(57)【要約】【課題】電子写真方式に従った画像形成において、ヒータの消費電力が規定値を超えないよう電力供給が制限されるが、連続プリント中の電源電圧が降下した場合に、ヒータが十分に加熱されず、画像の定着不良が発生するという問題があった。【解決手段】加熱によりヒータの温度が予め定められた目標温度に達した後は、前記ヒータへの通電が予め定められた通電率上限値以下となることを維持しつつ、前記ヒータの温度が目標温度を維持するよう加熱を制御する。一方、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数が予め定められた時間のなかで予め定められた回数以上に達した場合には、ヒータに電力を供給する交流電源の電圧が降下したと判定し、通電率上限値より大きな通電率で、加熱を行うよう制御する。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を加熱定着する定着手段とを有した画像形成装置であって、
前記定着手段に設けられたヒータを交流電源により通電して加熱する加熱手段と、
前記加熱手段による加熱により前記ヒータの温度が予め定められた目標温度に達した後は、前記ヒータへの通電が予め定められた通電率上限値以下であることを維持しつつ、前記ヒータの温度が前記目標温度を維持するよう前記加熱手段による加熱を制御する一方、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数が予め定められた第１の時間のなかで予め定められた第１の回数以上に達した場合には、前記交流電源の電圧が降下したと判定し、前記通電率上限値より大きな通電率で、前記加熱手段による加熱を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段により加熱されたヒータの温度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知された前記ヒータの温度と前記目標温度とを比較する第１の比較手段とをさらに有し、
前記制御手段は前記第１の比較手段による比較の結果に基づいて、前記加熱手段による加熱を制御す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】
前記制御手段は、
予め定められた第２の時間ごとに、前記検知手段により検知された温度と前記目標温度とに基づいて、前記ヒータへの通電率を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された通電率と前記通電率上限値とを比較する第２の比較手段とを含み、
前記制御手段は、前記第２の比較手段による比較の結果、前記算出された通電率が前記通電率上限値より大きい場合には、前記通電率上限値で前記ヒータを加熱するよう前記加熱手段を制御し、前記算出された通電率が前記通電率上限値以下の場合には、前記算出された通電率で前記ヒータを加熱するよう前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段はさらに、
前記第１の時間のなかで、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数をカウントする第１のカウント手段と、
前記第１のカウント手段によりカウントされた回数が前記第１の回数以上に達した場合には、前記ヒータの温度調整が前記交流電源の電圧が降下したと判定し、前記電圧が降下した状態になった回数をカウントする第２のカウント手段と、
前記第２のカウント手段によるカウントされた回数が予め定められた第２の回数以上に達した場合には、前記通電率上限値を上昇させるよう更新する更新手段と、
前記第２のカウント手段によりカウントされた回数が前記第２の回数以上に達しなかった場合には、前記第２のカウント手段によりカウントされた回数をクリアするクリア手段とを有することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段はさらに、
前記加熱手段により前記通電率上限値より大きな通電率で前記ヒータが加熱される状態であって、前記通電率上限値より大きな通電率で通電される回数が前記第１の回数に達しなかった場合には、前記交流電源の電圧が通常の電圧に復帰したと判定し、前記電圧が通常の電圧に復帰した状態になった回数をカウントする第３のカウント手段と、
前記第３のカウント手段によりカウントされた回数と予め定められた第３の回数とを比較する第３の比較手段とを含み、
前記制御手段は、前記第３の比較手段による比較の結果、前記第３のカウント手段によりカウントされた回数が前記第３の回数以上となった場合には、前記加熱手段による加熱を前記通電率上限値より大きな通電率よりも小さな通電率で加熱を行うよう制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記加熱手段による前記ヒータへの加熱を開始の後、予め定められた短い時間ごとに前記検知手段により前記ヒータの温度を検知し、該検知された温度の変化に基づいて、前記交流電源の電力のレベルを判定し、該判定のレベルに従って、前記通電率上限値を決定する決定手段をさらに有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記決定手段はさらに、前記交流電源から前記ヒータに通電する際の前記交流電源の電圧の変調に基づいて、前記交流電源の電力のレベルを判定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記温度の変化を複数回、取得し、前記複数回にわたって取得された温度の変化を平均する平均化手段をさらに有することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成手段は、電子写真方式に基づいて、前記記録媒体にトナー像を形成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記検知手段は、サーミスタを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を加熱定着する定着手段とを有した画像形成装置の制御方法であって、
前記定着手段に設けられたヒータを交流電源により通電して加熱する加熱工程と、
前記加熱工程における加熱により前記ヒータの温度が予め定められた目標温度に達した後は、前記ヒータへの通電が予め定められた通電率上限値以下となることを維持しつつ、前記ヒータの温度が前記目標温度を維持するよう前記加熱工程における加熱を制御する一方、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数が予め定められた第１の時間のなかで予め定められた第１の回数以上に達した場合には、前記交流電源の電圧が降下したと判定し、前記通電率上限値より大きな通電率で、前記加熱工程における加熱を行うよう制御する制御工程とを有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びその制御方法に関し、特に、電子写真方式に従って画像を形成し、熱定着により画像を定着する、例えば、複写機及びプリンタ等の画像形成装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ装置、複写機等に用いられる電子写真方式に従う画像形成装置は、ビーム光で感光ドラムを走査して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させて現像し、これを転写紙上に転写し、定着器により熱定着して画像を形成する。その定着器には、熱ローラ方式、熱板方式、ヒートチャンバー方式、フィルム加熱方式等、色々な方式のものが知られている。これらの定着器は何れも加熱体（以下、ヒータ）を有し、定着器の温度が所定の温度に維持されるようにヒータへの通電が制御されて温度調整される。
【０００３】
定着器の温度調整制御は、ヒータ上に設けられたサーミスタ（温度センサ）の出力をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵに取り込み、その情報に基づいてトライアックによりヒータに通電するＡＣ電圧を位相制御又は波数制御等の変調をかけることにより実現されている。このようにして、サーミスタによるヒータの検知温度が所定の一定温度となるように通電率が制御されるのである。
【０００４】
一方、画像形成装置は省電力化の工夫はなされているものの、高機能化やオプション装置の充実等の更なる付加価値が求められており、消費電力は増加していく方向にある。画像形成装置の消費電力の上限の一つの目安として商用電源で供給可能な最大電流がある。例えば、電圧１００Ｖの商用電源について、１５Ａの最大供給電流が規定されている場合には、その電力の上限は１５００Ｗ（＝１００Ｖ×１５Ａ）となる。このように画像形成装置本体では、装置の最大電流が商用電源の最大電流を超えないように電力を制限するのが通常である。消費電力の大きい定着器も電力制限の対象となっている。
【０００５】
特許文献１では、電流或いは電圧検知により、先行の記録媒体が加熱定着中にヒータでの消費電力を監視し、その電力により電力制限値を決定し、後続の記録媒体を加熱定着中にヒータに投入される電力が決定された電力制限値を上回らないように制御している。また、特許文献２では、ヒータに通電開始後、サーミスタ検知温度の上昇時間に従いヒータへの最大供給電力を予測し、定着器の安定動作に必要な電力の出力を最大供給電力に従い補正する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−６５００２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来例では、画像形成装置の定着器の消費電力を商用電源の規定値を上回らないようにヒータに投入する電力（通電率）に制限値を設けて電力制限を行うにあたり、以下のような課題が指摘されている。
【０００８】
交流商用電源は、国或いは地域により電源事情が異なるため、その供給が不安定になる場合がある。例えば、１００Ｖ系列という意味では同じでも実際の電圧は各国で様々であり、８５Ｖ〜１４０Ｖの電源電圧範囲がある。また、国や地域によっては必ずしも安定した電圧が常時供給されるわけではなく、定格電圧を供給できず、電圧の落ち込み、逆に過多になることが知られている。
【０００９】
上述した電力制限方法によれば、定着器の温度がプリント可能温度まで上昇する立上げ段階において、サーミスタでヒータ温度を監視し、段階的に温度の上昇時間、或いは所定時間内に温度上昇の度合い（上昇率）を求める。そして、その上昇時間や上昇率に従い、ヒータへの最大供給電力値を予測し、定着器の安定動作に必要な電力供給時にその出力電力（通電率）を予測された最大供給電力値に従い補正する。
【００１０】
さて、立上げ終了後の連続プリント中に、国や地域によっては何らかの電源事情による電力不足のため、ある期間、入力電圧が下降することがある。この場合、ヒータ温度を目標温度に維持するために、ＰＩ演算で算出される通電率が上がる傾向がある。しかしながら、この通電率がヒータ立上げ段階で予測した最大供給電力値に制限されるため、ヒータ温度が目標温度に達せず、定着不良が発生する可能性がある。このような場合、ヒータ温度が低いと判定し電力制限を解除するように制御することも対策の１つと考えられるが、ヒータ温度が目標温度より低いと判定するまでに、ヒータ温度は既に目標温度よりある程度低くなり、定着不良が発生してしまう恐れがある。
【００１１】
一方、リアルタイムで電流又は電圧を検知して入力電力を実測し、随時ヒータに投入される電力（通電率）の制限値を更新することによって、ヒータ消費電力の規定範囲を上回らないように制限することも可能である。しかしながら、このような制御を行うには電流又は電圧検知センサなど特殊な構成が必要となるため、装置コストが上昇する。
【００１２】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、安価な構成で加熱定着動作に対する電力制限を可能にするとともに、電源事情があまりよくない地域においても安定した定着動作が可能な画像形成装置及びその制御方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。
【００１４】
即ち、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を加熱定着する定着手段とを有した画像形成装置であって、前記定着手段に設けられたヒータを交流電源により通電して加熱する加熱手段と、前記加熱手段による加熱により前記ヒータの温度が予め定められた目標温度に達した後は、前記ヒータへの通電が予め定められた通電率上限値以下であることを維持しつつ、前記ヒータの温度が前記目標温度を維持するよう前記加熱手段による加熱を制御する一方、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数が予め定められた第１の時間のなかで予め定められた第１の回数以上に達した場合には、前記交流電源の電圧が降下したと判定し、前記通電率上限値より大きな通電率で、前記加熱手段による加熱を行うよう制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明を別の側面から見れば、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を加熱定着する定着手段とを有した画像形成装置の制御方法であって、前記定着手段に設けられたヒータを交流電源により通電して加熱する加熱工程と、前記加熱工程における加熱により前記ヒータの温度が予め定められた目標温度に達した後は、前記ヒータへの通電が予め定められた通電率上限値以下となることを維持しつつ、前記ヒータの温度が前記目標温度を維持するよう前記加熱工程における加熱を制御する一方、前記ヒータへの通電率が前記通電率上限値に達した回数が予め定められた第１の時間のなかで予め定められた第１の回数以上に達した場合には、前記交流電源の電圧が降下したと判定し、前記通電率上限値より大きな通電率で、前記加熱工程における加熱を行うよう制御する制御工程とを有することを特徴とする制御方法を備える。
【発明の効果】
【００１６】
従って本発明によれば、電流や電圧測定するための特別な構成を必要とせずとも、交流電源の電圧降下を判定し、その場合には、電力出力上限値以上の通電率でヒータを加熱することができるという効果がある。これにより、連続プリント中に、交流電源の電圧が不安定になっても、定着器のヒータを適切に維持し、形成画像の定着不良の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の代表的な実施例であるに多機能プリンタ（ＭＦＰ）装置の構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示すＭＦＰ装置に用いられるフィルム加熱方式の定着器の概略構成を示す側断面図である。
【図３】定着器の通電制御の概略構成を示すブロック図である。
【図４】フィルム加熱方式に従ってヒータ温度調整を行う場合の温度の時間変化を示す図である。
【図５】電力制限制御の概要を説明するためのヒータ温度の時間変化を示す図である。
【図６】電力制限制御の概要を示すフローチャートである。
【図７】電源電力を判定する期間におけるヒータの温度の時間変化を示す図である。
【図８】電源電力の判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】ステップＳ１０４の電力制限処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】連続プリント中におけるヒータの温度調整の様子を示す図である。
【図１１】連続プリント中においてヒータ１１の温度調整を電力出力上限値の更新しながら実行する様子を示す図である。
【図１２】電力制限処理に電力出力上限値の更新処理を組み込んだ処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。
【００１９】
なお、この明細書において、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、トナーを受容可能なものも表すものとする。
【００２０】
図１は本発明の代表的な実施例である多機能プリンタ装置（以下、ＭＦＰ装置）１００の構成を示す側断面図である。
【００２１】
ＭＦＰ装置１００は電子写真方式に従って画像形成を行うプリンタユニット（画像形成装置）１０１と画像読み取りを行うリーダユニット１０２と読取原稿の搬送を行うＡＤＦユニット１０３とで構成される。
【００２２】
プリンタユニット１０１は記録媒体Ｐを収納するカセット１１０を備え、ピックアップローラ１１１と給送ローラ１１２により記録媒体Ｐをカセット１１０から給送する。給送された記録媒体Ｐは、１枚ずつ分離するため、リタードローラ１１３により分離給送され、その後、記録媒体Ｐは搬送ローラ１１４によりさらに搬送される。その後、停止しているレジストローラ対１１５により、記録媒体Ｐの斜行補正が行われると、レジストクラッチＣＬ１（不図示）を駆動連結してレジストローラ対１１５を回転させて、画像形成部１３０へと搬送される。
【００２３】
画像形成部１３０では、感光体ドラム１３１と帯電ローラ１３２によって感光体ドラム１３１の外周面を所定の極性の電位に一様に帯電処理される。レーザスキャナ１２０は画像情報の時系列デジタル画素信号に応じて変調されたレーザ光Ｌで感光体ドラム１３１を走査することで、感光体ドラム１３１上に静電潜像が形成される。その後、現像器１４０の現像ローラ１４１によって、感光体ドラム１３１上の静電潜像がトナー像として現像される。転写ローラ１３３には感光体ドラム１３１とは逆極性の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム１３１上のトナー像が記録媒体Ｐ上に静電転写される。
【００２４】
定着器１５０には、内側にヒータが配置され、外周に定着フィルムが装着された加熱ローラ１０と加圧ローラ２０によってニップが形成されている。そのニップ部に記録媒体Ｐが到達すると、ヒータの発熱と圧力により記録媒体Ｐ上のトナー像が加熱溶融されて定着する。その後、排出ローラ１６０により装置外に記録媒体Ｐは排出される。
【００２５】
また、両面記録の際には定着器１５０を通過した記録媒体Ｐは排出部にて停止・反転しスイッチバックされ、反転搬送路１７０に搬送される。その際、定着器１５０に再度、記録媒体Ｐが戻らないように反転フラッパー１７１によって自重で搬送パスの切り替えが行われる。反転搬送路１７０では記録媒体Ｐは反転ローラ１７２によりレジストローラ対１１５に搬送され、再度斜行補正を行った後に、裏面への画像形成が行われる。
【００２６】
図２にフィルム加熱方式の定着器のより詳細な構成を示す側断面図である。
【００２７】
定着器１５０は加熱ローラ１０と加圧ローラ２０により構成される。加熱ローラ１０は、耐熱性のステイホルダ（支持体）１２にヒータ１１を固定し、ヒータ１１の外側に耐熱性樹脂の円筒状の薄肉のフィルム（定着フィルム）１３を配置し、弾性を有する加圧ローラ２０を定着フィルム１３を介してヒータ１１に圧接している。これにより、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との間に所定の幅のニップ部が形成される。加圧ローラ２０は内部に弾性層２２、その外周部に離型層２３が設けられており、回転軸２１の回りに回転する。
【００２８】
ヒータ１１は通電により加熱され、そのヒータ温度をヒータ１１の背面に設置されたサーミスタ１４で検知して、ＭＦＰ装置１００のコントローラ（不図示）にフィードバックすることにより、ヒータ１１を所定の定着温度に温度調節している。
【００２９】
記録媒体Ｐ上のトナー像を定着するにはヒータ１１を定着温度に調整し、定着フィルム１３を矢印方向に回転させ、その状態で定着フィルム１３と加圧ローラ２０とのニップ部へトナー像を担持した記録媒体Ｐをガイド１５を経て導入する。記録媒体Ｐは定着フィルム１３の面に密着し、定着フィルム１３と一緒にニップ部が挟持搬送される。記録媒体Ｐがニップ部を通過する間に、記録媒体Ｐとその上のトナー像がヒータ１１により定着フィルム１３を介して加熱されて、トナー像が記録媒体Ｐに定着される。ニップ部を通過した記録媒体Ｐは、定着フィルム１３の面から剥離してガイド１６を経て定着器１５０の外へと搬送される。定着器１５０の外部には搬送ローラ１７とその従動ローラ１８とが設けられ、これらのローラ対により記録媒体Ｐをさらに搬送する。
【００３０】
このようなフィルム加熱方式の定着器を用いたＭＦＰ装置は、定着器の加熱効率がよく立ち上がりが速いことにより、待機中の予備加熱を不要にしたり、待ち時間を短縮させるなど、従来の熱ローラ等による定着器を用いた場合に比べて多くの利点を有している。
【００３１】
図３は定着器の通電制御の概略構成を示すブロック図である。
【００３２】
定着器１５０の通電制御はＣＰＵ４がメモリ８に格納された制御プログラムを実行し、サーミスタ１４により検知された温度とヒータ１１の目標温度からヒータ１１に必要な電力値を算出しＡＣ電源５からの入力電圧をＡＣドライバ６を介して制御してなされる。このようにして、ヒータ１１への通電が制御され、ヒータの温度調整が行われる。なお、ＣＰＵ４は、時間を測定（カウント）するタイマ機能を有するものとする。
【００３３】
図３に示されているように、サーミスタ１４にはプルアップ抵抗Ｒ１、Ｒ２がそれぞれ直列に接続されており、スイッチ７によりこれらのプルアップ抵抗には選択的に電源電圧＋５Ｖが印加される。一方、Ａ／Ｄ変換器３はプルアップ抵抗Ｒ１，Ｒ２とサーミスタ１４の接続点からアナログ電圧を入力し、その電圧をデジタル信号に変換して、ＣＰＵ４に出力する。ＣＰＵ４では、そのデジタル信号の値を温度へと換算する。この換算値がサーミスタ検知温度となる。
【００３４】
ＣＰＵ４はスイッチ７の切換を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器３のデジタル出力から得られたサーミスタ検知温度に基づいてＡＣドライバ６を制御する。この制御により、ＡＣ電源５からの交流電源電圧を利用して所定の通電率でヒータ１１を駆動する。
【００３５】
次に、フィルム加熱方式の定着器の温度調整方法の概要について説明する。
【００３６】
図４はフィルム加熱方式の温度調整方法に従う温度の時間変化を示す図である。
【００３７】
定着器１５０のヒータ１１に通電するＡＣドライバ６は、ＣＰＵ４からの温度調整要求（温調読取）に基づいてヒータ１１に通電を開始する。ＣＰＵ４はサーミスタ検知温度を監視し、その温度（Ｔthrm）が目標温度（Ｔtarget）と一致するように制御する。ここでは、短時間でヒータ１１を目標温度に到達させる為の立上げ制御と、この立上げ制御によりサーミスタ検知温度が目標温度に到達後、目標温度に対してサーミスタ検知温度が追従する為のＰＩ制御とを使い分ける。ＰＩ制御とは、比例（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）と積分（Ｉｎｔｅｇｒａｌ）の２つの部分からなる制御の略称である。
【００３８】
次に以上の構成のＭＦＰ装置において実行される定着器の温度調整制御の実施例について説明する。
【００３９】
図５は電力制限制御の概要を説明するためのヒータ温度の時間変化を示す図である。
【００４０】
上述したように、この実施例における定着器の温度調整が立上げ制御とＰＩ制御からなる２つの処理段階に分けられている。また、ＭＦＰ装置の消費電力上限の１つの目安としては、商用電源で供給可能な最大電流があるため、定着器の消費電力がその規定値を上回らないように電力制限が行われている。この実施例における定着器の電力制御では、上記２つの処理段階に対し、立上げ制御段階で電源電力の判定が行われ、ＰＩ制御段階で電力制限の制御が行われる。
【００４１】
図６は電力制限制御の概要を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１０１では、ＭＦＰ装置のコントローラがヒータ立上げ指示を待ち合わせる。例えば、ＭＦＰ装置を接続するホスト装置からの印刷ジョブが送信されたり、また、リーダユニット１０２を用いた原稿の複写指示があると、プリンタユニット（画像形成装置）１０１における画像形成処理が起動され、ヒータ立上げ指示がなされる。ここで、ヒータ立上げ指示を受信すると、処理はステップＳ１０２に進み、ヒータ１１の目標温度を設定し、ヒータ１１に通電開始する。
【００４３】
さらに、ステップＳ１０３では短時間でヒータを目標温度に到達させる為の立上げ制御を実行するとともに、サーミスタ１４により検知されるヒータ温度の上昇率により電源電力の判定処理を実行し、ヒータ１１への電力出力上限値を決定する。図５に示すように、ヒータ１１が目標温度に到達すると立上げ制御は終了する。続いて処理はステップＳ１０４に進み、ＰＩ制御に移行し、ＰＩ演算により単位時間毎にヒータ１１への電力出力値（通電率）を算出し更新する。ただし、算出された通電率が電力判定により決定された電力出力上限値を越えないように電力制限処理が実行される。
【００４４】
ステップＳ１０５では、継続するプリントがあるかどうかを調べ、引き続き画像形成処理が続く場合には、処理はステップＳ１０４に戻り、上記の動作を繰り返す。
【００４５】
次に、図７〜図８を参照して、ステップＳ１０３における電源電力の判定処理の詳細について説明する。
【００４６】
図７は電源電力を判定する期間におけるヒータの温度の時間変化を示す図であり、図８は電源電力の判定処理の詳細を示すフローチャートである。なお、図８において、破線で囲んだ処理ステップがステップＳ１０３における電源電力の判定処理の詳細に相当する。その他の処理ステップについては図６で説明したのと同じ処理ステップなので、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の後、ステップＳ２０１では、所定の短い時間Ｓ１（例えば、３００ｍｓ）、所定の通電率（例えば、５０％）でヒータ１１への通電を行う。続いて、ステップＳ２０２では、所定の通電率での通電中のヒータ１１の温度上昇率を、微小の時間あたりの温度の変化に基づいて求める。図７に示すように、所定の短い時間Ｓ２（例えば、２００ｍｓ）の期間にサーミスタ検知温度の変化分ΔＴを測定し、その温度上昇率を算出する。この温度上昇率の値から電力出力値Ｘ（旧出力値ＸＯ）の補正量Ｙを算出する。
【００４８】
その結果、次のヒータ１１への新出力値ＸＮは、
ＸＮ  ＝  ＸＯ  ＋  補正量Ｙ
となる。
【００４９】
このようにして、ステップＳ２０３では、ヒータ１１への通電率を旧出力値ＸＯから新出力値ＸＮに変更する。ステップＳ２０４では、図７に示すように、このような時間Ｓ１、Ｓ２において得られたサーミスタ検知温度（Ｔthrm）と目標温度（Ｔtarget）とを比較する。そして、Ｔthrm＜Ｔtargetであれば、処理はステップＳ２０２に戻り、Ｔthrm≧Ｔtargetであれば、処理はステップＳ２０５に進む。このようにして、ヒータの立上げ制御では、サーミスタ検知温度が目標温度に到達するまで、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理を繰り返す。
【００５０】
また、上記の繰り返し処理毎に、ステップＳ２０２では時間Ｓ２での温度の変化ΔＴを取得しメモリ８にバッファリングしている。例えば、上記時間Ｓ１、Ｓ２の動作は、サーミスタ検知温度が目標温度に到達するまでＮ回繰り返した場合に、ΔＴもＮ回（複数回）バッファされる。即ち、ΔＴ（１）、ΔＴ（２）、……、ΔＴ（Ｎ）がメモリ８に格納される。
【００５１】
サーミスタ検知温度が目標温度に到達すると、処理はステップＳ２０５において、メモリ８にバッファリングされた、例えば、Ｎ個のΔＴの値から、ΔＴの平均値（ΔＴ_ave）を算出する。即ち、
ΔＴ_ave＝｛ΔＴ（１）＋ΔＴ（２）＋……＋ΔＴ（Ｎ）｝／Ｎ
を求める。
【００５２】
次に、ステップＳ２０６では、上記平均化により算出されたΔＴの平均値（ΔＴ_ave）に基づいて、電源電力の判定を行う。例えば、ΔＴ_aveの値を表１に示すようなテーブルを参照して、ΔＴ_ave値の範囲から電源電力のレベルが高、中、低の何れかに該当するかを判定する。
【００５３】
＜表１＞
┌─────────┬────────────────┬────────┐
│                  │        ΔＴ_aveの値            │    電力判定    │
├─────────┼────────────────┼────────┤
│                  │          ΔＴ_ave≦８．５      │      低        │
│    波数制御      ├────────────────┼────────┤
│  （電源電圧：    │    ８．５＜ΔＴ_ave≦１０．４  │      中        │
│    ２３０Ｖ）    ├────────────────┼────────┤
│                  │  １０．４≦ΔＴ_ave            │      高        │
├─────────┼────────────────┼────────┤
│                  │          ΔＴ_ave≦６．１      │      低        │
│    位相制御      ├────────────────┼────────┤
│  （電源電圧：    │    ６．１＜ΔＴ_ave≦７．９    │      中        │
│    １００Ｖ／    ├────────────────┼────────┤
│    １２０Ｖ）    │    ７．９≦ΔＴ_ave            │      高        │
└─────────┴────────────────┴────────┘
【００５４】
更に、上記判定された電源電力のレベルを表２に示すようなテーブルを参照して、ヒータ１１に通電するＡＣ電圧を位相制御又は波数制御等の変調をかける出力値（通電率）の上限値とする基準通電率上限値（ＤＯ）を決定する。
【００５５】
＜表２＞
┌───────┬────────────────────────────┐
│              │                  基準通電率上限値（ＤＯ）              │
│              ├───────────┬────────────────┤
│  電力判定    │      波数制御        │            位相制御            │
│              │（電源電圧：２３０Ｖ）│（電源電圧：１００Ｖ／１２０Ｖ）│
├───────┼───────────┼────────────────┤
│      低      │        ８５％        │            １００％            │
├───────┼───────────┼────────────────┤
│      中      │        ７０％        │              ９０％            │
├───────┼───────────┼────────────────┤
│      高      │        ６５％        │              ８０％            │
└───────┴───────────┴────────────────┘
【００５６】
またさらに、ステップＳ２０６では、変動可能な通電率上限値ＤＬを基準通電率上限値（ＤＯ）で初期化する。
【００５７】
この後、前述したステップＳ１０４におけるＰＩ制御の処理に移行する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０４の電力制限処理の詳細について説明する。
【００５９】
図９はステップＳ１０４の電力制限処理の詳細を示すフローチャートである。なお、図９において、破線で囲んだ処理ステップがステップＳ１０４における電力制限処理の詳細に相当する。その他の処理ステップについては図６で説明したのと同じ処理ステップなので、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００６０】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の後、ステップＳ１０３におけるヒータの立上げ制御において、サーミスタ検知温度が目標温度に到達すると、ヒータ１１の温度調整制御はステップＳ１０４におけるＰＩ制御に移行する。
【００６１】
ＰＩ制御では、制御部は予め設定した目標温度とサーミスタ検知温度との差分より、所定時間（例えば、４０ミリ秒）毎にＰＩ演算を行う。このため、ステップＳ３０１では、所定時間（例えば、４０ミリ秒）が経過するまで処理は待ち合わせる。その時間が経過すると、処理はステップＳ３０２に進み、次回に（次の４０ミリ秒の期間）ヒータ１１に印加する通電率Ｄを算出する。次に、ステップＳ３０３では、その算出通電率（Ｄ）がヒータ１１の立上げ段階制御（ステップＳ１０３）で実行した電源電力の判定の結果によって決定された通電率上限値（ＤＬ）を上回るかどうかを調べる。
【００６２】
ここで、Ｄ＞ＤＬである場合（即ち、算出通電率（Ｄ）が通電率上限値（ＤＬ）上回った場合）、処理はステップＳ３０５に進み、通電率上限値（ＤＬ）で電力を出力する。さらに、ステップＳ３０６では、上回り回数（ＯＴ）を＋１としてＤ＞ＤＬとなったことを積算記録する。なお、上回り回数（ＯＴ）の積算に関しては、後で詳述する。これに対して、Ｄ≦ＤＬである場合、処理はステップＳ３０４に進み、算出された通電率で電力を出力する。
【００６３】
ステップＳ３０４、又は、ステップＳ３０６の終了後、時間が４０ミリ秒経過していない場合は、処理はステップＳ１０５に進む。
【００６４】
以上のような制御により、ヒータへの通電が通電率上限値以下となるように制御して定着器の消費電力が商用電源の規定値を上回らないようなヒータの温度調整制御が実現される。
【００６５】
しかしながら、上述の処理が電力制限に有用であることは、安定電圧が常時供給されることが前提である。言い換えると、ステップＳ１０４におけるＰＩ制御では、電圧降下が発生すると、ステップＳ１０３における立上げ段階制御における電力（電圧）によって決定したヒータ電力出力上限値（通電率上限値（ＤＬ））を確実に電力制限に適用することは難しくなる。
【００６６】
図１０は連続プリント中におけるヒータ１１の温度調整の様子を示す図である。図１０では、上段にヒータ温度の時間変化を、中段に上回り回数の時間変化を、下段に通電率上限値を示している。
【００６７】
ＰＩ制御により算出される通電率（Ｄ）でヒータ１１へ電力を供給する場合、電源電圧が安定している場合（時間で０〜９０秒）には、図１０の上段に示すように、ヒータの温度が目標温度に沿って推移する。しかしながら、連続プリント中に電圧降下が発生すると、ヒータを目標温度に維持するため通電率Ｄは上昇する傾向がある。一方、図１０の下段に示すように、通電率（Ｄ）が通電率上限値ＤＬ（例えば、６５％）に制限されていると、図１０の中段に示すように（時間９０〜１９０秒）、上回り回数（ＯＴ）も急に増加する。これはヒータ１１に供給される電力不足を生じさせ、その結果、ヒータ１１の温度が目標温度に達せず、定着不良などの画像形成処理での不具合を生じさせる可能性がある。
【００６８】
このような問題が生じないようにするため、この実施例ではヒータへの電力出力の上限値を更新する。以下、図１１〜図１２を参照して、電力出力上限値の更新処理の詳細について説明する。
【００６９】
図１１は連続プリント中においてヒータ１１の温度調整を電力出力上限値を更新しながら実行する様子を示す図である。図１１でも図１０と同様に、上段にヒータ温度の時間変化を、中段に上回り回数の時間変化を、下段に通電率上限値を示している。
【００７０】
図１２は電力制限処理に電力出力上限値の更新処理を組み込んだ処理を示すフローチャートである。
【００７１】
なお、図１２において、破線で囲んだ処理ステップがステップＳ１０４における電力制限処理に電力出力上限値の更新処理を加えた処理の詳細に相当する。その他の処理ステップについては図６で説明したのと同じ処理ステップなので、同じステップ番号を付し、その説明は省略する。
【００７２】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の後、ステップＳ１０３におけるヒータの立上げ制御において、サーミスタ検知温度が目標温度に到達し、ヒータ１１の温度調整制御はステップＳ１０４におけるＰＩ制御に移行する。
【００７３】
この実施例では、コントローラは単位時間（例えば、１秒）毎に、算出された通電率（Ｄ）が通電率上限値（ＤＬ）を上回った回数（上回り回数（ＯＴ））を集計する。上回り回数（ＯＴ）が所定時間（例えば、１０秒）内に連続で所定の最大値（例えば２５回）の回数以上になった場合、電源電圧が降下する傾向があり、ヒータ温度調整が不良臨界状態となることと判定する。このため、上回り回数（ＯＴ）が所定の最大値を下回るまで、通電率上限値（ＤＬ）を１ステップ（例えば、１％）ずつ引き上げて、十分なヒータ供給電力を確保する。
【００７４】
そして、通電率上限値（ＤＬ）が引き上げられた後、供給電力の回復を検知するため、上回り回数（ＯＴ）が所定時間（例えば、１０秒）内に連続で所定の最大値に達することがなければ、電源電力が回復したと判定する。その後、通電率上限値（ＤＬ）を初期状態（基準通電率上限値（ＤＯ））までに１ステップずつ引き下げる。
【００７５】
以上の点について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７６】
まず、ステップＳ１０４におけるＰＩ制御の後、ステップＳ４０１では、時間が１秒経過したことを確認し、次のステップＳ４０２では上回り回数（ＯＴ）が２５回以上になったかどうかを調べる。ここで、ＯＴ≧２５である場合、処理はステップＳ４０３に進み、ピーク回数（ＰＴ）を“＋１”インクリメントする。その後、処理はステップＳ４０５に進む。この実施例では、算出された通電率（Ｄ）が通電率上限値（ＤＬ）以上である場合、４０ミリ秒毎に上回り回数（ＯＴ）が“＋１”インクリメントされるので、１秒の間に上回り回数（ＯＴ）の値は最大で２５となる。従って、この２５となる状態を“ピーク状態”と定義し、そのピーク状態となった回数をピーク回数（ＰＴ）としてカウントするのである。これに対して、ＯＴ＜２５回である場合、処理はステップＳ４０４に進み、ピーク回数（ＰＴ）を“ゼロ”クリアする。
【００７７】
ステップＳ４０５では、ピーク回数（ＰＴ）が１０回以上となったかどうかを調べる。ここで、ＰＴ≧１０である場合、処理はステップＳ４０６に進み、通電率上限値（ＤＬ）を１ステップ（ここでは、１％）で引き上げるよう更新し、同時にピーク回数（ＰＴ）を“ゼロ”クリアする。このようにして、この実施例では上回り回数（ＯＴ）が１０秒間に連続して“ピーク状態”であることを検知する。
【００７８】
次に、ステップＳ４０７では上回り回数（ＯＴ）が２５回未満であり、且つ、通電率上限値（ＤＬ）が基準通電率上限値（ＤＯ）を上回っているかどうかを調べる。ここで、ＯＴ＜２５、かつ、ＤＬ＞ＤＯである場合、処理はステップＳ４０８に進み、電力状態が通常状態に復帰したことを示す復帰回数（ＲＴ）の値を“＋１”インクリメントし、その後、処理はステップＳ４１０に進む。このようにして、この実施例では、通電率上限値（ＤＬ）が基準通電率上限値（ＤＯ）から引き上げられた後、上述した“ピーク状態”にならない場合を電力復帰状態として認識し、その復帰した回数をカウントすることができる。これに対して、ＯＴ≧２５、又は、ＤＬ≦ＤＯである場合、処理はステップＳ４０９に進み、復帰回数（ＲＴ）をゼロクリアする。
【００７９】
更に、ステップＳ４１０では、復帰回数（ＲＴ）が１０回以上であるかどうかを調べる。ここで、ＲＴ≧１０である場合、処理はステップＳ４１２に進み、通電率上限値（ＤＬ）を１ステップ（ここでは、１％）で引き下げるよう更新し、同時に復帰回数（ＲＴ）をゼロクリアする。このようにして、この実施例では、上回り回数（ＯＴ）が１０秒間に連続してピーク状態でないことを検知する。
【００８０】
その後に、ステップＳ４１３では、次の１秒間に上述動作を繰り返すために、上回り回数（ＯＴ）をゼロクリアする。
【００８１】
従って以上説明した実施例に従えば、加熱定着動作に対し、電流又は電圧測定のための特別な構成を必要とせず、ヒータ消費電力が商用電源規定値を上回らないように、電力供給制限を行うことができる。また、連続プリント中の入力電圧が不安定となり、定着器のヒータ温度が目標温度を維持するために必要な電力の供給が不足するような傾向を早期に検知して対策を行い、定着不良の発生を避けることができる。これは、特に、電源事情があまりよくない国や地域において、ＭＦＰ装置が設置され用いられる場合にも、良好な画像形成を行う点で効果的である。
【００８２】
なお、以上説明した実施例では、ＭＦＰを例として説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、単機能のプリンタ、また、通信機能を備えたファクシミリ装置、ネットワークを接続可能なネットワークプリンタなどに本発明を適用してもよい。
【００８３】
また、本発明は上述した実施例の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が実行してもよい。さらに、本発明は前述の実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行してもよい。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８４】
またさらに、本発明は、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけではない。また、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。
【００８５】
またさらに、本発明は、プログラムを実行するコンピュータ（プロセッサ）は１つに限らず、複数のコンピュータが協働して、以上の実施例の処理を実行してもよい。
【００８６】
またさらに、本発明は、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれることもある。そして、該プログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８７】
３  Ａ／Ｄ変換器、４  ＣＰＵ、５  ＡＣ電源、６  ＡＣドライバ、７  スイッチ、
８  メモリ、１１  ヒータ、１４  サーミスタ、Ｒ１，Ｒ２  プルアップ抵抗
１００  多機能プリンタ装置（ＭＦＰ装置）、
１０１  プリンタユニット（画像形成装置）、１０２  リーダユニット、
１０３  ＡＤＦユニット
【図１】
2015219368.tif 000003
【図２】
2015219368.tif 000004
【図３】
2015219368.tif 000005
【図４】
2015219368.tif 000006
【図５】
2015219368.tif 000007
【図６】
2015219368.tif 000008
【図７】
2015219368.tif 000009
【図８】
2015219368.tif 000010
【図９】
2015219368.tif 000011
【図１０】
2015219368.tif 000012
【図１１】
2015219368.tif 000013
【図１２】
2015219368.tif 000014