(57)【要約】【課題】本発明は、供給される外部電源（商用電源等）の電圧変動に応じて、画像形成速度を変化させて定着部での定着性能を向上させる画像形成装置に関する。【解決手段】プリンタ１は、、定着ヒータ２１、２２で加熱されている定着部８で、現像剤像の転写された用紙を搬送させつつ加熱して現像剤像を用紙に定着させる処理を所定の画像形成速度で行うとともに、定着部８の検出温度に基づいて外部電源の定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間を制御して定着部８を所定温度に加熱するが、外部電源電圧をＡＣ電圧検出部１６で検出して当該検出電圧に基づいて定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間の制御量を算出し、この制御量に基づいて、検出温度に基づく定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間の制御量を制限して定着ヒータ２１、２２の最大消費電力を所定値以下に制御しつつ、検出電圧が所定値以下であると、画像形成速度を遅する。【選択図】          図２
2006119194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成して、当該現像剤像を最終的に用紙に転写し、定着ヒータで所定温度に加熱されている定着部で当該用紙を所定の搬送速度で搬送させつつ加熱して当該現像剤像を当該用紙に定着させるという画像形成処理を所定の画像形成速度で行うとともに、前記定着部の温度を検出して当該検出温度に基づいて外部電源の前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間を制御して、当該定着部を所定温度に加熱する画像形成装置において、前記外部電源電圧を検出して当該検出電圧に基づいて前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を算出し、当該外部電源検出電圧に基づく制御量に基づいて、前記検出温度に基づく前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を制限して当該定着ヒータの最大消費電力を所定値以下に制御するとともに、前記検出電圧が所定値以下であると、前記画像形成速度を遅くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、複数枚の用紙を順次搬送して画像形成する場合、当該用紙と用紙の間隔を広くすることで、前記画像形成速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、前記用紙搬送速度を遅くすることで、前記画像形成速度を遅くすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、供給される外部電圧（商用電源等）の変動に応じて、画像形成速度を変化させて定着部での定着性能を向上させる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成したトナー画像を最終的に用紙上に転写して、トナー画像の転写された用紙を定着部に搬送し、定着部で定着ヒータにより所定の定着温度に加熱され回転駆動される定着ローラと、定着ローラに所定圧力で加圧されて定着ローラとともに従動回転する加圧ローラと、の間に用紙を狭持して搬送しつつ加熱・加圧して、用紙上のトナー画像を当該用紙に定着させる。
【０００３】
そして、従来の画像形成装置は、定着ヒータへの給電を、定着部の温度を監視し、当該定着部の温度に基づいて、単位時間当たりの通電時間と無通電時間（通電のオン／オフ時間）のＤｕｔｙ（デューティ）値を調整することで制御して、定着ローラの温度を制御している（特許文献１等参照）。
【０００４】
ところが、画像形成装置に供給されている商用電源の電源電圧が下限値に低下しても印字不良の発生を防止し、また、印字可能となるまでの立ち上がり時間を規定時間内に完了させるために、定着ヒータの発熱量のバラツキを考慮して、発熱量の大きな定着ヒータが従来から用いられている。
【０００５】
そして、従来の温度制御の方法としては、定着ローラの温度を検出して当該検出温度の定着ローラの目標温度に対する差異温度に基づいて、または、目標温度に対する差異温度と過去の制御量に基づいて、単位時間当たりの通電時間と無通電時間のＤｕｔｙ値を決定する方法が用いられている。
【０００６】
ところが、従来の温度制御方法は、定着ヒータが発熱量にバラツキがある場合であっても、また、電源電圧の条件が各ユーザ先において異なる場合であっても、同一条件で温度制御を行っていたため、商用電源のＡＣ入力電圧が定格以上である場合には、定着ヒータが、定格以上の電源電圧が供給されることによって、消費電力を必要以上に消費することとなる。
【０００７】
そして、本出願人は、先に、外部電源の入力電圧を検出し、検出した外部電源の入力電圧が所定の上限電圧値以下か否かを監視して、外部電源の入力電圧が当該所定の上限電圧値以下でないことを検出している間は、ヒータ用電源供給手段からの定着用ヒータへの電力供給を停止すると共にプロッタの動作を禁止する画像記録装置を提案している（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１６１０９８号公報
【特許文献２】特開２０００−２９３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献２記載の従来技術にあっては、外部電源が所定の上限値を超えていると、定着ヒータへの通電を遮断するとともに画像形成動作を停止させているため、外部電源が上限値を超えているときに、異常電圧が供給されることを防止することはできるが、外部電源が所定電圧以下の場合については、考慮されておらず、改良の必要があった。
【００１０】
すなわち、従来、外部電源が、自家発電機等の電源である場合や他のＯＡ（Office Automation ）機器と蛸足配線等により供給されている場合には、電力供給が安定しない、または、電源供給ラインのインピーダンスが大きくなり、電流の変動により電圧が変動してしまう状態となる。その結果、定着ヒータへの通電が不十分となって、定着ローラへの供給熱量が不十分となり、定着不良が発生するおそれがあった。
【００１１】
そこで、本発明は、外部電源電圧に応じて装置全体の消費電力を考慮しつつ定着ヒータへの通電制御を行うとともに、画像形成速度を制御して、定着ヒータが適切な定着温度となっている状態で定着させ、定着不良の発生を防止して、安全で画像品質の良好な画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１２】
具体的には、請求項１記載の発明は、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成して、当該現像剤像を最終的に用紙に転写し、定着ヒータで所定温度に加熱されている定着部で当該用紙を所定の搬送速度で搬送させつつ加熱して当該現像剤像を当該用紙に定着させるという画像形成処理を所定の画像形成速度で行うとともに、定着部の温度を検出して当該検出温度に基づいて外部電源の定着ヒータへの通電時間と無通電時間を制御して、当該定着部を所定温度に加熱するに際して、外部電源電圧を検出して当該検出電圧に基づいて定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を算出し、当該外部電源検出電圧に基づく制御量に基づいて、検出温度に基づく定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を制限して当該定着ヒータの最大消費電力を所定値以下に制御するとともに、検出電圧が所定値以下であると、画像形成速度を遅くすることにより、外部電源が自家発電機等の電源であったり、商用電源であっても他のＯＡ機器と蛸足配線等により電源が供給されていて、安定して十分な電力の供給が得られない電源環境であっても、装置全体の消費電力を適切な状態とするとともに、定着ヒータが適切な定着温度となっている状態で定着させ、定着不良の発生を防止して、安全で画像品質の良好な画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１３】
請求項２記載の発明は、複数枚の用紙を順次搬送して画像形成する場合、当該用紙と用紙の間隔を広くすることで、画像形成速度を遅くすることにより、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させ、定着不良の発生を防止して、安全で画像品質の良好な画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１４】
請求項３記載の発明は、用紙搬送速度を遅くすることで、画像形成速度を遅くすることにより、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させ、定着不良の発生を防止して、安全で画像品質の良好な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成して、当該現像剤像を最終的に用紙に転写し、定着ヒータで所定温度に加熱されている定着部で当該用紙を所定の搬送速度で搬送させつつ加熱して当該現像剤像を当該用紙に定着させるという画像形成処理を所定の画像形成速度で行うとともに、前記定着部の温度を検出して当該検出温度に基づいて外部電源の前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間を制御して、当該定着部を所定温度に加熱する画像形成装置において、前記外部電源電圧を検出して当該検出電圧に基づいて前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を算出し、当該外部電源検出電圧に基づく制御量に基づいて、前記検出温度に基づく前記定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を制限して当該定着ヒータの最大消費電力を所定値以下に制御するとともに、前記検出電圧が所定値以下であると、前記画像形成速度を遅くすることにより、上記目的を達成している。
【００１６】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記画像形成装置は、複数枚の用紙を順次搬送して画像形成する場合、当該用紙と用紙の間隔を広くすることで、前記画像形成速度を遅くするものであってもよい。
【００１７】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記画像形成装置は、前記用紙搬送速度を遅くすることで、前記画像形成速度を遅くするものであってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、感光体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成して、当該現像剤像を最終的に用紙に転写し、定着ヒータで所定温度に加熱されている定着部で当該用紙を所定の搬送速度で搬送させつつ加熱して当該現像剤像を当該用紙に定着させるという画像形成処理を所定の画像形成速度で行うとともに、定着部の温度を検出して当該検出温度に基づいて外部電源の定着ヒータへの通電時間と無通電時間を制御して、当該定着部を所定温度に加熱するに際して、外部電源電圧を検出して当該検出電圧に基づいて定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を算出し、当該外部電源検出電圧に基づく制御量に基づいて、検出温度に基づく定着ヒータへの通電時間と無通電時間の制御量を制限して当該定着ヒータの最大消費電力を所定値以下に制御するとともに、検出電圧が所定値以下であると、画像形成速度を遅くするので、外部電源が自家発電機等の電源であったり、商用電源であっても他のＯＡ機器と蛸足配線等により電源が供給されていて、安定して十分な電力の供給が得られない電源環境であっても、装置全体の消費電力を適切な状態とすることができるとともに、定着ヒータが適切な定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【００１９】
請求項２記載の発明の画像形成装置によれば、複数枚の用紙を順次搬送して画像形成する場合、当該用紙と用紙の間隔を広くすることで、画像形成速度を遅くしているので、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【００２０】
請求項３記載の発明の画像形成装置によれば、用紙搬送速度を遅くすることで、画像形成速度を遅くしているので、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１〜図６は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を適用したプリンタ１のブロック構成図である。
【００２３】
図１において、プリンタ１は、コントローラ２、ＲＯＭ（Read Only Memory）３、ＲＡＭ（Random Access Memory）４、通信Ｉ／Ｆ５、操作表示部６、作像部７、定着部８及び光書込部９等を備えており、主要各部は、バス１０により接続されている。
【００２４】
ＲＯＭ２は、プリンタ１としての基本プログラム及び後述する定着制御プログラム等の各種プログラムを格納するとともに、当該各プログラムを実行するのに必要なデータが予め格納されている。
【００２５】
ＲＡＭ４は、コントローラ２のワークメモリとして利用され、コントローラ２が実行途中で必要とする各種データを書き込む。
【００２６】
コントローラ２は、ＲＯＭ３内に格納されているプログラムに基づいてＲＡＭ４をワークメモリとして利用して、プリンタ１の各部を制御してプリンタ１としての処理を実行するとともに、特に、後述する定着制御処理を実行する。
【００２７】
なお、コントローラ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、通信Ｉ／Ｆ５等は、図２に示すように、制御基板１１に搭載されている。
【００２８】
通信Ｉ／Ｆ５には、ＬＡＮ等のネットワークＮＷが接続され、ネットワークを介して画像データ等を送受信する。
【００２９】
操作表示部６は、プリンタ１の操作に必要な各種キーとディスプレイ等が設けられており、コントローラ２の制御下でディスプレイに各種情報を表示したり、キー操作内容をコントローラ２に出力する。
【００３０】
作像部７は、通信Ｉ／Ｆ５を介してネットワーク上のクライアントから受信した画像データに基づいて各色用の感光体上に静電潜像を形成し、当該各色用の感光体上の静電潜像を各色のトナーで現像して各色のトナー画像を形成する。作像部７は、この各色用の感光体上の各色のトナー画像を最終的に用紙上に重ね合わせて転写してカラー画像を形成し、当該から画像の転写された用紙を定着部８に搬送する。
【００３１】
定着部８は、作像部７で用紙に転写されたカラーのトナー画像を、定着ヒータ２１、２２（図２参照）により加熱された定着ローラと加圧ローラにより、搬送しつつ加熱加圧して用紙に定着させる。
【００３２】
光書込部９は、通信Ｉ／Ｆ５を介してネットワーク上のクライアントから受信した画像データに基づいて変調したレーザ光を各色用の感光体上に照射して、感光体上に静電潜像を形成する。
【００３３】
このプリンタ１は、その定着部の定着ヒータの制御回路が、図２に示すように構成されている。
【００３４】
すなわち、図２において、プリンタ１は、上記コントローラ２が制御基板１１上に搭載されており、この制御基板１１上には、さらに、上記ＲＯＭ３及びＲＡＭ４が搭載されている。
【００３５】
制御基板１１には、上記作像部７、定着部８、光書込部９、操作表示部６等が接続されているとともに、ＤＣ電源部１２、定着ヒータリレー制御部１３、ゼロクロス検出部１４、定着ヒータ制御部１５及びＡＣ電圧検出部１６等が接続されており、ＤＣ電源部１２には、ノイズフィルタ（ＮＣ）１７を介してＡＣ（交流）１００Ｖの外部電源、例えば、商用電源が供給される。そして、ノイズフィルタ１７とＤＣ電源部１２との間の電源供給線には、定着ヒータリレー制御部１３及び定着ヒータ制御部１５を介して定着部８の定着ローラを加熱する定着ヒータ２１、２２が接続されている。
【００３６】
ＤＣ電源部１２は、ノイズフィルタ１７を介して供給されるＡＣ１００Ｖの外部電源をＤＣ（直流）に整流・電圧調整して、制御基板１１を介してＤＣ電源をプリンタ１の各部に供給する。
【００３７】
定着ヒータリレー制御部１３は、定着ヒータリレー３１及びトランジスタ３２等を備え、制御基板１１からトランジスタ３２のベースに入力する定着ヒータ給電用リレー制御信号を制御することで、定着ヒータリレー３１をオン／オフさせて、定着ヒータ２１、２２への通電をオン／オフ制御する。特に、制御基板１１のコントローラ２は、電源オンに通電させ、定着ヒータ２１、２２の異常時にオフするように、定着ヒータ給電用リレー制御信号をトランジスタ３２に出力する。
【００３８】
ゼロクロス検出部１４は、全波整流回路、電圧比較回路等で構成され、ノイズフィルタ１７を介して供給されるＡＣ１００Ｖの外部電源に定着ヒータリレー制御部１３を介して接続されている。ゼロクロス検出部１４は、ＡＣ電源電圧のゼロクロスタイミングを検出して、そのタイミングでゼロクロスタイミング信号を発生する。このゼロクロスタイミング信号は、制御基板１１に入力され、制御基板１１のコントローラ２の割り込み信号に接続されて、種々のＡＣ関連制御の基準タイミング、特に、定着ヒータ２１、２２の通電制御に使用される。
【００３９】
定着ヒータ制御部１５は、コイルＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、トライアックＴＲ１、ＴＲ２、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２及びトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等を備えており、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１及びコイルＬ１からなる共振回路に定着ヒータ２１が接続され、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ２及びコイルＬ２からなる共振回路に定着ヒータ２２が接続されている。定着ヒータ制御部１５は、制御基板１１から定着ヒータ制御信号Ｓ１、Ｓ２がトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２に入力されると、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２がオンして、トライアックＴＲ１、ＴＲ２がＯＮ（オン）し、抵抗Ｒ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１の共振回路で定着ヒータ２１を発熱させ、また、抵抗Ｒ２、コイルＬ２及びコンデンサＣ２の強震回路で定着ヒータ２２を発熱させ、定着部８の定着ローラを加熱させる。その後、トライアックＴＲ１、ＴＲ２が、その特性により電圧の極性が反転すると、ＯＦＦ（オフ）して、定着ヒータ２１、２２への通電を停止する。
【００４０】
ＡＣ電圧検出部１６は、トランス３３及びダイオードブリッジ３４等を備え、トランス３３にノイズフィルタ１７を介して供給される外部電源に定着ヒータリレー制御部１３を介して接続され、この外部電源をＡＣからＤＣに変換するとともに、ダイオードブリッジ３４を介して制御基板１１に入力することで、制御基板１１で外部電源電圧を検出できるようにしている。
【００４１】
すなわち、ＡＣ電圧検出部１６は、外部電源のＡＣ電圧を検出して制御基板１１に入力し、制御基板１１は、図示しないＡ／Ｄコンバータの検出可能な電圧に変換する抵抗を搭載していて、電圧変換した信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル変換することで、ＡＣ電圧を検出している。この外部電源は、商用電源の場合、電圧波形が通常５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波であるため、ＡＣ電圧に対してサンプリング周期を十分に速くし、ＡＣ電圧の検出信号を制御基板１１に取り込んで、制御間隔単位時間分のＡＣ電圧情報を記憶する設定となっている。
【００４２】
そして、定着ヒータ２１、２２の温度制御は、制御間隔単位時間として、固定された時間が決められており、その制御間隔単位時間の最初に、図示しない定着部温度センサで定着部８、具体的には、定着ローラの温度検出を行って、この検出温度ｔｓとＲＯＭ３に予め登録されている目標温度ｔｒとの温度差ｔに対する通電時間のＤｕｔｙ値（デューティ値）として、例えば、図３に示すようにＲＯＭ３に格納されているパラメータを読み出して、制御する方法及びＰＩＤ（プロポーショナル・インテグラル・デリバティ）制御等によりデューティ値を設定する方法等を用いることができる。
【００４３】
プリンタ１の最大消費電力は、外部電源のバラツキの中で最小電圧の時であり、かつ、制御間隔単位時間当たりに１００％通電させた定着ヒータ２１、２２の消費電力とプリンタ１の各部で印字時に消費される電圧電流を供給するＤＣ電源部１２の消費電力を合計した消費電力が、プリンタ１で規定されている最大消費電力を越えないように設定されている。
【００４４】
すなわち、一般的に、定着ヒータ２１、２２を用いたプリンタでは、大別して、定着ヒータに給電しないで定着部が冷えた状態または通電した場合であっても定着ヒータを定着可能温度以下で保持している状態である待機状態、待機状態から定着部８が定着可能温度になるまで定着ヒータ２１、２２に通電する状態であるウォームアップ状態、定着部８がプリント可能状態となって実際にプリントしている状態であるプリント状態の３つの状態がある。そして、これら各状態でのＤＣ負荷は、待機状態では、作像部７、定着部８、光書込部９等が動作していないため、消費電力は小さくなっている。また、ウォームアップ状態では、定着部８が動作し、作像部７及び光書込部９の一部が動作しており、待機状態より消費電力が多くなる。さらに、プリント状態では、作像部７、定着部８及び光書込部９等が全て動作するため、消費電力は他の状態より多くなる。
【００４５】
そして、ウォームアップ時に動作する駆動部に対して電圧電流を供給するＤＣ電源部１２が消費する消費電力Ｗｘ、印字時（プリント時）に動作する駆動部に対して電圧電流を供給するＤＣ電源部１２が消費する消費電力Ｗｙ、待機時に動作する駆動部の消費電力ＷｚをそれぞれＲＯＭ３にパラメータとして記憶する。同様に、プリンタ１の単位時間当たりの最大消費電力をＷｏとして、ＲＯＭ３にパラメータとして記憶する。
【００４６】
いま、単位時間当たりの定着ヒータ２１、２２の消費電力をＷｈとすると、プリンタ１の消費電力は、Ｗｈ＋Ｗａ、Ｗｈ＋Ｗｂ、Ｗｈ＋Ｗｃの状態が存在し、それぞれの関係は、Ｗｈ＋Ｗｘ≦Ｗｏ、Ｗｈ＋Ｗｙ≦Ｗｏ、Ｗｈ＋Ｗｚ≦Ｗｏの関係となるようにプリンタ１の状態によって使用可能な制御間隔単位時間当たりの定着ヒータ２１、２２の消費電力Ｗｈを求めることができる。
【００４７】
したがって、Ｗｃは、Ｗｘ、Ｗｙ、Ｗｚのいずれかとすると、次式（１）の関係となる。
【００４８】
Ｗｈ≦Ｗｏ−Ｗｃ・・・（１）
このように、プリンタ１の状態に応じて定着ヒータ２１、２２の消費電力を可変させることにより、プリンタ１全体の消費電力を制御することができる。
【００４９】
次に、定着ヒータ２１、２２が外部電源のバラツキに関わらず制御間隔単位時間当たりの最大消費電力を一定値以下とするには、以下の方法を用いる。
【００５０】
いま、定格入力電圧がＶｒのときの定格消費電力がＷｒの定着ヒータ２１、２２は、入力電圧がＶのときの消費電力Ｗを、外部電源のコンセント部の電圧から電源線等による電圧降下分Ｖｓを考慮して、次式（２）により求めることができる。
【００５１】
Ｗ＝Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）＾（１／０．６５）・・・（２）
ここで、Ｖ−Ｖｓは、電源線等による電圧降下分Ｖｓを考慮した入力電圧を示している。
【００５２】
したがって、制御間隔単位時間当たりに通電Ｄｕｔｙ１００％とすると、外部電源のバラツキにより、制御間隔単位時間当たりの消費電力が異なってくる。
【００５３】
いま、定着ヒータ２１、２２の制御間隔単位時間Ｔａは、ＲＯＭ３に記憶されており、制御間隔単位時間内の定着ヒータ２１、２２に通電している時間をＴｂ（０＜Ｔｂ≦Ｔａ）とし、制御間隔単位時間当たりの定着ヒータ２１、２２の消費電力をＷｔとすると、制御間隔単位時間当たりの定着ヒータ消費電力Ｗｔは、次式（３）で表される。
【００５４】
Ｗｔ＝Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）＾（１／０．６５）Ｔｂ÷Ｔａ・・・（３）
また、定着ヒータ２１、２２は、定格入力電圧Ｖｒで定格消費電力Ｗｒが規定されているので、パラメータとしてＲＯＭ３に記憶されている。
【００５５】
そして、プリンタ１の最大消費電力をある一定値以下とするためには、上記（１）式と（２）式が、次式（４）の関係となる必要がある。
【００５６】
Ｗｔ≦Ｗｈ・・・（４）
Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）＾（１／０．６５）Ｔｂ÷Ｔａ≦Ｗｈ・・・（５）
Ｔｂ≦Ｗｈ×Ｔａ÷（Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）＾（１／０．６５））・・（６）
そして、プリンタ１は、上記式（５）、（６）の関係を満たすＴｂを決定し、通電時間Ｔｂが決定されると、当該決定された通電時間ＴｂをＲＡＭ４に記憶する。
【００５７】
この制御間隔単位時間Ｔａ内の定着ヒータ２１、２２に通電している時間Ｔｂ以下の通電時間を用いて定着ヒータ２１、２２への通電を行って温度制御を行うことにより、定着ヒータ２１、２２の単位時間当たりの最大消費電力を制御することができる。
【００５８】
次に、上記各動作状態において定着ヒータ２１、２２へ供給可能な最大消費電力の算出処理について説明する。
【００５９】
プリンタ１は、図４に示すように、電源ＯＮタイミング、低電力モードからの復帰タイミング、または、プリント要求等のＡＣ電圧検出を開始する条件となるトリガがあると（ステップＳ１０１）、制御基板１１のコントローラ２が、ＡＣ電圧検出部１６によるＡＣ電圧検出を開始して、ＡＣ電圧検出部１６からの信号を制御間隔単位時間分サンプリングを行う（ステップＳ１０２）。制御基板１１のコントローラ２は、サンプリングした電圧情報を積分して、積分した電圧情報からＤＣ電圧を算出し、算出したＤＣ電圧から１対１で対応するＡＣ電圧Ｖａｃを算出する（ステップＳ１０３）。このＡＣ電圧Ｖａｃの積分方法としては、回路的に積分を行い、ＡＣ電圧を決定してもよいし、ソフトウェア的に積分を行ってＡＣ電圧を決定してもよい。
【００６０】
コントローラ２は、ＡＣ電圧Ｖａｃを算出すると、算出した今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも大きいかチェックし（ステップＳ１０４）、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも大きいときには、前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）に１Ｖを加算（Ｖａｃ（ｎ）＝Ｖａｃ（ｎ−１）＋１）して（ステップＳ１０５）、当該算出したＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）をＡＣ電源電圧として確定する（ステップＳ１０６）。
【００６１】
ステップＳ１０５で、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも大きくないときには、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも小さいかチェックし（ステップＳ１０７）、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも小さいときには、コントローラ２は、前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）から１Ｖを減算（Ｖａｃ（ｎ）＝Ｖａｃ（ｎ−１）−１）して（ステップＳ１０８）、当該算出したＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）をＡＣ電源電圧として確定する（ステップＳ１０６）。
【００６２】
ステップＳ７で、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）よりも小さくないとき、すなわち、今回のＡＣ電圧Ｖａｃが前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）同じであるときには、コントローラ２は、前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）を今回のＡＣ電圧Ｖａｃ（Ｖａｃ（ｎ）＝Ｖａｃ（ｎ−１））として（ステップＳ１０９）、当該算出したＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）をＡＣ電源電圧として確定する（ステップＳ１０６）。
【００６３】
なお、上記処理では、電圧変動に対して１Ｖの変化としているが、１Ｖに限るものではなく、例えば、今回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）と前回のＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ−１）の平均値であってもよい。
【００６４】
ＡＣ電源電圧を確定すると、コントローラ２は、当該ＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）が所定の一定値と比較して当該一定値以上であるかチェックし（ステップＳ１１０）、ＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）が一定値以上であると、それぞれの動作状態（待機状態、ウォームアップ状態、プリント状態）に対応したＯＮ−Ｄｕｔｙ（ＯＮデューティ）値Ｔｂの上限を、上記式（５）、（６）から算出する（ステップＳ１１１）。そして、コントローラ２は、この算出したＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂの上限を磁界の処理までＲＡＭ４に記憶する（ステップＳ１１２）。
【００６５】
また、ステップＳ１１０で、ＡＣ電圧Ｖａｃ（ｎ）が一定値以下であると、コントローラ２は、プリントスピードを通常状態よりも遅くする設定とし（ステップＳ１１３）、それぞれの動作状態（待機状態、ウォームアップ状態、プリント状態）に対応したＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂの上限を、上記式（５）、（６）から算出する（ステップＳ１１１）。そして、コントローラ２は、この算出したＯＮデューティＴｂの上限を磁界の処理までＲＡＭ４に記憶する（ステップＳ１１２）。
【００６６】
このプリントスピードを遅くする方法としては、ページ間の間隔を通常動作時の間隔よりも広げる方法、紙送りスピードを遅くする方法等を用いることができる。このようにして、プリントスピードを遅くすることで、定着ローラを定着ヒータにより十分に加熱して、定着不良の発生を防止することができる。
【００６７】
次に、定着ヒータ２１、２２への通電（給電）方法について、図５及び図６に基づいて説明する。
【００６８】
プリンタ１は、図５に示すように、定着ヒータ２１、２２を点灯させる動作要求があると（ステップＳ２０１）、コントローラ２は、定着温度制御処理を行って定着ヒータ２１、２２へのＯＮ−Ｄｕｔｙ（ＯＮデューティ）Ｔｂｙを選択または算出する（ステップＳ２０２）。このとき、ＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｙを、図６（ａ）に示す温度制御によるＯＮ−Ｄｕｔｙとする。
【００６９】
そして、コントローラ２は、単位制御周期毎に、図６（ｂ）に示すようなＯＮ−Ｄｕｔｙ値の制限値Ｔｂｘとの比較を行い（ステップＳ２０３）、ＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｙが制限値Ｔｂｘより小さい（Ｔｂｙ＜Ｔｂｘ）ときには、ＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｙにより定着ヒータ２１、２２の点灯制御を行う（ステップＳ２０４）。コントローラ２は、この制限値Ｔｂｘを、動作状態により選択する。
【００７０】
また、ステップＳ２０３で、ＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｙが制限値Ｔｂｘより大きい（Ｔｂｙ≧Ｔｂｘ）ときには、コントローラ２は、ＯＮ−Ｄｕｔｙの制限値Ｔｂｘにより制限して定着ヒータの点灯制御を行う（ステップＳ２０５）。
【００７１】
コントローラ２は、決定したＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｙにより定着ヒータ２１、２２により点灯制御またはＯＮ−Ｄｕｔｙ値Ｔｂｘで制限して定着ヒータ２１、２２の点灯制御を開始すると、このとき実際に出力されるＯＮ−Ｄｕｔｙは、図６（ｃ）に示すようになる。
【００７２】
コントローラ２は、定着ヒータ２１、２２の点灯制御を開始すると、定着ヒータ２１、２２への点灯動作要求が無くなって、消灯であるかチェックし（ステップＳ２０６）、消灯でないときには、ステップＳ２０２に戻って、上記同様の処理を繰り返し行う（ステップＳ２０２〜Ｓ２０６）。ステップＳ２０６で、消灯のときには、コントローラ２は、通電処理を終了する。このようにすると、プリンタ１の最大消費電力をある一定値以下とすることができる。
【００７３】
このように、本実施例のプリンタ１は、感光体上に形成された静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて現像剤像（トナー像）を形成して、当該現像剤像を最終的に用紙に転写し、定着ヒータ２１、２２で所定温度に加熱されている定着部８で当該用紙を所定の搬送速度で搬送させつつ加熱して当該現像剤像を当該用紙に定着させるという画像形成処理を所定の画像形成速度で行うとともに、定着部８の温度を検出して当該検出温度に基づいて外部電源の定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間を制御して、当該定着部８を所定温度に加熱するに際して、外部電源電圧をＡＣ電圧検出部１６で検出して当該検出電圧に基づいて定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間の制御量を算出し、当該外部電源検出電圧に基づく制御量に基づいて、検出温度に基づく定着ヒータ２１、２２への通電時間と無通電時間の制御量を制限して当該定着ヒータ２１、２２の最大消費電力を所定値以下に制御するとともに、検出電圧が所定値以下であると、画像形成速度を遅くしている。
【００７４】
したがって、外部電源が自家発電機等の電源であったり、商用電源であっても他のＯＡ機器と蛸足配線等により電源が供給されていて、安定して十分な電力の供給が得られない電源環境であっても、プリンタ１全体の消費電力を適切な状態とすることができるとともに、定着ヒータ２１、２２が適切な定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施例のプリンタ１は、複数枚の用紙を順次搬送して画像形成する場合、当該用紙と用紙の間隔を広くすることで、画像形成速度を遅くしている。
【００７６】
したがって、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【００７７】
さらに、本実施例のプリンタ１は、用紙搬送速度を遅くすることで、画像形成速度を遅くしている。
【００７８】
したがって、簡単に画像形成速度を遅くさせて、十分に定着ヒータが定着温度となっている状態で定着させることができ、定着不良の発生を防止して、安全性を向上させることができるとともに、画像品質を向上させることができる。
【００７９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
定着ヒータで定着部を加熱して搬送される用紙上の現像剤像を当該用紙に定着させる際に、供給される外部電圧（商用電源等）の変動に応じて、用紙の搬送速度を変化させて定着性能を向上させるプリンタ、複写装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を適用したプリンタのブロック構成図。
【図２】図１の定着部の制御回路の回路構成図。
【図３】図１のＲＯＭに格納されている検出温度と目標温度との温度差に対する通電時間のデューティ値の一例を示す図。
【図４】図１のプリンタによる各動作状態において定着ヒータへ供給可能な最大消費電力の算出処理を示すフローチャート。
【図５】図１のプリンタによる定着ヒータへの通電制御処理を示すフローチャート。
【図６】図５の通電制御処理で用いられる温度制御によるＯＮ−Ｄｕｔｙ（ａ）、ＯＮ−Ｄｕｔｙの制限値（ｂ）、実際に出力されるＯＮ−Ｄｕｔｙ（ｃ）を示す図。
【符号の説明】
【００８２】
１  プリンタ
２  コントローラ
３  ＲＯＭ
４  ＲＡＭ
５  通信Ｉ／Ｆ
６  操作表示部
７  作像部
８  定着部
９  光書込部
１０  バス
１１  制御基板
１２  ＤＣ電源部
１３  定着ヒータリレー制御部
１４  ゼロクロス検出部
１５  定着ヒータ制御部
１６  ＡＣ電圧検出部
１７  ノイズフィルタ（ＮＣ）
２１、２２  定着ヒータ
３１  定着ヒータリレー
３２  トランジスタ
３３  トランス
３４  ダイオードブリッジ
Ｌ１、Ｌ２  コイル
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
ＴＲ１、ＴＲ２  トライアック
ＰＣ１、ＰＣ２  フォトカプラ
Ｔｒ１、Ｔｒ２  トランジスタ
【図１】
2006119194.tif 000003
【図２】
2006119194.tif 000004
【図３】
2006119194.tif 000005
【図４】
2006119194.tif 000006
【図５】
2006119194.tif 000007
【図６】
2006119194.tif 000008