JP2007017978A - ヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のヒータを、消費電力を増大させることなく目標温度まで効率的に加熱し、かつ維持することができるヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のヒータＨＴ０，ＨＴ１のうち、シーケンスカウンタ１６により通電が指示されたいずれか１つのヒータに対し通電を行い、タイマカウンタ１８が、ヒータに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒータへの通電を終了させるとともに、通電中のヒータの温度が、目標温度に達すると、前記タイマカウンタ１８のカウント途中であっても対応するヒータへの通電を終了させ、ヒータに対する過熱制御の効率化を図った。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着用ヒートローラなどに用いられるヒーティングユニットに対する制御機能を有する画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等、電子写真方式により用紙上に画像形成を行う画像形成装置では、用紙上の未定着トナーを定着させるため、定着用のヒートローラが用いられる。このヒートローラは、ヒータにより所定温度に加熱されており、用紙を挟圧搬送しながら加熱するため、上下一対に構成されている。加熱用のヒータはヒートローラ毎に設けられており、これらヒータは定着作用を生じる温度に制御される。複数のヒータを温度制御する場合、温度検知にはヒータごとにサーミスタが設けられる。

ここで、ヒータは消費電力が大きいので、消費電力を抑えるための発明が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの発明では、それぞれのヒータが、同時に点灯しないように制御していた。すなわち、ヒータへの通電時間Ｔを規定し、順次他のヒータへ通電を切換えるようにして、ピーク電力を抑える制御をしていた。
特開２０００−７００５６号公報 特開２００３−１９５６８０号公報

このように、複数のヒータを同時に点灯させない場合、一つのヒータが点灯中、その他のヒータはオフ状態である。このため、オフ状態のヒータは定着温度を一定に保てない場合もありえる。また、ヒータの片方が目標温度に達していても、それぞれの切り替え周期が固定であるため、すぐに他方のヒータの点灯に移行できないなど、効率が悪かった。

本発明の目的は、複数のヒータを、消費電力を増大させることなく目標温度まで効率的に加熱し、かつ維持することができるヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置を提供することにある。

本発明のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置は、それぞれ通電により発熱する複数のヒーティングユニットと、これらヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度をそれぞれ測定する温度測定器と、複数のシーケンス値を有し、これらシーケンス値には前記複数のヒーティングユニットがそれぞれ個別に割り当てられ、このシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電を指示するべく、複数のシーケンス値を順次択一的に出力するように構成され、この出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電が終了すると次のシーケンス値を出力するシーケンスカウンタと、前記シーケンスカウンタからのシーケンス値の出力により、このシーケンス値に対応するヒーティングユニットへの通電時間のカウントを開始するタイマカウンタと、前記ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較する温度比較装置と、前記シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、前記タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させる通電制御部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置は、ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較すると共に、温度測定器により測定された各ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度を相互に比較する温度比較装置を設け、この温度比較装置により相互に比較された各ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度の高低関係に基いて、前記シーケンスカウンタの各シーケンス値に対するヒーティングユニットの割り当てを決定する。また、シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるように構成してもよい。

また、本発明のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置は、ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較する温度比較装置を設けると共に、シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、前記タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させる通電制御手段を設け、さらに、前記ヒーティングユニットへの通電終了により前記シーケンスカウンタから次に出力されるシーケンス値に対応したヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が前記目標温度に達しているとこのシーケンス値をスキップし、さらに次のシーケンス値を出力させるスキップ手段を設けた構成としてもよい。

本発明では、各ヒーティングユニットに対する通電時間は、ヒーティングユニットの通電に対する温度上昇特性に応じてヒーティングユニット毎に個別に設定されている。

また、本発明では、温度比較装置は、目標温度として上限目標温度と下限目標温度とを有し、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度が下限目標以下のときは目標温度を上限目標温度とし、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度が上限目標温度以上になると目標温度を下限目標温度に切り替える目標温度切換え手段を有する構成でもよい。

さらに、本発明では、ヒーティングユニット割り当て手段は、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度の低いヒーティングユニットを出力タイミングの早いシーケンス値に割り当てる。

本発明によれば、複数のヒータを、消費電力を増大させることなく目標温度まで効率的に加熱し、かつ維持することができる。

以下、本発明のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置の一実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、この発明の第１の実施形態であるヒータ制御機能を有する画像形成装置のヒータ制御部分を示す機能ブロック図である。画像形成装置には、用紙上の未定着トナーを定着させるために、用紙を挟圧搬送しながら加熱する一対のヒートローラが用いられる。このヒートローラにはそれぞれヒータが内蔵される。ここで、ヒータはヒートローラを加熱するのに適した形態であれば、様々な形態の物を用いることが可能であり、誘導加熱におけるヒーティングユニットもヒータに含まれる。図１における複数のヒータＨＴ０，ＨＴ１は、このようなヒートローラの加熱に用いられるヒーティングユニットの代表的なもので、通電により点灯され発熱する。これらヒータＨＴ０，ＨＴ１あるいはこれらヒータによる加熱対象物（図示せず）には、温度検出器としてサーミスタ１１０，１１１が設けられている。以下、説明を簡潔にするために、温度検出器はヒータＨＴ０，ＨＴ１に設けられ、これらヒータの温度を測定するものとする。

１５は温度比較装置で、ヒータＨＴ０，ＨＴ１毎に目標温度ＲＴ０，ＲＴ１が設定され、この目標温度ＲＴ０，ＲＴ１とサーミスタ１１０，１１１により測定されたヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１とを比較する。また、ヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１相互の比較も行う。そして、その結果である温度情報と割り込み信号とを出力する。

１６はシーケンスカウンタで、そのカウント値によりヒータＨＴ０，ＨＴ１をシーケンス制御する。すなわち、このシーケンスカウンタ１６には、複数のヒータＨＴ０，ＨＴ１と同数のシーケンス値「０」「１」が設定され、カウント動作により、これら複数のシーケンス値「０」「１」が順次択一的に繰り返し出力される。

このシーケンス値「０」「１」には、ヒータ割り当て手段１７により、ヒータＨＴ０，ＨＴ１がそれぞれ個別に割り当てられている。例えば、シーケンス値「０」にはヒータＨＴ０が、シーケンス値「１」にはヒータＨＴ１が割り当てられているものとする。シーケンスカウンタ１６は、そのカウント動作によってシーケンス値（例えば「０」）が出力されることにより、このシーケンス値「０」に割り当てられたヒータＨＴ０への通電を、後述する通電制御部に１９に指示する。さらに、シーケンスカウンタ１６は、出力されたシーケンス値「０」に対応するヒータＨＴ０への通電が終了すると、次のシーケンス値（この場合は「１」）を出力する。

１８はタイマカウンタで、シーケンスカウンタ１６からのシーケンス値「０」または「１」の出力により、対応するヒータＨＴ０またはＨＴ１に対する通電時間Ｔのカウントを開始する。

通電制御部１９は、ヒータ制御部２００，２０１を介して対応するヒータＨＴ０またはＨＴ１への通電を制御するものである。すなわち、シーケンスカウンタ１６により通電が指示されたヒータ（例えば、ＨＴ０とする）に対し、対応するヒータ制御部２００により通電を行う。そして、タイマカウンタ１８が設定された通電時間Ｔのカウントを終了したことにより、対応するヒータＨＴ０への通電を終了させる。また、通電中のヒータＨＴ０の温度がＴＨ０が目標温度ＲＴ０に達したことが温度比較装置１５によって検出されると、タイマカウンタ１８が通電時間Ｔのカウント途中であっても、対応するヒータＨＴ０への通電を終了させる強制移行機能を有する。

前記ヒータ割り当て手段１７は、複数のヒータＨＴ０，ＨＴ１の制御タイミングを、シーケンスカウンタ１６に設定されたシーケンス値「０」「１」にそれぞれ個別に割り当てるものであり、その割り当て基準は、割り当て時におけるヒータの温度を用いる。すなわち、温度比較装置１５から出力される温度情報に基き、例えば、ヒータ温度の低いヒータを、出力タイミングの早いシーケンス値「０」に割り当てる。また、目標温度を基準にしたときの相対的なヒータ温度が低い方のヒータを、出力タイミングの早いシーケンス値「０」に割り当ててもよい。

２２はスキップ手段で、シーケンスカウンタ１６から順次出力されるシーケンス値をスキップさせる機能を有する。例えば、ヒータＨＴ０への通電終了により、シーケンスカウンタ１６からは次のシーケンス値「１」が出力される。このとき、このシーケンス値「１」に対応したヒータＨＴ１の温度が、既に目標温度ＲＴ１に達している場合は、このヒータＨＴ１を加熱する必要がないので、シーケンス値「１」をスキップし、さらに次のシーケンス値「０」を出力させるものである。

これら各部の機能は、ＡＳＩＣにより実現したり、あるいは、画像形成装置全体を制御するＣＰＵの機能として実現してもよい。また、制御においては、シーケンスカウンタ、タイマカウンタ、モードレジスタ（どのような動作をさせるかを選択するためのレジスタ）、目標温度レジスタ（ヒータをオンさせたい温度、オフさせたい温度の情報を格納するレジスタ）を搭載し、レジスタによるソフトリセット（レジスタの値を制御することによりハード的に動作を中断すること）を可とする。また、方式等に関係なく２種類の制御目標温度レジスタ、複数の（今回は２種）のタイマレジスタが存在し、モードレジスタによって切り替えを行うように構成する。

次に、この実施の形態の動作を図２、図３、図４のフローチャート及び図５のタイミングチャートを用いて説明する。

図２において、画像形成装置に対する電源かオン操作されると（Ｓ２０１）、各部の初期設定が行われる（Ｓ２０２）。

次に、サーミスタ１１０，１１１で測定したヒータＨＴ０，ＨＴ１の温度ＴＨ０，ＴＨ１を温度比較装置１５により比較する（Ｓ２０３）。そして、この比較結果に応じて、ヒータ割り付け部１７により、各ヒータＨＴ０，ＨＴ１をシーケンスカウンタ１６のシーケンス値「０」「１」いずれかに割り付ける（Ｓ２０４，Ｓ２０５）。

図２に示した例では、ＴＨ０＞ＴＨ１（Ｓ２０３：Ｙ）の場合、温度の低いヒータＨＴ１を、早いタイミングで出力されるシーケンス値「０」に割り付け、温度の高いヒータＨＴ０を、次のタイミングで出力されるシーケンス値「１」に割り付ける（Ｓ２０４）。これに対し、ＴＨ０＜ＴＨ１（Ｓ２０３：Ｎ）の場合は、温度の低いヒータＨＴ０を、早いタイミングで出力されるシーケンス値「０」に割り付け、温度の高いヒータＨＴ１を、次のタイミングで出力されるシーケンス値「１」に割り付ける（Ｓ２０５）。

次に、制御モードを選定するとともに、ヒータＨＴ０，ＨＴ１への通電時間Ｔを規定する（Ｓ２０６）。この後、ヒータＨＴ０，ＨＴ１に対する点灯（通電）が行われる（Ｓ２０７）。

ここで、ヒータＨＴ０，ＨＴ１への通電時間は同じ値である必要はないが、ここでは、説明を単純化するため両ヒータＨＴ０，ＨＴ１への通電時間は、同じ値Ｔとする。また、本発明においては、前記通電時間Ｔは各ヒータに１サイクル中に通電する時間の最大値であり、後で述べるように、時間Ｔを経過する前に各ヒータへの１サイクル中の通電が終了することもあることに注意すべきである。

図５は、画像形成装置が待機状態（コピーまたはプリントに対応できる状態）にあり、両ヒータＨＴ０，ＨＴ１の温度ＴＨ０，ＴＨ１を、目標温度ＲＴ０，ＲＴ１近くに維持するように制御している。

ヒータ点灯制御Ｓ２０７では、先ず、シーケンスカウンタ１６のシーケンス値「０」に対応するヒータへの点灯（通電）が行われる。ここでは、シーケンス値「０」の開始前の時点において、図５で示すように、一方のヒータＨＴ０の温度ＴＨ０が他方のヒータＨＴ１の温度ＴＨ１より低いものとする。したがってＴＨ０＜ＴＨ１となり、Ｓ２０５で、シーケンス値「０」にはヒータＨＴ０が、シーケンス値「１」にはヒータＨＴ１がそれぞれ割り当てられる。

このように、図５の例では、シーケンス値「０」にはヒータＨＴ０が割り当てられているので、図３に示すヒータ点灯制御においては、シーケンスカウンタ１６がシーケンス値「０」を出力すると（Ｓ２０７１）、タイマカウンタ１８によりヒータＨＴ０に設定された通電時間Ｔのタイムカウント制御（Ｓ２０７２）が行われる。

タイムカウント制御（Ｓ２０７２）において、図４で示すように、カウント開始時にはカウンタの値ｔ＝０であり（Ｓ２０７２１）、規定された通電時間Ｔより小さいため（Ｓ２０７２２：Ｎ）、温度比較装置１５におけるヒータ温度ＴＨ０と目標温度ＲＴ０との比較結果が判断される（Ｓ２０７２３）。このときカウント開始時点であるため、ヒータ温度ＴＨ０は目標温度ＲＴ０に達していない（Ｓ２０７２３：Ｎ）ため、ヒータＨＴ０に通電し、点灯（発熱）させると共に、カウンタを１インクリメントする（Ｓ２０７２４）。

この後、カウンタの値ｔを規定された通電時間Ｔと再び比較し（Ｓ２０７２２）、規定された通電時間Ｔにより達していなければ、ヒータ温度ＴＨ１が目標温度ＲＴ０に達するまで（Ｓ２０７２３：Ｙ）、あるいは規定された通電時間Ｔを越えるまで（Ｓ２０７２２：Ｙ）、Ｓ２０７２２〜Ｓ２０７２４の処理を繰り返し、ヒータＨＴ０への通電を継続する。

図５における最初のシーケンス値「０」においては、規定された通電時間Ｔの間、ヒータＨＴ０に通電してもその温度ＴＨ０が目標温度ＲＴ０に達しなかった。このため、タイマカウント値ｔが規定された通電時間Ｔを越えたことにより（Ｓ２０７２２：Ｙ）、ヒータＨＴ０への通電をオフする。

この後、シーケンスカウンタ１６はカウントアップし（Ｓ２０７３）、そのシーケンス値が「１」となる（Ｓ２０７４）ことにより、シーケンス値「０」でのヒータ点灯を終了する。この後、図示していないが、シーケンス値「１」での対応するヒータＨＴ１に対する点灯（通電）制御を行う。

この場合、シーケンスカウンタ１６のシーケンス値「１」に対応するヒータＨＴ１への点灯（通電）は、シーケンス値「０」でのヒータ点灯制御と同様に行われる。図５の例では、シーケンスカウンタ１６がシーケンス値「１」を出力すると、タイマカウンタ１８によりヒータ１１に対する通電時間のカウントが開始される。図５ではヒータＨＴ１の温度ＴＨ１が、規定の通電時間Ｔに達する前のタイマカウント値＝ｔの時点で目標温度ＲＴ１以上になったので、この時点でヒータＨＴ１への通電をオフし、シーケンスかウンタ１６のシーケンス値を次の値「０」にカウントアップして終了する。すなわち、シーケンス値「１」での通電により、ヒータＨＴ１の温度ＴＨ１が目標温度ＲＴ１に達したことを温度比較装置１５が検出すると、その時点が規定の通電時間Ｔに達する前の、タイマカウンタ１８のカウント途中であっても、対応するヒータＨＴ１への通電をオフさせる。

このように、ヒータＨＴ１の温度ＴＨ１が目標温度ＲＴ１に達すると、タイマカウンタ１８のカウント途中であっても、ヒータＨＴ１への通電を終了させ、次のシーケンス値に強制移行するので、従来のように、規定された通電時間Ｔのカウントが終了するまで、次のシーケンス値に移行しないものに比べ、無駄なヒータオフ状態を無くすことが出来、効率的なヒータ加熱制御を行うことができる。

シーケンスカウンタ１６は、設定されたシーケンス値「０」、「１」を順次カウントアップするもので、１回の「０」、「１」カウント周期が終了する毎に、次の周期の「０」、「１」カウントを繰り返す。ヒータ点灯制御（Ｓ２０７）は、シーケンスカウンタ１６による１回の「０」、「１」カウント毎に終了し、再びヒータＨＴ０，ＨＴ１の温度関係を判断する（Ｓ２０３）。図５の例では、２回目の「０」、「１」カウント周期開始時点においてもＴＨ０＜ＴＨ１であるため、Ｓ２０５により、再びシーケンス値「０」にはヒータＨＴ０が、シーケンス値「１」にはヒータＨＴ１がそれぞれ割り当てられ、ヒータ点灯制御（Ｓ２０７）が繰り返される。

上記実施の形態では、タイマカウンタ１８によりカウントされる２つのヒータＨＴ０，ＨＴ１への通電制御を、同じ値Ｔに規定したが、図６で示すように、各ヒータＨＴ０，ＨＴ１の通電に対する温度上昇特性に応じて、個別に設定してもよい。この設定は、前記モードレジスタにより行うことができる。図６の例は、画像形成装置に対する電源投入時又は節電時のように、各ヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１が、それぞれの目標温度ＲＴ０，ＲＴ１より充分低いため、前述した待機状態に移行すべく加熱を行っている状態である。

図６の例では、一方のヒータＨＴ０の通電に対する温度上昇率が、他方のヒータＨＴ１より低いので、一方のヒータＨＴ０の通電時間Ｔ０を他方のヒータＨＴ１の通電時間Ｔ１より長く設定している。このようにすれば、両ヒータＨＴ０，ＨＴ１がほぼ同時に目標温度ＲＴ０，ＲＴ１に達するので、効率的な運転が可能となる。

上記実施の形態では、２つのヒータＨＴ０，ＨＴ１を制御対象としたが、図７で示すように３つのヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２を制御対象としてもよい。

この場合、３つ目のヒータＨＴ２には、その温度測定用のサーミスタ１１２が設けられ、その測定温度ＴＨ２は、他のサーミスタ１１０，１１１による測定温度ＴＨ０，ＴＨ１と共に温度比較装置２５に入力される。この温度比較装置２５には、ヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２毎に目標温度ＲＴ０，ＲＴ１，ＲＴ２が設定され、この目標温度ＲＴ０，ＲＴ１，ＲＴ２とサーミスタ１１０，１１１，１１２により測定されたヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１，ＴＨ２とを比較する。また、ヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１相互の比較も行う。

また、シーケンスカウンタ２６には、３つのヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２に対応してシーケンス値「０」「１」「２」が設定されており、カウントに伴い、これらシーケンス値「０」「１」「２」が順次択一的に繰り返し出力され、そのシーケンス値「０」「１」「２」によりヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２をシーケンス制御する。すなわち、シーケンス値「０」「１」「２」には、ヒータ割り当て部２７により、ヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２がそれぞれ個別に割り当てられる。

タイマカウンタ２８は、シーケンスカウンタ２６からのシーケンス値「０」「１」または「２」の出力により、対応するヒータＨＴ０、ＨＴ１またはＨＴ２に対する通電時間のカウントを開始する。

通電制御部２９は、シーケンスカウンタ２６により通電が指示されたヒータＨＴ０、ＨＴ１またはＨＴ２対し、対応するヒータ制御部２００，２０１，２０２を介して通電を制御する。

前記ヒータ割り当て部２７は、複数のヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２の制御タイミングをシーケンスカウンタ２６に設定されたシーケンス値「０」「１」「２」にそれぞれ個別に割り当てるものである。その割り当て基準は、割り当て時におけるヒータの温度関係を用いる。

スキップ手段３２は、シーケンスカウンタ２６から順次出力されるシーケンス値を、このシーケンス値に割り当てられたヒータの温度状況によりスキップさせるものである。

以下、作用を図８のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図８では、各ヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２のオン状態（通電状態）をＬレベルで表している。また、ヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１の比較の結果、ＴＨ０＞ＴＨ１の場合はＬレベル、それ以外はＨレベルで表している。さらに、各ヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１、ＴＨ２が対応する目標温度以上になるとＨレベル、目標温度未満はＬレベルで表している。

図８において、図７で示したシーケンスカウンタ２６は、「０」「１」「２」と順次カウントアップを行う。１回目のカウント開始時ａおいて、ヒータ温度ＴＨ０とＴＨ１との比較結果、ＴＨ０の方が低いので（温度比較結果がＨレベル）、各シーケンス値「０」「１」「２」には各ヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２が次のように割り当てられる。

「０」＝ＨＴ０、「１」＝ＨＴ１、「２」＝ＨＴ２。なお、今回は、ヒータＨＴ２については、そのヒータ温度ＴＨ２と他のヒータ温度ＴＨ０，ＴＨ１との比較結果にかかわらず、常にシーケンス値「２」を割り当てるようにしている。

このため、各ヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２は、シーケンスカウンタ２６のカウントアップに伴い、順次オン制御される。１回目のカウントアップでは、各ヒータ温度ＴＨ０、ＴＨ１、ＴＨ２は、それぞれに設定された通電時間内に目標温度に達しないため、それぞれ設定された通電時間のカウントが終了するまで通電される。このうち、ヒータＨＴ０の温度ＴＨ０のみ、シーケンス値が「１」に移行してから目標温度に達している。

２回目のカウント開始時点ｂにおいて、再びヒータ温度ＴＨ０とＴＨ１とが比較され、その結果、ＴＨ０の方が高くなっているので（温度比較結果がＬレベル）、各シーケンス値「０」「１」「２」に対するヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２の割り当ては、「０」＝ＨＴ１、「１」＝ＨＴ０、「２」＝ＨＴ２となる。

このため２回目のカウント時、シーケンス値「０」の出力によりヒータＨＴ１がオン制御される。この通電によりヒータ温度ＴＨ１が上昇する。各ヒータは１回目の通電で温度上昇しているため、２回目の通電により比較的早期に目標温度以上になる。図８の例では、ヒータ温度ＴＨ１が、規定された通電時間経過前に目標温度以上になり、規定された通電時間のカウント途中でヒータオフとなっている。このため、図示のようにＨＴ１に対する実際の通電時間は、１回目の通電時間より短くなっている。

シーケンスカウンタ２６はシーケンス値「０」に対応するヒータＨＴ１への通電が終了したことにより、次のシーケンス値「１」を出力しようとする。しかし、シーケンス値「１」 に割り当てられたヒータＨＴ０は、前回の通電により既に目標温度以上となっている。このため、図７で示したスキップ手段３２によりシーケンス値「１」をスキップし、さらに次のシーケンス値「２」を出力する。そして、シーケンス値「２」に割り当てられたヒータＨＴ２をオン制御し、その温度ＴＨ２が目標温度以上となった時点で通電を終了する。

３回目のカウント開始時点ｃでも同様の処理を行う。すなわち、ヒータ温度ＴＨ０とＴＨ１とを比較し、その結果、今回はＴＨ０の方が低くなっているので（温度比較結果がＨレベル）、各シーケンス値「０」「１」「２」に対するヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２の割り当ては、１回目と同様に「０」＝ＨＴ０、「１」＝ＨＴ１、「２」＝ＨＴ２となる。以後、このシーケンス値に対応したヒータに順次通電し加熱制御する。

このように、シーケンスカウンタ２６のカウント周期開始毎に、ヒータの温度関係を判断し、温度の低いヒータを出力順の早いシーケンス値に割り当て、早期に通電して加熱するようにしたので、各ヒータ間の温度差を少なくでき、効率的な加熱制御を行うことができる。また、次のシーケンス値をカウントアップする際、次のシーケンス値に割り当てられたヒータが目標温度以上であればこのシーケンス値をスキップし、さらに次のシーケンス値を出力して、割り当てられたヒータを通電加熱するようにしたので、ヒータの通電待ち状態を短縮でき、その結果、温度低下を少なくした効率的な加熱制御が可能となる。

上記実施の形態では、温度比較装置１５，２５に設定された目標温度として一定レベルの値ＲＴ０、ＲＴ１、ＲＴ２を例示したが、所定の幅を持たせた目標温度としてもよい。目標温度として、一定レベルの値とするか、あるいは上限と下限との間で規定する所定の幅を持たせるかは、前記モードレジスタにより選択可能となっている。例えば、画像形成装置の電源が投入されたときには、目標温度として一定レベルの値を設定し、コピーなど印刷中では目標温度として所定の幅を持たせるように制御を切り替えることでもよい。目標温度として所定の幅を持たせれば、大電流を要するヒータのＯＮ／ＯＦＦの回数が減ることにより、画像形成装置内の電源電圧の変動（リップル）が減少するため、画像形成装置を構成する画像処理部などの誤動作の可能性を低減できるからである。

所定の幅を持たせた目標温度を設定する場合には、図９で示すようにヒータ温度（例えば、ＴＨ０とする）に対し、上限目標温度ＲＴ０Ｈと下限目標温度ＲＴＨ０Ｌとを設定する。そして、ヒータ温度ＴＨ０が上限目標温度以上となるまで対応するヒータＨＴ０をオン（通電）制御し、上限目標値以上とになるとヒータＨＴ０をオフすると共に、目標温度レジスタにより目標温度を下限目標温度ＲＴ０Ｌに切り替える。

この後は、ヒータ温度ＴＨ０が下限目標温度ＲＴ０Ｌ以下になるまでヒータＨＴ０のオフ状態を維持する。すなわち、下限目標温度ＲＴ０Ｌ以下になるまでの間に、シーケンスカウンタから対応するシーケンス値（この場合「０」）が出力されても、ヒータＨＴ０をオン制御しない。この場合、シーケンスカウンタは次のシーケンス値にスキップすることとなる。そして、ヒータＨＴ０が下限目標温度ＲＴ０Ｌ以下になると、対応するヒータＨＴ０のオン制御が可能となり、シーケンスカウンタから対応するシーケンス値「０」が出力されるとヒータＨＴ０はオン制御される。同時に、目標温度レジスタにより目標温度は上限目標温度ＲＴ０Ｈに切換えられる。

上記目標温度の切り替え制御回路を、例えば、図１０のように構成すればよい。ヒータ温度（例えば、ＴＨ０とする）はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）処理回路３３で変換処理された後、コンパレータ３４の一方の端子に入力される。一方、上限目標温度ＲＴ０Ｈ及び下限目標温度ＲＴ０Ｌはセレクタ３５に入力されており、いずれかが選択された後コンパレータ３４の他方の端子に入力される。コンパレータ３４は、ヒータ温度ＴＨ０と、目標温度ＲＴ０Ｈ又はＲＴ０Ｌのいずれかと比較され、その比較結果を出力する。この比較結果は、セレクタ３５に対し切り替え指令として与えられると共に、温度比較装置３６に、目標温度との比較結果として、ヒータ温度ＴＨ０と共に取り込まれる。

例えば、セレクタ３５により上限目標温度ＲＴ０Ｈが選択されている状態において、ヒータ温度ＴＨ０が上限目標温度ＲＴ０Ｈ以上に上昇すると、コンパレータ３４はＨレベルの信号を出力する。この信号は、温度比較装置３６に対し、ヒータ温度ＴＨ０が上限目標温度ＲＴ０Ｈ以上に上昇したという情報をとして取り込まれる。また、このＨレベルの信号はセレクタ３５にも与えられ、下限目標温度ＲＴ０Ｌを選択させ、コンパレータ３４に出力させる。

下限目標温度ＲＴ０Ｌが選択されている状態において、ヒータ温度ＴＨ０が下限目標温度ＲＴ０Ｌ以下に下降すると、コンパレータ３４はＬレベルの信号を出力する。この信号は、温度比較装置３６に対し、ヒータ温度ＴＨ０が下限目標温度ＲＴ０Ｌ以下に下降したという情報をとして取り込まれる。また、このＬレベルの信号は、セレクタ３５に対し、上限目標温度ＲＴ０Ｈを選択して、コンパレータ３４に出力させる信号としても与えられる。

なお、上記Ａ／Ｄ処理回路３３、コンパレータ３４、セレクタ３５はヒータＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２毎にそれぞれ設けられる。

このように、目標温度を所定範囲としたことにより、安定した温度制御が可能となる。

本発明の第１の実施形態の温度制御装置部分の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態の温度制御装置部分の動作を説明するフローチャートである。 図２におけるヒータ点灯制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 図３におけるタイムカウント制御処理の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の温度制御装置部分の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の温度制御装置部分の待機状態への移行前の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態の温度制御装置部分の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態の温度制御装置部分の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明に用いられる温度比較装置として上限目標温度と下限目標温度とを設定した場合の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明に用いられる温度比較装置として上限目標温度と下限目標温度とを設定した場合の回路図である。

符号の説明

ＨＴ０，ＨＴ１，ＨＴ２ ヒーティングユニット（ヒータ）
１１０，１１１，１１２ 温度測定器（サーミスタ）
１６ シーケンスカウンタ
１８ タイマカウンタ
１５，２５ 温度比較装置
１７，２７ ヒーティングユニット割り当て手段
１９，２９ 通電制御部
２２，３２ スキップ手段

Claims (6)

1. それぞれ通電により発熱する複数のヒーティングユニットと、
   これらヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度をそれぞれ測定する温度測定器と、
   複数のシーケンス値を有し、これらシーケンス値には前記複数のヒーティングユニットがそれぞれ個別に割り当てられ、このシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電を指示するべく、複数のシーケンス値を順次択一的に出力するように構成され、この出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電が終了すると次のシーケンス値を出力するシーケンスカウンタと、
   前記シーケンスカウンタからのシーケンス値の出力により、このシーケンス値に対応するヒーティングユニットへの通電時間のカウントを開始するタイマカウンタと、
   前記ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較する温度比較装置と、
   前記シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、前記タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させる通電制御部と
   を備えたことを特徴とするヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。
2. それぞれ通電により発熱する複数のヒーティングユニットと、
   これらヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度をそれぞれ測定する温度測定器と、
   複数のシーケンス値を有し、これらシーケンス値には前記複数のヒーティングユニットがそれぞれ個別に割り当てられ、このシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電を指示するべく、複数のシーケンス値を順次択一的に出力するように構成され、この出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電が終了すると次のシーケンス値を出力するシーケンスカウンタと、
   前記シーケンスカウンタからのシーケンス値の出力により、このシーケンス値に対応するヒーティングユニットへの通電時間のカウントを開始するタイマカウンタと、
   前記ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較すると共に、前記温度測定器により測定された各ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度を相互に比較する温度比較装置と、
   前記温度比較装置により相互に比較された各ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度の高低関係に基いて、前記シーケンスカウンタの各シーケンス値に対するヒーティングユニットの割り当てを決定するヒーティングユニット割り当て手段と、
   前記シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、前記タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させる通電制御手段と
   を備えたことを特徴とするヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。
3. それぞれ通電により発熱する複数のヒーティングユニットと、
   これらヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度をそれぞれ測定する温度測定器と、
   複数のシーケンス値を有し、これらシーケンス値には前記複数のヒーティングユニットがそれぞれ個別に割り当てられ、このシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電を指示するべく、複数のシーケンス値を順次択一的に出力するように構成され、この出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットへの通電が終了すると次のシーケンス値を出力するシーケンスカウンタと、
   前記シーケンスカウンタからのシーケンス値の出力により、このシーケンス値に対応するヒーティングユニットへの通電時間のカウントを開始するタイマカウンタと、
   前記ヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物ごとに目標温度が設定され、この目標温度と前記温度測定器により測定されたヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度とを比較する温度比較装置と、
   前記シーケンスカウンタから出力されたシーケンス値に割り当てられたヒーティングユニットに対し通電を行い、前記タイマカウンタが、前記ヒーティングユニットに対して設定された通電時間のカウントを終了すると対応するヒーティングユニットへの通電を終了させるとともに、前記通電中のヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が、前記目標温度に達すると、前記タイマカウンタのカウント途中であっても対応するヒーティングユニットへの通電を終了させる通電制御手段と、
   前記ヒーティングユニットへの通電終了により前記シーケンスカウンタから次に出力されるシーケンス値に対応したヒーティングユニットまたはこれらのヒーティングユニットによる加熱対象物の温度が前記目標温度に達しているとこのシーケンス値をスキップし、さらに次のシーケンス値を出力させるスキップ手段と
   を備えたことを特徴とするヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。
4. 各ヒーティングユニットに対する通電時間は、ヒーティングユニットの通電に対する温度上昇特性に応じてヒーティングユニット毎に個別に設定されている
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。
5. 温度比較装置は、目標温度として上限目標温度と下限目標温度とを有し、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度が下限目標以下のときは目標温度を上限目標温度とし、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度が上限目標温度以上になると目標温度を下限目標温度に切り替える目標温度切換え手段を有する。
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。
6. ヒーティングユニット割り当て手段は、ヒーティングユニット温度または加熱対象物の温度の低いヒーティングユニットを出力タイミングの早いシーケンス値に割り当てる。
   ことを特徴とする請求項２に記載のヒーティングユニット制御機能を有する画像形成装置。

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