JP3389475B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を利用
したアナログ、デジタル複写機及びファクシミリ装置、
レーザープリンタ等でトナーを熱定着するための定着装
置を備える画像形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、電子写真方式を利用してなる画像
形成装置は、感光体上に形成された潜像を、粉体トナー
にて顕像化し、該顕像化したトナー像を所定の用紙上に
転写し、用紙上に永久可視像化するため、熱によりトナ
ーを融解させて加圧し、用紙上にトナー像を定着化して
いるものである。 【０００３】図１を使って定着装置の制御ブロックの概
要を以下に説明すると、定着ヒーター１、温度検出器
２、定着制御回路３、コントロール回路４、ゼロクロス
回路５等から形成される。 【０００４】なお、定着ヒーターは通常、ＡＣ（交流）
駆動のハロゲンランプ等が広く使用されており、又温度
検出器にはサーミスターが使用されるのが一般的であ
る。 【０００５】図１において、定着ヒーター１が通電され
ると定着ヒーター１の表面温度は上昇し、定着ヒーター
近傍又は接するように設置された温度検出器２は、定着
ヒーター１の表面温度を検出し、コントロール回路４か
ら定着制御回路３へは定着ヒーター１の温度検出データ
が出力される。 【０００６】例えば、コントロール回路４内には図示し
ないマイクロコンピュータがあり、当該マイクロコンピ
ュータはアナログポートを有しており、サーミスターか
らのアナログ電圧が当該アナログポートに入力される
と、当該アナログ電圧値がデジタルデータに変換され、
コントロール回路４内部のマイクロコンピュータに取り
込まれる。 【０００７】アナログポートは、一般的に基準電圧（例
えば約５Ｖ）の２５６レベル（２５５等分）程度のアナ
ログ電圧分解能がある。 【０００８】また定着温度は、画像形成装置の定着装置
を通過する用紙の搬送スピードやトナー材質等を考慮し
て、用紙にトナーを加熱定着可能な温度に設定されてお
り、仮に温度検出器２で検出した定着ヒーター１の温度
が当該定着温度よりも低い場合、コントロール回路４か
らゼロクロス回路５へ定着ヒーター１を通電するための
信号を出力し、ゼロクロス回路５から定着ヒーター１へ
駆動信号が出力されて定着ヒーター１が通電される。 【０００９】一方、温度検出回路２で検出した定着ヒー
ター１の温度が当該定着温度よりも高い場合は、コント
ロール回路４からゼロクロス回路５へ定着ヒーター１を
通電させないための信号を出力し、定着ヒーター１をオ
フする。このようにして、定着ヒーター１は所定の定着
温度を保持するように制御される。 【００１０】さらに、上記温度制御方式はコントロール
回路４内のマイクロコンピュータにより制御しているの
で、マイクロコンピュータが電子ノイズや故障、温度上
昇等の原因により暴走した場合、定着温度の制御が行わ
れず、場合によってはヒーターランプ１が点灯し続け、
発煙発火を起こす可能性がある。 【００１１】そこで、従来は上記ソフト処理の他に、ハ
ードウェアのみによる高温プロテクト回路を備えてい
る。なお、高温プロテクト回路の詳細については、本発
明に直接関係しないので、説明は省略する。 【００１２】また、従来の定着装置の機構、構造につい
て以下に説明すると、図２において、定着装置３０には
ヒーターランプ１、サーミスター２、上ヒートローラー
６（定着ローラー）、下ヒートローラー７（加圧ローラ
ー）が配置されている。 【００１３】回動可能な上ヒートローラー６の内部には
ヒーターランプ１が配置されており、前述のとおり上ヒ
ートローラー６を所定の定着温度になるよう加熱する。
なお、一般的に下ヒートローラー７の材質にはシリコン
ゴム、上ヒートローラ６にはテフロン加工された金属素
管等が使用される。 【００１４】また、上ヒートローラー６上部に隣接ある
いは当接してサーミスター２が設けられており、上ヒー
トローラー６の表面又は近傍の温度を検出することによ
り、ヒーターランプ１が点灯あるいは消灯され、上ヒー
トローラー６が適切な温度を保持するように制御され
る。 【００１５】一方、前述の通り、定着装置３０は画像形
成部を通る搬送路経路中の排出口手前に配置されてお
り、トナー画像が転写された用紙９が上ヒートローラー
６と下ヒートローラー７の間を搬送することにより、用
紙９上のトナーが上ヒートローラーの熱により融解させ
られ、さらに上ヒートローラー６と下ヒートローラー７
の間で加圧され、用紙上のトナー像が永久可視像化され
る。 【００１６】定着ローラーを加熱するための加熱手段と
しては、ハロゲンランプが多用されているが、図３にヒ
ーターランプ１の点灯回路の一例を示す。 【００１７】コントロール回路４からの信号ＰＲ２がＬ
（ローレベル）になると、パワーリレーＰＲ−２がＯＮ
して本回路にＡＣ電圧が印加される。この状態で、定着
部の温度が規定温度よりも低いとマイクロコンピュータ
が判断すると、フォトトライアックカプラＰＴＤ４０１
内蔵の発光ダイオードが点灯し、ＡＣ電圧のサイン波の
次のゼロクロス点より４ピン−６ピン間をショート状態
にする。 【００１８】すると、ＡＣ電圧がＲ４０５の両端に印加
され、ゲート電流ＩＧが矢印の方向に流れ、ヒーターラ
ンプ１用のトライアックＴＤ１のＴ１−Ｔ２間がショー
ト状態になり、ヒータランプ１に負荷電流ＩＬが矢印の
方向に流れる。 【００１９】従来技術としての定着装置の回路ブロック
と機構・構造、温度制御方法の概要は上述の通りである
が、定着温度の制御方法として、特開昭５５−８９８７
９号公報、実開平１−１７１４７１号公報、特開昭５８
−５４３６５号公報が提案されている。 【００２０】まず特開昭５５−８９８７９号公報では、
定着装置のヒーターの温度変化速度を判定することで、
単位時間にヒーターへ供給する電力量を可変する技術が
開示されている。 【００２１】従って、定着温度が一定になるように制御
するのではなく、用紙に奪われる熱量すなわち温度変化
によって、温度制御を可変し、電源投入時の立ち上がり
等の温度変化速度において、電力量を可変することで、
オーバーシュート等を低減させることが開示されてい
る。 【００２２】また、実開平１−１７１４７１号公報にお
いては、画像形成装置の待機状態において、定着ヒータ
ーの温度が高い時には定着ローラーを駆動させ、温度が
低い時には定着ローラーの駆動を行わないことにより、
定着ローラーの劣化を防ぐ技術が開示されている。 【００２３】さらに、特開昭５８−５４３６５号公報に
おいては、複写中に定着温度が低下すると、複写動作を
一時停止し、次に継続複写を再開する時には、単位時間
当たりの複写枚数速度（枚数／分）を低下させ、温度が
低下することによって複写動作が一次停止することを防
止することが開示されている。 【００２４】 【発明が解決しようとする課題】特開昭５５−８９８７
９号公報によれば、定着温度が一定になるように制御す
るのではなく、定着装置のヒーターの温度変化速度を判
定することで、単位時間にヒーターへ供給する電力量を
可変し、用紙に奪われる熱量すなわち温度変化に基づい
て温度制御を変更し、電源投入時の立ち上がりの温度変
化速度においても、同様に電力量を可変することを特徴
としている。 【００２５】従って、帯域圧縮を施した高速ファクシミ
リ等において、記録紙の搬送速度が一定ではなく、記録
紙の搬送速度が変化した場合にオーバーシュート等を低
減させるでき、適切な定着温度制御が可能となる点で有
効である。 【００２６】また、記録紙の搬送速度が基本的に一定で
ある複写機、プリンタ等においても、長時間電源をオフ
した後に電源をオンした場合に立ち上がりオーバーシュ
ートを防止すること等に有効であると考えられる。 【００２７】しかしながら、特開昭５５−８９８７９号
公報に記載の技術内容によれば、測定されたある基準温
度間の温度変化速度に基づいて、供給する電力量を調整
するものであり、用紙の搬送速度が基本的に一定である
複写機やプリンタ等の連続複写時のごとき比較的安定し
た領域においては、基準温度と測定温度との温度差は比
較的小さく、かつ温度変化速度も比較的遅いことから、
正確な温度測定並びに温度制御が困難であるという問題
点があった。 【００２８】また、実開平１−１７１４７１号公報にお
いては、待機状態において、定着ヒーターの温度が高い
時には定着ローラーを駆動させ、温度が低い時には定着
ローラーの駆動を行わないことが開示されており、シリ
コンオイルがなくなってシリコンゴムが劣化したり、定
着ローラーに圧力が長時間加わることによるシリコンゴ
ムの劣化を防ぐことができるという点で有効である。 【００２９】しかし、実開平１−１７１４７１号公報に
記載の技術内容によれば、定着ローラーとヒーターを所
定の設定温度により制御するだけであり、定着の温度制
御の度に定着ローラーが駆動されることから、余分な電
力が消費されたり、騒音が発生するといった問題点があ
った。 【００３０】さらに、特開昭５８−５４３６５号公報に
おいては、複写中に定着温度が低下すると、複写動作を
一時停止し、次に継続複写を再開する時には、単位時間
当たりの複写枚数速度（枚数／分）を低下させることに
より、温度が低下しても複写動作を一時停止することな
く複写動作を続行できるという点で有効である。 【００３１】しかしながら、特開昭５８−５４３６５号
公報に記載の技術内容では、複写動作を一次停止する必
要がない代わりに、温度が低下した場合に複写枚数速度
を低下させることから、通常の場合に比べて生産性が低
下し、複写作業に要する時間が長くなるといった問題点
があった。 【００３２】従って、上記従来技術の何れにおいても、
記録紙の搬送速度が基本的に一定である複写機、プリン
タ等の連続複写時のごとき比較的安定した領域におい
て、用紙サイズや商用電源が変化しても定着装置の温度
リップルを小さくし、生産性を低下させないという制御
方法を実現するには至っていない。 【００３３】一方従来、定着の温度制御に採用されるヒ
ーターの代表的な電力制御方法として、ゼロクロス制御
と位相制御が一般的に知られている。 【００３４】ゼロクロス制御方式は、ＡＣ波形のゼロク
ロス（零点）時にヒーターをオンオフする方法であるこ
とから、細かな電力制御は難しく、温度リップルが比較
的大きくなるので薄肉のヒートローラーの温度制御には
適していないが、電子ノイズの発生は比較的少ないとい
う利点がある。 【００３５】また、位相制御方式はＡＣ波形における所
定の位相間だけ通電する制御方式であり、細かな制御が
可能なことから温度リップルを比較的小さくすることが
でき、薄肉のヒートローラーの温度制御には適している
ものの、電子ノイズの発生はゼロクロス制御方式に比べ
多いことが知られている。 【００３６】ヒートローラーの温度リップルが大きい場
合、ヒートローラーにトナーの汚れが付着する所謂高温
オフセットが発生したり、低温による定着不良が発生す
る恐れがある。 【００３７】今般、電子機器から商用電源に流れ出す電
子ノイズ（雑音端子電圧）に対する規制は年々厳しくな
ってきており、更に省エネルギーの観点から、電源投入
時より印字（画像形成）可能状態になるまでの時間所謂
ウォームアップタイムを短縮するために、定着装置のヒ
ートローラーの肉厚も年々薄くなってきている。 【００３８】しかしながら、ウォームアップタイムを短
縮するにはヒーターの電力を上げる必要があるが、ヒー
ターの電力を上げると上記電子ノイズは増加してしま
い、またヒートローラー肉厚を薄くすると温度リップル
が増加しやすくなるという問題があった。 【００３９】本発明は、生産性を低下させることなく、
電子ノイズの発生量が少なく、定着温度のリップルを抑
えながら薄肉ヒートローラー対し低電力で最適かつ安定
した温度制御を行う画像形成装置を提供することを目的
とするものである。 【００４０】また、本発明は、上述した目的を達成する
と同時に、用紙サイズや用紙の種類、商用電源を問わ
ず、最適で安定した温度制御を行う画像形成装置を提供
することを目的とするものである。 【００４１】さらに、本発明は、上述した目的を達成す
ると同時に、温度検出手段が故障した場合や適正な制御
が不能な場合等においても、信頼性の高い温度制御を行
う画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。 【００４２】 【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、感
光体の排紙側に配された回動可能な定着ローラーと、該
定着ローラーを加熱するための加熱手段と、該定着ロー
ラの表面温度を検出するための温度検出手段と、該温度
検出手段からの検出信号に基づき、上記加熱手段に所定
の電力を供給することによって、上記定着ローラー表面
が所定の温度に保持されるように制御するための温度制
御手段を備えた画像形成装置において、連続的に画像形
成中の上記定着ローラーの温度を上記温度検出手段によ
り検出し、所定の基準温度と上記検出温度の温度差を少
なくするように、上記加熱手段へ供給する電力量を商用
電源の半波単位のサイクル数を増加又は減少させて制御
する温度制御手段を有することを特徴とする。 【００４３】これによれば、薄肉ヒートローラー対し電
子ノイズの発生量が少ない最適な温度制御を行う定着装
置を提供することが可能となる。 【００４４】 【００４５】 【００４６】また温度制御手段はさらに、上記温度検出
手段が複写１枚当たりに要する時間毎に連続的に画像形
成中の定着ローラ温度を検出し、コピーランプ通電中に
上記加熱手段へ電力を供給しないよう用紙の給紙時から
コピーランプ点灯開始までの間で上記加熱手段へ電力を
供給することを特徴とする。 【００４７】これによれば、従来はコピーランプが点灯
中に定着用のヒーターランプが点灯すると、ヒーターラ
ンプへのラッシュ電流により、電圧が一時的に低下し、
コピー画質が低下するという問題点があったが、検出周
期を一枚複写毎とし、ヒーターのランプの点灯開始時期
を規定することによって、コピーランプへの供給電圧が
低下することなく、画質の安定化を図ることができる。
また定着ヒーターへ電力を供給し、必要とする電力量を
算出するための周期をサイクルタイム（画像形成１枚当
たりに要する時間）とすることによって、定着ヒーター
への電力印加タイミングの区間との同期が取りやすいこ
と及び、奪われる熱量は用紙に支配されるのでサイクル
タイムと算出周期を同一とすることで供給電力量の算出
精度が向上する等の効果も得られる。 【００４８】 【００４９】 【００５０】 【００５１】 【００５２】 【００５３】 【００５４】 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】 【００６０】 【００６１】 【００６２】 【００６３】 【００６４】 【００６５】 【発明の実施の形態】以下は電子写真方式の複写機に本
発明にかかる定着装置を適用した場合における各実施例
毎の詳細な説明である。 【００６６】なお本実施例においては、複写機に適用し
た場合のみ記載するが、本発明は複写機のみに適用され
るものではなく、電子写真方式で熱定着方式の定着装置
を採用したファクシミリ装置やレーザープリンタ等の装
置全般に適用可能なことは明らかである。 【００６７】さらに、定着用ヒーターとしてハロゲンラ
ンプからなるヒーターランプを使用した実施例のみ以下
に示すが、例えば他のＡＣ駆動熱源の場合にも適用でき
ることは明らかである。 【００６８】（本発明の実施例） 図１に複写機やプリンタの定着装置における温度制御回
路のブロック図を示す。 【００６９】画像形成装置に接続されている６０Ｈｚ又
は５０Ｈｚの交流商用電源をゼロクロス回路５にてモニ
ターすることによって、交流商用電源に同期して交流半
波単位で定着ヒーター１をオンオフすることができる。 【００７０】すなわち、定着ヒーター１の温度を温度検
出器２によって検出し、その値をコントロール回路４に
よって基準温度ｔ０に対する上限値ｔ１もしくは下限値
ｔ２又は両方と比較することによって、ある基準周期Ｔ
毎に現在の供給電力量（図４における交流半波ｎ個）を
加減し、定着ヒーター１に供給する電力量を算出する。 【００７１】従い、この算出値に応じて定着制御回路３
に対して定着ヒーター１の駆動制御信号を出力すること
で、定着温度を適正化することができる。 【００７２】複写中の定着ヒーターの基準周期Ｔ毎に供
給する電力量が適性であれば（用紙によって奪われる熱
量と供給する電力量が等しい場合）、図５の※２のよう
に基準温度の前後（ｔ1からｔ2）を規則正しく上下する
が、電力量が過剰であれば図５の※１のように徐々に定
着温度が上昇し、不足であれば※３のように徐々に定着
温度が低下していく。 【００７３】本発明においては、基準周期Ｔ毎に検知温
度と基準温度との差を比較し、供給する電力量を増加減
させることで、絶えず図５の※２のような適性な定着温
度状態を得ることができる。 【００７４】この部分を図４を用いて、以下に詳細説明
すると、複写中のある周期において、定着装置３０に供
給される電力量は、ヒーターへの通電区間ａに比例して
いる。すなわち、通電区間ａに定着ヒーター１へ印加さ
れる交流半波の個数ｎ（図中の網かけ部）が電力量と等
価である。 【００７５】ここで、基準周期Ｔの区間で検知した定着
温度最小値ｔｍｉｎが基準電圧の下限値ｔ２以下であっ
た場合、その差ΔＡ＝ｔ２−ｔｍｉｎに対応した交流半
波の個数が、供給された交流半波の個数ｎに加算され
る。 【００７６】例では次の区間において１個分の交流半波
が加えられ、結果的に区間Ｔ１分だけ通電区間ａが長く
なると、Ｔが一定（Ｔ＝ａ＋ｂ）なので定着ヒーターが
通電される区間ｂは短くなり、定着温度最小値ｔｍｉｎ
はΔｔだけ温度上昇することになり、下限値ｔ２を上回
ることができる。 【００７７】さらに、本実施例では所定の所定周期毎に
定着温度検出を行っているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、半波単位やランダムな間隔で温度検出
を行って電力量を算出した後、当該電力量をヒーター１
に印加してもよい。 【００７８】また、交流半波の個数は自然数であるの
で、交流半波の個数を変えることで階段状に変化する電
力量が得られることとなるので、例えば検出した２つの
ヒーター温度ｔ１℃とｔ２℃の差が小さい場合、印加す
る電力量即ち交流半波の個数は同一のｎ個となる場合が
考えられる。この場合、変化させたい電力量が交流半波
１個分の電力を越える場合のみに交流半波の個数を増加
又は減少させればよい。 【００７９】所定の定着温度に制御するために定着ヒー
ター１に印加する電力量は、用紙サイズ毎で異なるた
め、複写開始時に設定する交流半波の個数ｎを全用紙サ
イズで同一とした場合、最初の複写時では（特に１枚
目）、図６の様にオーバーシュート（※５）やアンダー
シュート（※６）が発生する可能性がある。 【００８０】そこで複写時に、検知した用紙サイズ毎に
交流半波の個数ｎを設定することで、より適性な電力量
で複写開始でき、※４に示すように定着温度を素早く基
準温度に収束させることができる。 【００８１】これら動作を図７を用いて説明すると、ま
ずＳ０で複写動作が開始すると、次いで設定されている
用紙サイズを検出する（Ｓ１）。検出方法としては、用
紙カセット毎に設けられたセンサーやスイッチで検出す
る方法や、図８で示しているように搬送中の用紙長さを
用紙検知のオン時間で測定する方法等があるが、本発明
に直接関係する部分ではないので、詳細な説明は省略す
る。 【００８２】次に、検出した用紙サイズがＡ３サイズで
あるか否かを判定する（Ｓ２）。もし用紙サイズがＡ３
であればＳ３に移り、電力量をＡ３サイズの用紙に見合
った基準電力量Ｅ１に設定する。もし用紙サイズがＡ３
サイズでなければＳ４に移り、用紙サイズがＢ４である
か否かを判定する。 【００８３】Ｓ４にて用紙サイズがＢ４サイズであれば
Ｓ５に移り、電力量をＢ４サイズに見合った基準電力量
Ｅ２に設定する。もし用紙サイズがＢ４サイズでなけれ
ば、同様にして用紙サイズを判定する次ステップへ順々
に移動し、最終的に用紙サイズがハガキサイズであるか
否かを判定する（Ｓ６）。 【００８４】Ｓ６にて用紙サイズがハガキサイズであれ
ばＳ７に移り、電力量をハガキサイズに見合ったＥＮに
設定し、もしハガキサイズでなければＳ８に移り電力量
をハガキと同じか若干下回る基準電力量ＥＮ−１に設定
する。 【００８５】以上の動作を行うことによって、電力量に
用紙サイズＡ３、Ｂ４、・・・、ハガキ、それ以外の何
れかのサイズの用紙に見合った基準電力量Ｅ１、Ｅ２、
・・・、ＥＮ、ＥＮ＋１が設定されることになり、例え
ば複写開始時に用紙サイズによってオーバーシュートや
アンダーシュートが発生することが防止でき、安定した
定着温度制御が可能となる。 【００８６】図８は本実施例にかかる複写動作の概要タ
イミングチャート、図９は関連する回路の接続を示した
概要ブロック図である。 【００８７】図９において、コントロール回路４は装置
全体の制御を司る役割を果たしており、定着制御回路
３、光学モーター駆動回路１０、コピーランプ制御回路
１１、ＤＣ電源回路１５、操作制御回路１２、及び用紙
検知センサー２３が接続された用紙検知回路１３、ＰＳ
クラッチ２２が接続されたＰＳクラッチ回路１４、給紙
クラッチ２１が接続された給紙クラッチ回路２０が接続
されている。 【００８８】なお光学モーター駆動回路１０は、図示し
ない光学キャリッジにより原稿を走査して感光体に光像
を導き、図示しない感光体上に所定の静電潜像を生成す
るための光学モーター１６をＤＣ制御するために設けら
れており、光学モーター１６が接続されている。 【００８９】そしてコピーランプ制御回路１１には、原
稿を照射するためのコピーランプ１０がＡＣ回路１７を
介して接続されており、コントロール回路からのコピー
ランプ１０の点灯消灯信号等に基づき、原稿の濃度や使
用者設定に基づく点灯量の制御やＣＰＵ暴走時のハード
ウェアによる強制消灯等を行なう。 【００９０】さらに操作制御回路１２には操作スイッチ
からなる操作スイッチ回路１８と液晶や発光ダイオード
等からなる表示回路１９が接続されており、オペレータ
のキー操作をコントロール回路４に出力したり、コント
ロール回路４からの表示信号に基づき所定の表示を行な
う。 【００９１】次いで、コントロール回路４には定着制御
回路３が接続されており、サーミスター２で検出された
上ヒートローラー６の表面温度はコントロール回路４内
のマイクロコンピュータのアナログポートに入力され、
上記検出温度に応じてＡＣ回路１７を介して接続された
ヒーターランプ（定着ヒーター）１の通電制御を行な
う。 【００９２】次に、コピーランプ１０とヒーターランプ
１の点灯タイミングについて図８を使って以下に説明を
行なう。まず複写枚数に応じコントロール回路４のマイ
クロコンピュータの内部タイマー等により、複写開始信
号が得られる。例えば、１０枚／分の複写速度の複写機
では、複写１枚当たりに要する時間（サイクルタイム）
Ｔは６秒となり、６秒毎に複写開始信号が出力される。 【００９３】そして、上記複写開始信号に応じて、給紙
クラッチ信号がオンすることで給紙クラッチ２１が駆動
され、図示しない用紙カセットから用紙９が搬送される
と、用紙検知センサー２３が用紙検知信号を出力し、次
いでコピーランプ１０を点灯するためのコピーランプ点
灯信号がオンされると共に、光学系モーター１６を通電
するための光学モーター駆動信号がオンされる。 【００９４】次に、コピーランプ１０や図示しない反射
ミラーを搭載した走査部により原稿の露光が開始され、
画像の搬送タイミングに合わせてＰＳクラッチ２２がオ
ンされ、用紙先端部と感光体上の画像形成位置先端部の
同期が取られる。 【００９５】従って、上記制御方法を採用することによ
り、図８の区間Ｔ２において定着ヒーター１へ電圧を印
加し始めることによって、露光中即ちコピーランプ１０
通電中に定着ヒーター１が通電されることはなく、コピ
ーランプ１０に印加された電圧がラッシュ電流等により
低下しないことから、複写画質が安定するといった効果
が得られる。 【００９６】さらに、定着ヒーター１へ電力を供給し、
必要とする電力量を算出するための周期Ｔを上記サイク
ルタイム（６秒）とすることによって、定着ヒーター１
への電力印加タイミングＴ２の区間との同期が取りやす
いこと及び、奪われる熱量は用紙に支配されるのでサイ
クルタイムと算出周期Ｔを同一とすることで供給電力量
の算出精度が向上する等の効果も得られる。 【００９７】次に図１０のフローチャート１を用いて、
図４の説明を行う。 【００９８】まず複写モードに入ると、Ｓ１０にて基準
電力（図４の斜線で示すｎ個の交流半波）が設定され、
次にＳ１１にて電力量を測定／算出する周期Ｔ（タイマ
ー値）を設定する。なお、本実施例では周期Ｔは６秒で
ある。 【００９９】そして、Ｓ１２にてタイマーのカウント値
が周期Ｔ（６秒）を越えたか否かを判定し、タイマー値
が６秒を越えるまで、定着温度を検出し（Ｓ１８）、検
出した温度値の最大値と最小値を一時記憶（Ｓ１９）す
る。 【０１００】もしタイマーのカウント値が６秒を越える
と、Ｓ１３にて当該周期中の最大値／最小値の検出温度
と、基準温度の上限値／下限値との差をそれぞれ求め
る。 【０１０１】次に、Ｓ１４において最小値と下限値との
差ΔＡが０以上かどうかを判定し、もし０以上即ち基準
温度の下限値よりも当該周期中の最小値のほうが小さい
場合はＳ２０へ移り、最小値との差ΔＡに対応して増加
させる半波の数αを求め、Ｓ２４にて現在設定されてい
る半波ｎに対してα分だけ半波を加える。 【０１０２】一方、Ｓ１４にて最小値との差ΔＡが０未
満の場合即ち基準温度の下限値よりも当該周期中の最小
値が大きい場合は、Ｓ１５に処理が移行し、最大値と上
限値の差ΔＢが０以下か否かを判定する。同様にして０
以下の場合、Ｓ２１に処理が移行して、最大値との差Δ
Ｂに対応した減少させる半波の数βを求め、Ｓ２２にて
現在設定されている半波ｎに対してβ分だけ半波を減少
させる。 【０１０３】また、Ｓ１５において最大値と上限値の差
ΔＢが０を超える場合、オーバーシュートしていないと
判断され、現在の半波ｎ個のまま維持する。 【０１０４】（応用例１） 連続複写を行っていると、図２に示すように、上ヒート
ローラー６とサーミスタ２（温度検出器）との間に紙粉
やトナー等の不要物８が蓄積され、この不要物８の量が
許容範囲を越えると、サーミスター２が上ヒートローラ
ー６から浮き上がり、実際の温度よりも検出する温度が
低くなる場合が考えられる。 【０１０５】なお、温度検出器として一般的にサーミス
タ等が使用されるが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、温度検出器の種類は問わないことから、詳細な
説明は省略する。 【０１０６】さて、前述した実施例の方法で電力量を設
定すると、ヒーターランプ１に印加される電力量すなわ
ち交流半波の数が順次増加し、一方で実際の上ヒートロ
ーラー６の温度は基準温度を遥かに越えることになり、
装置内の部品にダメージを与えたり、高温オフセットや
最悪の場合発煙発火を招来する恐れがある。本応用例は
上記状態に至ることを防止するのを目的としており、図
１１のフローチャートを用いて以下に説明を行う。 【０１０７】Ｓ３１において、図１０のＳ２２、Ｓ２４
で算定された電力量ｎを読み取り、Ｓ３２にて電力量の
最大値Ｃを越えていないかどうかを判定する。仮に、Ｃ
を越えていない場合は複写サイクルへ移行し（Ｓ３
５）、越えている場合はＳ３３にてトラブル表示すると
ともに、Ｓ３４にてヒーターランプ１をオフする。 【０１０８】従って、図１０における交流半波ｎの算出
結果を絶えずモニタすることで、実際に温度が上昇する
前にトラブルと判断できるで装置にダメージを与えるこ
とはなく、高温オフセットや発煙発火等を防止できる。 【０１０９】（応用例２） 結露や劣化等によりサーミスター２の抵抗値が低下する
と、実際の上ヒートローラー６の温度よりも検出温度が
高くなり、ヒーターランプ１に印加される電力量（交流
半波の数）がどんどん減少し、ヒートローラー６の温度
が基準温度よりも遥かに下回ることとなり、結果として
定着不良が発生することになる。 【０１１０】本応用例は、上記不具合を防止することを
目的としており、図１２のフローチャートを用いて以下
に説明を行う。 【０１１１】応用例１と同様にＳ４１にて交流半波の数
ｎの値を読み取り、Ｓ４２にてｎの値が最小値Ｄを下回
っていないか否かを判定し、もし下回っていなければＳ
４５に移行してコピーサイクルへ戻る一方、下回ってい
る場合はＳ４３にてトラブル表示するとともに、Ｓ４４
でヒーターランプ１をオフする。 【０１１２】したがって、前述の図１０の交流半波ｎの
算出結果をモニターすることによって、実際の温度が低
下する前にトラブルと判断することができ、定着温度が
低いことによる定着不良が発生しなくなる。 【０１１３】（応用例３） 定着装置から奪われる熱量は、定着装置を通過する用紙
によって支配されるため、応用例１と応用例２で述べた
トラブル判定用の最大値Ｃと最小値Ｄを用紙サイズ毎に
設定することで、より判定精度を向上することができ
る。 【０１１４】以下に図１３のフローチャートを用いて本
実施例の説明を行うと、まずＳ５１において複写用に設
定されている用紙サイズを検出する。検出方法として
は、用紙カセット毎に設けられたセンサーで検出する方
法や、用紙カセット側に係合する突起部を設け、用紙カ
セット挿入時に突起部が本体側のスイッチを押すタイプ
のものや、搬送中の用紙長さを測定する方法等が考えら
れるが、本発明と直接関係しないので、詳細な説明は省
略する。 【０１１５】次にＳ５２において、検出した用紙サイズ
がＡ３サイズであるか否かを判定し、もしＡ３サイズで
ある場合は、Ｓ５３にてそれに見合った電力最大値Ｃ１
と電力最小値Ｄ１を設定し、Ａ３サイズでない場合はＳ
５４へ移る。 【０１１６】同様にして、Ｓ５４にて用紙サイズがＢ４
サイズであるか否かを判定し、もしＢ４サイズであれ
ば、Ｓ５５にてそれに見合った電力最大値Ｃ２と電力最
小値Ｄ２を設定し、Ｂ４サイズでなければ次の用紙サイ
ズ判定に移る。 【０１１７】用紙サイズ判定は順次、Ａ３、Ｂ４、・・
・、ハガキ、ハガキサイズ以下に移り、それぞれの用紙
サイズに見合った最大電力値と最小電力値が設定され
る。 【０１１８】（応用例４） 前述のように、定着装置から奪われる熱量は、定着装置
を通過する用紙によって支配されるが、一方供給される
電力も交流半波の数だけでなく、商用電源からの入力電
圧値にも大きく左右される。 【０１１９】供給される熱量は一時間あたりの電力量で
あるワットアワー（Ｗ・Ｈ）に正比例し、ヒーターにハ
ロゲンランプを用いた場合、入力電圧Ｖ0のときの電力
Ｗ0と入力電圧Ｖのときの電力Ｗとの関係は下記のよう
に表される。 【０１２０】Ｗ／Ｗ0＝（Ｖ／Ｖ0）1.54 上式から、入力電圧１００Ｖ（１００％）のときの電力
を１００％としたときの各電圧毎の電力比をまとめる
と、下記表１のようになる。 【０１２１】 【表１】 【０１２２】なお、補正係数とは、１００Ｖ入力時の電
力とその他入力電圧の時の各電力比の逆数をとったもの
であり、１００Ｖ時の電力値に各補正係数を乗じること
によって、各入力電圧毎で１００Ｖ入力時の電力と同じ
電力が得られることになる。 【０１２３】また、商用電源の電圧値Ｖｉを測定する方
法としては、まずＤＣ電源回路１５内に周波数電圧変換
回路を設け、周波数を応じた電圧から電源周波数を得て
から、整流後の電源電圧を分圧し、比較回路やアナログ
変換回路により電源電圧を測定する方法や、商用電源毎
にＤＣ電源回路１５を区分しておき、ＤＣ電源回路１５
内にディップスイッチやジャンパーを設けてコントロー
ル回路４内のマイクロコンピュータが読み取る方法や、
診断プログラム等により予めコントロール回路４内の図
示しないＲＡＭ等の記録手段に記憶しておく方法等が考
えられるが、これらは公知の技術内容であり、詳細な説
明は省略する。 【０１２４】以下に図１４のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、Ｓ６１にて装置に入力されてい
る商用電源の電圧値Ｖｉを測定し、Ｓ６２において測定
電圧が１００Ｖであるか否かを判定する。もし測定電圧
が１００Ｖと等しい場合はＳ６７に移って補正係数を
１．００とし、１００Ｖ未満の場合はＳ６3、１００Ｖ
を越える場合はＳ６４に移行する。 【０１２５】Ｓ６３にて仮に測定電圧が９０Ｖでない場
合はＳ６５に移って入力電圧８０Ｖで補正係数１．４１
とし、９０Ｖの場合はＳ６６へ移って補正係数を１．１
８とする。 【０１２６】一方、Ｓ６４にて測定電圧が１１０Ｖであ
れば、Ｓ６８へ移って補正係数を０．８６とし、１１０
ＶでなければＳ６９にて１２０Ｖ、補正係数０．７６と
する。 【０１２７】以上から、図１０のフローチャートにおけ
る基準電力ｎを商用電源毎で補正することによって、異
なる商用電源においても基準電圧の自動設定が行え、品
種の統一化を図ることができる。 【０１２８】（応用例５） 実施例で示したように、複写中においては一定周期Ｔ毎
に供給される交流半波の数ｎを加減することで、安定し
た温度制御を行うことができるが、図１５に示すとお
り、複写終了時（図１５中ｅ点）からは、複写する用紙
によって奪われる熱量が無いことから、図中ｅ−ｆ点間
の定着温度は上昇し続けることになる。 【０１２９】そこで、複写終了時（最終の用紙が排出さ
れた時）ｅ点より、定着温度の制御方法を実施例の方式
（以後、第１の制御方式と呼ぶ）から本応用例の方法
（以後、第２の制御方式と呼ぶ）に切り換えることによ
って、上記不具合を防止することができる。 【０１３０】ここで、第２の制御方式とは、基準温度ｔ
０に対して設定された上限値ｔ１と下限値ｔ２によりヒ
ーターランプ１を駆動制御させる方式であり、一般的に
知られている前述のゼロクロス制御方式を応用した制御
方式である。 【０１３１】以下に図１６のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、Ｓ７１にて第１の制御方式を設
定し、Ｓ７２にてコピーが終了したかどうかを判定し、
コピー終了していればＳ７３へ移行し、終了していなけ
ればＳ７１へ戻る。 【０１３２】Ｓ７３では、制御方式として第２の制御方
式を設定し、もしコピースタートしたかどうかをＳ７４
にて判定し、コピースタートしていなければＳ７３に戻
り、コピースタートした場合はＳ７１へ戻り、制御方式
を第１の制御方式に設定する。 【０１３３】（応用例６） 複写機等の画像形成装置の電源投入時には、定着装置は
冷えているため、ヒーターランプ１へ印加する交流半波
は、周期Ｔの区間全てで通電すべきであるが、電源投入
時すぐに複写動作をスタートさせると、制御方式が第１
の制御方式に設定されている場合、用紙サイズに対応し
た交流半波が印加されることから、図１７で図示してい
るように定着装置温度の立ち上がりが遅くなる。 【０１３４】そこで、電源投入時には、制御方式を第２
の制御方式に設定し、第２の基準温度に達するまでヒー
ターランプ１を通電し続けることにより、定着装置温度
の立ち上がりを早くし、さらに第２の基準温度に達した
後に第１の制御方式に設定し、定着装置温度のオーバー
シュートを低減することができる。なお、ここでいう第
２の基準温度は、少なくとも定着可能な最低の温度以上
の温度に設定される。 【０１３５】以下に図１８のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、まずＳ８１で電源オンされる
と、Ｓ８２にて定着温度制御を第２の制御方式に設定す
る。 【０１３６】次いで、Ｓ８３にてコピースタートされた
か否かを判定し、もしコピースタートされていなければ
Ｓ８２に戻り、コピースタートされていればＳ８４にて
定着温度が第２の基準温度に達したか否かを判定し、達
していない場合はＳ８２に戻り、達していればＳ８６に
て定着温度制御を第１の制御方式に設定すると共に図１
６のフローチャート２１へ戻る。 【０１３７】（応用例７）応用例６ において、装置に供給される電源電圧が定格値
よりも高い場合、定着温度の立ち上がりが急なものとな
り、オーバーシュートを招来する恐れがある。そこで、
当該オーバーシュートを緩和するためには、電源投入時
に商用電源電圧を測定し、測定した電圧が所定値よりも
高い場合、第２の基準温度を図１７のｔ４のように下
げ、測定した電圧が所定値よりも低い場合は、第２の基
準温度をｔ５のように下げる方向に再設定すればよい。 【０１３８】なお、本応用例ではフローチャートによる
説明を省略する。 【０１３９】（応用例８） 電源投入直後の装置は、装置全体が冷えているため、上
ヒートローラ６の温度が規定値に達しても、良好な定着
性が得られない場合がある。そこで、コピー開始時の所
定枚数（本実施例では初期２０枚）については、連続コ
ピー中の基準温度（例えば１８０℃）に対し高めの温度
規定値に設定することで、上記不具合を防止する。 【０１４０】ここで図１９は、コピースタート時からの
複写枚数と上ヒートローラ６の制御温度、下ヒートロー
ラ７の上昇温度との関係を表したものである。図１９に
示す通り、コピースタートから最初の５枚は定着温度２
００℃にて複写を行い、次の５枚は１９５℃にて複写動
作を行う。以後、複写枚数５枚毎に定着温度を５℃づつ
下げることにより、２０枚目で定着温度は１８０℃とな
り、２０枚以降は定着温度１８０℃で一定とする。 【０１４１】なお、この制御曲線は下ヒートローラ７の
温度上昇曲線に依存しており、本応用例では２０枚目で
ほぼ下ヒートローラ７の温度上昇が飽和していることか
ら、上ヒートローラ６の制御温度が２０枚目となったと
ころで基準温度が１８０℃一定となるようにしている
が、下ヒートローラ７の温度上昇特性によって制御曲線
を決定する必要があり、制御方法につき本応用例の方法
に限定されるものではない。 【０１４２】さらに、図１９の制御曲線に沿って上ヒー
トローラ６の温度制御を行うが、実際は５℃毎の切り換
えの際にオーバーシュートやアンダーシュートが発生す
ることから、これらを迅速に安定させる必要がある。そ
こで、最初の５枚でほぼ最適な電力量が実施例１などで
求められているので、当該電力量を用いて５℃分の電力
量のみを補正することで、定着温度を安定させるまでの
時間を短縮することができる。 【０１４３】以下に図２０のフローチャート３１を用い
て本応用例の説明を行うと、まずＳ９１とＳ９２にてコ
ピーカウンタＣ２とコピーカウンタＣ２をリセットし、
Ｓ９３にて図１０のフローチャート１に基づく複写サイ
クルを実行する。 【０１４４】次に、Ｓ９４にてコピーカウンタＣ１が５
枚を越えたか否かを判定し、もし５枚未満の場合はＳ１
００にてＣ１を＋１してＳ９３に戻り、もし５枚以上の
場合はＳ９５にて設定温度を５℃下げて再設定する。 【０１４５】そして、５℃分に対応した電力量γを現在
の交流半波の個数ｎより差し引いて設定し、Ｓ９７にて
Ｃ２が２０枚を越えたか否かを確認する。 【０１４６】もし、Ｃ２が２０枚未満であればＳ９２に
戻る一方、２０枚以上の場合はフローチャート１を用い
てコピーを行い、コピー終了までそれを繰り返す。 【０１４７】（応用例９） 前述したように、交流半波の個数ｎは用紙サイズにより
大きく左右されるが、装置の設置される環境や用紙の厚
み等にも大きく影響を受ける。 【０１４８】本応用例では、上記の問題を解決すべく、
上記所要時間を短縮するものであり、図２１のフローチ
ャート４１を用いて以下に説明を行う。 【０１４９】まずＳ１１１にて用紙サイズの検知を行
い、Ｓ１１２にて検知した用紙がＡ３サイズであるか否
かを判定し、もし用紙サイズがＡ３でなければＳ１１６
に移り、用紙サイズがＢ４であるかを判定する。以下用
紙サイズがＡ３、Ｂ４、・・・、ハガキサイズ毎で順次
Ｓ１１２、Ｓ１１６、・・・、Ｓ１２０、Ｓ１２４のよ
うに処理が移る。 【０１５０】Ｓ１１２にて、用紙サイズがＡ３サイズで
あると判定されると、Ｓ１１３にて図示しない記憶手段
において前回連続コピーした際の終了時の電力量データ
があるか否かを判定し、もしあれば該電力量を読み出
し、もしなければ工場出荷時又はプログラム領域に書き
込まれた基準電力量Ｅ１を読み出す（Ｓ１１４）。な
お、各用紙サイズ毎で行う処理は実質的に同等なもので
あるので、Ａ３サイズ以外のときの説明は省略する。 【０１５１】その他、本発明は上述しかつ図面に示した
実施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲で適宜変形して実施できることは勿論であ
る。 【０１５２】 【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、ウォー
ムアップタイムの短い薄肉のヒートローラーの定着温度
制御において、温度リップルが小さく、かつ雑音端子電
圧等の電子ノイズが小さくなり、高温オフセットや定着
不良の発生もなく、電子ノイズを低減するための対策が
容易になったり、対策部品が安価にできるといった効果
が得られる。 【０１５３】 【０１５４】また本発明によれば、コピーランプ通電中
に上記加熱手段へ電力を供給しないようヒーターの点灯
開始時期を規定することで、コピーランプ点灯中にヒー
タがオンすることが無くなり、電子写真複写機のコピー
画質が安定するという効果が得られる。また定着ヒータ
ーへ電力を供給し、必要とする電力量を算出するための
周期をサイクルタイム（画像形成１枚当たりに要する時
間）とすることによって、定着ヒーターへの電力印加タ
イミングの区間との同期が取りやすいこと及び、奪われ
る熱量は用紙に支配されるのでサイクルタイムと算出周
期を同一とすることで供給電力量の算出精度が向上する
等の効果も得られる。 【０１５５】 【０１５６】 【０１５７】 【０１５８】 【０１５９】 【０１６０】 【０１６１】 【０１６２】 【０１６３】
したアナログ、デジタル複写機及びファクシミリ装置、
レーザープリンタ等でトナーを熱定着するための定着装
置を備える画像形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、電子写真方式を利用してなる画像
形成装置は、感光体上に形成された潜像を、粉体トナー
にて顕像化し、該顕像化したトナー像を所定の用紙上に
転写し、用紙上に永久可視像化するため、熱によりトナ
ーを融解させて加圧し、用紙上にトナー像を定着化して
いるものである。 【０００３】図１を使って定着装置の制御ブロックの概
要を以下に説明すると、定着ヒーター１、温度検出器
２、定着制御回路３、コントロール回路４、ゼロクロス
回路５等から形成される。 【０００４】なお、定着ヒーターは通常、ＡＣ（交流）
駆動のハロゲンランプ等が広く使用されており、又温度
検出器にはサーミスターが使用されるのが一般的であ
る。 【０００５】図１において、定着ヒーター１が通電され
ると定着ヒーター１の表面温度は上昇し、定着ヒーター
近傍又は接するように設置された温度検出器２は、定着
ヒーター１の表面温度を検出し、コントロール回路４か
ら定着制御回路３へは定着ヒーター１の温度検出データ
が出力される。 【０００６】例えば、コントロール回路４内には図示し
ないマイクロコンピュータがあり、当該マイクロコンピ
ュータはアナログポートを有しており、サーミスターか
らのアナログ電圧が当該アナログポートに入力される
と、当該アナログ電圧値がデジタルデータに変換され、
コントロール回路４内部のマイクロコンピュータに取り
込まれる。 【０００７】アナログポートは、一般的に基準電圧（例
えば約５Ｖ）の２５６レベル（２５５等分）程度のアナ
ログ電圧分解能がある。 【０００８】また定着温度は、画像形成装置の定着装置
を通過する用紙の搬送スピードやトナー材質等を考慮し
て、用紙にトナーを加熱定着可能な温度に設定されてお
り、仮に温度検出器２で検出した定着ヒーター１の温度
が当該定着温度よりも低い場合、コントロール回路４か
らゼロクロス回路５へ定着ヒーター１を通電するための
信号を出力し、ゼロクロス回路５から定着ヒーター１へ
駆動信号が出力されて定着ヒーター１が通電される。 【０００９】一方、温度検出回路２で検出した定着ヒー
ター１の温度が当該定着温度よりも高い場合は、コント
ロール回路４からゼロクロス回路５へ定着ヒーター１を
通電させないための信号を出力し、定着ヒーター１をオ
フする。このようにして、定着ヒーター１は所定の定着
温度を保持するように制御される。 【００１０】さらに、上記温度制御方式はコントロール
回路４内のマイクロコンピュータにより制御しているの
で、マイクロコンピュータが電子ノイズや故障、温度上
昇等の原因により暴走した場合、定着温度の制御が行わ
れず、場合によってはヒーターランプ１が点灯し続け、
発煙発火を起こす可能性がある。 【００１１】そこで、従来は上記ソフト処理の他に、ハ
ードウェアのみによる高温プロテクト回路を備えてい
る。なお、高温プロテクト回路の詳細については、本発
明に直接関係しないので、説明は省略する。 【００１２】また、従来の定着装置の機構、構造につい
て以下に説明すると、図２において、定着装置３０には
ヒーターランプ１、サーミスター２、上ヒートローラー
６（定着ローラー）、下ヒートローラー７（加圧ローラ
ー）が配置されている。 【００１３】回動可能な上ヒートローラー６の内部には
ヒーターランプ１が配置されており、前述のとおり上ヒ
ートローラー６を所定の定着温度になるよう加熱する。
なお、一般的に下ヒートローラー７の材質にはシリコン
ゴム、上ヒートローラ６にはテフロン加工された金属素
管等が使用される。 【００１４】また、上ヒートローラー６上部に隣接ある
いは当接してサーミスター２が設けられており、上ヒー
トローラー６の表面又は近傍の温度を検出することによ
り、ヒーターランプ１が点灯あるいは消灯され、上ヒー
トローラー６が適切な温度を保持するように制御され
る。 【００１５】一方、前述の通り、定着装置３０は画像形
成部を通る搬送路経路中の排出口手前に配置されてお
り、トナー画像が転写された用紙９が上ヒートローラー
６と下ヒートローラー７の間を搬送することにより、用
紙９上のトナーが上ヒートローラーの熱により融解させ
られ、さらに上ヒートローラー６と下ヒートローラー７
の間で加圧され、用紙上のトナー像が永久可視像化され
る。 【００１６】定着ローラーを加熱するための加熱手段と
しては、ハロゲンランプが多用されているが、図３にヒ
ーターランプ１の点灯回路の一例を示す。 【００１７】コントロール回路４からの信号ＰＲ２がＬ
（ローレベル）になると、パワーリレーＰＲ−２がＯＮ
して本回路にＡＣ電圧が印加される。この状態で、定着
部の温度が規定温度よりも低いとマイクロコンピュータ
が判断すると、フォトトライアックカプラＰＴＤ４０１
内蔵の発光ダイオードが点灯し、ＡＣ電圧のサイン波の
次のゼロクロス点より４ピン−６ピン間をショート状態
にする。 【００１８】すると、ＡＣ電圧がＲ４０５の両端に印加
され、ゲート電流ＩＧが矢印の方向に流れ、ヒーターラ
ンプ１用のトライアックＴＤ１のＴ１−Ｔ２間がショー
ト状態になり、ヒータランプ１に負荷電流ＩＬが矢印の
方向に流れる。 【００１９】従来技術としての定着装置の回路ブロック
と機構・構造、温度制御方法の概要は上述の通りである
が、定着温度の制御方法として、特開昭５５−８９８７
９号公報、実開平１−１７１４７１号公報、特開昭５８
−５４３６５号公報が提案されている。 【００２０】まず特開昭５５−８９８７９号公報では、
定着装置のヒーターの温度変化速度を判定することで、
単位時間にヒーターへ供給する電力量を可変する技術が
開示されている。 【００２１】従って、定着温度が一定になるように制御
するのではなく、用紙に奪われる熱量すなわち温度変化
によって、温度制御を可変し、電源投入時の立ち上がり
等の温度変化速度において、電力量を可変することで、
オーバーシュート等を低減させることが開示されてい
る。 【００２２】また、実開平１−１７１４７１号公報にお
いては、画像形成装置の待機状態において、定着ヒータ
ーの温度が高い時には定着ローラーを駆動させ、温度が
低い時には定着ローラーの駆動を行わないことにより、
定着ローラーの劣化を防ぐ技術が開示されている。 【００２３】さらに、特開昭５８−５４３６５号公報に
おいては、複写中に定着温度が低下すると、複写動作を
一時停止し、次に継続複写を再開する時には、単位時間
当たりの複写枚数速度（枚数／分）を低下させ、温度が
低下することによって複写動作が一次停止することを防
止することが開示されている。 【００２４】 【発明が解決しようとする課題】特開昭５５−８９８７
９号公報によれば、定着温度が一定になるように制御す
るのではなく、定着装置のヒーターの温度変化速度を判
定することで、単位時間にヒーターへ供給する電力量を
可変し、用紙に奪われる熱量すなわち温度変化に基づい
て温度制御を変更し、電源投入時の立ち上がりの温度変
化速度においても、同様に電力量を可変することを特徴
としている。 【００２５】従って、帯域圧縮を施した高速ファクシミ
リ等において、記録紙の搬送速度が一定ではなく、記録
紙の搬送速度が変化した場合にオーバーシュート等を低
減させるでき、適切な定着温度制御が可能となる点で有
効である。 【００２６】また、記録紙の搬送速度が基本的に一定で
ある複写機、プリンタ等においても、長時間電源をオフ
した後に電源をオンした場合に立ち上がりオーバーシュ
ートを防止すること等に有効であると考えられる。 【００２７】しかしながら、特開昭５５−８９８７９号
公報に記載の技術内容によれば、測定されたある基準温
度間の温度変化速度に基づいて、供給する電力量を調整
するものであり、用紙の搬送速度が基本的に一定である
複写機やプリンタ等の連続複写時のごとき比較的安定し
た領域においては、基準温度と測定温度との温度差は比
較的小さく、かつ温度変化速度も比較的遅いことから、
正確な温度測定並びに温度制御が困難であるという問題
点があった。 【００２８】また、実開平１−１７１４７１号公報にお
いては、待機状態において、定着ヒーターの温度が高い
時には定着ローラーを駆動させ、温度が低い時には定着
ローラーの駆動を行わないことが開示されており、シリ
コンオイルがなくなってシリコンゴムが劣化したり、定
着ローラーに圧力が長時間加わることによるシリコンゴ
ムの劣化を防ぐことができるという点で有効である。 【００２９】しかし、実開平１−１７１４７１号公報に
記載の技術内容によれば、定着ローラーとヒーターを所
定の設定温度により制御するだけであり、定着の温度制
御の度に定着ローラーが駆動されることから、余分な電
力が消費されたり、騒音が発生するといった問題点があ
った。 【００３０】さらに、特開昭５８−５４３６５号公報に
おいては、複写中に定着温度が低下すると、複写動作を
一時停止し、次に継続複写を再開する時には、単位時間
当たりの複写枚数速度（枚数／分）を低下させることに
より、温度が低下しても複写動作を一時停止することな
く複写動作を続行できるという点で有効である。 【００３１】しかしながら、特開昭５８−５４３６５号
公報に記載の技術内容では、複写動作を一次停止する必
要がない代わりに、温度が低下した場合に複写枚数速度
を低下させることから、通常の場合に比べて生産性が低
下し、複写作業に要する時間が長くなるといった問題点
があった。 【００３２】従って、上記従来技術の何れにおいても、
記録紙の搬送速度が基本的に一定である複写機、プリン
タ等の連続複写時のごとき比較的安定した領域におい
て、用紙サイズや商用電源が変化しても定着装置の温度
リップルを小さくし、生産性を低下させないという制御
方法を実現するには至っていない。 【００３３】一方従来、定着の温度制御に採用されるヒ
ーターの代表的な電力制御方法として、ゼロクロス制御
と位相制御が一般的に知られている。 【００３４】ゼロクロス制御方式は、ＡＣ波形のゼロク
ロス（零点）時にヒーターをオンオフする方法であるこ
とから、細かな電力制御は難しく、温度リップルが比較
的大きくなるので薄肉のヒートローラーの温度制御には
適していないが、電子ノイズの発生は比較的少ないとい
う利点がある。 【００３５】また、位相制御方式はＡＣ波形における所
定の位相間だけ通電する制御方式であり、細かな制御が
可能なことから温度リップルを比較的小さくすることが
でき、薄肉のヒートローラーの温度制御には適している
ものの、電子ノイズの発生はゼロクロス制御方式に比べ
多いことが知られている。 【００３６】ヒートローラーの温度リップルが大きい場
合、ヒートローラーにトナーの汚れが付着する所謂高温
オフセットが発生したり、低温による定着不良が発生す
る恐れがある。 【００３７】今般、電子機器から商用電源に流れ出す電
子ノイズ（雑音端子電圧）に対する規制は年々厳しくな
ってきており、更に省エネルギーの観点から、電源投入
時より印字（画像形成）可能状態になるまでの時間所謂
ウォームアップタイムを短縮するために、定着装置のヒ
ートローラーの肉厚も年々薄くなってきている。 【００３８】しかしながら、ウォームアップタイムを短
縮するにはヒーターの電力を上げる必要があるが、ヒー
ターの電力を上げると上記電子ノイズは増加してしま
い、またヒートローラー肉厚を薄くすると温度リップル
が増加しやすくなるという問題があった。 【００３９】本発明は、生産性を低下させることなく、
電子ノイズの発生量が少なく、定着温度のリップルを抑
えながら薄肉ヒートローラー対し低電力で最適かつ安定
した温度制御を行う画像形成装置を提供することを目的
とするものである。 【００４０】また、本発明は、上述した目的を達成する
と同時に、用紙サイズや用紙の種類、商用電源を問わ
ず、最適で安定した温度制御を行う画像形成装置を提供
することを目的とするものである。 【００４１】さらに、本発明は、上述した目的を達成す
ると同時に、温度検出手段が故障した場合や適正な制御
が不能な場合等においても、信頼性の高い温度制御を行
う画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。 【００４２】 【課題を解決するための手段】本発明の定着装置は、感
光体の排紙側に配された回動可能な定着ローラーと、該
定着ローラーを加熱するための加熱手段と、該定着ロー
ラの表面温度を検出するための温度検出手段と、該温度
検出手段からの検出信号に基づき、上記加熱手段に所定
の電力を供給することによって、上記定着ローラー表面
が所定の温度に保持されるように制御するための温度制
御手段を備えた画像形成装置において、連続的に画像形
成中の上記定着ローラーの温度を上記温度検出手段によ
り検出し、所定の基準温度と上記検出温度の温度差を少
なくするように、上記加熱手段へ供給する電力量を商用
電源の半波単位のサイクル数を増加又は減少させて制御
する温度制御手段を有することを特徴とする。 【００４３】これによれば、薄肉ヒートローラー対し電
子ノイズの発生量が少ない最適な温度制御を行う定着装
置を提供することが可能となる。 【００４４】 【００４５】 【００４６】また温度制御手段はさらに、上記温度検出
手段が複写１枚当たりに要する時間毎に連続的に画像形
成中の定着ローラ温度を検出し、コピーランプ通電中に
上記加熱手段へ電力を供給しないよう用紙の給紙時から
コピーランプ点灯開始までの間で上記加熱手段へ電力を
供給することを特徴とする。 【００４７】これによれば、従来はコピーランプが点灯
中に定着用のヒーターランプが点灯すると、ヒーターラ
ンプへのラッシュ電流により、電圧が一時的に低下し、
コピー画質が低下するという問題点があったが、検出周
期を一枚複写毎とし、ヒーターのランプの点灯開始時期
を規定することによって、コピーランプへの供給電圧が
低下することなく、画質の安定化を図ることができる。
また定着ヒーターへ電力を供給し、必要とする電力量を
算出するための周期をサイクルタイム（画像形成１枚当
たりに要する時間）とすることによって、定着ヒーター
への電力印加タイミングの区間との同期が取りやすいこ
と及び、奪われる熱量は用紙に支配されるのでサイクル
タイムと算出周期を同一とすることで供給電力量の算出
精度が向上する等の効果も得られる。 【００４８】 【００４９】 【００５０】 【００５１】 【００５２】 【００５３】 【００５４】 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】 【００６０】 【００６１】 【００６２】 【００６３】 【００６４】 【００６５】 【発明の実施の形態】以下は電子写真方式の複写機に本
発明にかかる定着装置を適用した場合における各実施例
毎の詳細な説明である。 【００６６】なお本実施例においては、複写機に適用し
た場合のみ記載するが、本発明は複写機のみに適用され
るものではなく、電子写真方式で熱定着方式の定着装置
を採用したファクシミリ装置やレーザープリンタ等の装
置全般に適用可能なことは明らかである。 【００６７】さらに、定着用ヒーターとしてハロゲンラ
ンプからなるヒーターランプを使用した実施例のみ以下
に示すが、例えば他のＡＣ駆動熱源の場合にも適用でき
ることは明らかである。 【００６８】（本発明の実施例） 図１に複写機やプリンタの定着装置における温度制御回
路のブロック図を示す。 【００６９】画像形成装置に接続されている６０Ｈｚ又
は５０Ｈｚの交流商用電源をゼロクロス回路５にてモニ
ターすることによって、交流商用電源に同期して交流半
波単位で定着ヒーター１をオンオフすることができる。 【００７０】すなわち、定着ヒーター１の温度を温度検
出器２によって検出し、その値をコントロール回路４に
よって基準温度ｔ０に対する上限値ｔ１もしくは下限値
ｔ２又は両方と比較することによって、ある基準周期Ｔ
毎に現在の供給電力量（図４における交流半波ｎ個）を
加減し、定着ヒーター１に供給する電力量を算出する。 【００７１】従い、この算出値に応じて定着制御回路３
に対して定着ヒーター１の駆動制御信号を出力すること
で、定着温度を適正化することができる。 【００７２】複写中の定着ヒーターの基準周期Ｔ毎に供
給する電力量が適性であれば（用紙によって奪われる熱
量と供給する電力量が等しい場合）、図５の※２のよう
に基準温度の前後（ｔ1からｔ2）を規則正しく上下する
が、電力量が過剰であれば図５の※１のように徐々に定
着温度が上昇し、不足であれば※３のように徐々に定着
温度が低下していく。 【００７３】本発明においては、基準周期Ｔ毎に検知温
度と基準温度との差を比較し、供給する電力量を増加減
させることで、絶えず図５の※２のような適性な定着温
度状態を得ることができる。 【００７４】この部分を図４を用いて、以下に詳細説明
すると、複写中のある周期において、定着装置３０に供
給される電力量は、ヒーターへの通電区間ａに比例して
いる。すなわち、通電区間ａに定着ヒーター１へ印加さ
れる交流半波の個数ｎ（図中の網かけ部）が電力量と等
価である。 【００７５】ここで、基準周期Ｔの区間で検知した定着
温度最小値ｔｍｉｎが基準電圧の下限値ｔ２以下であっ
た場合、その差ΔＡ＝ｔ２−ｔｍｉｎに対応した交流半
波の個数が、供給された交流半波の個数ｎに加算され
る。 【００７６】例では次の区間において１個分の交流半波
が加えられ、結果的に区間Ｔ１分だけ通電区間ａが長く
なると、Ｔが一定（Ｔ＝ａ＋ｂ）なので定着ヒーターが
通電される区間ｂは短くなり、定着温度最小値ｔｍｉｎ
はΔｔだけ温度上昇することになり、下限値ｔ２を上回
ることができる。 【００７７】さらに、本実施例では所定の所定周期毎に
定着温度検出を行っているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、半波単位やランダムな間隔で温度検出
を行って電力量を算出した後、当該電力量をヒーター１
に印加してもよい。 【００７８】また、交流半波の個数は自然数であるの
で、交流半波の個数を変えることで階段状に変化する電
力量が得られることとなるので、例えば検出した２つの
ヒーター温度ｔ１℃とｔ２℃の差が小さい場合、印加す
る電力量即ち交流半波の個数は同一のｎ個となる場合が
考えられる。この場合、変化させたい電力量が交流半波
１個分の電力を越える場合のみに交流半波の個数を増加
又は減少させればよい。 【００７９】所定の定着温度に制御するために定着ヒー
ター１に印加する電力量は、用紙サイズ毎で異なるた
め、複写開始時に設定する交流半波の個数ｎを全用紙サ
イズで同一とした場合、最初の複写時では（特に１枚
目）、図６の様にオーバーシュート（※５）やアンダー
シュート（※６）が発生する可能性がある。 【００８０】そこで複写時に、検知した用紙サイズ毎に
交流半波の個数ｎを設定することで、より適性な電力量
で複写開始でき、※４に示すように定着温度を素早く基
準温度に収束させることができる。 【００８１】これら動作を図７を用いて説明すると、ま
ずＳ０で複写動作が開始すると、次いで設定されている
用紙サイズを検出する（Ｓ１）。検出方法としては、用
紙カセット毎に設けられたセンサーやスイッチで検出す
る方法や、図８で示しているように搬送中の用紙長さを
用紙検知のオン時間で測定する方法等があるが、本発明
に直接関係する部分ではないので、詳細な説明は省略す
る。 【００８２】次に、検出した用紙サイズがＡ３サイズで
あるか否かを判定する（Ｓ２）。もし用紙サイズがＡ３
であればＳ３に移り、電力量をＡ３サイズの用紙に見合
った基準電力量Ｅ１に設定する。もし用紙サイズがＡ３
サイズでなければＳ４に移り、用紙サイズがＢ４である
か否かを判定する。 【００８３】Ｓ４にて用紙サイズがＢ４サイズであれば
Ｓ５に移り、電力量をＢ４サイズに見合った基準電力量
Ｅ２に設定する。もし用紙サイズがＢ４サイズでなけれ
ば、同様にして用紙サイズを判定する次ステップへ順々
に移動し、最終的に用紙サイズがハガキサイズであるか
否かを判定する（Ｓ６）。 【００８４】Ｓ６にて用紙サイズがハガキサイズであれ
ばＳ７に移り、電力量をハガキサイズに見合ったＥＮに
設定し、もしハガキサイズでなければＳ８に移り電力量
をハガキと同じか若干下回る基準電力量ＥＮ−１に設定
する。 【００８５】以上の動作を行うことによって、電力量に
用紙サイズＡ３、Ｂ４、・・・、ハガキ、それ以外の何
れかのサイズの用紙に見合った基準電力量Ｅ１、Ｅ２、
・・・、ＥＮ、ＥＮ＋１が設定されることになり、例え
ば複写開始時に用紙サイズによってオーバーシュートや
アンダーシュートが発生することが防止でき、安定した
定着温度制御が可能となる。 【００８６】図８は本実施例にかかる複写動作の概要タ
イミングチャート、図９は関連する回路の接続を示した
概要ブロック図である。 【００８７】図９において、コントロール回路４は装置
全体の制御を司る役割を果たしており、定着制御回路
３、光学モーター駆動回路１０、コピーランプ制御回路
１１、ＤＣ電源回路１５、操作制御回路１２、及び用紙
検知センサー２３が接続された用紙検知回路１３、ＰＳ
クラッチ２２が接続されたＰＳクラッチ回路１４、給紙
クラッチ２１が接続された給紙クラッチ回路２０が接続
されている。 【００８８】なお光学モーター駆動回路１０は、図示し
ない光学キャリッジにより原稿を走査して感光体に光像
を導き、図示しない感光体上に所定の静電潜像を生成す
るための光学モーター１６をＤＣ制御するために設けら
れており、光学モーター１６が接続されている。 【００８９】そしてコピーランプ制御回路１１には、原
稿を照射するためのコピーランプ１０がＡＣ回路１７を
介して接続されており、コントロール回路からのコピー
ランプ１０の点灯消灯信号等に基づき、原稿の濃度や使
用者設定に基づく点灯量の制御やＣＰＵ暴走時のハード
ウェアによる強制消灯等を行なう。 【００９０】さらに操作制御回路１２には操作スイッチ
からなる操作スイッチ回路１８と液晶や発光ダイオード
等からなる表示回路１９が接続されており、オペレータ
のキー操作をコントロール回路４に出力したり、コント
ロール回路４からの表示信号に基づき所定の表示を行な
う。 【００９１】次いで、コントロール回路４には定着制御
回路３が接続されており、サーミスター２で検出された
上ヒートローラー６の表面温度はコントロール回路４内
のマイクロコンピュータのアナログポートに入力され、
上記検出温度に応じてＡＣ回路１７を介して接続された
ヒーターランプ（定着ヒーター）１の通電制御を行な
う。 【００９２】次に、コピーランプ１０とヒーターランプ
１の点灯タイミングについて図８を使って以下に説明を
行なう。まず複写枚数に応じコントロール回路４のマイ
クロコンピュータの内部タイマー等により、複写開始信
号が得られる。例えば、１０枚／分の複写速度の複写機
では、複写１枚当たりに要する時間（サイクルタイム）
Ｔは６秒となり、６秒毎に複写開始信号が出力される。 【００９３】そして、上記複写開始信号に応じて、給紙
クラッチ信号がオンすることで給紙クラッチ２１が駆動
され、図示しない用紙カセットから用紙９が搬送される
と、用紙検知センサー２３が用紙検知信号を出力し、次
いでコピーランプ１０を点灯するためのコピーランプ点
灯信号がオンされると共に、光学系モーター１６を通電
するための光学モーター駆動信号がオンされる。 【００９４】次に、コピーランプ１０や図示しない反射
ミラーを搭載した走査部により原稿の露光が開始され、
画像の搬送タイミングに合わせてＰＳクラッチ２２がオ
ンされ、用紙先端部と感光体上の画像形成位置先端部の
同期が取られる。 【００９５】従って、上記制御方法を採用することによ
り、図８の区間Ｔ２において定着ヒーター１へ電圧を印
加し始めることによって、露光中即ちコピーランプ１０
通電中に定着ヒーター１が通電されることはなく、コピ
ーランプ１０に印加された電圧がラッシュ電流等により
低下しないことから、複写画質が安定するといった効果
が得られる。 【００９６】さらに、定着ヒーター１へ電力を供給し、
必要とする電力量を算出するための周期Ｔを上記サイク
ルタイム（６秒）とすることによって、定着ヒーター１
への電力印加タイミングＴ２の区間との同期が取りやす
いこと及び、奪われる熱量は用紙に支配されるのでサイ
クルタイムと算出周期Ｔを同一とすることで供給電力量
の算出精度が向上する等の効果も得られる。 【００９７】次に図１０のフローチャート１を用いて、
図４の説明を行う。 【００９８】まず複写モードに入ると、Ｓ１０にて基準
電力（図４の斜線で示すｎ個の交流半波）が設定され、
次にＳ１１にて電力量を測定／算出する周期Ｔ（タイマ
ー値）を設定する。なお、本実施例では周期Ｔは６秒で
ある。 【００９９】そして、Ｓ１２にてタイマーのカウント値
が周期Ｔ（６秒）を越えたか否かを判定し、タイマー値
が６秒を越えるまで、定着温度を検出し（Ｓ１８）、検
出した温度値の最大値と最小値を一時記憶（Ｓ１９）す
る。 【０１００】もしタイマーのカウント値が６秒を越える
と、Ｓ１３にて当該周期中の最大値／最小値の検出温度
と、基準温度の上限値／下限値との差をそれぞれ求め
る。 【０１０１】次に、Ｓ１４において最小値と下限値との
差ΔＡが０以上かどうかを判定し、もし０以上即ち基準
温度の下限値よりも当該周期中の最小値のほうが小さい
場合はＳ２０へ移り、最小値との差ΔＡに対応して増加
させる半波の数αを求め、Ｓ２４にて現在設定されてい
る半波ｎに対してα分だけ半波を加える。 【０１０２】一方、Ｓ１４にて最小値との差ΔＡが０未
満の場合即ち基準温度の下限値よりも当該周期中の最小
値が大きい場合は、Ｓ１５に処理が移行し、最大値と上
限値の差ΔＢが０以下か否かを判定する。同様にして０
以下の場合、Ｓ２１に処理が移行して、最大値との差Δ
Ｂに対応した減少させる半波の数βを求め、Ｓ２２にて
現在設定されている半波ｎに対してβ分だけ半波を減少
させる。 【０１０３】また、Ｓ１５において最大値と上限値の差
ΔＢが０を超える場合、オーバーシュートしていないと
判断され、現在の半波ｎ個のまま維持する。 【０１０４】（応用例１） 連続複写を行っていると、図２に示すように、上ヒート
ローラー６とサーミスタ２（温度検出器）との間に紙粉
やトナー等の不要物８が蓄積され、この不要物８の量が
許容範囲を越えると、サーミスター２が上ヒートローラ
ー６から浮き上がり、実際の温度よりも検出する温度が
低くなる場合が考えられる。 【０１０５】なお、温度検出器として一般的にサーミス
タ等が使用されるが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、温度検出器の種類は問わないことから、詳細な
説明は省略する。 【０１０６】さて、前述した実施例の方法で電力量を設
定すると、ヒーターランプ１に印加される電力量すなわ
ち交流半波の数が順次増加し、一方で実際の上ヒートロ
ーラー６の温度は基準温度を遥かに越えることになり、
装置内の部品にダメージを与えたり、高温オフセットや
最悪の場合発煙発火を招来する恐れがある。本応用例は
上記状態に至ることを防止するのを目的としており、図
１１のフローチャートを用いて以下に説明を行う。 【０１０７】Ｓ３１において、図１０のＳ２２、Ｓ２４
で算定された電力量ｎを読み取り、Ｓ３２にて電力量の
最大値Ｃを越えていないかどうかを判定する。仮に、Ｃ
を越えていない場合は複写サイクルへ移行し（Ｓ３
５）、越えている場合はＳ３３にてトラブル表示すると
ともに、Ｓ３４にてヒーターランプ１をオフする。 【０１０８】従って、図１０における交流半波ｎの算出
結果を絶えずモニタすることで、実際に温度が上昇する
前にトラブルと判断できるで装置にダメージを与えるこ
とはなく、高温オフセットや発煙発火等を防止できる。 【０１０９】（応用例２） 結露や劣化等によりサーミスター２の抵抗値が低下する
と、実際の上ヒートローラー６の温度よりも検出温度が
高くなり、ヒーターランプ１に印加される電力量（交流
半波の数）がどんどん減少し、ヒートローラー６の温度
が基準温度よりも遥かに下回ることとなり、結果として
定着不良が発生することになる。 【０１１０】本応用例は、上記不具合を防止することを
目的としており、図１２のフローチャートを用いて以下
に説明を行う。 【０１１１】応用例１と同様にＳ４１にて交流半波の数
ｎの値を読み取り、Ｓ４２にてｎの値が最小値Ｄを下回
っていないか否かを判定し、もし下回っていなければＳ
４５に移行してコピーサイクルへ戻る一方、下回ってい
る場合はＳ４３にてトラブル表示するとともに、Ｓ４４
でヒーターランプ１をオフする。 【０１１２】したがって、前述の図１０の交流半波ｎの
算出結果をモニターすることによって、実際の温度が低
下する前にトラブルと判断することができ、定着温度が
低いことによる定着不良が発生しなくなる。 【０１１３】（応用例３） 定着装置から奪われる熱量は、定着装置を通過する用紙
によって支配されるため、応用例１と応用例２で述べた
トラブル判定用の最大値Ｃと最小値Ｄを用紙サイズ毎に
設定することで、より判定精度を向上することができ
る。 【０１１４】以下に図１３のフローチャートを用いて本
実施例の説明を行うと、まずＳ５１において複写用に設
定されている用紙サイズを検出する。検出方法として
は、用紙カセット毎に設けられたセンサーで検出する方
法や、用紙カセット側に係合する突起部を設け、用紙カ
セット挿入時に突起部が本体側のスイッチを押すタイプ
のものや、搬送中の用紙長さを測定する方法等が考えら
れるが、本発明と直接関係しないので、詳細な説明は省
略する。 【０１１５】次にＳ５２において、検出した用紙サイズ
がＡ３サイズであるか否かを判定し、もしＡ３サイズで
ある場合は、Ｓ５３にてそれに見合った電力最大値Ｃ１
と電力最小値Ｄ１を設定し、Ａ３サイズでない場合はＳ
５４へ移る。 【０１１６】同様にして、Ｓ５４にて用紙サイズがＢ４
サイズであるか否かを判定し、もしＢ４サイズであれ
ば、Ｓ５５にてそれに見合った電力最大値Ｃ２と電力最
小値Ｄ２を設定し、Ｂ４サイズでなければ次の用紙サイ
ズ判定に移る。 【０１１７】用紙サイズ判定は順次、Ａ３、Ｂ４、・・
・、ハガキ、ハガキサイズ以下に移り、それぞれの用紙
サイズに見合った最大電力値と最小電力値が設定され
る。 【０１１８】（応用例４） 前述のように、定着装置から奪われる熱量は、定着装置
を通過する用紙によって支配されるが、一方供給される
電力も交流半波の数だけでなく、商用電源からの入力電
圧値にも大きく左右される。 【０１１９】供給される熱量は一時間あたりの電力量で
あるワットアワー（Ｗ・Ｈ）に正比例し、ヒーターにハ
ロゲンランプを用いた場合、入力電圧Ｖ0のときの電力
Ｗ0と入力電圧Ｖのときの電力Ｗとの関係は下記のよう
に表される。 【０１２０】Ｗ／Ｗ0＝（Ｖ／Ｖ0）1.54 上式から、入力電圧１００Ｖ（１００％）のときの電力
を１００％としたときの各電圧毎の電力比をまとめる
と、下記表１のようになる。 【０１２１】 【表１】 【０１２２】なお、補正係数とは、１００Ｖ入力時の電
力とその他入力電圧の時の各電力比の逆数をとったもの
であり、１００Ｖ時の電力値に各補正係数を乗じること
によって、各入力電圧毎で１００Ｖ入力時の電力と同じ
電力が得られることになる。 【０１２３】また、商用電源の電圧値Ｖｉを測定する方
法としては、まずＤＣ電源回路１５内に周波数電圧変換
回路を設け、周波数を応じた電圧から電源周波数を得て
から、整流後の電源電圧を分圧し、比較回路やアナログ
変換回路により電源電圧を測定する方法や、商用電源毎
にＤＣ電源回路１５を区分しておき、ＤＣ電源回路１５
内にディップスイッチやジャンパーを設けてコントロー
ル回路４内のマイクロコンピュータが読み取る方法や、
診断プログラム等により予めコントロール回路４内の図
示しないＲＡＭ等の記録手段に記憶しておく方法等が考
えられるが、これらは公知の技術内容であり、詳細な説
明は省略する。 【０１２４】以下に図１４のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、Ｓ６１にて装置に入力されてい
る商用電源の電圧値Ｖｉを測定し、Ｓ６２において測定
電圧が１００Ｖであるか否かを判定する。もし測定電圧
が１００Ｖと等しい場合はＳ６７に移って補正係数を
１．００とし、１００Ｖ未満の場合はＳ６3、１００Ｖ
を越える場合はＳ６４に移行する。 【０１２５】Ｓ６３にて仮に測定電圧が９０Ｖでない場
合はＳ６５に移って入力電圧８０Ｖで補正係数１．４１
とし、９０Ｖの場合はＳ６６へ移って補正係数を１．１
８とする。 【０１２６】一方、Ｓ６４にて測定電圧が１１０Ｖであ
れば、Ｓ６８へ移って補正係数を０．８６とし、１１０
ＶでなければＳ６９にて１２０Ｖ、補正係数０．７６と
する。 【０１２７】以上から、図１０のフローチャートにおけ
る基準電力ｎを商用電源毎で補正することによって、異
なる商用電源においても基準電圧の自動設定が行え、品
種の統一化を図ることができる。 【０１２８】（応用例５） 実施例で示したように、複写中においては一定周期Ｔ毎
に供給される交流半波の数ｎを加減することで、安定し
た温度制御を行うことができるが、図１５に示すとお
り、複写終了時（図１５中ｅ点）からは、複写する用紙
によって奪われる熱量が無いことから、図中ｅ−ｆ点間
の定着温度は上昇し続けることになる。 【０１２９】そこで、複写終了時（最終の用紙が排出さ
れた時）ｅ点より、定着温度の制御方法を実施例の方式
（以後、第１の制御方式と呼ぶ）から本応用例の方法
（以後、第２の制御方式と呼ぶ）に切り換えることによ
って、上記不具合を防止することができる。 【０１３０】ここで、第２の制御方式とは、基準温度ｔ
０に対して設定された上限値ｔ１と下限値ｔ２によりヒ
ーターランプ１を駆動制御させる方式であり、一般的に
知られている前述のゼロクロス制御方式を応用した制御
方式である。 【０１３１】以下に図１６のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、Ｓ７１にて第１の制御方式を設
定し、Ｓ７２にてコピーが終了したかどうかを判定し、
コピー終了していればＳ７３へ移行し、終了していなけ
ればＳ７１へ戻る。 【０１３２】Ｓ７３では、制御方式として第２の制御方
式を設定し、もしコピースタートしたかどうかをＳ７４
にて判定し、コピースタートしていなければＳ７３に戻
り、コピースタートした場合はＳ７１へ戻り、制御方式
を第１の制御方式に設定する。 【０１３３】（応用例６） 複写機等の画像形成装置の電源投入時には、定着装置は
冷えているため、ヒーターランプ１へ印加する交流半波
は、周期Ｔの区間全てで通電すべきであるが、電源投入
時すぐに複写動作をスタートさせると、制御方式が第１
の制御方式に設定されている場合、用紙サイズに対応し
た交流半波が印加されることから、図１７で図示してい
るように定着装置温度の立ち上がりが遅くなる。 【０１３４】そこで、電源投入時には、制御方式を第２
の制御方式に設定し、第２の基準温度に達するまでヒー
ターランプ１を通電し続けることにより、定着装置温度
の立ち上がりを早くし、さらに第２の基準温度に達した
後に第１の制御方式に設定し、定着装置温度のオーバー
シュートを低減することができる。なお、ここでいう第
２の基準温度は、少なくとも定着可能な最低の温度以上
の温度に設定される。 【０１３５】以下に図１８のフローチャートを用いて本
応用例の説明を行うと、まずＳ８１で電源オンされる
と、Ｓ８２にて定着温度制御を第２の制御方式に設定す
る。 【０１３６】次いで、Ｓ８３にてコピースタートされた
か否かを判定し、もしコピースタートされていなければ
Ｓ８２に戻り、コピースタートされていればＳ８４にて
定着温度が第２の基準温度に達したか否かを判定し、達
していない場合はＳ８２に戻り、達していればＳ８６に
て定着温度制御を第１の制御方式に設定すると共に図１
６のフローチャート２１へ戻る。 【０１３７】（応用例７）応用例６ において、装置に供給される電源電圧が定格値
よりも高い場合、定着温度の立ち上がりが急なものとな
り、オーバーシュートを招来する恐れがある。そこで、
当該オーバーシュートを緩和するためには、電源投入時
に商用電源電圧を測定し、測定した電圧が所定値よりも
高い場合、第２の基準温度を図１７のｔ４のように下
げ、測定した電圧が所定値よりも低い場合は、第２の基
準温度をｔ５のように下げる方向に再設定すればよい。 【０１３８】なお、本応用例ではフローチャートによる
説明を省略する。 【０１３９】（応用例８） 電源投入直後の装置は、装置全体が冷えているため、上
ヒートローラ６の温度が規定値に達しても、良好な定着
性が得られない場合がある。そこで、コピー開始時の所
定枚数（本実施例では初期２０枚）については、連続コ
ピー中の基準温度（例えば１８０℃）に対し高めの温度
規定値に設定することで、上記不具合を防止する。 【０１４０】ここで図１９は、コピースタート時からの
複写枚数と上ヒートローラ６の制御温度、下ヒートロー
ラ７の上昇温度との関係を表したものである。図１９に
示す通り、コピースタートから最初の５枚は定着温度２
００℃にて複写を行い、次の５枚は１９５℃にて複写動
作を行う。以後、複写枚数５枚毎に定着温度を５℃づつ
下げることにより、２０枚目で定着温度は１８０℃とな
り、２０枚以降は定着温度１８０℃で一定とする。 【０１４１】なお、この制御曲線は下ヒートローラ７の
温度上昇曲線に依存しており、本応用例では２０枚目で
ほぼ下ヒートローラ７の温度上昇が飽和していることか
ら、上ヒートローラ６の制御温度が２０枚目となったと
ころで基準温度が１８０℃一定となるようにしている
が、下ヒートローラ７の温度上昇特性によって制御曲線
を決定する必要があり、制御方法につき本応用例の方法
に限定されるものではない。 【０１４２】さらに、図１９の制御曲線に沿って上ヒー
トローラ６の温度制御を行うが、実際は５℃毎の切り換
えの際にオーバーシュートやアンダーシュートが発生す
ることから、これらを迅速に安定させる必要がある。そ
こで、最初の５枚でほぼ最適な電力量が実施例１などで
求められているので、当該電力量を用いて５℃分の電力
量のみを補正することで、定着温度を安定させるまでの
時間を短縮することができる。 【０１４３】以下に図２０のフローチャート３１を用い
て本応用例の説明を行うと、まずＳ９１とＳ９２にてコ
ピーカウンタＣ２とコピーカウンタＣ２をリセットし、
Ｓ９３にて図１０のフローチャート１に基づく複写サイ
クルを実行する。 【０１４４】次に、Ｓ９４にてコピーカウンタＣ１が５
枚を越えたか否かを判定し、もし５枚未満の場合はＳ１
００にてＣ１を＋１してＳ９３に戻り、もし５枚以上の
場合はＳ９５にて設定温度を５℃下げて再設定する。 【０１４５】そして、５℃分に対応した電力量γを現在
の交流半波の個数ｎより差し引いて設定し、Ｓ９７にて
Ｃ２が２０枚を越えたか否かを確認する。 【０１４６】もし、Ｃ２が２０枚未満であればＳ９２に
戻る一方、２０枚以上の場合はフローチャート１を用い
てコピーを行い、コピー終了までそれを繰り返す。 【０１４７】（応用例９） 前述したように、交流半波の個数ｎは用紙サイズにより
大きく左右されるが、装置の設置される環境や用紙の厚
み等にも大きく影響を受ける。 【０１４８】本応用例では、上記の問題を解決すべく、
上記所要時間を短縮するものであり、図２１のフローチ
ャート４１を用いて以下に説明を行う。 【０１４９】まずＳ１１１にて用紙サイズの検知を行
い、Ｓ１１２にて検知した用紙がＡ３サイズであるか否
かを判定し、もし用紙サイズがＡ３でなければＳ１１６
に移り、用紙サイズがＢ４であるかを判定する。以下用
紙サイズがＡ３、Ｂ４、・・・、ハガキサイズ毎で順次
Ｓ１１２、Ｓ１１６、・・・、Ｓ１２０、Ｓ１２４のよ
うに処理が移る。 【０１５０】Ｓ１１２にて、用紙サイズがＡ３サイズで
あると判定されると、Ｓ１１３にて図示しない記憶手段
において前回連続コピーした際の終了時の電力量データ
があるか否かを判定し、もしあれば該電力量を読み出
し、もしなければ工場出荷時又はプログラム領域に書き
込まれた基準電力量Ｅ１を読み出す（Ｓ１１４）。な
お、各用紙サイズ毎で行う処理は実質的に同等なもので
あるので、Ａ３サイズ以外のときの説明は省略する。 【０１５１】その他、本発明は上述しかつ図面に示した
実施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲で適宜変形して実施できることは勿論であ
る。 【０１５２】 【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、ウォー
ムアップタイムの短い薄肉のヒートローラーの定着温度
制御において、温度リップルが小さく、かつ雑音端子電
圧等の電子ノイズが小さくなり、高温オフセットや定着
不良の発生もなく、電子ノイズを低減するための対策が
容易になったり、対策部品が安価にできるといった効果
が得られる。 【０１５３】 【０１５４】また本発明によれば、コピーランプ通電中
に上記加熱手段へ電力を供給しないようヒーターの点灯
開始時期を規定することで、コピーランプ点灯中にヒー
タがオンすることが無くなり、電子写真複写機のコピー
画質が安定するという効果が得られる。また定着ヒータ
ーへ電力を供給し、必要とする電力量を算出するための
周期をサイクルタイム（画像形成１枚当たりに要する時
間）とすることによって、定着ヒーターへの電力印加タ
イミングの区間との同期が取りやすいこと及び、奪われ
る熱量は用紙に支配されるのでサイクルタイムと算出周
期を同一とすることで供給電力量の算出精度が向上する
等の効果も得られる。 【０１５５】 【０１５６】 【０１５７】 【０１５８】 【０１５９】 【０１６０】 【０１６１】 【０１６２】 【０１６３】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術及び本発明に関する関係回路ブロック
の概要図である。 【図２】従来技術に関する定着装置の断面側面図であ
る。 【図３】従来技術に関するヒーターランプ点灯回路を示
す回路図である。 【図４】本発明による画像形成装置の一実施例における
交流半波と定着温度、時間の関係を示す図である。 【図５】本発明による画像形成装置の一実施例における
定着温度と時間の関係を示す図である。 【図６】本発明による画像形成装置の一実施例における
定着温度と時間の関係を示す図である。 【図７】本発明による画像形成装置の一実施例における
制御フローチャートである。 【図８】本発明による画像形成装置の一実施例における
各制御信号の関係を示すタイムチャートである。 【図９】本発明による画像形成装置の一実施例における
回路ブロック図である。 【図１０】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１１】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１２】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１３】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１４】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１５】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る定着温度と時間の関係を示す図である。 【図１６】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１７】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る定着温度と時間の関係を示す図である。 【図１８】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１９】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
るコピー枚数と定着温度の関係を示す図である。 【図２０】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図２１】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【符号の説明】 ６ 定着ローラー（上ヒートローラー） １ 加熱手段（ヒーターランプ） ２ 温度検出手段（サーミスター） ３ 温度制御手段（定着制御回路） ４ コントロール回路 １０ コピーランプ １１ コピーランプ制御回路
の概要図である。 【図２】従来技術に関する定着装置の断面側面図であ
る。 【図３】従来技術に関するヒーターランプ点灯回路を示
す回路図である。 【図４】本発明による画像形成装置の一実施例における
交流半波と定着温度、時間の関係を示す図である。 【図５】本発明による画像形成装置の一実施例における
定着温度と時間の関係を示す図である。 【図６】本発明による画像形成装置の一実施例における
定着温度と時間の関係を示す図である。 【図７】本発明による画像形成装置の一実施例における
制御フローチャートである。 【図８】本発明による画像形成装置の一実施例における
各制御信号の関係を示すタイムチャートである。 【図９】本発明による画像形成装置の一実施例における
回路ブロック図である。 【図１０】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１１】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１２】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１３】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１４】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１５】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る定着温度と時間の関係を示す図である。 【図１６】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１７】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る定着温度と時間の関係を示す図である。 【図１８】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図１９】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
るコピー枚数と定着温度の関係を示す図である。 【図２０】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【図２１】本発明による画像形成装置の一応用例におけ
る制御フローチャートである。 【符号の説明】 ６ 定着ローラー（上ヒートローラー） １ 加熱手段（ヒーターランプ） ２ 温度検出手段（サーミスター） ３ 温度制御手段（定着制御回路） ４ コントロール回路 １０ コピーランプ １１ コピーランプ制御回路
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(56)参考文献 特開 昭53−37420（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−211979（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−286552（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−307316（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−274047（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−27856（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−208684（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−85517（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−77527（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−248700（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−248706（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 13/20
G03G 15/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 感光体の排紙側に配された回動可能な定
着ローラーと、該定着ローラーを加熱するための加熱手
段と、該定着ローラの表面温度を検出するための温度検
出手段と、該温度検出手段からの検出信号に基づき、上
記加熱手段に所定の電力を供給することによって、上記
定着ローラー表面が所定の温度に保持されるように制御
するための温度制御手段を備えた画像形成装置におい
て、 連続的に画像形成中の上記定着ローラーの温度を上記温
度検出手段により検出し、所定の基準温度と上記検出温
度の温度差を少なくするように、上記加熱手段へ供給す
る電力量を商用電源の半波単位のサイクル数を増加又は
減少させて制御する温度制御手段を有し、 上記温度制御手段はさらに、上記温度検出手段が複写１
枚当たりに要する時間毎に連続的に画像形成中の上記定
着ローラの温度を検出し、コピーランプ通電中に上記加
熱手段へ電力を供給しないよう用紙の給紙時からコピー
ランプ点灯開始までの間で上記加熱手段へ電力を供給す
ることを特徴とする画像形成装置。
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