(57)【要約】【課題】定着ユニットのヒータの故障を適切に抑制すること。【解決手段】開示の技術の一態様に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置であって、商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱部と、加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、前記商用電源から前記加熱部に通電された電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱部に通電される電流を制御する電流制御部と、を備える。【選択図】図６
2020118772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置であって、
商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱部と、
加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、
前記商用電源から前記加熱部に通電された電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱部に通電される電流を制御する電流制御部と、を備える
画像形成装置。
【請求項２】
前記電流検出部により検出された電流値に基づいて、前記加熱部の劣化の状態を検知する劣化状態検知部を備え、
前記電流制御部は、検知された前記劣化の状態に基づいて、前記商用電源から前記加熱部に通電される電流を制御する
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記電流検出部により検出された電流値に基づいて、前記加熱部が劣化しているか否かを判定する劣化判定部を備え、
前記電流制御部は、前記劣化判定部による判定結果に基づいて、前記商用電源から前記加熱部に通電される電流を制御する
請求項１、又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電流制御部は、前記加熱部に加熱させるための制御信号のデューティ比を制御するデューティ比制御部を備える
請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電流制御部は、前記商用電源から前記加熱部までの電流経路に設けられた可変抵抗を変化させる
請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱部は複数の熱源を有し、
前記電流検出部は、前記複数の熱源毎で、前記商用電源から通電された電流を検出し、
前記劣化状態検知部は、前記複数の熱源毎で、劣化の状態を検知する
請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の熱源毎で検知された前記劣化の状態に差異がない場合に、前記商用電源からの電流を通電させる前記熱源を、時系列で順次切り替える通電切替部を備える
請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
電力を蓄積する蓄電部と、
前記蓄電部に蓄積された電力を放電させ、前記加熱部に電流を通電させる放電部と、
前記放電部による放電時の電力を検出する放電電力検出部と、
前記放電電力検出部により検出された電力値に基づき、前記放電部から前記加熱部に通電される電流を制御する放電制御部と、を備える
請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記加熱部は複数の熱源を有し、
前記放電部は、前記複数の熱源の少なくとも一部に通電させる
請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記蓄電部は、キャパシタを含む
請求項８、又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置による画像形成方法であって、
商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱工程と、
加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着工程と、
前記商用電源から前記加熱工程で通電された電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱工程で通電される電流を制御する電流制御工程と、を含む
画像形成方法。
【請求項１２】
記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置で実行されるプログラムであって、
商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱処理と、
加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着処理と、
前記商用電源から前記加熱処理で通電された電流を検出する電流検出処理と、
前記電流検出処理により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱処理で通電される電流を制御する電流制御処理と、を実行させる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の画像形成装置では、定着ユニットが備えるヒータが故障すると、発熱不足等により記録媒体へのトナーの定着不良を生じさせる場合がある。このようなヒータの故障を抑制するために、定着ユニットへの通電開始時の突入電流を抑制する等の、定着ユニットに通電させる電流を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ヒータに通電される電流を検出し、記録媒体上の加熱可能な領域（範囲）を判定することで、定着ユニットのヒータが故障で発熱しない場合に、記録媒体上でトナーが定着されない領域が生じることを防止する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、ヒータの劣化の状態に対応した制御を行っていないため、定着ユニットのヒータが劣化している場合に、劣化を更に進行させ、適切に故障を抑制できなくなる場合があった。
【０００５】
また、特許文献２の技術では、ヒータの故障の有無を判定する技術が開示されるに止まり、ヒータの故障を抑制することはできない。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、定着ユニットのヒータの故障を適切に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の技術の一態様に係る画像形成装置は、記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置であって、商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱部と、加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、前記商用電源から前記加熱部に通電された電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱部に通電される電流を制御する電流制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、定着ユニットのヒータの故障を適切に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施形態に定着ユニットの構成の一例を説明する図である。
【図３】ヒータによる発熱幅と用紙幅との関係を説明する図（その１）である。
【図４】ヒータによる発熱幅と用紙幅との関係を説明する図（その２）である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図７】商用電源から電力供給を受ける場合の使用時間に応じたヒータ電力の低下を説明する図である。
【図８】制御信号のデューティ比による電流制御を説明する図であり、（ａ）はヒータに１００％通電させるデューティ比の制御信号を示す図であり、（ｂ）はヒータに５０％通電させるデューティ比の制御信号を示す図である。
【図９Ａ】第１の実施形態に係る制御部による処理の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図９Ｂ】第１の実施形態に係る制御部による処理の一例を示すフローチャート（その２）である。
【図１０】第２の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施形態に係る制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】キャパシタから電力供給を受ける場合の使用時間に応じたヒータ電力の低下を説明する図である。
【図１３】定着ベルトを備える定着ユニットの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
本実施形態の記録媒体は、用紙、又はプラスチックシート等である。以下では、記録媒体が用紙である場合を一例として説明し、記録媒体を単に「用紙」と称する。
【００１２】
＜実施形態に係る画像形成装置の構成＞
先ず、第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。以下では、タンデム方式といわれる二次転写機構を備える電子写真方式の画像形成装置を例に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す図である。図１において、画像形成装置１００は、中間転写ユニットと、各色の作像装置２０と、露光部２１と、二次転写ユニット２２と、定着ユニット２５とを有している。
【００１４】
中間転写ユニットは、無端ベルトである中間転写ベルト１０と、３つの支持ローラ１４〜１６と、中間転写体クリーニングユニット１７とを有している。中間転写ベルト１０は支持ローラ１４〜１６に掛け回され、時計回りに回転する。中間転写体クリーニングユニット１７は、第２の支持ローラ１５と第３の支持ローラ１６の間に設けられ、画像を転写後に中間転写ベルト１０の表面に残留する残留トナーを除去する。
【００１５】
作像装置２０は、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５との間に設置されている。また、作像装置２０は、中間転写ベルト１０の搬送方向に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの順で設置されている。
【００１６】
作像装置２０は、クリーニングユニットと、帯電ローラ１８と、除電器と、現像器と、感光体ドラムとを、色ごとに有しており、各色の作像を行う。なお、作像装置２０は、画像形成装置１００に対して脱着が可能であってもよい。
【００１７】
露光部２１は、作像装置２０の上方に設けられている。露光部２１は、画像形成を行うため、各色の感光体ドラム４０にレーザ光を照射し、露光する。
【００１８】
二次転写ユニット２２は、中間転写ベルト１０の下方に設けられ、２つのローラ２３と、二次転写ベルト２４とを有している。二次転写ベルト２４は、無端ベルトであり、２つのローラ２３に掛けられ、回転する。ローラ２３及び二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を押し上げて、第３の支持ローラ１６に押し当てるように設置されている。
【００１９】
二次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０の上に形成される画像を、用紙Ｐに転写する。
【００２０】
定着ユニット２５は、二次転写ユニット２２の側方に設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐが定着ユニット２５に送られ、定着ユニット２５は、画像を用紙Ｐに定着させる。ここで、定着ユニット２５は、「定着部」の一例である。この定着ユニット２５の構成については、別途詳述する。
【００２１】
シート反転ユニット２８Ａは、二次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方に設けられている。シート反転ユニット２８Ａは、送られる用紙Ｐの表面と裏面を反転させる。なお、シート反転ユニット２８Ａは、表面に画像形成した後、裏面に画像形成する場合に用いられる。
【００２２】
自動給紙装置（ＡＤＦ（Auto Document Feeder））４００は、操作部が備えるスタートボタンが押され、かつ、給紙台３０の上に用紙Ｐがある場合には、用紙Ｐをコンタクトガラス３２の上へ搬送する。一方、自動給紙装置４００は、給紙台３０の上に用紙Ｐがない場合には、ユーザによって置かれるコンタクトガラス３２の上の用紙Ｐを読み取るために、画像読み取りユニット３００を起動させる。
【００２３】
画像読み取りユニット３００は、第１キャリッジ３３と、第２キャリッジ３４と、結像レンズ３５と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）３６と、光源とを有している。画像読み取りユニット３００は、コンタクトガラス３２の上の用紙Ｐを読み取るために、第１キャリッジ３３及び第２キャリッジ３４を駆動する。
【００２４】
第１キャリッジ３３が備える光源は、コンタクトガラス３２に向かって、光を発する。光源からの光は、コンタクトガラス３２の上の用紙Ｐで反射した後、第１キャリッジ３３にある第１ミラーで第２キャリッジ３４に向かって反射する。第２キャリッジ３４での反射光は、結像レンズ３５により、読み取りセンサであるＣＣＤ３６で結像する。
【００２５】
画像形成装置１００は、ＣＣＤ３６から取得されるデータに基づいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ、すなわち、各色の画像データを作成する。
【００２６】
画像形成装置１００は、操作部が備えるスタートボタンが押される場合、ＰＣ（Personal Computer）等の外部装置から画像形成の指示がある場合、又はファクシミリの出力指示がある場合には、中間転写ベルト１０の回転を開始する。
【００２７】
中間転写ベルト１０の回転が開始されると、作像装置２０は、作像工程を開始する。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット２５に送られる。定着ユニット２５によりトナー像が用紙Ｐに定着され、用紙Ｐに画像が形成される。
【００２８】
給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２と、給紙ユニット４３と、分離ローラ４５と、搬送コロユニット４８とを有している。また、給紙ユニット４３は、複数の給紙トレイ４４を有し、搬送コロユニット４８は、搬送ローラ４７を有している。
【００２９】
給紙テーブル２００は、給紙ローラ４２のうち、１つの給紙ローラを選択する。給紙テーブル２００は、選択される給紙ローラ４２を回転させる。
【００３０】
給紙ユニット４３は、複数の給紙トレイ４４のうち、１つの給紙トレイを選択し、給紙トレイ４４から用紙Ｐを送る。送り出された用紙Ｐは、分離ローラ４５によって１枚に分離され、搬送路４６に送られる。搬送路４６では、搬送ローラ４７によって用紙Ｐが画像形成装置１００に送られる。
【００３１】
画像形成装置１００に送られる用紙Ｐは、給紙路５３を介してレジストローラ４９へ送られ、レジストローラ４９に突き当たり停止する。そしてトナー像が二次転写ユニット２２に進入するタイミングで、二次転写ユニット２２に送られる。
【００３２】
なお、用紙Ｐは、手差しトレイ５１から送られてもよい。手差しトレイ５１から用紙Ｐが送られる場合、画像形成装置１００は、給紙ローラ５０を回転させる。給紙ローラ５０は、手差しトレイ５１上にある複数の用紙から１枚の用紙を分離させ、分離させた用紙Ｐを給紙路５３へ搬送する。給紙路５３に搬送された用紙Ｐは、さらにレジストローラ４９へ搬送される。用紙Ｐがレジストローラ４９に搬送された以降の処理は、給紙テーブル２００から用紙Ｐを搬送する場合と同様である。
【００３３】
用紙Ｐは、定着ユニット２５によって定着工程が実施された後に排出される。排出された用紙Ｐは、切換爪５５によって、排出ローラ５６に送られる。排出ローラ５６は、用紙Ｐを排紙トレイ５７に送り、排紙する。
【００３４】
切換爪５５は、定着ユニット２５から排出された用紙Ｐをシート反転ユニット２８Ａに送ってもよい。シート反転ユニット２８Ａは、送られてきた用紙Ｐの表面と裏面を反転させる。反転させられた用紙Ｐは、表面と同様に裏面に画像形成が行われ、排紙トレイ５７へ送られる。以上のようにして画像形成装置１００は、用紙Ｐに画像形成を行う。
【００３５】
＜実施形態に係る定着ユニットの構成＞
図２は、本実施形態に係る定着ユニット２５の構成の一例を示す図である。定着ユニット２５は定着部材２６と、加圧部材２７と、加熱部２８と、温度センサ２９とを備える。
【００３６】
定着部材２６は、円筒状のローラであり、定着ユニット２５のハウジングに回転可能に支持されている。加熱部２８は、３つのヒータ２８１〜２８３を備え、定着部材２６の内部に設置されている。ヒータ２８１〜２８３は、ハロゲンヒータ、セラミックヒータ、又はＩＨヒータ等を含んで構成され、商用電源７００からＡＣ駆動部６００を介して通電される電流に応じて輻射熱を発する。
【００３７】
ヒータ２８１〜２８３から発せられる輻射熱により、定着部材２６が内側から加熱される。そして、定着部材２６の外周部の熱が用紙Ｐに伝熱されることで、用紙Ｐ上のトナー像が加熱され、トナー像が用紙Ｐに熱定着される。ここで、定着ユニット２５は「定着部」の一例であり、ヒータ２８１〜２８３はそれぞれ「熱源」の一例である。
【００３８】
なお、定着部材２６は、薄肉で可撓性を備える無端状のベルト部材等で構成されてもよい。また、本実施形態では、加熱部２８が３つのヒータ２８１〜２８３を備える例を示したが、熱源の数は３つに限定されるものではなく、任意の数であっても良い。
【００３９】
加圧部材２７は、円筒状のローラであり、定着部材２６に対向して配置された回転体である。加圧部材２７は、バネ等の付勢により定着部材２６を押圧しながら、定着部材２６の回転に従って従動回転する。加圧部材２７は、コア部材と、コア部材の表面に設けられた弾性層とを有しており、加圧部材２７で用紙Ｐを加圧するときに、弾性層を弾性変形させることで、用紙Ｐと接触する面積を増やすことができる。
【００４０】
定着部材２６は、加圧部材２７との圧接部で形成されるニップ部に用紙Ｐを挟み込んで、用紙Ｐを搬送する。この際に、定着部材２６及び加圧部材２７は、用紙Ｐ上に転写された未定着のトナー像を加熱及び加圧し、用紙Ｐにトナー像を定着させる。
【００４１】
温度センサ２９は、複数の熱電対が直列又は並列に接続されたサーモパイル等を含んで構成される。温度センサ２９は、定着部材２６の外周部近傍に配置され、定着部材２６の温度を非接触で検出し、温度に応じた電気信号を制御部５００に出力する。
【００４２】
温度センサ２９は、一例として、定着部材２６の軸方向の中央部と、定着部材２６の軸方向の一方の端部の２箇所に配置され、各箇所の温度が検出される。中央部と端部の２箇所で検出された温度を用いることで、定着部材２６の軸方向の温度差に起因するヒータ２８１〜２８３に通電する電流の制御誤差を抑制することができる。なお、温度センサ２９の配置は、２箇所に限定されるものではなく、定着部材２６の軸方向の任意の箇所に、任意の個数が配置されてもよい。
【００４３】
ここで、図３及び図４は、ヒータによる発熱幅と用紙幅との関係を説明する図である。図３は、用紙Ｐの幅方向において用紙幅より大きい幅のヒータを用いた場合の発熱幅と用紙幅との関係を示している。
【００４４】
図３の上段は用紙Ｐの幅方向におけるヒータの発熱幅７１を示し、中段はＡ４サイズの用紙横幅７２を示し、下段はＡ６サイズの用紙縦幅７３を示している。なお、Ａ４サイズの用紙横幅７２は２９７ｍｍであり、Ａ６サイズの用紙縦幅は１０５ｍｍである。
【００４５】
ヒータの発熱幅７１はＡ４用紙横幅７２、及びＡ６用紙縦幅７３より大きいため、定着ユニット２５は、これらの用紙全体でトナー像を加熱することができ、用紙にトナー像を定着させることができる。
【００４６】
一方、図４は、用紙Ｐの幅方向における中央部と両端部で分割されたヒータを用いた場合の発熱幅と用紙幅との関係を示している。
【００４７】
図４の上段は用紙Ｐの幅方向における中央部の発熱幅７４と、両端部の発熱幅７５ａ及び７５ｂとを示している。図３と同様に、中段はＡ４サイズの用紙横幅７２を示し、下段はＡ６サイズの用紙縦幅７３を示している。
【００４８】
画像形成装置１００が横置きのＡ４サイズの用紙に画像形成する場合は、定着ユニット２５は、中央部及び両端部の両方のヒータに通電させて発熱させる。これにより、横置きのＡ４サイズの用紙の全体でトナー像を加熱することができる。
【００４９】
一方、画像形成装置１００が縦置きのＡ６サイズの用紙に画像形成する場合は、定着ユニット２５は、中央部のヒータのみに通電させて発熱させる。これにより、縦置きのＡ６サイズの用紙の全体でトナー像を加熱することができる。
【００５０】
図４に示した例では、画像形成する用紙Ｐのサイズ応じて、ヒータを選択的に発熱させることができ、これにより、定着に要する消費電力を抑制することが可能となる。
【００５１】
［第１の実施形態］
＜第１の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成＞
次に、第１の実施形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成を説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図中に太実線で示した矢印は、交流電圧の信号線を示し、破線の矢印で示した矢印は、制御信号線を示している。また、一点鎖線で示した矢印は、検出信号のフィードバック信号線を示している。
【００５２】
図５に示すように、画像形成装置１００は、制御部５００と、ＡＣ駆動部６００と、定着ユニット２５とを備える。
【００５３】
ＡＣ駆動部６００は、電圧監視回路６０１と、ヒータ駆動回路６０２と、可変抵抗６０３と、電流検出回路６０４とを備える電気回路基板等で構成される。ＡＣ駆動部６００は、商用電源７００から供給される電力により、定着ユニット２５の加熱部２８に含まれるヒータ２８１〜２８３に電流を通電させることができる。
【００５４】
電圧監視回路６０１は、商用電源７００から入力される交流電圧の電圧値を監視し、電圧の検出値を制御部５００に出力する電気回路である。商用電源７００から入力された交流電圧は電圧監視回路６０１を介してヒータ駆動回路６０２に入力される。
【００５５】
ヒータ駆動回路６０２は、交流電圧を入力し、制御部５００からの制御信号に応じた電流を、可変抵抗６０３を介してヒータ２８１〜２８３に通電させる電気回路である。
【００５６】
可変抵抗６０３は、定着ユニット２５とヒータ駆動回路６０２の間に設けられ、制御部５００からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号等に応じて電気抵抗を可変とする電子ボリュームである。
【００５７】
なお、本実施形態では、ＡＣ駆動部６００は、ヒータ駆動回路６０２及び可変抵抗６０３の両方を備える例を示すが、これらは何れも制御部５００からの制御信号に応じてヒータ２８１〜２８３に出力する電流を制御するものであるため、少なくとも一方が設けられれば良い。
【００５８】
電流検出回路６０４は、ヒータ２８１〜２８３に電気的に接続され、ヒータ２８１〜２８３にそれぞれ通電された電流を検出する電気回路である。検出された電流値を示す信号は、制御部５００及び商用電源７００に出力される。ここで、電流検出回路６０４は、「電流検出部」の一例である。
【００５９】
制御部５００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）５０１と、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)５０２と、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)５０３と、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）５０４と、電圧監視回路Ｉ／Ｆ（Interface）５０５と、外部機器出力Ｉ／Ｆ５０６と、電流検出回路Ｉ／Ｆ５０７と、温度センサＩ／Ｆ５０８とを備える。これらはシステムバス５２０を介して相互に電気的に接続されている。
【００６０】
ＣＰＵ５０１は、制御部５００の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ５０１は、ＲＡＭ５０３をワークエリア（作業領域）としてＲＯＭ５０２又はＨＤＤ５０４等に格納されたプログラムを実行することで、制御部５００全体の動作を制御し、制御部５００の備える各種機能を実現することができる。制御部５００の備える各種機能については、図６を参照して別途説明する。
【００６１】
ＲＯＭ５０２は、ＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ５０４は、プログラム等の各種データを記憶する。
【００６２】
電圧監視回路Ｉ／Ｆ５０５は、電圧監視回路６０１の検出した電圧値を示す信号を入力するインタフェースである。外部機器出力Ｉ／Ｆ５０６は、ヒータ駆動回路６０２及び可変抵抗６０３に制御信号を出力するインタフェースである。
【００６３】
また、電流検出回路Ｉ／Ｆ５０７は、電流検出回路６０４が検出した電流値を示す信号を入力するインタフェースであり、温度センサＩ／Ｆ５０８は、温度センサ２９の検出した温度を示す信号を入力するインタフェースである。
【００６４】
定着ユニット２５のハードウェア構成は、図２を参照して説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６５】
＜第１の実施形態に係る制御部の機能構成＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の備える制御部５００の機能構成について説明する。図６は、本実施形態に係る制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。なお、図６に示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。また、各機能ブロックの全部又は一部を、任意の単位で機能的又は物理的に分散・結合して構成しても良い。さらに、図６は、定着ユニット２５による加熱に係る機能ブロックのみを示しているが、画像形成装置１００及び制御部５００は、他に機能を備えていても良い。
【００６６】
図６に示すように、制御部５００は、劣化状態検知部５１１と、温度入力部５１２と、電流制御部５１３とを備える。
【００６７】
劣化状態検知部５１１は、ＣＰＵ５０１等により実現され、劣化判定部５２１を備える。ヒータは、長時間の使用により、通電の影響等で劣化する場合があり、劣化に伴って抵抗値が変化するため、ヒータに通電された電流を検出することで、ヒータの劣化状態が検知可能となる。劣化状態検知部５１１は、電流検出回路６０４による電流の検出値に基づき、加熱部２８のヒータ２８１〜２８３のそれぞれの劣化状態を検知し、検知した劣化状態を示す信号を電流制御部５１３に出力することができる。
【００６８】
また、劣化判定部５２１は、電流検出回路６０４による電流の検出値に基づき、ヒータ２８１〜２８３のそれぞれが劣化しているか否かを判定し、判定結果を示す信号を電流制御部５１３に出力することができる。
【００６９】
ここで、商用電源７００から出力される交流電圧は、変動する場合がある。そのため、劣化状態検知部５１１は、電圧監視回路６０１による交流電圧の検出値も併せて入力し、ヒータ２８１〜２８３に通電された電流の検出値及び交流電圧の検出値から求めた供給電力に基づいて、ヒータの劣化状態を検知することが好適である。これにより、ヒータの劣化状態をより正確に検知することができる。以下では、劣化状態検知部５１１は、電流検出回路６０４による電流の検出値に基づいて求めた電力値に基づき、ヒータの劣化状態を検知する場合を一例として説明する。
【００７０】
図７は、商用電源から電力供給を受ける場合の使用時間に応じたヒータ電力の低下を説明する図である。図７の横軸は、ヒータの使用時間を示し、縦軸はヒータ電力の検出値を示している。
【００７１】
使用時間に応じたヒータの劣化により、通電される電流量が減少してヒータ電力が低下する。図７の例では、ヒータ電力は使用時間に応じて徐々に低下し、使用時間が１０００時間を超えると急激に低下している。上述した劣化状態検知部５１１は、このように使用時間に応じて変化する電力値を検出することで、ヒータの劣化状態を検知することができる。
【００７２】
また、図７の閾値６１は、ヒータが劣化したと判定するための閾値である。上述した劣化判定部５２１は、ヒータ電力が閾値６１以上の場合にヒータが劣化していないと判定し、ヒータ電力が閾値６１を下回った場合にヒータが劣化したと判定することができる。
【００７３】
なお、閾値６１は、常温常湿時の閾値の一例であり、温度、湿度、高度等の環境を考慮する場合は、閾値６１に環境係数を掛けたものを閾値とすることができる。また、図７の例では、使用時間を横軸としたが、ヒータの使用回数、発熱回数（ハロゲンヒータ等の点灯回数）であっても良い。
【００７４】
図６に戻り、説明を続ける。温度入力部５１２は、温度センサＩ／Ｆ５０８等により実現され、定着ユニット２５に設けられた温度センサ２９が検出した温度の検出値を示す信号を入力し、電流制御部５１３に出力する。
【００７５】
電流制御部５１３は、ＣＰＵ５０１等により実現され、デューティ比制御部５２２と、通電切替部５２３とを備える。電流制御部５１３は、劣化状態検知部５１１から入力したヒータ２８１〜２８３のそれぞれの劣化状態を示す信号に応じて、加熱部２８の備えるヒータ２８１〜２８３にそれぞれ通電させる電流を制御する。
【００７６】
デューティ比制御部５２２は、電流制御部５１３から出力される制御信号のデューティ比を変化させることで、ヒータ２８１〜２８３に通電される電流を制御することができる。また、通電切替部５２３は、ヒータ２８１〜２８３毎で検知された劣化の状態に差異がない場合に、通電させるヒータを時系列で順次切り替える機能を備える。
【００７７】
図８は、制御信号のデューティ比による電流制御を説明する図である。図８（ａ）はヒータに１００％通電させるデューティ比の制御信号を示す図であり、図８（ｂ）はヒータに５０％通電させるデューティ比の制御信号を示す図である。
【００７８】
図８（ａ）、（ｂ）では、それぞれ上段に、商用電源７００から電圧監視回路６０１を介してヒータ駆動回路６０２に入力される交流電圧信号８１の電圧波形が示され、下段に電流制御部５１３からヒータ駆動回路６０２に入力される制御信号８２ａ及び８２ｂの電圧波形が示されている。何れのグラフでも、横軸は時間、縦軸は電圧を示している。また、制御信号８２ａ及び８２ｂで、電圧が「Ｈｉ」となる期間に交流電圧が加熱部２８に印加されて通電され、ヒータ２８１〜２８３が発熱する。
【００７９】
図８（ａ）では、交流電圧信号８１の電圧がゼロとなるゼロクロス時刻に、制御信号８２ａが「Ｈｉ」になり、次のゼロクロス時刻まで「Ｈｉ」の状態が継続している。つまり、制御信号８２ａが「Ｈｉ」となる期間と、交流電圧信号８１の半周期の期間が略一致（デューティ比５０％）し、且つ交流電圧信号８１の初めのゼロクロス時刻に対して位相がゼロとなっている。この場合、斜線ハッチング８３ａで示した半周期分の交流電圧が加熱部２８に印加され、１００％の電流が加熱部２８に通電される。
【００８０】
一方、図８（ｂ）では、制御信号８２ｂが「Ｈｉ」となる期間と、交流電圧信号８１の１／４周期の期間が略一致（デューティ比２５％）し、且つ交流電圧信号８１のゼロクロス時刻に対して位相が１／４周期（π／２）だけ遅れている。この場合、斜線ハッチング８３ｂで示した１／４周期分の交流電圧が加熱部２８に印加され、５０％の電流が加熱部２８に通電される。
【００８１】
このように、電流制御部５１３のデューティ比制御部５２２は、制御信号のデューティ比及び位相を変化させることで、ヒータ２８１〜２８３に通電される電流を制御することができる。また、交流電圧信号８１に対する位相を一定にすれば、制御信号のデューティ比のみを変化させてヒータ２８１〜２８３に通電される電流を制御することが可能となる。
【００８２】
＜第１の実施形態に係る制御部の処理＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の備える制御部による処理について説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、本実施形態に係る制御部による処理の一例を示すフローチャートである。
【００８３】
先ず、ステップＳ９０１において、劣化状態検知部５１１は、ヒータ２８１〜２８３のそれぞれに通電された電流の検出値を電流検出回路６０４から入力し、各ヒータに供給された電力値を求める。そして、電力値を示す信号を電流制御部５１３に出力する。また、ステップＳ９０２において、劣化判定部５２１は、電力値に基づき、ヒータ２８１〜２８３が劣化しているか否かを判定し、判定結果を電流制御部５１３に出力する。
【００８４】
ステップＳ９０２で、劣化しているヒータがあると判定された場合は（ステップＳ９０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ９０３に移行し、電流制御部５１３は、劣化判定部５２１から入力した判定結果に応じて、ヒータ２８１〜２８３の全てが劣化しているか否かを判定する。
【００８５】
ステップＳ９０３で、ヒータ２８１〜２８３の全てが劣化していると判定された場合は（ステップＳ９０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１８に移行する。一方、ヒータ２８１〜２８３の全てが劣化していないと判定された場合は（ステップＳ９０３、Ｎｏ）、ステップＳ９０４に移行し、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化していないヒータを選択的に発熱させる。
【００８６】
ここで、低デューティ比の制御信号は、デューティ比５０％の制御信号等である。実施形態では、低デューティ比の制御信号により、小さい電流でヒータへの通電を開始し、その後、デューティ比を徐々に上げた制御信号により、ヒータに通電させる電流を徐々に大きくするように制御される。このような制御は、ソフトスタート制御と称される。ソフトスタート制御により、突入電流によるヒータの故障を防止することができる。
【００８７】
但し、デューティ比５０％は一例であり、これに限定されるものではない。故障を防止するために適正なデューティ比を予め実験、又はシミュレーションで求め、ソフトスタートのための制御信号に適用することが好適である。
【００８８】
続いて、ステップＳ９０５において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度（定着温度）が予め定められた次ステップに移行できる温度以上であるか否かを判定する。
【００８９】
ステップＳ９０５で、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９０５、Ｎｏ）、ステップＳ９０４に戻り、ステップＳ９０４の処理が再度実行される。
【００９０】
一方、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９０５、Ｙｅｓ）、ステップＳ９０６に移行し、デューティ比制御部５２２は、目標温度に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化していないヒータを選択的に発熱させる。
【００９１】
目標温度に応じたデューティ比は、ヒータ２８１〜２８３のそれぞれで異なる値が予め定められている。ヒータ２８１〜２８３毎のデューティ比はＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御、ＦＦ（Feed Forward）制御等で決定されるか、或いは、電源事情により最大デューティ比が決まっている場合はその最大デューティ比によって決定される。
【００９２】
続いて、ステップＳ９０７において、電流制御部５１３は、劣化していないヒータで所定時間内に目標温度に到達可能であるか否かを判定する。電流制御部５１３は、ヒータの発熱開始からの経過時間と、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度との関係に基づき、所定時間経過後の加熱部２８の温度を予測することで、このような判定処理を実行することができる。
【００９３】
ステップＳ９０７で、劣化していないヒータで所定時間内に目標温度に到達可能であると判定された場合（ステップＳ９０７、Ｙｅｓ）は、所定時間の経過後にステップＳ９１２に移行する。この時点では定着を行うために十分な熱量が確保されているため、電流制御部５１３は、ヒータ２８１〜２８３への通電を停止し、加熱部２８による加熱を停止させる。
【００９４】
続いて、ステップＳ９１３において、電流制御部５１３は、ヒータ２８１〜２８３のそれぞれに通電された電流値をＨＤＤ５０４等に記憶させる。また、電流制御部５１３は、ヒータ２８１〜２８３のうち、最初に発熱させたヒータを示すデータをＨＤＤ５０４等に記憶させて、処理を終了する。
【００９５】
一方、ステップＳ９０７で、劣化していないヒータで所定時間内に目標温度に到達できないと判定された場合は（ステップＳ９０７、Ｎｏ）、ステップＳ９０８に移行し、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化したヒータを選択的に発熱させる。このように劣化したヒータを発熱させることで、劣化していないヒータだけでは不足する熱量を補うことができる。
【００９６】
続いて、ステップＳ９０９において、デューティ比制御部５２２は、目標温度に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化していないヒータを選択的に発熱させる。
【００９７】
続いて、ステップＳ９１０において、デューティ比制御部５２２は、劣化の状態に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化したヒータを選択的に発熱させる。なお、ステップＳ９０９及びＳ９１０の処理は、適宜順番を変更可能であり、両者が並行に実行されても良い。
【００９８】
ここで、劣化の状態を示すヒータ電力値毎での制御信号の適正なデューティ比は、予め実験、又はシミュレーションで定められ、ヒータ電力値と適正なデューティ比との関係を示すテーブルがＨＤＤ５０４等の記憶部に記憶されている。デューティ比制御部５２２は、劣化状態検知部５１１から入力した電力値に基づき、ＨＤＤ５０４等に記憶されたテーブルを参照して、デューティ比を決定することができる。
【００９９】
一例として、劣化の程度が大きいヒータに対しては、デューティ比を低くし、通電される電流の量を少なくする。これにより、劣化の程度が大きいヒータが、通電により更に劣化することを抑制することができる。また、劣化の程度が小さいヒータに対しては、デューティ比を高くし、通電される電流の量を多くする。これによりヒータを効率的に発熱させ、加熱部２８による加熱の効率を向上させることができる。
【０１００】
続いて、ステップＳ９１１において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度は目標温度以上であるか否かを判定する。
【０１０１】
ステップＳ９１１で、加熱部２８の温度は目標温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９１１、Ｎｏ）、ステップＳ９０９に戻り、ステップＳ９０９以降の処理が再度実行される。一方、加熱部２８の温度は目標温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１２に移行し、ステップＳ９１２〜Ｓ９１３の処理が実行される。
【０１０２】
ここで、ステップＳ９０２に戻り、ステップＳ９０２で、劣化しているヒータがないと判定された場合（ステップＳ９０２、Ｎｏ）の処理を説明する。この場合は、ステップＳ９１４に移行し、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、ヒータ２８１〜２８３の全てを発熱させる。
【０１０３】
続いて、ステップＳ９１５において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度が予め定められた次ステップに移行できる温度以上か否かを判定する。
【０１０４】
ステップＳ９１５で、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９１５、Ｎｏ）、ステップＳ９０４に戻り、ステップＳ９０４の処理が再度実行される。
【０１０５】
一方、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９１５、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１６に移行し、デューティ比制御部５２２は、目標温度に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、ヒータ２８１〜２８３の全てを発熱させる。
【０１０６】
続いて、ステップＳ９１７において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度は目標温度以上であるか否かを判定する。
【０１０７】
ステップＳ９１７で、加熱部２８の温度は目標温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９１７、Ｎｏ）、ステップＳ９１６に戻り、ステップＳ９１６以降の処理が再度実行される。一方、加熱部２８の温度は目標温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９１７、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１２に移行し、ステップＳ９１２〜Ｓ９１３の処理が実行される。
【０１０８】
ここで、ステップＳ９０３に戻り、ヒータ２８１〜２８３の全てが劣化していないと判定された場合（ステップＳ９０３、Ｙｅｓ）の処理を説明する。この場合は、ステップＳ９１８に移行し、電流制御部５１３は、劣化状態検知部５１１から入力したヒータ２８１〜２８３のそれぞれの電力値を比較し、ヒータ２８１〜２８３の劣化の状態に差があるか否かを判定する。
【０１０９】
ステップＳ９１８で、ヒータ２８１〜２８３の劣化の状態に差があると判定された場合は（ステップＳ９１８、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１９に移行し、デューティ比制御部５２２は、電力値に応じてヒータ２８１〜２８３を順位付けする。そして、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化していない順（劣化の程度が小さい順）に、ヒータ２８１〜２８３を選択的に発熱させる。
【０１１０】
続いて、ステップＳ９２０において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度が予め定められた次ステップに移行できる温度以上であるか否かを判定する。
【０１１１】
ステップＳ９２０で、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９２０、Ｎｏ）、ステップＳ９１９に戻り、ステップＳ９１９の処理が再度実行される。
【０１１２】
一方、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９２０、Ｙｅｓ）、ステップＳ９２１に移行し、デューティ比制御部５２２は、劣化の状態に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、ヒータ２８１〜２８３のそれぞれを発熱させる。
【０１１３】
具体的には、一例として、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化の程度が大きいヒータ２８１を発熱させ、また、高デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、劣化の程度が小さいヒータ２８２を発熱させる。
【０１１４】
続いて、ステップＳ９２２において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度は目標温度以上であるか否かを判定する。
【０１１５】
ステップＳ９２２で、加熱部２８の温度は目標温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９２２、Ｎｏ）、ステップＳ９２１に戻り、ステップＳ９２１の処理が再度実行される。一方、加熱部２８の温度は目標温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９２２、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１２に移行し、ステップＳ９１２〜Ｓ９１３の処理が実行される。
【０１１６】
ここで、ステップＳ９１８に戻り、ヒータ２８１〜２８３で劣化の状態に差がないと判定された場合（ステップＳ９１８、Ｎｏ）の処理を説明する。この場合は、ステップＳ９２３に移行し、電流制御部５１３は、ヒータ２８１〜２８３の劣化の状態に差がない場合は初めてであるか否かを判定する。
【０１１７】
ステップＳ９２３で、ヒータ２８１〜２８３の劣化の状態に差がない場合は初めてであると判定された場合は（ステップＳ９２３、Ｙｅｓ）、ステップＳ９２４に移行し、通電切替部５２３は、通電対象のヒータを、ヒータ２８１〜２８３のうちの基準ヒータに切り替える。そして、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、基準ヒータを選択的に発熱させる。
【０１１８】
その後、通電切替部５２３は、次に通電させるヒータを、基準ヒータとは別のヒータに切り替える。そして、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１１９】
このように、ステップＳ９２４では、通電切替部５２３が通電対象のヒータを基準ヒータから順に時系列で切り替えながら、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１２０】
なお、基準ヒータは、検出値に基づき、劣化の程度が最も大きいものや、電力値が最も大きいもの等を基準ヒータとして適宜決定しても良いし、或いは使用年数が長いもの、或いはヒータの発熱回数が多いもの等を予め決定しておいてもよい。
【０１２１】
続いて、ステップＳ９２５において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度が予め定められた次ステップに移行できる温度以上であるか否かを判定する。
【０１２２】
ステップＳ９２５で、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９２５、Ｎｏ）、ステップＳ９２４に戻り、ステップＳ９２４の処理が再度実行される。
【０１２３】
一方、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９２５、Ｙｅｓ）、ステップＳ９２６に移行し、通電切替部５２３が通電対象のヒータを順次時系列で切り替えながら、デューティ比制御部５２２は、劣化の状態に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１２４】
続いて、ステップＳ９２７において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度は目標温度以上であるか否かを判定する。
【０１２５】
ステップＳ９２７で、加熱部２８の温度は目標温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９２７、Ｎｏ）、ステップＳ９２６に戻り、ステップＳ９２６の処理が再度実行される。一方、加熱部２８の温度は目標温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９２７、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１２に移行し、ステップＳ９１２〜Ｓ９１３の処理が実行される。
【０１２６】
ここで、ステップＳ９２３に戻り、ヒータ２８１〜２８３で劣化の状態に差がない場合は初めてではないと判定された場合（ステップＳ９２３、Ｎｏ）を説明する。この場合は、ステップＳ９２８に移行し、通電切替部５２３は、ヒータ２８１〜２８３のうち、前回の定着動作において最初に発熱させたヒータとは別のヒータに、通電対象のヒータを切り替える。そして、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１２７】
その後に、通電切替部５２３は、次に通電させるヒータを切り替える。そして、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１２８】
このように、ステップＳ９２８では、前回の定着動作において最初に発熱させたヒータとは別のヒータから順に、通電切替部５２３が通電対象のヒータを時系列で切り替えながら、デューティ比制御部５２２は、低デューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１２９】
なお、電流制御部５１３は、前回の定着動作において最初に発熱させたヒータを、ＨＤＤ５０４等を参照して特定することができる。
【０１３０】
続いて、ステップＳ９２９において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度が予め定められた次ステップに移行できる温度以上であるか否かを判定する。
【０１３１】
ステップＳ９２９で、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９２９、Ｎｏ）、ステップＳ９２８に戻り、ステップＳ９２８の処理が再度実行される。
【０１３２】
一方、加熱部２８の温度が次ステップに移行できる温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９２９、Ｙｅｓ）、ステップＳ９３０に移行し、前回の定着動作において最初に発熱させたヒータとは別のヒータから順に、通電切替部５２３が通電対象のヒータを時系列で切り替えながら、デューティ比制御部５２２は、劣化の状態に応じたデューティ比の制御信号をヒータ駆動回路６０２に出力し、通電対象のヒータを選択的に発熱させる。
【０１３３】
続いて、ステップＳ９３１において、電流制御部５１３は、温度入力部５１２を介して入力した加熱部２８の温度を示す信号に基づき、加熱部２８の温度は目標温度以上であるか否かを判定する。
【０１３４】
ステップＳ９３１で、加熱部２８の温度は目標温度以上でないと判定された場合は（ステップＳ９３１、Ｎｏ）、ステップＳ９３０に戻り、ステップＳ９３０の処理が再度実行される。一方、加熱部２８の温度は目標温度以上であると判定された場合は（ステップＳ９３１、Ｙｅｓ）、ステップＳ９１２に移行し、ステップＳ９１２〜Ｓ９１３の処理が実行される。
【０１３５】
このようにして、制御部５００は、定着工程において加熱部２８による加熱処理を実行することができる。ここで、ステップＳ９２３〜Ｓ９２７の処理、及びステップＳ９２８〜Ｓ９３１の処理は、それぞれヒータ２８１〜２８３で劣化の状態をできるだけ均等にするためのものである。これらの処理により、特定のヒータに偏って劣化が進むことなく、ヒータ２８１〜２８３の寿命を延ばすことが可能となる。
【０１３６】
＜効果＞
以上説明してきたように、本実施形態では、商用電源７００から加熱部２８に通電された電流を検出する電流検出回路６０４と、検出された電流値に基づいて、加熱部２８の劣化の状態を検知する劣化状態検知部５１１と、検知された劣化の状態に基づいて、商用電源７００から加熱部２８に通電される電流を制御する電流制御部５１３とを備える。
【０１３７】
劣化の程度が大きいヒータに対しては、デューティ比を低くして通電される電流の量を少なくする等、加熱部２８の備えるヒータ２８１〜２８３のそれぞれの劣化の状態に応じて商用電源７００から通電させる電流を変化させることができる。これにより、劣化の程度が大きいヒータが、通電により更に劣化することを抑制し、定着ユニット２５の故障を適切に抑制することができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、加熱部２８に加熱させるための制御信号のデューティ比を制御するデューティ比制御部５２２を備え、デューティ比によりヒータ２８１〜２８３にそれぞれ通電させる電流を制御する。これにより、電流制御のための電気回路等のハードウェア構成を設けることなく、簡単且つ低コストで電流制御を行うことができる。
【０１３９】
本実施形態では、商用電源７００からヒータ２８１〜２８３までの電流経路に可変抵抗６０３を設け、可変抵抗を変化させることで、ヒータ２８１〜２８３にそれぞれ通電させる電流を制御する。制御が簡単であるため、ＣＰＵ５０１等の処理負荷を低減させて電流制御を行うことができる。
【０１４０】
本実施形態では、劣化したヒータを補助的に発熱させることで、劣化していないヒータのみでは所定時間内に目標温度に到達できない場合に、不足する熱量を補うことができる。
【０１４１】
本実施形態では、ヒータ２８１〜２８３毎で検知された劣化の状態に差異がない場合に、通電させるヒータを時系列で順次切り替える通電切替部を備える。これにより、ヒータ２８１〜２８３の間で劣化の状態をできるだけ均等にできるため、特定のヒータに偏って劣化が進むことなく、ヒータ２８１〜２８３の寿命を延ばすことができる。
【０１４２】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る画像形成装置を説明する。なお、既に説明した実施形態と同一の構成部についての説明は省略する。
【０１４３】
＜第２の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成＞
図１０は、本実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本実施形態に係る画像形成装置１００ａは、電力を蓄積し、蓄積した電力を用いて加熱部２８に電流を通電させる蓄電装置９００と、制御部５００ａとを備える。
【０１４４】
蓄電装置９００は、電力（電荷）を蓄積するキャパシタ９０１と、キャパシタ９０１に蓄積された電力を放電させ、ヒータ２８３に電流を通電させるキャパシタ充放電回路９０３と、キャパシタ充放電回路９０３による放電時の電力を検出するキャパシタ電力監視回路９０２とを備える。ここで、キャパシタ９０１は「蓄電部」の一例であり、キャパシタ電力監視回路９０２は「放電電力検出部」の一例であり、キャパシタ充放電回路９０３は「放電部」の一例である。
【０１４５】
制御部５００ａは、キャパシタ電力監視回路９０２の検出した電力を示す信号を入力するインタフェースである電力監視回路Ｉ／Ｆ５０９を備える。
【０１４６】
図１０の図中に二点鎖線で示した矢印は、キャパシタ電力の信号線を示している。なお、本実施形態では、ヒータ２８１〜２８３のうち、ヒータ２８３のみに蓄電装置９００から通電される例を示すが、これに限定されるものではなく、ヒータ２８１〜２８３の少なくとも一部に通電される構成であって良い。
【０１４７】
キャパシタ充放電回路９０３は、商用電源７００から電圧監視回路６０１を介して電力を入力する。キャパシタ充放電回路９０３に入力された電力は、定電圧または定電流で、キャパシタ電力監視回路９０２を介してキャパシタ９０１に充電される。
【０１４８】
キャパシタ電力監視回路９０２は、キャパシタ９０１に充電される際に、充電される電力を監視し、電力監視回路Ｉ／Ｆ５０９を介して制御部５００ａに出力する。キャパシタ電力監視回路９０２は、充電時にキャパシタ９０１に入力される電流及び電圧の少なくとも１つを検出し、充電される電力を監視することができる。充電される電力に基づき、キャパシタ９０１の劣化の状態を検知することができる。
【０１４９】
キャパシタ９０１に充電された電力は、制御部５００ａからの制御信号がキャパシタ充放電回路９０３に入力されることで放電を開始し、放電された電力がヒータ２８３に供給される。この際に、キャパシタ電力監視回路９０２は、放電される電力を検出し、検出した電力値を示すデータを電力監視回路Ｉ／Ｆ５０９を介して制御部５００ａに出力することができる。放電される電力に基づき、ヒータ２８３の劣化の状態を検知することができる。
【０１５０】
＜第２の実施形態に係る画像形成装置の備える制御部の機能構成＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００ａの備える制御部５００ａの機能構成について説明する。図１１は、本実施形態に係る制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１５１】
図１０に示すように、制御部５００ａは、第２劣化状態検知部５３１と、放電制御部５３３と、温度入力部５１２ａとを備える。
【０１５２】
第２劣化状態検知部５３１は、ＣＰＵ５０１等により実現され、第２劣化判定部５４１を備える。第２劣化状態検知部５３１は、キャパシタ電力監視回路９０２による電力の検出値に基づき、加熱部２８におけるヒータ２８３の劣化状態を検知し、検知した劣化状態を示す信号を放電制御部５３３に出力することができる。
【０１５３】
また、第２劣化判定部５４１は、キャパシタ電力監視回路９０２による電力の検出値に基づき、ヒータ２８３が劣化しているか否かを判定し、判定結果を示す信号を放電制御部５３３に出力することができる。
【０１５４】
図１２は、キャパシタから電力供給を受ける場合の使用時間に応じたヒータ電力の低下を説明する図である。図７との相違点のみを説明する。
【０１５５】
使用時間に応じたヒータの劣化により、通電される電流量が減少してヒータ電力が低下する。上述した第２劣化状態検知部５３１は、このように使用時間に応じて変化する電力値を検出することで、ヒータの劣化状態を検知することができる。
【０１５６】
また、図１２の閾値６２は、ヒータが劣化したと判定するための閾値である。上述した第２劣化判定部５４１は、ヒータ電力が閾値６２以上の場合にヒータが劣化していないと判定し、ヒータ電力が閾値６２を下回った場合にヒータが劣化したと判定することができる。
【０１５７】
図１１に戻り、説明を続ける。温度入力部５１２ａは温度センサＩ／Ｆ５０８等により実現され、定着ユニット２５に設けられた温度センサ２９が検出した温度の検出値を示す信号を入力し、電流制御部５１３及び放電制御部５３３に出力する。
【０１５８】
放電制御部５３３は、ＣＰＵ５０１等により実現され、第２デューティ比制御部５４２と、第２通電切替部５４３とを備える。放電制御部５３３は、第２劣化状態検知部５３１から入力したヒータ２８３の劣化状態を示す信号に応じて、キャパシタ充放電回路９０３からヒータ２８３に通電される電流を制御することができる。
【０１５９】
第２デューティ比制御部５４２は、放電制御部５３３から出力される制御信号のデューティ比を変化させることで、キャパシタ充放電回路９０３からヒータ２８３に通電される電流を制御することができる。第２通電切替部５４３は、ヒータ２８１〜２８３毎で検知された劣化の状態に差異がない場合に、通電させるヒータを時系列で順次切り替える機能を備える。
【０１６０】
放電制御部５３３によりヒータ２８３への通電開始時の電流を抑制する場合、ＤＣ（Direct Current）／ＤＣのソフトスタート制御を適用することができる。ヒータ２８３の定常時の電力を抑制する場合、キャパシタ充放電回路９０３からヒータ２８３の経路内に制御用の半導体素子を設けることで、電流及び／又は電圧を制御することができる。または、キャパシタ充放電回路９０３からヒータ２８３の経路内に、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）等で抵抗が変化する可変抵抗を設けることで、電流及び／又は電圧を制御することが可能である。
【０１６１】
本実施形態に係る制御部５００ａによる処理は、電力の供給元を商用電源７００から蓄電装置９００に置き換えることで、図９で説明した第１の実施形態に係る制御部５００による処理を適用することができる。
【０１６２】
この場合、ヒータが劣化したか否かを判定する閾値には閾値６２を適用する。また、電流制御部５１３を放電制御部５３３に、デューティ比制御部５２２を第２デューティ比制御部５４２に、通電切替部５２３を第２通電切替部５４３に、温度入力部５１２を温度入力部５１２ａに、劣化状態検知部５１１を第２劣化状態検知部５３１に、劣化判定部５２１を第２劣化判定部に、それぞれ置き換えて適用する。
【０１６３】
本実施形態により、キャパシタ９０１等を備える蓄電装置９００から電力を供給される場合において、劣化の程度が大きいヒータが、通電により更に劣化することを抑制し、定着ユニット２５の故障を適切に抑制することができる。
【０１６４】
なお、上記以外の効果は、第１の実施形態で説明したものと同様である。
【０１６５】
以上、実施形態を説明したが、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【０１６６】
実施形態では、定着ユニット２５の定着部材２６に、円筒状のローラを備える例を示したが、定着ベルトを備えても良い。図１３は、定着ベルトを備える定着ユニットの構成の一例を示す図である。
【０１６７】
図１３において、定着ユニット２５ａは、加熱ローラ２６１と、定着ローラ２６２と、定着ベルト２６３と、加圧部材２７とを備える。加熱ローラ２６１は内部に加熱部２８ａを備え、加熱部２８ａには「熱源」の一例である３本のヒータが含まれている。
【０１６８】
定着ベルト２６３は、加熱部２８ａによる発熱を加熱ローラ２６１から定着ベルト２６２に伝熱する機能を備える。定着ベルト２６３を介し、加熱ローラ２６１の発熱を伝熱された定着ローラ２６２は、加圧部材２７との間で形成されるニップ部で、用紙Ｐ上のトナー像を加熱し、トナー像を用紙Ｐに熱定着させることができる。
【０１６９】
このような定着ユニット２５ａを備える画像形成装置にも、上述した実施形態を適用することができる。
【０１７０】
また、実施形態は、画像形成方法も含む。例えば、画像形成方法は、記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置による画像形成方法であって、商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱工程と、加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着工程と、前記商用電源から前記加熱工程で通電された電流を検出する電流検出工程と、前記電流検出工程により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱工程で通電される電流を制御する電流制御工程と、を含む。このような画像形成方法により、上述した画像形成装置と同様の効果を得ることができる。
【０１７１】
さらに、実施形態は、プログラムも含む。例えば、プログラムは、記録媒体にトナー像を定着させて画像を形成する画像形成装置で実行されるプログラムであって、商用電源から通電される電流に応じ、前記記録媒体上の前記トナー像を加熱する加熱処理と、加熱された前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着処理と、前記商用電源から前記加熱処理で通電された電流を検出する電流検出処理と、前記電流検出処理により検出された電流値に基づき、前記商用電源から前記加熱処理で通電される電流を制御する電流制御処理と、を実行させる。このようなプログラムにより、上述した画像形成装置と同様の効果を得ることができる。
【０１７２】
また、上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
【符号の説明】
【０１７３】
２５、２５ａ            定着ユニット（定着部の一例）
２６                    定着部材
２６１                  加熱ローラ
２６２                  定着ローラ
２６３                  定着ベルト
２７                    加圧部材
２８                    加熱部
２８１、２８２、２８３  ヒータ（熱源の一例）
２９                    温度センサ
１００                  画像形成装置
５００                  制御部
５０１                  ＣＰＵ
５０２                  ＲＯＭ
５０３                  ＲＡＭ
５０４                  ＨＤＤ
５０５                  電圧監視回路Ｉ／Ｆ
５０６                  外部機器出力Ｉ／Ｆ
５０７                  電流検出回路Ｉ／Ｆ
５０８                  温度センサＩ／Ｆ
５０９                  電力監視回路Ｉ／Ｆ
５１１                  劣化状態検知部
５１２、５１２ａ        温度入力部
５１３                  電流制御部
５２１                  劣化判定部
５２２                  デューティ比制御部
５２３                  通電切替部
５３１                  第２劣化状態検知部
５３３                  放電制御部
５４１                  第２劣化判定部
５４２                  第２デューティ比制御部
５４３                  第２通電切替部
６００                  ＡＣ駆動部
６０１                  電圧監視回路
６０２                  ヒータ駆動回路
６０３                  可変抵抗
６０４                  電流検出回路（電流検出部の一例）
７００                  商用電源
９００                  蓄電装置
９０１                  キャパシタ（蓄電部の一例）
９０２                  キャパシタ電力監視回路（放電電力検出部の一例）
９０３                  キャパシタ充放電回路（放電部の一例）
Ｐ                      用紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特許３３１３９４６号公報
【特許文献２】特開２０１８−１２８６１８号公報
【図１】
2020118772.tif 000003
【図２】
2020118772.tif 000004
【図３】
2020118772.tif 000005
【図４】
2020118772.tif 000006
【図５】
2020118772.tif 000007
【図６】
2020118772.tif 000008
【図７】
2020118772.tif 000009
【図８】
2020118772.tif 000010
【図９Ａ】
2020118772.tif 000011
【図９Ｂ】
2020118772.tif 000012
【図１０】
2020118772.tif 000013
【図１１】
2020118772.tif 000014
【図１２】
2020118772.tif 000015
【図１３】
2020118772.tif 000016