(57)【要約】      （修正有）【課題】定着ムラの少ない高画質な画像を出力することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ニップ部における記録材の搬送速度をＶ１、第１発熱体と第２発熱体の間の距離をＡ、第１発熱体と第２発熱体に供給可能なトータル最大電力に対する定着部の温度に応じて設定される第１発熱体と第２発熱体に供給するトータル電力の割合をＰｉｎ（％）、トータル最大電力に対するタイミングｔで第１発熱体に供給する電力の割合Ｅ２０３（ｔ）（％）と、トータル最大電力に対するタイミングｔで第２発熱体に供給する電力の割合Ｅ２０４（ｔ）（％）、とすると、下記記載の式を満たすように、第１発熱体と第２発熱体に電力を供給する。2014006501.tif 000026【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、
エンドレスベルトと、第１発熱体と前記第１発熱体よりも記録材の搬送方向で下流側に配置されている第２発熱体を有し前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、
前記定着部の温度に応じて前記第１発熱体と前記第２発熱体へ供給する電力を制御する電力制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着ニップ部における記録材の搬送速度をＶ１、前記第１発熱体と前記第２発熱体の間の距離をＡ、前記第１発熱体と前記第２発熱体に供給可能なトータル最大電力に対する前記定着部の温度に応じて設定される前記第１発熱体と前記第２発熱体に供給するトータル電力の割合をＰｉｎ（％）、前記トータル最大電力に対するタイミングｔで前記第１発熱体に供給する電力の割合をＥ２０３（ｔ）（％）、前記トータル最大電力に対するタイミングｔで前記第２発熱体に供給する電力の割合をＥ２０４（ｔ）（％）、とすると、前記電力制御部は、下記の式
2014006501.tif 000024
を満たすように前記第１発熱体と前記第２発熱体に電力を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電力制御部は、前記第１発熱体と前記第２発熱体を独立に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電力制御部によって制御されて前記第２発熱体に流れる電流波形は、前記電力制御部によって制御されて前記第１発熱体に流れる電流波形と異なっていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記装置は、前記速度Ｖ１とは異なる速度Ｖ２を設定可能であり、
前記電力制御部は、前記速度Ｖ１で定着するケースと前記速度Ｖ２で定着するケースの少なくとも一方のケースで、前記式を満たすように（但し、速度Ｖ２のケースではＶ１をＶ２に置き換えて計算する）電力を制御することを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電力制御部は、前記速度Ｖ１で定着するケースと前記速度Ｖ２で定着するケースの両方のケースで、前記式を満たすように電力を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記式の左辺が、右辺に対して、±２０ポイントの範囲に収まるように、前記電力制御部は電力を制御することを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記式を、少なくとも３０％≦Ｐｉｎ≦８０％の範囲で満たすように、前記電力制御部は電力を制御することを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１発熱体と前記第２発熱体に流れる電流波形はいずれも、位相制御波形と波数制
御波形が混在する波形であることを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、
エンドレスベルトと、第１発熱体と前記第１発熱体よりも記録材の搬送方向で下流側に配置されている第２発熱体を有し前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、
前記定着部の温度に応じて前記第１発熱体と前記第２発熱体へ供給する電力を制御する電力制御部であって、交流波形の連続する複数の半サイクルを１制御周期として、前記１制御周期毎に複数の電力レベルの中から前記定着部の温度に応じた電力レベルＰｉｎ（％）を選択する電力制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着ニップ部における記録材の搬送速度をＶ１、前記第１発熱体と前記第２発熱体の間の距離をＡ、タイミングｔで前記第１発熱体に供給する電力の割合をＥ２０３（ｔ）（％）、タイミングｔで前記第２発熱体に供給する電力の割合をＥ２０４（ｔ）（％）、とすると、前記複数の電力レベルのうちの少なくとも一つの電力レベルは、下記の式
2014006501.tif 000025
を満たすように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記電力制御部は、前記第１発熱体と前記第２発熱体を独立に制御可能であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電力制御部には、前記複数の電力レベルが設定されている前記第１発熱体用の第１電力テーブルと、前記複数の電力レベルが設定されている前記第２発熱体用の第２電力テーブルが設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記装置は、前記速度Ｖ１とは異なる速度Ｖ２を設定可能であり、
前記速度Ｖ１で定着するケースと前記速度Ｖ２で定着するケースの少なくとも一方のケースで、前記式を満たすように（但し、速度Ｖ２のケースではＶ１をＶ２に置き換えて計算する）前記第１電力テーブルと前記第２電力テーブルが設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記第１電力テーブルと前記第２電力テーブルは、前記速度Ｖ１で定着するケースと前記速度Ｖ２で定着するケースの両方のケースで、前記式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記装置は、前記速度Ｖ１とは異なる速度Ｖ２を設定可能であり、前記第１及び第２電力テーブルは、各速度毎に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記式の左辺が、右辺に対して、±２０ポイントの範囲に収まるように、前記第１電力テーブルと前記第２電力テーブルが設定されていることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記式を満たす設定は、前記一制御周期の期間で７５％以上存在することを特徴とする請求項９〜１５いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２電力テーブルは、前記式を、少なくとも３０％≦Ｐｉｎ≦８０％の範囲で満たしていることを特徴とする請求項１１〜１６いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記第１発熱体と前記第２発熱体に流れる電流波形はいずれも、位相制御波形と波数制御波形が混在する波形であることを特徴とする請求項９〜１７いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記第１電力テーブルの電流波形と、前記第２電力テーブルの電流波形は共に、前記１制御周期の期間において、正極性の波形と負極性の波形が対称性を有することを特徴とする請求項１１に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、トナー像を記録材上に定着させる定着器を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置において、セラミックヒータを熱源とするフィルム加熱方式の熱定着器が知られている。セラミックヒータは、セラミック基板上に発熱体を印刷したものである。記録材上の未定着画像は、フィルムを介してヒータによって加熱される。発熱体への電力供給の制御方式としては、位相制御方式や波数制御方式、あるいは位相制御波形と波数制御波形が混在したハイブリッド制御、がある。ヒータはこれらの制御を用いて温度管理される。ところで、記録材が発熱体を通過している時に、上述の制御を用いて発熱体のＯＮ／ＯＦＦが行われるために、記録材上には、通電状態にある発熱体を通過する領域と、通電されていない状態の発熱体を通過する領域とが存在することになる。言い換えると、記録材上には、発熱体によって加熱される部分と加熱されない部分が存在することになる。これにより、定着後の画像に濃淡差（定着ムラ）が出ることがある。ヒータに商用電源（５０Ｈｚ  ｏｒ  ６０Ｈｚ）から直接電力を供給する場合、一般的に、波数制御やハイブリッド制御の方が、発熱体のＯＮ／ＯＦＦする周期が長いために、定着ムラが見えやすい傾向にある。さらに、記録材の搬送方向に対して複数の発熱体を有する場合には、複数の発熱体から与えられる総熱量が定着ムラに影響する。例えば二本の発熱体を有する場合は、記録材上に、二本の発熱体の両方に加熱される部分と、いずれの発熱体にも加熱されない部分とが生じると、それが定着ムラとして現れる。この定着ムラは、発熱体間の距離、記録材の搬送速度、及び制御方式の関係によって、ムラの濃淡差、発生周期などが変化する。これに対して、一本目の発熱体により加熱された部分がもう一度加熱されないように、また、一本目の発熱体で加熱されなかった部分を他の発熱体で加熱して、記録材に与える熱量が均一になるように、最適な発熱体間の距離を決定する方法が提案されている。例えば特許文献２には、複数の発熱体を位相制御又は波数制御する装置において、交流電源周波数と記録材の搬送速度から、定着ムラの出にくい最適な発熱体間隔を決定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３３７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている定着ムラ軽減手法を用いて装置を設計すると、発熱体の間隔が、電力制御方式に基づき決まってしまう。発熱体の最適な間隔は、使用するトナーの特性や、使用するヒータの基板幅等の要因でも異なるので、上述の手法で設計する場合、設計の自由度が非常に狭くなってしまう。
【０００５】
本発明の目的は、定着ムラの少ない高画質な画像を出力することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するための本発明は、記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、エンドレスベルトと、第１発熱体と前記第１発熱体よりも記録材の搬送方向で下流側に配置されている第２発熱体を有し前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成する
バックアップ部材と、を有し、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、前記定着部の温度に応じて前記第１発熱体と前記第２発熱体へ供給する電力を制御する電力制御部と、を有する画像形成装置において、前記定着ニップ部における記録材の搬送速度をＶ１、前記第１発熱体と前記第２発熱体の間の距離をＡ、前記第１発熱体と前記第２発熱体に供給可能なトータル最大電力に対する前記定着部の温度に応じて設定される前記第１発熱体と前記第２発熱体に供給するトータル電力の割合をＰｉｎ（％）、前記トータル最大電力に対するタイミングｔで前記第１発熱体に供給する電力の割合をＥ２０３（ｔ）（％）、前記トータル最大電力に対するタイミングｔで前記第２発熱体に供給する電力の割合をＥ２０４（ｔ）（％）、とすると、前記電力制御部は、下記の式
2014006501.tif 000002
を満たすように前記第１発熱体と前記第２発熱体に電力を供給することを特徴とする。
また、本発明は、記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、エンドレスベルトと、第１発熱体と前記第１発熱体よりも記録材の搬送方向で下流側に配置されている第２発熱体を有し前記エンドレスベルトの内面に接触するヒータと、前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送する定着ニップ部を形成するバックアップ部材と、を有し、記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、前記定着部の温度に応じて前記第１発熱体と前記第２発熱体へ供給する電力を制御する電力制御部であって、交流波形の連続する複数の半サイクルを１制御周期として、前記１制御周期毎に複数の電力レベルの中から前記定着部の温度に応じた電力レベルＰｉｎ（％）を選択する電力制御部と、を有する画像形成装置において、前記定着ニップ部における記録材の搬送速度をＶ１、前記第１発熱体と前記第２発熱体の間の距離をＡ、タイミングｔで前記第１発熱体に供給する電力の割合をＥ２０３（ｔ）（％）、タイミングｔで前記第２発熱体に供給する電力の割合をＥ２０４（ｔ）（％）、とすると、前記複数の電力レベルのうちの少なくとも一つの電力レベルは、下記の式
2014006501.tif 000003
を満たすように設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、定着ムラの少ない高画質な画像を出力することができる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図
【図２】本発明における電力供給回路の概略構成図
【図３】本発明におけるセラミックヒータの概略構成図
【図４】本発明における定着器の概略構成図
【図５】本発明におけるゼロクロス検知回路、交流電源波形、及びＺＥＲＯＸ波形
【図６】本発明における電流波形を示す図
【図７】本発明における制御パターンの説明図
【図８】本発明における制御パターンの１例を示す図
【図９】本発明において記録材に与える電力分布を示す図
【図１０】本発明における制御フローを示す制御フローチャート図
【図１１】本発明における制御パターンの１例を示す図
【図１２】本発明において記録材に与える電力分布を示す図
【図１３】本発明における制御フローを示す制御フローチャート図
【図１４】本発明における制御パターンの１例を示す図
【図１５】本発明において記録材に与える電力分布を示す図
【図１６】本発明における制御パターンの１例を示す図
【図１７】本発明において記録材に与える電力分布を示す図
【図１８】本発明における制御パターンの１例を示す図
【図１９】本発明において記録材に与える電力分布を示す図
【図２０】実施例１の装置で用いる電力テーブルを示した図。
【図２１】実施例２の装置で用いる電力テーブルを示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
（画像形成装置の概略構成）
図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。画像形成装置には、その下方に、複数の記録材（記録紙）を積載可能な給送カセット１０１が設けられている。画像形成開始の信号が入力されると、給送カセット１０１に積載された記録材がピックアップローラ１０２によって１枚ずつ給送カセット１０１から送出され、給送ローラ１０３によってレジストローラ１０４に向けて搬送される。さらに記録材はレジストローラ１０４によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ１０５（画像形成部）へ搬送される。プロセスカートリッジ１０５は、帯電ローラ１０６、現像ローラ１０７、クリーニング部材１０８、および電子写真感光体である感光体ドラム１０９が一体的に収容されているものであって、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されている。
【００１１】
記録材上に画像を形成する際は、まず、帯電ローラ１０６によって感光体ドラム１０９の表面が一様に帯電される。その後、像露光手段であるスキャナユニット１１１により、画像信号に基づいた像露光が行なわれる。スキャナユニット１１１内にはレーザ光を射出するレーザダイオード１１２、回転するポリゴンミラー１１３、反射ミラー１１４が設けられている。レーザダイオード１１２から射出されたレーザ光は、ポリゴンミラー１１３、反射ミラー１１４によって主走査方向に、感光体ドラム１０９の回転によって副走査方向に走査される。これにより、感光体ドラム１０９には２次元の潜像が形成される。
【００１２】
感光体ドラム１０９に形成された潜像は、現像ローラ１０７から供給されるトナーによってトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ１１０と感光体ドラム１０９とのニップ部において、レジストローラ１０４から搬送されてきた記録材上に転写される。トナー像が転写された記録材は定着器（定着部）１１５に搬送され、定着器１１５において記録材上の未定着トナー像（未定着画像）が加熱加圧処理され、記録材上にトナー像が定着する。記録材はさらに中間排出ローラ１１６、排出ローラ１１７によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。
【００１３】
（定着器の概略構成）
図３及び図４を参照して、定着器１１５の概略構成について説明する。図４は、定着器１１５の概略構成を示すものである。定着器１１５は、加熱スリーブ（エンドレスベルト
）４０２と、それに圧接するバックアップ部材としての弾性加圧ローラ（加圧部材）４０３を有する加熱フィルム方式の定着器である。加熱スリーブ４０２は、スリーブガイド（フィルムガイド）４０１に外嵌した状態で弾性加圧ローラ４０３によって従動回転する。記録材上のトナー像は、両者によって形成される所定幅の定着ニップ部において挟持搬送され定着処理される。また、スリーブガイド４０１の内側には剛性部材によって形成されているステー４０４が設けられている。
【００１４】
加熱スリーブ４０２の内側には、スリーブガイド４０１の下面側に支持されたセラミックヒータ２２４（ヒータ）が設けられている。セラミックヒータ２２４は板状のヒータであって、その長手方向が加熱スリーブ４０２の回転方向に直交するように設けられている。また、弾性加圧ローラ４０３は、セラミックヒータ２２４と共に加熱スリーブ４０２を挟むようにして加熱スリーブ４０２に圧接している。
【００１５】
セラミックヒータ２２４は、ＳｉＣ、ＡＬＮ、Ａｌ２Ｏ３等によって形成されるセラミックス系の絶縁基板３０１と、絶縁基板３０１上に長手方向に沿ってペースト印刷等で複数形成されている発熱体２０３（第１発熱体）、２０４（第２発熱体）を有している。さらに、２本の発熱体は、ガラス等の保護層３０２によって、その表面が保護されている。また、絶縁基板３０１において、発熱体２０３、２０４が形成されている側とは反対側には、温度検出素子としてのサーミスタ２２２が設けられている。また、セラミックヒータ２２４には、セラミックヒータ２２４の長手方向端部の温度を検出するサーミスタ２２３（図２参照）や、サーモスイッチ等も設けられている。
【００１６】
発熱体２０３、２０４の抵抗値は、長手方向に沿って抵抗値が均一になるようにしてもよいが、長手方向中央部と端部で抵抗値を変えてもよい。例えば、小サイズの記録材を加熱する場合は、ヒータの長手方向端部が記録材が通過しない非通過領域となるので、長手方向端部は中央部と比較すると温度が上昇し易い。よって、ヒータの長手方向にわたって温度をほぼ均一にするためにも、発熱体２０３と２０４は、長手方向の端部と中央部とで抵抗値を変えてもよい。このような発熱体を有するヒータを「テーパヒータ」と呼ぶ。また、加熱スリーブ４０２の摺動性を向上させるために、加熱スリーブ４０２とセラミックヒータ２２４との界面に摺動性のグリスを塗布してもよい。また、セラミックヒータ２２４の発熱体２０３、２０４は、基板３０１のニップ側にあっても、ニップと反対側にあってもよい。
【００１７】
ここで説明した加熱フィルム方式の定着器１１５によれば、加熱スリーブ４０２の内側面（内面）とセラミックヒータ２２４とが直接接触するので、セラミックヒータ２２４で生じた熱を効率良く定着ニップ部に付与することができる。よって、十分な温度でトナー像を加熱しつつ、定着器１１５の消費電力の低減、立ち上がり時間の短縮化等の効果を得ることができる。
【００１８】
（電力供給回路の構成）
図２を参照して、定着器１１５の発熱体２０３、２０４に電力を供給するための電力供給回路について説明する。図２中の２０１は交流電源（商用電源）であり、ＡＣフィルタ２０２を通して、発熱体２０３と発熱体２０４に接続されている。発熱体２０３と発熱体２０４は、並列に接続されており、交流電源２０１から供給される電力は、発熱体２０３と発熱体２０４のそれぞれに供給される。
【００１９】
発熱体２０３はトライアック２２６で駆動され、発熱体２０４はトライアック２２７で駆動される。２０７、２０８はトライアック２２６のためのバイアス抵抗であり、２０９は電源の一次側と二次側の沿面距離を確保するためのフォトトライアックカプラである。フォトトライアックカプラ２０９の発光ダイオードに通電することにより、トライアック
２２６がＯＮされる。２１１はフォトトライアックカプラ２０９に流れる電流を制限するための抵抗である。２１２はトランジスタで、フォトトライアックカプラ２０９をＯＮ／ＯＦＦするものである。
【００２０】
トランジスタ２１２は抵抗２１３を介してエンジンコントローラ２２０からの信号ＦＳＲＤ１に従って動作する。ここでエンジンコントローラ２２０は、発熱体２０３、２０４へ供給する電力を発熱体毎に制御可能な電力制御部に相当する。信号ＦＳＲＤ１は、トランジスタ２１２をＯＮしてフォトトライアックをＯＮしたいときには「Ｈｉｇｈ」となり、トランジスタ２１２をＯＦＦしてフォトトライアックをＯＦＦしたいときには「Ｌｏｗ」となる。
【００２１】
２１４、２１５はトライアック２２７のためのバイアス抵抗であり、２１６は電源の一次側と二次側の沿面距離を確保するためのフォトトライアックカプラである。フォトトライアックカプラ２１６の発光ダイオードに通電することにより、トライアック２２７がＯＮされる。２１７はフォトトライアックカプラ２１６に流れる電流を制限するための抵抗である。２１８はトランジスタで、フォトトライアックカプラ２１６をＯＮ／ＯＦＦするものである。トランジスタ２１８は、抵抗２１９を介してエンジンコントローラ２２０からの信号ＦＳＲＤ２に従って動作する。
【００２２】
２２１はＡＣフィルタ２０２を介して交流電源２０１に接続したＺＥＲＯＸ検知回路（ゼロクロス検知回路）である。ＺＥＲＯＸ検知回路２２１は、交流電源電圧が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２２０に対してパルス信号（以下「ＺＥＲＯＸ信号」と呼ぶ。）として報知する。エンジンコントローラ２２０はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検出し、後述する位相制御や波数制御、ハイブリッド制御と呼ぶ制御によりトライアック２２６、２２７をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００２３】
２２２は、ヒータ２２４の温度を検出するためのサーミスタである。サーミスタ２２２は、セラミックヒータ２２４上に発熱体２０３、２０４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。また、サーミスタ２２３は、セラミックヒータ２２４の長手方向端部の温度を検出するためのサーミスタである。サーミスタ２２３は、セラミックヒータ２２４上の長手方向端部に発熱体２０３、２０４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。
【００２４】
サーミスタ２２２、２２３によって検出される温度は、抵抗２２８とサーミスタ２２２の分圧、抵抗２２９とサーミスタ２２３の分圧として検出され、エンジンコントローラ２２０にＡ／Ｄ入力される。セラミックヒータ２２４の温度はエンジンコントローラ２２０で監視されており、エンジンコントローラ２２０内部に設定されている温度と比較されることによって、発熱体２０３、２０４に供給する電力が算出される。そして、供給する電力を、位相角または波数に換算し、その算出した条件により、エンジンコントローラ２２０がトランジスタ２１２に信号ＦＳＲＤ１、トランジスタ２１８に信号ＦＳＲＤ２を送出する。
【００２５】
信号ＦＳＲＤ１は、フォトトライアックカプラ２０９を発光するためにトランジスタ２１２を駆動する信号であり、信号ＦＳＲＤ２は、フォトトライアックカプラ２１６を発光するために、トランジスタ２１８を駆動する信号である。以下、それぞれの信号をＦＳＲＤ１、ＦＳＲＤ２と呼ぶ。このＦＳＲＤ１、ＦＳＲＤ２を用いて、発熱体２０３、２０４に供給する電力の制御を行っている。このように、エンジンコントローラ（電力制御部）は、第１発熱体２０３と第２発熱体２０４を独立に制御可能である。
【００２６】
２２５は、記録材の搬送を行う搬送系の駆動源、及び感光体ドラム１０９の駆動源とし
て利用されるモータである。エンジンコントローラ２２０は、モータ２２５から発信される速度信号パルス（ＦＧ）を受けてモータ２２５の速度を読み取る。また、ＦＧ信号と基準クロックとの比較を行い、加速信号（ＡＣＣ）と減速信号（ＤＥＣ）をモータ２２５に出力することにより、記録材の搬送速度、プロセス速度の制御を行っている。さらには、記録材の搬送速度を、記録材のサイズ等の条件に合わせて切り替え、モータ回転速度を変更するように命令することもできる。但し、本実施例では速度の切り替えは行わないこととする。
【００２７】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を参照して、セラミックヒータ２２４の発熱体と上述した電力供給回路との接続部分について説明する。なお、図３（ａ）は、セラミックヒータ２２４の概略断面図であり、その構成は上述した通りである。また、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、セラミックヒータ２２４の発熱体の各種形状を示すものである。ここでは３パターンを図示しているが、発熱体は、その長手方向と記録材の搬送方向とが直交するように、記録材の搬送方向に複数並べて設けられていればよい。
【００２８】
図３（ｂ）に示すセラミックヒータ２２４には、２本の発熱体２０３、２０４と、電極部３０３、３０４、３０５が設けられている。ここで発熱体２０３は、記録材の搬送方向上流側にある発熱体、発熱体２０４は、記録材の搬送方向下流側にある発熱体、といえる。電極部３０３は発熱体２０３への電力供給を行い、電極部３０４は発熱体２０４への電力供給を行っている。電極部３０５は、発熱体２０３、２０４の共通の電極となっている。共通の電極３０５は、交流電源２０１のＨＯＴ側端子に接続され、電極部３０３はトライアック２２６に、電極部３０４はトライアック２２７に接続されている。
【００２９】
（位相制御と波数制御）
セラミックヒータ２２４の発熱体２０３、２０４への電力供給は、位相制御と波数制御を組み合わせたハイブリッド制御によって行われている。ここで、位相制御と波数制御について説明する。
【００３０】
位相制御は、交流電源を１半波（半サイクル）内の任意の位相角でヒータをＯＮすることでヒータに供給する電力を制御する方式である。この場合、１制御周期は半サイクルとなる。位相制御は、半波ごとに電流が流れるため、電流の変化量および変化周期が小さい。よって、照明機器と同一電源に接続された電気機器の負荷電流変動と、配電線のインピーダンスによる、交流電源における電圧変動が小さい。そのため、照明機器のちらつきであるフリッカを抑えるには有利な制御方式である。しかし、ヒータをＯＮ／ＯＦＦすると急激な電流変動が生じて高調波電流が発生するため、高調波電流を抑えるには不利となる。
【００３１】
一方、波数制御はヒータのＯＮ／ＯＦＦを交流電源の半波単位で行う電力制御方式である。この場合、１制御周期は、連続する複数の半サイクルの長さとなる。波数制御では、交流波形のゼロクロス付近でヒータをＯＮ／ＯＦＦするために高調波電流が発生しにくいので、位相制御に比べて高調波電流を抑えるには有利である。しかし、前述したフリッカに対しては、位相制御よりも電流変動が大きく、フリッカが発生しやすい。
【００３２】
また、位相制御と波数制御を組み合わせたハイブリッド制御によると、位相制御だけの場合と比較すると、高調波電流やスイッチングノイズの発生を抑えることができる。さらに、波数制御だけの場合と比較すると、フリッカを低減することができ、ヒータへの電力制御をより多段階に制御することができる。なお、本実施形態におけるハイブリッド制御の詳細については後述する。
【００３３】
（ゼロクロス検知回路とＺＥＲＯＸ波形）
図５（ａ）に、ゼロクロス検知回路２２１（ＺＥＲＯＸ検知回路）の詳細を示す。また、図５（ｂ）に、交流電源波形とＺＥＲＯＸ波形を示す。交流電源２０１からの交流電圧は、図５（ａ）に示すゼロクロス検知回路２２１に入力され、整流器５０１、５０２により半波整流される。本回路においては、Ｎｅｕｔｒａｌ側が整流されている。この半波整流された交流電圧は、抵抗５０５、コンデンサ５０４、電流制限抵抗５０３、５０６を介して、トランジスタ５０７のベースに入力される。Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位が、不図示の全波整流するダイオードブリッジや整流器５０１、５０２、トランジスタ５０７により決まる閾値電圧Ｖｚよりも高い場合、つまり、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位よりも高い場合にトランジスタ５０７はＯＮとなる。一方、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位よりも低くなるとトランジスタ５０７はＯＦＦとなる。
【００３４】
フォトカプラ５０９は、一次・二次間の沿面距離を確保するための素子であり、抵抗５０８、５１０は、フォトカプラ５０９に流れる電流を制限するための抵抗である。Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より高くなるとトランジスタ５０７はＯＮするため、フォトカプラ５０９内の発光ダイオード５０９ａは消灯し、フォトトランジスタ５０９ｂはＯＦＦしてフォトカプラ５０９の出力電圧はＨｉｇｈとなる。
【００３５】
一方、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より低くなるとトランジスタ５０７はＯＦＦするのでフォトカプラ５０９内の発光ダイオード５０９ａが発光し、フォトトランジスタ５０９ｂはＯＮしてフォトカプラ５０９の出力電圧はＬｏｗとなる。つまり、ＺＥＲＯＸ信号は、Ｈｏｔ側電位がＮｅｕｔｒａｌ側電位に対して、閾値電圧Ｖｚ以上／以下の場合でレベルが切り替わるパルス信号となる。
【００３６】
このフォトカプラ５０９の出力が抵抗５１２、コンデンサ５１１を介してゼロクロス（ＺＥＲＯＸ）信号としてエンジンコントローラ２２０に報知される。エンジンコントローラ２２０は、このゼロクロス信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検知し、このエッジをトリガにしてトライアック２２６、２２７をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３７】
しかしながら、閾値電圧Ｖｚ≠０（Ｖ）ではないために、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジは、真のゼロクロスポイントからずれる。同様に立ち下がりエッジもずれる。このＺＥＲＯＸ信号をそのまま位相制御のトリガ信号とすると、ずれた分の時間差が、入力電源の正負の極性による位相のずれとなる。そこで、エンジンコントローラ２２０が、ＺＥＲＯＸ信号の立下がり信号の周期（２Ｔ）を測定し、その半分の時間Ｔを算出する。その後、エンジンコントローラ２２０内において、時間Ｔにおいて擬似的に立上がりエッジを生成する。以下、この立下がりエッジと擬似的な立上がりエッジの組み合わせを制御ＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ２２０は、この制御ＺＥＲＯＸ信号をトリガ信号としてトライアックの制御を行う。
【００３８】
（ハイブリッド制御）
図６を参照して、本実施形態におけるハイブリッド制御について説明する。上述したようにハイブリッド制御は、１制御周期において、交流電源の半波単位でＯＮ／ＯＦＦする波数制御と、交流電源を１半波内の任意の位相角でヒータをＯＮすることでヒータに電力を供給する位相制御とを組み合わせた制御である。電圧変動を示すフリッカを抑制することは難しいものの高調波電流の少ない波数制御と、フリッカを抑制しやすいが高調波電流を発生させてしまう位相制御の両方を用いているため、ハイブリッド制御は、フリッカと高調波の影響のバランスをとった制御といえる。例えば、連続する８半波（＝４サイクル）を制御の１周期とし、１制御周期の中でＯＮする半波の数と位相角の状態を変えていくことで、ヒータへの供給電力を制御するといった制御方法が可能である。
【００３９】
図６のＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２の波形は、図２で説明したエンジンコントローラ２２０
から出力されるＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２の波形であり、図５で説明した制御ＺＥＲＯＸ信号を基準として出力される波形である。ハイブリッド制御の場合は、位相０または任意の位相でヒータをＯＮするので、ＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２は、図６に示すように制御ＺＥＲＯＸ信号を基準にして所望の位相でのパルス信号となる。
【００４０】
ＦＳＲＤ１とＦＳＲＤ２により制御され、各々の発熱体に流れる電流波形は、発熱体２０３の電流波形と発熱体２０４の電流波形に現れる。本実施形態では、発熱体２０３と発熱体２０４の抵抗値を異ならせているために、電流波形の振幅がそれぞれ異なっている。なお、発熱体電流波形（図６の最上段の波形）として示しているのは、発熱体２０３と発熱体２０４に流れる電流の合成波形である。
【００４１】
（電力制御の制御パターン）
図７及び図２０を参照して、上述したハイブリッド制御によって発熱体２０３、２０４への供給電力を制御する際の制御パターンについて説明する。図７は、商用交流波形の８半波（=４サイクル）を１制御周期としている。なお、１制御周期とは、温度検出素子２
２２の検出温度に応じて設定する電力レベルの更新周期のことであり、交流波形の連続する複数の半サイクルを１制御周期とする。電力レベルＰｉｎとは、「第１発熱体２０３と第２発熱体２０４に供給可能なトータル最大電力」に対する「定着部の温度に応じて設定される第１発熱体２０３と第２発熱体２０４に供給するトータル電力」の割合である。
【００４２】
図２０に、複数の電力レベルＰｉｎ（％）が設定されている電力テーブルを示す。電力制御部は、１制御周期毎に、複数の電力レベルの中から定着部の温度（本例では温度検出素子２２２の検出温度）に応じた電力レベルＰｉｎ（％）を選択する。後述するが電力レベルはレベル０／４０〜レベル４０／４０まで４１段階設定されている。また、第１発熱体２０３に電力を供給する場合は第１発熱体用の第１電力テーブルを用い、第２発熱体２０４に電力を供給する場合は第２発熱体用の第２電力テーブルを用いる。第２電力テーブルに設定されている電力の割合のパターンは、第１電力テーブルに設定されている電力の割合のパターンと異なっている。図７は、図２０に示した第１電力テーブルのうちの一つの電力レベルと、第１発熱体用として選択する電力レベルと同じレベルの第２発熱体用の電力レベルを示している。
【００４３】
図７のＰ２０３（ｔ）は、商用交流波形の半サイクルの期間（電源周波数が５０Ｈｚの場合は１０ｍｓｅｃの時間に相当する）で、第１発熱体２０３に供給可能な最大電力に対する第１発熱体２０３に供給する電力の割合を示す。Ｅ２０３（ｔ）は、半サイクルの期間で、「第１発熱体２０３と第２発熱体２０４に供給可能なトータル最大電力」に対する第１発熱体２０３に供給する電力の割合を示している。
【００４４】
同様に、Ｐ２０４（ｔ）は、半サイクルの期間で、第２発熱体２０４に供給可能な最大電力に対する第２発熱体２０４に供給する電力の割合を示す。Ｅ２０４（ｔ）は、半サイクルの期間で、「第１発熱体２０３と第２発熱体２０４に供給可能なトータル最大電力」に対する第２発熱体２０４に供給する電力の割合を示している。
【００４５】
なお、ｔ１〜ｔ８は時刻を示しており、例えば、Ｅ２０３（ｔ１）とＥ２０４（ｔ１）は、同時刻（同位相）に供給する電力の割合を示している。
【００４６】
Ｐ２０３（ｔ）とＰ２０４（ｔ）の横列の各セル（半サイクルの期間）には、本実施例では０（％）〜１００（％）の範囲で２.５％刻みの値が入る。そして前述したヒータ駆
動回路により、両発熱体をそれぞれ独立に図７の制御パターンで制御する。例えば、図７のＰ２０３（ｔ１）が５０％の場合は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの半サイクルの期間で、発熱体２０３に発熱体２０３に供給可能な最大電力に対して５０％の電力が入るような
タイミングでＦＳＲＤ１を送出する。Ｐ２０４（ｔ１）が３０％の場合は、Ｐ２０３（ｔ１）と同時刻に、発熱体２０４に発熱体２０４に供給可能な最大電力に対して３０％の電力が入るようなタイミングでＦＳＲＤ２を送出する。このようにして、１制御周期で両発熱体を合わせてＰｉｎ（％）の電力が供給されることになる。この制御パターンはあらかじめ前述した図２に示すエンジンコントローラ２２０で記憶しておき（図２０の電力テーブルのことである）、投入したい電力に応じて電力レベルを選択する。また、どちらの発熱体も１制御周期内で交流電源の正の通電位相と負の通電位相の関係が対称（正負対称形状）になるような電力テーブルになっている。つまり、１制御周期内での電流波形は正側と負側で対称となる。
【００４７】
また、横列のＥ２０３（ｔ）、Ｅ２０４（ｔ）は、（１）、（２）式に示したように、両発熱体合計での最大電力を１００としたときの、発熱体２０３に供給する電力の割合と、発熱体２０４に供給する電力の割合であり、抵抗値の比から以下の関係から求める。発熱体２０３の抵抗値をＲ２０３、発熱体２０４の抵抗値をＲ２０４としている。
【００４８】
2014006501.tif 000004
【００４９】
2014006501.tif 000005
【００５０】
（制御パターン（電力テーブル）の決定方法）
ここでは、発熱体の構成が図３（ｂ）に示すパターンの場合における制御パターンの決定方法について説明する。一般に定着ムラは、記録材に与えられる熱量のムラが要因で生ずるものであり、その熱量のムラは発熱体の発熱量に相当する発熱体に供給される電力のムラに起因する。したがって、定着ムラを低減するためには、できるだけ発熱体に供給される電力の変動を小さくし、１制御周期内で供給しようとする電力を安定させれば良い。しかし、複数の発熱体間を記録材上の一点が通過する時間と、発熱体のＯＮ／ＯＦＦ切り替えをする周期（時間）とが近い場合は、記録材上の一点が複数の発熱体から与えられる熱量の総和が、記録材上の位置（点）によって異なり、定着ムラとして表れる。例えば、記録材上のある点が１制御周期中の１半波（半サイクル）の時間で発熱体間を移動する場合、１半波毎に発熱体をＯＮ／ＯＦＦすると、記録材上のある点はＯＮのときにばかり発熱体を通過して熱量が与えられる。一方で記録材上の別の点では、ＯＦＦのときにばかり発熱体を通過し、熱量が得られない。つまり、搬送中の記録材上の位置によっては熱量が与えられたり、与えられなかったり、若しくは少し与えられたりするなど、記録材上の位置ごとに与えられる熱量にムラが生じる。このようなことは、発熱体から記録材への熱の伝導が良い場合に特に起きやすい。なお、熱伝導が悪い場合では隣り合った発熱体の熱が記録材に伝わる前に調和し、移動しながら積分されるので、定着ムラは起きにくい。よって、定着ムラを低減する為には、記録材上の多くの点において、第１発熱体と第２発熱体から与えられる熱量の合計が、供給しようとする電力に相当する熱量になるような関係にする必要がある。そうすることにより、記録材上の多くの位置において、二本の発熱体から受けるトータル熱量が略等しくなり、定着ムラが低減できる。以下（３）式は、その関係を式に表したものである。
【００５１】
2014006501.tif 000006
【００５２】
（３）式の左辺は、任意の時刻ｔに発熱体２０３に供給する電力の割合（％）と、時間（Ａ／Ｖ１）後に発熱体２０４に供給する電力の割合（％）と、の総和を示している。Ａは第１発熱体２０３と第２発熱体２０４間の距離、Ｖ１は定着ニップ部における記録材搬送速度である。すなわち、Ｅ２０３（ｔ）は、１制御周期における第１タイミング（時刻ｔ）で発熱体２０３へ供給する電力の割合である。また、Ｅ２０４（ｔ＋Ａ／Ｖ１）は、１制御周期における第２タイミング（時刻ｔ＋Ａ／Ｖ１）で発熱体２０４へ供給する電力の割合である。（３）式の左辺は、これらＥ２０３（ｔ）とＥ２０４（ｔ＋Ａ／Ｖ１）の合計を示している。一方、右辺は前述したように１制御周期内で両発熱体に供給する目標合計電力の割合であり、印字中にサーミスタ２２２で検出した温度に応じて切り換える供給電力の割合である。なお、
2014006501.tif 000007
はapproximately equalの意である。記録材上の任意のＹ点は第１発熱体と第２発熱体の
間を時間（Ａ／Ｖ１）で移動する。Ｙ点は、第１タイミングｔ１で第１発熱体によりＥ２０３（ｔ）の割合の電力で加熱されると、第２タイミング（ｔ＋Ａ／Ｖ１）で第２発熱体によりＥ２０４（ｔ＋Ａ／Ｖ１）の割合の電力で加熱されることになる。したがって、例えば、時間（Ａ／Ｖ１）が、交流波形の半サイクルに相当する時間である場合、Ｅ２０３（ｔ１）に設定する電力の割合と、Ｅ２０４（ｔ２）に設定する電力の割合、の合計が、電力レベルＰｉｎと略等しくなるように、電力テーブル（制御パターン）を設定しておけばよい。この場合、Ｅ２０３（ｔ２）に設定する電力の割合とＥ２０４（ｔ３）に設定する電力の割合の合計も電力レベルＰｉｎと略等しくし、Ｅ２０３（ｔ３）に設定する電力の割合とＥ２０４（ｔ４）に設定する電力の割合の合計も電力レベルＰｉｎと略等しくするのが好ましい。他の位相も同様である。
【００５３】
本実施例では、記録材の搬送速度Ｖ１を２００ｍｍ／ｓｅｃ、発熱体２０３と発熱体２０４の距離Ａを２ｍｍ、Ｒ２０３を１７Ω、Ｒ２０４を２７Ω、交流電源周波数を５０Ｈｚとしたときに、（１）〜（３）式を満たすようにＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）を決定した。その際、Ｐ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）は２．５％間隔で決定することと、全発熱体の電流の正負対称性を満足させることを理由に、（３）式の左辺の結果が、検出温度に応じて選択される電力の割合Ｐｉｎと等しくならなくても、Ｐｉｎに対して最小の差になるようにすれば良い。また、高調波やフリッカの影響を考慮しつつ、最小の差になるようにしても良い。
【００５４】
図８は、実際に上記の条件から定着ムラを低減する制御パターンを決定した例である（Ｐｉｎ＝５０％の場合）。本実施例では、先に発熱体２０３の制御パターンを決定し、発熱体２０４の制御パターンが（３）式を満足するように計算した。図８（ａ）は、搬送速度がＶ１の時に使用する制御パターンの例であり、発熱体２０３と発熱体２０４の間をＹ点が進む時間は、１０ｍｓｅｃである。交流電源周波数５０Ｈｚの半波（半サイクル）は１０ｍｓｅｃである為、下記（４）式を（３）式に当てはめて計算した。
【００５５】
2014006501.tif 000008
【００５６】
発熱体間隔Ａを搬送速度Ｖ１で進む時間が交流電源の半波の時間と異なっても、定格周波数以内であれば、（４）式を用いて計算した。
【００５７】
例えば、Ｐ２０３（ｔ１）は、５０％であるので、発熱体２０３による発熱量の割合（電力の割合）Ｅ２０３（ｔ１）は（１）式より、３０．６８％である。Ａ／Ｖ１ｓｅｃ後、つまり時刻ｔ２に発熱体２０４に与える電力の割合は、（３）式より、１９．３２％（＝５０％−３０．６８％）であれば良い為、これを換算してＰ２０４（ｔ２）は２．５％刻みで最小の誤差である５０％とした。つまり、図８に示すように、Ｐｉｎが５０％である電力レベルにおいて、Ｅ２０３（ｔ１）は３０．６８％に設定されており、Ｅ２０４（ｔ２）は１９．３２％に設定されている。Ｅ２０３（ｔ１）＋Ｅ２０４（ｔ２）＝５０（％）となり、Ｅ２０３（ｔ１）に設定する電力の割合と、Ｅ２０４（ｔ２）に設定する電力の割合、の合計が、検知温度に応じて選択した電力レベルＰｉｎ（５０％）と等しくなっている。
【００５８】
図８における他の位相を見ると、Ｅ２０３（ｔ３）＋Ｅ２０４（ｔ４）と、Ｅ２０３（ｔ６）＋Ｅ２０４（ｔ７）が、どちらも５０（％）である。その他の位相では、Ｅ２０３（ｔ２）＋Ｅ２０４（ｔ３）と、Ｅ２０３（ｔ７）＋Ｅ２０４（ｔ８）が、どちらも３８．６（％）であり、Ｅ２０３（ｔ４）＋Ｅ２０４（ｔ５）と、Ｅ２０３（ｔ５）＋Ｅ２０４（ｔ６）が、どちらも６１．３６（％）である。割合の合計が５０％から外れている位相もあるが、その差は２０ポイント以内であり、この程度の差であれば定着ムラを抑えることができる。
本例では、電力レベルＰｉｎが５０％のケースで説明したが、図２０に示す他の電力レベルにおいても、差が２０ポイント以内となるようにＰｉｎ＝５０％の場合と同様の設定を行えばよい。即ち、Ｐｉｎ＝７０％である電力レベルでは、Ｅ２０３（ｔ）＋Ｅ２０４（ｔ＋Ａ／Ｖ１）＝７０（％）となるように、第１電力テーブルと第２電力テーブルの各位相の電力の割合を設定すればよい。
【００５９】
定着ムラを抑えるためには、一制御周期の期間で、式（３）を満たす割合が７５％以上あればよい。また、Ｐｉｎが３０％〜８０％の範囲で、定着ムラを生じる波形になりやすいので、式（３）を満たす設定が、少なくとも３０％≦Ｐｉｎ≦８０％の範囲に設定されているのが好ましい。
【００６０】
また、速度Ｖ１だけでなく、速度Ｖ１とは異なる速度Ｖ２の設定がある装置の場合、速度Ｖ１で定着するケースと、速度Ｖ２で定着するケースの少なくとも一方のケースで、式（３）を満たすように（但し、速度Ｖ２のケースではＶ１をＶ２に置き換えて計算する）電力を制御すればよい。
【００６１】
以上のように、発熱体２０３の制御パターン（第１制御パターン）からＰ２０４（ｔ１）〜Ｐ２０４（ｔ８）を求めた。もちろん、発熱体２０４の制御パターン（第２制御パターン）を決めてから発熱体２０３の制御パターンを計算するのでも良い。
【００６２】
図９を用いて、本実施例における定着ムラの低減効果を説明する。図９のグラフは、搬送速度がＶ１のときの、記録材上の各位置に対する「記録材に付与される熱量に対応する電力」を示したものである。縦軸は、「記録材上の各位置に二本の発熱体により与えられる総熱量」に相当する電力を相対値で示している。横軸は、記録材上における記録材先端から記録材搬送方向の距離（位置）を示している。点線で示しているのは（３）式を考慮せずに決定した制御パターンを用いて電力制御した場合である。実線で示しているのは（３）式を考慮して決定した図８の制御パターンを用いて電力制御した場合であり、記録材に与える電力を点線に対する相対値で示している。点線の制御パターンでは、記録材上の
エリアごとに、付与される電力の大小差が大きい。一方で実線の制御パターンでは付与される電力の大小差が小さい。図９の電力分布比較図を見ればわかるように、本実施例の電力テーブルを用いて電力制御すれば定着ムラの低減効果がある。
【００６３】
図１０を参照して、本発明の実施例１における制御フローについて説明する。図１０は、本実施例における制御フローを示すフローチャート図である。エンジンコントローラ２２０がプリント開始指示を受けてから、まずＳ１０１において交流電源のＺＥＲＯＸ信号の立下りエッジを検出する。次にＳ１０２において、この立下りエッジの周期から交流電源周波数をエンジンコントローラ２２０で計算する。またＳ１０３において、図５で説明した制御ＺＥＲＯＸ信号を生成する。Ｓ１０４において、サーミスタの温度検知によりヒータが異常でなければ、Ｓ１０８において、ヒータの温調を始める時間をＴ＝０として、発熱体２０３、２０４の制御を開始する。以後、Ｓ１０９、Ｓ１１０においてサーミスタによるヒータの温度を監視しながら、ヒータが所望の温度になるように温調を続ける。仮にＳ１１１のように、プリント中に記録材の種類の変更などにより搬送速度に変更の必要が生じたら、もう一度制御パターンを呼び出して制御し直す。例えば、記録材が厚紙の場合、紙に十分に熱を与えるために搬送速度を落とす制御を行う場合がある。また、記録材のサイズの変更によって搬送速度を変更する場合もある。例えば、記録材のサイズが小さい場合、定着構成部品における非通紙部の領域が相対的に広くなるため、プリントを続けていると非通紙部の温度が上昇し過ぎて故障の原因となることがある。そのような場合には、搬送速度を落として温度上昇を抑える制御を行うことがある。
【００６４】
以上により、本実施例のように、（３）式を満たす制御パターンを決定しておいて発熱体を制御すれば、記録材に与える熱量のムラを低減することができる。
【００６５】
［実施例２］
本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成は上記実施例１と同様である。本実施例では、記録材の搬送速度がＶ１とＶ２の二つ存在する場合について説明する。上記実施例１は、搬送速度が複数設定されている装置であっても１つの制御パターン（電力テーブル）を用いて電力制御する。例えば、複数の速度の速度差がわずかな場合には、１つのパターンでムラを出さずにプリントすることが可能であり、そのような場合に好適である。一方、実施例２は、複数の速度を考慮して、それぞれの速度に合わせた制御パターン（電力テーブル）を予め用意しておき、速度が切り替わったらパターンも切り替える制御を行う。
【００６６】
搬送速度Ｖ１における関係式は、（３）式と同じである。一方、搬送速度Ｖ２においては、（５）式を満たすＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）を決定すればよい。
【００６７】
2014006501.tif 000009
【００６８】
本実施例では、搬送速度Ｖ１を２００ｍｍ／ｓｅｃ、搬送速度Ｖ２を１００ｍｍ／ｓｅｃ、距離Ａを２ｍｍ、Ｒ２０３を１７Ω、Ｒ２０４を２７Ω、交流電源周波数を５０Ｈｚとしたときに、（３）式を満たす速度Ｖ１用の第１及び第２電力テーブルと、（５）式を満たす速度Ｖ２用の第１及び第２電力テーブルを作成した。図２１にその例を示す。
【００６９】
図１１は、実際に上記の条件を元にして決定した定着ムラを低減する制御パターンである（電力レベルＰｉｎ＝５０％の例）。本実施例では、先に発熱体２０３の制御パターンを決定し、発熱体２０４の制御パターンが（３）式や（５）式を満足するように計算した。図１１（ａ）は、搬送速度がＶ１のときに使用する制御パターンの例であり、実施例１
と同様である為、説明は省略する。図１１（ｂ）は、搬送速度がＶ２のときに使用する制御パターンの例である。前述した条件により、発熱体２０３と発熱体２０４の間をＹ点が進む時間は、２０ｍｓｅｃである。よって、下記（６）式を（５）式に当てはめて計算した。
【００７０】
2014006501.tif 000010
【００７１】
例えば図１１（ｂ）の場合、Ｐ２０３（ｔ１）は、５０％であるので、発熱体２０３による発熱量の割合（電力の割合）Ｅ２０３（ｔ１）は（１）式より、３０．６８％である。Ａ／Ｖ２ｓｅｃ後、つまり時刻ｔ２に発熱体２０４に与える電力の割合は、（５）式より、１９．３２％であれば良い為、これを換算してＰ２０４（ｔ３）は２．５％刻みで最小の誤差である５０％とした。以上のように、発熱体２０３の制御パターンからＰ２０４（ｔ１）〜Ｐ２０４（ｔ８）を求めた。もちろん、発熱体２０４の制御パターンを決めてから発熱体２０３の制御パターンを計算するのでも良い。
【００７２】
図１２（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例における定着ムラの低減効果を説明する。図１２（ａ）のグラフは、搬送速度がＶ１のときの、記録材上の各位置に対する「記録材に付与される熱量に対応する電力」を示したものである。図１２（ｂ）のグラフは、搬送速度がＶ２のときのグラフである。縦軸、横軸は、図９と同様である。点線で示しているのは（３）、（５）式を考慮せずに決定した制御パターンを用いて電力制御した場合である。実線で示しているのは（３）、（５）式を考慮して決定した図１１の制御パターンを用いて電力制御した場合であり、記録材に与える電力を点線に対する相対値で示している。点線の制御パターンでは、記録材のエリアごとに、付与される電力の大小差が大きい。一方で実線の制御パターンでは付与される電力の大小差が小さい。図１２の電力分布比較図を見ればわかるように、本実施例の電力テーブルを用いて電力制御すれば、記録材の搬送速度の設定が複数ある装置でも定着ムラの低減効果がある。
【００７３】
図１３を参照して、本発明の実施例２における制御フローについて説明する。図１３は、本実施例における制御フローを示すフローチャート図である。エンジンコントローラ２２０がプリント開始指示を受けてから、Ｓ１０４までは、実施例１（図１０）と同様である。Ｓ１０５において、記録材サイズ等を検知して、Ｓ１０６、Ｓ１１２において、搬送速度を記録材サイズ等の条件から決定する。Ｓ１０７、Ｓ１１３において、予めエンジンコントローラのメモリに記憶しておいた制御パターンを搬送速度に応じて呼び出す。その後、Ｓ１０８において、ヒータの温調を始める時間をＴ＝０として、発熱体２０３、２０４の制御を開始する。以後は、実施例１（図１０）とフローは同じであり、説明は省略する。
【００７４】
以上により、本実施例のように、搬送速度が二つある場合においても、それぞれの搬送速度において（３）、（５）式を満たす制御パターンを決定しておいて発熱体を制御すれば、記録材に与える発熱量のムラを低減できる。本実施例においては二つの搬送速度の構成において説明したが、二つ以上の複数の搬送速度を持つ構成においても、それぞれの搬送速度に応じた制御パターンを用意して制御を切り替えれば同様の効果を出すことができる。
【００７５】
［実施例３］
本実施例における画像形成装置の構成は上記実施例１と同様である。本実施例では、発熱パターンが図３の（ｃ）のような構成の場合の制御パターンについて説明する。図３（
ｃ）は、３つのトライアック夫々で駆動される３本の発熱体を配置して、記録材上の任意のＹ点が、発熱体２０３、発熱体２０４、発熱体２０５の順に通過する構成である。よって、それぞれの発熱体に供給する電力の割合は（７）〜（９）式から計算する。
【００７６】
2014006501.tif 000011
【００７７】
2014006501.tif 000012
【００７８】
2014006501.tif 000013
【００７９】
そして、定着ムラを低減する為には、電力の割合の総和が以下の（１０）式に示す関係にする必要がある。
【００８０】
2014006501.tif 000014
【００８１】
記録材が所定の搬送速度Ｖ１で搬送され、記録材上の任意の点Ｙが、任意の時刻ｔに発熱体２０３より熱を与えられ、点Ｙは時間（Ａ／Ｖ１）後、発熱体２０４により熱を与えられる。点Ｙは更に、時間（Ｂ／Ｖ１）後、発熱体２０５により熱を与えられる。Ｂは発熱体２０４と発熱体２０５の距離である。（１０）式の左辺は、発熱体２０３〜２０５に供給する電力の割合を足し合わせている。一方、右辺は、実施例１と同様、１制御周期内で３本の発熱体に供給する電力の割合であり、印字中にサーミスタ２２２で検出した温度に応じて、切り換える供給電力の割合である。また実施例２と同様、搬送速度Ｖ１とＶ２の設定がある場合は、（１０）式と（１１）式を利用して決定した電力テーブルを設定する。
【００８２】
2014006501.tif 000015
【００８３】
本実施例では、記録材の搬送速度Ｖ１を２００ｍｍ／ｓｅｃ、発熱体２０３と発熱体２０４の距離Ａを２ｍｍ、発熱体２０４と発熱体２０５の距離Ｂを２ｍｍとした。また、実施例１と同様、Ｒ２０３を３０Ω、Ｒ２０４を２０Ω、Ｒ２０５を１０Ωとし、商用電源周波数を５０Ｈｚとした。これらの条件のときに、（１０）式を満たすようなＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）、Ｐ２０５（ｔ）を決定した。また、Ｖ２が１００ｍｍ／ｓｅｃの場合、速度Ｖ２に応じたＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）、Ｐ２０５（ｔ）を設定する。このように、搬送速度別に別々の制御パターン（電力テーブル）を設定する。その際、Ｐ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）、Ｐ２０５（ｔ）は２．５％間隔で決定することと、全発熱体の電流の正負対称性を満足させることを理由に、（１０）（１１）式の左辺の結果が、Ｐｉｎと等しくならない場合がある。その場合でも、左辺がＰｉｎに対して最小の差に
なるようにすれば良い。また、高調波やフリッカへの影響を考慮しつつ、最小の差になるようにしても良い。
【００８４】
図１４は、実際に上記の条件から定着ムラを低減する制御パターンを決定した例である（Ｐｉｎ＝５０％の場合）。本実施例では、先に発熱体２０３と発熱体２０４の制御パターンを決定し、発熱体２０５の制御パターンが（１０）（１１）式を満足するように計算した。図１４（ａ）は、搬送速度がＶ１の時に使用する制御パターンの例であり、発熱体２０３と発熱体２０４の間をＹ点が進む時間は、１０ｍｓｅｃである。交流電源周波数５０Ｈｚの半波は１０ｍｓｅｃである為、下記（１２）式を（１０）式に当てはめて計算した。
【００８５】
2014006501.tif 000016
つまり、
2014006501.tif 000017
の関係になるように計算した。
【００８６】
発熱体間隔Ａを搬送速度Ｖ１で進む時間が交流電源の半波の時間と異なっても、定格周波数以内であれば、（１０）式を用いて計算した。例えば、Ｐ２０３（ｔ１）は５０％、Ｐ２０４（ｔ２）は０％であるので、Ｅ２０３（ｔ１）とＥ２０４（ｔ２）は（７）、（８）式より、それぞれ９．０９％、０％である。Ｙ点がＢ／Ｖ１ｓｅｃ移動した後、つまり時刻ｔ３に発熱体２０５に与える電力の割合Ｅ２０５（ｔ３）は、（１０）式より、４０．９１％であれば良い為、これを換算してＰ２０５（ｔ３）は２．５％刻みで最小の誤差である７５％とした。以上のように、発熱体２０３の制御パターンからＰ２０４（ｔ１）〜Ｐ２０４（ｔ８）、Ｐ２０５（ｔ１）〜Ｐ２０５（ｔ８）を求めた。もちろん、３本の内どの発熱体を基準に制御パターンを計算するのでも良い。
【００８７】
一方、図１４（ｂ）は、搬送速度がＶ２の時に使用する制御パターンの例である。前述した条件により、発熱体２０３と発熱体２０５の間をＹ点が進む時間は、２０ｍｓｅｃである。よって、下記（１３）式を（１１）式に当てはめて計算した。
【００８８】
2014006501.tif 000018
つまり、
2014006501.tif 000019
の関係になるように計算した。
【００８９】
発熱体２０５の制御パターンを導くまでの計算方法は前述した方法と同様の為、詳細な説明は省略する。
【００９０】
図１５（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例における定着ムラの低減効果を説明する。図
１５（ａ）のグラフは、搬送速度がＶ１の時の、記録材の各位置に対する「記録材に付与される電力」を示したものである。図１５（ｂ）のグラフは、搬送速度がＶ２の時のグラフである。また、縦軸は、「記録材の各位置に３本の発熱体により与えられる総電力」を相対値で示している。点線で示しているのは（１０）、（１１）式を考慮せずに決定した制御パターンを用いて電力制御した場合である。実線で示しているのは（１０）、（１１）式を考慮して決定した図１４の制御パターンを用いて電力制御した場合であり、記録材に与える電力を点線に対する相対値で示している。点線の制御パターンでは、記録材のエリアごとに、付与される電力の大小差が大きい。一方で実線の制御パターンでは付与される電力の大小差が小さい。このように、本例によれば定着ムラの低減効果がある。
【００９１】
また、制御フローチャートは、図１３と同様であり、その説明は上記実施例と同様であるため省略する。
【００９２】
このように、発熱体の本数が３本以上ある装置構成においても、（１０）、（１１）式を満たす制御パターンを決定しておいて各発熱体を制御すれば、定着ムラを低減した印刷をすることができる。
【００９３】
［実施例４］
本実施例における画像形成装置の構成は上記実施例１と同様である。本実施例では、発熱パターンが図３（ｄ）のような発熱体２０３が枝分かれする構成の場合の制御パターンについて説明する。図３（ｄ）は、１つのトライアックで駆動される発熱体２０３を分岐させた構成であり、記録材上の任意のＹ点が、発熱体２０３、発熱体２０４、もう一度発熱体２０３を通過する構成となる。以下、先に通過する発熱体２０３を上流の発熱体２０３、もう一度通過する発熱体２０３を下流の発熱体２０３と呼んで説明する。
【００９４】
この構成において定着ムラを低減する為には、電力の総和が以下の（１４）式に示す関係にする必要がある。
【００９５】
2014006501.tif 000020
【００９６】
記録材が所定の搬送速度Ｖ１で搬送され、記録材上の任意の地点Ｙが、任意の時刻ｔに上流の発熱体２０３より熱を与えられ、その後、上流の発熱体２０３と発熱体２０４の間Ａを移動後、発熱体２０４により熱を与えられる。（１４）式の左辺は、上流の発熱体２０３により与えられる熱量に相当する電力と、発熱体２０４により与えられる熱量に相当する電力と、を足し合わせている。更には、発熱体２０４と下流の発熱体２０３の間Ｂを移動後に下流の発熱体２０３により与えられる熱量に相当する電力も足し合わせている。尚、発熱体２０３は１：１の抵抗比で分岐している。一方、右辺は実施例１と同様、１制御周期内で３本の発熱体に供給する電力の割合であり、印字中にサーミスタ２２２で検出した温度に応じて、切り換える供給電力の割合である。また、実施例２と同様、搬送速度を複数もつ場合は、（１５）式も利用する。
【００９７】
2014006501.tif 000021
【００９８】
本実施例では、実施例２と同様、記録材の搬送速度Ｖ１を２００ｍｍ／ｓｅｃ、上流の発熱体２０３と発熱体２０４の距離Ａを２ｍｍ、発熱体２０４と下流の発熱体２０３の距離Ｂを２ｍｍとした。また、Ｒ２０３を１７Ω、Ｒ２０４を２７Ωとし、商用電源周波数を５０Ｈｚとした。これらの条件のときに、（１４）式を満たすようなＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）を決定した。また、Ｖ２を１００ｍｍ／ｓｅｃとた場合のＰ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）を（１４）式を満たすように決定した。このように、搬送速度別に別々の制御パターンを設定した。その際、Ｐ２０３（ｔ）、Ｐ２０４（ｔ）は２．５％間隔で決定することと、全発熱体の電流の正負対称性を満足させることを理由に、（１４）（１５）式の左辺の結果が、供給電力Ｐｉｎと等しくならなくても、Ｐｉｎに対して最小の差になるようにすれば良い。また、高調波やフリッカへの影響を考慮しつつ、最小の差になるようにしても良い。
【００９９】
図１６は、実際に上記の条件を元にして決定した定着ムラを低減する制御パターンである（電力レベルＰｉｎ＝５０％の場合）。本実施例では、先に発熱体２０３の制御パターンを決定し、発熱体２０４の制御パターンが（１４）、（１５）式を満足するように計算した。図１６（ａ）は、搬送速度がＶ１の時に使用する制御パターンの例であり、上流側発熱体２０３と発熱体２０４の間ＡをＹ点が進む時間は、１０ｍｓｅｃである。発熱体２０４と下流側発熱体２０４の間ＢをＹ点が進む時間も１０ｍｓｅｃである。交流電源周波数５０Ｈｚの半波は１０ｍｓｅｃである為、実施例１と同様（１２）式を（１４）に当てはめて計算した。
つまり、
2014006501.tif 000022
の関係になるように計算した。
発熱体間隔Ａ又はＢを搬送速度Ｖ１で進む時間が交流電源の半波の時間と異なっても、定格周波数以内であれば、（１４）式を用いて計算した。
【０１００】
例えば、Ｐ２０３（ｔ１）、Ｐ２０３（ｔ３）は、５０％と５０％であるので、発熱体２０３による発熱量の割合（電力の割合）Ｅ２０３（ｔ１）／２＋Ｅ２０３（ｔ３）／２は（１）式より、３０．６８％である。Ａ／Ｖ１ｓｅｃ後、つまり時刻ｔ２に発熱体２０４に与る電力の割合は、（１４）式より、１９．３２％であれば良い為、これを換算してＰ２０４（ｔ２）は２．５％刻みで最小の誤差である５０％とした。以上のように、発熱体２０３の制御パターンからＰ２０４（ｔ１）〜Ｐ２０４（ｔ８）を求めた。もちろん、発熱体２０４の制御パターンを決めてから発熱体２０３の制御パターンを計算するのでも良い。
【０１０１】
一方、図１６（ｂ）は、搬送速度がＶ２の時に使用する制御パターンの例である。前述した条件により、上流の発熱体２０３と下流の発熱体２０３の間をＹ点が進む時間は、２０ｍｓｅｃである為、実施例３と同様（１３）式を（１５）に当てはめて計算した。
つまり、
2014006501.tif 000023
の関係になるように計算した。
発熱体２０４の制御パターンを導くまでの計算方法は前述した方法と同様の為、詳細な説明は省略する。
【０１０２】
図１７（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例における定着ムラの低減効果を説明する。図１７（ａ）のグラフは、搬送速度がＶ１の時の、記録材の各位置に対する「記録材に付与される電力」を示したものである。図１７（ｂ）のグラフは、搬送速度がＶ２の時のグラフである。また、縦軸は、「記録材の各位置に３本の発熱体により与えられる総電力」を相対値で示している。点線で示しているのは（１４）式を考慮せずに決定した制御パターンを用いて電力制御した場合である。実線で示しているのは（１４）式を考慮して決定した図１６の制御パターンを用いて電力制御した場合であり、記録材に与える電力を点線に対する相対値で示している。点線の制御パターンでは、記録材のエリアごとに、付与される電力の大小差が大きい。一方で実線の制御パターンでは付与される電力の大小差が小さい。このように、本実施例の制御を行えば、定着ムラの低減効果がある。また、制御フローチャートは、図１３と同様であり、その説明は上記実施例と同様であるため省略する。
【０１０３】
このようにして、発熱体を分岐するなどして発熱体間隔が複数ある構成においても、定着ムラを低減した印刷をすることができる。
【０１０４】
［実施例５］
本実施例における画像形成装置の構成は上記実施例１と同様である。本実施例では、搬送速度が切り替わっても、制御パターン（電力テーブル）を切り替えずに制御する場合について説明する。ヒータは、実施例４同様、図３（ｄ）に示す構成である。記録材の搬送速度Ｖ１及びＶ２も実施例４と同じである。
【０１０５】
実施例４で説明したように、定着ムラを低減する為には、電力の総和が（１４）、（１５）式に示す関係にする必要がある。
【０１０６】
図１８は本実施例の制御パターン例である（Ｐｉｎ＝５０％）。搬送速度Ｖ１を２００ｍｍ／ｓｅｃとした為、上流の発熱体２０３と発熱体２０４の間ＡをＹ点が進む時間は、交流電源周波数５０Ｈｚの周期の半分と同じ１０ｍｓｅｃである。発熱体２０４と下流の発熱体２０３の間Ｂを移動する時間も１０ｍｓｅｃである。Ｖ２は１００ｍｍ／ｓｅｃとした為、距離Ａと距離Ｂを移動する時間は共に交流電源周波数５０Ｈｚの周期と同じ２０ｍｓｅｃである。また、発熱体間隔Ａ又はＢを搬送速度Ｖ１で進む時間が交流電源の半波の時間と異なっても、定格周波数以内であれば、（１４）式を用いて計算した。
【０１０７】
例えば、Ｖ１の速度において、Ｐ２０３（ｔ３）、Ｐ２０３（ｔ５）は、０％と１００％であるので、発Ｅ２０３（ｔ３）／２＋Ｅ２０３（ｔ５）／２は（１）式より、３０．６８％である。Ａ／Ｖ１ｓｅｃ後、つまり時刻ｔ４に発熱体２０４に与える電力の割合は、（１４）式より、１９．３２％（＝５０％−３０．６８％）であれば良い為、これを電力に換算してＥ２０４（ｔ４）は２．５％刻みで最小の誤差である電力５０％としたい。しかし、一方で、速度Ｖ２においては、Ｅ２０４（ｔ４）に必要される値は、Ｅ２０３（ｔ２）／２＋Ｅ２０３（ｔ６）／２が１５．３４％であることから、Ｐｉｎを５０％にするにはＥ２０４（ｔ４）として３４．６６％の値が必要である。これを換算して２．５％刻みの最小差である電力の割合は９０％となる。ここでは、Ｐ２０４（ｔ４）の値として、５０％と９０％の間の７０％と決定することで、搬送速度をＶ１とＶ２に切り替えても定着ムラを抑制する効果が出るようにした。以上のようにして、発熱体２０３の制御パターンからＰ２０４（ｔ１）〜Ｐ２０４（ｔ８）を求めた。もちろん、発熱体２０４の制御パターンを決めてから発熱体２０３の制御パターンを計算するのでも良い。
【０１０８】
図１９（ａ）、（ｂ）を用いて、本実施例における定着ムラの低減効果を説明する。図１９（ａ）のグラフは、搬送速度がＶ１の時の、記録材の各位置に対する記録材に付与される電力を示したものである。図１９（ｂ）のグラフは、搬送速度がＶ２の時のグラフである。点線で示しているのは（１４）式を考慮せずに決定した制御パターンを用いて電力
制御した場合である。実線で示しているのは（１４）式を考慮して決定した図１８の制御パターンを用いて電力制御した場合であり、記録材に与える電力を点線に対する相対値で示している。点線の制御パターンでは、記録材のエリアごとに付与される電力の大小差が大きい。一方で実線の制御パターンでは付与される電力の大小差が小さい。電力の大小が小さくなる程度は実施例４に及ばないものの、定着ムラとしては、出力画像を見てムラと判断できないレベルまで低減できていれば問題ない。また、搬送速度Ｖ２が、定着ムラが生じにくい速度である場合、影響度が大きいＶ１のみを考慮して制御パターンを設定しても良い。
【０１０９】
また、制御フローチャートは、図１０と同様であり、その説明は上記実施例と同様であるため省略する。
【０１１０】
このように、搬送速度が複数ある構成においても、制御パターンは１つで定着ムラの低減効果を出すこともできる。
【０１１１】
上記各実施例は、可能な限り互いに組み合わせた構成を採用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１１５…定着器、２０１…交流電源（商用電源）、２０３…発熱体、２０４…発熱体、２２０…エンジンコントローラ、２２４…セラミックヒータ
【図１】
2014006501.tif 000027
【図２】
2014006501.tif 000028
【図３】
2014006501.tif 000029
【図４】
2014006501.tif 000030
【図５】
2014006501.tif 000031
【図６】
2014006501.tif 000032
【図７】
2014006501.tif 000033
【図８】
2014006501.tif 000034
【図９】
2014006501.tif 000035
【図１０】
2014006501.tif 000036
【図１１】
2014006501.tif 000037
【図１２】
2014006501.tif 000038
【図１３】
2014006501.tif 000039
【図１４】
2014006501.tif 000040
【図１５】
2014006501.tif 000041
【図１６】
2014006501.tif 000042
【図１７】
2014006501.tif 000043
【図１８】
2014006501.tif 000044
【図１９】
2014006501.tif 000045
【図２０】
2014006501.tif 000046
【図２１】
2014006501.tif 000047