JP2017138444A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フリッカーの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像定着部の定着部材を加熱する第１のハロゲンランプヒーター及び第１のハロゲンランプヒーターと同一配光であり、第１のハロゲンランプヒーターよりも発生する熱量が小さい第２のハロゲンランプヒーターと、印加する前記駆動電圧を制御して第２のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が増加して第１閾値になった場合、駆動電圧の印加を第１のハロゲンランプヒーターに切り換え、印加する駆動電圧を制御して第１のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が減少して第１閾値よりも小さい第２閾値になった場合、駆動電圧の印加を第２のハロゲンランプヒーターに切り換える制御手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置の定着制御において、ハロゲンランプヒーターを定着ヒーターとして用い、ＯＮ／ＯＦＦ制御により当該定着ヒーターの温度を制御している。一方、より細分化した温度制御を行うために、交流波形の半波を適宜選択した駆動電圧をハロゲンランプヒーターに供給する制御方法がある。

このような制御方法では、必要とする熱量に応じて、所定の周期において交流波形の半波の数（デューティー比）を適宜選択するので、選択される交流波形の半波の数に応じてハロゲンランプヒーターに供給される駆動電圧の実効値が変化する。

一方、ハロゲンランプヒーターには、ハロゲンサイクルが最も効率よく行われる基準電圧があり、選択される交流波形の半波の数が少なく、供給される駆動電圧の実効値が基準電圧より低い場合、ハロゲンランプヒーターのフィラメント（タングステン）の温度が低くなり、当該フィラメントが浸食されてしまう現象、所謂、ケミカルアタックが発生する。

このため、待機モードで動作する場合であっても、ハロゲンサイクルが発生するように、所定の周期毎に、ハロゲンランプヒーターを全点灯（ＯＮ）し、フィラメントが所定の温度に達した場合、ハロゲンランプヒーターを消灯（ＯＦＦ）することなく、交流波形の半波を適宜選択した駆動電圧をハロゲンランプヒーターに供給することにより、フィラメントの断線を防止すると共に、フリッカーを低減させるヒーター制御装置がある（特許文献１参照）。

また、画像形成に際して必要とされる熱量は、記録媒体である用紙の紙種や厚さにより異なるため、例えば、紙厚の薄い用紙に画像形成する場合には、必要とされる熱量が少ないので、所定の周期において選択される交流波形の半波の数が少ない（低デューティー比）印加パターンとなってしまう。この場合、印加パターンのデューティー比を所定の値以上になるように制限することにより、ケミカルアタックの発生を防止することができ、ハロゲンランプヒーターの寿命を延ばすことができる。

但し、紙厚の薄い用紙に画像形成する際に、ケミカルアタックが生じないように印加パターンのデューティー比を所定の値以上になるように制限したとしても、当該デューティー比の印加パターンでヒーターを点灯することにより得られる熱量が、必要とされる熱量より大きい場合には、ヒーターを連続して点灯させることはできないので、ヒーターを適宜消灯して必要とされる熱量に近づけなければならず、このような温度制御では定着ローラーの温度が安定しない。

このため、各ヒーターの熱量の合計が定着に必要な最大熱量となる同一配光の複数本のヒーターを備え、これらのヒーターを組み合わせ、ケミカルアタックが生じない所定の値以上のデューティー比の印加パターンで点灯させることにより、所定の熱量を連続的に発生させるように制御する。そして、所定の値のデューティー比の印加パターンで点灯した場合の熱量が、定着に必要とされる最小熱量以下のヒーターを少なくとも一つ有することにより、定着ローラーの温度を安定させることができる。

特開２０１１−２５７６０４号公報

しかしながら、複数本のヒーターの組み合わせにより所定の熱量を連続的に発生させる場合、複数本のヒーター間で点灯を適宜切り換える必要がある。そして、定着に必要な熱量が、或るヒーターから他のヒーターに切り換わる境界近傍の熱量である場合、当該２つのヒーター間での切り換わりが頻発する可能性があり、このようなヒーターの切り換わりが頻発することによってフリッカーの発生を招いてしまうといった問題点があった。

本発明の課題は、フリッカーの発生を防止することができる画像形成装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、請求項１に記載の発明の画像形成装置は、
画像定着部の定着部材を加熱する第１のハロゲンランプヒーター及び前記第１のハロゲンランプヒーターと同一配光であり、前記第１のハロゲンランプヒーターよりも発生する熱量が小さい第２のハロゲンランプヒーターと、
交流電源と、
前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の出力に基づき前記第１及び第２のハロゲンランプヒーターの組み合わせを決定し、デューティー比が所定の値以上の印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を選択した駆動電圧を使用するハロゲンランプヒーターに印加する制御手段と、
を備え、
前記第２のハロゲンランプヒーターは、前記所定の値のデューティー比の印加パターンで点灯した場合に発生する熱量が、定着に必要とされる最小熱量以下であり、
前記制御手段は、印加する前記駆動電圧を制御して前記第２のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が増加して第１閾値になった場合、前記駆動電圧の印加を前記第１のハロゲンランプヒーターに切り換え、印加する前記駆動電圧を制御して前記第１のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が減少して前記第１閾値よりも小さい第２閾値になった場合、前記駆動電圧の印加を前記第２のハロゲンランプヒーターに切り換えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
予め前記ハロゲンランプヒーターの組み合わせ及び前記所定の値以上のデューティー比を定めたテーブルを備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき必要な熱量を算出し、前記テーブルから前記必要な熱量を満足する前記ハロゲンランプヒーターの組み合わせ及びデューティー比を選択することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記第１閾値は、前記第２のハロゲンランプヒーターが発生する最大熱量であり、
前記第２閾値は、前記第１のハロゲンランプヒーターを前記所定の値のデューティー比の印加パターンで点灯した場合に発生する熱量であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、定着に必要とされる熱量が、前記第１のハロゲンランプヒーターが発生する最大熱量より大きい場合、前記第１のハロゲンランプヒーターを全点灯すると共に、前記第２のハロゲンランプヒーターに前記駆動電圧を印加することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記所定の値のデューティー比の印加パターンを印加した場合に発生する熱量は、前記第１及び第２のハロゲンランプヒーターのフィラメントの断線を防止するのに必要な熱量であることを特徴としている。

本発明によれば、フリッカーの発生を防止することができる。

本発明を適用した実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 画像定着部の構成を示す模式図である。 定着ローラーの内部構成を示す模式図である。 画像定着部の制御回路図である。 交流波形の半波の選択動作の一例を示す説明図である。 画像形成装置の動作の一例を示すフローチャートである。 テーブルの一例を示す説明図である。

（実施形態）
［１．構成の説明］
以下、本発明の画像形成装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ１０２（Random Access Memory）及びＲＯＭ１０３（Read Only Memory）を有する制御部１０、記憶部
１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９等を備える。制御部１０は、バス２１を介して記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９と接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１１に記憶されている制御用プログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。

ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１０３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。

これらのＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を備える制御部１０は、上述の各種制御用プログラムに従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、画像処理部１６に画像データに対する所定の画像処理を行わせて記憶部１１に記憶させる。また、制御部１０は、搬送部１９に用紙を搬送させ、記憶部１１に記憶された画像データに基づいて画像形成部１７により用紙に画像を形成させる。

記憶部１１は、半導体メモリーであるＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段により構成され、スキャナー１５により取得された画像データや、インターフェース１４を介して外部から入力された画像データ等が記憶される。なお、これらの画像データ等はＲＡＭ１０２に記憶されてもよい。

操作部１２は、操作キーや表示部１３の画面に重ねられて配置されたタッチパネル等の入力デバイスを備え、これらの入力デバイスに対する入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。

表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等の表示装置を備え、画像形成装置１の状態や、タッチパネルへの入力操作の内容を示す操作画面等を表示する。

インターフェース１４は、外部のコンピューター、他の画像形成装置などとの間でデータの送受信を行う手段であり、例えば、各種シリアルインターフェースのいずれかにより構成される。

スキャナー１５は、用紙に形成された画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分毎の単色画像データを含む画像データを生成して記憶部１１に記憶させる。

画像処理部１６は、例えば、ラスタライズ処理部、色変換部、階調補正部、ハーフトーン処理部を備え、記憶部１１に記憶された画像データに各種画像処理を施して記憶部１１に記憶させる。

画像形成部１７は、記憶部１１に記憶された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。画像形成部１７は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色成分に各々対応する４組の露光部１７１、感光体１７２及び現像部１７３を備えている。また、画像形成部１７は、転写体１７４及び２次転写ローラー１７５を備えている。

露光部１７１は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部１７１
は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体１７２上にレーザー光を照射、露光して感光体１７２上に静電潜像を形成する。現像部１７３は、露光された感光体１７２上に帯電する現像ローラーにより所定の色（Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのいずれか）のトナー（色材）を供給して、感光体１７２上に形成された静電潜像を現像する。
Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫに対応する４つの感光体１７２上に各々Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ、Ｍ、Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙トレイ２２又は外部に設けられる給紙装置から給紙された用紙上に転写する。詳しくは、用紙及び転写体１７４を挟持する２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙側に引き寄せられて用紙に転写される。

画像定着部１８は、トナーが転写された用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる定着処理を行う。

図３は、画像定着部１８の構成を示す模式図である。画像定着部１８は、定着ローラー１８３、加圧ローラー１８４及び温度検出部１８５等を備える。画像定着部１８及び制御部１０により定着装置が構成される。

定着ローラー１８３は、その回転軸方向に延在する定着ランプ（或いは、定着ヒーター）であるハロゲンランプヒーター１８６及び１８７を備える。ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７は、制御部１０による制御下で通電することにより発熱する。また、定着ローラー１８３は、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転する。また、定着ローラー１８３には、定着ローラー１８３の温度を検出する温度検出部１８５が設けられている。温度検出部１８５は、定着ローラー１８３の温度を検出することができれば、一つ設けられていてもよいし複数設けられていてもよい。

図４は、定着ローラー１８３の内部構成を示す模式図である。
ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７は、それぞれ筒部１８６ａ及び１８７ａ内にタングステンのフィラメント１８６ｂ及び１８７ｂを備えて構成され、筒部１８６ａ及び１８７ａ内にはそれぞれ所定の濃度のハロゲンガスが封入されている。筒部１８６ａ及び１８７ａ内に封入されるハロゲンガスの濃度に基づき、各ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の基準電圧が設定されている。

また、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７は、同一配光のハロゲンランプヒーターであり、フィラメント１８６ｂ及び１８７ｂは、定着ローラー１８３の軸方向中央部を加熱するように構成され（中央配光）ている。
勿論、定着ローラー１８３は、その内部に、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の他に、定着ローラー１８３の軸方向全体を加熱する全域配光のハロゲンランプヒーターや、定着ローラー１８３の軸方向端部を加熱する端部配光のハロゲンランプヒーターを備えるものであってもよい。

図３に示すように、加圧ローラー１８４は、弾性部材（図示略）により定着ローラー１８３に近づく方向に付勢されて定着ローラー１８３に圧着され、定着ローラー１８３との間に定着ニップを形成しながら定着ローラー１８３の回転に伴って回転する。
なお、加圧ローラー１８４は、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転するものとしてもよい。

定着ローラー１８３及び加圧ローラー１８４は、記録媒体である用紙Ｐを定着ニップで挟持して図３の矢印により示される搬送方向Ｒに搬送しながら用紙Ｐを加熱及び加圧する。これにより、定着ローラー１８３及び加圧ローラー１８４は、用紙Ｐ上のトナーを溶融させて定着させる。用紙Ｐと接触する際の定着ローラー１８３の温度は、例えば、１８０℃以上２００℃以下の範囲とされる。したがって、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７は、定着ローラー１８３がこの温度となるように定着ローラー１８３を加熱する。

図１に示すように、搬送部１９は、用紙を挟持した状態で回転することで用紙を搬送する用紙搬送ローラーを複数備え、所定の搬送経路で用紙を搬送する。搬送部１９は、画像定着部１８により定着処理が行われた用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー１７５へ搬送する反転機構１９１を備えている。画像形成装置１では、用紙の両面に画像を形成する場合に反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われて両面に画像が形成された後に用紙が排紙トレイ２３に排出される。用紙の片面にのみ画像を形成する場合には、反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われることなく片面に画像が形成された用紙が排紙トレイ２３に排出される。

［２．画像定着部の制御回路の説明］
図５において、交流電源１８１１は、一般的な交流電力（例えば、１００Ｖ、或いは、２００Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を出力する。

スイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３は、サイリスターや双方向サイリスター（トライアック）等の素子であり、制御端子であるゲートにトリガー信号が印加されると、「ＯＮ」となって導通する。交流電源１８１１の出力は、それぞれスイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３の入力端子に接続され、スイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３の出力端子はハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の入力端子にそれぞれ接続される。

制御部１０は、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の温度制御を行う。具体的には、制御部１０は、スイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３と共に電力制御部として機能し、スイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３を制御信号（ＣＳ１８１、ＣＳ１８２）により制御して、交流電源１８１１から出力される交流波形の半波を選択した駆動電圧を、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７に供給する。

温度検出部１８５は、温度センサー等の温度検出素子であり、定着ローラー１８３の近傍に設けられて、定着ローラー１８３の温度を検出して制御部１０に出力する。

ゼロクロス検出部１８１４は、交流電源１８１１の出力を取り込み、ゼロクロス信号ＺＣ１８１を発生させて制御部１０に出力する。

［３．交流波形の半波の選択の説明］
ここで、スイッチング素子１８１２及びスイッチング素子１８１３により、交流電源１８１１から出力される交流波形の半波を選択した駆動電圧を、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７に供給する方法を図６を用いて説明する。

ゼロクロス検出部１８１４は、図６（ｂ）に示すように、交流電源１８１１から出力される交流波形が±０Ｖを通過する点を検出し、検出した時点で出力値を切り換えたゼロクロス信号ＺＣ１８１を発生させて制御部１０に出力する。

制御部１０は、図６（ｃ）に示すように、入力されたゼロクロス信号ＺＣ１８１に同期させた制御信号ＣＳ１８１（或いは、制御信号ＣＳ１８２）を発生させてスイッチング素子１８１２（或いは、スイッチング素子１８１３）の制御端子に印加する。

すなわち、図６に示すように、制御部１０から制御信号ＣＳ１８１（或いは、制御信号ＣＳ１８２）が印加された周期Ｔ１、周期Ｔ２、周期Ｔ４で、スイッチング素子１８１２（或いは、スイッチング素子１８１３）が「ＯＮ」になって導通して、交流電源１８１１から出力される交流波形の半波が選択され、ハロゲンランプヒーター１８６（或いは、ハロゲンランプヒーター１８７）に供給される。

一方、制御部１０から制御信号ＣＳ１８１（或いは、制御信号ＣＳ１８２）が印加されなかった周期Ｔ３では、スイッチング素子１８１２（或いは、スイッチング素子１８１３）が「ＯＦＦ」のままで非導通であるので、交流電源１８１１から出力される交流波形の半波は選択されない。

また、スイッチング素子１８１２（或いは、スイッチング素子１８１３）は、一旦、ゲートにトリガー信号（制御信号）が、印加されると導通状態が維持されるが、交流波形のように電圧が０Ｖになると非導通に戻るので、周期Ｔ２において導通させても、周期Ｔ３では自動的に非導通に戻ることになる。

［４．画像形成装置の動作の説明］
ここで、図７のフローチャートを用いて画像形成装置１の動作を説明する。
図７では、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７にケミカルアタック（フィラメント１８６ｂ及び１８７ｂの断線）の発生を防止するのに必要な熱量を発生させることができる印加パターンの下限のデューティー比が、例えば、４０％であると想定している。

また、画像形成装置１において、例えば、定着に必要とされる最大熱量が１８００Ｗであり、且つ、定着に必要とされる最小熱量が３００Ｗ（実測等により取得）である場合を想定している。

このため、７５０Ｗ（３００Ｗ／４０％）以下のハロゲンランプヒーターであれば、定着に必要とされる最小熱量に対応可能になるので、同一配光（中央配光）の２本のハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の最大熱量が７００Ｗ及び１１００Ｗ（両者の合計最大熱量が１８００Ｗ）であるとして動作の説明をする。

なお、全域配光のハロゲンランプヒーターや、端部配光のハロゲンランプヒーターの場合も、複数本の同一配光のハロゲンランプヒーターを備えることにより、図７及び図８と、同様の動作を行うことができる。

制御部１０は、定着処理を開始し（ステップＳ７０１）、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の配光（例えば、中央配光）に相当する部分の定着ローラー１８３の温度を取得する（ステップＳ７０２）。

そして、制御部１０は、２本のハロゲンランプヒーター１８６及び１８７で出力させる熱量（ここでは、総デューティー比と呼ぶ。）を算出する（ステップＳ７０３）。

例えば、制御部１０は、２本のハロゲンランプヒーター１８６及び１８７で出力させる総デューティー比を算出する場合、下記の算出式により総デューティー比を算出する。
差分＝目標温度−現在の温度
総デューティー比＝Ｋｐ×差分＋Ｋｉ×差分の累積
ここで、Ｋｐ及びＫｉは定数。

制御部１０は、現在、印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を適宜選択した駆動電圧が印加されている（以下、デューティー制御と呼ぶ。）ハロゲンランプヒーターがどれであるかを判断する（ステップＳ７０４）。

制御部１０は、デューティー制御されているハロゲンランプヒーターが、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６であり、且つ、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７が点灯（言い換えれば、デューティー比１００％で制御）であると判断した場合（ステップＳ７０４：７００Ｗ＋１１００Ｗ（ＯＮ））、テーブルを参照して算出した総デューティー比を満足するハロゲンランプヒーターの組み合わせ等を決定し（ステップＳ７０５）、決定したハロゲンランプヒーターの組み合わせ等に基づく駆動電圧をハロゲンランプヒーターに供給して制御する（ステップＳ７０６）。

ここで、ステップＳ７０５で参照されるテーブルとは、制御部１０のＲＯＭ１０３或いは記憶部１１には、予め記憶された、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の組み合わせ、及び、印加パターンのデューティー比を定めたテーブルである。
なお、ここで、ハロゲンランプヒーターの組み合わせとは、２本のハロゲンランプヒーター１８６及び１８７の組み合わせのみならず、どちらか、一方のハロゲンランプヒーターを選択する場合も含むものとする。

例えば、図８に示すように、必要とされる熱量が小さい領域（２８０Ｗ〜７００Ｗ）では、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６を用いて、供給する駆動電圧の印加パターンのデューティー比を制御する。

また、例えば、図８に示すように、必要とされる熱量が大きい領域（５１３Ｗ〜１１００）では、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７を用いて、供給する駆動電圧の印加パターンのデューティー比を制御する。

さらに、例えば、図８に示すように、ハロゲンランプヒーター１８７の最大熱量を超える領域（１３８０Ｗ〜１８００Ｗ）では、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７を点灯（言い換えれば、デューティー比１００％で制御）すると共に、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６を用いて、供給する駆動電圧の印加パターンのデューティー比を制御する。

ちなみに、最大熱量の大きい１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７を点灯し、最大熱量の小さい方の７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６をデューティー制御することにより、ハロゲンランプヒーターに供給される電力の変動を抑えることができるので、フリッカーの発生を防止することができる。

図８に示すように、２８０Ｗ（定着に必要な最小熱量３００Ｗよりも小さい）から１８００Ｗ（最大熱量）を所定の分解能で発生させることができるので、ハロゲンランプヒーターを適宜消灯して必要とされる熱量に近づける必要ななく、定着ローラーの温度を安定させることができる。

ここで、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７に供給する駆動電圧の印加パターンは、例えば、１周期として１５個の交流波形の半波を適宜選択する印加パターンである。なお、印加パターンの１周期において選択する交流波形の半波の数に関しては、勿論、１５個に限定されるものではない。

また、図８に示すテーブルにおいて、ハロゲンランプヒーター１８６及び１８７に供給する駆動電圧の印加パターンの最低のデューティー比は４０％となっており、このため、ケミカルアタック（フィラメント１８６ｂ及び１８７ｂの断線）の発生を防止するのに必要な熱量を発生させることができる。

但し、図８に示す領域ＲＧ９１では、総デューティー比に対して、デューティー制御されるハロゲンランプヒーターが重複しているので、定着に必要な熱量が当該領域ＲＧ９１にある場合、２つのハロゲンランプヒーター間での切り換わりが頻発する可能性があり、このようなヒーターの切り換わりが頻発することによってフリッカーの発生を招いてしまう。

このため、ハロゲンランプヒーター１８６からハロゲンランプヒーター１８７に切り換わるタイミングと、ハロゲンランプヒーター１８７からハロゲンランプヒーター１８６に切り換わるタイミングをずらして、所謂、ヒステリシス（履歴効果）を持たせるように制御することにより、２つのハロゲンランプヒーター間での切り換わりが頻発することを防止する。

すなわち、制御部１０は、デューティー制御されているハロゲンランプヒーターが、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６であると判断した場合（ステップＳ７０４：７００Ｗ）、総デューティー比が第１閾値ＴＨ９１になったか否かを判断する（ステップＳ７０７）。

ここで、第１閾値ＴＨ９１とは、ハロゲンランプヒーター１８６からハロゲンランプヒーター１８７に切り換わる閾値であり、例えば、図８に示すテーブルにおいては総デューティー比４０．７％に相当する。

制御部１０は、総デューティー比が第１閾値ＴＨ９１になっていないと判断した場合（ステップＳ７０７：Ｎｏ）、ステップＳ７０５に進み、総デューティー比が第１閾値ＴＨ９１になったと判断した場合（ステップＳ７０７：Ｙｅｓ）、デューティー制御するハロゲンランプヒーターを、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６から、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７に切り換えると共に、テーブルを参照して算出した総デューティー比を満足するハロゲンランプヒーター１８７のデューティー比を決定し（ステップＳ７０８）、ステップＳ７０６に進む。

例えば、制御部１０は、図８に示すテーブルを参照して、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７のデューティー比を６７％（７３３Ｗ）に決定して、デューティー制御する。

言い換えれば、制御部１０は、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６が発生する熱量が増加して第１閾値ＴＨ９１（総デューティー比４０．７％）になった場合、デューティー制御するハロゲンランプヒーターを、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６から１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７に切り換える。

一方、制御部１０は、デューティー制御されているハロゲンランプヒーターが、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７であると判断した場合（ステップＳ７０４：１１００Ｗ）、総デューティー比が第２閾値ＴＨ９２になったか否かを判断する（ステップＳ７０９）。

ここで、第２閾値ＴＨ９２とは、ハロゲンランプヒーター１８７からハロゲンランプヒーター１８６に切り換わる閾値であり、例えば、図８に示すテーブルにおいては総デューティー比２８．５％に相当する。

制御部１０は、総デューティー比が第２閾値ＴＨ９２になっていないと判断した場合（ステップＳ７０９：Ｎｏ）、ステップＳ７０５に進み、総デューティー比が第２閾値ＴＨ９２になったと判断した場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、デューティー制御するハロゲンランプヒーターを、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７から、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６に切り換えると共に、テーブルを参照して算出した総デューティー比を満足するハロゲンランプヒーター１８６のデューティー比を決定し（ステップＳ７１０）、ステップＳ７０６に進む。

例えば、制御部１０は、図８に示すテーブルを参照して、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６のデューティー比を７３％（５１３Ｗ）に決定して、デューティー制御する。

言い換えれば、制御部１０は、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７が発生する熱量が減少して第２閾値ＴＨ９２（総デューティー比２８．５％）になった場合、デューティー制御するハロゲンランプヒーターを、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７から７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６に切り換える。

このように、７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６から１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７に切り換わる第１閾値ＴＨ９１と、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７から７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６に切り換わる第２閾値ＴＨ９２には、「第１閾値＞第２閾値」の関係にあり、ヒステリシスを持たせている。

このため、デューティー制御されるハロゲンランプヒーターが重複する領域ＲＧ９１内であっても、算出される総デューティー比に応じて２つのハロゲンランプヒーター間での切り換わりが頻発することがなくなる。

例えば、第２閾値ＴＨ９２（総デューティー比２８．５％）になり、一旦、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７から７００Ｗのハロゲンランプヒーター１８６に切り換わった場合であっても、第１閾値ＴＨ９１（総デューティー比４０．７％）になるまで、１１００Ｗのハロゲンランプヒーター１８７への切り換わりが生じないので、算出される総デューティー比に応じて２つのハロゲンランプヒーター間での切り換わりが頻発することはない。

以上のように、制御部１０は、印加する駆動電圧を制御してハロゲンランプヒーター１８６が発生する熱量が増加して第１閾値ＴＨ９１になった場合、デューティー制御をハロゲンランプヒーター１８７に切り換え、印加する駆動電圧を制御してハロゲンランプヒーター１８７が発生する熱量が減少して第２閾値ＴＨ９２になった場合、デューティー制御をハロゲンランプヒーター１８６に切り換えることにより、２つのハロゲンランプヒーター間での切り換わりが頻発することを抑えることができ、フリッカーの発生を防止することができる。

なお、実施形態の説明に際しては、定着に必要な最小熱量を３００Ｗ、最大熱量を１８００Ｗとして説明しているが、勿論、画像形成装置の大きさや能力等によっては、これらの数値に限定されるものではない。

また、実施形態の説明に際しては、ケミカルアタック（フィラメントの断線）の発生を防止するのに必要な熱量を発生させることができる所定のデューティー比を、例えば、４０％として説明しているが、ハロゲンランプヒーターに封入されるハロゲンガスの濃度等によって、ハロゲンランプヒーター毎に所定のデューティー比が変化するので、勿論、４０％の数値に限定されるものではない。

また、実施形態の説明に際しては、画像定着部１８が、定着ローラー１８３と加圧ローラー１８４は、用紙Ｐを挟持して搬送するニップ部を構成しているが、加熱部材である加熱ローラーと、定着ベルトとを備え、定着ベルトは、加熱ローラーと、定着ローラー１８３とに張架され、定着ローラー１８３及び加圧ローラー１８４は、当該定着ベルトを介して、用紙Ｐを挟持して搬送するニップ部を構成するようにしてもよい。

また、実施形態の説明に際しては、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）等の色毎に画像形成用のユニットを備え、用紙Ｐ上にカラー画像を形成する画像形成装置１を例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、単色の画像を形成する画像形成装置であってもよい。

また、実施形態の説明に際しては、定着ローラーと加圧ローラーを区別して説明しているが、一対の定着部材と考えてもよい。

また、実施形態の説明に際しては、記録媒体として用紙を例示しているが、記録媒体は紙に限定されるものではなく、トナー像を形成及び定着可能なシート状のものであればよく、例えば、不織布、プラスチックフィルム、皮革等でもよい。

１ 画像形成装置
１０ 制御部（制御手段）
１８ 画像定着部
１８３ 定着ローラー
１８４ 加圧ローラー
１８５ 温度検出部（温度検出手段）
１８６、１８７ ハロゲンランプヒーター
１８１１ 交流電源
１８１２、１８１３ スイッチング素子
１８１４ ゼロクロス検出部
Ｐ 用紙（記録媒体）
ＣＳ１８１、ＣＳ１８２ 制御信号
ＺＣ１８１ ゼロクロス信号

Claims (5)

1. 画像定着部の定着部材を加熱する第１のハロゲンランプヒーター及び前記第１のハロゲンランプヒーターと同一配光であり、前記第１のハロゲンランプヒーターよりも発生する熱量が小さい第２のハロゲンランプヒーターと、
   交流電源と、
   前記定着部材の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の出力に基づき前記第１及び第２のハロゲンランプヒーターの組み合わせを決定し、デューティー比が所定の値以上の印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を選択した駆動電圧を使用するハロゲンランプヒーターに印加する制御手段と、
   を備え、
   前記第２のハロゲンランプヒーターは、前記所定の値のデューティー比の印加パターンで点灯した場合に発生する熱量が、定着に必要とされる最小熱量以下であり、
   前記制御手段は、印加する前記駆動電圧を制御して前記第２のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が増加して第１閾値になった場合、前記駆動電圧の印加を前記第１のハロゲンランプヒーターに切り換え、印加する前記駆動電圧を制御して前記第１のハロゲンランプヒーターが発生する熱量が減少して前記第１閾値よりも小さい第２閾値になった場合、前記駆動電圧の印加を前記第２のハロゲンランプヒーターに切り換えることを特徴とする画像形成装置。
2. 予め前記ハロゲンランプヒーターの組み合わせ及び前記所定の値以上のデューティー比を定めたテーブルを備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき必要な熱量を算出し、前記テーブルから前記必要な熱量を満足する前記ハロゲンランプヒーターの組み合わせ及びデューティー比を選択することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１閾値は、前記第２のハロゲンランプヒーターが発生する最大熱量であり、
   前記第２閾値は、前記第１のハロゲンランプヒーターを前記所定の値のデューティー比の印加パターンで点灯した場合に発生する熱量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、定着に必要とされる熱量が、前記第１のハロゲンランプヒーターが発生する最大熱量より大きい場合、前記第１のハロゲンランプヒーターを全点灯すると共に、前記第２のハロゲンランプヒーターに前記駆動電圧を印加することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の値のデューティー比の印加パターンを印加した場合に発生する熱量は、前記第１及び第２のハロゲンランプヒーターのフィラメントの断線を防止するのに必要な熱量であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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