JP2022034347A - 温度制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバーシュート及び温度リップルの発生を防ぐことが可能な温度制御装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】 一実施形態に係る温度制御装置は、温度推定部と、高周波成分抽出部と、カウント部と、加算部と、制御信号生成部とを具備する。温度推定部は、ヒータへの通電に基づき温度制御対象の温度を推定する。高周波成分抽出部は、温度推定結果の高周波成分を抽出する。カウント部は、前記ヒータへの通電に基づき前記ヒータの点灯回数をカウントする。加算部は、温度センサによる前記温度制御対象の温度検出結果に加算する前記高周波成分を調整する係数を前記点灯回数に基づき設定し、前記高周波成分と前記係数とを乗算した結果を前記温度検出結果に加算した補正温度値を算出する。制御信号生成部は、前記補正温度値に基づいて、前記ヒータに供給する電力を制御するための通電パルスを出力する。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、温度制御装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置は、定着器によって印刷媒体に熱及び圧力を与えることにより、印刷媒体にトナー像を定着させる定着器を備える。定着器は、定着用回転体（ヒートローラ）、加圧部材（プレスローラ）、加熱部材（ランプまたはＩＨヒータなど）、及び温度センサを備える。温度センサは、ヒートローラの表面の温度を検出する。

定着器を制御するコントローラは、温度センサの検出信号（温度センサ信号）に基づいて、ヒータに対する通電量を増減させることにより、ヒートローラの表面温度が目標値となるように制御する。

温度センサにより検出される温度と、ヒートローラの表面温度との間にずれ（またはタイムラグ）が生じると、オーバーシュート、温度リップルなどが生じる可能性がある。この為、オーバーシュート及び温度リップルの発生を防ぐためには、応答性の良い温度センサ（例えば、サーモパイルなど）が必要になる。しかしながら、応答性の良い温度センサは、コストが高いという課題がある。

特開２００２－１１６６５８号公報

本発明が解決しようとする課題は、オーバーシュート及び温度リップルの発生を防ぐことが可能な温度制御装置及び画像形成装置を提供することである。

一実施形態に係る温度制御装置は、ヒータに電力を供給することにより、前記ヒータから熱が伝播する温度制御対象の温度を制御する温度制御装置であって、温度推定部と、高周波成分抽出部と、カウント部と、加算部と、制御信号生成部とを具備する。温度推定部は、前記ヒータへの通電に基づき前記温度制御対象の温度を推定する。高周波成分抽出部は、温度推定結果の高周波成分を抽出する。カウント部は、前記ヒータへの通電に基づき前記ヒータの点灯回数をカウントする。加算部は、温度センサによる前記温度制御対象の温度検出結果に加算する前記高周波成分を調整する係数を前記点灯回数に基づき設定し、前記高周波成分と前記係数とを乗算した結果を前記温度検出結果に加算した補正温度値を算出する。制御信号生成部は、前記補正温度値に基づいて、前記ヒータに供給する電力を制御するための通電パルスを出力する。

図１は、一実施形態に係る画像形成装置の構成の例について説明する為の図である。 図２は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の構成の例について説明する為の図である。 図３は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の動作の例について説明する為の図である。 図４は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の動作の例について説明する為の図である。 図５は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の動作の例について説明する為の図である。 図６は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の動作の例について説明する為の図である。 図７は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の係数設定処理を例示するフローチャートである。 図８は、一実施形態に係るヒータ通電制御回路の係数設定処理における係数の設定例を例示する図である。

以下、一実施形態に係る温度制御装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る画像形成装置１の構成例について説明する為の説明図である。

画像形成装置１は、例えば、印刷媒体などの記録媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行うマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）である。画像形成装置１は、例えば、印刷媒体などの記録媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行うＬＥＤアレイを走査する固体走査方式のプリンタ（例えばＬＥＤプリンタ）である。

例えば、画像形成装置１は、トナーカートリッジからトナーを受け取り、受け取ったトナーにより印刷媒体に画像を形成する構成を備える。トナーは、単色のトナーであってもよいし、例えばシアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック等の色のカラートナーであってもよい。また、トナーは、熱が加えられた場合に消色する消色トナーであってもよい。

図１に示されるように、画像形成装置１は、筐体１１、通信インタフェース１２、システムコントローラ１３、ヒータ通電制御回路１４、表示部１５、操作インタフェース１６、複数の用紙トレイ１７、排紙トレイ１８、搬送部１９、画像形成部２０、及び定着器２１を備える。

筐体１１は、画像形成装置１の本体である。筐体１１は、通信インタフェース１２、システムコントローラ１３、ヒータ通電制御回路１４、表示部１５、操作インタフェース１６、複数の用紙トレイ１７、排紙トレイ１８、搬送部１９、画像形成部２０、及び定着器２１を収容する。

まず、画像形成装置１の制御系の構成について説明する。
通信インタフェース１２は、他の機器と通信する為のインタフェースである。通信インタフェース１２は、例えば、上位装置（外部機器）との通信に用いられる。通信インタフェース１２は、例えば、ＬＡＮコネクタなどとして構成される。また、通信インタフェース１２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ－ｆｉ（登録商標）などの規格に従って他の機器と無線通信を行うものであってもよい。

システムコントローラ１３は、画像形成装置１の制御を行う。システムコントローラ１３は、例えば、プロセッサ２２、及びメモリ２３を備える。

プロセッサ２２は、演算処理を実行する演算素子である。プロセッサ２２は、例えばＣＰＵである。プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されているプログラムなどのデータに基づいて種々の処理を行う。プロセッサ２２は、メモリ２３に格納されているプログラムを実行することにより、種々の動作を実行可能な制御部として機能する。

メモリ２３は、プログラム及びプログラムで用いられるデータなどを記憶する記憶媒体である。また、メモリ２３は、ワーキングメモリとしても機能する。すなわち、メモリ２３は、プロセッサ２２の処理中のデータ、及びプロセッサ２２が実行するプログラムなどを一時的に格納する。

プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されているプログラムを実行することにより、種々の情報処理を行う。例えば、プロセッサ２２は、通信インタフェース１２を介して外部機器から取得した画像に基づいて、印刷ジョブを生成する。プロセッサ２２は、生成した印刷ジョブを、メモリ２３に格納する。

印刷ジョブは、印刷媒体Ｐに形成する画像を示す画像データを含む。画像データは、１枚の印刷媒体Ｐに画像を形成する為のデータであってもよいし、複数枚の印刷媒体Ｐに画像を形成する為のデータであってもよい。さらに、印刷ジョブは、カラー印刷かモノクロ印刷かを示す情報を含む。またさらに、印刷ジョブは、印刷部数（ページセット数）、１部当たりの印刷枚数（ページ数）などの情報を含んでいてもよい。

また、プロセッサ２２は、生成した印刷ジョブに基づいて、搬送部１９、画像形成部２０、及び定着器２１の動作を制御する為の印刷制御情報を生成する。印刷制御情報は、通紙のタイミングを示す情報を含む。プロセッサ２２は、印刷制御情報をヒータ通電制御回路１４に供給する。

また、プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されているプログラムを実行することにより、搬送部１９、及び画像形成部２０の動作を制御するコントローラ（エンジンコントローラ）として機能する。即ち、プロセッサ２２は、搬送部１９による印刷媒体Ｐの搬送の制御、及び画像形成部２０による印刷媒体Ｐへの画像の形成の制御などを制御する。

なお、画像形成装置１は、エンジンコントローラをシステムコントローラ１３とは別に備える構成であってもよい。この場合、エンジンコントローラが、搬送部１９による印刷媒体Ｐの搬送の制御、及び画像形成部２０による印刷媒体Ｐへの画像の形成の制御などを行う。また、この場合、システムコントローラ１３は、エンジンコントローラにおける制御に必要な情報をエンジンコントローラに供給する。

また、画像形成装置１は、交流電源ＡＣの交流電圧を用いて、画像形成装置１内の種々の構成に直流電圧を供給する図示されない電力変換回路を備える。電力変換回路は、プロセッサ２２及びメモリ２３の動作に必要な直流電圧をシステムコントローラ１３に供給する。また、電力変換回路は、画像形成に必要な直流電圧を画像形成部２０に供給する。また、電力変換回路は、印刷媒体の搬送に必要な直流電圧を搬送部１９に供給する。また、電力変換回路は、定着器２１のヒータの駆動用の直流電圧をヒータ通電制御回路１４に供給する。

ヒータ通電制御回路１４は、後述する定着器２１のヒータへの通電を制御する温度制御装置（温度制御部）である。ヒータ通電制御回路１４は、定着器２１のヒータを通電させる為の通電電力ＰＣを生成し、定着器２１のヒータに供給する。ヒータ通電制御回路１４の詳細な説明については後述する。

表示部１５は、システムコントローラ１３または図示されないグラフィックコントローラなどの表示制御部から入力される映像信号に応じて画面を表示するディスプレイを備える。例えば、表示部１５のディスプレイには、画像形成装置１の種々の設定の為の画面が表示される。

操作インタフェース１６は、図示されない操作部材に接続されている。操作インタフェース１６は、操作部材の操作に応じた操作信号をシステムコントローラ１３に供給する。操作部材は、例えば、タッチセンサ、テンキー、電源キー、用紙フィードキー、種々のファンクションキー、またはキーボードなどである。タッチセンサは、ある領域内において指定された位置を示す情報を取得する。タッチセンサは、表示部１５と一体にタッチパネルとして構成されることにより、表示部１５に表示された画面上のタッチされた位置を示す信号をシステムコントローラ１３に入力する。

複数の用紙トレイ１７は、それぞれ印刷媒体Ｐを収容するカセットである。用紙トレイ１７は、筐体１１の外部から印刷媒体Ｐを供給可能に構成されている。例えば、用紙トレイ１７は、筐体１１から引き出し可能に構成されている。

排紙トレイ１８は、画像形成装置１から排出された印刷媒体Ｐを支持するトレイである。

次に、画像形成装置１の印刷媒体Ｐを搬送する構成について説明する。
搬送部１９は、画像形成装置１内で印刷媒体Ｐを搬送する機構である。図１に示されるように、搬送部１９は、複数の搬送路を備える。例えば、搬送部１９は、給紙搬送路３１及び排紙搬送路３２を備える。

給紙搬送路３１及び排紙搬送路３２は、それぞれ図示されない複数のモータ、複数のローラ、及び複数のガイドにより構成される。複数のモータは、システムコントローラ１３の制御に基づいて、軸を回転させることにより、軸の回転に連動するローラを回転させる。複数のローラは、回転することにより印刷媒体Ｐを移動させる。複数のガイドは、印刷媒体Ｐの搬送方向を制御する。

給紙搬送路３１は、用紙トレイ１７から印刷媒体Ｐを取り込み、取り込んだ印刷媒体Ｐを画像形成部２０に供給する。給紙搬送路３１は、各用紙トレイに対応したピックアップローラ３３を備える。各ピックアップローラ３３は、それぞれ用紙トレイ１７の印刷媒体Ｐを給紙搬送路３１に取り込む。

排紙搬送路３２は、画像が形成された印刷媒体Ｐを、筐体１１から排出する搬送路である。排紙搬送路３２によって排出された印刷媒体Ｐは、排紙トレイ１８により支持される。

次に、画像形成部２０について説明する。
画像形成部２０は、印刷媒体Ｐに画像を形成する構成である。具体的には、画像形成部２０は、プロセッサ２２により生成された印刷ジョブに基づいて、印刷媒体Ｐに画像を形成する。

画像形成部２０は、複数のプロセスユニット４１、複数の露光器４２、及び転写機構４３を備える。画像形成部２０は、プロセスユニット４１毎に、露光器４２を備える。なお、複数のプロセスユニット４１及び複数の露光器４２は、それぞれ同じ構成である為、１つのプロセスユニット４１及び１つの露光器４２についてそれぞれ説明する。

まず、プロセスユニット４１について説明する。
プロセスユニット４１は、トナー像を形成する構成である。例えば、複数のプロセスユニット４１は、トナーの種類ごとに設けられる。例えば、複数のプロセスユニット４１は、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラック等のカラートナーにそれぞれ対応する。具体的には、各プロセスユニット４１には、異なる色のトナーを有するトナーカートリッジが接続される。

トナーカートリッジは、トナー収容容器及びトナー送出機構を備える。トナー収容容器は、トナーを収容する容器である。トナー送出機構は、トナー収容容器内のトナーを送り出すスクリューなどにより構成される機構である。

プロセスユニット４１は、感光ドラム５１、帯電チャージャ５２、及び現像器５３を備える。
感光ドラム５１は、円筒状のドラムと、ドラムの外周面に形成された感光層とを備える感光体である。感光ドラム５１は、図示されない駆動機構によって一定の速度で回転する。

帯電チャージャ５２は、感光ドラム５１の表面を一様に帯電させる。例えば、帯電チャージャ５２は、帯電ローラを用いて、感光ドラム５１に電圧（現像バイアス電圧）を印加することにより、感光ドラム５１を一様な負極性の電位（コントラスト電位）に帯電させる。帯電ローラは、感光ドラム５１に対して所定の圧力を加えた状態で、感光ドラム５１の回転によって回転する。

現像器５３は、トナーを感光ドラム５１に付着させる装置である。現像器５３は、現像剤容器、撹拌機構、現像ローラ、ドクターブレード、及びオートトナーコントロール（ＡＴＣ）センサなどを備える。

現像剤容器は、トナーカートリッジから送り出されたトナーを受け取り、収容する容器である。現像剤容器内には、予めキャリアが収容されている。トナーカートリッジから送り出されたトナーは、撹拌機構によってキャリアと撹拌されることにより、トナーとキャリアとが混合された現像剤を構成する。キャリアは、現像器５３の製造時に現像剤容器内に収容される。

現像ローラは、現像剤容器内で回転することにより、表面に現像剤を付着させる。ドクターブレードは、現像ローラの表面と所定の間隔を隔てて配置された部材である。ドクターブレードは、回転する現像ローラの表面に付着した現像剤の一部を除去する。これにより、現像ローラの表面に、ドクターブレードと現像ローラの表面との間隔に応じた厚さの現像剤の層が形成される。

ＡＴＣセンサは、例えば、コイルを有し、コイルに生じた電圧値を検出する磁束センサである。ＡＴＣセンサの検出電圧は、現像剤容器内のトナーからの磁束の密度により変化する。即ち、システムコントローラ１３は、ＡＴＣセンサの検出電圧に基づき、現像剤容器に残っているトナーのキャリアに対する濃度比（トナー濃度比）を判断する。システムコントローラ１３は、トナー濃度比に基づいて、トナーカートリッジの送出機構を駆動する図示されないモータを動作させ、トナーカートリッジから現像器５３の現像剤容器にトナーを送り出させる。

次に、露光器４２について説明する。
露光器４２は、複数の発光素子を備える。露光器４２は、発光素子から光を、帯電した感光ドラム５１に照射することにより、感光ドラム５１上に潜像を形成する。発光素子は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などである。１つの発光素子は、感光ドラム５１上の１点に光を照射するように構成されている。複数の発光素子は、感光ドラム５１の回転軸と平行な方向である主走査方向に配列されている。

露光器４２は、主走査方向に配列された複数の発光素子により感光ドラム５１上に光を照射することにより、感光ドラム５１上に１ライン分の潜像を形成する。さらに、露光器４２は、回転する感光ドラム５１に連続して光を照射することにより、複数ラインの潜像を形成する。

上記の構成において、帯電チャージャ５２により帯電された感光ドラム５１の表面に、露光器４２から光が照射されると、静電潜像が形成される。現像ローラの表面に形成された現像剤の層が、感光ドラム５１の表面に近接すると、現像剤に含まれるトナーが、感光ドラム５１の表面に形成された潜像に付着する。これにより、感光ドラム５１の表面にトナー像が形成される。

次に、転写機構４３について説明する。
転写機構４３は、感光ドラム５１の表面に形成されたトナー像を、印刷媒体Ｐに転写する構成である。

転写機構４３は、例えば、１次転写ベルト６１、２次転写対向ローラ６２、複数の１次転写ローラ６３、及び２次転写ローラ６４を備える。

１次転写ベルト６１は、２次転写対向ローラ６２及び複数の巻付ローラに巻き付けられた無端ベルトである。１次転写ベルト６１は、内側の面（内周面）が２次転写対向ローラ６２及び複数の巻付ローラに接触し、外側の面（外周面）がプロセスユニット４１の感光ドラム５１と対向する。

２次転写対向ローラ６２は、図示されないモータによって回転する。２次転写対向ローラ６２は、回転することにより、１次転写ベルト６１を所定の搬送方向に搬送する。複数の巻付ローラは、自由に回転可能に構成されている。複数の巻付ローラは、２次転写対向ローラ６２による１次転写ベルト６１の移動に従って回転する。

複数の１次転写ローラ６３は、プロセスユニット４１の感光ドラム５１に１次転写ベルト６１を接触させる構成である。複数の１次転写ローラ６３は、複数のプロセスユニット４１の感光ドラム５１に対応するように設けられている。具体的には、複数の１次転写ローラ６３は、それぞれ対応するプロセスユニット４１の感光ドラム５１と、１次転写ベルト６１を挟んで対向する位置に設けられている。１次転写ローラ６３は、１次転写ベルト６１の内周面側に接触し、１次転写ベルト６１を感光ドラム５１側に変位させる。これにより、１次転写ローラ６３は、１次転写ベルト６１の外周面を感光ドラム５１に接触させる。

２次転写ローラ６４は、１次転写ベルト６１と対向する位置に設けられる。２次転写ローラ６４は、１次転写ベルト６１の外周面に接触し、且つ圧力を加える。これにより、２次転写ローラ６４と１次転写ベルト６１の外周面とが密着する転写ニップが形成される。２次転写ローラ６４は、転写ニップを印刷媒体Ｐが通過する場合、転写ニップを通過する印刷媒体Ｐを１次転写ベルト６１の外周面に押し当てる。

２次転写ローラ６４及び２次転写対向ローラ６２は、回転することにより、給紙搬送路３１から供給された印刷媒体Ｐを挟んだ状態で搬送する。これにより、印刷媒体Ｐが転写ニップを通過する。

上記の構成において、１次転写ベルト６１の外周面が感光ドラム５１に接触すると、感光ドラムの表面に形成されたトナー像が１次転写ベルト６１の外周面に転移する。画像形成部２０が複数のプロセスユニット４１を備える場合、１次転写ベルト６１は、複数のプロセスユニット４１の感光ドラム５１からトナー像を受け取る。１次転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、１次転写ベルト６１によって、２次転写ローラ６４と１次転写ベルト６１の外周面とが密着した転写ニップまで搬送される。転写ニップに印刷媒体Ｐが存在する場合、１次転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、転写ニップにおいて、印刷媒体Ｐに転写される。

次に、画像形成装置１の定着に関する構成について説明する。
定着器２１は、トナー像が転写された印刷媒体Ｐに、トナー像を定着させる。定着器２１は、システムコントローラ１３及びヒータ通電制御回路１４の制御に基づいて動作する。定着器２１は、定着用回転体と、加圧部材と、加熱部材とを備える。加熱部材定着用回転体加熱部材は、例えばヒートローラ７１である。また、加圧部材は、例えばプレスローラ７２である。加熱部材は、例えばヒートローラ７１を加熱するヒータ７３である。またさらに、定着器２１は、ヒートローラ７１の表面の温度を検出する温度センサ（サーマルセンサ）７４を備える。さらに、定着器２１は、電圧検出器７５を備える。

ヒートローラ７１は、図示されないモータにより回転する定着用回転体である。ヒートローラ７１は、中空状に金属で形成された芯金と、芯金の外周上に形成された弾性層とを有する。例えば、ヒートローラ７１の径φは、３０ｍｍである。例えば、芯金肉厚は、０．６ｍｍである。ヒートローラ７１は、中空状に形成された芯金の内側に配置されたヒータ７３により、芯金の内側が熱される。芯金の内側に生じた熱は、外部であるヒートローラ７１の表面（即ち弾性層の表面）に伝達する。例えば、ヒータ７３は、２分割されたヒータランプで構成される。この例では、ヒータ７３は、ヒートローラ７１の中央部を温めるセンターランプと、ヒートローラ７１の端部を温めるサイドランプとを備える。例えば、センターランプ及びサイドランプのワット数は、各６００Ｗである。センターランプ及びサイドランプは、交互に点灯し得る。ヒートローラ７１は、温度制御対象の一例である。

プレスローラ７２は、ヒートローラ７１に対向する位置に設けられる。プレスローラ７２は、所定の外径で金属により形成された芯金と、芯金の外周上に形成された弾性層とを有する。例えば、プレスローラ７２の径φは、３０ｍｍである。プレスローラ７２は、図示されないテンション部材から加わる応力によって、ヒートローラ７１に対して圧力を加える。例えば、Ｐ／Ｒ加圧は、１５０Ｎで構成される。プレスローラ７２からヒートローラ７１に圧力が加わることにより、プレスローラ７２とヒートローラ７１とが密着したニップ（定着ニップ）が形成される。プレスローラ７２は、図示されないモータにより回転する。プレスローラ７２は、回転することにより、定着ニップに進入した印刷媒体Ｐを移動させるとともに、印刷媒体Ｐをヒートローラ７１に押し当てる。

ヒータ７３は、ヒータ通電制御回路１４から供給された通電電力ＰＣによって発熱する装置である。ヒータ７３は、例えばハロゲンヒーターである。ヒータ７３は、ヒータ通電制御回路１４から供給された通電電力ＰＣが熱源であるハロゲンランプヒータに通電することにより、ハロゲンランプヒータから放射された電磁波によって、ヒートローラ７１の芯金の内側を発熱させる。また、ヒータ７３は、例えばＩＨヒータなどであってもよい。

温度センサ７４は、ヒートローラ７１の表面の近傍の空気の温度を検出する。温度センサ７４は、複数であってもよい。例えば、温度センサ７４は、ヒートローラ７１の回転軸と平行に複数配列されてもよい。なお、温度センサ７４は、少なくともヒートローラ７１の温度の変化を検出することができる位置に設けられていればよい。温度センサ７４は、検出結果を示す温度検出信号Ｔｄをヒータ通電制御回路１４に供給する。

電圧検出器７５は、ヒータ７３への入力電圧の値を検出する。電圧検出器７５は、少なくともヒータ７３への入力電圧の値を検出することができる位置に設けられていればよい。電圧検出器７５は、入力電圧の値を示す電圧検出信号Ｖｄをヒータ通電制御回路１４に供給する。

上記の構成により、ヒートローラ７１及びプレスローラ７２は、定着ニップを通過する印刷媒体Ｐに対して、熱及び圧力を加える。印刷媒体Ｐ上のトナーは、ヒートローラ７１から与えられた熱によって融解し、ヒートローラ７１とプレスローラ７２とにより与えられた圧力によって、印刷媒体Ｐ表面に塗布される。これにより、定着ニップを通過した印刷媒体Ｐにトナー像が定着する。定着ニップを通過した印刷媒体Ｐは、排紙搬送路３２に導入され、筐体１１の外部に排出される。

次に、ヒータ通電制御回路１４について説明する。
ヒータ通電制御回路１４は、定着器２１のヒータ７３への通電を制御する。ヒータ通電制御回路１４は、定着器２１のヒータ７３を通電させる為の通電電力ＰＣを生成し、定着器２１のヒータ７３に供給する。

図２に示されるように、ヒータ通電制御回路１４は、温度推定部８１、推定履歴保持部８２、高周波成分抽出部８３、カウント部８４、係数加算部８５、目標温度出力部８６、差分比較部８７、制御信号生成部８８、及び電源回路８９を備える。また、ヒータ通電制御回路１４には、温度センサ７４から温度検出結果Ｔｄが入力される。ヒータ通電制御回路１４には、電圧検出器７５から電圧検出信号Ｖｄが入力され得る。

温度推定部８１は、ヒートローラ７１の表面の温度を推定する温度推定処理を行う。温度推定部８１には、温度センサ７４からの温度検出結果Ｔｄ、後述の推定履歴保持部８２からの推定履歴ＰＲＥＶ、及び後述の制御信号生成部８８からの通電パルスＰｓが入力される。温度推定部８１は、温度検出結果Ｔｄ、推定履歴ＰＲＥＶ、及び通電パルスＰｓに基づいて、温度推定結果ＥＳＴを生成する。また、温度推定部８１は、温度検出結果Ｔｄ、推定履歴ＰＲＥＶ、及び通電パルスＰｓと、通電パルスＰｓがオンである場合にヒータ７３に供給される電圧（定格電圧）と、に基づいて、温度推定結果ＥＳＴを生成する構成であってもよい。温度推定部８１は、温度推定結果ＥＳＴを推定履歴保持部８２及び高周波成分抽出部８３に出力する。

推定履歴保持部８２は、温度推定結果ＥＳＴの履歴を保持する。推定履歴保持部８２は、温度推定結果ＥＳＴの履歴（過去の温度推定結果ＥＳＴ）である推定履歴ＰＲＥＶを温度推定部８１に出力する。

高周波成分抽出部８３は、温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を抽出するハイパスフィルタ処理を行う。高周波成分抽出部８３は、抽出した高周波成分を示す信号である高周波成分ＨＰＦを係数加算部８５に出力する。

カウント部８４は、ヒータ７３への通電に基づきヒータ７３の点灯回数をカウントする。カウント部８４には、後述の制御信号生成部８８からの通電パルスＰｓが入力される。カウント部８４は、ヒータ７３への通電の一例である通電パルスＰｓに基づきヒータ７３の点灯回数をカウントする。点灯回数は、通電パルスＰｓの数に対応する。カウント部８４は、一定期間毎の前記点灯回数をカウントする。例えば、一定期間は、１分であるが、これに限定されない。カウント部８４は、カウントした点灯回数ＣＮＴを係数加算部８５に出力する。

係数加算部８５は、温度検出結果Ｔｄの補正である係数加算処理を行う。係数加算部８５には、温度センサ７４からの温度検出結果Ｔｄ、高周波成分抽出部８３から高周波成分ＨＰＦ、及びカウント部８４から点灯回数ＣＮＴが入力される。係数加算部８５は、点灯回数ＣＮＴに基づき係数Ｋを設定する。係数Ｋは、温度センサ７４によるヒートローラ７１の温度検出結果Ｔｄに加算する高周波成分ＨＰＦを調整する値である。係数Ｋは、温度検出結果Ｔｄに加算する高周波成分ＨＰＦの値の比率ということもできる。係数加算部８５は、カウント部８４によってカウントされる一定期間毎の点灯回数ＣＮＴに基づき係数Ｋを設定する。係数Ｋの設定例については後述する。係数加算部８５は、高周波成分ＨＰＦに基づいて温度検出結果Ｔｄを補正する。具体的には、係数加算部８５は、高周波成分ＨＰＦと係数Ｋとを乗算した結果を温度検出結果Ｔｄに加算した補正温度値ＷＡＥを算出する。つまり、係数加算部８５は、補正温度値ＷＡＥ＝温度検出結果Ｔｄ＋Ｋ×高周波成分ＨＰＦを計算する。係数加算部８５は、補正温度値ＷＡＥを差分比較部８７に出力する。係数加算部８５は、加算部の一例である。

目標温度出力部８６は、予め設定された目標温度ＴＧＴを差分比較部８７に出力する。

差分比較部８７は、差分計算処理を行う。差分比較部８７は、目標温度出力部８６からの目標温度ＴＧＴと、係数加算部８５からの補正温度値ＷＡＥとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成部８８に出力する。

制御信号生成部８８は、差分ＤＩＦに基づいて、ヒータ７３への通電を制御するためのパルス信号である通電パルスＰｓを生成する。制御信号生成部８８は、通電パルスＰｓを電源回路８９、温度推定部８１、及びカウント部８４に出力する。つまり、制御信号生成部８８は、補正温度値ＷＡＥに基づいて、ヒータ７３に供給する電力を制御するための通電パルスＰｓを出力する。

電源回路８９は、通電パルスＰｓに基づいて、ヒータ７３に通電電力ＰＣを供給する。電源回路８９は、図示されない電力変換回路から供給される直流電圧を用いて、定着器２１のヒータ７３への通電を行う。電源回路８９は、例えば、通電パルスＰｓに基づき、電力変換回路からの直流電圧がヒータ７３に供給される状態と供給されない状態とを切り替えることにより、ヒータ７３に通電電力ＰＣを供給する。即ち、電源回路８９は、通電パルスＰｓに応じて、定着器２１のヒータ７３への通電時間を可変する。

なお、電源回路８９は、定着器２１と一体に構成されていてもよい。即ち、ヒータ通電制御回路１４は、通電電力ＰＣのヒータ７３に供給するのではなく、通電パルスＰｓを定着器２１のヒータ７３の電源回路に供給する構成であってもよい。

上記のように、ヒータ通電制御回路１４は、温度検出結果Ｔｄと、温度の推定履歴ＰＲＥＶと、通電パルスＰｓと、に基づいて、定着器２１のヒータ７３への電力量を調整する。これにより、ヒータ通電制御回路１４は、ヒータ７３により加熱されるヒートローラ７１の表面温度を制御する。このような制御を、Weighted Average control with Estimate temperature（ＷＡＥ制御）と称する。なお、ヒータ通電制御回路１４の温度推定部８１、推定履歴保持部８２、高周波成分抽出部８３、カウント部８４、係数加算部８５、目標温度出力部８６、差分比較部８７、及び制御信号生成部８８は、それぞれ電気回路により構成されていてもよいし、ソフトウエアにより構成されていてもよい。

以下、ＷＡＥ制御について詳細に説明する。
図３は、ＷＡＥ制御について説明するためのフローチャートである。図４及び図５は、ＷＡＥ制御における各信号などについて説明するための説明図である。図４及び図５の横軸は、時間を示す。図４及び図５の縦軸は、温度を示す。

ヒータ通電制御回路１４は、種々の初期値の設定を行う（ＡＣＴ１１）。例えば、ヒータ通電制御回路１４は、システムコントローラ１３からの信号に基づいて、目標温度出力部８６の目標温度ＴＧＴなどを設定する。

ヒータ通電制御回路１４の温度推定部８１は、温度センサ７４から温度検出結果Ｔｄ、推定履歴保持部８２から推定履歴ＰＲＥＶ、及び制御信号生成部８８から通電パルスＰｓをそれぞれ取得する（ＡＣＴ１２）。

図４に示されるように、温度検出結果Ｔｄと実際のヒートローラ７１の表面温度との間には差が生じている。ヒートローラ７１の表面温度は、ヒータ７３による加熱が間欠的に行われている為、細かい周期で変化している。これに対し、温度センサ７４は、自身の熱容量や感温素材の特性により、温度変化の応答性が悪い場合がある。特に安価な温度センサほど応答性が悪い傾向にある。その結果、温度検出結果Ｔｄが実際のヒートローラ７１の表面温度を正確に追従できていない。即ち、温度検出結果Ｔｄは、ヒートローラ７１の表面温度に対して遅延した状態で温度センサ７４により検出される。また、温度検出結果Ｔｄは、ヒートローラ７１の表面温度の細かい変化が再現されず、平滑化された状態で温度センサ７４により検出される。

温度推定部８１は、温度推定処理を行う（ＡＣＴ１３）。すなわち、温度推定部８１は、温度検出結果Ｔｄ、推定履歴ＰＲＥＶ、及び通電パルスＰｓに基づいて、温度推定結果ＥＳＴを生成する。温度推定部８１は、温度推定結果ＥＳＴを高周波成分抽出部８３及び推定履歴保持部８２に出力する。

熱の移動は、電気回路のＣＲ時定数で等価に表現することができる。熱容量は、コンデンサＣに置き換えられる。熱伝達の抵抗は、抵抗Ｒに置き換えられる。熱源は、直流電圧源に置き換えられる。温度推定部８１は、ヒータ７３への通電量とヒートローラ７１の熱容量などとに基づいて、予め各素子の値が設定されたＣＲ回路に基づいて、ヒートローラ７１に与えられた熱量を推定する。温度推定部８１は、ヒートローラ７１に与えられた熱量と、温度検出結果Ｔｄと、推定履歴ＰＲＥＶとに基づいて、ヒートローラ７１の表面温度を推定し、温度推定結果ＥＳＴを出力する。

温度推定部８１は、通電パルスＰｓに基づいて、直流電圧源からの通電／遮断が繰り返され、その入力電圧パルスに応じてＣＲ回路が動作し、出力電圧が発生する。これにより温度制御対象であるヒートローラ７１の表面に伝播した熱を推定することができる。

なお、ヒートローラ７１の熱は、定着器２１内の空間（ヒートローラ７１の外部）を介して、外部環境に流出している。この為、温度推定部８１は、ヒートローラ７１から外部環境への熱の流出を推定するためのＣＲ回路をさらに備える。また、温度推定部８１は、ヒートローラ７１から定着器２１内の空間に流する熱量を推定するためのＣＲ回路をさらに備えていてもよい。

図４に示されるように、温度推定結果ＥＳＴは、実際のヒートローラ７１の表面温度の変化を適切に追従している。しかしながら、温度推定結果ＥＳＴは、シミュレーション結果であるため、条件の相違などにより絶対値が実際のヒートローラの表面温度と差が出る可能性がある。

高周波成分抽出部８３は、温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を抽出するハイパスフィルタ処理を行う（ＡＣＴ１４）。図４に示されるように、温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を示す信号である高周波成分ＨＰＦは、実際のヒートローラ７１の表面温度の変化を適切に追従している。

係数加算部８５は、温度検出結果Ｔｄの補正である係数加算処理を行う（ＡＣＴ１５）。係数加算部８５は、高周波成分ＨＰＦと係数Ｋとを乗算した結果を温度検出結果Ｔｄに加算した補正温度値ＷＡＥを算出する。即ち、係数加算部８５は、温度検出結果Ｔｄに対して加算する高周波成分ＨＰＦの値を係数Ｋで調整して、補正温度値ＷＡＥを算出する。

例えば、係数が１である場合、係数加算部８５は、温度検出結果Ｔｄに高周波成分ＨＰＦをダイレクトに加算する。また、例えば、係数が０．１である場合、係数加算部８５は、高周波成分ＨＰＦの１０分の１の値を温度検出結果Ｔｄに加算する。この場合、高周波成分ＨＰＦの効果はほとんど無くなり、温度検出結果Ｔｄに近くなる。また、例えば、係数が１以上である場合、高周波成分ＨＰＦの効果をより強く表現することができる。

図５は、実際のヒートローラ７１の表面温度と、温度検出結果Ｔｄと、補正温度値ＷＡＥとの例について説明するための説明図である。ＷＡＥ制御では、温度検出結果Ｔｄと温度推定結果ＥＳＴの高周波成分ＨＰＦとに基づき、ヒートローラ７１の表面温度の細かな温度の変化を推定する。この為、図５に示されるように、補正温度値ＷＡＥは、ヒートローラ７１の表面温度を適切に追従した値となる。

差分比較部８７は、目標温度出力部８６からの目標温度ＴＧＴと、係数加算部８５からの補正温度値ＷＡＥとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成部８８に出力する（ＡＣＴ１６）。

制御信号生成部８８は、差分ＤＩＦに基づいて、通電パルスＰｓを生成する。制御信号生成部８８は、通電パルスＰｓを電源回路８９及び温度推定部８１に出力する（ＡＣＴ１７）。電源回路８９は、通電パルスＰｓに基づいて、ヒータ７３に通電電力ＰＣを供給する。

差分ＤＩＦには、目標温度ＴＧＴと、補正温度値ＷＡＥとの関係が現れる。例えば、補正温度値ＷＡＥ＞目標温度ＴＧＴである場合、通電パルスＰｓの幅を狭める、または頻度を少なくする等の制御を施すことにより、ヒータ７３への通電量が減少し、ヒートローラ表面温度が下がる。また、補正温度値ＷＡＥ＜目標温度ＴＧＴである場合、通電パルスＰｓの幅を広める、または頻度を上げる等の制御を施すことにより、ヒータ７３への通電量が増加し、ヒートローラ表面温度が上がる。

なお、差分ＤＩＦから、補正温度値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの上下関係だけでなく、どれだけ離れているかも把握できる。例えば、差分ＤＩＦ（の絶対値）が大きい値である場合、補正温度値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの乖離が大きい為、上記の制御を大きく変化させてもよい。また、例えば、差分ＤＩＦ（の絶対値）が小さい値である場合、補正温度値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの乖離が小さい為、上記の制御を緩やかに行ってもよい。

システムコントローラ１３のプロセッサ２２は、ＷＡＥ制御を終了するか否か判断する（ＡＣＴ１８）。プロセッサ２２は、ＷＡＥ制御を継続すると判断した場合、ＡＣＴ１２の処理に移行する。また、プロセッサ２２は、ＷＡＥ制御を終了すると判断した場合、図３の処理を終了する。

上記したように、ヒータ通電制御回路１４は、あるサイクル（当該サイクル）の処理を行う場合、１つ前のサイクルにおける値（通電パルスＰｓ及び温度推定結果ＥＳＴ：推定履歴ＰＲＥＶ）と、当該サイクルにおける温度検出結果Ｔｓとに基づいて、ＷＡＥ制御を行う。すなわち、ヒータ通電制御回路１４は、次のサイクルで値を継承する。ヒータ通電制御回路１４は、温度推定計算を前回の計算の履歴をもとに再計算する。したがって、ヒータ通電制御回路１４は、稼働中に常に計算を行っている。ヒータ通電制御回路１４において、計算結果は、メモリー等に保持され、次のサイクルの計算で再利用される。

図６は、ヒータ通電制御回路１４における処理のサイクルについて説明するための説明図である。図６の横軸は、時間を示す。例えば、温度推定部８１は、時刻ｔ（ｎ）において温度推定処理を行い、それからｄｔだけ時刻が進んだｔ（ｎ＋１）において次の温度推定処理を行い、さらにｄｔだけ時刻が進んだｔ（ｎ＋２）において温度推定処理を行う。この様に、温度推定部８１は、繰り返し温度推定処理を行う。温度推定部８１は、各サイクルの温度推定処理において、前回の温度推定結果ＥＳＴを、新たな温度の推定に用いる。

時刻ｔ（ｎ）では、時刻ｔ（ｎ）における温度検出結果Ｔｄ、前回である時刻ｔ（ｎ－１）における通電パルスＰｓ、及び前回である時刻ｔ（ｎ－１）における温度推定結果ＥＳＴ（推定履歴ＰＲＥＶ）が温度推定部８１に入力される。温度推定部８１は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ）における温度推定結果ＥＳＴを出力する。高周波成分抽出部８３、係数加算部８５、差分比較部８７、制御信号生成部８８は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ）における通電パルスＰｓを出力する。

時刻ｔ（ｎ＋１）では、新たに時刻ｔ（ｎ＋１）で検出された温度検出結果Ｔｄ、時刻ｔ（ｎ）の通電パルスＰｓ、及び時刻ｔ（ｎ）の温度推定結果ＥＳＴである推定履歴ＰＲＥＶが温度推定部８１に入力される。温度推定部８１は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ＋１）における温度推定結果ＥＳＴを出力する。高周波成分抽出部８３、係数加算部８５、差分比較部８７、制御信号生成部８８は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ＋１）における通電パルスＰｓを出力する。

時刻ｔ（ｎ＋２）では、新たに時刻ｔ（ｎ＋２）で検出された温度検出結果Ｔｄ、時刻ｔ（ｎ＋１）の通電パルスＰｓ、及び時刻ｔ（ｎ＋１）の温度推定結果ＥＳＴである推定履歴ＰＲＥＶが温度推定部８１に入力される。温度推定部８１は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ＋２）における温度推定結果ＥＳＴを出力する。高周波成分抽出部８３、係数加算部８５、差分比較部８７、制御信号生成部８８は、入力された信号に基づいて処理を行い、時刻ｔ（ｎ＋２）における通電パルスＰｓを出力する。

なお、上記の時間間隔ｄｔは、固定の値であってもよいし、ＡＣＴ１１の初期値設定において設定される構成であってもよい。例えば、時間間隔ｄｔは、１００[msec]で設定される。

以下、係数加算部８５による係数設定処理について説明する。
図７は、係数設定処理を例示するフローチャートである。

係数加算部８５は、印刷動作の開始を検出する（ＡＣＴ２１）。ＡＣＴ２１では、例えば、係数加算部８５は、システムコントローラ１３からの印刷動作の開始を示す信号に基づいて、印刷動作の開始を検出する。
係数加算部８５は、係数Ｋに初期値を設定する（ＡＣＴ２２）。ＡＣＴ２２では、例えば、係数加算部８５は、係数Ｋに任意の決めらえた初期値を設定する。初期値は、印刷動作の開始時など、定着器２１のヒータ７３への通電開始時の係数Ｋの設定値である。初期値は、適宜更新可能である。例えば、初期値は、０．６（６０％）である。

係数加算部８５は、点灯回数ＣＮＴを取得する（ＡＣＴ２２）。ＡＣＴ２２では、例えば、係数加算部８５は、カウント部８４によってカウントされた一定期間の点灯回数を取得する。
係数加算部８５は、係数Ｋを設定する（ＡＣＴ２４）。ＡＣＴ２４では、例えば、係数加算部８５は、カウント部８４によってカウントされた一定期間の点灯回数に基づき係数Ｋを設定する。ＡＣＴ２４における係数Ｋの設定例については後述する。

係数加算部８５は、印刷動作の終了を検出する（ＡＣＴ２５）。ＡＣＴ２５では、例えば、係数加算部８５は、システムコントローラ１３からの印刷動作の終了を示す信号に基づいて、印刷動作の終了を検出する。係数加算部８５は、印刷動作の終了を検出しない場合（ＡＣＴ２５、ＮＯ）、印刷動作の終了を検出するまでＡＣＴ２３及びＡＣＴ２４を繰り返す。つまり、係数加算部８５は、一定期間毎の点灯回数に基づき、係数Ｋの設定を繰り返す。係数加算部８５は、印刷動作の終了を検出した場合（ＡＣＴ２５、ＹＥＳ）、係数設定処理を終了する。

上述のＡＣＴ２４における係数Ｋの設定例について説明する。
図８は、係数Ｋの設定例を例示する図である。
ここでは、点灯回数ＣＮＴの値を点灯回数Ｘとする。係数Ｋの増減値は点灯回数Ｘに関連付けられている。係数Ｋの増減値と点灯回数Ｘとの関係は、メモリ２３に記憶されていてよい。

点灯回数Ｘがある所定の範囲内である場合、係数Ｋの増減値は０である。例えば、所定の範囲は、２５回よりも多く７５回以下とする範囲である。下限値２５回及び上限値７５回は、例示であり、何れも適宜設定可能である。所定の範囲は、安定した画像を供給することが可能となる範囲である。例えば、係数Ｋが大きくなると点灯回数Ｘが多くなる傾向にある。結果として、ヒータ７３は微小な時間でＯＮ／ＯＦＦを繰り返すので、フリッカーは悪化する。他方、係数Ｋが小さくなると点灯回数Ｘが少なくなる傾向にある。結果として、リップルは発生し易くなる。このような事情に鑑みて、所定の範囲は、フリッカーの悪化防止と、リップルの低減とのバランスを保ち、安定した画像を供給することが可能となる範囲で設定される。

点灯回数Ｘが所定の範囲よりも多い場合、係数Ｋの増減値はマイナスの値である。点灯回数Ｘが７５回よりも大きく１００回以下である場合、係数Ｋの増減値は－０．１である。点灯回数Ｘが１００回より多い場合、係数Ｋの増減値は－０．２である。点灯回数Ｘに関する上限値及び下限値は例示であり、何れも適宜設定可能である。点灯回数Ｘが所定の範囲よりも多い場合の係数Ｋの増減値を２段階に分けているが、これに限定されない。係数Ｋの増減値は１段階でもよいし、３段階以上でもよい。各段階の増減値は例示であり、何れも適宜設定可能である。係数Ｋの増減値が複数段階に分かれている場合、係数Ｋの増減値は、点灯回数Ｘが大きくなるにつれてマイナス方向に大きくなる。係数Ｋの増減値をマイナスの値とするのは、点灯回数Ｘが所定の範囲に入るようにするためである。つまり、係数Ｋが小さくなると、補正温度値ＷＡＥにおける高周波成分ＨＰＦの効果は小さくなる。結果として、点灯回数Ｘは減り、フリッカーの悪化が防止される。

点灯回数Ｘが所定の範囲以下である場合、係数Ｋの増減値はプラスの値である。点灯回数Ｘが１０回よりも多く２５回以下である場合、係数Ｋの増減値は＋０．１である。点灯回数Ｘが２５回よりも少ない場合、係数Ｋの増減値は＋０．２である。点灯回数Ｘに関する上限値及び下限値は例示であり、何れも適宜設定可能である。点灯回数Ｘが所定の範囲以下である場合の係数Ｋの増減値を２段階に分けているが、これに限定されない。係数Ｋの増減値は１段階でもよいし、３段階以上でもよい。各段階の増減値は例示であり、何れも適宜設定可能である。係数Ｋの増減値が複数段階に分かれている場合、係数Ｋの増減値は、点灯回数Ｘが小さくなるにつれてプラス方向に大きくなる。係数Ｋの増減値をプラスの値とするのは、点灯回数Ｘが所定の範囲に入るようにするためである。つまり、係数Ｋが大きくなると、補正温度値ＷＡＥにおける高周波成分ＨＰＦの効果は大きくなる。結果として、点灯回数Ｘは増え、リップルは低減される。

係数加算部８５は、点灯回数Ｘがある所定の範囲内である場合、係数Ｋを維持する。係数Ｋを維持することは、係数Ｋを設定することの一例である。
係数加算部８５は、点灯回数Ｘが所定の範囲よりも多い場合、係数Ｋを小さくするように変更する。この例では、係数加算部８５は、現在の係数Ｋの値に点灯回数Ｘに関連付けられたマイナスの値である増減値を加算する。係数加算部８５は、係数Ｋを現在の値よりも小さい値に変更する。係数Ｋを変更することは、係数Ｋを設定することの一例である。

係数加算部８５は、点灯回数Ｘが所定の範囲以下である場合、係数Ｋを大きくするように変更する。この例では、係数加算部８５は、現在の係数Ｋの値に点灯回数Ｘに関連付けられたプラスの値である増減値を加算する。係数加算部８５は、係数Ｋを現在の値よりも大きい値に変更する。

なお、係数Ｋの初期値は、任意の決められた値であるものとして説明したが、これに限定されない。係数加算部８５は、ヒータ７３の入力電圧に基づき係数Ｋの初期値を設定してもよい。この例では、係数加算部８５は、電圧検出器７５によって検出されたヒータ７３への入力電圧の値を取得する。係数加算部８５は、入力電圧の値が定格電圧よりもプラスの値である場合とマイナスの値である場合とで係数Ｋの初期値を変えるようにしてもよい。これは、入力電圧に応じてリップルが変化するからである。例えば、入力電圧の値が定格電圧よりもプラスの値である場合、リップルは大きくなり得るので、ヒータ７３の点灯回数は減る傾向にある。この場合、係数加算部８５は、係数Ｋの初期値として０．６（６０％）よりも大きい値を設定してもよい。他方、例えば、入力電圧の値が定格電圧よりもマイナスの値である場合、リップルは小さくなり得るので、ヒータ７３の点灯回数は増える傾向にある。この場合、係数加算部８５は、係数Ｋの初期値として０．６（６０％）よりも小さな値を設定してもよい。

この例によれば、係数加算部８５は、定着器２１のヒータ７３への通電開始後に、点灯回数Ｘをある所定の範囲内に収めるまでの時間を短縮することができる。そのため、係数加算部８５の処理負荷は低減する。

上記したように、画像形成装置１は、媒体上に形成されたトナー像を加熱して媒体上に定着させるヒートローラ７１と、ヒートローラ７１を加熱するヒータ７３と、を有する定着器２１と、温度制御装置（ヒータ通電制御回路１４）とを備える。ヒータ通電制御回路１４は、ヒータ７３に電力を供給することにより、ヒータ７３から熱が伝播するヒートローラ７１の温度を制御する。ヒータ通電制御回路１４は、ヒータ７３への通電に基づき、ヒートローラ７１の温度を推定する温度推定部８１を備える。また、ヒータ通電制御回路１４は、温度検出結果Ｔｄの高周波成分ＨＰＦを抽出する高周波成分抽出部８３を備える。また、ヒータ通電制御回路１４は、ヒータ７３への通電に基づきヒータ７３の点灯回数ＣＮＴをカウントするカウント部８４を備える。また、ヒータ通電制御回路１４は、係数Ｋを点灯回数ＣＮＴに基づき設定し、高周波成分ＨＰＦと係数Ｋとを乗算した結果を温度検出結果Ｔｄに加算した補正温度値ＷＡＥを算出する係数加算部８５を備える。ヒータ通電制御回路１４は、補正温度値ＷＡＥに基づいて、ヒータ７３に供給する電力を制御するための通電パルスＰｓを出力する制御信号生成部８８を備える。

このような構成によると、温度制御装置は、温度センサ７４によるヒートローラ７１の温度検出の応答性が悪い場合であっても、温度推定結果に基づいてヒートローラ７１の表面温度を追従することができる。これにより、且つオーバーシュート及び温度リップルなどが生じることを防ぐことができる。さらに、温度制御装置は、係数Ｋを点灯回数ＣＮＴに基づき設定することで、補正温度値ＷＡＥにおける高周波成分ＨＰＦの効果を調整することができる。これにより、温度制御装置は、点灯回数ＣＮＴに依存するフリッカーが悪化すること無く定着器２１の温度リップルを低減することができ、安定した画像を供給することを可能にする。

また、カウント部８４は、一定期間毎の点灯回数ＣＮＴをカウントする。係数加算部８５は、一定期間毎の点灯回数ＣＮＴに基づき係数Ｋを設定する。
このような構成によると、温度制御装置は、一定時間毎に、繰り返し係数Ｋを設定することができる。これにより、温度制御装置は、フリッカーが悪化すること無く定着器２１の温度リップルを低減することができるように係数Ｋを繰り返し設定することができる。

また、係数加算部８５は、点灯回数ＣＮＴがある所定の範囲内である場合、係数Ｋを維持する。係数加算部８５は、点灯回数ＣＮＴが所定の範囲よりも多い場合、係数Ｋを小さくするように変更する。係数加算部８５は、点灯回数ＣＮＴが所定の範囲以下である場合、係数Ｋを大きくするように変更する。
このような構成によると、温度制御装置は、点灯回数ＣＮＴが所定の範囲に収まるように調整することができる。これにより、温度制御装置は、点灯回数ＣＮＴに依存するフリッカーが悪化すること無く定着器２１の温度リップルを低減することができ、安定した画像を供給することを可能にする。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…画像形成装置、１１…筐体、１２…通信インタフェース、１３…システムコントローラ、１４…ヒータ通電制御回路、１５…表示部、１６…操作インタフェース、１７…用紙トレイ、１８…排紙トレイ、１９…搬送部、２０…画像形成部、２１…定着器、２２…プロセッサ、２３…メモリ、３１…給紙搬送路、３２…排紙搬送路、３３…ピックアップローラ、４１…プロセスユニット、４２…露光器、４３…転写機構、５１…感光ドラム、５２…帯電チャージャ、５３…現像器、６１…１次転写ベルト、６２…２次転写対向ローラ、６３…１次転写ローラ、６４…２次転写ローラ、７１…ヒートローラ、７２…プレスローラ、７３…ヒータ、７４…温度センサ、７５…電圧検出器、８１…温度推定部、８２…推定履歴保持部、８３…高周波成分抽出部、８４…カウント部、８５…係数加算部、８６…目標温度出力部、８７…差分比較部、８８…制御信号生成部、８９…電源回路。

Claims (5)

1. ヒータに電力を供給することにより、前記ヒータから熱が伝播する温度制御対象の温度を制御する温度制御装置であって、
   前記温度制御装置は、
   前記ヒータへの通電に基づき前記温度制御対象の温度を推定する温度推定部と、
   温度推定結果の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部と、
   前記ヒータへの通電に基づき前記ヒータの点灯回数をカウントするカウント部と、
   温度センサによる前記温度制御対象の温度検出結果に加算する前記高周波成分を調整する係数を前記点灯回数に基づき設定し、前記高周波成分と前記係数とを乗算した結果を前記温度検出結果に加算した補正温度値を算出する加算部と、
   前記補正温度値に基づいて、前記ヒータに供給する電力を制御するための通電パルスを出力する制御信号生成部と、
   を具備する温度制御装置。
2. 前記カウント部は、一定期間毎の前記点灯回数をカウントし、
   前記加算部は、一定期間毎の前記点灯回数に基づき前記係数を設定する、
   請求項１に記載の温度制御装置。
3. 前記加算部は、前記点灯回数がある範囲内である場合、前記係数を維持し、前記点灯回数が前記範囲よりも多い場合、前記係数を小さくするように変更し、前記点灯回数が前記範囲以下である場合、前記係数を大きくするように変更する、請求項１または２に記載の温度制御装置。
4. 前記加算部は、前記ヒータの入力電圧に基づき前記係数の初期値を設定する、請求項１から３の何れか一項に記載の温度制御装置。
5. 媒体上に形成されたトナー像を加熱して前記媒体上に定着させる定着用回転体と、前記定着用回転体を加熱するヒータと、を有する定着器と、
   前記ヒータに電力を供給することにより、前記ヒータから熱が伝播する前記定着用回転体の温度を制御する温度制御部とを具備し、
   前記温度制御部は、
   前記ヒータへの通電に基づき前記定着用回転体の温度を推定する温度推定部と、
   温度推定結果の高周波成分を抽出する高周波成分抽出部と、
   前記ヒータへの通電に基づき前記ヒータの点灯回数をカウントするカウント部と、
   温度センサによる前記定着用回転体の温度検出結果に加算する前記高周波成分を調整する係数を前記点灯回数に基づき設定し、前記高周波成分と前記係数とを乗算した結果を前記温度検出結果に加算した補正温度値を算出する加算部と、
   前記補正温度値に基づいて、前記ヒータに供給する電力を制御するための通電パルスを出力する制御信号生成部と、
   を具備する画像形成装置。

Images