JP2017156442A

JP2017156442A - 画像形成装置およびその制御方法

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Publication number: JP2017156442A
Application number: JP2016037672A
Authority: JP
Inventors: 尚也矢田; Naoya Yada
Original assignee: Brother Industries Ltd
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Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-07
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Abstract

【課題】画像形成装置が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータに電力を供給する。【解決手段】シート（用紙５）に現像剤像を形成するプロセス部６と、交流電圧が入力されるヒータ３１を有し、当該ヒータ３１によりシートを加熱して現像剤像をシートに定着させる定着部７と、制御部（回路基板２５）とを備える。制御部は、ヒータ３１に、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得し、初期電圧降下量および回復時間に基づいて、ヒータ３１を立ち上げるときの電力供給制御を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、交流電源に与える影響を抑制した画像形成装置およびその制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、現像剤像を定着させるときにヒータによる加熱を行う。ヒータは大きな電力を必要とするため、ヒータの立ち上げ時には急激に大きな電流が流れて交流電源の電圧降下が生じる場合がある。この電圧降下は、画像形成装置や、同一交流電源に接続されている他の機器の動作に影響を与えるため、従来、ヒータを立ち上げるときに位相制御を行うことで急激な電圧降下を抑制している（特許文献１参照）。

特開平１１−２０２６８０号公報

しかしながら、画像形成装置が使用される環境、例えば、国や地域、施設の電源システム等によって、交流電源の能力は異なる。そのため、常に位相制御によってヒータに投入する電流を徐々に上昇させるのでは、電源の能力が十分な環境においては不必要にヒータの立ち上がりが遅くなることとなる。

そこで、本発明は、画像形成装置が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータに電力を供給することを目的とする。

課題を解決する本発明の画像形成装置は、シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータによりシートを加熱して現像剤像をシートに定着させる定着部と、制御部とを備える。
この画像形成装置において、制御部は、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得し、初期電圧降下量および回復時間に基づいて、ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定する。

このような構成によれば、制御部は、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得する。初期電圧降下量が大きい場合には、電源からの配線の長さが長いことが想定され、回復時間が長い場合には、電源の容量が小さいことが想定される。そこで、初期電圧降下量および回復時間に基づいて、ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することで、画像形成装置が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータに電力を供給することができる。

また、本発明の画像形成装置は、シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータによりシートを加熱して現像剤像をシートに定着させる定着部と、制御部とを備える。
この画像形成装置において、制御部は、ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始した直後のゼロクロス幅と、ヒータに連続制御を開始してからｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が所定値以下となるまでの時間とに基づいてヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定する。

このような構成によれば、ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始した直後のゼロクロス幅とによって、初期電圧降下量に対応する情報を得ることができる。また、ヒータに連続制御を開始してからｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が所定値以下となるまでの時間によって、回復時間に対応する情報を得ることができる。そのため、これらに応じてヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することで、画像形成装置が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータに電力を供給することができる。

前記した課題を解決する本発明は、画像形成装置の制御方法として提供することができる。すなわち、本発明は、シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータによりシートを加熱して現像剤像をシートに定着させる定着部とを備える画像形成装置の制御方法であって、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得し、初期電圧降下量および回復時間に基づいて、ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定する。

また、本発明は、シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータによりシートを加熱して現像剤像をシートに定着させる定着部とを備える画像形成装置の制御方法であって、ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始した直後のゼロクロス幅と、ヒータに連続制御を開始してからｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が所定値以下となるまでの時間とに基づいてヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定する。

本発明によれば、画像形成装置が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータに電力を供給することができる。

一実施形態に係る画像形成装置の断面図である。加熱装置の構成を示すブロック図である。ゼロクロス検出回路の構成を示すブロック図である。定着駆動回路の構成を示すブロック図である。ヒータ電圧に係る各信号のタイムチャートである。ヒータ停止状態から連続制御をしたときの電源電圧、ゼロクロス信号およびヒータ電流のタイムチャートである。（ａ）回復時間とデューティ比の関係を示すマップ、（ｂ）ＺＣ_１−ＺＣ_０と第１期間の長さの関係を示すマップ、（ｃ）ＺＣ_１−ＺＣ_０と位相角の関係を示すマップである。ヒータの制御の一例を示すフローチャートである。ヒータの制御の一例を示すフローチャートである。第１期間と第２期間の電力供給制御の例を示すグラフ（ａ）〜（ｄ）である。

次に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態に係るレーザプリンタ１は、シートの一例としての用紙５に画像を形成するものであり、本体ケーシング２内に、給紙トレイ３および手差トレイ４と、プロセス部６と、定着部７とを備えて構成されている。用紙５は、給紙トレイ３または手差トレイ４から、プロセス部６、定着部７を通過してレーザプリンタ１の外部まで矢印で示した搬送方向に搬送される。

プロセス部６は、用紙５に現像剤像を形成する部分であり、スキャナ１０、現像カートリッジ１３、感光体ドラム１７、帯電器１８、転写ローラ１９等を含む。

スキャナ１０は、本体ケーシング２内の上部に配置されており、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー１１、複数の反射鏡１２および複数のレンズ（図示せず）等を含む。スキャナ１０では、レーザ発光部から発射されたレーザ光を、ポリゴンミラー１１、反射鏡１２、図示しないレンズを介して一点鎖線で示すように感光体ドラム１７の表面上に走査する。

現像カートリッジ１３は、現像ローラ１４と、現像ローラ１４にトナーを供給する供給ローラ１５が設けられている。現像カートリッジ１３内には、トナーが収容されている。現像ローラ１４は感光体ドラム１７に対向して配置されている。現像カートリッジ１３内のトナーは、供給ローラ１５の回転により現像ローラ１４に供給され、現像ローラ１４に担持される。

感光体ドラム１７の上方には、帯電器１８が間隔を隔てて配置されている。また、感光体ドラム１７の下方には、転写ローラ１９が感光体ドラム１７に対向して配置されている。

感光体ドラム１７は、回転しながら帯電器１８によって例えば正極性に帯電される。そして、感光体ドラム１７は、スキャナ１０からのレーザ光により露光されて、表面に静電潜像が形成される。その後、感光体ドラム１７上の静電潜像に現像ローラ１４からトナーが供給されることによって感光体ドラム１７上に現像剤像が形成される。感光体ドラム１７上の現像剤像は、用紙５が感光体ドラム１７と転写ローラ１９の間を通る間に、転写ローラ１９に印加される転写バイアスによって、用紙５に転写される。

定着部７は、プロセス部６に対して用紙５の搬送方向の下流側に配置されている。定着部７は、定着ローラ２２と、定着ローラ２２に押し付けられる加圧ローラ２３を備えてなる。定着ローラ２２は、円筒状のローラ内にヒータ３１を有している。ヒータ３１としては、ハロゲンヒータやセラミックヒータなどの抵抗加熱体を採用することができる。ヒータ３１は制御部の一例としての回路基板２５に接続され、回路基板２５から定着ローラ２２の温度や電源環境などに応じて制御された交流電圧が入力される。定着部７は、定着ローラ２２と加圧ローラ２３の間で用紙５を挟持しながらヒータ３１により用紙５を加熱して現像剤像を用紙５に定着させる。

ここで、図２を参照して、ヒータ３１と回路基板２５とからなる加熱装置３０について説明する。回路基板２５は、１つの基板により構成されていてもよいし、複数の独立した基板から構成されていてもよい。加熱装置３０は、ヒータ３１、サーミスタ３２、ゼロクロス検出回路４０、定着駆動回路５０、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）６０および電源回路７０を備える。

ヒータ３１は、例えば、入力される交流電圧の実効値が１１５Ｖで、８５０Ｗの定格電力、および７．４Ａの定格電流値を有する。

サーミスタ３２は、定着ローラ２２の近傍に設けられ、定着ローラ２２の温度を検出する。サーミスタ３２が検出した温度はＡＳＩＣ６０に出力される。

ゼロクロス検出回路４０は、交流電源ＡＣのゼロクロス点に同期したゼロクロス信号Ｓｚｃを生成する。ゼロクロス検出回路４０は、例えば、図３に示すように、全波整流ブリッジ４１、分圧抵抗４２，４３、基準電圧Ｖｒｅｆ、比較器４４、駆動トランジスタ４５、フォトカプラ４６等を含む。

全波整流ブリッジ４１によって正電圧側のみに変換された交流電源ＡＣからの交流電圧は分圧抵抗４２，４３によって降圧され、比較器４４によって基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、交流電源ＡＣの電圧がゼロクロス点の近傍であるか否かの閾値として設定される。ここでは、降圧された交流電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超える場合、すなわち、交流電源ＡＣの電圧がゼロクロス近傍にない期間において、比較器４４の出力はローレベルとなる。このとき、駆動トランジスタ４５はオフとなり、フォトカプラ４６は駆動されないため、ゼロクロス信号Ｓｚｃがハイレベルとなる（図５の期間Ｋ１を参照）。

一方、降圧された交流電源ＡＣが基準電圧Ｖｒｅｆ以下の場合、すなわち、交流電源ＡＣの電圧がゼロクロス近傍にある期間において、比較器４４の出力はハイレベルとなる。このとき、駆動トランジスタ４５はオンとなり、フォトカプラ４６が駆動され、ゼロクロス信号Ｓｚｃがローレベルとなる（図５の期間Ｋ２を参照）。

定着駆動回路５０は、ゼロクロス信号Ｓｚｃを基準として、交流電源ＡＣのヒータ３１への通電時間を調整する。定着駆動回路５０は、例えば、図４に示すように、トライアック５２、フォトトライアックカプラ５３および駆動トランジスタ５４等を含む。フォトトライアックカプラ５３は、ゼロクロス信号Ｓｚｃがローレベルとなったことを基準として生成されるトリガ信号Ｓｔｇに応じて、駆動トランジスタ５４によってオンされる。

トライアック５２は、交流電源ＡＣに対して定着リレー（図示省略）と直列に接続され、交流電源ＡＣからヒータ３１への通電時間を調整する。すなわち、フォトトライアックカプラ５３のオンに応じてトライアック５２がオンされ、交流電源ＡＣが所定の通電時間、ヒータ３１に通電される。所定の通電時間は、トリガ信号Ｓｔｇがハイレベルとなったタイミングから、交流電源ＡＣのゼロクロスタイミングまでである（図５参照）。すなわち、ゼロクロス信号Ｓｚｃがローレベルとなったタイミングからトリガ信号Ｓｔｇがハイレベルとなるタイミングまでの時間Ｋ３（図５参照）を可変させて、ヒータ３１による定着部７の温度制御が行われる。
なお、交流電源ＡＣに対するヒータ３１とトライアック５２の位値関係は、図２および図４に示したような、交流電源ＡＣに対してヒータ３１の後段にトライアック５２が設けられるものに限られず、逆に、交流電源ＡＣに対してトライアック５２の後段にヒータ３１が設けられるようにしてもよい。

図２に戻り、電源回路７０は、交流電源ＡＣの交流電圧を整流平滑化し、通常モードにおいて、例えば、＋２４Ｖ、＋３．３Ｖの直流電圧を生成する。

ＡＳＩＣ６０は、インタフェイス（Ｉ／Ｆ）６１、タイマ６２およびメモリ６３を含み、ゼロクロス検出回路４０から入力されるゼロクロス信号Ｓｚｃに基づいて、交流電源ＡＣの交流電圧のゼロクロス点を検出する。そして、ＡＳＩＣ６０は、サーミスタ３２が検出した温度およびゼロクロス信号Ｓｚｃに基づいて、定着部７の通電制御を行う。

タイマ６２は、ゼロクロス点を検出する際等の時間計測に利用される。メモリ６３は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む。ＲＯＭには、ＡＳＩＣ６０が実行する各種プログラムが格納され、ＲＡＭにはプログラムが実行される際の各種データが格納される。

次に、ヒータ３１の電力供給制御について具体的に説明する。電力供給制御は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＡＳＩＣ６０が実行することにより行う。

ＡＳＩＣ６０は、レーザプリンタ１の電源コードが交流電源ＡＣに接続された後、適宜なタイミングで交流電源ＡＣの状態を確認する動作をして、当該交流電源ＡＣに適した、ヒータ３１を立ち上げるときの電力供給モードを設定する。なお、本明細書においてヒータ３１を立ち上げるときとは、ヒータ３１の余熱を行っておらず、かつ、定着部７が所定温度以下の場合にヒータ３１をオンにするときを意味する。
本実施形態において、電力供給モードは、複数の電力供給制御の組合せによりなる。電力供給モードの設定動作を実行するタイミングは、例えば、電源コードを交流電源ＡＣに接続したときであってもよいし、レーザプリンタ１の電源がオンにされたときであってもよいし、電源がオンにされた後、初めて印刷ジョブが入力されたときであってもよい。本実施形態においては、一例として電源がオンにされた後、初めて印刷ジョブが入力されたときに電力供給モードの設定動作を実行することとする。

ＡＳＩＣ６０は、交流電源ＡＣからヒータ３１に交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間ＲＴとを取得し、初期電圧降下量および回復時間ＲＴに基づいて、ヒータ３１を立ち上げるときの電力供給制御を設定する。

初期電圧降下量は、ヒータ３１を停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅ＺＣ_０と、ヒータ３１に連続制御を開始した直後の電源電圧のゼロクロス幅ＺＣ_１とを比較して取得することができる。ゼロクロス幅は、電源電圧の絶対値が所定値以下となる時間であり、上述した図５の期間Ｋ２に示すように、ゼロクロス信号Ｓｚｃがローレベルとなっている時間に相当する。

回復時間ＲＴは、ヒータ３１に連続制御を開始してから、ｍ番目のゼロクロス幅ＺＣ_ｍとｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅ＺＣ_ｍ＋ｎとの差が第２所定値以下となるまでの時間により取得することができる。ＡＳＩＣ６０は、初期電圧降下量と回復時間ＲＴの取得のために、ゼロクロス信号からヒータ３１に交流電圧を供給する前のゼロクロス幅ＺＣ_０と、交流電圧を供給した後の、周期（半波）ごとの複数のゼロクロス幅ＺＣ_１〜ＺＣ_ｋを取得してメモリ６３に記憶する。図６に示すように、電源電圧は、ヒータ停止中においては一定の振幅を有しており、ゼロクロス幅ＺＣ_０も一定値となる。このゼロクロス幅ＺＣ_０を基準値とする。ヒータ３１に電圧を印加した直後には、電源電圧が降下し交流波の振幅が小さくなるので、電圧の変化がなだらかになる結果、ゼロクロス幅ＺＣ_１が基準値に比較して大きくなる。その後、振幅が徐々に回復してくると、振幅の回復に応じてゼロクロス幅ＺＣ_ｍは小さくなり、いずれ基準値と同じになる。なお、図６においては、降圧後の交流電圧に対応するＶｒｅｆを便宜的に示している。

本実施形態では、一例としてｎ＝１とすると、取得した電圧印加後のゼロクロス幅ＺＣ_ｍ＋１とＺＣ_ｍの差が第２所定値以下になったときに初期電圧降下が回復したと判定し、ヒータ３１に電流を流し始めたときからの時間を回復時間ＲＴとして算出する。ＡＳＩＣ６０は、算出した回復時間ＲＴをメモリ６３に記憶させる。

ＡＳＩＣ６０は、ヒータ３１を立ち上げるときにおける交流電圧の通電開始から所定時間経過するまでの第１期間と、前記第１期間の終了後の第２期間に分けて電力供給制御を設定する。第１期間は、ヒータ３１の抵抗加熱体が加熱され、抵抗値が基準抵抗値より大きくなるまでの期間に対応する。抵抗加熱体の抵抗値は温度依存性があり、低温時には抵抗値が小さくなる。そのため、低温時に通電した場合には大きな電流が流れ、高温時よりも電圧降下を発生させる可能性が高くなる。第２期間は、第１期間の終了から定着ローラ２２が定着温度に達して定着が可能になるまでの期間であり、第２期間が終了するとヒータ３１の立ち上げが完了する。

ＡＳＩＣ６０は、初期電圧降下量および回復時間ＲＴに基づいて、第１期間および第２期間における電力供給制御を変更する。具体的には、初期電圧降下量が第１所定値未満である場合には、第１期間において連続制御を実行し、第２期間において波数制御を実行する。このときの波数制御のデューティ比は例えばＤ１である。一方、初期電圧降下量が第１所定値以上である場合には、第１期間において位相制御を実行し、第２期間において回復時間ＲＴが長いほど小さいデューティ比で波数制御を実行する。

例えば、ＡＳＩＣ６０は、図７（ａ）に示すような回復時間ＲＴとデューティ比の関係を示したマップをメモリ６３に記憶しており、回復時間ＲＴからデューティ比を決定する。図７（ａ）のマップにおいては、回復時間ＲＴが所定値ＲＴ１未満の場合には、上限値Ｄ２であり、回復時間ＲＴが所定値ＲＴ１〜ＲＴ２の間では、回復時間ＲＴが大きくなるに従いデューティ比が小さくなり、回復時間ＲＴがＲＴ２より大きい場合には、下限値Ｄ３となっている。図７（ａ）の例では、上限値Ｄ２は、上述したＤ１よりも小さい値としているが、Ｄ１とＤ２は同じであってもよい。

また、ＡＳＩＣ６０は、図７（ｂ）に示すように、初期電圧降下量に相当する値であるＺＣ_１−ＺＣ_０と第１期間の長さの関係のマップをメモリ６３に記憶しており、ＺＣ_１−ＺＣ_０に基づいて第１期間の長さを決定する。図７（ｂ）のマップにおいては、ＺＣ_１−ＺＣ_０（初期電圧降下量）が大きいほど、第１期間が長くなっている。初期電圧降下が大きい場合には第１期間を長くすることで、ヒータ３１の抵抗加熱体の温度を高くした状態で、第２期間における電力供給制御に切り替える。すなわち、初期電圧降下量が大きいほど、ヒータ３１の基準抵抗値が高く設定された状態となり、第１期間が終了する時点でのヒータ３１の温度は高くなる。

また、ＡＳＩＣ６０は、図７（ｃ）に示すように、初期電圧降下量に相当する値であるＺＣ_１−ＺＣ_０と第１期間の位相制御における位相角の関係のマップをメモリ６３に記憶しており、ＺＣ_１−ＺＣ_０に基づいて第１期間における位相角を決定する。図７（ｃ）のマップにおいては、ＺＣ_１−ＺＣ_０（初期電圧降下量）が大きいほど、位相角が小さくなっている。初期電圧降下量が大きい場合には、第１期間において位相角を小さくして、ヒータ３１に大きな電流が流れることによる電圧降下を抑制する。

なお、ＡＳＩＣ６０は、設定した電力供給モード（第１期間における電力供給制御と第２期間における電力供給制御の組合せ）を設定情報としてメモリ６３のＲＡＭに記憶する。そのため、ＡＳＩＣ６０は、レーザプリンタ１の電源プラグが外されたときに設定情報が消去される。そのため、再度、電源プラグが交流電源ＡＣに接続されたときには、設定情報がリセットされる。なお、メモリ６３に記憶させておく設定情報としては、電力供給制御の情報自体ではなく、電力供給制御を設定するための情報、例えば、初期電圧降下量と回復時間ＲＴを記憶させてもよい。また、設定情報は、不揮発性メモリに記憶させておいてもよく、この場合には、電源プラグが交流電源ＡＣに接続されたときの動作として設定情報のリセットを行ってもよいし、ユーザからの指令等、外部からの指令によって設定情報のリセットを行ってもよい。

ここで、ＡＳＩＣ６０による制御の一例を図８、図９のフローチャートを参照して説明する。
図８に示すように、ＡＳＩＣ６０は、印刷ジョブを受信すると（Ｓ１０）、電力供給モードがメモリ６３に記憶されているか否かを判定する（Ｓ１１）。電力供給モードがメモリ６３に記憶されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ２０で電力供給モードの設定をする。

図９に示すように、ＡＳＩＣ６０は、ヒータ３１に電圧印加していない状態においてゼロクロス信号を取得し（Ｓ２１）、ゼロクロス幅ＺＣ_０をメモリ６３に記憶させる（Ｓ２２）。その後、交流電圧を連続して通電する連続制御でヒータ３１を通電し（Ｓ２３）、ゼロクロス信号を取得し（Ｓ２４）、所定期間のゼロクロス幅ＺＣ_１〜ＺＣ_ｋをメモリ６３に記憶させる（Ｓ２５）。そして、初期電圧降下量を示すＺＣ_１−ＺＣ_０が第１の所定値ＴＨ１以上であるかを判定する（Ｓ２６）。ＺＣ_１−ＺＣ_０が第１の所定値ＴＨ１以上でない場合（Ｎｏ）、ＡＳＩＣ６０は、第１期間の電力供給制御として連続制御を設定し、第２期間の電力供給制御としてデューティ比Ｄ１での波数制御を設定する（Ｓ２７、図１０（ａ）参照）。なお、図１０の各図において、ハッチングは、電流を流している期間を示す。

一方、ＺＣ_１−ＺＣ_０が第１の所定値ＴＨ１以上である場合（Ｓ２６，Ｙｅｓ）、ＡＳＩＣ６０は、記憶されているゼロクロス幅ＺＣ_１〜ＺＣ_ｋから回復時間ＲＴを算出し（Ｓ２８）、第１期間の電力供給制御として位相制御を設定し、第２期間の電力供給制御として回復時間ＲＴに応じたデューティ比での波数制御を設定する（Ｓ２９）。例えば、回復時間ＲＴが短い場合には、図１０（ｂ）に示すように、第２期間において３３％デューティでの波数制御を設定し、回復時間ＲＴが長い場合には、図１０（ｃ）に示すように、第２期間において、２５％デューティでの波数制御を設定する。

そして、ＡＳＩＣ６０は、ステップＳ２７またはステップＳ２９の後、設定した電力供給モードをメモリ６３に記憶させる（Ｓ３０）。

図８に戻り、ステップＳ２０において電力供給モードを設定した後、ＡＳＩＣ６０は、設定された電力供給モードでヒータ３１に電力を供給する（Ｓ１２）。また、ステップＳ１１で電力供給モードが記憶されている場合、つまり、設定情報が記憶されている場には合（Ｙｅｓ）、初期電圧降下量および回復時間ＲＴを取得せずに、記憶されている設定情報に基づいて電力供給制御を設定する（Ｓ１２）。そして、ＡＳＩＣ６０は、定着ローラ２２が定着温度に達した後、印刷を開始する（Ｓ１３）。印刷を行う期間においては、ＡＳＩＣ６０は、サーミスタ３２の検知結果に基づき、波数制御のデューティを可変させて定着ローラ２２を定着温度に保つフィードバック制御を行う。さらに、印刷ジョブが終了すれば（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

以上のようにして、本実施形態のレーザプリンタ１によれば、初期電圧降下量と回復時間ＲＴに基づいて、ヒータ３１を立ち上げるときの電力供給制御を設定するので、接続された交流電源の性能や環境が良好でない場合であっても、電圧降下を抑制することができ、レーザプリンタ１や、同じ交流電源に接続された他の機器への影響を抑制することができる。一方で、電源の性能や環境が良好な場合には、連続制御によりヒータ３１を立ち上げて、迅速に画像形成を開始することができる。すなわち、レーザプリンタ１が使用される環境に応じた適切な制御によってヒータ３１に電力を供給することができる。

また、レーザプリンタ１は、第１期間と第２期間に分けて電力供給制御を設定することで、ヒータ３１の温度状態に合わせた適切な制御を実行することができる。さらに、レーザプリンタ１は、初期電圧降下量が第１所定値未満である場合には、第２期間において回復時間ＲＴが長いほど小さいデューティ比で波数制御を実行するので、電源の能力に合わせた出力でヒータ３１に通電し、レーザプリンタ１や他の機器への影響を抑制するとともに、ヒータ３１を迅速に立ち上げることができる。

また、レーザプリンタ１は、初期電圧降下量が大きいほど、第１期間を長くし、また、位相制御で電圧印加する位相角を小さくするので、電源の能力に合わせた出力でヒータ３１に通電し、レーザプリンタ１や他の機器への影響を抑制するとともに、ヒータ３１を迅速に立ち上げることができる。

以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。

例えば、画像形成装置の制御部は、第１期間において、位相制御で電圧印加する位相角を第１期間の開始時よりも大きくするように構成されていてもよい。例えば、図１０（ｄ）に示すように、第１期間において、位相制御の位相角を徐々に大きくすることができる。このようにすることにより、位相制御の初期において小さな電力を供給することで電源電圧の電圧降下を抑制するとともに、ヒータ３１の温度上昇に応じて位相角を大きくすることで迅速にヒータ３１を立ち上げることができる。

また、この変形例において、位相角は連続的に大きくしていくだけでなく、段階的に大きくしてもよいし、第１期間において一度のみ大きくしてもよい。

また、前記実施形態においては、回復時間ＲＴは時間として管理していたが、時間と等価な値で管理することができることは当然である。例えば、時間と交流電圧の波数とは等価であるので、波数によって回復時間ＲＴを管理することもできる。

前記実施形態においては、画像形成装置の一例としてモノクロのレーザプリンタを例示したが、画像形成装置はカラーの画像形成装置であってもよいし、ＬＥＤにより露光するものであってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。また、シートは、用紙に限らず、ＯＨＰシートなど、他のシートであってもよい。さらに、ヒータ３１の熱をシートに伝える形態は、ローラを用いるものに限らず、ベルトを用いることもできる。

１レーザプリンタ
５用紙
６プロセス部
７定着部
１３現像カートリッジ
２２定着ローラ
２３加圧ローラ
２５回路基板
３０加熱装置
３１ヒータ
４０ゼロクロス検出回路
５０定着駆動回路
６０ＡＳＩＣ
７０電源回路
ＡＣ交流電源

Claims

シートに現像剤像を形成するプロセス部と、
交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータにより前記シートを加熱して前記現像剤像を前記シートに定着させる定着部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得し、前記初期電圧降下量および前記回復時間に基づいて、前記ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することを特徴とする画像形成装置。
前記制御部は、
前記ヒータを立ち上げるときにおける交流電圧の通電開始から所定時間経過するまでの第１期間と、前記第１期間の終了後の第２期間に分けて前記電力供給制御を設定し、
前記初期電圧降下量および前記回復時間に基づいて、前記第１期間および前記第２期間における電力供給制御を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御部は、
前記初期電圧降下量が第１所定値未満である場合には、前記第１期間において前記連続制御を実行し、前記第２期間において波数制御を実行し、
前記初期電圧降下量が前記第１所定値以上である場合には、前記第１期間において位相制御を実行し、前記第２期間において前記回復時間が長いほど小さいデューティ比で波数制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記初期電圧降下量が大きいほど、前記第１期間を長くすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記初期電圧降下量が大きいほど、前記第１期間における位相制御で電圧印加する位相角を小さくすることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記第１期間において、位相制御で電圧印加する位相角を前記第１期間の開始時よりも大きくすることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、設定した前記電力供給制御の情報または前記電力供給制御を設定するための情報である設定情報を記憶する記憶部を有し、前記ヒータを立ち上げるときに当該設定情報が記憶されている場合には、前記初期電圧降下量および前記回復時間を取得せずに、当該記憶されている前記設定情報に基づいて電力供給制御を実行することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、画像形成装置が電源に接続された場合に、前記記憶部に記憶されていた前記設定情報をリセットすることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、前記ヒータに前記連続制御を開始した直後の前記電源電圧のゼロクロス幅とを比較して前記初期電圧降下量を取得することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御部は、前記ヒータに前記連続制御を開始してから、ｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が第２所定値以下となるまでの時間を前記回復時間として取得することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
シートに現像剤像を形成するプロセス部と、
交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータにより前記シートを加熱して前記現像剤像を前記シートに定着させる定着部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、
前記ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始した直後のゼロクロス幅と、
前記ヒータに前記連続制御を開始してからｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が所定値以下となるまでの時間と、
に基づいて前記ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することを特徴とする画像形成装置。
シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータにより前記シートを加熱して前記現像剤像を前記シートに定着させる定着部とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始して、交流電圧の最初の周期における初期電圧降下量と、初期電圧降下が回復するまでの時間である回復時間とを取得し、前記初期電圧降下量および前記回復時間に基づいて、前記ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
シートに現像剤像を形成するプロセス部と、交流電圧が入力されるヒータを有し、当該ヒータにより前記シートを加熱して前記現像剤像を前記シートに定着させる定着部とを備える画像形成装置の制御方法であって、
前記ヒータを停止しているときの電源電圧のゼロクロス幅と、前記ヒータに、交流電圧を連続して通電する連続制御を開始した直後のゼロクロス幅と、前記ヒータに前記連続制御を開始してからｍ番目のゼロクロス幅とｍ＋ｎ番目のゼロクロス幅との差が所定値以下となるまでの時間とに基づいて前記ヒータを立ち上げるときの電力供給制御を設定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。