(57)【要約】【課題】種々の条件において精度のよい制御が可能であり、高調波電流の低減とフリッカの向上を図ることのできる加熱装置の電力制御を行えるようにすることを目的とする。【解決手段】発熱量の異なる２の発熱体２，２０を具備する加熱手段２４と、発熱体のそれぞれに電力を供給する電力供給手段１と、電力供給手段を制御する電力制御手段１１とからなる加熱装置であって、電力制御手段は、一の発熱体の供給電力を優先的に位相角で制御し、他の発熱体への電力の供給を行わず、一の発熱体のみへの電力供給では所定の発熱量が得られない場合は、一の発熱体への電力を全波周期でオンし、他の発熱体への電力を位相角で制御し、２の発熱体のうち発熱量の大きい発熱体を、優先的に制御する発熱体とする第１の制御方法と、発熱量の小さい発熱体を、優先的に制御する発熱体とする第２の制御方法とを、切り替えて制御することを特徴とする加熱装置。【選択図】図２
2010243944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されると発熱する、発熱量の異なる２の発熱体を具備する加熱手段と、
前記２の発熱体のそれぞれに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段を制御する電力制御手段とからなる加熱装置であって、
前記電力制御手段は、一の前記発熱体のみを優先的に、前記電力供給手段が供給する電力を位相角で制御し、かつ、他の前記発熱体への電力の供給を行わず、
前記一の発熱体のみへの電力の供給では前記加熱手段の所定の発熱量が得られない場合には、前記一の発熱体への電力を全波周期でオンし、前記他の発熱体への電力を位相角で制御し、かつ、
前記２の発熱体のうち発熱量の大きい発熱体を、前記優先的に制御する発熱体とする第１の制御方法と、前記発熱量の小さい発熱体を、前記優先的に制御する発熱体とする第２の制御方法とを、所定の条件に応じて切り替えて制御することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段を更に有し、
前記電力制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度を基に、
前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記電力制御手段が、前記電力供給手段の供給する電力を、電力量、または電力比で制御しており、該電力量または電力比を基に、前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記電力制御手段が、
前記温度検出手段が検出する前記加熱手段の温度と、前記電力制御手段が制御している前記電力と、及び前記加熱手段の目標温度との関係により、
前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて電力制御することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記加熱手段の温度が低く、前記加熱手段の目標温度との差が大きい場合は、第２の制御方法で前記電力制御手段が制御を行い、
前記加熱手段との目標温度の差が小さく、前記電力制御手段が制御している電力が所定値より大きい場合は、前記第１の制御方法で制御し、
前記加熱手段との目標温度の差が小さく、前記電力制御手段が制御している電力が所定値より小さい場合は、前記第２の制御方法で制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の加熱装置を有する画像形成装置であって、
前記加熱装置の前記加熱手段が、絶縁基板と、前記絶縁基板の片面もしくは両面上に形成されている少なくとも２本以上の発熱体から構成され、
該加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧ローラを有し、画像形成部により形成された未定着画像を有する記録媒体を前記ニップ部に通紙せしめながら、前記発熱体の加熱により、前記未定着画像を定着する定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記記録媒体の種類により、
前記第１の制御方法と前記第２の制御方法を切り替えて電力制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にセラミックヒータ方式を用いた定着装置への供給電力制御が可能な加熱装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の熱定着装置について説明する。
【０００３】
画像形成装置の熱定着装置は、転写紙上に形成された未定着画像（トナ−像）を転写紙上に定着させるものであり、ハロゲンヒ−タを熱源とする熱ロ−ラ式の熱定着装置やセラミックヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置がある。
【０００４】
一般的に、上記ヒータはゲート制御式半導体スイッチ等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。ヒータを熱源とする定着装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この温度検出素子により定着装置の温度が検出され、その検出温度情報を基にシーケンスコントローラがスイッチング素子をオン／オフ制御する。これにより、定着装置の熱源であるヒータへの電力供給をオン／オフし、定着装置の温度が目標の温度になるように制御される。セラミックヒータへのオン／オフ制御は、通常入力商用電源の位相制御または波数制御により行われる。
【０００５】
定着装置を温調制御する際に、シーケンスコントローラは、温度検出素子から検出される温度と、予め設定されている目標温度とを比較することによって、ヒータに供給する電力比を算出しそれに相当する位相角または波数を決定する。そして、その位相条件または波数条件でスイッチング素子をオン／オフ制御する。
【０００６】
高出力のセラミックヒータに電力を供給し温度制御する際に、制御の応答性を速くするために位相制御をおこなう場合が多い。例えば、特許文献１〜３で提案されている。
【０００７】
一方、高出力、つまり、抵抗値の低いセラミックヒータを位相制御する場合、電流歪みが大きくなり、高調波電流が多く流れてしまう。また、高調波電流を低減するために、波数制御を行うと、電圧変動やフリッカが悪化してしまう。
【０００８】
この対策として、例えば特許文献４で提案されているように、抵抗値を均等に並列に２本の発熱体に振り分け、１本の発熱体を商用周波数の半波周期でオン／オフ制御し、他方の発熱体を半波周期内で位相制御する技術が開示されている。これにより、高調波電流の低減とフリッカ防止を同時に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２２６５５７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８２５２号公報
【特許文献３】特開２００７−２１２５０３号公報
【特許文献４】特開平９−２５８５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、画像形成装置の印刷速度をさらに高速化するため、より発熱体の総抵抗値を低くする必要がある。また、種々のサイズや種類のメディアを通紙するため、制御する温度範囲や制御電力範囲が広くなっており、各条件での制御精度が必要とされる。さらに、制御の正負対称性も維持する必要がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、種々の条件において精度のよい制御が可能であり、高調波電流の低減とフリッカの向上を図ることのできる加熱装置の電力制御を行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（７）の構成を備えるものである。
【００１３】
（１）電力が供給されると発熱する、発熱量の異なる２の発熱体を具備する加熱手段と、
前記２の発熱体のそれぞれに電力を供給する電力供給手段と、
前記電力供給手段を制御する電力制御手段とからなる加熱装置であって、
前記電力制御手段は、一の前記発熱体のみを優先的に、前記電力供給手段が供給する電力を位相角で制御し、かつ、他の前記発熱体への電力の供給を行わず、
前記一の発熱体のみへの電力の供給では前記加熱手段の所定の発熱量が得られない場合には、前記一の発熱体への電力を全波周期でオンし、前記他の発熱体への電力を位相角で制御し、かつ、
前記２の発熱体のうち発熱量の大きい発熱体を、前記優先的に制御する発熱体とする第１の制御方法と、前記発熱量の小さい発熱体を、前記優先的に制御する発熱体とする第２の制御方法とを、所定の条件に応じて切り替えて制御することを特徴とする加熱装置。
【００１４】
（２）前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段を更に有し、
前記電力制御手段は、前記温度検出手段が検出した温度を基に、
前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて制御することを特徴とする前記（１）に記載の加熱装置。
【００１５】
（３）前記電力制御手段が、前記電力供給手段の供給する電力を、電力量、または電力比で制御しており、該電力量または電力比を基に、前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて制御することを特徴とする前記（１）に記載の加熱装置。
【００１６】
（４）前記電力制御手段が、
前記温度検出手段が検出する前記加熱手段の温度と、前記電力制御手段が制御している前記電力と、及び前記加熱手段の目標温度との関係により、
前記第１の制御方法と第２の制御方法を切り替えて電力制御することを特徴とする前記（２）に記載の加熱装置。
【００１７】
（５）前記加熱手段の温度が低く、前記加熱手段の目標温度との差が大きい場合は、第２の制御方法で前記電力制御手段が制御を行い、
前記加熱手段との目標温度の差が小さく、前記電力制御手段が制御している電力が所定値より大きい場合は、前記第１の制御方法で制御し、
前記加熱手段との目標温度の差が小さく、前記電力制御手段が制御している電力が所定値より小さい場合は、前記第２の制御方法で制御することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の加熱装置。
【００１８】
（６）前記（１）から（５）のいずれかに記載の加熱装置を有する画像形成装置であって、
前記加熱装置の前記加熱手段が、絶縁基板と、前記絶縁基板の片面もしくは両面上に形成されている少なくとも２本以上の発熱体から構成され、
該加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧ローラを有し、画像形成部により形成された未定着画像を有する記録媒体を前記ニップ部に通紙せしめながら、前記発熱体の加熱により、前記未定着画像を定着する定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（７）前記記録媒体の種類により、
前記第１の制御方法と前記第２の制御方法を切り替えて電力制御することを特徴とする前記（６）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、精度のよい制御が可能であるとともに、高調波電流の低減とフリッカ防止を図ることのできる加熱装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における画像形成装置を示した図
【図２】本発明における加熱装置の制御及び駆動回路を示した図
【図３】本発明における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図
【図４】本発明における加熱装置の概略構成を示した図
【図５】本発明の実施例１における加熱装置の制御シーケンスを示す図
【図６】本発明の実施例１における発熱体の通電概略波形を示す図
【図７】本発明の実施例１における加熱装置の制御を説明する図
【図８】本発明の実施例２における加熱装置の制御シーケンスを示す図
【図９】本発明の実施例２における発熱体の通電概略波形を示す図
【図１０】本発明の実施例２における加熱装置の制御を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２３】
以下、添付図面に基づき説明する。
【００２４】
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレ−ザプリンタの場合を示している。
【００２５】
レーザプリンタ本体１０１（以下、「本体１０１」という）は、記録紙Ｓを収納するカセット１０２を有する。カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。
【００２６】
また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録紙（記録媒体）Ｓ上に未定着画像（トナー像）を形成する画像形成部１０８が設けられている。更に、画像形成部の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられ、その下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。
【００２７】
この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。
【００２８】
また、前記レーザスキャナ１０７は、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（ＶＤＯ信号）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３を有する。更に、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等を有している。
【００２９】
そして、前記画像形成部１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム６１、回転自在な加圧ローラ６３、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ２４、セラミックヒータの表面温度を検出するサーミスタ２１から構成されている。
【００３０】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２５を介して駆動力を与えている。更に、感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００３１】
そして、１１はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行なっている。
【００３２】
１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１３０で接続されている。そして、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１１へ送出している。
【００３３】
図２に本発明におけるセラミックヒ−タの駆動及び制御回路を示す。１は、本画像形成装置を接続する交流電源で、本画像形成装置は交流電源をＡＣフィルタ２、リレー４１を介してセラミックヒータ２４の発熱体３，２０へ供給することによりセラミックヒータ２４を構成する発熱体３，２０を発熱させる。
【００３４】
この発熱体３への電力の供給は、ゲート制御式半導体スイッチ４の通電、遮断により制御をおこなう。抵抗５、６はゲート制御式半導体スイッチ４のためのバイアス抵抗でフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ７の発光ダイオードに通電することによりゲート制御式半導体スイッチ４をオンする。抵抗８はフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ７をオン／オフする。トランジスタ９は抵抗１０を介してエンジンコントローラ１１からのＯＮ１信号に従って動作する。
【００３５】
発熱体２０への電力の供給は、ゲート制御式半導体スイッチ１３の通電、遮断により制御を行う。抵抗１４，１５はゲート制御式半導体スイッチ１３のためのバイアス抵抗で、フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ１６は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ１６の発光ダイオードに通電することによりゲート制御式半導体スイッチ１３をオンする。抵抗１７はフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ１６の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ１８によりフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ１６をオン／オフする。トランジスタ１８は抵抗１９を介してエンジンコントローラ１１からのＯＮ２信号にしたがって動作する。
【００３６】
また、ＡＣフィルタ２を介して交流電源１は、ゼロクロス検出回路１２に入力される。ゼロクロス検出回路では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ１１に対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントローラ１１に送出されるこの信号を「ＺＥＲＯＸ信号」と呼ぶ。エンジンコントローラ１１はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりゲート制御式半導体スイッチ４または１３をオン／オフする。
【００３７】
また、２１は発熱体３，２０が形成されているセラミックヒータ２４の温度を検知するための温度検出素子、例えばサ−ミスタ感温素子である。この検出素子は、セラミックヒータ２４上に発熱体３，２０に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子２１によって検出される温度は、抵抗２２と温度検出素子２１との分圧として検出され、エンジンコントローラ１１にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミックヒータ２４の温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１１において監視され、エンジンコントローラ１１の内部で設定されているセラミックヒータ２４の設定温度と比較される。その後、セラミックヒータ２４を構成する発熱体３，２０に供給するべき電力比を算出し、その制御条件によりエンジンコントローラ１１がトランジスタ９にＯＮ１信号、あるいはトランジスタ１８にＯＮ２信号を送出する。
【００３８】
更に、電力の制御手段が故障し、発熱体３，２０が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として過昇温防止手段２３がセラミックヒータ２４上に配されている。過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力供給制御手段の故障により、発熱体３，２０が熱暴走に至り過昇温防止手段２３が所定の温度以上になると、過昇温防止手段２３がオープンになり、発熱体３および２０への通電が断たれる。
【００３９】
また、ＴＨ信号として監視されているセラミックヒータ２４の温度は、エンジンコントローラ１１において、温度制御の設定温度とは別に異常高温検知温度が設定されている。このＴＨ信号から検知される温度がその異常高温検知温度以上になった場合は、エンジンコントローラ１１がＲＬＤ信号をＬｏｗレベルとし、トランジスタ４２をオフにし、リレー４１をオフにすることにより、発熱体３および２０への通電を遮断する。通常、温度制御時には、常にエンジンコントローラ１１はＲＬＤ信号をＨｉｇｈレベルとして送出し、トランジスタ４２をオンにすることで、リレー４１をオンにしている。抵抗４３は電流制限抵抗であり、抵抗４４はベース・エミッタ間のバイアス抵抗である。ダイオード４５はリレー４１のオフ時の逆起電力吸収用素子である。
【００４０】
本実施例におけるセラミックヒータ２４の概略を図３に示す。図３（ａ）はセラミックヒータの断面図であり、図３（ｂ）は発熱体３，２０が形成されている面を示しており、図３（ｃ）は図３（ｂ）の示している面と相対する面を示している。なお、発熱体は図のように片面のみに形成されてもよく、両面上に形成されてもよい。また、２本に限定されるものではなく、２本以上の複数であってもよい。
【００４１】
セラミックヒータ２４は、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板３１と、絶縁基板３１面上にペースト印刷等で形成されている発熱体３，２０と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層３４から構成されている。保護層上に、セラミックヒータ２４の温度を検出する温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が、記録紙の搬送基準、つまり発熱部３ａ、２０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置で、かつ通紙可能な最小記録紙幅よりも内側の位置に配設されている。
【００４２】
発熱体３は、電力が供給されると発熱する部分３ａと、電極部３ｃ，３ｄと発熱体を接続する導電部３ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３ｃ，３ｄから構成されている。発熱体２０は、電力が供給されると発熱する部分２０ａと電極部３ｃ，２０ｄと接続される導電部２０ｂと、コネクタを介して電力が供給される電極部３ｃ，２０ｄから構成されている。電極部３ｃは、発熱体３と２０の２本の発熱体に接続されており、発熱体３，２０の共通の電極となっている。また、発熱体３，２０が印刷されている絶縁基板３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層が形成される場合もある。
【００４３】
共通電極３ｃには、交流電源１のＨＯＴ側端子から過昇温防止手段２３を介して接続される。電極部３ｄは発熱体３を制御するゲート制御式半導体スイッチ４に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。電極部２０ｄは発熱体２０を制御するゲート制御式半導体スイッチ１３に電気的に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。セラミックヒータ２４は、図４に示したように、フィルムガイド６２によって支持されている。６１は、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、セラミックヒータ２４を下面側に支持させたフィルムガイド６２に外嵌させてある。
【００４４】
そして、フィルムガイドの下面のセラミックヒータ２４と、加圧部材としての弾性加圧ローラ６３とを定着フィルム６１を挟ませて弾性加圧ローラ６３の弾性に抗し所定の加圧力で圧接させて、加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成している。また、過昇温防止手段２３、例えば、サーモスタットがセラミックヒータ２４の絶縁基板３１面上または、保護層３４面上に当接されている。サーモスタット２３はフィルムガイド６２に位置を矯正され、サーモスタット２３の感熱面がセラミックヒータ２４の面上に当接されている。
【００４５】
図示はしていないが、温度検出素子２１も同様にセラミックヒータ２４の面上に当接されている。ここで、図４のように、セラミックヒータ２４は、発熱体３，２０がニップ部と反対側にあっても、発熱体がニップ部側にあってもかまわない。また、定着フィルム６１の摺動性を上げるために、定着フィルム６１とセラミックヒータ２４との界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【００４６】
本実施例における定着器の制御シーケンスの概略を図５に示す。また、発熱体３，２０の通電概略波形を図６に示す。
【００４７】
エンジンコントローラ１１において、セラミックヒータ２４への電力供給の開始要求が発生すれば（Ｓ１）、エンジンコントローラ１１において、レーザプリンタ本体に通紙される紙のサイズや種類、環境温度等の条件から定着目標温度条件を決定する。通紙する紙のサイズが小さい場合や薄い場合は、一般的に定着目標温度を低く設定し、紙サイズが大きい場合や厚い場合は、一般的に定着目標温度を高く設定している。決定された定着目標温度により、セラミックヒータ２４の発熱体３への電力供給を制御しているＯＮ１信号と、発熱体２０への電力供給を制御しているＯＮ２信号の制御方法を決定する（Ｓ２）。
【００４８】
定着目標温度が高い場合（ａ）は、ＯＮ１信号を優先して送出する制御（第１の制御方法）をおこなう（Ｓ３）。つまり、所定の電力デューティまではＯＮ１信号のみで位相制御しＯＮ２信号をオフとして制御し、所定の電力デューティ以上はＯＮ１信号をフルＯＮ（全波周期でＯＮ）としＯＮ２信号で位相制御として制御する。
【００４９】
逆に、定着目標温度が低い場合（ｂ）は、ＯＮ２信号を優先して送出する制御（第２の制御方法）をおこなう（Ｓ６）。つまり、所定の電力デューティまではＯＮ２信号のみで位相制御しＯＮ１信号をオフとして制御し、所定の電力デューティ以上はＯＮ２信号をフルＯＮとしＯＮ１信号で位相制御として制御する。
【００５０】
例えば、発熱体３と発熱体２０の抵抗比率が
（発熱体３の抵抗値Ｒ１）：（発熱体２０の抵抗値Ｒ２）＝２：３    ・・・・式（１）
の場合、下記のような表をエンジンコントローラ１１内に有しており、この制御表に基づき制御をおこなう。
【００５１】
【表１】
2010243944.tif 000003
【００５２】
（ａ）のＯＮ１信号を優先的に制御する場合、表１（ａ）に従いＰＩ制御をおこなう（Ｓ４）。
【００５３】
エンジンコントローラ１１は、内部で設定されている所定の温度になるように、ＴＨ信号からの情報をもとにＰＩ制御により、発熱体３，２０に供給する電力量を制御する。目標の所定温度ＴｔとＴＨ信号からの温度Ｔｎとの差分から、供給する電力デューティＤが演算される。比例制御に対応する操作量である電力比をＤｐ、時間ｔにおける積分制御に対応する操作量である電力比をＤｉ（ｔ）、温度検出手段から検出される温度をＴｎ、目標温度をＴｔ、制御間隔をΔｔとすると、例えば、次式によって決定される。
Ｄ＝Ｄｐ＋Ｄｉ（ｔ）＝Ａｐ×（Ｔｔ−Ｔｎ）＋Ｄｉ（ｔ−Δｔ）＋ΔＤｉ（ｔ，Ｔｔ−Ｔｎ）
Ｄｐ＝２．５％×（Ｔｔ−Ｔｎ）
ΔＤｉ（ｔ，Ｔｔ−Ｔｎ）＝
＋２．５％（所定時間ｔｉの間連続して、Ｔｔ＞Ｔｎの場合）
−２．５％（所定時間ｔｉの間連続して、Ｔｔ≦Ｔｎの場合）
ただし、Ａｐは比例制御における係数であり、ΔＤｉ（ｔ，Ｔｔ−Ｔｎ）は、時間ｔにおける積分制御に対応する電力比Ｄｉ（ｔ）の増分である。上記の式を式（２）とする。
【００５４】
上記の演算により算出された比例制御に対応する電力比Ｄｐと積分制御に対応する電力比Ｄｉ（ｔ）の和が、ＰＩ制御式に基づく電力比（デューティ）Ｄとなる。
【００５５】
エンジンコントローラ１１は、表１（ａ）に基づき、決定された電力デューティＤに対応したＯＮ１信号、ＯＮ２信号それぞれの位相角を決定する。エンジンコントローラ１１は、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＯＮ１信号は位相角α１で、ＯＮ２信号は位相角α２でオンパルスを送出し、セラミックヒータ２４に電力が供給され、温度制御をおこなう（Ｓ４）。この時の発熱体３，２０への通電概略波形は、図６（ａ）のようになる。つまり、電力比Ｄが６０％以上の場合は、発熱量の大きい発熱体３がフルオンとなり、発熱量の小さい発熱体２０を位相制御し温度制御することになる。
【００５６】
そして、ヒータ温調制御終了の要求がくるまで、表１（ａ）に基づき、温調制御をおこなう（Ｓ５）。
【００５７】
（ｂ）のＯＮ２信号を優先して制御する場合、表１（ｂ）に従いＰＩ制御をおこなう（Ｓ７）。
【００５８】
エンジンコントローラ１１は、内部で設定されている所定の温度になるように、ＴＨ信号からの情報を基にＰＩ制御により、発熱体３，２０に供給する電力量が制御される。
【００５９】
エンジンコントローラ１１は、表１（ｂ）に基づき、決定された電力デューティＤに対応したＯＮ１信号、ＯＮ２信号それぞれの位相角を決定する。エンジンコントローラ１１は、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＯＮ１信号は位相角α１で、ＯＮ２信号は位相角α２でオンパルスを送出し、セラミックヒータ２４に電力が供給され温度制御をおこなう（Ｓ７）。この時の発熱体３，２０への通電概略波形は、図６（ｂ）のようになる。つまり、電力比Ｄが４０％以上の場合は、発熱量の小さい発熱体２０がフルオンとなり、発熱量の大きい発熱体３を位相制御し温度制御することになる。
【００６０】
そして、ヒータ温調制御終了の要求がくるまで、表１（ｂ）に基づき、温調制御をおこなう（Ｓ８）。
【００６１】
上記のように、本実施例において、エンジンコントローラの電力の制御段階ＤＮは４０分割で、電力比と線形関係にある。この関係を図７に示す。よって、エンジンコントローラ１１は、電力比Ｄの代わりに等価的に電力段階ＤＮで演算することができ、（ａ）、（ｂ）どちらの制御方法でも同じ制御式（式（２））で制御することができる。発熱体３と２０の抵抗比の関係から、（ａ）の場合は制御段階ＤＮが２４以上で、（ｂ）の場は制御段階ＤＮが１６以上で、優先制御している発熱体がフルオンすることになる。
【００６２】
また、（ａ）の場合は、発熱量の大きい発熱体を優先してオンするため、より電力が必要な制御の場合、例えば、温調温度が高い場合など、抵抗値の小さい発熱体はフルオンとなり、抵抗値の大きい発熱体のみを位相制御し、温度制御をすることが可能となる。つまり、位相制御する電流が小さくなるため、全体としては大きい電力を供給しつつ、高調波電流とフリッカを低減することができる。
【００６３】
（ｂ）の場合は、発熱量の小さい発熱体を優先してオンするため、電力が少なくてよい制御（４０％以下）の場合、例えば、温調温度が低い場合や小サイズ通紙の場合など、抵抗値の大きい発熱体のみで位相制御をおこなうことができる。つまり、位相制御する電流が小さくなるため、高調波電流とフリッカを低減することができる。
【実施例２】
【００６４】
第１の実施例と重複する点は説明を省略する。
【００６５】
図８に本実施例における定着器の制御シーケンスの概略を示す。また、発熱体３，２０の通電概略波形を図９に示す。
【００６６】
エンジンコントローラ１１は、セラミックヒータ２４への電力供給の開始要求があれば（Ｓ１０）、エンジンコントローラは、内部で設定されている所定の温度になるよう、ＴＨ信号からの情報を基にＰＩ制御により、発熱体３，２０に供給する電力を制御する。目標の所定温度ＴｔとＴＨ信号からの温度Ｔｎとの差分から、制御する電力段階ＤＮが演算される（Ｓ１１）。比例制御に対応する操作量である電力段階をＤＮｐ、時間ｔにおける積分制御に対応する操作量である電力段階をＤＮｉ（ｔ）、温度検出手段から検出される温度をＴｎ、目標温度をＴｔ、制御間隔をΔｔとすると、例えば、次式によって決定される。
ＤＮ＝ＤＮｐ＋ＤＮｉ（ｔ）＝Ａｐ×（Ｔｔ−Ｔｎ）＋  Ａｉ／ｔｉ×Σｔ−ｔｉｔ  （Ｔｔ−Ｔｎ）      ・・・・式（３）
ただし、Ａｐは比例制御における係数、Ａｉは積分制御における係数、ｔｉは積分周期である。
【００６７】
上記の式（３）により算出された比例制御に対応する電力段階ＤＮｐと積分制御に対応する電力段階ＤＮｉ（ｔ）の和が、ＰＩ制御式に基づく電力段階ＤＮとなる（Ｓ１１）。
【００６８】
エンジンコントローラ１１において、レーザプリンタ本体に通紙される紙のサイズや、環境温度等の条件から定着目標温度条件が決定されている。通紙する紙のサイズが小さい場合は、一般的に定着目標温度を低く設定し、紙サイズが大きい場合は、一般的に定着目標温度を高く設定している。さらに、通紙する紙が厚い場合は、より大きな電力必要になり、薄い場合は必要な電力は少なくてよい。
【００６９】
また、定着器の温度を立上げる際は、大きい電力が必要になるとともに、ある程度の制御ゲインも必要となる。逆に、温調制御が安定すれば、より細やかな制御が必要となる。
【００７０】
上記のように、ＰＩ制御の温調制御中に、その時々の状態により最適制御をする必要があるため、条件によりセラミックヒータ２４の発熱体３への電力供給を制御するＯＮ１信号と、発熱体２０への電力供給を制御するＯＮ２信号の制御方法を決定する（Ｓ１２）。
【００７１】
定着目標温度ＴｔとＴＨ信号からの温度Ｔｎの温度差が大きい場合は、（ｂ）と判断し、ＯＮ２信号を優先して送出する制御をおこなう（Ｓ１５）。つまり、所定の電力デューティまではＯＮ２信号のみで位相制御しＯＮ１信号をオフとして制御し、所定の電力デューティ以上はＯＮ２信号をフルＯＮとしＯＮ１信号で位相制御として制御する。
【００７２】
定着目標温度ＴｔとＴＨ信号からの温度Ｔｎの温度差が小さく、かつ、Ｓ１１で演算された電力段階ＤＮが所定値より大きい場合は、（ａ）と判断し、ＯＮ１信号を優先して送出する制御をおこなう（Ｓ１３）。つまり、所定の電力デューティまではＯＮ１信号のみで位相制御しＯＮ２信号をオフとして制御し、所定の電力デューティ以上はＯＮ１信号をフルＯＮとしＯＮ２信号で位相制御として制御する。
【００７３】
定着目標温度ＴｔとＴＨ信号からの温度Ｔｎの温度差が小さく、かつ、Ｓ１１で演算された電力段階ＤＮが所定値より小さい場合は、（ｂ）と判断し、ＯＮ２信号を優先して送出する制御をおこなう（Ｓ１５）。つまり、所定の電力デューティまではＯＮ２信号のみで位相制御しＯＮ１信号をオフとして制御し、所定の電力デューティ以上はＯＮ２信号をフルＯＮとしＯＮ１信号で位相制御として制御する。
【００７４】
例えば、発熱体３と発熱体２０の抵抗比率が
（発熱体３の抵抗値Ｒ１）：（発熱体２０の抵抗値Ｒ２）＝２：３    ・・・・式（４）
の場合、下記のような表をエンジンコントローラ１１内に有しており、この制御表に基づき制御を行う。
【００７５】
【表２】
2010243944.tif 000004
【００７６】
（ａ），（ｂ）の場合も、各電力段階における位相角の設定値が同じである。
【００７７】
（ａ）のＯＮ１信号を優先的に制御する場合、優先発熱体が発熱量の大きい発熱体３であり、補助発熱体が発熱量の小さい発熱体２０となる。つまり、エンジンコントローラ１１は、ＯＮ１信号を表２の優先発熱体の位相角αで制御し、ＯＮ２信号を表２の補助発熱体の位相角βで制御する（Ｓ１４）。
【００７８】
エンジンコントローラ１１は、表２に基づき、決定された電力段階ＤＮに対応したＯＮ１信号、ＯＮ２信号それぞれの位相角を決定する。エンジンコントローラ１１は、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＯＮ１信は位相角αで、ＯＮ２信号は位相角βでオンパルスを送出し、セラミックヒータ２４に電力が供給され、温度制御をおこなう（Ｓ１４）。この時の発熱体３，２０への通電概略波形は、図９（ａ）のようになる。つまり、電力段階ＤＮが２０、つまり。電力比が６０％以上の場合は、発熱量の大きい発熱体３がフルオンとなり、発熱量の小さい発熱体２０を位相制御し、温度制御することになる。
【００７９】
（ｂ）のＯＮ２信号を優先して制御する場合、優先発熱体が発熱量の小さい発熱体２０であり、補助発熱体が発熱量の大きい発熱体３となる。つまり、エンジンコントローラ１１は、ＯＮ２信号を表２の優先発熱体の位相角αで制御し、ＯＮ１信号を表２の補助発熱体の位相角βで制御する（Ｓ１５）。
【００８０】
エンジンコントローラ１１は、表２に基づき、決定された電力段階ＤＮに対応したＯＮ１信号、ＯＮ２信号それぞれの位相角を決定する。エンジンコントローラ１１は、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＯＮ１信号は位相角βで、ＯＮ２信号は位相角αでオンパルスを送出し、セラミックヒータ２４に電力が供給され、温度制御をおこなう（Ｓ１５）。この時の発熱体３，２０への通電概略波形は、図９（ｂ）のようになる。電力比段階が２０、つまり、電力比Ｄが４０％以上の場合は、発熱量の小さい発熱体２０がフルオンとなり、発熱量の大きい発熱体３を位相制御し、温度制御することになる。
【００８１】
そして、ヒータ温調制御終了の要求がくるまで、その状態に応じて制御方法を切替え、表２に基づき温調制御をおこなう（Ｓ１７）。
【００８２】
上記のように、本実施例において、エンジンコントローラの電力の制御段階ＤＮは４０分割で、電力比と線形関係にはない。この関係を図１０に示す。エンジンコントローラ１１は、一定間隔の制御段階ＤＮでＰＩ制御を行っているため、（ａ）、（ｂ）どちらの場合でも、制御段階が２０以上になると、優先制御している発熱体がフルオンすることになる。発熱体３と２０の抵抗比の関係から、発熱量の小さい発熱体２０を位相制御している時の電力比Ｄの差分ΔＤ２と発熱量の大きい発熱体３を位相制御している時の電力比Ｄの差分ΔＤ１と関係は、
ΔＤ１：ΔＤ２  ＝  ３：２          ・・・・式（５）
となる。つまり、（ａ）の場合は、制御段階が２０、電力比が６０％以上の方が細かい電力制御が可能となり、（ｂ）の場合は、制御段階が２０、電力比が４０％以下の方が細かい電力制御が可能となる。
【００８３】
以上より、（ａ）の場合は、発熱量の大きい発熱体を優先してオンするため、大きい電力が安定して必要な制御の場合、つまり、定着目標温度と検出温度との温度差が小さく、かつ、必要な電力が大きい場合、抵抗値の小さい発熱体はフルオンとなる。そして、抵抗値の大きい発熱体のみを位相制御し、温度制御をすることが可能となる。つまり、位相制御する電流が小さくなるため、全体としては大きい電力を供給しつつ、高調波電流とフリッカを低減することができるとともに、制御する電力比の差分が小さいため、より精度のよい電力制御をおこなうことができる。
【００８４】
（ｂ）の場合は、発熱量の小さい発熱体を優先してオンするため、電力が少なくてよい制御（４０％以下）の場合、例えば、温調温度が低い場合や小サイズ通紙の場合、抵抗値の大きい発熱体のみで位相制御をおこなうことができる。つまり、位相制御する電流が小さくなるため、高調波電流とフリッカを低減することができるとともに、制御する電力比の差分が小さいため、より精度のよい電力制御をおこなうことができる。
【００８５】
さらに、（ｂ）の場合は、電力比が４０％以上で発熱量の大きい発熱体を位相制御するため、立上げ時など急激に電力を供給したい場合、つまり、定着目標温度と検出温度との温度差が大きい場合、抵抗値の大きい発熱体はフルオンとなる。そして、抵抗値の小さい発熱体のみを位相制御することになり、制御ゲインを大きくすることができる。つまり、立上げ時や負荷急変が発生した場合に、大きい電力を供給し、高調波電流とフリッカを低減しつつ、応答性のよい制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００８６】
１        交流電源（電力供給手段に対応）
３，２０    発熱体
２１      温調制御用の温度検出素子
１１      エンジンコントローラ（電力制御手段に対応）
２４      セラミックヒータ（加熱手段に対応）
６２      定着フィルム
６３      加圧ローラ
１０１    画像形成装置
１０９    定着器
【図１】
2010243944.tif 000005
【図２】
2010243944.tif 000006
【図３】
2010243944.tif 000007
【図４】
2010243944.tif 000008
【図５】
2010243944.tif 000009
【図６】
2010243944.tif 000010
【図７】
2010243944.tif 000011
【図８】
2010243944.tif 000012
【図９】
2010243944.tif 000013
【図１０】
2010243944.tif 000014