JPWO2005025271A1

JPWO2005025271A1 - 電力制御方法、電力制御装置及び定着装置

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Publication number: JPWO2005025271A1
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Inventors: 徹典光岡; 木田　裕士; 裕士木田; 孝師山中; 香川　敏章; 敏章香川
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Abstract

加熱ローラ（６１）の表面温度に基づいてヒータランプ（６４）に供給する電力の設定電力値を制御する第１電力制御部（８１）（第１電力制御モード）と、ヒータランプ（６４）を第１電力制御モードの設定電力値より大きい電力で強制駆動するためにヒータランプ（６４）に供給する電力の設定電力値を制御する第２電力制御部（８２）（第２電力制御モード）と、を備える。また、切換制御手段（８４）によって、画像形成装置（１００）を構成する各構成部の動作状態に応じて第１電力制御モード及び第２電力制御モードを切り換える。

Description

この発明は、電熱器やオーブンレンジ、湿式電子写真器やインクジェットプリンタ等の乾燥装置、乾式電子写真器の定着装置等のように加熱手段を備えた装置における加熱手段の電力制御方法及び電力制御装置に関する。

加熱手段を備えた装置として、例えば、用紙等の被加熱体に画像を形成する複写機等の画像形成装置に用いられる定着装置は、単一又は複数の加熱手段を内部に有する加熱ローラ（加熱部材とも言う。）及び加熱ローラに当接する加圧ローラ（加圧部材とも言う。）等から構成され、加熱手段を発熱させて加熱ローラの表面温度を目標温度（定着温度）に設定し、未定着トナーが転写された用紙等の被加熱体をその未定着トナー転写面を加熱ローラ側にして、加熱ローラと加圧ローラとの当接部（定着ニップ部）を通過させて未定着トナーを熱圧着させる。

また、加熱手段を発熱させるのに供給する電力の設定電力値は、温度検知手段により検知された加熱ローラの表面温度に基づいて画像形成装置全体の動作を制御する制御部によって制御される。

一方、画像形成装置を構成する原稿読取部や駆動部等の各構成部においても電力の供給が必要である。商用電源から画像形成装置に供給される電力は一定であるので、画像形成装置全体が適切に動作するために画像形成装置の各構成部の動作状態に応じて各構成部に供給される電力が、定格電力値以下の許容電力値までに制限される。そのため、加熱ローラ内部に設けられた加熱手段は、許容電力値以下で且つ加熱ローラの表面温度に基づいて上記設定電力値が設定される。

また、近年の画像形成装置には、備えられた原稿読取部が稼動している場合は、原稿読取部の露光ランプと定着装置の加熱ローラのランプとが直列回路を構成して通電されるようにし、原稿読取部が稼動していない時には、露光ランプと加熱ローラのランプとを並列回路に構成して露光ランプへの通電を遮断し、加熱ローラのランプのみに通電する電力制御手段を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、特許文献１の構成は、画像形成装置の駆動装置が稼動していない時には、直列回路を解除して並列回路を構成するとともに露光ランプと加熱ローラのランプとへの電力供給量を増加させるようにする。
特開平８−２８６５５４号公報

しかしながら、上述の許容電力値以下で加熱手段に電力を供給する構成では、加熱ローラの表面を加熱するのに十分な電力が常に供給されていない可能性があり、加熱ローラの表面が十分に加熱されず、定着性能が低下する虞がある。また許容電力値以上の電力値を設定電力値として加熱手段に供給しようとすれば、他の構成部で電力不足が生じ、画像形成装置が適切に機能しなくなってしまう場合がある。

一方、上述の特許文献１の構成では、原稿読み取り装置及び駆動装置が稼動していない時には加熱ローラのランプへの電力供給量が増加されるが、それ以外の場合においては加熱ローラの表面を加熱するのに十分な電力が常に供給されていない可能性がある。

また、商用電源から供給される電力を大きくすることも可能であるが、供給電力値の大きな商用電源に対応しているオフィスや家庭は極一部に限られ、また供給電力値の大きな商用電源をオフィスや家庭にて対応させるには更にコストがかかってしまう。

この発明の目的は、許容電力値に制限されずにできるだけ必要な電力を加熱手段に供給して被加熱体を加熱する性能を維持するための電力制御方法及び電力制御装置、更に上記電力制御装置を備えた定着装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）加熱対象物を介して被加熱体を加熱する単一又は複数の加熱手段を含む装置の各構成部に供給する電力の設定電力値を許容電力値以下に制御する電力制御方法において、
前記加熱対象物の温度に基づいて加熱手段の全てに供給する電力の設定電力値を制御する第１電力制御モードと、前記加熱手段の少なくとも一つを設定電力値より大きい電力で強制駆動する第２電力制御モードと、を装置の各構成部の動作状態に応じて切り換えることを特徴とする。

この構成においては、許容電力値以下で加熱対象物の温度に基づいて加熱手段に供給する電力の設定電力値が制御される第１電力制御モードと、加熱手段のうちの少なくとも１つが設定電力値より大きい電力で強制駆動される第２電力制御モードと、が装置を構成する各構成部の動作状態に応じて切り換えられる。

したがって、各構成部の消費電力が減少して装置に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱手段に第１電力制御モードにおいて出力可能な許容電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力も加熱手段に供給するように強制駆動することで、加熱手段に必要な電力のうちの不足分が補われる。そのため、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

（２）前記強制駆動は、バースト駆動であることを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モードにおいて所定の間隔を設けて一定時間だけ加熱手段に電力が供給されるバースト駆動が行われる。したがって、加熱手段に所定の間隔を設けて電力を供給する毎に突入電圧が発生するので、設定電力値よりも実際に加熱手段に供給される電力の平均の方が大きくなる。これにより、各構成部が多くの電力の供給を必要とし、各構成部の消費電力が多いため装置に供給される電力に余りがない場合に、第２電力制御モードにおいて第１電力制御モードで出力可能な許容電力値と同じ設定電力値が設定されても、突入電圧によって実際に加熱手段に供給される電力は設定電力値より高くなるので、必要な電力のうちの不足分が補われる。そのため、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

（３）前記バースト駆動する際の加熱手段に供給する電力の設定電力値は、装置の各構成部の動作状態に応じて制御されることを特徴とする。

この構成においては、バースト駆動する際に加熱手段に供給される電力の設定電力値が、装置の各構成部の動作状態に応じて制御されるので、各構成部が必要な電力が不足することがなく、各構成部の機能が維持されつつ加熱手段がバースト駆動される。

（４）前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換は、前記第１電力制御モードの制御周期である第１制御周期よりも長い第２電力制御モードの制御周期である第２制御周期に合わせて行い、
前記第２電力制御モードの実行中、前記第２制御周期の１周期あたりの所定の時間だけ電力を供給して前記単一又は複数の加熱手段を強制駆動することを特徴とする。

この構成においては、加熱対象物の温度に基づく設定電力値の制御が行われる第１電力制御モードの制御周期である第１制御周期に比べ、強制駆動が行われる第２電力制御モードの制御周期である第２制御周期が長く設定され、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換のタイミングが第２制御周期に合わせて行われる。また、第２電力制御モードの実行中、第２制御周期に合わせて加熱手段の強制駆動が行われる。

したがって、第１制御周期よりも長い第２制御周期に合わせて電力制御モードの切換が行われるので、第２電力制御モードの実行が第２制御周期の途中から開始及び終了されることがなく、制御が中途半端に行われることがない。そのため、適切なタイミングで強制駆動が開始、終了される。また、第１制御周期は第２制御周期よりも短いので、第１制御周期の途中から第１電力制御モードに切り換わってもすぐに次の周期が開始されるので、適切に制御が行われる。

（５）前記第２制御周期は、前記第１制御周期の整数倍であり、
前記第１電力制御モードの実行中に用いられる前記加熱対象物の温度の値を更新する更新周期は、前記単一又は複数の加熱手段の第１制御周期の整数倍であることを特徴とする。

この構成においては、第２制御周期及び加熱対象物の温度の値を更新する更新周期が第１制御周期の整数倍であるので、第１電力制御モード、第２電力制御モード、加熱対象物の温度の値の更新が同期して実行され、それぞれの実行タイミングがずれることがない。そのため、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換もそれぞれの制御周期が同期しているので周期の途中で制御モードが切り換わらず、より適切なタイミングで制御モードが実行される。また、第１電力制御モードにおける加熱対象物の温度に基づく設定電力値の制御においても、温度の値の更新周期が第１制御周期に同期しているので、更新された温度の値が用いられる。

更に、各周期が同期することで周期を管理するタイマ手段の数が低減されるので、タイマ手段の構成がコンパクトになり、またコストが低減される。

（６）前記加熱対象物の温度の更新周期の１周期の時間内において、前記複数の加熱手段の各制御モードを互いに異なるタイミングで開始することを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段の第１電力制御モード及び第２電力制御モードの制御開始タイミングが、加熱対象物の温度の更新周期の１周期の時間の範囲内でずらされる。したがって、複数の加熱手段は、各制御モードの制御開始タイミングが異なるので、複数の加熱手段が同時に制御開始されることがなく、複数の加熱手段が同時に制御開始した場合に生じる大きな電力変動やノイズの増加が低減されるので、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することが抑制される。

（７）前記複数の加熱手段の各制御モードの互いに異なる開始のタイミングは、前記第１制御周期の１周期の時間内であることを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段の第１電力制御モード及び第２電力制御モードの制御開始タイミングが、加熱対象物の温度の更新周期の１周期の時間の範囲内で且つ第１制御周期の１周期の時間の範囲内でずらされる。したがって、第２制御周期及び加熱対象物の温度の更新周期は第１制御周期の整数倍であり、また第１制御周期、第２制御周期及び加熱対象物の温度の更新周期のうち第１制御周期が最も短い周期であるので、第１電力制御モード、第２電力制御モード及び加熱対象物の温度の値の更新が同期して実行される場合、複数の加熱手段のそれぞれが異なる制御モードで実行されていても、制御開始タイミングが重なることがない。

（８）前記複数の加熱手段のうち少なくとも１つは、第２電力制御モード中、前記第２制御周期の１周期毎における電力の供給の開始から所定の禁止時間が経過するまで電力の供給を禁止することを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段のうちの少なくとも１つについて、第２電力制御モード中に本来電力が供給される所定の時間の開始から所定の禁止時間だけ電力の供給が禁止される。そのため、第２電力制御モードにおける複数の加熱手段の電力供給の開始のタイミングの間隔が大きくなる。

（９）前記複数の加熱手段のうち少なくとも１つは、前記所定の時間に応じて第２電力制御モードを開始した時から前記加熱対象物の温度の値が１回〜３回更新される間まで電力の供給を禁止することを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段のうちの少なくとも１つについて、第２電力制御モードの所定の時間に応じて１回〜３回のうちから加熱対象物の温度の値の更新回数が決定され、第２電力制御モード中に本来電力が供給される所定の時間の開始から加熱対象物の温度の値が決定された更新回数だけ更新される間まで電力の供給が禁止される。そのため、第２電力制御モードにおける複数の加熱手段の電力供給の開始のタイミングの間隔が大きくなる。

１回〜３回としたのは、加熱対象物の温度を更新する時間は、適切な温度制御を行うために第２電力制御モードの所定の時間よりも短いが、１〜３回に設定しなければ実際に第２電力制御モードで電力供給をしている時間が極端に短くなり、第２電力制御モードを実行する効果がなくなるからである。

（１０）前記複数の加熱手段において、第２電力制御モードの電力供給の開始から次の第２電力制御モードの電力供給が開始されるまでの間において、供給する電力の電力値を前記設定電力値まで複数段階に分けて徐々に増加させていくことを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、電力の供給開始直後から設定電力値の電力の供給が開始されるのではなく、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給が開始されるまでの間に、１の加熱手段に供給される電力の電力値が複数段階の段階毎に上昇していき最終的に設定電力値となる。

（１１）前記複数段階は、前記設定電力値の１５〜３０％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第１段階と、前記複数の加熱手段のそれぞれに前記設定電力値の６５〜８５％の前記電力値で電力を供給する第２段階と、を含むことを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給が開始されるまでの間、１の加熱手段に最初の第１段階において設定電力値の１５〜３０％の電力値の電力が供給され、次の第２段階で設定電力値の６５〜８５％の電力値の電力が供給され、最終的に設定電力値の電力が供給される。

（１２）前記複数段階は、前記設定電力値の１０〜２５％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第１段階と、前記設定電力値の４０〜６５％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第２段階と、前記設定電力値の７０〜９０％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第３段階と、を含むことを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給が開始されるまでの間、１の加熱手段に最初の第１段階において設定電力値の１０〜２５％の電力値の電力が供給され、次の第２段階で設定電力値の４０〜６５％の電力値の電力が供給され、次の第３段階で設定電力値の７０〜９０％の電力値の電力が供給され、最終的に設定電力値の電力が供給される。

（１３）前記第２電力制御モード開始の際、前記設定電力値に基づいて前記第２制御周期及び前記所定の時間を制御することを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モードに切り換えられた際、加熱手段を強制駆動するために供給される設定電力値に基づいて第２制御周期及び１周期あたりの所定の時間が制御される。したがって、第２制御周期及び１周期あたりの所定の時間の変更によって、一定時間に加熱手段を強制駆動する回数、加熱手段に電力が供給される１回あたりの時間が変更されるので、加熱手段に実際に供給される平均の電力が変わる。これにより、設定電力値に対して加熱手段に実際に供給される電力の平均が最大になるように第２制御周期及び所定の時間を制御することによって、加熱手段に必要な電力のうちの不足分がより補われる。そのため、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能が低下することがより防止される。

（１４）前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換を行う際、前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モードへの切換の可否の判定が、加熱対象物の表面温度の変化率等の加熱対象物の温度の変化状態又は被加熱体のサイズ等の被加熱体を加熱する処理条件に基づいて行われる。したがって、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わることが禁止されて第１電力制御モードのみで加熱手段の設定電力値が制御されるので、加熱対象物の表面温度が過昇温することがなく、無駄な電力消費が抑制される。

（１５）前記第２電力制御モードの実行中に前記単一又は複数の加熱手段を強制駆動する際、前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて前記第２制御周期の１周期あたりの所定の時間を設定することを特徴とする。

この構成においては、第２制御周期の１周期あたりの所定の時間が、加熱対象物の温度の変化率等の加熱対象物の温度の変化状態又は被加熱体のサイズ等の被加熱体を加熱する処理条件に基づいて制御される。したがって、加熱対象物の温度の変化状態や被加熱体を加熱する処理条件による第２制御周期の１周期あたりの所定の時間の制御によって、加熱手段に供給される実際の電力が制御されるので、必要以上に加熱手段に供給される実際の電力が大きくなりすぎることがないので、加熱対象物の表面温度が過昇温することがなく、無駄な電力の消費が抑制される。

（１６）前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて前記複数の加熱手段のうちから第２電力制御モードに切り換える加熱手段を選択することを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段のうち、第２電力制御モードで制御される加熱手段が加熱対象物の温度の変化率等の加熱対象物の温度の変化状態又は被加熱体のサイズ等の被加熱体を加熱する処理条件に基づいて選択される。したがって、加熱対象物の温度の変化率等の変化状態又は被加熱体を加熱する際に必要な被加熱体のサイズ等の処理条件に基づいて第２電力制御モードに切り換えるべき加熱手段が選択されるので、必要のない加熱手段が強制駆動されることがなく、適切な加熱手段に対して強制駆動が行われるので、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

（１７）前記加熱対象物が被加熱体を加熱する処理の実行開始から一定時間経過するまで又は加熱処理された被加熱体の数が所定の値を超えるまでは第２電力制御モードへの切換の可否の判定における禁止の判定を無効とすることを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モードへの切換の禁止の判定が、加熱対象物が被加熱体を加熱する処理の開始から一定時間経過するまで又は加熱処理された被加熱体の数が所定の値を超えるまでは無効とされる。したがって、上記の判定の無効が解除されるまでは第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換が行われる。これによって、加熱対象物の表面温度が不安定になる被加熱体を加熱する処理の開始当初に第２電力制御モードへの切換が禁止されるのが防止されるので、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換を行いつつ適切に加熱対象物の表面温度が維持される。

（１８）前記第２制御モードに切り換える際、前記複数の加熱手段のうち少なくとも定格電力値が最大の加熱手段は切り換えないことを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段のうち少なくとも定格電力値の最大の加熱手段が第２電力制御モードに切り換えられないので、第２電力制御モードのおける電力消費が抑制され、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することが低減される。

（１９）前記第１電力制御モードの実行中、第１電力制御モードの設定電力値の制御に用いられる予め定められた複数の設定電力値からなる第１電力設定値群から前記単一又は複数の加熱手段に供給する電力の設定電力値を求め、
前記第２電力制御モードの実行中、第２電力制御モードの設定電力値の制御に用いられる予め定められた複数の設定電力値からなる第２電力設定値群から単一又は複数の加熱手段に供給する電力の設定電力値を求めることを特徴とする。

この構成においては、第１電力制御モードで複数の設定電力値からなる第１電力設定値群から設定電力値が求められ、第２電力制御モードで複数の設定電力値からなる第２電力設定値群から設定電力値が求められる。したがって、予め定められた第１電力設定値群及び第２電力設定値群から第１電力制御モード及び第２電力制御モードにおける設定電力値が求められるので、設定電力値の制御が複雑にならず、設定電力値を求める処理時間が短縮される。

（２０）ｎ個（ｎ≧１）の前記加熱手段において、前記第１電力制御モードにおけるｍ（ｍ＝１，２，・・，ｎ）番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ１ｍ（Ｗ）、前記第２電力制御モードにおけるｍ番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ２ｍ（Ｗ）、前記第２制御周期をＴ１（ｍｓ）、第２電力制御モードにおける第２制御周期の１周期のｍ番目の加熱手段に電力を供給する時間をＴ２ｍ（ｍｓ）、ｍ番目の加熱手段の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数をＫ１ｍ、ｍ番目の加熱手段の制御モードの切り換えによる電力増加分をΔＷｍ（Ｗ）とした時の関係式が、
ΔＷｍ＝（１／Ｔ１）×｛（Ｔ１×Ｋ１ｍ−１）×Ｗ１ｍ＋
（Ｗ２ｍ−Ｗ１ｍ）×Ｔ２ｍ×Ｋ１ｍ｝
であることを特徴とする。

この構成においては、第１電力制御モードの実行時に比べて第２電力制御モードの実行時の加熱手段の供給に必要な電力の増加分ΔＷｍ（Ｗ）から第２電力制御モードの１周期における電力を加熱手段に供給する所定の時間Ｔ２ｍ（ｍｓ）が求められる。したがって、容易に上記所定の時間Ｔ２ｍ（ｍｓ）が求められる。

（２１）前記第２制御モードの実行中、前記複数の加熱手段のうち少なくも１つの加熱手段に供給する電力の設定電力値を定格電力値とすることを特徴とする。

この構成においては、複数の加熱手段のうち少なくとも１つの加熱手段の第２電力制御モードでの設定電力値が定格電力値に設定される。したがって、定格電力値の高い加熱手段の第２電力制御モードにおける設定電力値を定格電力値とした場合には発熱量が多いため、より早く加熱対象物の表面温度が上昇する。

（２２）本体装置に備えられ、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する単一又は複数の加熱手段を含む本体装置の各構成部に供給する電力の設定電力値を許容電力値以下に制御する電力制御装置において、
前記加熱対象物の温度に基づいて前記加熱手段の全てに供給する電力の設定電力値を制御する第１電力制御モードと、前記加熱手段のうち少なくとも１つを設定電力値より大きい電力で強制駆動する第２電力制御モードと、を本体装置の各構成部の動作状態に応じて切り換える切換制御手段を備えたことを特徴とする。

この構成においては、切換制御手段によって、許容電力値以下で加熱対象物の温度に基づいて加熱手段に供給する電力の設定電力値が制御される第１電力制御モードと、加熱手段のうちの少なくとも１つが設定電力値より大きい電力で強制駆動される第２電力制御モードと、が本体装置を構成する各構成部の動作状態に応じて切り換えられる。

（２３）画像形成装置に備えられ、温度検知手段により検知された検知温度に基づいて単一又は複数の加熱手段によって加熱される加熱部材と該加熱部材の表面に圧接配置される加圧部材とを有し、加熱部材の検知温度が目標温度以上になってウォームアップ動作が終了した以降に画像形成装置が印字動作を実行し、内部に加熱手段を有する加熱部材と加圧部材とのニップ部に被加熱体を通過させて加熱する定着装置において、
（２２）に記載の電力制御装置を備え、
前記電力制御装置を用いて前記加熱部材に備えられる加熱手段に供給する電力の設定電力値を制御することを特徴とする。

この構成においては、画像形成装置に適用された定着装置に（２２）に記載されている電力制御装置が備えられ、電力制御装置によって温度検知手段により検知された加熱部材の検知温度に基づいて加熱部材を加熱する加熱手段に供給される電力の設定電力値が制御される。したがって、切換制御手段によって、許容電力値以下で加熱部材の検知温度に基づいて加熱部材を加熱する加熱手段に供給する電力の設定電力値が制御される第１電力制御モードと、加熱部材を加熱する加熱手段のうちの少なくとも１つが設定電力値より大きい電力で強制駆動される第２電力制御モードと、が画像形成装置を構成する各構成部の動作状態に応じて切り換えられる。

これにより、各構成部の消費電力が減少して画像形成装置に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱手段に第１電力制御モードの設定電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力を加熱手段に供給するように強制駆動することで、加熱手段に必要な電力のうちの不足分が補われる。そのため、加熱部材を介して被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

また、ウォームアップ動作においても第２電力制御モードに切り換えられるので、加熱手段に必要な電力のうちの不足分が補われて加熱部材がより早く加熱され、加熱部材の検知温度がより素早く目標温度に到達するので、ウォームアップ動作時間が短縮される。更に、加熱部材の表面から加圧部材の表面に熱が付与されるので、ウォームアップ動作において加圧部材の温度も素早く上昇する。

（２４）表面を加熱する単一又は複数の加熱手段を備えて前記加圧部材の表面に当接する伝達部材と、該伝達部材の温度を検知する温度検知手段と、を備え、
前記電力制御装置を用いて前記伝達部材に備えられる加熱手段に供給する電力の設定電力値を制御することを特徴とする。

この構成においては、第１電力制御モードにおいて伝達部材の温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段に供給される電力の設定電力値が制御され、第２電力制御モードにおいて伝達部材を加熱する加熱手段を強制駆動するための電力の設定電力値が制御される。また、切換制御手段によって第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切換が行われる。したがって、伝達部材は加圧部材の表面に当接しているので加圧部材の表面が適切に加熱され、被加熱体が加圧部材からも十分に加熱されるので、被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

また、ウォームアップ動作においても第２電力制御モードに切り換えられ、伝達部材の表面から加圧部材の表面に熱が付与されるので、ウォームアップ動作においても加圧部材の温度が素早く上昇する。

（２５）加圧部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記切換制御手段は、前記温度検知手段によって検知された前記加圧部材の検知温度に基づいて前記伝達部材を加熱する単一又は複数の加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする。

この構成においては、加圧部材の温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段の設定電力値を制御する切換制御手段による第２電力制御モードへの切換の可否が判定される。したがって、伝達部材は、加圧部材の温度を適切に維持するために加圧部材を加熱するので、加圧部材の検知温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段の第２電力制御モードの切換の可否が正確に判定されることで、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わることが禁止されて第１電力制御モードのみで伝達部材に備えられる加熱手段の設定電力値が制御されるので、加熱対象物の表面温度が過昇温することがなく、無駄な電力消費が抑制される。

（２６）前記第１電力制御モードにおいて、前記温度検知手段によって検知された前記伝達部材の温度から前記加圧部材の温度を推定するとともに推定した加圧部材の推定温度に基づいて前記伝達部材を加熱する単一又は複数の加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする。

この構成においては、第１電力制御モードで伝達部材の検知温度から推定された加圧部材の推定温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段の第２電力制御モードの切換の可否が判定される。したがって、新たに温度検知手段を設けることなく、加圧部材の推定温度に基づいて加圧部材の表面を加熱する伝達部材の加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否が正確に判定されることで、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わることが禁止されて第１電力制御モードのみで伝達部材に備えられる加熱手段の設定電力値が制御されるので、加圧部材の温度が過昇温することがなく、無駄な電力消費が抑制される。

また、加圧部材の温度を検知するための温度検知手段を新たに設ける必要がなく、コストアップが抑制される。

（２７）前記切換制御手段は、前記ウォームアップ動作終了直後の印字動作開始から所定の強制駆動時間が経過するまで第２電力制御モードに切り換えることを特徴とする。

この構成においては、ウォームアップ動作中に加熱部材の検知温度が目標温度以上になってウォームアップ動作終了直後から印字動作を実行する場合、印字動作開始から所定の強制駆動時間が経過するまでは第２電力制御モードに強制的に切り換えられる。加圧部材は、加熱部材に比べて熱容量が大きいので、加熱部材が目標温度に到達しても所定の温度に到達せず、また印字動作が開始されると被加熱体に熱が奪われるためにウォームアップ動作終了直後の加圧部材の温度は上昇し難くなる。そのため、ウォームアップ動作終了直後から第２電力制御モードに切り換えられて加熱部材が加熱されることで、ニップ部から加圧部材の表面に熱が伝達される。また、伝達部材を備える場合は、伝達部材に備えられる加熱手段の制御モードも第２電力制御モードに切り換えられて加圧部材が加熱される。

したがって、ウォームアップ動作終了直後に印字動作が開始されても加圧部材の温度が素早く上昇し、加圧部材が適切な温度に維持されるので、被加熱体が加圧部材からも十分に加熱され、被加熱体を加熱する性能が低下することが防止される。

（２８）前記所定の強制駆動時間の経過前又は経過直後に前記加熱部材の検知温度が前記目標温度よりも低い所定の設定温度を下回る間、第２制御周期及び所定の時間を変更して前記第２電力制御モードを実行することを特徴とする。

この構成においては、強制駆動時間経過前のウォームアップ動作終了直後の印字動作開始時から強制的に切り換えられた第２電力制御モードの実行中又は強制駆動時間経過直後における加熱部材の検知温度が所定の設定温度を下回る間、加熱部材の検知温度が所定の設定温度以上になるまで、現在実行されている第２電力制御モードの第２制御周期及び所定の時間から新たな第２制御周期及び所定の時間に繰り返し変更して第２電力制御モードが実行される。

上記のように加熱部材の検知温度が所定の設定温度を下回るのは、第２電力制御モードで加熱部材を加熱する加熱手段を強制駆動しているが、元々想定していたよりも印字動作における被加熱体等への熱伝導や熱放散あるいは周囲環境の変化等が激しいため、加熱部材の温度制御を適切に行うことができずに加熱部材が十分に加熱されないからである。

したがって、加熱部材を加熱する加熱手段に、現在実行されている第２電力制御モードにおいて供給されていた電力よりも高い電力を供給して加熱部材の検知温度を目標温度に漸近させるため、現在の第２制御周期及び所定の時間が変更されて第２電力制御モードが実行されることで、元々想定していない周囲環境の変化等が生じた場合であって強制的に第２電力制御モードへの切り換えを行っていても対応できない状態が改善され、加熱部材を介して被加熱体を加熱する性能が低下することがより防止される。

（２９）前記単一の加熱手段の定格電力値又は複数の加熱手段の定格電力値の和であるトータル定格電力値をＷ０（Ｗ）、前記単一の加熱手段の設定電力値又は複数の加熱手段の設定電力値の和であるトータル設定電力値をＷ１（Ｗ）、前記画像形成装置全体の定格電力値をＷ２（Ｗ）、画像形成装置全体の動作を制御する制御部の駆動電力値をＷ３（Ｗ）、画像形成装置の機構部分の駆動に用いられる駆動電力値をＷ４（Ｗ）、画像形成装置に装着されるオプション部の定格電力値をＷ５（Ｗ）とした時の関係式が、
Ｗ１≦Ｗ２−（Ｗ３＋Ｗ４＋Ｗ５）
且つＷ１≦Ｗ０であることを特徴とする。

この構成においては、加熱手段の設定電力値Ｗ１は、画像形成装置の定格電力値Ｗ２から画像形成装置を構成する構成部である制御部及び機構部分の駆動電力値Ｗ３，Ｗ４、オプション部の定格電力値Ｗ５を除いた値以下になる。そして、より第２電力制御モードでの加熱の効果を高くする為に定格電力値Ｗ０は設定電力値Ｗ１よりも大きくすることが望ましくＷ１≦Ｗ０とする。したがって、上記関係式から加熱手段の定格電力値が容易に設定でき、定着装置に配置すべき適切な加熱手段の選択が容易になる。

（３０）第２電力制御モード中において、前記印字動作の開始から、所定枚数の用紙を印字する間、又は、所定の補正時間が経過する間は、前記目標温度を補正することを特徴とする。

この構成においては、第２電力制御モード中の加熱部材の目標温度が、印字動作の開始から、所定枚数の用紙を印字する間、又は、所定の補正時間が経過する間だけ変更される。したがって、目標温度を通常よりも高く変更することで、設定電力値が増加、電力を供給する所定の時間が長くなる等し、加熱手段に供給される電力が一時的に増加する。

ここで、印刷動作開始から所定枚数の用紙を印字する間、又は、所定の補正時間が経過する間だけ目標温度を変更するのは、印刷動作開始当初は、できるだけ早く加熱部材の表面温度を目標温度に到達させて安定させたいためであり、また長時間目標温度を高くして多くの電力を加熱手段に供給することが難しいためである。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）加熱手段の設定電力値を制御する第１電力制御モード及び第２電力制御モードを装置の各構成部の動作状態に応じて切り換えることによって、各構成部の消費電力が減少して装置に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱手段に許容電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力も加熱手段に供給するように強制駆動することができ、加熱手段に必要な電力のうちの不足分を補うことができる。これにより、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能の低下を防止できる。

（２）所定お間隔を設けて電力を供給して加熱手段をバースト駆動することによって、加熱手段に電力を供給する毎に突入電圧が発生するので、実際に加熱手段に供給される電力の平均を設定電力値よりも大きくすることができる。これにより、各構成部の消費電力が多いため装置に供給される電力に余りが生じない場合、第２電力制御モードにおいて第１電力制御モードで出力可能な許容電力値と同じ設定電力値が設定されても、実際に加熱手段に供給される電力は設定電力値より高くなるので、必要な電力のうちの不足分を補うことができる。これにより、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能の低下をより防止できる。

（３）バースト駆動するために加熱手段に供給する電力の設定電力値を装置の各構成部の動作状態に応じて制御することによって、各構成部が必要な電力が不足することを防止して各構成部の機能を維持しつつ加熱手段を適切にバースト駆動することができる。

（４）第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換タイミングを第２制御周期に合わせて行うことによって、第２電力制御モードの実行開始及び終了を第２制御周期に合わせることができ、適切なタイミングで強制駆動を開始、終了できる。

（５）第２制御周期及び加熱対象物の検知温度の更新周期を第１制御周期の整数倍にすることによって、第１電力制御モードと第２電力制御モードの切換を第１制御周期及び第２制御周期に合わせて切り換えることができ、より適切なタイミングで制御モードを実行することができる。また、第１電力制御モードにおける加熱対象物の温度に基づく設定電力値の制御においても、温度の値の更新周期が第１制御周期に同期しているので、更新された値に基づいて正確に行うことができる。

更に、各周期が同期することで周期を管理するタイマ手段の数を低減することができるので、タイマ手段の構成をコンパクトにでき、またコストを低減できる
（６）複数の加熱手段の第１電力制御モード及び第２電力制御モードの制御開始タイミングを加熱対象物の温度の更新周期の１周期の時間の範囲内でずらすことによって、複数の加熱手段を同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加を低減できるので、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することを抑制できる。

（７）複数の加熱手段の第１電力制御モード及び第２電力制御モードの制御開始タイミングを第１制御周期の１周期の時間内でずらすことによって、各制御モードでの複数の加熱手段の制御開始のタイミングが重なることをより確実に防止できる。これにより、複数の加熱手段を同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加をより低減できるので、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することをより抑制できる。

（８）複数の加熱手段のうちの少なくとも１つについて、所定の時間の開始から所定の禁止時間又は加熱対象物の温度の値の１回〜３回の間だけ電力の供給を禁止し、複数の加熱手段の第２電力制御モードにおける電力供給の開始のタイミングのずれを大きくすることによって、第２電力制御モードにおける電力付与の効果の低下を最小限に抑えつつ、突入電流発生時における複数の加熱手段に供給される電力の合計のピークが大きくなることを効果的に抑制することができる。

これは、第２電力制御モード中、加熱手段に電力を供給を開始した当初に発生する突入電流が非常に大きいため、第１制御周期の１周期の時間内で第２電力制御モードの制御開始タイミングをずらしただけでは、突入電流が発生した後設定電力値の電力量に下がり切る前に次の加熱手段のバースト駆動が開始されてしまうことがあるからである。

これにより、複数の加熱手段を同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加をより低減できるので、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することをより抑制できる。

（９）第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給を開始するまでの間に、１の加熱手段に供給する電力の電力値を前記設定電力値まで複数段階に分けて増加させることによって、電力の供給開始直後から設定電力値の電力を供給した場合の強制駆動よりも、突入電流の発生量を抑制でき、突入電流発生時の複数の加熱手段の電力の合計のピークを抑制できる。これにより、複数の加熱手段を同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加を低減できるので、第２電力制御モードにおける強制駆動のために必要な電力が不足することを抑制できる。

（１０）第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給を開始するまでの間に、１の加熱手段に最初の第１段階において設定電力値の１５〜３０％の電力値の電力を供給し、次の第２段階で設定電力値の６５〜８５％の電力値の電力を供給し、最終的に設定電力値の電力を供給することによって、第１段階及び第２段階で電力を供給する時に発生する電力変動を効果的に抑制できる。

（１１）第２電力制御モード中の複数の加熱手段において、１の加熱手段の電力供給の開始から他の加熱手段の電力供給を開始するまでの間に、１の加熱手段に最初の第１段階において設定電力値の１０〜２５％の電力値の電力を供給し、次の第２段階で設定電力値の４０〜６５％の電力値の電力を供給し、次の第３段階で設定電力値の７０〜９０％の電力値の電力を供給し、最終的に設定電力値の電力を供給することによって、第１段階〜第３段階で電力を供給する時に発生する電力変動を効果的に抑制できる。

（１２）加熱手段をバースト駆動するために供給される設定電力値に基づいて第２制御周期及び１周期あたりの所定の時間を制御することによって、設定電力値に対して加熱手段に実際に供給する電力の平均を最大にでき、加熱手段に必要な電力のうちの不足分をより補うことができる。これにより、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能の低下をより防止できる。

（１３）加熱対象物の温度の変化状態又は被加熱体を加熱する処理条件に基づいて第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことによって、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わることを禁止して第１電力制御モードのみで加熱手段の設定電力値を制御させることができるので、加熱対象物の表面温度が過昇温することを防止して加熱対象物の表面温度を適切に維持することができ、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

（１４）加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて第２制御周期の１周期あたりの所定の時間を設定することによって、加熱手段に供給される実際の電力を適切に制御できるので、加熱対象物の表面温度が過昇温することを防止でき、また第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

（１５）加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて複数の加熱手段のうちから第２電力制御モードで制御される加熱手段を選択することによって、第２電力制御モードを実行するのに適切な加熱手段を選択することができるので、被加熱体を加熱する性能が低下することを防止しつつ第２電力制御モードにおける電力消費を抑制することができる。

（１６）加熱対象物が被加熱体を加熱する処理の実行開始から一定時間経過するまで又は加熱処理された被加熱体の数が所定の値を超えるまでは、第２電力制御モードへの切換の禁止の判定を無効とすることによって、加熱対象物の表面温度が不安定になる被加熱体を加熱する処理の開始当初に第２電力制御モードへの切換が禁止されるのを防止できるので、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換を行いつつ加熱対象物の表面温度を適切に維持できる。

（１７）複数の加熱手段のうち少なくとも定格電力値の最大の加熱手段を第２電力制御モードに切り換えないことによって、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制し、第２電力制御モードにおけるその他の加熱手段の強制駆動のために必要な電力が不足することを低減することができる。

（１８）予め定められた第１電力設定値群及び第２電力設定値群から第１電力制御モード及び第２電力制御モードにおける加熱手段に供給する電力の設定電力値を求めることによって、設定電力値の制御が複雑にならず、設定電力値を求める処理時間を短縮することができる。

（１９）上記関係式に基づいて第２電力制御モードの１周期における電力を加熱手段に供給する所定の時間Ｔ２ｍ（ｍｓ）を求めることによって、正確な所定の時間Ｔ２ｍ（ｍｓ）を容易に求めることができる。

（２０）複数の加熱手段のうち少なくとも１つの加熱手段の第２電力制御モードでの設定電力値を定格電力値に設定することによって、定格電力値の高い加熱手段の第２電力制御モードにおける設定電力値を定格電力値とした場合には発熱量が多いため、より早く加熱対象物の表面温度を上昇させることができる。

（２１）加熱手段の設定電力値を制御する第１電力制御モード及び第２電力制御モードを装置の各構成部の動作状態に応じて切り換えることによって、各構成部の消費電力が減少して装置に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱手段に許容電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力も加熱手段に供給するように強制駆動することができ、加熱手段に必要な電力のうちの不足分を補うことができる。これにより、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する性能の低下を防止できる。

（２２）加熱部材を加熱する加熱手段の設定電力値を制御する第１電力制御モード及び第２電力制御モードを画像形成装置を構成する各構成部の動作状態に応じて切り換えることによって、各構成部の消費電力が減少して装置に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱手段に許容電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力も加熱手段に供給するように強制駆動することができ、加熱手段に必要な電力のうちの不足分を補うことができる。これにより、加熱部材を介して被加熱体を加熱する性能の低下を防止できる。

また、ウォームアップ動作においても第２電力制御モードの切換を行うので、ウォームアップ動作時間を大幅に短縮することができ、ウォームアップ動作終了までの待ち時間を大幅に短縮することができる。更に、加熱部材の表面から加圧部材の表面に熱が付与されるので、ウォームアップ動作において加圧部材の表面温度も素早く上昇させることができる。

（２３）伝達部材を加熱する加熱手段に供給する設定電力値を電力制御装置を用いて制御することによって、加圧部材の表面を適切に加熱できるので、被加熱体を加圧部材からも十分に加熱でき、被加熱体を加熱する性能の低下を防止できる。

また、ウォームアップ動作においても第２電力制御モードに切り換えられ、伝達部材の表面から加圧部材の表面に熱が付与されるので、ウォームアップ動作においても加圧部材の温度を素早く上昇させることができる。

（２４）加圧部材の表面温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段の設定電力値を制御する切換制御手段による第２電力制御モードへの切換の可否を判定することによって、第２電力制御モードへの切換の可否の判定を正確に判定でき、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わることを禁止して第１電力制御モードのみで伝達部材に備えられる加熱手段の設定電力値を制御させることができるので、加圧部材の温度が過昇温することを防止して加圧部材の温度を適切に維持することができ、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

（２５）第１電力制御モードで伝達部材の温度から推定された加圧部材の表面温度に基づいて伝達部材を加熱する加熱手段の第２電力制御モードの切換の可否を判定することによって、新たに温度検知手段を設けることなく、伝達部材を加熱する加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否をより正確に判定することができ、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わりを禁止して第１電力制御モードのみで伝達部材を加熱する加熱手段の設定電力値を制御させることができるので、加圧部材の温度が過昇温することを防止して加圧部材の温度を適切に維持することができ、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

（２６）ウォームアップ動作終了直後の印字動作開始から所定の強制駆動時間が終了するまでは強制的に第２電力制御モードに切り換えることによって、ウォームアップ動作終了直後に印字動作が開始されても加圧部材や伝達部材の温度を素早く上昇させることができ、素早く加圧部材の温度を適切に維持できるので、被加熱体が加圧部材からも十分に加熱でき、被加熱体を加熱する性能の低下を防止できる。

（２７）所定の強制駆動時間の経過前又は経過直後に前記加熱部材の検知温度が所定の設定温度を下回る間、加熱部材を加熱する加熱手段に、現在実行している第２電力制御モード中に供給していた電力よりも高い電力を供給するため、現在の第２制御周期及び所定の時間を変更して第２電力制御モードを実行することによって、加熱部材の検知温度を目標温度に漸近させることができ、元々想定していない周囲環境の変化等が生じた場合であって強制的に第２電力制御モードへの切換を行っていても対応できない状態を改善でき、加熱部材を介して被加熱体を加熱する性能の低下をより防止できる。

（２８）加熱手段の設定電力値Ｗ１を、画像形成装置の定格電力値Ｗ２から画像形成装置を構成する構成部である制御部及び機構部分の駆動電力値Ｗ３，Ｗ４、オプション部の定格電力値Ｗ５を除いた値以下とし、定格電力値Ｗ０を設定電力値Ｗ１以上に大きくすることによって、第２電力制御モードにおいてより効率的に加熱することができるように関係式から加熱手段の定格電力値を容易に設定することができるので、定着装置に配置すべき適切な加熱手段の選択を容易にできる。

（２９）第２電力制御モード中の加熱部材の目標温度を、印字動作の開始から、所定枚数の用紙を印字する間、又は、所定の補正時間が経過する間だけ補正することによって、加熱手段に供給する電力を一時的に増加させることができ、より素早く加熱部材の表面温度を上昇させることができ、印刷開始から被加熱体を加熱する性能を確保することができる。

この発明の実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。バースト駆動の説明図である。この発明の実施形態に係る定着装置のヒータランプの電力制御のタイミングチャートである。同定着装置の概略の構成を示す断面図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置のヒータランプの電力制御のタイミングチャートである。同定着装置の概略の構成を示す断面図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置のヒータランプの電力制御のタイミングチャートである。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置に備えられる加熱ローラ及び加圧ローラ６２の表面温度の推移を示す図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置のヒータランプの電力制御のタイミングチャートである。同定着装置に備えられる加熱ローラの表面温度及び外部加熱ローラの表面温度の印刷動作時の推移を示す説明図である。同定着装置の概略の構成を示す断面図である。同定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。同定着装置のヒータランプの電力制御のタイミングチャートである。スローアップ制御の各段階で供給する電流値とピーク電流との関係を示す図である。

符号の説明

３６定着装置
６１−加熱ローラ
６２−加圧ローラ
６３−外部加熱ローラ
６４−ヒータランプ
６６−サーミスタ
８０−電力制御部
８１−第１電力制御部
８２−第２電力制御部
８３−バースト駆動タイミング制御
８４−切換制御手段
８４ａ〜８４ｃ−スイッチング素子
８５−切換条件判定手段
８６−表面温度推定手段
１００−画像形成装置
１０１−制御部
１１０−加圧ベルト
１１１−加圧加熱ローラ
１１５−ヒータランプ

図１は、この発明の実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の概略の構成を示す断面図である。この発明の本体装置である画像形成装置１００は、用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザによって選択され、また両面印字が可能である。

また、画像形成装置１００は、原稿読取部１０、給紙部２０、画像形成部３０、排紙部４０、図示しない操作パネル部及び制御部等から構成される。原稿読取部１０は、装置本体の上部に配置され、プラテンガラス１１、原稿載置トレイ１２及びスキャナ光学系１３等から構成される。スキャナ光学系１３は、光源１４、反射ミラー１５ａ〜１５ｃ、光学レンズ１６及びＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）１７を有する。光源１４は、プラテンガラス１１に載置された原稿又は原稿載置トレイ１２から原稿搬送路Ｒ上を搬送される原稿に光を照射する。複数の反射ミラー１５ａ〜１５ｃは、原稿からの反射光を反射させて光学レンズ１６に導く。光学レンズ１６は、反射ミラー１５ａ〜１５ｃによって導かれた反射光を集光してＣＣＤ１７に導く。ＣＣＤ１７は、集光された反射光を光電変換する。

給紙部２０は、装置本体の下部に配置され、給紙トレイ２１、手差トレイ２２及びピックアップローラ２３等から構成される。給紙トレイ２１及び手差トレイ２２は、画像形成時に用紙搬送路Ｓに給紙される用紙を載置する。ピックアップローラ２３は、回転して各トレイ２１、２２に載置された用紙を用紙搬送路Ｓに給紙する。

画像形成部３０は、原稿読取部１０の下方の手差トレイ２２側に配置され、レーザスキャニングユニット（以下、ＬＳＵと言う。）３７、感光体ドラム３１及び定着装置３６を有し、感光体ドラム３１の周囲に、帯電器３２、現像装置３３、転写装置３４及びクリーナユニット３５が感光体ドラム３１の回転方向である図１に示す矢印の方向に沿ってこの順に配置して構成されている。

排紙部４０は、給紙トレイ２１の上方に配置され、排紙ローラ４１及び排紙トレイ４２等から構成される。排紙ローラ４１は、用紙搬送路Ｓ上を搬送されてきた用紙を排紙トレイ４２に排出する。また、排紙ローラ４２は、この発明の駆動源である駆動モータ７０からピニオンギヤ７１及び排紙ローラ駆動ギヤ７２を介して伝達された回転力によって回転駆動する。更に、排紙ローラ４１は、可逆回転が可能であり、用紙の両面に画像形成を行う際、用紙搬送路Ｓ上を搬送されてきた表面の画像形成が終了した用紙をチャックした後、上記用紙を排出する回転方向とは逆方向に回転して用紙搬送路Ｓ′に搬送する。これにより、用紙の表裏面を反転させて裏面が感光体ドラム３１に対向し、裏面にトナー画像の転写が行われる。排紙トレイ４２は、排紙ローラ４１から排出された画像形成の終了した用紙を収納する。

また、制御部は、上記の画像形成装置１００の全体の動作を制御する。

コピアモードにおいて原稿の画像を用紙にコピーする際、原稿読取部１０のプラテンガラス１１又は原稿載置トレイ１２にコピーしたい原稿を載置した後、操作パネル部に設けられた各入力キーを押下して印字枚数、印字倍率等の設定入力を行い、図示しないスタートキーを押下してコピー動作を開始する。

スタートキーが押下されると、画像形成装置１００は、ピックアップローラ２３が回転して用紙搬送路Ｓに用紙が給紙される。給紙された用紙は、用紙搬送路Ｓ上に設けられたレジストローラ５１に搬送される。

レジストローラ５１に搬送された用紙における搬送方向の先端部は、用紙に転写されるべき感光体ドラム３１上に形成されるトナー画像との位置合わせを行うため、レジストローラ５１の軸方向と平行になるようにレジストローラ５１にチャックされる。

原稿読取部１０によって読み取られた画像データは、入力キー等を用いて入力された条件で画像処理が施された後、ＬＳＵ３７にプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３７は、帯電器３２によって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１表面に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、現像装置３３に設けられたＭＧローラ３３ａ表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１表面に引き寄せられて付着し、静電潜像が顕像化される。

その後、レジストローラ５１によって、レジストローラ５１にチャックされている用紙と、感光体ドラム３１表面に形成されたトナー画像との位置が合わせられ、用紙を感光体ドラム３１と転写装置３４との間に搬送する。次に、転写装置３４に設けられた転写ローラ３４ａを用いて感光体ドラム３１表面のトナー画像を上記用紙に転写する。トナー画像の転写が終了した用紙は、定着装置３６を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー画像が溶融・固着され、排紙ローラ４１によって排紙トレイ４２に排出される。

感光体ドラム３１上に残留したトナーは、図示しないドラムユニットのクリーニングブレードによって掻き取られ、クリーナユニット３５によって回収される。

図２は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図２に示すように、定着装置３６は、定着カバー６０（上定着カバー６０ａ、下定着カバー６０ｂ）、加熱ローラ６１、加圧ローラ６２、ヒータランプ６４、サーミスタ６６、クリーニングローラ６７及び後述する電力制御装置等から構成されている。

この発明の加熱手段であるヒータランプ６４は、加熱ローラ６１の内部に配置されている。また、ヒータランプ６４は、ハロゲンランプであり、ガラス管内部にハロゲン系の不活性ガスが封入され、図示しないタングステンのフィラメントが配置されている。このフィラメントを通電することで加熱ローラ６１の内周面を介して表面を加熱する。また、本実施例のヒータランプ６４の定格電力値は１０００Ｗである。また、ガラス管内部における上記フィラメントの配置位置や大きさで、主に軸方向の中央部の発熱が大きい中央高、主に軸方向の端部の発熱が大きい端部高等の配熱を行うことができる。

この発明の加熱部材である加熱ローラ６１は、時計方向に回転自在であり、表面がヒータランプ６４により一定温度（本実施例では２００℃。）に加熱される。また加熱ローラ６１は、未定着トナー画像の転写されたこの発明の被加熱体である用紙Ｐが後述する定着ニップ部を通過する際、用紙Ｐの未定着トナー転写面を加熱する。更に、加熱ローラ６１は、本体部分である中空円筒形状の芯金６１ａ及び芯金６１ａの外周面に形成された離型層６１ｂ等から構成されている。

芯金６１ａには、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金が用いられる。尚、本実施例の芯金６１ａとして外径３０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍのアルミ合金製を用いる。離型層６１ｂには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコンゴム、フッ素ゴム等が適している。尚、本実施例の離型層６１ｂにはＰＦＡとＰＴＦＥの混合物を芯金６１ａの外周面に厚さ２５μｍに塗布焼成したものを用いる。

また、加熱ローラ６１は、中央が両端よりも小径になるよう逆クラウン形状に構成されている。

この発明の加圧部材である加圧ローラ６２は、反時計回りに回転自在であり、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の中空円筒形状の芯金６２ａ及び芯金６２ａの外周面に形成されたシリコンゴム等からなる耐熱弾性体層６２ｂ等から構成される。尚、耐熱弾性体層６２ｂの外周面に加熱ローラ６１の構成と同様にフッ素樹脂による離型層を形成してもよい。

また、本実施例の加圧ローラ６２には、外径１４ｍｍのステンレス製芯金６２ａの外周面にシリコンゴムからなる耐熱弾性体層６２ｂを形成したものを用いる。加圧ローラの外径として３０ｍｍに構成している。更に、加圧ローラ６２は、図示しないばね等の当接部材により加熱ローラ６１に当接してこの発明のニップ部である定着ニップ部Ｙを形成し、定着ニップ部Ｙを用紙Ｐが通過する際に用紙Ｐを加熱ローラ６１に当接する。

クリーニングローラ６７は、加圧ローラ６２に付着したトナー、紙粉等を事前に除去し、加圧ローラ６２の汚損を防止する。すなわち、加熱ニップ部Ｚよりも加圧ローラ６２の反時計回り方向の上流側で所定の押圧力をもって加圧ローラ６２に当接し、加圧ローラ６２の回転に従動して回転する。また、クリーニングローラ６７は、アルミニウムや鉄系材料等からなる中空円筒形状の金属製芯材６７ａ等から構成されている。尚、本実施例に係る金属製芯材６７ａには、ステンレス系材料を使用する。

この発明の温度検知手段であるサーミスタ６６は、加熱ローラ６１の表面上に配置され、加熱ローラ６１の表面温度を検知する。尚、本実施例では、温度検知手段は加熱ローラ６１の表面に当接した状態で表面温度を検知しているが、表面の温度検知に限定されるものではなく、内面あるいは接触／非接触を問わずに設けることができる。

図３は、この発明の実施形態に係る定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、この発明の電力制御装置である電力制御部８０は、第１電力制御部８１、第２電力制御部８２、バースト駆動タイミング発生手段８３及び切換制御手段８４等から構成され、画像形成装置の動作全体を制御する制御部１０１に接続されている。また、第１電力制御部８０は、画像形成装置１００を構成する制御部１０１や駆動部等の各構成部に接続され、サーミスタ６６を含む各構成部に供給する電力の設定電力値を制御する。設定電力値は、各構成部に供給する電力の出力指令値であり、設定電力値に基づいて各構成部への電力の出力が行われる。

第１電力制御部８１は、Ａ／Ｄ変換回路９０を介してサーミスタ６６に接続され、また切換制御手段８４及びドライバ９１を介してヒータランプ６４に接続されている。また、第１電力制御部８１は、サーミスタ６６から出力された加熱ローラ６２の表面温度の値を受け取り、その値に基づいてヒータランプ６２に供給する電力の設定電力値を制御し、ヒータランプ６４に設定電力値の電力を供給する第１電力制御モードを実行する。通常は、第１電力制御部８１を用いて加熱ローラ６１の表面温度を一定温度に保持する。尚、本実施例に係るヒータランプ６４の定格電力値は１０００Ｗであるが、第１電力制御部８４において実際にヒータランプ６４に供給できる許容電力値は７００Ｗに制限している。これは、通常、商用電源から画像形成装置１００に供給される電力が１５００Ｗで、また画像形成装置１００を構成する他の構成部も電力供給が必要であるので、ヒータランプ６４に１０００Ｗを供給すると他の構成部が正常に機能しない虞があるためである。

第２電力制御部８２は、切換制御手段８４及びドライバ９１を介してヒータランプ６４に接続され、またバースト駆動タイミング発生手段８３に接続されている。また、第２電力制御部８２は、画像形成装置１００の各構成部の動作状態に基づいてヒータランプ６４に供給する電力の設定電力値を制御する第２電力制御モードを実行する。

更に、第２電力制御部８２は、受け取ったバースト駆動タイミング発生手段８３から出力される信号に基づいて所定の時間だけヒータランプ６４に設定電力値の電力を供給してヒータランプ６４をバースト駆動（強制駆動）する。バースト駆動タイミング発生手段８３は、第２電力制御部８２の制御周期である第２制御周期に同期したタイミングで第２電力制御部８２に信号を出力する。

しかも、第２電力制御部８２は、画像形成装置１００の各構成部の動作状態に基づいてヒータランプ６４に対して許容電力値以上の設定電力値を設定してヒータランプ６４をバースト駆動する。つまり、商用電源から画像形成装置１００に供給される電力から各構成部が使用する電力を除いた設定電力をヒータランプ６４に所定の時間だけ供給する。これにより、各構成部が必要な電力が不足することを防止して、各構成部の機能を維持しつつヒータランプ６４を適切にバースト駆動することができる。

尚、第１電力制御モード及び第２電力制御モードそれぞれに対応した複数の設定電力値からなる第１設定電力値群及び第２設定電力値群を予め図示しない記憶手段に記憶させておき、各モードの切り換え時や実行中に記憶手段から設定値群の中から該当する値を読み出すようにしてもよい。これにより、設定電力値の制御が複雑にならず、設定電力値を求める処理時間を短縮することができる。例えば、ウォームアップ動作、画像形成処理等の画像形成装置の各動作に応じて予め第１電力設定値群及び第２電力設定値群を記憶手段に記憶しておく。

また、単一のヒータランプ６４の設定電力値又は複数のヒータランプ６４のトータル設定電力値Ｗ１（Ｗ）は、画像形成装置１００全体の定格電力値をＷ２（Ｗ）、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部の駆動電力値をＷ３（Ｗ）、画像形成装置１００の原稿読取装置等の機構部分の駆動に用いられる駆動電力値をＷ４（Ｗ）、画像形成装置１００に装着されるオプション部の定格電力値をＷ５（Ｗ）とした時、
Ｗ１≦Ｗ２−（Ｗ３＋Ｗ４＋Ｗ５）・・・（１）
となり、また単一のヒータランプ６４の設定電力値又は複数のヒータランプ６４のトータル定格電力値Ｗ０（Ｗ）は、Ｗ１に対してＷ１≦Ｗ０であり、最低限与えられる許容電力値を基にして、上記（１）式からヒータランプ６４の定格電力値を容易に設定することができるので、定着装置３６に配置すべき適切なヒータランプ６１の選択を容易にできる。例えば、画像形成装置１００の定格電力値Ｗ２＝１５００Ｗ、制御部の駆動電力値Ｗ３＝５０Ｗ、機構部分に用いられる駆動電力値Ｗ４＝２５０Ｗ、オプション部の定格電力値をＷ５＝１００Ｗとすると、設定電力値が１１００Ｗ以下でヒータランプ６４を用いることができ、定格電力値としては、１１００Ｗから１７００Ｗというようにバースト駆動時に供給する電力値を自由に設定できる（通常の第１電力制御モードでは、このような電力値は供給しない）。

一方、バースト駆動は、第２制御周期の１周期のうちのバースト駆動タイミング発生手段８３に基づく所定の時間だけ設定電力値をヒータランプ６４に供給する。しかも、所定の時間だけ定期的に電力を供給してヒータランプ６４をバースト駆動することで、電力の供給開始の度に突入電圧が発生する。そのため、平均的には設定電力値より大きい電力がヒータランプ６４に供給されることとなり、不足する電力をより補うことができる。例えば、図４に示すように、３００Ｗの電力でヒータランプ６４をバースト駆動した場合、３００Ｗの電力値よりも非常に大きい電力に相当する突入電圧が一瞬発生する。そのため、バースト駆動を繰り返して行うことで、平均的には３００Ｗよりも大きな電力値の電力がヒータランプ６４に供給されていることになる。

尚、ｎ個（ｎ≧１）のヒータランプ６４において、第１電力制御モードにおけるｍ（ｍ＝１，２，・・，ｎ）番目のヒータランプ６４の制御モードの切り換えによる電力増加分ΔＷｍ（Ｗ）は、ｍ番目のヒータランプ６４に供給する電力の設定電力値をＷ１ｍ（Ｗ）、第２電力制御モードにおけるｍ番目のヒータランプ６４に供給する電力の設定電力値をＷ２ｍ（Ｗ）、第２制御周期をＴ１（ｍｓ）、第２電力制御モードにおける第２制御周期の１周期のｍ番目のヒータランプ６４に電力を供給する所定の時間をＴ２ｍ（ｍｓ）、ｍ番目のヒータランプ６４の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数をＫ１ｍとした時、
ΔＷｍ＝（１／Ｔ１）×｛（Ｔ１×Ｋ１ｍ−１）×Ｗ１ｍ＋
（Ｗ２ｍ−Ｗ１ｍ）×Ｔ２ｍ×Ｋ１ｍ｝・・・（２）
となる。

また、本実施例では単一のヒータランプ６４を用いているのでｍ＝１であり、例えば加熱ローラ６１の表面温度に基づいて求められる実際にヒータランプ６４に供給したい電力値を１０００Ｗとした場合、第１電力制御モードにおける許容電力値は７００Ｗなので、電力増加分ΔＷ１＝１０００−７００＝３００Ｗとなる。また、バースト駆動することで第１電力制御モードでの設定電力値以上の電力をヒータランプ６４に供給するため、第１電力制御モードの設定電力値Ｗ１１は許容電力値になり、第２電力制御モードの設定電力値Ｗ２１＝９００Ｗ、第２制御周期Ｔ１＝１５００ｍｓ、Ｋ１１＝０．３５とした場合、
Ｔ２１＝｛Ｔ１×ΔＷ１−（Ｔ１×Ｋ１１−１）×Ｗ１１｝／
｛（Ｗ２１−Ｗ１１）×Ｋ１１｝
となり、
Ｔ２１＝｛１５００×３００−（１５００×０．３５−１）×
７００｝／｛（９００−７００）×０．３５｝
となって、Ｔ２１＝１１８８．６（ｍｓ）
と求められるので、ヒータランプ６４に供給する設定電力値Ｗ２１＝９００Ｗに対する正確な所定の時間Ｔ２１を容易に求めることができる。

更に、設定電力値Ｗ２１＝９００Ｗに基づいてヒータランプ６４に設定電力値Ｗ２１を供給する所定の時間Ｔ２１及び第２制御周期Ｔ１を変更してもよい。上記所定の時間Ｔ２１及び第２制御周期Ｔ１を設定電力値Ｗ２１に基づいて変更することによって、設定電力値Ｗ２１に対して電力をヒータランプ６４に供給する電力の平均を最大にでき、ヒータランプ６４に必要な電力のうちの不足分をより補うことができ、用紙Ｐを加熱する性能の低下を防止できる。

尚、ｍ番目のヒータランプ６４の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数Ｋ１ｍは、ヒータランプ６４の定格電力値に対する製造時のバラツキや本発明のようなバースト駆動時のヒータランプ６４の電流特性や発光効率及び熱変換効率、加熱ローラ６１の肉厚バラツキ、周囲温度や湿度などの環境指数、用紙Ｐの材質や吸水率などを考慮して、例えば、
（１）バースト駆動において理論的に求められる投入電力と、実際に投入したヒータランプ６４への投入電力との比から得られる加熱効率ηや、
（２）バースト駆動において理論的に求められる投入電力の増加電力分と実際にバースト駆動した時に印字中の最初に目標温度に到達するまでに投入した投入電力の増加電力分との比から得られるバースト駆動効率ηＢ
（３）バースト駆動において理論的に求められる投入電力の増加電力分と実際にバースト駆動した時に印字中全てにおいてバースト駆動による投入した投入電力の増加電力分との比から得られるバースト駆動効率ηＢＡ
等から求められる。前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数Ｋ１ｍは、条件にもよるが、例えば、本実施例においては、０．３程度であり、以下に示すような種々のパラメータ（定格電力値、設定電力値、第２制御周期、その所定の時間、使用するヒータランプの種類や本数、制御方式やその特性、ローラの構成など）にもよるが、概ね、０．１〜０．４５程度である。

切換制御手段８４は、リレー等のスイッチング素子８４ａ等から構成され、画像形成装置１００を構成する各構成部の動作状態に基づいてスイッチング素子８４ａを切り換えることで第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えを行う。具体的には、連続印字により加熱ローラ６１の表面温度が一定温度よりも低くなり、第１電力制御モードでのヒータランプ６４に供給可能な許容電力値では加熱ローラ６１表面を素早く昇温できない状態であって、各構成部が消費する駆動電力が少なくて許容電力値以上の電力がヒータランプ６４に供給可能な場合等に切り換える。

尚、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの制御の同期を取るため、図５に示すように第２電力制御部（第２電力制御モード）の制御周期である第２制御周期は、第１電力制御部（第１電力制御モード）の制御周期である第１制御周期に対して整数倍に設定する。例えば、本実施例では第１電力制御モードを１５０ｍｓ周期、第２電力制御モードを１．５ｓ周期とする。

また、第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切換タイミングは、図５に示すように第２制御周期に合わせて行う。これにより、第１制御周期よりも長い第２制御周期に合わせて電力制御モードの切換が行われるので、第２電力制御モードの実行が第２制御周期の途中から開始及び終了されることがなく、制御が中途半端に行われることがない。そのため、適切なタイミングでバースト駆動を開始、終了できる。ここで、第１制御周期は第２制御周期よりも短いので第１制御周期の途中から第１電力制御モードに切り換わった場合であっても、すぐに次の周期から開始されるので、適切に制御を行うことができる。

更に、サーミスタ６６から受け取る加熱ローラ６１の表面温度の値を更新する更新周期も第１電力制御モードの制御に同期させるため、図５に示すように第１制御周期の整数倍に設定する。例えば、本実施形態では第１制御周期が１５０ｍｓに対して加熱ローラ６１の表面温度の値の更新周期は、３００ｍｓに設定する。

これにより、第２制御周期及び加熱ローラ６１の表面温度の値の更新周期が第１制御周期の整数倍であるので、第１電力制御モード、第２電力制御モード、加熱対象物の表面温度の値の更新が同期して実行され、それぞれの実行開始タイミングがずれることがない。そのため、正確に第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換もそれぞれの制御周期が同期しているので、より適切なタイミングで制御モードを実行することができる。また、第１電力制御モードにおける加熱ローラ６１の表面温度に基づく設定電力値の制御においても、表面温度の値の更新周期が第１制御周期に同期しているので、表面温度の値の更新がずれることがなく、更新された値に基づいて正確に行うことができる。

更に、各周期が同期することで周期を管理する図示しないタイマ手段の数を低減することができるので、タイマ手段の構成をコンパクトにでき、またコストを低減できる。

上記構成によって、各構成部の消費電力が減少し、画像形成装置１００に供給される電力に余りが生じる場合に、加熱ローラ６１に許容電力値を超える電力の供給が必要な時は、第２電力制御モードに切り換えて余りの電力もヒータランプ６４に供給するようにバースト駆動（強制駆動）することで、ヒータランプ６４に必要な電力のうちの不足分を補うことができる。そのため、加熱ローラ６１を介して用紙Ｐを加熱する性能の低下を防止し、画像品質の低下を防止できる。

しかも、所定の間隔を設けて電力を供給してヒータランプ６４をバースト駆動することによって、ヒータランプ６４に電力を供給する毎に突入電圧が発生するので、実際にヒータランプ６４に供給される電力の平均を設定電力値よりも大きくすることができる。これにより、各構成部の消費電力が多いため画像形成装置１００に供給される電力に余りが生じない場合、第２電力制御モードにおいて第１電力制御モードで出力可能な許容電力値と同じ設定電力値が設定されても、実際に加熱ローラ６１に供給される電力は設定電力値より高くなるので、必要な電力のうちの不足分を補うことができる。これにより、加熱ローラ６１を介して用紙Ｐを加熱する性能の低下をより防止できる。

図６は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図６に示すように、本実施例における定着装置３６の主要な構成は実施例１と同様であるが、本実施例では、加熱ローラ６１の内部に加熱ローラ６１を加熱する配熱位置の異なる２本のヒータランプ６４ａ，６４ｂを備えている。ヒータランプ６４ａは、定格電力が７４０Ｗであり、中央高の配熱を行う。ヒータランプ６４ｂは、定格電力が４４５Ｗで端部高の配熱を行う。また、各ヒータランプ６４ａ，６４ｂに対応するため、サーミスタ６６ａ，６６ｂを加熱ローラ６１表面の軸方向の中央部と端部とにそれぞれ配置する。

更に、加熱ローラ６１及び加圧ローラ６２の動作、機能等は、同様であるが２本のヒータランプ６４ａ，６４ｂの配置等から実施例１と比べて構成が少し異なる。加熱ローラ６１は、芯材６１ａに肉厚が０．１５〜２ｍｍ程度でＳＴＫＭ又は高張力鋼を用いて形成されたものを用いる。また、芯材６１ａは、外径４０ｍｍ、軸方向の両端部を外径３０ｍｍに絞って形成されている。

一方、加圧ローラ６２は、ＳＴＫＭを用い外径が２８ｍｍに形成された芯材６２ａ、芯材６２ａの外周面上に熱伝導率の低い低熱伝導率シリコンゴムにより形成された耐熱弾性体層６２ｂ、耐熱弾性体層６２ｂの外周面上にカーボンを分散させて抵抗率が調整された導電性を有するＰＦＡチューブを被覆して離型層６２ｃ等から構成され、加圧ローラ全体として、外径４０ｍｍにしている。

図７は、この発明の実施形態に係る定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。上述の実施例１と同様に電力制御部８０は、Ａ／Ｄ変換回路９０ａ，９０ｂそれぞれを介してサーミスタ６６ａ，６６ｂから加熱ローラ６１の表面温度の値を取得する。取得した加熱ローラ６１の表面温度のそれぞれの値に基づいてヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給する電力の設定電力値を求め、ドライバ９１ａ，９１ｂを介してそれぞれのヒータランプ６４ａ，６４ｂに電力を供給する。第２電力制御手段８２は、切換制御手段８４及びドライバ９１ａ，９１ｂを介してヒータランプ６４ａ，６４ｂに接続され、実施例１における上記式（１）を用いて設定電力値を求め、バースト駆動タイミング発生手段８３に基づく所定の時間だけ設定電力値をヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給する。

ここで、バースト駆動タイミング発生手段８３は、Ａ／Ｄ変換回路９０ａ，９０ｂを介してサーミスタ６６ａ，６６ｂに接続され、設定電力値を出力する所定の時間を加熱ローラ６１の表面温度の変化状態又は用紙Ｐを加熱する処理条件に基づいて求める。例えば、各サーミスタ６６ａ，６６ｂから検知された加熱ローラ６１の表面温度の変化率に基づいて上記所定の時間を求める。具体的には、加熱ローラ６１の表面温度の上昇率が低い場合には所定の時間を長く、上昇率が高い場合には所定の時間を短くする。

また、上記例以外にも、加熱ローラ６１の表面温度の変化状態の例として、各サーミスタ６６ａ，６６ｂから検知された加熱ローラ６１の表面温度、異なる領域に配置された各サーミスタ６６ａ、６６ｂから検知されたそれぞれの加熱ローラ６１の表面温度から求められる温度差、また用紙Ｐを加熱する処理条件の例として、加熱ローラ６１が加熱する用紙Ｐへの加熱処理を開始してからの経過時間、用紙サイズの条件に基づいて上記所定の時間を求めてもよく、また定着装置３６の構成に応じて上記例を複数組み合わせてもよい。これにより、加熱手段に供給される実際の電力を適切に制御できるので、必要以上にヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給される実際の電力が大きくなりすぎることがないので、加熱ローラ６１の表面温度が過昇温することを防止でき、また第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

また、図８のタイミングチャートに示すようにヒータランプ６４ａ，６４ｂ毎に上記所定の時間を求めてもよい。これによって、ヒータランプ６４ａ，６４ｂ毎にバースト駆動をより適切に行うことができ、また第２電力制御モードにおける無駄な電力消費をより抑制できる。

しかも、切換制御手段８４をＡ／Ｄ変換回路９０ａ，９０ｂを介してサーミスタ６６ａ，６６ｂに接続し、上記所定の時間を求める条件を第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切換の可否の判定に用いてもよい。これにより、例えば、用紙サイズが小さい場合は、図８のタイミングチャートに示すように端部高の配熱を行うヒータランプ６４ｂを第２電力制御モードに切り換えないようにする。これは、用紙サイズが小さい場合、用紙Ｐは加熱ローラ６１の軸方向の端部を通過せず、加熱ローラ６１の軸方向の中央部を通過するので、ヒータランプ６４ｂを第２電力制御モードでバースト駆動しなくても、中央高の配熱を行うヒータランプ６４ａのみ第２電力制御モードに切り換えれば画像品質の低下を防止ができるからである。これにより、第２電力制御モードを実行するのに適切なヒータランプ６４を選択することができるので、用紙Ｐを加熱する性能が低下することを防止しつつ第２電力制御モードにおける電力消費を抑制することができる。

また、定格電力値の大きいヒータランプ６４ａにおいて、第２電力制御モード時の設定電力値を定格電力値の７４０Ｗに固定してもよい。つまり、定格電力値の低いヒータランプ６４ｂよりも定格電力値の高いヒータランプ６４ａの方が発熱量が多いため、ヒータランプ６４ａの第２電力制御モード時の設定電力値を定格電力値として発熱量を多くすることで、より早く加熱ローラ６１の表面温度を上昇させることができる。尚、画像形成装置１００の各構成部に電力不足による影響が生じないように、ヒータランプ６４ｂの設定電力値を調整する必要がある。

なお、実施例１と同様に温度検知は、加熱ローラ６１の表面に限定されるものではなく、また直接／間接、接触／非接触に限定されるものではない。

図９は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図９に示すように、本実施例における定着装置３６の主要な構成は実施例２と同様であるが、本実施例では、この発明の伝達部材である外部加熱ローラ６３及び外部加熱ローラ６３の表面温度を検知するサーミスタ６６ｃを備えている。外部加熱ローラ６３は、中空円筒形状を呈し、内部にヒータランプ６４ｃを備え、加圧ローラ６２を加熱する。また、外部加熱ローラ６３は、加圧ローラ６２の反時計方向の定着ニップ部Ｙよりも上流側に所定の押圧力をもって加圧ローラ６２の表面に当接し、加圧ローラ６２との当接部分に加熱ニップ部Ｚ（本実施例における加熱ニップ部Ｚのニップ幅は１ｍｍ。）を形成する。

更に、外部加熱ローラ６３は、アルミニウムや鉄系材料等からなる中空円筒状の金属製芯材６３ａ及び金属製芯材６３ａの外周面に形成された耐熱性及び離型性に優れた合成樹脂材料からなる耐熱離型層６３ｂ等から構成される。また、耐熱離型層６３ｂに用いられる合成樹脂は、例えばシリコンゴムやフッ素ゴム等から形成されるエラストマー、ＰＦＡやＰＴＦＥ等から構成されるフッ素樹脂がある。

上記構成に伴って、図１０に示すようにサーミスタ６６ｃがＡ／Ｄ変換回路９０ｃを介して第１電力制御部８１及びバースト駆動タイミング制御手段８３に接続され、またヒータランプ６４ｃがドライバ９１ｃ及び切換制御手段８４を介して第２電力制御部８２に接続されている。また、ヒータランプ６４ｃは、第１電力制御モードにおいて第１電力制御部によってＡ／Ｄ変換回路９０ｃを介して取得した外部加熱ローラ６３の表面温度に基づいて設定電力値が制御される。更に、ヒータランプ６４ｃは、ヒータランプ６４ａ，６４ｂと同様に切換制御手段８４によって第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切換を行う。これにより、外部加熱ローラ６３の表面温度を適切に維持できるので、加圧ローラ６２の表面を適切に加熱することができ、用紙Ｐを加圧ローラ６２からも十分に加熱できる。したがって、用紙Ｐを加熱する性能の低下を防止し、画像品質の低下をより防止することができる。

尚、本実施例の金属製芯材６３ａには、直径１５ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのアルミ合金製ローラを用いる。また、耐熱離型層６３ｂを構成する合成樹脂には、ＰＦＡとＰＴＦＥとの混合物を金属製芯材６３ａの外周面に２５μｍの厚さに塗布焼成したものを用いる。また、ヒータランプ６４ｃは、ローラ表面の全体を均一に配熱するフラットの配熱であり、定格出力は４００Ｗである。

また、本実施例では、定格電力値の最も大きい中央高のヒータランプ６４ａについては第２電力制御モードに切り換えずに第１電力制御モードのみで制御し、２本のヒータランプ６４ｂ、６４ｃについてのみ第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切換を行う。これは、定格電力値の最も大きいヒータランプ６４ａが第２電力制御モードに切り換わらないことで、第２電力制御モードにおける電力消費を抑え、第２電力制御モードにおけるその他のヒータランプ６４ａ，６４ｂのバースト駆動のために必要な電力が不足することを低減するためである。

しかも、本実施例では、図１１に示すようにヒータランプ６４ｃを基準として順に他のヒータランプ６４ａ，６４ｂの制御モードにおける制御開始タイミングを１００ｍｓずつずらす。具体的には、サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１の表面温度及び外部加熱ローラ６３の表面温度の値の更新周期は３００ｍｓであるので、第１電力制御モードにおいて、ヒータランプ６４ｃの制御が開始されてから１００ｍｓ後にヒータランプ６４ｂの制御を開始し、２００ｍｓ後にヒータランプ６４ｂの制御を開始する。但し、サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１の表面温度及び外部加熱ローラ６３の表面温度の値の更新周期の１周期の時間内で２つのヒータランプ６４ａ，６４ｂの制御開始タイミングをずらさなければならない。これは、更新周期の１周期の時間を越えるとそれぞれのヒータランプ６４ａ〜６４ｃの各制御モードにおいて異なる更新時期に取得した加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度に基づいて制御が行われるのを防止するためである。したがって、上記表面温度の更新周期の１周期の時間内であれば特に本実施例の１００ｍｓに限定されない。

これによって、複数のヒータランプ６４ａ〜６４ｃは、各制御モードの制御開始タイミングが異なるので、複数のヒータランプ６４ａ〜６４ｃが同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加を低減できるので、第２電力制御モードにおけるバースト駆動のために必要な電力が不足することを抑制できる。尚、図１１において制御開始タイミングがわかるように各ヒータランプ６４ａ〜６４ｃの制御モード切換タイミングチャートにおいて制御開始タイミングを記述している。

本実施例は、図９に示す実施例３の定着装置３６と同様の構成であり、また電力制御部８０の構成も略同様であるが、本実施例の電力制御部８０は、図１２に示すように切換条件判定手段８５を備えている。切換条件判定手段８５は、切換制御手段８４及びＡ／Ｄ変換回路９０ａ〜９０ｃを介してサーミスタ６６ａ〜６６ｃに接続され、第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行う。また、切換条件判定手段８５は、種々のパラメータをモニタ（本実施例では、サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度）し、第２電力制御モードの切換の可否の判定である切換動作停止条件及び切換動作再開条件に合致するか否かを判定し、判定した結果を切換制御手段８４に出力する。

切換条件判定手段８５が切換動作停止条件に合致したと判定した場合は、切換制御手段８４は、第１電力制御モードから第２電力制御モードへの切換を禁止し、また第２電力制御モード実行中の場合は、現在実行中の周期の終了後に第１電力制御モードに強制的に切り換える。

一方、切換動作停止条件により第２電力制御モードへの切換が禁止されている際に切換判定手段８５が切換動作再開条件に合致したと判定した場合は、第２電力制御モードへの切換の禁止を解除する。

本実施例では、加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度の目標温度を１９０℃とし、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃそれぞれの切換動作停止条件は、各サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度が１８６℃以上とする。また、切換動作再開条件は、各サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度が１８４℃以下の時とする。

尚、切換動作停止条件及び切換動作再開条件の加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度を同じ温度条件にしてもよい。

また、切換動作停止条件及び切換動作再開条件は、上述の条件のみに限らず加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度の変化状態又は用紙Ｐを加熱する処理条件に基づいて判定してもよい。加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度の変化状態の例として、各サーミスタ６４ａ〜６４ｃによって検知される温度から求められる温度差、各サーミスタ６４ａ〜６４ｃによって検知される各温度の変化率、また用紙Ｐを加熱する処理条件の例として加熱ローラ６１が用紙Ｐを加熱する処理を開始してからの経過時間、用紙Ｐのサイズがある。また、上記例を複数組み合わせてもよい。

これによって、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換わらずに第１電力制御モードのみで制御させることができるので、加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度が過昇温することを防止でき、加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度を維持することができ、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制することができる。

更に、加圧ローラ６２の表面上にサーミスタを新たに設け、加圧ローラ６２の表面温度を切換動作停止条件及び切換動作再開条件としてもよい。外部加熱ローラ６３は、加圧ローラ６２の表面温度を適切に維持するために加熱ローラ６１表面を加熱するので、加圧ローラ６２の表面温度を切換動作停止条件及び切換動作再開条件とすることで、第２電力制御モードへの切換の可否の判定を正確に判定でき、必要のない場合に第２電力制御モードに切り換えずに第１電力制御モードのみでヒータランプ６４ｃの設定電力値を制御させることができるので、加圧ローラ６２の表面温度が過昇温することを防止して加圧ローラ６２の表面温度を適切に維持することができ、第２電力制御モードにおける電力消費を抑制できる。

尚、加熱ローラ６１が用紙Ｐを加熱する処理の実行開始から一定時間経過するまで、又は加熱処理された用紙Ｐの枚数が所定の枚数を超えるまでは、第２電力制御モードへの切換の可否の判定を無効にする。これにより、加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度が不安定になる用紙Ｐを加熱する処理の開始当初に第２電力制御モードへの切換が禁止されるのを防止できるので、第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換を行いつつ適切に加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度を適切に維持できる。

図１３は、この発明の実施形態に係る定着装置に備えられる加熱ローラ及び加圧ローラ６２の表面温度の推移を示す図である。画像形成装置１００の起動時や待機中の省電力モード時から印字可能状態に移るために加熱ローラ６１及び加圧ローラ６２を加熱するウォームアップ動作が実行される。ウォームアップ動作についても第１電力制御モード及び第２電力制御モードの切り換えを行ってヒータランプ６４ａ〜６４ｃに電力を供給する。また、ウォームアップ動作は、図１３に示すように加熱ローラ６１の表面温度が目標温度に到達した時点で終了する。切換制御手段８４は、図１３（ａ）に示すようにウォームアップ動作終了直後に印字動作の開始した時、所定の強制駆動時間が経過するまで第２電力制御モードに強制的に切り換えてヒータランプ６４ａ〜６４ｃをバースト駆動する。

通常、薄肉の加熱ローラ６１（肉厚０．１〜２．０ｍｍ程度）は、薄肉のため熱容量が少なくウォームアップ動作によってすぐに目標温度に達してしまうが、加圧ローラ６２は、通常加熱ローラ６１に比べて肉厚であることから熱容量が大きいために第１電力制御モードによるウォームアップ動作による加熱だけでは、図１３（ａ）に示すようにあまり温度上昇しない。また、印字動作が開始されると被加熱体に熱が奪われるためにウォームアップ動作終了直後の加圧部材の表面温度は上昇し難くなる。

そのため、ウォームアップ動作中に第２電力制御モードへの切り換えを実行することによって、加熱ローラ６１の表面温度を素早く上昇させることができ、ウォームアップ動作時間を大幅に短縮することができるので、ウォームアップ動作終了までの待ち時間が大幅に短縮される。また、加熱ローラ６１の表面及び外部加熱ローラ６３の表面から加圧ローラ６２にも熱が付与されるので、加圧ローラ６２の表面温度も素早く上昇させることができる。

更に、ウォームアップ動作終了直後の印字動作開始から強制駆動時間が経過するまで強制的に第２電力制御モードに切り換えることによって、印字動作が開始されても加熱ローラ６１や外部加熱ローラ６３から熱を付与して加圧ローラ６２の表面温度を素早く上昇させることができ、加圧ローラ６２の表面を適切な温度に維持できるので、用紙Ｐが加圧ローラ６２からも十分に加熱でき、用紙Ｐを加熱する性能が低下することをより防止できる。

尚、図１３（ｂ）に示すように、上記の所定の強制駆動時間の経過前又は経過直後に、加熱ローラ６１の表面温度が所定の設定温度を下回る間、加熱ローラ６１の表面温度が所定の設定温度以上になるまで、加熱ローラ６１を加熱するヒータランプ６４ａ，６４ｂに、現在実行されている第２電力制御モードにおいて供給されている電力よりも高い電力を供給するために第２制御周期及び所定の時間を変更して第２電力制御モードを実行する。

所定の強制駆動時間が経過前又は経過直後に加熱ローラ６１の表面温度が所定の設定温度を下回るような場合は、元々想定していた用紙Ｐ等への熱伝導や大気中への熱放散あるいは周囲環境の変化等が激しいため、加熱ローラ６１が十分に加熱されずにいる。そのような場合、所定の強制駆動時間中や経過直後でも第２電力制御モードへ切り換えているが、十分な熱が供給されていない為に、この時の用紙Ｐを加熱する能力が低下し、適切な温度制御が行なわれないので、定着性能が著しく低下して、所望の性能が維持できないことになる。

そこで、現在実行されている第２電力制御モードの第２制御周期及び所定の時間から新たに設定した第２制御周期及び所定の時間に変更して、現在実行されている第２電力制御モードにおいて供給されている電力よりも高い電力をヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給することで加熱ローラ６１への加熱特性を一時的に高くして、加熱ローラ６１の温度を適切に維持するようにする。この動作を、加熱ローラ６１が所定の設定温度を超えるかほぼ等しくなるまで１回あるいは複数回繰り返して行なう。尚、本実施例では、ヒータランプ６４ａ，６４ｂの第２制御周期及び所定の時間を変更しているが、どちらか一方でもよい。

これによって、加熱ローラ６１の表面温度を目標温度に漸近させることができ、元々想定していない周囲環境の変化等が生じた場合であって強制的に第２電力制御モードへの切換を行っていても対応できない状態を改善でき、加熱ローラ６１を介して用紙Ｐを加熱する性能の低下をより防止できる。

尚、第２電力制御モードの第２制御周期及び所定の時間についても、予め記憶手段に記憶させておき、設定値を変更する必要が生じたときは適宜読み出して、用いても良く、また、記憶手段に記憶させたり、動作プログラム等に記述された数式等を、現在の表面温度や環境指数（室温、湿度等）、動作時間や強制駆動時間などの時間、印字枚数、用紙のサイズや方向といったパラメータを用いてその都度求めて用いても良い。

本実施例は上述した実施例４と略同様の構成であるが、本実施例では図１４に示すように電力制御部８０に表面温度推定手段８６を設けている。表面温度推定手段８６は、切換条件判定手段８５及びＡ／Ｄ変換回路９０ｃを介してサーミスタ６６ｃに接続され、外部加熱ローラ６３の表面温度から加圧ローラ６２の表面温度を推定する。また、表面温度推定手段８６は、加圧ローラ６２の表面の推定温度の値を切換条件判定手段８５に出力する。切換条件判定手段８５は、受け取った加圧ローラ６２の表面の推定温度に基づいてヒータランプ６４ｃの切換動作停止条件及び切換動作再開条件について合致しているか否かを判定する。つまり、外部加熱ローラ６３の表面温度を用いる実施例４と異なり、ヒータランプ６４ｃの切換動作停止条件及び切換動作再開条件に加圧ローラ６２の表面温度を用いる。

加圧ローラ６２は、外部加熱ローラ６３に当接され、当接部分から外部加熱ローラ６３の表面の熱が伝達される。また、ヒータランプ６４ｃの駆動を停止しておくと、加圧ローラ６２の表面温度は、加圧部材の表面温度に略等しくなる。更に、通常加圧ローラ６２の表面温度は、ヒータランプ６４ｃを有する外部加熱ローラ６３の表面温度以下になり、外部加熱ローラ６３の表面温度と差があるので、ヒータランプ６４ｃの駆動を停止した後、外部加熱ローラ６３の表面温度は、徐々に降下していく。この時、外部加熱ローラ６３の表面温度の降下率は、加圧ローラ６２の表面温度と外部加熱ローラ６３との表面温度の温度差によって異なる。

したがって、ヒータランプ６４ｃの駆動を停止して十分な時間が経過した後に検知した外部加熱ローラ６３の表面温度は、加圧ローラ６２の表面温度と同様と考えられ、また十分な時間が経過した後でなくてもヒータランプ６４ｃの駆動停止後の外部加熱ローラ６３の表面温度の降下状態から加圧ローラ６２の表面温度を推定できる。

これによって、新たに温度検知手段を設けることなく、ヒータランプ６４ｃの第２電力制御モードへの切換の可否を正確に判定することができ、外部加熱ローラ６３の表面温度を用いるよりも適切に加圧ローラ６２の表面温度を維持できるので、用紙Ｐを加圧ローラ６２からも十分に加熱でき、用紙Ｐを加熱する性能の低下を防止できる。

また、ヒータランプ６４ｃの駆動停止から一定時間経過後に検知した外部加熱ローラ６３の表面温度と加圧ローラ６２の表面温度との相関を予め求めておき、図示しない記憶手段にテーブルとして記憶しておいてもよい。同様に、外部加熱ローラ６３の表面温度の降下率と加圧ローラ６２との相関を求めて記憶手段にテーブルとして記憶しておいてもよい。これによって、加圧ローラ６２の表面温度の推定処理を単純にできる。

本実施例は、上述した実施例４の定着装置３６と略同様の構成であるが、図１５に示すようにヒータランプ６４ａにスイッチング素子８４ｃを含む切換制御手段８４を介して第１電力制御部８１及び第２電力制御部８２が接続されている。つまり、本実施例では、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃについて第１電力制御モード及び第２電力制御モードで電力制御を行う。

それに伴って外部加熱ローラ６３の金属製芯材６３ａを肉厚０．７５ｍｍとし、また耐熱離型層６３ｂをフッ素樹脂系で形成する。

第１電力制御モードは、第１電力制御周期がサーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１の表面温度及び外部加熱ローラ６１の表面温度の値の更新周期と等しい３００ｍｓである。また、図１６（Ａ）に示すように、ヒータランプ６４ｃを基準として順に他のヒータランプ６４ａ，６４ｂの各制御モードにおける制御開始のタイミングを１００ｍｓずつずらす。

したがって、第１制御周期の時間内において全てのヒータランプ６４ａ〜６４ｃの制御が開始されるので、第１電力制御モード及び第２電力制御モードにおける全てのヒータランプ６４ａ〜６４ｃの制御開始のタイミングが重なることがなく、複数のヒータランプ６４ａ〜６４ｃが同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加をより低減できる。これにより、第２電力制御モードにおけるバースト駆動のために必要な電力が不足することをより防止できる。

また、本実施例では、第２電力制御周期が１．２ｓであり、第２電力制御モード時にヒータランプ６４ａの設定電力値を定格電力値に固定する。

更に本実施例では、各ヒータランプ６４ｂ，６４ｃについて、第２電力制御モードにおける各ヒータランプ６４ｃ，６４ｂの電力供給の開始から次にヒータランプ６４ｂ，６４ａに電力供給が開始されるまでの１００ｍｓ間だけ電力供給をスローアップ制御で行っている。例えば、ヒータランプ６４ｃについて電力供給を開始する時、ヒータランプ６４ｂに電力供給が開始されるまでの１００ｍｓ間のうち、最初の第１段階において設定電力値の１５〜３０％の電力値で電力を供給し、第２段階で設定電力値の６５〜８５％の電力値で電力を供給し、１００ｍｓ経過する時に設定電力値の電力を供給する。

尚、ヒータランプ６４ａについては、第１電力制御モードから第２電力制御モードに切り換わった最初の電力供給の開始時から１００ｍｓ間のみ上述のスローアップ制御を行う。

これによって、電流の供給開始直後から設定電力値に基づいて求められる電流値の電流を供給した場合のバースト駆動よりも、突入電流の発生量を抑制でき、突入電流発生時にヒータランプ６４ａ〜６４ｃの電力の合計のピークを抑制できる。これにより、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃを同時に制御開始した場合の大きな電力変動の発生やノイズの増加をより低減できるので、第２電力制御モードにおけるバースト駆動のために必要な電力が不足することをより抑制できる。

尚、スローアップ制御は、上述のように第１段階及び第２段階で行うことに限定されず、複数段階で行えばよいが、上述の構成、又は、最初の第１段階で設定電力値の１０〜２５％の電力値で複数のヒータランプのそれぞれに電力を供給し、次の第２段階で設定電力値の４０〜６５％の電力値で複数のヒータランプのそれぞれに電力を供給し、さらに第３段階で設定電力値の７０〜９０％の電力値で複数のヒータランプのそれぞれに電力を供給し、１００ｍｓ経過する時に設定電力値の電力を供給する構成が望ましい。

上記数値に基づいてスローアップ制御を行うことによって、各段階で電力を供給する時に発生する電力変動を効果的に抑制できた。
なお、上述した各段階の数値は、図２１に示す周波数５０Ｈｚの電源を使用した場合での検討結果、周波数６０Ｈｚの電源を使用した場合での図２１と同様の検討結果、ヒータランプ６４の定格電力値及び誤差に基づいて求められた数値である。

図２１は、周波数５０Ｈｚの電源を使用した本実施例について、スローアップ制御を行わない１段階で行った場合と、各条件下で２段階及び３段階のスローアップ制御を行った場合のピーク電流とノイズ、電圧降下の項目について検討した結果である。

図２１に示すように、設定電力値を電力の供給開始から供給する１段階で行った場合は３つの項目全てで不具合が生じる（不可判定となる）が、２段階及び３段階で行った場合には、各段階で適切な電力値にして最終の電力設定値に電力を供給することで、ピーク電流も小さくすることができ、ノイズや電圧降下を抑制する効果が大きい。また、ピーク電流や電圧降下が小さいと、ヒータランプでの加熱効率も良くなり、寿命の短縮も生じ難くなる。

図２１に示すように最も適切な構成としては、２段階では、最初の第１段階で設定電力値の２０％の電力値を供給し、第２段階で設定電力値の８０％の電力値を供給し、最後に設定電力値を供給する構成となる。また、３段階では、第１段階で設定電力値の２０％の電力値の電力を供給し、第２段階で設定電力値の５０％の電力値の電力を供給し、第３段階で設定電力値の８０％の電力値の電力を供給し、最終的に設定電力値の電力を供給する構成となる。

これ以外の条件では、ピーク電流、ノイズ、電圧降下のどれか１つが不具合を及ぼすので、上述の最適値が、最良の組合わせである。

しかも、本実施例では、図１６（Ｂ）に示すようにヒータランプ６４ｂへの第２電力制御モードにおける電力（ここでは電流）の供給を所定の時間の開始から所定の禁止時間である３００ｍｓを経過するまで禁止している。これにより、第２電力制御モードにおける電力付与の効果の低下を最小限に抑えつつ、突入電流発生時における複数のヒータランプ６４ａ〜６４ｃに供給される電力の合計のピークが大きくなることをより効果的に抑制できる。

これは、所定の禁止時間だけ電力の供給が禁止されないと、図１６（Ｃ）に示すように、第２電力制御モード中、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃがバースト駆動した際に発生する突入電流が非常に大きいために、ヒータランプ６４ｂ，６４ｃの第２電力制御モードの制御開始タイミングを１００ｍｓずつずらしただけでは、突入電流が発生した後設定電力値の電力量に下がりきる前に次のヒータランプ６４ｂ又は６４ｃのバースト駆動が開始され、この瞬間のヒータランプ６４ａ〜６４ｃに供給される電力の合計のピークが大きくなってしまうからである。

本実施例では、所定の禁止時間を３００ｍｓとしているが特にこれに限定されることはなく、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃの電力の合計のピークを所望のレベルに抑制できるような時間であればよい。但し、所定の禁止時間を長くしすぎると第２電力制御モードでの電力付与の効果がなくなるため注意が必要である。

尚、本実施例では、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃの電力の合計のピークの増加を抑制するためにスローアップ制御を行っているが、スローアップ制御を長い時間かけて行うと、第２電力制御モードで殆ど電力を供給できなくなってしまうためにあまり長く設定できない。したがって、所定の禁止時間だけ電力の供給を禁止することは、スローアップ制御を行ってもヒータランプ６４ａ〜６４ｃに供給される電力の合計のピークが所望のレベルにまで抑制できないような場合に非常に有効である。

また、本実施例では、目標温度を補正する制御を行っている。本実施例の加熱ローラ６１の表面温度の目標温度は１８５℃であるが、印刷動作の開始直後のウォームアップ時に２１０℃、また通紙開始から所定枚数である２５枚の用紙が通過するまで１９５℃に設定（補正）される。

これにより、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃに供給する電力を一時的に増加させることができ、素早く加熱ローラ６１の表面温度を上昇させることができる。尚、所定枚数は２５枚に限定されるものではなく、また所定枚数ではなく印刷動作開始からの所定の補正時間だけ補正を行ってもよい。

また、第２電力制御モードにおけるヒータランプ６４ａ〜６４ｃの電力の合計のピークの増加を抑制しているため発生する突入電流量が低下し、第２電力制御モードにおけるヒータランプ６４ｂへの電力の供給量が低下して加熱ローラ６１の表面温度が素早く上昇しない場合があるので、本実施例において目標温度を補正する構成は、第２電力制御モードでヒータランプ６４ａ〜６４ｃに供給する設定電力値を上昇させるのに有効である。

これらによって、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃの合計の電力のピークを効果的に抑制しつつ、図１７に示すように加熱ローラ６１の表面温度を適切に維持することができる。尚、図１７は、本実施例の画像形成装置１００において毎分の印刷速度が毎分６２枚で２００枚の印刷を行った際の加熱ローラ６１の表面温度及び外部加熱ローラ６３の表面温度の推移を示す説明図である。

尚、本実施例は、３つのローラ６１〜６３及び３つのヒータランプ６４ａ〜６４ｃを用いているが特にこれに限定されるものではなく、２ローラ及び１ハロゲンランプ等の構成でもよく、また定着部材（加熱ローラ６１）や加圧部材（加圧ローラ６２）がベルト形状であってもよい。

本実施例は、実施例６と略同様の構成であるが、図１８に示すように加圧部材に加圧ローラではなく、加圧ベルト１１０を用いている。それに伴って、加熱ローラ６１の構成を変更している。

加熱ローラ６１は、外径５０ｍｍ形成され、芯金６１ａ、ゴム層６１ｃ、離型層６１ｂの３層で形成されている。芯金６１ａは前述してきたものと同様のアルミ合金製であるが肉厚は平均して１．５ｍｍである。ゴム層６１ｃは、芯金６１ａの外周面を肉厚１ｍｍのシリコンゴムで被覆する。離型層６１ｂは、ゴム層６１ｃの外周面をフッ素樹脂チューブ（ＰＦＡチューブ）で被覆する。また、加熱ローラ６１に内包するヒータランプ６４ａ及び６４ｂは実施例６と略同様の構成であるが、本実施例では定格電力が８２０Ｗ及び４５０Ｗである。

加圧ベルト１１０は、幅３３５ｍｍ、外周φ６０ｍｍで、厚み１００μｍのポリイミドをベースに、離型層として表面をフッ素樹脂（本実施例ではＰＦＡ）を外周面にコーティングして構成されている。

また、加圧ベルト１１０は、図１９に示すように加圧加熱ローラ１１１、駆動ローラ１１２及びテンションローラ１１３によって張架され、加熱ローラ６１の外周面の一部に圧接して加熱ローラ６１とで広いニップ部Ｙを形成する。このニップ部Ｙにてトナーを溶融して用紙Ｐ上に定着させる。

加圧加熱ローラ１１１は、実施例６の外部加熱ローラ６３と略同様の構成であるが外経２０ｍｍ、肉厚１ｍｍである。また、加圧加熱ローラ１１１は、外部加熱ローラ６３と同様にヒータランプ１１５（本実施例では、３００Ｗ）を内包し、ニップ部Ｙよりも図１８に示す矢印方向の用紙搬送方向の上流側で加圧ベルト１１０を加熱し、トナーの溶融を促進させて定着性能を向上を図っている。ヒータランプ１１５は、ドライバ９１ｄを介して第１電力制御部８１のみに接続されて電力制御が行われる。また、本実施例は、実施例６と異なりヒータランプ６４ａ，６４ｂについてのみ第１電力制御モード及び第２電力制御モードで電力制御を行う。

駆動ローラ１１２（外径２０ｍｍ）は、加熱ローラ６１と加圧ベルト１１０との間に周速差を発生させるために、加圧ベルト１１０を加熱ローラ６１の回転速度よりも２〜１０％程度遅くした回転速度で回転させる。また、駆動ローラ１１２には、駆動力を効率よく付与するために芯金１１２ａの外周面に耐熱性を有するゴム層１１２ｂ（厚み１ｍｍ）、例えばシリコンゴムが被覆されている。

テンションローラ１１３は、加圧ベルト１１０の弛みをなくして、円滑に回転するように２０Ｎの力で加圧ベルト１１０を引っ張る。

尚、本実施例では、ヒータランプ１１５を内包した加圧加熱ローラ１１１を用いているが、駆動ローラ１１２にもヒータランプを内包してもよい。また、加圧加熱ローラ１１１にヒータランプ１１５を内包しなくてもよい。あるいは、加熱ローラ６１や加圧ベルト１１０を外周面から加熱する外部加熱体を用いてもよい。

図２０は、本実施例のヒータランプ６４ａ，６４ｂの電力制御のタイミングチャートである。図２０（Ａ）に示すように、本実施例の第１電力制御モードにおける第１制御周期は２００ｍｓであり、ヒータランプ６４ａを基準としてヒータランプ６４ｂの各制御モードにおける制御開始タイミングを１００ｍｓずらす。尚、図２０は、ヒータランプ１１５が動作していない状態でのタイミングチャートである。

これにより、第１制御周期の時間内においてヒータランプ６４ａ，６４ｂの制御が開始されるので、実施例６と同様の効果を得ることができる。

尚、ヒータランプ１１５は、第１電力制御部８４によってヒータランプ６４ａ及びヒータランプ６４ｂが消灯している間のみ点灯するように制御される。また、ヒータランプ１１５は、第１電力制御部８４に接続された図示しない低温環境検出器から画像形成装置１００が低温環境にあると検出された際、第１電力制御部８４によってウォームアップ時間を短縮する等の定着性能を向上させるための補助的な目的で所定のタイミングで電力供給される。

本実施例では、加熱ローラ６１の表面温度の値の更新周期は２００ｍｓであり、また第２電力制御モード時にヒータランプ６４ａの設定電力値を定格電力値に固定する。

また、本実例では、実施例６と同様にヒータランプ６４ｂについて、図２０（Ｂ）に示すようにヒータランプ６４ｂへの第２電力制御モードにおける電力（ここでは電流）の供給を、所定の時間の開始から加熱ローラ６１の表面温度の値が１回更新される間まで禁止し、実施例６と同様に突入電流発生時のヒータランプ６４ａ，６４ｂの電力の合計のピークが大きくなるのを抑制している。

尚、本実施例では、加熱ローラ６１の表面温度の値が１回更新される間まで電力の供給を禁止しているが、加熱ローラ６１の表面温度の値の更新回数は、１回〜３回のうちから所定の時間に応じて決定する。例えば、所定の時間が長い定着装置３６であれば加熱ローラ６１の表面温度の値が２回更新される間まで電力の供給を禁止する。

ここで、１回〜３回としたのは、加熱ローラ６１の表面温度を更新する時間は、適切な温度制御を行うために第２電力制御モードの所定の時間よりも短いが、１〜３回に設定しなければ実際に第２電力制御モードで電力供給をしている時間が極端に短くなり、第２電力制御モードを実行する効果がなくなるからである。

例えば、加熱ローラ６１の表面温度の更新周期の１の時間が２００ｍｓ〜５００ｍｓであると、通常第２電力制御モードでの所定の時間は、突入電流の大きさや、許容電力の大きさの制約で１秒以下に設定することが多く、このような場合に４回以上に設定しても、実際にヒータランプ６４が強制駆動されて電力が供給される時間が短く、損失も大きいことから、第２電力制御モードが全く意味を持たないことになる。

したがって、所定の強制駆動時間の大きさに応じて、１〜３回の電力の供給を禁止することで、第２電力制御モードでの電力付与の効果の低下を最小限に抑えながら、突入電流による悪影響を抑制することができる。

本実施例では、実施例６と同様に目標温度を補正する制御を行っているが、本実施例では加熱ローラ６１の表面温度の目標温度は、通常１７０℃であり、印字動作開始から所定枚数（本実施例では５０枚）の用紙を通紙するまでは１７５℃に設定される。これにより、実施例６と同様の効果を得ることができる。

尚、本実施例１〜７では、モノクロ画像用の画像形成装置に備えられる定着装置について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、カラー画像用の画像形成装置１００でもよい。

また、本実施例１〜７では、ヒータランプ６４及び１１５をこの発明の加熱手段として用いる定着装置について説明したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば抵抗発熱方式や誘導加熱方式の加熱手段を用いてもよい。また、本実施例１〜７における構成で所定の時間や温度の具体的数値を用いたが特にこれに限定されるものではない。

一方、この発明の電力制御装置について、本実施例１〜７では、この発明の電力制御装置である電力制御部８０を用いた定着装置について説明しているが、特にこれに限定されるものではなく、複写機やインクジェットプリンタ等に用いられる乾燥装置、電熱器やオーブンレンジ、エアコン等の加熱手段を用いる機器に適用することができる。

（２０）ｎ個（ｎ≧１）の前記加熱手段において、前記第１電力制御モードにおけるｍ（ｍ＝１，２，・・，ｎ）番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ１m （Ｗ）、前記第２電力制御モードにおけるｍ番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ２m （Ｗ）、前記第2電力制御モードの制御周期である第２制御周期をＴ１（ｍｓ）、前記第２制御周期の１周期のｍ番目の加熱手段に電力を供給する時間をＴ２m （ｍｓ）、ｍ番目の加熱手段の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数をＫ１m 、ｍ番目の加熱手段の制御モードの切り換えによる電力増加分をΔＷm （Ｗ）とした時の関係式が、
ΔＷm ＝（１／Ｔ１）×｛（Ｔ１×Ｋ１m −１）×Ｗ１m ＋
（Ｗ２m −Ｗ１m ）×Ｔ２m ×Ｋ１m ｝
であることを特徴とする。

この構成においては、第１電力制御モードの実行時に比べて第２電力制御モードの実行時の加熱手段の供給に必要な電力の増加分ΔＷm （Ｗ）から第２電力制御モードの１周期における電力を加熱手段に供給する所定の時間Ｔ２m （ｍｓ）が求められる。したがって、容易に上記所定の時間Ｔ２m （ｍｓ）が求められる。

（２８）前記第２電力制御モードの実行中、前記第2電力制御モードの制御周期である第２制御周期の１周期あたりの所定の時間だけ電力を供給して前記単一又は複数の加熱手段を強制駆動し、
前記所定の強制駆動時間の経過前又は経過直後に前記加熱部材の検知温度が前記目標温度よりも低い所定の設定温度を下回る間、第２制御周期及び所定の時間を変更して前記第２電力制御モードを実行することを特徴とする。

（２９）前記単一の加熱手段の定格電力値又は複数の加熱手段の定格電力値の和であるトータル定格電力値をＷ0 （Ｗ）、前記単一の加熱手段の設定電力値又は複数の加熱手段の設定電力値の和であるトータル設定電力値をＷ1 （Ｗ）、前記画像形成装置全体の定格電力値をＷ2 （Ｗ）、画像形成装置全体の動作を制御する制御部の駆動電力値をＷ3 （Ｗ）、画像形成装置の機構部分の駆動に用いられる駆動電力値をＷ4 （Ｗ）、画像形成装置に装着されるオプション部の定格電力値をＷ5 （Ｗ）とした時の関係式が、
Ｗ1 ≦Ｗ2 −（Ｗ3 ＋Ｗ4 ＋Ｗ5 ）
且つＷ1 ≦Ｗ0 であることを特徴とする。

この構成においては、加熱手段の設定電力値Ｗ1 は、画像形成装置の定格電力値Ｗ2 から画像形成装置を構成する構成部である制御部及び機構部分の駆動電力値Ｗ3 ，Ｗ4 、オプション部の定格電力値Ｗ5 を除いた値以下になる。そして、より第２電力制御モードでの加熱の効果を高くする為に定格電力値Ｗ0 は設定電力値Ｗ1 よりも大きくすることが望ましくＷ1 ≦Ｗ0 とする。したがって、上記関係式から加熱手段の定格電力値が容易に設定でき、定着装置に配置すべき適切な加熱手段の選択が容易になる。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１９）上記関係式に基づいて第２電力制御モードの１周期における電力を加熱手段に供給する所定の時間Ｔ２m （ｍｓ）を求めることによって、正確な所定の時間Ｔ２m （ｍｓ）を容易に求めることができる。

（２８）加熱手段の設定電力値Ｗ1 を、画像形成装置の定格電力値Ｗ2 から画像形成装置を構成する構成部である制御部及び機構部分の駆動電力値Ｗ3 ，Ｗ4 、オプション部の定格電力値Ｗ5 を除いた値以下とし、定格電力値Ｗ0 を設定電力値Ｗ1 以上に大きくすることによって、第２電力制御モードにおいてより効率的に加熱することができるように関係式から加熱手段の定格電力値を容易に設定することができるので、定着装置に配置すべき適切な加熱手段の選択を容易にできる。

（実施例１）
図２は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図２に示すように、定着装置３６は、定着カバー６０（上定着カバー６０ａ、下定着カバー６０ｂ）、加熱ローラ６１、加圧ローラ６２、ヒータランプ６４、サーミスタ６６、クリーニングローラ６７及び後述する電力制御装置等から構成されている。

また、単一のヒータランプ６４の設定電力値又は複数のヒータランプ６４のトータル設定電力値Ｗ1 （Ｗ）は、画像形成装置１００全体の定格電力値をＷ2 （Ｗ）、画像形成装置１００全体の動作を制御する制御部の駆動電力値をＷ3 （Ｗ）、画像形成装置１００の原稿読取装置等の機構部分の駆動に用いられる駆動電力値をＷ4 （Ｗ）、画像形成装置１００に装着されるオプション部の定格電力値をＷ5 （Ｗ）とした時、
Ｗ1 ≦Ｗ2 −（Ｗ3 ＋Ｗ4 ＋Ｗ5 ）・・・（１）
となり、また単一のヒータランプ６４の設定電力値又は複数のヒータランプ６４のトータル定格電力値Ｗ0 （Ｗ）は、Ｗ1 に対してＷ1 ≦Ｗ0 であり、最低限与えられる許容電力値を基にして、上記（１）式からヒータランプ６４の定格電力値を容易に設定することができるので、定着装置３６に配置すべき適切なヒータランプ６１の選択を容易にできる。例えば、画像形成装置１００の定格電力値Ｗ2 ＝１５００Ｗ、制御部の駆動電力値Ｗ3 ＝５０Ｗ、機構部分に用いられる駆動電力値Ｗ4 ＝２５０Ｗ、オプション部の定格電力値をＷ5 ＝１００Ｗとすると、設定電力値が１１００Ｗ以下でヒータランプ６４を用いることができ、定格電力値としては、１１００Ｗから１７００Ｗというようにバースト駆動時に供給する電力値を自由に設定できる（通常の第１電力制御モードでは、このような電力値は供給しない）。

尚、ｎ個（ｎ≧１）のヒータランプ６４において、第１電力制御モードにおけるｍ（ｍ＝１，２，・・，ｎ）番目のヒータランプ６４の制御モードの切り換えによる電力増加分ΔＷm （Ｗ）は、ｍ番目のヒータランプ６４に供給する電力の設定電力値をＷ１m （Ｗ）、第２電力制御モードにおけるｍ番目のヒータランプ６４に供給する電力の設定電力値をＷ２m （Ｗ）、第２制御周期をＴ１（ｍｓ）、第２電力制御モードにおける第２制御周期の１周期のｍ番目のヒータランプ６４に電力を供給する所定の時間をＴ２m （ｍｓ）、ｍ番目のヒータランプ６４の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数をＫ１m とした時、
ΔＷm ＝（１／Ｔ１）×｛（Ｔ１×Ｋ１m −１）×Ｗ１m ＋
（Ｗ２m −Ｗ１m ）×Ｔ２m ×Ｋ１m ｝・・・（２）
となる。

また、本実施例では単一のヒータランプ６４を用いているのでｍ＝１であり、例えば加熱ローラ６１の表面温度に基づいて求められる実際にヒータランプ６４に供給したい電力値を１０００Ｗとした場合、第１電力制御モードにおける許容電力値は７００Ｗなので、電力増加分ΔＷ1 ＝１０００−７００＝３００Ｗとなる。また、バースト駆動することで第１電力制御モードでの設定電力値以上の電力をヒータランプ６４に供給するため、第１電力制御モードの設定電力値Ｗ１1 は許容電力値になり、第２電力制御モードの設定電力値Ｗ２1 ＝９００Ｗ、第２制御周期Ｔ１＝１５００ｍｓ、Ｋ１1 ＝０．３５とした場合、
Ｔ２1 ＝｛Ｔ１×ΔＷ1 −（Ｔ１×Ｋ１1 −１）×Ｗ１1 ｝／
｛（Ｗ２1 −Ｗ１1 ）×Ｋ１1 ｝
となり、
Ｔ２1 ＝｛１５００×３００−（１５００×０．３５−１）×
７００｝／｛（９００−７００）×０．３５｝
となって、Ｔ２1＝１１８８．６（ｍｓ）
と求められるので、ヒータランプ６４に供給する設定電力値Ｗ２1 ＝９００Ｗに対する正確な所定の時間Ｔ２1 を容易に求めることができる。

更に、設定電力値Ｗ２1 ＝９００Ｗに基づいてヒータランプ６４に設定電力値Ｗ２1 を供給する所定の時間Ｔ２1 及び第２制御周期Ｔ１を変更してもよい。上記所定の時間Ｔ２1 及び第２制御周期Ｔ１を設定電力値Ｗ２1 に基づいて変更することによって、設定電力値Ｗ２1 に対して電力をヒータランプ６４に供給する電力の平均を最大にでき、ヒータランプ６４に必要な電力のうちの不足分をより補うことができ、用紙Ｐを加熱する性能の低下を防止できる。

尚、ｍ番目のヒータランプ６４の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数Ｋ１m は、ヒータランプ６４の定格電力値に対する製造時のバラツキや本発明のようなバースト駆動時のヒータランプ６４の電流特性や発光効率及び熱変換効率、加熱ローラ６１の肉厚バラツキ、周囲温度や湿度などの環境指数、用紙Ｐの材質や吸水率などを考慮して、例えば、
（１）バースト駆動において理論的に求められる投入電力と、実際に投入したヒータランプ６４への投入電力との比から得られる加熱効率ηや、
（２）バースト駆動において理論的に求められる投入電力の増加電力分と実際にバースト駆動した時に印字中の最初に目標温度に到達するまでに投入した投入電力の増加電力分との比から得られるバースト駆動効率ηＢ
（３）バースト駆動において理論的に求められる投入電力の増加電力分と実際にバースト駆動した時に印字中全てにおいてバースト駆動による投入した投入電力の増加電力分との比から得られるバースト駆動効率ηＢＡ
等から求められる。前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数Ｋ１m は、条件にもよるが、例えば、本実施例においては、０．３程度であり、以下に示すような種々のパラメータ（定格電力値、設定電力値、第２制御周期、その所定の時間、使用するヒータランプの種類や本数、制御方式やその特性、ローラの構成など）にもよるが、概ね、０．１〜０．４５程度である。

（実施例２）
図６は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図６に示すように、本実施例における定着装置３６の主要な構成は実施例１と同様であるが、本実施例では、加熱ローラ６１の内部に加熱ローラ６１を加熱する配熱位置の異なる２本のヒータランプ６４ａ，６４ｂを備えている。ヒータランプ６４ａは、定格電力が７４０Ｗであり、中央高の配熱を行う。ヒータランプ６４ｂは、定格電力が４４５Ｗで端部高の配熱を行う。また、各ヒータランプ６４ａ，６４ｂに対応するため、サーミスタ６６ａ，６６ｂを加熱ローラ６１表面の軸方向の中央部と端部とにそれぞれ配置する。

図７は、この発明の実施形態に係る定着装置に備えられる電力制御部の構成を示すブロック図である。上述の実施例１と同様に電力制御部８０は、Ａ／Ｄ変換回路９０ａ，９０ｂそれぞれを介してサーミスタ６６ａ，６６ｂから加熱ローラ６１の表面温度の値を取得する。取得した加熱ローラ６１の表面温度のそれぞれの値に基づいてヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給する電力の設定電力値を求め、ドライバ９１ａ，９１ｂを介してそれぞれのヒータランプ６４ａ，６４ｂに電力を供給する。第２電力制御手段８２は、切換制御手段８４及びドライバ９１ａ，９１ｂを介してヒータランプ６４ａ，６４ｂに接続され、実施例１における上記式（１) を用いて設定電力値を求め、バースト駆動タイミング発生手段８３に基づく所定の時間だけ設定電力値をヒータランプ６４ａ，６４ｂに供給する。

（実施例３）
図９は、この発明の実施形態に係る定着装置の概略の構成を示す断面図である。図９に示すように、本実施例における定着装置３６の主要な構成は実施例２と同様であるが、本実施例では、この発明の伝達部材である外部加熱ローラ６３及び外部加熱ローラ６３の表面温度を検知するサーミスタ６６ｃを備えている。外部加熱ローラ６３は、中空円筒形状を呈し、内部にヒータランプ６４ｃを備え、加圧ローラ６２を加熱する。また、外部加熱ローラ６３は、加圧ローラ６２の反時計方向の定着ニップ部Ｙよりも上流側に所定の押圧力をもって加圧ローラ６２の表面に当接し、加圧ローラ６２との当接部分に加熱ニップ部Ｚ（本実施例における加熱ニップ部Ｚのニップ幅は１ｍｍ。）を形成する。

（実施例４）
本実施例は、図９に示す実施例３の定着装置３６と同様の構成であり、また電力制御部８０の構成も略同様であるが、本実施例の電力制御部８０は、図１２に示すように切換条件判定手段８５を備えている。切換条件判定手段８５は、切換制御手段８４及びＡ／Ｄ変換回路９０ａ〜９０ｃを介してサーミスタ６６ａ〜６６ｃに接続され、第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行う。また、切換条件判定手段８５は、種々のパラメータをモニタ（本実施例では、サーミスタ６６ａ〜６６ｃによって検知される加熱ローラ６１及び外部加熱ローラ６３の表面温度）し、第２電力制御モードの切換の可否の判定である切換動作停止条件及び切換動作再開条件に合致するか否かを判定し、判定した結果を切換制御手段８４に出力する。

（実施例５）
本実施例は上述した実施例４と略同様の構成であるが、本実施例では図１４に示すように電力制御部８０に表面温度推定手段８６を設けている。表面温度推定手段８６は、切換条件判定手段８５及びＡ／Ｄ変換回路９０ｃを介してサーミスタ６６ｃに接続され、外部加熱ローラ６３の表面温度から加圧ローラ６２の表面温度を推定する。また、表面温度推定手段８６は、加圧ローラ６２の表面の推定温度の値を切換条件判定手段８５に出力する。切換条件判定手段８５は、受け取った加圧ローラ６２の表面の推定温度に基づいてヒータランプ６４ｃの切換動作停止条件及び切換動作再開条件について合致しているか否かを判定する。つまり、外部加熱ローラ６３の表面温度を用いる実施例４と異なり、ヒータランプ６４ｃの切換動作停止条件及び切換動作再開条件に加圧ローラ６２の表面温度を用いる。

（実施例６）
本実施例は、上述した実施例４の定着装置３６と略同様の構成であるが、図１５に示すようにヒータランプ６４ａにスイッチング素子８４ｃを含む切換制御手段８４を介して第１電力制御部８１及び第２電力制御部８２が接続されている。つまり、本実施例では、ヒータランプ６４ａ〜６４ｃについて第１電力制御モード及び第２電力制御モードで電力制御を行う。

（実施例７）
本実施例は、実施例６と略同様の構成であるが、図１８に示すように加圧部材に加圧ローラではなく、加圧ベルト１１０を用いている。それに伴って、加熱ローラ６１の構成を変更している。

符号の説明

３６−定着装置
６１−加熱ローラ
６２−加圧ローラ
６３−外部加熱ローラ
６４−ヒータランプ
６６−サーミスタ
８０−電力制御部
８１−第１電力制御部
８２−第２電力制御部
８３−バースト駆動タイミング制御
８４−切換制御手段
８４ａ〜８４ｃ−スイッチング素子
８５−切換条件判定手段
８６−表面温度推定手段
１００−画像形成装置
１０１−制御部
１１０−加圧ベルト
１１１−加圧加熱ローラ
１１５−ヒータランプ

Claims

加熱対象物を介して被加熱体を加熱する単一又は複数の加熱手段を含む装置の各構成部に供給する電力の設定電力値を許容電力値以下に制御する電力制御方法において、
前記加熱対象物の温度に基づいて加熱手段の全てに供給する電力の設定電力値を制御する第１電力制御モードと、前記加熱手段の少なくとも一つを設定電力値より大きい電力で強制駆動する第２電力制御モードと、を装置の各構成部の動作状態に応じて切り換えることを特徴とする電力制御方法。
前記強制駆動は、バースト駆動であることを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記バースト駆動する際の加熱手段に供給する電力の設定電力値は、装置の各構成部の動作状態に応じて制御されることを特徴とする請求項２に記載の電力制御方法。
前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換は、前記第１電力制御モードの制御周期である第１制御周期よりも長い第２電力制御モードの制御周期である第２制御周期に合わせて行い、
前記第２電力制御モードの実行中、前記第２制御周期の１周期あたりの所定の時間だけ電力を供給して前記単一又は複数の加熱手段を強制駆動することを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記第２制御周期は、前記第１制御周期の整数倍であり、
前記第１電力制御モードの実行中に用いられる前記加熱対象物の温度の値を更新する更新周期は、前記単一又は複数の加熱手段の第１制御周期の整数倍であることを特徴とする請求項４に記載の電力制御方法。
前記加熱対象物の温度の更新周期の１周期の時間内において、前記複数の加熱手段の各制御モードを互いに異なるタイミングで開始することを特徴とする請求項５に記載の電力制御方法。
前記複数の加熱手段の各制御モードの互いに異なる開始のタイミングは、前記第１制御周期の１周期の時間内であることを特徴とする請求項６に記載の電力制御方法。
前記複数の加熱手段のうち少なくとも１つは、第２電力制御モードを開始した時から所定の禁止時間が経過するまで電力の供給を禁止することを特徴とする請求項６に記載の電力制御方法。
前記複数の加熱手段のうち少なくとも１つは、前記所定の時間に応じて第２電力制御モードを開始した時から前記加熱対象物の温度の値が１回〜３回更新される間まで電力の供給を禁止することを特徴とする請求項６に記載の電力制御方法。
前記複数の加熱手段において、第２電力制御モードの電力供給の開始から次の第２電力制御モードの電力供給が開始されるまでの間において、供給する電力の電力値を前記設定電力値まで複数段階に分けて徐々に増加させていくことを特徴とする請求項７に記載の電力制御方法。
前記複数段階は、前記設定電力値の１５〜３０％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第１段階と、前記複数の加熱手段のそれぞれに前記設定電力値の６５〜８５％の前記電力値で電力を供給する第２段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電力制御方法。
前記複数段階は、前記設定電力値の１０〜２５％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第１段階と、前記設定電力値の４０〜６５％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第２段階と、前記設定電力値の７０〜９０％の前記電力値で前記複数の加熱手段のそれぞれに電力を供給する第３段階と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の電力制御方法。
前記第２電力制御モード開始の際、前記設定電力値に基づいて前記第２制御周期及び前記所定の時間を制御することを特徴とする請求項４に記載の電力制御方法。
前記第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切換を行う際、前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記第２電力制御モードの実行中に前記単一又は複数の加熱手段を強制駆動する際、前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて前記第２制御周期の１周期あたりの所定の時間を設定することを特徴とする請求項４に記載の電力制御方法。
前記加熱対象物の温度の変化状態又は前記被加熱体を加熱する処理条件に基づいて前記複数の加熱手段のうちから第２電力制御モードに切り換える加熱手段を選択することを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記加熱対象物が被加熱体を加熱する処理の実行開始から一定時間経過するまで又は加熱処理された被加熱体の数が所定の値を超えるまでは第２電力制御モードへの切換の可否の判定を無効とすることを特徴とする請求項１４に記載の電力制御方法。
前記第２制御モードに切り換える際、前記複数の加熱手段のうち少なくとも定格電力値が最大の加熱手段は切り換えないことを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記第１電力制御モードの実行中、第１電力制御モードの設定電力値の制御に用いられる予め定められた複数の設定電力値からなる第１電力設定値群から前記単一又は複数の加熱手段に供給する電力の設定電力値を求め、
前記第２電力制御モードの実行中、第２電力制御モードの設定電力値の制御に用いられる予め定められた複数の設定電力値からなる第２電力設定値群から単一又は複数の加熱手段に供給する電力の設定電力値を求めることを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
ｎ個（ｎ≧１）の前記加熱手段において、前記第１電力制御モードにおけるｍ（ｍ＝１，２，・・，ｎ）番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ１ｍ（Ｗ）、前記第２電力制御モードにおけるｍ番目の加熱手段に供給する電力の前記設定電力値をＷ２ｍ（Ｗ）、前記第２制御周期をＴ１（ｍｓ）、第２電力制御モードにおける第２制御周期の１周期のｍ番目の加熱手段に電力を供給する時間をＴ２ｍ（ｍｓ）、ｍ番目の加熱手段の第１電力制御モードと第２電力制御モードとの切り換えに伴う係数をＫ１ｍ、ｍ番目の加熱手段の制御モードの切り換えによる電力増加分をΔＷｍ（Ｗ）とした時の関係式が、
ΔＷｍ＝（１／Ｔ１）×｛（Ｔ１×Ｋ１ｍ−１）×Ｗ１ｍ＋
（Ｗ２ｍ−Ｗ１ｍ）×Ｔ２ｍ×Ｋ１ｍ｝
であることを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
前記第２制御モードの実行中、前記複数の加熱手段のうち少なくも１つの加熱手段に供給する電力の設定電力値を定格電力値とすることを特徴とする請求項１に記載の電力制御方法。
本体装置に備えられ、加熱対象物を介して被加熱体を加熱する単一又は複数の加熱手段を含む本体装置の各構成部に供給する電力の設定電力値を許容電力値以下に制御する電力制御装置において、
前記加熱対象物の温度に基づいて前記加熱手段の全てに供給する電力の設定電力値を制御する第１電力制御モードと、前記加熱手段のうち少なくとも１つを設定電力値より大きい電力で強制駆動する第２電力制御モードと、を本体装置の各構成部の動作状態に応じて切り換える切換制御手段を備えたことを特徴とする電力制御装置。
画像形成装置に備えられ、温度検知手段により検知された検知温度に基づいて単一又は複数の加熱手段によって加熱される加熱部材と該加熱部材の表面に圧接配置される加圧部材とを有し、加熱部材の検知温度が目標温度以上になってウォームアップ動作が終了した以降に画像形成装置が印字動作を実行し、内部に加熱手段を有する加熱部材と加圧部材とのニップ部に被加熱体を通過させて加熱する定着装置において、
請求項２２に記載の電力制御装置を備え、
前記電力制御装置を用いて前記加熱部材に備えられる加熱手段に供給する電力の設定電力値を制御することを特徴とする定着装置。
表面を加熱する単一又は複数の加熱手段を備えて前記加圧部材の表面に当接する伝達部材と、該伝達部材の温度を検知する温度検知手段と、を備え、
前記電力制御装置を用いて前記伝達部材に備えられる加熱手段に供給する電力の設定電力値を制御することを特徴とする請求項２３に記載の定着装置。
加圧部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記切換制御手段は、前記温度検知手段によって検知された前記加圧部材の検知温度に基づいて前記伝達部材を加熱する単一又は複数の加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする請求項２４に記載の定着装置。
前記第１電力制御モードにおいて、前記温度検知手段によって検知された前記伝達部材の温度から前記加圧部材の温度を推定するとともに推定した加圧部材の推定温度に基づいて前記伝達部材を加熱する単一又は複数の加熱手段の第２電力制御モードへの切換の可否の判定を行うことを特徴とする請求項２４に記載の定着装置。
前記切換制御手段は、前記ウォームアップ動作終了直後の印字動作開始から所定の強制駆動時間が経過するまで第２電力制御モードに切り換えることを特徴とする請求項２３に記載の定着装置。
前記所定の強制駆動時間の経過前又は経過直後に前記加熱部材の検知温度が前記目標温度よりも低い所定の設定温度を下回る間、第２制御周期及び所定の時間を変更して前記第２電力制御モードを実行することを特徴とする請求項２７に記載の定着装置。
前記単一の加熱手段の定格電力値又は複数の加熱手段の定格電力値の和であるトータル定格電力値をＷ０（Ｗ）、前記単一の加熱手段の設定電力値又は複数の加熱手段の設定電力値の和であるトータル設定電力値をＷ１（Ｗ）、前記画像形成装置全体の定格電力値をＷ２（Ｗ）、画像形成装置全体の動作を制御する制御部の駆動電力値をＷ３（Ｗ）、画像形成装置の機構部分の駆動に用いられる駆動電力値をＷ４（Ｗ）、画像形成装置に装着されるオプション部の定格電力値をＷ５（Ｗ）とした時の関係式が、
Ｗ１≦Ｗ２−（Ｗ３＋Ｗ４＋Ｗ５）
且つＷ１≦Ｗ０であることを特徴とする請求項２３に記載の定着装置。
第２電力制御モード中において、前記印字動作の開始から、所定枚数の用紙を印字する間、又は、所定の補正時間が経過する間は、前記目標温度を補正することを特徴とする請求項２３に記載の定着装置。