JP5687234B2 - 画像形成装置及びヒータ制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置及びヒータ制御方法に関し、詳しくは、様々な場合に対応して、商用電源の設定電流を超えない範囲で、定着ヒータの消費電流を最大限に高めることが可能な画像形成装置及びヒータ制御方法に関する。
複合機等の画像形成装置に、画像読み取り装置(リーダ)、後処理装置(フィーダー)、大容量給紙装置(オプションカセット)等の周辺装置を接続したシステム全体を一般商用電源で使用可能とする場合、トータル消費電流を所定値(日本国内では、例えば、15A)以下に抑える必要がある。そのため、従来の画像形成装置、周辺装置の各最大消費電流の合計が所定値以下となるように各最大消費電流を抑えるよう構成されている。
又、従来の画像形成装置が、例えば、レーザビームプリンタの場合、その熱定着装置の消費電力が最も大きく、その発熱手段、ハロゲンヒータ等の定格電力を抑える必要がある。そのため、ヒータ定格電力の低下からウォームアップに長い時間を要したり、定着不良画像の出力が周辺装置の接続の有無によらず発生する可能性があったりという問題があった。
このような問題を解決する発明として、特開2002−268446号公報(特許文献1)には、前記周辺装置の消費電流を検知する消費電流検知手段と、トナー像を記録媒体上に熱定着する熱定着装置と、該熱定着装置の温度を検出する温度検出手段とを備えた画像形成装置が開示されている。当該画像形成装置では、前記消費電流検知手段によって得られた前記周辺装置の消費電流情報に基づいて画像形成装置と前記周辺装置の合計消費電流が所定値以下にするための前記熱定着装置に配設された発熱手段への最大印加可能電力を算出する電力算出手段を備える。更に、当該画像形成装置では、前記熱定着装置の温度を所定温度にすべく前記温度検出手段による検出温度に基づいて前記電力算出手段により算出された最大印加可能電力範囲内で前記発熱手段への通電を制御する通電制御手段を備える。これにより、発熱手段の定格電力を落としウォームアップ時間を長くすることなく、画像形成装置にリーダ等の周辺装置を接続したシステム全体の消費電流を所定値以下に抑えることができ、一般商用電源で使用可能とするとともに、定着不良の画像を出力することを防止することができるという効果があるとしている。
又、特開2005−17739号公報(特許文献2)には、ヒートローラと、前記ヒートローラを加熱する誘導加熱コイルと、画像形成装置全体に供給されている入力電流Ioを検知する電流検知部と、前記誘導加熱コイルに供給する電力を制御する定着部用制御部を備える画像形成装置の定着部が開示されている。当該定着部用制御部は、前記電流検知部により検知された前記電流Ioが設定電流値Isを超えている場合、超えた値(Io−Is)に、前記画像形成装置に供給されている電圧Vinを乗算した電力((Io−Is)*Vin)を、前記定着部へ供給するため予め設定された設定電力Wsから差し引いた電力(Ws−((Io−Is)*Vin))を、前記画像形成装置の制御部に出力する。又、前記制御部は、前記定着部用制御部から出力された、前記電力(Ws−((Io−Is)*Vin))を与えられ、この電力値を示す電力制御信号を前記定着部用制御部に出力して、前記定着部用制御部に前記誘導加熱コイルへの電力制御を行わせることで、前記入力電流値Ioが前記設定入力電流値Isを超えないように制御する。これにより、前記画像形成装置への入力電流を検知して消費電流が大きい定着器に供給する電力を制御することにより、装置全体で消費される電流が規定電流値を超えないように制御することが可能であるとしている。
又、特開平5−38050号公報(特許文献3)には、電源設備の画像形成装置を含む特定の系の第1の総電流値を検出する電流検出手段と、前記画像形成装置の使用する電流値を予測する予測手段と、前記第1の総電流値と前記予測電流値とに基づき第2の総電流値を演算する演算手段とを備える画像形成装置の制御装置が開示されている。当該制御装置は、更に、前記電源設備の特定の系の電流容量と前記第2の総電流値とを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果に応じてブレーカ遮断に至らせない前記画像形成装置の特定の処理を行わせる動作制御手段とを備える。これにより、ブレーカ遮断となるような過大電流による事故を事前に予測して、このような状態を回避するように限られた電力を有効に分配することで特定の処理のみを行わせるようにしたので、安全性を確保しつつ、ブレーカ遮断の多発によるトラブルを防止できるとしている。
特開2002−268446号公報 特開2005−17739号公報 特開平5−38050号公報
上述のように画像形成装置における定着装置の通電制御は、定着ヒータの温度を一定に保つ制御であるが、所定の用紙に定着処理を施すと、当該用紙に熱が奪われるため、特に単位時間に処理する画像形成処理の枚数が多い設定条件では、当該画像形成の実行中において前記定着ヒータに最大限に通電制御をする必要がある。
又、前記通電制御は、通常、前記画像形成装置全体が消費する総消費電流が、商用電源の設定電流(定格電流、15A)を超過しない範囲で制御する必要がある。そのため、前記特許文献1−3に記載の発明では、前記総消費電流を検出したり予測したりして、当該総消費電流が所定の設定電流を超過した場合に、一定時間だけ定着ヒータの消費電流を低下させる制御を行っている。
一方、上述したように、前記画像形成装置に、消費電流を要する周辺装置が接続されることが多くなってきている。この周辺装置のうち、主として後処理装置のパンチ、ステープル動作が実行されると、当該周辺装置の消費電流が一時的に著しく高くなり、前記画像形成装置の総消費電流が一時的に上昇する場合がある。又、前記画像形成装置、周辺装置に搭載された回路の種類、商用電源の電源環境の種類に応じて、前記パンチ、ステープル動作以外の原因で、前記画像形成の実行中に、前記画像形成装置の総消費電流が一時的に増加する場合もある。
このような場合には、上述のように一定時間だけ定着ヒータの消費電流を低下させる制御が働くことになるが、当該定着ヒータの消費電流の低下は、そのまま定着ヒータの温度の低下に繋がるため、定着性(画像形成の品質)に問題が生じることがある。又、当該定着性の問題に対応して、例えば、用紙の搬送速度を低下させるなどの処理を実行すれば、当然に、画像形成全体の生産性が低下するという問題が生じる。
一方、上述のような前記画像形成装置の総消費電流が一時的に上昇する場合以外の場合には、当該総消費電流が比較的低いため、前記定着ヒータの消費電流を可能な限り高く維持したいという要望がある。
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、様々な場合に対応して、商用電源の設定電流を超えない範囲で、定着ヒータの消費電流を最大限に高めることが可能な画像形成装置及びヒータ制御方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、商用電源からの総消費電流が所定の設定電流を超過すると、DUTY値が段階的に記憶された所定の記憶手段の第一のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの消費電流を低下させるヒータ制御手段を備えた画像形成装置であって、以下の構成を採用する。
即ち、前記画像形成装置は、前記総消費電流が前記設定電流を超過すると、当該超過した超過回数をカウントする回数カウント手段と、前記超過回数が所定の設定回数を超過したか否かを判定する回数判定手段と、前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、前記ヒータ制御手段が定着ヒータの通電の制御で使用している前記第一のDUTYテーブルを、前記第一のDUTYテーブルのDUTY値よりも所定値だけ低いDUTY値が段階的に記憶された第二のDUTYテーブルに変更して、前記ヒータ制御手段に前記第二のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの通電を制御させる変更手段とを備える。又、前記ヒータ制御手段は、前記超過回数が前記設定回数を超過しない場合に、経過時間が所定の設定時間を経過するまで、前記第一のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更し、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御し、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻し、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御する。又、前記ヒータ制御手段は、前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、経過時間が前記設定時間を経過するまで、前記第二のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に対応する第二のDUTYテーブルの使用DUTY値を特定し、当該特定した使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更し、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御し、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第二のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻し、画像形成の実行が完了するまで、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御する。
これにより、前記総消費電流が前記設定電流を超過する頻度が高い場合、例えば、画像形成においてパンチやステープル動作が生じる場合、前記定着ヒータの消費電流を制御する基準の第一のDUTYテーブルのDUTY値を所定量低下させて、前記頻度を低下させることが可能となる。ここで、前記基準の第一のDUTYテーブルのDUTY値が低下すれば、前記設定電流を超えない範囲で、定着ヒータの消費電流を最大限に高めることが可能となり、更に、前記頻度が低下すれば、前記定着ヒータの消費電流を低下させる消費電流低下制御自体を行う必要が無くなることになる。その結果、当該消費電流低下制御により生じる定着ヒータの温度の低下を防止し、定着性の問題、生産性低下の問題を解決することが可能となる。
又、本発明は、商用電源からの総消費電流が所定の設定電流を超過すると、DUTY値が段階的に記憶された所定の記憶手段の第一のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの消費電流を低下させるヒータ制御手段を備えた画像形成装置のヒータ制御方法として提供することが出来る。
即ち、前記ヒータ制御方法は、前記総消費電流が前記設定電流を超過すると、当該超過した超過回数をカウントする回数カウントステップと、前記超過回数が所定の設定回数を超過したか否かを判定する回数判定ステップと、前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、前記ヒータ制御手段が定着ヒータの通電の制御で使用している前記第一のDUTYテーブルを、前記第一のDUTYテーブルのDUTY値よりも所定値だけ低いDUTY値が段階的に記憶された第二のDUTYテーブルに変更して、前記ヒータ制御手段に前記第二のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの通電を制御させる変更ステップとを備える。又、前記ヒータ制御手段に、前記超過回数が前記設定回数を超過しない場合に、経過時間が所定の設定時間を経過するまで、前記第一のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更させ、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させ、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻させ、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させるステップを備える。又、前記ヒータ制御手段に、前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、経過時間が前記設定時間を経過するまで、前記第二のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に対応する第二のDUTYテーブルの使用DUTY値を特定させ、当該特定した使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更させ、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させ、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第二のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻させ、画像形成の実行が完了するまで、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させるステップを備える。このような構成であっても、上述と同様の効果を得ることが可能となる。
又、本発明は、電気通信回線などを介して個別に流通する、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。この場合、中央演算処理装置(CPU)が、本発明のプログラムに従ってCPU以外の各回路と協働して制御動作を実現する。又、前記プログラム及びCPUを用いて実現される各手段は、専用のハードウェアを用いて構成することもできる。又、当該プログラムは、CD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。
本発明の画像形成装置及びヒータ制御方法によれば、様々な場合に対応して、商用電源の設定電流を超えない範囲で、定着ヒータの消費電流を最大限に高めることが可能となる。
本発明に係る複合機の内部の全体構成を示す概念図である。 本発明に係る複合機の定着装置の構成を示す図である。 本発明に係る複合機の制御系ハードウェアの構成を示す図である。 本発明の実施形態における複合機の機能ブロック図である。 本発明の実施形態の実行手順を示すためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る第一のDUTYテーブルの一例を示す図(図6(A))と、本発明の実施形態に係る第二のDUTYテーブルの一例を示す図(図6(B))である。 本発明の実施形態に係る総消費電流と実測値の経時変化の一例を示す図(図7(A))と、本発明の実施形態に係るDUTY値の経時変化の一例を示す図(図7(B))と、本発明の実施形態に係る定着ヒータの消費電流の経時変化の一例を示す図(図7(C))である。 本発明の実施形態に係る第二のDUTYテーブルを基準とした総消費電流と実測値の経時変化の一例を示す図(図8(A))と、本発明の実施形態に係る第一のDUTYテーブルを基準とした総消費電流と実測値の経時変化の一例を示す図(図8(B))である。
以下に、添付図面を参照して、本発明の画像形成装置の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。又、フローチャートにおける数字の前に付されたアルファベットSはステップを意味する。
<画像形成装置>
以下に、本発明の実施形態に係る後処理装置を備えた画像形成装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略模式図である。但し、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。尚、本発明の画像形成装置は、例えば、プリンタやスキャナ単体、あるいはプリンタ、コピー、スキャナ、ファックス等の機能を備えた複合機等が該当し、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能、プリンタ機能等を備えた画像形成装置として機能する。
以下に、例えば、コピー機能を利用する場合の複合機100(MFP:Multi Functional Peripheral)の動作を簡単に説明する。
先ず、ユーザが、商用電源200に接続された複合機100の電源キーをONし、当該複合機100の上面に備えられている原稿台101又は自動原稿給紙部101aに原稿Pを載置し、コピー機能の設定を操作部102から入力する。当該操作部102には、複合機100が提供するコピー機能に関連する操作画面(初期画面など)が表示され、コピー機能に関連する複数の設定項目キーが選択可能に表示される。ユーザは、前記操作画面を介して、コピー機能に関する設定条件の入力を行う。ユーザが、設定条件の入力を完了すると、前記操作部102に設けられたスタートキーを押下して、複合機100にコピー機能の処理を開始させる。
複合機100がコピー機能の処理を開始すると、画像読取部103において、光源104から照射された光が、前記原稿台101に置かれた原稿Pに反射される。又、前記自動原稿給紙部101aに原稿Pが載置された場合には、当該自動原稿給紙部101aが原稿Pを一枚ずつ前記画像読取部103の画像読取位置へ搬送し、当該画像読取位置へ前記光源104が光を照射することで、当該光が原稿Pに反射されることになる。
前記反射された光は、ミラー105、106、107によって撮像素子108に導かれる。導かれた光は前記撮像素子108により光電変換されて、基本的な補正処理、画質処理、圧縮処理等を施され、前記原稿Pに対応する画像データが生成される。
さて、前記画像データをトナー像として形成する部位が画像形成部109である。前記画像形成部109には感光体ドラム110が備えられている。前記感光体ドラム110は、一定速度で所定の方向に回転し、その周囲には、回転方向の上流側から順に、帯電器111、露光ユニット112、現像器113、転写器114、クリーニングユニット115などが配置されている。
前記帯電器111は、前記感光体ドラム110の表面を一様に帯電させる。前記露光ユニット112は、帯電された前記感光体ドラム110の表面に、前記画像データに基づいてレーザーを照射し、静電潜像を形成する。前記現像器113は、形成された静電潜像に、トナーを付着させてトナー像を形成する。形成されたトナー像は、前記転写器114により、記録媒体(例えば、シート、用紙)に転写される。前記クリーニングユニット115は、転写後に前記感光体ドラム110の表面に残された余分なトナーを取り除く。これらの一連のプロセスは、前記感光体ドラム110が回転することにより実行される。
前記用紙は、前記複合機100に備えられた複数の給紙カセット116から搬送される。前記搬送される時は、前記用紙はピックアップローラ117により何れか1つの前記給紙カセット116から搬送路へ引き出される。前記各給紙カセット116には、それぞれ異なる紙種の用紙が収容されており、前記設定条件に関する設定に基づいて用紙が給紙される。
搬送路に引き出された前記用紙は、搬送ローラ118やレジストローラ119により感光体ドラム110と転写器114の間に送り込まれる。送り込まれると、前記用紙は前記転写器114により前記トナー像が転写され、定着装置120に搬送される。尚、搬送ローラ118に搬送される用紙は、複合機100に備えられた手差しトレイ121から搬送される場合もある。
前記トナー像が転写された用紙が前記定着装置120に備えられた加熱ローラ122と加圧ローラ123の間を通過すると、前記トナー像に熱と圧力が印加されて、可視像が用紙に定着される。前記加熱ローラ122の熱量は紙種に応じて最適に設定され、前記定着が適切に行われる。前記可視像が用紙に定着されて画像形成が終了し、可視像が定着された用紙は、定着装置120を経て折り装置124へ搬送される。
上記搬送された用紙は、ユーザが入力した設定条件の設定に従って、折り装置124で折り処理が施される。折り処理が入力されていない場合は、上記用紙は折り装置124を通過するのみである。
又、ユーザが後処理(例えば、ステイプル、パンチ、製本等)を設定条件に入力した場合、通過した用紙は製本装置125に搬送されて後処理が実行される。前記後処理のうち、例えば、製本処理の場合、前記製本装置125は、図示しないパンチ処理部で、複数の用紙にそれぞれパンチ処理を施し、図示しないステープル処理部で、全ての用紙にステープル処理を施す。
前記後処理が実行された用紙又は用紙束は、前記製本装置125の排紙トレイ126に積載、収容されることになる。尚、前記折り装置124と前記製本装置125とを含めて後処理装置127(フィニッシャ)と称する。
前記手順により、複合機100はコピー機能をユーザに提供する。
次に、図2を用いて、複合機100の定着装置120の構成を説明する。図2は、本発明に係る複合機100の定着装置120の構成を示す図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
複合機100の定着装置120は、図2に示すように、当該定着装置120を制御する制御マイコン201を備える。当該制御マイコン201には、温度検知センサ202(例えば、温度サーミスタ)からの検知温度と、電流検知センサ203からの検知電流とが入力されている。
前記温度検知センサ202は、定着ヒータ204(例えば、ハロゲンヒータ)が内蔵された加熱ローラ122の表面に設置され、当該加熱ローラ122の温度を検知する。又、前記電流検知センサ203は、複合機100(制御マイコン201)に電力を供給する商用電源200に接続されており、当該複合機100に供給した電力に伴う電流(総消費電流)を検知する。前記制御マイコン201は、前記温度検知センサ202の検知温度に基づいて、前記定着ヒータ204の加熱に必要なDUTY値を決定(算出)し、当該決定したDUTY値に基づいて、前記定着ヒータ204への電力供給を制御(ON・OFF)する。
又、前記制御マイコン201は、前記定着ヒータ204への電力供給を常時行うとともに、複合機100の画像読取部103や後処理装置127などの他のユニットへの電力供給も制御するが、当該他のユニットへの電力供給の際に、前記総消費電流が所定の閾値(定格電流)を超過しないように、前記電流検知センサ203からの総消費電流を監視し、前記DUTY値を制御する(後述する)。
次に、図3を用いて、画像形成装置1の制御系ハードウェアの構成を説明する。図3は、本発明に係る複合機100の制御系ハードウェアの構成を示す図である。ただし、本発明に直接には関係しない各部の詳細は省略している。
複合機100の制御回路は、CPU(Central Processing Unit)301、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、各駆動部に対応するドライバ305、HDD(Hard Disk Drive)304を内部バス306によって接続している。
前記CPU301は、例えば、RAM303を作業領域として利用し、前記ROM302、HDD304等に記憶されているプログラムを実行し、当該実行結果に基づいて前記ドライバ305からのデータや指示を授受し、図1、図2に示した各駆動部の動作を制御する。又、上述した制御マイコン201としても機能する。
尚、後述する各手段(図4に示す)についても、前記CPU301がプログラムを実行することで当該各手段を実現する。又、前記ROM302、HDD304には、以下に説明する当該各手段を実現するプログラムやデータが記憶されている。
<本発明の実施形態>
次に、図4、図5を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。図4は、本発明の実施形態における複合機100の機能ブロック図である。又、図5は、本発明の実施形態の実行手順を示すためのフローチャートである。
まず、ユーザが、商用電源200に接続された複合機100の電源キーをONすると(図5:S101)、当該複合機100の表示受付手段401が、操作部102を介して所定の設定条件画面を表示して、ユーザから所定の設定条件の入力を受け付ける。
又、電源キーがONされると、前記商用電源200から電力供給を受ける前記複合機100のヒータ制御手段402が、定着装置122の加熱ローラ122に設けられた温度検知センサ202を介して当該加熱ローラ122の検知温度を取得して、当該検知温度に対応する定着ヒータ204の通電に必要となるDUTY値(算出DUTY値とする)を算出する(図5:S102)。そして、前記ヒータ制御手段402は、第一のDUTY記憶手段403の第一のDUTYテーブルを参照する(図5:S103)。
前記第一のDUTYテーブル600には、図6(A)に示すように、予め設定された前記算出DUTY値の範囲601(例えば、「75%〜84%」601a)と、当該算出DUTY値の範囲601に対応する使用DUTY値602(例えば、「80%」602a)が関連付けて記憶されている。
ここで、前記使用DUTY値602は、予め設定された期間における通電時間の割合を示し、例えば、前記使用DUTY値602が「80%」602aである場合、通電時間(ON時間)は、予め設定された期間において80%通電し、非通電時間(OFF時間)は、前記期間において20%非通電とする。
さて、前記検知温度に対応して算出された算出DUTY値(例えば、81%など)が、所定の算出DUTY値の範囲601(「75%〜84%」601a)内であれば、前記ヒータ制御手段402は、前記第一のDUTYテーブル600に基づいて、当該算出DUTY値の範囲601に対応する使用DUTY値602(例えば、「80%」602a)を取得する。そして、前記ヒータ制御手段402は、前記取得した使用DUTY値602に基づいて、前記定着ヒータ204の通電をON・OFFし、当該定着ヒータ204を加熱させる(図5:S104)。
ここで、前記ヒータ制御手段402は、前記加熱を開始すると、前記加熱ローラ122の温度を所定の温度(例えば、160度)まで上昇させるとともに、前記温度検知センサ202からの検知温度を利用して、前記算出DUTY値の再算出、前記使用DUTY値の再参照をし、前記第一のDUTYテーブル600に基づいて前記定着ヒータ204の通電を制御し、定着温度を所定の温度に維持することになる。
さて、ユーザは、前記複合機100の原稿台101に原稿を載置して、所定の設定条件(例えば、10部、パンチなど)を入力し、スタートキーを押下すると、前記表示受付手段401が、当該設定条件とスタートキーの押下を受け付けて、その旨を、画像形成部109と制御マイコン201に対応する画像形成手段404に通知する。当該通知を受けた画像形成手段404は、前記設定条件に基づいて画像形成を開始する(図5:S105)。
具体的には、前記画像形成手段404が、前記原稿台101の原稿から画像データを読み取り、当該画像データに基づいて用紙に画像形成する。更に、前記画像形成手段404は、前記設定条件に対応して、後処理装置127(例えば、パンチ)を起動し、前記画像形成後の用紙に所定の後処理(パンチ動作)を実行する。
一方、前記画像形成手段404が前記画像形成を開始する際に、その旨を総消費電流判定手段405に通知し、当該通知を受けた総消費電流判定手段405は、前記商用電源200に接続された電流検知センサ203を介して前記複合機100が使用する総消費電流を検知(取得)する(図5:S106)。
次に、前記総消費電流判定手段405は、前記検知した総消費電流が、予め設定された所定の設定電流(例えば、商用電源200の定格電流、15Aなど)を超過するか否かを判定する(図5:S107)。
前記判定の結果、前記総消費電流が前記設定電流を超過しない場合(図5:S107NO)、前記総消費電流判定手段405は、特に何もせず、前記画像形成が完了するまで(図5:S108NO)、前記電流検知センサ203からの総消費電流の検知と(図5:S106)、当該検知された総消費電流が前記設定電流を超過するか否かの判定と(図5:S107)を繰り返す(前記総消費電流を監視する)。つまり、前記総消費電流判定手段405は、前記画像形成手段404による画像形成と並行して、上述した判定を実行することになる。
一方、前記画像形成手段404が、前記画像形成を実行する際に、前記設定条件のうち、消費電流を上昇させる動作、例えば、後処理装置127のパンチ動作を実行すると、当該パンチ動作には所要の電流を消費することになるため、図7(A)に示すように、前記総消費電流701が一時的に急激に増加する。そして、一時的に、前記総消費電流701が前記設定電流702を一時的に超過する時点703が発生する。
前記判定の結果、前記総消費電流が前記設定電流を超過した場合(図5:S107YES)、前記総消費電流判定手段405は、先ず、その旨を回数カウント手段406に通知し、当該通知を受けた回数カウント手段406は、前記画像形成の実行が開始された時点から初期値が「0回」として設定されている回数Nに「1回」を加算して、当該画像形成の実行が開始された時点からの総消費電流が前記設定電流を超過した回数N(以下、超過回数とする)をカウントする(図5:S109)。
前記回数カウント手段406が前記超過回数Nをカウントすると、その旨を回数判定手段407に通知し、当該通知を受けた回数判定手段407は、前記超過回数Nが、予め設定された所定の設定回数(例えば、4回、10回など)を超過したか否かを判定する(図5:S110)。
前記判定の結果、前記超過回数Nが前記設定回数を超過していない場合(図5:S110NO)、前記回数判定手段407は、前記総消費電流の一時的な急激な増加が頻繁に起こっていないと判定し、その旨をヒータ制御手段402に通知する。当該通知を受けたヒータ制御手段402は、前記第一のDUTYテーブル600を参照し、現時点で使用している使用DUTY値602(例えば、「80%」602a)よりも一段階低い使用DUTY値602(「70%」602b)を取得して、これを基準とし、当該取得後の使用DUTY値602(「70%」602b)に基づいて、前記定着ヒータ204の通電をON・OFFする。つまり、前記使用DUTY値602を変更して(低下させて)、当該変更後の使用DUTY値602(「70%」602b)に基づいて定着ヒータ204の消費電流を低下させる(図5:S111)。
このように、図7(B)に示すように、前記使用DUTY値704を「80%」から「70%」まで低下させることで、図7(C)に示すように、前記定着ヒータ204の消費電流705を所定量705aだけ低下させることが可能となる。その結果、図7(A)に示すように、前記複合機100の実際の総消費電流、つまり実測値706を低下させ、当該実測値706を前記設定電流702(15A)を超過しない範囲で制御することが可能となる。
尚、前記検知される総消費電流701と、前記実測値706とは全く異なり、当該総消費電流701は、電流検知センサ203により検知可能な電流であり、当該実測値706は、前記複合機100が実際に消費した電流である。前記総消費電流701は、前記実測値706よりも先に感度高く前記商用電源200で使用される電流を検知したものとなる。そのため、前記総消費電流701が前記設定電流702を超過しても、前記実測値706が前記設定電流702を超過したことには、対応せず、前記総消費電流701が前記設定電流702を超過した後の所定の通電制御により、前記実測値706が前記設定電流702を超過しないようにすることは可能である。尚、現実には、前記実測値706を前記設定電流702以下に抑える必要がある。
又、前記ヒータ制御手段402が、前記使用DUTY値602を変更すると、その旨を計測手段408に通知し、当該通知を受けた計測手段408は、前記使用DUTY値602が変更された時点からの経過時間を計測する(図5:S112)。そして、前記ヒータ制御手段402は、当該経過時間が予め設定された所定の設定時間(30msecなど)を超過するまで(図5:S113NO)、前記変更後の使用DUTY値602に基づいて定着ヒータ204の通電のON・OFFを継続する。
これにより、図7(B)、図7(C)に示すように、前記設定時間707の間だけは、前記使用DUTY値704を低下させて前記定着ヒータ204の消費電流705を所定量705aだけ低下させ、前記実測値706を上昇させないように(前記設定電流702を超えないように)する。
さて、前記経過時間が前記設定時間を超過した場合(図5:S113YES)、前記ヒータ制御手段402は、前記変更後の使用DUTY値602(「70%」602b)を変更前の使用DUTY値602(「80%」602a)に戻し(前記使用DUTY値602を増加させ)、当該戻した使用DUTY値602に基づいて定着ヒータ204の通電をON・OFFする(図5:S114)。
これにより、図7(B)に示すように、前記設定時間707が経過後は、前記使用DUTY値704を元の値にして、前記定着ヒータ204の消費電流705を増加させて、当該定着ヒータ204の温度を出来るだけ上昇させる。このような制御を、以下、消費電流低下制御とする。
尚、前記使用DUTY値602が元の値に戻った後は、S108に移行し、前記画像形成が完了するまで(図5:S108NO)、前記総消費電流検知手段405は、前記総消費電流を監視することになる(図5:S106→S107)。
ところで、前記画像形成の実行中に、図7(A)に示すように、前記総消費電流701が、繰り返し前記設定電流802を超過し、前記S111〜S114のように、前記消費電流低下制御が繰り返し実行されると、前記定着ヒータ204の消費電流705が繰り返し低下することになる。すると、前記複合機100の実際の総消費電流である実測値706は、前記設定電流702を超えない範囲で間欠的に低下するものの、前記定着ヒータ204の温度が間欠的に低下し、前記画像形成における定着性の悪化の問題や、当該画像形成全体の生産性の低下の問題が生じる。
そこで、S110において、前記超過回数Nが前記設定回数(4回)を超過した場合、前記回数判定手段407は、前記総消費電流の一時的な急激な増加が頻繁に起こっている(前記消費電流低下制御が頻繁に発生している)と判定し、その旨を変更手段409に通知する。当該通知を受けた変更手段409は、前記ヒータ制御手段402に、前記第一のDUTYテーブル600の使用DUTY値602よりも所定値(例えば、3%)だけ低い使用DUTY値が段階的に記憶された第二のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータ204の通電を制御させる(消費電流を低下させる)。
具体的には、前記変更手段409は、前記ヒータ制御手段402に、第二のDUTY記憶手段410に記憶させた第二のDUTYテーブルを参照させる(図5:S115)。
前記第二のDUTYテーブル603には、図6(B)に示すように、前記第一のDUTYテーブル600の算出DUTY値の範囲601に対応(共通)する算出DUTY値の範囲604(例えば、「75%〜84%」604a)と、当該算出DUTY値の範囲604に対応して、前記第一のDUTYテーブル600の使用DUTY値602(例えば、「80%」602a)よりも所定値(3%)だけ低い使用DUTY値605(例えば、「77%」605a)とが記憶されている。
前記第二のDUTYテーブル603を参照したヒータ制御手段402は、現時点で使用している第一のDUTYテーブル600の使用DUTY値602(「80%」602a)に対応する第二のDUTYテーブル603の使用DUTY値605(「77%」605a)を特定し、当該特定した使用DUTY値605(「77%」605a)よりも一段階低い第二のDUTYテーブル603の使用DUTY値605(「67%」605b)を取得して変更する(図5:S111)(前記使用DUTY値605を低下させる)。そして、前記ヒータ制御手段402は、前記変更後の使用DUTY値605(「67%」605b)に基づいて、前記定着ヒータ204の通電をON・OFFする。
具体的には、図7(B)に示すように、前記超過回数Nが前記設定回数(4回)を超過した時点で、前記使用DUTY値704を、今までであれば前記第一のDUTYテーブル600の「70%」602bまで低下させるものを、前記第二のDUTYテーブル603の「67%」605bまで低下させる。
次に、S111において、前記使用DUTY値605(「67%」605b)を変更した後は、前記ヒータ制御手段402が、前記計測手段408を用いて、前記設定時間(例えば、30msec)の間だけ、前記変更後の使用DUTY値605(「67%」605b)で定着ヒータ204の通電のON・OFFを制御する(図5:S112→S113)。
そして、前記設定時間経過後は(図5:S113YES)、前記ヒータ制御手段402は、前記変更後の使用DUTY値605(「67%」605b)を、変更前の使用DUTY値605、ここでは、前記第二のDUTYテーブル603における当該変更後の使用DUTY値605(「67%」605b)よりも一段階高い使用DUTY値605(「77%」605a)に戻し、当該戻した使用DUTY値(77%)に基づいて定着ヒータ204の通電をON・OFFする(図5:S114)。尚、ここでの処理は、前記第二のDUTYテーブル603(同一のDUTYテーブル)に基づいてなされる。
具体的には、図7(B)に示すように、前記超過回数Nが前記設定回数(4回)を超過した後に、変更後の使用DUTY値704を、今までであれば前記第一のDUTYテーブル600の「80%」602aまで増加させるものを、前記第二のDUTYテーブル603の「77%」605aまで増加させる。
このように、前記総消費電流の一時的な急激増加が頻繁に生じている場合には、前記定着ヒータ204の通電制御の基準となる第一のDUTYテーブル600を前記第二のDUTYテーブル603として、前記使用DUTY値602を全体的に所定値だけ低下させて、前記定着ヒータ204の通電制御を実行させる。これにより、前記定着ヒータ204の消費電流を所定の電流量だけ全体的に低下させることになる。
すると、図8(A)に示すように、前記総消費電流801の一時的な急激増加が頻繁に生じた後(例えば、パンチ動作が頻繁に実行された後)の総消費電流801は、前記定着ヒータ204の消費電流が全体的に低下しているため、後続に生じる可能性のある前記総消費電流801の設定電流802の超過の頻度を抑えることが可能となる。
具体的には、図8(A)に示すように、前記超過回数Nが前記設定回数を超過した後に、前記第二のDUTYテーブル603を基準として定着ヒータ204を制御することで、所定の期間において、前記総消費電流801が前記設定電流802を超過する頻度804が、1回となった。
一方、図8(B)に示すように、前記超過回数Nが前記設定回数を超過した後に、前記第一のDUTYテーブル600を基準として定着ヒータ204を制御すると、図8(A)と同一期間において、前記総消費電流801が前記設定電流802を超過する頻度804が、4回となっている。
これは、前記第二のDUTYテーブル603の通電制御による頻度804が、前記第一のDUTYテーブル600の通電制御による頻度804よりも少なくなっていることを示している。
ここで、前記第一のDUTYテーブル600の通電制御を継続する場合では、前記総消費電流801が、繰り返し前記設定電流802を超過し、前記S111〜S114のように、前記消費電流低下制御が繰り返し実行されることになる。すると、図8(B)に示すように、前記複合機100の実際の総消費電流である実測値803は、前記設定電流802を超えない範囲で間欠的に低下するものの、前記加熱ローラ122の温度が間欠的に低下し、前記画像形成における定着性の悪化の問題や、当該画像形成全体の生産性の低下の問題が生じることになる。
一方、前記第二のDUTYテーブル603の通電制御に切り替えて、前記第二のDUTYテーブル603を基準として定着ヒータ204を制御することで、前記複合機100の実際の総消費電流である実測値803を、前記設定電流802を越えない範囲で当該設定電流802に近接させて、前記定着ヒータ204の加熱を継続することが可能となる。その結果、前記頻度804に伴う定着ヒータ204の温度低下、つまり、前記消費電流低下制御の実行を出来るだけ抑制して、当該定着ヒータ204の通電を安定化させ、前記画像形成における定着性の悪化の問題や、当該画像形成全体の生産性の低下の問題を解決することが可能となる。
尚、前記使用DUTY値605が戻った後は(図5:S114)、上述と同様に、S108に移行し、前記画像形成が完了するまで(図5:S108NO)、前記総消費電流検知手段405は、前記総消費電流を監視することになる(図5:S106→S107)。
又、前記ヒータ制御手段402は、一度、前記第二のDUTYテーブル603に基づいて定着ヒータの通電制御を行った場合には、前記画像形成の実行が完了するまで(図5:S108NO)、当該第二のDUTYテーブル603を基準として定着ヒータ204の通電制御することになる。
さて、前記画像形成手段404が画像形成を全て完了した場合(図5:S108YES)、当該画像形成の実行中に行なわれた設定をリセットする(図5:S116)。具体的には、前記画像形成手段404が、その旨を変更手段409に通知し、当該通知を受けた変更手段409は、前記ヒータ制御手段402に、前記第一のDUTYテーブル600を参照させる。これにより、前記画像形成完了後に、前記ヒータ制御手段402が前記第二のDUTYテーブル603を基準としていた場合には、前記第一のDUTYテーブル600を基準として定着ヒータ204の通電制御をすることになる。尚、前記ヒータ制御手段402が、前記第一のDUTYテーブル600に基づいて通電制御した結果、前記画像形成完了した場合には、当該リセットにより、再度、前記第一のDUTYテーブル600を基準として通電制御する。
又、前記画像形成手段404が、その旨を回数カウント手段406に通知し、当該通知を受けた回数カウント手段406は、今までカウントした超過回数Nを初期値の0回に戻す。
これにより、前記定着ヒータ204の通電制御を元に戻すことが可能となる。ここで、上述のように、例えば、前記設定条件にパンチが含まれる場合であれば、前記超過回数Nが多くなるため、前記第二のDUTYテーブル603を基準に定着ヒータ204を通電制御することで、上述した頻度804を抑制させることが可能となる。
一方、例えば、前記設定条件が単なるモノクロコピーである場合には、前記超過回数Nが多くなることはない。更に、前記超過回数Nは、前記複合機100、後処理装置127の種類やその時の商用電源の使用状況などに応じて大きく変動し、どのような状態で前記超過回数Nが多くなるか不明な場合もある。
そのため、前記画像形成の実行が完了した後は、前記定着ヒータ204の通電制御を元に戻すことで、前記超過回数Nが著しく多い場合にのみ、前記第二のDUTYテーブル603の通電制御を採用し、出来るだけ前記第一のDUTYテーブル600の通電制御を採用し、全体として前記定着ヒータ204の温度を高く維持出来る状態として、定着性、生産性を向上させることが可能となる。
このように、本発明では、前記総消費電流が前記設定電流を超過すると、当該超過した超過回数Nをカウントする回数カウント手段406と、前記超過回数Nが所定の設定回数を超過したか否かを判定する回数判定手段407と、前記超過回数Nが前記設定回数を超過した場合に、前記ヒータ制御手段402に、前記第一のDUTYテーブル600のDUTY値602よりも所定値だけ低いDUTY値605が段階的に記憶された第二のDUTYテーブル603に基づいて定着ヒータ204の通電を制御させる変更手段409とを備える。
これにより、前記総消費電流が前記設定電流を超過する頻度が高い場合、例えば、画像形成においてパンチやステープル動作が生じる場合、前記定着ヒータ204の消費電流を制御する基準の第一のDUTYテーブル600のDUTY値602を所定量低下させて(第二のDUTYテーブル603を基準として)、前記頻度を低下させることが可能となる。ここで、前記基準の第一のDUTYテーブル600のDUTY値602が低下すれば、前記設定電流を超えない範囲で、定着ヒータ204の消費電流を最大限に高めることが可能となり、更に、前記頻度が低下すれば、前記消費電流低下制御自体を行う必要が無くなることになる。その結果、当該消費電流低下制御により生じる定着ヒータ204の温度の低下を防止し、定着性の問題、生産性低下の問題を解決することが可能となる。
又、前記総消費電流が前記設定電流を超過する頻度は、前記画像形成装置、周辺装置に搭載された回路の種類、商用電源の電源環境の種類に応じて多くなる場合もある。このような場合に、装置(機械)固有の部品バラツキなどを見越したDUTYテーブルを決定する(例えば、所定のマージンを含む使用DUTY値を決定する)必要が生じる。本発明では、当該マージンを含むDUTYテーブルの設計をする必要が無くなり、量産後に生じる部品バラツキの問題を解決することも可能となる。
尚、本発明の実施形態では、前記回数カウント手段406は、所定の設定条件における画像形成の実行が開始された時点からの超過回数Nをカウントするよう構成したが、他の構成でも構わない。例えば、前記回数カウント手段406は、所定の設定条件における画像形成の実行が開始された時点から、予め設定された設定期間(例えば、10sec、30secなど)内において前記超過回数Nをカウントするよう構成しても良い。当該構成により、前記画像形成の実行の開始から所定設定期間内で、前記頻度の増減(傾向)は、通常、現われるため、その前記設定期間内にのみ集中して、前記定着ヒータ204の通電制御の基準となるテーブルを第一のDUTYテーブル600とするか第二のDUTYテーブル603とするか判定しても構わない。
又、本発明の実施形態では、前記ヒータ制御手段402が、前記超過回数Nが前記設定回数を超過した後であっても、前記計測手段408により、所定の設定時間だけ、変更後の使用DUTY値605で定着ヒータ204の通電を制御するよう構成したが、他の構成でもよい。例えば、超過回数Nが前記設定回数を超過した後の場合には、前記ヒータ制御手段402が、前記設定時間よりも所定時間だけ長い設定延長時間(例えば、1secなど)又は前記設定時間よりも所定時間だけ短い設定短縮時間だけ、変更後の使用DUTY値605で定着ヒータ204の通電を制御しても構わない。前記設定時間を長短させることで、前記頻度の多少に対応して、前記総消費電流を出来るだけ高く保持することが可能となる。
又、本発明の実施形態では、複合機100が各手段を備えるよう構成したが、当該各手段を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、前記プログラムを複合機100に読み出させ、当該複合機100が前記各手段を実現する。その場合、前記記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。さらに、各手段が実行するステップをハードディスクに記憶させる方法として提供することも可能である。
以上のように、本発明に係る画像形成装置及びヒータ制御方法は、複合機はもちろん、複写機、プリンタ等に有用であり、様々な場合に対応して、商用電源の設定電流を超えない範囲で、定着ヒータの消費電流を最大限に高めることが可能な画像形成装置及びヒータ制御方法として有効である。
100 複合機
120 定着装置
122 加熱ローラ
127 後処理装置
201 制御マイコン
202 温度検知センサ
203 電流検知センサ
204 定着ヒータ
401 表示受付手段
402 ヒータ制御手段
403 第一のDUTY記憶手段
404 画像形成手段
405 総消費電流判定手段
406 回数カウント手段
407 回数判定手段
408 計測手段
409 変更手段
410 第二のDUTY記憶手段

Claims (4)

  1. 商用電源からの総消費電流が所定の設定電流を超過すると、DUTY値が段階的に記憶された所定の記憶手段の第一のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの消費電流を低下させるヒータ制御手段を備えた画像形成装置であって、
    前記総消費電流が前記設定電流を超過すると、当該超過した超過回数をカウントする回数カウント手段と、
    前記超過回数が所定の設定回数を超過したか否かを判定する回数判定手段と、
    前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、前記ヒータ制御手段が定着ヒータの通電の制御で使用している前記第一のDUTYテーブルを、前記第一のDUTYテーブルのDUTY値よりも所定値だけ低いDUTY値が段階的に記憶された第二のDUTYテーブルに変更して、前記ヒータ制御手段に前記第二のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの通電を制御させる変更手段と
    を備え
    前記ヒータ制御手段は、前記超過回数が前記設定回数を超過しない場合に、経過時間が所定の設定時間を経過するまで、前記第一のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更し、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御し、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻し、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御し、
    前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、経過時間が前記設定時間を経過するまで、前記第二のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に対応する第二のDUTYテーブルの使用DUTY値を特定し、当該特定した使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更し、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御し、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第二のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻し、画像形成の実行が完了するまで、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御する
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 商用電源からの総消費電流が所定の設定電流を超過すると、DUTY値が段階的に記憶された所定の記憶手段の第一のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの消費電流を低下させるヒータ制御手段を備えた画像形成装置のヒータ制御方法であって、
    前記総消費電流が前記設定電流を超過すると、当該超過した超過回数をカウントする回数カウントステップと、
    前記超過回数が所定の設定回数を超過したか否かを判定する回数判定ステップと、
    前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、前記ヒータ制御手段が定着ヒータの通電の制御で使用している前記第一のDUTYテーブルを、前記第一のDUTYテーブルのDUTY値よりも所定値だけ低いDUTY値が段階的に記憶された第二のDUTYテーブルに変更して、前記ヒータ制御手段に前記第二のDUTYテーブルに基づいて定着ヒータの通電を制御させる変更ステップと
    前記ヒータ制御手段に、前記超過回数が前記設定回数を超過しない場合に、経過時間が所定の設定時間を経過するまで、前記第一のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更させ、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させ、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻させ、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させるステップと、
    前記ヒータ制御手段に、前記超過回数が前記設定回数を超過した場合に、経過時間が前記設定時間を経過するまで、前記第二のDUTYテーブルのうち、現時点で使用している第一のDUTYテーブルの使用DUTY値に対応する第二のDUTYテーブルの使用DUTY値を特定させ、当該特定した使用DUTY値よりも一段階低い使用DUTY値に変更させ、当該変更後の使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させ、前記経過時間が前記設定時間経過後に、前記変更後の使用DUTY値から、変更前の第二のDUTYテーブルの使用DUTY値に戻させ、画像形成の実行が完了するまで、当該戻した使用DUTY値に基づいて定着ヒータの通電を制御させるステップと、
    を備えることを特徴とするヒータ制御方法。
  3. 請求項に記載のヒータ制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  4. 請求項に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記憶媒体。
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