JP5397151B2 - ヒータ制御装置、画像形成装置、ヒータ制御方法およびプログラム - 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、ヒータ制御方法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、突入電流を大きく流し、立ち上がり時間が短いことが特徴であるが、突入電流が大きいため、配線インピーダンスにおいて電圧変動（フリッカ）が生じ、屋内の電灯のちらつきの原因となっている。

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１参照）。

位相制御においては、高調波電流が流れ、高調波電流や雑音端子電圧の規制値を満たさないなどの副作用が発生する。そこで、位相角(点灯タイミング)を、各規制値（雑音端子電圧、高調波電流、フリッカ）を満足する値に調整するという対策をとってきた。しかしながら、位相制御による調整評価では、規格を満足する点灯タイミングや回数等を見出す対策評価時間が長くなったり、位相制御により発生する高調波電流の抑制を目的としてチョークコイルなどフィルタ回路を大きくするための対策コストが発生したりすることが問題となっている。

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。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、点灯比率によらず、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、ヒータ制御方法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、前記点灯比率決定手段によりこれまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と、前記点灯比率決定手段により前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理手段と、前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させ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、前記点灯比率決定手段によりこれまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と、前記点灯比率決定手段により前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理手段と、前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させ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、ヒータ制御装置で実行されるヒータ制御方法であって、前記ヒータ制御装置は、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、前記ヒータの点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段とを備え、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、前記点灯比率決定ステップで、これまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を前記累積比率記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記点灯比率決定ステップで前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理ステップと、前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させる点灯制御ステップとを有することを特徴とする。

また、本発明の他の形態は、ヒータ制御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、前記ヒータの点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段とを備え、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、前記点灯比率決定ステップで、これまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を前記累積比率記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記点灯比率決定ステップで前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理ステップと、前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させ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、点灯比率によらず、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ができるという効果を奏する。

図１は、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、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。 図５は、図４に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。 図６は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。 図７は、図６に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。 図８は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置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９は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。 図１０は、図９に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。

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、ヒータ制御方法およびプログラムの一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。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、累積デューティ記憶部１１２と、制御部１１３とを有している。制御部１１３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。制御部１１３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。累積デューティ記憶部１１２は、制御部１１３により決定された点灯デューティの累積値である累積デューティを記憶する。

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。

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１１３は、設定デューティ決定部１１４と、累積デューティ管理部１１５と、点灯制御部１１６とを有している。設定デューティ決定部１１４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設定デューティを決定する。

累積デューティ管理部１１５は、設定デューティ決定部１１４により設定デューティが決定されると、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティに、設定デューティ決定部１１４により新たに決定された設定デューティを加算する。そして、加算結果を新たな累積デューティとして累積デューティ記憶部１１２に記憶する。このように、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティは、設定デューティ決定部１１４により設定デューティが決定される度に更新される。なお、累積デューティ管理部１１５はまた適宜累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティを０％または所定の値に更新する。

点灯制御部１１６は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティおよび累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティから、ハロゲンヒータ１２１の点灯制御に利用する点灯デューティを決定し、点灯デューティに基づいて、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。なお、このヒータ制御処理は、ハロゲンヒータによる定着処理が行われない、待機状態において実行されるものとする。ヒータ制御処理においては、まず、設定デューティ決定部１１４は、設定デューティを決定する（ステップＳ１００）。次に、累積デューティ管理部１１５は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティを更新する（ステップＳ１０２）。具体的には、累積デューティ管理部１１５は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティと、ステップＳ１００において新たに決定された設定デューティとを加算する。そして、加算結果を新たな累積デューティとして累積デューティ記憶部１１２に記憶する。

次に、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティと予め設定された第１閾値とを比較する。なお、本実施の形態においては、第１閾値を４０％とする。なお、第１閾値は比較的低い値であればよく、実施の形態に限定されるものではない。

累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティが第１閾値未満である場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、点灯制御部１１６は、点灯デューティを０％と決定し、この点灯デューティでハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する（ステップＳ１０６）。すなわち、ハロゲンヒータ１２１を消灯させる。さらに、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されているクリアフラグに「０」を設定し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１００に戻る。

ここで、クリアフラグは、累積デューティを「０％」クリアするか否かを示す情報であり、「０」または「１」に設定される。具体的には、クリアフラグが「１」に設定されると、累積デューティ記憶部１１２の累積デューティはクリアされ、クリアフラグが「０」のときには、累積デューティのクリアは行われない。すなわち、ステップＳ１０８においては、累積デューティ記憶部１１２の累積デューティは、クリアされず、そのまま維持される。

待機状態においては、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティと異なる点灯デューティでハロゲンヒータ１２１の点灯を制御しても、画像への影響がない。そこで、このように、待機状態において、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティ加算後の累積デューティが閾値未満である場合には、点灯デューティを０％、すなわちハロゲンヒータ１２１を点灯しないこととする。このように、低デューティ時には、ハロゲンヒータ１２１の点灯を行わないこととするので、低デューティでの点灯に起因したフリッカ等の問題を解消することができる。

一方、ステップＳ１０４において、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティが第１閾値以上である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、点灯制御部１１６は、さらに累積デューティと予め定められた第２閾値とを比較する。本実施の形態においては、第２閾値を１１０％とする。

累積デューティが第２閾値以上である場合には（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、点灯制御部１１６は、点灯デューティを１００％と決定し、この点灯デューティでハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する（ステップＳ１１２）。さらに、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されているクリアフラグに「０」を設定する（ステップＳ１１４）。すなわち、累積デューティ記憶部１１２の累積デューティのクリアを行わない。次に、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティから１００％を減じた値を新たな累積デューティとして累積デューティ記憶部１１２に記憶し（ステップＳ１１６）、ステップＳ１００に戻る。

このように、累積デューティが１００％を超えた場合には、これまでに決定された設定デューティ分の点灯として、点灯デューティ１００％でハロゲンヒータ１２１を点灯させる、すなわち全点灯させることとする。このように、高デューティで点灯させることにより、低デューティでの点灯に起因したフリッカ等の問題を解消しつつ、要求された設定デューティに応じた点灯を行うことができる。さらに、点灯分の１００％を累積デューティから減ずることにより、次回以降の点灯デューティ決定において、未点灯分の累積デューティを加味することができる。

ステップＳ１１０において、累積デューティが第２閾値未満である場合には（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されている累積デューティを点灯デューティとして、ハロゲンヒータ１２１の点灯を制御する（ステップＳ１２０）。次に、点灯制御部１１６は、累積デューティ記憶部１１２に記憶されているクリアフラグに「１」を設定する（ステップＳ１２２）。すなわち、累積デューティ記憶部１１２の累積デューティをクリアする。そして、点灯制御部１１６は、０％を新たな累積デューティとして累積デューティ記憶部１１２に記憶し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１００に戻る。

このように、累積デューティが４０％以上でありかつ１００％以下である場合には、累積デューティを点灯デューティとしてハロゲンヒータ１２１の点灯を制御することとした。これにより、このように、４０％以上の点灯デューティでハロゲンヒータ１２１を点灯させることにより、低デューティでの点灯に起因したフリッカ等の問題を解消することができる。

図４は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。設定デューティ決定部１１４は、１０半波長の周期単位で点灯デューティを決定する。図４では、１周期目で１０％、２周期目で１０％、３周期目で２０％、４周期目に７０％の設定デューティを決定した例を示している。以下、図４に示す設定デューティが決定された場合のヒータ制御処理について具体的に説明する。

まず、周期１において、設定デューティ１０％が決定されると、累積デューティは、１０％に更新される（ステップＳ１０２）。なお、累積デューティの初期値は０％とする。そして、累積デューティが４０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、点灯デューティが０％に設定され（ステップＳ１０６）、クリアフラグに「０」が設定される（ステップＳ１０８）。

周期２においては、設定デューティが再度１０％と決定され、累積デューティは、周期１において設定された１０％に今回決定された設定デューティ１０％が加算された値、すなわち２０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、周期１の場合と同様に、点灯デューティが０％に設定され（ステップＳ１０６）、クリアフラグは「０」に設定される（ステップＳ１０８）。

周期３においては、設定デューティが２０％と決定され、累積デューティは、周期２において設定された２０％に今回決定された設定デューティ２０％が加算された値、すなわち４０％に更新される（ステップＳ１０２）。さらに、累積デューティが４０％以上であり、かつ１１０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｎｏ）、点灯デューティに累積デューティ４０％が設定される（ステップＳ１２０）。さらに、クリアフラグは「１」に設定され（ステップＳ１２２）、これにより、累積デューティは、０％に更新される（ステップＳ１２４）。

周期４においては、設定デューティが７０％と決定される。このとき、累積デューティは周期３において０％にクリアされているため、累積デューティは７０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％以上であり、かつ１１０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｎｏ）、点灯デューティに累積デューティ７０％が設定される（ステップＳ１２０）。さらに、クリアフラグに「１」が設定され（ステップＳ１２２）、これにより、累積デューティは、０％に更新される（ステップＳ１２４）。

図５は、図４に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。このように、全消灯を除く低デューティを避けたハロゲンヒータ１２１の点灯制御を行うことができる。

図６は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。図６では、１周期目で３０％、２周期目で９０％、３周期目で４０％の設定デューティを決定した例を示している。以下、図６に示す設定デューティが決定された場合のヒータ制御処理について具体的に説明する。

周期１において、設定デューティ３０％と決定されると、初期値０％に今回決定された設定デューティ３０％が加算され、累積デューティは３０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、点灯デューティが０％に設定され（ステップＳ１０６）、クリアフラグは「０」に設定される（ステップＳ１０８）。

周期２において、設定デューティ９０％と決定されると、累積デューティ３０％に今回決定された設定デューティ９０％が加算され、累積デューティは１２０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが１１０％以上であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、点灯デューティは１００％に設定され（ステップＳ１１２）、クリアフラグに「０」が設定される（ステップＳ１１４）。さらに、累積デューティ１２０％から１００％を減じた値、すなわち２０％が新たな累積デューティに設定される（ステップＳ１１６）。

周期３において、設定デューティ４０％と決定されると、累積デューティ２０％に今回決定された設定デューティ４０％が加算され、累積デューティは６０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％以上であり、かつ１１０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｎｏ）、点灯デューティに累積デューティ６０％が設定される（ステップＳ１２０）。さらに、クリアフラグに「１」が設定され（ステップＳ１２２）、これにより、累積デューティは、０％に更新される（ステップＳ１２４）。

図７は、図６に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。このように、累積デューティが１１０％以上となる場合においても、低デューティを避けたハロゲンヒータ１２１の点灯制御を行うことができる。

以上のように、本実施の形態にかかる画像形成装置１０によれば、温度リップルが少なく、設定デューティと異なる値でハロゲンヒータ１２１を制御しても画像に影響が出ない待機状態においては、設定デューティとして低デューティが決定された場合には、フリッカ等の不都合が生じにくい、設定デューティと異なる点灯デューティでハロゲンヒータ１２１を制御することにより、フリッカを低減することができる。

第１の実施の形態の第１の変更例としては、ハロゲンヒータ１２１の定格が一定以上の場合に、実施の形態にかかるヒータ制御処理を行うこととしてもよい。ハロゲンヒータ１２１の定格が一定以上の場合には、突入電流増加による温度リップルが大きくなる。したがって、ハロゲンヒータ１２１の定格が例えば４００Ｗなど所定の閾値以上である場合に、上述のヒータ制御処理を行うことが特に有効である。

また、第２の変更例としては、点灯パターン記憶部１１１は、画像形成装置１０において利用されない点灯デューティ１０％、２０％および３０％の点灯パターンは記憶しなくてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態にかかる画像形成装置１０について説明する。第２の実施の形態にかかる画像形成装置１０は、累積デューティが第２閾値以上である場合においても、累積デューティが第２閾値未満である場合と同様に、累積デューティをクリアする。この点で、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０と異なっている。

図８は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置１０によるヒータ制御処理を示すフローチャートである。第２の実施の形態にかかるヒータ制御処理においては、累積点灯デューティが１１０％以上である場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、点灯デューティ１００％でハロゲンヒータ１２１の点灯を制御し（ステップＳ１１２）、さらにクリアフラグに「１」を設定し（ステップＳ１２２）、累積デューティをクリアし、０％を新たな累積デューティとして累積デューティ記憶部１１２に記憶し（ステップＳ１２４）、ステップＳ１００に戻る。

このように、第２の実施の形態にかかるヒータ制御処理においては、累積デューティが１１０％以上である場合においても、累積デューティをクリアするので、全点灯後、次回以降に決定された設定デューティを点灯デューティに反映させ易くすることができる。

図９は、設定デューティ決定部１１４により決定された設定デューティの一例と、これに対応して設定される各種データを示す図である。なお、設定デューティは、第１の実施の形態において図６を参照しつつ説明した設定デューティと同値である。

以下、図９に示す設定デューティが決定された場合のヒータ制御処理について具体的に説明する。周期１において、設定デューティ３０％と決定されると、初期値０％に今回決定された設定デューティ３０％が加算され、累積デューティは３０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、点灯デューティが０％に設定され（ステップＳ１０６）、クリアフラグは「０」に設定される（ステップＳ１０８）。

周期２において、設定デューティ９０％と決定されると、累積デューティ３０％に今回決定された設定デューティ９０％が加算され、累積デューティは１２０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが１１０％以上であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、点灯デューティは１００％に設定される（ステップＳ１１２）。さらに、クリアフラグに「１」が設定され（ステップＳ１２２）、累積デューティは０％に更新される（ステップＳ１２４）。

周期３において、設定デューティ４０％と決定されると、累積デューティは今回決定された設定デューティ４０％に更新される（ステップＳ１０２）。累積デューティが４０％以上であり、かつ１１０％未満であるため（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ、ステップＳ１１０，Ｎｏ）、点灯デューティに累積デューティ４０％が設定される（ステップＳ１２０）。さらに、クリアフラグに「１」が設定され（ステップＳ１２２）、これにより、累積デューティは、０％に更新される（ステップＳ１２４）。

図１０は、図９に示す設定デューティが決定された場合の、ハロゲンヒータ１２１の点灯パターンを示す図である。このように、第２の実施の形態におけるヒータ制御処理においても、低デューティを避けたハロゲンヒータ１２１の点灯制御を行うことができる。

以上のように、本実施の形態にかかる画像形成装置１０によれば、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０と同様に、温度リップルが少なく、設定デューティと異なる値でハロゲンヒータ１２１を制御しても画像に影響が出ない待機状態においては、設定デューティとして低デューティが決定された場合には、フリッカ等の不都合が生じにくい、設定デューティと異なる点灯デューティでハロゲンヒータ１２１を制御することにより、フリッカを低減することができる。さらに、累積デューティが１１０％以上である場合においても、累積デューティをクリアすることにより、次回以降に決定された設定デューティを点灯デューティに反映させ易くすることができる。

なお、第２の実施の形態にかかる画像形成装置１０のこれ以外の構成および処理は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置１０の構成および処理と同様である。

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 累積デューティ記憶部
１１３ 制御部
１１４ 設定デューティ決定部
１１５ 累積デューティ管理部
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

特開２００４−２１２５１０号公報 特許第３３１６１７０号公報

Claims (8)

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、
   前記点灯比率決定手段によりこれまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と、
   前記点灯比率決定手段により前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理手段と、
   前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させる点灯制御手段と
   を備えたことを特徴とするヒータ制御装置。
2. 前記累積比率管理手段は、前記点灯比率が閾値以上であって、かつ前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率の加算後の前記累積比率が１００％よりも大きい場合に、前記累積比率から１００％を減じた値を新たな累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶す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. 前記累積比率管理手段は、前記点灯比率が閾値以上であって、かつ前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率の加算後の前記累積比率が１００％よりも大きい場合に、ゼロを新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１に記載のヒータ制御装置。
4. 前記累積比率管理手段は、前記点灯比率が閾値以上であって、かつ前記点灯比率決定手段により決定された前記点灯比率の加算後の前記累積比率が１００％以下である場合に、ゼロを新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のヒータ制御装置。
5. 前記ヒータの定格が所定の閾値以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のヒータ制御装置。
6. 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、
   前記点灯比率決定手段によりこれまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と、
   前記点灯比率決定手段により前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理手段と、
   前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させる点灯制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. ヒータ制御装置で実行されるヒータ制御方法であって、
   前記ヒータ制御装置は、
   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、
   前記ヒータの点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と
   を備え、
   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、
   前記点灯比率決定ステップで、これまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を前記累積比率記憶手段に記憶する記憶ステップと、
   前記点灯比率決定ステップで前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理ステップと、
   前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させる点灯制御ステップと
   を有することを特徴とするヒータ制御方法。
8. ヒータ制御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、
   前記ヒータの点灯比率の累積値である累積比率を記憶する累積比率記憶手段と
   を備え、
   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、
   前記点灯比率決定ステップで、これまでに決定された点灯比率の累積値である累積比率を前記累積比率記憶手段に記憶する記憶ステップと、
   前記点灯比率決定ステップで前記点灯比率が決定された場合に、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率に新たに決定された前記点灯比率を加算した値を新たな前記累積比率として前記累積比率記憶手段に記憶する累積比率管理ステップと、
   前記加熱対象物による動作が行われていない待機状態であってかつ前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が予め設定された第１閾値未満の場合に前記ヒータを消灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合に前記ヒータを前記点灯比率１００％で点灯させ、前記待機状態であって、前記累積比率記憶手段に記憶されている前記累積比率が前記第１閾値以上であってかつ前記第２閾値以下である場合に前記ヒータを前記累積比率に対応する前記点灯パターンで点灯させ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。

Images