(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写媒体に形成されたトナー像を熱により転写媒体に定着させる定着手段の定着制御装置であって、
前記定着手段を加熱する加熱手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段から検出された温度と目標温度とに応じて、所定の制御周期毎に前記加熱手段を制御する制御手段と、
前記温度検出手段が検出した温度から外的要因による温度変化の発生を検出する外的要因発生検出手段と、
前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した際、制御周期の起点を新たに設定する制御周期設定手段と、を有し、
前記制御周期設定手段は、
前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した際、制御周期を、外的要因による温度変化の発生を検出する前よりも短くする、
ことを特徴とする定着制御装置。
【請求項２】
前記制御周期設定手段は、制御周期の起点を新たに設定した後、前記定着手段の温度に応じて、制御周期を元に戻すことを特徴とする請求項１記載の定着制御装置。
【請求項３】
前記外的要因発生検出手段が温度上昇を検出して前記制御周期設定手段が制御周期の起点を新たに設定した場合、前記制御周期設定手段は、温度低下を検出することで制御周期を元に戻し、
前記外的要因発生検出手段が温度低下を検出して前記制御周期設定手段が制御周期の起点を新たに設定した場合、前記制御周期設定手段は、温度上昇を検出することで制御周期を元に戻す、ことを特徴とする請求項２記載の定着制御装置。
【請求項４】
前記制御周期設定手段は、前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した時を新たな制御周期の起点とする、
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の定着制御装置。
【請求項５】
前記外的要因発生検出手段は、所定期間の温度変化量が閾値を超えたこと、又は、所定期間の温度変化が前記制御手段による前記加熱手段の加熱又は非加熱と逆の変化であることから、外的要因による温度変化の発生を検出する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の定着制御装置。
【請求項６】
前記外的要因発生検出手段は、前記温度検出手段が検出した温度が予め設定された閾値を超えた場合、又は、下回った場合、外的要因による温度変化の発生を検出する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の定着制御装置。
【請求項７】
前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した際、前記制御手段による制御方法を切り替える制御方法切り替え手段、を有し、
前記制御方法切り替え手段は、制御周期におけるDutyの算出方法を変更する、
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の定着制御装置。
【請求項８】
転写媒体に形成されたトナー像を熱により転写媒体に定着させる定着手段の定着制御装置が実行するプログラムであって、
ＣＰＵに、
温度検出手段が検出した前記定着手段の温度を取得するステップと、
前記温度検出手段から検出された温度と目標温度とに応じて、所定の制御周期毎に前記定着手段を加熱する加熱手段を制御する制御ステップと、
前記温度検出手段が検出した温度から外的要因による温度変化の発生を検出する外的要因発生検出ステップと、
前記外的要因発生検出ステップにより外的要因による温度変化の発生が検出された際、制御周期の起点を新たに設定する制御周期設定ステップと、を実行させ、
前記制御周期設定ステップでは、前記外的要因発生検出ステップで外的要因による温度変化の発生が検出された際、制御周期を、外的要因による温度変化の発生を検出する前よりも短くする、ことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
ＣＰＵに、
前記制御周期設定ステップにおいて制御周期の起点を新たに設定した後、前記定着手段の温度に応じて、制御周期を元に戻すステップ、
を実行させることを特徴とする請求項８記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ユニットの温度を制御する定着制御装置に関し、特に、外的要因による温度変動を抑制する定着制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着ユニットの定着制御方法において，制御周期における定着ヒータを点灯する時間的な割合を算出して、その割合に基づいて定着ヒータのＯＮ/ＯＦＦを制御する定着制御方法（以下、温度制御方法という）が知られている。より具体的には、定着制御装置が制御周期毎に定着ユニットの温度を検出して、温度に応じて次の制御周期における定着ヒータの点灯割合を決定する。したがって、温度の検出周期と制御周期が一致していることになる。
【０００３】
定着ユニットの温度は転写媒体へトナーを定着させるため適切な温度に制御されているため、温度が変動すると画質が低下するおそれがある。例えば、定着ヒータが温度制御する定着ユニットの熱容量は通紙の有無により変化するため、定着ユニットの温度は転写媒体の種類や厚みの影響を受ける。
【０００４】
そこで、温度変動を抑制する技術が考案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、転写媒体の種類の違い等による温度変動を抑制するため、温度の計測周期と温度の制御周期を変化させる画像形成装置の定着装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された温度の制御方法では、想定されていないタイミングで発生した急激な温度変化に対応できないという問題がある。
【０００６】
例えば、定着ユニットの温度変化特性は、転写媒体が定着ユニットのニップ部に接している場合と接していない場合で異なる。図示して説明する。
図1（ａ）では、転写媒体がニップ部に接している時に制御周期が満了し、定着制御装置は次の制御周期のために定着温度から定着ヒータを点灯する点灯割合を算出している。
【０００７】
しかし、図１（ｂ）に示すように、次の制御周期が開始する前に転写媒体の後端がニップ部を通過している。この場合、制御対象の熱容量が変わってしまい、定着制御装置がすでに算出した点灯割合では、温度を適正に保つことができない。
【０００８】
逆に、図１（ｃ）のように転写媒体がニップ部に接してない時に制御周期が満了し、定着制御装置は温度から定着ヒータを点灯する割合を算出し、図１（ｄ）に示すように、次の制御周期が開始する前に転写媒体の前端がニップ部を通過する場合も同様の問題を生じる。
【０００９】
このように、制御周期ごとに定着割合を算出して、点灯割合に基づいて定着ヒータのＯＮ/ＯＦＦを切り替える温度制御方法では、外的な要因による温度変化に動的に対応することができなかった。また、このような転写媒体の突入や通過タイミングだけでなく、転写媒体の厚さの違い、モノクロ/カラーの違い、機内の温湿度の変化など、制御周期の途中で定着ユニットの温度が急激に変化することは少なくない。意図しないタイミングで発生した外的要因に起因する急激な温度変化や、予測より大きな温度変化が発生した場合、画像形成装置は温度を適正に保つことができず、画質が低下してしまう。
【００１０】
本発明は、制御周期ごとに定着ヒータを点灯する点灯割合を算出して定着ヒータのＯＮ/ＯＦＦを切り替える定着制御において、急激な温度変化が発生しても温度を適正に保つことができる定着制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題に鑑み、本発明は、転写媒体に形成されたトナー像を熱により転写媒体に定着させる定着手段の定着制御装置であって、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段から検出された温度と目標温度とに応じて、所定の制御周期毎に前記加熱手段を制御する制御手段と、前記温度検出手段が検出した温度から外的要因による温度変化の発生を検出する外的要因発生検出手段と、前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した際、制御周期の起点を新たに設定する制御周期設定手段と、を有し、前記制御周期設定手段は、前記外的要因発生検出手段が外的要因による温度変化の発生を検出した際、制御周期を、外的要因による温度変化の発生を検出する前よりも短くする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
制御周期ごとに定着ヒータを点灯する点灯割合を算出して定着ヒータのＯＮ/ＯＦＦを切り替える定着制御において、急激な温度変化が発生しても温度を適正に保つことができる定着制御装置及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】温度変化特性について説明する図の一例である。
【図２】定着制御装置の特徴の概略を説明する図の一例である。
【図３】定着制御装置が適用された画像形成装置の構成図の一例を示す。
【図４】画像形成装置の定着制御装置のハードウェア構成を示す図の一例である。
【図５】定着制御装置の機能ブロック図の一例である。
【図６】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【図７】算出された点灯割合と定着ヒータのＯＮ・ＯＦＦの関係を模式的に示す図の一例である。
【図８】従来の定着制御の課題を模式的に示す図の一例である。
【図９】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例１）。
【図１０】定着制御装置の制御方法の変更を模式的に説明する図の一例である（実施例１）。
【図１１】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である（実施例１）。
【図１２】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例２）。
【図１３】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例２）。
【図１４】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である（実施例２）。
【図１５】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例３）。
【図１６】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例３）。
【図１７】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である（実施例３）。
【図１８】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例４）。
【図１９】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例４）。
【図２０】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である（実施例４）。
【図２１】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例５）。
【図２２】温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である。
【図２３】定着制御装置の制御手順の一例を示すフローチャート図である（実施例５）。
【図２４】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例６）。
【図２５】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例６）。
【図２６】定着制御装置が制御周期を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である。
【図２７】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例７）。
【図２８】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例７）。
【図２９】本実施例の定着制御装置が制御周期を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例７）。
【図３０】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例８）。
【図３１】定着制御装置の温度変化の検知を模式的に説明する図の一例である（実施例８）。
【図３２】本実施例の定着制御装置が制御周期を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例８）。
【図３３】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例９）。
【図３４】本実施例の定着制御装置が制御周期を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である（実施例９）。
【図３５】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例１０）。
【図３６】定着制御装置が制御周期を元に戻す手順を示すフローチャート図の一例である。
【図３７】定着制御装置の機能ブロック図の一例である（実施例１１）。
【図３８】定着制御装置が制御周期を元に戻す手順を示すフローチャート図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【００１５】
図２は、本実施形態の定着制御装置の特徴の概略を説明する図の一例である。図２において１つの四角形が１つの制御周期を表す。図２（ａ）では、目標温度に対し適切な温度制御が達成されている。
【００１６】
これに対し、図２（ｂ）では、２つめの制御周期で急激な温度変動が生じた。本実施形態の定着制御装置は、急激な温度変動をトリガーに制御周期の起点を再設定することが特徴の１つである。再設定とは、それまでの制御周期の起点と異なる起点を設定することをいう。
【００１７】
図示するように、急激な温度変動が検出された時点で制御周期２が打ち切られ、制御周期３の起点が同じ制御周期のまま早まっている。制御周期の起点が早まることで、想定されないタイミングで急激な温度変化が生じても、早期に温度変動に対応することができ、画質の低下を防ぐことができる、
また、図２（ｃ）に示すように、制御周期の起点を再設定することに加え、制御周期を変化させることもできる。図２（ｃ）では制御周期２の途中で制御周期３が開始され、制御周期３〜５は、制御周期１よりも短い同じ制御周期になっている。制御周期を短くすることで、温度リップルを小さくすることができ、制御周期の起点の再設定をさらに有効にすることができる。
【００１８】
図３は、本実施例の定着制御装置１００が適用された画像形成装置２００の構成図の一例を示す。画像形成装置２００は、４つのトナーボトル１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ（以下、区別しない場合トナーボトル１１という）、４つのプリンタエンジン１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋ（以下、区別しない場合プリンタエンジン１４という）、光書込装置１８、中間転写ベルト１２、給紙トレイ１９、定着ユニット２２等を有する。
【００１９】
光書込装置１８は、不図示の端末から送信された画像データから各色の色画像データを生成し、色画像データにより変調したレーザ光をプリンタエンジン１４に照射する。
【００２０】
プリンタエンジン１４は、それぞれ中間転写ベルト１２に各色のトナー画像を形成する。各プリンタエンジン１４は、矢印方向へ回転駆動される感光体１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍ、１６Ｋ（以下、区別しない場合、感光体１６という）の周囲に配置された帯電部２７、現像部２８、クリーニング部１７等を有する。
【００２１】
帯電部２７は、ローラ状に形成された導電性部材を有し、この帯電部２７にバイアス電圧が電源装置から供給されることにより感光体１６の外周面が一様に帯電される。
【００２２】
感光体１６は、不図示のモータにより中間転写ベルト１２と同じ表面速度に回転駆動される。光書込装置１８から照射されたレーザ光は感光体１６の円筒の軸方向（主走査方向）を走査することで、感光体１６の外周面に色画像データに応じた静電潜像が書き込まれる。
【００２３】
現像部２８は、感光体１６へトナーボトル１１が供給するトナーを感光体１６の外周面に付着させることにより、感光体１６上の静電潜像をトナー画像として顕像化する。
【００２４】
中間転写ベルト１２は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状の無端ベルトである。中間転写ベルト１２は、ローラにより支持されてローラを駆動するモータにより回転駆動される。中間転写ベルト１２の内周面側には、各感光体１６と対向する位置に４個の転写ローラ１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋが配置されている。
【００２５】
中間転写ベルト１２と感光体１６Kは常時接触しているが、中間転写ベルト１２と感光体１６Ｙ、１６Ｃ、１６Ｍは、不図示の接離機構により、接続状態と離間状態が制御される。転写ローラ１５は、電源装置から供給される電力により転写電圧により電位差を生じさせ、各色のトナー画像を中間転写ベルト１２上に転写させる。各色のトナー画像が中間転写ベルト１２上に順次転写されることにより、中間転写ベルト１２上にはカラーのトナー画像が担持される。
【００２６】
クリーニング部１８は感光体１６から中間転写ベルト１２にトナー画像が転写された後に残留したトナーを除去する。また、中間転写ベルト１２の外周面側には転写媒体にカラーのトナー画像が転写された後に、残留したトナーや紙粉等をクリーニングするクリーニング装置１３が配置されている。
【００２７】
画像形成装置２００の下方には、転写媒体（印刷用紙）を積層する給紙トレイ１９が配置されている。給紙トレイ１９内に積層されている転写媒体は、給紙ローラ２０により最上位のものから順に分離給紙される。また、画像形成装置２００の右側面には、開閉式の給紙トレイ１９が設けられており、手差しされた転写媒体を積層するために使用される。
【００２８】
給紙トレイ１９又は開閉式の給紙トレイ１９から分離給紙された転写媒体は搬送経路を搬送され、ニップ部２９、定着ユニット２２、及び、排紙トレイ２３へと搬送される。
【００２９】
レジストローラ３０は、所定のタイミングで間欠的に回転駆動されるローラである。レジストローラ３０は、レジストローラ３０の位置まで搬送された転写媒体を、中間転写ベルト１２上のトナー画像がニップ部２９に到着するタイミングで、ニップ部２９へ搬送する。転写媒体がニップ部２９を通過する過程において、二次転写ローラ２１が圧力と静電力により中間転写ベルト上１２のトナー画像を転写媒体に転写する。
【００３０】
定着ユニット２２は、内部に定着ヒータ２５を備えた定着ローラ２４と、加圧ローラ９を有し、トナー画像が転写された転写媒体に対して熱と圧力を加えてトナーを溶融し、トナー画像を転写媒体に定着させる。定着ローラ２４の表面の温度がサーミスタ２６により検出されている。定着ユニット２２を通過した転写媒体は、画像形成装置２００の上面部に形成されている排紙トレイ２３に排紙される。
【００３１】
図４は、画像形成装置２００の定着制御装置１００のハードウェア構成を示す図の一例である。定着制御装置は、図３で説明した画像形成装置２００の各部を制御するもので、この制御を総称してエンジン制御と呼ぶことがある。定着制御装置１００は、エンジンサブボード(ＩＯＢ)３８、エンジンメインボード(ＥＧＢ)４１及びコントローラ(Controller)４７が協働することで実現されている。
【００３２】
エンジンメインボード４１は、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＲＡＭ、等を有し、レーザダイオードボード４２、ファン４３、高電圧供給部４４、エンジンサブボード３８及びコントローラ４７と接続されている。レーザダイオードボード４２は、光書込装置が照射するレーザ光を生成する専用の基板である。ファン４３は、画像形成装置２００の各部の加熱を抑制するための送風機である。高電圧供給部４４は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ等、高圧電源を生成するボードであり、エンジンメインボード４１は必要な高電圧の供給を受ける。
【００３３】
エンジンサブボード３８は、各種のモータ、各種のセンサ、各種のクラッチなどの負荷を制御する。エンジンサブボード３８には、メモリーチップ３１、モータ３２、ポリゴンミラー３３、同期検出器３４、サーミスタ２６、オペレーションパネル３５、センサ３６、クラッチ３７、電源装置３９、及び、エンジンメインボード４１と接続されている。
【００３４】
メモリーチップ３１は一般にトナーボトルに貼付されたＩＣであり、トナーボトルの装着の有無や色、販売会社等を識別するために用いられる。モータ３２は、転写媒体を搬送するためのモータ、レジストローラ３０を駆動するモータ、中間転写ベルト１２を駆動するモータ、感光体１６を駆動するモータ等である。ポリゴンモータ３３は光書込装置１８が有するポリゴンミラーを回転駆動するモータである。同期検出器３４は、なんらかのセンサの検出やクロック信号のカウントにより同期すべきタイミングを検出しエンジンサブボード３８に供給する。同期すべきタイミングとしては、例えば、各感光体１６にレーザ光を照射するタイミング、中間転写ベルト１２と感光体１６の接離のタイミング、レジスタローラ３０を駆動するタイミング等である。
【００３５】
サーミスタ２６は、温度を検出する温度センサである。定着ユニット２２の表面の温度（以下、定着温度という）を検出するほか、画像形成装置２００内の各部位の温度を検出する。オペレーションパネル３５は、操作メニューを表示するディスプレー、ディスプレーと一体のタッチパネル、その他のハードキーを有し、ユーザの操作を受け付ける。センサ３６は、給紙トレイ１８から供給された転写媒体の先端が所定の位置に到達したことを検出するセンサ、ドアの開閉を検出するセンサ、異常を検出するセンサ等である。クラッチ３７は、給紙モータ２０と転写媒体との接離、中間転写ベルト１２と感光体１６の接離、定着ローラ２１と中間転写ベルト１２の接離、等を切り替えるクラッチである。
【００３６】
電源装置３９は、定着ヒータ２５と接続されている。定着ヒータ２５はランプ（例えばハロゲンランプ）と称されることもある。定着ヒータ２５が、定着ユニット２２の温度を昇温させる熱源となる。エンジンサブボード３８は、サーミスタ２６が検出した温度に応じて、定着ヒータ２５と電源装置３９の接続をＯＮ・ＯＦＦすることで、定着ヒータ２５がＯＮ・ＯＦＦされる。
【００３７】
コントローラ４７は、外部とのインターフェイス制御や外部から入力されたデータの画像処理などを受け持つ。コントローラ４７はＣＰＵやメモリ、入出力インターフェイスを備えたコンピュータを実体とし、ブート用のＳＤカード４８、オプションのＳＤカード４９、ＤＩＭＭメモリ５０、ＩＥＥＥ１２８４（５１）、ＩＥＥＥ１３９４（５２）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ（無線ＬＡＮ）５３、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ５４、ＨＤＤ４５、及び、NVRAM４６が接続されている。
【００３８】
ＨＤＤ４５にはプログラム３００が記憶されている。このプログラム３００は、例えばＳＤカード４８、４９に記憶された状態又は不図示のサーバからＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等を介して配布される。
【００３９】
コントローラ４７は、コピーアプリ、スキャナプリ、ＦＡＸアプリ等、画像形成装置１００が提供するジョブに対応したアプリケーションを起動し、ユーザの操作を検出して各アプリケーションに対応したジョブを実行する。
【００４０】
〔従来の温度制御〕
まず、図５，６を用いて、従来の温度制御について説明する。図５は、定着制御装置１００の機能ブロック図の一例であり、図６は定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【００４１】
図５の機能ブロックは、例えば、エンジンメインボード４１のＣＰＵが実行するプログラム３００、エンジンサブボードのロジック回路、又は、これらを組み合わせて実現される。
【００４２】
定着ヒータ２５の制御は、一定周期ごとに点灯制御を実施することで行われる。この一定周期が制御周期である。図６（ａ）に示すように、制御周期が満了する毎に、点灯制御が開始される。制御周期検出部６１は、制御周期の満了を検出する。制御周期は一定なので、制御周期検出部６１は、例えばクロックのパルスをカウントして、所定のカウント毎に制御周期を検出する。制御周期は例えば１００ミリ秒などであるが、以下、制御周期をTIMEとする。
【００４３】
制御周期検出部６１は、制御周期TIMEの満了を検出すると（Ｓ１０のＹｅｓ）、点灯制御部６２に通知する。これにより、点灯制御部６２は点灯制御を開始する（Ｓ２０）。実際には、下記の点灯割合の算出の時間を考慮して、制御周期TIMEの満了の少し前に制御周期の満了が検出されるとしてもよい。
【００４４】
図６（ｂ）は点灯制御の手順を示すフローチャート図の一例である。まず、点灯割合算出部６３は、点灯割合を算出する（Ｓ１１０）。
【００４５】
点灯割合算出部６３は、次の制御周期TIME〔ms〕の間に定着ヒータ２５をＯＮする期間の割合である点灯割合D（%）を算出する。点灯割合Dの算出方法には，次の２つの方法等、様々な方法が知られている。
（１）現在の定着温度が目標温度より低い場合にはＤ=100、高い場合にはＤ=０とする方法
（２）現在の定着温度、前回の制御周期の定着温度、及び、目標温度などから適切な算出方法で点灯割合Ｄを算出する方法
点灯割合Ｄが算出されると、ヒータON・OFF部６４は、点灯割合Ｄに応じて定着ヒータ２５をＯＮ・ＯＦＦする。
【００４６】
まず、点灯割合「D=０%」の場合は（Ｓ１２０のＹｅｓ）、ヒータON・OFF部６４は、制御周期の全期間、定着ヒータ２５をＯＦＦする（Ｓ１３０）。
【００４７】
点灯割合「D=０%」でない場合（Ｓ１２０のＮｏ）、ヒータON・OFF部６４は、制御周期の開始時から、定着ヒータ２５をＯＮする（Ｓ１４０）。また、ヒータON・OFF部６４は、定着ヒータ２５のＯＮを開始するとＯＮ時間の計測を開始する。
【００４８】
点灯割合「Ｄ=100%」の場合（Ｓ１５０のＹｅｓ）、ヒータON・OFF部６４は制御周期の間、定着ヒータ２５をＯＮにしたままにする。
【００４９】
点灯割合「D≠0%，D≠100%」の場合（Ｓ１５０のＮｏ）、ヒータON・OFF部６４は定着ヒータ２５のＯＦＦタイミングになるまで待機して（Ｓ１６０）、定着ヒータ２５のＯＦＦタイミングになると定着ヒータ２５をＯＦＦする（Ｓ１７０）。下記するように、定着ヒータ２５のＯＦＦタイミングは点灯割合Ｄから決定されるので、ヒータON・OFF部６４は点灯割合Ｄに応じた時間だけ定着ヒータ２５をＯＮすることができる。
【００５０】
定着ヒータ２５をＯＮする時間ton（ms）は、制御周期TIME〔ms〕と点灯割合Ｄ〔％〕から、
ton = TIME × D ÷ 100    …（１）
によって表される。したがって、定着ヒータ２５のＯＦＦタイミングは、制御周期TIMEから時間tonだけ満了した時である。
【００５１】
逆に、制御周期TIMEのうち、定着ヒータ２５がＯＦＦされている時間toff〔ms〕は，
toff = TIME - ton
= TIME × （1 -（D ÷ 100））
によって表される．
以上から、時間tonと時間toffは以下のようになる。
【００５２】
「Ｄ=0%」の場合  ：ton = 0，toff = TIME
「D=100%」の場合： ton = TIME，toff = 0
「D≠0%，D≠100%」の場合：ton = TIME×D÷100，toff = TIME×（1 -（D ÷ 100））
図７は、算出された点灯割合Ｄと定着ヒータ２５のＯＮ・ＯＦＦの関係を模式的に示す図の一例である。図７の横軸は時間の経過を示し、縦軸は定着ヒータ２５のＯＮとＯＦＦを示す。制御周期毎に算出された点灯割合Ｄは、「D=１００%」「D=５０%」「D=0%」「D=100%」である。
【００５３】
最初の制御周期TIMEでは「D=100%」なので、時間ton＝TIMEであるので、次の制御周期TIMEがはじまるまで、継続して定着ヒータ２５はＯＮになっている。
【００５４】
次の制御周期TIMEでは「D=50%」となっているので、時間ton＝（1/2）×TIMEとなり、次の制御周期TIMEが開始するまでの期間のなかで、TIME/2〔ms〕までの期間は定着ヒータ２５がＯＮされており、残りのTIME /2〔ms〕の期間は定着ヒータ２５がＯＦＦされている。
【００５５】
最後の制御周期TIMEでは「D=0%」なので、時間ton＝０となり、次の制御周期TIMEがはじまるまで、継続して定着ヒータ２５はＯＦＦになっている。
【００５６】
〔従来の定着制御の課題〕
図8は、このような従来の定着制御の課題を模式的に示す図の一例である。従来の定着制御では、外的要因に起因する急激な温度変化により、定着不良が発生するメカニズムを表している。
【００５７】
定着制御では、定着性を確保するために、ある一定の範囲内（図中の下限〜上限の間）で温度が遷移するようにする必要があるため、その範囲内のある温度を目標温度に設定して、範囲を超えないように制御している（温度が上下動することを温度リップルという場合がある）。図では目標温度に対する下限と上限の範囲を逸脱しないように定着温度が制御される。
【００５８】
しかし、定着温度に影響する外的要因が発生すると、定着温度が急激に変化する場合がある。例えば、転写媒体が定着ユニット２２のニップ部２８に突入した場合には，定着ユニット２２の熱が転写媒体に奪われるため、急激な温度低下が発生する。下限値は、定着性を確保するために必要な温度であり、温度低下により下限値を下回ることをアンダーシュートという。アンダーシュートが生じると、トナーを転写媒体に定着しきれない「コールドオフセット」が発生する要因になる。
【００５９】
逆に、転写媒体の後端がニップ部２８を通過した場合には、定着ユニット２２の熱容量が小さくなるため、急激な温度上昇が発生する。上限値は、定着性を確保するために必要な温度であり、温度上昇により上限値を上回ることをオーバーシュートという。オーバーシュートが生じると、温度上昇によりトナーが剥がれ落ちる「ホットオフセット」が発生する要因になる。
【００６０】
更に、転写媒体の温度や機内の温度などの様々な要因により、この変動が大きくなることも知られている。
【００６１】
図８（a）は、外的要因に起因する急激な温度低下により、コールドオフセットが発生するメカニズムを表している。制御周期１と２では定着ヒータ２５がＯＦＦされているが、制御周期２において外的要因（例えば転写媒体の突入）が発生して、急激な温度低下が始まっている。点灯割合算出部６３は、温度が低下した制御期間２の終わりに、制御周期３の点灯割合Ｄを算出するので、次の制御周期３では定着ヒータ２５のＯＮにより温度が上昇する。しかし、制御周期２までの温度低下が大きく、制御周期３が始まるまでに、定着温度が下限値を下回っているため（アンダーシュート）、トナーを転写媒体に定着しきれないコールドオフセットが発生するおそれがある。
【００６２】
図８（ｂ）は、外的要因に起因する急激な温度上昇により、ホットオフセットが発生するメカニズムを表している。制御周期３で定着温度が目標値より下がったため、制御周期４では定着ヒータ２５がＯＮされている。しかし、定着ヒータ２５がＯＮされている制御周期４にて外的要因（例えば転写媒体の後端の通過）が発生して、急激な温度上昇が始まっている。
【００６３】
点灯割合算出部６３は、温度が上昇した制御期間４の終わりに、制御周期５の点灯割合Ｄを算出するので、次の制御周期５では定着ヒータ２５のＯＦＦにより温度が低下する。しかし、制御周期４までの温度上昇が大きく、制御周期４が始まるまでに、定着温度が上限値を上回っているため（オーバーシュート）、転写媒体に定着されたトナーが剥がれ落ちるホットオフセットが発生するおそれがある。
【００６４】
このように、従来の制御周期ごとに定着ヒータ２５を点灯する割合を算出して、その割合に基づいて定着ヒータ２５のＯＮ/ＯＦＦを切り替える定着制御方法では、定着温度の応答性が十分でなかった。そこで、本実施形態の定着制御装置１００は、温度の急激な変化を検出して１つの制御周期が満了する前に、制御周期の起点を再設定することで、定着温度を応答性よく制御する。以下、実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００６５】
図９は、定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図１０は定着制御装置１００の制御方法の変更を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の定着制御装置１００は、外的要因検出部６６と制御方法変更部６５を有する。
【００６６】
外的要因検出部６６は、温度変化の急激な変化を検出するために、制御周期TIMEよりも十分に短い検知周期で、温度を検出する。この検知周期により、図１０の丸１０１で囲まれた急激な定着温度の変化を検出する。なお、図１０では検知周期が制御周期の十分の一〜二十分の一とされているが、より長くしても短くてもよい。
【００６７】
検知周期t1〔ｍｓ〕は、設定可能な最小の制御周期tmin〔ｍｓ〕と比較して，
t1 ＜ tmin
を満足する任意の値である。
【００６８】
このようなt1を設定することで、制御周期TIMEより短い周期での温度変化の監視が可能になる。
【００６９】
制御方法変更部６５は、外的要因検出部６６が急激な温度変化を検出すると、制御周期TIMEの満了を待たずに制御方法を変更する。図１０に示すように、制御周期２の途中から制御方法が変更されている。制御方法の切換とは、制御周期TIMEの起点の再設定、制御周期の変更等が挙げられる。
【００７０】
例えば制御周期の起点が再設定されることで、定着温度が下限値を下回る前に定着ヒータ２５をＯＮにすることができるので、コールドオフセットの発生を防止できる（図１０の点線で示された温度低下が発生しない）。
【００７１】
図１１は定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。この制御を行うタイミングは任意であり、常時であっても構わないし、特定のタイミングのみ（例えば印刷中のみ）であっても構わない。
【００７２】
外的要因検出部６６は、検知周期毎に定着温度を検出している（Ｓ２１０）。つまり、ステップＳ２２０以下の処理は、一定周期（検知周期）ごとに行われることを意味している。
【００７３】
外的要因検出部６６は、検知周期毎に検知された定着温度が急激に変化したか否かを判定する（Ｓ２２０）。具体的には、外的要因検出部６６は、検知周期間（前回検知周期から今回の検知周期までの間）における温度変化を算出し，その温度変化が外的要因によるものであるかどうかを判断する（判断方法については後に詳述する。）。
【００７４】
定着温度が急激に変化した場合（Ｓ２２０のＹｅｓ）、制御方法変更部６５は定着制御の制御方法を変更して（Ｓ２３０）、定着不良（コールドオフセット/ホットオフセット）の発生を防止する（具体的な制御方法の変更の判断方法については後に詳述する。）。
【００７５】
定着温度が急激に変化してない場合（Ｓ２２０のＮｏ）、制御方法変更部６５はすでに変更した制御方法を通常の制御に戻すか否かを判定する（Ｓ２４０）。
【００７６】
そして、外的要因による温度変化を解除すると判断した場合（Ｓ２４０のＹｅｓ）、制御方法変更部６５は変更された制御を通常の制御に戻すための処理を実行する（Ｓ２５０）。具体的な制御方法の変更の解除については後に詳述する。
【実施例２】
【００７７】
本実施例では実施例１の定着制御方法をより具体的に説明する。本実施例では、外的要因による温度変化の発生を、定着温度が閾値を超えたかどうかから判断する定着制御装置１００について説明する。
【００７８】
図１２は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図１３は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の定着制御装置１００は、温度変化検出部６７を有する。温度変化検出部６７は、定着温度が上限値よりも低いＴmaxより大になったこと、又は、定着温度が下限値よりも高いTmin未満になったこと、を検出する。Tmin〜Tmaxの範囲は、下限値〜上限値の範囲よりも狭いので、コールドオフセットやホットオフセットが発生するほど定着温度が上昇（又は低下）する前に、制御方法を変更することができる。
【００７９】
ここで、TminとTmaxは、定着温度がTmin未満又はTmaxより大になってから、制御方法を変更することにより定着温度のアンダーシュートやオーバーシュートを回避できるように設定されている。例えば、Tmaxは上限値の５〜９割程度、Tminは下限値の１．１〜１．５倍程度である。なお、TminとTmax はエンジンサブボード等のROMやNVRAM４６に保存されている。
【００８０】
図１４は、定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。温度変化検出部６７は、検知周期毎に、定着温度を取得する（Ｓ３１０）。
【００８１】
温度変化検出部６７は定着温度が Tmin未満か否かを判定する（Ｓ３２０）。定着温度がTmin未満の場合（Ｓ３２０のＹｅｓ）、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度低下が有り」と判定する（Ｓ３３０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【００８２】
定着温度がTmin未満でない場合（Ｓ３２０のＮｏ）、定着温度が Tmaxより大か否かを判定する（Ｓ３４０）。定着温度がTmaxより大の場合（Ｓ３４０のＹｅｓ）、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度上昇が有り」と判定する（Ｓ３５０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【００８３】
定着温度がTmaxより大でない場合（Ｓ３４０のＮｏ）、温度変化検出部６７は、現在の定着温度が閾値Tmin〜Tmaxの間であると判定する（Ｓ３６０）。すなわち、「外的要因による温度変化はない」と判定される。
【００８４】
図１３に示したように、温度変化検出部６７は、下限値を下回る前にTminを下回ったこと（外的要因による温度低下）を検知しており、そのタイミングで制御方法変更部６５が制御方法を変更する。こうすることで、定着温度が下限値を下回る前に（図１３では、従来の定着制御方法では生じてしまう温度低下を点線で示している）、定着制御装置１００は定着温度を上昇させることができ、コールドオフセットの発生を防止できる。ホットオフセットに付いては図示していないが、ホットオフセットについても同様に防止できる。
【実施例３】
【００８５】
実施例２では、外的要因による温度変化の発生を、定着温度が閾値Tmin,Tmaxを超えたかどうかから判断したが、本実施例では温度変化の傾きから判断する定着制御装置１００について説明する。
【００８６】
図１５は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図１６は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の温度変化検出部６７は、定着温度の変化の傾きが閾値ΔTminより小さいこと又は閾値ΔTmaxより大きいことを検出する。したがって、定着温度の変化の傾きに着目することで、コールドオフセットやホットオフセットが発生する前に、制御方法を変更することができる。
【００８７】
ここで、ΔTminとΔTmaxは、定着温度の変化の傾きがΔTmin未満又はΔTmaxより大になってから、制御方法を変更することにより定着温度のアンダーシュートやオーバーシュートを回避できるように設定されている。例えば、ΔTminやΔTmaxは下限値から上限値の温度範囲の５〜１０％程度である。ΔTminとΔTmaxの大きさを変えてもよい。なお、ΔTminは負値、ΔTmax は正値であり、ΔTminとΔTmax はエンジンサブボード３８等のROMやNVRAM４６に保存されている。
【００８８】
図１７は、定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。温度変化検出部６７は、検知周期毎に、定着温度を取得する（Ｓ４１０）。
【００８９】
温度変化検出部６７は、現在の定着温度Ｔと１検知周期前に検知した定着温度Ｔ'の差ΔＴを算出する（Ｓ４２０）。検知周期を単位時間と考えればΔＴは温度変化の傾きとみなすことができる。
ΔＴ＝Ｔ−Ｔ'
この式から、Ｔ＞Ｔ'の場合はΔＴは正値に、Ｔ＜Ｔ'の場合はΔＴは負値になる。
【００９０】
次に、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがΔTmin未満か否かを判定する（Ｓ４３０）。
【００９１】
温度変化の傾きΔＴがΔTmin未満の場合（Ｓ４３０のＹｅｓ）、定着温度が急激に低下していることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度低下が有り」と判定する（Ｓ４４０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【００９２】
温度変化の傾きΔＴがΔTmin未満でない場合（Ｓ４３０のＮｏ）、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがΔTmaxより大か否かを判定する（Ｓ４５０）。
【００９３】
温度変化の傾きΔＴがΔTmaxより大きい場合（Ｓ４５０のＹｅｓ）、定着温度が急激に増加していることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度上昇が有り」と判定する（Ｓ４６０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【００９４】
温度変化の傾きΔＴがΔTmaxより大きくない場合（Ｓ４５０のＮｏ）、温度変化の傾きがΔTmin〜ΔTmaxの範囲にあることになるので、温度変化検出部６７は、大きな温度変化がないと判定する（Ｓ４７０）。すなわち、「外的要因による温度変化はない」と判定される。
【００９５】
次に、温度変化検出部６７は、現在の定着温度ＴをＴ'としてNVRAN4６等に記憶しておく（Ｓ４８０）。これにより、温度変化の傾きΔＴの算出が可能になる。
【００９６】
図１６に示したように、温度変化検出部６７は、下限値を下回る前に急激な温度変化（外的要因による温度低下）を検知しており、そのタイミングで制御方法変更部６５が制御方法を変更する。こうすることで、定着温度が下限値を下回る前に、定着制御装置１００は定着温度を上昇させることができ、コールドオフセットの発生を防止できる。ホットオフセットに付いては図示していないが、ホットオフセットについても同様に防止できる。なお、図１６では、従来の定着制御方法では生じてしまう温度低下を点線で示している。
【実施例４】
【００９７】
実施例３では、外的要因による温度変化の発生を、予め定めた閾値ΔTmin又はΔTmaxと温度変化の傾きを比較して判断したが、本実施例では、安定時の温度変化の傾きΔTdown又はΔTupと温度変化の傾きを比較して判断する定着制御装置１００について説明する。
【００９８】
図１８は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図１９は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。
【００９９】
本実施例の温度変化検出部６７は、安定状態の温度変化の傾きをΔTdown又はΔTupとしてNVRAM４６等に記憶しておく。安定状態とは、画像形成装置２００が印刷、画像読み取り又はFAXの送受信を行っていない状態である。
【０１００】
温度変化検出部６７は、定着温度の変化の傾きが閾値ΔTdownより小さいこと又は閾値ΔTupより大きいことを検出する。定着温度の変化の傾きに着目することで、コールドオフセットやホットオフセットが発生する前に、制御方法を変更することができる。
【０１０１】
図２０は、定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。温度変化検出部６７は、検知周期毎に、定着温度を取得する（Ｓ５１０）。
【０１０２】
温度変化検出部６７は、現在の定着温度Ｔと１検知周期前に検知した定着温度Ｔ'の差ΔＴを算出する（Ｓ５１５）。検知周期を単位時間と考えればΔＴは温度変化の傾きとみなすことができる。
ΔＴ＝Ｔ−Ｔ'
この式から、Ｔ＞Ｔ'の場合はΔＴは正値に、Ｔ＜Ｔ'の場合はΔＴは負値になる。
【０１０３】
次に、温度変化検出部６７は、画像形成装置２００が待機中か否かを判定する（Ｓ５２０）。例えば、エンジンメインボード４１又はコントローラ４７に現在のステイタスを問い合わせることで、待機中か否かを判定できる。
【０１０４】
待機中の場合（Ｓ５２０のＹｅｓ）、定着温度も安定に推移すると考えられるので、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがゼロ未満か否かを判定する（Ｓ５２５）。温度変化の傾きΔＴがゼロ未満であることは（Ｓ５２５のＹｅｓ）、定着温度が低下傾向にあることを意味するので、温度変化検出部６７はΔＴdownにΔTを設定する（Ｓ５３０）。
【０１０５】
温度変化の傾きΔＴがゼロ未満でないことは（Ｓ５２５のＮｏ）、定着温度が増加傾向にあることを意味するので、温度変化検出部６７はΔＴupにΔTを設定する（Ｓ５３５）。
【０１０６】
また、待機中なので、温度変化検出部６７は「外的要因による温度変化はない」と判定する（Ｓ５４０）。
【０１０７】
そして、温度変化検出部６７は、現在の定着温度ＴをＴ'としてNVRAM４６等に記憶しておく（Ｓ５４５）。これにより、温度変化の傾きΔＴの算出が可能になる。
【０１０８】
次にステップＳ５２０に戻り、待機中でない場合（Ｓ５２０のＮｏ）、定着温度が安定に推移しないおそれがあると考えられるので、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがΔＴdown未満か否かを判定する（５５０）。
【０１０９】
温度変化の傾きΔＴがΔTdown未満の場合（Ｓ５５０のＹｅｓ）、定着温度が急激に低下していることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度低下が有り」と判定する（Ｓ５５５）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【０１１０】
温度変化の傾きΔＴがΔTdown未満でない場合（Ｓ５５０のＮｏ）、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがΔTupより大か否かを判定する（Ｓ５６０）。
【０１１１】
温度変化の傾きΔＴがΔTupより大きい場合（Ｓ５６０のＹｅｓ）、定着温度が急激に増加していることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度上昇が有り」と判定する（Ｓ５６５）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【０１１２】
温度変化の傾きΔＴがΔTupより大きくない場合（Ｓ５６０のＮｏ）、温度変化の傾きがΔTdown〜ΔTupの範囲にあることになるので、温度変化検出部６７は、大きな温度変化がないと判定する（Ｓ５７０）。すなわち、「外的要因による温度変化はない」と判定される。
【０１１３】
図１９に示したように、温度変化検出部６７は、安定時の温度変化を利用して、下限値を下回る前に急激な温度変化（外的要因による温度低下）を検知しており、そのタイミングで制御方法変更部６５が制御方法を変更する。こうすることで、定着温度が下限値を下回る前に、定着制御装置１００は定着温度を上昇させることができ、コールドオフセットの発生を防止できる。ホットオフセットに付いては図示していないが、ホットオフセットについても同様に防止できる。
【０１１４】
なお、図１９では、従来の定着制御方法では生じてしまう温度低下を点線で示している。
【０１１５】
また、実施例３のように、予め定められたΔTminやΔTmaxを閾値とすると、安定時や印刷時に継続して発生している要因（例えば室温の高低など）の影響受けて、通紙時でないのに、急激な温度変化が生じたと判定するおそれがある。しかし、本実施例では、安定時の温度変化を閾値ΔTdown又はΔTmaxとするので、継続して発生している要因を排除することができ、適切な定着制御が可能になる。
【実施例５】
【０１１６】
本実施例では、定着ヒータ２５の制御状態を利用して外的要因による温度変化の発生を判断する定着制御装置１００について説明する。
【０１１７】
図２１は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図２２は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。定着制御装置１００はヒータ状態判定部６８を有する。ヒータ状態判定部６８は、定着ヒータ２５がONかOFFかを判定し、判定結果を温度変化検出部６７に通知する。なお、ヒータ状態は、ヒータON・OFF部６４に問い合わせることで判定される。
【０１１８】
そして、本実施例の温度変化検出部６７は、定着ヒータ２５がONであり、温度変化が負値の場合に外的要因による温度変化が発生したと判定し、定着ヒータ２５がOFFであり、温度変化が正値の場合に外的要因による温度変化が発生したと判定する。
【０１１９】
図２２では、定着ヒータ２５がＯＮの状態で温度が低下しているので、その後、定着ヒータ２５がＯＦＦになったら、定着温度が下限値を下回ることが予測できる。したがって、定着ヒータ２５がＯＮの場合に定着温度が低下すること、又は、定着ヒータ２５がＯＦＦの場合に定着温度が増加することは、制御の傾向と温度変化の傾向が逆になっていることを示す。この場合は外的要因が影響している可能性が高いので、制御方法を変更することで、コールドオフセットやホットオフセットが発生する前に、制御方法を変更することができる。
【０１２０】
図２３は、定着制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャート図である。温度変化検出部６７は、検知周期毎に、定着温度を取得する（Ｓ６１０）。
【０１２１】
温度変化検出部６７は、現在の定着温度Ｔと１検知周期前に検知した定着温度Ｔ'の差ΔＴを算出する（Ｓ６２０）。検知周期を単位時間と考えればΔＴは温度変化の傾きとみなすことができる。
ΔＴ＝Ｔ−Ｔ'
この式から、Ｔ＞Ｔ'の場合はΔＴは正値に、Ｔ＜Ｔ'の場合はΔＴは負値になる。
【０１２２】
次に、ヒータ状態判定部６８は、定着ヒータ２５がＯＦＦか否かを判定する（Ｓ６３０）。
【０１２３】
そして、定着ヒータ２５がＯＦＦの場合（Ｓ６３０のＹｅｓ）、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがゼロより大か否かを判定する（Ｓ６４０）。温度変化の傾きΔＴがゼロより大であることは（Ｓ６４０のＹｅｓ）、定着ヒータ２５がＯＦＦなのに定着温度が増加傾向にあることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度上昇が有り」と判定する（Ｓ６５０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【０１２４】
温度変化の傾きΔＴがゼロより大でない場合（Ｓ６４０のＮｏ）、定着ヒータ２５がＯＦＦであることは予想される傾向であるため、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度変化はなし」と判定する（Ｓ６６０）。
【０１２５】
ステップＳ６３０に戻り、定着ヒータ２５がＯＦＦでない場合（Ｓ６３０のＮｏ）、温度変化検出部６７は、温度変化の傾きΔＴがゼロ未満か否かを判定する（Ｓ６７０）。温度変化の傾きΔＴがゼロ未満であることは（Ｓ６７０のＹｅｓ）、定着ヒータ２５がＯＮなのに定着温度が低下傾向にあることを意味するので、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度低下が有り」と判定する（Ｓ６８０）。この場合、制御方法変更部６５は制御方法を変更する。
【０１２６】
温度変化の傾きΔＴがゼロ未満でない場合（Ｓ６７０のＮｏ）、定着ヒータ２５がＯＮであることは予想される傾向であるため、温度変化検出部６７は、「外的要因による温度変化はなし」と判定する（Ｓ６９０）。
【０１２７】
次に、温度変化検出部６７は、現在の定着温度ＴをＴ'としてNVRAM４６等に記憶しておく（Ｓ７００）。これにより、温度変化の傾きΔＴの算出が可能になる。
【０１２８】
図２２に示したように、温度変化検出部６７は、定着ヒータ２５の状態を利用して、下限値を下回る前に急激な温度変化（外的要因による温度低下）を検知しており、そのタイミングで制御方法変更部６５が制御方法を変更する。こうすることで、定着温度が下限値を下回る前に、定着制御装置１００は定着温度を上昇させることができ、コールドオフセットの発生を防止できる。ホットオフセットに付いては図示していないが、ホットオフセットについても同様に防止できる。
【実施例６】
【０１２９】
実施例２〜５では、外的要因による温度変化の発生の具体的な検知方法について説明した。以下の実施例では、制御方法の変更について具体的に説明する。
【０１３０】
図２４は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図２５は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の定着制御装置１００は制御周期再設定部６９を有する。制御周期再設定部６９は、外的要因による温度変化が検出された場合に、制御周期の起点を再設定する。制御周期の長さは同じままである。
【０１３１】
図２５は急激な温度低下が検出された場合の、制御周期の再設定を示すが、比較のため、従来技術の制御周期と共に（上段）、本実施例の制御周期を示した（下段）。制御周期２において外的要因（例えば転写媒体の突入）が発生して、急激な温度低下が始まっている。従来では制御周期３が始まるまで定着ヒータ２５をＯＮにすることができず、コールドオフセットが発生するおそれがあった。  
これに対し、本実施例の定着制御装置１００は、制御周期２において外的要因が発生した直後から、制御周期の起点を再設定することで、外的要因が発生した直後から定着ヒータ２５をＯＮにすることができる。このため、コールドオフセットが発生することを防止できる。
【０１３２】
図２６は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期の起点を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である。図６（ａ）にて説明したように、制御周期が満了するまでは点灯制御が開始されなかったが、本実施例では制御周期が満了する前に、制御周期の起点を再設定するか否かが判定される点（Ｓ１５）が特徴である。
【０１３３】
制御周期検出部６１は、所定のサイクル時間毎に制御周期の満了を検出しているが、制御周期が満了するまで、外的要因検出部６６が外的要因による温度変化の有無を判定する（Ｓ１５）。
【０１３４】
外的要因による温度変化がある場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、点灯制御部６２が点灯制御を開始する（Ｓ２０）。好ましくは外的要因による温度変化が検出された直後が、新たな制御周期の起点となる。したがって、制御周期が満了しなくても点灯制御を解することができる。具体的には、外的要因検出部６６が外的要因による温度変化を検出した場合、制御周期再設定部６９が制御周期検出部６１に擬似的に制御期間の満了を通知する。または、制御周期再設定部６９が点灯制御部６２に点灯制御の開始を強制すると共に、制御周期検出部６１がそれまでカウントしている満了時間をリセットしてもよい。
【０１３５】
このような手法により、制御周期が満了しなくても、定着制御装置１００は次の制御周期を開始することができる。すなわち、制御周期の起点を再設定することができる。制御周期の起点を再設定することで、外的要因による温度変化が発生したタイミングで、定着ヒータ２５の点灯制御を変更することができるので、定着温度を安定させることができる。
【実施例７】
【０１３６】
実施例６では、制御方法の変更として、制御周期の起点を再設定する定着制御装置１００について説明したが、本実施例では制御周期の起点を再設定するとともに制御周期を変更する定着制御装置１００について説明する。
【０１３７】
図２７は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図２８は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の定着制御装置１００は制御周期再設定部６９に加え、制御周期変更部７１を有する。
【０１３８】
制御周期変更部７１は、外的要因による温度変化が検出された場合に、それまでの制御周期TIMEを制御周期TIME２に設定する。以下、外的要因による温度変化が検出されるまでの制御周期を「制御周期TIME１」という。
【０１３９】
一般に、制御周期を長くすると定着ヒータ２５の寿命が長くなるが温度リップルが大きくなり、制御周期を短くすると温度リップルを小さくできるが定着ヒータ２５の寿命が短くなるというトレードオフの関係がある。よって、制御周期を常に短くすることは困難であるが、外的要因による温度変化が検出された場合だけなら、制御周期を短くしても定着ヒータ２５の寿命に大きな影響は与えない。したがって、制御周期TIME２＜制御周期TIME１とすることで、外的要因による温度変化が検出された場合の温度リップルを小さくし、かつ、寿命低下を抑制できる。
【０１４０】
制御周期TIME２は設定可能な最小の制御周期tmin〔ｍｓ〕と同程度以上、かつ、制御周期TIME１未満である。制御周期TIME２が制御周期TIME１と同程度では温度リップルの低減が困難になるので、実用面から、制御周期TIME２の上限は制御周期TIME１の半分未満としてもよい。
【０１４１】
図２８は急激な温度低下が検出された場合の、制御周期の再設定を示すが、比較のため、従来技術の制御周期と共に（上段）、本実施例の制御周期を示した（下段）。制御周期２において外的要因（例えば転写媒体の突入）が発生して、急激な温度低下が始まっている。従来では制御周期３が始まるまで定着ヒータ２５をＯＮにすることができず、コールドオフセットが発生するおそれがあった。  
これに対し、本実施例の定着制御装置１００は、制御周期２において外的要因が発生した直後から、制御周期の起点を再設定し、かつ、制御周期TIME１を制御周期TIME２に短くしている。これにより、外的要因が発生した直後から定着ヒータ２５をＯＮにし、また、温度リップルを小さくすることもできる。このため、コールドオフセットが発生することを防止できる。
【０１４２】
図２９は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である。
【０１４３】
制御周期の満了を判定する前に、外的要因検出部６６が点灯制御を変更するか否かを判定している点が特徴になる（Ｓ２）。点灯制御の変更の判定方法は、外的要因による温度変化の有無の判定方法と同じである。
【０１４４】
点灯制御を変更すると判定された場合（Ｓ２のＹｅｓ）、制御周期変更部７１が制御周期TIME１をTIME２に変更する（Ｓ４）。この時、制御周期再設定部６９は制御周期の起点を再設定している。これにより、制御周期が短くなり温度リップルを低減できる。
【０１４５】
点灯制御を変更すると判定されない場合（Ｓ２のＮｏ）、制御周期変更部７１が制御周期TIME２をTIME１に変更する（Ｓ６）。この場合も、制御周期再設定部６９は制御周期の起点を再設定している。これにより、制御周期が長くなり定着ヒータ２５の寿命が短くなることを抑制できる。
【０１４６】
なお、制御周期をTIME２からTIME1に戻す処理については実施例１０，１１で説明する。
【０１４７】
以降の処理は図６（ａ）と同じである。すなわち制御周期検出部６１は、制御周期TIME１又は制御周期２の満了を検出すると（Ｓ１０のＹｅｓ）、点灯制御部６２に通知する。これにより、点灯制御部６２は点灯制御を開始する（Ｓ２０）。ステップＳ４により、制御周期TIME１がTIME２に変更された場合、ステップＳ１０の判定は変更の直後にＹｅｓとなるので、点灯制御部６２は制御周期TIME２にて点灯制御を開始することができる。
【０１４８】
したがって、図２８に示すように、外的要因による温度低下があった直後から、制御周期TIME１をTIME２に変更することができる。
【０１４９】
以上のように、外的要因による温度変化が検出された場合には短い制御周期TIME２を設定し、外的要因による温度変化が無い場合には長い制御周期TIME１を設定することで、コールドオフセットが発生することを防止できる。また、温度リップルの抑制と、定着ヒータ２５の長寿命化も両立できる。
【実施例８】
【０１５０】
実施例７では、制御周期の起点を再設定するとともに制御周期を変更する定着制御装置１００について説明したが、本実施例ではさらに温度上昇か温度低下かにより定着ヒータ２５のＯＮ・ＯＦＦを制御する定着制御装置１００について説明する。
【０１５１】
図３０は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を、図３１は温度変化の検知を模式的に説明する図の一例をそれぞれ示す。本実施例の定着制御装置１００は外的要因検出部６６でなく温度変化検出部６７を有する。温度変化検出部６７は、これまで説明したように温度変化を検出し、温度が上昇したのか下降したのかをヒータON・OFF部６４に通知する。
【０１５２】
ヒータON・OFF部６４は、温度が上昇した場合、点灯割合算出部６３が点灯割合Ｄを算出することなく、定着ヒータ２５をＯＦＦにし、温度が下降した場合、定着ヒータ２５をＯＮにする。したがって、点灯割合Ｄの算出が不要になり、早期に定着ヒータ２５をＯＮ又はＯＦＦすることで、定着温度が上限値を超えたり、下限値を下回ることを防止できる。
【０１５３】
図３２は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期の起点を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である。図３２では、制御周期変更部７１が、制御周期２に変更した後（Ｓ４）、温度変化検出部６７が温度が上昇したか否かを判定している点が特徴となる（Ｓ２２）。
【０１５４】
温度が上昇した場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、ヒータON・OFF部６４は定着ヒータ２５をＯＦＦに制御し（Ｓ２４）、温度が上昇しなかった場合（Ｓ２２のＮｏ）、ヒータON・OFF部６４は定着ヒータ２５をＯＮに制御する（Ｓ２６）。なお、Ｓ２２〜Ｓ２６は点灯制御のＳ２０に相当する。
【０１５５】
一方、ステップＳ２において、外的要因検出部６６が点灯制御を変更しない判定した場合（Ｓ２のＮｏ）、制御周期変更部７１が制御周期TIME２から制御周期TIME１に変更し（Ｓ６）、その後、制御周期検出部６１は制御周期が満了したか否かを判定する（Ｓ１０）。以下の処理は、図６（ｂ）と同様になる。
【０１５６】
したがって、図３１に示すように、外的要因による温度低下があった直後から、制御周期がTIME２に変更され定着ヒータ２５がＯＮになる。その後、外的要因による温度低下が検出されている間は、制御周期TIME２による定着ヒータ２５のＯＮが継続する。制御周期をTIME２からTIME1に戻す処理については実施例１０，１１で説明する。
【０１５７】
そして、ステップＳ２において点灯制御を変更しないと判定されると、制御周期がTIMEに変更され、図６（ｂ）と同様に、点灯割合Ｄの算出から処理される。
【０１５８】
このように本実施例の定着制御装置１００は、外的要因検出部６６が点灯制御を変更すると判定した場合、点灯割合Ｄを算出しないので、算出による遅れを排除して、定着ヒータ２５のＯＮ・ＯＦＦを実施することができ、温度の立ち上がりや立ち下がりを早くすることが可能になる。
【０１５９】
なお、本実施例ではステップＳ４、Ｓ６の制御周期の変更はなくてもよい。すなわち、制御周期の起点を再設定し、かつ、定着割合Dを算出することなくヒータをON・OFFするだけでも点灯割合Ｄの算出による遅延を低減できる。
【実施例９】
【０１６０】
実施例８では、定着ヒータ２５を直接ＯＮ又はＯＦＦすることで、点灯割合Ｄの算出による遅延を回避したが、本実施例では点灯割合Ｄの算出方法を変更することで点灯割合Ｄの算出による遅延を回避する定着制御装置１００について説明する。
【０１６１】
図３３は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を示す。本実施例の定着制御装置１００は算出方法切換部７２を有する。算出方法切換部７２は、外的要因による温度変化が検出された場合、点灯割合Ｄの算出方法を切り替える。
【０１６２】
点灯割合Ｄの算出方法には、ＯＮ/ＯＦＦ制御、ヒステリシス制御、テーブルＰＩＤ（ＰＩ）制御、ＰＩＤ（ＰＩ）制御など制御方式と同じ名前で識別される算出方法がある。ＯＮ/ＯＦＦ制御は、上記のとおり、定着温度が目標温度未満なら定着ヒータ２５をＯＮ（１００％デューティ）・定着温度が目標温度より大なら定着ヒータ２５をＯＦＦ（０％デューティ）する、算出方法である。ヒステレシス制御は、閾値を２つ設け、定着温度が下側の閾値を下回った場合は定着ヒータ２５をＯＮ（１００％デューティ）・定着温度が上側の閾値を上回ったら定着ヒータ２５をＯＦＦ（０％デューティ）し、定着温度が２つの閾値の間なら現在の点灯割合Dを維持する、算出方法である。テーブルＰＩＤ制御は、定着温度、定着温度の積分値及び定着温度の微分値に点灯割合Ｄを対応付けたテーブルを作成しておき、テーブルから点灯割合Dを読み出す算出方法である。ＰＩＤ制御は、目標値と定着温度との差分を、ゲインが乗じられた定着温度、積分値及び微分値に乗じて、点灯割合Ｄを算出する算出方法である。
【０１６３】
これらの算出方法では、ＯＮ/ＯＦＦ制御やヒステリシス制御は点灯割合Ｄの算出が比較的早く、テーブルＰＩＤ制御やＰＩＤ制御は点灯割合Ｄの算出が比較的遅い、という特徴がある。したがって、算出方法切替部７２は、外的要因による温度変化が検出された場合、点灯割合Ｄの算出方法を、例えば、ＯＮ/ＯＦＦ制御に切り替え、外的要因による温度変化が検出されない場合、点灯割合Ｄの算出方法を、例えばＰＩＤ制御に切り替える。以下、算出時間が短い算出方法を算出方法１、算出時間が短い算出方法を算出方法２という。
【０１６４】
こうすることで、外的要因による温度変化が検出された場合、温度リップルを小さくすることができる。
【０１６５】
図３４は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期の起点を再設定する手順を示すフローチャート図の一例である。図３４では、制御周期変更部７１が、制御周期TIME２に変更した後（Ｓ４）、算出方法切替部７２が、点灯割合Ｄの算出方法２を点灯割合算出部６３に要求する点が特徴となる（Ｓ４０１）。また、制御周期変更部７１が制御周期TIME１に変更した後（Ｓ６）、算出方法切替部７２は点灯割合Ｄの算出方法１を点灯割合算出部６３に要求する（Ｓ４０２）。
【０１６６】
制御周期が制御周期２に設定された後、制御周期２が満了した場合には（Ｓ１０のＹｅｓ）、点灯割合算出部６３は算出方法２により点灯割合Ｄを算出するので、算出による遅延を低減し温度リップルを抑制できる。
【０１６７】
なお、本実施例ではステップＳ４、Ｓ６の制御周期の変更はなくてもよい。すなわち、制御周期の起点を再設定し、かつ、算出方法を切り替えるだけでも点灯割合Ｄの算出による遅延を低減できる。
【実施例１０】
【０１６８】
本実施例では、制御周期の起点、制御周期の変更、強制的な定着ヒータ２５のＯＮ・ＯＦＦ又は点灯割合Ｄの算出方法の変更、の解除のタイミングについて説明する。なお、制御周期の起点の解除については、制御周期２が満了したところから制御周期１を開始すればよいので、強制的に制御周期１に再設定（すなわち解除）しなくてもよい。
【０１６９】
図３５は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を示す。本実施例の定着制御装置１００は制御変更継続判定部７３を有する。制御変更継続判定部７３は、タイマーにより制御方法変更部６５が変更した制御方法を継続するか元に戻すかを判定する。
【０１７０】
本実施例では、制御方法変更部６５が制御方法を変更してから経過した時間Δｔが、予め定められたΔtmax以上になると、制御方法を元に戻す。Δtmaxは、定着ユニット２２の寿命や熱容量、定着ヒータ２５の応答性などを考慮して予め定められた値であり，ROMやNVRAM４６に保存されている。
【０１７１】
図３６は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期を元に戻す手順を示すフローチャート図の一例である。
【０１７２】
まず、制御変更継続判定部７３は、制御方法変更部６５が制御方法を変更したか否かを判定する（Ｓ７１０）。この判定は、制御方法変更部６５が制御方法を変更したことを制御変更継続判定部７３に通知するなどして行われる。
【０１７３】
制御方法変更部６５が制御方法を変更した場合（Ｓ７１０のＹｅｓ）、制御変更継続判定部７３はクロックをカウントするなどして制御変更時間Δｔの計測を開始する（Ｓ７２０）。
【０１７４】
そして、制御変更継続判定部７３は、制御変更時間ΔｔがΔtmax未満か否かを判定する（Ｓ７３０）。
【０１７５】
制御変更時間ΔｔがΔtmax未満の場合（Ｓ７３０のＹｅｓ）、まだ定着温度が適切に制御されていないと推定して、制御変更継続判定部７３は制御変更を継続する（Ｓ７４０）。
【０１７６】
制御変更時間ΔｔがΔtmax未満でない場合（Ｓ７３０のＮｏ）、すでに定着温度が適切に制御されていると推定して、制御変更継続判定部７３は制御変更を解除する（Ｓ７５０）。具体的には制御変更継続判定部７３は、制御方法変更部６５に制御方法を元に戻すように要求する。制御方法変更部６５は、元の制御周期１の起点を再設定し、制御周期を元の制御周期１に戻し、強制的にヒータＯＮ又はＯＦＦしたなら定着ヒータ２５をＯＦＦ又はＯＮに戻し、点灯割合Ｄの算出方法の算出方法を変更した場合は点灯割合Ｄの算出方法を元の算出方法１に戻す。
【０１７７】
本実施例によれば、タイマーにより制御方法を確実に元に戻すことができる。特に、制御周期を元に戻すことで、定着ヒータ２５への負担（寿命低下）を抑制することができる。
【実施例１１】
【０１７８】
実施例１０ではタイマーにより制御方法の変更を解除する定着制御装置１００について説明したが、本実施例では定着温度の監視により制御方法の変更を解除する定着制御装置１００について説明する。
【０１７９】
図３７は定着制御装置１００の機能ブロック図の一例を示す。本実施例の定着制御装置１００は外的要因検出部６６がその一形態である温度変化検出部６７を有する。温度変化検出部６７は、制御方法変更部６５が制御方法を変更した後、温度変化を監視して、制御方法の変更をもたらした温度変化と逆の温度変化を検出する。実際に温度変化を監視して制御方法を元に戻すか否かを判定するので、温度変化のバラツキが大きい場合でも適切なタイミングで制御方法の変更を解除できる。
【０１８０】
図３８は、本実施例の定着制御装置１００が制御周期を元に戻す手順を示すフローチャート図の一例である。
【０１８１】
まず、制御変更継続判定部７３は、制御方法変更部６５が制御方法を変更したか否かを判定する（Ｓ８１０）。この判定は、制御方法変更部６５が制御方法の変更を制御変更継続判定部７３に通知するなどして行われる。
【０１８２】
次に、温度変化検出部６７は、制御方法の変更が定着温度の上昇によるものか否かを判定する（Ｓ８２０）。
【０１８３】
定着温度の上昇により制御方法が変更された場合（Ｓ８２０のＹｅｓ）、温度変化検出部６７は、現在の定着温度Ｔと１検知周期前に検知した定着温度Ｔ'の差ΔＴがゼロより大きいか否かを判定する（Ｓ８３０）。
【０１８４】
ΔＴがゼロより大きい場合（Ｓ８３０のＹｅｓ）、温度上昇がまだ継続しており上限値を超える可能性があるので、制御変更継続判定部７３は制御変更を継続する（Ｓ８４０）。
【０１８５】
ΔＴがゼロより大きくない場合（Ｓ８３０のＮｏ）、温度上昇が温度低下に転じると推定されるので、制御変更継続判定部７３は制御変更を解除する（Ｓ８５０）。
【０１８６】
ステップＳ８２０に戻り、定着温度の上昇により制御方法が変更されていない場合（Ｓ８２０のＮｏ）、温度変化検出部６７はΔＴがゼロより小さいか否かを判定する（Ｓ８６０）。
【０１８７】
ΔＴがゼロより小さい場合（Ｓ８６０のＹｅｓ）、温度低下がまだ継続しており下限値を超える可能性があるので、制御変更継続判定部７３は制御変更を継続する（Ｓ８７０）。
【０１８８】
ΔＴがゼロより小さくない場合（Ｓ８６０のＮｏ）、温度低下が温度上昇に転じると推定されるので、制御変更継続判定部７３は制御変更を解除する（Ｓ８８０）。
【０１８９】
本実施例によれば、タイマーを使用しなくても、定着温度を監視することで確実に制御方法を元に戻すことができる。特に、制御周期を元に戻すことで、定着ヒータ２５への負担（寿命低下）を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１９０】
２５        定着ヒータ
２６        サーミスタ
３８        エンジンサブボード
４１        エンジンメインボード
４７        コントローラ
１００      定着制御装置
２００      画像形成装置
３００      プログラム
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９１】
【特許文献１】特開２００３−２８０４４８号公報
【図１】
0005605114.tif 000002
【図２】
0005605114.tif 000003
【図３】
0005605114.tif 000004
【図４】
0005605114.tif 000005
【図５】
0005605114.tif 000006
【図６】
0005605114.tif 000007
【図７】
0005605114.tif 000008
【図８】
0005605114.tif 000009
【図９】
0005605114.tif 000010
【図１０】
0005605114.tif 000011
【図１１】
0005605114.tif 000012
【図１２】
0005605114.tif 000013
【図１３】
0005605114.tif 000014
【図１４】
0005605114.tif 000015
【図１５】
0005605114.tif 000016
【図１６】
0005605114.tif 000017
【図１７】
0005605114.tif 000018
【図１８】
0005605114.tif 000019
【図１９】
0005605114.tif 000020
【図２０】
0005605114.tif 000021
【図２１】
0005605114.tif 000022
【図２２】
0005605114.tif 000023
【図２３】
0005605114.tif 000024
【図２４】
0005605114.tif 000025
【図２５】
0005605114.tif 000026
【図２６】
0005605114.tif 000027
【図２７】
0005605114.tif 000028
【図２８】
0005605114.tif 000029
【図２９】
0005605114.tif 000030
【図３０】
0005605114.tif 000031
【図３１】
0005605114.tif 000032
【図３２】
0005605114.tif 000033
【図３３】
0005605114.tif 000034
【図３４】
0005605114.tif 000035
【図３５】
0005605114.tif 000036
【図３６】
0005605114.tif 000037
【図３７】
0005605114.tif 000038
【図３８】
0005605114.tif 000039