JP2018146712A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置において複数の電源コードを用いた場合でもフリッカーの発生を効果的に抑制する。【解決手段】画像形成装置１００は、定着ユニット２００と電源コード１１０，１１２とスイッチ部１２０，１３０と制御部１５０とを備える。定着ユニット２００は、第１のヒーター群２１０と第２のヒーター群２２０とを有する。第１のヒーター群２１０は、スイッチ部１２０を介して電源コード１１０に接続される。第２のヒーター群２２０は、スイッチ部１３０を介して電源コード１１２に接続される。制御部１５０は、第１のヒーター群２１０の点灯制御と第２のヒーター群２２０の点灯制御とを独立して実行する。これにより、点灯制御の簡易化を図ることができる。また、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０の点灯制御時における配列パターンは、フリッカー規制値を満たすように構成されるのでフリッカーの発生を効果的に抑制できる。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、プリンタ、複写機等として電子写真方式を採用した画像形成装置が広く知られている。画像形成装置では、画像形成部により用紙にトナー像を転写し、その後、定着装置を用いて用紙にトナー像を定着させる、という一連のプロセスを通じて用紙に画像を形成している。定着装置は、熱定着を行う複数の定着ヒーターを有している。

近年では、生産性の向上を目的として、画像形成処理の高速化が要求されている。これに伴い、定着ヒーターのワット数やモータのワット数が増大し、画像形成装置の消費電力が増大している。また、画像形成装置のカラー化や高精度化によっても高圧負荷が増大し、消費電力がさらに増大する傾向にある。さらに、画像形成装置の電源である交流電源は、コンセントの規格による規制があるので、画像形成装置はこの規格値以下で使用する必要がある。

そこで、消費電力が大きい画像形成装置に対して、複数の電源コードを介して電力供給を行う構成が知られている。例えば、特許文献１には、１００Ｖ、１５Ａの定格を有する第１および第２の電源コードを有し、第１の電源コードを定着制御部に接続し、第２の電源コードをＡＣ／ＤＣコンバート部に接続した画像形成装置が記載されている。また、特許文献２には、ＤＣ電源及び第１定着ヒーターが制御系電源コードに接続され、第２〜第４定着ヒーターが定着系電源コードに接続される画像形成装置が記載されている。また、特許文献３には、本の電源コードのうちいずれか一方の電源コードを介した電力供給が遮断された場合、リレーを切断状態から導通状態へ切り換えると共に、優先順位に基づいて処理部を順次に選択し、選択中の処理部に含まれる負荷機器を駆動させる画像形成装置が記載されている。

特開２００３−２４４３５９号公報 特開２０１３−１４０２５３号公報 特開２０１３−１４０２５４号公報

ところで、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ている場合、定着ヒーターも低温となっており、定着ヒーターの抵抗も通常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に伴ってフリッカーが発生してしまうという問題がある。上述した特許文献１〜３に記載の画像形成装置では、複数の電源コードに分けて複数の定着ヒーターを点灯制御しているが、各定着ヒーターの点灯制御時におけるオン（点灯）およびオフ（消灯）の配列パターンについては何ら考慮されていないので、フリッカーの発生を効果的に防止することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着装置において複数の電源コードを用いた場合でもフリッカーの発生を効果的に抑制することが可能な画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置は、複数のヒーターを含む第１のヒーター群と複数のヒーターを含む第２のヒーター群とを有する定着部と、前記第１のヒーター群に交流電源からの交流電力を供給する第１の電源コードと、前記第２のヒーター群に交流電源からの交流電力を供給する第２の電源コードと、前記第１のヒーター群と交流電源とを接続するオン状態と、前記第１のヒーター群と交流電源との接続を解除するオフ状態とを切り替える第１の切替部と、前記第２のヒーター群と交流電源とを接続するオン状態と、前記第２のヒーター群と交流電源との接続を解除するオフ状態とを切り替える第２の切替部と、交流電源の半波周期を単位としたオン区間およびオフ区間で構成されると共にフリッカー規制値を満たすように構成された配列パターンにより前記第１および第２の切替部を切り替えることで前記第１および第２のヒーター群の点灯制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１のヒーター群の点灯制御と前記第２のヒーター群の点灯制御とを独立して実行するものである。

なお、本発明において、フリッカーとは、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。

本発明によれば、第１および第２のヒーター群をそれぞれ独立して点灯制御するので、一方のヒーター群のデューティー比に変更があった場合でも、他方のヒーター群のデューティー比を変更する必要がないので、点灯制御の複雑化を防止することができる。また、フリッカー規制値を満たす配列パターンで第１および第２のヒーター群のそれぞれの点灯制御を行うので、フリッカーを効果的に抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 スイッチ部および定着ユニットの機能構成の一例を示すブロック図である。 第１のヒーター群における各ヒーターを所定のデューティー比で点灯制御する場合の配列パターンの構成例を示す図である。 第２のヒーター群における各ヒーターを所定のデューティー比で点灯制御する場合の配列パターンの構成例を示す図である。 図４に示す第１のヒーター群のうち一つのヒーターのみのデューティー比を変更する場合の配列パターンの構成例を示す図である。 図４に示す第１のヒーター群のうち一つのヒーターのみのデューティー比を変更する場合の配列パターンの構成例を示す図である。 定着処理時におけ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。 第１のヒーター群等のデューティー比を決定する場合におけ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。 第１のヒーター群のデューティー比が８０％の場合の配列パターンの構成例を示す図である。 第１のヒーター群のデューティー比が６６．７％の場合の配列パターンの構成例を示す図である。 第１のヒーター群のデューティー比が４０％の場合の配列パターンの構成例を示す図である。 第１のヒーター群のデューティー比が２０％の場合の配列パターンの構成例を示す図である。 第１のヒーター群のデューティー比が２０％の場合において、第１のヒーター群のうち１本のヒーターを用いて点灯制御を実施する場合における配列パターンの構成例を示す図である。 第１のヒーター群のデューティー比が２０％の場合において、第１のヒーター群のうち２本のヒーターを用いて点灯制御を実施する場合における配列パターンの構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置において、第１のヒーター群の各ヒーターが所定のデューティー比の場合の配列パターンの構成例と、各フリッカー規格での測定結果とを示す図である。 第１のヒーター群のヒーターが所定のデューティー比の場合の配列パターンの構成例と、各フリッカー規格での測定結果とを示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る他の画像形成装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る他の画像形成装置の機能構成の一例を示すブロックである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００の構成例］
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成装置１００は、タンデム型の画像形成装置と称されるものであり、自動原稿搬送部８０と装置本体１０２とを備えている。自動原稿搬送部８０は、装置本体１０２の上部に取り付けられ、搬送台上にセットされた用紙を、搬送ローラー等により装置本体１０２の画像読取部８２に送り出す。

装置本体１０２は、操作表示部８４と、画像読取部８２と、画像形成部１０と、中間転写ベルト８と、給紙部２０と、レジストローラー３２と、定着ユニット２００と、自動用紙反転搬送ユニット（Auto Duplex Unit：以下ＡＤＵという）９０とを有している。

操作表示部８４は、表示部と入力部とが組み合わされたタッチパネルと、タッチパネルの周辺部に設けられたスタートキーや決定キーを含む複数の操作キーとを有している。操作表示部８４は、メニュー画面等を画面上に表示したり、メニュー画面でのタッチ操作や操作キーの操作により入力された画像形成条件や定着条件等の情報を受け付けたりする。

画像読取部８２は、原稿台上に載置された原稿、または自動原稿搬送部８０により搬送された原稿を走査露光装置の光学系により走査露光し、走査した原稿の画像をＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサにより光電変換して画像情報信号を生成する。画像情報信号は、図示しない画像処理部によりアナログ処理、アナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄという）変換処理、シューディング補正、画像圧縮処理等が行われた後に、画像形成部１０に出力される。

画像形成部１０は、電子写真方式により画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙと、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍと、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃと、黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋとを有している。この例では、それぞれ共通する機能名称、例えば、符号１０の後ろに形成する色を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して表記する。

画像形成ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置される帯電部２Ｙ、露光部（光書込み部）３Ｙ、現像装置５Ｙおよびクリーニング部６Ｙを有している。画像形成ユニット１０Ｍは、感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置される帯電部２Ｍ、露光部３Ｍ、現像装置５Ｍおよびクリーニング部６Ｍを有している。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置される帯電部２Ｃ、露光部３Ｃ、現像装置５Ｃおよびクリーニング部６Ｃを有している。画像形成ユニット１０Ｋは、感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置される帯電部２Ｋ、露光部３Ｋ、現像装置５Ｋおよびクリーニング部６Ｋを有している。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム（像担持体）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、露光部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ、クリーニング部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ、一次転写ローラー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ共通する内容の構成である。以下、特に、区別が必要な場合を除き、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付さずに表記することとする。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面をほぼ一様に帯電する。露光部３は、例えばＬＥＤアレイと結像レンズとを有するＬＰＨ（LED Print Head）や、ポリゴンミラー方式のレーザー露光走査装置により構成され、画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上をレーザー光により走査して静電潜像を形成する。現像装置５は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光体ドラム１上に可視画像であるトナー像が形成される。

中間転写ベルト８は、複数のローラーにより張架されると共に回動可能に支持されている。中間転写ベルト８の回動と併せて、一次転写ローラー７と感光体ドラム１とが回転し、一次転写ローラー７と感光体ドラム１との間に所定の電圧が印加されることで、感光体ドラム１に形成されたトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（一次転写）。

給紙部２０は、Ａ３やＡ４等の用紙Ｐが収容された複数の給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂを有している。各給紙トレイ２０Ａ，２０Ｂから搬送ローラー２２，２４，２６，２８等によって搬送された用紙Ｐは、レジストローラー３２に搬送される。なお、給紙トレイの数は２つに限定されるものではない。また、必要に応じて大容量の用紙Ｐを収容することが可能な大容量給紙装置を単数または複数連結させても良い。

レジストローラー３２は、ループローラー対３０による用紙Ｐの先端部の突き当てによりループを形成することで用紙Ｐの曲がりを補正する。用紙Ｐの曲がりが補正された用紙Ｐは、所定のタイミングで二次転写ローラー３４に搬送される。二次転写ローラー３４では、中間転写ベルト８上に転写されたＹ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色トナー像が用紙Ｐの表面に一括転写される（二次転写）。二次転写された用紙Ｐは用紙搬送方向Ｄ１の下流側の定着ユニット２００に搬送される。

定着ユニット２００は、加圧ローラーと加熱ローラーとを有している。定着ユニット２００は、二次転写ローラー３４でトナー像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより用紙Ｐ表面のトナー像を用紙Ｐに定着させる。

定着ユニット２００の用紙搬送方向Ｄ１の下流側には、用紙Ｐの搬送経路を排紙経路側またはＡＤＵ９０側に切り替えるための搬送路切替部４８が設けられている。搬送路切替部４８は、選択されている印刷モード（片面印刷モード、両面印刷モード等）に基づいて搬送経路の切り替え制御を行う。

片面印刷モードで片面の印刷が終了した用紙Ｐ、または、両面印刷モードで両面の印刷が終了した用紙Ｐは、排紙ローラー４６により排紙トレイ上に排出される。

また、両面印刷モードで、用紙Ｐの裏面側に画像を形成する場合、表面側に画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー９２等を介してＡＤＵ９０に搬送される。ＡＤＵ９０のスイッチバック経路では、ＡＤＵローラー９４の逆回転制御により用紙Ｐの後端を先頭にしてＵターン経路部に搬送され、Ｕターン経路部に設けられた搬送ローラー９６，９８等により表裏反転された状態で二次転写ローラー３４に再給紙される。

［画像形成装置１００のブロック構成例］
図２は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図３は、スイッチ部１２０，１３０および定着ユニット２００の機能構成の一例を示すブロック図である。

図２および図３に示すように、画像形成装置１００は、電源コード１１０，１１２と、スイッチ部１２０，１３０と、ＡＣ／ＤＣ電源部１４０と、制御部１５０と、温度センサ１６０，１６２と、記憶部１７０と、定着ユニット２００とを備えている。なお、電源コード１１０は第１の電源コードに相当し、電源コード１１２は第２の電源コードに相当している。また、スイッチ部１２０は第１の切替部に相当し、スイッチ部１３０は第２の切替部に相当している。

電源コード１１０，１１２のそれぞれは、交流電源に接続可能に構成されており、交流電源からのＡＣ電力を画像形成装置１００の制御部１５０や定着ユニット２００等に供給する。交流電源は、例えば１００Ｖ〜２００Ｖ程度である。電源コード１１０には、スイッチ部１２０が接続されている。電源コード１１２には、スイッチ部１３０およびＡＣ／ＤＣ電源部１４０のそれぞれが接続されている。

定着ユニット２００は、第１のヒーター群２１０と第２のヒーター群２２０とを有している。第１のヒーター群２１０は、３個のヒーター２１２，２１４，２１６から構成されている。各ヒーター２１２，２１４，２１６は、例えば定着ローラーの長手方向の端部のそれぞれに配置されている。つまり、第１のヒーター群２１０には、端部用の同一機能（第１の機能）のヒーター２１２，２１４，２１６が割り当てられている。本実施の形態において、ヒーター２１２の電力は６００Ｗであり、ヒーター２１４の電力は８００Ｗであり、ヒーター２１６の電力は７００Ｗである。なお、６００Ｗ〜８００Ｗの電力は、第１の電力量に相当している。

第２のヒーター群２２０は、３個のヒーター２２２，２２４，２２６から構成されている。各ヒーター２２２，２２４，２２６は、例えば定着ローラーの長手方向の中央部に配置されている。つまり、第２のヒーター群２２０には、中央部用の同一機能（第２の機能）のヒーター２２２，２２４，２２６が割り当てられている。本実施の形態において、ヒーター２２２の電力は１１００Ｗであり、ヒーター２２４の電力は１１５０Ｗであり、ヒーター２２６の電力は１０００Ｗである。なお、１０００Ｗ〜１１５０Ｗの電力は、第２の電力量に相当している。

スイッチ部１２０は、第１のヒーター群２１０を交流電源から遮断してオフ状態に切り替えたり、第１のヒーター群２１０を交流電源に接続してオン状態に切り替えたりする。スイッチ部１２０は、スイッチ基板１２２と、スイッチ基板１２２上に取り付けられるスイッチ１２４，１２６，１２８とを有している。スイッチ１２４は、一端部が電源コード１１０に接続され、他端部がヒーター２１２に接続されている。スイッチ１２６は、一端部が電源コード１１０に接続され、他端部がヒーター２１４に接続されている。スイッチ１２８は、一端部が電源コード１１０に接続され、他端部がヒーター２１６に接続されている。スイッチ１２４，１２６，１２８には、例えば、トライアック（双方向サイリスタ）やトランジスタ、ＩＧＢＴといったスイッチング素子等を用いることができる。

スイッチ部１３０は、第２のヒーター群２２０を交流電源から遮断してオフ状態に切り替えたり、第２のヒーター群２２０を交流電源に接続してオン状態に切り替えたりする。スイッチ部１３０は、スイッチ基板１３２と、スイッチ基板１３２上に取り付けられるスイッチ１３４，１３６，１３８とを有している。スイッチ１３４は、一端部が電源コード１１２に接続され、他端部がヒーター２２２に接続されている。スイッチ１３６は、一端部が電源コード１１２に接続され、他端部がヒーター２２４に接続されている。スイッチ１３８は、一端部が電源コード１１２に接続され、他端部がヒーター２２６に接続されている。スイッチ１３４，１３６，１３８には、例えば、トライアック（双方向サイリスタ）やトランジスタ、ＩＧＢＴといったスイッチング素子等を用いることができる。

ＡＣ／ＤＣ電源部１４０は、電源コード１１２から供給されるＡＣ電力（交流）をＤＣ電力（直流）に変換し、変換したＤＣ電力を制御部１５０やその他の負荷のそれぞれに供給する。

温度センサ１６０は、第１のヒーター群２１０の近傍に配置され、第１のヒーター群２１０の端部側に配置されるヒーター２１２等の温度を検出して第１のヒーター群２１０の温度情報を制御部１５０に供給する。

温度センサ１６２は、第２のヒーター群２２０の近傍に配置され、第２のヒーター群２２０の中央部に配置されるヒーター２２２等の温度を検出して第２のヒーター群２２０の温度情報を制御部１５０に供給する。

制御部１５０は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＯＭ(Read Only Memory)等を有している。制御部１５０は、温度センサ１６０により検出された第１のヒーター群２１０の温度情報から、第１のヒーター群２１０を点灯制御する際のデューティー比を算出する。また、制御部１５０は、算出したデューティー比に対応した配列パターンを記憶部１７０のテーブルから読み出し、読み出した配列パターンに基づいてスイッチ部１２０のオン／オフを切り替えることで第１のヒーター群２１０の点灯制御を行う。この切り替え制御は、交流電源の半波周期を単位として行われる。なお、第２のヒーター群２２０についても同様の制御により配列パターンを決定して点灯制御を行う。

記憶部１７０は、第１のヒーター群２１０のヒーター２１２，２１４，２１６および第２のヒーター群２２０のヒーター２２２，２２４，２２６のそれぞれの各デューティー比に対応した配列パターンを記憶するテーブルを有している。配列パターンは、例えば、半波周期の整数倍を１制御区間として、スイッチ部１２０，１３０のオフ状態を指定するオフ区間および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構成されている。

［配列パターンについて］
図４は、第１のヒーター群２１０における、ヒーター２１２を５３．３％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターン（電流波形）を示し、ヒーター２１４を２６．７％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターンを示し、ヒーター２１６を２６．７％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターンを示している。

なお、図４および後述する図５〜図７、図１０〜図１７では、交流の電流波形のうち、オン期間（点灯）を「１」で表し、オフ期間（消灯）を「０」で表している。また、１５個の半波周期を一つの点灯制御区間（単位）としている。

図４に示すように、第１のヒーター群２１０のヒーター２１２，２１４，２１６の３つの配列パターンは、デューティー比に対応する点灯数に設定されると共に、フリッカー規定値（例えばｐｓｔ＝０．８）を満足するようにオン区間およびオフ区間の配列が調整された組み合わせで構成されている。

図５は、第２のヒーター群２２０における、ヒーター２２２を９３．３％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターン（電流波形）を示し、ヒーター２２４を２６．７％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターンを示し、ヒーター２２６を９３．３％のデューティー比で点灯制御する場合における配列パターンを示している。

図５に示すように、第２のヒーター群２２０のヒーター２２２，２２４，２２６の３つの配列パターンは、デューティー比に対応する点灯数に設定されると共に、フリッカー規定値（例えばｐｓｔ＝０．８）を満足するようにオン区間およびオフ区間の配列が調整された組み合わせで構成されている。

図６は、図４に示す第１のヒーター群２１０のうちヒーター２１６のみのデューティー比を２６．７％から４０％に変更する場合の配列パターンを示している。

図６に示すように、第１のヒーター群２１０のヒーター２１６のみのデューティー比を２６．７％から４０％に変更する場合、予め設定されたフリッカー規制値を満足するように、ヒーター２１６の配列パターンが変更されると共に、第１のヒーター群２１０の残りのヒーター２１２，２１４のデューティー比をそのままとして配列パターンが変更される。

本実施の形態では、第１のヒーター群２１０を電源コード１１０に割り当て、第２のヒーター群２２０を電源コード１１２に割り当てているので、第１のヒーター群２１０のフリッカー測定と、第２のヒーター群２２０のフリッカー測定とを切り離すことができる。これにより、第１のヒーター群２１０のデューティー比が変更された場合でも、第２のヒーター群２２０のデューティー比を変更する必要がない。その結果、第１のヒーター群２１０と第２のヒーター群２２０とで独立した点灯制御を実行することが可能となる。なお、第２のヒーター群２２０のみのデューティー比を変更した場合についても同様の効果を奏することができる。

図７は、図４に示す第１のヒーター群２１０のうち、ヒーター２１６のみのデューティー比を２６．７％から５３．３％に変更する場合の配列パターンを示している。

図７に示すように、第１のヒーター群２１０のヒーター２１６のみのデューティー比を２６．７％から５３．３％に変更する場合、予め設定されたフリッカー規制値を満足するように、ヒーター２１６の配列パターンが変更されると共に、第１のヒーター群２１０の残りのヒーター２１２，２１４のデューティー比をそのままとして配列パターンが変更される。

この場合でも、上述したように、第１のヒーター群２１０と第２のヒーター群２２０とは独立した構成となっているので、第１のヒーター群２１０のデューティー比が変更された場合でも、第２のヒーター群２２０のデューティー比を変更する必要はない。

［画像形成装置１００の動作例］
図８は、定着処理時における画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図８に示すように、ステップＳ１０において、制御部１５０は、ジョブの開始に伴って、定着処理を開始する。ステップＳ１０が終了したら、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、制御部１５０は、第１のヒーター群２１０の温度を温度センサ１６０から取得すると共に、第２のヒーター群２２０の温度を温度センサ１６２から取得する。ステップＳ２０が終了したら、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、制御部１５０は、取得した第１のヒーター群２１０の温度と予め設定された目標温度との差分値に基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する際のデューティー比を算出する。同様に、制御部１５０は、取得した第２のヒーター群２２０の温度と予め設定された目標温度との差分値に基づいて第２のヒーター群２２０を点灯制御する際のデューティー比を算出する。なお、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０のデューティー比は、過去の温度履歴を用いるＰＩ制御等の方法により算出することもできる。ステップＳ３０が終了したら、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、制御部１５０は、算出した第１のヒーター群２１０のデューティー比に対応した配列パターンを記憶部１７０のテーブルから選択して設定する。同様に、制御部１５０は、算出した第２のヒーター群２２０のデューティー比に対応した配列パターンを記憶部１７０のテーブルから選択して設定する。ステップＳ４０が終了したら、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０において、制御部１５０は、設定した配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。同様に、制御部１５０は、設定した配列パターンに基づいて第２のヒーター群２２０を点灯制御する。

［デューティー比を決定する場合の動作例］
図９は、第１のヒーター群２１０等のデューティー比を決定する場合における画像形成装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。また、図１０は第１のヒーター群２１０のデューティー比が８０％の場合の配列パターンを示し、図１１は第１のヒーター群２１０のデューティー比が６６．７％の場合の配列パターンを示し、図１２は第１のヒーター群２１０のデューティー比が４０％の場合の配列パターンを示し、図１３は第１のヒーター群２１０のデューティー比が２０％の場合の配列パターンを示している。

図９に示すように、ステップＳ１００において、制御部１５０は、端部加熱用の第１のヒーター群２１０の温度情報を温度センサ１６０から取得すると共に、中央部加熱用の第２のヒーター群２２０の温度情報を温度センサ１６２から取得する。ステップＳ１００が終了すると、ステップＳ１１０に進む。なお、以下では、便宜上、第１のヒーター群２１０の点灯制御を行う際のデューティー比を決定する場合について説明する。

ステップＳ１１０において、制御部１５０は、定着制御の目標温度から温度センサ１６０から取得した温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差が−２０℃以上であるか否かを判断する。つまり、画像形成装置１００を使用する環境の温度が目標温度よりも２０℃以上低いか否かを判断する。制御部１５０は、算出した温度差が−２０℃以上であると判断した場合、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０において、制御部１５０は、算出した温度差から第１のヒーター群２１０の点灯制御におけるデューティー比を１００％近傍に設定し、このデューティー比に対応する配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。

一方、ステップＳ１１０において、制御部１５０は、算出した温度差が−２０℃未満であると判断した場合、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０において、制御部１５０は、定着制御の目標温度から、温度センサ１６０から取得した温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差が−７℃以上であるか否かを判断する。つまり、画像形成装置１００を使用する環境の温度が目標温度よりも７℃以上低いか否かを判断する。制御部１５０は、算出した温度差が−７℃以上であると判断した場合、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、制御部１５０は、算出した温度差から第１のヒーター群２１０の点灯制御におけるデューティー比を８０％近傍に設定し、このデューティー比に対応する図１０に示す配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。

一方、ステップＳ１３０において、制御部１５０は、算出した温度差が−７℃未満であると判断した場合、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０において、制御部１５０は、定着制御の目標温度から温度センサ１６０から取得した温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差が−２℃以上であるか否かを判断する。つまり、画像形成装置１００を使用する環境の温度が目標温度よりも２℃以上低いか否かを判断する。制御部１５０は、算出した温度差が−２℃以上であると判断した場合、ステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１６０において、制御部１５０は、算出した温度差から第１のヒーター群２１０の点灯制御におけるデューティー比を６６．７％近傍に設定し、このデューティー比に対応する図１１に示す配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。

一方、ステップＳ１５０において、制御部１５０は、算出した温度差が−２℃未満であると判断した場合、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０において、制御部１５０は、定着制御の目標温度から温度センサ１６０から取得した温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差が０℃以上であるか否かを判断する。つまり、画像形成装置１００を使用する環境の温度と目標温度との差が０℃以上２℃未満であるかを判断する。制御部１５０は、算出した温度差が０℃以上であると判断した場合、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０において、制御部１５０は、算出した温度差から第１のヒーター群２１０の点灯制御におけるデューティー比を４０％近傍に設定し、このデューティー比に対応する図１２に示す配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。

一方、ステップＳ１７０において、制御部１５０は、算出した温度差が０℃未満であると判断した場合、ステップＳ１９０に進む。

ステップＳ１９０において、制御部１５０は、定着制御の目標温度から温度センサ１６０から取得した温度を減算して温度差を算出し、算出した温度差が２℃以上であるか否かを判断する。制御部１５０は、算出した温度差が２℃以上であると判断した場合、ステップＳ２００に進む。

ステップＳ２００において、制御部１５０は、算出した温度差から第１のヒーター群２１０の点灯制御におけるデューティー比を２０％近傍に設定し、このデューティー比に対応する図１３に示す配列パターンに基づいて第１のヒーター群２１０を点灯制御する。

一方、ステップＳ１９０において、制御部１５０は、算出した温度差が２℃未満であると判断した場合、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において、制御部１５０は、取得した温度が目標温度以上なので、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０を消灯させる。

［デューティー比が２０％の場合のヒーターの構成例］
次に、第１のヒーター群２１０の点灯制御時のデューティー比が２０％である場合におけるヒーターの組み合わせの一例について説明する。例えば、算出したデューティー比が２０％である場合には、図１３に示した３本のヒーター２１２，２１４，２１６を用いる場合の他に、以下のようなヒーター構成を採用することもできる。

図１４は、第１のヒーター群２１０のうち１本のヒーター２１４を用いる場合におけるヒーター２１４の配列パターンを示している。図１５は、第１のヒーター群２１０のうち２本のヒーター２１２，２１４を用いる場合におけるヒーター２１２，２１４の配列パターンを示している。

制御部１５０は、算出したデューティー比が２０％である場合、第１のヒーター群２１０であれば、合計の電力が４２０Ｗに相当する。そのため、第１のヒーター群２１０の合計の電力が４２０Ｗであれば良いので、例えば１本のヒーター２１２のみを用いて点灯制御を行うこともできる。この場合、図１４に示す配列パターンを選択し、８００Ｗのヒーター２１４を５３．３％のデューティー比で点灯制御する。第１のヒーター群２１０の合計電力は４２４Ｗになる。

また、例えば２本のヒーター２１２，２１４のみを用いて点灯制御を行うのであれば、制御部１５０は、図１５に示す配列パターンを選択し、６００Ｗのヒーター２１２を３３％のデューティー比で点灯制御し、８００のヒーター２１４を２６．７％のデューティー比で点灯制御する。第１のヒーター群２１０の合計電力は４１１．６Ｗになる。

なお、他のデューティー比の場合についても同様の手法により、種々のヒーター構成を採用することができる。また、上述した例では、第１のヒーター群２１０の場合について説明したが、第２のヒーター群２２０についても同様の配列パターンを採用することができる。

以上のように、第１の実施の形態によれば、第１のヒーター群２１０を電源コード１１０に割り当て、第２のヒーター群２２０を電源コード１１２に割り当てているので、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０をそれぞれ独立して半波周期を単位とした点灯制御を実行することができる。これにより、第１のヒーター群２１０の例えばヒーター２１２のデューティー比を変更する場合でも、第２のヒーター群２２０のデューティー比および配列パターンを変更する必要がないので、点灯制御の簡易化を図ることができる。

また、第１のヒーター群２１０のヒーター２１２，２１４，２１６の各配列パターン、および第２のヒーター群２２０のヒーター２２２，２２４，２２６の各配列パターンは、フリッカー規制値を満足するような組み合わせで構成されているので、フリッカーの発生を効果的に防止することができる。

さらに、例えば、仮に、端部加熱用ヒーターが第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０のそれぞれに混在した構成が採用されると、端部加熱用ヒーターのデューティー比（制御値）を変更する場合に、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０の双方の配列パターンを変更する必要があり、点灯制御が複雑化するという問題があった。これに対し、本実施の形態によれば、端部加熱用ヒーターを第１のヒーター群２１０に割り当て、中央部加熱用ヒーターを第２のヒーター群２２０に割り当てているので、例えば、端部加熱用ヒーターのデューティー比を変更する場合、第１のヒーター群２１０の各ヒーターのみの配列パターンを変更すれば良いので、点灯制御の簡易化を図ることができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、フリッカー規格を考慮して各ヒーターの配列パターンを選択する点において、上記第１の実施の形態と相違している。なお、その他の画像形成装置１００の構成等については、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

電源コード１相当たり１６Ａ未満の定格電流では、ＩＥＣ６１０００−３−３規格（第１のフリッカー規格）によりフリッカー試験が実施される。この場合、測定器側インピーダンスは０．４Ωであり、このインピーダンスを介して電圧変動が判断されることでフリッカー値が測定される。また、電源コード１相当たり１６Ａ以上の定格電流では、ＩＥＣ６１０００−３−１１規格（第２のフリッカー規格）によりフリッカー試験が実施される。この場合、測定器側インピーダンスは０．２５Ωであり、このインピーダンスを介して電圧変動が判断されることでフリッカー値が測定される。

図１６は、第１のヒーター群２１０の各ヒーター２１２，２１４，２１６のデューティー比が２６．７％の場合の配列パターンと、各フリッカー規格での測定結果とを示している。なお、図１６では、ＩＥＣ６１０００−３−３規格をＡ規格と称し、ＩＥＣ６１０００−３−１１規格をＢ規格と称する。

ＩＥＣ６１０００−３−３規格のフリッカーの測定において、図１６に示す配列パターンで第１のヒーター群２１０の点灯制御を実施した場合、フリッカーの測定結果（ＰＳＴ）は０．７１５であった。また、ＩＥＣ６１０００−３−１１規格のフリッカーの測定において、図１６に示す配列パターンで第１のヒーター群２１０の点灯制御を実施した場合、フリッカーの測定結果（ＰＳＴ）は０．４５１であった。これらから明らかなように、配列パターンが同じでも、フリッカー規格が異なればフリッカー値に差異が生じる。

ここで、フリッカー値（ＰＳＴ）の目標値を例えば０．８以下で設定した場合、上述した図１６に示した配列パターンでは、ＩＥＣ６１０００−３−３規格およびＩＥＣ６１０００−３−１１規格の双方の規格に対しても０．８以下となるので、何れのフリッカー規格でも選択することができる。

図１７は、第１のヒーター群２１０における、ヒーター２１２のデューティー比が２０％の場合の配列パターン、ヒーター２１４のデューティー比が２６．７％の場合の配列パターン、ヒーター２１６のデューティー比が４６．７％の場合の配列パターン、および各フリッカー規格での測定結果を示している。なお、図１７では、ＩＥＣ６１０００−３−３規格をＡ規格と称し、ＩＥＣ６１０００−３−１１規格をＢ規格と称する。

ＩＥＣ６１０００−３−３規格のフリッカーの測定において、図１７に示す配列パターンで第１のヒーター群２１０の点灯制御を実施した場合、フリッカーの測定結果（ＰＳＴ）は０．８９１となり、目標値の０．８を超えた。一方、ＩＥＣ６１０００−３−１１規格のフリッカーの測定において、図１７に示す配列パターンで第１のヒーター群２１０の点灯制御を実施した場合、フリッカーの測定結果（ＰＳＴ）は０．７４５となり、目標値の０．８以下となった。これにより、ＩＥＣ６１０００−３−３規格では、図１７に示す配列パターンを選択できないことが分かる。

また、図２において、電源コード１１０の定格電流を１５Ａとし、電源コード１１２の定格電流を２０Ａとした場合には、電源コード１１０でのフリッカー規格は定格電流が１６Ａ未満のＩＥＣ６１０００−３−３規格が対応し、電源コード１１２でのフリッカー規格は定格電流が１６Ａ以上のＩＥＣ６１０００−３−１１規格が対応する。また、上述した図１７の配列パターンを選択する場合、電源コードとしては、フリッカー値の目標値である０．８以下の条件を満たしかつＩＥＣ６１０００−３−１１規格に対応する電源コード１１２を選択し、電源コード１１２に接続される第２のヒーター群２２０の点灯制御を実施する。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、電源コードの定格電流を考慮して第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０における各ヒーターの組み合わせを決定している。なお、その他の画像形成装置１００の構成等については、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１の実施の形態の図３等で説明したように、ヒーター２１２の電力を６００Ｗとし、ヒーター２１４の電力を８００Ｗとし、ヒーター２１６の電力を７００Ｗとし、ヒーター２２２の電力を１１００Ｗとし、ヒーター２２４の電力を１１５０Ｗとし、ヒーター２２６の電力を１０００Ｗとする。また、ヒーター以外の電力としては、ＡＣ／ＤＣ電源部の電力を８００Ｗとする。このうち、制御系が２００Ｗであり、駆動系が６００Ｗである。

このような条件の場合において、本実施の形態では、１０００Ｗ未満の電力のヒーター２１２，２１４，２１６を第１のヒーター群２１０に割り当て、１０００Ｗ以上の電力のヒーター２２２，２２４，２２６を第２のヒーター群２２０に割り当てている。言い換えると、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０のうち、電力量の小さい３つのヒーター２１２，２１４，２１６を第１のヒーター群２１０に割り当て、電力量の大きい３つのヒーター２２２，２２４，２２６を第２のヒーター群２２０に割り当てる。

ここで、電源コード（プラグ）の定格電流には、一般的に１５Ａ、２０Ａ、２５Ａ、３０Ａがある。この場合、電源コード１１０側では、第１のヒーター群２１０とＡＣ／ＤＣ電源部１４０の合計電力量が２９００Ｗとなり、日本国内であれば定格電圧が２００Ｖと定められているため、定格電流は１４．５Ａとなる。したがって、電源コード１１０としては、定格電流が小さい１５Ａの電源コードを選定することができる。

また、電源コード１１２側では、第２のヒーター群２２０の合計電力量が３２５０Ｗとなり、日本国内であれば定格電圧が２００Ｖと定められているため、定格電流は１６．２５Ａとなる。したがって、電源コード１１２としては、定格電流が大きい２０Ａの電源コードを選定することができる。

図１８は、第３の実施の形態に係る他の画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図１８では、ＡＣ／ＤＣ電源部１４０を電源コード１１２側に接続している。

図１８に示すように、電源コード１１０側では、第１のヒーター群２１０の合計電力量が２１００Ｗとなり、欧州であれば定格電圧が２３０Ｖと定められているため、定格電流は９．１３Ａとなる。したがって、電源コード１１０としては、定格電流が１５Ａの電源コードを選定することができる。

また、電源コード１１２側では、第２のヒーター群２２０とＡＣ／ＤＣ電源部１４０の合計電力量が４０５０Ｗとなり、欧州であれば定格電圧が２３０Ｖと定められているため、定格電流は１７．６Ａとなる。したがって、電源コード１１２としては、定格電流が２０Ａの電源コードを選定することができる。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態では、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０の電流を考慮して電源コード１１０，１１２を決定している。なお、その他の画像形成装置１００の構成等については、上記第１の実施の形態と同様であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１９は、第４の実施の形態に係る画像形成装置１００の機能構成の一例を示すブロックである。図１９に示すように、定着ユニット２００の第１のヒーター群２１０は、２個のヒーター２１２，２１４により構成されている。電源コード１１０は１２０Ｖ／６０Ｈｚの交流電源に接続され、電源コード１１２は２３０Ｖ／５０Ｈｚの交流電源に接続される。なお、各ヒーターの電力等は、第１のヒーター群２１０のヒーター２１６を設けていない点を除いて上述した第１の実施の形態と共通している。

図１９のように定着ユニット２００を構成した場合、電源コード１１０側では第１のヒーター群２１０の合計電力量が１４００Ｗとなり、電源コード１１２側では第２のヒーター群２２０およびＡＣ／ＤＣ電源部１４０の合計電力量が４０５０Ｗとなる。

一般に、負荷に供給する電力が同一である場合、電圧が小さければ、電流は大きくなる。そこで、第４の実施の形態では、第１のヒーター群２１０および第２のヒーター群２２０のそれぞれの電流増加を抑制するために、合計電力が小さい方の第１のヒーター群２１０を１２０Ｖ／６０Ｈｚの電源コード１１０に割り当て、合計電力が大きい方の第２のヒーター群２２０を２３０Ｖ／５０Ｈｚの電源コード１１２に割り当てている。これにより、電源コード１１０，１１２の電流が大きくなることを防止できる。また、２００Ｖの交流電源が全て使用されている場合でも、代わりに１００Ｖの交流電源を使用することもできる。

なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に記載の範囲には限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。例えば、図１に示す画像形成装置１００はカラー画像を形成するものであるが、本発明はカラー画像を形成する画像形成装置に限らず、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。

１００ 画像形成装置
１１０ 電源コード（第１の電源コード）
１１２ 電源コード（第２の電源コード）
１２０ スイッチ部（第１の切替部）
１３０ スイッチ部（第２の切替部）
１４０ ＡＣ／ＤＣ電源部
１５０ 制御部
１７０ 記憶部
２１０ 第１のヒーター群
２２０ 第２のヒーター群

Claims (9)

1. 複数のヒーターを含む第１のヒーター群と複数のヒーターを含む第２のヒーター群とを有する定着部と、
   前記第１のヒーター群に交流電源からの交流電力を供給する第１の電源コードと、
   前記第２のヒーター群に交流電源からの交流電力を供給する第２の電源コードと、
   前記第１のヒーター群と交流電源とを接続するオン状態と、前記第１のヒーター群と交流電源との接続を解除するオフ状態とを切り替える第１の切替部と、
   前記第２のヒーター群と交流電源とを接続するオン状態と、前記第２のヒーター群と交流電源との接続を解除するオフ状態とを切り替える第２の切替部と、
   交流電源の半波周期を単位としたオン区間およびオフ区間で構成されると共にフリッカー規制値を満たすように構成された配列パターンにより前記第１および第２の切替部を切り替えることで前記第１および第２のヒーター群の点灯制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第１のヒーター群の点灯制御と前記第２のヒーター群の点灯制御とを独立して実行する、画像形成装置。
2. 前記制御部は、１６Ａ未満の画像形成装置に適用される第１のフリッカー規格を満足するように、前記第１および第２のヒーター群の点灯制御時における配列パターンの組み合わせを選択する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、１６Ａ以上の画像形成装置に適用される第２のフリッカー規格を満足するように、前記第１および第２のヒーター群の点灯制御時における配列パターンの組み合わせを選択する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の電源コードと前記第２の電源コードとは定格電流が異なる、
   請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の電源コードが接続される交流電源と前記第２の電源コードが接続される交流電源とは電圧が異なる
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１のヒーター群には、第１の機能を有するヒーターが割り当てられ、
   前記第２のヒーター群には、第２の機能を有するヒーターが割り当てられる、
   請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１のヒーター群には、第１の電力量のヒーターが割り当てられ、
   前記第２のヒーター群には、前記第１の電力量よりも大きい第２の電力量のヒーターが割り当てられる、
   請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１のヒーター群および前記第２のヒーター群における各ヒーターの配列パターンの組み合わせを記憶する記憶部を備える、
   請求項１から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の電源コードまたは前記第２の電源コードには、交流電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ電源部が接続される、
   請求項１から８の何れか一項に記載の画像形成装置。

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