JP6304131B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
従来、用紙にトナーを付着させて画像を形成する画像形成部と、トナーが付着した用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる画像定着部とを備えた画像形成装置が知られている。画像定着部としては、ヒーターを内蔵した加熱ローラーを含むローラー対のニップ部で用紙を加熱及び加圧するものや、上記加熱ローラーに定着ベルトを張架し当該定着ベルトを介して用紙を加熱及び加圧するものがある。
加熱ローラーのヒーターとしては、通常、ハロゲンヒーターなどの大きな突入電流が生じ得るものが使用される。このため、上記の画像形成装置は、ヒーターへの通電開始時など、消費電力が急激に変化する際の突入電流に起因する電源電圧の変動により所定の規格値を上回るフリッカーを発生させてしまう場合がある。これに対し、特許文献１には、交流電源の電圧波形の半周期を単位としてヒーターに通電を行う期間のデューティー比を逓増させる半波制御を行うことでヒーターの消費電力が変化する際の変化量を小さくしてフリッカーの発生を抑制する技術が開示されている。
しかしながら、ヒーターの定格電力が大きい場合には、交流電源の電圧波形の半周期を単位とした通電期間の制御では消費電力が変化する際の変化量が十分に小さくならず、規格値を上回るフリッカーが発生するという課題がある。
また、フリッカーを抑制するために、半波制御に代えて位相制御によりヒーターの消費電力を僅かずつ逓増させるようにすると、加熱ローラー（定着部）が所望の温度に加熱されるまでに時間がかかるという問題が生じる。
また、フリッカーを抑制するために、半波制御に代えて位相制御によりヒーターの消費電力を僅かずつ逓増させるようにすると、加熱ローラー（定着部）が所望の温度に加熱されるまでに時間がかかるという問題が生じる。
この発明の目的は、ヒーターの定格電力によらず規格値を上回るフリッカーの発生を抑制しつつ、迅速に定着部の温度を上昇或いは降下させることができる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の定着装置の発明は、
記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を開始させる場合に、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターに通電を行う予備制御と、前記予備制御の実行後、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓増させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓減させる通電制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記予備制御において、前記第２のヒーターについて、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓増させ、
前記通電制御において、前記デューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させることを特徴としている。
記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を開始させる場合に、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターに通電を行う予備制御と、前記予備制御の実行後、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓増させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓減させる通電制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記予備制御において、前記第２のヒーターについて、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓増させ、
前記通電制御において、前記デューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させることを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の定着装置において、
前記制御部は、前記予備制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓増させることを特徴としている。
前記制御部は、前記予備制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓増させることを特徴としている。
また、上記目的を達成するため、請求項３に記載の定着装置の発明は、
記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を終了させる場合に、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓減させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓増させる通電制御と、前記通電制御の実行後、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターの通電を終了させる通電終了制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記通電制御において、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させ、
前記通電終了制御において、前記第２のヒーターについて前記デューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴としている。
記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を終了させる場合に、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓減させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓増させる通電制御と、前記通電制御の実行後、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターの通電を終了させる通電終了制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記通電制御において、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させ、
前記通電終了制御において、前記第２のヒーターについて前記デューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴としている。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の定着装置において、
前記制御部は、前記通電終了制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴としている。
前記制御部は、前記通電終了制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴としている。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置において、
前記フリッカー値は、短時間フリッカー値であり、前記規格値は、１であることを特徴としている。
前記フリッカー値は、短時間フリッカー値であり、前記規格値は、１であることを特徴としている。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置において、
前記フリッカー値は、長時間フリッカー値であり、前記規格値は、０．６５であることを特徴としている。
前記フリッカー値は、長時間フリッカー値であり、前記規格値は、０．６５であることを特徴としている。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の定着装置において、
前記第１のヒーターは、ハロゲンヒーターであることを特徴としている。
前記第１のヒーターは、ハロゲンヒーターであることを特徴としている。
また、上記目的を達成するため、請求項８に記載の画像形成装置の発明は、
記録媒体に色材を付着させて画像を記録する画像形成部と、
請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴としている。
記録媒体に色材を付着させて画像を記録する画像形成部と、
請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴としている。
本発明に従うと、ヒーターの定格電力によらず規格値を上回るフリッカーの発生を抑制しつつ、迅速に加熱ローラーの温度を上昇或いは降下させることができるという効果がある。
以下、本発明の定着装置及び画像形成装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態である画像形成装置１の概略構成を示す図である。
図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
画像形成装置１は、ＣＰＵ１０１（Central Processing Unit），ＲＡＭ１０２（Random Access Memory）及びＲＯＭ１０３（Read Only Memory）を有する制御部１０と、記憶部１１と、操作部１２と、表示部１３と、インターフェース１４と、スキャナー１５と、画像処理部１６と、画像形成部１７と、画像定着部１８と、搬送部１９などを備える。制御部１０は、バス２１を介して記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９と接続されている。
ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１１に記憶されている制御用プログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。
ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１０３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられても良い。
これらのＣＰＵ１０１，ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を備える制御部１０は、上述の各種制御用プログラムに従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、画像処理部１６に画像データに対する所定の画像処理を行わせて記憶部１１に記憶させる。また、制御部１０は、搬送部１９に用紙（記録媒体）を搬送させ、記憶部１１に記憶された画像データに基づいて画像形成部１７により用紙に画像を形成させる。
記憶部１１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成され、スキャナー１５により取得された画像データや、インターフェース１４を介して外部から入力された画像データ等が記憶される。なお、これらの画像データ等はＲＡＭ１０２に記憶されても良い。
操作部１２は、操作キーや表示部１３の画面に重ねられて配置されたタッチパネル等の入力デバイスを備え、これらの入力デバイスに対する入力操作を操作信号に変換して制御部１０に出力する。
表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等の表示装置を備え、画像形成システム１の状態や、タッチパネルへの入力操作の内容を示す操作画面等を表示する。
インターフェース１４は、給紙装置２、後処理装置４、外部のコンピューター、他の画像形成装置などとの間でデータの送受信を行う手段であり、例えば各種シリアルインターフェースのいずれかにより構成される。
スキャナー１５は、用紙に形成された画像を読み取り、Ｒ（赤），Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分ごとの単色画像データを含む画像データを生成して記憶部１１に記憶させる。
画像処理部１６は、例えばラスタライズ処理部、色変換部、階調補正部、ハーフトーン処理部を備え、記憶部１１に記憶された画像データに各種画像処理を施して記憶部１１に記憶させる。
画像形成部１７は、記憶部１１に記憶された画像データに基づき、用紙に画像を形成する。画像形成部１７は、Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫの色成分に各々対応する４組の露光部１７１、感光体１７２及び現像部１７３を備えている。また、画像形成部１７は、転写体１７４及び２次転写ローラー１７５を備えている。
露光部１７１は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部１７１は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体１７２上にレーザー光を照射、露光して感光体１７２上に静電潜像を形成する。現像部１７３は、露光された感光体１７２上に帯電する現像ローラーにより所定の色（Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫの何れか）のトナー（色材）を供給して、感光体１７２上に形成された静電潜像を現像する。
Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫに対応する４つの感光体１７２上に各々Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ，Ｍ，Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙装置２又は給紙トレイ２２から給紙された用紙上に転写する。詳しくは、用紙及び転写体１７４を挟持する２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙側に引き寄せられて用紙に転写される。
Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫに対応する４つの感光体１７２上に各々Ｃ，Ｍ，Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ，Ｍ，Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙装置２又は給紙トレイ２２から給紙された用紙上に転写する。詳しくは、用紙及び転写体１７４を挟持する２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙側に引き寄せられて用紙に転写される。
画像定着部１８は、トナーが転写された用紙を加熱及び加圧してトナーを用紙に定着させる定着処理を行う。
図３は、画像定着部１８の構成を示す模式図である。画像定着部１８は、定着ベルト１８１、加熱ローラー１８２、上加圧ローラー１８３、下加圧ローラー１８４及び温度センサー１８５などを備える。このうち定着ベルト１８１、上加圧ローラー１８３及び下加圧ローラー１８４により定着部が構成される。また、画像定着部１８及び制御部１０により定着装置が構成される。
定着ベルト１８１は、加熱ローラー１８２及び上加圧ローラー１８３の周囲に張架された環状のベルトである。加熱ローラー１８２は、その回転軸方向に延在する第１のヒーター１８６を備える。第１のヒーター１８６は、制御部１０による制御下で通電することにより発熱する。本実施形態では、第１のヒーター１８６として定格電力１０５０Ｗのハロゲンヒーターが用いられている。加熱ローラー１８２は、第１のヒーター１８６により加熱されたローラー表面が定着ベルト１８１と接触することにより定着ベルト１８１を加熱する。加熱ローラー１８２及び上加圧ローラー１８３は、制御部１０による制御下で図示しないモーター等の回転駆動手段により駆動されて回転することで、定着ベルト１８１を回転させる。下加圧ローラー１８４は、図示しない弾性部材により上加圧ローラー１８３の方向に付勢されて定着ベルト１８１に圧着され、定着ベルト１８１との間に定着ニップを形成しながら定着ベルト１８１の回転に伴って回転する。また、下加圧ローラー１８４は、その回転軸方向に延在する第２のヒーター１８７を備え、ローラー表面が当該第２のヒーター１８７により加熱される。第２のヒーター１８７は、制御部１０による制御下で通電することにより発熱する。本実施形態では、第２のヒーター１８７として定格電力５４０Ｗのハロゲンヒーターが用いられている。
加熱された定着ベルト１８１及び下加圧ローラー１８４は、用紙Ｐを定着ニップで挟持して図３の矢印により示される搬送方向Ｒに搬送しながら用紙Ｐを加熱及び加圧する。これにより、定着ベルト１８１及び下加圧ローラー１８４は、記録媒体Ｐ上のトナーを溶融させて定着させる。用紙Ｐと接触する際の定着ベルト１８１の温度は、例えば１８０℃以上２００℃以下の範囲とされる。従って、加熱ローラー１８２は、定着ベルト１８１の温度がこの条件を満たすように定着ベルト１８１を加熱する。
第１、第２のヒーター１８６，１８７としては、ハロゲンヒーターの他、誘導加熱ヒーターや抵抗発熱体が用いられても良い。
加熱された定着ベルト１８１及び下加圧ローラー１８４は、用紙Ｐを定着ニップで挟持して図３の矢印により示される搬送方向Ｒに搬送しながら用紙Ｐを加熱及び加圧する。これにより、定着ベルト１８１及び下加圧ローラー１８４は、記録媒体Ｐ上のトナーを溶融させて定着させる。用紙Ｐと接触する際の定着ベルト１８１の温度は、例えば１８０℃以上２００℃以下の範囲とされる。従って、加熱ローラー１８２は、定着ベルト１８１の温度がこの条件を満たすように定着ベルト１８１を加熱する。
第１、第２のヒーター１８６，１８７としては、ハロゲンヒーターの他、誘導加熱ヒーターや抵抗発熱体が用いられても良い。
搬送部１９は、用紙を挟持した状態で回転することで用紙を搬送する用紙搬送ローラーを複数備え、所定の搬送経路で用紙を搬送する。搬送部１９は、画像定着部１８により定着処理が行われた用紙の表裏を反転させて２次転写ローラー１７５へ搬送する反転機構１９１を備えている。画像形成装置１では、用紙の両面に画像を形成する場合に反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われて両面に画像が形成された後に用紙が排紙トレイ２３に排出される。用紙の片面にのみ画像を形成する場合には、反転機構１９１による用紙の表裏の反転が行われることなく片面に画像が形成された用紙が排紙トレイ２３に排出される。
次に、画像形成装置１における第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７の動作及び制御方法について説明する。
図４は、第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７の駆動回路の構成を示す模式図である。
この駆動回路は、商用の交流電源３１に並列接続された第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７と、第１、第２のヒーター１８６，１８７に各々直列に接続されたトライアック３２１，３２２と、トライアック３２１，３２２に各々並列に接続されトライアック３２１，３２２のゲートにトリガー電圧を印加するフォトトライアックカプラ３３１，３３２と、フォトトライアックカプラ３３１，３３２の発光ダイオードへの通電を各々制御するトランジスタ３４１，３４２と、交流電源３１の電圧波形におけるゼロクロスポイント（位相が０度及び１８０度であるポイント）を検出するゼロクロス検出回路３６と、を備える。このような駆動回路において、ＣＰＵ１０１は、交流電源３１の電圧波形の半波ごとに通電を制御する半波制御により第１、第２のヒーター１８６，１８７への供給電力、即ち第１、第２のヒーター１８６，１８７における消費電力を制御する。ここで、半波とは、交流電源３１の電圧波形のうち当該波形の半周期分の長さを有し位相０度及び１８０度の位置で区分される波形を言う。
この駆動回路は、商用の交流電源３１に並列接続された第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７と、第１、第２のヒーター１８６，１８７に各々直列に接続されたトライアック３２１，３２２と、トライアック３２１，３２２に各々並列に接続されトライアック３２１，３２２のゲートにトリガー電圧を印加するフォトトライアックカプラ３３１，３３２と、フォトトライアックカプラ３３１，３３２の発光ダイオードへの通電を各々制御するトランジスタ３４１，３４２と、交流電源３１の電圧波形におけるゼロクロスポイント（位相が０度及び１８０度であるポイント）を検出するゼロクロス検出回路３６と、を備える。このような駆動回路において、ＣＰＵ１０１は、交流電源３１の電圧波形の半波ごとに通電を制御する半波制御により第１、第２のヒーター１８６，１８７への供給電力、即ち第１、第２のヒーター１８６，１８７における消費電力を制御する。ここで、半波とは、交流電源３１の電圧波形のうち当該波形の半周期分の長さを有し位相０度及び１８０度の位置で区分される波形を言う。
半波制御による第１のヒーター１８６への供給電力の制御では、ＣＰＵ１０１は、ゼロクロス検出回路３６からＩ／Ｏ３５３を介してゼロクロスポイントが入力されたタイミングでＩ／Ｏ３５１を介してトランジスタ３４１のゲートにヒーターをオンさせるためのオン信号を出力する。トランジスタ３４１は、ゲートにオン信号が入力されると導通状態となり、フォトトライアックカプラ３３１の発光ダイオードに電流が流れてフォトトライアックカプラ３３１がオンする。これによりトライアック３２１のゲートにトリガー電圧が印加されてトライアック３２１が導通状態となり、トライアック３２１が次のゼロクロスポイントにおいて遮断されるまでの間、第１のヒーター１８６に交流電源３１の電圧に応じた電流が流れて第１のヒーター１８６が加熱される。これにより、第１のヒーター１８６には１つの半波と対応する期間において電圧が印加されて動作する。このようにして、ＣＰＵ１０１を含む制御部１０は、交流電源３１の電圧波形に含まれる半波のうち上記の動作が実行される半波の割合を変更することで第１のヒーター１８６への供給電力を制御する。
なお、上記では第１のヒーター１８６に係る制御について説明したが、第２のヒーター１８７に係る制御も同様にして行われる。即ち、上記の説明において第１のヒーター１８６、トライアック３２１、フォトトライアックカプラ３３１、トランジスタ３４１、Ｉ／Ｏ３５１をそれぞれ第２のヒーター１８７、トライアック３２２、フォトトライアックカプラ３３２、トランジスタ３４２、Ｉ／Ｏ３５２に置き換えることで第２のヒーター１８７に係る制御の態様となる。
ＣＰＵ１０１は、トランジスタ３４１及び３４２に対してオン信号を出力するタイミングを制御することで、第１、第２のヒーター１８６，１８７の動作を独立に制御することができる。
ＣＰＵ１０１は、トランジスタ３４１及び３４２に対してオン信号を出力するタイミングを制御することで、第１、第２のヒーター１８６，１８７の動作を独立に制御することができる。
本実施形態の画像形成装置１では、第１、第２のヒーター１８６，１８７における消費電力の変化に起因するフリッカーの発生を抑制するために、第１のヒーター１８６による加熱を開始する場合及び終了する場合において消費電力の急変を抑制する所定の加熱開始動作及び加熱終了動作が行われる。以下では、これらについて説明する。
ここで、フリッカーとは、交流電源に接続された機器に生じる突入電流などに起因して交流電源の電圧が変動し、当該交流電源に接続されている他の機器の動作が影響を受ける現象を言い、代表的な現象としては照明装置のちらつきが挙げられる。
このフリッカーの程度を示す指標（フリッカー値）としては、ＩＥＣ（国際電気標準会議）の規格（ＩＥＣ６１０００−３−３）により定められた短時間フリッカー値（Ｐｓｔ値）及び長時間フリッカー（Ｐｌｔ値）が知られている。Ｐｓｔ値は、１０分間に測定されたフリッカーの程度を示す。Ｐｓｔ値が１である場合には、５０％の人が不快と感じるちらつきが生じているとされ、ＩＥＣ規格では、Ｐｓｔ値≦１が規格値として定められている。また、Ｐｌｔ値は、Ｐｓｔ値を１２回（２時間）計測して３乗平均したものであり、ＩＥＣ規格ではＰｌｔ値≦０．６５が規格値として定められている。画像形成装置１においては、例えば、画像形成動作中ではＰｓｔ値が１以下、スタンバイ中ではＰｌｔ値が０．６５以下であることが求められる。
このフリッカーの程度を示す指標（フリッカー値）としては、ＩＥＣ（国際電気標準会議）の規格（ＩＥＣ６１０００−３−３）により定められた短時間フリッカー値（Ｐｓｔ値）及び長時間フリッカー（Ｐｌｔ値）が知られている。Ｐｓｔ値は、１０分間に測定されたフリッカーの程度を示す。Ｐｓｔ値が１である場合には、５０％の人が不快と感じるちらつきが生じているとされ、ＩＥＣ規格では、Ｐｓｔ値≦１が規格値として定められている。また、Ｐｌｔ値は、Ｐｓｔ値を１２回（２時間）計測して３乗平均したものであり、ＩＥＣ規格ではＰｌｔ値≦０．６５が規格値として定められている。画像形成装置１においては、例えば、画像形成動作中ではＰｓｔ値が１以下、スタンバイ中ではＰｌｔ値が０．６５以下であることが求められる。
定格電力１０５０Ｗのハロゲンヒーターからなる本実施形態の第１のヒーター１８６のような大容量のヒーターに対して例えば供給電力を０Ｗから最大の１０５０Ｗに急増させたり、１０５０Ｗから０Ｗに急減させたりすると、上述の規格値を超えるフリッカーが発生する。
これに対し、従来、半波制御によりヒーターへの供給電力を徐々に増大させることで供給電力の変動を抑えてフリッカーを抑制する技術が知られていた。
これに対し、従来、半波制御によりヒーターへの供給電力を徐々に増大させることで供給電力の変動を抑えてフリッカーを抑制する技術が知られていた。
図５は、従来の半波制御による第１のヒーター１８６の加熱開始動作を説明する図である。
図５（ａ）では、所定の長さを有する期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々において、３つの半波のうち第１のヒーター１８６に対して電圧が印加される半波に対応する部分が着色されて示されている。例えば、期間Ｔ１〜Ｔ４までの各期間では、３つの半波ごとに１つの半波に対応する期間において電圧が印加され、電圧印加期間のデューティー比は１／３である。同様に、期間Ｔ５〜Ｔ８におけるデューティー比は２／３、期間Ｔ９，Ｔ１０におけるデューティー比は１である。また、図５（ｂ）には、定格電力を１００％とした場合の期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々における電力消費率が示されており、期間Ｔ０では０％、期間Ｔ１〜Ｔ４では３３％、期間Ｔ５〜Ｔ９では６７％、期間Ｔ９，Ｔ１０では１００％となっている。この結果、図５（ａ）に示されるように、この従来例における第１のヒーター１８６の消費電力は、期間Ｔ０から期間Ｔ１０に亘って０Ｗ、３５０Ｗ、７００Ｗ、１０５０Ｗと３５０Ｗ刻みで逓増する。
図５（ａ）では、所定の長さを有する期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々において、３つの半波のうち第１のヒーター１８６に対して電圧が印加される半波に対応する部分が着色されて示されている。例えば、期間Ｔ１〜Ｔ４までの各期間では、３つの半波ごとに１つの半波に対応する期間において電圧が印加され、電圧印加期間のデューティー比は１／３である。同様に、期間Ｔ５〜Ｔ８におけるデューティー比は２／３、期間Ｔ９，Ｔ１０におけるデューティー比は１である。また、図５（ｂ）には、定格電力を１００％とした場合の期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々における電力消費率が示されており、期間Ｔ０では０％、期間Ｔ１〜Ｔ４では３３％、期間Ｔ５〜Ｔ９では６７％、期間Ｔ９，Ｔ１０では１００％となっている。この結果、図５（ａ）に示されるように、この従来例における第１のヒーター１８６の消費電力は、期間Ｔ０から期間Ｔ１０に亘って０Ｗ、３５０Ｗ、７００Ｗ、１０５０Ｗと３５０Ｗ刻みで逓増する。
このような従来例に対し、本実施形態では、第１のヒーター１８６による加熱動作を開始させる場合に、第１のヒーター１８６の消費電力を逓増させるとともに第２のヒーター１８７の消費電力を逓減させることにより、第１、第２のヒーター１８６，１８７に係る消費電力の合計値の変化量を抑制させる。
図６は、本実施形態の加熱開始動作を説明する図である。図６（ａ）は、第１、第２のヒーター１８６，１８７についての期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々における半波制御の態様及び消費電力を示す図であり、図６（ｂ）は、定格電力を１００％とした場合の期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々における第１、第２のヒーター１８６，１８７の電力消費率を示す図である。
この加熱開始動作では、図６（ｂ）に示されるように、まず期間Ｔ０〜Ｔ５に亘って第２のヒーター１８７の消費電力が０％から１００％まで逓増する（予備制御）。そして、期間Ｔ６〜Ｔ１０に亘って第２のヒーター１８７の消費電力が１００％から０％まで逓減するとともに、第１のヒーター１８６の消費電力が０％から１００％まで逓増する（通電制御）。
詳しくは、図６（ａ）に示されるように、まず第２のヒーター１８７が期間Ｔ１，Ｔ２において半波制御によりデューティー比１／３で動作され、期間Ｔ３，Ｔ４においてデューティー比２／３で動作され、期間Ｔ５においてデューティー比１００％で動作される。続いて、期間Ｔ６，Ｔ７では、第２のヒーター１８７のデューティー比が２／３に低減されるとともに、第１のヒーター１８６がデューティー比１／３で動作される。また、期間Ｔ８，Ｔ９では、第２のヒーター１８７のデューティー比が１／３に低減されるとともに、第１のヒーター１８６のデューティー比が２／３に増加される。そして、期間Ｔ１０では、第２のヒーター１８７の動作が停止され、第１のヒーター１８６がデューティー比１００％で動作される。
なお、期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々の長さは、互いに等しくなるように設定されても良いし、一部又は全部の期間の長さが互いに異なるように設定されても良い。各期間の長さは、例えば数百ミリ秒から数秒の範囲のうち良好なフリッカー値が得られる長さに設定される。
このように制御されることにより、期間Ｔ５から期間Ｔ６に移行する際の消費電力の増加は、第１のヒーター１８６の消費電力の増加分と第２のヒーター１８７の消費電力の減少分との差に対応する値に抑えられる。期間Ｔ７から期間Ｔ８に移行する際の消費電力及び期間Ｔ９から期間Ｔ１０に移行する際の消費電力についても同様である。
この結果、図６（ａ）に示されるように、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の合計値は、期間Ｔ５から期間Ｔ１０に亘って５４０Ｗ、７１０Ｗ、８８０Ｗ、１０５０Ｗと、１７０Ｗ刻みで逓増する。また、期間Ｔ０〜Ｔ５においても半波制御により第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させることで、消費電力は、０Ｗ、１８０Ｗ、３６０Ｗ、５４０Ｗと１８０Ｗ刻みで逓増する。
また、図６のうち期間Ｔ６〜Ｔ１０における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値（Ｐｓｔ値及び／又はＰｌｔ値）を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。また、図６のうち期間Ｔ１〜Ｔ５における第２のヒーター１８７の消費電力は、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。
なお、期間Ｔ１０の経過後に第２のヒーター１８７を再度動作させても良い。
詳しくは、図６（ａ）に示されるように、まず第２のヒーター１８７が期間Ｔ１，Ｔ２において半波制御によりデューティー比１／３で動作され、期間Ｔ３，Ｔ４においてデューティー比２／３で動作され、期間Ｔ５においてデューティー比１００％で動作される。続いて、期間Ｔ６，Ｔ７では、第２のヒーター１８７のデューティー比が２／３に低減されるとともに、第１のヒーター１８６がデューティー比１／３で動作される。また、期間Ｔ８，Ｔ９では、第２のヒーター１８７のデューティー比が１／３に低減されるとともに、第１のヒーター１８６のデューティー比が２／３に増加される。そして、期間Ｔ１０では、第２のヒーター１８７の動作が停止され、第１のヒーター１８６がデューティー比１００％で動作される。
なお、期間Ｔ０〜Ｔ１０の各々の長さは、互いに等しくなるように設定されても良いし、一部又は全部の期間の長さが互いに異なるように設定されても良い。各期間の長さは、例えば数百ミリ秒から数秒の範囲のうち良好なフリッカー値が得られる長さに設定される。
このように制御されることにより、期間Ｔ５から期間Ｔ６に移行する際の消費電力の増加は、第１のヒーター１８６の消費電力の増加分と第２のヒーター１８７の消費電力の減少分との差に対応する値に抑えられる。期間Ｔ７から期間Ｔ８に移行する際の消費電力及び期間Ｔ９から期間Ｔ１０に移行する際の消費電力についても同様である。
この結果、図６（ａ）に示されるように、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の合計値は、期間Ｔ５から期間Ｔ１０に亘って５４０Ｗ、７１０Ｗ、８８０Ｗ、１０５０Ｗと、１７０Ｗ刻みで逓増する。また、期間Ｔ０〜Ｔ５においても半波制御により第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させることで、消費電力は、０Ｗ、１８０Ｗ、３６０Ｗ、５４０Ｗと１８０Ｗ刻みで逓増する。
また、図６のうち期間Ｔ６〜Ｔ１０における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値（Ｐｓｔ値及び／又はＰｌｔ値）を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。また、図６のうち期間Ｔ１〜Ｔ５における第２のヒーター１８７の消費電力は、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。
なお、期間Ｔ１０の経過後に第２のヒーター１８７を再度動作させても良い。
図７は、本実施形態及び従来例の加熱開始動作における各期間Ｔ０〜Ｔ１０での消費電力の変化を示す図である。
図７において、実線のグラフは、図６に示される本実施形態の加熱開始動作における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の合計値の変化を示し、破線のグラフは、図５に示される従来の加熱開始動作における第１のヒーター１８６の消費電力の変化を示す。本実施形態の加熱開始動作によれば、実線のグラフにより示されるように、従来の加熱開始動作（破線のグラフ）と比較して消費電力を増大させる際の消費電力の変化量が低減される。この結果、第１、第２のヒーター１８６，１８７への突入電流の発生が抑えられ、交流電源３１の電圧の変動が抑制される。これにより、フリッカーの発生が抑制される。
図７において、実線のグラフは、図６に示される本実施形態の加熱開始動作における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の合計値の変化を示し、破線のグラフは、図５に示される従来の加熱開始動作における第１のヒーター１８６の消費電力の変化を示す。本実施形態の加熱開始動作によれば、実線のグラフにより示されるように、従来の加熱開始動作（破線のグラフ）と比較して消費電力を増大させる際の消費電力の変化量が低減される。この結果、第１、第２のヒーター１８６，１８７への突入電流の発生が抑えられ、交流電源３１の電圧の変動が抑制される。これにより、フリッカーの発生が抑制される。
具体的には、図５に示される従来例の半波制御により第１のヒーター１８６による加熱動作を開始させてＰｌｔ値を計測したところ、規格値（０．６５）を上回る０．７１となり、規格を超えるフリッカーが発生した。このように、定格電力が大きいヒーターの場合には、単純な半波制御で消費電力を逓増させてもフリッカーを十分に抑制できないという問題が生じる。
これに対し、図６に示される本実施形態に係る加熱開始動作を行ってＰｌｔ値を計測したところ、規格値（０．６５）を下回る０．４１となり、フリッカーの発生を抑制する効果が得られることが確認された。また、本実施形態の加熱開始動作によれば、第１のヒーター１８６単独で位相制御により消費電力を僅かずつ逓増させてフリッカーを抑制させる場合と比較して短時間で加熱ローラー１８２が所望の温度に加熱されることが確認された。
これに対し、図６に示される本実施形態に係る加熱開始動作を行ってＰｌｔ値を計測したところ、規格値（０．６５）を下回る０．４１となり、フリッカーの発生を抑制する効果が得られることが確認された。また、本実施形態の加熱開始動作によれば、第１のヒーター１８６単独で位相制御により消費電力を僅かずつ逓増させてフリッカーを抑制させる場合と比較して短時間で加熱ローラー１８２が所望の温度に加熱されることが確認された。
図８は、本実施形態の加熱終了動作を説明する図である。
この加熱終了動作は、図６に示される加熱開始動作を逆方向に進行させたものに相当する。即ち、図８（ｂ）に示されるように、まず期間Ｔ０〜Ｔ５に亘って第１のヒーター１８６の消費電力が１００％から０％まで逓減するとともに、第２のヒーター１８７の消費電力が０％から１００％まで逓増する（通電制御）。そして、期間Ｔ６〜Ｔ１０に亘って第２のヒーター１８７の消費電力が１００％から０％まで逓減し、第１、第２のヒーター１８６，１８７の動作が停止する。
詳しくは、図８（ａ）に示されるように、期間Ｔ０では第１のヒーター１８６がデューティー比１００％で動作され、第２のヒーター１８７は動作が停止している。続く期間Ｔ１，Ｔ２では半波制御により第１のヒーター１８６のデューティー比が２／３に低減されるとともに第２のヒーター１８７がデューティー比１／３で動作され、期間Ｔ３，Ｔ４では、第１のヒーター１８６のデューティー比が１／３に低減されるとともに、第２のヒーター１８７のデューティー比が２／３に増加される。そして、期間Ｔ５では、第１のヒーター１８６の動作が停止され、第２のヒーター１８７がデューティー比１００％で動作される。その後、第２のヒーター１８７のデューティー比が、期間Ｔ６，Ｔ７では２／３に、期間Ｔ８，Ｔ９では１／３に低減され、期間Ｔ１０では第２のヒーター１８７の動作が停止する。
また、図８のうち期間Ｔ１〜Ｔ５における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカー値（Ｐｓｔ値及び／又はＰｌｔ値）を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。また、図８のうち期間Ｔ６〜Ｔ１０における第２のヒーター１８７の消費電力は、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。
この加熱終了動作は、図６に示される加熱開始動作を逆方向に進行させたものに相当する。即ち、図８（ｂ）に示されるように、まず期間Ｔ０〜Ｔ５に亘って第１のヒーター１８６の消費電力が１００％から０％まで逓減するとともに、第２のヒーター１８７の消費電力が０％から１００％まで逓増する（通電制御）。そして、期間Ｔ６〜Ｔ１０に亘って第２のヒーター１８７の消費電力が１００％から０％まで逓減し、第１、第２のヒーター１８６，１８７の動作が停止する。
詳しくは、図８（ａ）に示されるように、期間Ｔ０では第１のヒーター１８６がデューティー比１００％で動作され、第２のヒーター１８７は動作が停止している。続く期間Ｔ１，Ｔ２では半波制御により第１のヒーター１８６のデューティー比が２／３に低減されるとともに第２のヒーター１８７がデューティー比１／３で動作され、期間Ｔ３，Ｔ４では、第１のヒーター１８６のデューティー比が１／３に低減されるとともに、第２のヒーター１８７のデューティー比が２／３に増加される。そして、期間Ｔ５では、第１のヒーター１８６の動作が停止され、第２のヒーター１８７がデューティー比１００％で動作される。その後、第２のヒーター１８７のデューティー比が、期間Ｔ６，Ｔ７では２／３に、期間Ｔ８，Ｔ９では１／３に低減され、期間Ｔ１０では第２のヒーター１８７の動作が停止する。
また、図８のうち期間Ｔ１〜Ｔ５における第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカー値（Ｐｓｔ値及び／又はＰｌｔ値）を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。また、図８のうち期間Ｔ６〜Ｔ１０における第２のヒーター１８７の消費電力は、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように設定される。
図９は、本実施形態の加熱終了動作における各期間Ｔ０〜Ｔ１０での消費電力の変化を示す図である。
図９に示されるグラフは、図７に実線で示される本実施形態の加熱開始動作に係るグラフを左右反転させたものに相当する。よって、図９のグラフの傾きの絶対値は、図７の実線のグラフの傾きの絶対値と等しい。従って、本実施形態の加熱終了動作では、加熱開始動作と同様に、消費電力を減少させる際の消費電力の変化量が低く抑えられ、第１、第２のヒーター１８６，１８７への突入電流に起因する交流電源３１の電圧の変動及びフリッカーの発生が抑制される。また、本実施形態の加熱開始動作によれば、第１のヒーター１８６単独で位相制御により消費電力を僅かずつ逓減させてフリッカーを抑制させる場合と比較して短時間で加熱ローラー１８２の温度が降下することが確認された。
図９に示されるグラフは、図７に実線で示される本実施形態の加熱開始動作に係るグラフを左右反転させたものに相当する。よって、図９のグラフの傾きの絶対値は、図７の実線のグラフの傾きの絶対値と等しい。従って、本実施形態の加熱終了動作では、加熱開始動作と同様に、消費電力を減少させる際の消費電力の変化量が低く抑えられ、第１、第２のヒーター１８６，１８７への突入電流に起因する交流電源３１の電圧の変動及びフリッカーの発生が抑制される。また、本実施形態の加熱開始動作によれば、第１のヒーター１８６単独で位相制御により消費電力を僅かずつ逓減させてフリッカーを抑制させる場合と比較して短時間で加熱ローラー１８２の温度が降下することが確認された。
次に、上述の加熱開始動作に係る加熱開始処理及び加熱終了動作に係る加熱終了処理を実行する場合の制御部１０による制御手順について説明する。
図１０は、加熱開始処理の制御手順を示すフローチャートである。
この加熱開始処理は、画像形成装置１による画像形成動作が行われる場合において、第１のヒーター１８６の動作が停止しており、かつ温度センサー１８５の測定データにより示される温度が画像定着部１８による定着を行うことが可能な下限温度を下回っている場合に実行される。
この加熱開始処理は、画像形成装置１による画像形成動作が行われる場合において、第１のヒーター１８６の動作が停止しており、かつ温度センサー１８５の測定データにより示される温度が画像定着部１８による定着を行うことが可能な下限温度を下回っている場合に実行される。
加熱開始処理が開始されると、制御部１０は、第２のヒーター１８７の消費電力を増大させる（ステップＳ１１）。即ち、制御部１０は、波数制御により第２のヒーター１８７における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分増大させる。
制御部１０は、ステップＳ１１の処理が終了してから所定時間（例えば図６の１つの期間に相当する時間）が経過すると、第２のヒーター１８７の消費電力が最大値に達しているか否かを判別する（ステップＳ１２）。第２のヒーター１８７の消費電力が最大値に達していないと判別された場合には（ステップＳ１２で“Ｎｏ”）、制御部１０は、処理をステップＳ１１に移行させる。
第２のヒーター１８７の消費電力が最大値に達していると判別された場合には（ステップＳ１２で“Ｙｅｓ”）、制御部１０は、第１のヒーター１８６の消費電力を増大させ、
第２のヒーター１８７の消費電力を減少させる（ステップＳ１３）。即ち、制御部１０は、波数制御により第１のヒーター１８６における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分減少させるとともに第２のヒーター１８７における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分増加させる。
第２のヒーター１８７の消費電力を減少させる（ステップＳ１３）。即ち、制御部１０は、波数制御により第１のヒーター１８６における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分減少させるとともに第２のヒーター１８７における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分増加させる。
制御部１０は、ステップＳ１３の処理が終了してから上記所定時間が経過すると、第１のヒーター１８６の消費電力が最大値に達しているか否かを判別する（ステップＳ１４）。第１のヒーター１８６の消費電力が最大値に達していないと判別された場合には（ステップＳ１４で“Ｎｏ”）、制御部１０は、処理をステップＳ１３に移行させる。第１のヒーター１８６の消費電力が最大値に達していると判別された場合には（ステップＳ１４で“Ｙｅｓ”）、制御部１０は、加熱開始処理を終了させる。
図１１は、加熱終了処理の制御手順を示すフローチャートである。
この加熱終了処理は、第１のヒーター１８６が動作している場合において、画像形成装置１による画像形成動作が中止される場合、或いは画像形成動作中に温度センサー１８５の測定データにより示される温度が画像定着部１８による適切な定着を行うことが可能な上限温度を上回った場合に実行される。
この加熱終了処理は、第１のヒーター１８６が動作している場合において、画像形成装置１による画像形成動作が中止される場合、或いは画像形成動作中に温度センサー１８５の測定データにより示される温度が画像定着部１８による適切な定着を行うことが可能な上限温度を上回った場合に実行される。
加熱終了処理が開始されると、制御部１０は、第１のヒーター１８６の消費電力を減少させ、第２のヒーター１８７の消費電力を増大させる（ステップＳ２１）。即ち、制御部１０は、波数制御により第１のヒーター１８６における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分増大させるとともに第２のヒーター１８７における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分減少させる。
制御部１０は、ステップＳ２１の処理が終了してから上記所定時間が経過すると、第１のヒーター１８６の消費電力が０Ｗとなっているか否かを判別する（ステップＳ２２）。第１のヒーター１８６の消費電力が０Ｗより大きいと判別された場合には（ステップＳ２２で“Ｎｏ”）、制御部１０は、処理をステップＳ２１に移行させる。
第１のヒーター１８６の消費電力が０Ｗであると判別された場合には（ステップＳ２２で“Ｙｅｓ”）、制御部１０は、第２のヒーター１８７の消費電力を減少させる（ステップＳ２３）。即ち、制御部１０は、波数制御により第２のヒーター１８７における電力供給期間のデューティー比を半波１つ分だけ減少させる。
制御部１０は、ステップＳ２３の処理が終了してから上記所定時間が経過すると、第２のヒーター１８７の消費電力が０Ｗとなっているか否かを判別する（ステップＳ２４）。第２のヒーター１８７の消費電力が０Ｗより大きいと判別された場合には（ステップＳ２４で“Ｎｏ”）、制御部１０は、処理をステップＳ２３に移行させる。第２のヒーター１８７の消費電力が０Ｗとなっていると判別された場合には（ステップＳ２４で“Ｙｅｓ”）、制御部１０は、加熱終了処理を終了させる。
なお、上記では、ステップＳ１２，Ｓ１４，Ｓ２２，Ｓ２４において制御部１０による第１のヒーター１８６又は第２のヒーター１８７の消費電力の判別結果に基づいて処理を変更する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、制御部１０が予め定められた動作シーケンスに従ってステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２３に係る処理を行うこととしても良い。
以上のように、本実施形態に係る定着装置は、用紙を加熱して当該用紙に付着したトナーを定着させる定着部（定着ベルト１８１、上加圧ローラー１８３及び下加圧ローラー１８４）と、定着部を加熱する第１のヒーター１８６と、定着部を加熱し、第１のヒーター１８６より定格電力が小さい第２のヒーター１８７と、第１のヒーター１８６による定着部の加熱を開始させる場合に、第２のヒーター１８７に通電を行う予備制御と、予備制御の実行後、第１のヒーター１８６の消費電力及び第２のヒーター１８７の消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、第１のヒーター１８６の消費電力を逓増させるとともに第２のヒーター１８７の消費電力を逓減させる通電制御とを行う制御部１０と、を備える。これにより、上記通電制御において、第１のヒーター１８６の消費電力の増加分の一部が第２のヒーター１８７の消費電力の減少分により相殺されて第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の和の変化量が低く抑えられるため、第１のヒーター１８６の定格電力によらず加熱開始動作時における第１のヒーター１８６への突入電流に起因する電源電圧の変動及びフリッカーの発生を抑制しつつ、迅速に定着部の温度を上昇させることができる。
また、制御部１０は、予備制御において、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させる。これにより、予備制御における第２のヒーター１８７への突入電流に起因する電源電圧の変動及びフリッカーの発生を抑制することができる。
また、本実施形態の定着装置は、用紙を加熱して当該用紙に付着したトナーを定着させる定着部（定着ベルト１８１、上加圧ローラー１８３及び下加圧ローラー１８４）と、定着部を加熱する第１のヒーター１８６と、定着部を加熱し、第１のヒーター１８６より定格電力が小さい第２のヒーター１８７と、第１のヒーター１８６による定着部の加熱を終了させる場合に、第１のヒーター１８６の消費電力及び第２のヒーター１８７の消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、第１のヒーター１８６の消費電力を逓減させるとともに第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させる通電制御を行う制御部１０と、を備える。これにより、上記通電制御において、第１のヒーター１８６の消費電力の減少分の一部が第２のヒーター１８７の消費電力の増加分により相殺されて第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の和が変化する際の変化量が低く抑えられるため、第１のヒーター１８６の定格電力によらず加熱終了動作時における第１のヒーター１８６への突入電流に起因する電源電圧の変動及びフリッカーの発生を抑制しつつ、迅速に定着部の温度を降下させることができる。
また、制御部１０は、通電制御を行った後に、第２のヒーター１８７の消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように第２のヒーター１８７の消費電力を逓減させる。これにより、上記通電制御後に第２のヒーター１８７への通電を中止させる場合における第２のヒーター１８７への突入電流に起因する電源電圧の変動及びフリッカーの発生を抑制することができる。
また、制御部１０は、通電制御において、交流電源の電圧波形の半周期を単位として第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７の各々に対して電圧波形を印加する期間のデューティー比を変化させる。これにより、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の逓増及び逓減に係る制御を容易に行うことができる。
また、フリッカー値は、短時間フリッカー値であり、規格値は、１である。これにより、短時間フリッカー値（Ｐｓｔ値）がＩＥＣ規格により定められた規格値以下となるようにフリッカーを抑制することができる。
また、フリッカー値は、長時間フリッカー値であり、規格値は、０．６５である。これにより、長時間フリッカー値（Ｐｌｔ値）がＩＥＣ規格により定められた規格値以下となるようにフリッカーを抑制することができる。
また、第１のヒーター１８６は、ハロゲンヒーターである。このような構成によれば、第１のヒーター１８６の加熱開始時に突入電流が生じやすい構成において第１のヒーター１８６への突入電流に起因する電源電圧の変動及びフリッカーの発生を効果的に抑制することができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、用紙にトナーを付着させて画像を記録する画像形成部３と、上記定着装置とを備える。このような構成により、第１のヒーター１８６の定格電力によらず、当該画像形成装置に接続される電源電圧の変動及びフリッカーの発生を抑制することができる。
（変形例）
次に、上記実施形態の変形例を説明する。
本変形例は、第１、第２のヒーター１８６，１８７における電力供給期間のデューティー比を位相制御により変更するものである。その他の点は、上記実施形態と同様であるので、以下では上記実施形態との相違点について説明する。
次に、上記実施形態の変形例を説明する。
本変形例は、第１、第２のヒーター１８６，１８７における電力供給期間のデューティー比を位相制御により変更するものである。その他の点は、上記実施形態と同様であるので、以下では上記実施形態との相違点について説明する。
本変形例では、ＣＰＵ１０１は、図４に示される駆動回路を用いて位相制御により第１のヒーター１８６（第２のヒーター１８７）への供給電力を制御する。即ち、ＣＰＵ１０１は、ゼロクロス検出回路３６からＩ／Ｏ３５３を介してゼロクロスポイントが入力されたタイミングから所定の期間が経過したタイミングで（即ち交流電源３１の電圧波形が所定の位相に達した時点で）Ｉ／Ｏ３５１（Ｉ／Ｏ３５２）を介してトランジスタ３４１（トランジスタ３４２）のゲートにヒーターをオンさせるためのオン信号を出力する。これにより、ＣＰＵ１０１を含む制御部１０は、交流電源３１の電圧波形に含まれる各半波のうち電圧を印加する期間の割合を変更することで第１のヒーター１８６（第２のヒーター１８７）への供給電力を制御する。
図１２は、変形例に係る加熱開始動作を説明する図である。
図１２では、電圧波形の各半波のうち電圧が印加される期間が着色されて示されている。このように、本変形例では、位相制御によって第１、第２のヒーター１８６，１８７に対する各期間における電圧印加期間のデューティー比が制御される。各期間での第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、上記実施形態と同様である。
また、加熱終了動作についても同様に、位相制御により各期間における電力供給期間のデューティー比が制御される。
図１２では、電圧波形の各半波のうち電圧が印加される期間が着色されて示されている。このように、本変形例では、位相制御によって第１、第２のヒーター１８６，１８７に対する各期間における電圧印加期間のデューティー比が制御される。各期間での第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力は、上記実施形態と同様である。
また、加熱終了動作についても同様に、位相制御により各期間における電力供給期間のデューティー比が制御される。
このように、本変形例に係る定着装置では、制御部１０は、通電制御において、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合を変更することで第１のヒーター１８６及び第２のヒーター１８７の各々に対して電圧波形を印加する期間のデューティー比を変化させる。これにより、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力の逓増及び逓減に係る制御を容易に行うことができ、また消費電力の逓増及び逓減の幅を任意に設定することができる。
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び変形例では、第１のヒーター１８６が加熱ローラー１８２内に設けられ、第２のヒーター１８７が下加圧ローラー１８４内に設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、加熱ローラー１８２内のうち回転軸方向の中央部及び両端部近傍に各々別個のヒーターを設け、これらのヒーターのうち何れかを第１のヒーターとし、他の何れかを第２のヒーターとしても良い。
また、加熱ローラー及び加圧ローラーからなるローラー対の間の定着ニップにおいて用紙Ｐを挟持して用紙Ｐを加熱及び加圧する構成とし、加熱ローラー及び加圧ローラーのうち一方に第１のヒーターを設け、他方に第２のヒーターを設けても良い。
これらの例の他にも、用紙Ｐを挟持し加圧する定着部を加熱するために画像定着部１８内に設けられた２つ以上の複数のヒーターのうち何れかを第１のヒーターとし、第１のヒーターより定格電力が小さい他の何れかのヒーターを第２のヒーターとしても良い。また、第１のヒーターが複数のヒーターから構成されていても良く、また第２のヒーターが複数のヒーターから構成されていても良い。
例えば、上記実施形態及び変形例では、第１のヒーター１８６が加熱ローラー１８２内に設けられ、第２のヒーター１８７が下加圧ローラー１８４内に設けられる構成を例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、加熱ローラー１８２内のうち回転軸方向の中央部及び両端部近傍に各々別個のヒーターを設け、これらのヒーターのうち何れかを第１のヒーターとし、他の何れかを第２のヒーターとしても良い。
また、加熱ローラー及び加圧ローラーからなるローラー対の間の定着ニップにおいて用紙Ｐを挟持して用紙Ｐを加熱及び加圧する構成とし、加熱ローラー及び加圧ローラーのうち一方に第１のヒーターを設け、他方に第２のヒーターを設けても良い。
これらの例の他にも、用紙Ｐを挟持し加圧する定着部を加熱するために画像定着部１８内に設けられた２つ以上の複数のヒーターのうち何れかを第１のヒーターとし、第１のヒーターより定格電力が小さい他の何れかのヒーターを第２のヒーターとしても良い。また、第１のヒーターが複数のヒーターから構成されていても良く、また第２のヒーターが複数のヒーターから構成されていても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、第１、第２のヒーター１８６，１８７の消費電力を４段階で変更する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、３段階又は５段階以上で変更しても良い。
また、半波制御を３つの半波を単位として行う態様に代えて、２つ又は４つ以上の半波を単位として行っても良い。
また、半波制御を３つの半波を単位として行う態様に代えて、２つ又は４つ以上の半波を単位として行っても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、加熱開始動作においてまず第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させる制御を行う例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではない。第２のヒーター１８７の定格電力が小さく消費電力を一度に増大させても規格値を超えるフリッカーを生じさせない場合には、第２のヒーター１８７の消費電力を逓増させる制御を省略し、消費電力を図６の期間Ｔ５における値まで一度に増大させるようにしても良い。
同様に、加熱終了動作において第２のヒーター１８７の消費電力を逓減させる制御を省略し、消費電力を図８の期間Ｔ５における値から０Ｗまで一度に減少させるようにしても良い。
同様に、加熱終了動作において第２のヒーター１８７の消費電力を逓減させる制御を省略し、消費電力を図８の期間Ｔ５における値から０Ｗまで一度に減少させるようにしても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、加熱開始動作において第２のヒーター１８７の電力消費率が１００％に達してから第１のヒーター１８６に対する電力供給を開始する例を用いて説明したが、これに代えて、第２のヒーター１８７の電力消費率が１００％に達する前に図６における期間Ｔ６以降の動作を行って第１のヒーター１８６に対する電力供給を開始させても良い。
同様に、図８の加熱終了動作において、期間Ｔ０から期間Ｔ５に亘って第２のヒーター１８７の電力消費率を０％から１００％に増大させる態様に代えて、１００％未満の所定の電力消費率まで増大させる態様としても良い。
同様に、図８の加熱終了動作において、期間Ｔ０から期間Ｔ５に亘って第２のヒーター１８７の電力消費率を０％から１００％に増大させる態様に代えて、１００％未満の所定の電力消費率まで増大させる態様としても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、フリッカーの規格値としてＰｓｔ値（１以下）及びＰｌｔ値（０．６５以下）を例に挙げて説明したが、これら以外の規格値が用いられても良い。フリッカーの他の規格値としては、電圧降下の大きさを示す電圧降下率ΔＶ％に視感度係数を乗じて得られるフリッカー率ΔＶ１０が挙げられる。フリッカー率ΔＶ１０の規格値は、例えば０．２３〜０．４５の範囲で適宜設定される。
また、上記実施形態及び変形例では、記録媒体として用紙を用いる例を挙げて説明したが、記録媒体としては、普通紙や塗工紙といった用紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に付着した色材を定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
１ 画像形成装置
１０ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１７ 画像形成部
１８ 画像定着部
１８１ 定着ベルト（定着部）
１８２ 加熱ローラー（定着部）
１８３ 上加圧ローラー（定着部）
１８４ 下加圧ローラー（定着部）
１８５ 温度センサー
１８６ 第１のヒーター
１８７ 第２のヒーター
３１ 交流電源
Ｐ 用紙（記録媒体）
１０ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１７ 画像形成部
１８ 画像定着部
１８１ 定着ベルト（定着部）
１８２ 加熱ローラー（定着部）
１８３ 上加圧ローラー（定着部）
１８４ 下加圧ローラー（定着部）
１８５ 温度センサー
１８６ 第１のヒーター
１８７ 第２のヒーター
３１ 交流電源
Ｐ 用紙（記録媒体）
Claims (8)
- 記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を開始させる場合に、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターに通電を行う予備制御と、前記予備制御の実行後、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓増させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓減させる通電制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記予備制御において、前記第２のヒーターについて、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓増させ、
前記通電制御において、前記デューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させることを特徴とする定着装置。 - 前記制御部は、前記予備制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓増させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
- 記録媒体を加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着部と、
前記定着部を加熱する第１のヒーターと、
前記定着部を加熱し、前記第１のヒーターより定格電力が小さい第２のヒーターと、
前記第１のヒーターによる前記定着部の加熱を終了させる場合に、前記第１のヒーターの消費電力及び前記第２のヒーターの消費電力の和が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように、前記第１のヒーターの消費電力を逓減させるとともに前記第２のヒーターの消費電力を逓増させる通電制御と、前記通電制御の実行後、前記第１のヒーターに通電を行わずに前記第２のヒーターの通電を終了させる通電終了制御とを行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記通電制御において、交流電源の電圧波形の各半周期のうち当該電圧波形の印加期間が占める割合であるデューティー比を、前記第１のヒーター及び前記第２のヒーターの各々について独立に変化させ、
前記通電終了制御において、前記第２のヒーターについて前記デューティー比を変化させて前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴とする定着装置。 - 前記制御部は、前記通電終了制御において、前記第２のヒーターの消費電力が変化する際の変化量がフリッカーの程度を示すフリッカー値を所定の規格値以下とさせる値となるように前記第２のヒーターの消費電力を逓減させることを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
- 前記フリッカー値は、短時間フリッカー値であり、前記規格値は、１であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記フリッカー値は、長時間フリッカー値であり、前記規格値は、０．６５であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の定着装置。
- 前記第１のヒーターは、ハロゲンヒーターであることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の定着装置。
- 記録媒体に色材を付着させて画像を記録する画像形成部と、
請求項１〜７の何れか一項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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