(57)【要約】【課題】フリッカの発生と高調波電流の影響とをともに確実に抑制することができるヒータ制御装置、ヒータ制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】温度センサ（温度検知手段）が検知した定着ローラの表面温度に基づいて、必要電圧推定部（必要電圧推定手段）が定着ローラの加熱に必要な電圧パターンを推定する。そして、加熱制御部（加熱制御手段）が、推定された電圧パターンを、記憶手段であるＲＯＭに記憶された、交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、連続する４半波領域（第１半波領域、第２半波領域、第３半波領域、第４半波領域）を１周期とする複数の電圧パターン（第１の電圧パターン、第２の電圧パターン、第３の電圧パターン）の中から選択する。加熱制御部は、さらに、選択された電圧パターンをヒータ（加熱手段）に供給することによって、定着ローラの表面温度を制御する。【選択図】図６
2018087922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を供給することによって定着ローラを加熱する加熱手段と、
前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、
前記交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する４半波領域を１周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、
前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項２】
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記４半波領域の中の任意の１半波領域から順に通電時間を増加させる第１の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のヒータ制御装置。
【請求項３】
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記４半波領域の中の隣接しない２つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える通電時間をともに増加させる第２の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒータ制御装置。
【請求項４】
前記電圧パターンは、前記加熱手段に供給する電力の増加に応じて、前記４半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える通電時間をともに増加させる第３の電圧パターンを含む
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項５】
前記加熱制御手段は、前記複数の電圧パターンの中から、前記加熱手段の消費電力の大きさと、前記電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回るかの余裕を示す高調波マージンと、に基づいて、前記電圧パターンを選択する
ことを特徴とする請求項４に記載のヒータ制御装置。
【請求項６】
前記加熱制御手段は、前記４半波領域の前記通電時間の総和の変動が所定値以内であって、なおかつ、同じ電圧パターンを所定時間以上供給していることを条件として、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンを選択して前記加熱手段に供給する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のヒータ制御装置。
【請求項７】
前記加熱制御手段は、前記通電時間の割合の変動量を制御している期間は、フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを選択して前記加熱手段に供給する
ことを特徴とする請求項４から請求項６のいずか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項８】
前記必要電圧推定手段は、さらに、前記４半波領域における通電時間を一定に保ったままで、各半波領域の通電時間をそれぞれ変更する機能を有する
ことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項９】
定着ローラの表面温度を検知する温度検知ステップと、
前記表面温度と前記定着ローラを加熱する加熱手段に供給する交流電圧の電圧値とに基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定ステップと、
前記交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する４半波領域を１周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンの中から、前記必要電圧推定ステップによって推定された電圧パターンを選択する電圧パターン選択ステップと、
選択された前記電圧パターンを加熱手段に供給する電圧供給ステップと、
を有することを特徴とするヒータ制御方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
交流電圧によって加熱された定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、
前記交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する４半波領域を１周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、
前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、
して機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータ制御装置、ヒータ制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙などの記録部材に転写されたトナー像を定着ユニットで加熱・定着させる画像形成装置では、ユーザの利便性やエネルギー効率を考慮して定着ユニットの温度を適切に制御している。定着ユニットは、ハロゲンヒータなどのヒータを内蔵した加熱ローラ、加熱ローラの表面温度を検知する温度センサ等を備え、ヒータ制御装置は、ヒータの表面温度と目標温度とに基づいて、ヒータの通電制御を行って、定着ユニットの温度を設定温度に制御する。制御方法としては、商用交流電圧波形の半周期毎（半波毎）にスイッチング素子をオン／オフする波数制御、および商用交流電圧波形の半周期毎にスイッチング素子をオン／オフする位相を制御する位相制御、いわゆるＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御によって、ヒータに供給する電圧を制御する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、定着ユニットは、印刷の短時間化の要求から、表面温度が設定温度にまで上昇するのに要する時間を短縮するために１０００ワット以上の大電力のヒータを実装している。係る大電力のヒータに通電した際には、温度制御の初期段階に突入電流が生じることが知られている。特に、ハロゲンヒータは温度が低い状態では抵抗値が小さいため、温度が低下している温度制御の初期段階において突入電流がより大きくなりやすい。この突入電流の発生によって、電源である交流電圧が低下して、定着ユニットと電源系統を共にする蛍光灯などにフリッカ（蛍光灯のチラツキ等となって現れる）を生じさせる。
【０００４】
さらに、電源投入時の安定時間短縮のために、ヒータのワット数を大きくすると、ヒータのオンオフ状態を交流電源波形の半波単位で切り換える波数制御を行う場合に、ヒータの立ち上げ時に突入電流が大きくなるため、フリッカが発生しやすい。一方、ヒータに供給する電圧のデューティ比を制御する位相制御を行う場合、ヒータの立ち上げ時の突入電流を小さくして電圧変動によるフリッカの発生を抑制することはできるものの、位相制御を行うことによって交流波形が大きく歪められてしまうため、高調波電流が発生しやすくなる。発生した高調波電流は、周辺機器や電源系統を誤動作させる原因となる。
【０００５】
こうした問題に対して、特許文献１に記載された定着装置は、メインヒータとサブヒータの各半波同士が同時期に全点灯または全消灯とならないようにすることによって高調波電流の発生を抑制している。しかしながら、この方法はメインヒータとサブヒータをともに備える構成を前提としているため、ヒータを１本のみ備える定着ユニットには適用できなかった。また、特許文献１に記載された定着装置にあっては、フリッカの影響と高調波電流の影響とをともに抑制できるような最適化がなされていなかった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒータが１本の構成であっても、フリッカの発生と高調波電流の影響と、をともに確実に抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、交流電圧を供給することによって定着ローラを加熱する加熱手段と、前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段の検知結果および前記交流電圧の電圧値に基づいて、前記定着ローラの表面温度を目標温度まで加熱するために必要な電圧パターンを推定する必要電圧推定手段と、前記交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、前記交流電圧の連続する４半波領域を１周期とする、前記加熱手段に供給する複数の電圧パターンを記憶した記憶手段と、前記必要電圧推定手段の推定結果に対応する前記電圧パターンを選択して、選択した前記電圧パターンを前記加熱手段に供給することによって、前記定着ローラの表面温度を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フリッカの発生と高調波電流の影響とをともに抑制することができるヒータ制御装置、ヒータ制御方法およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態の画像形成装置が備えるヒータ制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は交流電源が供給する電圧パターンの諸元を示す図である。図３（ｂ）は規定の電源インピーダンスを想定した際の供給電圧パターンテーブルの一例を示す図である。図３（ｃ）は電圧検知部が実際に検知した交流電圧に基づいて算出した電源インピーダンスを考慮した供給電圧パターンテーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、供給電圧テーブルが記憶する電圧パターンの一例をテーブルとして表した図であり、図４（ａ）は第１の電圧パターンの一例を示す図である。図４（ｂ）は第２の電圧パターンの一例を示す図である。図４（ｃ）は第３の電圧パターンの一例を示す図である。
【図５】図５は、供給電圧テーブルが記憶する電圧パターンの一例をグラフ化して表した図であり、図５（ａ）は第１の電圧パターンの一例を示す図である。図５（ｂ）は第２の電圧パターンの一例を示す図である。図５（ｃ）は第３の電圧パターンの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の電圧パターン、第２の電圧パターン、第３の電圧パターンの一例を、それぞれ模式化して表した図である。
【図７】図７は、第３の電圧パターンを調節することによって、高調波電流の発生を抑制する方法について説明する図である。
【図８】図８は、ヒータ制御装置が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、電圧パターン決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、電圧パターン切換処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、ソフトスタート処理の概要を示す図である。
【図１２】図１２は、ソフトストップ処理の概要を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態の画像形成装置が備えるヒータ制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態において、２本のヒータともに第１の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図１４（ａ）は一方のヒータに点灯デューティ比０〜２５％の電圧を供給する場合の例である。図１４（ｂ）は一方のヒータに点灯デューティ比２５〜５０％の電圧を供給する場合の例である。図１４（ｃ）は一方のヒータに点灯デューティ比５０〜７５％の電圧を供給する場合の例である。図１４（ｄ）は一方のヒータに点灯デューティ比７５〜１００％の電圧を供給する場合の例である。
【図１５】図１５は、第２の実施の形態において、一方のヒータに第１の電圧パターンを供給して、他方のヒータに第２の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図１５（ａ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比０〜２５％の電圧を供給する場合の例である。図１５（ｂ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比２５〜５０％の電圧を供給する場合の例である。図１５（ｃ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比５０〜７５％の電圧を供給する場合の例である。図１５（ｄ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比７５〜１００％の電圧を供給する場合の例である。
【図１６】図１６は、第２の実施の形態において、一方のヒータに第１の電圧パターンを供給して、他方のヒータに第３の電圧パターンを供給する場合の供給電圧テーブルの一例を示す図であり、図１６（ａ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比０〜２５％の電圧を供給する場合の例である。図１６（ｂ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比２５〜５０％の電圧を供給する場合の例である。図１６（ｃ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比５０〜７５％の電圧を供給する場合の例である。図１６（ｄ）は第１の電圧パターンとして点灯デューティ比７５〜１００％の電圧を供給する場合の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、ヒータ制御装置の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係るヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。実施の形態の画像形成装置１００は、図１に示すように、画像を読み取るスキャナ部１０と、スキャナ部１０で読み取った画像に対して所定の画像処理を施し、処理を施した後の画像に応じたトナー像を転写紙に転写するエンジン部２０と、転写紙を格納するための給紙トレイ３０と、エンジン部２０で転写紙に転写されたトナー像を定着させるための定着装置５０とから構成されている。なお、本発明に係るヒータ制御装置は、定着装置５０に備えられる。
【００１２】
スキャナ部１０では、原稿をスキャン露光することによって、原稿に係る文書情報を画像信号に変換し、当該画像信号をエンジン部２０に出力する。
【００１３】
スキャナ部１０から画像信号が出力されると、エンジン部２０では、スキャナ部１０から出力された画像信号に対して、色変換、階調補正などの画像処理を施す。そして、エンジン部２０では、画像処理を施した画像に応じて静電潜像を像担持体（不図示）に作像し、作像した静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する。エンジン部２０は、さらに、形成したトナー像を給紙トレイ３０から搬送路４０を介して搬送された転写紙に転写して、当該転写紙を、搬送路４０を介して定着装置５０に向けて送り出す。
【００１４】
トナー像が転写された転写紙がエンジン部２０から搬送路４０を介して定着装置５０に送り出されると、定着装置５０では、円筒状の定着ローラ５１ａによる熱と加圧ローラ５１ｂによる圧力により、転写紙に転写されているトナー像を定着させて、排紙トレイ（不図示）に向けて排紙する。
【００１５】
図２は、画像形成装置１００が備えるヒータ制御装置６０の要部構成を示すブロック図である。ヒータ制御装置６０は、図２に示すように、定着装置５０に備えられて、定着ローラ５１ａと、ヒータ５２と、交流電源５３と、トライアック５４と、温度センサ５５と、制御部５６と、ゼロクロス検知部５７と、電圧検知部５８とを有する。
【００１６】
定着ローラ５１ａは、加圧ローラ５１ｂ（図１）と圧接しながら回転して、転写紙に転写されているトナー像を定着させる。
【００１７】
ヒータ５２は、加熱手段の一例であり、定着ローラ５１ａに内蔵されて、転写紙に転写されているトナー像を熱で溶かし、転写紙の繊維の中に埋め込み定着させる。なお、ヒータ５２には、例えば、ハロゲンランプを点灯した際に発生する放射熱によって加熱を行うハロゲンヒータが用いられる。
【００１８】
交流電源５３は、ヒータ５２に対して交流電圧を供給する。本実施の形態では、時間とともに正弦波状に変化する交流電圧を供給するものとする（図３（ａ）参照）。
【００１９】
トライアック５４は、スイッチング手段であり、交流電源５３から供給される交流電圧を、制御部５６から指示されたタイミングでスイッチング（オン／オフ）する。そして、トライアック５４は、スイッチングされた交流電圧をヒータ５２に供給する。なお、トライアック５４がオン時には、ヒータ５２が通電して発熱する。そして、トライアック５４がオフ時には、ヒータ５２が非通電となる。
【００２０】
温度センサ５５は、温度検知手段の一例であり、定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。温度センサ５５は、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを内蔵しており、当該サーミスタの抵抗値に基づいて定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。温度センサ５５は、定着ローラ５１ａに内蔵してもよいし、また、温度センサ５５を定着ローラ５１ａの表面に対向する位置に設置して、定着ローラ５１ａの表面温度を非接触で計測してもよい。
【００２１】
ゼロクロス検知部５７は、交流電源５３から供給される交流電圧が０ボルトをプラス側からマイナス側、またはマイナス側からプラス側に横切るタイミング（以下、ゼロクロスのタイミングと呼ぶ）を検知する。そして、ゼロクロス検知部５７は、ゼロクロスのタイミングを検知した場合に、制御部５６に対して、ゼロクロス検知信号を出力する。
【００２２】
電圧検知部５８は、交流電源５３から供給される交流電圧の電圧値ｅを検知する。そして、電圧検知部５８は制御部５６に対して、検知した電圧値ｅを出力する。
【００２３】
制御部５６は、温度センサ５５が測定した定着ローラ５１ａの表面温度と、ゼロクロス検知部５７が検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、電圧検知部５８が検知した交流電圧の電圧値ｅとに基づいて、交流電圧をスイッチングするタイミングを決定する。そして、制御部５６は、決定したタイミングに基づいてトライアック５４を動作させる。
【００２４】
制御部５６は、図２に不図示のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、入出力インタフェースとがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶しているプログラムを読み出して実行する。読み出されたプログラムは、実行可能な形式でＣＰＵ上に展開されて、必要電圧推定部６２と加熱制御部６３とを構成する。ＲＯＭは、記憶手段の一例であり、前記したプログラムと、ヒータ５２が備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを登録した供給電圧テーブル６４等を記憶する。
【００２５】
供給電圧テーブル６４は、交流電源５３がヒータ制御装置６０に供給する交流電圧の２周期分、すなわち４半波を１周期として、加熱手段であるヒータ５２が備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを記憶する。供給電圧テーブル６４は、例えば３種類の異なるテーブル（第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３）を記憶する（図３、図４、図５、図６参照）。
【００２６】
また、ヒータ制御装置６０の制御部５６は、後述する処理（図９参照）を行うことによって、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３に基づいて、図３（ｂ）に記載した供給電圧パターンテーブルＶ１、および図３（ｃ）に記載した供給電圧パターンテーブルＶ２に相当する供給電圧パターンテーブルＶを作成する。そして、供給電圧テーブル６４は、作成された供給電圧パターンテーブルＶを記憶する。
【００２７】
また、供給電圧テーブル６４は、定着ローラ５１ａの表面温度と、供給する交流電圧の点灯デューティ比Ｄｏとの関係を記憶する。この表面温度と点灯デューティ比Ｄｏとの関係は、ヒータ５２に供給する電圧パターンの初期値を決定するために用いる。例えば、定着ローラ５１ａの表面温度が低いときは、点灯デューティ比Ｄｏを大きく設定して多くの電力を供給し、表面温度を短時間で上昇させる。また、印刷動作を繰り返し行って定着ローラ５１ａの表面温度が高くなっているときは、点灯デューティ比Ｄｏを小さく設定して供給する電力を少なくする。
【００２８】
さらに、供給電圧テーブル６４は、ヒータ制御装置６０に所定の電圧パターンを供給した際の高調波マージンを、電圧パターン（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）毎および位相デューティ比Ｄｐ毎に記憶する。高調波マージンとは、電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回っているかの余裕を示す量である。詳しくは後述する。また、位相デューティ比Ｄｐとは、ヒータ制御装置６０に電圧の供給を開始するタイミングを示す値である。詳しくは後述する。
【００２９】
必要電圧推定部６２は、必要電圧推定手段の一例であり、温度検知手段である温度センサ５５の検知結果に基づいて、定着ローラ５１ａの表面を目標温度まで加熱するために供給する交流電圧を推定する。そして、必要電圧推定部６２は、推定した交流電圧に近似する交流電圧パターンを、供給電圧テーブル６４の中から選択して読み出す。より詳しくは、必要電圧推定部６２が推定した点灯デューティ比Ｄｏに対応する交流電圧パターンを、供給電圧パターンテーブルＶの中から選択して読み出す。必要電圧推定部６２は、供給する交流電圧パターンを選択する際に、例えばヒータ５２の消費電力を参照してもよい。すなわち、消費電力の大きいヒータ５２を使用する際には、高調波電流に対して有利な電圧パターンを選択するのが望ましい。
【００３０】
また、必要電圧推定部６２は、供給電圧テーブル６４の中から選択した交流電圧パターンを、高調波電流に対して有利になるように、必要に応じて調節する。電圧パターンの具体的な調節方法について、詳しくは後述する（図７参照）。
【００３１】
加熱制御部６３は、加熱制御手段の一例であり、必要電圧推定部６２が推定結果に基づいて供給電圧テーブル６４から読み出した供給電圧パターンテーブルＶに対応する交流電圧をヒータ５２に供給することによって、定着ローラ５１ａの表面温度を制御する。
【００３２】
（供給電圧テーブルの説明）
次に、記憶手段であるＲＯＭが記憶する供給電圧テーブル６４の内容について、図３、図４、図５、図６を用いて説明する。
【００３３】
図３は、供給電圧テーブル６４が記憶する供給電圧パターンテーブルＶの一例を示す図であり、図３（ａ）は、図２に示した交流電源５３が供給する電圧パターンの諸元を示す図である。図３（ｂ）は規定の電源インピーダンスを想定した際の供給電圧パターンテーブルＶ１の一例を示す図である。図３（ｃ）は、電圧検知部５８（図２）が実際に検知した交流電圧に基づいて算出した電源インピーダンスを考慮した供給電圧パターンテーブルＶ２の一例を示す図である。
【００３４】
供給電圧テーブル６４は、交流電源５３が供給する交流電圧の４半波を１周期として記述されている。図３（ａ）は、供給電圧テーブル６４の記述内容を説明するために必要な諸元を示す。
【００３５】
交流電源５３が供給する電圧値ｅは、波高値ｅ０を有する周期Ｔの正弦波で記述されるものとする。そして、時間経過順に連続した交流電圧の４半波を構成する４つの半波領域を、図３（ａ）に示すように、時間経過順に第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄとする。すなわち、時刻をｔとしたとき、第１半波領域ａは０≦ｔ＜Ｔ／２の時間範囲を表す。同様に、第２半波領域ｂはＴ／２≦ｔ＜Ｔの時間範囲を表し、第３半波領域ｃはＴ≦ｔ＜３Ｔ／２の時間範囲を表し、第４半波領域ｄは３Ｔ／２≦ｔ＜２Ｔの時間範囲を表す。本実施の形態のヒータ制御装置６０は、図３（ａ）に示す４半波、すなわち２Ｔを制御周期として、ヒータ５２が備えるハロゲンランプに供給する交流電圧を制御する。例えば、交流電源５３として５０Ｈｚの１００Ｖ商用交流電源を用いる場合には、制御周期は２Ｔ＝４０ｍｓｅｃとなる。
【００３６】
図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す供給電圧パターンテーブルＶ１、Ｖ２は、点灯デューティ比Ｄｏと、位相デューティ比Ｄｐ（Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄ）とを定義したテーブルである。点灯デューティ比Ｄｏ（０≦Ｄｏ≦１００％）は、交流電源５３が制御周期２Ｔに亘って供給する電圧のうち何％が、ヒータ５２が備えるハロゲンランプに供給されるかを示す。すなわち、例えば点灯デューティ比Ｄｏ＝５０％とは、図３（ａ）に示す制御周期２Ｔの正弦波と電圧値ｅ＝０とがなす面積のうち、５０％の面積に相当する時間に亘って交流電圧が供給される（電力が供給される）ことを表す。
【００３７】
また、位相デューティ比Ｄｐ（０≦Ｄｐ≦１００％）は、各半波領域ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける交流電圧の供給継続時間を、半波領域の時間間隔（図３（ａ）におけるＴ／２）に対する割合で示した値である。すなわち、位相デューティ比Ｄｐは、各半波領域（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に対してそれぞれ定義される。ここでは、半波領域ａ、ｂ、ｃ、ｄにおける位相デューティ比Ｄｐを、それぞれＤｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄとする。例えば、位相デューティ比Ｄｐａ＝２０％とは、第１半波領域ａにおいて、第１半波領域ａの時間間隔Ｔ／２の２０％の時間、すなわち、時刻ｔ＝２Ｔ／５に電圧の供給を開始して、時刻ｔ＝Ｔ／２に至るまで、Ｔ／１０の時間に亘って交流電圧の供給を継続することを表す。これを図３（ａ）に図示すると、領域Ｒで示す波形の電圧を供給することを示す。位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄについても同様に定義される。なお、電圧の供給を開始するタイミングは、前述したように時刻で指定する他に、交流電源５３が供給する正弦波状の交流電圧の位相角で指定してもよい。
【００３８】
交流電源５３の内部抵抗である電源インピーダンスＺは０ではなく、所定の値を有する。したがって、図２の回路に通電すると、交流電源５３が有する電源インピーダンスＺに応じた電圧降下が発生する。そのため、交流電源５３が波高値ｅ０を有している場合であっても、実際にヒータ５２に供給される交流電圧波形の波高値は
ｅ０よりも小さくなる。すなわち、所定の電力をヒータ５２に供給しようとした場合には、当該所定の電力よりも高い電力を供給する必要がある。したがって、電源インピーダンスＺを０と仮定したときに算出される位相デューティ比Ｄｐよりも高い位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する必要がある。
【００３９】
図３（ｂ）は、交流電源５３が規定の電源インピーダンスＺを有する場合にヒータ５２に供給する供給電圧パターンテーブルＶ１の一例である。また、図３（ｃ）は、電圧検知部５８（図２）が検知した電圧に基づいて算出した電源インピーダンスＺに基づいて設定した供給電圧パターンテーブルＶ２の一例である。なお、電源インピーダンスＺは、電圧検知部５８が検知した電圧ΔＶとヒータ５２に流れる電流Ｉとに基づいて、Ｚ＝ΔＶ／Ｉによって算出される。このように、本実施の形態では、予めヒータ５２に交流電圧を供給して電源インピーダンスＺを測定し、電源インピーダンスＺに対応した電圧パターンを作成して、供給電圧テーブル６４として記憶しておく。なお、画像形成装置１００は、供給電圧テーブル６４に、電源インピーダンスＺに応じて複数の供給電圧パターンテーブルＶを予め記憶しておいてもよい。この場合、画像形成装置１００は、測定された電源インピーダンスＺに対応した供給電圧パターンテーブルＶを選択して読み出す。
【００４０】
次に、図４（ａ）〜図４（ｃ）は、それぞれ、供給電圧テーブル６４が記憶する、交流電源５３がヒータ制御装置６０に供給する交流電圧の２周期分、すなわち４半波を１周期とした基準となる電圧パターンを、前述した図３（ｂ）、図３（ｃ）と同じフォーマットでテーブル化した図である。図４（ａ）は第１の電圧パターンＥ１を示す。図４（ｂ）は第２の電圧パターンＥ２を示す。そして、図４（ｃ）は第３の電圧パターンＥ３を示す。第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３は、それぞれ、供給電圧パターンテーブルＶと同じフォーマット、すなわち、点灯デューティ比Ｄｏと位相デューティ比Ｄｐとの関係で記述される。なお、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３の内容については後述する。
【００４１】
そして、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、それぞれ、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３をグラフ化した図である。
【００４２】
例えば、図５（ａ）は、第１の電圧パターンＥ１を、横軸を点灯デューティ比Ｄｏ、縦軸を位相デューティ比Ｄｐとして表したものである。以下、図５（ａ）〜図５（ｃ）を用いて、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３について説明する。
【００４３】
第１の電圧パターンＥ１は、制御周期２Ｔの中で加熱手段であるヒータ５２に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の中の任意の１半波領域から順に位相デューティ比Ｄｐを増加させる（各半波領域において電圧の供給を開始する時刻を前倒しする）電圧パターンである。
【００４４】
第１の電圧パターンＥ１は、時間経過順に連続した第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄのそれぞれにおいて、以下のように定義される。すなわち、点灯デューティ比Ｄｏが２５％以下である場合には、第１半波領域ａの位相デューティ比Ｄｐａを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ１）。そして、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃおよび第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄを、ともに０％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ２）。なお、交流電源５３から供給される電圧値ｅは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Ｄｐａは、区間Ｑ１において、点灯デューティ比Ｄｏに対して非線形に単調増加する。後述する区間Ｑ４、Ｑ７、Ｑ１０についても同様である。
【００４５】
また、第１の電圧パターンＥ１は、点灯デューティ比Ｄｏが２５％よりも大きく５０％以下である場合には、第１半波領域ａの位相デューティ比Ｄｐａを１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ３）。そして、第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐｃを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図４（ａ）の区間Ｑ４）。さらに、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｄを、ともに０％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ５）。
【００４６】
さらに、第１の電圧パターンＥ１は、点灯デューティ比Ｄｏが５０％よりも大きく７５％以下である場合には、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃを、ともに１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ６）。そして、第２半波領域ｂの位相デューティ比Ｄｐｂを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ７）。さらに、第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｄを０％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ８）。
【００４７】
第１の電圧パターンＥ１は、点灯デューティ比Ｄｏが７５％よりも大きい場合には、第１半波領域ａ、第３半波領域ｃおよび第２半波領域ｂの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃ、Ｄｐｂを、ともに１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ９）。そして、第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｄを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図５（ａ）の区間Ｑ１０）。
【００４８】
次に、図５（ｂ）に示す第２の電圧パターンＥ２は、点灯デューティ比Ｄｏと、位相デューティ比Ｄｐ（Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄ）とを、図５（ａ）とは別の関係で定義したテーブルである。
【００４９】
第２の電圧パターンＥ２は、制御周期２Ｔの中で加熱手段であるヒータ５２に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の中の隣接しない２つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Ｄｐ（通電時間）をともに増加させる電圧パターンである。
【００５０】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、第２の電圧パターンＥ２は、時間経過順に連続した各半波領域において、点灯デューティ比Ｄｏが５０％以下である場合には、第１半波領域ａおよび第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図５（ｂ）の区間Ｑ１１）。そして、第２半波領域ｂおよび第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｄを、ともに０％に設定する（図５（ｂ）の区間Ｑ１２）。なお、交流電源５３から供給される電圧値ｅは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃは、区間Ｑ１１において、点灯デューティ比Ｄｏに対して非線形に単調増加する。後述する区間Ｑ１４についても同様である。
【００５１】
また、第２の電圧パターンＥ２は、点灯デューティ比Ｄｏが５０％よりも大きい場合には、第１半波領域ａおよび第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃを、ともに１００％に設定する（図５（ｂ）の区間Ｑ１３）。そして、第２半波領域ｂおよび第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｄを、点灯デューティ比Ｄｏに応じて０％から１００％に設定する（図５（ｂ）の区間Ｑ１４）。
【００５２】
さらに、図５（ｃ）に示す第３の電圧パターンＥ３は、点灯デューティ比Ｄｏと、位相デューティ比Ｄｐ（Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄ）とを図５（ａ）、（ｂ）とは別の関係で定義したテーブルである。
【００５３】
第３の電圧パターンＥ３は、制御周期２Ｔの中で加熱手段であるヒータ５２に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Ｄｐ（通電時間）をともに増加させる電圧パターンである。
【００５４】
すなわち、図５（ｃ）に示すように、第３の電圧パターンＥ３は、時間経過順に連続した各半波領域において、位相デューティ比Ｄｐ（Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄ）を、点灯デューティ比Ｄｏに応じて、０％から１００％に設定する（図５（ｃ）の区間Ｑ１５）。そして、各位相デューティ比（Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄ）は、それぞれ等しい値に設定される。なお、交流電源５３から供給される電圧値ｅは正弦波状に変化するため、位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｂ、Ｄｐｃ、Ｄｐｄは、区間Ｑ１５において、点灯デューティ比Ｄｏに対して非線形に単調増加する。
【００５５】
続いて、図６は、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３の一例を、それぞれ模式化して表した図である。
【００５６】
図６に示すように、第１の電圧パターンＥ１は、点灯デューティ比Ｄｏが２５％以下である場合（電圧波形Ｗ１１）には、第１半波領域ａにおいて、交流電源波形の１半波内の任意の位相において電圧供給のＯＮ／ＯＦＦを切り換える位相制御を行う。なお、第１半波領域ａにおいて位相制御を行うのは一例であって、他の任意の半波領域の１つにおいて位相制御を行っても構わない。
【００５７】
そして、点灯デューティ比Ｄｏが２５〜５０％の場合（電圧波形Ｗ１２）には、第１半波領域ａの全域に亘って電圧（交流電圧）を供給するとともに、第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。なお、全域に亘って電圧を供給する半波領域は、図６の電圧波形Ｗ１１において、位相制御を行った半波領域とする。例えば、電圧波形Ｗ１１において第２半波領域ｂにおいて位相制御を行った場合には、電圧波形Ｗ１２において、第２半波領域ｂの全域に亘って電圧を供給するとともに、第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄにおいて位相制御を行う。
【００５８】
さらに、点灯デューティ比Ｄｏが５０〜７５％の場合（電圧波形Ｗ１３）には、第１半波領域ａ、第３半波領域ｃの全域に亘って電圧を供給するとともに、第２半波領域ｂにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。
【００５９】
そして、点灯デューティ比Ｄｏが７５〜１００％の場合（電圧波形Ｗ１４）には、第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃの全域に亘って電圧を供給するとともに、第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。
【００６０】
第２の電圧パターンＥ２は、点灯デューティ比Ｄｏが０〜５０％の場合（電圧波形Ｗ２１、Ｗ２２）には、第１半波領域ａ、および第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。そして、点灯デューティ比Ｄｏが５０〜１００％の場合（電圧波形Ｗ２３、Ｗ２４）には、第１半波領域ａ、第３半波領域ｃの全域に亘って電圧を供給するとともに、第２半波領域ｂ、および第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄにおいて、供給する電圧を位相制御で制御する。
【００６１】
第３の電圧パターンＥ３は、第１半波領域ａ〜第４半波領域ｄの全てにおいて、点灯デューティ比Ｄｏによらずに、供給する電圧を位相制御で制御する（電圧波形Ｗ３１、Ｗ３２、Ｗ３３、Ｗ３４）。
【００６２】
なお、各半波領域における電圧の供給開始のタイミングは、ゼロクロス検知部５７（図２）が検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、各半波領域の位相デューティ比Ｄｐの値を当該半波領域における時間に換算した通電時間ｔｏとを用いて、加熱制御部６３が決定する。具体的には、交流電圧のゼロクロスのタイミングを基準として、そこから１０ｍｓｅｃ−ｔｏだけ経過した時刻に電圧の供給を開始する。ここで、１０ｍｓｅｃは、５０Ｈｚの商用交流電源を用いた場合に、位相デューティ比Ｄｐ＝１００％に対応する１半波領域の時間である。
【００６３】
図６に示した３つの電圧パターン（第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３）を比較すると、フリッカの発生を抑制するという観点では、突入電流が最も小さい第３の電圧パターンＥ３が最も適している。そして、第２の電圧パターンＥ２、第１の電圧パターンＥ１の順に突入電流が大きくなるため、フリッカの発生を抑制する効果が小さくなる。
【００６４】
また、高調波電流の発生を抑制するという観点では、３つの電圧パターンの中で高調波成分が最も少ない第１の電圧パターンＥ１が最も適している。そして、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３の順に高調波成分が多くなるため、高調波電流の発生を抑制する効果が小さくなる。このように、ヒータ５２に供給する電圧パターンを選択することによって、フリッカの発生の抑制と、高調波電流の発生の抑制とを選択的に行うことができる。
【００６５】
さらに、必要電圧推定部６２（図２）は、第３の電圧パターンＥ３を調節することによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。図７は、その方法について説明する図である。
【００６６】
図７に示すように、必要電圧推定部６２は、第３の電圧パターンＥ３の出力電力を一定に保ったまま、すなわち、制御周期２Ｔ内のハッチングの総面積を変えないように（点灯デューティ比Ｄｏを維持したまま）、各半波領域の位相デューティ比Ｄｐを調節することによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。この操作は、例えば、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｄをそれぞれ小さく調節（例えば−１％）して、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃをそれぞれ大きく調節（例えば＋１％）することによって実現される。なお、位相デューティ比Ｄｐを小さく調節することは、電圧の供給を開始する時刻を遅くすること、または、電圧の供給を開始する位相角を大きくすることによって実現できる。逆に、位相デューティ比Ｄｐを大きく調節することは、電圧の供給を開始する時刻を早くすること、または、電圧の供給を開始する位相角を小さくすることによって実現できる。なお、図７において、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐａ、Ｄｐｃをそれぞれ小さく調節して、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｂ、Ｄｐｄをそれぞれ大きく調節しても、同様の効果が得られる。
【００６７】
このように、制御周期２Ｔ内の各半波領域において、高調波成分が多い、小さい位相デューティ比Ｄｐを有する半波領域の数を少なくすることによって、高調波電流の発生を抑制させることができる。そのため、フリッカの発生を抑制できる効果が高い第３の電圧パターンＥ３を用いて、さらに高調波電流の発生も抑制することができる。
【００６８】
（ヒータ制御装置が行う一連の処理の流れの説明）
次に、ヒータ制御装置６０の制御部５６（図２）が行う一連の処理の流れについて、図８を用いて説明する。図８は、ヒータ制御装置６０が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６９】
必要電圧推定部６２は、ヒータ５２に供給する電圧パターンの初期値を決定する電圧パターン決定処理を行う（ステップＳ１０）。なお、電圧パターン決定処理の詳細は後述（図９参照）する。ここで、ステップＳ１０で行う電圧パターン決定処理は、画像形成装置１００に代わって、画像形成装置１００と接続された外部装置で実行してもよい。この場合、外部装置は、複数の供給電圧パターンテーブルＶを予め取得して記憶しておく。そして、外部装置は、画像形成装置１００が測定した電源インピーダンスＺに基づいて、電源インピーダンスＺに対応した供給電圧パターンテーブルＶを選択して読み出してもよい。
【００７０】
続いて、加熱制御部６３は、プリント開始時、定常状態時、プリント終了時等、画像形成装置１００の所定の動作状態を検出して、ヒータ５２に供給する電圧パターンを切り換える電圧パターン切換処理を行う（ステップＳ１２）。なお、電圧パターン切換処理の詳細は後述（図１０参照）する。
【００７１】
続いて、ステップＳ１４において、制御部５６は、画像形成装置１００の電源がオフになったかを確認する。画像形成装置１００の電源がオフであるとき（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）は、ヒータ制御装置６０は、図８の処理を終了する。一方、画像形成装置１００の電源がオフでないとき（ステップＳ１４：Ｎｏ）は、ステップＳ１０に戻る。
【００７２】
（電圧パターン決定処理の流れの説明）
次に、必要電圧推定部６２（図２）が、ヒータ５２に供給する電圧パターン（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）を決定する電圧パターン決定処理の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、必要電圧推定部６２（図２）が行う電圧パターン決定処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップで行われる処理の内容について順を追って説明する。
【００７３】
必要電圧推定部６２は、ヒータ５２に供給する電圧パターンを、点灯デューティ比Ｄｏを０％から１００％まで所定値ずつ増加させながら決定する。なお、図９では、点灯デューティ比Ｄｏを１％ずつ増加させるものとする。まず、必要電圧推定部６２は、点灯デューティ比Ｄｏを０％に設定する（ステップＳ２８）。
【００７４】
次に、必要電圧推定部６２は、図６の中でフリッカの低減効果が最も高い電圧パターンＥ３を設定する（ステップＳ３０）。なお、ステップＳ３０において設定した電圧パターンを、以後、初期波形と呼ぶ。
【００７５】
次に、必要電圧推定部６２は、ステップＳ３０において設定した初期波形を、位相デューティ比Ｄｐの調節を行わず、すなわち、Ｄｐａ＝Ｄｐｂ＝Ｄｐｃ＝Ｄｐｄの状態でヒータ５２に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する（ステップＳ３２）。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）はステップＳ３４に進み、それ以外のとき（ステップＳ３２：Ｎｏ）はステップＳ３６に進む。
【００７６】
なお、高調波マージンが設計目標を上回るとは、高調波の各次数の電流の最大値が、規格値に対して所定のマージンを有し（例えば規格値の８５％以下）、なおかつ、その他次数の電流の最大値が規格値に対して所定のマージンを有する（例えば規格値の５０％以下）等、予め設定した設計目標を達成することを指す。なお、ステップＳ３２で行う判定処理は、具体的には、前述したように、ヒータ制御装置６０に所定の電圧パターン（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）および所定の位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給した際の高調波マージンを予め実験等によって求めて供給電圧テーブル６４に記憶しておき、当該テーブルを参照することによって行う。
【００７７】
ステップＳ３２において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたときに、加熱制御部６３は、ステップＳ３０で設定した初期波形を、位相デューティ比Ｄｐの調節なしにヒータ５２に供給する設定とする（ステップＳ３４）。その後、ステップＳ４６に進む。
【００７８】
一方、ステップＳ３２において、高調波マージンが設計目標を上回っていないと判定された場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）には、必要電圧推定部６２は、ステップＳ３０で設定した初期波形に対して、点灯デューティ比Ｄｏを維持したまま位相デューティ比Ｄｐを調節して（図７参照）ヒータ５２に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する（ステップＳ３６）。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）はステップＳ３８に進み、それ以外のとき（ステップＳ３６：Ｎｏ）はステップＳ４０に進む。
【００７９】
なお、ステップＳ３６で行う位相デューティ比Ｄｐの調節は、例えば、第１半波領域ａの位相デューティ比Ｄｐａと、第１半波領域ａに隣接しない第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐｃと、をそれぞれ１％ずつ増加させて、第２半波領域ｂの位相デューティ比Ｄｐｂと、第２半波領域ｂに隣接しない第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｄと、をそれぞれ１％ずつ減少させて、高調波マージンの大きさの評価を繰り返すことによって実行する。
【００８０】
ステップＳ３６において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）に、加熱制御部６３は、ステップＳ３０で設定した初期波形に対して位相デューティ比Ｄｐを調節した電圧をヒータ５２に供給する設定とする（ステップＳ３８）。その後、ステップＳ４６に進む。
【００８１】
一方、ステップＳ３６において、高調波マージンが設計目標を上回っていない（ステップＳ３６：Ｎｏ）と判定された場合には、必要電圧推定部６２は、ステップＳ３０で設定した初期波形と同じ点灯デューティ比Ｄｏを有する第２の電圧パターンＥ２をヒータ５２に供給した場合に、高調波マージンが設計目標を上回っているかを判定する（ステップＳ４０）。高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）はステップＳ４２に進み、それ以外のとき（ステップＳ４０：Ｎｏ）はステップＳ４４に進む。なお、ステップＳ４０で行う判定処理は、前述したステップＳ３２、Ｓ３６と同様に行う。
【００８２】
ステップＳ４０において、高調波マージンが設計目標を上回っていると判定されたとき（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）に、加熱制御部６３は、第２の電圧パターンＥ２をヒータ５２に供給する設定とする（ステップＳ４２）。その後、ステップＳ４６に進む。
【００８３】
一方、ステップＳ４０において、高調波マージンが設計目標を上回っていないと判定された場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）には、加熱制御部６３は、ステップＳ３０で設定した初期波形と同じ点灯デューティ比Ｄｏを有する第１の電圧パターンＥ１をヒータ５２に供給する設定とする（ステップＳ４４）。その後、ステップＳ４６に進む。
【００８４】
必要電圧推定部６２は、全ての点灯デューティ比Ｄｏに対応する電圧パターンの設定を完了したかを判定する（ステップＳ４６）。全ての点灯デューティ比Ｄｏに対応する電圧パターンの設定を完了したとき（ステップＳ４６：Ｙｅｓ）、すなわち、点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜１００％に対応する電圧パターンの設定が完了したときは、図９の処理を終了してメインルーチン（図８）に戻る。一方、全ての点灯デューティ比Ｄｏに対応する電圧パターンの設定を完了していないとき（ステップＳ４６：Ｎｏ）は、ステップＳ４８に進む。
【００８５】
点灯デューティ比Ｄｏを１％加算する（ステップＳ４８）。その後、ステップＳ３０に戻り、前述した処理を繰り返す。なお点灯デューティ比Ｄｏの加算量は１％に限定されるものではなく、設計パラメータとして適宜設定してよい。
【００８６】
（電圧パターン切換処理の流れの説明）
加熱制御部６３（図２）は、前述した電圧パターン決定処理で決定した電圧パターンを、定着装置５０の動作状態に基づいて適宜切り換える電圧パターン切換処理を行う。図１０を用いて、この電圧パターン切換処理の流れについて説明する。図１０は、電圧パターン切換処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップで行われる処理の内容について順を追って説明する。
【００８７】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に対して電圧の供給を開始するかを判断する（ステップＳ５０）。ヒータ５２に対して電圧の供給を開始する場合（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）はステップＳ５２に進み、それ以外の場合（ステップＳ５０：Ｎｏ）はステップＳ５０を繰り返す。加熱制御部６３は、例えば、画像形成装置１００に対して印刷開始の指示があるとともに、電圧パターン決定処理（図９）が完了したことに基づいて、電圧の供給を開始すると判定する。
【００８８】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に供給する電圧を、初期波形に至るまで徐々に増加させるソフトスタート処理を開始する（ステップＳ５２）。なお、ソフトスタート処理の詳細については後述する（図１１参照）。
【００８９】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に対して、ソフトスタート処理を行うための電圧波形を供給する（ステップＳ５４）。
【００９０】
加熱制御部６３は、ソフトスタート処理を終了するかを判断する（ステップＳ５６）。ソフトスタート処理を終了するとき（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）はステップＳ５８に進み、それ以外のとき（ステップＳ５６：Ｎｏ）はステップＳ５４に戻る。なお、加熱制御部６３は、ソフトスタート処理を行う際に、位相デューティ比Ｄｐの変更回数に基づいて、ソフトスタート処理を終了するかを判定する。詳しくは後述する（図１１参照）。
【００９１】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に、電圧パターン決定処理（図９）で決定した電圧パターンを供給する（ステップＳ５８）。
【００９２】
加熱制御部６３は、供給する電圧パターンの点灯デューティ比Ｄｏの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたかを判定する（ステップＳ６０）。点灯デューティ比Ｄｏの変動量が所定値以内であって、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたとき（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）はステップＳ６２に進み、それ以外のとき（ステップＳ６０：Ｎｏ）はステップＳ５８に戻る。ここで、許容制御周期Ｔａとは、定着装置５０に印刷媒体を通した際に、印刷媒体が定着ローラ５１ａを通過するのに要する時間、すなわち、印刷媒体が定着ローラ５１ａに接触している時間である。
【００９３】
ステップＳ６０において、電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたかを判定するのは、初期波形をヒータ５２に連続的に供給する場合には、高調波電流の時間平均値が増加することによって高調波電流の影響が発生する可能性があるためである。すなわち、許容制御周期Ｔａを超えて初期波形の供給を続ける際には、より高調波成分が少ない電圧波形を供給するのが望ましいため、ステップＳ６０において、電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたと判定されたときには、電圧パターンの切り換えを行う。
【００９４】
なお、ヒータ５２を連続的に点灯した際に、電圧波形の点灯デューティ比Ｄｏはほぼ一定に保たれるが、場合によっては多少ばらつく。このばらつきの許容量を許容変動デューティと定める。そして、前述したステップＳ６０では、電圧波形の点灯デューティ比Ｄｏが、許容変動デューティ以内であるかを併せて判定する。
【００９５】
ステップＳ６０において、電圧波形の点灯デューティ比Ｄｏの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたと判定されたとき（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、加熱制御部６３は、供給電圧テーブル６４が記憶する第１の電圧パターンＥ１を選択する（ステップＳ６２）。なお、ステップＳ６２で第１の電圧パターンＥ１を選択するのは、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンに切り換えるためである。
【００９６】
一方、ステップＳ６０において、電圧波形の点灯デューティ比Ｄｏの変動量が所定値以内で、なおかつ電圧供給時間が許容制御周期Ｔａを超えたと判定されないとき（ステップＳ６０：Ｎｏ）は、ステップＳ５８に戻る。
【００９７】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に対して、ステップＳ６２で選択した第１の電圧パターンＥ１を、必要電圧推定部６２が推定した点灯デューティ比Ｄｏに基づいて供給する（ステップＳ６４）。
【００９８】
ステップＳ６４に続いて、加熱制御部６３は、プリントが終了したかを判定する（ステップＳ６６）。プリントが終了したと判定される（ステップＳ６６：Ｙｅｓ）と、ステップＳ６８に進み、それ以外のとき（ステップＳ６６：Ｎｏ）はステップＳ６４に戻る。なお、プリントが終了したかの判定は、例えば、プリント枚数がプリント開始時に設定した設定枚数に達したことを検知して行えばよい。あるいは、枚数設定のないプリント作業の場合には、印刷媒体が定着ローラ５１ａを通過した後で所定時間経過したこと等を検知して行えばよい。
【００９９】
ステップＳ６６において、プリントが終了したと判定される（ステップＳ６６：Ｙｅｓ）と、加熱制御部６３は、ヒータ５２に供給する電圧を徐々に減少させるソフトストップ処理を開始する（ステップＳ６８）。なお、ソフトストップ処理の詳細については後述する（図１２参照）。
【０１００】
加熱制御部６３は、ヒータ５２に対して、ソフトストップ処理を行うための電圧波形を供給する（ステップＳ７０）。
【０１０１】
続いて、加熱制御部６３は、ソフトストップ処理を終了するかを判断する（ステップＳ７２）。ソフトストップ処理を終了するとき（ステップＳ７２：Ｙｅｓ）は、図１０の処理を終了してメインルーチン（図８）に戻る。一方、ソフトストップ処理を終了しないとき（ステップＳ７２：Ｎｏ）はステップＳ７０に戻る。なお、加熱制御部６３は、ソフトストップ処理を行う際に、位相デューティ比Ｄｐの変更回数に基づいて、ソフトストップ処理を終了するかを判定する。詳しくは後述する（図１２参照）。
【０１０２】
（ソフトスタート処理の説明）
次に、図１１を用いて、ソフトスタート処理の概要について説明する。図１１は、ソフトスタート処理の概要を示す図である。制御部５６がソフトスタート処理を行う際には、加熱制御部６３は、ヒータ５２に第２の電圧パターンＥ２または第３の電圧パターンＥ３を供給する。
【０１０３】
図１１において、時刻ｔ０から時刻ｔ８の間は、第３の電圧パターンＥ３を用いてソフトスタート処理を行う様子を示している。ソフトスタート処理が開始されると、加熱制御部６３は、１周期目（最初の４半波期間）には点灯デューティ比Ｄｏ＝２０％に基づいて決定する第３の電圧パターンＥ３を供給する（ｔ＝ｔ０〜ｔ４）。そして、２周囲目（２回目の４半波期間）には、点灯デューティ比Ｄｏ＝４０％に基づいて決定する第３の電圧パターンＥ３を供給する（ｔ＝ｔ４〜ｔ８）。なお、１周期目と２周期目の点灯デューティ比Ｄｏの変更幅（図１１の例では＋２０％）は、予め設定した変動量上限値内で適宜設定すればよい。また、ソフトスタート処理を何周期に亘って行うかも適宜設定すればよい。
【０１０４】
このように、ソフトスタート処理を行ってヒータ５２に供給する電圧を徐々に増加させることにより、ヒータ５２への通電開始時に大きな突入電流が発生するのを防止することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。
【０１０５】
ソフトスタート処理を終えると、ヒータ５２に対して、供給電圧パターンテーブルＶに基づく電圧パターンを供給する定常供給期間（時刻ｔ＝ｔ８以降）へと移行する。この定常供給期間の間には、必要に応じて、図１０のステップＳ６２で説明した電圧パターン切換処理が行われる。
【０１０６】
（ソフトストップ処理の説明）
次に、図１２を用いて、ソフトストップ処理の概要について説明する。図１２は、ソフトストップ処理の概要を示す図である。図１２において、定常供給期間を終えると、制御部５６は、電圧波形を徐々に減少させるソフトストップ処理を行う。
【０１０７】
図１２において、時刻ｔ２５から時刻ｔ３３の間は、第３の電圧パターンＥ３を用いてソフトストップ処理を行う様子を示している。ソフトストップ処理が開始されると、加熱制御部６３は、１周期目（最初の４半波期間）には点灯デューティ比Ｄｏ＝４０％に基づいて決定する第３の電圧パターンＥ３を供給する（ｔ＝ｔ２５〜ｔ２９）。そして、２周囲目（２回目の４半波期間）には、点灯デューティ比Ｄｏ＝２０％に基づいて決定する第３の電圧パターンＥ３を供給する（ｔ＝ｔ２９〜ｔ３３）。なお、１周期目と２周期目の点灯デューティ比Ｄｏの変更幅（図１２の例では−２０％）は、予め設定した変動量上限値内で適宜設定すればよい。また、ソフトストップ処理を何周期に亘って行うかも適宜設定すればよい。
【０１０８】
ソフトストップ処理を終えると、ＣＰＵは、ヒータ５２に対する電圧値ｅの供給を終了する。
【０１０９】
このように、ソフトストップ処理を行ってヒータ５２に供給する電圧値ｅを徐々に減少させることにより、ヒータ５２への通電停止時に、電流値が急にゼロになるのを防止することができるため、フリッカの発生を抑制することができる。
【０１１０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係るヒータ制御装置を備えた画像形成装置の概略構成について説明する。
【０１１１】
図１３は、画像形成装置１００ａが備えるヒータ制御装置６０ａの要部構成を示すブロック図である。ヒータ制御装置６０ａは、前述したヒータ制御装置６０に対して、定着ローラ５１ａを加熱するヒータを２個（ヒータ１５２ａ、１５２ｂ）備える点が異なっている。すなわち、ヒータ制御装置６０ａは、図１３に示すように、定着装置５０ａに備えられて、定着ローラ５１ａと、ヒータ１５２ａ、１５２ｂと、交流電源１５３と、トライアック１５４ａ、１５４ｂと、温度センサ１５５ａ、１５５ｂと、制御部１５６ａと、ゼロクロス検知部１５７ａと、電圧検知部１５８ａとを有する。
【０１１２】
定着ローラ５１ａは、前述したように、加圧ローラ５１ｂ（図１）と圧接しながら回転して、転写紙に転写されているトナー像を定着させる。
【０１１３】
ヒータ１５２ａ、１５２ｂは、加熱手段の一例であり、定着ローラ５１ａに内蔵されて、転写紙に転写されているトナー像を熱で溶かし、転写紙の繊維の中に埋め込み定着させる。
【０１１４】
交流電源１５３は、ヒータ１５２ａ、１５２ｂに対して交流電圧を供給する。本実施の形態では、時間とともに正弦波状に変化する交流電圧を供給するものとする。
【０１１５】
トライアック１５４ａ、１５４ｂは、スイッチング手段であり、交流電源１５３から供給される交流電圧を、制御部１５６ａから指示されたタイミングでスイッチング（オン／オフ）する。そして、トライアック１５４ａ、１５４ｂは、スイッチングされた交流電圧をヒータ１５２ａ、１５２ｂに供給する。なお、トライアック１５４ａ、１５４ｂがオン時には、ヒータ１５２ａ、１５２ｂが通電して発熱する。そして、トライアック１５４ａ、１５４ｂがオフ時には、ヒータ１５２ａ、１５２ｂが非通電となる。
【０１１６】
温度センサ１５５ａ、１５５ｂは、温度検知手段の一例であり、定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。温度センサ１５５ａ、１５５ｂは、例えば、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタを内蔵しており、当該サーミスタの抵抗値に基づいて定着ローラ５１ａの表面温度を測定する。なお、温度センサ１５５ａは、定着ローラ５１ａの表面のうち、ヒータ１５２ａによって加熱された領域の温度を測定する。また、温度センサ１５５ｂは、定着ローラ５１ａの表面のうち、ヒータ１５２ｂによって加熱された領域の温度を測定する。
【０１１７】
ゼロクロス検知部１５７ａは、交流電源１５３から供給される交流電圧が０ボルトをプラス側からマイナス側、またはマイナス側からプラス側に横切るタイミング（以下、ゼロクロスのタイミングと呼ぶ）を検知する。そして、ゼロクロス検知部１５７ａは、ゼロクロスのタイミングを検知した場合に、制御部１５６ａに対して、ゼロクロス検知信号を出力する。
【０１１８】
電圧検知部１５８ａは、交流電源１５３から供給される交流電圧の電圧値ｅを検知する。そして、電圧検知部１５８ａは、制御部１５６ａに対して、検知した電圧値ｅを出力する。
【０１１９】
制御部１５６ａは、温度センサ１５５ａ、１５５ｂが測定した定着ローラ５１ａの表面温度と、ゼロクロス検知部１５７ａが検知した交流電圧のゼロクロスのタイミングと、電圧検知部１５８ａが検知した交流電圧の電圧値ｅとに基づいて、交流電圧をスイッチングするタイミングを決定する。そして、制御部１５６ａは、決定したタイミングに基づいてトライアック１５４ａ、１５４ｂを動作させる。
【０１２０】
制御部１５６ａは、図１３に不図示のＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、入出力インタフェースとがバスを介して接続されたコンピュータとして実装される。ＣＰＵは、ＲＯＭが記憶しているプログラムを読み出して実行する。読み出されたプログラムは、実行可能な形式でＣＰＵ上に展開されて、必要電圧推定部１６２ａと加熱制御部１６３ａとを構成する。ＲＯＭは、記憶手段の一例であり、前記したプログラムと、ヒータ１５２ａ、１５２ｂが備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを登録した供給電圧テーブル１６４ａとを記憶する。
【０１２１】
供給電圧テーブル１６４ａは、交流電源１５３が供給する交流電圧の２周期分、すなわち４半波を１周期として、加熱手段であるヒータ１５２ａ、１５２ｂが備えるハロゲンランプに供給する電圧パターンを記憶する。供給電圧テーブル１６４ａは、それぞれ、第１の実施の形態で説明した供給電圧パターンテーブルＶ、および３種類の異なる電圧パターン（第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３）を記憶する。なお、供給電圧テーブル１６４ａの具体例は後述する（図１４、図１５、図１６参照）。
【０１２２】
また、供給電圧テーブル１６４ａは、第１の実施の形態で説明したのと同様に、定着ローラ５１ａの表面温度と、供給する交流電圧の点灯デューティ比Ｄｏとの関係を記憶する。
【０１２３】
さらに、供給電圧テーブル１６４ａは、第１の実施の形態で説明したのと同様に、ヒータ制御装置６０ａに所定の電圧パターンを供給した際の高調波マージンを、電圧パターン（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）毎および位相デューティ比Ｄｐ毎に記憶する。
【０１２４】
必要電圧推定部１６２ａは、必要電圧推定手段の一例であり、温度検知手段である温度センサ１５５ａ、１５５ｂの測定結果に基づいて、定着ローラ５１ａの表面を目標温度まで加熱するために必要な交流電圧を推定する。そして、必要電圧推定部１６２ａは、推定した交流電圧に近似する交流電圧パターンを供給電圧テーブル１６４ａから読み出す。
【０１２５】
加熱制御部１６３ａは、加熱制御手段の一例であり、必要電圧推定部１６２ａが供給電圧テーブル１６４ａから読み出した供給電圧パターンテーブルＶ、または電圧パターンＥ１、Ｅ２、Ｅ３の電圧をヒータ１５２ａ、１５２ｂに供給することによって、定着ローラ５１ａの表面温度を制御する。
【０１２６】
（供給電圧テーブルの説明）
次に、供給電圧テーブル１６４ａの内容について、図１４、図１５、図１６を用いて説明する。
【０１２７】
図１４は、供給電圧テーブル１６４ａの一例を示す図である。図１４に示す供給電圧テーブル１６４ａは、２本のヒータ１５２ａ、１５２ｂに、ともに第１の電圧パターンＥ１を供給する場合の例を示す。
【０１２８】
まず、図１４（ａ）について説明する。図１４（ａ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。なお、図１４〜図１６において、「位相」と記載されている箇所は、位相制御を行うことを表す。また、「半波」と記載されている箇所は、波数制御を行うことを表す。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合には、第１半波領域ａと隣接しない第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このように、ヒータ１５２ａに供給する電圧とヒータ１５２ｂに供給する電圧とは、電圧を供給する半波領域が互いに隣接しないように設定する。なお、図１４〜図１６の説明において、位相制御を行う際の位相デューティ比Ｄｐは、０〜１００％の任意の値を設定することができる。
【０１２９】
また、図１４（ａ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合には、第３半波領域ｃに、位相デューティ比Ｄｐ＝１００％の半波を供給する波数制御を行う。そして、第２半波領域ｂまたは第４半波領域ｄのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、図１４〜図１６に記載した記号（）は、（）内に記載された情報が互いに入れ替え可能であることを示す。
【０１３０】
そして、図１４（ａ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合には、第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行う。そして、第２半波領域ｂに半波を供給する波数制御を行い、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第２半波領域ｂに供給する電圧と、第４半波領域ｄに供給する電圧と、は入れ替え可能である。
【０１３１】
さらに、図１４（ａ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３２】
なお、図１４（ａ）においては、ヒータ１５２ａに供給する電圧波形として、第１半波領域ａに供給する電圧を位相制御したが、これは、図６の説明の際に言及した通り、他の半波領域に対して位相制御を行っても構わない。そして、他の半波領域に対して位相制御を行った際には、当該半波領域の位置に応じて、ヒータ１５２ｂに供給する電圧波形のパターンを変更すればよい。以下に説明する図１５、図１６についても同様である。
【０１３３】
次に、図１４（ｂ）について説明する。図１４（ｂ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに半波を供給する波数制御を行うとともに、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂまたは第４半波領域ｄのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３４】
また、図１４（ｂ）において、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂに半波を供給する波数制御を行う。そして、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第２半波領域ｂに供給する電圧と、第４半波領域ｄに供給する電圧と、は入れ替え可能である。
【０１３５】
そして、図１４（ｂ）において、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３６】
さらに、図１４（ｂ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３７】
次に、図１４（ｃ）について説明する。図１４（ｃ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂまたは第４半波領域ｄのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合には、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３８】
また、図１４（ｃ）において、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合には、第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第２半波領域ｂに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１３９】
そして、図１４（ｃ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａまたは第３半波領域ｃのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４０】
さらに、図１４（ｃ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａに半波を供給する波数制御を行い、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第１半波領域ａに供給する電圧と、第３半波領域ｃに供給する電圧と、は入れ替え可能である。
【０１４１】
さらに、図１４（ｄ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂに半波を供給する波数制御を行い、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第２半波領域ｂに供給する電圧と、第４半波領域ｄに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合には、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４２】
また、図１４（ｄ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合には、第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４３】
そして、図１４（ｄ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａまたは第３半波領域ｃのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４４】
さらに、図１４（ｄ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａに半波を供給する波数制御を行い、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第１半波領域ａに供給する電圧と、第３半波領域ｃに供給する電圧と、は入れ替え可能である。
【０１４５】
続いて、図１５について説明する。図１５に示す供給電圧テーブル１６４ａは、ヒータ１５２ａに第１の電圧パターンＥ１を供給して、ヒータ１５２ｂに第２の電圧パターンＥ２を供給する場合の例を示す。なお、図１５に記載した記号（）は、（）内に記載された情報が互いに入れ替え可能であることを示す。
【０１４６】
まず、図１５（ａ）について説明する。図１５（ａ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜５０％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４７】
また、図１５（ａ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４８】
次に、図１５（ｂ）について説明する。図１５（ｂ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに半波を供給する波数制御を行うとともに、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜５０％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１４９】
また、図１５（ｂ）において、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行う。そして、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５０】
次に、図１５（ｃ）について説明する。図１５（ｃ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂまたは第４半波領域ｄのいずれか一方に、位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜５０％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５１】
そして、図１５（ｃ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行うとともに、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５２】
さらに、図１５（ｄ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂに半波を供給する波数制御を行い、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第２半波領域ｂに供給する電圧と、第４半波領域ｄに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ１５２ｂに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜５０％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５３】
また、図１５（ｄ）において、ヒータ１５２ｂに、点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜１００％の電圧を供給する場合には、第２半波領域ｂおよび第４半波領域ｄに半波を供給する波数制御を行うとともに、第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５４】
続いて、図１６について説明する。図１６に示す供給電圧テーブル１６４ａは、ヒータ１５２ａに第１の電圧パターンＥ１を供給して、ヒータ１５２ｂに第３の電圧パターンＥ３を供給する場合の例を示す。
【０１５５】
まず、図１６（ａ）について説明する。図１６（ａ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝０〜２５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに対して、第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄの全てに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、このとき、高調波電流の影響を低減するために、各半波領域の位相デューティ比Ｄｐをさらに調節してもよい。
【０１５６】
すなわち、点灯デューティ比Ｄｏを一定に保ったまま、第１半波領域ａの位相デューティ比Ｄｐａと、第２半波領域ｂの位相デューティ比Ｄｐｂと、第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐｃと、第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐとを、それぞれ個別に調整してもよい。より具体的には、図７で説明した考え方に沿って、第１半波領域ａの位相デューティ比Ｄｐａおよび第３半波領域ｃの位相デューティ比Ｄｐｃを小さく、すなわち、電圧の供給を開始する時刻を遅く（電圧の供給を開始する位相角を大きく）調節して、第２半波領域ｂの位相デューティ比Ｄｐｂおよび第４半波領域ｄの位相デューティ比Ｄｐｄを大きく、すなわち、電圧の供給を開始する時刻を早く（電圧の供給を開始する位相角を小さく）調節する。すなわち、２本のヒータ１５２ａ、１５２ｂに対して、ともに電圧を印加する期間がなるべく小さくなるように、位相デューティ比Ｄｐの調整を行う。なお、この位相デューティ比Ｄｐの調整方法は、以下に説明する図１６（ｂ）〜図６（ｄ）についても同様に適用することができる。
【０１５７】
次に、図１６（ｂ）について説明する。図１６（ｂ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝２５〜５０％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａに半波を供給する波数制御を行うとともに、第３半波領域ｃに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに対して、第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄの全てに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５８】
次に、図１６（ｃ）について説明する。図１６（ｃ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝５０〜７５％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂまたは第４半波領域ｄのいずれか一方に位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。このとき、ヒータ１５２ｂに対して、第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄの全てに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１５９】
また、図１６（ｄ）は、ヒータ１５２ａに点灯デューティ比Ｄｏ＝７５〜１００％の電圧を供給する場合の供給電圧テーブル１６４ａの一例である。例えば、ヒータ１５２ａの第１半波領域ａおよび第３半波領域ｃに半波を供給する波数制御を行うとともに、第２半波領域ｂに半波を供給する波数制御を行い、第４半波領域ｄに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。なお、第２半波領域ｂに供給する電圧と、第４半波領域ｄに供給する電圧と、は入れ替え可能である。このとき、ヒータ１５２ｂに対して、第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄの全てに位相デューティ比Ｄｐの電圧を供給する位相制御を行う。
【０１６０】
ヒータ制御装置６０ａは、第１の実施の形態で説明したヒータ制御装置６０と同様に作用する。その際、ヒータ制御装置６０ａは２本のヒータ１５２ａ、１５２ｂを備えているため、各ヒータ１５２ａ、１５２ｂに対して、それぞれ、必要電圧推定部１６２ａが加熱に必要な交流電圧を推定して、加熱制御部１６３ａが、供給する電圧パターンの選択と供給を行う。詳細な動作の内容と手順は、第１の実施の形態で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１６１】
このように、複数のヒータ１５２ａ、１５２ｂを備える場合であっても、ヒータ５２を１本のみ備える場合と同様に、ヒータ１５２ａ、１５２ｂに交流電圧を供給した際のフリッカの発生と高調波電流の発生とをともに抑制することができる。
【０１６２】
以上説明したように、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、温度センサ５５（温度検知手段）が検知した定着ローラ５１ａの表面温度に基づいて、必要電圧推定部６２（必要電圧推定手段）が定着ローラ５１ａの加熱に必要な電圧パターンを推定する。そして、加熱制御部６３（加熱制御手段）が、推定された電圧パターンを、記憶手段であるＲＯＭに記憶された、交流電圧の半周期を１半波領域としたときに、連続する４半波領域（第１半波領域ａ、第２半波領域ｂ、第３半波領域ｃ、第４半波領域ｄ）を１周期とする複数の電圧パターン（第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３）の中から選択する。加熱制御部６３は、さらに、選択された電圧パターンをヒータ５２（加熱手段）に供給することによって、定着ローラ５１ａの表面温度を制御する。したがって、フリッカの発生と高調波電流の影響と、をともに抑制することができる。
【０１６３】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、電圧パターンは、ヒータ５２（加熱手段）に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の中の任意の１半波領域から順に位相デューティ比Ｄｐ（通電時間）を増加させる第１の電圧パターンＥ１を含む。したがって、電圧波形に含まれる高調波成分が少なくなるため、より一層高調波電流の影響の少ない電圧パターンを提供することができる。
【０１６４】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、電圧パターンは、ヒータ５２（加熱手段）に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の中の隣接しない２つの半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Ｄｐ（通電時間）をともに増加させる第２の電圧パターンＥ２を含む。したがって、第１の電圧パターンＥ１に比べて高調波成分は増加するが、突入電流が減るため、よりフリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを提供することができる。
【０１６５】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、電圧パターンは、ヒータ５２（加熱手段）に供給する電力の増加に応じて、４半波領域の全ての半波領域に対してそれぞれ等しく与える位相デューティ比Ｄｐ（通電時間）をともに増加させる第３の電圧パターンＥ３を含む。したがって、より一層フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンを提供することができる。
【０１６６】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、加熱制御部６３（加熱制御手段）は、第１の電圧パターンＥ１、第２の電圧パターンＥ２、第３の電圧パターンＥ３（複数の電圧パターン）の中から、ヒータ５２（加熱手段）の消費電力の大きさと、各電圧パターンを供給した際に発生する高調波電流の最大値が設計目標をどの程度下回るかの余裕を示す高調波マージンと、に基づいて、ヒータ５２に供給する電圧パターンを選択する。したがって、フリッカの発生と高調波電流の影響とを確実に抑制することができる。
【０１６７】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、加熱制御部６３（加熱制御手段）は、４半波領域の通電時間の総和の変動が所定値以内であって、なおかつ、同じ電圧パターンを所定時間以上供給していることを条件として、高調波電流の影響がより少ない電圧パターンに切り替えてヒータ５２（加熱手段）に供給する。したがって、高調波電流の影響が表れる前に、ヒータ５２（加熱手段）に供給する電圧パターンを、高調波電流の影響が少ない電圧パターンに切り替えることができる。
【０１６８】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、加熱制御部６３（加熱制御手段）は、通電時間の割合の変動量を制御している期間は、フリッカの発生を抑制することができる電圧パターンに切り替えてヒータ５２（加熱手段）に供給する。したがって、フリッカの発生を確実に抑制することができる。
【０１６９】
また、第１の実施の形態に係るヒータ制御装置６０によれば、必要電圧推定部６２（必要電圧推定手段）は、さらに、４半波領域における通電時間を一定に保ったままで、各半波領域の通電時間をそれぞれ変更する機能を有する。したがって、ヒータ５２に供給する電力を一定に保ったままで、高調波電流の影響をより一層低減する電圧パターンを供給することができる。
【０１７０】
以上、実施の形態について説明したが、その各部の具体的な構成、処理の内容等は、実施の形態で説明したものに限るものではない。
【０１７１】
例えば、第１の実施の形態で説明したプログラムは、予め記憶手段であるＲＯＭに記憶されて提供される以外に、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
５０      定着装置
５１ａ    定着ローラ
５２      ヒータ（加熱手段）
５３      交流電源
５４      トライアック
５５      温度センサ（温度検知手段）
５６      制御部
５７      ゼロクロス検知部
５８      電圧検知部
６０      ヒータ制御装置
６２      必要電圧推定部（必要電圧推定手段）
６３      加熱制御部（加熱制御手段）
６４      供給電圧テーブル
１００    画像形成装置
Ｄｏ      点灯デューティ比
Ｄｐ      位相デューティ比
Ｅ１      第１の電圧パターン
Ｅ２      第２の電圧パターン
Ｅ３      第３の電圧パターン
２Ｔ      制御周期
Ｔａ      許容制御周期
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７３】
【特許文献１】特開２００８−１９１３３３号公報
【図１】
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【図２】
2018087922.tif 000004
【図３】
2018087922.tif 000005
【図４】
2018087922.tif 000006
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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