(57)【要約】【目的】  消費電力を常に安定させながら印刷可能状態までの立ち上げ時間を短縮する。【構成】  コントローラ９のＣＰＵ２２が、温度検出部１６によって定着ヒータ１１ａ，１１ｂを備えた定着部３の表面温度（定着温度）を温度検出部１６によって検出し、ＡＣ電源検出部１５によって外部電源の電圧を検出する。そして、定着温度に応じた温度対応通電デューティ比と外部電源の電圧に応じた電力対応通電デューティ比との比較により通電デューティ比を設定し、それに応じたヒータ制御信号を定着ヒータ通電制御部１４に出力することにより、定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御を行う。但し、立ち上げ動作時においては、外部電源の電圧を参照せず、予め設定された所定電圧に応じた電力対応通電デューティ比を設定し、これに応じたヒータ制御信号をヒータ給電制御手段に出力して定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を記録紙上に定着させる定着部を有する電子写真方式の画像形成装置において、
前記定着部の温度を検出する温度検出手段と、
前記定着部に備えてある定着ヒータを含む各部へ給電する外部電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、
前記温度検出手段による温度検出を実施し、その検出温度に応じて前記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を温度対応通電デューティ比として設定する処理を行う温度対応通電デューティ比設定手段と、
前記電源電圧検出手段による電圧検出を実施し、その検出電圧に応じて前記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を電力対応通電デューティ比として設定する処理を行う電力対応通電デューティ比設定手段と、
前記温度対応通電デューティ比設定手段によって設定された温度対応通電デューティ比を前記電力対応通電デューティ比設定手段によって設定された電力対応通電デューティ比にて制限する通電デューティ比制限手段と、
前記設定された温度対応通電デューティ比と前記設定された温度対応通電デューティ比とを比較することにより、該温度対応通電デューティ比あるいは前記通電デューティ比制限手段の制限によって得られる通電デューティ比を選択し、該通電デューティを用いて前記定着ヒータに対する通電制御を行うヒータ通電制御手段とを設け、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記外部電源のＯＮ直後等の当該装置の立ち上げ動作時には、予め設定された所定電圧を用いて電力対応通電デューティ比を設定する手段を有し、
前記ヒータ通電制御手段は、前記立ち上げ動作時には、前記所定電圧を用いて設定された電力対応通電デューティ比を用いて前記定着ヒータに対する通電制御を行う手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記所定電圧は、前記電力対応通電デューティ比が所定値以下となる値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像形成装置において、
前記所定電圧は、当該装置の製品仕様の上限電圧であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記処理を前記立ち上げ動作時の前記定着ヒータの通電期間中に行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記電力対応通電デューティ比設定手段は、前記処理を前記立ち上げ動作時の前記定着ヒータの通電開始時点から所定時間経過した後開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記所定時間は、前記定着ヒータが通電開始時点から該定着ヒータの抵抗値が安定するのに必要な時間であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を用いたコピー機（複写機），プリンタ，ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年におけるプリンタやコピー機などの多くの画像形成装置では、原稿画像又は画像データに応じて副走査方向に回転する感光体上（帯電部によって予め一様に帯電されている）を露光部（光書込部）により露光して静電潜像を形成させ、その静電潜像に現像部によりトナーを付着させてトナー画像を形成し、そのトナー画像を転写部により記録紙（転写紙）上に転写した後、その記録紙上のトナー画像を定着ヒータ内蔵の定着ローラ等の定着部により加熱圧着して定着させる電子写真方式を用いた画像形成プロセスが多く用いられている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、一般に、定着部の表面温度である定着温度をセンサ等によって監視（検出）し、その検出温度に応じて定着部内の定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は無通電時間の割合であるデューティ比（以下「通電デューティ比」ともいう）を可変設定（制御）することにより、定着温度を目標温度に一致させる定着温度制御を行っている。通電デューティ比の可変設定方法としては、例えば定着温度の目標温度に対する差異温度あるいはその差異温度と過去の制御量の両方により、通電デューティ比を可変設定する方法がある。
【０００４】
また、このような定着温度制御を行う画像形成装置として、定着ヒータへ通電（給電）するための外部電源（商用電源）の電圧を検出し、その電圧が下限となった場合でも、印刷（画像形成）不良が発生しないように、あるいは電源ＯＮや低電力モード（省エネルギーモード）から印刷可能状態となるまでの立ち上げを規定時間内に終了させるために、定着ヒータの発熱量のバラツキを考慮し、定着部に発熱量の大きな定着ヒータを備えるようにしたものも存在する。
【０００５】
ところが、このような画像形成装置では、発熱量のバラツキを含む定着ヒータおよび電源電圧が各ユーザ先において異なる条件であっても同一条件で定着温度制御を行っていたため、外部電源のＡＣ入力電圧が定格以上となった場合には、定着ヒータは必要以上に大きな電力を消費してしまう。
【０００６】
そこで、外部電源（商用電源）の電圧を検出し、その検出電圧により、通電デューティ比（定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間の割合）に対して制限し、定着温度制御を行うことにより、定着ヒータの最大電力量を所定値以下になるようにした画像形成装置が提案されている（例えば、引用文献１，２参照）
【特許文献１】特開２０００−２９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１６１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような画像形成装置において、電源ＯＮ（外部電源の投入）又は低電力モードから待機状態への復帰開始直後は、定着ヒータを内蔵する定着部は低温状態から印刷可能な高温状態まで急速に加熱されることになり、そのため定着ヒータの電気抵抗値も温度上昇とともに急速に変化してしまうことになる。したがって、この定着部の加熱期間においては、入力される外部電源の電圧を正確に検出できないため、上記従来技術による電力制御を行えず、異常電圧への対応ができなくなる。その結果、装置全体の立ち上げ動作の後で別に定着部を加熱し始める必要があり、定着部が充分に加熱して印刷可能状態となるまでの時間が長くかかってしまうという問題がある。
【０００８】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、定着部を備えた電子写真方式の画像形成装置において、消費電力を常に安定させながら印刷可能状態となるまでの立ち上げ時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は上記の目的を達成するため、トナー画像を記録紙に定着させるための定着部を有する電子写真方式の画像形成装置において、上記定着部の温度を検出する温度検出手段と、上記定着部に備えてある定着ヒータを含む各部へ給電する外部電源の電圧を検出する電源電圧検出手段と、上記温度検出手段による温度検出を実施し、その検出温度に応じて上記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を温度対応通電デューティ比として設定する処理を行う温度対応通電デューティ比設定手段と、上記電源電圧検出手段による電圧検出を実施し、その検出電圧に応じて上記定着ヒータに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合を電力対応通電デューティ比として設定する処理を行う電力対応通電デューティ比設定手段と、上記温度対応通電デューティ比設定手段によって設定された温度対応通電デューティ比を上記電力対応通電デューティ比設定手段によって設定された電力対応通電デューティ比にて制限する通電デューティ比制限手段と、上記設定された温度対応通電デューティ比と上記設定された温度対応通電デューティ比とを比較することにより、該温度対応通電デューティ比あるいは上記通電デューティ比制限手段の制限によって得られる通電デューティ比を選択し、該通電デューティを用いて上記定着ヒータに対する通電制御を行うヒータ通電制御手段とを設け、上記電力対応通電デューティ比設定手段に、上記外部電源のＯＮ直後等の当該装置の立ち上げ動作時には、予め設定された所定電圧を用いて電力対応通電デューティ比を設定する手段を備え、上記ヒータ通電制御手段に、上記立ち上げ動作時には、上記所定電圧を用いて設定された電力対応通電デューティ比を用いて上記定着ヒータに対する通電制御を行う手段を備えたものである。
【００１０】
さらに、上記所定電圧を、上記電力対応通電デューティ比が所定値以下となる値、例えば当該装置の製品仕様の上限電圧とすればよい。
また、上記電力対応通電デューティ比設定手段が、上記処理を上記立ち上げ動作時の上記定着ヒータの通電期間中に行えばよい。この場合、上記定着ヒータの通電開始時点から所定時間（例えば上記定着ヒータが通電開始時点から該定着ヒータの抵抗値が安定するのに必要な時間）経過した後開始するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の画像形成装置によれば、電源ＯＮ時又は低電力モードから待機状態への復帰時などの立ち上げ動作時において、外部電源の電圧の変動を正確に検出できない時点であっても、適切な通電デューティ比を使用し、それに応じて定着ヒータへの通電を制御することにより、消費電力を常に安定させながら印刷可能状態までの立ち上げ時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図２は、この発明の実施例であるプリンタの概略構成例を示すブロック図である。
このプリンタ１は、この発明を適用した画像形成装置であり、作像部２，定着部３，光書込部４，操作部５，ＲＯＭ６，ＲＡＭ７，通信Ｉ／Ｆ８，及びコントローラ９とからなっている。
【００１３】
作像部２は、図示しないドラム状又はベルト状の感光体（像担持体），帯電部，現像部（トナー供給部），及び転写部を備え、感光体上を帯電部によって帯電させ、光書込部４によって感光体上に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー画像（可視画像）を形成し、そのトナー画像を記録紙上に転写する。
定着部３は、その表面を加熱する定着ヒータを備えており、記録紙に作像部２によって転写されたトナー画像を加熱圧着して定着させる。
【００１４】
光書込部４は、図示しないレーザダイオード，ポリゴンミラー（回転多面鏡），走査レンズを備えており、コントローラ９からの画像データに応じてレーザダイオードを変調駆動して対応するレーザビームを射出させ、それをポリゴンミラーによって周期的に偏向させ、走査レンズによって集束させたレーザビームにより副走査方向に回転する感光体上（作像部２の帯電部によって予め一様に帯電されている）を主走査方向に反復走査することにより露光して静電潜像を形成させる。
【００１５】
操作部５は、ユーザ又は作業者がプリンタ１の状態を設定する部分である。
ＲＯＭ６は、プリンタ１の制御を行うためのプログラム及び固定パラメータが記録保持している。
ＲＡＭ７は、プリンタ１の初期設定の内容を記憶保持するものであり、バッテリによってバックアップされている。
【００１６】
通信Ｉ／Ｆ８は、ＬＡＮなどのネットワークで図示しないホスト（パーソナルコンピュータ等の情報処理装置）と接続されており、ホストからの印刷データを受信するなど、ホストとの間の通信を制御する。
コントローラ９は、プリンタ１の全体を制御するものであり、中央制御部としてのＣＰＵを備え、バス１０を介して各部を制御する。なお、ＣＰＵはＲＯＭ６などに格納されたプログラムを読み出し、各種処理を実行するものである。
【００１７】
次に、定着部３の定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御に関係する部分について、図１を参照して詳細に説明する。
図１は、その通電制御に関係する部分を詳細に示すブロック図である。
プリンタ１は、定着ヒータリレー制御部１２，ゼロクロス検出部１３，定着ヒータ通電制御部１４，ＡＣ電圧検出部１５，温度検出部１６，ＤＣ電源部１７，及び制御基板１８を備えている。なお、この実施例では、定着部３に２本の定着ヒータ１１ａ，１１ｂを備えた例を示しており、それに伴って関係する部分も２重に備えた構成となっている。
【００１８】
定着ヒータリレー制御部１２は、ＡＣ電力を供給する外部電源（商用電源）による定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるマスタスイッチ部である。これは制御基板１８から入力される定着ヒータ給電用リレー制御信号（以下「給電用リレー信号」と略称する）に基づいて制御されるようになっており、装置全体に対する外部電源の投入（電源ＯＮ）時や低電力モード（省エネルギーモード）から待機状態への復帰時などといった立ち上げ動作時に、定着リレー１２ａをＯＮにする（接点が閉じる）ことによって定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電（給電）をＯＮにし、定着ヒータ１１ａ，１１ｂやその周辺部等に異常が発生した場合に、定着リレー１２ａをＯＦＦにする（接点を開く）ことによって定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電をＯＦＦにする。
【００１９】
ゼロクロス検出部１３は、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電ＯＮ時にそのＡＣ電圧のゼロクロスを検出し、ゼロクロス信号として出力する。このゼロクロス信号は、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電のＯＮ／ＯＦＦの切り替えタイミングの基準して用いる。
定着ヒータ通電制御部１４は、制御基板１８から入力される各ヒータ制御信号により、トライアック１９を用いて定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電を制御する。制御基板１８で生成される各ヒータ制御信号は、定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する単位時間当りの通電時間（通電ＯＮ時間）又は非通電時間（通電ＯＦＦ時間）の割合（以下「通電デューティ比」ともいう）を指定する信号であり、そのデューティ比に比例して定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する電力供給量が制御される。
【００２０】
ＡＣ電圧検出部１５は、電源電圧検出手段であり、外部電源（商用電源）から入力されたＡＣ電圧をトランス２０により降圧した後、そのＡＣ電圧を制御基板１８で検出可能なＤＣ電圧へ変換して出力する。このＤＣ電圧はＡＣ電圧検出信号として出力されるものであって、入力されたＡＣ電圧（外部電源電圧）の実効値に対し１対１に比例して変化する特性となっている。
【００２１】
温度検出部１６は、温度検出手段であり、サーミスタ等の温度検出センサ２１を用いて定着ヒータ１１ａ，１１ｂを備えた定着部３の表面温度（定着温度）を検出し、検出信号を制御基板１８に入力する。
ＤＣ電源部１７は、外部電源のＡＣ電圧から各規格のＤＣ電圧に変換し、それを制御基板１８を介して各部に供給する。
【００２２】
制御基板１８は、図２に示したＲＯＭ６，ＲＡＭ７，およびＣＰＵ２２を含むコントローラ９の構成部品を備え、装置全体を制御する制御部として機能する。また、上述した定着ヒータ通電制御部１４，ＡＣ電圧検出部１５，及び温度検出部１６に対して、各種の検出信号や制御信号の入出力を行うことにより、温度対応通電デューティ比設定手段，電力対応通電デューティ比設定手段，通電デューティ比制限手段，ヒータ通電制御手段としても機能する。
【００２３】
次に、このように構成したプリンタ１における定着温度制御（定着温度に応じた定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御）について説明する。
一般的な定着温度制御は、予め固定的に決定された単位時間の周期間隔で繰り返し行われるようになっており、まず各単位時間の最初には定着温度の検出を行い、その検出温度に基づいて定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する単位時間当りの通電時間又は非通電時間の割合、つまり温度対応通電デューティ比を求める。
【００２４】
この温度対応通電デューティ比は、温度検出部１６によって検出された定着温度（検出温度）ｔｓとＲＯＭ６に予め記憶されている目標温度ｔｒとの差異温度ｔ（ｔｒ−ｔｓ）を算出し、この差異温度ｔによってＲＯＭ６に予め記憶された表１に示すような対応表から選択し（求め）、設定することができる。また、ＰＩＤ制御などによって求めることも可能である。ＰＩＤ制御とは、比例制御（Ｐ制御），積分制御（Ｉ制御），および微分制御（Ｄ制御）を制御対象からの出力値に応じて組み合わせることにより、制御値を定めていく制御のことである。なお、通常の場合、温度対応通電デューティ比等の通電デューティ比は、表１に示すように単位時間当りにおける通電時間の占める割合で示される。
【表１】
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【００２５】
プリンタ１は、インフラとしての電力供給が不安定で電圧が変動し得る地域での使用や、外部電源電圧に多少のバラツキがある各地域でも共通に使用できることを考慮するものであり、装置全体の消費電力が規定された最大消費電力を常に越えないように電力制御している。詳しくは、外部電源の電圧変動や電圧のバラツキのなかで最小電圧となった場合において、定着ヒータ１１ａ，１１ｂに単位時間当り１００％のデューティ比で通電させた際の定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力と、印刷（プリント）動作中に装置内の各部にＤＣ電力を供給するＤＣ電源部１７の消費電力とを合計した消費電力が装置全体で見た装置消費電力であり、この装置消費電力が規定された最大消費電力を常に超えないように制御すればよい。
【００２６】
このように、外部電源電圧やプリンタ１の状態及び動作に応じた装置全体の消費電力の制御方法について以下に詳細に説明する。
一般的に定着ヒータ内蔵の定着部を用いたプリンタでは、主に待機状態とウォームアップ状態と印刷動作状態の３つの状態のいずれかの状態となっている。待機状態は、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへ全く通電（給電）せず定着部３が冷えた状態、又は通電したとしても定着部３の表面が定着可能温度以下で保持している状態である。ウォームアップ状態は、待機状態から定着部３の表面が定着可能温度となるまで定着ヒータ１１ａ，１１ｂに通電する状態（立ち上げ動作中の状態）である。印刷動作状態は、定着部３の表面が印刷可能な程度に高温状態となって、実際に印刷動作を行っている状態である。
【００２７】
待機状態においては、作像部２，定着部３，光書込部４が動作していないので、ＤＣ負荷が最も小さく、全体の装置消費電力も小さくなっている。ウォームアップ状態では、定着部３が動作し、作像部２及び光書込部４の一部のみ動作するだけであるため、待機状態と比較して装置消費電力が大きくなる。印刷動作状態では、作像部２，定着部３，光書込部４を含む各部が全て動作するため、装置消費電力は他の状態と比較して最も大きくなる。
ここで、ウォームアップ状態，印刷動作状態，及び待機状態のそれぞれにおけるＤＣ電源部１７の消費電力をＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚとし、それらをＲＯＭ６にパラメータとして記憶しておく。
【００２８】
同様に装置全体の単位時間当りの最大消費電力をＷｏとし、パラメータとしてＲＯＭ６に記憶しておく。
単位時間当りの定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力をＷｈとすると、装置消費電力はＷｈ＋Ｗａ，Ｗｈ＋Ｗｂ，Ｗｈ＋Ｗｃの状態が存在し、それぞれの関係をＷｈ＋Ｗｘ≦Ｗｏ，Ｗｈ＋Ｗｙ≦Ｗｏ，Ｗｈ＋Ｗｚ≦Ｗｏの関係となるように、プリンタ１の各状態において使用可能な単位時間当りの定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力Ｗｈを求めることができる。よって、ＷｃはＷｘ，Ｗｙ，Ｗｚのいずれかとすると、数１の関係が成立する。
【００２９】
〔数１〕
Ｗｈ≦Ｗｏ−Ｗｃ
このようにプリンタ１の各状態に応じて、定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力を可変させることにより、装置消費電力を制御することが可能となる。
【００３０】
次に、定着ヒータ１１ａ，１１ｂが外部電源の電圧のバラツキに関わらず、単位時間当りの最大消費電力を一定値以下とする方法について説明する。
定格入力電圧Ｖｒを入力している際に定格消費電力Ｗｒとなる定着ヒータ１１ａ，１１ｂを用いた場合、入力電圧Ｖを入力した際の定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力Ｗは、数２により求めることができる。この数２は、外部電源のコンセント部に接続する電源コード等によって生じる電圧降下分Ｖｓを考慮したものである。
【００３１】
〔数２〕
Ｗ＝Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）（１／０．６５）
よって、外部電源電圧のバラツキにより単位時間当たりの消費電力が異なってくる。なお、この数１は単位時間当たりの通電時間の割合である通電デューティ比を１００％とした場合であり、次に通電デューティ比を可変とした場合を考える。
定着ヒータ１１ａ，１１ｂの通電を制御するための単位時間ＴａはＲＯＭ６に記憶されており、単位時間Ｔａ内で定着ヒータ１１ａ，１１ｂに通電させる時間をＴｂ（０＜Ｔｂ≦Ｔａ）とし、単位時間Ｔａ当たりの定着ヒータ１１ａ，１１ｂの消費電力をＷｔとすると、数３の関係が成立する。
【００３２】
〔数３〕
Ｗｔ＝Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ））（１／０．６５）×Ｔｂ÷Ｔａ
また、定着ヒータ１１ａ，１１ｂは定格入力電圧Ｖｒに対する定格消費電力Ｗｒが規定されており、予めパラメータとしてＲＯＭ６に記憶されている。
ここで、装置消費電力をある一定値以下とするためには、〔数４〕の関係となる必要がある。
〔数４〕
Ｗｔ≦Ｗｈ
【００３３】
また、〔数５〕の関係が成立するように通電時間Ｔｂを決定し、それをＲＡＭ７に記憶する。
〔数５〕
Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）（１／０．６５）×Ｔｂ÷Ｔａ≦Ｗｈ
Ｔｂ≦Ｗｈ×Ｔａ÷（Ｗｒ×（（Ｖ−Ｖｓ）÷Ｖｒ）（１／０．６５））
【００３４】
以上より、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの単位時間Ｔａ当りの通電時間Ｔｂの割合で求められる通電デューティ比は、プリンタ１に規定されている最大消費電力を超えずに定着ヒータ１１ａ，１１ｂへ供給できる最大の電力に対応する電力対応通電デューティ比として求められたものである。この電力対応通電デューティ比以下（Ｔｂ以下の通電時間）を用いて定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電（給電）を行うことにより、定着ヒータ１１ａ，１１ｂの単位時間当りの消費電力を適切に制御することが可能となる。
【００３５】
図３は、プリンタ１のＣＰＵ２２によって各動作状態に応じた電力対応通電デューティ比を求める処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３及び後で示す各フローチャートの図は、具体的に図１に示すＣＰＵ２２がＲＯＭ６に格納されたプログラムに従って処理する手順を示している。
【００３６】
ＣＰＵ２２は、ステップ（図中「Ｓ」で示す）１０１で、電源ＯＮ（外部電源の投入）時，低電力モードから復帰時，又は印刷動作要求時などのＡＣ電圧検出を開始する条件となるトリガを検知した場合に、ステップ１０２へ進んでＡＣ電圧検出を開始し、ＡＣ電圧検出部１５から出力されるＤＣ電圧信号を任意の回数だけサンプリング（検出）し、ステップ１０３でそれらのＤＣ電圧の平均値又は中心値を検出値として確定して、この確定したＤＣ電圧に１対１で対応したＡＣ電圧（ＡＣ電源電圧値）を確定する。次にステップ１０４へ進んで、数５により各動作状態（待機状態，ウォームアップ状態，印刷動作状態）にそれぞれ対応する通電時間Ｔｂの上限となる電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを求める。そして、ステップ１０５で求めた上限の電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを次回のＡＣ電圧検出までＲＡＭ７に保持するよう保存し処理を終了する。この処理によれば、各動作状態にそれぞれ対応した電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを求めることができる。
【００３７】
この実施例のプリンタ１においては、制御基板１８上に構成されたコントローラ９が通電デューティ比設定手段の機能として以上の処理を行うことにより、温度対応通電デューティ比Ｔｂｙと電力対応通電デューティ比Ｔｂｘの両方を求めることができ、それらを比較することによって温度対応通電デューティ比Ｔｂｙをそのまま使用して定着ヒータ通電制御部１４に定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御（給電制御）を行わせるか、温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを電力対応通電デューティ比Ｔｂｘにて制限し、その制限した通電デューティ比を使用して定着ヒータ通電制御部１４に定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御を行わせる。それによって、プリンタ１の各動作状態に応じて適切な定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御を行える。
【００３８】
図４は、プリンタ１のＣＰＵ２２によるこの発明に係わる定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御（給電制御）の一例を示すフローチャートである。
図５は、制御機基板１８から出力される温度対応通電デューティ比Ｔｂｙと電力対応通電デューティ比Ｔｂｘと制限通電デューティ比にそれぞれ対応するヒータ制御信号の一例を示す線図である。
ＣＰＵ２２は、ステップ２０１で定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電をＯＮにする動作要求があった場合に、ステップ２０２へ進んで上述した定着温度制御によって温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを求める（選択又は算出する）。
【００３９】
この温度対応通電デューティ比Ｔｂｙは各単位時間の最初に求め、また定着温度の変化にリアルタイムに対応して変動するため、対応するヒータ制御信号は図５の（Ａ）に示すように不規則に変化する波形となっている。これに対し、電力対応通電デューティ比Ｔｂｘは、装置動作状態の切り替え要求時にのみ求められ、同じ動作状態が継続している間はＲＡＭ７に保持してある同じ値を各単位時間周期で繰り返し参照するだけであるため、対応するヒータ制御信号は図５の（Ｂ）に示すように規則的に反復する波形となっている。
【００４０】
ステップ２０３へ進み、ステップ２０２で求めた温度対応通電デューティ比ＴｂｙとＲＡＭ７に保存されている電力対応通電デューティ比Ｔｂｘとの比較を行う。そして、電力対応通電デューティ比Ｔｂｘより温度対応通電デューティ比Ｔｂｙの方が小さい場合（Ｔｂｙ＜Ｔｂｘの場合）には、ステップ２０４へ進んで温度対応通電デューティ比Ｔｂｙをそのまま使用し、それに応じたヒータ制御信号を定着ヒータ通電制御部１４に出力して定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電（給電）を制御させる。
【００４１】
電力対応通電デューティ比Ｔｂｘが温度対応通電デューティ比Ｔｂｙ以下の場合（Ｔｂｙ≧Ｔｂｘの場合）には、ステップ２０５へ進んで温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを電力対応通電デューティ比Ｔｂｘによって制限し、それによって得られた通電デューティ比（図５の（Ｃ）に示す）を使用し、それに応じたヒータ制御信号を定着ヒータ通電制御部１４に出力して定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電を制御させる。
ステップ２０４又はステップ２０５の処理を行った後、ステップ２０６へ進み、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電をＯＮにする動作要求があればステップ２０２に戻ってステップ２０２〜ステップ２０５の処理を繰り返し、その動作要求がなくなれば定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電がＯＦＦとなり、処理を終了する。
【００４２】
以上のように処理することにより、各単位時間ごとに温度対応通電デューティ比Ｔｂｙと電力対応通電デューティ比Ｔｂｘとを比較し、Ｔｂｙ＜Ｔｂｘあれば温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを、Ｔｂｙ≧Ｔｂｘであれば温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを電力対応通電デューティ比Ｔｂｘによって制限し、それによって得られた通電デューティ比（制限通電デューティ比）をそれぞれ定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御に使用する。
【００４３】
すなわち、定着温度（定着部３内の定着ヒータ１１ａ，１１ｂの表面温度）と目標温度との差異温度に対応する第１の制御量と、プリンタ１の最大消費電力を超過させることのない定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの給電電力に対応する第２の制御量のうち、第１の制御量の方が小さければそれを、そうでなければ第１の制御量を第２の制御量で制限して得た制御量を定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御に使用することになり、これによって装置消費電力を常に所定値（ある一定値）以下に維持して規定の最大消費電力を超過させることなく、且つできるだけ速く定着温度を目標温度に近づけるようにすることができる。
【００４４】
次に、この実施例のプリンタ１において、電源ＯＮ時又は低電力モードから待機状態への復帰時などの立ち上げ動作時の処理について、図６を参照して説明する。
図６は、プリンタ１のＣＰＵ２２による立ち上げ動作時の処理の一例を示すフローチャートである。
プリンタ１のＣＰＵ２２は、まずステップ３０１において、定着ヒータリレー制御部１２の定着リレー１２ａのＯＦＦ状態（接点が開いた状態）にてその定着リレー１２ａの溶着などの異常を検出する処理を実施する。そして、異常を検出した場合はステップ３０２へ進み、その異常に対応する処理を実行した後、その異常を操作部５の表示部上への表示又は音声出力等によってオペレータに通知し、処理を終了する。異常を検出しなかった場合（正常な場合）には、ステップ３０３へ進み、定着リレー１２ａをＯＦＦからＯＮにする（接点を閉じる）。このとき、チャタリングを考慮し、定着リレー１２ａをＯＮにして１００ｍｓ待機してから、ステップ３０４へ進む。
【００４５】
ステップ３０４では、定着ヒータリレー制御部１２の定着リレーのＯＮ状態でゼロクロス信号が入力されないなどの異常の検出する処理を実施する。そして、異常を検出した場合にはステップ３０５へ進み、その異常に対応する処理を実行した後、その異常を操作部５の表示部上への表示又は音声出力等によってオペーレータに通知し、処理を終了する。
異常を検出しなかった場合（正常な場合）には、ステップ３０６へ進むが、外部電源の入力電圧を検出する前であり、現時点では定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電をＯＮにしていないため、ＡＣ電圧検出部１５で外部電源の入力電圧およびその電圧変動を正確に検出することができず、それを参照しても適切な電力対応デューティ比Ｔｂｘを求めることができない。
【００４６】
そのため、ステップ３０６で外部電源の入力電圧を製品仕様の上限電圧（予め設定された所定電圧）として、それに対応する電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを算出して設定し、ステップ３０７でこの電力対応通電デューティ比Ｔｂｘに応じたヒータ制御信号により定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御を開始する。このように、製品仕様の上限電圧で電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを求めることにより、単位時間当りの無通電時間が長くなり、外部電源の入力電圧を確実に製品仕様の範囲内に納め、規定の規定の最大消費電力より大きな電力を消費してしまうことを防ぐことができる。
なお、この電力対応通電デューティ比Ｔｂｘは製品仕様の上限電圧以外に対応させて設定することも可能である。また、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御開始後には、定着ヒータ１１ａ，１１ｂの表面温度である定着温度が目標温度に達するまで温度対応通電デューティ比Ｔｂｙによる定着温度制御を実施してもよい。
【００４７】
ここで、定着ヒータ１１ａ，１１ｂは、冷えているときは抵抗値が小さく、この時点で入力電流（突入電流）が大きくなってしまい、この影響によって定着ヒータ１１ａ，１１ｂにおける電圧降下は大きくなっている。しかし、通電を始めて温度が上昇すると抵抗値も上昇してある一定のところで安定し、入力電流及び電圧降下も小さい値に安定する。したがって、通電を開始してから抵抗値が安定するまでの時間を待機時間Ｔｗとして予めＲＯＭ６に保存しておき、定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電開始後からこの待機時間Ｔｗが経過してからステップ３０７に進み、ＡＣ電圧検出部１５による外部電源の入力電圧の検出を開始する。このステップ３０７では、前述したようにＡＣ電圧検出部１５からの出力信号を数回サンプリングし、それらサンプリング結果から対応する電力対応通電デューティ比Ｔｂｘを求める。
【００４８】
ステップ３０８に進んで、電力対応通電デューティ比Ｔｂｘと温度対応通電デューティ比Ｔｂｙとを比較し、Ｔｂｙ＜Ｔｂｘあれば温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを、Ｔｂｙ≧Ｔｂｘであれば温度対応通電デューティ比Ｔｂｙを電力対応通電デューティ比Ｔｂｘによって制限し、それによって得られた通電デューティ比をそれぞれ定着ヒータ１１ａ，１１ｂへの通電制御に使用する通電デューティ比として決定し、ステップ３０９でこの通電デューティ比に応じたヒータ制御信号により定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御を開始して処理を終了する。
【００４９】
以上のような立ち上げ動作時の処理を行うことにより、ＡＣ電源電圧の変動を正確に検出できない時点でも、装置消費電力をある一定値以下として規定の最大消費電力より超過させることなく定着ヒータ１１ａ，１１ｂの通電制御を開始することができる。この結果、消費電力を常に安定させながら印刷可能状態となるまでの立ち上げ時間を短縮することができる。なお、待機時間Ｔｗは上記の時間以外に設定することも可能である。
【００５０】
以上、この発明を電子写真方式のプリンタに適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、電子写真方式の複写機，ファクシミリ装置等の各種の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明は、電子写真方式を用いたレーザプリンタ，複写機，ファクシミリ装置等の各種画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図２に示したプリンタの通電制御に関係する部分を詳細に示すブロック図である。
【図２】この発明の実施例であるプリンタの概略構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のＣＰＵ２２による各動作状態に応じた電力対応通電デューティ比の算出処理の一例を示すフロー図である。
【図４】同じくこの発明に係わる定着ヒータ１１ａ，１１ｂに対する通電制御の一例を示すフロー図チャートである。
【図５】図１の制御機基板１８から出力される温度対応通電デューティ比Ｔｂｙと電力対応通電デューティ比Ｔｂｘと制限通電デューティ比にそれぞれ対応するヒータ制御信号の一例を示す線図である。
【図６】図１のＣＰＵ２２による立ち上げ動作時の処理の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５３】
１：画像形成装置    ２：作像部    ３：定着部    ４：光書込部    ５：操作部
６：ＲＯＭ    ７：ＲＡＭ    ８：通信Ｉ／Ｆ    ９：コントローラ    １０：バス
１１ａ，１１ｂ：定着ヒータ    １２：定着ヒータリレー制御部
１３：ゼロクロス検出部    １４：定着ヒータ通電制御部
１５：ＡＣ電圧検出部（電源電圧検出手段）
１６：ヒータ温度検出部（温度検出手段）    １７：ＤＣ電源部
１８：制御基板    ２１：温度検出センサ    ２２：ＣＰＵ
【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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