JP2023155574A - 定着装置、画像形成装置、給電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を複雑化させることなく、定着部材の加熱開始時に流れる電流を抑制可能な定着装置、画像形成装置、及び給電制御方法を提供すること。【解決手段】定着装置は、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着ベルトと、前記定着ベルトの加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、前記定着ベルトの加熱タイミングｔ１が到来した場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる給電制御部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、及び給電制御方法に関する。

電子写真方式で画像を形成可能な画像形成装置は、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着装置を備える。前記定着装置の一種として、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体を用いて定着ベルトなどの定着部材を加熱する定着装置が知られている。

前記抵抗発熱体を備える前記定着装置では、前記抵抗発熱体が常温である場合に当該抵抗発熱体の電気抵抗が小さいことに起因して、前記定着部材の加熱開始時に大電流が流れることがある。これに対し、前記抵抗発熱体への給電開始前に当該抵抗発熱体を加熱する定着装置が関連技術として知られている（特許文献１参照）。

特開２００９－２６５３８７号公報

しかしながら、上述の関連技術にかかる定着装置では、前記抵抗発熱体とは別に当該抵抗発熱体を加熱する構成を設ける必要があり、装置の構成が複雑化する。

本発明の目的は、構成を複雑化させることなく、定着部材の加熱開始時に流れる電流を抑制可能な定着装置、画像形成装置、及び給電制御方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る定着装置は、定着部材と、抵抗発熱体と、給電制御部とを備える。前記定着部材は、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。前記抵抗発熱体は、前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する。前記給電制御部は、前記定着部材の加熱タイミングが到来した場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記定着装置を用いて画像を形成する。また、前記給電制御部は、前記画像形成装置に接続される商用電源の電圧が予め定められた閾値以上である場合に、前記投入電力を前記上限値へ向けて徐々に増加させる。

本発明の他の局面に係る給電制御方法は、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着部材と、前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、を備える定着装置で実行され、判定ステップと、給電制御ステップとを含む。前記判定ステップでは、前記定着部材の加熱タイミングが到来したか否かが判定される。前記給電制御ステップでは、前記判定ステップによって前記加熱タイミングが到来したと判定される場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力が予め定められた上限値へ向けて徐々に増加される。

本発明によれば、構成を複雑化させることなく、定着部材の加熱開始時に流れる電流を抑制することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の定着装置の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の加熱部の構成を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における抵抗発熱体の給電経路の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される給電制御処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置において定着ベルトの加熱開始時に流れる電流を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置において定着ベルトの加熱開始時に流れる電流を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１、及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

画像形成装置１００は、画像データに基づいて画像を形成するプリント機能を有するプリンターである。なお、本発明は、電子写真方式で画像を形成するファクス装置、コピー機、及び複合機などに適用することが可能である。

図１、及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、画像形成部１、シート搬送部２、操作表示部３、記憶部４、及び制御部５を備える。画像形成部１、シート搬送部２、記憶部４、及び制御部５は、画像形成装置１００の筐体１０１（図１参照）に収容されている。筐体１０１は、略直方体状に形成されている。筐体１０１の上部には、操作表示部３、及び画像形成装置１００によって画像が形成されたシートが排出されるシート受け部１０２（図１参照）が形成されている。

操作表示部３は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部３は、制御部５からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部５に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

記憶部４は、不揮発性の記憶装置である。例えば、記憶部４は、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーである。

制御部５は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部５は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め格納される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶装置である。制御部５では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め格納された各種の制御プログラムが実行される。これにより、制御部５は、画像形成装置１００を統括的に制御する。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部５は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

画像形成部１は、外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて、電子写真方式でシートに画像を形成することが可能である。図１に示されるように、画像形成部１は、感光体ドラム２１、帯電装置２２、光走査装置２３、現像装置２４、転写ローラー２５、クリーニング装置２６、及び定着装置２７を備える。

感光体ドラム２１は、筐体１０１によって回転可能に支持されている。感光体ドラム２１は、不図示のモーターから伝達される回転駆動力を受けて、図１に示される矢印方向に回転する。

帯電装置２２は、感光体ドラム２１の表面を帯電させる。

光走査装置２３は、帯電装置２２によって帯電された感光体ドラム２１の表面に、画像データに基づく光を照射する。光走査装置２３によって、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。

現像装置２４は、トナーを含む現像剤を用いて、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する。現像装置２４によって、感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成される。

転写ローラー２５は、シート搬送部２によって定着装置２７へ向けて搬送されるシートに、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像を転写する。

クリーニング装置２６は、転写ローラー２５によってトナー像が転写された後の感光体ドラム２１の表面を清掃する。

定着装置２７は、トナー像が転写されたシートを加熱して、当該シートにトナー像を定着させる。

シート搬送部２は、画像形成部１によって画像が形成されるシートを搬送する。図１に示されるように、シート搬送部２は、給紙カセット３１、シート搬送路３２、給紙ユニット３３、レジストローラー対３４、及び排紙ローラー対３５を備える。

給紙カセット３１は、画像形成部１によって画像が形成されるシートを収容する。給紙カセット３１は、図１に示されるように、筐体１０１の底部に設けられる。例えば、給紙カセット３１には、紙、コート紙、ハガキ、封筒、及びＯＨＰシートなどのシート部材が収容される。給紙カセット３１は、内部に収容された複数枚のシートを持ち上げるリフト板を有する。

シート搬送路３２は、給紙カセット３１から転写ローラー２５、及び定着装置２７を経由してシート受け部１０２へ至るシートの移動通路である。シート搬送路３２には、レジストローラー対３４、及び排紙ローラー対３５を含む複数のローラー対が設けられている。シート搬送路３２では、給紙カセット３１から搬出されたシートが当該複数のローラー対によってシート受け部１０２へ向かう搬送方向Ｄ４（図１参照）へ搬送される。シート搬送路３２は、筐体１０１内に設けられた一対の搬送ガイド部材によって形成される。

給紙ユニット３３は、給紙カセット３１に収容されたシートを一枚ずつシート搬送路３２へ送り出す。給紙ユニット３３は、ピックアップローラー、給紙ローラー、及びリタードローラーを備える。前記ピックアップローラーは、給紙カセット３１の前記リフト板によって持ち上げられた複数枚のシートのうち、最上層のシートの上面に接触して回転することで、当該シートを前記給紙ローラーへ送り出す。前記給紙ローラーは、前記ピックアップローラーによって送り出されたシートの上面に接触して回転することで、当該シートをシート搬送路３２へ送り出す。前記リタードローラーは、前記給紙ローラーの下側から前記給紙ローラーへ向けて付勢されて設けられる。前記リタードローラーは、前記ピックアップローラーによって複数枚のシートが重なり合って送り出された場合に、その重なり合う複数枚のシートから最上層以外のシートを分離する。

レジストローラー対３４は、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像が感光体ドラム２１の回転によって転写ローラー２５による転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、シートを当該転写位置へ搬送する。

排紙ローラー対３５は、定着装置２７によってトナー像が定着されたシートをシート受け部１０２に排出する。

［定着装置２７の構成］
次に、図３、及び図４を参照しつつ、定着装置２７の構成について説明する。ここで、図３は定着装置２７の構成を示す断面図である。また、図４は加熱部４２の構成を示す断面図である。

図３に示されるように、定着装置２７は、定着ベルト４１、加熱部４２、支持部４３、押圧部材４４、及び加圧ローラー４５を備える。

定着ベルト４１は、加熱部４２によって予め定められた定着温度に加熱される。定着ベルト４１は、加熱された状態でシートに接触することにより、当該シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。図３に示されるように、定着ベルト４１は、無端状である。また、定着ベルト４１は、可撓性を有する。定着ベルト４１は、基材層と、前記基材層の外周面に設けられた弾性層と、前記弾性層の外周面に設けられた離型層とを有する。前記基材層は、ステンレス鋼、及びニッケル合金などの金属材料で形成される。前記弾性層は、シリコンゴムなどの材料で形成される。前記離型層は、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）などのフッ素系樹脂材料で形成される。定着ベルト４１は、左右方向Ｄ３に沿って長尺である。定着ベルト４１における左右方向Ｄ３のサイズは、画像形成装置１００で画像を形成可能なシートの最大サイズに応じて定まる。定着ベルト４１は、本発明の定着部材の一例である。

加圧ローラー４５は、定着ベルト４１の外周面４１Ａ（図３参照）と接触可能な位置に設けられる。具体的に、図３に示されるように、加圧ローラー４５は、定着ベルト４１の下側に設けられる。加圧ローラー４５は、左右方向Ｄ３に沿って長尺である。加圧ローラー４５は、軸部４５Ａ、及び弾性層４５Ｂを備える。軸部４５Ａは、金属材料によって円筒状に形成される。弾性層４５Ｂは、弾性を有する材料によって軸部４５Ａの外周に形成される。軸部４５Ａは、筐体１０１の内部に設けられる一対の側板によって回転可能に支持される。加圧ローラー４５は、不図示のモーターから供給される回転駆動力を受けて回転方向Ｄ５（図３参照）に回転する。

加熱部４２は、定着ベルト４１を加熱する。図３に示されるように、加熱部４２は、定着ベルト４１の内周面４１Ｂ（図３参照）の内側であって、定着ベルト４１を挟んで加圧ローラー４５と対向する位置に設けられる。加熱部４２は、左右方向Ｄ３に長尺であって、左右方向Ｄ３における定着ベルト４１の両外側に亘って延在している。

図４に示されるように、加熱部４２は、基板５１、抵抗発熱体５２、保護層５３、及び温度センサー５４を備える。

基板５１は、左右方向Ｄ３に長尺な平板状の部材である。基板５１は、耐熱性、電気絶縁性、及び低熱容量性に優れた材料で形成される。例えば、基板５１は、アルミナなどのセラミックにより形成される。基板５１は、左右方向Ｄ３におけるサイズが定着ベルト４１よりも大きい。基板５１は、左右方向Ｄ３における定着ベルト４１の両外側に延在するように配置される。そのため、基板５１における左右方向Ｄ３の両端部は、定着ベルト４１から左右方向Ｄ３における外側へ突出している。

図３、及び図４に示されるように、基板５１の下側の面は、定着ベルト４１の内周面４１Ｂに対向する。図４に示されるように、基板５１の下側の面には、抵抗発熱体５２が配置される。また、基板５１の下側の面における定着ベルト４１の内周面４１Ｂと対向する対向領域は、保護層５３（図４参照）によって覆われる。保護層５３は、ガラスなどの電気絶縁性を有する材料により形成される。

図３、及び図４に示されるように、基板５１の上側の面は、支持部４３の凹部４３Ａの底面に対向する。図４に示されるように、基板５１の上側の面には、温度センサー５４が配置される。温度センサー５４は、抵抗発熱体５２の温度を検出し、検出温度に応じた電気信号を出力する。温度センサー５４から出力される電気信号は、制御部５に入力される。制御部５は、温度センサー５４から入力される電気信号に基づいて、抵抗発熱体５２への給電を制御する。温度センサー５４は、本発明の温度検出部の一例である。

抵抗発熱体５２は、定着ベルト４１の加熱に用いられる。抵抗発熱体５２は、商用電源２００（図５参照）からの給電に応じて発熱する。抵抗発熱体５２は、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を有する。抵抗発熱体５２は、ＰＣＴ特性を有する材料により、左右方向Ｄ３に長尺であって、基板５１の下側の面と直交する方向に所定の厚みを有する帯状に形成される。抵抗発熱体５２は、左右方向Ｄ３におけるサイズが定着ベルト４１よりも小さい。抵抗発熱体５２は、基板５１の下側の面における前記対向領域の内側に配置される。

支持部４３は、加熱部４２を支持する。図３に示されるように、支持部４３は、定着ベルト４１の内周面４１Ｂの内側に設けられる。支持部４３は、左右方向Ｄ３に長尺であって、左右方向Ｄ３における定着ベルト４１の両外側に亘って延在している。支持部４３の底部には、加熱部４２の形状に対応する凹部４３Ａが形成されている。加熱部４２は、凹部４３Ａに嵌合される。

押圧部材４４は、支持部４３を加圧ローラー４５側へ押圧する。図３に示されるように、押圧部材４４は、定着ベルト４１の内周面４１Ｂの内側であって、支持部４３を挟んで加圧ローラー４５と対向する位置に設けられる。押圧部材４４は、左右方向Ｄ３に長尺であって、左右方向Ｄ３における定着ベルト４１の両外側に亘って延在している。押圧部材４４における左右方向Ｄ３の両端部は、不図示の付勢部材によって加圧ローラー４５側へ付勢される。これにより、押圧部材４４は、支持部４３を加圧ローラー４５側へ押圧する。支持部４３が加圧ローラー４５側へ押圧されることにより、支持部４３に支持された加熱部４２は、加圧ローラー４５側へ押圧される。

加熱部４２は、押圧部材４４によって加圧ローラー４５側へ押圧されることにより、定着ベルト４１の内周面４１Ｂに圧接する。これにより、定着ベルト４１と加圧ローラー４５との間に、シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着ニップ部４６が形成される。本明細書では、定着ベルト４１と加圧ローラー４５とが接触する領域を定着ニップ部４６と定義する。なお、加熱部４２と定着ベルト４１の内周面４１Ｂとの間には、フッ素グリスなどの潤滑剤が塗布されている。

定着ベルト４１は、加熱部４２、及び加圧ローラー４５によって挟持されている。定着ベルト４１は、加圧ローラー４５が回転方向Ｄ５に回転すると、加圧ローラー４５の回転に従動してベルト回転方向Ｄ６（図３参照）に沿って回転する。

支持部４３は、定着ベルト４１の内周面４１Ｂに接触して定着ベルト４１の走行を案内する一対のガイド部４３Ｂを備える。一対のガイド部４３Ｂは、支持部４３における前後方向Ｄ２の両端部に設けられる。定着ベルト４１は、一対のガイド部４３Ｂにより、予め定められた走行経路に沿って走行するよう案内される。

なお、加圧ローラー４５は、加熱部４２側へ付勢されていてもよい。この場合、押圧部材４４は、前記付勢部材によって付勢されていなくてもよい。

ところで、抵抗発熱体５２を備える従来の定着装置では、抵抗発熱体５２が常温である場合に抵抗発熱体５２の電気抵抗が小さいことに起因して、定着ベルト４１の加熱開始時に大電流が流れることがある。これに対し、抵抗発熱体５２への給電開始前に抵抗発熱体５２を加熱する定着装置が関連技術として知られている。

しかしながら、上述の関連技術にかかる定着装置では、抵抗発熱体５２とは別に抵抗発熱体５２を加熱する構成を設ける必要があり、装置の構成が複雑化する。

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、構成を複雑化させることなく、定着ベルト４１の加熱開始時に流れる電流を抑制することが可能である。

［制御部５の構成］
以下、図２、及び図５を参照しつつ、制御部５の構成について説明する。ここで、図５は抵抗発熱体５２の給電経路の構成を示す図である。なお、図５では、温度センサー５４から出力される電気信号、及び制御部５から出力される電気信号が矢印付きの一点鎖線によって示されている。

図２に示されるように、制御部５は、判定処理部６１、設定処理部６２、及び給電制御部６３を含む。

具体的に、制御部５のＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１を上述の各部として機能させるための給電制御プログラムが予め格納されている。そして、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記給電制御プログラムを実行することにより、判定処理部６１、設定処理部６２、及び給電制御部６３として機能する。定着装置２７、及び制御部５を備える装置が、本発明の定着装置の一例である。

なお、前記給電制御プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて記憶部４に格納されてもよい。また、判定処理部６１、設定処理部６２、及び給電制御部６３は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

判定処理部６１は、画像形成装置１００に接続される商用電源２００（図５参照）の電圧が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。

具体的に、判定処理部６１は、画像形成装置１００の仕向け地に基づいて、商用電源２００の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定する。ここで、前記仕向け地は、画像形成装置１００が出荷、販売、又は使用される国、又は地域のことである。

例えば、前記閾値は、抵抗発熱体５２が予め定められた基準温度である場合の抵抗発熱体５２の電気抵抗を示す第１抵抗値と、抵抗発熱体５２を経由して流れる電流の上限値として予め定められた基準電流値との積である。前記基準温度は、画像形成装置１００を正常に動作させることが可能な環境温度（気温）の範囲内で予め設定される。例えば、前記基準温度は２０度である。前記基準電流値は、画像形成装置１００の定格電流と、定着ベルト４１の加熱開始時に抵抗発熱体５２とは異なる構成に流れる電流の総和との差に基づいて設定される。例えば、画像形成装置１００の定格電流は１０Ａ（アンペア）である。また、定着ベルト４１の加熱開始時に抵抗発熱体５２とは異なる構成に流れる電流の総和は１Ａ（アンペア）である。また、前記基準電流値は９Ａ（アンペア）である。

例えば、画像形成装置１００では、前記仕向け地を示す仕向け地情報が予め制御部５のＲＯＭ１２に格納されている。前記仕向け地情報は、画像形成装置１００の言語設定、印刷条件設定、及びシートの定型サイズ設定などに用いられる。また、画像形成装置１００では、前記仕向け地と商用電源２００の電圧との対応関係を示す第１テーブルデータが予め記憶部４に格納されている。

判定処理部６１は、ＲＯＭ１２から読み出される前記仕向け地情報と記憶部４から読み出される前記第１テーブルデータとに基づいて、商用電源２００の電圧を取得する。そして、判定処理部６１は、取得された商用電源２００の電圧と前記閾値とを比較することにより、商用電源２００の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定する。

なお、前記閾値は、画像形成装置１００の設置場所における実際の環境温度と前記基準温度との差に基づいて補正されてもよい。例えば、制御部５は、不図示の温度センサーによって検出される筐体１０１の内部温度と前記基準温度との差に基づいて前記第１抵抗値を補正し、補正後の前記第１抵抗値を用いて前記閾値を算出すればよい。

また、前記閾値は、前記仕向け地ごとに予め定められていてもよい。この場合、判定処理部６１は、ＲＯＭ１２から読み出される前記仕向け地情報に基づいて、複数の前記仕向け地に対応する複数の前記閾値からいずれか一つの前記閾値を選択し、選択された前記閾値と商用電源２００の電圧とを比較すればよい。

また、前記仕向け地は、画像形成装置１００の初期設定時にユーザーによって指定されてもよい。この場合、制御部５は、ユーザーによって指定された前記仕向け地を示す前記仕向け地情報を、ＯＴＰ（One Time Programmable）メモリーのような、書き換え不能な記憶装置に格納すればよい。また、判定処理部６１は、書き換え不能な記憶装置から前記仕向け地情報を読み出せばよい。

また、画像形成装置１００は、商用電源２００の電圧を計測可能な電圧計を備えていてもよい。この場合、判定処理部６１は、前記電圧計の計測結果に基づいて、商用電源２００の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定すればよい。

設定処理部６２は、商用電源２００の電圧に基づいて、抵抗発熱体５２に投入される投入電力の上限値を設定する。

例えば、画像形成装置１００では、抵抗発熱体５２が前記定着温度である場合の抵抗発熱体５２の電気抵抗を示す第２抵抗値が予めＲＯＭ１２に格納されている。

設定処理部６２は、ＲＯＭ１２から読み出される前記第２抵抗値と商用電源２００の電圧とに基づいて、抵抗発熱体５２への給電により当該抵抗発熱体５２の温度が前記定着温度まで上昇したタイミングにおける当該抵抗発熱体５２を経由して流れる電流を算出する。そして、設定処理部６２は、算出された電流が前記基準電流値を超える場合は、当該基準電流値に基づいて前記投入電力の上限値を設定する。具体的に、設定処理部６２は、前記基準電流値と商用電源２００の電圧との積を前記投入電力の上限値に設定する。また、設定処理部６２は、算出された電流が前記基準電流値以下である場合は、当該電流に基づいて前記投入電力の上限値を設定する。具体的に、設定処理部６２は、算出された電流と商用電源２００の電圧との積を前記投入電力の上限値に設定する。

給電制御部６３は、定着ベルト４１の加熱タイミングが到来した場合に、抵抗発熱体５２に投入される前記投入電力を設定処理部６２によって設定された前記投入電力の上限値へ向けて徐々に増加させる。

具体的に、給電制御部６３は、判定処理部６１によって商用電源２００（図５参照）の電圧が前記閾値以上であると判定された場合に、前記投入電力を上限値へ向けて徐々に増加させる。この場合、抵抗発熱体５２への給電は制限され、その制限は徐々に緩和される。また、給電制御部６３は、判定処理部６１によって商用電源２００の電圧が前記閾値未満であると判定された場合に、設定処理部６２によって設定された上限値の電力を抵抗発熱体５２に投入させる。この場合、抵抗発熱体５２への給電は制限されない。

例えば、給電制御部６３は、温度センサー５４による抵抗発熱体５２の温度の検出結果に基づいて、前記投入電力の増加を制御する。

また、給電制御部６３は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、前記投入電力を上限値へ向けて徐々に増加させる。

例えば、図５に示されるように、商用電源２００と抵抗発熱体５２との間の通電経路には、スイッチング素子５５が設けられている。

スイッチング素子５５は、制御部５から出力される予め設定されたデューティー比のパルス信号の入力に応じて、商用電源２００と抵抗発熱体５２との間の通電経路の接続及び遮断を切り替え可能な半導体スイッチである。例えば、スイッチング素子５５は、トライアックである。

例えば、給電制御部６３は、前記加熱タイミングが到来した場合であって、判定処理部６１によって商用電源２００（図５参照）の電圧が前記閾値以上であると判定された場合に、第１給電制御を実行する。

例えば、前記第１給電制御では、前記第１給電制御の開始時から、温度センサー５４によって検出される抵抗発熱体５２の温度が予め定められた第１温度を超えるまで、予め定められた第１比率のデューティー比のパルス信号がスイッチング素子５５に入力される。また、前記第１給電制御では、温度センサー５４によって検出される抵抗発熱体５２の温度が前記第１温度を超えたタイミングから当該温度が前記定着温度を超えるまで、前記第１比率よりも高い第２比率のデューティー比のパルス信号がスイッチング素子５５に入力される。

前記第２比率は、設定処理部６２によって設定された前記投入電力の上限値に基づいて設定される比率である。前記第２抵抗値と商用電源２００の電圧とに基づいて算出される電流値が前記基準電流値以下である場合の前記第２比率は、１００パーセントである。また、前記第２抵抗値と商用電源２００の電圧とに基づいて算出される電流値が前記基準電流値未満である場合の前記第２比率は、１００パーセント未満である。

前記第１比率は、抵抗発熱体５２を経由して流れる電流が前記基準電流値を超えない範囲で任意に設定される。

また、給電制御部６３は、前記加熱タイミングが到来した場合であって、判定処理部６１によって商用電源２００（図５参照）の電圧が前記閾値未満であると判定された場合に、第２給電制御を実行する。

例えば、前記第２給電制御では、前記第２給電制御の開始時から、温度センサー５４によって検出される抵抗発熱体５２の温度が前記定着温度を超えるまで、前記第２比率のデューティー比のパルス信号がスイッチング素子５５に入力される。つまり、前記第２給電制御は、従来の画像形成装置で実行される従来周知の制御である。

ここで、図７を参照しつつ、前記第１給電制御の一例について説明する。図７は、前記第１給電制御の実行期間における、画像形成装置１００と商用電源２００とを電気的に接続する電源コードを流れる電流、及び温度センサー５４による検出温度の推移を示す図である。

なお、図７における太い実線は、前記電源コードを流れる電流の推移を示すものである。また、図７における太い破線は、温度センサー５４による検出温度の推移を示すものである。また、図７の横軸における「ｔ１」は、前記加熱タイミングを示している。また、図７の横軸における「ｔ２」は、温度センサー５４による検出温度が前記第１温度の一例である１２０度に達したタイミングを示している。また、図７の横軸における「ｔ３」は、温度センサー５４による検出温度が前記定着温度の一例である２２０度に達したタイミングを示している。

タイミングｔ１（図７参照）が到来すると、前記第１給電制御が開始される。具体的に、前記第１比率の一例である９０パーセントのデューティー比のパルス信号がスイッチング素子５５に入力される。これにより、図７に示されるように、前記電源コードを流れる電流が１Ａ（アンペア）から１０Ａ（アンペア）に増加する。つまり、抵抗発熱体５２に９Ａ（アンペア）の電流が流れる。そのため、抵抗発熱体５２が発熱する。

抵抗発熱体５２が給電に応じて発熱すると、その発熱により抵抗発熱体５２の温度が上昇する。これにより、ＰＣＴ特性を有する抵抗発熱体５２の電気抵抗は上昇する。そのため、図７に示されるように、タイミングｔ１からタイミングｔ２（図７参照）までの間、抵抗発熱体５２の温度は徐々に上昇し、前記電源コードを流れる電流は徐々に低下する。

タイミングｔ２（図７参照）が到来すると、スイッチング素子５５に入力されるパルス信号のデューティー比が９０パーセントから前記第２比率の一例である１００パーセントに切り替えられる。これにより、図７に示されるように、前記電源コードを流れる電流が１０Ａ（アンペア）に増加する。

タイミングｔ２からタイミングｔ３（図７参照）までの間、抵抗発熱体５２の温度は徐々に上昇し、前記電源コードを流れる電流は徐々に低下する。

タイミングｔ３が到来すると、前記第１給電制御が終了し、抵抗発熱体５２への給電が停止される。これにより、前記電源コードを流れる電流は、前記第１給電制御の開始前の１Ａ（アンペア）まで低下する。

図８には、前記第１給電制御に替えて前記第２給電制御が実行された場合の、前記電源コードを流れる電流、及び温度センサー５４による検出温度の推移が示されている。

図８に示されるように、前記第１給電制御に替えて前記第２給電制御が実行されると、タイミングｔ１において前記電源コードを流れる電流が１Ａ（アンペア）から１１Ａ（アンペア）に増加する。つまり、タイミングｔ１において前記第２給電制御が実行される場合には、タイミングｔ１において前記第１給電制御が実行される場合よりも、前記電源コードを流れる電流が増加する。このことは、前記第２給電制御に替えて前記第１給電制御を実行することにより、前記電源コードを流れる電流を抑制可能であることを示唆している。

なお、前記第１給電制御では、前記投入電力が３以上の段数で段階的に増加されてもよい。

また、給電制御部６３は、温度センサー５４とは別に設けられたセンサーを用いて、前記投入電力の増加を制御してもよい。例えば、給電制御部６３は、定着ベルト４１の外周面４１Ａに対向して設けられ、定着ベルト４１の温度を検出するセンサーを用いて、前記投入電力の増加を制御してもよい。この場合、加熱部４２は、温度センサー５４を備えていなくてもよい。

また、給電制御部６３は、前記加熱タイミングからの経過時間に基づいて、前記投入電力の増加を制御してもよい。具体的に、給電制御部６３は、前記加熱タイミングからの経過時間が増加するほど、前記投入電力を増加させればよい。この場合、加熱部４２は、温度センサー５４を備えていなくてもよい。

また、給電制御部６３は、ＰＷＭ制御によらずに、前記投入電力を上限値へ向けて徐々に増加させてもよい。例えば、商用電源２００と抵抗発熱体５２との間に、抵抗素子を経由する第１経路と、抵抗素子を経由しない第２経路とを備える構成が考えらえる。この構成において、給電制御部６３は、温度センサー５４による検出温度の増加に応じて、抵抗発熱体５２への給電に用いられる通電路を前記第１経路から前記第２経路に切り替えればよい。

また、給電制御部６３は、判定処理部６１による判定結果に関わらず、常に前記第１給電制御を実行してもよい。この場合、制御部５は、判定処理部６１を含んでいなくてもよい。

また、制御部５は、設定処理部６２を含んでいなくてもよい。この場合、給電制御部６３は、前記加熱タイミングが到来した場合に、前記投入電力を予め定められた前記投入電力の上限値へ向けて徐々に増加させればよい。

［給電制御処理］
以下、図６を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部５により実行される給電制御処理の手順の一例とともに、本発明の給電制御方法について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部５により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部５は、前記加熱タイミングが到来したか否かを判定する。ここで、ステップＳ１１の処理は、本発明の判定ステップの一例であって、制御部５の給電制御部６３により実行される。

例えば、制御部５は、画像形成部１を用いて画像を形成する画像形成処理の実行指示が入力された場合に、前記加熱タイミングが到来したと判定する。

ここで、制御部５は、前記加熱タイミングが到来したと判定すると（ステップＳ１１のＹｅｓ側）、ステップＳ１２の処理に着手する。また、制御部５は、前記加熱タイミングが到来していないと判定すると（ステップＳ１１のＮｏ側）、ステップＳ１１で前記加熱タイミングの到来を待ち受ける。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部５は、商用電源２００の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定する判定処理を実行する。ここで、ステップＳ１２の処理は、制御部５の判定処理部６１により実行される。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部５は、前記判定処理の結果に応じて処理を分岐させる。具体的に、制御部５は、前記判定処理によって商用電源２００の電圧が前記閾値以上であると判定された場合に（ステップＳ１３のＹｅｓ側）、ステップＳ１４の処理に着手する。また、制御部５は、前記判定処理によって商用電源２００の電圧が前記閾値未満であると判定された場合に（ステップＳ１３のＮｏ側）、ステップＳ１６の処理に着手する。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部５は、抵抗発熱体５２に投入される投入電力の上限値を設定する。ここで、ステップＳ１４の処理は、制御部５の設定処理部６２により実行される。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、制御部５は、前記第１給電制御を実行する。ここで、ステップＳ１５の処理は、本発明の給電制御ステップの一例であって、制御部５の給電制御部６３により実行される。

＜ステップＳ１６＞
ステップＳ１６において、制御部５は、前記第２給電制御を実行する。ここで、ステップＳ１６の処理は、制御部５の給電制御部６３により実行される。

このように、画像形成装置１００では、前記加熱タイミングが到来した場合に、前記投入電力が予め設定された上限値へ向けて徐々に増加する。これにより、構成を複雑化させることなく、定着ベルト４１の加熱開始時に流れる電流を抑制することが可能である。

［発明の付記］
以下、上述の実施形態から抽出される発明の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は、取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。

＜付記１＞
シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着部材と、前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、前記定着部材の加熱タイミングが到来した場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる給電制御部と、を備える定着装置。

＜付記２＞
前記抵抗発熱体の温度を検出する温度検出部を備え、前記給電制御部は、前記温度検出部による検出結果に基づいて前記投入電力の増加を制御する、付記１に記載の定着装置。

＜付記３＞
前記給電制御部は、ＰＷＭ制御により前記投入電力を前記上限値へ向けて徐々に増加させる、付記１又は付記２に記載の定着装置。

＜付記４＞
付記１～３のいずれかに記載の定着装置を用いて画像を形成する画像形成装置であって、前記画像形成装置は、前記画像形成装置に接続される商用電源の電圧が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する判定処理部を備え、前記給電制御部は、前記判定処理部によって前記商用電源の電圧が前記閾値以上であると判定された場合に、前記投入電力を前記上限値へ向けて徐々に増加させる、画像形成装置。

＜付記５＞
前記判定処理部は、前記画像形成装置の仕向け地に基づいて前記商用電源の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定する、付記４に記載の画像形成装置。

＜付記６＞
前記商用電源の電圧に基づいて前記上限値を設定する設定処理部を備える、付記４又は５に記載の画像形成装置。

＜付記７＞
シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着部材と、前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、を備える定着装置で実行される給電制御方法であって、前記定着部材の加熱タイミングが到来したか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップによって前記加熱タイミングが到来したと判定される場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる給電制御ステップと、を含む給電制御方法。

１ 画像形成部
２ シート搬送部
３ 操作表示部
４ 記憶部
５ 制御部
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電装置
２３ 光走査装置
２４ 現像装置
２５ 転写ローラー
２６ クリーニング装置
２７ 定着装置
４１ 定着ベルト
４２ 加熱部
４３ 支持部
４４ 押圧部材
４５ 加圧ローラー
４６ 定着ニップ部
５２ 抵抗発熱体
５４ 温度センサー
５５ スイッチング素子
６１ 判定処理部
６２ 設定処理部
６３ 給電制御部
１００ 画像形成装置
２００ 商用電源

Claims (7)

1. シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着部材と、
   前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、
   前記定着部材の加熱タイミングが到来した場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる給電制御部と、
   を備える定着装置。
2. 前記抵抗発熱体の温度を検出する温度検出部を備え、
   前記給電制御部は、前記温度検出部による検出結果に基づいて前記投入電力の増加を制御する、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記給電制御部は、ＰＷＭ制御により前記投入電力を前記上限値へ向けて徐々に増加させる、
   請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 請求項１又は２に記載の定着装置を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記画像形成装置は、前記画像形成装置に接続される商用電源の電圧が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する判定処理部を備え、
   前記給電制御部は、前記判定処理部によって前記商用電源の電圧が前記閾値以上であると判定された場合に、前記投入電力を前記上限値へ向けて徐々に増加させる、
   画像形成装置。
5. 前記判定処理部は、前記画像形成装置の仕向け地に基づいて前記商用電源の電圧が前記閾値以上であるか否かを判定する、
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記商用電源の電圧に基づいて前記上限値を設定する設定処理部を備える、
   請求項４に記載の画像形成装置。
7. シートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる定着部材と、前記定着部材の加熱に用いられ、温度の上昇に応じて電気抵抗が増加する抵抗発熱体と、を備える定着装置で実行される給電制御方法であって、
   前記定着部材の加熱タイミングが到来したか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップによって前記加熱タイミングが到来したと判定される場合に、前記抵抗発熱体に投入される投入電力を予め定められた上限値へ向けて徐々に増加させる給電制御ステップと、
   を含む給電制御方法。

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