(57)【要約】【課題】配光分布を異ならせた複数の定着ヒータ内蔵で熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置について、複雑な制御を用いず、種々の外的要因を抑えて安定した定着制御を行え、かつ、待機状態から画像形成状態への状態遷移時の定着不良を抑制する。【解決手段】予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルとその点灯間隔決定用テーブルとを用意し、温度サンプリング結果に基づきテーブルを参照しその設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定するが、待機状態から画像形成状態への状態遷移時ｔ１には目標制御温度を待機温度から画像形成温度に変更するだけの簡単な制御で、画像形成動作開始に向けての定着ローラの回転により生ずる急激な温度低下＝熱量不足を目標制御温度の変更に伴い定着ヒータを同時点灯させる加熱パターンの選択処理でリアルタイムに補うようにした。【選択図】        図１２
2004286936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、
前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、
所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、
このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データと目標制御温度とに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、
当該画像形成装置の待機状態から画像形成状態への状態遷移時に前記目標制御温度を待機温度からこの待機温度より高い温度に変更する目標制御温度変更手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記目標制御温度変更手段が変更する待機温度より高い温度は、画像形成温度であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記目標制御温度変更手段は、当該画像形成装置の画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち前記目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、
前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、
所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、
このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データと目標制御温度とに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、
当該画像形成装置の画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち前記目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更する目標制御温度変更手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記目標制御温度変更手段が変更する画像形成温度より低い温度は、待機温度であることを特徴とする請求項３又は４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着ヒータは、前記定着部材の軸心方向中央部に高い配光特性を持たせた中央部配光ヒータと、前記定着部材の軸心方向両端部に高い配光特性を持たせた端部配光ヒータとを有し、
前記温度センサは、前記中央部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向中央部の温度を検出する中央部温度センサと、前記端部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向端部の温度を検出する端部温度センサとを有する、
ことを特徴とする請求項１ないし５の何れか一記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルは、前記中央部配光ヒータ、前記端部配光ヒータ毎に前記目標制御温度に応じて各々予め設定された目標となる中央部制御温度、端部制御温度、前記中央部温度センサ、前記端部温度センサにより得られる今回サンプリング時の中央部今回検出温度、端部今回検出温度のパラメータを使用して作成され、
前記決定手段により点灯すべき定着ヒータを決定する前記点灯ヒータ決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定する、
ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記点灯ヒータ決定用テーブルは、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度の変更に伴い前記中央部配光ヒータと前記端部配光ヒータとを同時に点灯させるパターンを含む、
ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記点灯ヒータ決定用テーブルは、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度の変更に伴い前記中央部配光ヒータと前記端部配光ヒータとを同時に消灯させるパターンを含む、
ことを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記点灯ヒータ決定用テーブル以外のテーブルは、点灯すべき定着ヒータに関して前記決定手段によりその点灯間隔を決定するための間隔決定用テーブルである、
ことを特徴とする請求項１ないし９の何れか一記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する、
ことを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記定着ヒータに対するウォームアップ時にこれらの定着ヒータ点灯前に前記サンプリング手段によりサンプリングされた最新の温度データに基づきウォームアップ処理の態様を変更するウォームアップ処理態様変更手段を備える請求項１ないし１１の何れか一記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電力エネルギー消費効率の向上と操作性・利便性の向上との観点から、ウォームアップ時間が短縮された定着ヒータを有する画像形成装置が多い。ここに、ウォームアップ時間短縮のためには、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗の小さい薄肉定着ローラと、大電力のハロゲンヒータ又は複数（２本）構成のハロゲンヒータが使用されることが多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、この種の定着装置に関しては、各種制御例が提案されている。例えば、特許文献２の定着装置の温度制御装置によれば、ウォームアップ制御の処理開始前の熱ローラの初期検出温度やヒータへの通電回数に応じて初期補正値を調整することで、目標とする制御温度を補正し、立上げ時の定着不良（熱量不足）を補うようにしている。また、特許文献３の定着装置の温度制御装置によれば、オーバーシュートの副作用による温度低下を低減させるためにウォームアップ処理中に一旦ヒータをオフさせるようにしている。同様に、特許文献４の定着装置によれば、オーバーシュートを抑制するためにヒータオフ処理を制御手段中に追加するようにしている。さらに、特許文献５の定着装置によれば、電圧フリッカ対策として通電サイクルを所定時間以上とするようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−２２０９３２号公報
【特許文献２】
特開平０７−１５２２７６号公報
【特許文献３】
特開平０７−１１４２８９号公報
【特許文献４】
特開平１０−０３９６７８号公報
【特許文献５】
特開平０９−２４４４６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特許文献２ないし５に例示されるように、定着装置に関する制御例は各種あるが、特許文献１に記載されたような定着装置、特に、配光特性を異ならせた複数の定着ヒータを備える方式の定着装置用としては、その考察・検討が不十分で安定した温度制御ができない上に、その制御が複雑化しているものである。
【０００６】
つまり、特許文献１に示されるような定着装置の場合、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗が小さいため、環境変動や通紙に対する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動してしまうが、従来技術にあっては、このような変動を複雑な制御を用いることなく抑えることができない。また、このように変動要素の大きな定着装置の制御においては、温度変化の推移や出力と実際の温度変化との相関をみないと大幅なオーバーシュートが発生してしまうが、この点に関しても、従来技術にあっては、特別な検出手段を設けず、かつ、複雑な制御を用いることなく抑えることができない。さらには、配光分布の異なる複数の定着ヒータを制御する際に、定着装置の部品の変更や仕様の追加、不具合の対策、などがあっても変更しやすく、容易に対処し得ることが望まれるが、この点に関しても、従来技術の場合、対処しにくいものである。
【０００７】
例えば、ウォームアップ制御の処理開始前の熱ローラの初期検出温度やヒータへの通電回数に応じて初期補正値を調整することで、目標とする制御温度を補正し、立上げ時の定着不良（熱量不足）を補うようにした特許文献２の場合について、より詳細に説明する。この特許文献２にあっては、より詳細に検討すると、初期補正量：Ｄ１、通紙補正量：Ｄ２、環境補正量：Ｄ３により制御温度ＴＣを設定し、通電回数、累積通電時間により補正量を小さくしているものであるが、Ｄ１＜＜Ｄ２，Ｄ３であり、Ｄ２は紙種、紙サイズで異なり、Ｄ３は環境よりもヒータ容量のばらつきや電源事情の差異の方がはるかに大きいものである。
【０００８】
よって、このような制御は、熱容量が比較的小さいローラ構成の場合に適用可能な制御であり、本発明で対象としているような、熱容量が小さく、かつ、複数のヒータを備えることで熱流の大きな定着装置を用いる画像形成装置では、このような制御方式では対応できない場合が多く、不十分である。つまり、特許文献２の場合、ローラ温度（定着／圧ローラ）を一定温度内に保持するために「補正量」ということで制御温度ＴＣを操作／補正し、用紙面上では熱量不足とならないようにしているものであり、この部分（制御温度ＴＣ操作とローラ温度（定着／圧ローラ））の関係変化や前提事項の変化により、補正量の不足や過補正といった事態に簡単に陥ってしまう方式である。
【０００９】
一般に、このような補正を複数の画像形成動作で継続して使用するほど熱容量が大きな場合であれば、特許文献２のような従来技術での対応も可能であるが、初期補正量のある所定値（閾値）で補正量を変更すると記載されており、現実問題として、大容量ビットマップイメージの展開による印刷出力が、ほぼ等間隔での間欠的な画像形成動作となると、特許文献２にいう圧ローラ温度の予測は極めて不確実となり、補正処理がかかるため、過補正となってしまう可能性が高い。
【００１０】
また、各国の定格電圧や電源事情の違いによる定着ヒータの熱量の違いが生じても、一義的な補正量での補正となるため、熱量不足を画像形成動作の前半では補えない。
【００１１】
結局、ウォームアップ時間の短縮が可能な画像形成装置においては、補正を複数の画像形成動作で継続して使用する熱容量が大きくないので、特許文献２のような従来技術での対応は困難である。
【００１２】
本発明の目的は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置について、複雑な制御を用いることなく、種々の外的要因を抑えて安定した定着制御を行える上に、待機状態から画像形成状態への状態遷移時の定着不良を抑制することである。
【００１３】
加えて、本発明の目的は、画像形成状態から待機状態への状態遷移に伴うヒータ温度のオーバーシュートに起因する不具合を抑制することである。
【００１４】
さらに、ウォームアップ処理を必要最小限の処理時間に留めることで、ユーザ操作性や生産性向上を図ることである。
【００１５】
加えて、定着部品の変更や仕様の追加、電源事情の違い等に対しても定着制御の対応が容易に行えるようにすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データと目標制御温度とに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、当該画像形成装置の待機状態から画像形成状態への状態遷移時に前記目標制御温度を待機温度からこの待機温度より高い温度に変更する目標制御温度変更手段と、を備える。
【００１７】
従って、基本的に、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果と目標制御温度とに基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。加えて、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度を待機温度からこの待機温度より高い温度に変更するだけの簡単な制御で、テーブルの設定内容を変更することなく、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足を目標制御温度の変更に伴う加熱パターンの選択処理でリアルタイムに補うことが可能となる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記目標制御温度変更手段が変更する待機温度より高い温度は、画像形成温度である。
【００１９】
従って、目標制御温度変更手段が変更する待機温度より高い温度としては、かなり高めの温度としてもよいが、画像形成温度とすることにより、必要最低限の温度にて、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足を目標制御温度の変更に伴う加熱パターンの選択処理でリアルタイムに補うことが可能となる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記目標制御温度変更手段は、当該画像形成装置の画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち前記目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更する。
【００２１】
画像形成動作終了直後は、回転していた定着部材が停止するため、周辺部品に対してストレス、ダメージを与える可能性があるヒータ温度のオーバーシュートが発生し得る。特に、供給される商用電源電圧が定格印加電圧よりも大きい場合には、このオーバーシュートはさらに顕著となる。また、一般的に商用電源電圧が２００Ｖ系の地域においても、２２０Ｖ，２３０Ｖ，２４０Ｖ、１００Ｖ系の地域においても、１１０Ｖ，１１５Ｖ，１２０Ｖのような電圧が存在しており、定格電圧、印加電圧に違いがある可能性が高い。このような事情を考慮した場合、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更するだけの簡単な制御で、テーブルの設定内容を変更することなく、待機状態に先行して目標制御温度の変更に伴う冷却パターンの選択処理でリアルタイムに定着温度を低下させることが可能となり、オーバーシュート量を抑制することが可能となる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置を備える画像形成装置において、前記定着ヒータ毎にその配光分布に応じて設けられて前記定着部材周りの温度を検出する温度センサと、前記定着ヒータに対する通電状態を制御する駆動制御手段と、所定時間毎に前記温度センサ出力をサンプリングして前記定着部材周りの温度データを取得するサンプリング手段と、このサンプリング手段によりサンプリングされた温度データと目標制御温度とに基づき、複数の前記定着ヒータのうちで点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを参照しそのテーブル設定内容により前記駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定する決定手段と、当該画像形成装置の画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち前記目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更する目標制御温度変更手段と、を備える。
【００２３】
従って、請求項３記載の発明の場合と同様の作用を奏する。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の画像形成装置において、前記目標制御温度変更手段が変更する画像形成温度より低い温度は、待機温度である。
【００２５】
従って、目標制御温度変更手段が変更する画像形成温度より低い温度としては、かなり低めの温度としてもよいが、待機温度とすることにより、そのまま待機状態時の制御に移行することができる。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一記載の画像形成装置において、前記定着ヒータは、前記定着部材の軸心方向中央部に高い配光特性を持たせた中央部配光ヒータと、前記定着部材の軸心方向両端部に高い配光特性を持たせた端部配光ヒータとを有し、前記温度センサは、前記中央部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向中央部の温度を検出する中央部温度センサと、前記端部配光ヒータに対応させて前記定着部材の軸心方向端部の温度を検出する端部温度センサとを有する。
【００２７】
従って、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００２８】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルは、前記中央部配光ヒータ、前記端部配光ヒータ毎に前記目標制御温度に応じて各々予め設定された目標となる中央部制御温度、端部制御温度、前記中央部温度センサ、前記端部温度センサにより得られる今回サンプリング時の中央部今回検出温度、端部今回検出温度のパラメータを使用して作成され、前記決定手段により点灯すべき定着ヒータを決定する前記点灯ヒータ決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定する。
【００２９】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。また、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００３０】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブルは、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度の変更に伴い前記中央部配光ヒータと前記端部配光ヒータとを同時に点灯させるパターンを含む。
【００３１】
従って、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度の変更に伴い中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを同時に点灯させる加熱パターンにより、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足をリアルタイムかつ確実に補うことが可能となる。
【００３２】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブルは、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度の変更に伴い前記中央部配光ヒータと前記端部配光ヒータとを同時に消灯させるパターンを含む。
【００３３】
従って、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度の変更に伴い中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを同時に消灯させる冷却パターンにより、待機状態に先行してこれらのヒータが全て消灯状態で定着部材が回転する期間が生ずるため、確実かつリアルタイムで定着温度を低下させることが可能となり、オーバーシュート量を抑制することが可能となる。
【００３４】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか一記載の画像形成装置において、前記点灯ヒータ決定用テーブル以外のテーブルは、点灯すべき定着ヒータに関して前記決定手段によりその点灯間隔を決定するための間隔決定用テーブルである。
【００３５】
従って、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、前記決定手段により点灯間隔を決定する前記間隔決定用テーブルは、前記中央部制御温度と前記中央部今回検出温度との差分、及び、前記端部制御温度と前記端部今回検出温度との差分とをパラメータとして点灯間隔を規定する。
【００３７】
従って、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００３８】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１の何れか一記載の画像形成装置において、前記定着ヒータに対するウォームアップ時にこれらの定着ヒータ点灯前に前記サンプリング手段によりサンプリングされた最新の温度データに基づきウォームアップ処理の態様を変更するウォームアップ処理態様変更手段を備える。
【００３９】
従って、定着ヒータに対するウォームアップ時の状況として室温程度の場合が多いが、場合によっては、室温よりもかなり低い温度の場合もあり、この場合にはコールドスタートとなる。このようなコールドスタート状態においては、熱容量が小さく、かつ、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータを備えた定着装置では、温度上昇や軸方向の温度分布、さらには、加圧部材側の十分な加熱に要する時間が長く、カタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間では加熱が不足してしまう。従って、定着ヒータ点灯前にサンプリングされた最新の温度データに基づき、その温度が高い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用するウォームアップ処理の態様として極力短時間でウォームアップ処理を済ませる一方、その温度が低い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用せずに実際のサンプリング温度を監視するウォームアップ処理、即ち、定着部材への十分な蓄熱を考慮したウォームアップ処理の態様とすることで、十分に加熱させ定着動作を安定させることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に適用し得るが、その一例として、電子写真方式を利用したデジタル複写機への適用例を示す。図１はデジタル複写機の概略構成を示す正面図であり、装置本体内にはプリンタエンジン１を有する他、転写紙をこのプリンタエンジン１による印刷に供する複数の給紙トレイ２や手差しトレイ３が設けられ、さらに、プリンタエンジン１の上部には印刷済みの転写紙を排紙させるためのインナータイプの排紙スタック部４が設けられている。さらに、装置本体の上部にはコピーすべき原稿の画像を読み取る読取部（スキャナ部）５や、オペレータが各種操作を行うためのキー部やＬＣＤ等による表示部を有する操作パネル６が設けられている。
【００４１】
次に、プリンタエンジン１部分の概略構成例を図２を参照して説明する。このプリンタエンジン１は電子写真方式によるものであり、ドラム状の感光体７を中心に構成されている。即ち、この感光体７の周囲には電子写真プロセスに従い、帯電ローラ８、光書込み装置によるレーザ光の露光部９、現像ユニット１０、転写ローラ１１等が順に設けられている。転写ローラ１１による転写位置よりも転写紙搬送方向下流側には定着装置１２が設けられている。
【００４２】
ここで、定着装置１２の構成例を図３及び図４を参照して説明する。本実施の形態の定着装置１２は例えば前述した特許文献１に準じた構成とされている。即ち、定着ヒータ内蔵の定着部材である定着ローラ１３と加圧ローラ１４とのローラ対を基本とするが、定着ローラ１３は、例えば表面にフッ素樹脂がコーティングされた薄肉の金属製円筒形状に形成され、かつ、回転自在に支持されている。加圧ローラ１４は耐熱弾性体層を有する構造で、定着ローラ１３に圧接され、定着ローラ１３に従動回転するように支持されている。定着ローラ１３の内部には、複数の定着ヒータであるハロゲンヒータ１５，１６が設けられており、定着ローラ１３の表面に接触させた温度センサとしてのサーミスタ１７，１８のセンサ出力に基づきＰＳＵ１９が電源遮断用のリレー２０及びデューティ制御を行うためのトライアック２１，２２を適宜駆動させることによりハロゲンヒータ１５，１６の点灯（発光）を独立してオン・オフし、定着ローラ１３の表面温度を一定（約１８０℃）に制御する。
【００４３】
２本のハロゲンヒータ１５，１６は、その発光分布を異ならせたもので、一方のハロゲンヒータ１５は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向中央部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせた小サイズ用のもので、中央部配光ヒータとして機能する。他方のハロゲンヒータ１６は図４に示すように定着ローラ１３の軸心方向端部の配光分布が高くなるような発光分布を持たせたＡ３サイズのような大サイズ用のもので、端部配光ヒータとして機能する。
【００４４】
また、サーミスタ１７，１８の配置はハロゲンヒータ１５，１６の配光分布に対応しており、中央部温度センサとしてのサーミスタ１７はハロゲンヒータ（中央部配光ヒータ）１５の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向中央部付近の外周面温度を検知するように配置され、端部温度センサとしてのサーミスタ１８はハロゲンヒータ（端部配光ヒータ）１６の配光分布に合わせて定着ローラ１３の軸心方向端部付近の外周面温度を検知するように配置されている。
【００４５】
次に、全体の電装制御系の概略構成例を図５に示すブロック図を参照して説明する。まず、読取部５用の読取制御板３１や操作パネル６や感光体７上に潜像を形成するための光書込みを行う光書込み部用の書込制御板３２を制御するシステム制御板３３が設けられている。このシステム制御板３３は図５中に示すように各部を集中的に制御するＣＰＵ３４やプログラム及びデータを固定的に格納したＲＯＭ３５並びに各種データを書換え自在に格納してワークメモリとして機能するＲＡＭ３６等を有するマイクロコンピュータ構成のもので、この他、タイマ３７、書換え・消去自在なＥＥＰＲＯＭ３８が設けられている。システム制御板３３にはＩ／Ｏ制御板３９を介して現像ユニット１０用のＴセンサ４０、各種画像形成用Ｉ／Ｏ４１、高圧電源（ＰＳＵ）１９等が接続されている。
【００４６】
ここで、ハロゲンヒータ１５，１６の駆動に関する部分の構成例を図６に示す。即ち、高圧電源（ＰＳＵ）１９はハロゲンヒータ１５，１６に対する駆動制御手段として機能し、前述したようなリレー２０やトライアック２１，２２を駆動制御することによりハロゲンヒータ１５，１６に対する通電状態を制御する。また、サーミスタ１７，１８のセンサ出力はＩ／Ｏ制御板３９のＡＤＣ部分を介してデジタル信号に変換されて高圧電源（ＰＳＵ）１９側に取り込まれ、定着ヒータ制御に供される。
【００４７】
このような基本構成において、本実施の形態では、高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件として、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その定着ヒータの点灯間隔（点灯デューティ）とを決定するためのルックアップテーブル構造の２つのテーブル５１，５２がＥＥＰＲＯＭ３８中に設けられている。
【００４８】
即ち、ハロゲンヒータ１５，１６に対する画像形成動作時の温度制御方式として、後述するように、定着ローラ１３のヒータ温度をサンプリングするサンプリング手段が設けられており、サンプリング手段が所定の間隔で複数のサーミスタ１７，１８により、各々の温度をサンプリングし、そのサンプリングしたデータ信号：中央部、端部の２つデータ信号により、
点灯デューティの決定（ルックアップテーブル）
点灯ヒータの決定  （ルックアップテーブル）
を各々入力されているテーブル５１，５２から選択する。これらの２つのテーブル５１，５２は、組合せと入替えが可能とされており、装置状態や状態遷移、又は、転写紙サイズにより、データの異なる構成のテーブルと入替えてもよい。
【００４９】
ここで、点灯ヒータの決定又は点灯デューティの決定に使用するテーブルは必ずしも各々一つに決めなくても良い。もっとも、複数のテーブルから点灯ヒータを決定してもよいが、テーブルの数が多くなると簡単な制御構成ではなくなるので、できるだけ少ないテーブルで構成した方が良い。
【００５０】
何れにしても、本実施の形態では、２つのハロゲンヒータ１５，１６を駆動制御する方式への適用例であり、１本のみの定着ローラに対する制御では必要のない点灯ヒータを決定するためのテーブルも必須となり、この結果、用意すべきテーブルとしては最低２つが必要となる。
【００５１】
また、テーブルから点灯デューティ若しくは点灯すべき定着ヒータを決定するパラメータも様々である。本実施の形態では、特別な検知手段を追加しないことを趣旨の一つとしているので、テーブル作成用に採り得るパラメータとしては、以下の要素の差分を用いる方法を一例として挙げることができる。
【００５２】
要素；
・中央部配光ヒータ１５側の目標となる中央部制御温度、
・サーミスタ１７により得られる前回サンプリング時の中央部前回検出温度
・サーミスタ１７により得られる今回サンプリング時の中央部今回検出温度
・端部配光ヒータ１６側の目標となる端部制御温度、
・サーミスタ１８により得られる前回サンプリング時の端部前回検出温度
・サーミスタ１８により得られる今回サンプリング時の端部今回検出温度
具体的なパラメータ例としては、
パラメータ例：
（中央今回検出温度  −  中央前回検出温度）
（中央部制御温度    −  中央今回検出温度）
（端部今回検出温度  −  端部前回検出温度）
（端部制御温度    −  端部今回検出温度）
を挙げることができる。
【００５３】
この際、どのようなパラメータを選択するかによって構成するテーブルや制御できる項目が変わってくる。しかし、前述したように、異なる配光特性を持つ２つのハロゲンヒータ１５，１６の何れかの選択及びそのデューティの選択に供されるので、中央／端部の特性を考慮し、かつ、点灯すべき定着ヒータ／その点灯デューティを考慮するために最低２種類のパラメータ要素が必要となる。
【００５４】
今、テーブル５１，５２の一例を図７を参照して説明する。図７（ａ）は点灯デューティを決定するための間隔決定用テーブル５２の一例を示し、図７（ｂ）は点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１の一例を示す。本実施の形態の例では、これらのテーブル５１，５２から条件を決定するパラメータとして、（中央部制御温度−中央今回検出温度）と、（端部制御温度−端部今回検出温度）との２種類が双方のテーブル５１，５２に用いられている。
【００５５】
まず、図７（ｂ）の点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照して点灯すべき定着ヒータの決定について説明する。目標制御温度に対して、サンプリングにより得られたサンプリング温度が高い場合をＨｉｇｈ，サンプリング温度が低い場合をＬｏｗとし、目標とする制御温度との差が例えば１０℃以上に大きければＬ、１０℃〜６℃であればＭ、６℃〜３℃であればＳ、３℃未満であればゼロ（ＺＲ）として温度状態をグループ分けし、中央部用のサーミスタ１７（Ｔｈ；中央）と端部用のサーミスタ１８（Ｔｈ；端部）とのサンプリング結果に応じて何れのハロゲンヒータ１５，１６を点灯すべきかが規定されている。図面上、Ｃ，Ｅが２本点灯、Ｃが中央部配光ヒータ１５点灯、Ｅが端部配光ヒータ１６点灯、０が２本のハロゲンヒータ１５，１６消灯を表している。
【００５６】
２本のハロゲンヒータ１５，１６のＷ数（熱量）が異なる場合や、配光特性に変更がある場合も、このテーブル５１の内容の変更のみで対応できる。
【００５７】
次に、図７（ａ）のデューティ決定用テーブル５２を参照して定着ヒータの点灯デューティ決定について説明する。本実施の形態では、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６に関するオンデューティとして、以下の５つのパターン
１００；サンプリング周期内で全点灯
７０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の７０％の時間点灯
５０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の５０％の時間点灯
３０；ソフトスタート処理を行い、サンプリング周期内の３０％の時間点灯
０；サンプリング周期内で定着ヒータは消灯
を用いるものとして規定されている。
【００５８】
ここに、テーブル５２を検索した結果が０％以外であれば、トライアック２１又は２２の位相制御にてソフトスタートを実行し、位相制御デューティが１００％になったら、テーブル５２で決定された制御デューティに相当する時間だけハロゲンヒータ１５又は１６をＯＮし続ける。例えば、制御周期が１秒で制御デューティが５０％の場合、ソフトスタート終了後に「０．５秒−ソフトスタート時間」の間定着ヒータをＯＮして、０．５秒間ＯＦＦする。例えば、サンプリング周期毎の制御デューティの切換えが０％，１００％，３０％，１００％，０％，７０％，３０％なる一例を図８のタイムチャートに示す。
【００５９】
ソフトスタートは、ゼロクロス毎に位相制御デューティを増加させていく。デューティ値は３０→４０→５０→１００％と変化させる（立上げ時は各々１０回ずつ３０回）。５０Ｈｚの場合は３回×１０ｍｓｅｃ＝３０ｍｓｅｃ（目安：立上げ時は３０回×１０ｍｓｅｃ＝０．３ｓ）でソフトスタートを終了させる。
【００６０】
このようなテーブル５１，５２を用いた画像形成動作時におけるＣＰＵ３４により実行される定着ヒータ制御例を図９に示す概略フローチャートを参照して説明する。本実施の形態では、画像形成動作時の制御例に着目しており、コピー指示等により画像形成動作となった場合（ステップＳ１のＹ）、タイマ３７管理によるサンプリングタイミングとなるまで待機し（Ｓ２）、サンプリングタイミングとなると、サーミスタ１７，１８のセンサ出力を取り込むサンプリング動作を行う（Ｓ３）。ステップＳ２，Ｓ３の処理がサンプリング手段の機能として実行される。各々の制御温度（中央部制御温度、端部制御温度）とサンプリングにより得られた今回検出温度（中央今回検出温度、端部今回検出温度）との差分を演算により求める（Ｓ４）。そして、求められた各々の差分温度をパラメータとしてテーブル５１，５２を検索し（Ｓ５）、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとを決定する（Ｓ６）。ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の処理が決定手段の機能として実行される。点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６と、その点灯デューティとが決定されると、その決定に従い、高圧電源（ＰＳＵ）１９がトライアック２１又は２２を駆動制御することで、ハロゲンヒータ１５又は１６に対する通電状態を制御する（Ｓ７）。このステップＳ７の処理が駆動制御手段の機能として実行される。その後、画像形成動作が終了するまで、サンプリング毎にテーブル５１，５２を利用した同様の通電制御処理が繰り返される。
【００６１】
従って、本実施の形態によれば、基本的には、配光分布を異ならせたハロゲンヒータ１５，１６が内蔵された熱容量の小さな定着ローラ１３を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置１２の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブル５１を含む少なくとも２つ以上のテーブル５１，５２を用意しておき、温度サンプリング結果に基づきこれらのテーブル５１，５２を参照しそのテーブル設定内容により高圧電源（ＰＳＵ）１９による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる。特に、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブル５１，５２としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、前回サンプリング時の前回検出温度或いは今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。また、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブル５１としては、これらのハロゲンヒータ１５，１６の配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６を規定しているので、点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６について当該点灯ヒータ決定用テーブル５１を参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。加えて、定着ヒータとして中央部配光ヒータ１５と端部配光ヒータ１６とを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべきハロゲンヒータ１５又は１６の決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブル５２を備えることにより、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブル５２を参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。この際、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブル５１と同じパラメータを用いた間隔決定用テーブル５２を利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００６２】
何れにしても、本実施の形態で想定する定着装置１２のように、環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動する制御系においては、部品の変更や特定条件での不具合などにより制御条件を見直さなければならない状態が頻繁に発生する。このような場合でもテーブル５１，５２内の設定値を操作することにより対応することが可能である。例えば、端部温度が上昇しがちな定着装置特性となっている機械に対しては、テーブル５１，５２の右上の領域（端部温度が低く，中央温度が高い場合に選択される領域）の数値を低くすることで対策することができる。この結果、特定条件などの場合分けを極力減らすことが可能になる。制御ソフトウエアの品質は、場合分けなどの分岐条件（ソフトウエア複雑度）が増えることにより悪化することが良く知られていることから、このように場合分けを減らし得ることは、制御ソフトウエアの品質を高めることにもなる。
【００６３】
ところで、上述の説明は、画像形成動作中の処理制御であるが、その前後の状態遷移を伴う場合の処理制御について、以下に説明する。
【００６４】
まず、電源ＯＮ時或いは省エネ状態からの復帰動作（ウォームアップ）時の処理制御について説明する。ここに、本実施の形態では、定着制御温度として、
▲１▼  リロード温度
▲２▼  待機温度
▲３▼  画像形成温度
の３つを想定している。ここに、「リロード温度」は、画像形成装置の生産性を損なわないように待機状態から画像形成状態に至るまでの定着温度上昇分を考慮し、その分、早いタイミング（低い定着温度）で画像形成動作（コピー動作）の開始を可能とする温度である。「待機温度」は、画像形成温度よりも低く設定されて画像形成温度への立上りを早くするための温度である。「画像形成温度」は、定着性やサプライ特性を考慮して設定される温度で、画像形成動作中に維持／制御の対象となる温度である。通常、
リロード温度＜待機温度＜画像形成温度
なる関係に設定される。
【００６５】
また、室温は２０℃、カタログ仕様等で設定されているウォームアップ時間は、例えば、９秒であるとする。
【００６６】
このような条件下に、復帰動作（ウォームアップ）時の処理制御を図１０ないし図１２を参照して説明する。まず、復帰動作（ウオーミングアップ）時には、一連の初期ハード設定、装置設定等のイニシャル設定を行った後（Ｓ１１）、リレー２０、トライアック２１，２２を駆動する前（即ち、ヒータ点灯前）に、サーミスタ１７，１８のデータをサンプリングする（Ｓ１２）。このステップＳ１２の処理もサンプリング手段の機能として実行される。そして、サンプリングにより取得されたこの時点の最新のサーミスタデータを温度データに換算し（Ｓ１３）、その温度が室温相当の２０℃よりも高いか低いかを判断する（Ｓ１４）。温度データが２０℃以上の場合には（Ｓ１４のＮ）、ウォームアップ処理のパターンとしてパターンＡが選択され（Ｓ１５）、温度データが２０℃未満の場合には（Ｓ１４のＹ）、ウォームアップ処理のパターンとしてパターンＢが選択される（Ｓ１６）。ここに、パターンＡとパターンＢとはウォームアップ処理の態様が異なるもので、これらのステップＳ１４〜Ｓ１６の処理が最新の温度データに基づきウォームアップ処理の態様を変更するウォームアップ処理態様変更手段の機能として実行される。
【００６７】
ここに、パターンＡの場合のウォームアップ処理例を図１１（ａ）を参照して説明する。まず、リレー２０をオンさせ（Ｓ２１）、５００ｍｓ経過後（Ｓ２２）、トライアック２１，２２をともにオンさせて２本のハロゲンヒータ１５，１６を同時に点灯させ（Ｓ２３）、定着ローラ１３の温度を上昇させる。同時に、通常のウォームアップ時間９秒を計測するために９秒タイマの計時を開始させる（Ｓ２４）。その後、サンプリング動作を継続させ（Ｓ２５，Ｓ２６）、サンプリングデータから換算される温度データがリロード温度に達したか（Ｓ２７）、又は、９秒が経過したか（即ち、通常のウォームアップ時間９秒が経過したか）（Ｓ２８）を監視し、リロード温度に達し（Ｓ２７のＹ）又は９秒経過（Ｓ２８のＹ）の何れか早い方のタイミングで、一旦、トライアック２１，２２をオフさせ（Ｓ２９）、リロードとして画像形成動作を可能とし、操作パネル６の表示やブザーで報知する（Ｓ３０）。このようなウォームアップ終了時点で、そのまま実際に画像形成動作が開始される場合には、前述したようなテーブル５１，５２を利用したヒータ通電制御となる。この時、画像形成動作の開始に伴い定着ローラ１３が回転駆動されるため、温度上昇分は緩やかになるが、転写紙が定着ローラ１３に到達する時点では、定着制御温度のレベルに到達し、安定した定着動作が行われる。ウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行されない場合は、待機時制御温度での温度制御を継続する。
【００６８】
一方、パターンＢの場合のウォームアップ処理例を図１１（ｂ）を参照して説明する。まず、リレー２０をオンさせ（Ｓ３１）、５００ｍｓ経過後（Ｓ３２）、トライアック２１，２２をともにオンさせて２本のハロゲンヒータ１５，１６を同時に点灯させ（Ｓ３３）、定着ローラ１３の温度を上昇させる。その後、サンプリング動作を継続させ（Ｓ３４，Ｓ３５）、サンプリングデータから換算される温度データがリロード温度に達したかを監視し（Ｓ３６）、リロード温度に達しら（Ｓ３６のＹ）、一旦、トライアック２１，２２をオフさせ（Ｓ３７）、リロードとして画像形成動作を可能とし、操作パネル６の表示やブザーで報知する（Ｓ３８）。このようなウォームアップ終了時点で、そのまま実際に画像形成動作が開始される場合には、前述したようなテーブル５１，５２を利用したヒータ通電制御となる。この時、画像形成動作の開始に伴い定着ローラ１３が回転駆動されるため、温度上昇分は緩やかになるが、転写紙が定着ローラ１３に到達する時点では、定着制御温度のレベルに到達し、安定した定着動作が行われる。ウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行されない場合は、待機時制御温度での温度制御を継続する。
【００６９】
従って、各々のケースのサーミスタ１７，１８の温度プロファイル例を示すと、図１２のように示すことができる。例えば、図１２（ａ）はパターンＡの場合のウォームアップ処理例において、リロード温度に達したウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行されず、待機温度での温度制御が継続されている様子を示している。図１２（ｂ）はパターンＡの場合のウォームアップ処理例において、リロード温度に達したウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行される場合の様子を示している。図１２（ｃ）はパターンＡの場合のウォームアップ処理例において、リロード温度には達していないが通常のウォームアップ時間９秒の経過によるウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行される場合の様子を示している。一方、図１２（ｄ）はパターンＢの場合のウォームアップ処理例において、リロード温度に達したウォームアップ終了時点で、直ちに画像形成動作が実行される場合の様子を示している。
【００７０】
従って、このような復帰動作（ウォームアップ）時の処理制御によれば、通電開始前の定着温度が室温程度以上であれば、カタログ仕様等で規定されている通常ウォームアップ時間を考慮したウォームアップ処理の態様でウォームアップ動作を行わせ、室温に比べて低くてコールドスタートとなる場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用せずに実際のサンプリング温度の監視に基づくウォームアップ処理の態様でウォームアップ動作を行わせるように、そのウォームアップ処理の態様を異ならせることができる。
【００７１】
即ち、ハロゲンヒータ１５，１６に対するウォームアップ時の状況として室温程度の場合が多いが、場合によっては、室温よりもかなり低い温度の場合もあり、この場合にはコールドスタートとなる。このようなコールドスタート状態においては、熱容量が小さく、かつ、配光分布を異ならせた複数のハロゲンヒータ１５，１６を備える本実施の形態のような定着装置１２では、温度上昇や軸方向の温度分布、さらには、加圧ローラ１４側の十分な加熱に要する時間が長く、カタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間では加熱が不足してしまう。従って、ハロゲンヒータ１５，１６の点灯前にサンプリングされた最新の温度データに基づき、その温度が室温程度以上に高い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用するウォームアップ処理の態様として極力短時間でウォームアップ処理を済ませる一方、その温度が室温未満のように低い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用せずに実際のサンプリング温度を監視するウォームアップ処理、即ち、定着ローラ１３への十分な蓄熱を考慮したウォームアップ処理の態様とすることで、十分に加熱させ定着動作を安定させることができる。
【００７２】
次に、待機状態〜画像形成状態間の状態遷移に伴う処理制御について説明する。このような状態遷移を考慮すると、まず、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には、実際の画像形成動作に向けての定着ローラ１３の回転動作に伴い定着ローラ１３の急激な温度低下が生じ、そのままでは定着不良が発生する可能性がある。特に、本実施の形態のような熱容量が小さな定着装置１２の場合には、定着不良が発生する可能性が高い。また、画像形成状態から待機状態への状態遷移においては、画像形成動作終了に伴い回転していた定着ローラ１３が停止するため、ローラ温度にオーバーシュートが発生し、周辺部品に対してストレス、ダメージを与える可能性がある。このような点を考慮し、本実施の形態では状態遷移時又は状態遷移に先立ち、制御対象となる目標制御温度を変更するとともに、前述したテーブル５１，５２に代えて、ハロゲンヒータ１５，１６が同時に点灯するパターンを含む図１３に示すような設定例のテーブル５１ａ，５２ａが状態遷移時用として用いられている。
【００７３】
そこで、図１２及び図１３を参照して状態遷移時の動作制御例を説明する。図１２中の太線は目標制御温度の変化の様子を示している。
【００７４】
例えば、図１２（ａ）の例を参照すると、画像形成動作開始時点ｔ１以前であれば、待機状態として目標制御温度が待機温度に設定され、サーミスタ１７，１８により検出される温度プロファイルはこの待機温度の近傍温度で推移し、又はオーバーシュートが発生してやや高めとなるが、画像形成温度に比べて低い温度状態にある。その後、コピースタート指示等に基づき、画像形成動作開始時点ｔ１となる待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度が待機温度よりも高い画像形成温度（或いは、画像形成温度よりも高い温度でもよい）に変更設定される。この目標制御温度の変更が目標制御温度変更手段の機能として実行される。そして、この画像形成動作開始時点ｔ１から定着ローラ１３の回転動作も開始され、温度低下が生ずる。ここに、目標制御温度の変更設定に伴い、画像形成動作開始時点ｔ１では状態遷移時用のテーブル５１ａ，５２ａを参照すると、実際のサンプリング温度は目標制御温度に比べてかなり低く、ＬｏｗＬ＊ＬｏｗＬ部分の設定内容が選択されることとなる。即ち、ハロゲンヒータ１５，１６の同時点灯、デューティ１００％なる条件が通電状態の制御に関する条件として決定される。逆にいえば、テーブル５１ａ，５２ａとして、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には、待機温度と画像形成温度との間に１０℃以上の温度差を持たせることにより目標制御温度の変更に伴いハロゲンヒータ１５，１６を同時に点灯させるパターンを含むように設定されている。これにより、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度の変更に伴いハロゲンヒータ１５，１６を同時かつデューティ１００％で点灯させる加熱パターンを利用することができ、画像形成動作開始に向けての定着ローラ１３の回転により生ずる定着ローラ１３の急激な温度低下＝熱量不足をリアルタイムかつ確実に補うことが可能となる。その後、画像形成動作開始時点ｔ１から時間が経過し、画像形成動作が連続して又は間欠的に実行される状況下では、定着ローラ１３全体の温度が高い状態（目標制御温度＝画像形成温度で温度飽和に近い状態）にあり、テーブル５１ａ，５２ａを参照して通電状態の制御を決定する上で、ＬｏｗＬ＊ＬｏｗＬ、即ち、ハロゲンヒータ１５，１６の同時点灯、デューティ１００％なる条件が通電状態の制御に関する条件として決定されることはない。つまり、前述した特許文献２のような補正制御では過昇状態なる制御となることがあるが、本実施の形態の制御によれば、必要かつ十分な熱量供給に留めることが可能である。即ち、本実施の形態では、複数のハロゲンヒータ１５，１６の同時点灯又は選択点灯で熱流を選択できる構成であり、かつ、テーブル５１ａ，５２１ａを参照するファジールールにより、実際に温度低下が生じてからではなく、温度低下が必然的に生ずるという予測に基づき、複数のハロゲンヒータ１５，１６の同時点灯又は選択点灯で熱流を選択するようにしているので、どのようなデューティで画像形成動作を実行しても過補正となる処理（補正の継続）もなく、リアルタイムで熱量不足を補える。
【００７５】
このような目標制御温度の変更処理は、図１２（ｂ）〜（ｄ）に示す場合も同様である。
【００７６】
一方、画像形成状態から待機状態への状態遷移の場合について説明する。この場合、画像形成動作の終了前には、最終転写紙の検出（例えば、ジョブ枚数と排紙枚数との比較）を行い、例えば図１２（ｂ）又は図１２（ｃ）中に破線で示すように、実際に画像形成動作が終了する時点ｔ３よりも先行する時点ｔ２（画像形成動作中）で目標制御温度を画像形成温度よりも低い温度（待機温度でもよい）に変更設定する。この目標制御温度の変更が目標制御温度変更手段の機能として実行される。このような目標制御温度の変更設定により、実際のサンプリング温度は目標制御温度に比べて高くテーブル５１ａ，５２ａを参照すると、Ｈｉｇｈ，Ｍ部分の設定内容が選択されることとなる。即ち、ハロゲンヒータ１５，１６の同時消灯なる条件が通電状態の制御に関する条件として決定される。これにより、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立つ時点ｔ２での目標制御温度の変更に伴いハロゲンヒータ１５，１６を同時に消灯させる冷却パターンにより、時点ｔ３の待機状態に先行してこれらのハロゲンヒータ１５，１６が全て消灯状態で定着ローラ１３が回転する期間が生ずるため、確実かつリアルタイムで定着温度を低下させることが可能となり、オーバーシュート量を抑制することが可能となる。
【００７７】
なお、ユーザによるストップキー操作等により画像形成動作を途中で強制的に中断させる際にも、フラグやコマンドに従い最終転写紙を認識して、上述の画像形成状態から待機状態への状態遷移時の処理制御を同様に行わせる。
【００７８】
また、図１２において、サンプリング周期は、リロード温度到達前（画像形成動作開始不可時）には、その周期を短くしてタイムラグを低減させているが、それ以降はフリッカ対策のためにその周期を長めとしている。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、基本的に、配光分布を異ならせた複数の定着ヒータが内蔵された熱容量の小さな定着部材を用いてトナー像を転写材上に加熱定着する定着装置の場合、その特性ゆえ環境変動や通紙する用紙のサイズ、厚さ、種類によって状態が大きく変動するが、予め、点灯すべき点灯ヒータ決定用テーブルを含む少なくとも２つ以上のテーブルを用意しておき、温度サンプリング結果と目標制御温度とに基づきこれらのテーブルを参照しそのテーブル設定内容により駆動制御手段による通電状態の制御に関する条件を決定することにより、簡単な制御で定着制御を安定して行うことができる上に、定着装置の部品の変更や仕様の追加等があった場合でも、テーブルの設定内容を変更するだけで容易かつ適正に対処することができる。加えて、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度を待機温度からこの待機温度より高い温度に変更するだけの簡単な制御で、テーブルの設定内容を変更することなく、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足を目標制御温度の変更に伴う加熱パターンの選択処理でリアルタイムに補うことができる。
【００８０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像形成装置において、目標制御温度変更手段が変更する待機温度より高い温度としては、かなり高めの温度としてもよいが、画像形成温度としたので、必要最低限の温度にて、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足を目標制御温度の変更に伴う加熱パターンの選択処理でリアルタイムに補うことができる。
【００８１】
請求項３，４記載の発明によれば、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度を画像形成温度からこの画像形成温度より低い温度に変更するだけの簡単な制御で、テーブルの設定内容を変更することなく、待機状態に先行して目標制御温度の変更に伴う冷却パターンの選択処理でリアルタイムに定着温度を低下させることができ、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００８２】
請求項５記載の発明によれば、請求項３又は４記載の画像形成装置において、目標制御温度変更手段が変更する画像形成温度より低い温度としては、かなり低めの温度としてもよいが、待機温度とすることにより、そのまま待機状態時の制御に移行することができる。
【００８３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし５の何れか一記載の画像形成装置において、待ち時間低減のために薄肉定着熱ローラを使用する場合に温度分布の均一化を図れる特許文献１のような定着装置の制御に好適に適用することができる。
【００８４】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定のためのテーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度、今回サンプリング時の今回検出温度なる温度情報を用いて作成することにより、良好なる定着温度制御に供することができる。また、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、このための点灯ヒータ決定用テーブルとしては、これらの定着ヒータの配光特性の違いを考慮し、目標となる各々の制御温度と今回のサンプリングで検出された今回検出温度との差分をパラメータとして点灯すべき定着ヒータを規定しているので、点灯すべき定着ヒータについて当該点灯ヒータ決定用テーブルを参照することにより、簡単かつ適正に決定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００８５】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の画像形成装置において、待機状態から画像形成状態への状態遷移時には目標制御温度の変更に伴い中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを同時に点灯させる加熱パターンにより、画像形成動作開始に向けての定着部材の回転により生ずる定着部材の急激な温度低下＝熱量不足をリアルタイムかつ確実に補うことができる。
【００８６】
請求項９記載の発明によれば、請求項７又は８記載の画像形成装置において、画像形成状態から待機状態への状態遷移に先立ち目標制御温度の変更に伴い中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを同時に消灯させる冷却パターンにより、待機状態に先行してこれらのヒータが全て消灯状態で定着部材が回転する期間が生ずるため、確実かつリアルタイムで定着温度を低下させることができ、オーバーシュート量を抑制することができる。
【００８７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし９の何れか一記載の画像形成装置において、定着ヒータとして中央部配光ヒータと端部配光ヒータとを有するので、通電状態の制御に関する条件の決定の一つに点灯すべき定着ヒータの決定があるが、この他に、温度状況に応じたその点灯間隔（点灯デューティ）の決定があり、このための間隔決定用テーブルを備えるので、点灯間隔に関しても間隔決定用テーブルを参照することにより容易かつ適正に設定し、良好なる定着温度制御に供することができる。
【００８８】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の画像形成装置において、点灯すべき定着ヒータを決定するための点灯ヒータ決定用テーブルと同じパラメータを用いた間隔決定用テーブルを利用することにより、テーブルの作成も容易な上に、点灯間隔の決定も容易かつ適正に行うことができる。
【００８９】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１ないし１１の何れか一記載の画像形成装置において、、定着ヒータ点灯前にサンプリングされた最新の温度データに基づき、その温度が高い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用するウォームアップ処理の態様として極力短時間でウォームアップ処理を済ませる一方、その温度が低い場合にはカタログ仕様等で規定されている通常のウォームアップ時間を利用せずに実際のサンプリング温度を監視するウォームアップ処理、即ち、定着部材への十分な蓄熱を考慮したウォームアップ処理の態様とすることで、十分に加熱させ定着動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のデジタル複写機の概略構成を示す正面図である。
【図２】そのプリンタエンジン部分の概略構成例を示す正面図である。
【図３】定着装置周りの構成例を示す概略縦断側面図である。
【図４】その定着ヒータの配光分布を示す特性図である。
【図５】全体の電装制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【図６】その定着ヒータの駆動に関する部分の概略構成例を示すブロック図である。
【図７】テーブル内容の基本的な設定例を示す説明図である。
【図８】点灯デューティ可変の一例を示すタイムチャートである。
【図９】定着ヒータ制御例を示す概略フローチャートである。
【図１０】ウォームアップ時の処理制御例を示す概略フローチャートである。
【図１１】そのウォームアップ処理パターンＡ，Ｂの例を示す概略フローチャートである。
【図１２】サーミスタの温度プロファイル等を示す説明図である。
【図１３】テーブル内容の設定例を示す説明図である。
【符号の説明】
１２      定着装置
１３      定着部材
１５      中央部配光ヒータ，定着ヒータ
１６      端部配光ヒータ、定着ヒータ
１７      中央部温度センサ、温度センサ
１８      端部温度センサ、温度センサ
１９      駆動制御手段
５１ａ      点灯ヒータ決定用テーブル、テーブル
５２ｂ      間隔決定用テーブル
【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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