JP7380167B2

JP7380167B2 - 定着装置、及び画像形成装置

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Description

本発明は、記録紙に形成された現像剤からなる画像を熱圧着により定着させる定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置では、トナーを像担持体上の静電潜像に付与して、トナー像を形成し、このトナー像を像担持体から記録紙に転写して、トナー像を熱圧着により記録紙に定着させる。記録紙上のトナー像の熱圧着は、定着装置より行われる。この定着装置としては、無端状の定着ベルトと加圧ローラーの間にニップ域を形成し、記録紙をニップ域に挟み込んで加圧しつつ、面状ヒーターであるセラミックヒーターにより定着ベルトを介して記録紙を加熱し、記録用紙上のトナー像を加熱及び加圧するというオンデマンド方式のものがある。

このセラミックヒーターは、昇温スピードが早く、１秒後には約１００℃に達するため、省電力化に適するものの、セラミックヒーターの温度を速やかに制御する必要がある。

また、画像形成装置が使用される地域は広く、その地域によって商用電源電圧が異なり、例えば欧州全体では商用電源電圧が２２０Ｖ、２３０Ｖ、２４０Ｖなどとなっている。その一方で、定着装置のヒーターについては、地域にかかわらず共通のものを用いるので、平均的な商用電源電圧２３０Ｖを基準にして、－４％～＋４％の電圧範囲での稼働を想定している。しかしながら、商用電源電圧の違いが原因となって、ヒーターの温度の過不足が発生し得る。

一方、特許文献１に記載の装置では、所定の制御周期毎に、サーミスターによるヒーターの検出温度に基づきヒーターに供給される電力を制御しており、その制御周期を、例えばヒーターの検出温度の変化率に基づき変更して、ヒーターの温度のオーバーシュートなどを改善している。

特開２０１２－２４２６１８号公報

ここで、ヒーターへの電力供給開始からの経過時間と共に変化するニップ域の温度特性に着眼すると、ヒーターへの電力供給開始前のニップ域の初期温度によって、そのニップ域の温度特性の勾配が変化する。例えば、電力供給開始前のニップ域の初期温度が０℃の場合と５０℃の場合とでは、ニップ域の温度特性の勾配が著しく異なる。これは、ニップ域の初期温度が定着装置の動作環境や動作条件などに応じて変化し、この初期温度がニップ域の温度特性の勾配に影響するためと考えられる。

上記特許文献１では、ヒーターに供給される電力の制御周期を、ヒーターの検出温度の変化率に基づき変更して、ヒーターの温度のオーバーシュートを改善しているが、上記のようにニップ域の温度特性の勾配が著しく変化した場合には、ニップ域の温度の適確な制御が困難になると考えられる。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、電力供給開始前のニップ域の初期温度に応じた該ニップ域の温度特性を取得し、この取得した温度特性に基づきヒーターに供給される電力を制御して、ニップ域の温度の過不足を未然に防止することを目的とする。

本発明の一局面に係る定着装置は、現像剤からなる画像が形成された記録紙をニップ域に挟み込んで加圧しつつヒーターにより加熱して、前記画像を前記記録紙に定着させる定着部と、前記ニップ域の温度を検出する温度検出部と、前記ニップ域の複数の初期温度別に、前記ヒーターへの電力供給開始に伴って該初期温度から変化する前記ニップ域の温度特性を記憶した記憶部と、前記ヒーターへの電力供給開始前に、前記記憶部に記憶されている前記各初期温度の温度特性のうちから前記温度検出部により検出された温度に一致又は近似する初期温度の温度特性を選択し、該選択した温度特性に基づき前記ヒーターへの電力供給開始から予め設定された一定時間後の予測温度を算出し、前記ヒーターへの電力供給開始から前記一定時間後に前記温度検出部により検出された温度と前記予測温度の差に基づき前記ヒーターに供給される電力を制御する制御部と、を備えるものである。

また、本発明の一局面に係る画像形成装置は、上記本発明の定着装置と、前記現像剤からなる画像を記録紙に形成する画像形成部と、を備え、前記定着装置は、前記記録紙を加熱及び加圧して、前記画像を前記記録紙に定着させるものである。

本発明によれば、電力供給開始前のニップ域の初期温度に応じた該ニップ域の温度特性を取得し、この取得した温度特性に基づきヒーターに供給される電力を制御して、ニップ域の温度の過不足を未然に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の構成を示す正面断面図である。定着装置の構成を示す断面図である。画像形成装置の主要内部構成を示す機能ブロック図である。定着装置のヒーターに電力を供給するヒーター電源部の構成を示す回路図である。電力供給開始前のニップ域の複数の初期温度別に、ヒーターへの電力供給開始からの経過時間と共に変化する該ニップ域の温度特性を示すグラフである。ヒーターへの電力供給の制御手順を示すフローチャートである。図５のグラフに示す複数の温度特性別に、ヒーターに供給される電力を増大させることにより変化した温度特性と、電力を減少させることにより変化した温度特性とを示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る定着装置２１を備える画像形成装置１の構成を示す正面断面図である。

画像形成装置１は、ファクシミリ機能、コピー機能、プリンター機能、及びスキャナー機能等の複数の機能を兼ね備える複合機である。画像形成装置１は、装置本体２と、画像読取装置３とを備える。装置本体２は、操作部４、画像形成部５、定着装置２１、及び給紙部６等を備える。

画像読取装置３は、原稿を搬送する原稿搬送部７と、原稿搬送部７により搬送される原稿又はコンタクトガラス８に載置される原稿を光学的に読み取るスキャナーと、を含むＡＤＦ（Auto Document Feeder）である。画像読取装置３は、光照射部により原稿を照射し、その反射光をＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサーで受光することによって、原稿から画像を読み取って画像データを取得する。画像読取装置３によって取得された画像データは、図示しない内蔵ＨＤＤ又はネットワークを介して接続されるパーソナルコンピューター等に記憶される。

操作部４は、画像読取装置３の近傍であって、画像形成装置１の正面側に設けられる。ユーザーは、操作部４を介して、画像形成装置１によって実行可能な各種機能についての指示等を入力する。操作部４は、タッチパネル式の表示部９を含む。表示部９は、画像形成装置１が実行可能な各種機能に関する各種の画面を表示する。

画像形成部５は、画像読取装置３によって取得された画像データ、又は、ネットワークを介して接続されるパーソナルコンピューター及び他のファクシミリ装置等から送られる画像データに基づいて、給紙部６から供給される記録紙Ｐにトナー像を形成する。

画像形成部５は、画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、及び１０Ｂｋ（以下、単に「画像形成ユニット１０」と記す場合がある。）を備える。画像形成ユニット１０は、感光体ドラム１１と、トナーを収容するトナーカートリッジと、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電させる帯電装置と、感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１２と、感光体ドラム１１へトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、１次転写ローラー１３と、を備える。

カラー印刷を行う場合、画像形成部５のマゼンタ用の画像形成ユニット１０Ｍ、シアン用の画像形成ユニット１０Ｃ、イエロー用の画像形成ユニット１０Ｙ及びブラック用の画像形成ユニット１０Ｂｋは、それぞれに、画像データを構成するそれぞれの色成分からなる画像データに基づいて、帯電、露光及び現像を行なって感光体ドラム１１上にトナー像を形成し、トナー像を１次転写ローラー１３により、駆動ローラー１４及び従動ローラーに張架される中間転写ベルト１５上に転写させる。

中間転写ベルト１５は、トナー像が転写される像担持面を外周面に有する。中間転写ベルト１５は、感光体ドラム１１の周面に当接した状態で駆動ローラー１４によって駆動されて回転する。中間転写ベルト１５は、各感光体ドラム１１の回転と同期しながら、駆動ローラー１４と従動ローラーとの間を無端走行する。

中間転写ベルト１５上に転写された各色のトナー像は、転写タイミングを調整して中間転写ベルト１５上で重ね合わされ、カラーのトナー像となる。

２次転写ローラー１６は、中間転写ベルト１５を挟んで駆動ローラー１４との間に形成されるニップ域Ｎにおいて、中間転写ベルト１５の表面に形成されるカラーのトナー像を給紙部６から搬送される記録紙Ｐに転写する。

定着装置２１は、記録紙Ｐ上のカラーのトナー像を記録紙Ｐに定着させる。定着処理の完了したカラー画像形成済みの記録紙Ｐは、排出トレイ１７に排出される。

給紙部６は、複数の給紙カセットを備える。ユーザーによって操作部４を介して記録紙Ｐのサイズが入力されると、入力されたサイズの記録紙Ｐを収容する給紙カセットのピックアップローラー１８が回転駆動されて、記録紙Ｐが搬送路へと搬送される。

図２は、定着装置２１の構成を示す断面図である。図２に示すように定着装置２１は、無端状の定着ベルト２２と、定着ベルト２２に接触して定着ベルト２２との間にニップ域Ｎを形成する加圧ローラー２３と、定着ベルト２２を加熱するヒーター２４と、ヒーター２４を保持する保持部材２５と、を備えている。ヒーター２４は、面状ヒーターであり、所謂オンデマンド方式のものである。

定着ベルト２２は、金属又は合成樹脂によって形成される中空円筒状の基材層の表面に、シリコーンゴム等によって形成される弾性層と、ＰＦＡ及びＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂によって形成される離型層とが積層されて構成される。定着ベルト２２は、回転可能に設けられている。

加圧ローラー２３は、金属によって形成される円筒状の心材の表面に、シリコーンゴム等によって形成される弾性層と、ＰＦＡ及びＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂によって形成される離型層とが積層されて構成される筒状の部材である。加圧ローラー２３の軸方向と定着ベルト２２の軸方向とは、平行である。

加圧ローラー２３の軸方向から見て加圧ローラー２３の径方向中央部には、加圧ローラー２３の軸方向に延びる軸２３Ａが設けられる。軸２３Ａの両端部は、図示しない軸受によって回転可能に支持されている。

加圧ローラー２３は、付勢された状態で、定着ベルト２２の外周面に接触する。これによって、加圧ローラー２３と定着ベルト２２の間にニップ域Ｎが形成される。加圧ローラー２３は、図示しない駆動機構を介して、図示しない駆動源によって駆動されることによって回転する。加圧ローラー２３が回転すると、定着ベルト２２は、加圧ローラー２３に接触した状態で、加圧ローラー２３の回転に伴って従動回転する。

ヒーター２４は、昇温スピードが早い面状のセラミックヒーターであり、このヒーター２４により定着ベルト２２を介して記録紙Ｐが加熱される。

上記のようにカラーのトナー像が形成された記録紙Ｐは、加圧ローラー２３と定着ベルト２２により搬送されつつ、ニップ域Ｎに挟み込まれて加熱及び加圧され、これにより記録紙Ｐ上のカラーのトナー像が定着される。

次に、画像形成装置１の制御に係る構成について説明する。図３は、画像形成装置１の主要内部構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように画像形成装置１は、画像読取装置３と、画像形成部５と、表示部９と、操作部４と、タッチパネル３３と、定着装置２１と、記憶部３６と、制御ユニット３８とを備えている。これらの構成要素は、互いにバスを通じてデータ又は信号の送受信が可能とされている。

表示部９は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light-Emitting Diode）ディスプレイなどから構成される。

操作部４は、テンキー、決定キー、スタートキーなどの物理キーを備えている。

表示部９の画面には、タッチパネル３３が配置されている。タッチパネル３３は、所謂抵抗膜方式や静電容量方式などのタッチパネルであって、タッチパネル３３に対するユーザーの指などの接触（タッチ）をその接触位置とともに検知して、その接触位置の座標を示す検知信号を制御ユニット３８の後述する制御部３９に出力する。このタッチパネル３３は、操作部４と共に表示部９の画面に対するユーザー操作が入力される操作部としての役割を果たす。

定着装置２１は、図２に示すヒーター２４に電力を供給するヒーター電源部３４と、加圧ローラー２３と定着ベルト２２の間のニップ域Ｎの温度Ｆを検出する温度センサー３５とを有する。温度センサー３５は、例えばサーミスターである。

記憶部３６は、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの大容量の記憶装置であって、各種のアプリケーションプログラムや種々のデータを記憶している。

制御ユニット３８は、プロセッサー、ＲＡＭ(Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成される。プロセッサーは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等である。制御ユニット３８は、上記のＲＯＭ又は記憶部３６に記憶された制御プログラムが上記のプロセッサーで実行されることにより、制御部３９として機能する。

制御部３９は、画像形成装置１を統括的に制御する。制御ユニット３８は、画像読取装置３、画像形成部５、表示部９、操作部４、タッチパネル３３、ヒーター電源部３４、温度センサー３５、記憶部３６、などと接続されている。制御部３９は、これらの構成要素の動作制御と、該各構成要素との間での信号またはデータの送受信を行う。

制御部３９は、画像形成装置１による画像形成に必要な各種の処理などを実行する処理部としての役割を果たす。また、制御部３９は、タッチパネル３３から出力される検知信号あるいは操作部４の物理キーの操作に基づき、ユーザーにより入力された操作指示を受け付ける。更に、制御部３９は、表示部９の表示動作を制御する機能を有する。

また、制御部３９は、温度センサー３５により検出された加圧ローラー２３と定着ベルト２２の間のニップ域Ｎの温度Ｆに基づきヒーター電源部３４を制御して、ヒーター電源部３４からヒーター２４に供給される交流電力を調節する。

図４は、定着装置２１のヒーター２４に電力を供給するヒーター電源部３４の構成を示す回路図である。

この図４に示すように商用電源４１とヒーター２４との間には、ヒーター電源部３４として、リレーＣＲ、フューズＦＳ、チョークコイルＬＣ１、交流スイッチング部４２、チョークコイルＬＣ２が設けられている。

交流スイッチング部４２は、ヒーター２４に直列に接続されているスイッチング素子（例えば双方向サイリスター）を備え、そのスイッチング素子によって、ヒーター２４への交流電力の通電のオン／オフを行う。交流電力がヒーター２４に供給されるため、双方向に電流を導通させることが可能な双方向サイリスターが交流スイッチング部４２に使用されている。

制御部３９は、リレーＣＲをオンにし、温度センサー３５により検出された加圧ローラー２３と定着ベルト２２の間のニップ域Ｎの温度Ｆに基づき交流スイッチング部４２のオンオフを制御して、ヒーター２４に供給される交流電力を調節し、ニップ域Ｎの温度Ｆを目標値ＦＴに設定する。制御部３９による交流スイッチング部４２のオンオフ制御は、例えば、ヒーター２４に供給される交流電力が０のときに該交流スイッチング部４２のオンオフを切り替える所謂ゼロクロスの制御であり、少なくとも半サイクル単位でヒーター２４に供給される交流電力を調節する。

このような構成の画像形成装置１において、例えば、ユーザーが、原稿を画像読取装置３にセットし、操作部４のスタートキーを操作すると、制御部３９は、画像読取装置３により原稿の画像を読取らせて、この画像（トナー像）を画像形成部５により記録紙に印刷させ、定着装置２１により記録紙上のトナー像を定着させる。

ここで、定着装置２１は、上記のようにヒーター２４として面状のセラミックヒーターを用いたオンデマンド方式のものであるため、ヒーター２４の昇温スピードが早く、ヒーター２４の温度を速やかに制御する必要がある。

しかしながら、ヒーター２４への電力供給開始からの経過時間と共に変化する加圧ローラー２３と定着ベルト２２の間のニップ域Ｎの温度特性に着眼すると、ヒーター２４への電力供給開始前のニップ域Ｎの初期温度が定着装置２１の動作環境や動作条件などに応じて変化し、この初期温度によりニップ域の温度特性の勾配が大きく変化する。

図５は、電力供給開始前のニップ域Ｎの初期温度Ｆ１（＝０℃）、Ｆ２（＝２０℃）、Ｆ３（＝５０℃）別に、ヒーター２４への電力供給開始からの経過時間ｔと共に変化する該ニップ域Ｎの温度特性ｆ１、ｆ２、ｆ３を示すグラフである。この図５のグラフから明らかなようにニップ域Ｎの初期温度が高くなる程、ニップ域Ｎの温度が初期温度からより急峻に上昇する。このため、ヒーター２４の温度を適確かつ速やかに調節するには、ニップ域Ｎの初期温度を考慮するのが好ましい。

そこで、本実施形態では、複数の初期温度別に、ヒーター２４への電力供給開始からの経過時間ｔと共に変化するニップ域Ｎの温度特性を記憶部３６に記憶させておく。例えば、図５のグラフに示すニップ域Ｎの初期温度Ｆ１（＝０℃）、Ｆ２（＝２０℃）、Ｆ３（＝５０℃）別に、ヒーター２４への電力供給開始からの経過時間ｔと共に変化するニップ域Ｎの温度特性ｆ１、ｆ２、ｆ３を記憶部３６に記憶させておく。制御部３９は、ヒーター２４への電力供給開始前の時点で温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆを初期温度ＦＦとして取得し、記憶部３６に記憶されている各初期温度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の温度特性ｆ１、ｆ２、ｆ３のうちからその取得した初期温度ＦＦに一致又は近似する温度特性を選択する。そして、制御部３９は、その選択した温度特性に基づきヒーター２４への電力供給開始から予め設定された一定時間Ｔ後の予測温度ＦＹを算出する。この後、制御部３９は、ヒーター２４への電力供給を開始させ、当該電力供給の開始から一定時間Ｔ後に温度センサー３５により検出された温度Ｆを経過温度ＦＪとして取得し、経過温度ＦＪと予測温度ＦＹの差に基づきヒーター２４に供給される電力を制御する。例えば、制御部３９は、経過温度ＦＪが予測温度ＦＹよりも低い場合に、それらの差に応じて予め定められている値だけ、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される電力を増大させる。

これにより、ニップ域Ｎの初期温度ＦＦに対応する該ニップ域Ｎの温度特性を反映したヒーター２４への電力供給が行われ、ニップ域Ｎの温度不足などを防止することができる。尚、図５のグラフにおいては、ニップ域Ｎの初期温度Ｆ１（＝５０℃）の場合に、ヒーター２４への電力供給開始から該ニップ域Ｎの温度Ｆが目標値ＦＴ（＝２００℃）に達するまでの時間（１秒程度）が最も短いので、一定時間Ｔをその時間の１／２（０．５秒）に設定している。

次に、上記のようなヒーター２４への電力供給の制御手順を、図６に示すフローチャートなどを参照して詳しく説明する。

例えば、ユーザーが、原稿を画像読取装置３にセットし、操作部４のスタートキーを操作して画像形成実行指示を入力すると、制御部３９は、この指示に従って、画像読取装置３により原稿の画像を読取らせて、画像形成部５による記録紙への該画像の形成を開始させる（Ｓ１０１）。

このとき、制御部３９は、ヒーター２４への電力供給開始前の時点で、温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆを初期温度ＦＦとして取得し（Ｓ１０２）、記憶部３６に記憶されている各初期温度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の温度特性ｆ１、ｆ２、ｆ３のうちからその取得した初期温度ＦＦに一致又は近似する初期温度の温度特性を選択する（Ｓ１０３）。各初期温度Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のいずれかが初期温度ＦＦに近似するとは、例えば両者の温度の差が一定の範囲に収まることである。

そして、制御部３９は、その選択した初期温度の温度特性に基づきヒーター２４への電力供給開始から予め設定された一定時間Ｔ後の予測温度ＦＹを算出する（Ｓ１０４）。

制御部３９は、ヒーター２４への電力供給開始タイミングを待機し（Ｓ１０５「Ｎｏ」）、電力供給開始タイミングになると（Ｓ１０５「Ｙｅｓ」）、ヒーター電源部３４によるヒーター２４への電力供給を開始させる（Ｓ１０６）。例えば、このときにヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力は予め設定された値のものである。

制御部３９は、ヒーター２４への電力供給の開始と同時に、経過時間ｔの計時を開始して（Ｓ１０７）、この経過時間ｔが一定時間Ｔに達するのを待機する（Ｓ１０８「Ｎｏ」）。そして、制御部３９は、経過時間ｔが一定時間Ｔに達すると（Ｓ１０８「Ｙｅｓ」）、ヒーター２４への電力供給開始から一定時間Ｔ後に温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆを経過温度ＦＪとして取得し（Ｓ１０９）、この経過温度ＦＪからＳ１０４で算出した予測温度ＦＹを差し引いて、両者の温度の差（ＦＪ－ＦＹ）を算出し（Ｓ１１０）、この差（ＦＪ－ＦＹ）が０以上であるか否かを判定する（Ｓ１１１）。

そして、制御部３９は、その差（ＦＪ－ＦＹ）が０未満であれば（Ｓ１１１「Ｎｏ」）、すなわち経過温度ＦＪが予測温度ＦＹに達していなければ、ヒーター電源部３４を制御して、該差（ＦＪ－ＦＹ）の大きさに応じて予め定められた第１の値だけ、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力を増大させる（Ｓ１１２）。このとき、制御部３９は、上記のように交流スイッチング部４２のオンオフをゼロクロスで制御して、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力を少なくとも半サイクル単位で上記予め定められた第１の値だけ増大させる。

また、制御部３９は、その差（ＦＪ－ＦＹ）が０以上であれば（Ｓ１１１「Ｙｅｓ」）、よって経過温度ＦＪが予測温度ＦＹに達するか超えていれば、Ｓ１１２の処理を行わない。処理はＳ１１３に移る。

続いて、制御部３９は、温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆが予め設定された目標値ＦＴに達したか否かを判定し（Ｓ１１３）、ニップ域Ｎの温度Ｆが目標値ＦＴに達すると（Ｓ１１３「Ｙｅｓ」）、温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆに基づきヒーター電源部３４を制御して、ニップ域Ｎの温度Ｆを目標値ＦＴ（実際の定着動作に用いる定着温度）に維持するという通常の温度制御に移る（Ｓ１１４）。

また、制御部３９は、温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆが目標値ＦＴに達しなければ（Ｓ１１３「Ｎｏ」）、ニップ域Ｎの温度Ｆが目標値ＦＴに達しなかったことを示すエラーメッセージを表示部９に表示させる（Ｓ１１５）。更に、制御部３９は、データ通信部（図示せず）を通じて、エラーメッセージをサービスマンの端末装置などに送信して通知してもよい。

このように本実施形態では、電力供給開始前に温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの初期温度ＦＦに対応する温度特性に基づき、電力供給開始から一定時間Ｔ後のヒーター２４の予測温度ＦＹを算出し、温度センサー３５により一定時間Ｔ後に検出された経過温度ＦＪからその予測温度ＦＹを差し引いた差が０未満の場合に、その差の大きさに応じて予め定められた第１の値だけ、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力を増大させているので、定着装置２１の動作環境や動作条件にかかわらず、ヒーター２４の温度を適確かつ速やかに調節して、ニップ域Ｎの温度不足を確実に防止することができる。

尚、上記実施形態では、経過温度ＦＪから予測温度ＦＹを差し引いた差（ＦＪ－ＦＹ）が０以上であれば、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力の調整を行っていないが、この調整を行ってもよい。この場合、制御部３９は、交流スイッチング部４２のオンオフをゼロクロスで制御して、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力を少なくとも半サイクル単位で予め定められた第２の値だけ減少させる。これにより、ヒーター２４の温度のオーバーシュートなどを改善することができる。

また、上記実施形態では、経過温度ＦＪから予測温度ＦＹを差し引いた差（ＦＪ－ＦＹ）が０以上となっていて、ニップ域Ｎの温度Ｆが目標値ＦＴに達した場合において、制御部３９が、温度センサー３５により検出されたニップ域Ｎの温度Ｆに基づきヒーター電源部３４を制御して、ニップ域Ｎの温度Ｆを目標値ＦＴに維持するという通常の温度制御を行うとき（Ｓ１１４）、交流スイッチング部４２のオンオフをゼロクロスで制御して、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力を予め定められた第３の値だけ減少させる、例えば、少なくとも半サイクル単位で予め定められた第３の値だけ減少させてもよい。これにより、実効電力の調整を行う。

図７は、図５のグラフに示すニップ域Ｎの各温度特性ｆ１、ｆ２、ｆ３別に、ヒーター電源部３４からヒーター２４へと供給される交流電力が増大されることにより変化した温度特性と、交流電力が減少されることにより変化した温度特性とを示すグラフである。この図７のグラフから明らかなようにニップ域Ｎの温度Ｆを、ヒーター２４に供給される交流電力の増減により調節することが可能である。

また、制御部３９は、ヒーター２４への電力供給開始前に温度センサー３５により検出された温度Ｆを初期温度ＦＦとして取得すると共に、ヒーター２４への電力供給開始からの温度センサー３５により検出された温度Ｆの変化をニップ域Ｎの温度特性として取得し、この取得した初期温度ＦＦ及び温度特性を記憶部３６に記憶させてもよい。この場合は、初期温度ＦＦ及び温度特性の種類が増え、上記のような温度特性に基づくヒーター２４の制御をより細やかに行うことができる。また、同一の初期温度ＦＦについて複数の温度特性が記憶部３６に記憶された場合は、これらの温度特性を平均化して、温度特性の精度を向上させることができる。

また、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置として複合機を例示しているが、これは一例に過ぎず、モノクロプリンター、コピー機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置でもよい。

また、図１乃至図７を用いて説明した上記実施形態の構成及び処理は、本発明の一例に過ぎず、本発明を当該構成に限定する趣旨ではない。

１画像形成装置
３画像読取装置
４操作部
５画像形成部
９表示部
２１定着装置
３３タッチパネル
３４ヒーター電源部
３５温度センサー
３６記憶部
３８制御ユニット
３９制御部

Claims

現像剤からなる画像が形成された記録紙をニップ域に挟み込んで加圧しつつヒーターにより加熱して、前記画像を前記記録紙に定着させる定着部と、
前記ニップ域の温度を検出する温度検出部と、
前記ニップ域の複数の初期温度別に、前記ヒーターへの電力供給開始に伴って該初期温度から変化する前記ニップ域の温度特性を記憶した記憶部と、
前記ヒーターへの電力供給開始前に、前記記憶部に記憶されている前記各初期温度の温度特性のうちから前記温度検出部により検出された温度に一致又は近似する初期温度の温度特性を選択し、該選択した温度特性に基づき前記ヒーターへの電力供給開始から予め設定された一定時間後の予測温度を算出し、前記ヒーターへの電力供給開始から前記一定時間後に前記温度検出部により検出された温度と前記予測温度の差に基づき前記ヒーターに供給される電力を制御する制御部と、を備える定着装置。
前記制御部は、前記ヒーターへの電力供給開始から前記一定時間後に前記温度検出部により検出された温度が前記予測温度よりも低い場合に、前記ヒーターへの電力を予め定められた第１の値だけ増大させる請求項１に記載の定着装置。
前記制御部は、前記ヒーターへの電力を増大させても、前記温度検出部により検出された温度が予め設定された目標値まで上昇しない場合に、警告を出力する請求項２に記載の定着装置。
前記制御部は、前記ヒーターへの電力供給開始から前記一定時間後に前記温度検出部により検出された温度が前記予測温度よりも高い場合、前記温度検出部により検出された温度が前記定着に用いる予め定められた定着温度に達した後、前記ヒーターへの電力を予め定められた第３の値だけ減少させる請求項１に記載の定着装置。
前記定着部は、無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトに接触して前記定着ベルトとの間に前記ニップ域を形成する加圧ローラーとを備え、前記ヒーターとして前記定着ベルトを介して記録紙を加熱するセラミックヒーターを用いたものである請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の定着装置。
前記制御部は、前記ヒーターへの電力供給開始前に前記温度検出部により検出された温度を前記ニップ域の初期温度として取得すると共に、前記ヒーターへの電力供給開始からの前記温度検出部により検出された温度の変化を該ニップ域の温度特性として取得し、前記取得した初期温度及び温度特性を前記記憶部に記憶させる請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の定着装置。
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載された定着装置と、
前記現像剤からなる画像を記録紙に形成する画像形成部と、を備え、
前記定着装置は、前記記録紙を加熱及び加圧して、前記画像を前記記録紙に定着させる画像形成装置。