(57)【要約】【課題】  従来の定着装置に比べて、高調波歪及びフリッカの発生を抑制し、省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上できる定着装置を提供する。【解決手段】  定着装置において、定着部材を加熱する複数の熱源と、複数の熱源の点灯を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、複数の熱源の少なくとも１つをＰＩＤ制御にて制御し、残りの熱源をＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御し、ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙに、熱源の数を掛けた値を、合計ｄｕｔｙであるＳとし、ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の１つあたりの最大点灯ｄｕｔｙを、Ｔとし、Ｓ＜Ｔの場合、制御手段が、合計ｄｕｔｙをＰＩＤ制御のみに配分し、Ｓ≧Ｔの場合、制御手段が、合計ｄｕｔｙをＯＮ・ＯＦＦ制御に優先して配分し、残りのｄｕｔｙをＰＩＤ制御に配分し、ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の数Ｎを、Ｎ≦Ｓ／Ｔ、かつＮ≦熱源の数−１、とする。【選択図】図２
2016040595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材を記録媒体の画像面に接触して、該画像面のトナー像を溶融することにより記録媒体に定着する定着装置において、
前記定着部材を加熱する複数の熱源と、
前記複数の熱源の点灯を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記複数の熱源の少なくとも１つをＰＩＤ制御にて制御し、残りの熱源をＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御し、
前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙに、熱源の数を掛けた値を、合計ｄｕｔｙであるＳとし、
前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の１つあたりの最大点灯ｄｕｔｙを、Ｔとし、
Ｓ＜Ｔの場合、前記制御手段が、前記合計ｄｕｔｙを前記ＰＩＤ制御のみに配分し、
Ｓ≧Ｔの場合、前記制御手段が、前記合計ｄｕｔｙを前記ＯＮ・ＯＦＦ制御に優先して配分し、残りのｄｕｔｙを前記ＰＩＤ制御に配分し、
前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の数Ｎを、Ｎ≦Ｓ／Ｔ、かつＮ≦熱源の数−１、とすることを特徴とする、定着装置。
【請求項２】
前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙに対し、規制ｄｕｔｙと閾値ｄｕｔｙを設け、
閾値ｄｕｔｙ≦規制ｄｕｔｙとし、
前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙ≧前記規制ｄｕｔｙの場合、前記制御手段が、該算出ｄｕｔｙで、熱源の点灯を制御し、
前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙ≦前記閾値ｄｕｔｙの場合、前記制御手段が、０％ｄｕｔｙで、熱源の点灯を制御し、
前記閾値ｄｕｔｙ＜前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙ＜前記規制ｄｕｔｙの場合、前記制御手段が、該規制ｄｕｔｙで、熱源の点灯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３】
前記制御手段は、前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙが前記規制ｄｕｔｙ以下となる回数が所定の回数を越えた場合、制御周期を変更することを特徴とする、請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数の熱源の点灯をソフトスタート及びソフトストップにより制御することを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御手段は、検知した電圧に応じて、前記複数の熱源の最大点灯ｄｕｔｙの合計ｄｕｔｙを補正することを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、動作モードに応じて、前記複数の熱源の点灯本数を変更することを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記制御手段は、動作モードに応じて、前記ＰＩＤ制御又は前記ＯＮ・ＯＦＦ制御に切り替え可能とすることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ＰＩＤ制御で動作させる熱源の切り替えに合わせて、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順序を変えることを特徴とする、請求項６又は７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記制御手段は、記録媒体の厚みに応じて、前記ＰＩＤ制御又は前記ＯＮ・ＯＦＦ制御に切り替え可能とすることを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、記憶手段に保存された情報に基づいて、熱源の点灯を制御することを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、動作モードが待機の場合に、目標温度に到達しているか否かに応じて、制御周期を変更することを特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を、対象物温度に基づいて変更することを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を、対象物温度が目標温度に継続して到達した時間に基づいて、変更することを特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を、対象物温度の所定時間の平均温度に基づいて、変更することを特徴とする、請求項１〜１３の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を、対象物温度の単位時間あたりの温度変化量に基づいて、変更することを特徴とする、請求項１〜１４の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を変更させない期間を設けることを特徴とする、請求項１〜１５の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順列を、前記記録媒体の種類及び厚みに基づいて、変更することを特徴とする、請求項１〜１６の何れか一項に記載の定着装置。
【請求項１８】
請求項１〜請求項１７の何れか一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、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に用いられる定着装置及び定着装置を備える画像形成装置に関する。その発明骨子は、一般の用紙乾燥・加熱装置に応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録紙に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置には、対向するローラ若しくはベルト又はそれらの組み合わせにより構成された定着回転体が配置されており、記録紙を挟み込み、熱及び圧力を加え、トナー像を記録紙上に定着する。
【０００４】
このような定着装置の一例として、複数のローラ部材に張架された定着ベルトを定着部材として用いるベルト定着方式が知られている。具体的には、図８に示すように、熱源である加熱ヒータ１０１を内蔵した加熱ローラ１０２と表層にゴム層を設けた定着ローラ１０３に巻き掛けられテンションローラ１０４でスプリング付勢された定着ベルト１０５と、この定着ベルト１０５に当接する加圧ローラ１０６とが定着回転体として機能し、定着装置に到達したトナー転写済みの記録媒体１０７が、定着ベルト１０５と加圧ローラ１０６の当接で形成される定着ニップに入り、記録媒体７が定着ニップを通過する過程で、転写されたトナー画像が加圧・加熱されて定着処理される。
【０００５】
また、回転体である定着部材の内面に摺接する固定部材を有している定着装置がある。このような定着装置の一例として、フィルム加熱方式の定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の定着装置は、図９に示すように、ホルダ１１１を介してステー１１２に保持された発熱体であるセラミックヒータ１１３と加圧ローラ１０６との間に、耐熱性フィルム（定着フィルム）１１４を挟んで定着ニップを形成し、この定着ニップのフィルム１１４と加圧ローラ１０６との間に未定着トナー画像を形成担持した記録媒体を導入して、フィルム１１４と一緒に挟持搬送することで、フィルムを介しセラミックヒータの熱を記録媒体に与えつつ、定着ニップの加圧力によって、未定着トナー画像を記録媒体表面に熱圧定着させるものである。
【０００６】
このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒータ及びフィルムとして低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができると共に、画像形成装置の画像形成実行時のみ熱源としてのセラミックヒータに通電して所定の定着温度に発熱させた状態にすればよく、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００７】
また、加圧ベルト方式の定着装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の定着装置は、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルト（加圧ベルト）と、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録紙が通過させられるベルトニップを設けると共に、加熱定着ロールの表面を弾性変形させる加圧パッドとを具備する。この定着方式によれば、加圧部材をベルトにし、用紙とロールの接触面積を広げることで熱伝導効率を大幅に向上させ、エネルギー消費を抑制すると同時に小型化を実現することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の定着装置では、耐久性の問題と、ベルト温度安定性の問題があった。即ち、特許文献１に記載の定着装置では、熱源であるセラミックヒータとベルト内面の摺動による耐磨耗性が不十分であるところ、長時間運転すると連続摩擦を繰り返す面が荒れて摩擦抵抗が増大することから、ベルトの走行が不安定になったり、定着装置の駆動トルクが増大する等の現象が生じて画像を形成する転写紙のスリップが生じ画像のずれが生じたり、駆動ギヤに係る応力が増大してギヤの破損を引き起こしたりする問題があった（課題１）。
【０００９】
また、特許文献１に記載の定着装置では、ベルトをニップ部で局所的に加熱しているところ、回転するベルトがニップ入り口に戻ってくる際に、ベルト温度は最も冷えた状態になることから、（特に高速回転を行うと）定着不良が出やすいという問題があった（課題２）。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の定着装置は、圧力パッドの表層に低摩擦シート（シート状摺動材）としてＰＴＦＥを含浸させたガラス繊維シート（ＰＴＦＥ含浸ガラスクロス）を用いることで、ベルト内面と固定部材の摺動性の問題を改善できる。しかしながら、特許文献２に記載の定着装置では、定着ローラの熱容量が大きく、昇温が遅いため、ウォームアップにかかる時間が長いという問題があった。（課題３）。
【００１１】
上記の課題１〜３を全て解決する技術として、例えば特許文献３には、無端状ベルト（定着ベルト）の内部にパイプ状の金属熱伝導体を、無端状ベルトの移動をガイドすることが可能に固定し、金属熱伝導体内の熱源により金属熱伝導体を介して無端状ベルトを加熱し、更に無端状ベルトを介して金属熱伝導体に接してニップ部を形成する加圧ローラを備えた定着装置が知られている。
【００１２】
この定着装置によれば、定着装置を構成する無端状ベルト全体を温めることを可能にし、加熱待機時からのファーストプリントタイムを短縮することができ、かつ高速回転時の熱量不足を解消することができる。
【００１３】
しかしながら、更なる省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上のためには熱効率を更に向上させる必要があり、金属熱伝導体を介して間接的に無端ベルトを加熱する構成から、金属熱伝導体を介さずに無端ベルトを直接加熱する構成が発展的に考案された。この構成によれば、伝熱効率が大幅に向上して消費電力が低減すると共に、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが実現できる。また、金属熱伝導体を要しないためコストダウンが可能となる。
【００１４】
ところで、加圧ベルト方式の定着装置では、定着部材を加熱するヒータをＯＮ・ＯＦＦ制御することが一般的に行われているところ、無端ベルトを直接加熱する構成とすることで熱容量が小さくなることから、温度リップルが大きくなる。このため位相制御、又はＯＮ・ＯＦＦ制御等により電力を可変させる手段を持ち、ターゲット温度と実温度の差分に応じて電力を変動させ、温度制御の精度を上げている。
【００１５】
しかしながら、以下のような課題がある。
【００１６】
第一に、高調波歪の増加である。スイッチンング素子を持つ非線形回路に交流電圧を入れると高調波電流が発生する。電源電圧が０Ｖ近傍になったときＯＮ・ＯＦＦ制御がＯＮ・ＯＦＦを行うゼロクロス制御を行っているのに対し、位相制御は、はるかに高い電圧でＯＮ・ＯＦＦを行うことから、位相制御とＯＮ・ＯＦＦ制御では、ＯＮ・ＯＦＦ制御の方が高調波歪みに対して有利となる。
【００１７】
第二に、フリッカの増加である。無端ベルトを直接加熱する構成では、熱容量が小さいことから、短期間に電力を変化させ温度制御の精度を上げているところ、従来の加圧ベルト定着より頻繁に電力が変動する。電源電圧を変化させることで、この消費電力は、変動する。位相制御では、電流変動周期が１００Ｈｚ以上であり人の目ではちらつきが認識し難い。一方、ＯＮ・ＯＦＦ制御では、例えば１０半波をグループとして前半の数半波をオンとし、後半の数半波をオフにし１０段階に電力を制御した場合、電流変動周期が１０Ｈｚと位相制御より低いことから、ちらつきが人の目で認識しやすい。そのため、位相制御とＯＮ・ＯＦＦ制御では、位相制御の方がライフインピーダンスの高い電圧フリッカに対して有利となる。
【００１８】
ヒータの電力が大きくなると、ＯＮ・ＯＦＦする際の電流変動が大きくなることから、これらの高調波歪やフリッカは悪化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上述の問題点を鑑みたものであり、従来の定着装置に比べて、高調波歪及びフリッカの発生を抑制し、省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上できる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の定着装置は、
定着部材を記録媒体の画像面に接触して、該画像面のトナー像を溶融することにより記録媒体に定着する定着装置において、
前記定着部材を加熱する複数の熱源と、
前記複数の熱源の点灯を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記複数の熱源の少なくとも１つをＰＩＤ制御にて制御し、残りの熱源をＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御し、
前記ＰＩＤ制御にて算出した算出ｄｕｔｙに、熱源の数を掛けた値を、合計ｄｕｔｙであるＳとし、
前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の１つあたりの最大点灯ｄｕｔｙを、Ｔとし、
Ｓ＜Ｔの場合、前記制御手段が、前記合計ｄｕｔｙを前記ＰＩＤ制御のみに配分し、
Ｓ≧Ｔの場合、前記制御手段が、前記合計ｄｕｔｙを前記ＯＮ・ＯＦＦ制御に優先して配分し、残りのｄｕｔｙを前記ＰＩＤ制御に配分し、
前記ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の数Ｎを、Ｎ≦Ｓ／Ｔ、かつＮ≦熱源の数−１、とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、従来の定着装置に比べて、高調波歪及びフリッカの発生を抑制し、省エネルギー化及びファーストプリントタイム向上できる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の第４の制御態様を説明する説明図である。
【図４】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の第１０の制御態様を説明する説明図である。
【図５】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の第１１の制御態様を説明する説明図である。
【図６】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の第１２の制御態様を説明する説明図である。
【図７】図１に示した画像形成装置に備わる定着装置の第１３の制御態様を説明する説明図である。
【図８】従来の定着装置を示す構成図である。
【図９】従来の定着装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態を説明するための各図面において、同一の機能若しくは形状を有する部材又は構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００２４】
本実施形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、タンデム型間接（中間）転写方式の複写機である。装置本体には、中央に、無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設けられている。中間転写ベルト１０は、支持ローラ１３，１４，１５，１６に掛け回されて、図中時計回りに回転搬送可能とする。
【００２５】
この図示例では、支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設けている。クリーニング部材にはウレタンなどのブレード状のものを用い、中間転写体回転方向に対しカウンター方向に当接している。ブレードにより回収されたトナーは、クリーニング装置内の搬送部材により、装置奥側へ搬送され、重力などにより下方へ落下させることで、トナー回収用ボトルへと収容される。トナー回収用ボトルには、回収トナー量を検知する手段が設けられており、満杯時には装置を停止させるなどでトナーが溢れる事態を防止している。
【００２６】
また、中間転写ベルト１０のベルト上辺上方には、その搬送方向に沿って、例えば、ブラック・マゼンタ・シアン・イエローの４つの画像形成手段が横に並べられて配置されており、タンデム画像形成装置を構成している。タンデム画像形成装置の上方には、露光装置２１が設けられている。
【００２７】
一方、中間転写ベルト１０のベルトループ下中央に配された支持ローラ１６の対向側には、２次転写ローラ２３が備えられている。２次転写ローラ２３を備える２次転写装置の用紙（記録媒体）搬送下流側には、転写用紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、定着ベルト２６に加圧部材としての加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。
【００２８】
スタートスイッチを押すと、駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して、支持ローラ１３を含む他の支持ローラが従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段において、その感光体４０を回転し、各感光体上にそれぞれ、ブラック・マゼンタ・シアン・イエローの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０のベルト移動に伴って、それら単色画像を順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２９】
一方、スタートスイッチを押すことにより、給紙装置の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンクに多段に備えられた給紙カセット４４の１つから、転写用紙を繰り出す。そして、分離ローラ４５で一枚ずつ分離して、給紙路に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体内の給紙路に導き、レジストローラ（位置合わせローラ）４８に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４８を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写ローラ２３との間に用紙を送り込み、２次転写ローラ２３で転写して用紙上にカラー画像を記録する。
【００３０】
画像転写後の用紙を、２次転写装置のベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、そこで熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、排出ローラ４９で排出し、排紙トレイ上にスタックする。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後にベルト上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備えられる。
【００３１】
次に、定着装置について説明する。
本実施形態に係る定着装置は、図２に示すように、ベルト定着方式の定着装置である。この定着装置２５においては、定着ベルト２６は、駆動ローラである定着部材としての定着ローラ２８と張架部材として加熱ローラ３１に支持・張架されている。定着ベルト２６は、定着ローラ２８が駆動機構で回転駆動されることにより、回転走行する。
【００３２】
加圧ローラ２７は、定着ベルト２６を介して定着ローラ２８と対向して設けられており、加圧機構によって、定着ベルト２６を介して定着ローラ２８に加圧されるようになっている。そして、加圧ローラ２７と定着ベルト２６によりニップ部Ｎが形成される。
【００３３】
加熱ローラ３１の内部には、熱源としてのヒータ２９が設けられ、このヒータ２９により、加熱ローラ３１が加熱されて、定着ベルト２６が加熱ローラ３１により加熱される。また、定着ベルト２６の内側に設けられたテンションローラ３０により、定着ベルト２６の加熱ローラ３１への接触面積を大きくすることができ、より多くの熱を加熱ローラ３１から定着ベルト２６へと伝えることができる。定着ベルト２６が回転走行するとき、加圧ローラ２７も定着ベルト２６に連れ回りする。なお、加圧ローラ２７に駆動を掛けてもよい。
【００３４】
定着ベルト２６の表面温度は、温度検知素子としてのサーミスタにより検知され、温度制御部が、そのサーミスタの出力値に基づいて、定着ベルト２６の表面温度が所定の設定温度になるようにヒータ２９を制御する。
【００３５】
未定着トナー像を担持した用紙８は、定着装置２５に搬入されて定着ベルト２６と加圧ローラ２７とのニップ部Ｎを通過する。その際、所定の温度に制御されているニップ部Ｎで、トナー像が溶融定着される。
【００３６】
次に、ヒータ２９の点灯を制御する制御手段による様々な制御態様について説明する。なお、以下に説明する制御態様は、少なくとも２つ以上の制御態様を適用可能な範囲で組み合わせて実施することも可能である。
【００３７】
まず、第１の制御態様について説明する。
表１は、ヒータ２９を３本持つ場合の制御手段１３５によるヒータ制御の構成を示す。
【表１】
2016040595.tif 000003
【００３８】
制御手段１３５は、３本のヒータ２９のうち、１本のヒータをＰＩＤ制御で制御し、残りの２本のヒータをＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。なお、制御手段は、この態様に限定されず、２本のヒータをＰＩＤ制御で制御しても良い。
【００３９】
表２は、ヒータ２９を３本持ち、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが異なる場合のＰＩＤ制御とＯＮ・ＯＦＦ制御への配分例を示す。なお、ＰＩＤ制御及びＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙは、１００％とする。また、ｄｕｔｙとは、ヒータ点灯周期（制御周期）内のヒータ点灯割合を言い、制御周期とは、ヒータのＯＮ・ＯＦＦ設定を決定する周期を言う。ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙとは、１本のヒータに必要なｄｕｔｙを言う。最大点灯ｄｕｔｙとは、ヒータ点灯周期内のｄｕｔｙが最大何％まで点灯可能かを示したものを言う。
【表２】
2016040595.tif 000004
【００４０】
ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが３０％の場合、ＰＩＤ制御にて算出したｄｕｔｙにヒータの本数を掛けた合計ｄｕｔｙ（合計値Ｓ）は、３０％×３＝９０％、である。
ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙを１００％とした場合に、合計ｄｕｔｙ＜ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙ、であることから、制御手段１３５は、ｄｕｔｙ（９０％）をＰＩＤ制御のヒータ２９に配分する。
【００４１】
一方、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが８０％の場合、合計ｄｕｔｙは、８０％×３＝２４０％、である。
ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙを１００％とした場合に、ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙ≦合計ｄｕｔｙ、であることから、制御手段１３５は、ｄｕｔｙ（１００％）を２本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９に優先的に配分する。そして、残りのｄｕｔｙ（４０％）をＰＩＤ制御のヒータ２９に配分する。
【００４２】
なお、ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の数≦合計ｄｕｔｙ／ＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の１つあたりの最大点灯ｄｕｔｙ、かつＯＮ・ＯＦＦ制御にて制御する熱源の数≦熱源の数−１、とする。
【００４３】
ＰＩＤ制御で点灯するヒータ２９の本数を限定することで、ＰＩＤ制御で点灯するヒータの本数を限定しない場合と比較して、高調波歪に対して有利となる。また、ｄｕｔｙをＯＮ・ＯＦＦ制御に優先して配分することで、ヒータ２９は、高ｄｕｔｙで点灯し続けることから、ＰＩＤ制御のみにより制御する場合と比較して、フリッカに関しても有利となる。ＯＮ・ＯＦＦ制御するヒータ２９の点灯本数を最小限にし、高調波を改善すると共に、少なくとも１本はＰＩＤ制御で点灯させるので温度追従性も改善する。
【００４４】
表３は、ヒータ２９を３本持ち、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙに対するＰＩＤ制御とＯＮ・ＯＦＦ制御への別の配分例を示す。なお、ＰＩＤ制御及びＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙは、１００％とする。
【表３】
2016040595.tif 000005
【００４５】
ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが４０％の場合、合計ｄｕｔｙは、４０％×３＝１２０％、である。
ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙ１００％とした場合に、ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙ≦合計ｄｕｔｙ、であることから、制御手段１３５は、ｄｕｔｙ（１００％）をＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９の１本に優先的に配分する。また、ＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙ≦１００％、であることから、制御手段１３５は、残りのｄｕｔｙ（２０％）をＰＩＤ制御のヒータ２９に配分する。
【００４６】
この際、ＯＮ・ＯＦＦ制御の２本のヒータ２９のうち１本は、ｄｕｔｙ（０％）が配分されるところ、このヒータ２９は点灯しない。
【００４７】
ＰＩＤ制御にて細かい点灯（短時間の点灯）が可能となることから、温度追従性が良くなる。
【００４８】
次に、第２の制御態様について説明する。
表４は、ＰＩＤ制御に振り分けられた算出ｄｕｔｙ、規制ｄｕｔｙ、閾値ｄｕｔｙごとの動作を示す。例えば、規制ｄｕｔｙを１５％、閾値ｄｕｔｙを８％とする。なお、規制ｄｕｔｙと閾値ｄｕｔｙは、この態様に限定されず、閾値ｄｕｔｙ≦規制ｄｕｔｙであれば良い。なお、ＰＩＤ制御に振り分けられた算出ｄｕｔｙとは、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙ（要求ｄｕｔｙ）にヒータの本数を掛けたｄｕｔｙを分配する内容を言う。
【表４】
2016040595.tif 000006
【００４９】
要求ｄｕｔｙが２０％の場合、要求ｄｕｔｙが規制ｄｕｔｙ以上であることから、制御手段１３５は、実行ｄｕｔｙを２０％で、ヒータ２９の点灯を制御する。
要求ｄｕｔｙが１０％の場合、要求ｄｕｔｙが閾値ｄｕｔｙを超え、かつ規制ｄｕｔｙを下回ることから、制御手段１３５は、実行ｄｕｔｙを１５％で、ヒータ２９の点灯を制御する。
要求ｄｕｔｙが５％の場合、要求ｄｕｔｙが閾値ｄｕｔｙ以下であることから、制御手段１３５は、実行ｄｕｔｙを０％で、ヒータ２９の点灯を制御する。
【００５０】
第２の制御態様によれば、微小ｄｕｔｙの繰り返しにより悪化するフリッカを抑制できる。
【００５１】
表５は、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが規制ｄｕｔｙ以下になる回数と、ヒータ点灯周期（制御周期）と、の関係を示す。なお、通紙完了と共にヒータ点灯周期はリセットされる。
【表５】
2016040595.tif 000007
【００５２】
ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが規制ｄｕｔｙ以下になる回数が１０回未満の場合、制御手段２３５は、ヒータ点灯周期を通紙開始時と同一である２０００ｍｓｅｃとする。
温度が追従し、ＰＩＤ制御で算出した算出ｄｕｔｙが規制ｄｕｔｙ以下になる回数が１０回以上の場合、制御手段２３５は、ヒータ点灯周期を２０００ｍｓｅｃから２５００ｍｓｅｃに変更する。
【００５３】
定着装置が十分に蓄熱され、ヒータ点灯周期を延長しても温度落ち込みはしにくいことから、フリッカや高調波を低減できる。また、ヒータ点灯周期変更後は、ヒータ２９の点灯回数が減ることから、フリッカや高調波を低減できる。なお、算出ｄｕｔｙが規制ｄｕｔｙ以下になる回数は、この態様に限定されないことは言うまでもない。
【００５４】
次に、第３の制御態様について説明する。
表６は、ヒータ２９を３本持ち、動作モードが異なる場合のＰＩＤ制御とＯＮ・ＯＦＦ制御への配分例を示す。
【表６】
2016040595.tif 000008
【００５５】
例えば、動作モードが立ち上げの場合、定着装置を蓄熱させるために高ｄｕｔｙが必要となるところ、フリッカ値は、悪化しないことから、制御手段３３５は、３本のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。
動作モードが待機の場合、定着装置は蓄熱されているところ、温度維持に必要なｄｕｔｙが低減することから、制御手段３３５は、ヒータ２９の点灯本数を２本に制限し、ＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。
動作モードが通紙の場合、第１の制御態様と第２の制御態様となる。なお、動作モードは、この態様に限定されないことは言うまでもない。
【００５６】
動作モードごとに最適なヒータ点灯本数と点灯方法にすることで、温度追従性を向上させ、高調波歪、フリッカを抑制できる。なお、動作モードは、上述の動作モードに限定されない。
【００５７】
次に、第４の制御態様について説明する。
図３は、ヒータ点灯周期を２０００ｍｓｅｃとした場合で、ソフトスタート及びソフトストップを動作させたときの電力波形を示す。制御手段４３５は、ＯＮ・ＯＦＦ制御及び／又はＰＩＤ制御と共に、ソフトスタート及びソフトストップの制御をする。
【００５８】
ソフトスタート及びソフトストップの制御をする目的を説明する。ヒータ２９が、例えばハロゲンヒータの場合、ヒータ２９が冷えている状態で電源投入すると、大きな突入電流が流れる。この突入電流を低減するため、電源投入後の数ｍｓｅｃ間は、トライアックを導通させる位相角（オン時間）を徐々に増やすソフトスタートを実行する。また、突入電流による急激な電源電流の変化により、屋内配線での電圧変動が起こり、蛍光灯や白熱電球などの屋内照明でチラツキ（フリッカ）が発生する場合がある。このフリッカを低減するため、ソフトスタート及びソフトストップの制御をする。制御手段４３５がソフトスタート及びソフトストップの制御をすることで、ヒータ２９のオン時の電流変化を緩やかにし、フリッカも低減できる。
【００５９】
次に、第５の制御態様について説明する。
表７は、ヒータ２９を３本持ち、要求ｄｕｔｙの合計ｄｕｔｙの最大値と検知電圧との関係を示す。なお、ＰＩＤ制御及びＯＮ・ＯＦＦ制御の最大点灯ｄｕｔｙは、１００％とする。
【表７】
2016040595.tif 000009
【００６０】
標準電圧を２００Ｖとした場合、要求ｄｕｔｙの合計ｄｕｔｙの最大値は、規制されることなく３００％の実行ｄｕｔｙで点灯する。
一方、電圧が増加しても３００％の実行ｄｕｔｙで動作し続けた場合、温度追従性が悪化する。この温度追従性を向上させるため、制御手段５３５は、電圧に応じて実行ｄｕｔｙを変化させる。例えば、電圧２６０Ｖのような高電圧の場合は、実行ｄｕｔｙの最大値を２２０％とすることで、温度追従性を悪化することなくヒータを点灯できる。
【００６１】
制御手段５３５は、検知する電圧に応じて、複数のヒータ２９の最大点灯ｄｕｔｙの合計ｄｕｔｙに対し、補正を入れることで、各種電圧に対して、最適な点灯ｄｕｔｙで制御し、温度追従性を改善できる。
【００６２】
次に、第６の制御態様について説明する。
ところで、複数本のヒータを持つ場合、状態遷移ごとに使用するヒータを固定しつつ点灯させると、ヒータごとの点灯回数、点灯時間にばらつきが生じる。ヒータ寿命は、ヒータの点灯回数及び点灯時間により決まることから、複数本のヒータ寿命にばらつきが発生してしまう。また、複数本のヒータ寿命のばらつきを抑制しようとすると、煩雑な点灯ができず、例えば、複数のヒータにて画一的に点灯と消灯を繰り返すことになる。そのため、必要以上のワット数での制御となり、温度のオーバーシュートが大きくなる等の課題がある。第６の制御態様は、このような課題を解決する。
【００６３】
表８は、ヒータ２９を３本持つ場合のヒータ制御の切り替え動作を示す。制御手段６３５は、３本のヒータ２９のうち、１本のヒータ２９をＰＩＤ制御で制御し、残りの２本のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。なお、制御手段は、この態様に限定されず、２本のヒータをＰＩＤ制御で制御しても良い。
【表８】
2016040595.tif 000010
【００６４】
制御手段６３５は、ヒータ制御方法の切り替えを、ヒータ制御方法１、ヒータ制御方法２、ヒータ制御方法３の順に実行し、ヒータ制御方法３からヒータ制御方法１に戻って、ヒータ制御方法１〜３をループして実行する。また、制御手段６３５は、ＰＩＤ制御の切り替えに合わせて、ＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９に配分される順列（順序）も変更する。即ち、ＰＩＤ制御の切り替えに合わせて、ＯＮ・ＯＦＦ制御により制御される各熱源にｄｕｔｙを配分する配分順序を変更する。
【００６５】
ヒータ制御方法１によると、１本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、２本目のヒータ２９及び３本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、２本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、２本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
ヒータ制御方法２によると、２本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、１本目のヒータ２９及び３本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、２本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、３本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
ヒータ制御方法３によると、３本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、１本目のヒータ２９及び２本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、２本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、３本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
【００６６】
制御手段６３５は、動作モードによって、ヒータ制御方法１〜３の切り替えをする。例えば、通紙中にヒータ制御方法２の点灯を行った場合、動作モードが待機に移行した時点で、制御手段６３５は、ヒータ制御方法３に切り替える。立ち上げ中にヒータ制御方法１の点灯を行った場合、動作モードが通紙に移行した時点で、制御手段６３５は、ヒータ制御方法２に切り替える。
【００６７】
表９は、動作モードごとのヒータ制御方法の切り替えの有無を示す。
【表９】
2016040595.tif 000011
【００６８】
動作モードが立ち上げ又は待機の場合、制御手段６３５は、ヒータ制御方法の切り替えを実行しない。
一方、動作モードが通紙の場合、制御手段６３５は、ヒータ制御方法の切り替えを実行する。例えば、通紙中にヒータ制御方法３を実行する場合、制御手段６３５は、待機移行時もヒータ制御方法３を実行する。そして、動作モードが再度通紙になった際に、制御手段６３５は、ヒータ制御方法１に切り替えて実行する。このように、動作モードに応じて、ヒータ制御方法を切り替えることで、ヒータ寿命を延ばすことができる。また、複数本のヒータ寿命にばらつきも抑制でき、温度のオーバーシュートの問題も解決できる。
【００６９】
次に、第７の制御態様について説明する。
表１０は、ヒータ２９を４本持つ場合のヒータ制御の切り替え動作を示す。
【表１０】
2016040595.tif 000012
【００７０】
第７の制御態様は、第６の制御態様とヒータ２９を４本持つ点で異なる。制御手段６３５は、３本のヒータ２９のうち、１本のヒータ２９をＰＩＤ制御で制御し、残りの３本のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。なお、制御手段は、この態様に限定されず、２本以上のヒータ２９をＰＩＤ制御で制御しても良い。
【００７１】
ヒータ制御方法１によると、１本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、２本目のヒータ２９、３本目のヒータ２９及び４本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、３本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、２本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
ヒータ制御方法２によると、２本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、１本目のヒータ２９、３本目のヒータ２９及び４本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、３本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、３本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
ヒータ制御方法３によると、３本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、１本目のヒータ２９、２本目のヒータ２９及び４本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、３本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、４本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
ヒータ制御方法４によると、４本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、１本目のヒータ２９、２本目のヒータ２９及び３本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。この際、３本のＯＮ・ＯＦＦ制御のヒータ２９のうち１本だけＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙで点灯させる場合、１本目のヒータ２９をＯＮ・ＯＦＦ制御とする。
【００７２】
制御手段７３５は、動作モードによって、ヒータ制御方法１〜４の切り替えをする。例えば、通紙中にヒータ制御方法２の点灯を行った場合、待機に移行した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法３に切り替える。立ち上げ中にヒータ制御方法１の点灯を行った場合、通紙に移行した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法２に切り替える。
【００７３】
表１１は、紙厚ごとのヒータ制御の切り替え回数と動作を示す。
【表１１】
2016040595.tif 000013
【００７４】
なお、紙厚情報がない場合、制御手段７３５は、ヒータ制御方法１、ヒータ制御方法２、ヒータ制御方法３、ヒータ制御方法４の順にヒータ制御方法の切り替えを実行し、ヒータ制御方法４からヒータ制御方法１に戻って、ヒータ制御方法１〜４をループして実行する。また、表１１は、動作モードが通紙の場合を示す。また、制御手段７３５は、ヒータ制御方法の切り替えをばらつきなく実行するように、ヒータ制御方法１〜４の数値を全部選択してから、次のヒータ制御方法を決定して実行する。また、スタート時点は、ヒータ制御方法１とする。
【００７５】
本実施形態では、紙厚は例えば以下のように示す。
紙厚Ａは、用紙坪量が５２．３〜６３．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｂは、用紙坪量が６３．１〜８０．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｃは、用紙坪量が８０．１〜１０５．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｄは、用紙坪量が１０５．１〜１６３．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｅは、用紙坪量が１６３．１〜２２０．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｆは、用紙坪量が２２０．１〜２５６．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｇは、用紙坪量が２５６．１〜３００．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｈは、用紙坪量が３００．１〜３５０．０ｇｓｍを示す。
紙厚Ｉは、用紙坪量が３５０．１〜４００．０ｇｓｍを示す。
【００７６】
紙厚Ａの通紙情報がある場合、紙厚Ａの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法２に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００７７】
紙厚Ｂの通紙情報がある場合、紙厚Ｂの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法３に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００７８】
紙厚Ｃの通紙情報がある場合、紙厚Ｃの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法４に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００７９】
紙厚Ｄの通紙情報がある場合、紙厚Ｄの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法２に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８０】
紙厚Ｅの通紙情報がある場合、紙厚Ｅの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法３に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８１】
紙厚Ｆの通紙情報がある場合、紙厚Ｆの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法４に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８２】
紙厚Ｇの通紙情報がある場合、紙厚Ｇの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法２に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８３】
紙厚Ｈの通紙情報がある場合、紙厚Ｈの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法３に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法４に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８４】
紙厚Ｉの通紙情報がある場合、紙厚Ｉの通紙情報を判定した時点で、制御手段７３５は、ヒータ制御方法をヒータ制御方法４に切り替える。２回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法３に切り替え、３回目のヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法２に切り替える。３回目のヒータ制御方法の切り替え時点で、ヒータ制御方法１〜４の切り替え動作を全て選択し、全てのヒータ２９でＰＩＤ制御を行ったので、４回目ヒータ制御方法の切り替えは、ヒータ制御方法１に再度切り替える。
【００８５】
紙厚ごとにヒータ制御の切り替え動作を変更させる理由を説明する。例えば、所定の回数のうち一回は多数の通紙を行う場合、その通紙枚数が多いタイミングとヒータ制御方法の切り替えのタイミングが揃ったとき、ヒータの点灯時間にばらつきが生まれる。具体的には、紙厚Ａの場合、ヒータ制御方法１では１０００枚、ヒータ制御方法２〜４では１枚通紙するパターンを繰り返し続けたとする。この場合、ヒータの１本はＰＩＤ制御で、ヒータの１本はＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。そうすると、ヒータの１本目及びヒータの２本目の点灯時間は、ヒータの３本目及びヒータの４本目の点灯時間より長くなり、各ヒータのヒータ寿命が異なる。
【００８６】
紙厚ごとにヒータ制御の切り替え動作を変更させることで、このような定型の通紙により、ヒータによって点灯時間が異なるのを防げる。なお、動作モードが待機や立ち上げの場合、待機や立ち上げ時に、ヒータ制御方法の切り替えを実行すると、ヒータ同士の点灯ばらつきは抑制できないところ、ヒータ制御方法の切り替えは、動作モードが通紙のときに限定されるものである。また、紙厚は、上述の態様に限定されないことは言うまでもない。
【００８７】
次に、第８の制御態様について説明する。
表１２は、ヒータ制御方法の切り替え情報を、本体内の記憶手段としての記録装置に、保存する場合と保存しない場合を示す。なお、ヒータ制御方法は、ヒータ制御方法１〜３まである場合とする。
【表１２】
2016040595.tif 000014
【００８８】
本体内に記録装置がない場合、電源ＯＦＦにてこれまでのヒータ制御方法の切り替えの情報がリセットされてしまうため、再度電源ＯＮした際に、制御手段８３５は、ヒータ制御方法１からスタートする。例えば、４回目のヒータ制御方法の切り替えで、ヒータ制御方法２と切り替えた場合で、電源ＯＦＦしたとする。そして、再度電源ＯＮした際には、制御手段８３５は、ヒータ制御方法１で制御する。そのため、電源ＯＦＦＯＮの回数に応じて、ヒータ制御方法１からスタートする回数が増え、ヒータ制御方法１で点灯するヒータ２９の点灯時間が長くなり、ヒータ寿命にばらつきが生まれる。
【００８９】
一方、本体内に記録装置がある場合、電源ＯＦＦまでのヒータ制御方法の切り替えの情報が記録装置に記録されるため、再度電源ＯＮした際にも、制御手段８３５は、最終的なヒータ制御方法の切り替え情報から継続して制御する。例えば、４回目のヒータ制御方法の切り替えで、ヒータ制御方法２と切り替えた場合で、電源ＯＦＦしたとする。そして、再度電源ＯＮした際には、制御手段８３５は、ヒータ制御方法２で制御する。
【００９０】
ＰＩＤ制御又はＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作させる熱源の情報を本体内の記録装置に保存することで、主電源ＯＦＦ時に定着熱源情報がリセットされないため、点灯時間のばらつきが抑えられ、ヒータ寿命にばらつきが生まれることを防げる。
【００９１】
次に、第９の制御態様について説明する。
表１３は、ヒータ２９の点灯タイミングとヒータ点灯周期（制御周期）の関係を示す。
【表１３】
2016040595.tif 000015
【００９２】
動作モードが待機で、目標温度に到達していない場合、制御周期が短かいほど細かくヒータ２９を点灯できることから、温度追従性が向上する。
一方、動作モードが待機で、目標温度に到達している場合、制御周期が細かくヒータ２９を点灯させる必要がないところ、制御周期を長くとれることから、ヒータ２９の点灯回数が減り、フリッカや高調波歪を改善できる。
【００９３】
動作モードが待機で、目標温度に到達していない場合、制御手段９３５は、制御周期を２０００ｍｓｅｃとし、目標温度に到達した場合は、制御手段９３５は、制御周期を４０００ｍｓｅｃとする。制御周期の切り替え判断開始は、動作モードが待機に移行した後とする。また、制御周期は、制御周期の切り替え頻度の多さによる温度追従性の悪化を防ぐため、待機中に一度変更したら、変えないものとする。
【００９４】
待機時の目標温度への追従に応じて制御周期を変更することで、温度追従性を維持しつつ、ヒータ２９の点灯回数を減らしフリッカや高調波歪を抑制できる。
【００９５】
ところで、ヒータ２９のガラス管温度の耐熱温度を越えて使われる場合、ヒータ２９のガラス管の黒化や変形を招き易く、ヒータ寿命を悪化させる。以下の制御態様では、このような課題を解決する。なお、定着装置２５の全体に熱が行き渡っていない状態とは、ガラス管温度が上昇していない状態又は蓄熱が十分でない状態を言う。また、定着装置２５の全体に熱が行き渡っている状態とは、ガラス管温度が上昇している状態又は蓄熱が十分な状態を言う。
【００９６】
次に、第１０の制御態様について説明する。
表１４は、ヒータ２９を４本持つ場合のヒータ制御の切り替え動作を示す。なお、ヒータ２９の１本目をＰＩＤ制御に固定して制御し、残りの３本をＯＮ・ＯＦＦ制御で制御する。
【表１４】
2016040595.tif 000016
【００９７】
制御手段１０３５は、ヒータ制御方法の切り替えを、ヒータ制御方法１、ヒータ制御方法２、ヒータ制御方法３の順に実行し、ヒータ制御方法３からヒータ制御方法１に戻って、ヒータ制御方法１〜３をループして実行する。
【００９８】
ヒータ制御方法１によると、１本目のヒータ２９がＰＩＤ制御の動作をし、２本目、３本目及び４本目のヒータ２９がＯＮ・ＯＦＦ制御の動作をする。１本目のヒータがＰＩＤ制御であることから、２本目のヒータ２９→３本目のヒータ２９→４本目のヒータ２９の順にｄｕｔｙが配分される。本制御態様では、２本目のヒータ２９及び３本目のヒータ２９のＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙは１００％であり、４本目のヒータ２９のＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙは０％である。ＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙが０％である４本目のヒータ２９は、ＯＮ・ＯＦＦ制御のｄｕｔｙが１００％である２本目のヒータ２９より、ヒータ２９を構成するガラス管温度が低い。対象物温度の目標温度への追従をトリガーとして、ヒータ制御方法２に切り替えを実行することで、ｄｕｔｙ配分順序を３本目のヒータ２９→４本目のヒータ２９→２本目のヒータ２９にできることから、２本目のヒータ２９のガラス管温度上昇を抑制できる。
【００９９】
また、対象物温度の目標温度への追従をトリガーとして、ヒータ制御方法３に切り替えを実行することで、ｄｕｔｙ配分順序を、４本目のヒータ２９→２本目のヒータ２９→３本目のヒータ２９の順にできることから、３本目のヒータ２９のガラス管温度上昇を抑制できる。また、ヒータ制御方法１〜３をループすることで、ＯＮ・ＯＦＦ制御で動作するヒータ２９のガラス管温度上昇を抑制できる。
【０１００】
なお、対象物温度が目標温度へ継続してＵ秒間到達した場合、即ち目標温度への追従時間がＵ秒間を超えた場合、ヒータ制御方法１〜３を切り替えても良い。例えば、図４に示すように、目標温度（図中一点鎖線）への追従時間ａ，ｂがＵ秒以下の場合、ガラス管温度が上昇していない状態と判断し、制御手段１０３５は、ヒータ制御方法を切り替えない。一方で、目標温度への追従時間ｃがＵ秒を超えている場合、ガラス管温度が上昇している状態と判断し、制御手段１０３５は、ヒータ制御方法を切り替える。
【０１０１】
対象物温度の目標温度への追従時間が所定時間経過後にヒータ制御方法を切り替えるところ、ガラス管温度が過剰な上昇をしない状態でヒータ制御方法を切り替えることから、ガラス管温度上昇を抑制できる。また、ＯＮ・ＯＦＦ制御で制御されるヒータ２９の切り替え回数を低減できることから、ヒータ２９の寿命を改善できる。
【０１０２】
次に、第１１の制御態様について説明する。
第１１の制御態様は、第１０の制御態様と比較して、対象物の一定時間の平均温度により、制御手段１１３５がヒータ制御方法の切り替えを実行する点で異なる。例えば、図５に示すように、一定時間の区間ｘ、区間ｙ、区間ｚを設ける。そして、それぞれの区間における対象物温度の平均温度が、目標温度（図中一点鎖線）を超えたか否かを、制御手段１１３５が判断する。区間ｘにおいては、目標温度＞区間ｘにおける対象物平均温度であることから、ガラス管温度が上昇していない状態と判断し、制御手段１１３５は、ヒータ制御方法を切り替えない。一方で、区間ｙ，ｚにおいては、目標温度≦区間ｙ，ｚにおける対象物平均温度であることから、ガラス管温度が上昇している状態と判断し、制御手段１１３５は、ヒータ制御方法を切り替える。ガラス管温度が上昇している状態、即ち定着ユニット２５の全体に熱が行き渡った安定した状態の際にだけ、ヒータ制御方法を変更し、ｄｕｔｙを配分する順列を変更することで、ガラス管温度上昇を抑えヒータ２９の寿命を改善できる。
【０１０３】
次に、第１２の制御態様について説明する。
第１２の制御態様は、第１０の制御態様と比較して、対象物である加熱ローラ３１の温度変化量により、制御手段１２３５がヒータ制御方法の切り替えを実行する点で異なる。例えば、図６に示すように、通紙初期においては、対象物温度が目標温度へ到達してない状態、即ち対象物温度が目標温度に追従していない状態であり、加熱ローラ３１の温度変動は大きくなり、経過時間に対する加熱ローラ３１の温度の変化量はΔＴ２となる。一方、通紙初期以外では、対象物温度の目標温度へ到達している状態、即ち対象物温度が目標温度に追従している状態であり、加熱ローラ３１の温度変動は通紙初期と比較して小さく、経過時間に対する加熱ローラ３１の温度の変化量はΔＴ１となる。
【０１０４】
また、経過時間に対する加熱ローラ３１の温度の変化量に閾値ΔＴを設け、経過時間に対する加熱ローラ３１の温度の変化量が、ΔＴ以下の場合、ガラス管温度が上昇している状態であると判断し、制御部１２３５は、ヒータ制御方法を切り替える。ΔＴ２は、閾値ΔＴ以上であり、ガラス管温度が上昇していない状態であると判断し、制御手段１２３５は、ヒータ制御方法を切り替えない。一方、ΔＴ１は、閾値ΔＴ未満であり、ガラス管温度が上昇している状態であると判断し、制御手段１２３５は、ヒータ制御方法を切り替える。
【０１０５】
ガラス管温度が上昇している状態、即ち定着ユニット２５の全体に熱が行き渡った安定した状態の際にだけ、ヒータ制御方法を変更し、ｄｕｔｙを配分する順列を変更することで、ガラス管温度上昇を抑えヒータ２９の寿命を改善できる。なお、対象物は、加熱ローラ３１に限定されず、定着ベルト２６であっても良い。
【０１０６】
次に、第１３の制御態様について説明する。
第１３の制御態様は、第１０の制御態様と比較して、制御手段１３３５がヒータ制御方法の切り替えを実行しない除外期間を設ける点で異なる。例えば、図７に示すように、通紙初期の温度落ち込み時を除外期間として設ける。通紙初期の温度落ち込み時の除外期間を設けることで、ガラス管温度が上昇している状態、即ち定着ユニット２５の全体に熱が行き渡った安定した状態の際にだけ、ヒータ制御方法を変更し、ｄｕｔｙを配分する順列を変更でき、ガラス管温度上昇を抑えヒータ２９の寿命を改善できる。
【０１０７】
次に、第１４の制御態様について説明する。
第１４の制御態様は、第１０の制御態様と比較して、紙種及び紙厚により、制御手段１４３５がヒータ制御方法の切り替えを実行する点で異なる。
【０１０８】
表１５は、紙種と紙厚ごとのヒータ制御方法の切り替え、即ちＯＮ・ＯＦＦ制御ｄｕｔｙ切り替えの実施可否の表を示す。
【表１５】
2016040595.tif 000017
【０１０９】
例えば、普通紙で紙厚Ａ（５２．３〜６３．０ｇｓｍ）等の薄紙通紙時は、目標温度や点灯ｄｕｔｙが厚紙より低く、ガラス管温度が上昇し難い。このような、ヒータ寿命を低減しない条件の場合は、ヒータ制御方法の切り替え、即ちＯＮ・ＯＦＦ制御にて動作されるヒータ２９に対しｄｕｔｙを配分する順列の変更を実施しないことで、ＯＮ・ＯＦＦ制御させるヒータ２９の切り替え回数を減らし、ヒータの寿命を改善できる。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述の実施形態では、ヒータが３本又は４本の場合について説明したが、本発明は、この態様に限定されるものではなく、ヒータが２本以上を持つ場合も同様の効果を発揮できることは言うまでもない。
【０１１１】
なお、上述の実施形態で紹介した各構成の材質、寸法はあくまで一例であり、本発明の作用を発揮し得る範囲内で様々な材質や寸法を選択可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１２】
２６      定着ベルト（定着部材の一例）
２９      ヒータ（熱源の一例）
３５      制御手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特許第２８８４７１４号公報
【特許文献２】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献３】特開２００７−３３４２０５号公報
【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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