(57)【要約】【課題】限られた消費電力で複数の加熱器が効率的に動作する定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置において、トナー像が形成された記録媒体に熱を与えることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着部と、電力の供給を受けて発熱することにより、定着部を加熱する複数の加熱器とを備え、第１の加熱器および第２の加熱器が、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給および供給抑制を受けるものであり、第１の加熱器に電力が供給される期間と、第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間のうちの電力量が漸次変化する期間で重なりを有する。【選択図】        図６
2011203611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が形成された記録媒体に熱を与えることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着部と、
電力の供給を受けて発熱することにより、前記定着部を加熱する複数の加熱器であって、該複数の加熱器のうちの第１の加熱器には、電力供給および供給抑制が交互に行われ、該複数の加熱器のうち該第１の加熱器とは別の第２の加熱器には、電力供給および供給抑制が、該第１の加熱器における順序とは逆順で交互に行われる複数の加熱器とを備え、
前記第１の加熱器および前記第２の加熱器が、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給および供給抑制を受けるものであり、
前記第１の加熱器に電力が供給される期間と、前記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間のうちの電力量が漸次変化する期間で重なりを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の加熱器は、前記第１の加熱器に電力が供給される期間と、前記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間に対する１％以上７％以下について重なっているものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
記録媒体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
前記トナー像形成部でトナー像が形成された記録媒体に熱を与えることで該トナー像を該記録媒体に定着させる定着部と、
電力の供給を受けて発熱することにより、前記定着部を加熱する複数の加熱器とを備え、
前記第１の加熱器および前記第２の加熱器が、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給および供給抑制を受けるものであり、
前記第１の加熱器に電力が供給される期間と、前記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間のうちの電力量が漸次変化する期間で重なりを有する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、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３つのヒータを備え、温度条件に応じて必要とされるヒータに通電し、３つのヒータすべてに同時通電が行なわれる場合には、いずれかのヒータに対し、デューティ比を６０％や４０％とした電力が供給される定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５７７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、限られた消費電力で複数の加熱器が効率的に動作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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る定着装置は、
トナー像が形成された記録媒体に熱を与えることでこのトナー像をこの記録媒体に定着させる定着部と、
電力の供給を受けて発熱することにより、上記定着部を加熱する複数の加熱器であって、この複数の加熱器のうちの第１の加熱器には、電力供給および供給抑制が交互に行われ、この複数の加熱器のうちこの第１の加熱器とは別の第２の加熱器には、電力供給および供給抑制が、この第１の加熱器における順序とは逆順で交互に行われる複数の加熱器とを備え、
上記第１の加熱器および前記第２の加熱器が、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給および供給抑制を受けるものであり、
上記第１の加熱器に電力が供給される期間と、上記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間のうちの電力量が漸次変化する期間で重なりを有することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る定着装置は、上記複数の加熱器が、上記第１の加熱器に電力が供給される期間と、上記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間に対する１％以上７％以下について重なっているものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る画像形成装置は、
記録媒体にトナー像を形成するトナー像形成部と、
上記トナー像形成部でトナー像が形成された記録媒体に熱を与えることでこのトナー像をこの記録媒体に定着させる第２の回転体と、
電力の供給を受けて発熱することにより、上記定着部を加熱する複数の加熱器であって、この複数の加熱器のうちの第１の加熱器には、電力供給および供給抑制が交互に行われ、この複数の加熱器のうちこの第１の加熱器とは別の第２の加熱器には、電力供給および供給抑制が、第１加熱器における順序とは逆順で交互に行われる複数の加熱器とを備え、
上記第１の加熱器および前記第２の加熱器が、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給および供給抑制を受けるものであり、
上記第１の加熱器に電力が供給される期間と、上記第２の加熱器に電力が供給される期間とが、電力供給および供給抑制をあわせた全期間のうちの電力量が漸次変化する期間で重なりを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る定着装置によれば、限られた消費電力で複数の加熱器が効率的に動作する。
【０００９】
請求項２に係る定着装置によれば、本構成を有していない場合と比較して力率が高い。
【００１０】
請求項３に係る画像形成装置は、限られた消費電力で複数の加熱器が効率的に動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す定着器の内部構成を示す縦断面図である。
【図３】定着器が有する各ロールおよび温度検知器の配置を示す図である。
【図４】定着器のヒータに関する電気的構成を示すブロック図である。
【図５】加熱ロールヒータ、加圧ロールヒータ、および、外部ロールヒータに供給される電力のモードを示す表である。
【図６】カットオフ制御を説明するタイミングチャートである。
【図７】ヒータに供給される電力制御の種類を説明するタイミングチャートである。
【図８】加熱ロールヒータの供給期間と力率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態である複写機の概略構成を示す図である。
【００１４】
図１に示す複写機１は、原稿から画像を読み取る画像読取部１０と、用紙にトナー像を形成するトナー像形成部２０と、用紙を搬送する用紙搬送部３０と、用紙上のトナーを定着する定着器４０と、複写機１の各部を制御する制御部１Ａと、電力供給部１Ｂとを備えている。また、複写機１には、用紙を収容する用紙収容部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ、および、画像の形成に用いる６色のトナーを収容するトナー収容器６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆも備えられている。用紙搬送部３０は、用紙収容部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃから用紙を取り出し、トナー像形成部２０を経由する搬送経路Ｒ１を搬送する。画像読取部１０は原稿から画像を読み取って画像データを生成する。トナー像形成部２０は、画像読取部１０によって生成された画像データに基づいて、用紙搬送部３０によって搬送されてきた用紙に画像を形成する。
【００１５】
トナー像形成部２０は、表面に静電潜像やトナー像が形成される、図の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１を帯電させる帯電器２２と、画像データが入力されてその画像データに基づいて変調された露光光を感光体ドラム２１上に照射して静電潜像を形成する露光部２３と、静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像ユニット２４と、感光体ドラム２１に接触するとともに図の矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写ベルト２５と、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２５に１次転写する１次転写ロール２６と、１次転写後の感光体ドラム２１上をクリーニングする感光体クリーナ２７と、中間転写ベルト２５上に１次転写されたトナー像を、用紙収容部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃから、用紙搬送部３０から用紙搬送部３０によって搬送されてくる用紙に２次転写する２次転写器２８とが備えられている。定着器４０は、用紙に転写されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙上に定着させる。また、複写機１には、トナー像が定着した用紙の反りを矯正する反り矯正装置７０、および画像が形成された用紙が積まれる積載トレイ８０も備えられている。
【００１６】
現像ユニット２４には、ＣＭＹＫ４色に２色の特色を加えた６色それぞれに対応した６台の現像器２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆが組み込まれており、各現像器２４Ａ〜２４Ｆには、各色のトナーとキャリアからなる２成分現像剤が収容されている。現像ユニット２４が６０度ずつ順次に回転することによってＣＭＹＫおよび特色それぞれのトナーによる現像が行われ、各色のトナー像が形成される。その各色のトナー像は、１次転写ロール２６によって中間転写ベルト２５に転写される際に互いに重ね合わされてフルカラーのトナー像が形成され、そのフルカラーのトナー像が２次転写器２８によって用紙に転写される。６台の現像器２４Ａ〜２４Ｆには、トナー収容器６０Ａ〜６０Ｆから各色のトナーが供給される。
【００１７】
用紙搬送部３０は、用紙を搬送経路Ｒ１および表裏反転経路Ｒ２に沿って搬送する。用紙搬送部３０は、用紙収容部５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃから用紙を取り出す取出ロール３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと、用紙を捌く捌きロール３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃと、用紙を搬送する搬送ロール３３と、二次転写器２８がトナー像を転写するタイミングに合わせて二次転写器２８に用紙を送り込むレジストレーションロール３５と、用紙を吸着させながら二次転写器２８から定着器４０まで搬送するベルト搬送器３６と、用紙を複写機１の外に排出する排出ロール３７Ａ，３７Ｂと、用紙の搬送の向きを切り換えて搬送する切換搬送ロール３８と、用紙を両面印刷のため表裏反転経路Ｒ２に沿って搬送する両面搬送ロール３９とを備えている。
【００１８】
用紙収容部５０Ａ〜５０Ｃに収容された用紙は、取出ロール３１Ａ〜３１Ｃによって取り出され、捌きロール３２Ａ〜３２Ｃによって捌かれ、搬送ロール３３によって、搬送経路Ｒ１を図の矢印Ｃ方向に搬送される。この後、用紙は、レジストレーションロール３５によって二次転写器２８に送り込まれ、トナー像が転写される。この用紙は、ベルト搬送器３６によって定着器４０に搬送され、トナーが用紙上に定着される。この後、用紙は、反り矯正装置７０によって反りが矯正され、排出ロール３７Ａ，３７Ｂによって排出され、積載トレイ８０に積載される。
【００１９】
複写機１で両面印刷が実行される場合、用紙搬送部３０は、搬送経路Ｒ１から分岐して搬送経路Ｒ１に戻る表裏反転経路Ｒ２に沿って用紙を搬送し、表裏反転経路Ｒ２の途中で用紙の進行を折返しさせることによって表裏面を反転させる。より詳細には、反り矯正装置７０を経由した用紙は、切換搬送ロール３８によって搬送される途中で、切換搬送ロール３８の搬送方向切換わりによって逆向きに搬送され、続いて、両面搬送ロール３９により、表裏反転経路Ｒ２に沿って図の矢印Ｄ方向に搬送される。表裏反転経路Ｒ２を搬送された用紙は、搬送経路Ｒ１に戻り、搬送ロール３３、レジストレーションロール３５を再び経て、二次転写器２８で裏面すなわちトナー像が未転写の面にトナー像が転写される。制御部１Ａは、複写機１の各部の動作を制御する。また電力供給部１Ｂは、制御部１Ａの制御に基づいて複写機１の各部に電力を供給する。
【００２０】
図２は、図１に示す定着器の内部構成を示す縦断面図である。また、図３は、定着器が有する各ロールおよび温度検知器の配置を示す図である。
【００２１】
図２に示す定着器４０は、加熱ロール４１と、加圧ロール４２と、外部加熱ロール４６と、外部加熱ロール４６の清掃器４７とを備えている。加熱ロール４１、加圧ロール４２および外部加熱ロール４６のそれぞれは、互いに並んで回転中心４１ａ，４２ａ，４６ａに沿って延びた円筒状の回転体である。加熱ロール４１は加圧ロール４２の上に配置されており、加熱ロール４１および加圧ロール４２は、互いに周面が接している。加圧ロール４２は加熱ロール４１に押し付けられており、加熱ロール４１と加圧ロール４２との間には用紙を挟み込む挟み込み領域Ｎが形成されている。加熱ロール４１および加圧ロール４２は、図示しないゴム製の弾性層を有しており、弾性層が押付力で弾性変形し挟み込み領域Ｎに用紙を挟み込む面が形成される。定着器４０には、用紙を挟み込み領域Ｎに案内する案内部材４８１，４８２も設けられている。加熱ロール４１の内部には、加熱ロール４１を加熱する加熱ロールヒータ４１２が配備されており、加圧ロール４２の内部には、加圧ロール４２を加熱する加圧ロールヒータ４２２が配備されている。加熱ロールヒータ４１２および加圧ロールヒータ４２２は、ハロゲンランプである。
【００２２】
加熱ロール４１には、不図示の駆動モータから駆動力が伝達され、回転中心４１ａの回りを矢印Ｒｍ方向に回転する。加圧ロール４２は、接触する加熱ロール４１の回転を受けて回転中心４２ａの回りを矢印Ｒｓ方向に回転する。定着器４０に送り込まれてきた用紙は、挟み込み領域Ｎで加熱ロール４１および加圧ロール４２に挟まれて搬送される。このとき用紙上のトナー像は、加熱ロール４１に接して加熱されるとともに、加圧ロール４２が加熱ロール４１に押し付けられる押付力による圧力が加えられ、用紙上に定着する。
【００２３】
外部加熱ロール４６は、加熱ロール４１の周面に接して、加熱ロール４１を外側から加熱する。外部加熱ロール４６は、押し付け調整部４６２によって、加熱ロール４１に押し付けられており、回転中心４６ａの回りを矢印Ｒｅ方向に回転する。外部加熱ロール４６も加熱ロール４１と同様に、内部に外部加熱ロール４６を加熱する外部ロールヒータ４６１が配備されている。外部ロールヒータ４６１はハロゲンランプである。外部ロールヒータ４６１は、加熱ロール４１を介して加熱ロール４１を加熱する。加熱ロールヒータ４１２、および外部ロールヒータ４６１は、いずれも電力定格値が５７０Ｗであり、同等の電力定格値を有している。また加圧ロールヒータ４２２の電力定格値は、加熱ロールヒータ４１２よりも小さい４８０Ｗである。
【００２４】
用紙が加熱ロール４１および加圧ロール４２の間を通過すると、用紙に熱が奪われ、加熱ロール４１の周面の温度が低下する。加熱ロール４１内には加熱ロールヒータ４１２が配備されているが、加熱ロールヒータ４１２からの熱はゴム製の弾性層を伝わって周面に達することとなる。加熱ロール４１の周面に外部加熱ロール４６から熱が供給されることによって、加熱ロール４１の周面の温度が速やかに回復する。
【００２５】
清掃器４７は、ウェブ４７１と、送出ロール４７２と、押当てロール４７３と、巻取りロール４７４とを備えている。ウェブ４７１は、例えば不織布といった繊維からなる長尺の帯であり、送出ロール４７２に巻き付けられている。送出ロール４７２から引き出されたウェブ４７１は、押当てロール４７３に架け渡され、さらに、巻取りロール４７４に巻き取られる。押当てロール４７３は、ウェブ４７１を外部加熱ロール４６の周面に押し当てる。巻取りロール４７４が図示しないモータによって回転駆動されることで、ウェブ４７１は、送出ロール４７２から引き出され、押当てロール４７３によって外部加熱ロール４６に押し当てられて外部加熱ロール４６の周面を拭き、巻取りロール４７４に巻き取られる。加熱ロール４１に付着し、外部加熱ロール４６に引き付けられたトナーは、ウェブ４７１に拭かれて清掃される。
【００２６】
定着器４０には、加熱ロール４１の周面の温度を検知する加熱ロール温度センサ４４１、加圧ロール４２の周面の温度を検知する加圧ロール温度センサ４４２、および外部加熱ロール４６の周面の温度を検知する外部ロール温度センサ４４３ａが備えられており、また図３に示すように、加熱ロール４１、加圧ロール４２、および外部加熱ロール４６の異常過熱を検知して電力を遮断するサーモスタット４４５，４４６，４４７も備えられている。加熱ロール温度センサ４４１、加圧ロール温度センサ４４２、および外部ロール温度センサ４４３は、非接触式の赤外線温度センサであり、それぞれの検知部４４１ａ，４４２ａ，４４３ａに対象物から入射する赤外線によって温度を検知する。加熱ロール温度センサ４４１、加圧ロール温度センサ４４２、および加熱ロール温度センサ４４１は、加熱ロール４１、加圧ロール４２、および外部加熱ロール４６の周面にそれぞれ対向して配置されている。加熱ロール温度センサ４４１は検知部４４１ａを加熱ロール４１の周面に向けており、加圧ロール温度センサ４４２は検知部４４２ａを加圧ロール４２の周面に向けており、外部ロール温度センサ４４３ａは検知部４４３ａを外部加熱ロール４６の周面に向けている。
【００２７】
ここで、加圧ロール４２および加熱ロール４１の組合せが、本発明にいう定着部の一例に相当する。また、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１が、本発明にいう複数の加熱器の一例に相当する。
【００２８】
図４は、定着器のヒータに関する電気的構成を示すブロック図である。
【００２９】
加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１は、電力供給部１Ｂから供給された電力によって発熱し、加熱ロール４１（図３参照）、加圧ロール４２、および外部加熱ロール４６のそれぞれを加熱する。加熱ロール温度センサ４４１、加圧ロール温度センサ４４２、および外部ロール温度センサ４４３ａは、各ロール４１，４２，４６の周面の温度検知結果を電気信号として制御部１Ａに供給する。制御部１Ａは電気信号から得られた温度に基づいて、電力供給部１Ｂから、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および、外部ロールヒータ４６１に供給される電力を制御することによって、加熱ロール４１、加圧ロール４２、および外部加熱ロール４６のそれぞれの周面の温度を、予め定められた温度に制御する。サーモスタット４４７，４４６，４４５は、外部加熱ロール４６、加圧ロール４２、および加熱ロール４１の異常過熱をそれぞれ検知して、外部ロールヒータ４６１、加熱ロールヒータ４１２、および加圧ロールヒータ４２２への電力供給を遮断する。
【００３０】
図５は、加熱ロールヒータ、加圧ロールヒータ、および外部ロールヒータに供給される電力のモードを示す表である。
【００３１】
例えば複写機１の電源投入後の準備が行なわれるウォームアップ状態（Ｗａｒｍｕｐ）、および、準備完了してから実際に画像形成が行われるまでのスタンバイ状態（Ｓｔａｎｄｂｙ）では、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１の全てに電力が供給され得る。具体的には、加熱ロール４１、加圧ロール４２、および外部加熱ロール４６のうち、対応する温度センサ４４１〜４４３で検知された温度が予め設定された目標温度未満のロールがいくつあっても、対応する加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１に電力が供給される。
【００３２】
この一方で、実際に画像形成の処理が実行されている画像形成状態（ＰｒｉｎｔＰｒｏｃｅｓｓ）では、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１から選択された２つのヒータのみに電力が供給される。ヒータの選択は、加熱ロール４１、外部加熱ロール４６、加圧ロール４２に対し、優先度を、
加熱ロール４１  ＞  外部加熱ロール４６  ＞  加圧ロール４２
と設定し、温度が目標温度未満のロールのうち、優先度の高い２つが選択される。例えば、加熱ロール４１の温度が目標温度以上であり、加圧ロール４２および外部加熱ロール４６のいずれも目標温度未満の場合には、加圧ロールヒータ４２２および外部ロールヒータ４６１の２つのヒータが選択される。加熱ロール４１、外部加熱ロール４６、加圧ロール４２のいずれも目標温度未満の場合には、優先度が高い加熱ロールヒータ４１２および外部ロールヒータ４６１が選択される。
【００３３】
ここで選択された２つのヒータが、本発明にいう第１の過熱器および第２の過熱器の一例に相当する。
【００３４】
画像の形成を行なっていないウォームアップ状態とスタンバイ状態とでは、トナー像形成部２０および用紙搬送部３０における電力の消費が相対的に少ない。この状態では、必要に応じて、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１の全てに電力が供給されることで、全てのロールの温度が目標温度に達するまでの時間が短縮される。また、画像形成状態では、トナー像形成部２０および用紙搬送部３０における電力の消費が増加する。この状態で、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１から、選択された２つのヒータのみに電力が供給されることで、複写機１の全体の消費電力が抑えられる。またさらに、画像形成状態で選択された２つのヒータに対しては、電力供給と供給抑制とが互いに逆の順で交互に行われるカットオフ制御が実行される。
【００３５】
図６は、カットオフ制御を説明するタイミングチャートである。
【００３６】
カットオフ制御下では、予め定められたカットオフ周期を１周期として、電源供給と供給抑制とが繰返される。選択された２つのヒータのうちの第１のヒータには、電力供給および供給抑制が交互に行われ、２つのヒータのうちの、第１のヒータとは別の第２のヒータには、電力供給および供給抑制が第１のヒータとは逆の順で行なわれる。
【００３７】
以降、３つのヒータ４１２，４２２，４６１のうち、第１のヒータとして外部ロールヒータ４６１が選ばれ、第２のヒータとして加熱ロールヒータ４１２が選ばれた例で説明する。繰り返しの周期であるカットオフ周期は、交流電力の周波数よりも十分に長い時間に設定される。例えば、カットオフ周期は１秒に設定される。１つのカットオフ周期内で、外部ロールヒータ４６１には、先に電力供給が行われ、後で供給抑制が行われる。この一方で、加熱ロールヒータ４１２には、同じカットオフ周期内で、外部ロールヒータ４６１とは逆順に、先に供給抑制が行われ、後で電力供給が行われる。このカットオフ周期の動作が繰返される。カットオフ周期の原則として、電力供給の期間では定格電力がヒータに供給され、供給抑制の期間では電力供給が停止する。ただし、２つのヒータ４１２，４６１のそれぞれは、供給と抑制との間で電力量が漸次変化するように電力供給と供給抑制を受ける。より詳細には、抑制から供給に遷移する際に電力量が停止状態から定格値まで漸増するソフトスタートが行われ、この逆に、供給から抑制に遷移する際に電力量が定格値から停止まで漸減するソフトストップが行われる。ソフトスタートおよびソフトストップの時間は、５０ｍｓを超え２００ｍｓ以下が好ましい。
【００３８】
また、図６に示すカットオフ制御において、カットオフ周期のうち、外部ロールヒータ４６１に対し電力が供給される期間の比すなわちデューティ比は５５％であり、加熱ロールヒータ４１２に対し電力が供給される期間の比は５０％となっている。つまり、外部ロールヒータ４６１に対し電力が供給される期間と加熱ロールヒータ４１２に対し電力が供給される期間は、電力供給および供給抑制をあわせた全期間すなわちカットオフ周期に対し５％重なっている。なお、図６のタイミングチャートにおいて、カットオフ周期および各期間は、制御の便宜上、電力の量が変化を開始した点を基準として示しているが、上述した各期間の長さは、グラフにおける変化量の５０％通過点を基準として見ても変わりが無いものである。また、外部ロールヒータ４６１におけるソフトスタートの期間と加熱ロールヒータ４１２におけるソフトストップの期間には重なりがあり、外部ロールヒータ４６１におけるソフトストップの期間と加熱ロールヒータ４１２におけるソフトスタートの期間にも重なりがある。
【００３９】
上述した電力供給は、制御部１Ａおよび電力供給部１Ｂによって行われている。制御部１Ａは、３つのヒータのそれぞれに対応する、電力供給の値から供給抑制の値までの範囲で電力量を表す値の信号を予め定めたタイミングで出力するとともに、ソフトスタートおよびソフトストップの際には出力する信号の値を、電力供給の値と供給抑制の値との間で漸減または漸増させる。電力供給部１Ｂは、制御部１Ａから出力された信号の値に応じて、３つのヒータのそれぞれに電力を供給または停止するとともに、信号の値が電力供給の値と供給抑制の値の中間の値である場合には値に応じて位相制御を行い、値に応じた電力を供給する。
【００４０】
例えば、図６に示すように、外部ロールヒータ４６１は、カットオフ周期の開始時刻である時刻ｔ０で電力の状態が供給抑制から電力供給に遷移する。ソフトスタートおよびソフトストップの時間が７０ｍｓに設定されている場合、時刻ｔ０から７０ｍｓ経過までの間に、外部ロールヒータ４６１についての制御部１Ａの信号の値が変化し、外部ロールヒータ４６１に供給される電力の量が漸増してヒータの定格値となる。また、加熱ロールヒータ４１２には、時刻ｔ０では、電力の状態が電力供給から供給抑制に遷移する。時刻ｔ０から７０ｍｓ経過までの間に、加熱ロールヒータ４１２についての制御部１Ａからの信号の値が変化し、加熱ロールヒータ４１２に供給される電力が漸減して０に抑制される。
【００４１】
次に、時刻ｔ０からカットオフ周期の５０％にあたる時刻ｔ１で、加熱ロールヒータ４１２は電力の状態が供給抑制から電力供給に遷移し、時刻ｔ１から７０ｍｓまでの間に電力の量が漸増してヒータの定格値となる。
【００４２】
次に、時刻ｔ０からカットオフ周期の５５％にあたる時刻ｔ２で、外部ロールヒータ４６１は電力の状態が電力供給から供給抑制に遷移し、時刻ｔ２から７０ｍｓまでの間に電力の量が漸減して抑制される。
【００４３】
次に、時刻ｔ０からカットオフ周期の１００％にあたる時刻ｔ３で、時刻ｔ０と同じ遷移が起こる。このようにして、選択された２つのヒータの電力供給および供給抑制がカットオフ周期で繰り返される。
【００４４】
このように、画像形成状態では、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１から、選択された外部ロールヒータ４６１および加熱ロールヒータ４１２の２つのヒータのみに電力が供給され、さらに、選択された２つのヒータのうちの第１のヒータである外部ロールヒータ４６１には、電力供給および供給抑制が交互に行われ、第２のヒータであるに加熱ロールヒータ４１２は、電力供給および供給抑制が外部ロールヒータ４６１とは逆の順で行われる。したがって、画像形成状態における定着器４０の消費電力は、ほぼ１つのヒータ分の消費電力となる。外部ロールヒータ４６１および加熱ロールヒータ４１２の定格電力は双方とも５７０Ｗである。このため、複写機１全体に定格として割り当てられた電力のうち、ほぼ１つのヒータ分の電力で、２つのヒータによる加熱が行われる。また、２つのヒータには、電力供給の期間のうちソフトスタート・ソフトストップを除いた期間で定格電力が供給され、例えば交流１周期当たりのデューティを位相制御で減少させる制御に比べ、電力効率が高い。
【００４５】
また、選択された２つのヒータは、電力の状態が電力供給と供給抑制との間で遷移する際に、ソフトスタートおよびソフトストップによって電力量が漸次変化するよう電力供給および供給抑制を受けるため、電力供給部１Ｂから定着器４０への突入電流の発生が回避され、また、複写機１に電力供給する電源から複写機１に入る突入電流の発生も回避される。したがって、複写機１内のトナー像形成部２０といった装置が受ける電力の変動が抑えられるともに、複写機１の外部から複写機１に電力供給する電源に、複写機１と共通に接続される機器に対して供給される電力の変動が抑えられる。典型的には、商用電源から複写機１とともに電力供給を受ける蛍光灯のフリッカが抑制される。
【００４６】
また、選択された２つのヒータのそれぞれに電力が供給される期間は、カットオフ周期に対し１％以上７％以下について重なっていることで、力率が向上する。
【００４７】
図７は、ヒータに供給される電力制御の種類を説明するタイミングチャートである。図７のパート（Ａ）には、定格電力の供給が維持される制御の例が示されており、パート（Ｂ）には、カットオフ制御のみが行われている制御の例が示されており、パート（Ｃ）には、カットオフ制御に加えてソフトスタートおよびソフトストップ制御が行われている制御の例が示されている。
【００４８】
仮に図７のパート（Ａ）に示すように、定格電力の供給が維持される制御では、電源から供給される電力（電流）の変動が小さいため、力率は最良となるが、複写機１の画像形成状態で、２つのヒータに同時に電力を供給しようとした場合に、この時点での複写機の消費電力が増大する。ここで、複写機１の画像形成状態における消費電力を抑えるため、電力供給するロールを１つにした場合、１つ目のロールの温度が目標温度になるまで対応するヒータに電力を供給した後で、２つ目のヒータに電力を供給することとなる。したがって、複数のロールの温度が低下した場合に、温度の回復が遅れる。
【００４９】
仮に図７のパート（Ｂ）に示す制御のように、カットオフ制御によって２つのヒータに電力を分配すれば、ほぼ１つのロール分の電力で２つのヒータに加熱させることができる。ただし、パート（Ｂ）に示す制御は、電力の供給および抑制による電流の変動が急激であり、電源の電圧が不安定となる原因になる。
【００５０】
図７のパート（Ｃ）に示すように、カットオフ制御に加えてソフトスタートおよびソフトストップ制御を行うことで、突入電流が抑えられ、電源の電圧が安定化する。
【００５１】
図７に示す各制御が、仮に１つのヒータに対する制御であるとして見た場合には、図７のパート（Ａ）に示す制御よりもパート（Ｂ）に示す制御の方が、電流が変化する分、電力の力率が低下し、パート（Ｂ）に示す制御よりもパート（Ｃ）に示す制御の方が、ソフトスタートにおける位相制御によって、電力の力率が低下する。しかし、パート（Ｂ）およびパート（Ｃ）に示す制御であっても、２つのヒータに対する電力の供給および抑制を相互に逆の順にすることによって、力率の低下が抑えられる。さらに、２つのヒータのそれぞれに電力が供給される期間が、カットオフ周期に対し１％以上７％以下について重なるように調整することで、力率が向上する。
【００５２】
図８は、加熱ロールヒータの供給期間と力率との関係を示すグラフである。図８のグラフは、加熱ロールヒータ４１２と外部ロールヒータ４６１に対しカットオフ制御を行い、外部ロールヒータ４６１に対する電力供給期間をカットオフ周期の５５％に固定した条件で、加熱ロールヒータ４１２に対する電力供給期間（ＨＲ  ＯＮ  ＤＵＴＹ）を変化させて、ヒータにおける電圧および電流から力率を求めた結果である。ソフトスタートおよびソフトストップの期間は７０ｍｓ，１１０ｍｓ，１７０ｍｓのそれぞれで測定した。
【００５３】
グラフに示すように、ソフトスタートおよびソフトストップの期間が７０ｍｓ，１１０ｍｓ，１７０ｍｓのそれぞれについて、加熱ロールヒータ４１２に対する電力供給期間がカットオフ周期の４６％以上５２％以下の範囲で、力率のピークが確認された。特に、加熱ロールヒータ４１２に対する電力供給期間がカットオフ周期の４８％以上５２％以下の範囲では、ソフトスタートおよびソフトストップの期間がいずれでも力率が９５％以上であり電力効率が高い。また、加熱ロールヒータ４１２に対する電力供給期間がカットオフ周期の４６％以上５２％以下の範囲では、ソフトスタートおよびソフトストップの期間が７０ｍｓの場合、力率が９６％以上となる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、本発明にいう定着部の例として、加圧ロール４２および加熱ロール４１を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、定着部は例えば無端のベルトにより構成されるものであってもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、本発明にいう複数の加熱器の例として、加熱ロールヒータ４１２、加圧ロールヒータ４２２、および外部ロールヒータ４６１の３つのヒータを示したが、本発明にいう複数の加熱器はこれに限られるものではなく、例えば、加熱ロールヒータおよび外部ロールヒータの２つのヒータであってもよく、また、加熱ロールヒータおよび加圧ロールヒータの２つのヒータであってもよい。またさらに、４つ以上のヒータであってもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、制御部および電源部が定着器４０の外に設けられた構成を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、定着装置は制御部および電源部を内蔵したものであってもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態では、画像形成装置の例としてカラー複写機を示したが、本発明にいう画像形成装置はこれに限られず、例えば、モノクロ複写機やプリンタ、ファクシミリであってもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、記録媒体の例として、紙製の用紙について説明したが、本発明にいう記録媒体はこれに限られず、例えば、樹脂製のシートであってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１    複写機
２０    トナー像形成部
４０    定着器
４１    加熱ロール
４２    加圧ロール
４６    外部加熱ロール
４１２    加熱ロールヒータ
４２２    加圧ロールヒータ
４６１    外部ロールヒータ
【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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