(57)【要約】【課題】  発熱量を上げるためにヒータの抵抗値を下げた際にも、フリッカや高調波歪み及び端子雑音の発生を抑制する。【解決手段】  発熱手段の温度を検出する温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置において、各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、全ての発熱手段に関して第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は第２の禁止期間内で通電を開始しないように、複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御する。【選択図】  図１
2006073431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱手段と、
前記発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、前記複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置であって、
前記制御手段は、
各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、
全ての発熱手段に関して前記第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に前記第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は前記第２の禁止期間内で通電を開始しないように、前記複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記制御手段は、通電率に応じて複数のサイクルに対する通電パターンを設定し、
前記設定された通電パターンに基づいて前記複数の発熱手段の発熱量を制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記制御手段は、商用交流電源の正と負の極性の電力比率がそれぞれ均等になるように前記通電パターンを設定することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記第１の禁止期間は、商用交流電源の９０°位相と２７０°位相とを中心とした期間であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第１の禁止期間は、商用交流電源の８１°から９９°までの位相と、２６１°から２７９°までの位相とを含み、
前記第２の禁止期間は、商用交流電源の６１°から１１９°までの位相と、２４１°から２９９°までの位相とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記制御手段は、各発熱装置に対する通電比率が均等になるように前記通電パターンを設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記制御装置は、通電率と通電パターンとの対応テーブルに基づいて前記通電パターンを設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記対応テーブルは、所定数の通電率それぞれに対応して１つの通電パターンが定義されており、隣接する通電率の通電パターンは、各半サイクルにおける通電率の差分の絶対値の和が所定値以上となるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記対応テーブルは、所定数の通電率それぞれに対応して、各半サイクルにおける通電率の差分の絶対値の和が所定値以上となる複数のパターンが定義されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、同一または類似した通電パターンを所定回数繰り返した後は、必ず異なる通電パターンを選択することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記所定回数が１回であることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の加熱装置を含み、該加熱装置から発生する熱を利用して現像剤を記録媒体に定着させることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
複数の発熱手段と、
前記発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、前記複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置の制御方法であって、
各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、
全ての発熱手段に関して前記第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に前記第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は前記第２の禁止期間内で通電を開始しないように、前記複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御することを特徴とする加熱装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱装置及び定着装置、並びに加熱装置の制御方法に関し、より詳細には、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の定着装置などに用いられる加熱装置（ヒータ）の温度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、トナー等の現像剤を記録媒体に定着させる定着装置において、定着ローラを加熱する加熱装置を有している。
【０００３】
抵抗体を発熱源とする発熱手段（ヒータ）を有する従来の加熱装置は、発熱源の負荷抵抗値が一定であるため、設定された温度に制御するための方法として、ヒータへの印加電圧もしくは印加電流、または通電時間を制御する方法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、印加電圧や印加電流を制御する方法を採用すると周辺回路が複雑化し、またヒータ以外の回路部で比較的大きな消費電力を伴うため、一般的にはヒータへの通電時間を制御する方法が採用されている。
【０００５】
通電時間を制御する方法として、主に電源波形を半周期の整数倍ごとに通電、非通電を制御する波数制御と、電源波形の半周期ごとに通電する位相角を制御する位相制御との２種類の制御が一般的に用いられている。
【０００６】
特に位相制御方式では、波数制御では実現できない半周期以下の通電が可能なことからよりきめ細かい温度制御が可能であり、また、波数制御では通電、非通電による電力変動から同じ商用交流電源に接続されている照明器具のちらつき（フリッカ）が生じ易いという問題があるが、位相制御方式では少ない電力の制御が可能であることからこの問題を回避し易いというメリットがある。
【０００７】
図５は、Ａ及びＢ２つのヒータで加熱体１０１を構成する位相制御方式の加熱装置のブロック図である。
【０００８】
商用交流電源１００にフィルタ１０５を介して接続されたヒータは、それぞれに直列に接続されたスイッチング素子１０７Ａ及び１０７Ｂにより通電時間を制御される。加熱体１０１近傍には温度を検出するための温度センサ１０４が設けられ、この温度センサによって検出された温度情報はＣＰＵ１０２に送られる。ゼロクロス検出部１０３では商用交流電源１００の交流電圧がゼロボルトになるタイミングを検出し、この情報をＣＰＵ１０２に送っている。ＣＰＵ１０２では装置の状態に応じて設定されている加熱体１０１の目標温度に応じて通電時間を決定し、ゼロクロス検出部１０３からの時間情報に基づいてスイッチング素子１０７Ａ及び１０７Ｂの通電開始タイミングで駆動信号をトリガ素子１０６Ａ及び１０６Ｂに送る。
【０００９】
一般的にはＣＰＵは二次回路なので、このトリガ素子１０６Ａ及び１０６Ｂで電気的な絶縁を確保することが多い。また、スイッチング素子１０７Ａ及び１０７Ｂとしてはトライアックを用いることが多く、通電開始時にトリガパルスがトリガ素子１０６Ａ及び１０６Ｂから入力されれば、あとは商用交流電源１００の電圧がゼロクロス付近まで低下すると自然にオフする仕組みになっている。
【００１０】
図６から図８は、ＡＢそれぞれのヒータに対する位相制御方式の動作波形を示している。
【００１１】
通電トリガパルスは、各々のヒータに対して所望の発熱量が得られる通電率に応じて、ＡＣゼロクロスタイミングから所定時間経過後に出力される。図中、電流波形にハッチングを入れた部分が通電期間を示している。
【００１２】
しかしながら、位相制御方式ではきめ細かい電力制御が行える半面、高調波歪みや端子雑音、また制御によってはフリッカが大幅に悪化してしまい、特に発熱量を上げるためにヒータの抵抗値を下げた際には、同じ電源に接続されている機器に悪影響を及ぼす場合がある。
【００１３】
そこで特開２０００−４７５２０号公報（特許文献１）には、特に高調波歪みを低減するために、位相制御の通電開始タイミングが商用交流電源の位相角９０°または２７０°付近となるのを避け、またフリッカを低減するために、通電パターンの設定を半サイクルごとの電力変動が少なくなるようにすることが記載されている。
【００１４】
図６の（ｂ）に示す波形ではヒータＢにおいて５０％通電時に位相角９０°と２７０°で通電開始しており、これにより高調波歪みが悪化してしまう。図７の（ｂ）に示す波形では、これを避けるべくヒータＢにおいて５０％の半波二回から４０％と６０％の半波を一回ずつ通電することで同等の電力を得ている。
【００１５】
ただし、このように制御することによって交流波形の正側が４０％、負側が６０％の通電率となるので、正負対称制御でなくなりバランスが崩れてしまっている。
【００１６】
また、２つのヒータを４０％や６０％などの電力変動が大きなタイミングでほぼ同時に通電開始すると、例え５０％付近をそれぞれが避けていたとしてもトータルの電力における変動量が大きくなってしまう。
【００１７】
また、特開平１０−１０９１７号公報（特許文献２）や特開２０００−２６８９３９号公報（特許文献３）には、複数のヒータの一つが位相制御を行う際には他のヒータは位相制御をほぼ行わないといった工夫をすることにより、トータルで電源高調波やスイッチングによる端子雑音を低減することが記載されている。
【００１８】
図８は、これらの従来例を示す波形であるが、（ｂ）に示すヒータＢにおいては半波の完全オンもしくは完全オフのどちらかしか選択できないことから、目標通電率の７５％が実現できていない。
【特許文献１】特開２０００−４７５２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１０９１７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６８９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述したように従来の制御方式ではそれぞれ以下のような問題点がある。
【００２０】
通電開始の位相角が９０°または２７０°にならないように制御する方式では、ヒータの発熱量を増やそうとして抵抗値を下げて電力を上げた場合には、例え９０°や２７０°といった電力が最大に変動する箇所だけを避けたとしても、複数のヒータが同時に同じタイミングで通電を開始した場合、大元の電力変動量は大きなものとなってしまい高調波歪みが規格を満足できなくなる可能性がある。
【００２１】
また、複数のヒータのうち一つが位相制御を行う際には他のヒータは位相制御を行わない方式では、大元の電力変動量を抑えることが可能であるが、その反面、位相制御によってきめ細かい電力制御を行えるというメリットがスポイルされてしまう。
【００２２】
更に、これらの従来例では述べられていないが、商用交流電源の正側と負側とを個別に制御する方式が考えられるが、この方式では、電源の電力バランスが崩れてしまう可能性が高い。この場合、例えば商用交流周波数をそのまま利用した変圧器などにおいて正側と負側のバランスが崩れることにより、コアの磁気をリセットすることができず磁気飽和によるデバイスの破損などの弊害を引き起こす危険性が増大する。
【００２３】
これ以外にも、複数の半波の組を同一のパターンとして制御を行う方式も考えられるが、このようにすると、同じパターンの繰り返しにより電力変動がパターン化され、フリッカが悪化するという問題が生じる。
【００２４】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、発熱量を上げるためにヒータの抵抗値を下げた際にも、フリッカや高調波歪み及び端子雑音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成する本発明の一態様としての加熱装置は、複数の発熱手段と、
前記発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、前記複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置であって、
前記制御手段は、
各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、
全ての発熱手段に関して前記第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に前記第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は前記第２の禁止期間内で通電を開始しないように、前記複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御する。
【００２６】
また、上記目的を達成する本発明の別の態様としての加熱装置の制御方法は、複数の発熱手段と、
前記発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、前記複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置の制御方法であって、
各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、
全ての発熱手段に関して前記第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に前記第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は前記第２の禁止期間内で通電を開始しないように、前記複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御する。
【００２７】
すなわち、本発明では、複数の発熱手段と、発熱手段の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出された温度に応じて、商用交流電源の半サイクル毎に、複数の発熱手段の発熱量を位相制御により制御する制御手段と、を備えた加熱装置において、各半サイクルの間に、第１の禁止期間と該第１の禁止期間より広い第２の禁止期間とを設定し、全ての発熱手段に関して第１の禁止期間内での通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段に第２の禁止期間内で通電を開始する場合、その他の発熱手段は第２の禁止期間内で通電を開始しないように、複数の発熱手段の通電開始タイミングを制御する。
【００２８】
このようにすると、通電開始により短時間に急激な電力変動が発生する期間内での全ての発熱手段への通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段が急激な電力変動が発生する期間に近い期間内で通電が開始されたときには、他の発熱手段がこの期間内で通電開始されないように複数の発熱手段の通電開始タイミングが制御される。
【００２９】
従って、ヒータなどの発熱手段の抵抗値を下げた場合においても、高調波歪み及び端子雑音の発生を抑制することができる。
【００３０】
なお、通電率に応じて複数のサイクルに対する通電パターンを設定し、設定された通電パターンに基づいて前記複数の発熱手段の発熱量を制御するようにしてもよい。
【００３１】
この場合、商用交流電源の正と負の極性の電力比率がそれぞれ均等になるように通電パターンを設定するのが、正負の電力バランスの観点から望ましい。
【００３２】
第１の禁止期間は、通電開始により短時間に急激な電力変動が発生する商用交流電源の９０°位相と２７０°位相とを中心とした期間とするのがよく、より具体的には、第１の禁止期間が、商用交流電源の８１°から９９°までの位相と、２６１°から２７９°までの位相とを含み、第２の禁止期間が、商用交流電源の６１°から１１９°までの位相と、２４１°から２９９°までの位相とを含むのが好適である。
【００３３】
また、上記目的は、上記の加熱装置を含み、該加熱装置から発生する熱を利用して現像剤を記録媒体に定着させる定着装置によっても達成される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、短時間に急激な電力変動が発生する期間内での全ての発熱手段への通電の開始を禁止し、かつ、いずれかの発熱手段が急激な電力変動が発生する期間に近い期間内で通電が開始されたときには、他の発熱手段がこの期間内で通電開始されないように複数の発熱手段の通電開始タイミングが制御される。
【００３５】
従って、ヒータなどの発熱手段の抵抗値を下げた場合においても、高調波歪み及び端子雑音の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３７】
＜第１の実施形態＞
始めに、本発明に係る加熱装置を含む定着器を適用可能な画像形成装置について、図９を参照して説明する。
【００３８】
図９において、画像形成装置（レーザービームプリンタ）１２００は、図示矢印Ａ方向に回転する被帯電体である感光体ドラム１２０１と、この感光体ドラム１２０１を一様に帯電する帯電装置１２０２と、レーザ１２１０によって感光体ドラム１２０１上に形成された静電潜像を可視画像に現像する現像装置と、可視画像の転写後に感光体ドラム１２０１上に残留する現像剤を除去するクリーニング装置１２２０とが収納されている。
【００３９】
現像装置は現像容器（カートリッジ）１２０６内に収容された現像剤としてのトナー１２０５とトナーの残量を検知する残量検知手段とトナーを担持、搬送する現像スリーブ１２０３と、現像スリーブ１２０３に担持されたトナーの層を均一な厚みに規制する現像ブレード１２０４を含み、また、クリーニング装置１２２０は感光体ドラム１２０１上に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレードと、このクリーニングブレードによって掻き取られたトナーを溜める廃現像剤容器とを含む。
【００４０】
給紙カートリッジ１２３０に収容された記録媒体としての用紙は、図中矢印Ｂで示す方向に沿って１枚ずつ現像装置に供給され、現像装置内でトナーによって画像が形成されて定着器１２４０で定着されて排出される。なお、１２５０は通信手段であり、記録する画像データや制御データをホスト機器から受信すると共に、例えば、トナーや用紙などの残量が所定量以下となった等の画像形成装置の状態等をホスト機器に通知する。１２６０は画像形成装置全体を制御する制御回路であり、ＣＰＵやメモリ等を含んでいる。
【００４１】
以下、このような画像形成装置の定着器（定着装置）に用いられる本発明に係る加熱装置の第１の実施形態について説明する。なお、加熱装置の電気的構成（制御構成）は、上記で従来例に関して説明した図５に示したものと同様であるので説明を省略する。
【００４２】
図１は、本発明に係る加熱装置の第１の実施形態の位相制御方法を説明する図である。本実施形態では２つのヒータをそれぞれ位相制御する場合について説明する。また、説明を簡単にするため、２つのヒータＡ及びＢは、同一の抵抗値とし、２つのヒータの位相を別個に制御をしながら共通の電源から通電することを前提とする。
【００４３】
まず、両方のヒータにおいて高調波歪みや端子雑音を低減するために、通電率で半波の４１％〜５９％、位相角では８１°から９９°の期間と２６１°から２７９°の期間とを第１の通電開始禁止期間として設定する。このような通電開始禁止期間を設けるのは、ヒータの発熱量を上げるためにヒータの抵抗値を下げると、例え一方だけであってもこれらの期間内に通電開始した場合、短時間に急激な電力変動が発生し、高調波歪みや端子雑音が悪化するからである。
【００４４】
次に、第１の通電開始禁止期間を避けながらヒータＡについて通電率７５％となるように制御を行う。
【００４５】
図２は、本実施形態における２周期分の電流波形（通電パターン）を示す図である。本実施形態では４つの半波、つまり商用交流電源の２サイクルを１つの組として通電パターンを設定し、この通電パターンを繰り返して制御を行う。
【００４６】
（ａ）に示すように、ヒータＡについては最初の２つの半波で６０％の通電率、次の２つの半波で９０％の通電率として２周期の合計で７５％の通電率を達成している。
【００４７】
次に、ヒータＢについての制御であるが、本実施形態ではヒータＡとの電力比率を１：１とすることを制御条件としているので、ヒータＡと同様に７５％の通電率となるような位相角を選択する。
【００４８】
ただし、位相角が９０°や２７０°に近い箇所で２つのヒータが同時にオンした場合、当然のことながら高調波歪みや端子雑音が悪化してしまうので、ヒータＡが通電比率２０％から８０％の期間内にオンとなっている場合には、同じ期間内にヒータＢの通電を開始しないように制御する。このため、図１に示すように、ヒータＡが通電比率２０％から８０％の期間（位相角で６１°から１１９°までの期間又は２４１°から２９９°までの期間）内にオンとなっている場合には、ヒータＢに対しては通電比率２０％から８０％の期間（位相角で６１°から１１９°までの期間と２４１°から２９９°までの期間）とを第２の通電開始禁止期間として設定する。
【００４９】
図２（ｂ）は、この条件に従ったヒータＢの電流波形を示しており、ヒータＡが通電率６０％でオンとなっている第１及び第２の半波において、ヒータＢは第２の通電開始禁止期間を避けて通電率９０％となるタイミングでオンとなり、ヒータＡが通電率９０％でオンとなっている第３及び第４の半波において、ヒータＢは通電率６０％となるタイミングでオンとなっている。
【００５０】
このような２つのヒータの通電開始条件に加えて、交流波形の正側と負側の通電比率が同じになるようバランスを考慮する。本実施形では２つのヒータの抵抗値が同じであると仮定しているが、実際には製造公差などにより定格値が同じであっても抵抗値に若干のばらつきが生じる。特に大電力で制御を行う場合、この抵抗値のわずかな差が大きな電流値の差となるので、これが原因となって正負の電力バランスが崩れるのを防ぐため、それぞれのヒータについて、正負の通電期間が対称となるように通電パターンを決定する。
【００５１】
以上のような条件を全て満足するパターンを選択した結果、ヒータＢの通電パターンとして、図２（ｂ）のように最初の２つの半波は９０％、続く２つの半波は６０％の通電率とする。
【００５２】
なお、本例では、ヒータＡとヒータＢの通電パターンを比較すると、ヒータＡの第１及び第２の半波の通電パターンとヒータＢの第３及び第４の半波の通電パターンが等しく、ヒータＡの第３及び第４の半波の通電パターンとヒータＢの第１及び第２の半波の通電パターンが等しくなっており、ヒータＡの通電パターンとヒータＢの通電パターンとは互いに相補的であるが、上記のような条件を満たしていれば、２つのヒータの通電パターンが互いに相補的である必要はない。
【００５３】
図３は、本実施形態のヒータの位相制御方式における通電率と制御位相角、及び商用交流電源の周波数が５０Ｈｚのときの通電開始タイミング（オンタイミング）との関係を示す表（設定テーブル）である。
【００５４】
ここでオンタイミングとは、商用交流電源の半波の時間を２５５等分して表の通電率に応じて、図１の（ｂ）又は（ｄ）に示されるようなトリガパルスを出力するタイミングであり、図１（ｆ）のゼロクロス検出パルス信号からの遅延時間（msec）で表している。
【００５５】
図３には通電率およそ１０％毎にオンタイミングが示されているが、より細かく分割してもよい。更に、通電率毎に２つのヒータの通電パターンを複数設けたテーブルを予め作成し、該テーブルから通電パターンを選択するようにしてもよい。
【００５６】
同様に例えば０〜１００％の通電率に対して５％刻みで通電パターンを対応させたテーブルを作成し、温度センサで検出した温度と目標温度との差分から次回の通電パターンを選択して温度制御を行うようにしてもよい。
【００５７】
これにより、交流波形の正負対称制御を行いながら、高調波歪みや端子雑音を低減し、且つ高精度の温度制御が可能となる。
【００５８】
なお、本実施形態では２つのヒータを有する加熱装置を例に挙げて説明したが、ヒータの数が増えても上記と同様の考え方で制御することが可能である。更に、２つのヒータの抵抗値や通電率についても説明の都合上同じであると仮定して説明したが、異なっていても上記と同様の考え方で制御可能である。これらは加熱装置を使用する状況に応じて適宜決定すればよい。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る係る加熱装置の第２の実施形態について説明する。なお、以下では上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。
【００６０】
ヒータを有する加熱装置の電力制御において、急激な電力変動または周期的な電力変動を行うと、同じ電源に接続された、特に照明機器にちらつき（フリッカ）が発生してしまう。
【００６１】
本願ではヒータの温度制御に関して説明をしているが、例えば熱を消費する負荷が一定で環境にも変化が無いような場合、温度制御はあるところでほぼ安定して同じ動作を繰り返す状態となることが生じ得る。
【００６２】
このような状態において、第１の実施形態で説明したように通電率に応じて所定のパターンを設定した場合、四半波毎に同じパターンが連続して繰り返されることとなり、周期的な電力変動が起こることを意味している。
【００６３】
本実施形はこの周期的な電力変動によるフリッカの発生を防止することを目的としており、同じ又は同様のパターンを繰り返さないように制御するものである。
【００６４】
図４は、本実施形態における２周期分の電流波形（通電パターン）の例を示す図である。この図を参照して、本実施形態の通電パターンの選択方法について説明する。
【００６５】
電力変動を周期的にしないためには、同じまたは似ている通電パターンを繰り返さないことが重要である。このために、本実施形態では通電率が近い通電パターン同士が類似した通電パターンとならないように、図３のような設定テーブルに対応した通電パターンを予め設定しておく。
【００６６】
本実施形態では、類似関係（似ている／似ていない）を判断するための基準として、２つの通電パターンのそれぞれ対応する半波毎に通電率の差を計算し、四つの差の絶対値の和（合計）を類似度として算出する。そしてこの類似度が所定値よりも大きければ２つの通電パターンは似ていないと判断し、所定値以下の場合には２つの通電パターンは似ていると判断する。
【００６７】
図中（ａ）のパターンは通電率５０％の通電パターン、（ｂ）は通電率４５％の通電パターンの例である。この２つの通電パターンについて、それぞれの半波ごとの通電率差の合計を算出した類似度は２０となっている。類似度の閾値として３０を設定し、類似度が閾値（３０）以下の場合には２つの通電パターンは似ていると判断すると想定すると、この２つのパターンは似ていると判断される。
【００６８】
実際の制御において温度がある程度飽和している状態では、通電率が同じか近い通電パターンが連続して選択される可能性が高いが、このように近い通電率のパターンが全て似ていると判断されると選択の幅が狭まってしまう。これを避けるため、通電率４５％の通電パターンを（ｃ）のように設定し直してみると、（ａ）の通電パターンとの類似度は１２０まで大きくなり、２つの通電パターンは似ていないと判断されるため、極端な場合には（ａ）の通電パターンと（ｃ）の通電パターンとをセットにして２つの通電パターンを繰り返すように制御しても、電力変動によるフリッカの発生を防止できる。
【００６９】
このように、設定テーブルにおいて、隣接する２つの通電率の通電パターン間の類似度が大きくなるように、通電パターンを対応させる。
【００７０】
次に、通電率が高い場合について検討する。図中（ｄ）は通電率９５％、（ｅ）は通電率９０％の通電パターンをそれぞれ示しており、この２つの通電パターンの類似度を上記と同様にして算出すると２０となる。このため、上記の例と同様に類似度の閾値を３０とすると、この２つの通電パターンは似ているため繰り返して用いることはできないことになる。
【００７１】
しかしながら、このように通電率が極端に高い場合、更に通電率が極端に低い場合には、オフまたはオン時間が長くなるため通電パターン間の差がどうしても少なくなる傾向となる。この場合オフまたはオン時間が長いことから前後の半波間で電力変動分が少なくなるはずなので、通電率がある値より低いまたはある値より高い場合、例えば通電率が２０％以下及び８０％以上の場合には、上記のような類似度の閾値を適用しないことにする。
【００７２】
次に、通電パターンの選択であるが、何度も同じパターンまたは類似した通電パターンを繰り返すと、ちらつきが生じやすいので、同じ通電率に対して複数の通電パターンが設定されている場合には、例えば２回同じまたは類似した通電パターンを選択したら、必ず次は似ていない通電パターンを選択するように通電パターンの選択順序を制御する。
【００７３】
以上説明したように本実施形態によれば、第１の実施形態に加えて、フリッカの発生を一層確実に防止することができる。
【００７４】
＜他の実施形態＞
以上説明した実施形態は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の定着装置などに用いられる加熱装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、本発明は他の装置の加熱装置にも適用できる。
【００７５】
また、上記の実施形態において、通電パターンに含まれるサイクル数、第１及び第２の通電禁止期間、ゼロクロス検出パルスに対する遅延時間、などに関して設定した値はあくまで一例であり、本発明を適用する装置の使用環境や使用条件に応じて適切な値を適宜設定すればよい。
【００７６】
本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置（例えば画像形成装置）に適用しても良い。
【００７７】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【００７８】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の範囲には、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る加熱装置の第１の実施形態の位相制御方法を説明する図である
【図２】第１の実施形態における２周期分の電流波形（通電パターン）を示す図である。
【図３】第１の実施形態における通電率と制御位相角、及び商用交流電源の周波数が５０Ｈｚのときの通電開始タイミングとの関係を示す表である。
【図４】本発明の第２の実施形態における２周期分の電流波形（通電パターン）の例を示す図である。
【図５】加熱装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】従来のヒータの位相制御方式における波形の例を示す図である。
【図７】従来のヒータの位相制御方式における波形の例を示す図である。
【図８】従来のヒータの位相制御方式における波形の例を示す図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【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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