Warning: copy(.htaccess): failed to open stream: Permission denied in /home/jp321/public_html/header.php on line 8
画像形成装置のヒータ制御方式及びヒータユニット - キヤノン株式会社
米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> キヤノン株式会社

発明の名称 画像形成装置のヒータ制御方式及びヒータユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143288
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−313463
出願日 平成9年(1997)11月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】丹羽 宏之 (外1名)
発明者 大木 尚之
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有することを特徴とするヒータ制御方式。
【請求項2】 画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有し、そのうち少なくとも一つのヒステリシス温度範囲が他の少なくとも1つのヒステリシス温度範囲を完全に含むように設定されたことを特徴とするヒータ制御方式。
【請求項3】 画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有し、そのうち特定のヒステリシス温度範囲を用いて特定のヒータの点滅を決定し、他のヒステリシス温度範囲でヒータの点滅パターンを決定することを特徴とするヒータ制御方式。
【請求項4】 ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、少なくとも2種類の温調ヒステリシスを用いて、前記複数のヒータのうち少なくとも2つを独立に点灯制御することを特徴とするヒータユニット。
【請求項5】 ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、複数の温調ヒステリシスのうち少なくとも一つが他の一つを含むように設定された複数の温調とヒステリシスを用いて、複数のハロゲンヒータのうち少なくとも2つを独立に点灯制御することを特徴とするヒータユニット。
【請求項6】 ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、少なくとも2種類の温調ヒステリシスを用いて、前記複数のヒータのうち特定のハロゲンヒータを対応する特定の温調ヒステリシスに基づいて点灯制御し、前記ハロゲンヒータの点灯パターンをその他の温調ヒステリシスを用いて決定することを特徴とするヒータユニット。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の定着ユニットのヒータ制御に、また特に、独立に点灯制御可能に構成された複数のヒータの制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の例えば電子写真式画像形成装置の定着ユニットにおいて、ハロゲンヒータを2本備えたものがあったが、そのうちの1本は、温度立ち上げ時のみ補助的に点灯され、所定温度に到達するまでの待機時間を短くすることを目的とするものであった。
【0003】また、配向の異なるハロゲンヒータを組み合わせ、適当に点灯を制御することで、加熱部材の熱分布を制御しようとするものがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上のような従来の構成では、像形成動作中に必要な最大の発熱量を確保できるようなヒータを、例えば待機時等のように、比較的発熱量の少なくても良い状態においても使用しなければならなかった。
【0005】本発明は、以上のような局面に鑑みてなされたもので、大きな発熱量を必要とする定着ユニットにおいて、温調時のヒータのオン・オフによAC電波波形の歪みを軽減すると共に、画像形成装置の動作モードに応じて最適な発熱量を供給するする手段の提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本発明においては、下記の各項(1)〜(6)のいずれかに示すヒータ制御方式もしくはヒータユニットの提供により前記目的を達成しようとするものである。
【0007】(1)画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有することを特徴とするヒータ制御方式。
【0008】(2)画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有し、そのうち少なくとも一つのヒステリシス温度範囲が他の少なくとも1つのヒステリシス温度範囲を完全に含むように設定されたことを特徴とするヒータ制御方式。
【0009】(3)画像形成装置の熱定着ユニットのヒータ制御方式であって、複数の独立に点滅制御可能なヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材の温度を検出するセンサとを備え、前記加熱部材の温調目標温度を含むように設定された少なくとも2種類のヒステリシス温度範囲を有し、そのうち特定のヒステリシス温度範囲を用いて特定のヒータの点滅を決定し、他のヒステリシス温度範囲でヒータの点滅パターンを決定することを特徴とするヒータ制御方式。
【0010】(4)ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、少なくとも2種類の温調ヒステリシスを用いて、前記複数のヒータのうち少なくとも2つを独立に点灯制御することを特徴とするヒータユニット。
【0011】(5)ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、複数の温調ヒステリシスのうち少なくとも一つが他の一つを含むように設定された複数の温調とヒステリシスを用いて、複数のハロゲンヒータのうち少なくとも2つを独立に点灯制御することを特徴とするヒータユニット。
【0012】(6)ヒータにハロゲンヒータを用い、加熱部材にヒートローラを用いたもので、前記ヒートローラ内に少なくとも2本のハロゲンヒータを配置し、少なくとも2種類の温調ヒステリシスを用いて、前記複数のヒータのうち特定のハロゲンヒータを対応する特定の温調ヒステリシスに基づいて点灯制御し、前記ハロゲンヒータの点灯パターンをその他の温調ヒステリシスを用いて決定することを特徴とするヒータユニット。
【0013】
【作用】以上のような本発明構成により、それぞれ次のような作用,効果が得られる。
【0014】すなわち、複数のヒータの合計で温調に必要な最大の発熱量を確保するように構成し、複数の温調ヒステリシス温度を設けることで、同時に点滅する前記ヒータの数を制限するよう制御したことにより、AC電源波形の歪みを軽減することが可能となった。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、代表的な一実施例に基づいて、それぞれ図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
【実施例】(構成)図に、本発明に係る電子写真複写装置の一実施例の概略構成図を示す。
【0017】101は感光ドラム、102は一次帯電器、103は、不図示の原稿露光部より導かれる画像露光の入射位置を示す。104はブランク露光ランプ、105は現像器、106は給紙ローラ、107はコピー用紙束、108,120,121は、各紙検知センサ、109はレジストローラ、110は転写帯電器、111は分離帯電器、112はクリーナ、113は前露光ランプ、114は搬送部、115は加熱ローラ、116,117は各ハロゲンヒータ、118は加圧ローラ、119は排紙ローラである。
【0018】〈動作〉以下に各部の動作を説明する。
【0019】感光ドラム101は、図1の矢印時計方向に定められた回転速度で回転制御され、その表面は一次帯電器102のコロナ放電によって一様な電位に帯電される。画像露光位置103において、一様に帯電された感光ドラム101表面には、原稿露光部で走査露光される原稿像が投影され、原稿の静電潜像が形成される。感光体ドラム101の軸方向に分割点灯可能に構成されたブランク露光104の点灯タイミングを制御することにより、形成された静電潜像の不要部分の電位を消去した後、現像器105でドラム表面の潜像に静電的にトナーを付着させ、トナー像として可視像化される。
【0020】一方、コピー用紙束107は、給紙ローラ106で一枚ずつ分離され、レジストローラ109へと搬送される。途中、紙検知センサ108で用紙の先端を検出し、一定時間後に給紙ローラ106の駆動を停止することで、紙先端をレジストローラ109に突き当てて、用紙に適量のループを形成させ、用紙の斜行を修正する。
【0021】感光ドラム102表面上に原稿像の先端が転写帯電器110の位置に到達タイミングに合わせて、給紙ローラ106を再度駆動すると同時に、レジストローラ109を駆動することで、用紙を転写位置へ向かって搬送し、感光ドラム102表面の原稿像の先端と、用紙の先端が転写帯電器110の転写位置で合致するように、給紙ローラ106とレジストローラ109が駆動制御される。
【0022】転写位置では、転写帯電器110のコロナ放電により感光体表面上のトナーを用紙上に転写する。
【0023】分離帯電器111のコロナ放電で感光体表面から用紙を静電分離し、用紙は搬送部114で搬送される。クリーナ112は、用紙に転写されずに感光体ドラム102表面に残ったトナーを回収する。前露光113は、感光ドラム102表面の電位は一様に消去する。
【0024】搬送部114で搬送される用紙は、各ハロゲンヒータ116,117の点灯制御により温調されながら回転している加熱ローラ115と加圧ローラ118との間へと導かれ、ここを通過することで用紙へのトナーの加熱定着がなされ、排紙ローラ1119により機外へ排出される。
【0025】(ヒータ制御回路)図2に、本実施例の電子写真式複写装置のヒータ制御関係に関わる電気系統概略を示すブロック図を示す。
【0026】201は電源プラグ、202は電流ヒューズ、203は電源スイッチ、204はDC電源、205は制御回路基板、206はノイズフィルタ、207,208はそれぞれソリッドステートリレー(SSR)、209はサーミスタである。116,117は図1の各ハロゲンヒータである。なお、SSRは、トライアックとその駆動素子を含んでいる。
【0027】電源プラグ201より供給される商用AC電源は、電流ヒューズ202、電源スイッチ203を介してDC電源204に供給される。DC電源204は、負荷系駆動用の24VDCと制御ロジック系用5VDCとの2系統のDC電圧出力を発生し、制御回路基板205に供給している。
【0028】制御回路基板205には、加熱ローラ115(図1)の表面温度を検出するため、ローラ表面に当接するような配置されたサーミスタ209が接続され、また、各ハロゲンヒータ116,117を点灯制御するためのSSR207,208も接続されている。一方、商用AC電源はノイズフィルタ206を介して各ハロゲンヒータ116,117にも供給され、SSR207,208がシリーズに挿入されている。
【0029】よって、制御回路基板205は、サーミスタ209の抵抗値変化に基づいて加熱ローラ115(図1)の表面温度を検出し、適当に各SSR207,208により、各ハロゲンヒータ116,117を点灯制御することで、加熱ローラ115表面の温度が予め定められた目標温度を保つような温調制御を行うことが可能に構成されている。
【0030】図3は、図2の制御回路基板205の内部構成のうち、ヒータ制御に関わる部分を示した回路図である。
【0031】301はマイクロコンピュータ、302はクロック発振子、303,304,305,306はそれぞれコネクタ、307,308,310,311,312,314,315は各固定抵抗器、309,313は各トランジスタである。
【0032】マイクロコンピュータ301は、内部にプログラムを有するいわゆるワンチップのマイコンで、クロック発振子302により動作クロックが定められ、A/D入力端子及び出力ポートをも有するものである。VCC,VSSはマイクロコンピュータ301の各動作電源端子で、5VDCが与えられている。
【0033】AVCC,AVSSは、それぞれマイクロコンピュータ301に内蔵されたA/Dコンバータ機能の入力端子で、コネクタ304に接続されているサーミスタ209(図2)の抵抗値を固定抵抗器307とで分圧されて入力されているので、マイクロコンピュータ301内部で変換されたデジタルデータから、加熱ローラ115(図1)の表面温度を知ることが可能な構成となっている。
【0034】PO1,PO2は、それぞれマイクロコンピュータ301の各出力ポートで、それぞれSSR207,208を制御するための信号を出力するようになっている。それぞれのポートにハイレベルを出力すると各抵抗器310,311,314,315により、各トランジスタ309,313のベースにベース電流が供給され、各トランジスタ309,313がオン状態になり、各コネクタ305,306を介して各SSR207,208をオン状態にし、各ハロゲンヒータ116,117を点灯させる。
【0035】マイコン301の各出力ポートPO1,PO2にローレベルの信号を出力すると、逆に各トランジスタ309,313がオフ状態になり、各SSR207,208もオフ状態、各ハロゲンヒータ116,117は消灯状態になる。
【0036】このように各出力ポートPO1,PO2の出力レベルによって、各ハロゲンヒータ116,117をそれぞれ独立に点灯、消灯させることができる構成となっている。よって、マイクロコンピュータ301に内蔵するプログラムを適当に作成することで、加熱ローラ115(図1)の表面温度に応じて各ハロゲンヒータ116,117を点灯、消灯させて温度制御を行うことが可能な構成となっている。
【0037】(温調機能プログラムの動作)図4に、本実施例のマイクロコンピュータ301に内蔵されるプログラムのうち温調機能を実現するモジュールの動作シーケンスフローチャートを示す。
【0038】以下、このフローチャート中の各記号について説明する。
【0039】Ttは温調の目標温度であり、Tはサーミスタ209(図2)で検出した加熱ローラ115(図1)の表面温度である。αは、温調動作のためのヒステリシス温度設定値で、βは、ヒータ点灯モード切替えに関するヒステリシス温度設定値である。ただし、αとβとは等しいか、βの方が大きいものとする。
【0040】“mode”は、図2の2本のヒータ116,117の点灯モードを示し、0001は、一方のヒータは常に消灯しており他方が点滅するモードを意味し、0111は、一方のヒータは常に点灯しており他方が点滅するモードを意味している。
【0041】“on”は、前述の2種類の点灯モードそれぞれで点滅している方のヒータを点灯させることを意味し、“off”は、点滅している方のヒータを消灯させることを意味している。
【0042】次に図4のフローチャートの流れを説明する。この温調機能モジュールは、常に一定間隔、例えば100m毎に繰り返し処理されるように、全体のプログラムの中で設定されており、繰り返しステップS1から実行が開始される。ただし、実行間隔に対してステップS1からステップS6までの処理は十分短い時間で終了するので、モジュール実行中の再度処理が開始されることはない。ステップS1から処理が開始されると、ステップS2において、加熱ローラ115(図1)の表面温度Tと温調目標温度Ttとを比較し、Tt+β<TであればステップS7で点灯モードを0001とし、そうでなければ、ステップS3で、Tt−β>Tか否かを判断し、そうであればステップS8で点灯モードを0111とする。
【0043】このため、検出した温度Tが、目標温度Ttよりヒステリシスβを超えて高ければ、2本ヒータ116,117のうち、一方を常時消灯するモード0001に移行し、目標温度Ttよりヒステリシスβを超えて低ければ、前記2本ヒータのうち一方を常時点灯するモード0111に移行することになる。
【0044】次に、ステップS4において、加熱ローラ115の表面温度Tと温調目標Ttとを比較し、Tt+α<Tであれば、ステップS9において、点灯モードによって常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを消灯させ、そうでなければステップS10において、点灯モードによって常時点灯または消灯に指定されていない側のヒータを点灯させる。
【0045】また、各ステップS9,S10において、点灯モードで常時点灯または消灯として指定されている側のヒータについては、指定通り点灯または消灯する。このため、検出した温度Tが、目標温度Ttよりヒステリシスαを超えて高ければ、前記2本ヒータのうち一方を、常時消灯するモード0001なら2本とも消灯となり、2本ヒータのうち一方を、常時点灯するモード0111なら1本のみの点灯状態となる。
【0046】また目標温度Ttよりヒステリシスαを超えて低ければ、2本ヒータのうち一方を、常時消灯するモード0001なら1本のみ点灯となり、2本ヒータのうち一方を常時点灯するモード0111なら2本とも点灯となる。以上の処理を完了して本モジュールはステップS6で終了となり、設定された時間後、ステップS1から再度実行される。
【0047】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば、複数のヒータの合計で温調に必要な最大の発熱量を確保するように構成し、複数の温調ヒステリシス温度を設けることで、同時に点滅する前記ヒータの数を制限するよう制御したことにより、AC電源波形の歪みを軽減することが可能となった。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013