JP2014232247A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の定着部の複数のヒータを温度制御する場合、複数のヒータが同時にオン、オフするタイミングが存在すると、突入電流、或いは消費電流の急激な減少によって交流電源の電圧変動を引き起こしていた。【解決手段】トナー定着用の第１と第２のヒータ３３，３４と、それぞれのヒータに個別に交流電圧を印加するタイミングを指示する制御回路５０と、制御回路５０の指示に基づいて、第１と第２のヒータ３３，３４に交流電圧を断続的に印加する出力回路４９及びトライアック４６，４７とを有し、制御回路５０は、ヒータ３３，３４の温度情報に基づいて生成した印加タイミングの、オン時及び／又はオフ時に同期して、交流電圧を制限する電圧抑制期間を設け、第１と第２のヒータ３３，３４毎に個別に生成される電圧抑制期間が互いに重ならないようにする。【選択図】図４

Description

本発明は、熱定着装置を有する画像形成装置に関し、特に複数のヒータを有する熱定着装置の熱制御に関する。

従来、この種の電子写真装置は、その電源負荷として、制御手段等の各装置の動作電源としてのＤＣ電源、熱源である定着ローラのヒータ、及び露光ランプの３種類があり、特に、電源の大きな負荷となるヒータは、オンされた時の突入電流によって商用電源（以下、交流電源と称す）に電圧変動を発生させる。この電圧変動を抑制する方法として、電源投入後の過渡期間に、ヒータへ供給される電流を位相制御するものが公知となっている（例えば、特許文献１参照）。ちなみに、交流電源の電圧変動が大きい場合には、蛍光灯のチラツキなどの問題が発生する。

このような従来の電子写真装置では、電源電圧の変動を抑制するため、ヒータへ電源を供給するオン時には、制御手段が、通電を、予め制御手段に設定した第１所定位相角で第１所定時間保持させた後、全点灯させるソフトスタートオン制御を行い、ヒータへ電源を停止するオフ時には、制御手段は、通電を、予め制御手段に設定した第２所定位相角、または前記第１所定位相角で、第２所定時間、または前記第１所定時間保持させた後、全消灯させるソフトスタートオフ制御を行っている。

特開平１０−１８６９４３号公報（第３頁、図２）

しかしながら、従来の画像形成装置は、複数のヒータを有する場合には対応していなかった。複数のヒータを制御する場合、複数のヒータが同時にオン、オフするタイミングが存在し、同時にオン、オフする場合の突入電流、あるいは消費電流の急激な減少は、単独のヒータをオン、オフする場合より大きく、これによって発生する交流電源電圧変動も大きくなる。

本発明の目的は、上記した従来の電子写真装置のもつ問題を解消し、電子写真装置におけるヒータの通電のオン、オフ時の電源電圧の変動を抑制することができる電子写真装置を提供することにある。

本発明による画像形成装置は、
トナー定着用の複数のヒータと、前記複数のヒータに個別に交流電圧を印加するタイミングを指示する制御手段と、前記制御手段の指示に基づいて、前記複数のヒータに交流電圧を断続的に印加するスイッチング手段とを有し、
前記制御手段は、前記ヒータの温度情報に基づいて生成した印加タイミングの、オン時及び／又はオフ時に同期して、前記交流電圧を制限する電圧抑制期間を設け、
前記複数のヒータ毎に個別に生成される前記電圧抑制期間が互いに重ならないようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、複数のヒータに交流電圧を印加する際に、各ヒータへの印加のオン、オフ時に生成する電圧抑制期間が互いに重ならないため、交流電源に及ぼす、ヒータへの印加のオン、オフ時の影響（電圧変動）を抑制することができる。

本発明による実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図である。 本発明による実施の形態１の画像形成装置の外観斜視図である。 本発明による実施の形態１の画像形成装置の定着部の要部構成を概略的に示す外観斜視図である。 実施の形態１における、第１ヒータと第２ヒータに対する通電によって、加熱ローラを温度制御するヒータ制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１における、回避制御が行われている状態のヒータ制御部の各部の波形図であり、（ａ）は、制御回路が出力する第１ヒータ及び第２ヒータのオンオフ制御信号の波形を示し、（ｂ）は、第１ヒータ及び第２ヒータに対する印加電圧波形を示す。 実施の形態１において、先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間と、後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間の重なりを回避する回避制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態１において、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間と、後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間の重なりを回避する回避制御の流れを示すフローチャートである。 ヒータ制御部の動作説明に供する参考波形図である。 実施の形態２における、第１ヒータと第２ヒータに対する通電によって、加熱ローラを温度制御するヒータ制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態２における、回避制御が行われている状態のヒータ制御部の各部の波形図であり、（ａ）は制御回路が出力する第１ヒータ及び第２ヒータのオンオフ制御信号の波形を示し、（ｂ）は第１ヒータ及び第２ヒータに対する印加電圧波形を示す。 実施の形態２において、先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間と、後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間の重なりを回避する回避制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２において、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間と、後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間の重なりを回避する回避制御の流れを示すフローチャートである。 ヒータ制御部の動作説明に供する参考波形図である。 実施の形態３における、第１ヒータと第２ヒータに対する通電によって、加熱ローラを温度制御するヒータ制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態３における、回避制御が行われている状態の制御回路が出力する第１ヒータ及び第２ヒータのオンオフ制御信号の波形図である。 （ａ）は実施の形態３における立ち上がり期間において、第１ヒータ及び第２ヒータに対する印加電圧波形図であり、（ｂ）は実施の形態３における立ち下がり期間において、第１ヒータ及び第２ヒータに対する印加電圧波形図である。 実施の形態３において、先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間と、後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間のデューティ制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３において、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間と、後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間のデューティ制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３において、先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間と、後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間のデューティ制御の流れを示すフローチャートである。 実施の形態３において、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間と、後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間のデューティ制御の流れを示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す要部構成図であり、図２はその外観斜視図である。

同図に示すように、画像形成装置１００は、給紙部１、画像形成部２、定着部３、両面印刷ユニット部４、及び用紙排出部５に大別され、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色を印刷可能なカラー用電子写真式プリンタとしての構成を備えている。給紙部１は、記録用紙８をセットするための給紙カセット６、記録用紙８を１枚に捌いて用紙カセット６から取り出して用紙搬送路に送り出すピックアップローラ７、記録用紙８を画像形成部２に搬送するためのレジストローラ対１０を含む。

画像形成部２は、記録用紙８の搬送方向の上流側から順に直列に配設された４つのトナー像形成部１９Ｋ、１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にトナー像形成部１９と称す場合がある）、各トナー像形成部１９に対応して配置されたＬＥＤヘッド１５Ｋ、１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ（特に区別する必要がない場合は単にＬＥＤヘッド１５と称す場合がある）、及びトナー像形成部１９により形成されたトナー像を用紙上面にクーロン力により転写する転写部２１を備える。

トナー像形成部１９Ｋはブラック（Ｋ）のトナー画像を、トナー像形成部１９Ｙはイエロー（Ｙ）のトナー画像を、トナー像形成部１９Ｍはマゼンタ（Ｍ）のトナー画像を、トナー像形成部１９Ｃはシアン（Ｃ）のトナー画像をそれぞれ形成する。各トナー像形成部１９は、使用するトナーが異なる以外は共通する構成を有する。

各トナー像形成部１９は、その周面が光導電性材料で構成された感光体ドラム１１、感光体ドラム１１に接触し、感光体ドラム１１の表面を均一に高電圧に帯電する帯電ローラ１２、感光体ドラム１１の上部に配置されたＬＥＤヘッド１５によって、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像ローラ１３、現像ローラ１３に接触してトナーを現像ローラ１３へ供給するトナー供給ローラ１４、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去するクリーナ２０、トナーを収容して供給すべく着脱可能に備えられたトナーカートリッジ１６等を有する。

尚、各ＬＥＤヘッド１５は、カバー２３に保持されて、カバー２３が閉じられた段階で、対応するトナー像形成部１９の所定位置に配置され、帯電されて矢印方向に回転する感光体ドラム１１の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。

転写部２１は、給紙部１から搬送された記録用紙８を矢印方向に搬送する転写ベルト１７と、転写ベルト１７を介して各トナー像形成部１９の感光体ドラム１１に対向して配置された４つの転写ローラ１８を備え、クーロン力により、各トナー像形成部１９の感光体ドラム１１に形成された各色のトナー像を記録用紙８に順次重ねて転写する。

定着部３は、加熱ローラ３１及び加熱ローラ３１に圧接して配置された加圧ローラ３２を配置し、これらの間を挟持搬送される記録用紙８に転写されたトナーを溶融し、溶融したトナー像を記録用紙８上に熱定着する。定着部３によってトナー像が定着された記録用紙８は、用紙排出部５に搬送された後に排出されるか、或いは、両面印刷のため切換板２２を介して両面印刷ユニット部４に搬送され、再度、画像形成部２での用紙反対面への画像形成が行われる。

図３は、定着部３の要部構成を概略的に示す外観斜視図である。

定着部３は、加熱回転部材としての加熱ローラ３１と加圧回転部材としての加圧ローラ３２で構成されている。加熱ローラ３１の内部には、加熱手段である２本の加熱ヒータ、即ち第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４が配設され、加熱ローラ３１の上部には加熱ローラ３１の軸方向の略中央に、加熱ローラ３１の表面温度を検知するための温度センサ３５を備えている。加熱ローラ３１は、図示しない回転駆動手段によって矢印方向に回転駆動される。

加圧ローラ３２は、定着ベルト３６、定着ローラ３７、及びパッド３８で構成されている。無端状の定着ベルト３６は、その内側に配置された定着ローラ３７とパッド３８とに架け渡されており、定着ローラ３７が回転するのに伴って回転する。定着ローラ３７は、定着ベルト３６を介して加熱ローラ３１に圧接してニップ部を形成し、ここでは加熱ローラ３１の回転に伴って従動回転する。

図４は、第１ヒータ３３と第２ヒータ３４に対する通電によって、加熱ローラ３１を温度制御するヒータ制御部４０の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、交流電源４１の端子間に接続されたゼロクロス検出手段としてのゼロクロス検出回路４８は、交流電源４１の極性が反転する（ゼロクロスする）のを検出するもので、検出したゼロクロスを示すゼロクロス信号を制御手段としての制御回路５０に出力する。また交流電源４１の端子間には、直列に接続された第１ヒータ３３とトライアック４６、及び直列に接続された第２ヒータ３４とトライアック４７がそれぞれ接続されている。トライアック４６は第１ヒータ３３への通電をオンオフし、トライアック４７は第２ヒータ３４への通電をオンオフする。

加熱ローラ３１の表面温度を検知する温度センサ３５は、温度検知部４５に接続され、温度検知部４５は、温度センサ３５によって検出された温度情報を制御回路５０に出力する。

制御回路５０内には、後述するように、入力する温度検知部４５からの温度情報に基づいて第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４への通電（オン）時間を設定する定着温度制御部５１と、オンタイム期間Ｔ１２，Ｔ２２（図５）と同時に立ち上がる電圧抑制期間としての立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂ（図５）において、交流電源のゼロクロスからの非通電（オフ）期間Ｔａ１，Ｔｂ１を設定する電圧制限部としてのオン時位相制御部５２を備える。出力回路４９は、制御回路５０から出力されるオンオフ制御信号を入力し、オンオフ制御信号に基づくトライアック駆動パルス信号を生成してトライアック４６及びトライアック４７をオンオフ制御する。尚、出力回路４９及びトライアック４６，４７がスイッチング手段に相当する。

図８は、ヒータ制御部４０の動作説明に供する波形図であり、同図（ａ）は、制御回路５０が出力する第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４のオンオフ制御信号の波形を示し、同図（ｂ）は、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に対する印加電圧波形を示す。但し、図８に示す波形は、本発明に基づく後述する電圧抑制期間の重なり回避制御（以下、単に回避制御と称す場合がある）が行われていない参考波形図であり、本発明に基づいて形成される波形については、図５に示す波形図を参照しながら後述する。

定着温度制御部５１は、例えば、図８（ａ）に示すように、第１ヒータ３３に対して周期Ｔ１１でオンタイム期間Ｔ１２の、デューティ比Ｄ１（Ｔ１２／Ｔ１１）の矩形信号を生成し、第２ヒータ３４に対して周期Ｔ２１でオンタイム期間Ｔ２２のデューティ比Ｄ２（Ｔ２２／Ｔ２１）の矩形信号を生成し、デューティ比Ｄ１、Ｄ２を、温度検知部４５から入力する温度情報に基づいて、温度センサ３５で検出される温度が所定の温度となるように制御する。

オン時位相制御部５２は、第１ヒータ３３に対するオンオフ制御信号の各オンタイム期間Ｔ１２の立ち上がり時における立ち上がり期間Ｔａ、及び第２ヒータ３４に対するオンオフ制御信号の各オンタイム期間Ｔ２２の立ち上がり時における立ち上がり期間Ｔｂにおいて、図５（ｂ）に示すように、電源電圧波形の前後するゼロクロス点間において、先行するゼロクロスからの非通電（オフ）期間Ｔａ１、Ｔｂ１を設定する。具体的には、例えば、立ち上がり期間Ｔａにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔａ１経たタイミング（位相角）でパルスＰａを発生し、立ち上がり期間Ｔｂにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｂ１経たタイミング（位相角）でパルスＰｂを発生する。

出力回路４９は、制御回路５０から入力するオンオフ制御信号に基づいて、トライアック４６，４７を駆動し、図８（ｂ）に示す波形の印加電圧を第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する。具体的には、トライアック４６に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち上がり期間Ｔａにおいてはゼロクロスから非通電期間Ｔａ１のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔａ以外のオンタイム期間Ｔ１２には連続した駆動パルスを発生する。またトライアック４７に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち上がり期間Ｔｂにおいてはゼロクロスから非通電期間Ｔｂ１のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔｂ以外のオンタイム期間Ｔ２２には連続した駆動パルスを発生する。

トライアック４６，４７は、前後するゼロクロス間にあって、駆動パルスを受けるとオフ（開放）状態からオン（短絡）状態となり、次のゼロクロスで再びオフ状態となる。従って、第１ヒータ３３に対しては、立ち上がり期間Ｔａでは非通電（オフ）期間Ｔａ１を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。同じく、第２ヒータ３４に対しては、立ち上がり期間Ｔｂでは非通電（オフ）期間Ｔｂ１を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。

尚、各立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂにおいて、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する電圧の印加時間を制限するのは、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４では、加熱前の低温時では抵抗値が低いため、大きな突入電流が流れるのを防止するためである。

上記したように、参考波形図である図８の波形図の説明では、定着温度制御部５１が、第１のヒータオンオフ信号及び第２のヒータオンオフ信号として、それぞれ所定の周期Ｔ１１、Ｔ２１の矩形波信号を生成すると説明したが、この場合、第１のヒータオンオフ信号の立ち上がり期間Ｔａと第２のヒータオンオフ信号の立ち上がり期間Ｔｂとが重なる事態が生ずる。即ち図８では、時刻ｔ１１に立ち上がった第２のヒータオンオフ信号の立ち上がり期間Ｔｂが第１のヒータオンオフ信号の立ち上がり期間Ｔａと重なっている。

この立ち上がり期間ＴａとＴｂでは、電圧印加時間を制限しているにもかかわらず、各期間の、特に最初の方の電圧印加時には尖塔的な突入電流が流れるため、これらの期間ＴａとＴｂとが重なると、重畳した過度の突入電流が発生することとなる。

このため、本実施の形態の制御回路５０では、これらの立ち上がり期間Ｔａと立ち上がり期間Ｔｂとが重ならないような回避制御が行われる。前記した図８の参考波形図に示すオンオフ制御信号の波形は、前記したように、本発明に基づくこの回避制御が行われていない状態の波形を示すものであり、図５は、本発明に基づく回避制御が行われている状態のヒータ制御部４０の各部の波形図である。

本発明に基づく回避制御が行われる場合、図５に示すように、制御回路５０から出力される第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４の各オンオフ制御信号は、立ち上がり期間Ｔａと立ち上がり期間Ｔｂとが重ならないように生成される。即ち、図８に示すように、先行する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａと、後行する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂとが重なる場合、この後行する立ち上がり期間Ｔｂを含むオンタイム期間Ｔ２２の立ち上がりタイミングのみを、図５に示すように両者が重ならない位置まで後方にずらす回避制御が行われる。

図６は、上記したように先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａに対して、後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂの重なりを回避するため、ここでは主に定着温度制御部５１が行う回避制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って図４、図５を参照しながら回避制御について説明する。

第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理フローは、第２ヒータのオンオフ制御信号の所定の周期Ｔ２１で定期的に行われるものである。定着温度制御部５１は、第２ヒータのオンオフ制御信号の所定の周期Ｔ２１に従って、オンタイム期間Ｔ２２を開始するのに先だって、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａの期間中か否かを確認する（ステップＳ１０１）。ここで、立ち上がり期間Ｔａでない場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、直ちにオンタイム期間Ｔ２２を立ち上げる（ステップＳ１０３）。尚この時同時に立ち上がり期間Ｔｄも立ち上がる。

一方、ステップＳ１０１で、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａの期間中と判定された場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、この立ち上がり期間Ｔａが終了するまで待って（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、この立ち上がり期間Ｔａが終了した段階で（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ２２及び立ち上がり期間Ｔｄを立ち上げる（ステップＳ１０３）。

一旦、オンタイム期間Ｔ２２が立ち上がると、オンタイム期間Ｔ２２が経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、オンタイム期間Ｔ２２が経過した段階で（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ２２を終了し（ステップＳ１０５）、第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する。

以上の処理を図５のタイムチャートによって更に説明する。

例えば、定着温度制御部５１が、第２ヒータのオンオフ制御信号の所定の周期Ｔ２１に従って、図５に示す時刻ｔ１１でオンタイム期間Ｔ２２を立ち上げようとするが、このとき、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａの期間中であるため、定着温度制御部５１は、立ち上がり期間Ｔａが終了する時刻ｔ１２までこのオンタイム期間Ｔ２２の立ち上がりを遅らせる。即ち、定着温度制御部５１は、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａに対して後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂが重ならないようにオンオフ制御信号の位相を制御する。

尚、定着温度制御部５１は、時刻ｔ１１から周期Ｔ２１が経過した時刻ｔ１３で、再びオンタイム期間Ｔ２２を立ち上げようとするが、ここでは第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａの期間中でないため、本来のタイミングでオンタイム期間Ｔ２２を立ち上げる。

また、オン時位相制御部５２は、回避制御によりオンタイム期間Ｔ２２の立ち上がりタイミングがずらされた場合も、前記したように、そのオンタイム期間Ｔ２２の立ち上がり時の、立ち上がり期間Ｔｂにおいて、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｂｏ経たタイミングでパルスＰｂを発生するものである。

図７は、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂに対して、後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａの重なりを回避するため、ここでは主に定着温度制御部５１が行う回避制御の流れを示すフローチャートであり、このフローは、第１ヒータのオンオフ制御信号の所定の周期Ｔ１１で定期的に行われるものである。以下、このフローに従って図４、図５を参照しながら回避制御について説明する。

定着温度制御部５１は、第１ヒータのオンオフ制御信号の所定の周期Ｔ１１に従って、オンタイム期間Ｔ１２を開始するのに先だって、第２のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂの期間中か否かを確認する（ステップＳ２０１）。ここで、立ち上がり期間Ｔｂでない場合（ステップＳ２０１、Ｎｏ）、直ちにオンタイム期間Ｔ１２を立ち上げる（ステップＳ２０３）。

一方、ステップＳ２０１で、第２のヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂの期間中と判定された場合（ステップＳ２０１、Ｙｅｓ）、この立ち上がり期間Ｔｂが終了するまで待って（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、この立ち上がり期間Ｔｂが終了した段階で（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ１２を立ち上げる（ステップＳ２０３）。

一旦、オンタイム期間Ｔ１２が立ち上がると、オンタイム期間Ｔ１２が経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ２０４、Ｎｏ）、オンタイム期間Ｔ１２が経過した段階で（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ１２を終了し（ステップＳ２０５）、第１ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する。

以上のように、第１ヒータのオンオフ制御信号に対しても、第２ヒータのオンオフ制御信号と同様の回避制御が行われ、第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂに対して後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａが重ならないようにしている。

尚、本実施の形態では、定着温度制御部５１が温度情報に基づいて矩形信号のデューティ比を制御する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、単に温度情報が所定値となるようにオンオフするオンオフ信号を出力するものであっても良い。

また、本実施の形態では、定着温度制御部５１が、立ち上がり期間同士が重ならないように状態変化タイミングをずらすように説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オン時位相制御部５２自身が、立ち上がり期間同士が重ならないように立ち上がり期間の開始タイミングをずらすように構成しても良い。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、定着器の第１と第２のヒータの立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂが互いに重ならないため、ヒータがオンされたときの突入電流によって発生する商用電源（以下交流電源という）の電圧変動を抑制することが可能である。これにより例えば蛍光灯のチラツキ低減の効果が期待出来る。

実施の形態２．
図９は、本発明に基づく実施の形態２の画像形成装置に採用されるヒータ制御部１４０の構成を示すブロック図である。

このヒータ制御部１４０を採用する画像形成装置が、前記した図４に示すヒータ制御部４０を採用する実施の形態１の画像形成装置と主に異なる点は、ヒータ制御部１４０の制御回路１５０において、電圧制限部としてのオフ時位相制御部１５３が追加された点と、定着温度制御部１５１の制御内容である。従って、このヒータ制御部１４０を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置１００（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、定着温度制御部１５１及びヒータ制御部１４０以外において図１に示す実施の形態１の画像形成装置１００の要部構成と共通するため、必要に応じて図１〜図３を参照する。

図９に示すように、制御回路１５０内には、後述するように、入力する温度検知部４５からの温度情報に基づいて第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４への通電（オン）時間を設定する定着温度制御部１５１と、オンタイム期間Ｔ１２，Ｔ２２（図１０）と同時に立ち上がる電圧抑制期間としての立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂ（図１０）において、交流電源のゼロクロスからの非通電（オフ）期間Ｔａ１，Ｔｂ１（図５）を設定するオン時位相制御部５２、及びオンタイム期間Ｔ１２，Ｔ２２の立ち下がりと同時に立ち上がる電圧抑制期間としての立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄ（図１０）において、交流電源のゼロクロスからの非通電（オフ）期間Ｔｃ１，Ｔｄ１（図１０）を設定するオフ時位相制御部１５３を備える。出力回路４９は、制御回路１５０から出力されるオンオフ制御信号を入力し、オンオフ制御信号に基づくトライアック駆動パルス信号を生成してトライアック４６及びトライアック４７をオンオフ制御する。

図１３は、ヒータ制御部１４０の動作説明に供する波形図であり、同図（ａ）は、制御回路１５０が出力する第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４のオンオフ制御信号の波形を示し、同図（ｂ）は、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に対する印加電圧波形を示す。但し、図１３に示す波形は、本発明に基づく後述する回避制御が行われていない参考波形図であり、本発明に基づいて形成される波形については、図１０に示す波形図を参照しながら後述する。

定着温度制御部１５１は、例えば、図１３（ａ）に示すように、第１ヒータ３３に対して周期Ｔ１１でオンタイム期間Ｔ１２の、デューティ比Ｄ１（Ｔ１２／Ｔ１１）の矩形信号を生成し、第２ヒータ３４に対して周期Ｔ２１でオンタイム期間Ｔ２２の、デューティ比Ｄ２（Ｔ２２／Ｔ２１）の矩形信号を生成し、デューティ比Ｄ１、Ｄ２を、温度検知部４５から入力する温度情報に基づいて、温度センサ３５で検出される温度が所定の温度となるように制御する。

オフ時位相制御部１５３は、第１ヒータ３３に対するオンオフ制御信号の各立ち下がり期間Ｔｃ、及び第２ヒータ３４に対するオンオフ制御信号の各立ち下がり期間Ｔｄにおいて、図１３（ｂ）に示すように、電源電圧波形の前後するゼロクロス点間において、先行するゼロクロスからの非通電（オフ）期間Ｔｃ１、Ｔｄ１を設定する。具体的には、例えば、立ち下がり期間Ｔｃにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｃ１経たタイミング（位相角）でパルスＰｃを発生し、立ち下がり期間Ｔｄにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｄ１経たタイミング（位相角）でパルスＰｄを発生する。

出力回路４９は、制御回路１５０から入力するオンオフ制御信号に基づいて、トライアック４６，４７を駆動し、図１３（ｂ）に示す波形の印加電圧を第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する。具体的には、トライアック４６に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち下がり期間Ｔｃにおいてはゼロクロスから非通電期間Ｔｃ１のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔａ及び立ち下がり期間Ｔｃ以外のオンタイム期間Ｔ１２には連続した駆動パルスを発生する。またトライアック４７に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち下がり期間Ｔｄにおいてはゼロクロスから非通電期間Ｔｄ１のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔｂ及び立ち下がり期間Ｔｄ以外のオン期間には連続した駆動パルスを発生する。

トライアック４６，４７は、前後するゼロクロス間にあって、駆動パルスを受けるとオフ（開放）状態からオン（短絡）状態となり、次のゼロクロスで再びオフ状態となる。従って、第１ヒータ３３に対しては、立ち下がり期間Ｔｃでは非通電（オフ）期間Ｔｃ１を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａ及び立ち下がり期間Ｔｃ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。同じく、第２ヒータ３４に対しては、立ち下がり期間Ｔｄでは非通電（オフ）期間Ｔｄ１を除く期間に電圧が印加され、オフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂ及びオン立ち上がり期間Ｔｄ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。

尚、各立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄにおいて、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する電圧の印加時間を制限するのは、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４における急激な電流消費の変化を抑えるものである。

上記したように、参考波形図である図１３の波形図の説明では、定着温度制御部１５１が、第１のヒータオンオフ信号及び第２のヒータオンオフ信号として、それぞれ所定の周期Ｔ１２、Ｔ２２の矩形波信号を生成すると説明したが、この場合、第１のヒータオンオフ信号の立ち下がり期間Ｔｃと第２のヒータオンオフ信号の立ち下がり期間Ｔｄとが重なる事態が生ずる。即ち図１３では、時刻ｔ２２に始まった第２のヒータオンオフ信号の立ち下がり期間Ｔｄが第１のヒータオンオフ信号の立ち下がり期間Ｔｃと重なっている。

この立ち下がり期間ＴｃとＴｄが重なると、特に第１のヒータと第２のヒータとが同時のオフするタイミングでは、交流電源に対する消費電流が急激に減少するため、交流電源の電圧が変動、つまり上昇して蛍光灯のチラツキが発生する。

このため、本実施の形態の制御回路１５０では、これらの立ち下がり期間Ｔｃと立ち上がり期間Ｔｄとが重ならないような回避制御が行われる。前記した図１３の参考波形図に示すオンオフ制御信号の波形は、前記したように、本発明に基づくこの回避制御が行われていない状態の波形を示すものであり、図１０は、本発明に基づく回避制御が行われている状態のヒータ制御部１４０の各部の波形図である。

本発明に基づく回避制御が行われる場合、図１０に示すように、制御回路１５０から出力される第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４の各オンオフ制御信号は、立ち下がり期間Ｔａと立ち下がり期間Ｔｄとが重ならないように生成される。即ち、図１３に示すように、先行する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃと、後行する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄとが重なる場合、この後行する立ち下がり期間Ｔｄに先行するオンタイム期間Ｔ２２の立ち下がりタイミングのみを、図１０に示すように両者が重ならない位置まで後方に伸ばす回避制御が行われる。

図１１は、上記したように先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃに対して後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄが重なる場合にこれを回避するため、ここでは主に定着温度制御部１５１が行う回避制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って、図９、図１０を参照しながら回避制御について説明する。尚、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａと第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂとが重なるのを回避する回避制御は、前記した実施の形態１で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。

第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理フローは、例えば前記した実施の形態１で説明した図６のフローチャートのステップＳ１０５で定めるオンタイム期間Ｔ２２の終了直前に開始されるものである。定着温度制御部１５１は、オンタイム期間Ｔ２２を終了するのに先だって、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃの期間中か否かを確認する（ステップＳ３０１）。ここで、立ち下がり期間Ｔｃでない場合（ステップＳ３０１、Ｎｏ）、直ちにオンタイム期間Ｔ２２を終了し、同時にオフ時位相制御部１５３によって立ち下がり期間Ｔｄを立ち上げる（ステップＳ３０３）。

尚、本実施の形態では、後述するように、オンタイム期間Ｔ２２の長さが回避制御処理の過程で延びる場合があり、延びる前のオンタイム期間Ｔ２２の初期値をＴ２２１とし、延びた段階のオンタイム期間Ｔ２２をＴ２２２として区別する場合がある。

一方、ステップＳ３０１で、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃの期間中と判定された場合（ステップＳ３０１、Ｙｅｓ）、この立ち下がり期間Ｔｃが終了するまで待って（ステップＳ３０２、Ｎｏ）、この立ち下がり期間Ｔｃが終了した段階で（ステップＳ３０２、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ２２を終了し、同時にオフ時位相制御部１５３によって立ち下がり期間Ｔｄを立ち上げる（ステップＳ３０３）。

オフ時位相制御部１５３は、立ち下がり期間Ｔｄが経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ３０４、Ｎｏ）、立ち下がり期間Ｔｄが経過した段階で（ステップＳ３０４、Ｙｅｓ）、立ち下がり期間Ｔｄを終了し（ステップＳ３０５）、第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する。

以上の処理を図１０のタイムチャートによって更に説明する。

例えば前記した実施の形態１で説明した図６のフローチャートのステップＳ１０５で定めるオンタイム期間Ｔ２２の終了に従って、図１０に示す時刻ｔ２２でオンタイム期間Ｔ２２を終了しようとするが、このとき、第１のヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃの期間中であるため、定着温度制御部１５１は、立ち下がり期間Ｔｃが終了する時刻ｔ２３までこのオンタイム期間Ｔ２２の立ち上がりを遅らせる。即ち、オンタイム期間Ｔ２２をその初期値Ｔ２２１からＴ２２２まで延ばして、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃに対して後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄが重ならないようにオンオフ制御信号の位相を制御する。

図１２は、先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄに対して後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃが重なる場合にこれを回避するため、ここでは主に定着温度制御部１５１が行う回避制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って、図９、図１０を参照しながら回避制御について説明する。

第１ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理フローは、例えば前記した実施の形態１で説明した図７のフローチャートのステップＳ２０５で定めるオンタイム期間Ｔ１２の終了直前に開始されるものである。定着温度制御部１５１は、オンタイム期間Ｔ１２を終了するのに先だって、第２のヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄの期間中か否かを確認する（ステップＳ４０１）。ここで、立ち上がり期間Ｔｄでない場合（ステップＳ４０１、Ｎｏ）、直ちにオンタイム期間Ｔ１２を終了し、同時にオフ時位相制御部１５３によって立ち下がり期間Ｔｃを立ち上げる（ステップＳ４０３）。

一方、ステップＳ４０１で、第２のヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄの期間中と判定された場合（ステップＳ４０１、Ｙｅｓ）、この立ち下がり期間Ｔｄが終了するまで待って（ステップＳ４０２、Ｎｏ）、この立ち下がり期間Ｔｄが終了した段階で（ステップＳ４０２、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ１２を終了し、同時にオフ時位相制御部１５３によって立ち下がり期間Ｔｃを立ち上げる（ステップＳ４０３）。

オフ時位相制御部１５３は、立ち下がり期間Ｔｃが経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ４０４、Ｎｏ）、立ち下がり期間Ｔｃが経過した段階で（ステップＳ４０４、Ｙｅｓ）、立ち下がり期間Ｔｃを終了し（ステップＳ４０５）、第１ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する。

以上のように、第１ヒータのオンオフ制御信号に対しても、第２ヒータのオンオフ制御信号と同様の回避制御が行われ、第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄに対して後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃが重ならないようにしている。

尚、本実施の形態では、定着温度制御部１５１が温度情報に基づいて矩形信号のデューティ比を制御する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、単に温度情報が所定値となるようにオンオフするオンオフ信号を出力するものであっても良い。

また、本実施の形態では、定着温度制御部１５１が、立ち下がり期間同士が重ならないように状態変化タイミングをずらすように説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オフ時位相制御部１５３自身が、立ち上がり期間同士が重ならないように立ち上がり期間の開始タイミングをずらすように構成しても良い。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、定着器の第１と第２のヒータの立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄが互いに重ならないため、ヒータがオフされたときの急激な消費電流の減少を抑制することができ、交流電源の電圧変動を減少させることができ、蛍光灯のチラツキを抑制することができる。

実施の形態３．
図１４は、本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置に採用されるヒータ制御部２４０の構成を示すブロック図である。

このヒータ制御部２４０を採用する画像形成装置が、前記した図９に示すヒータ制御部１４０を採用する実施の形態２の画像形成装置と主に異なる点は、ヒータ制御部２４０の制御回路２５０において、電圧制限部としてのオン時位相制御部２５２にオン時デューティ制御部２５５が追加され、電圧制限部としてのオフ時位相制御部２５３にオフ時デューティ制御部２５６が追加された点である。従って、このヒータ制御部２４０を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置１００（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、ヒータ制御部２４０以外において図１に示す実施の形態１の画像形成装置１００の要部構成と共通するため、必要に応じて図１〜図３を参照する。

図１４に示すように、制御回路２５０内のオン時位相制御部２５２には、オンタイム期間Ｔ１２，Ｔ２２の立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂ（図１５）において、交流電源のゼロクロスからの非通電期間Ｔａ_Ｍ（Ｍは１〜ｍ），Ｔｂ_Ｎ（Ｍは１〜ｎ）（図１６）を順次短く設定するオン時デューティ制御部２５５を有し、制御回路２５０内のオフ時位相制御部２５３には、オンタイム期間Ｔ１２，Ｔ２２に続く立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄ（図１５）において、交流電源のゼロクロスからの非通電期間Ｔｃ_Ｐ（Ｐは１〜ｐ），Ｔｄ_Ｑ（Ｑは１〜ｑ）（図１６）を順次長く設定するオフ時デューティ制御部２５６を有する。

図１５は、本実施の形態３の制御回路２５０が出力する第１ヒータ３３のオンオフ制御信号及び第２ヒータ３４のオンオフ制御信号の波形図である。同図に示すように、これらの各オンオフ制御信号は、前記した実施の形態１及び実施の形態２で説明したように、定着温度制御部１５１による回避制御によって、立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂ及び立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄがそれぞれ互いに時間的に重ならないように形成される。

図１６は、第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に対する各印加電圧波形を示し、同図（ａ）は、前後して形成された、立ち上がり期間Ｔａ，Ｔｂにおける印加電圧波形を示し、同図（ｂ）は、同じく前後して形成された、立ち下がり期間Ｔｃ，Ｔｄにおける印加電圧波形を示す。

先ず、図１６（ａ）を参照しながら、オン時位相制御部２５２の動作について説明する。オン時デューティ制御部２５５は、立ち上がり期間Ｔａにおける、各ゼロクロスからの非通電期間Ｔａ_Ｍ（Ｍは１〜ｍ）をｍ回に亘って設定する。具体的には、立ち上がり期間Ｔａにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔａ_Ｍ（Ｍは１〜ｍ）経たタイミング（位相角）でパルスＰａを発生する。

ここでの立ち上がり期間Ｔａは予め決められるもので、ここでは例えば交流電源の７．５周期分の長さとしているため、ここでの設定回数は１５回（ｍ＝１５）となる。オン時デューティ制御部２５５は、非通電期間Ｔａ_Ｍを、その期間が順次減少するように、ここでは、交流電源の半周期の５％ずつ減少していくように設定している。従って、立ち上がり期間Ｔａにおける交流電源の半波毎の通電期間は、逆に５％〜７５％まで順次５％ずつ増加する。

同様にして、オン時デューティ制御部２５５は、立ち上がり期間Ｔｂにおける、各ゼロクロスからの非通電期間Ｔｂ_Ｎ（Ｎは１〜ｎ）をｎ回に亘って設定する。具体的には、立ち上がり期間Ｔｂにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｂ_Ｎ経たタイミング（位相角）でパルスＰｂを発生する。

ここでの立ち上がり期間Ｔｂは予め決められるもので、ここでは例えば交流電源の５周期分の長さとしているため、ここでの設定回数は１０回（ｎ＝１０）となる。オン時デューティ制御部２５５は、非通電期間Ｔｂ_Ｎを、その期間が順次減少するように、ここでは、交流電源の半周期の５％ずつ減少していくように設定している。従って、立ち上がり期間Ｔｂにおける交流電源の半波毎の通電期間は、逆に５％〜５０％まで順次５％ずつ増加する。

出力回路４９は、制御回路２５０から入力するオンオフ制御信号に基づいて、トライアック４６，４７を駆動し、図１６（ａ）に示す波形の印加電圧を第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する。具体的には、トライアック４６に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち上がり期間Ｔａにおいては各ゼロクロスからＴａ_Ｍ（Ｍは１〜ｍ）のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔａ以外のオンタイム期間Ｔ１２には連続した駆動パルスを発生する。またトライアック４７に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち上がり期間ＴｂにおいてはゼロクロスからＴｂ_Ｎ（Ｎは１〜ｎ）のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔｂ以外のオンタイム期間Ｔ２２には連続した駆動パルスを発生する。

トライアック４６，４７は、前後するゼロクロス間にあって、駆動パルスを受けるとオフ（開放）状態からオン（短絡）状態となり、次のゼロクロスで再びオフ状態となる。従って、第１ヒータ３３に対しては、立ち上がり期間Ｔａでは非通電（オフ）期間Ｔａ_Ｍ（Ｍは１〜ｍ）を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。同じく、第２ヒータ３４に対しては、立ち上がり期間Ｔｂでは非通電（オフ）期間Ｔｂ_Ｎ（Ｎは１〜ｎ）を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。

図１７は、前記したように先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａに対して後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂが重ならないように回避制御され、且つ立ち上がり期間ＴｂでパルスＰｂを発生するデューティ制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って図１５、図１６（ａ）を参照しながらデューティ制御について説明する。

このフローが開始されるタイミング及びステップＳ５０１〜ステップＳ５０３の処理は、前記した実施の形態１の図６に示すフローで説明した開始タイミング及びステップＳ１０１〜ステップＳ１０３までの処理と全く同じである。即ち定着温度制御部１５１は、第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂが第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａと重ならないようにオンタイム期間Ｔ２２を立ち上げる。尚、ここでは、前記したように、立ち上がり期間Ｔｂを交流電源の５周期分の長さとし、非通電期間Ｔｂ_Ｎ（Ｎは１〜１０）を、その期間が順次、交流電源の半周期の５％ずつ減少していくように設定している。

オン時位相制御部２５２は、オンタイム期間Ｔ２２と同時に始まる立ち上がり期間Ｔｂにおいて、オン時デューティ制御部２５５のデューティ制御カウンタのカウント数Ｎを１に設定し（ステップＳ５０４）、ゼロクロスからの非通電期間Ｔｂ_１、即ち交流電源の半周期の９５％のタイミングで１回目のパルスＰｂを発生する（ステップＳ５０５）。その後、第２ヒータの立ち上がり期間Ｔｂが終了したが否かを判定し（ステップＳ５０６）、終了しない場合には（ステップＳ５０６、Ｎｏ）、カウント数Ｎを１つ増やして（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０５に戻る。

従って、このステップＳ５０４〜Ｓ５０７では、図１６（ａ）に示すように、立ち上がり期間Ｔｂにおいて、交流電源の半波毎に非通電時間Ｔｂ_ＮをＴｂ_１〜Ｔｂ_１０まで交流電源の半周期の５％ずつ減少、逆にいうと、通電期間を５％〜５０％まで順次５％ずつ増加する。

次に、定着温度制御部１５１は、ステップＳ５０３で立ち上げたオンタイム期間Ｔ２２が経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ５０８、Ｎｏ）、オンタイム期間Ｔ２２が経過した段階で（ステップＳ５０８、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ２２を終了し、第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する（ステップＳ５０９）。

図１８は、前記したように先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂに対して後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａが重ならないように回避制御され、且つ立ち上がり期間ＴａでパルスＰａを発生するデューティ制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って図１５、図１６（ａ）を参照しながらデューティ制御について説明する。

このフローが開始されるタイミング及びステップＳ６０１〜ステップＳ６０３の処理は、前記した実施の形態１の図７に示すフローで説明した開始タイミング及びステップＳ２０１〜ステップＳ２０３までの処理と全く同じである。即ち定着温度制御部１５１は、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔａが第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち上がり期間Ｔｂと重ならないようにオンタイム期間Ｔ１２を立ち上げる。尚、ここでは、前記したように、立ち上がり期間Ｔａを交流電源の７．５周期分の長さとし、非通電期間Ｔａ_Ｍ（Ｍは１〜１５）を、その期間が順次、交流電源の半周期の５％ずつ減少していくように設定している。

オン時位相制御部２５２は、オンタイム期間Ｔ１２と同時に始まる立ち上がり期間Ｔａにおいて、オン時デューティ制御部２５５のデューティ制御カウンタのカウント数Ｍを１に設定し（ステップＳ６０４）、ゼロクロスからの非通電期間Ｔａ_１、即ち交流電源の半周期の９５％のタイミングで１回目のパルスＰａを発生する（ステップＳ６０５）。その後、第１ヒータの立ち上がり期間Ｔａが終了したが否かを判定し（ステップＳ６０６）、終了しない場合には（ステップＳ６０６、Ｎｏ）、カウント数Ｍを１つ増やして（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０５に戻る。

従って、このステップＳ６０４〜Ｓ６０７では、図１６（ａ）に示すように、立ち上がり期間Ｔａにおいて、交流電源の半波毎に非通電時間Ｔａ_ＭをＴａ_１〜Ｔａ_１５まで交流電源の半周期の５％ずつ減少、逆にいうと、通電期間を５％〜７５％まで順次５％ずつ増加する。

次に、定着温度制御部１５１は、ステップＳ６０４で立ち上げたオンタイム期間Ｔ１２が経過するまでこの状態を維持し（ステップＳ６０８、Ｎｏ）、オンタイム期間Ｔ１２が経過した段階で（ステップＳ６０８、Ｙｅｓ）、オンタイム期間Ｔ１２を終了し、第１ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する（ステップＳ６０９）。

次に、図１６（ｂ）を参照しながら、オフ時位相制御部２５３の動作について説明する。オフ時デューティ制御部２５６は、立ち下がり期間Ｔｃにおける、各ゼロクロスからの非通電期間Ｔｃ_Ｐ（Ｐは１〜ｐ）をｐ回に亘って設定する。具体的には、立ち下がり期間Ｔｃにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｃ_Ｐ（Ｐは１〜ｐ）経たタイミング（位相角）でパルスＰｃを発生する。

ここでの立ち下がり期間Ｔｃは予め決められるもので、ここでは例えば交流電源の７．５周期分の長さとしているため、ここでの設定回数は１５回（ｐ＝１５）となる。オフ時デューティ制御部２５６は、非通電期間Ｔｃ_Ｐを、その期間が順次増加するように、ここでは、交流電源の半周期の５％ずつ増加していくように設定している。従って、立ち下がり期間Ｔｃにおける交流電源の半波毎の通電期間は、逆に７５％〜５％まで順次５％ずつ減少する。尚、ここでは、最後の通電期間が５％となるように、初回の通電時間７５％を予め算出して用意する。

同様にして、オフ時デューティ制御部２５６は、立ち下がり期間Ｔｄにおける、各ゼロクロスからの非通電期間Ｔｄ_Ｑ（Ｑは１〜ｑ）をｑ回に亘って設定する。具体的には、立ち下がり期間Ｔｄにおいては、各ゼロクロスから非通電期間Ｔｄ_Ｑ経たタイミング（位相角）でパルスＰｄを発生する。

ここでの立ち下がり期間Ｔｄは予め決められるもので、ここでは例えば交流電源の５周期分の長さとしているため、ここでの設定回数は１０回（ｑ＝１０）となる。オフ時デューティ制御部２５６は、非通電期間Ｔｄ_Ｑを、その期間が順次増加するように、ここでは、交流電源の半周期の５％ずつ増加していくように設定している。従って、立ち下がり期間Ｔｄにおける交流電源の半波毎の通電期間は、逆に５０％〜５％まで順次５％ずつ減少する。尚、ここでは、最後の通電期間が５％となるように、初回の通電時間５０％を予め算出して用意する。

出力回路４９は、制御回路２５０から入力するオンオフ制御信号に基づいて、トライアック４６，４７を駆動し、図１６（ｂ）に示す波形の印加電圧を第１ヒータ３３及び第２ヒータ３４に印加する。具体的には、トライアック４６に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち下がり期間Ｔｃにおいては各ゼロクロスからＴｃ_Ｐ（Ｐは１〜ｐ）のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔａ及び立ち下がり期間Ｔｃ以外のオン期間には連続した駆動パルスを発生する。またトライアック４７に対しては、オンオフ制御信号の、各立ち下がり期間ＴｄにおいてはゼロクロスからＴｄ_Ｑ（Ｑは１〜ｑ）のタイミングで駆動パルスを発生し、立ち上がり期間Ｔｂ及び立ち下がり期間Ｔｄ以外のオン期間には連続した駆動パルスを発生する。

トライアック４６，４７は、前後するゼロクロス間にあって、駆動パルスを受けるとオフ（開放）状態からオン（短絡）状態となり、次のゼロクロスで再びオフ状態となる。従って、第１ヒータ３３に対しては、立ち下がり期間Ｔｃでは非通電（オフ）期間Ｔｃ_Ｐ（Ｐは１〜ｐ）を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。同じく、第２ヒータ３４に対しては、立ち下がり期間Ｔｄでは非通電（オフ）期間Ｔｄ_Ｑ（Ｑは１〜ｑ）を除く期間に電圧が印加され、オンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄ以外のオン期間には交流電源の電圧がそのまま印加される。

図１９は、前記したように先に発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃに対して後から発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄが重ならないように回避制御され、且つ立ち下がり期間ＴｄでパルスＰｄを発生するデューティ制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って図１５、図１６（ｂ）を参照しながらデューティ制御について説明する。

このフローが開始されるタイミング及びステップＳ７０１〜ステップＳ７０３の処理は、前記した実施の形態２の図１１に示すフローで説明した開始タイミング及びステップＳ３０１〜ステップＳ３０３までの処理と全く同じである。即ち定着温度制御部１５１は、第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄが、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃと重ならないようにオンタイム期間Ｔ２２を引き伸ばす。尚、ここでは、前記したように、立ち下がり期間Ｔｄを交流電源の５周期分の長さとし、非通電期間Ｔｄ_Ｑ（Ｑは１〜１０）を、その期間が順次、交流電源の半周期の５％ずつ増加していくように設定している。

オフ時位相制御部２５３は、オンタイム期間Ｔ２２の立ち下がりに続いて始まる立ち下がり期間Ｔｄにおいて、オフ時デューティ制御部２５６のデューティ制御カウンタのカウント数Ｑを１に設定し（ステップＳ７０４）、ゼロクロスから非通電期間Ｔｄ_１、即ち交流電源の半周期の５０％のタイミングで１回目のパルスＰｄを発生する（ステップＳ７０５）。その後、第２ヒータの立ち下がり期間Ｔｄが終了したが否かを判定し（ステップＳ７０６）、終了しない場合には（ステップＳ７０６、Ｎｏ）、カウント数Ｑを１つ増やして（ステップＳ７０７）、ステップＳ７０５に戻る。

従って、このステップＳ７０４〜Ｓ７０７では、図１６（ｂ）に示すように、立ち下がり期間Ｔｄにおいて、交流電源の半波毎に非通電時間Ｔｄ_ＱをＴｄ_１〜Ｔｂ_１０まで交流電源の半周期の５％ずつ増加、逆にいうと、通電期間を５０％〜５％まで順次５％ずつ減少する。

次に、この立ち下がり期間Ｔｄが終了すると、第２ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する（ステップＳ７０８）。

図２０は、前記したように先に発生する第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄに対して後から発生する第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃが重ならないように回避制御され、且つ立ち下がり期間ＴｃでパルスＰｃを発生するデューティ制御の流れを示すフローチャートである。以下、このフローに従って図１５、図１６（ｂ）を参照しながらデューティ制御について説明する。

このフローが開始されるタイミング及びステップＳ８０１〜ステップＳ８０３の処理は、前記した実施の形態２の図１２に示すフローで説明した開始タイミング及びステップＳ４０１〜ステップＳ４０３までの処理と全く同じである。即ち定着温度制御部１５１は、第１ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｃが、第２ヒータのオンオフ制御信号の立ち下がり期間Ｔｄと重ならないようにオンタイム期間Ｔ１２を引き伸ばす。尚、ここでは、前記したように、立ち下がり期間Ｔｃを交流電源の７．５周期分の長さとし、非通電期間Ｔｃ_Ｐ（Ｐは１〜１５）を、その期間が順次、交流電源の半周期の５％ずつ増加していくように設定している。

オフ時位相制御部２５３は、オンタイム期間Ｔ１２の立ち下がりに続いて始まる立ち下がり期間Ｔｃにおいて、オフ時デューティ制御部２５６のデューティ制御カウンタのカウント数Ｐを１に設定し（ステップＳ８０４）、ゼロクロスから非通電期間Ｔｃ_１、即ち交流電源の半周期の２５％のタイミングで１回目のパルスＰｃを発生する（ステップＳ８０５）。その後、第２ヒータの立ち上がり期間Ｔｃが終了したが否かを判定し（ステップＳ８０６）、終了しない場合には（ステップＳ８０６、Ｎｏ）、カウント数Ｐを１つ増やして（ステップＳ８０７）、ステップＳ８０５に戻る。

従って、このステップＳ８０４〜Ｓ８０７では、図１６（ｂ）に示すように、立ち下がり期間Ｔｃにおいて、交流電源の半波毎に非通電時間Ｔｃ_ＰをＴｃ_１〜Ｔｃ_１５まで交流電源の半周期の５％ずつ増加、逆にいうと、通電期間を７５％〜５％まで順次５％ずつ減少する。

次に、この立ち下がり期間Ｔｃが終了すると、第１ヒータのオンオフ制御信号の回避制御処理を終了する（ステップＳ８０８）。

尚、本実施の形態では、定着温度制御部１５１が温度情報に基づいて矩形信号のデューティ比を制御する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、単に温度情報が所定値となるようにオンオフするオンオフ信号を出力するものであっても良い。

また、本実施の形態では、定着温度制御部１５１が、立ち上がり期間同士及び立ち下がり期間同士がそれぞれ重ならないように状態変化タイミングをずらすように説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オン時位相制御部２５２自身が、立ち上がり期間同士が重ならないように立ち上がり期間の開始タイミングをずらし、且つオフ時位相制御部２５３自身が、立ち下がり期間同士が重ならないように立ち下がり期間の開始タイミングをずらすように構成しても良い。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、前記した実施の形態１及び２の効果を有すると共に、第１及び第２のヒータに電圧を印加する際には徐々に印加時間が増えるようにし、第１及び第２のヒータへの電圧印加を停止する際には、徐々に印加時間が少なくなるように制御するため、ヒータのオン、オフ時の急激な消費電流の変化を緩和することができる。これによりヒータのオン、オフ時に発生する外部交流電源の電圧変動を減少させることができ、同一の交流電源ラインに接続された蛍光灯のチラツキの問題をより効果的に解消することができる。

上記した実施の形態では、本発明を、カラー用電子写真プリンタを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成する複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ等の画像形成装置にも利用可能である。またカラープリンタに関して説明したが、単色プリンタであってもよい。

１ 給紙部、 ２ 画像形成部、 ３ 定着部、 ４ 両面印刷ユニット部、 ５ 用紙排出部、 ６ 給紙カセット、 ７ ピックアップローラ、 ８ 記録用紙、 １０ レジストローラ対、 １１ 感光体ドラム、 １２ 帯電ローラ、 １３ 現像ローラ、 １４ トナー供給ローラ、 １５ ＬＥＤヘッド、 １６ トナーカートリッジ、 １７ 転写ベルト、 １８ 転写ローラ、 １９ トナー像形成部、 ２０ クリーナ、 ２１ 転写部、 ２２ 切換板、 ２３ カバー、 ３１ 加熱ローラ、 ３２ 加圧ローラ、 ３３ 第１ヒータ、 ３４ 第２ヒータ、 ３５ 温度センサ、 ３６ 定着ベルト、 ３７ 定着ローラ、 ３８ パッド、 ４０ ヒータ制御部、 ４１ 交流電源、 ４５ 温度検知部、 ４６ トライアック、 ４７ トライアック、 ４８ ゼロクロス検出回路、 ４９ 出力回路、 ５０ 制御回路、 ５１ 定着温度制御部、 ５２ オン時位相制御部、 １００ 画像形成装置、 １４０ ヒータ制御部、 １５０ 制御回路、 １５１ 定着温度制御部、 １５３ オフ時位相制御部、 ２４０ ヒータ制御部、 ２５０ 制御回路、 ２５２ オン時位相制御部、 ２５３ オフ時位相制御部、 ２５５ オン時デューティ制御部、 ２５６ オフ時デューティ制御部。

Claims (10)

1. トナー定着用の複数のヒータと、
   前記複数のヒータに個別に交流電圧を印加するタイミングを指示する制御手段と、
   前記制御手段の指示に基づいて、前記複数のヒータに交流電圧を断続的に印加するスイッチング手段と
   を有し、
   前記制御手段は、前記ヒータの温度情報に基づいて生成した印加タイミングの、オン時及び／又はオフ時に同期して、前記交流電圧を制限する電圧抑制期間を設け、
   前記複数のヒータ毎に個別に生成される前記電圧抑制期間が互いに重ならないようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記交流電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記電圧制御期間において、前記ゼロクロス毎に前記交流電圧の印加時間を制限することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記交流電圧を印加するタイミングのオン時に、前記ゼロクロス毎に前記交流電圧の印加時間を制限する前記電圧抑制期間を設け、
   前記複数のヒータ毎に個別に生成される前記立ち上がり期間が互いに重ならないようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記交流電圧を印加するタイミングのオフ時に、前記ゼロクロス毎に前記交流電圧の印加時間を制限する前記電圧抑制期間を設け、
   前記複数のヒータ毎に個別に生成される前記立ち下がり期間が互いに重ならないようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記交流電圧を印加するタイミングのオン時及びオフ時に、前記ゼロクロス毎に前記交流電圧の印加時間を制限する前記電圧抑制期間を設け、前記複数のヒータ毎に個別に生成される、前記オン時の前記電圧抑制期間及び前記オフ時の前記電圧抑制期間が、それぞれ互いに重ならないようにしたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記電圧制御期間において、前記印加時間を漸次変化させたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記オン時の前記電圧抑制期間において、前記印加時間を漸次増加させたことを特徴とする請求項３又は５記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記オフ時の前記電圧抑制期間において、前記印加時間を漸次減少させたことを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記温度情報に応じて、デューティ比が変化する矩形信号を形成する定着温度制御部と、前記矩形信号の状態変化に同期して前記電圧制限期間を生成する電圧制限部とを有し、
   前記制御手段は、前記複数のヒータ毎に個別に生成される前記電圧抑制期間が互いに重ならないように前記矩形信号の状態変化のタイミングを制御し、
   前記電圧制限部は、前記電圧抑制期間において、前記ゼロクロス後の電圧印加期間を決める立ち上げ信号を生成することを特徴とする請求項２乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 前記スイッチング手段は、前記電圧制御期間における前記立ち上げ信号に同期して駆動パルスを生成し、且つ前記電圧制御期間以外の前記矩形信号のオン期間にパルスを連続して生成する出力回路と、該出力回路によって駆動されて前記交流電圧を断続的に前記ヒータに印加するトライアックとによって構成されたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。

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