(57)【要約】【課題】プリント中にモータの駆動やステープル動作などの電力負荷がかかる制御を実施した場合であっても、スループットの低下をできるだけ抑えることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】連続通紙の間に、電力予測手段が予測した電力と電力記憶手段が記憶する電力との合計が所定の電力を超える期間である超過期間がある場合に、少なくとも超過期間の間、複数の発熱体に供給する電力と電力記憶手段が記憶する電力との合計が、所定の電力を超えなくなるように、通電制御部による複数の発熱体への電力供給を調整するとともに、超過期間の後、調整が解除された電力の複数の発熱体への供給による複数の加熱領域の目標温度への昇温が、記録材の像加熱部への到着に間に合うように、搬送間隔を調整する。【選択図】図１２
2019200403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを備え、前記画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱部と、
記録材に形成された画像の画像情報に基づいて前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御可能な通電制御部と、
を備える画像形成装置において、
複数の記録材に連続的に画像を形成し、かつ連続的に前記画像を加熱する連続通紙時における、前記複数の記録材の搬送間隔を決定する間隔決定手段と、
前記連続通紙の間に動作するアクチュエータと、
前記画像情報に基づいて、前記複数の発熱体により加熱される複数の加熱領域の温度を所定の目標温度に制御するのに必要となる電力を予測する電力予測手段と、
前記アクチュエータの動作に必要な電力を記憶する電力記憶手段と、
前記連続通紙の間に、前記電力予測手段が予測した電力と前記電力記憶手段が記憶する電力との合計が所定の電力を超える期間である超過期間がある場合に、少なくとも前記超過期間の間、前記複数の発熱体に供給する電力と前記電力記憶手段が記憶する電力との合計が、前記所定の電力を超えなくなるように、前記通電制御部による前記複数の発熱体への電力供給を調整するとともに、前記超過期間の後、前記調整が解除された電力の前記複数の発熱体への供給による前記複数の加熱領域の前記目標温度への昇温が、記録材の前記像加熱部への到着に間に合うように、前記搬送間隔を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電力供給の調整は、前記超過期間が始まるタイミングよりも前に開始されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記間隔決定手段が決定した前記搬送間隔を広げるように調整することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像加熱部は、前記ヒータを備える加熱部材と、前記加熱部材に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、を有し、
前記装置は、前記加圧部材の温まり具合を、前記複数の加熱領域に対応する前記加圧部材の複数の領域ごとに予測する予測手段をさらに備え、
前記調整手段は、前記電力供給の調整において、前記複数の発熱体のうち、前記予測手段により前記暖まり具合が相対的に高いと予測された前記加圧部材の領域に対応する加熱領域を加熱するための発熱体に供給する電力の削減量を、他の発熱体に供給する電力の削減量よりも大きくすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記調整手段は、前記電力供給の調整において、前記複数の発熱体のうちの一部の発熱体へ供給する電力の大きさを変更しないように、前記通電制御部による前記電力供給を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前記複数の発熱体へ供給される電力の調整後の大きさがそれぞれ均等となるように、前記通電制御部による前記電力供給を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像情報は、前記複数の加熱領域に対応して分割された記録材の複数の領域ごとの印字率を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像情報は、前記複数の加熱領域に対応して分割された記録材の複数の領域ごとの該領域における画像の位置を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記間隔決定手段は、前記搬送間隔を、記録材のサイズまたは坪量に基づいて決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記間隔決定手段は、前記搬送間隔を、環境温度または環境湿度に基づいて決定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記像加熱部はさらに、筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することにより、トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置の高速化に伴い画像形成装置が消費する電力は増加している。特に複数のトナー像の画像形成を同時に行う必要のある高速のカラーレーザプリンタは、モータ等をはじめとした駆動装置が消費する電流も大きい。そのような画像形成装置において安定した定着画像を出力するため、単位時間あたりの印刷枚数である印刷生産性（以降、スループットと表記する）を変更する構成が特許文献１に提案されている。すなわち、装置環境或いは定着器の温度状態や、プリンタの負荷状態を検知し、画像形成動作に必要な電流が交流電源の供給可能な最大電流を超えると判断した場合には、印刷初期の記録紙の搬送間隔を広げる制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９９１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来構成は、画像形成装置としては標準的な交流電源電圧、周囲温度、負荷では必要な定着電力を供給する設計になっているものの、画像形成装置の消費電力増加傾向に伴い、交流電源の供給可能な最大電力に対し余裕の少ない設計となりつつある。そのため、プリント中に補給モータやステープル動作などのアクチュエータを駆動すると、最大電力を超えてしまう可能性がある。このような動作が実施される場合に一律スループットを低下させるような動作にしてしまうと、著しくユーザビリティを損ないかねない。
【０００５】
本発明の目的は、プリント中にモータの駆動やステープル動作などの電力負荷がかかる制御を実施した場合であっても、スループットの低下をできるだけ抑えることが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材の搬送方向と直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを備え、前記画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱部と、
記録材に形成された画像の画像情報に基づいて前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御可能な通電制御部と、
を備える画像形成装置において、
複数の記録材に連続的に画像を形成し、かつ連続的に前記画像を加熱する連続通紙時における、前記複数の記録材の搬送間隔を決定する間隔決定手段と、
前記連続通紙の間に動作するアクチュエータと、
前記画像情報に基づいて、前記複数の発熱体により加熱される複数の加熱領域の温度を所定の目標温度に制御するのに必要となる電力を予測する電力予測手段と、
前記アクチュエータの動作に必要な電力を記憶する電力記憶手段と、
前記連続通紙の間に、前記電力予測手段が予測した電力と前記電力記憶手段が記憶する電力との合計が所定の電力を超える期間である超過期間がある場合に、少なくとも前記超過期間の間、前記複数の発熱体に供給する電力と前記電力記憶手段が記憶する電力との合計が、前記所定の電力を超えなくなるように、前記通電制御部による前記複数の発熱体への電力供給を調整するとともに、前記超過期間の後、前記調整が解除された電力の前記複数の発熱体への供給による前記複数の加熱領域の前記目標温度への昇温が、記録材の前記像加熱部への到着に間に合うように、前記搬送間隔を調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プリント中にモータの駆動やステープル動作などの電力負荷がかかる制御を実施した場合であっても、各発熱体における画像情報から予測した必要電力から電力の余裕度を算出し、新たにかかる電力負荷との関係から最適な紙間量を決定する。こうすることで、スループットの低下をできるだけ抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の断面図
【図２】実施例１、２の定着装置の概略断面図
【図３】実施例１、２のヒータの概略断面図
【図４】実施例１、２の加熱領域を示す図
【図５】実施例１、２の画像と画像加熱部を示す図
【図６】実施例１の制御部の機能ブロック図
【図７】実施例１の電力予測例１を示す図
【図８】実施例１の電力予測例２を示す図
【図９】実施例１のステープルタイミング例１を示す図
【図１０】実施例１のステープルタイミング例２を示す図
【図１１】実施例１の紙間延長時の電力予測を示す図
【図１２】実施例１の動作フローチャート
【図１３】実施例２の制御部の機能ブロック図
【図１４】実施例２の電力予測例１を示す図
【図１５】実施例２の電力予測例２を示す図
【図１６】実施例２のステープルタイミングと補給モータ駆動タイミング例１の図
【図１７】実施例２のステープルタイミングと補給モータ駆動タイミング例２の図
【図１８】実施例２の紙間延長時の電力予測を示す図
【図１９】実施例２の動作フローチャート
【図２０】実施例１のハードウェア構成図
【図２１】実施例２のハードウェア構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
［画像形成装置の概要］
図１は、本発明の実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の構成図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合につい
て説明する。
【００１１】
本実施例に係る画像形成装置として電子写真方式のレーザビームプリンタ１（以下、プリンタ１と表記する）は、いわゆるタンデム式のカラープリンタである。すなわち、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせることで、用紙等の記録材Ｐにカラー画像を形成することができる。以下の説明において、特にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを区別する必要のない部材については、説明の便宜上、符号の添え字のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略することもある。
【００１２】
プリンタ１の動作を制御する制御部３は、ＣＰＵ８０とＲＯＭ８１とＲＡＭ８２を有している。制御部３の機能について詳しくは後述する。カセット２に収納された記録材Ｐは、供給ローラ４によりカセット２から送り出され、搬送ローラ５とこれに対向する搬送対向ローラ６とにより搬送される。プリンタ１は、現像剤像としての各色のトナー像を担持する像担持体としての感光ドラム１１と、感光ドラム１１を一様に所定の電位に帯電する帯電部材としての帯電ローラ１２と、を備える。また、プリンタ１は、帯電された感光ドラム１１に各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、静電潜像を形成する露光手段としての光学ユニット１３を備える。さらに、プリンタ１は、感光ドラム１１に形成された静電潜像を可視化し、トナー像を形成する現像ユニット１４と、トナーを感光ドラム１１へ送り出す現像剤担持体としての現像剤搬送ローラ１５と、を備える。トナーは、補給モータ（不図示）を駆動することで、トナー補給スクリュー７１が動作し、トナーカートリッジ７０から現像ユニット１４に補給される。感光ドラム１１に形成されたトナー像は、一次転写部材としての一次転写ローラ１６を用いて、中間転写体としての中間転写ベルト１７に一次転写される。一次転写の後に感光ドラム１１に残ったトナーは、ドラムクリーナ１０によって除去される。
【００１３】
駆動ローラ１８、テンションローラ２３、二次転写対向ローラ２０は、中間転写ベルト１７を張架し、図１における反時計回りの方向に回転駆動する。駆動ローラ１８は、中間転写ベルト１７を駆動するための駆動力を受けて回転する。テンションローラ２３は、中間転写ベルト１７にテンションをかける。中間転写ベルト１７を挟んで二次転写対向ローラ２０と対向する位置に、中間転写ベルト１７に一次転写されたトナー像を、搬送されてきた記録材Ｐに二次転写する二次転写部材としての二次転写ローラ１９が配置されており、二次転写部が形成されている。二次転写の後に中間転写ベルト１７に残ったトナーは、ベルトクリーナ２５により除去される。トナー像が二次転写された記録材Ｐは、定着装置２１に搬送され、トナー像が定着される。定着装置２１によってトナー像が定着された記録材Ｐは、排出ローラ２２によってプリンタ１の外部へ排出され、排紙トレイ２４上に載置される。
【００１４】
フラッパ９１、反転ローラ９２、両面搬送ローラ９３、９４は、記録材Ｐに対して両面印刷を実行する場合に用いられる。環境センサ９５は、プリンタ１が設置されている周囲の環境（温度、湿度）を検知することができる。
【００１５】
次に、プリンタ１の画像形成動作について説明する。まず、不図示のホストコンピュータ等から制御部３に、画像形成命令や画像データが入力される。すると、プリンタ１は画像形成動作を開始し、記録材Ｐは供給ローラ４によってカセット２から供給される。記録材Ｐは、中間転写ベルト１７上に形成されるトナー像とタイミングが合うように、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０によって形成される二次転写ニップ部（不図示）へ向けて搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６によって搬送される。
【００１６】
記録材Ｐがカセット２から供給される動作と共に、感光ドラム１１は帯電ローラ１２によって一定の電位に帯電される。そして、入力された画像データにあわせて光学ユニット
１３は、帯電された感光ドラム１１の表面をレーザビームによって露光して静電潜像を形成する。静電潜像を可視化するために、現像ユニット１４及び現像剤搬送ローラ１５によって現像を行う。感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像は、現像ユニット１４により夫々の色で現像される。感光ドラム１１は、夫々中間転写ベルト１７と接触しており、中間転写ベルト１７の回転と同期して回転する。現像された各色のトナー像は、一次転写ローラ１６により中間転写ベルト１７に順番に一次転写される。中間転写ベルト１７に一次転写されず感光ドラム１１に残ったトナーは、ドラムクリーナ１０によってクリーニングされる。
【００１７】
そして、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０により中間転写ベルト１７に形成されたトナー像は記録材Ｐに二次転写される。記録材Ｐに二次転写されたトナー像は、定着装置２１によって加熱、加圧されることにより、記録材Ｐに定着される。記録材Ｐに二次転写されず中間転写ベルト１７に残ったトナーはベルトクリーナ２５によってクリーニングされる。
以上の構成において、記録材Ｐへの未定着のトナー像の形成にかかわる構成が、本発明における画像形成部に相当し、記録材Ｐに対する未定着トナー像の定着（加熱）にかかわる構成が、本発明における像加熱部（定着部）に相当する。
【００１８】
記録材Ｐの裏面に画像形成を行わない場合は、画像が定着された記録材Ｐをフラッパ９１により排出ローラ２２が設けられた搬送路へ導き、排出トレイ２４に排出する。この搬送路は図１において実線で示される。一方、記録材Ｐの裏面にも画像形成を行う場合は、記録材Ｐをフラッパ９１により反転ローラ９２が設けられた搬送路へ導く。この搬送路は図１において点線で示される。反転ローラ９２は記録材Ｐを外部に排出する方向に搬送し、記録材Ｐの後端（記録材Ｐの搬送方向の上流側の端部）がフラッパ９１を通過してから所定時間が経過後に逆回転する。そして、反転ローラ９２は記録材Ｐを両面搬送ローラ９３へ搬送する。両面搬送ローラ９３は記録材Ｐを両面搬送ローラ９４へ搬送し、記録材Ｐは両面搬送ローラ９４でニップされた状態で一旦停止する。その後、記録材Ｐは所定のタイミングで搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６へ再搬送され、表面と同様に画像形成が行われる。以上の動作によって記録材Ｐに両面印刷を実行することができる。
【００１９】
また、印字した記録材Ｐに後処理を行う場合は、後処理装置１３０に排出するために、機外排紙と後処理装置との間の切り替えを行う切替フラッパ１２２を後処理装置方向に切替る。後処理装置１３０は、後処置装置入口センサ１３１にて用紙先端（記録材先端）を検知すると、後処理装置入口ローラ１３２で記録材Ｐを搬送し、排出ローラ１３３へと送られる。排出ローラ１３３の下流には記録材Ｐを一時的に蓄える中間積層部１３８があり、その下流側には、記録材幅方向両端部を支持するとともに記録材搬送方向と直交する方向に記録材をそろえるジョガー１３７がある。
【００２０】
ジョガー１３７と中間積載部１３８の２つで１つの積載部を形成するため、記録材はジョガー１３７と中間積載部１３８に跨って積載される。また、ジョガー１３７の上流側上方には搬送方向整合パドル１３４が有り、その下流側には排出ローラ１３６がある。この排出ローラ１３６はニップと離間を選択的に切り換えることが可能である。
【００２１】
また、中間積載部１３８には、整合された記録材束の端部を閉じる記録材綴じ手段１３５（以下、ステープラ）がある。また、ジョガー１３７の鉛直方向下方には記録材積載部１３９がある。排出ローラ１３６がニップされており、ジョガー１３７が退避位置にいると、搬送された記録材Ｐは中間積載部１３８に一時的に積載されることなく記録材積載部１３９へ排出される。また、後処理装置１３０がステープル処理を行う場合は、後処理装置１３０は、後処理装置入口ローラ１３２で記録材を受け取り、排出ローラ１３３へ送る。そして、排出ローラ１３３によって、記録材Ｐを一時的に積載する中間積載部１３８に
搬送される。このとき、排出ローラ１３６は離間された状態となっている。中間積載部１３８に記録材Ｐが搬送されてくると、ジョガー１３７が記録材Ｐを受け取れる位置に移動する。そして、記録材Ｐは幅方向両端部を支持され、中間積層部１３８、及び、ジョガー１３７に搬送される。ジョガー１３７は、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向に積載された記録材Ｐを整合する。その後、搬送方向整合パドル１３４によって搬送方向の整合を行う。
【００２２】
搬送方向の整合が終わると、ステープラ１３５によってステープル処理を実施する。記録材Ｐをステープル後、排出ローラ１３６をニップすることによって記録材積載部１３９に排出することで一連の処理を終了する。
【００２３】
本実施例に係る画像形成装置１は、商用の交流電源４０１に接続され、電力供給を受ける。電源回路４００は、概略、交流電源４０１と直接接続された一次側と、交流電源４０１と非接触に接続された二次側とで構成されており、制御部３により制御される。画像形成装置１において、電源回路４００の一次側では、定着装置２１の発熱体が交流電源４０１に直接接続されて電力供給を受ける構成である。また、電源回路４００の二次側では、感光ドラム１１や中間転写ベルト１７を回転させるモータや光学ユニット１３等、画像形成時に動作するモータやユニットが、交流電源４０１とは非接触に接続されて電力供給を受ける構成である。上述した後処理装置１３０のステープルモータ１４０や、トナー補給スクリュー７１を駆動するための補給モータなどのアクチュエータも、電源回路の４００の二次側において交流電源４０１から電力供給を受ける。本実施例の構成のうち、定着装置２１の発熱体への通電の制御に関わる構成が、本発明の通電制御部に相当する。
【００２４】
［定着装置の構成］
図２は、本実施例の定着装置２１の断面図である。定着装置２１は、エンドレスベルトとしての定着フィルム２１２と、定着フィルム２１２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム２１２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２１５と、金属ステー２１４と、を有する。本実施例における定着フィルム２１２、ヒータ３００、及び定着フィルム２１２内側に配置される各種構成が、本発明における加熱部材に相当し、加圧ローラ２１５が加圧部材に相当する。
【００２５】
ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２１１に保持されており、定着ニップ部Ｎ内に形成される加熱領域を加熱することで、定着フィルム２１２を加熱する。ヒータ保持部材２１１は、筒状の定着フィルム２１２の回転を案内するガイド機能も有している。ヒータ３００には、定着ニップ部Ｎの反対側に電極Ｅが設けられており、電気接点Ｃより電極Ｅに給電を行っている。金属ステー２１４は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材２１１を加圧ローラ２１５向けて圧接するように付勢する。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１３が、ヒータ３００に直接、もしくはヒータ保持部材２１１を介して間接的に当接している。
【００２６】
加圧ローラ２１５は、不図示のモータから動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２１５が回転することによって、定着フィルム２１２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２１２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。
【００２７】
図３を用いて、本実施例に係るヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の断面図、図３（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図、図３（Ｃ）はヒータ３００への電気接点Ｃの接続方法を説明する図である。
図３（Ｂ）には、本実施例のプリンタ１における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘを示してあ
る。本実施例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐはその搬送方向に直交する方向における中心線が搬送基準位置Ｘを沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ３００の断面図となっている。
【００２８】
ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、基板３０５上に設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１と、摺動面層１を覆う摺動面層２と、より構成される。
【００２９】
裏面層１は、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）を有する。導電体３０１は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂに分離されており、導電体３０１ｂは、導電体３０１ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層１は、導電体３０１ａ、３０１ｂに平行して設けられた導電体３０３（３０３−１〜３０３−７）を有する。導電体３０３は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂの間にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。
【００３０】
さらに、裏面層１は、通電により発熱する発熱抵抗体である、発熱体３０２ａ（３０２ａ−１〜３０２ａ−７）と発熱体３０２ｂ（３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）を有する。発熱体３０２ａは、導電体３０１ａと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ａと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。発熱体３０２ｂは、導電体３０１ｂと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ｂと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。
【００３１】
導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとから構成される発熱部位は、ヒータ３００の長手方向に対し７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）に分割されている。すなわち、発熱体３０２ａは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つの領域に分割されている。また、発熱体３０２ｂは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。さらに、導電体３０３は、発熱体３０２ａ、３０２ｂの分割位置に合わせて、導電体３０３−１〜３０３−７の７つの領域に分割されている。７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）は、各ブロックにおける発熱抵抗体へ供給する電力が個別に制御されることで、それぞれの発熱量が個別に制御される。これにより、定着ニップ部Ｎにおいて長手方向に複数分割して形成される加熱領域Ａ（１）〜Ａ（７）が個別に加熱される。
【００３２】
また、裏面層１は、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体３０３−１〜３０３−７の領域内に設けられており、導電体３０３−１〜３０３−７を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７それぞれに電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ３００の長手方向端部に導電体３０１に接続するよう設けられており、導電体３０１を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。
【００３３】
裏面層２は、絶縁性を有する表面保護層３０７より構成（本実施例ではガラス）されており、導電体３０１、導電体３０３、発熱体３０２ａ、３０２ｂを覆っている。また、表面保護層３０７は、電極Ｅの箇所を除いて形成されており、電極Ｅに対して、ヒータの裏面層２側から電気接点Ｃを接続可能な構成となっている。
【００３４】
基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１は、各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の温度を検知するためのサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、およびＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）を有している。
【００３５】
摺動面層２は、摺動性と絶縁性を有する表面保護層３０８より構成（本実施例ではガラ
ス）されており、サーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うとともに、定着フィルム２１２内面との摺動性を確保している。また、表面保護層３０８は、導電体ＥＴおよび導電体ＥＧに対して電気接点を設けるために、ヒータ３００の長手両端部を除いて形成されている。
【００３６】
続いて、各電極Ｅへの電気接点Ｃの接続方法を説明する。図３（Ｃ）は、各電極Ｅへ電気接点Ｃを接続した様子をヒータ保持部材２１１側から見た平面図である。ヒータ保持部材２１１には、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対応する位置に貫通孔が設けられている。各貫通孔位置において、電気接点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ７、およびＣ８−１、Ｃ８−２）が、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対して、バネによる付勢や溶接などの手法によって電気的に接続されている。
【００３７】
［加熱領域の構成］
図４は、本実施例における、長手方向に分割された７つの加熱領域Ａ（ｉ）（ｉ＝１〜７）を示す図であり、ＬＥＴＴＥＲサイズ紙の大きさと対比して表示している。加熱領域Ａ（ｉ）は、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応しており、例えば、発熱ブロックＨＢ１により加熱領域Ａ（１）が加熱され、発熱ブロックＨＢ７により加熱領域Ａ（７）が加熱される構成となっている。７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７は、各ブロックにおける発熱抵抗体へ供給する電力が個別に制御されることで、それぞれの発熱ブロックの発熱量を個々に制御可能となっている。本実施例において加熱領域Ａ（ｉ）の全長は２２０ｍｍであり、各加熱領域はこれを均等に７分割したものである。
【００３８】
図５は、本実施例において記録材Ｐ上に形成される画像Ｐ１（網掛け部）、及び画像Ｐ１に対する画像加熱部ＰＲ（ｉ）（ｉ＝１〜７）を示す図である。画像加熱部ＰＲ（ｉ）とは、各加熱領域において画像データが形成された部分を加熱する区間であり、図中の画像Ｐ１に対して重複している太枠で示す。また、加熱領域において画像加熱部ＰＲ（ｉ）を除いた区間を、非画像加熱部ＰＰ（ｉ）（ｉ＝１〜７）とし、太枠で示す。つまり、加熱領域Ａ（ｉ）は、画像加熱部ＰＲ（ｉ）と非画像加熱部ＰＰ（ｉ）で構成される。
【００３９】
本実施例においては、画像Ｐ１は、加熱領域Ａ（３）〜Ａ（５）の一部に形成されている。よって、加熱領域Ａ（３）〜Ａ（５）には、画像加熱部ＰＲと、非画像加熱部ＰＰがそれぞれ存在する。加熱領域Ａ（１）〜Ａ（２）、及びＡ（６）〜Ａ（７）は、全域にわたって画像が形成されていないため、全域が非画像加熱部ＰＰ（ｉ）であり、画像加熱部ＰＲ（ｉ）は存在しない。
【００４０】
［画像形成装置のハードウェア構成］
図２０は、本実施例におけるハードウェア構成図である。本実施例に関連するハードウェア構成としては、ＣＰＵ８０、交流電圧検出回路２０６、交流電流検出回路２０７、環境センサ９５、電極Ｅ１〜Ｅ７およびサーミスタＴＨ１〜ＴＨ７を備える定着装置２１、ステープルモータ１４０から構成される。ＣＰＵ８０は、ＲＯＭ８１およびＲＡＭ８２を備える。交流電圧検知回路２０６は、交流電源４０１の実効値電圧に対応した電圧値が出力されるもので、ＣＰＵ８０は、アナログ入力ポートにて、電圧値を受け取り、交流電源４０１により入力されている実効値電圧の値を検出する。交流電流検知回路２０７は、交流電流の実効値に対応した電圧値が出力されるもので、ＣＰＵ８０は、アナログ入力ポートにて、電圧値を受け取り、電源負荷と定着装置２１（定着器）で消費される合算電流値を検出する。また、ＣＰＵ８０は、アナログ入力ポートにて、環境センサ９５および定着装置２１のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ７から、それぞれの温度に対応した電圧値を受け取る。また、ＣＰＵ８０は、定着装置２１に電力を供給する際に、各電極Ｅ１〜Ｅ７それぞれに対して信号を出力する。また、ＣＰＵ８０は、ステープラ１３５によりステープル処理を実施する際に、ステープルモータ１４０を駆動するために、モータ駆動回路に信号を出
力する。
【００４１】
［画像形成装置の制御部構成］
図６は、本実施例における画像形成システムの制御ブロック図である。制御部３は、その内部にＣＰＵ８０、ＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２等を有し、ＲＯＭ８１に予め書き込まれたプログラムに基づいて動作が実現される。制御部３は、図６に示すように、スループット決定手段２０１、定着供給可能電力算出手段２０２、電力記憶手段２０３、定着必要電力予測手段２０４、スループット調整手段２０５、加圧ローラ温度予測手段２０８、紙間延長量記憶手段２１６を有する。また、制御部３は、ステープラ１３５、交流電圧検出回路２０６、交流電流検出回路２０７、環境センサ９５、定着装置２１のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ７が接続される。
【００４２】
［定着供給可能電力算出］
定着供給可能電力算出手段２０２は、定着装置に投入できる電力Ｐｌｉｍｉｔを以下の式１で算出する。なお、本実施例のＰｌｉｍｉｔは１０００Ｗとする。
（式１）
Ｐｌｉｍｉｔ＝Ｉｌｉｍｉｔ＊Ｖｉｎ＊Ｋｐｆ−Ｐｐｓｕ
【００４３】
ここで、Ｖｉｎは、交流電圧検出回路２０６で検出される入力電圧値であり、Ｋｐｆは、装置全体で想定される力率である。力率は、本実施例においては９０（％）という固定値とする。これは、電源の駆動電流波形とヒータ駆動回路の位相制御によるヒータ通電電流波形とによって大凡決まるものであり、設計時に求められた最悪値である。
【００４４】
Ｉｌｉｍｉｔは、供給源に対して制限しなければならない実効電流値であり、例えば１００Ｖ〜１２７Ｖ圏向けの製品では１２Ａｒｍｓ、２２０Ｖ〜２４０Ｖ圏向けの製品では６Ａｒｍｓが初期設定値として予めＲＯＭ８１に格納されているものである。さらに、Ｉｌｉｍｉｔはユーザが設定することも可能であり、２０Ａブレーカに対応しているユーザや、個別の都合により低い電流に制限しなければならないユーザに対しても適切に対応することが可能なものとなっている。
【００４５】
Ｐｐｓｕは、プリント中に定常的に電源負荷がかかる電力のことで、例えば、以下の式２で計算することができる。
（式２）
Ｐｐｓｕ＝Ｐｅ＋Ｐｆｅｅｄ＋Ｐｉｓ
【００４６】
ここで、Ｐｅは、図１で説明した画像形成装置の定着装置２１を除いた負荷電力であり、交流電流検知回路２０７と交流電圧検知回路２０６で検出された結果から求められる電力を用いる。
【００４７】
Ｐｆｅｅｄは、図１には不図示の給紙オプションユニットの電力、また、Ｐｉｓは、不図示のイメージスキャナの電力である。それぞれに必要な電力値は各ユニットの必要電力を検討によって求められたものであり、固定値として予めＲＯＭ８１に格納された値である。
【００４８】
［定着必要電力予測］
定着必要電力予測手段２０４について、２つの例で説明する。
【００４９】
［定着必要電力予測−例１］
図７を用いて、定着必要電力予測手段２０４の例１について説明する。図７内下部には、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してから、記録材Ｐ２が定着装置２１（定着ニップ部
Ｎ）から抜けるまでの間の、定着装置２１に投入する電力予測を示している。縦軸は、定着装置２１に投入する電力、横軸は、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してからの経過時間である。図７内上部は、その際の記録材Ｐ１、Ｐ２の用紙位置や画像位置・印字率の様子を示したものである。図内（１）のタイミングは、記録材Ｐ１の画像後端が定着ニップ部Ｎを抜けるタイミングで、そのタイミングで次の記録材Ｐ２に向けた制御に切り替えるタイミングである。表１に示すように、記録材Ｐ１は、全ての加熱領域Ａ（ｉ）で、平均印字率が２００％で、記録材Ｐ２では、Ａ（１）とＡ（７）に画像がないため、Ａ（１）とＡ（７）では平均印字率が０％になっている。平均印字率とは、各色の濃度％の合計値であり、例えば、ある領域のマゼンタ色が１００％・シアン色１００％の画像である場合には平均印字率は２００％ということになることを意味している。また、例えば、その画像がその領域の半分にある場合には平均印字率は１００％となることを意味している。また、その際の電力値は、表１に示す通りで、平均印字率が０％の場合でも電力を消費している。これは、搬送方向に対して直交する方向に記録材がずれた場合であっても、Ａ（２）、Ａ（６）の外側の端部が確実に定着できるように、Ａ（１）とＡ（７）をアシストできるようにしているためである。
なお、図７及び図８内下部における、記録材Ｐ１の各Ａ（ｉ）の画像の定着のために電力を投入し始めるタイミングは、図では記録材Ｐ１の画像の突入タイミングよりも前となる。すなわち、記録材Ｐ２に対する（１）のタイミングと同様、記録材Ｐ１の画像が定着ニップ部Ｎに突入する時点で、定着ニップ部Ｎが所定の制御目標温度となっていることが担保されるように、電力投入は早いタイミングで行われる。このことは、以下の図９〜図１１、図１４〜図１８においても、同様である。
【００５０】
（表１）
2019200403.tif 000003
【００５１】
また、表１のデータは、特定の環境温度、特定の加圧ローラ２１５の温まり具合の状態でのものであり、表２に示すような倍率で補正することが望ましい。
【００５２】
（表２）
2019200403.tif 000004
【００５３】
表２内の環境温度は、環境センサ９５から取得した結果であり、外気温度が低いほど電力が必要になることを考慮した補正である。
後述する暖機レベルＤｘ（ｉ）および予測温度Ｄ（ｉ）は、加熱領域Ａ（ｉ）に対応する指数および温度である。
また、表２内の暖機レベルＤｘ（ｉ）は、加圧ローラ２１５の温まり具合を示す指数である。暖機レベルＤｘ（ｉ）は、暖機レベルが低いほど（数字が小さいほど）、加圧ローラ２１５が温まっていないことを示し、その場合より電力が必要になることを考慮した補正である。
【００５４】
暖機レベルＤｘ（ｉ）の決定方法は、例えば以下のような加圧ローラ温度予測手段２０８によって決定する。暖機レベルＤｘ（ｉ）は、加圧ローラ２１５の予測温度Ｄ（ｉ）とプリント開始時のサーミスタの温度から算出される。まず加圧ローラ２１５の予測温度Ｄ（ｉ）は、以下の式３により算出される。
（式３）
Ｄ（ｉ）＝Ｄ０（ｉ）＋前回転回数×Δｍ−連続印刷済枚数×Δｔｐ−プリント停止時間×Δｔｗ
【００５５】
ここで、Ｄ０（ｉ）は、加圧ローラ２１５の初期温度であり、冷えた状態からのプリント時はほぼ室温であり、温かい状態では、その時点で算出される加圧ローラ予測温度Ｄが用いられる。さらに、Δｍは、前回転１回あたりの加圧ローラ２１５の上昇温度、Δｔｐは、加圧ローラ２１５が１枚プリントするごとに記録材Ｐに奪われる温度、Δｔｗは、プリント停止時単位時間当たりの冷却温度である。この式により、制御部３は、加圧ローラ２１５の温度を予測算出する。また、前回転１回あたりの加圧ローラ上昇温度Δｍ、プリントするごとに記録材Ｐに奪われる温度Δｔｐ、プリント停止時単位時間当たりの冷却温度等Δｔｗは固定値に限られるものではない。より精度を必要とする場合には、環境温度やサーミスタ温度、暖機状態、連続通紙枚数などによって可変としてもよい。
【００５６】
続いて、制御部３は、定着装置２１内のサーミスタ温度ＴＨ（ｉ）を検出する。定着装置２１の暖機レベルＤｘ（ｉ）は、加圧ローラ予測温度Ｄ（ｉ）とサーミスタ温度ＴＨ（ｉ）から表３に基づき決定する。
【００５７】
（表３）
2019200403.tif 000005
【００５８】
つまり、印字率２００％で、環境温度１５℃、サーミスタ温度ＴＨ（１）が１２５℃、加圧ローラ予測温度（１）が１２５℃だった場合、表３から暖機レベルが３、表２から補正倍率が０．９となる。したがって、例えば、Ａ（１）の電力は、１４０Ｗ×０．９＝１２６Ｗとなる。
【００５９】
表１、表２、表３は、定着装置２１の性能ばらつきを考慮して検討により得られた設計値である。この値は予め制御部３のＲＯＭ８１に格納されるテーブルとなる。また、本実施例では、１枚毎の印字率情報から電力を見積もったが、複数の記録材の平均や一番印字率の高い記録材の印字率を元に、電力を見積もってもよい。
【００６０】
［定着必要電力予測−例２］
図８を用いて、定着必要電力予測手段２０４の例２について説明する。図８内下部には、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してから、記録材Ｐ２が定着装置２１（定着ニップ部Ｎ）から抜けるまでの間の、定着装置２１に投入する電力予測を示している。縦軸は、定着装置２１に投入する電力、横軸は、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してからの経過時間である。図８内上部は、その際の記録材Ｐ１、Ｐ２の用紙位置や画像位置・印字率の様子を示したものである。図内（１）のタイミングは、記録材Ｐ１の画像後端が定着ニップ部Ｎを抜けるタイミングで、そのタイミングで次の記録材Ｐ２に向けた制御に切り替えるタイミングである。図内（２）のタイミングは、記録材Ｐ１の加熱中に記録材Ｐ２のＡ（１）およびＡ（７）の画像に向けて温度を上げるために、電力供給し始めるタイミングである。表４に示すように、記録材Ｐ１では、Ａ（２）〜Ａ（６）では平均印字率１００％、Ａ（１）、Ａ（７）は平均印字率０％で、記録材Ｐ２では、全ての加熱領域Ａ（ｉ）で、平均印字率が２００％である。また、その際の電力値は表４に示す通りで、電力を切り替えるタイミングは、図内（１）のタイミングおよび（２）のタイミングである。
【００６１】
また、例２においても、表４のデータは、特定の環境温度、特定の加圧ローラ２１５の温まり具合の状態でのものであり、例１で示した表２のような倍率で補正することが望ましい。
【００６２】
【表４】
2019200403.tif 000006
【００６３】
［ステープル動作時の電力予測］
図９及び図１０にステープル動作も含めた電力予測を説明する。図９及び図１０内下部には、定着装置２１に記録材Ｐ１が突入してから、記録材Ｐ２が定着装置２１（定着ニップ部Ｎ）から抜けるまでの間の、定着装置２１に投入する電力とステープルに投入する電力の予測を示している。縦軸は、定着装置２１に投入する電力とステープルに必要な電力の合算電力、横軸は、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してからの経過時間である。図９及び図１０内上部は、その際の記録材Ｐ１、Ｐ２の用紙位置や画像位置・印字率の様子を示したものである。
【００６４】
図９及び図１０に示すように、Ｔ１は、間隔決定手段としてのスループット決定手段２０１によって決定される値で、例えば、表５のように紙サイズや環境温度から決定する。Ｔ１は、定着装置２１に記録材Ｐが搬送されてくる間隔である。なお、スループット（単位時間あたりの印刷枚数である印刷生産性）を決定するための情報としては、記録材の坪量や環境湿度を採用してもよい。ここで示しているのはあくまで一例である。
【００６５】
（表５）
2019200403.tif 000007
【００６６】
図９及び図１０内の（１）のタイミングは、ステープル制御を開始するタイミングで、５枚おきにステープルする場合には、Ｔ１×５枚おきに（１）のタイミングでステープル制御を開始する。表６に示すように（１）のタイミングから３００ｍｓステープル制御を実施することになる。
【００６７】
（表６）
2019200403.tif 000008
【００６８】
図９の例では、記録材Ｐ２の予想電力は８６０Ｗ（表１の記録材Ｐ２の合計電力）である。そのため、ステープル制御で１００Ｗ電力負荷がかかったとしても、Ｐｌｉｍｉｔ＝１０００Ｗよりも少ないので、Ｔ１の紙間（複数の記録材に連続的に画像を形成する連続通紙時における記録材の搬送間隔）を広げなくても電力の問題がないことがわかる。
【００６９】
また、図１０の例では、図１０内の（１）のタイミングでステープル動作を開始すると、Ｐｌｉｍｉｔ＝１０００Ｗを超えてしまうので、Ｔ１の紙間を広げて、電力を絞る必要がある。
【００７０】
［紙間延長が必要な場合のスループット調整手段］
図１０を使って説明した通り、図１０内（１）のタイミングで、１０８０Ｗ＝９８０Ｗ＋１００Ｗ（ステープル制御）の電力が必要になってしまうので、定着への投入電力を８０Ｗ分削減しなければならない。
そこで、紙間延長（複数の記録材に連続的に画像を形成する場合における記録材の搬送間隔の拡げること）を実施して、電力を絞った場合の電力予測を図１１で説明する。
【００７１】
図１１内（２）のタイミングから加熱領域Ａ（ｉ）のそれぞれにおいて本来投入したい電力から２０Ｗ削減することで、ステープル制御を同時に実施できるようにする。削減される電力の合計は１４０Ｗ＝２０Ｗ×７で、８０Ｗに対してマージンを加えた値である。図１１内（２）のタイミングは、合計電力が所定の電力としての１０００を超えてしまう超過期間としてのステープル制御期間Ｔ２の直前に行われる定着動作の終了タイミングよりも後であって、Ｔ２が始まるタイミングよりも前のタイミングである。図１１内（３）のタイミングでステープル制御が終了すると、温調温度を上げて本来投入したい電力に戻す。図１１内Ｔ３は、記録材Ｐ２に画像不良がないように温調温度を戻すのに必要な時間、すなわち、超過期間における電力供給の調整が解除されたあとの制御目標温度までの昇温を、記録材Ｐ２の定着ニップ部Ｎへの到着に間に合わせるのに必要な時間である。例えば、Ｔ３は、表７のように、不足していた電力ΔＰに応じて可変の値になるようなテーブルから決定すればよい。このデータは、特定の環境温度、特定の加圧ローラ２１５の温まり具合の状態でのものであり、表２に示すような倍率で補正することが望ましい。
【００７２】
（表７）
2019200403.tif 000009
【００７３】
本実施例では、定着への投入電力を８０Ｗ分削減するのに、加熱領域Ａ（ｉ）のそれぞれで等分して均等となるように電力を削減した。よりＴ３時間を短くする手段として、加熱領域Ａ（ｉ）それぞれの加圧ローラ２１５の温まり具合の状態を考慮し、より温まっている領域から電力を多く削減してもよい。すなわち、温まり具合が相対的に高いと予測された加熱領域を加熱するための発熱体への供給電力の削減量が、他の発熱体への供給電力の削減量よりも大きくなるように、電力の削減量に差をつけてもよい。
【００７４】
［本実施例における動作フロー］
本実施例では、用紙サイズ（記録材サイズ）が「ＬＥＴＴＥＲ」、環境温度が「２０℃」、１５枚の連続プリントで、５枚毎にステープルを操作するとする。本実施例では、５枚おきにステープルを操作するので、合計３回ステープルを駆動する。１回目および２回目のステープルを操作するタイミングでは、後続する記録材Ｐが定着装置２１を通過している。本実施例では、１回目のステープルを操作するタイミングは、図９に示す（１）のタイミングで、６枚目の記録材Ｐと７枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。また、２回目のステープルを操作するタイミングは、図１０に示す（１）のタイミングで、１１枚目の記録材Ｐと１２枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。３回目では全ての記録材Ｐが定着装置２１を抜けているため、ステープルを操作するタイミングでは、定着装置２１へ電力を投入していない状態である。
【００７５】
図１２は、本実施例の動作フローチャートである。プリンタ１がビデオコントローラ（不図示）からプリント指示を受けると、プリントの準備を開始する。ステップ１０１（以下単にＳ１０１のように示す）では、定着供給可能電力算出手段２０２によって、Ｐｌｉｍｉｔを算出する。前述したとおり、本実施例のＰｌｉｍｉｔは１０００Ｗとする。Ｓ１０２では、ビデオコントローラから１枚毎に画像情報や用紙情報（記録材情報）が送信されてくるか確認する。送信された場合、Ｓ１０３にすすむ。Ｓ１０３では、送信されてきた情報が２枚以上になったかを確認する。１枚目と２枚目の情報を取得したら、Ｓ１０４に進む。Ｓ１０４では、送信されてきた用紙情報をもとにスループット値Ｔ１を決定する。本実施例では用紙サイズが「ＬＥＴＴＥＲ」、環境温度が「２０℃」なので、表４に示すように、Ｔ１は１０００ｍｓとなる。Ｓ１０５では、ステープルを操作するか判断する。
【００７６】
Ｓ１０５において、１枚目と２枚目の間では、ステープル駆動はしないと判断し、Ｓ１０８にすすむ。Ｓ１０８ではスループット値Ｔ１を変更せずに、そのままの値を記憶し、
Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ１０２に戻る。その後Ｓ１０３で５枚目と６枚目の情報を取得するまでは同様の動きをするため省略する。
【００７７】
Ｓ１０３で６枚目と７枚目の情報を取得するとＳ１０４に進む。Ｓ１０４では、同様にＴ１は１０００ｍｓとする。Ｓ１０５では、ステープル駆動をすると判断し、Ｓ１０６に進む。
【００７８】
Ｓ１０６では、図７に示すように、６枚目および７枚目の画像情報、暖機レベルから必要電力を予測する。表１に示すように、６枚目は９８０Ｗ、７枚目は８６０Ｗとなる。また、ステープル制御は、表６に示すように、３００ｍｓ間動作し、１００Ｗ必要になる。Ｓ１０７では、Ｔ１に対して、紙間延長が必要かどうか判断する。図９に示すように、ステープルを駆動するタイミング（１）からＴ２時間ステープルを駆動しても、９６０Ｗ＝８６０Ｗ＋１００Ｗであるため、Ｐｌｉｍｉｔ以上になることがない。そのため、紙間延長をする必要がないと判断し、Ｓ１０８へ進む。Ｓ１０８では、スループット値Ｔ１を変更せずに、そのままの値を記憶し、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ１０２に戻る。その後Ｓ１０３で１０枚目と１１枚目の情報を取得するまでは１枚目と２枚目と同様の動きをするため省略する。
【００７９】
Ｓ１０３で１１枚目と１２枚目の情報を取得するとＳ１０４に進む。Ｓ１０４では、同様にＴ１は１０００ｍｓとする。Ｓ１０５では、ステープル駆動をすると判断し、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６では、図８に示すように、１１枚目および１２枚目の画像情報、暖機レベルから必要電力を予測する。表４に示すように、１１枚目は図８内（２）のタイミングまでは４５０Ｗ、（２）以降は７００Ｗ、１１枚目は９８０Ｗとなる。また、ステープル制御は、表５に示すように、３００ｍｓ間動作し、１００Ｗ必要になる。Ｓ１０７では、Ｔ１に対して、紙間延長が必要かどうか判断する。図１０に示すように、ステープルを駆動するタイミング（１）からＴ２時間ステープルを駆動すると、１０８０Ｗ＝９８０Ｗ＋１００Ｗであるため、Ｐｌｉｍｉｔ以上になる。そのため、紙間延長をする必要があると判断し、Ｓ１０９へ進む。Ｓ１０９では、まずＰｌｉｍｉｔを超えてしまう電力にマージンを足した値を算出し、ステープルが実施できる電力を確保する。ここでは、前述したとおり１４０Ｗの電力を定着電力から削減する。
【００８０】
続いて、電力の削減方法を決定する。ここでは、各領域Ａ（ｉ）で等分して電力を削減するとすると、１つのエリアで２０Ｗ＝１４０Ｗ／７削減することになる。次に、ステープルが終了した後に、本来投入したかった電力に戻して、１２枚目の画像を定着するのに十分な温度に戻る時間Ｔ３を予測する。ここでは、表７に示す通り、１００ｍｓと予測できる。図１１に示す通り、ステープル制御が終了してから１００ｍｓ経過した時点で１２枚目の記録材Ｐが定着装置２１に突入するようにスループット値をＴ４に調整する。調整後のスループット値を記憶した後、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ１０２に戻る。その後Ｓ１０３で１４枚目と１５枚目の情報を取得し、最終的にＳ１１０でプリント取得する画像がなくなったら、終了する。
【００８１】
以上、本実施例によれば、プリント中にステープル動作による電力負荷がかかる制御を実施した場合であっても、各発熱体における画像情報から予測した必要電力から電力の余裕度を算出し、新たにかかる電力負荷との関係から最適な紙間量を決定する。こうすることで、ループットの低下をできるだけ抑えることが可能となる。
【００８２】
［実施例２］
実施例２におけるプリンタ１の概略構成は、実施例１の図１と同じである。実施例２において、ここで特に説明しない事項は、実施例１と同様である。
【００８３】
［画像形成装置のハードウェア構成］
実施例２のハードウェア構成図についても実施例１とほぼ同じであるが、一部構成が異なる。図２１に示す通り、ＣＰＵ８０は、トナーを補給する際に、補給モータ２１０を駆動するために、モータ駆動回路に信号を出力する。
【００８４】
［画像形成装置の制御部構成］
実施例２の制御ブロック図についても実施例１とほぼ同じであるが、一部構成が異なる。以下、図１３により、実施例２において実施例１と異なる部分を中心に詳細を説明する。
図１３は、実施例２における制御ブロック図である。実施例１における図６とほぼ同じであるが、トナー残量検知手段２０９、補給モータ２１０が実施例１と異なる。
【００８５】
［トナー残量検知］
トナー残量検知手段２０９としては、光透過による検知を用いることが知られている。ＬＥＤなどの発光部により発光された検知光を、カートリッジのトナー容器に取り付けられたライトガイドや光透過窓を介してトナー容器の内部へ導く。トナー容器内に入射した検知光は、トナー残量などの条件に依存して、光透過窓などを介して再度トナー容器の外部へ出射される。その後、検知光は、トナー容器に取り付けられたライトガイドにより画像形成装置本体などに取り付けられたフォトトランジスタなどの受光部へ導かれる。一般的に、トナー容器の内部には、トナーを撹拌しつつ現像ローラの方向へトナーを搬送するための回転撹拌部材が設けられており、検知光は、撹拌部材の回転及びトナーによって遮られる。そして、トナー残量が少なくなるほど光の透過時間は長くなっていく。このような方法により、検知光の透過時間を検出することによりトナー容器内のトナー残量を推測検知することができる。
【００８６】
また、もう１つの方法として、画像処理時にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれのピクセル数をカウントしていく方法である。１ピクセルあたりのトナー量をあらかじめ測定しておき、ピクセル数に応じてトナー量を計算することで、トナー消費量を管理していくものである。精度よくトナー残量を検出するために、両手法を併用する場合もある。
【００８７】
このような検知手段によって、各カートリッジでトナー残量を検知し、ある閾値以下に検知した場合に、補給モータ２１０を駆動することで、トナーを補給する。本実施例では、ピクセル数によるトナー消費量予測を行う。
【００８８】
［定着必要電力予測］
図１４を用いて、定着必要電力予測手段２０４について説明する。図１４は、記録材Ｐ１、Ｐ２を連続で通紙する場合の電力予測である。図１４内下部には、定着装置２１に記録材Ｐ１が突入してから、記録材Ｐ２が定着装置２１（定着ニップ部Ｎ）から抜けるまでの間の定着装置２１に投入する電力予測を示している。縦軸は、定着装置２１に投入する電力、横軸は、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してからの経過時間である。図１４内上部は、その際の記録材Ｐ１、Ｐ２の用紙位置や画像位置・印字率の様子を示したものである。図内（１）のタイミングは、記録材Ｐ１の画像後端が定着ニップ部Ｎを抜けるタイミングで、そのタイミングで次の記録材Ｐ２に向けた制御に切り替えるタイミングである。Ａ（２）〜Ａ（４）については、記録材Ｐ２の画像先端に対して画像紙間（先行の記録材の画像と後続の記録材の画像との間隔）が開くので、電力を絞る制御を実施する。Ａ（５）、Ａ（６）、Ａ（７）については、記録材Ｐ２の紙先端からはじまる画像に対しての制御を開始する。図内（２）のタイミングは、記録材Ｐ２の印字率が切り替わるタイミングであり、図内（３）のタイミングは（２）のタイミングで印字率が切り替わるより前に、投入する電力を切り替えるタイミングである。この（３）のタイミングは、温度が足りな
いことによる定着不良が起きないようなタイミングに設定する必要がある。
【００８９】
表８に示すように、記録材Ｐ１は、加熱領域Ａ（１）では平均印字率が０％、加熱領域Ａ（２）〜Ａ（７）で、平均印字率が２００％である。記録材Ｐ２は、Ａ（１）〜Ａ（４）では、図内（２）のタイミングまでは平均印字率が０％、（２）のタイミング以降は平均印字率が２００％、Ａ（５）、Ａ（６）、Ａ（７）では、平均印字率が１００％になっている。また、その際の電力値は、表８に示す通りで、電力を切り替えるタイミングは、図内（１）のタイミングおよび（３）のタイミングである。
【００９０】
また、本実施例においても、表８のデータは、特定の環境温度、特定の加圧ローラ２１５の温まり具合の状態でのものであり、実施例１で示した表２のような倍率で補正することが望ましい。
【００９１】
（表８）
2019200403.tif 000010
【００９２】
また、図１５は、ほとんど図１４と同様だが、記録材Ｐ２の加熱領域Ａ（６）について異なる。電力値は表９に示す通りである。
【００９３】
（表９）
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【００９４】
［ステープルおよび補給モータ動作時の電力予測］
図１６及び図１７にステープル動作および補給モータ動作も含めた電力予測を説明する
。図１６及び図１７内下部には、定着装置２１に記録材Ｐ１が突入してから、記録材Ｐ２が定着装置２１（定着ニップ部Ｎ）から抜けるまでの間の、定着装置２１に投入する電力とステープルに投入する電力の予測を示している。縦軸は、定着装置２１に投入する電力とステープルに必要な電力、補給モータ駆動に必要な電力の合算電力、横軸は、記録材Ｐ１が定着装置２１に突入してからの経過時間である。図１６及び図１７内上部は、その際の記録材Ｐ１、Ｐ２の用紙位置や画像位置・印字率の様子を示したものである。
【００９５】
図１６及び図１７に示すように、Ｔ１は、スループット決定手段２０１によって決定される値で、例えば実施例１に示した表５のように紙サイズや環境温度から決定する。
【００９６】
図１６内の（１）のタイミングは、補給モータの駆動を開始するタイミングで、表６に示すように、（１）のタイミングから１０００ｍｓ（Ｔ２時間）モータ駆動を実施することになる。
図１６内の（２）のタイミングは、ステープル制御を開始するタイミングで、５枚おきにステープルする場合には、Ｔ１×５枚おきに（２）のタイミングでステープル制御を開始する。表６に示すように、（２）のタイミングから３００ｍｓ（Ｔ３時間）ステープル制御を実施することになる。
図１６の例では、図１６内の（３）のタイミングで最も電力が大きくなる。その際の予想電力は、８３０Ｗ（表８の記録材Ｐ２（（２）以降）の合計電力）である。そのため、ステープル制御で１００Ｗ、補給モータの駆動で４０Ｗ電力負荷がかかったとしても、合計９７０Ｗとなり、Ｐｌｉｍｉｔ＝１０００Ｗなので、Ｔ１の紙間を広げなくても電力の問題がないことがわかる。
【００９７】
また、図１７の例では、図１７内の（３）のタイミングで最も電力が大きくなる。その際の予想電力は、９３０Ｗ（表９の記録材Ｐ２（（２）以降）の合計電力）であるため、ステープル制御で１００Ｗ、補給モータの駆動で４０Ｗ電力負荷がかかると、合計１０７０Ｗとなり、Ｔ１の紙間を広げて、電力を絞る必要があることがわかる。
【００９８】
［紙間延長が必要な場合のスループット調整手段］
図１７を使って説明した通り、図１７内（１）のタイミングで、１０７０Ｗの電力が必要になってしまうので、定着への投入電力を７０Ｗ分削減しなければならない。そこで、紙間延長を実施して、電力を絞った場合の電力予測を図１８で説明する。
【００９９】
図１８内（３）のタイミングから本来投入したい電力から、加熱領域Ａ（ｉ）のそれぞれにおいて２０Ｗ削減することで、ステープル制御を同時に実施できるようにする。削減される電力の合計は、１４０Ｗ＝２０Ｗ×７で、７０Ｗに対してマージンを加えた値である。ここで、超過期間における供給電力の調整において、加熱領域Ａ（７）に対応する発熱体への供給電力は変更されず（削減量ゼロ）、調整の前後で一定とされている。図１８内（４）のタイミングでステープル制御が終了すると、温調温度を上げて本来投入したい電力に戻す。図１８内Ｔ４は、記録材Ｐ２に画像不良がないように温調温度を戻すのに必要な時間である。例えば、Ｔ４は、実施例１と同様に表７のように、不足していた電力ΔＰに応じて可変の値になるようなテーブルから決定すればよい。このデータは、特定の環境温度、特定の加圧ローラ２１５の温まり具合の状態でのものであり、表２に示すような倍率で補正することが望ましい。
【０１００】
［本実施例における動作フロー］
本実施例では、用紙サイズが「ＬＥＴＴＥＲ」、環境温度が「２０℃」、１５枚の連続プリントで、５枚毎にステープルを操作するとする。本実施例では、１回目のステープルを操作するタイミングは、図１６に示す（２）のタイミングで、６枚目の記録材Ｐと７枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。また、２回目のステープルを操作するタイミングは
、図１７に示す（２）のタイミングで、１１枚目の記録材Ｐと１２枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。３回目では全ての記録材Ｐが定着装置２１を抜けているため、ステープルを操作するタイミングでは、定着装置２１へ電力を投入していない状態である。
【０１０１】
また、補給モータを駆動するタイミングは、ビデオコントローラから画像情報と一緒に送信されてくる各Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのピクセル数を受信した際に、トナー消費量を予測して決定する。本実施例では、トナー残量が３％以下になった場合に、補給モータを駆動する。また、本実施例では、１回目の補給モータを駆動するタイミングは、図１６に示す（１）のタイミングで、６枚目の記録材Ｐと７枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。また、２回目のステープルを操作するタイミングは、図１７に示す（１）のタイミングで、１１枚目の記録材Ｐと１２枚目の記録材Ｐの間で実施するとする。
【０１０２】
図１９は、本実施例の動作フローチャートである。プリンタ１がビデオコントローラ（不図示）からプリント指示を受けると、プリントの準備を開始する。Ｓ２０１では、定着供給可能電力算出手段２０２によって、Ｐｌｉｍｉｔを算出する。前述したとおり、本実施例のＰｌｉｍｉｔは１０００Ｗとする。Ｓ２０２では、ビデオコントローラから１枚毎に画像情報や用紙情報（記録材情報）が送信されてくるか確認する。送信された場合、Ｓ２０３にすすむ。Ｓ２０３では、送信されてきた情報が２枚以上になったかを確認する。１枚目と２枚目の情報を取得したら、Ｓ２０４に進む。Ｓ２０４では、送信されてきた用紙情報をもとにスループット値Ｔ１を決定する。本実施例では用紙サイズが「ＬＥＴＴＥＲ」、環境温度が「２０℃」なので、表５に示すように、Ｔ１は１０００ｍｓとなる。Ｓ２０５では、ステープルの操作および補給モータの駆動をするか判断する。
【０１０３】
Ｓ２０５において、ステープルの操作については、１枚目と２枚目の間では駆動しない。補給モータの駆動については、取得した画像情報からトナー消費量を予測する。ここでは、予測した結果、各Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについて、残量が４％、５０％、４０％、４％であったとすると、補給モータは駆動しないと判断する。ステープル、補給モータともに操作しないので、Ｓ２０８に進む。Ｓ２０８ではスループット値Ｔ１を変更せずに、そのままの値を記憶し、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ２０２に戻る。その後Ｓ２０３で５枚目と６枚目の情報を取得するまでは同様の動きをするため省略する。
【０１０４】
Ｓ２０３で６枚目と７枚目の情報を取得するとＳ２０４に進む。Ｓ２０４では、同様にＴ１は１０００ｍｓとする。Ｓ２０５では、ステープル駆動をすると判断する。また、トナー消費量を予測した結果が、各Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについて、残量が３％、４９％、４０％、４％であったとすると、補給モータを駆動すると判断する。ステープル、補給モータともに操作するので、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６では、図１６に示すように、６枚目および７枚目の記録材Ｐの間でステープル制御および補給モータの駆動を開始する。定着装置２１に必要な電力は、表８に示すように、６枚目は９２０Ｗ、７枚目は図１６内（３）のタイミングまでは５９０Ｗ、（３）のタイミング以降８３０Ｗとなる。また、ステープル制御は、表６に示すように、３００ｍｓ間動作し、１００Ｗ必要になる。また、補給モータは１０００ｍｓ動作し、４０Ｗ必要になる。Ｓ２０７では、Ｔ１に対して、紙間延長が必要かどうか判断する。本実施例では、図１６に示すように、必要電力が最大となる（３）のタイミングにおいても、９７０Ｗ＝８３０Ｗ＋１００Ｗ（ステープル制御）＋４０Ｗ（補給モータ駆動）であるため、Ｐｌｉｍｉｔ以上になることがない。そのため、紙間延長をする必要がないと判断し、Ｓ２０８へ進む。Ｓ２０８では、スループット値Ｔ１を変更せずに、そのままの値を記憶し、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ２０２に戻る。その後Ｓ２０３で１０枚目と１１枚目の情報を取得するまでは１枚目と２枚目と同様の動きをするため省略する。
【０１０５】
Ｓ２０３で１１枚目と１２枚目の情報を取得するとＳ２０４に進む。Ｓ２０４では、同様にＴ１は１０００ｍｓとする。Ｓ２０５では、ステープル駆動をすると判断する。また、トナー消費量を予測した結果が、各Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについて、残量が１００％、４９％、３９％、３％であったとすると、補給モータを駆動すると判断する。ステープル、補給モータともに操作するので、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６では、図１７に示すように、１１枚目および１２枚目の記録材Ｐの間でステープル制御および補給モータの駆動を開始する。定着装置２１に必要な電力は、表９に示すように、１１枚目は９２０Ｗ、１２枚目は図１６内（３）のタイミングまでは５９０Ｗ、（３）のタイミング以降９３０Ｗとなる。また、ステープル制御は、表６に示すように、３００ｍｓ間動作し、１００Ｗ必要になる。また、補給モータは１０００ｍｓ動作し、４０Ｗ必要になる。Ｓ２０７では、Ｔ１に対して、紙間延長が必要かどうか判断する。図１７に示すように、必要電力が最大となる（３）のタイミングにおいて、１０７０Ｗ＝９３０Ｗ＋１００Ｗ（ステープル制御）＋４０Ｗ（補給モータ駆動）であるため、Ｐｌｉｍｉｔ以上になる。そのため、紙間延長をする必要があると判断し、Ｓ２０９へ進む。Ｓ２０９では、まずＰｌｉｍｉｔを超えてしまう電力にマージンを足した値を算出し、ステープルと補給モータを駆動できる電力を確保する。ここでは、前述したとおり１４０Ｗの電力を定着電力から削減する。
【０１０６】
各領域Ａ（ｉ）で等分して電力を削減するとすると、１つのエリアで２０Ｗ＝１４０Ｗ／７削減することになる。図１８に示す通り、（３）のタイミングで本来定着装置２１に対して投入したい電力を絞り、ステープルが終了した（４）のタイミングで電力を戻す。（４）のタイミングから記録材Ｐ２に画像不良がないように温調温度を戻すのに必要な時間Ｔ４は、表７に示す通り、１００ｍｓと予測できる。図１８に示す通り、スループット値Ｔ１にＴ４を加算したＴ５を調整後のスループット値として、記憶した後、Ｓ２１０に進む。Ｓ２１０では、まだ取得する画像があるのでプリントを継続し、Ｓ２０２に戻る。その後Ｓ２０３で１４枚目と１５枚目の情報を取得し、最終的にＳ２１０でプリント取得する画像がなくなったら、終了する。
【０１０７】
以上、本実施例によれば、プリント中に複数のアクチュエータを駆動することによって電力負荷がかかる場合であっても、各発熱体における画像情報から予測した必要電力から電力の余裕度を算出し、新たにかかる電力負荷との関係から最適な紙間量を決定する。そうすることで、スループットの低下をできるだけ抑えることが可能となる。
【０１０８】
上記各実施例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…レーザビームプリンタ、３…制御部、２１…定着装置、９５…環境センサ、１３５…ステープラ、２０１…スループット決定手段、２０２…定着供給可能電力算出手段、２０３…電力記憶手段、２０４…定着必要電力予測手段、２０５…スループット調整手段、２０６…交流電圧検出回路、２０７…交流電流検出回路、２０８…加圧ローラ温度予測手段、２０９…トナー残量検知手段、２１０…補給モータ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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