JP2017045000A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着制御素子が破損したときに、画像形成装置がダウンタイム状態になることを抑制する。【解決手段】画像形成装置１は、複数の機能を有する画像形成装置であって、定着部８と、定着制御素子８ｅと、制御部１３とを備える。定着部８は、ヒーター８ａを含み、用紙Ｐに形成された画像をヒーター８ａの熱によって加熱することで画像を定着させる。定着制御素子８ｅは、ヒーター８ａに流れる定着電流を制御する。制御部１３は、前記定着制御素子が破損したか否かを判定する。制御部１３は、定着制御素子８ｅが破損したと判定した場合は、画像形成装置１に流れる総電流が上限値以下に制御されるように、画像形成装置１機能を、前記複数の機能のうちの特定の機能に制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

記録材に画像を形成する画像形成装置は、定着部を備える。定着部は、記録材に形成された画像を加熱することで、画像を定着させる。定着部は、ヒーターと、電流センサーと、定着制御素子とを備える。ヒーターは、記録材に形成された画像を加熱する。電流センサーは、ヒーターに流れる定着電流を検出する。定着制御素子は、定着電流を制御することで、ヒーターの温度を制御する。また、定着制御素子は、電流センサーの検出値に基づいて、定着電流が定着電流の上限値を超えないように、定着電流を抑制する。この結果、画像形成装置に流れる総電流が総電流の上限値を超えることが抑制される。

このような画像形成装置として、特許文献１に記載の画像形成装置が知られている。

特開２００８−６５００２号公報

しかしながら、上記の画像形成装置では、総電流が上限値を超えることを抑制するために、電流センサーを備える必要がある。

また、定着制御素子が破損した場合は、定着制御素子が定着電流を制御できなくなって、総電流が上限値を超える。従って、この場合は、画像形成装置は、修復するまでダウンタイム状態になる（即ち停止して全く使用できなくなる）。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着制御素子が破損したときに、ダウンタイム状態になることを抑制できる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、複数の機能を有する画像形成装置であって、定着部と、定着制御素子と、制御部とを備える。前記定着部は、ヒーターを含み、記録材に形成された画像を前記ヒーターの熱によって加熱することで前記画像を定着させる。前記定着制御素子は、前記ヒーターに流れる定着電流を制御する。前記制御部は、前記定着制御素子が破損したか否かを判定する。前記制御部は、前記定着制御素子が破損していると判定した場合は、前記画像形成装置の総電流が上限値以下に制御されるように、前記画像形成装置の機能を、前記複数の機能のうちの特定の機能に制限する。

本発明によれば、定着制御素子が破損したときに、画像形成装置がダウンタイム状態になることを抑制できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す側面図である。 本発明の実施形態の定着部の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能ブロックを示す図である。 定着制御素子を位相制御するときの制御パルスを示す波形図である。 デューティ比とヒーターの変温時間との関連を示す図である。 定着制御素子が正常であるときの動作電流の電流チャートの一例を示す図である。 定着制御素子が正常であるときの画像形成装置の各動作モードでの動作電流の一例を示す図である。 定着制御素子が破損したときの動作電流の電流チャートの一例を示す図である。 定着制御素子が破損したときの画像形成装置の各動作モードでの動作電流の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 定着制御素子をオンオフ制御するときの制御パルスを示す波形図である。 本発明の変形例に係る画像形成装置の給電回路の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

＜実施形態＞
図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す側面図である。

本実施形態に係る画像形成装置１は、例えば、複数の機能を有する複合機である。複数の機能は、例えば、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、ファクス受信機能、ファクス送信機能、フィニッシャー機能、及びオプション給紙機能である。なお、フィニッシャー機能、及びオプション給紙機能は、無くてもよい。

このような複合機は、定着部を備える。定着部は、用紙（記録材）に形成された画像を、加熱することで定着させる。定着部は、ヒーターの熱により画像を加熱し、定着制御素子によりヒーターに流れる定着電流を制御する。画像形成装置１は、電流センサーを用いずに、定着制御素子が破損したときに、画像形成装置１の総電流が上限値を超えることを抑制する。以下、画像形成装置１について詳しく説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は、電源２と、原稿読取部３と、外部通信部４と、給紙部５と、オプション給紙部６と、画像形成部７と、定着部８と、搬送分岐ガイド９と、排紙トレイ１０と、操作入力部１２と、フィニッシャー１１と、制御部１３と、搬送ローラー対１４，１５，１６とを備える。

電源２は、例えば交流電源である。電源２は、画像形成装置１の各部（原稿読取部３、外部通信部４、給紙部５、オプション給紙部６、画像形成部７、定着部８、搬送分岐ガイド９、操作入力部１２、フィニッシャー１１、制御部１３、及び搬送ローラー対１４，１５，１６）に電力を供給する。

原稿読取部３は、原稿に記載された画像を画像データとして読み取る。原稿読取部３は、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）３ａと、読取スリット３ｂと、原稿台３ｃと、スキャナー部３ｄとを備える。

ＡＤＦ３ａは、原稿載置部３ｅを有する。原稿載置部３ｅには、読み取られる原稿Ｄが積層されて載置される。ＡＤＦ３ａは、原稿載置部３ｅに載置された原稿Ｄを１枚ずつ繰り出して読取スリット３ｂ上を通過させる。原稿台３ｃには、読み取られる原稿Ｄが載置される。スキャナー部３ｄは、読取スリット３ｂ上を通過する原稿Ｄ、又は原稿台３ｃに載置された原稿Ｄを光学的に読み取って画像データを生成する。

外部通信部４は、外部のパソコン又は外部のファクス通信装置と通信を行って、外部のパソコン又は外部のファクス通信装置との間で画像データの送受信を行う。

給紙部５は、画像形成部７に用紙を供給する。給紙部５は、給紙カセット５ａと、ピックアップローラー５ｂとを備える。給紙カセット５ａは、複数枚の用紙Ｐを積載して収容する。ピックアップローラー５ｂは、給紙カセット５ａに収容された用紙Ｐのうち、最上部の用紙Ｐを繰り出す。繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１４によって画像形成部７に搬送される。

オプション給紙部６は、画像形成部７に用紙を供給する。オプション給紙部６は、給紙カセット６ａと、ピックアップローラー６ｂとを備える。給紙カセット６ａは、複数枚の用紙Ｐを積載して収容する。給紙カセット６ａは、給紙部５の給紙カセット５ａよりも多くの用紙を収容可能である。ピックアップローラー６ｂは、給紙カセット６ａに収容された用紙Ｐのうち、最上部の用紙Ｐを繰り出す。繰り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１４によって画像形成部７に搬送される。

画像形成部７は、給紙部５又はオプション給紙部６から供給された用紙Ｐに対し、画像データに対応するトナー画像を形成する。画像データは、原稿読取部３が読み取った画像データ、又は外部通信部４が受信した画像データである。

画像形成部７は、感光体ドラム７ａと、露光部７ｂと、現像部７ｃと、転写ローラー７ｄとを備える。感光体ドラム７ａは、その表面に感光層を有する。露光部７ｂは、感光体ドラム７ａの表面にレーザー光を照射して、当該表面に画像データに対応する静電潜像を形成する。現像部７ｃは、感光体ドラム７ａの表面にトナーを供給する。この結果、感光体ドラム７ａの表面の静電潜像がトナー画像として現像される。

転写ローラー７ｄは、感光体ドラム７ａの表面のトナー画像を用紙に転写させる。転写ローラー７ｄは、感光体ドラム７ａとの間で転写ニップ領域Ｎ１を形成する。転写ローラー７ｄの表面には、転写電圧が印加されている。その結果、感光体ドラム７ａの表面のトナー画像が、用紙と共に転写ニップ領域Ｎ１を通過すると、転写ローラー７ｄの静電引力によって、トナー画像が用紙Ｐに転写される。即ち、用紙に画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、定着部８に搬送される。

定着部８は、用紙に形成された画像を、加熱することで定着させる。定着部８は、ヒーター８ａと、定着ローラー８ｂと、加圧ローラー８ｃとを備える。ヒーター８ａは、定着ローラー８ｂを加熱する。ヒーター８ａは、例えばハロゲンランプである。定着ローラー８ｂは、ヒーター８ａの熱によって用紙Ｐを加熱する。定着ローラー８ｂは円筒状であり、例えば、ヒーター８ａは定着ローラー８ｂの内部に配置される。加圧ローラー８ｃは、用紙Ｐを加圧する。加圧ローラー８ｃは、定着ローラー８ｂとの間で定着ニップ領域Ｎ２を形成する。

画像が形成された用紙が定着ニップ領域Ｎ２を通過すると、加圧ローラー８ｃの加圧及び定着ローラー８ｂの加熱によって、画像が用紙Ｐに定着される。画像が定着された用紙Ｐは、排紙トレイ１０又はフィニッシャー１１に搬送される。

搬送分岐ガイド９は、制御部１３の制御の下で、定着部８から搬送された用紙Ｐの搬送先を、排紙トレイ１０側又はフィニッシャー１１側に切り替える。搬送ローラー対１５は、定着部８から搬送された用紙Ｐを排紙トレイ１０に搬送する。搬送ローラー対１６は、定着部８から搬送された用紙Ｐをフィニッシャー１１に搬送する。

排紙トレイ１０は、定着部８から搬送された用紙Ｐが排出される。

フィニッシャー１１は、定着部８から搬送された用紙Ｐに対して、各種の後処理（例えばステープル処理及びパンチ処理）を行う。

操作入力部１２には、画像形成装置１に対する操作が入力される。操作入力部１２は、機能選択ボタン１２ａと、スタートボタン１２ｂと、表示部１２ｃとを備える。

機能選択ボタン１２ａは、画像形成装置１が実行する機能を複数の機能の中から選択するためのボタンである。スタートボタン１２ｂは、機能選択ボタン１２ａによって選択された機能を画像形成装置１が実行するためのボタンである。表示部１２ｃは、操作画面を表示する。操作画面では、例えば、機能選択ボタン１２ａによって選択された機能に関する設定が入力可能である。表示部１２ｃは、タッチパネル機能を有する。タッチパネル機能は、操作画面にタッチ入力された操作を検出する。

制御部１３は、操作入力部１２に入力された操作に応じて、画像形成装置１の各部を制御する。

図２を参照して、定着部８の電気的構成を説明する。この電気的構成は、ヒーター８ａに電流を供給するための構成である。図２は、定着部８の電気的な構成を示す図である。

図２に示すように、定着部８は、ヒーター８ａ、定着ローラー８ｂ及び加圧ローラー８ｃに加えて、温度センサー８ｄと、定着制御素子８ｅとを更に備える。

ヒーター８ａは、電源２から供給される電流によって発熱する。ヒーター８ａは、例えば電源２に対して直列に接続される。以後、ヒーター８ａに流れる電流を定着電流とも記載する。

温度センサー８ｄは、ヒーター８ａの温度を検出する。詳しくは、温度センサー８ｄは、例えば、定着ローラー８ｂの表面付近に配置される。そして、温度センサー８ｄは、定着ローラー８ｂの表面温度を検出することで、ヒーター８ａの温度を検出する。温度センサー８ｄの検出値は、制御部１３に出力される。

定着制御素子８ｅは、ヒーター８ａに流れる定着電流をデューティ制御する。定着制御素子８ｅは、例えば、半導体素子（例えばトライアック）であり、電源２とヒーター８ａとの間の電路に設けられる。

制御部１３は、温度センサー８ｄの検出値に基づいて定着制御素子８ｅを制御する。この結果、ヒーター８ａの温度が所望の温度に制御される。所望の温度は、例えば、用紙の厚さに応じて画像を定着することが可能な温度である。また、制御部１３は、定着電流が定着電流の上限値以下に制限されるように、定着制御素子８ｅを制御する。

図３を参照して、制御部１３の機能を説明する。図３は、画像形成装置の機能ブロックを示す図である。

制御部１３は、温度センサー８ｄの検出値に基づいて定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定する。そして、制御部１３は、定着制御素子８ｅが破損していると判定した場合は、画像形成装置１の総電流が総電流の上限値を超えないように、画像形成装置１の使用可能な機能を、複数の機能のうちの特定の機能に制限する。なお、総電流は、画像形成装置１の各部に流れる動作電流の和である。

従って、電流センサーを用いずに、総電流が上限値を超えることを抑制できる。また、定着制御素子８ｅが破損したときに、特定の機能を使用することができるため、画像形成装置１がダウンタイム状態になることを抑制できる。ダウンタイムとは、画像形成装置１が全く使用できなくなる状態である。

制御部１３は、定着制御部１３ａと、本体制御部１３ｂと、破損判定部１３ｃと、機能制限部１３ｄとを備える。

定着制御部１３ａは、操作入力部１２に入力された操作及び温度センサー８ｄの検出値に基づいて、定着制御素子８ｅをデューティ制御する。この制御によって、定着制御部１３ａは、定着電流を定着電流の上限値以下に制御すると共に、ヒーター８ａの温度を所望の温度に制御する。定着制御部１３ａは、例えば位相制御によって、定着制御素子８ｅをデューティ制御する。位相制御については、図４を参照して詳細に後述する。

定着電流の上限値は、画像形成装置１の総電流が総電流の上限値以下になるように設定される。詳しくは、画像形成装置１の動作モード毎に、本体電流が設定される。そして、定着電流の上限値が、総電流の上限値から本体電流を減算した値に設定される。定着制御部１３ａが、定着電流を定着電流の上限値以下に制御することで、総電流が総電流の上限値以下に制御される。

なお、本体電流は、画像形成装置１の各部のうち、ヒーター８ａを除く各部に流れる動作電流の和である。従って、総電流は、定着電流と本体電流との和である。

本体制御部１３ｂは、操作入力部１２に入力された操作に基づいて、画像形成装置１の各部のうち、定着制御素子８ｅ以外の各部を制御する。本体制御部１３ｂは、画像形成装置１の各機能（コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、ファクス受信機能、ファクス送信機能、フィニッシャー機能及びオプション給紙機能）を実行する。

具体的には、コピー機能を実行する場合は、本体制御部１３ｂは、原稿読取部３、給紙部５、画像形成部７、及び定着部８を制御する。この結果、原稿読取部３が、原稿Ｄに記載された画像を画像データとして読み取る。そして、給紙部５が、用紙Ｐを画像形成部７に供給する。そして、画像形成部７が、原稿読取部３が読み取った画像データに対応するトナー画像を用紙Ｐに形成する。そして、定着部８が、画像形成部７から搬送された用紙Ｐを加熱及び加圧してトナー画像を定着させる。そして、定着部８から搬送された用紙Ｐは、排紙トレイ１０に排出される。

また、プリンター機能を実行する場合は、本体制御部１３ｂは、外部通信部４、給紙部５、画像形成部７、及び定着部８を制御する。この結果、外部通信部４が外部のパソコンから画像データを受信すると、給紙部５が、用紙Ｐを画像形成部７に供給する。そして、画像形成部７が、外部通信部４が受信した画像データに対応するトナー画像を用紙Ｐに形成する。そして、定着部８が、画像形成部７から搬送された用紙Ｐを加熱及び加圧してトナー画像を定着させる。そして、定着部８から搬送された用紙Ｐは、排紙トレイ１０に排出される。

また、スキャナー機能を実行する場合は、本体制御部１３ｂは、原稿読取部３及び外部通信部４を制御する。この結果、原稿読取部３が原稿Ｄに記載された画像を画像データとして読み取る。そして、外部通信部４が、読み取られた画像データを外部のパソコンに送信する。

また、ファクス受信機能を実行する場合は、本体制御部１３ｂは、外部通信部４、給紙部５、画像形成部７、及び定着部８を制御する。この結果、外部通信部４が外部のファクス通信装置から画像データを受信すると、給紙部５が、用紙Ｐを画像形成部７に供給する。そして、画像形成部７が、外部通信部４が受信した画像データに対応するトナー画像を用紙Ｐに形成する。そして、定着部８が、画像形成部７から搬送された用紙Ｐを加熱及び加圧してトナー画像を定着させる。そして、定着部８から搬送された用紙Ｐは、排紙トレイ１０に排出される。

また、ファクス送信機能を実行する場合は、本体制御部１３ｂは、原稿読取部３及び外部通信部４を制御する。この結果、原稿読取部３が原稿Ｄに記載された画像を画像データとして読み取る。そして、外部通信部４が、読み取られた画像データを外部のファクス通信装置に送信する。

なお、コピー機能又はプリンター機能を実施する場合に、オプション給紙機能が選択されたときは、本体制御部１３ｂは、給紙部５の代わりにオプション給紙部６を制御する。その結果、給紙部５の代わりに、オプション給紙部６が用紙Ｐを画像形成部７に供給する。

また、コピー機能又はプリンター機能を実施する場合に、フィニッシャー機能が選択されたときは、本体制御部１３ｂは、フィニッシャー１１を制御する。その結果、定着部８から搬送された用紙Ｐは、排紙トレイ１０に搬送される代わりに、フィニッシャー１１に搬送される。そして、フィニッシャー１１が、定着部８から搬送された用紙Ｐに所望の後処理を行って、フィニッシャー１１の集積トレイに排出する。

破損判定部１３ｃは、温度センサー８ｄの検出値に基づいて、定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定する。以後、この判定を破損判定とも記載する。この破損判定については、図５を参照して詳細に後述する。

機能制限部１３ｄは、定着制御素子８ｅが破損していると判定された場合、画像形成装置１の総電流が総電流の上限値以下に制限されるように、画像形成装置１の使用可能な機能を、複数の機能のうちの特定の機能に制限する。

特定の機能は、例えば、スキャナー機能、ファクス送信機能、及びフィニッシャー機能のうちの１つ以上である。定着制御素子８ｅが破損すると、定着電流が制御できなくなり、総電流が上限値を超える場合がある。従って、定着部８が使用できなくなる場合がある。特定の機能は、例えば、定着部８を使用しない機能である。

詳しくは、機能制限部１３ｄは、定着制御素子８ｅが破損していると判定された場合、例えば、操作入力部１２に入力された操作のうち、当該特定の機能に関する操作を有効とし、当該特定の機能以外の機能に関する操作を無効とする。この結果、当該特定の機能だけが操作可能になり、画像形成装置１の使用可能な機能が当該特定の機能に制限される。

図４を参照して、位相制御について詳しく説明する。位相制御とは、電源２から供給される交流電流Ｉacの位相に応じて、定着制御素子８ｅをオフからオンに切り替えるタイミングを制御する制御である。

図４は、定着制御素子８ｅを位相制御するときの制御パルスＳを示す波形図である。図４（ａ）は、定着制御素子８ｅの制御端子に入力される制御パルスＳの波形を示す。図４（ｂ）は、電源２から定着制御素子８ｅに入力される交流電流Ｉacの波形と、定着制御素子８ｅからヒーター８ａに供給される定着電流Ｉｔの波形とを示す。

定着制御部１３ａは、電源２から出力される交流電流Ｉacがゼロクロスする時点（即ち交流電流Ｉacの振幅がゼロになる時点）を検出する。そして、図４に示すように、定着制御部１３ａは、交流電流Ｉacがゼロクロスする毎に、ゼロクロス時から一定時間Δｔ経過した時に、定着制御素子８ｅの制御端子（即ちトライアックのゲート）に制御パルスＳを印加する。この印加によって、定着制御素子８ｅは、オフからオンに切り替わる。定着制御素子８ｅは、オンになると導通し、交流電流Ｉacを定着電流Ｉｔとしてヒーター８ａに供給する。

そして、定着制御素子８ｅは、交流電流Ｉacが再びゼロクロスした時に、トライアックの特性によって自律的にオンからオフに切り替わる。定着制御素子８ｅは、オフになると非導通になり、交流電流Ｉacをヒーター８ａに供給しない。

定着制御部１３ａは、デューティ比に応じて一定時間Δｔを変化させる。この結果、定着制御素子８ｅがデューティ制御される。位相制御では、デューティ比を０〜１００％の間で無段階に制御可能である。例えば、定着制御素子８ｅをデューティ比８０％で制御する場合は、交流電流Ｉacの半周期において、定着電流Ｉｔと時間軸とによって囲まれる面積（斜線領域）の占める割合が８０％になるように、一定時間Δｔを制御する。

図５を参照して、破損判定について詳しく説明する。図５は、デューティ比Ｋとヒーター８ａの変温時間Δτとの関連を示す図である。図５では、縦軸はヒーター８ａの温度を示し、横軸はヒーター８ａの通電時間を示す。

図５に示すように、デューティ比Ｋとヒーター８ａの変温時間Δτとの間には関連がある。デューティ比Ｋは、定着制御素子８ｅがデューティ制御されるときのデューティ比である。変温時間Δτは、所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で、ヒーター８ａの温度がＡ℃（第１温度）からＢ℃（第２温度）まで上昇するのに要する時間である。Ａ℃及びＢ℃は、適宜設定される温度であり、例えばＡ℃＝５０℃、Ｂ℃＝１００℃である。変温時間Δτ１は、所定のデューティ比Ｋ＝１００％のときの変温時間Δτである。変温時間Δτ２は、所定のデューティ比Ｋ＝３０％のときの変温時間Δτである。

変温時間Δτ１と変温時間Δτ２との間には、Δτ１＜Δτ２の関係が成立する。従って、定着制御素子８ｅが正常である（即ち破損していない）ときは、変温時間Δτは、所定のデューティ比Ｋに応じて異なる値となる。即ち、所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で定着制御素子８ｅが正常であるときの変温時間Δτは、１つ存在する。

上記のデューティ比Ｋと変温時間Δτとの関連を利用して、破損判定部１３ｃは、破損判定を行う。詳しくは、破損判定部１３ｃは、定着制御部１３ａに対し、定着制御素子８ｅを所定のデューティ比Ｋ（例えばＫ＝３０％又は６０％）でデューティ制御させる。そして、破損判定部１３ｃは、所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で、温度センサー８ｄの検出値（即ちヒーター８ａの温度）がＡ℃からＢ℃まで上昇するのに要する変温時間Δτを測定する。

そして、破損判定部１３ｃは、測定した変温時間Δτと、予め決められた変温時間Δτoとを比較して、定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定する。変温時間Δτoは、当該所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で定着制御素子８ｅが正常であるときの変温時間Δτである。

詳しくは、破損判定部１３ｃは、変温時間Δτが変温時間Δτoに一致するか否かに応じて、定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定する。即ち、破損判定部１３ｃは、変温時間Δτが変温時間Δτoと一致すれば、定着制御素子８ｅは破損していないと判定し、一方、変温時間Δτが変温時間Δτoに一致しなければ、定着制御素子８ｅは破損していると判定する。

なお、変温時間Δτoは、数値（例えば３０秒）として設定されるが、誤差（例えば、温度センサー８ｄの検出誤差及び変温時間Δτの測定誤差）を考慮して、数値の範囲（例えば３０秒〜３２秒）として設定されてもよい。この場合は、変温時間Δτが変温時間Δτoに一致するとは、変温時間Δτが、数値の範囲として設定された変温時間Δτoの範囲内に含まれることである。

破損判定部１３ｃは、例えば画像形成装置１の起動時に、破損判定を行う。

図６を参照して、定着制御素子８ｅが正常であるときの動作電流（本体電流Ｉｈ、定着電流Ｉｔ及び総電流Ｉｓ）の電流チャートを説明する。図６は、定着制御素子８ｅが正常であるときの動作電流の電流チャートの一例を示す図である。図６では、縦軸は電流を示し、横軸は経過時間を示す。

図６で示す電流チャートでは、画像形成装置１は、下記のように動作している。即ち、画像形成装置１は、起動時から一定期間、待機状態になる（期間Ｔ１）。その後、画像形成装置１は、コピー機能を実行してコピーを行う（期間Ｔ２）。その後、画像形成装置１は、待機状態になる（期間Ｔ３）。その後、画像形成装置１は、連続コピーを行う（期間Ｔ４）。具体的には、先ず、画像形成装置１は、コピー機能及びフィニッシャー機能を実行してコピーを行う（期間Ｔ４ａ）。引き続き、画像形成装置１は、コピー機能及びフィニッシャー機能に加えて、更にオプション給紙機能を実行して、コピーを行う（期間Ｔ４ｂ）。

本体電流Ｉｈは、期間Ｔ１及び期間Ｔ３では、比較的小さくなり、期間Ｔ２及び期間Ｔ４では、比較的大きくなる。

総電流Ｉｓの上限値Ｉｓmaxは、例えば１５Ａに設定される。定着電流Ｉｔは、上記で説明したように、定着電流Ｉｔの上限値Ｉｔmax（＝Ｉｓmax−Ｉｈ）以下になるように制御される。従って、本体電流Ｉｈが小さいときは、定着電流Ｉｔは、ヒーター８ａの温度設定を超えない範囲で大きくなるように制御可能である。また、本体電流Ｉｈが大きいときは、定着電流Ｉｔは比較的小さくなるように制御される。

具体的には、期間Ｔ１では、定着電流Ｉｔは、比較的大きくなるように制御される。画像形成装置１の起動時からコピー可能状態になるまでの時間を短縮して、画像形成装置１の利便性を向上させるためである。コピー可能状態とは、ヒーター８ａの温度が定着に必要な温度まで上昇した状態である。

また、期間Ｔ２及び期間Ｔ４では、定着電流Ｉｔは、比較的小さくなるように制御される。コピー中に定着電流Ｉｔが比較的大きくなると、総電流Ｉｓが上限値Ｉｓmaxを超える場合があるからである。

また、期間Ｔ３では、定着電流Ｉｔは、比較的小さくなるように制御される。待機状態では、一度暖められたヒーター８ａの温度を維持するだけでよく、電力を殆ど使用しないからである。

図７を参照して、定着制御素子８ｅが正常であるときの画像形成装置１の各動作モードでの動作電流（本体電流Ｉｈ、定着電流Ｉｔ及び総電流Ｉｓ）を説明する。図７は、定着制御素子８ｅが正常であるときの画像形成装置１の各動作モードでの動作電流の一例を示す図である。

総電流Ｉｓの上限値Ｉｓmaxは、例えば１５Ａであり、定着電流Ｉｔの公称値は、例えば１２Ａである。上記で説明したように、本体電流Ｉｈが設定されたとき、定着電流Ｉｔの上限値Ｉｔmaxは、Ｉｔmax＝Ｉｓmax−Ｉｈに設定される。そして、定着電流Ｉｔは、上限値Ｉｔmax以下に制御される。この結果、定着制御素子８ｅが正常であるときは、総電流Ｉｓは、上限値Ｉｓmax（１５Ａ）を超えない。

図７に示された動作モードのうち、「起動」は、画像形成装置１の起動を示す。「原稿読み取り」は、スキャナー機能の実行を示す。「コピーの原稿読み取り」は、コピー機能の実行を示す。「コピー＋ＤＦ（document finisher）」は、コピー機能及びフィニッシャー機能の実行を示す。「コピー＋ＰＦ(paper feeder)」は、コピー機能及びフィニッシャー機能に加えて、更にオプション給紙機能の実行を示す。「待機」は、画像形成装置１の待機状態を示す。

例えば、動作モードが「起動」のときの本体電流Ｉｈは、画像形成装置１が起動したときに、画像形成装置１の各部に流れる動作電流の和である。例えば、動作モードが「起動」のときは、本体電流Ｉｈは０．５Ａに設定され、定着電流Ｉｔの上限値Ｉｔmaxは１４．５Ａに設定される。そして、定着電流Ｉｔは、上限値Ｉｔmax以下の１３Ａに制御される。この結果、総電流Ｉｓは、上限値Ｉｓmax以下の１３．５Ａに制御される。

図８を参照して、定着制御素子８ｅが破損したときの動作電流（本体電流Ｉｈ、定着電流Ｉｔ及び総電流Ｉｓ）の電流チャートを説明する。図８は、定着制御素子８ｅが破損したときの動作電流の電流チャートの一例を示す図である。図８では、縦軸は電流を示し、横軸は時間を示す。

定着制御素子８ｅが破損した場合は、定着制御素子８ｅは、定着電流Ｉｔをデューティ制御できなくなる。そして、定着電流Ｉｔは、本体電流Ｉｈの大小に関係なく常に最大電流でヒーター８ａに供給される。定着電流Ｉｔの公称値が１２Ａである場合は、当該最大電流は１２Ａである。従って、定着電流Ｉｔは、定着電流Ｉｔの上限値Ｉｔmax以下に制御できなくなる場合がある。この結果、総電流Ｉｓは、総電流Ｉｓの上限値Ｉｓmax以下に制御できなくなる場合がある。

図８に示す電流チャートは、画像形成装置１の起動時に定着制御素子８ｅが破損した場合を示している。図８に示す期間Ｔ１〜Ｔ４では、画像形成装置１は、図６に示す期間Ｔ１〜Ｔ４と同じ動作を行っている。また、図８でも、総電流Ｉｓの上限値Ｉｓmaxは１５Ａであり、定着電流Ｉｔの公称値は１２Ａである。図８に示すように、定着制御素子８ｅが破損した場合は、定着電流Ｉｔは、常に公称値（１２Ａ）になる。そして、例えば期間Ｔ４では、総電流Ｉｓが上限値Ｉｓmax（１５Ａ）を超える。

図９を参照して、定着制御素子８ｅが破損したときの画像形成装置１の各動作モードでの動作電流（本体電流Ｉｈ、定着電流Ｉｔ及び総電流Ｉｓ）を説明する。図９は、定着制御素子８ｅが破損したときの各動作モードでの動作電流の一例を示す図である。

図９において、各動作モードでの本体電流Ｉｈの設定値は、図７に示された設定値と同じである。定着電流Ｉｔの公称値は、例えば１２Ａである。定着制御素子８ｅが破損した場合は、定着電流Ｉｔは、本体電流Ｉｈの大小に関係なく、常に公称値（１２Ａ）になる。この結果、例えば、動作モードが「コピーの原稿読み取り」、「コピー＋ＤＦ」及び「コピー＋ＰＦ」の場合で、総電流Ｉｓが上限値Ｉｓmax（１５Ａ）を超える。

定着制御素子８ｅが破損した場合は、総電流Ｉｓが上限値Ｉｓmax（１５Ａ）を超える動作モード（例えば「コピーの原稿読み取り」、「コピー＋ＤＦ」及び「コピー＋ＰＦ」）は、実行できない。しかし、総電流Ｉｓが上限値Ｉｓmaxを超えない動作モード（例えば「原稿読み込み」）は、実行可能である。このような実行可能な動作モードに対応する機能が、定着制御素子８ｅが破損した際には、画像形成装置１の使用可能な機能（即ち特定の機能）になる。

次に図１０を参照して、画像形成装置１の動作を説明する。図１０は、画像形成装置１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１で、画像形成装置１が起動すると、処理がステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、定着制御部１３ａが、定着制御素子８ｅを所定のデューティ比でデューティ制御する。この結果、所定のデューティ比Ｋに応じた大きさの定着電流Ｉｔがヒーター８ａに供給され、ヒーター８ａが発熱する。そして、処理がステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、破損判定部１３ｃが、温度センサー８ｄの検出値に基づいて、ヒーター８ａの温度がＡ℃からＢ℃に上昇するまでの変温時間Δτを測定する。そして、処理がステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、破損判定部１３ｃが、測定した変温時間Δτが変温時間Δτoと一致するか否かを判定する。変温時間Δτoは、所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で定着制御素子８ｅが正常であるときの変温時間Δτである。

そして、ステップＳ４の判定結果が肯定の場合（ＹＥＳ）は、破損判定部１３ｃは、定着制御素子８ｅは破損していないと判定する。そして、処理がステップＳ５に進む。一方、ステップＳ４の判定結果が否定の場合（ＮＯ）は、破損判定部１３ｃは、定着制御素子８ｅは破損していると判定する。そして、処理がステップＳ６に進む。

ステップＳ５では、画像形成装置１が通常動作を行う。即ち、操作入力部１２に入力された操作に基づいて、制御部１３が画像形成装置１の各部を制御する。そして、処理が終了する。

ステップＳ６では、機能制限部１３ｄが、画像形成装置１の使用可能な機能を、複数の機能のうちの特定の機能に制限する。特定の機能は、例えば、スキャナー機能、ファクス送信機能、及びフィニッシャー機能のうちの何れかの１つ以上である。

詳しくは、ステップＳ６では、機能制限部１３ｄは、操作入力部１２に入力された操作のうち、当該特定の機能に関する操作を有効とし、当該特定の機能以外の機能に関する操作を無効とする。そして、本体制御部１３ｂは、有効な操作に基づいて画像形成装置１の各部を制御する。この結果、当該特定の機能だけが操作可能になり、画像形成装置１の使用可能な機能が当該特定の機能に制限される。そして、処理が終了する。

＜変形例１＞
上記の実施形態では、破損判定として、所定のデューティ比Ｋのデューティ制御の下で測定した変温時間Δτが変温時間Δτoと一致するか否かに応じて、定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定した。しかし、破損判定は、このような判定方法に限定されない。

別の破損判定として、定着制御素子８ｅをデューティ比０％で制御したときに、ヒーター８ａの温度が上昇するか否かに応じて、定着制御素子８ｅが破損しているか否かを判定してもよい。この判定方法では、ヒーター８ａの温度が上昇した場合は、定着制御素子８ｅは破損していると判定され、ヒーター８ａの温度が上昇しない（即ち変化しない）場合は、定着制御素子８ｅは破損していないと判定される。

定着制御素子８ｅは下記の特性を有する。即ち、定着制御素子８ｅが破損していないときは、定着制御素子８ｅは、デューティ比０％のデューティ制御の下では、ヒーター８ａに定着電流を供給しない。従って、ヒーター８ａの温度は上昇しない。しかし、定着制御素子８ｅが破損しているときは、定着制御素子８ｅは、デューティ比０％のデューティ制御の下でも、ヒーター８ａに定着電流を供給する。従って、ヒーター８ａの温度は上昇する。当該別の破損判定は、この特性を利用している。

＜変形例２＞
上記の実施形態では、デューティ制御として位相制御を行ったが、デューティ制御は位相制御に限定されない。別のデューティ制御としてオンオフ制御を行ってもよい。オンオフ制御は、電源２から供給される交流電流の半周期をオンオフ制御の最小単位とする制御である。

以下、図１１を参照して、オンオフ制御について説明する。図１１は、定着制御素子８ｅをオンオフ制御するときの制御パルスＳを示す波形図である。図１１（ａ）は、定着制御素子８ｅの制御端子に入力される制御パルスＳの波形を示す。図１１（ｂ）は、電源２から定着制御素子８ｅに入力される交流電流Ｉacの波形と、定着制御素子８ｅからヒーター８ａに供給される定着電流Ｉｔの波形とを示す。

図１１に示すように、オンオフ制御では、例えば、交流電流Ｉacの４半周期をデューティ比１００％に対応させる。そして、定着制御素子８ｅを例えばデューティ比２５％でデューティ制御する場合は、４半周期のうちの最初の半周期だけで、定着制御素子８ｅをオンに制御する。

具体的には、定着制御部１３ａは、交流電流Ｉacがゼロクロスする直前の時点を検出する。そして、定着制御部１３ａは、交流電流Ｉacが４半周期経過する毎に、交流電流Ｉacがゼロクロスする直前で、定着制御素子８ｅの制御端子（即ちトライアックのゲート）に制御パルスＳを印加する。この印加によって、定着制御素子８ｅは、交流電流Ｉacがゼロクロスした時に、オフからオンに切り替わる。定着制御素子８ｅは、オンになると導通し、交流電流Ｉacを定着電流Ｉｔとしてヒーター８ａに供給する。

そして、定着制御素子８ｅは、交流電流Ｉacが再びゼロクロスした時（即ち１半周期経過した時）に、トライアックの特性によって自律的にオンからオフに切り替わる。定着制御素子８ｅは、オフになると非導通になり、電源２から出力される交流電流Ｉacをヒーター８ａに供給しない。

この場合、定着制御素子８ｅをオンにする半周期の数を０個から４個の間で変化させることで、デューティ比を２５％ずつ変化させることが可能である。なお、１０半周期をデューティ比１００％に対応させれば、デューティ比を１０％ずつ変化させることが可能である。即ち、デューティ比を細かく制御するには、デューティ比１００％のときの半周期の数を増やせばよい。

＜変形例３＞
上記の実施形態において、定着制御素子８ｅが破損していると判定された場合は、ヒーター８ａは使用不能になるため、電源２からヒーター８ａに供給される定着電流の給電を遮断してもよい。この結果、ヒーター８ａは発熱しないため、定着ローラー８ｂの温度リップを抑制できる。特に、定着ローラー８ｂの熱容量が小さい場合は、効果的に、定着ローラー８ｂの温度リップを抑制できる。

上記のように、定着電流の給電を遮断する機能を実現するためには、画像形成装置１は、定着電流Ｉｔの給電を遮断する遮断スイッチを更に備える。

以下、図１２を参照して、遮断スイッチを備える画像形成装置１の構成を説明する。図１２は、本変形例に係る画像形成装置１の給電回路の一例を示す図である。この給電回路は、電源２から画像形成装置１の各部に電力を供給する回路である。

図１２に示すように、画像形成装置１は、電源２と、フィルター回路２０と、整流回路２１と、ＤＣＤＣコンバーター２２と、負荷２３と、ヒーター８ａと、定着制御素子８ｅと、遮断スイッチ８ｆとを備える。負荷２３は、画像形成装置１の各部のうちのヒーター８ａ以外の各部の負荷をまとめて示している。

フィルター回路２０は、電源２から出力された交流電力に含まれるノイズを除去する。整流回路２１は、フィルター回路２０から出力される交流電力を直流電力に整流する。ＤＣＤＣコンバーター２２は、整流回路２１から出力された直流電力の電圧を所望の電圧に変換する。そして、ＤＣＤＣコンバーター２２から出力された直流電力が負荷２３に供給される。

ヒーター８ａ、定着制御素子８ｅ及び遮断スイッチ８ｆは、定着部８の内部に配置される。ヒーター８ａは、フィルター回路２０と整流回路２１との間において、整流回路２１に対して並列に接続される。定着制御素子８ｅ及び遮断スイッチ８ｆは、ヒーター８ａに対して直列に接続される。

遮断スイッチ８ｆは、ヒーター８ａに流れる定着電流の供給を遮断する。遮断スイッチ８ｆは、例えばリレーである。遮断スイッチ８ｆは、オンのときは、導通して定着電流の供給を遮断しない。一方、遮断スイッチ８ｆは、オフのときは、非導通になって定着電流の供給を遮断する。

例えば、機能制限部１３ｄが遮断スイッチ８ｆをオン又はオフに制御する。詳しくは、機能制限部１３ｄは、定着制御素子８ｅが破損していないと判定された場合は、遮断スイッチ８ｆをオンに制御する。この結果、ヒーター８ａに定着電流が供給される。一方、定着制御素子８ｅが破損していると判定された場合は、遮断スイッチ８ｆをオフに制御する。この結果、ヒーター８ａへの定着電流の供給が遮断される。

以上、図面（図１〜図１２）を参照しながら本発明の実施形態及び変形例を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態及び変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態及び変形例で示す各構成要素の材質や形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 画像形成装置
８ 定着部
８ａ ヒーター
８ｄ 温度センサー
８ｅ 定着制御素子
８ｆ 遮断スイッチ
１２ 操作入力部
１３ 制御部
Ｉｈ 本体電流
Ｉｓ 総電流
Ｉｔ 定着電流
Ｐ 用紙

Claims (7)

1. 複数の機能を有する画像形成装置であって、
   ヒーターを含み、記録材に形成された画像を前記ヒーターの熱によって加熱することで前記画像を定着させる定着部と、
   前記ヒーターに流れる定着電流を制御する定着制御素子と、
   前記定着制御素子が破損したか否かを判定する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記定着制御素子が破損していると判定した場合は、前記画像形成装置に流れる総電流が上限値以下に制御されるように、前記画像形成装置の機能を、前記複数の機能のうちの特定の機能に制限する、画像形成装置。
2. 前記ヒーターの温度を検出する温度センサーを更に備え、
   前記制御部は、前記定着制御素子が所定のデューティ比で前記定着電流をデューティ制御したときに、前記温度センサーの検出値が第１温度から第２温度に変化するまでの変温時間を測定し、測定した前記変温時間と予め決められた変温時間とを比較することで、前記定着制御素子が破損しているか否かを判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ヒーターの温度を検出する温度センサーを更に備え、
   前記制御部は、前記定着制御素子がデューティ比０％で前記定着電流をデューティ制御したときに、前記温度センサーの検出値が上昇するか否かに応じて、前記定着制御素子が破損しているか否かを判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記定着電流の供給を遮断する遮断スイッチを更に備え、
   前記制御部は、前記定着制御素子が破損していると判定した場合は、前記定着電流の給電を遮断するように前記遮断スイッチを制御する、請求項１〜請求項３の何れかの１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記画像形成装置の起動時に、前記定着制御素子が破損しているか否かを判定する、請求項１〜請求項４の何れかの１項に記載に画像形成装置。
6. 前記複数の機能に対する操作が入力可能な操作入力部を更に備え、
   前記制御部は、前記操作入力部に入力された操作のうち、前記特定の機能に関する操作だけを有効とする、請求項１〜請求項５の何れかの１項に記載の画像形成装置。
7. 前記複数の機能は、コピー機能、プリンター機能、スキャナー機能、ファクス受信機能及びファクス送信機能であり、
   前記制御部は、前記定着制御素子が破損していると判定した場合は、前記画像形成装置の使用可能な機能を、前記スキャナー機能及び前記ファクス送信機能のうちの１つ以上に制限する、請求項１〜請求項６の何れかの１項に記載の画像形成装置。