JP2014228668A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流が流れる方向の片寄りを抑制しながらフリッカを効果的に抑制する定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置が備える定着装置５０は、通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーター５３と、交流電源ＡＣと定着ヒーター５３とを接続する電力線と、電力線を遮断するオフ状態と電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部５４と、定着ヒーター５３を点灯する場合に交流電源ＡＣの半波周期を単位として切換部５４を切換制御する制御部７０と、制御部７０による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部７１と、を有している。ここで、配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、オフ区間及びオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などとして電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、用紙に画像を転写し、その後、用紙に画像を定着する、という一連のプロセスを通じて用紙に画像を形成する。画像形成装置は、定着処理を行う定着装置を備えており、この定着装置は、熱定着を行うための定着ヒーターを有している。定着ヒーターとしては、例えばハロゲンランプを用いることができる。

冬期夜間といったように低温環境に画像形成装置が放置された場合、定着ヒーターも低温となっており、この場合、ヒーター抵抗も小さい状態となっている。このような状態で定着ヒーターの点灯を行うと、突入電流が増大する傾向となり、この突入電流の増大はさらなるフリッカを生じさせる。ここで、フリッカは、定着ヒーターの点灯・消灯の度に生じる急激な電圧変動により、画像形成装置と同じ交流電源に接続されている機器、例えば照明装置がちらつく等の現象をいう。また、温度リップルを小さくするためには、定着ヒーターの点灯・消灯の切換頻度が増加することとなるので、このようなフリッカの影響が顕著になる。

例えば特許文献１には、フリッカを抑制することができる画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、交流電源と定着ヒーターとの間の導通状態をオフ状態とオン状態とで切換可能な切換部と、交流電源の半波周期毎に切換部を制御する制御部とを有している。この制御部は、半波周期の整数倍となる異なる制御周期に対応した複数の配列パターンを有しており、当該配列パターンに基づいて切換部を制御する。ここで、個々の配列パターンは、１制御周期において、オン状態にすべきオン区間及び導通状態をオフ状態にすべきオフ区間のうち、半波の合計数の少ない方の区間が全て非連続となるように各区間が配列されている。

特開２００９−２３７０７０号公報

しかしながら、従来の手法によれば、その配列パターンによっては電流が流れる方向が特定の方向に片寄ってしまうことがあり、切換部を構成するスイッチング素子等にとって好ましくないという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流が流れる方向の片寄りを抑制しながらフリッカを効果的に抑制することである。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、定着装置が、通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーターと、交流電源と定着ヒーターとを接続する電力線と、電力線を遮断するオフ状態と、当該電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部と、定着ヒーターを点灯する場合に、交流電源の半波周期を単位として切換部を切換制御する制御部と、制御部による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部と、を有している。この場合、配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、切換部のオフ状態を指定するオフ区間及び切換部のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されている。

ここで、第１の発明において、定着ヒーターは、電力線を介して交流電源とそれぞれ並列接続される複数のヒーターで構成されており、切換部は、複数のヒーター毎に設けられていることが好ましい。また、制御部は、複数のヒーターを点灯する場合に、切換部のそれぞれを対象として、交流の半波周期を単位として切換部の状態を制御することとし、複数のヒーターを同時に点灯する場合には、同一の配列パターンに係る配列を同期させないように制御することが望ましい。

さらに、１制御区間の長さが半波周期の７倍以上である配列パターンは、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックと、それぞれが２つの半波よりなる、２つ以上の第２のブロックと、で構成されており、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を含む第２のブロックは、１つ又は２つとなることが好ましい。

また、第２の発明は、用紙に画像を転写する画像形成部と、画像形成部により転写された画像を用紙に定着させる定着装置と、を有する画像形成装置を提供する。ここで、定着装置は、通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーターと、交流電源と定着ヒーターとを接続する電力線と、電力線を遮断するオフ状態と、当該電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部と、定着ヒーターを点灯する場合に、交流電源の半波周期を単位として切換部を切換制御する制御部と、制御部による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部と、を有している。この場合、配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、切換部のオフ状態を指定するオフ区間及び切換部のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されている。

本発明によれば、制御部が切換部の切換制御において利用する配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されている。これにより、偶数倍が配列パターンから除かれることとなるので、電流が流れる方向が特定の方向に片寄ってしまうといった事態を抑制することができ、切換部を構成するスイッチング素子等への不都合を抑制することができる。また、配列パターンに含まれるオン区間及びオフ区間の配列が適正化されているので、フリッカの抑制効果を期待することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置を模式的に示す構成図 図１に示す定着装置の構成を示すブロック図 配列パターンに応じた電流波形を示す説明図 図３に示す配列パターンに関する説明図 定着ヒーターの温調制御に係るフローチャート 第２に実施形態に係る定着装置の構成を示すブロック図

図１は、本実施形態にかかる画像形成装置を模式的に示す構成図である。この画像形成装置は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

画像形成装置は、原稿読取装置ＳＣ、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、定着装置５０、制御部７０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取装置ＳＣは、走査露光装置の光学系により原稿の画像を走査露光し、その反射光をラインイメージセンサーにより読み取り、これにより、画像信号を得る。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理が施された後、画像データとして制御部７０に入力される。なお、制御部７０に入力される画像データとしては、原稿読取装置ＳＣで読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピューターや他の画像形成装置から受信したものや、ＵＳＢメモリといった可搬性の記録媒体に格納されたものであってもよい。

画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、イエロー（Ｙ）の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンダ（Ｍ）の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、ブラック（Ｋ）の画像を形成する画像形成部１０Ｋに対応している。

画像形成部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ及びその周辺に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙ及びドラムクリーナー５Ｙで構成されている。同様に、画像形成部１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及びその周辺に配置された帯電部２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、光書込部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ及びドラムクリーナー５Ｍ，５Ｃ，５Ｋで構成されている。

感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋは、帯電部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋによりその表面が一様に帯電させられており、光書込部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋによる走査露光により、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋには潜像が形成される。さらに、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ、４Ｋは、トナーで現像することによって感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋ上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのいずれかに対応する所定色の画像（トナー画像）が形成される。感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ、１Ｋ上に形成された画像は、１次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト６上の所定位置へと逐次転写される。

中間転写ベルト６上に転写された各色よりなる画像は、後述する用紙搬送部２０により所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに対して、２次転写ローラー９によって転写される。この２次転写ローラー９は、ローラー状の回転部材であり、中間転写ベルト６と圧接して配置されることによりニップ（転写ニップ）を形成し、用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像を転写する。

用紙搬送部２０は、搬送経路に従って用紙Ｐを搬送する。用紙Ｐは給紙トレイ２１に収容されており、当該給紙トレイ２１に収容された用紙Ｐは、給紙部２２により取り込まれ、搬送経路へと送り出される。搬送経路において、転写ニップ部よりも上流側には、用紙Ｐを搬送する複数の搬送手段が設けられている。個々の搬送手段は、互いに圧接された一対のローラーによって構成されており、駆動手段である電動モーターを通じて少なくとも一方のローラーが回転駆動する。そして、搬送手段は、用紙Ｐを挟持して回転することにより、用紙Ｐを搬送する。なお、搬送手段は、一対のローラーで構成する以外にも、ベルト同士の組み合わせや、ベルト及びローラーの組み合わせといったように、一対の回転部材からなる構成を広く採用することができる。

定着装置５０は、画像が転写された用紙Ｐに対して、画像を定着させる定着処理を施す装置である。定着装置５０は、互いに圧接して配置されることによりニップ（定着ニップ）を形成する一対の定着部材と、当該定着部材を加熱する加熱手段と備えている。一対の定着部材としては、例えば定着ローラー５１，５２を用いることができる。個々の定着ローラー５１，５２は、回転可能に構成されており、駆動手段である駆動モーター（図示せず）を通じて、少なくとも一方のローラー（例えば定着ローラー５２）が回転駆動する。加熱手段としては、定着ヒーター５３を用いることができ、当該定着ヒーター５３は、通電によって点灯するものであり、例えばハロゲンランプを用いることができる。定着装置５０は、用紙Ｐを搬送するとともに、一対の定着ローラー５１，５２による圧力定着、定着ヒーター５３による熱定着を行うことで、画像を用紙Ｐに定着させる。

定着装置５０により定着処理が施された用紙Ｐは、排紙ローラー２８により、筐体の外部側面に取り付けられた排紙トレイ２９に排出される。また、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、用紙表面に対する画像形成を終えた用紙Ｐは、切換ゲート３０により、下方にある反転ローラー３１へと搬送される。反転ローラー３１は、搬送された用紙Ｐの後端を挟持した後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送経路に送り出す。この再給紙搬送経路へと送り出された用紙Ｐは、再給紙用の複数の搬送手段によって搬送され、転写位置へと用紙Ｐを回帰させる。

制御部７０は、画像形成装置を統合的に制御する機能を担っており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御部７０は、画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋや定着装置５０などを制御することにより、用紙Ｐに画像を形成する。

図２は、定着装置５０の構成を示すブロック図である。本実施形態との関係において、制御部７０は、定着装置５０を制御する機能も担っている。具体的には、制御部７０は、予め設定された目標定着温度に基づいて、定着ヒーター５３の点灯及び消灯に関する制御を行う。

同図に示すように、交流電源ＡＣは、オフィス等といった画像形成装置１の使用環境に配設されており、定着ヒーター５３は、電力線を介して交流電源ＡＣと接続されている。また、本実施形態に係る定着ヒーター５３は、単一のヒーターで構成されている。

電力線には、当該電力線を遮断するオフ状態と、電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部５４が設けられている。この切換部５４のオンオフ状態は制御部７０により切換制御される。切換部５４としては、トライアック（双方向サイリスタ）などを用いることができる。ただし、後述するように、ゼロクロスを起点に交流電源ＡＣの半波周期を単位として切換制御を実現し得る限り、切換部５４には、トランジスタ、ＩＧＢＴといったスイッチング素子等を利用することもできる。

制御部７０には、定着ヒーター５３の温度を検出する温度センサー５５から検出信号が入力される。制御部７０は、温度センサー５５によって検出される温度に基づいて、定着ヒーター５３の点灯及び消灯を判断する。

具体的には、制御部７０は、目標温度から、温度センサー５５によって検出される温度を減算した温度差を演算し、当該温度差に基づいて定着ヒーター５３を点灯するのかそれとも消灯するのかを判断する。制御部７０は、定着ヒーター５３を点灯する場合には、その温度差に応じた制御デューティに従って切換部５４のオンオフ状態を切換制御する。この切換制御は、交流電源ＡＣの半波周期を単位として行われる。交流電源ＡＣが５０Ｈｚであれば半波周期は１０msecとなり、制御部７０ｈ、１０msec毎にオン信号又はオフ信号を切換部５４に出力する。前述のように切換部５４としてトライアックを用いた場合、交流電源ＡＣのゼロクロスのタイミングにおいて制御部５４からオン信号が入力されていれば、切換部５４はオン状態となり、一方、当該タイミングにおいて制御部５４からオフ信号が入力されていれば、切換部５４はオフ状態となる。

記憶部７１には、切換制御の態様を規定する複数の配列パターンが格納されており、制御部７０は、定着ヒーター５３を点灯する期間にわたり配列パターンに従った切換制御を繰り返す。配列パターンは、半波周期の整数倍を１制御区間として、切換部５４のオフ状態を指定するオフ区間及び切換部５４のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列されている。この記憶部７１には、各種の制御デューティに応じて複数個の配列パターンが用意されている。

以下、配列パターンの詳細について説明する。図３は、配列パターンに応じた電流波形を示す説明図であり、図４は、図３に示す配列パターンに関する説明図である。ここで、図３において、オン期間は実線で、オフ期間は破線で示す。また、図４に示す配列パターン１から配列パターン７までの各配列パターンは、図３に示す（ａ）から（ｇ）まで各配列パターンに対応している。図４における「判定結果」は、配列パターン（１制御区間）に従った制御を所定の回数繰り返した際のフリッカの判定結果を示す。この判定結果は、測定値が規定値（例えばｐｓｔ＝１．０）を超えた場合には「×」を示し、当該測定値が規定値を超えない場合には「○」を示している。また、この判定は、１０００Ｗ以上となる所定電力の定着ヒーターと１０００Ｗ未満となる所定の電力の定着ヒーターとそれぞれについて行っている。

配列パターン１は、半波周期の９個分を１制御区間とするものであり、８つのオン区間と１つのオフ区間とが１制御区間内に配列される（図３（ａ））。制御デューティは８８．８９％である。この配列パターン１は、一方の判定結果に「×」が示されており、フリッカ規制を満足することができない可能性がある。

配列パターン２は、半波周期の１１個分を１制御区間とするものであり、９つのオン区間と２つのオフ区間とが１制御区間内に配列される（図３（ｂ））。制御デューティは８１．６％である。この配列パターン２は、両方の判定結果が「○」であり、フリッカ規制を満足することができる。

配列パターン３，４は、半波周期の７個分を１制御区間とするものであり、５つのオン区間と２つのオフ区間とが１制御区間内に配列される（図３（ｃ），（ｄ））。制御デューティは７１．４３％である。ここで、配列パターン３と配列パターン４とでは、オン区間とオフ区間との配列順序が相違している。配列パターン３は、両方の判定結果が「×」であり、フリッカ規制を満足することができない可能性がある。一方、配列パターン４は、１０００Ｗ未満の所定の電力の定着ヒーターについてのデータはないものの（図中「−」で示す）、１０００Ｗ以上の所定電力の定着ヒーターについては、フリッカ規制を満足することができる。

配列パターン５は、半波周期の３個分を１制御区間とするものであり、２つのオン区間と１つのオフ区間とが１制御区間内に配列される（図３（ｅ））。制御デューティは６６．６７％である。この配列パターン１は、両方の判定結果が「○」であり、フリッカ規制を満足することができる。

配列パターン６，７は、半波周期の７個分を１制御区間とするものであり、４つのオン区間と３つのオフ区間とが１制御区間内に配列される（図３（ｆ），（ｇ））。制御デューティは５７．１４％である。ここで、配列パターン６と配列パターン７とでは、オン区間とオフ区間との配列順序が相違している。配列パターン６、１０００Ｗ未満の所定の電力の定着ヒーターについてのデータはないものの、１０００Ｗ以上の所定電力の定着ヒーターについては、フリッカ規制を満足することができない可能性がある。一方、配列パターン７は、両方の判定結果が「○」であり、フリッカ規制を満足することができる。

このように、各種長さの１制御区間及びその配列順序を検討したところ、フリッカ規制を満足するための配列パターンには、以下に示す規則性を見出すことができることが判明した。図３，４に示す例では、配列パターン２，４，５，７がフリッカ規制を満たしている。

具体的には、配列パターンは、半波周期の奇数倍（３以上）を１制御区間として構成されており、切換部５４のオフ状態を指定するオフ区間及び切換部５４のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列されている。ここで、オフ区間及びオン区間は、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されている。

また、１制御区間の長さが半波周期の７倍以上でとなる配列パターンは、以下に示す要件をさらに満たすこととなる。当該配列パターンは、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックと、それぞれが２つの半波よりなる、２つ以上の第２のブロックと、で構成されている。ここで、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を含む第２のブロックは、１つ又は２つとなっている。

図３に示す例では、配列パターン２，４，７が、１制御区間の長さが７倍以上となるものに該当する。例えば、配列パターン２では、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間であるオフ区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックが、最初の３つの半波をなしている。そして、配列パターン２は、それぞれが２つの半波よりなる、４つの第２のブロックが、後半の８つの半波をなしている。ここで、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間であるオフ区間を含む第２のブロックは、１つとなっている。

また、例えば配列パターン７では、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間であるオフ区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックが、最初の３つの半波をなしている。そして、配列パターン７は、それぞれが２つの半波よりなる、２つの第２のブロックが、後半の４つの半波をなしている。ここで、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間であるオフ区間を含む第２のブロックは、２つとなっている。

上記の記憶部７１には、このような要件を満たす制御パターンが各制御デューティ毎に格納されている。

以下、本実施形態に係る定着ヒーター５３の温調制御について説明する。ここで、図５は、定着ヒーター５３の温調制御に係るフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、制御部７０により所定周期で実行される。

まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、制御部７０は、温度センサー５５から検出信号を読み込む。

ステップ１１（Ｓ１１）において、制御部７０は、定着制御の目標温度から、温度センサー５により検出された温度を減算した温度差Δｔを演算する。そして、この温度差Δｔが−２０℃よりも小さいか否かを判断する。ステップ１１において肯定判定された場合、すなわち、温度差Δｔが−２０℃よりも小さい場合には（Δｔ＜−２０℃）、ステップ１２（Ｓ１２）に進む。一方、ステップ１１において否定判定された場合には、ステップ１３（Ｓ１３）に進む。

ステップ１２において、制御部７０は、制御デューティを１００％に設定し、これに対応して切換部５４を制御して、定着ヒーター５３を点灯する。

ステップ１３において、制御部７０は、温度差Δｔが−７℃よりも小さいか否かを判断する。ステップ１３において肯定判定された場合、すなわち、温度差Δｔが−７℃よりも小さい場合には（Δｔ＜−７℃）、ステップ１４（Ｓ１４）に進む。一方、ステップ１３において否定判定された場合には、ステップ１５（Ｓ１５）に進む。

ステップ１４において、制御部７０は、制御デューティを８１．８％に設定し、これに対応した配列パターンを記憶部７１から読み出す。そして、制御部７０は、制御デューティ８１．８％に対応した配列パターンに基づいて切換部５４を切換制御して、定着ヒーター５３を点灯する。

ステップ１５において、制御部７０は、温度差Δｔが−２℃よりも小さいか否かを判断する。ステップ１５において肯定判定された場合、すなわち、温度差Δｔが−２℃よりも小さい場合には（Δｔ＜−２℃）、ステップ１６（Ｓ１６）に進む。一方、ステップ１５において否定判定された場合には、ステップ１７（Ｓ１７）に進む。

ステップ１６において、制御部７０は、制御デューティを７１．３４％に設定し、これに対応した配列パターンを記憶部７１から読み出す。そして、制御部７０は、制御デューティ７１．３４％に対応した配列パターンに基づいて切換部５４を切換制御して、定着ヒーター５３を点灯する。

ステップ１７において、制御部７０は、温度差Δｔが−０℃よりも小さいか否かを判断する。ステップ１７において肯定判定された場合、すなわち、温度差Δｔが０℃よりも小さい場合には（Δｔ＜０℃）、ステップ１８（Ｓ１８）に進む。一方、ステップ１７において否定判定された場合には、ステップ１９（Ｓ１９）に進む。

ステップ１８において、制御部７０は、制御デューティを６６．６７％に設定し、これに対応した配列パターンを記憶部７１から読み出す。そして、制御部７０は、制御デューティ６６．６７％に対応した配列パターンに基づいて切換部５４を切換制御して、定着ヒーター５３を点灯する。

ステップ１９において、制御部７０は、温度差Δｔが２℃よりも小さいか否かを判断する。ステップ１９において肯定判定された場合、すなわち、温度差Δｔが２℃よりも小さい場合には（Δｔ＜２℃）、ステップ２０（Ｓ２０）に進む。一方、ステップ１９において否定判定された場合には、ステップ２１（Ｓ２１）に進む。

ステップ２０において、制御部７０は、制御デューティを５７．１４％に設定し、これに対応した配列パターンを記憶部７１から読み出す。そして、制御部７０は、制御デューティ５７．１４％に対応した配列パターンに基づいて切換部５４を切換制御して、定着ヒーター５３を点灯する。

ステップ２１において、制御部７０は、切換部５４へオフ信号を出力し、定着ヒーター５３を消灯する。

このように本実施形態において、画像形成装置が備える定着装置５０は、通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーター５３と、交流電源ＡＣと定着ヒーター５３とを接続する電力線と、電力線を遮断するオフ状態と電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部５４と、定着ヒーター５３を点灯する場合に交流電源ＡＣの半波周期を単位として切換部５４を切換制御する制御部７０と、制御部７０による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部７１と、を有している。ここで、配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、オフ区間及びオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されている。

かかる構成によれば、制御部７０が切換部５４の切換制御において利用する配列パターンが、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されている。これにより、偶数倍が配列パターンから除かれることとなるので、電流が流れる方向が特定の方向に片寄ってしまうといった事態を抑制することができ、切換部５４を構成するスイッチング素子等への不都合を抑制することができる。また、配列パターンに含まれるオン区間及びオフ区間の配列が適正化されているので、フリッカの抑制効果を期待することができる。

また、本実施形態において、１制御区間の長さが半波周期の７倍以上である配列パターンは、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックと、それぞれが２つの半波よりなる、２つ以上の第２のブロックと、で構成されている。そして、オフ区間の合計数とオン区間の合計数とのうち少ない方の区間を含む第２のブロックは、１つ又は２つとなっている。

かかる構成によれば、１制御区間の長さが半波周期の７倍以上である配列パターンにおいて、配列パターンに含まれるオン区間及びオフ区間の配列が適正化されているので、フリッカの抑制効果を期待することができる。

なお、本実施形態に示す配列パターンは例示であり、第１のブロック、及び、２つ以上の第２のブロックを、１制御区間内において各ブロックの配列を組み替えてもよい。すなわち、上記の要件を満たす第１のブロック及び２つ以上の第２のブロックを、１制御区間内に含んでいれば足りる。

（第２の実施形態）
図２は、第２に実施形態に係る定着装置５０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る画像形成装置が、第１の実施形態のそれと相違する点は、定着装置５０の構成である。以下、第１の実施形態と重複する説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒーター５３は、２つのヒーター５３ａ，５３ｂで構成されている。個々のヒーター５３ａ，５３ｂは、電力線を介して交流電源ＡＣとそれぞれ並列接続されている。ここで、個々のヒーター５３ａ、５３ｂに対応して、切換部５４ａ，５４ｂ及び温度センサー５５ａ，５５ｂがそれぞれ設けられている。

本実施形態において、制御部７０は、温度センサー５５ａ，５５ｂによって検出される温度に基づいて、ヒーター５３ａ，５３ｂの点灯及び消灯を判断する。制御部７０は、２つのヒーター５３ａ，５３ｂを点灯する場合に、切換部５４ａ，５４ｂのそれぞれを対象に、交流の半波周期を単位として切換部５４ａ，５４ｂの状態を制御する。

ここで、本実施形態の特徴の一つとして、制御部７０は、２つのヒーター５３ａ，５３ｂを同時に点灯する場合には、同一の配列パターンに係る配列を同期させないように制御させることとしている。

図４を示すように、配列パターン２，４，５，７を単一のヒーターに適用した場合には、フリッカ規制をクリアする。一方で、この配列パターン２，４，５，７に従ったとしても、複数のヒーターを同時に点灯した場合には、フリッカ規制を満足しない可能性がある。この点について発明者が検討を行った結果、複数のヒーターに対して、同一長さの制御区間かつ同一配列のパターンが同位相で適用されてしまうことが、問題の端緒となっていることが判明した。

そこで、制御部７０は、２つのヒーター５３ａ，５３ｂを同時に点灯する場合には、同一の配列パターンに係る配列を同期させないように制御させることとしている。

ここで、配列を同期させないための方法としては、制御デューティが同一な配列パターンであっても、上述の規則性を満足することを前提に、各区間の配列順序を変えた配列パターンを複数用意しておき、それらを個々のヒーター５３ａ，５３ｂに対して適用するといった如くである。また、別な手法としては、配列順序が同一な配列パターンを使用する場合には、位相をずらした状態で個々のヒーター５３ａ，５３ｂに配列パターンを適用するとしてもよい。

このように本実施形態によれば、制御部７０は、２つのヒーター５３ａ，５３ｂを同時に点灯する場合には、同一の配列パターンに係る配列を同期させないように制御させている。

かかる構成によれば、個々のヒーター５３ａ，５３ｂにおいて同期した状態で切換制御が実施されるといった事態を抑制することができるので、フリッカ規制を満足しないといった事態を抑制することができる。また、それぞれのヒーター５３ａ，５３ｂに適用される配列パターンを、第１の実施形態に示す規則性を具備するものであり、フリッカの抑制効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、定着ヒーター５３を構成するヒーターは複数であればよく、２つに限らず３つ以上あってもよい。

また、上述した各実施形態では、１０ｍｓｅｃ毎に切換部５４を切換制御する手法について説明した。これ以外にも、ゼロクロスを検出し、この検出をトリガーとして切換部５４を切換制御してもよい。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。本実施形態では、画像形成装置の制御部が定着装置を制御する制御部を兼任するものであるが、定着装置が独自の制御部を備え、当該定着装置の制御部が画像形成装置の制御部とは別個に上記の温度制御を行ってもよい。また、定着装置それ自体も本発明の一部として機能する。

ＳＣ 原稿読取装置
１０Ｙ〜１０Ｋ 画像形成部
２０ 用紙搬送部
２１ 給紙トレイ
２２ 給紙部
２３ ループローラー
２４ レジストローラー
３５ ループセンサ
３６ 環境センサー
５０ 定着装置
５１ 定着ローラー
５２ 定着ローラー
５３ 定着ヒーター
５４ 切換部
５５ 温度センサー
７０ 制御部
７１ 記憶部

Claims (4)

1. 通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーターと、
   交流電源と前記定着ヒーターとを接続する電力線と、
   前記電力線を遮断するオフ状態と、当該電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部と、
   前記定着ヒーターを点灯する場合に、前記交流電源の半波周期を単位として前記切換部を切換制御する制御部と、
   前記制御部による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部と、を有し、
   前記配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、前記切換部のオフ状態を指定するオフ区間及び前記切換部のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、前記オフ区間の合計数と前記オン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されていることを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ヒーターは、前記電力線を介して前記交流電源とそれぞれ並列接続される複数のヒーターで構成されており、
   前記切換部は、前記複数のヒーター毎に設けられており、
   前記制御部は、前記複数のヒーターを点灯する場合に、前記切換部のそれぞれを対象として、交流の半波周期を単位として前記切換部の状態を制御することとし、前記複数のヒーターを同時に点灯する場合には、同一の配列パターンに係る配列を同期させないように制御することを特徴とする請求項１に記載された定着装置。
3. 前記１制御区間の長さが前記半波周期の７倍以上である前記配列パターンは、
   前記オフ区間の合計数と前記オン区間の合計数とのうち少ない方の区間を一つ含む、３つの半波からなる第１ブロックと、
   それぞれが２つの半波よりなる、２つ以上の第２のブロックと、で構成されており、
   前記オフ区間の合計数と前記オン区間の合計数とのうち少ない方の区間を含む前記第２のブロックは、１つ又は２つとなることを特徴とする請求項１又は２に記載された定着装置。
4. 用紙に画像を転写する画像形成部と、
   前記画像形成部により転写された画像を用紙に定着させる定着装置と、を有し、
   前記定着装置は、
   通電によって点灯して熱定着を行う定着ヒーターと、
   交流電源と前記定着ヒーターとを接続する電力線と、
   前記電力線を遮断するオフ状態と、当該電力線を接続するオン状態とを切換可能な切換部と、
   前記ヒーターを点灯する場合に、前記交流電源の半波周期を単位として前記切換部を切換制御する制御部と、
   前記制御部による切換制御の態様を規定する複数の配列パターンを格納する記憶部と、を有し、
   前記配列パターンは、半波周期の３以上の奇数倍を１制御区間として構成されており、前記切換部のオフ状態を指定するオフ区間及び前記切換部のオン状態を指定するオン区間のいずれかが半波周期毎に配列され、かつ、前記オフ区間の合計数と前記オン区間の合計数とのうち少ない方の区間が非連続となるように配列が構成されていることを特徴とする画像形成装置。

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