JP6710954B2 - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。より特定的には、本発明は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段とを備えた画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。

一般的な画像形成装置による画像形成方法は次の通りである。画像形成装置は、帯電装置を用いて感光体（像担持体）を帯電し、露光装置から発生するレーザービームにより感光体上に静電潜像を形成する。画像形成装置は、現像装置を用いて静電潜像を現像してトナー像を形成し、転写ローラーを用いてこのトナー像を用紙へ転写する。画像形成装置は、定着装置によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。

近年、ＥｒＰ指令、Ｂｌａｕｅ Ｅｎｇｅｒ、または国際エネルギースタープログラムなどにおいて、画像形成装置に関する環境規格が厳しく規定されている。消費エネルギー削減の観点から画像形成装置のショートウォームアップ化（ウォームアップ時間の短縮化）の必要性が高まっている。画像形成装置のショートウォームアップ化に対応するため、定着装置の定着ローラーは低熱容量化されつつある。

定着ローラーの熱容量が低い場合には、定着ローラーの昇温を短時間で行うことができる一方で、定着ローラーに十分な熱エネルギーを蓄熱することができず、定着ローラーを加熱するためのヒーター（ハロゲンヒーターなど）のオンオフの頻度が増加する。これにより、フリッカーが発生しやすくなる。フリッカーとは、電源に接続された機器の大きな負荷変動に起因して電源の電圧に変動が発生し、電源の電圧の変動によって同一の電源に接続されている照明装置などにちらつきが生じる現象である。

フリッカーを低減させる従来の技術は、たとえば下記特許文献１および２などに開示されている。下記特許文献１には、商用電源を整流する整流手段と、整流手段からの整流出力を商用電源の周波数より高い周波数でスイッチングして電流を供給するスイッチング手段と、スイッチング手段から供給される電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出結果と整流出力による電流制限値とに基づきスイッチング手段のオンオフを制御する制御手段とを備えた電圧変動低減回路が開示されている。

下記特許文献２には、ハロゲンヒーターの位相制御において、定着温度が高い場合は、ソフトスタート時の位相角変化を少なくし、時間を短くする定着用ヒーター制御装置が開示されている。

特開平１１−２０２６８０号公報 特開平１１−２４９４８５号公報

画像形成装置は、たとえばウォームアップ、プリント、または待機などの複数の動作モードを有しており、動作モードの違いによってヒーターに流れる電流の平均量も大きく異なっている。

画像形成装置のショートウォームアップ化を図る場合、ウォームアップ時には、定着装置のヒーターには可能な限り大きな電流が供給される。このため、仮に特許文献１の技術のようにヒーターに流れる電流にある一定の電流制限値を設ける場合、電流制限値は、ウォームアップ時に流れる電流に合わせて大きな値に設定される必要がある。

待機時の安定状態において定着装置のヒーターを流れる電流はわずかな量である。一方で、待機時にヒーターがオンされた場合には、ヒーターには一時的に大きな電流（突入電流）が流れる。その結果、ヒーターを流れる電流が電流制限値内であるにもかかわらず、待機時の安定状態での電流との差が大きくなり、フリッカーが悪化するおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、フリッカーを改善することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することである。

本発明の一の局面に従う画像形成装置は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、計測手段にて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、制御手段は、デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、計測手段にて計測した電流値と、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段と、デューティと電流制限値との対応関係を予め記憶するデューティ記憶手段とを含み、電流制限制御手段は、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティと、デューティ記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。

上記画像形成装置において好ましくは、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御手段は、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動する。

上記画像形成装置において好ましくは、制御手段は、計測手段にて計測した電流値を用いて電流制限値を算出する算出手段をさらに含み、電流制限制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過する前に、デューティ記憶手段にて記憶する対応関係に基づいて設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電流制限制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した後に、算出手段にて算出した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。

上記画像形成装置において好ましくは、制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した後に、計測手段にて計測した電流値を用いて新たな電流制限値を算出する算出手段と、デューティ記憶手段にて記憶する電流制限値を、算出手段にて算出した新たな電流制限値に更新する更新手段とをさらに含む。

本発明の他の局面に従う画像形成装置は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、計測手段にて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御手段は、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御手段は、デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、計測手段にて計測した電流値と、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいてスイッチング素子を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段と、定着手段の温度設定を受け付ける温度設定受付手段と、記定着手段の温度と電流制限値との対応関係を予め記憶する温度記憶手段とを含み、電流制限制御手段は、温度設定受付手段にて受け付けた温度設定と、温度記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。

本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、計測手段にて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御手段は、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御手段は、デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、計測手段にて計測した電流値と、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいてスイッチング素子を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段とを含み、入力交流電流の電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも高い場合には電流制限値が低くなるように補正し、電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも低い場合には電流制限値が高くなるように補正する補正手段とをさらに備え、電流制限制御手段は、補正手段にて補正した後の電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。
上記画像形成装置において好ましくは、電流制限制御手段は、スイッチング素子に流すことのできる電流の許容範囲の上限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。

本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、計測手段にて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御手段は、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御手段は、デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、デューティとデューティの制限値との対応関係を予め記憶するデューティ制限値記憶手段と、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティと、デューティ制限値記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定されたデューティの制限値以下のデューティで、スイッチング素子を制御するデューティ制限制御手段とを含む。

上記画像形成装置において好ましくは、デューティ制限制御手段は、ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティが所定のデューティ値以下である場合、所定のデューティ値以上のデューティでの制御と、ゼロのデューティでの制御とを選択的に行う。

上記画像形成装置において好ましくは、制御手段は、入力交流電圧が０Ｖ（ボルト）に近い電圧となるタイミングで電流制限値を変更する。

本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、デューティと電流制限値との対応関係を予め記憶するデューティ記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、計測ステップにて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、制御ステップにおいて、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、制御ステップは、デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、計測ステップにて計測した電流値と、ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップとを含み、電流制限制御ステップにおいて、ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティと、デューティ記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、定着手段の温度と電流制限値との対応関係を予め記憶する温度記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、計測ステップにて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、制御ステップにおいて、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御ステップは、デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、計測ステップにて計測した電流値と、ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいてスイッチング素子を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップと、定着手段の温度設定を受け付ける温度設定受付ステップとを含み、電流制限制御ステップにおいて、温度設定受付ステップにて受け付けた温度設定と、温度記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、入力交流電流の電圧を測定する電圧測定手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、計測ステップにて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、制御ステップにおいて、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御ステップは、デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、計測ステップにて計測した電流値と、ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいてスイッチング素子を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップとを含み、電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも高い場合には電流制限値が低くなるように補正し、電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも低い場合には電流制限値が高くなるように補正する補正ステップをさらに備え、電流制限制御ステップにおいて、補正ステップにて補正した後の電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御する。
本発明のさらに他の局面に従う画像形成装置の制御方法は、電熱線ヒーターを含む定着手段と、電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、デューティとデューティの制限値との対応関係を予め記憶するデューティ制限値記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、計測ステップにて計測した電流値に基づいて通電手段を制御することにより、電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、制御ステップにおいて、電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、電熱線ヒーターに流す電流を制御し、電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、通電手段は、入力交流電流を整流する整流回路と、スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、整流回路で整流した電流をスイッチング素子でスイッチングして電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いてスイッチング素子を制御し、安定時電流の大きさは、スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、制御ステップは、デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティと、デューティ制限値記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定されたデューティの制限値以下のデューティで、スイッチング素子を制御するデューティ制限制御ステップとを含む。

本発明によれば、フリッカーを改善することのできる画像形成装置および画像形成装置の制御方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるデューティと電流制限値との対応関係を示すテーブルである。 本発明の第１の実施の形態における定着ローラー３１の温度、ＰＷＭ制御部５にて設定されるデューティ、およびハロゲンヒーターＨＴを流れる電流の各々の時間変化を模式的に示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態の第１の変形例における電流制限値の設定に関する画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態の第２の変形例における電流制限値の更新に関する画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の動作モードと電流制限値との対応関係を示すテーブルである。 本発明の第３の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における定着装置３０の温度と電流制限値との対応関係を示すテーブルである。 本発明の第４の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。 本発明の第４の実施の形態における入力交流電流の電圧と補正係数との対応関係を示すテーブルである。 本発明の第５の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。 本発明の第５の実施の形態におけるデューティとデューティの制限値との対応関係を示すテーブルである。 本発明の第５の実施の形態において、ＰＷＭ制御部５にて設定したディーティ、およびデューティ制限制御部１０が出力するＰＷＭ制御信号ＳＮ６のデューティの各々の時間変化を模式的に示すグラフである。

以下の実施の形態では、画像形成装置がＭＦＰである場合について説明する。画像形成装置は、ＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、またはプリンターなどであってもよい。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す断面図である。

図１を参照して、本実施の形態における画像形成装置は、トナー像形成部２０と、定着装置３０（定着手段の一例）と、用紙搬送部４０と、スキャナー５０と、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）６０とを含んでいる。

トナー像形成部２０は、いわゆるタンデム方式で４色の画像を合成し、用紙にトナー像を転写する。トナー像形成部２０は、感光体２１と、現像装置２２と、一次転写ローラー２３と、中間転写ベルト２４と、二次転写ローラー２５などを含む。感光体２１、現像装置２２、および一次転写ローラー２３の各々は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色について設けられている。現像装置２２は、感光体２１にトナー像を形成する。一次転写ローラー２３は、感光体２１から中間転写ベルト２４にトナー像を転写（１次転写）する。二次転写ローラー２５は、画像形成位置Ｐ１において中間転写ベルト２４から用紙にトナー像を転写（２次転写）する。

定着装置３０は、用紙に付着したトナーを溶融させて用紙に定着させ、用紙に画像を形成する。定着装置３０は、定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを含んでいる。定着ローラー３１の内部には、定着装置３０の熱源であるハロゲンヒーターＨＴ（電熱線ヒーターの一例）が設けられている。

用紙搬送部４０は、給紙カセット４１と、分離部４２と、搬送ローラー対４３と、排出ローラー対４４と、排紙トレイ４５などを含む。給紙カセット４１は、画像を形成するための用紙を収容する。給紙カセット４１は複数であってもよい。分離部４２は、給紙カセット４１に収納された複数の用紙から１枚の用紙を分離して、搬送経路ＴＲに給紙する。搬送ローラー対４３は、搬送経路ＴＲに沿って用紙を搬送する。排出ローラー対４４は、画像が形成された用紙を排紙トレイ４５に排出する。

スキャナー５０は、ＡＤＦ６０と排紙トレイ４５との間に配置されている。スキャナー５０は、ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）モジュール５１などを含んでいる。ＩＲモジュール５１は、原稿に光を照射するためのランプ５２と、原稿からの反射光を受光するイメージセンサー５３とを含んでいる。ＩＲモジュール５１は、原稿の画像を読み取ってその画像データを取得する。

ＡＤＦ６０は、画像形成装置の上部に設けられている。ＡＤＦ６０は、スキャナー５０での画像の読み取り対象となる原稿を、スキャナー５０の画像読取位置に搬送する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。

図２を参照して、定着装置３０は、定着ローラー３１の温度を検出するサーミスタＴＨをさらに含んでいる。画像形成装置は、定着ローラー３１の温度（定着装置３０の温度）をサーミスタＴＨにより検出し、定着温度指令ＳＮ２により指定された温度となるよう、ハロゲンヒーターＨＴをＰＷＭ（パルス幅変調）制御する。

画像形成装置は、通電部２（通電手段の一例）と、電流監視部３（計測手段の一例）と、制御部４（制御手段の一例）とをさらに備えている。

通電部２は、ハロゲンヒーターＨＴに電流を流す。通電部２は、整流ダイオードＤ１（整流回路の一例）と、降圧チョッパ回路ＳＤとを含んでいる。降圧チョッパ回路ＳＤは、スイッチング素子ＳＷ、還流ダイオードＤ２（還流素子の一例）、およびチョークコイルＲＴ（リアクトルの一例）により構成されている。交流電源ＡＣのＬラインである端子ＴＭ１は、整流ダイオードＤ１の端子ＴＭ３に接続されている。交流電源ＡＣのＮラインである端子ＴＭ２は、電流監視部３を介して整流ダイオードＤ１の端子ＴＭ４に接続されている。チョークコイルＲＴは、整流ダイオードＤ１の端子ＴＭ６とハロゲンヒーターＨＴの一端との間に接続されている。スイッチング素子ＳＷは、整流ダイオードＤ１の端子ＴＭ５とハロゲンヒーターＨＴの他端との間に接続されている。還流ダイオードＤ２のカソードは、端子ＴＭ６とハロゲンヒーターＨＴの一端との間の端子ＴＭ７に接続されている。還流ダイオードＤ２のアノードは、ハロゲンヒーターＨＴの他端とスイッチング素子ＳＷとの間の端子ＴＭ８に接続されている。整流ダイオードＤ１は、たとえばダイオードブリッジであり、交流電源ＡＣから出力される入力交流電流を全波整流する。降圧チョッパ回路ＳＤは、整流ダイオードＤ１で整流した電流をスイッチング素子ＳＷでスイッチングしてハロゲンヒーターＨＴに流す。

電流監視部３は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流値を計測する。本実施の形態において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流、スイッチング素子ＳＷを流れる電流、および入力交流電流（端子ＴＭ１またはＴＭ２を流れる電流）は等しい。このため、電流監視部３は、ハロゲンヒーターＨＴ、スイッチング素子ＳＷ、および入力交流電流のうち少なくともいずれか１つを流れる電流値を計測するものであればよい。電流監視部３は、計測した電流値を指標するＡＣ電流検出信号ＳＮ５を電流制限制御部６に出力する。

制御部４は、電流監視部３にて計測した電流値に基づいて通電部２を制御することにより、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。制御部４は、ＰＷＭを用いてスイッチング素子ＳＷを制御する。制御部４は、ＰＷＭ制御部５（ＰＷＭ制御手段の一例）と、電流制限制御部６（電流制限制御手段の一例）と、温度比較部７と、制御基板８と、ゲートアンプＧＡとを含んでいる。ＰＷＭ制御部５、電流制限制御部６、および制御基板８の各々は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが実行する制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＣＰＵの作業領域であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含んでいる。また電流制限制御部６は、各種テーブルを記憶する記憶部ＭＵを含んでいる。

制御基板８は、画像形成装置全体の制御を行う。

温度比較部７には、定着温度検出信号ＳＮ１と、定着温度指令ＳＮ２とが入力する。定着温度検出信号ＳＮ１は、サーミスタＴＨで検出した定着ローラー３１の温度を指標する信号である。定着温度指令ＳＮ２は、制御基板８によって設定された定着温度を指標する信号である。温度比較部７は、定着ローラー３１の温度と設定された定着温度との比較結果を示す比較信号ＳＮ３をＰＷＭ制御部５へ出力する。具体的には、温度比較部７は、定着ローラー３１の温度が、設定された定着温度よりも低い状態にある場合、ＰＷＭのデューティを上げるよう指示する。温度比較部７は、定着ローラー３１の温度が設定された定着温度よりも高い状態にある場合、ＰＷＭのデューティを下げるよう指示する。

ＰＷＭ制御部５は、比較信号ＳＮ３を受けて、ＰＷＭのデューティを設定し、設定したデューティ示すＰＷＭ信号ＳＮ４を電流制限制御部６に出力する。

電流制限制御部６には、ＰＷＭ信号ＳＮ４と、ＡＣ電流検出信号ＳＮ５とが入力する。電流制限制御部６は、電流監視部３にて計測した電流値と、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティとに基づいてスイッチング素子ＳＷをＰＷＭ制御することにより、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

ゲートアンプＧＡは、スイッチング素子ＳＷの駆動用のアンプである。電流制限制御部６は、ＰＷＭ制御信号ＳＮ６をゲートアンプＧＡに出力する。ＰＷＭ制御信号ＳＮ６は、ゲートアンプＧＡで増幅されスイッチング素子ＳＷに出力される。

制御部４は、安定時電流の大きさに連動した大きさに電流制限値を設定し、設定した電流制限値以下の値に、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。安定時電流の大きさは、通常、スイッチング素子ＳＷを制御するＰＷＭのデューティの大きさに連動する。具体的には、電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が、設定した電流制限値を超えた場合にスイッチング素子ＳＷをオフし、ハロゲンヒーターＨＴへの電源供給をオフする。電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が、設定した電流制限値を下回った場合にＰＷＭ制御を再開する。

安定時電流とは、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流が安定している時の電流値である。たとえば、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合におけるハロゲンヒーターＨＴに流れる電流の平均値が、安定時電流として規定されてもよい。また、一定のデューティでのスイッチング素子の制御を開始してから所定時間経過後にハロゲンヒーターＨＴに流れる電流の平均値が、安定時電流として規定されてもよい。

本実施の形態における電流制限制御部６は、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティと、図３に示すテーブルに記載の対応関係とに基づいて電流制限値を設定し、設定した電流制限値以下の値にハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

図３は、本発明の第１の実施の形態におけるデューティと電流制限値との対応関係を示すテーブルである。

図３を参照して、このテーブルは、電流制限制御部６の記憶部ＭＵ（第１の記憶手段の一例）に記憶されている。このテーブルは、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティの項目と、安定時電流の項目と、電流制限値の項目とを含んでいる。ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが小さくなるに従って、安定時電流は小さくなり、設定される電流制限値も小さくなっている。

たとえば、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが１００％である場合、電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を２０Ａ（アンペア）以下に制御する。ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが４０％である場合、電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を８Ａ以下に制御する。

なお、電流制限値は、スイッチング素子ＳＷの破損防止の観点で、スイッチング素子ＳＷに流すことのできる電流の許容範囲の上限値以下の値に設定されることが好ましい。

図４は、本発明の第１の実施の形態における定着ローラー３１の温度、ＰＷＭ制御部５にて設定されるデューティ、およびハロゲンヒーターＨＴを流れる電流の各々の時間変化を模式的に示すグラフである。

図４を参照して、時刻ｔ０において、画像形成装置の電源がオンされると、画像形成装置はウォームアップの動作モードとなる。ＰＷＭ制御部５は、デューティを高い値（ここでは１００％）に設定し、目標温度ｔｍｐ１まで定着ローラー３１を加熱する。電流制限制御部６は、図３に示すテーブルに基づいて電流制限値を２０Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を２０Ａ以下に制御する。急激なデューティの変化に起因して、ハロゲンヒーターＨＴは当初、突入電流が流れる不安定な状態であるが、電流制限値よって突入電流は抑制される。

時刻ｔ１では、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流は安定し、デューティが１００％の場合の安定時電流である１３Ａとなる。

時刻ｔ２において、定着ローラー３１の温度が目標温度ｔｍｐ１に到達すると、画像形成装置は待機の動作モードとなる。ＰＷＭ制御部５は、デューティを一旦ゼロに設定し、定着ローラー３１の加熱を停止する。

時刻ｔ３において、定着ローラー３１の温度が目標温度ｔｍｐ２（＜ｔｍｐ１）よりも低くなると、ＰＷＭ制御部５は、デューティを低い値（ここでは２０％）に設定し、定着ローラー３１の温度を、目標温度ｔｍｐ２に維持する。電流制限制御部６は、図３に示すテーブルに基づいて電流制限値を４Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を４Ａ以下に制御する。急激なデューティの変化に起因して、ハロゲンヒーターＨＴは当初、突入電流が流れる不安定な状態であるが、電流制限値以下に突入電流は抑制される。

時刻ｔ４では、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流は安定し、デューティが２０％の場合の安定時電流である２．６Ａとなる。

時刻ｔ５において、画像形成装置が印字ジョブの実行指示を受け付けると、画像形成装置はウォームアップの動作モードとなる。ＰＷＭ制御部５は、デューティを高い値（ここでは１００％）に設定し、定着ローラー３１を目標温度ｔｍｐ３（＞ｔｍｐ２）よりも高い温度まで加熱する。電流制限制御部６は、図３に示すテーブルに基づいて電流制限値を２０Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を２０Ａ以下に制御する。急激なデューティの変化に起因して、ハロゲンヒーターＨＴは当初、突入電流が流れる不安定な状態であるが、電流制限値以下に突入電流は抑制される。

時刻ｔ６において、定着装置３０の温度が目標温度ｔｍｐ３よりも高い温度に到達すると、画像形成装置はプリントの動作モードとなる。ＰＷＭ制御部５は、デューティを一旦ゼロに設定し、定着ローラー３１の加熱を停止する。

時刻ｔ７において、定着装置３０の温度が目標温度ｔｍｐ３よりも低くなると、ＰＷＭ制御部５は、デューティを中程度の値（ここでは８０％）に設定し、定着ローラー３１の温度を温度ｔｍｐ３に維持する。電流制限制御部６は、図３に示すテーブルに基づいて電流制限値を１６Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を１６Ａ以下に制御する。急激なデューティの変化に起因して、ハロゲンヒーターＨＴは当初、突入電流が流れる不安定な状態であるが、電流制限値以下に突入電流は抑制される。

時刻ｔ８では、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流は安定し、デューティが８０％の場合の安定時電流である１０．４Ａとなる。その後、印字ジョブ終了後の時刻ｔ９において、ＰＷＭ制御部５は、デューティをゼロに設定し、定着ローラー３１の加熱を停止する。

なお、電流制限値を変更するタイミングは、入力交流電圧が０Ｖに近い電圧となるタイミングであることが好ましい。

本実施の形態によれば、ヒーターオン時（ハロゲンヒーターＨＴに電流を流し始めた時）の電流制限値が、安定時電流の大きさに連動して設定されるので、ヒーターオン時の電流と安定時電流との差が小さくなる。これにより、たとえば画像形成装置が待機の動作モードである場合のように、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流の平均値が低い場合にも、交流電源ＡＣの入力電圧の変動を抑制することができ、フリッカーを改善することができる。また、ヒーターオン時の突入電流が抑制され、雑音端子ノイズの低減を図ることができる。

［第１の実施の形態の第１の変形例］

図２〜図４を参照して、本変形例では、電流制限制御部６は、電流監視部３にて計測した電流値を用いて電流制限値を算出する。電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定している場合（図４の時刻ｔ１〜ｔ２の時間、時刻ｔ４〜ｔ５の時間、および時刻ｔ８〜ｔ９の時間）、算出した電流制限値以下の値に、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。電流制限制御部６は、電流監視部３にて計測した電流値と所定の定数（たとえば１．５）との積を電流制限値に設定してもよい。

一方、電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定していない場合（図４の時刻ｔ０〜ｔ１の時間、時刻ｔ３〜ｔ４の時間、時刻ｔ５〜ｔ６の時間、および時刻ｔ７〜ｔ８の時間）、第１の実施の形態における制御方法と同様に、図３に示すテーブルに記載の対応関係に基づいて設定した電流制限値以下の値に、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

図５は、本発明の第１の実施の形態の第１の変形例における電流制限値の設定に関する画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

図５を参照して、電流制限制御部６のＣＰＵは、電流監視部３にて計測した電流値を参照し、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定しているか否かを判別する（Ｓ１）。

ステップＳ１において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定していると判別した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、電流制限制御部６のＣＰＵは、計測した電流値を用いて算出した電流制限値を使用し（Ｓ３）、ステップＳ１の処理へ進む。

ステップＳ１において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定していないと判別した場合（Ｓ１でＮＯ）、電流制限制御部６のＣＰＵは、テーブルを用いて設定した電流制限値を使用し（Ｓ５）、ステップＳ１の処理へ進む。

本変形例によれば、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定している場合に、テーブルを参照して電流制限値を設定する必要が無くなり、制御を簡易化することができる

［第１の実施の形態の第２の変形例］

図２〜図４を参照して、本変形例では、電流制限制御部６は、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定した後で、電流監視部３にて計測した電流値を用いて新たな電流制限値を算出する。電流制限制御部６は、図３に示すテーブルに記載の電流制限値を、算出した新たな電流制限値に更新する。電流制限制御部６は、電流監視部３にて計測した電流値と所定の定数（たとえば１．５）との積を新たな電流制限値としてもよい。

たとえば、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが１００％である場合において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定した後で、電流監視部３にて計測した電流値（つまり、実際の安定時電流）が１２．０Ａであるときを想定する。このとき、電流制限制御部６は、１２．０Ａに１．５を乗じることにより、新たな電流制限値である１８．０Ａを算出し、図３のテーブルにおける２０Ａという電流制限値を、１８．０Ａに更新する。新たな電流制限値は、その後の電流制限値として使用される。

図６は、本発明の第１の実施の形態の第２の変形例における電流制限値の更新に関する画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

図６を参照して、電流制限制御部６のＣＰＵは、テーブルから読み出した電流制限値を使用してハロゲンヒーターＨＴに流れる電流を制御する（Ｓ１０１）。次に電流制限制御部６のＣＰＵは、電流監視部３にて計測した電流値を参照し、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定しているか否かを判別する（Ｓ１０３）。

ステップＳ１０３において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定していないと判別した場合（Ｓ１０３でＮＯ）、電流制限制御部６のＣＰＵは、ステップＳ１０１の処理へ進む。

ステップＳ１０３において、ハロゲンヒーターＨＴを流れる電流が安定していると判別した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、電流制限制御部６のＣＰＵは、測定した電流値を用いて新たな電流制限値を算出する（Ｓ１０５）。続いて電流制限制御部６のＣＰＵは、テーブルにおいて関連する電流制限値を更新し（Ｓ１０７）、ステップＳ１０１の処理へ進む。

なお本変形例は、第１の実施の形態と組み合わせることも可能であるし、第１の実施の形態の第１の変形例と組み合わせることも可能である。

本実施の形態によれば、実際の安定時電流に基づいて電流制限値が設定されるので、より適切な電流制限値でハロゲンヒーターＨＴに流れる電流を制御することができる。

［第２の実施の形態］

図７は、本発明の第２の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。

図７を参照して、制御基板８は、定着温度指令ＳＮ２を温度比較部７に出力するとともに、動作モード信号ＳＮ７を電流制限制御部６に出力する。動作モード信号ＳＮ７は、画像形成装置の実際の動作モードを指標する信号である。電流制限制御部６は、画像形成装置の実際の動作モードと、図８に示すテーブルに記載の対応関係とに基づいて電流制限値を設定し、設定した電流制限値以下の値にハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

図８は、本発明の第２の実施の形態における画像形成装置の動作モードと電流制限値との対応関係を示すテーブルである。

図８を参照して、このテーブルは、電流制限制御部６の記憶部ＭＵ（第２の記憶手段の一例）に記憶されている。このテーブルは、動作モードの項目と、安定時電流の項目と、電流制限値の項目とを含んでいる。動作モードは、ウォームアップ、プリント、および待機を含んでいる。安定時電流および電流制限値の各々の大きさは、ウォームアップの電流制限値、プリントの電流制限値、および待機の電流制限値の順である。

具体的には、画像形成装置の実際の動作モードがウォームアップである場合、電流制限制御部６は、電流制限値を２０Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を２０Ａ以下に制御する。画像形成装置の実際の動作モードがプリントである場合、電流制限制御部６は、電流制限値を１４Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を１４Ａ以下に制御する。画像形成装置の実際の動作モードが待機である場合、電流制限制御部６は、電流制限値を５Ａに設定し、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を５Ａ以下に制御する。

なお、本実施の形態における画像形成装置の上述以外の構成および動作は、第１の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、画像形成装置の実際の動作モードに応じて適切な電流制限値を設定し、ハロゲンヒーターＨＴに対して適切な電力を投入することができる。

［第３の実施の形態］

図９は、本発明の第３の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。

図９を参照して、制御基板８は、定着温度指令ＳＮ２を温度比較部７に送信するとともに電流制限制御部６に対しても送信する。電流制限制御部６は、受信した定着温度指令ＳＮ２における定着装置３０の温度と、図１０に示すテーブルに記載の対応関係とに基づいて電流制限値を設定し、設定した電流制限値以下の値にハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

図１０は、本発明の第３の実施の形態における定着装置３０の温度と電流制限値との対応関係を示すテーブルである。

図１０を参照して、このテーブルは、電流制限制御部６の記憶部ＭＵ（第３の記憶手段の一例）に記憶されている。このテーブルは、動作モードの項目と、定着装置３０の温度（定着温度）の項目と、電流制限値の項目とを含んでいる。電流制限値の各々は、定着温度が低くなるほど小さい値となっている。

具体的には、設定された定着温度が１９５度である場合（これは、画像形成装置の動作モードがウォームアップである場合に相当する）、電流制限制御部６は電流制限値を２０Ａに設定する。設定された定着温度が１８０度である場合（これは、画像形成装置の動作モードがプリントである場合に相当する）、電流制限制御部６は電流制限値を１３Ａに設定する。設定された定着温度が１５０度である場合（これは、画像形成装置の動作モードが待機である場合に相当する）、電流制限制御部６は電流制限値を５Ａに設定する。

通常、画像形成装置の動作モードが待機である場合には、定着温度が他の動作モードの場合よりも低く設定される。待機状態では定着装置３０を用紙が通過せず、定着装置３０の熱が用紙によって奪われることがないので、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流が小さくすることができ、電流制限値も低くすることができる。

なお、本実施の形態における画像形成装置の上述以外の構成および動作は、第１の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、設定された定着温度が低く、ハロゲンヒーターＨＴに流れる平均電流が小さい状態であっても、フリッカーを改善することができる。

［第４の実施の形態］

図１１は、本発明の第４の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。

図１１を参照して、画像形成装置は、電圧監視部９をさらに備えている。電圧監視部９は、端子ＴＭ１と端子ＴＭ２との間に接続されており、入力交流電流の電圧を測定する。
電流監視部３は、計測した電圧を指標するＡＣ電圧検出信号ＳＮ８を電流制限制御部６に出力する。

電流制限制御部６は、第１〜第３の実施の形態に記載のいずれかに記載の方法で暫定の電流制限値を設定した後、電圧監視部９にて測定した電圧に応じて暫定の電流制限値を補正することにより、電流制限値を設定する。すなわち、電流制限制御部６は、電圧監視部９にて測定した電圧が所定の電圧値（ここでは２３０Ｖ）よりも高い場合には、電流制限値が低くなるように暫定の電流制限値を補正する。電流制限制御部６は、電圧監視部９にて測定した電圧が所定の電圧値よりも低い場合には、電流制限値が高くなるように暫定の電流制限値を補正する。そして電流制限制御部６は、補正した後の電流制限値以下の値に、ハロゲンヒーターＨＴに流す電流を制御する。

電流制限制御部６は、電圧監視部９にて測定した電圧と、図１２に示すテーブルに記載の対応関係とに基づいて補正係数を決定し、決定した補正係数と暫定の電流制限値との積を算出することにより、電流制限値を補正する。

図１２は、本発明の第４の実施の形態における入力交流電流の電圧と補正係数との対応関係を示すテーブルである。

図１２を参照して、このテーブルは、電流制限制御部６の記憶部ＭＵに記憶されている。このテーブルは、入力交流電流の電圧の項目と、補正係数の項目とを含んでいる。電圧監視部９で測定された入力交流電圧の電圧が低くなるに従って、補正係数は大きくなっている。

たとえば、入力交流電流の電圧が２５０Ｖである場合、電流制限制御部６は補正係数を０．８に設定する。入力交流電流の電圧が２３０Ｖである場合、電流制限制御部６は補正係数を１に設定する。入力交流電流の電圧が２００Ｖである場合、電流制限制御部６は補正係数を１．２に設定する。

なお、本実施の形態における画像形成装置の上述以外の構成および動作は、第１の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、画像形成装置に電力を供給する交流電源ＡＣの環境が悪く、交流電源ＡＣの入力交流電流の電圧変動が大きい場合に、ハロゲンヒーターＨＴに流れる電流を適切に制御することができ、フリッカーを改善することができる。すなわち、入力交流電流の電圧が低い場合にはハロゲンヒーターＨＴに流す電流を増加させることで、定着ローラー３１の昇温が不要に遅れることを抑止することができる。入力交流電流の電圧が低い場合にはハロゲンヒーターＨＴに流す電流を抑止することで、定着ローラー３１の昇温が不要に速まることを抑止することができる。

［第５の実施の形態］

図１３は、本発明の第５の実施の形態における定着装置３０のハロゲンヒーターＨＴの制御回路を示す図である。

図１３を参照して、制御部４は、電流制限制御部の代わりにデューティ制限制御部１０を含んでいる。デューティ制限制御部１０は、デューティを設定し、設定したデューティのＰＷＭ制御信号ＳＮ６をゲートアンプＧＡに出力する。

デューティ制限制御部１０は、ＰＷＭ制御開始からハロゲンヒーターＨＴに流れる電流が安定するまでの間、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティと、図１４に示すテーブルに記載の対応関係とに基づいて設定されたデューティの制限値以下のデューティで、スイッチング素子ＳＷを制御する。

図１４は、本発明の第５の実施の形態におけるデューティとデューティの制限値との対応関係を示すテーブルである。

図１４を参照して、このテーブルは、デューティ制限制御部１０の記憶部ＭＵ（第４の記憶手段の一例）に記憶されている。このテーブルは、デューティの項目と、デューティの制限値の項目とを含んでいる。デューティが低くなるに従って、デューティの制限値も低くなっている。

たとえば、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが１００％である場合、デューティ制限制御部１０は、デューティの制限値を３０％に設定する。ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが２０％である場合、デューティ制限制御部１０は、デューティの制限値を６％に設定する。

デューティ制限制御部１０は、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティが所定値以下である場合、所定値以上のデューティでの制御と、ゼロのデューティでの制御とを選択的に行うことが好ましい。

図１５は、本発明の第５の実施の形態において、ＰＷＭ制御部５にて設定したディーティ、およびデューティ制限制御部１０が出力するＰＷＭ制御信号ＳＮ６のデューティの各々の時間変化を模式的に示すグラフである。

図１５を参照して、ＰＷＭ制御部５にて設定したデューティは、所定値Ｍ（たとえば８％）以下である３％となっている。この場合、デューティ制限制御部１０が出力するＰＷＭ制御信号ＳＮ６のデューティは、所定値Ｍ以上である１０％とゼロとの間で選択的に切り替えられている。

なお、本実施の形態における画像形成装置の上述以外の構成および動作は、第１の実施の形態における画像形成装置の構成および動作と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。加えて、ＰＷＭ制御開始時の突入電流を抑制することができ、フリッカーが改善する。また、ハロゲンヒーターＨＴのハロゲンサイクルを正常に機能させ、寿命低下を抑制することができる。

［その他］

整流回路の構成は任意であり、上述の実施の形態のような全波整流回路である場合の他、半波整流回路などであってもよい。

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ 通電部（通電手段の一例）
３ 電流監視部（計測手段の一例）
４ 制御部（制御手段の一例）
５ ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御部（ＰＷＭ制御手段の一例）
６ 電流制限制御部（電流制限制御手段の一例）
７ 温度比較部
８ 制御基板
９ 電圧監視部
１０ デューティ制限制御部
２０ トナー像形成部
２１ 感光体
２２ 現像装置
２３ 一次転写ローラー
２４ 中間転写ベルト
２５ 二次転写ローラー
３０ 定着装置（定着手段の一例）
３１ 定着ローラー
３２ 加圧ローラー
４０ 用紙搬送部
４１ 給紙カセット
４２ 分離部
４３ 搬送ローラー対
４４ 排出ローラー対
４５ 排紙トレイ
５０ スキャナー
５１ ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）モジュール
５２ ランプ
５３ イメージセンサー
６０ ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）
ＡＣ 交流電源
Ｄ１ 整流ダイオード（整流回路の一例）
Ｄ２ 還流ダイオード
ＧＡ ゲートアンプ
ＨＴ ハロゲンヒーター（電熱線ヒーターの一例）
ＭＵ 記憶部（第１〜第４の記憶手段の一例）
Ｐ１ 画像形成位置
ＲＴ チョークコイル（リアクトルの一例）
ＳＤ 降圧チョッパ回路
ＳＮ１ 定着温度検出信号
ＳＮ２ 定着温度指令
ＳＮ３ 比較信号
ＳＮ４ ＰＷＭ信号
ＳＮ５ ＡＣ電流検出信号
ＳＮ６ ＰＷＭ制御信号
ＳＮ７ 動作モード信号
ＳＮ８ 電圧検出信号
ＳＷ スイッチング素子
ＴＨ サーミスタ
ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３，ＴＭ４，ＴＭ５，ＴＭ６，ＴＭ７，ＴＭ８ 端子
ＴＲ 搬送経路

Claims (14)

1. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、
   前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、
   前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
   前記制御手段は、
   デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段と、
   デューティと電流制限値との対応関係を予め記憶するデューティ記憶手段とを含み、
   前記電流制限制御手段は、前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティと、前記デューティ記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置。
2. 前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
   前記通電手段は、
   入力交流電流を整流する整流回路と、
   スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
   前記制御手段は、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
   前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記計測手段にて計測した電流値を用いて電流制限値を算出する算出手段をさらに含み、
   前記電流制限制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が前記所定値よりも低い状態が前記一定時間経過する前に、前記デューティ記憶手段にて記憶する対応関係に基づいて設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
   前記電流制限制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が前記所定値よりも低い状態が前記一定時間経過した後に、前記算出手段にて算出した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、
   前記電熱線ヒーターに流れる電流が前記所定値よりも低い状態が前記一定時間経過した後に、前記計測手段にて計測した電流値を用いて新たな電流制限値を算出する算出手段と、
   前記デューティ記憶手段にて記憶する電流制限値を、前記算出手段にて算出した新たな電流制限値に更新する更新手段とをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、
   前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、
   前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
   前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
   前記通電手段は、
   入力交流電流を整流する整流回路と、
   スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
   前記制御手段は、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
   前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
   前記制御手段は、
   デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段と、
   前記定着手段の温度設定を受け付ける温度設定受付手段と、
   前記定着手段の温度と電流制限値との対応関係を予め記憶する温度記憶手段とを含み、
   前記電流制限制御手段は、前記温度設定受付手段にて受け付けた温度設定と、前記温度記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置。
6. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、
   前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、
   前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
   前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
   前記通電手段は、
   入力交流電流を整流する整流回路と、
   スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
   前記制御手段は、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
   前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
   前記制御手段は、
   デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティとに基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御手段とを含み、
   前記入力交流電流の電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも高い場合には電流制限値が低くなるように補正し、前記電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも低い場合には電流制限値が高くなるように補正する補正手段とをさらに備え、
   前記電流制限制御手段は、前記補正手段にて補正した後の電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置。
7. 前記電流制限制御手段は、前記スイッチング素子に流すことのできる電流の許容範囲の上限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、請求項２、５、および６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、
   前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、
   前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測手段と、
   前記計測手段にて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
   前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
   前記通電手段は、
   入力交流電流を整流する整流回路と、
   スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
   前記制御手段は、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
   前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
   前記制御手段は、
   デューティを設定するＰＷＭ制御手段と、
   デューティとデューティの制限値との対応関係を予め記憶するデューティ制限値記憶手段と、
   前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティと、前記デューティ制限値記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定されたデューティの制限値以下のデューティで、前記スイッチング素子を制御するデューティ制限制御手段とを含む、画像形成装置。
9. 前記デューティ制限制御手段は、前記ＰＷＭ制御手段にて設定したデューティが所定のデューティ値以下である場合、前記所定のデューティ値以上のデューティでの制御と、ゼロのデューティでの制御とを選択的に行う、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、入力交流電圧が０Ｖに近い電圧となるタイミングで電流制限値を変更する、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、デューティと電流制限値との対応関係を予め記憶するデューティ記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、
    前記制御ステップにおいて、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
    前記制御ステップは、
    デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップとを含み、
    前記電流制限制御ステップにおいて、前記ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティと、前記デューティ記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置の制御方法。
12. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、前記定着手段の温度と電流制限値との対応関係を予め記憶する温度記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、
    前記制御ステップにおいて、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
    前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
    前記通電手段は、
    入力交流電流を整流する整流回路と、
    スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
    前記制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
    前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
    前記制御ステップは、
    デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップと、
    前記定着手段の温度設定を受け付ける温度設定受付ステップとを含み、
    前記電流制限制御ステップにおいて、前記温度設定受付ステップにて受け付けた温度設定と、前記温度記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置の制御方法。
13. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、入力交流電流の電圧を測定する電圧測定手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、
    前記制御ステップにおいて、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
    前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
    前記通電手段は、
    前記入力交流電流を整流する整流回路と、
    スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
    前記制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
    前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
    前記制御ステップは、
    デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値と、前記ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティとに基づいて前記スイッチング素子を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する電流制限制御ステップとを含み、
    前記電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも高い場合には電流制限値が低くなるように補正し、前記電圧測定手段にて測定した電圧が所定の電圧値よりも低い場合には電流制限値が高くなるように補正する補正ステップをさらに備え、
    前記電流制限制御ステップにおいて、前記補正ステップにて補正した後の電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する、画像形成装置の制御方法。
14. 電熱線ヒーターを含む定着手段と、前記電熱線ヒーターに電流を流す通電手段と、デューティとデューティの制限値との対応関係を予め記憶するデューティ制限値記憶手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記電熱線ヒーターを流れる電流値を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測した電流値に基づいて前記通電手段を制御することにより、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御する制御ステップとを備え、
    前記制御ステップにおいて、前記電熱線ヒーターに流れる電流が所定値よりも低い状態が一定時間経過した場合に前記電熱線ヒーターに流れる電流の平均値である安定時電流の大きさに連動した大きさに設定した電流制限値以下の値に、前記電熱線ヒーターに流す電流を制御し、
    前記電熱線ヒーターはハロゲンヒーターであり、
    前記通電手段は、
    入力交流電流を整流する整流回路と、
    スイッチング素子、還流素子、およびリアクトルにより構成された降圧チョッパ回路であって、前記整流回路で整流した電流を前記スイッチング素子でスイッチングして前記電熱線ヒーターに流す降圧チョッパ回路とを含み、
    前記制御ステップにおいて、パルス幅変調を用いて前記スイッチング素子を制御し、
    前記安定時電流の大きさは、前記スイッチング素子を制御するパルス幅変調のデューティの大きさに連動し、
    前記制御ステップは、
    デューティを設定するＰＷＭ制御ステップと、
    前記ＰＷＭ制御ステップにて設定したデューティと、前記デューティ制限値記憶手段にて記憶する対応関係とに基づいて設定されたデューティの制限値以下のデューティで、前記スイッチング素子を制御するデューティ制限制御ステップとを含む、画像形成装置の制御方法。

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