(57)【要約】【課題】交流電力の位相制御で抵抗発熱層に対する通電を制御する際に、高電流値の高調波電流成分の発生を抑制する。【解決手段】通電制御部は、商用交流電源から電源ユニットに供給される交流電力を定着ベルトの抵抗発熱層に供給する際に、供給すべき目標電力に到るまで、オンデューティ比を段階的に増加させる位相制御を実行する。この場合、オンデューティ比が、５０％を含む高調波抑制範囲内の値になると、オンデューティ比の増加幅を１０％とし（ステップＳ１６）、オンデューティ比が高調波抑制範囲内の値でないときにおけるオンデューティ比の増加幅（５％）よりも大きくする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力を位相制御してヒーターへ供給するヒーター制御装置において、
供給すべき目標電力に到るまで、位相制御におけるオンデューティ比を段階的に増加するよう制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
オンデューティ比が、５０％を含む特定の範囲内の値であるときにおけるオンデューティ比の増加幅を第１の増加幅とし、オンデューティ比が前記特定の範囲内の値でないときにおけるオンデューティ比の増加幅を第２の増加幅とした場合に、第１の増加幅が第２の増加幅よりも大きくなるように制御する
ことを特徴とするヒーター制御装置。
【請求項２】
前記第１の増加幅は、当該第１の増加幅を増加した後のオンデューティ比が、前記特定の範囲内の値とならないような大きさに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のヒーター制御装置。
【請求項３】
前記第１の増加幅は、前記特定の範囲の上限と下限のオンデューティ比の差分に等しいことを特徴とする請求項２に記載のヒーター制御装置。
【請求項４】
前記制御手段において、
規制の対象となっている特定の次数の高調波電流について、オンデューティ比の変化に対応して発生する高調波電流の変化に複数個のピークが存在するため、前記特定の範囲以外にも所定の閾値以上の高調波電流が発生する別のオンデューティ比の範囲が設定されており、
オンデューティ比が前記別の範囲内にある場合においても、オンデューティ比の増加幅が前記第２の増加幅よりも大きくなるように制御される
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載のヒーター制御装置。
【請求項５】
交流電力を位相制御してヒーターへ供給するヒーター制御装置において、
供給すべき目標電力に到るまで、位相制御におけるオンデューティ比を、切換周期毎に一定の増加幅で増加するよう制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
オンデューティ比が、５０％を含む特定の範囲内の値であるときにおける切換周期を第１の周期とし、オンデューティ比が前記特定の範囲内の値でないときにおける切換周期を第２の周期とした場合に、第１の周期が第２の周期よりも短くなるように制御する
ことを特徴とするヒーター制御装置。
【請求項６】
前記第１の周期は、前記交流電力の半周期以上の周期であることを特徴とする請求項５に記載のヒーター制御装置。
【請求項７】
前記制御手段において、
規制の対象となっている特定の次数の高調波電流について、オンデューティ比の変化に対応して発生する高調波電流の変化に複数個のピークが存在するため、前記特定の範囲以外にも所定の閾値以上の高調波電流が発生する別のオンデューティ比の範囲が設定されており、
オンデューティ比が前記別の範囲内にある場合においても、オンデューティ比の切換周期が前記第２の周期よりも短くなるように制御される
ことを特徴とする請求項５または６に記載のヒーター制御装置。
【請求項８】
定着回転体に記録シートを接触させて未定着画像を定着する定着装置であって、
前記定着回転体を加熱するヒーターの通電制御部として請求項１から７のいずれか一項に記載のヒーター制御装置を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記ヒーターは、抵抗発熱体であることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記定着回転体は、前記抵抗発熱体からなる発熱層が積層された定着ベルトであることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記定着回転体は、定着ベルトであって、前記抵抗発熱体からなる発熱層が積層されてなる長尺の加熱部材が、当該定着ベルトの内周面に摺接して、前記定着ベルトを加熱する構成であることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着回転体は、中空の定着ローラーであって、前記ヒーターは、当該定着ローラー内部に配設されたハロゲンヒーターであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１３】
請求項８から１２までのいずれか一項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シートに転写されたトナー画像を記録シート上に定着する定着装置等において使用されるヒーター制御装置、ヒーター制御装置を有する定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、普通紙、ＯＨＰシート等の記録シートに転写されたトナー画像を定着する定着装置が設けられている。定着装置では、記録シートのトナーを加熱するヒーターとして、ハロゲンランプや抵抗発熱体等が用いられる。
定着装置に使用されるヒーターでは、通電の開始時に発生する突入電流をできるだけ低減するために、商用の交流電源から供給される交流電力を位相制御してヒーターへ供給することが知られている。
【０００３】
このような位相制御では、交流電力の通電角を制御して、半周期毎に通電がオンとなるオンデューティ比を徐々に増加させることにより、ヒーターへの供給電力を徐々に増加するようになっている。これにより、ヒーターへの通電開始時における急激な電圧変動を抑制することができ、商用電源から同じ電力供給ラインを介して電力の供給を受けている照明器具などにおけるフリッカーの発生を抑えることが可能となる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９１０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、位相制御においては、交流電源の半周期内で小刻みにオン・オフの切換えを行うため、前記電力供給ラインに高調波電流成分が発生するおそれがある。
電力供給ラインに高調波電流成分が発生すると、同じ電力供給ラインから電力の供給を受けている他の電気機器に悪影響を及ぼしてしまうので（例えば、通信機器における雑音・映像の乱れ、各機器の電子回路におけるコンデンサなど電子部品の劣化）、ＩＥＣ（国際電気標準会議）の規格により、一定の時間内に発生する高調波電流の平均値が予め決められている閾値以下となるように規制されている。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に記載の位相制御では、単純にオンデューティ比を１Ｈｚ毎に一定幅で単調増加させているので、その増加幅が小さければ、位相制御開始から目的の供給電力に達するまでの時間（スルーアップ時間）が長くなる。この場合、供給電圧の変化が緩やかとなってフリッカーの問題については有利となるが、高調波電流の発生時間が長くなるので、高調波電流の規制に関しては不利となる。
【０００７】
反対に、オンデューティ比の増加幅を一律に大きく設定すると、スルーアップ時間が短くなり高調波電流の規制に関しては有利となるが、供給電圧の変化が急激になって突入電流が増加し、フリッカーの問題については不利な条件となる。
このような問題は、定着装置に設けられたヒーターに限らず、一般的なヒーターにおける電力供給においても生じる。
【０００８】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、交流電力をヒーターへ供給する場合において、フリッカーの発生を抑制しつつ、高調波電流規格に適合する電力供給が可能なヒーター制御装置、そのようなヒーター制御装置を有する定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者らは、同じ次数の高調波電流であっても、位相制御におけるオンデューティ比が５０％を含む特定の範囲内でその電流値が高くなる傾向にあることを見出した。
そこで、上記目的を達成するため、第１の局面に係る本発明のヒーター制御装置は、交流電力を位相制御してヒーターへ供給するヒーター制御装置において、供給すべき目標電力に到るまで、位相制御におけるオンデューティ比を段階的に増加するよう制御する制御手段を備え、前記制御手段は、オンデューティ比が、５０％を含む特定の範囲内の値であるときにおけるオンデューティ比の増加幅を第１の増加幅とし、オンデューティ比が前記特定の範囲内の値でないときにおけるオンデューティ比の増加幅を第２の増加幅とした場合に、第１の増加幅が第２の増加幅よりも大きくなるように制御することを特徴とする。
【００１０】
また、第２の局面に係る本発明のヒーター制御装置は、交流電力を位相制御してヒーターへ供給するヒーター制御装置において、供給すべき目標電力に到るまで、位相制御におけるオンデューティ比を、切換周期毎に一定の増加幅で増加するよう制御する制御手段を備え、前記制御手段は、オンデューティ比が、５０％を含む特定の範囲内の値であるときにおける切換周期を第１の周期とし、オンデューティ比が前記特定の範囲内の値でないときにおける切換周期を第２の周期とした場合に、第１の周期が第２の周期よりも短くなるように制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る定着装置は、前記ヒーター制御装置を有することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成の第１の局面に係る本発明のヒーター制御装置では、オンデューティ比が５０％を含む特定の範囲内におけるオンデューティ比の増加幅を、特定の範囲内にない場合よりも大きくしているので、当該特定の範囲内のオンデューティ比が適用されて出力される電力の供給時間を相対的に短くすることができる。
これにより、高電流値の高調波電流が発生する時間も短縮されるため、所定時間内に発生する高調波電流の平均値を全体として小さくすることができ、高調波電流規格に適合させることができる。
【００１３】
一方、特定の範囲外のオンデューティ比の増加幅は、特定の範囲内の場合よりも小さいので、位相制御開始から目標の電力に達するまでに全体として一定のスルーアップ時間を確保することができ、急激な電圧変動を回避できる。これによってフリッカーの発生が抑制できる。
また、第２の局面に係る本発明のヒーター制御装置では、切換周期毎にオンデューティ比を一定の増加幅で増加するように構成されており、オンデューティ比が５０％を含む特定の範囲内における切換周期を、特定の範囲内でない場合の切換周期よりも短くしているので、結果として特定の範囲内のオンデューティ比の単位時間当たりの増加幅を大きくすることになる。これによっても、特定の範囲内のオンデューティ比による高電流値の高調波電流成分の発生時間を短縮しつつ、全体のスルーアップ時間を一定以上に確保することができ、高調波電流の平均値の低減と、フリッカーの発生の抑制の双方の達成が可能となる。
【００１４】
第１の局面に係る本発明のヒーター制御装置において、好ましくは、前記第１の増加幅は、当該第１の増加幅を増加した後のオンデューティ比が、前記特定の範囲内の値とならないような大きさに設定されていることを特徴とする。
また、第１の局面に係る本発明のヒーター制御装置において、好ましくは、前記第１の増加幅は、前記特定の範囲の上限と下限のオンデューティ比の差分に等しいことを特徴とする。
【００１５】
第１の局面に係る本発明のヒーター制御装置において、好ましくは、前記制御手段において、規制の対象となっている特定の次数の高調波電流について、オンデューティ比の変化に対応して発生する高調波電流の変化に複数個のピークが存在するため、前記特定の範囲以外にも所定の閾値以上の高調波電流が発生する別のオンデューティ比の範囲が設定されており、オンデューティ比が前記別の範囲内にある場合においても、オンデューティ比の増加幅が前記第２の増加幅よりも大きくなるように制御されることを特徴とする。
【００１６】
第２の局面に係る本発明のヒーター制御装置において、好ましくは、前記第１の周期は、前記交流電力の半周期以上の周期であることを特徴とする。
第２の局面に係る本発明のヒーター制御装置において、好ましくは、前記制御手段において、規制の対象となっている特定の次数の高調波電流について、オンデューティ比の変化に対応して発生する高調波電流の変化に複数個のピークが存在するため、前記特定の範囲以外にも所定の閾値以上の高調波電流が発生する別のオンデューティ比の範囲が設定されており、オンデューティ比が前記別の範囲内にある場合においても、オンデューティ比の切換周期が前記第２の周期よりも短くなるように制御されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の定着装置において、好ましくは、前記ヒーターは、抵抗発熱体であることを特徴とする。
本発明の定着装置において、好ましくは、前記定着回転体は、前記抵抗発熱体からなる発熱層が積層された定着ベルトであることを特徴とする。
本発明の定着装置において、好ましくは、前記定着回転体は、定着ベルトであって、前記抵抗発熱体からなる発熱層が積層されてなる長尺の加熱部材が、当該定着ベルトの内周面に摺接して、前記定着ベルトを加熱する構成であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の定着装置において、好ましくは、前記定着回転体は、中空の定着ローラーであって、前記ヒーターは、当該定着ローラー内部に配設されたハロゲンヒーターであることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタル複写機の構成を説明するための模式図である。
【図２】その複写機に設けられた定着装置における主要部の構成を説明するための模式的な斜視図である。
【図３】その定着装置の模式的な横断面図である。
【図４】その定着装置に設けられた定着ベルトの周回移動方向とは直交する幅方向の一方の端部の横断面図である。
【図５】定着ベルトの抵抗発熱層（ヒーター）に供給される電力を制御する通電制御部（ヒーター制御装置）の構成を示すブロック図である。
【図６】位相制御時における高調波電流の発生をシュミレーションした場合におけるオンデューティ比と高調波電流との関係を示すグラフである。
【図７】位相制御によるスルーアップ制御の間に通電制御部において実行される高調波抑制制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】スルーアップ制御において設定される目標電力と、定着ベルトの検出温度と目標温度との温度差との関係の一例を示すテーブルである。
【図９】スルーアップ制御において、電源ユニットに供給される交流電力と、ＣＰＵから出力されるゼロクロス信号、および、トライアックをオン・オフ制御する制御信号との関係を示すタイムチャートである。
【図１０】スルーアップ制御によって定着ベルトに供給される電力が目標電力（１００％）に達するまでに要する時間を概略的に示すグラフである。
【図１１】他の実施形態における通電制御部において実行される高調波抑制制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】定着装置の他の例における構成を説明するための模式的な断面図である。
【図１３】定着装置のさらに他の例における構成を説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明する。
［実施形態１］
＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という）の構成を説明するための模式図である。このカラープリンターは、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置等から入力される画像データ等に基づいて、周知の電子写真方式により、フルカラーあるいはモノクロの画像を普通紙、ＯＨＰシート等の記録シートに形成する。
【００２１】
このプリンターは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーによるトナー画像を記録シート上に形成する画像形成部Ａと、画像形成部Ａの下側に配置された給紙部Ｂとを備えている。給紙部Ｂは、記録シートＳが内部に収容された給紙カセット２２を備えており、給紙カセット２２内の記録シートＳが画像形成部Ａに供給される。
【００２２】
画像形成部Ａには、プリンターのほぼ中央部において一対のベルト周回ローラー２３および２４に水平状態で巻き掛けられて周回移動可能になった中間転写ベルト１８が設けられている。中間転写ベルト１８は、図示しないモーターによって、矢印Ｘで示す方向に周回移動するようになっている。
中間転写ベルト１８の下方には、プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが設けられている。プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト１８の下側の走行部の周回移動方向に沿ってその順番で配置されており、それぞれが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーによって中間転写ベルト１８上にトナー画像を形成する。
【００２３】
中間転写ベルト１８の上方には、中間転写ベルト１８を介して、各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの上方に位置するように、トナー収容部１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋが配置されている。各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、トナー収容部１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋのそれぞれに収容されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナーが供給される。
【００２４】
各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、中間転写ベルト１８の下方において中間転写ベルト１８の下側の走行部に対向した状態で回転可能に配置された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋがそれぞれ設けられている。各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、トナー収容部１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋから供給されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのそれぞれのトナーを用いて、それぞれの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面上に画像を形成する。
【００２５】
各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、使用されるトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は、概略同様の構成になっている。このために、以下においては、主としてプロセスユニット１０Ｙの構成のみを説明して、他のプロセスユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの構成の説明は省略する。
プロセスユニット１０Ｙに設けられた感光体ドラム１１Ｙは、矢印Ｚで示す方向に回転するようになっている。また、プロセスユニット１０Ｙには、感光体ドラム１１Ｙの下方において、感光体ドラム１１Ｙの表面を一様に帯電する帯電器１２Ｙが設けられている。帯電器１２Ｙは、感光体ドラム１１Ｙに対向して配置されている。
【００２６】
さらに、プロセスユニット１０Ｙには、帯電器１２Ｙに対して感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側であって、感光体ドラム１１Ｙに対して垂直方向の下方に配置された露光装置１３Ｙと、露光装置１３Ｙによる感光体ドラム１１Ｙの表面の露光位置よりも、感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側に配置された現像器１４Ｙとが設けられている。
露光装置１３Ｙは、帯電器１２Ｙによって一様に帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。現像器１４Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面に形成された静電潜像を、Ｙ色のトナーによって現像する。
【００２７】
プロセスユニット１０Ｙの上方には、中間転写ベルト１８における下側の走行部を挟んで感光体ドラム１１Ｙに対向する１次転写ローラー１５Ｙが設けられている。１次転写ローラー１５Ｙは、転写バイアス電圧が印加されることによって、感光体ドラム１１Ｙとの間に電界を形成する。
なお、他のプロセスユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方にも、中間転写ベルト１８の下側の走行部を挟んで各感光体ドラム１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向する１次転写ローラー１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋがそれぞれ設けられている。
【００２８】
感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたそれぞれのトナー画像は、１次転写ローラー１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋとの間にそれぞれ形成される電界の作用によって、中間転写ベルト１８上に１次転写される。トナー画像が一次転写された感光体ドラム１１Ｙは、クリーニング部材１６Ｙによってクリーニングされる。
【００２９】
なお、フルカラー画像を形成する場合には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成されたそれぞれのトナー画像が中間転写ベルト１８上の同じ領域に多重転写されるように、各プロセスユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの画像形成動作タイミングがずらされる。
これに対して、モノクロ画像を形成する場合には、選択された１つのプロセスユニット（例えばＫトナー用のプロセスユニット１０Ｋ）のみが動作されることにより、当該プロセスユニットの感光体ドラム（例えば感光体ドラム１１Ｋ）上にトナー画像が形成されて、形成されたトナー画像が、当該プロセスユニットに対向して配置された１次転写ローラー（例えば１次転写ローラー１５Ｋ）によって、中間転写ベルト１８における所定領域上に転写される。
【００３０】
中間転写ベルト１８におけるトナー画像が転写された部分は、中間転写ベルト１８の下側の走行部とともに、一方のベルト周回ローラー２３が巻き掛けられた端部（図１において右側の端部）へ搬送される。
ベルト周回ローラー２３に巻き掛けられた中間転写ベルト１８には、シート搬送経路２１を挟んで２次転写ローラー１９が対向して配置されている。２次転写ローラー１９は中間転写ベルト１８に圧接されており、両者の間に転写ニップが形成されている。２次転写ローラー１９には転写バイアス電圧が印加されるようになっており、２次転写ローラー１９に転写バイアス電圧が印加されることにより、２次転写ローラー１９と中間転写ベルト１８との間に電界が形成される。
【００３１】
２次転写ローラー１９と中間転写ベルト１８とによって形成される転写ニップには、給紙部Ｂの給紙カセット２２からシート搬送経路２１に繰り出された記録シートＳが搬送される。中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像は、２次転写ローラー１９と中間転写ベルト１８との間に形成される電界の作用により、転写ニップに搬送される記録シートＳに２次転写される。
【００３２】
転写ニップを通過した記録シートＳは、２次転写ローラー１９の上方に配置された定着装置３０に搬送される。定着装置３０では、記録シートＳ上の未定着のトナー画像が加熱および加圧されることによって定着される。トナー画像が定着された記録シートＳは、排紙ローラー２４によって排紙トレイ２３上に排出される。
＜定着装置の構成＞
図２は、定着装置３０における主要部の構成を説明するための模式的な斜視図、図３は、その定着装置３０の模式的な横断面図である。なお、定着装置３０では、図１に示すように、記録シートは、下方から上方に向って通過するが、図２においては記録シートの通過方向が、紙面の手前側から奥側になるように、図３においては紙面の右側から左側になるように、定着装置３０をそれぞれ示している。
【００３３】
図２および図３に示すように、定着装置３０は、加圧部材としての加圧ローラー３２と、加圧ローラー３２に外周面が圧接された状態で回転（周回移動）するように配置された定着ベルト３１と、定着ベルト３１の内周面に圧接されるように定着ベルト３１の回転域（周回移動域）の内部に配置された定着ローラー３３とを備えている。
定着ベルト３１には、給電されることによって発熱する抵抗発熱層３１ｂ（図４参照）が、ヒーターとして設けられている。定着ベルト３１は、抵抗発熱層３１ｂが発熱することによって加熱状態になり、加熱された状態で周回移動（回転）する。従って、定着ベルト３１は、加熱回転体を構成している。
【００３４】
定着ベルト３１は、例えば、周回移動方向と直交する回転軸方向（幅方向）の長さが、加圧ローラー３２の外周面における軸方向長さよりも若干長く、また、加圧ローラー３２の直径よりも若干大きな直径を有する円筒形状になっている。定着ベルト３１と加圧ローラー３２とは、それぞれの回転軸同士が平行な状態で、定着ベルト３１の外周面と加圧ローラー３２の外周面とが相互に圧接されるように配置されている。
【００３５】
定着ベルト３１と加圧ローラー３２とは、相互に圧接されることによって、記録シートＳが通過する定着ニップＮを形成している。
図４は、定着ベルト３１の周回移動方向とは直交する方向である軸方向の一方の端部の横断面図である。定着ベルト３１は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）によって一定の厚さの円筒形状に構成された補強層３１ａと、補強層３１ａの外周面上に全周にわたって積層された抵抗発熱層３１ｂとを有している。抵抗発熱層３１ｂは、電流が流れることによってジュール熱を発熱する抵抗発熱体によって構成されている。
【００３６】
抵抗発熱層３１ｂは、本実施形態では、耐熱性樹脂のＰＩに導電性フィラーが一様に分散された抵抗発熱体によって形成されている。抵抗発熱層３１ｂにおける軸方向の両側の端部の外周面上には、導電体によって形成された電極部３１ｇがそれぞれ全周にわたって設けられている。各電極部３１ｇは、それぞれ、定着ニップＮよりも軸方向の両側（外側）に配置されている。
【００３７】
各電極部３１ｇの外周面には、給電部材３７がそれぞれ導電状態で圧接されている。各給電部材３７は、図２に示すように、定着ニップＮに対して定着ベルト３１の回転方向上流側であって、当該定着ニップＮに近接した位置において、各電極部３１ｇの外周面に摺接している。
両電極部３１ｇの間に位置する抵抗発熱層３１ｂの外周面には、弾性層３１ｃが積層されており、この弾性層３１ｃの外周面上に離型層３１ｄが積層されている。
【００３８】
図２に示すように、給電部材３７のそれぞれには、商用交流電源５５の交流電力が電源ユニット５３によって所定の電力に調整されて、ハーネスを介して供給されるようになっている。
各給電部材３７は、例えば、カーボン粉と、銅粉等の粉体を混合して焼成した導電ブラシによって構成されている。各給電部材３７は、定着ベルト３１が回転することによって、それぞれが圧接された電極部３１ｇに摺接する。これにより、相互に圧接された給電部材３７と、電極部３１ｇとの導電状態が維持される。
【００３９】
なお、各給電部材３７としては、導電ブラシを用いる構成に限るものではなく、電極部３１ｇとの摺接によって導電状態を維持できる構成になっていれば、導電ブラシ以外のものを用いてもよい。例えば、給電部材３７を、金属等の導電体で構成してもよく、また、絶縁体等の表面にＣｕ、Ｎｉ等をメッキした構成とすることも可能である。さらに、各給電部材３７は、周回移動する電極部３１ｇのそれぞれに接触した状態で回転するローラー等のような回転体としてもよい。
【００４０】
定着ベルト３１には、加圧ローラー３２が圧接された外周面の位置から、周方向に１８０度にわたって離れた外周面の位置に対向して、定着ベルト３１の外周面の温度を測定する温度センサー３４が設けられている。温度センサー３４は、対向する定着ベルト３１の外周面の温度を、回転軸方向の全域にわたって測定するように、例えば、複数のサーモパイルを直線状に配列したマルチアレイサーモパイルが使用されており、サーモパイルの配列方向が定着ベルト３１の幅方向に沿うように配置されている。温度センサー３４は、定着ベルト３１の幅方向の一方の端部から他方の端部までが測定範囲となるように配置されている。
【００４１】
＜定着装置の制御系の構成＞
図５は、定着ベルト３１にヒーターとして設けられた抵抗発熱層３１ｂに供給される電力を制御する通電制御部（ヒーター制御装置）のブロック図である。
ヒーター制御装置は、商用交流電源５５から供給される５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電力を位相制御して給電部材３７に供給する電源ユニット５３と、電源ユニット５３を制御する電力制御部５４とを有している。
【００４２】
電源ユニット５３には、商用交流電源５５から供給される交流電力を、定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給および遮断するためのスイッチング素子としてのトライアック５３ｂが設けられている。トライアック５３ｂは、電力制御部５４から出力されたオン信号をトリガーとしてオン状態となり、次のゼロクロスで極性が反転する際に自動的にオフになる特性を有している。
【００４３】
また、電源ユニット５３には、商用交流電源５５から供給される交流電力の電圧がグランドレベル（ゼロレベル）になるタイミングを検出してゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成部５３ａも設けられている。
ゼロクロス信号生成部５３ａにて生成されたゼロクロス信号は、電力制御部５４に出力される。電力制御部５４は、上記ゼロクロス信号受信時から計時して目的のオンデューティ比に対応するタイミングで、トライアック５３ｂに上記オン信号を出力する。
【００４４】
さらに、電源ユニット５３には、商用交流電源５５から供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｃと、ＡＣ／ＤＣコンバーター５３ｃから出力された直流電流の電圧を降圧して電力制御部５４に供給するＤＣ／ＤＣコンバーター５３ｄとが設けられている。
電力制御部５４は、各種制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）５４ａと、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４ｂと、ＲＡＭ５４ｃ（Random Access Memory）と、タイマー５４ｄと、を有している。ＲＯＭ５４ｂには、後述する位相制御を実行するプログラムや高調波抑制範囲の上限・下限値等が格納されている。ＲＡＭ５４ｃは、揮発性のメモリーであって、プログラム実行時のワークエリアとなる。タイマー５４ｄは、トライアック５３ｂにオン信号を出力するタイミングを決定する際の時間の計測に用いられる。
【００４５】
ＣＰＵ５４ａには、定着ベルト３１の表面温度を検出する温度センサー３４の出力が与えられている。
トライアック５３ｂは、ＣＰＵ５４ａからのオン信号によって導通し、次のゼロクロスまでオン状態を継続する。この間、交流電源５５から出力される電力が給電部材３７を介して定着ベルト３１に供給され発熱する。
【００４６】
ＣＰＵ５４ａは、プリンターの電源が投入された場合や、節電のためのスリープモード時にプリントジョブを受け付けた場合に、定着ベルト３１の表面温度を目標温度にするため、徐々に供給電力を上昇させるウォームアップ制御を行う。
通電開始時において、商用交流電源５５から供給される交流電力のそれぞれの半周期における導通角を制御すべく、トライアック５３ｂが半周期のうちオン状態となっている比率（オンデューティ比）を段階的に増加する位相制御を行って、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量が段階的に増加させるスルーアップ制御を実行する。
【００４７】
本実施形態では、ヒーター制御装置によって実行されるスルーアップ制御において、高電流値の高調波電流成分が発生するおそれのあるオンデューティ比の範囲を、高調波抑制範囲として設定して、この高調波抑制範囲内のオンデューティ比の増加幅を高調波抑制範囲以外のオンデューティ比の増加幅よりも大きくする制御（以下、「高調波抑制制御」ともいう。）を実行する。
【００４８】
高調波抑制範囲は、上述の高調波電流規格およびフリッカー規格に対応するように、規制対象となる次数の高調波成分に基づいて決定される。
図６は、図５のヒーター制御装置において、高調波電流の発生条件をコンピュータに設定して、オンデューティ比の増加に伴う高調波電流成分の電流値の変化をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【００４９】
横軸は、商用交流電源５５から供給される交流電力の半周期毎のオンデューティ比を示し、縦軸は、発生した高調波電流の電流値を示している。なお、図６においては、例として第７次、第１１次、第１５次、第１９次、第２３次の高調波電流のみ示している。
図６に示すように、各次数の高調波電流の変化において、オンデューティ比が５０％の場合をピークとして、その付近で電流値が相対的に高くなっているのが分かる。
【００５０】
例えば、第７次高調波電流は、オンデューティ比が５０％程度になると、電流値が０．７Ａ程度まで急激に上昇している。第１１次、第１５次、第１９次、第２３次の高調波電流においても、トライアック５３ｂのオンデューティ比が５０％程度になると、最大の電流値になっている。
このようにオンデューティ比が５０％程度になると最大の電流値となる傾向は、図６に示す次数以外の高調波電流においても同様であった。
【００５１】
このために、本実施形態では、オンデューティ比が５０％を中心にしてその前後２０％の範囲（３０％〜７０％）を、高調波抑制範囲として設定している。
そして、高調波抑制制御において、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲でない場合には、交流電力の半周期毎にオンデューティ比を５％ずつ増加させ、オンデューティ比が高調波抑制範囲内になっている場合には、交流電力のそれぞれの半周期毎にオンデューティ比を１０％ずつ増加させる構成としている。これにより、オンデューティ比が高調波抑制範囲内となっている時間が短くなり、その結果、高電流値の高調波電流の発生時間も短縮される。
【００５２】
図７は、本実施形態において、電力制御部５４により実行されるスルーアップ制御の内容を示すフローチャートである。この制御は、例えば、プリンターに電源が投入されたとき、節電のためのスリープモード実行中にプリントジョブを受け付けたとき、あるいは電力制御部５４で定期的に温度センサー３４の検出温度を取得し、取得された温度が前回取得した温度と異なっていたときなどに実行される。
【００５３】
ＣＰＵ５４ａは、スルーアップ制御が開始される際（抵抗発熱層３１ｂに対する通電の開始前）に、温度センサー３４によって定着ベルト３１の表面温度を検出し、その検出温度と、スルーアップ制御の終了時における定着ベルト３１の表面温度として設定された温度（目標温度）との温度差に基づいて、その温度差を解消するために定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給すべき電力（目標電力）を設定する（ステップＳ１１）。この場合の目標温度は、通常、記録シートＳ上の未定着のトナー画像を定着させるために必要とされる定着温度に設定される。
【００５４】
検出温度と目標温度との温度差と、目標電力との関係については、実験等によって予め求めて、電力制御部５４のＲＯＭ５４ｂにテーブルとして記憶されている。
図８は、目標電力と、検出温度と目標温度との温度差との関係を示すテーブルの一例を示している。
なお、図８において、検出温度に対して目標温度が高くなっている場合を正の温度差としているが、「＋」の符合を付けずに示しており、検出温度に対して目標温度が低くなっている場合を、負の温度差として「−」の符合を付けて示している。
【００５５】
本実施形態では、抵抗発熱層３１ｂに供給することができる最大電力は１０００Ｗになっている。この最大電力は、トライアック５３ｂがオンデューティ比１００％でオンされた場合に抵抗発熱層３１ｂに供給される電力となっている。
図８のテーブルでは、検出温度に対して目標温度が１０℃以上高くなっている場合（温度差１０℃以上）の目標電力は、最大供給電力（１０００Ｗ）に設定されている。
【００５６】
また、検出温度が目標温度に等しい場合（温度差が０℃）には、定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給すべき目標電力は、最大目標電力の７５％の７５０Ｗになっている。なお、温度差が０℃の場合の７５０Ｗの目標電力を基準電力とする。
検出温度に対して目標温度が高い場合（温度差が正の場合）には、温度差が１℃増加する毎に、７５０Ｗの基準電力に対して２．５％ずつ増加した電力値が目標電力として設定されている。検出温度に対して目標温度が低い場合（温度差が負の場合）には、温度差が１℃減少する毎に、７５０Ｗの基準電力に対して２．５％ずつ低下した電力値が目標電力として設定されている。
【００５７】
なお、同テーブルによれば、検出温度が目標温度よりも所定値以上高くなると、目標電力に対応するオンデューティ比自体が、高調波電流抑制範囲内の値になるおそれもあるが、抵抗発熱層を含む定着ベルト３１の熱容量は非常に小さいので、記録シートの通紙により熱を奪われて直ぐに温度が低下するため、それほど目標温度を大きく上回ることはない。
【００５８】
万が一、そのような事態になったときは、抵抗発熱層への給電を完全オフにするか、もしくは高調波電流抑制範囲を下回る小さなオンデューティ比で加熱を続けつつ、検出温度が目標温度を下回ったときに、図７に示す制御を実行するようにしても構わない。
このようなテーブルが予め設定されていることから、ステップＳ１１では、温度センサー３４によって定着ベルト３１の表面温度を検出して、予め設定された目標温度との温度差に基づいて、図８に示すテーブルから目標電力を設定する。
【００５９】
ステップＳ１１において目標電力が設定されると、設定された目標電力に基づいて、トライアック５３ｂを制御する際の目標オンデューティ比を設定する（ステップＳ１２）。
この目標オンデューティ比は、設定された目標電力と、商用交流電源５５からの交流電力の位相角とに基づいて算出して求めることができる。もっとも、予め、目標電力と目標オンデューティ比との関係を示すテーブルを作成してＲＯＭ５４ｂに格納しておき、当該テーブルを参照して目標オンデューティ比を決定するようにしても構わない。
【００６０】
目標温度と検出温度との温度差は、プリンターの電源投入時においては、定着ベルト３１の表面温度が低下していることから、大きな正の値になり、通常は、目標温度と検出温度との温度差が１０℃以上になっていることから、目標電力は１０００Ｗに設定されて、目標オンデューティ比は１００％とされる。
これに対して、プリント動作が実行された後に比較的短時間でプリントジョブが指示された場合においては、比較的小さな正の値または負の値になる。このために、目標電力は、７５０Ｗとの差が小さな値に設定されて、設定された目標電力に対応したオンデューティ比が目標オンデューティ比として設定される。
【００６１】
ステップＳ１２において目標オンデューティ比が設定されると、オンデューティ比の高調波抑制範囲をＲＯＭ５４ｂから読み出してワーキングエリアであるＲＡＭ５４ｃ内に設定する（ステップＳ１３）。
上述したように、本実施形態では、５０％程度のオンデューティ比のときに発生する高調波電流成分の電流値が最大になることから、５０％のオンデューティ比を中心とした±２０％の範囲（３０％〜７０％の範囲）を、高調波抑制範囲として設定している。
【００６２】
電力制御部５４のＣＰＵ５４ａは、高調波抑制範囲が設定されると、オンデューティ比を、初期値の０％に設定する（ステップＳ１４）。
位相制御では、交流電力の半周期毎に、トライアック５３ｂを設定されたオンデューティ比でオン・オフ制御する。半周期毎にトライアック５３ｂがオンされるタイミングは、ゼロクロス信号生成部５３ａから出力されるゼロクロス信号を受信してからの経過時間に基づき決定される。
【００６３】
たとえば、５０Ｈｚの商用電源を使用する場合、半周期は、１０ｍｓであるから、オンデューティ比が３０％の場合には、ゼロクロス信号が出力された時点から、１０×（１００−３０）／１００＝７ｍｓ後にトライアック５３ｂに電力制御部５４からオン信号が出力される。
そして、ＣＰＵ５４ａは、設定されたオンデューティ比が、ステップＳ１３において設定された高調波抑制範囲（３０％〜７０％）内の値になっているかを確認する（ステップＳ１５）。
【００６４】
位相制御が開始された当初は、オンデューティ比の設定値が０％であり、高調波抑制範囲内のオンデューティ比の値でないために（ステップＳ１５において「Ｎｏ」）、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７においては、交流電力の半周期におけるオンデューティ比の増加幅として５％が設定されていることから、ステップＳ１８において、オンデューティ比の設定値を、５％の増加幅で増加した値に更新する。
【００６５】
ステップＳ１８においてオンデューティ比が更新されると、更新されたオンデューティ比の設定値が、ステップＳ１２において設定された目標オンデューティ比になったかを確認する（ステップＳ１９）。
オンデューティ比の設定値が目標オンデューティ比になっていない場合には（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、ステップＳ１５に戻り、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲の下限値（３０％）以上になるまで、ステップＳ１５、ステップＳ１７、ステップＳ１８、ステップＳ１９の処理を順番に繰り返す。従って、この場合には、交流電流の半周期毎に、５％ずつの増加幅で増加したオンデューティ比でトライアック５３ｂのオン制御が実行される。
【００６６】
トライアック５３ｂがオン状態である間は、商用交流電源５５から供給される交流電力が定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給されるために、抵抗発熱層３１ｂは発熱状態になる。これにより、定着ベルト３１の表面温度が上昇する。この場合、トライアック５３ｂのオン・オフ制御におけるオンデューティ比が順次増加することから、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力も順次増加し、定着ベルト３１の表面温度の上昇率が大きくなる。
【００６７】
このようにして、抵抗発熱層３１ｂにおける表面温度が上昇する間に、トライアック５３ｂのオンデューティ比が増加して、高調波抑制範囲内（３０％以上）になると（ステップＳ１５において「Ｙｅｓ」）、図７のステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６においては、次の交流電流の半周期におけるオンデューティ比の増加幅が１０％に設定されていることから、ステップＳ１８において、オンデューティ比の設定値を１０％の増加幅で増加した値に更新する。
【００６８】
その後、オンデューティ比の設定値が目標オンデューティ比になっていないことを確認して（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、ステップＳ１５に戻る。そして、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲の上限値（７０％）よりも大きくなるまで、ステップＳ１５、ステップＳ１６、ステップＳ１８、ステップＳ１９の処理を順番に繰り返す。
図９は、上記スルーアップ制御が実行される場合における、商用交流電源５５から電源ユニット５３に供給される交流電力の波形と、ゼロクロス検知回路５３ａから出力されるゼロクロス信号、電力制御部５４からトライアック５３ｂへ出力されるオン信号の発生タイミングを示すタイムチャートである。
【００６９】
図９に示すように、制御信号のオンデューティ比が５％に設定されている場合には、ゼロクロス信号生成部５３ａからゼロクロス信号が出力されると、タイマー５４ｄによる計時が開始され、電源ユニット５３に供給される交流電力の半周期ＴＳ１の９５％に対応する時間が経過した時点で、電力制御部５４からオン信号がトリガーとして出力され、これによりトライアック５３ｂはオン状態となる。その後、ゼロクロス信号生成部５３ａからゼロクロス信号が出力されるタイミングでトライアック５３ｂはオフ状態となる。
【００７０】
これにより、電源ユニット５３に供給される交流電力は、半周期ＴＳ１が終了する直前の５％の時間に対応した位相角分に相当する電力が、定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給される。
また、オンデューティ比が５％となった半周期ＴＳ１の次の半周期ＴＳ２では、オンデューティ比が１０％になるようにオン信号が出力される。以下、同様に、次の半周期では、オンデューティ比が１５％になる。
【００７１】
図９に示すように、オンデューティ比が３０％となるようにトライアック５３ｂがオンされた半周期ＴＳｎの次の半周期ＴＳ（ｎ＋１）では、オンデューティ比が１０％だけ増加した４０％のオンデューティ比となるようにトライアック５３ｂがオンされる。
次の半周期ＴＳ（ｎ＋２）では、オンデューティ比が、さらに１０％だけ増加した５０％のオンデューティ比となるようにトライアック５３ｂがオンされる。
【００７２】
図７に戻り、オンデューティ比の設定値が、高調波抑制範囲の上限値（７０％）よりも大きくなると（ステップＳ１５において「Ｎｏ」）、ステップＳ１７に進み、交流電力の半周期毎のオンデューティ比の増加幅を５％として（ステップＳ１７）、オンデューティ比の設定値を５％の増加幅で増加した値に更新する（ステップＳ１８）。
その後、オンデューティ比が目標オンデューティ比になるまで、ステップＳ１５、ステップＳ１７、ステップＳ１８、ステップＳ１９の処理が順番に繰り返され、設定されたオンデューティ比が目標オンデューティ比になると（ステップＳ１９において「Ｙｅｓ」）、スルーアップ制御を終了する。
【００７３】
図１０は、上記のスルーアップ制御によって、定着ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給される電力が目標電力（１００％）に達するまでに要する時間を概略的に示すグラフである。
なお、同図における実線は、本実施形態のスルーアップ制御の場合を示しており、一点鎖線は、従来のオンデューティ比を半周期毎に常時５％ずつの増加幅で増加させる制御を実行した場合（以下、比較例とする）を示している。また、交流電源の波形はｓｉｎ波形であるため、厳密にいうと、時間の経過に伴うオンデューティ比の増加と供給電力の変化との関係は線形比例ではないが、本図では、本実施形態と従来におけるスルーアップ制御の関係を理解しやいように敢えて直線のグラフを用いて模式的に示している。  比較例においては、トライアック５３ｂのオンデューティ比が、交流電力の半周期毎に５％の増加幅で増加しているために、目標電力に達するまで時間Ｔｄを要しており、高調波抑制範囲（３０％〜７０％）内のオンデューティ比で電力が出力される時間Ｔｂは比較的長くなる。
【００７４】
これに対して、本実施形態では、オンデューティ比の値が高調波抑制範囲内になっている間は、交流電流の半周期毎にオンデューティ比の値が１０％ずつの増加幅で増加させているため、当該高調波抑制範囲内のオンデューティ比で電力が出力される時間Ｔａは、比較例における時間Ｔｂよりも格段に短くなる。
その結果、目標電力に到るまでのスルーアップ時間のうち、高調波抑制範囲のオンデューティ比で出力される電力の時間が短くなり、発生する高電流値の高調波電流成分も少なくなり、全体として高調波電流の平均値を低く抑えることができ、高調波電流規格に適合させることが可能となる。
【００７５】
なお、本実施形態では、オンデューティ比が高調波抑制範囲内になっている場合のオンデューティ比の増加幅を、高調波抑制範囲内でない場合の増加幅である５％よりも大きい１０％としたが、このような増加幅に限定されるものではない。
特に、オンデューティ比が高調波抑制範囲の下限値に達すると、オンデューティ比を１回だけ増加するだけで、オンデューティ比が高調波抑制範囲の上限値以上になるように、オンデューティ比の増加幅を設定してもよい。
【００７６】
例えば、高調波抑制範囲が、Ｄａ（％）以上Ｄｂ（％）以下に設定されている場合に、オンデューティ比Ｄｃ（％）が、初めてＤａ（％）以上になった時点で、次のオンデューティ比の増加幅ΔＤが高調波抑制範囲の上限（Ｄｂ（％））と、初めてＤａ（％）以上になった時点のオンデューティ比Ｄｃ（％）との差分より大きくなるようにすればよい（ΔＤ＞Ｄｂ−Ｄｃ）。これにより、次の半周期におけるオンデューティ比は、高調波抑制範囲の上限Ｄｂ（％）を超えているので、この時点で高電流値の高調波電流は生じない。
【００７７】
もっとも、この増加幅ΔＤを、一律に、高調波抑制範囲の上限値と下限値との差分（Ｄｂ−Ｄａ）（％）（本実施の形態では、ΔＤ＝上限（７０％）−下限（３０％）＝４０％）に設定しても構わない。
以上のような構成により、オンデューティ比が始めて高調波抑制範囲内になった後に、１回のオンデューティ比の更新で、高調波抑制範囲以上のオンデューティ比とすることができる。これにより、高電流値の高調波電流の発生をさらに効果的に抑制することができる。
【００７８】
なお、本実施形態のように高調波抑制範囲におけるオンデューティ比の増加幅を大きくすることにより、高調波抑制範囲内のオンデューティ比の通電時間Ｔｂ（図１０参照）が短縮され、全体のスルーアップ時間Ｔｄも時間Ｔｃまで短縮されることになるが、もし、時間Ｔｃが極端に短くなる場合には、電圧変化が急峻になるので、フリッカーの問題が再燃し、位相制御の意味がなくなる。
【００７９】
この場合には、高調波抑制範囲内におけるオンデューティ比の増加幅を、高調波電流規格に反しない範囲内でもう少し小さくするか、または／および、高調波抑制範囲外におけるオンデューティ比の増加幅をより小さくして全体のスルーアップ時間Ｔｃが長くなるようにすればよい。
［実施形態２］
本実施形態２は、実施形態１と、スルーアップ制御の内容のみが異なる。
【００８０】
図１１は、本実施形態２におけるスルーアップ制御の処理手順を示すフローチャートである。
図１１のフローチャートに示すスルーアップ制御では、図７のフローチャートに示すスルーアップ制御におけるステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８における処理が、それぞれ、ステップＳ２６、Ｓ２７、Ｓ２８に変更されている。これら以外のステップ（Ｓ１１〜Ｓ１５、Ｓ１９）の処理は、図７のフローチャートと同様になっている。
【００８１】
図１１のフローチャートに示すスルーアップ制御では、半周期ごとにオンデューティ比を増加させるのではなく、電力制御部５４内でオンデューティ比を更新するための制御周期（切換周期）を別途生成し、当該制御周期が発生する度に固定されたオンデューティ比だけ増加するように制御している点が異なる。
本実施形態では、使用する商用交流電源の周波数が５０Ｈｚ（半周期１０ｍｓ）であって、オンデューティ比が高調波抑制範囲内になっている場合における制御周期を５０ｍｓ、オンデューティ比が高調波抑制範囲内になっている場合における制御周期を１００ｍｓとして、それぞれの制御周期毎に１０％の増加幅でオンデューティ比を増加させている。上記各制御周波数は、例えば、交流電源の周波数を分周して生成される。
【００８２】
図１１に示すフローチャートでは、ステップＳ１５において、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲内（３０％〜７０％）でない場合には（ステップＳ１５において「Ｎｏ」）、ステップＳ２７に進み、オンデューティ比の設定値を一定の増加幅で増加させる制御周期を１００ｍｓに設定し、その制御周期の間は、オンデューティ比の設定値を変更することなく、設定された一定のオンデューティ比でトライアック５３ｂの制御を実行する。
【００８３】
この場合には、電力制御部５４のタイマー５４ｄによって１００ｍｓの時間が計測されるまで、オンデューティ比の設定値を変更せず、１００ｍｓの時間が経過すると、ステップＳ２８に進み、オンデューティ比の設定値を１０％の増加幅で増加させたオンデューティ比に更新する。
その後は、ステップＳ１９に進んで、オンデューティ比の設定値が目標オンデューティ比になっていないことを確認して（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、ステップＳ１５に戻る。そして、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲の下限値（３０％）以上になるまで、ステップＳ１５、ステップＳ２７、ステップＳ２８、ステップＳ１９の処理を順番に繰り返す。
【００８４】
このような処理を繰り返している間に、ステップＳ２８において、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲の下限値（３０％）以上になると（ステップＳ１５において「Ｙｅｓ」）、ステップＳ２６に進み、制御周期を５０ｍｓに設定する。
電力制御部５４のタイマー５４ｄによって５０ｍｓの時間が計測されると、ステップＳ２８に進み、オンデューティ比の設定値を１０％の増加幅で増加させたオンデューティ比に更新する。
【００８５】
その後は、ステップＳ１９に進んで、設定されたトライアック５３ｂのオンデューティ比が目標オンデューティ比になっていないことを確認して（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、ステップＳ１５に戻る。そして、オンデューティ比の設定値が、高調波抑制範囲の上限値（７０％）よりも大きくなるまで、ステップＳ１５、ステップＳ２６、ステップＳ２８、ステップＳ１９の処理を順番に繰り返す。
【００８６】
このように、オンデューティ比が高調波抑制範囲内（３０％以上）になると、高調波抑制範囲でない場合の制御周期（１００ｍｓ）よりも短い５０ｍｓの制御周期で、オンデューティ比が１０％の増加幅で増加される。これにより、高調波抑制範囲内においては、オンデューティ比が、高調波抑制範囲でない場合よりも短い時間で更新される。
その結果、実施形態２と同様、高調波抑制範囲内のオンデューティ比の値で電力が出力される時間が短縮され、高電流値の高調波電流の発生時間もそれに合わせて少なくなる。
【００８７】
その後、ステップＳ２８にて設定されたオンデューティ比が高調波抑制範囲（７０％）よりも大きくなると（ステップＳ１５において「Ｎｏ」）、ステップＳ２７に進み、以降は、オンデューティ比の設定値を一定の増加幅（１０％）で増加させる制御周期を１００ｍｓに設定する。
そして、ステップＳ１９に進み、設定されたトライアック５３ｂのオンデューティ比が目標オンデューティ比になるまで（ステップＳ１９において「Ｎｏ」）、ステップＳ１５、ステップＳ２７、ステップＳ２８、ステップＳ１９の処理を繰り返し、ステップＳ２８にて設定されたトライアック５３ｂのオンデューティ比が、目標オンデューティ比になると（ステップＳ１９において「Ｙｅｓ」）、高調波抑制制御およびスルーアップ制御は終了する。
【００８８】
なお、本実施形態において、オンデューティ比の設定値が高調波抑制範囲内の値の場合におけるオンデューティ比の設定値を増加させる制御周期を、商用交流電源５５の半周期（１０ｍｓ）の整数倍である５０ｍｓもしくは１００ｍｓに設定するようにしたが、これに限られない。
もっとも、少なくとも、適用される制御周期は、商用交流電源５５から供給される交流電力の半周期以上の時間に設定することが好ましい。すなわち、商用交流電源５５から供給される交流電力が５０Ｈｚの場合には、１０ｍｓ（１０００／（５０×２））以上、６０Ｈｚの場合には、約８．３４ｍｓ（１０００／（６０×２））以上に設定することが好ましい。
【００８９】
もし、制御周期が、交流電源の半周期よりも短いと、半周期内に２回以上、オンデューティ比が更新される事態が発生することになるが、結局当該半周期内で最終的に更新されたオンデューティ比で次の半周期のオンデューティ比を制御することになるので、ＣＰＵの処理負担を増すだけであまり意味がないからである。また、更新頻度が必要以上に増加して、抵抗発熱層３１ｂに対する供給電力が急激に増加するおそれがあり、好ましくない。
【００９０】
なお、上記各実施の形態で説明した各数値は、本発明を説明するための一例であって、オンデューティ比５０％を含む高調波抑制範囲の幅の決定、高調波抑制範囲内および範囲外のそれぞれのオンデューティ比の増加幅は、フリッカーの発生を抑制しつつ、規制の対象となる次数における高調波電流規格を満足するという観点から、ヒーターの種類、当該機種における定着装置に必要な加熱能力などにより、実験などにより具体的に決定されるものである。
【００９１】
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記の実施形態では、高調波抑制範囲を、オンデューティ比が５０％を含む範囲としている。このような高調波抑制範囲では、高調波の次数に係らずに高電流の高調波成分が発生するために、それらを規制対象とすることができる。
【００９２】
しかし、図６のグラフに示すように、第７次高調波電流では、オンデューティ比が２０％程度および８０％程度においても、電流値が上昇したピークがそれぞれ生じている。このように、５０％のオンデューティ比を含む高調波抑制範囲とは別に、高調波電流規格により要請される閾値以上の電流値となるピークが存在する場合には、そのピークを含む特定の範囲も規制対象とするようにしてもよい。
【００９３】
所定の閾値以上の電流値となるピークを規制対象とする場合には、５０％のオンデューティ比を含む高調波抑制範囲とは別に、そのピークとなるオンデューティ比を含む範囲を、新たな高調波抑制範囲として設定し、新たに設定された高調波抑制範囲についても、前記各実施形態において説明した高調波抑制範囲と同様に、高調波抑制範囲以外の範囲よりも、オンデューティ比の増加幅を増加させる構成、または、オンデューティ比を増加させる制御周期を短くする構成とする。
【００９４】
これにより、５０％のオンデューティ比を含む高調波抑制範囲において高電流値の高調波電流とは別の高電流値の高調波電流成分の発生も抑制することができ、より高調波電流規格を満足する装置を提供できる。
（２）上記の実施形態では、オンデューティ比が高調波抑制範囲内と高調波抑制範囲外にあるときに対応させて、オンデューティ比の増加幅を２段階に切り換えるようにしたが、オンデューティ比が高調波抑制範囲内にあるときの増加幅が、オンデューティ比が高調波抑制範囲外にあるときの増加幅よりも大きくさえあれば、高調波抑制範囲の内外のそれぞれの範囲においてオンデューティ比の増加幅が多段階に変化しても構わない。例えば、オンデューティ比が同じ高調波抑制範囲内であっても、オンデューティ比が５０％に近づくほど増加幅が大きくなるように制御しても構わない。
【００９５】
（３）上記の実施形態では、ヒーターとしての抵抗発熱層３１ｂを、定着回転体である定着ベルト３１に設けた定着装置について説明したが、このような構成に限らない。
例えば、図１２に示すように、帯板状の支持板６３Ａ上に抵抗発熱層６３Ｂが積層されて被覆層６３Ｃによって覆われた長尺の加熱部材６３を、無端状の定着ベルト６１の内周部に固定的に配置する構成としてもよい。
【００９６】
この場合、加熱部材６３は、定着ベルト６１の外周面が加圧ローラー６２の外周面に圧接されて定着ニップＮが形成されるように、周回移動する定着ベルト６１の内周面に押し付けられている。抵抗発熱層６３Ｂには、支持板６３Ａにおける長手方向の両側の各端部に設けられた電極部（図示せず）を介して電力が供給される。電極部には、前記実施形態にて説明したいずれかの位相制御によって電力が供給される。
【００９７】
さらに、定着装置は、ヒーターとして抵抗発熱層を用いる構成に限らず、図１３に示すように、ハロゲンヒーターランプ等のようなヒーターを用いる構成であってもよい。図１３に示す定着装置７０は、定着回転体としての中空の定着ローラー７２の内部にハロゲンヒーターランプ７１が設けられている。定着ローラー７２の外周面は、加圧ローラー７３の外周面に圧接されており、その圧接部分に、記録シートＳが通過する定着ニップＮが形成されている。このような構成においても、前記各実施形態と同様に、ハロゲンヒーターランプ７１に対する供給電力のスルーアップ制御が実行される。
【００９８】
（４）上記実施形態では、タンデム型カラーデジタル複写機について説明したがこれに限るものではなく、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の画像形成装置であってもよい。また、モノクロの画像形成装置であってもよい。
さらに、本発明のヒーター制御装置は、定着装置のヒーターに限らず、他のヒーターを制御する場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、記録シートに転写されたトナー画像を記録シート上に定着する定着装置等において使用されるヒーターへの通電を位相制御するヒーター制御装置において、高電流値の高調波電流が発生することを抑制する技術として有用である。
【符号の説明】
【０１００】
３０        定着装置
３１        定着ベルト
３１ｂ      抵抗発熱層
３２        加圧ローラー
３３        定着ローラー
５３        電源ユニット
５３ａ      ゼロクロス信号生成部
５３ｂ      トライアック
５４        電力制御部
５４ａ      ＣＰＵ
５４ｂ      ＲＯＭ
５４ｃ      ＲＡＭ
５４ｄ      タイマー
５５        商用交流電源
【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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【図１３】
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