JP2007133292A - 定着装置、画像形成装置、定着方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 点消灯式熱源の制御手法を用いて加熱制御が異なる誘導加熱式熱源も制御できるようにする。
【解決手段】 ヒータ制御部１４は、温度制御部１２からの切り替え指示に基づいてＩＨヒータの制御に切り替えると、温度制御部１２から受け取ったヒータ点灯率をＩＨヒータ１７の最大消費電力に対する消費電力の比率に相当する最大パルス幅に対してＩＨヒータ１７に与えるパルス幅の比率：ＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換し、ＩＨヒータ１７にそのＰＷＭ−Ｄｕｔｙを設定し、ＩＨヒータ１７は、ヒータ制御部１４から設定されたＰＷＭ−Ｄｕｔｙに基づいて通電する電流量をリニアに変化させて所定の温度になるように制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタ、デジタル複写機、複合機を含む電子写真プロセスを利用した画像形成装置に使用される定着部材を備えた定着装置と、画像形成装置と、定着方法と、コンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

従来、画像形成装置の定着制御を行わせるプログラムを、定着ユニットの温度を検出する温度センサの処理を司るコンポーネントと、定着ユニットのヒータの温度を制御するコンポーネントと、温度センサとヒータの異常を検知する処理のコンポーネントと、上記温度を用いてヒータの処理を決定する処理のコンポーネントを含む複数の独立したコンポーネントで構成した装置（例えば、特許文献１参照）があった。
特開２００２−３４１６９１号公報

しかしながら、上述の従来技術は、定着装置の各部の制御をコンポーネント化したものであり、最近では、定着装置のヒータとして誘導加熱式熱源（「誘導加熱ヒータ」ともいう）であるＩＨヒータが使われるようになってきており、ＩＨヒータを制御するためのプログラムと、従来の点消灯式熱源であるハロゲンヒータを制御するためのプログラムがそれぞれ必要となり、そのプログラムの開発と保守が難しくなり、コストの上昇にも繋がるという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、点消灯式熱源の制御手法を用いて加熱制御が異なる誘導加熱式熱源も制御できるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、次の定着装置、画像形成装置、定着方法、プログラムを提供する。
（１）記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させる定着装置において、上記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて上記熱源の温度を制御する第１の温度制御手段と、上記熱源点灯率を上記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、その比率に基づいて上記熱源の温度を制御する第２の温度制御手段を設けた定着装置。

（２）上記（１）の定着装置において、上記熱源の種類を識別する識別手段と、その識別手段によって上記熱源の種類が点消灯式熱源であると識別した場合、上記第１の温度制御手段による制御に切り替え、上記熱源の種類が誘導加熱式熱源であると識別した場合、上記第２の温度制御手段による制御に切り替える切替手段を設けた定着装置。
（３）上記（１）の定着装置において、上記第１の温度制御手段による制御と上記第２の温度制御手段による制御のいずれかに切り替える切替手段を設けた定着装置。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかの定着装置において、上記変換に用いる演算式の係数を設定する手段を設けた定着装置。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかの定着装置を搭載した画像形成装置。

（６）記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させる定着方法において、上記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて上記熱源の温度を制御する第１の温度制御行程と、上記熱源点灯率を上記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、その比率に基づいて上記熱源の温度を制御する第２の温度制御行程を有する定着方法。
（７）コンピュータに、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させるとき、上記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて上記熱源の温度を制御する第１の温度制御手順と、上記熱源点灯率を上記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、その比率に基づいて上記熱源の温度を制御する第２の温度制御手順とを実行させるためのプログラム。

この発明による定着装置、画像形成装置、定着方法は、点消灯式熱源の制御手法を用いて加熱制御が異なる誘導加熱式熱源も制御することができる。
また、この発明によるプログラムは、コンピュータに、点消灯式熱源の制御手法を用いて加熱制御が異なる誘導加熱式熱源も制御するための機能を実現させることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図２は、この発明による画像形成装置の一実施例であるカラー複写機の内部構成例を示す構成図である。
このカラー複写機は、タンデム型間接転写方式の電子写真装置であり、カラー複写機本体（装置本体）１の下部に用紙Ｐを積載する複数段（この例では４段）の給紙カセット２２を備えた給紙バンク（給紙部）２を、上部に原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に給送する自動原稿給送装置（以下「ＡＤＦ」という）３を、中央部にプリンタ部（画像形成部）２０をそれぞれ配置している。なお、給紙バンク２には、必要に応じて別の給紙部を増設することも可能である。

ＡＤＦ３の手前側のカラー複写機本体１の上面に、図示を省略した操作部が設けられており、そこにはコピー動作を開始するためのスタートキー、コピー枚数を含む各種のパラメータをセットするためのテンキー、両面モード（用紙の表裏両面に画像を形成するモード）を含む各種モード，用紙サイズ，コピー濃度を含む各種設定値を選択するキー、各種の表示を行う液晶表示器を含む各部を備えている。
プリンタ部２０の上方には原稿画像を読み取るスキャナ部２３を、そのプリンタ部２０の同図で左側には排紙トレイ（排紙収納部）２４をそれぞれ設けており、その排紙トレイ２４には画像形成された用紙Ｐが排紙収納される。

プリンタ部２０には、それぞれ表面（但し予め帯電されている）が露光されて静電潜像が形成される複数の第１の像担持体となるドラム状の感光体（以下「感光体ドラム」という）２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ（以下総称して「感光体ドラム２６」ともいう）と、その各感光体ドラム２６の表面に形成された静電潜像をそれぞれ各色のトナーで可視像化して単色のトナー画像（以下「単色画像」という）を形成する各現像部６３と、その各感光体ドラム２６上に形成された各単色画像が順次１次転写されることによって４色重ねの合成カラー画像が形成される第２の像担持体であるドラム状の中間転写体（以下「中間転写ベルト」という）２５とが設けられており、その中間転写ベルト２５は矢示Ａ方向に回動するようになっている。

各感光体ドラム２６（２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋ）のそれぞれの回りには、その各感光体ドラム２６の表面を一様に帯電処理する各帯電部６２と、その各感光体ドラム２６上の単色画像（可視像）を中間転写ベルト２５に１次転写した後に各感光体ドラム２６上に残った未転写トナー（残留トナー）を除去回収するクリーニング処理を行う各感光体クリーニング部６４とをそれぞれ設けている。
このプリンタ部２０の上部には、そのプリンタ部２０の各感光体ドラム２６上のそれぞれ露光位置（帯電面）に、それぞれ各色の画像情報に対応したレーザ光を照射してそこに静電潜像を形成する露光部７を設けている。

また、プリンタ部２０の用紙搬送上流側にレジスト部を構成するレジストローラ３３を、そのプリンタ部２０の用紙搬送下流側に定着装置２８をそれぞれ設け、そのレジストローラ３３により用紙のスキュー補正を行うと共に、その用紙を感光体ドラム２６上のトナー画像とタイミングをとって、中間転写ベルト２５と２次転写対向ローラ５４との間の２次転写部へ向けて給送するようにしている。そして、その２次転写部で、中間転写ベルト２５上に担持した合成カラー画像を給紙バンク２内のいずれかの給紙カセット２２あるいは手差し給紙トレイ７０から給紙した用紙Ｐに順次２次転写し、その用紙Ｐ上の合成カラー画像のトナー画像を定着装置２８で熱と圧力とを加えて定着する。

その定着装置２８では、ハロゲンヒータ、誘導加熱ヒータ（例えば、ＩＨヒータ）を含むヒータを備えてローラ部を加熱する部材である定着ローラが無端ベルトである定着ベルトを介して加圧ローラと押し当てられており、定着ローラからの加熱と加圧ローラによる加圧力が加えられることにより転写画像が定着される。すなわち、この定着装置２８は、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させる装置に相当する。その定着装置２８の下流側には、定着装置２８を通過した用紙を排紙トレイ２４上に排出する排紙ローラ４１を設けている。

このカラー複写機を用いてコピーをとるときは、ユーザがＡＤＦ３の原稿台上に原稿をセットする。または、ＡＤＦ３を開いてスキャナ部２３のコンタクトガラス３１上に原稿をセットし、ＡＤＦ３を閉じてそれで押さえる。
そして、操作部上のスタートキーを押すと、カラー複写機は次のような動作を行う。
まず、ＡＤＦ３の原稿台に原稿がセットされている場合には、その原稿をコンタクトガラス３１上へ自動給送した後、コンタクトガラス３１上に直接原稿がセットされている場合には、直ちに、スキャナ部２３を駆動し、第１走行体３２ａおよび第２走行体３２ｂを同図上の左右方向に往復移動させる。

そして、第１走行体３２ａで原稿照明用の光源を点灯させると共に原稿面からの反射光を更に反射して第２走行体３２ｂに向け、第２走行体３２ｂのミラーで反射して結像レンズ３４を通してＣＣＤ（読み取りセンサ）３５に入れ、原稿の画像を読み取る。このとき、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）の色分解光毎に光電変換され、電気的なＲ，Ｇ，Ｂの画像信号が出力される。そのＲＧＢ画像信号はデジタル化されて画像処理がなされ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の画像信号として露光部７へ送られ、その内部のレーザダイオードのＰＭ，ＰＷＭ変調によって原稿画像に対応するレーザ光が射出される。そして、そのレーザ光により、図示を省略したポリゴンミラーやレンズを介して各感光体ドラム２６の帯電面（帯電部６２による）が露光され、そこに静電潜像が形成される。

また、スタートキーの押下により、図示を省略した駆動モータによって駆動ローラ５１を回転駆動して他のローラ５２，５３を従動回転させ、中間転写ベルト２５を回動させる。同時に、プリンタ部２０で各感光体ドラム２６を回転させて各感光体ドラム２６上の静電潜像にそれぞれ各現像部６３によりＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各単色トナーを付着させ、各単色のトナー画像（単色画像）を形成する。
そして、中間転写ベルト２５の回動とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト２５上に４色重ねの合成カラー画像を形成する。

すなわち、最初に感光体ドラム２６Ｙ上のＹ画像（イエロー色の画像）を同図の矢示Ａ方向に回動している中間転写ベルト２５上に１次転写ローラ（図示を省略）により１次転写し、次にそのＹ画像が感光体ドラム２６Ｍの位置まで移動したときに、そこにＭ画像（マゼンタ色の画像）を重ね合わせて１次転写ローラにより１次転写する。そのＭ画像を転写した部分が感光体ドラム２６Ｃの位置まで移動したときに、そこにＣ画像（シアン色の画像）を重ね合わせて１次転写ローラにより１次転写し、更にそのＣ画像を転写した部分が感光体ドラム２６Ｋの位置まで移動したときに、そこにＫ画像（ブラック色の画像）を重ね合わせて１次転写ローラにより１次転写する。

そして、そのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色を重ね合わせた合成カラー画像が中間転写ベルト２５の回動により、その内側に位置する２次転写ローラ５３と外側に位置する２次転写対向ローラ５４との間の２次転写位置まで移動すると、そのタイミングに一致するように同期がとられて給送された用紙（記録紙）に、２次転写ローラ５３により一括転写する。
このように、このカラー複写機は、中間転写ベルト２５が１回動して１つの合成カラー画像を形成する作像プロセスを行う。
そして、その中間転写ベルト２５上の４色重ねの合成カラー画像が用紙に一括転写された後は、その中間転写ベルト２５上に残留する未転写トナーが中間転写クリーニング部（ベルトクリーニング部）５５により除去回収される。

合成カラー画像が定着されて定着装置２８を通過した用紙は、片面モード（用紙の片面にのみ画像を形成するモード）が設定されている場合には、排紙ローラ４１により排紙トレイ２４に排出される。
また、両面モードが設定されている場合には、定着装置２８と排紙ローラ４１との間の搬送経路上に設けている分岐爪４３により、用紙がプリンタ部２０の下側に配設している両面部２９に送り込まれ、それが反転されて再びレジストローラ３３に搬送され、今度は裏面（第２面）に合成カラー画像が形成された後に排紙ローラ４１により排紙トレイ２４上に排出される。

一方、用紙を給送する給紙バンク２には、各給紙段毎に給紙部４がそれぞれ設けられている。
その各給紙段の給紙部４は、用紙Ｐを積載する底板５と、その底板５に積載された用紙Ｐを同図で反時計回り方向に回転することにより給送するピックアップコロ６と、そのピックアップコロ６により給送された用紙Ｐが複数枚であったときにはそれを１枚に分離するフィードコロとリバースコロとからなる分離手段８とを備えている。
この給紙部４からの給送は、給紙カセット２２の底板５上に収納した未使用の用紙Ｐが、その底板５が上昇側に回動することにより最上位に位置する用紙がピックアップコロ６に当接する位置まで上昇し、その状態でピックアップコロ６が回転することにより給紙カセット２２から送り出される。

そこで、用紙Ｐが２枚以上送り出されたときには、それが分離手段８によって１枚に分離される。そして、その用紙Ｐが、停止状態にあるレジストローラ３３へ搬送され、そこで一旦停止されて、その先端と中間転写ベルト２５上の合成カラー画像との位置関係が正確に一致するタイミングで、そのレジストローラ３３が回転を開始することによりプリンタ部２０に向けて搬送される。以下、上述したプロセスを経て画像形成が行われ、それが排紙トレイ２４に排出される。

このように、このカラー複写機は、原稿を走査してその画像を読み取り、その画像情報をデジタル化して用紙に画像を形成するデジタル複写機としての機能の他に、図示を省略した制御部により、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するプリンタとしての機能も有する多機能の画像形成装置であり、どの機能によって形成した画像も、全て一つの排紙トレイ２４に排出される。

図３は、上記定着装置にハロゲンヒータを搭載した場合のこの発明に係る主要部の機能構成を示すブロック図である。
図４は、図３に示した温度制御部及びヒータ制御部の処理を示すフローチャート図である。
図３に示すように、制御部１０は、操作部１１から定着装置の定着ローラ１６を加熱する熱源が点灯式熱源のハロゲンヒータである選択情報が入力されると、その選択情報に基づいて温度制御部１２に対してハロゲンヒータの制御に切り替える切替情報を送る。また、ハロゲンヒータ１５からの信号線Ｌによって識別情報が入力されるようにすれば、その識別情報に基づいて熱源の種類がハロゲンヒータであることを識別し、温度制御部１２に対してハロゲンヒータの制御に切り替える切替情報を送る。なお、ハロゲンヒータ１５が装着されたポートによって識別するようにしても良い。

温度制御部１２は、制御部１０からの切替情報に基づいてヒータ制御部１４にハロゲンヒータの制御に切り替えさせ、サーミスタを含む温度センサの温度検知部１３によって検知したハロゲンヒータ１５の温度の温度情報を取得すると、その温度情報と温度制御周期に基づいてヒータ点灯率（「熱源点灯率」に相当する）を求め、そのヒータ点灯率をヒータ制御部１４へ送る。
ヒータ制御部１４は、温度制御部１２からの切り替え指示に基づいてハロゲンヒータの制御に切り替えると、温度制御部１２から受け取ったヒータ点灯率に基づいてハロゲンヒータ１５の点灯と消灯を制御するオンオフ制御を行い、ハロゲンヒータ１５を所定の温度になるように制御する。
そして、ハロゲンヒータ１５の加熱によって定着ローラ１６を加熱し、記録紙上に転写されたトナー像を加熱すると共に、図示を省略する加圧ローラによる加圧によって記録紙上にトナー像を定着させる。

次に、図４によって温度制御部１２とヒータ制御部１４の処理について説明する。
温度制御部１２は、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１１で温度制御周期を設定し、ステップ１２で温度検知部からハロゲンヒータの温度を取得し、ステップ１３で温度検知部からの温度とハロゲンヒータの予め設定された目標温度との差分を求め、その差分から温度制御周期におけるヒータ点灯率を求め、ステップ１４でヒータ制御部にヒータ点灯率を設定し、ステップ１５で１温度制御周期が経過したか否かを判断し、経過しなければこの判断処理を繰り返し、経過したらステップ１１へ戻って上述の処理を繰り返す。
一方、ヒータ制御部１４は、ステップ６で温度制御部からヒータ点灯率が設定されると、温度制御周期とヒータ点灯率とからヒータ点灯時間を求め、ステップ７でハロゲンヒータを点灯させ、ステップ８で上記求めたヒータ点灯時間が経過したか否かを判断し、経過するまでこの判断処理を繰り返し、経過したら、ステップ９でハロゲンヒータを消灯させて、ステップ６へ戻って上述の処理を繰り返す。

図５は、温度制御周期の説明に供する波形図である。
上記温度制御周期は、同図に示すように、ハロゲンヒータの温度をサンプリングして点灯及び消灯の時間を決定する周期時間であり、温度制御周期におけるヒータ点灯率、すなわち温度制御周期に対するヒータ点灯期間の比率は、温度制御周期におけるヒータの使用電力にも相当する。
ハロゲンヒータの温度制御では、上記温度制御周期単位でヒータ点灯率に基づくヒータの点灯と消灯を繰り返し温度制御を行う。
例えば、１２００Ｗのハロゲンヒータを温度制御周期１０００ｍｓ、ヒータ点灯率５０％で制御する場合、１２００Ｗのハロゲンヒータを温度制御周期１０００ｍｓ毎に５００ｍｓ間点灯して５００ｍｓ間消灯する動作を繰り返す。

このとき、温度制御周期１０００ｍｓ単位で考えると、定格１２００Ｗのハロゲンヒータをヒータ点灯率５０％で５００ｍｓ間点灯したときと、定格６００Ｗのハロゲンヒータをヒータ点灯率１００％で１０００ｍｓ間点灯したときとでは共にエネルギー消費が等しくなる。
ここで、生み出される熱量に効率的な差はあるとしても、ハロゲンヒータであれ、後述する誘導加熱ヒータのＩＨヒータであれ、消費されるエネルギーは本質的に同等である。
すなわち、温度制御周期単位で算出されたヒータ点灯率が温度制御周期単位における消費エネルギーと考えれば、温度制御周期におけるヒータ点灯率を、温度制御周期単位にＩＨヒータに消費させる電力値（ＩＨヒータに流す電流量）として使用することができる。

図１は、上記定着装置にＩＨヒータを搭載した場合のこの発明に係る主要部の機能構成を示すブロック図である。
図６は、図１に示した温度制御部及びヒータ制御部の処理を示すフローチャート図である。
図１に示すように、制御部１０は、操作部１１から定着装置の熱源が誘導加熱式熱源のＩＨヒータである選択情報が入力されると、その選択情報に基づいて温度制御部１２に対してＩＨヒータの制御に切り替える切替情報を送る。また、ＩＨヒータ１７からの信号線Ｌによって識別情報が入力されるようにすれば、その識別情報に基づいて熱源の種類がＩＨヒータであることを識別し、温度制御部１２に対してＩＨヒータの制御に切り替える切替情報を送る。なお、ＩＨヒータ１７が装着されたポートによって識別するようにしても良い。

ＩＨヒータ１７は、パルス幅変調方式（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）によって数ｍｓ〜数十ｍｓ単位のパルス幅のパルスを与えて電力を制御する誘導加熱ヒータである。ここでは、最大パルス幅に対してＩＨヒータ１７に与えるパルス幅の比率（以下「ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ」）で温度制御を行う。
温度制御部１２は、制御部１０からの切替情報に基づいてヒータ制御部１４にＩＨヒータの制御に切り替えさせ、サーミスタを含む温度センサの温度検知部１３によって検知したＩＨヒータ１７の温度の温度情報を取得すると、その温度情報と温度制御周期に基づいてヒータ点灯率を求め、そのヒータ点灯率をヒータ制御部１４へ送る。

ヒータ制御部１４は、温度制御部１２からの切り替え指示に基づいてＩＨヒータの制御に切り替えると、温度制御部１２から受け取ったヒータ点灯率をＩＨヒータ１７の最大消費電力に対する消費電力の比率に相当する最大パルス幅に対してＩＨヒータ１７に与えるパルス幅の比率：ＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換し、ＩＨヒータ１７にそのＰＷＭ−Ｄｕｔｙを設定する。
ＩＨヒータ１７は、ヒータ制御部１４から設定されたＰＷＭ−Ｄｕｔｙに基づいて通電する電流量をリニアに変化させて所定の温度になるように制御する。
そして、ＩＨヒータ１７の加熱によって定着ローラ１６を加熱し、記録紙上に転写されたトナー像を加熱すると共に、図示を省力する加圧ローラによる加圧によって記録紙上にトナー像を定着させる。

次に、図６によって温度制御部１２とヒータ制御部１４の処理について説明する。
温度制御部１２は、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１１で温度制御周期を設定し、ステップ１２で温度検知部からハロゲンヒータの温度を取得し、ステップ１３で温度検知部からの温度とハロゲンヒータの予め設定された目標温度との差分を求め、その差分から温度制御周期におけるヒータ点灯率を求め、ステップ１４でヒータ制御部にヒータ点灯率を設定し、ステップ１５で１温度制御周期が経過したか否かを判断し、経過しなければこの判断処理を繰り返し、経過したらステップ１１へ戻って上述の処理を繰り返す。

一方、ヒータ制御部１４は、ステップ１６で温度制御部からヒータ点灯率が設定されると、そのヒータ点灯率をＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換し、ステップ１７でＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変更があるか否かを判断し、変更なしならＩＨヒータに設定されているＰＷＭ−Ｄｕｔｙのままにしてステップ１６へ戻って上述の処理を繰り返し、変更ありならステップ１８でＩＨヒータに変更されたＰＷＭ−Ｄｕｔｙを設定し、ステップ１６へ戻って上述の処理を繰り返す。

すなわち、上記温度制御部１２と上記ヒータ制御部１４にこの発明に係るプログラムをインストールし、この発明に係る定着方法の処理を実行することにより、上記温度制御部１２と上記ヒータ制御部１４が、上記第１の制御手段と上記第２の制御手段の機能を果たす。また、上記制御部１０と上記操作部１１と上記温度制御部１２が上記切替手段の機能を果たす。

例えば、ＩＨヒータ１７にＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝１００％を与えるとき、ＩＨヒータ１７は最大の電力で制御されることになる。ここで、ハロゲンヒータ１５のために算出したヒータ点灯率と、ＩＨヒータ１７に与えるＰＷＭ−ｄｕｔｙとの特性が同じであるならば、ヒータ点灯率をそのままＰＷＭ−Ｄｕｔｙに適用し、温度制御周期毎のＰＷＭ−Ｄｕｔｙを維持することによってＩＨヒータ１７を制御することができる。
上記特性が同じであるとは、例えば、１温度制御周期が１０００ｍｓの場合、１０００ｍｓのヒータ点灯率５０％で動作させたときのハロゲンヒータの電力量＝ＩＨヒータをＰＷＭ−ｄｕｔｙ５０％で１０００ｍｓ間動作させたときの電力量となるときである。
その場合の変換は単純にＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝ヒータ点灯率となる。

また、ＩＨヒータの最大電力を制御上の最大電力としない場合がある。例えば、ＩＨヒータを用いた画像形成装置に定格１０００Ｗという制限があり、ＩＨヒータ以外の負荷が２００Ｗ相当を消費するようなときには、１０００Ｗの最大電力を持つＩＨヒータを最大８００Ｗのヒータとみなして使用することにより、画像形成装置全体での定格１０００Ｗという制限を満たすことができる。その場合、ハロゲンヒータのために算出したヒータ点灯率１００％のときに、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝（８００Ｗ／１０００Ｗ）×１００％，ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝８０％となるように変換すればよい。すなわち、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝０．８×ヒータ点灯率となる。

さらに、上記変換において、ヒータ点灯率を単純に容量比率だけでＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換ができない場合、予め算出した値に基づいて作成した変換用テーブルをヒータ制御部１４に記憶し、ヒータ制御部１４は変換用テーブルを参照してヒータ点灯率からＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換するようにしても良い。

図７は、変換用テーブルの一例を示す図である。
この変換用テーブル（「ヒータ点灯率→ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ変換表」ともいう）は、予め測定されたデータに基づいて算出した値であり、例えば、ヒータ点灯率０％をＰＷＭ−Ｄｕｔｙ５％に、ヒータ点灯率１％をＰＷＭ−Ｄｕｔｙ７％に、ヒータ点灯率２％をＰＷＭ−Ｄｕｔｙ８％に、・・（中略）・・、ヒータ点灯率９９％をＰＷＭ−Ｄｕｔｙ７９％に、ヒータ点灯率１００％をＰＷＭ−Ｄｕｔｙ８０％にそれぞれ変換するための対応表である。ヒータ制御部１４は、例えば、温度制御部１２から受け取ったヒータ点灯率が例えば９９％の場合、図７の変換用テーブルを参照してヒータ点灯率９９％に対応するＰＷＭ−Ｄｕｔｙ７９％を読み出してＩＨヒータ１７に設定する。

また、上述のような変換用テーブルを使った制御ではテーブルを予め記憶しておく必要があるため、記憶容量の増加によるコストアップが発生する場合には、それを避けるため、変換用テーブルの各ＰＷＭ−Ｄｕｔｙを近似して変換に用いる演算式を求め、ヒータ制御部１４にその演算式に基づく演算処理を行うようにプログラムすれば、その演算式に基づく演算処理によって計算でヒータ点灯率をＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換することもできる。

図８は、図７に示した変換用テーブルのヒータ点灯率をＸ軸に、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙをｙ軸にして各値をプロットしたグラフａに対する１次近似直線ｂを示す図である。
同図に示すように、プロットした各値に近しくなるように任意の１次近似直線ｂを引けば、その１次近似直線ｂに基づいて、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙ＝傾きＡ×ヒータ点灯率＋切片Ｂ（Ａ，Ｂは変数）となる１次近似式を得ることができる。その１次近似式の傾きＡと切片Ｂを求める手段としては最小二乗法（想定する関数が実験値に対してよい近似となるように、誤差（残差）の二乗和を最小とするような係数を決定する方法）を含む公知技術を用いると良い。

図９は、最小二乗法によって求めた傾き：０．５７４８と切片：２２による１次近似直線ｃを示す図である。
この１次近似直線ｃは、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙが高い値のときに精度が良くなるように値を調整したものである。

さらに、変換用テーブルの値から数学的手法を用いて、２次以上の近似線に基づく演算式による演算処理によってヒータ点灯率をＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換することもできるが、ほとんどの場合、１次近似式に基づく演算処理で実用的に十分な近似値を得られる。
図１０は、図７に示した変換用テーブルのヒータ点灯率をＸ軸に、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙをｙ軸にして各値をプロットしたグラフａに対する２次近似曲線ｄを示す図である。
この２次近似曲線ｄでは良好な２次曲線が得られているが、ＩＨヒータの特性のバラツキなども考えられるため、常に良好な近似ができるとは限らないし、係数が増えるためにチューニングが難しくなる。

上記近似式に基づく演算式の傾きＡと切片Ｂの各係数を、例えばヒータ制御部１４にＮＶＲＡＭを含む書き換え可能なメモリに記憶して保存し、操作部１１からのユーザによる入力によって温度制御部１２を介して制御部１０が任意の値に変更できるようにするとよい。

このようにして、ハロゲンヒータのための従来の制御手段をもつ定着装置において、同様の制御手段によってＩＨヒータの制御もできるので、ソフトウェア開発コストが抑えられ、安価にソフトウェアを構築でき、安価な定着装置、安価なカラー複写機を提供することができる。
また、上記変換の演算処理の係数を調整することにより、ＩＨヒータの特性のバラツキを吸収し、最適化したヒータ制御を行わせることができる。
さらに、定着装置において自動的にハロゲンヒータかＩＨヒータかを判別して制御したり、ユーザの操作によってハロゲンヒータかＩＨヒータかを任意に設定できるので、ヒータの種類に関わらず同じソフトウェアを搭載することができる。

この発明による定着装置、画像形成装置、定着方法、プログラムは、ファクシミリ、プリンタ、デジタル複写機、複合機においても適用することができる。

図２に示す定着装置にＩＨヒータを搭載した場合のこの発明に係る主要部の機能構成を示すブロック図である。 この発明による画像形成装置の一実施例であるカラー複写機の内部構成例を示す構成図である。 図２に示す定着装置にハロゲンヒータを搭載した場合のこの発明に係る主要部の機能構成を示すブロック図である。 図３に示す温度制御部及びヒータ制御部の処理を示すフローチャート図である。 温度制御周期の説明に供する波形図である。

図１に示す温度制御部及びヒータ制御部の処理を示すフローチャート図である。 ヒータ点灯率をＰＷＭ−Ｄｕｔｙに変換する変換用テーブルの一例を示す図である。 図７に示す変換用テーブルのヒータ点灯率をＸ軸に、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙをｙ軸にして各値をプロットしたグラフａに対する１次近似直線ｂを示す図である。 傾き：０．５７４８と切片：２２による１次近似直線ｃを示す図である。 図７に示す変換用テーブルのヒータ点灯率をＸ軸に、ＰＷＭ−Ｄｕｔｙをｙ軸にして各値をプロットしたグラフａに対する２次近似曲線ｄを示す図である。

符号の説明

１：カラー複写機本体 ２：給紙バンク ３：自動原稿給送装置 ４：給紙部 １０：制御部 １１：操作部 １２：温度制御部 １３：温度検知部 １４：ヒータ制御部 １５：ハロゲンヒータ １６：定着ローラ １７：ＩＨヒータ

Claims (7)

1. 記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させる定着装置において、前記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて前記熱源の温度を制御する第１の温度制御手段と、前記熱源点灯率を前記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、該比率に基づいて前記熱源の温度を制御する第２の温度制御手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１記載の定着装置において、前記熱源の種類を識別する識別手段と、該識別手段によって前記熱源の種類が点消灯式熱源であると識別した場合、前記第１の温度制御手段による制御に切り替え、前記熱源の種類が誘導加熱式熱源であると識別した場合、前記第２の温度制御手段による制御に切り替える切替手段とを設けたことを特徴とする定着装置。
3. 請求項１記載の定着装置において、前記第１の温度制御手段による制御と前記第２の温度制御手段による制御のいずれかに切り替える切替手段を設けたことを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置において、前記変換に用いる演算式の係数を設定する手段を設けたことを特徴とする定着装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
6. 記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させる定着方法において、前記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて前記熱源の温度を制御する第１の温度制御行程と、前記熱源点灯率を前記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、該比率に基づいて前記熱源の温度を制御する第２の温度制御行程とを有することを特徴とする定着方法。
7. コンピュータに、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱及び加圧によって定着させるとき、前記トナー像を加熱する部材の熱源の点灯と消灯を切り替えることによって温度制御周期内の熱源点灯率を変化させて前記熱源の温度を制御する第１の温度制御手順と、前記熱源点灯率を前記熱源の最大消費電力に対する消費電力の比率に変換し、該比率に基づいて前記熱源の温度を制御する第２の温度制御手順とを実行させるためのプログラム。
   

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