(57)【要約】【課題】定着温度の安定性をより高めることができるようにする。【解決手段】定着装置１０における加熱ローラ１４の温度を検出する温度センサ２０と、その検出温度に基づいてヒータ１６に対する電力供給量を制御する制御装置３０とを有する。制御装置３０は、一定周期で加熱ローラ１４の温度をサンプリングし、今回の検出温度と前回の検出温度とから加熱ローラ１４の温度の変化状態を求め、さらにこの温度変化状態に基づいてヒータ１６に対する電力供給率を求め、その電力供給率でヒータ１６に対して電力供給を行う。【選択図】      図１
2004212585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を加熱する加熱手段をもち、画像が記録された記録媒体を加熱することにより前記画像を記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置における前記定着装置の温度制御方法であって、
前記加熱手段の温度を周期的に検出し、連続する２回の検出温度から加熱手段における温度変化の状態を検知し、この温度変化の状態に基づいて前記加熱手段に対する電力供給率を変更することを特徴とする定着装置の温度制御方法。
【請求項２】
記録媒体を加熱する加熱手段をもち、画像が記録された記録媒体を加熱することにより前記画像を記録媒体に定着させる定着装置と、前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度に基づいて前記加熱手段に対する電力供給量を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の前記定着装置の温度制御装置において、
前記制御手段は、前記温度検出手段により検出される加熱手段の温度を周期的に検出し、連続する２回の検出温度から加熱手段における温度変化の状態を検知し、この温度変化状態に基づいて前記加熱手段に対する電力供給率を求めるとともに、この電力供給率で前記加熱手段に対して電力供給を行うことを特徴とする定着装置の温度制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置の温度制御装置において、
前記加熱手段は交流電源により作動するものであって、この交流電源の交流波のゼロクロス時点を検出するゼロクロス検出手段をさらに有し、前記制御手段は、前記ゼロクロス検出手段によるゼロクロス時点の検出に基づき交流波の半サイクルを検知し、かつ該半サイクルを１単位とする連続した複数単位を１検出周期として前記加熱手段の温度を検出するとともに、この１検出周期を１温度制御周期として前記加熱手段に対する電力供給率を求めることを特徴とする定着装置の温度制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置の温度制御装置において、
前記制御手段は、前記１温度制御周期に含まれる前記交流波の１単位毎に通電を制御することを特徴とする定着装置の温度制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の定着装置の温度制御装置において、
前記１温度制御周期に含まれる前記交流波の１単位毎に通電と非通電とを定めた電力供給パターンを記憶する記憶手段が設けられるとともに、この記憶手段に電力供給率に対応する前記電力供給パターンが記憶され、前記制御手段は、前記温度変化状態に基づいて求められる電力供給率に対応する電力供給パターンを前記記憶手段から読出し、その電力供給パターンに従って前記加熱手段に電力供給を行うことを特徴とする定着装置の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に形成された画像を前記記録媒体に対して加熱定着させる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における前記定着装置の温度制御方法および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば複写機では、一般にトナー像が形成された記録紙（記録媒体）を定着装置で定着させてから排出する。定着装置は、ヒータで加熱される加熱ローラとこれと対をなす加圧ローラとを備え、これらローラ間に記録紙を通過させることにより記録紙に対してトナー像を定着させるように構成されている。
【０００３】
ところで、定着装置は、その加熱温度（定着温度）がトナー像の定着性能を大きく左右するため、例えばサーミスタ等を内蔵した温度センサにより加熱ローラの温度を検出し、予め設定された設定温度（目標温度）が得られるように検出温度に基づいてヒータに対する電力供給量を制御することが行われている。
【０００４】
代表的な制御方法としては、検出温度が設定温度よりも低い場合にはヒータへの通電をＯＮし、逆に、高ければ通電をＯＦＦするいわゆるＯＮ／ＯＦＦ制御が一般に行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のようなＯＮ／ＯＦＦ制御では、設定温度に対するオーバーシュートが大きくなり易く、また、オーバーシュート後は直ちに通電をＯＦＦするためアンダーシュートも大きくなり易い。そのため、温度リップルが大きくなり易く、設定温度に対する安定性が必ずしも良いものではないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、定着温度の安定性をより高めることができるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、記録媒体を加熱する加熱手段をもち、画像が記録された記録媒体を加熱することにより前記画像を記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置における前記定着装置の温度制御方法であって、前記加熱手段の温度を周期的に検出し、連続する２回の検出温度から加熱手段における温度変化の状態を検知し、この温度変化の状態に基づいて前記加熱手段に対する電力供給率を変更するようにしたものである。
【０００８】
また、本発明にかかる温度制御装置は、記録媒体を加熱する加熱手段をもち、画像が記録された記録媒体を加熱することにより前記画像を記録媒体に定着させる定着装置と、前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段による検出温度に基づいて前記加熱手段に対する電力供給量を制御する制御手段とを備えた画像形成装置の前記定着装置の温度制御装置において、温度検出手段により検出される加熱手段の温度を周期的に検出し、連続する２回の検出温度から加熱手段における温度変化の状態を検知し、この温度変化状態に基づいて前記加熱手段に対する電力供給率を求めるとともに、この電力供給率で前記加熱手段に対して電力供給を行うように前記制御手段が構成されているものである。
【０００９】
このような方法（装置）によれば、加熱手段に対する電力供給量を加熱手段の具体的な温度変化に応じてきめ細やかに調整することが可能となるため、急激な温度変化を抑えることが可能となる。そのため、目標温度に対するオーバーシュートやアンダーシュートを効果的に抑止することが可能となり、その結果、温度リップルを小さくして定着温度の安定性を高めることができるようになる。
【００１０】
上記のような温度制御装置においては、前記加熱手段が交流電源により作動するものであって、この交流電源の交流波のゼロクロス時点を検出するゼロクロス検出手段をさらに有し、前記制御手段が、前記ゼロクロス検出手段によるゼロクロス時点の検出に基づき交流波の半サイクルを検知し、かつ該半サイクルを１単位とする連続した複数単位を１検出周期として前記加熱手段の温度を検出するとともに、この１検出周期を１温度制御周期として前記加熱手段に対する電力供給率を求めるように構成されているのが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記１温度制御周期に含まれる前記交流波の１単位毎に通電を制御するものであるのがより好ましい。
【００１１】
この構成によると、専用の周波数電源等を設けることなく、加熱手段を作動させるための交流電源の交流波（振幅周期）を利用して温度検出周期を設定し、また電力供給率を制御することが可能となる。そのため、交流電源を周波数電源として共用した合理的な構成が達成されるという利点がある。
【００１２】
なお、前記１温度制御周期に含まれる前記交流波の１単位毎に通電を制御する場合には、前記１温度制御周期に含まれる前記交流波の１単位毎に通電と非通電とを定めた電力供給パターンを記憶する記憶手段を設けるとともに、この記憶手段に電力供給率に対応する前記電力供給パターンを記憶させ、前記温度変化状態に基づいて求められる電力供給率に対応する電力供給パターンを前記記憶手段から読出し、その電力供給パターンに従って前記加熱手段に電力供給を行うように前記制御手段を構成するのが好ましい。
【００１３】
このような構成によると、定着装置の温度制御において例えば制御プログラムやＣＰＵの処理に関する負担を低減することが可能になるという利点がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる温度制御装置（定着装置の温度制御方法）が適用される複写機（画像形成装置）の構成を示している。なお、同図は、複写機の構成部分のうち定着装置と、定着温度を制御する制御装置をブロック図で示している。
【００１６】
同図において符合１０は複写機に搭載される定着装置である。定着装置１０は、シリコンゴム等からなる弾性層を表面に有する加圧ローラ１２と、内部にハロゲンランプヒータ１６を備えた加熱ローラ１４とを有しており、この実施形態では加熱ローラ１４及びヒータ１６が本発明に係る加熱手段に該当する。
【００１７】
前記両ローラ１２，１４は図外の加圧機構の作用により所定の圧力で互いに圧接した状態で設けられている。また、加熱ローラ１４の前記ヒータ１６は交流電源１８に接続されており、この交流電源１８から電力の供給を受けることにより加熱ローラ１４を熱するように構成されている。つまり、現像工程を終えた記録紙（記録媒体）が定着装置１０に給送されると、両ローラ１２，１４により記録紙が加圧されながら加熱ローラ１４により加熱され、その結果、記録紙に形成されたトナー像が該記録紙に定着されるようになっている。
【００１８】
前記加熱ローラ１４の近傍、具体的には加熱ローラ１４の外周面に対向する位置にはサーミスタを内蔵した温度センサ２０が配設されている。この温度センサ２０は、加熱ローラ１４の表面に摺接可能な状態で押圧されており、加熱ローラ１４の駆動状態に拘わらず加熱ローラ表面の温度を検出し得るようになっている。
【００１９】
前記複写機は、同図に示すように、その動作を統括的に制御する制御装置３０を有している。この制御装置３０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されている。そして、定着装置１０による定着温度を制御する機能構成として、主制御手段３２、定着ヒータ温度制御手段３４および電力供給率演算手段３６等を含んでいる。なお、当実施形態では、これら主制御手段３２、定着ヒータ温度制御手段３４および電力供給率演算手段３６により本発明の制御手段が構成されている。
【００２０】
主制御手段３２は、予め記憶されたプログラムに従って一連の複写動作を行わせるべく複写機の各駆動部を統括的に制御するものである。特に、定着装置１０に関しては、加熱ローラ１４を設定温度（当実施形態では２００°Ｃ；以下、目標温度という）に保つべく、後述する電力供給率Ｉｎに基づいてヒータ１６に対する電力供給パターンを決定し、このパターンに従ってヒータ１６に対して電力供給を行うべく定着ヒータ温度制御手段３４に制御信号を出力する。
【００２１】
電力供給率演算手段３６は、加熱ローラ１４を設定温度に保つべく、温度センサ２０による検出温度に基づいてヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎを求めて設定するものである。
【００２２】
定着ヒータ温度制御手段３４は、主制御手段３２において決定された電力供給パターンに従ってヒータ１６に対する電力供給量を制御するものである。具体的には、前記ヒータ１６の電力供給回路に介設されるＳＳＲ（トライアック）２２に制御信号を出力して当該回路を導通状態と非導通状態とに切り換える。
【００２３】
ここで、制御装置３０による定着装置１０の定着温度制御（ヒータ１６への電力供給制御）について説明する。
【００２４】
同図に示すように、ヒータ１６の電力供給回路にはゼロクロス検出回路２４（ゼロクロス検出手段）が組み込まれおり、交流波のゼロクロス時点を示すゼロクロス信号がこのゼロクロス検出回路２４から主制御手段３２に出力されている。
【００２５】
主制御手段３２は、このゼロクロス信号に基づき図２に示す如く交流波の半サイクルΔｔ１を１単位とする複数単位（連続する複数単位）、当実施形態では２０単位を１検出周期Δｔ０として割り込みをかけ、電力供給率演算手段３６に温度検出信号を出力する。電力供給率演算手段３６では、この温度検出信号に基づいて温度センサ２０による検出温度をサンプリングし、検出温度Ｔｎに基づいて前記ヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎを求め設定する。特に、加熱ローラ１４が目標温度（２００°Ｃ）近傍にあるときには、設定温度、前回の検出温度Ｔｎ−１及び今回の検出温度Ｔｎの相互関係から加熱ローラ１４の温度変化の状態を検知し、この温度変化状態に基づいてヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎを求め、その結果を主制御手段３２に出力する。この点については、後に詳しく説明する。
【００２６】
主制御手段３２には、上述した１検出周期Δｔ０を１温度制御周期として交流波の半サイクルΔｔ１（１単位）毎に通電を制御する電力供給パターンが予め記憶されている。電力供給パターンは電力供給率Ｉｎに対応して記憶されており、主制御手段３２は、電力供給率演算手段３６において求められた電力供給率Ｉｎに基づいて対応する電力供給パターンを制御パターンとして決定する。
【００２７】
図３の表は、主制御手段３２の図外の記憶部（記憶手段）に記憶されている電力供給率Ｉｎ（デューティー）と電力供給パターンの対応関係を示している。
【００２８】
この図に示すように、当実施形態では、１２の電力供給パターンが予め記憶されており、例えば、電力供給率演算手段３６で設定された電力供給率が「８０％」の場合には、主制御手段３２は、同表のパターン２を制御パターンとして決定する。このパターン２では、図４（ａ）に示すように交流波の半サイクルΔｔ１を１単位として１温度制御周期に含まれる２０単位のうち１６単位が通電（ＯＮ）、残りの４単位が非通電（ＯＦＦ）とされ、これにより１温度制御周期を通してヒータ１６に対する電力供給率がちょうど８０％となるように電力供給パターンが定められている。
【００２９】
また、求められた電力供給率が「５０％」の場合には同表のパターン５を制御パターンとして決定する。このパターン５では、図４（ｂ）に示すように、２０単位のうち１０単位を通電（ＯＮ）、残りの１０単位を非通電（ＯＦＦ）とすることにより１温度制御周期を通したヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎが５０％となるように電力供給パターンが交流波の半サイクルΔｔ１毎に設定されている。なお、各パターンにおける通電と非通電の配列は、非通電の単位が時系列的に極力分散するように定められている。
【００３０】
そして、主制御手段３２において決定された電力供給パターンに従って定着ヒータ温度制御手段３４からＳＳＲ２２に制御信号が出力され、交流波の半サイクルΔｔ１を１単位としてＳＳＲ２２がＯＮ／ＯＦＦされ、その結果、１温度制御周期を単位として電力供給率演算手段３６で求められた電力供給率Ｉｎでヒータ１６に対して電力が供給されるようになっている。
【００３１】
次に、電力供給率演算手段３６における電力供給率Ｉｎの設定について図７〜１０を参照しつつ図５及び図６のフローチャートに従って説明することにする。なお、図５はメインルーチンを、図６はサブルーチンをそれぞれ示している。
【００３２】
まず、図５のメインルーチンに従って説明する。
【００３３】
メイン電源が投入されて複写機が起動すると、まず、ステップＳ１においてヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎの初期値として「１００％」を設定する。従って、主制御手段３２は図３に示すパターン１を制御パターンとして決定し、このパターンに従ってヒータ１６への電力の供給を制御する。つまり、パターン１に従ってＳＳＲ２２をオンオフ制御することになる。
【００３４】
次いで、検出温度Ｔｎが１８５°Ｃ以上１９０°Ｃ未満の範囲内にあるか否かを判断し、検出温度Ｔｎがこの温度範囲内にあると判断した場合には、電力供給率Ｉｎとして「８０％」を設定する（ステップＳ２，Ｓ３）。これにより主制御手段３２は、図３に示すパターン２を制御パターンとして決定し、このパターンに従ってヒータ１６への電力の供給を制御する。なお、ステップＳ２においてＮｏと判断した場合にはステップＳ１に移行する。
【００３５】
次いで、検出温度Ｔｎが１９０°Ｃ以上１９６°Ｃ未満の範囲内にあるか否かを判断し、検出温度Ｔｎがこの温度範囲内にあると判断した場合には、電力供給率Ｉｎとして「６０％」を設定する（ステップＳ４，Ｓ５）。これにより主制御手段３２は図３に示すパターン３を制御パターンとして決定し、このパターンに従ってヒータ１６に対する電力の供給を制御する。なお、ステップＳ４においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ３に移行する。
【００３６】
次いで、検出温度Ｔｎが目標温度（２００°Ｃ）を含むその近傍、具体的には検出温度Ｔｎが１９６°Ｃ以上２０５°Ｃ未満の範囲内（以下、目標温度近傍という）にあるか否かを判断し、検出温度Ｔｎが目標温度近傍にあると判断した場合には、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では、加熱ローラ１４の温度変化の状態に基づいて電力供給率Ｉｎを設定する処理を図６のサブルーチンに従って行う。なお、ステップＳ４においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ３に移行する。
【００３７】
次いで、検出温度Ｔｎが２０５°Ｃ以上か否かを判断し、検出温度Ｔｎが２０５°Ｃ以上と判断した場合には、電力供給率Ｉｎとして「０％」を設定してステップＳ８に移行する（ステップＳ８，Ｓ９）。これにより主制御手段３２は図３に示すパターン１２を制御パターンとして決定し、このパターンに従ってヒータ１６に対する電力の供給を制御する。なお、ステップＳ８においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ５に移行する。
【００３８】
次に、図６のサブルーチン（図５のステップＳ７の処理）について説明する。
【００３９】
まず、ステップＳ１０において、検出温度Ｔｎが目標温度（２００°Ｃ）に等しいか否かを判断する。
【００４０】
ここで、検出温度Ｔｎが目標温度に等しいと判断した場合には、さらに今回の検出温度Ｔｎと前回の検出温度Ｔｎ−１との差が「０」か否か、つまり前回と今回の検出温度Ｔｎ，Ｔｎ−１が共に目標温度（２００°Ｃ）であって図７（ａ）に示すように温度変化がない状態か否かを判断する（ステップＳ１１）。ここでＹＥＳの場合には、電力供給率Ｉｎとして前回の温度制御周期における電力供給率Ｉｎ−１を設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ１２）。例えば、前回の温度制御周期における設定電力供給率Ｉｎ−１（以下、単に前回の電力供給率Ｉｎ−１という）が「６０％」の場合には、今回の温度制御周期における電力供給率Ｉｎ（以下、単に今回の電力供給率Ｉｎという）も「６０％」に設定する。
【００４１】
ステップＳ１１においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ１３に移行し、今回の検出温度Ｔｎと前記の検出温度Ｔｎ−１との差が「０」を超えるか否かを判断する。ここで、ＹＥＳの場合、つまり図７（ｂ）に示すように加熱ローラ１４の温度が上昇中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％落とした値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定し、これに対して、Ｎｏの場合、つまり図７（ｃ）に示すように加熱ローラ１４の温度が下降中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％上げた値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。例えば、前回の設定電力供給率Ｉｎ−１が「６０％」の場合であって、かつステップＳ１３でＹＥＳと判断した場合には今回の電力供給率Ｉｎを「５５％」に設定し、ステップＳ１３でＮｏと判断した場合には今回の電力供給率Ｉｎを「６５％」に設定する。
【００４２】
一方、ステップＳ１０において、検出温度Ｔｎが目標温度に等しくないと判断した場合（ステップＳ１０でＮｏの場合）には、ステップＳ１６に移行し、今回の検出温度Ｔｎが目標温度よりも低いか否かを判断する。
【００４３】
ステップＳ１６においてＹＥＳと判断した場合には、さらに前回の検出温度Ｔｎ−１が目標温度以上か否かを判断し、ここでＹＥＳの場合、つまり図８（ａ）に示すように、加熱ローラ１４の温度が目標温度を跨いで下降中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％上げた値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ１７，Ｓ１８）。
【００４４】
ステップＳ１７においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ１９に移行し、今回の検出温度Ｔｎと前記の検出温度Ｔｎ−１との差が「０」以上であるか否かを判断する。
【００４５】
ステップＳ１９でＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ２０に移行してさらに今回の検出温度Ｔｎと前記の検出温度Ｔｎ−１との差が、目標温度から今回の検出温度Ｔｎを減算した値以下か否かを判断する。ここで、ＹＥＳの場合、つまり図９（ａ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも低い温度域において上昇中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を超える可能が低い状態にある場合には、電力供給率Ｉｎとして前回の電力供給率Ｉｎ−１を設定し、これに対し、Ｎｏの場合、つまり図９（ｂ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも低い温度域において上昇中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を超える可能性が高い状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％落とした値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ２１，Ｓ２３）。
【００４６】
なお、ステップＳ１９においてＮｏと判断した場合した場合、つまり、図９（ｃ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも低い温度域において下降中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％上げた値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ２２）。
【００４７】
一方、ステップＳ１６においてＮｏと判断した場合には、ステップＳ２４に移行して前回の検出温度Ｔｎ−１が目標温度以下か否かを判断する。
【００４８】
ここでＹＥＳの場合、つまり図８（ｂ）に示すように、加熱ローラ１４の温度が目標温度を跨いで上昇中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％落とした値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ２５）。
【００４９】
これに対して、ステップＳ２４でＮｏの場合には、ステップＳ２６に移行し、今回の検出温度Ｔｎと前記の検出温度Ｔｎ−１との差が「０」以下であるか否かを判断する。
【００５０】
ステップＳ２６でＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ２７に移行し、さらに前回の検出温度Ｔｎ−１と今回の検出温度Ｔｎとの差が、今回の検出温度Ｔｎから目標温度を減算した値以下か否かを判断する。ここで、ＹＥＳの場合、つまり図１０（ａ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも高い温度域において下降中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を下回る可能性が低い状態にある場合には、電力供給率Ｉｎとして前回の電力供給率Ｉｎ−１を設定し、これに対し、Ｎｏの場合、つまり図１０（ｂ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも高い温度域において下降中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を下回る可能性が高い状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％上げた値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ２８，Ｓ３０）。
【００５１】
なお、ステップＳ２６でＮｏと場合した場合、つまり、図１０（ｃ）に示すように加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも高い温度域において上昇中の状態にある場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％落とした値を今回の電力供給率Ｉｎとして設定した後、図５のステップＳ８に移行する（ステップＳ２９）。
【００５２】
上述した制御装置３０による定着装置１０の定着温度制御（ヒータ１６に対する電力供給制御）を簡潔にまとめると次の通りである。
【００５３】
まず、複写機の起動から加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍に到達するまでは、温度センサ２０による検出温度Ｔｎのみに基づいて１００％〜６０％の範囲内で電力供給率Ｉｎを設定し、その設定電力供給率Ｉｎに基づいてヒータ１６に対して電力供給を行う。この際、検出温度Ｔｎの上昇に伴い段階的に電力供給率Ｉｎの設定値を落とす。
【００５４】
そして、加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍に到達した後は、目標温度（２００°Ｃ）、今回の検出温度Ｔｎおよび前回の検出温度Ｔｎ―１の相互関係から加熱ローラ１４の温度変化の状態を検知し、電力供給率Ｉｎを５％の増減率で更新的に設定しながらその設定電力供給率Ｉｎに基づいてヒータ１６に対して電力供給を行う。
【００５５】
なお、加熱ローラ１４の温度が予め設定された上限値（２０５°Ｃ）を超えた場合には、電力供給率Ｉｎとして「０％」を設定することにより、ヒータ１６に対する電力供給を遮断するようになっている。
【００５６】
以上のように、本発明にかかる温度制御装置（定着装置の温度制御方法）を適用した複写機によると、電源投入による複写機の起動から加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍に到達するまでは、検出温度Ｔｎに基づいてヒータ１６に対する電力供給率Ｉｎを１００％〜６０％の範囲内で設定するので、加熱ローラ１４を速やかに目標温度（２００°Ｃ）まで上昇させることができる。
【００５７】
しかも、加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍に到達するまでは検出温度Ｔｎの上昇に伴い段階的に電力供給率Ｉｎの設定値を落とし、さらに目標温度近傍に到達した後は、目標温度および検出温度Ｔｎ，Ｔｎ―１の相互関係から求まる加熱ローラ１４の温度変化の状態に基づいて電力供給率Ｉｎを５％の増減率で更新的に設定しながらヒータ１６に対する電力供給量をきめ細やかに制御するようにしているので、急激な温度変化を有効に抑えることができる。そのため、従来のＯＮ／ＯＦＦ制御、すなわち加熱ローラの検出温度に基づいて目標温度よりも検出温度が低い場合にヒータに対する電力供給をＯＮし、目標温度よりも検出温度が高い場合に電力供給をＯＦＦする制御に比べると、目標温度に対するオーバーシュートを小さく抑えることができ、また、その後のアンダーシュートも小さく抑えることができる。
【００５８】
具体的に説明すると、例えば図９（ｂ）に示すように、加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも低い温度域において上昇中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を超える可能性が高い状態にある場合、従来のＯＮ／ＯＦＦ制御では、このような温度変化の状態に拘わらず、目標温度を超えるまでは１００％の電力供給率でヒータに対して電力供給が行われるため定着温度が目標温度に対して大きくオーバーシュートする虞れがある。また、図１０（ｂ）に示すように、加熱ローラ１４の温度が目標温度よりも高い温度域において下降中の状態であって、かつ次回の検出温度Ｔｎ＋１が目標温度を下回る可能性が高い状態にある場合であっても、目標温度を下回るまではヒータに対する電力供給が遮断されるため定着温度が目標温度に対して大きくアンダーシュートする虞れがある。これに対して、上記実施形態の複写機では、図９（ｂ）に示す温度変化状態にある場合には、その状態を検知して前回の電力供給率Ｉｎ−１から５％落とした値を今回の電力供給率Ｉｎとしてヒータ１６へ電力供給を行うため（図６のステップＳ２３）、オーバーシュートを未然に回避すること、あるいはオーバーシュートを小さく抑えることが可能となる。また、図１０（ｂ）に示すような温度変化状態の場合には、前回の電力供給率Ｉｎ−１より５％上げた値を今回の電力供給率Ｉｎとしてヒータ１６へ電力供給を行うため（図６のステップＳ３０）、アンダーシュートを未然に回避すること、あるいはアンダーシュートを小さく抑えることが可能となる。
【００５９】
図１２は、従来のＯＮ／ＯＦＦ制御による温度特性（破線）と上記実施形態の定着温度制御による温度特性とを比較した図であるが、この図にも示すように、実施形態によると、従来のＯＮ／ＯＦＦ制御に比べてオーバーシュートやアンダーシュートを小さく抑えることができ、また温度リップルも小さくできることができる。従って、上記複写機によると定着温度（加熱ローラ１４の温度）を目標温度に対してより一層安定して保つことができるようになる。
【００６０】
また、上記複写機では、交流ゼロクロスの検出に基づき、交流波の半サイクルΔｔ１を１単位とする２０単位を１検出周期Δｔ０として加熱ローラ１４の温度を検出し、また、この１検出周期Δｔ０を１温度制御周期としてこれに含まれる交流波の１単位毎に通電を制御するようにしているので、交流波の振幅周期を利用した合理的な方法で温度検出周期を設定することができ、またヒータ１６に対する電力供給量を制御することができるという効果もある。すなわち、水晶発信器と分周手段とにより定着温度制御専用の周波数電源を構築することも考えられるが、上記のように交流波の振幅周期を利用した制御方法によると、専用の周波数電源を構築する場合に比べて制御装置３０の回路的な負担、および制御プログラムやＣＰＵの処理に関する負担を低減することが可能になるという効果がある。
【００６１】
なお、上記複写機では、電力供給率Ｉｎに対応する電力供給パターンを予め記憶しておき、電力供給率演算手段３６で求めた電力供給率Ｉｎに対応する電力供給パターンに従ってヒータ１６に対する電力供給を制御するようにしているので、この点でもＣＰＵの処理負担を低減することが可能になるという効果がある。
【００６２】
なお、上述した複写機は、本発明に係る定着装置の温度制御装置（温度制御方法）が適用される画像形成装置の一実施形態であって、画像形成装置の種類、定着装置の温度制御装置の具体的な構成および具体的な温度制御方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、例えば、以下のような構成を採用することもできる。
【００６３】
▲１▼  交流波の半サイクルΔｔ１を１単位とする２０単位を１検出周期Δｔ０（１温度制御周期）としているが、温度検出周期等としてこれよりも短い周期又は長い周期を設定してもよい。また、このように交流波の振幅周期を利用して温度検出周期等を設定する以外に、水晶発信器と分周手段とにより定着温度制御専用の周波数電源を構築し、その出力に基づいて温度検出周期等を設定するようにしてもよい。
【００６４】
▲２▼  実施形態では、加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍（１９６°Ｃ以上２０５°Ｃ未満の範囲）にある場合にのみ目標温度および検出温度Ｔｎ，Ｔｎ―１の相互関係から加熱ローラ１４の温度変化状態を求めて電力供給率Ｉｎを設定するようにしているが、勿論、目標温度近傍以外の温度域についても、同様に、加熱ローラ１４の温度変化状態を求めて電力供給率Ｉｎを設定するようにしてもよい。
【００６５】
▲３▼  実施形態では、加熱ローラ１４の温度が目標温度近傍にある場合には、５％の増減率で電力供給率Ｉｎを更新的に設定しているが、増減率は５％に限らない。例えば、よりきめ細やかな温度制御が要求される場合には増減率をより低く設定すればよい。
【００６６】
なお、上記実施形態では、画像形成装置の一種である複写機に本発明を適用した例について説明したが、勿論、プリンタ、ファクシミリ等のその他の画像形成装置についても本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、画像形成装置における定着装置の温度制御方法であって、加熱手段の温度を周期的に検出し、連続する２回の検出温度から加熱手段の温度変化の状態を求め、この温度変化状態に基づいて前記加熱手段に対する電力供給率を変動させるようにしたので、加熱手段の具体的な温度変化の状態に対応したきめ細やかな温度制御が可能なる。従って、目標温度に対するオーバーシュートやアンダーシュートをより効果的に抑えて温度リップルを小さくすることができ、その結果、定着温度を略目標温度に対してより安定して保つことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される複写機（画像形成装置）を示す概略図である（主に定着装置とその温度制御に関連する部分を示している）。
【図２】加熱ローラの温度検出周期を説明する図である。
【図３】主制御手段に記憶されている電力供給パターンの一覧を示す図（表）である。
【図４】電力供給パターンの例を示す図であり、（ａ）は電力供給率が８０％に対応するパターンを示しており、（ｂ）は電力供給率５０％に対応する電力供給パターンを示している。
【図５】制御装置による定着装置の温度制御を説明するフローチャート（メインルーチン）である。
【図６】制御装置による定着装置の温度制御を説明するフローチャート（サブルーチン）である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は加熱ローラの温度変化状態を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は加熱ローラの温度変化状態を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は加熱ローラの温度変化状態を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は加熱ローラの温度変化状態を示す図である。
【図１１】従来の制御方法による定着装置の温度特性と本発明にかかる制御方法による定着装置の温度特性とを比較する図（グラフ）である（破線は従来の制御方法による温度特性を、実線は本発明にかかる制御方法による温度特性をそれぞれ示している）。
【符号の説明】
１０  定着装置
１２  加圧ローラ
１４  加熱ローラ
１６  ヒータ
２０  温度センサ
２２  ＳＳＲ（トライアック）
２４  ゼロクロス検出回路
３０  制御装置
３２  主制御手段
３４  定着ヒータ温度制御手段
３６  電力供給率演算手段
【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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