(57)【要約】      （修正有）【課題】  フリッカーの発生を減少させることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ヒータでの消費電力を削減させた節電モードにおいて、定着ヒータへの通電をオン／オフすることなく、設定された基準電圧、上限電圧、下限電圧によって上限温度から下限温度の間に収まるように印加する電圧を制御することで、通電を連続的に行う。【選択図】図７
2006053530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に形成された画像を熱定着する定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱手段での消費電力を削減させた待機モードを有し、前記制御手段は前記待機モードでの前記加熱手段への通電を連続的に行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段は炭素系発熱体を有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】
前記待機モードにおける消費電力の削減量を設定するための設定手段を有し、前記制御手段は消費電力の削減量に応じて前記加熱手段への供給電圧を変更することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は消費電力の削減量が大きいほど供給電圧を小さくすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着手段の温度を検出する検出手段を有し、前記待機モードにおいて、前記制御手段は、消費電力の削減量に応じた供給電圧を前記定着手段の検出温度に基づいて所定の範囲内で可変とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記待機モードにおいて、前記制御手段は、消費電力の削減量に応じた供給電圧を雰囲気環境に基づいて所定の範囲内で可変とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録材に形成された画像を熱定着する定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、商用電源から入力された交流電圧を直流電圧へ変換する変換回路を有し前記加熱手段への供給電圧を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱手段での消費電力を削減させた待機モードを有し、前記制御手段は前記待機モードにおいて前記加熱手段へ直流電圧を連続的に印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記加熱手段は炭素系発熱体を有することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記待機モードにおける消費電力の削減量を設定するための設定手段を有し、前記制御手段は前記待機モードにおいて消費電力の削減量に応じた直流電圧を印加し続けることを特徴とする請求項７または８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、消費電力の削減量が大きいほど直流電圧を小さくすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記定着手段の温度を検出する検出手段を有し、前記待機モードにおいて、前記制御手段は消費電力の削減量に応じた直流電圧を前記定着手段の検出温度に基づいて所定の範囲内で可変とすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記待機モードにおいて、前記制御手段は、消費電力の削減量に応じた直流電圧を雰囲気環境に基づいて所定の範囲内で可変とすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項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、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開平０７−３１９３１７号公報（特許文献１）に記載されているように、画像形成装置のスタンバイ時において定着器での消費電力を抑えた複数の節電モードが設けられている。この節電モードでは、設定された電力削減率に対応した温調温度に応じて、定着ヒータへの通電をＯｎ／Ｏｆｆ制御することにより、定着器での単位時間あたりの消費電力量を削減していた。
【０００３】
具体的には、図７に示すように設定された温調温度７１０〜７１３に応じて、定着ヒータへ供給する電圧を最大にして、つまり最大電力（８００Ｗ）となるように、定着ヒータへの通電のＯｎ／Ｏｆｆを繰り返す制御が行われている。
【特許文献１】特開平０７−３１９３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、節電モード時に定着ヒータへの通電をＯｎ／Ｏｆｆ制御すると、その都度突入電流が発生し、商用電源の電力供給に多大な負荷がかかる場合がある。そのため、オフィスなどでこのような画像形成装置が使用される場合、蛍光灯がちらつく等の問題が発生するフリッカーの要因となっている。このため、従来は、突入電流を防ぐための保護回路を設けたり、複雑な通電制御を行ったりするなどの対策を講じており、装置のコストアップや制御の複雑化の要因となっている。
【０００５】
本発明の目的は、加熱手段での消費電力を削減させた待機モードにおいて従来の突入電流の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明の第１の発明は、
記録材に形成された画像を熱定着する定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱手段での消費電力を削減させた待機モードを有し、前記制御手段は前記待機モードでの前記加熱手段への通電を連続的に行うことを特徴とする画像形成装置である。
【０００７】
また、この発明の第２の発明は、
記録材に形成された画像を熱定着する定着手段と、前記定着手段を加熱する加熱手段と、商用電源から入力された交流電圧を直流電圧へ変換する変換回路を有し前記加熱手段への供給電圧を制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記加熱手段での消費電力を削減させた待機モードを有し、前記制御手段は前記待機モードにおいて前記加熱手段へ直流電圧を連続的に印加することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、低コストでフリッカーの発生を減少させることができ、また、精度良く消費電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面及び実施例を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置、機能などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状、機能などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【実施例１】
【００１０】
（画像形成装置）
はじめに、本発明を好適に採用しうる画像形成装置の概略構成の一例について説明する。図３は、本実施例に係る画像形成装置の断面図である。
【００１１】
画像形成装置Ａは、主にリーダ１０２、プリンタ１００、原稿給送装置（ＤＦ）１８０から構成された複写機である。ただし、本願発明に係る画像形成装置はこれに限られるものではなく、例えばプリンタ単体であってもよい。
【００１２】
後処理装置１９０は、画像形成装置Ａに連結して使用するものであり、排紙処理装置１９１、Ｚ折り機１９２、製本機１９７から構成されている。
【００１３】
リーダ１０２は、原稿載置台としてのプラテンガラス１０１、原稿照明ランプ１０３及び走査ミラー１０４等で構成される。そして、リーダ１０２は、不図示のモータにより原稿照明ランプ１０３及び走査ミラー１０４を所定方向に往復移動することで原稿の反射光を走査し、走査した反射光を走査ミラー１０４〜１０６を介してレンズ１０７を透過させ、イメージセンサ部１０８内のＣＣＤセンサで結像する。
【００１４】
露光制御部１１９は、イメージセンサ部１０８で電気信号に変換され、後述する所定の画像処理が行われた画像信号に基づいて変調されたレーザ光を感光体ドラム１１１に照射する。
【００１５】
感光体ドラム１１１の回りには、１次帯電器１１２、現像器１１３、転写帯電器１１６、前露光ランプ１１４、クリーニング装置１１５が配置されている。そして、感光体ドラム１１１と前記各装置との間の画像形成部において、各プロセスが行われ、シート材（記録材）Ｓにトナー像が形成される。このようにプリンタ部にはシート材にトナー像を形成するための画像形成機器（手段）が設けられている。
【００１６】
感光体ドラム１１１は、不図示のモータにより図３に示す矢印Ｘ方向に回転している。そして、感光体ドラム１１１の表面は、１次帯電器１１２により所望の電位に帯電された後、露光制御部１１９からのレーザ光が照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１１１の表面に形成された静電潜像は、現像器１１３により現像され、トナー像として可視化される。
【００１７】
一方、紙やＯＨＰシート等の画像を記録可能なシート材（転写紙）Ｓは、右カセットデッキ１２１、左カセットデッキ１２２、上段カセット１２３又は下段カセット１２４から、ピックアップローラ１２５、１２６、１２７、１２８により給送され、さらに、給送ローラ１２９、１３０、１３１、１３２によりレジストローラ１３３に向かって搬送される。そして、シート材Ｓは、レジストローラ１３３により感光体ドラム１１１と転写帯電器１１６との間の画像形成部に給送され、感光体ドラム１１１上に可視化されたトナー像が転写帯電器１１６により転写される。
【００１８】
トナー像が転写された後の感光体ドラム１１１は、クリーニング装置１１５により残留
トナーが清掃され、前露光ランプ１１４により残留電荷が消去される。一方、トナー像が転写された後のシート材Ｓは、分離帯電器１１７によって感光体ドラム１１１から分離され、転写ベルト１３４によって定着装置１３５に送られる。
【００１９】
定着装置１３５では、シート材Ｓ上のトナー像が加圧、加熱によりシート材Ｓに定着され、排出ローラ１３６、１４４によりプリンタ１００の外に排出される。その後、排出されたシート材Ｓは、後処理装置１９０に搬送される。
【００２０】
後処理装置１９０の一部を構成する排紙処理装置１９１は、プリンタ１００から排出したシート材Ｓを揃えて閉じるものであり、一枚毎に排出されるシート材Ｓを処理トレイ１９３に積載して揃える。
【００２１】
図２は、本実施例に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。
【００２２】
定着装置１３５は、定着手段としての加熱ローラ２０１、圧接ローラ２０２、加熱手段としてのハロゲンヒータ２０３、検出手段としての温度検出素子２０４、クリーニングウェブ２０５等から構成されている。
【００２３】
なお、定着手段としては、ローラ状の回転部材だけでなく、エンドレスフィルム状のものも適宜採用することが可能である。
【００２４】
また、定着手段を加熱（発熱）する手段としては、ハロゲンヒータの代わりに、セラミックヒータ、炭素系材料にて構成されたカーボンヒータ、高周波通電により定着手段を電磁誘電加熱する励磁コイル等、接触・非接触を問わず適宜採用することが可能である。
【００２５】
加熱ローラ２０１は、トナー像をシート材に定着する機能を有しており、内部に配置された定着ヒータ２０３を後述の回路で駆動することで、加熱される。
【００２６】
また、圧接ローラ２０２は、加熱ローラを圧接するように設けられている。ここで、加熱ローラ２０１と圧接ローラ２０２が接している領域をニップ２０６と称する。ニップ２０６では、右方向から進入するシート材Ｓ上の未定着トナー画像が、加熱され、圧力をかけられることでシート材Ｓに定着される。
【００２７】
温度検出素子２０４は、図１で後述する電気回路と接続され、加熱ローラ２０１の表面温度を検出する。
【００２８】
クリーニングウェブ２０５は、ニップ２０６で定着されるトナー画像が加熱ローラ２０１と圧接ローラ２０２により、圧力と熱をかけられて定着されるため、定着画像面に相当する加熱ローラ２０１側に付着したトナーをクリーニングする。
【００２９】
図１は、図２に示す定着装置を制御する制御手段の一部を構成する電気回路図である。
【００３０】
図１において、インダクタンスＬ１は負荷である定着ヒータＨ１に流す電流の平滑を行う。フライホイールダイオードＤ１はインダクタンスＬ１に蓄積された電力を回生する。定着ヒータＨ１は加熱対象である加熱ローラ２０１を加熱する。温度検出素子ＴＨ１は、図２に示す温度検出素子２０４に相当するものであり、図１に示す構造により熱的に結合しておりその出力は本体制御回路ＩＣ２に入力される。
【００３１】
本体制御回路ＩＣ２は、画像形成装置本体Ａを制御するものであり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。また、図１に示す定着ヒータだけで
なく、図３に示す様々な装置の負荷を駆動している。
【００３２】
定着装置１３５の温度検出素子２０４に相当する温度検出素子ＴＨ１の出力は、本体制御回路ＩＣ２へ入力される。
【００３３】
また、本体制御回路ＩＣ２は、設定手段としての操作部５００（図５）における各種設定にしたがって操作部回路ＩＣ３から出力される通信信号により、後述するような加熱ローラの温調制御を行う。そのために、本体制御回路ＩＣ２から出力された電圧制御信号が、電圧変換回路ＩＣ１に入力される。ここで、温調制御とは、定着装置１３５の加熱ローラ２０１の温度を所定の温度（目標温度）になるよう制御することをいい、温調温度とは、前記所定の温度（目標温度）をいう。
【００３４】
電圧変換回路ＩＣ１は、商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換するとともに、後述するように、定着ヒータでの消費電力の削減量に応じて定着ヒータに供給する直流電圧を多段階に変更させる定着ヒータ駆動手段である。
【００３５】
図４Ａは、本実施例に係る電圧変換回路に入力される商用電源からの交流電圧の波形を示した図、図４Ｂは、商用電源からの正弦波状の交流電圧を矩形波状に変換した図、図４Ｃは定着ヒータの制御信号値に見合うように、矩形波状の電圧を直流電圧に変換した図である。
【００３６】
電圧変換回路ＩＣ１は、図４Ａに示すような交流入力電圧を図４Ｂに示すような矩形波状の電圧波形に変換し、制御信号値に見合うように図４Ｃに示すような直流電圧を出力（Ｖｃ１〜４）して、定着ヒータＨ１へ印加する。
【００３７】
図５は、本実施例に係る画像形成装置の設定手段としての操作部の上面図である。操作部５００は、図１に示す操作部回路ＩＣ３を含んでいる。
【００３８】
表示部５０１は、画像形成装置Ａに後処理装置１９０を備えた画像形成システムのモード設定や状態表示等を行うタッチパネル式のＬＣＤ表示部である。テンキー５０２は、０から９までの数字を入力するための数字キーと、入力された設定をデフォルト値に戻すためのクリアキーからなる。
【００３９】
ユーザモードキー５０３は、図６で後述する、画像形成装置Ａが画像形成を行わずに待機している待機モードなどの節電モードや各機能のデフォルト値などの設定等を行うキーである。スタートキー５０４は、コピー機能やスキャン機能などを実行するときに押下するキーである。ストップキー５０５は、コピー機能やプリント機能、スキャン機能などのジョブを中止したいときに押下するキーである。
【００４０】
ソフト電源キー５０６は、ＣＰＵやネットワークなどは起動させながら、画像形成装置のモータなどの各負荷を停止したいときに使用するキーである。節電モードキー５０７は、図１に示す回路に対して、定着装置１３５の温調制御をユーザーモードで設定されたレベル（消費電力の削減量）にしたがって、図６で後述する温調制御を行うためにユーザーが押下するキーである。リセットキー５０８は、表示部５０１やテンキー５０２等で設定された機能をデフォルト値にリセットするためのキーである。
【００４１】
操作部５００により、画像形成装置Ａのプリンタ１００をユーザーが使用することが可能となる。
【００４２】
本例では、図５の操作部５００において、ユーザモードキー５０３を押下することによ
り表示画面に節電モード設定キーが表示される構成となっており、図６はこの節電モード設定キーを押下することにより表示された節電モード設定画面６００である。
【００４３】
節電モード設定画面６００では、待機モード時において、定着器、即ち、定着ヒータにて消費される電力の削減量を設定することが可能となっている。即ち、節電モード設定画面６００において、図６に示すように、消費電力削減量が異なる複数の節電モードの中から所望の節電モードを選択・設定することが可能となっている。
【００４４】
具体的には、電力削減率を−１０％〜−５０％まで、あるいは、待機状態からの復帰時間を必要としない代わりに電力削減率が０％である各節電モードを選択するために、電力削減キー６０１〜６０３、あるいは、復帰時間なしのキー６０４のいずれかを押下し、ＯＫキー６０５により、節電モードの設定を行うことができる。また、キャンセルキー６０６を押下すれば、設定した節電モードをキャンセルすることができる。
【００４５】
図７は、本実施例に係る節電モードと従来の節電モードにおける温調温度と定着電力との関係を比較した図である。
【００４６】
図１に示す電圧変換回路ＩＣ１を含んだ制御手段を用いることにより、図４Ｃに示すような直流電圧を出力することが可能となる。そのため、温調温度７０１〜７０４における定着電力が従来の制御における最大電力を消費することなく、節電モードで設定された電力により、定着ヒータ２０３（Ｈ１）を加熱することができる。
【００４７】
図８Ａは、従来のＯｎ／Ｏｆｆ制御による節電モードに対応した温調制御テーブルである。図８Ｂは、本実施例に係る電力量制御による節電モードに対応した温調制御テーブルである。
【００４８】
従来のＯｎ／Ｏｆｆ制御の場合、操作部５００において、節電モード設定画面６００の「復帰時間なし」のキー６０４が押下され、「復帰時間なし」が設定されているとき、節電モードのＩＤは０であり、温調温度は２００度である。
【００４９】
節電モードのＩＤが０のとき、「復帰時間なし」の節電モードであるが、節電状態ではない画像形成装置の通常のスタンバイ時のスタンバイ温調温度と同じである。
【００５０】
節電モードが「−１０％」に設定されているなら、ＩＤは１、節電時の温調温度は１７５度である。同様に「−２０％」に設定されているなら、ＩＤは２、節電時の温調温度は１５０度である。同様に「−５０％」に設定されているなら、ＩＤは３、節電時の温調温度は１２０度である。従来のＯｎ／Ｏｆｆ制御の場合、各設定の温調温度に達するまで定着ヒータ２０３（Ｈ１）をＯｎし、設定の温調温度に達した時点で定着ヒータ２０３（Ｈ１）をＯｆｆしていた。
【００５１】
一方、本実施例に係る電力制御による節電モードの場合、操作部５００において、節電モード設定画面６００の「復帰時間なし」のキー６０４が押下され、「復帰時間なし」が設定されているとき、節電モードのＩＤは０であり、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧はＶｃ１である。このＶｃ１とは、消費される電力が３００Ｗとなるように与えられる。
【００５２】
節電モードのＩＤが０のとき、「復帰時間なし」の節電モードの定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧は、画像形成装置本体Ａが節電状態ではないスタンバイ時の定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧と同じである。
【００５３】
節電モードが「−１０％」に設定されているなら、ＩＤは１、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧はＶｃ２、消費される電力は２７０Ｗである。同様に「−２０％」に設定されているなら、ＩＤは２、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧はＶｃ３、消費される電力は２４０Ｗである。同様に「−５０％」に設定されているなら、ＩＤは３、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧はＶｃ４、消費される電力は１５０Ｗである。本実施例に係る節電モードの場合、設定した節電モードに応じた印加電圧によって定着ヒータ２０３（Ｈ１）を点灯しつづける連続点灯制御を行う。
【００５４】
本実施例においては、本体制御回路ＩＣ２は、選択された節電モードに応じて電圧変換回路ＩＣ１（定着ヒータ駆動回路）から供給する電圧を制御している。そのため、定着ヒータＨ１の抵抗がほぼ一定であれば、電圧を制御することで消費電力を制御する電力設定手段としての役割を果たす。
【００５５】
図９は、以上述べてきた本実施例における定着ヒータ２０３（Ｈ１）の連続点灯制御を示すフローチャートである。
【００５６】
画像形成装置Ａの電源を投入し、最大電力を連続的に投入することによりスタンバイ温度（実施例では２００度）まで定着ヒータ２０３（Ｈ１）により昇温させると、制御手段としての本体制御回路ＩＣ２は、Ｓ９００において、スタンバイ時の温調制御を開始する。
【００５７】
Ｓ９０１において、本体制御回路ＩＣ２は、設定されている温調モードを判別しＩＤを取得する。Ｓ９００における温調開始直後であれば、スタンバイ時の温調なので、節電モードは「復帰時間なし」と同じでありＩＤとして０を取得する。取得したＩＤが０なので、図８Ｂの温調制御テーブルに照らし合わせ基準電圧をＶｃ１と設定する。本体制御回路ＩＣ２は、定着ヒータ２０３に印加される電圧がＶｃ１となるように、図１に示す電圧変換回路ＩＣ１を制御する電圧制御信号を出力する。
【００５８】
Ｓ９０２において、本体制御回路ＩＣ２は、定着ヒータ制御信号により電圧変換回路ＩＣ１を制御し、定着ヒータ２０３（Ｈ１）を点灯する。このとき、定着ヒータ２０３（Ｈ１）は、電圧Ｖｃ１の印加電圧により点灯され、その消費電力は３００Ｗである。そして、定着ヒータ２０３（Ｈ１）は、待機時において、設定された一定の電力３００Ｗで加熱ローラ２０１を加熱し続ける。
【００５９】
Ｓ９０３において、操作部５００で節電モードキー５０７が押下されたという操作部回路ＩＣ３からの通信信号の有無や、本体制御回路ＩＣ２で計測した時間が、自動的に節電モードに入る低電力モード移行時間を超過しているか否かを判別することで、温調モードの変化があったかどうかを判別する。
【００６０】
Ｓ９０３において、節電モードキー５０７が押下されたと判別され、あるいは通常のスタンバイモードから節電モードへの移行タイミングの基準となる、通常のスタンバイモードでの経過時間が所定時間を超過していると判別された場合、温調モードの変化があったと判断され、Ｓ９０１へと戻り、新たに温調モードを判別しＩＤを再度取得する。一方、Ｓ９０３において、節電モードキー５０７が押下されず、前述の移行時間を超過もしていないと判別された場合、Ｓ９０４へ進み、他の要因で温調制御が停止されるかどうかを確認する。
【００６１】
ここで他の要因とは、例えば、画像形成装置本体Ａの前ドアがオペレータにより開かれる場合が考えられる。その際、作業性を向上させるために、定着ヒータ２０３（Ｈ１）への電圧印加がＯｆｆされ、本体制御回路ＩＣ２がこの動作を検出した場合は温調制御が停
止する。また、操作部５００の電源キー５０６が押下され、操作部回路ＩＣ３からの通信信号を検出した場合も温調制御が停止する。
【００６２】
Ｓ９０４において、温調停止がないと判断された場合には、Ｓ９０３へと戻り、温調モードの変化があるかどうかを再度判別する。一方、Ｓ９０４で温調停止があったと判断された場合には、Ｓ９０５に進む。
【００６３】
Ｓ９０５において、本体制御回路ＩＣ２から定着ヒータ制御信号により、電圧変換回路ＩＣ１を制御し、定着ヒータ２０３（Ｈ１）への通電をＯｆｆする。
【００６４】
そして、Ｓ９０６において、温調停止処理を行い、再度Ｓ９００の温調開始が行われるまで処理を停止する。温調開始が行われるのは、例えば、ユーザーにより画像形成装置本体Ａの前ドアが閉められたとき、操作部５００の電源キー５０６等が再度押下されたときである。
【００６５】
以上、説明したように本実施例による定着装置の制御では、各節電モードにおける電力削減率を達成するために、定着ヒータに印加する直流電圧を制御し、消費電力を一定としながら定着ヒータの連続点灯制御を行うことが可能となる。
【００６６】
これにより、節電モードにおいて定着装置の温調制御による消費電力量を正確に算出することが可能となる。そして、節電モードが定着ヒータの連続点灯により行われるため、突入電流に対する保護回路を必要としないもしくは低コストの保護回路に変更することが可能となり、もしくは複雑な温調制御が不要となる。従って、装置のコストダウンを図りつつももしくは温調制御の複雑化を防止しつつも、従来のフリッカーを抑えた節電モードを提供することが可能となる。
【００６７】
なお、加熱手段としてハロゲンヒータを使用した場合、ハロゲンヒータは発熱体とハロゲンガスが封入されたガラス管から構成されているため、ヒータを点灯するためには、ヒータへ供給可能な１００％の電力を与えなければ、ガラス管が黒化する傾向があり、ハロゲンヒータの寿命を極端に縮めてしまうことがある。
【００６８】
一方、加熱手段としてカーボンヒータを使用した場合、カーボンヒータは炭素系素材からなる発熱体により構成されており、この発熱体が抵抗素子であるため、上述のように、カーボンヒータへ供給可能な電力を削減する制御を行ったとしても、ヒータの寿命がハロゲンヒータに比して低下する問題を回避することができるので、より好ましいと言える。
【実施例２】
【００６９】
次に実施例２に係る温調制御を説明する。なお、実施例２に係る温調制御を好適に採用できる画像形成装置及び定着装置の説明は、その概要が実施例１に記載の画像形成装置及び定着装置とほぼ同じであるため、その説明を省略する。
【００７０】
はじめに、定着装置１３５の温度検出素子ＴＨ１を用いて、画像形成装置の設置環境によらず、定着ヒータ２０３（Ｈ１）を連続点灯制御により温調制御する方法について述べる。
【００７１】
本実施例においても、図７に示す温調温度７０１〜７０４に示すのと同様に、図１の電圧変換回路ＩＣ１を含んだ制御手段を用いることにより、図４に示すような電圧を出力することが可能となる。そして、節電モードで設定された消費電力削減率に応じた直流電圧を定着ヒータ２０３（Ｈ１）へ連続して印加することによりこれを加熱する。さらに温度検出素子ＴＨ１の検出結果により、消費電力削減率に応じた消費電力（定着ヒータへの供
給直流電圧に対応する）を、所定の範囲内で可変とさせた制御を示したものが図１０である。
【００７２】
図１０に示すように、温調モード（「復帰時間なし」、「−１０％」、「−２０％」、「−５０％」）にしたがった温調温度１１０１〜１１０４を決める。ここで、実施例２に係る温調制御においては、実施例１における図７、図８Ｂ、図９において説明した電力による定着温調と同様に、電力に応じた温調温度になっている。
【００７３】
この温調温度１１０１〜１１０４は、定着装置１３５に同じ電力を与えていても、画像形成装置Ａが設置された環境により加熱ローラからの放熱量が異なるため、一定の電力では加熱ローラを所望の温調温度に保てない場合に対応したものである。
【００７４】
そこで、本体制御回路ＩＣ２（電力範囲設定手段）は、選択された節電モードに応じて、電圧変換回路から供給する電力（直流電圧に対応）の範囲を、後述する図１１に示すようなテーブルに基づいて設定する。また、それと共に、本体制御回路ＩＣ２（温調温度範囲設定手段）は、選択された節電モードに応じて、加熱ローラ２０１の温調温度範囲を、後述する図１１に示すようなテーブルに基づいて設定する。
【００７５】
そして、本体制御回路ＩＣ２は、温度検出素子にて検出された加熱ローラ２０１の表面温度に応じて、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に供給する電力（定着ヒータへの供給直流電圧）を、設定した電力（定着ヒータへの供給直流電圧）の範囲内で可変とする。
【００７６】
温調温度１１０１の「復帰時間なし」の場合を例にとると、温調温度は２００度であるが、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に電力量３００Ｗとなる電圧Ｖｃ１をかけつづけると、設置環境が寒い環境の場合、放熱により温調温度２００度を保てない。一方、設置環境が暖かい環境の場合、放熱が起こりにくく、温調温度２００度を超えてしまう場合がある。
【００７７】
そこで、図１０に示すように、温調温度に幅を持たせ、目標温度範囲の上限を２１０度、下限を１９０度に設け、電圧変換回路から供給する電力は、３００Ｗだけではなく、２８０Ｗから３２０Ｗまでの電力を印加できるようにしている。すなわち、その節電モードにおいて定着装置で消費する電力、即ち、供給直流電圧に幅を持たせている。
【００７８】
同様に、節電モードが「−１０％」に設定されている場合、温調温度１１０２は、１８０度を挟んで上限温度１９０度、下限温度１７０度に設定されており、その節電モード中に定着装置にて消費される電力量の上限電力を２８０Ｗ、下限電力を２５５Ｗに設定している。
【００７９】
また、節電モードが「−２０％」に設定されている場合、温調温度１１０３は、１５０度を挟んで、上限温度１７０度、下限温度１３０度に設定されており、その節電モード中に定着装置にて消費される電力量の上限電力を２５５Ｗ、下限電力を２００Ｗに設定している。
【００８０】
また、節電モードが「−５０％」に設定されている場合、温調温度１１０４は、１１０度を挟んで、上限温度１３０度、下限温度１００度に設定されており、その節電モード中に定着装置にて消費される電力量の上限電力を２００Ｗ、下限電力を１３０Ｗに設定している。
【００８１】
これにより、画像形成装置の設置環境や動作状況により定着装置近傍の雰囲気温度が変動しても、節電モードにおいて、所望の温調温度の範囲内で精度の高い消費電力の削減を行うことができる。また、最適な定着ヒータ２０３（Ｈ１）の連続点灯制御を行うことが
できるため、フリッカーを低減することができる。
【００８２】
図１１は、実施例２に係る電力量制御による節電モードに対応した温調制御テーブルである。図８Ｂに示すテーブルと同様、操作部５００において、節電モード設定画面６００の「復帰時間なし」のキー６０４が押下され、「復帰時間なし」が設定されているとき、節電モードのＩＤは０であり、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される基準電圧はＶｃ１である。このＶｃ１とは、消費される電力が３００Ｗとなるように与えられる。
【００８３】
節電モードのＩＤが０のとき、「復帰時間なし」の節電モードの定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧は、画像形成装置本体Ａの節電状態ではないスタンバイ時の定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される電圧と同じである。また、このとき温度検出素子ＴＨ１から得られる温度を一定に保つために基準となる温調温度は２００度である。
【００８４】
本実施例では、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に電圧Ｖｃ１を印加して連続点灯制御を行った場合、温調温度が画像形成装置本体Ａの設置環境により変化してしまうことがある。そのため、印加する電圧の値を切り替える温度として、上限温度を２１０度、下限温度を１９０度に設定してある。
【００８５】
また、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加する電圧の上限をＶｍａｘ１、下限をＶｍｉｎ１に設定してある。これにより、温度検出素子ＴＨ１により検出された温度が上限温度２１０度に達すると、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加する電圧をＶｍｉｎ１に変更する。同様に、温度検出素子ＴＨ１により検出された温度が下限温度１９０度を下回ったときに定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加する電圧をＶｍａｘ１に変更する。その結果、本実施例によれば、画像形成装置Ａの設置環境によって、定着ヒータ２０３に一定の電圧を印加するだけでは所望の温調温度を維持できない場合であっても、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加する電圧を制御することで適正な温調温度の範囲になるように温調温度を制御することができる。
【００８６】
同様に、節電モードが「−１０％」に設定されている場合、節電モードのＩＤは１、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される基準電圧はＶｃ２、消費される基準電力は２７０Ｗ、温調温度は１８０度、上限温度は１９０度、下限温度は１７０度、上限電圧はＶｍａｘ２、下限電圧はＶｍｉｎ２、上限電力は２８０Ｗ、下限電力は２５５Ｗである。
【００８７】
節電モードが「−２０％」に設定されている場合、節電モードのＩＤは２、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される基準電圧はＶｃ３、消費される基準電力は２４０Ｗ、温調温度は１５０度、上限温度は１７０度、下限温度は１３０度、上限電圧はＶｍａｘ３、下限電圧はＶｍｉｎ３、上限電力は２５５Ｗ、下限電力は２００Ｗである。
【００８８】
節電モードが「−５０％」に設定されている場合、節電モードのＩＤは３、定着ヒータ２０３（Ｈ１）に印加される基準電圧はＶｃ４、消費される基準電力は１５０Ｗ、温調温度は１１０度、上限温度は１３０度、下限温度は１００度、上限電圧はＶｍａｘ４、下限電圧はＶｍｉｎ４、上限電力は２００Ｗ、下限電力は１３０Ｗである。
【００８９】
本実施例によれば、上述の各節電モードによって設定された基準電圧、上限電圧、下限電圧によって、定着ヒータ２０３（Ｈ１）を点灯しつづける連続点灯制御を、温度検出素子（ＴＨ１）による検出温度が温調温度を挟んだ上限温度から下限温度の間に収まるように定着ヒータの温調制御を行う。
【００９０】
すなわち、本体制御回路ＩＣ２は、制御手段として、加熱ローラ２０１の温度に応じて、前記定着ヒータ２０３に供給する電力を、設定した前記電力の範囲（２８０Ｗ〜３２０
Ｗ）内で可変させる。そして、本体制御回路ＩＣ２は、待機時において加熱ローラ２０１が目標温度範囲（１９０度〜２１０度）内の温度となるように、設定した前記電力の範囲内で加熱ローラ２０１を定着ヒータ２０３で加熱するよう制御する。
【００９１】
本実施例では、定着ヒータ２０３に印加する電圧を変更するのは、加熱ローラが下限温度、上限温度に達したと判断された場合である。具体的には、本体制御回路ＩＣ２は、加熱ローラ２０１の温度が目標温度範囲の上限温度２１０度を上回った場合、定着ヒータ２０３に供給する電力が設定した前記電力の範囲の下限値２８０Ｗになるように、電圧を下限電圧Ｖｍｉｎ１に変化させる。一方、加熱ローラ２０１の温度が目標温度範囲の下限温度１９０度を下回った場合、定着ヒータ２０３に供給する電力が設定した前記電力の範囲の上限値３２０Ｗになるように、電圧を上限電圧Ｖｍａｘ１に変化させる。これによれば、簡便な制御により加熱ローラ２０１を目標温度範囲内にすることができる。
【００９２】
より好ましくは、定着ヒータ２０３に印加する電圧を変更する温度とその際に再設定される電力との関係（関数）が予め設定されているテーブルから、検出温度に応じて選択し、設定しても良い。これによれば、より精度の高い消費電力削減を図ることができる。
【００９３】
上述の実施例２における定着ヒータ２０３（Ｈ１）の連続点灯制御と、定着ヒータの温度検出素子ＴＨ１を用いた定着装置１３５の温調制御のフローチャートについて図１２に示す。
【００９４】
本実施例では、上限電圧値と下限電圧値との間では、任意の電圧値を設定できる電圧変換回路ＩＣ１を有しているが、説明を簡単にするために基準電圧値と上限電圧値、下限電圧値のみを用いて説明を行う。
【００９５】
画像形成装置Ａの電源が投入された後、スタンバイ温度（実施例では２００度）まで定着ヒータ２０３（Ｈ１）により昇温すると、制御手段としての本体制御回路ＩＣ２は、Ｓ１２００において、スタンバイ時の温調制御を開始する。
【００９６】
Ｓ１２０１において、本体制御回路ＩＣ２は、設定されている温調モードを判別しＩＤを取得する。Ｓ１２００における温調開始直後であれば、スタンバイ時の温調なので、節電モードは「復帰時間なし」と同じでありＩＤとして０を取得する。取得したＩＤが０なので、図１０の温調制御テーブルに照らし合わせ基準電圧をＶｃ１に設定する。
【００９７】
Ｓ１２０２において、本体制御回路ＩＣ２は、温調を行うために、温調温度、上限温度、下限温度、上限電圧Ｖｍａｘ１、下限電圧Ｖｍｉｎ１を取得する。
【００９８】
Ｓ１２０３において、本体制御回路ＩＣ２は、定着ヒータ制御信号により電圧変換回路ＩＣ１を制御し、設定された電圧値により定着ヒータ２０３（Ｈ１）を点灯する。このとき、定着ヒータ２０３（Ｈ１）がすでに点灯されていた場合には、設定された電圧値のみが電圧変換回路ＩＣ１によって反映される。
【００９９】
Ｓ１２０４において、操作部５００から節電モードキー５０７が押下されたという操作部回路ＩＣ３からの通信信号の有無や、本体制御回路ＩＣ２で計測した時間が、自動的に節電モードに入る低電力モード移行時間を超過しているか否かを判別することで、温調モードに変化があったかどうかを判別する。
【０１００】
Ｓ１２０４において、節電モードキー５０７が押下されたと判別され、あるいは低電力モード移行時間を超過していると判別された場合、温調モードの変化があったと判断され、Ｓ１２０１へと戻り、新たに温調モードを判別し、ＩＤを再度取得する。一方、Ｓ１２０４において、節電モードキー５０７が押下されず、低電力モード移行時間を超過もしていないと判別された場合、Ｓ１２０５へ進み、他の要因で温調制御が停止されるかどうかを確認する。
【０１０１】
Ｓ１２０５において、Ｓ１２０２で取得した温調温度（節電モードのＩＤが０なら２００度）であるかどうかを確認する。定着ヒータ温度検出素子ＴＨ１から本体制御回路ＩＣ２が検出した温度が温調温度でない場合はＳ１２０６へ進み、温調温度であった場合には、Ｓ１２１０に進む。
【０１０２】
Ｓ１２０６において、上限温度を超えているかどうかを判別し、上限温度を超えている場合には、Ｓ１２０７において、本体制御回路ＩＣ２は、電圧制御信号により電圧変換回路ＩＣ１から出力される電圧を下限電圧に設定する。そしてＳ１２０３へ戻り、定着ヒータを設定した下限電圧Ｖｍｉｎで点灯する。
【０１０３】
Ｓ１２０６において、上限温度を超えていないと判別された場合には、Ｓ１２０８へ進み下限温度を下回っているか否かを判別する。下限温度を下回っている場合には、Ｓ１２０９において、本体制御回路ＩＣ２は、電圧制御信号により電圧変換回路ＩＣ１から出力される電圧を上限電圧Ｖｍａｘに設定する。そしてＳ１２０３へ戻り、定着ヒータを設定した上限電圧Ｖｍａｘで点灯する。
【０１０４】
Ｓ１２０８において、下限温度を下回っていないと判別された場合には、Ｓ１２１０へ進む。
【０１０５】
Ｓ１２１０において、他の要因で温調制御が停止されるか否かを確認する。例えば、実施例１と同様に、画像形成装置本体Ａの前ドアがオペレータにより開かれる場合が考えられる。その際、作業性を向上させるために、定着ヒータ２０３（Ｈ１）への電圧印加がＯｆｆされ、本体制御回路ＩＣ２がこの動作を検出した場合は温調制御が停止する。また、操作部５００の電源キー５０６が押下され、操作部回路ＩＣ３からの通信信号を検出した場合も温調制御が停止する。
【０１０６】
Ｓ１２１０において、温調停止がないと判別された場合には、Ｓ１２０４へと戻り、温調モードの変化があるかどうかを再度判別する。一方、Ｓ１２１０で温調停止があったと判別された場合には、Ｓ１２１１に進む。
【０１０７】
Ｓ１２１１において、本体制御回路ＩＣ２から定着ヒータ制御信号により、電圧変換回路ＩＣ１を制御し、定着ヒータ２０３（Ｈ１）への通電をＯｆｆする。
【０１０８】
そして、Ｓ１２１２で温調停止処理を行い、再度Ｓ１２００の温調開始が行われるまで処理を停止する。温調開始が行われるのは、例えば、ユーザーにより画像形成装置本体Ａの前ドアが閉められたとき、操作部５００の電源キー５０６等が再度押下されたときである。
【０１０９】
以上、説明したように本実施例による定着装置の制御では、温調制御を定着ヒータの連続点灯をしながら温調制御を行うことが可能となる。これにより、画像形成装置がどのような環境下におかれても、より正確な定着温調にかかる消費電力を計算することが可能となる。また、突入電流に対する保護回路を必要もしくは高価なものを必要とせず、さらに、温調制御を複雑化させることなく、フリッカーを低減させた節電モードを提供することができる。
【０１１０】
以上の各実施例によれば、低コストでフリッカーの発生を減少させた節電モードを提供
することができる。また、精度良く消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】定着装置を制御する制御手段の一部を構成する電気回路図である。
【図２】本実施例に係る定着装置の断面図である。
【図３】本実施例に係る画像形成装置の断面図である。
【図４】図４Ａは本実施例に係る電圧変換回路に入力される交流電圧の波形を示した図、図４Ｂは入力された交流電圧波形を矩形波に変換した後を示した図、図４Ｃは電力削減率に応じた定着ヒータへの供給電圧波形を示した図である。
【図５】本実施例に係る画像形成装置の操作部の上面図である。
【図６】本実施例に係る節電モード設定画面である。
【図７】実施例１に係る節電モードと従来の節電モードにおける温調温度と定着電力量との関係を比較した図である。
【図８】図８Ａは、従来のＯｎ／Ｏｆｆ制御による節電モードに対応した温調制御テーブルである。図８Ｂは、実施例１に係る電力量制御による節電モードに対応した温調制御テーブルである。
【図９】実施例１に係る定着装置の制御フローチャートである。
【図１０】実施例２に係る電力制御の説明図。
【図１１】実施例２に係る節電モードにおける温調温度と定着電力との関係を示す温調制御テーブルである。
【図１２】実施例２に係る定着装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  プリンタ
１３５  定着装置
２０１  加熱ローラ
２０２  圧接ローラ
２０３  定着ヒータ
２０４  温度検出素子
５００  操作部
５０１  表示部
５０７  節電モードキー
６００  節電モード設定画面
６０１、６０２、６０３  電力削減キー
Ａ  画像形成装置
Ｄ１  フライホイールダイオード
Ｈ１  定着ヒータ
ＩＣ１  電圧変換回路
ＩＣ２  本体制御回路
ＩＣ３  操作部回路
Ｌ１  インダクタンス
Ｓ  シート材（記録材）
ＴＨ１  温度検出素子
【図１】
2006053530.tif 000003
【図２】
2006053530.tif 000004
【図３】
2006053530.tif 000005
【図４】
2006053530.tif 000006
【図５】
2006053530.tif 000007
【図６】
2006053530.tif 000008
【図７】
2006053530.tif 000009
【図８】
2006053530.tif 000010
【図９】
2006053530.tif 000011
【図１０】
2006053530.tif 000012
【図１１】
2006053530.tif 000013
【図１２】
2006053530.tif 000014