(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧を整流し直流電圧を生成する電源と、
前記電源へ電力を供給する第一の電力供給路から分岐した第二の電力供給路を介して供給される電力により発熱するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記第二の電力供給路が分岐した後の前記第一の電力供給路に流れる電流を検知するための第一のカレントトランスと、
二次側が前記第一のカレントトランスの二次側と直列に接続されており、前記第二の電力供給路に流れる電流を検知するための第二のカレントトランスと、
前記第一のカレントトランスと前記第二のカレントトランスの直列接続された二次側の出力が入力しており、装置を制御するエンジン制御部へ電流の実効値を出力する電流検知回路と、
前記第一のカレントトランスの二次側に設けられており、前記電流検知回路への入力が前記第二のカレントトランスの二次側の出力のみとなる状態と、前記電流検知回路への入力が前記第一のカレントトランスの二次側の出力と前記第二のカレントトランスの二次側の出力を合わせた出力となる状態と、に切換えるスイッチと、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記装置は、前記電流検知回路からの出力に応じて前記装置を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１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、画像形成装置本体に流れる総電流と、熱定着装置に流れる電流を検出し制御する制御装置を具備した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真プロセスを用いた画像形成装置が知られており、この画像形成装置においては電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された未定着画像（トナー像）が、熱定着装置により転写紙上に定着される。熱定着装置としては、例えば特許文献１または２に開示されたハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置やセラミック面発ヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が知られている。
【０００３】
上述した熱定着装置を用いた画像形成装置においては、近年、画像形成装置または熱定着装置へ入力される各々の電流値を検出し、検出した結果を用いて画像形成装置の熱定着装置への電力投入量を制御することが行われている。「画像形成装置への入力電流」、「熱定着装置への入力電流」の２つの電流の検出について説明する。
【０００４】
＜画像形成装置への入力電流＞
本体電源投入後にプリント可能状態へ速やかに移行するためには定着装置の温度を急速に上昇させなければならず、そのためには定着装置への供給電流量を可能な限り多くする必要性がある。しかしながら商用交流電源においてはコンセントの電流定格による電気用品安全法の規制があり定格電流以下の電流しか使用することができない。そのため、例えば特許文献３で開示されているように画像形成装置への入力電流を検出する手段を設け、定格電流値以下でより多くの電流を定着装置に供給する制御が行われている。
【０００５】
＜熱定着装置への入力電流＞
また、画像形成装置は、各国の商用電源の電圧値および多様化する紙種に対し安定した定着性を得ることが求められている。そこで、例えば特許文献４に開示されているように熱定着装置への入力電流と、熱定着装置に配された温度検出素子からの出力に基づいて熱定着装置への電力投入量を制御する手法が使われている。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平０４−２０４９８４号公報
【特許文献３】特開平１０−２７４９０１号公報
【特許文献４】特開平０６−２０２５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した交流電源の電流を検出し制御に使用する場合、例えば特許文献４に開示されているように各部の電流検出素子としてカレントトランスを用いる方法がある。特許文献４によれば、カレントトランスの２次側出力から交流半波毎の平均値もしくは実効値を求める電流算出回部の出力を用いて制御する手法が示されている。
【０００７】
つまり、「画像形成装置への入力電流」と「熱定着装置への入力電流」の２つの電流を検出し制御を行う場合には、カレントトランスからの出力を用いて平均値もしくは実効値を求める電流算出部を個別に設ける回路構成となっている。
【０００８】
しかし、「画像形成装置への入力電流」と「熱定着装置への入力電流」を検出する各々のカレントトランスに対応して個別に電流算出部を設ける必要があるため、コストアップを伴っていた。
【０００９】
本発明は以上の点に着目し成されたもので、画像形成装置と定着装置の電流値を検出する各々のカレントトランスの２次側出力を、入力選択手段で切り替えることにより電流算出部を共用可能とし、コストダウンが可能な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】
【００１０】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）の構成を備えるものである。
【００１１】
（１）交流電圧を整流し直流電圧を生成する電源と、前記電源へ電力を供給する第一の電力供給路から分岐した第二の電力供給路を介して供給される電力により発熱するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着部と、を有する画像形成装置において、前記第二の電力供給路が分岐した後の前記第一の電力供給路に流れる電流を検知するための第一のカレントトランスと、二次側が前記第一のカレントトランスの二次側と直列に接続されており、前記第二の電力供給路に流れる電流を検知するための第二のカレントトランスと、前記第一のカレントトランスと前記第二のカレントトランスの直列接続された二次側の出力が入力しており、装置を制御するエンジン制御部へ電流の実効値を出力する電流検知回路と、前記第一のカレントトランスの二次側に設けられており、前記電流検知回路への入力が前記第二のカレントトランスの二次側の出力のみとなる状態と、前記電流検知回路への入力が前記第一のカレントトランスの二次側の出力と前記第二のカレントトランスの二次側の出力を合わせた出力となる状態と、に切換えるスイッチと、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画像形成装置の総電流値を算出する電流算出部と定着電流を算出する電流算出部とを共用可能としてコストダウンを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
＜画像形成装置の概略＞
図１は本実施例の画像形成装置（本体）であるオプション装置付きのカラーレーザプリンタの構成図で、画像形成動作を説明する。
【００２２】
まず、外部装置であるパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ４４１から、各種入出力制御回路（不図示）を備えたビデオコントローラ４４０に画像データが送信される。ビデオコントローラ４４０は、カラーレーザプリンタ４０１の制御部であるエンジン制御基板２０１上のマイクロコンピュータ２０７に画像形成の開始を指示するＰＲＩＮＴ信号を送信する。そして、受信した画像データをビットマップデータに変換し画像形成用の画像信号を生成する。
【００２３】
ＰＲＩＮＴ信号を受信したエンジン制御基板２０１は、所定のタイミングで後述する各ＤＣブラシレスモータの駆動を開始する。駆動されるＤＣブラシレスモータは、スキャナモータ４２３、及びプロセスカートリッジ４１０を駆動するメインモータ４５１、静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢと記す）４０９を駆動するＥＴＢモータ４５２、定着器を駆動する定着モータ４５３等である。そして、ピックアップローラ４０４、給紙ローラ４０５、重送防止用のリタードローラ４０６を駆動して給紙カセット４０２から記録紙３２を繰り出す。その後、坪量判別手段で記録紙の厚みを判別し、記録紙に応じた画像形成速度及び画像形成条件を選択し、記録紙の判別結果により画像形成速度の変更が必要な場合は、メインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３の回転速度を変更する。また、温度検知センサで画像形成装置の周囲温度を検知し、検知結果に応じて選択した画像形成条件の補正を行う。記録紙は、レジストローラ対４０７まで搬送して一旦停止する。
【００２４】
次に、スキャナユニット４２０ではビットマップデータに依存した画像信号に基づいてレーザユニット４２１をＯＮ／ＯＦＦ制御し、ポリゴンミラー４２２、結像レンズ群４２４を介して感光ドラム３０５上に静電潜像を形成する。
【００２５】
プロセスカートリッジ４１０では、感光ドラム３０５上に形成された静電潜像を現像ローラ３０２でトナー像に現像する。プロセスカートリッジの構成は、感光ドラム３０５、感光ドラム３０５上のトナーを除去するクリーニング手段３０６、帯電ローラ３０３と現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を備えており、カラーレーザプリンタ４０１に対し着脱可能となっている。
【００２６】
上述したトナー像形成動作は所定のタイミングで、プロセスカートリッジ４１０とスキャナユニット４２０の各々４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ，ブラックＫ）に対して行われる。
【００２７】
一方、レジストローラ対４０７で一旦停止していた記録紙３２を、上記トナー像形成動作に応じた所定のタイミングでＥＴＢ４０９に再給紙し、転写ローラ４３０で感光ドラム３０５上のトナー像を順次記録紙３２上に転写してカラー像を形成する。記録紙３２上に形成されたカラートナー像は、熱定着装置である定着器４３１に搬送され、加熱ヒータ４３２で所定温度に加熱された定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４によって加熱、及び加圧され記録紙に定着される。画像が定着された記録紙は、定着排紙ローラ対４３５により画像形成装置の外に排出される。
【００２８】
排出された記録紙３２は、搬送ローラ対７０３、７０４を駆動するモータ７０２を有するオプション搬送ユニット７０１を経由してオプション排紙ユニット８０１に搬送される。オプション排紙ユニット８０１は、搬送ローラ対８０４、８０５を駆動するモータ８０２と、排紙トレイ８０６を昇降動作させるモータ８０３とを有し、所定枚数毎に記録紙３２がソートされ排紙トレイ８０６に排出される。
【００２９】
次にオプションイメージスキャナの動作について説明する。原稿搬送部９３０に原稿９３２をセット後、コピーモードか、読み取りデータを電子ファイル化するだけのスキャナモードかを不図示のパネルより選択する。
【００３０】
コピーモードを選択した場合、原稿搬送モータ９０２により所定のタイミングで原稿９３２を原稿読み込み部９３１に搬送する。そして、スキャナ駆動モータ９０３により露光ユニット９０４を水平移動させ露光手段９０５の光を原稿９３２に照射する。原稿からの反射光はミラー９０６、及び反射手段９０７内のミラー９０８、９０９を経由して受光装置９１０で受光され、受光した受光信号はイメージスキャナコントローラユニット９４０に送信される。イメージスキャナコントローラユニット９４０は受信した信号を画像データ化し、ビデオコントローラ４４０に送信する。その後は、ホストコンピュータ４４１からの画像データに基づく画像形成と同様の動作で画像形成を行う。
【００３１】
一方、スキャナモードを選択した場合、イメージスキャナコントローラユニット９４０は受信した信号を所定のファイル形式で電子ファイル化し、ビデオコントローラ４４０経由でホストコンピュータ４４１に送信する。
【００３２】
なお、通常、オプションイメージスキャナの動作はイメージスキャナコントローラユニット９４０により制御され、カラーレーザプリンタ４０１の画像形成動作とは独立に動作する。
【００３３】
オプション給紙ユニット６５１は異なる記録紙に対応するためのオプション給紙ユニットであり、記録紙３２を収納する給紙カセット６５２、給紙カセット６５２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラ６５４とを有する。
【００３４】
電源部である低圧電源２０２は、商用交流電圧を降圧して直流電圧に変換し、各ＤＣブラシレスモータや、エンジン制御基板２０１などに電力を供給している。
【００３５】
図２は本実施例における画像形成装置をより詳しく説明するための回路図であり、この回路図に基づいて画像形成装置の動作を説明する。
【００３６】
＜低圧電源回路の動作＞
電力供給手段を構成するメインスイッチ５０３がＯＮされると、低圧電源２０２にＡＣインレット５０１及び商用交流電源のノイズを除去するＡＣフィルタ５０２を介して電力が供給され、商用交流電流が流れるとダイオードブリッジ５０４で全波整流される。そして、コンバータ制御回路５０６によりコンバータ５０５がスイッチングされ、コンバータ５０５の２次側に脈流電流が励起される。前記脈流電流はダイオード５０７及び平滑コンデンサ５０８により整流される。
【００３７】
整流後の電圧を定電圧制御手段５０９が検知し、一定電圧（本実施例では２４Ｖ）になるようにフォトカプラ５１０を介してコンバータ制御回路５０６を制御する。整流された２４Ｖ電圧は、メインモータ４５１等の各ＤＣブラシレスモータに供給されるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１に供給され３Ｖが生成される。生成された３Ｖはエンジン制御基板２０１に供給され、画像形成装置の制御に使用される。
【００３８】
＜定着器の温度制御動作＞
次に、定着器の温度制御動作について説明する。
【００３９】
エンジン制御基板２０１はサーミスタ５３０と抵抗５３１の分圧電圧をＡ／Ｄ１ポート（図中ではＡＤ１と記載）を介して定着ローラ４３３の温度を検知する。サーミスタ５３０は温度の上昇とともに抵抗値が低下する特性をもっており、エンジン制御基板２０１はＡ／Ｄ１ポートの分圧電圧より定着ローラ４３３の温度を検出する。定着器４３１に含まれる発熱体としての加熱ヒータ４３２には、リレー５２２、トライアック５２３及びサーモスイッチ５２９を介して商用交流電源から電力が供給される。
【００４０】
エンジン制御基板２０１は、ゼロクロス検知回路５１５を介して、商用交流電源の正負が切り替わるタイミング、いわゆるゼロクロスを検知し、内部ゼロクロス信号を生成する。そして、ゼロクロスを検知してから所定時間経過した後（以降ＴＯＦＦと記す）にＯＮ／ＯＦＦ１ポートよりトライアックＯＮ信号を出力し、トランジスタ５２８をＯＮする。トランジスタ５２８がＯＮすると、抵抗５２７を介してフォトトライアックカプラ５２６に電流が流れフォトトライアックカプラ５２６がＯＮする。フォトトライアックカプラ５２６がＯＮすると抵抗５２４、５２５を介してトライアック５２３にゲート電流が流れ、トライアック５２３がＯＮし、加熱ヒータ４３２に電流が流れ発熱する。そして、トライアック５２３はゲート電流がゼロ、すなわち次のゼロクロスのタイミングでＯＦＦする。
【００４１】
エンジン制御基板２０１はＴＯＦＦを制御することで、定着ローラ４３３が所定温度になるように制御する。また、画像形成装置のドアと連動して開閉するインタロックスイッチ５２１により、画像形成装置のドアを開けると加熱ヒータに供給される電流を遮断する保護回路５２２を備えている。
【００４２】
＜電流検出回路の概略＞
次に本実施例における電流を検出する回路構成について説明する。
【００４３】
まず、第１の電流検出手段であるカレントトランス５１２及び抵抗５１３によってカラーレーザプリンタ４０１の本体に流れる総電流値を電流−電圧変換する。次に、定着電流をモニタする第２の電流検出手段であるカレントトランス６０１及び抵抗６０２によって加熱ヒータ４３２に流れる定着電流値を電流−電圧変換する。電流検出手段のカレントトランス５１２とカレントトランス６０１は、各々の２次側出力は直列に接続されており、直列に接続された２次側出力を用いて、電流算出部である電流検知回路５１４では実効値演算が行われる。電流検知回路５１４の出力はエンジン制御基板２０１のＡ／Ｄ２ポート（図中ではＡ／Ｄ２と記載）に入力され、Ａ／Ｄ２ポートの電圧値に基づいて電流値を検知する。
【００４４】
本実施例においては、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポート、ＯＵＴ２ポート（図中ではＯＵＴ１、ＯＵＴ２と記載）の制御信号によりカレントトランスの２次側出力をＭＯＳＦＥＴ６０３，６０４により選択して短絡することができる。ＭＯＳＦＥＴ６０３，６０４を短絡することでカレントトランス５１２もしくはカレントトランス６０１の２次側出力を選択して電流検知回路５１４へ入力選択することができるため、電流検知回路５１４が共用可能となりコストダウンを実現することができる。
【００４５】
＜電流検出手段の制御動作＞
エンジン制御基板２０１によるカレントトランス５１２もしくはカレントトランス６０１の出力を選択する制御について説明する。
【００４６】
エンジン制御基板２０１は、画像形成装置４０１に流れる総電流値を検出する場合、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＨｉｇｈに設定する。ＯＵＴ１ポートに接続された入力選択手段を構成するトランジスタ６０５、トランジスタ６０７はＯＮとなり、ＭＯＳＦＥＴ６０３のゲート端子が約２４Ｖに引き上がりＭＯＳＦＥＴ６０３をＯＮとすることで、カレントトランス６０１の２次側出力を短絡する。ＭＯＳＦＥＴ６０３が定着電流を検出するカレントトランス６０１の２次側出力を短絡する第２の半導体スイッチとして機能する。
【００４７】
一方、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ２ポートをＬｏｗに設定しておくことで、同じく入力選択手段を構成するトランジスタ６０８およびトランジスタ６１０、ＭＯＳＦＥＴ６０４はＯＦＦとなる。カレントトランス５１２の２次側出力は、画像形成装置４０１の総電流値に比例した電圧値が出力される。その結果、電流検知回路５１４にはカレントトランス５１２の２次側出力電圧のみが選択的に入力され、エンジン制御基板２０１は電流検知回路５１４の出力を画像形成装置４０１に流れる総電流値と判断し、後述する加熱ヒータ４３２の電流抑制制御に使用する。
【００４８】
また、エンジン制御基板２０１は、加熱ヒータ４３２への定着電流値を検出する場合、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ２ポートをＨｉｇｈに設定する。ＯＵＴ２ポートに接続されたトランジスタ６０８、トランジスタ６１０はＯＮとなり、ＭＯＳＦＥＴ６０４のゲート端子が約２４Ｖに引き上がりＭＯＳＦＥＴ６０４をＯＮとすることで、カレントトランス５１２の２次側出力を短絡する。ＭＯＳＦＥＴ６０４が画像形成装置４０１の総電流を検出するカレントトランス５１２の２次側出力を短絡する第１の半導体スイッチとして機能する。
【００４９】
一方、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＬｏｗに設定しておくことで、トランジスタ６０５およびトランジスタ６０７、ＭＯＳＦＥＴ６０３はＯＦＦとなり、カレントトランス６０１の２次側出力は定着電流値に比例した電圧値が出力される。その結果、電流検知回路５１４にはカレントトランス６０１の２次側出力電圧のみが選択的に入力され、エンジン制御基板２０１は電流検知回路５１４の出力を加熱ヒータ４３２への定着電流値と判断し、後述する加熱ヒータ４３２の電流抑制制御に使用する。Ａ／Ｄ２ポートを使用して定着電流に比例した電圧が入力された場合、カレントトランス６０１の出力が安定するまで所定の時間（実施例では２００ｍｓｅｃ）待機した後に定着電流を検知する制御を行う。
【００５０】
＜画像形成時の電流抑制動作＞
次に図３、図４は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。本実施例においては連続画像形成中に画像形成装置の消費電流が増加した場合において、所望の定着性を確保すると共に、画像形成装置の総電流値がコンセントの定格電流値を超えないように制御する。また、本体の総電流値だけでなく定着器に流れる電流も検知し、総電流が増加した理由が、定着器に流れる電流の増加によるもか否かを判断し、判断結果に応じて電流抑制手段を選択して制御を行う。
【００５１】
＜通常の連続画像形成中の制御＞
まず、図３を用いて通常の連続画像形成中の制御について、ステップＳ１００〜Ｓ１０９に沿って説明する。
【００５２】
＜Ｓ１００＞
「スタート」
ステップＳ１００で画像形成を開始する。
【００５３】
＜Ｓ１０１＞
「ＯＵＴ１をＨｉｇｈ、ＯＵＴ２をＬｏｗ」
ステップＳ１０１でエンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＨｉｇｈ、ＯＵＴ２ポートをＬｏｗに設定し、カレントトランス６０１の出力を短絡し電流検知回路５１４にカレントトランス５１２のみを入力する。その結果、電流検知回路５１４はカレントトランス５１２の出力に基づき実効値演算され、エンジン制御基板２０１は、画像形成装置の総電流の実効値が検知可能となる。
【００５４】
＜Ｓ１０２＞
「定着器の加熱開始」
ステップＳ１０２で上述の方法により定着ローラ４３３の加熱を開始する。
【００５５】
＜Ｓ１０３＞
「モータ駆動開始」
ステップＳ１０３でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等の各ＤＣブラシレスモータの駆動を開始する。
【００５６】
＜Ｓ１０４＞
「定着器は温度Ｔａに到達？」
ステップＳ１０４で定着器温度が設定温度Ｔａに到達したかを判断する、ＹＥＳならステップＳ１０７へ、ＮＯならステップＳ１０５へ進む。
【００５７】
＜Ｓ１０７＞
「画像形成」
ステップＳ１０７で定着器温度が設定温度Ｔａに到達したら画像形成を開始し、所定のタイミングで給紙カセット４０２から記録紙３２を給紙する。画像形成中においてエンジン制御基板２０１は電流検知回路５１４からの出力をＡ／Ｄ２ポートを使用して検知している。
【００５８】
＜Ｓ１０８＞
「総電流値は規定値以内？」
ステップＳ１０８でエンジン制御基板２０１において画像形成中の画像形成装置の総電流値が規定値以内であるか否かを判断する。ＹＥＳであればステップＳ１０９へ、ＮＯであれば、本体の総電流値が規定値を超えていると判断し、後述する記号Ａ以下のステップＳ１１０（図４記載）の電流抑制動作の制御へと移行する。
【００５９】
＜Ｓ１０９＞
「印刷終了？」
ステップＳ１０９でプリントジョブが終了したかを判断する、印刷終了でないと判断した場合、ステップＳ１０７に戻り画像形成処理を継続する。ＹＥＳであればステップＳ１２４で画像形成を終了する。
【００６０】
次に、ステップＳ１０４において定着器の温度が規定時間経過しても設定温度Ｔａに到達しない場合の動作は下記の通り。
【００６１】
＜Ｓ１０５＞
「異常低温」
ステップＳ１０５で定着器の異常であると判断して、Ｓ１０６へ進む。
【００６２】
＜Ｓ１０６＞
「印刷中止」
ステップＳ１０６で画像形成制御を停止させ、ステップＳ１２４で画像形成を終了する。
【００６３】
＜電流抑制動作の制御＞
次に図４を用いて、ステップＳ１０８において画像形成装置の総電流値が規定値を超えた場合の記号Ａ以下の電流抑制動作の制御について説明する。
【００６４】
ステップＳ１０８で総電流が規定値を超えて流れていると判断した場合、エンジン制御基板２０１は、電流抑制動作の制御を行うためステップＳ１１０〜Ｓ１２３を実施する。
【００６５】
＜Ｓ１１０＞
「ＯＵＴ１をＬｏｗ、ＯＵＴ２をＨｉｇｈ」
ステップＳ１１０でＯＵＴ１ポートをＬｏｗ、ＯＵＴ２ポートをＨｉｇｈに出力変更し定着電流を検出するカレントトランス６０１の出力のみが電流検知回路５１４へ入力されるよう制御する。
【００６６】
＜Ｓ１１１＞
「２００ｍｓｅｃ後の電流算出部の出力を読みとる」
ステップＳ１１１で、カレントトランス６０１の出力が安定するまで２００ｍｓｅｃ待機した後、Ａ／Ｄ２ポートを使用して定着電流を検知する。所定時間待機させることでＭＯＳＦＥＴ６０４のＯＮ／ＯＦＦによるカレントトランスの出力の不安定状態を回避し、安定した出力に基づいて制御することができる。
【００６７】
＜Ｓ１１２＞
「定着電流は規定値以内か？」
ステップＳ１１２で定着電流が規定値以内か否かを判断する、ＹＥＳならステップＳ１１３へ進み、ＮＯなら定着電流が規定値を超えた単位体積当りの熱容量（以降  坪量と記載）の大きい記録紙だと判断し、ステップＳ１２１へ進む。
【００６８】
定着電流が規定値以内にある場合について、定着電流以外の総電流増加の原因を判別する動作を下記のステップで説明する。
【００６９】
＜Ｓ１１３＞
「イメージスキャナは動作しているか？」
ステップＳ１１３でイメージスキャナ９０１が動作しているかどうかを判断する。ＹＥＳならステップＳ１１５へ進み、ＮＯならステップＳ１１４へ進む。
【００７０】
＜Ｓ１１５＞
「イメージスキャナ停止」
ステップＳ１１５でイメージスキャナ９０１が動作している場合、イメージスキャナ９０１の動作を停止させる。この制御を行うことで画像形成処理とイメージスキャナ動作を同時に行うことを回避し、消費電力の削減を実現する。
【００７１】
＜Ｓ１１６＞
「画像形成」
ステップＳ１１６で画像形成を行う。
【００７２】
＜Ｓ１１７＞
「画像形成は終了したか？」
ステップＳ１１７で画像形成が終了したかどうかを判断し、ＮＯであれば画像形成を繰り返す。ＹＥＳであればステップＳ１１８へ進む。
【００７３】
＜Ｓ１１８＞
「イメージスキャナ動作」
ステップＳ１１８でイメージスキャナ９０１の動作を再開させる。
【００７４】
＜Ｓ１１９＞
「画像形成」
ステップＳ１１９で再開したイメージスキャナ動作によって読み取った画像をもとに、画像形成処理を行う。
【００７５】
＜Ｓ１２０＞
「印刷終了？」
ステップＳ１２０で印刷が終了したかどうかを判断し、終了していない場合はステップＳ１１５まで戻り画像形成処理等を続ける。印刷終了の場合は、ステップＳ１２４で動作終了となる。
【００７６】
次に、ステップＳ１１２で定着電流が規定値を超えている場合、すなわち定着電流が規定値超えた単位体積当りの熱容量（以降  坪量）の大きい記録紙の画像形成処理だと判断した場合の動作をステップＳ１２１〜Ｓ１２３にて説明する。
【００７７】
＜Ｓ１２１＞
「１／２速に変更」
ステップＳ１２１で定着速度を１／２速に変更する。一般的に同じ坪量の記録紙に定着する場合、定着速度が遅いほど定着電流は低くなる。しかし本実施例の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成速度もあわせて１／２速に変更することで消費電力を削減する。
【００７８】
＜Ｓ１２２＞
「画像形成」
ステップＳ１２２で画像形成処理を行う。
【００７９】
＜Ｓ１２３＞
「印刷終了？」
ステップＳ１２３で印刷ジョブが終了したかを判断する。ステップＳ１２３で印刷終了でないと判断した場合、ステップＳ１２２で１／２速モードで画像形成を続ける。ＹＥＳの場合は、ステップＳ１２４で動作終了となる。
【００８０】
次に、ステップＳ１１３において、定着電流が規定値以内でイメージスキャナ９０１も動作していないと判断した場合の処理を下記のステップで説明する。
【００８１】
＜Ｓ１１４＞
「画像形成装置の異常処理」
Ｓ１１４で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断して画像形成処理を中止し、ステップＳ１２４で動作終了となる。
【００８２】
＜Ｓ１２４＞
「終了」
ステップＳ１２４では、図３記載のステップＳ１０６、Ｓ１０９、及び図４記載のステップＳ１１４、Ｓ１２０、Ｓ１２３の処理後、画像形成の動作終了となる。
【００８３】
以上、本実施例では画像形成装置に流れる総電流値を検出するカレントトランス５１２の２次側出力と、定着器に流れる定着電流値を検出するカレントトランス６０１の２次側出力とを直列に接続する回路構成となっている。直列に接続された各カレントトランスの２次側出力を、制御部の制御によって電流検知回路５１４へ選択的に入力する回路構成について説明した。本回路構成により電流検知回路５１４を共用して使用することが可能となり、コストダウンを実現する画像形成装置を提供することができる。
【００８４】
なお、本実施例で示したＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦによるカレントトランスの出力が安定するまで待機する所定時間の値は、カレントトランスの性能により異なるため上述した値に限るものではない。
【実施例２】
【００８５】
＜電流検出回路の概略＞
本実施例においては定着器に流れる定着電流を検出するカレントトランスと、低圧電源に流れる電源電流を検出するカレントトランスとを配し、さらに各々のカレントトランスの２次側出力を直列に接続し、電流検知回路に入力する構成を有している。本実施例で説明する回路構成は、実施例１で示したカレントトランスの２次側出力を短絡する制御回路を更に簡略化して電流検知回路に入力する回路構成となっている。なお、本実施例におけるカラーレーザプリンタの要部構成は実施例１と同じであるため説明は省略する。
【００８６】
図５は本実施例における回路構成を示した回路図である。実施例１と異なり画像形成装置の総電流値を検出する場合は、低圧電源２０２に流れる電源電流を検出するカレントトランス６１５と定着電流を検出するカレントトランス６０１の２次側出力を直列に接続して得られた電圧値をもとに行う。また、定着電流値を検出する場合は、電源電流を検出するカレントトランス６１５の２次側出力を入力選択手段を構成する半導体スイッチのＭＯＳＦＥＴ６１７で短絡するよう制御を行う。
【００８７】
具体的な構成としては第１の電流検出手段のカレントトランス６１５及び抵抗６１６で低圧電源２０２に流れる電源電流値を電流−電圧変換する。次に、定着電流を検出する第２の電流検出手段のカレントトランス６０１、抵抗６０２によって、加熱ヒータ４３２に流れる定着電流を電流−電圧変換する。カレントトランス６１５とカレントトランス６０１の各々の２次側出力は直列に接続されており、直列に接続された出力を、入力選択手段を用いて選択的に電流算出部の電流検知回路５１４に入力して実効値演算される。電流検知回路５１４の出力は、制御部であるエンジン制御基板２０１のＡ／Ｄ２ポートに入力され、入力された電圧値に基づいて総電流値、または定着電流値を検知する。
【００８８】
本実施例では、カレントトランス６１５の２次側出力をＭＯＳＦＥＴ６１７で短絡または開放することで、総電流と定着電流の実効値を算出する電流検知回路５１４の共用が可能となり、入力選択手段の部品点数を削減したことで更にコストダウンを実現している。
【００８９】
＜電流検出手段の制御動作＞
具体的なエンジン制御基板２０１による制御を以下に述べる。
【００９０】
エンジン制御基板２０１により画像形成装置４０１に流れる総電流値を検出する場合、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＬｏｗに設定する。するとトランジスタ６１９、トランジスタ６２１はＯＦＦしＭＯＳＦＥＴ６１７もＯＦＦする。その結果、電流検知回路５１４にはカレントトランス６０１の２次側出力電圧とカレントトランス６１５の２次側出力電圧とを足した電圧値が入力される。つまりは定着電流と電源電流を足した電流値に比例した電圧値を電流検知回路５１４に入力することで、画像形成装置の総電流値を算出することができる。
【００９１】
一方、エンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＨｉｇｈに設定しておくことで、トランジスタ６１９およびトランジスタ６２１、ＭＯＳＦＥＴ６１７はＯＮとなり、電源電流を検知するカレントトランス６１５の２次側出力は短絡される。その結果、電流検知回路５１４にはカレントトランス６０１の２次側出力電圧のみが選択的に入力され、エンジン制御基板２０１はＡ／Ｄ２ポートの電圧値に基づいて定着電流を検知することが可能となる。また、定着電流に比例した電圧が入力された場合、カレントトランス６０１の出力が安定するまでの所定の時間（実施例では２００ｍｓｅｃ）待機した後に定着電流を検知する制御を行う。
【００９２】
＜画像形成時の電流抑制動作＞
図６、図７は本実施例における画像形成動作を説明するフローチャートである。本実施例においては連続画像形成中に画像形成装置の消費電流が増加した場合において、所望の定着性を確保するとともに、画像形成装置の総電流値が、コンセントの定格電流値を超えないように制御する。また、総電流だけでなく定着器に流れる電流も検知し、本体の総電流が増加した理由が、定着器に流れる電流の増加か否かを判断し、判断結果に応じて電流抑制手段を選択して制御することができる。
【００９３】
＜通常の連続画像形成中の制御＞
まず、図６を用いて通常の連続画像形成中の制御について、ステップＳ２００〜Ｓ２２４に沿って説明する。
【００９４】
＜Ｓ２００＞
「スタート」
ステップＳ２００で画像形成が開始される。
【００９５】
＜Ｓ２０１＞
「ＯＵＴ１をＬｏｗ」
ステップＳ２０１でエンジン制御基板２０１のＯＵＴ１ポートをＬｏｗに設定し、ＭＯＳＦＥＴ６１７をＯＦＦとして、電流検知回路５１４には、カレントトランス６０１とカレントトランス６１５の２次側出力を直列に接続した電圧値を入力する。その結果、エンジン制御基板２０１は、画像形成装置に流れる総電流の実効値が検知可能となる。
【００９６】
＜Ｓ２０２＞
「定着器の加熱開始」
ステップＳ２０２で上述の方法により定着ローラ４３３の加熱を開始する。
【００９７】
＜Ｓ２０３＞
「モータ駆動開始」
ステップＳ２０３でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等の各ＤＣブラシレスモータの駆動を開始する。
【００９８】
＜Ｓ２０４＞
「定着器は温度Ｔａに到達？」
ステップＳ２０４で定着器の温度が設定温度Ｔａに到達したか否かをＡ／Ｄ１ポートの入力を使って判断し、ＮＯであればステップＳ２０５へ、ＹＥＳであればステップＳ２０７へ移動する。
【００９９】
＜Ｓ２０５＞
「異常低温」
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４において定着器の温度が規定時間経過しても設定温度Ｔａに到達しない場合には、定着器の異常であると判断してステップＳ２０６へ進む。
【０１００】
＜Ｓ２０６＞
「印刷中止」
ステップＳ２０６で画像形成を中止し、ステップＳ２２４で画像形成を終了する。
【０１０１】
ステップＳ２０４で定着器の温度がＴａに到達した場合は、下記のステップＳ２０７以降を実施する。
【０１０２】
＜Ｓ２０７＞
「画像形成」
ステップＳ２０７は、画像形成を開始して所定のタイミングで給紙カセット４０２から記録紙３２を給紙する。
【０１０３】
＜Ｓ２０８＞
「総電流値は規定値以内？」
ステップＳ２０８は、エンジン制御基板２０１が画像形成中において電流検知回路５１４からの出力をＡ／Ｄ２ポートを使用して検出しており、画像形成装置の総電流値が規定値以内であるか否かを判断する。総電流値が規定値以内であればステップＳ２０９へ、また、総電流値が規定値を超えている場合は、後述する記号Ｂ以下のステップＳ２１０〜Ｓ２２４（図７記載）の電流抑制の動作へ移行する。
【０１０４】
＜Ｓ２０９＞
「印刷終了？」
Ｓ２０９でプリントジョブが終了したかを判断する。印刷終了でないと判断した場合、ステップＳ２０７に戻り画像形成処理を継続する、印刷終了した場合は、ステップＳ２２４で画像形成を終了する。
【０１０５】
＜電流抑制動作の制御＞
次に図７を用いて、画像形成装置の総電流値が規定値を超えた場合の記号Ｂ以下の電流抑制動作について説明する。
【０１０６】
ステップＳ２０８で、画像形成装置の総電流が規定値以上流れていると判断した場合、エンジン制御基板２０１は、下記の電流抑制動作のステップＳ２１０〜Ｓ２２３を実施する。
【０１０７】
＜Ｓ２１０＞
「ＯＵＴ１をＨｉｇｈｔ」
ステップＳ２１０でＯＵＴ１ポートをＨｉｇｈに出力変更してカレントトランス６１５の２次側出力をＭＯＳＦＥＴ６１７で短絡し、定着電流を検出するカレントトランス６０１の２次側出力のみが電流検知回路５１４へ入力されるよう制御する。
【０１０８】
＜Ｓ２１１＞
「２００ｍｓｅｃ後の電流算出部の出力を読み取る」
ステップＳ２１１でカレントトランス６０１の出力が安定するまで２００ｍｓｅｃ待機した後、Ａ／Ｄ２ポートを使用して定着電流を検知する。所定時間待機させることでＭＯＳＦＥＴ６１７のＯＮ／ＯＦＦによるカレントトランス６０１の出力の不安定状態を回避し、安定した出力に基づいて制御することができる。
【０１０９】
＜Ｓ２１２＞
「定着電流は規定値以内か？」
ステップＳ２１２で定着電流が規定値以内か否かを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳ２１３へ移動し、ＮＯの場合はステップＳ２２１へ移動する。
【０１１０】
＜Ｓ２１３＞
「イメージスキャナは動作しているか？」
ステップＳ２１３で定着電流が規定値以内である場合は、総電流値増加の原因を判別するためイメージスキャナ９０１が動作しているか否かを判断する。ＹＥＳの場合はステップＳ２１５へ移動し、ＮＯの場合はステップＳ２１４へ移動する。
【０１１１】
＜Ｓ２１５＞
「イメージスキャナ停止」
ステップＳ２１５で動作しているイメージスキャナ９０１を停止させる。
【０１１２】
＜Ｓ２１６＞
「画像形成」
ステップＳ２１６で画像形成を行う。この制御を行うことで画像形成処理とイメージスキャナ動作を同時に行うことを回避し、画像形成装置の消費電力の削減を実現する。
【０１１３】
＜Ｓ２１７＞
「画像形成は終了したか？」
ステップＳ２１７で画像形成が終了したかどうかを判断し、終了していない場合は画像形成を繰り返す、画像形成処理が終了した時点でステップＳ２１８へ移動する。
【０１１４】
＜Ｓ２１８＞
「イメージスキャナ動作」
ステップＳ２１８で停止していたイメージスキャナ９０１の動作を再開させる。
【０１１５】
＜Ｓ２１９＞
「画像形成」
ステップＳ２１９で再開したイメージスキャナ動作によって読み取った画像をもとに、画像形成処理を行う。
【０１１６】
＜Ｓ２２０＞
「印刷終了？」
ステップＳ２２０で印刷が終了したかどうかを判断し、終了していない場合はステップＳ２１５まで戻り画像形成処理等を続ける。
【０１１７】
次に、ステップＳ２１３でイメージスキャナ９０１が動作していないと判断した場合について説明する。
【０１１８】
＜Ｓ２１４＞
「画像形成装置の異常処理」
ステップＳ２１４で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、ステップＳ２２４で画像形成の動作を終了させる。
【０１１９】
また、ステップＳ２１２で定着電流が規定値を越えていると判断した場合のステップＳ２２１〜Ｓ２２３について説明する。
【０１２０】
＜Ｓ２２１＞
「１／２速に変更」
ステップＳ２２１では、定着電流の増加の原因が単位体積当りの熱容量（以降、坪量と記載）の大きい記録紙の画像形成処理によるものと判断し、定着速度を１／２速に変更する。一般的に同じ坪量の記録紙に定着する場合には、定着速度が遅いほど定着電流は低くなる。本実施例の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成速度もあわせて１／２速に変更することで消費電力を削減する。
【０１２１】
＜Ｓ２２２＞
「画像形成」
ステップＳ２２２で１／２速モードでの画像形成処理を行う。
【０１２２】
＜Ｓ２２３＞
「印刷終了？」
ステップＳ２２３で印刷ジョブが終了したかどうかを判断する。Ｓ２２３で印刷終了していないと判断した場合、ステップＳ２２２の１／２速モードで画像形成を繰り返す。印刷終了の場合は、ステップＳ２２４で画像形成の動作終了となる。
【０１２３】
＜Ｓ２２４＞
「終了」
図６記載のステップＳ２０６、Ｓ２０９、および図７記載のステップＳ２１４、Ｓ２２０、Ｓ２２３の処理後、画像形成の動作終了となる。
【０１２４】
以上、本実施例では、低圧電源電流を検出するカレントトランス６１５と定着電流を検出するカレントトランス６０１の２次側出力を直列に接続し、発生する電圧値をもとに画像形成装置に流れる総電流値を検出することができる。その結果、実施例１と同じ効果を、少ないＭＯＳＦＥＴとＣＰＵポートを使用して達成することが可能であり、入力選択手段の部品点数を削減したことで、更にコストダウンを実現する画像形成装置を提供することができる。
【０１２５】
なお、本実施例で示したＭＯＳＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦによるカレントトランスの出力が安定するまで待機する所定時間の値は、カレントトランスの性能により異なるため上述した値に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】画像形成装置の構成図
【図２】実施例１における画像形成装置の電流制御回路の構成図
【図３】実施例１における画像形成制御のフローチャート図
【図４】実施例１における電流抑制制御のフローチャート図
【図５】実施例２における画像形成装置の電流制御回路の構成図
【図６】実施例２における画像形成制御のフローチャート図
【図７】実施例２における電流抑制制御のフローチャート図
【符号の説明】
【０１２７】
２０１  エンジン制御基板（制御部に対応）
２０２  低圧電源（電源部に対応）
２０７  マイクロコンピュータ
３０４  現像ローラ
３０５  感光ドラム
４０１  カラーレーザプリンタ（画像形成装置に対応）
４０９  静電吸着搬送転写ベルト
４１０Ｙ、４０１Ｍ、４０１Ｃ、４０１Ｋ  プロセスカートリッジ
４２０Ｙ、４２０Ｍ、４２０Ｃ、４２０Ｋ  スキャナユニット
４２１Ｙ、４２１Ｍ、４２１Ｃ、４２１Ｋ  レーザユニット
４３１  定着器（加熱手段に対応）
４３２  加熱用のヒータ（発熱体に対応）
４３３  定着ローラ
４３４  加圧ローラ
４４０  ビデオコントローラ
４４１  ホストコンピュータ（外部装置に対応）
４５１、４５２、４５３  ＤＣブラシレスモータ
５０１  ＡＣインレット
５０２  ＡＣフィルタ
５０３  メインスイッチ
５０４  ダイオードブリッジ
５０５  ２４Ｖコンバータ
５０６  コンバータ制御回路
５０７  ダイオード
５０８  コンデンサ
５０９  定電圧制御回路
５１０  フォトカプラ
５１１  ３Ｖ  ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１２  カレントトランス（第１の電流検出手段に対応）
５１３、６０２  抵抗
５１４  電流検知回路（電流算出部に対応）
５１５  ゼロクロス検知回路
５２１  インタロックスイッチ
５２２  リレー（保護回路に対応）
５２３  トライアック
５２６  フォトトライアックカプラ
５２８  トランジスタ
５２９  サーモスイッチ
５３０  サーミスタ
５３１、６０２  抵抗
６０１  カレントトランス（第２の電流検出手段に対応）
６０３  ＭＯＳＦＥＴ（第１の半導体スイッチに対応）
６０４  ＭＯＳＦＥＴ（第２の半導体スイッチに対応）
６０５、６０７、６０８、６１０  トランジスタ（入力選択手段に対応）
６１５  カレントトランス（第１の電流検出手段に対応）
６１７  ＭＯＳＦＥＴ（半導体スイッチに対応）
６１９、６２１  トランジスタ（入力選択手段に対応）
９０１  オプションイメージスキャナ
９０４  露光ユニット
９３０  原稿搬送部
９３１  原稿読み込み部
９４０  イメージスキャナコントローラユニット
【図１】
0005311893.tif 000002
【図２】
0005311893.tif 000003
【図３】
0005311893.tif 000004
【図４】
0005311893.tif 000005
【図５】
0005311893.tif 000006
【図６】
0005311893.tif 000007
【図７】
0005311893.tif 000008