(57)【要約】【課題】温度に応じて抵抗値が変化する材料がヒーターに用いられた画像形成装置において、ヒーターによって上限値以上の電力が消費されてしまうことを抑制できる画像形成装置及び制御方法を提供することである。【解決手段】実施形態の画像形成装置は、定着器と制御部とを持つ。定着器は、温度が低いほど低い抵抗値であり温度が高いほど高い抵抗値となる発熱抵抗体を用いて構成される。制御部は、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも低い場合には、予備通電量で前記発熱抵抗体に対し通電し、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも高い場合には、前記予備通電量よりも高い通電量である通常通電量で前記発熱抵抗体に対し通電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度が低いほど低い抵抗値であり温度が高いほど高い抵抗値となる発熱抵抗体を用いて構成された定着器と
前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも低い場合には、予備通電量で前記発熱抵抗体に対し通電し、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも高い場合には、前記予備通電量よりも高い通電量である通常通電量で前記発熱抵抗体に対し通電する制御部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも低い場合には、予備通電量で前記発熱抵抗体に対し通電しつつも画像形成装置の状態に応じた動作を実行せず、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも高い場合には、前記通常通電量で前記発熱抵抗体に対し通電し、画像形成装置の状態に応じた動作を実行する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定の温度を前記画像形成装置の状態に応じて決定する、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定の温度は、前記画像形成装置の状態に応じて前記発熱抵抗体で使用可能な電力の最大値と前記発熱抵抗体の特性に応じて予め決定される温度である、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
温度が低いほど低い抵抗値であり温度が高いほど高い抵抗値となる発熱抵抗体を用いて構成された定着器を備える画像形成装置の制御部が行う制御方法であって、
前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも低い場合には、予備通電量で前記発熱抵抗体に対し通電し、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも高い場合には、前記予備通電量よりも高い通電量である通常通電量で前記発熱抵抗体に対し通電する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像形成装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置における消費電力を低減する技術の一つとしてオンデマンド定着方式が提案されている。このようなオンデマンド定着方式では、弾性層を備えた回転部材によってフィルムが駆動され、搬送されてきたシート及び現像剤がフィルムを介してヒーターによって加熱される。このようなヒーターには、温度に応じて抵抗値が大きく変化する材料が用いられる場合がある。温度に応じて抵抗値が大きく変化する材料の具体例として、ＰＴＣＲ（Positive Temperature Coefficient of Resistance）特性を有したＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子がある。ＰＴＣ素子が用いられることによって、ある程度ヒーターの温度が上昇すると、それ以上に温度が上がりにくくなるため、省エネルギーや安全性の面で効果が得られる。一方で、ＰＴＣ素子が用いられた場合には、ヒーターの温度が低い場合には抵抗値が低くなり、想定以上の電力が消費されてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、温度に応じて抵抗値が変化する材料がヒーターに用いられた画像形成装置において、ヒーターによって上限値以上の電力が消費されてしまうことを抑制できる画像形成装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の画像形成装置は、定着器と制御部とを持つ。定着器は、温度が低いほど低い抵抗値であり温度が高いほど高い抵抗値となる発熱抵抗体を用いて構成される。制御部は、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも低い場合には、予備通電量で前記発熱抵抗体に対し通電し、前記発熱抵抗体の温度が所定の温度よりも高い場合には、前記予備通電量よりも高い通電量である通常通電量で前記発熱抵抗体に対し通電する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置１００のハードウェアブロック図である。
【図３】実施形態の定着器３０の正面断面図である。
【図４】ヒーターユニット４０の底面図（＋ｚ方向から見た図）である。
【図５】図４のＩＶ−ＩＶ線におけるヒーターユニット４０の正面断面図である。
【図６】実施形態の定着器３０の電気回路図である。
【図７】発熱体セット４５に用いられる発熱抵抗素子の特性と、発熱体セット４５の出力との特性の具体例を示す図である。
【図８】制御部１６０の動作に使用される最低温度テーブルの具体例を示す図である。
【図９】制御部１６０の動作の流れの具体例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の画像形成装置及び制御方法を、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成例を示す外観図である。図２は、実施形態に係る画像形成装置１００のハードウェアブロック図である。画像形成装置１００は、例えば複合機である。画像形成装置１００は、ディスプレイ１１０、コントロールパネル１２０、画像形成ユニット１３０、シート収容部１４０及び画像読取部２００を備える。
【０００８】
画像形成装置１００は、トナーなどの現像剤を用いてシート上に画像を形成する。現像剤は、加熱されることによってシート上に定着される。シートは、例えば紙やラベル用紙である。シートは、その表面に画像形成装置１００が画像を形成できる物であればどのような物であってもよい。
【０００９】
ディスプレイ１１０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの画像表示装置である。ディスプレイ１１０は、画像形成装置１００に関する種々の情報を表示する。
【００１０】
画像形成ユニット１３０は、画像読取部２００によって生成された画像情報又は通信路を介して受信された画像情報に基づいて、シート上に画像を形成する。画像形成ユニット１３０は、例えば現像器１０、転写器２０及び定着器３０を備える。画像形成ユニット１３０は、例えば以下のような処理によって画像を形成する。画像形成ユニット１３０の現像器１０は、画像情報に基づいて感光体ドラム上に静電潜像を形成する。画像形成ユニット１３０の現像器１０は、静電潜像に現像剤を付着させることによって可視像を形成する。現像剤の具体例として、トナーがある。トナーの例として、消色トナー、非消色トナー（通常のトナー）、加飾性トナー等がある。
【００１１】
画像形成ユニット１３０の転写器２０は、可視像をシート上に転写する。画像形成ユニット１３０の定着器３０は、シートに対して加熱及び加圧を行うことによって、可視像をシート上に定着させる。なお、画像が形成されるシートは、シート収容部１４０に収容されているシートであってもよいし、手差しされたシートであってもよい。
【００１２】
シート収容部１４０は、画像形成ユニット１３０における画像形成に用いられるシートを収容する。
記憶部１５０は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。記憶部１５０は、画像形成装置１００が動作する際に必要となるデータを記憶する。記憶部１５０は、画像形成装置１００において形成される画像のデータを一時的に記憶してもよい。
【００１３】
制御部１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーとメモリとを用いて構成される。制御部１６０は、記憶部１５０に予め記憶されているプログラムを読み出して実行する。制御部１６０は、画像形成装置１００に備えられる各機器の動作を制御する。
【００１４】
画像読取部２００は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。画像読取部２００は、読み取られた画像情報を記録する。記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。記録された画像情報は、画像形成ユニット１３０によってシート上に画像形成されてもよい。画像読取部２００はＡＤＦを備えてもよい。
【００１５】
図３は、実施形態の定着器３０の正面断面図である。実施形態の定着器３０は、加圧ローラー３０ｐと、フィルムユニット３０ｈと、を備える。
【００１６】
加圧ローラー３０ｐは、フィルムユニット３０ｈに対して表面を押圧可能であって回転駆動可能である。加圧ローラー３０ｐは、フィルムユニット３０ｈに対して表面が押圧される場合に、フィルムユニット３０ｈとの間でニップＮを形成する。加圧ローラー３０ｐは、ニップＮに進入したシートの可視像を加圧する。加圧ローラー３０ｐは、回転駆動された場合に、回転に伴ってシートを搬送する。加圧ローラー３０ｐは、例えば芯金３２と、弾性層３３と、離型層（不図示）と、を備える。
【００１７】
芯金３２は、ステンレス等の金属材料により円柱状に形成される。芯金３２の軸方向の両端部は、回転可能に支持される。芯金３２は、モーター（不図示）により回転駆動される。芯金３２は、カム部材（不図示）に当接する。
【００１８】
弾性層３３は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層３３は、芯金３２の外周面上に一定の厚さで形成される。
【００１９】
離型層（不図示）は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層３３の外周面上に形成される。加圧ローラー３０ｐの外周面の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°〜７０°であることが望ましい。これにより、ニップＮの面積と加圧ローラー３０ｐの耐久性が確保される。
【００２０】
加圧ローラー３０ｐは、上記のカム部材の回転により、フィルムユニット３０ｈに対して接近することや、離反することが可能である。加圧ローラー３０ｐがフィルムユニット３０ｈに接近すると、加圧バネにより押圧されることによってニップＮが形成される。一方、スリープ状態などのように画像形成が実行されない状態である場合には、加圧ローラー３０ｐがフィルムユニット３０ｈから離間する。加圧ローラー３０ｐがフィルムユニット３０ｈから離間することによって、例えば加圧ローラー３０ｐ又はフィルムユニット３０ｈを構成する部品が塑性変形してしまうことを防止できる。
【００２１】
加圧ローラー３０ｐは、モーターにより回転駆動する。ニップＮが形成された状態で加圧ローラー３０ｐが自転すると、フィルムユニット３０ｈの筒状フィルム３５が従動回転する。加圧ローラー３０ｐは、ニップＮにシートが配置された状態で回転することにより、シートを搬送方向Ｗに搬送する。
【００２２】
フィルムユニット３０ｈは、ニップＮに進入したシートの可視像を加熱する。フィルムユニット３０ｈは、筒状フィルム（筒状体）３５と、ヒーターユニット４０と、伝熱部材４９と、支持部材３６と、ステイ３８と、ヒーター温度計６２と、サーモスタット６８と、フィルム温度計６４と、を備える。
【００２３】
筒状フィルム３５は、筒状に形成される。筒状フィルム３５は、内周側から順に、基層と、弾性層と、離型層と、を備える。基層は、ニッケル（Ｎｉ）等の材料により筒状に形成される。弾性層は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層の外周面上に積層配置される。離型層は、ＰＦＡ樹脂などの材料で形成される。
【００２４】
図４は、ヒーターユニット４０の底面図（＋ｚ方向から見た図）である。図５は、図４のＩＶ−ＩＶ線におけるヒーターユニット４０の正面断面図である。ヒーターユニット４０は、基板（発熱体基板）４１と、発熱体セット４５と、配線セット５５と、を備える。以下、ヒーターユニット４０について説明する。なお、以下の説明において、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向が以下のように定義される。ｙ方向は基板４１の長手方向である。ｙ方向は、筒状フィルム３５の幅方向に平行である。＋ｙ方向は中央部発熱体４５ａから第１端部発熱体４５ｂ１に向かう方向である。ｘ方向は基板４１の短手方向であり、＋ｘ方向はシートの搬送方向（下流側の方向）である。ｚ方向は基板４１の法線方向であり、＋ｚ方向は基板４１に対して発熱体セット４５が配置される方向である。基板４１の＋ｚ方向の面には、ガラス材料等により絶縁層４３が形成される。
【００２５】
基板４１は、ステンレスやニッケル等の金属材料又は窒化アルミニウム等のセラミック材料などで形成される。基板４１は、長細い長方形の板状に形成される。基板４１は、筒状フィルム３５の径方向の内側に配置される。基板４１は、筒状フィルム３５の軸方向を長手方向とする。
【００２６】
発熱体セット４５は、基板４１上に配置される。発熱体セット４５は、例えば図５に示されるように、絶縁層４３の＋ｚ方向の面に形成される。発熱体セット４５は、銀・パラジウム合金等の発熱抵抗体を用いて形成される。発熱体セット４５に用いられる発熱抵抗体は、温度に応じて抵抗値が大きく変化する材料を用いて構成される。具体的には、発熱抵抗体は、温度が低いほど低い抵抗値であり温度が高いほど高い抵抗値となる材料を用いて構成される。例えば、発熱体セット４５は、ＰＴＣ素子を用いて構成される。発熱体セット４５の外形は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形状に形成される。
【００２７】
発熱体セット４５は、複数の発熱体を用いて構成されてもよい。例えば、発熱体セット４５は、図４に示されるように、ｙ方向に並んで配置された、第１端部発熱体４５ｂ１と、中央部発熱体４５ａと、第２端部発熱体４５ｂ２と、を備える。中央部発熱体４５ａは、発熱体セット４５のｙ方向の中央部に配置される。中央部発熱体４５ａは、ｙ方向に並んで配置される複数の小発熱体を組み合わせて構成されてもよい。第１端部発熱体４５ｂ１は、中央部発熱体４５ａの＋ｙ方向であって、発熱体セット４５の＋ｙ方向の端部に配置される。第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体４５ａの−ｙ方向であって、発熱体セット４５の−ｙ方向の端部に配置される。中央部発熱体４５ａと第１端部発熱体４５ｂ１との境界線は、ｘ方向と平行に配置されてもよく、ｘ方向と交差して配置されてもよい。中央部発熱体４５ａと第２端部発熱体４５ｂ２との境界線についても同様である。
【００２８】
ｙ方向の幅が小さいシートは、定着器３０のｙ方向の中央部を通過する。この場合に制御部１６０は、中央部発熱体４５ａのみを発熱させる。一方で制御部１６０は、ｙ方向の幅が大きいシートの場合に、発熱体セット４５の全体を発熱させる。そのため、中央部発熱体４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御される。また第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。
【００２９】
配線セット５５は、銀等の金属材料で形成される。配線セット５５は、中央部接点５２ａと、中央部配線５３ａと、端部接点５２ｂと、第１端部配線５３ｂ１と、第２端部配線５３ｂ２と、共通接点５８と、共通配線５７と、を備える。
【００３０】
中央部接点５２ａは、発熱体セット４５の−ｙ方向に配置される。中央部配線５３ａは、発熱体セット４５の＋ｘ方向に配置される。中央部配線５３ａは、中央部発熱体４５ａの＋ｘ方向の端辺と、中央部接点５２ａとを接続する。
【００３１】
端部接点５２ｂは、中央部接点５２ａの−ｙ方向に配置される。第１端部配線５３ｂ１は、発熱体セット４５の＋ｘ方向であって、中央部配線５３ａの＋ｘ方向に配置される。第１端部配線５３ｂ１は、第１端部発熱体４５ｂ１の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの＋ｘ方向の端部とを接続する。第２端部配線５３ｂ２は、発熱体セット４５の＋ｘ方向であって、中央部配線５３ａの−ｘ方向に配置される。第２端部配線５３ｂ２は、第２端部発熱体４５ｂ２の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの−ｘ方向の端部とを接続する。
【００３２】
共通接点５８は、発熱体セット４５の＋ｙ方向に配置される。共通配線５７は、発熱体セット４５の−ｘ方向に配置される。共通配線５７は、中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の−ｘ方向の端辺と、共通接点５８とを接続する。
【００３３】
このように、発熱体セット４５の＋ｘ方向には、第２端部配線５３ｂ２、中央部配線５３ａ及び第１端部配線５３ｂ１が配置される。これに対して、発熱体セット４５の−ｘ方向には、共通配線５７のみが配置される。そのため、発熱体セット４５のｘ方向の中心４５ｃは、基板４１のｘ方向の中心４１ｃより、−ｘ方向に配置される。
【００３４】
図３に示されるように、加圧ローラー３０ｐの中心ｐｃとフィルムユニット３０ｈの中心ｈｃとを結ぶ直線ＣＬが定義される。基板４１のｘ方向の中心４１ｃは、直線ＣＬより、＋ｘ方向に配置される。これにより、ニップＮの＋ｘ方向に基板４１が伸びるため、ニップＮを通過したシートがフィルムユニット３０ｈから容易に剥離される。
【００３５】
発熱体セット４５のｘ方向の中心４５ｃは、直線ＣＬ上に配置される。発熱体セット４５は、全体がニップＮの領域内に含まれて、ニップＮの中心に配置される。これにより、ニップＮの熱分布が均等になり、ニップＮを通過するシートが均等に加熱される。
【００３６】
図５に示されるように、絶縁層４３の＋ｚ方向の面に、発熱体セット４５及び配線セット５５が形成される。発熱体セット４５及び配線セット５５を覆うように、ガラス材料等により保護層４６が形成される。保護層４６は、ヒーターユニット４０と筒状フィルム３５との摺動性を向上させる。
【００３７】
図３に示されるように、ヒーターユニット４０は、筒状フィルム３５の内側に配置される。筒状フィルム３５の内周面には潤滑剤（不図示）が塗布されている。ヒーターユニット４０は、潤滑剤を介して筒状フィルム３５の内周面に接触する。ヒーターユニット４０が発熱すると、潤滑剤の粘度が低下する。これにより、ヒーターユニット４０と筒状フィルム３５との摺動性が確保される。このように、筒状フィルム３５は、一方の面でヒーターユニット４０に接触しながらヒーターユニット４０の表面を摺動する帯状の薄膜である。
【００３８】
伝熱部材４９は、銅などの熱伝導率の高い金属材料により形成される。伝熱部材４９の外形は、ヒーターユニット４０の基板４１の外形と同等である。伝熱部材４９は、ヒーターユニット４０の−ｚ方向の面に接触して配置される。伝熱部材４９が設けられることによって、複数の発熱体（例えば、中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２）の温度を略均一化させることが可能となる。
【００３９】
支持部材３６は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。支持部材３６は、ヒーターユニット４０の−ｚ方向と、ｘ方向の両側とを覆うように配置される。支持部材３６は、伝熱部材４９を介してヒーターユニット４０を支持する。支持部材３６のｘ方向の両端部には丸面取りが形成される。支持部材３６は、ヒーターユニット４０のｘ方向の両端部において、筒状フィルム３５の内周面を支持する。
【００４０】
ステイ３８は、鋼板材料等により形成される。ステイ３８のｙ方向に垂直な断面は、例えばＵ字状に形成されてもよい。ステイ３８は、Ｕ字の開口部を支持部材３６で塞ぐように、支持部材３６の−ｚ方向に装着される。ステイ３８はｙ方向に伸びる。ステイ３８のｙ方向の両端部は、画像形成装置１００のハウジングに固定される。これにより、フィルムユニット３０ｈが画像形成装置１００に支持される。ステイ３８は、フィルムユニット３０ｈの曲げ剛性を向上させる。ステイ３８のｙ方向の両端部付近には、筒状フィルム３５のｙ方向への移動を規制するフランジ（不図示）が装着される。
【００４１】
ヒーター温度計６２は、ヒーターユニット４０の付近に配置される。ヒーター温度計６２の具体例について説明する。ヒーター温度計６２は、伝熱部材４９を挟んでヒーターユニット４０の−ｚ方向に配置されてもよい。ヒーター温度計６２はサーミスタである。ヒーター温度計６２は、支持部材３６の−ｚ方向の面に装着されて支持される。ヒーター温度計６２の感温素子は、支持部材３６をｚ方向に貫通する孔を通って、伝熱部材４９に接触する。ヒーター温度計６２は、伝熱部材４９を介してヒーターユニット４０の温度を測定する。以下の説明では、ヒーター温度計６２によって測定された温度を「測定温度」という。測定温度は、ヒーターユニット４０の温度として測定されてもよいし、発熱体セット４５の温度として測定されてもよいし、中央部発熱体４５ａの温度として測定されてもよいし、複数の発熱体の統計値（例えば平均値）として測定されてもよい。ヒーター温度計６２は、複数の温度計を用いて構成されてもよい。ヒーター温度計６２は、例えば中央部発熱体４５ａの温度を測定する中央部ヒーター温度計と、第１端部発熱体４５ｂ１又は第２端部発熱体４５ｂ２のいずれか一方又は双方の温度を測定する端部温度計と、を用いて構成されてもよい。
【００４２】
サーモスタット６８は、ヒーター温度計６２と同様に配置される。サーモスタット６８は、後述される電気回路に組み込まれる。サーモスタット６８は、伝熱部材４９を介して検知したヒーターユニット４０の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。
【００４３】
図６は、実施形態の定着器３０の電気回路図である。図６では、特に発熱体セット４５の制御に関する構成のみを示している。
【００４４】
電源９５は、中央部トライアック９６ａを介して、中央部接点５２ａに接続される。電源９５は、端部トライアック９６ｂを介して、端部接点５２ｂに接続される。制御部１６０は、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂのＯＮ／ＯＦＦを、相互に独立して制御する。制御部１６０が中央部トライアック９６ａをＯＮにすると、電源９５から中央部発熱体４５ａに通電される。これにより、中央部発熱体４５ａが発熱する。制御部１６０が端部トライアック９６ｂをＯＮにすると、電源９５から第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２に通電される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２が発熱する。以上により、中央部発熱体４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、それぞれ独立して発熱を制御される。
【００４５】
制御部１６０は、発熱体セット４５に供給される電力を制御する。制御部１６０は、例えば中央部トライアック９６ａによって、中央部発熱体４５ａに供給される電力を制御する。制御部１６０は、例えば端部トライアック９６ｂによって、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２に供給される電力を制御する。電力の制御は、具体的には通電量の制御によって実現されてもよい。通電量の制御は、例えば位相制御によって実現されてもよいし、波数制御によって実現されてもよい。
【００４６】
発熱抵抗体の温度１度当たりの抵抗の変化率を抵抗温度係数という。抵抗温度係数をαＴＣＲ（ｐｐｍ）と定義すると、消費される電力Ｐは以下の式１のように定義できる。
Ｐ＝Ｐ０／（１＋（αＴＣＲ／１００００００）×（Ｔ−Ｔ０））・・・（式１）
【００４７】
式１において、Ｔ０は基準温度（℃）であり、Ｔは任意温度（℃）であり、Ｐ０は基準温度での出力（Ｗ）であり、Ｐは任意温度での出力（Ｗ）である。
【００４８】
図７は、発熱体セット４５に用いられる発熱抵抗素子の特性と、発熱体セット４５の出力との特性の具体例を示す図である。図７では、抵抗温度係数が１８００であり、デューティ比が１００％である。図７に示されるように、発熱体の温度（ヒータ抵抗温度）が高いほど、その発熱体の抵抗値は高い値となる。一方で、発熱体の温度（ヒータ抵抗温度）が高いほど、その発熱体による出力は低い値となる。デューティ比が低い値になると、それに伴って図７に示される出力のグラフは低い値となる。
【００４９】
図７に示される特性に基づいて、制御部１６０の動作について詳細に説明する。画像形成装置１００の定着器３０には、画像形成装置１００の状態に応じて、定着器３０で使用可能な出力の最大値（以下「最大出力値」という。）が予め定められている。例えば、ウォーミングアップの状態では、画像形成の準備状態（以下「印刷レディの状態」という。）である場合に比べて相対的に高い最大出力値が定められている。その理由は、ウォーミングアップの状態では、印刷レディの状態に比べて、画像形成装置１００において駆動させる必要のある機器が少ないためである。すなわち、このように駆動させる必要のある機器が少なければ、より多くの電力を定着器３０に割り当てることが可能であるためである。一方、印刷レディの状態では、定着器３０以外にも様々な機器（例えば現像器１０や転写器２０や搬送ローラー等）に対して電力を供給する必要がある。そのため、印刷レディの状態では、定着器３０に対して割り当てることが可能な電力（最大出力値）はウォーミングアップの状態に比べて低くなる。
【００５０】
上記のような特性に基づき、制御部１６０は以下のように動作する。制御部１６０は、定着器３０における出力が画像形成装置１００の状態に応じて定まる最大出力値を超えないように、定着器３０の発熱体セット４５に対する通電量を制御する。以下に制御部１６０の動作の具体例を示す。
【００５１】
制御部１６０は、現在の発熱体セット４５の測定温度が画像形成装置１００の状態に応じた最低温度以上である場合には、通常動作を行う。通常動作では、発熱体セット４５に対する通電量は通常通電量（例えばデューティ比が１００％の通電量）に制御される。そして、通常動作では、その状態に応じた処理が実行される。例えば、状態がウォーミングアップである場合には、定着器３０のヒーターユニット４０に対する通電量が通常通電量に制御され、ヒーターユニット４０の加熱が行われる。例えば、状態が印刷レディである場合には、画像形成ユニット１３０の各機器に対して待機電力が供給され、印刷レディ状態に制御される。例えば、状態が印刷である場合には、画像形成ユニット１３０の各機器に対して所定の電力が供給され、画像形成ユニット１３０によってシートに対する画像形成処理（プリント動作）が実行される。
【００５２】
一方、制御部１６０は、現在の発熱体セット４５の測定温度が画像形成装置１００の状態に応じた最低温度よりも低い場合には、予備動作を行う。予備動作では、発熱体セット４５に対する通電量は予備通電量に制御される。予備通電量は、通常通電量よりも低い電流量である。予備通電量は、例えばデューティ比が５０％であってもよいし、例えばデューティ比が３０％であってもよい。
【００５３】
図８は、制御部１６０の動作に使用される最低温度テーブルの具体例を示す図である。最低温度テーブルは、例えば記憶部１５０に記憶される。最低温度テーブルは、複数の最低温度レコード１５１を有する。最低温度レコード１５１は、状態情報、最大出力値及び最低温度の各値を有する。状態情報は、画像形成装置１００の状態を示す情報である。最大出力値は、状態情報が示す状態である場合に定着器３０に割り当てられている出力の最大値である。最低温度は、定着器３０の発熱体に用いられている素子の特性に基づいて決まる値である。最低温度は、通常通電量で動作した場合の出力が、同じ最低温度レコード１５１の最大出力値となるときの発熱体の温度である。発熱体の温度が、最低温度レコード１５１の最低温度よりも高い温度である場合には、通常通電量で制御された場合に最大出力値を超える出力となることがない。一方で、発熱体の温度が、最低温度レコード１５１の最低温度よりも低い温度である場合には、通常通電量で制御された場合に、最大出力値を超える出力となる可能性がある。そのため、上述したように、状態情報に応じて決まる最低温度よりも発熱体の温度が低い場合には、通常通電量よりも低い通電量である予備通電量で発熱体が制御される。
【００５４】
図９は、制御部１６０の動作の流れの具体例を示すフローチャートである。所定のタイミングが到来すると、制御部１６０は、現在の状態情報を取得する（ＡＣＴ１０１）。例えば、画像形成装置１００の動作状態が変更されたタイミングで、新たな状態を示す状態情報が取得されてもよい。例えば、所定の周期で現在の状態情報が取得されてもよい。制御部１６０は、最低温度テーブルを参照することによって、ＡＣＴ１０１で取得された現在の状態情報に応じた最低温度を取得する（ＡＣＴ１０２）。
【００５５】
制御部１６０は、現在の測定温度を取得する（ＡＣＴ１０３）。測定温度が最低温度よりも低い場合（ＡＣＴ１０４−ＮＯ）、制御部１６０は、予備動作を実行する（ＡＣＴ１０５）。予備動作では、制御部１６０は、発熱体セット４５に対する通電量を予備通電量に制御する。予備動作の実行により、最大出力値を超えない出力値でヒーターユニット４０が発熱し、ヒーターユニット４０の発熱体セット４５の温度が上昇する。発熱体セット４５の温度の上昇にともなって、発熱体セット４５の抵抗値が高くなる。その後も所定のタイミングで制御部１６０はＡＣＴ１０３〜ＡＣＴ１０５の処理を繰り返し実行する。そして、測定温度が最低温度以上になると（ＡＣＴ１０４−ＹＥＳ）、制御部１６０は、通常動作を開始する（ＡＣＴ１０６）。なお、必ずしも予備動作を実行する必要は無い。最初に実行されたＡＣＴ１０４の処理において測定温度が最低温度以上である場合には、予備動作が実行されることなく通常動作が開始されてもよい。
【００５６】
なお、制御部１６０の動作の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００５７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画像形成装置１００の状態情報によって定められる最低温度よりも測定温度（ヒーターユニット４０の温度）が低い場合には、通常動作よりも通電量が低い予備動作が実行される。そして、予備動作によって測定温度が最低温度よりも高くなると、通常動作が開始される。そのため、画像形成装置１００の最大消費電力を定格内に抑えることができる。また、このように最大電力が制御されることによって、ヒーターユニット４０に対する突入電流の発生を抑制し、フリッカーを低減することが可能となる。
【００５８】
（変形例）
上述した実施形態では、予備通電量は一つの値であった。しかしながら、予備通電量には複数の値が設定されてもよい。この場合、予備動作において実際に用いられる予備通電量は、その時点における測定温度に応じて複数の値の中から決定されてもよい。例えば、通電量が多いものから順に第１予備通電量、第２予備通電量、・・・、第ｎ予備通電量（ｎは、２以上の整数）が予め設定され、測定温度に応じていずれかの予備通電量が決定されてもよい。より高い測定温度であるほどより多い通電量の予備通電量に決定される。このように制御されることによって、画像形成装置１００の最大消費電力を定格内に抑えつつ、より短い時間で測定温度を最低温度以上に制御することが可能となる。
【００５９】
上述した実施形態では、定着器３０は、いわゆるオンデマンド定着方式で実装されている。しかしながら、発熱体として温度に応じて抵抗値が大きく変化する材料（ＰＴＣ）を用いて実装されるのであれば、定着器３０の実装方式は他の方式であってもよい。例えば、ヒートローラー及びプレスローラーを用いた方式で定着器３０が実装されてもよい。
【００６０】
発熱体セット４５が複数の発熱体を用いて構成される場合、制御部１６０は、各発熱体を独立に発熱させることが可能となるように構成されてもよい。この場合、温度計６２は各発熱体の温度を測定できるように配置されてもよい。制御部１６０は、各発熱体の温度に基づいて、各発熱体への通電量を個々に決定してもよい。このように制御されることによって、より細かい温度の制御が可能となる。また、制御部１６０は、各発熱体について通電量を暫定的に決定し、決定された各通電量のうち最も低い通電量を用いて全ての発熱体を制御してもよい。このように構成されることによって、より安全な制御が可能となる。すなわち、万が一故障等によりいずれか一つのサーミスタが高い温度を示していた場合に、その値に基づいて制御が行われてしまうと最大出力値を超えてしまうおそれがあるが、そのような問題を解決することが可能となる。
【００６１】
また、制御部１６０は、複数の発熱体のうち最も端に位置する発熱体から中央の発熱体に向けて各発熱体を順番に発熱させてもよい。また、制御部１６０は、複数の発熱体のうち中央に位置する発熱体から端に位置する発熱体に向けて各発熱体を順番に発熱させてもよい。
【００６２】
また、制御部１６０は、各発熱体のうち、温度計６２の測定値が低いものから順に発熱を開始させてもよい。なお、制御部１６０は、通電量は各発熱体に対して同一の値となるように制御を行ってもよい。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１００…画像形成装置、１１０…ディスプレイ、１２０…コントロールパネル、１３０…画像形成ユニット、１４０…シート収容部、１５０…記憶部、１６０…制御部、２００…画像読取部、１０…現像器、２０…転写器、３０…定着器、４１…基板、４５…発熱体セット、４５ａ…中央部発熱体、４５ｂ１…第１端部発熱体、４５ｂ２…第２端部発熱体、６２…ヒーター温度計、６８…サーモスタット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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