画像形成装置
【課題】画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時の制御において、フリッカ、高調波電流歪及び、画像の光沢ムラを充分に低減できる技術を提供する。
【解決手段】交流電源から定着加熱装置のヒータへの電流の通電及び遮断を切替えることで、ヒータへの通電量を制御ための方式として、位相制御方式と、波数制御方式と、位相制御と波数制御を組合せた組合せ制御方式とを選択可能とする。記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出し、定着加熱装置が定着しようとする特定画像領域における画像印字率に応じて、ヒータへの通電量を制御する方式を選択する。
【解決手段】交流電源から定着加熱装置のヒータへの電流の通電及び遮断を切替えることで、ヒータへの通電量を制御ための方式として、位相制御方式と、波数制御方式と、位相制御と波数制御を組合せた組合せ制御方式とを選択可能とする。記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出し、定着加熱装置が定着しようとする特定画像領域における画像印字率に応じて、ヒータへの通電量を制御する方式を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、または、これらの複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に関し、特に、トナー像を記録媒体上に熱によって定着させる定着加熱装置を有し、そのヒータの電力制御を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真、静電記録、磁気記録等の作像プロセスを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の様々な画像形成装置が存在する。これらの画像形成装置においては、記録用紙あるいはＯＨＰシートなどの記録媒体に形成した未定着トナー像を永久像とするために、熱によりトナーを溶融して記録媒体に定着させる定着加熱装置が設けられている。この定着加熱装置として、例えば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定着式の熱定着装置が用いられている。また、定着加熱装置としてはその他に、ＩＨ定着方式、フラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式等の多様な方式および構成を有するものが実用化されている。
【０００３】
中でも、熱容量の極めて小さな円筒状のフィルムを円筒の内側から加熱するフィルム定着方式の定着加熱装置は、エネルギー効率が高く昇温速度が速いため、電源オンから印字可能状態になるまでの時間が短く、プリント待機時の消費電力も大幅に抑えられる。
【０００４】
ここで、一般に定着加熱装置のヒータはトライアック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電力が供給される。例えば、セラミックヒータのオン／オフ制御は、交流電源の位相制御（例えば、特許文献１を参照）、波数制御（例えば、特許文献２を参照）、または位相制御と波数制御を組み合わせた制御（例えば、特許文献３を参照）により行われる。
【０００５】
また、一般に、定着加熱装置には、サーミスタ感温素子などの温度検出素子が設けられている。この温度検出素子により定着加熱装置の温度が検出され、検出された温度情報をもとに、エンジンコントローラによってスイッチング素子のオン／オフが制御される。これにより、ヒータへの電力供給がオン／オフされ、定着加熱装置の温度が目標の温度に調整される。
【０００６】
ここで、上記した位相制御は、交流電源からの入力電圧における各々の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制御である。また、波数制御は、複数の半波からなる期間を一回の制御周期とし、ヒータのオン／オフを交流電源の半波単位で行う制御である。また、位相制御と波数制御とを組み合わせた制御は、複数の半波からなる期間を一回の制御周期とし、そのうちの一部の半波を波数制御し、残りを位相制御するものである。
【０００７】
上記において、位相制御を選択する目的としては、照明機器のちらつき、所謂フリッカや、定着加熱装置の温度リップルを抑制することが挙げられる。ここでフリッカとは、交流電源の電圧の急激な変動により、同一の交流電源に接続されている周囲機器、例えば照明機器がちらついてしまう現象である。それに対し、位相制御において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制することができる。また、位相制御においては半波ごとに電力を制御できるため、定着加熱装置の温度制御の応答性が高く、定着加熱装置の温度リップルを低減することができる。
【０００８】
一方、位相制御においては、交流電源を各々の半波内の任意の位相角でヒータをオンす
るため、ヒータをオンする際に急激な電流変動が生じるおそれがある。急激な電流変動が生じると、交流電源の基本周波数（例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の逓倍周波数成分による高調波電流歪を多く含む電流波形となる。そして、この高調波電流歪により電子機器間の誤動作が発生し、または交流電源の電圧波形に歪が発生する虞がある。
【０００９】
また、上記の波数制御を選択する目的としては、高調波電流歪の抑制が挙げられる。これは、波数制御においてはヒータのオン／オフ制御を必ず電源電圧が０Ｖ近傍（ゼロクロスポイント）で行うため急激な電流変動が少なく、電圧波形の半波の途中でヒータがオンする位相制御と比較し高調波電流歪が発生しづらいことによる。しかし、波数制御は、高調波電流歪の抑制には効果があるものの、半波毎の負荷電流の変動が大きいため、交流電源の電圧変動が大きくなり、フリッカが発生し易いという不都合がある。
【００１０】
また、位相制御と波数制御を組み合わせた制御を選択する理由としては、位相制御のみを選択した場合と比較して高調波電流歪の抑制に有利であり、且つ、波数制御のみを選択した場合と比較してフリッカ抑制に有利であることが挙げられる。
【００１１】
ここで、高調波電流歪の大きさは、使用するＡＣ交流電源の電圧が高い方が、より大きくなる傾向がある。このことから、従来は、画像形成装置が使用される地域のＡＣ交流電源の電圧に応じて、ヒータの制御を、位相制御または波数制御の何れかに固定することが一般的であった。例えば、１００〜１２７ＶのＡＣ交流電源電圧の地域向けにはフリッカに有利な位相制御を、２２０Ｖ〜２４０ＶのＡＣ交流電源電圧の地域向けには高調波電流歪に有利な波数制御を採用することが考えられる。しかし、近年の画像形成装置の高速化による定着加熱装置のヒータ電力の増大に伴い、位相制御のみでは高調波電流歪を充分に抑制することが困難となり、また、波数制御のみではフリッカを充分に抑制することが困難となる場合があった。これに対し、位相制御と波数制御を組み合わせた制御は、高調波電流歪の抑制とフリッカの抑制の両方の効果を有する制御として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０９−１０６２１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８９３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年の画像形成装置においては、フルカラー画像が形成されるようになり、また、プリント速度の高速化及び高画質化、ファーストプリントアウトタイム（プリント待機状態から最初の被記録媒体が排出されるまでの時間（ＦＰＯＴ））の短縮が要求されている。そのため、定着加熱装置のヒータ電力は増大する傾向にある。このヒータ電力の増大傾向は、換言すると、ヒータの抵抗値が減少する傾向にあることを意味するが、このヒータの抵抗値の減少により、ヒータに電力を供給する際の交流電源の電流が増大し、結果として高調波電流歪とフリッカが増大する傾向が顕著になっている。
【００１４】
また、記録媒体が定着加熱装置を通過する間は、定着加熱装置は記録媒体に対してトナー画像を定着できる温度に制御されているところ、プリント速度の高速化に伴って、定着加熱装置の温度リップルが画像の光沢ムラとして現れ易くなってきている。このため、温度リップルをこれまで以上に抑制することが要求されている。
【００１５】
上記のような状況においては、位相制御と波数制御を組み合わせたヒータ制御を用いただけでは、高調波電流歪、フリッカ、光沢ムラ（温度リップル）の全てを充分に抑制する
ことが困難になっている。本発明の目的は、上記の事情に鑑みなされたものであって、例えば画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時の制御において、フリッカ、高調波電流歪及び、画像の光沢ムラの全てを充分に低減できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、
記録媒体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媒体に定着させる定着加熱手段と、
交流電源からの電流の前記定着加熱手段の加熱源への通電及び遮断を切替えるスイッチ手段と、
前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断の切替えタイミングを格納した供給電力制御テーブルを複数種類記憶する記憶部と、
前記ゼロクロス検知手段によるゼロクロスのタイミング及び、前記記憶部が記憶する前記供給電力制御テーブルを用いて参照した前記切替えタイミングに基づいて、前記スイッチ手段に前記交流電源から前記定着加熱手段の加熱源への電流の通電及び遮断を切替えさせることで、前記加熱源への通電量を制御する制御手段と、
前記記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー像のトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出する画像印字率導出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率に応じて、前記切替えタイミングを参照する前記供給電力制御テーブルを選択することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明では、定着加熱装置のヒータ電力の制御において、電力の制御テーブルを複数記憶し、定着すべき画像に応じて最適なテーブルを選択して使用するので、フリッカ、高調波電流歪及び画像の光沢ムラを充分に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例における定着加熱装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例における画像形成装置のヒータ駆動回路の概略図である。
【図３】本発明の実施例における位相制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図４】本発明の実施例における波数制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図５】位相制御と波数制御の組合せ制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図６】本発明の実施例における最小画像構成単位の説明図である。
【図７】本発明の実施例における定着画像の例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例１におけるヒータ電力制御テーブル切替えフローである。
【図９】実施例１のヒータ電力制御テーブル切替え制御の時系列説明図である。
【図１０】実施例２における供給電力と高調波電流歪相対値の関係を示す図である。
【図１１】実施例２における電力制御テーブル切替え制御のフローチャートである。
【図１２】実施例２におけるテーブル３設定処理のフローチャートである。
【図１３】実施例２における速度変更判定処理のフローチャートである。
【図１４】実施例２におけるテーブル１選択処理のフローチャートである。
【図１５】実施例２における速度ダウン処理のフローチャートである。
【図１６】実施例２における速度復帰処理のフローチャートである。
【図１７】実施例２におけるテーブル２設定処理のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例における画像形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２０】
<実施例１>
図１８には、セラミックヒータを用いた定着加熱装置を有する画像形成装置の例を示す。但し、本発明は定着加熱装置を使用した装置全般に適用が可能であり、特に図１８に示す画像形成装置に限定して適用されるものではない。
【００２１】
まず、図１８に示す画像形成装置において、装置の全体の動作について説明する。図１８の画像形成装置１００において、画像処理コントローラ１２０は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理を行なう。制御手段である制御部１１３は画像処理コントローラ１２０に電気的に接続されており、画像処理コントローラ１２０からの指示に応じて画像形成装置１００を構成する各部を制御する。画像処理コントローラ１２０が外部装置からプリント指示をうけると、以下の動作で画像形成処理が実行される。
【００２２】
記録媒体１０１は、給送ローラ１０２で給送されて、中間転写体１０３に向けて搬送される。感光ドラム１０４は、図示しない駆動モータによって所定の速度で反時計回りに回転駆動され、その回転過程で一次帯電器１０５によって一様に帯電処理される。また、画像信号に対応して変調されたレーザ光がレーザビームスキャナ１０６から出力され、感光ドラム１０４上を選択的に走査露光することにより、感光ドラム１０４上に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像器１０７において現像体である粉体トナーが付着することで、静電潜像がトナー像（現像体像）として可視像化する。
【００２３】
感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写体１０３上に一次転写される。その後、中間転写体１０３の回転と同期をとった適切なタイミングで搬送された記録媒体１０１が転写バイアスを印加された転写ローラ１０８によって中間転写体１０３に圧接されることで、中間転写体１０３上のトナー像が記録媒体１０１上に二次転写される。上記の感光ドラム１０４、一次帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色に対してそれぞれ配置されており、４色分のトナー像が記録媒体１０１上に二次転写される。上記のように記録媒体１０１にトナー像を形成する構成は、本実施例において画像形成手段に相当する。
【００２４】
定着加熱手段である定着加熱装置１０９は、加熱源であるセラミックヒータ１１０を内蔵したフィルムユニット１１１と、これに圧接される加圧ローラ１１２を備えている。このフィルムユニット１１１と加圧ローラ１１２とによって記録媒体１０１を加熱及び加圧することによりトナー像が記録媒体１０１に定着される。そして、トナー像が定着された記録媒体１０１は画像形成物として機外へ排出される。ここで制御部１１３は、記録媒体１０１の搬送路上の搬送センサ１１４、レジストセンサ１１５、定着前センサ１１６、定着排紙センサ１１７によって、記録媒体１０１の搬送状況を管理する。また、制御部１１３は、加熱定着装置１０９の温度制御プログラムおよび温度制御テーブルを記憶する記憶部を有している。
【００２５】
交流電源１１８に接続された電源装置１１９は、加熱定着装置１０９への電力供給回路および交流から直流への整流回路を有しており、前述のプロセスで消費される電力は、電源装置１１９から画像形成装置１００の各部へ供給される。
【００２６】
次に、図１を用いて、本実施例に係る定着加熱装置について説明する。図１は、定着加
熱装置１０９の断面図である。ヒータホルダ２００はセラミックヒータ１１０を保持するとともにフィルム２０１の内面をガイドする。このヒータホルダ２００は、高い耐熱性・断熱性及び剛性を有する材質により形成されており、記録媒体１０１の搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長の部材である。
【００２７】
セラミックヒータ１１０は、ヒータホルダ２００の下面に長手方向に沿って形成された溝部に嵌入された上で、耐熱性接着剤で固定支持されており、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長の形状を有している。円筒状の耐熱性フィルム材２０１（以下、定着フィルム２０１と記す）は、セラミックヒータ１１０を取り付けたヒータホルダ２００にルーズに外嵌されている。ステー２０２は図１の紙面に垂直な方向を長手とする高剛性の部材であり、ヒータホルダ２００の内側に配設されている。
【００２８】
一方、加圧ローラ１１２はセラミックヒータ１１０とともに定着フィルム２０１を挟んで圧接するように配置されている。矢印Ｎで示した範囲が加圧ローラ１１２とセラミックヒータ１１０が定着フィルム２０１を挟むことで形成される定着ニップ部である。加圧ローラ１１２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。定着ニップ部Ｎにおいては、加圧ローラ１１２と定着フィルム２０１の外周との摩擦力により加圧ローラ１１２の回転力が定着フィルム２０１に直接的に作用する。そして、定着フィルム２０１がセラミックヒータ１１０の下面に圧接しつつ摺動することで、矢印Ｃ方向に回転駆動される。
【００２９】
ヒータホルダ２００は、前述のように定着フィルム２０１内面のガイド部材として機能しており、定着フィルム２０１の回転を容易にしている。また、定着フィルム２０１の内面とセラミックヒータ１１０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ることもできる。
【００３０】
記録媒体１０１上への未定着画像の定着は以下の動作で実行される。加圧ローラ１１２の回転に従動して定着フィルム２０１が回転し、これと同時に、セラミックヒータ１１０の温度が、未定着画像を永久固着画像として熱圧定着可能な温度まで上昇される。そして、定着フィルム２０１と加圧ローラ１１２により形成される定着ニップ部Ｎに、定着すべき記録媒体１０１が導入されて挟持搬送される。定着ニップ部Ｎにおいて、セラミックヒータ１１０の熱が定着フィルム２０１を介して記録媒体１０１上の未定着画像に付与され、記録媒体１０１上の未定着画像が記録媒体１０１上に加熱定着される。
【００３１】
定着ニップ部Ｎを通った記録媒体１０１は定着フィルム２０１及び加圧ローラ１１２から分離されて搬送される。なお、図１における矢印Ａは記録媒体１０１の搬送方向を示す。また、定着加熱装置１０９はセラミックヒータ１１０の温度を検出するための感温素子であるサーミスタ２０３を有している。サーミスタ２０３は不図示のバネ等でセラミックヒータ１１０に常時感温可能な力で圧接されており、セラミックヒータ１１０の温度を検出する。
【００３２】
図２は、本実施例に係る定着加熱装置のヒータの駆動回路を示している。交流電源１１８は定着加熱装置１０９に接続される商用電源であり、制御部１１３からのヒータ駆動信号に応じて電力をヒータ１１０へ供給し、ヒータ１１０を発熱させる。ヒータ１１０に供給される電力の制御は、トライアック３０１の通電／遮断の切換えにより行われる。また、抵抗３０２及び３０３はバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ３０４は一次側と二次側の沿面距離を確保するために設けられている。フォトトライアックカプラ３０４の発光ダイオード３０５に通電することによりトライアック３０１がオンとなる。なお、本実施例におけるスイッチ手段は、トライアック３０１を含んで構成される。
【００３３】
トランジスタ３０７は、抵抗３０８を介して制御部１１３から与えられるヒータ駆動信号に従って動作する。トランジスタ３０７のオン／オフに応じてフォトトライアックカプラ３０４もオン／オフする。なお、抵抗３０６は、フォトトライアックカプラ３０４の電流を制限するために設けられている。また、交流電源１１８からの入力電源電圧は、ゼロクロス検知手段であるゼロクロス検知回路３０９にも入力される。
【００３４】
交流電源１１８からの交流電圧は、整流器３１０、３１１により半波整流される。この半波整流された交流電圧は、抵抗３１２、３１３、コンデンサ３１４、抵抗３１５を介して、トランジスタ３１６のベースに入力される。これによれば、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３１６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３１６はオフとなる。
【００３５】
フォトカプラ３１７は、一次側と二次側の沿面距離を確保するための素子であり、抵抗３１８、３１９はフォトカプラ３１７に流れる電流を制限するために設けられている。Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より高くなるとトランジスタ３１６がオンするため、フォトカプラ３１７の発光ダイオード３２０は消灯し、フォトトランジスタ３２１はオフしてフォトカプラ３１７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３１６はオフするのでフォトカプラ３１７の発光ダイオード３２０が発光し、フォトトランジスタ３２１はオンしてフォトカプラ３１７の出力電圧はＬｏｗとなる。
【００３６】
フォトカプラ３１７の出力は、抵抗３２２を介してゼロクロス信号として制御部１１３に入力される。こ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。制御部１１３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、任意のタイミングでトライアック３０１をオン／オフさせ、このことでヒータ１１０への電力供給を制御する。サーミスタ２０３によって検出される温度は、抵抗３２３とサーミスタ２０３との分圧として検出され、制御部１１３にＴＨ信号としてＡ／Ｄポートに入力される。
【００３７】
以上の構成において、定着加熱装置１０９の温度制御は次のようになされる。即ち、制御部１１３がＴＨ信号をモニターした際に、未定着画像を永久固着画像として熱圧定着することが可能な温度に達した場合には、ヒータ駆動信号によってヒータ１１０ヘの通電を停止する。又、熱圧定着が可能な温度を下回ると、ヒータ１１０に通電する。このことによって定着加熱装置１０９の温度を一定に維持することが可能になっている。
【００３８】
次に、ヒータへの電力供給時における電力の制御方法である位相制御、波数制御及び、位相制御と波数制御を組み合わせた制御について各々説明する。図３は、位相制御によるヒータ電力制御の例について説明するための図である。図３において、ゼロクロス信号は交流電源電圧波形の正から負、負から正に切り替わるポイントで論理が切り替わる。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からＴａ時間後にヒータ駆動信号がオンする。そうすると、ヒータ印加電圧を示すグラフにおける斜線で示した部分でヒータが通電し電力が供給される。
【００３９】
なお、この例では、ヒータがオンした後、次のゼロクロスポイントでヒータへの通電がオフされる。このため、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までの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ことができる。
【００４０】
位相制御においては、図３に示す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半波毎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。そのため位相制御においてはフィルタ等の回路部品が必要になる場合が多い。一方、位相制御においては、各半波における最大値より小さい電流が半波毎に流れるため半波毎の電流の変化量は小さく、さらに変化周期も早いため、フリッカへの影響が小さいことが特徴である。
【００４１】
図４には、波数制御によるヒータの電力制御の例を示す。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。従って、ゼロクロス信号のエッジと同期させてヒータ駆動信号をオンする。そして、例えば八つの連続する半波を制御の一周期（一制御周期）とし、一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する。図４では、八の半波のうち四の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。このように、波数制御では、連続してオンさせる波数を変化させることで、ヒータ供給電力を０％から１００％までの間の４段階（２５％刻み）の通電制御パターンを予め定めておき、この通電制御パターンに基づいてヒータの電力制御が行なわれる。
【００４２】
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が少ないという特徴を有する。一方、電流は半波単位で流れるため、位相制御に比べて半波毎の電流の変化量は大きく、変化周期も長い。このため波数制御ではフリッカへの影響が大きくなる。また、定着フィルム２０１の温度リップルが大きくなりやすく画像の光沢ムラが生じ易い。
【００４３】
図５には、位相制御と波数制御を組み合わせたヒータの電力制御の例を示す。図５の例では、八つの連続する半波を一制御周期とし、そのうち二半波を波数制御、二半波を位相制御で制御し、ヒータ供給電力比dを３３．３％とした場合について示す。ここでは、一
波目と二波目の半波の電力ｄｕｔｙが３３．３％になるように制御部１１３がトランジスタ３０７にＴｃのタイミングでオン信号を送信して位相制御を行う。そして、残りの六の半波のうち二半波を波数制御でオンし、その他の四半波は全てオフとすることで、一制御周期において約３３．３％の電力が供給される。
【００４４】
このようにヒータ供給電力の０％から１００％までの間を任意のレベルに分割した通電制御パターンをあらかじめ定めておき、制御部１１３はその通電制御パターンを元にヒータ通電制御を行う。この制御では位相制御と波数制御の両方を含むため、波数制御のみを行なう場合と比較してフリッカが抑制され、且つ、位相制御のみを行なう場合と比較して高調波電流歪が抑制されるという特徴がある。
【００４５】
次に、画像の光沢ムラについて説明する。光沢ムラは定着フィルム２０１の温度リップルが大きいほど生じやすく、位相制御よりも波数制御でヒータ電力制御を行う場合に発生し易い。位相制御と波数制御を組み合わせたヒータ電力制御では、波数制御を行なう部分で温度リップルが大きくなり、光沢ムラが生じる場合がある。また、画像によって光沢ムラのレベルが異なり、画像領域が広く、トナー量が多い画像において、より顕著に現れる傾向がある。
【００４６】
逆に、テキスト画像などトナー量が少ない画像では光沢ムラのレベルは低くなり、ほとんど問題がなくなる場合が多い。本発明では、この傾向を利用して画像に応じた最適なヒータ電力制御を選択することで、画像の光沢ムラを抑制し、且つ、高調波電流歪およびフリッカを低減することとした。
【００４７】
以下に、本実施例におけるヒータへの通電量を制御するヒータ制御シーケンスの詳細を説明する。制御部１１３内にある不図示の記憶部には、ヒータ電力制御テーブル（本実施例において供給電力制御テーブルに相当する。）が複数種類記憶されている。詳細には、テーブル１：位相制御用テーブル、テーブル２：波数制御用テーブル、テーブル３：位相制御と波数制御を組み合わせた組合せ制御用テーブルの三種類のヒータ電力制御テーブルが記憶されている。各々のテーブルには、ヒータのオン／オフのタイミングに関するデータも格納されている。本実施例においては、記録媒体１０１の定着ニップ部Ｎの通過時において、光沢ムラの生じ易い画像部分が定着ニップ部Ｎを通過する間はテーブル１を、光沢ムラの生じづらい画像部分に対してはテーブル３を用いる。
【００４８】
位相制御のみであるテーブル１を光沢ムラの生じ易い画像部分に対してのみ使用することで、高調波電流歪を抑制しつつ、光沢ムラをより効率的に抑制することができる。一方、光沢ムラの生じづらい画像部分に対して位相制御と波数制御を組み合わせる制御のためのテーブル３を用いることで、高調波電流歪とフリッカの両方を必要十分なレベルに抑制することができる。また、同様の理由で定着加熱装置の立ち上げ時、前回転時及び後回転時にはテーブル３を用いる。更に、複数枚のプリント時には、高調波電流歪を更に低減するため、記録媒体１０１の搬送間隔（以下では紙間と呼ぶ）部分に対してテーブル２を用いる。
【００４９】
テーブル２による波数制御は、先述のようにフリッカが生じやすい制御である。しかしながら、紙間におけるヒータ電力は、記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを通過する時より少なくて良いため、紙間においてテーブル２を用いても極端なフリッカ悪化を招くことはない。加えて、紙間で波数制御による温度リップルが生じても画像に対する影響はない。以上のように、本発明においては状況に応じてヒータ制御を切替えることで、光沢ムラ、高調波電流歪、フリッカを全て充分に抑制することが可能になる。
【００５０】
次に、本実施例において、光沢ムラの生じやすい画像を判別する方法の一例について述べる。本実施例における画像形成装置では、３×３ドットのドット集合を画像形成の最小画像構成単位 (１画素)として用い、この１画素毎の画像濃度を既知の方法で制御するこ
とで全体としての画像が形成される。
【００５１】
ここで、例えば、記録媒体１０１上の単位面積Ａに形成される画像について考える。上記単位面積Ａの記録媒体の搬送方向長さをＡＬ、これと直交する方向の幅をＡＷとする。本実施例では単位面積Ａに形成される画像が、光沢ムラの生じやすい画像か否かを判別して、ヒータ電力制御のテーブルを切替えることとする。従って、単位面積Ａの搬送方向長さＡＬと幅ＡＷは、上記判別に適した値に設定する必要がある。例えば記録媒体の搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ、交流電源１１８の周波数５０Ｈｚの場合、本実施例では搬送方向長さＡＬを８ｍｍ（解像度６００ｄｐｉで６３画素に相当）に設定する。
【００５２】
これは交流電源周波数の二波分に当たる長さであり、波数制御で一波をオン、一波をオフした場合に生じる光沢ムラの一周期に相当する。一方、単位面積Ａの幅ＡＷは、単純に光沢ムラが生じた場合の目立ち易さを目安に決めれば良く、本実施例では長さＡＬと同じ８ｍｍに設定する。本実施例では、画像形成領域内で選択可能なすべての単位面積Ａ（Ａの最小構成単位は１画素とする）について、そこに形成される画像が、光沢ムラの生じやすい画像か否かを判別する。
【００５３】
図６に画像形成領域内に含まれる単位面積Ａの概略図を示す。図６は、記録媒体１０１の左先端部の拡大図であり、画像形成領域先端、画像形成領域左端、画像形成の最小単位（最小画像構成単位）である一画素、複数の単位面積ＡＸＹが示されている。単位面積Ａ
１１（図中太実線の正方形）が画像形成領域の先端左端に形成される単位面積Ａであり、搬送方向に一画素ずつ移動した位置に、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１、・・・・と単位面積Ａを選択できる。
【００５４】
同様にこれと直交する方向に一画素ずつ移動した位置に、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４・・・・と単位面積Ａを選択することができる。上記それぞれの単位面積Ａに含まれる総画素数をＰＴＡとし、このうち実際に画像が形成される（実際にトナーがあり濃度（あるいはトナー濃度、トナー濃度の程度）が０ではない）イメージ画素数をＰＩＡとする(上述の
設定ではＰＴＡ＝６３×６３＝３９６９)。このイメージ画素数ＰＩＡのうち、そのトナ
ー量が規定のトナー量Ｄ（０％＜Ｄ≦１００％）以上（規定濃度以上であることに相当する。）である高濃度画素数をＰＩＡ（Ｄ）とする。上記規定のトナー量Ｄは、外部装置から送信された画像を画像処理コントローラ１２０で処理した画像情報における、該当画素の画像濃度を意味し、本例ではＤ＝７５％に設定する。
【００５５】
本実施例では、以下の(１)式で示す総画素数ＰＴＡに対する高濃度画素数ＰＩＡ（Ｄ）の比率（割合）ＲＩを印字率（または画像印字率）として参照する。
ＲＩ＝ＰＩＡ（Ｄ）／ＰＴＡ・・・・・・（１）
ある単位面積Ａにおいて上記の印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上（所定の閾値以上）であれば、その単位面積Ａは光沢ムラの生じやすい画像であると判断する。本例では閾値ＲＩＬＩＭの値を０．７に設定している。この値は画像形成装置の特性に合わせ、光沢ムラが目立ち始める値を選択すればよい。
【００５６】
そして、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である単位面積Ａが定着ニップ部Ｎを通過する時にのみ、テーブル１（位相制御）を用いる。なお、本実施例では、より確実に光沢ムラを防止するため上記の画像判別方法を用いたが、画像判別の制御を簡略化するため、単位面積Ａの面積をより大きくしてもよい。また、印字率ＲＩを単純に総画素数ＰＴＡの平均画像濃度（単位面積Ａにおける平均画像濃度）としてもよい。また、印字率ＲＩを、単純に総画素数ＰＴＡに対するイメージ画素数ＰＩＡの比率（画像存在比率）とする等の方法を用いても良い。
【００５７】
画像処理コントローラ１２０は、外部装置から送信される画像情報から、図６で説明した全ての単位面積Ａについて(１)式の印字率ＲＩを算出し、制御部１１３に報知する。そして、制御部１１３が、印字率ＲＩに応じたヒータ電力制御テーブルの選択および切替えを行う。従って、画像処理コントローラ１２０は、本実施例において画像印字率導出手段に相当する。
【００５８】
図７には、本実施例におけるヒータ電力制御テーブル切替えの様子の一例として、記録媒体１０１上に形成された画像が模式的に示されている。ここでは説明を簡略化するため、単純な画像を例として挙げている。
【００５９】
この画像は４つの部分ＩＧ-１〜ＩＧ-４から構成されており、ＩＧ-１とＩＧ-４は文字（文章）であり、ＩＧ-１とＩＧ-４の領域内にある単位面積Ａの中には印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上であるものは無い。一方、ＩＧ-２とＩＧ-３は例えば写真画像であり、ＩＧ-２とＩＧ-３の領域内にある単位面積Ａの全てにおいて印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上であるとする。このような画像を記録媒体１０１に定着する場合、上述したＩＧ-１〜
ＩＧ-４に含まれる単位面積Ａの印字率ＲＩを参照した結果、本例では搬送方向で記録媒
体１０１が図７に示された区間１〜５に分割される。なお、ＩＧ-１〜ＩＧ-４は本実施例において特定画像領域に相当する。
【００６０】
区間１〜５の分割は、その区間に印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である単位面積Ａが
含まれるか否かで決定されている。そして、次のようなヒータ電力制御テーブルの切替えが実行される。記録媒体１０１の先端部である区間１には光沢ムラの生じやすい画像が存在しないため、この部分が定着ニップ部Ｎ通過する時にはテーブル３が使用される。次の区間２には、光沢ムラの生じやすい画像であるＩＧ-２が存在するため、区間２が定着ニ
ップ部Ｎに到達するタイミングでヒータ電力制御テーブルがテーブル３からテーブル１に切替えられる。
【００６１】
次の区間３には光沢ムラの生じやすい画像が存在しないため、区間３が定着ニップ部Ｎに到達するタイミングでヒータ電力制御テーブルがテーブル１からテーブル３に戻される。同様に区間４に対してはテーブル１、区間５に対してはテーブル３が使用される。このように、本実施例では記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを通過している間に、画像に応じてヒータ電力制御のためのテーブルの切替えをおこなう。
【００６２】
次に上記動作についてフローチャートを用いて説明する。図８には、本実施例におけるにプリントジョブ実行時のヒータ電力制御テーブル切替えフローを示す。図１のヒータ電力制御テーブル切替えフローでは、テーブル１〜３のいずれかが選択されるかが、ヒータ電力制御の一制御周期毎に毎回判断される。
【００６３】
図８でプリントジョブが開始されると、まずＳ１００において、制御部１１３が定着加熱装置の立上げ、前回転を行う際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、テーブル３が選択される。これは、テーブル３は、位相制御と波数制御を組み合わせた通電制御パターンのテーブルであり、温度リップルに対しては不利なものの、高調波電流歪抑制とフリッカ抑制の両方に対して有利であることによる。具体的には、四波（八半波）を一制御周期とする位相制御と波数制御を組み合わせた通電制御パターンとし、サーミスタ２０３が検知するヒータ１１０の温度により、定着加熱装置１０９の温度制御が行なわれる。そして、制御部１１３は一制御周期（四波）毎に必要な電力レベルに応じた通電制御パターンをテーブル３から選択する。
【００６４】
次に、Ｓ１０１において、次回の一制御周期（四波）内に一枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達するか否かが判定される。ここで、次回の一制御周期（四波）内に１枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達すると肯定判定された場合には、画像の印字率ＲＩを判別するステップであるＳ１０３へ進む。一方、一制御周期（四波）内に一枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達しないと否定判定された場合にはＳ１０２へ進む。Ｓ１０２においては、定着加熱装置が立上げ、前回転中か否かが判定される。Ｓ１０２において、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中であると肯定判定された場合には、Ｓ１００の処理の前に戻る。そして、Ｓ１００〜Ｓ１０２までの処理が、一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎに到達するまで繰り返される。
【００６５】
Ｓ１０３においては、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上となる画像が、次回一制御周期中に定着ニップ部Ｎを通過するか否かが判定される。ここで肯定判定された場合には、Ｓ１０４に進み、使用するヒータ電力制御テーブルは、光沢ムラが発生しにくいヒータ電力制御テーブルであるテーブル１へと切替えられる。従って、光沢ムラが発生しやすい画像に対しては、光沢ムラを抑制できるテーブル１（位相制御）の中から電力レベルに応じた通電制御パターンが選択される。その後、Ｓ１０４からＳ１０１の前へ戻り、現在定着ニップ部Ｎを通過中の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けるまで、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である画像が存在する区間はテーブル１（位相制御）から通電制御パターンが選択される制御が継続される。
【００６６】
一方、Ｓ１０３において、次回の一制御周期において定着ニップ部Ｎに、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である画像が存在しないと否定判定された場合には、Ｓ１０５に進む
。Ｓ１０５においては、ヒータ電力制御のためのテーブルがテーブル１からテーブル３へ戻される。そして、Ｓ１０１の前に戻り、Ｓ１０１からのフローが継続される。
【００６７】
その後、次回の一制御周期中に記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けるタイミングになった場合には、Ｓ１０１からＳ１０２を経由してＳ１０６に進む。そして、Ｓ１０６においてはプリントが終了するか否か（現在定着ニップ部Ｎを通過中である記録媒体１０１がジョブの最終ページであるか）が判定される。
【００６８】
Ｓ１０６においてプリント終了と肯定判定された場合には、Ｓ１０８に進み、ヒータ電力制御テーブルを後回転時に用いるテーブル３へ切替えた上でフロー終了とする。一方、Ｓ１０６でプリント終了でないと否定判定された場合、次回一制御周期で定着ニップ部Ｎにあるのは紙間部であると判断される。従って、その場合にはＳ１０７に進み、ヒータ電力制御テーブルを紙間用のテーブル２へ切替える。その後Ｓ１０１へ戻り、紙間中は次の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに達するまで、テーブル２（波数制御）の中から電力レベルに応じた通電制御パターンが選択される。なお、本実施例においては、紙間部に対しテーブル２（波数制御）を用いることとしたが、フリッカを更に抑制したい場合には、テーブル２の代わりにテーブル３を用いても良い。
【００６９】
次に、図９を用いて上記フローの一部を時系列で説明する。図９に、画像印字率に応じてヒータ電力制御のためのテーブルをテーブル３からテーブル１に切替える際のヒータ印加電圧の変化を示す。時間ｔ２までの画像印字率ＲＩは閾値ＲＩＬＩＭよりも低くＲＩ＜ＲＩＬＩＭが成立し、時間ｔ２からの画像は画像印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上でありＲＩ≧ＲＩＬＩＭが成立するとする。このような画像印字率の変化に対し、本実施例のフローでは、時間ｔ１でヒータ電力制御のためのテーブルの切替えが実行される。
【００７０】
時間ｔ１は高印字率画像部分が始まる時間ｔ２よりｔｄだけ早いタイミングであり、時間ｔ２においては既にヒータ電力制御テーブルが光沢ムラの抑制に有利なテーブル１（位相制御）に切替わっている。本実施例で用いる定着加熱装置１０９は熱容量が小さく熱応答性が良いので、高印字率画像部分が始まる時点でテーブル１に切替っていれば、高印字率画像部分の始めから光沢ムラのない良好な画像が得られる。
【００７１】
以上のように本実施例においては、装置の高速化に伴い、熱応答性の高い定着加熱装置の温度リップル低減（光沢ムラ抑制）が要求される場合でも、高印字率の画像部分のみに位相制御を用いる。また、高印字率の画像以外の部分には波数制御または、位相制御と端数制御の組合せ制御を用いる。このことで、光沢ムラとフリッカの発生を抑制しつつ、同時に高調波電流歪を最少の状態に維持できる。
【００７２】
なお、本実施例においては、記録部に保存してあるヒータ電力制御のためのテーブルが三種類である場合について説明したが、これは一例であって、２種類以上の複数のテーブルを記録部に保存してあれば応用が可能である。例えば、交流電源電圧が高い電圧（例えば２２０Ｖ〜２４０Ｖ）の場合は、フリッカ規格に対して比較的マージンがある場合が多い。従って、そのような場合にはテーブル３の位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いず、テーブル１及びテーブル２の二つのテーブルのみを使用しても良い。さらに、交流電源電圧が低い電圧（例えば１００Ｖ〜１２７Ｖ）であるときは、高調波電流歪の規格に対して比較的マージンがある場合が多い。従って、そのような場合にはテーブル２の波数制御を用いず、テーブル１及びテーブル３の二つのテーブルのみを使用しても良い。
【００７３】
<実施例２>
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２における画像形成装置の構成、ヒータ構成、位相制御、波数制御、位相制御と波数を組み合わせた制御、電力制御テーブル
などについては、実施例１で説明したものと同様のため、説明を省略する。実施例１では画像印字率ＲＩに応じて電力制御テーブルの切替えを行ない、光沢ムラとフリッカを防止しつつ、高調波電流歪の抑制を実現した。しかしながら、閾値ＲＩＬＩＭよりも画像印字率が高い画像ばかりが続いた場合、実施例１の電力制御テーブル切替えフローを続けると、非常に稀ではあるものの、高調波電流歪を要求されるレベル以下に抑制できなくなる可能性があった。実施例２はこのような事情に鑑みて、より確実に高調波電流歪とフリッカを抑制しつつ、光沢ムラの防止を実現可能とした例である。
【００７４】
実施例２におけるヒータ電力制御テーブルの切替え制御の概略は以下のとおりである。画像印字率に応じたヒータ電力制御テーブルの切替え制御は、基本的には実施例１と同様であるが、実施例２においては、高調波電流歪を規定レベル以下に抑制できない虞がある場合には、これを回避するための処理が行われる。この処理のため、実施例２では以下に説明する電源波数カウントＮＷとテーブル選択波数カウントＮＴ、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）を用いて、ヒータ電力制御テーブルの切替えと記録媒体の搬送速度の変更を行う。
【００７５】
電源波数カウントＮＷは画像形成装置が接続された交流電源の波数のカウント値であり、交流電源１１８の周波数と等しい周期及びタイミングでカウントアップされる。よって、５０Ｈｚの交流電源であれば、カウント開始から１秒後の値は５０となり、２秒後の値は１００となる。電源波数カウントＮＷは、画像形成装置の電源オン時にカウントが開始され、電源がオフされるまでカウントが継続される。
【００７６】
次に、テーブル選択波数カウントＮＴは、本実施例のヒータ電力制御テーブル切替え制御における、ヒータ電力制御テーブルの制御フロー周期にあたるものである。テーブル選択波数カウントＮＴのカウントアップに伴って、使用するヒータ電力制御テーブルがテーブル１〜３の中から連続して選択されていく。テーブル選択波数カウントＮＴのカウント周期も交流電源１１８の周波数と等しいが、その値は電源波数カウントＮＷの値を元に、これよりわずかに先行した値に設定する。
【００７７】
本実施例では、例えばテーブル選択波数カウントＮＴ＝ｎになった時にテーブル３が選択されたとすると、その後電源波数カウントＮＷ＝ｎになった時点で、この選択に従いテーブル３を用いたヒータ電力制御を実行するものとする。具体的な処理は以下の通りである。テーブル選択波数カウントＮＴ＝ｎにおいてテーブル３が選択されることと併せ、前述した定着加熱装置１０９の温度制御プログラムによりサーミスタ２０３の検出温度に応じたヒータ供給電力が決定される。
【００７８】
そして、電源波数カウントＮＷ＝ｎになった時点で、テーブル３の中にある上記ヒータ供給電力に対応した波形パターンを用いてヒータ電力制御が実行される。ここで、上記温度制御プログラムがヒータ供給電力を決定するタイミングから、実際にそれがヒータ１１０へ供給されるまでのタイムラグをΔｔ、交流電源１１８の周波数におけるΔｔ相当の波数をΔｎとする。このとき、本実施例におけるテーブル選択波数カウントＮＴは、電源波数カウントＮＷと上記波数Δｎを用いて、ＮＴ＝ＮＷ＋Δｎとなるように設定される。
【００７９】
位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）は、テーブル選択波数カウントＮＴにおいて位相制御が選択された場合に、その一波におけるヒータ供給電力に応じて０≦ＰＣＣ（ＮＴ）≦１の値となる指数であり、その他の制御が選択された場合は０に固定される。位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）は、各ヒータ電力制御方式における一制御周期単位（位相制御では一波単位、波数制御及び位相制御と波数を組み合わせた制御では四波単位）で設定される。また、ヒータへの電力供給をしない場合は一波単位で設定される。
【００８０】
図１０には、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の関係を示す。前述したように、高調波電流は電流の立ち上がり量が大きいほど高調波電流歪は大きくなるので、位相角９０°、すなわちヒータ１０１への供給電力５０％の時に最大になる。図１０では、このときの高調波電流歪を１として、供給電力が変化したときの高調波電流歪をこれに対する相対値として示している。
【００８１】
本実施例では図１０の関係に基づき位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値を決定する。すなわち、あるヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））を、そのヒータ供給電力を使用するテーブル選択波数カウントＮＴにおける位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値とする。本実施例では制御部１１３内にある不図示の記録部に、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の対応テーブルを持たせておく。そして、これを参照してテーブル選択波数カウントＮＴにおける位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値が決定される。
【００８２】
例えば、テーブル選択波数カウントＮＴにおけるヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝５０％のとき位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝１．００、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝３０％及び７０％では位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝０．９６となる。また、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝１０％及び９０％では位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝０．７１となる。上記位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）を連続的にモニターすることで、プリント時の高調波電流歪レベルを予想することが可能である。
【００８３】
本実施例では、規定の波数カウント区間（波数カウント数＝Ｘ）において、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値を求め、この値から高調波電流歪レベルを予想し、これに応じて記録媒体１０１の搬送速度を変更する。本例では、上記Ｘの値を例えば５分間相当の値（５０Ｈｚであれば１５０００、６０Ｈｚでは１８０００）に設定する。テーブル選択波数カウントＮＴにおける上記位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値を（２）式で示す高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）とする。
【数１】
【００８４】
本実施例では、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が規定使用度合である閾値（ＬＤとする）以上（規定使用度合以上）の値となったら、記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる。そして通常速度の１/３の搬送速度においては、実施例１と異なり、画像印字率がその閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像に対しても位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いる。画像印字率が高い画像に対して位相制御と波数制御を組み合わせた制御を実行した場合でも、搬送速度を低下させることによって、光沢ムラのピッチ間隔が短くなり目立たなくできるからである。このようにすることで、光沢ムラを抑制しつつ、規定区間における高調波電流歪の平均レベルを、低下させることが可能となる。
【００８５】
ここで、上記の閾値ＬＤは、規定区間での高調波電流歪を要求されるレベル以下にできる高調波歪指数の限界値に対し、記録媒体１０１の一枚分の画像長さ分以上の余裕を持たせた値に設定するのが良い。具体的には、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が閾値ＬＤに到達した後、記録媒体一枚分の搬送方向画像長さ相当の波数分だけ位相制御を実行した場合でも、規定区間における高調波電流歪が要求されるレベル以下となるような値に閾値ＬＤを設定するのが良い。これはプリント時において、定着ニップ部Ｎを記録媒体１０１が通過中に高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が閾値ＬＤ以上の値となった時、その時点で搬送速度を変更することによって画像に影響（速度変更前後の光沢差等）が出るのを避けるためである。
【００８６】
記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けてから搬送速度の変更を実行しても、高調波電流歪を要求されるレベル以下に抑制可能とするため、上述のように閾値ＬＤを設定するのが現実的である。上記を踏まえ、本実施例における閾値ＬＤの値は０．５５に設定する。
【００８７】
本実施例では、上述のように搬送速度を低下させた状態では、高印字率画像に対しても位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いるので、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）は時間の経過と共に減少する。そして、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が十分に低下したと判断された場合には、記録媒体１０１の搬送速度をプリント開始時の速度に復帰させ、画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像に対して位相制御（テーブル１）の実行を許可する。
【００８８】
ここで、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が十分に低下したと判断する閾値をＬＵとする。上記閾値ＬＵは、搬送速度を低下させる際の判断に用いる閾値ＬＤよりも十分小さい値に設定するのが好ましく、本例ではこの値は０．４に設定されている。これは、搬送速度の変速が短い周期で繰り返されることにより、長時間プリント時の生産性が更に低下するのを防止するためである。以上述べた搬送速度変更を繰り返し実行すれば、生産性の低下を最小限にすることができる。
【００８９】
次に、本実施例におけるヒータ電力制御テーブルの切替え制御についての一例をフローチャートを用いて詳細に説明する。図１１にプリントジョブ実行時における、本実施例のヒータ電力制御テーブル切替えフローを示す。図１１は、テーブル選択波数カウントＮＴにおけるヒータ電力制御テーブルを、テーブル選択波数カウントＮＴのカウントアップに伴って順次設定する制御フローを示している。
【００９０】
前述したように、この制御フローで設定されたヒータ電力制御テーブルを実際に使用するのは、電源波数カウントＮＷが、当該ヒータ電力制御テーブル設定時のテーブル選択波数カウントＮＴと等しい値になった時である。実施例２では、ここで設定したヒータ電力制御テーブルが、上述したタイミングで定着加熱装置１０９の温度制御に用いられる。
【００９１】
プリントジョブが開始されると、まずＳ７００において画像形成装置の電源オンの直後であるか否かが判定される。ここで、電源オンの直後でないと否定判定された場合は、Ｓ７００から直接Ｓ７０２の処理に進む。一方、電源オンの直後であると肯定判定された場合は、Ｓ７０１で制御パラメータの初期化（テーブル選択波数カウントＮＴの初期化、ＳＣＲ＝０、速度フラグ＝０（ＳＣＲ、速度フラグについては後述））が行われる。ここで、テーブル選択波数カウントＮＴの初期化について説明する。図１１のフローには記載されていないが、電源がオンされると、ヒータ１１０への電力供給が開始される前に電源波数カウントＮＷのカウントが開始される。そして、図１１のフローとは関係なく、交流電源１１８の周波数と等しい周期で電源がオフされるまでカウントアップが継続される。
【００９２】
Ｓ７０１におけるテーブル選択波数カウントＮＴの初期化とは、Ｓ７０１の時点における電源波数カウントＮＷを参照し、前述したΔｎ分だけ先行する値にテーブル選択波数カウントＮＴを設定する（ＮＴ＝ＮＷ＋Δｎ）処理である。また、上記の速度フラグとは、記録媒体１０１の搬送速度を示すフラグであり、通常の速度でプリント実行する場合の値は０、前述の説明のように速度を低下させた場合の値は１となる。また、ＳＣＲは記録媒体の搬送速度の変更要求の有無を示すフラグであり、記録媒体の搬送速度を低下または復帰させる条件が満たされると、ＳＣＲ＝１となり、速度変更が実施されるとＳＣＲ＝０に戻る。
【００９３】
その後Ｓ７０２において、制御部１１３は定着加熱装置１０９の立上げ、前回転を行う
際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、位相制御と波数制御を組み合わせた制御であるテーブル３を選択する。
【００９４】
図１２には「テーブル３選択処理」のサブルーチンのフローチャートを示す。この処理においては、テーブル３の一制御周期四波分の位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値が設定される。「テーブル３選択処理」の処理がスタートすると、まずＳ８００ｃにおいてテーブル３が選択される。本実施例でも、図９に示したようにテーブル３の一制御周期四波のうち、前半の二波は位相制御、後半の二波は波数制御とされているので、これに応じ、Ｓ８０１ｃ以降で四波分のＰＣＣ（ＮＴ）の値を、ＮＴのインクリメントに伴い一波分毎に設定する。
【００９５】
このＰＣＣ（ＮＴ）値の設定回数を示す値をｍとし、初期値ｍ＝３から最終値ｍ＝０まで、１回のＰＣＣ（ｎ）値の設定毎にｍがデクリメントされる。図１２では前半の二波に対しては一波毎のヒータ供給電力に応じた前述の高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））が位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値として採用される。（Ｓ８０１ｃ→Ｓ８０２ｃ→Ｓ８０４ｃ→Ｓ８０５ｃ→Ｓ８０６ｃ→Ｓ８０７ｃ→Ｓ８０２ｃ）また、後半の二波に対してはＰＣＣ（ＮＴ）の値が０に固定される（Ｓ８０２ｃ→Ｓ８０３ｃ→Ｓ８０５ｃ→Ｓ８０６ｃ→Ｓ８０７ｃ→Ｓ８０２ｃ）。以上が終了すると「テーブル３選択処理」から、図１１におけるＳ７０３にリターンする。
【００９６】
Ｓ７０３の速度変更判定処理では、前述の高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）を算出し、搬送速度の変更要否を判定する。図１３に「速度変更判定処理」のフローチャートを示す。「速度変更判定処理」は、記録媒体１０１の搬送速度を変更する必要があるのかを判断する際に実行されるものであり、速度変更の要否に応じ、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値を設定するまでの処理を行う。「速度変更判定処理」がスタートすると、Ｓ１０００において、テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘに達したか否かが判定される。テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘに達しておらず否定判定された場合にはＳ１００６へ進む。一方、テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘ以上の値であり肯定判定された場合には、Ｓ１００１に進む。
【００９７】
Ｓ１００１においては、前述の（２）式で示された高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が算出される。Ｓ１００１で高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が算出された後、Ｓ１００２で速度フラグの値（現在の記録媒体搬送速度）が確認される。その際の速度フラグ値が０（通常速度）である場合は、Ｓ１００３に進み、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる閾値ＬＤ以上であるかの判定が行われる
。一方、現在の速度フラグ値が１（記録媒体１０１の搬送速度が通常速度の１/３）であ
る場合には、Ｓ１００４に進み、高調波歪指ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度に復帰させる閾値ＬＵ以下であるか否かの判定が行われる。
【００９８】
Ｓ１００３またはＳ１００４において、それぞれで設定された高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）と閾値の関係が満足しており肯定判定された場合には、Ｓ１００５に進み、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値を１に設定し、否定判定された場合にはＳ１００６へ進む。Ｓ１００６でＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされ、「速度変更判定処理」を抜けて図１１のＳ７０４にリターンする。
【００９９】
Ｓ７０４においては、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が１に設定されたか否かが判定される。ここでＳＣＲ＝０であり否定判定された場合にはＳ７０８へ進み、ＳＣＲ＝１であり肯定判定された場合にはＳ７０５に進む。
【０１００】
Ｓ７０５においては搬送速度の復帰（通常速度の１／３の速度から通常速度へ変更）の
実行予約がおこなわれる。具体的には、速度の復帰を実行する電源波数カウントＮＷを指定するため、Ｓ７０４におけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｕとして記憶部に記憶する処理が行われる。そして、画像形成装置は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｕとなったら、通常速度の１／３の速度から通常速度への速度の変更を実行する。
【０１０１】
Ｓ７０４においてＳＣＲ＝１と肯定判定された場合は、自動的に現在の搬送速度が通常速度の１／３であるものとして上記の処理が行われている。これは、定着加熱装置１０９の立上げ、前回転時において、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる閾値ＬＤ以上となることがないことに基づく処理であ
る。
【０１０２】
これは以下の理由によるものである。定着加熱装置の立上げ、前回転中はテーブル３を用いているので、一制御周期における位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値は最大で０．５０にしかならない。従って、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中の高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）もこの値０．５０を超えることはなく、本実施例における閾値ＬＤ＝０．５５を超えることがない。よって、本実施例における定着加熱装置１０９の立ち上げ、前回転中には、通常速度から通常速度の１／３の速度への速度変更はあり得ない。但し、これはこれまでに説明した本実施例における閾値ＬＤの値、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中に用いるヒータ電力制御テーブルの種類、また、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）の算出方法を用いた場合に成立するものである。これらの条件を異なる設定とする場合は、それに応じた制御フローを用いれば良く、本発明は図１１の制御フローに限定されるものではない。
【０１０３】
以上のように、本実施例では制御を簡略化するため、Ｓ７０４においてＳＣＲ＝１であり肯定判定された場合には、現在の速度の確認を省略し、Ｓ７０５で搬送速度の復帰の実行予約が行われる。Ｓ７０５で搬送速度の復帰予約が行われると、その後、Ｓ７０６で速度フラグの値が通常速度を示す０に変更され、Ｓ７０７で搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が０へ戻された上でＳ７０８へ進む。
【０１０４】
Ｓ７０８においては、現在のテーブル選択波数カウントＮＴから始まる次の一制御周期中に、記録媒体が定着ニップ部Ｎを通過している時間が含まれるか（ここでは一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達するか）が判定される。そして、記録媒体通過中の時間を含み肯定判定された場合はＳ７１０へ進む。一方、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎになく（ここでは一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへまだ到達しない）否定判定された場合にはＳ７０９へ進む。Ｓ７０９では定着加熱装置の立上げ、前回転中であるか否かが判定され、ここで肯定判定されると、Ｓ７０２からの処理フローが一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達するタイミングまで繰り返される。
【０１０５】
Ｓ７０８で、次の一制御周期中に一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達すると肯定判定された場合には、Ｓ７１０へ進み速度フラグの値が確認される。ここで、速度フラグの値が０（通常速度）であればＳ７１１に進み、さらにその一制御周期中に画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が到達するか否かが判断される。一方、Ｓ７１０において速度フラグの値が１（通常速度の１／３の速度）であれば、画像印字率の確認は行わずにＳ７１３に進み、前述した「テーブル３選択処理」が実行される。
【０１０６】
Ｓ７１１で画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が次の一制御周期中に存在すると肯定判定された場合はＳ７１２に進む。Ｓ７１２においては、通常の搬送速度で高印字率画像を定着する際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、位相制御であるテーブル１を選択する処理が行われる。また、Ｓ７１１で画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が次の一制御周期中には無いと否定判定された場合には、Ｓ７１３に進み、前述した
「テーブル３選択処理」が実行される。
【０１０７】
次に、図１４に「テーブル１選択処理」のフローチャートを示す。「テーブル１選択処理」の処理がスタートすると、Ｓ８００ａにおいてテーブル１が選択され、Ｓ８０１ａにおいて位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値の設定が行われる。Ｓ８０１ａの処理が終了すると図１１のＳ７１４にリターンする。Ｓ８００ａではテーブル１が選択され、このテーブル内から必要なヒータ供給電力に対応する通電制御パターンが選択される。Ｓ８０１ａでは、上記ヒータ供給電力に応じた前述の高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））が位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値として採用される。
【０１０８】
Ｓ７１２もしくはＳ７１３の処理がおこなわれた後に、Ｓ７１４において、前述した「速度変更判定処理」が実行される。そして、Ｓ７１５において、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が１となっているか否かが判定れる。搬送速度変更要求フラグＳＣＲ＝０であり否定判定された場合にはＳ７０８に戻る。一方、Ｓ７１５において、搬送速度を変更する条件が満たされてＳＣＲ＝１と肯定判定された場合には、まずＳ７１６で現在の搬送速度のフラグが１か否かが判定される。Ｓ７１６において、現在の搬送速度が通常速度（速度フラグ＝０）であり否定判定された場合、Ｓ７１７で紙間において搬送速度を１／３に変更するための処理が実行される。
【０１０９】
図１５には、図１１のＳ７１７における「速度ダウン処理」のフローチャートを示す。「速度ダウン処理」では、現在定着ニップ部Ｎにある記録媒体が、定着ニップ部Ｎを通過してから、実際に記録媒体の搬送速度を低下させるための処理が行われる。まずＳ９００ａで、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎを抜けているかを判断する。その結果、次の一制御周期中に記録媒体がニップ部Ｎを通過して紙間になっていると否定判定された場合には、Ｓ９０５ａで搬送速度を１／３にダウンするための実行予約が行われる。具体的には、速度ダウンを実行する電源波数カウントＮＷを指定するため、Ｓ９０５ａにおけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｄとして記憶部に記憶する処理を行う。そして、実施例２の画像形成装置１００は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｄとなったら、搬送速度を通常速度からその１／３の速度までダウンする速度変更を実行する。
【０１１０】
一方、Ｓ９００ａにおいて、次の一制御周期中にまだ記録媒体が定着ニップ部Ｎに存在すると肯定判定された場合は、Ｓ９０１ａに進み、画像の印字比率が確認される。これまでと同様、画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭ以上であり肯定判定された場合はテーブル１（Ｓ９０２ａ）が、否定判定された場合はテーブル３（Ｓ９０３ａ）を選択する処理が実行される。そして、Ｓ９０４ａにおいて、既に説明したタイミングでＮＴがインクリメントされてＳ９００ａに戻る。そして、Ｓ９０５ａで搬送速度を１／３にダウンするための実行予約が行われるまで上記フローが繰り返される。
【０１１１】
Ｓ９０５ａで速速度ダウンの実行予約がおこなわれると、Ｓ９０６ａで速度フラグ＝１、Ｓ９０７ａでＳＣＲ＝０とされた後「速度ダウン処理」を抜けて図１１のＳ７１９にリターンする。一方、Ｓ７１６において、現在の搬送速度が通常速度の１／３（速度フラグ＝１）であると肯定判定された場合は、Ｓ７１８において、紙間で搬送速度を通常速度に復帰するための処理を実行する。
【０１１２】
次に、図１６にＳ７１８の「速度復帰処理」のフローチャートを示す。「速度復帰処理」では、現在定着ニップ部Ｎにある記録媒体が、定着ニップ部Ｎを通過してから、記録媒体の搬送速度を通常速度に復帰させる処理を行う。まずＳ９００ｂで、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎを抜けているかを判断する。ここで、記録媒体が定着ニップ部Ｎを通過して紙間になっており否定判定された場合には、Ｓ９０３ｂにおいて、通常速度への搬送速度復帰の実行予約が行われる。具体的には、速度復帰を実行する電源波数カ
ウントＮＷを指定するため、Ｓ９０３ｂにおけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｕとして記憶部に記憶する処理をおこなう。そして、実施例２の画像形成装置１００は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｕとなったら、搬送速度を通常速度の１／３から通常速度へ復帰させる速度復帰を実行する。
【０１１３】
Ｓ９００ｂで次の一制御周期中にまだ記録媒体が定着ニップ部Ｎにあると肯定判定された場合は、Ｓ９０１ｂに進み、画像印字率に拘わらずテーブル３を選択する処理が実行される。そして、Ｓ９０２ｂでＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされた上でＳ９００ｂに戻る。そして、Ｓ９０３ｂにおいて搬送速度復帰の実行予約が行われるまで上記フローが繰り返される。Ｓ９０３ｂで搬送速度復帰の実行予約が行われると、Ｓ９０４ｂにおいて速度フラグ＝０、Ｓ９０５ｂにおいてＳＣＲ＝０とされた後「速度復帰処理」を抜けて図１１のＳ７１９へリターンする。
【０１１４】
Ｓ７１９でプリント終了のタイミングでないと否定判定されると、Ｓ７２０で紙間用のヒータ電力制御テーブルであるテーブル２（波数制御）を選択する処理が選択される。図１７に「テーブル２選択処理」のフローチャートを示す。この処理では、テーブル２の一制御周期四波分のＰＣＣ（ＮＴ）の値を設定する。この処理がスタートすると、まずＳ８００ｂでテーブル２が選択される。そして、Ｓ８０１ｂ以降で四波分のＰＣＣ（ＮＴ）値を一波毎に０に設定してゆく。
【０１１５】
このＰＣＣ（ＮＴ）値設定回数を示す値をｍとし、Ｓ８０１ｂにおいて初期値ｍ＝３として、１回のＰＣＣ（ＮＴ）値設定毎にｍがデクリメントされる。そして、最終値ｍ＝０となるまでＰＣＣ（ＮＴ）の値を０に繰り返し設定する（Ｓ８０２ｂ→Ｓ８０３ｂ→Ｓ８０４ｂ→Ｓ８０５ｂ→Ｓ８０２ｂ）。そして、Ｓ８０６ｂでＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされた後、「テーブル２選択処理」を抜けて、図１１のＳ７０８にリターンする。そして、プリント終了のタイミングまで、以上述べたフローが繰り返される。Ｓ７１９においてプリントが終了したと肯定判断された場合には、Ｓ７２１へ進む。Ｓ７２１で、定着加熱装置の後回転を行う際に使用するヒータ電力制御テーブルとしてテーブル３を選択する処理が行われ、ヒータ電力制御テーブル切り替えフローは終了する。
【０１１６】
なお、実施例２における搬送速度の変更は、レーザビームスキャナ１０６、感光ドラム１０４、中間転写体１０３、転写ローラ１０８、加圧ローラ１１２、定着フィルム２０１、各部の搬送ローラ等の周速を目標速度へ変更するための既知の方法で実現できる。また例えば、九面のミラー面を持つポリゴンミラーを備えたレーザビームスキャナを用いる場合、ミラー面を二面飛ばしで使用すればポリゴンミラーの回転数を変更することなく記録媒体１０１の搬送速度を変更する方法も開示されている。このような方法を用いれば、ポリゴンミラーの回転数を変更する際に、変更後の規定回転数でポリゴンミラーの回転を安定させるための時間が不要である。このため、より迅速に搬送速度の変更を行うことが可能である。
【０１１７】
本実施例では以上説明した制御を実行することで、実施例１と同様に画質を低下させずに高調波電流歪及びフリッカの抑制が可能であり、これに加え、高印字率画像が長時間連続してプリントされる場合にもこの効果を維持することが可能となる。なお、上記説明では高印字率画像が長時間続いた場合、記録媒体の搬送速度を低下させることにより、高調波電流歪を継続的に要求レベル以下に維持する方法について述べた。しかしながら、搬送速度を変化させずに記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げることでも同じ効果を得ることができる。
【０１１８】
搬送間隔（紙間）を広げていない状態で波数制御、または位相制御と波数制御を組み合わせた制御を行っていれば、記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げるだけで、光沢ムラを抑
制しつつ位相制御の実行比率を下げることができる。この場合は上述した搬送速度を変更する場合と異なり、搬送間隔（紙間）を広げる前後でヒータ電力制御テーブルの選択方法を必ずしも変更させる必要は無い。記録媒体の搬送速度を低下させるか、記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げるかは、装置の特性に応じて選択すれば良く、本発明はどちらかの方法に限定されるものではない。
【０１１９】
また、上記の実施例２についての説明では、位相制御を実行する場合の位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値にはヒータ供給電力に応じた値を用いたが、単純に位相制御実行時は位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値を１（固定値）としても良い。この場合は、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の対応テーブルを備える必要がなくなり、これに必要な記憶部の容量が削減できる。その反面、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が規定区間における単純な位相制御の実行比率（＝テーブル１の使用比率）を表すパラメータとなり、実際の高調波電流歪レベルを予測する際の精度が上記した方法より低下する場合がある。このため、要求されるレベルに対し、高調波電流歪に比較的余裕がある装置に用いることが望ましい。
【符号の説明】
【０１２０】
１００・・・画像形成装置、１０４・・・感光ドラム、１０５・・・一次帯電器、１０６・・・レーザビームスキャナ、１０７・・・現像器、１０９・・・定着加熱装置、１１３・・・制御部、１１８・・・交流電源、１１９・・・電源装置、１２０・・・画像処理コントローラ、３０９・・・ゼロクロス検知回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、または、これらの複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に関し、特に、トナー像を記録媒体上に熱によって定着させる定着加熱装置を有し、そのヒータの電力制御を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真、静電記録、磁気記録等の作像プロセスを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の様々な画像形成装置が存在する。これらの画像形成装置においては、記録用紙あるいはＯＨＰシートなどの記録媒体に形成した未定着トナー像を永久像とするために、熱によりトナーを溶融して記録媒体に定着させる定着加熱装置が設けられている。この定着加熱装置として、例えば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定着式の熱定着装置が用いられている。また、定着加熱装置としてはその他に、ＩＨ定着方式、フラッシュ加熱方式、オーブン加熱方式等の多様な方式および構成を有するものが実用化されている。
【０００３】
中でも、熱容量の極めて小さな円筒状のフィルムを円筒の内側から加熱するフィルム定着方式の定着加熱装置は、エネルギー効率が高く昇温速度が速いため、電源オンから印字可能状態になるまでの時間が短く、プリント待機時の消費電力も大幅に抑えられる。
【０００４】
ここで、一般に定着加熱装置のヒータはトライアック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電力が供給される。例えば、セラミックヒータのオン／オフ制御は、交流電源の位相制御（例えば、特許文献１を参照）、波数制御（例えば、特許文献２を参照）、または位相制御と波数制御を組み合わせた制御（例えば、特許文献３を参照）により行われる。
【０００５】
また、一般に、定着加熱装置には、サーミスタ感温素子などの温度検出素子が設けられている。この温度検出素子により定着加熱装置の温度が検出され、検出された温度情報をもとに、エンジンコントローラによってスイッチング素子のオン／オフが制御される。これにより、ヒータへの電力供給がオン／オフされ、定着加熱装置の温度が目標の温度に調整される。
【０００６】
ここで、上記した位相制御は、交流電源からの入力電圧における各々の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制御である。また、波数制御は、複数の半波からなる期間を一回の制御周期とし、ヒータのオン／オフを交流電源の半波単位で行う制御である。また、位相制御と波数制御とを組み合わせた制御は、複数の半波からなる期間を一回の制御周期とし、そのうちの一部の半波を波数制御し、残りを位相制御するものである。
【０００７】
上記において、位相制御を選択する目的としては、照明機器のちらつき、所謂フリッカや、定着加熱装置の温度リップルを抑制することが挙げられる。ここでフリッカとは、交流電源の電圧の急激な変動により、同一の交流電源に接続されている周囲機器、例えば照明機器がちらついてしまう現象である。それに対し、位相制御において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制することができる。また、位相制御においては半波ごとに電力を制御できるため、定着加熱装置の温度制御の応答性が高く、定着加熱装置の温度リップルを低減することができる。
【０００８】
一方、位相制御においては、交流電源を各々の半波内の任意の位相角でヒータをオンす
るため、ヒータをオンする際に急激な電流変動が生じるおそれがある。急激な電流変動が生じると、交流電源の基本周波数（例えば５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の逓倍周波数成分による高調波電流歪を多く含む電流波形となる。そして、この高調波電流歪により電子機器間の誤動作が発生し、または交流電源の電圧波形に歪が発生する虞がある。
【０００９】
また、上記の波数制御を選択する目的としては、高調波電流歪の抑制が挙げられる。これは、波数制御においてはヒータのオン／オフ制御を必ず電源電圧が０Ｖ近傍（ゼロクロスポイント）で行うため急激な電流変動が少なく、電圧波形の半波の途中でヒータがオンする位相制御と比較し高調波電流歪が発生しづらいことによる。しかし、波数制御は、高調波電流歪の抑制には効果があるものの、半波毎の負荷電流の変動が大きいため、交流電源の電圧変動が大きくなり、フリッカが発生し易いという不都合がある。
【００１０】
また、位相制御と波数制御を組み合わせた制御を選択する理由としては、位相制御のみを選択した場合と比較して高調波電流歪の抑制に有利であり、且つ、波数制御のみを選択した場合と比較してフリッカ抑制に有利であることが挙げられる。
【００１１】
ここで、高調波電流歪の大きさは、使用するＡＣ交流電源の電圧が高い方が、より大きくなる傾向がある。このことから、従来は、画像形成装置が使用される地域のＡＣ交流電源の電圧に応じて、ヒータの制御を、位相制御または波数制御の何れかに固定することが一般的であった。例えば、１００〜１２７ＶのＡＣ交流電源電圧の地域向けにはフリッカに有利な位相制御を、２２０Ｖ〜２４０ＶのＡＣ交流電源電圧の地域向けには高調波電流歪に有利な波数制御を採用することが考えられる。しかし、近年の画像形成装置の高速化による定着加熱装置のヒータ電力の増大に伴い、位相制御のみでは高調波電流歪を充分に抑制することが困難となり、また、波数制御のみではフリッカを充分に抑制することが困難となる場合があった。これに対し、位相制御と波数制御を組み合わせた制御は、高調波電流歪の抑制とフリッカの抑制の両方の効果を有する制御として期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０９−１０６２１５号公報
【特許文献２】特開２０００−２６８９３９号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年の画像形成装置においては、フルカラー画像が形成されるようになり、また、プリント速度の高速化及び高画質化、ファーストプリントアウトタイム（プリント待機状態から最初の被記録媒体が排出されるまでの時間（ＦＰＯＴ））の短縮が要求されている。そのため、定着加熱装置のヒータ電力は増大する傾向にある。このヒータ電力の増大傾向は、換言すると、ヒータの抵抗値が減少する傾向にあることを意味するが、このヒータの抵抗値の減少により、ヒータに電力を供給する際の交流電源の電流が増大し、結果として高調波電流歪とフリッカが増大する傾向が顕著になっている。
【００１４】
また、記録媒体が定着加熱装置を通過する間は、定着加熱装置は記録媒体に対してトナー画像を定着できる温度に制御されているところ、プリント速度の高速化に伴って、定着加熱装置の温度リップルが画像の光沢ムラとして現れ易くなってきている。このため、温度リップルをこれまで以上に抑制することが要求されている。
【００１５】
上記のような状況においては、位相制御と波数制御を組み合わせたヒータ制御を用いただけでは、高調波電流歪、フリッカ、光沢ムラ（温度リップル）の全てを充分に抑制する
ことが困難になっている。本発明の目的は、上記の事情に鑑みなされたものであって、例えば画像形成装置に使用される定着加熱装置のヒータへの電力供給時の制御において、フリッカ、高調波電流歪及び、画像の光沢ムラの全てを充分に低減できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、
記録媒体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媒体に定着させる定着加熱手段と、
交流電源からの電流の前記定着加熱手段の加熱源への通電及び遮断を切替えるスイッチ手段と、
前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断の切替えタイミングを格納した供給電力制御テーブルを複数種類記憶する記憶部と、
前記ゼロクロス検知手段によるゼロクロスのタイミング及び、前記記憶部が記憶する前記供給電力制御テーブルを用いて参照した前記切替えタイミングに基づいて、前記スイッチ手段に前記交流電源から前記定着加熱手段の加熱源への電流の通電及び遮断を切替えさせることで、前記加熱源への通電量を制御する制御手段と、
前記記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー像のトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出する画像印字率導出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率に応じて、前記切替えタイミングを参照する前記供給電力制御テーブルを選択することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明では、定着加熱装置のヒータ電力の制御において、電力の制御テーブルを複数記憶し、定着すべき画像に応じて最適なテーブルを選択して使用するので、フリッカ、高調波電流歪及び画像の光沢ムラを充分に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例における定着加熱装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例における画像形成装置のヒータ駆動回路の概略図である。
【図３】本発明の実施例における位相制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図４】本発明の実施例における波数制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図５】位相制御と波数制御の組合せ制御によるヒータ電力制御の説明図である。
【図６】本発明の実施例における最小画像構成単位の説明図である。
【図７】本発明の実施例における定着画像の例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施例１におけるヒータ電力制御テーブル切替えフローである。
【図９】実施例１のヒータ電力制御テーブル切替え制御の時系列説明図である。
【図１０】実施例２における供給電力と高調波電流歪相対値の関係を示す図である。
【図１１】実施例２における電力制御テーブル切替え制御のフローチャートである。
【図１２】実施例２におけるテーブル３設定処理のフローチャートである。
【図１３】実施例２における速度変更判定処理のフローチャートである。
【図１４】実施例２におけるテーブル１選択処理のフローチャートである。
【図１５】実施例２における速度ダウン処理のフローチャートである。
【図１６】実施例２における速度復帰処理のフローチャートである。
【図１７】実施例２におけるテーブル２設定処理のフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例における画像形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【００２０】
<実施例１>
図１８には、セラミックヒータを用いた定着加熱装置を有する画像形成装置の例を示す。但し、本発明は定着加熱装置を使用した装置全般に適用が可能であり、特に図１８に示す画像形成装置に限定して適用されるものではない。
【００２１】
まず、図１８に示す画像形成装置において、装置の全体の動作について説明する。図１８の画像形成装置１００において、画像処理コントローラ１２０は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理を行なう。制御手段である制御部１１３は画像処理コントローラ１２０に電気的に接続されており、画像処理コントローラ１２０からの指示に応じて画像形成装置１００を構成する各部を制御する。画像処理コントローラ１２０が外部装置からプリント指示をうけると、以下の動作で画像形成処理が実行される。
【００２２】
記録媒体１０１は、給送ローラ１０２で給送されて、中間転写体１０３に向けて搬送される。感光ドラム１０４は、図示しない駆動モータによって所定の速度で反時計回りに回転駆動され、その回転過程で一次帯電器１０５によって一様に帯電処理される。また、画像信号に対応して変調されたレーザ光がレーザビームスキャナ１０６から出力され、感光ドラム１０４上を選択的に走査露光することにより、感光ドラム１０４上に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像器１０７において現像体である粉体トナーが付着することで、静電潜像がトナー像（現像体像）として可視像化する。
【００２３】
感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写体１０３上に一次転写される。その後、中間転写体１０３の回転と同期をとった適切なタイミングで搬送された記録媒体１０１が転写バイアスを印加された転写ローラ１０８によって中間転写体１０３に圧接されることで、中間転写体１０３上のトナー像が記録媒体１０１上に二次転写される。上記の感光ドラム１０４、一次帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色に対してそれぞれ配置されており、４色分のトナー像が記録媒体１０１上に二次転写される。上記のように記録媒体１０１にトナー像を形成する構成は、本実施例において画像形成手段に相当する。
【００２４】
定着加熱手段である定着加熱装置１０９は、加熱源であるセラミックヒータ１１０を内蔵したフィルムユニット１１１と、これに圧接される加圧ローラ１１２を備えている。このフィルムユニット１１１と加圧ローラ１１２とによって記録媒体１０１を加熱及び加圧することによりトナー像が記録媒体１０１に定着される。そして、トナー像が定着された記録媒体１０１は画像形成物として機外へ排出される。ここで制御部１１３は、記録媒体１０１の搬送路上の搬送センサ１１４、レジストセンサ１１５、定着前センサ１１６、定着排紙センサ１１７によって、記録媒体１０１の搬送状況を管理する。また、制御部１１３は、加熱定着装置１０９の温度制御プログラムおよび温度制御テーブルを記憶する記憶部を有している。
【００２５】
交流電源１１８に接続された電源装置１１９は、加熱定着装置１０９への電力供給回路および交流から直流への整流回路を有しており、前述のプロセスで消費される電力は、電源装置１１９から画像形成装置１００の各部へ供給される。
【００２６】
次に、図１を用いて、本実施例に係る定着加熱装置について説明する。図１は、定着加
熱装置１０９の断面図である。ヒータホルダ２００はセラミックヒータ１１０を保持するとともにフィルム２０１の内面をガイドする。このヒータホルダ２００は、高い耐熱性・断熱性及び剛性を有する材質により形成されており、記録媒体１０１の搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長の部材である。
【００２７】
セラミックヒータ１１０は、ヒータホルダ２００の下面に長手方向に沿って形成された溝部に嵌入された上で、耐熱性接着剤で固定支持されており、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長の形状を有している。円筒状の耐熱性フィルム材２０１（以下、定着フィルム２０１と記す）は、セラミックヒータ１１０を取り付けたヒータホルダ２００にルーズに外嵌されている。ステー２０２は図１の紙面に垂直な方向を長手とする高剛性の部材であり、ヒータホルダ２００の内側に配設されている。
【００２８】
一方、加圧ローラ１１２はセラミックヒータ１１０とともに定着フィルム２０１を挟んで圧接するように配置されている。矢印Ｎで示した範囲が加圧ローラ１１２とセラミックヒータ１１０が定着フィルム２０１を挟むことで形成される定着ニップ部である。加圧ローラ１１２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。定着ニップ部Ｎにおいては、加圧ローラ１１２と定着フィルム２０１の外周との摩擦力により加圧ローラ１１２の回転力が定着フィルム２０１に直接的に作用する。そして、定着フィルム２０１がセラミックヒータ１１０の下面に圧接しつつ摺動することで、矢印Ｃ方向に回転駆動される。
【００２９】
ヒータホルダ２００は、前述のように定着フィルム２０１内面のガイド部材として機能しており、定着フィルム２０１の回転を容易にしている。また、定着フィルム２０１の内面とセラミックヒータ１１０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ることもできる。
【００３０】
記録媒体１０１上への未定着画像の定着は以下の動作で実行される。加圧ローラ１１２の回転に従動して定着フィルム２０１が回転し、これと同時に、セラミックヒータ１１０の温度が、未定着画像を永久固着画像として熱圧定着可能な温度まで上昇される。そして、定着フィルム２０１と加圧ローラ１１２により形成される定着ニップ部Ｎに、定着すべき記録媒体１０１が導入されて挟持搬送される。定着ニップ部Ｎにおいて、セラミックヒータ１１０の熱が定着フィルム２０１を介して記録媒体１０１上の未定着画像に付与され、記録媒体１０１上の未定着画像が記録媒体１０１上に加熱定着される。
【００３１】
定着ニップ部Ｎを通った記録媒体１０１は定着フィルム２０１及び加圧ローラ１１２から分離されて搬送される。なお、図１における矢印Ａは記録媒体１０１の搬送方向を示す。また、定着加熱装置１０９はセラミックヒータ１１０の温度を検出するための感温素子であるサーミスタ２０３を有している。サーミスタ２０３は不図示のバネ等でセラミックヒータ１１０に常時感温可能な力で圧接されており、セラミックヒータ１１０の温度を検出する。
【００３２】
図２は、本実施例に係る定着加熱装置のヒータの駆動回路を示している。交流電源１１８は定着加熱装置１０９に接続される商用電源であり、制御部１１３からのヒータ駆動信号に応じて電力をヒータ１１０へ供給し、ヒータ１１０を発熱させる。ヒータ１１０に供給される電力の制御は、トライアック３０１の通電／遮断の切換えにより行われる。また、抵抗３０２及び３０３はバイアス抵抗であり、フォトトライアックカプラ３０４は一次側と二次側の沿面距離を確保するために設けられている。フォトトライアックカプラ３０４の発光ダイオード３０５に通電することによりトライアック３０１がオンとなる。なお、本実施例におけるスイッチ手段は、トライアック３０１を含んで構成される。
【００３３】
トランジスタ３０７は、抵抗３０８を介して制御部１１３から与えられるヒータ駆動信号に従って動作する。トランジスタ３０７のオン／オフに応じてフォトトライアックカプラ３０４もオン／オフする。なお、抵抗３０６は、フォトトライアックカプラ３０４の電流を制限するために設けられている。また、交流電源１１８からの入力電源電圧は、ゼロクロス検知手段であるゼロクロス検知回路３０９にも入力される。
【００３４】
交流電源１１８からの交流電圧は、整流器３１０、３１１により半波整流される。この半波整流された交流電圧は、抵抗３１２、３１３、コンデンサ３１４、抵抗３１５を介して、トランジスタ３１６のベースに入力される。これによれば、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３１６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３１６はオフとなる。
【００３５】
フォトカプラ３１７は、一次側と二次側の沿面距離を確保するための素子であり、抵抗３１８、３１９はフォトカプラ３１７に流れる電流を制限するために設けられている。Ｎｅｕｔｒａｌ側の電位がＨｏｔ側の電位より高くなるとトランジスタ３１６がオンするため、フォトカプラ３１７の発光ダイオード３２０は消灯し、フォトトランジスタ３２１はオフしてフォトカプラ３１７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３１６はオフするのでフォトカプラ３１７の発光ダイオード３２０が発光し、フォトトランジスタ３２１はオンしてフォトカプラ３１７の出力電圧はＬｏｗとなる。
【００３６】
フォトカプラ３１７の出力は、抵抗３２２を介してゼロクロス信号として制御部１１３に入力される。こ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。制御部１１３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、任意のタイミングでトライアック３０１をオン／オフさせ、このことでヒータ１１０への電力供給を制御する。サーミスタ２０３によって検出される温度は、抵抗３２３とサーミスタ２０３との分圧として検出され、制御部１１３にＴＨ信号としてＡ／Ｄポートに入力される。
【００３７】
以上の構成において、定着加熱装置１０９の温度制御は次のようになされる。即ち、制御部１１３がＴＨ信号をモニターした際に、未定着画像を永久固着画像として熱圧定着することが可能な温度に達した場合には、ヒータ駆動信号によってヒータ１１０ヘの通電を停止する。又、熱圧定着が可能な温度を下回ると、ヒータ１１０に通電する。このことによって定着加熱装置１０９の温度を一定に維持することが可能になっている。
【００３８】
次に、ヒータへの電力供給時における電力の制御方法である位相制御、波数制御及び、位相制御と波数制御を組み合わせた制御について各々説明する。図３は、位相制御によるヒータ電力制御の例について説明するための図である。図３において、ゼロクロス信号は交流電源電圧波形の正から負、負から正に切り替わるポイントで論理が切り替わる。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からＴａ時間後にヒータ駆動信号がオンする。そうすると、ヒータ印加電圧を示すグラフにおける斜線で示した部分でヒータが通電し電力が供給される。
【００３９】
なお、この例では、ヒータがオンした後、次のゼロクロスポイントでヒータへの通電がオフされる。このため、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までの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ことができる。
【００４０】
位相制御においては、図３に示す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半波毎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。そのため位相制御においてはフィルタ等の回路部品が必要になる場合が多い。一方、位相制御においては、各半波における最大値より小さい電流が半波毎に流れるため半波毎の電流の変化量は小さく、さらに変化周期も早いため、フリッカへの影響が小さいことが特徴である。
【００４１】
図４には、波数制御によるヒータの電力制御の例を示す。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。従って、ゼロクロス信号のエッジと同期させてヒータ駆動信号をオンする。そして、例えば八つの連続する半波を制御の一周期（一制御周期）とし、一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する。図４では、八の半波のうち四の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。このように、波数制御では、連続してオンさせる波数を変化させることで、ヒータ供給電力を０％から１００％までの間の４段階（２５％刻み）の通電制御パターンを予め定めておき、この通電制御パターンに基づいてヒータの電力制御が行なわれる。
【００４２】
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が少ないという特徴を有する。一方、電流は半波単位で流れるため、位相制御に比べて半波毎の電流の変化量は大きく、変化周期も長い。このため波数制御ではフリッカへの影響が大きくなる。また、定着フィルム２０１の温度リップルが大きくなりやすく画像の光沢ムラが生じ易い。
【００４３】
図５には、位相制御と波数制御を組み合わせたヒータの電力制御の例を示す。図５の例では、八つの連続する半波を一制御周期とし、そのうち二半波を波数制御、二半波を位相制御で制御し、ヒータ供給電力比dを３３．３％とした場合について示す。ここでは、一
波目と二波目の半波の電力ｄｕｔｙが３３．３％になるように制御部１１３がトランジスタ３０７にＴｃのタイミングでオン信号を送信して位相制御を行う。そして、残りの六の半波のうち二半波を波数制御でオンし、その他の四半波は全てオフとすることで、一制御周期において約３３．３％の電力が供給される。
【００４４】
このようにヒータ供給電力の０％から１００％までの間を任意のレベルに分割した通電制御パターンをあらかじめ定めておき、制御部１１３はその通電制御パターンを元にヒータ通電制御を行う。この制御では位相制御と波数制御の両方を含むため、波数制御のみを行なう場合と比較してフリッカが抑制され、且つ、位相制御のみを行なう場合と比較して高調波電流歪が抑制されるという特徴がある。
【００４５】
次に、画像の光沢ムラについて説明する。光沢ムラは定着フィルム２０１の温度リップルが大きいほど生じやすく、位相制御よりも波数制御でヒータ電力制御を行う場合に発生し易い。位相制御と波数制御を組み合わせたヒータ電力制御では、波数制御を行なう部分で温度リップルが大きくなり、光沢ムラが生じる場合がある。また、画像によって光沢ムラのレベルが異なり、画像領域が広く、トナー量が多い画像において、より顕著に現れる傾向がある。
【００４６】
逆に、テキスト画像などトナー量が少ない画像では光沢ムラのレベルは低くなり、ほとんど問題がなくなる場合が多い。本発明では、この傾向を利用して画像に応じた最適なヒータ電力制御を選択することで、画像の光沢ムラを抑制し、且つ、高調波電流歪およびフリッカを低減することとした。
【００４７】
以下に、本実施例におけるヒータへの通電量を制御するヒータ制御シーケンスの詳細を説明する。制御部１１３内にある不図示の記憶部には、ヒータ電力制御テーブル（本実施例において供給電力制御テーブルに相当する。）が複数種類記憶されている。詳細には、テーブル１：位相制御用テーブル、テーブル２：波数制御用テーブル、テーブル３：位相制御と波数制御を組み合わせた組合せ制御用テーブルの三種類のヒータ電力制御テーブルが記憶されている。各々のテーブルには、ヒータのオン／オフのタイミングに関するデータも格納されている。本実施例においては、記録媒体１０１の定着ニップ部Ｎの通過時において、光沢ムラの生じ易い画像部分が定着ニップ部Ｎを通過する間はテーブル１を、光沢ムラの生じづらい画像部分に対してはテーブル３を用いる。
【００４８】
位相制御のみであるテーブル１を光沢ムラの生じ易い画像部分に対してのみ使用することで、高調波電流歪を抑制しつつ、光沢ムラをより効率的に抑制することができる。一方、光沢ムラの生じづらい画像部分に対して位相制御と波数制御を組み合わせる制御のためのテーブル３を用いることで、高調波電流歪とフリッカの両方を必要十分なレベルに抑制することができる。また、同様の理由で定着加熱装置の立ち上げ時、前回転時及び後回転時にはテーブル３を用いる。更に、複数枚のプリント時には、高調波電流歪を更に低減するため、記録媒体１０１の搬送間隔（以下では紙間と呼ぶ）部分に対してテーブル２を用いる。
【００４９】
テーブル２による波数制御は、先述のようにフリッカが生じやすい制御である。しかしながら、紙間におけるヒータ電力は、記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを通過する時より少なくて良いため、紙間においてテーブル２を用いても極端なフリッカ悪化を招くことはない。加えて、紙間で波数制御による温度リップルが生じても画像に対する影響はない。以上のように、本発明においては状況に応じてヒータ制御を切替えることで、光沢ムラ、高調波電流歪、フリッカを全て充分に抑制することが可能になる。
【００５０】
次に、本実施例において、光沢ムラの生じやすい画像を判別する方法の一例について述べる。本実施例における画像形成装置では、３×３ドットのドット集合を画像形成の最小画像構成単位 (１画素)として用い、この１画素毎の画像濃度を既知の方法で制御するこ
とで全体としての画像が形成される。
【００５１】
ここで、例えば、記録媒体１０１上の単位面積Ａに形成される画像について考える。上記単位面積Ａの記録媒体の搬送方向長さをＡＬ、これと直交する方向の幅をＡＷとする。本実施例では単位面積Ａに形成される画像が、光沢ムラの生じやすい画像か否かを判別して、ヒータ電力制御のテーブルを切替えることとする。従って、単位面積Ａの搬送方向長さＡＬと幅ＡＷは、上記判別に適した値に設定する必要がある。例えば記録媒体の搬送速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ、交流電源１１８の周波数５０Ｈｚの場合、本実施例では搬送方向長さＡＬを８ｍｍ（解像度６００ｄｐｉで６３画素に相当）に設定する。
【００５２】
これは交流電源周波数の二波分に当たる長さであり、波数制御で一波をオン、一波をオフした場合に生じる光沢ムラの一周期に相当する。一方、単位面積Ａの幅ＡＷは、単純に光沢ムラが生じた場合の目立ち易さを目安に決めれば良く、本実施例では長さＡＬと同じ８ｍｍに設定する。本実施例では、画像形成領域内で選択可能なすべての単位面積Ａ（Ａの最小構成単位は１画素とする）について、そこに形成される画像が、光沢ムラの生じやすい画像か否かを判別する。
【００５３】
図６に画像形成領域内に含まれる単位面積Ａの概略図を示す。図６は、記録媒体１０１の左先端部の拡大図であり、画像形成領域先端、画像形成領域左端、画像形成の最小単位（最小画像構成単位）である一画素、複数の単位面積ＡＸＹが示されている。単位面積Ａ
１１（図中太実線の正方形）が画像形成領域の先端左端に形成される単位面積Ａであり、搬送方向に一画素ずつ移動した位置に、Ａ２１、Ａ３１、Ａ４１、・・・・と単位面積Ａを選択できる。
【００５４】
同様にこれと直交する方向に一画素ずつ移動した位置に、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４・・・・と単位面積Ａを選択することができる。上記それぞれの単位面積Ａに含まれる総画素数をＰＴＡとし、このうち実際に画像が形成される（実際にトナーがあり濃度（あるいはトナー濃度、トナー濃度の程度）が０ではない）イメージ画素数をＰＩＡとする(上述の
設定ではＰＴＡ＝６３×６３＝３９６９)。このイメージ画素数ＰＩＡのうち、そのトナ
ー量が規定のトナー量Ｄ（０％＜Ｄ≦１００％）以上（規定濃度以上であることに相当する。）である高濃度画素数をＰＩＡ（Ｄ）とする。上記規定のトナー量Ｄは、外部装置から送信された画像を画像処理コントローラ１２０で処理した画像情報における、該当画素の画像濃度を意味し、本例ではＤ＝７５％に設定する。
【００５５】
本実施例では、以下の(１)式で示す総画素数ＰＴＡに対する高濃度画素数ＰＩＡ（Ｄ）の比率（割合）ＲＩを印字率（または画像印字率）として参照する。
ＲＩ＝ＰＩＡ（Ｄ）／ＰＴＡ・・・・・・（１）
ある単位面積Ａにおいて上記の印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上（所定の閾値以上）であれば、その単位面積Ａは光沢ムラの生じやすい画像であると判断する。本例では閾値ＲＩＬＩＭの値を０．７に設定している。この値は画像形成装置の特性に合わせ、光沢ムラが目立ち始める値を選択すればよい。
【００５６】
そして、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である単位面積Ａが定着ニップ部Ｎを通過する時にのみ、テーブル１（位相制御）を用いる。なお、本実施例では、より確実に光沢ムラを防止するため上記の画像判別方法を用いたが、画像判別の制御を簡略化するため、単位面積Ａの面積をより大きくしてもよい。また、印字率ＲＩを単純に総画素数ＰＴＡの平均画像濃度（単位面積Ａにおける平均画像濃度）としてもよい。また、印字率ＲＩを、単純に総画素数ＰＴＡに対するイメージ画素数ＰＩＡの比率（画像存在比率）とする等の方法を用いても良い。
【００５７】
画像処理コントローラ１２０は、外部装置から送信される画像情報から、図６で説明した全ての単位面積Ａについて(１)式の印字率ＲＩを算出し、制御部１１３に報知する。そして、制御部１１３が、印字率ＲＩに応じたヒータ電力制御テーブルの選択および切替えを行う。従って、画像処理コントローラ１２０は、本実施例において画像印字率導出手段に相当する。
【００５８】
図７には、本実施例におけるヒータ電力制御テーブル切替えの様子の一例として、記録媒体１０１上に形成された画像が模式的に示されている。ここでは説明を簡略化するため、単純な画像を例として挙げている。
【００５９】
この画像は４つの部分ＩＧ-１〜ＩＧ-４から構成されており、ＩＧ-１とＩＧ-４は文字（文章）であり、ＩＧ-１とＩＧ-４の領域内にある単位面積Ａの中には印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上であるものは無い。一方、ＩＧ-２とＩＧ-３は例えば写真画像であり、ＩＧ-２とＩＧ-３の領域内にある単位面積Ａの全てにおいて印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上であるとする。このような画像を記録媒体１０１に定着する場合、上述したＩＧ-１〜
ＩＧ-４に含まれる単位面積Ａの印字率ＲＩを参照した結果、本例では搬送方向で記録媒
体１０１が図７に示された区間１〜５に分割される。なお、ＩＧ-１〜ＩＧ-４は本実施例において特定画像領域に相当する。
【００６０】
区間１〜５の分割は、その区間に印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である単位面積Ａが
含まれるか否かで決定されている。そして、次のようなヒータ電力制御テーブルの切替えが実行される。記録媒体１０１の先端部である区間１には光沢ムラの生じやすい画像が存在しないため、この部分が定着ニップ部Ｎ通過する時にはテーブル３が使用される。次の区間２には、光沢ムラの生じやすい画像であるＩＧ-２が存在するため、区間２が定着ニ
ップ部Ｎに到達するタイミングでヒータ電力制御テーブルがテーブル３からテーブル１に切替えられる。
【００６１】
次の区間３には光沢ムラの生じやすい画像が存在しないため、区間３が定着ニップ部Ｎに到達するタイミングでヒータ電力制御テーブルがテーブル１からテーブル３に戻される。同様に区間４に対してはテーブル１、区間５に対してはテーブル３が使用される。このように、本実施例では記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを通過している間に、画像に応じてヒータ電力制御のためのテーブルの切替えをおこなう。
【００６２】
次に上記動作についてフローチャートを用いて説明する。図８には、本実施例におけるにプリントジョブ実行時のヒータ電力制御テーブル切替えフローを示す。図１のヒータ電力制御テーブル切替えフローでは、テーブル１〜３のいずれかが選択されるかが、ヒータ電力制御の一制御周期毎に毎回判断される。
【００６３】
図８でプリントジョブが開始されると、まずＳ１００において、制御部１１３が定着加熱装置の立上げ、前回転を行う際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、テーブル３が選択される。これは、テーブル３は、位相制御と波数制御を組み合わせた通電制御パターンのテーブルであり、温度リップルに対しては不利なものの、高調波電流歪抑制とフリッカ抑制の両方に対して有利であることによる。具体的には、四波（八半波）を一制御周期とする位相制御と波数制御を組み合わせた通電制御パターンとし、サーミスタ２０３が検知するヒータ１１０の温度により、定着加熱装置１０９の温度制御が行なわれる。そして、制御部１１３は一制御周期（四波）毎に必要な電力レベルに応じた通電制御パターンをテーブル３から選択する。
【００６４】
次に、Ｓ１０１において、次回の一制御周期（四波）内に一枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達するか否かが判定される。ここで、次回の一制御周期（四波）内に１枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達すると肯定判定された場合には、画像の印字率ＲＩを判別するステップであるＳ１０３へ進む。一方、一制御周期（四波）内に一枚目の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに到達しないと否定判定された場合にはＳ１０２へ進む。Ｓ１０２においては、定着加熱装置が立上げ、前回転中か否かが判定される。Ｓ１０２において、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中であると肯定判定された場合には、Ｓ１００の処理の前に戻る。そして、Ｓ１００〜Ｓ１０２までの処理が、一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎに到達するまで繰り返される。
【００６５】
Ｓ１０３においては、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上となる画像が、次回一制御周期中に定着ニップ部Ｎを通過するか否かが判定される。ここで肯定判定された場合には、Ｓ１０４に進み、使用するヒータ電力制御テーブルは、光沢ムラが発生しにくいヒータ電力制御テーブルであるテーブル１へと切替えられる。従って、光沢ムラが発生しやすい画像に対しては、光沢ムラを抑制できるテーブル１（位相制御）の中から電力レベルに応じた通電制御パターンが選択される。その後、Ｓ１０４からＳ１０１の前へ戻り、現在定着ニップ部Ｎを通過中の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けるまで、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である画像が存在する区間はテーブル１（位相制御）から通電制御パターンが選択される制御が継続される。
【００６６】
一方、Ｓ１０３において、次回の一制御周期において定着ニップ部Ｎに、印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上である画像が存在しないと否定判定された場合には、Ｓ１０５に進む
。Ｓ１０５においては、ヒータ電力制御のためのテーブルがテーブル１からテーブル３へ戻される。そして、Ｓ１０１の前に戻り、Ｓ１０１からのフローが継続される。
【００６７】
その後、次回の一制御周期中に記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けるタイミングになった場合には、Ｓ１０１からＳ１０２を経由してＳ１０６に進む。そして、Ｓ１０６においてはプリントが終了するか否か（現在定着ニップ部Ｎを通過中である記録媒体１０１がジョブの最終ページであるか）が判定される。
【００６８】
Ｓ１０６においてプリント終了と肯定判定された場合には、Ｓ１０８に進み、ヒータ電力制御テーブルを後回転時に用いるテーブル３へ切替えた上でフロー終了とする。一方、Ｓ１０６でプリント終了でないと否定判定された場合、次回一制御周期で定着ニップ部Ｎにあるのは紙間部であると判断される。従って、その場合にはＳ１０７に進み、ヒータ電力制御テーブルを紙間用のテーブル２へ切替える。その後Ｓ１０１へ戻り、紙間中は次の記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎに達するまで、テーブル２（波数制御）の中から電力レベルに応じた通電制御パターンが選択される。なお、本実施例においては、紙間部に対しテーブル２（波数制御）を用いることとしたが、フリッカを更に抑制したい場合には、テーブル２の代わりにテーブル３を用いても良い。
【００６９】
次に、図９を用いて上記フローの一部を時系列で説明する。図９に、画像印字率に応じてヒータ電力制御のためのテーブルをテーブル３からテーブル１に切替える際のヒータ印加電圧の変化を示す。時間ｔ２までの画像印字率ＲＩは閾値ＲＩＬＩＭよりも低くＲＩ＜ＲＩＬＩＭが成立し、時間ｔ２からの画像は画像印字率ＲＩが閾値ＲＩＬＩＭ以上でありＲＩ≧ＲＩＬＩＭが成立するとする。このような画像印字率の変化に対し、本実施例のフローでは、時間ｔ１でヒータ電力制御のためのテーブルの切替えが実行される。
【００７０】
時間ｔ１は高印字率画像部分が始まる時間ｔ２よりｔｄだけ早いタイミングであり、時間ｔ２においては既にヒータ電力制御テーブルが光沢ムラの抑制に有利なテーブル１（位相制御）に切替わっている。本実施例で用いる定着加熱装置１０９は熱容量が小さく熱応答性が良いので、高印字率画像部分が始まる時点でテーブル１に切替っていれば、高印字率画像部分の始めから光沢ムラのない良好な画像が得られる。
【００７１】
以上のように本実施例においては、装置の高速化に伴い、熱応答性の高い定着加熱装置の温度リップル低減（光沢ムラ抑制）が要求される場合でも、高印字率の画像部分のみに位相制御を用いる。また、高印字率の画像以外の部分には波数制御または、位相制御と端数制御の組合せ制御を用いる。このことで、光沢ムラとフリッカの発生を抑制しつつ、同時に高調波電流歪を最少の状態に維持できる。
【００７２】
なお、本実施例においては、記録部に保存してあるヒータ電力制御のためのテーブルが三種類である場合について説明したが、これは一例であって、２種類以上の複数のテーブルを記録部に保存してあれば応用が可能である。例えば、交流電源電圧が高い電圧（例えば２２０Ｖ〜２４０Ｖ）の場合は、フリッカ規格に対して比較的マージンがある場合が多い。従って、そのような場合にはテーブル３の位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いず、テーブル１及びテーブル２の二つのテーブルのみを使用しても良い。さらに、交流電源電圧が低い電圧（例えば１００Ｖ〜１２７Ｖ）であるときは、高調波電流歪の規格に対して比較的マージンがある場合が多い。従って、そのような場合にはテーブル２の波数制御を用いず、テーブル１及びテーブル３の二つのテーブルのみを使用しても良い。
【００７３】
<実施例２>
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２における画像形成装置の構成、ヒータ構成、位相制御、波数制御、位相制御と波数を組み合わせた制御、電力制御テーブル
などについては、実施例１で説明したものと同様のため、説明を省略する。実施例１では画像印字率ＲＩに応じて電力制御テーブルの切替えを行ない、光沢ムラとフリッカを防止しつつ、高調波電流歪の抑制を実現した。しかしながら、閾値ＲＩＬＩＭよりも画像印字率が高い画像ばかりが続いた場合、実施例１の電力制御テーブル切替えフローを続けると、非常に稀ではあるものの、高調波電流歪を要求されるレベル以下に抑制できなくなる可能性があった。実施例２はこのような事情に鑑みて、より確実に高調波電流歪とフリッカを抑制しつつ、光沢ムラの防止を実現可能とした例である。
【００７４】
実施例２におけるヒータ電力制御テーブルの切替え制御の概略は以下のとおりである。画像印字率に応じたヒータ電力制御テーブルの切替え制御は、基本的には実施例１と同様であるが、実施例２においては、高調波電流歪を規定レベル以下に抑制できない虞がある場合には、これを回避するための処理が行われる。この処理のため、実施例２では以下に説明する電源波数カウントＮＷとテーブル選択波数カウントＮＴ、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）を用いて、ヒータ電力制御テーブルの切替えと記録媒体の搬送速度の変更を行う。
【００７５】
電源波数カウントＮＷは画像形成装置が接続された交流電源の波数のカウント値であり、交流電源１１８の周波数と等しい周期及びタイミングでカウントアップされる。よって、５０Ｈｚの交流電源であれば、カウント開始から１秒後の値は５０となり、２秒後の値は１００となる。電源波数カウントＮＷは、画像形成装置の電源オン時にカウントが開始され、電源がオフされるまでカウントが継続される。
【００７６】
次に、テーブル選択波数カウントＮＴは、本実施例のヒータ電力制御テーブル切替え制御における、ヒータ電力制御テーブルの制御フロー周期にあたるものである。テーブル選択波数カウントＮＴのカウントアップに伴って、使用するヒータ電力制御テーブルがテーブル１〜３の中から連続して選択されていく。テーブル選択波数カウントＮＴのカウント周期も交流電源１１８の周波数と等しいが、その値は電源波数カウントＮＷの値を元に、これよりわずかに先行した値に設定する。
【００７７】
本実施例では、例えばテーブル選択波数カウントＮＴ＝ｎになった時にテーブル３が選択されたとすると、その後電源波数カウントＮＷ＝ｎになった時点で、この選択に従いテーブル３を用いたヒータ電力制御を実行するものとする。具体的な処理は以下の通りである。テーブル選択波数カウントＮＴ＝ｎにおいてテーブル３が選択されることと併せ、前述した定着加熱装置１０９の温度制御プログラムによりサーミスタ２０３の検出温度に応じたヒータ供給電力が決定される。
【００７８】
そして、電源波数カウントＮＷ＝ｎになった時点で、テーブル３の中にある上記ヒータ供給電力に対応した波形パターンを用いてヒータ電力制御が実行される。ここで、上記温度制御プログラムがヒータ供給電力を決定するタイミングから、実際にそれがヒータ１１０へ供給されるまでのタイムラグをΔｔ、交流電源１１８の周波数におけるΔｔ相当の波数をΔｎとする。このとき、本実施例におけるテーブル選択波数カウントＮＴは、電源波数カウントＮＷと上記波数Δｎを用いて、ＮＴ＝ＮＷ＋Δｎとなるように設定される。
【００７９】
位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）は、テーブル選択波数カウントＮＴにおいて位相制御が選択された場合に、その一波におけるヒータ供給電力に応じて０≦ＰＣＣ（ＮＴ）≦１の値となる指数であり、その他の制御が選択された場合は０に固定される。位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）は、各ヒータ電力制御方式における一制御周期単位（位相制御では一波単位、波数制御及び位相制御と波数を組み合わせた制御では四波単位）で設定される。また、ヒータへの電力供給をしない場合は一波単位で設定される。
【００８０】
図１０には、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の関係を示す。前述したように、高調波電流は電流の立ち上がり量が大きいほど高調波電流歪は大きくなるので、位相角９０°、すなわちヒータ１０１への供給電力５０％の時に最大になる。図１０では、このときの高調波電流歪を１として、供給電力が変化したときの高調波電流歪をこれに対する相対値として示している。
【００８１】
本実施例では図１０の関係に基づき位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値を決定する。すなわち、あるヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））を、そのヒータ供給電力を使用するテーブル選択波数カウントＮＴにおける位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値とする。本実施例では制御部１１３内にある不図示の記録部に、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の対応テーブルを持たせておく。そして、これを参照してテーブル選択波数カウントＮＴにおける位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値が決定される。
【００８２】
例えば、テーブル選択波数カウントＮＴにおけるヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝５０％のとき位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝１．００、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝３０％及び７０％では位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝０．９６となる。また、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）＝１０％及び９０％では位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）＝０．７１となる。上記位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）を連続的にモニターすることで、プリント時の高調波電流歪レベルを予想することが可能である。
【００８３】
本実施例では、規定の波数カウント区間（波数カウント数＝Ｘ）において、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値を求め、この値から高調波電流歪レベルを予想し、これに応じて記録媒体１０１の搬送速度を変更する。本例では、上記Ｘの値を例えば５分間相当の値（５０Ｈｚであれば１５０００、６０Ｈｚでは１８０００）に設定する。テーブル選択波数カウントＮＴにおける上記位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値を（２）式で示す高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）とする。
【数１】
【００８４】
本実施例では、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が規定使用度合である閾値（ＬＤとする）以上（規定使用度合以上）の値となったら、記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる。そして通常速度の１/３の搬送速度においては、実施例１と異なり、画像印字率がその閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像に対しても位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いる。画像印字率が高い画像に対して位相制御と波数制御を組み合わせた制御を実行した場合でも、搬送速度を低下させることによって、光沢ムラのピッチ間隔が短くなり目立たなくできるからである。このようにすることで、光沢ムラを抑制しつつ、規定区間における高調波電流歪の平均レベルを、低下させることが可能となる。
【００８５】
ここで、上記の閾値ＬＤは、規定区間での高調波電流歪を要求されるレベル以下にできる高調波歪指数の限界値に対し、記録媒体１０１の一枚分の画像長さ分以上の余裕を持たせた値に設定するのが良い。具体的には、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が閾値ＬＤに到達した後、記録媒体一枚分の搬送方向画像長さ相当の波数分だけ位相制御を実行した場合でも、規定区間における高調波電流歪が要求されるレベル以下となるような値に閾値ＬＤを設定するのが良い。これはプリント時において、定着ニップ部Ｎを記録媒体１０１が通過中に高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が閾値ＬＤ以上の値となった時、その時点で搬送速度を変更することによって画像に影響（速度変更前後の光沢差等）が出るのを避けるためである。
【００８６】
記録媒体１０１が定着ニップ部Ｎを抜けてから搬送速度の変更を実行しても、高調波電流歪を要求されるレベル以下に抑制可能とするため、上述のように閾値ＬＤを設定するのが現実的である。上記を踏まえ、本実施例における閾値ＬＤの値は０．５５に設定する。
【００８７】
本実施例では、上述のように搬送速度を低下させた状態では、高印字率画像に対しても位相制御と波数制御を組み合わせた制御を用いるので、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）は時間の経過と共に減少する。そして、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が十分に低下したと判断された場合には、記録媒体１０１の搬送速度をプリント開始時の速度に復帰させ、画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像に対して位相制御（テーブル１）の実行を許可する。
【００８８】
ここで、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が十分に低下したと判断する閾値をＬＵとする。上記閾値ＬＵは、搬送速度を低下させる際の判断に用いる閾値ＬＤよりも十分小さい値に設定するのが好ましく、本例ではこの値は０．４に設定されている。これは、搬送速度の変速が短い周期で繰り返されることにより、長時間プリント時の生産性が更に低下するのを防止するためである。以上述べた搬送速度変更を繰り返し実行すれば、生産性の低下を最小限にすることができる。
【００８９】
次に、本実施例におけるヒータ電力制御テーブルの切替え制御についての一例をフローチャートを用いて詳細に説明する。図１１にプリントジョブ実行時における、本実施例のヒータ電力制御テーブル切替えフローを示す。図１１は、テーブル選択波数カウントＮＴにおけるヒータ電力制御テーブルを、テーブル選択波数カウントＮＴのカウントアップに伴って順次設定する制御フローを示している。
【００９０】
前述したように、この制御フローで設定されたヒータ電力制御テーブルを実際に使用するのは、電源波数カウントＮＷが、当該ヒータ電力制御テーブル設定時のテーブル選択波数カウントＮＴと等しい値になった時である。実施例２では、ここで設定したヒータ電力制御テーブルが、上述したタイミングで定着加熱装置１０９の温度制御に用いられる。
【００９１】
プリントジョブが開始されると、まずＳ７００において画像形成装置の電源オンの直後であるか否かが判定される。ここで、電源オンの直後でないと否定判定された場合は、Ｓ７００から直接Ｓ７０２の処理に進む。一方、電源オンの直後であると肯定判定された場合は、Ｓ７０１で制御パラメータの初期化（テーブル選択波数カウントＮＴの初期化、ＳＣＲ＝０、速度フラグ＝０（ＳＣＲ、速度フラグについては後述））が行われる。ここで、テーブル選択波数カウントＮＴの初期化について説明する。図１１のフローには記載されていないが、電源がオンされると、ヒータ１１０への電力供給が開始される前に電源波数カウントＮＷのカウントが開始される。そして、図１１のフローとは関係なく、交流電源１１８の周波数と等しい周期で電源がオフされるまでカウントアップが継続される。
【００９２】
Ｓ７０１におけるテーブル選択波数カウントＮＴの初期化とは、Ｓ７０１の時点における電源波数カウントＮＷを参照し、前述したΔｎ分だけ先行する値にテーブル選択波数カウントＮＴを設定する（ＮＴ＝ＮＷ＋Δｎ）処理である。また、上記の速度フラグとは、記録媒体１０１の搬送速度を示すフラグであり、通常の速度でプリント実行する場合の値は０、前述の説明のように速度を低下させた場合の値は１となる。また、ＳＣＲは記録媒体の搬送速度の変更要求の有無を示すフラグであり、記録媒体の搬送速度を低下または復帰させる条件が満たされると、ＳＣＲ＝１となり、速度変更が実施されるとＳＣＲ＝０に戻る。
【００９３】
その後Ｓ７０２において、制御部１１３は定着加熱装置１０９の立上げ、前回転を行う
際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、位相制御と波数制御を組み合わせた制御であるテーブル３を選択する。
【００９４】
図１２には「テーブル３選択処理」のサブルーチンのフローチャートを示す。この処理においては、テーブル３の一制御周期四波分の位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値が設定される。「テーブル３選択処理」の処理がスタートすると、まずＳ８００ｃにおいてテーブル３が選択される。本実施例でも、図９に示したようにテーブル３の一制御周期四波のうち、前半の二波は位相制御、後半の二波は波数制御とされているので、これに応じ、Ｓ８０１ｃ以降で四波分のＰＣＣ（ＮＴ）の値を、ＮＴのインクリメントに伴い一波分毎に設定する。
【００９５】
このＰＣＣ（ＮＴ）値の設定回数を示す値をｍとし、初期値ｍ＝３から最終値ｍ＝０まで、１回のＰＣＣ（ｎ）値の設定毎にｍがデクリメントされる。図１２では前半の二波に対しては一波毎のヒータ供給電力に応じた前述の高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））が位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値として採用される。（Ｓ８０１ｃ→Ｓ８０２ｃ→Ｓ８０４ｃ→Ｓ８０５ｃ→Ｓ８０６ｃ→Ｓ８０７ｃ→Ｓ８０２ｃ）また、後半の二波に対してはＰＣＣ（ＮＴ）の値が０に固定される（Ｓ８０２ｃ→Ｓ８０３ｃ→Ｓ８０５ｃ→Ｓ８０６ｃ→Ｓ８０７ｃ→Ｓ８０２ｃ）。以上が終了すると「テーブル３選択処理」から、図１１におけるＳ７０３にリターンする。
【００９６】
Ｓ７０３の速度変更判定処理では、前述の高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）を算出し、搬送速度の変更要否を判定する。図１３に「速度変更判定処理」のフローチャートを示す。「速度変更判定処理」は、記録媒体１０１の搬送速度を変更する必要があるのかを判断する際に実行されるものであり、速度変更の要否に応じ、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値を設定するまでの処理を行う。「速度変更判定処理」がスタートすると、Ｓ１０００において、テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘに達したか否かが判定される。テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘに達しておらず否定判定された場合にはＳ１００６へ進む。一方、テーブル選択波数カウントＮＴが規定の波数カウント数Ｘ以上の値であり肯定判定された場合には、Ｓ１００１に進む。
【００９７】
Ｓ１００１においては、前述の（２）式で示された高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が算出される。Ｓ１００１で高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が算出された後、Ｓ１００２で速度フラグの値（現在の記録媒体搬送速度）が確認される。その際の速度フラグ値が０（通常速度）である場合は、Ｓ１００３に進み、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる閾値ＬＤ以上であるかの判定が行われる
。一方、現在の速度フラグ値が１（記録媒体１０１の搬送速度が通常速度の１/３）であ
る場合には、Ｓ１００４に進み、高調波歪指ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度に復帰させる閾値ＬＵ以下であるか否かの判定が行われる。
【００９８】
Ｓ１００３またはＳ１００４において、それぞれで設定された高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）と閾値の関係が満足しており肯定判定された場合には、Ｓ１００５に進み、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値を１に設定し、否定判定された場合にはＳ１００６へ進む。Ｓ１００６でＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされ、「速度変更判定処理」を抜けて図１１のＳ７０４にリターンする。
【００９９】
Ｓ７０４においては、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が１に設定されたか否かが判定される。ここでＳＣＲ＝０であり否定判定された場合にはＳ７０８へ進み、ＳＣＲ＝１であり肯定判定された場合にはＳ７０５に進む。
【０１００】
Ｓ７０５においては搬送速度の復帰（通常速度の１／３の速度から通常速度へ変更）の
実行予約がおこなわれる。具体的には、速度の復帰を実行する電源波数カウントＮＷを指定するため、Ｓ７０４におけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｕとして記憶部に記憶する処理が行われる。そして、画像形成装置は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｕとなったら、通常速度の１／３の速度から通常速度への速度の変更を実行する。
【０１０１】
Ｓ７０４においてＳＣＲ＝１と肯定判定された場合は、自動的に現在の搬送速度が通常速度の１／３であるものとして上記の処理が行われている。これは、定着加熱装置１０９の立上げ、前回転時において、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が記録媒体１０１の搬送速度を通常速度の１/３に低下させる閾値ＬＤ以上となることがないことに基づく処理であ
る。
【０１０２】
これは以下の理由によるものである。定着加熱装置の立上げ、前回転中はテーブル３を用いているので、一制御周期における位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の平均値は最大で０．５０にしかならない。従って、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中の高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）もこの値０．５０を超えることはなく、本実施例における閾値ＬＤ＝０．５５を超えることがない。よって、本実施例における定着加熱装置１０９の立ち上げ、前回転中には、通常速度から通常速度の１／３の速度への速度変更はあり得ない。但し、これはこれまでに説明した本実施例における閾値ＬＤの値、定着加熱装置の立ち上げ、前回転中に用いるヒータ電力制御テーブルの種類、また、位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）の算出方法を用いた場合に成立するものである。これらの条件を異なる設定とする場合は、それに応じた制御フローを用いれば良く、本発明は図１１の制御フローに限定されるものではない。
【０１０３】
以上のように、本実施例では制御を簡略化するため、Ｓ７０４においてＳＣＲ＝１であり肯定判定された場合には、現在の速度の確認を省略し、Ｓ７０５で搬送速度の復帰の実行予約が行われる。Ｓ７０５で搬送速度の復帰予約が行われると、その後、Ｓ７０６で速度フラグの値が通常速度を示す０に変更され、Ｓ７０７で搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が０へ戻された上でＳ７０８へ進む。
【０１０４】
Ｓ７０８においては、現在のテーブル選択波数カウントＮＴから始まる次の一制御周期中に、記録媒体が定着ニップ部Ｎを通過している時間が含まれるか（ここでは一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達するか）が判定される。そして、記録媒体通過中の時間を含み肯定判定された場合はＳ７１０へ進む。一方、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎになく（ここでは一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへまだ到達しない）否定判定された場合にはＳ７０９へ進む。Ｓ７０９では定着加熱装置の立上げ、前回転中であるか否かが判定され、ここで肯定判定されると、Ｓ７０２からの処理フローが一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達するタイミングまで繰り返される。
【０１０５】
Ｓ７０８で、次の一制御周期中に一枚目の記録媒体が定着ニップ部Ｎへ到達すると肯定判定された場合には、Ｓ７１０へ進み速度フラグの値が確認される。ここで、速度フラグの値が０（通常速度）であればＳ７１１に進み、さらにその一制御周期中に画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が到達するか否かが判断される。一方、Ｓ７１０において速度フラグの値が１（通常速度の１／３の速度）であれば、画像印字率の確認は行わずにＳ７１３に進み、前述した「テーブル３選択処理」が実行される。
【０１０６】
Ｓ７１１で画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が次の一制御周期中に存在すると肯定判定された場合はＳ７１２に進む。Ｓ７１２においては、通常の搬送速度で高印字率画像を定着する際に使用するヒータ電力制御テーブルとして、位相制御であるテーブル１を選択する処理が行われる。また、Ｓ７１１で画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭよりも高い画像が次の一制御周期中には無いと否定判定された場合には、Ｓ７１３に進み、前述した
「テーブル３選択処理」が実行される。
【０１０７】
次に、図１４に「テーブル１選択処理」のフローチャートを示す。「テーブル１選択処理」の処理がスタートすると、Ｓ８００ａにおいてテーブル１が選択され、Ｓ８０１ａにおいて位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値の設定が行われる。Ｓ８０１ａの処理が終了すると図１１のＳ７１４にリターンする。Ｓ８００ａではテーブル１が選択され、このテーブル内から必要なヒータ供給電力に対応する通電制御パターンが選択される。Ｓ８０１ａでは、上記ヒータ供給電力に応じた前述の高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））が位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値として採用される。
【０１０８】
Ｓ７１２もしくはＳ７１３の処理がおこなわれた後に、Ｓ７１４において、前述した「速度変更判定処理」が実行される。そして、Ｓ７１５において、搬送速度変更要求フラグＳＣＲの値が１となっているか否かが判定れる。搬送速度変更要求フラグＳＣＲ＝０であり否定判定された場合にはＳ７０８に戻る。一方、Ｓ７１５において、搬送速度を変更する条件が満たされてＳＣＲ＝１と肯定判定された場合には、まずＳ７１６で現在の搬送速度のフラグが１か否かが判定される。Ｓ７１６において、現在の搬送速度が通常速度（速度フラグ＝０）であり否定判定された場合、Ｓ７１７で紙間において搬送速度を１／３に変更するための処理が実行される。
【０１０９】
図１５には、図１１のＳ７１７における「速度ダウン処理」のフローチャートを示す。「速度ダウン処理」では、現在定着ニップ部Ｎにある記録媒体が、定着ニップ部Ｎを通過してから、実際に記録媒体の搬送速度を低下させるための処理が行われる。まずＳ９００ａで、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎを抜けているかを判断する。その結果、次の一制御周期中に記録媒体がニップ部Ｎを通過して紙間になっていると否定判定された場合には、Ｓ９０５ａで搬送速度を１／３にダウンするための実行予約が行われる。具体的には、速度ダウンを実行する電源波数カウントＮＷを指定するため、Ｓ９０５ａにおけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｄとして記憶部に記憶する処理を行う。そして、実施例２の画像形成装置１００は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｄとなったら、搬送速度を通常速度からその１／３の速度までダウンする速度変更を実行する。
【０１１０】
一方、Ｓ９００ａにおいて、次の一制御周期中にまだ記録媒体が定着ニップ部Ｎに存在すると肯定判定された場合は、Ｓ９０１ａに進み、画像の印字比率が確認される。これまでと同様、画像印字率が閾値ＲＩＬＩＭ以上であり肯定判定された場合はテーブル１（Ｓ９０２ａ）が、否定判定された場合はテーブル３（Ｓ９０３ａ）を選択する処理が実行される。そして、Ｓ９０４ａにおいて、既に説明したタイミングでＮＴがインクリメントされてＳ９００ａに戻る。そして、Ｓ９０５ａで搬送速度を１／３にダウンするための実行予約が行われるまで上記フローが繰り返される。
【０１１１】
Ｓ９０５ａで速速度ダウンの実行予約がおこなわれると、Ｓ９０６ａで速度フラグ＝１、Ｓ９０７ａでＳＣＲ＝０とされた後「速度ダウン処理」を抜けて図１１のＳ７１９にリターンする。一方、Ｓ７１６において、現在の搬送速度が通常速度の１／３（速度フラグ＝１）であると肯定判定された場合は、Ｓ７１８において、紙間で搬送速度を通常速度に復帰するための処理を実行する。
【０１１２】
次に、図１６にＳ７１８の「速度復帰処理」のフローチャートを示す。「速度復帰処理」では、現在定着ニップ部Ｎにある記録媒体が、定着ニップ部Ｎを通過してから、記録媒体の搬送速度を通常速度に復帰させる処理を行う。まずＳ９００ｂで、次の一制御周期中に記録媒体が定着ニップ部Ｎを抜けているかを判断する。ここで、記録媒体が定着ニップ部Ｎを通過して紙間になっており否定判定された場合には、Ｓ９０３ｂにおいて、通常速度への搬送速度復帰の実行予約が行われる。具体的には、速度復帰を実行する電源波数カ
ウントＮＷを指定するため、Ｓ９０３ｂにおけるテーブル選択波数カウントＮＴの値をｎｕとして記憶部に記憶する処理をおこなう。そして、実施例２の画像形成装置１００は電源波数カウントＮＷの値が上記ｎｕとなったら、搬送速度を通常速度の１／３から通常速度へ復帰させる速度復帰を実行する。
【０１１３】
Ｓ９００ｂで次の一制御周期中にまだ記録媒体が定着ニップ部Ｎにあると肯定判定された場合は、Ｓ９０１ｂに進み、画像印字率に拘わらずテーブル３を選択する処理が実行される。そして、Ｓ９０２ｂでＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされた上でＳ９００ｂに戻る。そして、Ｓ９０３ｂにおいて搬送速度復帰の実行予約が行われるまで上記フローが繰り返される。Ｓ９０３ｂで搬送速度復帰の実行予約が行われると、Ｓ９０４ｂにおいて速度フラグ＝０、Ｓ９０５ｂにおいてＳＣＲ＝０とされた後「速度復帰処理」を抜けて図１１のＳ７１９へリターンする。
【０１１４】
Ｓ７１９でプリント終了のタイミングでないと否定判定されると、Ｓ７２０で紙間用のヒータ電力制御テーブルであるテーブル２（波数制御）を選択する処理が選択される。図１７に「テーブル２選択処理」のフローチャートを示す。この処理では、テーブル２の一制御周期四波分のＰＣＣ（ＮＴ）の値を設定する。この処理がスタートすると、まずＳ８００ｂでテーブル２が選択される。そして、Ｓ８０１ｂ以降で四波分のＰＣＣ（ＮＴ）値を一波毎に０に設定してゆく。
【０１１５】
このＰＣＣ（ＮＴ）値設定回数を示す値をｍとし、Ｓ８０１ｂにおいて初期値ｍ＝３として、１回のＰＣＣ（ＮＴ）値設定毎にｍがデクリメントされる。そして、最終値ｍ＝０となるまでＰＣＣ（ＮＴ）の値を０に繰り返し設定する（Ｓ８０２ｂ→Ｓ８０３ｂ→Ｓ８０４ｂ→Ｓ８０５ｂ→Ｓ８０２ｂ）。そして、Ｓ８０６ｂでＮＴが既に説明したタイミングでインクリメントされた後、「テーブル２選択処理」を抜けて、図１１のＳ７０８にリターンする。そして、プリント終了のタイミングまで、以上述べたフローが繰り返される。Ｓ７１９においてプリントが終了したと肯定判断された場合には、Ｓ７２１へ進む。Ｓ７２１で、定着加熱装置の後回転を行う際に使用するヒータ電力制御テーブルとしてテーブル３を選択する処理が行われ、ヒータ電力制御テーブル切り替えフローは終了する。
【０１１６】
なお、実施例２における搬送速度の変更は、レーザビームスキャナ１０６、感光ドラム１０４、中間転写体１０３、転写ローラ１０８、加圧ローラ１１２、定着フィルム２０１、各部の搬送ローラ等の周速を目標速度へ変更するための既知の方法で実現できる。また例えば、九面のミラー面を持つポリゴンミラーを備えたレーザビームスキャナを用いる場合、ミラー面を二面飛ばしで使用すればポリゴンミラーの回転数を変更することなく記録媒体１０１の搬送速度を変更する方法も開示されている。このような方法を用いれば、ポリゴンミラーの回転数を変更する際に、変更後の規定回転数でポリゴンミラーの回転を安定させるための時間が不要である。このため、より迅速に搬送速度の変更を行うことが可能である。
【０１１７】
本実施例では以上説明した制御を実行することで、実施例１と同様に画質を低下させずに高調波電流歪及びフリッカの抑制が可能であり、これに加え、高印字率画像が長時間連続してプリントされる場合にもこの効果を維持することが可能となる。なお、上記説明では高印字率画像が長時間続いた場合、記録媒体の搬送速度を低下させることにより、高調波電流歪を継続的に要求レベル以下に維持する方法について述べた。しかしながら、搬送速度を変化させずに記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げることでも同じ効果を得ることができる。
【０１１８】
搬送間隔（紙間）を広げていない状態で波数制御、または位相制御と波数制御を組み合わせた制御を行っていれば、記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げるだけで、光沢ムラを抑
制しつつ位相制御の実行比率を下げることができる。この場合は上述した搬送速度を変更する場合と異なり、搬送間隔（紙間）を広げる前後でヒータ電力制御テーブルの選択方法を必ずしも変更させる必要は無い。記録媒体の搬送速度を低下させるか、記録媒体の搬送間隔（紙間）を広げるかは、装置の特性に応じて選択すれば良く、本発明はどちらかの方法に限定されるものではない。
【０１１９】
また、上記の実施例２についての説明では、位相制御を実行する場合の位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値にはヒータ供給電力に応じた値を用いたが、単純に位相制御実行時は位相制御実行指数ＰＣＣ（ＮＴ）の値を１（固定値）としても良い。この場合は、ヒータ供給電力（ＰＷＲ）に対する高調波電流歪相対値（ＨＬＶ（ＰＷＲ））の対応テーブルを備える必要がなくなり、これに必要な記憶部の容量が削減できる。その反面、高調波歪指数ＲＰＣＣ（ＮＴ）が規定区間における単純な位相制御の実行比率（＝テーブル１の使用比率）を表すパラメータとなり、実際の高調波電流歪レベルを予測する際の精度が上記した方法より低下する場合がある。このため、要求されるレベルに対し、高調波電流歪に比較的余裕がある装置に用いることが望ましい。
【符号の説明】
【０１２０】
１００・・・画像形成装置、１０４・・・感光ドラム、１０５・・・一次帯電器、１０６・・・レーザビームスキャナ、１０７・・・現像器、１０９・・・定着加熱装置、１１３・・・制御部、１１８・・・交流電源、１１９・・・電源装置、１２０・・・画像処理コントローラ、３０９・・・ゼロクロス検知回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体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媒体に定着させる定着加熱手段と、
交流電源からの電流の前記定着加熱手段の加熱源への通電及び遮断を切替えるスイッチ手段と、
前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断の切替えタイミングを格納した供給電力制御テーブルを複数種類記憶する記憶部と、
前記ゼロクロス検知手段によるゼロクロスのタイミング及び、前記記憶部が記憶する前記供給電力制御テーブルを用いて参照した前記切替えタイミングに基づいて、前記スイッチ手段に前記交流電源から前記定着加熱手段の加熱源への電流の通電及び遮断を切替えさせることで、前記加熱源への通電量を制御する制御手段と、
前記記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー像のトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出する画像印字率導出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率に応じて、前記切替えタイミングを参照する前記供給電力制御テーブルを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像印字率は、前記特定画像領域を構成する、前記トナー像の画像濃度を制御する最小単位の画像領域である最小画像構成単位のうち、前記トナー濃度が規定濃度以上である最小画像構成単位が占める割合または、前記特定画像領域における平均画像濃度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶部が記憶する複数種類の前記供給電力制御テーブルは、
前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルと、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断を、前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御を実行するための波数制御用テーブルと、
前記位相制御と波数制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルのうち、少なくとも２種類以上の供給電力制御テーブルであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶部は前記位相制御用テーブルと、前記波数制御用テーブルと、前記組合せ制御用テーブルの三種類のテーブルを記憶しており。
前記制御手段は、前記画像印字率が所定の閾値以上となる前記特定画像領域を含む領域が前記定着加熱手段によって定着される場合には、前記位相制御用テーブルを選択し、
それ以外の領域が前記定着加熱手段によって定着される場合には、前記波数制御用テーブルまたは、前記組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率および、前記供給電力制御テーブルのうちの特定のテーブルの使用度合に応じて、
前記供給電力制御テーブルを選択するとともに前記記録媒体の搬送速度または搬送間隔を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特定のテーブルの使用度合を検知する際には、
前記特定のテーブルの使用比率または、前記定着加熱手段の加熱源への供給電力のうち
少なくとも一方を参照することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記特定のテーブルは、前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルであって、
前記使用度合が予め定めた規定使用度合以上になった場合には、前記記録媒体の搬送速度を低下させ、
前記記録媒体の搬送速度を低下させた状態において、前記画像印字率が前記所定の閾値以上である前記特定画像領域を含む領域を前記定着加熱手段が定着する際には、前記制御手段は、前記交流電源からの電流の通電及び遮断を前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御と前記位相制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記特定のテーブルは、前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルであって、
前記使用度合が予め定めた規定使用度合以上になった場合には、前記記録媒体の搬送間隔を延ばし、
前記記録媒体の搬送間隔を延ばした状態において、前記記録媒体どうしの間の部分が定着加熱手段を通過中は、前記制御手段は、前記交流電源からの電流の通電及び遮断を前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御を実行するための波数制御用テーブルまたは、前記位相制御と波数制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体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媒体に定着させる定着加熱手段と、
交流電源からの電流の前記定着加熱手段の加熱源への通電及び遮断を切替えるスイッチ手段と、
前記交流電源のゼロクロスを検知するゼロクロス検知手段と、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断の切替えタイミングを格納した供給電力制御テーブルを複数種類記憶する記憶部と、
前記ゼロクロス検知手段によるゼロクロスのタイミング及び、前記記憶部が記憶する前記供給電力制御テーブルを用いて参照した前記切替えタイミングに基づいて、前記スイッチ手段に前記交流電源から前記定着加熱手段の加熱源への電流の通電及び遮断を切替えさせることで、前記加熱源への通電量を制御する制御手段と、
前記記録媒体の特定の領域である特定画像領域におけるトナー像のトナー濃度の程度を示す画像印字率を導出する画像印字率導出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率に応じて、前記切替えタイミングを参照する前記供給電力制御テーブルを選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像印字率は、前記特定画像領域を構成する、前記トナー像の画像濃度を制御する最小単位の画像領域である最小画像構成単位のうち、前記トナー濃度が規定濃度以上である最小画像構成単位が占める割合または、前記特定画像領域における平均画像濃度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記憶部が記憶する複数種類の前記供給電力制御テーブルは、
前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルと、
前記交流電源からの電流の通電及び遮断を、前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御を実行するための波数制御用テーブルと、
前記位相制御と波数制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルのうち、少なくとも２種類以上の供給電力制御テーブルであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記記憶部は前記位相制御用テーブルと、前記波数制御用テーブルと、前記組合せ制御用テーブルの三種類のテーブルを記憶しており。
前記制御手段は、前記画像印字率が所定の閾値以上となる前記特定画像領域を含む領域が前記定着加熱手段によって定着される場合には、前記位相制御用テーブルを選択し、
それ以外の領域が前記定着加熱手段によって定着される場合には、前記波数制御用テーブルまたは、前記組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画像印字率導出手段によって導出された、前記定着加熱手段が定着する前記特定画像領域における前記画像印字率および、前記供給電力制御テーブルのうちの特定のテーブルの使用度合に応じて、
前記供給電力制御テーブルを選択するとともに前記記録媒体の搬送速度または搬送間隔を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記特定のテーブルの使用度合を検知する際には、
前記特定のテーブルの使用比率または、前記定着加熱手段の加熱源への供給電力のうち
少なくとも一方を参照することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記特定のテーブルは、前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルであって、
前記使用度合が予め定めた規定使用度合以上になった場合には、前記記録媒体の搬送速度を低下させ、
前記記録媒体の搬送速度を低下させた状態において、前記画像印字率が前記所定の閾値以上である前記特定画像領域を含む領域を前記定着加熱手段が定着する際には、前記制御手段は、前記交流電源からの電流の通電及び遮断を前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御と前記位相制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記特定のテーブルは、前記ゼロクロスから所定の位相角のタイミングにおいて前記交流電源からの電流を通電させる位相制御を実行するための位相制御用テーブルであって、
前記使用度合が予め定めた規定使用度合以上になった場合には、前記記録媒体の搬送間隔を延ばし、
前記記録媒体の搬送間隔を延ばした状態において、前記記録媒体どうしの間の部分が定着加熱手段を通過中は、前記制御手段は、前記交流電源からの電流の通電及び遮断を前記ゼロクロスに同期させ前記交流電源の半波単位で行う波数制御を実行するための波数制御用テーブルまたは、前記位相制御と波数制御の両方を組合せて実行するための組合せ制御用テーブルを選択することを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−３７０８４（Ｐ２０１３−３７０８４Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１３２８（Ｐ２０１１−１７１３２８）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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