圖象加熱裝置的制作方法

專利名稱：圖象加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于加熱記錄媒體上未定影圖象的圖象加熱裝置，特別涉及適用于電子照片方式或靜電記錄方式的復印機、傳真機及打印機等圖象形成裝置上的定影裝置的圖象加熱裝置。
背景技術：
作為此類圖象加熱裝置，采用電磁感應加熱(IH，inductionheating)方式的圖象加熱裝置已廣為人知。此類圖象的加熱裝置，在圖象加熱體中利用通過感應加熱裝置產生的磁場的作用來形成渦旋電流，應用上述圖象加熱體因該渦旋電流而產生的焦耳發熱，來加熱轉印紙及OHP(OverHead Projector，高射投影儀)薄膜等記錄媒體上的未定影圖象。
此類IH方式的加熱圖象裝置，與采用鹵燈來作為加熱上述圖象加熱體的發熱手段的熱源的圖象加熱裝置相比，具有發熱效率高、定影速度快的優點。而且，使用薄壁的筒狀或帶狀圖象加熱體的圖象加熱裝置，由于圖象加熱體的熱容量小，而能夠在短時間內使該圖象加熱體發熱，從而可明顯提高上升反應性。
然而，在IH(電磁感應加熱)方式的圖象加熱裝置中，通常供給上述熱源的供給功率是根據與圖象加熱體碰接或靠近地設置的溫度檢測單元所檢測出的溫度，通過規定的控制方法計算出的數值來控制，由此上述圖象加熱體維持在規定的定影溫度(目標溫度)上。
上述控制方法一般是采用包括PI控制及PD控制的PID控制，即比例(Proportional)、積分(Integral)、微分(Derivative)控制。這種PID控制方式，根據上述溫度檢測單元所檢測出的溫度與上述圖象加熱體的目標溫度之間的偏差增減動向，來進行控制的。這種控制方式不僅考慮到了讓功率控制單元的操作量與偏差成比例，還考慮到了與偏差的積分成比例的因素、以及與偏差的微分成比例的因素來進行控制。
另外，來自上述溫度檢測單元的溫度信息，按一定的周期(取樣周期)進行采樣，并被加入到PID控制的控制方法。
這種圖象加熱裝置，在提高定影圖象的光澤度及在OHP(橋式投影)薄膜上定影圖象的透射性時，減小定影速度使其低于通常狀況。而且，這種圖象加熱裝置，在使用需要大量的熱量進行未定影圖象的加熱定影的厚紙等作為記錄媒體時，也要減小定影速度使其低于通常狀況。
可是，在IH方式的圖象加熱裝置中，當采用上述PID方式控制供給熱源的功率時，如果定影速度根據加熱定影的記錄媒體種類而發生變化，那么其圖象加熱體的溫度控制則有可能會處于不穩定的狀態。
即，IH方式的圖象加熱裝置中的圖象加熱體，是靠其熱源供給規定的熱量來升溫，如果因為圖象加熱體的發熱效率高而使定影速度發生變化，那么從上述熱源所得到的熱量也將會發生改變。例如，當定影速度變為原來的1/2時，那么上述圖象加熱體從上述熱源所得到的熱量就變成原來的2倍左右。因此，在這種圖象加熱裝置中，即使其熱源的供給功率固定不變，只要定影速度變慢，圖象加熱體的升溫速度就會變快。
另外，在這種圖象加熱裝置中，存在某種程度的時間滯后現象。即從上述PID控制的演算結果的功率調整的實施開始，到上述溫度檢測單元檢測出其控制結果的過程中存在著時間滯后問題。
因此，要在這種圖象加熱裝置中考慮到上述的時間滯后問題，決定來自上述溫度檢測單元的檢測溫度信息的采樣時間。可是，這樣的圖象加熱裝置定影速度一旦發生改變，上述采樣時間就會發生偏差，而不能準確地反饋上述PID控制的結果。
因此，在這種圖象加熱裝置中，由于圖象加熱體的升溫速度及采樣時間隨著定影的速度變化而變化，所以其熱源的供給功率的PID控制無法達到最佳狀態，而具有上述圖象加熱體的溫度相對于目標溫度上下波動的缺點。
即，在對熱源的供給功率進行PID控制的圖象加熱裝置中，當定影速度慢時，相對于供給功率變化的圖象加熱體的溫度變化就會加大，如果PID控制的比例增益K的數值大，靠PID控制的切換元件(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)的操作變量的演算結果就容易發生波動。這樣，當定影速度慢時，圖象加熱體的溫度就會因過熱(overshot)等原因，而很難達到目標溫度。與此相反，當定影速度快時，如果PID控制的比例增益K的數值小，上述切換元件的操作變量就無法跟隨干擾引起的圖象加熱體的溫度變化。
因此，這種圖象加熱裝置就會由于如上所述的圖象加熱體溫度的波動，而產生無法在記錄媒體面上得到定影圖象均勻的光澤及OHP薄膜上的圖象均勻的透射性的問題。此外，在這種圖象加熱裝置中，如果其圖象加熱體的溫度偏離了包含目標溫度在內的定影可能溫度區域，就會發生熱偏置和冷偏置一類的定影不良問題。
因此，提出一種圖象加熱裝置，是根據作為上述圖象加熱體的定影膜的旋轉速度，變化性地決定切換元件的操作量，而不是通過所述PID控制來決定的方式(例如，參照專利文獻1等)。
在專利文獻1中所公開的圖象加熱裝置，其定影速度(上述定影膜的旋轉速度)越慢，PID控制的比例增益K的數值就會變得越小。例如，該圖象加熱裝置有3個對應定影速度的比例增益K的圖表，根據傳動速度信號，參照上述圖表中對應現在的定影速度的比例增益K，并通過PID控制的控制方法計算出上述切換元件的接通/斷開時間。然后，該圖象加熱裝置通過上述切換元件的接通/斷開，來調整對于作為上述熱源的勵磁線圈的電壓施加時間，從而實現對上述定影膜的溫度控制。
未經過審查的公開號為2002-169410的日本專利發明內容然而，在上述以往的圖象加熱裝置中，根據圖象加熱體的旋轉速度，改變上述PID控制的演算方法，且只靠線性控制，向上述熱源提供電源輸出。另外，在該線性控制中，其控制范圍如在100W～1000W這樣的大范圍時，通常使用2個或2個以上對上述供給熱源的供給功率進行PID控制的電源切換元件(IGBT)。這是因為用1個IGBT(切換元件)控制上述那樣大范圍的功率時，電源輸出會變得不穩定，而無法準確地進行控制。
也就是說，在這種以往的圖象加熱裝置中，將對供給該熱源的供給功率進行PID控制的電源切換元件的控制范圍，劃分為100W～500W和500W～1000W兩個區域，用2個IGBT分區域獨立地進行線性控制。
這樣，在這種以往的圖象加熱裝置中，由于采用多個IGBT對供給其熱源的供給功率進行PID控制，而具有成本高且效率也降低的問題。
基于以上情況，作為此種圖象的加熱裝置，想要尋求低成本高效率的結構的話，理想的就是其電源采用1個IGBT的結構。可是，這種結構的圖象加熱裝置存在的缺點是，在低功率時，高頻切換損耗增加，作為IH(電磁感應加熱)的輸出的最低功率只能下降到400W左右。
如上所述，作為IH方式的溫度控制，一般普遍采用的是PID控制方式。這種方式根據檢測溫度和目標溫度之間的偏差，來控制功率控制單元的操作量，不過在操作量不低于一定數值時，就與PWM(Pulse Width Modulation，脈寬調制)控制相結合使用。
PWM控制，就是在其采樣周期內改變脈沖幅度，模擬地生成相當于脈沖保持時間(on duty)的輸出。然而，在PWM控制中，實際上不可能實現無級的脈沖幅度變更，而要依賴圖象加熱裝置所搭載的圖象形成單元的控制周期。例如，在PWM控制中，圖象形成裝置的控制周期為10ms時，采樣周期如是100ms的話，便可以得到10級的脈沖幅度。
因此，在PWM控制中，如果采用的采樣周期長的話，便可實行多級細分控制。但是，由于周期變長，要反映出操作量則需要花費一定的時間。另外，在PWM控制中，如果采樣周期短的話，馬上就可以反映出操作變量，但是操作量的控制則會因此變得粗糙。進而，在PWM控制中存在，在進行一般性厚紙或OHP薄膜定影時，要用比通常定影速度低的速度進行定影，可是定影速度如果發生變化，溫度控制就會變得不穩定的問題。
即，在PWM控制中，如果定影速度發生變化，盡管加熱上述圖象加熱體的發熱單元的單位時間供熱量相同，可是由于供給的熱量的消耗速度發生了改變，所以定影速度越是低，對于控制的反應就會變得越敏感。
再者，在采用熱容量小的帶狀(圖像加熱體的)圖象加熱裝置中，如上所述圖象加熱體的加熱部位和上述溫度檢測單元的檢測部位是分開的，所以定影速度越慢，到檢測出加熱結果的時間滯后就越長。為此，在該圖象加熱裝置中，如果不采用適合于上述時間滯后的采樣周期進行控制的話，控制結果就得不到準確的反饋。
如此看來，在上述以往的圖象加熱裝置中，如果采樣周期不合適，特別是在定影速度處于低速的期間，溫度控制就會紊亂，且相對于目標溫度上下波動的溫度變化(ripple)也就會加大。
另外，在上述以往的圖象加熱裝置中，如果采用的PWM控制的采樣周期長的話，就可以進行細分控制，但是在控制結果反映到輸出上就需要花費時間。
本發明的目的在于提供一種低成本高效率的圖象加熱裝置，即使定影速度發生變化，圖象加熱體的溫度也能穩定地保持在目標溫度上。
本發明的圖象加熱裝置具有圖象加熱體，用于加熱記錄媒體上未定影圖象；發熱單元，用于加熱上述圖象加熱體；溫度檢測單元，用于檢測上述圖象加熱體溫度；發熱量控制單元，基于上述溫度檢測單元的檢出溫度，控制上述發熱單元的發熱量，以使上述圖像加熱體的溫度保持在圖像定影溫度上，該圖像定影溫度適合于對上述記錄媒體的上述未定影圖象進行加熱定影，其中，上述發熱量控制單元的結構，采用了按規定的標準功率，對線性控制和PWM控制進行切換，來控制上述發熱單元的發熱量。
按照本發明，即使定影速度發生變化，也能使圖象加熱體的溫度穩定地保持在目標溫度上。另外，按照本發明，電源所用的IGBT僅為1個，所以能夠低成本高效率地構成。


圖1是示意將本發明一實施方式所涉及的圖象加熱體作為定影裝置使用的圖象形成裝置的結構的截面圖；圖2是表示本實施方式涉及的定影裝置結構的截面圖；圖3是表示本實施方式涉及的定影裝置的發熱量控制單元結構的方框圖；圖4是本實施方式涉及的定影裝置的控制狀態的遷移圖；圖5是被輸入到本實施方式涉及的定影裝置中的變頻電路的電流值以及電壓值的獲取方法的說明圖；圖6A是本實施方式涉及的圖象形成裝置連接100v電源時目標功率值的獲取方法說明6B是本實施方式涉及的圖象形成裝置連接200v電源時目標功率值的獲取方法說明圖；圖7A是本實施方式涉及的圖象形成裝置連接100v電源時最小功率值的獲取方法說明圖；圖7B是本實施方式涉及的圖象形成裝置連接200v電源時最小功率值的獲取方法說明圖；圖8A是表示本實施方式涉及的圖象形成裝置連接100v電源時目標功率值、最小功率值、極限功率值之間關系的圖；圖8B是表示本實施方式涉及的圖象形成裝置連接200v電源時目標功率值、最小功率值、極限功率值之間關系的圖；圖9A是表示本實施方式涉及的圖象形成裝置連接100v電源時下限值數據的獲取方法說明9B是表示本實施方式涉及的圖象形成裝置連接200v電源時下限值數據的獲取方法說明圖；圖10是本實施方式涉及的定影裝置功率上升控制狀態動作的流程圖；
圖11是本實施方式涉及的定影裝置功率修正控制狀態動作的流程圖；圖12是本實施方式涉及的定影裝置溫度控制狀態動作的流程圖；圖13是表示本實施方式涉及的定影裝置功率變化以及定影帶的帶溫度變化的曲線圖；圖14是表示本實施方式涉及的定影裝置電源電壓與最低功率之間關系的說明圖；圖15是表示本實方式涉及的處理速度為50mm/sec、控制周期為50msec時上述定影帶的帶溫度變化的曲線圖；圖16是表示本實施方式涉及的處理速度為50mm/sec、控制周期為200msec時上述定影帶的帶溫度變化的曲線圖；圖17是表示本實施方式涉及的處理速度為200mm/sec、控制周期為50msec時上述定影帶的帶溫度變化的曲線圖；圖18是表示本實施方式涉及的處理速度為200mm/sec、控制周期為200msec時上述定影帶的帶溫度變化的曲線圖；圖19是表示本實施方式涉及的上述處理速度、采樣周期、溫度波動之間關系的說明圖；圖20A是表示本實施方式涉及的PWM控制10劃分時100％的電源輸出的模式圖；圖20B是表示本實施方式涉及的PWM控制10劃分時60％的電源輸出的模式圖；圖20C是表示本實施方式涉及的PWM控制10劃分時20％的電源輸出的模式圖；圖20D是表示本實施方式涉及的PWM控制20劃分時65％的電源輸出的模式圖；圖21本實施方式涉及的定影裝置的從定影帶最高溫度部位H到溫度檢測器的溫度檢出部位為止的檢測距離L的說明圖；圖22A是表示本實施方式涉及的PWM控制中的采樣頻率為10ms時100％的電源輸出的模式圖；
圖22B是表示本實施方式涉及的PWM控制中的采樣頻率為20ms時50％的電源輸出的模式圖；圖22C是表示本實施方式涉及的PWM控制中采樣頻率為30ms時33％以及66％的電源輸出的模式圖；圖22D是表示本實施方式涉及的PWM控制中的采樣頻率為40ms時25％、50％以及75％的電源輸出的模式圖；圖22E是表示本實施方式涉及的PWM控制中的采樣頻率為50ms時20％、40％、60％以及80％的電源輸出的模式圖；圖23A是表示本實施方式涉及的PWM控制為10劃分時，偏向控制與分散控制的10％電源輸出的模式圖；圖23B是表示本實施方式涉及的PWM控制為10劃分時，偏向控制與分散控制的20％電源輸出的模式圖；圖23C是表示本實施方式涉及的PWM控制為10劃分時，偏向控制與分散控制的30％電源輸出的模式圖；圖23D是表示本實施方式涉及的PWM控制為10劃分時，偏向控制與分散控制的40％電源輸出的模式圖；圖23E是表示本實施方式涉及的PWM控制為10劃分時，偏向控制與分散控制的50％電源輸出的模式圖；圖24是本實施方式涉及的PWM控制的1個周期結束后移向下一個控制方式的功率曲線圖；圖25是本實施方式涉及的PID控制的計算結果超過最低功率時，即使在PWM控制的1個周期內也使輸出增加的方式的功率曲線圖；圖26是本實施方式涉及的PWM控制周期結束之時，移向下一個線性控制方式的功率曲線圖；圖27是本實施方式涉及的PID控制的計算結果超出最低功率之時，立即移向線性控制方式的功率曲線圖。
具體實施例方式
下面參照附圖詳細說明本發明的實施方式。另外，對于各圖中具有的同樣結構或者同樣功能的構成要素及相當的部分，附加同一符號，且不重復該說明。
圖1是示意將本發明一實施方式所涉及的圖象加熱體作為定影裝置使用的圖象形成裝置的結構的截面圖。該圖象形成裝置100為串列式圖象形成裝置。在圖象形成裝置100中，有助于彩色圖象成色的4色墨粉圖象分別形成在4個圖象載體上，依次重合在中間轉印體上進行一次轉印后，該第一次轉印圖象在記錄媒體上被一次性地轉印(第二次轉印)。
本實施方式涉及的圖象加熱裝置，不只限定于上述串列式圖象形成裝置，可以搭載在所有方式的圖象形成裝置上。
另外，在圖1中，附加在圖象形成裝置100中的各組成要素的符號末尾記號Y、M、C、K分別表示與各個圖象形成相關的組成要素Y為黃色圖象、M為品紅色(magenta)圖象、C為青色(cyanic)圖象、K為黑色圖象，同一符號的組成要素分別具有共同的結構。
圖象形成裝置100具有作為上述4個圖象載體的感光體磁鼓110Y、110M、110C、110K及中間轉印帶(中間轉印體)170。在各感光體磁鼓110Y、110M、110C、110K的周圍，分別配設了圖象形成站(station)SY、SM、SC、SK。圖象形成站SY、SM、SC、SK分別包括帶電器120Y、120、120C、120K，曝光裝置130，顯影器140Y、140M、140C、140K，轉印器150Y、150M、150C、150K以及清理裝置160Y、160M、160C、160K。
在圖1中，各感光體磁鼓110Y、110M、110C、110K分別按箭C頭方向旋轉。各感光體磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面分別由帶電器120Y、120M、120C、120K同樣帶上規定的電位。
對應特定顏色的圖象數據的激光束掃描線130Y、130M、130C、130K通過曝光裝置130照射在帶電的各感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面，而在各感光磁鼓110Y、110M、110C、110K的表面形成上述每種特定顏色的靜電潛影。
在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上所形成的上述每種特定顏色的靜電潛影，靠顯影器140Y、140M、140C、140K顯像出來。靠這種方式，有助于彩色圖象成色的4色未定影圖象就形成在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上了。
顯影在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上的4色墨粉像，靠轉印器150Y、150M、150C、150K，在作為上述中間轉印體的無端狀的(連續狀)中間轉印帶170上第1次轉印。由此，在感光磁鼓110Y、110M、110C、110K上所形成的4色墨粉圖象依次重合，在中間轉印帶170上形成全彩色圖象。
各感光磁鼓110Y、110M、110C、110K把墨粉圖象復制在中間轉印帶170上后，殘留在各表面的墨粉依靠清理單元160Y、160M、160C、160K除去。
至此，曝光裝置130相對感光磁鼓110Y、110M、110C、110K以規定的傾角配置。另外，中間轉印帶170被驅動輥171和從動輥172懸架著，由驅動輥171的旋轉帶動其按圖1的箭頭A方向轉動。
另一方面，在圖象形成裝置100的下半部，設置有貯存作為記錄媒體的印字用紙等記錄紙P的給紙盒180。記錄紙P靠給紙輥181，由給紙盒180一張一張地沿規定的過紙路徑，被送入箭頭B的方向。
被送入上述過紙路徑內的記錄紙P，通過由懸架在從動輥172上的中間轉印帶170外表面和與中間轉印帶170的外表面相接的二次轉印輥190所形成的轉印夾持部。在通過上述轉印夾持部時，形成在中間復制帶170上的全彩色圖象(未定影圖象)靠二次轉印輥190一次性地轉印在記錄紙P上。
接下來，記錄紙P通過由懸架于在圖2中詳述的定影裝置200的定影輥210與發熱輥220之間的定影帶230外表面和與定影帶230外表面相接的加壓輥240所形成的定影夾持部N。這樣，在上述轉印夾持部一次性轉印的未定影全彩色圖象，被加熱定影在記錄紙P上。
另外，在圖象形成裝置100上還設置有一個為其筐體一部分的開閉自由的門101，可以靠這個門101的開閉，更換和維修定影裝置200，以及對卡在上述過紙路徑上的記錄紙P進行卡紙處理等。
下面就搭載在圖象形成裝置100上的定影裝置進行說明。圖2是表示使用了本發明實施方式涉及的圖象加熱裝置的定影裝置200的結構的截面圖。
定影裝置200，作為其圖象加熱單元是采用了電磁感應加熱(IH，induction heating)方式的圖象加熱裝置。如圖2所示，定影裝置200包括定影輥210，作為發熱體的發熱輥220，以及作為圖象加熱體的定影帶230等。另外，定影裝置200還包括加壓輥240，作為發熱單元的感應加熱裝置250，作為薄膜分離導向板的分離器260以及作為形成過紙路徑的薄膜導向板281、282、283、284等。
定影裝置200通過感應加熱裝置250所生成的磁場作用加熱發熱輥220以及定影帶230。定影裝置200在被加熱的定影帶230和加壓輥240之間的定影夾持部N處，把沿導向板281，282，283，284傳送過來的記錄紙P上的未定影圖象進行加熱定影。
此外，使用了本實施方式涉及的圖象加熱裝置的定影裝置200，也可以不使用定影帶230，而采用由定影輥210兼作發熱輥220的結構，這個定影輥210直接加熱定影記錄紙P上的未定影圖象。
在圖2中，由空心筒狀磁性金屬材料形成的旋轉體組成發熱輥220，該金屬材料為鐵、鈷、鎳或由這些金屬組成的合金等。發熱輥220的兩端由圖中未標示出來的固定在支撐側板上的軸承可旋轉地支撐。另外，發熱輥220外徑為20mm，壁厚為0.3mm，其熱容量低升溫快，且其居里點被調整成300℃以上。
定影輥210的結構為，例如在不銹鋼等金屬芯的外表覆蓋一層由凝固狀或泡沫狀等具有耐熱性能的硅酮橡膠構成的彈性材料。定影輥210的外徑約為30mm，比發熱輥220的外徑要大。上述彈性材料，其厚度為3～8mm，硬度為15～50°左右(Asker硬度JIS A的硬度為6～25°)。
另外，加壓輥240壓接定影輥210上。根據此定影輥210和加壓輥240的壓接，在其壓接部形成一個規定幅度的定影支持部N。
定影帶230是由懸架在發熱輥220和定影輥210之間的耐熱帶構成。由于發熱輥220被在后面敘述的感應加熱裝置250感應加熱，而發熱輥220的熱在定影帶230與發熱輥220的接觸部位被傳導，且由于定影帶230的旋轉，而帶整體被加熱。
這種結構的定影裝置200，由于其發熱輥220的熱容量比定影輥210的熱容量還要小，所以發熱輥220被迅速加熱，其定影加熱開始時的熱機時間就大大地被縮短了。
定影帶230是具有發熱層、彈性層以及起模層等多層結構的耐熱帶。上述發熱層的材料是例如鐵、鈷、鎳等具有磁性的金屬或由這些金屬構成的合金。上述彈性層，由為覆蓋上述發熱層而設置的硅酮橡膠或氟化橡膠等彈性材料形成。上述起模層是由PTFE(PolyTetra-FluoroEthylene，聚四氟乙烯)、PFY(PerFluoroAlkoxyFluoroplastics，聚酯長絲)、FEP(FluorinatedEtyienePropylenecopolymer，氟化乙丙烯)、硅酮橡膠或氟化橡膠等起模性良好的樹脂或橡膠單獨或者混合地形成。
這種結構的定影帶230即使是在定影帶230和發熱輥220之間，由于某種原因使異物混入而產生間隔，其發熱層也會因感應加熱裝置250感應加熱，而使定影帶本身發熱。如上所述，由于定影帶230能夠靠感應加熱裝置250直接感應加熱它自己，所以其發熱效率良好，而且反應也變快，因此很少有溫度不均勻現象，作為加熱定影單元具有很高地可依賴性。
加壓輥240通過在例如由銅或鋁等熱傳導性能良好的筒狀金屬材料形成的金屬芯的表面，設置耐熱性及墨粉起模性好的彈性材料而形成。上述金屬芯除上述金屬外，也可以使用SUS。
加壓輥240，通過如上所述的介于定影帶230與定影輥210壓接，來形成挾持傳送記錄紙P的定影支持部N。在圖示的定影裝置200中，使加壓輥240的硬度大于定影輥210的硬度，且加壓輥240的表面介于定影帶230與定影輥210的表面相咬合，而形成定影支持部N。
因此，加壓輥240雖然其外徑和定影輥210一樣，都是在30mm左右，但是其壁厚為2～5mm，比定影輥210還要薄，其硬度為20～60°(Asker硬度JIS A的硬度6～25°)左右，也比定影輥210要硬。
在這種結構的定影裝置200中，由于記錄紙P由定影支持部N挾持，沿加壓輥240表面的形狀進行傳送，所以有記錄紙P的加熱定影面很容易脫離定影帶230表面的效果。
另外，在定影支持部N入口附近的定影帶230的內表面上，與其碰接地配置有溫度檢測器270，以作為溫度檢測單元，該單元由熱敏電阻等熱敏感性高的溫敏元件形成。
感應加熱裝置250根據溫度檢測器270所檢測出的定影帶230內表面的溫度，來控制發熱輥220及定影帶230的加熱溫度，即是使上述未定影圖象的圖象定影溫度維持在規定的溫度上。
接下來說明感應加熱裝置250的結構。如圖2所示，感應加熱裝置250介于定影帶230與發熱輥220的外表面相對地配置。在感應加熱裝置250上設有作為線圈導向部件的支撐框架251，該框架呈彎曲形狀覆蓋著發熱輥220，由不易燃的樹脂形成。
在支撐框架251中心部配置有恒溫器252，使其溫度檢測部分的一部分從支撐框架251朝發熱輥220以及定影帶230方向突出。
當檢測出發熱輥220以及定影帶230的溫度出現異常高溫時，恒溫器252就會強行切斷卷繞在支撐框架251外表面上作為磁場發生裝置的勵磁線圈253與圖中未顯示出來的變頻電路的連接。
勵磁線圈253由一根較長的表面絕緣的勵磁線材，沿支撐框架251在發熱輥220的軸方向上交錯卷繞而形成的。這個勵磁線圈253的卷繞部分的長度被設計成與定影帶230和發熱輥220的連接區域大致相同。
勵磁線圈253與圖中未顯示出來的變頻電路連接，被供給10KHz～1MHz(優選為20KHz～800KHz)的的高頻交流電，以此產生交變磁場。該交變磁場在發熱輥220與定影帶230的接觸區域及其附近，對發熱輥220以及定影帶230的發熱層起作用。由于該交變磁場的作用，在發熱輥220以及定影帶230的發熱層內部，有流往妨至上述交變磁場變化的方向的渦旋電流流過。
這個渦旋電流產生與發熱輥220以及定影帶230的發熱層的電阻相應的焦耳熱，主要是在勵磁線圈253與定影帶230的接觸區域及其附近，對發熱輥220以及定影帶230進行電磁感應加熱。
另一方面，在支撐框架251上，設置有拱心(archcore)254和側心(sidecore)255，以包裹著勵磁線圈253的形式存在。這些拱心254和側心255可以使勵磁線圈253的電感增大，使勵磁線圈253與發熱輥220之間的電磁耦合處于良好狀態。
因此，在該定影裝置200中，由于拱心254和側心255的作用，即使線圈電流相同，也可以把更多的功率投入到發熱輥220上去，因而能夠縮短其熱機的時間。
另外，支撐框架251上安裝有一個樹脂的外殼256呈屋頂狀，以覆蓋住感應加熱裝置250內部的拱心254和恒溫器252。這個外殼256上設有多個散熱孔，由支撐框架251、勵磁線圈253以及拱心254等所產生的熱量便能被排放到外部去了。外殼256也可以用鋁等樹脂以外的原料制成。
再有，為了不使在外殼256上形成的散熱孔堵塞，而在支撐框架251上安裝了一個覆蓋外殼256外面的短路環257。短路環257位于拱心254的背面。短路環257，在抵消從拱心254背面漏到外部的少量漏磁通的方向上產生渦旋電流，以此在抵消上述外漏磁通磁場的方向上產生磁場，做到防止上述漏磁通帶來的不必要的輻射。
接下來，說明采用了本實施方式涉及的圖象加熱裝置的定影裝置200的發熱量控制單元的結構及其功能。圖3是表示定影裝置200的發熱量控制單元結構的方框圖。
如圖3所示，發熱量控制單元300包括供給功率計算部分301，功率設定部分302，溫度檢測部分303，電壓值檢測部分304，電流值檢測部分305，功率計算部分306以及限制(limiter)控制部分307等。
一旦圖中未標示的主方(host)發出印字動作開始的指令，圖象形成裝置100就開始進行上述圖象形成動作。這樣，定影裝置200的感應加熱裝置250對發熱輥220及定影帶230加熱，以此加熱定影通過上述圖象形成動作在記錄紙P上二次轉印的未定影的全彩色圖象。
在圖3中，供給功率計算部分301計算應該向加熱定影裝置200的發熱輥220以及定影帶230的感應加熱裝置250提供的功率。
功率設定部分302將供給功率計算部分301所計算出的功率值數據，向驅動勵磁線圈253的變頻電路(未圖示)輸出。
根據設定在該功率設定部302上的數值(記錄值)，控制輸出到上述變頻電路上的功率值。通過該功率值的控制，感應加熱裝置250產生的發熱量、為了將未定影圖象在記錄紙P上定影的發熱輥220、及定影帶230的溫度都得到了控制。
為計算提供給感應加熱裝置250的功率，需要有關定影裝置200的圖象定影溫度，和實際供給上述變頻電路的功率值的信息。定影裝置200的圖象定影溫度由溫度檢測部分303得出。而實際供給上述變頻電路的功率值則通過功率計算部分306得出。
溫度檢測部分303，將與定影支撐部N入口附近的定影帶230內側碰接地配置的溫度檢測器270的模擬輸出，通過AD轉換器變換成數字數據，并輸入到供給功率計算部分301。
功率計算部分306所采用的計算方法是，把來自檢測上述變頻電路輸入電壓值的電壓值檢測部分304，和檢測上述變頻電路輸入電流值的電流值檢測部分305各自的輸出相乘，來求出上述功率值。
電壓值檢測部分304，對上述變頻電路的輸入電壓值進行A/D變換后，把數字數據傳給供給計算部分301。電流值檢測部分305也對上述變頻電路的輸入電流值進行A/D變換后，把數字數據傳給供給計算部分301。然而也可以檢測出通過勵磁線圈253的電流值，用于控制。
在供給計算部分301，定期地(此處是每10ms一次)在獲取來自溫度檢測部分303的數據、以及來自功率計算部分306的數據的同時，在功率設定部分302設定計算值(記錄值)。這樣，通過供給計算部分301在功率設定部分302設定計算值，用于定影記錄紙P上的未定影圖象的發熱輥220，以及定影帶230的溫度得到控制。
限制控制部分307的作用是，最終確認設定在功率設定部分302的功率。即限幅控制部分307具有進行控制的功能，即當要在功率設定部分302設定超出預先規定的限制值時，或者在功率計算部分306的數據比預先規定的規定值大時，把在功率設定部分302設定的數據改寫成某一規定數值。
更具體地說，例如限制值在數據上是AA(16進制)HEX，而供給計算部分301計算出的數值超過AA HEX時，限制控制部分307就會強制性地將目標功率的80％對應的功率，作為功率設定部分302的設定值來設定。另外，來自供給計算部分301的數據大于或等于1150W時，限幅控制部分307也會做出同樣的處理。
然而實際上，上述功率在設定時已經通過上限值及下限值被控制，所以理應不會出現上述的超過限制值的現象。可是，這種限制控制主要是考慮到，用于獲取電流值和電壓值的AD轉換器的線路中產生干擾而誤檢數據時的情況而設置的。
下面對使上述未定影圖象定影在記錄紙P上的定影裝置200的發熱量控制單元300的控制動作的各狀態和遷移條件進行說明。
圖4是與本實施方式的一種形態所涉及的，采用了圖象加熱裝置的定影裝置200的發熱量控制單元300的控制狀態遷移圖。在此只對定影裝置200的發熱量控制單元300在各種狀態下的動作概要進行說明。其細節將用各狀態的動作流程圖加以說明。
在圖4中，當圖象形成裝置100處于待印等待機狀態時，通常，向上述變頻電路的通電暫停(以下，將此狀態稱為“IH控制停止狀態”)。但是，在該圖象形成裝置100中，為了縮短起印(first print)的時間，有時將定影裝置200的發熱輥220及定影帶230預熱到一定的溫度，例如100℃左右。此時，發熱量控制單元300要在上述變頻電路上施加小于將未定影圖象加熱定影在記錄紙P上時所需功率的功率。
當圖象形成裝置100接到開始印字的指令后，在定影裝置200的發熱量控制單元300中，向變頻電路開始通電的指令便發出(以下，稱該狀態為“IH控制開始狀態”)。由此，在開始使定影裝置200的發熱輥220及定影帶230升溫到未加熱圖象能定影在記錄紙P上的溫度的控制之前，首先要進行為此的準備處理(以下稱該狀態為“功率上升控制狀態”)。
在功率上升控制狀態中，發熱量控制單元300要確認向上述變頻電路開始通電的指令信號，如零交(zerocross)信號等是否正常輸入，以及向上述變頻電路通電的狀態是否正常等。
上述零交信號定期作為插入信號定期地向定影裝置200的發熱量控制單元300輸入，并通過計測該周期、高位(highstate)時間及低位(lowstate)時間來判斷信號是否正常。
在此，如果出現上述周期異常等錯誤，發熱量控制單元300將停止IH控制動作。另外，如果上述周期正常，發熱量控制單元300將在IH控制開始后，把最初應設定的數據(下限值)設定在功率設定部302中。該下限值為不同于電源電壓的數值，是出于保護上述變頻電路的考慮，可設定的最小數值被當作預先規定的數據存入到圖中未標示的ROM當中。
發熱量控制單元300，在上述下限值設定時開始經過規定時間(此處為300ms)后，對于功率設定部302所設定的數值，實際上到底施加了多少功率，可參照來自功率計算部分306的數據，確認是否施加了對應上述下限值的功率。
例如，發熱量控制單元300，在電源電壓為100v時，下限值為70HEX(16進制數據)，與其對應的功率如果是500W的話，就在功率設定部分302設定70HEX。接下來，當300ms后功率計算部分306的數據遠遠小于500W(此處定為200W)時，再次在功率設定部302中設定下限值，到規定時間后確認功率計算部分306的數據。當反復這種重試動作規定次數(此處為5次)以上時，發熱量控制單元300就視為錯誤而停止IH控制。
在此，如果最初的功率施加進行正常，接下來就需要進行第二次功率設定。這個第二次應該設定的數據，要根據對于第一次設定的數據實際施加了多少功率來決定。
例如，第一次在功率設定部分302中設定為70HEX時的理論值是500W，而實際功率是450W的情況下，由于比理論值小，所以第二次在功率設定部分302中就例如設定為80HEX。另外與此相反，當實際功率為550W的情況下，由于比理論值大，所以第二次在功率設定部分302中就設定為小于先前80HEX的78HEX。
以同樣方法反復對功率設定部分302進行功率設定，直到達到目標功率為止。另一方面也有一種方法是根據實際功率與目標功率的差分，來決定第二次以后應設定的數據。上述所謂的目標功率值，是在盡量縮短起印時間的同時，且上述變頻電路不受到破壞的程度下規定出的最大可施加功率。
這樣一來，在進行了多次功率設定后，當實際功率達到上述目標功率時，控制狀態就進入保持功率在目標功率值上下的狀態(以下，稱為“功率修正控制狀態”)。在此進行的控制為，增加或減少1級功率設定部分302的功率設定值，來控制維持目標功率。
具體舉例來講，假設目標功率為909W，在功率設定部分302中設定為909HEX，而來自功率計算部分306的實際功率的數據為915W時，那么下一次就在功率設定部分302中設定為減少1級后的數值8FHEX。
此時，實際功率是來自功率計算部分306的數據，如果該數值小于909W，那么下一次就在功率設定部分302中設定為8FHEX增加1級后的90FHEX。此外，如果數值大于909W時，就在功率設定部分302中設定為8FHEX再減少1級的8EHEX。
該功率修正控制持續到溫度控制轉移指令發布為止。另外，在該功率修正控制中所設定的最大設定值，作為上限來保持，在以后的溫度控制等中加以利用。
一旦這種功率修正控制被執行，定影裝置200的圖象定影溫度就會上升。如果這個定影裝置200的圖象定影溫度達到預先規定的規定溫度(此處數值比未定影圖象的定影設定溫度低20℃)，將停止上述功率修正控制。接下來由圖象形成裝置100發出溫度控制轉移指示，以在定影裝置200的發熱量控制單元300中執行以圖象定影溫度為基準的溫度控制(溫度控制狀態)。
該項溫度控制是通過利用了定影裝置200的圖象定影溫度與未定影圖象的定影設定溫度之間的差分、其積分值、以及微分值的所謂PID控制(后面詳述)來進行的。在此PID控制中，用供給計算部分301計算應該在功率設定部分302中設定的數據值，按每一規定時間(此處為10ms)，將計算值設定在功率設定部分302中。
在此溫度控制中，與功率控制不同是以定影裝置200的圖象定影溫度為基準進行控制的。功率設定部分302如果記錄值是8Bit，那么溫度控制的計算結果能取的數值范圍就是0～255(8Bit上限)。
可是，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，如果直接設定通過上述溫度控制得出的計算結果話，可能會出現小于上述下限值或大于上限值的數值被設定在功率設定部分302中的情況，而有可能導致上述變頻電路被損害。
為了防止這一現象發生，溫度控制時的功率設定，只把上限值和下限值之間的數值設定在功率設定部分302中。在此，當通過溫度控制得出的計算結果大于上限值時，就在功率設定部分302中設定上限值，而通過溫度控制得出的計算結果小于下限值時，就在功率設定部分302中設定下限值。
不過，如果在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，連續地設定下限值，因為原本是要求的是小于下限值的數值，所以其溫度控制有可能會被破壞。于是，作為其對策，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，根據下限值與計算值的比率進行PWM控制。
具體地說，下限值為40HEX時，如果計算值是20HEX，那么就進行50％的占空比的PWM控制。這一系列溫度控制狀態，一直持續到接收到要求印字停止等的IH控制終止指令為止。此后，發熱量控制單元300進入IH控制停止狀態，定影裝置200重又進入等待IH控制開始指令狀態。
然而，發熱量控制單元300為進行上述IH控制，需要取得并參照已經敘述過的種種數據。接下來說明為進行上述IH控制而取得各種數據的方法。
作為上述IH控制所需要的數據列舉如下(1)電源頻率
(2)輸入變頻電路的電流值、電壓值和這兩項相乘所得到的功率值(3)目標功率值(4)最小功率值(5)限制功率值(6)下限值記錄值(7)限制值記錄值(8)定影裝置的溫度(多處)再有，上述上限值是在進行功率修正控制時求的值，所以在后面敘述的功率修正控制動作說明時再進行解釋。
首先，(1)說明電源頻率的計測方法。
一旦圖象形成裝置100的電源接通，零交信號就開始輸入。這個零交信號作為發熱量控制單元300圖中未標示的CPU(中央運算處理器)的插入信號而被告知。
關于CPU的插入，通常可指定為禁止插入/允許插入，電源接通時處于禁止插入狀態。因此，在圖象形成裝置100中，電源接通后，通過發出允許插入的指定，插入得到許可而可以向發熱量控制單元300輸入零交信號。
發熱量控制單元300，在零交信號輸入的時點起動計時器，計測到下次零交信號輸入，也就是到插入發生的時間。并根據所計測出時間來判定電源頻率(50Hz/60Hz)。50Hz時的零交周期為20ms，60Hz時的零交周期為16.7ms。因此，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，考慮到插入發生時間出現延遲，偏差等因素，將閾值設置為18ms，規定等于或大于該數值定為50Hz，等于或小于該數值為60Hz。
接下來，(2)說明輸入到變頻電路的電流值、電壓值和通過將這兩項相乘獲得在功率計算部分306中所求的功率值的方法。圖5是在功率計算部分306中所執行的獲取電流值和電壓值的方法的說明圖。
如圖5所示，獲取實際的電流值、電壓值的計算式因電源電壓系統、電源頻率而變化。這里所說的電源電壓系統，是指用低壓電源(圖中未標示)檢測圖象形成裝置100是連接在100v的電源系統上，還是連接在200v的電源系統上，并通知發熱量控制單元300。
如圖5所示，輸入到變頻電路的實際電流值Ival與AD轉換后的數字數據ADi具有一次線性關系，其系數通過試驗可以求出。另外，輸入到變頻電路的實際電壓值Vval與AD轉換后的數字數據ADv，同樣具有一次線性關系，其系數也可通過試驗求出。
例如，輸入到100v系統、50Hz的變頻電路的電壓值通過Vval＝0.7112×ADv-33.0290[volt]...式5-1可以求出。
輸入到100v系統、50Hz的變頻電路的電流值通過Ival＝0.0533×ADi-1.5059[amp]...式5-2可以求出。
輸入到100v系統、60Hz的變頻電路的電壓值通過Vval＝0.7148×ADv-33.1930[volt]...式5-3可以求出。
輸入到100v系統、60Hz的變頻電路的電流值通過Ival＝0.0535×ADi-1.6145[amp]...式5-4可以求出。
輸入到200v系統、50Hz的變頻電路的電壓值通過Vval＝1.4048×ADv-63.7730[volt]...式5-5可以求出。
輸入到200v系統、50Hz的變頻電路的電流值通過Ival＝0.0269×ADi-0.8516[amp]...式5-6可以求出。
輸入到200v系統、60Hz的變頻電路的電壓值通過Vval＝1.4048×ADv-63.7730[volt]...式5-7可以求出。
輸入到200v系統、60Hz的變頻電路的電流值通過Ival＝0.0268×ADi-0.9182[amp]...式5-8
可以求出。
另外，供給上述變頻電路的功率值，在功率計算部分306中通過將上述各式計算所得到的電流值、電壓值相乘算出。該定影裝置200，在功率計算部分306中每10ms重復進行一次這樣的計算，以此來實現能夠即時對應電壓變動等情況，且可靠性更高的IH控制。
接下來說明在發熱量控制單元300中執行的獲取(3)目標功率值的方法。這個目標功率值是出于圖象形成裝置100功能項目之一的縮短起印時間，以及保護上述變頻電路的考慮而設定的。
即，在該圖象形成裝置100中，如果增大目標功率值，就有利于縮短起印時間，但是，卻有導致上述變頻電路損壞的可能性。相反，如果減小目標功率值，從保護上述變頻電路的觀點來看是非常理想的，可是卻又得擔心起印時間變慢。因此，這個目標功率值要權衡上述兩者，經過實驗來確定。圖6是發熱量控制單元300中執行的獲取上述目標功率值的方法的說明圖。
如圖(6)所示，圖象形成裝置100連接在100v系統電源上時，區間(1)(目標電壓為70.19v-95.21v)的目標功率值通過16.39×電源電壓-651.1960[W]...式6-1可以求出。
區間(2)(95.21v≤電源電壓≤132.45v)的目標功率值是固定的，即909[W]...式6-2區間(3)(電源電壓為132.45v-137.19v)的目標功率值通過-22.94×電源電壓+3947.1190[W]...式6-3可以求出。
區間(4)(電源電壓為≥137.19v)的目標功率值是固定的，即800[W]...式6-4在區間(4)中，后面將敘述的最小功率值也相同。
另外，如圖6(b)所示，圖象形成裝置100被接在200v電源上時，
區間(5)(電源電壓為161.13v-198.97v)的目標功率值通過9.83×電源電壓-1047.0476[W]...式6-5可以求出。
區間(6)(198.97v≤電源電壓≤264.89v)的目標功率值是固定的，即909[W]...式6-6區間(7)(電源電壓為264.89v-274.70v)的目標功率值通過-9.84×電源電壓+3513.0034[W]...式6-7可以求出。
區間(8)(電源電壓為≥274.70v)的目標功率值是固定的，即810[W]...式6-8在該區間(8)中，后面將敘述的最小功率值也相同。
如上所述，在該圖象形成裝置100中，無論是從保護上述變頻電路的觀點出發，或者是從確保快速起印時間的觀點來看，都設定了每種電壓下的最佳目標功率值。這樣在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，每10ms就重復進行一次獲取目標功率值，以此來實現能夠即時對應電壓變動等情況、且可靠性更高的IH控制。
接下來說明在發熱量控制單元300中執行的獲取(4)最小功率值的方法。這個最小功率是從保護上述變頻電路的觀點出發來設定的。如上所述，如果向上述變頻電路提供大功率，或者是小于某數值的功率，上述變頻電路有可能被損害。
圖7是在發熱量控制單元300中執行的獲取最小功率值的方法說明圖。如圖7(a)的100v系統及圖7(b)的200v系統所示，最小功率值因電源電壓而變。上述發熱量控制單元300，每10ms獲取一次最小功率值，以此來實現能夠即時對應電壓變動等情況、且可靠性更高的IH控制。
最小功率值越小，定影裝置200的溫度控制性能，即控制的動態范圍加大，控制性也就變得越好，但是另一方面，也會導致上述變頻電路損壞。因此，這個最小功率值也要和上述目標功率一樣權衡上述兩者，經過實驗來確定。
接下來說明在發熱量控制單元300中所執行的獲取(5)限制功率值的方法。該限制功率值定為目標功率+250W的功率值。
定影裝置200的圖象定影溫度通常由上述目標功率值來控制其功率，所以提供給上述變頻電路的功率應該不會達到限制功率。該限制功率值是為了在發熱量控制單元300受到干擾等引起誤操作，而電流值及電壓值的AD轉換數據數值變得不正常時等情況下排除干擾所設定的。
即，上述發熱量控制單元300如果檢測出提供給上述變頻電路的功率超出限制功率時，就會控制功率設定值以便使上述供給功率為小于目標功率的數值(如目標功率80％的功率值)。以此來防止上述變頻電路被損壞，以及因上述變頻電路的誤操作而引起的IH控制不正常。
圖8A及圖8B是表示100v系統及200v系統中的目標功率、最小功率、及限制功率值之間關系的相關圖。如8A、B所示，限制功率在100v系統、200v系統中都設定為目標功率+250[W]。另外，在圖A、B中，最小功率是將圖7所示的最小功率值圖示在曲線圖上。
接下來說明在發熱量控制單元300中所執行的獲取(6)下限值記錄值的方法。圖9A及圖9B是在100v系統及200v系統中獲取下限值數據的方法說明圖。上述下限值數據是指對應最小功率值的記錄值。該下限值數據如圖7所示，電源電壓100v時的最小功率為525W。
一方面，電源電壓100v時的下限值數據按圖9A所示的9-6算式計算為77(10進制)。實際的IH控制使用的不是圖7所示的功率值(以瓦特表示)，而是該記錄值。
下限值數據及其功率值(瓦特數)雖然是根本的決定性的數值，但是也會因為勵磁線圈253及定影裝置200的電感偏差或實際使用中產生的時間性變化等引起若干的偏差。
因此，在該定影裝置200中，發熱量控制單元300設定了以下限值數據為首的IH控制的各階段的功率之后，從輸入到上述變頻電路的電流值和電壓值就一直反饋功率。該定影裝置200以此解除上述偏差因素，來實現可靠性更高的IH控制。
下限值記錄值因電源電壓而變，可通過與電源電壓的2次關系式來求得。另外，這個2次關系式的系數是考慮到定影裝置200及勵磁線圈253的電感偏差，經過實驗求出的。
具體來講，是根據定影裝置200及勵磁線圈253的零單元配置上的最大值和最小值、平均值附近值的數據求出的。在該定影裝置200中，上述下限值記錄值每10ms重復一次獲取，以此來實現能夠即時對應電壓變動等情況、且可靠性更高的IH控制。
接下來說明在熱量控制單元300中所執行的獲取(7)限制值記錄值的方法。該限制值記錄值基本上進行與對于上述最小功率值求出上述下限值數據時進行的實驗相同的實驗，來求出對應于上述限制值功率值的記錄值數據。
定影裝置200通常在設定IH控制中的功率時，由于數據受到上限值限制，所以功率設定值一般不會達到限制值。可是如上所述，由于勵磁線圈253及定影裝置200的電感偏差或實際使用中產生時間性變化，有發生諸如功率修正控制中所求得的上限值超出限制值的情況可能性。
也就是說，該定影裝置200的發熱量控制單元300中，在上述功率修正控制中為達到目標功率而增大功率設定。可是，因勵磁線圈253及定影裝置200的電感由于時間性變化等而引起零件配置的數值發生偏差時，無論怎樣增大功率設定值，也不會達到目標功率，即變成功率難以輸入的狀態，功率設定值會永遠的增大。
這樣的功率設定值增大，從保護上述變頻電路的角度看是不理想的，所以有必要預先設定好最終的限幅值。于是，當功率設定值超出限制值時，發熱量控制單元300就會控制功率設定值，使供給功率成為小于目標功率的數值(例如目標功率的80％的功率值)。以此可以防止上述變頻電路被損壞及因上述變頻電路誤操作引起的IH控制的不正常。在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，每10ms重復進行一次該限制值記錄值的獲取動作，以此來實現能夠即時對應電壓變動等情況、且可靠性更高的IH控制。
接下來說明在上述溫度檢測部分303中所執行的獲取(8)定影裝置的溫度的方法。該定影裝置200靠上述溫度檢測器270在2處檢測其溫度。一處是定影裝置200的中央部，另一處是定影裝置200的端部。定影裝置200的中央部的溫度檢測以使記錄低P上未定影圖象以最佳的圖象定影溫度定影來確保圖象質量為目的。當小尺寸復印低連續印刷時，定影裝置200的非過紙部(端部)的溫度會異常上升，定影裝置200的端部溫度檢測的目的就是檢測出此溫度的異常上升，進行冷卻降溫。
這些檢測定影裝置200各部位溫度的溫度檢測器270的各檢出溫度，分別通過溫度檢測部分303內的AD轉換器，獲取數據，作為數字數據被傳送給供給計算部分301。該溫度檢測部分303每10ms獲取一次定影裝置200的溫度數據，用于溫度控制計算及定影裝置200的錯誤檢測。
接下來說明定影裝置200的功率上升時的IH控制方法。圖10是定影裝置200的功率上升控制狀態時的動作流程圖。
圖象形成裝置100當接收到外部PC(微機)等發出的請求印字的指令時，為了使其未定影圖象定影在記錄紙上，開始定影裝置200的加熱控制，即所謂的IH控制。
在此IH控制中，發熱量控制單元300首先控制功率上升。這一階段如上所述，進行使定影裝置200的發熱輥220及定影帶230升溫到可以將未定影圖象定影在記錄紙P上的溫度的準備處理。另外在這一階段，還要進行為進行IH控制而獲取種種數據的準備工作。
向上述變頻電路輸入的電壓，上述變頻電路的輸入電流，電源電壓的頻率、定影裝置200的溫度等各項數據，自圖象形成裝置100的電源接通時就已經開始獲取了。
向上述變頻電路輸入的電壓通過電壓值檢測部分304內的AD轉換器后，作為數字數據暫時被存貯到存貯器(work memory)(未標示)中，再傳送功率計算部分306。另外，向上述變頻電路輸入的電流，通過電流值檢測部分305內的AD轉換器后，作為數字數據暫時被存貯到存貯器(未標示)中，再傳送給功率計算部分306。然后，在功率計算部分306中將這些電壓值和電流值相乘，以算出提供給上述變頻電路的功率值。
定影裝置200的發熱量控制單元300每10ms獲取一次這些數據并進行演算。即使電源電壓發生變動，也能夠即時與其對應。另外在這里取得的電壓值，是使后面敘述的最小功率值(瓦特)、目標功率值(瓦特)、下限值(記錄值)、限制值(記錄值)變化的變動參數。
另外，關于電源電壓的頻率，自電源接通(ON)時起，零交信號就作為插入信號已經輸入了進行定影裝置200主控制的發熱量控制單元300內的CPU(未標示)中，通過計測這個插入信號的發生周期，來計測電源電壓頻率。
還有關于定影裝置200的溫度，包括熱敏電阻等熱響應性高的溫敏元件的溫度檢測器270的模擬輸出，通過溫度檢測部分303內的AD轉換器后，作為數字數據輸入到供電計算部分301。
在定影裝置200的發熱量控制單元300內，這些動作每10ms重復一次，形成能夠即時對應定影裝置200的溫度變化的結構。
在圖10中，IH控制靠發熱量控制單元300開始動作，首先校驗零交信號(步驟S1001)。這里的校驗只是確認零交信號是否已經輸入，并非確認其詳細周期。
在這里，因為電源頻率如果是50Hz，則周期約為20ms；電源頻率如果是60Hz，則周期約為16.7ms，所以如果零交信號正常，則在此間隔中會產生對發熱量控制單元300的CPU插入零交信號的現象。
在本例中規定錯誤條件為，零交信號的插入連續1秒或1秒鐘以上未出現的狀態，此時就判斷為錯誤而停止圖象形成裝置100的動作(步驟S1002)。
一方面，在步驟S1001中當確認零交信號正常后，發熱量控制單元300接著設定下限值(步驟S1003)。該下限值(記錄值)是對應上述最小的功率的數值。
然后，IH控制信號被接通(ON)(步驟S1004)，定影裝置200靠發熱量控制單元300開始加熱動作。IH控制信號接通(ON)后，發熱量控制單元300待機300ms(步驟S1005)。該時間為從在功率設定部分302設定功率，到實際上功率被施加到上述變頻電路上為止的時間。
這段待機時間因變頻電路的結構的不同而有差別。在本例中，取得了300ms的待機時間。另外，這段300ms的待機時間又是增加功率的方向的時間。相反在降低功率的方向上，設定了1500ms的待機時間。在降低功率的方向上的待機時間也依存于變頻電路的結構。
IH控制信號接通(ON)后經過300ms，發熱量控制單元300校驗施加在上述變頻電路上的功率(步驟S1006)。校驗是用輸入到上述變頻電路中去的電壓值和電流值在功率計算部分306相乘算出的功率值進行的。
在此，下限值一經設定，雖然會IH線圈及定影裝置200的電感偏差、時間性變化等，但是作為施加到上述變頻電路上的功率，幾乎是最小的功率值返回來。這個最小的功率值因電源電壓，進而由于輸入到變頻電路中去的電壓差異而有所不同。如圖7所示，200v系統的185v不到的情況下最小也有300W。
考慮到這一點，發熱量控制單元300如果不依存上述變頻電路的輸入電壓，而功率又在200W以下，那么就會因功率小而進行錯誤處理。但是，此時并不是立即當作異常通知來處理停止IH控制，而是再次進行功率設定和校驗功率的動作。并且在發熱量控制單元300中進行規定次數以上的重試動作后，才當作是異常通知停止IH控制，停止圖象形成裝置100的全部動作。
具體來講，由發熱量控制單元300進行的功率校驗，如果功率在200W以下，將計算重試次數用的計數器(IH控制開始時已調0)設為+1(步驟S1007)。然后，發熱量控制單元300進行確認，看重試計數器是否大于“5”，也就是說，確認重試次數是否超過5次(步驟S1008)。如果復回次數還沒有超過5次，就會返回步驟S1003，重復由發熱量控制單元300進行功率設定動作。如果復回次數超過5次，發熱量控制單元300就會當作異常通知停止IH控制，且停止圖象形成裝置100的全部動作(步驟S1009)。
這樣，一旦確認功率被正常地施加，發熱量控制單元300接著就確認是否有進入溫度控制的請求(步驟S1010)。這一步是從檢測定影裝置200溫度的溫度檢測部分303的輸出來進行判斷的。如上所述，在本例中，雖然在定影裝置200的中央部和端部的2處均設有溫度檢測部分303的熱敏電阻，但是用于該定影裝置200溫度控制的只是中央部的熱敏電阻。
當溫度達到低于使未定影圖象在記錄紙P上定影的設定溫度(因程序速度、記錄媒體種類、環境條件等的不同而有所差異)20℃的溫度時，該進入溫度控制的請求由發熱量控制單元300發出(步驟S1011)。例如，定影設定溫度為170℃時，在定影裝置200溫度達到150℃的時點，發出進入溫度控制的請求。
IH控制開始后，定影裝置200的溫度一般比較低，所以此時很少進入溫度控制。可是，在待機時間短的間斷等情況下，定影裝置200的溫度由于上次的印字而在足夠熱的狀態下開始下一次印字，所以在確認功率之后進入溫度控制的情況也多有發生。
在確認該功率之后，沒有進入溫度控制的請求時，供給計算部分301進行下一次應該設定的功率值的計算(步驟S1012)。該算法是根據先設定好下限值的300ms之后檢測(計算)出的功率值與對應當時變頻電路輸入電壓的最小功率值之間的差分或比率，按預先規定的算式(未標示)算出下一次應該設定的功率值。
該功率設定值與上述目標功率值是對應的。例如，最小功率值是500W時，設定下限值后，而實際返回的功率值為400W的話，就因為實際值比理論值小，所以下次的設定值要偏大地設定。相反，返回的功率為600W的話，就因為實際值比理論值大，所以下次的設定值就要偏小地設定。
這樣，實際設定由供給計算部分301計算出的功率設定值(步驟S1013)，300ms待機(步驟S1014)后，發熱量控制單元300確認是否達到目標功率(步驟S1015)。如果此時尚未達到目標功率，發熱量控制單元300就會返回到步驟S1010，重復以后的處理。另一方面，如果達到了目標功率，發熱量控制單元300就會結束功率上升的控制，而進入功率修正控制。
接下來說明上述功率修正控制時的IH控制方法。圖11是定影裝置200的功率修正控制狀態的動作流程圖。
該功率修正控制時，發熱量控制單元300如圖11所示，先把上述功率上升控制剛進入上述功率修正控制后的功率設定值作為上限值，存儲到規定的工作區域中(未標示)(步驟S1101)。該上限值被當作之后進行溫度控制計算時的上限值來使用。
另外如上所述，功率上升控制過程中進入溫度控制時的上限值，采用的是預先規定的規定值(在本例中，相當于目標功率80％左右的功率設定值)。
在該功率修正控制狀態時，功率設定值的可變量以“+1”“-1”的水平進行。也就是說，在該功率修正控制中，超過目標功率時，供給計算部分301就將功率設定值“-1”，低于目標功率時，供給計算部分301就將功率設定值“+1”，這樣進行功率修正控制。另外，供給計算部分301從上述功率上升控制剛進入功率修正控制時，處于超過目標功率的狀態，將功率設定值“-1”(步驟S1102)。
隨后，供給計算部分301確認自功率計算部分306傳來的功率(步驟S1103)。如果功率值超出目標功率，功率設定值“-1”(步驟S1104)、進行1500ms的待機(步驟S1105)。另外，如果功率值低于目標功率，供給計算部分301就將功率設定值“+1”(步驟S1106)、進行300ms的待機(步驟S1107)。
供給計算部分301在該功率修正控制過程中，從上述功率上升控制剛進入功率修正控制時，參照寄存在工作區域的上限值和目標功率，對通過“+1”或“-1”所得到的功率設定值的大小進行比較(步驟S1108)。
在這里，在功率修正控制過程中的功率設定值如果超出存儲在工作區域的上限值，供給計算部分301就將該值更新為新的上限值(步驟S1109)。之后，供給計算部分301確認進入溫度控制的請求(步驟S1110)，若無請求，則返回步驟S1103進行重復處理。
再有，關于進入溫度控制請求，由于與上述功率上升控制的說明相同，在此省略其說明。如果有這個進入溫度控制的請求，就進入溫度控制。
接下來詳細說明溫度控制時的IH控制方法。圖12是定影裝置200溫度控制狀態的動作流程圖。
上述功率上升控制及上述功率修正控制時計算功率設定值的基準值是，在功率值計算部分306中通過輸入到上述變頻電路的電流值及功率值計算出的功率值。而在該溫度控制時計算功率設定值的基準值是，定影裝置200中央部熱敏電阻(溫度檢測部分303)的輸出，即定影裝置200中央部的溫度。
作為在供電計算部301中執行的用來求功率設定值的計算方式，采用的是根據將未定影圖象定影在記錄紙上的定影設定溫度(因程序速度、記錄媒體種類、環境條件等因素不同會有所差異)，與實際定影裝置200中央部溫度之間的差分來計算功率設定值的PID計算(步驟S1201)。
此外，雖然圖中未標示出來，但是供給計算部分301自從進入到該溫度控制時起就開始確認定影裝置200端部的熱敏電阻，如果定影裝置200中央部溫度和定影裝置200端部溫度之間的差異超過規定值，就視為錯誤而停止IH控制。
這個規定溫度在本例中設定為30℃。即在定影裝置200中央部的溫度到達(過渡到溫度控制)定影設定溫度-20℃時點以后，定影裝置200端部溫度比定影裝置200中央部溫度低30℃以上時，就視為錯誤。
在PID計算中，根據對應了程序速度、記錄媒體種類、環境條件等的未定影圖象定影的定影設定溫度(以下僅稱“定影設定溫度”)，與定影裝置200中央部熱敏電阻的輸出(以下僅稱“定影裝置溫度”)之間的差分(以下把該值稱為“偏差”)，計算出功率設定值。另外，在PID計算中，根據上述差分的累積值(以后稱積分值)，以及上次的差分和此次的差分之間的差(以下稱該值為“積分值”)，計算出功率設定值。另外，在本例中采用讓上述偏差和其積分值乘以一定的系數，來計算出功率設定值的PID控制。
PID控制的算式如式12-1。
功率設定值＝Kp{E(N)+Kt×ΣE(n)}···式12-1其中Kp＝比例常數、Kt＝積分常數、E(n)＝偏差上式中的比例常數Kp及積分常數Kt，利用極限靈敏度法(為求出該數的已知方法之一，圖中未標示)算出。然后考慮控制系統的特性(本實施例包括定影裝置200、及勵磁線圈253的電感偏差等)，微調最初的設定溫度到達時的過熱(overshot)及穩定控制時的溫度變化(ripple)，使數值控制在允許的范圍之內，來決定最終系數。另外，本實施例中溫度控制的采樣周期是10ms，根據該周期并按照式12-1的控制方法算出功率設定值。
這里需要注意，如果將根據上述PID計算算出的數值直接作為功率設定值施加到上述變頻電路上時，會出現輸出超過上述的上限值或限制值，或低于下限值的數值的現象。從保護上述變頻電路的角度來看，會產生不良后果，甚者有可能導致變頻電路損壞。
因此，在該溫度控制上，為了防止這種現象發生，就需要不斷地將上述PID計算值，與在該溫度控制階段已經算出的或預先規定的上限值和下限值進行比較來設定功率，以此謀求保護上述變頻電路。
即在該溫度控制中，供電計算部301比較上述PID計算值與下限值之間的大小關系(步驟S1202)。在此如果PID計算值>下限值，下次就比較上述PID計算值和上限值之間的大小關系(步驟S1203)。在此，如果PID計算值＜上限值，供電計算部301就把上述PID計算值作為功率設定值來設定(步驟S1204)。
另外，如果PID計算值超過上限值，供給計算部分301就把上限值作為功率設定值來設定(步驟S1205)。之后確認結束溫度控制的請求(步驟S1212)。
接著，說明在步驟S1202中，PID計算值低于下限值時的溫度控制。該控制是指自圖12的步驟S1206到步驟S1211之間的處理。雖然將上述PID計算值直接作為功率設定值來設定沒有任何問題，但是如上所述，為了保護上述變頻電路的安全，對功率設定值進行了限制。
上述PID計算值成為超過上限值的狀態，是在功率修正控制剛進入溫度控制時發生的，在穩定的溫度控制中難以成為這種狀態。可是與此相反，PID計算值低于下限值的狀態，在定影裝置200留有余溫，只要小功率就足夠用的時候會頻繁發生。
如此，當PID計算值低于下限值時，如果持續地以下限值作為功率設定值來設定的話，那么持續提供的功率比所需要的功率要多，以錯誤的信息來進行溫度控制就會使溫度控制失敗。
另外，當PID計算值低于下限值時，如果將功率設定值設定為0的話，那么持續提供的功率要比實際所需要的功率少，以錯誤的信息來進行溫度控制，同樣地溫度控制也會失敗。
于是在這個溫度控制中，為了防止上述兩種情況發生，就要根據PID計算值與下限值的比率進行PWM控制，以此謀求既保護上述變頻電路，又控制溫度的兩全齊美之策。
該溫度控制的具體辦法說明如下在圖12中，當PID計算值低于下限值時，供給計算部分301在步驟1202，功率設定值預先設定下限值(步驟S1206)。接著，供給計算部分301進行PWM控制的脈沖保持時間/間歇時間(on/offduty)的計算(步驟S1207)。
例如在下限值為40(16進制顯示)HEX時的PID計算值是20(16進制)HEX的情況下，其ON比率為50％。因此，這種時候如果進行50％的脈沖保持時間、50％的間歇時間的PWM控制，就等于模擬性的將功率設定成PID計算值20HEX。
再舉一例，在下限值為40(16進制顯示)HEX時的PID計算值是10(16進制)HEX的情況下，其ON比率為25％。因此，這種時候如果進行25％的脈沖保持時間、75％的間歇時間的PWM控制，就等于模擬性的將功率設定成PID計算值10HEX。
如此看來，PID計算值低于下限值時，要按照上面所計算的PWM控制的脈沖保持時間/間歇時間進行功率設定。這里PWM控制的采樣周期使用了讓程序速度等不斷變化的同時通過實驗所求出的數值。舉一例說明，本實施例中，穩定速度為(100mm/s)時，其周期是40ms。
接著供給計算部分301，待機相當于根據上述PWM控制的脈沖保持時間/間歇時間和PWM控制的采樣周期算出的在PWM控制中的保持時間(步驟S1208)的時間。在經過相當于保持時間的待機之后，斷開IH控制信號(步驟S1209)，待機相當于PWM控制中的間隙時間(步驟S1210)的時間。
然后，供給計算部分301經過相當于斷開時間的待機之后，接通IH控制信號(步驟S1211)，進入確認結束上述溫度控制(步驟S1212)的步驟。在這里如果有結束溫度控制的請求，供給計算部分301就結束溫度控制，并停止IH控制。再有，如果沒有結束溫度控制的請求，就返回步驟S1201，繼續進行溫度控制。
如圖4所說明的那樣，在功率上升控制中、功率修正控制中、溫度控制中，當檢測出提供給上述變頻電路的功率超過限制功率時，或者功率設定值超過限制值時，發熱量控制單元300就會控制功率設定值，使供給功率成為小于目標功率的數值(例如是目標功率80％的功率值)，以防止因上述變頻電路的損壞或由于變頻電路的誤操作而導致的IH控制不當。
然而，在采用了以往的圖象加熱裝置的定影裝置中，如上所述，由于使用2個以上的IGBT對提供給其熱源的功率進行PID控制，所以成本高而且效果差。
出于以上原因，作為使用了這種圖象加熱裝置的定影裝置，其電源最好為采用1個IGBT的結構。可是，只用1個IGBT進行線性控制的缺點是，功率低時高頻切換損失增加，作為IH輸出最低功率只能下降到400W左右。
因此，在此定影裝置200的發熱量控制單元300中，如圖13所示，PID控制的計算結果超過作為IH輸出所得到的最低功率的話，就進行線性控制，當求出的功率低于最低功率時，就用最低功率進行PWM控制。
也就是說，在此定影裝置200的發熱量控制單元300中，溫度控制的計算不根據定影帶230的旋轉數而變動，而是判斷是否為可以用1個IGBT進行溫度控制的范圍，再切換成線性控制或是PWM控制的任意一種。
在此，由上述PWM控制進行全范圍的控制雖然在理論上是可能的，但是現實中，如果在0～1000W范圍內以很短的時間間隔來保持/間歇的話，就會出現電源波動或干擾等種種弊病。而且當控制功率瞬間從0W一下子變成1000W左右時，控制電路有可能會被破壞。出于這種原因，在以往的控制裝置中，使用2個以上的IGBT劃分控制范圍，以使電源電壓不發生很大的變化。
對此，在此定影裝置200的發熱量控制單元300中，如上所述供給計算部分301的計算結果、輸出較低，例如不到500W時，靠PWM控制進行定影帶230的發熱量控制。再如，輸出較高例如在500W以上時，靠線性控制進行定影帶230的發熱量的控制。
根據此結構，沒有必要根據定影速度切換供電計算部301的計算方法，用一種計算方法就可以控制定影帶230的發熱量。因此，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，只用1個切換元件就可以對供給定影帶230熱源的供給功率進行PID控制，做到低成本高效率，使定影帶230的溫度穩定地保持在目標溫度。
但是，定影裝置200的電源電壓因國家或地區而不一樣。圖14是表示定影裝置200的電源電壓和最低功率之間的關系的說明圖。如圖14所示，定影裝置200的最低功率隨電源電壓變動，電源電壓越高，最低功率也就越上升。
這就是說，如果電源電壓變低，也可以輸出低的功率，所以，標準功率(1個IGBT能輸出的最低功率)能夠線性控制到400W左右。可是與此相反，如果電源電壓為120v或130v這樣較高的環境下，最低功率會超過600W，因此標準功率有可能會變高。
這樣一來，標準功率未必就是上述的500W固定不變，而有可能根據電源電壓變成400W或500W以上。
因此，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，通過電源電壓使標準功率發生變化。根據該結構，盡管使用環境不同，也可毫無疑問地控制定影帶230的發熱量。
觀察向上述變頻電路輸出的電流和電壓并計算功率，按照對應這個功率的圖表，就可以選擇適當的控制，在上述線性控制和上述PWM控制之間進行切換。
另外，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，根據圖象形成裝置100的程序速度快慢，可以改變PWM控制的采樣周期。在此，上述程序速度快時，要使操作量快速地反映，所以適合短采樣周期；隨著上述程序速度變慢，就變得適合于長采樣周期了。這一點在定影帶230的加熱部與溫度檢測器270的溫度檢測部互相分開時更加明顯。
例如，如圖15所示，程序速度較慢為50mm/sec，控制周期較短為50msec，這時操作量被反映出的結果到為溫度檢測器270感知為止需要一定的時間。因此在這種情況下，如果以短采樣周期使操作量發生變化，由于無法感知操作量的反映結果，結果操作量不斷加大，溫度變化也會隨之變大。
因此，程序速度較慢為諸如50mm/sec時，可如圖16所示那樣，比較適合諸如控制周期為200msec的有一定長度的采樣周期，。
一方面，如圖17所示，程序速度較快為200mm/sec，控制周期為50msec時，比較適合短的采樣周期。也就是說，在這種情況下，如圖18所示，以諸如控制周期為200msec的較長采樣周期使操作量發生變化時，由于無法感知操作量的反映結果，結果操作量不斷加大，溫度變化也變大。
這樣，在該定影裝置200中存在，發熱量控制耽于300的控制量反映到定影帶230的加熱上，由于該加熱溫度由溫度檢測器270檢測出來，因而存在根據該溫度檢測器270的常數而決定出的發熱量控制單元300的控制周期的最佳采樣周期。因此，在該定影裝置200中，一旦偏離最佳采樣周期，溫度變化就會加大。
圖19是表示上述程序速度、上述采樣周期、及上述溫度變化之間關系的說明圖。
在PID控制中，可以單靠采樣時間來考慮最佳值。可是，在PWM控制中，采樣時間長時，可以細分操作量級，然而采樣時間短時，如圖20A～E所示，以10段、20段、或5段控制電源輸出時，為了兼顧圖象形成裝置100的控制周期，只能分幾級操作量級。
因此，在PWM控制中有更復雜的最佳值存在。在本實施例中，上述最佳值最終通過實驗得出。
另外，在IH控制中，根據感應加熱裝置250的磁通分布，發熱輥220及定影帶230發熱。因此，從發熱輥220的斷面方向上來看定影帶230并未被均勻加熱，而是按照勵磁線圈253的形狀產生最高溫度點。
因而，在IH控制中，用于檢測該定影帶230溫度的溫度檢測器270，如果安裝在這個最高溫度點上，溫度控制的結果會立即被反映出來，所以其結果是理想的。
可是，由于勵磁線圈253的形狀關系等原因，這個溫度檢測器270大多設在稍微偏離上述最高溫度點的地方。特別是在此定影裝置200中，如圖21所示，由于使用定影帶230作為圖象加熱體，因而從最高溫度檢測部位H到溫度檢測器270的溫度檢測部位的傳感距離L(在本例中為25mm)就變長了。
因此，在該定影裝置200中，在上述最高溫度部位被加熱的定影帶230的溫度，由溫度檢測器270推遲規定時間進行傳感。
所以該定影裝置200的采樣周期必須是，以其程序速度，從溫度最高部位H移動到溫度檢測器270溫度檢測部位為止的傳感距離L的時間以內才行。且這個采樣周期優選為，以其程序速度，從溫度最高部位H移動到溫度檢測器270溫度檢測部位為止的傳感距離L的時間的1/2以內。
因此，在該定影裝置200中，例如厚紙定影時那樣，程序速度為較慢的50mm/s時，傳感需要的時間約為500ms，最佳控制周期是200ms。另外，又如黑白圖象(1分鐘印刷20頁)或彩色圖象(1分鐘印刷16頁)的定影時，程序速度為較快的200mm/s時，傳感需要的時間約為125ms，最佳控制周期是50ms。
在PWM控制中，通常采樣周期是以一定的脈沖幅度來改變的，但是在這種情況下，只能根據圖象形成裝置100的控制周期來取分割數的數值。
因此，如圖22A～E所示，由于與此PID控制演算結果對應地改變PWM控制的采樣周期，所以可以得到更細分的輸出級(level)。
這里采樣周期固定，PWM控制時，通常固定基準點而讓幅度發生變化。但是，因為輸出可以按照圖象形成裝置100的控制周期接通/斷開，所以如圖23A～E所示，使接通時間和斷開時間分散，也可以得到相當的輸出。這種方式由于斷開的時間不長，所以有溫度變化變小的優點。
然而，在PWM控制中，通常在規定的采樣周期結束之前，不能夠進入下一項控制。因此，盡管在每個圖象形成裝置100控制周期(本例為10ms)都進行PID控制計算，但是如圖24所示，PWM控制周期為200ms時，如不超過200ms，就不能進入到下一項輸出。這就等于只采用PWM控制時沒問題，但是由于環境溫度變化或電源電壓變化等任何原因，而回到線性控制場合時多會因此而發生相應的反應遲緩現象。
于是，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，如圖25所示，當PID控制的計算結果超過進行PWM控制的最低功率的時候，就立即返回到線性控制。
另外，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，如圖26所示，通常，PWM控制周期結束之時，就會進入到下一個線性周期。可是，在這個控制過程中，從PWM控制到移動至線性控制需要一定的時間。
因此，在該定影裝置200的發熱量控制單元300中，如圖27所示，當PID控制的計算結果超過最低功率之時，可以立即移動至線性控制。
本發明的圖象加熱裝置的第一種形態包括圖象加熱體，加熱記錄媒體上的未定影圖象；發熱單元，加熱上述圖象加熱體；溫度檢測單元，檢測上述圖象加熱體的溫度；以及，發熱量控制單元，根據上述溫度檢測單元所檢測的溫度來控制上述發熱單元的發熱量，以使上述圖象加熱體的溫度能夠保持在適于給上述記錄媒體的上述未定影圖象進行加熱定影的圖象定影溫度上，其中，上述發熱量控制單元，以規定的標準功率在線性控制和PWM控制之間進行切換，來控制上述發熱單元的發熱量。
根據該結構，上述發熱量控制單元的計算結果、輸出較低時，可以由上述PWM控制方式控制上述發熱單元的發熱量；在輸出較高時，可以由上述的線性控制方式控制上述發熱單元的發熱量；也就是說，根據該結構，沒有必要按照定影速度切換上述發熱量控制單元的計算方法，而是以一種計算方法就可以控制上述發熱單元的發熱量。因此，在該結構中，僅用1個切換元件就可以對供給上述發熱單元熱源的供給功率進行PID控制，所以可以謀求低成本及高效率化，還能夠使上述圖象加熱體的溫度穩定地保持在目標溫度上。
本發明的圖象加熱裝置的第二形態，其中，在上述的第一形態記載的圖象加熱裝置中的上述標準功率根據電源電壓而變化。
上述電源電壓因國家及地區的不同而不同。由于在電源電壓低的環境中，能夠輸出較低的功率，所以可以降低上述標準功率，例如，在線性控制中可以降到400W左右。相反，在電源電壓高的環境下，無法輸出低的功率，例如，即使是500W線性控制也很難執行。根據該結構，在第一形態中記載的發明效果的基礎上，由于上述標準功率靠電源電壓變化，所以即便使用環境有所不同，也可以毫無疑問地控制發熱單元的發熱量。在這里，上述線性控制和上述PWM控制之間的切換，例如，可以觀察上述輸出的電流和電壓來計算功率，根據對應于該功率的圖表選擇合適的控制。
本發明的圖象加熱裝置的第三形態包括圖象加熱體，加熱記錄媒體上的未定影圖象；發熱單元，加熱上述圖象加熱體；溫度檢測單元，檢測上述圖象加熱體溫度；以及，發熱量控制單元，根據上述溫度檢測單元所檢測的溫度來控制上述發熱單元的發熱量，以使上述圖象加熱體的溫度能夠保持在適于給上述記錄媒體的上述未定影圖象進行加熱定影的圖象定影溫度，其中，上述發熱量控制單元，以規定的標準功率在線性控制和PWM控制之間進行切換，來控制上述發熱單元的發熱量，根據上述圖象加熱體的轉速來改變上述PWM控制的采樣周期。
當上述發熱單元對上述圖象加熱體進行加熱的部位，與上述溫度檢測單元對上述圖象加熱體的溫度進行檢測的部位離開一定距離時，如果上述PWM控制的采樣周期固定，那么上述發熱量控制單元計算次數就會因上述圖象加熱體的轉速而不同。也就是說，上述圖象加熱體的轉速慢時，上述發熱量控制單元的計算次數就多。因此，上述圖象加熱體的轉速慢時，會造成采樣過密，撲空增加，而輸出上升。其結果是，如果上述圖象加熱體的溫度設定過高而超出需要，溫度變化就會加大，且控制幅度會變寬。根據該結構，由于根據上述圖象加熱體的轉速，改變上述PWM控制的采樣周期，而可以適當地設定上述圖象加熱體的溫度、縮小溫度變化，且使控制幅度變窄。此處，上述PWM控制采樣周期的最佳值實際上是因上述溫度檢測單元的時間常數或其它因素而變化的，所以采樣周期優選為上述溫度檢測單元的傳感所需時間的1/2以下。
本發明的圖象加熱裝置的第四形態，其中，在上述第三形態記載的圖象加熱裝置中的上述發熱量控制單元，以上述圖象加熱體的多種轉速內任意的兩種轉速中較慢的轉速，增大上述PWM控制的上述采樣周期數值的設定。
在上述圖象加熱體的多種轉速內任意的兩種轉速中，轉速慢者上述溫度檢測單元的傳感所需的時間變長。根據該結構，由于以上述轉速慢者增大了上述PWM控制的上述采樣周期的數值，所以可以防止上述發熱量控制單元的撲空控制帶來的溫度變化幅度增大的弊端。
本發明的圖象加熱裝置的第五形態，其中，在上述的第三形態記載的圖象加熱裝置中的上述發熱量控制單元，進行上述PWM控制時采用的采樣周期，比上述圖象加熱體以規定的程序速度從上述圖象加熱體最高溫度部位移動到上述溫度檢測單元的溫度檢測部位為止所需的時間要短。
根據該結構，由于以比上述圖象加熱體按規定的程序速度移動完上述距離所需的時間要短的采樣周期，進行上述PWM控制，所以能夠可靠地反映出上述發熱量控制單元的控制。
本發明的圖象加熱裝置的第六形態，其中，在上述的第一形態記載的圖象加熱裝置中，根據上述發熱量控制單元演算出的上述PWM控制的占空比(duty ratio)，改變上述PWM控制的采樣周期。
在PWM控制中，通常固定采樣周期，只改變脈沖幅度。但是在這種情況下，只能取對應圖象形成裝置的控制周期分割數的數值。根據該結構，由于根據上述PWM控制的占空比，改變上述PWM控制的采樣周期，所以可以得到更細分的輸出級。
本發明的圖象加熱裝置的第七形態，其中，在上述的第三樣形態記載的圖象加熱裝置中，上述發熱量控制單元在控制周期內使上述PWM控制的保持時間分散。
在上述采樣周期一定的PWM控制中，通常固定標準點使幅度變化，由于輸出能夠按照圖象形成裝置的控制周期接通/斷開，所以讓接通時間和斷開時間分散也能夠得到相當的輸出。根據該結構，由于在控制周期內使上述PWM控制的保持時間分散，間歇時間不會持續很長，所以溫度變化變小。
本發明的圖象加熱裝置的第八形態，其中，在上述的第一樣形態記載的圖象加熱裝置中的上述發熱量控制單元，在上述線性控制的PID控制周期比上述PWM控制的控制周期要短，而且在上述PWM控制的控制周期內，有條件能夠移動到上述線性控制的時候，不等待上述PWM控制的一個周期結束，就切換成上述線性控制。
在上述PWM控制時，通常在規定的采樣周期結束之前，不能移動至下一個控制。因此，在每個圖象形成裝置的控制周期內，即使進行PID控制計算，例如，在PWM控制周期為200ms時，不到200ms這個時間就不會編為下一輸出。在只有PWM控制的時候，這一點是沒問題的。但是，因為環境溫度變化或電源電壓變化等任何一個什么理由而返回到線性控制的情況時，反應會因此而相應的遲緩。根據該結構，由于在有條件可以移動至上述線性控制時，無需等待上述PWM控制的一個周期結束，就切換成上述線性控制，所以可以防止因采樣周期引起的控制遲緩。
本發明的第九形態的定影裝置包圖象加熱單元，用于加熱記錄媒體上的未定影圖象，其中上述圖象加熱單元采用上述第一種形態記載的圖象加熱裝置。
根據該結構，作為上述圖象加熱單元，由于采用了上述第一種形態記載的圖象加熱裝置，所以可以使圖象加熱體的溫度穩定地保持在目標溫度上，還能夠提供低成本、高效率結構的定影裝置。
本發明的第十種形態的圖象形成裝置包括成象單元，在記錄媒體上形成未定影圖象；以及，定影單元，加熱在上述記錄媒體上所形成的未定影圖象，其中上述定影單元采用上述第九種形態記載的定影裝置。
根據該結構，作為上述定影單元，由于使用了上述第九種形態記載的定影裝置，所以可以提供一種能以適當的溫度加熱定影記錄媒體上形成的未定影圖象的圖象形成裝置。
本說明書是根據2004年3月10日申請的第2004-068032號日本專利。其內容全部包括于此作為參考。
產業上利用的可能性本發明，對于復印機、傳真機以及打印機等圖象形成裝置的定影裝置的定影速度即使發生變化，也能使圖象加熱體的溫度穩定地保持在目標溫度上，而且可以謀求低成本化和高效率化。
權利要求
1.一種圖象加熱裝置，包括圖象加熱體，加熱記錄媒體上的未定影圖象；發熱單元，加熱上述圖象加熱體；溫度檢測單元，檢測上述圖象加熱體的溫度；以及發熱量控制單元，根據上述溫度檢測單元所檢測的溫度來控制上述發熱單元的發熱量，以使上述圖象加熱體的溫度能夠保持在適于給上述記錄媒體的上述未定影圖象進行加熱定影的圖象定影溫度上，其中，上述發熱量控制單元，以規定的標準功率在線性控制和PWM控制之間進行切換，來控制上述發熱單元的發熱量。
2.根據權利要求1所述的圖象加熱裝置，其中，上述標準功率根據電源電壓而變化。
3.一種圖象加熱裝置，包括圖象加熱體，加熱記錄媒體上的未定影圖象；發熱單元，加熱上述圖象加熱體；溫度檢測單元，檢測上述圖象加熱體溫度；以及發熱量控制單元，根據上述溫度檢測單元所檢測的溫度來控制上述發熱單元的發熱量，以使上述圖象加熱體的溫度能夠保持在適于給上述記錄媒體的上述未定影圖象進行加熱定影的圖象定影溫度，其中，上述發熱量控制單元，以規定的標準功率在線性控制和PWM控制之間進行切換，來控制上述發熱單元的發熱量；根據上述圖象加熱體的轉速來改變上述PWM控制的采樣周期。
4.根據權利要求3所述的圖象加熱裝置，其中，上述發熱量控制單元，以上述圖象加熱體的多種轉速內任意的兩種轉速中較慢的轉速，增大上述PWM控制的上述采樣周期數值的設定。
5.根據權利要求3所述的圖象加熱裝置，其中，上述發熱量控制單元，進行上述PWM控制時采用的采樣周期，比上述圖象加熱體以規定的程序速度從上述圖象加熱體最高溫度部位移動到上述溫度檢測單元的溫度檢測部位為止所需的時間要短。
6.根據權利要求1所述的圖象加熱裝置，其中，根據上述發熱量控制單元演算出的上述PWM控制的占空比，改變上述PWM控制的采樣周期。
7.根據權利要求3所述的圖象加熱裝置，其中，上述發熱量控制單元在控制周期內使上述PWM控制的保持時間分散。
8.根據權利要求1所述的圖象加熱裝置，其中，上述發熱量控制單元，在上述線性控制的PID控制周期比上述PWM控制的控制周期短，而且在上述PWM控制的控制周期內，有條件能夠移動到上述線性控制的時候，不等待上述PWM控制的一個周期結束，就切換成上述線性控制。
9.一種定影裝置，包括圖象加熱單元，用于加熱記錄媒體上的未定影圖象，其中上述圖象加熱單元采用上述權利要求1所述的圖象加熱裝置。
10.一種圖象形成裝置，包括成象單元，在記錄媒體上形成未定影圖象；以及定影單元，加熱在上述記錄媒體上所形成的未定影圖象，其中，上述定影單元采用上述權利要求9所述的定影裝置。
全文摘要
一種圖象加熱裝置目的在于即使定影速度發生變化，也能使圖象加熱體的溫度穩定地保持在目標溫度上，且低成本化高效率化。該裝置的定影裝置200的發熱量控制單元300，溫度控制的計算不會隨著定影帶230的轉速而變化，PID控制的計算結果，判斷是否為用1個IGBT可以進行溫度控制的范圍，如果作為超過IH(電磁感應加熱)輸出所得到的最低功率，就進行線性控制；當所得到的功率達不到最低功率時，就以最低功率，進行PWM控制。這樣，不必根據定影速度切換供電計算部301的計算方法，用一種計算方法就可以控制定影帶230的發熱量。因此，只用1個切換元件，就可以對供給定影帶230熱源的供給功率進行PID控制，能夠謀取低成本化以及高效率化，且能夠使定影帶230的溫度穩定地保持在目標溫度上。
文檔編號H05B6/14GK1806209SQ20058000051
公開日2006年7月19日 申請日期2005年3月7日 優先權日2004年3月10日
發明者立松英樹, 井原宏文, 志水忠文, 醒井雅裕, 松崎圭一, 野口智之 申請人:松下電器產業株式會社