JP4980165B2 - 画像形成装置及び電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び電力制御方法に関する。

従来より、電子写真プロセスを用いたプリンタ、複写機、あるいはファクシミリ装置等の画像形成装置では、記録媒体（普通紙、ＯＨＰ等を含む）上に形成されたトナー像を加熱手段による熱で溶かし、加圧する定着装置が使用されている。このような画像形成装置の加熱手段には、不活性ガスとともにタングステンのフィラメントをガラス管に封入したハロゲンヒータが用いられている。

上記ハロゲンヒータの加熱の制御は、トライアック等の電力制御素子で商用電源からの通電時間を変更することで行われている。ここで、一般的な通電制御方法としては、位相制御とオン／オフ制御との２種類が挙げられる。ここで「位相制御」は、商用電源から供給される交流電圧のゼロクロスから所定時間経過後にトライアックをオンとし、その後トライアックの特性により加熱手段に印加される交流電圧の極性反転タイミング（ゼロクロス）でオフとなることから、ゼロクロスからトライアックをオンとするまでの時間（位相角）を制御するものである。また「オン／オフ制御」は、商用電源が示す電源周波数の半周期をオン／オフ制御の最小単位とし、半周期の途中では電力制御素子のオン／オフを行わない制御方式である。

また、ハロゲンヒータへ電力を供給又は切断する際には、位相角を徐々に変化させるソフトスタート／ソフトストップと呼ばれる制御方式（以下、位相制御方式という）がある。これは、ハロゲンヒータへ電力を供給する際には、ハロゲンヒータのオンデューティを徐々に大きくすることで、ヒータオン直後に大きな通電電流が流れるのを防止するためのものであり、高調波電流及び電源電圧変動による他機器への影響を抑制することを目的としている。これらの通電制御方法は、いずれも電源周波数のゼロクロスタイミングがオン／オフ制御の基準となっている。

ところで、画像形成速度が高速な画像形成装置では、画像形成動作時に加熱部の定着ローラの温度落ち込みを防止するため熱容量が大きい定着ローラを採用する場合がある。このような場合、定着ローラが使用可能温度に上昇するまで、数分の長い立ち上がり時間が必要であるため、コピー待ちの時間が長くなってしまう。また、定着ローラの昇温時間を短くするために、熱容量を少なくした定着ローラが採用される場合があるが、このような場合、画像形成動作時に定着ローラの温度落ち込みが発生するという問題がある。

これらの問題は、２００Ｖ電源を使用し、上記したハロゲンヒータ等の加熱手段の電力容量を大きくしたり、通電電流を大きくしたりすることによって、定着ローラの温度を早く立上ることができれば解決できる。しかし、日本国内の一般的なオフィスの商用電源は、１００Ｖ、１５Ａが一般的であり、２００Ｖに対応させるには、設置場所の電源関連に特別な工事を施す必要があり一般的な解決方法とはいえない。

このような問題を解決するものとして、従来、電源コードを複数本設け、これら各電源コードを介して複数の商用電源から電力供給を受けることにより、１００Ｖ、１５Ａを超える電力を電気負荷に供給可能な技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００３−２４４３５９号公報 特開２００３−３２３０８５号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術では、複数の電源コードから供給される交流電力の基準位相（ゼロクロス）及び電源周波数は同一であることが前提条件となっているため、供給された電力の基準位相又は電源周波数が互いに異なるような場合には上記通電制御方法が適切に行えないという問題がある。例えば、二つの電源コードから供給された交流電力のうち、一方が５０Ｈｚ、他方が６０Ｈｚの電源周波数を有するような場合、又は一方は商用電源であるが、他方が自家発電等によって得られた商用電源とは異なる電源周波数を有する電源であるような場合、夫々のゼロクロスタイミングは異なるため、何れか一方の電源にかかる位相制御を適切に行えない。そのため、両電源周波数の干渉により高調波電流や電源電圧変動が発生し、他機器の動作に悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数供給された交流電力の基準位相や電源周波数が互いに異なるような場合であっても、適切な通電制御を行うことが可能な画像形成装置及び電力制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、記録媒体に転写したトナー像を加熱により前記記録媒体に定着させる定着手段と、複数の交流電源夫々に接続された複数の入力端子と、前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力により夫々発熱し、前記定着手段を加熱する複数の加熱手段と、前記複数の加熱手段への交流電力の通電を夫々制御する複数の電力制御手段と、前記複数の入力端子を介して個別に供給された各交流電力から、当該交流電力が示す電源波形の基準位相を夫々検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段から出力された各検出信号に基づいて、当該各検出信号に対応する交流電力の通電にかかる電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行う単一の制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の検出手段により検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記複数の検出手段により検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、当該交流電源の電源周波数を判別する周波数判別手段をさらに備え、前記制御手段は、前記周波数判別手段により判別された電源周波数に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１又は２にかかる発明において、前記制御手段は、前記加熱手段に供給される電力量が段階的に増加又は減少するよう前記電力制御手段を制御することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３の何れか一項にかかる発明において、前記定着手段の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度と所定温度との差分値に基づいて、前記複数の電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行うことを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４の何れか一項にかかる発明において、前記検出手段は、前記電源波形のゼロクロスを検出することを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜５の何れか一項にかかる発明において、前記電力制御手段は、トライアックであって、前記制御手段は、前記トライアックを位相制御することを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、複数の交流電源から夫々供給された交流電力を、当該交流電源の夫々に接続された複数の入力端子に夫々入力する入力工程と、複数の電力制御手段によって、前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力を、複数の加熱手段の夫々に通電させる電力制御工程と、複数の検出手段によって、前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力から、当該交流電力が示す電源波形の基準位相を夫々検出する検出工程と、単一の制御手段によって、前記複数の検出手段から出力された各検出信号に基づいて、当該各検出信号に対応する交流電力の通電にかかる電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行う制御工程と、を含み、前記制御工程は、前記検出工程により夫々検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする。

請求項１にかかる発明によれば、交流電源毎に検出した交流電力の基準位相に基づいて、各交流電源から加熱手段に供給される交流電力の通電を、複数の電力制御手段の夫々により個別に制御する。これにより、複数供給された交流電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、適切な通電制御を行うことできるため、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

また、請求項１にかかる発明によれば、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことにより、複数供給された電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

また、請求項２にかかる発明によれば、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の電源周波数に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことにより、複数供給された電力の電源周波数が互いに異なるような場合であっても、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

また、請求項３にかかる発明によれば、制御手段は、加熱手段に供給される電力量が段階的に増加又は減少するよう電力制御手段を制御するため、ヒータオン直後に大きな通電電流が流れるのを防止することができ、高調波電流及び電源電圧変動による他機器への影響を抑制することができる。

また、請求項４にかかる発明によれば、温度検出手段により検出された定着手段の温度と所定温度との差分値に基づいて、複数の電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行うことにより、加熱手段の温度を所定温度に維持することができる。

また、請求項５にかかる発明によれば、検出手段が、交流電源が示す電源波形のゼロクロスを検出するため、各交流電源が示す電源波形のゼロクロスタイミングに基づいて、各電力制御手段のオン／オフ制御を行うことができる。

また、請求項６にかかる発明によれば、電力制御手段として、比較的安価なトライアックを用いることにより、画像形成装置を安価に提供することができる。また、制御手段は、トライアックを位相制御することにより、電源周期の半周期毎に位相に応じた電流量を加熱手段に通電するよう制御することができる。

また、請求項７にかかる発明によれば、交流電源毎に検出した交流電力の基準位相に基づいて、各交流電源から加熱手段に供給される交流電力の通電を、複数の電力制御手段の夫々により個別に制御する。これにより、複数供給された交流電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、適切な通電制御を行うことできるため、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

また、請求項７にかかる発明によれば、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことにより、複数供給された電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置において、定着装置（図５、定着装置２２１参照）の加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２の加熱制御を行う制御系１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように定着装置の制御系１００は、入力端子としての電源コード１１、１２、検出手段としてのゼロクロス回路１３、１４、電力制御手段としてのトライアック１５、１６、加熱手段としての加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２、温度センサＴＨ１、制御手段としての制御部１７等を備える。なお、本定着装置が搭載される画像形成装置は、後述する図５に示す。

電源コード１１は、外部のＡＣ電源４０１から供給される交流電力を受け、この交流電力を加熱ヒータＨＴ１に供給する。

電源コード１２は、外部のＡＣ電源４０２から供給される交流電力を受け、この交流電力を加熱ヒータＨＴ２に供給する。

ここで、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２は、夫々独立した交流電源であって、例えば、一方を５０Ｈｚの商用電源、他方を６０Ｈｚの商用電源としてもよい。また、一方を商用電源とし、他方を自家発電等によって得られた商用電源とは異なる電源周波数を有した電源としてもよく、その態様は特に問わないものとする。

ゼロクロス回路１３は、電源コード１１を介して供給されたＡＣ電源４０１からの交流電力の基準位相、具体的にはゼロクロスを検出し、この検出信号を後述するゼロクロス信号（ゼロクロス信号１）として制御部１７に出力する。

ゼロクロス回路１４は、電源コード１２を介して供給されたＡＣ電源４０２からの交流電力の基準位相、具体的にはゼロクロスを検出し、この検出信号を後述するゼロクロス信号（ゼロクロス信号２）として制御部１７に出力する。

ここで、ゼロクロス回路１３及び１４の構成について説明する。図２は、ゼロクロス回路の構成の一例を示した回路図である。なお、同図では、ゼロクロス回路１３について説明するが、ゼロクロス回路１４も同様の構成を有するものとする。

ゼロクロス回路１３に入力されたＡＣ電源４０１からの入力電圧は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１からなるフィルタでノイズ除去された後、ダイオードブリッジ１３１で全波整流され、フォトカプラ１３２内の発光ダイオード１３３に印加される。

ここで、ＡＣ電源４０１からの入力電圧が０Ｖ付近の期間、即ちゼロクロスタイミングでは、フォトカプラ１３２の発光ダイオード１３３に印加される電圧値が低く、発光ダイオードの発光量は０若しくは非常に小さいため、フォトカプラ１３２内のフォトトランジスタ１３４はオフとなり、当該フォトトランジスタ１３４のコレクタ端から出力されるゼロクロス信号（コレクタ電流）はＨ（Ｈｉｇｈ）となる。

また、ＡＣ電源４０１からの入力電圧が０Ｖ付近以外の期間、即ちゼロクロスタイミング以外では、フォトカプラ１３２の発光ダイオード１３３に印加される電圧値が高く、発光ダイオード１３３の発光量は大きくなるため、フォトカプラ１３２内のフォトトランジスタ１３４はオンとなり、当該フォトトランジスタ１３４のコレクタ端から出力されるゼロクロス信号（コレクタ電流）はＬ（Ｌｏｗ）となる。

図３は、ＡＣ電源４０１からの入力電圧（ＡＣ入力電圧）と、フォトカプラ内の発光ダイオード１３３に印加される電圧（印加電圧）と、ゼロクロス信号との関係を示したタイミングチャートである。同図に示すように、ＡＣ電源４０１からの入力電圧が０Ｖ付近の期間（ゼロクロスタイミング）でＨとなり、入力電圧が０Ｖ付近以外の期間でＬとなるゼロクロス信号が生成され、このゼロクロス信号が制御部１７に出力されることになる。

図１に戻り、トライアック１５は、電源コード１１と加熱ヒータＨＴ１との間に接続され、制御部１７から出力されるヒータオン信号１によりオン状態となり、電源コード１１を介して供給されたＡＣ電源４０１からの交流電力を加熱ヒータＨＴ１に通電する。また、トライアック１５に印加される入力電圧の極性が反転すると、トライアック自身の電気的特性によりオフ状態となり、加熱ヒータＨＴ１への通電を停止する。

トライアック１６は、電源コード１２と加熱ヒータＨＴ２との間に接続され、制御部１７から出力されるヒータオン信号２によりオン状態となり、電源コード１２を介して供給されたＡＣ電源４０２からの交流電力を加熱ヒータＨＴ２に通電する。また、トライアック１６に印加される入力電圧の極性が反転すると、トライアック自身の電気的特性によりオフ状態となり、加熱ヒータＨＴ２への通電を停止する。

このように、電力制御手段として、比較的安価なトライアックを用いることにより、画像形成装置を安価に提供することができる。

加熱ヒータＨＴ１は、通電により発熱するハロゲンヒータ等であって、電源コード１１を介して供給されたＡＣ電源４０１からの交流電力を電力源とし、トライアック１５により、その通電がオン／オフ制御されている。

加熱ヒータＨＴ２は、通電により発熱するハロゲンヒータ等であって、電源コード１２を介して供給されたＡＣ電源４０２からの交流電力を電力源とし、トライアック１６により、その通電がオン／オフ制御されている。

ここで、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２は、後述する定着ローラ３０１内に配置されており、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２の発熱により、定着ローラ３０１を加熱するようになっている。なお、加熱ヒータＨＴ１、加熱ヒータＨＴ２の消費電力、定格電圧は特に問わないものとするが、本実施形態では両加熱ヒータの仕様は略同等であるものとする。

温度センサＴＨ１は、定着ローラ３０１の表面近傍に設けられたサーミスタや温度検出素子等であって、定着ローラ３０１の表面温度を検出し、その検出信号（サーミスタ信号）を制御部１７に出力する。

制御部１７は、図示しないＣＰＵ（Central-Processing-Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されたマイクロコンピュータからなる。ＣＰＵは、画像形成装置（定着装置）を制御するためのプログラムやデータを格納するためのＲＯＭと接続されており、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて、画像形成を行うプリンタエンジンや電源回路等の制御を行う一方、制御動作に伴う各種情報をＲＡＭに格納する。

具体的には、温度センサＴＨ１が検出した定着ローラ３０１の温度に基づいて、トライアック１５、１６に対し、ヒータオン信号１、ヒータオン信号２を個別に出力することで、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２のオン／オフを個別に制御する。

ここで、定着ローラ３０１の温度に基づいた各トライアックの通電制御は、図示しないＲＯＭに予め記憶された、定着ローラ３０１における各温度の所定温度との差分値と、当該差分値に応じて定まる各ヒータオン信号の出力タイミングとを対応付けた情報（以下、温度テーブルという）に基づいて行われるものとする。ここで、出力タイミングとは、所定の電源周波数の下（例えば、５０Ｈｚ）、ゼロクロス回路１３及び１４から夫々入力されるゼロクロス信号のゼロクロスタイミング（ゼロクロス信号オン（Ｈ））から、ヒータオン信号を出力するまでの時間（位相角）を示すものであり、各トライアックの位相制御にかかるパラメータである。

制御部１７は、温度センサＴＨ１により検出される定着ローラ３０１の温度毎に、当該温度の所定温度との差分値に対応する各ヒータオン信号の出力タイミング（位相角）をＲＯＭから読み出し、この読み出した位相角でヒータオン信号１をトライアック１５に、ヒータオン信号２をトライアック１６に夫々出力する。

なお、本実施形態では、図示しないＲＯＭに記憶された温度テーブルから、各トライアックに出力するヒータオン信号の出力タイミングを取得する態様としたが、これに限らず、定着ローラ３０１における各温度の所定温度との差分値から、当該差分値に応じて定まる各ヒータオン信号の出力タイミングを導出可能な所定の関係式を用いて、各ヒータオン信号の出力タイミングを取得する態様としてもよい。

図４は、本実施形態の制御系１００（制御部１７）による電源制御を説明するためのタイミングチャートであり、各トライアックの位相角を４５°ずつ段階的に増加させるソフトスタートを行った場合の状態を示している。このソフトスタートを行うことにより、ヒータオン直後に大きな通電電流が流れるのを防止することができ、高調波電流及び電源電圧変動による他機器への影響を抑制することができる。

図４において、「入力電圧１」、「入力電圧２」に示す波形は、ＡＣ電源４０１、ＡＣ電源４０２から供給された交流電力の電圧波形を夫々示しており、「ゼロクロス信号１」、「ゼロクロス信号２」に示す波形は、ゼロクロス回路１３、ゼロクロス回路１４から出力されたゼロクロス信号を夫々示している。

また、「ヒータオン信号１」、「ヒータオン信号２」に示す波形は、制御部１７からトライアック１５、トライアック１６に出力されたヒータオン信号を夫々示しており、「通電電流１」、「通電電流２」に示す波形は、加熱ヒータＨＴ１、加熱ヒータＨＴ２に通電される電流量を示している。また、「定着ローラ温度」に示す波形は、温度センサＴＨ１により検出された温度が、所定温度（目標温度）以上か否かを示すものである。

ここで、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２から供給された交流電力の電源波形の位相は一致していないため、ゼロクロス回路１３、ゼロクロス回路１４で検出されるゼロクロスタイミングは同期しておらず、夫々個別に検出されている。

このような状態において、制御部１７は、温度センサＴＨ１により検出された温度と、予め定められた目標温度Ｔｔとの比較の結果、定着ローラ３０１の温度が目標温度Ｔｔより低下したと判定すると、図示しないＲＯＭに予め記憶された温度テーブルに基づいて、ヒータオン信号１をトライアック１５に、ヒータオン信号２をトライアック１６に夫々所定の位相角で出力することで、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２のオンを個別に指示する。

ここで、トライアック１５に出力される１パルス目のヒータオン信号１は、制御部１７が定着ローラ３０１の温度が目標温度Ｔｔより低下したことを検知した直後のゼロクロスタイミングＨ１１から、時間Ｔ１経過後に出力される。オン状態となったトライアック１５は、自身の電気的特性により、入力電圧の極性が反転する次のゼロクロスタイミングＨ１２までオン状態を維持するため、「電源波形の半波時間−Ｔ１」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ１に通電されることになる。

次のゼロクロスタイミングＨ１２から時間Ｔ２経過すると、２パルス目のヒータオン信号１が制御部１７からトライアック１５に出力され、１パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ１３までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ２」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ１に通電されることになる。さらに、次のゼロクロスタイミングＨ１３から時間Ｔ３経過すると、３パルス目のヒータオン信号１が制御部１７からトライアック１５に出力される。そして、１及び２パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ１４までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ３」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ１に通電されることになる。

また、トライアック１６に出力される１パルス目のヒータオン信号２は、制御部１７が定着ローラ３０１の温度が目標温度Ｔｔより低下したことを検知した直後のゼロクロスタイミングＨ２１から、時間Ｔ１経過後に出力される。オン状態となったトライアック１６は、上記トライアック１５と同様、自身の電気的特性により、次のゼロクロスタイミングＨ２２までオン状態を維持するため、「電源波形の半波時間−Ｔ１」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。

次のゼロクロスタイミングＨ２２から時間Ｔ２経過すると、２パルス目のヒータオン信号２が制御部１７からトライアック１６に出力され、１パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ２３までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ２」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。さらに、次のゼロクロスタイミングＨ２３から時間Ｔ３経過すると、３パルス目のヒータオン信号２が制御部１７からトライアック１６に出力される。そして、１及び２パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ２４までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ３」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。

このように、本実施形態によれば、ＡＣ電源毎に基準位相（ゼロクロス）を検出し、この基準位相に基づいて各ＡＣ電源からの交流電力の通電を、トライアック１５、１６の夫々で個別に制御することで、複数供給された電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、適切な通電制御を行うことできるため、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

また、温度センサＴＨ１により検出された温度と所定温度との差分値に基づいて、トライアック１５、１６のオン／オフ制御を個別に行うことにより、加熱ヒータＨＴ１及びＨＴ２の温度を所定温度に維持することができる。

なお、本実施形態では、電源コードの個数を二つとしたが、これに限らないものとする。電源コードを他の個数とする場合、ゼロクロス回路及びトライアックは、電源コード毎に夫々設けられるものとし、制御部１７は、各電源コードの系に接続されたゼロクロス回路から入力されるゼロクロス信号に基づいて、この電源コードの系に接続されたトライアックのオン／オフ制御を行うものとする。

また、本実施形態では、トライアックの位相角を段階的に増加させるソフトスタートを行った場合を例示したが、これに限らず、トライアックの位相角を段階的に減少させるソフトストップを行った場合であっても、同様の通電制御が行われるものとする。

図５は、本発明を実施するための最良の形態の画像形成装置の機構部の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置２００は、デジタル複写機を含む画像形成装置である。すなわち、画像形成装置２００は、複写機能と、それ以外の機能、例えば、プリンタ機能、ファクシミリ機能とを備えており、操作部のアプリケーション切り替えキー（図示せず）の操作により、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次切り替えて選択することが可能である。これにより、複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリンタモードとなり、ファクシミリ機能の選択時にはファクシミリモードとなる。

以下、画像形成装置２００の概略構成及び複写モードの際の動作について説明する。図５において、自動紙送り装置（「自動原稿給紙装置」ともいう。以下、「ＡＤＦ」という）２０１に設けられた原稿トレイ（「原稿台」ともいう）２０２に画像面を上にして置かれた原稿束は、図示しない操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿から1枚ずつ順次給送ローラ２０３、給送ベルト２０４によってコンタクトガラス２０５上の所定の位置に給送されてセットされる。ＡＤＦ２０１は、1枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。コンタクトガラス２０５上のセットされた原稿は、画像読取手段を構成する画像読取装置（「スキャナ」又は「読み取りユニット」ともいう）２０６によって画像が読み取られ、その読み取りが終了した後、給送ベルト２０４及び排送ローラ２０７によって排紙台２０８上に排出される。

なお、１枚の原稿の画像の読み取りが終了する毎に、原稿セット検知器（「原稿セット検知センサ」ともいう）２０９によって原稿トレイ２０２上に次の原稿があるかないかを検知し、原稿セット検知器２０９で原稿トレイ２０２上に次の原稿が存在することが検知された場合には、原稿トレイ２０２上の一番下の原稿を前の原稿と同様にして給送ローラ２０３、給送ベルト２０４によってコンタクトガラス２０５上の所定の位置に給送し、以後上述と同様の動作を行う。また、給送ローラ２０３、給送ベルト２０４、排送ローラ２０７は図示しない搬送モータによって駆動される。

第１給紙装置２１０、第２給紙装置２１１、第３給紙装置２１２は、各々選択されたときに、それぞれ第１給紙トレイ２１３、第２給紙トレイ２１４、第３給紙トレイ２１５に積載された転写紙（用紙）を給紙し、その転写紙は縦搬送ユニット２１６によって感光体２１７に当接する位置まで搬送される。感光体２１７は、例えば感光体ドラムが用いられており、図示しないメインモータによって回転駆動される。

画像読取装置２０６による原稿の画像読み取りによって入力された画像データは、図示しない画像処理装置で所定の画像処理が施された後、そのまま、あるいは画像記憶手段を構成する図示しない画像メモリに一旦記憶させた後、画像印刷手段（プリンタ）を構成する書き込みユニット２１８に送られ、その書き込みユニット２１８によって光情報に変換し、感光体２１７の面には図示しない帯電器によって一様に帯電された後に書き込みユニット２１８からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体２１７上の静電潜像は、現像装置（「現像ユニット」ともいう）２１９により現像されてトナー像が形成される。

感光体２１７、帯電器、書き込みユニット２１８、現像装置２１９や、その他の図示しない感光体２１７回りの周知の装置などにより、電子写真方式で画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成動作を行う画像形成手段であるプリンタエンジンを構成している。搬送ベルト２２０は、用紙搬送手段及び転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット２１６からの転写紙を感光体２１７と等速で搬送しながら感光体２１７上のトナー像を転写紙に転写する。この転写紙は、定着装置２２１によりトナー像が定着され、排紙ユニット２２２により排紙トレイ２２３に排出される。感光体２１７、帯電器、書き込みユニット２１８、現像装置２１９、転写手段、画像データにより画像を転写紙上に形成する画像形成手段を構成している。

以上の動作は、通常のモードで転写紙の片面に画像を複写するときの動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、第１〜第３給紙トレイ２１３〜２１５の何れかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット２２２により排紙トレイ２２３側ではなく、両面入紙搬送路１２４側に切り替えられ、反転ユニット２２５によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット２２６へ搬送される。

この両面搬送ユニット２２６へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット２２６により縦搬送ユニット２１６へ搬送され、縦搬送ユニット２１６により感光体２１７に当接する位置まで搬送され、感光体２１７上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて、定着装置２２１でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット２２２により排紙トレイ２２３に排出される。また、転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット２２５によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニット２２６に搬送されずに反転排紙搬送路２２７を経て排紙ユニット２２２により排紙トレイ２２３に排出される。

プリントモードでは、上記画像処理装置からの画像データの代りに、外部からの画像データが書き込みユニット２１８に入力されて、上述と同様に転写紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、画像読取装置２０６からの画像データが、図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて上述の画像処理装置からの画像データの代りに書き込みユニット２１８に入力されることにより、上述と同様に転写紙上に画像が形成される。

また、この画像形成装置２００には、図示しない大量用紙供給装置（以下「ＬＣＴ」という）と、同じく図示しないソート、穴あけ、ステイプルを含む処理を行う後処理装置と、原稿の画像の読み取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段の設定、後処理装置で後処理の設定、オペレータに対する表示を行う各種キーやＬＣＤを含むディスプレイを有する操作部とを備えている。

画像読取装置２０６は、原稿を載置するコンタクトガラス２０５と光学走査系で構成されており、光学走査系は露光ランプ２２８、第１ミラー２２９、レンズ２３２、ＣＣＤイメージセンサ２３３を含む各部で構成されている。露光ランプ２２８および第１ミラー２２９は、図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー２３０および第３ミラー２３１は、同じく図示を省略した第２キャリッジ上に固定されている。原稿の画像を読み取るときには、光路長が変わらないように、第１キャリッジと第２キャリッジとが２対１の相対速度で機械的に走査される。上記光学走査系は、図示しないスキャナ駆動モータを含む駆動部によって駆動される。

画像読取装置２０６は、原稿の画像を光学的に読み取って電気信号に変換する（原稿の画像データを読み取る）。すなわち、光学走査系の露光ランプ２２８によって原稿の画像面を照明し、その画像面からの反射光像を第１ミラー２２９、第２ミラー２３０、第３ミラー２３１、レンズ２３２を介してＣＣＤイメージセンサ２３３の受光面に結像させ、そのＣＣＤイメージセンサ２３３によって電気信号に変換する。このとき、レンズ２３２およびＣＣＤイメージセンサ２３３を、図５の左右方向に移動させることにより、原稿の給送方向の画像読み取り倍率が変わる。つまり、予め設定された画像読み取り倍率に対応してレンズ２３２およびＣＣＤイメージセンサ２３３の左右方向の位置が設定される。

書き込みユニット２１８は、レーザ出力ユニット２３４、結像レンズ２３５、ミラー２３６を含む各部で構成され、レーザ出力ユニット２３４の内部にはレーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）が備わっている。レーザ出力ユニット２３４より照射されるレーザビーム（レーザ光）は、定速回転するポリゴンミラーで偏向され、結像レンズ２３５を通り、ミラー２３６で折り返され、感光体２１７の帯電面に集光されて結像される。

すなわち、ポリゴンミラーで偏向されたレーザビームは感光体２１７が回転する方向と直交する方向（主走査方向）に露光走査され、画像処理装置より出力される画像データのライン単位の書き込みを行う。感光体２１７の回転速度と走査密度（記録密度）に対応する所定の周期で主走査を繰り返すことにより、感光体２１７の帯電面に静電潜像が形成される。

次に、図５の定着装置２２１の構成について説明する。図６は、図５の定着装置２２１の構成例を示した図である。図６に示すように、定着装置２２１は、定着手段として定着ローラ３０１（加熱ローラ３０１１、回転ローラ３０１２）、加圧ローラ３０２、定着ベルト３０３を有している。

加熱ローラ３０１１の内部には、当該加熱ローラ３０１１を補助的に加熱する加熱ヒータＨＴ１が設けられている。また、加熱ローラ３０１１の内部には、当該加熱ローラ３０１１の中央部を加熱する加熱ヒータＨＴ２１と、加熱ローラ３０１１の両端部を加熱する加熱ヒータＨＴ２２と、が加熱ヒータＨＴ２として設けられている。この加熱ヒータＨＴ２が、加熱ローラ３０１１を加熱する主加熱手段となっている。

加熱ローラ３０１１と回転ローラ３０１２との間には、無端ベルト状の定着ベルト３０３が張り渡されている。定着ベルト３０３は、図示しない駆動機構により加熱ローラ３０１１及び回転ローラ３０１２が図中矢印方向に回転駆動されることで、加熱ローラ３０１１及び回転ローラ３０１２の円周方向に周回するようになっている。加熱ローラ３０１１は、定着ベルト３０３との接触面において当該定着ベルト３０３を加熱することで、当該定着ベルト３０３を介して記録媒体３０８を加熱する。また、定着ベルト３０３は、回転ローラ３０１２の加圧ローラ３０２との接触位置近傍において、回転ローラ３０１２の円周面に沿って周回し、加圧ローラ３０２との間にニップ部を形成するとともに、当該ニップ部を通過する記録媒体３０８を加熱ローラ３０１１から与えられた熱量により加熱する。そのため、定着ベルト３０３は熱伝導性の高い素材から形成されていることが好ましい。

加熱ローラ３０１１の近傍には、当該加熱ローラ３０１１の中央部の温度を検出するサーミスタＴＨ１１、加熱ローラ３０１１の両端部の温度を検出する非接触タイプのＮＣセンサＴＨ１２、ＴＨ１３が設けられている。また、回転ローラ３０１２の周辺には回転ローラ３０１２の温度を検出するサーミスタＴＨ１４が設けられている。これら、サーミスタＴＨ１１、ＴＨ１４、ＮＣセンサＴＨ１２、ＴＨ１３は、図１で示した温度センサＴＨ１に相当するものである。なお、これら複数の温度センサのうち、何れかの検出温度に基づいてトライアック１５、１６を制御する態様としてもよいし、全ての温度センサの検出温度の平均値等に基づいてトライアック１５、１６を制御する態様としてもよい。

加圧ローラ３０２は、シリコンゴムを含む弾性部材から構成され、図示しない加圧手段により一定の加圧力で加熱ローラ３０１１に押し当てられている。また、加圧ローラ３０２は、その内部に当該加圧ローラ３０２を加熱する加熱ヒータＨＴ３を有しており、図示しない駆動機構により図中矢印方向に回転駆動されるようになっている。また、加圧ローラ３０２の近傍には、当該加圧ローラ３０２の温度を検出する温度センサＴＨ３と、回転ローラ３０１２への加圧力を検出する脱圧センサ３０４が設けられている。

なお、図６では、加圧ローラ３０２内に一の加熱ヒータＨＴ３を備えた構成を示したが、加熱ヒータＨＴ３を備えない態様としてもよいし、複数個の加熱ヒータを備える態様としてもよい。また、本実施形態では加熱ヒータＨＴ３の制御については特段言及しないが、この加熱ヒータＨＴ３の駆動電力がＡＣ電源４０１、４０２とは異なるＡＣ電源から供給されるような場合には、上述した加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２と同様に制御されるものとする。具体的には、加熱ヒータＨＴ３への電力供給線にゼロクロス回路を接続し、このゼロクロス回路からのゼロクロス信号と、温度センサＴＨ３からのサーミスタ信号と、に基づいて、制御部１７が加熱ヒータＨＴ３への通電制御を行うトライアックを制御する態様としてもよい。また、加熱ヒータＨＴ３がＡＣ電源４０１又は４０２の何れか一方から電力供給を受けるよう構成されていた場合には、当該加熱ヒータＨＴ３を含めた加熱ヒータＨＴ１又は加熱ヒータＨＴ２として制御部１７が制御を行うものとする。

オイル塗布ローラ３０５は、オイルを染み込ませたパッド部材をローラ表面に有し、加圧ローラ３０２の表面に当接する位置に設置され、当該加圧ローラ３０２の表面にオイルを塗布する。また、クリーニングローラ３０６は、オイル塗布ローラ３０５のローラ表面に当接する位置に設置され、ローラ表面に付着した付着物を除去する。

上記の構成において、トナー像３０７を担持した転写紙を含む記録媒体３０８は、回転ローラ３０１２（定着ベルト３０３）と加圧ローラ３０２とにより形成されるニップ部を通過する際に、定着ローラ３０１（定着ベルト３０３）による加熱及び加圧ローラ３０２による加圧でトナー画像として定着される。

加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２及びＨＴ３は、この画像形成装置２００の主電源投入の時や、省エネのための待機モードの状態からコピー可能となるまでの立ち上げ時、さらに、主たる動作のプリントやコピー時に、定着ローラ３０１および加圧ローラ３０２が基準となる目標温度Ｔｔに達していない全ての状態でオンとされる。

なお、本実施形態の画像形成装置は、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機を含む画像形成装置全般に適用することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同様の要素については、同一の符号を用いて示し、その説明は適宜省略する。

図７は、本実施形態の制御系１００の構成を示すブロック図である。同図において、制御部１８は、図示しないＣＰＵとＲＯＭに予め記憶された所定のプログラムとの協働により、ゼロクロス回路１３及びゼロクロス回路１４から夫々入力されるゼロクロス信号に基づいて、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数を夫々判別する周波数判別手段としての機能を実現する。

具体的に、制御部１８は、所定時間（例えば、１秒）内にオン（Ｈ）状態のゼロクロス信号が何回入力されたかをカウントし、この１秒当たりの入力数を算出することで電源周波数を判定する。例えば、１秒間にオン状態のゼロクロス信号が５０回入力された場合には、５０Ｈｚと判定し、１秒間にオン状態のゼロクロス信号が６０回入力された場合には、６０Ｈｚと判定する。

また、制御部１８は、上記判定したＡＣ電源の電源周波数に応じて、図示しないＲＯＭに記憶された温度テーブルの出力タイミング（位相角）を補正し、この補正した出力タイミングで、ヒータオン信号１をトライアック１５に、ヒータオン信号２をトライアック１６に夫々出力する。

出力タイミングの補正は、電源周波数の増減に応じて、出力タイミング（位相角）を増減させる等を規定した所定の関係式により導出する態様としてもよい。また、周波数毎に定義した出力タイミングを、予め温度テーブルに登録しておく態様としてもよく、この場合、制御部１８は、温度センサＴＨ１により検出される定着ローラ３０１の温度毎に、当該温度の所定温度との差分値と、判定した電源周波数とに対応する各ヒータオン信号の出力タイミングを、補正した出力タイミングとしてＲＯＭから読み出し、この読み出した出力タイミングでヒータオン信号１及びヒータオン信号２を、トライアック１５及びトライアック１６に夫々出力することになる。

図８は、本実施形態の制御系１００（制御部１８）による電力制御を説明するためのタイミングチャートであり、各トライアックの位相角を４５°ずつ段階的に増加させるソフトスタートを行った場合の状態を示している。なお、本実施形態において、加熱ヒータＨＴ１の仕様は、定格電圧：ＡＣ９７Ｖ、消費電力：２５０Ｗであるものとし、加熱ヒータＨＴ２の仕様は、定格電圧：ＡＣ９７Ｖ、消費電力：７００Ｗであるものとする。

図８に示したように、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２から供給される交流電力の周波数が互いに異なるような場合、ゼロクロス回路１３及びゼロクロス回路１４にて夫々検出される各ゼロクロスタイミングは同期しない。このような場合、制御部１８は、ゼロクロス回路１３及びゼロクロス回路１４から入力されるゼロクロス信号に基づいて、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数を夫々判別する。

また、制御部１８は、温度センサＴＨ１により検出された温度と、予め定められた目標温度Ｔｔとの比較の結果、定着ローラ３０１の温度が目標温度Ｔｔより低下したと判定すると、図示しないＲＯＭに予め記憶された温度テーブルに基づいて、トライアック１５及びトライアック１６の夫々に出力を行うヒータオン信号１及びヒータオン信号２の位相角を夫々選定する。そして、制御部１８は、トライアック１５及びトライアック１６にかかるＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数に基づいて、選定された位相角を夫々補正し、この補正した位相角でヒータオン信号１をトライアック１５に、ヒータオン信号２をトライアック１６に夫々出力することで、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２のオンを個別に指示する。

なお、ＡＣ電源４０１及び／又はＡＣ電源４０２の電源周波数が、温度テーブルに基づく制御の前提となった所定の周波数と同一であったような場合、位相角の補正は行わず、温度テーブルに規定された値をそのまま用いることとしてもよい。

図８に示した例では、トライアック１５にかかるヒータオン信号１に対しては、位相角の補正が行われなかった場合を示しており、トライアック１６にかかるヒータオン信号２に対して、位相角の補正が行われた場合を示している。ここで、トライアック１５にかかる制御は、上述した図４と同様の制御であるため、説明は省略する。なお、図８において、加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２への通電量が図４の例と異なるのは、各加熱ヒータの消費電力の違いに因るものであり、消費電力の値に応じた電流が各加熱ヒータに通電されている。

ここで、トライアック１６に出力される１パルス目のヒータオン信号２は、制御部１８が定着ローラ３０１の温度が目標温度Ｔｔより低下したことを検知した直後のゼロクロスタイミングＨ３１から、入力電圧２の電源周波数に応じて時間Ｔ１を補正した時間Ｔ１'経過後に出力される。オン状態となったトライアック１６は、自身の電気的特性により、入力電圧の極性が反転する次のゼロクロスタイミングＨ３１までオン状態を維持するため、「電源波形の半波時間−Ｔ１'」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。

次のゼロクロスタイミングＨ３２から、入力電圧２の電源周波数に応じて時間Ｔ２を補正した時間Ｔ２'が経過すると、２パルス目のヒータオン信号２が制御部１７からトライアック１６に出力される。１パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ３３までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ２'」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。さらに、次のゼロクロスタイミングＨ３３から、入力電圧２の電源周波数に応じて時間Ｔ３を補正した時間Ｔ３'が経過すると、３パルス目のヒータオン信号２が制御部１８からトライアック１６に出力される。そして、１及び２パルス目と同様、次のゼロクロスタイミングＨ３４までオン状態が維持されるため、「電源波形の半波時間−Ｔ３'」の時間だけ、加熱ヒータＨＴ２に通電されることになる。

このように、本実施形態によれば、ＡＣ電源毎に電源周波数を判別し、この電源周波数に基づいて各ＡＣ電源からの交流電力の通電を、トライアック１５、１６の夫々で個別に制御することで、複数供給された電力の電源周波数が互いに異なるような場合であっても、適切な通電制御を行うことできるため、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の要素については、同一の符号を用いて示し、その説明は適宜省略する。

図９は、本実施形態の制御系１００の構成を示すブロック図である。同図において、制御部１９は、図示しないＣＰＵとＲＯＭに予め記憶された所定のプログラムとの協働により、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数と、図示しないＲＯＭに予め記憶された所定の周波数範囲（例えば、４５Ｈｚ〜６５Ｈｚ）とを比較し、各電源周波数が周波数範囲内に含まれるか否かを判定する周波数範囲判定手段としての機能を実現する。ここで、周波数範囲は、画像形成装置が正常動作を行うことが可能な電源周波数の範囲であることが好ましく、画像形成装置毎の仕様に応じて設定されることが好ましい。

具体的には、制御部１９は、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数を判別すると、これら二つの電源周波数と図示しないＲＯＭに予め記憶された所定の周波数範囲とを比較し、各電源周波数が周波数範囲に含まれるか否かを判定する。ここで、周波数範囲に含まれないと判定された電源周波数が、周波数範囲外に存在する電源周波数として抽出される。

また、制御部１９は、上記周波数範囲と判定（抽出）された電源周波数のＡＣ電源にかかるトライアックを、オフ状態となるよう個別に制御する。例えば、ＡＣ電源４０１の電源周波数が周波数範囲外と判定された場合、このＡＣ電源４０１から供給された交流電力の通電を制御するトライアック１５のみが、オフ状態となるよう制御されることになる。

このように、本実形形態によれば、規定された周波数範囲外に存在する電源周波数を抽出し、この抽出された電源周波数のＡＣ電源からの通電をオフにするため、異常動作を未然に防ぐことができ、安全性を向上させることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、上述した第１〜第３の実施形態と同様の要素については、同一の符号を用いて示し、その説明は適宜省略する。

図１０は、本実施形態の制御系１００の構成を示すブロック図である。同図において、制御部２０は、図示しないＣＰＵとＲＯＭに予め記憶された所定のプログラムとの協働により、ＡＣ電源４０１及びＡＣ電源４０２の電源周波数と、図示しないＲＯＭに予め記憶された所定の周波数範囲とを比較し、各電源周波数が前記周波数範囲内に含まれるか否かを判定する周波数範囲判定手段としての機能を実現する。

また、本実施形態の制御部２０は、上記判定の結果、周波数範囲外に電源周波数が一つでも存在すると判定された場合、トライアック１５及びトライアック１６を、オフ状態となるよう制御する。例えば、ＡＣ電源４０１の電源周波数が周波数範囲外と判定された場合、このＡＣ電源４０１から供給された交流電力の通電を制御するトライアック１５だけでなく、トライアック１６についてもオフ状態となるよう制御されることになる。

このように、本実施形態によれば、規定された周波数範囲外に電源周波数が存在する場合、全てのＡＣ電源からの通電をオフにするため、異常動作を未然に防ぐことができ、安全性を向上させることができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態〜第４の実施形態と同様の要素については、同一の符号を用いて示し、その説明は適宜省略する。

図１１は、本実施形態の制御系１００の構成を示すブロック図である。同図において、制御部２１は、図示しないＣＰＵとＲＯＭに予め記憶された所定のプログラムとの協働により、消費電力の最も大きな加熱ヒータに電力供給を行うＡＣ電源のゼロクロス信号に基づいて、トライアック１５及びトライアック１６のオン／オフ制御を行う。

具体的に、制御部２１は、ゼロクロス回路１３、１４から夫々入力されるゼロクロス信号のうち、消費電力が最大の加熱ヒータに電力供給を行うＡＣ電源のゼロクロスタイミングに基づいて、当該ＡＣ電源の電源周波数を判別し、このＡＣ電源の電源周波数とゼロクロスタイミングとに基づいて、トライアック１５及びトライアック１６のオン／オフ制御を行う。

例えば、加熱ヒータＨＴ２の消費電力が、加熱ヒータＨＴ１の消費電力よりも大なる場合、制御部１７は、加熱ヒータＨＴ２に電力を供給するＡＣ電源４０２が示す電源波形のゼロクロスタイミング及び電源周波数に基づいて、トライアック１５及びトライアック１６のオン／オフ制御を行うことになる。

ここで、図１２を参照して、加熱ヒータと消費電力との関係について説明する。図１２は、画像形成装置２００の種別（６０枚機、７５枚機）、使用国（日本、米国、欧州）毎の加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２及びＨＴ３の消費電力（Ｗ）と定格電圧（Ｖ）とを示した図である。ここで、６０枚機、７５枚機とは、１分間に６０枚或いは７５枚の印刷を行うことが可能な画像形成装置を夫々意味している。なお、同図において加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２及びＨＴ３は、図６で示した加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２（ＨＴ２１、ＨＴ２２）及びＨＴ３に対応している。

図１２に示したように、画像形成装置２００の種別に応じて、加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２及びＨＴ３の消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）の仕様は異なっており、高速な動作が要求される７５枚機の方が６５枚機に較べて大電力が必要となっている。また、使用国毎に商用電源から供給される電力量が異なるため、使用される国に応じて加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２及びＨＴ３の消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）の仕様は異なっている。

また、各加熱ヒータに着目すると、加熱ヒータが設置される位置や加熱する対象物に応じて、その消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）の仕様が異なっていることが分かる。具体的には、定着ローラ３０１（加熱ローラ３０１１）を加熱する主たる手段となる加熱ヒータＨＴ２の消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）が、他の加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ３に較べて大きいことが分かる。つまり、より大きな消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）を有する加熱ヒータＨＴ１を用いることで、定着ローラ３０１を目標温度まで到達させる時間、即ち、電源投入時又は待機モードからの復帰時においてコピー可能な状態になるまでの時間の短縮化を図っている。

このように、被加熱部材の目標温度や、当該目標温度に到達するまでの時間、即ち非加熱部材の熱伝導率等に応じた消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）の加熱ヒータが適宜位置に設けられることになるため、定着装置２２１内で使用する各加熱ヒータの消費電力（Ｗ）／定格電圧（Ｖ）の仕様は一般的に異なるものとなっている。

なお、各加熱ヒータの消費電力は、制御部２１が確認可能な状態にあるものとする。例えば、各加熱ヒータの消費電力を、図示しないＲＯＭ等の記憶手段に予め記憶しておき、制御部２１は、この記憶手段に記憶された各加熱ヒータの消費電力を比較することで、消費電力が最大の加熱ヒータを特定する態様としてもよい。また、各加熱ヒータへの供給電力を夫々測定する図示しない電力計を図１１の構成に追加し、制御部２１は、各電力計により測定される電力値から、消費電力が最大の加熱ヒータを特定する態様としてもよい。

以下、図１３、図１４を参照して、本実施形態の制御系１００（制御部２１）の動作について説明する。ここで、図１３は、本実施形態の動作結果（図１４）と対比するための図であって、消費電力が互いに異なる２つの加熱ヒータＨＴ１、ＨＴ２のうち、消費電力の小さな加熱ヒータに電力供給を行うＡＣ電源のゼロクロスタイミング及び電源周波数に基づいて、トライアック１５及びトライアック１６のオン／オフ制御を行った場合のタイミングチャートを示している。なお、図１３、図１４では、トライアック１５の位相角を４５°ずつ段階的に増加させるソフトスタートを行った場合の状態を示している。また、加熱ヒータＨＴ１の仕様が、定格電圧：ＡＣ９７Ｖ、消費電力：２５０Ｗであり、加熱ヒータＨＴ２の仕様が、定格電圧：ＡＣ９７Ｖ、消費電力：７００Ｗであるものとする。

図１３に示したように、消費電力の小なる加熱ヒータＨＴ１に電力供給を行うＡＣ電源４０１の電源波形（入力電圧１）から検出されたゼロクロス信号１のゼロクロスタイミング（Ｈ４１〜Ｈ４３）及びＡＣ電源４０１の電源周波数に基づいて、トライアック１６の位相角が制御されている。即ち、トライアック１５に出力するヒータオン信号１と同じタイミングで、ヒータオン信号２がトライアック１６に出力されている。

この場合、加熱ヒータＨＴ１については、適切に制御することができるが、加熱ヒータＨＴ２については、加熱ヒータＨＴ２に印加される入力電圧２の位相とは無関係にヒータオン信号２がトライアック１６に出力されることになる。なお、図中点線で示した波形は、ヒータオン信号２のタイミングと、加熱ヒータＨＴ２に印加される入力電圧２の位相に応じて制御した場合の通電電流２の状態を示している（図８の通電電流２参照）。

ここで、加熱ヒータＨＴ２への通電電流２に着目すると、加熱ヒータＨＴ２の消費電力が大きいため、ソフトスタート期間に大電流が通電していることがわかる。つまり、ソフトスタートを行っているのにもかかわらず、加熱ヒータＨＴ２には大電流が通電することになるため、高調波電流や電源電圧変動が発生し、他機器に影響を及ぼす可能性がある。

そのため、本実施形態の制御系１００（制御部２１）では、図１４に示したように、加熱ヒータＨＴ１及び加熱ヒータＨＴ２のうち、消費電力の最も大きな加熱ヒータＨＴ２に電力供給を行うＡＣ電源４０２のゼロクロスタイミング及び電源周波数に基づいて、トライアック１５及びトライアック１６のオン／オフ制御を行うことで、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制する。

図１４において、制御部２１は、ＡＣ電源４０２の電源波形（入力電圧２）から検出されたゼロクロス信号２のゼロクロスタイミング（Ｈ５１〜Ｈ５３）及びＡＣ電源４０２から印加される入力電圧２の電源周波数に基づいて、トライアック１５及びトライアック１６の位相角を制御している。即ち、制御部２１は、トライアック１６に出力するヒータオン信号２と同じタイミングで、ヒータオン信号１をトライアック１５に出力する。

この場合、加熱ヒータＨＴ２については、適切に制御することができるが、加熱ヒータＨＴ１については、加熱ヒータＨＴ１に印加される入力電圧１の位相とは無関係にヒータオン信号１がトライアック１５に出力されることになる。なお、図中点線で示した波形は、ヒータオン信号１のタイミングと、加熱ヒータＨＴ１に印加される入力電圧１の位相に応じて制御した場合の通電電流１の状態を示している（図８の通電電流１参照）。

しかしながら、加熱ヒータＨＴ１への通電電流１に着目すると、加熱ヒータＨＴ１の消費電力は加熱ヒータＨＴ２の消費電力より小さいため、ソフトスタート期間に加熱ヒータＨＴ１に通電される電流量は、図１３の加熱ヒータＨＴ２に通電される電流量と比較して小さくなる。つまり、高調波電流や電源電圧変動の発生を最小限度に抑制することができるため、他機器への影響を軽減することができる。

以上のように、本実施形態によれば、消費電力の最も大きな加熱ヒータに電力供給を行うＡＣ電源の電源周波数に基づいて、トライアック１５、１６のオン／オフ制御を合わせて行うことにより、複数供給された電力の電源周波数が互いに異なるような場合であっても、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができ、通電制御にかかる動作を簡略化することができる。

また、消費電力の最も大きな加熱ヒータに電力供給を行うＡＣ電源の基準位相（ゼロクロス）に基づいて、トライアック１５、１６のオン／オフ制御を合わせて行うことにより、複数供給された電力の基準位相が互いに異なるような場合であっても、高調波電流や電源電圧変動の発生を抑制することができ、通電制御にかかる動作を簡略化することができる。

以上、本発明を第１〜第５の実施形態を用いて説明してきたが、上述した実施形態に多様な変更または改良を加えることができる。また、上述した第１〜第５の実施形態において説明した構成や機能は、自由に組み合わせることができる。

以上のように、本発明にかかる画像形成装置及び電力制御方法は、複数の交流電源からの電力供給により加熱手段の加熱を行う場合に有用であり、特に、互いに異なる電源位相又は電源周波数を有した交流電源からの電力供給により加熱手段の加熱を行う場合に適している。

第１の実施形態にかかる加熱制御の制御系の構成を示したブロック図である。 ゼロクロス回路の構成の一例を示した回路図である。 ＡＣ電源からの入力電圧と、フォトカプラ内の発光ダイオードに印加される電圧と、ゼロクロス信号との関係を示したタイミングチャートである。 第１の実施形態の電力制御を説明するためのタイミングチャートである。 画像形成装置の内部構成を示した概略構成図である。 画像形成装置の定着装置の構成例を示した図である。 第２の実施形態にかかる加熱制御の制御系の構成を示したブロック図である。 第２の実施形態の電力制御を説明するためのタイミングチャートである。 第３の実施形態にかかる加熱制御の制御系の構成を示したブロック図である。 第４の実施形態にかかる加熱制御の制御系の構成を示したブロック図である。 第５の実施形態にかかる加熱制御の制御系の構成を示したブロック図である。 加熱ヒータの消費電力と定格電圧とを示した図である。 第５の実施形態の電力制御を説明するためのタイミングチャートである。 第５の実施形態の電力制御を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１００ 制御系
１１ 電源コード
１２ 電源コード
１３ ゼロクロス回路
１４ ゼロクロス回路
１５ トライアック
１６ トライアック
１７ 制御部
１８ 制御部
１９ 制御部
２０ 制御部
２１ 制御部
ＨＴ１ 加熱ヒータ
ＨＴ２ 加熱ヒータ
ＴＨ１ 温度センサ
３０１ 定着ローラ
３０２ 加圧ローラ
４０１ ＡＣ電源
４０２ ＡＣ電源

Claims (7)

1. 記録媒体に転写したトナー像を加熱により前記記録媒体に定着させる定着手段と、
   複数の交流電源夫々に接続された複数の入力端子と、
   前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力により夫々発熱し、前記定着手段を加熱する複数の加熱手段と、
   前記複数の加熱手段への交流電力の通電を夫々制御する複数の電力制御手段と、
   前記複数の入力端子を介して個別に供給された各交流電力から、当該交流電力が示す電源波形の基準位相を夫々検出する複数の検出手段と、
   前記複数の検出手段から出力された各検出信号に基づいて、当該各検出信号に対応する交流電力の通電にかかる電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行う単一の制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記複数の検出手段により検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の検出手段により検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、当該交流電源の電源周波数を判別する周波数判別手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記周波数判別手段により判別された電源周波数に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記加熱手段に供給される電力量が段階的に増加又は減少するよう前記電力制御手段を制御す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. 前記定着手段の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度と所定温度との差分値に基づいて、前記複数の電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記検出手段は、前記電源波形のゼロクロスを検出することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記電力制御手段は、トライアックであって、
   前記制御手段は、前記トライアックを位相制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 複数の交流電源から夫々供給された交流電力を、当該交流電源の夫々に接続された複数の入力端子に夫々入力する入力工程と、
   複数の電力制御手段によって、前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力を、複数の加熱手段の夫々に通電させる電力制御工程と、
   複数の検出手段によって、前記複数の入力端子を介して個別に供給された交流電力から、当該交流電力が示す電源波形の基準位相を夫々検出する検出工程と、
   単一の制御手段によって、前記複数の検出手段から出力された各検出信号に基づいて、当該各検出信号に対応する交流電力の通電にかかる電力制御手段のオン／オフ制御を個別に行う制御工程と、
   を含み、
   前記制御工程は、前記検出工程により夫々検出された基準位相のうち、消費電力の最も大きな加熱手段に電力供給を行う交流電源の基準位相に基づいて、全ての電力制御手段のオン制御を合わせて行うことを特徴とする電力制御方法。

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