像加熱装置
【課題】設定温度を大きく下げる場合、フリッカ抑制の効果があまり得られない出力波数の組合せの発生を防止すること。
【解決手段】両面プリントモードにおいて、反転搬送開始時、設定温度が５ａのように例えば２００℃から１３０℃までセラミックヒータ１０９ｃに通電が必要ない温度まで大きく下がるような場合は、温度制御から一時的にはずれ、出力波数を予め設定された組合せで、例えば５ｂのように出力波数が１２波から変化する場合、１２波、１０波、４波、０波の組合せで０波まで変化させる構成とする。
【解決手段】両面プリントモードにおいて、反転搬送開始時、設定温度が５ａのように例えば２００℃から１３０℃までセラミックヒータ１０９ｃに通電が必要ない温度まで大きく下がるような場合は、温度制御から一時的にはずれ、出力波数を予め設定された組合せで、例えば５ｂのように出力波数が１２波から変化する場合、１２波、１０波、４波、０波の組合せで０波まで変化させる構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に搭載される加熱定着装置として用いれば好ましい像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、記録材上のトナー像の熱定着手段として、ハロゲンヒータを熱源とするヒートローラ式や、セラミックヒータを熱源とするフィルム加熱方式の熱定着装置が用いられている。
【０００３】
熱定着装置にはサーミスタなどの温度検出素子が設けられている。この温度検出素子により熱定着装置の温度を検出し、ヒータへの通電を変化させて目標とする温度にヒータの温度を調整している。その温度制御にはＰＩ制御（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐｌｕｓ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）またはＰＩＤ制御（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐｌｕｓ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｌｕｓ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）を、電力制御には波数制御を用いて制御している。波数制御は、交流波形の半波を１波として、所定の波数（以後、基本波数と記す）の内のヒータへ通電する波数を制御する（出力波数を制御する）ことによりヒータへ供給する電力を制御する電力制御方法である。
【０００４】
ＰＩ制御で温度制御を行い、設定温度を一度に大きく変化させる場合のタイミングチャートを図１１に示す。８ａ、８ｂ、８ｃは各々、このときの設定温度、供給電力、及びフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）を表している。８ａのように温度Ａから温度Ｂに設定温度を大きく変化させる場合、ヒータへの供給電力が８ｂのように急激に変化する。このため、急峻な電源電圧の変動が生じ、フリッカが８ｃのように著しく発生する場合があった。フリッカは負荷に流れる電流が周期的に変動した場合に屋内配線のインピーダンスによる電圧低下が周期的に変動し、負荷装置と同じ屋内配線に接続される白熱電球の明るさがチラチラと変動する現象をいう。一般に電源電圧変動が大きく急峻であるほどフリッカも大きい。
【０００５】
特許文献１には、設定温度を温度Ａから温度Ｂへ大きく変化させる場合に課題となるフリッカを抑える二つの方法が開示されている。方法１は、ヒータの設定温度を少しずつ段階的に変化させるという方法である。方法２は、一定時間あたりにヒータに供給する電力を一定量に制限しながら徐々にヒータ温度を変化させる方法である。
【０００６】
設定温度を温度Ａから段階的に温度Ｂに変化させた場合のタイミングチャートを図１２に示す。図中の９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは各々このときの設定温度、ヒータの温度、供給電力、及びフリッカを表している。
【０００７】
また、供給電力を段階的に変化させた場合のタイミングチャートを図１３に示す。図中の１０ａ、１０ｂ、１０ｃは各々このときの設定温度、供給電力、及びフリッカを表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１８６９３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ヒータへ供給する電力は、設定温度と、ヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度と、の差に依存する。したがって、ヒータに流れる電流の波形も、設定温度と、ヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度と、の差に依存する。また、図１２に示すように、設定温度が一定でもヒータの温度はリップルを生じるので、設定温度が一定でも設定温度とヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度との差は変動する。したがって、方法１のように設定温度を段階的に変化させる場合、設定温度が一定の期間内であっても、この期間内の出力波数は不確定であるためヒータに流れる電流の波形は多様に変化する。人間の目は８．８Ｈｚ程度のチラツキに対して最も敏感であり、逆に、８．８Ｈｚより小さくなるほど、また大きくなるほど感度は下がっていく。そのため、出力波数の組合せ次第では視感度が高い周波数近辺の電圧変動を発生させる通電パターンとなり、フリッカ抑制効果があまり得られないことがあった。
【００１０】
また、方法２の場合も、電源電圧の変動、外乱などにより、多様な出力波数の変化の組合せがある。そのため、出力波数の組合せ次第では視感度が高い周波数近辺の電圧変動を発生させる通電パターンとなり、フリッカ抑制効果があまり得られないことがあった。
【００１１】
図３は、基本波数が１４で、８段階のレベルの出力波数を持つ波数制御における各レベルの通電パターンを示したものである。なお、図３中の斜線で示された半波は通電される電圧を表している。図３に示す通電パターンとなる出力波数を持つ波数制御において、出力波数の組合せでフリッカの抑制効果が変わる例を図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示す。１１ａ、１１ｃは出力波数の変化の仕方を表したものであり、１１ａ、１１ｃ各々の場合のフリッカを表したものが１１ｂ、１１ｄである。
【００１２】
出力波数を８波から０波まで変化させる場合、８波、４波、０波と順次変化させる場合（図１４（ｂ）中の１１ｃ）の出力波数の組合せよりも、８波、６波、４波、２波、０波と順次変化させる場合（図１４（ａ）中の１１ａ）の出力波数の組合せの方が、視感度が高い周波数の電圧変動を生じさせる。そのため、出力波数を８波から０波まで変化させる場合のフリッカのピーク値は、８波、４波、０波と順次変化させる場合（図１４（ｂ）中の１１ｄ）の方が８波、６波、４波、２波、０波と変化させる場合（図１４（ａ）中の１１ｂ）よりも低くなる。ヒータへ供給する電力の変化としては、１１ａのパターンのほうが１１ｃのパターンよりなだらかである。しかしながら、フリッカのレベルは１１ａのパターンの方が悪い結果となることもある。
【００１３】
本発明は上述の課題に鑑みなされたもので、その目的は、フリッカを抑えられる像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１５】
（１）画像を担持する記録材を加熱する像加熱装置であって、ヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、商用電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記ヒータへ供給する出力波数を制御することによって前記ヒータへ供給する電力を制御し、前記ヒータへ供給する電力を制御する期間には、前記温度検出素子の検出温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間と、前記第１の期間に続く第２の期間と、があり、前記第２の期間の間、前記ヒータに流れる電流の波形は予め決まっていることを特徴とする像加熱装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フリッカを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置を示す概略構成図
【図２】実施例１〜３におけるヒータ駆動制御部を示すブロック図
【図３】実施例１〜３における出力波数の通電パターンを示した図
【図４】実施例１におけるフローチャートを示した図
【図５】実施例１におけるタイミングチャートを示した図
【図６】実施例２におけるフローチャートを示した図
【図７】実施例２におけるタイミングチャートを示した図
【図８】実施例１及び２における出力波数の変化の仕方の組合せを表した図
【図９】実施例３におけるフローチャートを示した図
【図１０】実施例３におけるタイミングチャートを示した図
【図１１】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１２】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１３】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１４】（ａ）、（ｂ）従来例における出力波数の組合せとフリッカの関係を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下、図面を用いて説明する。
【００２０】
＜画像形成装置の構成＞
図１は実施例１における電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレーザビームプリンタの場合を示している。
【００２１】
レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１とする）は、次のように構成される。記録材Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録材Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３が設けられている。また、カセット１０２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、カセット１０２から記録材Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５などが設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録材Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からレーザ光に基づいて記録材Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。さらに、画像形成部１０８の下流には記録材Ｓ上に形成されたトナー像を加熱定着する熱定着装置１０９（熱定着手段）が設けられている。熱定着装置１０９の上流には給紙した記録材を検知するトップセンサ１５０が設けられている。また、熱定着装置１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録材Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録材Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。
【００２２】
また、レーザスキャナ部１０７は、次のように構成されている。まず、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３から構成されている。また、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ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。
【００２３】
そして、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。
【００２４】
熱定着装置（像加熱装置）１０９は、定着フィルム（エンドレスベルト）１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム１０９ａ内部に設けられた発熱体を備えたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの温度を検出する温度検出手段（温度検出素子）としてのサーミスタ１０９ｄが設けられている。
【００２５】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ソレノイド１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１４０には搬送クラッチ１４３を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、熱定着装置１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００２６】
また１４２は手差し給紙口であり、手差し紙有り無しセンサ１４１によって手差し口に紙が入れられたかどうかを検知する。
【００２７】
そして、１２６は電源回路、高圧回路、ＣＰＵ及び周辺回路が実装されたエンジンコントロールユニットである。エンジンコントロールユニット１２６は、レーザスキャナ部１０７、高圧回路部（画像形成部１０８）の制御、熱定着装置１０９による電子写真プロセスの制御、本体１０１内の記録材Ｓの搬送制御を行っている。
【００２８】
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータなどの外部装置１３１と汎用のインタフェース（ＵＳＢ等）１３０で接続されている。ビデオコントローラ１２７は、この汎用インタフェース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画像信号ＶＤＯとして、エンジンコントロールユニット１２６へ送出している。
【００２９】
＜ヒータ駆動制御系のブロック図＞
図２はヒータ駆動制御系のブロック図である。ヒータ駆動制御部２０１（ヒータ駆動制御手段）は、電力制御部２０２（電力制御手段）と温度制御部２０３（温度制御手段）を有する。電力制御部２０２は、温度制御部２０３からの情報をもとに、電力供給部２０４（電力供給部）からの熱定着装置１０９のセラミックヒータ１０９ｃ（図中単にヒータと記す）への電力の出力を波数制御で制御する。温度制御部２０３は、サーミスタ１０９ｄより入力されたセラミックヒータ１０９ｃの温度情報と、温度設定部２０５（温度設定手段）により設定される温度情報とを比較し、ＰＩ制御により出力波数のレベルを決定し、その結果を電力制御部２０２に出力する。
【００３０】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例における波数制御は、基本波数が１４で、図３に示す８段階のレベルの出力波数で電力制御を行っている。図３中、斜線で示された半波がセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電圧を表している。
【００３１】
まず、装置を設計する段階で、予め、フリッカ抑制効果のある出力波数の変化の組合せを評価しておく。
【００３２】
図３に示すパターンの波形を用いる場合で、例えば、出力波数を８波から０波まで変化させる場合、８波、６波、４波、２波、０波と順次変化させるよりも、８波、４波、０波と変化させる方がフリッカ抑制効果が大きくなる。一方、出力波数を１２波から０波まで変化させる場合、１２波、６波、０波と順次変化させるよりも、１２波、１０波、４波、０波と変化させる方がフリッカ抑制効果が大きくなる。図５の５ｄは出力波数が１２波、１０波、４波、０波と順次変化した場合のフリッカレベル、５ｅは出力波数が１２波、６波、０波と順次変化した場合のフリッカレベルを表す。５ｅの方が５ｄよりも、ピーク値が高くなっており、５ｅの方がフリッカ抑制効果が小さいことを意味する。このように８波から０波へ変化させるケースだけでなく、それ以外のケース（例えば１２波から０波へ変化させるケース）においてフリッカ抑制効果の大きい出力波数の組合せを設定しておく。本実施例におけるフリッカ抑制効果が大きい出力波数の組合せをまとめたものを図８に示す。図８中の１２ａは１４波から０波まで変化させる場合、１２ｂは１２波から０波まで変化させる場合、１２ｃは１０波から０波まで変化させる場合、１２ｄは８波から０波まで変化させる場合、１２ｅは６波から０波まで変化させる場合、１２ｆは４波から０波まで変化させる場合、１２ｇは２波から０波まで変化させる場合である。このようにフリッカ抑制効果が高い波数の組合せ、つまりフリッカ抑制効果の高い波形の組合せを、装置を設計する段階で評価しておく。
【００３３】
本実施例の装置の動作のフローチャートを図４に示す。
【００３４】
まずステップＳ１では、設定温度がセラミックヒータ１０９ｃへの通電が必要ない温度まで大きく下がるかどうか（温度を大きく下げる必要があるケースかどうか）を判断している。設定温度が大きく下がらなければ、ステップＳ２に進み、温度制御部２０３による通常の温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。つまり、ステップＳ１からＳ２、Ｓ３へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００３５】
ステップＳ１で設定温度を通電が必要ない温度まで下げる場合は、ステップＳ４に進み、温度制御部２０３により熱定着装置１０９の温度を制御する処理から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５でセラミックヒータ１０９ｃへの通電が電力制御部２０２により制御される。そしてステップＳ６では、出力波数が０であるかどうかを判断している。０でない場合は、ステップＳ４にもどる。これにより出力波数が０になるまで予め設定された出力波数の組合せで変化していく。つまり、ステップＳ１からＳ４、Ｓ５、Ｓ６へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、図８に示すように、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００３６】
そして出力波数が０になると（Ｓ６ Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進み通常の温度制御（第１の期間）にもどる。
【００３７】
両面プリントモードにおいて、例えば設定温度２００℃で表面のトナー像を定着させた後の記録材Ｓの反転搬送時は、片面の連続プリント時と比較して、一面目を定着処理した記録材が再び定着部へ到達するまでの時間（インターバル）が長いため（例えば３秒）、インターバルの期間でヒータへの通電を遮断し電力の消費を抑えることがある。このようにヒータへの通電を遮断する場合に生じやすいフリッカを抑制するため、本実施例の装置では、ヒータの温度が２００℃を維持するように制御する第１の期間の後に上述の第２の期間を設け、第２の期間を経てヒータへの通電を遮断している。なお、本実施例の場合、１３０℃の設定はヒータへの通電を遮断する（出力波数を０波にする）ために設定されるものであり、ヒータの温度が１３０℃まで下がりきる必要はない。
【００３８】
このような構成により両面プリントの反転搬送時において、ヒータ駆動制御部２０１は次のような制御を行う。
【００３９】
図５に本実施例におけるタイミングチャートの概略を示す。図中の５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。また、図中の５ｅは出力波数が１２波、６波、０波と変化した場合のフリッカレベルを表している。
【００４０】
両面プリントモードにおいて、表面のトナー像を定着させる間は、設定温度を２００℃にする。そしてセラミックヒータ１０９ｃの温度をサーミスタ１０９ｄで検出する。このサーミスタ１０９ｄによる検出温度と温度設定部２０５により設定される温度（２００℃）とを比較し、温度制御部２０３により出力波数を決定する。その結果をもとに電力制御部２０２はセラミックヒータ１０９ｃへの電力の出力を制御し、セラミックヒータ１０９ｃの温度が２００℃となるようにする（第１の期間）。
【００４１】
両面プリントの反転搬送開始時は、設定温度を５ａのように２００℃から１３０℃まで大きく下げる。そのため温度制御部２０３により熱定着装置１０９の温度を制御する処理から一時的にはずれ、出力波数が予め設定された組合せで、例えば第１の期間で最後に設定された出力波数が１２波の場合、５ｂのように、１２波、１０波、４波、０波の出力波数の組合せで０まで変化していく（第２の期間）。出力波数が０になった後は通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。本実施例の場合は、出力波数が０波に達して第２の期間が終了しても、ヒータの温度は１３０℃まで下がりきらないので、インターバルの期間が終了するまで出力波数は０波を維持する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、出力波数が１２波、６波、０波と変化するような出力波数の組合せが発生せず、予め決まった波形の電流がヒータに流れるので、５ｄのようにフリッカ抑制の効果を得ることができる。
【００４２】
そして、記録材Ｓの裏面のトナー像を定着させるため、所定のタイミングで設定温度を１９０℃まで上げる。裏面（第２面）の定着においては表面（第１面）の定着時と比較して定着部へ進入する記録材の温度が高いため、設定温度を表面の定着時の２００℃に比べて低く設定している。
【００４３】
このように設定しておくことにより、例えば、両面プリントの反転搬送開始時のように設定温度がセラミックヒータ１０９ｃに通電する必要がない温度まで下がる場合、特定の組合せで出力波数が変化する。これにより、フリッカ抑制の効果があまり得られない出力波数の組合せが発生することを防止できる。
【実施例２】
【００４４】
実施例１では設定温度をセラミックヒータ１０９ｃへの通電が必要ない温度まで下げ、出力波数を０波まで落とすようにしていた。本実施例では、設定温度を下げるが、出力波数が０波になる程度までは下げない場合を考える。このような場合にも、一時的に温度制御部２０３による処理（第１の期間）からはずして、予め設定された出力波数の組合せで段階的に出力波数を下げることで、フリッカの抑制効果があまり得られない出力波数の組合せが発生するのを防止する。なお、図１〜図３については実施例１と同様であるため説明を省略し、以下、同じ構成には同じ符号を用いて説明する。
【００４５】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例のフローチャートを図６に示す。
【００４６】
まずステップＳ１０では、設定温度が下がるかどうかを判断している。設定温度が下がらなければ、ステップＳ２０に進み、温度制御部２０３による温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３０で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。ステップＳ１０からＳ２０、Ｓ３０へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００４７】
ステップＳ１０で設定温度を下げる場合は、ステップＳ４０に進み、温度制御部２０３による制御から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５０で、セラミックヒータ１０９ｃへ電力制御部２０２により電力が投入される。そしてＳ６０では、サーミスタ１０９ｄで検出されるセラミックヒータ１０９ｃの温度が、下げた設定温度よりも高いかどうかを判断している。設定した温度よりも高い場合は、ステップＳ４０にもどる。これによりセラミックヒータ１０９ｃの温度が下げた設定温度に達するまで、第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め設定された出力波数の組合せで出力波数が変化していく。ステップＳ１０からＳ４０、Ｓ５０、Ｓ６０へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、図８に示すように、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００４８】
そして、ステップＳ６０で、セラミックヒータ１０９ｃの温度が設定温度以下になると、ステップＳ２０に進み通常の温度制御にもどる。
【００４９】
連続片面プリントモードにおいては、プリント枚数が増えるにつれて熱定着装置１０９全体が温まる。そのため第１の期間における設定温度を例えば４０枚目より２００℃から１０℃落として１９０℃となるように設定しておく。本実施例の第２の期間における波数制御は、例えばこのような場合に実施される。
【００５０】
図７に本実施例のタイミングチャートの概略を示す。図中の７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。
【００５１】
連続片面プリントでは、プリント枚数が４０枚目に達したときから設定温度を７ａのように、２００℃から１９０℃まで下げる。このような場合、一時的に温度制御部２０３による処理からはずし、第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め設定しておいた出力波数の組合せで、例えば７ｂのように出力波数が１２から変化する場合、まず出力波数１０波で通電される。そして検出温度がまだこの時点で１９０℃以上であるため、１０波の次は１０波との組合せとして予め設定されていた出力波数４波で通電される。そして、セラミックヒータ１０９ｃの温度が１９０℃と検出されると通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、７ｄのようにフリッカ抑制の効果を得ることができる。
【００５２】
このように設定しておくことにより、普通連続プリントモードにおいてある枚数プリントした後に設定温度を下げる場合、特定の出力波数の組合せで出力波数が変化し、フリッカ抑制の効果があまり得られない出力波数の組合せ（つまりフリッカ抑制効果が小さい波形）が発生することを防止できる。
【実施例３】
【００５３】
実施例１ではヒータへの通電を遮断する場合、実施例２では設定温度を下げる場合について述べた。本実施例では、設定温度を上げる場合を考える。このような場合にも、一時的に温度制御部２０３による処理からはずして、予め設定された出力波数の組合せで段階的に出力波数を上げることで、ヒータへ供給する電流波形を予め設定された波形とする。これによりフリッカの抑制効果があまり得られない通電パターンでヒータへ電力供給されないようにする。本実施例では実施例２における両面プリントのインターバル期間から第２面目の定着処理を実行するまでの、ヒータを温度上昇させるケースを考える。
【００５４】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例も第１の期間では図３に示す８段階の出力波数のパターンを用いる。第１の期間の最後に設定された出力波数が４波の場合、出力波数を４波から６波や８波に上げるよりも、１０波に上げた方がフリッカを抑制する効果がより大きい。４波以外の波数から第２の期間を開始する場合に備えて、最適な出力波数の組合せを装置設計段階で予め評価しておく。
【００５５】
次に、本実施例のフローチャートを図９に示す。まずステップＳ１００では、設定温度を上げるかどうかを判断している。設定温度を上げなければ、ステップＳ２００に進み、温度制御部２０３による温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３００で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。ステップＳ１００からＳ２００、Ｓ３００へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００５６】
ステップＳ１００で設定温度を上げる場合は、ステップＳ４００に進み、温度制御部２０３による制御から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５００で、セラミックヒータ１０９ｃへ電力制御部２０２により電力が投入される。そしてステップＳ６００では、サーミスタ１０９ｄで検出されるセラミックヒータ１０９ｃの温度が、上げた設定温度よりも低いかどうかを判断している。設定した温度よりも低い場合は、ステップＳ４００にもどる。これによりセラミックヒータ１０９ｃの温度が上げた設定温度に達するまで、温度制御から外れる直前の出力波数に応じて予め設定された出力波数の組合せで出力波数が変化していく。そして、ステップＳ６００で、セラミックヒータ１０９ｃの温度が設定温度以上になると、ステップＳ２００に進み通常の温度制御（第１の期間）にもどる。ステップＳ１００からＳ４００、Ｓ５００、Ｓ６００へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００５７】
図１０に本実施例のタイミングチャートの概略を示す。図中の１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。両面連続プリントモードでは、裏面プリント後、次の記録材Ｓの表面プリント時に設定温度を１４ａのように１９０℃から２００℃に上げる。このような場合、一時的に温度制御部２０３による処理からはずし、温度制御から外れる直前の出力波数に応じて予め設定しておいた出力波数の組合せで、例えば１４ｂのように出力波数が４波から変化する場合、予め４波との組合せとして設定されていた出力波数１０波で通電される。そして、セラミックヒータ１０９ｃの温度が１９０℃と検出されると通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、フリッカ抑制の効果を得ることができる。このように設定しておくことにより、両面連続プリントモードにおいて裏面プリント後の次の記録材Ｓの表面プリントをするために設定温度を上げる場合、特定の出力波数の組合せで出力波数が変化し、フリッカ抑制の効果があまり得られない通電パターンとなる出力波数の組合せが発生することを防止できる。
【００５８】
なお、本発明における出力波数のパターンとフリッカの関係は、画像形成装置の構成などにより変化するものであり、実施例に示した組合せに限定するものではない。
【００５９】
また、本発明において加熱装置はフィルム加熱方式のものに限られるものではないが、ヒータと、内面にヒータが接触するエンドレスベルトと、エンドレスベルトを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置に適用すれば更に効果的である。
【符号の説明】
【００６０】
１０９ｃ ヒータ
１０９ｄ サーミスタ
２０２ 電力制御部
２０３ 温度制御部
２０５ 温度設定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置に搭載される加熱定着装置として用いれば好ましい像加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、記録材上のトナー像の熱定着手段として、ハロゲンヒータを熱源とするヒートローラ式や、セラミックヒータを熱源とするフィルム加熱方式の熱定着装置が用いられている。
【０００３】
熱定着装置にはサーミスタなどの温度検出素子が設けられている。この温度検出素子により熱定着装置の温度を検出し、ヒータへの通電を変化させて目標とする温度にヒータの温度を調整している。その温度制御にはＰＩ制御（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐｌｕｓ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ）またはＰＩＤ制御（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｐｌｕｓ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｐｌｕｓ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）を、電力制御には波数制御を用いて制御している。波数制御は、交流波形の半波を１波として、所定の波数（以後、基本波数と記す）の内のヒータへ通電する波数を制御する（出力波数を制御する）ことによりヒータへ供給する電力を制御する電力制御方法である。
【０００４】
ＰＩ制御で温度制御を行い、設定温度を一度に大きく変化させる場合のタイミングチャートを図１１に示す。８ａ、８ｂ、８ｃは各々、このときの設定温度、供給電力、及びフリッカ（ｆｌｉｃｋｅｒ）を表している。８ａのように温度Ａから温度Ｂに設定温度を大きく変化させる場合、ヒータへの供給電力が８ｂのように急激に変化する。このため、急峻な電源電圧の変動が生じ、フリッカが８ｃのように著しく発生する場合があった。フリッカは負荷に流れる電流が周期的に変動した場合に屋内配線のインピーダンスによる電圧低下が周期的に変動し、負荷装置と同じ屋内配線に接続される白熱電球の明るさがチラチラと変動する現象をいう。一般に電源電圧変動が大きく急峻であるほどフリッカも大きい。
【０００５】
特許文献１には、設定温度を温度Ａから温度Ｂへ大きく変化させる場合に課題となるフリッカを抑える二つの方法が開示されている。方法１は、ヒータの設定温度を少しずつ段階的に変化させるという方法である。方法２は、一定時間あたりにヒータに供給する電力を一定量に制限しながら徐々にヒータ温度を変化させる方法である。
【０００６】
設定温度を温度Ａから段階的に温度Ｂに変化させた場合のタイミングチャートを図１２に示す。図中の９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは各々このときの設定温度、ヒータの温度、供給電力、及びフリッカを表している。
【０００７】
また、供給電力を段階的に変化させた場合のタイミングチャートを図１３に示す。図中の１０ａ、１０ｂ、１０ｃは各々このときの設定温度、供給電力、及びフリッカを表している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１８６９３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ヒータへ供給する電力は、設定温度と、ヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度と、の差に依存する。したがって、ヒータに流れる電流の波形も、設定温度と、ヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度と、の差に依存する。また、図１２に示すように、設定温度が一定でもヒータの温度はリップルを生じるので、設定温度が一定でも設定温度とヒータの温度を検出する温度検出素子の検出温度との差は変動する。したがって、方法１のように設定温度を段階的に変化させる場合、設定温度が一定の期間内であっても、この期間内の出力波数は不確定であるためヒータに流れる電流の波形は多様に変化する。人間の目は８．８Ｈｚ程度のチラツキに対して最も敏感であり、逆に、８．８Ｈｚより小さくなるほど、また大きくなるほど感度は下がっていく。そのため、出力波数の組合せ次第では視感度が高い周波数近辺の電圧変動を発生させる通電パターンとなり、フリッカ抑制効果があまり得られないことがあった。
【００１０】
また、方法２の場合も、電源電圧の変動、外乱などにより、多様な出力波数の変化の組合せがある。そのため、出力波数の組合せ次第では視感度が高い周波数近辺の電圧変動を発生させる通電パターンとなり、フリッカ抑制効果があまり得られないことがあった。
【００１１】
図３は、基本波数が１４で、８段階のレベルの出力波数を持つ波数制御における各レベルの通電パターンを示したものである。なお、図３中の斜線で示された半波は通電される電圧を表している。図３に示す通電パターンとなる出力波数を持つ波数制御において、出力波数の組合せでフリッカの抑制効果が変わる例を図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示す。１１ａ、１１ｃは出力波数の変化の仕方を表したものであり、１１ａ、１１ｃ各々の場合のフリッカを表したものが１１ｂ、１１ｄである。
【００１２】
出力波数を８波から０波まで変化させる場合、８波、４波、０波と順次変化させる場合（図１４（ｂ）中の１１ｃ）の出力波数の組合せよりも、８波、６波、４波、２波、０波と順次変化させる場合（図１４（ａ）中の１１ａ）の出力波数の組合せの方が、視感度が高い周波数の電圧変動を生じさせる。そのため、出力波数を８波から０波まで変化させる場合のフリッカのピーク値は、８波、４波、０波と順次変化させる場合（図１４（ｂ）中の１１ｄ）の方が８波、６波、４波、２波、０波と変化させる場合（図１４（ａ）中の１１ｂ）よりも低くなる。ヒータへ供給する電力の変化としては、１１ａのパターンのほうが１１ｃのパターンよりなだらかである。しかしながら、フリッカのレベルは１１ａのパターンの方が悪い結果となることもある。
【００１３】
本発明は上述の課題に鑑みなされたもので、その目的は、フリッカを抑えられる像加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【００１５】
（１）画像を担持する記録材を加熱する像加熱装置であって、ヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、商用電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御手段と、を備え、前記電力制御手段は、前記ヒータへ供給する出力波数を制御することによって前記ヒータへ供給する電力を制御し、前記ヒータへ供給する電力を制御する期間には、前記温度検出素子の検出温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間と、前記第１の期間に続く第２の期間と、があり、前記第２の期間の間、前記ヒータに流れる電流の波形は予め決まっていることを特徴とする像加熱装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フリッカを抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置を示す概略構成図
【図２】実施例１〜３におけるヒータ駆動制御部を示すブロック図
【図３】実施例１〜３における出力波数の通電パターンを示した図
【図４】実施例１におけるフローチャートを示した図
【図５】実施例１におけるタイミングチャートを示した図
【図６】実施例２におけるフローチャートを示した図
【図７】実施例２におけるタイミングチャートを示した図
【図８】実施例１及び２における出力波数の変化の仕方の組合せを表した図
【図９】実施例３におけるフローチャートを示した図
【図１０】実施例３におけるタイミングチャートを示した図
【図１１】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１２】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１３】従来例におけるタイミングチャートを示した図
【図１４】（ａ）、（ｂ）従来例における出力波数の組合せとフリッカの関係を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下、図面を用いて説明する。
【００２０】
＜画像形成装置の構成＞
図１は実施例１における電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成図であり、例えばレーザビームプリンタの場合を示している。
【００２１】
レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１とする）は、次のように構成される。記録材Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録材Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３が設けられている。また、カセット１０２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、カセット１０２から記録材Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５などが設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録材Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からレーザ光に基づいて記録材Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。さらに、画像形成部１０８の下流には記録材Ｓ上に形成されたトナー像を加熱定着する熱定着装置１０９（熱定着手段）が設けられている。熱定着装置１０９の上流には給紙した記録材を検知するトップセンサ１５０が設けられている。また、熱定着装置１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録材Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録材Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。
【００２２】
また、レーザスキャナ部１０７は、次のように構成されている。まず、後述する外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３から構成されている。また、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ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。
【００２３】
そして、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。
【００２４】
熱定着装置（像加熱装置）１０９は、定着フィルム（エンドレスベルト）１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム１０９ａ内部に設けられた発熱体を備えたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの温度を検出する温度検出手段（温度検出素子）としてのサーミスタ１０９ｄが設けられている。
【００２５】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ソレノイド１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１４０には搬送クラッチ１４３を介して駆動力を与えている。さらに感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、熱定着装置１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００２６】
また１４２は手差し給紙口であり、手差し紙有り無しセンサ１４１によって手差し口に紙が入れられたかどうかを検知する。
【００２７】
そして、１２６は電源回路、高圧回路、ＣＰＵ及び周辺回路が実装されたエンジンコントロールユニットである。エンジンコントロールユニット１２６は、レーザスキャナ部１０７、高圧回路部（画像形成部１０８）の制御、熱定着装置１０９による電子写真プロセスの制御、本体１０１内の記録材Ｓの搬送制御を行っている。
【００２８】
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータなどの外部装置１３１と汎用のインタフェース（ＵＳＢ等）１３０で接続されている。ビデオコントローラ１２７は、この汎用インタフェース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画像信号ＶＤＯとして、エンジンコントロールユニット１２６へ送出している。
【００２９】
＜ヒータ駆動制御系のブロック図＞
図２はヒータ駆動制御系のブロック図である。ヒータ駆動制御部２０１（ヒータ駆動制御手段）は、電力制御部２０２（電力制御手段）と温度制御部２０３（温度制御手段）を有する。電力制御部２０２は、温度制御部２０３からの情報をもとに、電力供給部２０４（電力供給部）からの熱定着装置１０９のセラミックヒータ１０９ｃ（図中単にヒータと記す）への電力の出力を波数制御で制御する。温度制御部２０３は、サーミスタ１０９ｄより入力されたセラミックヒータ１０９ｃの温度情報と、温度設定部２０５（温度設定手段）により設定される温度情報とを比較し、ＰＩ制御により出力波数のレベルを決定し、その結果を電力制御部２０２に出力する。
【００３０】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例における波数制御は、基本波数が１４で、図３に示す８段階のレベルの出力波数で電力制御を行っている。図３中、斜線で示された半波がセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電圧を表している。
【００３１】
まず、装置を設計する段階で、予め、フリッカ抑制効果のある出力波数の変化の組合せを評価しておく。
【００３２】
図３に示すパターンの波形を用いる場合で、例えば、出力波数を８波から０波まで変化させる場合、８波、６波、４波、２波、０波と順次変化させるよりも、８波、４波、０波と変化させる方がフリッカ抑制効果が大きくなる。一方、出力波数を１２波から０波まで変化させる場合、１２波、６波、０波と順次変化させるよりも、１２波、１０波、４波、０波と変化させる方がフリッカ抑制効果が大きくなる。図５の５ｄは出力波数が１２波、１０波、４波、０波と順次変化した場合のフリッカレベル、５ｅは出力波数が１２波、６波、０波と順次変化した場合のフリッカレベルを表す。５ｅの方が５ｄよりも、ピーク値が高くなっており、５ｅの方がフリッカ抑制効果が小さいことを意味する。このように８波から０波へ変化させるケースだけでなく、それ以外のケース（例えば１２波から０波へ変化させるケース）においてフリッカ抑制効果の大きい出力波数の組合せを設定しておく。本実施例におけるフリッカ抑制効果が大きい出力波数の組合せをまとめたものを図８に示す。図８中の１２ａは１４波から０波まで変化させる場合、１２ｂは１２波から０波まで変化させる場合、１２ｃは１０波から０波まで変化させる場合、１２ｄは８波から０波まで変化させる場合、１２ｅは６波から０波まで変化させる場合、１２ｆは４波から０波まで変化させる場合、１２ｇは２波から０波まで変化させる場合である。このようにフリッカ抑制効果が高い波数の組合せ、つまりフリッカ抑制効果の高い波形の組合せを、装置を設計する段階で評価しておく。
【００３３】
本実施例の装置の動作のフローチャートを図４に示す。
【００３４】
まずステップＳ１では、設定温度がセラミックヒータ１０９ｃへの通電が必要ない温度まで大きく下がるかどうか（温度を大きく下げる必要があるケースかどうか）を判断している。設定温度が大きく下がらなければ、ステップＳ２に進み、温度制御部２０３による通常の温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。つまり、ステップＳ１からＳ２、Ｓ３へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００３５】
ステップＳ１で設定温度を通電が必要ない温度まで下げる場合は、ステップＳ４に進み、温度制御部２０３により熱定着装置１０９の温度を制御する処理から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５でセラミックヒータ１０９ｃへの通電が電力制御部２０２により制御される。そしてステップＳ６では、出力波数が０であるかどうかを判断している。０でない場合は、ステップＳ４にもどる。これにより出力波数が０になるまで予め設定された出力波数の組合せで変化していく。つまり、ステップＳ１からＳ４、Ｓ５、Ｓ６へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、図８に示すように、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００３６】
そして出力波数が０になると（Ｓ６ Ｙｅｓ）、ステップＳ２に進み通常の温度制御（第１の期間）にもどる。
【００３７】
両面プリントモードにおいて、例えば設定温度２００℃で表面のトナー像を定着させた後の記録材Ｓの反転搬送時は、片面の連続プリント時と比較して、一面目を定着処理した記録材が再び定着部へ到達するまでの時間（インターバル）が長いため（例えば３秒）、インターバルの期間でヒータへの通電を遮断し電力の消費を抑えることがある。このようにヒータへの通電を遮断する場合に生じやすいフリッカを抑制するため、本実施例の装置では、ヒータの温度が２００℃を維持するように制御する第１の期間の後に上述の第２の期間を設け、第２の期間を経てヒータへの通電を遮断している。なお、本実施例の場合、１３０℃の設定はヒータへの通電を遮断する（出力波数を０波にする）ために設定されるものであり、ヒータの温度が１３０℃まで下がりきる必要はない。
【００３８】
このような構成により両面プリントの反転搬送時において、ヒータ駆動制御部２０１は次のような制御を行う。
【００３９】
図５に本実施例におけるタイミングチャートの概略を示す。図中の５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。また、図中の５ｅは出力波数が１２波、６波、０波と変化した場合のフリッカレベルを表している。
【００４０】
両面プリントモードにおいて、表面のトナー像を定着させる間は、設定温度を２００℃にする。そしてセラミックヒータ１０９ｃの温度をサーミスタ１０９ｄで検出する。このサーミスタ１０９ｄによる検出温度と温度設定部２０５により設定される温度（２００℃）とを比較し、温度制御部２０３により出力波数を決定する。その結果をもとに電力制御部２０２はセラミックヒータ１０９ｃへの電力の出力を制御し、セラミックヒータ１０９ｃの温度が２００℃となるようにする（第１の期間）。
【００４１】
両面プリントの反転搬送開始時は、設定温度を５ａのように２００℃から１３０℃まで大きく下げる。そのため温度制御部２０３により熱定着装置１０９の温度を制御する処理から一時的にはずれ、出力波数が予め設定された組合せで、例えば第１の期間で最後に設定された出力波数が１２波の場合、５ｂのように、１２波、１０波、４波、０波の出力波数の組合せで０まで変化していく（第２の期間）。出力波数が０になった後は通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。本実施例の場合は、出力波数が０波に達して第２の期間が終了しても、ヒータの温度は１３０℃まで下がりきらないので、インターバルの期間が終了するまで出力波数は０波を維持する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、出力波数が１２波、６波、０波と変化するような出力波数の組合せが発生せず、予め決まった波形の電流がヒータに流れるので、５ｄのようにフリッカ抑制の効果を得ることができる。
【００４２】
そして、記録材Ｓの裏面のトナー像を定着させるため、所定のタイミングで設定温度を１９０℃まで上げる。裏面（第２面）の定着においては表面（第１面）の定着時と比較して定着部へ進入する記録材の温度が高いため、設定温度を表面の定着時の２００℃に比べて低く設定している。
【００４３】
このように設定しておくことにより、例えば、両面プリントの反転搬送開始時のように設定温度がセラミックヒータ１０９ｃに通電する必要がない温度まで下がる場合、特定の組合せで出力波数が変化する。これにより、フリッカ抑制の効果があまり得られない出力波数の組合せが発生することを防止できる。
【実施例２】
【００４４】
実施例１では設定温度をセラミックヒータ１０９ｃへの通電が必要ない温度まで下げ、出力波数を０波まで落とすようにしていた。本実施例では、設定温度を下げるが、出力波数が０波になる程度までは下げない場合を考える。このような場合にも、一時的に温度制御部２０３による処理（第１の期間）からはずして、予め設定された出力波数の組合せで段階的に出力波数を下げることで、フリッカの抑制効果があまり得られない出力波数の組合せが発生するのを防止する。なお、図１〜図３については実施例１と同様であるため説明を省略し、以下、同じ構成には同じ符号を用いて説明する。
【００４５】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例のフローチャートを図６に示す。
【００４６】
まずステップＳ１０では、設定温度が下がるかどうかを判断している。設定温度が下がらなければ、ステップＳ２０に進み、温度制御部２０３による温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３０で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。ステップＳ１０からＳ２０、Ｓ３０へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００４７】
ステップＳ１０で設定温度を下げる場合は、ステップＳ４０に進み、温度制御部２０３による制御から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５０で、セラミックヒータ１０９ｃへ電力制御部２０２により電力が投入される。そしてＳ６０では、サーミスタ１０９ｄで検出されるセラミックヒータ１０９ｃの温度が、下げた設定温度よりも高いかどうかを判断している。設定した温度よりも高い場合は、ステップＳ４０にもどる。これによりセラミックヒータ１０９ｃの温度が下げた設定温度に達するまで、第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め設定された出力波数の組合せで出力波数が変化していく。ステップＳ１０からＳ４０、Ｓ５０、Ｓ６０へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、図８に示すように、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００４８】
そして、ステップＳ６０で、セラミックヒータ１０９ｃの温度が設定温度以下になると、ステップＳ２０に進み通常の温度制御にもどる。
【００４９】
連続片面プリントモードにおいては、プリント枚数が増えるにつれて熱定着装置１０９全体が温まる。そのため第１の期間における設定温度を例えば４０枚目より２００℃から１０℃落として１９０℃となるように設定しておく。本実施例の第２の期間における波数制御は、例えばこのような場合に実施される。
【００５０】
図７に本実施例のタイミングチャートの概略を示す。図中の７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。
【００５１】
連続片面プリントでは、プリント枚数が４０枚目に達したときから設定温度を７ａのように、２００℃から１９０℃まで下げる。このような場合、一時的に温度制御部２０３による処理からはずし、第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め設定しておいた出力波数の組合せで、例えば７ｂのように出力波数が１２から変化する場合、まず出力波数１０波で通電される。そして検出温度がまだこの時点で１９０℃以上であるため、１０波の次は１０波との組合せとして予め設定されていた出力波数４波で通電される。そして、セラミックヒータ１０９ｃの温度が１９０℃と検出されると通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、７ｄのようにフリッカ抑制の効果を得ることができる。
【００５２】
このように設定しておくことにより、普通連続プリントモードにおいてある枚数プリントした後に設定温度を下げる場合、特定の出力波数の組合せで出力波数が変化し、フリッカ抑制の効果があまり得られない出力波数の組合せ（つまりフリッカ抑制効果が小さい波形）が発生することを防止できる。
【実施例３】
【００５３】
実施例１ではヒータへの通電を遮断する場合、実施例２では設定温度を下げる場合について述べた。本実施例では、設定温度を上げる場合を考える。このような場合にも、一時的に温度制御部２０３による処理からはずして、予め設定された出力波数の組合せで段階的に出力波数を上げることで、ヒータへ供給する電流波形を予め設定された波形とする。これによりフリッカの抑制効果があまり得られない通電パターンでヒータへ電力供給されないようにする。本実施例では実施例２における両面プリントのインターバル期間から第２面目の定着処理を実行するまでの、ヒータを温度上昇させるケースを考える。
【００５４】
＜本実施例における波数制御＞
本実施例も第１の期間では図３に示す８段階の出力波数のパターンを用いる。第１の期間の最後に設定された出力波数が４波の場合、出力波数を４波から６波や８波に上げるよりも、１０波に上げた方がフリッカを抑制する効果がより大きい。４波以外の波数から第２の期間を開始する場合に備えて、最適な出力波数の組合せを装置設計段階で予め評価しておく。
【００５５】
次に、本実施例のフローチャートを図９に示す。まずステップＳ１００では、設定温度を上げるかどうかを判断している。設定温度を上げなければ、ステップＳ２００に進み、温度制御部２０３による温度制御により出力波数が決められる。そしてステップＳ３００で電力制御部２０２によりセラミックヒータ１０９ｃへ投入される電力が制御される。ステップＳ１００からＳ２００、Ｓ３００へ移行するルートは、温度検知素子の検知温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間に相当する。
【００５６】
ステップＳ１００で設定温度を上げる場合は、ステップＳ４００に進み、温度制御部２０３による制御から一時的にはずれ、予め設定された出力波数の組合せをもとに出力波数を変化させる。この結果をもとにステップＳ５００で、セラミックヒータ１０９ｃへ電力制御部２０２により電力が投入される。そしてステップＳ６００では、サーミスタ１０９ｄで検出されるセラミックヒータ１０９ｃの温度が、上げた設定温度よりも低いかどうかを判断している。設定した温度よりも低い場合は、ステップＳ４００にもどる。これによりセラミックヒータ１０９ｃの温度が上げた設定温度に達するまで、温度制御から外れる直前の出力波数に応じて予め設定された出力波数の組合せで出力波数が変化していく。そして、ステップＳ６００で、セラミックヒータ１０９ｃの温度が設定温度以上になると、ステップＳ２００に進み通常の温度制御（第１の期間）にもどる。ステップＳ１００からＳ４００、Ｓ５００、Ｓ６００へ移行するルートは、第１の期間に続く第２の期間に相当する。第２の期間の間、ヒータに流れる電流の波形は予め決まっている。第２の期間では、ヒータの温度に拘わらず予め設定された出力波数の変化が生じる。予め設定された出力波数の変化が生じるので、第２の期間中にヒータに流れる電流の波形は第１の期間の最後に設定された出力波数に応じて予め決まっている。
【００５７】
図１０に本実施例のタイミングチャートの概略を示す。図中の１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは各々このときの設定温度、出力波数、ヒータ温度、フリッカを表している。両面連続プリントモードでは、裏面プリント後、次の記録材Ｓの表面プリント時に設定温度を１４ａのように１９０℃から２００℃に上げる。このような場合、一時的に温度制御部２０３による処理からはずし、温度制御から外れる直前の出力波数に応じて予め設定しておいた出力波数の組合せで、例えば１４ｂのように出力波数が４波から変化する場合、予め４波との組合せとして設定されていた出力波数１０波で通電される。そして、セラミックヒータ１０９ｃの温度が１９０℃と検出されると通常の温度制御（第１の期間）に復帰する。このように予め設定された出力波数の組合せで出力波数を変化させることで、フリッカ抑制の効果を得ることができる。このように設定しておくことにより、両面連続プリントモードにおいて裏面プリント後の次の記録材Ｓの表面プリントをするために設定温度を上げる場合、特定の出力波数の組合せで出力波数が変化し、フリッカ抑制の効果があまり得られない通電パターンとなる出力波数の組合せが発生することを防止できる。
【００５８】
なお、本発明における出力波数のパターンとフリッカの関係は、画像形成装置の構成などにより変化するものであり、実施例に示した組合せに限定するものではない。
【００５９】
また、本発明において加熱装置はフィルム加熱方式のものに限られるものではないが、ヒータと、内面にヒータが接触するエンドレスベルトと、エンドレスベルトを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、画像を担持する記録材をニップ部で挟持搬送しつつ加熱する像加熱装置に適用すれば更に効果的である。
【符号の説明】
【００６０】
１０９ｃ ヒータ
１０９ｄ サーミスタ
２０２ 電力制御部
２０３ 温度制御部
２０５ 温度設定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する記録材を加熱する像加熱装置であって、
ヒータと、
前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、
商用電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御手段と、
を備え、
前記電力制御手段は、前記ヒータへ供給する出力波数を制御することによって前記ヒータへ供給する電力を制御し、
前記ヒータへ供給する電力を制御する期間には、前記温度検出素子の検出温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間と、前記第１の期間に続く第２の期間と、があり、前記第２の期間の間、前記ヒータに流れる電流の波形は予め決まっていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の像加熱装置において、
前記第２の期間で前記ヒータに流れる電流の波形は、前記第１の期間で最後に設定された出力波数に応じて異なっていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の像加熱装置において、
前記像加熱装置は更に、内面に前記ヒータが接触するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、
を備え、
画像を担持する記録材は、前記ニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることを特徴とする像加熱装置。
【請求項１】
画像を担持する記録材を加熱する像加熱装置であって、
ヒータと、
前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、
商用電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御手段と、
を備え、
前記電力制御手段は、前記ヒータへ供給する出力波数を制御することによって前記ヒータへ供給する電力を制御し、
前記ヒータへ供給する電力を制御する期間には、前記温度検出素子の検出温度が設定温度を維持するように出力波数を制御する第１の期間と、前記第１の期間に続く第２の期間と、があり、前記第２の期間の間、前記ヒータに流れる電流の波形は予め決まっていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
請求項１に記載の像加熱装置において、
前記第２の期間で前記ヒータに流れる電流の波形は、前記第１の期間で最後に設定された出力波数に応じて異なっていることを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
請求項１に記載の像加熱装置において、
前記像加熱装置は更に、内面に前記ヒータが接触するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成する加圧ローラと、
を備え、
画像を担持する記録材は、前記ニップ部で挟持搬送されつつ加熱されることを特徴とする像加熱装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２８８７７７（Ｐ２００９−２８８７７７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０３８３７（Ｐ２００９−１０３８３７）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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