(57)【要約】【課題】  定着ヒータの電流を位相制御して温調する定着器を備えた画像形成装置において、一定期間（時間）のＡＣの＋側と−側の消費電力を同じにする。【解決手段】  定着器の温調制御を位相制御で行う機種において、温度を検知後、ヒータのＯＮ／ＯＦＦをする際にＡＣの＋側での位相角と同じ位相角で−側もＯＮする。そして、位相角を切り換えるタイミングは全波単位で切り換える。また定着器の温調制御を一定時間周期で出力パターンの切り換えを行う機種において、出力パターンをＡＣ＋側の位相角と同じ位相角の−側のＯＮ波形を一定時間周期内に生成する。【選択図】  図９
2006145978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置であって、
記録媒体上に担持された未定着画像を熱定着させる定着手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段を加熱するために商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱手段と、
前記商用電源からの電力を位相制御する位相制御手段と、
前記温度検出手段が検出した検出情報により前記発熱手段の熱量を制御するために、前記発熱手段に流す電力を制御する前記位相制御手段の位相角を決定し、信号を出力する位相角制御信号出力手段とを備え、
前記位相角制御信号出力手段は、一定時間における交流電源電圧の正側と負側の消費電力が等しくなるように、交流電源電圧の正側の位相角と負側の位相角を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記位相角制御信号出力手段は、位相角の切り替えを交流電源電圧の正負もしくは負正の２半波分単位で切り換え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】
前記位相角制御信号出力手段は、あらかじめ決められたＮ（＝偶数）半波で構成される複数のパターンをもち、該各パターンは交流電源電圧の正側で出力された位相角のタイミングと同じ位相角のタイミングが負側にも存在するパターンで構成され、前記パターン単位で信号を出力す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４】
前記位相角制御信号出力手段は、あらかじめ決められたＮ（＝偶数）半波で構成される複数のパターンをもち、該各パターンは交流電源電圧の正側と負側の消費電力が等しくなるような位相角で構成されたパターンで、前記パターン単位で信号を出力す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５】
電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置であって、
記録媒体上に担持された未定着画像を熱定着させる定着手段と、
前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着手段を加熱するために商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱手段と、
前記商用電源からの電力を位相制御する位相制御手段と、
前記温度検出手段が検出した検出情報により前記発熱手段の熱量を制御するために、前記発熱手段に流す電力を制御する前記位相制御手段の位相角を決定し、信号を出力する位相角制御信号出力手段とを備え、
前記発熱手段が複数で構成される場合に、位相角制御信号出力手段は一定時間における交流電源電圧の正側と負側の消費電力が等しくなるように、各発熱手段の交流電源電圧の正側の位相角と負側の位相角を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記発熱手段が複数の等しい消費電力の発熱手段で構成される場合に前記位相角制御信号出力手段は２半波を１単位として制御し、１半波目で複数の発熱手段各々に出力した位相角の信号と同じ位相角の信号を、２半波目で複数の発熱体のいづれかに出力することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記発熱手段が複数の等しい消費電力の発熱手段で構成される場合に、前記位相角制御信号出力手段は、あらかじめ決められたＮ（＝偶数）半波で構成される複数のパターンをもち、該各パターンは複数の発熱手段各々に出力した交流電源電圧の正側で出力された位相角のタイミングと同じ位相角のタイミングが、複数の発熱体のいづれかの負側にも存在するパターンで構成され、前記パターン単位で信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記発熱手段が複数の等しい消費電力の発熱手段で構成される場合に、前記前記位相角制御信号出力手段は、あらかじめ決められたＮ（＝偶数）半波で構成される複数のパターンをもち、該各パターンは交流電源電圧の正側（複数の発熱手段の合計）と負側（複数の発熱手段の合計）の消費電力が等しくなるような位相角で構成されたパターンで、前記パターン単位で信号を出力することを特徴とする請求項５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、トナー像を転写紙上に定着させるヒータ等のヒータ制御を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いたレーザプリンタ等の画像形成装置は、画像を熱定着させる熱定着装置を有している。この熱定着装置は、電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された未定着画像（トナー像）を転写紙上に定着させるものであり、その種類としてはハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒータなど（以下面発ヒータ）を熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が知られている。
【０００３】
一般的に、上記のような熱定着装置のヒータは、トライアック等のスイッチング制御素子を介して商用電源等の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。また、定着器には温度検出素子、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器の温度が検出され、その検出温度情報をもとに、エンジンコントローラがスイッチング素子をオン／オフ制御することにより、ヒータへの電力供給をオン／オフし、定着器の温度が目標の一定温度に温度制御される。
【０００４】
特に、面発ヒータのオン／オフ制御は交流電源の波数制御又は位相制御により行われる。この波数制御又は位相制御は、入力された交流電源の正から負、又は負から正に切替わるポイントを含み、電源電圧の大きさがあるしきい値以下になったことを報知する信号（以下、「ゼロクロス信号」という。）を基に、トリガをかけて行われる。
【０００５】
該熱定着装置の熱源に面発ヒータを用いて位相制御を行うことで温調するには、該温度検出素子により検出された温度情報に基づき面発ヒータに流す位相角度を変化させることで行っている（該トライアックのスイッチタイミングを制御）。この場合、位相角度の制御は温度検知を行い、それに応じて位相角度を決定して制御する方式と、温度検知を一定間隔で行い、それに応じてあらかじめ決められた出力パターンにより制御する方式がある。該出力パターンはあらかじめ決められた固定の波数で、さらに温度に対して最適な温調ができるような位相角度のパターンの組み合わせで構成される。
【特許文献１】特開２０００−４７５２０
【特許文献２】特開平１０−３４００１６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術のようにどちらの方式で制御する場合においても商用ＡＣ電源の＋側と−側を対称にするような制御は行っていない（最適な温度制御が優先されるパターンであり、対称になっていない）為、ＡＣ電源の＋側と−側で消費電力が等しくなっていない。
【０００７】
エレクトロマイグレーション防止のため、特開平１０−３４００１６では＋側と−側が１８０度点対称の波形にする提案があり、結果的には＋側と−側で消費電力が等しいものとなる。
【０００８】
しかしながら、一周期という中だけでの考慮しか行われておらず、出力パターンに大きな制限を受けることになる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、一周期という枠にとらわれず、面発ヒータのＡＣ電源の＋側と−側の位相角のタイミングを制御することにより、面発ヒータを用いた定着装置において、パターンに自由度を持たせながら、ＡＣ電源の＋側と−側での消費電力を等しくすることで安定した電源供給に寄与できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は、このような課題および他の課題の少なくとも１つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置であって、記録媒体上に担持された未定着画像を熱定着させる定着手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段を加熱するために商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱手段と、前記商用電源からの電力を位相制御する位相制御手段と、前記温度検出手段が検出した検出情報により前記発熱手段の熱量を制御するために、前記発熱手段に流す電力を制御する前記位相制御手段の位相角を決定し、信号を出力する位相角制御信号出力手段とを備え、前記位相角制御信号出力手段は、一定時間における交流電源電圧の正側と負側の消費電力が等しくなるように、交流電源電圧の正側の位相角と負側の位相角を制御する。
【００１２】
また、電子写真方式に従って画像を形成する画像形成装置であって、記録媒体上に担持された未定着画像を熱定着させる定着手段と、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段と、前記定着手段を加熱するために商用電源の電圧を印加して発熱させる発熱手段と、前記商用電源からの電力を位相制御する位相制御手段と、前記温度検出手段が検出した検出情報により前記発熱手段の熱量を制御するために、前記発熱手段に流す電力を制御する前記位相制御手段の位相角を決定し、信号を出力する位相角制御信号出力手段とを備え、前記発熱手段が複数で構成される場合に、位相角制御信号出力手段は一定時間における交流電源電圧の正側と負側の消費電力が等しくなるように、各発熱手段の交流電源電圧の正側の位相角と負側の位相角を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一周期という枠にとらわれず、面発ヒータのＡＣ電源の＋側と−側の位相角のタイミングを制御することにより、面発ヒータを用いた定着装置において、パターンに自由度を持たせながら、ＡＣ電源の＋側と−側での消費電力を等しくすることで安定した電源供給に寄与できる画像形成装置を提供することができる。また、複数本ヒータを用いたときにも、ＡＣ電源の＋側と−側での消費電力を等しくする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、カラー画像形成装置の例示的な断面図である。このカラー画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これら４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されており、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されている。次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１６】
画像形成開始信号が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれ一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって一様に負極性に帯電される。そして、露光装置７は、外部から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ発光素子から照射し、ポリゴンレンズ、反射ミラー等を経由し各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に各色の静電潜像を形成する。
【００１７】
そして、まず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａにより、イエローのトナーを付着させてトナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部３２ａにて、一次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ５ａにより、駆動されている中間転写ベルト８上に一次転写される。
【００１８】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、一次転写部３２ｂにて転写される。
【００１９】
この時、各感光ドラム２上に残留した転写残トナーは、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに設けられたクリーナブレード等により掻き落とされ、回収される。
【００２０】
以下、同様にして、中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に画像形成部１Ｃ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。
【００２１】
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が、二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２間の二次転写部３４に移動されるタイミングに合わせて、給紙カセット１７又は手差しトレイ２０から選択されて搬送パス１８を通して給紙される転写材（用紙）Ｐが、レジストローラ１９により二次転写部３４に搬送される。二次転写部３４に搬送された転写材Ｐに、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された二次転写ローラ１２により、フルカラーのトナー像が一括して二次転写される。
【００２２】
フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは、定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂとの間の定着ニップ部３１でフルカラーのトナー像が加熱、加圧されて転写材Ｐの表面に熱定着された後に、排紙ローラ２１によって本体上面の排紙トレイ２２上に排出されて、一連の画像形成動作を終了する。
【００２３】
本実施の形態では、上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に配置したが、これは装置の特性で決定されるものでこの限りではない。
【００２４】
図２は、実施形態に係るカラー画像形成装置を制御するためのコントローラ部１５０および画像処理部３００のブロック図である。画像処理装置１００の基本制御を行うＣＰＵ２０１であり、装置本体の制御手順（制御プログラム）を記憶したＲＯＭ２０３（読み取り専用メモリ）からプログラムを順次読み取り、実行する。ＣＰＵ２０１のアドレスバスおよびデータバスは、バスドライバ及びアドレスデコーダ回路２０２をへて各負荷に接続されている。また、２０４は入力データの記憶や作業用記憶領域等として用いる主記憶装置であるところのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）である。
【００２５】
Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、操作者がキー入力を行い、装置の状態等を液晶、ＬＥＤを用いて表示する操作パネル１５１や給紙系、搬送系、光学系の駆動を行うモーター類２０７、クラッチ類２０８、ソレノイド類２０９、また、搬送される用紙を検知するための紙検知センサ類２１０等の装置の各負荷に接続される。各画像形成部には現像器内のトナー量を検知するトナー残検センサ２１１が配置されており、その出力信号がＩ／Ｏポート２０６に入力される。さらに、各負荷のホームポジション、ドアの開閉状態等を検知するためのスイッチ類２１２の信号もＩ／Ｏポート２０６に入力される。高圧ユニット２１３は、ＣＰＵの指示に従って、前述の１次帯電器３、現像装置４、一次転写部、二次転写部へ高圧を出力する。オンデマンドヒータ１６には、オンオフ信号によってＡＣ電圧が供給される。
【００２６】
画像処理部３００にもＣＰＵ等を搭載しており、前記ＣＰＵ２０１とシリアル信号などで接続されており通信を行い、エンジン部への出力タイミング等のやり取りを行う。また、接続されたパソコン１０６などから出力された画像信号が入力されると画像処理を行い、エンジン部へ画像データを出力する。前記画像処理部３００からの画像データに従って、レーザユニット７から出力されるレーザ光は感光ドラム２を照射し、露光するとともに非画像領域において受光センサであるところの２１４のビーム検知センサによって発光状態が検知され、その出力信号がＩ／Ｏポート２０６に入力される。
【００２７】
図３は、実施形態に係るカラー画像形成装置の例示的なレーザースキャナユニット７の上視図を記す。ＢＤセンサはレーザドライバ基板上に実装されておりＢｋ用感光ドラム２ｄの走査開始側に取り付けられている。
【００２８】
Ｂｋ用感光ドラム以外へのレーザ露光走査もＢＤセンサ２１４でのビーム検知信号をもとに行われる。図６のようにレーザ光を同じ方向から照射した場合は、Ｙ用、Ｍ用感光体へのレーザ露光走査は、主走査の後端側から露光することになり、Ｃ用、Ｋ用感光体への露光とは逆方向となる。この場合はＹ用、Ｍ用ビデオデータの１ライン分をＬＩＦＯ（Ｌａｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）メモリ等に入れ画像の順番を入れ替えるのが普通である。レーザ光が同じ方向から照射されるのでなく、Ｙ用、Ｍ用感光体にするポリゴンモーターの回転方向の上流側にレーザ発光部がある場合はＬＩＦＯを用いる必要はない。
【００２９】
次に図７以下を用いて本発明のオンデマンドヒータ定着装置（以下定着装置）の位相制御について説明する。
【００３０】
図４は、実施形態に係るカラー画像形成装置の例示的な定着装置の構成図である。セラミックヒータ７０１、定着フィルム７０２、加圧ローラ７０３、コの字板金７１１、温度検知用サーミスタ７１２、ホルダ７１３、セルフバイアス回路７１４を示す。セラミックヒータ７０１はセラミックに発熱パターンを印刷したヒータ（図５参照）で１秒間で５０℃ほど温度上昇する極めて応答性の高いヒータである。定着フィルム７０２は金属を基材とし、その上に３００μｍほどのゴム層、さらにフッ素表面処理を施したフィルムで、熱容量が極めて小さく、ニップ部のみヒータの熱を伝える。７０３は、硬度６０°程度のローラで定着フィルム７０２を摩擦駆動している。７１１は定着フィルム７０２を内側から加圧ローラ７０３に加圧しているコの字板金で、加圧力は１８０Ｎ程度である。ヒータの温度を検知するサーミスタ７１２は、ヒータ中央に配置させるメインサーミスタで定着温度制御のための温度を検知している。ヒータ端部に配置されるサブサーミスタ（不図示）は、小サイズ紙などを通紙した際の非通紙部の温度上昇を検知している。
【００３１】
図５は、図４のヒータ７０１の平面図であり、発熱体７０４、電極７０５である。電極７０５の両端に電圧を印加することで発熱体７０４が発熱する。本ヒータの発熱体のパターンは一例であり、定着装置の特性等に応じてさまざまである。
【００３２】
次に、上記定着装置１６におけるセラミックヒータ７０１の駆動、制御を行うヒータ駆動、制御回路について説明する。
【００３３】
図６は、本発明によるセラミックヒータ７０１の駆動、制御を行うヒータ駆動・制御回路の回路構成を示す回路図である。図６に示すように、本発明によるヒータ駆動・制御回路は、本プリンタ全体に電力を供給する交流電源９０１、この交流電源９０１にＡＣフィルタ９０２を介して接続されたセラミックヒータ７０１、ＡＣフィルタ９０２及びセラミックヒータ７０１間に接続されたトライアック９０４，抵抗９０５，９０６、この抵抗９０５，９０６間に直列接続されたフォトトライアックカプラ９０７、このフォトトライアックカプラ９０７に一端が接続された抵抗９０８、フォトトライアックカプラ９０７にコレクタ端子を接続したトランジスタ９０９、このトランジスタ９０９のベース端子に接続された抵抗９１０、この抵抗９１０の一端を接続したＣＰＵ２０１で構成される。
【００３４】
商用電源等の交流電源９０１は、ＡＣフィルタ９０２を介してセラミックヒータ７０１へ電力を供給することによりセラミックヒータ７０１を発熱させる。このセラミックヒータ７０１への供給電力は、トライアック９０４により通電、遮断が行われる。抵抗９０５，９０６は、トライアック９０４のためのバイアス抵抗であり、また、フォトトライアックカプラ９０７は、１次、２次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光ダイオードに通電することによりトライアック９０４がオンされる。抵抗９０８は、フォトトライアックカプラ９０７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９０９によりオン／オフされる。トランジスタ９０９は、抵抗９１０を介してＣＰＵ２０１からのＯＮ信号にしたがって動作する。
【００３５】
次に図７、８を用いて位相制御を行う際に使用するゼロクロス信号の回路構成に関する説明をする。
【００３６】
図７に示すように、ゼロクロス検出回路は、ＡＣフィルタ９０２を介して交流電源９０１が入力されるダイオードブリッジ９３１、このダイオードブリッジ９３１の出力端子に接続される保護抵抗９３２、この保護抵抗９３２とダイオードブリッジ９３１のマイナス端子間に接続され交流電源９０１に対してループ形成する抵抗９３３，コンデンサ９３５及び抵抗９３６、これらループを形成する回路素子に並列接続されたトランジスタ９３７、抵抗９３８、このトランジスタ９３７によって抵抗９３８を介して駆動されるフォトカプラ９４２、このフォトカプラ９４２で構成される。
【００３７】
ダイオードブリッジ９３１には、ＡＣフィルタ９０２を介して交流電源９０１が入力される。このダイオードブリッジ９３１により全波整流された交流信号は保護抵抗９３２を介して、抵抗９３３，コンデンサ９３５，抵抗９３６を通り、ダイオードブリッジ９３１のマイナス端子に入力され、交流電源９０１に対して電流ループが形成される。トランジスタ９３７には、交流電源９０１の電圧と、抵抗９３２，９３３，コンデンサ９３５，抵抗９３６によって決定される電圧が入力される。ここで、交流電源９０１の電圧が、抵抗９３２，９３３，コンデンサ９３５，抵抗９３６，トランジスタ９３７によって決定されるスライス電圧Ｖｔｈ以下であれば、トランジスタ９３７はオフとなり、上記スライス電圧Ｖｔｈ以上であればオンとなる。トランジスタ９３７の出力は、フォトカプラ９４２を駆動する。
【００３８】
フォトカプラ９４２は、１次−２次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。上記のようなゼロクロス検出回路において、交流電源９０１が上記スライス電圧Ｖｔｈ以下であるゼロクロスの時、トランジスタ９３７はオフし、フォトカプラ９４２はオンとなり、フォトカプラの出力はＬｏｗとなり、ＤＣコントローラに、「交流電源９０１がスライス電圧Ｖｔｈ以下であり、正負が切替わる電圧（ゼロクロス）又は、ゼロクロス付近の電圧値である」ことを報知する。ここで、トランジスタ９３７のスイッチングスピードは、抵抗９３３，９３６及びコンデンサ９３５により制御される。
【００３９】
図８は、図７の回路での波形の様子を示す。図７の全波整流回路９３１を用いたゼロクロス信号は、ＡＣ波形のゼロクロス近傍点のみにパルスが現れるようなゼロクロス信号生成が行われ、図８のＺＥＲＯＸＡ信号に示すようなアクティブローのゼロクロス信号が生成される。前記ゼロクロス信号の回路構成は一例を示すものであり、この限りではないのは言うまでもない。
【００４０】
次に、本特許におけるＡＣの＋側と−側の消費電力を等しくする位相制御の出力信号に関して説明を行う。
【００４１】
図７の構成図で説明したようにヒータの熱応答は極めて速い。それに対応する為に、例えば、ＰＩＤ制御が用いられる。これは、先述したメインサーミスタによる温度検知結果に応じて温度を制御するものである。具体的には目標温度より低い場合は温調レベルを上げる為にＯＮのタイミングを速めるのがＰ制御で、目標温度に対する温度差の累積値によって温調に使う温調レベルの中心レベルをきめるのがＩ制御、急激な温度変化があった場合に中心レベルを変えるのがＤ制御である。このようにＰＩＤ制御で温調レベルを切り替えているがその方式の詳細は省略する。前記オンデマンドヒータ定着装置では前記ＰＩＤ制御により出力される波形が決定される。従来はＡＣ波形の位相角（オン位相）を半波単位で制御することで温調を行っていた。
【００４２】
しかしながら、本特許の目的であるＡＣの＋側とマイナス側の消費電力を等しくするために、ＰＩＤ制御によるＯＮタイミングはあらかじめ２度（全波分）おなじ位相角でＯＮする事を想定してオン位相を決定する。
【００４３】
図１０は、ヒータに与えるべき電力比率とＯＮ位相角のタイミングの一例を示す。これは、５０Ｈｚの場合を示している。
【００４４】
図９は、温度検知タイミングと、位相角の切り替えタイミングと実際に出力されるヒータの電流波形を示す。前記した温度検知タイミングは図９のＡのポイントで行う。この温度検知タイミングは、温度を検知してからＡＣの＋側（半波）が１００％ＯＮできるタイミングを考慮して決定する。検知した温度に応じて前記したＰＩＤ制御でＯＮの位相角を決定し、信号を出力し前記した回路のトライアックをＯＮすることでヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。但し、図９で示すＢのポイント時のみ位相角を変更する。図９ではヒータの温度に応じてヒータに電力を４０％→３０％→３０％→４０％と変化させた時の例を示している。Ａ点の温度に基きヒータ電力を４０％とした場合は、図１０のテーブルによりゼロクロス信号からＯＮさせるタイミング信号が決定されＯＮ／ＯＦＦ信号を前記図６のヒータ駆動回路に出力する。３０％時、その他の電力時も同様に制御し、一定の温度を保つように温調制御がなされる。
【００４５】
前記図９の例では、２半波（全波）単位での制御に関して説明したが、複数のヒータで構成され、さらに出力パターンが４半波で構成される場合の例を図１１、図１２において説明する。
【００４６】
図１１に４半波単位で２本のヒータそれぞれに与える電力比率を示す。この表の出力（０〜１００％）は２本ヒータ、４半波を一単位として供給する電力である。この表でわかる通りそれぞれの発熱体の＋側と−側で等しい電力になるようなパターンで構成されている。このようなパターンを用いることにより発熱体１と発熱体２の電力が異なる発熱体であっても４半波における電力は等しくできる。
【００４７】
これはあくまでも一例で、例えば発熱体１と発熱体２の電力が等しい発熱体で構成される場合は本表のように発熱体１と２それぞれで等しくする必要はなく、２本の合計で等しくなるようなパターンを構成することも可能となる。
【００４８】
図１２に前記図１１の５０％時と４０％時の電力が出力されたときの電流波形を示す。温度検知タイミングは図１２のＡのポイントで行う。この温度検知タイミングは、温度を検知してからＡＣの＋側（半波）が１００％ＯＮできるタイミングを考慮して決定する。検知した温度に応じて前記したＰＩＤ制御で前記出力パターンを決定し、信号を出力し前記した回路のトライアックをＯＮすることでヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。図１２で示すＢのポイント時に出力パターンを変更する。図１２ではヒータの温度に応じてヒータに電力を５０％→４０％→５０％と変化させた時の発熱体１と２の電流波形の例を示している。Ａ点の温度に基きヒータ電力を５０％とした場合は、図１２、図１０のテーブルによりゼロクロス信号からＯＮさせるタイミング信号が決定されＯＮ／ＯＦＦ信号を前記図６のヒータ駆動回路に出力する。４０％時、その他の電力時も同様に制御し、一定の温度を保つように温調制御がなされる。
【００４９】
これによりＡＣ電源の＋側と−側での消費電力を等しくすることで安定した電源供給に寄与できる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】
【００５０】
【図１】本発明によるカラー画像形成装置の模式断面図
【図２】本発明の制御を司る電装系の構成図
【図３】本発明のレーザスキャナ上視図
【図４】本発明のオンデマンドヒーターユニットの構成図
【図５】本発明のセラミックヒーターの上視図
【図６】ヒーターオンオフ制御回路
【図７】全波整流のゼロクロス検知回路
【図８】全波整流のゼロクロス検知回路によるゼロクロス信号生成の波形の様子
【図９】温度検知タイミングと、位相角の切り替えタイミングと実際に出力されるヒータの電流波形
【図１０】消費電力（出力電力）と位相ＯＮタイミングのテーブル
【図１１】４半波単位で２本のヒータそれぞれに与えるパターン（電力比率）図
【図１２】５０％時と４０％時の電力が出力されたときの電流波形
【符号の説明】
【００５１】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ  画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  感光ドラム（像担持体）
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  一次帯電器（帯電手段）
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  現像装置（現像手段）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  転写ローラ（一次転写手段）
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  ドラムクリーナ装置（クリーナ手段）
７  露光装置（露光手段）
８  中間転写ベルト
１０  二次転写対向ローラ
１２  二次転写ローラ（二次転写手段）
１６  定着装置（定着手段）
１６ａ  定着ローラ
１６ｂ  加熱ローラ
１７  給紙カセット
１８  搬送パス
２１  排紙ローラ（排出手段）
２２  排紙トレイ
３０  トナー容器
３１  挟持部（加熱加圧位置）
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ  一次転写部
３４  二次転写部
１５０  ＤＣコントローラー部
２０１  ＣＰＵ
２１５  ＰＷＭ部
３００  画像処理部
１０６  ホストコンピューター
７０１  セラミックヒーター
７０２  定着フィルム
７０３  加圧ローラー
９０１  交流電源
９０２  ノイズフィルター
９０４  トライアック
９０７  フォトトライアックカプラ
９３１  ダイオードブリッジ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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