JP2013050634A

JP2013050634A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2013050634A
Application number: JP2011189301A
Authority: JP
Inventors: Mansaku Ito; 満作伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-14

Abstract

【課題】端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現すること。
【解決手段】発熱体３０３と発熱体３２７に流れる電流を検知する電流検知回路３２０を備え、エンジンコントローラ３１１は、電流検知回路３２０により検知した発熱体３０３にのみ電力を供給したときの電流値と（Ｓ１０２）、電流検知回路３２０により検知した発熱体３２７にのみ電力を供給したときの電流値と（Ｓ１０４）の電流比率を算出し（Ｓ１０５）、算出した電流比率に基づき、発熱体３０３と発熱体３２７とに供給する電力の電力比率を補正する（Ｓ１０６）。
【選択図】図６

Description

本発明は、記録材に形成した画像情報の未定着トナー画像を熱定着処理する加熱定着装置を備える画像形成装置に関する。

プリンタ・複写機等の画像形成装置では、記録材に対して電子写真プロセス・静電記録プロセス等の作像部で転写方式又は直接方式にて画像情報の未定着トナー画像を形成担持させる。そして、その記録材を加熱装置（定着装置、定着器）に搬送導入して画像を永久固着画像として加熱定着させて、画像形成物として出力する。このような加熱装置においては、昇温の速いフィルム方式のものが提案され、初期昇温不良を低減し、プリントスピードの高速化を実現している。

ところで、画像形成装置及びその加熱装置には、様々な幅や長さをもった記録紙が通紙される。ここで、封筒のような特に幅の狭い記録紙を連続通紙すると、加熱装置内で記録紙の通過する部分と通過しない部分との熱の消費の差から、通過しない部分での温度の上昇が大きくなる、いわゆる「非通紙部昇温」が発生する。特許文献１では、非通紙部昇温を低減させるために、次のような構成を提案している。第１と第２の通電発熱抵抗層を設けたヒータを具備し、第２の通電発熱抵抗層の端部の単位長さ当たりの抵抗値が、第１の通電発熱抵抗層の単位長さ当たりの抵抗値より大きい。そして、第１の通電発熱抵抗層は第２の通電発熱抵抗層より上流側にある構成である。また、第１と第２の通電発熱抵抗層に対する通電を制御する通電制御手段を具備し、通電制御手段は複数枚の記録紙を連続して加熱するとき第１の通電発熱抵抗層に対する第２の通電熱抵抗層への通電比率を徐々に下げる構成である。また、通電制御手段は、用紙サイズや表面粗さに応じて、第２の通電熱抵抗層への通電比率を変更する構成である。例えば、表１に示すように用紙サイズ毎に、第１のヒータと第２のヒータの通電比率を設定している。

また、特許文献２に記載されているように、連続通紙中に消費した消費電力量に応じて、少なくとも２本の通電発熱体の通電比率を決定する構成が提案されている。

特開２００２−３４１６８２号公報特開２００６−３０１１１０号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されている従来技術では、次のような課題がある。すなわち、従来技術では、複数の通電発熱体の抵抗値がばらついた場合には、非通紙部の端部昇温を抑制するために、スループットを必要以上に低下させていた。つまり、従来技術では、非通紙部の端部昇温の抑制と画像形成装置の高速化の両立ができていなかった。このことは、画像形成装置の高速化並びにニーズに合わせた幅広い用紙へ対応する上で、解決しなければならない重要な課題となっている。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。

（１）複数の発熱体と、前記複数の発熱体の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検知結果に基づいて電源から前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の発熱体のうち、記録材の搬送方向に直交する方向である長手方向の所定の部位を加熱する第一発熱体と、前記第一発熱体とは異なる部位を加熱する他の発熱体とに供給する電力の電力比率が所定の比率となるように制御し、前記複数の発熱体により加熱して記録材上の未定着トナー像を定着させる画像形成装置であって、前記複数の発熱体に流れる電流を検知する電流検知手段を備え、前記制御手段は、前記電流検知手段により検知した前記第一発熱体にのみ電力を供給したときの電流値と、前記電流検知手段により検知した前記他の発熱体のうちの一の発熱体である第二発熱体にのみ電力を供給したときの電流値との比を算出し、算出した前記比に基づき、前記第一発熱体と前記第二発熱体とに供給する電力の電力比率を補正することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

実施例１の画像形成装置の構成図実施例１の加熱装置の概略断面図、セラミックヒータの長手方向と発熱パターンの発熱分布との対応を示す図実施例１のセラミックヒータの駆動及び制御回路図実施例１のヒータ電流、ヒータ駆動信号、ゼロクロス信号のタイミングを示す図実施例１の投入電力と駆動タイミングの関係を示すテーブル実施例１の投入電力比率の補正処理のフローチャート実施例１の投入電力の補正に使うテーブル、従来例と比較した端部昇温の状況を示す図実施例２の投入電力比率の補正処理のフローチャート実施例３の投入電力比率の補正処理のフローチャート実施例３の投入電力２５％の場合の代表的なパターンを示す図実施例４の投入電力比率の補正処理のフローチャート

以下本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。

［画像形成装置］
図１は、実施例１の画像形成装置の構成を示す概略図である。プリンタ本体１００は、プリンタ本体１００に着脱可能なトナーカートリッジ１０１、像担持体である感光ドラム１０２、光源としての半導体レーザ１０３、スキャナモータ１０４により回転する回転多面鏡１０５を備える。レーザビーム１０６は、半導体レーザ１０３から発射され、感光ドラム１０２上を走査する。また、プリンタ本体１００は、感光ドラム１０２上を一様に帯電するための帯電ローラ１０７、感光ドラム１０２上に形成された静電潜像をトナーにより現像するための現像器１０８を備える。更にプリンタ本体１００は、現像器１０８により現像されたトナー像を所定のシート（記録用紙等の記録材）Ｓに転写するための転写ローラ１０９、シートＳ上（記録材上）に転写されたトナーを熱により融着するための定着器１１０を備える。

シートＳは揺動可能に支持されたシート積載板１１１に積載される。シート積載板１１１は、その裏面側から付勢手段として図示しない駆動モータにより駆動するシート積載板押圧レバー１１２によって上方に押圧されている。シート積載板押圧レバー１１２は、シート積載板１１１に積載された最上側のシートＳの先端側をピックアップとフィードを共用する給紙ローラ１１３に押圧する。給紙ローラ１１３は、シート積載板１１１上に積載されたシートＳの最上位側に接するとともに、そのシート搬送方向下流側ではシート分離ローラ１１４と接している。給紙ローラ１１３は図示しない駆動モータにより駆動される。そして給紙ローラ１１３は、シート積載板１１１上に積載された最上側のシートＳを搬送し、分離ローラ１１４を介して後続シートと分離し、シートＳを搬送方向の下流方向へ搬送する。搬送ローラ対１１５はシートＳをレジストローラ対１１６へと搬送する。レジストローラ対１１６は、シートＳの斜行矯正を行い、後述するＴＯＰセンサにより感光ドラム１０２上に形成されたトナー像とタイミングを合わせて、シートＳを感光ドラム１０２と転写ローラ１０９のニップ部へ搬送する。

ＴＯＰセンサ１１７は感光ドラム１０２への画像書き込み（記録／印字）とシート搬送の同期を取るとともに、給紙されたシートＳの搬送方向の長さを測定するために用いられる。定着センサ１１８は定着後のシートＳの有無を検出する。搬送ローラ１１９は定着後のシートＳを排紙搬送路へ排出する。排紙ローラ１２０は搬送ローラ１１９から搬送されたシートＳを排紙トレイ１２１へ排出するために正転するローラである。シートカセット１２２はプリンタ本体１００から着脱可能な、シート積載板１１１、シート積載板押圧レバー１１２を有する。シート積載板上昇検出センサ１２４は、シート積載板押圧レバー１１２を上昇させてシート積載板１１１に積載された最上側のシートＳの先端側が給紙ローラ１１３に押圧できているかどうかを検出する。シート有無検知センサ１２５は、シート積載板１１１上にシートＳが積載されていることを検出する。カセット有無検知センサ１２３は、シートカセット１２２の有無を検知する。尚、画像形成装置の構成はここで例示したものに限定されず、加熱により定着を行う加熱装置を備えるものであればよい。

［加熱装置］
図２（ａ）はフィルム加熱方式の加熱装置（定着器１１０）の概略断面図である。ステー２０４は、セラミックヒータの固定とフィルム内面ガイドを兼ねた耐熱性、断熱性を有する剛体ステーであり、シートＳの搬送路を横断する方向（図面に垂直な方向）を長手とする横長部材である。後述するセラミックヒータ（発熱体）２０５は、ステー２０４の下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持させた、シート搬送路を横断する方向を長手とする横長部材である。円筒状の耐熱性フィルム材（以下、定着フィルムと記す）２０１は、セラミックヒータ２０５を取り付けたステー２０４にルーズに外嵌させてある。例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性、離型性、強度、耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの円筒状単層フィルムである。また、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳなどの円筒状フィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムであってもよい。加圧ローラ２０２は、芯金２０３の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層２０７をローラ状に同心一体に設けた弾性ローラである。加圧ローラ２０２と、ステー２０４のセラミックヒータ２０５を取り付けた側とを、定着フィルム２０１を挟ませて加圧ローラ２０２の弾性に抗して圧接させてある。矢印Ｎで示した範囲がその圧接により形成される定着ニップ部である。サーミスタ２０６は、セラミックヒータ２０５の温度を検知する温度検知素子（温度検出手段）であり、後述するメインサーミスタ３２１、サブサーミスタ３３５である。

加圧ローラ２０２は定着駆動モータ（不図示）により矢印Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２０２の回転駆動による回転力が、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０２と定着フィルム２０１の外面との摩擦力で、定着フィルム２０１に直接的に作用する。また図２（ａ）に示すように、シートＳが矢印Ａ方向で定着ニップ部Ｎに導入されたときは、シートＳを介して定着フィルム２０１に回転力が間接的に作用する。これにより、定着フィルム２０１がセラミックヒータ２０５の下面に圧接摺動しつつ時計回り方向Ｃに回転駆動される。ステー２０４はフィルム内面ガイド部材としても機能し、定着フィルム２０１の回転を容易にする。定着フィルム２０１の内面とセラミックヒータ２０５の下面との摺動抵抗を低減するために、両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させることもできる。

加圧ローラ２０２の回転による定着フィルム２０１の回転が定常化し、セラミックヒータ２０５の温度が所定に立ち上がった状態となるとシートＳが導入される。具体的には、定着フィルム２０１を挟んでセラミックヒータ２０５と加圧ローラ２０２とで形成される定着ニップ部Ｎの定着フィルム２０１と加圧ローラ２０２との間に、画像定着すべきシートＳが導入される。シートＳは定着フィルム２０１と一緒に定着ニップ部Ｎで挟持搬送されることにより、セラミックヒータ２０５の熱が定着フィルム２０１を介してシートＳの未定着画像に付与される。そして、シートＳ上の未定着画像（未定着トナー像）がシートＳ面に加熱定着される。定着ニップ部Ｎを通ったシートＳは定着フィルム２０１の面から分離されて搬送される。尚、図２（ａ）における矢印ＡはシートＳの搬送方向を示す。

［発熱体の発熱分布］
図２（ｂ）は、セラミックヒータ２０５の長手方向と、発熱体３０３（メインヒータ）（第一発熱体）及び３２７（サブヒータ）（第二発熱体）の発熱分布との対応を表わす図である。セラミックヒータ２０５はシートＳの搬送方向に対して直交する方向に長く配設されている。基材４０１にはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いており、一面側には印刷によって２つの発熱体３０３及び３２７が形成されている。また、発熱体３０３及び３２７は電気絶縁層としてのガラス保護膜によって被覆されている。電極４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃは給電電極であり、発熱体の両端に電圧を印加できるように形成されている。発熱体３０３及び３２７は発熱分布が大きく異なり、発熱体３０３はセラミックヒータ２０５の中央部（所定の部位）で発熱量が大きくなるように形成されている。一方、発熱体３２７は両端部（異なる部位）での発熱量が大きくなるように形成されている。メインサーミスタ３２１は、いかなるサイズのシートＳが通紙されても常に通紙領域となる位置に配置されており、この検知温度を所定の温度に維持することでヒータの発熱量をコントロールしてシートＳの定着に最適な加熱量を得る。一方、サブサーミスタ３３５は、Ｂ５サイズよりも幅の狭いシートＳが通紙されたときに非通紙領域となる位置に配置されており、非通紙昇温（端部昇温）のようなヒータの異常昇温を検知する働きを有している。尚、シートＳの幅とは、シートＳの搬送方向に直交する方向の長さのことである。

［ヒータの電流検知回路］
本実施例のヒータに流れる電流（以下、ヒータ電流ともいう）の電流検知回路について説明する。図３は、本実施例のセラミックヒータの駆動及び制御回路である。交流電源３０１には、本実施例の画像形成装置が接続される。画像形成装置は交流電源３０１の電力をＡＣフィルタ３０２、リレー３１３を介してセラミックヒータ２０５の発熱体３０３及び発熱体３２７へ供給する。上述したように、本実施例では、例えば、発熱体３０３は中央部で発熱量が大きくなるように形成され、発熱体３２７は端部で発熱量が大きくなるように形成されている。これによりセラミックヒータ２０５を構成する発熱体３０３及び発熱体３２７は発熱する。

発熱体３０３への電力の供給は、ゲート制御式半導体スイッチ（以下、トライアック）３０４へ電流を供給、遮断することにより制御され、発熱体３２７への電力の供給は、トライアック３２８への電流を供給、遮断することにより制御される。抵抗３０５、３０６、３２９、３３０はトライアック３０４及び３２８のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ３０７、３３２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。フォトトライアックカプラ３０７の発光ダイオードに電流を流すことにより、トライアック３０４がオンし、フォトトライアックカプラ３３２の発光ダイオードに電流を流すことにより、トライアック３２８がオンする。抵抗３０８、３３１は夫々フォトトライアックカプラ３０７、３３２の電流を制限するための電流制限抵抗である。フォトトライアックカプラ３０７は、トランジスタ３０９によりオン／オフされ、フォトトライアックカプラ３３２は、トランジスタ３３３によりオン／オフされる。トランジスタ３０９、３３３は、夫々抵抗３１０、３２６を介してエンジンコントローラ３１１（制御手段）のＯＮ１端子、ＯＮ２端子から出力されるオン信号にしたがって独立して動作できる構成になっている。

また、ＡＣフィルタ３０２を介して交流電源３０１は、ゼロクロス検出回路３１２のＮｅｕｔｒａｌ端子及びＨｏｔ端子に入力される。ゼロクロス検出回路３１２では、交流電源３０１の交流電圧の正負が切り替わるゼロクロスポイント、又は、このゼロクロスポイントを含むある閾値電圧以下になったことを検知する。そして、ゼロクロス検出回路３１２は、ＺＥＲＯＸ端子から検知結果に応じたパルス信号を、エンジンコントローラ３１１に出力する。以下、エンジンコントローラ３１１のＺＥＲＯＸ端子に出力されるこの信号をゼロクロス信号と呼ぶ。エンジンコントローラ３１１は入力されたゼロクロス信号のパルスのエッジを検知し、位相制御又は波数制御によりトライアック３０４、３２８をオン／オフ制御する。尚、本実施例の画像形成装置のセラミックヒータ２０５への投入電力は、交流電源３０１の１半波内の位相角により調整される。

図４（ａ）は発熱体３０３のヒータ電流、図４（ｂ）はエンジンコントローラ３１１のＯＮ１端子から出力されるヒータ駆動信号である。図４（ｃ）は発熱体３２７のヒータ電流、図４（ｄ）はエンジンコントローラ３１１のＯＮ２端子から出力されるヒータ駆動信号である。図４（ｅ）はゼロクロス検出回路３１２のＺＥＲＯＸ端子から出力されエンジンコントローラ３１１のＺＥＲＯＸ端子に入力されるゼロクロス信号である。いずれも横軸は時間である。本実施例では、エンジンコントローラ３１１は、ゼロクロス信号の立ち下りのタイミングから、所定時間後（Ｔｏｎ１又はＴｏｎ２後）にハイレベルのヒータ駆動信号（ＯＮ１、ＯＮ２信号）を出力する。これによりエンジンコントローラ３１１は、発熱体３０３、３２７への電力供給を独立に制御することが可能である。図５は、駆動タイミングとセラミックヒータ２０５に投入される電力（投入電力）との関係を示すテーブルである。図５に示すテーブルは、交流電源３０１の周波数が５０Ｈｚ及び６０Ｈｚの場合のテーブルであり、投入電力の値は、セラミックヒータ２０５を全位相で点灯した際に発生する電力を１００％とした場合の電力をパーセンテージ表示している。例えば、交流電源３０１の周波数が５０Ｈｚで、且つ投入電力を４０％としたい場合には、ゼロクロス信号の立ち下りから、５．５０ミリ秒（ｍｓｅｃ）後にヒータ駆動信号を出力すればよいことを意味する。

トライアック３０４、３２８に制御されて発熱体３０３、３２７に流れるヒータ電流の合計（ヒータ合計電流とする）は、カレントトランス３２５によって電圧変換され、ブリューダ抵抗３１９を介して電流検知回路３２０に入力される。電流検知回路３２０は、電圧変換されたヒータ電流波形を平均値又は実効値に変換し、ＨＣＲＲＴ端子からＨＣＲＲＴ信号を出力し、ＨＣＲＲＴ信号はエンジンコントローラ３１１のＨＣＲＲＴ端子にＡ／Ｄ入力される。

また、温度検知素子３２１、３３５はセラミックヒータ２０５の温度を検知する素子で、例えば、サーミスタ感温素子である。温度検知素子３２１、３３５は、セラミックヒータ２０５上に発熱体３０３、３２７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。温度検知素子３２１によって検知される温度は、抵抗３２２と、温度検知素子３２１との分圧として検知され、エンジンコントローラ３１１のＴＨ１端子にＴＨ１信号としてＡ／Ｄ入力される。また、温度検知素子３３５によって検知される温度は、抵抗３３４と、温度検知素子３３５との分圧として検知され、エンジンコントローラ３１１のＴＨ２端子にＴＨ２信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミックヒータ２０５の温度は、ＴＨ１、ＴＨ２信号としてエンジンコントローラ３１１において監視される。エンジンコントローラ３１１は、エンジンコントローラ３１１の内部で設定されているセラミックヒータ２０５の設定温度と比較することによって、セラミックヒータ２０５を構成する発熱体３０３、３２７に供給するべき電力比を算出する。エンジンコントローラ３１１は、算出した供給する電力比に対応した位相角（位相制御）又は波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりトランジスタ３０９、３３３に夫々ＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力する。また、エンジンコントローラ３１１は、発熱体３０３、３２７に供給する電力比を算出する際に、電流検知回路３２０から出力されるＨＣＲＲＴ信号に基づき上限の電力比を算出する。そして、エンジンコントローラ３１１は、算出した上限の電力比以下の電力が発熱体３０３、３２７に供給されるように制御する。

発熱体３０３、３２７が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、過昇温防止素子３２３がセラミックヒータ２０５上に配置されている。過昇温防止素子３２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。エンジンコントローラ３１１（電力供給制御手段）の故障により、発熱体３０３、３２７が熱暴走に至り、過昇温防止素子３２３が所定の温度以上になると、過昇温防止素子３２３がオープンになり、発熱体３０３、３２７への電力供給が断たれる。また、リレー３１３の駆動回路部は、抵抗３１４及び３１５、トランジスタ３１６及び３１７、ダイオード３１８を有する。ここで、ダイオード３１８は逆起電力による素子破壊を防止するためのものである。エンジンコントローラ３１１が／ＲＬＤ端子からローレベル信号を出力すると、トランジスタ３１６はオフとなり、そしてトランジスタ３１７がオンすることによりリレー３１３はオンとなり、セラミックヒータ２０５への電力供給が可能となる。また、電流検知回路３２０のＣＵＲＬＩＭ端子から出力されるカレントリミット信号がローレベルとなることによって、トランジスタ３１７がオフし、強制的にリレー３１３をオフして、セラミックヒータ２０５への電力供給を遮断することができる。電流検知回路３２０（電流検知手段）がローレベル信号を出力する条件は、予め設定されている電流リミット値よりも、電流検知回路３２０が大きいヒータ電流実効値を検出した場合である。電流検知回路３２０により検出された検出電流値が電流リミット値よりも低い値を検出している場合は、電流検知回路３２０は、ＣＵＲＬＩＭ端子からハイレベルの信号を出力する。

［投入電力比率の補正処理］
本実施例の特徴である複数ヒータの投入電力比率補正を行い、複数ヒータの抵抗値ばらつきを補正する手順について説明する。図６は本実施例の投入電力比率の補正処理を説明するフローチャートである。画像形成装置の電源がオンされると、Ｓ１００でエンジンコントローラ３１１は、初期動作（イニシャル）を開始する。尚、初期動作は、電源の立ち上げ動作等、画像形成装置において一般的に行われる動作であり、公知技術であるため説明を省略する。Ｓ１０１でエンジンコントローラ３１１は、所定の位相角で、発熱体３０３への電力供給を開始する（図中、ＯＮと記す）。例えば、エンジンコントローラ３１１は、位相角を９０°（投入電力５０％）とし、１全波のみ発熱体３０３に電力を供給する。Ｓ１０２で電流検知回路３２０は、発熱体３０３へ電力を供給した際の電流値を検出し、その電流値（検知電流値）を例えばＲＡＭ等の不図示のメモリに記憶する。

Ｓ１０３でエンジンコントローラ３１１は、発熱体３０３への電力供給を遮断し（図中、ＯＦＦと記す）、発熱体３２７に同じ位相角９０°で、電力供給を開始する。電流検知回路３２０は、Ｓ１０２の処理と同様に、発熱体３２７へ電力を供給した際の電流値を検出し、その電流値を不図示のメモリに記憶する。

Ｓ１０５でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ１０２及びＳ１０４の処理で不図示のメモリに記憶した電流値の情報を読み出す。そしてエンジンコントローラ３１１は、図示しないＣＰＵにより、本実施例においては、発熱体３２７に流れる電流値に対する発熱体３０３に流れる電流値の比率を算出（計算）する。尚、発熱体３０３に流れる電流値に対する発熱体３２７に流れる電流値の比率を算出してもよい。Ｓ１０６でエンジンコントローラ３１１は、図７（ａ）に示す表から発熱体３０３と発熱体３２７の投入電力比率の補正を行い、処理を終了する。ここで、図７（ａ）は投入電力の補正に使うテーブルである。投入電力比率の補正は、例えば、このテーブルに従い、中央部の発熱量が大きい発熱体を基準とし、端部の発熱量が大きい発熱体の投入電力の補正を行う。

例えば、エンジンコントローラ３１１がＳ１０５で算出した電流比率（算出電流比率と図示）が、１．９以上で２．０未満であり、定着器１１０により定着を行うシートＳがＡ４である場合は、発熱体３０３と発熱体３２７の投入電力比率を１００：９５に補正する。尚、投入電力比率を点灯比率と図示している。また、算出した電流比率が同じ１．９以上で２．０未満であっても、定着を行うシートＳがＡ４より幅の狭い例えばＬＴＲであった場合、端部昇温を抑えるために投入電力比率を１００：４５に補正する。更に、定着を行うシートＳが同じＡ４サイズであっても、算出した電流比率が１．９以上で２．０未満であった場合は投入電力比率を１００：９５に補正する。しかし、算出した電流比率が２．３以上で２．４未満であった場合は、端部への電力供給を調整するために、投入電力比率を１００：１１０に補正する。本実施例では、発熱体３２７に流れる電流値に対して比率を求めており、算出した比率が小さいということは、発熱体３２７に流れる電流が大きく、端部への電力供給が十分であることを示す。逆に、算出した比率が大きいということは、発熱体３２７に流れる電流が小さいことを意味し、端部への電力が足りないことを示す。

尚、図７（ａ）のテーブルに記載した数値等は一例であり、ヒータの抵抗値等ヒータの仕様によって変更されるものであり、本実施例に限定されるものではない。また、図７（ａ）のテーブルは、例えば不揮発性媒体等に予め記憶しておく。

［従来例との比較］
図７（ｂ）は、従来例と本実施例の端部昇温の状況を示すグラフである。図７（ｂ）は、複数ヒータの抵抗値のばらつきが大きい場合の従来例と本実施例の端部昇温の状況を示している。縦軸はヒータの端部の温度（℃）、横軸は連続印字枚数（枚）を示す。図７（ｂ）に示すように、本実施例の投入電力比率の補正を行うことにより、次のような効果がある。すなわち、本実施例の画像形成装置では、２つの発熱体３０３、３２７の抵抗値のばらつきがそのばらつきの中で最も大きくなり、小サイズのシートＳを連続印刷したとしても、非通紙部（端部）のみが異常に温度があがることがなく、端部昇温を低減できる。そして本実施例の処理を行うことにより、定着に最適な温度で発熱体３０３、３２７への電力供給の制御を行うことができる。尚、ここでは説明を簡素にするために、２つのヒータを用いた画像形成装置に関してのみ説明した。しかし、複数のヒータ（複数の発熱体）のうち、少なくとも２本の電流検知結果を元に、少なくとも１本以上の投入電力を補正する系であればよく、２つのヒータを有する画像形成装置のみに限られるものではない。

本実施例の投入電力比率の補正処理が終了した後、画像形成装置は、故障検知等の初期動作の処理を引き続き行い、初期動作を終了したらプリント指示がくるまでスタンバイ状態に入る。

このように本実施例によれば、発熱体の抵抗値にばらつきがあったとしても、複数の発熱体に供給する電力を最適に保つことができる。また、複数ヒータの投入電力比率を補正することにより、小サイズの記録紙を印刷した際の非通紙部の昇温抑制及び初期の端部昇温不良を極力抑えることが可能になる。また、本実施例は、画像形成装置が電源オンされた初期動作の際に、複数ヒータの投入電力比率の補正を行っているため、画像形成装置のＦＰＯＴに影響を与えることなく、実現することが可能である。以上、本実施例によれば、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

［投入電力比率の補正処理］
実施例２の画像形成装置の構成は実施例１と同じであり、複数ヒータのヒータ電流比率の算出方法が異なるので、算出方法のみ説明を行う。図８は本実施例の投入電力比率の補正処理を説明するフローチャートである。まず、画像形成装置が電源オンされると、エンジンコントローラ３１１は、初期動作を開始する。ここで、エンジンコントローラ３１１は、回数をカウントするための不図示のカウンタを初期化（Ｎ＝０）する。Ｓ２０１でエンジンコントローラ３１１は、所定の位相角で、発熱体３０３に電力を供給する。例えばエンジンコントローラ３１１は、所定の位相角を９０°（投入電力５０％）とし、１全波のみ発熱体３０３に電力供給する。Ｓ２０２でエンジンコントローラ３１１は、発熱体３０３に電力供給した際の発熱体３０３に流れる電流値を電流検知回路３２０により検出し、検出した電流値を不図示のメモリに記憶する。

Ｓ２０３でエンジンコントローラ３１１は、発熱体３０３への電力供給を遮断し、発熱体３２７に例えば同じ位相角９０°で、電力供給する。Ｓ２０２の処理と同様に、エンジンコントローラ３１１は、発熱体３２７に電力供給した際の発熱体３２７に流れる電流値を電流検知回路３２０により検出し、検出した電流値を不図示のメモリに記憶する。

Ｓ２０５でエンジンコントローラは、Ｓ２０１からＳ２０４を１サイクルとし、カウンタＮに１を加算する（Ｎ＝Ｎ＋１）ことで回数をカウントする。Ｓ２０６でエンジンコントローラ３１１は、カウンタＮがＮ以上であるか否か、すなわち回数がＮ回以上になったかどうか判断する。Ｓ２０６でエンジンコントローラ３１１は、カウンタＮがＮ以上であると判断した場合には、Ｓ２０７の処理に進み、カウンタＮがＮ未満であると判断した場合には、Ｓ２０１の処理に戻りＳ２０１〜Ｓ２０５のサイクルを繰り返す。Ｓ２０７でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ２０２とＳ２０４で記憶したメモリから、発熱体３０３、３２７に対応する夫々の電流値を読み出し、読み出した電流値とカウンタＮの値とから各発熱体に流れる電流値の平均（平均電流値）を算出する。Ｓ２０８でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ２０７で算出した発熱体３０３、３２７の夫々の平均値を用いて、発熱体３０３に流れる電流値に対する発熱体３２７に流れる電流値の比率（電流比率）を算出（計算）する。Ｓ２０９でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ２０８で算出した平均電流値の比率より、投入電力比率を補正し、投入電力比率の補正処理を終了する。

エンジンコントローラ３１１がＳ２０９で行う投入電力比率の補正方法は、実施例１と同じであるため、ここでは説明を省略する。尚、本実施例も、実施例１と同様に、複数のヒータのうち、少なくとも２本の電流検知結果を元に、少なくとも１本以上の投入電力を補正する系であればよく、２つのヒータを有する画像形成装置のみに限られるものではない。また、実施例２は、複数回検知して算出した各ヒータの平均電流値を用いることにより、温度係数による抵抗値ばらつきも補正できるとともに、測定したヒータ電流の精度も向上させることができる。

以上説明したように、平均電流値を用いることにより電流検知の精度を上げることができる。これにより、投入電力比率の補正がより精度よく行え、小サイズの記録紙を印刷した際の非通紙部の昇温抑制及び初期の端部昇温不良をより抑制することが可能になる。以上、本実施例によれば、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

［投入電力比率の補正処理］
実施例３の画像形成装置の構成は実施例１と同じであり、複数ヒータのヒータ電流比率の算出に至るシーケンスが異なるので、ここでは算出のシーケンスに関し説明を行う。図９は本実施例の投入電力比率の補正処理を説明するフローチャートである。画像形成装置が電源オンされると、Ｓ３０１でエンジンコントローラ３１１は初期動作を開始する。Ｓ３０２でエンジンコントローラ３１１は画像形成装置をスタンバイ状態とする。Ｓ３０３でエンジンコントローラ３１１は、プリント指示がきたか否かを判断する。ここで、プリント指示は、例えば画像形成装置に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器から送信されることもあれば、画像形成装置が備える入力部から直接ユーザがスタートキーを押すことにより指示される場合もある。Ｓ３０３でエンジンコントローラ３１１は、プリント指示がきていないと判断するとＳ３０３の処理を継続する。Ｓ３０３でエンジンコントローラ３１１は、プリント指示がきたと判断すると、Ｓ３０４の処理に進む。Ｓ３０４でエンジンコントローラ３１１は、所定の位相角で、発熱体３０３と発熱体３２７に電力供給し、目標温度までの立ち上げを開始する。

Ｓ３０５でエンジンコントローラ３１１は、例えば図１０に示すような電力供給パターンで電力供給を行った上で、電流検知回路３２０により電流検知を行い、検出した電流値を不図示のメモリに記憶させる。ここで、図１０は、例えば投入電力２５％の際の代表的な電力供給パターンである。図１０は、発熱体３０３の抵抗値と発熱体３２７の抵抗比を例えば１：２とした場合で、各発熱体の電力供給比率を１：１で、５０％の投入電力を交互で供給させる制御を行っている。したがって、発熱体３０３と発熱体３２７を１本のヒータであると仮定した場合には、発熱体３０３の抵抗値と発熱体３２７の抵抗比が１：２であるため、このヒータは、投入電力が３３．３％と１６．７％で交互に電力供給されていることを意味する。この２全波を１サイクルと見なすと、この１サイクルは投入電力２５％と見なすことができる。したがって、Ｓ３０５でエンジンコントローラ３１１は、図１０に示す電流検知ポイント（○印）で、発熱体３０３と発熱体３２７夫々に流れる電流検知を行い、検出した電流値を不図示のメモリに記憶すればよい。

ここで、エンジンコントローラ３１１は、ゼロクロス信号の立ち下がりを検知したタイミングから一定時間経過後に、電流検知回路３２０による電流検知を行う、すなわち電流検知ポイントであることを認識し電流検知を行う。エンジンコントローラ３１１は、ゼロクロス検出回路３１２から入力されたゼロクロス信号により、ゼロクロス信号の変化ポイント（立ち下がりや立ち上がり）を知ることができる。尚、実施例２のように、立ち上げ時に、所定の投入電力での供給を複数回行い、その平均値を用いて、各ヒータの電流値として記憶してもよい。

Ｓ３０６でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ３０５でメモリに記憶した電流値から電流比率を算出し、Ｓ３０７で、Ｓ３０６で算出した電流比率に応じて、初期設定として定められた発熱体の投入電力比率を補正する。Ｓ３０８でエンジンコントローラ３１１は、例えば、ヒータに流れる最大電流が７．５Ａに制限されるように、投入電力を算出しなおす最大電流制限制御に移行する。Ｓ３０９でエンジンコントローラ３１１は、温度検知素子３２１を用いて現在のセラミックヒータ２０５の温度を検出し、検出した温度と目標温度を比較する。Ｓ３０９でエンジンコントローラ３１１は、現在の温度が目標温度１より大きいか否かを判断し、現在の温度が目標温度１以下であると判断した場合はＳ３０８の処理に戻る。Ｓ３０９でエンジンコントローラ３１１は、現在の温度が目標温度１より大きいと判断した場合には、Ｓ３１０で発熱体の温度制御を最大電流制限制御からＰＩ制御に移行する。尚、目標温度１は、ＰＩ制御に移行するための目標温度であり、オーバーシュートを抑えるために、プリント開始温度よりやや低い値に設定されている。Ｓ３１１でエンジンコントローラ３１１は、現在の温度と目標温度２を比較し、現在の温度が目標温度２と等しいか否かを判断する。Ｓ３１１でエンジンコントローラ３１１は、現在の温度が目標温度２と等しくないと判断した倍、Ｓ３１０の処理に戻る。Ｓ３１１でエンジンコントローラ３１１は、現在の温度が目標温度２と等しいと判断した場合は、プリント動作（印字動作）を開始する（Ｓ３１２）。

本実施例も、実施例１と同様に、複数のヒータのうち、少なくとも２本の電流検知結果を元に、少なくとも１本以上の投入電力を補正する系であればよく、２つのヒータを有する画像形成装置のみに限られるものではない。尚、本実施例は、例えば実施例１のように初期動作中に補正を行ってから長時間経過したような場合等、画像形成装置が置かれている環境（温度や湿度等）が変化した可能性がある場合に実施すると好適である。

以上説明したように、ヒータの立ち上げ制御時に、投入電力比率の補正を行うため、経時変化に影響されることなく、小サイズの記録紙を印刷した際の非通紙部の昇温抑制及び初期の端部昇温不良をより抑制することが可能になる。以上、本実施例によれば、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

［投入電力比率の補正処理］
実施例４の画像形成装置の構成は実施例１と同じであり、複数ヒータのヒータ電流比率の算出に至るシーケンスが異なるので、ここでは算出のシーケンスに関し説明を行う。図１１は本実施例の投入電力比率の補正処理を説明するフローチャートである。画像形成装置が電源オンされると、Ｓ４０１でエンジンコントローラ３１１は、初期動作を開始する。Ｓ４０２でエンジンコントローラ３１１は、実施例１又は２で説明した投入電力の補正を行い、不図示のメモリに記憶しておく。尚、本実施例では、プリント中に投入電力を補正するため、Ｓ４０２の処理は行わなくてもよい場合もある。印刷中においては、連続印字枚数や搬送している用紙の種類によって、発熱体の抵抗が変化するため、印刷中に投入電力比率の補正を行うことが望ましい場合もある。このため、本実施例では印刷中に補正を行う例を説明している。

Ｓ４０３でエンジンコントローラ３１１は、画像形成装置をスタンバイ状態に制御し、プリント指示が来るのを待つ、すなわちプリント指示がきたか否かを判断する。Ｓ４０３でエンジンコントローラ３１１はプリント指示がきていないと判断するとＳ４０３の処理に戻る。Ｓ４０３でエンジンコントローラ３１１は、プリント指示を受信すると、すなわち、プリント指示がきたと判断すると、Ｓ４０４でプリントを開始する。Ｓ４０５でエンジンコントローラ３１１は、プリント中に所定の投入電力であるか否かを判断する。例えば、所定の投入電力とは、既に説明した図１０に示す投入電力であればよい。本実施例においても、プリント中に投入電力２５％で制御される場合には、プリント中の制御される温度で、発熱体３０３と発熱体３２７に電力が交互に投入され、実施例１〜３で説明した投入電力比率を補正することが可能になる。Ｓ４０５でエンジンコントローラ３１１が所定の投入電力でないと判断した場合はＳ４０９の処理に進み、所定の投入電力であると判断した場合は、Ｓ４０６の処理に進む。Ｓ４０６でエンジンコントローラ３１１は、図１０に示すヒータ通電パターンで電力が投入された場合に、電流検知を行い、その値を不図示のメモリに記憶する。ここで、電流検知回路３２０による電流検知は、実施例３と同様に電流検知ポイントで行う。

Ｓ４０７でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ４０６でメモリに記憶した値を読み出し、読み出した値から電流比率を算出（計算）する。Ｓ４０８でエンジンコントローラ３１１は、Ｓ４０７で算出した電流比率からＳ４０２で設定した投入電力を補正する。Ｓ４０９でエンジンコントローラ３１１は、プリント終了か否かを判断し、プリント終了ではないと判断した場合はＳ４０５の処理に戻る。Ｓ４０９でエンジンコントローラ３１１はプリント終了であると判断した場合は、処理を終了する。尚、本実施例では、投入電力２５％の場合において説明したが、他の投入電力でもよい。また、Ｓ４０８でエンジンコントローラ３１１が補正した投入電力比率は、次のプリント開始時にも使用することで、プリント初期状態から適切な投入電力で制御できる。これにより、小サイズの記録紙を印刷した際の非通紙部の昇温抑制及び初期の端部昇温不良をより抑制することが可能になる。

尚、本実施例も、実施例１と同様に、複数のヒータのうち、少なくとも２本の電流検知結果を元に、少なくとも１本以上の投入電力を補正する系であればよく、２つのヒータを有する画像形成装置のみに限られるものではない。

以上説明したように、プリント中に、投入電力比率の補正を行うため、経時変化に影響することなく、小サイズの記録紙を印刷した際の非通紙部の昇温抑制及び初期の端部昇温不良をより抑制することが可能になる。以上、本実施例によれば、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

［その他の実施例］
・実施例１〜４では、投入電力比率の補正を実行するタイミングについて、初期動作中、印刷前、印刷中に行う例を説明したが、画像形成装置が置かれた環境の変化に合わせて様々に組み合わせて複数回実行することも可能である。
以上、その他の実施例においても、端部昇温対策と画像形成装置の高速化との両立を実現することができる。

Ｓシート
３０３、３２７発熱体
３１１エンジンコントローラ
３２０電流検知回路
３２１、３３５サーミスタ

Claims

複数の発熱体と、前記複数の発熱体の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段による検知結果に基づいて電源から前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の発熱体のうち、記録材の搬送方向に直交する方向である長手方向の所定の部位を加熱する第一発熱体と、前記第一発熱体とは異なる部位を加熱する他の発熱体とに供給する電力の電力比率が所定の比率となるように制御し、前記複数の発熱体により加熱して記録材上の未定着トナー像を定着させる画像形成装置であって、
前記複数の発熱体に流れる電流を検知する電流検知手段を備え、
前記制御手段は、前記電流検知手段により検知した前記第一発熱体にのみ電力を供給したときの電流値と、前記電流検知手段により検知した前記他の発熱体のうちの一の発熱体である第二発熱体にのみ電力を供給したときの電流値との比を算出し、算出した前記比に基づき、前記第一発熱体と前記第二発熱体とに供給する電力の電力比率を補正することを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記比を算出する際に前記電流検知手段により電流検知を行うときは、前記第一発熱体及び前記第二発熱体に等しい電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、搬送された記録材の前記長手方向の長さに応じて前記電力比率の補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記電流検知手段により複数回検知した前記第一発熱体についての電流値の平均値と、前記電流検知手段により複数回検知した前記第二発熱体についての電流値の平均値との比に基づき、前記電力比率を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像形成装置の初期動作の際に、前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、印字動作を行う前に、前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、印字動作を行っている際に、前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。