画像形成装置
【課題】 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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、かつ画像形成能力の低下を最小限に止めることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路を有し、電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、定着部に投入可能な最大電流が制限され、定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で定着部の温度が制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大する。
【解決手段】 商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路を有し、電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、定着部に投入可能な最大電流が制限され、定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で定着部の温度が制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、商用電源から画像形成装置に流入する電流量を検知する電流検知回路を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置であるレーザプリンタは、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤（以降トナーという）を付与することにより前記潜像をトナー像として可視化する現像装置と、所定方向に搬送される記録紙にトナー像を転写する転写装置と、該転写装置によって前記トナー像の転写を受けた記録紙を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより前記トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
近年の画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置に使用するモータが高速化／大型化し、画像形成装置の消費電流が増加している。また、オフィス文書のカラー化が進み、カラーレーザプリンタが多く生産されている。カラーレーザプリンタは、複数の画像形成を同時に行うためモータの使用個数が多く、更に、複数色重ねられたトナー像を記録紙に定着させる必要があるため定着装置が消費する電流も大きい。更に、画像形成装置の高機能化に伴い、複数の記録紙サイズに対応するための給紙オプション装置や、排出された記録紙を所定枚数毎に仕分けしたりステイプルしたりする排紙オプション装置、原稿のコピーや電子ファイル化を行うための自動紙送り機構付きイメージスキャナ等のオプション装置が装着されるようになってきている。その結果、画像形成装置の消費電流は益々増加してきている。
【０００４】
これら機器で消費可能な電流の上限の一つの目安は、米国ではＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）規格、日本国では電気用品安全法等で定められている。したがって、商用電源で供給可能な最大電流を超えないように画像形成装置を設計する必要がある。この最大電流は、例えば日本国や米国では１５Ａであり、ＥＵ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｕｎｉｏｎ）では１０Ａである。これらはいずれも実効値である。
【０００５】
通常、画像形成装置で消費する電力が最も高くなるのは定着装置を定着可能な温度まで昇温させる期間（ウォームアップ期間）である。このウォームアップ期間に定着装置以外の負荷がプリント準備動作を始めると、定着装置で消費されている大きな電力に、その他の負荷の消費電力が加わるためである。
【０００６】
そこで従来は、画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えないように、定着装置以外の負荷が起動するタイミングで定着装置への電流を制限するシーケンスが組まれていた。例えば、ＣＰＵが、定着装置以外の負荷に起動信号を出すと同時に、定着装置の温度制御部に対して投入電流を制限するための信号を出すという具合である。
【０００７】
一方、プリント期間中は、定着装置の消費電力がウォームアップ期間中ほど高くないので、定着装置に電流を流している最中に定着装置以外の負荷が起動しても画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えることは殆どなかった。
【０００８】
しかしながら、画像形成装置の高速化に伴う使用モータの高速化／大型化、更にはカラー化に伴う使用モータ個数の増加によって、定着装置以外の負荷の消費電力も増加してきた。このため、プリント期間中でも画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超える状況を考慮して設計する必要性が出てきている。
【０００９】
そこで、プリント期間中もウォームアップ期間中と同様に、画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えないように、定着装置以外の負荷が起動するタイミングで定着装置への電流を制限するシーケンスを組むことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、各負荷の起動タイミングはまちまちであり、定着装置以外の多くの負荷が起動する各々のタイミングで定着装置へ流れる電流を制限するシーケンスを設計するのは非常に困難である。また、定着装置以外の負荷の個々の消費電力は必ずしも一定ではなく、変動するものである。したがって、定着装置以外の負荷が起動した際に定着装置に流す電流を一定の割合で制限すると、画像形成装置全体で使える電流に余裕があるにも拘わらず、定着装置に流れる電流を不必要に制限してしまうことも考えられる。この場合、定着装置の処理能力が不必要に低下して、結果的に画像形成装置の処理能力を不必要に落とすことになってしまう。
【００１１】
そこで、特許文献１には、画像形成装置への流入電流を検知する電流検知装置を設け、商用電源の最大電流を超えないように定着装置に流す電流を制限することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公平３−７３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、定着装置に流す電流を制限した場合、徐々に定着装置の温度が低下し、所望の定着性を確保できなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、制御目標温度を維持するように制御されており記録材上の画像を記録材に加熱定着する定着部と、商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路と、を有する画像形成装置において、前記電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、前記定着部に投入可能な最大電流が制限され、前記定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で前記定着部の温度が前記制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、前記定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図２】実施例１の画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図３】実施例１の画像形成装置の構成を示す図
【図４】実施例１の画像形成装置の回路図
【図５】実施例１における定着電流波形を示す図
【図６】実施例１における電流抑制動作を説明する図
【図７】実施例２の画像形成装置の回路図
【図８】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図９】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図１０】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その３）
【図１１】実施例３の画像形成装置の回路図
【図１２】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図１３】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図１４】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その３）
【図１５】実施例４〜７に係る電子写真プロセスを用いた画像形成装置（レーザプリンタ）の概略構成図である。
【図１６】セラミックヒータへの通電駆動を制御するヒータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１７】セラミックヒータの概略を説明する図である。
【図１８】熱定着器の概略構成を示す図である。
【図１９】電流検出回路１２２７の構成を説明するブロック図である。
【図２０】電流検出回路１２２８の構成を説明するブロック図である。
【図２１】電流検出回路１２２７の動作を説明するための波形図である。
【図２２】電流検出回路１２２８の動作を説明するための波形図である。
【図２３】実施例４に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２４】実施例４に係るエンジンコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図２５】実施例５に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２６】実施例５に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２７】実施例６に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２８】実施例６に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２９】実施例７に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図３０】実施例７に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３１】実施例４のデューティ決定アルゴリズムを用いた場合の商用電源から画像形成装置への入力電流（インレット電流）の変化を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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】
【００１８】
図３は実施例１である“画像形成装置”（オプション装置付きのカラーレーザプリンタ）の構成を示す図である。
【００１９】
４０１はカラーレーザプリンタ、４０２は記録紙３２を収納する給紙カセット、４０４は給紙カセット４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラ、４０５は前記ピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送する給紙ローラである。４０６は前記給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラ、４０７はレジストローラ対である。
【００２０】
４０９は静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔと記す）であり、記録紙３２を静電吸着させて搬送する。４１０はプロセスカートリッジであり、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装置３０６、帯電ローラ３０３、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。
【００２１】
４２０はスキャナユニットであり、後述するビデオコントローラ４４０から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット４２１、各レーザユニット４２１からのレーザ光を各感光ドラム３０５上に走査するためのポリゴンミラー４２２とスキャナモータ４２３、結像レンズ群４２４により構成されている。なお、前記プロセスカートリッジ４１０とスキャナユニット４２０は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）分存在する。
【００２２】
４３１は定着器であり、内部に加熱用のヒータ４３２を備えた定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４、定着ローラ４３３からの記録紙３２を搬送するための定着排紙ローラ対４３５により構成されている。
【００２３】
４５１、４５２、４５３はＤＣブラシレスモータであり、４５１はプロセスカートリッジ４１０を駆動するメインモータ、４５２はＥＴＢを駆動するＥＴＢモータ、４５３は定着器を駆動する定着モータである。
【００２４】
２０１はレーザプリンタ４０１の制御部であるＤＣコントローラであり、マイクロコンピュータ２０７、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。
【００２５】
２０２は低圧電源回路であり、１次ＡＣ電流を平滑後に降圧し、各ＤＣブラシレスモータ４５１，４５２，４５３や、ＤＣコントローラ２０１などに電力を供給する。
【００２６】
４４０はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ４４１から送出される画像データを受け取るとこの画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００２７】
３２３は記録紙に光を照射し、記録紙の透過光量から記録紙の坪量を判別する坪量判別装置である。３２４は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサである。
【００２８】
６５１は異なる記録紙に対応するためのオプション装置である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。
【００２９】
８０１はカラーレーザプリンタ４０１から排出された記録紙を所定枚数毎に排紙トレイにソートするオプション装置である排紙ユニットであり、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とを有する。
【００３０】
７０１はカラーレーザプリンタ４０１から排出された記録紙をオプション装置である排紙ユニット８０１に搬送するオプション装置である搬送ユニットであり、搬送ローラ対７０３、７０４を駆動するモータ７０２を有する。
【００３１】
９０１は原稿搬送部９３０と原稿読み込み部９３１とからなるオプション装置であるイメージスキャナである。９０２は原稿９３２を搬送する原稿搬送モータ、９０４は露光ユニット、９０５は露光装置、９０６はミラー、９０３は露光ユニット９０４を水平移動させるスキャナ駆動モータ、９０７は反射装置、９０８、９０９はミラーである。９１０は受光装置、９４０はイメージスキャナ９０１の動作を制御するとともに、受光装置９１０で受光した信号を画像データ化するイメージスキャナコントローラユニットである。
【００３２】
次に画像形成動作を説明する。
【００３３】
まず、ホストコンピュータ４４１から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、ＤＣコントローラ２０１に画像形成の開始を指示するＰＲＩＮＴ信号を送信するとともに、受信した画像データをビットマップデータに変換する。ＰＲＩＮＴ信号を受信したＤＣコントローラ２０１は、所定のタイミングでスキャナモータ４２３、及びメインモータ４５１，ＥＴＢモータ４５２，定着モータ４５３の駆動を開始するとともに、ピックアップローラ４０４、給紙ローラ４０５、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、坪量判別装置３２３で記録紙３２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３２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。
【００３４】
また、温度検知センサ３２４で画像形成装置４０１の周囲温度（環境温度）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３２は、レジストローラ対４０７まで搬送して一旦停止する。次に、ビットマップデータに依存した画像信号に応じてレーザユニット４２１をＯＮ／ＯＦＦ制御する。レーザユニット４２１から出射するレーザー光はポリゴンミラー４２２、結像レンズ群４２４を介して感光ドラム３０５に照射され、帯電ローラ３０３により所定電位に帯電した感光ドラム３０５上に静電画像が形成される。その後、この静電潜像に対して現像ローラ３０２からトナーを供給しトナー像に現像する。前述のトナー像形成動作は所定のタイミングでイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ，ブラックＫに対し行う。
【００３５】
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、前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。以上のように、感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３、レーザユニット４２１、現像ローラ３０２、転写ローラ４３０等、記録紙上にトナー画像を形成するための構成を画像形成部と称する。記録紙３２上に形成されたカラートナー像は定着器４３１に搬送され、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、加圧（圧力をかける）され記録紙３２に定着されたのち、定着排紙ローラ対４３５により画像形成装置４０１外に排出される。
【００３６】
排出された記録紙３２は、搬送ユニット７０１を経由して排紙ユニット８０１に搬送される。排紙ユニット８０１では、所定枚数毎に記録紙３２が排紙トレイ８０６に排出される。
【００３７】
次にイメージスキャナ９０１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。
【００３８】
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装置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、及び反射装置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。
【００３９】
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からの画像形成と同様の動作で記録紙に画像形成を行う。
【００４０】
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。スキャナモードの場合、記録紙への画像形成は実行しない。
【００４１】
なお、通常、イメージスキャナの動作は、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。
【００４２】
図４は本実施例の画像形成装置の回路図である。２０２は低圧電源、５０１はインレット、５０２は商用電源からのノイズ及び低圧電源からのノイズを除去するＡＣフィルタ、５０３はメインスイッチ、５０４はダイオードブリッジ、５０５は２４Ｖを生成するコンバータ、５０６はコンバータ制御回路である。５０７はダイオード、５０８はコンデンサ、５０９は定電圧制御回路、５１０はフォトカプラ、５１１は２４Ｖから３Ｖを生成するＤＣ／ＤＣコンバータ、５１２はカレントトランス、５１３は抵抗、５１４は商用電源から画像形成装置への入力電流（１次総電流）を検知する電流検知回路（第１電流検知回路）、５１５はゼロクロス検知回路である。
【００４３】
５２１は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、５２２はリレー、５２３はトライアック、５２４，５２５、５２７は抵抗、５２６はフォトトライアックカプラ、５２８はトランジスタである。また、４３１は定着器（定着部）、４３３は定着ローラ、４３４は加圧ローラ、４３２は加熱ヒータ、５２９はサーモスイッチ、５３０は定着ローラ４３３の温度を検知するサーミスタ（温度検知素子）、５３１は抵抗、５８１はコンデンサである。
【００４４】
続いて、回路動作について説明する。
【００４５】
メインスイッチ５０３がＯＮされると、インレット５０１及びＡＣフィルタ５０２を介して商用電流が流れ、ダイオードブリッジ５０４とコンデンサ５８１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及びコンデンサ５０８により整流される。整流後の電圧を定電圧制御部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、ＤＣブラシレスモータ４５１等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ＤＣコントローラ２０１に供給され、画像形成装置４０１の制御に使用される。
【００４６】
次に、定着器の温度制御動作について説明する。図５は定着器に流れる定着電流波形を説明する図である。
【００４７】
ＤＣコントローラ２０１はサーミスタ５３０と抵抗５３１の分圧電圧をＡ／Ｄポート１を介して検知する。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、ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート１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内の加熱ヒータ４３２には、リレー５２２、トライアック５２３及びサーモスイッチ５２９を介して商用電源が供給される。ＤＣコントローラ２０１は、ゼロクロス検知回路５１５を介して、商用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後（以降ＴＯＦＦ）にＯＮ／ＯＦＦポート１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。ＤＣコントローラ２０１は時間ＴＯＦＦを制御することで、定着ローラ４３３を所定温度に制御する。
【００４８】
続いて、定着器へ流す電流が制限された場合の定着電流波形を説明する。
【００４９】
まず、カレントトランス５１２及び抵抗５１３で画像形成装置４０１に流れる１次総電流を電流−電圧変換する。次に、電流−電圧変換した結果を電流検知回路５１４で実効値演算し、結果をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート２に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート２の電圧値に基づいて、１次総電流を検出する。検出した１次総電流が所定電流値Ｉｌｉｍｉｔを超えると、超えた電流値に応じてＯＮ／ＯＦＦポート１から出力するトライアックＯＮ信号を遅延（△ｔ）させる。その結果、定着電流制限を行っていない時に流れる定着電流（図５の破線）よりも定着電流を制限し、１次総電流をＩｌｉｍｉｔ以下にする（第１段階の調整動作）。本実施例では電流制限後に１次総電流がＩｌｉｍｉｔ−Ｉｐ（図６参照）を超えないように遅延時間△ｔを設定している。
【００５０】
図１、図２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。以下に図１、図２を用いて、連続画像形成中の電流抑制について説明する。
【００５１】
まず、図１を用いて電流を抑制しつつ定着性を確保するための第２段階の調整動作について説明する。
【００５２】
画像形成が開始されると、まずＳ１０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ１０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ１０３で定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ１０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器の温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように定着器へ流す電流を制御する。本実施例では、温度Ｔａをプリント中の定着器の制御目標温度Ｔｆより低い温度に設定しているが、温度Ｔａを制御目標温度Ｔｆと同じ温度に設定してもよく、適宜設定すればよい。
【００５３】
Ｓ１０５で定着器の温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ（＜Ｔｆ）以上であればＳ１０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。本実施例では、温度Ｔｂはトナー像の定着性を確保できる定着可能下限温度である。一方、Ｓ１０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ１０７で定着電流が制限されているかを判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ１０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ１０９で印字を終了する。Ｓ１０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ１１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。
【００５４】
一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ１１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ１１２で定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ１１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりもＴｓａ延長する。これにより給紙間隔がＴｓ１からＴｓ２（＝Ｔｓ１＋Ｔｓａ）に変更される（図６）。そして、Ｓ１０４で画像形成を継続する。換言すると、定着器に搬送される記録材の搬送間隔が拡大する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる（第２段階の調整動作）。
【００５５】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｂ以下となった場合は、Ｓ１０７、Ｓ１１０、Ｓ１１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ（限界）になるまで給紙間隔をＴｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ１１１）は、図２に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００５６】
次に図２を用いて第３段階の調整動作について説明する。
【００５７】
【表１】
【００５８】
第３段階の調整動作は、表１に示すように画像形成装置の動作状況に応じて画像形成動作を制限する（複数の駆動部（負荷）の一部の動作を停止する）ことで１次総電流を抑制する。
【００５９】
上述したが、本実施例の画像形成装置は、イメージスキャナ９０１で原稿の画像を読み取り電子ファイル化するだけのスキャナモードと、イメージスキャナ９０１が原稿の画像を読み取り且つこの画像情報に応じてレーザプリンタ４０１が記録紙に画像形成するコピーモードを有する。更に、ホストコンピュータ等の外部装置４４１から送信される画像情報に応じてレーザプリンタ４０１が記録紙に画像形成するプリンタモードを有する。プリンタモードはスキャナモードで原稿を読み取っている時でも実行可能である。また、スキャナモードはプリンタモードで画像形成を行っている時でも実行可能である。
【００６０】
まずＳ１５１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。イメージスキャナ９０１が動作しているということは、スキャナモードまたはコピーモードである。イメージスキャナ９０１が動作している場合は、Ｓ１５２で読み取り動作を停止し（読取動作が一枚の原稿の途中である場合、その原稿は最後まで読み取って停止させる）、Ｓ１５３でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ１５４、Ｓ１５５で印字終了まで画像形成を継続し、印字終了後、Ｓ１５６で読み取り動作を再開する。スキャナモードであるにも拘わらずＳ１５４で画像形成しているのはプリンタモードで画像形成している場合である。Ｓ１５４ではプリンタモードは許可状態であり、外部装置４４１から新しい画像情報が送信されれば、この画像情報に応じた画像形成は実行可能である。つまり、レーザープリンタ４０１とイメージスキャナ９０１が同時に作動する状況を回避すればよい。一方、Ｓ１５３でスキャナモードでないと判断した場合、即ちコピーモードの場合、Ｓ１５７、Ｓ１５８で読み取り済み原稿の画像形成を行った後（Ｓ１５２の読取停止が実行される前に既に読み取られていた画像情報に応じた画像形成）、Ｓ１５９で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ１６０、Ｓ１６１で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００６１】
イメージスキャナ９０１が動作していない場合は、Ｓ１６２で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ１６３でソートとステイプル動作を禁止し（ソート途中やステイプル途中の記録紙は終了させて、その後、動作禁止する）、Ｓ１６４、Ｓ１６５で印字終了まで画像形成を継続する。Ｓ１６４ではプリンタモードは許可状態であり、Ｓ１６４の画像形成はプリンタモードでの画像形成を意味している。従って、外部装置４４１から新しい画像情報が送信されれば、この画像情報に応じた画像形成は実行可能である。一方、排紙ユニット８０１が動作していない場合は、Ｓ１６６で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、Ｓ１６７で印字を中止する。
【００６２】
図６は図１、図２で説明した電流抑制を行った場合の１次総電流と定着器温度の関係を示した図である。図６を用いて、本実施例における電流抑制効果について説明する。
【００６３】
ｔ１で画像形成を開始すると、定着器４３１の加熱を開始するとともに、メインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。ｔ２で定着器温度がＴａに到達すると画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。しかし、ｔ３で１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えてしまうため、図５で示した手法で定着電流を制限し、１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えないように制御を行う（第１段階の調整動作）。ただし、定着電流の最大値が制限されるため、定着器温度は徐々に低下し、ｔ４で定着器温度が所定温度Ｔｂ（定常時の目標温度Ｔｆより所定値だけ低い温度Ｔｂ）以下となってしまう。そこで、定着器温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止するとともに、以降の給紙間隔をＴｓ２に広げる（第２段階の調整動作）。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。この第２段階の調整動作は、定着器温度がＴｂ以下に降下する度に給紙間隔を距離Ｔｓａずつ広げるものであり、最終的に給紙間隔Ｔｓ２が所定の給紙間隔上限Ｔｓｌｉｍｉｔに達するまで実行できる。更に画像形成を継続した場合に、ｔ５で再び定着器温度がＴｂ以下となることも考えられる。この時点で給紙間隔はＴｓｌｉｍｉｔに達しているため、ｔ６で表１に示すように複数の駆動部の一部の動作を制限する。これにより１次総電流をＩｌｉｍｉｔ以下に抑えつつ定着器温度をＴｂ以上に保ちながら画像形成を継続する（第３段階の調整動作）。
【００６４】
この結果、トナー像の定着不足の発生を防止しながら、１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えないように制御できている。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、かつ画像形成能力の低下を最小限に止めることができる。
【実施例２】
【００６６】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。
【００６７】
本実施例では、１次総電流だけでなく定着器に流れる電流も検知し、１次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、判断結果に応じて第３段階の調整動作を設定する点が実施例１と異なる。
【００６８】
本実施例の全体構成は、実施例１の図３と同様なので、その説明を援用し、ここでの再度の説明を省略する。
【００６９】
図７は本実施例の画像形成装置の回路図である。実施例１の図４に記載済のものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００７０】
６０１はカレントトランス、６０２は抵抗であり、加熱ヒータ４３２に流れる定着電流を電流−電圧変換する。電流−電圧変換した結果を定着電流検知回路（第２電流検知回路）６０３で実効値演算し、結果をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート５に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート５の電圧値に基づいて、定着電流を検出する。
【００７１】
図８、図９、図１０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。
【００７２】
以下に図８〜図１０を用いて、連続画像形成中の調整動作について説明する。まず、図８を用いて第１段階の調整動作（電流抑制動作）について説明する。
【００７３】
画像形成が開始されると、まずＳ２０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ２０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ２０３で定着器温度がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ２０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器の温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。
【００７４】
Ｓ２０５で定着器温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ以上であればＳ２０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。一方、Ｓ２０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ２０７で定着電流が制限されている（前述の第１段階の調整動作）かを判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ２０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ２０９で印字を終了する。Ｓ２０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ２１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ２１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ２１２で定着器の温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ２１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりもＴｓａ延長する（第２段階の調整動作）。そして、Ｓ２０４で画像形成を継続する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。
【００７５】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度が所定温度Ｔｂ以下となった場合は、Ｓ２０７、Ｓ２１０、Ｓ２１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔになるまで給紙間隔を距離Ｔｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。ここまでは、実施例１の第２段階の調整動作までと同じ動作である。
【００７６】
給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器の温度がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ２１１）は、図９に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００７７】
次に図９と図１０を用いて実施例２の第３段階の調整動作について説明する。
【００７８】
本実施例の第３段階の調整動作は、表２に示すように画像形成装置の動作状況と定着電流に応じて画像形成動作を制限することで１次総電流を抑制する。
【００７９】
【表２】
【００８０】
まず図９のＳ２５１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。動作している場合は、Ｓ２５２で定着電流を検知し、定着電流がＩＦｔｈ未満（定着電流検出手段の検出値が所定値未満）であればモータ駆動電流が大きい（定着器以外の負荷に流れる電流が大きい）と判断してＳ２５３で読み取り動作を停止する（読取動作が一枚の原稿の途中である場合、その原稿は最後まで読み取って停止させる）。次に、Ｓ２５４でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ２５５、Ｓ２５６で印字終了まで画像形成を継続し（プリンタモードの画像形成を許可する）、印字終了後、Ｓ２５７で読み取り動作を再開する。一方、コピーモードの場合、Ｓ２５８、Ｓ２５９で読み取り済み原稿の画像形成を行った後、Ｓ２６０で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ２６１、Ｓ２６２で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００８１】
Ｓ２５２で、定着電流がＩＦｔｈ以上（所定値以上）である場合は、単位体積当りの熱容量（以降 坪量という）の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断し、Ｓ２６３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。本実施例の画像形成装置の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成部の画像形成速度も同時に１／２速に変更する。そして、Ｓ２６４、Ｓ２６５で印字終了まで画像形成を行う。
【００８２】
次に、Ｓ２５１でイメージスキャナ９０１が動作していない場合の動作について図１０を用いて説明する。まず、Ｓ２７１で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ２７２で定着電流を検知し、定着電流がＩＦｔｈ未満であればモータ駆動電流が大きい（定着器以外の負荷に流れる電流が大きい）と判断してＳ２７３でソートとステイプル動作を禁止する（ソート途中やステイプル途中の記録紙は終了させて、その後、動作禁止する）。そして、Ｓ２７４、Ｓ２７５で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。
【００８３】
Ｓ２７２で、定着電流がＩＦｔｈ以上である場合は、坪量の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断し、Ｓ２７６で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ２７７、Ｓ２７８で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。
【００８４】
一方、Ｓ２７１で排紙ユニット８０１が動作していないと判断した場合は、Ｓ２７９で定着電流を検知する。定着電流がＩＦｔｈ以上である場合は、坪量の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断してＳ２７９で画像形成速度を１／２速に変更し、Ｓ２７７、Ｓ２７８で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。定着電流がＩＦｔｈ未満である場合は、Ｓ２８３で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、Ｓ２８４で印字を中止する。
【００８５】
以上説明したように、本実施例によれば、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、かつ画像形成能力の低下を最小限に止めることのできる。
【実施例３】
【００８６】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。本実施例では、１次総電流だけでなく記録紙の坪量と画像形成装置の周囲温度（環境温度）を検知し、１次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、判断結果に応じて第３段階の調整動作を選択する。本実施例の全体構成は実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明を省略する。
【００８７】
図１１は本実施例の画像形成装置の回路図である。実施例１の図４に記載済のものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００８８】
３２３は坪量判別装置（坪量検知手段）であり、光照射素子５６１と透過光量検出素子５６３を有する。ＤＣコントローラ２０１は記録紙３２が坪量判別装置３２３に到達する所定のタイミングで光照射素子５６１をＯＮさせる。透過光量検出素子５６３は受光光量に応じた出力をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート３に出力し、ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート３の電圧値に基づいて記録紙の坪量を検出する。
【００８９】
３２４は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサ（環境温度検知手段）であり、検知温度に応じた出力をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート４に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート４の電圧値に基づいて画像形成装置の周囲温度を検出する。
【００９０】
図１２、図１３、図１４は本実施例の画像形成動作を説明するフローチャートである。以下に図１２〜図１４を用いて、連続画像形成中の電流抑制動作について説明する。まず、図１２を用いて第２段階の調整動作（給紙間隔の延長）について説明する。
【００９１】
画像形成が開始されると、まずＳ３０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ３０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ３０３で定着器の温度がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ３０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。Ｓ３０５で定着器の温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ以上であればＳ３０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。
【００９２】
一方、Ｓ３０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ３０７で定着電流が制限されているか（前述の第１段階の調整動作が実行されているかどうか）を判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ３０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ３０９で印字を終了する。Ｓ３０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ３１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ３１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ３１２で定着器の温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ３１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりＴｓａ延長する（第２段階の調整動作）。そして、Ｓ３０４で画像形成を継続する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。
【００９３】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度が所定温度Ｔｂ以下となった場合は、Ｓ３０７、Ｓ３１０、Ｓ３１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔになるまで給紙間隔をＴｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器温度がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ３１１）は、図１３、図１４に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００９４】
次に図１３と図１４を用いて第３段階の調整動作について説明する。
【００９５】
第３段階の調整動作は、表３に示すように画像形成装置の動作状況と記録紙の坪量、及び周囲温度に応じて画像形成動作を制限することで１次総電流を抑制する。
【００９６】
【表３】
【００９７】
まず図１３のＳ３５１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。動作している場合は、Ｓ３５２で記録紙の坪量を検知し、坪量が９０ｇ／ｍ２未満であれば定着器温度がＴｂであっても定着可能と判断し、Ｓ３５３で画像形成を行う。そして、定着器温度がＴｂ−１０℃より高ければ、Ｓ３５３、Ｓ３５４、Ｓ３５５で印字終了まで画像形成を継続する。
【００９８】
定着器温度がＴｂ−１０℃以下になった場合（Ｓ３５４）は、Ｓ３５６で読み取り動作を停止する。次に、Ｓ３５７でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ３５８、Ｓ３５９で印字終了まで画像形成を継続し、印字終了後、Ｓ３６０で読み取り動作を再開する。一方、コピーモードの場合、Ｓ３６１、Ｓ３６２で読み取り済み原稿の画像形成を行った後、Ｓ３６３で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ３６４、Ｓ３６５で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００９９】
Ｓ３５２で、坪量が９０ｇ／ｍ２以上である場合は、Ｓ３６６で周囲温度を検知する。一般的に周囲温度と記録紙の温度は同じであり、記録紙温度が低いほど定着器温度を高くする必要がある。Ｓ３６６で周囲温度が１５℃以上と判断した場合は、定着器温度が低くても定着可能であると判断し、Ｓ３５３に戻り前述の動作を行う。一方、周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ３６７で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ３６８、Ｓ３６９で印字終了まで画像形成を行う。
【０１００】
次に、Ｓ３５１でイメージスキャナ９０１が動作していない場合の動作について図１４を用いて説明する。まず、Ｓ４０１で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ４０２で記録紙の坪量を検知し、坪量が９０ｇ／ｍ２未満であれば定着器温度がＴｂであっても定着可能と判断し、Ｓ４０３で画像形成を行う。そして、定着器温度がＴｂ−１０℃より高ければ、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５で印字終了まで画像形成を継続する。定着器温度がＴｂ−１０℃以下になった場合（Ｓ４０４）は、Ｓ４０６でソートとステイプル動作を禁止する。そして、Ｓ４０７、Ｓ４０８で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０１】
Ｓ４０２で、記録紙の坪量が９０ｇ／ｍ２以上である場合は、Ｓ４０９で周囲温度を検知する。周囲温度が１５℃以上と判断した場合は、定着器温度が低くても定着可能であると判断し、Ｓ４０３に戻り前述の動作を行う。一方、周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ４１０で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ４１１、Ｓ４１２で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０２】
一方、Ｓ４０１で排紙ユニット８０１が動作していないと判断した場合は、Ｓ４１３で記録紙の坪量を検知する。坪量が９０ｇ／ｍ２未満の場合、Ｓ４１４で１次総電流が大きい理由が画像形成装置に異常な電流が流れているためと判断し、Ｓ４１５で印字を中止する。坪量が９０ｇ／ｍ２以上の場合は、Ｓ４１６で周囲温度を検知する。周囲温度が１５℃以上の場合は、１次総電流が大きい理由が画像形成装置に異常な電流が流れているためと判断し、Ｓ４１４に戻って印字を中止する。周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ４１７で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ４１８、Ｓ４１９で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例によれば、前述の制御を行うことで、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、画像形成能力の低下を最小限に止めることが可能となる。
【０１０４】
なお、実施例１〜３では、カラーレーザプリンタを用いて説明を行った。しかしながら、画像形成装置はカラーレーザプリンタに限定されるものではなく、モノクロレーザプリンタであっても構わない。
【０１０５】
また、オプション給紙ユニットの動作状態に応じて第３段階の調整動作の実行を判断しても構わない。
【０１０６】
実施例１〜３では、第２段階の調整動作（給紙間隔の延長）を実行する場合と第３段階の調整動作（定着器以外の負荷の駆動禁止）を実行する場合の基準となる所定温度を同じＴｂとして説明を行った。しかしながら、それぞれの調整動作を行う基準の温度は異ならせても構わない。
【０１０７】
実施例２では、１次総電流と定着器に流れる電流を検知し、１次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た。しかしながら、１次総電流のみを検知し、例えば定着器をＯＮしているときとＯＦＦしているときの１次総電流の差から、１次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ても構わない。
【０１０８】
また、上述した実施例１〜３では、第１段階から第３段階までの調整動作が設定されている画像形成装置について説明したが、少なくとも第１段階と第２段階の調整動作が設定されていれば良い。この構成であっても、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供することができる。
【０１０９】
次に、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置の他の実施例を以下の実施例４〜７に説明する。実施例１〜３との違いは、前述した第１段階の調整動作（定着器への電流制限）における定着器への投入可能電流の上限値決定方法である。実施例４〜７を第１段階の調整動作として用いれば、更に画像形成装置の処理能力の低下を抑えることができる。
【実施例４】
【０１１０】
図１５は、実施例４〜７に係る電子写真プロセスを用いた画像形成装置（レーザプリンタ）の概略構成図である。
【０１１１】
レーザプリンタ本体１１０１（以下、本体１１０１）は、記録シートＳを収納するカセット１１０２が装着可能で、このカセット１１０２から供給される記録シートＳに画像を形成する。１１０３は、カセット１１０２の記録シートＳの有無を検知するカセット有無センサである。１１０４は、カセット１１０２に収容されている記録シートＳのサイズを検知するカセットサイズセンサで、ここでは例えば複数のマイクロスイッチで構成されている。１１０５は、カセット１１０２から記録シートＳをピックアップして搬送する給紙ローラである。この給紙ローラ１１０５の下流には記録シートＳを同期搬送するレジストローラ対１１０６が設けられている。また、このレジストローラ対１１０６の下流には、レーザスキャナ部１１０７からのレーザ光に基づいて記録シートＳ上にトナー像を形成する画像形成部１１０８が設けられている。更に、この画像形成部１１０８の下流には、記録シートＳ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１１０９が設けられている。そして、この定着器１１０９の下流には、排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１１０、記録シートＳを排紙する排紙ローラ対１１１１、画像が形成されて定着された記録シートＳを積載して収容する積載トレイ１１１２が設けられている。尚、ここでこの記録シートＳの搬送基準は、記録シートＳの搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録シートＳの幅に対して、略中央になるように設定されている。
【０１１２】
またレーザスキャナ部１１０７は、外部装置１１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１１３を有している。このレーザユニット１１１３からのレーザ光は、ポリゴンモータ１１１４により回転駆動されるポリゴンミラーにより反射され、結像レンズ１１１５、折り返しミラー１１１６等により反射されて感光ドラム１１１７上を走査する。
【０１１３】
画像形成部１１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１１７、一次帯電ローラ１１１９、現像器１１２０、転写帯電ローラ１１２１、クリーナ１１２２等を有している。また定着器１１０９は、定着フィルム１１０９ａ、加圧ローラ１１０９ｂ、定着フィルム１１０９ａ内部に設けられた定着用セラミックヒータ１１０９ｃ、セラミックヒータ１１０９ｃの表面温度を検出するサーミスタ１１０９ｄを有している。
【０１１４】
また、メインモータ１１２３は、給紙ローラ１１０５に対して給紙ローラクラッチ１１２４を介して回転力を与えている。またレジストローラ対１１０６には、レジストローラクラッチ１１２５を介して回転力を与えている。更に、感光ドラム１１１７を含む画像形成部１１０８の各ユニット、定着器１１０９、排紙ローラ対１１１１にも駆動力を与えている。
【０１１５】
１１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１１０７、画像形成部１１０８、定着器１１０９による電子写真プロセスの制御、及び本体１１０１での記録シートＳの搬送制御等を行なっている。１１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１１３０で接続されている。ビデオコントローラ１１２７は、この汎用インタフェース１１３０を介して送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１１２６へ送出している。
【０１１６】
図１６は、本発明の実施の形態において、セラミックヒータ１１０９ｃへの通電駆動を制御するヒータ制御回路（電力供給制御回路）の構成を示すブロック図である。
【０１１７】
１２０１は、この画像形成装置が接続される交流電源（商用電源）を示している。この画像形成装置は、交流電源１２０１をＡＣフィルタ１２０２，リレー１２４１を介してセラミックヒータ１１０９ｃの発熱体１２０３，発熱体１２２０へ供給している。これによりセラミックヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３、発熱体１２２０を発熱させる。この発熱体１２０３への電力の供給は、トライアック１２０４の通電、遮断により制御される（通電切替え制御）。抵抗１２０５，１２０６は、このトライアック１２０４のバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ１２０７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ１２０７の発光ダイオードに通電することにより、トライアック１２０４がオンされる。抵抗１２０８は、フォトトライアックカプラ１２０７に流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ１２０９によりフォトトライアックカプラ１２０７への通電がオン／オフされる。このトランジスタ１２０９は、抵抗１２１０を介してエンジンコントローラ１１２６から供給される信号（ＯＮ１）に従って動作する。
【０１１８】
また発熱体１２２０への電力の供給は、トライアック１２１３の通電、遮断により制御される。抵抗１２１４，１２１５は、トライアック１２１３のバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ１２１６は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ１２１６の発光ダイオードに通電することにより、トライアック１２１３をオンすることができる。抵抗１２１７は、フォトトライアックカプラ１２１６に流れる電流を制限するための抵抗である。トランジスタ１２１８は、抵抗１２１９を介してエンジンコントローラ１１２６から供給される信号（ＯＮ２）に従って、このフォトトライアックカプラ１２１６による通電をオン／オフしている。
【０１１９】
また、交流電源１２０１は、ＡＣフィルタ１２０２を介してゼロクロス検出回路１２１２に入力される。このゼロクロス検出回路１２１２は、交流電源１２０１の電圧が、閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ１１２６に対してパルス信号で報知する。以下、このエンジンコントローラ１１２６に送出される信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ１１２６は、このＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御又は波数制御によりトライアック１２０４或は１２１３のオン／オフを制御している。
【０１２０】
これらトライアック１２０４及び１２１３を駆動することにより発熱体１２０３，１２２０に通電されるヒータ電流は、カレントトランス１２２５によって電圧変換され、電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７に入力される。この電流検出回路１２２７は、電圧変換されたヒータ電流波形を実効値もしくはその２乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ１信号としてエンジンコントローラ１１２６に入力される。こうして入力されたＨＣＲＲＴ１信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【０１２１】
またＡＣフィルタ１２０２を介して入力される交流電源１２０１からの電流は、カレントトランス１２２６によって電圧変換され、電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８に入力される。この電流検出回路１２２８では、電圧変換されたヒータ電流波形と低圧電源電流波形の合成電流波形を、実効値もしくはその２乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ２信号としてエンジンコントローラ１１２６に入力する。こうして入力されたＨＣＲＲＴ２信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。第１電流検知回路１２２８は商用電源から画像形成装置への入力電流（１次総電流）を検知する回路であり、第２電流検知回路１２２７は定着器に流れる電流を検知する回路である。
【０１２２】
サーミスタ（温度検知素子）１１０９ｄは、発熱体１２０３，１２２０が形成されているセラミックヒータ１１０９ｃの温度を検知するための素子である。このサーミスタ１１０９ｄは、セラミックヒータ１１０９ｃ上に発熱体１２０３，１２２０に対して絶縁距離を確保できるように、絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。このサーミスタ１１０９ｄによって検出される温度は、抵抗１２２２と、サーミスタ１１０９ｄとの分圧として検出され、エンジンコントローラ１１２６にＴＨ信号として入力される。こうして入力されたＴＨ信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【０１２３】
このセラミックヒータ１１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１１２６で監視されている。そしてエンジンコントローラ１１２６で設定されているセラミックヒータ１１０９ｃの設定温度（制御目標温度）と比較することによって、セラミックヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３，１２２０に供給するべき電力比（デューティ）を算出する。そして、その供給する電力比に対応した位相角（位相制御）又は波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントローラ１１２６がトランジスタ１２０９にＯＮ１信号、或はトランジスタ１２１８にＯＮ２信号を送出する。こうしてセラミックヒータ１１０９ｃの温度が制御される。ここで発熱体１２０３，１２２０に供給する電力比を算出する際に、電流検出回路１２２７と電流検出回路１２２８から報知されるＨＣＲＲＴ１信号、ＨＣＲＲＴ２信号を基に上限の電力比を正確に算出して、その上限の電力比以下の電力が通電されるように制御する。例えば、位相制御の場合、下記のような制御テーブルがエンジンコントローラ１１２６に設けられており、この制御テーブルに基づいて制御する。
【０１２４】
【表４】
【０１２５】
更に、発熱体１２０３，１２２０に電力を供給して制御する回路など故障して発熱体１２０３，１２２０が熱暴走に至った場合、その過昇温を防止する一手段として、過昇温防止部１２２３がセラミックヒータ１１０９ｃに配されている。この過昇温防止部１２２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。発熱体１２０３，１２２０が熱暴走になって過昇温防止部１２２３が所定の温度以上になると、この過昇温防止部１２２３が開放状態となって発熱体１２０３，１２２０への通電が遮断される。
【０１２６】
またＴＨ信号として監視されているセラミックヒータ１１０９ｃの温度制御のために、エンジンコントローラ１１２６で温度制御の設定温度とは別に異常高温を検知するための異常温度値が設定されている。これによりＴＨ信号が示す温度情報が、その異常温度値以上になった場合は、エンジンコントローラ１１２６はＲＬＤ信号をロウレベルにする。これによりトランジスタ１２４２がオフ状態になってリレー１２４１を開放する。こうして発熱体１２０３，１２２０への通電が遮断される。通常、温度制御時には、エンジンコントローラ１１２６はＲＬＤ信号を常にハイレベルで出力してトランジスタ１２４２をオンにし、リレー１２４１をオン（導通状態）にしている。抵抗１２４３は電流制限抵抗であり、抵抗１２４４は、トランジスタ１２４２のベース・エミッタ間のバイアス抵抗である。ダイオード１２４５はリレー１２４１のオフ時の逆起電力吸収用素子である。
【０１２７】
図１７（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態に係るセラミックヒータ１１０９ｃの概略を説明する図である。図１７（Ａ）は、セラミック面発ヒータの断面図、図１７（Ｂ）の１３０１は、発熱体１２０３，１２２０が形成されている面を示しており、図１７（Ｂ）の１３０２は、１３０１が示す面とは反対側の面を示している（図１７（Ａ）参照）。
【０１２８】
このセラミック面発ヒータ１１０９ｃは、ＳｉＣ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板１３３１と、この絶縁基板１３３１面上にペースト印刷等で形成されている発熱体１２０３，１２２０と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層１３３４から構成されている。この保護層１３３４上に、セラミック面発ヒータ１１０９ｃの温度を検出するサーミスタ１１０９ｄと過昇温防止部１２２３が配置されている。サーミスタ１１０９ｄと過昇温防止部１２２３は記録シートの搬送基準、つまり発熱部１２０３ａ，１２２０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置で、かつ通紙可能な最小の記録シート幅よりも内側の位置に配設されている。
【０１２９】
発熱体１２０３は、電力が供給されると発熱する部分１２０３ａと、コネクタを介して電力が供給される電極部１２０３ｃ，１２０３ｄと、これら電極部１２０３ｃ，１２０３ｄと発熱体１２０３とを接続する導電部１２０３ｂとを有している。また発熱体１２２０は、電力が供給されると発熱する部分１２２０ａと、コネクタを介して電力が供給される電極部１２０３ｃ，１２２０ｄと、電極部１２０３ｃ，１２２０ｄと接続される導電部１２２０ｂとを有している。電極部１２０３ｃは、２本の発熱体１２０３と１２２０に共通に接続されており、発熱体１２０３，１２２０の共通電極となっている。また発熱体１２０３，１２２０が印刷されている絶縁基板１３３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層が形成される場合もある。
【０１３０】
この共通電極１２０３ｃは、交流電源１２０１のＨＯＴ側端子から過昇温防止部１２２３を介して接続される。電極部１２０３ｄは、発熱体１２０３を制御するトライアック１２０４に接続され、交流電源１２０１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。電極部１２２０ｄは、発熱体１２２０を制御するトライアック１２１３と電気的に接続され、交流電源１２０１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。セラミックヒータ１１０９ｃは、図１８（Ａ）（Ｂ）に示すように、フィルムガイド６２によって支持されている。
【０１３１】
図１８（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態に係る熱定着器１１０９の概略構成を示す図で、１８（Ａ）は、絶縁基板１３３１に対して、発熱体１２０３，１２２０が定着ニップ部（定着フィルム１１０９ａと加圧ローラ１１０９ｂが接触する領域）と反対側にある場合を示している。また図１８（Ｂ）は、絶縁基板１３３１に対して、発熱体１２０３，１２２０が定着ニップ部側に位置している場合を示している。
【０１３２】
定着フィルム１１０９ａは、耐熱材（例えばポリイミド）を材料として筒状に製造されたもので、セラミックヒータ１１０９ｃを下面側に支持させたフィルムガイド１０６２に外嵌させてある。そして、このフィルムガイド１０６２の下面のセラミックヒータ１１０９ｃと、加圧部材としての弾性加圧ローラ１１０９ｂとを、定着フィルム１１０９ａを介して圧接させている。こうして加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成している。また過昇温防止部１２２３、例えば、サーモスタットがセラミックヒータ１１０９ｃの絶縁基板１３３１面上、或は保護層１３３４面上に当接されている。この過昇温防止部１２２３は、フィルムガイド１０６２に位置を矯正され、過昇温防止部１２２３の感熱面がセラミックヒータ１１０９ｃの面上に当接されている。図示はしていないが、サーミスタ１１０９ｄも同様に、このセラミックヒータ１１０９ｃの面上に当接されている。ここで、図１８（Ａ）のように、セラミックヒータ１１０９ｃは発熱体１２０３，１２２０がニップ部と反対側にあっても良く、或は図１８（Ｂ）のように、発熱体１２０３，１２２０がニップ部側にあってもかまわない。また、定着フィルム１１０９ａの摺動性を上げるために、定着フィルム１１０９ａとセラミックヒータ１１０９ｃとの界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【０１３３】
図１９は、本実施の形態に係る電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７の構成を説明するブロック図、図２１は、この電流検出回路１２２７の動作を説明するための波形図である。電流検出回路１２２７は検出対象（定着器）の負荷電流（定着電流）の二次電流を入力し、それに応じた電圧を電圧保持回路（コンデンサ１０７４ａ）で保持して出力している。
【０１３４】
図２１の１６０１では、発熱体１２０３に電流Ｉ１が流されると、カレントトランス１２２５によって、その電流波形が二次側で電圧変換される。このカレントトランス１２２５の電圧出力をダイオード１０５１ａ，１０５３ａによって整流する半波整流回路を構成し、負荷抵抗として抵抗１０５２ａ，１０５４ａを接続している。１６０３は、このダイオード１０５３ａによって半波整流された波形を示す。この電圧波形は、抵抗１０５５ａを介して乗算器１０５６ａに入力される。この乗算器１０５６ａは、１６０４で示すように、２乗した電圧波形を出力する二乗回路として機能している。この２乗された波形は、抵抗１０５７ａを介してオペアンプ１０５９ａの−端子に入力される。このオペアンプ１０５９ａの＋端子には、抵抗１０５８ａを介してリファレンス電圧１０８４ａが入力されており、帰還抵抗１０６０ａにより反転増幅される（増幅回路として機能）。尚、このオペアンプ１０５９ａは片電源から電源が供給されているものとする。
【０１３５】
１６０５は、リファレンス電圧１０８４ａを基準に反転増幅された波形を示す。このオペアンプ１０５９ａの出力は、積分回路を構成するオペアンプ１０７２ａの＋端子に入力される。オペアンプ１０７２ａでは、リファレンス電圧１０８４ａと、その＋端子に入力された波形の電圧差と、抵抗１０７１ａで決定される電流がコンデンサ１０７４ａに流入されるようにトランジスタ１０７３ａを制御している。こうしてコンデンサ１０７４ａは、リファレンス電圧１０８４ａと、その＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ａで決定される電流で充電される。
【０１３６】
ダイオード１０５３ａによる半波整流区間が終わると、コンデンサ１０７４ａへの充電電流がなくなるため、その電圧値がピークホールドされる（電圧保持回路）。そして１６０６に示すように、ダイオード１０５１ａの半波整流期間にＤＩＳ信号によりトランジスタ１０７５ａをオンする。これにより、コンデンサ１０７４ａの充電電圧が放電される。１６０７で示すように、トランジスタ１０７５ａは、エンジンコントローラ１１２６からのＤＩＳ信号によりオン／オフされており、１６０２で示すＺＥＲＯＸ信号を基に、トランジスタ１０７５ａのオン／オフ制御を行っている。このＤＩＳ信号は、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジから所定時間Ｔｄｌｙ後にオンし、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジと同じタイミング、もしくは直前でオフする。これにより、ダイオード１０５３ａの半波整流期間であるヒータの通電期間を干渉することなく制御できる。
【０１３７】
つまり、コンデンサ１０７４ａのピークホールド電圧Ｖ１ｆは、カレントトランス１２２５によって電流波形が二次側に電圧変換された波形の２乗値の半周期分の積分値となる。こうしてコンデンサ１０７４ａにピークホールドされた電圧値が、電流検出回路１２２７からＨＣＲＲＴ１信号としてエンジンコントローラ１１２６に送出される。つまり、電圧Ｖ１ｆが電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７で検出する電流（定着器のヒータに流れる電流）に対応している。
【０１３８】
図２０は、本実施の形態に係る電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８の構成を説明するブロック図、図２２は、この電流検出回路１２２８の動作を説明するための波形図である。この回路もまた、検出対象である電源電流（商用電源から画像形成装置への入力電流）の二次電流を入力し、それに応じた電圧を電圧保持回路（コンデンサ１０７５ｂ）で保持して出力している。
【０１３９】
１７０１は、ＡＣフィルタ１２０２を介して供給される電源電流Ｉ２を示し、この電流Ｉ２はカレントトランス１２２６によって二次側で電圧変換される。この電源電流Ｉ２は、ヒータ１１０９ｃ（発熱体１２０３，１２２０）に流す電流Ｉ１（１６０１）と、低圧電源（ＬＶＰＳ）電流Ｉ３との合計である。
【０１４０】
このカレントトランス１２２６からの電圧出力をダイオード１０５１ｂ，１０５３ｂによって整流し、負荷抵抗として１０５２ｂ，１０５４ｂを接続している。１７０３は、ダイオード１０５３ｂで半波整流された電圧波形を示し、この波形は抵抗１０５５ｂを介して乗算器１０５６ｂに入力される。１７０４は、この乗算器１０５６ｂにより２乗された波形を示す。この２乗された電圧波形は、抵抗１０５７ｂを介してオペアンプ１０５９ｂの−端子に入力されている。一方、このオペアンプ１０５９ｂの＋端子には、抵抗１０５８ｂを介してリファレンス電圧１０８４ｂが入力されており、帰還抵抗１０６０ｂにより反転増幅される。尚、このオペアンプ１０５９ｂは、片電源で電源供給されている。こうしてリファレンス電圧１０８４ｂを基準に反転増幅された波形、つまり、オペアンプ１０５９ｂの出力は、オペアンプ１０７２ｂの＋端子に入力される。
【０１４１】
オペアンプ１０７２ｂは、リファレンス電圧１０８４ｂと、その＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ｂに決定される電流がコンデンサ１０７４ｂに流入されるようにトランジスタ１０７３ｂを制御している。これによりコンデンサ１０７４ｂは、リファレンス電圧１０８４ｂと＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ｂで決定される電流で充電される。ダイオード１０５３ｂによる半波整流区間が終わると、コンデンサ１０７４ｂへの充電電流がなくなるため、その電圧値がピークホールドされる。ここでダイオード１０５１ｂの半波整流期間にトランジスタ１０７５ｂをオンすることにより、コンデンサ１０７４ｂにチャージされた電圧を放電する。このトランジスタ１０７５ｂは、１７０７で示す、エンジンコントローラ１１２６からのＤＩＳ信号によりオン／オフされており、１７０２で示す、ＺＥＲＯＸ信号を基にトランジスタ１０７５ｂを制御している。ＤＩＳ信号は、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジから所定時間Ｔｄｌｙ後にオンし、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジ、もしくは直前でオフすることにより、ダイオード１０５３ｂの半波整流期間のヒータ電流期間に干渉することなく制御することができる。
【０１４２】
つまり、コンデンサ１０７４ｂのピークホールド電圧Ｖ２ｆは、カレントトランス１２２６によって電流波形が二次側に電圧変換された波形の２乗値の半周期分の積分値となる。１７０６では、コンデンサ１０７４ｂの電圧が、１７０６で示すＨＣＲＲＴ２信号として、電流検出回路１２２８からエンジンコントローラ１１２６に送出される。つまり、電圧Ｖ２ｆが電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８で検出する電流（画像形成装置への入力電流）に対応している。
【０１４３】
次に本発明の実施例４に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。
【０１４４】
図２３は、本発明の実施例４に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２４は、実施例４に係るエンジンコントローラ１１２６の機能構成を示すブロック図である。以下、図２３及び図２４を参照して、実施例４に係る処理を詳しく説明する。
【０１４５】
先ずステップＳ３１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１が、ヒータ１１０９ｃをオンするヒータオン要求が入力されたかを判断する。このヒータオン要求が入力されない場合はステップＳ３１を実行するが、ヒータオン要求が入力されるとステップＳ３２に進み、予め設定されたイニシャルの電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。次にステップＳ３３に進み、電力デューティ決定部１９０２が、電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤを、ヒータ１１０９ｃをオンさせる電力デューティとして決定する。そしてその電力デューティＤに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力してヒータ１１０９ｃの発熱体１２０３，１２２０に通電する。ここでは、ステップＳ３２で電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤに相当する位相角α１で、ＯＮ１，ＯＮ２信号のオンパルスがＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、エンジンコントローラ１１２６よリ送出される。これにより発熱体１２０３，１２２０には、位相角α１で電流が供給される。尚、この電力デューティＤは、予め想定されている入力電圧の範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して許容電流を超えない値に設定されている。つまり、入力電圧が最大、ヒータの抵抗値が最小、低圧電源（ＬＶＰＳ）電流が最大の場合を想定して電力デューティＤが設定されている。
【０１４６】
次にステップＳ３４に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号に基づいてヒータ１１０９ｃの温度を検出する。次にステップＳ３５に進み、Ｄｐ算出部１９１５がヒータ投入電力デューティＤｐを算出する（第１算出手段）。つまり、デューティＤｐはヒータ温度検出部１９１４の検知温度に基づいて決定されるデューティ（投入電力比率）である。
【０１４７】
次にステップＳ３６に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７（図１６）から送られてくるＨＣＲＲＴ１信号により、Ｖ１ｆ検出部１９０６が電圧Ｖ１ｆを取得する。この電圧Ｖ１ｆは、前述したコンデンサ１０７４ａ（図１９）でピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆに該当している。即ち、図２１に示すＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値であり、定着器に流れる電流に対応している。この電圧Ｖ１ｆを取得した後、ステップＳ３７で、交流電源１２０１の周波数に応じて、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７が電圧Ｖ１ｆを補正する。周波数に応じて電圧Ｖ１ｆを補正する理由は、コンデンサ１０７４ａでピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆは交流電源の周波数に依存した値となってしまうからである。したがって、特に説明がない場合、第２の電流検知回路１２２７の検知電流は、交流電源周波数で補正した後の電圧Ｖ１ｆを指すものとする。次にステップＳ３８に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７で補正された周波数補正後の電圧Ｖ１ｆを基に、Ｄｆ算出部１９０８が負荷（定着器）電流リミットデューティＤｆ（第２上限値）を以下の式（１）に基づいて算出する（第２算出手段）。
Ｄｆ＝（Ｖ１ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ１ｆ）×Ｄ ．．．式（１）
ここでＤは現在のデューティを示し、Ｄｆは、負荷電流Ｉ１ｆが予め設定された電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍ以下になるように制御される電力デューティを示す。また電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍは、プリント、ウォームアップに必要な電力を供給でき、かつ、負荷に供給されても熱暴走状態に陥らない電流値である。つまり、デューティＤｆはヒータが異常発熱状態にならないようにするためのデューティの上限値である。なお、電圧値Ｖ１ｆ＿ｌｉｍは電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍに対応する電圧値である。
【０１４８】
次にステップＳ３９に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８（図１６）から送られてくるＨＣＲＲＴ２信号により、Ｖ２ｆ検出部１９０９が電圧Ｖ２ｆを取得する。この電圧Ｖ２ｆは、前述したコンデンサ７４ｂ（図２０）でピークホールドされた電圧値Ｖ２ｆに該当している。即ち、図２２に示すＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値であり、商用電源から画像形成装置への入力電流に対応している。
【０１４９】
この実施例４では、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジからＤＩＳ信号を送出するまでの間、期間Ｔｄｌｙ内にこのピークホールド値を取得する。この期間Ｔｄｌｙは、エンジンコントローラ１１２６がピークホールド電圧値Ｖ２ｆを検知するのに十分な時間に設定されている。こうして電圧値Ｖ２ｆを取得した後、ステップＳ４０に進み、交流電源１２０１の周波数に応じてＶ２ｆ周波数補正部１９１０が電圧Ｖ２ｆを補正する。電圧Ｖ２ｆを交流電源の周波数で補正する理由も第２の電流検知回路の場合と同じである。したがって、特に説明がない場合、第１の電流検知回路１２２８の検知電流は、交流電源周波数で補正した後の電圧Ｖ２ｆを指すものとする。
【０１５０】
次にステップＳ４１に進み、Ｖ２ｆ比較部１９１１が、その補正された電圧Ｖ２ｆが所定電圧（閾値電圧）Ｖ２ｆ＿ｔｈを越えているかどうかを判定する。所定電圧（閾値電圧）Ｖ２ｆ＿ｔｈは、本実施例では電流１５Ａ（アンペア）に相当する値である。ここで電圧Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えている場合はステップＳ４２に進む。そしてＤｉ算出部１９１２が、予め設定された電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍと、ステップＳ４０で周波数補正された電圧Ｖ２ｆとを用いて、以下の式（２）に従って電源電流リミットデューティＤｉ（第１上限値）を算出する（第３算出手段）。
Ｄｉ＝（Ｖ２ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ２ｆ）×Ｄ ．．．式（２）
ここで、本実施例の場合、電圧値Ｖ２ｆ＿ｌｉｍは商用電源から画像形成装置に供給可能な入力電流として規格上設定された電流値１５Ａよりも小さな電流値に対応している。本実施例では電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを１４．７Ａに相当する値に設定している。このように、電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈと電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを夫々設定している理由は、画像形成装置への入力電流が頻繁に１５Ａを超えないようにするためである。したがって、電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈと電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを同じ値（例えば１５Ａに相当する値、または１４．７Ａに相当する値等）に設定しても構わない。
【０１５１】
以上のように、デューティＤｉは商用電源から画像形成装置に供給可能な所定の入力電流を超えないようにするためのデューティの上限値である。このデューティＤｉは、電圧Ｖ２ｆ（即ち第１電流検知回路１２２８の検知電流）とＶ２ｆ＿ｌｉｍ（即ち所定の入力電流）の差分に応じて異なる。
【０１５２】
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する処理について説明する。
【０１５３】
まずステップＳ４３に進み、ステップＳ４２で求めた電源電流リミットデューティＤｉと負荷電流リミットデューティＤｆとの大小を判定する。ここでＤｆがＤｉより大きい場合、即ち、電源電流リミットよりも負荷電流リミットの方が大きい場合はステップＳ４４に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐと電源電流リミットデューティＤｉとの大小を判定する。ここでＤｐがＤｉより大きい場合、即ち、電源電流リミットよりもヒータ投入電力が大きい場合はステップＳ４５に進み、小さい方の電源電流リミットデューティＤｉを電力デューティ保存部１９０５に保存する。
【０１５４】
一方、ステップＳ４３でＤｆがＤｉより小さい場合、即ち、電源電流リミットよりも負荷電流リミットの方が大きい場合はステップＳ４９に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐと負荷電流リミットデューティＤｆの大小を判定する。ここでＤｐがＤｆより大きい場合はステップＳ５０に進み、小さい方の負荷電流リミットデューティＤｆを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ４６に進む。一方、ステップＳ４４でＤｐがＤｉより小さい場合、或はステップＳ４９でＤｐがＤｆよりも小さい場合はステップＳ５１に進み、小さい方のヒータ投入電力デューティＤｐを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ４６に進む。このように電圧Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えている場合は、より小さい方の電力デューティＤを求めて電力デューティ保存部１９０５に保存する。
【０１５５】
このように、デューティＤｐと、デューティＤｆと、デューティＤｉとを比較して、最も小さなデューティをヒータに通電するデューティＤに決定する。このようなデューティ決定アルゴリズムを用いた場合の商用電源から画像形成装置への入力電流（インレット電流）の変化を図３１に示す。
【０１５６】
図３１は、ヒータ温度検出部１９１４の検知温度と制御目標温度を用いて決定されるデューティＤｐが６０％で、且つデューティＤｆが９０％に決定されている場合を示してある。ヒータ以外の画像形成装置（オプション装置を含む）の負荷（低圧電源負荷）に流れる電流が少ない定常時、ヒータに投入可能なデューティＤは上述のデューティ決定アルゴリズムによってＤｐになる。しかしながら、Ｄ＝６０％でヒータに通電している時に低圧電源負荷に流れる電流が増大（Ｍａｘ時）すると、画像形成装置への入力電流が電流Ｉｌｉｍｉｔ（１４．７Ａ）を超えることがある（図３１の「制限前」）。そこで、図２３のステップＳ３９で第１電流検知回路１２２８が電流Ｉｌｉｍｉｔ以上の値を検知すると、図３１の例の場合、デューティＤｉが５５％に決定される。このデューティＤｉがデューティＤｐよりも小さいので、ヒータに投入されるデューティＤが５５％に変更されて、図３１の「制限後」のように、画像形成装置への入力電流が電流Ｉｌｉｍｉｔ（１４．７Ａ）の範囲内に収まるようになる。
【０１５７】
なお、本実施例では３つのデューティ（Ｄｐ、Ｄｆ、Ｄｉ）のうち、最も小さいデューティをヒータに投入するデューティに決定している。しかしながら、少なくともデューティＤｐとデューティＤｉのうち小さいほうをデューティＤに決定すれば、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供することができる。
【０１５８】
一方、ステップＳ４１で、ピークホールド電圧値Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えていない場合はステップＳ４９に進み、ＤｐもしくはＤｆが選択される。
【０１５９】
こうしてステップＳ４５，Ｓ５１，Ｓ５０のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、その保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力して発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで通電する。次にステップＳ４７に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判断し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ３４に進み、上記処理を繰り返すが、ヒータオン要求が無い場合はステップＳ４８に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１６０】
以上説明したように実施例４によれば、商用電源（交流電源）１２０１から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲でヒータに電力を供給するように制御することができる。また、このような電流制限を行っている時に定着器の温度が制御目標温度より低い所定温度（定着可能下限温度）を下回った場合、実施例１と同様に、少なくとも第２段階の調整動作（定着器へ搬送する記録材の搬送間隔を拡大する動作）を実行すればよい。このことは、以下に示す実施例５〜７も同様である。
【実施例５】
【０１６１】
次に本発明の実施例５に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例５に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６２】
図２５は、本発明の実施例５に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２６は、実施例５に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。以下、図２５及び図２６を参照して、実施例５に係る処理を詳しく説明する。尚、図２５のステップＳ６１〜Ｓ６３，Ｓ６５〜Ｓ６８，Ｓ７０〜Ｓ７２は、図２３のステップＳ３１〜４０と基本的に同じ処理である。
【０１６３】
ステップＳ６１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１がヒータオン要求が入力されたかを判断し、その要求が入力されるとステップＳ６２に進み、予め設定されたイニシャルの電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。このヒータオン要求が発生しない場合はステップＳ６１の処理を繰り返す。次にステップＳ６３に進み、電力デューティ決定部１９０２は、電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力する。こうして発熱体１２０３，１２２０が電力デューティＤで通電される。次にステップＳ６４に進み、変数Ｎ更新部１００５で変数Ｎに「０」を代入する。この変数Ｎは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に、ヒータに投入するデューティＤとしてデューティＤｉが採用された回数を表している。デューティＤｐではなくデューティＤｉが採用されているということは、商用電源から画像形成装置への入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えたからである。したがって、変数Ｎは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に、商用電源から画像形成装置への入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えた回数でもある。変数Ｎの値が大きいということは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に頻繁に入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えたことになる。実施例４に示したようなデューティ決定アルゴリズムの場合、決定されるデューティＤでヒータに通電すると、第１電流検知回路１２２８による検知電流がＩｌｉｍｉｔに近くなる。したがって入力電流リミットＩｌｉｍｉｔを１５Ａ、またはこの値に非常に近い値に設定していると、頻繁に入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えることも考えられる。そこで、本実施例では、Ｎが所定値ａを超えた場合、現在のデューティＤを多少大きな固定値で削減してデューティＤｍを設定する。そして、デューティＤｍが採用された場合には、暫くの間、Ｎ値が更新されないようにしている。
【０１６４】
次にステップＳ６５に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号によりヒータ１１０９ｃの温度を検出する。その後ステップＳ６６で、Ｄｐ算出部１９１５がヒータ投入電力デューティＤｐを算出する。次にステップＳ７７で、発熱体１２０３，１２２０にデューティＤで通電した状態で、Ｖ１ｆ検出部１９０６で電圧Ｖ１ｆを検出する。こうして電圧Ｖ１ｆを取得した後、ステップＳ６８に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７が、交流電源１２０１の周波数に応じて電圧値Ｖ１ｆを補正する。次にステップＳ６９に進み、Ｉ１ｆ算出部１００９が周波数補正後の電圧値Ｖ１ｆから電流値Ｉ１ｆを算出する。この電流値Ｉ１ｆの算出は、例えば表５に示すような変換テーブルがエンジンコントローラ１１２６に設けられており、この変換テーブルに基づいて電流値Ｉ１ｆを算出する。
【０１６５】
【表５】
【０１６６】
次にステップＳ７０に進み、Ｄｆ算出部１０１０が電圧Ｖ１ｆを基に、前述の式（１）に基づいて負荷電流リミットデューティＤｆを算出する。次にステップＳ７１に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、Ｖ２ｆ検出部１９０６が電圧Ｖ２ｆを検知して取得する。この電圧Ｖ２ｆを取得した後、ステップＳ７２で、Ｖ２ｆ周波数補正部１９１０が交流電源１２０１の周波数に応じて電圧値Ｖ２ｆを補正する。
【０１６７】
次にステップＳ７３に進み、変数Ｎ比較部１０１３が変数Ｎと予め設定された所定値ａとの大小を判定する。ここでＮがａよりも小さい場合はステップＳ７４に進み、Ｉ２ｆ算出部１０１４が、電圧値Ｖ２ｆから電流値Ｉ２ｆを算出する。この電流値Ｉ２ｆの算出は、例えば前述の表５に示すような変換テーブルを用いて行われる。尚、Ｉ１ｆ算出用の変換テーブルとＩ２ｆ算出用の変換テーブルは共通の変換テーブルを使用しても良く、或はそれぞれ別の変換テーブルを使用しても良い。
【０１６８】
次にステップＳ７５に進み、Ｄｉ算出部１９１２が電流値Ｉ２ｆと電流値Ｉ１ｆと、予め設定されている交流電源１２０１から供給される電流の制限値Ｉ２ｆ＿ｌｉｍとを用いて、以下の式（３）に従って電源電流リミットデューティＤｉを算出する。
Ｄｉ＝（Ｉ１ｆ−Ｉ２ｆ＋Ｉ２ｆ＿ｌｉｍ）×Ｄ／Ｉ１ｆ ．．．式（３）
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する処理について説明する。尚、この図２５において、デューティＤｐ、Ｄｉ、Ｄｆを用いてデューティＤを決定するアルゴリズムは実施例４と同じである。
【０１６９】
まずステップＳ７６で、負荷電流リミットデューティＤｆと電源電流リミットデューティＤｉの大小を判定する。ここでＤｆがＤｉより大きい場合はステップＳ７７に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐとＤｉの大小を判定する。ここでＤｐがＤｉより大きい場合はステップＳ７８に進み、Ｄｉを電力デューティ保存部１９０５に保存する。そしてステップＳ７９に進み、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎを（Ｎ＋１）に更新してステップＳ８０に進む。一方、ＤｐがＤｉより小さい場合はステップＳ８８に進み、Ｄｐを電力デューティ保存部１９０５に保存する。そしてステップＳ９０で、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎに０を代入してステップＳ８０に進む。
【０１７０】
またステップＳ７６で、ＤｆがＤｉより小さい場合はステップＳ８７に進み、ＤｐとＤｆの大小を判定する。ここでＤｐがＤｆより小さい場合は前述のステップＳ８８に進むが、ＤｐがＤｆより大きい場合はステップＳ８９に進み、Ｄｆを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ９０に進む。
【０１７１】
またステップＳ７３で、変数Ｎの値がａより大きい場合はステップＳ８３に進み、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎに０を代入する。その後ステップＳ８４に進み、Ｄｍ算出部１９１３が，現在のヒータ投入電力デューティＤから所定値を減じた電力デューティＤｍを算出する。そしてステップＳ８５に進み、ＤｆとＤｍの大小の比較を行う。ここでＤｆがＤｍより小さい場合はステップＳ８７に進むが、ＤｆがＤｍより大きい場合はステップＳ８６に進み、ＤｐとＤｍの大小の比較を行う。ここでＤｐがＤｍより小さい場合はステップＳ８８に進み、そうでないときはステップＳ９１に進み、Ｄｍを電力デューティ保存部１９０５に保存して前述のステップＳ９０に進む。
【０１７２】
こうしてステップＳ７８，Ｓ８８，Ｓ８９，Ｓ９１のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、その保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部９０３、ＯＮ２信号出力部９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力して、発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで通電する。次にステップＳ８１に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判定し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ６５に進み、上記処理を繰り返す。一方、ヒータオン要求が無い場合はステップＳ８２に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１７３】
以上説明したように実施例５によれば、交流電源１２０１から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲で、ヒータに供給する電流を制御することができる。
【実施例６】
【０１７４】
次に本発明の実施例６に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例６に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１７５】
図２７は、本発明の実施例６に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２８は、実施例６に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。
【０１７６】
先ずステップＳ１０１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１がヒータオン要求が入力したかを判定する。このヒータオン要求を入力するとステップＳ１０２に進み、予め設定された電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。このヒータオン要求が発生しない場合はステップＳ１０１の処理を繰り返す。次にステップＳ１０３で、電力デューティ決定部１９０２がヒータ１０９ｃをオンさせる電力デューティを決定する。そして、この決定した電力デューティに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力し、発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで駆動する。次にステップＳ１０４に進み、発熱体１２０３，１２２０をデューティＤで駆動している状態で、Ｖ１ｆ検出部１９０６により電圧Ｖ１ｆを検出して取得する。その後ステップＳ１０５に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７により電圧Ｖ１ｆの周波数補正を行ってＶ１ｆ保存部１１０８に保存する。次にステップＳ１０６に進み、発熱体１２０３，１２２０をデューティＤで駆動した状態で、Ｖ２ｆ検出部１９０９により、電圧Ｖ２ｆを取得する。そしてステップＳ１０７に進み、Ｖ２ｆ周波数補正部１９１０により電圧Ｖ２ｆの周波数補正を行い、その結果をＶ２ｆ保存部１１１１に保存する。
【０１７７】
次にステップＳ１０８に進み、データ数比較部１１１２がデューティＤ、電圧Ｖ１ｆ、電圧Ｖ２ｆのデータ数が、予め設定されている数ｂだけ取得できたかどうかを判定する。これらの取得数がｂに到達していない場合はステップＳ１０３に戻り、上記の処理を繰り返す。
【０１７８】
こうしてステップＳ１０８で、取得したデータ数がｂに到達するとステップＳ１０９に進み、Ｄ＿ａｖｅ算出部１１１３が最新のｂ分のヒータ投入電力デューティＤの平均値（Ｄ＿ａｖｅ）を算出する。次にステップＳ１１０に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号よりヒータの温度を検出する。そしてステップＳ１１１で、Ｄｐ算出部１９１５がＰＩＤ制御用のヒータ投入電力デューティＤｐを算出する。これらステップＳ１１０，Ｓ１１１の処理は図２３のステップＳ３４，Ｓ３５と同じである。
【０１７９】
次にステップＳ１１２に進み、Ｖ１ｆ＿ａｖｅ算出部１１１４が最新のｂ分の電圧値Ｖ１ｆの平均値（Ｖ１ｆ＿ａｖｅ）を算出する。そしてステップＳ１１３で、Ｄｆ算出部１９０８が平均値Ｖ１ｆ＿ａｖｅを基に以下の式（４）４に従って負荷電流リミットデューティＤｆを算出する。
Ｄｆ＝（Ｖ１ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ１ｆ＿ａｖｅ）×Ｄ ．．．式（４）
次にステップＳ１１４に進み、Ｖ２ｆ＿ａｖｅ算出部１１１６が最新のｂ分の電圧値Ｖ２ｆの平均値（Ｖ２ｆ＿ａｖｅ）を算出する。そしてステップＳ１１５で、この平均値Ｖ２ｆ＿ａｖｅと閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈの大小を判定する。ここで平均値Ｖ２ｆ＿ａｖｅがＶ２ｆ＿ｔｈより大きい場合はステップＳ１１６に進み、Ｄｉ算出部１９１２が以下の式（５）に従って電源電流リミットデューティＤｉを算出してステップＳ１１８に進む。
Ｄｉ＝（Ｖ２ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ２ｆ＿ａｖｅ）×Ｄ ．．．式（５）
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する。尚、以降のデューティＤの決定アルゴリズムは図２３と共通しているので説明は省略する。
【０１８０】
こうしてステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２３のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ１２７に進む。ステップＳ１２７では、保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力する。これにより、発熱体１２０３，１２２０が電力デューティＤで通電される。次にステップＳ１２８に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判定し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ１０４に戻り上記処理を繰り返す。またヒータオン要求が無い場合はステップＳ１２９に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１８１】
以上説明したように実施例６によれば、交流電源から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲で、ヒータに供給する電流を制御することができる。
【０１８２】
また前述の実施例５の制御を、実施例６のようにＤ＿ａｖｅ、Ｖ１ｆ＿ａｖｅ、Ｖ２ｆ＿ａｖｅを求めて行なってもよい。
【実施例７】
【０１８３】
実施例７は、制御を簡略化するために、商用電源から画像形成装置への入力電流の所定時間内の平均値、及びヒータへ供給する電流の所定時間内の平均値を用いて、ヒータへ供給する電流のデューティの上限値の更新回数を少なくするところが特徴である。
【０１８４】
次に本発明の実施例７に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例７に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１８５】
図２９は、本発明の実施例７に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図３０は、実施例７に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。
【０１８６】
図３０において、電力デューティ制御部１２００が、上述したエンジンコントローラ１１２６の一機能として実現されるものとする。電力デューティ制御部１２００は、交流電源１２０１から画像形成装置に供給される電流値の所定時間の平均が上限値を超えた場合に、平均電力デューティ検出部１２０９、平均電流検出部１２０１，１２０５の検出結果に基づいて上限電力デューティを算出する。商用周波数検出部１２１５は、交流電源１２０１の周波数を検出する。
【０１８７】
平均電流検出部１２０５は、交流電源１２０１から、この画像形成装置に供給される電流値に対応するＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値を、周波数補正部１２１６で補正して記憶部１２０７に記憶する。記憶部１２０７は所定時間に亘る（所定期間内の）電流値を記憶しており、その平均値を平均電流算出部１２０６で算出する。平均電流検出部１２０５は、この平均電流値を電力デューティ算出部１２１７に出力する。
【０１８８】
平均電流検出部１２０１は、ヒータ１１０９ｃに供給される電流値に対応するＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値を、周波数補正部１２１４で補正して記憶部１２０３に記憶する。記憶部１２０３は所定時間に亘る（所定期間内の）電流値を記憶しており、その平均値を平均電流算出部１２０２で算出する。平均電流検出部１２０１が記憶する時間は、平均電流検出部１２０５が記憶する時間と異なる所定時間を記憶してもよい。平均電流検出部１２０１は、この平均電流値を、電力デューティ算出部１２１７に出力する。
【０１８９】
平均電力デューティ検出部１２０９は、電力デューティ算出部１２１７で算出された値を記憶部１２１１に記憶する。記憶部１２１１は、平均電流検出部１２０５が記憶する時間と一致する所定時間の電力デューティを記憶しており、その平均値を平均電力デューティ算出部１２１０で算出する。平均電力デューティ検出部１２０９は、この算出された平均電力デューティを電力デューティ算出部１２１７に出力する。格納部１２１３は、電力デューティや電流値の初期値を保持している。
【０１９０】
電力デューティ算出部１２１７の上限電力デューティ算出部１２２２は、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９の出力に応じて、ヒータ１１０９ｃに供給可能な上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎを算出する。ヒータ１１０９ｃに供給される電力デューティは、判断部１２２１において、ヒータ温調制御部１２２０の出力と、上限電力デューティ算出部１２２２の算出結果に基づいて決定される。こうして算出された上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎは、平均電力デューティ検出部１２０９の記憶部１２１１に記憶される。
【０１９１】
次に図２９のフローチャートを参照して、実施例７に係る定着器１１０９の制御シーケンスについて説明する。
【０１９２】
まずステップＳ１３１で、エンジンコントローラ１１２６にて、ヒータ１１０９ｃへの電力供給開始要求（ヒータオン要求）が発生するかを判断し、オン要求が発生するとステップＳ１３２に進む。ステップＳ１３２では、予め定められた電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を、想定されている入力電圧の範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して最大電力デューティとして設定する。ここでは例えば、入力電圧が最小で、抵抗値が最大の場合を想定して、ヒータ１１０９ｃに通電可能な許容電流を超えない電力デューティとして設定する。
【０１９３】
次にステップＳ１３３に進み、上述の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を上限デューティとしてヒータ温調制御を開始する。ここではエンジンコントローラ１１２６に設定されている所定の温度になるように、ＴＨ信号を基に、例えばＰＩＤ制御により発熱体１２０３，１２２０に供給する電力を制御する。そして以下の処理では、目標の温度情報（制御目標温度）とＴＨ信号による温度情報との差分から、ヒータを駆動する電力デューティＤ＿ｎを決定している。但し、算出した電力デューティＤ＿ｎが上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を超える場合は、この上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を電力デューティＤ＿１とする。つまりステップＳ１３３では、上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１以下の電力デューティＤ＿１でヒータの温調制御を行うことになる。ここでは電力デューティＤ＿１に相当する位相角α＿１で、ＯＮ１信号、ＯＮ２信号のオンパルスがＺＥＲＯＸ信号をトリガにしてエンジンコントローラ１１２６よリ送出される。これにより発熱体１２０３，１２２０に位相角α＿１で電流が供給される。
【０１９４】
次にステップＳ１３４に進み、現時点の電力デューティＤ＿１の値を記憶部１２１１に記憶する。ここでは所定時間Ｌにおける平均電流を求めて、その平均値を基に制御する。そして、そのサンプリングする数ｋは、交流電源１２０１の最小の商用周波数ｆに応じて決定される。例えば、ｋ＝Ｌ×ｆで求められる。従って記憶部１２１１は、数ｋ分の電力デューティを保存でき、また格納部１２１３には、初期値の上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１及び「０」が格納されている。こうして最新の数ｋ分の電力デューティを保持する。
【０１９５】
次にステップＳ１３５に進み、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１を検出する。ここでは、商用周波数検出部１２１５が、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジから立下がりエッジまでの時間間隔Ｔを検出することにより交流電源１２０１の周波数を検知する。
【０１９６】
次にステップＳ１３６に進み、電力デューティＤ＿１で通電している状態で、ヒータに流れる電流を検知する電流検出回路１２２７から送られてくるＨＣＲＲＴ１信号により電圧Ｖ１ｆ＿１（電流値Ｉ１ｆ＿１に相当）を取得する。これは前述したようにコンデンサ１０７４ａでピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆ＿１に相当している。即ち、図２１に示すＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値である。この実施例７では、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジからＤＩＳ信号を送出するまでの間、期間Ｔｄｌｙ内にこの値を取得する。この期間Ｔｄｌｙは、エンジンコントローラ１１２６がピークホールド値Ｖ１ｆ＿１を検知するのに十分な時間に設定されている。
【０１９７】
尚、図２９のフローチャートの説明では、電流値を検出し、その電流値に基づいて上限電流値及び上限デューティを求めるように説明しているが、前述したように、実際はピークホールドされた電圧値を検出している。そして、この電圧値に対応する電流値を求めて計算を実行している。
【０１９８】
次にステップＳ１３７に進み、電流値Ｉ１ｆ＿１の周波数補正値を求めて記憶部１２０３に記憶する。尚、ここで記憶部１２０３には、ｍ波（交流電源のｍ周期）分の電流値を保存する。例えば、ヒータ１１０９ｃに流れる電流を１波（交流電源の１周期）ごとに検知して電流の制限値を設定する場合は、ｍ＝１に設定する。格納部１２１３は、記憶部１２０３の初期値「０」を格納している。ここで、ＨＣＲＲＴ１信号により得られる電流値Ｉ１ｆ＿１値は、前述したように、２乗波形の交流電源１２０１の周波数の半周期分の積分値である。いま、この交流電源１２０１の周波数を特定の周波数、例えば予め５０Ｈｚと設定すると、電流値Ｉ１ｆは５０Ｈｚにおける電流値となる。
【０１９９】
いま電流値Ｉ１ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値をＩ１５０＿１とすると、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１より、
Ｉ１５０＿１＝Ｉ１ｆ＿１×（１／Ｔ＿１）／５０
で表すことができる。
【０２００】
次にステップＳ１３８に進み、電力デューティＤ＿１で通電している状態で、商用電源から画像形成装置への入力電流を検知する電流検出回路１２２８から送られてくるＨＣＲＲＴ２信号から電圧Ｖ２ｆ＿１（電流値Ｉ２ｆ＿１に相当）を取得する。これは前述したようにコンデンサ１０７４ｂでピークホールドされた電圧Ｖ２ｆに該当している。即ち、図２２に示すＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値である。
【０２０１】
次にステップＳ１３９に進み、ステップＳ１３８で求めた電流値Ｉ２ｆ＿１の周波数補正値を求め、その結果を記憶部１２０７に記憶する。ここではステップＳ１３４で保存した電力デューティと同じく、記憶部１２０７に数ｋ分の電流値を保存可能であり、格納部１２１３には初期値「０」が格納されている。ここで、ＨＣＲＲＴ２信号により得られる電流値Ｉ２ｆ＿１は、前述したように、２乗波形の周波数の半周期分の積分値である。交流電源１２０１の周波数を特定の周波数、例えば予め５０Ｈｚと設定しておくと、電流値Ｉ２ｆは５０Ｈｚにおける電流値となる。
【０２０２】
電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値をＩ２５０＿１とすると、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１より、
Ｉ２２０＿１＝Ｉ２ｆ＿１×（１／Ｔ＿１）／５０
で表すことができる。
【０２０３】
次にステップＳ１４０に進み、ステップＳ１３７で記憶部１２０３に記憶した、電流値Ｉ１ｆの５０Ｈｚ換算値に基づき、エンジンコントローラ１１２６において、数ｍ分の周波数補正した電流値Ｉ１ｆ＿１の平均電流値Ｉ１＿ａｖｅを算出する。
【０２０４】
次にステップＳ１４１に進み、発熱体１２０３，１２２０に供給可能な電流制限値（第１電流値）Ｉｌｉｍｉｔ１と、ステップＳ１３９で算出した平均電流値Ｉ１＿ａｖｅとを比較する。ここで電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ１は、例えば５０Ｈｚにおける電流制限値とする。尚、このステップＳ１４１の処理は、交流電源１２０１より画像形成装置に供給される電流が許容範囲内で供給されている場合でも、発熱体１２０３，１２２０に供給する電力の上限値が、図１６の回路に使用されている素子の定格によって変動するためである。従って、ここでは制限値Ｉｌｉｍｉｔ１以下に制御する必要がある。但し、想定されている交流電力の電圧範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して、ヒータへのデューティリミットである電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１で制御する場合に電流値Ｉ１ｆが許容電流値を超えない場合は、ステップＳ１３６〜Ｓ１３７，Ｓ１４０〜Ｓ１４２を省いてもよい。
【０２０５】
そしてステップＳ１４１で、Ｉ１＿ａｖｅ≧Ｉｌｉｍｉｔ１であると判定されるとステップＳ１４２に進み、Ｉ１＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ１の場合はステップＳ１４３に進む。ステップＳ１４２に移行する場合、発熱体１２０３，１２２０に供給する電流が、予め定められたヒータへ供給可能な電流制限値を超えている。このため平均電力デューティ算出部１２１０が、ステップＳ１３４で記憶部１２１１に保存した電力デューティＤ＿ｎの数ｍ分の平均値Ｄ１＿ａｖｅを算出する（ｋ≧ｍ）。そしてこの平均電力デューティＤ１＿ａｖｅと、ステップＳ１４０で算出した電流値Ｉ１ｆの平均電流値Ｉ１＿ａｖｅと、発熱体１２０３，１２２０に供給可能な所定の電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ１とを元にＤｌｉｍｉｔ＿２を算出する（Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を算出する）。尚、この電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、以下の式により求められる。
Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝（Ｉｌｉｍｉｔ１／Ｉ１＿ａｖｅ）×Ｄ１＿ａｖｅ
一方、ステップＳ１４１で、Ｉ１＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ１と判定した場合はステップＳ１４３に進み、ステップＳ１３９で記憶部１２０７に記憶した、電流値Ｉ２ｆの５０Ｈｚ換算値に基づいて、数ｋ分の平均電流値Ｉ２＿ａｖｅを算出する。そしてステップＳ１４４で、予め定められている交流電源１２０１より供給可能な電流制限値（第２電流値）Ｉｌｉｍｉｔ２と、ステップＳ１４３で算出した平均電流値Ｉ２＿ａｖｅとを比較する。ここでは電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ２を、例えば５０Ｈｚにおける電流制限値としておく。
【０２０６】
ステップＳ１４４で、Ｉ２＿ａｖｅ≧Ｉｌｉｍｉｔ２の場合はステップＳ１４５に進み、Ｉ２＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ２の場合はステップＳ１４６に分岐する。ステップＳ１４５は、交流電源１２０１より供給される平均電流が、予め定められた電流制限値を超えた場合である。従って、この場合は、平均電力デューティ算出部１２１０が、ステップＳ１３４で記憶部１２１１に記憶した電力デューティに基づき、数ｋ分の電力デューティの平均値Ｄ２＿ａｖｅを算出する。こうして算出した平均電力デューティＤ２＿ａｖｅと、電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値Ｉ２５０＿１に基づき、発熱体１２０３，１２２０に通電可能な、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２を算出する。尚、この電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、以下の式により求められる。
Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝（Ｉｌｉｍｉｔ２／Ｉ２＿ａｖｅ）×Ｄ２＿ａｖｅ
こうして、電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値Ｉ２５０＿１が、Ｉ２５０＿１≧Ｉｌｉｍｉｔ２の場合は、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝ｍｉｎ（Ｄ＿ａｖｅ，Ｄｌｉｍｉｔ＿１−Ｘ）となる。一方、Ｉ２５０＿１＜Ｉｌｉｍｉｔ２の場合は、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝ｍｉｎ（Ｄ＿ａｖｅ，Ｄｌｉｍｉｔ＿１）となる。なお、ここで「ｍｉｎ（，）」は、括弧内のいずれか小さい方を意味している。またＸは、電流値Ｉ２ｆ及び数ｋ分の平均電流値がともに電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ２を超えた場合の、上限電力デューティの低減率を示している。このＸの値は、ヒータ１１０９ｃを除いた全回路（ＬＶＰＳ）に流れる電流量や１波ごとの電流値の変化率に応じて、所定の値に設定される。
【０２０７】
このように、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２を求める際、平均電力デューティＤ２＿ａｖｅを参照することにより、ヒータの温調制御による電力デューティの変化や、ヒータ１１０９ｃを除いた全回路（ＬＶＰＳ）に流れる電流値の変化に対応できる。また必要以上に電力デューティの上限を下げることなく温調制御が可能である。
【０２０８】
以上の処理を、ステップＳ１４６で、ヒータ１１０９ｃの温調制御が終了するまで、交流電源１２０１の周期ごとに繰り返し行い、エンジンコントローラ１１２６において、発熱体１２０３，１２２０に供給する電力デューティを算出する。尚、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎの値は、ステップＳ１４２及びＳ１４５で更新されない限り、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ−１の値がそのまま保持される。
【０２０９】
以上説明したように実施例７では、ステップＳ１３３で、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ以下の電力デューティＤ＿ｎでヒータを温調制御する。そして、ステップＳ１３６で、ＨＣＲＲＴ１信号により電圧値Ｖ１ｆ＿ｎ（電流値Ｉ１ｆ＿ｎ）を取得し、ステップＳ１３８で、ＨＣＲＲＴ２信号により電圧値Ｖ２ｆ＿ｎ（電流値Ｉ２ｆ＿ｎ）を取得する。そしてステップＳ１３７，Ｓ１３９で、それぞれを周波数補正した値を記憶部１２０３及び１２０７に記憶する。
【０２１０】
次に、電流値Ｉ１ｆ＿ｎのｍ波分の平均値及び、電流値Ｉ２ｆ＿ｎのｋ波分の平均値を求め、これら平均値のそれぞれが各対応する制限値Ｉｌｉｍｉｔ１或はＩｌｉｍｉｔ２を超えたかどうかを判定する。そして、この制限値を越えた場合は、上限電力デューティ算出部１２２２において、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を算出する。尚、この上限電力デューティは、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９で算出した値に基づいて算出される。
【０２１１】
尚、上述の説明では、ヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３，１２２０が２つの場合で説明したが本発明はこれに限定されるものでなく、発熱体が１本の場合であっても、同様の制御が可能である。
【０２１２】
尚、プリント前にヒータを必要な温度まで温調する場合と、プリント中にモータ等を駆動させながらヒータを温調する場合とでは、ヒータの加熱に使用できる電流が大幅に異なる場合がある。実施例７では、ヒータ温調開始時に予め定められた電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１に上限電力デューティをリセットしているので、プリント前にヒータを温調する際に最大限の電流を投入し、かつプリント中にも最適な電流設定値で制御することが可能である。
【０２１３】
またプリント前のヒータ温調時とは別に、プリント中では電力デューティに所定の設定値を設けてもよい。（プリント前温調から、プリント状態にシーケンスが切り替わった際に、Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎの値が所定の設定値を超える場合は、Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を前述した設定値以下に制御する。）
以上説明したように実施例７によれば、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９で算出した電流値を平均した値を用いている。これにより、ノイズや突入電流や瞬時的な負荷変動などにより一時的に電流が増大しても、入力電源の電圧や力率、ヒータの抵抗値のバラつきや電流波形の波形率に対して精度良く上限値を設定できる。こうして各条件において最大限に電力性能を出させることが可能となる。
【符号の説明】
【０２１４】
２０１ ＤＣコントローラ
４０１ カラーレーザプリンタ
４３１ 定着器
５１２ 第１電流検知回路
１２２８ 第１電流検知回路
１２２７ 第２電流検知回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、商用電源から画像形成装置に流入する電流量を検知する電流検知回路を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する画像形成装置であるレーザプリンタは、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤（以降トナーという）を付与することにより前記潜像をトナー像として可視化する現像装置と、所定方向に搬送される記録紙にトナー像を転写する転写装置と、該転写装置によって前記トナー像の転写を受けた記録紙を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより前記トナー像を記録紙に定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
近年の画像形成装置の高速化に伴い、画像形成装置に使用するモータが高速化／大型化し、画像形成装置の消費電流が増加している。また、オフィス文書のカラー化が進み、カラーレーザプリンタが多く生産されている。カラーレーザプリンタは、複数の画像形成を同時に行うためモータの使用個数が多く、更に、複数色重ねられたトナー像を記録紙に定着させる必要があるため定着装置が消費する電流も大きい。更に、画像形成装置の高機能化に伴い、複数の記録紙サイズに対応するための給紙オプション装置や、排出された記録紙を所定枚数毎に仕分けしたりステイプルしたりする排紙オプション装置、原稿のコピーや電子ファイル化を行うための自動紙送り機構付きイメージスキャナ等のオプション装置が装着されるようになってきている。その結果、画像形成装置の消費電流は益々増加してきている。
【０００４】
これら機器で消費可能な電流の上限の一つの目安は、米国ではＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）規格、日本国では電気用品安全法等で定められている。したがって、商用電源で供給可能な最大電流を超えないように画像形成装置を設計する必要がある。この最大電流は、例えば日本国や米国では１５Ａであり、ＥＵ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｕｎｉｏｎ）では１０Ａである。これらはいずれも実効値である。
【０００５】
通常、画像形成装置で消費する電力が最も高くなるのは定着装置を定着可能な温度まで昇温させる期間（ウォームアップ期間）である。このウォームアップ期間に定着装置以外の負荷がプリント準備動作を始めると、定着装置で消費されている大きな電力に、その他の負荷の消費電力が加わるためである。
【０００６】
そこで従来は、画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えないように、定着装置以外の負荷が起動するタイミングで定着装置への電流を制限するシーケンスが組まれていた。例えば、ＣＰＵが、定着装置以外の負荷に起動信号を出すと同時に、定着装置の温度制御部に対して投入電流を制限するための信号を出すという具合である。
【０００７】
一方、プリント期間中は、定着装置の消費電力がウォームアップ期間中ほど高くないので、定着装置に電流を流している最中に定着装置以外の負荷が起動しても画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えることは殆どなかった。
【０００８】
しかしながら、画像形成装置の高速化に伴う使用モータの高速化／大型化、更にはカラー化に伴う使用モータ個数の増加によって、定着装置以外の負荷の消費電力も増加してきた。このため、プリント期間中でも画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超える状況を考慮して設計する必要性が出てきている。
【０００９】
そこで、プリント期間中もウォームアップ期間中と同様に、画像形成装置全体の最大電流が１５Ａを超えないように、定着装置以外の負荷が起動するタイミングで定着装置への電流を制限するシーケンスを組むことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、各負荷の起動タイミングはまちまちであり、定着装置以外の多くの負荷が起動する各々のタイミングで定着装置へ流れる電流を制限するシーケンスを設計するのは非常に困難である。また、定着装置以外の負荷の個々の消費電力は必ずしも一定ではなく、変動するものである。したがって、定着装置以外の負荷が起動した際に定着装置に流す電流を一定の割合で制限すると、画像形成装置全体で使える電流に余裕があるにも拘わらず、定着装置に流れる電流を不必要に制限してしまうことも考えられる。この場合、定着装置の処理能力が不必要に低下して、結果的に画像形成装置の処理能力を不必要に落とすことになってしまう。
【００１１】
そこで、特許文献１には、画像形成装置への流入電流を検知する電流検知装置を設け、商用電源の最大電流を超えないように定着装置に流す電流を制限することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特公平３−７３８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、定着装置に流す電流を制限した場合、徐々に定着装置の温度が低下し、所望の定着性を確保できなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、制御目標温度を維持するように制御されており記録材上の画像を記録材に加熱定着する定着部と、商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路と、を有する画像形成装置において、前記電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、前記定着部に投入可能な最大電流が制限され、前記定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で前記定着部の温度が前記制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、前記定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図２】実施例１の画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図３】実施例１の画像形成装置の構成を示す図
【図４】実施例１の画像形成装置の回路図
【図５】実施例１における定着電流波形を示す図
【図６】実施例１における電流抑制動作を説明する図
【図７】実施例２の画像形成装置の回路図
【図８】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図９】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図１０】実施例２における画像形成動作を説明するフローチャート（その３）
【図１１】実施例３の画像形成装置の回路図
【図１２】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その１）
【図１３】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その２）
【図１４】実施例３における画像形成動作を説明するフローチャート（その３）
【図１５】実施例４〜７に係る電子写真プロセスを用いた画像形成装置（レーザプリンタ）の概略構成図である。
【図１６】セラミックヒータへの通電駆動を制御するヒータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１７】セラミックヒータの概略を説明する図である。
【図１８】熱定着器の概略構成を示す図である。
【図１９】電流検出回路１２２７の構成を説明するブロック図である。
【図２０】電流検出回路１２２８の構成を説明するブロック図である。
【図２１】電流検出回路１２２７の動作を説明するための波形図である。
【図２２】電流検出回路１２２８の動作を説明するための波形図である。
【図２３】実施例４に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２４】実施例４に係るエンジンコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図２５】実施例５に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２６】実施例５に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２７】実施例６に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図２８】実施例６に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図２９】実施例７に係るエンジンコントローラによる定着器の制御シーケンスを説明するフローチャートである。
【図３０】実施例７に係るエンジンコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３１】実施例４のデューティ決定アルゴリズムを用いた場合の商用電源から画像形成装置への入力電流（インレット電流）の変化を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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】
【００１８】
図３は実施例１である“画像形成装置”（オプション装置付きのカラーレーザプリンタ）の構成を示す図である。
【００１９】
４０１はカラーレーザプリンタ、４０２は記録紙３２を収納する給紙カセット、４０４は給紙カセット４０２から記録紙３２を繰り出すピックアップローラ、４０５は前記ピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３２を搬送する給紙ローラである。４０６は前記給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３２の重送を防止するためのリタードローラ、４０７はレジストローラ対である。
【００２０】
４０９は静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔと記す）であり、記録紙３２を静電吸着させて搬送する。４１０はプロセスカートリッジであり、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装置３０６、帯電ローラ３０３、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。
【００２１】
４２０はスキャナユニットであり、後述するビデオコントローラ４４０から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット４２１、各レーザユニット４２１からのレーザ光を各感光ドラム３０５上に走査するためのポリゴンミラー４２２とスキャナモータ４２３、結像レンズ群４２４により構成されている。なお、前記プロセスカートリッジ４１０とスキャナユニット４２０は、４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）分存在する。
【００２２】
４３１は定着器であり、内部に加熱用のヒータ４３２を備えた定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４、定着ローラ４３３からの記録紙３２を搬送するための定着排紙ローラ対４３５により構成されている。
【００２３】
４５１、４５２、４５３はＤＣブラシレスモータであり、４５１はプロセスカートリッジ４１０を駆動するメインモータ、４５２はＥＴＢを駆動するＥＴＢモータ、４５３は定着器を駆動する定着モータである。
【００２４】
２０１はレーザプリンタ４０１の制御部であるＤＣコントローラであり、マイクロコンピュータ２０７、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。
【００２５】
２０２は低圧電源回路であり、１次ＡＣ電流を平滑後に降圧し、各ＤＣブラシレスモータ４５１，４５２，４５３や、ＤＣコントローラ２０１などに電力を供給する。
【００２６】
４４０はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータ４４１から送出される画像データを受け取るとこの画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００２７】
３２３は記録紙に光を照射し、記録紙の透過光量から記録紙の坪量を判別する坪量判別装置である。３２４は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサである。
【００２８】
６５１は異なる記録紙に対応するためのオプション装置である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。
【００２９】
８０１はカラーレーザプリンタ４０１から排出された記録紙を所定枚数毎に排紙トレイにソートするオプション装置である排紙ユニットであり、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とを有する。
【００３０】
７０１はカラーレーザプリンタ４０１から排出された記録紙をオプション装置である排紙ユニット８０１に搬送するオプション装置である搬送ユニットであり、搬送ローラ対７０３、７０４を駆動するモータ７０２を有する。
【００３１】
９０１は原稿搬送部９３０と原稿読み込み部９３１とからなるオプション装置であるイメージスキャナである。９０２は原稿９３２を搬送する原稿搬送モータ、９０４は露光ユニット、９０５は露光装置、９０６はミラー、９０３は露光ユニット９０４を水平移動させるスキャナ駆動モータ、９０７は反射装置、９０８、９０９はミラーである。９１０は受光装置、９４０はイメージスキャナ９０１の動作を制御するとともに、受光装置９１０で受光した信号を画像データ化するイメージスキャナコントローラユニットである。
【００３２】
次に画像形成動作を説明する。
【００３３】
まず、ホストコンピュータ４４１から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、ＤＣコントローラ２０１に画像形成の開始を指示するＰＲＩＮＴ信号を送信するとともに、受信した画像データをビットマップデータに変換する。ＰＲＩＮＴ信号を受信したＤＣコントローラ２０１は、所定のタイミングでスキャナモータ４２３、及びメインモータ４５１，ＥＴＢモータ４５２，定着モータ４５３の駆動を開始するとともに、ピックアップローラ４０４、給紙ローラ４０５、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、坪量判別装置３２３で記録紙３２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３２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。
【００３４】
また、温度検知センサ３２４で画像形成装置４０１の周囲温度（環境温度）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３２は、レジストローラ対４０７まで搬送して一旦停止する。次に、ビットマップデータに依存した画像信号に応じてレーザユニット４２１をＯＮ／ＯＦＦ制御する。レーザユニット４２１から出射するレーザー光はポリゴンミラー４２２、結像レンズ群４２４を介して感光ドラム３０５に照射され、帯電ローラ３０３により所定電位に帯電した感光ドラム３０５上に静電画像が形成される。その後、この静電潜像に対して現像ローラ３０２からトナーを供給しトナー像に現像する。前述のトナー像形成動作は所定のタイミングでイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ，ブラックＫに対し行う。
【００３５】
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、前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。以上のように、感光ドラム３０５、帯電ローラ３０３、レーザユニット４２１、現像ローラ３０２、転写ローラ４３０等、記録紙上にトナー画像を形成するための構成を画像形成部と称する。記録紙３２上に形成されたカラートナー像は定着器４３１に搬送され、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、加圧（圧力をかける）され記録紙３２に定着されたのち、定着排紙ローラ対４３５により画像形成装置４０１外に排出される。
【００３６】
排出された記録紙３２は、搬送ユニット７０１を経由して排紙ユニット８０１に搬送される。排紙ユニット８０１では、所定枚数毎に記録紙３２が排紙トレイ８０６に排出される。
【００３７】
次にイメージスキャナ９０１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。
【００３８】
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装置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、及び反射装置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。
【００３９】
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からの画像形成と同様の動作で記録紙に画像形成を行う。
【００４０】
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。スキャナモードの場合、記録紙への画像形成は実行しない。
【００４１】
なお、通常、イメージスキャナの動作は、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。
【００４２】
図４は本実施例の画像形成装置の回路図である。２０２は低圧電源、５０１はインレット、５０２は商用電源からのノイズ及び低圧電源からのノイズを除去するＡＣフィルタ、５０３はメインスイッチ、５０４はダイオードブリッジ、５０５は２４Ｖを生成するコンバータ、５０６はコンバータ制御回路である。５０７はダイオード、５０８はコンデンサ、５０９は定電圧制御回路、５１０はフォトカプラ、５１１は２４Ｖから３Ｖを生成するＤＣ／ＤＣコンバータ、５１２はカレントトランス、５１３は抵抗、５１４は商用電源から画像形成装置への入力電流（１次総電流）を検知する電流検知回路（第１電流検知回路）、５１５はゼロクロス検知回路である。
【００４３】
５２１は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、５２２はリレー、５２３はトライアック、５２４，５２５、５２７は抵抗、５２６はフォトトライアックカプラ、５２８はトランジスタである。また、４３１は定着器（定着部）、４３３は定着ローラ、４３４は加圧ローラ、４３２は加熱ヒータ、５２９はサーモスイッチ、５３０は定着ローラ４３３の温度を検知するサーミスタ（温度検知素子）、５３１は抵抗、５８１はコンデンサである。
【００４４】
続いて、回路動作について説明する。
【００４５】
メインスイッチ５０３がＯＮされると、インレット５０１及びＡＣフィルタ５０２を介して商用電流が流れ、ダイオードブリッジ５０４とコンデンサ５８１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及びコンデンサ５０８により整流される。整流後の電圧を定電圧制御部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、ＤＣブラシレスモータ４５１等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ＤＣコントローラ２０１に供給され、画像形成装置４０１の制御に使用される。
【００４６】
次に、定着器の温度制御動作について説明する。図５は定着器に流れる定着電流波形を説明する図である。
【００４７】
ＤＣコントローラ２０１はサーミスタ５３０と抵抗５３１の分圧電圧をＡ／Ｄポート１を介して検知する。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、ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート１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内の加熱ヒータ４３２には、リレー５２２、トライアック５２３及びサーモスイッチ５２９を介して商用電源が供給される。ＤＣコントローラ２０１は、ゼロクロス検知回路５１５を介して、商用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後（以降ＴＯＦＦ）にＯＮ／ＯＦＦポート１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。ＤＣコントローラ２０１は時間ＴＯＦＦを制御することで、定着ローラ４３３を所定温度に制御する。
【００４８】
続いて、定着器へ流す電流が制限された場合の定着電流波形を説明する。
【００４９】
まず、カレントトランス５１２及び抵抗５１３で画像形成装置４０１に流れる１次総電流を電流−電圧変換する。次に、電流−電圧変換した結果を電流検知回路５１４で実効値演算し、結果をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート２に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート２の電圧値に基づいて、１次総電流を検出する。検出した１次総電流が所定電流値Ｉｌｉｍｉｔを超えると、超えた電流値に応じてＯＮ／ＯＦＦポート１から出力するトライアックＯＮ信号を遅延（△ｔ）させる。その結果、定着電流制限を行っていない時に流れる定着電流（図５の破線）よりも定着電流を制限し、１次総電流をＩｌｉｍｉｔ以下にする（第１段階の調整動作）。本実施例では電流制限後に１次総電流がＩｌｉｍｉｔ−Ｉｐ（図６参照）を超えないように遅延時間△ｔを設定している。
【００５０】
図１、図２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。以下に図１、図２を用いて、連続画像形成中の電流抑制について説明する。
【００５１】
まず、図１を用いて電流を抑制しつつ定着性を確保するための第２段階の調整動作について説明する。
【００５２】
画像形成が開始されると、まずＳ１０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ１０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ１０３で定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ１０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器の温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように定着器へ流す電流を制御する。本実施例では、温度Ｔａをプリント中の定着器の制御目標温度Ｔｆより低い温度に設定しているが、温度Ｔａを制御目標温度Ｔｆと同じ温度に設定してもよく、適宜設定すればよい。
【００５３】
Ｓ１０５で定着器の温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ（＜Ｔｆ）以上であればＳ１０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。本実施例では、温度Ｔｂはトナー像の定着性を確保できる定着可能下限温度である。一方、Ｓ１０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ１０７で定着電流が制限されているかを判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ１０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ１０９で印字を終了する。Ｓ１０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ１１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。
【００５４】
一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ１１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ１１２で定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ１１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりもＴｓａ延長する。これにより給紙間隔がＴｓ１からＴｓ２（＝Ｔｓ１＋Ｔｓａ）に変更される（図６）。そして、Ｓ１０４で画像形成を継続する。換言すると、定着器に搬送される記録材の搬送間隔が拡大する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる（第２段階の調整動作）。
【００５５】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｂ以下となった場合は、Ｓ１０７、Ｓ１１０、Ｓ１１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ（限界）になるまで給紙間隔をＴｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器の温度（サーミスタ５３０の検知温度）がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ１１１）は、図２に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００５６】
次に図２を用いて第３段階の調整動作について説明する。
【００５７】
【表１】
【００５８】
第３段階の調整動作は、表１に示すように画像形成装置の動作状況に応じて画像形成動作を制限する（複数の駆動部（負荷）の一部の動作を停止する）ことで１次総電流を抑制する。
【００５９】
上述したが、本実施例の画像形成装置は、イメージスキャナ９０１で原稿の画像を読み取り電子ファイル化するだけのスキャナモードと、イメージスキャナ９０１が原稿の画像を読み取り且つこの画像情報に応じてレーザプリンタ４０１が記録紙に画像形成するコピーモードを有する。更に、ホストコンピュータ等の外部装置４４１から送信される画像情報に応じてレーザプリンタ４０１が記録紙に画像形成するプリンタモードを有する。プリンタモードはスキャナモードで原稿を読み取っている時でも実行可能である。また、スキャナモードはプリンタモードで画像形成を行っている時でも実行可能である。
【００６０】
まずＳ１５１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。イメージスキャナ９０１が動作しているということは、スキャナモードまたはコピーモードである。イメージスキャナ９０１が動作している場合は、Ｓ１５２で読み取り動作を停止し（読取動作が一枚の原稿の途中である場合、その原稿は最後まで読み取って停止させる）、Ｓ１５３でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ１５４、Ｓ１５５で印字終了まで画像形成を継続し、印字終了後、Ｓ１５６で読み取り動作を再開する。スキャナモードであるにも拘わらずＳ１５４で画像形成しているのはプリンタモードで画像形成している場合である。Ｓ１５４ではプリンタモードは許可状態であり、外部装置４４１から新しい画像情報が送信されれば、この画像情報に応じた画像形成は実行可能である。つまり、レーザープリンタ４０１とイメージスキャナ９０１が同時に作動する状況を回避すればよい。一方、Ｓ１５３でスキャナモードでないと判断した場合、即ちコピーモードの場合、Ｓ１５７、Ｓ１５８で読み取り済み原稿の画像形成を行った後（Ｓ１５２の読取停止が実行される前に既に読み取られていた画像情報に応じた画像形成）、Ｓ１５９で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ１６０、Ｓ１６１で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００６１】
イメージスキャナ９０１が動作していない場合は、Ｓ１６２で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ１６３でソートとステイプル動作を禁止し（ソート途中やステイプル途中の記録紙は終了させて、その後、動作禁止する）、Ｓ１６４、Ｓ１６５で印字終了まで画像形成を継続する。Ｓ１６４ではプリンタモードは許可状態であり、Ｓ１６４の画像形成はプリンタモードでの画像形成を意味している。従って、外部装置４４１から新しい画像情報が送信されれば、この画像情報に応じた画像形成は実行可能である。一方、排紙ユニット８０１が動作していない場合は、Ｓ１６６で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、Ｓ１６７で印字を中止する。
【００６２】
図６は図１、図２で説明した電流抑制を行った場合の１次総電流と定着器温度の関係を示した図である。図６を用いて、本実施例における電流抑制効果について説明する。
【００６３】
ｔ１で画像形成を開始すると、定着器４３１の加熱を開始するとともに、メインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。ｔ２で定着器温度がＴａに到達すると画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。しかし、ｔ３で１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えてしまうため、図５で示した手法で定着電流を制限し、１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えないように制御を行う（第１段階の調整動作）。ただし、定着電流の最大値が制限されるため、定着器温度は徐々に低下し、ｔ４で定着器温度が所定温度Ｔｂ（定常時の目標温度Ｔｆより所定値だけ低い温度Ｔｂ）以下となってしまう。そこで、定着器温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止するとともに、以降の給紙間隔をＴｓ２に広げる（第２段階の調整動作）。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。この第２段階の調整動作は、定着器温度がＴｂ以下に降下する度に給紙間隔を距離Ｔｓａずつ広げるものであり、最終的に給紙間隔Ｔｓ２が所定の給紙間隔上限Ｔｓｌｉｍｉｔに達するまで実行できる。更に画像形成を継続した場合に、ｔ５で再び定着器温度がＴｂ以下となることも考えられる。この時点で給紙間隔はＴｓｌｉｍｉｔに達しているため、ｔ６で表１に示すように複数の駆動部の一部の動作を制限する。これにより１次総電流をＩｌｉｍｉｔ以下に抑えつつ定着器温度をＴｂ以上に保ちながら画像形成を継続する（第３段階の調整動作）。
【００６４】
この結果、トナー像の定着不足の発生を防止しながら、１次総電流がＩｌｉｍｉｔを超えないように制御できている。
【００６５】
以上説明したように、本実施例によれば、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、かつ画像形成能力の低下を最小限に止めることができる。
【実施例２】
【００６６】
実施例２である“画像形成装置”について説明する。
【００６７】
本実施例では、１次総電流だけでなく定着器に流れる電流も検知し、１次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、判断結果に応じて第３段階の調整動作を設定する点が実施例１と異なる。
【００６８】
本実施例の全体構成は、実施例１の図３と同様なので、その説明を援用し、ここでの再度の説明を省略する。
【００６９】
図７は本実施例の画像形成装置の回路図である。実施例１の図４に記載済のものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００７０】
６０１はカレントトランス、６０２は抵抗であり、加熱ヒータ４３２に流れる定着電流を電流−電圧変換する。電流−電圧変換した結果を定着電流検知回路（第２電流検知回路）６０３で実効値演算し、結果をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート５に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート５の電圧値に基づいて、定着電流を検出する。
【００７１】
図８、図９、図１０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。
【００７２】
以下に図８〜図１０を用いて、連続画像形成中の調整動作について説明する。まず、図８を用いて第１段階の調整動作（電流抑制動作）について説明する。
【００７３】
画像形成が開始されると、まずＳ２０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ２０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ２０３で定着器温度がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ２０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は定着器の温度が制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。
【００７４】
Ｓ２０５で定着器温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ以上であればＳ２０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。一方、Ｓ２０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ２０７で定着電流が制限されている（前述の第１段階の調整動作）かを判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ２０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ２０９で印字を終了する。Ｓ２０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ２１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ２１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ２１２で定着器の温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ２１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりもＴｓａ延長する（第２段階の調整動作）。そして、Ｓ２０４で画像形成を継続する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。
【００７５】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度が所定温度Ｔｂ以下となった場合は、Ｓ２０７、Ｓ２１０、Ｓ２１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔになるまで給紙間隔を距離Ｔｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。ここまでは、実施例１の第２段階の調整動作までと同じ動作である。
【００７６】
給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器の温度がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ２１１）は、図９に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００７７】
次に図９と図１０を用いて実施例２の第３段階の調整動作について説明する。
【００７８】
本実施例の第３段階の調整動作は、表２に示すように画像形成装置の動作状況と定着電流に応じて画像形成動作を制限することで１次総電流を抑制する。
【００７９】
【表２】
【００８０】
まず図９のＳ２５１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。動作している場合は、Ｓ２５２で定着電流を検知し、定着電流がＩＦｔｈ未満（定着電流検出手段の検出値が所定値未満）であればモータ駆動電流が大きい（定着器以外の負荷に流れる電流が大きい）と判断してＳ２５３で読み取り動作を停止する（読取動作が一枚の原稿の途中である場合、その原稿は最後まで読み取って停止させる）。次に、Ｓ２５４でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ２５５、Ｓ２５６で印字終了まで画像形成を継続し（プリンタモードの画像形成を許可する）、印字終了後、Ｓ２５７で読み取り動作を再開する。一方、コピーモードの場合、Ｓ２５８、Ｓ２５９で読み取り済み原稿の画像形成を行った後、Ｓ２６０で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ２６１、Ｓ２６２で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００８１】
Ｓ２５２で、定着電流がＩＦｔｈ以上（所定値以上）である場合は、単位体積当りの熱容量（以降 坪量という）の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断し、Ｓ２６３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。本実施例の画像形成装置の場合、定着速度のみを変更することが出来ないため、画像形成部の画像形成速度も同時に１／２速に変更する。そして、Ｓ２６４、Ｓ２６５で印字終了まで画像形成を行う。
【００８２】
次に、Ｓ２５１でイメージスキャナ９０１が動作していない場合の動作について図１０を用いて説明する。まず、Ｓ２７１で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ２７２で定着電流を検知し、定着電流がＩＦｔｈ未満であればモータ駆動電流が大きい（定着器以外の負荷に流れる電流が大きい）と判断してＳ２７３でソートとステイプル動作を禁止する（ソート途中やステイプル途中の記録紙は終了させて、その後、動作禁止する）。そして、Ｓ２７４、Ｓ２７５で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。
【００８３】
Ｓ２７２で、定着電流がＩＦｔｈ以上である場合は、坪量の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断し、Ｓ２７６で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ２７７、Ｓ２７８で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。
【００８４】
一方、Ｓ２７１で排紙ユニット８０１が動作していないと判断した場合は、Ｓ２７９で定着電流を検知する。定着電流がＩＦｔｈ以上である場合は、坪量の大きい記録紙に形成したトナー像を定着処理中だと判断してＳ２７９で画像形成速度を１／２速に変更し、Ｓ２７７、Ｓ２７８で印字終了まで画像形成を行う（プリンタモードでの画像形成を許可する）。定着電流がＩＦｔｈ未満である場合は、Ｓ２８３で画像形成装置に異常な電流が流れていると判断し、Ｓ２８４で印字を中止する。
【００８５】
以上説明したように、本実施例によれば、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、かつ画像形成能力の低下を最小限に止めることのできる。
【実施例３】
【００８６】
実施例３である“画像形成装置”について説明する。本実施例では、１次総電流だけでなく記録紙の坪量と画像形成装置の周囲温度（環境温度）を検知し、１次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、判断結果に応じて第３段階の調整動作を選択する。本実施例の全体構成は実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明を省略する。
【００８７】
図１１は本実施例の画像形成装置の回路図である。実施例１の図４に記載済のものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００８８】
３２３は坪量判別装置（坪量検知手段）であり、光照射素子５６１と透過光量検出素子５６３を有する。ＤＣコントローラ２０１は記録紙３２が坪量判別装置３２３に到達する所定のタイミングで光照射素子５６１をＯＮさせる。透過光量検出素子５６３は受光光量に応じた出力をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート３に出力し、ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート３の電圧値に基づいて記録紙の坪量を検出する。
【００８９】
３２４は画像形成装置の周囲温度を検知する温度検知センサ（環境温度検知手段）であり、検知温度に応じた出力をＤＣコントローラ２０１のＡ／Ｄポート４に出力する。ＤＣコントローラ２０１はＡ／Ｄポート４の電圧値に基づいて画像形成装置の周囲温度を検出する。
【００９０】
図１２、図１３、図１４は本実施例の画像形成動作を説明するフローチャートである。以下に図１２〜図１４を用いて、連続画像形成中の電流抑制動作について説明する。まず、図１２を用いて第２段階の調整動作（給紙間隔の延長）について説明する。
【００９１】
画像形成が開始されると、まずＳ３０１で前述の手法により定着ローラ４３３の加熱を開始し、Ｓ３０２でメインモータ４５１、ＥＴＢモータ４５２、定着モータ４５３等のモータの駆動を開始する。Ｓ３０３で定着器の温度がＴａに到達したかを判断し、Ｔａに到達したらＳ３０４で画像形成を開始し、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。画像形成中は制御目標温度Ｔｆを維持するように制御する。Ｓ３０５で定着器の温度をモニタし、定着器の温度が所定温度Ｔｂ以上であればＳ３０６で印字が終了するまで画像形成を継続する。
【００９２】
一方、Ｓ３０５で定着器の温度がＴｂ以下と検知した場合、Ｓ３０７で定着電流が制限されているか（前述の第１段階の調整動作が実行されているかどうか）を判断する。定着電流が制限されていない場合、Ｓ３０８で定着器の異常低温と判断し、Ｓ３０９で印字を終了する。Ｓ３０７で定着電流が制限されていると判断した場合、Ｓ３１０で画像形成が継続するか否かを判断し、最後の画像形成である場合はそのまま画像形成を終了する。一方、画像形成が継続する場合は、Ｓ３１１で給紙間隔を判断する。給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔ以下である場合は、Ｓ３１２で定着器の温度がＴｆに上昇するまで画像形成を一時停止し、Ｓ３１３で以降の給紙間隔を現在の給紙間隔よりＴｓａ延長する（第２段階の調整動作）。そして、Ｓ３０４で画像形成を継続する。給紙間隔を延長することで、紙間時に定着器の温度を上昇させることが可能となり、定着電流が抑制された状況においても定着器の温度低下が低減できる。
【００９３】
給紙間隔を延長した後も定着器の温度が所定温度Ｔｂ以下となった場合は、Ｓ３０７、Ｓ３１０、Ｓ３１１を経て給紙間隔がＴｓｌｉｍｉｔになるまで給紙間隔をＴｓａずつ延長しながら画像形成を継続する。給紙間隔をＴｓｌｉｍｉｔとしても定着器温度がＴｂ以下となってしまう場合（Ｓ３１１）は、図１３、図１４に記載する第３段階の調整動作を行う。
【００９４】
次に図１３と図１４を用いて第３段階の調整動作について説明する。
【００９５】
第３段階の調整動作は、表３に示すように画像形成装置の動作状況と記録紙の坪量、及び周囲温度に応じて画像形成動作を制限することで１次総電流を抑制する。
【００９６】
【表３】
【００９７】
まず図１３のＳ３５１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。動作している場合は、Ｓ３５２で記録紙の坪量を検知し、坪量が９０ｇ／ｍ２未満であれば定着器温度がＴｂであっても定着可能と判断し、Ｓ３５３で画像形成を行う。そして、定着器温度がＴｂ−１０℃より高ければ、Ｓ３５３、Ｓ３５４、Ｓ３５５で印字終了まで画像形成を継続する。
【００９８】
定着器温度がＴｂ−１０℃以下になった場合（Ｓ３５４）は、Ｓ３５６で読み取り動作を停止する。次に、Ｓ３５７でスキャナモードかコピーモードかを判断する。スキャナモードの場合は、Ｓ３５８、Ｓ３５９で印字終了まで画像形成を継続し、印字終了後、Ｓ３６０で読み取り動作を再開する。一方、コピーモードの場合、Ｓ３６１、Ｓ３６２で読み取り済み原稿の画像形成を行った後、Ｓ３６３で残りの原稿の読み取りを行う。そして、Ｓ３６４、Ｓ３６５で読み取った残りの原稿の印字を行う。
【００９９】
Ｓ３５２で、坪量が９０ｇ／ｍ２以上である場合は、Ｓ３６６で周囲温度を検知する。一般的に周囲温度と記録紙の温度は同じであり、記録紙温度が低いほど定着器温度を高くする必要がある。Ｓ３６６で周囲温度が１５℃以上と判断した場合は、定着器温度が低くても定着可能であると判断し、Ｓ３５３に戻り前述の動作を行う。一方、周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ３６７で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ３６８、Ｓ３６９で印字終了まで画像形成を行う。
【０１００】
次に、Ｓ３５１でイメージスキャナ９０１が動作していない場合の動作について図１４を用いて説明する。まず、Ｓ４０１で排紙ユニット８０１の動作状態を確認する。排紙ユニット８０１が動作している場合は、Ｓ４０２で記録紙の坪量を検知し、坪量が９０ｇ／ｍ２未満であれば定着器温度がＴｂであっても定着可能と判断し、Ｓ４０３で画像形成を行う。そして、定着器温度がＴｂ−１０℃より高ければ、Ｓ４０３、Ｓ４０４、Ｓ４０５で印字終了まで画像形成を継続する。定着器温度がＴｂ−１０℃以下になった場合（Ｓ４０４）は、Ｓ４０６でソートとステイプル動作を禁止する。そして、Ｓ４０７、Ｓ４０８で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０１】
Ｓ４０２で、記録紙の坪量が９０ｇ／ｍ２以上である場合は、Ｓ４０９で周囲温度を検知する。周囲温度が１５℃以上と判断した場合は、定着器温度が低くても定着可能であると判断し、Ｓ４０３に戻り前述の動作を行う。一方、周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ４１０で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ４１１、Ｓ４１２で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０２】
一方、Ｓ４０１で排紙ユニット８０１が動作していないと判断した場合は、Ｓ４１３で記録紙の坪量を検知する。坪量が９０ｇ／ｍ２未満の場合、Ｓ４１４で１次総電流が大きい理由が画像形成装置に異常な電流が流れているためと判断し、Ｓ４１５で印字を中止する。坪量が９０ｇ／ｍ２以上の場合は、Ｓ４１６で周囲温度を検知する。周囲温度が１５℃以上の場合は、１次総電流が大きい理由が画像形成装置に異常な電流が流れているためと判断し、Ｓ４１４に戻って印字を中止する。周囲温度が１５℃未満の場合は、定着器温度をＴｂ以上に維持する必要があると判断し、Ｓ４１７で画像形成速度を１／２速に変更する。そして、Ｓ４１８、Ｓ４１９で印字終了まで画像形成を行う。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例によれば、前述の制御を行うことで、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も、商用電源の最大電流を超えないように制御するとともに、所望の定着性を確保し、画像形成能力の低下を最小限に止めることが可能となる。
【０１０４】
なお、実施例１〜３では、カラーレーザプリンタを用いて説明を行った。しかしながら、画像形成装置はカラーレーザプリンタに限定されるものではなく、モノクロレーザプリンタであっても構わない。
【０１０５】
また、オプション給紙ユニットの動作状態に応じて第３段階の調整動作の実行を判断しても構わない。
【０１０６】
実施例１〜３では、第２段階の調整動作（給紙間隔の延長）を実行する場合と第３段階の調整動作（定着器以外の負荷の駆動禁止）を実行する場合の基準となる所定温度を同じＴｂとして説明を行った。しかしながら、それぞれの調整動作を行う基準の温度は異ならせても構わない。
【０１０７】
実施例２では、１次総電流と定着器に流れる電流を検知し、１次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た。しかしながら、１次総電流のみを検知し、例えば定着器をＯＮしているときとＯＦＦしているときの１次総電流の差から、１次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ても構わない。
【０１０８】
また、上述した実施例１〜３では、第１段階から第３段階までの調整動作が設定されている画像形成装置について説明したが、少なくとも第１段階と第２段階の調整動作が設定されていれば良い。この構成であっても、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供することができる。
【０１０９】
次に、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置の他の実施例を以下の実施例４〜７に説明する。実施例１〜３との違いは、前述した第１段階の調整動作（定着器への電流制限）における定着器への投入可能電流の上限値決定方法である。実施例４〜７を第１段階の調整動作として用いれば、更に画像形成装置の処理能力の低下を抑えることができる。
【実施例４】
【０１１０】
図１５は、実施例４〜７に係る電子写真プロセスを用いた画像形成装置（レーザプリンタ）の概略構成図である。
【０１１１】
レーザプリンタ本体１１０１（以下、本体１１０１）は、記録シートＳを収納するカセット１１０２が装着可能で、このカセット１１０２から供給される記録シートＳに画像を形成する。１１０３は、カセット１１０２の記録シートＳの有無を検知するカセット有無センサである。１１０４は、カセット１１０２に収容されている記録シートＳのサイズを検知するカセットサイズセンサで、ここでは例えば複数のマイクロスイッチで構成されている。１１０５は、カセット１１０２から記録シートＳをピックアップして搬送する給紙ローラである。この給紙ローラ１１０５の下流には記録シートＳを同期搬送するレジストローラ対１１０６が設けられている。また、このレジストローラ対１１０６の下流には、レーザスキャナ部１１０７からのレーザ光に基づいて記録シートＳ上にトナー像を形成する画像形成部１１０８が設けられている。更に、この画像形成部１１０８の下流には、記録シートＳ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１１０９が設けられている。そして、この定着器１１０９の下流には、排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１１０、記録シートＳを排紙する排紙ローラ対１１１１、画像が形成されて定着された記録シートＳを積載して収容する積載トレイ１１１２が設けられている。尚、ここでこの記録シートＳの搬送基準は、記録シートＳの搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録シートＳの幅に対して、略中央になるように設定されている。
【０１１２】
またレーザスキャナ部１１０７は、外部装置１１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１１３を有している。このレーザユニット１１１３からのレーザ光は、ポリゴンモータ１１１４により回転駆動されるポリゴンミラーにより反射され、結像レンズ１１１５、折り返しミラー１１１６等により反射されて感光ドラム１１１７上を走査する。
【０１１３】
画像形成部１１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１１７、一次帯電ローラ１１１９、現像器１１２０、転写帯電ローラ１１２１、クリーナ１１２２等を有している。また定着器１１０９は、定着フィルム１１０９ａ、加圧ローラ１１０９ｂ、定着フィルム１１０９ａ内部に設けられた定着用セラミックヒータ１１０９ｃ、セラミックヒータ１１０９ｃの表面温度を検出するサーミスタ１１０９ｄを有している。
【０１１４】
また、メインモータ１１２３は、給紙ローラ１１０５に対して給紙ローラクラッチ１１２４を介して回転力を与えている。またレジストローラ対１１０６には、レジストローラクラッチ１１２５を介して回転力を与えている。更に、感光ドラム１１１７を含む画像形成部１１０８の各ユニット、定着器１１０９、排紙ローラ対１１１１にも駆動力を与えている。
【０１１５】
１１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１１０７、画像形成部１１０８、定着器１１０９による電子写真プロセスの制御、及び本体１１０１での記録シートＳの搬送制御等を行なっている。１１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１１３０で接続されている。ビデオコントローラ１１２７は、この汎用インタフェース１１３０を介して送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１１２６へ送出している。
【０１１６】
図１６は、本発明の実施の形態において、セラミックヒータ１１０９ｃへの通電駆動を制御するヒータ制御回路（電力供給制御回路）の構成を示すブロック図である。
【０１１７】
１２０１は、この画像形成装置が接続される交流電源（商用電源）を示している。この画像形成装置は、交流電源１２０１をＡＣフィルタ１２０２，リレー１２４１を介してセラミックヒータ１１０９ｃの発熱体１２０３，発熱体１２２０へ供給している。これによりセラミックヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３、発熱体１２２０を発熱させる。この発熱体１２０３への電力の供給は、トライアック１２０４の通電、遮断により制御される（通電切替え制御）。抵抗１２０５，１２０６は、このトライアック１２０４のバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ１２０７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ１２０７の発光ダイオードに通電することにより、トライアック１２０４がオンされる。抵抗１２０８は、フォトトライアックカプラ１２０７に流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ１２０９によりフォトトライアックカプラ１２０７への通電がオン／オフされる。このトランジスタ１２０９は、抵抗１２１０を介してエンジンコントローラ１１２６から供給される信号（ＯＮ１）に従って動作する。
【０１１８】
また発熱体１２２０への電力の供給は、トライアック１２１３の通電、遮断により制御される。抵抗１２１４，１２１５は、トライアック１２１３のバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ１２１６は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ１２１６の発光ダイオードに通電することにより、トライアック１２１３をオンすることができる。抵抗１２１７は、フォトトライアックカプラ１２１６に流れる電流を制限するための抵抗である。トランジスタ１２１８は、抵抗１２１９を介してエンジンコントローラ１１２６から供給される信号（ＯＮ２）に従って、このフォトトライアックカプラ１２１６による通電をオン／オフしている。
【０１１９】
また、交流電源１２０１は、ＡＣフィルタ１２０２を介してゼロクロス検出回路１２１２に入力される。このゼロクロス検出回路１２１２は、交流電源１２０１の電圧が、閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントローラ１１２６に対してパルス信号で報知する。以下、このエンジンコントローラ１１２６に送出される信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ１１２６は、このＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御又は波数制御によりトライアック１２０４或は１２１３のオン／オフを制御している。
【０１２０】
これらトライアック１２０４及び１２１３を駆動することにより発熱体１２０３，１２２０に通電されるヒータ電流は、カレントトランス１２２５によって電圧変換され、電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７に入力される。この電流検出回路１２２７は、電圧変換されたヒータ電流波形を実効値もしくはその２乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ１信号としてエンジンコントローラ１１２６に入力される。こうして入力されたＨＣＲＲＴ１信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【０１２１】
またＡＣフィルタ１２０２を介して入力される交流電源１２０１からの電流は、カレントトランス１２２６によって電圧変換され、電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８に入力される。この電流検出回路１２２８では、電圧変換されたヒータ電流波形と低圧電源電流波形の合成電流波形を、実効値もしくはその２乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ２信号としてエンジンコントローラ１１２６に入力する。こうして入力されたＨＣＲＲＴ２信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。第１電流検知回路１２２８は商用電源から画像形成装置への入力電流（１次総電流）を検知する回路であり、第２電流検知回路１２２７は定着器に流れる電流を検知する回路である。
【０１２２】
サーミスタ（温度検知素子）１１０９ｄは、発熱体１２０３，１２２０が形成されているセラミックヒータ１１０９ｃの温度を検知するための素子である。このサーミスタ１１０９ｄは、セラミックヒータ１１０９ｃ上に発熱体１２０３，１２２０に対して絶縁距離を確保できるように、絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。このサーミスタ１１０９ｄによって検出される温度は、抵抗１２２２と、サーミスタ１１０９ｄとの分圧として検出され、エンジンコントローラ１１２６にＴＨ信号として入力される。こうして入力されたＴＨ信号は、エンジンコントローラ１１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【０１２３】
このセラミックヒータ１１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１１２６で監視されている。そしてエンジンコントローラ１１２６で設定されているセラミックヒータ１１０９ｃの設定温度（制御目標温度）と比較することによって、セラミックヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３，１２２０に供給するべき電力比（デューティ）を算出する。そして、その供給する電力比に対応した位相角（位相制御）又は波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントローラ１１２６がトランジスタ１２０９にＯＮ１信号、或はトランジスタ１２１８にＯＮ２信号を送出する。こうしてセラミックヒータ１１０９ｃの温度が制御される。ここで発熱体１２０３，１２２０に供給する電力比を算出する際に、電流検出回路１２２７と電流検出回路１２２８から報知されるＨＣＲＲＴ１信号、ＨＣＲＲＴ２信号を基に上限の電力比を正確に算出して、その上限の電力比以下の電力が通電されるように制御する。例えば、位相制御の場合、下記のような制御テーブルがエンジンコントローラ１１２６に設けられており、この制御テーブルに基づいて制御する。
【０１２４】
【表４】
【０１２５】
更に、発熱体１２０３，１２２０に電力を供給して制御する回路など故障して発熱体１２０３，１２２０が熱暴走に至った場合、その過昇温を防止する一手段として、過昇温防止部１２２３がセラミックヒータ１１０９ｃに配されている。この過昇温防止部１２２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。発熱体１２０３，１２２０が熱暴走になって過昇温防止部１２２３が所定の温度以上になると、この過昇温防止部１２２３が開放状態となって発熱体１２０３，１２２０への通電が遮断される。
【０１２６】
またＴＨ信号として監視されているセラミックヒータ１１０９ｃの温度制御のために、エンジンコントローラ１１２６で温度制御の設定温度とは別に異常高温を検知するための異常温度値が設定されている。これによりＴＨ信号が示す温度情報が、その異常温度値以上になった場合は、エンジンコントローラ１１２６はＲＬＤ信号をロウレベルにする。これによりトランジスタ１２４２がオフ状態になってリレー１２４１を開放する。こうして発熱体１２０３，１２２０への通電が遮断される。通常、温度制御時には、エンジンコントローラ１１２６はＲＬＤ信号を常にハイレベルで出力してトランジスタ１２４２をオンにし、リレー１２４１をオン（導通状態）にしている。抵抗１２４３は電流制限抵抗であり、抵抗１２４４は、トランジスタ１２４２のベース・エミッタ間のバイアス抵抗である。ダイオード１２４５はリレー１２４１のオフ時の逆起電力吸収用素子である。
【０１２７】
図１７（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態に係るセラミックヒータ１１０９ｃの概略を説明する図である。図１７（Ａ）は、セラミック面発ヒータの断面図、図１７（Ｂ）の１３０１は、発熱体１２０３，１２２０が形成されている面を示しており、図１７（Ｂ）の１３０２は、１３０１が示す面とは反対側の面を示している（図１７（Ａ）参照）。
【０１２８】
このセラミック面発ヒータ１１０９ｃは、ＳｉＣ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板１３３１と、この絶縁基板１３３１面上にペースト印刷等で形成されている発熱体１２０３，１２２０と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層１３３４から構成されている。この保護層１３３４上に、セラミック面発ヒータ１１０９ｃの温度を検出するサーミスタ１１０９ｄと過昇温防止部１２２３が配置されている。サーミスタ１１０９ｄと過昇温防止部１２２３は記録シートの搬送基準、つまり発熱部１２０３ａ，１２２０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置で、かつ通紙可能な最小の記録シート幅よりも内側の位置に配設されている。
【０１２９】
発熱体１２０３は、電力が供給されると発熱する部分１２０３ａと、コネクタを介して電力が供給される電極部１２０３ｃ，１２０３ｄと、これら電極部１２０３ｃ，１２０３ｄと発熱体１２０３とを接続する導電部１２０３ｂとを有している。また発熱体１２２０は、電力が供給されると発熱する部分１２２０ａと、コネクタを介して電力が供給される電極部１２０３ｃ，１２２０ｄと、電極部１２０３ｃ，１２２０ｄと接続される導電部１２２０ｂとを有している。電極部１２０３ｃは、２本の発熱体１２０３と１２２０に共通に接続されており、発熱体１２０３，１２２０の共通電極となっている。また発熱体１２０３，１２２０が印刷されている絶縁基板１３３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層が形成される場合もある。
【０１３０】
この共通電極１２０３ｃは、交流電源１２０１のＨＯＴ側端子から過昇温防止部１２２３を介して接続される。電極部１２０３ｄは、発熱体１２０３を制御するトライアック１２０４に接続され、交流電源１２０１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。電極部１２２０ｄは、発熱体１２２０を制御するトライアック１２１３と電気的に接続され、交流電源１２０１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。セラミックヒータ１１０９ｃは、図１８（Ａ）（Ｂ）に示すように、フィルムガイド６２によって支持されている。
【０１３１】
図１８（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態に係る熱定着器１１０９の概略構成を示す図で、１８（Ａ）は、絶縁基板１３３１に対して、発熱体１２０３，１２２０が定着ニップ部（定着フィルム１１０９ａと加圧ローラ１１０９ｂが接触する領域）と反対側にある場合を示している。また図１８（Ｂ）は、絶縁基板１３３１に対して、発熱体１２０３，１２２０が定着ニップ部側に位置している場合を示している。
【０１３２】
定着フィルム１１０９ａは、耐熱材（例えばポリイミド）を材料として筒状に製造されたもので、セラミックヒータ１１０９ｃを下面側に支持させたフィルムガイド１０６２に外嵌させてある。そして、このフィルムガイド１０６２の下面のセラミックヒータ１１０９ｃと、加圧部材としての弾性加圧ローラ１１０９ｂとを、定着フィルム１１０９ａを介して圧接させている。こうして加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成している。また過昇温防止部１２２３、例えば、サーモスタットがセラミックヒータ１１０９ｃの絶縁基板１３３１面上、或は保護層１３３４面上に当接されている。この過昇温防止部１２２３は、フィルムガイド１０６２に位置を矯正され、過昇温防止部１２２３の感熱面がセラミックヒータ１１０９ｃの面上に当接されている。図示はしていないが、サーミスタ１１０９ｄも同様に、このセラミックヒータ１１０９ｃの面上に当接されている。ここで、図１８（Ａ）のように、セラミックヒータ１１０９ｃは発熱体１２０３，１２２０がニップ部と反対側にあっても良く、或は図１８（Ｂ）のように、発熱体１２０３，１２２０がニップ部側にあってもかまわない。また、定着フィルム１１０９ａの摺動性を上げるために、定着フィルム１１０９ａとセラミックヒータ１１０９ｃとの界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【０１３３】
図１９は、本実施の形態に係る電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７の構成を説明するブロック図、図２１は、この電流検出回路１２２７の動作を説明するための波形図である。電流検出回路１２２７は検出対象（定着器）の負荷電流（定着電流）の二次電流を入力し、それに応じた電圧を電圧保持回路（コンデンサ１０７４ａ）で保持して出力している。
【０１３４】
図２１の１６０１では、発熱体１２０３に電流Ｉ１が流されると、カレントトランス１２２５によって、その電流波形が二次側で電圧変換される。このカレントトランス１２２５の電圧出力をダイオード１０５１ａ，１０５３ａによって整流する半波整流回路を構成し、負荷抵抗として抵抗１０５２ａ，１０５４ａを接続している。１６０３は、このダイオード１０５３ａによって半波整流された波形を示す。この電圧波形は、抵抗１０５５ａを介して乗算器１０５６ａに入力される。この乗算器１０５６ａは、１６０４で示すように、２乗した電圧波形を出力する二乗回路として機能している。この２乗された波形は、抵抗１０５７ａを介してオペアンプ１０５９ａの−端子に入力される。このオペアンプ１０５９ａの＋端子には、抵抗１０５８ａを介してリファレンス電圧１０８４ａが入力されており、帰還抵抗１０６０ａにより反転増幅される（増幅回路として機能）。尚、このオペアンプ１０５９ａは片電源から電源が供給されているものとする。
【０１３５】
１６０５は、リファレンス電圧１０８４ａを基準に反転増幅された波形を示す。このオペアンプ１０５９ａの出力は、積分回路を構成するオペアンプ１０７２ａの＋端子に入力される。オペアンプ１０７２ａでは、リファレンス電圧１０８４ａと、その＋端子に入力された波形の電圧差と、抵抗１０７１ａで決定される電流がコンデンサ１０７４ａに流入されるようにトランジスタ１０７３ａを制御している。こうしてコンデンサ１０７４ａは、リファレンス電圧１０８４ａと、その＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ａで決定される電流で充電される。
【０１３６】
ダイオード１０５３ａによる半波整流区間が終わると、コンデンサ１０７４ａへの充電電流がなくなるため、その電圧値がピークホールドされる（電圧保持回路）。そして１６０６に示すように、ダイオード１０５１ａの半波整流期間にＤＩＳ信号によりトランジスタ１０７５ａをオンする。これにより、コンデンサ１０７４ａの充電電圧が放電される。１６０７で示すように、トランジスタ１０７５ａは、エンジンコントローラ１１２６からのＤＩＳ信号によりオン／オフされており、１６０２で示すＺＥＲＯＸ信号を基に、トランジスタ１０７５ａのオン／オフ制御を行っている。このＤＩＳ信号は、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジから所定時間Ｔｄｌｙ後にオンし、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジと同じタイミング、もしくは直前でオフする。これにより、ダイオード１０５３ａの半波整流期間であるヒータの通電期間を干渉することなく制御できる。
【０１３７】
つまり、コンデンサ１０７４ａのピークホールド電圧Ｖ１ｆは、カレントトランス１２２５によって電流波形が二次側に電圧変換された波形の２乗値の半周期分の積分値となる。こうしてコンデンサ１０７４ａにピークホールドされた電圧値が、電流検出回路１２２７からＨＣＲＲＴ１信号としてエンジンコントローラ１１２６に送出される。つまり、電圧Ｖ１ｆが電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７で検出する電流（定着器のヒータに流れる電流）に対応している。
【０１３８】
図２０は、本実施の形態に係る電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８の構成を説明するブロック図、図２２は、この電流検出回路１２２８の動作を説明するための波形図である。この回路もまた、検出対象である電源電流（商用電源から画像形成装置への入力電流）の二次電流を入力し、それに応じた電圧を電圧保持回路（コンデンサ１０７５ｂ）で保持して出力している。
【０１３９】
１７０１は、ＡＣフィルタ１２０２を介して供給される電源電流Ｉ２を示し、この電流Ｉ２はカレントトランス１２２６によって二次側で電圧変換される。この電源電流Ｉ２は、ヒータ１１０９ｃ（発熱体１２０３，１２２０）に流す電流Ｉ１（１６０１）と、低圧電源（ＬＶＰＳ）電流Ｉ３との合計である。
【０１４０】
このカレントトランス１２２６からの電圧出力をダイオード１０５１ｂ，１０５３ｂによって整流し、負荷抵抗として１０５２ｂ，１０５４ｂを接続している。１７０３は、ダイオード１０５３ｂで半波整流された電圧波形を示し、この波形は抵抗１０５５ｂを介して乗算器１０５６ｂに入力される。１７０４は、この乗算器１０５６ｂにより２乗された波形を示す。この２乗された電圧波形は、抵抗１０５７ｂを介してオペアンプ１０５９ｂの−端子に入力されている。一方、このオペアンプ１０５９ｂの＋端子には、抵抗１０５８ｂを介してリファレンス電圧１０８４ｂが入力されており、帰還抵抗１０６０ｂにより反転増幅される。尚、このオペアンプ１０５９ｂは、片電源で電源供給されている。こうしてリファレンス電圧１０８４ｂを基準に反転増幅された波形、つまり、オペアンプ１０５９ｂの出力は、オペアンプ１０７２ｂの＋端子に入力される。
【０１４１】
オペアンプ１０７２ｂは、リファレンス電圧１０８４ｂと、その＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ｂに決定される電流がコンデンサ１０７４ｂに流入されるようにトランジスタ１０７３ｂを制御している。これによりコンデンサ１０７４ｂは、リファレンス電圧１０８４ｂと＋端子に入力された波形の電圧差と抵抗１０７１ｂで決定される電流で充電される。ダイオード１０５３ｂによる半波整流区間が終わると、コンデンサ１０７４ｂへの充電電流がなくなるため、その電圧値がピークホールドされる。ここでダイオード１０５１ｂの半波整流期間にトランジスタ１０７５ｂをオンすることにより、コンデンサ１０７４ｂにチャージされた電圧を放電する。このトランジスタ１０７５ｂは、１７０７で示す、エンジンコントローラ１１２６からのＤＩＳ信号によりオン／オフされており、１７０２で示す、ＺＥＲＯＸ信号を基にトランジスタ１０７５ｂを制御している。ＤＩＳ信号は、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジから所定時間Ｔｄｌｙ後にオンし、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジ、もしくは直前でオフすることにより、ダイオード１０５３ｂの半波整流期間のヒータ電流期間に干渉することなく制御することができる。
【０１４２】
つまり、コンデンサ１０７４ｂのピークホールド電圧Ｖ２ｆは、カレントトランス１２２６によって電流波形が二次側に電圧変換された波形の２乗値の半周期分の積分値となる。１７０６では、コンデンサ１０７４ｂの電圧が、１７０６で示すＨＣＲＲＴ２信号として、電流検出回路１２２８からエンジンコントローラ１１２６に送出される。つまり、電圧Ｖ２ｆが電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８で検出する電流（画像形成装置への入力電流）に対応している。
【０１４３】
次に本発明の実施例４に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。
【０１４４】
図２３は、本発明の実施例４に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２４は、実施例４に係るエンジンコントローラ１１２６の機能構成を示すブロック図である。以下、図２３及び図２４を参照して、実施例４に係る処理を詳しく説明する。
【０１４５】
先ずステップＳ３１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１が、ヒータ１１０９ｃをオンするヒータオン要求が入力されたかを判断する。このヒータオン要求が入力されない場合はステップＳ３１を実行するが、ヒータオン要求が入力されるとステップＳ３２に進み、予め設定されたイニシャルの電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。次にステップＳ３３に進み、電力デューティ決定部１９０２が、電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤを、ヒータ１１０９ｃをオンさせる電力デューティとして決定する。そしてその電力デューティＤに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力してヒータ１１０９ｃの発熱体１２０３，１２２０に通電する。ここでは、ステップＳ３２で電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤに相当する位相角α１で、ＯＮ１，ＯＮ２信号のオンパルスがＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、エンジンコントローラ１１２６よリ送出される。これにより発熱体１２０３，１２２０には、位相角α１で電流が供給される。尚、この電力デューティＤは、予め想定されている入力電圧の範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して許容電流を超えない値に設定されている。つまり、入力電圧が最大、ヒータの抵抗値が最小、低圧電源（ＬＶＰＳ）電流が最大の場合を想定して電力デューティＤが設定されている。
【０１４６】
次にステップＳ３４に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号に基づいてヒータ１１０９ｃの温度を検出する。次にステップＳ３５に進み、Ｄｐ算出部１９１５がヒータ投入電力デューティＤｐを算出する（第１算出手段）。つまり、デューティＤｐはヒータ温度検出部１９１４の検知温度に基づいて決定されるデューティ（投入電力比率）である。
【０１４７】
次にステップＳ３６に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、電流検出回路（第２電流検知回路）１２２７（図１６）から送られてくるＨＣＲＲＴ１信号により、Ｖ１ｆ検出部１９０６が電圧Ｖ１ｆを取得する。この電圧Ｖ１ｆは、前述したコンデンサ１０７４ａ（図１９）でピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆに該当している。即ち、図２１に示すＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値であり、定着器に流れる電流に対応している。この電圧Ｖ１ｆを取得した後、ステップＳ３７で、交流電源１２０１の周波数に応じて、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７が電圧Ｖ１ｆを補正する。周波数に応じて電圧Ｖ１ｆを補正する理由は、コンデンサ１０７４ａでピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆは交流電源の周波数に依存した値となってしまうからである。したがって、特に説明がない場合、第２の電流検知回路１２２７の検知電流は、交流電源周波数で補正した後の電圧Ｖ１ｆを指すものとする。次にステップＳ３８に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７で補正された周波数補正後の電圧Ｖ１ｆを基に、Ｄｆ算出部１９０８が負荷（定着器）電流リミットデューティＤｆ（第２上限値）を以下の式（１）に基づいて算出する（第２算出手段）。
Ｄｆ＝（Ｖ１ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ１ｆ）×Ｄ ．．．式（１）
ここでＤは現在のデューティを示し、Ｄｆは、負荷電流Ｉ１ｆが予め設定された電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍ以下になるように制御される電力デューティを示す。また電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍは、プリント、ウォームアップに必要な電力を供給でき、かつ、負荷に供給されても熱暴走状態に陥らない電流値である。つまり、デューティＤｆはヒータが異常発熱状態にならないようにするためのデューティの上限値である。なお、電圧値Ｖ１ｆ＿ｌｉｍは電流値Ｉ１ｆ＿ｌｉｍに対応する電圧値である。
【０１４８】
次にステップＳ３９に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、電流検出回路（第１電流検知回路）１２２８（図１６）から送られてくるＨＣＲＲＴ２信号により、Ｖ２ｆ検出部１９０９が電圧Ｖ２ｆを取得する。この電圧Ｖ２ｆは、前述したコンデンサ７４ｂ（図２０）でピークホールドされた電圧値Ｖ２ｆに該当している。即ち、図２２に示すＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値であり、商用電源から画像形成装置への入力電流に対応している。
【０１４９】
この実施例４では、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＺＥＲＯＸ信号の立上がりエッジからＤＩＳ信号を送出するまでの間、期間Ｔｄｌｙ内にこのピークホールド値を取得する。この期間Ｔｄｌｙは、エンジンコントローラ１１２６がピークホールド電圧値Ｖ２ｆを検知するのに十分な時間に設定されている。こうして電圧値Ｖ２ｆを取得した後、ステップＳ４０に進み、交流電源１２０１の周波数に応じてＶ２ｆ周波数補正部１９１０が電圧Ｖ２ｆを補正する。電圧Ｖ２ｆを交流電源の周波数で補正する理由も第２の電流検知回路の場合と同じである。したがって、特に説明がない場合、第１の電流検知回路１２２８の検知電流は、交流電源周波数で補正した後の電圧Ｖ２ｆを指すものとする。
【０１５０】
次にステップＳ４１に進み、Ｖ２ｆ比較部１９１１が、その補正された電圧Ｖ２ｆが所定電圧（閾値電圧）Ｖ２ｆ＿ｔｈを越えているかどうかを判定する。所定電圧（閾値電圧）Ｖ２ｆ＿ｔｈは、本実施例では電流１５Ａ（アンペア）に相当する値である。ここで電圧Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えている場合はステップＳ４２に進む。そしてＤｉ算出部１９１２が、予め設定された電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍと、ステップＳ４０で周波数補正された電圧Ｖ２ｆとを用いて、以下の式（２）に従って電源電流リミットデューティＤｉ（第１上限値）を算出する（第３算出手段）。
Ｄｉ＝（Ｖ２ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ２ｆ）×Ｄ ．．．式（２）
ここで、本実施例の場合、電圧値Ｖ２ｆ＿ｌｉｍは商用電源から画像形成装置に供給可能な入力電流として規格上設定された電流値１５Ａよりも小さな電流値に対応している。本実施例では電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを１４．７Ａに相当する値に設定している。このように、電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈと電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを夫々設定している理由は、画像形成装置への入力電流が頻繁に１５Ａを超えないようにするためである。したがって、電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈと電圧Ｖ２ｆ＿ｌｉｍを同じ値（例えば１５Ａに相当する値、または１４．７Ａに相当する値等）に設定しても構わない。
【０１５１】
以上のように、デューティＤｉは商用電源から画像形成装置に供給可能な所定の入力電流を超えないようにするためのデューティの上限値である。このデューティＤｉは、電圧Ｖ２ｆ（即ち第１電流検知回路１２２８の検知電流）とＶ２ｆ＿ｌｉｍ（即ち所定の入力電流）の差分に応じて異なる。
【０１５２】
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する処理について説明する。
【０１５３】
まずステップＳ４３に進み、ステップＳ４２で求めた電源電流リミットデューティＤｉと負荷電流リミットデューティＤｆとの大小を判定する。ここでＤｆがＤｉより大きい場合、即ち、電源電流リミットよりも負荷電流リミットの方が大きい場合はステップＳ４４に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐと電源電流リミットデューティＤｉとの大小を判定する。ここでＤｐがＤｉより大きい場合、即ち、電源電流リミットよりもヒータ投入電力が大きい場合はステップＳ４５に進み、小さい方の電源電流リミットデューティＤｉを電力デューティ保存部１９０５に保存する。
【０１５４】
一方、ステップＳ４３でＤｆがＤｉより小さい場合、即ち、電源電流リミットよりも負荷電流リミットの方が大きい場合はステップＳ４９に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐと負荷電流リミットデューティＤｆの大小を判定する。ここでＤｐがＤｆより大きい場合はステップＳ５０に進み、小さい方の負荷電流リミットデューティＤｆを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ４６に進む。一方、ステップＳ４４でＤｐがＤｉより小さい場合、或はステップＳ４９でＤｐがＤｆよりも小さい場合はステップＳ５１に進み、小さい方のヒータ投入電力デューティＤｐを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ４６に進む。このように電圧Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えている場合は、より小さい方の電力デューティＤを求めて電力デューティ保存部１９０５に保存する。
【０１５５】
このように、デューティＤｐと、デューティＤｆと、デューティＤｉとを比較して、最も小さなデューティをヒータに通電するデューティＤに決定する。このようなデューティ決定アルゴリズムを用いた場合の商用電源から画像形成装置への入力電流（インレット電流）の変化を図３１に示す。
【０１５６】
図３１は、ヒータ温度検出部１９１４の検知温度と制御目標温度を用いて決定されるデューティＤｐが６０％で、且つデューティＤｆが９０％に決定されている場合を示してある。ヒータ以外の画像形成装置（オプション装置を含む）の負荷（低圧電源負荷）に流れる電流が少ない定常時、ヒータに投入可能なデューティＤは上述のデューティ決定アルゴリズムによってＤｐになる。しかしながら、Ｄ＝６０％でヒータに通電している時に低圧電源負荷に流れる電流が増大（Ｍａｘ時）すると、画像形成装置への入力電流が電流Ｉｌｉｍｉｔ（１４．７Ａ）を超えることがある（図３１の「制限前」）。そこで、図２３のステップＳ３９で第１電流検知回路１２２８が電流Ｉｌｉｍｉｔ以上の値を検知すると、図３１の例の場合、デューティＤｉが５５％に決定される。このデューティＤｉがデューティＤｐよりも小さいので、ヒータに投入されるデューティＤが５５％に変更されて、図３１の「制限後」のように、画像形成装置への入力電流が電流Ｉｌｉｍｉｔ（１４．７Ａ）の範囲内に収まるようになる。
【０１５７】
なお、本実施例では３つのデューティ（Ｄｐ、Ｄｆ、Ｄｉ）のうち、最も小さいデューティをヒータに投入するデューティに決定している。しかしながら、少なくともデューティＤｐとデューティＤｉのうち小さいほうをデューティＤに決定すれば、商用電源から画像形成装置への入力電流を所定値以下に抑えつつ処理能力の低下を抑えられる画像形成装置を提供することができる。
【０１５８】
一方、ステップＳ４１で、ピークホールド電圧値Ｖ２ｆが閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈを超えていない場合はステップＳ４９に進み、ＤｐもしくはＤｆが選択される。
【０１５９】
こうしてステップＳ４５，Ｓ５１，Ｓ５０のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、その保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力して発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで通電する。次にステップＳ４７に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判断し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ３４に進み、上記処理を繰り返すが、ヒータオン要求が無い場合はステップＳ４８に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１６０】
以上説明したように実施例４によれば、商用電源（交流電源）１２０１から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲でヒータに電力を供給するように制御することができる。また、このような電流制限を行っている時に定着器の温度が制御目標温度より低い所定温度（定着可能下限温度）を下回った場合、実施例１と同様に、少なくとも第２段階の調整動作（定着器へ搬送する記録材の搬送間隔を拡大する動作）を実行すればよい。このことは、以下に示す実施例５〜７も同様である。
【実施例５】
【０１６１】
次に本発明の実施例５に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例５に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１６２】
図２５は、本発明の実施例５に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２６は、実施例５に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。以下、図２５及び図２６を参照して、実施例５に係る処理を詳しく説明する。尚、図２５のステップＳ６１〜Ｓ６３，Ｓ６５〜Ｓ６８，Ｓ７０〜Ｓ７２は、図２３のステップＳ３１〜４０と基本的に同じ処理である。
【０１６３】
ステップＳ６１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１がヒータオン要求が入力されたかを判断し、その要求が入力されるとステップＳ６２に進み、予め設定されたイニシャルの電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。このヒータオン要求が発生しない場合はステップＳ６１の処理を繰り返す。次にステップＳ６３に進み、電力デューティ決定部１９０２は、電力デューティ保存部１９０５に保存された電力デューティＤに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力する。こうして発熱体１２０３，１２２０が電力デューティＤで通電される。次にステップＳ６４に進み、変数Ｎ更新部１００５で変数Ｎに「０」を代入する。この変数Ｎは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に、ヒータに投入するデューティＤとしてデューティＤｉが採用された回数を表している。デューティＤｐではなくデューティＤｉが採用されているということは、商用電源から画像形成装置への入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えたからである。したがって、変数Ｎは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に、商用電源から画像形成装置への入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えた回数でもある。変数Ｎの値が大きいということは、ヒータＯＮ要求が存在する期間中に頻繁に入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えたことになる。実施例４に示したようなデューティ決定アルゴリズムの場合、決定されるデューティＤでヒータに通電すると、第１電流検知回路１２２８による検知電流がＩｌｉｍｉｔに近くなる。したがって入力電流リミットＩｌｉｍｉｔを１５Ａ、またはこの値に非常に近い値に設定していると、頻繁に入力電流がリミットＩｌｉｍｉｔを越えることも考えられる。そこで、本実施例では、Ｎが所定値ａを超えた場合、現在のデューティＤを多少大きな固定値で削減してデューティＤｍを設定する。そして、デューティＤｍが採用された場合には、暫くの間、Ｎ値が更新されないようにしている。
【０１６４】
次にステップＳ６５に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号によりヒータ１１０９ｃの温度を検出する。その後ステップＳ６６で、Ｄｐ算出部１９１５がヒータ投入電力デューティＤｐを算出する。次にステップＳ７７で、発熱体１２０３，１２２０にデューティＤで通電した状態で、Ｖ１ｆ検出部１９０６で電圧Ｖ１ｆを検出する。こうして電圧Ｖ１ｆを取得した後、ステップＳ６８に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７が、交流電源１２０１の周波数に応じて電圧値Ｖ１ｆを補正する。次にステップＳ６９に進み、Ｉ１ｆ算出部１００９が周波数補正後の電圧値Ｖ１ｆから電流値Ｉ１ｆを算出する。この電流値Ｉ１ｆの算出は、例えば表５に示すような変換テーブルがエンジンコントローラ１１２６に設けられており、この変換テーブルに基づいて電流値Ｉ１ｆを算出する。
【０１６５】
【表５】
【０１６６】
次にステップＳ７０に進み、Ｄｆ算出部１０１０が電圧Ｖ１ｆを基に、前述の式（１）に基づいて負荷電流リミットデューティＤｆを算出する。次にステップＳ７１に進み、発熱体１２０３，１２２０がデューティＤで通電された状態で、Ｖ２ｆ検出部１９０６が電圧Ｖ２ｆを検知して取得する。この電圧Ｖ２ｆを取得した後、ステップＳ７２で、Ｖ２ｆ周波数補正部１９１０が交流電源１２０１の周波数に応じて電圧値Ｖ２ｆを補正する。
【０１６７】
次にステップＳ７３に進み、変数Ｎ比較部１０１３が変数Ｎと予め設定された所定値ａとの大小を判定する。ここでＮがａよりも小さい場合はステップＳ７４に進み、Ｉ２ｆ算出部１０１４が、電圧値Ｖ２ｆから電流値Ｉ２ｆを算出する。この電流値Ｉ２ｆの算出は、例えば前述の表５に示すような変換テーブルを用いて行われる。尚、Ｉ１ｆ算出用の変換テーブルとＩ２ｆ算出用の変換テーブルは共通の変換テーブルを使用しても良く、或はそれぞれ別の変換テーブルを使用しても良い。
【０１６８】
次にステップＳ７５に進み、Ｄｉ算出部１９１２が電流値Ｉ２ｆと電流値Ｉ１ｆと、予め設定されている交流電源１２０１から供給される電流の制限値Ｉ２ｆ＿ｌｉｍとを用いて、以下の式（３）に従って電源電流リミットデューティＤｉを算出する。
Ｄｉ＝（Ｉ１ｆ−Ｉ２ｆ＋Ｉ２ｆ＿ｌｉｍ）×Ｄ／Ｉ１ｆ ．．．式（３）
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する処理について説明する。尚、この図２５において、デューティＤｐ、Ｄｉ、Ｄｆを用いてデューティＤを決定するアルゴリズムは実施例４と同じである。
【０１６９】
まずステップＳ７６で、負荷電流リミットデューティＤｆと電源電流リミットデューティＤｉの大小を判定する。ここでＤｆがＤｉより大きい場合はステップＳ７７に進み、ヒータ投入電力デューティＤｐとＤｉの大小を判定する。ここでＤｐがＤｉより大きい場合はステップＳ７８に進み、Ｄｉを電力デューティ保存部１９０５に保存する。そしてステップＳ７９に進み、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎを（Ｎ＋１）に更新してステップＳ８０に進む。一方、ＤｐがＤｉより小さい場合はステップＳ８８に進み、Ｄｐを電力デューティ保存部１９０５に保存する。そしてステップＳ９０で、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎに０を代入してステップＳ８０に進む。
【０１７０】
またステップＳ７６で、ＤｆがＤｉより小さい場合はステップＳ８７に進み、ＤｐとＤｆの大小を判定する。ここでＤｐがＤｆより小さい場合は前述のステップＳ８８に進むが、ＤｐがＤｆより大きい場合はステップＳ８９に進み、Ｄｆを電力デューティ保存部１９０５に保存してステップＳ９０に進む。
【０１７１】
またステップＳ７３で、変数Ｎの値がａより大きい場合はステップＳ８３に進み、変数Ｎ更新部１００５が変数Ｎに０を代入する。その後ステップＳ８４に進み、Ｄｍ算出部１９１３が，現在のヒータ投入電力デューティＤから所定値を減じた電力デューティＤｍを算出する。そしてステップＳ８５に進み、ＤｆとＤｍの大小の比較を行う。ここでＤｆがＤｍより小さい場合はステップＳ８７に進むが、ＤｆがＤｍより大きい場合はステップＳ８６に進み、ＤｐとＤｍの大小の比較を行う。ここでＤｐがＤｍより小さい場合はステップＳ８８に進み、そうでないときはステップＳ９１に進み、Ｄｍを電力デューティ保存部１９０５に保存して前述のステップＳ９０に進む。
【０１７２】
こうしてステップＳ７８，Ｓ８８，Ｓ８９，Ｓ９１のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、その保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部９０３、ＯＮ２信号出力部９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力して、発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで通電する。次にステップＳ８１に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判定し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ６５に進み、上記処理を繰り返す。一方、ヒータオン要求が無い場合はステップＳ８２に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１７３】
以上説明したように実施例５によれば、交流電源１２０１から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲で、ヒータに供給する電流を制御することができる。
【実施例６】
【０１７４】
次に本発明の実施例６に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例６に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１７５】
図２７は、本発明の実施例６に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図２８は、実施例６に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。
【０１７６】
先ずステップＳ１０１で、エンジンコントローラ１１２６のヒータオン要求判断部１９０１がヒータオン要求が入力したかを判定する。このヒータオン要求を入力するとステップＳ１０２に進み、予め設定された電力デューティＤを電力デューティ保存部１９０５に保存する。このヒータオン要求が発生しない場合はステップＳ１０１の処理を繰り返す。次にステップＳ１０３で、電力デューティ決定部１９０２がヒータ１０９ｃをオンさせる電力デューティを決定する。そして、この決定した電力デューティに基づいてＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部９０４からＯＮ１信号、ＯＮ２信号をそれぞれ出力し、発熱体１２０３，１２２０を電力デューティＤで駆動する。次にステップＳ１０４に進み、発熱体１２０３，１２２０をデューティＤで駆動している状態で、Ｖ１ｆ検出部１９０６により電圧Ｖ１ｆを検出して取得する。その後ステップＳ１０５に進み、Ｖ１ｆ周波数補正部１９０７により電圧Ｖ１ｆの周波数補正を行ってＶ１ｆ保存部１１０８に保存する。次にステップＳ１０６に進み、発熱体１２０３，１２２０をデューティＤで駆動した状態で、Ｖ２ｆ検出部１９０９により、電圧Ｖ２ｆを取得する。そしてステップＳ１０７に進み、Ｖ２ｆ周波数補正部１９１０により電圧Ｖ２ｆの周波数補正を行い、その結果をＶ２ｆ保存部１１１１に保存する。
【０１７７】
次にステップＳ１０８に進み、データ数比較部１１１２がデューティＤ、電圧Ｖ１ｆ、電圧Ｖ２ｆのデータ数が、予め設定されている数ｂだけ取得できたかどうかを判定する。これらの取得数がｂに到達していない場合はステップＳ１０３に戻り、上記の処理を繰り返す。
【０１７８】
こうしてステップＳ１０８で、取得したデータ数がｂに到達するとステップＳ１０９に進み、Ｄ＿ａｖｅ算出部１１１３が最新のｂ分のヒータ投入電力デューティＤの平均値（Ｄ＿ａｖｅ）を算出する。次にステップＳ１１０に進み、ヒータ温度検出部１９１４がＴＨ信号よりヒータの温度を検出する。そしてステップＳ１１１で、Ｄｐ算出部１９１５がＰＩＤ制御用のヒータ投入電力デューティＤｐを算出する。これらステップＳ１１０，Ｓ１１１の処理は図２３のステップＳ３４，Ｓ３５と同じである。
【０１７９】
次にステップＳ１１２に進み、Ｖ１ｆ＿ａｖｅ算出部１１１４が最新のｂ分の電圧値Ｖ１ｆの平均値（Ｖ１ｆ＿ａｖｅ）を算出する。そしてステップＳ１１３で、Ｄｆ算出部１９０８が平均値Ｖ１ｆ＿ａｖｅを基に以下の式（４）４に従って負荷電流リミットデューティＤｆを算出する。
Ｄｆ＝（Ｖ１ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ１ｆ＿ａｖｅ）×Ｄ ．．．式（４）
次にステップＳ１１４に進み、Ｖ２ｆ＿ａｖｅ算出部１１１６が最新のｂ分の電圧値Ｖ２ｆの平均値（Ｖ２ｆ＿ａｖｅ）を算出する。そしてステップＳ１１５で、この平均値Ｖ２ｆ＿ａｖｅと閾値電圧Ｖ２ｆ＿ｔｈの大小を判定する。ここで平均値Ｖ２ｆ＿ａｖｅがＶ２ｆ＿ｔｈより大きい場合はステップＳ１１６に進み、Ｄｉ算出部１９１２が以下の式（５）に従って電源電流リミットデューティＤｉを算出してステップＳ１１８に進む。
Ｄｉ＝（Ｖ２ｆ＿ｌｉｍ／Ｖ２ｆ＿ａｖｅ）×Ｄ ．．．式（５）
こうして電源電流リミットデューティＤｉを求めた後、次に、電力デューティ決定部１９０２で電力デューティＤを決定する。尚、以降のデューティＤの決定アルゴリズムは図２３と共通しているので説明は省略する。
【０１８０】
こうしてステップＳ１２０，Ｓ１２１，Ｓ１２３のいずれかで電力デューティＤが保存されるとステップＳ１２７に進む。ステップＳ１２７では、保存された電力デューティＤに基づいて、ＯＮ１信号出力部１９０３、ＯＮ２信号出力部１９０４からそれぞれＯＮ１信号、ＯＮ２信号を出力する。これにより、発熱体１２０３，１２２０が電力デューティＤで通電される。次にステップＳ１２８に進み、ヒータオン要求があるかどうかを判定し、ヒータオン要求がある場合はステップＳ１０４に戻り上記処理を繰り返す。またヒータオン要求が無い場合はステップＳ１２９に進み、ヒータをオフして処理を終了する。
【０１８１】
以上説明したように実施例６によれば、交流電源から供給される電流が所定の上限電流を超えない範囲で、ヒータに供給する電流を制御することができる。
【０１８２】
また前述の実施例５の制御を、実施例６のようにＤ＿ａｖｅ、Ｖ１ｆ＿ａｖｅ、Ｖ２ｆ＿ａｖｅを求めて行なってもよい。
【実施例７】
【０１８３】
実施例７は、制御を簡略化するために、商用電源から画像形成装置への入力電流の所定時間内の平均値、及びヒータへ供給する電流の所定時間内の平均値を用いて、ヒータへ供給する電流のデューティの上限値の更新回数を少なくするところが特徴である。
【０１８４】
次に本発明の実施例７に係る画像形成装置のエンジンコントローラ１１２６による定着器の制御シーケンスについて説明する。尚、この実施例７に係る装置構成は前述の実施例４と同様であるため、その説明を省略する。
【０１８５】
図２９は、本発明の実施例７に係るエンジンコントローラ１１２６による定着器１０９の制御シーケンスを説明するフローチャートである。また図３０は、実施例７に係るエンジンコントローラ１１２６の構成を示すブロック図である。
【０１８６】
図３０において、電力デューティ制御部１２００が、上述したエンジンコントローラ１１２６の一機能として実現されるものとする。電力デューティ制御部１２００は、交流電源１２０１から画像形成装置に供給される電流値の所定時間の平均が上限値を超えた場合に、平均電力デューティ検出部１２０９、平均電流検出部１２０１，１２０５の検出結果に基づいて上限電力デューティを算出する。商用周波数検出部１２１５は、交流電源１２０１の周波数を検出する。
【０１８７】
平均電流検出部１２０５は、交流電源１２０１から、この画像形成装置に供給される電流値に対応するＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値を、周波数補正部１２１６で補正して記憶部１２０７に記憶する。記憶部１２０７は所定時間に亘る（所定期間内の）電流値を記憶しており、その平均値を平均電流算出部１２０６で算出する。平均電流検出部１２０５は、この平均電流値を電力デューティ算出部１２１７に出力する。
【０１８８】
平均電流検出部１２０１は、ヒータ１１０９ｃに供給される電流値に対応するＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値を、周波数補正部１２１４で補正して記憶部１２０３に記憶する。記憶部１２０３は所定時間に亘る（所定期間内の）電流値を記憶しており、その平均値を平均電流算出部１２０２で算出する。平均電流検出部１２０１が記憶する時間は、平均電流検出部１２０５が記憶する時間と異なる所定時間を記憶してもよい。平均電流検出部１２０１は、この平均電流値を、電力デューティ算出部１２１７に出力する。
【０１８９】
平均電力デューティ検出部１２０９は、電力デューティ算出部１２１７で算出された値を記憶部１２１１に記憶する。記憶部１２１１は、平均電流検出部１２０５が記憶する時間と一致する所定時間の電力デューティを記憶しており、その平均値を平均電力デューティ算出部１２１０で算出する。平均電力デューティ検出部１２０９は、この算出された平均電力デューティを電力デューティ算出部１２１７に出力する。格納部１２１３は、電力デューティや電流値の初期値を保持している。
【０１９０】
電力デューティ算出部１２１７の上限電力デューティ算出部１２２２は、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９の出力に応じて、ヒータ１１０９ｃに供給可能な上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎを算出する。ヒータ１１０９ｃに供給される電力デューティは、判断部１２２１において、ヒータ温調制御部１２２０の出力と、上限電力デューティ算出部１２２２の算出結果に基づいて決定される。こうして算出された上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎは、平均電力デューティ検出部１２０９の記憶部１２１１に記憶される。
【０１９１】
次に図２９のフローチャートを参照して、実施例７に係る定着器１１０９の制御シーケンスについて説明する。
【０１９２】
まずステップＳ１３１で、エンジンコントローラ１１２６にて、ヒータ１１０９ｃへの電力供給開始要求（ヒータオン要求）が発生するかを判断し、オン要求が発生するとステップＳ１３２に進む。ステップＳ１３２では、予め定められた電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を、想定されている入力電圧の範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して最大電力デューティとして設定する。ここでは例えば、入力電圧が最小で、抵抗値が最大の場合を想定して、ヒータ１１０９ｃに通電可能な許容電流を超えない電力デューティとして設定する。
【０１９３】
次にステップＳ１３３に進み、上述の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を上限デューティとしてヒータ温調制御を開始する。ここではエンジンコントローラ１１２６に設定されている所定の温度になるように、ＴＨ信号を基に、例えばＰＩＤ制御により発熱体１２０３，１２２０に供給する電力を制御する。そして以下の処理では、目標の温度情報（制御目標温度）とＴＨ信号による温度情報との差分から、ヒータを駆動する電力デューティＤ＿ｎを決定している。但し、算出した電力デューティＤ＿ｎが上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を超える場合は、この上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１を電力デューティＤ＿１とする。つまりステップＳ１３３では、上限デューティＤｌｉｍｉｔ＿１以下の電力デューティＤ＿１でヒータの温調制御を行うことになる。ここでは電力デューティＤ＿１に相当する位相角α＿１で、ＯＮ１信号、ＯＮ２信号のオンパルスがＺＥＲＯＸ信号をトリガにしてエンジンコントローラ１１２６よリ送出される。これにより発熱体１２０３，１２２０に位相角α＿１で電流が供給される。
【０１９４】
次にステップＳ１３４に進み、現時点の電力デューティＤ＿１の値を記憶部１２１１に記憶する。ここでは所定時間Ｌにおける平均電流を求めて、その平均値を基に制御する。そして、そのサンプリングする数ｋは、交流電源１２０１の最小の商用周波数ｆに応じて決定される。例えば、ｋ＝Ｌ×ｆで求められる。従って記憶部１２１１は、数ｋ分の電力デューティを保存でき、また格納部１２１３には、初期値の上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１及び「０」が格納されている。こうして最新の数ｋ分の電力デューティを保持する。
【０１９５】
次にステップＳ１３５に進み、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１を検出する。ここでは、商用周波数検出部１２１５が、ＺＥＲＯＸ信号の立下がりエッジから立下がりエッジまでの時間間隔Ｔを検出することにより交流電源１２０１の周波数を検知する。
【０１９６】
次にステップＳ１３６に進み、電力デューティＤ＿１で通電している状態で、ヒータに流れる電流を検知する電流検出回路１２２７から送られてくるＨＣＲＲＴ１信号により電圧Ｖ１ｆ＿１（電流値Ｉ１ｆ＿１に相当）を取得する。これは前述したようにコンデンサ１０７４ａでピークホールドされた電圧値Ｖ１ｆ＿１に相当している。即ち、図２１に示すＨＣＲＲＴ１信号のピークホールド値である。この実施例７では、ＺＥＲＯＸ信号をトリガにして、ＺＥＲＯＸ信号の立ち上がりエッジからＤＩＳ信号を送出するまでの間、期間Ｔｄｌｙ内にこの値を取得する。この期間Ｔｄｌｙは、エンジンコントローラ１１２６がピークホールド値Ｖ１ｆ＿１を検知するのに十分な時間に設定されている。
【０１９７】
尚、図２９のフローチャートの説明では、電流値を検出し、その電流値に基づいて上限電流値及び上限デューティを求めるように説明しているが、前述したように、実際はピークホールドされた電圧値を検出している。そして、この電圧値に対応する電流値を求めて計算を実行している。
【０１９８】
次にステップＳ１３７に進み、電流値Ｉ１ｆ＿１の周波数補正値を求めて記憶部１２０３に記憶する。尚、ここで記憶部１２０３には、ｍ波（交流電源のｍ周期）分の電流値を保存する。例えば、ヒータ１１０９ｃに流れる電流を１波（交流電源の１周期）ごとに検知して電流の制限値を設定する場合は、ｍ＝１に設定する。格納部１２１３は、記憶部１２０３の初期値「０」を格納している。ここで、ＨＣＲＲＴ１信号により得られる電流値Ｉ１ｆ＿１値は、前述したように、２乗波形の交流電源１２０１の周波数の半周期分の積分値である。いま、この交流電源１２０１の周波数を特定の周波数、例えば予め５０Ｈｚと設定すると、電流値Ｉ１ｆは５０Ｈｚにおける電流値となる。
【０１９９】
いま電流値Ｉ１ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値をＩ１５０＿１とすると、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１より、
Ｉ１５０＿１＝Ｉ１ｆ＿１×（１／Ｔ＿１）／５０
で表すことができる。
【０２００】
次にステップＳ１３８に進み、電力デューティＤ＿１で通電している状態で、商用電源から画像形成装置への入力電流を検知する電流検出回路１２２８から送られてくるＨＣＲＲＴ２信号から電圧Ｖ２ｆ＿１（電流値Ｉ２ｆ＿１に相当）を取得する。これは前述したようにコンデンサ１０７４ｂでピークホールドされた電圧Ｖ２ｆに該当している。即ち、図２２に示すＨＣＲＲＴ２信号のピークホールド値である。
【０２０１】
次にステップＳ１３９に進み、ステップＳ１３８で求めた電流値Ｉ２ｆ＿１の周波数補正値を求め、その結果を記憶部１２０７に記憶する。ここではステップＳ１３４で保存した電力デューティと同じく、記憶部１２０７に数ｋ分の電流値を保存可能であり、格納部１２１３には初期値「０」が格納されている。ここで、ＨＣＲＲＴ２信号により得られる電流値Ｉ２ｆ＿１は、前述したように、２乗波形の周波数の半周期分の積分値である。交流電源１２０１の周波数を特定の周波数、例えば予め５０Ｈｚと設定しておくと、電流値Ｉ２ｆは５０Ｈｚにおける電流値となる。
【０２０２】
電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値をＩ２５０＿１とすると、ＺＥＲＯＸ周期Ｔ＿１より、
Ｉ２２０＿１＝Ｉ２ｆ＿１×（１／Ｔ＿１）／５０
で表すことができる。
【０２０３】
次にステップＳ１４０に進み、ステップＳ１３７で記憶部１２０３に記憶した、電流値Ｉ１ｆの５０Ｈｚ換算値に基づき、エンジンコントローラ１１２６において、数ｍ分の周波数補正した電流値Ｉ１ｆ＿１の平均電流値Ｉ１＿ａｖｅを算出する。
【０２０４】
次にステップＳ１４１に進み、発熱体１２０３，１２２０に供給可能な電流制限値（第１電流値）Ｉｌｉｍｉｔ１と、ステップＳ１３９で算出した平均電流値Ｉ１＿ａｖｅとを比較する。ここで電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ１は、例えば５０Ｈｚにおける電流制限値とする。尚、このステップＳ１４１の処理は、交流電源１２０１より画像形成装置に供給される電流が許容範囲内で供給されている場合でも、発熱体１２０３，１２２０に供給する電力の上限値が、図１６の回路に使用されている素子の定格によって変動するためである。従って、ここでは制限値Ｉｌｉｍｉｔ１以下に制御する必要がある。但し、想定されている交流電力の電圧範囲やヒータ１１０９ｃの抵抗値等を考慮して、ヒータへのデューティリミットである電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１で制御する場合に電流値Ｉ１ｆが許容電流値を超えない場合は、ステップＳ１３６〜Ｓ１３７，Ｓ１４０〜Ｓ１４２を省いてもよい。
【０２０５】
そしてステップＳ１４１で、Ｉ１＿ａｖｅ≧Ｉｌｉｍｉｔ１であると判定されるとステップＳ１４２に進み、Ｉ１＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ１の場合はステップＳ１４３に進む。ステップＳ１４２に移行する場合、発熱体１２０３，１２２０に供給する電流が、予め定められたヒータへ供給可能な電流制限値を超えている。このため平均電力デューティ算出部１２１０が、ステップＳ１３４で記憶部１２１１に保存した電力デューティＤ＿ｎの数ｍ分の平均値Ｄ１＿ａｖｅを算出する（ｋ≧ｍ）。そしてこの平均電力デューティＤ１＿ａｖｅと、ステップＳ１４０で算出した電流値Ｉ１ｆの平均電流値Ｉ１＿ａｖｅと、発熱体１２０３，１２２０に供給可能な所定の電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ１とを元にＤｌｉｍｉｔ＿２を算出する（Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を算出する）。尚、この電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、以下の式により求められる。
Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝（Ｉｌｉｍｉｔ１／Ｉ１＿ａｖｅ）×Ｄ１＿ａｖｅ
一方、ステップＳ１４１で、Ｉ１＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ１と判定した場合はステップＳ１４３に進み、ステップＳ１３９で記憶部１２０７に記憶した、電流値Ｉ２ｆの５０Ｈｚ換算値に基づいて、数ｋ分の平均電流値Ｉ２＿ａｖｅを算出する。そしてステップＳ１４４で、予め定められている交流電源１２０１より供給可能な電流制限値（第２電流値）Ｉｌｉｍｉｔ２と、ステップＳ１４３で算出した平均電流値Ｉ２＿ａｖｅとを比較する。ここでは電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ２を、例えば５０Ｈｚにおける電流制限値としておく。
【０２０６】
ステップＳ１４４で、Ｉ２＿ａｖｅ≧Ｉｌｉｍｉｔ２の場合はステップＳ１４５に進み、Ｉ２＿ａｖｅ＜Ｉｌｉｍｉｔ２の場合はステップＳ１４６に分岐する。ステップＳ１４５は、交流電源１２０１より供給される平均電流が、予め定められた電流制限値を超えた場合である。従って、この場合は、平均電力デューティ算出部１２１０が、ステップＳ１３４で記憶部１２１１に記憶した電力デューティに基づき、数ｋ分の電力デューティの平均値Ｄ２＿ａｖｅを算出する。こうして算出した平均電力デューティＤ２＿ａｖｅと、電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値Ｉ２５０＿１に基づき、発熱体１２０３，１２２０に通電可能な、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２を算出する。尚、この電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、以下の式により求められる。
Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝（Ｉｌｉｍｉｔ２／Ｉ２＿ａｖｅ）×Ｄ２＿ａｖｅ
こうして、電流値Ｉ２ｆ＿１の５０Ｈｚ換算値Ｉ２５０＿１が、Ｉ２５０＿１≧Ｉｌｉｍｉｔ２の場合は、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝ｍｉｎ（Ｄ＿ａｖｅ，Ｄｌｉｍｉｔ＿１−Ｘ）となる。一方、Ｉ２５０＿１＜Ｉｌｉｍｉｔ２の場合は、上限の電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２は、Ｄｌｉｍｉｔ＿２＝ｍｉｎ（Ｄ＿ａｖｅ，Ｄｌｉｍｉｔ＿１）となる。なお、ここで「ｍｉｎ（，）」は、括弧内のいずれか小さい方を意味している。またＸは、電流値Ｉ２ｆ及び数ｋ分の平均電流値がともに電流制限値Ｉｌｉｍｉｔ２を超えた場合の、上限電力デューティの低減率を示している。このＸの値は、ヒータ１１０９ｃを除いた全回路（ＬＶＰＳ）に流れる電流量や１波ごとの電流値の変化率に応じて、所定の値に設定される。
【０２０７】
このように、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿２を求める際、平均電力デューティＤ２＿ａｖｅを参照することにより、ヒータの温調制御による電力デューティの変化や、ヒータ１１０９ｃを除いた全回路（ＬＶＰＳ）に流れる電流値の変化に対応できる。また必要以上に電力デューティの上限を下げることなく温調制御が可能である。
【０２０８】
以上の処理を、ステップＳ１４６で、ヒータ１１０９ｃの温調制御が終了するまで、交流電源１２０１の周期ごとに繰り返し行い、エンジンコントローラ１１２６において、発熱体１２０３，１２２０に供給する電力デューティを算出する。尚、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎの値は、ステップＳ１４２及びＳ１４５で更新されない限り、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ−１の値がそのまま保持される。
【０２０９】
以上説明したように実施例７では、ステップＳ１３３で、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ以下の電力デューティＤ＿ｎでヒータを温調制御する。そして、ステップＳ１３６で、ＨＣＲＲＴ１信号により電圧値Ｖ１ｆ＿ｎ（電流値Ｉ１ｆ＿ｎ）を取得し、ステップＳ１３８で、ＨＣＲＲＴ２信号により電圧値Ｖ２ｆ＿ｎ（電流値Ｉ２ｆ＿ｎ）を取得する。そしてステップＳ１３７，Ｓ１３９で、それぞれを周波数補正した値を記憶部１２０３及び１２０７に記憶する。
【０２１０】
次に、電流値Ｉ１ｆ＿ｎのｍ波分の平均値及び、電流値Ｉ２ｆ＿ｎのｋ波分の平均値を求め、これら平均値のそれぞれが各対応する制限値Ｉｌｉｍｉｔ１或はＩｌｉｍｉｔ２を超えたかどうかを判定する。そして、この制限値を越えた場合は、上限電力デューティ算出部１２２２において、上限電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を算出する。尚、この上限電力デューティは、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９で算出した値に基づいて算出される。
【０２１１】
尚、上述の説明では、ヒータ１１０９ｃを構成する発熱体１２０３，１２２０が２つの場合で説明したが本発明はこれに限定されるものでなく、発熱体が１本の場合であっても、同様の制御が可能である。
【０２１２】
尚、プリント前にヒータを必要な温度まで温調する場合と、プリント中にモータ等を駆動させながらヒータを温調する場合とでは、ヒータの加熱に使用できる電流が大幅に異なる場合がある。実施例７では、ヒータ温調開始時に予め定められた電力デューティＤｌｉｍｉｔ＿１に上限電力デューティをリセットしているので、プリント前にヒータを温調する際に最大限の電流を投入し、かつプリント中にも最適な電流設定値で制御することが可能である。
【０２１３】
またプリント前のヒータ温調時とは別に、プリント中では電力デューティに所定の設定値を設けてもよい。（プリント前温調から、プリント状態にシーケンスが切り替わった際に、Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎの値が所定の設定値を超える場合は、Ｄｌｉｍｉｔ＿ｎ＋１を前述した設定値以下に制御する。）
以上説明したように実施例７によれば、平均電流検出部１２０１、平均電流検出部１２０５、平均電力デューティ検出部１２０９で算出した電流値を平均した値を用いている。これにより、ノイズや突入電流や瞬時的な負荷変動などにより一時的に電流が増大しても、入力電源の電圧や力率、ヒータの抵抗値のバラつきや電流波形の波形率に対して精度良く上限値を設定できる。こうして各条件において最大限に電力性能を出させることが可能となる。
【符号の説明】
【０２１４】
２０１ ＤＣコントローラ
４０１ カラーレーザプリンタ
４３１ 定着器
５１２ 第１電流検知回路
１２２８ 第１電流検知回路
１２２７ 第２電流検知回路
【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、制御目標温度を維持するように制御されており記録材上の画像を記録材に加熱定着する定着部と、商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路と、を有する画像形成装置において、
前記電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、前記定着部に投入可能な最大電流が制限され、前記定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で前記定着部の温度が前記制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、前記定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が拡大した状態で、前記定着部の温度が前記所定温度を下回った場合、前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が更に拡大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】
前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が所定限度まで拡大した状態で、前記定着部の温度が前記所定温度を下回った場合、前記装置に装着されている複数のオプション機器の少なくとも一つの動作が制限され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】
前記装置は更に、前記定着部の温度を検知する温度検知素子を有し、前記電流検知回路の検知電流が前記所定値以下の場合、前記温度検知素子の検知温度に応じたデューティで前記定着部へ通電し、前記検知電流が前記所定値を超えた場合、前記温度検知素子の検知温度に応じて設定されるデューティＤｐと、前記電流検知回路の出力に応じて設定されるデューティＤｉと、のうち、小さいほうのデューティで前記定着部へ通電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５】
前記装置は更に、前記定着部の温度を検知する温度検知素子と、前記定着部への電流を検知する第２電流検知回路と、を有し、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の検知電流が前記所定値以下の場合、前記温度検知素子の検知温度に応じたデューティで前記定着部へ通電し、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の前記検知電流が前記所定値を超えた場合、前記温度検知素子の検知温度に応じて設定されるデューティＤｐと、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の出力に応じて設定されるデューティＤｉと、前記第２電流検知回路の出力の出力に応じて設定されるデューティＤｆと、のうち、最も小さいデューティで前記定着部へ通電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１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、制御目標温度を維持するように制御されており記録材上の画像を記録材に加熱定着する定着部と、商用電源から装置への入力電流を検知する電流検知回路と、を有する画像形成装置において、
前記電流検知回路によって検知された電流が所定値を超えた場合、前記定着部に投入可能な最大電流が制限され、前記定着部へ投入可能な最大電流が制限されている状態で前記定着部の温度が前記制御目標温度より低い所定温度を下回った場合、前記定着部へ搬送される記録材の搬送間隔が拡大することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が拡大した状態で、前記定着部の温度が前記所定温度を下回った場合、前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が更に拡大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】
前記定着部に搬送される記録材の搬送間隔が所定限度まで拡大した状態で、前記定着部の温度が前記所定温度を下回った場合、前記装置に装着されている複数のオプション機器の少なくとも一つの動作が制限され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】
前記装置は更に、前記定着部の温度を検知する温度検知素子を有し、前記電流検知回路の検知電流が前記所定値以下の場合、前記温度検知素子の検知温度に応じたデューティで前記定着部へ通電し、前記検知電流が前記所定値を超えた場合、前記温度検知素子の検知温度に応じて設定されるデューティＤｐと、前記電流検知回路の出力に応じて設定されるデューティＤｉと、のうち、小さいほうのデューティで前記定着部へ通電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５】
前記装置は更に、前記定着部の温度を検知する温度検知素子と、前記定着部への電流を検知する第２電流検知回路と、を有し、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の検知電流が前記所定値以下の場合、前記温度検知素子の検知温度に応じたデューティで前記定着部へ通電し、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の前記検知電流が前記所定値を超えた場合、前記温度検知素子の検知温度に応じて設定されるデューティＤｐと、商用電源から装置への入力電流を検知する前記電流検知回路の出力に応じて設定されるデューティＤｉと、前記第２電流検知回路の出力の出力に応じて設定されるデューティＤｆと、のうち、最も小さいデューティで前記定着部へ通電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１２−５３４８２（Ｐ２０１２−５３４８２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９９２１（Ｐ２０１１−２４９９２１）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【分割の表示】特願２００８−８６９５５（Ｐ２００８−８６９５５）の分割
【原出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【分割の表示】特願２００８−８６９５５（Ｐ２００８−８６９５５）の分割
【原出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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