(57)【要約】【課題】  画像形成装置への入力電流の変化を検出し、その検出結果を用いて定着ヒータや他の部品などの装置内負荷への通電を下げるように制御することで、電圧変動妨害を効果的に軽減する。【解決手段】  画像形成装置の入力電流の増加または減少の変化が予め定められた所定時間以上継続した時に定着ヒータや他の部品などの負荷への通電を下げるように制御し、電圧変動妨害を低減する。すなわち、定着装置を有する画像形成装置で、入力電流の増加または減少の変化が予め定められた所定時間以上継続した時に、エンジン制御部ＥＣＮＴが定着ヒータへの通電を下げるように制御し、電圧変動妨害を軽減する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの入力電流を検出する電流検出手段を備え、
前記電流検出手段により検出された入力電流の変化が予め定められた所定時間以上継続した時、装置内負荷への通電を下げるように制御するよう構成されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電流検出手段により検出された電流の変化量を検出する電流変化検出手段と、
電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とを備え、前記電流検出手段での検出量に応じて前記装置内負荷に供給する電力を制御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】
入力電流の変化が、増加または減少の一方向に継続する時間を検出する手段を有してい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】
前記装置内負荷は、画像形成での定着に用いられる定着ヒータであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記装置内負荷として複数の定着ヒータを備え、
電流検出手段で検出した電流大きさおよび変化量を検出する電流変化検出手段と、
電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とをさらに備え、前記電流検出手段での検出量に応じて定着ヒータに供給する電力を制御する画像形成装置であって、
前記電流検出手段により検出された入力電流の変化が予め定められた所定時間以上継続した時の変化開始時の電流の大きさに毎に、定着ヒータへの通電を下げるように制御する抑制値を複数個有してい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６】
前記装置内負荷として、制御周期毎に２個のグループに分けられた複数の定着ヒータを備え、
該複数の定着ヒータへの通電を制御する定着装置と、
前記電流検出手段で検出した電流大きさおよび変化量を検出する電流変化検出手段と、
電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とをさらに備え、前記電流検出手段での検出量に応じて定着ヒータに供給する電力を制御する画像形成装置であって、
前記各グループの定着ヒータへの通電時間の重なる部分で前記電流検出手段が入力電流を検出し、入力電流の変化が所定時間以上継続した時に、前記各グループの定着ヒータへの通電を下げるように制御するよう構成された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、外部からの電源供給により動作し、その電源からの入力電流を検出する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、定着ヒータを備えた画像形成装置がある。こうした画像形成装置では、定着ヒータのオンまたはオフ時に大きな電流の変化が発生することがある。このため、電力供給を受ける電源ラインの供給容量内で大きく変化する虞がある。
【０００３】
こうした電圧変動妨害によって現れる実使用上の代表的な不具合である照明のチラツキ（フリッカー）は、電流の変化により商用電源ラインの電圧変動が原因で発生する。この問題は、電流の変化が大きい方が目立つ傾向がある。
【０００４】
ここで、本出願人により先に出願されている特許文献１のものでは、２個のグループに分けられた複数の加熱手段を備え、一方の加熱手段への通電が制御周期の開始時から始まり、他方のグループの加熱手段への通電が制御周期の終了時に終わるように制御する。
【０００５】
また、特許文献２のものは、出力電圧が可変のＡＣ−ＤＣコンバータの直流出力側に発熱体を接続し、そのＡＣ−ＤＣコンバータの直流出力側の電圧を変化させることにより加熱ローラの温度を制御するようにしたものである。
【特許文献１】特開２００１−２２２２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０２７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１のものは、上述のようにして電圧変動妨害を軽減する好適なものであるが、装置への入力電流の変化を検出することで電圧変動妨害を軽減することについてまで考慮されたものではなかった。
【０００７】
また、上述した特許文献２のものも、消費電流の制限値を越えないように定着手段の発熱体への電流を制限することを目的としているが、装置への入力電流の変化を検出することで電圧変動妨害を軽減することについてまで考慮されたものではなかった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、画像形成装置への入力電流の変化を検出し、その検出結果を用いて定着ヒータや他の部品などの装置内負荷への通電を下げるように制御することで、電圧変動妨害を効果的に軽減することができる画像形成装置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】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、電源からの入力電流を検出する電流検出手段を備え、電流検出手段により検出された入力電流の変化が予め定められた所定時間以上継続した時、装置内負荷への通電を下げるように制御するよう構成されたことを特徴とする。
【００１０】
上記した電流検出手段により検出された電流の変化量を検出する電流変化検出手段と、電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とを備え、電流検出手段での検出量に応じて装置内負荷に供給する電力を制御することが好ましい。
入力電流の変化が、増加または減少の一方向に継続する時間を検出する手段を有していることが好ましい。
上記した装置内負荷は、画像形成での定着に用いられる定着ヒータであることが好ましい。
【００１１】
上記した装置内負荷として複数の定着ヒータを備え、上記した電流検出手段で検出した電流大きさおよび変化量を検出する電流変化検出手段と、電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とをさらに備え、電流検出手段での検出量に応じて定着ヒータに供給する電力を制御する画像形成装置であって、電流検出手段により検出された入力電流の変化が予め定められた所定時間以上継続した時の変化開始時の電流の大きさに毎に、定着ヒータへの通電を下げるように制御する抑制値を複数個有していることであってもよい。
【００１２】
上記した装置内負荷として、制御周期毎に２個のグループに分けられた複数の定着ヒータを備え、該複数の定着ヒータへの通電を制御する定着装置と、上記した電流検出手段で検出した電流大きさおよび変化量を検出する電流変化検出手段と、電流変化量の継続時間を検出するタイマー手段とをさらに備え、電流検出手段での検出量に応じて定着ヒータに供給する電力を制御する画像形成装置であって、各グループの定着ヒータへの通電時間の重なる部分で電流検出手段が入力電流を検出し、入力電流の変化が所定時間以上継続した時に、各グループの定着ヒータへの通電を下げるように制御するよう構成されたことであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、画像形成装置への入力電流の変化を検出し、その検出結果を用いて定着ヒータや他の部品などの装置内負荷への通電を下げるように制御することで、電圧変動妨害を効果的に軽減することができる。
このため、例えば照明におけるフリッカーなど、同じ電源ラインから電力供給を受ける他の電気器具に与える影響をほとんどなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に係る画像形成装置の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の実施形態としての画像形成装置は、画像形成装置の入力電流の増加または減少の変化が予め定められた所定時間以上継続した時に定着ヒータや他の部品などの負荷への通電を下げるように制御し、電圧変動妨害を低減する好適なものを例示している。
【００１５】
本発明の第１の実施形態としての画像形成装置は、図１に示すように、ＡＣ電源ＡＣからの電流が、サーキットブレーカＣＢと、サージ吸収素子ＡＲと、ノイズフィルタＮＦと、ＡＣ電源から本画像形成装置への入力電流を検出する電流センサ（電流検出手段）とを介して供給されるよう構成されている。
こうして供給されるＡＣ電源の一方が、本画像形成装置の主電源スイッチＳＷ１を介して、直流電源ＰＳＵへ入力されている。他方は、パワーリレーＡＲ１を介して、定着ヒータおよび定着電源ＩＮＶへ入力されている。
【００１６】
直流電源ＰＳＵの出力は、作像エンジン部ＰＲＴに出力され、駆動用および制御用の直流電源の供給となっている。作像エンジン部ＰＲＴは、作像部（プリント手段）と、定着手段と、本画像形成装置全体を制御するエンジン制御部ＥＣＮＴなどを備えて構成されている。
なお、定着手段内の定着ヒータは、ハロゲンヒータにより構成され、図示していない定着ローラに内蔵されている。
【００１７】
次に、本実施形態としての画像形成装置による動作の概要について説明する。
主電源スイッチＳＷ１がオンされると、直流電源ＰＳＵから直流電圧が作像エンジン部ＰＲＴ内の上述した各負荷に出力され、エンジン制御部ＥＣＮＴが始動して各部の初期設定を行う。
この初期設定として、エンジン制御部ＥＣＮＴは、操作などの表示情報の設定、装置外部からのプリントジョブ情報の入力準備、プリント手段の作像準備、紙原稿の読み込み準備、定着手段の温度制御などを行う。
【００１８】
定着手段での温度制御では、定着手段の温度を所定値（ここでは１８０℃）に立ち上げを行う。このために、パワーリレーＲＡ１をオンして定着ヒータおよび定着電源ＩＮＶにＡＣ電源を供給する。
エンジン制御部ＥＣＮＴから定着電源ＩＮＶの駆動回路ＤＲＩＶ１を介して、トライアックで構成されるスイッチ素子Ｑ１に導通信号が出力される。スイッチ素子Ｑ１の導通により、定着ヒータにＡＣ電源が通電される。定着手段の温度をサーミスタＴＨ１が検出し、エンジン制御部ＥＣＮＴはその検出結果を用いて所定値（例えば１８０℃）の温度となるように導通を制御している。
【００１９】
各部の初期設定が完了すると、本画像形成装置はプリントまたはコピーが出力できる状態となり、各入出力による指示を待つ。
なお、定着手段の動作を伴わない入出力処理に関しては、定着手段の初期設定が完了するローラの温度を所定値に保つために定着ヒータに供給する負荷電流を制御する。
【００２０】
次に、起動および、プリントジョブでの画像形成装置への入力電流の制御について、図２を参照して説明する。
まず、本画像形成装置への入力電流の変化継続時間に基づいて定着ヒータへの通電を抑制する制御について説明する。
【００２１】
画像形成装置の入力電流はサンプリング時間ｔｎ毎に、電流センサから作像エンジンＰＲＴのエンジン制御部ＥＣＮＴが読み込んでデジタル値に変換している。デジタル値に変換された入力電流の値は、前回のサンプリング時からの変化量をソフトウェアで検出している。
さらに入力電流の変化が継続した時間をサンプリングのタイマー手段を使って検出し、変化の継続した時間が所定値以上の場合は、定着ヒータの通電量を抑制するようにしている。変化量カウンタは、入力電流が連続して変化した場合に、カウントアップを行い、前回からの変化量が１Ａ以下の場合は、カウントをリセットするようにしている。
【００２２】
なお、定着ヒータの温度を所定値に保つ温度制御は、通電制御とは別に併行して動作しているが、ここで説明している定着ヒータの通電制御は、温度制御に優先して処理が反映される。すなわち、温度制御でヒータオンが指示されていても、通電制御でヒータオフまたは抑制が必要と判断した場合は、通電のオフまたは抑制が優先的に実行される。
【００２３】
次に、本実施形態としての画像形成装置への入力電流の制御における具体的な動作について、図３を参照して説明する。
まず時間ｔ２にて、作像エンジンＰＲＴのエンジン制御部ＥＣＮＴから、定着電源ＩＮＶにスイッチ素子Ｑ１のトライアックを駆動する信号が出力される。これにより、定着ヒータがオンし、入力電流がそれまでの４Ａから５Ａ増加する。
【００２４】
この入力電流は各処理の時間ｔｎの初めに、電流センサでサンプリングされ、作像エンジンＰＲＴのエンジン制御部ＥＣＮＴのＡ／Ｄコンバータに読み込まれ、デジタル値に変換される。なお、このサンプリングはエンジン制御部ＥＣＮＴのタイマー手段より、割込みで処理を行っている。これにより変化量カウンタに「１」がカウントされる。
また、入力電流の増減を示す増減カウンタに「１」がカウントされる。このカウンタはデフォルトで「１」が設定されていて、入力電流の減少が発生した時だけ、「０」がカウントされる。
なお、図３では、変化をわかり易くするため、電流の変化の無い時には「０」と「１」の中間値を示すようにしている。
【００２５】
次の時間ｔ３のサンプリングにて電流センサで約６Ａに増加した入力電流が検出され、変化量を検出するカウンタがカウントアップされ「２」がカウントされる。また、増減カウンタには、増加または変化無を示す「１」がカウントされる。
また、別に処理が実効されている温度制御では、定着ヒータの温度が１８０℃を目標に通電を制御しており、この目標温度に達していないので、スイッチ素子Ｑ１のトライアックの通電デューティーを「２」にアップしている。
【００２６】
次に、時間ｔ４では、入力電流７Ａが検出され、変化量カウンタに「３」がカウントされる。また、増減カウンタにも増加「１」がカウントされる。ここで、変化量カウンタに「３」がセットされたのを検出して、抑制カウンタに「１」がセットされる。これにより、次の時間ｔ５とｔ６の２周期に対し入力電流を抑制する処理が行われる。
【００２７】
時間ｔ５とｔ６では、スイッチ素子Ｑ１のトライアックの通電デューティーは前回と同じ「３」に抑制される。
次の時間ｔ５では、前回と同じ入力電流が検出され、変化量カウンタはリセットされる。この結果、次に時間ｔ６のサンプリングでも、前回と同じ入力電流が検出され、増減カウンタはリセットされる。スイッチ素子Ｑ１のトライアックの通電デューティーは前回と同じ「３」に抑制される。
【００２８】
次に時間ｔ７でのサンプリングでは、入力電流８Ａが検出され、変化量カウンタ、増減カウンタがともにカウントアップされる。前回抑制カウンタがリセットされたため、スイッチ素子Ｑ１のトライアックのデューティーは「４」にアップされ、定着ヒータへの加熱が再開される。
次に時間ｔ８では、トライアックのデューティーは「５」にアップされ、サンプリングでは入力電流９Ａが検出され、変化量カウンタに「２」がカウントされる。
【００２９】
次に時間ｔ９では、トライアックのデューティーは「６」にアップし、入力電流は１０Ａが検出され、変化量カウンタは「３」にカウントアップされる。ここで、変化量カウンタに規定の値「３」となったため、抑制カウンタがカウントに「２」をカウントされる。ここで、カウント量が以前の時間ｔ４と異なるが、これは入力電流が１０Ａ以上の時は、定着ヒータの通電の抑制を大きくとるようにしているためである。
【００３０】
この結果、次の時間ｔ１０では、トライアックのデューティーが「５」に縮小され、より大きな入力電流の抑制が行われる。これにより、入力電流は前回のサンプリングから１Ａ減少した９Ａに制限される。また、増減カウンタには、減少を示す「０」がカウントされる。
【００３１】
次に時間ｔ１１では、トライアックのデューティーが「６」にアップされ、入力電流が１０Ａが検出され、変化量カウンタに「１」がカウントされる。
次に時間ｔ１２では、トライアックのデューティーが「７」にアップされ、入力電流１１Ａが検出され、変化量カウンタは「２」にカウントアップされる。
【００３２】
この時間ｔ１２で、定着ヒータの温度が目標の１８０℃に達したため、温度制御の処理では加熱のための通電を制限するため、次の時間ｔ１３では、トライアックのデューティーは前回と同じ「７」に設定される。
このためここでのサンプリングでは、入力電流は前回と同じ１１Ａが検出され、変化量カウンタと増減カウンタがともにリセットされる。
この後、時間ｔ１８まで、通電による定着ヒータの加熱とプリント動作での通紙による放熱とのバランスが取れた状態が続き、入力電流の変化はカウントされない。
【００３３】
次に時間ｔ１９では、定着ヒータの温度が上限の１９０℃を越えたため、温度制御により次の周期ｔ２０でトライアックのデューティーが「６」に制限される。
これにより次の時間ｔ２０では、入力電流が１０Ａに減少し、変化量カウンタは「１」にカウントアップされる。しかし、前回と今回の続けて、定着ヒータの上限温度１９０℃を越えて入るため、次の周期ｔ２１で、定着ヒータの温度制御によるトライアックのデューティーの大幅な制限が行われ、トライアックのデューティーは「６」から「３」に変更される。これにより、入力電流も１０Ａから７Ａに減少し、変化量カウンタに「４」が、また、増減カウンタには「０」がカウントされる。
【００３４】
こうして変化量カウンタに規定値の「３」を越える「４」にカウントされた為、抑制カウンタには「２」が、また、次の時間ｔ２２にも「１」がセットされる。
これにより、次の周期ｔ２２ではトライアックのデューティーが「４」にアップされる。また、時間ｔ２３では、定着ヒータの温度制御により、トライアックのデューティーが「２」に制限される。
【００３５】
以後、定着ヒータの温度制御により変動する装置全体の入力電流を検出して、その変化量がサンプリング時間を連続して所定値以上変化した時に、定着ヒータの通電量を抑制するようにしている。
【００３６】
以上のように、本発明の第１の実施形態としての画像形成装置によれば、連続した大きな電流の変化を無くすることができるので、電圧変動およびフリッカーを減少することができる。
すなわち、定着装置を有する画像形成装置で、入力電流の増加または減少の変化が予め定められた所定時間以上継続した時に、エンジン制御部ＥＣＮＴが定着ヒータへの通電を下げるように制御し、電圧変動妨害を軽減することができる。この下げるようにするための制御としては、電流を抑制したり、一時的に電流をオフにする方法など各種の方法を用いてよい。
また、同じ電流変化でも入力電流が大きいほど、同じ電源ラインから電力供給を受ける照明などにおけるフリッカーが目立つため、入力電流の大きさが変わっても、電圧変動妨害を同じく軽減することができる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態としての画像形成装置について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に対して、入力電流の変化量での通電制御および入力電流の変化が継続したときに、変化開始時の入力電流に応じて抑制量を切り替えるようにしたものである。
他の基本的な構成、動作は図１から図３を用いて上述したものと同様であり、以下に、上述した第１の実施形態と異なる第２の実施形態としての動作について、図４を参照して説明する。
【００３８】
まず、時間ｔ４では、入力電流７Ａが検出され、変化量カウンタに「３」がカウントされる。また、増減カウンタにも増加「１」がカウントされる。さらに、この入力電流の変化が始まったときの入力電流の値（４Ａ）と基準値（例：６．７Ａ）と比較し、その結果に応じて通電電流の抑制値を切替えている。ここでは変化開始時の電流の方が小さいので、抑制カウンタに「１」をセットしている。なお、変化開始時の電流が基準値（例：６．７Ａ）よりも大きい場合は抑制カウンタには「２」がセットされる。
これにより、次の時間ｔ５の周期に対し入力電流を抑制する処理が行われる。
【００３９】
時間ｔ５では、スイッチ素子Ｑ１のトライアックの通電デューティーは前回と同じ「３」に抑制される。次の時間ｔ５では、前回と同じ入力電流が検出され、変化量カウンタはリセットされる。
【００４０】
次に時間ｔ６では、前回抑制カウンタがリセットされたため、スイッチ素子Ｑ１のトライアックのデューティーは「４」にアップされ、定着ヒータへの加熱が再開される。サンプリングでは、入力電流８Ａが検出され、変化量カウンタ、増減カウンタがともにカウントアップされる。
【００４１】
次に時間ｔ７では、トライアックのデューティーは「５」にアップされ、サンプリングでは入力電流９Ａが検出され、変化量カウンタに「２」がカウントされる。
次に時間ｔ８では、トライアックのデューティーは「６」にアップし、入力電流は１０Ａが検出され、変化量カウンタは「３」にカウントアップされる。ここで、変化量カウンタに規定の値「３」となったため、抑制カウンタがカウントアップされる。ここで、前述のように入力電流の変化開始電流（７Ａ）と基準値（例：６．７Ａ）比較すると、今回は基準値を超えているので、抑制カウンタは「２」がカウントされる。
【００４２】
次の時間ｔ９では、トライアックのデューティーが「５」に縮小され、より大きな入力電流の抑制が行われる。これにより、入力電流は前回のサンプリングから１Ａ減少した９Ａに制限される。また、増減カウンタには、減少を示す「０」がカウントされる。
次に時間ｔ１０では、トライアックのデューティーが「６」にアップされ、入力電流が１０Ａが検出され、変化量カウンタに「１」がカウントされる。
【００４３】
次に時間ｔ１１では、トライアックのデューティーが「７」にアップされ、入力電流１１Ａが検出され、変化量カウンタは「２」にカウントアップされる。この時間ｔ１１で、定着ヒータの温度が目標の１８０℃に達したため、温度制御の処理では加熱のための通電を制限するため、次の時間ｔ１２では、トライアックのデューティーは前回と同じ「７」に設定される。
このためここでのサンプリングでは、入力電流は前回と同じ１１Ａが検出され、変化量カウンタと増減カウンタがともにリセットされる。
この後、時間ｔ１２以降の動作については、上述した第１の実施形態と同様である。
【００４４】
以上のように、この第２の実施形態によれば、入力電流が変化した時に変化開始時の電流の大きさ毎に抑制値を設けるようにしているので、上述した第１の実施形態で得られる効果に加え、よりフリッカーを低減することができる。
【００４５】
なお、上述した各実施形態では、図１の定着ヒータが１本の場合について説明したが、例えば図５に示すように、定着ヒータが複数ある場合についても同様の効果があり、定着ヒータ毎に抑制量を振り掛けることも可能である。
これらの定着ヒータは、おのおの個別の制御周期で通電している。すなわち、本出願人による上述した特許文献１と同様に、一方が制御周期の初めから点灯され、他方が制御周期の終わりで消灯するように点灯制御される。
【００４６】
複数の定着ヒータがある場合にも、図３、図４を参照して上述したのと同様に、画像形成装置の入力電流の変化量をもとに定着ヒータへの通電を制御（抑制）している。ただし、それぞれの定着ヒータの点灯による入力電流を検出するために、両方の点灯が重なる部分で、画像形成装置の入力電流を検出している。例えば制御周期１秒の場合は、両方の定着ヒータの通電電流が５０％以上となる制御周期の中間で検出を行っている。
その結果、入力電流の変化が予め定められた所定時間以上継続した時に、それぞれのグループの定着ヒータへの通電を制御（抑制）するようにしている。
【００４７】
また、入力電流の値に応じて（通電上限値）、定着ヒータの通電の抑制量を変えるようにすることで、電圧変動によるフリッカーがより顕著になる電流の大きいところで、よりフリッカーを低減することができ、逆に電流の少ない領域では通電の抑制よる影響を最小にすることもできる。
【００４８】
また、上述した実施形態としての説明では、入力電流を検出して、定着ヒータへの通電を下げるように制御するようにしたが、本画像形成装置を構成する他の部品（装置内負荷）への通電を下げるように制御することでも同じ効果がある。こうした装置内負荷としては、特に何らかの加熱手段に対して上記制御を行うとより効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態としての画像形成装置における電源周りの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の画像形成装置における入力電流の制御の概要について示す図である。
【図３】入力電流の制御における第１の実施形態での具体的な動作例について示す図である。
【図４】入力電流の制御における第２の実施形態での具体的な動作例について示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態として、定着ヒータが２つある場合の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
ＣＢ    サーキットブレーカ
ＡＲ    サージ吸収素子
ＮＦ    ノイズフィルタ
ＡＣ    ＡＣ電源
【図１】
2006003465.tif 000003
【図２】
2006003465.tif 000004
【図３】
2006003465.tif 000005
【図４】
2006003465.tif 000006
【図５】
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