JP2006251729A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置の定格電流を越えることなく最適な電流制御が行えるようにする。
【解決手段】 ヒータ２，３を有する定着部５１２、各コントローラを含む本体制御部、付加装置（ＦＡＸ、スキャナ等）および周辺装置（ＡＤＦ、フィニッシャ等）の各部の接続時／動作時の入力電流を把握し、画像形成装置のセットアップ状態により定格電流を越える組み合わせのときのみ、動作時の定着装置への投入電流を制限する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばレーザープリンタ、複写機、ＦＡＸおよび複合機等の画像形成装置に関し、特に加熱定着方式による定着装置の電流制御に関する。

レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置においては、円筒状の定着ローラの内部または近傍にハロゲンヒータや誘導コイル等の発熱装置を設置し、この発熱装置により定着ローラを加熱するヒートロール方式の定着装置が用いられることが多い。この方式では、定着ローラの近傍（または接触して）に温度検出のための素子（センサ）を配置し、ヒータの場合は、検出温度に応じてヒータ駆動素子をオン／オフして定着ローラ表面の温度が安定するよう制御している。また、誘導加熱方式の場合は、インバータに入力される電流を検出し、コイルに印加される電流を調整して定着ローラ表面の温度が安定するように制御している。

近年、画像形成装置のカラー化や高速化が進み、駆動系の消費電流が増加しているが、市場からは省エネや定格電流の低減の要求があり、装置の定格電流を容易に上げることができない。このため、定着装置で使用できる電流が制限され、装置の動作状態によっては定着装置での電力が不足することがある。特に周辺装置が多いＭＦＰ（複合機）ではシステムの組み合わせが多用であり、周辺装置を複数設置すると入力電流が増加して上記の問題が発生しやすい。

そこで、従来機では、上記のような電流（電力）不足が発生する場合、作像動作時は装置の状態に関係なく定着加熱装置への電流を制限し、電力不足により定着温度が低下した場合は、装置の動作速度を低減し定着部の温度の低下を防止している場合が多い。また、従来より、装置の入力電流を検出して定着加熱装置への電流の制限値を可変する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２７４９０１号公報

しかし、上記従来機の方法では、装置の状態に関係なく定着装置への電流を制限するため定着温度の低下が発生する頻度が多くなり、生産性が著しく低下するという問題があった。また、上記特許文献１では、電流検出回路が必要となってコストアップしてしまい、検出時間の遅れ分を加味して検出電流を定格電流より低めに設定する必要がある。
本発明は、定着装置の定格電流を越えることのないように最適な電流制御が行えるようにすることを課題とする。

請求項１記載の発明は、加熱定着方式の定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置及び他の各装置の消費電流を把握し、システムのセットアップ状態により入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように電流制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、加熱定着方式の定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置及び他の各装置の消費電流を把握し、システムの動作状態により入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように電流制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記制御手段は、前記入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように前記定着装置への投入電流を制限することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記定着装置への投入電流の制限が必要なモードが選択された場合は、前記定着装置の制御温度を通常設定よりも高くすることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記定着装置への投入電流を制限が必要となる周辺装置が選択された場合は、前記定着装置の制御温度を通常設定よりも高くすることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記制御手段は、前記制御温度を通常設定より高く設定し、かつ定着装置の駆動部をオンすることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、画像形成装置のセットアップ状態により制御状態を変更し、入力電流を制限することにより、定格電流を越えることなく最適な制御を行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、画像形成動作時の装置の動作状態、特に周辺装置の動作状態により制御状態を変更し入力電流を制限することにより、さらに最適な制御を行うことができる。

請求項３記載の発明によれば、画像形成動作時の装置の動作状態、特に周辺装置の動作状態により入力電流が定格を超える可能性がある場合のみ定着装置への投入電流を一時的に制限することにより、定着温度の低下を抑え生産性の低下を防ぐことができる。

請求項４記載の発明によれば、画像形成動作時の装置の動作状態により定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定することにより、定着の加熱時間を増加し定着温度の低下を抑え生産性の低下の発生を抑えることができる。

請求項５記載の発明によれば、消費電流が大きく動作時に定着装置への電流制限が必要な周辺機が動作するモードが選択された場合に、定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定することにより、定着の加熱時間を上記よりもさらに増加することができ、定着の温度低下をさらに抑制することができる。

請求項６記載の発明によれば、上記モードが選択された場合は、定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定すると共に、定着の駆動部をオンすることにより、定着装置の過加熱時間を増加させ、定着装置の熱容量を増加することができ、定着の温度低下をより効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施形態による定着装置の構成図である。
図１において、円筒状の定着ローラ１にはメインヒータ２とサブヒータ３が内蔵され、各ヒータ２，３は制御用のドライバ４，５を介してＡＣ電源９に接続されている。各ドライバ４，５はＣＰＵ８によりオン／オフ制御されていて、ドライバ４，５がオン状態の時ヒータ２，３がＡＣ電源９に接続されて発熱する。

一般に転写紙が通紙される部分に近い方に発熱量が大きいメインヒータ２を配置する。サブヒータ３は立ち上がり時間の短縮のために設置する場合や、端部温度上昇対策としてメインヒータ２の配光分布を変え、主にローラ端部に発熱体を配している場合などがある。定着ローラ１の表面には、温度検出用のサーミスタ素子６及び７を設置し、ＣＰＵ８よりローラの表面温度を判断して、表面温度が一定値になるように各ヒータ２，３をオン／オフ制御している。

本実施の形態による画像形成装置では、上記ＣＰＵ８または装置内の他のＣＰＵで装置のシステムアップの状態および各装置の必要な入力電流を把握し、モードによりドライバ４，５をオフ、またはスイッチングすることにより、ヒータ２，３への投入電流の制限を行うことができる。また、近年ではハロゲンヒータの代わりにセラミックヒータを使用する装置や、ローラ内部または近傍に誘導コイルを設置し、インバータを介してコイルに電流を流して定着装置の加熱制御を行っている装置もある。誘導加熱方式の場合もインバータの入力または出力電流を検出し、定着装置への投入電流を制限することが可能である。

図２はデジタル複合機の実施の形態を示すブロック図である。
この複合機本体の制御は、液晶表示ＬＥＤ５００ａ及び各種キー入力５００ｂの制御を行う操作コントローラ５００、給紙、搬送、定着、プロセス制御等を行うメインコントローラ５０１、画像の読み取り制御を行うスキャナコントローラ５０２、画像読み取りコントローラ５０２からの信号によりＡＤＦ制御を行うＡＤＦコントローラ５０３、ソータの制御を行うソータコントローラ５０４、メインコントローラ５０１からの指示により転写紙の給紙／搬送及び作像を行うプリント部５０５、ＦＡＸの送受信管理及びファイル管理を行うＦＡＸコントローラ５０７、Ｇ３のプロトコル制御を行うＧ３コントローラ５０８、プロトコル制御を行うＧ４コントローラ５０９、ファイルの保存を行うメモリ装置５１０、パソコン等からのプリント命令の受信処理を行うプリンタコントローラ５１１、定着ヒータの制御を行う定着部５１２、メインコントローラ及び周辺装置に電源供給する電源装置５１３、装置への入力電流を検出するための電流検出素子５１４、電流検出素子５１４をバイパスするためのバイパス素子５１５、ヒータ２，３などで構成されている。

ＦＡＸ受信／印刷時に、回線から送られてきたデータは、Ｇ３コントローラ５０８（またはＧ４コントローラ５０９）を介してＦＡＸコントローラ５０７に送られる。ＦＡＸコントローラ５０７に蓄積されたデータは、メインコントローラ５０１に転送され、画像処理後、書き込み制御に渡され印刷が行われる。パソコン等から送られてくるプリントデータは、プリンタコントローラ５１１を介してメインコントローラ５０１に転送され、画像処理後、書き込み制御に渡され印刷が行われる。

図２の各部の動作時の最大消費電流を下記のように設定する。
・待機時における電源装置等での消費電流 … ０．５Ａ
・画像読み取り時のスキャナ／ＡＤＦでの消費電流 … １．０Ａ
・フィニッシャ等の後処理装置動作時の消費電流 … １．０Ａ
・作像動作時の給紙／作像等での消費電流 … ２．５Ａ
・ヒータ２の消費電流 … ８．０Ａ
・ヒータ３の消費電流 … ３．０Ａ
・装置の定格（許容）電流：Ｉo …１５．０Ａ
装置の全負荷が同時に動作した場合は、消費電流は１６Ａとなり、装置の定格電流Ｉo：１５Ａを超えてしまう。

以下、本発明における第１から６の実施形態を説明する。
本発明における第１の実施形態では、上記のようにＡＤＦおよび後処理装置等の周辺機が接続され、装置の最大電流が装置の定格電流を超える可能性がある場合のみ、ヒータ２，３が同時にオンしないように制御したり、ヒータ２，３を位相制御して入力電流を低減したり、ＡＤＦとフィニッシャとの動作タイミングをずらして動作させる等の制御を行うことにより、機器の入力電流が定格電流を超えないように制御する。

本発明における第２の実施形態では、読み取り及びフィニッシャを同時に使用するモード時のみ、ＡＤＦとフィニッシャとの動作タイミングをずらして動作させる等の制御を行ったり、動作速度を低減したりすることにより、機器の入力電流が定格電流を超えないように制御する。

本発明における第３の実施形態では、入力電流が画像形成装置の定格電流を超える可能性のあるモード、例えば読み取り及びフィニッシャを同時に使用するモードのみヒータが同時にオンしないような制御を行ったり、ヒータを位相制御し入力電流を低減したりする。コピーモードでリピート枚数が多い場合は、読取装置が稼動するのは一時的なので、読取装置が稼動するタイミングのみ定着装置の入力電流を制限するように制御することも可能である。定着装置の温度が低下し定着可能温度下限に達した場合は、動作速度の変更等を行う。

本発明における第４の実施形態では、入力電流が画像形成装置の定格電流を超える可能性のあるモード時は、定着の制御温度を高い値に変更することにより、定着への加熱時間が増加し、かつ請求項３に記載したようなヒータへの投入電流に制限がかけられ、定着装置の温度低下が発生しても制御温度が高いので、定着可能温度下限に達するまでの時間的余裕度がアップするため、生産性の低下を抑制することができる。

本発明における第５の実施形態では、消費電力が大きい後処理装置等を使用するモードが選択された時点で定着の制御温度を高い値に変更することにより、定着への加熱時間を第４の実施形態よりもさらに増加することができ、生産性の低下を抑制することができる。

本発明における第６の実施形態では、消費電力が大きい後処理装置等を使用するモードが選択された時点で定着の制御温度を高い値に変更し、さらに、定着装置の駆動部をオンすることにより、第５の実施形態よりも定着への加熱時間を増加することができ、定着の蓄熱量が増加するため、ヒータへの投入電流に制限がかけられた場合でも定着装置の温度低下が緩やかであり、定着の電流制限による生産性の低下を抑制することができる。

図３に第２、第３の実施形態によるデジタル複合機における定着ヒータ制御のフローチャートを示す。図２のブロック図及び電流設定値を利用して説明する。
まず各モードについて説明する。
・作像モード …コピー／プリントアウト／ＦＡＸ受信データ出力の画像出力モード
・読み取りモード …コピー／スキャナ／ＦＡＸ送信データ読取時に使用するモード
・後処理モード …コピー（プリント）出力された転写紙のソート／ステープル等の処理モード

図３において、まず、システムの状態を確認し（ステップＳ１）、入力電流が定格電流を超えていた場合は（ステップＳ１／ＹＥＳ）、装置が作像モードかを確認する（ステップＳ２）。作像モードの場合は（ステップＳ２／ＹＥＳ）、ソータ／フィニシャ等の後処理装置を利用するモードかを確認する（ステップＳ３）。次にＡＤＦやスキャナを利用する読み取りモードかを確認する（ステップＳ４）。全モードがオンの場合は（ステップＳ４／ＹＥＳ）「動作速度の低減」や「定着ヒータが同時にオン禁止制御」等の入力電流制限モードに移行し（ステップＳ５）、装置が定格電流を超えないような制御を行う。ただし、ＦＡＸ送信時以外は３つのモードのうち読み取りモードが最も動作時間が短いため、読み取りモードであってもＡＤＦ及びスキャナが停止中はヒータを同時点灯可能であるので、装置が動作時のみ定着ヒータの同時点灯不可となるように制御してもよい。

また、ヒータ２，３が同時にオンできないため定着装置の温度が設定値以下に落ちてしまう場合は、読み取りの間隔を空けたり、読み取り中はＦＡＸ受信データ／プリントデータをメモリに蓄積し、作像動作を停止したりすることで対応可能となる。

また、第４の実施形態では、入力電流制限モードへの移行と同時に定着装置の制御温度を通常よりも高い値に変更する。
第５の実施形態では、後処理モードが選択された時点で定着装置の制御温度を通常よりも高い値に変更する。
第６の実施形態では、後処理モードが選択された時点で定着装置の制御温度を通常よりも高い値に変更し、定着装置の駆動部をオンする。

以上説明した第１から６の実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
第１の実施形態によれば、定着加熱装置、本体制御部、付加装置（ＦＡＸ、スキャナ等）および周辺装置（ＡＤＦ、フィニッシャッ等）の各部の接続時／動作時の入力電流を把握し、画像形成装置のセットアップ状態により定格電流を越える組み合わせのときのみ、動作時の定着装置への投入電流を制限することにより、最適な制御を行うことができる。また、周辺装置の接続されていないユーザでは電力制限値を行わないので生産性の低下を抑えることができる。

第２の実施形態によれば、画像形成動作時の装置の動作状態、特に周辺装置の動作状態により入力電流が定格を超える可能性がある場合のみ装置の制御を変更し、入力電流を制限することにより、さらに最適な制御を行うことができ、生産性の低下を最小限に抑えることができる。

第３の実施形態によれば、画像形成動作時の装置の動作状態、特に周辺装置の動作状態により入力電流が定格を超える可能性がある場合のみ定着装置への投入電流を一時的に制限することにより、通紙枚数の少ない場合や通紙サイズの小さい場合には定着温度の低下が発生しにくいので、生産性の低下を最小限に抑えることができる。

第４の実施形態によれば、画像形成動作時の装置の動作状態により定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定することにより、定着の加熱時間を増加することができ、定着温度の低下により定着下限温度に達するまでの時間を長くすることができるので生産性の低下を抑えることができる。

第５の実施形態によれば、消費電流が大きく動作時に定着装置への電流制限が必要な周辺機が動作するモードが選択された場合は、即、定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定して定着の加熱時間を上記よりもさらに増加することができ、定着の温度低下をさらに抑制することができる。

第６の実施形態によれば、消費電流が大きく動作時に定着装置への電流制限が必要な周辺機が動作するモードが選択された場合は、即、定着の制御温度を通常の設定よりも高く設定し、かつ、定着の駆動部をオンすることにより、定着装置の過加熱時間が増加すると共に、定着装置の熱容量を増加することができ、定着の温度低下をより効果的に抑制して定着下限温度に達するまでの時間を長くすることができ、生産性の低下を抑えることができる。

本発明の実施形態による定着装置の構成図である。 デジタル複合機の実施形態を示すブロック図である。 第２、第３の実施形態によるデジタル複合機における定着ヒータ制御のフローチャートである。

符号の説明

１ 定着ローラ
２ メインヒータ
３ サブヒータ
４，５ 制御用のドライバ
８ ＣＰＵ
９ ＡＣ電源
５００ 操作コントローラ
５０１ メインコントローラ
５０２ 画像読み取りコントローラ
５０３ ＡＤＦコントローラ
５０４ ソータコントローラ
５０５ プリント部
５０６ 各種負荷
５０７ ＦＡＸコントローラ
５０８ Ｇ３コントローラ
５０９ Ｇ４コントローラ
５１０ メモリ装置
５１１ プリンタコントローラ
５１２ 定着部
５１３ 電源装置

Claims (6)

1. 加熱定着方式の定着装置を有する画像形成装置において、
   前記定着装置及び他の各装置の消費電流を把握し、システムのセットアップ状態により入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように電流制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 加熱定着方式の定着装置を有する画像形成装置において、
   前記定着装置及び他の各装置の消費電流を把握し、システムの動作状態により入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように電流制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記入力電流が画像形成装置の定格電流を超えないように前記定着装置への投入電流を制限することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記定着装置への投入電流の制限が必要なモードが選択された場合は、前記定着装置の制御温度を通常設定よりも高くすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記定着装置への投入電流を制限が必要となる周辺装置が選択された場合は、前記定着装置の制御温度を通常設定よりも高くすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記制御温度を通常設定より高く設定し、かつ定着装置の駆動部をオンすることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

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