JP2001005537A

JP2001005537A - 加熱制御装置

Info

Publication number: JP2001005537A
Application number: JP11179296A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Iwabayashi; 一也岩林; Yusuke Nagano; 雄介永野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】突入電流による交流電源電圧変動を回避し、
温度に応じた最短のスロースタート時間を適宜選択し
て、ヒータ部の立ち上がり時間を短縮させること。【解決手段】温度検出部３３により、ヒータ２１の初
期温度を検出し（Ｓ１）、初期温度に合う制御テーブル
を選択する（Ｓ３）。制御テーブルは記憶部３７内にあ
り、初期温度毎に電源周波数の半波の数とそのときの通
電開始時間との関係が予め求められている。選択された
制御テーブルにより半波単位でヒータ２１の通電開始時
間を参照して（Ｓ４）、ＡＣ電圧検出回路３８からのゼ
ロクロス信号を得て（Ｓ５）、定着制御回路３５を介し
定着部３２のヒータ２１に供給される電力を制御する。
これを参照した半波数まで繰り返すと共に、温度検出部
３３により所定温度となるか、制御テーブルが終了する
まで繰り返す（Ｓ８、Ｓ９）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用交流電源等の
交流電源を用いて電気発熱体の通電制御を行う加熱制御
装置に関するものであり、例えば電子写真方式の画像形
成装置における定着装置等の技術分野に属するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】加熱制御装置の代表的なものとして、加
熱部（ヒータ）を有する定着装置からなる電子写真方式
の画像形成装置が知られており、定着装置は、転写材上
に転写された顕画像を永久可視像化させるために用いら
れている。

【０００３】一般的に定着装置は、顕画像を形成するた
めのトナー等からなる顕像剤を加熱融解させるヒータラ
ンプ等からなるヒータ部と、融解した顕像剤を加圧する
定着ローラ部と、定着部位近傍の温度を検出するための
サーミスタ等からなる温度検出部とから形成されてお
り、定着部位近傍の温度をモニタしながら、商用交流電
源を所定のタイミングで通電させることで、ヒータ部の
温度制御を行っている。

【０００４】また定着装置の電力制御方法としては、前
記温度検出部からの温度検出信号に応じて、入力される
商用交流電源等（以降、ＡＣ電源と称す）の交流波形を
位相制御することでヒータの電力制御を行い、定着装置
における定着部位の温度制御を行うものが知られてい
る。

【０００５】例えば、特開平３−２７０７７号公報に
は、電子写真プリンタが待機状態或いは印字状態にある
とき、定着ローラ温度が設定温度以下になると、ＣＰＵ
がＡＣ電源波形のゼロクロス信号を基準にして、ヒータ
ランプの点弧信号を出力して位相制御を行うことによ
り、ヒータランプへの突入電流を低減する制御が開示さ
れている。

【０００６】即ち、位相角の変位量を２０°に設定して
いる場合、第１点弧信号はゼロクロス後１６０°で出力
され、次のゼロクロスまでの２０°の期間が通電期間と
なり、第２点弧信号は１４０°で出力されて４０°の期
間が通電時間となり、以降同様にして、１８０°通電、
即ち、全位相通電となるまで段階的に２０°単位で通電
時間を増加していく制御（以降、スロースタート制御と
称する）を行っており、これによりヒータへの突入電流
によるＡＣ電源電圧変動を回避することが記載されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般的に画像形成装置
の通電時等のヒータ部の温度が定着時に要求される温度
よりも低下している場合、特に画像形成装置に通電した
初期状態では、ヒータの抵抗値（インピーダンス）が低
くなっており、ヒータへ通電したときの突入電流は非常
に大きなものとなることから、ＡＣ電源の電源電圧が変
動（低下）してしまう問題がある。従って、上記スロー
スタート制御を行うことにより、ヒータへの突入電流に
よるＡＣ電源電圧変動を回避することができるという点
で上記公報は有効なものといえる。

【０００８】しかしながら、ヒータ部の抵抗値は、ヒー
タ自身の温度に大きく依存しており、一般的にヒータ部
の温度が上昇するに従って抵抗値は大きくなり、それに
伴って突入電流は小さくなる。

【０００９】即ち、同公報に記載のスロースタート制御
においては、定着部温度の状態によらず、一定のスロー
スタート制御を行っていることから、例えば定着部温度
が上昇してヒータ部の抵抗値が大きくなり突入電流が減
少する状態にあり、早く定着温度を上昇させて画像形成
が可能な状態にあるにも係わらず、常に一定のスロース
タート時間を要してしまうという問題点があった。

【００１０】本発明は、上述した従来技術の問題点を解
決するためになされたものであり、その目的とするとこ
ろは、ヒータへの突入電流によるＡＣ電源電圧変動を回
避しながら、温度に応じた最短のスロースタート時間を
適宜選択でき、ヒータ部が所定の温度になるまでの立ち
上がり時間を短縮させることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱制御装置
は、交流電源からの供給電力に応じて発熱し、自己の温
度が高くなるに従って抵抗値が増加する電気発熱体と、
電気発熱体又は電気発熱体近傍の温度情報を検出する温
度検出手段と、電気発熱体と交流電源との間に接続さ
れ、電気発熱体に対し交流電源からの電力の供給状態と
非供給状態を切換え可能なスイッチング手段と、交流電
源の電源波形におけるゼロクロス点情報を検出するゼロ
クロス点検出手段と、検出された温度情報とゼロクロス
点情報に基づいて、交流電源の電源周波数の半波単位
で、電気発熱体への電源供給を開始する電源供給開始時
間を設定し、電源供給開始時間から次のゼロクロス点ま
での期間だけ電気発熱体へ電力を供給することで、電気
発熱体への供給電力を制御する通電制御手段と、を備え
た加熱制御装置において、通電制御手段はさらに、温度
検出手段が検出した温度情報に基づき、電気発熱体へ電
源供給した際の突入電流を減少させるように、電源供給
開始時間を、電気発熱体へ電源供給する半波の数に応じ
て段階的に設定変更し、電気発熱体へ供給する電力を段
階的に増加させるスロースタート制御を行うことを特徴
とする。

【００１２】本構成によれば、電気発熱体の温度に応じ
て、交流電源の半波単位での電源供給開始時点からゼロ
クロス点までの通電する期間を可変し、電気発熱体の温
度が低く抵抗値が小さい場合には突入電流が大きくなる
ので、段階的に通電時間を増加させ、通電に従って電気
発熱体の温度が上昇すると、抵抗値が大きくなって通電
電流が小さくなるので、通電する期間を長くするように
制御する。

【００１３】従って、電気発熱体を通電する際の初期温
度により、スローアップ制御する期間（スローアップ期
間）が加減され、大きな突入電流が流れることを防止し
ながら、無駄なスローアップ制御を行うことなく、迅速
に電気発熱体を所定の温度となるまで加熱することがで
きる。

【００１４】また本発明の加熱制御装置は、通電制御手
段がさらに、温度検出手段が検出した温度情報に基づ
き、電気発熱体への電源供給開始から半波の全域で通電
するまでの半波の数を表わすスロースタート期間を可変
するように構成しても良く、特に、検出された温度情報
に基づき、電気発熱体又は電気発熱体近傍の温度が低い
ことを検出すると、スロースタート期間を長くする一
方、高いことを表わす場合にはスロースタート期間を短
くするよう構成してもよい。

【００１５】つまり電気加熱体の温度が低い場合には、
抵抗値が小さく突入電流が大きくなるので、比較的長い
スロースタート期間となるよう設定し、電気加熱体の温
度がそれほど低くなっていない場合には、抵抗値は初期
ほどは小さくないので、比較的短いスロースタート期間
となるように設定でき、電気発熱体の温度により最適な
スローアップ制御を行い、その後、半波全域で通電する
通常の加熱制御に移行する。

【００１６】従って、スロースタート制御を開始したと
きに、電気加熱体の温度にバラツキがあっても、スロー
スタート制御の完了時に、電気加熱体の温度が略一定と
なり、その後の通常制御へ問題なく移行することがで
き、電気発熱体の温度に応じて最適なスローアップ制御
を行うことができる。

【００１７】またさらに、本発明の加熱制御装置は、ス
ロースタート期間と、半波毎の電源供給開始時間との関
係を格納したスロースタートテーブルを、選択条件とな
る温度情報毎に複数備え、検出された温度情報に基づ
き、複数のスロースタートテーブルより選択された特定
のスロースタートテーブルに基づき、スロースタート制
御を行うように構成してもよい。

【００１８】この場合には、最適なスロースタート制御
を行うために、予めスロースタート期間と電源供給開始
時間との関係が格納されたテーブルを複数（複数個又は
複数領域）用意して格納しておき、電気加熱体の温度に
応じて、複数のテーブルのうちから最適なテーブルを選
択してスロースタート制御を行う。

【００１９】このように構成することで、電源周波数の
半波単位で制御する電源供給開始時間やスロースタート
制御を行うスロースタート期間を予め格納されたテーブ
ルから読み込むだけで済むので、半波毎に電源供給開始
時間やスロースタートを算出して求める必要がなく、応
答性を改善することができ、記憶内容を変更するだけ
で、簡単にスローアップ制御のパラメータを変更するこ
とが可能となる。

【００２０】一方、基準となるスロースタート期間と、
半波毎の電源供給開始時間との関係を格納した基準スロ
ースタートテーブルを備え、検出された温度情報に基づ
き、新たにスロースタート期間と電源供給開始時間との
関係を求めて加熱制御するようにしてもよい。

【００２１】即ち、前述したスロースタートテーブルを
複数設けて、電気発熱体の温度に応じて、複数のスロー
スタートテーブルより特定のスロースタートテーブルを
選択するのではなく、例えば、予め基準となるスロース
タートテーブルを用意すると共に、電気発熱体の温度と
基準スロースタートテーブルとの関係を求めておき、ス
ロースタート制御時には、電気発熱体の温度を検出し
て、その温度に見合った制御を行うように、スロースタ
ート期間と電源供給開始時間との関係を求めて、スロー
スタート制御を行う。

【００２２】この場合には新たにスロースタート期間と
電源供給開始時間との関係を求める必要が生じるが、複
数のスロースタートテーブルを予め設ける必要がなく、
制御テーブルが占有する記憶容量を小さくすることがで
きる。

【００２３】またさらに本発明の加熱制御装置は、検出
された温度情報に基づき、電気発熱体又は電気発熱体近
傍の温度が所定値以上であることを検出すると、スロー
スタート制御を行わないように構成してもよい。

【００２４】前述したように、電気発熱体の抵抗値は、
自身の温度に依存しており、温度が低ければ抵抗値が小
さくなるので突入電流が大きくなり、スロースタート制
御を行う必要があるが、電気発熱体の温度が所定値以
上、即ち突入電流が小さい状態に対応した温度であれ
ば、スロースタート制御を行う必要がないので、通常の
位相制御に移行するよう制御する。

【００２５】またさらに本発明の加熱制御装置は、スロ
ースタート制御中に検出された温度情報に基づき、電気
発熱体又は電気発熱体近傍の温度が所定値以上であるこ
とを検出すると、スロースタートテーブル又は基準スロ
ースタートテーブルで参照しているスロースタート期間
と電源供給開始時間との関係を変更してスロースタート
制御を行うように構成してもよい。

【００２６】即ち、電気発熱体のバラツキ等により、ス
ローアップ制御を行っている途中に、電気発熱体の温度
が高くなり、突入電流の心配がなくなる抵抗値になる
と、温度を迅速に立ち上げるために、途中のスローアッ
プ制御を省略したり、場合によっては通常の位相制御に
移行するように制御する。

【００２７】このように構成することで、電気発熱体の
温度に応じて、最適なスローアップ制御を行うことがで
き、通常時のスローアップ制御にとらわれずに電気発熱
体の立ち上がり時間を短縮することが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
定着装置を備えた画像形成装置（プリンタ）の全体概要
断面図を示している。プリンタ本体１の上面部には、光
を透過する例えば透明なガラス体からなる原稿台２が配
置されており、プリンタ本体１の内部において、原稿台
２の下方部にスキャナ部３が配設されている。

【００２９】スキャナ部３は、露光ランプ４、ミラー
５、レンズ６、及びＣＣＤ７（光電変換素子）を含み、
露光ランプ４及びミラー５を原稿台２の下面において、
水平方向に往復運動させ、原稿台２の上面に載置された
原稿の画像を、露光ランプ４からの照射光により露光走
査させる。

【００３０】露光ランプ４からの照射光は、原稿面を介
して反射し、当該反射光はミラー５及びレンズ６を介し
てＣＣＤ７の受光面に結像し、ＣＣＤ７は受光面におけ
る受光量に応じたアナログ信号を出力する。このＣＣＤ
７からの出力信号は、デジタル信号に変換され、さらに
図示しない画像処理部において所定の画像処理が施され
て画像データとして出力される。

【００３１】また、画像データの他の入出力方法とし
て、プリンタ１が接続されているネットワークに接続さ
れたパソコンや情報携帯端末等の他の情報処理装置より
デジタル画像データを受信し、同様にして図示しない画
像処理部において所定の画像処理を行って画像データと
して出力するように構成しても良い。

【００３２】プリンタ１内の中央部には、円筒状の感光
体ドラム８が図示する矢印Ａ方向に回動自在に軸支持さ
れており、感光体ドラム８を包囲するように、帯電器
９、画像書き込みユニット１０、現像槽１１、転写器１
２、及びクリーナ１３が配設されて作像部１４を形成し
ている。

【００３３】また、プリンタ本体１の最下部には、転写
材Ｐを収納した給紙カセット１５が装着され、またプリ
ンタ本体１の内部には、給紙カセット１５から作像部１
４を経由して排紙トレイ１６に至る搬送路が形成されて
おり、搬送路には、給紙ローラ１７、レジストローラ対
１８、電気発熱体を構成するヒータ２１を内包した定着
ローラ１９、加圧ローラ２０、及び排紙ローラ対２２が
配置されている。

【００３４】画像形成動作を説明すると、図示する矢印
Ａ方向に回動する感光体ドラム８表面の感光体面に対し
て、所定の表面電位になるように、帯電器９が単一極性
の電荷を均一に付与した後、画像書き込みユニット１０
が図示しない画像処理部から出力された画像データに基
づいて変調した画像光を照射し、感光体ドラム８上に光
導電作用による静電潜像を形成する。

【００３５】次いで、現像槽１１は、感光体ドラム８上
の静電潜像に対して現像剤を供給し、感光体ドラム８上
の静電潜像を顕像化する。一方、感光体ドラム８上の顕
画像が転写器１２との対向面に到達する前に、給紙カセ
ット１５内に載置された転写材Ｐが予め給紙ローラ１７
により給紙されており、給紙ローラ１７により給紙され
た転写材Ｐは、レジストローラ対１９によりその前端部
をレジストローラ対１９に当接させた状態で停止させら
れる。

【００３６】レジストローラ対１９は、感光体ドラム８
と転写器１２との間において、転写材Ｐの前端部が感光
体ドラム８上に担持された顕画像の前端と一致するタイ
ミングで回動を開始し、転写材Ｐを作像部１４に導き、
転写器１２は感光体ドラム８に担持された顕画像を転写
材Ｐの表面に転写する。

【００３７】クリーナ１２は、顕画像の転写した後に感
光体ドラム８の表面に残留したトナーを除去し、顕画像
が転写された転写材Ｐは、転写ローラ１９と加圧ローラ
２０の間を通過する際に加熱及び加圧され、顕像剤を形
成する現像剤が融解して転写材Ｐ上に固着させられて永
久可視像化され、その後、転写材Ｐは、排紙ローラ対２
２の回転により排紙トレイ１６上に排出される。

【００３８】（本発明の実施形態）図２は、本発明の実
施形態に係る定着装置の制御内容を説明するためのブロ
ック図である。定着装置３０は、商用交流電源等からな
るＡＣ電源３１が接続されている（AC電源３１は交流電
源を構成している）。

【００３９】加熱制御装置を構成する定着装置３０は、
電気発熱体を構成するヒータ２１や定着ローラ１９から
なる定着部３２、ゼロクロス検出回路等のＡＣ電源の特
定位相を検出するために設けられ、ゼロクロス点検出手
段を構成するＡＣ電圧検出回路３８、サーミスタやサー
モスタット等から構成され、ヒータ２１近傍の定着部温
度を検出する温度検出部３３、A／Ｄ変換器や比較器か
ら構成され、温度検出部３３で検出された信号を電気信
号に変換し、温度検出部３３とで温度検出手段を構成す
る温度／電気信号電圧変換部３４、定着部３２のヒータ
２１についての通電時間を制御し通電制御手段を構成す
る定着通電時間制御部３６、定着部３２の通電時間を設
定するために、初期温度条件等により複数の細分化した
制御ステップ数毎の定着通電時間情報からなる制御デー
タを記憶するスローアップテーブルを構成する制御テー
ブルからなる記憶部３７、ヒータの通電をＯＮ／ＯＦＦ
するためのパワー素子等からなり定着部３２の制御を行
いスイッチング手段を構成する定着制御回路３５から構
成されている。

【００４０】定着装置３０の動作概要を説明すれば、ま
ず温度検出部３３により定着部３２の温度を検出する
と、検出された温度情報は、温度／電気信号変換部によ
り電気信号に変換されて定着通電時間制御部３６に入力
され、定着通電時間制御部３６は、検出された温度情報
に対応した電気信号に基づいて、記憶手段３７の制御テ
ーブルに格納され複数に細分化された制御ステップ毎の
定着通電時間情報を読込みと共に、ＡＣ電圧検出回路に
より入力したＡＣ電源の位相情報とに基づいて定着部３
２のヒータ２１に通電する時間情報を決定し、決定され
た通電時間情報に基づいて、定着制御回路３５は、定着
部３２に設けられたヒータ２１に所定の通電制御を行
う。尚、定着装置３０の詳細な制御内容については後述
する図３は、本発明の実施形態に係る定着装置３０の定
着制御波形の一例を示したものであり、図３（ａ）はＡ
Ｃ電源３１の電圧値と時間との関係を示したものであ
り、電源周波数に応じた周波数と電源電圧値に応じた振
幅を有する。

【００４１】一方、図３（ｂ）は図３（ａ）での電源電
圧波形と、ＡＣ電圧検出回路３８のゼロクロス検出回路
部で生成されるゼロクロスパルス３９との関係を示して
おり、電源波形にてゼロクロス点４０に対応したタイミ
ングでゼロクロスパルス３９が生成されており、ゼロク
ロスパルス３９が検出される１周期、即ちＡＣ電源３１
での電源の１／２周期（半周期、半波）を定着制御の１
ステップ単位と定義する。

【００４２】図４は定着部３２をスロースタート制御し
た場合のステップ数による定着通電時間の推移と定着部
３２に印加される電源の波形を模式的に示したものであ
り、図４（ａ）は電圧波形と時間との関係、図４（ｂ）
は電流波形と時間との関係を夫々表わしている。

【００４３】図４（ａ）において、定着部３２に印加さ
れる電圧は、図３で説明したように、ゼロクロスパルス
３９が出力されるタイミングのゼロクロス点４０から、
非通電時間ｔ（ｍＳ）の間だけ通電されずに、ｔ経過後
に定着部３２に通電が開始され、次のゼロクロス点４０
まで通電が実行される。そして、非通電時間ｔは電源周
期毎に減少させられ、定着部３２への通電時間が増加し
ていくこととなる。

【００４４】尚、ここではゼロクロス点４０から非通電
時間ｔにより通電開始時間（電源供給開始時間）が求め
られているが、逆に通電時間幅とゼロクロス点、又は通
電開始時間とゼロクロス点とを用いても同様であること
はいうまでもない。またゼロクロス点も前の半周期での
ゼロクロス点を用いても、次の半周期でのゼロクロス点
を用いても本質的に同様にして実施できることもいうま
でもない。

【００４５】図４（ｂ）は図４（ａ）のときの電流波形
を表わしており、図４（ａ）で説明したように、ゼロク
ロス点４０から非通電時間ｔを経過後に電流が流れるこ
とになるが、後述するようにヒータ２１の温度特性によ
りヒータ２１の抵抗値が徐々に大きくなり、スロースタ
ート制御により徐々に通電時間が長くなる（非通電時間
が短くなる）に従って、電源の半周期毎に電流の流れる
期間は長くなるものの、通電時の電流値は初期のｃから
ｂまで増加するだけで済み、大きな突入電流が流れるこ
とを防止できる。

【００４６】図５はヒータ２１自身の温度と抵抗値の関
係を表わしたものであり、縦軸は抵抗値（Ω）、横軸が
温度（°Ｃ）となっている。一般的に、発熱体は低温時
には抵抗値は低く、高温時には抵抗値が高くなる特性を
有しており、発熱体の低温時に定着部３２へ電圧を印加
すると、抵抗値が低いので、大きな突入電流が流れるこ
とは従来技術の項で説明した通りである。

【００４７】即ち、図４（ｂ）の破線で示す突入電流の
最大値ａは、発熱体の温度に大きく依存しており、ＡＣ
電源３１に対する電圧変動等の悪影響が解消又は減少し
たときの電流ｂに至るまでの時間も通電を開始する時点
での発熱体の温度で大きく変化する。

【００４８】定着部３２の温度を迅速に立ち上げて顕画
像の定着を可能とするには、ＡＣ電源３１に悪影響を与
えない範囲で可能な限りの通電電流をとることが必要と
なる。そのときの電流値ｃを得るための位相は、定着部
３２の温度によって左右されることから、定着部３２の
温度を検出し、検出した温度情報に基づいて定着部３２
へ通電する位相を可変させることで、ＡＣ電源に悪影響
を与えない範囲で定着部３２を迅速に立ち上げることが
可能となる。

【００４９】図６は、本発明の実施形態に係る定着部３
２のスロースタート制御を行った場合の、ステップ数に
よる定着通電時間の推移を例示したものであり、横軸
（Ｘ軸）は定着スロースタート制御開始後からの経過ス
テップ（経過半波）数、縦軸（Ｙ軸）はステップ毎の経
過時間（非通電時間）をそれぞれ表わしており、非通電
時間は、１ステップ単位の時間であるＡＣ電源３１の電
源周波数の１／２周期（半波周期）を最大値Ｔ（ｍＳ）
とする。

【００５０】図６において、定着スロースタート制御開
始直後の非通電時間（ｔ１）が非通電時間の設定最大値
（ＭＡＸ）であり、一方、Ｔ／２（ｍＳ）即ち１ステッ
プ単位の中点は、ＡＣ電源波形の半周期における波高値
（振幅）に対応する位置であり、そのときの通電電流は
最大値となることから、非通電時間の設定最小値（ＭＩ
Ｎ）はＴ／２としている。従って、非通電時間がＭＩＮ
値以下に至る場合には、非通電時間を０として全周期で
通電を行う制御に移行する（経過ステップ５０以上の部
分）。

【００５１】本実施形態においては、例えば図６に場
合、定着スロースタート制御開始後、非通電時間を予め
記憶手段３７の制御テーブルに設定された時間ｔ１と
し、ステップ数を経過するに従って、同様に制御テーブ
ルに格納された時間ｔ２、ｔ３、ｔ４、０に順次変化さ
せる制御を行い、ｔ１〜ｔｎの設定時間、数ｎを、定着
部３２の温度状況に応じて制御テーブルより選択的に設
定する。

【００５２】図７は本発明の実施形態に係るスロースタ
ート制御を説明するためのフローチャートである。まず
装置の電源ＯＮ等により定着スロースタート制御が開始
されると、ステップＳ１（以降、Ｓ１というように略
す）において、現状の定着部３２の温度を温度検出部３
３により初期温度として検出する（Ｓ１）。

【００５３】ここで制御テーブルには、定着通電ステッ
プ数と、非通電時間とを初期温度帯によって細分化した
ものを予め記憶部３７などに保持しておき（Ｓ２）、定
着制通電時間制御部３６は、Ｓ１で検出された初期温度
により制御テーブルを選択する（Ｓ３）。制御テーブル
の一例として、制御テーブルを複数有する場合を以下に
示す。

【００５４】

【表１】また以下に示すように、制御テーブルを一つだけとし、
検出された初期温度により、ステップ数と通電開始時間
とを求めて設定するように構成しても良い。このように
構成することで、算出する手間は必要となるが、制御テ
ーブルのデータ量が減少するので、制御テーブルのデー
タを記憶する記憶装置の記憶容量を減少させることがで
きる。

【００５５】尚、ここでは、検出された温度情報で、ス
テップ数をスライドさせることにより、必要なステップ
数と通電開始時間とを求めるようにしている。このよう
にすれば、記憶部３７からテーブルのデータを読み込む
ときのアドレスを対応してスライドさせるようにするだ
けで実現することもできる。

【００５６】

【表２】定着通電時間制御部３６は、選択した制御テーブルの中
から、現在のステップ数情報で非通電時間を参照し、次
の非通電時間として設定を行う（Ｓ４）。次いで、定着
通電時間制御部３６は、ＡＣ電圧検出回路３８からのＡ
Ｃ電圧位相検出信号（Ｓ５）によりタイミングをとり、
設定された時間経過の後に定着制御回路３５により定着
部３２を通電する（Ｓ６）。

【００５７】定着通電時間制御部３６は、ステップ数を
カウントアップし（Ｓ７）、通電時間が終了すると、定
着部３２の温度を温度検出部３３で検出し、目標温度に
達したかを判断し（Ｓ８）、目標温度に達するか又は制
御テーブルが終了（Ｓ９）するまでＳ５からの制御を繰
り返し、上記条件を満たせば、スロースタート制御を終
了して通常の定着制御に移行する。

【００５８】このようにして、定着部３２の温度が低い
場合に、突入電流を最小限に抑え、且つ最短の時間でス
ロースタート制御から通常制御に移行することができ
る。また例示したように、制御テーブルとして１種類の
みを保持し、初期温度によってステップ数に定数を加算
したり、何らかの方法で関連付けるように算出させるこ
とにより、低温条件時の通電時間をスキップすることで
も同様の効果が得られ、制御テーブルの記憶容量を削減
することができる。

【００５９】また本実施形態では、スロースタート制御
中にもＳ８で目標温度に達したか否かを判断しており、
スロースタート制御を終えるまでにヒータ２１の温度が
突入電流の小さくなる範囲にくると、スロースタート制
御を強制的に終えることができ、ヒータ特性等により無
駄なスロースタート制御を行うことを防止でき、最適な
スロースタート期間で制御することができる。また所定
の温度に達したときにその段階のスロースタート制御を
終えて次の段階のスロースタート制御に移行する（例え
ばステップ数に達していなくても次の段階での通電開始
時間で制御を行う）ように構成しても良い。

【００６０】尚、上述した実施形態では、定着装置とし
て定着ローラ１３、加圧ローラを備え、ヒータ２１によ
り加熱制御を行うものについて記載したが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、加熱部分が定着ロー
ラのようにローラ形状でない例えばフィルム定着等であ
っても同様にして適用することができる。

【００６１】またヒータがハロゲンランプである場合に
ついて例示したが、ヒータとしては図５にて説明したよ
うに、初期に抵抗値が小さく突入電流が大きくなるが、
通電時間により抵抗値が大きくなる性質を備えたもので
あれば良く、ヒータの形状としても管状でなくても平面
状であっても線状のものであっても良く、ヒータの形状
は特に限定されるものではない。

【００６２】さらに上述した実施形態においては、本発
明を適用した加熱制御装置として、電子写真方式を採用
した画像形成装置における定着装置を例にして説明を行
っているが、例えばインク等を用いた液体現像剤を乾燥
させるためのヒータ部に本発明を適用しても良いし、画
像形成に関係のない加熱制御装置であっても、交流電源
を用いて駆動されるヒータ部と、ヒータの特性が図５の
ようなもので、位相制御を行うものであれば、本発明を
適用することが可能である。

【００６３】またさらに、本実施形態では交流電源とし
て、商用交流電源を用いた場合について説明している
が、適用される交流電源は商用交流電源だけでなく、図
３（ａ）に示したような電源電圧波形を有するものであ
れば適用可能である。

【００６４】

【発明の効果】本発明の加熱制御装置によれば、電気発
熱体の温度に応じて、交流電源の半波単位での電源供給
開始時点からゼロクロス点までの通電する期間を可変
し、電気発熱体の温度が低く抵抗値が小さい場合には突
入電流が大きくなるので、段階的に通電時間を増加さ
せ、通電に従って電気発熱体の温度が上昇すると、抵抗
値が大きくなって通電電流が小さくなるので、通電する
期間を長くするように制御する構成である。

【００６５】従って、電気発熱体を通電する際の初期温
度により、スローアップ制御する期間（スローアップ期
間）が加減され、大きな突入電流が流れることを防止し
ながら、無駄なスローアップ制御を行うことなく、迅速
に電気発熱体を所定の温度となるまで加熱することがで
きるいう効果がある。

【００６６】また本発明の加熱制御装置によれば、電気
加熱体の温度が低い場合には、抵抗値が小さく突入電流
が大きくなるので、比較的長いスロースタート期間とな
るよう設定し、電気加熱体の温度がそれほど低くなって
いない場合には、抵抗値は初期ほどは小さくないので、
比較的短いスロースタート期間となるように設定でき、
電気発熱体の温度により最適なスローアップ制御を行
い、その後、半波全域で通電する通常の加熱制御に移行
するようにできるので、スロースタート制御を開始した
ときに、電気加熱体の温度にバラツキがあっても、スロ
ースタート制御の完了時に、電気加熱体の温度が略一定
となり、その後の通常制御へ問題なく移行することがで
き、最適なスロースタート制御を行えるという効果があ
る。

【００６７】またさらに、本発明の加熱制御装置によれ
ば、スロースタート期間と、半波毎の電源供給開始時間
との関係を格納したスロースタートテーブルを、選択条
件となる温度情報毎に複数備え、検出された温度情報に
基づき、複数のスロースタートテーブルより選択された
特定のスロースタートテーブルに基づき、スロースター
ト制御を行うので、電源周波数の半波単位で制御する電
源供給開始時間やスロースタート制御を行うスロースタ
ート期間を予め格納されたテーブルから読み込むだけで
済み、半波毎に電源供給開始時間やスロースタートを算
出して求める必要がなく、応答性を改善することがで
き、記憶内容を変更するだけで、簡単にスローアップ制
御のパラメータを変更することが可能となるという効果
がある。

【００６８】またさらに本発明の加熱制御装置によれ
ば、基準となるスロースタート期間と、半波毎の電源供
給開始時間との関係を格納した基準スロースタートテー
ブルを備え、検出された温度情報に基づき、新たにスロ
ースタート期間と電源供給開始時間との関係を求めて加
熱制御するようにしても良く、新たにスロースタート期
間と電源供給開始時間との関係を求める必要が生じるも
のの、複数のスロースタートテーブルを予め設ける必要
がなく、制御テーブルが占有する記憶容量を小さくする
ことができるという効果がある。

【００６９】またさらに本発明の加熱制御装置によれ
ば、検出された温度情報に基づき、電気発熱体又は電気
発熱体近傍の温度が所定値以上であることを検出する
と、スロースタート制御を行わないように構成したり、
制御段階を変更するように構成しても良く、電気発熱体
の温度に応じて、無駄なスローアップ制御を防止しなが
ら最適なスローアップ制御を行うことができ、通常時の
スローアップ制御にとらわれずに電気発熱体の立ち上が
り時間を短縮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体断
面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の制御ブロッ
ク図である。

【図３】本発明の実施形態に係る電源波形とゼロクロス
パルスとの関係について示したものであり、（ａ）は交
流電圧と時間との関係、（ｂ）はゼロクロスパルスと時
間の関係について夫々表わす。

【図４】本発明の実施形態に係るスローアップ制御時の
交流電源波形について示したものであり、（ａ）は電源
電圧と時間の関係、（ｂ）は電源電流と時間の関係につ
いて夫々表わす。

【図５】発熱体の温度と抵抗値の関係について示した説
明図である。

【図６】本発明の実施形態に係り、経過ステップ数、非
通電時間の関係について示した説明図である。

【図７】本発明の実施形態に係る制御フローチャートで
ある。

【符号の説明】

２１ヒータ（電気発熱体）３０定着装置（加熱制御装置）３１ＡＣ電源（交流電源）３２定着部３３温度検出部（温度検出手段）３４温度／電気信号電圧変換部３５定着制御回路（スイッチング手段）３６定着通電時間制御部（通電制御手段）３７記憶部（スロースタートテーブル）３８ＡＣ電圧検出回路（ゼロクロス点検出手段）３９ゼロクロスパルス４０ゼロクロス点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５Ｈ０５Ｂ 3/00 ３６５Ｍ３６５Ｇ０３Ｇ 21/00 ５３４Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA38 DA50 EA12 EA15 EC06 EC20 ED25 EE02 EE07 EF06 EF09 ZA01 2H033 AA41 BA24 BA30 BA32 BB17 CA07 CA20 CA28 CA30 CA41 CA46 CA47 CA48 CA51 3K058 AA02 AA27 BA18 CA07 CA12 CA23 CB07 DA02 5H323 AA36 BB09 BB20 CA08 CB04 DA01 DB03 EE01 FF03 HH02 KK05 LL13 MM11 5H420 CC04 DD03 EB05 EB26 EB38 FF03 FF14 FF22 FF26 KK06 LL05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの供給電力に応じて発熱し、
自己の温度が高くなるに従って抵抗値が増加する電気発
熱体と、前記電気発熱体又は前記電気発熱体近傍の温度
情報を検出する温度検出手段と、前記電気発熱体と前記
交流電源との間に接続され、前記電気発熱体に対し前記
交流電源からの電力の供給状態と非供給状態を切換え可
能なスイッチング手段と、前記交流電源の電源波形にお
けるゼロクロス点情報を検出するゼロクロス点検出手段
と、検出された前記温度情報と前記ゼロクロス点情報に
基づいて、前記交流電源の電源周波数の半波単位で、前
記電気発熱体への電源供給を開始する電源供給開始時間
を設定し、前記電源供給開始時間から次のゼロクロス点
までの期間だけ前記電気発熱体へ電力を供給すること
で、前記電気発熱体への供給電力を制御する通電制御手
段と、を備えた加熱制御装置において、上記通電制御手段はさらに、上記温度検出手段が検出し
た上記温度情報に基づき、上記電気発熱体へ電源供給し
た際の突入電流を減少させるように、上記電源供給開始
時間を、上記電気発熱体へ電源供給する上記半波の数に
応じて段階的に設定変更し、上記電気発熱体へ供給する
電力を段階的に増加させるスロースタート制御を行うこ
とを特徴とする加熱制御装置。
【請求項２】上記通電制御手段はさらに、上記温度検
出手段が検出した上記温度情報に基づき、上記電気発熱
体への電源供給開始から上記半波の全域で通電するまで
の上記半波の数を表わすスロースタート期間を可変する
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱制御装置。
【請求項３】検出された上記温度情報に基づき、上記
電気発熱体又は上記電気発熱体近傍の温度が低いことを
検出すると、上記スロースタート期間を長くする一方、
高いことを表わす場合には上記スロースタート期間を短
くすることを特徴とする請求項２に記載の加熱制御装
置。
【請求項４】上記スロースタート期間と、上記半波毎
の上記電源供給開始時間との関係を格納したスロースタ
ートテーブルを、選択条件となる上記温度情報毎に複数
備え、検出された上記温度情報に基づき、複数の上記スロース
タートテーブルより選択された特定の上記スロースター
トテーブルに基づき、スロースタート制御を行うことを
特徴とする請求項２に記載の加熱制御装置。
【請求項５】基準となる上記スロースタート期間と、
上記半波毎の上記電源供給開始時間との関係を格納した
基準スロースタートテーブルを備え、検出された上記温度情報に基づき、新たに上記スロース
タート期間と上記電源供給開始時間との関係を求めて加
熱制御することを特徴とする請求項２に記載の加熱制御
装置。
【請求項６】検出された上記温度情報に基づき、上記
電気発熱体又は上記電気発熱体近傍の温度が所定値以上
であることを検出すると、上記スロースタート制御を行
わないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
加熱制御装置。
【請求項７】上記スロースタート制御中に検出された
上記温度情報に基づき、上記電気発熱体又は上記電気発
熱体近傍の温度が所定値以上であることを検出すると、
上記スロースタートテーブル又は上記基準スロースター
トテーブルで参照している上記スロースタート期間と上
記電源供給開始時間との関係を変更して上記スロースタ
ート制御を行うことを特徴とする請求項４又は請求項５
に記載の加熱制御装置。