(57)【要約】【課題】電力上昇を抑制しつつ、構成を複雑にすることなく様々なサイズの用紙を適切に加熱する。【解決手段】プリンターの定着装置１３は、耐熱性フィルム２２と、耐熱性フィルム２２の一面側を加熱して、耐熱性フィルム２２の他面側を通過する用紙上のトナー像を加熱する加熱体２３と、加熱体２３に流れる電流量Ｉを検知する電流検知部３８とを備える。加熱体２３は、用紙の通過方向と直交する幅方向の全域に亘って設けられていて、通電によって発熱する発熱抵抗体３２と、幅方向の一部に設けられていて、発熱抵抗体３２と電気的に接続される感温抵抗体３３とから構成される。定着装置１３の制御装置は、加熱体２３の総抵抗の低下に起因して電流量Ｉが所定の電流閾値を超えた場合に、電圧印加部３７によって加熱体２３に印加される電圧を、加熱体の総抵抗と所定の目標電力とに基づく目標電圧以下に低くする電圧制御を行う。【選択図】図４
2019012113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム部材と、
前記フィルム部材の一面側を加熱して、前記フィルム部材の他面側を通過する用紙上のトナー像を加熱する加熱体と、
前記加熱体に流れる電流量を検知する電流検知部と、を備え、
前記加熱体は、
前記用紙の通過方向と直交する幅方向の全域に亘って設けられていて、通電によって発熱する発熱抵抗体と、
前記幅方向の一部に設けられていて、前記発熱抵抗体と電気的に接続される感温抵抗体とから構成され、
前記加熱体の総抵抗の低下に起因して前記電流量が所定の電流閾値を超えた場合に、前記加熱体に印加される電圧を、前記加熱体の総抵抗と所定の目標電力とに基づく目標電圧以下に低くする電圧制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記電圧制御として、所定数の周期を有する半波制御期間の平均電圧が前記目標電圧以下になるように、前記加熱体に印加される電圧のオン及びオフを前記周期の半波単位で切り換える半波制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記電圧制御として、所定の位相制御期間の平均電圧が前記目標電圧以下になるように、前記加熱体に印加される電圧のオン及びオフを前記位相制御期間内の時間単位で切り換える位相制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記電圧制御として、前記加熱体に印加される電圧が前記目標電圧以下になるように振幅を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
起動時に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧を前記加熱体に印加することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記幅方向において前記感温抵抗体が設けられていない位置で前記発熱抵抗体の温度を検知する温度検知部を更に備え、
前記温度検知部による検知温度が所定の温度閾値以上である場合に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧を前記加熱体に印加することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、用紙上に形成されたトナー像を加熱定着させる定着装置を備える。定着装置は、トナー像を加熱する加熱部材と、用紙に対してトナー像を加圧する加圧部材とを備える。加熱部材は、例えば、ベルトやフィルム等の円筒状部材の中空部に、加熱体を固定支持して構成される。円筒状部材として耐熱性フィルム等のフィルム部材を適用し、加熱体として低熱容量加熱体を適用することにより、ローラー式の加熱部材に比べて省電力化及びウォームアップ時間の短縮化が可能となる。
【０００３】
ところで、定着装置では、小サイズの用紙に対して連続して加熱定着を行なった場合、フィルム部材及び加圧部材では、用紙が接触する部分（通紙領域）と接触しない部分（非通紙領域）とで放熱量の差が生じる。そして、通紙領域に比べて非通紙領域では、フィルム部材及び加圧部材の温度が高くなるので、熱劣化してしまう。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献１では、加熱体として、絶縁基板上に温度変化係数（ＴＣＲ）が負である発熱抵抗体を帯状に形成したものを用いている。非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも上昇すると、発熱抵抗体の抵抗値は、通紙領域よりも非通紙領域で小さくなるので、非通紙領域の発熱を通紙領域よりも抑えることができる。
【０００５】
また、特許文献２では、加熱体として、少なくとも１対の電極で挟まれた通電発熱体からなり、通電発熱体の加熱体進行方向と直角方向の中間より分岐する通電路を持ち、通電路にＴＣＲが負である抵抗体を少なくとも１個接続されたものを用いている。抵抗体を配置した非通紙領域の温度が高くなると、この抵抗体の抵抗値が低下することによって非通紙領域の通電発熱体への通電が断たれるので、非通紙領域の発熱が抑制される。
【０００６】
更に、特許文献３では、加熱体として、定着ベルトの移動方向と直行する方向に並べて配置された互いに電気的に並列接続された複数の小発熱体を有する抵抗発熱体と、電源から小発熱体への通電路において小発熱体と直列に接続され所定温度以上で抵抗値が上昇するＰＴＣ素子とを備えたものを用いている。ＰＴＣ素子を配置した非通紙領域の温度が所定温度以上になると、ＰＴＣ素子の抵抗値が上昇し、小発熱体へ通電される電流が抑制されるので、非通紙領域の発熱が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−６４３５０号公報
【特許文献２】特開平０６−２８３２５４号公報
【特許文献３】特開２００９−２４４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＴＣＲが負の発熱抵抗体を形成しただけの加熱体では、何らかの要因で通紙していない状態で発熱抵抗体に連続的に通電がされると、発熱抵抗体全体の温度が上昇して発熱抵抗体全体の抵抗値が低下するので、電力が大幅に増加すると共に、発熱抵抗体の急激な温度上昇が生じるため、安全性に問題がある。
【０００９】
また、通電路にＴＣＲが負の抵抗体やＰＴＣ素子を接続した加熱体では、抵抗体やＰＴＣ素子をある程度の間隔をもって接続する必要があるので、全てのサイズの用紙に対応することは難しく、また、抵抗体やＰＴＣ素子を増やす程、構成が複雑になるという問題がある。
【００１０】
ところで、加熱体には、１対の電極で挟まれた発熱抵抗体に対して、耐熱性フィルムの移動方向と直交する方向に対しては一部分に、かつ、耐熱性フィルムの移動方向に対しては全面に接触するように、所定温度以上で抵抗値が減少する感温抵抗体（ＣＴＲ）を設けたものがある。感温抵抗体を配置した非通紙領域の温度が所定温度以上になると、感温抵抗体の抵抗値が下がり、発熱抵抗体へ通電される電流が抑制されるので、非通紙領域の温度上昇が抑制される。
【００１１】
しかしながら、この加熱体では、一定の電源電圧を印加した場合、感温抵抗体の抵抗値が下がっている面積が大きくなる程、加熱体全体の抵抗値が低下して、加熱体に流れる電流が大きくなってしまう。すると、加熱体や電圧を印加する低電圧基板等の機器の許容電流を超えてしまい、これらの機器を破損することがある。また、消費電力が上がり過ぎて電源電圧が降下してしまうことで、フリッカが発生したりブレーカーが落ちたりする不具合が発生する可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、電力上昇を抑制しつつ、構成を複雑にすることなく様々なサイズの用紙を適切に加熱することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の定着装置は、フィルム部材と、前記フィルム部材の一面側を加熱して、前記フィルム部材の他面側を通過する用紙上のトナー像を加熱する加熱体と、前記加熱体に流れる電流量を検知する電流検知部と、を備え、前記加熱体は、前記用紙の通過方向と直交する幅方向の全域に亘って設けられていて、通電によって発熱する発熱抵抗体と、前記幅方向の一部に設けられていて、前記発熱抵抗体と電気的に接続される感温抵抗体とから構成され、前記加熱体の総抵抗の低下に起因して前記電流量が所定の電流閾値を超えた場合に、前記加熱体に印加される電圧を、前記加熱体の総抵抗と所定の目標電力とに基づく目標電圧以下に低くする電圧制御を行うことを特徴とする。
【００１４】
上記の定着装置は、前記電圧制御として、所定数の周期を有する半波制御期間の平均電圧が前記目標電圧以下になるように、前記加熱体に印加される電圧のオン及びオフを前記周期の半波単位で切り換える半波制御を行うとよい。
【００１５】
上記の定着装置は、前記電圧制御として、所定の位相制御期間の平均電圧が前記目標電圧以下になるように、前記加熱体に印加される電圧のオン及びオフを前記位相制御期間内の時間単位で切り換える位相制御を行うとよい。
【００１６】
上記の定着装置は、前記電圧制御として、前記加熱体に印加される電圧が前記目標電圧以下になるように振幅を制御するとよい。
【００１７】
上記の定着装置は、起動時に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧を前記加熱体に印加するとよい。
【００１８】
上記の定着装置は、前記幅方向において前記感温抵抗体が設けられていない位置で前記発熱抵抗体の温度を検知する温度検知部を更に備え、前記温度検知部による検知温度が所定の温度閾値以上である場合に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧を前記加熱体に印加するとよい。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、上記した定着装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電力上昇を抑制しつつ、構成を複雑にすることなく様々なサイズの用紙を適切に加熱することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の加熱体を示す底面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の加熱体を示す下面図側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の加熱体及びその周辺を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、通常稼働時に加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、半波制御によって加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、半波制御によって加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、通常稼働時に加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、位相制御によって加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【図７Ｃ】本発明の一実施形態に係るプリンターの定着装置において、位相制御によって加熱体に印加される電圧の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
先ず、本発明の実施形態に係るプリンター１（画像形成装置）の全体の構成について図１を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図１における紙面手前側をプリンター１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれプリンター１の左側、右側、上側、下側、前側、後側を示している。
【００２３】
プリンター１は、略箱型形状のプリンター本体２を備え、プリンター本体２の下部には用紙（記録媒体）を収納する給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイ４が設けられる。
【００２４】
プリンター本体２内の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が排紙トレイ４の下方に配置され、露光器５の下方には、画像形成部６が設けられる。画像形成部６には、像担持体である感光体ドラム７が回転可能に設けられ、感光体ドラム７の周囲には、帯電器と、トナーコンテナに接続された現像装置と、転写ローラーと、クリーニング装置とが、感光体ドラム７の回転方向に沿って配置される。
【００２５】
また、プリンター本体２の内部には、用紙の搬送経路１０が設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部１１が給紙カセット３の近傍に設けられ、搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７と転写ローラーによって構成される転写部１２が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着装置１３が設けられ、搬送経路１０の下流端には排紙部１４が排紙トレイ４の近傍に設けられる。また、プリンター本体２の内部には、定着装置１３を制御する制御装置１５が備えられる。
【００２６】
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作について説明する。プリンター１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。先ず、画像形成部６の帯電器によって感光体ドラム７の表面が帯電された後、露光器５からのレーザー光により感光体ドラム７に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、画像形成部６の現像器がトナーを用いてトナー像に現像する。
【００２７】
一方、給紙カセット３に収納された用紙は、給紙部１１によって取り出されて搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、所定のタイミングで転写部１２へと搬送され、転写部１２によって感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置１３へと搬送され、定着装置１３によって用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部１４から排紙トレイ４に排出される。
【００２８】
次に、定着装置１３の構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。定着装置１３は、加熱部材２０と加圧部材２１とを備える。加熱部材２０は、無端ベルト状の耐熱性フィルム２２（フィルム部材）と、耐熱性フィルム２２の中空部に配置される加熱体２３とを備える。加熱部材２０及び加圧部材２１は、搬送経路１０を挟んで対向すると共に接触して配置され、加熱部材２０及び加圧部材２１の間に定着ニップが形成される。
【００２９】
加熱部材２０の耐熱性フィルム２２は、搬送経路１０に沿う用紙の搬送方向と直交する幅方向において、最大サイズの用紙の幅よりも長い円筒状に形成されている。耐熱性フィルム２２は、耐熱性、離型性、耐久性、強度の高い材料で形成される。例えば、耐熱性フィルム２２の材料として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）の単層フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳＰＰＳ等のフィルム表面に、ＰＴＦＥやＰＦＡをコーティング又は被覆した複合層フィルムを用いてよい。耐熱性フィルム２２は、熱容量を小さくしてウォームアップ時間を短縮するために、例えば、１００μｍ以下の膜厚、好ましくは、２０μｍ以上４０μｍ以下の膜厚で形成される。
【００３０】
耐熱性フィルム２２は、幅方向の両端が回転可能に支持されて、用紙の搬送方向に沿って回転する。耐熱性フィルム２２は、内周面が加熱体２３に接触していて、回転することで加熱体２３に対して摺動する。また、耐熱性フィルム２２は、外周面が加圧部材２１に接触していて、回転する際に定着ニップを通過する用紙に接触する。
【００３１】
加熱部材２０の加熱体２３は、幅方向において最大サイズの用紙の幅よりも長形を有していて、ホルダ２４によって固定支持されている。なお、ホルダ２４は、幅方向において加熱体２３よりも長形で、断熱性を有する材料で形成され、幅方向の両端が定着装置１３の定着フレーム（図示せず）に固定される。
【００３２】
加熱体２３は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、基板３０と、基板３０の一面に設けられる一対の給電電極３１と、基板３０の一面に設けられる発熱抵抗体３２（通電発熱体）と、発熱抵抗体３２と基板３０との間に設けられる感温抵抗体３３（ＣＴＲ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒｅｓｉｓｔｏｒ）と、発熱抵抗体３２の表面に設けられるオーバーコート３４と、基板３０の他面に取り付けられるサーミスタ３５（温度検知部）及びサーモスタット３６とから構成される。加熱体２３は、発熱抵抗体３２が設けられる基板３０の一面側を加圧部材２１に向けて耐熱性フィルム２２の内周面に接触して配置される。
【００３３】
基板３０は、幅方向において最大サイズの用紙の幅よりも長い板状部材であり、搬送方向に沿って所定の長さを有する。基板３０は、電気絶縁性、耐熱性及び低熱容量性の高い材料で形成される。基板３０の材料として、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＡｌＮ、ＳｉＣ等のセラミックスを用いてよい。
【００３４】
一対の給電電極３１は、基板３０の幅方向の両端にそれぞれ設けられる。図４に示すように、一方の給電電極３１ａは、電圧印加部３７に接続され、他方の給電電極３１ｂは、電流検知部３８を介して接地されている。
【００３５】
発熱抵抗体３２は、電力供給によって発熱する発熱源であり、発熱抵抗体３２が発熱することで加熱体２３が昇温する。発熱抵抗体３２は、例えば、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）等の材料で形成される。発熱抵抗体３２は、一対の給電電極３１間で幅方向に沿って線状又は帯状に設けられ、その幅方向の両端は、図４に示すように、一対の給電電極３１にそれぞれ接続されている。そして、一対の給電電極３１に電流が流れることで発熱抵抗体３２が発熱する。
【００３６】
感温抵抗体３３は、所定温度（例えば、１５０℃〜２００℃）以上に加熱されると、抵抗値が減少する特性を有する。感温抵抗体３３は、例えば、チタン酸バリウム等のセラミックスや導電性ポリマー等で形成される。感温抵抗体３３は、幅方向において最小サイズの用紙の通紙領域Ｒ１よりも両端側の非通紙領域Ｒ２において、幅方向に沿って設けられる（図３Ｂ参照）。また、感温抵抗体３３は、搬送方向において発熱抵抗体３２と同等又はそれ以上の長さを有し、換言すれば、非通紙領域Ｒ２では搬送方向において発熱抵抗体３２を全体的に覆うように設けられる。そのため、幅方向において、通紙領域Ｒ１では発熱抵抗体３２のみの層が形成され、非通紙領域Ｒ２では発熱抵抗体３２及び感温抵抗体３３の複合層が形成される。感温抵抗体３３は、発熱抵抗体３２に接触していて、図４に示すように、発熱抵抗体３２の非通紙領域Ｒ２の部分と電気的に並列に接続されている。
【００３７】
オーバーコート３４は、一対の給電電極３１間において、発熱抵抗体３２を幅方向及び搬送方向に亘って被覆して保護している。オーバーコート３４は、例えば、電気絶縁性を有するガラス等で形成される。
【００３８】
サーミスタ３５及びサーモスタット３６は、通紙領域Ｒ１に対応する部分に取り付けられる。サーミスタ３５は、加熱部材２０の定着温度を制御するための制御用温度センサであり、基板３０の温度を検知し、その検知温度に基づいて制御装置１５が定着温度を制御する。なお、サーミスタ３５は、後述する電圧印加部３７の電圧制御のためにも用いられる。サーモスタット３６は、加熱部材２０の過昇温を防止するための安全用温度センサであり、基板３０の温度を検知し、その検知温度から異常な昇温が予測される場合に、加熱体２３への通電が強制的に遮断される。
【００３９】
加圧部材２１は、幅方向において最大サイズの用紙の幅よりも長い円筒状の加圧ローラーである。加圧部材２１は、例えば、円筒状の芯金と、芯金に周設される弾性層と、弾性層を被覆する離型層とによって構成される。弾性層は、例えばシリコンゴムで形成され、離型層は、例えばＰＴＦＥやＰＦＡで形成される。加圧部材２１は、搬送方向に回転可能に支持されていて、押圧部材（図示せず）によって加熱部材２０側に加圧されている。換言すれば、加圧部材２１は、耐熱性フィルム２２を挟んで加熱体２３側に押圧されている。また、例えば、加圧部材２１は、モーター等の駆動源４１（図５参照）に接続されていて、駆動源４１からの駆動力によって回転し、加圧部材２１の回転によって、加熱部材２０が従動回転する。
【００４０】
次に、定着装置１３を制御する制御装置１５の電気的な構成について図５を参照しながら説明する。制御装置１５は、ＣＰＵ等で構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置４０に接続されている。なお、制御装置１５及び記憶装置４０として、プリンター１の各部を統括制御するメイン制御装置及びメイン記憶装置が適用されてもよい。
【００４１】
制御装置１５は、記憶装置４０に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置１５に接続された各部を制御する。例えば、制御装置１５は、サーミスタ３５、電圧印加部３７、電流検知部３８及び駆動源４１に接続されている。
【００４２】
電圧印加部３７は、制御装置１５によって制御されて加熱体２３に対して電圧を印加する。電圧印加部３７の電圧制御については後述する。
【００４３】
電流検知部３８は、電圧印加部３７の電圧印加によって加熱体２３が通電したときに、加熱体２３に流れる電流を検知する。電流検知部３８は、例えば、図４に示すように、加熱体２３と直列に接続された固定抵抗３８ａを有し、固定抵抗３８ａと接地との間の検知用電圧Ｖを検出する。そして、電流検知部３８は、検知用電圧Ｖを電流に換算することによって、加熱体２３に流れる電流量Ｉを検知して制御装置１５に入力する。あるいは、電流検知部３８は、固定抵抗３８ａを用いた電流量Ｉの検知に限定されず、例えば、電流を直接測定するように構成されてもよい。
【００４４】
次に、電圧印加部３７の電圧制御について説明する。制御装置１５は、例えば、加熱体２３の総抵抗の低下に起因して、電流検知部３８によって検知された電流量Ｉが所定の電流閾値（例えば、１０Ａ）を超えた場合に、加熱体２３に印加される電圧を、電流量Ｉと所定の目標電力（例えば、１０００Ｗ）とに基づく目標電圧以下に低くするように電圧印加部３７を制御する。なお、目標電圧は、電流量Ｉ及び目標電力から逆算される。
【００４５】
電圧印加部３７は、定着装置１３の通常稼働時には、図６Ａに示すように、所定の振幅Ａ及び所定の周期Ｔ１を有する交流の通常稼働電圧を加熱体２３に印加する。例えば、加熱体２３の目標電力を１０００Ｗに設定しているとき、加熱体２３の総抵抗が１０Ωの場合に、電圧印加部３７が１００Ｖの実効値の通常稼働電圧を加熱体２３に印加すると、加熱体２３には、１０Ａの電流（電流量Ｉ）が流れ、１０００Ｗの電力が発生する。このとき、加熱体２３（感温抵抗体３３）の温度が上がって加熱体２３の総抵抗が５Ωまで下がった場合、電圧印加部３７が１００Ｖの実効値の通常稼働電圧を加熱体２３に印加すると、加熱体２３には、２０Ａの電流（電流量Ｉ）が流れ、２０００Ｗの電力が発生してしまう。
【００４６】
そこで、制御装置１５は、通常稼働電圧の７０．７１％（約７０％）の電圧を目標電圧として加熱体２３に印加するように電圧印加部３７を制御する。これにより、総抵抗が５Ωの加熱体２３に約１４．１４Ａの電流を流して、加熱体２３に目標電力（１０００Ｗ）を発生させる。
【００４７】
上記のように加熱体２３に印加する電圧を低くする電圧制御として、電圧印加部３７は、例えば、交流の通常稼働電圧の所定数（例えば、５）の周期Ｔ１を有する半波制御期間Ｔ２において、平均電圧（実効値の平均電圧）が目標電圧以下になるように、加熱体２３に印加される電圧のオン及びオフを周期Ｔ１の半波単位（半周期単位）で切り換える半波制御を行う。
【００４８】
例えば、通常稼働電圧の１００％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図６Ａに示すように、半波制御期間Ｔ２に含まれる半波（例えば、５回の周期Ｔ１に含まれる１０個の半波）の全てをオン（実線）にするように印加電圧を制御する。また、通常稼働電圧の５０％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図６Ｂに示すように、半波制御期間Ｔ２に含まれる半波（例えば、５回の周期Ｔ１に含まれる１０個の半波）の内、半数の半波（５個の半波）をオン（実線）にして他の半波をオフ（点線）にするように印加電圧を制御する。更に、通常稼働電圧の２０％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図６Ｃに示すように、半波制御期間Ｔ２に含まれる半波の内、１／５の数の半波（２個の半波）をオン（実線）にして他の半波をオフ（点線）にするように印加電圧を制御する。なお、半波制御期間Ｔ２は、１０個の半波に限定されず、２０個又は他の数の半波を含むように設定されてよい。半波制御期間Ｔ２に含まれる半波の数が多い程、より細かく印加電圧を制御することができる。
【００４９】
あるいは、加熱体２３に印加する電圧を低くする電圧制御として、電圧印加部３７は、例えば、交流の通常稼働電圧の１回の周期Ｔ１を位相制御期間Ｔ３として、平均電圧（実効値の平均電圧）が目標電圧以下になるように、加熱体２３に印加される電圧のオン及びオフを位相制御期間Ｔ３内の時間単位（所定時間間隔）で切り換える位相制御を行う。
【００５０】
例えば、通常稼働電圧の１００％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図７Ａに示すように、位相制御期間Ｔ３において全ての時間でオン（実線）にするように印加電圧を制御する。また、通常稼働電圧の５０％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図７Ｂに示すように、位相制御期間Ｔ３において半分の時間ではオン（実線）にして他の時間ではオフ（点線）にするように印加電圧を制御する。更に、通常稼働電圧の２０％の電圧を目標電圧とする場合、電圧印加部３７は、図７Ｃに示すように、位相制御期間Ｔ３において１／５の時間ではオン（実線）にして他の時間ではオフ（点線）にするように印加電圧を制御する。なお、位相制御期間Ｔ３は、１回の周期Ｔ１に限定されず、周期Ｔ１の半周期に設定されてよい。位相制御期間Ｔ３が短い程、より短い間隔で印加電圧を補正することができる。
【００５１】
若しくは、加熱体２３に印加する電圧を低くする電圧制御として、電圧印加部３７は、例えば、交流の通常稼働電圧の振幅Ａを制御して、印加電圧（実効値）が目標電圧以下になるように制御する。
【００５２】
なお、定着装置１３では、電流検知部３８による加熱体２３の温度検知を行う前、即ち、定着処理の開始時に、既に、加熱体２３の温度が高くなっていて加熱体２３の総抵抗が低下していることがある。例えば、小サイズの用紙を連続して定着処理した後の定着装置１３の起動直後に、感温抵抗体３３の温度が高くなっていることがある。
【００５３】
そこで、制御装置１５は、加熱体２３の総抵抗を算出できていない定着装置１３の定着処理の開始時（起動時）には、通常稼働電圧（通常稼働時の最大電圧）よりも低い制限電圧を加熱体２３に印加するように電圧印加部３７を制御する。この制限電圧は、例えば、加熱体２３の総抵抗が一番低くなる場合でも許容される電圧（例えば、数Ｖ）に設定され、例えば、加熱体２３の総抵抗が一番高いときに加熱体２３に通常稼動電圧を印加した場合に加熱体２３に生じる電力を超えないように設定される。なお、前回の定着処理から、加熱体２３の温度が十分に低下するまでの所定時間経過後には、定着装置１３の起動時でも、通常稼働電圧を印加するように電圧印加部３７を制御してよい。
【００５４】
あるいは、制御装置１５は、サーミスタ３５（温度検知部）による検知温度が、所定の温度閾値（例えば、１５０℃）以上である場合に、上記の制限電圧を加熱体２３に印加するように電圧印加部３７を制御する。
【００５５】
なお、定着装置１３の起動後や、サーミスタ３５の検知温度が所定の温度閾値未満の場合には、通常稼働電圧を印加するように電圧印加部３７を制御してよい。あるいは、上記の制限電圧から徐々に通常稼働電圧まで印加電圧を上昇させるように電圧印加部３７を制御してよい。これにより、効率良く加熱体２３を昇温させることができる。
【００５６】
本実施形態によれば、上述のように、プリンター１（画像形成装置）の定着装置１３は、耐熱性フィルム２２（フィルム部材）と、耐熱性フィルム２２の一面側を加熱して、耐熱性フィルム２２の他面側を通過する用紙上のトナー像を加熱する加熱体２３と、加熱体２３に流れる電流量Ｉを検知する電流検知部３８とを備える。加熱体２３は、用紙の通過方向と直交する幅方向の全域に亘って設けられていて、通電によって発熱する発熱抵抗体３２と、幅方向の一部に設けられていて、発熱抵抗体３２と電気的に接続される感温抵抗体３３とから構成される。定着装置１３の制御装置１５は、加熱体２３の総抵抗の低下に起因して電流量Ｉが所定の電流閾値を超えた場合に、電圧印加部３７によって加熱体２３に印加される電圧を、加熱体２３の総抵抗と所定の目標電力とに基づく目標電圧以下に低くする電圧制御を行う。
【００５７】
これにより、感温抵抗体３３が設けられる非通紙領域Ｒ２の温度が所定温度より高くなると、感温抵抗体３３の抵抗値が低下して、発熱抵抗体３２へ通電される電流が抑制される。そのため、非通紙領域Ｒ２の温度上昇を抑制することができる。一方、感温抵抗体３３を接触させない部分を設けることで、何らかの要因で通紙していない状態で発熱抵抗体３２に連続的に通電されても、発熱抵抗体３２全体の抵抗値が所定値以下に低下することがない。そのため、加熱体２３の電力が所定量を超えて増加することはなく、発熱抵抗体３２の急激な温度上昇を抑制することができる。更に、電流検知部３８の検知した電流量Ｉが所定の電流閾値を超えた場合には、加熱体２３への印加電圧を低くするため、加熱体２３や電圧印加部３７等の機器に流れる電流が許容電流を超えることを抑制し、加熱体２３に安定した電力を発生させることができる。従って、これらの機器の破損を抑制することができ、また、消費電力が上がり過ぎて電源電圧が降下することが抑制され、フリッカが発生したりブレーカーが落ちたりする不具合を抑制することができる。上記のように、本発明によれば、定着装置１３は、電力上昇を抑制しつつ、構成を複雑にすることなく様々なサイズの用紙を適切に加熱することが可能となる。
【００５８】
また、制御装置１５は、上記の電圧制御として、所定数の周期Ｔ１を有する半波制御期間Ｔ２の平均電圧が目標電圧以下になるように、加熱体２３に印加される電圧のオン及びオフを周期Ｔ１の半波単位で切り換える半波制御を行ってよい。これにより、加熱体２３への印加電圧を精密に制御することができる。
【００５９】
あるいは、制御装置１５は、上記の電圧制御として、所定の位相制御期間Ｔ３の平均電圧が目標電圧以下になるように、加熱体２３に印加される電圧のオン及びオフを位相制御期間Ｔ３内の時間単位で切り換える位相制御を行ってよい。これにより、加熱体２３への印加電圧を精密に制御することができる。
【００６０】
若しくは、制御装置１５は、上記の電圧制御として、加熱体２３に印加される電圧が目標電圧以下になるように振幅Ａを制御してよい。これにより、加熱体２３への印加電圧を精密に制御することができる。
【００６１】
また、制御装置１５は、定着装置１３の起動時に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧が加熱体２３に印加されるように制御してよい。
これにより、定着装置１３の起動時に加熱体２３の総抵抗が低下している場合でも、加熱体２３に対する過剰な電圧印加を抑制して、電力の増加を抑制することができる。
【００６２】
あるいは、定着装置１３は、幅方向において感温抵抗体３３が設けられていない位置で発熱抵抗体３２の温度を検知するサーミスタ３５（温度検知部）を更に備え、制御装置１５は、サーミスタ３５による検知温度が所定の温度閾値以上である場合に、通常稼働時の最大電圧よりも低い電圧が加熱体２３に印加されるように制御してよい。これにより、加熱体２３の温度上昇に起因して加熱体２３の総抵抗が低下している場合でも、加熱体２３に対する過剰な電圧印加を抑制して、電力の増加を抑制することができる。
【００６３】
本実施形態では、モノクロのプリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  プリンター（画像形成装置）
２  プリンター本体
６  画像形成部
１０  搬送経路
１３  定着装置
１５  制御装置
２０  加熱部材
２１  加圧部材
２２  耐熱性フィルム
２３  加熱体
３０  基板
３１、３１ａ、３１ｂ  給電電極
３２  発熱抵抗体
３３  感温抵抗体
３４  オーバーコート
３５  サーミスタ
３６  サーモスタット
３７  電圧印加部
３８  電流検知部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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