JP2023059808A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】定着器を待機状態に維持する場合において、ヒータの停止時間が長くなることを抑制する。【解決手段】画像形成装置の制御部は、温度センサが検知した検知温度に基づいて、定着器の温度を、目標待機温度に維持する待機制御において、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値未満である場合には（Ｓ１３１，Ｙｅｓ）、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくする（Ｓ１３２）。また、制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値より大きい第２閾値以上である場合には（Ｓ１３３，Ｙｅｓ）、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくする（Ｓ１３５）。制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値以上、第２閾値未満である場合には（Ｓ１３３，Ｎｏ）、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにする。【選択図】図６

Description

本発明は、シートにトナー像を定着する定着器を備える画像形成装置およびその制御方法に関する。
従来、定着器の待機中において、定着器の検知温度が下限温度以下となったときにヒータへの通電を行い、上限温度に達したときにヒータへの通電を停止する技術が知られている（特許文献１，２）。
特許文献１の技術では、ヒータへの通電後に非通電期間を設け、非通電期間中に検知温度が下限温度よりも低くなったときには上限温度を上げ、非通電期間の経過時の検知温度が下限温度よりも高いときには上限温度を下げている。
また、特許文献２の技術では、下限温度（第１温度）未満まで検知温度が下がった場合に、上限温度（第２温度）と検知温度の偏差に応じてヒータのデューティ比を決定している。そして、検出したピーク温度が目標ピーク温度よりも高い場合には、次回の偏差に応じたデューティ比を今回の偏差に応じたデューティ比よりも小さくし、検出したピーク温度が目標ピーク温度よりも低い場合、次回の偏差に応じたデューティ比を今回の偏差に応じたデューティ比よりも大きくしている。
特開平７－１１４２９６号公報 特開２０２０－２０９８８号公報
ところで、ヒータの温度は定着器の温度とは、大きく乖離している。ここでの「定着器の温度」は、定着器に設けられる温度センサの位置によるが、例えばヒートローラ表面の温度である。ヒータの温度は、通電時には定着器の温度よりも遥かに高くなり、通電停止後には、定着器の温度に近づく。そのため、定着器に設けられた温度センサの検知温度が上限温度に達したことに基づいてヒータへの通電を停止しても、温度センサの検知温度はヒータの余熱などによって上昇し、その後、徐々に下がっていく。このときの定着器のピーク温度は、例えば、定着器自体や定着器の周囲の部材の蓄熱状態、周囲の環境などによって変化する。そのため、ピーク温度が高くなってしまった場合には、検知温度が下限温度まで下がるのに長い時間を要する。ヒータへの通電を停止してから時間が経過するにつれてヒータの温度は下がり、ヒータの温度が下がるとヒータの電気抵抗は小さくなる。ヒータへの通電を停止してから検知温度が下限温度に達するまでに長い時間が経つと、ヒータの温度が下がりすぎる結果、ヒータの抵抗が小さくなって、次回、ヒータの通電を開始する時に、ヒータに流れる突入電流が大きくなる。突入電流の増大は、フリッカの発生や電源電圧ノイズの発生などの問題につながる。
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、定着器を待機状態に維持する場合において、ヒータの停止時間が長くなることを抑制することを目的とする。
前記した課題を解決する画像形成装置は、シートにトナー像を形成するトナー像形成部と、ヒータを有し、シートにトナー像を定着する定着器と、定着器の温度を検知する温度センサと、制御部と、を備える。
制御部は、温度センサが検知した検知温度に基づいて、定着器の温度を、目標待機温度に維持する待機制御において、検知温度が目標待機温度未満になった場合に、ヒータの通電を開始する。制御部は、設定された加熱期間の間、ヒータに通電量Ｅｎの通電をし、加熱期間の経過後、検知温度が目標待機温度以上になった場合は目標待機温度に下がるまで待機する制御サイクルを繰り返す。そして、制御部は、ヒータに通電を開始したときから１回の制御サイクルが終わるまでの時間を温度変動時間として、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくする。一方、制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値より大きい第２閾値以上である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくする。また、制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値以上、第２閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにする。
また、前記した課題を解決する画像形成装置の制御方法は、シートにトナー像を形成するトナー像形成部と、ヒータを有し、シートにトナー像を定着する定着器と、制御部と、を備える画像形成装置の制御方法である。
制御部は、定着器の温度を目標待機温度に維持する待機制御において、定着器の温度が目標待機温度未満となった場合に、ヒータの通電を開始する。制御部は、設定された加熱期間の間、ヒータに通電量Ｅｎの通電をし、加熱期間の経過後、定着器の温度が目標待機温度以上になった場合は目標待機温度に下がるまで待機する制御サイクルを繰り返す。そして、ヒータに通電を開始したときから１回の制御サイクルが終わるまでの時間を温度変動時間として、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくする。一方、制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値より大きい第２閾値以上である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくする。また、制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値以上、第２閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにする。
このような構成によれば、制御サイクルを繰り返すうちに、１回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値以上、第２閾値未満の時間に近づくように、適切な通電量で通電されるようになる。このため、ヒータの停止時間が長くなることを抑制することができる。これにより、ヒータの通電を開始する時にヒータに流れる突入電流が大きくなることを抑制することができる。また、制御サイクルが過度に短くなると、長期フリッカ指数（Ｐｌｔ）が悪化するおそれがあるが、上述の構成では、１回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値以上、第２閾値未満の時間に近づくので長期フリッカ指数が悪化することを抑制することができる。
制御部は、加熱期間の経過後、加熱期間の開始から所定期間を経過しても定着器の温度が目標待機温度以上にならない場合、ヒータに通電をして次の制御サイクルを開始し、当該次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくしてもよい。
このような構成によれば、環境温度が極端に低いために、加熱期間の経過後に、加熱期間の開始から所定期間を経過しても定着器の温度が目標待機温度以上にならない場合であっても、定着器の温度を目標待機温度に近づけることができる。
制御部は、通電量を大きい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも長い期間に変更し、通電量を小さい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも短い期間に変更してもよい。
この場合、制御部は、加熱期間におけるヒータの通電を波数制御により制御し、波数制御の所定の通電パターンを１回として、当該通電パターンの通電回数を変更することで通電量を変更してもよい。
制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第２閾値より大きい第３閾値以上である場合には、次の制御サイクルにおいて、加熱期間の前に予備加熱期間を設け、当該予備加熱期間において、第１強度で通電した後、加熱期間において、第１強度よりも強い第２強度で通電することができる。
このような構成によれば、温度変動時間が長くなって、ヒータの温度が下がった場合であっても、まず、前回の制御サイクルの加熱期間の加熱強度より小さい第１強度でヒータに通電した後、第１強度よりも強い第２強度で通電する。このため、温度が下がったことで抵抗が小さくなったヒータに少しずつ通電して、徐々に温度が上がっていくので、ヒータの通電を開始する時にヒータに流れる突入電流が大きくなることを抑制することができる。
制御部は、予備加熱期間を設ける場合、加熱期間におけるヒータの通電を波数制御により制御し、予備加熱期間におけるヒータの通電を位相制御により制御することができる。
制御部は、加熱期間におけるヒータの通電を、設定されたデューティ比で通電し、通電量を大きい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも大きな値に変更し、通電量を小さい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも小さな値に変更してもよい。
このように、デューティ比を変更することでも、加熱期間における通電量を変更することができる。
制御部は、画像形成装置の電源が入れられた後、最初に待機制御を開始する場合には、最初の制御サイクルの加熱期間の通電量を、設定可能な最小値に設定することが望ましい。
このような構成によれば、定着器に過剰な熱量の熱を供給することがないので、ヒータの停止時間が長くなることを抑制することができる。
制御部は、前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値未満である場合には、当該温度変動時間が小さいほど、通電量の変更量Ｅｎ＋１－Ｅｎを大きくしてもよい。
このような構成によれば、前回の制御サイクルの加熱期間における通電量が不十分であった場合に、速やかに適切な通電量に近づけることができる。
定着器は、ヒータにより加熱される加熱部材であって、ヒータの周囲で回転可能な回転部材を含む加熱部材と、加熱部材との間でシートを挟む加圧部材とを有していてもよい。
この場合、制御部は、シートにトナー像を定着する場合は、回転部材を回転させ、待機制御を実行する場合は、回転部材を回転させないことができる。
制御部は、定着器によりシートにトナー像を定着する場合に、検知温度が目標定着温度となるようにヒータへの通電を制御する印刷制御を実行する。目標待機温度は、目標定着温度よりも低い。
他の形態として、制御部は、加熱期間が経過し、検知温度が目標待機温度以上になった後、検知温度が目標待機温度に下がるまで待機する温度低下待機の最中において、加熱期間の開始から第２所定期間が経過したときの検知温度が目標待機温度より高い場合には、当該温度低下待機の実行中に、第３強度で前記ヒータに通電してもよい。
これによれば、ヒータの温度が下がりすぎることを抑制できるので、次回の制御サイクルにおいてヒータの通電を開始する時に、ヒータに流れる突入電流が大きくなることを抑制できる。
制御部は、第３強度でヒータに通電する場合に、通電を、デューティ比３３％の波数制御により制御してもよい。
本発明によれば、定着器を待機状態に維持する場合において、ヒータの停止時間が長くなることを抑制することができる。
本実施形態に係るレーザプリンタを示す図である。 ニップ板におけるセンサの配置を示す斜視図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 （ａ）波数制御における通電パターンの一例を示す図と、（ｂ）位相制御をする予備加熱期間を設ける場合の電圧の波形の一例を示す図である。 第１実施形態における待機制御の処理を示すフローチャートである。 加熱回数を更新するサブルーチンである。 第１実施形態における待機制御におけるヒータの動作と温度の変化の一例を示すタイムチャートである。 第２実施形態における加熱回数を更新するサブルーチンの一例である。 第３実施形態におけるデューティ比を設定するためのテーブルの一例である。 第３実施形態における待機制御の処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における加熱回数を更新するサブルーチンの一例である。 第３実施形態における待機制御におけるヒータの動作と温度の変化の一例を示すタイムチャートである。 第４実施形態における待機制御の処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における待機制御におけるヒータの動作と温度の変化の一例を示すタイムチャートである。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、画像形成装置１は、シートＳに画像を形成するレーザプリンタであり、本体筐体２と、供給部３と、プロセス部ＰＲと、定着器８と、制御部１００とを備えている。
供給部３は、シートＳをプロセス部ＰＲに供給するための機構であり、本体筐体２内の下部に設けられている。供給部３は、シートＳを収容する供給トレイ３１と、シート押圧板３２と、供給機構３３とを備えている。供給機構３３は、ピックアップローラ３３Ａと、分離ローラ３３Ｂと、第１搬送ローラ３３Ｃと、レジストレーションローラ３３Ｄとを備えている。供給部３では、供給トレイ３１内のシートＳが、シート押圧板３２によってピックアップローラ３３Ａに寄せられ、ピックアップローラ３３Ａによって分離ローラ３３Ｂに送られる。シートＳは、分離ローラ３３Ｂによって１枚に分離され、第１搬送ローラ３３Ｃによって搬送される。レジストレーションローラ３３Ｄは、シートＳの先端の位置を揃えた後、プロセス部ＰＲに向けてシートＳを搬送する。ここでシートＳの搬送される方向を搬送方向、シートＳの面内で搬送方向に直交する方向を幅方向とする。以下、シートＳの幅方向を単に「幅方向」と記載する。
プロセス部ＰＲは、供給部３から供給されたシートＳにトナー像を形成する機能を有している。プロセス部ＰＲは、トナー像形成部である。プロセス部ＰＲは、露光装置４と、プロセスカートリッジ５とを備えている。
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ光源や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。露光装置４では、画像データに基づくレーザ光がレーザ光源から出射され、感光体ドラム６１の表面で走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。
プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能となっている。プロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とを備えている。
ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを備えている。現像ユニット７は、ドラムユニット６に着脱可能となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、乾式トナーであるトナーを収容するトナー収容部７４と、アジテータ７５とを備えている。
プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、アジテータ７５によって撹拌されながら、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１の回転に伴って、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。
現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、供給部３から供給されたシートＳが、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を搬送されることで、感光体ドラム６１上に形成されたトナー像がシートＳ上に転写される。
定着器８は、シートＳにトナー像を定着する。定着器８は、ヒータＨ１と、ヒータＨ１により加熱される加熱部材８１であって、ヒータＨ１の周囲で回転可能な回転部材８１Ａを含む加熱部材８１と、加熱部材８１との間でシートＳを挟む加圧部材８２とを有する。ヒータＨ１は、抵抗加熱式のヒータであり、本実施形態では、一例としてハロゲンヒータである。
回転部材８１Ａは、回転可能な無端状のベルトである。回転部材８１Ａは、金属または樹脂等からなる基材と、基材の外周面を覆う離型層とを有している。加熱部材８１の内側には、加熱部材８１を加熱するヒータＨ１と、ニップ板ＮＰが設けられている。
ヒータＨ１は、ハロゲンランプであり、通電によって発光するとともに発熱し、輻射熱によって回転部材８１Ａを加熱する。ヒータＨ１は、幅方向に沿って回転部材８１Ａの内側に配置されている。
加圧部材８２は、回転可能な加圧ローラであり、表面に弾性変形可能なゴム等からなる弾性層を有している。
ニップ板ＮＰは、ヒータＨ１からの輻射熱を受ける板状の部材であり、その下面に加熱部材８１の内周面が摺接するように、加熱部材８１の内側に配置されている。ニップ板ＮＰは、加圧部材８２との間で加熱部材８１を挟む。定着器８では、トナー像が転写されたシートＳが、加熱部材８１と加圧部材８２の間で搬送されることで、トナー像がシートＳ上に熱定着される。トナー像が熱定着されたシートＳは、第２搬送ローラ２３および排出ローラ２４によって排出トレイ２２上に排出される。
図２に示すように、ニップ板ＮＰは、シートＳの搬送方向の端部から突出する中央検知部１３１と、端部検知部１３２とを有する。中央検知部１３１は、幅方向の中央部に位置する。端部検知部１３２は、幅方向の端部に位置する。中央検知部１３１には、中央温度センサＳＴ１が対向して配置されている。端部検知部１３２には、端部温度センサＳＴ２が対向して配置されている。中央温度センサＳＴ１は、定着器８の温度を検知する温度センサの一例である。
中央温度センサＳＴ１は、幅方向における、加熱部材８１の中央部の温度を検知するセンサである。中央温度センサＳＴ１は、ニップ板ＮＰの中央検知部１３１と接触または非接触によりニップ板ＮＰの温度を検知することで加熱部材８１の中央部の温度を検知できるようになっている。
端部温度センサＳＴ２は、幅方向における、加熱部材８１の端部の温度を検知するセンサである。端部温度センサＳＴ２は、ニップ板ＮＰの端部検知部１３２と接触または非接触によりニップ板ＮＰの温度を検知することで加熱部材８１の端部の温度を検知できるようになっている。詳しくは、幅方向において、端部温度センサＳＴ２は、定着器８によって定着が可能なシートＳの最大の領域ＳＷの外側に位置している。端部温度センサＳＴ２は、幅方向において、領域ＳＷの範囲内に位置していてもよい。
なお、中央温度センサＳＴ１および端部温度センサＳＴ２としては、例えばサーミスタなどを用いることができる。
図３に示すように、制御部１００は、ＡＳＩＣ１１０と、通電回路１２０とを備えている。ＡＳＩＣ１１０は、ＣＰＵ１１１と、ヒータコントローラ１１２と、ＲＯＭ１１３やＲＡＭ１１４等の記憶部とを有している。通電回路１２０は、入力された交流電圧を通電状態と非通電状態に切り替えるスイッチング回路等を備える回路であり、ヒータＨ１とＡＳＩＣ１１０とに接続されている。
ＣＰＵ１１１は、ＡＳＩＣ１１０内に機能として実装されている。ＣＰＵ１１１は、ヒータコントローラ１１２に対して、中央温度センサＳＴ１が検知する検知温度Ｔの目標温度を出力している。各目標温度は、ヒータコントローラ１１２がヒータＨ１への通電制御を実行する場合のフィードバック処理における指令値である。
ヒータコントローラ１１２は、ＡＳＩＣ１１０内に作り込まれた機能または回路であり、印刷制御を実行する場合に、中央温度センサＳＴ１で検知した検知温度Ｔが目標定着温度になるように、通電回路１２０を制御することで、ヒータＨ１への通電を行う。詳しくは、ヒータコントローラ１１２は、中央温度センサＳＴ１で検知した検知温度Ｔと目標定着温度とに基づいて、ヒータＨ１に通電する交流電圧のデューティ比を決定し、決定したデューティ比で通電回路１２０を制御するフィードバック処理を行う。なお、ヒータコントローラ１１２が行うフィードバック処理は、ＡＳＩＣ１１０の外部のチップに実装してもよく、ＣＰＵ１１１で実行してもよい。
また、ヒータコントローラ１１２は、定着器８の温度を目標待機温度ＴＲに維持する待機制御において、ＣＰＵ１１１から指示されたデューティ比および加熱時間でヒータＨ１への通電を行う。
制御部１００は、外部のコンピュータから出力されてくる印刷ジョブと、中央温度センサＳＴ１および端部温度センサＳＴ２で検知した温度と、記憶部に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。言い換えると、制御部１００は、プログラムに従って動作することで、様々な制御を実行する手段として機能する。
制御部１００は、シートＳにトナー像を定着する場合に、供給部３、プロセス部ＰＲおよび定着器８を制御して印刷制御を実行する。制御部１００は、印刷制御を実行する場合は、検知温度Ｔが目標定着温度となるようにヒータＨ１への通電を制御する。制御部１００は、シートＳにトナー像を定着する場合は、回転部材８１Ａを回転させる。
また、制御部１００は、中央温度センサＳＴ１が検知した検知温度Ｔに基づいて、定着器８の温度を、目標待機温度ＴＲに維持する待機制御を実行する。待機制御は、印刷を速やかに開始することができるように、定着器８を、室温より高く、目標定着温度よりも低い所定の目標待機温度ＴＲに維持する制御である。制御部１００は、例えば、画像形成装置１の電源が入れられて、定着温度まで定着器の温度を上げた後、所定時間経過しても印字ジョブを受信しなかった場合や、印刷制御が終了した場合などに、待機制御に移行する。制御部１００は、待機制御を開始してから所定時間が経過しても、印刷ジョブが入力されない場合には、定着器８のヒータＨ１への通電を終了してスリープモードに移行する。
制御部１００は、中央温度センサＳＴ１が検知した検知温度Ｔに基づいて、定着器８の温度を目標待機温度ＴＲに維持する待機制御において、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ未満となった場合に、ヒータＨ１の通電を開始する。そして、制御部１００は、設定された加熱期間の間、ヒータＨ１に通電量Ｅｎの通電をし、加熱期間の経過後、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上になった場合は目標待機温度ＴＲに下がるまで待機する制御サイクルを繰り返す。この場合の制御サイクルの期間は、ヒータＨ１に通電を開始したときから、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに下がるまでの期間である。なお、本明細書では、加熱期間の経過後、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上になった場合に、目標待機温度ＴＲに下がるまで待機することを、「温度低下待機」ということとする。つまり、温度低下待機は、制御サイクル中において、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲを超えてから、目標待機温度ＴＲに下がるまで待機する制御である。
加熱期間の間に通電される通電量Ｅｎは、通常は、当該通電量Ｅｎの通電によって定着器８の温度が目標待機温度ＴＲよりも高い温度になるような大きさである。例外的に、画像形成装置１が設置された環境の温度が極端に低い場合には、通電量ＥｎでヒータＨ１に通電しても検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに到達しない場合もある。このような場合のため、制御部１００は、加熱期間の経過後、加熱期間の開始から所定期間が経過しても目標待機温度以上にならない場合、ヒータＨ１に通電をして次の制御サイクルを開始する。制御部１００は、当該次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を、前回の通電量Ｅｎよりも大きくする。この場合には、制御サイクルの期間は、ヒータＨ１に通電を開始したときから、所定期間が経過するまでの期間である。なお、ヒータＨ１の通電時には、デューティ制御により細かく通電および通電の停止を繰り返すが、デューティ制御における短期間の通電の停止期間は、加熱期間に含まれる。
前記した所定期間は、一定の長さの期間である。所定期間は、例えば、０．５～５秒程度の時間であり、画像形成装置１の動作テスト等に応じて適宜決定される。加熱期間として設定される時間の長さは、所定期間の長さよりも短く、制御部１００は、所定期間の間の加熱期間に、ヒータＨ１に通電する。
なお、制御部１００は、待機制御を実行する場合は、回転部材８１Ａを回転させない。
そして、制御部１００は、ヒータＨ１に通電を開始したときから１回の制御サイクルが終わるまでの時間を温度変動時間ＣＴとして、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくする。一方、制御部１００は、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１より大きい第２閾値ＣＴ２以上である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくする。また、制御部１００は、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにする。
画像形成装置１が、定着器８を目標待機温度ＴＲに維持するのに必要な熱量、すなわち、ヒータＨ１への通電量は、環境温度、定着器８の温度、電源電圧、ヒータＨ１の加熱能力のバラツキなどによって変わってくる。そのため、制御部１００は、制御周期の間の加熱期間の間にヒータＨ１に通電する通電量を適宜変化させる。通電量を変化させるには、加熱期間の長さを変えずにヒータＨ１の出力（単位時間あたりの通電量）を変化させる方法と、ヒータＨ１の出力を変えずに、加熱期間の長さを変化させる方法がある。本実施形態では、加熱期間の長さを変化させることでヒータＨ１の通電量を変える場合について説明する。すなわち、制御部１００は、通電量を大きい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の加熱期間よりも長い期間に変更し、通電量を小さい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の加熱期間よりも短い期間に変更する。
制御部１００は、加熱期間におけるヒータＨ１の通電を、設定されたデューティ比で、波数制御により制御することができる。本実施形態では、ヒータＨ１の出力は変化させないので、デューティ比は一定である。そして、制御部１００は、波数制御の所定の通電パターンを１回として、当該通電パターンの通電回数を変更することで通電量を変更する。すなわち、制御部１００は、通電パターンの通電回数を変更することで、加熱期間を変更する。例えば、制御部１００は、図４（ａ）に示すように、交流電圧の連続する３つの半波のうち、最初の１波の期間だけ通電することで、デューティ比３３％で通電する。そして、この通電パターンを繰り返す回数を変えることで、加熱期間を変更する。なお、図４のハッチ部分は通電することを示している。本実施形態において、最小の繰り返し数は２とする（この繰り返し数を「加熱回数」という。）。制御部１００は、画像形成装置１の電源が入れられた後、最初に待機制御を開始する場合には、最初の加熱期間の通電量を、設定可能な最小値、例えば、加熱回数ｉ＝２に設定する。また、制御部１００は、画像形成装置１の電源が入れられた後以外の場合にも、待機制御を開始するときには、加熱回数ｉを最小の２に設定する。
温度変動時間ＣＴが長くなった場合、ヒータＨ１の温度が低下し、電気抵抗が小さくなる可能性がある。この場合にヒータＨ１に通電すると、大きな突入電流が流れるおそれがある。このため、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが長くなった場合には、少しずつヒータＨ１に通電して、ヒータＨ１の温度が上がってから通常の加熱をする。
詳細に説明すると、ヒータＨ１の温度は、加熱期間の終了後、ヒータＨ１が通電されない時間の経過にしたがって下がる。検知温度Ｔも、加熱期間の終了後、ヒータＨ１が通電されない時間の経過にしたがって下がるが、その下がる速度は画像形成装置１が設置された環境の影響を受けやすい。例えば、画像形成装置１が設置された環境の温度が高い場合は検知温度Ｔが下がりにくくなり温度変動時間ＣＴが長くなる。
そして、ヒータＨ１の抵抗値は、ヒータＨ１の温度が下がるにつれて小さくなる。そのため、温度変動時間ＣＴが長くなった場合は、次の加熱期間においてヒータＨ１に通電を開始する場合に、ヒータＨ１に大きな突入電流が流れるおそれがある。
そこで、ヒータＨ１に大きな突入電流が流れることを避けるため、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが長くなった場合には、加熱期間とは別の期間にヒータＨ１に通電する。これにより、ヒータＨ１の温度を上げ、ヒータＨ１の抵抗値が小さくなりすぎることを抑制する。
以下では「加熱期間とは別の期間にヒータＨ１に通電してヒータＨ１の温度を上げること」を「予備加熱」と呼び、「予備加熱を実行するための期間」を「予備加熱期間」と呼ぶことにする。
具体的には、制御部１００は、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２より大きい第３閾値ＣＴ３以上である場合には、次の制御サイクルにおいて、加熱期間の前に予備加熱期間を設ける。そして、予備加熱期間において、前回の制御サイクルの加熱期間の加熱強度よりも小さい第１強度で通電した後、加熱期間において、第１強度よりも強い第２強度で通電する。なお、本実施形態では、予備加熱期間を設ける場合に、予備加熱期間と加熱期間で通電する総通電量が大きくなりすぎないようにするため、加熱回数ｉが初期値２より大きい場合で、かつ、予備加熱期間を設ける場合には、実際に通電する加熱回数をｉの値よりも減らすように調整する。また、本実施形態では、予備加熱期間を設けて予備加熱をする場合、予備加熱期間も温度変動時間ＣＴのカウントをするものとする。
ここでの加熱強度とは、単位時間当たりの電力であり、交流電圧で給電する場合、ヒータＨ１に通電する交流電圧のデューティ比のことをいう。本実施形態においては、温度変動時間ＣＴが第３閾値ＣＴ３以上である場合、図４（ｂ）に示すように、制御部１００は、加熱期間におけるヒータＨ１の通電を波数制御により制御し、予備加熱期間におけるヒータの通電を位相制御により制御する。
ここで、位相制御とは、交流電圧の半サイクルごとに点弧位相を制御することにより、負荷（本実施形態ではヒータＨ１）に通電する電圧のデューティ比を制御する方法である。
また、波数制御とは、交流電圧の所定の周期の中で、負荷に通電する半波の数と通電しない半波の数の比率を制御することで、負荷（本実施形態ではヒータＨ１）に通電する電圧のデューティ比を制御する方法である。
そして、一例として、予備加熱期間においては、加熱期間と比較してデューティ比が小さくなるように、位相制御の位相角を、交流電圧の半波のうちの半分（９０°）より大きくしている。図４（ｂ）の例では、予備加熱期間において、半波の位相制御を６回繰り返している。なお、図４（ｂ）では、電圧の変化の例として示しているが、電流の変化としては、予備加熱期間の最初の半波では、ヒータＨ１が冷えてヒータＨ１の電気抵抗が小さくなっている分、ヒータＨ１に大きな電流が流れ、後の半波ほど、ヒータＨ１に流れる電流は小さくなっていく。
以上のような制御部１００を実現するための、制御部１００の待機制御の処理の一例について、図５を参照しながら説明する。図５に示すように、制御部１００は、待機制御を開始すると、まず、加熱回数ｉを、最小値であり、かつ、初期値としての２に設定する（Ｓ１１０）。そして、温度変動時間ＣＴの時間カウントを開始し（Ｓ１１１）、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ未満になるまで待つ（Ｓ１１２，Ｎｏ）。制御部１００は、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ未満になったと判定すると（Ｓ１１２，Ｙｅｓ）、加熱回数ｉを更新する（Ｓ１３０）。
加熱回数ｉの更新は、制御サイクルにおける加熱の開始からカウントした温度変動時間ＣＴに基づいて実行される。具体的には、図６に示すように、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満であるかを判定し（Ｓ１３１）、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）、加熱回数ｉを２だけ増加させて（Ｓ１３２）、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。一方、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満ではない、つまり、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上であると判定した場合（Ｎｏ）、さらに、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上であるかを判定する（Ｓ１３３）。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上ではない（Ｎｏ）と判定した場合、つまり、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満である場合、前回の通電量Ｅｎは、比較的適切であったと考えられるので、加熱回数ｉを変更することなく加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）、加熱回数ｉが下限の２より大きいかを判定し（Ｓ１３４）、大きければ（Ｙｅｓ）、加熱回数ｉを２だけ減じて（Ｓ１３５）、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。一方、制御部１００は、加熱回数ｉが下限の２より大きくなければ（Ｓ１３４，Ｎｏ）、加熱回数ｉを変更することなく加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。
図５に戻り、制御部１００は、加熱回数ｉを更新（Ｓ１３０）した後、温度変動時間ＣＴをリセットし、温度変動時間ＣＴの時間カウントを開始する（Ｓ１４０）。このとき、リセット前の温度変動時間ＣＴは、前回の温度変動時間ＣＴとして別途記憶しておく。そして、前回の温度変動時間ＣＴが第３閾値ＣＴ３以上であるか判定し（Ｓ１５０）、前回の温度変動時間ＣＴが第３閾値ＣＴ３以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）、加熱期間の前に予備加熱期間を設ける。すなわち、位相制御で６半波の期間、ヒータＨ１に通電する（Ｓ１５１）。そして、制御部１００は、ステップＳ１６０へ進む。また、制御部１００は、ステップＳ１５０で、前回の温度変動時間ＣＴが第３閾値ＣＴ３以上ではないと判定した場合（Ｎｏ）、予備加熱期間を設けずにステップＳ１６０へ進む。
その後、制御部１００は、通電パターンをｉ回繰り返してヒータＨ１に通電して加熱する（Ｓ１６０）。そして、制御部１００は、加熱開始から、つまり、ヒータＨ１に通電を開始したときから所定時間が経過したかを判定する（Ｓ１７０）。制御部１００は、所定期間が経過していないと判定した場合（Ｎｏ）、所定期間が経過するまで待つ。
制御部１００は、所定期間が経過したと判定した場合（Ｙｅｓ）、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上かを判定する（Ｓ１７１）。制御部１００は、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上ではないと判定した場合、つまり、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ未満である場合（Ｎｏ）、その制御サイクルを終了して、次の加熱を開始するため、ステップＳ１３０の加熱回数ｉの更新に進む。一方、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に戻り、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに下がるまで待ち（Ｓ１１２，Ｎｏ）、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに下がったら（Ｓ１１２，Ｙｅｓ）、次の加熱を開始するため、ステップＳ１３０の加熱回数ｉの更新に進む。
制御部１００は、新たな印刷ジョブを受信するなど、待機制御を終了する条件が満たされるまで、ステップＳ１１２～Ｓ１７１の処理を繰り返す。
以上のような処理により待機制御を実行した場合のヒータＨ１の動作と検知温度Ｔの変化の一例について説明する。図７の実線に示すように、印刷制御が終了した等によって時刻ｔ０において待機制御を開始すると、制御部１００は、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲになるまで待機する。制御部１００は、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲになると（ｔ１）、制御サイクルを開始する。制御部１００は、最も少ない加熱回数ｉ（＝２）で、通電パターンを繰り返し、ヒータＨ１をデューティ制御によって通電する。なお、図７においては、ヒータＨ１をＯＮとしている期間（加熱期間）を連続したＯＮのように示しているが、詳細には、図４で示した３３％デューティの通電パターンを加熱回数ｉだけ繰り返すように、細かくＯＮ，ＯＦＦを繰り返している。１回目の制御サイクル１では、例えば環境温度に対して通電量が充分ではなく、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲを一度超えてから、目標待機温度ＴＲに下がるまでの温度変動時間ＣＴは、第１閾値ＣＴ１より小さくなる。この場合、制御部１００は、加熱回数ｉを２だけ増やして、制御サイクル２では、通電パターンを４回繰り返して通電する（ｔ２）。制御サイクル２の終了時（ｔ３）には、例えば、温度変動時間ＣＴは、第１閾値ＣＴ１より小さく、制御サイクル１と同様にして加熱回数ｉを２だけ増やす。そして、制御サイクル３では、通電パターンを６回繰り返して通電する（ｔ３）。これにより、通電量が充分となると、温度変動時間ＣＴは長くなり、例えば、第２閾値ＣＴ２以上になる。この場合には、制御部１００は、加熱回数ｉを２だけ減らす。そして、次の制御サイクル４では、通電パターンを４回繰り返して通電する（ｔ４）。これにより、例えば、制御サイクル４の温度変動時間ＣＴは第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値未満となるので、制御部１００は、加熱回数ｉを変更することなく、次の制御サイクルで加熱を開始する（ｔ５）。
待機制御がしばらく続き、環境温度が変化するなどして、例えば、制御サイクル１１のように、加熱回数ｉが８になることがある（ｔ１１）。そして、制御サイクル１１の温度変動時間ＣＴが長くなり、第３閾値ＣＴ３以上となったとする。このような場合、制御部１００は、加熱回数ｉを２だけ減らして６にした上、次の制御サイクル１２では、加熱期間の前に予備加熱期間を設け、６半波の位相制御でヒータＨ１に通電する（ｔ１２）。そして、予備加熱期間の直後に、通電パターンを６回繰り返して波数制御により通電する。これにより、制御サイクル１２では、徐々に電流が流され、突入電流が高くなることが抑制される。制御サイクル１２において、温度変動時間ＣＴが、第２閾値ＣＴ２以上となると、制御部１００は、加熱回数ｉを２だけ減らして、次の制御サイクル１３においては、通電パターンを４回繰り返して波数制御により通電する（ｔ１３）。制御サイクル１３において、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値未満となれば、制御部１００は、加熱回数ｉを変更することなく、次の制御サイクルで加熱を開始する（ｔ１４）。
別の動作例として、環境温度が極端に低い場合などにおいては、図７の破線に示すように、時刻ｔ１において通電パターンを２回繰り返して通電しても、所定期間内に検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上にならない場合がある。この場合には、制御部１００は、所定期間の経過時に次の制御サイクルを開始し、加熱回数ｉを２だけ増やして通電パターンを４回繰り返して通電する。
さらに、図示は省略するが、別の動作例として、時刻ｔ０から検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに下がるまでに時間がかり、ＣＴのカウントが第３閾値ＣＴ３以上となった場合、初回の加熱期間の前に予備加熱期間を設ける。この場合には、加熱回数ｉが２であるので、予備加熱期間の後、通電パターンを２回繰り返してヒータＨ１に通電する。
このようにして、本実施形態の画像形成装置１によれば、待機制御を開始した後、１回の制御サイクルにかかる時間である温度変動時間ＣＴの長さが第１閾値ＣＴ１未満であれば、次の制御サイクルの通電量を大きくし、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上であれば、次の制御サイクルの通電量を小さくし、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満であれば、次の制御サイクルの通電量を前回の制御サイクルの通電量と同じにする。このため、制御サイクルを繰り返すうちに、１回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満の時間に近づくように、適切な通電量で通電されるようになる。
したがって、本実施形態によれば、ヒータＨ１の停止時間が長くなることを抑制でき、これにより、ヒータＨ１の通電時に突入電流が大きくなることを抑制することができる。また、制御サイクルが過度に短くなると、長期フリッカ指数（Ｐｌｔ）が悪化するおそれがあるが、本実施形態では、１回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満の時間に近づくので長期フリッカ指数が悪化することを抑制することができる。
また、制御部１００は、加熱期間の経過後、加熱期間の開始から所定期間を経過しても定着器８の温度が目標待機温度ＴＲ以上にならない場合、ヒータＨ１に通電をして次の制御サイクルを開始する。このため、環境温度が極端に低いために、加熱期間の経過後に、加熱期間の開始から所定期間を経過しても定着器８の温度が目標待機温度ＴＲ以上にならない場合であっても、定着器８の温度を目標待機温度ＴＲに近づけることができる。
また、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第３閾値ＣＴ３以上である場合には、次の制御サイクルにおいて前回の制御サイクルの加熱期間の加熱強度よりも小さい第１強度で通電した後、加熱期間において、第１強度よりも強い第２強度で通電する。このため、温度が下がったことで抵抗が小さくなったヒータＨ１に対して少しずつ通電することで、ヒータＨ１は徐々に温度が上がっていくので、突入電流が大きくなることを抑制することができる。
また、制御部１００は、画像形成装置１の電源が入れられた後、最初に待機制御を開始する場合には、最初の制御サイクルの加熱期間の通電量を、設定可能な最小値に設定する。このため、定着器８に過剰な熱量の熱を供給することがないので、ヒータＨ１の停止時間が長くなることを抑制することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同じ部分については図面に同じ符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ詳細に説明する。第２実施形態に係る画像形成装置１の制御部１００は、待機制御において、前回の制御サイクルの温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満である場合には、当該温度変動時間ＣＴが小さいほど、通電量の変更量Ｅｎ＋１－Ｅｎを大きくする点が、第１実施形態と異なる。
例えば、制御部１００は、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを図８に示すように処理する。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満であるかを判定し（Ｓ１３１）、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満ではないと判定した場合には（Ｎｏ）、第１実施形態と同様に処理する（Ｓ１３３～Ｓ１３５）。
制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満であると判定した場合には（Ｓ１３１，Ｙｅｓ）、温度変動時間ＣＴが、第４閾値ＣＴ４未満であるかを判定する（Ｓ１３６）。第４閾値ＣＴ４は、第１閾値ＣＴ１よりも小さい値である。温度変動時間ＣＴが、第４閾値ＣＴ４未満ではない、つまり、温度変動時間ＣＴが、第４閾値ＣＴ４以上、第１閾値未満である場合には（Ｎｏ）、加熱回数ｉを２だけ増加させて（Ｓ１３２）、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。
一方、制御部１００は、ステップＳ１３６において、温度変動時間ＣＴが第４閾値ＣＴ４未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）、さらに、温度変動時間ＣＴが第５閾値ＣＴ５未満であるかを判定する（Ｓ１３７）。第５閾値ＣＴ５は、第４閾値ＣＴ４よりも小さい値である。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第５閾値ＣＴ５未満でない、つまり、温度変動時間ＣＴが、第５閾値ＣＴ５以上、第４閾値ＣＴ４未満である場合には（Ｎｏ）、加熱回数ｉを４だけ増加させて（Ｓ１３８）、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第５閾値ＣＴ５未満であると判定した場合には（Ｙｅｓ）、加熱回数ｉを６だけ増加させて（Ｓ１３９）、加熱回数ｉの更新のサブルーチンを終了する。
このような処理によると、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満の場合には、温度変動時間ＣＴが第４閾値ＣＴ４と第１閾値ＣＴ１の間にあれば、加熱回数ｉを２だけ増加し、温度変動時間ＣＴが第５閾値ＣＴ５と第４閾値ＣＴ４の間にあれば、加熱回数ｉを４だけ増加し、第５閾値ＣＴ５未満であれば、加熱回数ｉを６だけ増加する。このため、前回の制御サイクルの加熱期間における通電量が不十分であった場合に、通電量が不十分であった程度に合わせて加熱回数ｉを増加させるので、速やかに適切な通電量に近づけることができる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同じ部分については図面に同じ符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ詳細に説明する。第３実施形態に係る画像形成装置１は、加熱期間における通電量を変更する場合、加熱期間の長さを変更することなく、ヒータＨ１の出力を変更する。具体的には、制御部１００は、加熱期間におけるヒータＨ１の通電を、設定されたデューティ比で通電し、通電量を大きい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の加熱期間よりも大きな値に変更し、通電量を小さい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の加熱期間よりも小さな値に変更する。
例えば、制御部１００は、図９に示すテーブルを記憶している。図９は、加熱強度変数ｊとデューティ比の関係を示すテーブルであり、加熱強度変数ｊが１の場合はデューティ比が３３％、加熱強度変数ｊが２の場合はデューティ比が４０％、・・・加熱強度変数ｊが８の場合は、デューティ比が１００％のように、加熱強度変数ｊが大きくなるほどデューティ比が大きくなる関係となっている。
そして、図１０に示すように、制御部１００は、待機制御において、加熱強度変数ｊを初期値の１に設定する（Ｓ２１０）。そして、ステップＳ１１１～Ｓ１１２の処理後、加熱強度変数ｊを更新する（Ｓ２３０）。
図１１に示すように、加熱強度変数ｊの更新において、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満であるかを判定し（Ｓ２３１）、温度変動時間ＣＴが、第１閾値ＣＴ１未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）、加熱強度変数ｊが上限値の８であるかを判定し（Ｓ２３２）、上限値の８である場合には（Ｙｅｓ）、加熱強度変数ｊを増加させることなく加熱強度変数ｊの更新のサブルーチンを終了する。一方、加熱強度変数ｊが８でない場合には（Ｎｏ）、加熱強度変数ｊを１増加させて（Ｓ２３３）、加熱強度変数ｊの更新のサブルーチンを終了する。
一方、制御部１００は、ステップＳ２３１において温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１未満ではない、つまり、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上であると判定した場合（Ｎｏ）、さらに、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上であるかを判定する（Ｓ２３４）。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上ではないと判定した場合（Ｎｏ）、つまり、温度変動時間ＣＴが第１閾値ＣＴ１以上、第２閾値ＣＴ２未満である場合、前回の通電量Ｅｎは、比較的適切であったと考えられるので、加熱強度変数ｊを変更することなく加熱強度変数ｊの更新のサブルーチンを終了する。制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第２閾値ＣＴ２以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）、加熱強度変数ｊが下限値の１であるかを判定し（Ｓ２３５）、下限値の１である場合には（Ｙｅｓ）、加熱強度変数ｊを減少させることなく加熱強度変数ｊの更新のサブルーチンを終了する。一方、加熱強度変数ｊが１でない場合には（Ｎｏ）、加熱強度変数ｊを１減少させて（Ｓ２３６）、加熱強度変数ｊの更新のサブルーチンを終了する。
図１０に戻り、制御部１００は、加熱強度変数ｊの更新（Ｓ２３０）の後、第１実施形態と同様にステップＳ１４０～Ｓ１５１の処理をした後、加熱強度変数ｊに従って設定されたデューティ比で一定の加熱期間、加熱する（Ｓ２６０）。その後、ステップＳ１７０，Ｓ１７１の後、ステップＳ１１２またはステップＳ２３０に戻って処理を繰り返す。
このような処理によると、デューティ比を変更することでも、加熱期間における通電量を変更することができる。例えば、図１２に示すように、制御期間中におけるヒータＨ１の加熱期間は一定としたまま、加熱強度変数ｊを変更することで定着器８の温度を目標待機温度ＴＲ付近に維持することができる。すなわち、第１実施形態と同様に、定着器８に供給した熱量が足りなければ、ヒータＨ１の出力を上げることで供給熱量を大きくし、定着器８に供給する熱量が大きすぎれば、ヒータＨ１の出力を下げることで供給熱量を小さくすることができる。これにより、定着器８に過剰な熱量の熱を供給することがないので、ヒータＨ１の停止時間が長くなることを抑制することができる。なお、図１２においても、ヒータＨ１をＯＮとしている期間（加熱期間）を連続したＯＮのように示しているが、詳細には、設定したデューティ比に応じて、細かくＯＮ，ＯＦＦを繰り返している。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同じ部分については図面に同じ符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ詳細に説明する。第１実施形態から第３実施形態においては、温度変動時間ＣＴが長い場合に、ヒータＨ１の温度が低下してヒータＨ１の抵抗値が低下することにより突入電流が大きくなることを抑制するため、加熱期間の直前に、加熱期間における電力よりも小さな電力でヒータＨ１に通電する予備加熱期間を設けていた。これに対し、第４実施形態では、ヒータＨ１の温度低下を予め抑制することで過大な突入電流を抑制する。具体的には、制御部１００は、加熱期間が経過し、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲ以上になった後、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲに下がるまで待機する温度低下待機の最中において、加熱期間の開始から第２所定期間が経過したときの検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲより高い場合には、当該温度低下待機の実行中に、第３強度でヒータＨ１に通電する。要するに、一の制御サイクルにおける温度低下待機が長引いた場合には、当該一の制御サイクルの加熱期間の終了後、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲまで低下する前に予備加熱を実行する。これによりヒータＨ１の温度を上げてヒータＨ１の抵抗値の低下を抑え、次の制御サイクルにおけるヒータＨ１の通電を開始するときの突入電流が大きくなりすぎないようにする。制御部１００は予備加熱において、第３強度の一例として、デューティ比３３％の波数制御で２回通電する。つまり、図４（ａ）で示した、３つの半波のうち１つの半波で通電する通電パターンを２回繰り返す。
第４実施形態では、図１３に示すように、制御部１００は、ステップＳ１１２でＮｏと判断された場合に、温度変動時間ＣＴが第２所定期間ＣＴＰの整数倍と同じになったかを判定する（Ｓ２０１）。そして、制御部１００は、温度変動時間ＣＴが第２所定期間ＣＴＰの整数倍と同じになったと判定した場合には（Ｓ２０１，Ｙｅｓ）、デューティ比３３％の波数制御で２回、ヒータＨ１に通電する（Ｓ２０２）。制御部１００は、ステップＳ２０１で、温度変動時間ＣＴが第２所定期間ＣＴＰの整数倍と同じではないと判定した場合（Ｓ２０１，Ｎｏ）、ヒータＨ１に通電することなく、ステップＳ１１２に戻る。また、ステップＳ２０２で通電した後も、ステップＳ１１２に戻る。なお、本実施形態の制御では、第１実施形態（図５）におけるステップＳ１５０，Ｓ１５１の処理は省略している。
このような制御によれば、図１４に示す制御サイクル１１のように、加熱期間における加熱が過大となって温度変動時間ＣＴが長くなり、第２所定期間ＣＴＰが経過しても検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲまで下がらない場合は、ヒータＨ１に、デューティ比３３％の波数制御で２回、ヒータＨ１に通電することにより予備加熱をする（ｔ２１）。この予備加熱は、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲまで下がらない間は、第２所定期間ＣＴＰが経過する度になされる。これにより、検知温度Ｔが目標待機温度ＴＲまで低下したことを契機に次回の制御サイクルを開始するまでの間にヒータＨ１の温度が下がりすぎることが抑制され、次回の制御サイクルにおけるヒータＨ１の通電を開始する時の突入電流が大きくなることを抑制することができる。なお、本実施形態においては、加熱期間の開始から第２所定期間ＣＴＰが経過する度に予備加熱を行うこととしたが、加熱期間の開始から第２所定期間ＣＴＰが経過したときのみに予備加熱を行ってもよい。例えば、ステップＳ２０１において、温度変動時間ＣＴ＝ＣＴＰであることを判定したときにのみ予備加熱を行うようにしてもよい。また、ステップＳ２０１の判定をＣＴ≧ＣＴＰで判定するようにしてもよい。この場合には、一の制御サイクルにおいて、一回のみステップＳ２０２の予備加熱をするように、別途、予備加熱をしたか否かを示すフラグを設けてもよい。
以上に実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ヒータを交流電圧で通電していたが、直流電圧で通電してもよい。また、直流電圧で通電する場合に、デューティ制御により通電量を変更してもよいし、電圧を変更して通電量を変更してもよい。
また、前記実施形態では、待機制御を実行する場合に、加熱部材の回転部材を回転させない構成であったが、これに限定されず、待機制御を実行する場合に、回転部材を回転させる構成であってもよい。
また、前記実施形態では、回転部材として無端状のベルトを例示したが、これに限定されず、例えば、回転部材は、ローラであってもよい。また、前記実施形態では、加圧部材として加圧ローラを例示したが、これに限定されず、例えば、加圧部材は、無端状の加圧ベルトを含む加圧ユニットなどであってもよい。
また、前記実施形態では、温度センサが、加熱部材の温度を検知するように設けられていたが、これに限定されず、例えば、加圧部材など、定着器の加熱部以外の部分の温度を検知するように設けられていてもよい。また、温度センサは、サーミスタ以外の温度センサなどであってもよい。また、温度センサは、非接触式の温度センサであってもよいし、接触式の温度センサであってもよい。
また、前記実施形態では、ヒータとして、輻射熱を利用するハロゲンヒータを例示したが、これに限定されず、例えば、抵抗体の発熱を利用するセラミックヒータやカーボンヒータなどであってもよい。また、ヒータは、加熱部材の内側ではなく、加熱部材の外側に配置されていてもよい。
また、前記実施形態では、画像形成装置として、シートにモノクロの画像を形成する画像形成装置を例示したが、これに限定されず、例えば、シートにカラーの画像を形成可能に構成されたプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。
また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
１ 画像形成装置
８ 定着器
８１ 加熱部材
８１Ａ 回転部材
８２ 加圧部材
１００ 制御部
Ｈ１ ヒータ
ＰＲ プロセス部
Ｓ シート
ＳＴ１ 中央温度センサ

Claims (26)

  1. シートにトナー像を形成するトナー像形成部と、
    ヒータを有し、シートにトナー像を定着する定着器と、
    前記定着器の温度を検知する温度センサと、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記温度センサが検知した検知温度に基づいて、前記定着器の温度を、目標待機温度に維持する待機制御において、
    前記検知温度が前記目標待機温度未満になった場合に、前記ヒータの通電を開始し、
    設定された加熱期間の間、前記ヒータに通電量Ｅｎの通電をし、加熱期間の経過後、前記検知温度が前記目標待機温度以上になった場合は前記目標待機温度に下がるまで待機する制御サイクルを繰り返し、
    前記ヒータに通電を開始したときから１回の制御サイクルが終わるまでの時間を温度変動時間として、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくし、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくし、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値以上、前記第２閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにすることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記制御部は、加熱期間の経過後、加熱期間の開始から所定期間を経過しても前記目標待機温度以上にならない場合、前記ヒータに通電をして次の制御サイクルを開始し、当該次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 前記制御部は、
    通電量を大きい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも長い期間に変更し、
    通電量を小さい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも短い期間に変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  4. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を波数制御により制御し、波数制御の所定の通電パターンを１回として、当該通電パターンの通電回数を変更することで通電量を変更することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第２閾値より大きい第３閾値以上である場合には、次の制御サイクルにおいて、加熱期間の前に予備加熱期間を設け、当該予備加熱期間において、前回の制御サイクルの加熱期間の加熱強度よりも小さい第１強度で通電した後、加熱期間において、前記第１強度よりも強い第２強度で通電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を波数制御により制御し、
    前記予備加熱期間における前記ヒータの通電を位相制御により制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
  7. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を、設定されたデューティ比で通電し、
    通電量を大きい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも大きな値に変更し、
    通電量を小さい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも小さな値に変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  8. 前記制御部は、
    前記画像形成装置の電源が入れられた後、最初に前記待機制御を開始する場合には、最初の制御サイクルの加熱期間の通電量を、設定可能な最小値に設定することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  9. 前記制御部は、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値未満である場合には、当該温度変動時間が小さいほど、通電量の変更量Ｅｎ＋１－Ｅｎを大きくすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  10. 前記定着器は、
    前記ヒータにより加熱される加熱部材であって、前記ヒータの周囲で回転可能な回転部材を含む加熱部材と、
    前記加熱部材との間でシートを挟む加圧部材とを有し、
    前記制御部は、
    前記シートにトナー像を定着する場合は、前記回転部材を回転させ、
    前記待機制御を実行する場合は、前記回転部材を回転させないことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  11. 前記制御部は、
    前記定着器によりシートにトナー像を定着する場合に、前記検知温度が目標定着温度となるように前記ヒータへの通電を制御する印刷制御を実行し、
    前記目標待機温度は、前記目標定着温度よりも低いことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  12. 前記制御部は、
    加熱期間が経過し、前記検知温度が前記目標待機温度以上になった後、前記検知温度が前記目標待機温度に下がるまで待機する温度低下待機の最中において、加熱期間の開始から第２所定期間が経過したときの前記検知温度が前記目標待機温度より高い場合には、当該温度低下待機の実行中に、第３強度で前記ヒータに通電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
  13. 前記制御部は、
    前記第３強度での前記ヒータの通電を、デューティ比３３％の波数制御により制御することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
  14. シートにトナー像を形成するトナー像形成部と、
    ヒータを有し、シートにトナー像を定着する定着器と、
    制御部と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
    前記制御部は、前記定着器の温度を目標待機温度に維持する待機制御において、
    前記定着器の温度が前記目標待機温度未満になった場合に、前記ヒータの通電を開始し、
    設定された加熱期間の間、前記ヒータに通電量Ｅｎの通電をし、加熱期間の経過後、前記定着器の温度が前記目標待機温度以上になった場合は前記目標待機温度に下がるまで待機する制御サイクルを繰り返し、
    前記ヒータに通電を開始したときから１回の制御サイクルが終わるまでの時間を温度変動時間として、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が第１閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくし、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも小さくし、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値以上、前記第２閾値未満である場合には、次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎと同じにすることを特徴とする画像形成装置の制御方法。
  15. 前記制御部は、加熱期間の経過後、加熱期間の開始から所定期間を経過しても前記目標待機温度以上にならない場合、前記ヒータに通電をして次の制御サイクルを開始し、当該次の制御サイクルの通電量Ｅｎ＋１を前回の通電量Ｅｎよりも大きくすることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
  16. 前記制御部は、
    通電量を大きい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも長い期間に変更し、
    通電量を小さい通電量に変更する場合、加熱期間を前回の制御サイクルの加熱期間よりも短い期間に変更することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
  17. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を波数制御により制御し、波数制御の所定の通電パターンを１回として、当該通電パターンの通電回数を変更することで通電量を変更することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置の制御方法。
  18. 前記制御部は、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第２閾値より大きい第３閾値以上である場合には、次の制御サイクルにおいて、加熱期間の前に予備加熱期間を設け、当該予備加熱期間において、前回の制御サイクルの加熱期間の加熱強度よりも小さい第１強度で通電した後、加熱期間において、前記第１強度よりも強い第２強度で通電することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
  19. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を波数制御により制御し、
    前記予備加熱期間における前記ヒータの通電を位相制御により制御することを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置の制御方法。
  20. 前記制御部は、
    加熱期間における前記ヒータの通電を、設定されたデューティ比で通電し、
    通電量を大きい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも大きな値に変更し、
    通電量を小さい通電量に変更する場合、デューティ比を前回の制御サイクルの加熱期間よりも小さな値に変更することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
  21. 前記制御部は、
    前記画像形成装置の制御方法の電源が入れられた後、最初に前記待機制御を開始する場合には、最初の制御サイクルの加熱期間の通電量を、設定可能な最小値に設定することを特徴とする請求項１４から請求項２０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
  22. 前記制御部は、
    前回の制御サイクルの温度変動時間が前記第１閾値未満である場合には、当該温度変動時間が小さいほど、通電量の変更量Ｅｎ＋１－Ｅｎを大きくすることを特徴とする請求項１４から請求項２０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
  23. 前記定着器は、
    前記ヒータにより加熱される加熱部材であって、前記ヒータの周囲で回転可能な回転部材を含む加熱部材と、
    前記加熱部材との間でシートを挟む加圧部材とを有し、
    前記制御部は、
    前記シートにトナー像を定着する場合は、前記回転部材を回転させ、
    前記待機制御を実行する場合は、前記回転部材を回転させないことを特徴とする請求項１４から請求項２０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
  24. 前記制御部は、
    前記定着器によりシートにトナー像を定着する場合に、前記定着器の温度が目標定着温度となるように前記ヒータへの通電を制御する印刷制御を実行し、
    前記目標待機温度は、前記目標定着温度よりも低いことを特徴とする請求項１４から請求項２０のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
  25. 前記制御部は、
    加熱期間が経過し、前記検知温度が前記目標待機温度以上になった後、前記検知温度が前記目標待機温度に下がるまで待機する温度低下待機の最中において、加熱期間の開始から第２所定期間が経過したときの前記検知温度が前記目標待機温度より高い場合には、当該温度低下待機の実行中に、第３強度で前記ヒータに通電することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置の制御方法。
  26. 前記制御部は、
    前記第３強度での前記ヒータの通電を、デューティ比３３％の波数制御により制御することを特徴とする請求項２５に記載の画像形成装置の制御方法。
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