(57)【要約】【課題】光沢ムラを軽減して画質を高め得るようにする。【解決手段】画像形成装置１の制御部３は、ウォームアップモードでＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］として定着部２１のヒータ５１を加熱させ、目標温度に到達して定温制御モードに遷移させる場合に、該出力電圧を１５０［Ｖ］に設定する。これにより制御部３は、フィードバック制御においてヒータオン信号Ｓ４のデューティ比を高めることができる。これと共に制御部３は、ヒータオン信号Ｓ４において、オンの区間同士を極力連続させないようなヒータオンパターンを設定したため、駆動電圧ＤＶに振幅が小さい交流波を短い間隔ごとに出現させることができる。この結果、制御部３は、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの振幅を格段に小さく抑えて、光沢ムラの発生を十分に小さく抑えることができる。【選択図】図９
2018124391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤により画像を表した現像剤像を形成する画像形成部と、
無端状でなり周方向に沿って走行可能なベルトと、該ベルトに当接して局所的に加熱する加熱部とを有し、前記現像剤像が転写された媒体に前記ベルトの外周面を当接させる定着部と、
前記加熱部に任意の波高値でなる交流電圧を供給する電源部と、
前記定着部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された検出温度に基づいて前記電源部を制御する制御部と
を具え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の前記波高値を減少させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電源部は、前記制御部の制御に基づいたスイッチング動作により前記交流電圧を生成し、
前記制御部は、前記温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の前記波高値を減少させると共に、前記スイッチング動作におけるデューティ比を増加させる
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】
前記制御部は、前記スイッチング動作における１の制御周期内に、オンとする区間及びオフとする区間をそれぞれ複数設ける
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】
前記制御部は、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の前記波高値を減少させた後、前記温度検出部により検出した前記検出温度が所定の閾値未満となった場合、前記波高値を増加させる
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】
前記定着部における前記媒体の有無を検出する媒体検出部
をさらに具え、
前記制御部は、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の前記波高値を減少させた後、前記温度検出部により検出した前記検出温度が所定の閾値未満となり、且つ前記媒体検出部により前記媒体を検出しなかった場合、前記媒体検出部により前記媒体を検出した場合よりも、前記波高値を減少させる
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】
周囲の温度を検出する周囲温度検出部
をさらに具え、
前記制御部は、前記温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、前記周囲温度検出部により検出した周囲の検出温度に応じて、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の前記波高値を減少させる
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７】
所定の定着部において、無端状でなり周方向に走行可能なベルトに当接する加熱部に対し、所定の電源部により任意の波高値でなる交流電圧を供給することにより、該ベルトを局所的に加熱させるウォームアップステップと、
所定の温度検出部により、前記定着部の温度を検出する温度検出ステップと、
前記温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、所定の制御部により、前記電源部から前記加熱部に供給する前記交流電圧の波高値を減少させる定温制御ステップと、
所定の画像形成部により、現像剤によって画像が表された現像剤像を形成する画像形成ステップと、
前記定着部において、前記現像剤像が転写された媒体に前記ベルトを当接させる定着ステップと
を具えることを特徴とする定着制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及び定着制御方法に関し、例えば電子写真式のプリンタに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置として、例えば露光装置により画像データに基づくトナー画像を生成して用紙に転写した後、定着部によりこの用紙に熱や圧力を加えて定着させることにより、画像を印刷するものがある。この定着部としては、例えば用紙の搬送路を挟んで互いに対向するように配置されて回転する１対のローラやベルト等と、このローラやベルト等を加熱するヒータと、温度を検出する温度センサとを有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この定着部は、温度センサによる温度の検出結果を基に、所定の制御部により温度が制御される。すなわち制御部は、例えば印刷動作の開始時に、ヒータに対し連続的に電力を供給して常温から所定の定着温度まで上昇させた後、印刷動作中に、ヒータに電力を断続的に供給して概ね一定の温度を維持する定温制御状態に移行する。このとき制御部は、定温制御状態において、ヒータに供給する電力をパルス状に供給すると共に、デューティ比を変化させることにより、単位時間当たりに供給する電力を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−４５３４４号公報（図６）
【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、かかる構成の画像形成装置では、デューティ比が比較的低い場合に、パルス同士の間隔が比較的広くなることがある。これにより定着部では、回転するローラやベルト等の回転方向に沿った位置ごとに、温度が高い場所及び低い場所が交互に出現する可能性がある。このような場合、画像形成装置では、用紙に定着される画像の表面において、定着時の温度の相違により光の反射率が高い部分及び低い部分が交互に表れる、いわゆる光沢ムラの発生により画質が低下してしまう、という問題があった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光沢ムラを軽減して画質を高め得る画像形成装置及び定着制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため本発明の画像形成装置においては、現像剤により画像を表した現像剤像を形成する画像形成部と、無端状でなり周方向に沿って走行可能なベルトと、該ベルトに当接して局所的に加熱する加熱部とを有し、現像剤像が転写された媒体にベルトの外周面を当接させる定着部と、加熱部に任意の波高値でなる交流電圧を供給する電源部と、定着部の温度を検出する温度検出部と、温度検出部により検出された検出温度に基づいて電源部を制御する制御部とを設け、制御部は、温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、電源部から加熱部に供給する交流電圧の波高値を減少させるようにした。
【０００８】
また本発明の定着制御方法においては、所定の定着部において、無端状でなり周方向に走行可能なベルトに当接する加熱部に対し、所定の電源部により任意の波高値でなる交流電圧を供給することにより、該ベルトを局所的に加熱させるウォームアップステップと、所定の温度検出部により、定着部の温度を検出する温度検出ステップと、温度検出部により検出した検出温度が所定の目標温度に到達していた場合、所定の制御部により、電源部から加熱部に供給する交流電圧の波高値を減少させる定温制御ステップと、所定の画像形成部により、現像剤によって画像が表された現像剤像を形成する画像形成ステップと、定着部において、現像剤像が転写された媒体にベルトを当接させる定着ステップとを設けるようにした。
【０００９】
本発明は、交流電圧の印加により加熱部の温度を上昇させてベルトを加熱し、目標温度に到達した後に交流電圧の波高値を減少させることにより、ベルトに発生する温度ムラを低減させることができるので、現像剤を媒体に定着させた場合に、媒体の表面に生じる現像剤の光沢ムラを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光沢ムラを軽減して画質を高め得る画像形成装置及び定着制御方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成を示す略線図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を示す略線図である。
【図３】定着部の構成を示す略線図である。
【図４】画像形成装置の回路構成を示すブロック図である。
【図５】定電圧電源回路の構成を示す略線図である。
【図６】トライアック駆動回路の構成を示す略線的回路図である。
【図７】制御部内の機能ブロック構成を示す略線図である。
【図８】デューティ比ごとのパルスパターンを示す略線図である。
【図９】定着制御処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】ウォームアップモード及び定温制御モードにおける温度の変化を示す略線図である。
【図１１】ウォームアップモードにおけるヒータオン信号及び駆動電圧を示す略線図である。
【図１２】高電圧動作における定温制御モードのヒータオン信号及び駆動電圧を示す略線図である。
【図１３】高電圧動作における定温制御モードのヒータオン信号及び温度の変化を示す略線図である。
【図１４】本実施の形態における定温制御モードのヒータオン信号及び駆動電圧を示す略線図である。
【図１５】本実施の形態における定温制御モードのヒータオン信号及び温度の変化を示す略線図である。
【図１６】他の実施の形態による定着部の構成を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。
【００１３】
［１．画像形成装置の構成］
図１に示すように、画像形成装置１は、いわゆるプリンタであり、例えばＡ３サイズやＡ４サイズ等の大きさでなる用紙Ｐに対し、所望のカラー画像を印刷できる。
【００１４】
画像形成装置１は、略箱型に形成されたプリンタ筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分を画像形成装置１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。
【００１５】
画像形成装置１は、制御部３により全体を統括制御するようになっている。この制御部３は、コンピュータ装置等の上位装置（図示せず）と無線又は有線により接続されている。制御部３は、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に当該画像データの印刷が指示されると、用紙Ｐの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
【００１６】
プリンタ筐体２内の最下部には、用紙Ｐを収容する給紙トレイ４が設けられている。給紙トレイ４の前上方には、給紙部５が設けられている。給紙部５は、給紙トレイ４の前上側に配置されたピックアップローラ６、用紙Ｐを搬送路Ｕに沿って前上方ないし後上方へ案内する搬送ガイド７、搬送路Ｕを挟んで互いに対向するローラでなる給紙ローラ対８、レジストローラ対９及び搬送ローラ対１０を有している。また給紙部５には、レジストローラ対９の直下に用紙Ｐの有無を検出するレジストセンサ１１が設けられ、また搬送ローラ対１０の直後に該用紙Ｐの有無を検出する媒体検出部としての書出センサ１２が設けられている。
【００１７】
給紙部５は、制御部３の制御に基づいて各ローラを適宜回転させることにより、給紙トレイ４に集積された状態で収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離しながらピックアップし、搬送ガイド７により搬送路Ｕに沿って前上方へ進行させ、やがてレジストローラ対９に当接させる。レジストローラ対９は、回転が適宜抑制されており、用紙Ｐに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Ｐの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、進行させる。続いて給紙部５は、用紙Ｐを搬送路Ｕに沿って後上方へ進行させ、やがて書出センサ１２の後方に配置された中搬送部１３に引き渡す。
【００１８】
中搬送部１３は、前側に配置された転写ベルト駆動ローラ１４及び後側に配置された後ローラ１５の周囲に無端ベルトでなる転写ベルト１６が張架された構成となっている。この中搬送部１３は、後述するモータから転写ベルト駆動ローラ１４に対し駆動力が伝達されると、この後ローラ１５を適宜回転させることにより、転写ベルト１６を走行させる。これにより転写ベルト１６は、搬送路Ｕに沿った上側部分、すなわち転写ベルト駆動ローラ１４及び後ローラ１５の間に張架された部分を、後方向へ走行させる。このとき中搬送部１３は、給紙部５から用紙Ｐが引き渡されると、転写ベルト１６の上側に用紙Ｐを載置した状態で、該転写ベルト１６の走行に伴って該用紙Ｐを後方へ進行させる。
【００１９】
中搬送部１３の上側であり、搬送路Ｕを挟んで該中搬送部１３の反対側には、４個の画像形成ユニット１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ及び１７Ｋが後側から前側へ向かって順に配置されている。画像形成ユニット１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ及び１７Ｋ（以下これらをまとめて画像形成ユニット１７とも呼ぶ）は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応しているものの、色のみが相違しており、何れも同様に構成されている。
【００２０】
画像形成ユニット１７は、図２に模式的な側面図を示すように、画像形成部３１、トナーカートリッジ３２、プリントヘッド３３により構成されており、その下側に配置された転写ローラ１８との間に転写ベルト１６を挟んでいる。因みに画像形成ユニット１７及びこれを構成する各部品は、用紙Ｐにおける左右方向の長さに応じて、左右方向に十分な長さを有している。このため多くの部品は、前後方向や上下方向の長さに対して左右方向の長さが比較的長くなっており、左右方向に沿って細長い形状に形成されている。
【００２１】
トナーカートリッジ３２は、現像剤としてのトナーを収容しており、画像形成部３１の上側に配置され、当該画像形成部３１の上方に取り付けられている。このトナーカートリッジ３２は、収容しているトナーを画像形成部３１のトナー収容部３４へ供給する。画像形成部３１には、トナー収容部３４の他、供給ローラ３５、現像ローラ３６、規制ブレード３７、感光体ドラム３８及び帯電ローラ３９が組み込まれている。
【００２２】
供給ローラ３５は、現像ローラ３６、感光体ドラム３８及び帯電ローラ３９は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、それぞれ帯電し得るようになっている。規制ブレード３７は、例えば所定厚さのステンレス鋼板でなり、僅かに弾性変形させた状態で、その一部を現像ローラ３６の周側面に当接させている。
【００２３】
この画像形成部３１は、図示しないモータから駆動力が供給されることにより、供給ローラ３５、現像ローラ３６及び帯電ローラ３９を矢印Ｒ２方向（図中の反時計回り）へ回転させると共に、感光体ドラム３８を矢印Ｒ１方向（図中の時計回り）へ回転させる。さらに画像形成部３１は、供給ローラ３５、現像ローラ３６、規制ブレード３７及び帯電ローラ３９にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。
【００２４】
供給ローラ３５は、帯電によりトナー収容部３４内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ３６の周側面に付着させる。現像ローラ３６は、規制ブレード３７によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム３８の周側面に当接させる。このとき現像ローラ３６の周側面に付着しているトナーは、マイナス電位に帯電している。
【００２５】
一方、帯電ローラ３９は、帯電した状態で感光体ドラム３８と当接することにより、当該感光体ドラム３８の周側面を一様にマイナスに帯電させる。プリントヘッド３３には、多数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）でなる発光素子が、主走査方向である左右方向に沿って直線状に配置されている。このプリントヘッド３３は、制御部３（図１）から供給される画像データ信号に基づいた発光パターンで発光することにより（詳しくは後述する）、感光体ドラム３８を露光し、光を照射した箇所のみ電位を上昇させる。これにより感光体ドラム３８は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。
【００２６】
続いて感光体ドラム３８は、矢印Ｒ１方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ３６と当接させる。これにより感光体ドラム３８の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される（以下これを現像剤像とも呼ぶ）。
【００２７】
転写ローラ１８は、感光体ドラム３８の真下に位置しており、その周側面における上端近傍と該感光体ドラム３８の下端近傍との間に、転写ベルト１６の上側部分を挟んでいる。この転写ローラ１８は、所定のバイアス電圧が印加されると共に、転写ベルト１６により矢印Ｒ２方向へ連れ回る。これにより画像形成ユニット１７は、搬送路Ｕに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、感光体ドラム３８の周側面に現像されたトナー画像をこの用紙Ｐに転写することができる。
【００２８】
このようにして各画像形成ユニット１７は、搬送路Ｕに沿って前方から搬送されて来る用紙Ｐに対し、それぞれの色によるトナー画像を順次転写して重ねながら、後方へ進行させていく。
【００２９】
また中搬送部１３（図１）における後ローラ１５の下側には、転写ベルト１６に当接する位置に配置されて該転写ベルト１６に付着したトナーを掻き落とすクリーニングブレード１９と、該クリーニングブレード１９により掻き落とされたトナーを収容する廃トナーボックス２０が設けられている。
【００３０】
中搬送部１３の後端近傍には、定着部２１が設けられている。定着部２１は、図３に示すように、搬送路Ｕの上側に配置されたヒータ５１、サーミスタ５２及び加熱ベルト５３（以下これらをまとめてベルト加熱部５４と呼ぶ）と、該搬送路Ｕの下側に配置された加圧ローラ５５とにより構成されている。
【００３１】
加熱部としてのヒータ５１は、ステンレス又はセラミックを基材とした、左右方向に長く上下方向に短い直方体状に、すなわち左右方向に沿って細長く上下方向に薄い長方形の板状に形成されている。ヒータ５１の下面には、所定の抵抗材料が所定のパターンを形成するように配置され、これらが電気的に接続されている。これによりヒータ５１は、いわゆる面状ヒータを形成しており、低圧電源回路４３（図４）から所定の電圧でなる電流が供給されることにより、下面を発熱させることができる。またヒータ５１は、図示しないホルダにより左右の両端近傍が支持され、その位置が固定されている。
【００３２】
温度検出部としてのサーミスタ５２は、ヒータ５１の上面に当接した状態で取り付けられており、該ヒータ５１の温度に応じて抵抗値が変化する温度検出信号Ｓ１を生成し、これを制御部３へ供給する。制御部３は、この温度検出信号Ｓ１を基に、ヒータ５１の温度を検出することができる。
【００３３】
加熱ベルト５３は、全体として中心軸を左右方向に沿わせた中空の円筒状に形成された、無端状のベルトとなっており、その内周面における下端近傍にヒータ５１の下面が当接している。このため加熱ベルト５３は、ヒータ５１により局所的に加熱されることになる。この加熱ベルト５３は、例えばポリイミド樹脂を基材としており、該ポリイミド樹脂を十分に薄く形成することにより、熱容量を小さく抑えている。また加熱ベルト５３は、中間層としてシリコーンゴムからなる弾性層が設けられ、外周側にＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素系樹脂による表面層が設けられている。さらに加熱ベルト５３は、その内周面に耐熱性を有する潤滑用グリスが塗布されることにより、ヒータ５１との間の摩擦が軽減されている。
【００３４】
加圧ローラ５５は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、中心部分に左右方向に沿った回転軸を有している。この回転軸は、所定の支持部材により回転可能に支持されると共に、複数のギヤの組合せにより駆動力を伝達する伝達機構（図示せず）を介して定着モータ４９から駆動力が伝達されるようになっている。
【００３５】
この加圧ローラ５５は、ベルト加熱部５４の真下に位置しており、搬送路Ｕ上において該加圧ローラ５５の上端をベルト加熱部５４の下端と当接させている。また加圧ローラ５５は、発砲シリコーンゴム等によって構成されており、十分な弾性を有している。
【００３６】
このため加圧ローラ５５は、定着モータ４９から駆動力が伝達されると、回転軸を中心として回転する。このとき加圧ローラ５５は、加熱ベルト５３との間に摩擦が作用するため、該加熱ベルト５３を回転させること、すなわち周方向に沿って走行させることができる。
【００３７】
かかる構成により定着部２１は、トナー画像が転写された用紙Ｐが搬送路Ｕに沿って搬送されてくると、加熱ベルト５３及び加圧ローラ５５における外周面同士の間にこの用紙Ｐを挟み込んで当接し、これにより熱及び圧力を加えてトナー画像を用紙Ｐに定着させた上で、後方へ送り出すことができる。
【００３８】
定着部２１の後方には、排紙部２２が配置されている。排紙部２２は、給紙部５と類似した構成となっており、用紙Ｐを案内する搬送ガイド２３、搬送ローラ対２４、排出ローラ対２５、及び排出センサ２６等が搬送路Ｕに沿って配置されている。この排紙部２２は、制御部３の制御に従って各搬送ローラ対を適宜回転させることにより、定着部２１から引き渡される用紙Ｐを搬送ガイド２３に沿って後上方へ向けてから前方へ向けるように搬送し、プリンタ筐体２の上面に形成された排出トレイ２７へ排出する。
【００３９】
ところで画像形成装置１は、図４に示すように、制御部３と各部とが電気的に接続されることにより、該制御部３を中心とした回路が形成されている。この制御部３は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心に構成されており、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリ等から所定のプログラムを読み出して実行することにより、印刷に関する種々の処理を行う。また制御部３は、内部にＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等でなる記憶部３Ｍを有しており、この記憶部３Ｍに種々の情報を記憶させる。
【００４０】
表示部４１は、例えば液晶パネルでなり、プリンタ筐体２（図１）の上側部分に設けられ、制御部３の制御に基づいてユーザに通知すべき種々の情報を表示する。高圧電源回路４２は、制御部３の制御に基づき、高圧の電源を生成して、これを画像形成ユニット１７（図２）の供給ローラ３５等に供給する。低圧電源回路４３は、制御部３の制御に基づき、外部から供給される交流の商用電源を基に、比較的低い電圧の電源を生成して各部に供給する。
【００４１】
レジストセンサ１１、書出センサ１２及び排出センサ２６は、何れも制御部３と接続されており、用紙Ｐの検出結果を該制御部３へ通知する。また制御部３は、図示しない上位装置から供給された画像データに所定の信号処理を施し、これをプリントヘッド３３へ１ライン分ずつ順次供給する。これによりプリントヘッド３３は、画像データに応じた発光パターンで各ＬＥＤを適宜発光させることができる。
【００４２】
ドラム駆動モータ４４は、制御部３の制御に基づき、画像形成ユニット１７の感光体ドラム３８（図２）等へ駆動力を供給することにより、該感光体ドラム３８等を適宜回転させる。ベルトモータ４５は、制御部３の制御に基づき、転写ベルト駆動ローラ１４に駆動力を供給することにより、該転写ベルト駆動ローラ１４を回転させて転写ベルト１６（図１）を走行させる。
【００４３】
搬送モータ４６は、制御部３の制御に基づき、給紙クラッチ４７を介してピックアップローラ６及び給紙ローラ対８へ駆動力を伝達すると共に、レジストクラッチ４８を介してレジストローラ対９へ駆動力を伝達し、さらに搬送ローラ対１０へ駆動力を伝達する。また給紙クラッチ４７及びレジストクラッチ４８は、それぞれ制御部３の制御に基づいて駆動力を伝達するか否かを切り替える。これにより搬送モータ４６は、各ローラを適宜回転させることができる。
【００４４】
定着モータ４９は、制御部３の制御に基づき、搬送ローラ対２４及び排出ローラ対２５に駆動力を伝達することにより、これらを回転させる。また定着モータ４９は、定着部２１にも駆動力を伝達することにより、該定着部２１に設けられた加圧ローラ５５等に駆動力を伝達して回転させる。
【００４５】
［２．低圧電源回路の構成］
次に、図５を参照しながら、低圧電源回路４３のうち定着部２１のヒータ５１を駆動する部分について説明する。低圧電源回路４３は、商用電源から１００［Ｖ］ないし２３０［Ｖ］の電圧でなる交流電流を力率改善回路６１へ供給する。力率改善回路６１は、供給された交流電流を半波整流して直流にすると共にスイッチングして例えば３９０［Ｖ］程度に昇圧し、これをＤＣ（Direct Current）−ＤＣコンバータ６２及びＤＣ−ＡＣ（alternating current）インバータ６３へ供給する。
【００４６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、力率改善回路６１から供給された直流電流を降圧することにより、５［Ｖ］及び２４［Ｖ］の直流電流を生成し、これらを制御部３へ供給する。このうち比較的低い５［Ｖ］の直流電流は、制御部３内の回路素子等、いわゆるロジック系に供給され、必要に応じてさらに３．３［Ｖ］等の他の電圧にも変換される。また比較的高い２４［Ｖ］の直流電流は、定着モータ４９等の各種モータに供給される。
【００４７】
ＤＣ−ＡＣインバータ６３は、その内部にスイッチング部６４及びインバータ制御部６５を有している。スイッチング部６４は、力率改善回路６１から供給される高圧の直流電流に対してスイッチング動作を行ってパルス状の交流波を生成し、これをＬＣフィルタ（図示せず）によって平滑化することにより、交流電圧を生成する。インバータ制御部６５は、制御部３からの波高値信号Ｓ２に基づき、スイッチング部６４において生成する交流電圧の波高値、すなわち交流波が極大値となるときの電圧値を変化させる。かかる構成によりＤＣ−ＡＣインバータ６３は、制御部３から供給される波高値信号Ｓ２に基づいた電圧の交流電流を生成し、これをトライアック駆動回路６６へ供給する。
【００４８】
トライアック駆動回路６６は、ＤＣ−ＡＣインバータ６３から交流電流が供給されると共に、制御部３からヒータオン信号Ｓ３が供給される。このトライアック駆動回路６６は、図６に回路図を示すように、５［Ｖ］の電源が抵抗７１を介してフォトトライアックカプラ７３の入力側に供給されると共に、ヒータオン信号Ｓ３がトランジスタ７２のベース端子に接続されている。このトランジスタ７２は、コレクタ端子がフォトトライアックカプラ７３の入力側に接続されると共に、エミッタ端子が接地されている。
【００４９】
フォトトライアックカプラ７３は、発光ダイオード及びフォトディテクタの組合せでなるフォトカプラ部７４と、ゼロクロス回路７５とにより構成されている。このうちゼロクロス回路７５は、フォトトライアックカプラ７３における２つの出力端子同士の間、すなわちフォトカプラ部７４のフォトディテクタにおける２つの端子同士の間に接続されている。
【００５０】
フォトトライアックカプラ７３の出力側における一方の端子には、抵抗７６及び定着部２１のヒータ５１を順次介して、ＤＣ−ＡＣインバータ６３における一方の出力端子Ｑ１が接続されている。またフォトトライアックカプラ７３の出力側における他方の端子には、抵抗７７を介して、該ＤＣ−ＡＣインバータ６３における他方の出力端子Ｑ２が接続されている。さらに抵抗７６及び抵抗７７におけるフォトトライアックカプラ７３と反対側の端子には、コンデンサ７８及びトライアック７９が接続されている。トライアック７９は、フォトトライアックカプラ７３の出力端子と抵抗７７との間にも接続されている。
【００５１】
かかる構成によりトライアック駆動回路６６は、ヒータオン信号Ｓ３がオン（例えばハイレベル）又はオフ（例えばローレベル）に切り替わると、これに応じてトライアック７９をスイッチングし、定着部２１のヒータ５１に電力を供給して加熱させ、又は電力を遮断して加熱を停止させることができる。説明の都合上、以下では、トライアック駆動回路６６からヒータ５１に供給される電力を駆動電力Ｄ（図５）と呼ぶ。また、フォトカプラ部７４の発光ダイオードにおけるカソード端子、すなわちトランジスタ７２のコレクタ端子に流れる信号をヒータオン信号Ｓ４と呼ぶ。このヒータオン信号Ｓ４は、トランジスタ７２等の動作により、ヒータオン信号Ｓ３を反転させた値となる。
【００５２】
ところで制御部３では、サーミスタ５２から供給される温度検出信号Ｓ１を基にデューティ比を決定し、このデューティ比に応じてヒータオンパターンを決定して、これを基にヒータオン信号Ｓ３をオン又はオフに切り替えている。
【００５３】
このとき制御部３は、所定の定着部制御プログラムを起動することにより、図７に示すように、複数の機能ブロックを形成した上で、１周期（例えば１００［ｍｓ］）ごとに種々の演算処理を行うことにより、ヒータオン信号Ｓ３及びデューティ剰余値ＳＲを生成するようになっている。説明の都合上、ここではＮ周期目（Ｎは２以上の自然数）に着目する。
【００５４】
すなわち制御部３は、まずデューティ値計算部８１により、サーミスタ５２から供給される温度検出信号Ｓ１を基にＰＩＤ（Proportional, Integral, Differential：比例、積分及び微分）を組み合わせた演算処理を行うことによりデューティ計算値Ｓ１１を生成し、これを加算器８２へ供給する。すなわちデューティ値計算部８１では、ヒータ５１に供給すべき電力（エネルギー）を算出した上で、適切なデューティ計算値Ｓ１１を算出する。これによりデューティ値計算部８１は、ヒータ５１の温度を目標とする温度（例えば１８０［℃］）に収束させるようなデューティ比を表すデューティ計算値Ｓ１１を生成する。
【００５５】
加算器８２は、上述したデューティ計算値Ｓ１１と、直前のＮ−１周期目において生成されたデューティ剰余値ＳＲとを加算することにより、デューティ加算値Ｓ１２を算出し、これをデューティ値制限部８３へ供給する。デューティ値制限部８３は、デューティ加算値Ｓ１２が０［％］未満であればその値を０［％］に補正し、またデューティ加算値Ｓ１２が１００［％］を超えていればその値を１００［％］に補正することにより、０［％］以上１００［％］以下の範囲に制限されたデューティ制限値Ｓ１３を生成し、これをヒータオンパターン決定部８４へ供給する。
【００５６】
ヒータオンパターン決定部８４は、図８に示すように、デューティ制限値Ｓ１３を０［％］以上、２０［％］以上、４０［％］以上、６０［％］以上、８０［％］以上及び１００［％］といった６つの段階に区分する。具体的にヒータオンパターン決定部８４は、デューティ制限値Ｓ１３を２０［％］で除算した場合の剰余を元のデューティ制限値Ｓ１３から減算することにより、該デューティ制限値Ｓ１３を２０［％］刻みの６段階の値に丸める。因みにこのとき算出された剰余は、次のデューティ剰余値ＳＲとなり、次の周期における演算処理で用いられる。
【００５７】
次にヒータオンパターン決定部８４は、デューティ制限値Ｓ１３が区分された範囲に応じて、１周期（すなわち１００［ｍｓ］）内でヒータ５１をオン又はオフに切り替えるパターンであるヒータオンパターンを決定し、これを表すヒータオン信号Ｓ３を生成する。
【００５８】
具体的にヒータオン信号Ｓ３では、１回の制御周期である１００［ｍｓ］が２０［ｍｓ］ごとに５つの区間に区切られ、デューティ制限値Ｓ１３が区分された範囲ごとに、ヒータ５１をオンとする区間（図中斜線の部分）及びオフとする区間（図中空白の部分）の出現パターンが定められている。
【００５９】
詳細に見ると、ヒータオン信号Ｓ３では、例えば０≦Ｄｕｔｙ＜２０［％］の範囲では全てオフとなり、Ｄｕｔｙ＝１００［％］のときに全てオンとなる等、デューティ比を２０［％］ごとに区切って端数部分を切り捨てた比率として、オンの区間及びオフの区間の出現パターンが６通りに設定されている。
【００６０】
さらにヒータオン信号Ｓ３では、４０≦Ｄｕｔｙ＜６０［％］の範囲、６０≦Ｄｕｔｙ＜８０［％］の範囲及び８０≦Ｄｕｔｙ＜１００［％］の範囲に相当する各パターンにおいて、オンの区間同士を極力連続させないように、すなわち可能な場合にオンの区間同士の間にオフの区間が挟まれている。これによりヒータオン信号Ｓ３では、これらのパターンにおいて、連続してオフとなる区間の長さが１区間（２０［ｍｓ］）又は２区間（４０［ｍｓ］）となっている。
【００６１】
因みにヒータオン信号Ｓ３は、ヒータ５１をオンとする場合にはハイレベルになり、該ヒータ５１をオフとする場合にはローレベルになるような、パルス状の矩形波として生成される。
【００６２】
ところで制御部３では、ヒータオン信号Ｓ３のデューティ比が同一であれば、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］とした場合よりも、１５０［Ｖ］とした場合の方が、ヒータ５１に供給されるエネルギーが減少し、発熱量が減少する。
【００６３】
しかしながらこの場合、制御部３では、仮に発熱量の不足により温度の上昇幅が当初の計算値よりも低かったとしても、以降の周期において実際の温度に応じたフィードバック制御を行うことになるため、結果的に、目標温度に近づけることができる。換言すれば、制御部３は、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を変更した場合にも、フィードバック制御における各種演算処理を変更すること無く、そのまま継続すれば良い。
【００６４】
［３．定着制御処理］
次に、制御部３により印刷処理を行う場合に定着部２１を制御する定着制御処理手順について、図９のフローチャートを参照しながら説明する。制御部３は、電源が投入されると、記憶部３Ｍ（図４）から定着制御プログラムを読み出して実行することにより、定着制御処理手順ＲＴ１を開始してステップＳＰ１へ移る。
【００６５】
ステップＳＰ１において制御部３は、定着部２１の動作モードをパワーセーブモードに遷移させると共に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧を０［Ｖ］に設定して次のステップＳＰ２へ移る。ステップＳＰ２において制御部３は、定着モータ４９を停止させることにより加圧ローラ５５の回転及び加熱ベルト５３の走行を停止させて、次のステップＳＰ３へ移る。
【００６６】
ステップＳＰ３において制御部３は、上位装置（図示せず）から印刷データや該印刷データの印刷指示を受信したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、制御部３は、このステップＳＰ３を繰り返すことにより、上位装置から印刷データ等を受信するのを待ち受ける。一方、ステップＳＰ３において肯定結果が得られると、このことは受信した印刷データに基づくトナー画像を生成して用紙Ｐに転写し、これを定着部２１により該用紙Ｐに定着させる必要があることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ４へ移る。
【００６７】
ステップＳＰ４において制御部３は、サーミスタ５２（図３）から得られる温度の検出結果を基に、ヒータ５１の温度が１００［℃］未満であるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは加熱ベルト５３の走行及び加圧ローラ５５の回転を開始させる前に、ヒータ５１により潤滑用グリスを加熱して粘度を下げるプレヒートを行う必要があることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ５へ移る。
【００６８】
ステップＳＰ５において制御部３は、定着部２１の動作モードをプレヒートモードに遷移させると共に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧を１００［Ｖ］に設定することによりプレヒートを開始して、次のステップＳＰ６へ移る。
【００６９】
ステップＳＰ６において制御部３は、サーミスタ５２（図３）から得られる温度の検出結果を基に、ヒータ５１の温度が１００［℃］以上になったか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは潤滑用グリスの温度が低いために粘度が高く、加熱ベルト５３の走行及び加圧ローラ５５の回転を開始させた場合に駆動機構に比較的大きなダメージが加えられる可能性があることを表している。このとき制御部３は、このステップＳＰ６を繰り返すことにより、ヒータ５１の温度が１００［℃］以上になるのを待ち受ける。
【００７０】
一方、ステップＳＰ６において肯定結果が得られると、このことはヒータ５１の加熱により潤滑用グリスの温度が上昇して粘度が十分に下がり、加熱ベルト５３の走行及び加圧ローラ５５の回転を開始させたとしても駆動機構に加えられるダメージを十分に小さく抑え得ることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ７へ移る。また制御部３は、ステップＳＰ４において否定結果が得られた場合にも、次のステップＳＰ７へ移る。
【００７１】
ステップＳＰ７において制御部３は、定着モータ４９の回転を開始させることにより、加圧ローラ５５の回転を開始させると共に加熱ベルト５３の走行を開始させて、次のステップＳＰ８へ移る。ステップＳＰ８において制御部３は、定着部２１の動作モードをウォームアップモードに遷移させると共に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧を２３０［Ｖ］に設定することによりウォームアップを開始して、次のステップＳＰ９へ移る。
【００７２】
ステップＳＰ９において制御部３は、サーミスタ５２（図３）から得られる温度の検出結果を基に、ヒータ５１の温度が目標温度（例えば１８０［℃］）の１００％に到達したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはヒータ５１等が未だに目標温度に到達していないために、ウォームアップモードを継続してヒータ５１等の温度をさらに上昇させる必要があることを表している。このとき制御部３は、このステップＳＰ９を繰り返すことにより、ヒータ５１等の温度が目標温度の１００［％］に到達するのを待ち受ける。一方、ステップＳＰ９において肯定結果が得られると、このことは既にヒータ５１等が目標温度に到達したためにウォームアップモードを終了すべきであることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ１０へ移る。
【００７３】
ステップＳＰ１０において制御部３は、定着部２１の動作モードを定温制御モードに遷移させると共に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧を１５０［Ｖ］に、すなわちウォームアップモードよりも低い電圧に設定することにより定温制御を開始して、次のステップＳＰ１１へ移る。このとき制御部３は、上述したデューティ値計算部８１（図７）において、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧が１５０［Ｖ］であることに応じたデューティ計算値Ｓ１１を算出する。すなわちこのとき算出されるデューティ計算値Ｓ１１は、仮にＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧が２３０［Ｖ］であった場合のデューティ計算値Ｓ１１よりも、高い値となる。
【００７４】
ステップＳＰ１１において制御部３は、上位装置から供給された印刷データに、未だに印刷処理を終えていない残りの部分があるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは定着部２１において定着処理を引き続き行う必要があり、該定着部２１において定温制御モードを継続する必要があることを表している。このとき制御部３は、次のステップＳＰ１２へ移る。
【００７５】
ステップＳＰ１２において制御部３は、サーミスタ５２（図３）から得られる温度の検出結果を基に、ヒータ５１等の温度が所定の閾値未満、具体的には目標温度（例えば１８０［℃］）の９０％未満に低下したか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはヒータ５１等の温度を概ね目標温度に維持できているために、現在の定温制御モードを継続すべきことを表している。このとき制御部３は、ステップＳＰ１１へ戻ることにより、印刷データを全て印刷し終えるのを待ち受ける。
【００７６】
一方、ステップＳＰ１２において肯定結果が得られると、このことはＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧をウォームアップモードの２３０［Ｖ］よりも低い１５０［Ｖ］に設定したために、ヒータ５１等の温度を目標温度に維持できなくなっていることを表している。このとき制御部３は、再びステップＳＰ８へ戻り、ウォームアップモードに戻してＤＣ−ＡＣインバータ６３（図５）の出力電圧を２３０［Ｖ］に高めることにより、ヒータ５１等の温度を目標温度に近づけさせる。
【００７７】
また、ステップＳＰ１１において否定結果が得られると、このことは上位装置から受信した印刷データに基づく印刷処理を全て完了したことを表している。このとき制御部３は、ステップＳＰ１へ戻ることにより、再びパワーセーブモードに遷移し、１回分の印刷処理を終了する。
【００７８】
［４．効果等］
以上の構成において、本実施の形態による画像形成装置１の制御部３は、定着制御処理（図９）において、ウォームアップモードで定着部２１のヒータ５１等を加熱させ、目標温度に到達して定温制御モードに遷移させる場合に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧をウォームアップモードの２３０［Ｖ］よりも低い１５０［Ｖ］とするようにした。
【００７９】
ここで、定着部２１のサーミスタ５２により検出されるヒータ５１等の温度を、時間の経過に応じてグラフ化すると、図１０のように表すことができる。すなわち定着部２１は、当初常温であり、４［ｓ］付近でウォームアップモードに遷移すると、単調に温度を増加させ、やがて７［ｓ］付近で目標温度（例えば１８０［℃］）に到達すると、定温制御モードに移行し、この目標温度を維持する。
【００８０】
ここで、ウォームアップモードにおけるヒータオン信号Ｓ４及び駆動電力Ｄにおける電圧である駆動電圧ＤＶの波形は、図１１（Ａ）及び（Ｂ）のように表すことができる。このうち図１１（Ａ）は、ヒータオン信号Ｓ４が当初「オン」であり、やがてデューティ比が低下してパルス状の矩形波となり、その後「オフ」となる様子を表している。また図１１（Ｂ）は、このヒータオン信号Ｓ４が「オン」の場合のみ、交流波を出力している様子を表している。このとき駆動電圧ＤＶの波高値、すなわちゼロレベルから極大値までの振幅Ｗ１は、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧である２３０［Ｖ］に相当する。
【００８１】
さらに、本実施の形態との比較用に、定温制御モードにおいてＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］のままとする場合（以下これを高電圧動作と呼ぶ）を想定する。この高電圧動作の場合、ヒータオン信号Ｓ４及び駆動電圧ＤＶは、図１１（Ａ）及び（Ｂ）と対応する図１２（Ａ）及び（Ｂ）のような波形となる。すなわちヒータオン信号Ｓ４（図１２（Ａ））は、デューティ比が比較的低くなっており、１周期においてオンとなる区間が比較的短く、オフとなる区間が比較的長い。このため駆動電圧ＤＶ（図１２（Ｂ））も、オフとなる区間が比較的長くなっている。また駆動電圧ＤＶの振幅Ｗ１は、２３０［Ｖ］に相当している。
【００８２】
この高電圧動作では、ヒータオン信号Ｓ４とサーミスタ５２により検出される検出温度Ｔ１との関係を時間経過に応じてグラフ化すると、図１３（Ａ）及び（Ｂ）のように表すことができる。このうち図１３（Ｂ）には、サーミスタ５２による検出温度Ｔ１に加えて、赤外線サーモグラフィ等の測定器（図示せず）を用いて精密且つ高速に測定した加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２も表している。
【００８３】
図１３（Ｂ）において、サーミスタ５２による検出温度Ｔ１の波形には、約２．３［ｓ］の比較的長い周期で緩やかに変動する長周期リップルが表れている。これは、一般にサーミスタ５２のようなサーミスタ素子が少なくとも１秒程度の熱時定数を持っているために、実際のヒータ５１等における温度よりも検出温度Ｔ１が送れて検出されることになり、この結果として長周期リップルが発生しているものである。この長周期リップルは、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２にも表れている。
【００８４】
これに加えて加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２には、０．１［ｓ］程度の短い周期で振動する短周期リップルも表れている。この０．１［ｓ］という周期は、ヒータオン信号Ｓ４におけるパルスの周期とほぼ一致している。このように加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２に短周期リップルが発生する状態において、定着部２１により用紙Ｐにトナー画像を定着させた場合、用紙Ｐに定着された画像には、該用紙Ｐの搬送方向に沿った光沢ムラが発生してしまう。この光沢ムラは、例えば用紙Ｐの搬送速度が１５０［ｍｍ／ｓ］である場合、短周期リップルの周期が０．１［ｓ］であるために、該用紙Ｐの搬送方向に沿って約１５［ｍｍ］の周期で出現することになる。
【００８５】
これに対して、本実施の形態では、上述したように、定温制御モードにおいて、制御部３がＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］に設定する（ステップＳＰ１０）。そうすると制御部３のデューティ値計算部８１（図７）では、１個のパルスにより供給される電力が比較的少なくなるため、フィードバック制御によって必要な電力をヒータ５１へ供給するために、出力電圧が２３０［Ｖ］の場合よりも高いデューティ計算値Ｓ１１を算出するようになる。
【００８６】
これによりヒータオンパターン決定部８４（図７）では、図１２（Ａ）と対応する図１４（Ａ）に示すように、ヒータオン信号Ｓ４のデューティ比が高電圧動作の場合よりも高いパターンに決定する可能性がある。このときヒータオン信号Ｓ４は、デューティ比がより高い段階（図８）となることによって、オンとなる区間が断続的に出現するような、すなわちオフとなる区間が長時間連続しないようなパターンの波形となる。これに伴い、図１２（Ｂ）と対応する図１４（Ｂ）に示すように、駆動電圧ＤＶには、高電圧動作の場合の振幅Ｗ１と比較して振幅Ｗ２が小さい交流波が、より短い間隔ごとに出現する。
【００８７】
この結果、本実施の形態では、図１３（Ａ）と対応する図１５（Ａ）に示すようにヒータオン信号Ｓ４が変化することに応じて、図１３（Ｂ）と対応する図１５（Ｂ）に示すように、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの振幅が格段に小さくなる。
【００８８】
すなわち制御部３は、定温制御モードにおいてＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を比較的低い１５０［Ｖ］に低下させたことにより、ヒータオン信号Ｓ４のデューティ比を高めることができるので、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２に出現する短周期リップルを縮小でき、光沢ムラの発生を十分に小さく抑えることができる。
【００８９】
また制御部３は、ヒータオン信号Ｓ４における４０≦Ｄｕｔｙ＜６０［％］の範囲等において、オンの区間同士を極力連続させないような、すなわち連続したオフの区間の長さをできるだけ短く抑えるようなヒータオンパターンを設定した（図８）。これにより制御部３は、制御周期（１００［ｍｓ］）を変更すること無く、デューティ比を高めるだけで、より短い周期でパルスを出現させることができ、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの抑制に寄与することができる。
【００９０】
これを他の観点から見れば、制御部３は、制御周期である１００［ｍｓ］を変更せずに短い周期でパルスを出現させることができるため、この制御周期を変更した場合に生じ得る、動作効率の低下等を招くことが無い。
【００９１】
さらに制御部３は、ヒータ５１の温度を、サーミスタ５２による検出温度を基に目標温度に合わせるようフィードバック制御しているため、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］よりも低い１５０［Ｖ］に設定した場合にも、このフィードバック制御を変更する必要が無い。
【００９２】
そのうえ制御部３は、ヒータ５１等の温度が目標温度の９０％未満に低下した場合には、定温制御モードからウォームアップモードに変更してＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］に高めるようにした（ステップＳＰ１２）。これにより制御部３は、例えば用紙Ｐが定着部２１に搬送されて該用紙Ｐに熱が奪われた場合のように、温度が大きく低下した場合に、ヒータ５１に供給されるエネルギーを高めることができ、該ヒータ５１等をより短い時間で目標温度に回復させることができる。
【００９３】
以上の構成によれば、本実施の形態による画像形成装置１の制御部３は、ウォームアップモードでＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］として定着部２１のヒータ５１を加熱させ、目標温度に到達して定温制御モードに遷移させる場合に、該出力電圧を１５０［Ｖ］に設定する。これにより制御部３は、フィードバック制御においてヒータオン信号Ｓ４のデューティ比を高めることができる。これと共に制御部３は、ヒータオン信号Ｓ４において、オンの区間同士を極力連続させないようなヒータオンパターンを設定したため（図８）、駆動電圧ＤＶに振幅が小さい交流波を短い間隔ごとに出現させることができる（図１４）。この結果、制御部３は、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの振幅を格段に小さく抑えて、光沢ムラの発生を十分に小さく抑えることができる（図１５（Ｂ））。
【００９４】
［５．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態においては、フィードバック制御によりサーミスタ５２の温度に応じてヒータオン信号Ｓ４のデューティ比を自動的に変化させる動作状態において、定温制御モードでＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］に低下させる場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばヒータオン信号Ｓ４のデューティ比を固定した動作状態において、定温制御モードでＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］に低下させても良い。この場合、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの振幅をある程度小さく抑えることができる。
【００９５】
また上述した実施の形態においては、定温制御モードでＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］に低下させた場合に、フィードバック制御におけるゲイン等の各種定数や係数等を変更しない場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧に応じて、ゲイン等の各種定数や係数等を変更した上でフィードバック制御を行っても良い。
【００９６】
さらに上述した実施の形態においては、ヒータオン信号Ｓ４を、４０≦Ｄｕｔｙ＜６０［％］の範囲等においてオンの区間同士を極力連続させないようにオン及びオフが出現するようなヒータオンパターンとする場合について述べた（図８）。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばオンの区間同士を連続して出現させても良い。この場合も、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］に低下させることにより、加熱ベルト５３の表面温度Ｔ２における短周期リップルの振幅をある程度小さく抑えることができる。
【００９７】
さらに上述した実施の形態においては、定着制御処理手順ＲＴ１のステップＳＰ１２（図９）において、定温制御モードで動作中にヒータ５１等の温度が目標温度の９０％未満に低下した場合に、ウォームアップモードに戻してＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］に高める場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばヒータ５１等の温度が目標温度の８０％未満に低下した場合等、他の条件を満たした場合にＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２３０［Ｖ］に高めても良く、或いはＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を２００［Ｖ］等の他の値に高めても良い。さらには、ヒータ５１等の温度が低下した場合にもＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］のまま維持しても良い。
【００９８】
さらに上述した実施の形態においては、定着制御処理手順ＲＴ１のステップＳＰ１２（図９）において、定温制御モードで動作中に、定着部２１における用紙Ｐの有無に拘わらず、ヒータ５１等の温度が目標温度の９０％未満に低下した場合に、ウォームアップモードに戻す場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えばレジストセンサ１１や書出センサ１２（図１）において用紙Ｐを検出していない場合には、ヒータ５１等の温度が目標温度の９０％未満に低下したとしても、定温制御モードを維持しても良い。これにより、例えば印刷処理を完了して定着処理を行う必要がなくなった状態において、温度を不必要に高めることを回避でき、電力の無駄な消費を抑えることができる。
【００９９】
さらに上述した実施の形態においては、定温制御モードに遷移する場合に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を一律に１５０［Ｖ］に変更する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々の値としても良く、或いは周囲の温度を検出する周囲温度検出部を設け、この周囲温度検出部により検出した周囲の温度に応じて、定温制御モードにおけるＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を１５０［Ｖ］から適宜増減させても良い。
【０１００】
さらに上述した実施の形態においては、サーミスタ５２をヒータ５１の上面側に当接させる位置に設ける場合について述べた（図３）。しかしながら本発明はこれに限らず、ヒータ５１に当接若しくは極めて近接した種々の位置にサーミスタ５２を設けても良い。
【０１０１】
さらに上述した実施の形態においては、面状ヒータとして構成されたヒータ５１（図３）により加熱ベルト５３を加熱する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば図３と対応する図１６に示す定着部１２１のように、ハロゲンヒータ１５１により加熱ベルト５３を加熱しても良い。この定着部１２１には、ハロゲンヒータ１５１の周囲に熱を反射させるリフレクタ１５２が設けられ、加熱ベルト５３の上側に非接触温度検出素子１５４が設けられ、さらに加熱ベルト５３内における加圧ローラ５５と対向する位置に加圧パッド１５６が設けられている。この定着部１２１を用いる場合にも、制御部３において定温制御モードに遷移する場合に、ＤＣ−ＡＣインバータ６３の出力電圧を低下させれば良い。ただし定着部１２１では、ハロゲンヒータ１５１の性質上、定格電圧を１００［％］から９０［％］程度までの範囲内で変化させることが望ましい。
【０１０２】
さらに上述した実施の形態においては、プリンタでなる画像形成装置１に本発明を適用する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば複写機やファクシミリ装置、或いはこれらの複数の機能を有するＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等、電子写真方式によりトナー画像を形成して用紙に定着させる機能を有する種々の電子機器に適用しても良い。また、複数色に対応する複数の画像形成ユニット１７を用いて、いわゆるカラー印刷を行う機器に限らず、１個の画像形成ユニット１７により単色（モノクロ）の印刷を行う機器に適用しても良い。
【０１０３】
さらに本発明は、上述した実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【０１０４】
さらに上述した実施の形態においては、画像形成部としての画像形成ユニット１７と、定着部としての定着部２１と、電源部としての低圧電源回路４３と、温度検出部としてのサーミスタ５２と、制御部としての制御部３とによって画像形成装置としての画像形成装置１を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる画像形成部と、定着部と、電源部と、温度検出部と、制御部とによって画像形成装置を構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、例えば電子写真方式によってトナー画像を形成して用紙に定着させることにより印刷するプリンタやＭＦＰ等で利用できる。
【符号の説明】
【０１０６】
１……画像形成装置、３……制御部、１１……レジストセンサ、１２……書出センサ、１７……画像形成ユニット、２１……定着部、４３……低圧電源回路、４９……定着モータ、５１……ヒータ、５２……サーミスタ、５３……加熱ベルト、５４……ベルト加熱部、５５……加圧ローラ、６１……力率改善回路、６２……ＤＣ−ＤＣコンバータ、６３……ＤＣ−ＡＣインバータ、６４……スイッチング部、６５……インバータ制御部、６６……トライアック駆動回路、８１……デューティ値計算部、８２……加算器、８３……デューティ値制限部、８４……ヒータオンパターン決定部、Ｄ……駆動電力、ＤＶ……駆動電圧、Ｓ１１……デューティ計算値、Ｓ１２……デューティ加算値、Ｓ１３……デューティ制限値、Ｓ２……波高値信号、Ｓ３、Ｓ４……ヒータオン信号、ＳＲ……デューティ剰余値、Ｔ１……検出温度、Ｔ２……表面温度、Ｕ……搬送路、Ｗ１……振幅、Ｗ２……振幅。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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