JP2022176686A

JP2022176686A - 画像形成装置及び定着装置

Info

Publication number: JP2022176686A
Application number: JP2021083234A
Authority: JP
Inventors: 望中嶌; Nozomi Nakajima; 淳嗣中本; Atsushi Nakamoto; 康平若津; Kohei Wakatsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-11-30
Also published as: US11835909B2; US20220365475A1

Abstract

【課題】電力供給する発熱体を切り替えることで発生するフリッカを抑制すること。【解決手段】ヒータ制御回路１０８は、温度検知手段により検知したヒータ２０１の温度とヒータ２０１の目標温度とに基づいて、発熱体２０３に電力供給される期間Ｐにおいて、少なくとも一つの単位周期における商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される第１の電流と商用交流電源１０１から電源装置１５０に供給される第３の電流との合成電流は、第１の電流を供給しているタイミングと第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない電流であり、発熱体２０５に電力供給される期間Ｑにおいて、少なくとも一つの単位周期における商用交流電源１０１から発熱体２０５に供給される第２の電流と第３の電流との合成電流は、第２の電流を供給しているタイミングと第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重なる電流である。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成装置に用いる定着装置に関する。

記録材に画像形成を行う画像形成装置は、記録材上に転写されたトナー像を加熱、加圧して記録材に定着させる定着装置を備えている。定着装置では、記録材を加熱するための発熱源にセラミックヒータを用いた加熱装置を有している。加熱装置は、記録材の搬送方向に略直交する方向である幅方向（セラミックヒータの長手方向）の長さが異なる複数の発熱体を有し、各発熱体の発熱タイミングを切り替えてパフォーマンスを最大化する技術が、例えば特許文献１、２などで提案されている。特許文献１、２では、記録材の幅方向の長さが異なる発熱体を、排他的に高頻度で切り替えて、記録材が通過しない発熱体の非通紙部の昇温を抑制する技術が提案されている。これにより、幅の狭いＢ５サイズやＡ５サイズの記録材の印刷速度を速くさせ、小サイズの記録材の生産性を向上させている。

また、複数の発熱体を排他的に切り替える制御においては、電力供給する発熱体を切り替えるタイミングで、電流供給元の商用交流電源の交流電圧が変動してフリッカ（ちらつき）が発生することが知られている。

特開２０２０－１１５１８５号公報特開２０２０－１１５１８６号公報

従来、フリッカが発生する要因としては、電力供給する発熱体を切り替えることで流れる電流が変化し、電源の交流電圧が変動することがある。また、電力供給する発熱体を切り替えることで電流が変化する周波数が、フリッカを不快と感じる周波数８．８Ｈｚとなることがある。このように発生するフリッカを抑制することが求められている。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、電力供給する発熱体を切り替えることで発生するフリッカを抑制することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。

（１）加熱回転体と、第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、前記交流電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置と、を備え、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記電源装置は、前記交流電源に並列に接続されており、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、複数の単位周期を含む第１の期間において前記第１の発熱体に、複数の単位周期を含む第２の期間において前記第２の発熱体に、位相制御による電力供給を行うように制御し、前記切替手段により電力供給路を切り替えることで、前記第１の期間から前記第２の期間に、又は前記第２の期間から前記第１の期間に切り替わり、前記第１の期間において、前記第１の発熱体には、前記交流電源から前記第１の発熱体に供給される第１の電流と前記交流電源から前記電源装置に供給される第３の電流との合成電流が供給され、前記第１の期間における少なくとも一つの前記単位周期における合成電流は、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない電流であり、前記第２の期間において、前記第２の発熱体には、前記交流電源から前記第２の発熱体に供給される第２の電流と前記第３の電流との合成電流が供給され、前記第２の期間における少なくとも一つの前記単位周期における合成電流は、前記第２の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重なる電流であることを特徴とする画像形成装置。

（２）加熱回転体と、第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、前記交流電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置と、を備え、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記電源装置は、前記交流電源に並列に接続されており、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位周期あたりに供給する電力量を決定し、前記第１の発熱体に位相制御により電力供給する第１の期間では、前記第１の発熱体に、導通を開始する位相角度が９０ｄｅｇより大きく、導通を終了する位相角度が１８０ｄｅｇより小さい、又は導通を開始する角度が２７０ｄｅｇより大きく、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇより小さい第１の電流を供給し、前記第１の期間に続く第２の期間であって、前記第２の発熱体に位相制御により電力供給する第２の期間では、前記第２の発熱体に導通を開始する角度が０ｄｅｇ以上、９０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が１８０ｄｅｇ以下である、又は導通を開始する角度が１８０ｄｅｇ以上、２７０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇ以下である第２の電流を供給することを特徴とする画像形成装置。

（３）加熱回転体と、第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位周期あたりに供給する電力量を決定し、前記第１の発熱体への電力供給期間において前記第１の発熱体に供給される電流の最大電流値の平均値が、前記第２の発熱体への電力供給期間において前記第２の発熱体に供給される電流の最大電流値以下になるように前記電力量を制御することを特徴とする定着装置。

本発明によれば、電力供給する発熱体を切り替えることで発生するフリッカを抑制することができる。

実施例１～３の画像形成装置の構成を示す概略断面図実施例１の加熱装置及び電源装置の回路構成を示す回路図実施例１の電源装置のコンデンサインプット電流の波形図、及び発熱体切替制御を説明する図実施例１の商用交流電源から画像形成装置に供給される電流波形を説明する図実施例２の加熱装置及び電源装置の回路構成を示す回路図実施例２の電源装置に入力される交流電流の波形図、及び商用交流電源から画像形成装置に供給される電流波形を説明する図実施例３の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図実施例３の定着装置の構成を説明する断面模式図実施例３のヒータの構成を示す模式図実施例３のヒータの断面を示す模式図実施例３の定着装置の定着制御回路の構成を示す模式図実施例３の発熱体の電力デューティの制御を説明する図実施例３の発熱体の電力デューティの制御を行うフローチャート実施例３の発熱体の電力デューティの制御方法を説明する図

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の構成］
図１は、実施例１の定着装置５０を備えた画像形成装置４００の構成を示す概略断面図である。図１に示す画像形成装置４００において、記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成部４０１（図中、破線で囲まれた部分）は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色のトナー像を形成する、４つの画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有している。更に、画像形成部４０１は、各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに対応して設けられ、各画像形成ステーションの、後述する感光ドラム１に静電潜像を形成するレーザスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有している。各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ像担持体である筒状の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、現像ローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを備える現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを有している。各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは同一の構成であり、各部材の末尾に付したａ、ｂ、ｃ、ｄは画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの部材であることを示している。以下では、特定の画像形成ステーションの部材を指す場合を除き、符号末尾のａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。

帯電ローラ２は、感光ドラム１を一様な電位に帯電する。帯電ローラ２により一様な電位に帯電された感光ドラム１では、レーザスキャナ３が画像データに応じてレーザ光を照射することにより、感光ドラムの表面に画像データに応じた静電潜像が形成される。そして、現像器４の現像ローラ４１が、感光ドラム１上に形成された静電潜像にトナーを付着させることにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１に対向する位置に設けられた１次転写部材６により、図中矢印方向（時計回り方向）に回転する中間転写ベルト７に順次、重畳して転写される。なお、中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーナ５のクリーニングブレード５Ｃによって除去される。中間転写ベルト７に転写されたトナー像は、記録材Ｐに転写するために、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とが当接して形成された２次転写ニップ部に搬送される。

一方、給紙カセット９には、記録材Ｐが収容されており、画像形成動作がスタートすると、給送ローラ１０により１枚ずつ、搬送路へと給送される。給送ローラ１０により給送された記録材Ｐは、搬送ローラ１１によって２次転写ニップ部に搬送され、２次転写ニップ部において、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されず、中間転写ベルト７上に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ４０の中間転写ベルトクリーニングブレード４５によって除去される。

２次転写ニップ部にてトナー像が転写された記録材Ｐは、トナー像を記録材Ｐに定着させるため、定着装置５０に搬送される。定着装置５０は、筒状の定着フィルム５１（フィルム５１ともいう）の内部空間に配置され、定着フィルム５１を加熱する加熱装置１００（図２参照）と、定着フィルム５１と当接してニップ部を形成し、記録材Ｐを加圧する加圧ローラ５３と、を有している。定着装置５０では、搬送された記録材Ｐがニップ部を通過する際に加熱、加圧処理が行われ、トナー像は記録材Ｐに定着される。そして、定着装置５０を通過した記録材Ｐは、排出ローラ１２によって、排出部１３に排出される。また、電源装置１５０は、商用交流電源１０１（図２参照）から入力された交流電圧を用いて、画像形成装置４００内部で必要な直流電圧を生成し、内部の各装置に供給する。なお、電源装置３００は、後述する実施例２で用いる電源装置である。また、定着制御装置５６は、後述する実施例３で用いる定着装置５０の制御装置である。

［加熱装置の構成］
図２は、図１の画像形成装置４００が備える加熱装置１００、及び電源装置１５０の回路構成を示す回路図である。図２に示すように、加熱装置１００は、複数の発熱体を有するヒータ２０１と、ヒータ２０１への電力供給を制御するヒータ制御回路１０８（以下、制御部１０８ともいう）等から構成されている。

図２において、交流電圧を供給する商用交流電源１０１、電流ヒューズ１０２、ヒータ２０１、双方向サイリスタ（以下、トライアックという）１０４、電磁リレー１０３によって、商用交流電源１０１からの電流が流れる第１の閉回路が構成されている。また、商用交流電源１０１、電流ヒューズ１０２、ヒータ２０１、電磁リレー１０６、トライアック１０５、電磁リレー１０３によって、商用交流電源１０１からの電流が流れる第２の閉回路が構成されている。商用交流電源１０１から第１の閉回路への電力供給は、制御部１０８がトライアック１０４の導通状態と非導通状態を切り替えることにより制御される。一方、商用交流電源１０１から第２の閉回路への電力供給は、制御部１０８がトライアック１０５の導通状態と非導通状態を切り替えることにより制御される。

［ヒータの構成］
ヒータ２０１は、本実施例の画像形成装置４００の定着装置５０に設けられた加熱装置１００内部に配置され、定着フィルム５１が未定着のトナー像を記録材Ｐに定着させる際にトナー像に加える熱を供給する。ヒータ２０１は、セラミック基板２０２と、セラミック基板２０２上に配置された発熱体２０３、２０４、２０５、接点２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄから構成されている。第１の閉回路の構成要素である発熱体２０３は、並列接続された２本の発熱体から構成され、接点２０６ａ、２０６ｄを介して商用交流電源１０１から電力を供給される。

また、発熱体２０４、２０５は、第２の閉回路の構成要素である。発熱体２０４は、接点２０６ｂ、２０６ｄを介して商用交流電源１０１から電力を供給される。一方、発熱体２０５は、接点２０６ｂ、２０６ｃを介して商用交流電源１０１から電力を供給される。第２の閉回路に発熱体２０４を接続するか、又は発熱体２０５を接続するか、すなわち、商用交流電源１０１から発熱体２０４、又は発熱体２０５のどちらに電力を供給するかは、Ｃ接点リレー１０６によって選択される。Ｃ接点リレー１０６において、接点１０６ａと接点１０６ｂとが接続されている場合には、発熱体２０５がＣ接点リレー１０６によって短絡された状態となるため、第２の閉回路の構成要素として発熱体２０４が選択された状態となる。その結果、商用交流電源１０１から発熱体２０４に電力が供給される。一方、Ｃ接点リレー１０６において、接点１０６ａと接点１０６ｃとが接続されている場合には、発熱体２０４がＣ接点リレー１０６によって短絡された状態となるため、第２の閉回路の構成要素として発熱体２０５が選択された状態となる。その結果、商用交流電源１０１から発熱体２０５に電力が供給される。このように、第２の閉回路の構成要素は、Ｃ接点リレー１０６を制御することにより、発熱体２０４又は発熱体２０５が適宜選択される。

なお、発熱体２０３、２０４、２０５の抵抗値の大小関係は、発熱体２０３の抵抗値＜発熱体２０４の抵抗値＜発熱体２０５の抵抗値の関係にある。本実施例では、発熱体２０４、２０５の抵抗値は、それぞれ発熱体２０３の抵抗値の１．９２倍、２．２５倍とする。

［ヒータ制御回路］
ヒータ制御回路１０８（制御部１０８ともいう）は、ＣＰＵ１０９、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）１１３、１１８、トランジスタ１１１、１１６、抵抗１１０、１１２、１１４、１１５、１１７、１１９を有している。トライアック１０４は、制御部１０８のＣＰＵ１０９によって制御される。ＣＰＵ１０９は、トライアック１０４のＴ１端子－Ｔ２端子間を導通状態に設定する場合には、電流制限抵抗１１０を介してトランジスタ１１１のベース端子に供給する。これにより、トランジスタ１１１はオンし、トランジスタ１１１のコレクタ端子－エミッタ端子間が導通状態になる。トランジスタ１１１のコレクタ端子－エミッタ端子間が導通状態になると、電源電圧Ｖｃｃ２から電流制限抵抗１１２を介してＳＳＲ（ソリッドステートリレー）１１３の発光ダイオードに電流が流れて発光状態となる。その結果、ＳＳＲ１１３の受光部がオン状態（導通状態）となり、商用交流電源１０１から電流制限抵抗１１４を介してトライアック１０４のＧ端子（ゲート端子）にゲート電流が流れ、トライアック１０４のＴ１端子－Ｔ２端子間が導通状態となる。ここで、電源電圧Ｖｃｃ２は、例えばＤＣ３．３Ｖなどの２次側電位（商用交流電源１０１から絶縁された電位）の直流電圧であり、後述する電源装置１５０により生成される。

一方、トライアック１０５もトライアック１０４と同様に、ＣＰＵ１０９によって制御される。ＣＰＵ１０９はトライアック１０５のＴ１端子－Ｔ２端子間を導通状態に設定する場合には、電流制限抵抗１１５を介してトランジスタ１１６のベース端子に電流を供給する。これにより、トランジスタ１１６がオンし、トランジスタ１１６のコレクタ端子－エミッタ端子間は導通状態になる。トランジスタ１１６のコレクタ端子－エミッタ端子間が導通状態になると、電源電圧Ｖｃｃ２から電流制限抵抗１１７を介してＳＳＲ１１８の発光ダイオードに電流が流れて発光状態となり、ＳＳＲ１１８の受光部がオン状態（導通状態）となる。ＳＳＲ１１８の受光部がオン状態となることにより、商用交流電源１０１から電流制限抵抗１１９を介してトライアック１０５のＧ端子にゲート電流が流れ、トライアック１０５のＴ１端子－Ｔ２端子間が導通状態となる。なお、ＣＰＵ１０９は、トライアック１０４、１０５は、後述する電力供給制御テーブル（表１）に基づいて、トライアック１０４、１０５の導通状態、非導通状態を制御する。

ここで、本実施例の画像形成装置４００では、第１の閉回路と第２の閉回路に対して商用交流電源１０１から同時に電力供給が行われないよう、制御部１０８はトライアック１０４の導通状態とトライアック１０５の導通状態を排他的に制御する。具体的には、制御部１０８は、トライアック１０４のＴ１端子－Ｔ２端子間が導通状態の場合は、トライアック１０５のＴ１端子－Ｔ２端子間を非導通状態に設定する。一方、制御部１０８は、トライアック１０５のＴ１端子－Ｔ２端子間が導通状態の場合には、トライアック１０４のＴ１端子－Ｔ２端子間が非導通状態になるように設定する。

これは、ヒータ２０１の長手方向（記録材Ｐが定着装置５０に搬送される方向に略直交する方向である記録材Ｐの幅方向）の熱分布を均等にするため、ヒータ２０１の３種類の発熱体が、使用される記録材Ｐの用紙幅に応じて排他的に選択されるためである。例えば、Ｂ５サイズの記録材Ｐが定着装置５０のニップ部を通過する場合には、制御部１０８は、ヒータ２０１の発熱体２０３と発熱体２０４に交互に電力供給を行い、発熱させる。また、Ａ５サイズの記録材Ｐが定着装置５０のニップ部を通過する場合には、制御部１０８は、発熱体２０３と発熱体２０５に交互に電力供給を行い、発熱させる。このような電力供給制御を行う理由は、各発熱体に対して排他的に電力供給が行われることを想定して、ヒータ２０１の設計がなされているため、複数の発熱体が同時に発熱する状態が継続すると、ヒータ２０１が過昇温し、破損するおそれがあるからである。

電磁リレー１０３は、ヒータ２０１への電力供給を行う必要がないとき（例えば、画像形成装置４００が印刷を行っていない省電力状態のスリープモードの場合など）には、省エネルギー化のために、非導通状態に設定される。電磁リレー１０３は、トライアック１０４、１０５と同様に、ＣＰＵ１０９によって制御される。ＣＰＵ１０９は、電流制限抵抗１２０を介してトランジスタ１２１のベース端子に電流を供給することによりトランジスタ１２１をオンし、トランジスタ１２１のコレクタ端子－エミッタ端子間を導通状態にする。これにより、電源電圧Ｖｃｃ１から電磁リレー１０３のコイルに電流が流れることにより、電磁リレー１０３の接点が導通状態に設定される。

［電源装置の構成］
次に、電源装置１５０について説明する。電源装置１５０は、商用交流電源１０１から出力される交流電圧から、画像形成装置４００内で必要な直流電圧（例えば２４Ｖ、１２Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖなど）を生成する、ＡＣ入力／ＤＣ出力タイプのスイッチングコンバータである。電源装置１５０は、ダイオードブリッジ１５１、１次平滑コンデンサ１５２、トランス１５３、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１５４、ＦＥＴ１５４のスイッチング動作を制御する制御回路１５８を有している。更に、電源装置１５０は、整流ダイオード１５５、２次平滑コンデンサ１５６、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５７を有している。

電源装置１５０では、整流回路であるダイオードブリッジ１５１が、商用交流電源１０１から入力される交流電圧を全波整流し、全波整流された電圧を平滑回路である１次平滑コンデンサ１５２が平滑化する。１次平滑コンデンサ１５２により平滑化された電圧はトランス１５３の１次側に入力され、制御回路１５８によるＦＥＴ１５４のスイッチング動作により、トランス１５３の２次側に電圧が誘起される。トランス１５３の２次側に誘起された電圧は、整流ダイオード１５５、２次平滑コンデンサ１５６などによって整流、平滑化され、直流電圧Ｖｃｃ１（本実施例では２４Ｖ）が生成される。直流電圧Ｖｃｃ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５７を介して、更に直流電圧Ｖｃｃ２（本実施例では３．３Ｖ）に変換される。なお、電源装置１５０は本発明の特徴ではないので、回路動作詳細については説明を省略する。

図３（ａ）は、１次平滑コンデンサ１５２の両端電圧の電圧波形（図３（ａ）（ｉ））と、１次平滑コンデンサ１５２に流れる電流の電流波形（図３（ａ）（ｉｉ））を示した図である。図３（ａ）（ｉ）の縦軸は電圧を示し、図３（ａ）（ｉｉ）の縦軸は電流値を示す。また、図３（ａ）の横軸は時間を示す。

図３（ａ）（ｉ）において、太い実線は１次平滑コンデンサ１５２の両端電圧の電圧波形を示し、破線は商用交流電源１０１から入力される交流電圧をダイオードブリッジ１５１で全波整流した電圧の電圧波形を示している。図３（ａ）（ｉｉ）において、太い実線は、１次平滑コンデンサ１５２に対して、商用交流電源１０１から供給される（出力される）電流の電流波形を示している。ここで、図３（ａ）（ｉｉ）に示す、１次平滑コンデンサ１５２に流れる電流（コンデンサインプット電流）は、次の期間のみ流れる。すなわち、コンデンサインプット電流は、１次平滑コンデンサ１５２の両端電圧が、商用交流電源１０１の電圧をダイオードブリッジ１５１で全波整流した電圧よりも低い期間（図３（ａ）（ｉｉ）に示す充電期間）のみ流れる。一方、１次平滑コンデンサ１５２の両端電圧が、商用交流電源１０１の電圧をダイオードブリッジ１５１で全波整流した電圧よりも高い期間（図３（ａ）（ｉｉ）に示す放電期間）では、コンデンサインプット電流は流れない。このように、コンデンサインプット電流は、商用交流電源１０１から出力される交流電圧の電圧波形の半周期（半波）の一部の期間のみ流れるという特徴を有している。

［発熱体への電力供給制御］
次に、Ａ５サイズの記録材Ｐを例に、記録材Ｐの画像形成を行う場合の加熱装置１００の動作について説明する。Ａ５サイズの記録材Ｐに対して画像形成を行う場合、加熱装置１００内のＣ接点リレー１０６（図２）は、接点１０６ａと接点１０６ｃとが接続されている状態となり、発熱体２０５が第２の閉回路の構成要素として選択された状態となる。そして、加熱装置１００は、ヒータ２０１の温度を所定温度に制御するように動作する。具体的には、加熱装置１００では、ヒータ２０１の温度を温度検知素子（不図示）によって検知した温度に基づいて、ヒータ２０１の目標温度に対するＰＩＤ制御を行うことによって、ヒータ２０１の温度制御（温度調整）が行われる。ヒータ２０１の温度制御（温度調整）は、画像形成する記録材Ｐのサイズに関係なく、共通に行われる。ＰＩＤ制御に基づいて、発熱体２０３への給電回路である第１の閉回路、及び発熱体２０５への給電回路である第２の閉回路に供給される電流値は、表１、表２に示す電力供給制御テーブルに従う。

［電力供給制御テーブル］
表１は、発熱体２０３に電力供給を行う場合の電力供給制御テーブルであり、表２は、発熱体２０４、２０５に電力供給を行う場合の電力供給制御テーブルである。

表１に示す電力供給制御テーブルに基づく発熱体２０３への電力供給制御は、表１の上部に示すように、商用交流電源１０１の交流電圧波形の８半波（４周期）を１制御周期（１制御サイクル）として行われる。一方、表１の下部に示す数値は、１制御周期における平均目標投入電力デューティに対する、各半波の期間における発熱体２０３に供給される電力デューティ（Ｄｕｔｙ）（単位：％）を示している。本実施例では、電力供給制御は、商用交流電源１０１から発熱体２０３へ供給可能な電力の電力デューティ（表１では電力Ｄｕｔｙと記載）を、２．５０％刻みの４０段階に分割して行われる。すなわち、上述したＰＩＤ制御のゲイン更新周期は商用交流電源１０１の交流電圧波形の８半波単位であり、表１は、上述したＰＩＤ制御によって、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給可能な電力のうちの何％を発熱体２０３に供給するかを示している。例えば、商用交流電源１０１から発熱体２０３に８半波トータルで、電力デューティ５０．００％の電力を供給する場合には、表１に基づき、次のように、電力供給が制御される。すなわち、１半波目は電力デューティが３３．７５％、２半波目は電力デューティが３３．７５％、３半波目は電力デューティが１００．００％、４半波目は電力デューティが３３．７５％の電力供給が行われる。そして、５半波目は電力デューティが３３．７５％、６半波目は電力デューティが１００．００％、７半波目は電力デューティが３３．７５％、８半波目は電力デューティが３３．７５％の電力供給が行われるように、電力供給が制御される。なお、このように、表１に示すように、８半波の電力供給を行った場合の平均投入電力デューティは５０．３１％であり、厳密には５０．００％ではないが、電力デューティ５０．００％はあくまで目標値であり、このような微小な差は誤差の範囲である。

また、発熱体２０５への電力供給制御は、表２に示す電力供給制御テーブルに基づいて行われる。表２は、上述した表１とは、表内の１制御周期における平均目標投入電力デューティに対する、各半波の期間における発熱体２０５に供給される電力デューティ（Ｄｕｔｙ）（単位：％）の数値が異なるのみで、制御周期や制御分解能などは表１と同一である。

Ａ５サイズの記録材Ｐに画像形成を行う場合、予め定められた制御シーケンスに基づいて、第１の閉回路を介して発熱体２０３に電力供給する期間と、第２の閉回路を介して発熱体２０５に電力供給する期間と、が排他的に切り替えられる。図３（ｂ）は、商用交流電源１０１の交流電圧波形と、発熱体２０３、発熱体２０５に電力供給が行われる期間の関係を説明する図である。図３（ｂ）において、（ｉ）は、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に供給される交流電圧波形を示した図である。（ｉｉ）は、発熱体２０３への電力供給が行われる期間（図中、ＯＮと表示）、発熱体２０３への電力供給が行われない期間（図中、ＯＦＦと表示）を示した図である。（ｉｉｉ）は、発熱体２０５への電力供給が行われる期間（図中、ＯＮと表示）、発熱体２０５への電力供給が行われない期間（図中、ＯＦＦと表示）を示した図である。また、図３（ｂ）の横軸は時間を示している。図３（ｂ）に示すように、第１の閉回路を介して、発熱体２０３に１制御周期（＝８半波）の期間、電力供給が行われ、続いて、第２の閉回路を介して、発熱体２０５に５制御周期（＝４０半波）の期間、電力供給が行われる。更に、第１の閉回路を介して、発熱体２０３に１制御周期（＝８半波）の期間、電力供給が行われ、続いて、第２の閉回路を介して、発熱体２０５に５制御周期（＝４０半波）の期間、電力供給が行われるサイクルが繰り返される。このように、加熱装置１００では、発熱体への電力供給を切り替えながら、ヒータ２１０の温度調整が行われる。なお、表１、表２についての詳細な説明は後述する。

［商用交流電源から画像形成装置に入力される電流の波形］
図３（ｂ）に示す期間Ｕは、第１の閉回路を介して、発熱体２０３に電力供給される１制御周期（＝８半波）の期間と、第２の閉回路を介して、発熱体２０５に電力供給される１制御周期（＝８半波）の期間を示している。図４は、図３（ｂ）に示す期間Ｕにおける商用交流電源１０１から画像形成装置に供給される交流電流の電流波形を説明する図である。

図４［Ａ］は、期間Ｐにおいて、発熱体２０３に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形と、期間Ｐに続く期間Ｑにおいて発熱体２０５に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形を示した図である。図４［Ａ］の横軸は時間を示している。期間Ｐは、第１の閉回路を介して発熱体２０３に電力供給を行っている８半波の１制御期間（第１の期間）であり、平均目標投入電力デューティは４２．５０％である。一方、期間Ｑは、第２の閉回路を介して発熱体２０５に電力供給を行っている８半波の１制御期間（第２の期間）であり、平均目標投入電力デューティは１００％である。

図４［Ａ］（ｂ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に対して、平均目標投入電力デューティ４２．５０％の電力供給が行われているときの交流電流（第１の電流）の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが４２．５０％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される電流は、表１の電力供給制御テーブルに示す値に基づいて、８半波の１制御サイクル全体を通して、常にデューティ４２．５０％で位相制御された波形となる。

図４［Ａ］（ｃ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０５に対して、平均目標投入電力デューティ１００．００％の電力供給が行われているときの交流電流（第２の電流）の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが１００．００％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０５に供給される電流は、表２の電力供給制御テーブルに示す値に基づいて、８半波の１制御サイクル全体を通して、常にデューティ１００．００％のときの電流波形となる。

なお、上述したように、発熱体２０５の抵抗値は、発熱体２０３の抵抗値の２．２５倍である。そのため、商用交流電源１０１から発熱体２０３に対して供給される電力デューティが４２．５０％の場合の電力量と、商用交流電源１０１から発熱体２０５に対して供給される電力デューティが１００．００％の場合の電力量は、ほぼ同じである。

図４［Ａ］（ｄ）は、商用交流電源１０１から電源装置１５０内の１次平滑コンデンサ１５２に充電する際に流れるコンデンサインプット電流（図３（ａ））（第３の電流）の電流波形を示している。図４［Ａ］（ａ）は、図４［Ａ］（ｂ）、図４［Ａ］（ｃ）、図４［Ａ］（ｄ）に示す３つの交流電流の合成波形を示している。

期間Ｐ（商用交流電源１０１から発熱体２０３に電力供給が行われている期間）においては、発熱体２０３に供給される電流とコンデンサインプット電流の両方が商用交流電源１０１から供給されるため、これら２つの交流電流が合成された電流波形となる。一方、期間Ｑ（商用交流電源１０１から発熱体２０５に電力供給が行われている期間）においては、発熱体２０５に供給される電流とコンデンサインプット電流の両方が商用交流電源１０１から供給されるため、これら２つの電流が合成された電流波形となる。期間Ｐにおいては、発熱体２０３に交流電流が流れているときの電流波形と、コンデンサインプット電流が流れているときの電流波形とは、終始重なっていない。そのため、期間Ｐにおいて、発熱体２０３に流れる交流電流とコンデンサインプット電流の合成電流の極大点の値（極大値）及び極小点の値（極小値）（以下、電流ピーク値、ピーク値ともいう）は、２つの電流波形が重なった場合よりも低く抑えられる。

一方、期間Ｑにおいては、発熱体２０５に交流電流が流れているときの電流波形とコンデンサインプット電流が流れているときの電流波形とは、終始重なっている。そのため、期間Ｑにおいて、発熱体２０５に流れる電流とコンデンサインプット電流の合成電流のピーク値は、２つの電流波形が重なっていない場合よりも大きくなる。その結果、図４［Ａ］（ａ）に示す合成電流における、期間Ｐの電流ピーク値と期間Ｑの電流ピーク値との差を示す差分△Ｉ１（図４［Ａ］（ａ））は、次のようになる。すなわち、差分△Ｉ１は、発熱体２０３に流れる交流電流のピーク値Ｉ２０３ｐ（図４［Ａ］（ｂ））と、発熱体２０５に流れる交流電流のピーク値Ｉ２０５ｐ（図４［Ａ］（ｃ））との差よりも小さくすることができる。すなわち、差分△Ｉ１＜（ピーク値△Ｉ２０３ｐ－ピーク値Ｉ２０５ｐ）となる。差分△Ｉ１の値が小さい方が、画像形成装置４００を動作させたときのフリッカを抑制できる。そのため、発熱体２０３に電力供給する期間（期間Ｐ）と発熱体２０５に電力供給する期間（期間Ｑ）を排他的に高頻度で切り替える場合には、コンデンサインプット電流と各発熱体（発熱体２０３、２０５）に流れる交流電流とが重ならないように制御する。すなわち、期間Ｐの電流ピーク値と期間Ｑの電流ピーク値との差を示す差分△Ｉ１を小さくすることが、フリッカを抑制するために重要となる。別の見方をすると、発熱体２０５の抵抗値は発熱体２０３の抵抗値の２．２５倍であり、抵抗値の差が大きいため、発熱体２０３と発熱体２０５に流れる交流電流の電流波形だけで差分△Ｉ１を小さくすることは難しい。そこで、本実施例では、各発熱体２０３、２０５に流れる交流電流同士だけに着目して、電流ピーク値の差を小さくするのではなく、コンデンサインプット電流と各発熱体２０３、２０５に流れる交流電流の合成波形に着目した。そして、合成電流同士の重なりをうまく制御して、交流電流のピーク値の差分△Ｉ１を小さく抑えることが本発明の特徴の一つである。

図４［Ｂ］は、期間Ｒにおいて発熱体２０３に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形と、期間Ｒに続く期間Ｓにおいて発熱体２０５に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形を示した図である。図４［Ｂ］の横軸は時間を示す。期間Ｒは、第１の閉回路を介して電力供給を行っている８半波の１制御期間であり、平均目標投入電力デューティは５７．５０％である。一方、期間Ｓは、第２の閉回路を介して電力供給を行っている８半波の１制御期間であり、平均目標投入電力デューティは１００％である。

図４［Ｂ］（ｇ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に対して、平均目標投入電力デューティ５７．５０％の電力供給が行われているときの交流電流の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが５７．５０％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される電流は、表１の電力供給制御テーブルに示す値に基づいて制御される。具体的には、表１の平均目標投入電力デューティが５７．５０％の場合に示すように、１制御サイクルにおいて、１半波目の電力デューティは４３．７５％、２半波目の電力デューティは４３．７５％、３半波目の電力デューティは１００．００％となる。続いて、４半波目の電力デューティは４３．７５％、５半波目の電力デューティは４３．７５％、６半波目の電力デューティは１００．００％、７半波目の電力デューティは４３．７５％、８半波目の電力デューティは４３．７５％で、電力供給が制御される。

図４［Ｂ］（ｈ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０５に対して、平均目標投入電力デューティ１００．００％の電力供給が行われているときの交流電流の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが１００．００％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０５に供給される電流は、表２の電力供給制御テーブルに示す値に基づいて、８半波の１制御サイクル全体を通して、常にデューティ１００．００％のときの電流波形となる。

図４［Ｂ］（ｉ）は、商用交流電源１０１から電源装置１５０内の１次平滑コンデンサ１５２に充電する際に流れるコンデンサインプット電流（図３（ａ）（ｉｉ））の電流波形を示している。図４［Ｂ］（ｅ）は、図４［Ｂ］（ｇ）、図４［Ｂ］（ｈ）、図４［Ｂ］（ｉ）に示す３つの交流電流の合成波形を示している。

期間Ｒ（商用交流電源１０１から発熱体２０３に対して電力供給が行われている期間）においては、発熱体２０３への電流とコンデンサインプット電流の両方が商用交流電源１０１から供給されるため、これら２つの交流電流が合成された電流波形となる。一方、期間Ｓ（商用交流電源１０１から発熱体２０５に対して電力供給が行われている期間）においては、発熱体２０５への電流とコンデンサインプット電流の両方が商用交流電源１０１から供給されるため、これら２つの電流が合成された電流波形となる。

期間Ｒにおいては、発熱体２０３に流れる交流電流の電流ピーク値とコンデンサインプット電流の電流ピーク値とが重なる区間と、重ならない区間の両方が存在する。期間Ｒは、期間全体の平均投入目標電力デューティが５７．５０％であるため、期間全体を通して同じ位相角で位相制御を行うと、全ての半波において、発熱体２０３に流れる交流電流の電流波形とコンデンサインプット電流の電流波形との重なりが生じてしまう。すなわち、期間Ｒ全体を通して同じ位相角で位相制御を行うと、期間Ｒの電流ピーク値と期間Ｓの電流ピーク値の差△Ｉ２（図４［Ｂ］（ｅ））が大きくなるため、フリッカを抑制することができない。そのため、期間Ｒでは、発熱体２０３に供給される交流電流の電流波形とコンデンサインプット電流の電流波形との重なりに、メリハリをつけてフリッカ抑制を図っている。

図４［Ｂ］（ｆ）は、図４［Ｂ］（ｅ）に示す電流波形のピーク値の差分の絶対値を、半波ごとに表した波形を示している。期間Ｒでは、発熱体２０３に流れる交流電流とコンデンサインプット電流の関係において、２つの電流ピーク値が重なる区間と重ならない区間の２種類に分け、かつ、２種類の区間を偏って（連続して）配置せず、まばらに配置している。そのため、２つの電流ピーク値が重なる区間と重ならない区間を、偏って配置する場合と比べて、期間Ｒ内の電流ピークの変動周波数ｆ１（電流変動周期ｔ１）を高くすることができる。フリッカは、電流変動の周波数が８．８Ｈｚ（周期１１３．６ｍｓｅｃ）の場合に最も不快に感じるため、電流変動が生じる際には、電流変動の周波数を８．８Ｈｚから離れた周波数にすることが望ましい。例えば、商用交流電源１０１の電源周波数が５０Ｈｚの場合は、１半波は１０ｍｓｅｃ（ミリ秒）であるため、図４［Ｂ］（ｆ）に示す電流変動の周波数ｆ１は３３．３Ｈｚ（周期３０ｍｓｅｃ）である。この場合には、フリッカを最も不快に感じる周波数８．８Ｈｚに対して、約３．８倍という十分に高い周波数の電流変動になっていることがわかる。

図４［Ｂ］（ｅ）に示す期間Ｒにおいては、平均目標投入電力デューティ（＝５７．５０％）が図４［Ａ］（ａ）に示す期間Ｐの場合の平均目標投入電力デューティ（＝４２．５０％）よりも大きい。そのため、図４［Ｂ］（ｅ）の期間Ｒでは、図４［Ａ］（ａ）の期間Ｐのように、期間Ｒの期間全体で発熱体２０３に流れる交流電流のピークとコンデンサインプット電流のピークを重ねないことによって、差分△Ｉ２を小さくする方法を採用することができない。そこで、発熱体２０３に流れる電流とコンデンサインプット電流の関係を、２つの電流の電流ピーク値を重ねる区間と重ねない区間の２種類に分け、かつ２つの区間をまばらに配置する。これにより、電流ピーク値の変動周波数ｆ１を高く設定することによりフリッカを抑制することが、本発明の特徴の一つである。なお、電流ピーク値の変動周波数ｆ１を８．８Ｈｚより低くするように、表１の電力供給制御テーブルのテーブル値を構成しても構わないが、そうすると必然的に１制御周期（本実施例では８半波）が長くなってしまう。その結果、ＰＩＤ制御のゲイン更新周期が長くなり、かつ発熱体２０３に電力供給する期間と発熱体２０５に電力供給する期間を切り替える頻度が低減されるため、ヒータ２０１の温度リプルが大きくなるなどの弊害が生じる。そのため、実用的には、図４［Ｂ］（ｅ）の期間Ｒでは、電流ピーク値の変動周波数ｆ１を高くして、フリッカを抑制するという、本実施例の構成が望ましい。

ここで、発熱体２０３に電力供給が行われる期間Ｒと、発熱体２０５に電力供給が行われる期間Ｓのつなぎ目である、期間Ｒの最後の区間である８半波目の区間Ｎと、期間Ｓの最初の区間である１半波目の区間（Ｎ＋１）について説明する。フリッカ抑制の観点から、区間Ｎと区間（Ｎ＋１）においては、２つの区間の電流ピーク値の差△Ｉ３（図４［Ｂ］（ｆ））が小さいことが望ましい。そのため、区間Ｎでは、極力、発熱体２０３に流れる交流電流と、コンデンサインプット電流を重ねないことによって２つの電流の合成電流のピーク値を低く抑えることが望ましい。また、区間（Ｎ＋１）では、極力、発熱体２０５に流れる交流電流と、コンデンサインプット電流を重ねることによって、２つの交流電流の合成電流のピーク値を高くすることが望ましい。このように、区間Ｎと区間（Ｎ＋１）において、コンデンサインプット電流との重ね方を最適化することで、隣り合う２つの区間の電流ピーク値の差△Ｉ３を小さく抑えることができるため、フリッカを抑制することができる。

なお、ここでは、発熱体２０３に電力供給する期間（期間Ｒ）から発熱体２０５に電力供給する期間（期間Ｓ）に移行するタイミングで、電流ピーク値の差△Ｉ３を小さく抑える手法を説明した。発熱体２０５に電力供給する期間から発熱体２０３に電力供給する期間についても同様に、発熱体切替時の電流ピーク値の差が小さくなるように、交流電流の重ね方を最適化することが望ましい。

［発熱体２０３に適用される電力供給制御テーブル］
次に、表１の電力供給制御テーブルについて詳細に説明する。まず、表１に示す電力供給制御テーブルは、発熱体２０３への電力供給制御に用いるテーブルであり、大きく３つの区分から構成されている。区分１（第１の区分）は、平均目標投入電力デューティが０．００％～４２．５０％の範囲の領域である。区分１では、１制御サイクル（８半波）の全体を通して、常に平均目標投入電力デューティに等しい位相角で位相制御が行われる。平均目標投入電力デューティ０．００％～４２．５０％である区分１の範囲では、平均目標投入電力デューティと等しい位相角で制御を行っても、発熱体２０３に流れる交流電流の電流ピークとコンデンサインプット電流の電流ピークのタイミングは重ならない。その結果、発熱体２０３に流れる交流電流とコンデンサインプット電流の合成電流のピーク値が大きくならない。そのため、図４［Ａ］（ａ）で示すように、電流ピーク値の差△Ｉ１を小さくすることで、フリッカ抑制を図ることができる。

区分２（第２の区分）は、平均目標投入電力デューティが４５．００％～７２．５０％の範囲の領域である。区分２では発熱体２０３に流れる交流電流の電流波形とコンデンサインプット電流の電流波形の関係において、２つの電流波形のピークを重ねる区間と重ねない区間の２種類に分け、かつ、２つの電流ピークをまばらに配置した電力供給制御テーブルとなっている。区分２の範囲では、制御周期全体を通して平均目標投入電力デューティと等しい位相角で制御を行うと、常に発熱体２０３に流れる交流電流の電流ピーク値とコンデンサインプット電流の電流ピーク値との重なりが生じてしまう。そのため、区分２の電力供給制御テーブルでは、図４［Ｂ］（ｅ）及び図４［Ｂ］（ｆ）に示すように、電流ピークの変動周波数ｆ１を高くすることで、フリッカの抑制を図っている。

区分３（第３の区分）は、平均目標投入電力デューティが７５．００％～１００．００％の範囲の領域である。区分３に示す電力供給制御テーブルを用いて、発熱体２０３に電力供給を行うときの、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に供給される交流電流の電流波形を図４［Ｃ］（ｊ）に示す。図４［Ｃ］（ｊ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される電流の電流波形と、コンデンサインプット電流の電流波形とを合成した電流波形を示す図である。図４［Ｃ］（ｊ）において、前半の８半波の期間は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に目標投入電力デューティ１００％で電力供給されているときの電流波形である。後半の８半波の期間は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に目標投入電力デューティ７７．５％で電力供給されているときの電流波形である。

区分３では、平均目標投入電力デューティが非常に高いため、区分２のように、発熱体２０３に流れる交流電流の電流波形とコンデンサインプット電流の電流波形の関係において、２つの電流波形を重ねる区間と、重ねない区分の２種類に分けることができない。すなわち、区分３は、１制御サイクル（８半波）の全体を通して、発熱体２０３に流れる交流電流の電流波形とコンデンサインプット電流の電流波形が重なることが避けられない区間となる。しかしながら、区分３の平均目標投入電力デューティは、冷めている状態のヒータ２０１を急速に温めるとき（例えば画像形成装置４００の起動時）の数秒間しか使用されない。更に、画像形成装置４００の起動時には発熱体２０５には電力供給が行われず、発熱体２０３のみに電力供給が行われる。これは、ヒータ２０１が冷えた状態では、ヒータ２０１全体を均等かつ急速に温める必要があるため、発熱される長手方向の領域がより長く、発熱量が大きい発熱体２０３のみに電力供給することが求められるからである。区分３の平均目標投入電力デューティに従い、画像形成装置４００の起動時に発熱体２０３のみに電力供給している状態では、交流電流のピーク値は高いものの、電力供給される発熱体の切替が行われない。そのため、交流電流の変動が余り生じず、フリッカも殆ど発生しない。

以上説明したように、発熱体２０３に適用される表１に示す電力供給制御テーブルは、発熱体切替制御時のフリッカ抑制策を施した区分１及び区分２、発熱体切替制御が行われない場合に適用される区分３という３つの区分から構成されている。表１に示す電力供給制御テーブルは、いずれの区分でもフリッカを抑制できる電力デューティ値となっている。

［発熱体２０５に適用される電力供給制御テーブル］
次に、表２の電力供給制御テーブルについて詳細に説明する。表２に示す電力供給制御テーブルは、発熱体２０５への電力供給制御に用いるテーブルである。

上述したように、発熱体２０５の抵抗値は、発熱体２０３の抵抗値の約２．２５倍である。そのため、電力デューティが１００．００％の場合に発熱体２０５に流れる交流電流のピーク値は、発熱体２０３に流れる交流電流のピーク値に対して、１／２．２５程度となる。そこで、発熱体２０５に流れる交流電流のピーク値を補うため、発熱体２０５に流れる交流電流の電流波形のピークとコンデンサインプット電流の電流波形のピークのタイミングを積極的に重ね、２つの電流の合成電流のピーク電流値を大きくすることが望ましい。そのため、表２の電力供給制御テーブルでは、平均目標投入電力デューティ０．００％～１００．００％の全ての範囲において、１制御サイクル（８半波）全体を通して、常に平均目標投入電力デューティに等しい位相角で位相制御が行われる。画像形成装置４００の定常時（ヒータ２０１が十分に温まり、連続して画像形成を行っているとき）には、発熱体２０３には平均目標投入電力デューティ４０％～５０％程度の電力供給が行われている。一方、抵抗値が２．２５倍程大きい発熱体２０５に対しては、平均目標投入電力デューティ９０％～１００％程度の電力供給が行われる。すなわち、画像形成装置４００の定常時に発熱体２０５に流れる交流電流の導通角が大きいため、発熱体２０５に流れる交流電流の電流波形のピークとコンデンサインプット電流の電流波形のピークのタイミングが常に重なった状態となる。つまり、定常時は、発熱体２０５に流れる交流電流の電流波形のピークとコンデンサインプット電流の電流波形のピークのタイミングが常に重なることによって、２つの電流の合成電流のピーク値を常に大きくすることができる。これによって、発熱体２０３に電力供給している期間の電流ピーク値と、発熱体２０５に電力供給している期間の電流ピーク値の差（図４［Ａ］に示す差△Ｉ１及び図４［Ｂ］に示す差△Ｉ２）を小さくすることができる。その結果、フリッカの抑制に効果を奏することができる。

［記録材のサイズに応じた電力供給制御テーブルの適用］
以上、Ａ５サイズの記録材Ｐ（Ａ５用紙ともいう）に画像形成する場合を例に、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に供給される交流電流に対するフリッカ抑制について説明してきた。ここでは、Ｂ５サイズの記録材Ｐ（Ｂ５用紙ともいう）、Ａ４サイズの記録材Ｐ（Ａ４用紙ともいう）や、ＬＴＲ（レター）用紙に対する、発熱体の電力供給制御について説明する。

表３は、画像形成を行う記録材Ｐの種類（画像形成する対象の用紙）と、使用される発熱体と、使用する発熱体に適用される電力供給制御テーブルとの対応づけを示した表である。表３を用いて、ＬＴＲ用紙、Ａ４用紙、Ｂ５用紙、Ａ５用紙に画像形成を行う場合に用いる電力供給制御テーブルについて説明する。

Ａ５用紙に画像形成を行う場合には、上述したように、発熱体２０３に対しては、表１の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行い、発熱体２０５に対しては表２の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行う。なお、Ａ５用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０４は使用しないため、電力供給は行われない。

一方、Ｂ５用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０３に対しては、表１の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行い、発熱体２０４に対しては、表２の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行う。なお、Ｂ５用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０５は使用しないため、電力供給は行われない。

また、Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０３に対して表２の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行い、発熱体２０４、２０５に対しては電力供給を行わない。Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０３のみに電力供給を行うため、発熱体への電力供給経路を切り替える際に生じる、電流ピーク値の差（図４［Ａ］に示す差△Ｉ１及び図４［Ｂ］に示す差△Ｉ２）によるフリッカは発生しない。そのため、Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０３に流れる交流電流に対してのみ、フリッカをケアすればよい。表１の区分２の電力供給制御テーブルは、発熱体２０３に供給される交流電流の電流波形のピークと、コンデンサインプット電流の電流波形のピークのタイミングとが重なる場合と重ならない場合とが存在し、不必要な電流変化を生じる。そのため、発熱体２０３に流れる電流に対してのみフリッカをケアする面から見ると、不必要な電流変化を生じるため、望ましくない。そのため、Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成する場合には、発熱体２０３に対して、表１よりも、表２の電力供給制御テーブルに基づいて電力供給制御を行う方が最適である。

このように、本実施例では、発熱体２０３と他の発熱体（発熱体２０４又は発熱体２０５）に電力供給経路を切り替える場合と、発熱体２０３のみに電力供給を行う場合とで、参照する発熱体２０３の電力供給制御テーブルを使い分けている。これにより、どちらの場合でも、フリッカ抑制の観点から最適な制御を行うことができる。

以上説明したように、本実施例によれば、電力供給する発熱体を切り替えることで発生するフリッカを抑制することができる。

実施例１では、商用交流電源からコンデンサインプット電流が供給される電源装置を用いた実施例について説明した。実施例２では、ＰＦＣ（ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路を有する電源装置を用いた実施例について説明する。なお、画像形成装置の構成は、実施例１と同様であり、同じ装置には同じ符号を用いることで説明を省略する。

［加熱装置の構成］
図５は、図１の画像形成装置４００が備える本実施例の加熱装置１００、及び電源装置３００の回路構成を示す回路図である。図５に示す加熱装置１００の回路構成は、実施例１の図２に示す回路構成と同一であり、説明を省略する。一方、電源装置３００は、実施例１の図２に示す電源装置１５０と比べて、ダイオードブリッジ１５１と１次平滑コンデンサ１５２との間に、ＰＦＣ回路（力率改善回路）３０１を有している点が異なるが、その他の回路構成は電源装置１５０と同様である。ＰＦＣ回路３０１は、インダクタ３０２、ＦＥＴ３０３、ダイオード３０４、ＦＥＴ３０３を制御する制御回路３０５を有している。ＰＦＣ回路３０１の回路動作は本実施例の特徴ではないため、ＰＦＣ回路３０１の動作詳細についての説明は省略する。

図６［Ａ］は、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に入力される交流電圧の電圧波形（図６［Ａ］（ｉ））と、電源装置３００に商用交流電源１０１から供給される交流電流の電流波形（図６［Ａ］（ｉｉ））を示して図である。図６［Ａ］（ｉ）の縦軸は電圧を示し、図６［Ａ］（ｉｉ）の縦軸は電流値を示す。また、図６［Ａ］の横軸は時間を示す。電源装置３００にはＰＦＣ回路３０１が搭載されているため、商用交流電源１０１から電源装置３００に対して供給される電流の電流波形は、図６［Ａ］（ｉｉ）に示すような正弦波状の波形になる。ＰＦＣ回路３０１以外の電源装置３００の回路構成は、実施例１の図２に示す電源装置１５０と同様であるため、説明を省略する。

［発熱体への電力供給制御］
次に、Ａ５サイズの記録材Ｐを例に、記録材Ｐの画像形成を行う場合の本実施例の加熱装置１００の動作について説明する。実施例１で説明したように、Ａ５サイズの記録材Ｐに対して画像形成を行う場合、加熱装置１００内の発熱体２０３、２０５に商用交流電源１０１から電力供給が行われる。各発熱体への電力供給は、表４に示す電力供給制御テーブルに基づいて制御される。

表４は、第１の閉回路を介して発熱体２０３へ電力供給を行う場合、及び第２の閉回路を介して発熱体２０５へ電力供給を行う場合に参照する電力供給制御テーブルを示している。表４に示す電力供給制御テーブルに基づく発熱体２０３、２０５への電力供給制御は、表４の上部に示すように、実施例１と同様に、商用交流電源１０１の交流電圧波形の８半波（４周期）を１制御周期（１制御サイクル）として行われる。一方、表４の下部に示す数値は、１制御周期における平均目標投入電力デューティに対する、各半波の期間における発熱体２０３、２０５に供給される電力デューティ（表４では電力Ｄｕｔｙと記載）を示している。なお、導通開始位相角の詳細な説明は後述する。本実施例でも、実施例１と同様に、電力供給制御は、商用交流電源１０１から発熱体２０３、２０５へ供給可能な電力の電力デューティを、２．５０％刻みの４０段階に分割して行われる。実施例１では、発熱体２０３、発熱体２０５に対する電力供給制御において、それぞれ異なる電力供給制御テーブルを参照していた。本実施例では、発熱体２０３への電力供給制御についても、発熱体２０４及び発熱体２０５への電力供給制御についても、表４の電力供給制御テーブルを共通して用いる。

［商用交流電源から画像形成装置に入力される電流の波形］
図６［Ｂ］は、Ａ５サイズの記録材Ｐに画像形成する場合に、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に供給される交流電流の電流波形を示した図である。詳細には、期間Ｖにおいて、発熱体２０３に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形と、期間Ｖに続く期間Ｗにおいて発熱体２０５に電力供給が行われたときの交流電流の電流波形を示した図である。期間Ｖは、第１の閉回路を介して発熱体２０３に電力供給を行っている８半波の１制御期間であり、期間Ｗは、第２の閉回路を介して発熱体２０５に電力供給を行っている８半波の１制御期間である。

図６［Ｂ］（ｂ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０３に対して、平均目標投入電力デューティ４２．５０％の電力供給が行われているときの交流電流の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが４２．５０％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される交流電流の電流波形は、表４の電力供給制御テーブルに基づいて、１制御サイクル全体を通して常に電力デューティ４２．５０％で位相制御された波形となる。

図６［Ｂ］（ｃ）は、商用交流電源１０１から発熱体２０５に対して、平均目標投入電力デューティ１００．００％の電力供給が行われているときの交流電流の電流波形を示している。平均目標投入電力デューティが１００．００％の場合、商用交流電源１０１から発熱体２０５に供給される交流電流の電流波形は、表４の電力供給制御テーブルにより、１制御サイクル全体を通し、常に電力デューティ１００．００％で位相制御された波形となる。

図６［Ｂ］（ｄ）は、商用交流電源１０１から電源装置３００に供給される交流電流の電流波形を示している。電源装置３００にはＰＦＣ回路３０１が搭載されているため、商用交流電源１０１から電源装置３００対して供給される交流電流の電流波形は、正弦波状となる（図６［Ａ］）。

図６［Ｂ］（ａ）は、図６［Ｂ］（ｂ）、図６［Ｂ］（ｃ）、図６［Ｂ］（ｄ）に示す３つの交流電流を合成した、画像形成装置４００に供給される電流の電流波形を示している。期間Ｖ（商用交流電源１０１から発熱体２０３に電力供給が行われている期間）では、発熱体２０３に供給される交流電流と電源装置３００に供給される交流電流の両方が商用交流電源１０１から供給される。そのため、期間Ｖにおける電流波形は、これら２つの交流電流が合成された電流波形となる。一方、期間Ｗ（商用交流電源１０１から発熱体２０５に電力供給が行われている期間）においては、発熱体２０５に供給される交流電流と電源装置３００に供給される交流電流の両方が商用交流電源１０１から供給される。そのため、期間Ｗにおける電流波形は、これら２つの交流電流が合成された電流波形となる。

ここで、図６［Ｂ］（ｄ）に示す電源装置３００に供給される正弦波状の交流電流は、実施例１の図４［Ａ］（ｄ）に示すコンデンサインプット電流とは異なり、商用交流電源１０１から電源装置３００に電力供給されている間は、常に流れている。したがって、実施例１のように、各発熱体に流れる交流電流の電流波形のピークと電源装置３００に供給される交流電流の正弦波状の電流波形のピークとを重ねないことによって、フリッカを抑制するという手段は採れない。そこで、本実施例では、各発熱体（発熱体２０３及び発熱体２０５）に流れる交流電流自体の電流ピーク値を制御してフリッカ抑制を図ることとする。本実施例では、電源装置３００に供給される正弦波状の交流電流のピーク値のタイミング（概ね９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇの位相角タイミング）と、各発熱体に供給される交流電流の電流波形との関係を考慮することで、フリッカ抑制の相乗効果を発揮させる。

本実施例におけるフリッカ抑制の方法について、具体的に説明する。期間Ｖにおける交流電流のピーク値と期間Ｗにおける交流電流のピーク値との差を小さくするために、次のようにすることが望ましい。すなわち、図６［Ｂ］の期間Ｖにおいて、商用交流電源１０１から発熱体２０３に供給される交流電流は、電流ピーク値が最も大きい（高い）位相角である９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを避けることにより、電流ピーク値を極力小さく（低く）することが望ましい。位相角を９０ｄｅｇより大きく、２７０ｄｅｇより大きくすることにより、期間Ｖにおける交流電流のピーク値を極力小さく（低く）することができる。

一方、図６［Ｂ］の期間Ｗにおいては、商用交流電源１０１から発熱体２０５に供給される交流電流は、電流ピーク値が最も大きい（高い）位相角である９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを含むことで、電流ピーク値を極力大きく（高く）することが望ましい。すなわち、位相角を０ｄｅｇ以上で９０ｄｅｇ以下、１８０ｄｅｇ以上で２７０ｄｅｇ以下とすることで、期間Ｗにおける交流電流のピーク値を極力大きく（高く）することができる。なお、各発熱体２０３、２０５に流れる交流電流の電流値がピークとなる位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇにおいては、電源装置３００に供給される正弦波状の交流電流の電流値もほぼピークとなる。したがって、位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを避けて発熱体２０３に電力供給を行い、位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを含んで発熱体２０５に電力供給を行うことは、次のような効果を奏することができる。すなわち、各発熱体２０３、２０５の電流ピーク値の差以上に、期間Ｖと期間Ｗにおける合成電流のピーク値の差を小さくすることができるという効果を奏する。

図６［Ｂ］において、発熱体２０３に流れる交流電流のピーク値をＩ２０３ｐ（図６［Ｂ］（ｂ））、発熱体２０３に流れる交流電流のピーク値をＩ２０５ｐ（図６［Ｂ］（ｃ））と定義する。また、図６［Ｂ］（ａ）に示す合成電流における期間Ｖの電流ピーク値と期間Ｗの電流ピーク値の差を△Ｉ４と定義する。すると、ピーク値Ｉ２０３ｐ、ピーク値Ｉ２０５ｐ、差△Ｉ４の大小関係は、（ピーク値Ｉ２０３ｐ－ピーク値Ｉ２０５ｐ）＞差△Ｉ４という関係になる。ところで、ピーク値Ｉ２０３ｐが観測されるタイミングは、位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを含んでいない。そのため、ピーク値Ｉ２０３ｐが観測されるタイミングでの、電源装置３００に供給される交流電流（正弦波電流）の瞬時電流値Ｉｓ２０３は、正弦波電流のピーク電流値Ｉｓｐよりも小さい（瞬時電流値Ｉｓ２０３＜ピーク電流値Ｉｓｐ）。また、ピーク値Ｉ２０５ｐが観測されるタイミングでの、電源装置３００に供給される交流電流（正弦波電流）の瞬時電流値Ｉｓ２０５は、正弦波電流のピーク電流値Ｉｓｐと等しい（瞬時電流値Ｉｓ２０５＝ピーク電流値Ｉｓｐ）。その結果、瞬時電流値Ｉｓ２０３と瞬時電流値Ｉｓ２０５との大小関係は、瞬時電流値Ｉｓ２０３＜瞬時電流値Ｉｓ２０５という関係になる。

［電力供給制御テーブルを用いた発熱体への電力供給制御］
上述したように、発熱体２０３に電力供給する際は、位相角９０ｄｅｇと位相角２７０ｄｅｇを避ける電力供給制御を行うために、発熱体２０３への電力供給制御は、表４の区分４に表される平均目標投入電力デューティを主として用いる。表４において、区分４の平均目標投入電力デューティ（Ｄｕｔｙ）（単位：％）は、０．００％～４７．５０％の範囲となっている。平均目標投入電力デューティが０．００％のときの導通開始位相角（単位：ｄｅｇ）は、正の半波の場合は１８０ｄｅｇであり、負の半波の場合には３６０ｄｅｇとなる。なお、区分４には、平均目標投入電力デューティが５０．００％を含まれないので、位相角９０ｄｅｇと位相角２７０ｄｅｇは含まれず、導通開始位相角は、９０ｄｅｇ、又は２７０ｄｅｇよりも大きくなる。なお、導通終了位相角（単位：ｄｅｇ）は、正の半波の場合は略１８０ｄｅｇ（１８０ｄｅｇ以下）であり、負の半波の場合には略３６０ｄｅｇ（３６０ｄｅｇ以下）となる。

一方、発熱体２０５に電力供給する際は、位相角９０ｄｅｇと位相角２７０ｄｅｇを含む電力供給制御を行うために、発熱体２０５への電力供給制御は、表４の区分５に表される平均目標投入電力デューティを主として用いる。表４において、区分５の平均目標投入電力デューティ（Ｄｕｔｙ）（単位：％）は、５０．００％～１００．００％の範囲となっている。平均目標投入電力デューティが５０．００％のときの導通開始位相角度（単位：ｄｅｇ）は、正の半波の場合は９０ｄｅｇであり、負の半波の場合には２７０ｄｅｇとなる。そのため、導通開始位相角度は、９０ｄｅｇ以下、又は２７０ｄｅｇ以下となる。また、平均目標投入電力デューティが１００．００％のときの導通開始位相角度（単位：ｄｅｇ）は、正の半波の場合は０ｄｅｇであり、負の半波の場合には１８０ｄｅｇとなる。なお、導通終了位相角（単位：ｄｅｇ）は、正の半波の場合は略１８０ｄｅｇであり、負の半波の場合には略３６０ｄｅｇとなる。

発熱体２０３への電力供給制御では表４の区分４を用いて、発熱体２０５への電力供給制御では表４の区分５を主に用いるための手段として、最も単純で確実な方法は、電力供給する発熱体毎に平均目標投入電力デューティの値に制限を設けることである。

具体的には、前述したヒータ２０１の目標温度に対するＰＩＤ制御によって算出される発熱体２０３への平均目標投入電力デューティが、表４の区分４の範囲内であるか否かを判断する。そして、算出された発熱体２０３への平均目標投入電力デューティが、表４の区分４の範囲外であった場合には、位相角９０ｄｅｇ、２７０ｄｅｇを含まないように、選択する平均目標投入電力デューティを区分４の上限値である４７．５０％に設定する。発熱体２０５への電力供給制御についても同様に、選択する平均目標投入電力デューティを次のように設定する。すなわち、算出された発熱体２０５への平均目標投入電力デューティが表４の区分５の範囲外の場合には、位相角９０ｄｅｇ、２７０ｄｅｇを含むように、選択する平均目標投入電力デューティを、表４の区分５の下限値である５０．００％に設定する。ただし、画像形成装置４００の起動時に冷えているヒータ２０１を急速に温めるときには、実施例１と同様に、発熱体２０３のみに電力供給を行い、その際には表４の区分５に含まれる電力デューティの範囲を用いて、発熱体２０３への電力供給制御を行う。

このように、画像形成装置４００の起動時（冷えたヒータ２０１を急速に温めるとき）には、発熱体の切替を行わないことでフリッカを抑制することができる。一方、定常時の、ヒータ２０１が十分に温まり、連続して記録材Ｐに画像形成を行っているときには、電力供給する発熱体を、発熱体２０３と他の発熱体（発熱体２０４又は発熱体２０５）に切り替える場合には、表４に示す区分制限を設ける。これにより、フリッカを抑制することができる。

［記録材のサイズに応じた電力供給制御テーブルの適用］
以上、Ａ５サイズの記録材Ｐ（Ａ５用紙）に画像形成する場合を例に、商用交流電源１０１から画像形成装置４００に供給される交流電流に対するフリッカ抑制について説明してきた。ここでは、Ｂ５サイズの記録材Ｐ（Ｂ５用紙ともいう）、Ａ４サイズの記録材Ｐ（Ａ４用紙ともいう）や、ＬＴＲ（レター）用紙に対する、発熱体の電力供給制御について説明する。

表５は、画像形成を行う記録材Ｐの種類（画像形成する対象の用紙）と、使用される発熱体と、使用する発熱体に適用される電力供給制御テーブルとの対応づけを示した表である。表５を用いて、ＬＴＲ用紙、Ａ４用紙、Ｂ５用紙、Ａ５用紙に画像形成を行う場合に用いる電力供給制御テーブルについて説明する。

Ａ５用紙に画像形成を行う場合には、上述したように、発熱体２０３に対しても、発熱体２０５に対しても、表４の電力供給制御テーブルを参照して電力供給制御を行う。なお、Ａ５用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０４は使用しないため、電力供給は行われない。

Ｂ５用紙に画像形成を行う場合は、前述したように、発熱体２０３に対しても、発熱体２０４に対しても、表４の電力供給制御テーブルを参照して電力供給制御を行う。なお、Ｂ５用紙に画像形成を行う場合には、発熱体２０５は使用しないため、電力供給は行われない。Ａ５用紙、Ｂ５用紙に画像形成を行う場合は、電力供給する発熱体の切替を頻繁に行うため、上述した、各発熱体への平均目標投入電力デューティの区分制限を行うことにより、フリッカ抑制を図る。

また、Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合には、表４の電力供給制御テーブルを用いて、発熱体２０３に対してのみ電力供給を行う。Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合は、発熱体２０３のみに電力供給を行うため、発熱体への電力供給経路を切り替える際に生じる、電流ピーク値の差によるフリッカは発生しない。そのため、Ａ４用紙及びＬＴＲ用紙に画像形成を行う場合には、表４の電力供給制御テーブルを区分制限せずに用いることができる。

このように、発熱体２０３と他の発熱体（発熱体２０４又は発熱体２０５）に電力供給する発熱体を切り替える場合と、発熱体２０３のみに電力供給する場合とで、表４に示す区分制限を使い分けることにより、フリッカ抑制に最適な制御を行うことができる。

なお、本実施例における本発明の特徴は、発熱体２０３に電力供給する際は、位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを避け（含まず）、発熱体２０５に電力供給する際は位相角９０ｄｅｇと２７０ｄｅｇを含むことである。また、これを実現する方法は、本実施例で説明した表４に示す区分制限の方法に限定されるわけではない。例えば発熱体２０３への電力供給時のＰＩＤ制御ゲインと、発熱体２０５への電力供給時のＰＩＤ制御ゲインを変更するなど、区分制限以外の方法も考えられる。

実施例３では、抵抗値の小さい発熱体に電力供給される期間での制御周期毎の最大電流値の平均値が、抵抗値の大きい発熱体に電力供給される期間での最大電流値を上回らないように、電力供給を制御することで、フリッカ抑制を行う実施例について説明する。なお、画像形成装置の構成は、実施例１と同様であり、同じ装置には同じ符号を用いることで説明を省略する。

［画像形成装置の制御ブロック図］
図７は、図１に示す画像形成装置４００の定着動作に関する、本実施例の制御部の構成を示すブロック図であり、図７を参照しながら画像形成装置４００の定着動作について説明する。ホストコンピュータであるＰＣ４１０は、画像形成装置４００の内部にあるビデオコントローラ８１に対して、印刷画像の画像データや印刷情報を含んだ印刷指令を送信する。

ビデオコントローラ８１は、ＰＣ４１０から画像データを含む印刷指令を受信すると、印刷指令をエンジンコントローラ８２に送信する。エンジンコントローラ８２には、ＣＰＵ８３、メモリ８４等が搭載されており、ＣＰＵ８３は、予めメモリ８４に格納されたプログラムに従って、定着動作を含む、画像形成動作を制御する。また、ＣＰＵ８３は、時間を測定するタイマを有している。

定着制御装置５６は、電力供給制御部であるトライアック５７、電力を供給する発熱体を選択する切替部としての発熱体切替器５８（図１１参照）等から構成される。定着制御装置５６は、定着装置５０において電力供給する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。また、駆動装置８５はメインモータ８６、定着モータ８７等から構成される。また、センサ８８は定着装置５０の温度を検知する温度検知手段である定着温度センサ５９、記録材Ｐの幅を検知する紙幅センサ８９等からなり、センサ８８の検知結果はＣＰＵ８３に送信される。ＣＰＵ８３は、取得したセンサ８８の検知結果に基づいて、定着制御装置５６、駆動装置８５を制御することで、転写されたトナー像の記録材Ｐへの定着を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置４００は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なる幅の記録材Ｐを印刷することが可能で、後述するヒータ５４を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。

［定着装置の構成］
次に、発熱体により用紙Ｐ上のトナー像を加熱する加熱装置（ヒータ）を制御する定着装置５０の構成について図８を用いて説明する。ここで「長手方向」とは、後述する用紙Ｐの搬送方向と略直交する加圧ローラ５３の回転軸方向のことである。また、用紙Ｐの搬送方向に略直交する方向（長手方向）の記録材Ｐの長さを用紙幅という。

図８は、本実施例の定着装置５０の構成を説明する断面模式図である。定着装置５０では、図中左側から未定着のトナー像Ｔを担持した記録材Ｐは、定着フィルム５１（以下、フィルム５１という）と加圧ローラ５３とが当接して構成される定着ニップ部Ｎに向かって、図中矢印方向に搬送される。定着ニップ部Ｎでは、定着フィルム５１は加圧ローラ５３とヒータ５４により挟持される。そして、記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて図中左側から右方向に搬送されながら加熱されることにより、トナー像Ｔが記録材Ｐに定着される。定着装置５０は、円筒状のフィルム５１、フィルム５１を保持するニップ形成部材５２、フィルム５１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３、及び記録材Ｐを加熱する加熱装置であるヒータ５４（ヒータ部）により構成されている。

フィルム５１は加熱回転体としての定着フィルムである。フィルム５１は、基層として、例えばポリイミドを用いており、基層の上にシリコーンゴムからなる弾性層、ＰＦＡからなる離型層が形成されている。フィルム５１が回転することにより、ニップ形成部材５２及びヒータ５４とフィルム５１との間に生じる摩擦力を低減するために、フィルム５１の内面にはグリスが塗布されている。

ニップ形成部材５２は、フィルム５１を内側からガイドすると共に、フィルム５１と加圧ローラ５３との間で定着ニップ部Ｎを形成させる。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。フィルム５１は、ニップ形成部材５２に対して外嵌されている。加圧ローラ５３は、加圧回転体としてのローラであり、芯金５３ａ、弾性層５３ｂ、離型層５３ｃから構成されている。加圧ローラ５３は、長手方向の両端部を回転可能に保持されており、定着モータ８７（図７）によって回転駆動され、加圧ローラ５３が回転することにより、フィルム５１は従動回転する。加熱部材であるヒータ５４は定着フィルム５１の内部空間に配置されて、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内面と接している。ヒータ５４の詳細については後述する。

［ヒータの概要］
次に、加熱部であるヒータ５４について説明する。図９は、発熱体が配置されたヒータ５４を、図８に示す加圧ローラ５３側から見たときのヒータ５４の構成を示す模式図である。図９において、基準線ａは、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３の長手方向の中心線であり、定着装置５０の定着ニップ部Ｎに搬送される用紙Ｐの長手方向（用紙幅方向）の中心線でもある。図９に示すように、ヒータ５４は、基板５４ａ、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ４、保護ガラス層５４ｅを有している。導体５４ｃは、図中、黒く塗られた部分である。本実施例の基板５４ａには、セラミックであるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）が用いられている。セラミック基板としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが広く知られており、中でもアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）は、価格が安く、入手が容易である。また、基板５４ａには強度面に優れる金属を用いてもよい。金属基板を用いる場合には、ステンレス（ＳＵＳ）が価格的にも強度的にも優れており、好適に用いられる。また、セラミック基板、金属基板のいずれにおいても、導電性を有する場合は絶縁層を設けて使用すればよい。基板５４ａ上には、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ４が配置され、その上に各発熱体とフィルム５１との絶縁を確保するために、保護ガラス層５４ｅがコーティングされている。

各発熱体は、長手方向の長さ（図９中の左右方向の長さ）が異なっており、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂの長手方向の長さＬ１は２２２ｍｍ、発熱体５４ｂ２の長手方向の長さＬ２は１８８ｍｍ、発熱体５４ｂ３の長手方向の長さＬ３は１５４ｍｍである。長手方向の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の大小関係は、長さＬ１＞長さＬ２＞長さＬ３となっている。例えば、使用する用紙ＰがＡ４サイズの場合には、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂが使用され、使用する用紙ＰがＢ５サイズの場合には、発熱体５４ｂ２が主に使用され、使用する用紙ＰがＡ５サイズの場合には、発熱体５４ｂ３が主に使用される。また、各発熱体は、短手方向（図９中の上下方向）に発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ２、５４ｂ３、５４ｂ１ｂの順に配置されている。

図９に示すように、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂは、導体５４ｃを介して、それぞれ一端を接点５４ｄ２（第１の接点）に、他端を接点５４ｄ４（第４の接点）に電気的に接続されている。また、発熱体５４ｂ２は、導体５４ｃを介して、一端を接点５４ｄ２に、他端を接点５４ｄ３（第３の接点）に電気的に接続されている。同様に、発熱体５４ｂ３は、導体５４ｃを介して、一端を接点５４ｄ１（第２の接点）に、他端を接点５４ｄ３に電気的に接続されている。なお、図９に示すように、発熱体５４ｂ１ａと発熱体５４ｂ１ｂの長手方向の長さは略同じ長さＬ１であり、この２つの発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂは、常に同時に使用される。以下では、一対の発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂを合わせて発熱体５４ｂ１（第１の発熱体）と呼ぶ。また、発熱体の抵抗値は、発熱体５４ｂ１が１０Ω（発熱体５４ｂ１ａと５４ｂ１ｂの合成抵抗値）、発熱体５４ｂ２（第３の発熱体）が２４Ω、発熱体５４ｂ３（第２の発熱体）が２４Ωである。

図９において、破線で囲まれているのは、定着温度センサ５９である。破線は、定着温度センサ５９が、基板５４ａの裏面（発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３が配置されている面の反対側）に配置されていることを表すと共に、定着温度センサ５９が基板５４ａに当接する位置を示している。定着温度センサ５９の温度を検知するサーミスタ５９ａは、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３の長手方向の中心線上で、かつ、定着装置５０に搬送される用紙Ｐの中心線である基準線ａ上に配置されている。

［ヒータの構成］
図１０は、図９に示すヒータ５４を、定着装置５０に搬送される記録材Ｐの長手方向の中心線（図９の基準線ａ）で切断したときのヒータ５４の断面を示す模式図である。ヒータ５４の温度を検知する温度検知手段である定着温度センサ５９は、次の部材から構成されている。すなわち、定着温度センサ５９は、サーミスタ５９ａ、ホルダ５９ｂ、ホルダ５９ｂとサーミスタ５９ａとの間の熱伝導を遮断するセラミックペーパー５９ｃ、サーミスタ５９ａを物理的、電気的に保護する絶縁樹脂シート５９ｄで構成されている。サーミスタ５９ａは、ヒータ５４の温度に応じて抵抗値が変化し、出力である電圧が変化する温度検知素子であり、ジュメット線（不図示）と配線によりＣＰＵ８３と接続されており、ヒータ５４の温度に応じた電圧をＣＰＵ８３に出力する。ＣＰＵ８３は、定着温度センサ５９（サーミスタ５９ａ）の温度検知結果に基づいて、ヒータ５４の温度制御を行う。定着温度センサ５９は、保護ガラス層５４ｅにより覆われた発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３が配置された基板５４ａの面とは反対側の面に配置され、基板５４ａと接している。

［電力制御回路］
図１１は、定着装置５０と定着制御装置５６の構成を示す模式図である。本実施例の定着装置５０は、記録材Ｐのサイズに応じて、電力供給を行う発熱体を切り替えることで、ヒータ５４の長手方向における所望の温度分布を形成する。

定着装置５０の定着制御装置５６は、電力供給路の接続又は切断を行う切替手段であるトライアック５７ａ、５７ｂ、発熱体切替器５８、トライアック状態検知部５５、及びすべての発熱体への電力供給を遮断するリレー７０を有している。トライアック５７ａ、５７ｂは、商用交流電源１０１から各発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３への電力供給路の接続又は切断を行う。発熱体切替器５８は、本実施例ではＣ接点リレーにより構成されている（以下、リレー５８という）。また、トライアック状態検知部５５は、トライアック５７ａ、５７ｂのオン状態・オフ状態の監視を行う。

トライアック５７ａ（第１のスイッチ）は、商用交流電源１０１とヒータ５４の接点５４ｄ４との間の電力供給路の接続（オン状態）、又は切断（オフ状態）を行う。一方、トライアック５７ｂ（第２のスイッチ）は、商用交流電源１０１とリレー５８を介してヒータ５４の接点５４ｄ３との間、又は商用交流電源１０１とヒータ５４の接点５４ｄ１との間の電力供給路の接続（オン状態）、又は切断（オフ状態）を行う。リレー５８（第１のリレー）は、ヒータ５４の接点５４ｄ３をトライアック５７ｂ、又はリレー７０を介して、商用交流電源１０１に接続するように切替可能である。

例えば、商用交流電源１０１から発熱体５４ｂ１に電力を供給する場合には、トライアック５７ａをオンして商用交流電源１０１とヒータ５４の接点５４ｄ４とを接続し、トライアック５７ｂをオフする。これにより、発熱体５４ｂ１（５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ）がヒータ５４の接点５４ｄ２、５４ｄ４を介して、商用交流電源１０１と接続される。また、商用交流電源１０１から発熱体５４ｂ２に電力を供給する場合は、トライアック５７ｂをオンして商用交流電源１０１とリレー５８を接続し、リレー５８を制御してヒータ５４の接点５４ｄ３をトライアック５７ｂと接続し、トライアック５７ａをオフする。これにより、発熱体５４ｂ２の一端がヒータ５４の接点５４ｄ３、リレー５８、トライアック５７ｂを介して商用交流電源１０１と接続され、発熱体５４ｂ２の他端がヒータ５４の接点５４ｄ２を介して、商用交流電源１０１と接続される。

また、商用交流電源１０１から発熱体５４ｂ３に電力を供給する場合には、トライアック５７ｂをオンし、リレー５８を制御してヒータ５４の接点５４ｄ３を商用交流電源１０１と接続して、トライアック５７ａをオフする。これにより、発熱体５４ｂ３の一端がヒータ５４の接点５４ｄ３、リレー５８を介して商用交流電源１０１と接続され、発熱体５４ｂ３の他端がヒータ５４の接点５４ｄ１、トライアック５７ｂを介して、商用交流電源１０１と接続される。なお、トライアック５７ａ、５７ｂのオン・オフ動作は、ＣＰＵ８３からの指令（制御信号）によって行われる。

トライアック状態検知部５５は、トライアック５７ａ、５７ｂのオン状態、オフ状態を検知する。例えばＣＰＵ８３の予期せぬ故障等によって、トライアック５７ａ、５７ｂが同時にオン状態になった場合は、トライアック状態検知部５５はリレー７０をオフ状態に設定し、商用交流電源１０１から定着装置５０（ヒータ５４）への電力供給を強制的に遮断する。これにより、トライアック５７ａ、５７ｂは、どちらか一方のみがオン状態となる、両方ともオフ状態となる状態が保証され、定着装置５０の故障を防止することができる。

このように、トライアック５７ａ、５７ｂ、トライアック状態検知部５５、リレー５８は、３つの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３のうちの１つの発熱体に、商用交流電源１０１から電力供給するように電力供給路の接続を切り替える切替部として動作する。本実施例では、このような構成の切替部を用いたが、いずれか一つの発熱体にのみ電力供給が可能となればよく、電力供給路を制御する構成は上述した構成に限定されない。

ここで、発熱体５４ｂ３より長手方向の幅が短い記録材Ｐを小サイズ紙といい、発熱体５４ｂ２より長手方向の幅が長い記録材Ｐを大サイズ紙という。大サイズ紙に印刷が行われる場合には、定着処理には発熱体５４ｂ１のみが使用される。一方、小サイズ紙に印刷が行われる場合には、フィルム５１の変形の観点から、印刷枚数に応じて、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３とが交互に切り替えられて使用される。本実施例では、連続印刷中の発熱体５４ｂの切替動作は、例えば小サイズ紙の連続印刷の場合に行われる。

［発熱体の電力供給制御方法］
本実施例における発熱体への電力供給制御方法について説明する。本実施例では、発熱体５４ｂ１（第１の発熱体）へ一定期間、電力供給を行った後、発熱体５４ｂ１に比べ長手方向の端部の発熱量が小さい発熱体５４ｂ３（第２の発熱体）へ電力供給可能な状態に切り替える。このときの発熱体５４ｂ１への電力供給期間を第１供給期間とする。第１供給期間が終わると同時に、発熱体５４ｂ３への電力供給が開始される。発熱体５４ｂ３への電力供給量が発熱体５４ｂ１への電力供給量の所定の倍数になるまで、発熱体５４ｂ３への電力供給が行われる。このときの発熱体５４ｂ３への電力供給期間を第２供給期間とする。発熱体５４ｂ３への電力供給量が発熱体５４ｂ１への電力供給量の所定の倍数に達すると、再び発熱体５４ｂ１へ電力供給可能な状態に切り替えて、発熱体５４ｂ１へ電力供給が行われる。

本実施例では、発熱体５４ｂの温度を目標温度に近づけるために、温度検知手段であるサーミスタ５９ａの検知結果を目標温度に近づけるように、電力供給制御を行う。発熱体５４ｂへの電力供給制御として、発熱体５４ｂの目標温度とサーミスタ５９ａによる検知温度との差分に応じて、発熱体５４ｂに供給する電力を一定期間ごとに算出する。具体的には、ＣＰＵ８３が、サーミスタ５９ａが検知したヒータ５４の温度情報に基づいて、ヒータ５４の温度を記録材Ｐへの画像形成に適した目標温度に到達させるために必要な電力量を算出する。電力量の算出は、一定期間毎に行われる。また、本実施例では、交流電源の位相制御により発熱体５４ｂへの電力供給を行う。本実施例では、電力量の算出にはＰＩ制御を用いており、ＰＩ制御の電力量算出の単位周期は２半波（商用交流電源１０１の電源周波数の１周期分）である。これは、商用交流電源１０１の電源周波数が５０Ｈｚの場合、２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）毎にＰＩ制御の電力量算出制御が行われることを意味する。

ＰＩ制御では、単位周期毎に、サーミスタ５９ａにより検知された温度と目標温度値をＣＰＵ８３が比較し、２つの温度の差分に基づいて電力供給制御を行う。ＣＰＵ８３は、２つの温度の温度差の大きさに応じて、比例項と積分項を決定する。比例項は温度差分の大きさに比例した出力値であり、積分項は温度差分の積算値に応じた出力値である。ＣＰＵ８３は比例項の値と積分項の値に基づいて、発熱体へ供給する電力値を決定する。本実施例では、発熱体毎に比例項と積分項を設定し、選択された発熱体の比例項の値と積分項の値を用いて、ＰＩ制御の電力量の計算を行う。

具体的に、本実施例のＰＩ制御について説明する。ｎをＰＩ制御を行うタイミング（周期）番号、タイミング番号に対応する比例項をＰ_ｎ（単位：％）、積分項をＩ_ｎ（単位：％）とする。ＰＩ制御により発熱体に投入される電力デューティＤ_ｎ（単位：％）は、次の（式１）～（式３）で表される。
Ｄ_ｎ＝Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ（１００％≧Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ≧０％のとき）・・・（式１）
Ｄ_ｎ＝１００（Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ＞１００％のとき）・・・（式２）
Ｄ_ｎ＝０（０％＞Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎのとき）・・・（式３）

ここで、電力デューティＤ_ｎは、商用交流電源１０１の交流電圧波形に対して、どれだけの電力供給を行うかで決定される電力量の投入割合を表したものである。電力デューティＤ_ｎは、位相制御により決定される電力供給パターンに応じて、０％～１００％の値を取りうる。位相制御による発熱体への電力供給パターンは、記憶部であるメモリ８４に予め記憶されている。ＣＰＵ８３は、電力デューティＤ_ｎに応じて、メモリ８４から該当する電力供給パターンを選択し、選択した電力供給パターンに応じて発熱体への電力供給を行う。

記録材Ｐへの印刷が開始されると、まず、積分制御によって操作される積分項Ｉの出力値の初期値Ｉ_０が決定される。表６は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の積分項Ｉの初期値Ｉ_０（単位：％）を示した表である。表６に示すように、発熱体５４ｂ１の初期値Ｉ_０は３２．５％であり、発熱体５４ｂ３の初期値Ｉ_０は５０％である。

次に、電圧波形における２半波の周期毎に、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の温度検知が行われ、ヒータ５４の目標温度とサーミスタ５９ａにより検知された温度との差分△Ｔ（＝目標温度－サーミスタ５９ａの検知温度）が算出される。表７は、算出された差分△Ｔ（単位：℃）に対応する、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎ（単位：％）の値を示した表である。表７では、差分△Ｔが－１５℃から１５℃までの差分△Ｔが１℃変化する毎の発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎの値が示されている。例えば、２つの温度差分△Ｔが－１０℃の場合には、発熱体５４ｂ１の比例項Ｐ_ｎは－２７．５％となり、発熱体５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎは－４２．５％となる。同様に、２つの温度差分△Ｔが５℃の場合には、発熱体５４ｂ１の比例項Ｐ_ｎは１５％となり、発熱体５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎは２２．５％となる。

また、ＣＰＵ８３は、２半波の周期で算出される温度の差分△Ｔを積算した積算値△Ｔ_Ｖをメモリ８４に記憶させている。ＣＰＵ８３は、積分項Ｉ_ｎを、次の（式４）を用いて算出する。
Ｉ_ｎ＝Ｉ_ｎ－１＋△Ｉ・・・（式４）

例えば、積分項Ｉ_１は、上述した積分項Ｉ_ｎの初期値Ｉ_０を用いて、Ｉ_１＝Ｉ_０＋△Ｉにより算出される。また、△Ｉの値は、差分△Ｔを積算した積算値△Ｔ_Ｖに応じて変化する。表８は、積算値△Ｔ_Ｖ（単位：℃）に応じた、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の△Ｉの値を示した表である。表８に示すように、積算値△Ｔ_Ｖの値が－４００以上で４００未満の場合には、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の△Ｉの値は０％となる。一方、積算値△Ｔ_Ｖの値が４００以上の場合には、発熱体５４ｂ１の△Ｉの値は５％となり、発熱体５４ｂ３の△Ｉの値は１０％となる。また、積算値△Ｔ_Ｖの値が－４００未満の場合には、発熱体５４ｂ１の△Ｉの値は－５％となり、発熱体５４ｂ３の△Ｉの値は－１０％となる。

上述した処理により、各発熱体の比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎの値が決定され、決定された比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎの値により電力デューティＤ_ｎが決定され、決定された電力デューティＤ_ｎに応じた電力が該当の発熱体に供給される。本実施例では、上述した電力デューティＤ_ｎの決定は２半波周期で行われ、決定された電力デューティＤ_ｎに基づいた電力が、次の２半波の期間に供給される。また、電力デューティＤ_ｎに応じた電力は、上述した切替部によって選択された発熱体へ供給される。本実施例では、電力を供給する発熱体を切り替えるタイミングは、ＰＩ制御の更新タイミング、すなわち電力デューティＤ_ｎを更新するタイミングと一致させている。

［発熱体への電力供給制御］
本実施例では、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１の第１供給期間での制御周期毎の最大電流値の平均値が、抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３の第２供給期間での最大電流値を上回らないように、発熱体５４ｂ１への電力供給を制御する。具体的な制御方法について、図１２を用いて説明する。

図１２では、上側にグラフが示され、下側にはグラフに対応した表が示されている。図１２のグラフは、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３に流れる電流量を模式的に表しており、横軸は時間、縦軸は電流値を示している。破線で示すグラフは、供給電力率（電力デューティともいう）が１００％であった場合の電流値の動きを示しており、実線で示すグラフは、所望の供給電力量で制御された場合の電流値の動きを示している。また、図１２のグラフの下の表は、グラフの横軸の時間に対応する、タイミングｎ、供給電力率（電力デューティ）、最大電流値、期間の名称、電力供給される選択された発熱体、比較する電流値の各項目を表している。小サイズ紙の連続印刷中は、図１２に示すように、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３を交互に切り替えながら、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３を加熱する。発熱体の切替タイミングは、定着装置５０の構成部材の温まり状態によって可変に制御することができる。

図１２の発熱体５４ｂ３に電力供給される第２供給期間の最初の制御周期であるタイミング１（ｎ＝１）では、発熱体５４ｂ３へ供給電力率（Ｄｕｔｙ）は７０％で電力供給されており、タイミング１における最大電流値は、７．１Ａ（アンペア）である。これは、発熱体５４ｂ３の抵抗値が２４Ω、商用交流電源１０１の実効電圧が１２０Ｖであることから算出することができる。本実施例では、供給電力率（電力デューティ）は、トライアック５７ａ、５７ｂのオン（ＯＮ）状態、オフ（ＯＦＦ）状態によって制御される。トライアック５７ａ、５７ｂは、一度オン状態に設定されると、商用交流電源１０１から供給される交流電圧が０Ｖ（ゼロクロス）になるまで、オン状態が維持される。そのため、図１２に示すような波形によって、発熱体への供給電力率が制御されることになる。すなわち、１半波の中で交流電圧がゼロクロスとなるまでの後半部分をオン状態に設定することで、供給電力率が制御される。

次の制御周期であるタイミング２（ｎ＝２）では、供給電力率（Ｄｕｔｙ）は４０％であり、タイミング２における最大電流値は５．７Ａであった。このように、発熱体５４ｂ３への電力供給を４単位周期分（ｎ＝１～４）行った後、電力供給先を発熱体５４ｂ１へ切り替える。ここで、発熱体５４ｂ３の第２供給期間における最大電流値は７．１Ａである。本実施例では、次の発熱体５４ｂ１への第１供給期間における供給電力率（Ｄｕｔｙ）を決める際に、ＰＩ制御で導かれる供給電力率に対し、第１供給期間と第２供給期間との間で、大きな電流変動が起こらないように制限を設けている。すなわち、第１供給期間の最初の制御周期であるタイミング５（ｎ＝５）では、発熱体５４ｂ１へ供給電力率（Ｄｕｔｙ）が４０％で電力供給しており、タイミング５における最大電流値は、７．２Ａである。次の制御周期であるタイミング６（ｎ＝６）では、供給電力率（Ｄｕｔｙ）が３０％で電力供給しており、タイミング６における最大電流値は、６．８Ａである。第１供給期間内（ｎ＝５、６）で最大電流値の平均値を求めると、７．０Ａとなり、直前の第２供給期間（ｎ＝１～４）における最大電流値７．１Ａを下回っている。

［発熱体への電力供給制御の例］
次に、実際の記録材Ｐへの印刷時の発熱体への電力供給の制御について説明する。表９は、上述した図１２に対応して、記録材Ｐへの印刷において、時間経過に応じて発熱体に供給される電力量がどのように決定されるかを説明した表である。

表９は、上から順に、次の項目から構成されている。すなわち、表９は、タイミングｎ（図１２のタイミングｎに対応）、時間（単位：ｓｅｃ（秒））、目標温度（単位：℃）、サーミスタ検出値（単位：℃）、差分△Ｔ（単位：℃）、積算値△Ｔ_Ｖ（単位：℃）から構成されている。更に、表９は、電力供給される選択発熱体、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の電力計算結果（比例項Ｐ、積分項Ｉ、Ｄｕｔｙ（電力デューティ））、ＰＩ制御での電力Ｄｕｔｙ（デューティ）、実際の電力Ｄｕｔｙ（デューティ）、最大電流値から構成されている。

例えば、タイミングｎが５のとき（時間は０．１００ｓｅｃのとき）、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度を示すサーミスタ検出値は２１８℃であり、目標温度２２０℃との差分△Ｔは、２℃（＝２２０℃－２１８℃）である。また、このときの差分△Ｔの積算値を示す△Ｔ_Ｖは３９９℃（＝３９７℃＋２℃）である。発熱体５４ｂ１の電力計算は、表７より差分△Ｔが２℃の場合の比例項Ｐは７．５％となり、積分項Ｉは表８より△Ｉは０％なので、（式４）よりＩ_５＝Ｉ_０＋△Ｉ＝３２．５％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、４０％（＝７．５％＋３２．５％）となる。同様に、発熱体５４ｂ３の電力計算は、表７より差分△Ｔが２℃の場合の比例項Ｐは１０．０％となり、積分項Ｉは表８より△Ｉは０％なので、（式４）よりＩ_５＝Ｉ_４（＝Ｉ_０）＋△Ｉ＝５０％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、６０．０％（＝１０．０％＋５０％）となる。タイミングｎが５のときの選択発熱体は５４ｂ１なので、ヒータ５４に実際に供給される電力デューティは４０％となり、このときの最大電流値は、７．２Ａとなる。

次に、タイミングｎが６のとき（時間は０．１２０ｓｅｃのとき）、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度を示すサーミスタ検出値は２１８℃であり、目標温度２２０℃との差分△Ｔは、２℃（＝２２０℃－２１８℃）である。また、このときの差分△Ｔの積算値を示す△Ｔ_Ｖは４０１℃（＝３９９℃＋２℃）となる。ところが、上述した表８により、積算値△Ｔ_Ｖが４００℃以上の場合には、△Ｉは０％ではなく、発熱体５４ｂ１の場合には５％、発熱体５４ｂ３の場合には１０％となる。更に、積算値△Ｔ_Ｖは積算値が４００℃を超えると一旦リセットされる。そのため、積算値△Ｔ_Ｖは１℃（＝４０１℃－４００℃）となっている。発熱体５４ｂ１の電力計算は、表７より差分△Ｔが２℃の場合の比例項Ｐは７．５％となり、積分項Ｉは表８より△Ｉは５％なので、（式４）よりＩ_６＝Ｉ_５＋△Ｉ＝３２．５％＋５％＝３７．５％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、４５％（＝７．５％＋３７．５％）となる。同様に、発熱体５４ｂ３の電力計算は、表７より差分△Ｔが２℃の場合の比例項Ｐは１０％となり、積分項Ｉは表３より△Ｉは１０％なので、式４よりＩ_６＝Ｉ_５＋△Ｉ＝５０％＋１０％＝６０％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、７０％（＝１０％＋６０％）となる。タイミングｎが６のときの選択発熱体は５４ｂ１なので、ヒータ５４に実際に供給される電力デューティは４５％となる。タイミングｎが６においては、電力投入を行う発熱体として、切替部によって発熱体５４ｂ１が選択されており、タイミングｎ＝５とｎ＝６の最大電流値の平均がタイミングｎ＝１～４（第２供給期間）における最大電流値である７．１Ａを超えることになる。そのため、発熱体５４ｂ３に実際に投入されるデューティを３０％に制限する。これにより、タイミングｎ＝５とｎ＝６の最大電流値の平均は７．０Ａ（＝（７．２Ａ＋６．８Ａ）／２）に抑えることができ、７．１Ａより小さくすることができる。

［抵抗値の小さい発熱体へ供給する電力量の制御］
本実施例では、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に電力供給される第１供給期間での制御周期毎の最大電流値の平均値が、抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３の第２供給期間での最大電流値を上回らないように、発熱体５４ｂ１への電力供給が制御されている。図１３は、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１へ供給する電力量を制御する制御シーケンスを示したフローチャートである。図１３の処理は、記録材Ｐへの印刷を行う印刷ジョブが開始されると起動され、エンジンコントローラ８２のＣＰＵ８３によって実行される。

ステップ（以下、Ｓとする）１００では、ＣＰＵ８３は、選択された発熱体への供給電力率（電力デューティ）のＰＩ計算（ＰＩ制御による電力量の算出）を行う。Ｓ１０１では、ＣＰＵ８３は、次回は電力供給される発熱体を発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ３に切り替えるタイミングかどうか判断する。ＣＰＵ８３は、次回は抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１から抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３に切り替えるタイミングであると判断した場合には処理をＳ１０２に進める。一方、ＣＰＵ８３は、次回は抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１から抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３に切り替えるタイミングではないと判断した場合には処理をＳ１０４に進める。

Ｓ１０２では、ＣＰＵ８３は、Ｓ１００で算出したＰＩ計算で電力供給したときの発熱体５４ｂ１の最大電流値の平均値は、発熱体５４ｂ３の最大電流値以下かどうか判断する。ＣＰＵ８３は、発熱体５４ｂ１の最大電流値の平均値は、発熱体５４ｂ３の最大電流値以下であると判断した場合には、処理をＳ１０４に進める。一方、ＣＰＵ８３は、発熱体５４ｂ１の最大電流値の平均値は、発熱体５４ｂ３の最大電流値以下ではない（発熱体５４ｂ１の最大電流値の平均値は、発熱体５４ｂ３の最大電流値より大きい）と判断した場合には、処理をＳ１０３に進める。

Ｓ１０３では、ＣＰＵ８３は、発熱体５４ｂ１の最大電流値の平均値が発熱体５４ｂ３の最大電流値以下になるように、発熱体５４ｂ１への供給電力を制限するため、発熱体５４ｂ１への電力デューティを低減した電力デューティ値に設定する。

Ｓ１０４では、ＣＰＵ８３は、選択された発熱体への供給電力量を決定する。Ｓ１０５では、ＣＰＵ８３は、Ｓ１０４で決定された供給電力量に応じて、定着制御装置５６を制御して、選択された発熱体への電力供給を行う。Ｓ１０６では、ＣＰＵ８３は、印刷ジョブが終了したかどうか判断する。ＣＰＵ８３は、印刷ジョブが終了したと判断した場合には処理を終了し、印刷ジョブが終了していないと判断した場合には処理をＳ１００に戻す。

なお、発熱体５４ｂ１への供給電力の制限値は、計算によって求めてもよいし、予め取り得る制限値を集めたテーブルをメモリ８４に格納しておき、必要な場合に参照して制限値を決定する方法でもよい。ここでは、計算によって制限値を求める方法について、本実施例に沿って説明する。

第２供給期間において、抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３に流れる最大電流値をＩ＿ｍａｘとし、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に供給可能な最大電流値をＩ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌとする。また、図１２に示す第１供給期間のタイミングｎ＝５で、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に流れる最大電流値をＩ＿１、タイミングｎ＝５でのデューティ（Ｄｕｔｙ）をＤｕｔｙ＿１とする。更に、図１２に示す第１供給期間のタイミングｎ＝６で、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に流れる最大電流値をＩ＿２、タイミングｎ＝６でのデューティ（Ｄｕｔｙ）をＤｕｔｙ＿２とする。そして、発熱体５４ｂ１の抵抗値をＲ、商用交流電源１０１の実効電圧をＶとする。

抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に供給される第１供給期間での制御周期ごとの最大電流値の平均値Ｉ＿Ａｖｇ＿ｌａｒｇｅは、次の（式５）で表される。
Ｉ＿Ａｖｇ＿ｌａｒｇｅ＝（Ｉ＿１＋Ｉ＿２）／２・・・（式５）

そして、本実施例での発熱体への電力供給制御は、次の（式６）を満たすように実行される。
Ｉ＿ｍａｘ≧Ｉ＿Ａｖｇ＿ｌａｒｇｅ＝（Ｉ＿１＋Ｉ＿２）／２・・・（式６）

ここで、商用交流電源１０１の電流波形を正弦波とすると、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に供給されるＤｕｔｙ＿１は、図１４のように表される。図１４において、実線とｘ軸で囲まれた領域の面積がＤｕｔｙ＿１であり、一点鎖線とｘ軸で囲まれた範囲の領域は、実線とｘ軸で囲まれた範囲の領域の面積と等しくなるようにして描かれている。なお、図１４の縦軸は電流値を示し、横軸は時間を示している。

図１４において、Ｄｕｔｙ＿１は、ｓｉｎ（ｘ）を０（ゼロ）から所望の時間ｔまで積分した値に等しく、そのときの最大電流値Ｉ＿１は、ｓｉｎ（ｔ）×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌと表すことができる。そして、ｃｏｓ（ｔ）＝１－Ｄｕｔｙ＿１、及びｓｉｎ^２（ｔ）＋ｃｏｓ^２（ｔ）＝１の式を用いて、最大電流値Ｉ＿１は、次の（式７）で表すことができる。
Ｉ＿１＝ｓｉｎ（ｔ）×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌ
＝（√（１－ｃｏｓ^２（ｔ）））×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌ
＝（√（１－（１－Ｄｕｔｙ＿１）^２）×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌ
＝（√（Ｄｕｔｙ＿１×（２－Ｄｕｔｙ＿１）））×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌ
・・・（式７）

同様に、最大電流値Ｉ＿２は、次の（式８）で表すことができる。
Ｉ＿１＝（√（Ｄｕｔｙ＿２×（２－Ｄｕｔｙ＿２）））×Ｉ＿ｍａｘ＿ｓｍａｌｌ
・・・（式８）

その結果、（式７）に示す最大電流値Ｉ＿１と、（式８）に示す最大電流値Ｉ＿２の平均値が、発熱体５４ｂ３に流れる最大電流値Ｉ＿ｍａｘを超えないように、デューティＤｕｔｙ＿１、Ｄｕｔｙ＿２を決めればよい。これにより、抵抗値の小さい発熱体５４ｂ１に供給される第１供給期間での制御周期ごとの最大電流値の平均値が、抵抗値の大きい発熱体５４ｂ３の第２供給期間での最大電流値を上回らないように制御することができる。

このように、本実施例では、ＰＩ制御によって発熱体への電力供給の大きさを変更させながら、発熱体５４ｂ１に流れる最大電流値の平均値を制限している。発熱体に供給される電力の制御・制限は、具体的には、位相制御によって電力供給を制御する電力デューティの比率を変更することにより行われ、定着装置５０の温度を調整している。

また、本実施例では２半波周期のＰＩ制御を用いたが、ＰＩ制御の更新周期や制御方法はこれに限定されるものではない。また、本実施例では、位相制御による電力供給のオン／オフの比率を変更する方式を用いたが、電力制限方法はこれに限定されるものではない。例えば、電流制限回路を設けて商用交流電源１０１から供給される電流の振幅を制限することで、電力供給量を変更してもよい。

表１０は、上述した本実施例の、発熱体５４ｂ１の電流値を抑制する制御を実施した場合と、実施しなかった場合における、発熱体５４ｂ３の最大電流値と発熱体５４ｂ１の最大電流値を示している。表１０に示すように、発熱体５４ｂ１の電流値を抑制する制御を実施した場合には、発熱体５４ｂ３の最大電流値は７．１Ａであり、発熱体５４ｂ１の最大電流値は７．２Ａであった。一方、発熱体５４ｂ１の電流値を抑制する制御を実施しなかった場合には、発熱体５４ｂ３の最大電流値は７．１Ａであり、発熱体５４ｂ１の最大電流値は１２Ａであった。このように、上述した本実施例の制御を用いた場合には、発熱体切替時の電流値変化が小さく、用いなかった場合には、発熱体切替時の電流値変化は大きくなっており、フリッカのレベルは、制御をしなかった場合に比べ良化していることがわかる。

１０１商用交流電源
１０８ヒータ制御回路
１５０電源装置
２０１ヒータ
２０３発熱体
２０５発熱体

Claims

加熱回転体と、
第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、
前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、
前記ヒータの温度を検知する検知手段と、
交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、
前記交流電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置と、
を備え、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記電源装置は、前記交流電源に並列に接続されており、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、複数の単位周期を含む第１の期間において前記第１の発熱体に、複数の単位周期を含む第２の期間において前記第２の発熱体に、位相制御による電力供給を行うように制御し、
前記切替手段により電力供給路を切り替えることで、前記第１の期間から前記第２の期間に、又は前記第２の期間から前記第１の期間に切り替わり、
前記第１の期間において、前記第１の発熱体には、前記交流電源から前記第１の発熱体に供給される第１の電流と前記交流電源から前記電源装置に供給される第３の電流との合成電流が供給され、前記第１の期間における少なくとも一つの前記単位周期における合成電流は、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない電流であり、
前記第２の期間において、前記第２の発熱体には、前記交流電源から前記第２の発熱体に供給される第２の電流と前記第３の電流との合成電流が供給され、前記第２の期間における少なくとも一つの前記単位周期における合成電流は、前記第２の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重なる電流であることを特徴とする画像形成装置。
前記電源装置は、前記交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路、及び整流された前記交流電圧を平滑化する平滑回路を有し、
前記第３の電流は、前記平滑回路のコンデンサを充電する電流であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第２の期間に連続する前記第１の期間の最初の前記単位周期では、前記第１の電流と前記第３の電流との合成電流において、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならず、
前記第１の期間に連続する前記第２の期間の最初の前記単位周期では、前記第２の電流と前記第３の電流との合成電流において、前記第２の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重なることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記第１の期間は、前記第１の電流と前記第３の電流との合成電流において、
前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない前記単位周期のみを有する第１の区分と、
前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない前記単位周期と、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値又は極小値のタイミングとが重なる前記単位周期とを有する第２の区分と、
前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重なる前記単位周期のみを有する第３の区分と、
を有し、
前記制御手段は、３つの前記区分のうちのいずれか１つの区分を選択し、前記第１の発熱体への電力供給を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記第２の区分では、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値及び極小値のタイミングとが重ならない複数の前記単位周期と、前記第１の電流を供給しているタイミングと前記第３の電流の極大値又は極小値のタイミングとが重なる前記単位周期と、が繰り返されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記ヒータを急速に加熱する場合には、前記第３の区分を選択して、前記第１の発熱体に電力を供給することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
加熱回転体と、
第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、
前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、
前記ヒータの温度を検知する検知手段と、
交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、
前記交流電源から供給される交流電圧から直流電圧を生成する電源装置と、
を備え、
前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記電源装置は、前記交流電源に並列に接続されており、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位周期あたりに供給する電力量を決定し、
前記第１の発熱体に位相制御により電力供給する第１の期間では、前記第１の発熱体に、導通を開始する位相角度が９０ｄｅｇより大きく、導通を終了する位相角度が１８０ｄｅｇより小さい、又は導通を開始する角度が２７０ｄｅｇより大きく、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇより小さい第１の電流を供給し、
前記第１の期間に続く第２の期間であって、前記第２の発熱体に位相制御により電力供給する第２の期間では、前記第２の発熱体に導通を開始する角度が０ｄｅｇ以上、９０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が１８０ｄｅｇ以下である、又は導通を開始する角度が１８０ｄｅｇ以上、２７０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇ以下である第２の電流を供給することを特徴とする画像形成装置。
前記電源装置は、前記交流電源から供給される交流電圧を整流する整流回路、及び整流された前記交流電圧を平滑化する平滑回路を有し、
前記整流回路と前記平滑回路との間に力率改善回路が接続されていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記第１の期間では、前記交流電源から前記第１の発熱体には前記第１の電流が供給され、前記電源装置には第３の電流が供給され、
前記第２の期間では、前記交流電源から前記第２の発熱体には前記第２の電流が供給され、前記電源装置には前記第３の電流が供給されることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、
前記第１の発熱体へ電力供給する際の導通を開始する角度が９０ｄｅｇ以下、又は２７０ｄｅｇ以下の場合には、導通を開始する角度が９０ｄｅｇより大きく、導通を終了する角度が１８０ｄｅｇより小さい、又は導通を開始する角度が２７０ｄｅｇより大きく、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇより小さい前記第１の電流を供給し、
前記第２の発熱体へ電力供給する際の導通を開始する角度が９０ｄｅｇより大きい、又は２７０ｄｅｇより大きい場合には、導通を開始する角度が０ｄｅｇ以上、９０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が１８０ｄｅｇ以下である、又は導通を開始する角度が１８０ｄｅｇ以上、２７０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇ以下である前記第２の電流を供給することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記ヒータを急速に加熱する場合には、導通を開始する角度が０ｄｅｇ以上、９０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が１８０ｄｅｇ以下である、又は導通を開始する角度が１８０ｄｅｇ以上、２７０ｄｅｇ以下であり、導通を終了する角度が３６０ｄｅｇ以下である前記第１の電流を供給することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
加熱回転体と、
第１の発熱体と、抵抗値が前記第１の発熱体よりも大きい第２の発熱体と、を有し、前記加熱回転体の内部空間に配置され、前記加熱回転体を加熱するヒータと、
前記加熱回転体とニップ部を形成する加圧回転体と、
前記ヒータの温度を検知する検知手段と、
交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位周期あたりに供給する電力量を決定し、
前記第１の発熱体への電力供給期間において前記第１の発熱体に供給される電流の最大電流値の平均値が、前記第２の発熱体への電力供給期間において前記第２の発熱体に供給される電流の最大電流値以下になるように前記電力量を制御することを特徴とする定着装置。
前記電力供給期間は、複数の前記単位周期を有し、
前記第１の発熱体に供給される電流の最大電流値の平均値は、各々の前記単位周期における前記最大電流値を平均した値であり、
前記第２の発熱体に供給される電流の最大電流値は、前記電力供給期間における最大電流値であることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
記録材に画像形成を行う画像形成部と、
請求項１２又は請求項１３に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記第１の発熱体は、長手方向の長さが前記第２の発熱体よりも長く、
前記ヒータは、前記長手方向の長さが前記第１の発熱体よりも短く、前記第２の発熱体よりも長い第３の発熱体をさらに有し、
前記第１の発熱体は、長手方向の長さが略同じ長さの一対の発熱体であり、
前記ヒータを有する基板の短手方向において、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、前記第１の発熱体の順に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１１、請求項１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記ヒータは、
前記第１の発熱体の一端と前記第２の発熱体の一端とが電気的に接続される第１の接点と、
前記第３の発熱体の一端が電気的に接続される第２の接点と、
前記第２の発熱体の他端と前記第３の発熱体の他端とが電気的に接続される第３の接点と、
前記第１の発熱体の他端が電気的に接続される第４の接点と、
を有することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
前記切替手段は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、及び第１のリレーを有し、
前記第１のスイッチは、前記交流電源と前記第４の接点との接続又は切断を行い、
前記第２のスイッチは、前記交流電源と前記第１のリレー、及び前記交流電源と前記第２の接点との接続又は切断を行い、
前記第１のリレーは、前記第２のスイッチと前記第３の接点との接続、又は前記交流電源と前記第３の接点との接続を切替可能であることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、双方向サイリスタであることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。
前記加熱回転体は、筒状のフィルムであり、
前記加圧回転体は、前記フィルムと前記ニップ部を形成する加圧ローラであり、
前記ヒータは前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記加圧ローラで前記フィルムを挟持しており、記録材上の画像は前記ニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１から請求項１１、請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。