(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１負荷および第２負荷にそれぞれ交流電力を供給するための電力制御方法であって、
前記第１負荷に、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を供給し、
前記第２負荷に、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を供給し、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、
前記第１負荷の温度および前記第２負荷の温度を検出し、
前記第１負荷の目標温度と検出した前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出した前記第２負荷の前記温度との差、および、前記第１負荷と前記第２負荷とに供給される電力に基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【請求項２】
第１負荷、第２負荷および第３負荷にそれぞれ交流電力を供給するための電力制御方法であって、
前記第１負荷に、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を供給し、
前記第２負荷に、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を供給し、
前記第３負荷に、各半サイクルにおける位相角φ３〜位相角φ４の範囲の交流電力を供給し、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ３は０以上であってφ１よりも小さく、φ４はπ以下であってφ２よりも大きく、
前記第１負荷の温度、前記第２負荷および前記第３負荷の温度を検出し、
前記第１負荷の目標温度と検出した前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出した前記第２負荷の前記温度との差、前記第３負荷の目標温度と検出した前記第３負荷の前記温度との差、および、前記第１負荷と前記第２負荷と前記第３負荷とに供給される電力に基づいて、前記第１負荷、前記第２負荷および第３負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【請求項３】
交流電源から第１負荷および第２負荷のそれぞれに交流電力を供給するための電力制御装置であって、
前記交流電源と前記第１負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給する第１スイッチ手段と、
前記交流電源と前記第２負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給する第２スイッチ手段と、を備え、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、
前記第１負荷の温度および前記第２負荷の温度の検出値が外部から入力される演算手段を備え、
前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、および、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差を算出し、算出した２つの当該差と、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする電力制御装置。
【請求項４】
交流電源から第１負荷、第２負荷および第３負荷にそれぞれ交流電力を供給するための電力制御装置であって、
前記交流電源と前記第１負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給する前記第１スイッチ手段と、
前記交流電源と前記第２負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給する前記第２スイッチ手段と、
前記交流電源と前記第３負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角φ３〜位相角φ４の範囲の交流電力を前記第３負荷に供給する第３スイッチ手段と、を備え、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ３は０以上であってφ１よりも小さく、φ４はπ以下であってφ２よりも大きく、
前記第１負荷の温度、前記第２負荷の温度および前記第３負荷の温度の検出値が外部から入力される演算手段を備え、
前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差、および、前記第３負荷の目標温度と検出された前記第３負荷の前記温度との差を算出し、算出した３つの当該差と、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする電力制御装置。
【請求項５】
交流電源から交流電力がそれぞれ供給される第１負荷および第２負荷とを有した画像形成装置であって、
前記第１負荷に供給される第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第１スイッチ手段と、
前記第２負荷に供給される第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第２スイッチ手段と、を備え、
前記第１スイッチ手段は、前記第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第１入力電力の各半サイクルにおいて位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給し、
前記第２スイッチ手段は、前記第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第２入力電力の各半サイクルにおいて位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給し、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、
前記第１負荷に設置された前記第１負荷の温度を検出する第１温度センサーと、
前記第２負荷に設置された前記第２負荷の温度を検出する第２温度センサーと、
前記第１温度センサーおよび前記第２温度センサーの検出値が入力される演算手段とを備え、
前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、および、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差を算出し、算出した２つの当該差と、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記第１負荷および前記第２負荷以外に、前記交流電源から前記交流電力が供給される二次側負荷を備え、
前記演算手段は、前記二次側負荷に供給されている二次側電力を検出し、
前記第１負荷、前記第２負荷および前記二次側負荷に供給され得る最大電力を予め記憶しており、
前記最大電力と検出された前記二次側電力との差を、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力として算出する、
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記演算手段は、当該画像形成装置の駆動状態に応じて変化する、前記第１負荷および前記第２負荷に供給され得る電力を予め記憶しており、前記駆動状態を検知することにより、その駆動状態に応じた前記第１負荷および前記第２負荷に供給され得る電力を、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力とする、
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
交流電源から交流電力がそれぞれ供給される第１負荷、第２負荷および第３負荷とを有した画像形成装置であって、
前記第１負荷に供給される第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第１スイッチ手段と、
前記第２負荷に供給される第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第２スイッチ手段と、
前記第３負荷に供給される第３入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第３スイッチ手段と、を備え、
前記第１スイッチ手段は、前記第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第１入力電力の各半サイクルにおいて位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給し、
前記第２スイッチ手段は、前記第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第２入力電力の各半サイクルにおいて位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給し、
前記第３スイッチ手段は、前記第３入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第３入力電力の各半サイクルにおいて位相角φ３〜位相角φ４の範囲の交流電力を前記第３負荷に供給し、
ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ３は０以上であってφ１よりも小さく、φ４はπ以下であってφ２よりも大きく、
前記第１負荷に設置された前記第１負荷の温度を検出する第１温度センサーと、
前記第２負荷に設置された前記第２負荷の温度を検出する第２温度センサーと、
前記第３負荷に設置された前記第３負荷の温度を検出する第３温度センサーと、
前記第１温度センサー、前記第２温度センサーおよび第３温度センサーの検出値が入力される演算手段とを備え、
前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差、および、前記第３負荷の目標温度と検出された前記第３負荷の前記温度との差を算出し、算出した３つの当該差と、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給する電力を決定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷以外に、前記交流電源から前記交流電力が供給される二次側負荷を備え、
前記演算手段は、前記二次側負荷に供給されている二次側電力を検出し、
前記第１負荷、前記第２負荷、前記第３負荷および前記二次側負荷に供給され得る最大電力を予め記憶しており、
前記最大電力と検出された前記二次側電力との差を、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給される電力として算出する、
請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記演算手段は、当該画像形成装置の駆動状態に応じて変化する、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給され得る電力を予め記憶しており、前記駆動状態を検知することにより、その駆動状態に応じた前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給され得る電力を、前記第１負荷、前記第２負荷および前記第３負荷に供給される電力とする、
請求項８に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、用紙上に形成された未定着トナー像を熱で溶融して定着させることから、熱源としてヒーターを有している。ヒーターへの電力供給において、突入電流による一時的な電源電圧の降下などを抑制するため、スルーアップ制御およびスルーダウン制御が用いられる。スルーアップ制御は、ヒーターの通電初期において供給電力を時間の経過とともに徐々に増加させていく制御方式である。また、スルーダウン制御は、ヒーターの通電終期において供給電力を時間の経過とともに徐々に減少させる制御方式である。
【０００３】
スルーアップ制御およびスルーダウン制御などの電力制御方法としては、位相制御および波数制御などの制御方法が用いられている。図１１は位相制御について説明するための電圧の波形を示す図であり、図１２は波数制御について説明するための電圧の波形を示す図である。
【０００４】
位相制御は、負荷に対して、交流電源からの交流電力を半サイクル内の任意の位相角からゼロクロス点まで電力を供給し、この任意の位相角を変化させることで供給電力を可変にする制御方法である。例えば、負荷であるヒーターには図１１に示す波形の電圧が加えられることになる。図１１において、半サイクルが１制御周期である。図１１に示すように、１制御周期あたりの電圧の供給量が時間の経過とともに大きくなっていくと、ヒーターに供給される電力も徐々に増加していく。
【０００５】
また、波数制御は、交流電力の半サイクルを１つの単位として、半サイクルごとにＯＮまたはＯＦＦすることで、負荷に対する供給電力を可変にする制御方法である。例えば、負荷であるヒーターには図１２に示す波形の電圧が加えられることになる。図１２において、４サイクルが１制御周期である。図１２に示すように、１制御周期あたりの電圧供給量は５０％である。
【０００６】
従来から、電力を制御するには位相制御または波数制御が用いられている。また、位相制御と波数制御とを組み合わせた制御方法も用いられている。例えば、特許文献１に開示されている。しかし、位相制御および波数制御は以下に示す問題点を有していた。位相制御は、交流の半サイクル内でヒーターをオンまたはオフするため、オンする際に生じる急激な電流変動により高調波電流歪やスイッチングノイズが発生するという問題があった。また、波数制御は、高調波電流歪やスイッチングノイズを抑制できるが、位相制御と比較して交流電源の電圧変動が大きくなる可能性があり、フリッカが発生しやすいという問題があった。
【０００７】
また、昇圧チョッパなどを用いた電力制御装置もあるが、コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
そこで、より好ましい電力制御装置が求められており、いくつか提案もされている。例えば、特許文献２には、交流電力により駆動する２つのヒーターおよび直流電力により駆動するモーターなどの二次側電気部材を有し、いずれか１つのヒーターにしか電力が供給されず、両方のヒーターに電力が供給されない場合には二次側電気部材に電力を供給する電力制御装置が開示されている。
【０００９】
この電力制御装置によれば、交流電源から供給される電力を２つのヒーターのそれぞれと二次側電気部材とに振り分けでき、力率の改善が可能であることから、電力を有効利用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−２８６６４９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８６２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献２に開示された画像形成装置は、２つのモーターのそれぞれと、二次側電気部材とに重複して電力を供給することができないため、例えば、１つのヒーターに電力を供給する期間には、残りのヒーターおよび二次側電気部材に電力を供給することができない。したがって、各負荷に対する電力の供給量の自由度が低く、各負荷にバランスよく電力を供給することが困難であるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされた発明であり、その目的は、力率を低下させることなく、各負荷に対して好ましい量の電力を供給することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る電力制御方法は、第１負荷および第２負荷にそれぞれ交流電力を供給するための電力制御方法であって、前記第１負荷に、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を供給し、前記第２負荷に、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を供給し、ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、前記第１負荷の温度および前記第２負荷の温度を検出し、前記第１負荷の目標温度と検出した前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出した前記第２負荷の前記温度との差、および、前記第１負荷と前記第２負荷とに供給される電力に基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る他の電力制御方法は、第１負荷、第２負荷および第３負荷にそれぞれ交流電力を供給するための電力制御方法であって、前記第１負荷に、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を供給し、前記第２負荷に、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を供給し、前記第３負荷に、各半サイクルにおける位相角φ３〜位相角φ４の範囲の交流電力を供給し、ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ３は０以上であってφ１よりも小さく、φ４はπ以下であってφ２よりも大きく、前記第１負荷の温度、前記第２負荷および前記第３負荷の温度を検出し、前記第１負荷の目標温度と検出した前記第１負荷の前記温度との差、前記第２負荷の目標温度と検出した前記第２負荷の前記温度との差、前記第３負荷の目標温度と検出した前記第３負荷の前記温度との差、および、前記第１負荷と前記第２負荷と前記第３負荷とに供給される電力に基づいて、前記第１負荷、前記第２負荷および第３負荷に供給する電力を決定する、ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る電力制御装置は、交流電源から第１負荷および第２負荷のそれぞれに交流電力を供給するための電力制御装置であって、前記交流電源と前記第１負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給する第１スイッチ手段と、前記交流電源と前記第２負荷との間のオンまたはオフを制御して、前記交流電源からの交流電力のうち、各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給する第２スイッチ手段と、を備え、ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、前記第１負荷の温度および前記第２負荷の温度の検出値が外部から入力される演算手段を備え、前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、および、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差を算出し、算出した２つの当該差と、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る画像形成装置は、交流電源から交流電力がそれぞれ供給される第１負荷および第２負荷とを有した画像形成装置であって、前記第１負荷に供給される第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第１スイッチ手段と、前記第２負荷に供給される第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを位相角に応じて制御する第２スイッチ手段と、を備え、前記第１スイッチ手段は、前記第１入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第１入力電力の各半サイクルにおいて位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力を前記第１負荷に供給し、前記第２スイッチ手段は、前記第２入力電力の各半サイクルにおけるオンまたはオフを制御することにより、前記第２入力電力の各半サイクルにおいて位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力を前記第２負荷に供給し、ここにおいて、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きく、前記第１負荷に設置された前記第１負荷の温度を検出する第１温度センサーと、前記第２負荷に設置された前記第２負荷の温度を検出する第２温度センサーと、前記第１温度センサーおよび前記第２温度センサーの検出値が入力される演算手段とを備え、前記演算手段が、前記第１負荷の目標温度と検出された前記第１負荷の前記温度との差、および、前記第２負荷の目標温度と検出された前記第２負荷の前記温度との差を算出し、算出した２つの当該差と、前記第１負荷および前記第２負荷に供給される電力とに基づいて、前記第１負荷および前記第２負荷に供給する電力を決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、力率を低下させることなく、各負荷に対して好ましい量の電力を供給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】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略の内部構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の加熱ローラーの内部を示す透視図である。
【図３】本実施の形態に係る画像形成装置の電力制御装置に関する部分についての機能ブロック図である。
【図４】画像形成装置の電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。
【図５】二次側負荷を考慮した電力制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】二次側負荷を考慮した電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。
【図７】二次側負荷を考慮した電力制御方法の他の例を示すためのタイミングチャートである。
【図８】本実施形態に係る変形例における画像形成装置の電力制御装置に関する部分についての機能ブロック図である。
【図９】本実施形態に係る変形例の画像形成装置１における加熱ローラーの内部を示す透視図である。
【図１０】変形例の画像形成装置における電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。
【図１１】位相制御について説明するための電圧の波形を示す図である。
【図１２】波数制御について説明するための電圧の波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概要について説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略の内部構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型のプリントエンジンを内蔵した電子写真方式のフルカラー画像形成装置である。画像形成装置１は、一般に複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼ばれる装置であって、コピー、ネットワークプリンティング（ＰＣプリント）、ファックス、およびスキャナなどの機能を集約した装置である。
【００２１】
画像形成装置１は、画像形成部２０および給紙部６０などを備えている。給紙部６０は、各サイズの用紙ＹＳを収納するための給紙カセット６１と、給紙カセット６１に貯留されている用紙ＹＳを１枚ずつ取り出して搬送路ＨＲへと送るローラー群６２〜６６とを備えている。搬送路ＨＲへと送られた用紙ＹＳは矢印Ｍ１方向に進む。
【００２２】
ローラー群６２〜６６は、具体的には、ピックアップローラー６２、給紙ローラー６３、分離ローラー６４、搬送ローラー対６５およびレジストローラー対６６である。ピックアップローラー６２は、給紙カセット６１から用紙ＹＳを取り出す。給紙ローラー６３は、取り出された用紙ＹＳを搬送路ＨＲへと送る。分離ローラー６４は、給紙ローラー６３に対して用紙ＹＳを挟んで対向する位置に設置されている。分離ローラー６４は、複数枚重なったままの用紙ＹＳが搬送路ＨＲに送られることがないように、複数枚重なったままの用紙ＹＳを一枚ずつに分離する。搬送ローラー対６５は、一枚ずつ送られてくる用紙ＹＳを搬送路ＨＲに沿って送る。レジストローラー対６６は、用紙ＹＳを一時待機させた後、所定のタイミングで中間転写部４０に供給する。
【００２３】
画像形成部２０は、電子写真方式によって用紙上に画像を形成するものであって、イメージングユニットＵ、中間転写部４０および定着部５０を備えている。
【００２４】
イメージングユニットＵは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色にそれぞれ対応するイメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫから構成されている。各イメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫはこの順で中間転写ベルト４１に沿って配置されている。各イメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、それぞれ、感光体ドラム２１、帯電チャージャー２２、感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光部２３、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像部２４、トナー像を中間転写ベルト４１に転写（一次転写）するための転写チャージャー２５、感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーナー２６、および、図示しない転写ローラーなどを備えている。イメージングユニットＵにより、矢印Ｍ２方向に走行している中間転写ベルト４１上に各色のトナー像（トナー画像）が、順次、転写位置が合うように重ねて転写される。
【００２５】
中間転写部４０には、トナー像が転写される中間転写ベルト４１と、複数のローラー４２、４３、４４と、二次転写ローラー４５とが設けられている。中間転写ベルト４１は、ローラー４２〜４４により支持されていて、これらが回転駆動することにより矢印Ｍ２方向に走行する。二次転写ローラー４５は、中間転写ベルト４１を介してローラー４４に対向するように設置されている。二次転写ローラー４５は、中間転写ベルト４１に対して接離可能であり、二次転写ローラー４５が中間転写ベルト４１に圧接されることで二次転写ローラー４５とローラー４４との間に転写ニップ部が形成される。
【００２６】
用紙ＹＳは中間転写ベルト４１の走行と同期して搬送され、転写ニップ部においてトナー像が形成された中間転写ベルト４１と接する。二次転写ローラー４５にバイアス電圧が加えられることで、中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像が用紙ＹＳ上に転写（二次転写）される。二次転写によってトナー像が転写された用紙ＹＳは定着部５０に搬送される。
【００２７】
定着部５０には、内部に熱源を有する加熱ローラー５１、加熱ローラー５１との間にニップ部を形成する加圧ローラー５２および用紙搬送ガイド５３が設けられる。トナー像が形成された用紙ＹＳは定着部５０に搬送される。用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド５３に案内されて搬送路ＨＲ上を搬送されて、加熱ローラー５１と加圧ローラー５２とにより形成されたニップル部において加熱される。加熱によりトナーが溶融し、トナー像が用紙ＹＳに定着する。
【００２８】
トナー像が定着された用紙ＹＳは、搬送路ＨＲ上を搬送されてトレイ７０上に排出される。
【００２９】
加熱ローラー５１は、その内部にハロゲンヒーターである第１ヒーター８１および第２ヒーター８２を有している。図２は本実施形態に係る画像形成装置１の加熱ローラー５１の内部を示す透視図である。
【００３０】
図２に示すように、加熱ローラー５１の内部には、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２が配置されている。第１ヒーター８１は、加熱ローラー５１の中央部付近に配置され、加熱ローラー５１の軸方向に沿って伸びる棒状の形状であり、加熱ローラー５１の中央部付近を加熱する。第２ヒーター８２は、加熱ローラー５１の両端部付近にそれぞれ配置された２つの加熱部８２ａ、８２ｂを有し、これら２つの加熱部８２ａ、８２ｂは互いに離間して設置されている。これらはリード線で電気的に直列接続されることとしてもよい。さらに、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれには、電力が供給されるリード線Ｌ１およびＬ２が接続されている。リード線Ｌ１およびＬ２から供給される電力量を制御することにより、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の温度を制御することが可能である。
【００３１】
また、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれには、これらの温度を測定するための第１温度センサー１１および第２温度センサー１２が設置されている。
【００３２】
図１には示されていないが、画像形成装置１は交流電源３５に接続され、交流電力を供給されている。また、画像形成装置１は、上述した部材以外に電力制御装置３０などを備えている。以下に、加熱ローラー５１の温度制御につて説明するが、その際にこれらの部材についても説明する。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の電力制御装置３０に関する部分についての機能ブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１は、電力制御装置３０と、加熱ローラー５１、二次側負荷３７とを備えている。
【００３４】
交流電源３５は商用電源からの交流電力を画像形成装置１に供給する。電力制御装置３０は交流電源３５から交流電力を供給され、交流電力の一部が加熱ローラー５１の第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給される。そして、交流電力の一部は、加熱ローラー５１を加熱する以外の負荷である二次側負荷３７に供給される。
【００３５】
二次側負荷３７は、主に各ローラーを回転駆動させるために用いられる負荷である。その他にも、ディスプレイを表示させるための負荷なども含まれる。
【００３６】
電力制御装置３０は、制御部３４と、第１スイッチ部３１と、第２スイッチ部３２と、ゼロクロス検出回路３６とを備えている。
【００３７】
制御部３４は、例えばＣＰＵ、不揮発性メモリなどを用いて構成されていて、画像形成装置１の各部の動作を制御する。各部は制御部３４からの指示を受けて動作し、制御部３４は各部の動作状態を各部からの信号などにより把握し、各部の動作を管理している。
【００３８】
ゼロクロス検出回路３６は、交流電源３５から加えられる電圧のゼロクロス点を検出して、検出した結果を制御部３４に送る。制御部３４はその検出結果に基づいて、オンまたはオフのタイミングを決定して第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２に指示する。
【００３９】
第１スイッチ部３１は制御部３４の指示によりオンまたはオフに切換り、交流電源３５と第１ヒーター８１との間のオンまたはオフを制御する。これにより、第１スイッチ部３１は第１ヒーター８１への交流電力の供給量を制御する。
【００４０】
また、第２スイッチ部３２は制御部３４の指示によりオンまたはオフに切換り、交流電源３５と第２ヒーター８２との間のオンまたはオフを制御する。これにより、第２スイッチ部３２は第２ヒーター８２への交流電力の供給量を制御する。
【００４１】
なお、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などの自己消弧能力のある素子により構成されている。これにより、交流電力のオンまたはオフの制御を所定の位相角で行うことができる。
【００４２】
加熱ローラー５１の構成は上述したとおりである。なお、第１ヒーター８１は第１スイッチ部３１を介して交流電源３５に接続されていて、第２ヒーター８２は第２スイッチ部３２を介して交流電源３５に接続されている。
【００４３】
第１ヒーター８１の温度を検出する第１温度センサー１１は検出結果を制御部３４に送っている。第２ヒーター８２の温度を検出する第２温度センサー１２は検出結果を制御部３４に送っている。これらの検出結果が入力された制御部３４は、それら検出結果に基づいてオンまたはオフのタイミングを決定し、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２に指示する。
【００４４】
第１温度センサー１１および第２温度センサー１２は、例えば熱電対により構成される。
【００４５】
第１スイッチ部３１がオンまたはオフすることにより、第１ヒーター８１には各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１（ラジアン）の範囲の交流電力が供給される。そして、第２スイッチ部３２がオンまたはオフすることにより、第２ヒーター８２には各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角π（ラジアン）の範囲の交流電力が供給される。ここで、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ１はφ２よりも大きい。これにより、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のいずれにも交流電力が供給されない期間が生じない。そして、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の両方に交流電力が供給される期間が存在することとすればよい。それにより、加熱ローラー５１のヒーター全体において電力の欠損が生じることがないため、ヒーターに供給される電力においての力率が高く、本実施形態に係る画像形成装置１は高効率である。
【００４６】
制御部３４は、画像形成装置１の現在の動作状態に応じて、加熱ローラー５１が好ましい温度となるように第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２に指示を送る。第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２が制御部３４の指示にしたがって、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２への電力の供給量を調整する。
【００４７】
例えば、画像形成装置１の起動時には、スルーアップ制御により第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に電力を供給し、加熱ローラー５１の発熱量が時間の経過ともに高くなっていくように第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２がオンまたはオフの動作を行う。また、画像形成装置１の電源は入っているが、使用されなかった時間が所定時間を経過すると、省エネルギーの観点などから画像形成装置１はスタンバイモードとなり、加熱ローラー５１の温度が大幅に下がる。このような場合や、電源が切られた場合などには、スルーダウン制御により加熱ローラー５１の発熱量が時間の経過ともに低くなっていくように第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２がオンまたはオフの動作を行う。
【００４８】
加熱ローラー５１の発熱量を制御するためには、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２が、位相角φ１およびφ２の値を変化させればよい。位相角φ１およびφ２の値を変化させることにより、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のいずれにも電力が供給される期間（以下、オーバーラップ期間という）を調整することができる。オーバーラップ期間を調整することにより、第１ヒーター８１への電力供給量および第２ヒーター８２への電力供給量の和を調整することができる。つまり、加熱ローラー５１の発熱量を調整することができる。上述したように、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２は自己消弧能力のある素子により構成されていることから、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２への電力供給量をそれぞれ連続的に変化させることが可能である。それにより、加熱ローラー５１の発熱量を広い範囲において、高精度に調整することができる。
【００４９】
次に、画像形成装置１の電力制御方法の一例についてタイミングチャートを参照しながら説明する。図４は、画像形成装置１の電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。図４の各段に示された図は、最上段から順に、ヒーター全体に供給される電力、第１ヒーター８１の電圧、第２ヒーター８２の電圧およびヒーター全体の電流を示した図であり、それぞれの時間経過に対する変化を示している。ただし、ヒーター全体の電力は、第１ヒーター８１に供給される電力および第２ヒーター８２に供給される電力の和である。また、ヒーター全体の電流は、第１ヒーター８１に流れる電流および第２ヒーター８２に流れる電流の和である。
【００５０】
図４は、２サイクルの波形が示されている。つまり、半サイクルが４つ示されている。以下では、これら半サイクルごとに順番を付して示すこととする。図４に示すように、第１期間（時間０〜ｔ１ｂ）、第２期間（時間ｔ１ｂ〜ｔ１ｅ）、第３期間（時間ｔ１ｅ〜ｔ１ｈ）および第４期間（時間ｔ１ｈ〜ｔ１ｉ）として示す。各期間は半サイクルであり、位相角で示すとそれぞれ０〜πの期間である。
【００５１】
第１ヒーター８１および第２ヒーター８２はそれぞれ５００Ｗのハロゲンヒーターである。また、スルーアップ制御を用いて、時間の経過とともにヒーター全体の電力が大きくなっていくように制御する。
【００５２】
まず、第１期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間０〜ｔ１ａの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ１ａ〜ｔ１ｂにおいて電圧が加えられている。このとき、オーバーラップ期間は存在しない。ヒーター全体に流れる電流は図４に示す正弦波となり、第１期間におけるヒーター全体の電力は５００Ｗである。
【００５３】
次に、第２期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ１ｂ〜ｔ１ｄの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ１ｃ〜ｔ１ｅにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ１ｃ〜ｔ１ｄがオーバーラップ期間である。第２期間におけるヒーター全体の電力は、このオーバーラップ期間の分だけ、第１期間におけるヒーター全体の電力よりも多い。ヒーター全体に流れる電流は図４に示すような波形となる。
【００５４】
次に、第３期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ１ｅ〜ｔ１ｇの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ１ｆ〜ｔ１ｈにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ１ｆ〜ｔ１ｇがオーバーラップ期間である。第３期間におけるヒーター全体の電力は、第２期間におけるヒーター全体の電力よりも多い。ヒーター全体に流れる電流は図４に示すような波形となる。
【００５５】
次に、第４期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ１ｈ〜ｔ１ｉの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ１ｈ〜ｔ１ｉにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ１ｈ〜ｔ１ｉ、すなわち、第４期間の全範囲がオーバーラップ期間である。ヒーター全体に流れる電流は図４に示す正弦波となり、第４期間におけるヒーター全体の電力は、第３期間におけるヒーター全体の電力よりも多く、１０００Ｗである。ヒーター全体に流れる電流は図４に示すような波形となる。
【００５６】
画像形成装置１の起動時などのようにスルーアップ制御を行う際に、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２が上述のように制御されることとすればよい。このときに制御部３４は、第１温度センサー１１および第２温度センサー１２により検出された第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の温度に応じてオーバーラップ期間を決めればよい。そして、必要なオーバーラップ期間に応じて、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２それぞれがオンする位相角の範囲を求めればよい。
【００５７】
制御部３４は、ゼロクロス検出回路３６からのゼロクロス信号から、上記求めた各位相角の範囲において、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に電流が流れるように、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２に指示を送る。
【００５８】
第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２は制御部３４からの指示にしたがってオンまたはオフを制御する。
【００５９】
上述したように、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２におけるオーバーラップ期間を、画像形成装置１の状態に応じて調整することにより、加熱ローラー５１の発熱量を調整することができる。また、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の両方がオフとなった状態がないため、電力の欠落がなく、力率の低下を抑制することができる。なお、スルーアップ制御について説明したが、それ以外の制御であっても同様に行うことができる。
【００６０】
ここまで、加熱ローラー５１のヒーターについての電力制御について説明した。画像形成装置１は、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２以外に二次側負荷３７も有している。したがって、二次側負荷３７に供給する電力を考慮して、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給する電力を決定することが好ましい。以下において、二次側負荷３７に供給する電力を考慮した電力制御方法について説明する。
【００６１】
図５は、二次側負荷３７を考慮した電力制御方法の一例を示すフローチャートである。図５を参照して、二次側負荷３７に供給する二次側電力（二次側負荷３７により消費される電力）を考慮した電力制御方法について説明する。
【００６２】
制御部３４により、画像形成装置１の各部の動作状態に基づいて、二次側負荷３７に供給される電力が検出される（＃１０１）。
【００６３】
検出された電力に基づいて、制御部３４によりヒーターへの供給可能電力であるヒーター供給可能電力が算出される（＃１０２）。具体的には、ヒーター供給可能電力および二次側負荷３７に供給され得る最大電力と、検出された二次側負荷３７に供給される二次側電力との差が、ヒーター供給可能電力である。この最大電力は予め決まる値であり、制御部３４が予めこの最大電力を記憶しておけばよい。
【００６４】
第１温度センサー１１および第２温度センサー１２により、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の温度が検出される（＃１０３）。
【００６５】
検出された温度に基づいて、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれが目標温度に到達するために必要な必要温度が、制御部３４により算出される（＃１０４）。目標温度は、画像形成装置１の状態に応じて加熱ローラー５１が必要とする温度を得るために必要な、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の温度である。目標温度と検出された温度との差が必要温度である。
【００６６】
算出された、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の必要温度に基づいて、第１ヒーター８１に供給する電力と第２ヒーター８２に供給する電力との比であるヒーター電力比を、制御部３４が算出する（＃１０５）。第１ヒーター８１に供給する電力は、第１ヒーター８１の温度を必要温度分だけ上昇させるために必要な電力である。同様に、第２ヒーター８２に供給する電力は、第２ヒーター８２の温度を必要温度分だけ上昇させるために必要な電力である。
【００６７】
算出されたヒーター電力比などに基づいて、制御部３４により第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２のオンまたはオフのタイミングが決定される（＃１０６）。算出されたヒーター電力比と、＃１０２の工程で算出されたヒーター供給可能電力とから、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれが好ましい温度となるような供給電力を算出することができる。それにより、好ましい位相角φ１および位相角φ２を決定できる。位相角φ１および位相角φ２が決まれば、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２のオンまたはオフのタイミングが決定できる。
【００６８】
上述の方法により、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２のオンまたはオフのタイミングを決定する制御方法について、タイミングチャートを参照して説明する。
【００６９】
図６は、二次側負荷３７を考慮した電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。
【００７０】
図６は、４サイクルの波形が示されている。つまり、半サイクルが８つ示されている。以下では、これら半サイクルごとに順番を付して示すこととする。図６に示すように、第１期間（時間０〜ｔ２ａ）、第２期間（時間ｔ２ａ〜ｔ２ｂ）、第３期間（時間ｔ２ｂ〜ｔ２ｃ）、第４期間（時間ｔ２ｃ〜ｔ２ｄ）、第５期間（時間ｔ２ｄ〜ｔ２ｇ）、第６期間（時間ｔ２ｇ〜ｔ２ｊ）、第７期間（時間ｔ２ｊ〜ｔ２ｍ）および第８期間（時間ｔ２ｍ〜ｔ２ｎ）として示す。各期間は半サイクルであり、位相角で示すとそれぞれ０〜πの期間である。
【００７１】
図６の最上段は、画像形成装置１において二次側負荷３７により消費される電力（二次側電力）と、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給可能な電力（ヒーター供給可能電力）との関係を示す図である。画像形成装置１が使用できる最大電力のうち、二次側負荷３７により消費される電力と、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給可能な電力とのそれぞれが占める割合を示している。
【００７２】
図６の上から２段目および３段目は、それぞれ、第１温度センサー１１および第２温度センサー１２で測定した第１ヒーター８１および第２ヒーター８２の温度の変化を示す図である。各図においてヒーターの目標温度が示されている。目標温度と測定された温度との差が、現状で加熱が必要な温度（必要温度）である。
【００７３】
図６の上から４段目は、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれを目標温度に到達させるために、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のそれぞれに供給することが必要とされる電力の比（ヒーター電力比）を示す図である。
【００７４】
図６の上から５段目および６段目は、それぞれ、図６の４段目に示された電力比を実現するために必要である第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２の制御信号を示す図である。
【００７５】
図６の上から７段目、８段目および９段目第１ヒーター８１の電圧、第２ヒーター８２の電圧およびヒーター全体の電流を示した図であり、それぞれの時間経過に対する変化を示している。
【００７６】
第１期間および第２期間では、二次側負荷３７に電力を供給する必要がないことから、画像形成装置１で使用できる電力のすべてを第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できる。また、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２はともに目標温度まで到達していないことから、ヒーター電力比は１：１となる。したがって、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２のいずれにおいても位相角が０〜πの範囲で電圧が加えられる。つまり、時間０〜ｔ２ｂの範囲において、第１スイッチ部３１および第２スイッチ部３２がともにオンとなる。第１期間と第２期間とのそれぞれについて、時間０〜ｔ２ａと、時間ｔ２ａ〜ｔ２ｂとがオーバーラップ期間である。
【００７７】
第３期間では、二次側負荷３７に供給する電力が増大している。画像形成装置１で使用できる電力のうち、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、半分程度である。また、第３期間の始点である時間ｔ２ｂにおいて、第１ヒーター８１は目標温度に到達しているが、第２ヒーター８２は目標温度に到達していない。したがって、第１ヒーター８１には電力を供給する必要なく、ヒーター電力比は０：１となる。
【００７８】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｂ〜ｔ２ｃの期間においてオフとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｂ〜ｔ２ｃの期間においてオンとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｂ〜ｔ２ｃの期間においては電圧が加えられない。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｂ〜ｔ２ｃの期間においては電圧が加えられる。オーバーラップ期間は存在しない。
【００７９】
第４期間でも第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、全体の半分程度の電力である。また、第４期間の始点である時間ｔ２ｃにおいて、第１ヒーター８１は目標温度に到達していないが、第２ヒーター８２は目標温度に到達している。したがって、第１ヒーター８２には電力を供給する必要なく、ヒーター電力比は１：０となる。
【００８０】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｃ〜ｔ２ｄの期間においてオンとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｃ〜ｔ２ｄの期間においてオフとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｃ〜ｔ２ｄの期間においては電圧が加えられる。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｃ〜ｔ２ｄの期間においては電圧が加えられない。オーバーラップ期間は存在しない。
【００８１】
第５期間でも第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、全体の半分程度の電力である。また、第５期間の始点である時間ｔ２ｄにおいて、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２はともに目標温度に到達していない。さらに、第２ヒーター８２の方が第１ヒーター８１よりも温度が低く、ヒーター電力比は１：２となる。
【００８２】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｄ〜ｔ２ｆの期間においてオンとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｅ〜ｔ２ｇの期間においてオンとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｄ〜ｔ２ｆの期間において電圧が加えられる。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｅ〜ｔ２ｇの期間において電圧が加えられる。時間ｔ２ｅ〜ｔ２ｆがオーバーラップ期間である。
【００８３】
第６期間でも第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、全体の半分程度の電力である。また、第６期間の始点である時間ｔ２ｇにおいて、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２はともに目標温度に到達しておらず、これらの温度は同一であることから、ヒーター電力比は１：１となる。
【００８４】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｇ〜ｔ２ｉの期間においてオンとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｈ〜ｔ２ｊの期間においてオンとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｇ〜ｔ２ｉの期間において電圧が加えられる。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｈ〜ｔ２ｊの期間において電圧が加えられる。時間ｔ２ｈ〜ｔ２ｉがオーバーラップ期間である。
【００８５】
第７期間では、二次側負荷３７に供給する電力が減少している。画像形成装置１で使用できる電力のうち、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、８割程度である。また、第７期間の始点である時間ｔ２ｊにおいて、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２はともに目標温度に到達しておらず、これらの温度は同一であることから、ヒーター電力比は１：１となる。
【００８６】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｊ〜ｔ２ｌの期間においてオンとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｋ〜ｔ２ｍの期間においてオンとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｊ〜ｔ２ｌの期間において電圧が加えられる。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｋ〜ｔ２ｍの期間において電圧が加えられる。時間ｔ２ｋ〜ｔ２ｌがオーバーラップ期間である。
【００８７】
第８期間でも第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給できるのは、全体の８割程度の電力である。また、第３期間の始点である時間ｔ２ｂにおいて、第１ヒーター８１は目標温度に到達しているが、第２ヒーター８２は目標温度に到達していない。したがって、第１ヒーター８１には電力を供給する必要なく、ヒーター電力比は０：１となる。
【００８８】
そこで、第１スイッチ部３１は時間ｔ２ｍ〜ｔ２ｎの期間においてオフとなる。第２スイッチ部３２は時間ｔ２ｍ〜ｔ２ｎの期間においてオンとなる。それにより、第１ヒーター８１には、時間ｔ２ｍ〜ｔ２ｎの期間においては電圧が加えられない。第２ヒーター８２には、時間ｔ２ｍ〜ｔ２ｎの期間においては電圧が加えられる。オーバーラップ期間は存在しない。
【００８９】
上述の制御方法では、図６の最上段の図で示したように、画像形成装置１が使用できる最大電力から、二次側負荷３７に供給される電力（二次側電力）を減じることにより、ヒーターに供給が可能な電力（ヒーター供給可能電力）を算出している（図５の＃１０１および＃１０２参照）。しかし、画像形成装置１の駆動状態に応じてヒーターに供給が可能な電力はほぼ決まることから、このような演算を行わなくても、ヒーターに供給が可能な電力を予想することは可能である。つまり、画像形成装置１の駆動状態に応じて、ヒーターに供給が可能な電力を予め求めておけば、駆動状態によりヒーターに供給が可能な電力を求めることができる。
【００９０】
図７は、二次側負荷を考慮した電力制御方法の他の例を示すためのタイミングチャートである。図７において、最上段の図以外は図６と同一であることから、これらについては説明を省略する。駆動状態は、モード１〜３の３つの異なる状態があることとした。
【００９１】
図７の最上段の図は、画像形成装置１の駆動状態を示す各モード１〜３の状態における、第１ヒーター８１および第２ヒーター８２に供給可能な電力を示す図である。モード１の駆動状態は、二次側負荷を使用していない状態であり、例えば画像形成装置１のウォームアップ状態である。また、モード２の駆動状態は、例えばコピーと合わせてフィニッシャー機能が稼働している状態である。また、モード３の駆動状態は、例えば、コピーのみを行っている状態である。
【００９２】
制御部３４が、あらかじめ各モードにおけるヒーター供給可能電力を記憶しておけばよい。第１〜８期間におけるヒーター供給可能電力は、現在の画像形成装置１の駆動状態がいずれのモードであるかの信号が制御部３４に入力することにより容易に求められる。
【００９３】
次に、画像形成装置１の変形例について説明する。上述の説明では、加熱ローラー５１の内部のヒーターは２つであったが、ヒーターを３つとしてもよい。図８は、本実施形態に係る変形例における画像形成装置１Ｂの電力制御装置３０Ｂに関する部分についての機能ブロック図である。図９は、本実施形態に係る変形例の画像形成装置１Ｂにおける加熱ローラー５１Ｂの内部を示す透視図である。図１０は、変形例の画像形成装置１Ｂにおける電力制御方法の一例を示すためのタイミングチャートである。
【００９４】
図８に示すように、変形例に係る加熱ローラー５１Ｂは、図３の加熱ローラー５１に、さらにハロゲンヒーターである第３ヒーター８３と、第３ヒーター８３の温度を測定するための第３温度センサー１３とが追加された構成である。また、変形例に係る電力制御装置３０Ｂは、図３の電力制御装置３０に、さらに第３スイッチ部３３が追加された構成である。
【００９５】
第３ヒーター８３の温度を検出する第３温度センサー１３は検出結果を制御部３４に送る。図９に示すように、加熱ローラー５１Ｂの内部には、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３が配置されている。第１ヒーター８１は、加熱ローラー５１Ｂの両端部間にわたって、加熱ローラー５１Ｂの軸方向に沿って伸びる棒状の形状であり、加熱ローラー５１Ｂの全体を加熱する。第３ヒーター８３には、電力が供給されるリード線Ｌ３が接続されている。リード線Ｌ３から供給される電力量を制御することにより、第３ヒーター８３の温度を制御することが可能である。また、第３ヒーター８３には、温度を測定するための第３温度センサー１３が設置されている。第３温度センサー１３は、例えば熱電対とすればよい。
【００９６】
第３スイッチ部３３は電力制御装置３０Ｂに備えられていて、制御部３４の指示によりオンまたはオフに切換り、交流電源３５と第３ヒーター８３との間のオンまたはオフを制御する。第３スイッチ部３３は、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴなどの自己消弧能力のある素子により構成されている。これにより、第３スイッチ部３３は第３ヒーター８３への交流電力の供給量を制御する。
【００９７】
変形例の画像形成装置１Ｂにおいて、第１スイッチ部３１がオンまたはオフすることにより、第１ヒーター８１には各半サイクルにおける位相角０〜位相角φ１の範囲の交流電力が供給される。そして、第２スイッチ部３２がオンまたはオフすることにより、第２ヒーター８２には各半サイクルにおける位相角φ２〜位相角πの範囲の交流電力が供給される。そして、第３スイッチ部３３がオンまたはオフすることにより、第３ヒーター８３には各半サイクルにおける位相角φ３〜位相角φ４の範囲の交流電力が供給される。
【００９８】
ここで、φ１は０よりも大きくπ以下であり、φ２は０以上であってπよりも小さく、φ３は０以上であってφ１よりも小さく、φ４はπ以下であってφ２よりも大きい。これにより、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３のいずれにも交流電力が供給されない期間が生じない。そして、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３のうち少なくともいずれか２つに交流電力が供給される期間が存在することとすればよい。それにより、加熱ローラー５１Ｂのヒーター全体において電力の欠損が生じることがないため、ヒーターに供給される電力においての力率が高く、変形例に係る画像形成装置１Ｂは高効率である。
【００９９】
加熱ローラー５１Ｂの発熱量を制御するためには、第１スイッチ部３１、第２スイッチ部３２および第３スイッチ部３３が、位相角φ１、φ２、φ３およびφ４の値を変化させればよい。これらの値を変化させることにより、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３のうち少なくともいずれか２つに交流電力が供給される期間（以下、オーバーラップ期間という）を調整することができる。オーバーラップ期間を調整することにより、第１ヒーター８１への電力供給量、第２ヒーター８２への電力供給量および第３ヒーター８３への電力供給量の和を調整して、加熱ローラー５１Ｂの発熱量を調整することができる。
【０１００】
次に、変形例の画像形成装置１Ｂの電力制御方法の一例について図１０を参照しながら説明する。図１０の各段に示された図は、最上段から順に、ヒーター全体の電力、第１ヒーター８１の電圧、第２ヒーター８２の電圧、第３ヒーター８３の電圧およびヒーター全体の電流を示した図であり、それぞれの時間経過に対する変化を示している。ただし、ヒーター全体の電力は、第１ヒーター８１に供給される電力、第２ヒーター８２に供給される電力および第３ヒーター８３に供給される電力の和である。また、ヒーター全体の電流は、第１ヒーター８１に流れる電流、第２ヒーター８２に流れる電流および第３ヒーター８３に流れる電流の和である。
【０１０１】
図１０は、２サイクルの波形が示されている。つまり、半サイクルが４つ示されている。以下では、これら半サイクルごとに順番を付して示すこととする。図１０に示すように、第１期間（時間０〜ｔ３ｃ）、第２期間（時間ｔ３ｃ〜ｔ３ｈ）、第３期間（時間ｔ３ｈ〜ｔ３ｍ）および第４期間（時間ｔ３ｍ〜ｔ３ｏ）として示す。各期間は半サイクルであり、位相角で示すとそれぞれ０〜πの期間である。
【０１０２】
第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３はそれぞれ５００Ｗのハロゲンヒーターである。また、スルーアップ制御を用いて制御する。
【０１０３】
まず、第１期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間０〜ｔ３ａの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ３ｂ〜ｔ３ｃにおいて電圧が加えられている。第３ヒーター８３には、時間ｔ３ａ〜ｔ３ｂにおいて電圧が加えられている。このとき、オーバーラップ期間は存在しない。ヒーター全体に流れる電流は図１０に示す正弦波となり、第１期間におけるヒーター全体の電力は５００Ｗである。
【０１０４】
次に、第２期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ３ｃ〜ｔ３ｅの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ３ｆ〜ｔ３ｈにおいて電圧が加えられている。第３ヒーター８３には、時間ｔ３ｄ〜ｔ３ｇにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ３ｄ〜ｔ３ｅおよび時間ｔ３ｆ〜ｔ３ｇがオーバーラップ期間である。第２期間におけるヒーター全体の電力は、このオーバーラップ期間の分だけ、第１期間におけるヒーター全体の電力よりも多い。ヒーター全体に流れる電流は図１０に示すような波形となる。
【０１０５】
次に、第３期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ３ｈ〜ｔ３ｊの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ３ｋ〜ｔ３ｍにおいて電圧が加えられている。第３ヒーター８３には、時間ｔ３ｉ〜ｔ３ｌにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ３ｉ〜ｔ３ｊおよび時間ｔ３ｋ〜ｔ３ｌがオーバーラップ期間である。第３期間におけるヒーター全体の電力は、第２期間におけるヒーター全体の電力よりも多い。ヒーター全体に流れる電流は図１０に示すような波形となる。
【０１０６】
次に、第４期間における各波形について説明する。第１ヒーター８１には、時間ｔ３ｍ〜ｔ３ｎの期間において電圧が加えられている。第２ヒーター８２には、時間ｔ３ｎ〜ｔ３ｏにおいて電圧が加えられている。第３ヒーター８３には、時間ｔ３ｍ〜ｔ３ｏにおいて電圧が加えられている。このとき、時間ｔ３ｍ〜ｔ３ｏ、すなわち、第４期間の全範囲がオーバーラップ期間である。ヒーター全体に流れる電流は図１０に示す正弦波となり、第４期間におけるヒーター全体の電力は、第３期間におけるヒーター全体の電力よりも多く、１０００Ｗである。ヒーター全体に流れる電流は図１０に示すような波形となる。
【０１０７】
第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３が上述のように制御されることにより、スルーアップ制御が行われる。このときに制御部３４は、第１温度センサー１１、第２温度センサー１２および第３温度センサー１３により検出された第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３の温度に応じてオーバーラップ期間を決めればよい。そして、必要なオーバーラップ期間に応じて、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３それぞれがオンする位相角の範囲を求めればよい。
【０１０８】
制御部３４は、ゼロクロス検出回路３６からのゼロクロス信号から、上記求めた各位相角の範囲において、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３に電流が流れるように、第１スイッチ部３１、第２スイッチ部３２および第３スイッチ部３３に指示を送る。
【０１０９】
第１スイッチ部３１、第２スイッチ部３２および第３スイッチ部３３は制御部３４からの指示にしたがってオンまたはオフを制御する。
【０１１０】
上述したように、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３におけるオーバーラップ期間を、画像形成装置１Ｂの状態に応じて調整することにより、加熱ローラー５１Ｂの発熱量を調整することができる。また、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３のすべてがオフとなった状態が存在しないため、電力の欠落がなく、力率の低下を抑制することができる。なお、スルーアップ制御について説明したが、それ以外の制御であっても同様に行うことができる。
【０１１１】
以上、本実施形態に係る画像形成装置１、１Ｂについて説明した。なお、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３としては、ハロゲンヒーターを用いた構成を例示した。しかし、ハロゲンヒーター以外に、カーボンヒーター、電熱線、セラミックヒーターまたは誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）コイルなどを用いて、第１ヒーター８１、第２ヒーター８２および第３ヒーター８３を構成してもよい。
【０１１２】
また、上述の説明では、第２ヒーター８２は２つの加熱部８２ａ、８２ｂにより構成されることとしたが、加熱部は２つに限定されるわけではない。第２ヒーター８２も、第１ヒーター８１および第３ヒーター８３のように１つの棒形状の加熱部により構成されることとしてもよいし、２つよりも大きな数の加熱部により構成されていてもよい。また、第１ヒーター８１および第３ヒーター８３は、第２ヒーター８２のように、２つの加熱部により構成されていてもよいし、２つよりも大きな数の加熱部により構成されていてもよい。このように、ヒーターを複数の加熱部から構成することにより、加熱ローラー５１、５１Ｂ内におけるヒーターの配置の自由度が高まり、設計が容易になる。
【０１１３】
また、本実施形態では、電力制御装置３０、３０Ｂが制御部３４を備えていることとしたが、制御部３４が電力制御装置３０、３０Ｂに備えられているのではなく、電力制御装置３０、３０Ｂとは別に設置されている構成としてもよい。
【０１１４】
上に述べた実施形態において、画像形成装置１、１Ｂの全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質、組成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１、１Ｂ  画像形成装置
１１  第１温度センサー
１２  第２温度センサー
１３  第３温度センサー
３０、３０Ｂ  電力制御装置
３１  第１スイッチ部
３２  第２スイッチ部
３３  第３スイッチ部
３４  制御部（演算手段）
３５  交流電源
３６  ゼロクロス検出回路
３７  二次側負荷
５１、５１Ｂ  加熱ローラー
８１  第１ヒーター（第１負荷）
８２  第２ヒーター（第２負荷）
８３  第３ヒーター（第３負荷）
８２ａ、８２ｂ  加熱部（負荷）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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