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技術 ヒータ制御装置、画像形成装置、ヒータ制御方法およびヒータ制御プログラム

出願人 株式会社リコー
発明者 長曽我部紀理子根本栄治笠井卓磨安達洋司岡田憲和
出願日 2009年9月15日 (11年3ヶ月経過) 出願番号 2009-213799
公開日 2011年3月31日 (9年9ヶ月経過) 公開番号 2011-064824
状態 特許登録済
技術分野 抵抗加熱の制御 電子写真における制御・管理・保安 電子写真における制御・保安 電子写真における定着
主要キーワード ヒータ制御プログラム 一部点灯 ヒータ電力量 突入電源 半波制御 ソフトストップ 温度検出ステップ 電圧周期
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

フリッカに対して安定した品質を維持することができるヒータ制御装置を提供する。

解決手段

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、ヒータに交流電圧印加するAC電源101と、加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、ヒータの点灯比率を決定する点灯デューティ決定部114と、交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯割り当てられ、最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電パターンに基づいて、ヒータの点灯を制御する点灯制御部117とを備えたことを特徴とする。

概要

背景

従来から、複写機プリンタ装置複合機などの画像形成装置では、定着装置等のヒータ点灯制御として種々の技術が知られている。人間の目は、8.8Hxを中心とする10Hx前後の周波数のちらつきに対して、一番敏感にちらつきを感じる特性がある。近年の画像形成装置においては、人間の目のちらつきに対して敏感な周波数帯域を回避したり、ちらつきを極力低減すべく周波数帯をずらすようにヒータの点灯タイミングを制御することにより、フリッカ対策を行っている。

例えば、ヒータの点灯サイクルを変更する制御周期を、人間の目にとってちらつきを感じやすい10Hzに近い10半波長に設定し、10Hz前後の周波数帯域を回避するように予め設定された、制御周期単位の高周波点灯パターンによりヒータの点灯を制御することにより、フリッカに対して安定した品質を維持する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。

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)。

概要

フリッカに対して安定した品質を維持することができるヒータ制御装置を提供する。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、ヒータに交流電圧印加するAC電源101と、加熱対象物の温度と目標温度に基づいて、ヒータの点灯比率を決定する点灯デューティ決定部114と、交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯割り当てられ、最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電パターンに基づいて、ヒータの点灯を制御する点灯制御部117とを備えたことを特徴とする。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フリッカに対して安定した品質を維持することが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ヒータ制御プログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項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、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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

請求項2

前記交流電源オン時に利用されるパターンであって、第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられた位相制御パターンを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段と、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出手段と、前記半波制御パターン抽出手段により抽出された前記半波制御パターンが前記位相制御パターンの直後に用いられる場合において、前記半波制御パターンの最初の半波長が消灯である場合に、前記半波制御パターンの最初の前記半波長が全点灯となるように、前記半波制御パターンの開始位置を変更する開始位置変更手段とをさらに備え、前記点灯制御手段は、開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御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。

請求項3

前記点灯制御手段は、さらに全点灯となる半波長の直後に一部点灯が割り当てられ、前記全点灯となる半波長より前の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御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。

請求項4

前記交流電源オフ時に利用されるパターンであって、第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられた位相制御パターンを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段と、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出手段と、前記半波制御パターン抽出手段により抽出された前記半波制御パターンが前記位相制御パターンの直前に用いられる場合において、前記半波制御パターンの最後の半波長が全消灯である場合に、前記半波制御パターンの最後の前記半波長が全点灯となるように、前記半波制御パターンの開始位置を変更する開始位置変更手段とをさらに備え、前記点灯制御手段は、開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御することを特徴とする請求項3に記載のヒータ制御装置。

請求項5

第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記交流電源オン時に利用される第1位相制御パターンと、前記第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記交流電源オフ時に利用される第2位相制御パターンとを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段と、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出手段と、前記交流電源オン時に前記第1位相制御パターンが利用され、かつ前記交流電源オフ時に前記第2位相制御パターンが利用される場合に、前記半波制御パターン抽出手段により抽出される前記半波制御パターンの開始位置を、2半波長連続して全点灯となる半波長のうち2番目の半波長に変更する開始位置変更手段とをさらに備え、前記点灯制御手段は、開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御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。

請求項6

前記第1制御周期は、前記第2制御周期の整数倍であ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。

請求項7

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、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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

請求項8

ヒータ制御装置におけるヒータ制御方法であって、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ステップと、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ステップと、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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有することを特徴とするヒータ制御方法。

請求項9

前記ヒータ制御装置は、前記ヒータの交流電源オン時に利用されるパターンであって、第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられた位相制御パターンを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段とを備え、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出ステップと、前記半波制御パターン抽出ステップで抽出された前記半波制御パターンが前記位相制御パターンの直後に用いられる場合において、前記半波制御パターンの最初の半波長が消灯である場合に、前記半波制御パターンの最初の前記半波長が全点灯となるように、前記半波制御パターンの開始位置を変更する開始位置変更ステップとをさらに有し、前記点灯制御ステップでは、開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御することを特徴とする請求項8に記載のヒータ制御方法。

請求項10

前記点灯制御ステップでは、さらに全点灯となる半波長の直後に一部点灯が割り当てられ、前記全点灯となる半波長より前の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御することを特徴とする請求項8に記載のヒータ制御方法。

請求項11

前記ヒータ制御装置は、前記ヒータの交流電源オフ時に利用されるパターンであって、第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられた位相制御パターンを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段とを備え、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出ステップと、前記半波制御パターン抽出ステップで抽出された前記半波制御パターンが前記位相制御パターンの直前に用いられる場合において、前記半波制御パターンの最後の半波長が全消灯である場合に、前記半波制御パターンの最後の前記半波長が全点灯となるように、前記半波制御パターンの開始位置を変更する開始位置変更ステップとをさらに有し、前記点灯制御ステップで開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御することを特徴とする請求項10に記載のヒータ制御方法。

請求項12

前記ヒータ制御装置は、第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記ヒータの交流電源オン時に利用される第1位相制御パターンと、前記第1制御周期を単位とし、前記交流電圧の位相を変化させるために前記第1制御周期内の前記交流電圧の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記交流電源オフ時に利用される第2位相制御パターンとを記憶する位相制御パターン記憶手段と、第2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、前記第2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半波制御パターンを、前記点灯比率に対応付けて記憶する半波制御パターン記憶手段とを備え、前記半波制御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に対応付けられている半波制御パターンを抽出する半波制御パターン抽出ステップと、前記交流電源オン時に前記第1位相制御パターンが利用され、かつ前記交流電源オフ時に前記第2位相制御パターンが利用される場合に、前記半波制御パターン抽出ステップで抽出される前記半波制御パターンの開始位置を、2半波長連続して全点灯となる半波長のうち2番目の半波長に変更する開始位置変更ステップとをさらに有し、前記点灯制御ステップでは、前記第1位相制御パターンに基づく点灯制御の直後であって、かつ前記第2位相制御パターンに基づく点灯制御の直前において、開始位置が変更された前記半波制御パターンに基づいて、前記ヒータの点灯を制御することを特徴とする請求項8に記載のヒータ制御方法。

請求項13

前記第1制御周期は、前記第2制御周期の整数倍であることを特徴とする請求項8から12のいずれか一項に記載のヒータ制御方法。

請求項14

請求項8から13のいずれか一項に記載のヒータ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするヒータ制御プログラム

技術分野

0001

本発明は、ヒータ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ヒータ制御プログラムに関する。

背景技術

0002

従来から、複写機プリンタ装置複合機などの画像形成装置では、定着装置等のヒータの点灯制御として種々の技術が知られている。人間の目は、8.8Hxを中心とする10Hx前後の周波数のちらつきに対して、一番敏感にちらつきを感じる特性がある。近年の画像形成装置においては、人間の目のちらつきに対して敏感な周波数帯域を回避したり、ちらつきを極力低減すべく周波数帯をずらすようにヒータの点灯タイミングを制御することにより、フリッカ対策を行っている。

0003

例えば、ヒータの点灯サイクルを変更する制御周期を、人間の目にとってちらつきを感じやすい10Hzに近い10半波長に設定し、10Hz前後の周波数帯域を回避するように予め設定された、制御周期単位の高周波点灯パターンによりヒータの点灯を制御することにより、フリッカに対して安定した品質を維持する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。

0004

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)。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、ソフトスタートを行った場合であっても、ヒータ電力量環境温度ヒータ構成等によっては、突入電流が尚も大きく、フリッカの値が規格値を満たさない場合もある。この結果、フリッカに対して安定した品質を維持できないという問題があった。

0006

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フリッカに対して安定した品質を維持することが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ヒータ制御プログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

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、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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。

0008

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、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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。

0009

また、本発明の他の形態は、ヒータ制御装置におけるヒータ制御方法であって、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ステップと、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ステップと、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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有することを特徴とする。

0010

また、本発明の他の形態は、ヒータ制御プログラムであって、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ステップと、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ステップと、前記交流電圧の半波長のうち、最初に全点灯となる半波長の直前の半波長に一部点灯が割り当てられ、前記最初に全点灯となる半波長より後の半波長に対し、前記点灯比率に基づいて全点灯または全消灯が割り当てられた通電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コンピュータに実行させるためのプログラムである。

発明の効果

0011

本発明によれば、フリッカに対して安定した品質を維持することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0012

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、位相制御パターンを模式的に示す図である。
図3は、半波制御パターンを模式的に示す図である。
図4は、ハロゲンヒータ121点灯時の画像形成装置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5は、ソフトスタートが実行される場合の開始位置変更処理(ステップS110)を説明するための図である。
図6は、ハロゲンヒータ121の消灯時の画像形成装置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7は、ソフトストップが実行される場合の開始位置変更処理(ステップS210)を説明するための図である。
図8は、第2の変更例を説明するための図である。

実施例

0013

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ヒータ制御プログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

0014

(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。

0015

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、NVRAMASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、入出力インターフェイス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。

0016

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。

0017

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。

0018

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。

0019

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。

0020

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。

0021

制御基板110は、位相制御パターン記憶部111と、半波制御パターン記憶部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への通電オンオフを制御する半波制御を行う。制御部113はまた、ハロゲンヒータ121の点灯時および消灯時においては、突入電流の発生を抑制すべく、適宜半波長の一部のみオンとする位相制御を行う。制御部113は、具体的には、位相制御パターン記憶部111または半波制御パターン記憶部112に記憶されている位相制御パターンまたは半波制御パターンに従いハロゲンヒータ121の点灯を制御する。

0022

位相制御パターン記憶部111は、位相制御パターンを記憶している。図2は、位相制御パターンを模式的に示す図である。位相制御パターン記憶部111は、ソフトスタート時に利用される位相制御パターンと、ソフトストップ時に利用される位相制御パターンとを記憶している。図2において、斜線で示す領域がハロゲンヒータ121の点灯に相当する領域である。

0023

位相制御パターンは、制御周期単位で定められたハロゲンヒータ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、位相制御パターン記憶部111に記憶されている位相制御パターンは、10半波長を単位として設定されている。

0024

ソフトスタートとは、ハロゲンヒータ121の点灯開始時の処理であり、突入電源の発生を抑制するために、ハロゲンヒータ121の点灯開始直後、半波制御の前に位相制御を行う処理である。ここで、半波制御は、半波長を全点灯または全消灯する制御である。また、ソフトストップとは、ハロゲンヒータ121の消灯時の処理であり、突入電源の発生を抑制するために半波制御の後に位相制御を行った上でハロゲンヒータ121を消灯する処理である。

0025

ソフトスタート時の位相制御パターンにおいては、半波長内の点灯時間が制御周期内で徐々に長くなるように設定されている。また、ソフトストップ時の位相制御パターンにおいては、半波長内の点灯時間が制御周期内で徐々に短くなるように設定されている。

0026

なお、ソフトスタートおよびソフトストップの実行の有無は、例えば消灯時間の長さなどに基づいて制御部113により決定される。

0027

半波制御パターン記憶部112は、半波制御パターンを記憶している。半波制御パターンは、制御周期単位、すなわち10半波長で定められたハロゲンヒータ121の点灯パターンである。

0028

図3は、半波制御パターンを模式的に示す図である。半波制御パターン記憶部112は、点灯デューティ対応付けられた複数の半波制御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の点灯と消灯の合計時間に対する点灯時間の比率(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の半波制御パターンが記憶されている。図3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半波制御パターン記憶部112が記憶する半波制御パターンは、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。

0029

図1の制御部113は、点灯デューティ決定部114と、パターン抽出部115と、開始位置変更部116と、点灯制御部117とを有している。点灯デューティ決定部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点灯デューティを決定する。パターン抽出部115は、点灯デューティに基づいて、点灯制御部117が利用する制御パターンを位相制御パターン記憶部111または半波制御パターン記憶部112から抽出する。例えば点灯デューティ決定部114により点灯デューティ70%と決定された場合には、半波制御パターン記憶部112において点灯デューティ70%に対応付けられている半波制御パターンを抽出する。さらに、パターン抽出部115は、ソフトスタート実行時またはソフトストップ実行時においては、位相制御パターン記憶部111に記憶されているソフトスタート時の位相制御パターンまたはソフトストップ時の位相制御パターンを抽出する。

0030

開始位置変更部116は、パターン抽出部115により特定された半波制御パターンが、ソフトスタート直後に利用される場合において、この半波制御パターンの先頭の半波長が全消灯である場合には、半波制御パターンの先頭の全半波長が全点灯となるように、半波制御パターンの開始位置をシフトさせる。また、パターン抽出部115により特定された半波制御パターンが、ソフトストップ直前に利用される場合において、この半波制御パターンの最後の半波長が全消灯である場合には、半波制御パターンの最後の全半波長が全点灯となるように、半波制御パターンの開始位置をシフトさせる。

0031

点灯制御部117は、パターン抽出部115により特定された位相制御パターン、半波制御パターン、または開始位置変更部116により開始位置がシフトされた半波制御パターンに従い、ハロゲンヒータ121の点灯を制御する。

0032

図4は、ハロゲンヒータ121点灯時の画像形成装置10によるヒータ制御処理を示すフローチャートである。制御部113がハロゲンヒータ121の点灯指示受け付けると(ステップS100)、点灯デューティ決定部114は、サーミスタ122からハロゲンヒータ121の表面温度を取得し、取得した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(ステップS102)。次に、パターン抽出部115は、点灯デューティに基づいて、半波制御パターン記憶部112から半波制御パターンを抽出する(ステップS104)。さらに、制御部113によりソフトスタートを実施すると決定されている場合には(ステップS106,Yes)、開始位置変更部116は、パターン抽出部115により抽出された半波制御パターンの最初の半波長が全消灯か否かを確認する。最初の半波長が全消灯である場合には(ステップS108,Yes)、半波制御パターンの開始位置を変更する(ステップS110)。

0033

ここで、開始位置変更処理(ステップS110)について説明する。図5は、ソフトスタートが実行される場合において、点灯デューティ決定部114により点灯デューティ70%が決定された場合の開始位置変更処理(ステップS110)を説明するための図である。開始位置変更処理において、開始位置変更部116は、半波制御パターンの中から全点灯となる半波長を検索し、全点灯となる半波長を開始位置として定め、開始位置より前の1または2以上の半波長を元の半波制御パターンの最後尾に移動する。

0034

図5に示す例においては、開始位置を半波制御パターンの先頭から2半波長後方にシフトされ、開始位置より前の2半波長を元の半波制御パターンの最後尾に移動する。

0035

なお、他の例としては、図5に示す70%点灯デューティの半波制御パターンにおいて、先頭の1半波長のみを最後尾に移動してもよい。このように、全点灯の半波長が半波制御パターンの先頭になればよく、開始位置までのシフト量(変更量)は実施の形態に限定されるものではない。

0036

開始位置変更部116により開始位置が変更されると、次に、点灯制御部117は、まずソフトスタートとして、位相制御パターン記憶部111から抽出したソフトスタート時の位相制御パターンに従い位相制御を行い(ステップS112)、続いて開始位置を変更した半波制御パターンに従い半波制御を行う(ステップS114)。以上で、ハロゲンヒータ121点灯時のヒータ制御処理が完了する。

0037

ソフトスタートは、点灯時の突入電流の発生を抑制すべく行うものである。しかしながら、ソフトスタートを実施した直後の半波長が全消灯である場合には、この全消灯に続く半波長の全点灯時に突入電流が増大してしまう。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、ソフトスタートの直後の半波長が全点灯となるように半波制御パターンの開始位置をシフトさせることとした。これにより、ソフトスタート直後の半波長を常に全点灯にすることができるため、突入電流の増大を避けることができる。

0038

さらに、画像形成装置10は、半波制御パターンの開始位置をシフトさせるのみで、半波制御パターンに従った半波制御を行うことができるので、フリッカを低減させることができる。

0039

ハロゲンヒータ121の点灯後継続してハロゲンヒータ121を点灯させる場合には、点灯デューティ決定部114は、定期的にサーミスタ122により得られた表面温度と目標温度に基づいて点灯デューティを決定し、点灯制御部117は、点灯デューティに基づいて特定された半波制御パターンに従い半波制御を行う。なお、ステップS114における半波制御以降の半波制御に利用される半波制御パターンにおいては開始位置の変更は行うこととしてもよく、また行わないこととしてもよい。

0040

ステップS114における半波制御に続き、同一の点灯デューティで制御を行う場合には、図5に示すように、ステップS114における半波制御以降の制御においても、開始位置をシフトさせた半波制御パターンを利用するのが望ましい。これにより、点灯または消灯の半波長が過度に連続するのを避けることができる。

0041

一方で、ハロゲンヒータ121の点灯中、点灯デューティが変更される場合には、利用される半波制御パターン自体が変更されるので、変更後の半波制御パターンの開始位置の変更は不要である。

0042

図6は、ハロゲンヒータ121の消灯時の画像形成装置10によるヒータ制御処理を示すフローチャートである。制御部113がハロゲンヒータ121の消灯指示を受け付けると(ステップS200)、点灯デューティ決定部114は、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(ステップS202)。次に、パターン抽出部115は、点灯デューティに基づいて、半波制御パターン記憶部112から半波制御パターンを抽出する(ステップS204)。さらに、制御部113によりソフトストップを実施すると決定されている場合には(ステップS206,Yes)、開始位置変更部116は、パターン抽出部115により抽出された半波制御パターンの最後の半波長が全消灯か否かを確認する。最後の半波長が全消灯である場合には(ステップS208,Yes)、半波制御パターンの開始位置を変更する(ステップS210)。

0043

ここで、開始位置変更処理(ステップS210)について説明する。図7は、ソフトストップが実行される場合において、点灯デューティ決定部114により点灯デューティ30%が決定された場合の開始位置変更処理(ステップS210)を説明するための図である。開始位置変更処理において、開始位置変更部116は、半波制御パターンの中から全点灯となる半波長を検索し、全点灯となる半波長を終半波制御パターンの最後尾として定め、最後尾より後ろの1または2以上の半波長を元の半波制御パターンの先頭に移動する。図7に示す例においては、以上の処理により開始位置が元の半波制御パターンの先頭から6半波長後ろにシフトされている。

0044

ソフトストップは、半波制御の直後に消灯を行う場合の電圧変動を低減する目的で実施されるものである。しかしながら、ソフトストップ直前の半波長が全消灯である場合には、半波制御の最後の全点灯の半波長の直後にソフトストップが実施されないため、フリッカを十分に低減することができない。

0045

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、ソフトストップの直前の半波長が全点灯となるように半波制御パターンの開始位置をシフトさせることとした。これにより、ソフトストップ直前の半波長を常に全点灯にすることができるため、フリッカを十分に低減することができる。

0046

さらに、この場合においても、半波制御パターンの開始位置をシフトさせるのみで、半波制御パターンに従った半波制御を行うことができるので、フリッカを低減させることができる。

0047

開始位置変更部116により開始位置が変更されると、次に、点灯制御部117は、まず開始位置を変更した半波制御パターンに従い半波制御を行い(ステップS212)、続いてソフトストップとして、位相制御パターン記憶部111から抽出したソフトストップ時の位相制御パターンに従い位相制御を行った後に(ステップS214)、ハロゲンヒータ121を消灯する(ステップS216)。一方、ソフトストップを実施しない場合には(ステップS206,No)、点灯制御部117は、半波制御パターンに従い半波制御を行った後に(ステップS220)、ハロゲンヒータ121を消灯する(ステップS216)。以上で、ハロゲンヒータ121消灯時のヒータ制御処理が完了する。

0048

第1の実施の形態にかかる画像形成装置10の第1の変更例について説明する。実施の形態にかかる画像形成装置10は、各点灯デューティの半波制御パターンを予め記憶し、決定された点灯デューティに対応付けられている半波制御パターンを抽出したが、これにかえて、決定された点灯デューティにおいて利用される、フリッカを回避する半波制御パターンを作成することとしてもよい。この場合においても、作成される半波制御パターンが、ソフトスタート直後に利用される場合には、先頭の半波長が全点灯となるような半波制御パターンを作成する。また、作成される半波制御パターンが、ソフトストップ直前に利用される場合には、最後尾の半波長が全点灯となるような半波制御パターンを作成する。

0049

このように、画像形成装置10は、ハロゲンヒータ121の点灯時に利用される通電パターンとして、半波制御のように全点灯となる最初の半波長の直前の半波長に、位相制御のように一部点灯が割り当てられたパターンを利用すればよく、ハロゲンヒータ121の点灯時に利用される通電パターンは、実施の形態に限定されるものではない。また、ハロゲンヒータ121の消灯時に利用される通電パターンとして、半波制御のように全点灯となる最後の半波長の直後の半波長に、位相制御のように一部点灯が割り当てられたパターンを利用すればよく、ハロゲンヒータ121の消灯時に利用される通電パターンは、実施の形態に限定されるものではない。

0050

また、第2の変更例としては、ソフトスタートおよびソフトストップを実施する場合においては、開始位置変更部116は、2半波長連続して全点灯となる半波長を検索し、半波制御パターンの開始位置を、2半波長連続して全点灯となる半波長のうち2番目の半波長にシフトしてもよい。図8は、第2の変更例を説明するための図である。このように、2半波長連続して全点灯となる半波長のうち2番目の半波長を半波制御パターンの開始位置とするようにシフトさせた場合には、半波制御パターンの最後尾の半波長も全点灯となる。したがって、開始位置を変更した後の半波制御パターンを繰り返すことにより、ソフトスタートの直後およびソフトストップの直前の半波長の両方を全点灯とすることができる。

0051

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、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に適用した例を挙げて説明するが、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。

0052

10画像形成装置
100メイン電源
101AC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位相制御パターン記憶部
112半波制御パターン記憶部
113 制御部
114点灯デューティ決定部
115パターン抽出部
116 開始位置変更部
117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

先行技術

0053

特許第3316170号公報
特開2004−212510号公報

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