JP2011186389A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカを抑制しつつ、位相制御を行う時間を削減して高調波電流の発生やコイルのうなり音の発生を抑制することができる画像形成装置等を提供すること。
【解決手段】電流が供給されて発熱する定着ローラ加熱手段により加熱される定着ローラを用いてトナー像を用紙上に加熱定着する画像形成装置は、過去の複数回の定着ローラ加熱手段に供給された電力値の差が所定の範囲内である場合、定着ローラ加熱手段への電流の供給を制御する制御手段は直近の回に供給された電力値が定着ローラ加熱手段に供給されるようにカットオフ制御の制御周期を延長して電流の供給を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナー像を用紙上に加熱定着する定着ローラへの加熱を制御する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置において用紙に転写されたトナー画像を熱により定着する際に用いられる定着ローラは通電により加熱されたヒータ（以下、「定着ヒータ」という。）により加熱される。熱源としてハロゲンランプ等が使用される定着ヒータは温度に対する抵抗特性が正であるので、通電による加熱の際に大量の電力を必要とし、また、供給する電圧が一定であるとすると温度が高い場合には突入電流が小さくなる傾向があるが温度が低いときには大きな突入電流が流れてしまう。この大きな突入電流により、定着装置を搭載した機器が接続されている電源ラインに電圧変動を引き起こし、例えば、室内の蛍光灯のちらつき（以下「フリッカ」という。）を発生させてしまう。

そこで、この大きな突入電流等の発生を抑制する技術が既に知られている。
特許文献１には、交流電源から通電が制御されて発熱する定着ヒータを有する定着ローラと、定着ローラを加熱する定着ヒータの温度を検知する温度検知手段とを具えた電子写真装置に関する技術が開示されている。その構成は、検知された定着ヒータの温度に基づいて定着ヒータの抵抗値を演算し、演算された抵抗値において所定の電流が流れるような制御電圧値を求める演算手段と、演算手段によって求められた制御電圧値が設定され、設定された制御電圧値に応じて定着ヒータへの通電を制御する制御手段とを設け、定着ヒータへの通電を開始する際、制御手段は、制御電圧に対応して通電を制御する間、通電の位相角を１Ｈｚごとに大きくするソフトスタートオン制御を行い、定着ヒータへの通電をオフする際、制御手段は、通電の位相角を１Ｈｚごとに小さくして通電するソフトストップオフ制御を行う。この構成により、定着ヒータのオン、オフ時に高調波電流と電源電圧変動との抑制を行うものである。

すなわち、特許文献１では、温度が低い場合には、供給電圧を小さくすることで、定着ヒータに流れる電流を制限し、さらに位相制御により定着ヒータに供給する電圧を徐々に大きくすることで定着ヒータへ電流を供給するときの初期に生じる突入電流を抑制して、フリッカを発生しにくくしていた。なお、位相制御とは、定着ヒータへ電流を供給する際に定着ヒータへ流れる電流を徐々に増やしていく制御のことをいう。

また、近年、熱容量の小さい薄肉の定着ロールが使用されることもあるが、薄肉で熱容量が小さい定着ロールは、温度を早急に目標温度に到達させることができる一方、通電時間に対する温度変化が大きいので、空気温度や湿度等の環境の変動等により温度のオーバーシュートが発生したり、ロール軸方向での温度差が大きくなってしまうことがある。そこで、定着ローラの表面温度が目標温度下限値から目標温度上限値に至る定着ヒータの加熱期間中に、非常に短い制御周期（一般的には１秒以下）で強制的に定着ヒータへの通電をオン、オフさせる、カットオフ制御がなされる（図４参照）。これにより細かな電力供給がなされ定着ロールの温度のオーバーシュートや、定着ローラ軸方向での温度差を小さくすることができる。

このカットオフ制御に上記の特許文献１に開示されているソフトスタートを組合せた制御手法もある。短時間にオン、オフを繰り返すカットオフ制御では、定着ヒータがオンする度に同じ期間だけ位相制御を繰り返し行うので、位相制御を行っている合計時間が長くなるので、高調波電流の時間平均値が大きくなってしまう。そして、位相制御によって交流波形が大きく歪められてしまうので、高調波電流が発生しやすくなる。これにより発生した高調波電流は、周辺機器や電源系統を誤動作させる原因となる場合もある。また、カットオフ制御は、短時間にオン、オフを繰り返すので、オン、オフするタイミングに合わせてコイルのうなり音が発生するという問題があった。

そこで、特許文献２には、上記の高調波電流やコイルのうなり音の発生を抑制するために、制御装置が、定着ヒータについて上記の位相制御を行うと共に、カットオフ制御における上記の非常に短い制御周期のうち、加熱期間内の最初の制御周期において位相制御を行う時間を長くし、加熱期間内の２回目以降の制御周期において位相制御を行う時間とは異ならせる制御を行う技術が開示されている。

しかし、特許文献２に開示されている制御装置により、加熱期間内の最初の制御周期において位相制御を行う時間を長くし、加熱期間内の２回目以降の制御周期において位相制御を行う時間とは異ならせる場合、位相制御を行っている合計時間の短縮化やカットオフ制御の制御周期の長期化を十分図ることは困難であった。また、加熱期間内の２回目以降の制御周期においても位相制御を行うため、加熱期間内の最初の制御周期における位相制御時の高調波の発生やコイルのうなり音の発生のリスクとは別個に、必ず加熱期間内の２回目以降の制御周期における位相制御時の高調波の発生やコイルのうなり音の発生のリスクを生じる。このため、フリッカを抑制しつつ、高調波電流の発生やコイルのうなり音の発生を抑制することには限界があった。

本発明の目的は、フリッカを抑制しつつ、位相制御を行う時間を削減して高調波電流の発生やコイルのうなり音の発生を抑制することができる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、電流が供給されて発熱する定着ローラ加熱手段により加熱される定着ローラを用いてトナー像を用紙上に加熱定着する画像形成装置であって、定着ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出される表面温度が所定の範囲内となるように定着ローラ加熱手段への電流の供給を制御する制御手段と、制御手段による制御データを記憶部に保存する制御データ保存手段と、記憶部に保存されている過去の複数回の制御データに基づく定着ローラ加熱手段に供給された電力値の差が所定の範囲内であるか否か判定する判定手段とを備え、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段は過去の複数回のうち直近の回に供給された電力値が定着ローラ加熱手段に供給されるようにカットオフ制御の制御周期を延長して電流の供給を制御することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段はさらに定着ローラ加熱手段の全点灯時間を延ばして長く設定することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段はさらに位相制御の実施時間を変更することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、判定手段により所定の範囲内でないと判定された場合、制御手段は過去の複数回のうち直近の回のカットオフ制御の制御周期を延長することなく電流の供給を制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、電流が供給されて発熱する定着ローラ加熱手段により加熱される定着ローラを用いてトナー像を用紙上に加熱定着する画像形成装置の制御方法であって、温度検出手段により定着ローラの表面温度を検出するステップと、温度検出手段で検出される表面温度が所定の範囲内となるように制御手段により定着ローラ加熱手段への電流の供給を制御するステップと、制御データ保存手段により制御手段による制御データを記憶部に保存するステップと、判定手段により記憶部に保存されている過去の複数回の制御データに基づく定着ローラ加熱手段に供給された電力値の差が所定の範囲内であるか否か判定するステップとを有し、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段は過去の複数回のうち直近の回に供給された電力値が定着ローラ加熱手段に供給されるようにカットオフ制御の制御周期を延長して電流の供給を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法である。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置の制御方法において、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段はさらに定着ローラ加熱手段の全点灯時間を延ばして長く設定することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の画像形成装置の制御方法において、判定手段により所定の範囲内であると判定された場合、制御手段はさらに位相制御の実施時間を変更することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５から７のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法において、判定手段により所定の範囲内でないと判定された場合、制御手段は過去の複数回のうち直近の回のカットオフ制御の制御周期を延長することなく電流の供給を制御することを特徴とする。

本発明によれば、フリッカを抑制しつつ、位相制御を行う時間を削減して高調波電流の発生やコイルのうなり音の発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の全体構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における定着ローラを加熱する定着ヒータの制御にかかるハードウェア構成について説明する図である。 本発明の実施の形態における画像形成装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における定着ヒータ２０２のＤｕｔｙについて説明する図である。 本発明の実施の形態における画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態における画像形成装置の全体構成について説明する図である。

本実施の形態における画像形成装置は、図１に示すように、転写ベルト５に沿って各色の画像形成部（６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ）が並べられた構成を備えるものであり、所謂、タンデムタイプといわれるものである。

転写ベルト５は図１でいうと反時計回りに回転し、回転方向の上流側から順に、複数の画像形成部（電子写真プロセス部）６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが配列されている。これら複数の画像形成部６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、形成するトナー画像の色だけ異なるだけで内部構成は共通である。画像形成部６Ｂｋはブラックの画像を、画像形成部６Ｍはマゼンダの画像を、画像形成部６Ｃはシアンの画像を、画像形成部６Ｙはイエローの画像をそれぞれ形成する。

以下の説明では、画像形成部６Ｂｋについて具体的に説明するが、他の画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは画像形成部６Ｂｋと同様であるので、その画像形成部６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの各構成要素については、画像形成部６Ｂｋの各構成要素に付したＢｋに替えて、Ｍ、Ｃ、Ｙによって区別した符号を図に表示するに留め、説明を省略する。

転写ベルト５は、回転駆動される２次転写駆動ローラ７と転写ベルトテンションローラ８とに巻回されたエンドレスのベルトである。この２次転写駆動ローラ７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、２次転写駆動ローラ７と、転写ベルトテンションローラ８とが、転写ベルト５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成部６Ｂｋは、感光体としての感光体９Ｂｋ、この感光体９Ｂｋの周囲に配置された帯電器１０Ｂｋ、露光器１１、現像器１２Ｂｋ、クリーナーブレード１３Ｂｋ等から構成されている。露光器１１は、各画像形成部６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが形成する画像色に対応する露光ビームであるレーザ光１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体９Ｂｋの外周面は、暗中にて帯電器１０Ｂｋにより一様に帯電された後、露光器１１からブラック画像に対応したレーザ光１４Ｂｋにより露光され、静電潜像を形成される。現像器１２Ｂｋは、この静電潜像をブラックトナーにより可視像化し、これにより感光体９Ｂｋ上にブラックのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体９Ｂｋと転写ベルト５とが接する位置（一次転写位置）で、一次転写ローラ１５Ｂｋの働きにより転写ベルト５上に転写される。この転写により、転写ベルト５上にブラックのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体９Ｂｋは、外周面に残留した不要なトナーをクリーニングブレード１３Ｂｋにより払拭された後、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、画像形成部６Ｂｋでブラックのトナー画像を転写された転写ベルト５は、転写ベルト５によって次の画像形成部６Ｍに搬送される。画像形成部６Ｍでは、画像形成部６Ｂｋでの画像形成プロセスと同様にプロセスにより感光体９Ｍ上にマゼンダのトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写ベルト５上に形成されたブラックの画像に重畳されて転写される。

転写ベルト５は、さらに次の画像形成部６Ｃ、６Ｙに搬送され、同様の動作により、感光体９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像とが、転写ベルト上に重畳されて転写される。こうして、転写ベルト５上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された転写ベルト５は、二次転写ローラ１６の位置まで搬送される。

なお、画像形成に際して、ブラックのみの印刷の場合は一次転写ローラ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙは、それぞれ感光体９Ｍ、９Ｃ、９Ｙから離間された位置に退避し、上述の画像形成プロセスをブラックについてのみ行う。

画像形成時の用紙搬送動作に際して、給紙トレイ１に収納された用紙４は、最も上のものから給紙ローラ２を反時計回りに回転駆動することにより順に送り出され、レジストローラ３位置にて待機する。レジストローラ３の駆動開始は、上記の転写ベルト５により搬送されたトナー画像と二次転写ローラ１６上で、トナー画像と用紙４の位置が重なり合うようなタイミングで行われる。この時レジストローラ３は反時計方向に回転駆動することで用紙４を送り出す。

レジストローラ３にて送り出された用紙４は、二次転写ローラ１６にて転写ベルト５上のトナー画像を転写された後、定着器１７の後述する定着ローラ２０３（不図示）にて転写されたトナー画像の熱及び圧力による定着がなされ、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。

両面印刷を行う場合は、用紙４が排紙ローラ１８を通過する手前で、排紙ローラ１８を時計回りに回転駆動し、用紙４を両面搬送経路に搬送する。両面搬送経路に搬送された用紙４は両面ローラ１９を経由し、再びレジストローラ３まで搬送される。レジストローラ３に到達した用紙４は再びレジストローラ３から再給紙され、二次転写ローラ１６にて先程と逆側の用紙面にトナー画像が転写された後、定着器１７の後述する定着ローラ２０３（不図示）にて転写されたトナー画像の熱及び圧力による定着がなされ、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１８にて画像形成装置の外部に排紙される。

図２は、本実施の形態における定着ローラを加熱する定着ヒータの制御にかかるハードウェア構成について説明する図である。

図２に示すように、電源内部にコイルを有するヒータ電源２０１は交流電源が使用され、スイッチング素子２０６を介して熱源としてハロゲンランプ等が使用される定着ヒータ２０２に電源を供給する。スイッチング素子２０６は、半導体のスイッチング素子、トランジスタ、サイリスタ、トライアックなどの高速スイッチング素子が用いられてよい。

定着ヒータ２０２の温度は、定着ヒータ２０２の近傍に備えられた温度サーミスタ２０４の出力が入力された温度検出回路２０５で検出される。ゼロクロス回路２０８はヒータ電源２０１のゼロクロス点を検出するためのものであり、ＣＰＵ２０７により定着ヒータ２０２へ供給される電流を位相制御するためにスイッチング素子２０６へ制御信号が出力される。一般的には、ゼロクロス点からヒータオンまでの時間を長く設定すると、定着ヒータ２０２への通電時間は短くなる。逆にゼロクロス点からヒータオンまでの時間を短く設定すると、定着ヒータ２０２への通電時間が長くなり、定着ローラ２０３へ与える熱量が大きくなる。なお、定着ヒータ２０２、定着ローラ２０３、温度サーミスタ２０４および温度検出回路２０５が、図１に示す定着器１７を構成することであってよい。

また、定着ヒータ２０２へ電流を供給するときには、メモリ２０９に記憶されている所定の制御周期で強制的に通電をオン、オフさせるカットオフ制御を繰り返し行い、定着ローラ２０３の表面温度が、目標温度上限値以上となったことを検出すると、定着ヒータ２０２の加熱制御を終了する。具体的には、画像形成装置のジョブの待機時等に、定着ローラ２０３の表面温度を温度サーミスタ２０４で周期的に検知し、温度サーミスタ２０４による出力を温度検出回路２０５によって検出し、定着ローラ２０３の表面温度がメモリ２０９に記憶されている目標温度下限値を下回ると、ＣＰＵ２０７により定着ヒータ２０２への通電による加熱制御が実施され、一方、定着ローラ２０３の表面温度がメモリ２０９に記憶されている目標温度上限値を上回ると、ＣＰＵ２０７により定着ヒータ２０２への通電を停止する制御が実施されることで、定着ヒータ２０２により加熱される定着ローラ２０３の表面温度がある一定の温度範囲で制御される。

図３は、本実施の形態における画像形成装置の機能ブロック図である。
本実施の形態における画像形成装置は、定着ローラ加熱部３０１、温度検出部３０２、加熱制御回数判定部３０３、電力値判定部３０４、制御部３０５、制御データ保存部３０６および記憶部３０７を有する。

定着ローラ加熱部３０１は、定着ローラ２０３を加熱する機能を有している。熱源としてハロゲンランプ等が使用される定着ヒータ２０２により実現されてよい。

温度検出部３０２は、定着ヒータ２０２の温度を検出する機能を有している。定着ヒータ２０２の近傍に備えられ定着ローラ２０３の表面温度を検知する温度サーミスタ２０４および温度サーミスタ２０４の出力が入力される温度検出回路２０５により実現されてよい。なお検出された温度情報は温度検出回路２０５からＣＰＵ２０７へ渡されて良い。

加熱制御回数判定部３０３は、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御が実施された回数を記憶している記憶部３０７を参照して加熱制御回数を判定する機能を有している。ＣＰＵ２０７により実現されてよい。なお、加熱制御の実施とは、制御部３０５による加熱制御が開始されてから終了するまでをいい、終了をもって１回とカウントし回数値が１インクリメントされる。

電力値判定部３０４は、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御の過去の所定回数分について、記憶部３０７に記憶されている所定の制御周期において定着ヒータへ与えた電力値を各々算出して算出された各々の電力値の差が、ある一定値（閾値）以下であるか否かを、過去の加熱制御に関する数値や上記のある一定値を記憶している記憶部３０７を参照して判定する機能を有している。なお、電力値について、過去の加熱制御の各回において制御データ保存部３０６により記憶部３０７に保存していた、所定の時間における温度検出部３０１により検出された温度と定着ヒータ２０２に与えた電流値と加熱制御を実施した時間とに関する情報等に基づいて、１回の加熱制御で定着ヒータ２０２に与えた電力値が算出される。ＣＰＵ２０７により実現されてよい。なお、電力値の差がある一定値（閾値）以下であることは、過去の所定回数分の加熱制御に用いられた電力値がほぼ同じであることを意味する。さらに、過去の所定回数分の加熱制御に用いられた電力値がほぼ同じであることは、その間の空気温度や湿度等の環境の変動等が少ないことを意味する場合がある。

制御部３０５は、画像形成装置全体の制御を司る機能を有している。定着ヒータ２０２への通電による加熱制御に際しては、加熱制御の開始・終了のみならず所定の場合に制御周期を変更したり、定着ヒータ２０２の全点灯時間を延ばして長くしたり、位相制御を行う時間を変更する制御を行う。ＣＰＵ２０７により実現されてよい。

制御データ保存部３０６は、制御部３０５による各回の加熱制御についての制御周期における所定の時点での温度検出部３０１により検出された温度と定着ヒータ２０２に与えた電流値とを紐付けて、また、制御部３０５による各回の加熱制御について過熱を実施した時間を記憶部３０７に保存する機能を有している。ＣＰＵ２０７により実現されてよい。

記憶部３０７は、種々のデータや閾値を記憶する機能を有している。メモリ２０９により実現されてよい。

図４は、本実施の形態における画像形成装置の制御部３０５によって制御する定着ヒータ２０２のＤｕｔｙについて説明する図である。
図４中の定着ヒータＤＵＴＹ（Ａ）は従来の制御方式であり、定着ヒータＤＵＴＹ（Ｂ）は、本実施の形態における制御例を示している。

図４を参照すると、本実施の形態における制御例では、まず、従来の制御方式と同様に上述したように、定着ヒータ２０２へ電流を供給するときには、記憶部３０７に記憶されている制御周期Ｔで強制的に通電をオン、オフさせるカットオフ制御を行う。
制御部３０５により定着ヒータ２０２への通電をオンして通電による加熱制御に移行（開始）し、あらかじめ決められた時間で位相制御のソフトスタートｔ１、全点灯ｔ２、位相制御のソフトストップｔ３を順番に行い、その後、カットオフ制御のオフ時間である制御周期Ｔの残余時間だけ強制的に定着ヒータ２０２への電流供給を停止する。
そして、温度検出部３０２により検出された定着ヒータ２０２の温度が記憶部３０７に記憶されている目標温度上限値を超えた場合、制御部３０５により定着ヒータ２０２への通電をオフして加熱制御を終了する。

上記の加熱制御をＮ回（Ｎは２以上の任意の整数）実施した後、Ｎ＋１回目以降の加熱制御移行時において、電力値判定部３０４が、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御の過去Ｍ回分（Ｍは上記Ｎ以下の２以上の任意の整数）（ここでは２回分のＮ−１回目とＮ回目とする）について、記憶部３０７に記憶されている制御周期Ｔにおいて定着ヒータへ与えた電力値を各々算出して、算出された各々の電力値の差がある一定値（閾値）以下であるか否かを、過去の加熱制御に関する数値や当該ある一定値の電力値を記憶している記憶部３０７を参照して判定する。
そして、算出されたＮ−１回目の電力値とＮ回目の電力値との差が所定のある一定値以下である場合、Ｎ＋１回目の直前のＮ回目の算出された電力値をＮ＋１回目の加熱制御時に定着ヒータ２０２に与えらえるように、制御部３０５は、制御周期Ｔを制御周期ｎＴへ延長するように変更設定し、全点灯ｔ２の時間を延ばして長く設定した上で、加熱制御を実施する。なお、この際、位相制御のソフトスタートｔ１およびソフトストップｔ３の時間を短縮する等して最適な長さに変更設定しても良い。

制御周期Ｔを制御周期ｎＴへ変更可能なので、固定的な制御周期Ｔに依存せずに適切な電力値を定着ヒータ２０２に与えることにより定着ローラ２０３へ最適な熱量を与えることができ、且つ、制御周期Ｔを制御周期ｎＴへ延長するように変更設定することで、位相制御のソフトスタートｔ１、ソフトストップｔ３の合計時間を短くすることができる。図４では、制御周期Ｔが制御周期ｎＴへ延長され、また、従来の制御方式では３回の位相制御のソフトスタートｔ１、ソフトストップｔ３が生じていたが、本実施の形態における制御例では、１回の位相制御のソフトスタートｔ１、ソフトストップｔ３となっており、位相制御のソフトスタートｔ１、ソフトストップｔ３の合計時間も短縮され高調波電流の時間平均値が小さくなっている。さらに、従来の制御方式では３回の位相制御であったが、本実施の形態における制御例では、１回の位相制御であるため、従来の制御方式の制御周期Ｔにおける２回目以降の位相制御時の高調波の発生やコイルのうなり音の発生のリスクが無い。
これにより、フリッカを抑制しつつ、高調波電流の発生やコイルのうなり音の発生を抑制することができる。

以下、本実施の形態における画像形成装置の制御動作について図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。
画像形成装置は、ウォームアップ終了後の待機移行、印刷終了後の待機移行およびスリープ復帰からの待機移行等の各モードからの待機状態への移行後であることを前提とする。

定着ヒータ２０２の近傍に備えられ定着ローラ２０３の表面温度を検知する温度サーミスタ２０４の出力が入力された温度検出回路２０５が定着ローラ２０３の表面温度がメモリ２０９に記憶されている目標下限値を下回ったことを検知すると、制御部３０５が、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御を開始するが、まず、加熱制御回数判定部３０３が、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御が実施された回数を記憶している記憶部３０７を参照して加熱制御回数がＮ回（Ｎは２以上の任意の整数）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。

Ｎ回未満であった場合（ステップＳ１／ＮＯ）、制御部３０５が、例えば、図４に示すように、制御周期Ｔであらかじめ決められた時間設定されている位相制御のソフトスタートｔ１、全点灯ｔ２、位相制御のソフトストップｔ３を順番に行い、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御を実施する（ステップＳ２）。なお、制御データ保存部３０６が、制御部３０５による今回の加熱制御についての制御周期Ｔにおける所定の時点での温度検出部３０１により検出された温度と定着ヒータ２０２に与えた電流値とを紐付けて、また、制御部３０５による今回の加熱制御について過熱を実施した時間を記憶部３０７に保存する。

一方、Ｎ回以上であった場合（ステップＳ１／ＹＥＳ）、電力値判定部３０４が、定着ヒータ２０２への通電による加熱制御の過去Ｍ回分（Ｍは上記Ｎ以下の２以上の任意の整数）として、ここでは２回分のＮ−１回目とＮ回目について、記憶部３０７に記憶されている所定の制御周期において定着ヒータへ与えた電力値を各々算出して算出された各々の電力値の差がある一定値（閾値）以下であるか否かを、過去の加熱制御に関する数値や上記のある一定値を記憶している記憶部３０７を参照して判定する（ステップＳ３）。なお、電力値について、過去の加熱制御の各回において制御データ保存部３０６により記憶部３０７に保存していた所定の時間における温度検出部３０１により検出された温度と定着ヒータ２０２に与えた電流値と加熱を実施した時間とに関する情報に基づいて、１回の加熱制御で定着ヒータ２０２に与えた電力値が算出される。

上記のある一定値（閾値）を超える場合（ステップＳ３／ＮＯ）、上記のステップＳ２に移行する。なお、電力値の差がある一定値（閾値）を超えることは、過去Ｍ回分の加熱制御に用いられた電力値が相当程度異なることを意味する。さらに、過去Ｍ回分の加熱制御に用いられた電力値が相当程度異なることは、その間の空気温度や湿度等の環境の変動等が大きい可能性を示唆することがある。したがって制御周期Ｔ等を変更することはしないのである。

一方、上記のある一定値（閾値）以下であった場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、制御部３０５が、Ｎ＋１回目の直前のＮ回目の算出された電力値をＮ＋１回目の加熱制御時に定着ヒータ２０２に与えることで定着ローラ２０３へ最適な熱量を与えるべく、例えば、図４に示すように、制御周期Ｔであらかじめ決められた時間が設定されている位相制御のソフトスタートｔ１、全点灯ｔ２、位相制御のソフトストップｔ３に関して、制御周期Ｔを制御周期ｎＴへ延長するように変更設定し、全点灯ｔ２の時間を延ばして長く設定した上で、加熱制御を実施する（ステップＳ４）。この際、位相制御のソフトスタートｔ１およびソフトストップｔ３の時間を短縮する等して最適な長さに変更設定しても良い。制御周期、全点灯ｔ２の時間および位相制御の時間等の変更データは記憶部３０７に保存される。なお、電力値の差がある一定値（閾値）以下であることは、過去Ｍ回分の加熱制御に用いられた電力値がほぼ同じであることを意味する。さらに、過去Ｍ回分の加熱制御に用いられた電力値がほぼ同じであることは、その間の空気温度や湿度等の環境の変動等が少ない可能性を示唆することがある。したがって、空気温度や湿度等の環境の変動等により温度のオーバーシュートが発生したり、ロール軸方向での温度差が大きくなってしまうおそれが低いと判断し、制御周期Ｔを制御周期ｎＴへ延長するように変更設定し、全点灯ｔ２の時間を延ばして長く設定することができるのである。

さらに、記憶部３０７に記憶されている制御周期ｎＴで強制的に通電をオン、オフさせるカットオフ制御を繰り返し行い、定着ヒータ２０２の近傍に備えられ定着ローラ２０３の表面温度を検知する温度サーミスタ２０４の出力が入力された温度検出回路２０５が定着ローラ２０３の表面温度がメモリ２０９に記憶されている目標温度上限値を上回ったことを検知すると、制御部３０５が、定着ヒータ２０２への通電を停止し加熱制御を終了する（ステップＳ５）。これにより、定着ヒータ２０２により加熱される定着ローラ２０３の表面温度がある一定の温度範囲（目標温度上限値と目標温度下限値の範囲内）で制御される。なお、制御データ保存部３０６が、制御部３０５による今回の加熱制御についての制御周期ｎＴにおける所定の時点での定着ヒータ２０２に与えた温度検出部３０１により検出された温度と電流値とを紐付けて、また、制御部３０５による今回の加熱制御について過熱を実施した時間を記憶部３０７に保存する。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。例えば、画像形成装置の機能を実現するためのプログラムを画像形成装置に読込ませて実行することにより画像形成装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。

１ 給紙トレイ
２ 給紙ローラ
３ レジストローラ
４ 用紙
５ 転写ベルト
６Ｂｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ 画像形成部
７ ２次転写駆動ローラ
８ 転写ベルトテンションローラ
９Ｂｋ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ 感光体
１０Ｂｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ 帯電器
１１ 露光器
１２Ｂｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ 現像器
１３Ｂｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ クリーナーブレード
１４Ｂｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ レーザ光
１５Ｂｋ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ 一次転写ローラ
１６ 二次転写ローラ
１７ 定着器
１８ 排紙ローラ
２０１ ヒータ電源
２０２ 定着ヒータ
２０３ 定着ローラ
２０４ 温度サーミスタ
２０５ 温度検出回路
２０６ スイッチング素子
２０７ ＣＰＵ
２０８ ゼロクロス回路

特開平１０−０９１０３７号公報 特開２００６−３５１４００号公報

Claims (8)

1. 電流が供給されて発熱する定着ローラ加熱手段により加熱される定着ローラを用いてトナー像を用紙上に加熱定着する画像形成装置であって、
   前記定着ローラの表面温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段により検出される前記表面温度が所定の範囲内となるように前記定着ローラ加熱手段への電流の供給を制御する制御手段と、
   前記制御手段による制御データを記憶部に保存する制御データ保存手段と、
   前記記憶部に保存されている過去の複数回の制御データに基づく前記定着ローラ加熱手段に供給された電力値の差が所定の範囲内であるか否か判定する判定手段とを備え、
   前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段は前記過去の複数回のうち直近の回に供給された電力値が前記定着ローラ加熱手段に供給されるようにカットオフ制御の制御周期を延長して電流の供給を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段はさらに定着ローラ加熱手段の全点灯時間を延ばして長く設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段はさらに位相制御の実施時間を変更することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段により前記所定の範囲内でないと判定された場合、前記制御手段は前記過去の複数回のうち直近の回のカットオフ制御の制御周期を延長することなく電流の供給を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 電流が供給されて発熱する定着ローラ加熱手段により加熱される定着ローラを用いてトナー像を用紙上に加熱定着する画像形成装置の制御方法であって、
   温度検出手段により前記定着ローラの表面温度を検出するステップと、
   前記温度検出手段で検出される前記表面温度が所定の範囲内となるように制御手段により前記定着ローラ加熱手段への電流の供給を制御するステップと、
   制御データ保存手段により前記制御手段による制御データを記憶部に保存するステップと、
   判定手段により前記記憶部に保存されている過去の複数回の制御データに基づく前記定着ローラ加熱手段に供給された電力値の差が所定の範囲内であるか否か判定するステップとを有し、
   前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段は前記過去の複数回のうち直近の回に供給された電力値が前記定着ローラ加熱手段に供給されるようにカットオフ制御の制御周期を延長して電流の供給を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
6. 前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段はさらに定着ローラ加熱手段の全点灯時間を延ばして長く設定することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置の制御方法。
7. 前記判定手段により前記所定の範囲内であると判定された場合、前記制御手段はさらに位相制御の実施時間を変更することを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置の制御方法。
8. 前記判定手段により前記所定の範囲内でないと判定された場合、前記制御手段は前記過去の複数回のうち直近の回のカットオフ制御の制御周期を延長することなく電流の供給を制御することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。

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