JP5305982B2 - 通電制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータへの通電を制御する通電制御装置、特に、電子写真プロセスにおいて用いられる定着部への通電を制御する画像形成装置に関するものである。

電子写真複写機において、紙等の記録材に画像を定着させる方法として熱ローラ方式が幅広く用いられている。図２は、熱ローラ方式を利用した定着装置を示す断面図である。記録紙Ｐの一方の面には、感光体上形成されたトナー像が転写されている。このトナー像は、記録紙Ｐが定着ロール２０２と加圧ロール２０３との間を、矢印Ａ方向に沿って通過する際に、加熱・加圧されることにより記録紙Ｐに定着される。定着ロール２０２は、円筒ロール２０２ａと円筒ロール２０２ａ内に配置された熱源としてのハロゲンヒータ２０２ｂとを有する。熱ローラ方式は、一般的に定着ローラの熱容量を大きくし、定着ローラへの蓄熱を行っておく事で安定した定着動作を行う。しかしながら、熱容量が大きい為に定着ローラの温度が所望の温度に達するまでに多大な時間を要する。更に、画像形成動作の待機時においても定着ローラの温度を一定に保つ為に電力を消費するという問題があった。

この待ち時間を短縮する手法として、特許文献１のようなフィルム加熱式の加熱装置が用いられている。フィルム加熱式の定着装置では、熱源としてセラミックヒータ等の面状ヒータ（以下面状ヒータ）を用いている。

上記のようなセラミックヒータを使用した定着装置はヒータ上を摺動するフィルムを直接記録紙に押し当てる形で定着動作を行う為、ヒータの温度が記録材の定着温度に与える影響が大きい。このことからヒータの温度リップルを少なくする為、細かな時間単位においてヒータ温度を安定させる必要がある。細かな時間単位の制御手法としては、一般的に単位時間あたりのヒータへの通電比率を制御する方法が取られている。この通電比率を制御する制御手法としては、商用電源の交流電圧（５０Ｈｚ）の１半波を単位時間として例えば２０半波（２００ｍｓ）間の通電比率を調整する手法が行われている。この調整手法では、２０半波全てを通電した状態を１００％とした場合、１０％刻みで通電比率を変化させた通電パターンテーブルを用いている。さらに定着温度を一定に保つ為に、２００ｍｓごとにヒータ温度の検知結果と目標の定着温度とを比較して必要となる通電量を算出し、次の２００ｍｓにおける通電パターンを決定する。

しかしながら、比較的高速にヒータへの通電量を変化させることによって、フリッカの発生が問題となることがあった。フリッカとは、電化製品での電力消費によって発生する電源電圧変動によって、同じ電源ラインに接続された照明がちらつく状態である。

このような抵抗体ヒータを用いたフィルム加熱式のフリッカに対する解決方法として、特許文献２，３に記載のものがある。特許文献２によれば、二本の抵抗体ヒータに対して単位時間あたりの通電量を均等化し、２つのヒータの抵抗値の差をつけることにより、通電パターンの種類に応じて電源電圧降下量の差異を少なくしている。特許文献３によれば、ヒータの温度範囲に対してそれぞれヒータ制御パターンを割り当て、そのパターンを順次切り替える事によって電源電圧変動を抑制している。

特開昭６３−３１３１８２号公報 特開２００６−７２２３５号公報 特開２００２−５０４５０号公報

フリッカの発生量はＥＣ市場（欧州）においてはＩＥＣの規格に基づいて規制がなされている。ＩＥＣ６１０００−３−３規格によれば、フリッカはフリッカメータを用いて測定を行い、その値はＰｓｔ値で表され、Ｐｓｔ＝１．００以下でなければならないとされている。さらに、Ｐｓｔ値は電源電圧変動量及び８．８Ｈｚを中心としたフリッカメータ応答特性によって算出される。このときの応答特性とは人間のフリッカ知覚しきい値基準に相当しており、つまりは８．８Ｈｚに近いほど人間がちらつきを認識しやすい。

画像形成装置に使用される加熱装置おいては消費電力が１０００Ｗ程度と比較的大きく、また定着ヒータの温度制御のために周期的に通電量を変化させることからフリッカを発生させやすい。

加熱装置への電力供給は通常、交流電源である商用電源から行われている。このとき電源に対して悪影響を与えない為に、単位時間（交流電源において全波）における正側と負側の通電比率を等しく（正負対称）とする必要がある。また、定着温度を一定の温度範囲内に保つ為に一定の単位時間ごとに通電パターンを選択する。また、正負対象を保つ為に通電パターンは、正の半波と負の半波とを一組としてヒータの通電／非通電状態を切り替えたものとなっている。このことからヒータ通電周波数は商用電源周波数である５０Ｈｚを中心に低次及び高次へと分布をしている。さらに、ヒータ通電パターン切り替えは商用電源の複数の半波を使用したタイミングで行われる為に５０Ｈｚよりも低周波で行われる。特許文献２，３では、このような低周波での通電パターンの切り替えを行うことによって、フリッカ感度が高くなってしまうことは考慮されていなかった。

上記の課題を解決するために、本発明の通電制御装置は、交流電源からの電力供給を受けて加熱される加熱手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱手段へ供給する交流の通電比率ごとに、通電と非通電のパターンを表わす通電パターンを記憶したメモリと、前記温度検知手段により検知された温度に基づいて前記交流電源から前記加熱手段への交流の通電比率を決定し、前記メモリを参照して前記加熱手段への通電パターンを決定する電力制御手段と、を有し、前記電力制御手段は、通電比率を変更する場合、通電比率の変更前の通電パターンに通電比率の変更後の通電パターンを連結させた連結通電パターンにおいて通電或いは非通電が所定周期連続するならば、当該連結通電パターンにおける通電或いは非通電が所定周期連続しないように通電比率の変更後の通電パターンを変更することを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、上記の通電制御装置を用いた画像形成装置であり、シートにトナー像を形成する像形成手段と、前記シートに形成されたトナー像を当該シートに定着するために交流電源からの電力供給を受けて加熱される前記加熱手段を備えた定着手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、加熱装置への通電比率を変更した際のフリッカの発生を抑制することができる。

画像形成装置の構成を示す断面図。 定着器の一例を示す図。 定着器の一例を示す図。 ヒータ制御部を示す構成図。 ヒータへの通電テーブルを示す図。 ヒータへの通電波形を示す図。 ヒータへの通電波形を示す図。 通電パターンの切り替え判定処理を示すフローチャート。 通電比率から制御パターンを生成した図。 ヒータへの通電テーブルを示す図。 ヒータのオンオフの切り替えの周波数成分を示す図。 周波数分布に対する加重積算値を示す図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明を適用した電子写真方式カラー画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙ、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍ、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃ、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。これら４つの画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。画像形成装置は画像形成部の下方に記録シートを給送するための給紙ユニット１７、２０を備え、更に、画像形成部の上方に定着ユニット１６を備えている。

次に個々のユニットについて詳しく説明する。各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋには、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムという）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されている。一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの間の下方には、レーザ露光装置７が設置されている。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセス速度で回転駆動される。一次帯電手段としての一次帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。レーザ露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行うレーザ発光素子、ポリゴンレンズ、反射ミラー等で構成され、各感光ドラム２ａ〜２ｄに露光をする。この露光によって、各一次帯電器３ａ〜３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像が形成される。レーザ露光装置７の詳細構成に関しては後述する。各現像装置４ａ〜４ｄは、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されていて、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。一次転写手段としての転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部３２ａ〜３２ｄにて中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されており、前記各感光ドラム上のトナー像を順次中間転写ベルト８上に転写し重ね合わせていく。ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上の一次転写時の残留した転写残トナーを、各感光ドラム２ａ〜２ｄから掻き落としドラムの表面を清掃する。中間転写ベルト８は、各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に配置されて、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されている。二次転写対向ローラ１０は、二次転写部３４において、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１２と当接可能に配置されている。また中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。中間転写ベルト８に転写された画像は二次転写部３４において、給紙ユニット１７から搬送され記録シートに転写される。中間転写ベルト８の外側で、テンションローラ１１の近傍には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１３が設置されている。以上に示したプロセスにより各トナーによる画像形成が行われる。

給紙ユニットは、記録シートＰを収納する為のカセット１７、手差しトレイ２０を含む。更に、カセット内もしくは手差しトレイから記録シートＰを一枚ずつ送り出す為のピックアップローラ（不図示）、各ピックアップローラから送り出された記録シートＰをレジストレーションローラ１９まで搬送する為の給紙ローラが設けられている。レジストレーションローラ１９は、給紙されたシートを一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせて記録シートＰを二次転写ローラ１２へ送り出す。

定着ユニット１６は、内部にアルミナヒータなどの熱源を備えた定着フィルム１６ａと基板にフィルムをはさんで加圧される加圧ローラ１６ｂ（このローラに熱源を備える場合もある）から成る。この定着ユニットは、交流電源からの電力供給を受けて加熱される加熱手段として機能する。また、定着ユニット１６の下流側には、定着ユニット１６から排出された記録シートＰを装置の外部に導き出すための外排紙ローラ２１が配設される。

次に本実施形態に用いられるフィルム加熱式定着装置（以下定着装置）の構成を説明する。

図３は定着装置１６の詳細を示す構成図である。３０１はセラミックヒータ、３０２は定着フィルム、３０３は加圧ローラ、３１１は板金、３１２はヒータの温度検知用のサーミスタ、３１３はサーミスタ３１２やヒータ３０１を取り付けるためのホルダ、３１４はセルフバイアス回路である。定着フィルム３０２は図１の定着フィルム１６ａに対応し、加圧ローラ３０３は図１のか圧ローラ１６ｂに対応している。ヒータ３０１はセラミックに発熱パターンを印刷したヒータ（図８参照）で１秒間に５０℃ほど温度上昇する極めて応答性の高いヒータである。定着フィルム３０２は金属を基材とし、その上に３００μｍほどのゴム層、さらにフッ素表面処理を施したフィルムで、熱容量が極めて小さく、ニップ部のみヒータの熱を伝える。加圧ローラ３０３は硬度６０°程度のローラで定着フィルム３０２を摩擦駆動している。板金３１１は定着フィルム３０２を内側から加圧ローラ３０３に加圧しており、加圧力は１８０Ｎ程度である。サーミスタ３１２はヒータ中央に配置させるメインサーミスタとヒータ端部に配置されるサブサーミスタを有する。サブサーミスタは、Ｂ５サイズ等の小サイズ紙などを通紙した際の定着装置１６の非通紙部の温度上昇を検知している。

記録紙Ｐのトナー像は、記録紙Ｐがフィルム３０２と加圧ローラ３０３との間を矢印の方向に沿って通過する際に、加熱・加圧（面発ヒータと加圧ローラで加圧）されることにより記録紙Ｐに定着される。ヒータ３０１は固定されているが、フィルム３０２は加圧ローラが回転することによりつれ回りするように構成されている。この構成による定着方法はヒータ３０１の熱がフィルムを介して記録紙Ｐへすぐに伝わるので、面状ヒータへ加熱を開始してからプリント可能になるまでの時間は短い。

次に上記定着装置１６におけるヒータ３０１の通電制御を行う回路について説明する。

図４はヒータ３０１の駆動制御や故障検知を行う制御回路の構成を示す回路図である。同図（Ａ）において、４１１は、この制御回路の動作を制御するためのＣＰＵである。４００−１，４００−２はヒータ回路であり、それぞれ同じ構造である。ヒータ３０１は記録紙Ｐの搬送方向に沿って上流、下流に設けられた２本のヒータからなり、それぞれのヒータの駆動回路がヒータ回路４００−１，４００−２に対応する。同図（Ｂ）は、ヒータ回路４００−１，４００−２の詳細を示す回路であり、代表して一方のヒータ回路のみを表わしている。４０１は、本プリンタ全体に電力を供給する商用電源等の交流電源である。ヒータ３０１は交流電源４０１から電力を供給されることにより発熱する。４０４は、交流電源４０１からヒータ３０１への通電をオンオフするトライアックである。４０５，４０６は、トライアック４０４のためのバイアス抵抗である。４０７はフォトトライアックカプラであり、抵抗４０５，４０６間に直列接続されている。フォトトライアックカプラ４０７の発光ダイオードに通電することによりトライアック４０４がオンされる。また、フォトトライアックカプラ４０７は、電源の１次側と２次側との沿面距離を確保するためのデバイスとしての機能もある。４０８は、フォトトライアックカプラ４０７の電流を制限するための抵抗である。４１０は抵抗、４０９はフォトトライアックカプラ４０７の発光ダイオードへの通電を制御するトランジスタであり、ＣＰＵ４１１からのオン信号によりオンし、発光ダイオードを発光させる。

ヒータ３０１の温度はサーミスタ３１２によって検出される。サーミスタ３１２は温度の上昇に対して抵抗値が低下する特性（ＮＴＣ特性）を有している。電源電圧Ｖｃｃは抵抗４１２及びサーミスタ３１２によって分圧され、ＣＰＵ４１１は分圧された電圧を検知することでヒータ３０１の温度を検出する。このサーミスタ３１２は加熱手段の一部であるヒータ３０１の温度を検知する検知手段として機能する。

次に図５を用いて定着装置１６の制御方法を説明する。

図５は、ヒータを２本備えた構成の加熱装置（定着装置）を有する場合の通電テーブルを示す図である。この通電テーブルは、ＲＯＭ４１４に格納されている。各ヒータへの通電比率を制御するために８つの半波の単位においてそれぞれの発熱体の通電／非通電のパターン、即ち、通電と非通電の順序を表わした通電パターンを定義したものである。第１半波〜第８半波の順に実行することで通電制御が行われる。図の一番左の列は通電比率（％）を表わしており、３列目以降の０は非通電、１は通電を表している。通電パターンは、通電比率が１２．５％刻みで定められており、さらに各々の通電パターンは上流・下流の二本のヒータのそれぞれに対して定められている。それぞれのヒータへの電流波形はＡＣ商用電源の全波において正負で対称となるように、第１半波と第２半波とで、通電、非通電が同じ状態になる様にしている。第３半波と第４半波、第５半波と第６半波、第７半波と第８半波の関係も同様に、通電、非通電が同じ状態になる。即ち、第ｎ半波（ｎは自然数）と第ｎ＋１半波とは通電、非通電の状態が同じで、通電の場合は極性が異なる。ＣＰＵ４１１は、サーミスタ３１２により検出した温度と目標温度とを比較し、温度変化に対する周知のＰＩＤ制御によって通電比率を決定し、決定した通電比率に対応した通電パターンに従って各々のヒータへの通電を制御する。ＲＯＭ４１４は、交流の通電比率ごとに、通電と非通電の順番を表わす通電パターンを記憶したメモリとして機能する。 図６はヒータへ通電される電流波形を示した波形図である。６０１，６０２は図５に示した通電テーブルに基づいて制御を行った場合にそれぞれのヒータに流れる電流波形を示している。６０３は両ヒータで使用される電流量の合計値を表している。それぞれのヒータへの電流波形はＡＣ商用電源の全波において正負で対称となるように制御される。ＣＰＵ４１１はサーミスタ３１２により検出した温度変化に基づいて通電比率を変更するが、通電パターンの変更判定は図に示した周期Ｔ（４半波）毎の通電パターン変更判定ポイント６０５で行われる。通電比率を変更するタイミングは、図に示した通電比率変更ポイント６０４で行われる。ＣＰＵ４１１は、通電比率を例えば６２．５％→５０％→３７．５％といったように段階的に通電比率を変更する事によってヒータの温度が目標温度となるように制御する。また、ＣＰＵ４１１は、通電比率変更を行うかどうかを商用ＡＣ電源の波形を元にした周期Ｔごとの通電比率変更タイミングで判定する。変更を行わない場合には通電比率を変更せずに決定した通電パターンに従った通電を継続し、変更する場合には変更した通電比率に基づいた通電パターンにより制御を行う。このときの周期Ｔは商用ＡＣ電源の全波における正負対象を満たす為に、２半波を最小単位として２×ｎ個を周期としている。本実施形態において周期Ｔは４半波である。ＣＰＵ４１１は、交流の通電比率を決定し、メモリであるＲＯＭ４１４を参照して加熱手段であるヒータ３０１への通電パターンを決定する電力制御手段として機能する。

このような通電比率の切り替えを行った結果、通電比率変更ポイント６０４の前後において連続的な非通電状態が発生する事がある。図７はその一例として３７．５％→２５％の制御切り替えを行ったときの波形である。７０１は上流ヒータに流れる電流、７０２は下流ヒータに流れる電流を表し、７０３は合計電流を表している。このとき通電比率の切り替えタイミングにおいて、７０３の合計電流値には６半波分の連続的な非通電状態が発生することになる。

これに対して通電比率が２５％の場合の２つのヒータの合計電流が７０４に示すような通電パターンとなれば、ヒータへの通電と非通電の切り替え回数が増加し、切り替えの周波数が高い方向へシフトすることになる。７０３では通電比率が３７．５％→２５％の切り替えにおいて６半波オン（通電）→６半波オフ（非通電）→４半波オン（通電）といった制御が行われてしまうため、この状態では通電のオンオフの周波数が８．３Ｈｚの周波数成分を有している。この周波数は人がフリッカを感じやすい周波数８．８Ｈｚに近い値である。これに対して７０４のように通電パターンを組替えれば通電のオンオフの周波数が１０Ｈｚに遷移する。このように通電のオンオフの周波数がフリッカ感度の高い８．３Ｈｚ近傍から１０Ｈｚへと遷移した事でフリッカの低減が実現される。即ち、ＣＰＵ４１１は、通電比率の変更前の所定周期分の通電パターンと通電比率の変更後の所定周期分の通電パターンとを比較して、変更後の通電比率に対応して決定した通電パターンを変更するか否かを判定する。具体的には、通電比率の変更の前後で通電或いは非通電が所定周期連続する場合に通電のオンオフの周波数が高くなる様に通電パターンを変更する。

通電パターンの入れ替え方法を具体的に説明する。図５の通電テーブルにおいて、例えば４半波を一組としてパターン入れ替えを行う場合において、次に選択される４半波のパターンとその前周期の４半波を比較する事で通電パターンの入れ替えを行うか否かが決定される。

図８を用いて通電パターンの入れ替え判定処理を説明する。図８のフローチャートはＣＰＵ４１１がＲＯＭ４１４に格納されたプログラムに基づいて実行する。

通電パターン変更ポイント６０４の次の４半波の通電パターンを決定する為にＣＰＵ４１１は変更ポイント６０４の直前の４半波（前４半波と称す）と切り替えタイミング６０４の直後の４半波（次４半波と称す）とを比較を行う。なお、前４半波の１番目〜４番目の半波をそれぞれ前第１半波〜前第４半波と称し、次４半波の１番目〜４番目の半波をそれぞれ次第１半波〜次第４半波と称す。まずＣＰＵ４１１は、変更ポイント６０４の直前の前第４半波と変更ポイント６０４の直後の次第１半波の通電量の比較を行う（ステップＳ９０１）。前述した様に、通電パターンの第ｎ半波と第ｎ＋１半波は同じ通電状態で極性が異なるので、前第４半波と次第１半波の充電量を比較するということは、前第３半波・前第４半波と次第１半波・次第２半波の通電量を比較することになる。なお、通電量の比較は上流と下流のヒータの合計電流に対して行われる。両方のヒータが非通電であれば通電量を０とし、片方のヒータが通電であれば通電量を１とし、両方のヒータが通電であれば通電量を２とする。このとき前第４半波と次第１半波の通電量が等しければ、ＣＰＵ４１１は、通電パターンの入れ替えを行う。即ち、ＣＰＵ４１１は、変更ポイント６０４の直後の次４半波のうち、１番目及び２番目の半波（次第１半波、次第２半波）と３番目及び４番目の半波（次第３半波、次第４半波）の通電パターンを入れ替える処理を行う（Ｓ９０７）。つまり通電パターンテーブルで定義されているパターンの第３→第４→第１→第２半波の順に通電制御が行われる。

ステップＳ９０１でそれぞれの通電量が等しくない場合、ＣＰＵ４１１は、前第４半波と次第４半波の通電量を比較する（ステップＳ９０２）。このとき、それぞれの通電量が等しければ、ＣＰＵ４１１は、通電パターンの入れ替え処理を行わない事を決定し、そのままの通電パターンでヒータ３０１の制御を行うステップＳ９０８）。

次にＳ９０２でそれぞれの通電量が等しくない場合、ＣＰＵ４１１は、前第１半波と次第４半波の通電量が等しいか否かを判定する（Ｓ９０３）。それぞれの通電量が等しければ、ＣＰＵ４１１は、通電パターンの入れ替え処理を行い、等しくなければステップＳ９０４へと進む。

ステップＳ９０４では、ＣＰＵ４１１は、前第１半波の通電量が次第４半波の通電量よりも大きいか否かを判定する。前第１半波の通電量が次第４半波の通電量よりも大きければ、ステップＳ９０６へ進み、大きくなければステップＳ９０５へ進む。

ステップＳ９０６では、ＣＰＵ４１１は、前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも大きいか否かを判定する。前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも大きい場合、ＣＰＵ４１１は通電パターンの入れ替えを行う。一方、前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも大きくない場合、ＣＰＵ４１１は通電パターンの入れ替え処理を行わず、そのままの通電間パターンでヒータ３０１の制御を行う。

ステップＳ９０５では、ＣＰＵ４１１は、前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも小さいか否かを判定する。前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも小さい場合、ＣＰＵ４１１は通電パターンの入れ替えを行う。一方、前第４半波の通電量が次第１半波の通電量よりも小さくない場合、ＣＰＵ４１１は、通電パターンの入れ替えを行わずに、そのままの通電パターンでヒータ３０１の制御を行う。このように、通電比率変更前の通電パターンと変更後の通電パターンにおける通電量を比較することは、通電と非通電の切り替えの周波数が所定値以下となるか否かを判断することになる。

図７の例では、通電比率変更前の前第４半波での通電量が０であり、通電比率変更後の次第１半波での通電量が０なので、ステップＳ９０１でＹｅｓとなり、ステップＳ９０７で通電パターンの入れ替えが行われる。

以上の処理によって、通電比率を維持したまま、通電／非通電の切り替え回数を増加させることができ、ヒータの通電パターンの持つ周波数成分はより高周波側へと遷移される。

入れ替え判定処理は通電比率が変更された時だけでなく、４半波分ヒータを駆動するごとにも行なっても良い。即ち、通電比率が変更された後の４半波（第１〜第４半波）と更にその次の４半波（第５〜第８半波）とが比較され、この第５〜第８半波と次の周期の第１〜第４半波とが比較される。

また、別の手法として、テーブルの切り替えを利用した手法を示す。図１０は制御順序を反転して得たテーブルである。具体的には図５のパターンを４半波ごとに区切り、各４半波に対して第１半波，第２半波と第３半波，第４半波の通電パターンの順番を入れ替えたパターンとしている。４半波毎で区切っているので、図５の第５半波，第６半波と第７半波，第８半波の通電パターンも入れ替っている。ＣＰＵ４１１は、通電パターン変更判定として図５及び図１０のテーブルを選択した場合の通電量の変化回数をそれぞれ算出し、算出結果から変化回数が多いほうのテーブルを選択することでフリッカを抑制した制御を行う事が出来る。

図９は通電比率から通電テーブルを生成した図である。図９では通電比率が５０％の場合を示している。通電比率５０％とするためには、次周期において通電期間が４半波分必要となる（９０１）。この４半波分の通電期間が連続しない様に、２半波ずつに分ける（９０４）。この様に、通電テーブルを有していない場合においても、通電比率に基づいて前通電パターンと非連続かつ、制御周期内において最大限高周波となるようなパターン９０２を生成することができる。

また、通電パターンの切り替え判定は、任意の周期Ｔで行っても良い。

また、通電パターンの周波数成分を用いて、フリッカ成分が最小となる通電パターンを選択する手法を用いても良い。図１１は、通電による周波数分布とフリッカ閾値の関係を示した図である。定着動作によってヒータを通電／非通電切り替え動作させると商用電源の周波数である５０Ｈｚ近傍までにおいて、ヒータ周波数成分１１０１の周波数分布が存在している。

さらに、１１０２のフリッカ閾値に示すように、フリッカは８．８Ｈｚにおいて最も人的感度が高い。これらのことから次周期の通電パターンによって発生する周波数成分を測定し、さらにフリッカ閾値から通電パターンを評価することで最適な通電パターンを選択する事が可能となる。

図１２は８．８Ｈｚを中心として各周波数に対する重み付けを行ったものである。測定された周波数分布に対して図１２に示す８．８Ｈｚを１とし０．５Ｈｚ〜２５Ｈｚの範囲の周波数に対し重み付けを行ったものを各周波数に適用し、加重平均によって各通電パターンを適用した場合の評価値を算出する。この評価値が最も値の低いパターンを適用する事によってフリッカの少ない通電パターンを得る事が出来る。通電比率及び通電パターンの決定手法は上述した実施形態のものを使用することができる。

１６ 定着装置
３０１ 定着ヒータ
４０１ 交流電源
４１１ ＣＰＵ
４１４ ＲＯＭ

Claims (5)

1. 交流電源からの電力供給を受けて加熱される加熱手段と、
   前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
   前記加熱手段へ供給する交流の通電比率ごとに、通電と非通電のパターンを表わす通電パターンを記憶したメモリと、
   前記温度検知手段により検知された温度に基づいて前記交流電源から前記加熱手段への交流の通電比率を決定し、前記メモリを参照して前記加熱手段への通電パターンを決定する電力制御手段と、を有し、
   前記電力制御手段は、通電比率を変更する場合、通電比率の変更前の通電パターンに通電比率の変更後の通電パターンを連結させた連結通電パターンにおいて通電或いは非通電が所定周期連続するならば、当該連結通電パターンにおける通電或いは非通電が所定周期連続しないように通電比率の変更後の通電パターンを変更することを特徴とする通電制御装置。
2. 前記電力制御手段は、交流の２半波×ｎ（ｎは自然数）の周期ごとに通電パターンの変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の通電制御装置。
3. 前記電力制御手段は、通電比率の変更後の通電パターンにおいて、前記加熱手段を最初に通電とするタイミングと、前記加熱手段を最初に非通電とするタイミングとを入れ替えることを特徴とする請求項１に記載の通電制御装置。
4. 前記メモリは、前記通電パターンにおける前記加熱手段を最初に通電するタイミングと、前記通電パターンにおける前記加熱手段を最初に非通電とするタイミングとを入れ替えた他のパターンを表す他の通電パターンを記憶しており、
   前記電力制御手段は、前記連結通電パターンにおける通電或いは非通電が所定周期連続するならば、前記メモリを参照して通電比率の変更後の通電パターンを当該通電比率に応じた他の通電パターンに変更することを特徴とする請求項１に記載の通電制御装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の通電制御装置を用いた画像形成装置であり、
   シートにトナー像を形成する像形成手段と、
   前記シートに形成されたトナー像を当該シートに定着するために交流電源からの電力供給を受けて加熱される前記加熱手段を備えた定着手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。