(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータを内蔵した定着手段と、
リアクトル、還流素子およびスイッチング素子を含むチョッパ手段と、
商用電源の一周期よりも長い実行周期で第一通電制御を行い、前記実行周期において、第一時間区間では、所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力するが、前記第一時間区間とは別の第二時間区間では、１００％のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御手段と、を備え、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第一時間区間では、前記商用電源の半周期よりも短い周期に相当するスイッチング周波数で入力電流をスイッチングして前記ヒータに供給するが、前記第二時間区間では、前記入力電流をスイッチングする事無く前記ヒータに供給し、
前記所定のデューティ比は、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードにならない数値範囲内の値を有し、
前記制御手段はさらに、前記所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する第二通電制御を行い、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第二通電制御では、入力電流を前記スイッチング周波数でスイッチングして前記ヒータに供給し、
前記リアクトルに流れる電流値を検知する電流検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流検知手段の検出結果に基づき、前記第一通電制御を行うか、前記第二通電制御を行うかを判断し、前記電流検知手段の検出結果が０アンペアにならなければ、前記第一通電制御を行う、定着制御装置。
【請求項２】
ヒータを内蔵した定着手段と、
リアクトル、還流素子およびスイッチング素子を含むチョッパ手段と、
商用電源の一周期よりも長い実行周期で第一通電制御を行い、前記実行周期において、第一時間区間では、所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力するが、前記第一時間区間とは別の第二時間区間では、１００％のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御手段と、を備え、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第一時間区間では、前記商用電源の半周期よりも短い周期に相当するスイッチング周波数で入力電流をスイッチングして前記ヒータに供給するが、前記第二時間区間では、前記入力電流をスイッチングする事無く前記ヒータに供給し、
前記所定のデューティ比は、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードにならない数値範囲内の値を有し、
前記制御手段はさらに、前記所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する第二通電制御を行い、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第二通電制御では、入力電流を前記スイッチング周波数でスイッチングして前記ヒータに供給し、
前記制御手段は、前記ヒータの温度制御のために導出したデューティ比に基づき、前記第一通電制御を行うか、前記第二通電制御を行うかを判断し、導出したデューティ比が、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードとなる基準値を超えれば、前記第一通電制御を行う、定着制御装置。
【請求項３】
前記基準値は、前記商用電源の電圧値により異なる、請求項２に記載の定着制御装置。
【請求項４】
ヒータを内蔵した定着手段と、
リアクトル、還流素子およびスイッチング素子を含むチョッパ手段と、
商用電源の一周期よりも長い実行周期で第一通電制御を行い、前記実行周期において、第一時間区間では、所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力するが、前記第一時間区間とは別の第二時間区間では、１００％のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御手段と、を備え、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第一時間区間では、前記商用電源の半周期よりも短い周期に相当するスイッチング周波数で入力電流をスイッチングして前記ヒータに供給するが、前記第二時間区間では、前記入力電流をスイッチングする事無く前記ヒータに供給し、
前記所定のデューティ比は、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードにならない数値範囲内の値を有し、
前記制御手段はさらに、前記所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する第二通電制御を行い、
前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第二通電制御では、入力電流を前記スイッチング周波数でスイッチングして前記ヒータに供給し、
前記スイッチング素子の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、温度検知手段の検出結果に基づき、前記第一通電制御を行うか、前記第二通電制御を行うかを判断し、前記温度検知手段の検出結果が、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードとなる基準値を超えれば、前記第一通電制御を行う、定着制御装置。
【請求項５】
前記スイッチング周波数は可聴域の上限値を超えている、請求項１〜４のいずれかに記載の定着制御装置。
【請求項６】
前記実行周期は、前記商用電源の一周期の二倍の倍数に予め定められている、請求項５に記載の定着制御装置。
【請求項７】
前記商用電源の電圧値を検知する電圧検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記電圧検知手段の検出結果に基づき、前記実行周期を特定する、請求項１〜６のいずれかに記載の定着制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、パルス幅変調またはパルス周波数変調により、前記所定のデューティ比を有する信号を生成する、請求項１〜７のいずれかに記載の定着制御装置。
【請求項９】
前記ヒータはハロゲンヒータである、請求項１〜８のいずれかに記載の定着制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の定着制御装置を備えた、画像形成装置。
【請求項１１】
前記第一通電制御は、印刷動作時および／またはウォームアップ時に行われる、請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電流を所定デューティ比でスイッチングして、定着装置に内蔵されたヒータに供給する定着制御装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、下記の特許文献１等に記載のものがある。この画像形成装置において、整流回路は、商用電源からの交流電流を直流電流に変換する。インバータ回路は、制御手段からの制御信号で指定されるデューティ比でスイッチング素子をスイッチング（つまり、オンオフ）することで、整流回路で生成された直流電流から交流電流を生成してヒータに供給する。このようにして、ヒータへの通電が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ヒータの通電制御には、スイッチング素子、還流素子（ダイオード）およびリアクトルを含む周知のチョッパ回路を応用することも可能である。このチョッパ回路は、高いデューティ比でスイッチング素子を駆動する際（例えば、印刷時等）、電流連続モードで動作する。電流連続モードでは、還流素子にてリカバリ電流が増加し、端子雑音レベルが大きくなったり、スイッチング素子がスイッチングロスに起因して温度上昇したりする。したがって、従来の通電制御では、ヒータに大電力を供給することが難しく、その結果、定着装置の温度制御の範囲に制約が生じるという問題点があった。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、電流連続モードの発生を避けつつも、より広い温度範囲で定着装置の温度制御が可能な定着制御装置および画像形成装置を提供することである。
【０００６】
本発明の一局面は、定着制御装置であって、ヒータを内蔵した定着手段と、リアクトル、還流素子およびスイッチング素子を含むチョッパ手段と、商用電源の一周期よりも長い実行周期で第一通電制御を行い、前記実行周期において、第一時間区間では、所定のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力するが、前記第一時間区間とは別の第二時間区間では、１００％のデューティ比を表す制御信号を前記スイッチング素子に出力する制御手段と、を備え、前記スイッチング素子は、前記制御手段の制御信号に基づき、前記第一時間区間では、前記商用電源の半周期よりも短い周期に相当する周波数で入力電流をスイッチングして前記ヒータに供給するが、前記第二時間区間では、前記入力電流をスイッチングする事無く前記ヒータに供給し、前記所定のデューティ比は、前記ヒータへの供給電流が電流連続モードにならない数値範囲内の値を有する。
【０００７】
本発明の他の局面は、前記定着制御装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上記各局面によれば、第一通電制御において、スイッチング素子は、ヒータへの供給電流が電流連続モードにならない数値範囲内のデューティ比か、１００％のデューティ比に基づきスイッチングされる。これにより、第一通電制御にて、電流連続モードの発生を防止できる。さらに、ヒータへの供給電流が電流連続モードにならないデューティ比は、相対的に低い値となるが、実行周期において、かかる低デューティ比と、１００％のデューティ比でのスイッチングとを組み合わせることで、高いデューティ比を実現している。これによって、相対的に低い温度から高い温度までの広い温度範囲で定着装置の温度制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】定着制御装置の構成を示す図である。
【図３】定着制御装置の要部の時間波形を模式的に例示する図である。
【図４】図２のスイッチング素子がオン期間中でのヒータ電流を上段に例示し、オフ期間中でのヒータ電流を下段に例示する図である。
【図５】図２のヒータへの入力電流の時間波形を例示する図である。
【図６】低デューティ比の場合におけるヒータ電流を上段に例示し、高デューティ比の場合におけるヒータ電流を下段に例示する図である。
【図７】第一通電制御における定着制御装置の要部の時間波形を模式的に例示する図である。
【図８】第一通電制御および第二通電制御の切り替え時における定着制御装置の要部の時間波形を模式的に示す図である。
【図９】図２の制御手段の切り替え制御の第一例の手順を示すフロー図である。
【図１０】図２の制御手段の切り替え制御の第二例（第一変形例）の手順を示すフロー図である。
【図１１】図２の制御手段の切り替え制御の第三例（第二変形例）の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
《第一欄：画像形成装置の全体構成・印刷動作》
図１，図２において、画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリ、もしくは、これらの機能を備えた複合機であって、画像をシート状の印刷媒体Ｍ（例えば用紙）に印刷する。そのために、画像形成装置１は、大略的に、給紙部２と、レジストローラ対３と、画像形成手段４と、定着手段５と、制御手段６と、電源手段７と、を備える。ここで、少なくとも、定着手段５、制御手段６および電源手段７が定着制御装置８を構成する。以下、画像形成装置１の印刷動作時の各構成の動作について説明する。
【００１１】
給紙部２には、未使用の印刷媒体Ｍが積載される。給紙部２は、印刷媒体Ｍを一枚ずつ、図１中に破線で示す搬送経路ＦＰに送り出す。レジストローラ対３は、搬送経路ＦＰ上であって、給紙部２の下流側に設けられる。レジストローラ対３は、給紙部２から送り出された印刷媒体Ｍを一旦停止させた後、所定のタイミングで二次転写領域に送り出す。
【００１２】
画像形成手段４は、例えば、周知の電子写真方式およびタンデム方式により、トナー画像を中間転写ベルト上に生成する。かかるトナー画像は、中間転写ベルトにより担持され、二次転写領域に向けて搬送される。
【００１３】
二次転写領域には、レジストローラ対３から印刷媒体Ｍが送り込まれ、また、画像形成手段４からトナー画像が搬送されてくる。二次転写領域において、トナー画像は中間転写ベルトから印刷媒体Ｍに転写される。
【００１４】
定着手段５において、加熱ローラ５１および加圧ローラ５３は当接してニップを形成する。また、加熱ローラ５１は、筒状の芯金内にヒータ５２を内蔵する。ヒータ５２は、例えばハロゲンヒータであって、電源手段７から供給される電流により点灯する。加圧ローラ５３は、制御手段６の制御下で回転する。加熱ローラ５１は加圧ローラ５３の回転に従動して回転する。印刷媒体Ｍがニップに送り込まれると、印刷媒体Ｍは、両ローラ５１，５３により加圧され、また、加熱ローラ５１により加熱される。その結果、印刷媒体Ｍにトナーが定着する。その後、印刷媒体Ｍは排紙トレイに向けて送り出される。
【００１５】
定着手段５はさらに、例えばサーミスタである第一温度検知手段５４を含む。第一温度検知手段５４は、加熱ローラ５１の温度（即ち、定着温度）を検出し、検出結果を制御手段６に出力する。
【００１６】
制御手段６において、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使いながら実行する。制御手段６は、様々な制御を行うが、本実施形態で重要であるのは、ヒータ５２の通電制御である。具体的には、制御手段６は、第一温度検知手段５４の検出結果が目標温度となるように、後述のスイッチング素子８３１のデューティ比をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御やＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御で設定する。デューティ比は、周知のＰＩＤ制御やＰＩ制御等により定められる。本実施形態では、ヒータ５２の通電制御は、第一通電制御と、第二通電制御とが準備されており、制御手段６はさらに、所定の条件に基づき、第一通電制御および第二通電制御を適宜切り替える。
【００１７】
電源手段７は、図２に示すように、整流回路８１と、ノイズフィルタ８２と、チョッパ回路８３と、を少なくとも含む。電流検知手段８４と、電圧検知手段８５と、第二温度検知手段８６と、を含む。
整流回路８１は、商用電源に接続される。商用電源周波数は、例えば、日本では５０Ｈｚか６０Ｈｚである。
ノイズフィルタ８２は、例えばπ型フィルタであって、整流回路８１の出力側に縦続接続される。具体的には、ノイズフィルタ８２は、コイルＬ１と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、を含んでいる。コイルＬ１はヒータ５２と直列に、コンデンサＣ１，Ｃ２は同ヒータ５２と並列に接続される。
【００１８】
チョッパ回路８３は、例えば降圧チョッパ回路であって、フィルタ８２の出力側に縦続接続される。この場合、チョッパ回路８３は、コイル（リアクトル）Ｌ２と、還流素子Ｄと、スイッチング素子８３１と、駆動回路８３２と、を含んでいる。
【００１９】
コイルＬ２は、コイルＬ１とヒータ５２との間に直列に接続される。
還流素子Ｄは、例えばダイオードであって、コイルＬ２よりもフィルタ８２側にヒータ５２と並列に接続される。より具体的には、還流素子ＤのカソードがＬ１およびＬ２の間に、そのアノードがヒータ５２とスイッチング素子８３１のコレクタとの間に電気的に接続されるよう、還流素子Ｄは配置される。
【００２０】
また、スイッチング素子８３１は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、還流素子Ｄよりもフィルタ８２側にヒータ５２と直列接続される。より具体的には、スイッチング素子８３１のコレクタがヒータ５２に、そのエミッタが整流回路８１の出力側に電気的に接続されるよう、スイッチング素子８３１は配置される。駆動回路８３２は、スイッチング素子８３１のゲートに接続されて、制御手段６の制御下でスイッチング素子８３１のデューティ比および駆動周波数を設定する。以上のようなチョッパ回路８３の出力端子間にヒータ５２が接続される。
【００２１】
電流検知手段８４は、リアクトルＬ２に流れる電流（以下、リアクトル電流という）を検知して、その電流値を表す信号を、定期的に（具体的には、後述の第一時間区間Ｄ１よりもはるかに短い時間毎に）、制御手段６に送信する。
【００２２】
電圧検知手段８５は、整流回路８１の出力端子間に現れる電圧（以下、端子間電圧という）を検知して、その電圧値を表す信号を、定期的に（具体的には、第一時間区間Ｄ１よりもはるかに短い時間毎に）、制御手段６に送信する。
【００２３】
第二温度検知手段８６は、スイッチング素子８３１の温度（以下、素子温度という）を検知して、検出した温度を表す信号を、定期的に（具体的には、第一時間区間Ｄ１よりもはるかに短い時間毎に）、制御手段６に送信する。
【００２４】
《第三欄：第二通電制御（一般的なヒータへの通電制御）》
本欄では、図１〜図６を用いて、一般的なヒータ５２への通電制御を説明する。
まず、整流回路８１には、商用電源により交流電流（図３上から二段目を参照）が供給される。なお、図３最上段には、商用電源電圧が示される。整流回路８１は、入力電流を全波整流して直流電流を生成する。フィルタ８２は、整流回路８１の出力電流からノイズを除去すると共に、スイッチング素子８３１を流れるパルス状電流の高周波成分が商用電源側に漏れることを防止している。
【００２５】
制御手段６からは、ヒータ５２を通電させる時間区間（つまり、パルス周期とデューティ比）を少なくとも示す制御信号（図３の上から三段目を参照）が駆動回路８３２に入力される。駆動回路８３２は、入力制御信号に基づきスイッチング素子８３１をオン／オフさせるための駆動信号を生成し（図３最下段を参照）、スイッチング素子８３１のゲートに供給する。ここで、スイッチング素子８３１のスイッチング周波数は、商用電源の周波数よりもはるかに高く、可聴域上限を超える周波数（約２０ｋＨｚ超）で駆動される。
【００２６】
スイッチング素子８３１がオンすると、図４上段の矢印Ａで示すように、コイルＬ２およびヒータ５２に、整流回路８１で生成された直流電流がスイッチング素子８３１を介して流れる。この間、コイルＬ２は、自身を流れる直流電流の一部を磁気エネルギーとして蓄える。
【００２７】
一方、スイッチング素子８３１がオフすると、図４下段の矢印Ｂで示すように、スイッチング素子８３１がオンの間にコイルＬ２に蓄えられた磁気エネルギーが電流として放出されてヒータ５２に流れ始める。この電流は、回生ダイオードとしての還流素子Ｄを介してコイルＬ２に戻る。
【００２８】
以上のような電源手段７の動作により、ヒータ５２への入力電流の波形は、図５に示されるように正弦波に近くなる。これにより、電源手段７の力率が向上すると共に、入力電流から高調波電流が低減される。
【００２９】
また、デューティ比の増減により、ヒータ５２への入力電流が制御されるため、ヒータ５２の消費電力を精度良く制御することができる。それゆえ、定着手段５での温度リップルも抑制でき、その結果、カラー印刷時の発色を安定させることができる。
【００３０】
ところで、コイルＬ２およびヒータ５２には、図６上段に示すように、整流回路８１からの入力電流（実線で示す）と、スイッチング素子８３１のオフ時に還流素子Ｄを介した還流電流（点線で示す）とを時間軸上で合成した電流が流れる。図６上段の電流波形ＷＦ２に示すように、低デューティ比の場合（即ち、所定パルス周期に対するパルス幅の比が低い場合）、スイッチング素子８３１をオフした後に電流が低下するまでに十分な時間が確保される。本実施形態では、低デューティ比は、例示的に、商用電源周波数が５０／６０Ｈｚの場合、８０％以下とする。この場合、図６上段の円内に示すように、パルス周期の切り替わり時に電流値をゼロにすることができる。換言すると、コイルＬ２に流れる電流が電流不連続モードになる。したがって、還流素子Ｄに流れるリカバリ電流（換言すると、リカバリノイズ）を抑制することができる。本実施形態では、低デューティ比の制御信号でスイッチング素子８３１を駆動して、ヒータ５２の通電制御を行うことを、第二通電制御という。
【００３１】
なお、第二通電制御において、スイッチング素子８３１は制御信号に基づき周期的にオン／オフを繰り返すが、このようなスイッチング周波数が約２０ｋＨｚ以下の可聴域に入ってしまうと、コイルＬ２が振動し、その結果、画像形成装置１から騒音が発生するという別の問題が生じる。よって、スイッチング周波数は可聴域の上限値を超えることが好ましい。
【００３２】
《第四欄：技術的課題の詳細》
図６下段には、第二通電制御において、デューティ比（即ち、上記所定パルス周期に対するパルス幅の比）が高い場合にヒータ５２に流れる電流の波形ＷＦ１が示される。本実施形態では、高デューティ比は、例示的に、商用電源周波数が５０／６０Ｈｚの場合、８０％超１００％未満とする。なお、以下では、デューティ比の高低の境界値となる８０％を所定のデューティ比という。高デューティ比の場合、ヒータ５２を流れる電流は電流連続モードとなる。ここで、電流連続モードとは、ヒータ５２等に流れる電流が実質的にゼロにならないモードを意味する。電流連続モードの場合、電流波形ＷＦ１に示すように、あるパルス周期の電流が０アンペアに落ちる前に、次のパルス周期の電流が整流回路８１から供給される。換言すると、還流電流がヒータ５２に流れた状態でスイッチング素子８３１がオンに切り替えられる。従って、図６下段の円内に示すように、周期の切り替わり時に電流値はゼロにならず、還流素子Ｄにはリカバリ電流が流れ、リカバリノイズが増大する傾向にある。また、還流素子Ｄに電流が流れている状態でスイッチング素子８３１をターンオンすると、スイッチングロスが生じて、スイッチング素子８３１の温度が上昇してしまう。以上の通り、高デューティ比でスイッチング素子８３１を駆動すると（即ち、ヒータ５２に大電力を供給すると）、いくつかの課題が生じる。したがって、第二通電制御のみでは、設定可能な定着温度の範囲の狭小化を招く。以上のような背景を考慮し、本実施形態では、第二通電制御に加え、スイッチング素子８３１の第一通電制御が実行可能となっており、両通電制御が適宜切り替えられる。
【００３３】
《第五欄：第一通電制御の概略》
次に、図７を主に参照し、第一通電制御を詳説する。以下には、ヒータ５２に対し定格電力の９０％の大電力を供給する場合について説明する。この時、第二通電制御を行うと、スイッチング素子８３１は高デューティ比（８０〜９９％）で駆動され、その結果、ヒータ５２には電流連続モードの電流が流れるとする。
【００３４】
上記のように、第二通電制御では電流連続モードになってしまう場合、制御手段６は、第一通電制御を周期的に行う。第一通電制御の実行周期Ｔ１は、商用電源周期の二倍の倍数であって、商用電源周期の二倍以上である。そして、各実行周期Ｔ１には、時間軸上で、第一時間区間Ｄ１と第二時間区間Ｄ２とが少なくとも一度ずつ現れる。時間区間Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ、商用電源一周期分に相当する時間となっている。ここで、図７には、実行周期Ｔ１が商用電源周期の二倍（即ち、下限値）の場合が例示される。なお、実行周期Ｔ１の上限値は、ヒータ５２の被加熱体である加熱ローラ５１の熱時定数の二倍である。ここで、熱時定数とは、ある温度から他の温度に変化させた時に、その５０％の温度を指示するまでの時間である。
【００３５】
制御手段６は、第一時間区間Ｄ１において、電流不連続モードとなる低デューティ比（即ち、８０％のデューティ比）を有する制御信号を生成して出力する。その結果、ヒータ５２に流れる電流は、その定格電力の８０％に相当する電流値を有することとなる。それに対し、第二時間区間Ｄ２においては、１００％のデューティ比を有する制御信号を生成し出力する。その結果、ヒータ５２に流れる電流は、正弦波状になり、その定格電力の１００％に相当する電流値を有することになる。なお、スイッチング素子８３１が入力電流をオン／オフしないので、ヒータ５２に流れる電流は、原理的に、電流連続モードにはならない。
【００３６】
実行周期Ｔ１において、デューティ比の時間平均をとると９０％となる。即ち、この実行周期Ｔ１において、ヒータ５２に流れる電流は、その定格電力の９０％に相当する電流値を有する。このように、第一通電制御によれば、ヒータ５２に大電力を供給可能となるため、ヒータ５２に流れる電流が電流連続モードになることを避けつつも、定着温度を高くすることができる。
【００３７】
《第六欄：第一通電制御および第二通電制御の切り替え》
本実施形態では、制御手段６は、第一通電制御および第二通電制御を適宜切り替える。より詳細には、予め定められた変数が、ヒータ５２に流れる電流が電流連続モードとなる基準値を超える場合に、第一通電制御が実行され、そうでない場合には、第二通電制御が実行される。定着温度の制御のために、図８には、ヒータ５２に対し、定格電力の９０％の電力を供給する第一時間帯Ｚ１から、その７０％の電力を供給する第二時間帯Ｚ２へと遷移する様子が例示される。
【００３８】
第四欄で説明したように、定格電力の９０％の電力を供給すべく、高デューティ比でスイッチング素子８３１がスイッチングを行うと、様々な問題が発生するので、第一時間帯Ｚ１では、制御手段６は、第一通電制御を行う。より具体的には、第一通電制御において、制御手段６は、第一時間区間Ｄ１では、８０％のデューティ比を表す制御信号を、第二時間区間Ｄ２では、１００％のデューティ比を表す制御信号を、スイッチング素子８３１に出力する。
【００３９】
それに対し、定格電力の７０％の電力をヒータ５２に供給するのであれば、本件で問題視する電流連続モードが発生しないので、制御手段６は、第二時間帯Ｚ２では第二通電制御を行う。この時、制御手段６は、全時間帯にわたり、７０％のデューティ比を表す制御信号をスイッチング素子８３１に出力する。
【００４０】
以上のような切り替え制御を実現するために、制御手段６は、ヒータ５２への供給電流が電流連続モードとなるか否かを、予め定められた変数が所定の基準値を超えるか否かにより判断する。超えていれば、制御手段６は、第一通電制御を行い、そうでなければ、第二通電制御を行う。
【００４１】
以下、まず、切り替え制御の第一例を、図９を主に参照して説明する。
制御手段６は、印刷動作の立上げ後、印刷動作終了までの間、定着温度を取得し（図９；Ｓ０１）、これが目標温度未満か否かを判断する（Ｓ０２）。Ｎｏであれば、Ｓ０１が再度行われる。それに対し、Ｙｅｓであれば、制御手段６は、上記の通り、定着温度を目標温度とすべく、ＰＩＤ制御等によりＰＷＭ等のデューティ比を決定し、決定したデューティ比を表す制御信号を駆動回路８３２に出力し、これによって、スイッチング素子８３１は決定したデューティ比でスイッチングを行う（Ｓ０３）。その結果、ヒータ５２には、決定されたデューティ比でスイッチングされた電流が供給される。
【００４２】
ところで、電流検知手段８４は、リアクトル電流値を定期的に制御手段６に送っている。制御手段６は、Ｓ０３の後に、上記変数の一例であるリアクトル電流値を取得し（Ｓ０４）、取得したリアクトル電流値が０アンペア以下になっている否かを判断する（Ｓ０５）。Ｙｅｓであれば、ヒータ電流が電流連続モードで無いため、制御手段６は、Ｓ０１に戻る。この場合、制御手段６は、Ｓ０３において結果的に、第二通電制御を行ったことになる（Ｓ０８）。
【００４３】
それに対し、Ｓ０５でＮｏであれば、ヒータ電流が電流連続モードになっているとみなし（Ｓ０６）、制御手段６は、第一通電制御を行い（Ｓ０７）、その後、Ｓ０１に戻る。
【００４４】
第一通電制御では、予め内部に保持するテーブルＴ１を参照される。テーブルＴ１は、Ｓ０３で設定されるデューティ比であって所定のデューティ比を超えるデューティ比毎に、単位実行周期Ｔ１に含まれる時間区間Ｄ１，Ｄ２の総数と、それぞれの数と、時間区間Ｄ１におけるデューティ比とが少なくとも記述される。なお、時間区間Ｄ２におけるデューティ比は１００％であるため、これに関しては、テーブルＴ１に特に記述される必要は無い。
【００４５】
【表１】
0006283845.tif 000002
【００４６】
制御手段６は、Ｓ０６において、まず、Ｓ０３で設定したデューティ比に対応する、時間区間Ｄ１,Ｄ２の総数と、時間区間Ｄ１の数と、時間区間Ｄ１でのデューティ比と、時間区間Ｄ２の数との組み合わせを取得する。次に、制御手段６は、時間区間Ｄ１には対応するデューティ比を表す制御信号を駆動回路８３２に出力し、時間区間Ｄ２には１００％のデューティ比を表す制御信号を駆動回路８３２に出力する。
【００４７】
より具体的には、Ｓ０３での設定デューティ比が８１％であれば、時間区間Ｄ１,Ｄ２の総数である「２」と、時間区間Ｄ１の数である「１」と、時間区間Ｄ１でのデューティ比である「６２％」と、時間区間Ｄ２の数である「１」が取得される。制御手段６は、電圧検知手段８５から定期的に端子間電圧を取得しており、０ボルトの端子間電圧を探している。最初の０ボルト検出から２回目までの間が時間区間Ｄ１と判断され、この時間区間Ｄ１の間、デューティ比が６２％の制御信号が駆動回路８３１に出力される。また、２回目の０ボルト検出から４回目までの間が時間区間Ｄ２と判断され、この時間区間Ｄ２の間、デューティ比が１００％の制御信号が駆動回路８３１に出力される。これにより、第一通電制御の単位実行周期Ｔ１分の処理が終了する。
【００４８】
《第七欄：本定着制御装置の作用・効果》
以上の通り、本定着制御装置８によれば、Ｓ０３での設定デューティ比により、ヒータ電流が電流連続モードになった場合には、Ｓ０７の第一通電制御が実行される。第一通電制御において、スイッチング素子８３１は、ヒータ電流が電流連続モードにならない所定のデューティ比か、１００％のデューティ比でスイッチングされる。これにより、第一通電制御にて、電流連続モードの発生を抑制できる。さらに、ヒータ電流が電流連続モードにならないデューティ比は、相対的に低い値となるが、第一通電制御の実行周期Ｔ１において、かかる低デューティ比と、１００％のデューティ比でのスイッチングとの組み合わせることで、高いデューティ比を実現している。これによって、相対的に低い温度から高い温度までの広い温度範囲で定着手段５の温度制御が可能となる。
【００４９】
ところで、第一通電制御では、Ｓ０３での設定デューティ比とは異なるデューティ比でスイッチングがなされるため、定着温度が目標温度から乖離しがちである。そこで、本定着制御装置８では、第一通電制御だけでなく、第二通電制御が実行される。そして、リアクトル電流（変数の一例）に基づき電流連続モードが生じないと判断される場合には、第二通電制御が実行され、これによって、定着温度が目標温度に良好に追従するようになる。
【００５０】
《第八欄：第一変形例》
上記実施形態では、ヒータ電流に電流連続モードが生じるか否かはリアクトル電流に基づき判断されていた。しかし、定着制御装置８の仕様が定まっていれば、どのデューティ比の場合にヒータ電流に電流連続モードが生じないかは、予め実験等により導出しておくことが出来る。そこで、第一変形例では、制御手段６に、ヒータ電流に電流連続モードが生じるデューティ比の基準値（即ち、所定のデューティ比）を予め記憶しておき、図１０に示すように、所定のデューティ比を取得して（Ｓ１１）、Ｓ０３での設定デューティ比（変数の一例）がこの基準値以下か否かを判断し（Ｓ１２）、Ｎｏの場合には、電流連続モードが生じるとみなして、第一通電制御を行う（Ｓ０６，Ｓ０７）。Ｓ１２でＹｅｓと判断した場合、制御手段６は、第二通電制御を行う（Ｓ０８）。
【００５１】
ところで、ヒータ５２の定格電圧は、画像形成装置１の仕向地の商用電源電圧（即ち、各国の商用電源電圧）に基づき定められている。例えば、日本用であれば定格電圧は１００ボルトで、北米用であれば定格電圧は１２０ボルトである。定格電力に関しては、日本も北米も同じである。このように定格電圧が近似している場合には、第二通電制御の内容は国ごとに変更する必要は無い。しかし、商用電源電圧が日本等よりも小さい国において、日本等と同じヒータ５２への供給電力を得るには、第二通電制御におけるデューティ比は、日本等と比較して高くする必要がある。したがって、第一変形例において、制御手段６に記憶される数値範囲は、商用電源電圧により適宜適切な値に設定されることが好ましい。
【００５２】
《第九欄：第二変形例》
上記実施形態では、ヒータ電流に電流連続モードが生じるか否かはリアクトル電流に基づき判断されていた。しかし、前述のように、電流連続モードが発生すると、素子温度が上昇する。定着制御装置８の仕様が定まっていれば、どの素子の場合にヒータ電流に電流連続モードが生じるかは、予め実験等により導出しておくことが出来る。そこで、第二変形例では、制御手段６に、ヒータ電流に電流連続モードとなる素子温度の基準値を予め記憶しておき、図１１に示すように、Ｓ０３でデューティ比を設定した後、制御手段６は、第二温度検知手段８６から素子温度を変数の他の例として取得し（Ｓ２１）、取得した素子温度が基準値以下か否かを判断し（Ｓ２２）、Ｎｏの場合にはＳ０６，Ｓ０７を実行し、Ｙｅｓの場合にはＳ０８を実行するようにしても良い。
【００５３】
《第十欄：付記》
上記実施形態等の説明では、第二通電制御は印刷動作時に行われるとして説明した。しかし、これに限らず、画像形成装置１のウォームアップ時に、第二通電制御は行われても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明に係る定着制御装置および画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれら機能を備えた複合機に好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像形成装置
５  定着手段
６  制御手段
７  電源手段
８  定着制御装置
５２  ヒータ
５４  第一温度検知手段
８１  整流回路
８２  ノイズフィルタ
８２  フィルタ
８３  チョッパ回路
８４  電流検知手段
８５  電圧検知手段
８６  第二温度検知手段
Ｄ  還流素子
Ｌ２  コイル（リアクトル）
８３１  スイッチング素子
８３２  駆動回路
【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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