６の表面温度
が設定温度近傍に達するまでの時間を第１実施例と同程
度に短くすることができると共に、その後は、第２実施
例と同様にヒートロール６の温度の温度変動を少なくす
ることができる。しかも、第２実施例に比べてヒータ６
２に対する交流電圧の印加のデューティを変える周期が
短いので、第２実施例よりも温度変動を小さくすること
ができる。

【００６０】また、第３実施例では、ヒートロール６の
表面温度が設定温度近傍に達した後は、表面温度ではな
くヒートロール６の周囲の温度に基づいてヒータ６２に
対する交流電圧の印加のデューティを決定するようにし
ている。ヒートロール６の表面温度はプリント中か待機
中か等によって一時的な変動があるので、これに基づい
て頻繁にデューティを変えると制御が不安定になる可能
性がある。これに対し、第３実施例では一時的な変動の
小さいヒートロール６の周囲の温度に基づいてデューテ
ィを変えるので安定した制御が可能となる。なお、第２
実施例では、ヒートロール６の表面温度に基づいてデュ
ーティを変えるようにしているが、周期Ｔが３０秒程度
と比較的長いので、ヒートロール６の表面温度の一時的
な変動の影響は少ない。

【００６１】なお、２００ボルト系の場合における第１
ないし第３実施例の動作も、図１６と同様になる。

【００６２】第３実施例のその他の構成、作用および効
果は第１実施例と同様である。

【００６３】なお、本発明は上記各実施例に限定されず
、例えば、電圧検出部７７を設けずに、１００ボルト系
か２００ボルト系かで切り換える手動の切換スイッチを
設け、この切換スイッチの情報に基づいて制御部５１で
単位時間当たりのヒータ６２に対する交流電圧の印加時
間を変えても良い。また、各実施例では検出温度等に基
づくスイッチ７３の制御をソフトウェアによって実行し
ているが、ハードウェアによって実行しても良いことは
言うまでもない。

【００６４】また、本発明は、レーザプリンタに限らず
、複写機、ファクシミリ装置等のあらゆる画像の形成を
行う画像形成装置に適用することができる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、ヒータに印加される交流電圧の値に応じてス
イッチを制御して単位時間当たりのヒータに対する交流
電圧の印加時間を変えるようにしたので、簡単な構成で
、商用電源の電圧が異なっても１本のヒータを共通に使
用できるという効果がある。

【００６６】また、請求項２記載の発明によれば、ヒー
タの近傍に設けられた温度検出器で検出した温度に応じ
てスイッチを制御して単位時間当たりのヒータに対する
交流電圧の印加時間を変えるようにしたので、簡単な構
成で、ヒータの温度変化を少なくすることができるとい
う効果がある。

【００６７】また、請求項３ないし５記載の発明によれ
ば、ヒータに印加される交流電圧の値と、ヒータの近傍
に設けられた温度検出器で検出した温度とに応じて、ス
イッチを制御して単位時間当たりのヒータに対する交流
電圧の印加時間を変えるようにしたので、簡単な構成で
、交流電圧の値が異なっても消費電力を略等しくするこ
とができると共に、ヒータの温度変化を少なくすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の第１実施例のヒータ制御装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】　　図１の制御部を詳しく示すブロック図であ
る。

【図３】　　第１実施例におけるレーザプリンタの概略
構成を示す説明図である。

【図４】　　図３のレーザプリンタの回路部分の要部を
示すブロックである。

【図５】　　図３のレーザプリンタにおける定着装置の
構成を示す説明図である。

【図６】　　第１実施例のヒータ制御装置の主な動作を
示すフローチャートである。

【図７】　　図６における１００ボルト系制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図８】　　図６における２００ボルト系制御ルーチン
を示すフローチャートである。

【図９】　　第１実施例におけるヒータに対する印加電
圧波形を示す波形図である。

【図１０】　　本発明の第２実施例における１００ボル
ト系制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】　　第２実施例におけるヒータに対する印加
電圧波形を示す波形図である。

【図１２】　　本発明の第３実施例のヒータ制御装置の
構成を示すブロック図である。

【図１３】　　図１２の制御部を詳しく示すブロック図
である。

【図１４】　　第３実施例における１００ボルト系制御
ルーチンを示すフローチャートである。

【図１５】　　第３実施例におけるヒータに対する印加
電圧波形を示す波形図である。

【図１６】　　第１ないし第３実施例における時間とヒ
ートロールの表面温度との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

６…ヒートロール、５１…制御部、６２…ヒータ、７２
…交流電源、７３…スイッチ、７４…温度検出器、７７
…電圧検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　画像形成装置に用いられるヒータに対
する交流電圧の印加を断続するスイッチと、前記ヒータ
に印加される交流電圧の値に応じて、前記スイッチを制
御して、単位時間当たりのヒータに対する交流電圧の印
加時間を変えるスイッチ制御手段とを具備することを特
徴とする画像形成装置用ヒータ制御装置。
【請求項２】　　画像形成装置に用いられるヒータに対
する交流電圧の印加を断続するスイッチと、前記ヒータ
の近傍に設けられた温度検出器と、この温度検出器で検
出した温度に応じて、前記スイッチを制御して、単位時
間当たりのヒータに対する交流電圧の印加時間を変える
スイッチ制御手段とを具備することを特徴とする画像形
成装置用ヒータ制御装置。
【請求項３】　　画像形成装置に用いられるヒータに対
する交流電圧の印加を断続するスイッチと、前記ヒータ
の近傍に設けられた温度検出器と、前記ヒータに印加さ
れる交流電圧の値および前記温度検出器で検出した温度
に応じて、前記スイッチを制御して、単位時間当たりの
ヒータに対する交流電圧の印加時間を変えるスイッチ制
御手段とを具備することを特徴とする画像形成装置用ヒ
ータ制御装置。
【請求項４】　　前記スイッチ制御手段は、前記温度検
出器で検出した温度に応じた時間の印加可能期間を設定
し、交流電圧の値に応じて前記印加可能期間中における
ヒータに対する交流電圧の印加時間を変えることを特徴
とする請求項４記載の画像形成装置用ヒータ制御装置。
【請求項５】　　画像形成装置に用いられるヒータに対
する交流電圧の印加を断続するスイッチと、前記ヒータ
の表面温度を検出する第１の温度検出器と、前記ヒータ
の周囲の温度を検出する第２の温度検出器と、前記第１
の温度検出器による検出温度が所定の温度に達するまで
は、ヒータに印加される交流電圧の値に応じてスイッチ
を制御して単位時間当たりのヒータに対する交流電圧の
印加時間を変え、前記第１の温度検出器による検出温度
が所定の温度に達した後は、ヒータに印加される交流電
圧の値および前記第２の温度検出器による検出温度に応
じてスイッチを制御して単位時間当たりのヒータに対す
る交流電圧の印加時間を変えるスイッチ制御手段とを具
備することを特徴とする画像形成装置用ヒータ制御装置
。