(57)【要約】【課題】独立駆動可能な２本以上の発熱体１ｂ・１ｃを波数制御にて制御する加熱装置について、複数の発熱体の供給電力比率の相関割合を多段階で制御する場合においても、相関割合毎に波数制御パターンを設ける必要がなく、各発熱体に対して１つの波数制御パターンのみで制御する。【解決手段】複数の発熱体１ｂ・１ｃを有する加熱体１と、前記加熱体の温度を検出する温度検出手段１ｅと、前記複数の発熱体に独立に電力を供給する少なくとも２つの電力供給手段２４・３３と、前記温度検出手段１ｅから検出される温度を基に、前記複数の電力供給手段２４・３３が供給する電力を波数制御により制御する電力制御手段１２６と、を有しており、前記電力制御手段１２６が前記独立した電力供給手段２４・３３に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とする加熱装置。【選択図】図３
2004013198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱体を有する加熱体と、
前記加熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記複数の発熱体に独立に電力を供給する少なくとも２つの電力供給手段と、
前記温度検出手段から検出される温度を基に、前記複数の電力供給手段が供給する電力を波数制御により制御する電力制御手段と、
を有しており、
前記電力制御手段が前記独立した電力供給手段に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
複数の発熱体を有する加熱体と、前記加熱体と摺動する移動部材を有し、前記移動部材を介した前記加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置であり、
前記加熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記複数の発熱体に独立に電力を供給する少なくとも２つの電力供給手段と、
前記温度検出手段から検出される温度を基に、前記複数の電力供給手段が供給する電力を波数制御により制御する電力制御手段と、
を有しており、
前記電力制御手段が前記独立した電力供給手段に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
前記独立した電力制御手段に対応した独立した波数制御パターンの全ての供給電力の比率にわたり、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが極力重ならないことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記波数制御パターンにおいて、供給電力の比率が１００％を独立した電力供給手段の数で除した値以下の領域では、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが重ならないパターンとし、上記値より大きい領域では、上記値以下の領域と同様の周期性をもつパターンとすることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記それぞれの電力供給手段が供給する電力の比率が、異なる電力供給手段間で所定の相関割合となるように電力制御手段が制御していることを特徴とする請求項３または４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記複数の発熱体を有する加熱体がセラミック面発ヒータであることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の加熱装置。
【請求項７】
前記移動部材がフィルムであることを特徴とする請求項２から６の何れかに記載の加熱装置。
【請求項８】
前記移動部材を挟んで前記加熱体に対向配置されて圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の移動部材と加圧部材との間にて被加熱材を挟持搬送して移動部材を介した加熱体の熱により被加熱材を加熱することを特徴とする請求項２から７の何れかに記載の加熱装置。
【請求項９】
前記被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする請求項２から８の何れかに記載の加熱装置。
【請求項１０】
記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置と、を具備する画像形成装置において、
前記定着装置が請求項１から９のいずれかに記載の加熱装置によって構成され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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、独立駆動可能な２本以上の発熱体を波数制御にて制御する加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の場合について説明する。
【０００３】
画像形成装置の熱定着装置は、電子写真プロセスなどの画像形成手段により記録材上に形成された未定着画像（トナ−像）を記録材上に定着させるものであり、ハロゲンヒ−タを熱源とする熱ロ−ラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒ−タを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置用いられている。
【０００４】
一般的に、熱源（加熱体）としてのヒータはトライアック等のスイッチング素子を介して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。ヒータを熱源とする定着装置には温度検出素子、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装置の温度が検出され、その検出温度情報を基にシーケンス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定着装置の熱源であるヒータへの電力供給をオン／オフし、定着装置の温度が目標の温度になるように温度制御される。セラミック面発ヒータへのオン／オフ制御は、通常入力商用電源の位相制御または波数制御によりおこなわれる。
【０００５】
また、セラミック面発ヒータが同一絶縁基板上に形成された独立駆動可能な複数本の発熱体から構成されている場合、シーケンスコントローラがそれぞれの独立に駆動可能な第一と第二の電力供給手段を波数制御により電力制御しており、第一の電力供給手段が電力供給する第一の比率と、第二の電力供給手段が電力供給する第二の比率が所定の割合となる波数制御パターンを有し、この波数制御パターンの基づき発熱体に供給する電力を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
シーケンスコントローラが、上記の第一の電力供給手段が電力供給する第一の比率と、第二の電力供給手段が電力供給する第二の比率の相関割合を複数段階をもち、この相関割合をプリント条件により制御する場合、相関割合の設定数に応じた波数制御パターンを有する必要があった。つまり、所定の相関割合で、総合供給電力比率に対応した第一の供給電力手段が電力供給するパターンと第二の供給電力手段が電力供給するパターンを相補的に組み合わせたパターンとなっていた。
【０００７】
本発明では、上記のような状況においても、多数の波数制御パターンを有する必要がなく、正常な電力制御をおこなうことができる電力制御手段を有する加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置及びそれを具備した画像形成装置である。
【０００９】
（１）複数の発熱体を有する加熱体と、
前記加熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記複数の発熱体に独立に電力を供給する少なくとも２つの電力供給手段と、
前記温度検出手段から検出される温度を基に、前記複数の電力供給手段が供給する電力を波数制御により制御する電力制御手段と、
を有しており、
前記電力制御手段が前記独立した電力供給手段に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とする加熱装置。
【００１０】
（２）複数の発熱体を有する加熱体と、前記加熱体と摺動する移動部材を有し、前記移動部材を介した前記加熱体からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置であり、
前記加熱体の温度を検出する温度検出手段と、
前記複数の発熱体に独立に電力を供給する少なくとも２つの電力供給手段と、
前記温度検出手段から検出される温度を基に、前記複数の電力供給手段が供給する電力を波数制御により制御する電力制御手段と、
を有しており、
前記電力制御手段が前記独立した電力供給手段に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とする加熱装置。
【００１１】
（３）前記独立した電力制御手段に対応した独立した波数制御パターンの全ての供給電力の比率にわたり、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが極力重ならないことを特徴とする（１）または（２）に記載の加熱装置。
【００１２】
（４）前記波数制御パターンにおいて、供給電力の比率が１００％を独立した電力供給手段の数で除した値以下の領域では、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが重ならないパターンとし、上記値より大きい領域では、上記値以下の領域と同様の周期性をもつパターンとすることを特徴とする（３）に記載の加熱装置。
【００１３】
（５）前記それぞれの電力供給手段が供給する電力の比率が、異なる電力供給手段間で所定の相関割合となるように電力制御手段が制御していることを特徴とする（３）または（４）に記載の加熱装置。
【００１４】
（６）前記複数の発熱体を有する加熱体がセラミック面発ヒータであることを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の加熱装置。
【００１５】
（７）前記移動部材がフィルムであることを特徴とする（２）から（６）の何れかに記載の加熱装置。
【００１６】
（８）前記移動部材を挟んで前記加熱体に対向配置されて圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の移動部材と加圧部材との間にて被加熱材を挟持搬送して移動部材を介した加熱体の熱により被加熱材を加熱することを特徴とする（２）から（７）の何れかに記載の加熱装置。
【００１７】
（９）前記被加熱材が画像を担持した記録材であることを特徴とする（２）から（８）の何れかに記載の加熱装置。
【００１８】
（１０）記録材上にトナー像を形成する画像形成部と、前記トナー像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置と、を具備する画像形成装置において、
前記定着装置が（１）から（９）のいずれかに記載の加熱装置によって構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
〈作　用〉
１）すなわち、複数の発熱体を有する加熱体と、それぞれの発熱体に独立に電力を供給する複数の電力供給手段と、温度検出手段により検出される温度を基に複数の電力供給手段が供給する電力比率を波数制御により制御する電力制御手段を有しており、前記電力制御手段がそれぞれの電力供給手段に対応した各々１つの波数制御パターンを有することを特徴とすることで、複数の発熱体の供給電力比率の相関割合を多段階で制御する場合においても、相関割合毎に波数制御パターンを設ける必要がなく、各発熱体に対して１つの波数制御パターンのみで制御することができる。
【００２０】
２）前記電力制御手段が前記独立した電力供給手段に対応した制御周期が同じである各々１つの波数制御パターンを有することにより、前記電力制御手段の容量を少なくすることができる。
【００２１】
３）前記独立した電力制御手段に対応した独立した波数制御パターンの全ての供給電力の比率にわたり、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが極力重ならない波数制御パターンにすることにより、電圧変動幅の小さい制御をおこなうことができ、フリッカの低減を図ることができる。
【００２２】
４）前記波数制御パターンにおいて、供給電力の比率が１００％を独立した電力供給手段の数で除した値以下の領域では、前記波数制御パターンの所定周期内の各基本サイクルにおいて、それぞれの波数制御のオンパターンが重ならないパターンとし、上記値より大きい領域では、上記値以下の領域と同様の周期性をもつパターンとすることにより、全ての供給電力比率にわたって相関性を持たせることができ、前記電力制御手段が算出する供給電力比率を基本サイクル周期毎に更新し、波数制御パターン全体を１制御周期で制御することができる。このような制御をすることにより、温度リプルのより少ない制御を実現することができる。
【００２３】
５）前記それぞれの電力供給手段が供給する電力の比率が、異なる電力供給手段間で所定の相関割合となるように電力制御手段が制御することにより、各独立駆動可能な電力供給手段の供給電力比率の相関割合を制御する場合においても、各発熱体に対して１つの波数制御パターンのみで、温度リプルのより少なく、フリッカの低減も図れる制御を実現することができる。
【００２４】
６）画像形成装置において上記のような加熱装置を画像加熱定着装置として具備させることにより、電力制御手段の効率の向上が図れた、また、温度リプルが少なく、フリッカの低減が図れた画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〈第１の実施例〉
（１）画像形成装置例
図１は画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は電子写真プロセスを用いたレ−ザービームプリンタである。
【００２６】
１０１はレ−ザービームプリンタ本体（以下、本体と記す）であり、該本体内に、画像形成部１０８、レ−ザースキャナ部１０７、給紙カセット１０２、定着装置１０９、エンジンコントローラ１２６、ビデオコントローラ１２７、メインモータ１２３、排熱ファン１２９等を配設してある。
【００２７】
画像形成部１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。
【００２８】
レ−ザースキャナ部１０７は、レ−ザーユニット１１３、このレ−ザーユニットからのレ−ザー光を画像形成部１０８の感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンミラー・モータユニット１１４・結像レンズ１１５・折り返しミラー１１６等により構成されている。
【００２９】
ビデオコントローラ１２７は、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）１３０で接続されており、この汎用インタフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、インタフェース１２８を介してエンジンコントローラ２１２へ送出している。エンジンコントローラ１２６は画像信号ＶＤＯに基づいて変調されたレ−ザー光をレ−ザーユニット１１３から出力させる。
【００３０】
上記の画像形成部１０８とレ−ザースキャナ部１０７の協働により画像形成部１０８の感光ドラム１１７の面に画像情報のトナー像が形成され、そのトナー像が給紙カセット１０２側から転写帯電ローラ１２１部に所定の制御タイミングで給紙された記録材Ｓに転写される。感光ドラム１１７に対してトナー像を形成する電子写真プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００３１】
給紙カセット１０２には記録材（記録紙）Ｓを積載収納してあり、給紙カセット１０２内の記録材Ｓの有無を検知する記録材有無センサ１０３、給紙カセット１０２内の記録材Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、給紙カセット１０２から記録材Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録材Ｓを転写帯電ローラ１２１部に同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。
【００３２】
転写帯電ローラ１２１部で感光ドラム１１７面側のトナー像の転写を受けた記録材Ｓは感光ドラム１１７面から分離されて加熱装置としての定着装置１０９へ導入され、記録材Ｓ上のトナー像の熱定着処理を受け、記録の完了した記録材Ｓが排紙ローラ対１１１により機外の積載トレイ１１２に排紙される。１１０は定着装置１０９の下流に配設した排紙センサであり、排紙部の搬送状態を検知する。
【００３３】
メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２５を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着装置１０９、排紙ローラ対１１１にも駆動力を与えている。
【００３４】
エンジンコントローラ１２６は、レ−ザースキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着装置１０９による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録材の搬送制御を行っている。
【００３５】
（２）定着装置１０９
図２は加熱装置としての定着装置１０９の概略構成模型図である。本例の定着装置１０９は、特開平４−４４０７５〜４４０８３、４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示の、移動部材として円筒状（エンドレスベルト状）の定着フィルムを用いた、フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の定着装置である。
【００３６】
１０は定着部材（定着ユニット）、４は加圧部材としての加圧ローラであり、両者１０・４の圧接により定着ニップ部Ｎを形成させている。
【００３７】
定着部材１０は図面に垂直方向を長手とする部材であり、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有する支持体２と、この支持体２の下面に、該部材の長手に沿って設けた凹溝部に嵌め入れて固定して配設した、加熱体としてのセラミック面発ヒータ１と、ヒータ１を取り付けた支持体２にルーズに外嵌した円筒状の耐熱性の定着フィルム３等からなる。
【００３８】
加圧ローラ４は、芯金４ａと、該芯金上に同心一体に形成具備させたシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層４ｂとから成る回転体である。弾性層４ｂ上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂などから成る耐熱離型性層４ｃを形成してあってもよい。
【００３９】
加圧ローラ４は芯金４ａの両端部を装置シャーシー（不図示）の手前側と奥側の側板間に軸受部材を介して回転自由に軸受保持させて配設してある。
【００４０】
定着部材１０は、この加圧ローラ４の上側に、ヒータ１側を下向きにして加圧ローラ４に並行に配置し、支持体２の両端部を不図示のバネ等の加圧手段にて加圧ローラ４の軸線方向に附勢することで、ヒータ１の下向き面を定着フィルム３を介して加圧ローラ４の弾性層４ｂに該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。加圧ローラ４側を加圧手段にて定着部材１０の下面に押し上げ附勢して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成する装置構成にすることもできる。
【００４１】
加圧ローラ４は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ４の回転駆動による該加圧ローラ４の外面と定着フィルム３との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着フィルム３に回転力が作用して該定着フィルム３がその内面側がヒータ１の下向き面に密着して摺動しながら支持体２の外周りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。
【００４２】
加圧ローラ４が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム３が従動回転状態になり、またヒータ１に通電がなされ、該ヒータが昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム３と加圧ローラ４との間に未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｓが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｓのトナー像担持面側が定着フィルム３の外面に密着してフィルム３と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ１の熱が定着フィルム３を介して記録材Ｓに付与され、記録材Ｓ上の未定着トナー像Ｔが記録材Ｓ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｓは定着フィルム３から曲率分離される。
【００４３】
（３）ヒータ１
図３の（ａ）は、上記図２の定着装置１０９の定着ニップ部の拡大横断面模型図である。（ｂ）は加熱体であるヒータ１の表面側の一部切り欠き平面模型図、（ｃ）は裏面側の平面模型図である。
【００４４】
本実施例における加熱体としてのセラミック面発ヒータ１において、１ａはＡｌ２Ｏ３やＡｌＮなどのセラミックス等の絶縁基板（ヒータ基板）であり、定着フィルム３もしくは被加熱材としての記録材Ｓの搬送方向ａに対して直角方向を長手とする細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性の部材である。
【００４５】
１ｂと１ｃは第１と第２の長短２本の発熱体であり、絶縁基板１ａの表面側に基板長手に沿って並行に形成具備させてある。この２本の発熱体１ｂ・１ｃは銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｄ）やＴａ２Ｎ等の通電発熱抵抗体ペーストを用いてスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成することで具備させてある。
【００４６】
第１の発熱体１ｂの長さは装置に通紙可能な最大サイズの記録材の通紙幅（大サイズ通紙幅）に対応している。第２の発熱体１ｃの長さは小サイズ記録材の通紙幅（小サイズ通紙幅）に対応している。なお、本例において記録材Ｓの搬送は中央基準である。
【００４７】
１ｆと１ｇは第１の発熱体１ｂに対する給電用配線パターンであり、第１の発熱体１ｂの両端部にそれぞれ電気的に導通させて絶縁基板面に形成具備させてある。
【００４８】
１ｈと１ｉは第２の発熱体１ｃに対する給電用配線パターンであり、第２の発熱体１ｃの両端部にそれぞれ電気的に導通させて絶縁基板面に形成具備させてある。
【００４９】
上記の給電用配線パターン１ｆ・１ｇ・１ｈ・１ｉは銀（Ａｇ）等の導電体ペーストを用いてスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成することで具備させてある。
【００５０】
１ｄはヒータ表面の保護と絶縁確保のためのガラスコーティング焼成層であり、大サイズ通紙幅に対応するヒータ表面領域の第１及び第２の発熱体１ｂ・１ｃと、給電用配線パターン１ｆ・１ｇ・１ｈ・１ｉの一部を覆わせて形成具備させてある。
【００５１】
１ｅはヒータの温度検出素子としての例えばサーミスタ感温素子であり、ヒータ裏面すなわち絶縁基板裏面の長手中央部に、第１及び第２の発熱体１ｂ・１ｃ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。
【００５２】
１ｊは過昇温防止手段としての例えば温度ヒューズやサーモスイッチであり、サーミスタ感温素子１ｅと同様にヒータ裏面すなわち絶縁基板裏面の長手中央部に接触させて設けてある。
【００５３】
このヒータ１を発熱体１ｂ・１ｃ等を具備させているヒータ表面側を下向きに露呈させて支持体２に保持させて固定配設してある。ヒータ１の両端部側にはそれぞれ給電用コネクタ（不図示）が装着され、ヒータ駆動回路側から該給電用コネクタと給電用配線パターン１ｆ・１ｇを介して第１の発熱体１ｂに対する電力供給がなされて該第１の発熱体１ｂが発熱する。また、該給電用コネクタと給電用配線パターン１ｈ・１ｉを介して第２の発熱体１ｃに対する電力供給がなされて該第２の発熱体１ｃが発熱する。この第１又は第２、若しくは両方の発熱体１ｂ・１ｃの発熱によりヒータ１の全体が迅速に昇温する。
【００５４】
（４）ヒータ駆動回路
図４にヒ−タ駆動回路を示す。２１は画像形成装置本体１０１（図１）を接続する交流電源で、本実施例では商用電源をＡＣフィルタ２２を介してヒ−タ１を構成する発熱体１ｂまたは発熱体１ｃへ供給することにより発熱させる。
【００５５】
第１の発熱体１ｂへの電力の供給は、第１の電力供給手段としてのトライアック２４により通電、遮断を行う。抵抗２５、２６はトライアック２４のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ２７は、一次、二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２７の発光ダイオードに通電することによりトライアック２４をオンする。抵抗２８は、フォトトライアックカプラ２７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ２９によりオン／オフする。トランジスタ２９は抵抗３０を介して電力制御手段としてのエンジンコントロ−ラ１２６からのＯＮ１信号にしたがって動作する。
【００５６】
もう一つの第２の発熱体１ｃへの電力の供給は、第２の電力供給手段としてのトライアック３３により通電、遮断を行う。抵抗３４、３５はトライアック３３のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ３６は、一次、二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３６の発光ダイオードに通電することによりトライアック３３をオンする。抵抗３７は、フォトトライアックカプラ３６の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ３８によりオン／オフする。トランジスタ３８は抵抗３９を介してエンジンコントロ−ラ１２６からのＯＮ２信号にしたがって動作する。
【００５７】
また、ＡＣフィルタ２２を介して交流電源２１は、ゼロクロス検出回路３２に入力される。ゼロクロス検出回路３２では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントロ−ラ１２６に対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントロ−ラ１２６に送出されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントロ−ラ１２６はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、波数制御によりトライアック２４または３３をＯＮ／ＯＦＦする。
【００５８】
ヒータ１の裏面に配設した前記の温度検出素子１ｅによって検出される温度は、抵抗４２と、温度検出素子１ｅとの分圧として検出され、エンジンコントロ−ラ１２６にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。ヒ−タ１の温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントロ−ラ１２６において監視され、エンジンコントロ−ラ１２６の内部で設定されているヒ−タ設定温度と比較することによって、ヒ−タ１を構成する第１の発熱体１ｂまたは第２の発熱体１ｃに供給するべき電力を算出し、その供給する電力に対応した波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントロ−ラ１２６がトランジスタ２９にＯＮ１信号、あるいはトランジスタ２８にＯＮ２信号を送出する。
【００５９】
第１の発熱体１ｂまたは第２の発熱体１ｃに電力を供給し、制御する手段が故障し、第１の発熱体１ｂまたは第２の発熱体１ｃが熱暴走に至った場合、過昇温を防止する一手段として、前述の過昇温防止手段１ｊがヒータ１の裏面上に配されている。過昇温防止手段１ｊは、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。電力供給制御手段の故障により、第１の発熱体１ｂまたは第２の発熱体１ｃが熱暴走に至り過昇温防止手段１ｊが所定の温度以上になると、過昇温防止手段１ｊがＯＰＥＮになり、第１の発熱体１ｂおよび第２の発熱体１ｃへの通電が断たれる。
【００６０】
波数制御は、エンジンコントローラ１２６が監視しているＺＥＲＯＸ信号をトリガ信号として制御がおこなわれる。また、フォトトライアックカプラ２７，３６としてゼロクロス回路内蔵タイプを使用し、所定の周波数に固定した時間制御により、波数制御をおこなってもよい。
【００６１】
エンジンコントローラ１２６において、例えば、図５に示すような波数制御パターンを１つ有しており、第１の発熱体１ｂ（Ｈ１）に電力を制御するトライアック２４と、第２の発熱体１ｃ（Ｈ２）に電力を制御するトライアック３３のオン／オフを制御している。
【００６２】
波数制御パターンは４０サイクルが１制御周期となっており、基本の１サイクルは商用電源の全波でも半波でも構わない。供給電力比率は２．５％刻みの４０分割となっている。
【００６３】
エンジンコントローラ１２６は、温度検出素子１ｅから検出される温度と内部で設定されている設定温度と比較し、第１の発熱体１ｂおよび第２の発熱体１ｃに供給する電力比率を算出し、図５の波数制御パターンに基づき、ＯＮ１，ＯＮ２信号を送出する。
【００６４】
図５に示した波数パターンは、１制御周期間の各基本サイクルにおいて、５０％以下の電力比率の場合、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２の点灯する基本サイクルが重ならないように分かれており、５０％より大きい電力比率（５０＋α）％の場合でも、α／（１００／４０）＊２サイクル数だけ、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２が点灯する基本サイクルが重なるようになっている。つまり、Ｈ１の点灯サイクルとＨ２の点灯サイクルが極力重ならない波数制御パターンとなっている。
【００６５】
さらに、独立駆動可能な発熱体がｎ本で、制御周期をｍサイクルｍ分割の場合、（１００／ｎ）％以下の電力比率の場合、各独立駆動可能な発熱体の点灯する基本サイクルが重ならず、電力比率βが
（１００／ｎ×ｉ）＜β≦（１００／ｎ×（ｉ＋１））（ｉ＝１〜（ｎ−１））
の場合、
（β−（１００／ｎ×ｉ））／（１００／ｍ）×ｎサイクル数
だけ、各独立駆動可能な発熱体のうち（ｉ＋１）本の発熱体の点灯する基本サイクルが重なるような波数制御パターンにすることにより、同様なパターンとすることができる。
【００６６】
上記のような点灯する基本サイクルが極力重ならないパターンで、各独立駆動可能な発熱体を波数制御することにより、電圧変動幅の小さい制御をおこなうことができ、フリッカの低減を図ることができる。また、１制御周期中において、５０％以下の電力比率の場合、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２の点灯する基本サイクルが重ならないように各基本サイクルを分け、５０％より大きい電力比率の場合でも、その周期性を維持することにより、全ての供給電力比率にわたって相関性を持たせることができ、エンジンコントローラ１２６が算出する供給電力比率を基本サイクル周期毎に更新し、波数制御パターン全体を１制御周期で制御することができる。このような制御をすることにより、温度リプルのより少ない制御を実現することができる。
【００６７】
〈第２の実施例〉
図６，図７に第２の実施例を示す。第１の実施例と重複する点は省略する。
【００６８】
エンジンコントローラ１２６（図４）において、例えば、図６に示すような波数制御パターンを１つ有しており、第１の発熱体１ｂ（Ｈ１）に電力を制御するトライアック２４と第２の発熱体１ｃ（Ｈ２）に電力を制御するトライアック３３のオン／オフを制御している。
【００６９】
波数制御パターンは４０サイクルが１制御周期となっており、基本の１サイクルは商用電源の全波でも半波でも構わない。供給電力比率は２．５％刻みの４０分割となっている。
【００７０】
エンジンコントローラ１２６は、ヒータ１の温度検出素子１ｅから検出される温度と内部で設定されている設定温度と比較し、第１の発熱体１ｂ（Ｈ１）に供給する電力比率ａ１を算出する。第２の発熱体１ｃ（Ｈ２）に供給する電力比率は、第１の発熱体１ｂ（Ｈ１）に供給する電力比率ａ１との所定の相関割合γ≒ａ２／ａ１になるように算出され、図６の波数制御パターンに基づき、ＯＮ１，ＯＮ２信号を送出する。
【００７１】
この相関割合γはそのときのプリント条件、例えば、プリント枚数、紙サイズ、紙種によってエンジンコントローラ１２６内で予め設定されている値に基づき算出される。
【００７２】
当然、波数制御パターンは４０分割しかない場合は、その近い値に丸めて算出する。例えば、γ＝６０％の場合の波数制御パターンを図７に示す。図７は、Ｈ１への供給電力比率ａ１に対してＨ２への供給電力比率ａ２が約６０％になる値のパターンを並べ直したものである。
【００７３】
図６と図７の波数制御パターンは、各発熱体の各々の供給電力比率において、同じパターンである。つまり、エンジンコントローラ１２６には、図６の波数制御パターンのみを１つだけを有しており、発熱体Ｈ１およびＨ２への供給電力比率を算出し、それぞれの比率のパターンに応じてＯＮ１，ＯＮ２信号を送出しているだけである。この際、波数制御パターンの時間軸（制御周期）は共通であり、同一の基本サイクル箇所のパターンで制御している。
【００７４】
図６に示した波数制御パターンは、第１の実施例の図５のパターンと同様に、１制御周期間の各基本サイクルにおいて、５０％以下の電力比率の場合、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２の点灯する基本サイクルが重ならないように分かれており、５０％より大きい電力比率（５０＋α）％の場合でも、
α／（１００／４０）＊２サイクル数
だけ、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２が点灯する基本サイクルが重なるようになっている。
【００７５】
つまり、Ｈ１の点灯サイクルとＨ２の点灯サイクルが極力重ならない波数制御パターンとなっている。
【００７６】
上記のような波数制御パターンにすることにより、１００％〜６０％の各相関割合においても、Ｈ１への供給電力比率が５０％以下の場合では、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２の点灯する基本サイクルが重ならないようにすることができる。
【００７７】
さらに、本実施例の波数制御パターンは、相関割合γが１００％〜６０％の場合において、フリッカの低減が図れるように考慮したパターンとなっていることが特徴であり、相関割合を可変に制御する場合でも有用なパターンとなっている。
【００７８】
上記のような点灯する基本サイクルが極力重ならないパターンで、各独立駆動可能な発熱体を波数制御することにより、電圧変動幅の小さい制御をおこなうことができ、フリッカの低減を図ることができる。
【００７９】
また、１制御周期中において、５０％以下の電力比率の場合、Ｈ１の点灯する基本サイクルとＨ２の点灯する基本サイクルが重ならないように各基本サイクルを分け、５０％より大きい電力比率の場合でも、その周期性を維持することにより、全ての供給電力比率にわたって相関性を持たせることができ、エンジンコントローラ１２６が算出する供給電力比率を基本サイクル周期毎に更新し、波数制御パターン全体を１制御周期で制御することができる。
【００８０】
さらに、各独立駆動可能な発熱体への供給電力比率の相関割合を制御する場合でも、波数制御パターンの初期設定を調整することにより、各発熱体に対して１つの波数制御パターンで制御することが可能となる。
【００８１】
このような制御をすることにより、各独立駆動可能な発熱体への供給電力比率の相関割合を制御する場合においても、各発熱体に対して１つの波数制御パターンのみで、温度リプルのより少なく、フリッカの低減も図れる制御を実現することができる。
【００８２】
また、各発熱体に対して１つの波数制御パターンで制御可能となるため、エンジンコンローラ、つまりＣＰＵの容量を少なくすることができる。
【００８３】
〈その他〉
１）加熱体としてのセラミック面発ヒータ１の構成形態は実施例のものに限られないことは勿論である。
【００８４】
ヒータ１は必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。例えば、図８のようにヒータ１を定着ニップ部Ｎよりもフィルム移動方向上流側に位置させて配設することも出来る。
【００８５】
２）フィルム加熱方式の熱定着装置は、実施例のものは加圧用回転体駆動方式であるが、エンドレスの定着フィルムの内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式の装置であってもよいし、フィルムをロール巻きの有端ウエブ状にし、これを走行駆動させる方式の装置であってもよい。
【００８６】
３）加圧部材はローラ体に限られない。回動駆動されるベルト体にすることもできる。加圧部材も熱源で加熱することも出来る。
【００８７】
４）加熱装置はフィルム加熱方式に限られないことは勿論である。すなわち、複数の発熱体を有する加熱体に直接あるいは間接に被加熱材を適用して加熱する加熱装置であってもよい。
【００８８】
５）本発明の加熱装置は熱定着装置に限られず、その他、仮定着する像加熱装置、画像を担持した記録媒体を再加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、記録媒体以外のシート状の被加熱体を通紙して、乾燥、加熱ラミネート、熱プレスしわ取り、熱プレスカール取り等の加熱処理装置、インクジェットプリンタなどに用いられる乾燥用加熱装置等としても使用できる
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、独立駆動可能な２本以上の発熱体を波数制御にて制御する加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置について、複数の発熱体の供給電力比率の相関割合を多段階で制御する場合においても、相関割合毎に波数制御パターンを設ける必要がなく、各発熱体に対して１つの波数制御パターンのみで制御することができ、多数の波数制御パターンを有する必要がなく、正常な電力制御をおこなうことができる電力制御手段を有する加熱装置、及びこれを備えた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】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の概略構成模型図。
【図２】定着装置の概略構成模型図。
【図３】加熱体（ヒータ）の概略構成模型図。
【図４】ヒータ駆動回路図。
【図５】波数制御パターンを示した図。
【図６】第２の実施例における波数制御パターン（その１）を示した図。
【図７】第２の実施例における波数制御パターン（その２）を示した図。
【図８】定着装置の他の構成例の概略構成模型図。
【符号の説明】
１０１は画像形成装置、１０９は定着装置、１はセラミック面発ヒータ、１ｂ及び１ｃは第１と第２の発熱体、１ｅは温調制御用の温度検出素子、１２６はエンジンコントローラ、３２はゼロクロス検出回路。
【図１】
2004013198.tif 000003
【図２】
2004013198.tif 000004
【図３】
2004013198.tif 000005
【図４】
2004013198.tif 000006
【図５】
2004013198.tif 000007
【図６】
2004013198.tif 000008
【図７】
2004013198.tif 000009
【図８】
2004013198.tif 000010