JP5321380B2 - ヒータ制御装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ヒータの点灯を制御するヒータ制御装置、画像形成装置およびプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着ヒータには、ハロゲンヒータが広く用いられている。ハロゲンヒータは、ヒータの中でも特に低温時に突入電流を発生しやすい特性があり、また定常的な消費電流も大きい。このためヒータ点灯タイミングと同期して商用電源の電圧降下を発生し蛍光灯などの照明器具がちらつく原因となっている。

これに対し、人間の目に敏感に感じるとされるちらつきの周波数帯（８．８〜１０Ｈｚ）に対し、ヒータの点灯制御が約１０Ｈｚ帯域のスイッチングにならないように、または周波数成分が極力小さくなるように、ちらつきの対象となる周波数に近い１０半波長（１００ｍｓ）周期の半波サイクル単位で点灯パターンを制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、フリッカ、高調波電流および雑音端子電圧規制の問題に対応している。

さらに、突入電流の抑制を目的として、上述の高周波点灯パターンの直前に半波長の一部のみヒータをオンし、徐々にオン時間を長くする位相制御（ソフトスタート）を導入する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、１０半波長周期の半波サイクル単位での点灯パターンのヒータ制御においては、点灯デューティ（点灯比率）によるフリッカレベルの差が生じており、低デューティ（１０〜３０％付近）では、中デューティ（４０〜６０％付近）と比較し周波数特性が劣っておりフリッカレベルが悪い傾向にあることがわかっている。

このため、本点灯中のごく短時間（数１０ｍｓｅｃ）の消灯期間に起因する突入電流を抑制することができず、消灯期間が数半波以上続く低デューティにおいては、フリッカレベルの改善があまり見込まれないという問題があった。さらに、低デューティにおいては点灯回数が少なく、周波数成分の改善（高周波化）も行えないという問題があった。また、本点灯中に上述の位相制御を利用した場合には、高調波電流、雑音端子電圧の特性を極端に悪化させてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、点灯比率が低い場合においても、高調波電流、雑音端子電圧のレベル悪化を抑制しつつ、フリッカレベルを改善することのできるヒータ制御装置、画像形成装置およびプログラム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、本発明は、ヒータ制御装置であって、ヒータにより加熱される加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータに交流電圧を印加する交流電源と、前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定手段と、所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内の前記交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段と、決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出手段と、抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当手段と、一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の形態は、画像形成装置であって、ヒータにより加熱される加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータに交流電圧を印加する交流電源と、前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定手段と、所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内の前記交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段と、決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出手段と、抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当手段と、一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の形態は、ヒータ制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記コンピュータは、所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内のヒータに印加される交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段を備え、前記コンピュータに、前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定ステップと、決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定ステップで決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出ステップと、抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当ステップと、一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御ステップとを前記コンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、点灯比率が低い場合においても、高調波電流、雑音端子電圧のレベル低下を抑制しつつ、フリッカレベルを改善することのできるという効果を奏する。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０の全体構成を示すブロック図である。 図２は、点灯パターンを模式的に示す図である。 図３は、画像形成装置１０によるヒータ制御処理を示すフローチャートである。 図４は、一部点灯割当部１１５により一部点灯が割り当てられた４０％点灯パターンの一例を示す図である。 図５−１は、一部点灯の半波長に対する割合の算出方法を説明するための図である。 図５−２は、一部点灯の半波長に対する割合の算出方法を説明するための図である。 図６は、一部点灯が割り当てられた６０％点灯パターンの一例を示す図である。 図７は、一部点灯が割り当てられた点灯パターンの一例を示す図である。 図８は、一部点灯が割り当てられた点灯パターンの一例を示す図である。 図９は、一部点灯が割り当てられた点灯パターンの一例を示す図である。 図１０は、一部点灯が割り当てられた点灯パターンの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるヒータ制御装置、画像形成装置およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる画像形成装置１０の全体構成を示すブロック図である。画像形成装置１０は、画像形成装置１０に設けられた定着ユニット等のヒータを制御するヒータ制御装置を含んでいる。具体的には、画像形成装置１０は、メイン電源１００と、制御基板１１０とを主に備えている。さらに、画像形成装置１０は、さらに、定着ユニット１２０と、電源ＳＷ１４１と、ドアＳＷ１４２と、トライアック（ＴＲＩ）１４３とを備えている。

制御基板１１０は、画像形成装置１０全体を制御する。制御基板１１０は、不図示のＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、入出力インターフェイスがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。

制御基板１１０は、メイン電源１００と、定着ユニット１２０の間に設けられたＴＲＩ１４３や電磁リレー１０６のオン／オフを制御することにより、定着ユニット１２０のハロゲンヒータ１２１の温度制御やオン／オフの制御を行う。なお、ハロゲンヒータ１２１にかえて、セラミックヒータなど他のヒータを用いてもよい。

定着ユニット１２０のハロゲンヒータ１２１の近傍に配置されたサーミスタ１２２は、ハロゲンヒータ１２１の表面温度を検知する。制御基板１１０は、サーミスタ１２２が検知した表面温度をＡ／Ｄ変換して、ハロゲンヒータ１２１の表面温度を検知する。制御基板１１０は、この表面温度が安定するようＴＲＩ１４３や電磁リレー１０６のオン／オフを制御する。

画像形成装置１０の電源ＳＷ１４１がオンになると、ＡＣ電源１０１から供給された電流はフィルタ１０２でノイズ除去された後、整流ダイオード１０３及び平滑コンデンサ１０４で平滑化され、ＤＤＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｏｗｎ Ｃｏｎｖｅｔｅｒ）１０５に供給される。ＤＤＣ１０５は、スイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータであり、定電圧Ｖｃｃを制御基板１１０に、２４Ｖを電磁リレー１０６に供給する。

電磁リレー１０６は、画像形成装置１０のドアＳＷ１４２がオンになるとスイッチ１０７をオンにすると共に、制御基板１１０を介して、定着ユニット１２０をオフにすることができる。すなわち、定着ユニット１２０の安全装置となる。

ゼロクロス検知回路１０８は、ＡＣ電源１０１のゼロクロス点を検出する。制御基板１１０は、このゼロクロス点に応じてＴＲＩ１４３をオン／オフする。スイッチ１０７がオンの場合、ゼロクロス検知回路１０８に供給される交流電流は、半波長毎に電圧がゼロ近くになる。このため、ゼロクロス検知回路１０８のトランジスタがオン電圧を保持できなくなる。ゼロクロス検知回路１０８は、このトランジスタの状態を検知してゼロクロス信号を制御基板１１０に出力する。

制御基板１１０は、点灯パターン記憶部１１１と、制御部１１２とを有している。制御部１１２は、交流電圧の半波長を１単位として、ハロゲンヒータ１２１への通電のオンオフを制御する間引き制御を行う。制御部１１２はまた、半波長の一部のみオンとする位相制御と間引き位相制御とを組み合わせた間引き位相制御を行う。なお、間引き位相制御については後述する。制御部１１２は、具体的には、点灯パターン記憶部１１１に記憶されている点灯パターンに従いハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する。

点灯パターン記憶部１１１は、点灯パターンを記憶している。点灯パターンは、制御周期単位のハロゲンヒータ１２１の点灯パターンである。制御周期とは、制御基板１１０が制御するＡＣ電源１０１の電圧周期であり、予め定められた長さの周期である。本実施の形態においては、制御周期を１０半波長とする。これに対応し、点灯パターン記憶部１１１に記憶されている点灯パターンは、１０半波長を単位として設定されている。

図２は、点灯パターンを模式的に示す図である。点灯パターン記憶部１１１は、各点灯デューティに対応付けられた点灯パターンを記憶している。ここで、点灯デューティとは、ハロゲンヒータ１２１の点灯比率である。本実施の形態においては、点灯デューティ１０％間隔で１０の点灯パターンが記憶されている。図２において、斜線で示す半波長がハロゲンヒータ１２１の点灯に相当する領域である。例えば、点灯デューティ３０％においては、１０半波長のうち所定の３半波長においてハロゲンヒータ１２１の点灯が設定されている。このように、点灯パターン記憶部１１１に記憶されている点灯パターンは、ハロゲンヒータ１２１の点灯期間を半波長単位で間引く間引きパターンである。この間引きパターンによるハロゲンヒータ１２１の点灯制御を間引き制御と称する。

本実施の形態にかかる点灯パターン記憶部１１１が記憶する点灯パターンは、いずれも１０Ｈｚ前後の周波数帯域を回避するような点灯パターンである。すなわち、フリッカを回避するように全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンである。なお、本実施の形態においては、点灯デューティ１０％については、２０半波長を制御周期とする半波制御パターンが記憶されている。

図１の制御部１１２は、点灯デューティ決定部１１３と、点灯パターン抽出部１１４と、一部点灯割当部１１５と、点灯制御部１１６とを有している。点灯デューティ決定部１１３は、サーミスタ１２２により検出されたハロゲンヒータ１２１の表面温度と目標温度に基づいて点灯デューティを決定する。

点灯パターン抽出部１１４は、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティが予め設定された閾値以下である場合には、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティよりも大きい点灯デューティに対応付けられている点灯パターンを点灯パターン記憶部１１１から抽出する。本実施の形態においては、閾値を３０％とする。なお、閾値は、任意の値であればよく、実施の形態に限定されるものではない。

点灯デューティが閾値未満である場合に抽出される点灯パターンは予め設定されているものとする。本実施の形態においては、点灯デューティが１０％と決定された場合には、周波数特性に優れている４０％の点灯パターンを抽出するよう設定されているものとする。ただし、抽出される点灯パターンは４０％に限定されるものではなく、閾値以上の他の点灯デューティの点灯パターンであってもよい。

一方、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティが閾値よりも大きい場合には、点灯パターン抽出部１１４は、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティに対応付けられている点灯パターンを抽出する。

一部点灯割当部１１５は、点灯パターン抽出部１１４が点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティよりも大きい点灯デューティに対応付けられている点灯パターンを点灯パターン記憶部１１１から抽出した場合に、点灯パターン抽出部１１４により抽出された点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、全点灯に替えて一部点灯を割り当てる。ここで、一部点灯とは、半波長のうち一部の期間のみハロゲンヒータ１２１を点灯させるものである。すなわち、一部点灯は、交流電圧の位相を変化させる制御である。

一部点灯割当部１１５により得られた点灯パターンは、間引きパターンに一部点灯が割り当てられたパターンであり、この点灯パターンによるハロゲンヒータ１２１の点灯制御を間引き位相制御と称する。

点灯制御部１１６は、点灯パターン抽出部１１４により抽出された点灯パターンまたは一部点灯割当部１１５により一部点灯が割り当てられた点灯パターンに基づいて、ハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する。

図３は、画像形成装置１０によるヒータ制御処理を示すフローチャートである。まず、点灯デューティ決定部１１３は、点灯デューティを決定する（ステップＳ１００）。点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティが閾値（３０％）以下である場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、点灯デューティ決定部１１３は、決定された点灯デューティよりも高い点灯デューティに対応付けられている点灯パターンを点灯パターン記憶部１１１から抽出する（ステップＳ１０４）。なお、本実施の形態においては、４０％の点灯パターンを抽出する。次に、一部点灯割当部１１５は、点灯パターン抽出部１１４により抽出された点灯パターンのうち全点灯が割り当てられている半波長に対し一部点灯を割り当てる（ステップＳ１０６）。次に、点灯制御部１１６は、一部点灯割当部１１５により一部点灯が割り当てられた点灯パターンに従いハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する（ステップＳ１２０）。

一方、ステップＳ１０２において、点灯デューティが閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、点灯パターン抽出部１１４は、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティに対応付けられている点灯パターンを点灯パターン記憶部１１１から抽出する（ステップＳ１１０）。そして、点灯制御部１１６は、点灯パターン抽出部１１４により抽出された点灯パターンに従いハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する（ステップＳ１２０）。以上でヒータ制御処理が完了する。

図４は、一部点灯割当部１１５により一部点灯が割り当てられた点灯パターンの一例を示す図である。点灯デューティ決定部１１３により点灯デューティが１０％と決定された場合には、点灯パターン抽出部１１４は４０％の点灯パターンを点灯パターン記憶部１１１から抽出する。そして、一部点灯割当部１１５は、図４に示すように、４０％の点灯パターンのうち全点灯が割り当てられた半波長に対し、全点灯にかえて一部点灯を割り当てる。

点灯デューティが低い場合には、制御周期内においてハロゲンヒータ１２１が点灯する期間が短くなる。このため、点灯パターン記憶部１１１に記憶されている点灯パターンを用いた点灯制御を行った場合には、消灯期間が継続することに起因した突入電流の増加が問題となる。

これに対し、本実施の形態にかかる画像形成装置１０においては、点灯デューティにより定まる１または２以上の半波長分の点灯を複数の半波長の一部点灯に分割して制御周期内に割り当てることにより消灯期間を短くすることとした。さらに、一部点灯を割り当てる半波長については、点灯パターン記憶部１１１に記憶されている点灯パターンに従うこととした。これにより、突入電流の増加を抑制し、フリッカを低減させることができる。

次に、一部点灯を割り当てる処理について説明する。本実施の形態にかかる一部点灯割当部１１５は、点灯パターンに割り当てられた複数の一部点灯による点灯電力の総和が、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティから定まる点灯電力の総和と等しくなるように、半波長における点灯の割合を定める。さらに、各一部点灯における点灯電力が等しくなるようにする。

図５−１および図５−２を参照しつつ、１０％の点灯デューティを４０％の点灯パターンに割り当てる例について説明する。図５−１に示す、１０％の点灯デューティに相当する１半波長分の全点灯の電力量は、式（１）により算出される。式（１）中、ＶはＡＣ電源電圧の実行値、ａ、ｂはゼロクロスのタイミングを示している。θ（ｒａｄ）は、時刻ａ，ｂにおいてｓｉｎ波と交わるところの位相角である。

４０％の点灯パターンに一部点灯を割り当てる場合には、図５−２に示すように、点灯パターンには４つの一部点灯が割り当てられる。４つの一部点灯の期間をｃ−ｄ、ｅ−ｆ、ｇ−ｈおよびｉ−ｊとした場合、４つの一部点灯の点灯電力の総和は、式（２）により算出される。したがって、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティから定まる点灯電力量の総和と、点灯パターンに割り当てられた複数の一部点灯による点灯電力の総和を等しくするには、式（１）と式（２）の電力量が等しくなるように、各期間を定めればよい。

さらに、本実施の形態においては、図５−２に示す４つの一部点灯期間が同一期間となるように、各期間を定めることとする。

このように、本実施の形態にかかる画像形成装置１０は、制御周期当たりの点灯回数を増加させつつ、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティにより定まる点灯電力を実現するので、所望の電力供給を維持することができる。

さらに、本実施の形態においては、各一部点灯の期間を同一とする、すなわち均等な一部点灯を割り当てることにより、各一部点灯の点灯電力量を一定とすることにより、連続点灯時の電圧降下に差異が生じないので、電圧変動を抑制することができ、フリッカレベルを改善することができる。また、このように、各一部点灯の期間を同一期間とすることにより、制御の簡素化を図ることができる。

以上のように、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０によれば、決定された点灯デューティが低い場合には、フリッカを回避するように設定された点灯パターンに、必要な点灯デューティ分の点灯を一部点灯として割り当てることにより、高調波電流、雑音端子電圧のレベル低下を抑制しつつ、フリッカレベルを改善することができる。

なお、半波長の一部に点灯を割り当てる位相制御においては、高調波電流や雑音端子電圧のレベル悪化が問題となる。これに対し、本実施の形態においては、例えば４０％点灯パターンにおける全点灯の期間のみ位相制御とするように、位相制御回数を間引くこととしたので、高調波電流や雑音端子電圧のレベル悪化を抑制することができる。

本実施の形態の第１の変更例について説明する。本実施の形態にかかる画像形成装置１０においては、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティが３０％以下である場合に、一部点灯を割り当てる点灯パターンを４０％の点灯パターンとしたが、これにかえて６０％の点灯パターンとしてもよい。図６は、６０％の点灯デューティに１半波長１０％点灯デューティ分の一部点灯を割り当てた点灯パターンを示す図である。

６０％点灯パターンは、４０％点灯パターンに比べて点灯の割合が多いことから、高調波電流や雑音端子電圧のレベルは悪化させるものの、突入電流を低減させることができる。したがって、装置の特性等に基づいて、４０％と６０％のうちいずれの点灯パターンを抽出することとするかを設定するのが好ましい。

例えばハロゲンヒータ１２１の定格電力が比較的大容量であり、フリッカレベルの改善が優先される場合には、点灯回数を多くし、一点灯当たりの電力供給を少なくするのが好ましい。したがって、この場合には６０％の点灯パターンを用いるのが有効である。

一方で、ハロゲンヒータ１２１の定格電力が比較的小容量であり、高調波電流および雑音端子電圧のレベル悪化の抑制が優先される場合には、点灯回数を減らし、位相制御の回数を抑えるのが好ましい。したがって、この場合には４０％の点灯パターンを用いるのが有効である。

また、第２の変更例としては、点灯パターン抽出部１１４は、点灯デューティ決定部１１３により決定された点灯デューティが閾値である３０％以下である場合に、一部点灯を割り当てる点灯パターンを、決定された点灯デューティに応じて異ならせてもよい。例えば、点灯デューティ１０％と決定された場合には、４０％の点灯パターンを抽出し、点灯デューティ２０％と決定された場合には、６０％の点灯パターンを抽出することとしてもよい。またこれとは逆に、点灯デューティ１０％および２０％と決定された場合に、それぞれ６０％および４０％の点灯パターンを抽出してもよい。

また、第３の変更例としては、一部点灯割当部１１５が、決定された点灯パターンに割り当てる複数の一部点灯の電力量を異ならせてもよい。例えば、図７に示すように、一部点灯割当部１１５は、点灯パターンの先頭から最後尾にかけて徐々に点灯電力が大きくなるような複数の一部点灯を割り当ててもよい。これにより、ハロゲンヒータ１２１の点灯時の電圧変動を抑制することができる。

また、他の例としては、図８に示すように、一部点灯割当部１１５は、点灯パターンの先頭から最後尾にかけて徐々に点灯電力が小さくなるような複数の一部点灯を割り当ててもよい。これにより、ハロゲンヒータ１２１の消灯時の電圧変動を抑制することができる。

また、他の例としては、図９または図１０に示すように、一部点灯割当部１１５は、一部点灯だけでなく全点灯を割り当ててもよい。なお、このように、複数の一部点灯の電力量を異ならせる場合においても、点灯パターンに割り当てられた複数の一部点灯の点灯電力量の総和が決定されたデューティにより定まる電力量と等しくなるよう、各一部点灯の期間を決定することとする。

また、第４の変更例としては、一部点灯割当部１１５は、比較的長期の制御として、ハロゲンヒータ１２１の点灯開始後の一定期間においては図７に示すように、徐々に点灯電力が増加するような点灯パターンを割り当て、その後は、図４や図６に示すように一定の点灯電力の点灯パターンを割り当て、ハロゲンヒータ１２１の消灯前の一定期間においては、図８に示すように、徐々に点灯電力が減少するような点灯パターンを割り当てることとしてもよい。

本実施の形態の画像形成装置は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置とを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

本実施形態の画像形成装置で実行されるヒータ制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の画像形成装置で実行されるヒータ制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像形成装置で実行されるヒータ制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施形態のヒータ制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本実施の形態の画像形成装置で実行されるヒータ制御プログラムは、上述した各部（点灯デューティ決定部、点灯パターン抽出部、一部点灯割当部、点灯制御部）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体からヒータ制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置は、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機であってもよく、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

１０ 画像形成装置
１００ メイン電源
１０１ ＡＣ電源
１０２ フィルタ
１０３ 整流ダイオード
１０４ 平滑コンデンサ
１０６ 電磁リレー
１０７ スイッチ
１０８ ゼロクロス検知回路
１１０ 制御基板
１１１ 点灯パターン記憶部
１１２ 制御部
１１３ 点灯デューティ決定部
１１４ 点灯パターン抽出部
１１５ 一部点灯割当部
１１６ 点灯制御部
１２０ 定着ユニット
１２１ ハロゲンヒータ
１２２ サーミスタ
１４１ 電源ＳＷ
１４２ ドアＳＷ
１４３ ＴＲＩ

特許第３３１６１７０号公報 特開２００４−２１２５１０号公報

Claims (19)

1. ヒータにより加熱される加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、
   前記ヒータに交流電圧を印加する交流電源と、
   前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定手段と、
   所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内の前記交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段と、
   決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出手段と、
   抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当手段と、
   一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御手段と
   を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
2. 前記点灯パターンは、５半波長または５半波長の整数倍の制御周期を単位とするパターンであることを特徴とする請求項１に記載のヒータ制御装置。
3. 前記一部点灯割当手段は、複数の半波長それぞれにおける点灯電力が等しくなるような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ制御装置。
4. 前記一部点灯割当手段は、複数の半波長の点灯電力が前記点灯パターンの先頭から最後尾にかけて増加するような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ制御装置。
5. 前記一部点灯割当手段は、複数の半波長の点灯電力が前記点灯パターンの先頭から最後尾にかけて減少するような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ制御装置。
6. 前記点灯パターン抽出手段は、５０％よりも大きい前記点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータ制御装置。
7. 前記点灯パターン抽出手段は、５０％よりも小さい前記点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のヒータ制御装置。
8. 前記一部点灯割当手段は、一部点灯割り当て後の前記点灯パターンにおける点灯電力の総和と、一部点灯割り当て前の前記点灯パターンにおける点灯電力の総和が等しくなるような一部点灯を割り当てることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のヒータ制御装置。
9. 前記一部点灯割当手段は、前記ヒータの点灯開始から第１時間前記点灯電力が増加し、前記ヒータを消灯までの第２時間前記点灯電力が減少し、前記第１時間経過後、前記第２時間経過前の時間においては、前記点灯電力が等しくなるような一部点灯を割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載のヒータ制御装置。
10. ヒータにより加熱される加熱対象物の温度を検出する温度検出手段と、
    前記ヒータに交流電圧を印加する交流電源と、
    前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定手段と、
    所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内の前記交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段と、
    決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出手段と、
    抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当手段と、
    一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御手段と
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. ヒータ制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記コンピュータは、
    所定の制御周期を単位とするパターンであって、フリッカを回避するように、前記制御周期内のヒータに印加される交流電圧の半波長に全点灯または全消灯が割り当てられた点灯パターンを記憶する点灯パターン記憶手段を備え、
    前記コンピュータに、
    前記加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、前記ヒータの点灯比率を決定する点灯比率決定ステップと、
    決定された前記点灯比率が閾値以下である場合に、前記点灯パターン記憶手段において、前記点灯比率決定ステップで決定された前記点灯比率よりも高い点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出する点灯パターン抽出ステップと、
    抽出された前記点灯パターンにおいて全点灯が割り当てられている半波長に対し、前記全点灯にかえて一部点灯を割り当てる一部点灯割当ステップと、
    一部点灯が割り当てられた前記点灯パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御する点灯制御ステップと
    を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 前記点灯パターンは、５半波長または５半波長の整数倍の制御周期を単位とするパターンであることを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
13. 前記一部点灯割当ステップでは、複数の半波長それぞれにおける点灯電力が等しくなるような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１１または１２に記載のプログラム。
14. 前記一部点灯割当ステップでは、複数の半波長の点灯電力が前記点灯パターンの先頭から最後尾にかけて増加するような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１１または１２に記載のプログラム。
15. 前記一部点灯割当ステップでは、複数の半波長の点灯電力が前記点灯パターンの先頭から最後尾にかけて減少するような一部点灯を前記複数の半波長に割り当てることを特徴とする請求項１１または１２に記載のプログラム。
16. 前記点灯パターン抽出ステップでは、５０％よりも大きい前記点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載のプログラム。
17. 前記点灯パターン抽出ステップでは、５０％よりも小さい前記点灯比率に対応付けられている前記点灯パターンを抽出することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか一項に記載のプログラム。
18. 前記一部点灯割当ステップでは、一部点灯割り当て後の前記点灯パターンにおける点灯電力の総和と、一部点灯割り当て前の前記点灯パターンにおける点灯電力の総和が等しくなるような一部点灯を割り当てることを特徴とする請求項１１から１７のいずれか一項に記載のプログラム。
19. 前記一部点灯割当ステップは、前記ヒータの点灯開始から第１時間前記点灯電力が増加し、前記ヒータを消灯までの第２時間前記点灯電力が減少し、前記第１時間経過後、前記第２時間経過前の時間においては、前記点灯電力が等しくなるような一部点灯を割り当てることを特徴とする請求項１１または１２に記載のプログラム。

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