(57)【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、
ヒータを有し記録材に形成された画像を記録材に加熱定着する定着部と、
制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記制御部は、単位時間当たりの画像形成枚数であるスループットを画像形成中の現在のスループットから上げた場合の前記装置の使用電力を、現在のスループットで画像形成している時の前記装置の使用電力と、現在のスループットと上げた後のスループットの比と、を用いて算出し、スループットを上げた場合の前記使用電力と前記装置への供給可能電力を比較することにより、前記スループットを上げるか否かを判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記使用電力が前記供給可能電力より小さい場合、前記スループットを上げ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】
前記スループットは、画像形成速度と記録材の搬送間隔の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、定着処理を行っている時に前記ヒータに必要とされる必要電力と、前記ヒータに供給可能な電力と、を比較して決まるスループットで画像形成を開始させることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記装置は更に、商用電源の電圧を検知する電圧検知回路と、前記装置全体に流れる電流を検知する電流検知回路と、を有し、前記制御部は、前記電圧検知回路からの出力と前記電流検知回路からの出力に基づいて前記装置の使用電力を算出することを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記装置は更に、商用電源の電圧を検知する電圧検知回路と、電源部と、前記電源部に流れる電流を検知する第１の電流検知回路と、前記ヒータに流れる電流を検知する第２の電流検知回路と、を有し、
前記制御部は、前記電圧検知回路からの出力と前記第１の電流検知回路からの出力と、前記第２の電流検知回路からの出力と、に基づいて前記電源部で使用される電力と前記ヒータで使用される電力を算出し、
前記制御部は、前記電源部で使用される電力と前記ヒータで使用される電力の和に基づき前記装置の使用電力を算出することを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
プリントジョブの残りの記録材の枚数が所定の枚数より少ない場合、前記制御部はスループットを変更しないことを特徴とする請求項１〜６いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着部は筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内部空間に配置されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部は、前記フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラを有し、記録材上の画像は前記定着ニップ部で記録材に定着されることを特徴とする請求項８に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、記録材に形成された未定着トナー像を記録材に加熱定着する定着部を有する、電子写真記録方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置の消費電力は増加する傾向にある。特に高速のカラーレーザプリンタは、搭載しているモータの数が多く、更に、高速化に伴いモータの消費電力が増大する。このため、高速化はプリンタ全体の消費電力の増大を招き易い。
【０００３】
標準的な交流電源電圧、標準的な環境、標準的な装置内の負荷状態において、画像形成装置はトナー像を定着するのに必要な電力を定着部に供給できる設計になっている。しかしながら、高速化による消費電力の増加に伴い、商用電源が供給可能な最大電力（正確には最大電流）に対し、余裕の少ない設計となりつつある。その為、商用電源の入力電圧が低い時、装置の使用期間や環境などの影響により駆動負荷の消費電力が大きい時、等の画像形成装置の状況によっては、必要電力を定着部に供給できない場合が存在する。
【０００４】
そこで、プリンタに必要な電流が、商用電源から供給可能な最大電流を超えると判断した場合には、プリント初期のスループット（単位時間あたりのプリント枚数）を落とすという提案がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−９９１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電力が不足するのでスループットを落とす、という制御を必要とする画像形成装置は、一般的に高速の装置である。その為、多数枚の記録材に連続してプリントするケースが多い。多数枚の記録材にプリントする必要があるのに、スループットを落とすと、指定した全ての記録材を出力し終わるまでの時間が長くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するための本発明は、記録材に画像を形成する画像形成部と、ヒータを有し記録材に形成された画像を記録材に加熱定着する定着部と、制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、単位時間当たりの画像形成枚数であるスループットを画像形成中の現在のスループットから上げた場合の前記装置の使用電力を、現在のスループットで画像形成している時の前記装置の使用電力と、現在のスループットと上げた後のスループットの比と、を用いて算出し、スループットを上げた場合の前記使用電力と前記装置への供給可能電力を比較することにより、前記スループットを上げるか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
電力が不足するケースでスループットを落とすという制御を実行する装置において、可能な限り高い生産性を確保できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の断面図
【図２】定着部の断面図
【図３】実施例１の回路図
【図４】実施例１のフローチャート
【図５】実施例１のタイムチャート
【図６】実施例２及び３の回路図
【図７】実施例２のフローチャート
【図８】実施例３のフローチャート
【図９】実施例３のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
以下、実施例１を図１〜図４に基づいて説明する。図１は電子写真記録技術を用いたタンデム型のカラープリンタ（画像形成装置）の構成図である。タンデム型のカラープリンタはイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を出力する。
【００１１】
各色の画像形成のために、レーザスキャナ（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）とカートリッジ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が備えられている。カートリッジ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）は、図中矢印の方向に回転する感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）を有する。更に、感光体に接するように設けられた感光体クリーナ（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）、帯電ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）、及び現像ローラ（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）を有している。
【００１２】
４つの感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）には中間転写ベルト１９が接している。中間転写ベルト１９を介して感光体と対向する位置には一次転写ローラ（１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ）が設けられている。
【００１３】
記録材２１を格納するカセット２２には、記録材２１の有無を検知する有無検知センサ２４が設けられている。記録材の搬送路には、給紙ローラ２５、分離ローラ２６ａ、２６ｂ、レジストローラ２７が設けられ、レジストローラ２７の記録材搬送方向の下流側にはレジストセンサ２８が設けられている。更に、記録材搬送方向の下流側には、中間転写ベルト１９と接する二次転写ローラ２９、定着部３０が設けられている。
【００１４】
３１はレーザプリンタの制御部であるコントローラであり、ＲＯＭ３２ａ、ＲＡＭ３２ｂ、タイマ３２ｃ等を具備したＣＰＵ（中央演算処理装置）３２、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。なお、図１中のＴＨＳは環境センサである。
【００１５】
次に画像形成プロセスについて簡単に説明する。まず、感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）表面を帯電ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）により均一に帯電させる。次にレーザスキャナ（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）により画像データに応じて変調したレーザ光を感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）表面に照射し、感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）表面に静電潜像を形成する。静電潜像は現像器により現像され、各色のトナー像を感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）表面に形成する。
【００１６】
感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）表面上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ（１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ）に印加された一次転写バイアス電圧により中間転写ベルト１９上に転写される。感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）、現像ローラ（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）、並びに中間転写ベルト１９は、全て第１モータ３５により駆動される。第１モータ３５はＣＰＵ３２によって速度制御される。
【００１７】
ＣＰＵ３２は、ベルト１９の搬送速度に応じたタイミングで各カートリッジ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）における画像形成タイミングを制御し、それぞれのトナー像を中間転写ベルト１９上に順次転移させる。これにより中間転写ベルト１９上にはフルカラー画像が形成される。
【００１８】
一方、カセット２２内の記録材２１は給紙ローラ２５により給紙される。更に分離ローラ２６ａ、２６ｂにより一枚だけ分離され、分離した記録材はレジストローラ２７を通過して、二次転写ローラ２９へ搬送される。その後、二次転写ローラ２９に印加されるバイアス電圧によって中間転写ベルト１９上のトナー像は記録材２１に転写される。記録材に画像を転写する二次転写ローラ２９までの構成を画像形成部と称する。トナー像が形成された記録材２１は定着部３０により加熱定着処理され、その後、装置外に排出される。
【００１９】
なお、給紙ローラ２５、レジストローラ２７、二次転写ローラ２９等の、記録材の搬送に関わるローラは、第２モータ３６により駆動される。第２モータ３６はＣＰＵ３２によって速度制御される。
【００２０】
次に、定着部３０の構成を図２を用いて説明する。図２は、定着部３０の断面図である。定着部３０はエンドレスフィルム（筒状フィルム）を用いたフィルム加熱方式の定着部である。１０２は定着フィルム、１００は定着フィルム１０２の内面に接触するヒータ、１０１はヒータ１００を保持するホルダである。ヒータ１００は、セラミック製の基板上に発熱抵抗体１１１を印刷したセラミックヒータであり、商用電源からの電力は発熱抵抗体１１１に供給される。１０３は定着フィルム１０２を介してヒータ１００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラである。トナー像Ｔが形成された記録材２１は、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱される。１０４は、ヒータ１００の裏面に接触している保護素子である。保護素子１０４は、ヒータ１００が異常昇温したら、その熱でヒータ１００への給電回路を開放するように作動する素子であり、本例ではサーモスイッチを用いている。ヒータ１００の裏面にはヒータ１００の温度を検知する温度検知素子（本例ではサーミスタ）５４（図３参照）も設けられている。加圧ローラ１０３は不図示のモータにより駆動される。加圧ローラ１０３が回転すると定着フィルム１０２が従動回転する。
【００２１】
定着処理中、温度検知素子５４の検知温度が、トナーの定着に適した制御目標温度を維持するように、ヒータ１００へ供給される電力が制御される。
【００２２】
定着フィルム１０２を用いた定着装置は、定着フィルム１０２の熱容量が小さいので、ヒータ１００への給電を開始してから短時間で定着可能な状態にできるという特性を有している。その一方で、定着フィルム１０２以外の構造物は定着フィルム１０２に比べると熱容量が大きい。その為、複数枚の記録材にプリントする連続プリントのジョブがプリンタに入力し、定着ニップ部Ｎに一枚目の記録材２１が到達した段階では、定着部は十分に温まっていない。ヒータ１００に供給する電力は、トナーを記録材に定着させる為に必要な電力の他に、定着部を構成する構造物を温めるための電力も必要となる。その為、一枚目のプリント時に定着部が必要とする電力は大きく、連続プリント中にプリント枚数が増えるに連れて、定着部が温まってくるので必要電力は小さくなる。
【００２３】
次に、図３を用いてヒータ駆動回路部の構成を説明する。５０はプリンタを接続する商用電源である。スイッチング電源（以降、電源と記載）６４とヒータ１００（正確には発熱抵抗体１１１）はＡＣフィルタ５１を介して商用電源５０に接続されている。３２は、ヒータ駆動制御やプリンタのその他の各制御を実行するＣＰＵであり、各入出力ポートとＲＯＭ３２ａ及びＲＡＭ３２ｂなどから構成されている。
【００２４】
５２はゼロクロス検知回路である。ゼロクロス検知回路５２は、商用電源５０の電圧が閾値電圧（大よそ０Ｖ）より大きい時と小さい時で出力信号が反転する構成である。この回路５２はヒータ駆動のタイミングを制御するのに利用される。ゼロクロス検知回路５２の出力は、ＣＰＵ３２の入力ポートＰＡ１に入力している。
【００２５】
温度検知素子５４は、一方の端子をグランド、他方の端子を固定抵抗５５に接続されている。ＣＰＵ３２のアナログ入力ポートＡＮ０には、電圧Ｖｃｃ１を温度検知素子５４の抵抗値と固定抵抗５５で分圧した電圧が入力している。温度検知素子（サーミスタ）５４は高温になると抵抗値が低下する特性を持っており、ＣＰＵ３２は予め設定された電圧−温度変換テーブルを基に、入力ポートＡＮ０に入力する分圧電圧を温度に変換する。これにより、ヒータ１００の温度を検知できる。ＣＰＵ３２は、検知温度に基づき位相制御回路７０の駆動タイミングを決定し、出力ポートＰＡ２よりトライアック７１を駆動する為のＤｒｉｖｅ信号を出力する。
【００２６】
次に、位相制御回路７０を説明する。所定の点灯タイミングで出力ポートＰＡ２がＨｉｇｈレベルとなることでベース抵抗５８を介したトランジスタ７５がオンする。トランジスタ７５がオンすることでフォトトライアックカプラ７２がオンすることとなる。なお、フォトトライアックカプラ７２は、電気的な一次と二次の間の絶縁を確保するためのデバイスである。抵抗７６はフォトトライアックカプラ７２内の発光ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗である。
【００２７】
抵抗７３、７４はトライアック７１のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ７２がオンすることによりトライアック７１が通電する。トライアック７１は、商用電源５０によって両端に電位差が発生している状態でＯＮトリガがかかると、両端の電位差が０Ｖになり電流が無くなるまで通電状態にラッチされる素子である。従って、ヒータ１００にはトライアック７１のオンタイミングに応じた量の電力が供給される。ＣＰＵ３２は商用電源５０のオンタイミングを位相制御することによりヒータ１００へ供給する電力を制御する。
【００２８】
一方、電源６４は交流電圧を整流する為のダイオードブリッジ６１と平滑コンデンサ６２と、直流電圧を生成する為のＡＣ−ＤＣコンバータ６３を含んでいる。電源６４にて生成された直流電圧は、プリンタの制御部及び駆動部といった二次側負荷６５に供給される。
【００２９】
ＡＣフィルタ５１の下流ラインには電圧検知回路６６が接続されている。電圧検知回路６６は、トランスを用いて一次側と絶縁された出力ラインに、商用電源５０の実効値電圧に対応した電圧値を出力する。ＣＰＵ３２はアナログ入力ポートＡＮ１にて電圧検知回路６６から電圧値を受け取り、商用電源５０の電圧の実効値を検知する。
【００３０】
電流検知回路６７は、商用電源５０からの給電ラインが、電源６４と位相制御回路７０に分岐する分岐点ＤＰよりも上流に設けられている。電流検知回路６７は、トランスを用いて一次側と絶縁された出力ラインに、交流電流の実効値に対応した電圧値が出力する構成となっている。ＣＰＵ３２はアナログ入力ポートＡＮ２にて電流検知回路６７からの電圧値を受け取ることで、負荷６５とヒータ１００で消費される合算電流値を検知する。
【００３１】
電圧検知回路６６と電流検知回路６７の検知結果を演算することにより、ＣＰＵ３２はプリンタ全体が消費する電力値を算出できる構成となっている。
【００３２】
次に、本例の装置の制御を図４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。なお、このフローチャートに示す制御は、予めＲＯＭ３２ａに格納されたプログラムに従ってＣＰＵ３２により実行されるものである。
【００３３】
ＣＰＵ３２は、プリントジョブを受ける（Ｓ１１１）と、電圧検知回路６６により入力電圧Ｖｒｍｓを検知する（Ｓ１１２）。その後、検知したＶｒｍｓを元にプリンタ全体（装置全体）に供給可能な最大の供給可能電力Ｐｌｉｍｉｔを下記式にて算出する（Ｓ１１３）。
【００３４】
Ｐｌｉｍｉｔ  ＝  Ｉｌｉｍｉｔ  ＊  Ｖｒｍｓ
なお、Ｉｌｉｍｉｔは、商用電源５０に対して制限しなければならない電流の実効値（上限値）である。例えば１００Ｖ〜１２７Ｖ圏向けの製品では上限値Ｉｌｉｍｉｔ＝１２Ａｒｍｓ、２２０Ｖ〜２４０Ｖ圏向けの製品では上限値Ｉｌｉｍｉｔ＝１０Ａｒｍｓが初期設定値として予めＲＯＭ３２ａに格納されている。上限値Ｉｌｉｍｉｔはユーザが設定することも可能であり、２０Ａで作動するブレーカに対応しているユーザや、都合により上限値を低い値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できるようになっている。
【００３５】
続いて、電源６４の負荷電流Ｉｐｓを検知する為に、ヒータ１００へ通電していない状態で画像形成に関わる全駆動負荷を駆動し（Ｓ１１４）、ヒータ１００へ通電していない状態における負荷電流Ｉｐｓを電流検知回路６７で検知する（Ｓ１１５）。その後、プリンタ全体に供給可能な最大の供給可能電力Ｐｌｉｍｉｔと、電源負荷が消費する電力Ｉｐｓ＊Ｖｒｍｓと、の差分値であるヒータに供給可能な供給可能電力Ｐｆ＿ｌｉｍを算出する（Ｓ１１６）。
【００３６】
Ｐｆ＿ｌｉｍ  ＝  Ｐｌｉｍｉｔ  −  Ｉｐｓ＊Ｖｒｍｓ
一方、定着ニップ部Ｎで定着処理を行っている時にヒータ１００に必要と予測される電力を必要予測電力Ｐｆｓｒとして算出する（Ｓ１１７）。必要予測電力は、環境温度が低い程、大きな値に設定される。表１はＲＯＭ３２ａに格納されている環境温度と必要予測電力のテーブルであり、検知した環境温度と表１のテーブルに応じて必要予測電力が算出される。なお、環境温度は、プリンタ内部に設置されている環境センサＴＨＳ（図１参照）で検知される。
【００３７】
【表１】
0006797552.tif 000002
【００３８】
本例では、必要予測電力を環境温度のみで決めているが、その他、プリント開始時のヒータ（又は定着部）の温度や、記録材の種類、プリントする画像の印字比率情報等を用いて必要予測電力を決めてもよい。
【００３９】
次に、必要予測電力（必要電力）Ｐｆｓｒと供給可能電力Ｐｆ＿ｌｉｍとを比較する（Ｓ１１８）。必要予測電力Ｐｆｓｒが供給可能電力Ｐｆ＿ｌｉｍより小さい場合、装置の持つ最高速度（第１の速度）Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）でプリントを開始する（Ｓ１１９）。一方、必要予測電力Ｐｆｓｒが供給可能電力Ｐｆ＿ｌｉｍより大きい場合、最高速度よりも低い速度（第２の速度）Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）でプリントを開始する（Ｓ１２０）。このように、ＣＰＵ（制御部）３２は、定着処理を行っている時にヒータに必要とされる必要電力と、ヒータに供給可能な電力と、を比較して決まるスループット（本例では画像形成速度）で画像形成を開始させる。
【００４０】
次に、低速Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で画像形成を開始した後の、速度復帰シーケンスに関して図４（ｂ）を用いて説明する。画像形成開始後、電流検知回路６７により装置に流れている電流Ｉｐを検知する。電流検知のサンプリング周期は数１０ｍｓに１回とし、記録材１枚分の平均値Ｉｐ＿ａｖｅを求める（Ｓ１３１）。なお、電流の平均値Ｉｐ＿ａｖｅは所定時間分の平均値、或いは移動平均値であることが望ましく、記録材１枚分に限定されるものではない。
【００４１】
演算した平均値Ｉｐ＿ａｖｅと入力電圧Ｖｒｍｓを元に、装置が現在使用している電力Ｐｐを算出する（Ｓ１３２）。
Ｐｐ＝Ｉｐ＿ａｖｅ＊Ｖｒｍｓ
【００４２】
次に、最高速度Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に戻した時の、速度変更後の予測される電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを、電力Ｐｐと、最高速度Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）と現在の画像形成速度Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）との比率と、を用いて算出する（Ｓ１３３）。
Ｐｐ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｐ＊Ｖｍａｘ／Ｖｄｏｗｎ
【００４３】
速度を上げた場合の予測の装置の使用電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを供給可能電力Ｐｌｉｍｉｔから引いた差分が、速度をＶｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に上げた場合の余剰電力である。この余剰電力が０以上であった場合（Ｓ１３４）に画像形成速度をＶｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に変更（Ｓ１３５）し、連続プリントを継続する（Ｓ１３６）。
【００４４】
以上のように、ＣＰＵ（制御部）３２は、画像形成速度を上げた場合の装置の使用電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを算出し、使用電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒと装置の供給可能電力Ｐｌｉｍｉｔを比較することにより、画像形成速度を上げるか否か判断する。
【００４５】
図５は本実施例のタイムチャートである。図５の横軸が時間、縦軸が電力であり、プリンタ全体の消費電力の推移、及び画像形成速度の切り替えタイミングを示している。
【００４６】
時間０のタイミングがフローチャートのＳ１２０のタイミングであり、低速Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で画像形成を開始するという判断を行ったタイミングである。その後ＣＰＵ３２は電力Ｐｐを所定間隔でモニタし続ける。また、電力Ｐｐから速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを算出し、電力Ｐｌｉｍｉｔと比較する。
【００４７】
図中Ｔａの時点ではＰｌｉｍｉｔ−Ｐｐ＿ａｆｔｅｒから引いた余剰電力が０以下になる為、速いプロセス速度には変更できないと判断される。さらに時間が進み、余剰電力が０以上と判断されるＴｂの時点でＣＰＵ３２は速度Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に切換える。この時、装置全体の消費電力は増加するものの、装置全体の消費電力は電力Ｐｌｉｍｉｔを超える事はないので、速度Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）のままで画像形成が継続される。
【００４８】
以上のように、本実施例によれば、電力が不足するケースでスループットを落とすという制御を実行する装置において、可能な限り高い生産性を確保できる画像形成装置を提供できる。なお、本実施例では画像形成速度が２段階のケースで説明しているが、３段階以上の速度設定がある装置において、段階的に速度を上昇させる場合にも適用可能である。この場合も、切替前の速度と切替後の速度の比率を用いて速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを算出し、速度を上げてもよいかどうか判断すればよい。
【００４９】
（実施例２）
前述した実施例では、商用電源５０から電源６４への給電ラインと、商用電源５０から位相制御回路７０への給電ラインと、の分岐点ＤＰよりも上流（商用電源の側）に装置全体の電流を検知する電流検知回路を配置していた。そして、装置全体の使用電力から画像形成速度の復帰の可否を判断する例を示した。
【００５０】
本実施例では、分岐点ＤＰよりも電源６４側の給電ラインと、分岐点ＤＰよりも位相制御回路７０側の給電ラインと、に夫々電流検知回路を配置し、速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒの予測に対して、それぞれ異なる演算を用いる例を記載する。画像形成装置の構成は図１で説明した構成と同じであるので再度の説明は割愛する。
【００５１】
図６は、実施例２のヒータ駆動回路部及び電源を示す図である。図３に対して異なる部分のみ説明する。本例の回路は、分岐点ＤＰよりも電源６４側の給電ラインに電流検知回路６８を、分岐点ＤＰよりも位相制御回路７０側の給電ラインに電流検知回路６９を、夫々配置している。電流検知回路６８と６９から出力された信号はＣＰＵ３２のアナログ入力ポートＡＮ３とＡＮ４に入力され、それぞれの給電ラインに流れる電流値を検知する構成となっている。
【００５２】
電圧検知回路６６、および電流検知回路６８と６９の検知結果を演算することにより、ＣＰＵ３２は電源６４が消費する電力値とヒータ１００が消費する電力値をそれぞれ独立に算出する事が可能となっている。
【００５３】
画像形成速度が切り替わった場合に予測される電力は、電源負荷とヒータで異なる。電源負荷において、画像形成速度が上がることにより上昇する電力は、主に回転数が変化するアクチュエータであり、具体的には記録材の搬送に関わるローラ等を駆動するモータ３６や中間転写ベルト等を駆動するモータ３５である。ファンを駆動するモータ等の、常に同じ速度で駆動される負荷は画像形成速度が変更になったとしても変化はない。また、制御系の負荷等もほとんど影響を受けない。その為、搬送速度に影響を受ける速度依存負荷と、搬送速度に影響を受けない速度非依存負荷に分ける事ができる。その上で、速度依存負荷の電力を見極め、その速度依存負荷の速度変更後の電力のみを速度比率を用いて算出する事が望ましい。
【００５４】
一方、ヒータに供給する電力の用途は、実施例１において説明したように、記録材にトナー像を定着させる為に使用される電力と、定着部内部の構造物を温めることに使用される電力と、に大別される。
【００５５】
画像形成速度が変更された時に変化するものは主に記録材にトナー像を定着させる為に使用される電力である。このトナー像を定着させる為の平均電力は、主に、画像形成速度及び記録材の搬送間隔の両方から決まるスループットに依存する。スループットは、画像形成速度と記録材の搬送間隔の少なくとも一つである。更に、この電力は搬送速度の他に環境温度・記録材の種類・印字される画像の印字比率情報により変化する。その為、ヒータに供給する電力のうち、スループット依存性のある電力部分を見極め、スループット依存性のある電力部分の速度変更後の電力を、スループット比率を用いて算出する事が望ましい。
【００５６】
以下具体的制御に関して、図７のフローチャートを用いて説明する。図７は低速Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で画像形成を開始（Ｓ１２０）した後の復帰シーケンスに関して記載している。なお、本実施例中のＶｍａｘとＶｄｏｗｎは実施例１で説明したものと同様Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）は装置で設定されている最大の画像形成速度であり、Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）は電力制限が要因で選択された画像形成速度である。また、本フローチャートの説明に用いられるＨｍａｘ（ｐｐｍ）はＶｍａｘ（ｍｍ／ｓ）で搬送した時のスループットであり、Ｈｄｏｗｎ（ｐｐｍ）はＶｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で搬送した時のスループットである。
【００５７】
画像形成開始速度の判断は実施例１で説明したものと同じフローであり、本実施例の構成の場合、電流検知回路６８により検知される電源負荷の使用電力Ｐｐｓから判断する。
【００５８】
速度Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で画像形成を開始した後（Ｓ１２０）、電流検知回路６８及び６９の検知結果ＩｐｓとＩｆｓを並行して検知する。この検知は数１０ｍｓに１回のサンプリング周期で行われ、記録材１枚分の平均値Ｉｐｓ＿ａｖｅとＩｆｓ＿ａｖｅを算出する（Ｓ２１１、Ｓ２１５）。さらに、その後、電源負荷の使用電力Ｐｐｓ及びヒータ使用電力Ｐｆｓを算出する（Ｓ２１２、Ｓ２１６）。
Ｐｐｓ＝Ｉｐｓ＿ａｖｅ＊Ｖｒｍｓ
Ｐｆｐ＝Ｉｆｐ＿ａｖｅ＊Ｖｒｍｓ
【００５９】
次に電源負荷の使用電力Ｐｐｓのなかで、速度に依存する電力Ｐｐｓ＿ｌａｏｄを算出する（Ｓ２１３）。
Ｐｐｓ＿ｌａｏｄ＝Ｐｐｓ−Ｐｐｓ＿ｎｌｏａｄ
【００６０】
ここで、Ｐｐｓ＿ｎｌｏａｄは速度に依存しない電力であり、搬送モータ３６やプロセスモータ３５を駆動させない状態で、ファンモータ等の速度依存のない電源負荷を駆動した時の電力を測定した結果である。この制御はプリントジョブが入力する前、例えばプリンタの電源ＯＮの時に実行し、ＲＡＭ３２ｂに格納しておく。またＰｐｓ＿ｎｌｏａｄは、予め設計値（固定値）としてＲＡＭ３２ｂに格納しておいてもよい。
【００６１】
続いて、速度Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）から最大の画像形成速度Ｖｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に戻した時の、予測される電源負荷側の速度変更後の電力Ｐｐｓ−ａｆｔｅｒを以下の式によって算出する（Ｓ２１４）。
【００６２】
Ｐｐｓ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｐｓ＿ｌａｏｄ＊Ｖｍａｘ／Ｖｄｏｗｎ＋Ｐｐｓ＿ｎｌｏａｄ
この式は速度に依存する電力Ｐｐｓ＿ｌａｏｄのみが、速度が速くなる分、多くなることを表している。
【００６３】
一方、ヒータ使用電力Ｐｆｓのなかで、スループットに依存する電力Ｐｆｓ＿ｌａｏｄを算出する（Ｓ２１７）。スループットに依存する電力Ｐｆｓ＿ｌａｏｄは、主に記録材にトナー像を定着させる為に使用される電力であり、周囲環境温度や記録材の種類に応じて変化する値である。表２は、電力Ｐｆｓ＿ｌａｏｄと環境温度と記録材の種類との関連を示すテーブルであり、ＲＯＭ３２ａに格納されている。なお、表２はスループットＨｄｏｗｎ（ｐｐｍ）で通紙し、且つ最大印字比率の画像である時の電力である。
【００６４】
【表２】
0006797552.tif 000003
【００６５】
周囲環境温度及び記録材の種類により決定したＰｆｓ＿ｌａｏｄを用いて、速い画像形成速度に戻した時の、予測されるヒータの速度変更後の電力Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒを以下の式によって算出する（Ｓ２１８）。
Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｆｓ＿ｌａｏｄ＊Ｈｍａｘ／Ｈｄｏｗｎ＋Ｐｆｓ＿ｎｌｏａｄ
この式は速度に依存する電力Ｐｐｓ＿ｌａｏｄのみが、速度が速くなる分、多くなることを表している。
【００６６】
その後、速い画像形成速度に戻した時の、予測される装置全体の速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを演算する（Ｓ２１９）
Ｐｐ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｐｓ＿ａｆｔｅｒ＋Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒ
この速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを電力Ｐｌｉｍｉｔから引いた差分が速度を戻した時の余剰電力である。この余剰電力が０以下であった場合（Ｓ２２０）、未だ電力が足りないと判断でき、Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）での画像形成を継続する。
【００６７】
一方、余剰電力が０以上であった場合（Ｓ２２０）、速い速度に変更可能と判断できる。そして、現在のプリントジョブの残り枚数が所定枚数Ｎ以上ならば（Ｓ２２１）速度変更を行い、画像形成速度をＶｍａｘ（ｍｍ／ｓ）に変更（Ｓ２２２）し、連続プリントを継続する（Ｓ２２３）。しかし、印刷ジョブの残り枚数が所定枚数Ｎ未満であった場合（Ｓ２２１）には、画像形成速度は変更せず、低速Ｖｄｏｗｎ（ｍｍ／ｓ）で残りの印刷を完了させる（Ｓ２２４）。
【００６８】
画像形成速度の切り替えには所定時間を要する為、残りの枚数が２、３枚であった場合には切り替えを行わない方が速く印刷を終了できることを考慮した制御仕様である。コントローラの制御により残りの印刷枚数が明確にならないケースの場合は、残り枚数に拘らず速い速度に切り替えてもよい。
【００６９】
以上のように、本実施例によれば、電力が不足するケースでスループットを落とすという制御を実行する装置において、可能な限り高い生産性を確保できる画像形成装置を提供できる。特に、最大スループットに増速した時の装置の使用電力を、電源側負荷とヒータ側負荷に分けて、さらに速度に依存する電力部分に基づき予測することで、より精度よく速度切替タイミングを設定できる。
【００７０】
（実施例３）
本実施例では、初期に電力が不足していると判断した場合、画像形成速度は変更せずに記録材の搬送間隔及び画像形成間隔を空ける事で、電力を低減する装置に関する。搬送間隔を広げる手段は、画像形成速度を変更する手段に比べて、電力削減量は小さい。しかしながら、連続プリント中において速度切り替えの時間を確保する必要がないという点でユーザビリティが優れている。
【００７１】
画像形成装置の構成は図１で説明した構成と同じであるので再度の説明は割愛する。回路の構成は実施例２の回路である図５の回路と同じである。
【００７２】
以下、本実施例の制御を図８のフローチャートを用いて説明する。図８は図４（ａ）と同様、電力制限が要因で低電力モードを選択するフローであり、Ｓ３１９とＳ３２０で、搬送速度ではなく画像間隔／搬送間隔を変更している点が図４（ａ）と異なる。図９では負荷使用電力Ｐｐｓ及びヒータ使用電力Ｐｆｓを算出するところ（Ｓ３３１〜Ｓ３３５）までは実施例２と同様である。
【００７３】
本実施例では、画像形成速度は変更せずに記録材の搬送間隔を広げてスループットを落としている為、最大スループットに切り替える際に電源負荷は変化しない。その為、画像形成中のヒータ電力から速度変更後の電力Ｐｆｓ−ａｆｔｅｒのみを算出している（Ｓ３３６）。
Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｆｓ＿ｌａｏｄ＊Ｈｍａｘ／Ｈｄｏｗｎ＋Ｐｆｓ＿ｎｌｏａｄ
ここで、Ｈｍａｘ（ｐｐｍ）は搬送間隔を狭めた時のスループットであり、Ｈｄｏｗｎ（ｐｐｍ）は搬送間隔を広げた時のスループットである。
【００７４】
その後、搬送間隔を狭めて最大スループットに戻した時の、予測される装置全体の速度変更後の電力Ｐｐ−ａｆｔｅｒを負荷使用電力Ｐｐｓとヒータの速度変更後の電力Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒを用いて演算する（Ｓ３３７）
Ｐｐ＿ａｆｔｅｒ＝Ｐｐｓ＋Ｐｆｓ＿ａｆｔｅｒ
この速度変更後の電力Ｐｐ＿ａｆｔｅｒを供給可能電力Ｐｌｉｍｉｔから引いた差分が、速度を戻した時に余剰電力である。この余剰電力が０以下であった場合には、未だ電力が足りないと判断でき、大きい搬送間隔及び画像形成間隔での画像形成を継続しつつ、引き続き一枚平均の使用電力を算出するフローを実行継続する。
【００７５】
一方、余剰電力が０以上であった場合には、搬送間隔を狭めて最大スループットに戻す。
【００７６】
以上のように、本実施例によっても、可能な限り高い生産性を確保できる画像形成装置を提供できる。
【００７７】
実施例１〜３から理解できるように、ＣＰＵ（制御部）３２が、スループットを上げた場合の装置の使用電力を算出し、使用電力と装置の供給可能電力を比較することにより、スループットを上げるか否かを判断する、という構成にすればよい。
【符号の説明】
【００７８】
６６  電圧検知回路
６７、６８、６９  電流検知回路
６４  電源
７０  位相制御回路
１００  ヒータ
【図１】
0006797552.tif 000004
【図２】
0006797552.tif 000005
【図３】
0006797552.tif 000006
【図４】
0006797552.tif 000007
【図５】
0006797552.tif 000008
【図６】
0006797552.tif 000009
【図７】
0006797552.tif 000010
【図８】
0006797552.tif 000011
【図９】
0006797552.tif 000012