JP2004264397A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置について、複雑な制御を用いることなく、種々の外的要因を抑えて安定した定着制御を行えるようにする。
【解決手段】予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブル５１とその点灯間隔決定用テーブル５２とを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブル５１，５２を参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定するようにすることで、簡単な制御で定着制御を安定して行える上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブル５１，５２の設定内容の変更だけで容易かつ適正に対処できるようにした。
【選択図】 図７
【解決手段】予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブル５１とその点灯間隔決定用テーブル５２とを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブル５１，５２を参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定するようにすることで、簡単な制御で定着制御を安定して行える上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブル５１，５２の設定内容の変更だけで容易かつ適正に対処できるようにした。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力エネルギー消費効率の向上と操作性・利便性の向上との観点から、ウォームアップ時間が短縮された定着ヒータを有する画像形成装置が多い。ここに、ウォームアップ時間短縮のためには、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗の小さい薄肉定着ローラと、大電力のハロゲンヒータ又は複数（２本）構成のハロゲンヒータが使用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この種の定着装置に関しては、各種制御例が提案されている。例えば、特許文献２の定着装置の温度制御装置によれば、ウォームアップ制御の処理開始前の熱ローラの初期検出温度やヒータへの通電回数に応じて初期補正値を調整することで、目標とする制御温度を補正し、立上げ時の定着不良（熱量不足）を補うようにしている。また、特許文献３の定着装置の温度制御装置によれば、オーバーシュートの副作用による温度低下を低減させるためにウォームアップ処理中に一旦ヒータをオフさせるようにしている。同様に、特許文献４の定着装置によれば、オーバーシュートを抑制するためにヒータオフ処理を制御手段中に追加するようにしている。さらに、特許文献５の定着装置によれば、電圧フリッカ対策として通電サイクルを所定時間以上とするようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−２２０９３２号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５２２７６号公報
【特許文献３】
特開平０７−１１４２８９号公報
【特許文献４】
特開平１０−０３９６７８号公報
【特許文献５】
特開平０９−２４４４６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献２ないし５に例示されるように、定着装置に関する制御例は各種あるが、特許文献１に記載されたような定着装置、特に、配光特性を異ならせた複数の定着ヒータを備える方式の定着装置用としては、その考察・検討が不十分で安定した温度制御ができない上に、その制御が複雑化しているものである。
【０００６】
つまり、特許文献１に示されるような定着装置の場合、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗が小さいため、環境変動や通紙に対する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動してしまうが、従来技術にあっては、このような変動を複雑な制御を用いることなく抑えることができない。また、このように変動要素の大きな定着装置の制御においては、温度変化の推移や出力と実際の温度変化との相関をみないと大幅なオーバーシュートが発生してしまうが、この点に関しても、従来技術にあっては、特別な検出手段を設けず、かつ、複雑な制御を用いることなく抑えることができない。さらには、配光分布の異なる複数の定着ヒータを制御する際に、定着装置の部品の変更や仕様の追加、不具合の対策、などがあっても変更しやすく、容易に対処し得ることが望まれるが、この点に関しても、従来技術の場合、対処しにくいものである。
【０００７】
本発明の目的は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置について、複雑な制御を用いることなく、種々の外的要因を抑えて安定した定着制御を行えるようにすることである。
【０００８】
加えて、定着部品の変更や仕様の追加等に対しても定着制御の対応が容易に行えるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、を備える。
【００１０】
従って、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記定着ヒータは、前記定着部材の軸心方向中央部に高い配光特性を持たせた中央部配光ヒータと、前記定着部材の軸心方向両端部に高い配光特性を持たせた端部配光ヒータとを有し、前記温度センサは、前記中央部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向中央部の温度を検出する中央部温度センサと、前記端部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向端部の温度を検出する端部温度センサとを有する。
【００１２】
従って、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルは、前記中央部配光ヒータ、前記端部配光ヒータ毎に各々予め設定された目標となる中央部制御温度、端部制御温度、前記中央部温度センサ、前記端部温度センサにより得られる各々の前回サンプリング時の中央部前回検出温度、端部前回検出温度、今回サンプリング時の中央部今回検出温度、端部今回検出温度のうちの少なくとも２つ以上のパラメータを使用して作成されている。
【００１４】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯すべき定着ヒータを決定する前記点灯ヒータ決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定する。
【００１６】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブル以外のテーブルは、点灯すべき定着ヒータに関して前記決定手段によりその点灯間隔を決定するための間隔決定用テーブルである。
【００１８】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２０】
従って、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２２】
従って、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定することにより、特に中央部を制御する中央部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２４】
従って、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定することにより、特に端部を制御する端部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記間隔決定用テーブルとして、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する中央用間隔決定用テーブルと、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する端部用間隔決定用テーブルとを有し、前記決定手段は、前記点灯ヒータ決定用テーブル参照に基づき決定された点灯すべき定着ヒータが前記中央部配光ヒータであるか前記端部配光ヒータであるかに応じて中央用間隔決定用テーブル又は端部用間隔決定用テーブルを参照してその点灯間隔を決定する。
【００２６】
従って、間隔決定用テーブルに関しては、中央用間隔決定用テーブルと端部用間隔決定用テーブルとの２つを必要とするが、点灯すべき定着ヒータの決定結果に応じてこれらの間隔決定用テーブルの何れかを選択的に参照して点灯間隔を決定することにより、中央部配光ヒータと端部配光ヒータとのヒータ寄与率が同程度の定着器等の諸条件に対する適応能力の高い状態で点灯間隔の決定を適正に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に適用し得るが、その一例として、電子写真方式を利用したデジタル複写機への適用例を示す。図１はデジタル複写機の概略構成を示す正面図であり、装置本体内にはプリンタエンジン１を有する他、転写紙をこのプリンタエンジン１による印刷に供する複数の給紙トレイ２や手差しトレイ３が設けられ、さらに、プリンタエンジン１の上部には印刷済みの転写紙を排紙させるためのインナータイプの排紙スタック部４が設けられている。さらに、装置本体の上部にはコピーすべき原稿の画像を読み取る読取部（スキャナ部）５や、オペレータが各種操作を行うためのキー部やＬＣＤ等による表示部を有する操作パネル６が設けられている。
【００２８】
次に、プリンタエンジン１部分の概略構成例を図２を参照して説明する。このプリンタエンジン１は電子写真方式によるものであり、ドラム状の感光体７を中心に構成されている。即ち、この感光体７の周囲には電子写真プロセスに従い、帯電ローラ８、光書込み装置によるレーザ光の露光部９、現像ユニット１０、転写ローラ１１等が順に設けられている。転写ローラ１１による転写位置よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置１２が設けられている。
【００２９】
ここで、定着装置１２の構成例を図３及び図４を参照して説明する。本実施の形態の定着装置１２は例えば前述した特許文献１に準じた構成とされている。即ち、定着ヒータ内蔵の定着部材である定着ローラ１３と加圧ローラ１４とのローラ対を基本とするが、定着ローラ１３は、例えば表面にフッ素樹脂がコーティングされた薄肉の金属製円筒形状に形成され、かつ、回転自在に支持されている。加圧ローラ１４は耐熱弾性体層を有する構造で、定着ローラ１３に圧接され、定着ローラ１３に従動回転するように支持されている。定着ローラ１３の内部には、複数の定着ヒータであるハロゲンヒータ１５，１６が設けられており、定着ローラ１３の表面に接触させた温度センサとしてのサーミスタ１７，１８のセンサ出力に基づきＰＳＵ１９が電源遮断用のリレー２０及びデューティ制御を行うためのトライアック２１，２２を適宜駆動させることによりハロゲンヒータ１５，１６の点灯（発光）を独立してオン・オフし、定着ローラ１３の表面温度を一定（約１８０℃）に制御する。
【００３０】
２本のハロゲンヒータ１５，１６は、その発光分布を異ならせたもので、一方のハロゲンヒータ１５は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向中央部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせた小サイズ用のもので、中央部配光ヒータとして機能する。他方のハロゲンヒータ１６は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向端部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせたＡ３サイズのような大サイズ用のもので、端部配光ヒータとして機能する。
【００３１】
また、サーミスタ１７，１８の配置はハロゲンヒータ１５，１６の配光分布に対応しており、中央部温度センサとしてのサーミスタ１７はハロゲンヒータ（中央部配光ヒータ）１５の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向中央部付近の外周面温度を検知するように配置され、端部温度センサとしてのサーミスタ１８はハロゲンヒータ（端部配光ヒータ）１６の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向端部付近の外周面温度を検知するように配置されている。
【００３２】
次に、全体の電装制御系の概略構成例を図５に示すブロック図を参照して説明する。まず、読取部５用の読取制御板３１や操作パネル６や感光体７上に潜像を形成するための光書込みを行う光書込み部用の書込制御板３２を制御するシステム制御板３３が設けられている。このシステム制御板３３は図５中に示すように各部を集中的に制御するＣＰＵ３４やプログラム及びデータを固定的に格納したＲＯＭ３５並びに各種データを書換え自在に格納してワークメモリとして機能するＲＡＭ３６等を有するマイクロコンピュータ構成のもので、この他、タイマ３７、書換え・消去自在なＥＥＰＲＯＭ３８が設けられている。システム制御板３３にはＩ／Ｏ制御板３９を介して現像ユニット１０用のＴセンサ４０、各種画像形成用Ｉ／Ｏ４１、高圧電源（ＰＳＵ）１９等が接続されている。
【００３３】
ここで、ハロゲンヒータ１５，１６の駆動に関する部分の構成例を図６に示す。即ち、高圧電源（ＰＳＵ）１９はハロゲンヒータ１５，１６に対する駆動制御手段として機能し、前述したようなリレー２０やトライアック２１，２２を駆動制御することによりハロゲンヒータ１５，１６に対する通電状態を制御する。また、サーミスタ１７，１８のセンサ出力はＩ／Ｏ制御板３９のＡＤＣ部分を介してデジタル信号に変換されて高圧電源（ＰＳＵ）１９側に取り込まれ、定着ヒータ制御に供される。
【００３４】
このような基本構成において、本実施の形態では、高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件として、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その定着ヒータの点灯間隔（点灯デューティ）とを決定するためのルックアップテーブル構造の２つのテーブル５１，５２がＥＥＰＲＯＭ３８中に設けられている。
【００３５】
即ち、ハロゲンヒータ１５，１６に対する画像形成動作時の温度制御方式として、後述するように、定着ローラ１３のヒータ温度をサンプリングするサンプリング手段が設けられており、サンプリング手段が所定の間隔で複数のサーミスタ１７，１８により、各々の温度をサンプリングし、そのサンプリングしたデータ信号：中央部、端部の２つデータ信号により、
点灯デューティの決定（ルックアップテーブル）
点灯ヒータの決定 （ルックアップテーブル）
を各々入力されているテーブル５１，５２から選択する。これらの２つのテーブル５１，５２は、組合せと入替えが可能とされており、装置状態や状態遷移、又は、転写紙サイズにより、データの異なる構成のテーブルと入替えてもよい。
【００３６】
ここで、点灯ヒータの決定又は点灯デューティの決定に使用するテーブルは必ずしも各々一つに決めなくても良い。もっとも、複数のテーブルから点灯ヒータを決定してもよいが、テーブルの数が多くなると簡単な制御構成ではなくなるので、できるだけ少ないテーブルで構成した方が良い。
【００３７】
何れにしても、本実施の形態では、２つのハロゲンヒータ１５，１６を駆動制御する方式への適用例であり、１本のみの定着ローラに対する制御では必要のない点灯ヒータを決定するためのテーブルも必須となり、この結果、用意すべきテーブルとしては最低２つが必要となる。
【００３８】
また、テーブルから点灯デューティ若しくは点灯すべき定着ヒータを決定するパラメータも様々である。本実施の形態では、特別な検知手段を追加しないことを趣旨の一つとしているので、テーブル作成用に採り得るパラメータとしては、以下の要素の差分を用いる方法を一例として挙げることができる。
【００３９】
要素；
・中央部配光ヒータ１５側の目標となる中央部制御温度、
・サーミスタ１７により得られる前回サンプリング時の中央部前回検出温度
・サーミスタ１７により得られる今回サンプリング時の中央部今回検出温度
・端部配光ヒータ１６側の目標となる端部制御温度、
・サーミスタ１８により得られる前回サンプリング時の端部前回検出温度
・サーミスタ１８により得られる今回サンプリング時の端部今回検出温度
具体的なパラメータ例としては、
パラメータ例：
（中央今回検出温度 − 中央前回検出温度）
（中央部制御温度 − 中央今回検出温度）
（端部今回検出温度 − 端部前回検出温度）
（端部制御温度 − 端部今回検出温度）
を挙げることができる。
【００４０】
この際、どのようなパラメータを選択するかによって構成するテーブルや制御できる項目が変わってくる。しかし、前述したように、異なる配光特性を持つ２つのハロゲンヒータ１５，１６の何れかの選択及びそのデューティの選択に供されるので、中央／端部の特性を考慮し、かつ、点灯すべき定着ヒータ／その点灯デューティを考慮するために最低２種類のパラメータ要素が必要となる。
【００４１】
今、テーブル５１，５２の一例を図７を参照して説明する。図７（ａ）は点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブル５２の一例を示し、図７（ｂ）は点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１の一例を示す。本実施の形態の例では、これらのテーブル５１，５２から条件を決定するパラメータとして、（中央部制御温度−中央今回検出温度）と、（端部制御温度−端部今回検出温度）との２種類が双方のテーブル５１，５２に用いられている。
【００４２】
まず、図７（ｂ）の点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照して点灯すべき定着ヒータの決定について説明する。目標制御温度に対して、サンプリングにより得られたサンプリング温度が高い場合をＨｉｇｈ，サンプリング温度が低い場合をＬｏｗとし、目標とする制御温度との差が例えば１０℃以上に大きければＬ、１０℃〜６℃であればＭ、６℃〜３℃であればＳ、３℃未満であればゼロ（ＺＲ）として温度状態をグループ分けし、中央部用のサーミスタ１７（Ｔｈ；中央）と端部用のサーミスタ１８（Ｔｈ；端部）とのサンプリング結果に応じて何れのハロゲンヒータ１５，１６を点灯すべきかが規定されている。図面上、Ｃ，Ｅが２本点灯、Ｃが中央部配光ヒータ１５点灯、Ｅが端部配光ヒータ１６点灯、０が２本のハロゲンヒータ１５，１６消灯を表している。
【００４３】
２本のハロゲンヒータ１５，１６のＷ数（熱量）が異なる場合や、配光特性に変更がある場合も、このテーブル５１の内容の変更のみで対応できる。
【００４４】
次に、図７（ａ）のデューティ決定用テーブル５２を参照して定着ヒータの点灯デューティ決定について説明する。本実施の形態では、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６に関するオンデューティとして、以下の５つのパターン
１００；サンプリング周期内で全点灯
７０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の７０％の時間点灯
５０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の５０％の時間点灯
３０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の３０％の時間点灯
０；サンプリング周期内で定着ヒータは消灯
を用いるものとして規定されている。
【００４５】
ここに、テーブル５２を検索した結果が０％以外であれば、トライアック２１又は２２の位相制御にてソフトスタートを実行し、位相制御デューティが１００％になったら、テーブル５２で決定された制御デューティに相当する時間だけハロゲンヒータ１５又は１６をＯＮし続ける。例えば、制御周期が１秒で制御デューティが５０％の場合、ソフトスタート終了後に「０．５秒−ソフトスタート時間」の間定着ヒータをＯＮして、０．５秒間ＯＦＦする。例えば、サンプリング周期毎の制御デューティの切換えが０％，１００％，３０％，１００％，０％，７０％，３０％なる一例を図８のタイムチャートに示す。
【００４６】
ソフトスタートは、ゼロクロス毎に位相制御デューティを増加させていく。デューティ値は３０→４０→５０→１００％と変化させる（立上げ時は各々１０回ずつ３０回）。５０Ｈｚの場合は３回×１０ｍｓｅｃ＝３０ｍｓｅｃ（目安：立上げ時は３０回×１０ｍｓｅｃ＝０．３ｓ）でソフトスタートを終了させる。
【００４７】
このようなテーブル５１，５２を用いた画像形成動作時におけるＣＰＵ３４により実行される定着ヒータ制御例を図９に示す概略フローチャートを参照して説明する。本実施の形態では、画像形成動作時の制御例に着目しており、コピー指示等により画像形成動作となった場合（ステップＳ１のＹ）、タイマ３７管理によるサンプリングタイミングとなるまで待機し（Ｓ２）、サンプリングタイミングとなると、サーミスタ１７，１８のセンサ出力を取り込むサンプリング動作を行う（Ｓ３）。ステップＳ２，Ｓ３の処理がサンプリング手段の機能として実行される。各々の制御温度（中央部制御温度、端部制御温度）とサンプリングにより得られた今回検出温度（中央今回検出温度、端部今回検出温度）との差分を演算により求める（Ｓ４）。そして、求められた各々の差分温度をパラメータとしてテーブル５１，５２を検索し（Ｓ５）、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとを決定する（Ｓ６）。ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の処理が決定手段の機能として実行される。点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとが決定されると、その決定に従い、高圧電源（ＰＳＵ）１９がトライアック２１又は２２を駆動制御することで、ハロゲンヒータ１５又は１６に対する通電状態を制御する（Ｓ７）。このステップＳ７の処理が駆動制御手段の機能として実行される。その後、画像形成動作が終了するまで、サンプリング毎にテーブル５１，５２を利用した同様の通電制御処理が繰り返される。
【００４８】
従って、本実施の形態によれば、配光分布を異ならせたハロゲンヒータ１５，１６が内蔵された熱容量の小さな定着ローラ１３を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置１２の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブル５１を含む少なくとも２つ以上のテーブル５１，５２を用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブル５１，５２を参照しそのテーブル設定内容により高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる。特に、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブル５１，５２としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。また、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブル５１としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６を規定しているので、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６について当該点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。加えて、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブル５２を備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブル５２を参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。この際、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１と同じパラメータを用いた間隔決定用テーブル５２を利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００４９】
何れにしても、本実施の形態で想定して定着装置１２のように、環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動する制御系においては、部品の変更や特定条件での不具合などにより制御条件を見直さなければならない状態が頻繁に発生する。このような場合でもテーブル５１，５２内の設定値を操作することにより対応することが可能である。例えば、端部温度が上昇しがちな定着装置特性となっている機械に対しては、テーブル５１，５２の右上の領域（端部温度が低く，中央温度が高い場合に選択される領域）の数値を低くすることで対策することができる。この結果、特定条件などの場合分けを極力減らすことが可能になる。制御ソフトウエアの品質は、場合分けなどの分岐条件（ソフトウエア複雑度）が増えることにより悪化することが良く知られていることから、このように場合分けを減らし得ることは、制御ソフトウエアの品質を高めることにもなる。
【００５０】
本発明の第二の実施の形態を図１０に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の各実施の形態でも同様とする）。
【００５１】
本実施の形態では、点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブルとして、図７（ａ）に示したテーブル５２に代えて、図１０に示すようなテーブル５３を用いるようにしたものである。このテーブル５３は、点灯すべき定着ヒータがハロゲンヒータ１５，１６の何れであっても中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分（図１０中、＃１で示す）、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分（図１０中、＃２で示す）とをパラメータとして点灯間隔が規定されたものである。
【００５２】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分から図７（ｂ）に示したようなテーブル５１を検索し、点灯させるハロゲンヒータ１５又は１６を決定する。この際、テーブル値の設定如何により制御方法は変えることができるが、一般的には目標温度（制御温度）に対してより低い温度のヒータをつけるような構成が考えられる。
【００５３】
次に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分から図１０に示すようなテーブル５３を検索し、点灯デューティを決定する。
【００５４】
よって、本実施の形態によれば、点灯デューティを決定するテーブル５３に関して、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６とは関係なく中央部に関する温度の値を用いているため、定着装置１２として中央部を制御するハロゲンヒータ１５の寄与率が高いシステム構成、例えば小サイズ向きに適した構成に適用すると、中央部配光ヒータ１５の制御を細かく設定でき、かつ、テーブル数がテーブル５１，５３の２つで済むため構成が簡略化し、管理しやすい、というメリットが得られる。
【００５５】
本発明の第三の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態では、点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブルとして、図７（ａ）に示したテーブル５２や図１０に示したテーブル５３に代えて、図１１に示すようなテーブル５４を用いるようにしたものである。このテーブル５４は、点灯すべき定着ヒータがハロゲンヒータ１５，１６の何れであっても端部制御温度と端部今回検出温度との差分（図１１中、＃１で示す）、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分（図１１中、＃２で示す）とをパラメータとして点灯間隔が規定されたものである。
【００５６】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分から図７（ｂ）に示したようなテーブル５１を検索し、点灯させるハロゲンヒータ１５又は１６を決定する。この際、テーブル値の設定如何により制御方法は変えることができるが、一般的には目標温度（制御温度）に対してより低い温度のヒータをつけるような構成が考えられる。
【００５７】
次に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分から図１１に示すようなテーブル５４を検索し、点灯デューティを決定する。
【００５８】
よって、本実施の形態によれば、点灯デューティを決定するテーブル５４に関して、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６とは関係なく端部に関する温度の値を用いているため、定着装置１２として端部を制御するハロゲンヒータ１６の寄与率が高いシステム構成、例えば大サイズ向きに適した構成に適用すると、端部配光ヒータ１６の制御を細かく設定でき、かつ、テーブル数がテーブル５１，５４の２つで済むため構成が簡略化し、管理しやすい、というメリットが得られる。
【００５９】
本発明の第四の実施の形態を説明する。本実施の形態では、通電状態の制御に関する条件を決定するためのテーブルとして、図７（ｂ）に示したような点灯ヒータ決定用テーブル５１、図１０に示したような間隔決定用テーブル（中央用間隔決定用テーブル）５３、図１１に示したような間隔決定用テーブル（端部用間隔決定用テーブル）５４の３つのテーブルが用意されており、これらの間隔決定用テーブル５３，５４を点灯ヒータ決定用テーブル５１を用いた点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定結果に応じて使い分けるようにしたものである。
【００６０】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分からテーブル５１を検索し、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６を決定し、選択されたハロゲンヒータ１５又は１６によって点灯デューティを決定するためのテーブルを変える。例えば、中央部配光ヒータ１５の点灯が選択されたときには図１０に示したようなテーブル５３を参照して点灯デューティを決定し、端部配光ヒータ１６の点灯が選択されたときには図１１に示したようなテーブル５４を参照して点灯デューティを決定する。
【００６１】
本実施の形態の場合、前述した実施の形態の場合よりもテーブル数が増えるため、管理が若干煩雑にはなるが、中央部配光ヒータ１５、端部配光ヒータ１６の点灯デューティに関して各々に最適化されたテーブル５３又は５４を使用できるため、ヒータの制御性をよくすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定するようにしたので、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成するようにしたので、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えるようにしたので、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００６８】
請求項７記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定するようにしたので、特に中央部を制御する中央部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００６９】
請求項８記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定するようにしたので、特に端部を制御する端部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００７０】
請求項９記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、間隔決定用テーブルに関しては、中央用間隔決定用テーブルと端部用間隔決定用テーブルとの２つを必要とするが、点灯すべき定着ヒータの決定結果に応じてこれらの間隔決定用テーブルの何れかを選択的に参照して点灯間隔を決定するようにしたので、中央部配光ヒータと端部配光ヒータとのヒータ寄与率が同程度の定着器等の諸条件に対する適応能力の高い状態で点灯間隔の決定を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のデジタル複写機の概略構成を示す正面図である。
【図２】そのプリンタエンジン部分の概略構成例を示す正面図である。
【図３】定着装置周りの構成例を示す概略縦断側面図である。
【図４】その定着ヒータの配光分布を示す特性図である。
【図５】全体の電装制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【図６】その定着ヒータの駆動に関する部分の概略構成例を示すブロック図である。
【図７】テーブル内容の設定例を示す説明図である。
【図８】点灯デューティ可変の一例を示すタイムチャートである。
【図９】定着ヒータ制御例を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の第二の実施の形態のテーブル内容の設定例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第三の実施の形態のテーブル内容の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１２ 定着装置
１３ 定着部材
１５ 中央部配光ヒータ，定着ヒータ
１６ 端部配光ヒータ、定着ヒータ
１７ 中央部温度センサ、温度センサ
１８ 端部温度センサ、温度センサ
１９ 駆動制御手段
５１ 点灯ヒータ決定用テーブル、テーブル
５２ 間隔決定用テーブル
５３ 間隔決定用テーブル、中央用間隔決定用テーブル
５４ 間隔決定用テーブル、端部用間隔決定用テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力エネルギー消費効率の向上と操作性・利便性の向上との観点から、ウォームアップ時間が短縮された定着ヒータを有する画像形成装置が多い。ここに、ウォームアップ時間短縮のためには、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗の小さい薄肉定着ローラと、大電力のハロゲンヒータ又は複数（２本）構成のハロゲンヒータが使用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この種の定着装置に関しては、各種制御例が提案されている。例えば、特許文献２の定着装置の温度制御装置によれば、ウォームアップ制御の処理開始前の熱ローラの初期検出温度やヒータへの通電回数に応じて初期補正値を調整することで、目標とする制御温度を補正し、立上げ時の定着不良（熱量不足）を補うようにしている。また、特許文献３の定着装置の温度制御装置によれば、オーバーシュートの副作用による温度低下を低減させるためにウォームアップ処理中に一旦ヒータをオフさせるようにしている。同様に、特許文献４の定着装置によれば、オーバーシュートを抑制するためにヒータオフ処理を制御手段中に追加するようにしている。さらに、特許文献５の定着装置によれば、電圧フリッカ対策として通電サイクルを所定時間以上とするようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−２２０９３２号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５２２７６号公報
【特許文献３】
特開平０７−１１４２８９号公報
【特許文献４】
特開平１０−０３９６７８号公報
【特許文献５】
特開平０９−２４４４６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献２ないし５に例示されるように、定着装置に関する制御例は各種あるが、特許文献１に記載されたような定着装置、特に、配光特性を異ならせた複数の定着ヒータを備える方式の定着装置用としては、その考察・検討が不十分で安定した温度制御ができない上に、その制御が複雑化しているものである。
【０００６】
つまり、特許文献１に示されるような定着装置の場合、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗が小さいため、環境変動や通紙に対する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動してしまうが、従来技術にあっては、このような変動を複雑な制御を用いることなく抑えることができない。また、このように変動要素の大きな定着装置の制御においては、温度変化の推移や出力と実際の温度変化との相関をみないと大幅なオーバーシュートが発生してしまうが、この点に関しても、従来技術にあっては、特別な検出手段を設けず、かつ、複雑な制御を用いることなく抑えることができない。さらには、配光分布の異なる複数の定着ヒータを制御する際に、定着装置の部品の変更や仕様の追加、不具合の対策、などがあっても変更しやすく、容易に対処し得ることが望まれるが、この点に関しても、従来技術の場合、対処しにくいものである。
【０００７】
本発明の目的は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置について、複雑な制御を用いることなく、種々の外的要因を抑えて安定した定着制御を行えるようにすることである。
【０００８】
加えて、定着部品の変更や仕様の追加等に対しても定着制御の対応が容易に行えるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、を備える。
【００１０】
従って、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記定着ヒータは、前記定着部材の軸心方向中央部に高い配光特性を持たせた中央部配光ヒータと、前記定着部材の軸心方向両端部に高い配光特性を持たせた端部配光ヒータとを有し、前記温度センサは、前記中央部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向中央部の温度を検出する中央部温度センサと、前記端部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向端部の温度を検出する端部温度センサとを有する。
【００１２】
従って、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルは、前記中央部配光ヒータ、前記端部配光ヒータ毎に各々予め設定された目標となる中央部制御温度、端部制御温度、前記中央部温度センサ、前記端部温度センサにより得られる各々の前回サンプリング時の中央部前回検出温度、端部前回検出温度、今回サンプリング時の中央部今回検出温度、端部今回検出温度のうちの少なくとも２つ以上のパラメータを使用して作成されている。
【００１４】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯すべき定着ヒータを決定する前記点灯ヒータ決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定する。
【００１６】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブル以外のテーブルは、点灯すべき定着ヒータに関して前記決定手段によりその点灯間隔を決定するための間隔決定用テーブルである。
【００１８】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２０】
従って、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２２】
従って、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定することにより、特に中央部を制御する中央部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００２４】
従って、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定することにより、特に端部を制御する端部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００２５】
請求項９記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、前記間隔決定用テーブルとして、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する中央用間隔決定用テーブルと、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する端部用間隔決定用テーブルとを有し、前記決定手段は、前記点灯ヒータ決定用テーブル参照に基づき決定された点灯すべき定着ヒータが前記中央部配光ヒータであるか前記端部配光ヒータであるかに応じて中央用間隔決定用テーブル又は端部用間隔決定用テーブルを参照してその点灯間隔を決定する。
【００２６】
従って、間隔決定用テーブルに関しては、中央用間隔決定用テーブルと端部用間隔決定用テーブルとの２つを必要とするが、点灯すべき定着ヒータの決定結果に応じてこれらの間隔決定用テーブルの何れかを選択的に参照して点灯間隔を決定することにより、中央部配光ヒータと端部配光ヒータとのヒータ寄与率が同程度の定着器等の諸条件に対する適応能力の高い状態で点灯間隔の決定を適正に行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図９に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に適用し得るが、その一例として、電子写真方式を利用したデジタル複写機への適用例を示す。図１はデジタル複写機の概略構成を示す正面図であり、装置本体内にはプリンタエンジン１を有する他、転写紙をこのプリンタエンジン１による印刷に供する複数の給紙トレイ２や手差しトレイ３が設けられ、さらに、プリンタエンジン１の上部には印刷済みの転写紙を排紙させるためのインナータイプの排紙スタック部４が設けられている。さらに、装置本体の上部にはコピーすべき原稿の画像を読み取る読取部（スキャナ部）５や、オペレータが各種操作を行うためのキー部やＬＣＤ等による表示部を有する操作パネル６が設けられている。
【００２８】
次に、プリンタエンジン１部分の概略構成例を図２を参照して説明する。このプリンタエンジン１は電子写真方式によるものであり、ドラム状の感光体７を中心に構成されている。即ち、この感光体７の周囲には電子写真プロセスに従い、帯電ローラ８、光書込み装置によるレーザ光の露光部９、現像ユニット１０、転写ローラ１１等が順に設けられている。転写ローラ１１による転写位置よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置１２が設けられている。
【００２９】
ここで、定着装置１２の構成例を図３及び図４を参照して説明する。本実施の形態の定着装置１２は例えば前述した特許文献１に準じた構成とされている。即ち、定着ヒータ内蔵の定着部材である定着ローラ１３と加圧ローラ１４とのローラ対を基本とするが、定着ローラ１３は、例えば表面にフッ素樹脂がコーティングされた薄肉の金属製円筒形状に形成され、かつ、回転自在に支持されている。加圧ローラ１４は耐熱弾性体層を有する構造で、定着ローラ１３に圧接され、定着ローラ１３に従動回転するように支持されている。定着ローラ１３の内部には、複数の定着ヒータであるハロゲンヒータ１５，１６が設けられており、定着ローラ１３の表面に接触させた温度センサとしてのサーミスタ１７，１８のセンサ出力に基づきＰＳＵ１９が電源遮断用のリレー２０及びデューティ制御を行うためのトライアック２１，２２を適宜駆動させることによりハロゲンヒータ１５，１６の点灯（発光）を独立してオン・オフし、定着ローラ１３の表面温度を一定（約１８０℃）に制御する。
【００３０】
２本のハロゲンヒータ１５，１６は、その発光分布を異ならせたもので、一方のハロゲンヒータ１５は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向中央部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせた小サイズ用のもので、中央部配光ヒータとして機能する。他方のハロゲンヒータ１６は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向端部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせたＡ３サイズのような大サイズ用のもので、端部配光ヒータとして機能する。
【００３１】
また、サーミスタ１７，１８の配置はハロゲンヒータ１５，１６の配光分布に対応しており、中央部温度センサとしてのサーミスタ１７はハロゲンヒータ（中央部配光ヒータ）１５の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向中央部付近の外周面温度を検知するように配置され、端部温度センサとしてのサーミスタ１８はハロゲンヒータ（端部配光ヒータ）１６の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向端部付近の外周面温度を検知するように配置されている。
【００３２】
次に、全体の電装制御系の概略構成例を図５に示すブロック図を参照して説明する。まず、読取部５用の読取制御板３１や操作パネル６や感光体７上に潜像を形成するための光書込みを行う光書込み部用の書込制御板３２を制御するシステム制御板３３が設けられている。このシステム制御板３３は図５中に示すように各部を集中的に制御するＣＰＵ３４やプログラム及びデータを固定的に格納したＲＯＭ３５並びに各種データを書換え自在に格納してワークメモリとして機能するＲＡＭ３６等を有するマイクロコンピュータ構成のもので、この他、タイマ３７、書換え・消去自在なＥＥＰＲＯＭ３８が設けられている。システム制御板３３にはＩ／Ｏ制御板３９を介して現像ユニット１０用のＴセンサ４０、各種画像形成用Ｉ／Ｏ４１、高圧電源（ＰＳＵ）１９等が接続されている。
【００３３】
ここで、ハロゲンヒータ１５，１６の駆動に関する部分の構成例を図６に示す。即ち、高圧電源（ＰＳＵ）１９はハロゲンヒータ１５，１６に対する駆動制御手段として機能し、前述したようなリレー２０やトライアック２１，２２を駆動制御することによりハロゲンヒータ１５，１６に対する通電状態を制御する。また、サーミスタ１７，１８のセンサ出力はＩ／Ｏ制御板３９のＡＤＣ部分を介してデジタル信号に変換されて高圧電源（ＰＳＵ）１９側に取り込まれ、定着ヒータ制御に供される。
【００３４】
このような基本構成において、本実施の形態では、高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件として、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その定着ヒータの点灯間隔（点灯デューティ）とを決定するためのルックアップテーブル構造の２つのテーブル５１，５２がＥＥＰＲＯＭ３８中に設けられている。
【００３５】
即ち、ハロゲンヒータ１５，１６に対する画像形成動作時の温度制御方式として、後述するように、定着ローラ１３のヒータ温度をサンプリングするサンプリング手段が設けられており、サンプリング手段が所定の間隔で複数のサーミスタ１７，１８により、各々の温度をサンプリングし、そのサンプリングしたデータ信号：中央部、端部の２つデータ信号により、
点灯デューティの決定（ルックアップテーブル）
点灯ヒータの決定 （ルックアップテーブル）
を各々入力されているテーブル５１，５２から選択する。これらの２つのテーブル５１，５２は、組合せと入替えが可能とされており、装置状態や状態遷移、又は、転写紙サイズにより、データの異なる構成のテーブルと入替えてもよい。
【００３６】
ここで、点灯ヒータの決定又は点灯デューティの決定に使用するテーブルは必ずしも各々一つに決めなくても良い。もっとも、複数のテーブルから点灯ヒータを決定してもよいが、テーブルの数が多くなると簡単な制御構成ではなくなるので、できるだけ少ないテーブルで構成した方が良い。
【００３７】
何れにしても、本実施の形態では、２つのハロゲンヒータ１５，１６を駆動制御する方式への適用例であり、１本のみの定着ローラに対する制御では必要のない点灯ヒータを決定するためのテーブルも必須となり、この結果、用意すべきテーブルとしては最低２つが必要となる。
【００３８】
また、テーブルから点灯デューティ若しくは点灯すべき定着ヒータを決定するパラメータも様々である。本実施の形態では、特別な検知手段を追加しないことを趣旨の一つとしているので、テーブル作成用に採り得るパラメータとしては、以下の要素の差分を用いる方法を一例として挙げることができる。
【００３９】
要素；
・中央部配光ヒータ１５側の目標となる中央部制御温度、
・サーミスタ１７により得られる前回サンプリング時の中央部前回検出温度
・サーミスタ１７により得られる今回サンプリング時の中央部今回検出温度
・端部配光ヒータ１６側の目標となる端部制御温度、
・サーミスタ１８により得られる前回サンプリング時の端部前回検出温度
・サーミスタ１８により得られる今回サンプリング時の端部今回検出温度
具体的なパラメータ例としては、
パラメータ例：
（中央今回検出温度 − 中央前回検出温度）
（中央部制御温度 − 中央今回検出温度）
（端部今回検出温度 − 端部前回検出温度）
（端部制御温度 − 端部今回検出温度）
を挙げることができる。
【００４０】
この際、どのようなパラメータを選択するかによって構成するテーブルや制御できる項目が変わってくる。しかし、前述したように、異なる配光特性を持つ２つのハロゲンヒータ１５，１６の何れかの選択及びそのデューティの選択に供されるので、中央／端部の特性を考慮し、かつ、点灯すべき定着ヒータ／その点灯デューティを考慮するために最低２種類のパラメータ要素が必要となる。
【００４１】
今、テーブル５１，５２の一例を図７を参照して説明する。図７（ａ）は点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブル５２の一例を示し、図７（ｂ）は点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１の一例を示す。本実施の形態の例では、これらのテーブル５１，５２から条件を決定するパラメータとして、（中央部制御温度−中央今回検出温度）と、（端部制御温度−端部今回検出温度）との２種類が双方のテーブル５１，５２に用いられている。
【００４２】
まず、図７（ｂ）の点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照して点灯すべき定着ヒータの決定について説明する。目標制御温度に対して、サンプリングにより得られたサンプリング温度が高い場合をＨｉｇｈ，サンプリング温度が低い場合をＬｏｗとし、目標とする制御温度との差が例えば１０℃以上に大きければＬ、１０℃〜６℃であればＭ、６℃〜３℃であればＳ、３℃未満であればゼロ（ＺＲ）として温度状態をグループ分けし、中央部用のサーミスタ１７（Ｔｈ；中央）と端部用のサーミスタ１８（Ｔｈ；端部）とのサンプリング結果に応じて何れのハロゲンヒータ１５，１６を点灯すべきかが規定されている。図面上、Ｃ，Ｅが２本点灯、Ｃが中央部配光ヒータ１５点灯、Ｅが端部配光ヒータ１６点灯、０が２本のハロゲンヒータ１５，１６消灯を表している。
【００４３】
２本のハロゲンヒータ１５，１６のＷ数（熱量）が異なる場合や、配光特性に変更がある場合も、このテーブル５１の内容の変更のみで対応できる。
【００４４】
次に、図７（ａ）のデューティ決定用テーブル５２を参照して定着ヒータの点灯デューティ決定について説明する。本実施の形態では、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６に関するオンデューティとして、以下の５つのパターン
１００；サンプリング周期内で全点灯
７０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の７０％の時間点灯
５０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の５０％の時間点灯
３０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の３０％の時間点灯
０；サンプリング周期内で定着ヒータは消灯
を用いるものとして規定されている。
【００４５】
ここに、テーブル５２を検索した結果が０％以外であれば、トライアック２１又は２２の位相制御にてソフトスタートを実行し、位相制御デューティが１００％になったら、テーブル５２で決定された制御デューティに相当する時間だけハロゲンヒータ１５又は１６をＯＮし続ける。例えば、制御周期が１秒で制御デューティが５０％の場合、ソフトスタート終了後に「０．５秒−ソフトスタート時間」の間定着ヒータをＯＮして、０．５秒間ＯＦＦする。例えば、サンプリング周期毎の制御デューティの切換えが０％，１００％，３０％，１００％，０％，７０％，３０％なる一例を図８のタイムチャートに示す。
【００４６】
ソフトスタートは、ゼロクロス毎に位相制御デューティを増加させていく。デューティ値は３０→４０→５０→１００％と変化させる（立上げ時は各々１０回ずつ３０回）。５０Ｈｚの場合は３回×１０ｍｓｅｃ＝３０ｍｓｅｃ（目安：立上げ時は３０回×１０ｍｓｅｃ＝０．３ｓ）でソフトスタートを終了させる。
【００４７】
このようなテーブル５１，５２を用いた画像形成動作時におけるＣＰＵ３４により実行される定着ヒータ制御例を図９に示す概略フローチャートを参照して説明する。本実施の形態では、画像形成動作時の制御例に着目しており、コピー指示等により画像形成動作となった場合（ステップＳ１のＹ）、タイマ３７管理によるサンプリングタイミングとなるまで待機し（Ｓ２）、サンプリングタイミングとなると、サーミスタ１７，１８のセンサ出力を取り込むサンプリング動作を行う（Ｓ３）。ステップＳ２，Ｓ３の処理がサンプリング手段の機能として実行される。各々の制御温度（中央部制御温度、端部制御温度）とサンプリングにより得られた今回検出温度（中央今回検出温度、端部今回検出温度）との差分を演算により求める（Ｓ４）。そして、求められた各々の差分温度をパラメータとしてテーブル５１，５２を検索し（Ｓ５）、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとを決定する（Ｓ６）。ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の処理が決定手段の機能として実行される。点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとが決定されると、その決定に従い、高圧電源（ＰＳＵ）１９がトライアック２１又は２２を駆動制御することで、ハロゲンヒータ１５又は１６に対する通電状態を制御する（Ｓ７）。このステップＳ７の処理が駆動制御手段の機能として実行される。その後、画像形成動作が終了するまで、サンプリング毎にテーブル５１，５２を利用した同様の通電制御処理が繰り返される。
【００４８】
従って、本実施の形態によれば、配光分布を異ならせたハロゲンヒータ１５，１６が内蔵された熱容量の小さな定着ローラ１３を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置１２の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブル５１を含む少なくとも２つ以上のテーブル５１，５２を用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブル５１，５２を参照しそのテーブル設定内容により高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる。特に、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブル５１，５２としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。また、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブル５１としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６を規定しているので、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６について当該点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。加えて、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブル５２を備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブル５２を参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。この際、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１と同じパラメータを用いた間隔決定用テーブル５２を利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００４９】
何れにしても、本実施の形態で想定して定着装置１２のように、環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動する制御系においては、部品の変更や特定条件での不具合などにより制御条件を見直さなければならない状態が頻繁に発生する。このような場合でもテーブル５１，５２内の設定値を操作することにより対応することが可能である。例えば、端部温度が上昇しがちな定着装置特性となっている機械に対しては、テーブル５１，５２の右上の領域（端部温度が低く，中央温度が高い場合に選択される領域）の数値を低くすることで対策することができる。この結果、特定条件などの場合分けを極力減らすことが可能になる。制御ソフトウエアの品質は、場合分けなどの分岐条件（ソフトウエア複雑度）が増えることにより悪化することが良く知られていることから、このように場合分けを減らし得ることは、制御ソフトウエアの品質を高めることにもなる。
【００５０】
本発明の第二の実施の形態を図１０に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する（以降の各実施の形態でも同様とする）。
【００５１】
本実施の形態では、点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブルとして、図７（ａ）に示したテーブル５２に代えて、図１０に示すようなテーブル５３を用いるようにしたものである。このテーブル５３は、点灯すべき定着ヒータがハロゲンヒータ１５，１６の何れであっても中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分（図１０中、＃１で示す）、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分（図１０中、＃２で示す）とをパラメータとして点灯間隔が規定されたものである。
【００５２】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分から図７（ｂ）に示したようなテーブル５１を検索し、点灯させるハロゲンヒータ１５又は１６を決定する。この際、テーブル値の設定如何により制御方法は変えることができるが、一般的には目標温度（制御温度）に対してより低い温度のヒータをつけるような構成が考えられる。
【００５３】
次に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分から図１０に示すようなテーブル５３を検索し、点灯デューティを決定する。
【００５４】
よって、本実施の形態によれば、点灯デューティを決定するテーブル５３に関して、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６とは関係なく中央部に関する温度の値を用いているため、定着装置１２として中央部を制御するハロゲンヒータ１５の寄与率が高いシステム構成、例えば小サイズ向きに適した構成に適用すると、中央部配光ヒータ１５の制御を細かく設定でき、かつ、テーブル数がテーブル５１，５３の２つで済むため構成が簡略化し、管理しやすい、というメリットが得られる。
【００５５】
本発明の第三の実施の形態を図１１に基づいて説明する。本実施の形態では、点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブルとして、図７（ａ）に示したテーブル５２や図１０に示したテーブル５３に代えて、図１１に示すようなテーブル５４を用いるようにしたものである。このテーブル５４は、点灯すべき定着ヒータがハロゲンヒータ１５，１６の何れであっても端部制御温度と端部今回検出温度との差分（図１１中、＃１で示す）、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分（図１１中、＃２で示す）とをパラメータとして点灯間隔が規定されたものである。
【００５６】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分から図７（ｂ）に示したようなテーブル５１を検索し、点灯させるハロゲンヒータ１５又は１６を決定する。この際、テーブル値の設定如何により制御方法は変えることができるが、一般的には目標温度（制御温度）に対してより低い温度のヒータをつけるような構成が考えられる。
【００５７】
次に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分から図１１に示すようなテーブル５４を検索し、点灯デューティを決定する。
【００５８】
よって、本実施の形態によれば、点灯デューティを決定するテーブル５４に関して、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６とは関係なく端部に関する温度の値を用いているため、定着装置１２として端部を制御するハロゲンヒータ１６の寄与率が高いシステム構成、例えば大サイズ向きに適した構成に適用すると、端部配光ヒータ１６の制御を細かく設定でき、かつ、テーブル数がテーブル５１，５４の２つで済むため構成が簡略化し、管理しやすい、というメリットが得られる。
【００５９】
本発明の第四の実施の形態を説明する。本実施の形態では、通電状態の制御に関する条件を決定するためのテーブルとして、図７（ｂ）に示したような点灯ヒータ決定用テーブル５１、図１０に示したような間隔決定用テーブル（中央用間隔決定用テーブル）５３、図１１に示したような間隔決定用テーブル（端部用間隔決定用テーブル）５４の３つのテーブルが用意されており、これらの間隔決定用テーブル５３，５４を点灯ヒータ決定用テーブル５１を用いた点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定結果に応じて使い分けるようにしたものである。
【００６０】
このような構成において、画像形成動作時において、各サンプリング毎に、まず、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、端部制御温度と端部今回検出温度との差分からテーブル５１を検索し、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６を決定し、選択されたハロゲンヒータ１５又は１６によって点灯デューティを決定するためのテーブルを変える。例えば、中央部配光ヒータ１５の点灯が選択されたときには図１０に示したようなテーブル５３を参照して点灯デューティを決定し、端部配光ヒータ１６の点灯が選択されたときには図１１に示したようなテーブル５４を参照して点灯デューティを決定する。
【００６１】
本実施の形態の場合、前述した実施の形態の場合よりもテーブル数が増えるため、管理が若干煩雑にはなるが、中央部配光ヒータ１５、端部配光ヒータ１６の点灯デューティに関して各々に最適化されたテーブル５３又は５４を使用できるため、ヒータの制御性をよくすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定するようにしたので、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成するようにしたので、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えるようにしたので、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００６７】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００６８】
請求項７記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分、及び、中央部前回検出温度と中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定するようにしたので、特に中央部を制御する中央部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００６９】
請求項８記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、点灯間隔の決定に関しては、点灯すべき定着ヒータの決定とは別個に、端部制御温度と端部今回検出温度との差分、及び、端部前回検出温度と端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定した間隔決定用テーブルを参照して決定するようにしたので、特に端部を制御する端部配光ヒータの寄与率の高い定着装置構成の場合に好適な点灯間隔の決定が可能となる。
【００７０】
請求項９記載の発明によれば、請求項５記載の画像形成装置において、間隔決定用テーブルに関しては、中央用間隔決定用テーブルと端部用間隔決定用テーブルとの２つを必要とするが、点灯すべき定着ヒータの決定結果に応じてこれらの間隔決定用テーブルの何れかを選択的に参照して点灯間隔を決定するようにしたので、中央部配光ヒータと端部配光ヒータとのヒータ寄与率が同程度の定着器等の諸条件に対する適応能力の高い状態で点灯間隔の決定を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のデジタル複写機の概略構成を示す正面図である。
【図２】そのプリンタエンジン部分の概略構成例を示す正面図である。
【図３】定着装置周りの構成例を示す概略縦断側面図である。
【図４】その定着ヒータの配光分布を示す特性図である。
【図５】全体の電装制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【図６】その定着ヒータの駆動に関する部分の概略構成例を示すブロック図である。
【図７】テーブル内容の設定例を示す説明図である。
【図８】点灯デューティ可変の一例を示すタイムチャートである。
【図９】定着ヒータ制御例を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の第二の実施の形態のテーブル内容の設定例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第三の実施の形態のテーブル内容の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１２ 定着装置
１３ 定着部材
１５ 中央部配光ヒータ，定着ヒータ
１６ 端部配光ヒータ、定着ヒータ
１７ 中央部温度センサ、温度センサ
１８ 端部温度センサ、温度センサ
１９ 駆動制御手段
５１ 点灯ヒータ決定用テーブル、テーブル
５２ 間隔決定用テーブル
５３ 間隔決定用テーブル、中央用間隔決定用テーブル
５４ 間隔決定用テーブル、端部用間隔決定用テーブル
Claims (9)
- 配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、
前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、
所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、
このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記定着ヒータは、前記定着部材の軸心方向中央部に高い配光特性を持たせた中央部配光ヒータと、前記定着部材の軸心方向両端部に高い配光特性を持たせた端部配光ヒータとを有し、
前記温度センサは、前記中央部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向中央部の温度を検出する中央部温度センサと、前記端部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向端部の温度を検出する端部温度センサとを有する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。 - 前記点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブは、前記中央部配光ヒータ、前記端部配光ヒータ毎に各々予め設定された目標となる中央部制御温度、端部制御温度、前記中央部温度センサ、前記端部温度センサにより得られる各々の前回サンプリング時の中央部前回検出温度、端部前回検出温度、今回サンプリング時の中央部今回検出温度、端部今回検出温度のうちの少なくとも２つ以上のパラメータを使用して作成されている、
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。 - 前記決定手段により点灯すべき定着ヒータを決定する前記点灯ヒータ決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定する、
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。 - 前記点灯ヒータ決定用テーブル以外のテーブルは、点灯すべき定着ヒータに関して前記決定手段によりその点灯間隔を決定するための間隔決定用テーブルである、
ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の画像形成装置。 - 前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 - 前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 - 前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。 - 前記間隔決定用テーブルとして、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記中央部前回検出温度と前記中央部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する中央用間隔決定用テーブルと、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分、及び、前記端部前回検出温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する端部用間隔決定用テーブルとを有し、
前記決定手段は、前記点灯ヒータ決定用テーブル参照に基づき決定された点灯すべき定着ヒータが前記中央部配光ヒータであるか前記端部配光ヒータであるかに応じて中央用間隔決定用テーブル又は端部用間隔決定用テーブルを参照してその点灯間隔を決定する、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
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