(57)【要約】【課題】フリッカ現象によるユーザの不快感を低減する。【解決手段】電圧計１１の検出結果に基づいて電圧変動率を算出する電圧変動率算出部７１と、この算出結果に基づいて位相制御パターンを設定するパターン設定部７２と、パターン設定部７２の設定に沿ってスイッチ１２をオン／オフすることで位相制御を行うスイッチ制御部７３とを備えることによって、上記課題は解決される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から負荷に与えられる電力の位相制御を行う位相制御装置であって、
上記交流電源の電圧変動率を取得する変動率取得部と、
上記交流電源から上記負荷への電力供給の位相制御を行う位相制御部と、
上記電圧変動率によって上記位相制御のパターンを異ならせることができるパターン設定部と、
を備える位相制御装置。
【請求項２】
上記位相制御部は、上記位相制御動作の開始から所定の移行時間経過時以降は、上記交流電源の電圧の全波に渡って上記負荷と上記交流電源との間を通電状態とするようになっており、
上記パターン設定部は、上記電圧変動率が大きくなるほど、上記移行時間を長くするようになっている請求項１に記載の位相制御装置。
【請求項３】
上記位相制御部は、上記交流電源の電圧周期の１周期内において上記負荷に供給される電力を、上記位相制御動作の開始から上記移行時間経過時点まで、単調に増加させるようになっている、請求項２に記載の位相制御装置。
【請求項４】
交流電源に接続される定着装置であって、
画像が載せられた記録紙に熱を加える加熱部と、
上記交流電源の電圧変動率を取得するする変動率取得部と、
上記交流電源から上記加熱部への電力供給の位相制御を行う位相制御部と、
上記電圧変動率に基づいて、上記位相制御動作のパターンを変化させるパターン設定部と、
を備える定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源電圧の位相制御を行う位相制御装置、及びこの位相制御装置を備える定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の中には、画像を記録紙上に熱圧着によって定着させるため、ハロゲンヒータ等の発熱体を備えるものがある。発熱体は消費電力が大きいので、発熱体の点灯時には大きな突入電流が流れる。その結果、この画像形成装置へ交流電流を供給する電源配線に接続されている蛍光灯等の照明装置に、ちらつき（フリッカ現象）が発生することがある。
【０００３】
特許文献１の画像形成装置は、発熱体が駆動されていないときの商用電源電圧と、熱体が駆動されているときの商用電源電圧との差が、規定値外であれば、フリッカ現象が発生しやすい状況であるとして、操作パネルにてユーザに通知するようになっている。
【０００４】
また、特許文献２の画像形成装置は、電源波形の半波内の通電割合を制御する位相制御を行うことで、フリッカ現象を低減しようとしている。
【特許文献１】特開平７‐２２５５３６号公報（１９９５年８月２２日公開）
【特許文献２】特開平１０‐２０７１１（１９９８年１月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術では、フリッカ現象によるユーザの不快感を十分に低減できているとはいえず、改良の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑み、フリッカ現象によるユーザの不快感を低減することのできる技術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】
【０００７】
請求項１に記載の位相制御装置は、交流電源から負荷に与えられる電力の位相制御を行う位相制御装置であって、上記交流電源の電圧変動率を取得する変動率取得部と、上記交流電源から上記負荷への電力供給の位相制御を行う位相制御部と、上記電圧変動率によって上記位相制御のパターンを異ならせることができるパターン設定部と、を備える。
【０００８】
電圧変動率は、フリッカ現象におけるちらつきの程度に影響を与える。また、位相制御動作のパターン（位相制御パターン）も、ちらつきの程度に影響を与える。そのため、上記位相制御装置によると、電圧変動率に応じて位相制御動作のパターンを異ならせることにより、電圧変動率が変化しても、フリッカ現象におけるちらつきの程度を平均化することができる。その結果、上記位相制御装置は、フリッカ現象によるユーザの不快感を低減することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載するように、請求項１に記載の位相制御装置において、上記位相制御部は、上記位相制御動作の開始から所定の移行時間経過時以降は、上記交流電源の電圧の全波に渡って上記負荷と上記交流電源との間を通電状態とするようになっており、上記パターン設定部は、上記電圧変動率が大きくなるほど、上記移行時間を長くするようになっていることが好ましい。
【００１０】
電圧変動率が大きくなるほど、フリッカ現象におけるちらつきの程度は大きくなる。一方、上記移行時間が長くなるほど、ちらつきの程度は低減される。請求項２の構成によると、電圧変動率が大きくなるほど、以降時間が長くされるので、電圧変動率が変化しても、フリッカ現象におけるちらつきの程度が平均化され、ユーザの不快感が低減される。
【００１１】
また、請求項３に記載するように、請求項２に記載の位相制御装置において、上記位相制御部は、上記交流電源の電圧周期の１周期内において上記負荷に供給される電力を、上記位相制御動作の開始から上記移行時間経過時点まで、単調に増加させるようになっていてもよい。
【００１２】
また、請求項４に記載するように、以上に述べた位相制御装置は、交流電源に接続される定着装置であって、画像が載せられた記録紙に熱を加える加熱部と、上記交流電源の電圧変動率を取得するする変動率取得部と、上記交流電源から上記加熱部への電力供給の位相制御を行う位相制御部と、上記電圧変動率に基づいて、上記位相制御動作のパターンを変化させるパターン設定部と、を備える定着装置に適用可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、電圧変動率に応じて位相制御動作のパターンを異ならせることにより、電圧変動率が変化しても、フリッカ現象におけるちらつきの程度を平均化することができる。その結果、フリッカ現象によるユーザの不快感を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔１〕第１実施形態
本発明の実施の一形態にかかる複写機１００について、以下、図面を参照して説明する。図１は複写機１００の要部構成を示すブロック図であり、図２は複写機１００の電源電圧の位相制御に関する構成を示すブロック図であり、図３は位相制御の概念図であり、図４は本実施形態において位相制御に用いられるテーブルを示す図面であり、図５は位相制御パターン決定処理の流れを示すフローチャートである。
【００１５】
まず、図１を参照して、複写機１００の概要について説明する。
【００１６】
図１に示すように、複写機１００は、ユーザからの指示を受け付ける操作パネル２、原稿から画像データを取得する画像読取部３、画像データに基づいて現像剤からなる画像を形成する画像形成部４、画像形成部４で形成された画像を記録紙上に転写する転写部５、熱圧着により、転写後の画像を記録紙上に定着させる定着部６、及び、複写機１００内の各部を制御する制御装置７等を備える。
【００１７】
画像形成部４としては、電子写真方式により画像を形成する装置を好適に用いることができる。
【００１８】
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びその他の記憶媒体により実現可能である。この場合、制御装置７の各機能部は、ＣＰＵがＲＯＭ内のプログラムを読み出し、実行することによって実現される。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として機能し得る。
【００１９】
次に、図２を参照して、電源電圧の位相制御について説明する。
【００２０】
図２に示すように、複写機１００は、交流電源２００に接続されており、上述の構成に加えて、電源基板１０、電圧計１１、及びスイッチ１２等を備える。また、上述の定着部６は、熱圧着のためのヒータ６１を備える。なお、交流電源２００には、蛍光灯等の照明機器が接続されている。
【００２１】
電源基板１０は、交流電源２００に接続され、交流電源２００からの電圧を、ヒータ６１に適した値に調整するトランス等の電子部品を備える。
【００２２】
電圧計１１は、電源基板１０からヒータ６１への電力供給経路上に設けられる。電圧計１１は、電源電圧を検知すると、制御装置７へ検知結果を出力する。
【００２３】
スイッチ１２としては、ＳＳＲ（Solid State Relay）等の従来公知のスイッチ素子を用いることができる。
【００２４】
また、図２に示すように、制御装置７は、電圧変動率算出部（変動率取得部）７１、パターン設定部７２、スイッチ制御部７３、メモリ７４等を備える。電圧変動率算出部７１は、電圧計１１の検知結果を参照し、電源電圧変動率を算出する。パターン設定部７２は、電圧変動率算出部７１の算出結果を参照し、位相制御パターンを設定する。スイッチ制御部７３は、スイッチ１２のオン／オフを制御することで、位相制御を実行する。メモリ７４は、図４の移行時間テーブル７４１等の情報を記憶する。
【００２５】
スイッチ制御部７３による位相制御について、より具体的に説明する。スイッチ制御部７３は、電源電圧の１半波内でスイッチ１２をオフ／オンすることで、ヒータ６１を通電状態と非通電状態とに切り換えることができる。具体的には、スイッチ制御部７３は、図３に示すように、電圧のゼロクロスＭ０においてスイッチ１２をオフし、次のゼロクロスＭ０までのタイミングＭ１で、スイッチ１２をオンとする動作を繰り返す。
【００２６】
図３に示すように、スイッチ制御部７３は、スイッチ１２をオンにするタイミングＭ１を変えることで、電圧の１半波内における、ヒータ６１の（通電／非通電）の期間の比を変化させることができる。
【００２７】
具体的に、スイッチ制御部７３は、タイミングＭ１を徐々に早めることで、電圧の１半波内での（通電／非通電）の期間の比を単調に増加させることができる。特に、本形態では、電圧の１周期（２半波）毎に、（通電／非通電）の期間の比が、位相制御開始からの経過時間に比例して増加するようになっている。つまり、位相制御開始時点（図３の原点）から第１半波と第２半波とにおいて、スイッチ１２をオンにするタイミングＭ１が互いに同一であり、第３半波と第４半波とにおいて、タイミングＭ１が互いに同一である。そして、１半波置きに、タイミングＭ１が早められることで、（通電／非通電）の期間の比が増加されるようになっている。
【００２８】
図３に示すように、位相制御開始から移行時間Ｔが経過した時点以降は（図３では、移行時間Ｔの経過の１周期前から）、電圧の全波に渡ってスイッチ１２がオンとされる。このように、本実施形態では、電源が投入されてから、つまり位相制御が開始されてから、移行時間Ｔの経過時点まで、交流電源２００からヒータ６１への供給電圧が徐々に増加するようになっている。
【００２９】
位相制御開始から全波までの移行時間Ｔは可変である。移行時間Ｔは、図５のフローチャートに沿った処理によって設定される。なお、この処理を行うタイミングは特に限定されるものではなく、例えば、複写機１００の設置時に行うことが可能である。移行時間Ｔが装置の設置時等に一旦設定されると、その後、スイッチ制御部７３はこの設定に基づいて位相制御を行うことができる。
【００３０】
図５に示すように、処理開始時には、スイッチ制御部７３が位相制御を行わずに電源電圧の全波に渡ってスイッチ１２をオンとすることで、ヒータ６１が全波通電される（ステップＳ１）。電圧変動率算出部７１は、この全波通電時の電圧計１１の検出結果に基づいて、電源電圧の変動率を算出する（ステップＳ２）。この算出結果及び図４の移行時間テーブル７４１に基づいて、パターン設定部７２は、位相制御パターンを設定する（ステップＳ３）。
【００３１】
図４に示すように、移行時間テーブル７４１においては、電圧変動率（％）が大きいほど、電圧変動率に対応する移行時間Ｔ（秒）が大きくなっている。電圧変動率が大きいほど、交流電源２００を共有する照明機器におけるちらつきが大きくなる。一方、移行時間Ｔが長くなると、ちらつきが小さくなる。よって、電圧変動率に併せて移行時間Ｔを変更することによって、照明機器のちらつきを防止することができる。さらに、電圧変動率が大きいほど移行時間Ｔが大きく設定されることで、電動変動率のばらつきにより生じる、照明機器のちらつき具合のばらつきが低減される。その結果、ユーザの不快感をさらに低減することができる。
【００３２】
各電圧変動率に対応する移行時間Ｔは、ヒータ６１の容量、その他の構成によって適宜設定されるものであり、具体的な数値に限定されるものではない。また、移行時間Ｔの上限は、ＥＭＩ（ElectroMagnetic Interference）等が問題にならない程度に制限されることが好ましい。
【００３３】
〔２〕その他の実施形態
（ａ）第１実施形態では、位相制御装置として機能するスイッチ１２及び制御装置７が、複写機１００に組み込まれている。しかし、複写機以外の画像形成装置、又は画像形成装置以外の電気機器に、同様の機構を適用することが可能である。
【００３４】
（ｂ）位相制御の対象となる負荷は、ヒータ６１に限定されるものではなく、例えば図１に示す各ブロック等、他の部材であってもよい。但し、位相制御の対象となる負荷は、ヒータ等、消費電力量が大きいものであることが好ましい。
【００３５】
（ｃ）第１実施形態では、位相制御開始から移行時間Ｔの経過時点にかけて、電圧の１半波内の通電期間を、単調に、しかも直線的に増加させることで、１半波内でのヒータ６１への供給電力量を、徐々に増加させるものとした。しかし、（通電／非通電）の期間の比の変化の態様は、第１実施形態に限定されるものではなく、位相制御の対象となる負荷の容量、その他構成に応じて、適宜変更可能である。例えば他の態様として、（通電／非通電）の期間の比が、単調に、かつ凹形又は凸形の曲線を描くように、増加するようになっていてもよい。
【００３６】
（ｄ）第１実施形態では、１のゼロクロスＭ０に負荷への電力供給をオフし、次のゼロクロスＭ０までのタイミングＭ１に電力供給をオンにする、というオフ／オンの切り替えが、一半波毎に繰り返されるものとした。しかし、逆に、１のゼロクロスＭ０からタイミングＭ１までの間は負荷への電力供給がオンとされ、タイミングＭ１から次のゼロクロスＭ０までの間、電力供給がオフにされるようになっていてもよい。
【００３７】
（ｅ）移行時間Ｔは、位相制御パターンを決定する要素の一例に過ぎない。すなわち、ちらつき、又はちらつき具合のばらつきを低減するために、移行時間Ｔ以外の要素を変更してもよい。例えば、上記（ｃ）で述べた、（通電／非通電）の期間の比の変化態様、又は、移行時間Ｔ経過後の最終的な供給電力の大きさ等を変更することにより、位相制御パターンを変更することができる。すなわち、第１実施形態で述べた以外の構成であっても、電圧変動率によって、位相制御パターンを異ならせることで、照明機器のちらつきの低減、又はちらつき具合のばらつきを低減することができる位相制御装置は、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３８】
以上、異なる欄に述べた実施形態を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る複写機１００の要部構成を示すブロック図。
【図２】複写機１００の電源電圧の位相制御に関する構成を示すブロック図。
【図３】複写機１００における位相制御の概念図。
【図４】電圧変動率と移行時間Ｔと対応付けたテーブルを示す図面。
【図５】位相制御パターン決定の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４０】
１００    複写機
２００    交流電源
１１      電圧計
１２      スイッチ
６        定着部
６１      ヒータ
７        制御装置
７１      電圧変動率算出部
７２      パターン設定部
７３      スイッチ制御部
７４      メモリ
７４１    移行時間テーブル
【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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