JP4539453B2

JP4539453B2 - ヒータ制御装置、画像形成装置、ヒータ制御方法及びプログラム

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Inventors: 勤大塚
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
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Filing date: 2005-06-17
Publication date: 2010-09-08
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Description

本発明は、複写機やプリンタ等に搭載される定着装置のヒータ制御装置に関する。特に、熱容量の小さい薄肉の定着ロールを使用した定着装置の制御技術に関する。

定着装置の定着ロール表面温度を一定に保つために、従来からヒータへの通電をオン、オフするヒータ制御（以下、オンオフ制御と呼ぶ）が行われている。これは、定着ロールの表面温度をサーミスタで周期的に検知し、図１（Ａ）に示すように検知温度が目標温度の下限値を下回るとヒータへの通電を開始し、目標温度の上限値を上回ると通電を停止することで定着ロールの表面温度を一定に保つ制御である。

近年、熱容量の小さい薄肉の定着ロールが使用されるようになってきた。薄肉で熱容量が小さい定着ロールは、温度を早急に目標温度にすることができるので、ウォームアップ時間を短縮させることができる。しかしながら、薄肉の定着ロールは、通電時間に対する温度変化が大きいので、温度のオーバーシュートが発生したり、ロール軸方向での温度差が大きくなってしまうという問題を生じる。そこで、定着ロールの表面温度が目標温度の下限値から上限値に至る加熱期間中に、非常に短い周期（本発明の微小周期に該当する。以下では、カットオフ周期という）で強制的に通電をオン、オフさせる、カットオフ制御が採用されている。図１（Ｂ）に示すようにカットオフ周期Ｔ内で、ヒータ電流のオンＴｏｎと、オフＴｏｆｆとを連続的に行う制御である。

カットオフ周期Ｔは一般的には１秒以下であり、カットオフ周期や周期内のオン期間Ｔｏｎの設定を変更することによって、様々な電力供給や、より細かな電力供給が可能となる。これにより定着ロール温度のオーバーシュートや、ロール軸方向での温度差を小さくすることができる。

ところで、定着装置の熱源としては、一般的にハロゲンランプが使用されている。このハロゲンランプは、温度に対する抵抗特性が正であるため、フィラメント温度が低いときには大きな突入電流が流れてしまう。例えば、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように非加熱期間から加熱期間に移行した最初のヒータへの通電で大きな突入電流が発生する。突入電流は、定着装置を搭載した機器が接続されている電源ラインに電圧変動を引き起し、例えば室内の蛍光灯にちらつき（フリッカ）を発生させてしまう。

突入電流を抑制する一般的な制御方法として、ヒータへの通電開始時に、ヒータに供給する電流（以下、ヒータ電流という）を、徐々に増やしていくソフトスタートが取られている（例えば、特許文献１〜３参照）。図２（Ａ）に、ソフトスタートを行わない場合のヒータ電流の波形を示し、図２（Ｂ）には、ソフトスタートによるヒータ電流の波形を示す。図２（Ａ）に示すようにヒータオン期間において、通電する電流を一度に最大値にするのではなく、図２（Ｂ）に示すように徐々に通電する電流量を増やしていく。突入電流が流れやすい加熱期間の最初に、電流量を制限し、徐々に電流量を上げていくことで突入電流の発生を防止することができる。

特開平１１−２４４８７号公報特開昭１０−９１０３７号公報特開平１０−１３３５０４号公報

カットオフ制御におけるフリッカ対策としても、図３に示すようにカットオフ制御にソフトスタートを組み合わせる方法が取られている。これは、ヒータをオンする時に、カットオフ制御の周期よりも十分小さい、予め決められたわずかな期間だけ位相制御によるソフトスタートを行うものである。カットオフ制御のオン期間Ｔｏｎにおいて、初めの時間ｔｐだけ位相制御を行う。この位相制御を、すべてのオン期間Ｔｏｎにおいて同じ時間ｔｐだけ行う。すなわち、位相制御の時間は、すべて同じｔｐで設定している。

上述の制御は、カットオフ制御のような非常に短い周期でオン、オフを繰り返すヒータに対して、ヒータがオンする度に同じ期間だけ位相制御を繰り返し行い、フリッカを抑制する方式であるため、以下のような問題が生じる。
まず、位相制御を行っている合計時間が長くなるので、高調波電流の時間平均値が大きくなってしまう。位相制御によって交流波形が大きく歪められてしまうので、高調波電流が発生しやすくなる。発生した高調波電流は、周辺機器や電源系統を誤動作させる原因となる。

高調波電流の時間平均値を抑えるために、位相制御の実行時間を短く設定すると、従来はすべてのオン期間Ｔｏｎにおいて同じ時間ｔｐだけ位相制御を行うように設定していたので、非加熱期間から加熱期間に移行する時の最初の突入電流を十分に抑制することができなくなる。その結果としてフリッカが悪化してしまう。

逆に、高調波電流やフリッカが問題とならない位相制御のオン時間に設定すると、機器に設けられたノイズ対策用のコイルのうなり音が発生しやすくなる。カットオフ制御は、短時間にオン、オフを繰り返すので、オン、オフするタイミングに合わせてコイルのうなり音が聞こえ、設定環境によっては非常に耳障りになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、フリッカの発生を確実に抑制すると共に、高調波やコイルのうなり音の発生を抑制することができるヒータ制御装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明のヒータ制御装置は、ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するヒータ制御装置であって、前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御する制御手段を備えている。
本発明によれば、同一加熱期間において、加熱期間に移行した後の第１微小期間内の第１通電期間に位相制御を行う時間が、２回目以降の微小期間の通電期間である第２通電期間に位相制御を行う時間よりも長いので、突入電流を十分に抑制することができる。また、同一加熱期間において、２回目以降の微小期間の第２通電期間に位相制御を行う時間が、第１微小期間内の第１通電期間に位相制御を行う時間よりも短く設定されるので、高調波やコイルのうなり音の発生を抑制することができる。
また、第１微小期間が２回目以降の微小期間よりも長くなるようにヒータへのヒータ電流の通電を制御することで、加熱期間に移行した後の最初の第１微小期間において最も大きくなる突入電流を十分に抑制することができ、フリッカの発生を防止することができる。

上記構成のヒータ制御装置において、前記制御手段は、前記２回目以降の微小期間において前記位相制御を行わないとよい。
従って、高調波やコイルのうなり音を十分に抑制することができる。

上記構成のヒータ制御装置において、前記ヒータは、複数のヒータを有し、
前記制御手段は、前記複数のヒータを排他的に動作させる場合に、前記複数のヒータに供給するヒータ電流の和である合成電流の変動が所定値よりも小さいと判定すると、前記２回目以降の微小期間において前記位相制御を行わないとよい。
合成電流の変動が十分に小さい場合には、ヒータへの突入電流が発生する可能性が低いので、不必要な制御が行われない。

上記構成のヒータ制御装置において、前記ヒータは、複数のヒータを有し、
前記制御手段は、前記複数のヒータの定格電力に応じて、前記第１通電期間において前記位相制御を実行する実行時間と、前記第２通電期間において前記位相制御を実行する実行時間とを変更するとよい。
複数のヒータの定格電力に応じて第１通電期間と第２通電期間との位相制御の実行時間を変更することで、突入電流を効果的に抑制することができる。

上記構成のヒータ制御装置において、前記制御手段は、前記ヒータがメインヒータとサブヒータとを備え、前記メインヒータの定格電力が前記サブヒータの定格電力よりも大きい場合に、前記メインヒータの第１通電期間における前記位相制御の実行時間が、前記サブヒータの第１通電期間における前記位相制御の実行時間よりも長く、前記メインヒータの第２通電期間における前記位相制御の実行時間が、前記サブヒータの第２通電期間における前記位相制御の実行時間よりも長くなるように、前記メインヒータ及び前記サブヒータへのヒータ電流の通電を制御するとよい。
従って、ヒータの定格電力に応じて、ヒータへの突入電流を効果的に抑制することができる。

本発明の画像形成装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータ制御装置と、前記ヒータの熱によって定着器の定着部材を加熱し、用紙に形成された画像を定着させる定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記ヒータ制御装置は、前記画像形成装置の画像形成処理の待機時に、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御して、前記定着器の前記定着部材を加熱することを特徴としている。
耳障りなコイルのうなり音の影響が大きい画像形成装置の待機時に、コイルのうなり音を十分に抑制することができる。

本発明のヒータ制御方法は、ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するヒータ制御装置のヒータ制御方法であって、前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御することを特徴としている。

本発明のプログラムは、ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するプログラムであって、コンピュータに、前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御する処理を実行させることを特徴としている。

本発明は、フリッカの発生を確実に抑制すると共に、高調波やコイルのうなり音の発生を抑制することができる。

添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。

まず、図４を参照しながら定着装置を搭載した画像形成装置の構成を説明する。所定のプリント開始信号を受けて、図示しない画像処理部より出力された画像データをレーザ露光器（以下、ＲＯＳという）２で光信号に変換し、矢印方向に回転する感光体ドラム４に照射する。感光体ドラム４表面は帯電器３により例えば−７００Ｖに一様帯電されており、ＲＯＳ２からの光照射を受けて、その表面に静電潜像が形成される。

静電潜像は最大濃度部で例えば−２００Ｖ程度まで減衰するが、このときレーザ露光量を変化させると静電潜像の電位が変化し、最終的に得られる画像濃度が変化する。感光体ドラム４の回転に伴い、静電潜像は現像器５によりトナー像として顕像化される。現像器５の内部には、トナーと、トナーを帯電および搬送するキャリアとが混合されて充填されており、この混合比率を変化させることで、最終的に得られる画像濃度が変化する。

またトナーとキャリアを感光体ドラム４表面に搬送する現像ロール６には現像バイアス電圧が印加されており、静電潜像と現像バイアス電圧の間で作る電位差（現像コントラスト電位）によりトナーが現像ロール６より感光体ドラム４表面へ移動し、その感光体ドラム４表面にトナー像が形成される。このとき現像バイアスを変化させると現像コントラスト電位が変化し最終的に得られる画像濃度が変化する。

現像器５により感光体ドラム４の表面に形成されたトナー像は転写補助帯電器（不図示）によりその電荷が調整されて転写装置７に達する。一方、駆動ロール、従動ロールにより張架されて転写ベルト９が矢印方向に循環移動し、感光体ドラム４との間に転写部を形成している。

また、画像記録の指示を受けて、給紙手段は複数の用紙トレイのうちから何れかを選択して画像が記録されるべき用紙を用紙搬送路を経由して転写部に搬送する。転写部へ搬送された用紙に、感光体ドラム４上のトナー像が転写される。なお、このとき転写ベルト９には、転写ロール８を経由することによるトナーとは逆極性の電圧が印加されている。その後用紙は、さらに用紙搬送路を経由して定着器１２に搬送され、そこで熱と圧力によりトナーが恒久的に用紙に定着される。用紙にトナーが定着され画像が形成された用紙は、用紙搬送路を経由し排出ロールから画像形成装置外に排出される。

次に、電源の供給を受けてヒータのオン、オフを制御するヒータ制御装置２０の構成を説明する。図５に示すようにヒータ制御装置２０は、交流電源３０から電源供給を受けて発熱するヒータ２５と、定着ロール２４の表面温度を測定するロール温度検出部２６と、交流電源のゼロクロスポントを検出するゼロクロス検出部２１と、ヒータ２５に供給するヒータ電流の通電時間を算出し、算出した通電時間に従ってオン／オフ切替部２３をオン、オフ制御するヒータ制御部２２とを有している。なお、定着ロール２４には、熱容量の小さい薄肉のものが使用される。また、ヒータ制御部２２は、各種演算処理を実行する中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、入出力回路（Ｉ／Ｏ）及びそれらを接続するバスラインからなる論理演算回路として構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭから読み出したプログラムに従って演算処理を行うことで、後述するヒータ制御の処理が実現される。

ゼロクロス検出部２１は、交流電源３０からの交流電源が＋成分、−成分へそれぞれ移行する際に電圧０Ｖ（ゼロクロス点）を通過するタイミングを検出し、これをゼロクロス信号としてヒータ制御部２２に出力する。

ヒータ制御部２２は、ゼロクロス検出部２１で検出されたゼロクロス点に基づいて、ヒータ２５に供給する電流の位相制御を行う。一般的に、ゼロクロス点からヒータＯＮまでの時間を長く設定すると、ヒータ２５への通電時間が短くなる。これにより、画像形成装置の電源投入直後には、突入電流を抑制する。逆にゼロクロス点からヒータオンまでの時間が短いと、ヒータ２５への通電時間が長くなる。また、ヒータ制御部２２は、非常に短いカットオフ周期Ｔで強制的に通電をオン、オフさせるカットオフ制御を行う。また、ヒータ２５にヒータ電流を供給する通電期間の最初において、ヒータ電流を徐々に増やしていく位相制御を行う。

本実施例では、非加熱期間から加熱期間へ移行する際に、１回目のカットオフ制御のオン期間Ｔｏｎ（以下、簡単のためオン期間Ｔｏｎという）における位相制御期間（図６に示すｔｐ１であり、本発明の第１の時間に該当する）と、２回目以降のオン期間Ｔｏｎにおける位相制御期間（図６に示すｔｐ２であり、本発明の第２の時間に該当する）との長さをそれぞれ別々に設定できるようにした。そして、１回目のオン期間Ｔｏｎにおける位相制御期間ｔｐ１を、突入電流が抑制できるように長めに設定した。また、２回目以降のオン期間Ｔｏｎにおける位相制御期間ｔｐ２は、高調波やコイルの異音を抑制できるように短く設定した。

非加熱期間から加熱期間に移行し、１回目のオン期間Ｔｏｎにおいては、突入電流の影響が非常に大きいため、位相制御の時間を長めに取ることで突入電流を抑制することができる。また、２回目以降のオン期間Ｔｏｎにおいては、１回目の通電によってヒータも温まり突入電流の影響を１回目ほどは考慮する必要がないので、位相制御の時間を短くする。これにより、位相制御を行っている合計時間を短くし、高調波電流の時間平均値を小さくすることができる。さらに、ノイズ対策用コイルで発生する異音を抑制することができる。

ヒータ制御装置２０の動作手順を図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。ヒータ制御装置２０は、ロール温度検出部２６によって定着ロール２４の表面温度が目標値の下限値以下になったことを検出すると、ヒータ２５への通電を再開する。まず、ヒータ制御装置２０は、加熱期間に移行してから、ヒータ２５をオンさせる回数が１回目であるか否かを判定する。１回目のヒータオンであった場合には（ステップＳ１／ＹＥＳ）、カットオフ制御のオン期間をＴｏｎで、位相制御期間をｔｐ１で通電させる。

また、１回目のヒータオンではなく、２回目以降のヒータオンの場合には（ステップＳ１／ＮＯ）、カットオフ制御のオン期間をＴｏｎで、位相制御期間をｔｐ２で通電させる（ステップＳ３）。図６に示すように１回目での位相制御期間ｔｐ１は、２回目以降の位相制御期間ｔｐ２よりも長く設定されている。

カットオフ制御のオン期間Ｔｏｎが経過すると、今度はオフ期間Ｔｏｆｆに入り、ヒータ２５への通電を強制的にオフする（ステップＳ４）。この手順を繰り返し行い、定着ロール２４の表面温度が、目標温度の上限値以上となったことを検出すると（ステップＳ５／ＹＥＳ）、ヒータの温度制御を終了する。

このように本実施例は、加熱期間に移行してから、ヒータ２５をオンさせる回数が１回目であった場合には、位相制御を長く行うことにより、突入電流の発生を抑止することができる。また、ヒータ２５をオンさせる回数が２回目以降では、位相制御を短く行うことで、高調波やうなり音の発生を抑制することができる。
［実施例１の変形例］

また、実施例１の変形例として、図８に示すようにヒータ２５をオンさせる回数が２回以上となると、位相制御によるソフトスタートを行わないようにすることも可能である。ノイズ対策用コイルのうなり音の聞こえ方は、設置環境や人により違い、位相制御期間を短く設定しても耳障りな感覚を完全にはなくすことができない。そこで、加熱期間Ｔでのヒータオン回数が２回以上では、位相制御を行わないように設定してもよい。２回目以降のオン期間Ｔｏｎにおいては、１回目の通電によってヒータ２５も温まり、突入電流が１回目ほどは大きくない。そこで、位相制御を行わないように設定することで、フリッカは若干悪化するが、コイルのうなり音を完全にシャットダウンすることができる。

添付図面を参照しながら本発明の第２実施例を説明する。なお、本実施例の構成は上述した第１実施例の構成と同一であるため、その説明を省略する。本実施例は、図１０に示すように非加熱期間から加熱期間に移行して１回目のカットオフ制御のカットオフ周期を、２回目移行のカットオフ周期よりも長くとるようにしている。

より短い周期でカットオフ制御を行いたい場合や、ヒータの電力が大きい場合、十分に突入電流を抑制しようとすると、カットオフ制御のオン期間Ｔｏｎよりも、位相制御時間ｔｐ１のほうが長くなってしまう場合がある。図９には、カットオフ制御のオン期間Ｔｏｎの終了に合わせて位相制御も停止させた場合を示している。この例では、１回目のカットオフ制御の位相制御で突入電流の抑制に十分な時間を取ることができなかったので、２回目のオン期間Ｔｏｎにおいて、突入電流が発生している。

これに対して本実施例では、図１０に示すように１回目のカットオフ制御の周期Ｔ’を２回目移行の周期Ｔよりも長くなるように設定している。カットオフ制御の周期を長く設定するのは非加熱期間から加熱期間に移行した１回目のカットオフ制御のときだけであり、２回目以降は従来通りの周期でカットオフ制御を行う。従って、１回目のカットオフ制御においては、十分な位相制御時間を取ることで突入電流を十分に抑止することができる。さらに従来通りのきめ細かな電力制御が可能であり、カットオフ制御の本来の目的である温度オーバーシュートやロール軸方向の温度分布を改善することができる。なお、２回目以降のカットオフ制御時には従来と同様、またはそれよりも短い周期でカットオフ制御を行うこともできる。これにより、位相制御を行っている合計時間を短くし、高調波電流の時間平均値を小さくすることができる。さらに、ノイズ対策用コイルで発生する異音を抑制することができる。

図１１に示すフローチャートを参照しながら本実施例の動作手順を説明する。
ヒータ制御装置２０は、ロール温度検出部２６によって定着ロール２４の表面温度が目標値の下限値以下になったことを検出すると、ヒータ２５への通電を再開する。まず、ヒータ制御装置２０は、加熱期間に移行してから、ヒータ２５をオンさせる回数が１回目であるか否かを判定する。１回目のヒータオンであった場合には（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、カットオフ制御のオン期間をＴｏｎ’で、位相制御期間をｔｐ１で通電させる（ステップＳ１１）。その後、カットオフ制御のオフ時間Ｔｏｆｆだけ強制的にヒータ２５への電流供給を停止する（ステップＳ１２）。

また、１回目のヒータオンではなく、２回目以降のヒータオンの場合には（ステップＳ１０／ＮＯ）、カットオフ制御のオン時間をＴｏｎで、位相制御期間をｔｐ２で通電させる（ステップＳ１３）。その後、カットオフ制御のオフ時間Ｔｏｆｆだけ強制的にヒータ２５への電流供給を停止する（ステップＳ１４）。図１０に示すように１回目のカットオフ制御のオン期間Ｔｏｎ’は、２回目以降のカットオフ制御のオン期間Ｔｏｎよりも長く設定されている。１回目のカットオフ制御のオン期間Ｔｏｎ’を十分に長く取ることで、ヒータの電力が大きい場合であっても十分に突入電流を抑制することができる。

この手順を繰り返し行い、定着ロール２４の表面温度が、目標温度の上限値以上となったことを検出すると（ステップＳ１５／ＹＥＳ）、ヒータの温度制御を終了する（ステップＳ５）。

添付図面を参照しながら本実施例を詳細に説明する。なお、本実施例の構成は上述した第１実施例の構成と同一であるため、その説明を省略する。本実施例は、図１２に示すように複数本のヒータ（以下、メインヒータ４１、サブヒータ４２という）を設け、これらによって定着ロール４０を加熱する。メインヒータ４１とサブヒータ４２とは定格電力の異なるものが使用されている。

通常、複写機やプリンタの定着装置においては、複数のヒータに定格電力の異なるものを使用している。定格電力の値に応じて突入電流の大きさも異なるため、結果として位相制御期間の最適値も違ってくる。そこで本実施例では、メインヒータ４１とサブヒータ４２のそれぞれにおいて、カットオフ制御の１回目と、２回目以降とで個別に位相制御期間を設定できるようにした。すなわち、メインヒータ４１へのカットオフ制御の１回目の位相制御期間ｔｐ１と、２回目以降の位相制御期間ｔｐ２と、サブヒータ４２へのカットオフ制御の１回目の位相制御期間ｔｐ３と、２回目以降の位相制御期間ｔｐ４とをそれぞれ個別に設定している。特に本実施例では、図１３に示すようにｔｐ１≧ｔｐ３≧ｔｐ２≧ｔｐ４となるように設定している。

このようにヒータの定格電力に合わせて位相制御期間を設定することができるので、ヒータの定格電力によらずフリッカを抑制することができ、合わせて高調波やコイルのうなり音を最適に抑制することができる。
［実施例３の変形例］

上述した実施例３の変形例として、メインヒータ４１とサブヒータ４２とを排他的に動作させる場合が挙げられる。フリッカは、商用電源からコンセントを介して機器本体に流れ込む電流、すなわち、メインヒータ４１とサブヒータ４２に供給される電流の合成電流が変動することによって生じる。図１５（Ａ）に示すように、メインヒータ４１とサブヒータ４２とが共にオンしている期間があると、合成電流の変動量が大きい。これに対し本実施例のようにメインヒータ４１とサブヒータ４２とを排他的に動作させると、図１５（Ｂ）に示すように合成電流の変動量は小さい値となる。そこで、本実施例では、カットオフ制御の２回目以降の位相制御において、位相制御期間がゼロ（図１４に示すｔｐ４＝０）となるように制御する。カットオフ制御の２回目以降では、合成電流の変動分が小さいため、位相制御期間がゼロでもフリッカの影響を受けることが少ない。

なお、上述した実施例１から３のヒータ制御装置は、特に印刷などのジョブを待機している待機時において顕著な効果を得ることができる。複写機やプリンタなどの画像形成装置は、画像形成時よりも待機時のほうが突入電流が大きい。さらに位相制御が原因のコイル異音は、機器の動作音にかき消される画像形成時よりも、待機時のほうがより顕著となる。そこで、実施例１から３に示すヒータ制御装置を待機時において行うことで、顕著な効果を得ることができる。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

（Ａ）は通常のオンオフ制御時のヒータ電流を示し、（Ｂ）はカットオフ制御時のヒータ電流を示す図である。（Ａ）は通常のオンオフ制御時のヒータ電流を示し、（Ｂ）はソフトスタートによる位相制御を行った場合のヒータ電流を示す図である。カットオフ制御と位相制御によるソフトスタートとを組み合わせた制御において流れるヒータ電流を示す図である。画像形成装置の構成を示す図である。ヒータ制御装置の構成を示す図である。実施例１のヒータ制御装置の制御によってヒータに流れるヒータ電流を示す図である。実施例１のヒータ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。実施例１の変形例のヒータ制御装置の制御によってヒータに流れるヒータ電流を示す図である。ヒータの電力が大きいときに生じる課題を説明するための図である。実施例２のヒータ制御装置の制御によってヒータに流れるヒータ電流を示す図である。実施例２のヒータ制御装置の動作手順を示すフローチャートである。実施例３のヒータ制御装置の構成を示すブロック図である。実施例３のヒータ制御装置の制御によってヒータに流れるヒータ電流を示す図である。実施例３の変形例のヒータ制御装置の制御によってヒータに流れるヒータ電流を示す図である。メインヒータとサブヒータとに流れるヒータ電流と、これらを合成した合成電流とを示す図である。

符号の説明

１画像形成装置２ＲＯＳ
３帯電器４感光体
５現像器６現像ロール
７転写装置８転写ロール
９転写ベルト１０クリーナ
１１除電器１２定着器
２０ヒータ制御装置２１ゼロクロス検出部
２２ヒータ制御部２３オン／オフ切替部
２４定着ロール２５ヒータ
２６ロール温度検出部３０交流電源

Claims

ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するヒータ制御装置であって、
前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、
前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御する制御手段を備えることを特徴とするヒータ制御装置。
前記制御手段は、前記２回目以降の微小期間において前記位相制御を行わないことを特徴とする請求項１記載のヒータ制御装置。
前記ヒータは、複数のヒータを有し、
前記制御手段は、前記複数のヒータを排他的に動作させる場合に、前記複数のヒータに供給するヒータ電流の和である合成電流の変動が所定値よりも小さいと判定すると、前記２回目以降の微小期間において前記位相制御を行わないことを特徴とする請求項１又は２記載のヒータ制御装置。
前記ヒータは、複数のヒータを有し、
前記制御手段は、前記複数のヒータの定格電力に応じて、前記第１通電期間において前記位相制御を実行する実行時間と、前記第２通電期間において前記位相制御を実行する実行時間とを変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のヒータ制御装置。
前記制御手段は、前記ヒータがメインヒータとサブヒータとを備え、前記メインヒータの定格電力が前記サブヒータの定格電力よりも大きい場合に、前記メインヒータの第１通電期間における前記位相制御の実行時間が、前記サブヒータの第１通電期間における前記位相制御の実行時間よりも長く、前記メインヒータの第２通電期間における前記位相制御の実行時間が、前記サブヒータの第２通電期間における前記位相制御の実行時間よりも長くなるように、前記メインヒータ及び前記サブヒータへのヒータ電流の通電を制御することを特徴とする請求項４記載のヒータ制御装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータ制御装置と、前記ヒータの熱によって定着器の定着部材を加熱し、用紙に形成された画像を定着させる定着装置とを備える画像形成装置であって、
前記ヒータ制御装置は、前記画像形成装置の画像形成処理の待機時に、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御して、前記定着器の前記定着部材を加熱することを特徴とする画像形成装置。
ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するヒータ制御装置のヒータ制御方法であって、
前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、
前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御することを特徴とするヒータ制御方法。
ヒータにヒータ電流を通電して該ヒータの温度を上昇させる加熱期間と、前記ヒータへのヒータ電流の通電を停止して該ヒータの温度を降下させる非加熱期間とを繰り返し、前記ヒータの温度を制御するプログラムであって、
コンピュータに、
前記加熱期間において、前記ヒータへのヒータ電流の通電及び通電停止を微小期間ごとに繰り返すカットオフ制御と、前記微小期間におけるヒータ電流の通電時に、前記ヒータに通電するヒータ電流を漸増させる位相制御とを実行すると共に、
前記加熱期間に移行後の最初の微小期間である第１微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第１通電期間の前記位相制御の実行時間が、同一加熱期間内の２回目以降の微小期間において、前記ヒータにヒータ電流を通電する第２通電期間の前記位相制御の実行時間よりも長くなり、さらに、前記第１微小期間が前記２回目以降の微小期間よりも長くなるように、前記ヒータへのヒータ電流の通電を制御する処理を実行させるためのプログラム。