JPH07261475A

JPH07261475A - 定着装置の温度制御方法及びこれを用いた定着装置、画像形成装置

Info

Publication number: JPH07261475A
Application number: JP6048535A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Katsuura; 喜子勝浦
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】ＣＰＵに大きな負担を与えることなく高精度
で安定な制御を行いながら、かつ定着装置またはこれを
備えた画像形成装置と同一電源ラインに接続された他の
電気機器、特に照明機器に発生するチラツキ感を防止す
る。【構成】定着装置のヒーターに対する供給電力量をサン
プリング周期ごとに計算する。そして、電力供給パター
ンとして、第１周期Δｔ₁とそれより長い第２周期Δｔ₂
を繰り返すことによってヒーターへの通電を行う。さら
に、第２周期Δｔ₂は電力供給がなされる第１期間Δｔ₃
と電力供給がなされない第２期間Δｔ₄から構成されて
いる。そして、第１期間Δｔ₃内の第１周期Δｔ₁ごとの
通電を、交流波の半サイクルを基準単位とした通電部分
と非通電部分からなるパターンＡで行う。また、第２期
間Δｔ₄においては通電の行われないパターンＢで行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ、フ
ァクシミリ及びその他の装置に用いられる電子写真方式
の画像形成装置に係わり、特に熱を用いた定着装置とそ
の温度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、最も一般的な電子写真画像を記録
材上へ定着する方法として、電力を供給する事によりヒ
ーターが発熱し、この熱を利用して定着を行う熱定着装
置が幅広く用いられる。この熱定着装置においては、ヒ
ーターに電力を供給し所要の温度に達するまで昇温させ
て定着可能状態を得、前記定着可能状態を保持しつつ定
着装置へ記録材を搬送・通過させるという構成が主であ
る。そのために、ヒーターを加熱する場合の制御として
はヒーターへの供給電力を制御することが行われる。ヒ
ーターへの供給電力の制御方法としては、例えば、サー
ミスタ等の温度検出手段によりヒーターの温度を検出
し、あらかじめ設定された設定温度との差に応じて、１）交流波の半サイクル中の導通角を変化させて給電を
制御する位相制御方法、２）検出温度が所定の目標温度よりも低ければヒーター
への通電をＯＮし、高ければＯＦＦするといういわゆる
ＯＮ／ＯＦＦ制御方法、３）ヒーターへの通電を交流のゼロクロスに同期してパ
ルス幅を変化させ、交流出力を制御するパルス幅制御方
法、などがある。

【０００３】これらのうち最も一般的に用いられている
ＯＮ／ＯＦＦ制御方法の場合、ＯＮしたあとのオーバー
シュートとＯＦＦしたあとのアンダーシュートによる温
度リップルが発生し、安定して良好な定着状態が得難い
という欠点があった。そして、これを低減するために比
較的大きな熱容量を有するヒーターを用いると、良好な
定着状態が得られる温度にヒーターが昇温するいわゆる
ウォームアップ時間が長くなってしまう。これを防止す
るために、画像形成装置の休止時にもヒーターを高温に
保つ必要があるなど、省電力化の妨げとなるなどの欠点
を有していた。

【０００４】ウォームアップ時間の短縮は定着装置にお
いては大変に重要である。そして、素早く良好な定着状
態を得られるような装置構成にするためには、熱容量の
小さいヒーターを有する定着装置や電力量の大きいヒー
ターを有する定着装置を使用することが必須である。し
かし、温度リップルが発生し易くなるなど、ウォームア
ップ時間の短縮のためには温度リップル低減が問題であ
った。

【０００５】更に、ウォームアップ時間の短縮のために
小熱容量、大電力量のヒーターを有する定着装置を用い
たＯＮ／ＯＦＦ制御やパルス幅制御では上述した以外に
次のような欠点があった。すなわち、ヒーターＯＮから
ＯＦＦになる時、あるいはその逆のＯＦＦからＯＮにな
る時には、定着装置またはこれを備えた画像形成装置と
同一の電源ライン上に接続された他の電気機器、特に照
明機器等に電源電圧の変動によるチラツキが生じるとい
うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】温度リップルを小さく
し、きめの細かい適切な制御を行うために特公平２−４
９０９号には、ある特定のパルスの出力パターンを複数
個記憶しておき、検出温度と目標温度の差によってパタ
ーンの一つを選択出力することで温度制御する方法が記
載されている。ところがパターン選択による出力の場
合、これを記憶しておくための大きなメモリが必要にな
り、アルゴリズムが複雑になる。また、ウォームアップ
時間の短縮のために小熱容量、大電力量を用いた定着装
置を用いることになると更にきめ細かい制御が必要であ
り、少ない特定の選択パターンでは対応しきれないとい
う問題があった。更に、本従来例によると１５ｍｓｅｃ
毎に温度検出をして出力パターンを選定しなくてはなら
ずＣＰＵの負担が大きくなり、甚だしくは専用のＣＰＵ
が必要であった。一方では、ＣＰＵの負担を小さくしよ
うとすると検出時間を長くしなければならず、温度リッ
プルが増えるという問題があった。これらの問題に対処
するために更に多くの選択パターンが必要になり、従っ
て、大容量のメモリが必要となってしまう。また、温度
検出手段においては検出遅れが必ず発生するが、これに
対して温度検出サイクルを短くしても効果はなく、温度
変動率等から遅れ量を補正するＰＩＤ制御を用いる必要
がある。しかし本従来例は、目標温度と検出温度の差で
のみ通電パターンを決定することから、ＰＩＤ等の高度
な制御と組み合わせることができないという欠点があ
る。

【０００７】また、選択した出力パターンによっては、
定着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電源ラ
イン上の他の電気機器、特に蛍光灯、白熱灯などの照明
機器やディスプレイ等のチラツキが気になるという欠点
があった。更に小熱容量、大電力の加熱手段を有する定
着装置と組み合わせた場合、チラツキは大きくなる一方
であり一層好ましくない。

【０００８】これに対し、定着装置またはこれを備えた
画像形成装置と同一の電源ライン上の他の電気機器のチ
ラツキを防止する対策として、特公昭６３−４８３４９
号が挙げられる。本従来例においては、複写機の露光ラ
ンプが点灯している時には位相制御手段を作動させてい
る例があるが、位相制御ではノイズが発生するという欠
点を有しており好ましくない。

【０００９】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
である。

【００１０】本発明の第１の目的は、熱容量が比較的小
さいか、または電力量が比較的大きな加熱手段を有する
定着装置またはこれを備えた画像形成装置において、大
容量のメモリを必要としないにもかかわらず、画像形成
装置のＣＰＵ（中央制御ユニット）に対しての加熱手段
の温度制御の負担が少なく、ＰＩＤ等高度な温度制御手
段を用いたきめ細かな温度制御が可能な定着装置の温度
制御方法を実現することである。

【００１１】本発明の第２の目的は、定着装置またはこ
れを備えた画像形成装置と同一の電源ライン上の他の電
気機器、特に照明機器（蛍光灯、白熱灯等）やディスプ
レイ等に人の目に不快なチラツキを発生させない定着装
置の温度制御方法を実現することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、記
録材を加熱する加熱手段と、この温度を検出する温度検
出手段と、検出された温度に基づいて加熱手段の温度を
制御する温度制御手段とを備えている。そして、この定
着装置の温度制御方法として、（１）温度制御手段における温度制御周期は、第１周期
とそれより周期の長い第２周期とから構成されており、
第２周期内は加熱手段への電力供給が許可される第１期
間と電力供給が許可されない第２期間とが設定可能であ
り、第１期間内では第１周期で加熱手段へ電力供給する
ことを特徴とする。

【００１３】なお、第１周期で加熱手段へ電力供給する
ための電力供給パターンとしては、加熱手段へ供給され
る交流波の半サイクルを１単位として、少なくとも１単
位の通電と、少なくとも１単位の非通電とからなること
が好ましい。

【００１４】この電力供給パターンとしては、１単位の
通電と３ないし８単位の非通電とからなることがより好
ましい。さらに、電力供給パターンとしては、１単位の
通電と４ないし６単位の非通電とからなることがより一
層好ましい。

【００１５】この他、第２周期は、通電の許可される第
１期間のみからなると共に、第１期間中に第１周期で加
熱手段へ電力供給するための電力供給パターンとして
は、２つ以上の異なる電力供給パターンであることが好
ましい。

【００１６】（２）加熱手段への電力供給を間欠的に行
うと共に、加熱手段へ供給される交流波の半サイクルを
１単位として、電力供給の間欠間隔が４単位ないし６単
位であることを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の温度制御方法は、相互に密接に関連す
るものの、大きく２つにわけることができる。

【００１８】第１の温度制御方法は、加熱手段に対する
供給電力量を決定するための電力量決定周期を設定し、
その周期内で適切に加熱手段に電力を供給する方法であ
る。この温度制御方法は、１）極端には短くない電力量決定周期（第２周期）を設
定してＣＰＵの負担を軽減し、２）電力量決定周期毎に加熱手段への供給電力量を逐次
計算することにより所要メモリ量を削減し、３）電力量決定周期を電力供給可能な期間（第１期間）
とそうでない期間（第２期間）とにわけることができ、
かつ、電力量決定周期よりも短い周期（第１周期）を電
力供給の基本単位とすることにより、きめ細かな温度制
御が可能となり、４）温度検出手段の検出遅れを補償することにより、高
精度で安定した温度制御を行うことができるものであ
る。

【００１９】さらに上記に加えて、５）第１周期内での電力供給パターンを工夫することに
より、本発明の定着装置またはこれを備えた画像形成装
置と同一電源ライン上に接続された電気機器の電圧変動
を抑制するものである。

【００２０】一方、第２の温度制御方法は、供給電力量
を決定するための一定の周期（第２周期）を設定せず
に、加熱手段への電力供給を特定の間欠間隔で巧みに行
う方法である。これによって、本発明の定着装置または
これを備えた画像形成装置と同一電源ライン上に接続さ
れた電気機器の電圧変動を非常に効果的に抑制するもの
である。特に照明機器（蛍光灯、白熱灯等）やディスプ
レイ等に発生する恐れのある、人の目に不快なチラツキ
を完全に消滅させることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の定着装置の温度制御方法を、
画像形成装置の一種であるプリンタ装置に適用した一実
施例を図面に従って説明する。まず、定着装置およびそ
の制御装置全体の概要について説明する。

【００２２】図１は本発明の定着装置の構成を示す断面
図である。回転可能に支持された加熱ローラー１の内部
にハロゲンランプヒーター３が設けられ所定の電力が印
加されることによって加熱ローラー１が熱せられる。加
熱ローラー１の表面にはサーミスタを内蔵する温度セン
サ４が押圧されており、温度センサ４の検出温度により
ハロゲンランプヒーター３への通電電力が制御される。
回転可能に支持された加圧ローラー２は、金属製の軸６
の周囲にシリコンゴム等の弾性層が設けられており、図
示しない軸両端部に荷重印加されることによって加熱ロ
ーラー１に圧接されてニップ部を形成している。このニ
ップ部を未定着トナー像が形成された記録材５が通過す
ることによって定着が行われる。

【００２３】本発明の定着装置またはこれを備えた画像
形成装置に適用することができる記録材としてはシート
状のものであれば特に制限はなく、紙、ハガキ、封筒、
フィルム、薄板等が好ましく用いられる。

【００２４】図２は本発明の一実施例の加熱ローラー１
の温度変動を示す図である。縦軸に加熱ローラー１の温
度Ｔ、横軸に経過時間ｔをとる。加熱ローラー１の経過
時間による温度変動をＴ_sにて示す。まず、プリンタ装
置外から送出された画像情報の入力と共に加熱ローラー
１に対して加熱を開始する。そして、加熱ローラー１の
温度Ｔ_sが目標温度Ｔ^*に到達した直後にハロゲンランプ
ヒーター３への電力を遮断する。しかし、加熱ローラー
１の温度はオーバーシュート状態にあり、しばらく温度
上昇する。その後、加熱ローラー１の温度Ｔ_sは、目標
温度Ｔ^*近辺まで下がり、所定の温度検出のサンプリン
グ時間ごとに電力が印加され始め、加熱ローラー１の温
度を安定化させ、所定の温度範囲内に安定した後、記録
材５の通紙を開始する。

【００２５】図３は加熱ローラー１の温度を制御するた
めの制御装置の構成を示すブロック図である。温度セン
サ４から出力されたアナログ電圧信号は、アンプ９を経
てＡ／Ｄコンバータ１０に入力される。Ａ／Ｄコンバー
タ１０により２５６レベルのディジタル信号に変換され
た信号は、Ｉ／Ｏ１１に入力される。そして、所定のサ
ンプリング時間、即ち本発明の第２周期ごとに、温度制
御プログラムを実行するＣＰＵ１３に入力される。この
第２周期については後ほど詳しく説明する。温度制御プ
ログラムはＲＯＭ１２に内蔵されており必要に応じてＣ
ＰＵ１３に呼び出され実行される。ＣＰＵ１３は、温度
制御プログラムを実行することにより検出された温度か
ら以下の数式（１）に従ってハロゲンランプヒーター３
に供給する電力量を決定する。そして、後述する方法に
従ってハロゲンランプヒーター３に対して間欠的に通電
を行う。

【００２６】ＣＰＵ１３で発生された制御信号はハロゲ
ンランプヒーター３を点滅させるスイッチであるＳＳＲ
７へ送られる。ＳＳＲ７へは、ゼロスイッチング回路８
からも交流ゼロクロスに同期した信号が送られる。ＳＳ
Ｒ７は、ゼロスイッチング回路８からの信号を受けたと
きにＣＰＵ１３からの制御信号があればオンし、制御信
号がなければオフする。このようにして、ＣＰＵ１３か
らの制御信号により交流波の半サイクルを１単位として
ＳＳＲ７はオンオフされ、それに従いヒーター通電がな
される。交流波の半サイクル単位でオンオフするために
は、ゼロスイッチング回路８からの信号でＣＰＵ１３に
割り込みをかけ、この割り込み信号に基づいてＣＰＵ１
３から制御信号を出力するように構成してもよい。

【００２７】本実施例における温度制御プログラムは、
ハロゲンランプヒーター３に供給する電力Ｐを、目標温
度をＴ^*、ゲインをＧ、オフセット電力をＰ_Cとして、Ｐ＝Ｇ・（Ｔ^*−Ｔ_C）＋Ｐ_C （１）に従って供給電力量を決定している。ここでＴ_Cは検出
温度の補正値であり、温度センサ４の検出遅れの式Ｔ_C＝Ｔ_S＋ｋ・τ・ΔＴ_S／Δｔ（２）で求められたものである。Ｔ_Sは温度センサ４の検出温
度、ｋは補正率、τは温度センサ４の時定数、Δｔは検
出温度Ｔ_Sの所定のサンプリング時間、ΔＴ_SはΔｔ間で
生じるＴ_Sの変化量、ΔＴ_S／Δｔは温度検出手段の検出
温度の変化率である。このように本発明では、第２周期
である所定のサンプリング時間毎に温度制御プログラム
を実行するため、温度センサ４の時間遅れを予想して、
それを補正する温度制御、即ち予測制御という高度な温
度制御手法を組み込むことができる。

【００２８】上式（１）、（２）の計算において、温度
センサ４の検出温度Ｔ_S等は前述したようにＡ／Ｄ変換
されたディジタル値であって、ＣＰＵ１３内部では整数
演算を行うことにより供給電力Ｐを決めている。

【００２９】次に、決定された供給電力Ｐに基づいたハ
ロゲンランプヒーター３への電力供給方法について説明
する。まず第１の温度制御方法は、加熱手段に対する供
給電力量を決定するための電力量決定周期を設定し、そ
の周期内で適切に加熱手段に電力を供給する方法であ
る。そして特にここでは、第１周期、第２周期、第１期
間、第２期間等の用語、及びこれらの周期、期間が電力
供給にどのように利用されているかについて詳しく説明
する。

【００３０】図４は、本発明の温度制御方法における電
力供給方法の一例を示す図である。縦軸はハロゲンラン
プヒーター３への供給電圧、横軸は時間ｔである。まず
第２周期Δｔ₂ごとに、加熱ローラー１に接触する温度
センサ４の検出温度Ｔ_Sをサンプリングし、それに基づ
いてＣＰＵ１３が供給電力量（以下、デューティーと呼
ぶ）を決定する（なお、決定方法は上述の通りであ
る）。すなわち第２周期Δｔ₂を１つの温度制御単位と
してフィードバック制御がなされるわけである。第２周
期Δｔ₂は、電力供給が許可される第１期間Δｔ₃と電力
供給が許可されない第２期間Δｔ₄に分けられている。
第１期間Δｔ₃においては、第２周期Δｔ₂より周期の短
い第１周期Δｔ₁（本例では交流波である商用ＡＣ電源
の半サイクルの周期）を単位とした通電が行われる。

【００３１】温度を高精度に制御するためには、第２周
期Δｔ₂を３秒程度以下すなわち１／３Ｈｚ程度以上の
周波数に設定してフィードバック制御を行い、頻繁にデ
ューティー（供給電力量）を変化させることが望まし
い。一方、第２周期Δｔ₂を短くしすぎると、１つの第
２周期Δｔ₂のなかに入る交流半波の波数が少なくなっ
てデューティー（供給電力量）のレベルを細分化できな
くなるために、０．２秒程度以上すなわち５Ｈｚ以下に
することが望ましい。

【００３２】また、第１周期Δｔ₁は、第２周期Δｔ₂に
比べて短いほど電力供給量のレベルを細分化できる。従
って、より高精度な温度制御を行うことができる。通
常、第２周期Δｔ₂に対して第１周期Δｔ₁が１／５以下
であることが望ましい。さらに、第２周期Δｔ₂に対し
て第１周期Δｔ₁が１／５０以下であると一層精度の高
い温度制御を行うことができる。なお、第１周期Δｔ₁
は理論的には極限まで短くすることが可能である。しか
しながら、実際の制御回路素子（例えばハロゲンランプ
ヒーター３）の応答速度などのハードウエア条件によっ
ておのずと限界がある。また、第１周期Δｔ₁を短くし
過ぎると実際の温度制御の高精度化にはあまり寄与しな
くなってくる。通常、有効となる第１周期Δｔ₁の下限
値は第２周期Δｔ₂に対して１／５０００程度である。

【００３３】上述した第１周期Δｔ₁の望ましい範囲の
なかでも、第１周期Δｔ₁としては本実施例で用いたよ
うに、ハロゲンランプヒーター３に供給される交流波の
半サイクルに比例した周期をとることがより望ましい。
これは、交流波の半サイクルと同期したゼロクロス信号
を比較的容易に得ることができるためである。そして、
ハロゲンランプヒーター３に供給する電力量の１単位を
形成するための基準信号としてこのゼロクロス信号を用
いることにより、制御装置の回路的な負担、及び制御プ
ログラムやＣＰＵの処理に関わる負担を大きく低減する
ことができる。なお、この時の第１周期Δｔ₁の具体的
な値は、使用する商用ＡＣ電源の周波数によって異な
る。商用ＡＣ電源の周波数が５０Ｈｚの場合は、例え
ば、１／１００、１／５０、３／１００、１／２５、１
／２０、３／５０、７／１００秒（周波数で表すと１０
０、５０、約３３、２５、２０、約１７、約１４Ｈｚ）
などである。

【００３４】このような通電制御を行うことによって、
所定の制御サイクルすなわち第２周期Δｔ₂毎に頻繁に
供給電力量を変化させることができ、ＰＩＤ制御等の高
度な制御と組み合わせることできめ細かな安定した温度
制御を行うことができる。しかも温度検出とデューティ
ーの計算は第２周期Δｔ₂に１回で済みＣＰＵへの負担
が少ない。そのため、同時に画像形成装置内の他の部分
の制御等を行うことができ、温度制御用に専用のＣＰＵ
を用意しなくても画像形成装置本体のＣＰＵで兼用でき
るという利点がある。

【００３５】そして、本発明者らが上述したような制御
方法に基づいて定着装置の温度制御を行ったところ、温
度は極めて高精度に安定に保たれることが確認された。

【００３６】さて一方、本発明の定着装置またはこれを
備えた画像形成装置と同一電源ライン上に照明装置が接
続されている場合には、照明装置にチラツキが発生する
こともあることがわかった。そして、このチラツキが従
来のＯＮ／ＯＦＦ制御に比べてより不快に感じられる場
合があることがわかった。

【００３７】図５は、上述の電力供給方法における、定
着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電源ライ
ン上に接続された蛍光灯の光量変動を示す図である。縦
軸は定着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電
源ライン上に接続された蛍光灯の光量、横軸は時間ｔで
ある。また、Δｔ₁、Δｔ₂、Δｔ₃、Δｔ₄はそれぞれ図
４に示す第１周期、第２周期、第１期間、第２期間に相
当する時間である。

【００３８】図５から明かなように、蛍光灯の光量は定
着装置の加熱手段への通電により影響を受けて変動を生
じてしまう。この光量変動２０１が人の目にチラツキと
して感じられ、不快感を与える場合があるわけである。
光量変動２０１には、図５中イに示される、第２周期Δ
ｔ₂毎の変動と、図５中ロに示される、第１周期Δｔ₁毎
の変動がある。

【００３９】本発明では、図４を用いて説明した電力供
給方法に加えて、人の目が上述のようにして発生するち
らつきに対してどのような感じ方をするかということに
着目して、ちらつき感を防止する電力供給方法を実現し
ている。以下その詳細について説明する。

【００４０】まず、人の目に感じるチラツキ感について
光量変動と変動周波数との関係を調べてみると、図６の
ような特性が有ることがわかった。図６は、定着装置ま
たはこれを備えた画像形成装置と同一電源ライン上に接
続された照明機器のチラツキ感の、光量変動周波数と光
量変動量の依存性を示す図である。縦軸は光量変動量
（％）、横軸は光量変動周波数（Ｈｚ）である。図６中
の領域（Ａ）はチラツキ感が全くわからない領域、領域
（Ｂ）はチラツキ感がわずかにわかる程度の領域、領域
（Ｃ）はチラツキ感はわかるが不快ではない領域であ
る。なお、これら（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）以外の領域は
チラツキ感を感じ不快である領域である。実験で使用し
た電源周波数は６０Ｈｚであったが、５０Ｈｚで調べて
も同様の結果となった。また、ハロゲンランプヒーター
３としては定格電力が３００Ｗから７００Ｗ程度のもの
を用いた。

【００４１】さて、図６によれば、上述した第２周期Δ
ｔ₂毎のサイクルの周波数範囲（１／３〜５Ｈｚ程度）
においては、チラツキ感が光量変動量に大きく依存して
いることがわかる。一方この周波数範囲以下（１／３Ｈ
ｚ程度以下）であればチラツキを感じることがあって
も、その頻度が低いためそれほど不快とは感じない。従
来のＯＮ／ＯＦＦ制御はこの周波数範囲にある。

【００４２】そこでこの第２周期Δｔ₂毎の照明機器の
光量変動量を低減するために、第２周期Δｔ₂毎の通電
期間Δｔ₃内の通電を間欠的に行うことを試みた。すな
わち、後で図９を用いて詳述するような、第１周期Δｔ
₁の通電を少なくとも１単位の通電と少なくとも１単位
の非通電とからなる電力供給パターンとした。このよう
な電力供給方法を用い、非通電の単位数すなわち間欠間
隔を変化させて、蛍光灯等の照明機器の光量変動量の特
性を調べてみた。すると、図７に示されるように、間欠
通電の間欠間隔と、第２周期Δｔ₂毎の光量変動量とは
相関があることがわかった。図７は間欠間隔に対する第
２周期Δｔ₂毎の光量変動量をプロットしたものであ
る。間欠通電しない場合に比べ間欠通電する事により光
量変動量が大幅に減少しており、また、間欠間隔が長く
なるほど光量変動量が減少している。このことと、不快
感が光量変動量の減少により小さくなることとをあわせ
て考えると、第２周期Δｔ₂毎の光量変動によるチラツ
キの不快感の除去に間欠通電が著しい効果を有している
ことがわかる。

【００４３】図６の人の目の特性をさらに詳細に調べる
と、上述の第２周期Δｔ₂毎のサイクルの周波数範囲
（１／３〜５Ｈｚ程度）では、光量変動量が約２％程度
以下であればチラツキが感じられず、光量変動量が約３
％以下であればチラツキはわずかに感じられる程度であ
り、５％以下であればチラツキは感じられるが不快では
ないことがわかった。これを図７の間欠間隔と光量変動
量の関係と照らし合わせてみると、間欠間隔が１以上が
不快とは感じない実用上問題のない領域、３以上がチラ
ツキわずかに感じられる程度の望ましい領域、４以上が
チラツキが全く感じられないさらに望ましい領域である
ことがわかる。

【００４４】ところが、上述のように第２周期Δｔ₂毎
のちらつきをさらに減らしていこうとして間欠通電間隔
を広げていくと、今度は逆に間欠通電が原因のちらつ
き、すなわち第１周期Δｔ₁毎の光量変動によるちらつ
きが発生する場合がある。以下それが発生しない条件に
ついて説明する。まず、間欠通電をしない場合の第１周
期Δｔ₁は商用ＡＣ電源の交流周波数（例えば５０Ｈ
ｚ）の倍、例えば１００Ｈｚである。従って、図６のグ
ラフより第１周期Δｔ₁毎の光量変動が存在してもひと
の目に感じない周波数領域であることがわかる。ところ
が、間欠通電を行わないときに１００Ｈｚであった第１
周期Δｔ₁のサイクルが、間欠通電を行うことによっ
て、例えば間欠通電間隔が半波１０単位であれば約９Ｈ
ｚになり、すでに人の目に感じられる領域になってしま
う。

【００４５】図８はどこまで通電間隔を広げられるかを
示す図であって、図６の一部を詳細に拡大したものに、
図７の光量変動量を重ね合わせたものである。なお、図
８は商用ＡＣ電源の周波数が５０Ｈｚの場合である。図
８からわかるように光量変動周波数が約１１Ｈｚ以上す
なわち間欠間隔が８単位以下であればチラツキがわずか
に感じられる程度である。また、光量変動周波数が約１
４Ｈｚ以上すなわち間欠間隔が６単位以下ではチラツキ
が感じられない。

【００４６】このように、交流波の半サイクル１つを１
単位とした電力供給をある間隔を以て行うことによりチ
ラツキによる不快感を防止することができる。そして、
望ましくは間欠間隔が３単位以上８単位以下でチラツキ
感をほとんど感じない温度制御領域となる。更に望まし
くは、間欠間隔が４単位以上６単位以下で、チラツキ感
のない更に良好な温度制御領域となる。

【００４７】図９にこのような条件を満たす間欠通電の
例を示す。図９中に示された電力供給パターンは、第１
周期Δｔ₁が５つの単位で構成され、５単位のうち１単
位を通電し、残り４単位を非通電とする例で、これをパ
ターンＡとする。通電単位と次の通電単位との間にある
非通電単位の数を間欠間隔とすると、パターンＡの間欠
間隔は４である。第１期間Δｔ₃内にては、パターンＡ
が第１周期Δｔ₁で繰り返されて通電が行われる。パタ
ーンＡの繰り返し回数は、デューティーと、商用ＡＣ周
波数と、第２周期Δｔ₂と、第１周期のパターンＡの構
成から決定される。一方、第２期間Δｔ₄では、電力供
給が許可されないが、この期間内では第１周期Δｔ₁が
５つの単位で構成され、５単位のうち何れもが非通電で
ある。このパターンをパターンＢとする。第２期間Δｔ
₄内ではパターンＢが所定回数繰り返される。このよう
な動作が第２周期Δｔ₂毎に繰り返される。なお、温度
センサ４の検出温度のサンプリングおよびそれに基づい
たデューティーの計算は第２周期Δｔ₂の最初毎に行わ
れる。

【００４８】次に、上述のような間欠通電を行うための
通電制御方法の具体的手法に付いて実験例を用いて詳細
に説明する。

【００４９】［実験例１］本実験例に於ける定着装置の
構成は、表１に示すとおりである。

【００５０】

【表１】

【００５１】図１０は、本発明の実験例１の電力供給の
説明図である。縦軸には電圧、横軸には時間をとる。例
えば、デューティー１０％、パターンＡ、第２周期は１
秒、商用ＡＣ電源６０Ｈｚの場合について考える。第２
周期Δｔ₂＝１秒は６０×２＝１２０単位で構成され、
デューティー１０％であるから第２周期Δｔ₂内で合計
１２単位の通電が必要である。第１周期のパターンＡ
は、５単位中１単位の通電であるからパターンＡを１２
回繰り返すこととなり、従って第１期間Δｔ₃は１２×
５＝６０単位である。第２期間Δｔ₄は、第２周期Δｔ₂
である１２０単位よりΔｔ₃を引いた６０単位であり、
パターンＢを１２回繰り返すこととなる。

【００５２】次に、図１０で示したパターンの出力の場
合の制御を行うための制御信号について、図１１及び図
１２を用いて説明する。図１１は、実験例２の温度制御
方法の全体のフローチャートの図である。本実験例では
商用ＡＣ電源６０Ｈｚでの使用であり、第２周期Δｔ₂
は交流波の半サイクルを１単位として１２０単位からな
る。

【００５３】まずＳＴＥＰ１で、第２周期Δｔ₂全体の
カウント値ｎの初期値を設定する。第２周期Δｔ₂の１
２０単位の最初の１単位に対して、カウンタのカウント
値ｎを１１９にセットする。ＳＴＥＰ２では、１／１２
０秒に１回だけの以下の処理を行わせるために、１／１
２０秒のタイマーが立ち上がっているか確認する。立ち
上がっていればＳＴＥＰ３へ進み、もし立ち上がってい
なければ、即ち１／１２０秒経過していなければＳＴＥ
Ｐ２を繰り返し、タイマーの立ち上がりを待つ。ＳＴＥ
Ｐ３では１秒間１２０回の最初の１回であるかを判断す
る。ＳＴＥＰ３の判定がＹとなり最初の１回であると、
デューティーを決定し通電パターンを割り当てるための
ルーチンに入る。

【００５４】図１２（ａ）は、図１１のルーチンの説
明図である。ＳＴＥＰ−１では前述した方法を用い、
ＣＰＵに入力された検出温度データに基づいて供給すべ
き電力量であるデューティーを計算する。実験例１では
算出されたデューティーが図９に対応する１０％なの
で、ＳＴＥＰ−２の判定はＹとなる。このようにＳＴ
ＥＰ−２ではデューティーが何％になっているかを判
断し、各デューティーに応じた通電パターンとなるよう
に分岐する。この時、デューティーが２０％以上の場合
は、２０％以上の通電パターンを割り当て、ルーチン
に入るが、ルーチンについては後述の実験例４にて説
明する。次に、ＳＴＥＰ−３では１０％のデューティ
ー、即ち１２個の通電単位の通電すべきタイミングを割
り当てる命令をする。換言すれば、第１周期Δｔ₁での
パターンＡを設定する。

【００５５】図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＳＴＥＰ
−３に記載したｃｏｕｎｔ０からｃｏｕｎｔ４と交流
波の半サイクルとの対応を表した図である。縦軸に定着
装置のハロゲンランプヒーターへの供給電圧をとり、横
軸に時間ｔをとる。第１周期Δｔ₁は５つの単位よりな
っているが、第１番目の単位１０１をｃｏｕｎｔ０、第
２番目の単位１０２をｃｏｕｎｔ１、第３番目の単位１
０３をｃｏｕｎｔ２、第４番目の単位１０４をｃｏｕｎ
ｔ３、第５番目の単位１０５をｃｏｕｎｔ４と割り当て
る。そしてｃｏｕｎｔ１からｃｏｕｎｔ４までを０と設
定し、ｃｏｕｎｔ０のカウント値には、１２０×デュー
ティー（ｄｕｔｙ）の計算値を設定する。この１２０と
は第２周期Δｔ₂＝１秒中に存在する単位数を示し、ｄ
ｕｔｙは１０％であるので、１２０×ｄｕｔｙ＝１２０
×０．１＝１２となる。ここで、ＡＣ電源周波数ｄ（Ｈ
ｚ）と第２周期Δｔ₂の時間とデューティーが変わった
場合はｃｏｕｎｔに０は、ｄ×２×Δｔ₂×ｄｕｔｙの
計算値が入る。この時、計算値が整数でなければ小数点
以下１位を四捨五入する。また、以上のルーチンは１
秒に１回実行される。

【００５６】次に図１０のＳＴＥＰ４からＳＴＥＰ７ま
ででは、現在の１単位について、通電、非通電の判断が
なされる。ＳＴＥＰ４−１からＳＴＥＰ４−４とＳＴＥ
Ｐ５において、カウンタのカウント値ｎが第１周期Δｔ
₁中の５単位のうち何番目かが判別され、これに対応し
たｃｏｕｎｔ０からｃｏｕｎｔ４のいずれを参照するか
決定する。ＳＴＥＰ５では、参照された値が０である時
は、ハロゲンランプヒーター３に通電せずＳＴＥＰ８へ
進み、０でないことが判別されるとＳＴＥＰ６にてヒー
ター３に通電する。更にＳＴＥＰ７へ進み、参照された
カウント値を１つ減らす。

【００５７】ＳＴＥＰ７までの処理を終えると、ＳＴＥ
Ｐ８でカウンタのカウント値ｎが０でない、すなわち第
２周期の最後の１単位でないことを確認するとＳＴＥＰ
９で現在のカウンタのカウント値ｎより１を減らし、Ｓ
ＴＥＰ２へ戻る。また、ＳＴＥＰ８においてｎ＝０すな
わち第２周期の最後であると判別すると、カウンタをｎ
＝１１９へ戻し、ＳＴＥＰ２へ戻る。このような一連の
処理を行うと、図１０に示した電力供給のパターンが実
現する。

【００５８】このような処理フローに基づいて通電制御
を行うことによって、温度検出とｄｕｔｙの計算は第２
周期Δｔ₂（１秒）に１回で済み、しかもその計算量は
少なく、その間はプログラム一つで手続き的に電力供給
のパターンを決めることができるため大容量のメモリを
必要とせず、繰り返しのみの制御で種々のデューティで
通紙でき、こまかな温度制御ができると共に、ＣＰＵへ
の負担が少なくなる。

【００５９】本実施例のように、ウオームアップ時間を
短縮するような小熱容量・大電力の加熱手段を有する定
着装置では、ウォームアップ動作終了後のオーバーシュ
ートを経過した後は出力デューティーは極めて小さい。
実際には、デューティーとしては１０から２０％程度の
値が最も多いため、図１２ののルーチンを実行する例
はほとんどない。このルーチンを実行する例としては、
後述する実験例４のように特に厚い紙、特に厚い封筒等
の特殊な記録材を使用する場合である。

【００６０】上述した実験例１では、間欠間隔の望まし
い範囲の一つである間欠間隔が４単位の制御方法を示し
ており、その時のチラツキ感を観測した。図１３は、実
験例１の構成を有する定着装置またはこれを備えた画像
形成装置と同一電源ライン上に接続された蛍光灯の光量
変動２０２とその通電パターンを説明する図である。図
１３（ａ）は、第２周期Δｔ₂での光量変動を示してお
り、図１３（ｂ）は第１周期Δｔ₁での光量変動を示し
ている。それぞれ縦軸は光量、横軸ｔは時間である。図
１３（ａ）において光量は２０２の如く変動し、長周期
の変動、即ち、第２周期Δｔ₂での光量変動量の最大値
ΔＥ２は１．６％であった。これは、図６の領域（Ａ）
に該当する。また、図１３（ｂ）において、短周期の変
動、即ち第１周期Δｔ₁での光量変動量の最大ΔＥ１は
０．６％であった。この場合の光量変動周波数は２４Ｈ
ｚ（商用ＡＣ電源周波数５０Ｈｚの場合で換算すると２
０Ｈｚに相当）と高く、これは図８の領域（Ａ）に該当
する。

【００６１】このように本発明の定着装置の温度制御方
法を行うと、同一電源ライン上の蛍光灯のチラツキを生
じる事なく、かつ良好な定着状態を得ることができる。
また、通電開始の時のハロゲンランプヒーターへの突入
電流が減少するため、ハロゲンランプヒーターの耐用時
間が長くなるという利点もある。

【００６２】また、蛍光灯のチラツキが気にならず最適
である領域のうち、より大きいデューティが必要な場合
には間欠間隔を短くするとよい。これは定着装置の構成
としてより大きい電力を必要とする場合である。例え
ば、通紙速度が表１に示す速度より速い場合、ハロゲン
ランプヒーター３が表１に示す電力より小さい場合、或
いは特に厚い記録材を通紙する場合などである。また逆
に、より小さいデューティで良い場合には間欠間隔を長
くすることが効果的である。例えば、通紙速度が表１に
示す速度より遅い場合、或いはハロゲンランプヒーター
３が表１に示す電力より大きい場合等、定着手段の構成
として小さい所要電力で十分な場合である。

【００６３】［実験例２］次に、第２の実験例を記述す
る。実験例１で用いた３５０Ｗのハロゲンランプヒータ
ーを大電力量のハロゲンランプヒーターに変更し、低デ
ューティーで実験例１と同様の温度制御を行ったもので
ある。主要部の構成は以下に示す表２の通りである（表
１と同一条件のもののうち主要以外のものについては特
に再掲はしていない）。

【００６４】

【表２】

【００６５】図１４は、本発明の第２の実験例の構成で
温度制御を行ったときの定着装置またはこれを備えた画
像形成装置と同一電源ライン上に接続された蛍光灯の光
量変動２０３とその時の通電パターンを説明する図であ
る。図１４（ａ）は、第２周期Δｔ₂での光量変動を示
しており、同図（ｂ）は第１周期Δｔ₁での光量変動を
示している。それぞれ縦軸は光量、横軸ｔは時間であ
る。第２周期Δｔ₂での光量変動量の最大ΔＥ１２は
２．５％であった。これは、図６の領域（Ｂ）に該当す
る。また、第１周期Δｔ₁での光量変動量の最大ΔＥ１
１は０．６％であった。この場合、光量変動周波数は２
４Ｈｚ（商用ＡＣ電源周波数５０Ｈｚの場合で換算する
と２０Ｈｚに相当）と高く、図８の領域（Ａ）に該当す
る。

【００６６】電力量が大きいハロゲンランプヒーターで
あってもチラツキ感は図８に示す（Ｂ）領域であった。
また、この時ウォームアップに要する時間は実験例１よ
り約２．５秒短縮された。さらに、記録材の通紙中も温
度低下は少なく、供給電力は小さいデューティで良い。
仮に大電力にしてオーバーシュートが大であったり温度
リップルが大きくなってしまっても、ＰＩＤ制御等の高
度な制御との組み合わせが可能であるので制御定数を変
えるなどの対策により、適切な制御ができるようにな
る。

【００６７】［実験例３］更に、実験例３として、上述
した実験例２よりも間欠間隔を長く設定した制御方法を
行った。構成は、以下に示す表３に示す通りである。

【００６８】

【表３】

【００６９】図１５は、第３の実験例の構成で温度制御
を行ったときの定着装置またはこれを備えた画像形成装
置と同一電源ライン上に接続された蛍光灯の光量変動２
０４を示す図である。図１５（ａ）は、第２周期Δｔ₂
での光量変動と第２周期内での通電パターンを示してお
り、同図（ｂ）は第１周期Δｔ₁での光量変動と第１周
期内での通電パターンを示している。それぞれ縦軸は光
量、横軸ｔは時間である。第２周期Δｔ₂での光量変動
量の最大ΔＥ２２は２．０％であった。これは図６の領
域（Ａ）に該当する。また、第１周期Δｔ₁での光量変
動量の最大ΔＥ２１は０．８％であった。この場合は、
光量変動周波数は２０Ｈｚ（商用ＡＣ電源周波数５０Ｈ
ｚの場合で換算すると約１７Ｈｚに相当）であり、図８
の領域（Ａ）に該当する。このように大電力量のハロゲ
ンランプヒーターで、間欠間隔５単位の制御方法でもチ
ラツキ感はなく良好であった。

【００７０】［実験例４］次に第４の実験例として、特
に厚い紙や特に厚い封筒等を通紙して高デューティーと
なった場合について説明する。本実験例の定着装置の構
成は以下に示す表４の通りである。

【００７１】

【表４】

【００７２】実験例１の定着装置の構成通りに第１周期
Δｔ₁が５単位で、第１期間内のパターンがＡで温度制
御を行った場合はデューティー２０％が上限となる。し
かし、２０％を超えるデューティーの場合は、数単位の
通電をパターンＡ中の非通電の４単位中に適宜つめこむ
ことで対応できる。図１６は本実験例４の通電パターン
を示す図である。図１６の第２周期Δｔ₂は、第１期間
Δｔ₃のみで構成されている。この第１期間Δｔ₃内では
図のようにパターンＡとパターンＡ’という異なる２パ
ターンでハロゲンランプヒーターに対して電力を供給す
る。

【００７３】次に、図１６で示したパターンの出力の場
合の制御を行うための制御信号について、図１１及び図
１２及び図１７を用いて説明する。図１７は、本実験例
のような高デューティーの時の通電パターンを割り当て
るフローチャートと、その時の第１周期Δｔ₁の通電パ
ターンを示す図である。

【００７４】まず図１１のＳＴＥＰ１から順に、図１２
のＳＴＥＰ−１までを前述の通り実行する。次に、図
１２のＳＴＥＰ−２において、ＳＴＥＰ−１で算出
されたデューティーが２０％以下であるかどうかを判断
する。そして、判定がＮになると図１７に示すのルー
チンを実行する（本実験例４の場合、デューティーが３
０％であるのでのルーチンへ分岐する）。ＳＴＥＰ
−１では、更に高デューティーの４０％、６０％、８０
％以上であるかを判定する。本実験例４の場合３０％デ
ューティーなのでｄｕｔｙ＝０．３であり、ＳＴＥＰ
−１−１の判定がＹとなり、ＳＴＥＰ−２へ進む。Ｓ
ＴＥＰ−２では出力すべきタイミングを割り当てる命
令を実行する。ｃｏｕｎｔ０からｃｏｕｎｔ４までの割
当てを図１２のＳＴＥＰ−３と同様に行い、本実験例
４のデューティ３０％ではｃｏｕｎｔ０の値が２４、ｃ
ｏｕｎｔ２の値が１２となる。この時、計算された値が
整数でなければ小数点以下１位を四捨五入する。

【００７５】図１７（ｂ）にデューティーに応じた通電
パターンをパターンＡ’からパターンＧに示す。この様
に、第１周期Δｔ₁中に１単位の通電が適宜詰め込まれ
ていく。以上、のルーチンは１秒に１回実行され、図
１１のＳＴＥＰ４−１へと進む。これは簡単なルーチン
なのでＣＰＵの負担にはならず、処理速度が遅くなるこ
とはない。

【００７６】図１８は、本実験例４で温度制御を行った
ときの定着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一
電源ライン上に接続された蛍光灯の光量変動２０５を示
す図である。図１８（ａ）は、第２周期Δｔ₂での光量
変動と第２周期内での通電パターンを示しており、同図
（ｂ）は第１周期Δｔ₁での光量変動と第１周期パター
ンを示している。それぞれ縦軸は光量、横軸ｔは時間で
ある。第２周期Δｔ₂での光量変動量の最大ΔＥ３２は
１．６％であった。これは、図６の領域（Ａ）に該当す
る。また、第１周期Δｔ₁での光量変動は間欠間隔が２
より大きいパターンＡのみで発生し、光量変動の最大Δ
Ｅ３１は０．６％であった。この場合、光量変動周波数
は２４Ｈｚ（商用ＡＣ電源周波数５０Ｈｚの場合で換算
すると２０Ｈｚに相当）であり、図８の領域（Ａ）に該
当する。よって、デューティーが高い場合においても、
定着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電源ラ
イン上の蛍光灯のチラツキ感は良好であった。

【００７７】さて次に、決定された供給電力Ｐに基づい
たハロゲンランプヒーター３への電力供給方法の第２の
温度制御方法について説明する。これは、電力量決定周
期を設定せずに、加熱手段への電力供給を特定の間欠間
隔で巧みに行う方法である。すなわち、上述した第２周
期Δｔ₂の制御サイクルを持たない場合であっても、本
発明の第１の温度制御方法における間欠通電がチラツキ
防止に効果を有することを、ＯＮ／ＯＦＦ制御方式によ
る温度制御方法に適用したものである。以下、実施例を
用いて説明する。

【００７８】図６によれば、ＯＮ／ＯＦＦ制御では光量
変動量が大きい場合に不快ではないがチラツキは感じら
れる領域（Ｃ）になる。本発明の温度制御方法は、この
領域（Ｃ）で上述した間欠通電を行って光量変動量を小
さくすることによって、それをチラツキ感の全くない極
めて良好な状態にしようとするものである。

【００７９】まず第１に、図６、図７を用いて前述した
ように、通電の間欠間隔を４単位以上にする。すると、
周期の長い光量変動、すなわち本実施例ではＯＦＦ状態
からＯＮ状態になるときの光量変動量を２％以下にする
ことができる。この結果、チラツキ感が感じられなくな
る。第２に、図８を用いて前述したように、通電の間欠
間隔を６単位以下にする。すると、周期の短い光量変
動、すなわち第１周期Δｔ₁によるチラツキ感をなくす
ことができる。

【００８０】このように、交流波の半サイクルを１単位
とする電力供給を間欠的に行い、この間欠供給の間隔は
交流波の半サイクルの４単位から６単位にすることによ
って、ＯＮ／ＯＦＦ制御も含めてチラツキ感の全く無い
良好な温度制御方法にすることができる。

【００８１】［実験例５］実験例５として、電力量決定
周期を設けないＯＮ／ＯＦＦ制御において間欠通電を行
った場合の具体例を説明する。本実験例５の定着装置の
構成は表５の通りである。なお、標記以外の基本的な構
成は表１と同様である。また、電力量決定周期が存在し
ないため、表１に示す第２周期、デューティーは本実験
例にはない。

【００８２】

【表５】

【００８３】図１９は、本実験例で温度制御を行ったと
きの定着装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電
源ライン上に接続された蛍光灯の光量変動２０６を示す
図である。図１９（ａ）はＯＮ／ＯＦＦ制御のＯＦＦか
らＯＮの状態に変化するときの光量変動と通電パターン
を示しており、同図（ｂ）は第１周期Δｔ₁での光量変
動と第１周期パターンを示している。それぞれ縦軸は光
量、横軸ｔは時間である。１回のＯＮ／ＯＦＦ動作内で
の光量変動量の最大値ΔＥ４２は１．６％であった。こ
れは、図６の領域（Ａ）に該当する。また、第１周期Δ
ｔ₁での光量変動の最大値ΔＥ４１は０．６％であっ
た。この場合、光量変動周波数は２４Ｈｚ（商用ＡＣ電
源周波数５０Ｈｚの場合で換算すると２０Ｈｚに相当）
であり、図８の領域（Ａ）に該当する。この状態で定着
装置またはこれを備えた画像形成装置と同一電源ライン
上の蛍光灯のチラツキは全く感じられなかった。

【００８４】なお、チラツキ感を表す照明機器の例とし
て蛍光灯を取り上げたが、もちろんこれに限られるわけ
でなく、例えば放電灯、白熱灯等の照明機器、あるいは
テレビ、プロジェクター等のディスプレイ機器を用いた
場合においても同様の効果を有する。

【００８５】また、本発明の温度制御方法は、上述の実
施例で説明したようなハロゲンランプをヒーターとした
熱ローラー方式の定着装置に限られるものではない。こ
れ以外にも例えば、ヒーターとしては通電によって加熱
する抵抗体、キセノンランプなどが好ましく用いられ
る。また定着装置としては、ベルト定着装置、非接触加
熱方式など様々な方式のものにも適用可能である。

【００８６】さらに、定着装置を備えることができる画
像形成装置として、本実施例のようなプリンタ装置以外
にも、例えば複写機、ファクシミリ等にも適用すること
ができる。

【００８７】

【発明の効果】本発明の定着装置の温度制御方法によれ
ば以下のような効果を有する。

【００８８】すなわち、請求項１記載の発明によれば、
熱容量が比較的小さいか、または電力量が比較的大きな
加熱手段を有する定着装置またはこれを備えた画像形成
装置において、大容量のメモリを必要としないにもかか
わらず、画像形成装置のＣＰＵ（中央制御ユニット）に
対しての加熱手段の温度制御の負担が少なく、ＰＩＤ等
高度な温度制御手段を用いることができる。これによ
り、電源電圧変動（リップル）の少ない、きめ細かで、
高精度の温度制御が可能である。

【００８９】請求項２記載の発明によれば、ＣＰＵの処
理の負担を軽減し、しかも加熱手段に供給する電力量の
計算をきわめて簡単に行うことができる。

【００９０】請求項３記載の発明によれば、温度検出手
段の検出遅れを補正するという高度な予測制御を行うこ
とが可能となり、この結果よりいっそう安定した温度制
御を行うことができる。

【００９１】請求項４〜６記載の発明によれば、第１周
期、第２周期の周期長を特定の範囲に規定することによ
り、よりいっそう高精度の温度制御を行うことができ
る。特に請求項６記載の発明によれば、制御回路などの
回路的負担やＣＰＵの処理の負担をいっそう軽減するこ
とができる。

【００９２】請求項７〜１０記載の発明によれば、特定
の電力供給パターンで電力供給を行うことにより、定着
装置またはこれを備えた画像形成装置と同一の電源ライ
ン上の他の電気機器、特に照明機器（蛍光灯、白熱灯
等）やディスプレイ等に人の目に不快に発生するチラツ
キを抑制することできる。特に、請求項８記載の発明に
おいてはチラツキの抑制の効果が大きく、さらに、請求
項９記載の発明においてはよりいっそうチラツキを抑え
ることができる。また、請求項１０記載の発明によれ
ば、加熱手段に供給する電力量が大きい場合に特に有効
である。

【００９３】請求項１１記載の発明によれば、加熱手段
への電力供給周期を規定せずに、特定の間欠電力供給パ
ターンで電力供給を行うことにより、定着装置またはこ
れを備えた画像形成装置と同一の電源ライン上の他の電
気機器、特に照明機器（蛍光灯、白熱灯等）やディスプ
レイ等に人の目に不快に発生するチラツキを完全に抑制
することができる。

【００９４】また、請求項１２ないし１３記載の発明に
よれば、優れた温度制御性能を有する定着装置またはこ
れを備えた画像形成装置を実現することができる。さら
に、定着装置のヒーターに対する突入電流を抑制するこ
とができるため、より耐久性に優れた定着装置またはこ
れを備えた画像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着装置の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明の温度制御方法を適用するヒーターの
温度変動の様子を示す図。

【図３】本発明の定着装置の温度制御装置の一実施例
を示すブロック図。

【図４】本発明の温度制御方法の第１期間、第２期
間、第１周期及び第２周期を説明するための図。

【図５】本発明と同一の電源ラインに接続された電気
機器の光量変動を説明するための図。

【図６】チラツキ感に対する光量変動周波数と光量変
動量の関係を示す図。

【図７】通電の間欠間隔と光量変動量の関係を示すの
図。

【図８】チラツキ感に対する間欠間隔（光量変動周波
数）と光量変動量の関係を示す詳細図。

【図９】本発明の温度制御方法の間欠通電による電力
供給方法の一例を説明する図。

【図１０】本発明の実験例１の電力供給方法を示す
図。

【図１１】本発明の実験例１〜４の温度制御方法のフ
ローチャート。

【図１２】（ａ）は本発明の実験例１〜４の温度制御
方法のフローチャート（図１１）の続きのフローチャー
ト、（ｂ）は（ａ）の結果を説明するための図。

【図１３】本発明の実験例１による光量変動の図。こ
のうち（ａ）は第２周期に対応する光量変動を示す図、
（ｂ）は第１周期に対応する光量変動を示す図。

【図１４】本発明の実験例２による光量変動の図。こ
のうち（ａ）は第２周期に対応する光量変動を示す図、
（ｂ）は第１周期に対応する光量変動を示す図。

【図１５】本発明の実験例３による光量変動の図。こ
のうち（ａ）は第２周期に対応する光量変動を示す図、
（ｂ）は第１周期に対応する光量変動を示す図。

【図１６】本発明の実験例４の電力供給方法を示す
図。

【図１７】本発明の実験例１〜４の温度制御方法のフ
ローチャート（図１２（ａ））の続きでああって、特に
実験例４の温度制御方法を示すフローチャート。

【図１８】本発明の実験例４による光量変動の図。こ
のうち（ａ）は第２周期に対応する光量変動を示す図、
（ｂ）は第１周期に対応する光量変動を示す図。

【図１９】本発明の実験例５による光量変動の図。こ
のうち（ａ）は第２周期に対応する光量変動を示す図、
（ｂ）は第１周期に対応する光量変動を示す図。

【符号の説明】

１加熱ローラー２加圧ローラー３ハロゲンランプヒーター４温度センサ５記録材６金属製の軸７ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）８ゼロスイッチング回路９アンプ１０Ａ／Ｄ変換器１１Ｉ／Ｏ１２ＲＯＭ１３ＣＰＵ１０１ｃｏｕｎｔ０に相当する単位１０２ｃｏｕｎｔ１に相当する単位１０３ｃｏｕｎｔ２に相当する単位１０４ｃｏｕｎｔ３に相当する単位１０５ｃｏｕｎｔ４に相当する単位２０１光量変動２０２本発明の第１の実験例の光量変動２０３本発明の第２の実験例の光量変動２０４本発明の第３の実験例の光量変動２０５本発明の第４の実験例の光量変動２０６本発明の第５の実験例の光量変動

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材を加熱する加熱手段と、前記加熱
手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手
段の検出温度に基づいて前記加熱手段の温度を制御する
温度制御手段とを備えた定着装置の温度制御方法におい
て、前記温度制御手段における温度制御周期は第１周期とそ
れより周期の長い第２周期とから構成されており、前記
第２周期内は前記加熱手段への電力供給が許可される第
１期間と前記加熱手段への電力供給が許可されない第２
期間とが設定可能であり、前記第１期間内では前記第１
周期で前記加熱手段へ電力供給することを特徴とする定
着装置の温度制御方法。
【請求項２】前記第２周期ごとに、前記加熱手段へ供
給する電力量を計算することを特徴とする請求項１記載
の定着装置の温度制御方法。
【請求項３】前記温度検出手段の検出遅れの補正を行
って前記加熱手段へ供給する電力量を計算することを特
徴とする請求項２記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項４】前記第２周期は０.２秒以上３秒以下で
あることを特徴とする請求項１記載の定着装置の温度制
御方法。
【請求項５】前記第１周期は、前記第２周期の１／５
以下であることを特徴とする請求項１または４記載の定
着装置の温度制御方法。
【請求項６】前記第１周期は、前記加熱手段へ供給さ
れる交流波の半サイクルの周期に比例していることを特
徴とする請求項１または４または５記載の定着装置の温
度制御方法。
【請求項７】前記第１周期で前記加熱手段へ電力供給
するための電力供給パターンは、前記加熱手段へ供給さ
れる交流波の半サイクルを１単位として、少なくとも１
単位の通電と、少なくとも１単位の非通電とからなるこ
とを特徴とする請求項１記載の定着装置の温度制御方
法。
【請求項８】前記電力供給パターンは、１単位の通電
と３ないし８単位の非通電とからなることを特徴とする
請求項７記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項９】前記電力供給パターンは、１単位の通電
と４ないし６単位の非通電とからなることを特徴とする
請求項７記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項１０】前記第２周期は、通電の許可される第
１期間のみからなると共に、前記第１期間中に前記第１
周期で前記加熱手段へ電力供給するための電力供給パタ
ーンは、２つ以上の異なる電力供給パターンであること
を特徴とする請求項１記載の定着装置の温度制御方法。
【請求項１１】記録材を加熱する加熱手段と、前記加
熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出
手段の検出温度に基づいて前記加熱手段の温度を制御す
る温度制御手段を備えた定着装置の温度制御方法におい
て、前記加熱手段への電力供給を間欠的に行うと共に、前記
加熱手段へ供給される交流波の半サイクルを１単位とし
て、前記電力供給の間欠間隔が４単位ないし６単位であ
ることを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項１２】請求項１〜１１記載の定着装置の温度
制御方法を用いることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】請求項１２記載の定着装置を備えるこ
とを特徴とする画像形成装置。