JP2010237283A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相制御と波数制御を組み合わせたヒータの電力制御において、ヒータの供給電力に応じてその制御周期を切り替えることで、各種規制への対応および外部機器への影響、特にフリッカを低減することを目的とする。
【解決手段】記録紙上にトナー像を形成する画像形成手段１１１と、トナー像を加熱して前記記録紙に定着させる定着装置１１５と、定着装置に交流電源からの電力を供給する電力供給装置とを備える画像形成装置において、前記交流電源の連続する複数の半波を１制御周期として、複数の半波のうちの一部の半波に位相制御を行い、残りの半波に波数制御を行い、前記制御周期内の各半波の位相制御の位相角および波数制御の波数を異ならせることにより定着装置へ供給される電力を制御する電力制御手段と、制御周期を２種類以上有し、画像形成の際に制御周期を切り替える制御周期の切り替え手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、トナー像を記録紙上に定着させる定着装置のヒータ電力制御方法を用いた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置において、トナー像を加熱して定着させる定着装置として、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置やセラミックヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が用いられている。

一般に、ヒータはゲート制御式半導体スイッチ等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源によりヒータに電力が供給される。定着装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられ、これにより定着装置の温度が検出され、その検出温度を基にスイッチング素子をオン／オフ制御することで、ヒータへの電力供給をオン／オフし定着装置が目標の温度になるよう温度制御される。ヒータへのオン／オフ制御は位相制御又は波数制御により行われる。

位相制御は、交流電源の１半波内の任意の位相角でヒータをオンすることでヒータに電力を供給する方式である。一方、波数制御はヒータのオン／オフを交流電源の半波単位で行う電力制御方式である。そして、従来は上記の位相制御か波数制御のどちらかを用いる場合がほとんどであった。

位相制御を選択する理由としては、照明機器のちらつき、いわゆるフリッカを抑えることが挙げられる。フリッカとは、照明機器と同一電源に接続された電気機器の負荷電流変動と配電線のインピーダンスにより交流電源に電圧変動が発生し、それにより照明機器がちらつくことである。位相制御は半波ごとに電流が流れるため、電流の変化量および変化周期が小さく、フリッカの発生を抑えることができる。一方、波数制御は交流電源の半波単位でオン／オフ制御するため位相制御よりも電流変動が大きく、フリッカが発生しやすい。

波数制御を選択する理由としては、高調波電流やスイッチングノイズの抑制が挙げられる。ヒータをオン／オフする際に生じる急激な電流変動により、高調波電流やスイッチングノイズが発生する。これらはヒータのオン／オフ制御が必ずゼロクロスポイントで行われる波数制御の方が、交流電源の半波の途中でスイッチングする位相制御よりも発生しにくいからである。この高調波電流やスイッチングノイズは、使用するＡＣ交流電源の電圧が高い方が、より大きく発生する傾向がある。

したがって、画像形成装置が使用される地域のＡＣ商用電源電圧に応じて、ヒータの制御方式は固定されるのが一般的である。例えば１００〜１２０ＶのＡＣ商用電源電圧の地域向けにはフリッカに有利な位相制御方式が、２２０Ｖ〜２４０ＶのＡＣ商用電源電圧の地域向けには高調波電流やスイッチングノイズに有利な波数制御方式が採用される。

しかし、位相制御と波数制御を組み合わせた方式を提案しているものもあり、例えば特許文献１では、複数半波を１制御周期とするうちの一部の半波を位相制御し、残りを波数制御している。これにより位相制御だけの場合に比較して高調波電流やスイッチングノイズの発生を抑えることができる。さらに、波数制御だけの場合に対してフリッカを低減することができ、ヒータへの電力制御をより多段階に制御可能としている。

特開２００３−１２３９４１号公報

昨今のプリント速度の高速化によりヒータに供給される電力は増加の一途を辿っており、また、フリッカ規制や高調波電流規制等の規制強化により、従来の位相制御や波数制御だけのヒータ電力制御では対応が困難となってきている。それに対して上記特許文献１のような位相制御と波数制御を組み合わせた制御方式は有効である。

しかし、さらなるヒータ供給電力の増加、商用交流電源電圧やヒータ抵抗値等の全てのばらつきがある状況において各種規制の対応や外部機器への悪影響を低減させることは、単純に位相制御と波数制御を組み合わせただけでは困難である。

そこで本発明では、位相制御と波数制御を組み合わせたヒータの電力制御において、ヒータの供給電力に応じてその制御周期を切り替えることで、各種規制への対応および外部機器への影響、特にフリッカを低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本出願に係る発明は以下の構成を備える。

記録紙上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記トナー像を加熱して前記記録紙に定着させる定着装置と、
前記定着装置に交流電源からの電力を供給する電力供給装置とを備える画像形成装置において、
前記交流電源の連続する複数の半波を１制御周期として、前記複数の半波のうちの一部の半波に位相制御を行い、残りの半波に波数制御を行い、前記制御周期内の各半波の位相制御の位相角および波数制御の波数を異ならせることにより前記定着装置へ供給される電力を制御する電力制御手段と、
前記制御周期を２種類以上有し、画像形成の際に前記制御周期を切り替える制御周期の切り替え手段とを有することを特徴とする画像形成装置。

本発明の画像形成装置によれば、交流電源の複数半波を１制御周期とし、そのうちの一部の半波に位相制御、残りの半波は波数制御を行う電力制御方法において、制御周期を複数有しプリント中に制御周期を切り替えることで、フリッカの低減が可能となる。

本発明における画像形成装置の構成図 本発明における定着装置の構成図 本発明における定着装置のヒータ駆動回路の構成図 本発明におけるゼロクロス回路の構成図 本発明における位相制御の説明図 本発明における波数制御の説明図 本発明におけるヒータ電力制御の第１の制御パターン 本発明におけるヒータ電力制御の第２の制御パターン 電圧変動のフリッカへの影響度を示すグラフ 実施例１における制御のフローチャート 実施例２における制御のフローチャート 実施例３における制御のフローチャート

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１に本発明における画像形成装置の構成を示す。給紙カセット１０１に積載された記録紙はピックアップローラ１０２によって１枚だけ給紙カセット１０１から送出され、給紙ローラ１０３によってレジストローラ１０４に向けて搬送される。さらに記録紙はレジストローラ１０４によって所定のタイミングでプロセスカートリッジ１０５へ搬送される。プロセスカートリッジ１０５は、帯電手段１０６、現像手段としての現像ローラ１０７、クリーニング手段であるクリーナ１０８、および電子写真感光体である感光体ドラム１０９で一体的に構成されている。そして、公知である電子写真プロセスの一連の処理によって未定着トナー像が記録紙上に形成される。

感光体ドラム１０９は帯電手段１０６によって表面を一様に帯電された後、像露光手段であるスキャナユニット１１１により画像信号に基づいた像露光が行なわれる。スキャナユニット１１１内のレーザダイオード１１２から出射されるレーザ光は、回転するポリゴンミラー１１３および反射ミラー１１４を経て主走査方向に、感光体ドラム１０９の回転により副走査方向に走査され、感光体ドラム上に２次元の潜像が形成される。感光体ドラム１０９の潜像は現像ローラ１０７によってトナー像として可視化され、トナー像は転写ローラ１１０によって、レジストローラ１０４から搬送されてきた記録紙上に転写される。

続いて、トナー像が転写された記録紙は定着装置１１５に搬送されると記録紙は加熱加圧処理され、記録紙上の未定着トナー像が記録紙に定着される。記録紙はさらに中間排紙ローラ１１６、排紙ローラ１１７によって画像形成装置本体外に排出され、一連のプリント動作を終える。

また、両面プリントを行う場合、記録紙の後端が定着装置１１５を抜け、図のＡポイントを通過したら、不図示の定着モータが逆回転し、中間排紙ローラ１１６、排紙ローラ１１７が逆転する。それにより記録紙は搬送方向が逆転し両面搬送パス１１８内に送り込まれる。両面搬送パス１１８に送り込まれた記録紙は両面搬送ローラ１１９および再給紙ローラ１２０によって、再びレジストローラ１０４に搬送され、上記と同様のシーケンスにより２面目がプリントされる。

図２は定着装置１１５の概略構成断面図である。本実施例の定着装置はセラミックヒータを加熱源としたフィルム加熱方式の装置である。ヒータホルダ２０１はセラミックヒータ固定兼フィルム内面ガイド用の耐熱性・断熱性・剛体部材であり、記録紙の搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長部材である。２０２はセラミックヒータであり、上記ヒータホルダ２０１の下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持され、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長部材である。

２０３は円筒状の耐熱性フィルム材（以下、定着フィルムと記す）であり、セラミックヒータ２０２を取り付けたヒータホルダ２０１にルーズに外嵌させてある。ステー２０４は図の垂直方向を長手とする剛性部材であり、ヒータホルダ２０１の内側に配設される。加圧ローラ２０５はヒータホルダ２０１のセラミックヒータ２０２と定着フィルム２０３を挟んで圧接するように配置される。矢印Ｎで示した範囲がその圧接により形成される定着ニップ部である。加圧ローラ２０５は定着モータ（不図示）により矢印Ｂ方向に所定の周速度で回転駆動される。

定着ニップＮにおける加圧ローラ２０５と定着フィルム２０３外周との摩擦力により加圧ローラ２０５の回転力が定着フィルム２０３に直接的に作用し、定着フィルム２０３がセラミックヒータ２０２の下面に圧接摺動しつつ矢印Ｃ方向に回転駆動される。ヒータホルダ２０１は定着フィルム２０３内面ガイド部材として機能しており定着フィルム２０３の回転を容易にする。さらに、定着フィルム２０３の内面とセラミックヒータ２０２の下面との摺動抵抗を低減するために、両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させてもよい。

加圧ローラ２０５の回転による定着フィルム２０３の従動回転が定常化し、セラミックヒータ２０２の温度が所定に立ち上がった状態において、定着フィルム２０３と加圧ローラ２０５による定着ニップＮの間に定着すべき記録紙が導入されて挟持搬送される。その結果、セラミックヒータ２０２の熱が定着フィルム２０３を介して記録紙上の未定着画像に付与され、記録紙上の未定着画像が加熱定着される。

定着ニップＮを通った記録紙は定着フィルム２０３の面から分離されて搬送される。なお、図２における矢印Ａは記録紙の搬送方向を示す。また、定着装置１１５はセラミックヒータ２０２の温度を検出するための感温素子であるサーミスタ２０６を有している。サーミスタ２０６はバネ等でセラミックヒータ２０２上に所定の圧力で押し当てられており、セラミックヒータ２０２の温度を検出する。

図３は本実施例のヒータの駆動回路及び制御回路を示している。同図中、３０１は画像形成装置に接続される商用の交流電源で、画像形成装置は交流電源３０１からの入力電圧をヒータ２０２へ供給することにより発熱させる。上記ヒータ２０２への電力供給は、ゲート制御式半導体スイッチ３０２の通電／遮断により行われる。抵抗３０３、３０４はゲート制御式半導体スイッチ３０２のためのバイアス抵抗で、フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ３０５は一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。

そして、フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ３０５の発光ダイオード３０５ａに通電することによりゲート制御式半導体スイッチ３０２をオンさせる。抵抗３０６は、フォトゲート制御式半導体スイッチカプラ３０５の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ３０７によりフォトゲート制御式半導体スイッチカプラ３０５をオン／オフする。トランジスタ３０７は、抵抗３０８を介してＣＰＵ３０９からのヒータ駆動信号に従って動作する。

交流電源３０１からの入力電源電圧は、電圧波形検出手段であるゼロクロス検知回路３１０にも入力される。ゼロクロス検知回路３１０は入力電源電圧のゼロクロスポイントを検知してゼロクロス信号をＣＰＵ３０９に出力する。

図４にゼロクロス検知回路３１０の詳細を示す。交流電源３０１からの交流電圧は、図４のゼロクロス検知回路３１０に入力され、整流器４０１、４０２により半波整流される。本回路においては、Ｎｅｕｔｒａｌ側が整流されている。この半波整流された交流電圧は、抵抗４０３、コンデンサ４０４、抵抗４０５、４０６を介して、トランジスタ４０７のベースに入力される。これにより、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位よりも高い場合にトランジスタ４０７はオンとなり、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位よりも低くなるとトランジスタ４０７はオフとなる。

フォトカプラ４０９は、一次・二次間の沿面距離を確保するための素子であり、抵抗４０８、４１０は、フォトカプラ４０９に流れる電流を制限するための抵抗である。Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より高くなるとトランジスタ４０７はオンするため、フォトカプラ４０９内の発光ダイオード４０９ａは消灯し、フォトトランジスタ４０９ｂはオフしてフォトカプラ４０９の出力電圧はＨｉｇｈとなる。

一方、Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より低くなるとトランジスタ４０７はオフするのでフォトカプラ４０９内の発光ダイオード４０９ａが発光し、フォトトランジスタ４０９ｂはオンしてフォトカプラ４０９の出力電圧はＬｏｗとなる。このフォトカプラ４０９の出力が抵抗４１２を介してゼロクロス（ＺＥＲＯＸ）信号としてＣＰＵ３０９に報知される。上記のゼロクロス信号は、その信号周期が交流電源の周波数と等しいパルス信号であり、交流電源の電位極性に応じて信号レベルが変化する。ＣＰＵ３０９はこのゼロクロス信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジを検知し、このエッジをトリガにしてゲート制御式半導体スイッチ３０２をオン／オフすることでヒータ２０２へ電力を供給する。

また図３において、２０６はヒータ２０２の温度を検知するための温度検出素子で、例えばサーミスタ感温素子がヒータ２０２に接して設けられている。上記のサーミスタ２０６によって検出される温度は、抵抗３１１と該サーミスタ２０６により分圧された電圧として検出され、この電圧がＣＰＵ３０９にＴＨ信号としてＡ／Ｄポートに入力される。ＣＰＵ３０９はＴＨ信号により検出したヒータ２０２の検出温度と、その時のターゲット温度とを比較することによって、ヒータ２０２のオン／オフを制御する。

次にヒータの電力制御方式である位相制御と波数制御について説明する。図５に位相制御の場合の例を示す。ゼロクロス信号は交流電源の正から負、負から正に切り替わるポイントで論理が切り替わり、その立ち上がりおよび立ち下がりエッジからｔａ時間後にヒータ駆動信号をオンすると、図５の斜線で示した部分でヒータが通電し電力が供給される。

なお、ヒータをオンした後、次のゼロクロスポイントでヒータへの通電はオフされるので、再びゼロクロス信号のエッジから時間ｔａ後にヒータ駆動信号をオンすることにより、次の半波でもヒータに同じ電力が供給される。また時間ｔａと異なる時間ｔｂ後にヒータ駆動信号をオンするとヒータへの通電時間が変わるため、ヒータへの供給電力を変化させることができる。このように、半波ごとにゼロクロス信号のエッジからヒータ駆動信号をオンする時間を変化させることでヒータへの供給電力を制御する。なおここでは、ヒータ駆動信号は連続する２半波で同じ時間オンすることとする。

位相制御は図５のように交流電源波形の半波の途中でヒータへの通電をオンするためヒータに流れる電流が急激に立ち上がり、高調波電流が流れる。この高調波電流は電流の立ち上がり量が大きいほど多くなるので、位相角９０°、すなわち供給電力５０％の時に最大になる。また、この電流の立ち上がりエッジが毎半波ごとに発生するため多くの高調波電流が流れ、高調波規制への対応が必須となる。そのためフィルタ等の回路部品が必要になる場合が多い。一方、１半波より小さい電流が毎半波ごとに流れるため、電流の変化量は小さく、さらに変化周期も早いためフリッカへの影響は小さい。

図６に波数制御の例を示す。波数制御では交流電源の半波単位でオン／オフ制御を行うので、オンする時はゼロクロス信号のエッジとともにヒータ駆動信号をオンする。そして例えば１２半波を制御の１周期とし、１制御周期の中でオンする半波の数を変えていくことで、ヒータへの供給電力を制御している。図６は１２半波のうち６半波をオンしているため、ヒータへの供給電力は５０％となる。なおここではオンする場合は連続する２半波をオンすることとする。

波数制御ではヒータのオン／オフが常にゼロクロスで行われるため位相制御のような電流の急激な立ち上がりエッジがなく高調波電流は非常に少ない。一方、電流は半波単位で流れるため、電流の変化量は大きく、変化周期も長いためフリッカへの影響が大きい。そこで、１制御周期内でオンする半波の位置（制御パターン）を工夫することで電流変動周期のフリッカへの影響をできるだけ少なくなるようにしている。

本実施例では、波数制御のように交流電源の複数半波を１制御周期とし、その中の一部の半波を位相制御、残りの半波を波数制御で行うような制御を行う。このような制御方式では、特に位相制御が半波毎に行われなくなるので、流れる高調波電流を低減させることができる。

一方、位相制御によって短い制御周期であっても供給電力を多段階に制御できるため、通常の波数制御に対して制御周期を短くできるので電流の変動周期が短くなり、フリッカの低減もしやすくなる。しかし、交流電源電圧のばらつきやヒータの抵抗値のばらつきによる全ての電流ばらつきにおいてフリッカの低減を行うのは、単一の制御周期だけでは難しい。そこで本実施例では、複数の制御周期を持ち、プリント中に制御周期を切り替えることで、どのようなばらつきであってもフリッカの低減ができることを特徴とする。

図７および図８に本実施例におけるヒータ電力制御の制御パターン例を示す。図７は４全波（＝８半波）を１制御周期とし、そのうち３全波を波数制御、１全波を位相制御で制御する。ヒータ供給電力の０％から１００％までの間を１２分割し、それぞれについてヒータのオンする位置（制御パターン）を定めている。なおここでは隣り合う正の半波と負の半波は同じだけオンする上下対称性を満たすようにするものとする。

例えば図７中、オンデューティ１／１２（＝８．３％）の場合は最初の２半波を位相制御とし、その２半波とも半波全体の３３．３％だけオンする。その後の３全波の波数制御部分は全てオフとすることで、１制御周期において約８．３％の電力が供給される。次のオンデューティ２／１２（＝１６．７％）は最初の２半波を位相制御としてその２半波とも半波全体の６６．７％だけオンすることで１制御周期において約１６．７％の電力が供給される。

また、オンデューティ３／１２の場合は最初の１全波を全てオンし、残りの３全波を全てオフとすることで、２５％の電力が供給される。このようにして供給電力１００％となるオンデューティ１２／１２まで図７のように制御パターン１３段階を定義する。

一方、図８は３全波（＝６半波）を１制御周期とし、そのうち２全波を波数制御、１全波を位相制御としている。図７と同様に供給電力の０％から１００％までの間を１２分割し、それぞれにおいて制御パターンを定義する。なお、本実施例では制御周期は２種類であるが、２種類以上有していてもよい。

フリッカは上記で述べたように人間が感じる照明機器のちらつきであるため、人間の視感度特性が反映される。図９はＩＥＣにて規定されている人間がちらつきをひどいと感じる境界線を表したグラフである。横軸は矩形波状の電圧変動の１分間当りの回数であり、例えば１２００回の電圧変動は電圧変動の周波数成分に変換すると１０Ｈｚである。縦軸は定格電圧を１００％とした時の電圧変化の大きさであり、この値が低いほど少ない電圧変動でフリッカに大きく影響することを示す。

つまり、電圧変動回数９００〜１２００回（周波数７．５〜１０Ｈｚ）の時に最もフリッカへの影響が大きくなっている。また例えば電圧変動回数が１分間当たり６００〜１８００回（周波数５〜１５Ｈｚ）の時は電圧変動量が０．４％となるだけでフリッカ規格を満足することができない。そこで一般的には、この周波数帯での電圧変動を極力発生させないことがフリッカへの影響を減らす方策である。

そのため、例えば図７の４全波を１制御周期とした制御パターンの場合、オンデューティ３／１２は１全波オンして３全波オフするパターンである。その結果、交流電源の周波数が５０Ｈｚの場合、電流変動をフーリエ変換すると最も大きな周波数成分は１２．５Ｈｚとなりフリッカに対して不利な制御パターンとなる。また同様にオンデューティ９／１２は３全波オンして１全波オフするパターンとなるため電流変動の主要な周波数成分は１２．５Ｈｚとなり、フリッカには不利となる
また、オンデューティ６／１２は１全波ごとにオン／オフするため電流変動の周波数成分は２５Ｈｚとなり、フリッカへの影響は少ない。このように同じ制御周期でも制御パターンによってはフリッカに不利となるパターンが存在する。一方、図８の３全波を１制御周期とする制御パターンの場合、上記と同じオンデューティ３／１２は電流変動の周波数成分が１６．７Ｈｚとなり、図７の４全波を１制御周期とした場合よりフリッカへの影響は小さくなる。

このように、同じオンデューティであっても、制御周期によってフリッカへの影響度が異なる。そこで本実施例では、使用している制御パターンがフリッカに不利なものである場合、異なる制御周期の同じオンデューティに切り替えるような制御を行う。

図７の４全波を１制御周期としたものと、図８の３全波を１制御周期としたものとのフリッカを比較すると、オンデューティが１／１２〜３／１２および８／１２〜１１／１２の時は３全波周期の方が良く、４／１２〜７／１２の時は４全波周期の方が良い。そのため、プリント時に使用しているオンデューティが１／１２〜３／１２もしくは８／１２〜１１／１２の時は３全波周期で制御を行い、４／１２〜７／１２の時は４全波周期で制御を行うことで、常にフリッカへの影響を低減した制御を行うことができる。なお、通常のプリントではオンデューティが５０％、つまり６／１２前後を使用する場合が多いため、そこでフリッカに有利な４全波周期にて最初は制御を行い、その後、使用しているオンデューティに応じて制御周期を切り替えるようにする。

図１０に本実施例における制御のフローチャートを示す。プリント開始後（Ｓ１０１）、制御周期を４全波に設定し（Ｓ１０２）、ヒータの電力制御を開始する（Ｓ１０３）。サーミスタにより検出した温度が目標温度のある範囲内に入った（目標温度に到達した）ら（Ｓ１０４）、１制御周期ごとに使用しているオンデューティを記憶する（Ｓ１０５）。その時の制御周期が４全波であれば（Ｓ１０６）、記憶したオンデューティの値が１０制御周期連続して３／１２以下または８／１２以上かどうか判断する（Ｓ１０７）。

もしそうである場合、その範囲でフリッカに有利となる制御周期を３全波に切り替える（Ｓ１０８）。そうでない場合、制御周期は４全波のままとする。一方、制御周期が４全波ではない（３全波である）場合、記憶したオンデューティの値が１０制御周期（一定時間）連続して４／１２以上７／１２以下であるか判断する（Ｓ１０９）。そうであれば制御周期を４全波に切り替え（Ｓ１１０）、そうでなければ制御周期は３全波のままとする。このように制御周期を切り替える制御をプリントが終了するまで、再びステップＳ１０３に戻って繰り返し行い、プリントが終了したら（Ｓ１１１）終了する。

以上のように、制御周期を複数持ち、プリント時に実際に使用しているオンデューティにおいて他の制御周期の方がフリッカに対して有利な場合、制御周期を切り替えてヒータの電力制御を行う。その結果、交流電源の電圧やヒータの抵抗値等のばらつきに関係なく、フリッカへの影響を低減した制御を行うことができる。

なお、ここでは制御周期を４全波と３全波の２種類としたがこれに限らず、異なる長さであったり３種類以上の制御周期であってもよい。さらに、制御パターンも上記に限らず、またそれに応じて切り替えるオンデューティの値は変化するため上記に限らない。

本実施例における画像形成装置の構成およびヒータの電力制御は上記実施例１と同様でありその説明は省略する。両面プリントが可能な画像形成装置の場合、１面目のプリントは片面プリントと同じであるが、２面目は１面目のプリント時に定着器で温められた記録紙をプリントするため、ヒータ供給電力は１面目より少なくてすむ。つまり、１面目プリント時と２面目プリント時では使用するオンデューティが異なる。

そこで、本実施例では１面目プリント時と２面目プリント時で制御周期の切り替え制御を独立させ、各面ごとにより最適な制御周期によるヒータ電力制御を行い、フリッカの改善を行うことを特徴とする。

図１１に本実施例における制御のフローチャートを示す。プリント開始時は１面目、２面目とも制御周期を４全波とする（Ｓ２０１）。プリント開始後（Ｓ２０２）、１面目プリントであれば（Ｓ２０３）、１面目用に記憶された制御周期を設定し（１枚目の１面目なら４全波）（Ｓ２０４）、ヒータ電力制御を開始する（Ｓ２０６）。そして上記実施例１と同様に制御周期の切り替え制御を行い（Ｓ２０６〜Ｓ２１３）、１面目のプリントが終了したら（Ｓ２１４）、その時に使用していた制御周期を１面目プリント用として記憶する（Ｓ２１５）。

次に２面目のプリントを行う場合、２面目プリント用に記憶された制御周期を使用して（Ｓ２０５）、ヒータ電力制御を開始する（Ｓ２０６）。そして１面目と同様に制御周期の切り替え制御を行い（Ｓ２０６〜Ｓ２１３）、２面目プリントが終了したら（Ｓ２１６）、その時に使用していた制御周期を２面目プリント用として記憶しておく（Ｓ２１７）。

そして、次の記録紙の１面目をプリントする場合再びステップＳ２０３に戻り、先ほどのステップＳ２１５にて記憶しておいた１面目プリント用の制御周期に切り替え（Ｓ２０４）、ヒータ電力制御を行う（Ｓ２０６）。また同様に、２面目をプリントする場合は前の記録紙の２面目プリントでのステップ２１７にて記憶しておいた２面目プリント用の制御周期に切り替えて（Ｓ２０５）、ヒータ制御を行う（Ｓ２０６）。

このように、両面プリントの際に１面目と２面目で制御周期の切り替え制御を独立させることで、各面で必要な供給電力が異なっても、フリッカにより有利な制御周期にそれぞれ素早く切り替えることが可能となる。

本実施例における画像形成装置の構成およびヒータの電力制御は上記実施例１と同様でありその説明は省略する。交流電源電圧、ヒータ、記録紙の種類が同じであれば、プリント時のヒータ供給電力はほぼ一定であり、使用するオンデューティもほぼ一定となる。

そこで本実施例では、前回プリント時に使用していた制御周期を記憶しておき、次回プリント時は前回プリント時の制御周期を使ってプリントを開始することで、プリント開始後できるだけ早くからフリッカにより良いヒータ電力制御を行うことを特徴とする。

図１２に本実施例における制御のフローチャートを示す。プリント開始後（Ｓ３０１）、前回プリント時に使用した制御周期が記憶されているか判断する（Ｓ３０２）。記憶されていない場合は画像形成装置の電源オン後初のプリントとなるので、制御周期を４全波とする（Ｓ３０３）。前回の制御周期の値が記憶されている場合は（Ｓ３０２）、その値の制御周期でヒータ電力制御を行う（Ｓ３０４）。

その後ステップＳ３０４〜Ｓ３１１までは上記実施例１と同様にオンデューティに応じて制御周期を切り替え、プリントが終了したら（Ｓ３１２）、その時に使用していた制御周期を記憶する（Ｓ３１３）。そして次のプリント時にステップ３０４にて前回プリント時に使用した制御周期にて制御を開始する。

このように、前回プリントで使用していた制御周期を次回のプリント開始時に使用することで、プリント開始後の早い時間からフリッカにより良いヒータ電力制御を行うことが可能となる。

１１１ スキャナユニット（画像形成手段に対応）
１１５ 定着装置
２０２ セラミックヒータ
２０６ サーミスタ

Claims (4)

1. 記録紙上にトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記トナー像を加熱して前記記録紙に定着させる定着装置と、
   前記定着装置に交流電源からの電力を供給する電力供給装置とを備える画像形成装置において、
   前記交流電源の連続する複数の半波を１制御周期として、前記複数の半波のうちの一部の半波に位相制御を行い、残りの半波に波数制御を行い、前記制御周期内の各半波の位相制御の位相角および波数制御の波数を異ならせることにより前記定着装置へ供給される電力を制御する電力制御手段と、
   前記制御周期を２種類以上有し、画像形成の際に前記制御周期を切り替える制御周期の切り替え手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電力制御手段により前記定着装置への電力が、所定の値で一定時間だけ供給された場合に、前記制御周期の切り替え手段により、前記制御周期を切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 記録紙の両面に画像形成する場合に、前記制御周期の切り替え手段による前記制御周期の切り替えを、１面目の画像形成の時と２面目の画像形成の時にそれぞれ独立して行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前回の画像形成で使用した前記制御周期を記憶しておく記憶手段を更に有し、該記憶手段に記憶された制御周期を使用して次回の画像形成を開始することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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