JP2010020080A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源電圧の変動にかかわらずヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行う。
【解決手段】定着器と、電力供給手段と、制御手段と、発熱体に供給する電流を検出する電流検出手段とを備え、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である電力比により、電力比により、供給する電力を制御する画像形成装置において、制御手段は、常時は、電流検出手段で検出した電流値と最大供給可能電流値とにもとづいて、最大供給可能電力比を算出し、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で供給する電力比を制御し（Ｓ１０６）、算出した前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化した場合には、所定時間が経過するまで、前記電流検出手段で検出した電流値にもとづいて算出した電力比により前記発熱体へ供給する電力を制御する（Ｓ１１１）。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特にその定着ヒータの温度制御に関するものである。

従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の場合について説明する。
画像形成装置の熱定着装置は、電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された未定着画像（トナー像）を転写紙上に定着させるものである。そして、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置としては、例えば特許文献１〜特許文献１６等に記載のものが用いられている。

一般的に、ヒータは双方向３端子サイリスタ等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。ヒータを熱源とする定着装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この温度検出素子により定着装置の温度が検出される。そして、その検出温度情報を基にシーケンスコントローラがスイッチング素子をオン／オフ制御することにより定着装置の熱源であるヒータへの電力供給をオン／オフし、定着器の温度が目標の温度になるように温調制御される。セラミック面発ヒータへのオン／オフ制御は、通常入力商用電源の位相制御または波数制御により行われる。

定着装置の温度を温調制御する際に、シーケンスコントローラは、温度検出素子から検出される温度と、予め設定されている目標温度とを比較することによって、ヒータに供給する電力比を算出する。そして、算出した電力比に相当する位相角または波数を決定し、その位相条件または波数条件でスイッチング素子をオン／オフ制御する。これらの制御は、定着装置に供給される商用電源電圧が一定であることを前提に制御しており、ヒータ制御中に、例えば、商用電源電圧が何らかの理由で変動してしまう場合には、定着装置の温調制御が不安定になってしまう。

商用電源電圧が変動してしまう例として、オフィスやマンションなどのように元々居住用として作られた部屋で多数のＯＡ機器を用いるケースが挙げられる。このような電源事情の良くない環境下では、過大電流による電源電圧の低下といった不都合が多発しやすい。また、電源事情の良くない場所／地域、例えば工場内や近くに工場がある場合など、商用電源に歪みが生じてしまうことがある。このような状況では、画像形成装置において、電源波形歪みなどの影響を受けて定着不良などの問題が生じ、何らかの対応策が求められていた。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−４４０７６号公報 特開平４−４４０７７号公報 特開平４−４４０７８号公報 特開平４−４４０７９号公報 特開平４−４４０８０号公報 特開平４−４４０８１号公報 特開平４−４４０８２号公報 特開平４−４４０８３号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開平４−２０４９８１号公報 特開平４−２０４９８２号公報 特開平４−２０４９８３号公報 特開平４−２０４９８４号公報

従来の構成では、定着装置に供給される商用電源電圧が一定であることを前提にヒータへ投入する電力比を制御しており、商用電源電圧の変動により供給する電力量が変動し、ヒータ温度が不安定になってしまうことが問題となっていた。ヒータ温度の安定的な制御を行うには、商用電源電圧変動時においても、供給する電力量を安定的に制御する必要がある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、電源電圧の変動にかかわらずヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる画像形成装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）、（２）のとおりに構成する。

（１）電力供給により発熱する発熱体を有する定着器と、
前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から前記発熱体に供給する電力を制御する制御手段と、
前記発熱体に供給する電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である電力比により、電力比により、前記発熱体に供給する電力を制御する画像形成装置において、
前記制御手段は、常時は、前記電流検出手段で検出した電流値と前記発熱体への最大供給可能電流値とにもとづいて、前記発熱体へ供給する最大供給可能電力比を算出し、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で前記発熱体に供給する電力比を制御し、算出した前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化した場合には、所定時間が経過するまで、前記電流検出手段で検出した電流値にもとづいて算出した電力比により前記発熱体へ供給する電力を制御する画像形成装置。

（２）電力供給により発熱する発熱体を有する定着器と、
前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段から前記発熱体に供給する電力を制御する制御手段と、
前記発熱体に供給する電流を検出する電流検出手段とを備え、
前記制御手段は、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である電力比により、前記発熱体に供給する電力を制御する画像形成装置において、
前記制御手段は、常時は、前記電流検出手段で検出した電流値と前記発熱体への最大供給可能電流値とにもとづいて、前記発熱体へ供給する最大供給可能電力比を算出し、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で前記発熱体に供給する電力比を制御し、算出した前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化した場合には、前記最大供給可能電力比の変化が所定の値に達しなくなるまで、前記電流検出手段で検出した電流値にもとづいて算出した電力比により前記発熱体へ供給する電力を制御する画像形成装置。

本発明によれば、電源電圧の変動にかかわらずヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により、詳しく説明する。

図６は、実施例１である“画像形成装置”の概略構成図である。なお本実施例はレーザビームプリンタの例である。

画像形成装置本体１０１（以下、本体１０１という）は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光にもとづいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。

さらに、画像形成部１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられている。定着器１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。また、前記レーザスキャナ部１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）にもとづいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。

そして、前記画像形成部１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は、定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータの表面温度を検出する温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子１０９ｄから構成されている。
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２５を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。

そして１２６は、エンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行っている。
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃなど）１３０で接続されている。そして、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。

図２にセラミックヒータの駆動および制御回路を示す。１は、本画像形成装置を接続する交流電源である。本画像形成装置は、交流電源をＡＣフィルタ２，電流検出手段であるカレントトランス２５、過昇温防止器２３、双方向３端子サイリスタ４などを介してセラミックヒータ１０９ｃの発熱体３２へ供給する。そして、これによりセラミックヒータ１０９ｃを構成する発熱体３２を発熱させる。また２８は、本画像形成装置を動作させるために必要なＤＣ電圧を、入力されたＡＣ電圧より生成している低圧電源回路部である。ここで作られたＤＣ電圧は、モータ、冷却ファン、ＣＰＵ電源等様々な個所に供給され、それぞれを駆動させる。

発熱体３２への電力の供給は、双方向３端子サイリスタ４の通電、遮断により制御を行う。抵抗５、６は双方向３端子サイリスタ４のためのバイアス抵抗でフォト双方向サイリスタカプラ７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォト双方向サイリスタカプラ７の発光ダイオードに通電することにより双方向３端子サイリスタ４をオンする。抵抗８はフォト双方向サイリスタカプラ７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりフォト双方向サイリスタカプラ７をオン／オフする。トランジスタ９は抵抗１０を介してエンジンコントローラ１２６からのＯＮ信号にしたがって動作する。

また、ＡＣフィルタ２を介して交流電源１は、ゼロクロス検出回路１２に入力される。ゼロクロス検出回路１２では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ１２６に対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントローラ１２６に送出されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ１２６はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御により双方向３端子サイリスタ４をＯＮする。

双方向３端子サイリスタ４に制御されて発熱体３２に通電されるヒータ電流は、カレントトランス２５によって電圧変換され、ブリーダ抵抗２６を介して電流検出回路２７に入力される。電流検出回路２７では、電圧変換されたヒータ電流波形を平均値または実効値に変換し、ＨＣＲＲＴ信号としてエンジンコントローラ１２６にＡ／Ｄ入力される。

また、発熱体３２が形成されているセラミックヒータ１０９ｃの温度を検知するための温度検出素子１０９ｄは、セラミックヒータ１０９ｃ上に発熱体３２に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子１０９ｄによって検出される温度は、抵抗２２と、温度検出素子１０９ｄとの分圧として検出され、エンジンコントローラ１２６にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミックヒータ１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１２６において監視され、エンジンコントローラ１２６の内部で設定されているセラミックヒータ１０９ｃの目標温度と比較される。そして、これにより、セラミックヒータ１０９ｃを構成する発熱体３２に供給するべき電力比を算出する。この電力比は、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である。

供給する電力比は対応する位相角（位相制御）または波数（波数制御）に換算され、換算結果に合わせてエンジンコントローラ１２６がトランジスタ９にＯＮ信号を送出する。発熱体３２に供給する電力比を算出する際に、電流検知回路から報知されるＨＣＲＲＴ信号を基に上限の電力比を算出して、その上限の電力比以下の電力が通電されるように制御する。また、フリッカや高調波の対策として、算出された電力比を増減させた電力が通電されるように制御することもある。例えば、位相制御の場合、下記のような表をエンジンコントローラ１２６内に有しており、この制御表にもとづき制御を行う。

さらに、発熱体３２に電力を供給しており、制御する手段が故障し、発熱体３２が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防止器２３がセラミックヒータ１０９ｃ上に配されている。過昇温防止器２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力供給制御手段の故障により、発熱体３２が熱暴走に至り過昇温防止器２３が所定の温度以上になると、過昇温防止器２３がＯＰＥＮになり、発熱体３２への通電が断たれる。

本実施例における位相制御の様子を図３に示す。図における上の波形はセラミックヒータ１０９ｃの発熱体３２に供給される電流波形である。本実施例では発熱体３２への通電供給比率は同じ比率で制御するものとする。中段の波形は、図２におけるエンジンコントローラ１２６よりトランジスタ９に入力される駆動信号である。トランジスタ９がオンされることによって、双方向３端子サイリスタ４がオンされ発熱体３２への通電が開始される。下段の波形は、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ１２６に対してパルス信号として報知するＺＥＲＯＸ信号である。本実施例では発熱体３２は位相制御されているものとして説明する。

今ここに、温度検出素子１０９ｄによって検出される温度にもとづいてセラミックヒータ１０９ｃを構成する発熱体３２に供給するべき電力比を算出する。そして、その供給する電力比に対応した位相角に換算し、ゼロクロス信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジを同期タイミングとして、その制御条件によりエンジンコントローラ１２６がＯＮ信号を送出する。この位相角をＤとする。エンジンコントローラ１２６は電流検出回路２７から報知される現状発熱体３２に流れている電流実効値をＨＣＲＲＴ信号として電圧換算された出力値と、予め設定されている電流リミット値、および前記位相角Ｄを基に最大供給可能電力比Ｄ_ｍａｘを算出する。本実施例の位相制御ではこのＤ_ｍａｘを超えた制御位相角Ｄの投入を禁止する。よって位相制御範囲は０％からＤ_ｍａｘまでの範囲となる。

本実施例におけるセラミックヒータ１０９ｃの概略について、図４に示す。ａはセラミック面発ヒータの断面図であり、ｂは発熱体３２が形成されている面を示しており、ｃはｂの示している面と相対する面を示している。
セラミック面発ヒータ１０９ｃは、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板３１と、絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されている発熱体３２と、発熱体３２を保護しているガラス等の保護層３４から構成されている。保護層３４上に、セラミック面発ヒータ１０９ｃの温度を検出する温度検出素子１０９ｄと過昇温防止器２３が、記録紙の搬送基準、つまり発熱部３２ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置であり、かつ通紙可能な最小の記録紙幅よりも内側の位置に配設されている。

発熱体３２は、電力が供給されると発熱する部分３２ａと、発熱体を接続する導電部３２ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３２ｃ、３２ｄから構成されている。電極部３２ｃは、発熱体３２に接続されている。また、発熱体３２が印刷されている絶縁基板３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層が形成される場合もある。
電極３２ｃには、交流電源１のＨｏｔ側端子から過昇温防止器２３を介して接続される。電極部３２ｄは発熱体３２を制御する双方向３端子サイリスタ４に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。セラミックヒータ１０９ｃは、図５に示したように、フィルムガイド６２によって支持されている。１０９ａは、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、セラミックヒータ１０９ｃを下面側に支持させたフィルムガイド６２に外嵌させてある。そして、フィルムガイド６２の下面のセラミックヒータ１０９ｃと、加圧部材としての弾性加圧ローラ１０９ｂとを定着フィルム１０９ａを挟ませて弾性加圧ローラ１０９ｂの弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させて加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成させてある。また、過昇温防止器２３、例えば、サーモスイッチがセラミックヒータ１０９ｃの絶縁基板３１面上または、保護層３４面上に当接されている。過昇温防止器２３はフィルムガイド６２に位置を矯正され、過昇温防止器２３の感熱面がセラミックヒータ１０９ｃの面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子１０９ｄも同様にセラミックヒータ１０９ｃの面上に当接されている。ここで、図５のように、セラミックヒータはｂに示すように、発熱体がニップ部と反対側にあっても、ａに示すように、発熱体がニップ部側にあってもかまわない。また、定着フィルム１０９ａの摺動性を上げるために、フィルム１０９ａとセラミックヒータとの界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。

以下、本実施例における定着器の制御シーケンスを、図１を用いて説明する。
エンジンコントローラ１２６にて、外部装置１３１からの信号を基にセラミックヒータへの電力供給開始の要求が発生すると（ステップ１０２、以下Ｓ１０２のように表記する）、発熱体３２に初期の電流測定用固定電力比Ｄ１で通電する（Ｓ１０３）。固定電力比Ｄ１に相当する位相角α１で、ＯＮ信号のオンパルスがＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、エンジンコントローラより送出される。セラミックヒータ１０９ｃには、位相角α１で電流が供給される。このとき固定電力比Ｄ１は、予め想定されている商用交流電源からの入力電圧範囲や発熱体抵抗値を考慮して、商用交流電源の許容電流（定格電流）を超えない設定とする。つまり、入力電圧が最大値、抵抗値が最小値の場合を想定し、過剰電力によりセラミックヒータ１０９ｃが所定温度を超えない範囲での設定とする。

固定電力比Ｄ１でセラミックヒータ１０９ｃへ通電している時に、電流検出回路２７から報知されるＨＣＲＲＴ信号により、電流値Ｉ１を検知する（Ｓ１０４）。エンジンコントローラ１２６では、固定電力比Ｄ１で検知された電流値Ｉ１と固定電力比Ｄ１、および予め設定されている通電可能な電流値Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}（請求項でいう、発熱体への最大供給可能電流値に相当）から、通電可能な上限の電力比Ｄ_ｍａｘを算出する（Ｓ１０５）。電流検出回路２７からエンジンコントローラ１２６に報知される電流値が実効値の場合、Ｄ_ｍａｘは以下の式によって算出される。
Ｄ_ｍａｘ＝（Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}／Ｉ１）^２×Ｄ１ （１）式
ここで、電流値Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}は、接続される商用電源の定格電流から、低圧電源部２８に供給される電流最大値を差し引いた、セラミックヒータ１０９ｃに供給可能な許容電流値を設定している。

セラミックヒータ１０９ｃ立ち上がり時の上限の電力比Ｄ_ｍａｘが算出されると、定常の定着器温調制御を開始する（Ｓ１０６）。セラミックヒータ１０９ｃの温度がエンジンコントローラ１２６に予め設定されている所定の温度になるように、ＴＨ信号からの情報を基にＰＩＤ制御により、発熱体に供給する電力を制御する。目標の所定温度とＴＨ信号からの温度の差分から、次回にセラミックヒータ１０９ｃに供給する電力比Ｄ_ｔ＋１を決定している。

エンジンコントローラ１２６は入力波ごとに、電流検出回路２７から報知されるＨＣＲＲＴ信号をモニタし、セラミックヒータ１０９ｃに供給される電力比Ｄ_ｔおよび電流値Ｉ_ｔを基に下記の（２）式によりＤ_ｍａｘを更新している。
Ｄ_ｍａｘ＝（Ｉ_{ｌｉｍｉｔ}／Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_１ （２）式

従って、このＤ_ｍａｘは、本体が接続される商用電源ラインのラインインピーダンスが高い場合など、本体の消費する電流により電圧が低下する場合や、電源事情の悪い環境等の商用電源電圧変動やノイズにより、常に変化することとなる。このＤ_ｍａｘは、緩やかに変化する場合は常に更新する方が定着器の制御上も良い。しかしながら、このＤ_ｍａｘが急激に変化する場合は、瞬時的な電圧変動やノイズ等に起因する場合が多い。エンジンコントローラ１２６は、電力比Ｄおよび電流値Ｉを監視しており（Ｓ１０７）、Ｄ_ｍａｘに所定比以上、例えば２．７^±１倍以上の変化が生じた場合（Ｓ１０８）は、前回と今回の電流値Ｉの比にもとづいて次回の電力比Ｄ_ｔ＋１を決定する（Ｓ１１１）。
Ｄ_ｔ＋１＝（Ｉ_ｔ−１／Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_ｔ （３）式
ただし、Ｉ_ｔ−１は前回前記電流検出手段で検出した電流値、Ｉ_ｔは今回電流検出手段で検出した電流値、Ｄ_ｔは今回前記電流検出手段で電流検出した時の電力比。

そして、所定時間が経過するまで、新たに検知された電流値Ｉにもとづく電流値の比（Ｉ_ｔ−１／Ｉ_ｔ）にもとづいて電力比Ｄ_ｔ＋１を更新し続ける。
なお、Ｓ１０８では、Ｄ_ｍａｘに所定比以上の変化があった場合としているが、これに限らず、所定量以上の変化があった場合としてもよい（請求項でいう、判別は、前回の最大供給可能電力比と今回の最大供給可能電力比との比、または変化量によって行うに相当）。また、所定期間ごとに基準となる電力比をリセットして変化を検知するようにしてもよい。

所定時間が経過した後（Ｓ１１２）、Ｓ１０６へ戻り、目標の所定温度とＴＨ信号からの温度の差分から、供給する電力比Ｄ_ｔ＋１を決定する。

以上説明したように、本実施例によれば、常時は、定着器に供給しうる最大の供給電力に対する電力比Ｄ_１とそのときに定着器に供給される電流値Ｉ_ｔから供給電力比の上限値Ｄ_ｍａｘを算出し、それ以下の比率でヒータへの電力制御を行っており（請求項でいう、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で供給する電力比を制御し、に相当）、算出される上限値Ｄ_ｍａｘが所定以上の幅で変化した場合には、供給する電力量の急激な変動を抑制するために、検知された電流値にもとづいて電力比を決定する。このように、検知された電流値にもとづいて電力比を決定することで、通紙時の温度制御中に想定以上の瞬時的な電圧変動が生じても、ヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる。
なお、発熱体が１本の場合であっても、その他複数の発熱体の構成であっても同様の制御が可能である。

実施例２である画像形成装置について説明する。本実施例のハードウエア構成は、実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明は省略する。
図７を用いて、本実施例における定着器の制御シーケンスについて説明する。実施例１と重複する点は説明を省略する。

本実施例では、実施例１と同様、セラミックヒータ１０９ｃへの通電可能な上限の電力比の値を入力波ごとに更新しながら温調制御を行っている。また、エンジンコントローラは、通電可能な上限の電力比の変化を監視および更新しており、この上限の電力比に第１の所定値以上、例えば１．２^±１倍以上の変化が生じた場合は、Ｓ２１１へ移る。そして、電力比の積を算出し、算出された積の値が予め設定された第２の所定値、例えば２．７^±１倍に達した場合は、電流値Ｉの平均変化率ΔＩ／Δｔにもとづいて電力比Ｄ′_ｔ＋１を下記の（４）により補正する（Ｓ２１２）。
なお、ΔＩは微少時間Δｔにおける電流変化であり、平均変化率 ΔＩ／Δｔ＝（Ｉ_ｔ−Ｉ_ｔ−１）／（ｔ_ｔ−ｔ_ｔ−１）である。

Ｄ′_ｔ＋１＝（現在の電流値／次の時刻の予測電流値）^２×Ｄ_ｔ （４）式
Ｄ′_ｔ＋１＝（Ｉ_ｔ／（（ΔＩ／Δｔ）Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_ｔ＝（Δｔ／ΔＩ）^２×Ｄ_１ （５）式
ただし、Δｔは前回の電流検出手段での電流検出時から今回の電流検出手段での電流検出時までの時間、ΔＩは今回電流検出手段で検出した電流値から前回前記電流検出手段で検出した電流値を引いた差の電流値、Ｄ_ｔは今回前記電流検出手段で電流検出した時の電力比。

そして、所定時間が経過するまで、新たに検知された電流値Ｉにもとづいて、Ｄ′_ｔ＋１を更新し続ける。
Ｓ２１１で電力比の積を算出し、算出された積の値が予め設定された第２の所定値に達しない場合は、Ｓ２０９へ移り、Ｄｍａｘを更新しながら、温調制御を行う（Ｓ２０９）。

本実施例の変形として、Ｓ２１２において、第１の所定値および第２の所定値により、下記電力比Ｄ″_ｔ＋１を算出し、その電力比に固定して所定時間経過を待つ（Ｓ２１３）例もある。
Ｄ″_ｔ＋１＝（Ｉ_ｔ／（（ΔＩ／Δｔ）Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_ｔ＝（Δｔ／ΔＩ）^２×Ｄ_１ （６）式
ただし、Δｔは第１の所定値を検出してから第２の所定値を検出するまでの時間、ΔＩは第２の所定値を検出したときの電流値から第１の所定値を検出したときの電流値を引いた差の電流値、Ｄ_ｔは第２の所定値を検出したときの電力比。

以上説明したように、本実施例によれば、常時は、定着器に供給しうる最大の供給電力に対する電力比とそのときに定着器に供給される電流値から供給電力比の上限値を算出し、それ以下の比率でヒータへの電力制御を行っており、算出される上限値が所定以上の幅で変化した場合には、ヒータに供給する電力量の変動を抑制するために、検知された電流値にもとづいて電力比を補正する。検知された電流値にもとづいて電力比を補正することで通紙時の温度制御中に想定以上の瞬時的な電圧変動が生じ、その電圧変動が継続した場合であっても、ヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる。

実施例３である“画像形成装置”について説明する。本実施例のハードウエア構成は、実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明は省略する。
図８を用いて、本実施例における定着器の制御シーケンスについて説明する。実施例１と重複する点は説明を省略する。

本実施例では、実施例１と同様に、電力比Ｄおよび電流値Ｉを監視しており（Ｓ３０７）、Ｄ_ｍａｘに所定以上の変化が生じた場合（Ｓ３０８）は、電流値Ｉの比（Ｉ１_ｔ−１／Ｉ_ｔ）にもとづいて電力比Ｄ_ｔ＋１を決定する（Ｓ３１１）。すなわち、
Ｄ_ｔ＋１＝（Ｉ１_ｔ−１／Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_ｔ （３）式

最大供給可能電力比の変化が所定の値未満になるまで、新たに検知された電流値Ｉの変化率（Ｉ１_ｔ−１／Ｉ_ｔ）にもとづいて電力比Ｄ_ｔ＋１を更新し続ける。
最大供給可能電力比の変化が所定の値未満になった場合に（Ｓ３１２）、Ｓ３０６に戻り、目標の所定温度とＴＨ信号からの温度の差分から、供給する電力比Ｄ_ｔ＋１を決定する。

以上説明したよう、本実施例によれば、算出される上限値Ｄ_ｍａｘが所定以上の幅で変化した場合には、検知された電流値にもとづいて電力比を補正することで通紙時の温度制御中に想定以上の瞬時的な電圧変動が生じた場合であっても、ヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる。また、最大供給可能電力比の変化をモニタすることで、商用電源電圧変動が収束したと判断できた場合に定常の定着温調制御に復帰することができる。

実施例４について説明する。本実施例のハードウエア構成は、実施例１と同様なので、実施例１の説明を援用し、ここでの説明は省略する。
図９を用いて、本実施例における定着器の制御シーケンスについて説明する。実施例１と重複する点は説明を省略する。
本実施例では、実施例２と同様に、電力比の積が予め設定された所定値に達した場合は、電流値Ｉの平均変化率ΔＩ１／Δｔにもとづいて電力比Ｄ′_ｔ＋１を上記の（５）式により補正する。
最大供給可能電力比の変化が予め設定された所定値に達しなくなった場合は、ＳＳ４０６へ戻り、Ｄｍａｘを更新しながら、温調制御を行う。

以上説明したように、本実施例によれば、算出される上限値Ｄ_ｍａｘが所定以上の幅で変化した場合には、検知された電流値の平均変化率にもとづいて電力比を補正することで通紙時の温度制御中に想定以上の瞬時的な電圧変動が生じ、その電圧変動が継続した場合であっても、ヒータ温度の安定的な制御が可能となり、安定したプリント動作を行うことができる。

実施例１における処理を示すフローチャート 定着器とその周辺の回路を示す図 定着器の位相制御を示す図 セラミックヒータの概略構成を示す図 定着器の概略構成を示す断面図 実施例１の概略構成を示す断面図 実施例２における処理を示すフローチャート 実施例３における処理を示すフローチャート 実施例４における処理を示すフローチャート

符号の説明

４ 双方向３端子サイリスタ
２５ カレントトランス
１０９ 定着器
１０９ｃ セラミックヒータ
１２６ エンジンコントローラ

Claims (5)

1. 電力供給により発熱する発熱体を有する定着器と、
   前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
   前記電力供給手段から前記発熱体に供給する電力を制御する制御手段と、
   前記発熱体に供給する電流を検出する電流検出手段とを備え、
   前記制御手段は、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である電力比により、前記発熱体に供給する電力を制御する画像形成装置において、
   前記制御手段は、常時は、前記電流検出手段で検出した電流値と前記発熱体への最大供給可能電流値とにもとづいて、前記発熱体へ供給する最大供給可能電力比を算出し、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で前記発熱体に供給する電力比を制御し、算出した前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化した場合には、所定時間が経過するまで、前記電流検出手段で検出した電流値にもとづいて算出した電力比により前記発熱体へ供給する電力を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 電力供給により発熱する発熱体を有する定着器と、
   前記発熱体に電力を供給する電力供給手段と、
   前記電力供給手段から前記発熱体に供給する電力を制御する制御手段と、
   前記発熱体に供給する電流を検出する電流検出手段とを備え、
   前記制御手段は、電源電圧の半波または全波を全て通電させた場合の電力に対する前記半波または全波の一部を通電させた場合の電力の比率である電力比により、前記発熱体に供給する電力を制御する画像形成装置において、
   前記制御手段は、常時は、前記電流検出手段で検出した電流値と前記発熱体への最大供給可能電流値とにもとづいて、前記発熱体へ供給する最大供給可能電力比を算出し、算出した前記最大供給可能電力比の範囲内で前記発熱体に供給する電力比を制御し、算出した前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化した場合には、前記最大供給可能電力比の変化が所定の値に達しなくなるまで、前記電流検出手段で検出した電流値にもとづいて算出した電力比により前記発熱体へ供給する電力を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記最大供給可能電力比が所定の値を超えて変化したか否かの判別は、前回の最大供給可能電力比と今回の最大供給可能電力比との比、または変化量によって行うことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記電流検出手段で検出された電流値にもとづいて算出した電力比Ｄ_ｔ＋１は、
   Ｄ_ｔ＋１＝（Ｉ_ｔ−１／Ｉ_ｔ）^２×Ｄ_ｔ ただし、Ｉ_ｔ−１は前回前記電流検出手段で検出した電流値、Ｉ_ｔは今回電流検出手段で検出した電流値、Ｄ_ｔは今回前記電流検出手段で電流検出した時の電力比
   により算出した電力比であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記電流検出手段で検出された電流値にもとづいて算出した電力比Ｄ′_ｔ＋１は、
   Ｄ′_ｔ＋１＝（Δｔ／ΔＩ）^２×Ｄ_１ ただし、Δｔは前回の電流検出手段での電流検出時から今回の電流検出手段での電流検出時までの時間、ΔＩは今回電流検出手段で検出した電流値から前回前記電流検出手段で検出した電流値を引いた差の電流値、Ｄ_ｔは今回前記電流検出手段で電流検出した時の電力比
   により算出された電力比であることを特徴とする画像形成装置。

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