JP2019135527A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱部の熱がシートによって奪われたときに、加熱部が定着温度になるようにヒータへ通電した場合でも、突入電流による電圧降下を抑制することを目的とする。【解決手段】制御部１００は、印刷指令を受信したときに、加熱部２２が定着温度になるようにヒータ３１への通電を制御する通電処理と、シート供給部（ピックアップローラ４１）によってシートＳを供給する供給処理とを実行可能であり、印刷指令を受信したときに、加熱部２２の温度が定着温度以上の第１温度より高く、かつ、ヒータ３１のインピーダンスが所定値以下であると判断した場合には、ヒータ３１への通電を停止した状態で、加熱部２２の温度が定着温度以下の第２温度に低下するまで供給処理を待機する待機処理を実行し、待機処理を実行した後に、通電処理および供給処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、シートを加熱する加熱部と、加熱部を加熱するヒータとを備えた画像形成装置に関する。

従来、シートを加熱する加熱部である加熱ローラと、加熱ローラ内に配置されるヒータと、シートを加熱ローラに向けて供給する搬送ユニットと、制御部とを備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。
この技術では、加熱ローラが高温の状態で印字指令を受けた場合に、加熱ローラが低温である場合と比較して短い待ち時間で記録シートの搬送を開始する構成となっている。

一方、定着器に用いられるヒータは、ヒータ自体の温度が低い場合に抵抗値が低くなり、抵抗値が低い状態のヒータに通電すると大きな電流が流れることが知られている（特許文献２参照）。

特開２０１１−２３２５３１号公報 特開２００７−３２８１６４号公報

特許文献１の技術の場合、印刷制御を行った後、ヒータへの通電を停止しても、定着ユニットはしばらくの間定着温度以上の状態となっている。このような状況において、制御部は、次の印刷指令を受けると、シートの供給を開始する。その後、シートが加熱部に到達して、加熱部の熱がシートで奪われると、加熱部の温度が下がり、制御部が、ヒータへの通電を開始する。しかしながら、この際、ヒータの温度が下がっている場合には、特許文献２のようにヒータのインピーダンスが低い状態となっており、通電を開始したときに大きな電流が流れることで、突入電流による電圧降下などが生じる場合がある。

そこで、本発明は、加熱部の熱がシートによって奪われたときに、加熱部が定着温度になるようにヒータへ通電した場合でも、突入電流による電圧降下を抑制することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、シートに現像剤像を形成する現像剤像形成部と、シートを加熱して現像剤像を定着させる加熱部と、前記加熱部を加熱するヒータと、シートを前記加熱部に向けて供給するシート供給部と、制御部と、を備える。
前記制御部は、印刷指令を受信したときに、前記加熱部が定着温度になるように前記ヒータへの通電を制御する通電処理と、前記シート供給部によってシートを供給する供給処理とを実行可能であり、印刷指令を受信したときに、前記加熱部の温度が前記定着温度以上の第１温度より高く、かつ、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断した場合には、前記ヒータへの通電を停止した状態で、前記加熱部の温度が前記定着温度以下の第２温度に低下するまで前記供給処理を待機する待機処理を実行し、前記待機処理を実行した後に、前記通電処理および前記供給処理を実行する。

この構成によれば、加熱部の温度が第１温度より高く、かつ、ヒータのインピーダンスが所定値以下であるときに印刷指令を受けた場合には、加熱部の温度が第２温度になるまで供給処理を待機させるので、例えば加熱部の温度低下を待たずに供給処理を行う場合と比べ、シートが加熱部に到達するタイミングを遅らせることができる。これにより、シートが加熱部に到達するまでの間にヒータの温度を上昇させることができるので、ヒータのインピーダンスを所定値より高くすることができ、加熱部の熱がシートによって奪われたときに、加熱部が定着温度になるようにヒータへの通電した場合でも、突入電流による電圧降下を抑制することができる。

また、前記制御部は、前記加熱部が前記定着温度になったときに、前記供給処理を開始してもよい。

また、前記制御部は、前記待機処理において、前記加熱部をシートを搬送可能な駆動状態としてもよい。

これによれば、待機処理において加熱部が駆動状態となっているので、加熱部の温度を迅速に低下させることができる。

また、前記制御部は、前記待機処理を実行した後に前記通電処理を実行する場合には、当該通電処理の開始から所定期間の間、デューティ比を所定の値未満に制限して通電を行う第１通電処理を実行し、前記所定期間の経過後に、前記加熱部の温度が前記定着温度となるように通電を制御する第２通電処理を実行してもよい。

これによれば、通電処理の開始から所定期間の間、デューティ比を所定の値未満に制限して通電を行うので、低インピーダンスの際に生じる、突入電流による電圧降下を抑えることができる。

また、前記制御部は、前記第１通電処理において、位相制御を実行してもよい。

これによれば、位相制御によってピーク電流が制限されるので、低インピーダンスの際に生じる、突入電流による電圧降下を良好に抑えることができる。

また、前記制御部は、前記通電処理において、前記加熱部の温度が前記定着温度以上である場合には、通電を停止してもよい。

また、前記第１温度は、前記定着温度であってもよい。

また、前記画像形成装置は、前記加熱部の温度を検出する温度検出部を備え、前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記加熱部の温度を取得してもよい。

また、前記制御部は、前回の印刷指令における前記通電処理を終了してからの経過時間が所定時間以上である場合に、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断してもよい。

これによれば、ヒータの温度を検出する温度センサなどを設けることなく、ヒータのインピーダンスの低下を予測することができる。

また、前記制御部は、前回の印刷指令における前記通電処理の終了時における通電のデューティ比が高いほど、前記所定時間を長い時間に設定してもよい。

これによれば、前回の印刷指令における通電処理の終了時における通電のデューティ比が高い場合には、ヒータの温度が下がるまでに時間がかかるので、所定時間を長い時間に設定することで、ヒータのインピーダンスの低下をより正確に予測することができる。

また、前記制御部は、電源への負荷を軽減するか否かを設定する設定処理を実行可能であり、電源への負荷を軽減する設定がされている状態で印刷指令を受信したときに、前記加熱部の温度が第１温度以上、かつ、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断した場合には、前記待機処理を実行した後に、前記通電処理および前記供給処理を実行し、電源への負荷を軽減する設定がされていない状態で印刷指令を受信したときには、前記待機処理を実行せずに、前記通電処理および前記供給処理を実行してもよい。

これによれば、電源への負荷を軽減する設定がされている状態で、加熱部の温度が第１温度以上、かつ、ヒータのインピーダンスが所定値以下であるときに印刷指令を受けた場合には、加熱部の温度が第２温度になるまで供給処理を待機させるので、加熱部の熱がシートによって奪われて定着不良となるのを抑えることができる。

本発明によれば、加熱部の熱がシートによって奪われることによって生じる定着不良を抑えることができる。

一実施形態に係るレーザプリンタの断面図である。 制御部の構成を示すブロック図である。 フィラメントの抵抗値と経過時間との関係を示すグラフである。 位相制御の通電パターンを示す図（ａ）と、波数制御の通電パターンを示す図（ｂ）である。 制御部によるヒータへの通電の制御を示すフローチャートである。 インピーダンス判定処理を示すフローチャートである。 制御部によるピックアップローラの駆動・停止の制御を示すフローチャートである。 制御部の動作の一例を示すタイムチャートである。 制御部によるヒータへの通電の制御の変形例を示すフローチャートである。 制御部によるピックアップローラの駆動・停止の制御の変形例を示すフローチャートである。

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。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、シートＳに画像を形成する画像形成装置の一例であり、本体ケーシング２内に、供給トレイ３と、シート搬送部４と、現像剤像形成部の一例としてのプロセス部６と、定着部７と、制御部１００とを備えて構成されている。本体ケーシング２の上面には、情報の表示と入力が可能なインターフェースＩＦが設けられている。

シート搬送部４は、シート供給部の一例としてのピックアップローラ４１と、分離ローラ４２と、分離パッド４３と、レジストレーションローラ４４とを備えている。シート搬送部４は、ピックアップローラ４１によって供給トレイ３内のシートＳを分離ローラ４２に向けて供給し、分離ローラ４２と分離パッド４３との間でシートＳを１枚に分離する。詳しくは、ピックアップローラ４１は、供給トレイ３内のシートＳに接触して停止した状態から、回転を開始することで供給トレイ３内のシートＳを送り出す。レジストレーションローラ４４は、シートＳの先端の位置を揃えた後、プロセス部６に向けてシートＳを搬送する。詳しくは、レジストレーションローラ４４は、搬送されてきたシートＳに対して停止した状態で接触してシートＳの先端の位置を揃え、回転を開始することでシートＳを送り出す。シート搬送部４によって送り出されたシートＳは、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、シートＳ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に現像剤を供給する供給ローラ１５とを備えている。現像カートリッジ１３内には、乾式トナーである現像剤が収容されている。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内の現像剤は、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から現像剤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、シートＳ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、シートＳに転写される。

定着部７は、プロセス部６に対してシートＳの搬送方向の下流側に配置されている。定着部７は、シートＳを加熱して現像剤像をシートＳに定着させる加熱部２２と、加熱部２２に押し付けられる加圧部２３を備えてなる。加熱部２２は、円筒状の加熱ローラであり、金属等からなっている。加熱部２２の内部には、加熱部２２を加熱するヒータ３１が設けられている。ヒータ３１としては、抵抗体であるフィラメントを有し、輻射熱によって加熱部２２を加熱するハロゲンランプを採用することができる。加圧部２３は、表面に弾性層を有する加圧ローラである。定着部７は、加熱部２２と加圧部２３の間でシートＳを挟持しながらヒータ３１によりシートＳを加熱して現像剤像をシートＳに定着させる。

また、定着部７は、加熱部２２の温度を検出する温度検出部３２を備える。温度検出部３２は、加熱部２２の表面と非接触で対向している。温度検出部３２で検出された温度は、制御部１００に出力される。制御部１００は、温度検出部３２の検出結果に基づいて加熱部２２の温度を取得する。

図２に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ヒータコントローラ１０１、スイッチング回路５０を備えており、外部のコンピュータから出力されてくる印刷指令と、温度検出部３２から出力されてくる情報と、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。ヒータコントローラ１０１は、温度検出部３２の検出結果と、ＣＰＵから指令される目標温度とに基づいて、加熱部２２が目標温度になるようにフィードバック制御を行い、スイッチング回路５０の通電のデューティ比を制御する。スイッチング回路５０は、レーザプリンタ１の外部の交流電源４０に接続され、ヒータコントローラ１０１によってヒータ３１への通電状態と非通電状態を切り替える。ここで、単位時間にヒータ３１に通電された電力量の、１００％通電状態のときの電力量に対する比率をデューティ比とする。

制御部１００は、印刷指令を受信したときに、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であるか否かを判断するインピーダンス判定処理と、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上の第１温度Ｔ１より高いか否かを判断する温度判定処理と、加熱部２２が定着温度ＴＨになるようにヒータ３１への通電を制御する通電処理と、ピックアップローラ４１によってシートＳを供給する供給処理と、を実行可能となっている。定着温度ＴＨは、シートＳに現像剤像を定着させるときの加熱部２２の温度である。

制御部１００は、インピーダンス判定処理において、前回の印刷指令における通電処理を終了してからの経過時間ＴＭが所定時間ＴＭ１以上である場合に、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であると判断している。また、制御部１００は、インピーダンス判定処理において、前回の印刷指令における通電処理の終了時における通電のデューティ比が高いほど、所定時間ＴＭ１を長い時間に設定している。なお、以下の説明では、「前回の印刷指令における通電処理の終了時におけるデューティ比」を、「終了時デューティ比Ｄ」とも称する。ここで、インピーダンスの所定値Ｒａは、デューティ比１００％でヒータ３１に通電した場合でも、電圧降下が許容値となる値に設定される。所定値Ｒａの値は、実験、もしくは電源環境に応じて設定される。

終了時デューティ比Ｄは、通電処理の終了の際にフィラメントに流している電流値に対応している。そのため、終了時デューティ比Ｄが大きいほど、通電処理の終了の際のフィラメントの温度が高くなっているものと推測することができる。

また、前回の印刷指令における通電処理を終了してからの経過時間ＴＭは、前回の印刷指令における通電処理を終了してからフィラメントの温度がどのくらい下がったかを知るための指標となる。そのため、経過時間ＴＭが長いほど、今回の印刷指令における通電処理開始時のフィラメントの温度が低くなっているものと推測することができる。

なお、ヒータ３１が有するフィラメントのインピーダンスは、フィラメントの温度が低いほど低くなる。そのため、前述の記載を言い換えると、終了時デューティ比Ｄが大きいほど、通電処理終了時のフィラメントのインピーダンスが高く、経過時間ＴＭが長いほど、通電処理開始時のフィラメントのインピーダンスが低くなると推測することができる。フィラメントのインピーダンスが低い状態で、大きなデューティ比で通電を行うと、フィラメントに過剰電流が流れ、交流電源４０の電圧降下などを引起す場合がある。

図３は、フィラメントのインピーダンス（抵抗値）と経過時間ＴＭとの関係を示すグラフである。このグラフより、経過時間ＴＭが長いほど、フィラメントのインピーダンスが低くなっていくことが分かる。

制御部１００は、通電処理において、デューティ比を所定の値未満に制限して通電を行う第１通電処理と、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨとなるように通電を制御する第２通電処理とを実行可能となっている。制御部１００は、第１通電処理において、デューティ比を所定の値として５０％未満に制限するために、図４（ａ）に示すような第１通電パターンＰ１による位相制御を実行する。図４には、スイッチング回路５０からヒータ３１に印加される電圧を示しており、斜線部分が通電状態に対応する。

ここで、第１通電パターンＰ１は、１つの正弦波に対して、位相制御における点弧角を９０°より大きい位相角、および２７０°より大きい位相角に設定することで、正弦波のピーク値を外して通電するパターンである。図４（ａ）に例示した第１通電パターンＰ１のデューティ比は、一例として約２０％程度である。第１通電パターンＰ１のデューティ比は５０％未満の範囲となる。

制御部１００は、第２通電処理において、図４（ｂ）に示すような第２通電パターンＰ２による波数制御を実行する。詳しくは、制御部１００は、第２通電処理において、目標温度である定着温度ＴＨと加熱部２２の温度との偏差が小さいほど、デューティ比が小さくなるようにデューティ比を設定し、設定したデューティ比に基づいて第２通電パターンＰ２を設定する。

ここで、第２通電パターンＰ２は、所定数の正弦波に対応したパターンをいう。第２通電パターンＰ２は、正弦波のうち半波に対応した部分において通電状態と非通電状態とする割合を制御するパターンである。図４（ｂ）に例示した第２通電パターンＰ２のデューティ比は、一例として５０％である。第２通電パターンＰ２のデューティ比は制限されず、最大値は１００％となる。

制御部１００は、インピーダンス判定処理においてインピーダンスが所定値Ｒａ以下であると判断した場合には、通電処理の開始から所定期間の間、第１通電処理を実行し、所定期間の経過後に第２通電処理を実行する。また、制御部１００は、インピーダンス判定処理においてインピーダンスが所定値Ｒａよりも大きいと判断した場合には、通電処理の開始から第２通電処理を実行する。

制御部１００は、第１通電処理および第２通電処理のどちらにおいても、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上である場合には、通電を停止する機能を有している。

制御部１００は、印刷指令を受信したときに、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上の第１温度Ｔ１より高く、かつ、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であると判断した場合には、ヒータ３１への通電を停止した状態で、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以下の第２温度Ｔ２に低下するまで供給処理を待機する待機処理を実行する機能を有している。言い換えると、制御部１００は、待機処理において、加熱部２２の温度が第２温度Ｔ２に低下するまで、通電処理（詳しくは、第１通電処理）および供給処理を待機させている。そして、制御部１００は、待機処理を実行した後に、通電処理（詳しくは、第１通電処理）および供給処理を実行する。

制御部１００は、加熱部２２の温度が第３温度Ｔ３になったときに、供給処理を開始する機能を有している。制御部１００は、待機処理の実行中においては、加熱部２２の温度が第３温度Ｔ３以上であっても供給処理を開始させずに、待機させている。

ここで、本実施形態では、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２、第３温度Ｔ３をいずれも定着温度ＴＨに設定することとする。なお、第１温度Ｔ１は、定着温度ＴＨよりも高い温度であってもよい。また、第２温度Ｔ２は、定着温度ＴＨよりも低い温度であってもよい。また、第３温度Ｔ３は定着温度ＴＨよりも低い温度であってもよい。

また、制御部１００は、待機処理において、加熱部２２を、シートＳを搬送可能な駆動状態とする機能を有している。詳しくは、制御部１００は、待機処理において、加熱部２２を回転させている。

次に、制御部１００の動作について詳細に説明する。
制御部１００は、ヒータ３１への通電の制御を図５に示すフローチャートに従って実行するとともに、ピックアップローラ４１の駆動・停止の制御を図７に示すフローチャートに従って実行する。

図５に示す制御において、制御部１００は、まず、印刷指令を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。ステップＳ１において印刷指令を受信していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、本制御を終了する。

ステップＳ１において印刷指令を受信したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であるかを判断するためのインピーダンス判定処理を実行する（Ｓ２）。制御部１００は、インピーダンス判定処理において、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であると判断した場合には、インピーダンスが所定値Ｒａ以下であることを示すフラグＦｉを１に設定する。なお、インピーダンス判定処理の詳細については、後述する。

ステップＳ２の後、制御部１００は、フラグＦｉが１であるか否かを判断する（Ｓ３）。ステップＳ３においてＦｉ＝１である場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、加熱部２２の温度である検出温度Ｔｓが第１温度Ｔ１より高いか否かを判断する（Ｓ４）。

ステップＳ４においてＴｓ＞Ｔ１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、所定の単位時間間隔で検出温度Ｔｓが第２温度Ｔ２以下であるか否かを判断する待機処理を実行する（Ｓ５）。つまり、制御部１００は、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下で、かつ、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上の第１温度Ｔ１より高いと判断した場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ→Ｓ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ５において、検出温度Ｔｓが第２温度Ｔ２以下に下がるまで、第１通電処理（Ｓ６）を待機させている。

ステップＳ５においてＴｓ≦Ｔ２であると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１００は、第１通電処理を所定期間の間実行する（Ｓ６）。また、制御部１００は、ステップＳ４においてＴｓ≦Ｔ１であると判断した場合には（Ｎｏ）、待機処理（Ｓ５）を実行せずに、第１通電処理を所定期間の間実行する（Ｓ６）。

ステップＳ６の後、制御部１００は、第２通電処理を開始する（Ｓ７）。また、制御部１００は、ステップＳ３においてＦｉ＝０、つまりインピーダンスが所定値Ｒａよりも高いと判断した場合には（Ｎｏ）、第１通電処理（Ｓ６）を実行せずに、第２通電処理を開始する（Ｓ７）。

ステップＳ７の後、制御部１００は、印刷が終了したか否かを判断する（Ｓ８）。ステップＳ８において印刷が終了していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ７の処理に戻って、第２通電処理の実行を継続する。

ステップＳ８において印刷が終了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、第２通電処理を終了する（Ｓ９）。ステップＳ９の後、制御部１００は、第２通電処理の終了時におけるデューティ比である終了時デューティ比Ｄと、第２通電処理の終了時の時刻とを、ＲＡＭ等の記憶部に記憶させて（Ｓ１０）、本制御を終了する。

図６に示すように、制御部１００は、インピーダンス判定処理において、まず、前回の印刷指令における通電処理を終了してからの経過時間ＴＭを、記憶部に記憶した終了時の時刻に基づいて算出する（Ｓ２１）。ステップＳ２１の後、制御部１００は、記憶部に記憶した終了時デューティ比Ｄに応じて所定時間ＴＭ１を補正する（Ｓ２２）。詳しくは、ステップＳ２２において、制御部１００は、終了時デューティ比Ｄが高いほど、所定時間ＴＭ１を長い時間に設定する。

ステップＳ２２の後、制御部１００は、経過時間ＴＭが所定時間ＴＭ１以上であるか否かを判断する（Ｓ２３）。ステップＳ２３においてＴＭ≧ＴＭ１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であることを示すフラグＦｉを１に設定して（Ｓ２４）、本制御を終了する。また、ステップＳ２３においてＴＭ≧ＴＭ１でないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、フラグＦｉを０に設定して（Ｓ２５）、本制御を終了する。

図７に示す制御において、制御部１００は、まず、印刷指令を受信したか否かを判断する（Ｓ３１）。ステップＳ３１において印刷指令を受信していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、本制御を終了する。

ステップＳ３１において印刷指令を受信したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、前述したインピーダンス判定（Ｓ２）と同様のインピーダンス判定を実行する（Ｓ３２）。ステップＳ３２の後、制御部１００は、フラグＦｉが１であるか否かを判断する（Ｓ３３）。ステップＳ３３においてＦｉ＝１である場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、加熱部２２の温度である検出温度Ｔｓが第１温度Ｔ１より高いか否かを判断する（Ｓ３４）。

ステップＳ３４においてＴｓ＞Ｔ１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、第１通電処理が終了したか否かを判断する（Ｓ３５）。つまり、制御部１００は、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下で、かつ、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上の第１温度Ｔ１より高いと判断した場合には（Ｓ３３：Ｙｅｓ→Ｓ３４：Ｙｅｓ）、ステップＳ３５において、前述した待機処理（Ｓ５）と、その後の第１通電処理（Ｓ６）が終了するまで、供給処理（Ｓ３６，Ｓ３７）を待機させている。

ステップＳ３５において第１通電処理が終了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、検出温度Ｔｓが第３温度Ｔ３以上であるか否かを判断することで、供給処理の開始条件が揃ったか否かを判断する（Ｓ３６）。また、制御部１００は、ステップＳ３３においてＦｉ＝１でないと判断した場合（Ｎｏ）、または、ステップＳ３４においてＴｓ＞Ｔ１でないと判断した場合には（Ｎｏ）、供給処理の開始を待機させる処理（Ｓ３５）を実行することなく、供給処理の開始条件が揃ったか否かを判断する（Ｓ３６）。

ステップＳ３６においてＴｓ≧Ｔ３であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、ピックアップローラ４１を駆動してシートＳを１枚供給する（Ｓ３７）。ステップＳ３７の後、制御部１００は、印刷が終了したか否かを判断する（Ｓ３８）。

ステップＳ３８において印刷が終了していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、ステップＳ３７に戻って、２枚目以降のシートＳを所定のタイミングで供給する。詳しくは、２枚目以降のシートＳは、シートＳ同士の間隔が所定間隔となるように、シートＳを前回供給してから所定の時間の経過後に今回のシートＳが供給されるような、予め設定されたタイミングで供給される。

ステップＳ３８において印刷が終了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、本制御を終了する。

次に、制御部１００の動作の一例について、図８を参照して説明する。
図８に示すように、時刻ｔ１において、前回の印刷指令における通電処理が終了すると、ヒータ３１の温度が徐々に下がっていくのに対し、ヒータ３１からの放熱によって加熱部２２の温度が定着温度ＴＨよりも高くなることがある。そして、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨよりも高く、かつ、ヒータ３１の温度が低くなっている状況において印刷指令が出力されると（時刻ｔ２）、従来のような待機処理を行わずに通電処理および供給処理を実行する形態では、以下に示す問題が生じる。

図に２点鎖線で示す比較例では、時刻ｔ２において印刷指令を受けると、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以上であることから、通電を停止した状態にしたまま、供給処理を実行する。供給処理によって搬送されるシートＳが加熱部２２に到達すると（時刻ｔ３）、加熱部２２の熱がシートＳに奪われて、加熱部２２の温度が下がる。ここで、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間間隔は、ピックアップローラ４１によってシートＳを送り出してからシートＳが加熱部２２に到達するまでの時間である。

加熱部２２の温度が定着温度ＴＨよりも低くなると、通電処理が開始される（時刻ｔ４）。このとき、ヒータ３１のインピーダンスが低い状態となっている場合には、加熱部２２を定着温度ＴＨに回復させるために通電すると、高いデューティ比で通電した場合に電圧降下を生じるおそれがある。

これに対し、図に実線で示す本実施形態では、時刻ｔ２において印刷指令を受けたときに、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下（経過時間ＴＭ≧ＴＭ１）で、かつ、加熱部２２の温度が第１温度Ｔ１、つまり定着温度ＴＨより高いと判断した場合には、制御部１００は、加熱部２２の温度が第２温度Ｔ２、つまり定着温度ＴＨ以下になるまで通電処理および供給処理を待機する待機処理を実行する。加熱部２２の温度が定着温度ＴＨ以下になると、制御部１００は、第１通電処理を開始する（時刻ｔ５）。

第１通電処理を実行した後（時刻ｔ６）、制御部１００は、第２通電処理を開始するとともに、供給処理の開始条件の判定を行う。その後、加熱部２２の温度が第３温度Ｔ３以上になると、制御部１００は、供給処理を開始する（時刻ｔ７）。このように供給処理を遅らせることで、供給処理の開始から所定の時間の経過後に、シートＳが加熱部２２に到達したときには（時刻ｔ８）、ヒータ３１の温度が十分高い温度まで上がっているため、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａより高くなっている。このため、加熱部２２の熱がシートＳで奪われたときに、定着温度に回復させるために通電した場合でも、突入電流による電圧降下を抑制することができる。

以上、本実施形態によれば、前述した効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
待機処理において加熱部２２を駆動状態としたので、加熱部２２の熱を加圧部２３移すことができ、待機処理において加熱部２２の温度を迅速に低下させることができる。

通電処理の開始から所定期間の間、デューティ比を所定の値未満に制限して通電を行うので、インピーダンスが所定値Ｒａ以下と低い場合に生じる、突入電流による電圧降下を抑えることができる。

第１通電処理において位相制御を実行することで、第１通電処理においてピーク電流を制限することができるので、インピーダンスが所定値Ｒａ以下と低い場合に生じる、突入電流による電圧降下を良好に抑えることができる。

前回の印刷指令における通電処理を終了してからの経過時間ＴＭが所定時間ＴＭ１以上である場合に、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であると判断したので、ヒータ３１の温度を検出する温度センサなどを設けることなく、ヒータ３１のインピーダンスの低下を予測することができる。

前回の印刷指令における通電処理の終了時における通電のデューティ比が高い場合には、ヒータ３１の温度が下がるまでに時間がかかるので、所定時間ＴＭ１を長い時間に設定することで、ヒータ３１のインピーダンスの低下をより正確に予測することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材や処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。

前記実施形態では、インピーダンス判定処理および温度判定処理を常時行うこととしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、交流電源４０への負荷を軽減するか否かの設定に基づいてインピーダンス判定処理および温度判定処理を実行しないように構成してもよい。

ここで、レーザプリンタ１は、電源環境の異なる様々な地域で使用される。レーザプリンタ１が電源容量の大きな第１電源に接続される場合には、インピーダンスが所定値Ｒａ以下になって、第１電源に大きな負荷が加わっても、電圧降下が許容値以内であり、第１電源の使用にはさほど影響はない。これに対し、レーザプリンタ１が第１電源よりも電源容量の小さな第２電源に接続される場合には、インピーダンスが所定値Ｒａ以下になると、第２電源に大きな負荷が加わると、電圧降下が許容値を超える場合や、第２電源が使用できなくなる場合がある。

そこで、交流電源４０への負荷を軽減するか否かを選択するための設定部を設けて、レーザプリンタ１を第２電源に接続した場合に、交流電源４０への負荷を軽減することを設定可能にしてもよい。設定部は、インターフェースＩＦなどから設定内容が操作可能とすることができる。この場合、制御部１００は、設定部による設定に基づいて、電源への負荷を軽減するか否かを設定する設定処理を実行する。また、制御部１００は、図９および図１０に示すフローチャートに従って、ヒータ３１への通電やピックアップローラ４１の駆動・停止の制御を行う。

図９のフローチャートは、前述した図５のフローチャートと略同様のフローチャートであり、ステップＳ１とステップＳ２の間に、新たなステップＳ５１が設けられている。ステップＳ５１では、制御部１００は、交流電源４０への負荷を軽減する設定（以下、負荷軽減設定）がされているか否かを判断する。ステップＳ５１において負荷軽減設定がされていると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、インピーダンス判定処理を実行する（Ｓ２）。ステップＳ５１において負荷軽減設定がされていないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、インピーダンス判定処理、温度判定処理、待機処理および第１通電処理（Ｓ２〜Ｓ６）を実行せずに、第２通電処理を実行する（Ｓ７）。

図１０のフローチャートは、前述した図７のフローチャートと略同様のフローチャートであり、ステップＳ３１とステップＳ３２の間に、新たなステップＳ６１が設けられている。ステップＳ６１では、制御部１００は、負荷軽減設定がされているか否かを判断する。ステップＳ６１において負荷軽減設定がされていると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部１００は、インピーダンス判定処理を実行する（Ｓ３２）。ステップＳ６１において負荷軽減設定がされていないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部１００は、インピーダンス判定処理、温度判定処理および待機処理（Ｓ３２〜Ｓ３５）を実行せずに、供給処理を実行する（Ｓ３６〜Ｓ３８）。

この形態では、制御部１００は、交流電源４０への負荷を軽減する設定がされている状態で印刷指令を受信したときには、図９の制御におけるステップＳ１，Ｓ５１の両方でＹｅｓと判断して、インピーダンス判定処理を実行するとともに（Ｓ２）、図１０の制御においてもステップＳ３１，Ｓ６１の両方でＹｅｓと判断して、インピーダンス判定処理を実行する（Ｓ３２）。その後、制御部１００は、図９のステップＳ２〜Ｓ４の処理において、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下、かつ、加熱部２２の温度が第１温度Ｔ１より高いと判断した場合には、制御部１００は、待機処理（Ｓ５）を実行した後に、通電処理を実行する。また、この場合、制御部１００は、図１０のステップＳ３２〜Ｓ３４の処理においても、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下、かつ、加熱部２２の温度が第１温度Ｔ１より高いと判断するので、待機処理（Ｓ３５）を実行した後に、供給処理（Ｓ３６〜Ｓ３８）を実行する。

交流電源４０への負荷を軽減する設定がされていない状態で印刷指令を受信したときには、制御部１００は、図９のステップＳ５１でＮｏと判断することで、インピーダンス判定処理、温度判定処理、待機処理および第１通電処理（Ｓ２〜Ｓ６）を実行せずに、第２通電処理を実行する（Ｓ７）。また、この場合、制御部１００は、図１０のステップＳ６１でもＮｏと判断するので、インピーダンス判定処理、温度判定処理および待機処理（Ｓ３２〜Ｓ３５）を実行せずに、供給処理を実行する（Ｓ３６〜Ｓ３８）。

以上、この形態によれば、交流電源４０への負荷を軽減する設定がされている状態で、加熱部２２の温度が第１温度Ｔ１より高く、かつ、ヒータ３１のインピーダンスが所定値Ｒａ以下であるときに印刷指令を受けた場合には、加熱部２２の温度が第２温度Ｔ２になるまで（詳しくは加熱部２２の温度が第２温度Ｔ２になった後に行われる第１通電処理が終了するまで）、供給処理を待機させるので、加熱部２２の熱がシートＳによって奪われて定着不良となるのを抑えることができる。

なお、この形態では、設定部によって交流電源４０への負荷を軽減する設定を行うこととしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レーザプリンタを電源に接続したときに、制御部が、電源の性能を判別し、判別した電源に対して負荷を軽減するか否かの設定を制御部自体で判断して行うようにしてもよい。

前記実施形態では、シート供給部としてピックアップローラ４１を例示したが、本発明はこれに限定されず、シート供給部は、シートＳの停止と搬送を制御部１００によって切り替えることができるものであればよい。例えば、シート供給部は、レジストレーションローラ４４であってもよいし、手差しトレイ上のシートを供給するための供給ローラなどであってもよい。

前記実施形態では、ヒータ３１のインピーダンスを判断する方法として、経過時間ＴＭと終了時デューティ比に基づく方法を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヒータ３１に予備的に通電を行って、このときに取得した電流に基づいてインピーダンスを判断してもよい。

シートＳは、厚紙、はがき、薄紙などの用紙であってもよいし、ＯＨＰシートなどであってもよい。

現像剤像形成部は、任意に構成される。例えば、ＬＥＤヘッドにより感光ドラムを露光するような現像剤像形成部であってもよい。

前記実施形態では、加熱部２２として円筒状の定着ローラを例示したが、本発明はこれに限定されず、加熱部は、例えば、加圧部材との間でエンドレスベルトを挟むニップ板であってもよい。

前記実施形態では、ヒータ３１として、抵抗体であるフィラメントを有し、輻射熱によって加熱部２２を加熱するハロゲンランプを例示したが、本発明はこれに限定されず、ヒータ３１は抵抗発熱体を有するセラミックヒータなどであり、熱伝導によって加熱部２２を加熱するよう構成されていてもよい。

前記実施形態では、加熱部２２の温度が定着温度ＴＨになったときに供給処理を開始したが、本発明はこれに限定されず、例えば加熱部の温度が定着温度よりも低い所定の温度になったときに供給処理を開始してもよい。

前記実施形態では、待機処理において加熱部２２を回転駆動させたが、本発明はこれに限定されず、待機処理において加熱部２２を停止させてもよい。また、待機処理において、加熱部を冷却するファンを駆動してもよいし、待機処理において、ファンの回転速度を待機処理を行う前よりも大きくしてもよい。

前記実施形態では、レーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１ レーザプリンタ
６ プロセス部
２２ 加熱部
３１ ヒータ
４１ ピックアップローラ
１００ 制御部
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
ＴＨ 定着温度

Claims (11)

1. シートに現像剤像を形成する現像剤像形成部と、
   シートを加熱して現像剤像を定着させる加熱部と、
   前記加熱部を加熱するヒータと、
   シートを前記加熱部に向けて供給するシート供給部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   印刷指令を受信したときに、前記加熱部が定着温度になるように前記ヒータへの通電を制御する通電処理と、前記シート供給部によってシートを供給する供給処理とを実行可能であり、
   印刷指令を受信したときに、前記加熱部の温度が前記定着温度以上の第１温度より高く、かつ、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断した場合には、
   前記ヒータへの通電を停止した状態で、前記加熱部の温度が前記定着温度以下の第２温度に低下するまで前記供給処理を待機する待機処理を実行し、
   前記待機処理を実行した後に、前記通電処理および前記供給処理を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前記加熱部が前記定着温度になったときに、前記供給処理を開始することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記待機処理において、前記加熱部をシートを搬送可能な駆動状態とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、
   前記待機処理を実行した後に前記通電処理を実行する場合には、当該通電処理の開始から所定期間の間、デューティ比を所定の値未満に制限して通電を行う第１通電処理を実行し、前記所定期間の経過後に、前記加熱部の温度が前記定着温度となるように通電を制御する第２通電処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第１通電処理において、位相制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記通電処理において、前記加熱部の温度が前記定着温度以上である場合には、通電を停止することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１温度は、前記定着温度であ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。
8. 前記加熱部の温度を検出する温度検出部を備え、
   前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記加熱部の温度を取得することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前回の印刷指令における前記通電処理を終了してからの経過時間が所定時間以上である場合に、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前回の印刷指令における前記通電処理の終了時における通電のデューティ比が高いほど、前記所定時間を長い時間に設定することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、
    電源への負荷を軽減するか否かを設定する設定処理を実行可能であり、
    電源への負荷を軽減する設定がされている状態で印刷指令を受信したときに、前記加熱部の温度が第１温度以上、かつ、前記ヒータのインピーダンスが所定値以下であると判断した場合には、
    前記待機処理を実行した後に、前記通電処理および前記供給処理を実行し、
    電源への負荷を軽減する設定がされていない状態で印刷指令を受信したときには、前記待機処理を実行せずに、前記通電処理および前記供給処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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