JP6269022B2 - 加熱制御装置、画像形成装置、加熱制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、加熱制御装置、画像形成装置、加熱制御方法に関し、特に、熱を発生して加熱する加熱装置の制御に関する。

近年、環境保全やランニングコストの観点から、オフィスや家庭に設置される各種機器に対して省電力化が求められている。例えば、今日となっては広く普及し、各オフィスや家庭に欠かせない機器となりつつある、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、コピー機として利用可能な画像形成装置がその一例として挙げられる。

このような画像形成装置のうち、トナー等の顕色剤を転写紙に付着させることにより作像し、作像された転写紙を加熱することにより、付着された顕色剤を上記転写紙に定着させること（以下、「定着処理」とする）で画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。このような電子写真方式の画像形成装置は、定着処理を行うための定着装置に、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで熱を発生する定着ヒータを備え、その定着ヒータにより転写紙を加熱するようになっている。

そして、このような電子写真方式の画像形成装置においては、上述したように、画像形成動作における定着処理の工程では定着ヒータによる加熱が行われるため、定着処理の工程における消費電力は、画像形成動作に伴う各工程のなかでも特に大きなものとなる。

そこで、上記定着処理の工程における消費電力を低減させるための技術として、画像形成動作時以外には定着ヒータへの電力供給を遮断してオフ状態とし、画像形成動作時にのみ定着ヒータへの電力供給を行ってオン状態とする画像形成装置が提案され既に知られている。

ところが、上述したような定着処理を行う画像形成装置においては、その定着処理の工程における加熱温度は所定の温度以上である必要があるため、上述したように画像形成動作時にのみ定着ヒータをオン状態とする方法では、定着ヒータが冷え切った状態から上記所定の温度以上になるまで画像形成動作の開始を待たなければならず、時間を要するといった問題がある。

そこで、上記定着処理の工程における消費電力の低減と画像形成動作に要する時間の短縮とを両立させるための技術として、画像形成動作時以外には定着ヒータのオンとオフとの切り替えを繰り返し行う画像形成装置が提案され既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

このように画像形成動作時以外に定着ヒータのオンとオフとの切り替えを繰り返し行う画像形成装置は、具体的には、画像形成動作中でなくても定着ヒータへの電力供給を行ってオン状態とし、定着ヒータの温度が所定の温度以上となった場合に定着ヒータへの電力供給を遮断してオフ状態とすることで消費電力の低減を図るようになっている。一方で、このような画像形成装置は、定着ヒータへの電力供給を遮断してオフ状態としている場合に、放熱によりその温度が所定の温度以下になると、定着ヒータへの電力供給を行ってオン状態とすることで定着ヒータが冷え切る前に加熱を行って画像形成動作に要する時間の短縮を図るようになっている。このように画像形成動作時以外に定着ヒータのオンとオフとの切り替えを繰り返し行う画像形成装置においては、定着処理の工程における消費電力の低減と画像形成動作に要する時間の短縮とを両立させることが可能となる。

ところが、上述したように、定着処理の工程における消費電力、即ち、定着ヒータを加熱する際の消費電力は特に大きいため、このような消費電力が大きな定着ヒータのオンとオフとの切り替えの際には急激な電流変化が発生することになる。

従って、定着ヒータのオンとオフとの切り替えが頻繁に繰り返されると、このような急激な電流変化による電源電圧の変動が問題となる。例えば、頻繁に繰り返される電流変動によって電源交流電圧に変動が生じ、周囲の照明にちらつきが発生する所謂フリッカ現象が生じ、また、周辺機器にノイズが発生する等の問題が生じる。このような理由により、消費電力の大きな定着ヒータのオンとオフとの切り替えを頻繁に繰り返すことは好ましくない。

そこで、上記のような問題を回避するために、常に定着ヒータをオン状態にしておけば良いが、これでは省電力化を実現することはできない。このように、省電力化と上記のような問題を回避することとはトレードオフの関係にあり、一方を追求すればもう一方は犠牲となってしまう。尚、このような問題は、定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置のみならず、転写紙に吐出されたインクを加熱して乾燥させるための乾燥装置を備えたインクジェット式の画像形成装置や、供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置に共通して起こり得る問題である。また、このような問題は、商用電源や家庭用電源等のＡＣ電源から供給される電力により駆動する画像形成装置のみならず、蓄電装置や乾電池等のＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源から供給される電力により駆動する画像形成装置であっても同様に起こりうる問題である。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への電力の供給と遮断とを切り替えることで省電力化を図る加熱制御装置において、省電力化を図りつつ加熱装置への電力の供給と遮断との切り替えに伴う弊害を低減させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する加熱制御装置であって、前記加熱装置に電力を供給する電力供給部から前記加熱装置へ供給される電圧の電圧値を測定する電圧値測定部と、規定時間内における電圧変動が、前記加熱装置を搭載する搭載装置の動作状態毎に定められた許容範囲を超えているか否かを判断する判断部と、前記許容範囲を超えていると判断された回数を前記動作状態毎にカウントする回数カウント部と、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する切替制御部と、を備え、前記切替制御部は、単位時間あたりにカウントされた前記回数が、予め定められた所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するように、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御することを特徴とする。

本発明によれば、供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への電力の供給と遮断とを切り替える加熱制御装置において、省電力化を図りつつ加熱装置への電力の供給と遮断との切り替えに伴う弊害を低減させることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置が取り得る動作状態を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る定着ヒータ切替制御条件設定テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る定着ヒータ切替制限条件設定テーブル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機能構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を簡略化して示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を簡略化して示す図である。 本発明の実施形態に係る回路部の機能構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る回路部に含まれる各回路の具体的態様を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置が、定着ヒータのオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る動作状況記録テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルの一例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置が、定着ヒータのオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を説明するためのフローチャートである。

実施の形態１．
本実施形態においては、トナー等の顕色剤を転写紙に付着させることにより作像し、作像された転写紙を加熱・加圧することにより転写紙に付着された顕色剤を定着させること（以下、「定着処理」とする）で画像を形成する電子写真方式の画像形成装置を例として説明する。そして、本実施形態に係る画像形成装置は、定着処理を行うための定着部に、電気エネルギーを熱エネルギーに変換することで熱を発生する加熱装置である定着ヒータを備えた搭載装置として、その定着ヒータにより転写紙を加熱するようになっている。

また、本実施形態に係る画像形成装置は、定着ヒータのオンとオフとの切り替えを繰り返し行うことで、消費電力の低減と画像形成動作に要する時間の短縮とを両立させるようになっている。具体的には、本実施形態に係る画像形成装置は、通常は定着ヒータへの電力供給を行ってオン状態とし、定着ヒータの温度が所定の温度以上となった場合に定着ヒータへの電力供給を遮断してオフ状態とすることで消費電力の低減を図るようになっている。一方、本実施形態に係る画像形成装置は、定着ヒータへの電力供給を遮断してオフ状態としている場合に、放熱によりその温度が所定の温度以下になると、定着ヒータへの電力供給を行ってオン状態とすることで定着ヒータが冷え切る前に加熱を行って画像形成動作に要する時間の短縮を図るようになっている。

このような画像形成装置において、本実施形態に係る要旨の一つは、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることにある。そのために、本実施形態に係る画像形成装置はまず、外部電源の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置は、あるタイミングで測定した外部電源の電圧値と上記基準電圧値とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置は、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を模式的に示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、システム制御部１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）１４、パラメータメモリ１５、操作表示部１６、Ｉ／Ｆ１７、書込部１８、作像部１９、定着部２０がバス２１を介して接続され、外部電源２に接続された電源部２２を含む。

システム制御部１１は、ＲＡＭ１３を作業領域として、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムをＲＡＭ１３にロードし、ＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより画像形成装置１全体の動作を制御する演算手段であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサによって実現される。

ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、システム制御部１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納される。

パラメータメモリ１５は、電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒ）や、バッテリバックアップされたＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等、画像形成装置１の電源を切っても記憶内容を保持することができるメモリであり、本実施形態に係る画像形成装置１の動作に必要な設定情報等のパラメータが格納されている。本実施形態に係るパラメータメモリ１５には、具体的には、定着ヒータ切替条件設定テーブル、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルが格納されている。定着ヒータ切替制御条件設定テーブル、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルについてはそれぞれ、図３、図４を参照して後述する。

操作表示部１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースであると共に、キーボードやマウス、タッチパネル等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースでもある。Ｉ／Ｆ１７は、バス２１と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。

書込部１８は、表面が一様に帯電された感光体ドラムにレーザーダイオードによりレーザー光を照射し、印刷するべき画像データに応じた静電潜像を形成するためのものである。作像部１９は、書込部１８により静電潜像が形成された感光体ドラムにトナーを付着させてトナー像を形成すると共に、その形成したトナー像を記録紙などの転写紙上に転写するためのものである。

定着部２０は、回路部２１０、定着ヒータ２２０、温度センサ２３０含み、商用電源や家庭用電源等のＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源である外部電源２を電力供給源として駆動する。即ち、本実施形態においては、外部電源２が電力供給部として機能する。回路部２１０は、システム制御部１１による制御に応じて外部電源２から定着ヒータ２２０への電力供給を制御する。即ち、本実施形態においては、回路部２１０及びシステム制御部１１が加熱制御装置として機能する。定着ヒータ２２０は、回路部２１０の制御により外部電源２から供給される電力に応じて熱を発生し、発生した熱によりトナー像が転写された転写紙にそのトナー像を定着させる。温度センサ２３０は、定着ヒータ２２０の温度を測定し、若しくは、定着ヒータ２２０の周辺温度を測定する。即ち、本実施形態においては、温度センサ２３０が温度測定部として機能する。尚、書込部１８、作像部１９、定着部２０、定着ヒータ２２０の具体的態様については、図６及び図７を、回路部２１０の詳細な機能構成については、図８を、回路部２１０の具体的態様については、図９を参照して詳述する。

電源部２２は、スイッチングレギュレータ方式により、外部電源２から供給される交流電流を、制御に用いられる＋５Ｖの直流電流、及び、リレー駆動やステッピングモータ駆動等に用いられる＋２４Ｖの直流電流に変換して装置各部に出力する。即ち、定着ヒータ２２０以外の装置各部は、電源部２２からの直流電流により動作する。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記憶媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１３に読み出され、システム制御部１１がＲＡＭ１３にロードされたプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１がとりうる動作状態について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１が取り得る動作状態を説明するための図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、「待機状態」、「印刷状態」、「ウォームアップ状態」のいずれかの動作状態をとりうる。

「待機状態」にある画像形成装置１は、通常は定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態としているが、定着ヒータ２２０の温度が定着時の温度より低い温度ではあるが所定の温度以上となった場合に定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態とすることで消費電力の低減を図るようになっている。一方で、「待機状態」にある画像形成装置１は、定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態としている場合に、放熱によりその温度が所定の温度以下になると、定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態とすることで定着ヒータ２２０が冷え切る前に加熱を行って印刷を開始するまでの時間の短縮を図るようになっている。このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、「待機状態」となることで、消費電力の低減と印刷を開始するまでの時間の短縮とを両立させることができるようになっている。

「印刷状態」にある画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が定着可能な温度となっており、いつでも印刷動作を開始することが可能な状態にあり、若しくは、実際に印刷動作を行っている状態にある。尚、図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、「印刷状態」において印刷動作が一定時間以上行われなかった場合、若しくは、印刷動作が完了した場合には、「待機状態」に移行する。

また、「印刷状態」にある画像形成装置１は、通常は定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態としているが、定着ヒータ２２０の温度が所定の温度以上になると、定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態とすることで定着ヒータ２２０の温度の上がり過ぎを防ぐようになっている。一方で、「印刷状態」にある画像形成装置１は、定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態としている場合に、放熱によりその温度が所定の温度以下になると、定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態とすることで定着可能な温度よりも低くなることを防ぐようになっている。

「ウォームアップ状態」にある画像形成装置１は、「待機状態」から「印刷状態」への移行過程にとりうる状態であって、定着ヒータ２２０の温度が定着可能な温度に達するまで電力供給を行っている状態である。そして、「ウォームアップ状態」にある画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が定着可能な温度となるまで電力供給を行った結果、定着ヒータ２２０の温度が定着可能な温度以上になると「印刷状態」に移行する。

また、「ウォームアップ状態」にある画像形成装置１は、通常は定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態としているが、定着ヒータ２２０の温度が所定の温度以上になると、定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態とすることで定着ヒータ２２０の温度の上がり過ぎを防ぐようになっている。一方で、「ウォームアップ状態」にある画像形成装置１は、定着ヒータ２２０への電力供給を遮断してオフ状態としている場合に、放熱によりその温度が所定の温度以下になると、定着ヒータ２２０への電力供給を行ってオン状態とすることで定着可能な温度よりも低くなることを防ぐようになっている。

次に、本実施形態に係るパラメータメモリ１５に格納されている定着ヒータ切替制御条件設定テーブルについて、図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御条件設定テーブルの一例を示す図である。

図３に示すように、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御条件設定テーブルは、画像形成装置１のとりうる「動作状態」毎に「切替制御条件」が設定されたテーブルである。ここで、切替制御条件とは、システム制御部１１が定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件のことであり、「目標温度」及び「切替制御温度範囲」により定められる。

本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０の温度が「目標温度」に設定されている温度となるように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、画像形成装置１が「待機状態」、「ウォームアップ状態」、「印刷状態」の各動作状態にある場合、定着ヒータ２２０の温度がそれぞれ、Ｔａ℃、Ｔｂ℃、Ｔｃ℃となるように外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。

また、本実施形態に係るシステム制御部１１は、上述したように、定着ヒータ２２０の温度が「目標温度」に設定されている温度となるように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御するが、その際の具体的な制御として、定着ヒータ２２０の温度が「目標温度」に設定されている温度から「切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合に、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断とを切り替える。このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が「目標温度」に設定されている温度から「切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合に、定着ヒータ２２０のオンとオフとを切り替える。

即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、画像形成装置１が「待機状態」にある場合、定着ヒータ２２０がオフであるときに放熱によりその温度が（Ｔａ−ΔＴａ）℃となった際に定着ヒータ２２０をオンに切り替え、一方、定着ヒータ２２０がオフである時に加熱によりその温度が（Ｔａ＋ΔＴａ）℃となった際に定着ヒータ２２０をオフに切り替える。「ウォームアップ状態」、「印刷状態」についても同様である。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、上記切替制御条件を、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の判断基準としている。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が「目標温度」に設定されている温度から「切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合、定着ヒータ２２０の温度が上がり過ぎ若しくは下がり過ぎであると判断して、それらの状況に応じて定着ヒータ２２０のオンとオフとを切り替える。

次に、本実施形態に係るパラメータメモリ１５に格納されている定着ヒータ切替制限条件設定テーブルについて、図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係る定着ヒータ切替制限条件設定テーブルの一例を示す図である。

図４に示すように、本実施形態に係る定着ヒータ切替制限条件設定テーブルは、画像形成装置１のとりうる「動作状態」毎に「切替制限条件」が設定されたテーブルである。ここで、切替制限条件とは、システム制御部１１が定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の条件のことであり、「許容電圧変動率」及び「許容電圧変動回数」により定められる。尚、本実施形態に係る「許容電圧変動率」及び「許容電圧変動回数」には、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）規制値を超えないような値が設定されている。

本実施形態に係るシステム制御部１１は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値が「許容電圧変動率」に設定されている電圧変動率を超えて変動した回数をカウントし、単位時間あたりのその電圧変動回数が「許容電圧変動回数」に設定されている回数以上となった場合、その時点で、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。

即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、画像形成装置１が「待機状態」にある場合、その動作状態において測定された外部電源２から定着ヒータ２２０への出力電圧の電圧値がΔＶａ％を超えて変動した回数をカウントし、単位時間当たりのその電圧変動回数がＮａ回以上となった際に、その時点で、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。「ウォームアップ状態」、「印刷状態」についても同様である。

ここで、電圧変動率とは、外部電源２が正常に動作している状態でのあるタイミング、即ち、外部電源２の電圧値に変動がないタイミング、若しくは、その変動が所定値以内であるタイミング（以下、「基準タイミング」とする）で測定された外部電源２から定着ヒータ２２０への出力電圧の電圧値（以下、「基準電圧値」とする）に対して、基準タイミングとは異なるタイミングで測定された電圧値（以下、「測定電圧値」とする）がどれだけ変動したかを表す指標、即ち、電圧変動のことである。この「電圧変動率」は、測定電圧値を算出対象とすると、例えば、｛（基準電圧値−測定電圧値）／基準電圧値｝×１００により算出されるが、その算出方法はこれに限らず他の手法によって算出されても良い。尚、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値の測定方法に関しては、図８及び図９を参照して後述する。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、上記切替制限条件を、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の判断基準としている。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値が「許容電圧変動率」に設定されている電圧変動率を超えて変動した回数をカウントする。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、単位時間当たりのその変動回数が「許容電圧変動回数」に設定されている回数以上となった場合、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害が頻繁に発生している状況であると判断して、それ以上そのような弊害が発生しないように、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、省電力化を図りつつ定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。このような制御が本実施形態に係る画像形成装置１における要旨の一つである。

尚、切替制限条件は、画像形成装置１の動作状態に関係なく一定値が設定されても良いが、本実施形態においては、図４に示すように、画像形成装置１がとりうる動作状態毎に設定されている。これは、各動作状態における定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え頻度の基準はそれぞれ異なり、また、各動作状態において外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値もそれぞれ異なるためである。

例えば、画像形成装置１が「ウォームアップ状態」にある場合、定着ヒータ２２０の温度が定着可能な温度に達するまで常に定着ヒータ２２０をオンとしているため、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え頻度は低くなる。また、画像形成装置１「ウォームアップ状態」にある場合、定着ヒータ２２０を急激に過熱する必要があるため、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値は高くなる。

また、例えば、画像形成装置１が「印刷状態」にある場合、転写紙への熱の移動による放熱により定着ヒータ２２０の温度低下が頻繁に起こり、その都度、定着ヒータ２２０をオフからオンに切り替える必要があるため、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え頻度は高くなる。また、画像形成装置１が「印刷状態」にある場合、定着ヒータ２２０を急激に過熱する必要があるが、「ウォームアップ状態」にある場合よりも高い温度から加熱を始めるため、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値は「ウォームアップ状態」に比べれば低くなる。

また、例えば、画像形成装置１が「待機状態」にある場合、放熱により定着ヒータ２２０の温度低下が起こるが、その放熱量は転写紙への熱の移動による放熱量に比べると低くその温度低下は「印刷状態」における温度低下よりも緩やかであるため、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え頻度は「印刷状態」に比べれば低いが、常に定着ヒータ２２０をオンとしている「ウォームアップ状態」に比べれば高くなる。また、画像形成装置１が「待機状態」にある場合、定着ヒータ２２０を過熱する必要があるが、その目標温度は「ウォームアップ状態」や「印刷状態」の目標温度よりも低く、また、その加熱速度はそれらの動作状態における加熱速度よりも遅いため、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値はそれらの動作状態に比べれば低くなる。

即ち、本実施形態においては、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え頻度は、「印刷状態」＞「待機状態」＞「ウォームアップ状態」の順番となり、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値は「ウォームアップ状態」＞「印刷状態」＞「待機状態」の順番となる。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、上記切替制限条件を、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の判断基準としているが、その判断基準を動作状態に応じて変化させている。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えの制限が過剰となり、若しくは、不十分になることを防ぎ、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えの制限を最適化することが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を模式的に示すブロック図である。尚、図５においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、転写紙若しくは文書束の流れを破線の矢印で示している。

図５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ１００、給紙テーブル１１０、プリントエンジン１２０、排紙トレイ１３０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）１４０、スキャナエンジン１５０、排紙トレイ１６０、ディスプレイパネル１７０、ネットワークＩ／Ｆ１８０を有する。また、コントローラ１００は、主制御部１０１、エンジン制御部１０２、画像処理部１０３、操作表示制御部１０４及び入出力制御部１０５を有する。

給紙テーブル１１０は、画像形成部であるプリントエンジン１２０に転写紙を給紙する。プリントエンジン１２０は、給紙テーブル１１０から搬送されてきた転写紙に対して画像形成出力を実行することにより画像を描画する画像形成部である。本実施形態に係るプリントエンジン１２０の具体的態様としては、電子写真方式による画像形成機構である。このプリントエンジン１２０により画像が描画された画像形成済みの転写紙は、排紙トレイ１３０に排紙される。

ＡＤＦ１４０は、原稿読取部であるスキャナエンジン１５０に原稿を自動搬送する。スキャナエンジン１５０は、光学情報を電気信号に変換する光電変換素子を含む原稿読取部であり、ＡＤＦ１４０により自動搬送されてきた原稿、若しくは、図示しない原稿台ガラスにセットされた原稿を光学的に走査して読み取って画像情報を生成する原稿読取部である。ＡＤＦ１４０により自動搬送されてスキャナエンジン１５０により読み取られた原稿は、排紙トレイ１６０に排紙される。

ディスプレイパネル１７０は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェースでもある。即ち、ディスプレイパネル１７０は、ユーザによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。ディスプレイパネル１７０は、図１に示す操作表示部１６によって実現される

ネットワークＩ／Ｆ１８０は、画像形成装置１がネットワークを介して管理者用端末やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）等のインタフェースが用いられる。このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、ネットワークＩ／Ｆ１８０を介して接続された端末から印刷依頼の画像データや、印刷要求などの各種制御コマンドを受信する。ネットワークＩ／Ｆ１８０は、図１に示すＩ／Ｆ１７によって実現される。

コントローラ１００は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４等の不揮発性記憶媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１３にロードされ、それらのプログラムに従ってシステム制御部１１が演算を行うことにより構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ１００が構成される。コントローラ１００は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部１０１は、コントローラ１００に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ１００の各部に命令を与える。また、主制御部１０１は、入出力制御部１０５を制御し、ネットワークＩ／Ｆ１８０及びネットワークを介して他の装置にアクセスする。エンジン制御部１０２は、プリントエンジン１２０、スキャナエンジン１５０等の駆動部を制御し若しくは駆動させる。

画像処理部１０３は、主制御部１０１の制御に従い、ＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等により記述された画像情報、例えば、入力された印刷ジョブに含まれる文書データ若しくは画像データに基づいて描画情報を出力情報として生成する。この描画情報とは、ＣＭＹＫ（Ｃｙａｎ Ｍｇｅｎｔａ Ｙｅｌｌｏｗ Ｋｅｙ Ｐｌａｔｅ）のビットマップデータ等の情報であり、画像形成部であるプリントエンジン１２０が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。

また、画像処理部１０３は、スキャナエンジン１５０から入力される撮像データを処理し、画像データを生成する。この画像データとは、スキャナ動作の結果物として画像形成装置１に格納され若しくはネットワークＩ／Ｆ１８０及びネットワークを介して他の機器に送信される情報である。尚、本実施形態に係る画像形成装置１は、画像情報の代わりに描画情報が直接入力され、直接入力された描画情報に基づいて画像形成出力を実行することも可能である。

操作表示制御部１０４は、ディスプレイパネル１７０に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル１７０を介して入力された情報を主制御部１０１に通知する。入出力制御部１０５は、ネットワークＩ／Ｆ１８０及びネットワークを介して入力される信号や命令を主制御部１０１に入力する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構成について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を簡略化して示す図である。図６に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、無端状移動手段である搬送ベルト３０５に沿って各色の各作像ユニット３０６が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。即ち、転写紙格納ユニット３０１から給紙ローラ３０２と分離ローラ３０３とにより分離給紙される転写紙３０４に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト３０５に沿って、この搬送ベルト３０５の搬送方向の上流側から順に、複数の作像ユニット、即ち、Ｃ版作像ユニット３０６Ｃ、Ｍ版作像ユニット３０６Ｍ、Ｙ版作像ユニット３０６Ｙ、Ｋ版作像ユニット３０６Ｋが配列されている。

これら複数の作像ユニット３０６Ｃ、３０６Ｍ、３０６Ｙ、３０６Ｋは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。Ｃ版作像ユニット３０６Ｃはシアンの画像を、Ｍ版作像ユニット３０６Ｍはマゼンタの画像を、Ｙ版作像ユニット３０６Ｙはイエローの画像を、Ｋ版作像ユニット３０６Ｋはブラックの画像をそれぞれ形成する。尚、以下の説明においては、Ｃ版作像ユニット３０６Ｃについて具体的に説明するが、他の作像ユニット３０６Ｍ、３０６Ｙ、３０６ＫはＣ版作像ユニット３０６Ｃと同様であるので、その他の作像ユニット３０６Ｍ、３０６Ｙ、３０６Ｋの各構成要素については、Ｃ版作像ユニット３０６Ｃの各構成要素に付したＣに替えて、Ｍ、Ｙ、Ｋによって区別した符号を図に表示するにとどめ、説明を省略する。

搬送ベルト３０５は、回転駆動される駆動ローラ３０７と従動ローラ３０８とに架け渡されたエンドレスのベルト、即ち無端状ベルトである。この駆動ローラ３０７は、不図示の駆動モータにより回転駆動させられ、この駆動モータと、駆動ローラ３０７と、従動ローラ３０８とが、無端状移動手段である搬送ベルト３０５を移動させる駆動手段として機能する。

画像形成に際しては、回転駆動される搬送ベルト３０５に対して、最初のＣ版作像ユニット３０６Ｃが、シアンのトナー画像を転写する。Ｃ版作像ユニット３０６Ｃは、感光体としての感光体ドラム３０９Ｃ、この感光体ドラム３０９Ｃの周囲に配置された帯電器３１０Ｃ、光書き込み装置３１１、現像器３１２Ｃ、感光体クリーナ（図示せず）、除電器３１３Ｃ等から構成されている。光書き込み装置３１１は、夫々の感光体ドラム３０９Ｃ、３０９Ｍ、３０９Ｙ、３０９Ｋ（以降、総じて「感光体ドラム３０９」という）に対して光を照射するように構成されている。

画像形成に際し、感光体ドラム３０９Ｃの外周面は、暗中にて帯電器３１０Ｃにより一様に帯電された後、光書き込み装置３１１からのシアン画像に対応した光源からの光により書き込みが行われ、静電潜像が形成される。現像器３１２Ｃは、この静電潜像をシアントナーにより可視像化し、このことにより感光体ドラム３０９Ｃ上にシアンのトナー画像が形成される。

このトナー画像は、感光体ドラム３０９Ｃと搬送ベルト３０５とが当接若しくは最も接近する位置（以下、「転写位置」とする）で、転写器３１５Ｃの働きにより搬送ベルト３０５上に転写される。この転写により、搬送ベルト３０５上にシアンのトナーによる画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム３０９Ｃは、外周面に残留した不要なトナーを感光体クリーナにより払拭された後、除電器３１３Ｃにより除電され、次の画像形成のために待機する。

以上のようにして、Ｃ版作像ユニット３０６Ｃにより搬送ベルト３０５上に転写されたシアンのトナー画像は、搬送ベルト３０５のローラ駆動により次のＭ版作像ユニット３０６Ｍに搬送される。Ｍ版作像ユニット３０６Ｍでは、Ｃ版作像ユニット３０６Ｃでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより感光体ドラム３０９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、そのトナー画像が既に形成されたシアンの画像に重畳されて転写される。

搬送ベルト３０５上に転写されたシアン、マゼンタのトナー画像は、さらに次の作像ユニット３０６Ｙ、３０６Ｋに搬送され、同様の動作により、感光体ドラム３０９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像と、感光体ドラム３０９Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像とが、既に転写されている画像上に重畳されて転写される。こうして、搬送ベルト３０５上にフルカラーの中間転写画像が形成される。

このようにして搬送ベルト３０５上にフルカラーの中間転写画像が形成されると、転写紙格納ユニット３０１に収納された転写紙３０４が最も上のものから順に送り出され、搬送経路上でその転写紙と搬送ベルト３０５とが接触する位置若しくは最も接近する位置において、搬送ベルト３０５上に形成された中間転写画像がその転写紙面上に転写される。これにより、転写紙３０４の紙面上に画像が形成される。紙面上に画像が形成された転写紙３０４は更に搬送され、定着ユニット３１６にて画像形成面に垂直な方向から挟み込まれて加圧されながら加熱されることにより画像を定着された後に外部に排出される。定着ユニット３１６は、図１に示す定着部２０によって実現される。

このように、本実施形態においては、中間転写画像が搬送ベルト３０５上に形成されてその中間転写画像が転写紙に転写される方式、即ち、間接転写方式の画像形成装置を例にして説明するが、図７に示すように、転写紙に画像が直接形成される方式、即ち、直接転写方式の画像形成装置であっても適用可能である。

尚、本実施形態に係る定着ユニット３１６は、画像形成面に垂直な方向から転写紙を挟み込みながら回転することにより転写紙を搬送しつつ加圧するための定着ローラ３１６ａ及び３１６ｂを備える。また、本実施形態においては、定着ローラ３１６ａ及び３１６ｂの定着面上には、加熱素子が複数配列されて構成された加熱素子アレイが備えられている。定着ローラ３１６ａ及び３１６ｂが、図１に示す定着ヒータ２２０の具体的態様である。尚、本実施形態においては、定着ローラ３１６ａ及び３１６ｂ共に加熱素子アレイを備える例について説明するが、定着ローラ３１６ａ及び３１６ｂのうち、転写紙のトナー画像が形成された面のみを加熱するように、その面に対応する定着ローラのみが上記加熱素子アレイを備えるように構成されていても良い。

次に、本実施形態に係る回路部２１０の機能構成について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る回路部２１０の機能構成を模式的に示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係る回路部２１０は、定着ヒータ給電制御回路２１１、外部電源電圧ゼロクロス検知回路２１２、外部電源電圧測定回路２１３、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換回路２１４、定着ヒータ切替制御回路２１５の各回路を含む。

定着ヒータ給電制御回路２１１は、システム制御部１１からバス２１を介して入力される定着ヒータ給電制御信号Ｓｃに従って、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。ここで、定着ヒータ給電制御信号Ｓｃとは、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御するための２値のデジタル信号であって、システム制御部１１からバス２１を介して定着ヒータ給電制御回路に出力される。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒータ給電制御回路２１１は、入力された定着ヒータ給電制御信号ＳｃがＨｉｇｈの場合には、外部電源２から定着ヒータ２２０へ電力が供給されるように制御し、一方、入力された定着ヒータ給電制御信号ＳｃがＬｏｗの場合には、外部電源２から定着ヒータ２２０へ電力が遮断されるように制御する。

尚、本実施形態に係るシステム制御部１１は、画像形成装置１のメイン電源が投入されている状態においては、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力供給が維持されるように定着ヒータ給電制御信号Ｓｃ（Ｈｉｇｈ）を出力する。但し、本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０の温度が異常値となる等、定着ヒータ２２０に異常が発生した場合には、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力を遮断するように定着ヒータ給電制御信号Ｓｃ（Ｌｏｗ）を出力する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の異常発生に伴う弊害を回避することが可能となる。

外部電源電圧ゼロクロス検知回路２１２は、外部電源２から出力される交流電圧のゼロクロスを検知し、検知結果であるゼロクロス検知信号Ｓｚをバス２１を介してシステム制御部１１に出力する。システム制御部１１は、ここで出力されたゼロクロス検知信号Ｓｚを、後述する定着ヒータ切替制御信号ＳｃｎｔｌにおけるＨｉｇｈとＬｏｗとを切り替えるタイミングに利用する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替えの際のノイズの発生や突入電流の発生を抑えることが可能となる。

外部電源電圧測定回路２１３は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧を降圧した上で全波整流して平滑化した後の電圧を測定信号としてＡ／Ｄ変換回路２１４に出力する。Ａ／Ｄ変換回路２１４は、外部電源電圧測定回路２１３から出力された上記測定信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号である電圧測定信号Ｖｄとしてバス２１を介してシステム制御部１１に出力する。このようにして、本実施形態に係る外部電源電圧測定回路２１３及びＡ／Ｄ変換回路２１４は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値を測定する。即ち、本実施形態においては、外部電源電圧測定回路２１３及びＡ／Ｄ変換回路２１４が電圧値測定部として機能する。システム制御部１１は、ここで出力された電圧測定信号Ｖｄにより、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値を検知することができる。

Ａ／Ｄ変換回路２１４は、上述したように、外部電源電圧測定回路２１３との協同により、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値を測定する他、温度センサ２３０から出力される測定信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号である温度測定信号Ｔｄとしてバス２１を介してシステム制御部１１に出力する。このようにして、本実施形態に係る温度センサ２３０及びＡ／Ｄ変換回路２１４は、定着ヒータ２２０若しくはその周辺の温度を測定する。システム制御部１１は、ここで出力された温度測定信号Ｔｄにより、定着ヒータ２２０若しくはその周辺の温度を検知することができる。

定着ヒータ切替制御回路２１５は、定着ヒータ給電制御回路２１１が外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を行うように制御している状態において、システム制御部１１からバス２１を介して定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌ及び定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔが入力された場合に、入力されたそれら信号に従って、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を定着ヒータ２２０へ供給するか遮断するかの切り替を制御する。即ち、本実施形態においては、定着ヒータ切替制御回路２１５が切替制御部として機能し、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌが電力供給制御信号として機能する。

ここで、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌとは、定着ヒータ給電制御回路２１１が外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を行うように制御している状態において、その供給電力を定着ヒータ２２０へ供給するか遮断するかを切り替えるための２値のデジタル信号であって、システム制御部１１からバス２１を介して定着ヒータ切替制御回路２１５に出力される。即ち、本実施形態においては、システム制御部１１が電力供給制御信号出力部として機能する。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔによる定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌの制限がない状態において、入力された定着ヒータ切替制御信号ＳｃｎｔｌがＨｉｇｈの場合には、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を定着ヒータ２２０へ供給するように制御し、一方、入力された定着ヒータ切替制御信号ＳｃｎｔｌがＬｏｗの場合には、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を遮断するように制御する。即ち、本実施形態においては、ＨｉｇｈとＬｏｗとのシグナルが制御情報として機能する。

また、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔとは、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを制限するか否かを切り替えるための２値のデジタル信号であって、システム制御部１１からバス２１を介して定着ヒータ切替制御回路２１５に出力される。即ち、本実施形態においては、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔが制御情報制限信号として機能し、システム制御部１１が制御情報制限信号出力部として機能する。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＨｉｇｈの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを制限しないように制御し、一方、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＬｏｗの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌをそのシグナルに関係なく全てＬｏｗに制限するように制御する。

即ち、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５においては、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＨｉｇｈの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌは制限されないためそのシグナルはそのままである。一方、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５においては、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＬｏｗの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌは制限されるためそのシグナルがＨｇｉｈでもＬｏｗでも全てＬｏｗに制限されることになる。

従って、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＨｉｇｈの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌに従った制御を行う。一方、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＬｏｗの場合には、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌのシグナルに関係なく、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を遮断するように制御する。

このように、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌのシグナルを、入力された定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔに従って制御することで、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力の供給と遮断との切り替えを制限するか否かを切り替えることができる。

従って、本実施形態に係る画像形成装置１は、システム制御部１１において、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替えを制限したいと判断した場合、即ち、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え回数を低減したいと判断した場合、定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔをＨｉｇｈからＬｏｗに切り替えことにより定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを制限することで、上記目的を達成することが可能となる。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

尚、本実施形態に係るシステム制御部１１は、通常は、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを制限する必要がないため、即ち、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する必要がないため、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔの出力シグナルをＨｉｇｈとしている。但し、本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを制限する必要がある場合、即ち、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する必要がある場合には、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔの出力シグナルをＨｇｉｈからＬｏｗに切り替える。

次に、本実施形態に係る回路部２１０に含まれる各回路の具体的態様について、図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る回路部２１０に含まれる各回路の具体的態様を示す回路図である。

図９に示すように、本実施形態に係る定着ヒータ給電制御回路２１１は、システム制御部１１からバス２１を介してトランジスタＱ１のベースに入力される定着ヒータ給電制御信号Ｓｃに従ってリレーＲＹ１のオンとオフとが切り替えられることで、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒータ給電制御回路２１１は、トランジスタＱ１のベースに入力された定着ヒータ給電制御信号ＳｃがＨｉｇｈの場合には、リレーＲＹ１がオンになることで外部電源２から定着ヒータ２２０へ電力が供給されるように制御する。一方、本実施形態に係る定着ヒータ給電制御回路２１１は、トランジスタＱ１のベースに入力された定着ヒータ給電制御信号ＳｃがＬｏｗの場合には、リレーＲＹ１がオフになることで外部電源２から定着ヒータ２２０へ電力が遮断されるように制御する。

本実施形態に係る外部電源電圧ゼロクロス検知回路２１２は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧をダイオードブリッジＤＢ１により全波整流し、全波整流したその電圧によりフォトカプラＰＣ１のオンとオフとを切り替えることでトランジスタＱ２のコレクタからゼロクロス検知信号Ｓｚをバス２１を介してシステム制御部１１に出力する。

本実施形態に係る外部電源電圧測定回路２１３は、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧をトランスＴ１で降圧した上で、ダイオードブリッジＤＢ２により全波整流してコンデンサＣ２により平滑化した後、その平滑化した電圧を測定信号としてＡ／Ｄ変換回路２１４に出力する

本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、ＡＮＤゲートＧ１において、システム制御部１１からバス２１を介して入力される定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌと、システム制御部１１からバス２１を介して入力される定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔとの論理積である制限後定着ヒータ切替制御信号ＳｔｌをトランジスタＱ３のベースに出力する。

ここで、制限後定着ヒータ切替制御信号Ｓｔｌとは、定着ヒータ給電制御回路２１１が外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を行うように制御している状態において、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌの代わりに、その供給電力を定着ヒータ２２０へ供給するか遮断するかを切り替えるための２値のデジタル信号であって、上述したように、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌと定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔとの論理積である。

従って、定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＨｉｇｈの場合、即ち、実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５が定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌを制限しないように制御する場合、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌと制限後定着ヒータ切替制御信号Ｓｔｌとのシグナルは同じである。一方、定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＬｏｗの場合、即ち、実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５が定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌを制限するように制御する場合、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌのシグナルに関係なく制限後定着ヒータ切替制御信号ＳｔｌのシグナルはＬｏｗとなる。

そして、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、トランジスタＱ３のベースに入力される制限後定着ヒータ切替制御信号Ｓｔｌに従ってフォトトライアックＰＴ１を介してトライアックＴＡ１のオンとオフとが切り替えられることで外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。

具体的には、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、制限後定着ヒータ切替制御信号ＳｔｌがＨｉｇｈの場合には、トライアックＴＡ１がオンになることで定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を定着ヒータ２２０へ供給するように制御する。一方、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、制限後定着ヒータ切替制御信号ＳｔｌがＬｏｗの場合には、トライアックＴＡ１がオフになることで定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を遮断するように制御する。

従って、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＨｉｇｈの場合、即ち、実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５が定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌを制限しないように制御する場合、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌに従った制御を行う。一方、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、定着ヒータ切替制限信号ＳｌｍｔがＬｏｗの場合、即ち、実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５が定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｎｔｌを制限するように制御する場合、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌのシグナルに関係なく、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力を遮断するように制御する。

このように、本実施形態に係る定着ヒータ切替制御回路２１５は、入力された定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌのシグナルを、入力された定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔに従って制御して制限後定着ヒータ切替制御信号ＳｔｌをトランジスタＱ３のベースに出力することで、定着ヒータ給電制御回路２１１による外部電源２から定着ヒータ２２０への供給電力の供給と遮断との切り替えを制限するか否かを切り替えることができる。

従って、本実施形態に係る画像形成装置１は、システム制御部１１において、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替えを制限したいと判断した場合、即ち、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え回数を低減したいと判断した場合、定着ヒータ切替制御信号Ｓｃｔｒｌを定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔにより制限した制限後定着ヒータ切替制御信号Ｓｔｌに従って外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御することで、上記目的を達成することが可能となる。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

このように構成された画像形成装置１において、本実施形態に係る要旨の一つは、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることにある。そのために、本実施形態に係る画像形成装置１はまず、外部電源２の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、あるタイミングで測定した外部電源２の電圧値と上記基準電圧とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害が頻繁に発生している状況であると判断して、それ以上そのような弊害が発生しないように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を説明するためのフローチャートである。

図１０に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際にはまず、システム制御部１１は、基準電圧測定イベントが発生したか否かを判断する（Ｓ１００１）。ここで、基準電圧測定イベントとは、画像形成装置１に基準電圧値を測定させるためのイベントであって、外部電源２が正常に動作している状態でのあるタイミング、即ち、外部電源２の電圧値に変動がないタイミング、若しくは、その変動が所定値以内であるタイミング（基準タイミング）で発生する。この基準タイミングは、例えば、起動処理完了、省エネ復帰処理完了、印刷ジョブ受信をトリガとして発生し、若しくは、定着ヒータ２２０がオフ状態のときに発生する。

システム制御部１１は、Ｓ１００１の判断処理において、基準電圧測定イベントが発生したと判断すると（Ｓ１００１／ＹＥＳ）、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値を外部電源電圧測定回路２１３に測定させ（Ｓ１００２）、その電圧値を基準電圧値として、動作状況記録テーブルに記録する（Ｓ１００３）。

ここで、動作状況記録テーブルについて、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る動作状況記録テーブルの一例を示す図である。図１１に示すように、本実施形態に係る動作状況記録テーブルは、画像形成装置１のとりうる「動作状態」毎に「動作状況」が記録されたテーブルである。この「動作状況」とは、定着ヒータ２２０の切り替え制御に関わる動作状況を指し、「電圧変動回数」及び「基準電圧値」により定められる。

このような動作状況記録テーブルにおいて、本実施形態に係るシステム制御部１１は、基準タイミングにおいて外部電源電圧測定回路２１３に測定させ、その時の電圧値を基準電圧値として「基準電圧値」に記録し、また、単位時間あたりにカウントした電圧変動回数を「電圧変動回数」に記録する。即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、基準タイミングにおいて外部電源電圧測定回路２１３に測定させた基準電圧値Ｖｓを「基準電圧値」に記録し、また、「待機状態」、「ウォームアップ状態」、「印刷状態」の各動作状態において単位時間あたりにそれぞれカウントした電圧変動回数Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃを「電圧変動回数」に記録する。尚、この動作状況記録テーブルは、ＲＡＭ１３やＨＤＤ１４に記憶される。

システム制御部１１は、Ｓ１００１の判断処理において、基準電圧測定イベントが発生していないと判断すると（Ｓ１００１／ＮＯ）、電圧変動率算出イベントが発生したか否かを判断する（Ｓ１００４）。ここで、電圧変動率算出イベントとは、画像形成装置１に電圧変動率を算出させるためのイベントであって、基準タイミングとは異なるタイミングで発生し、例えば、待機状態、ウォームアップ状態、印刷状態のときに発生する。

システム制御部１１は、Ｓ１００４の判断処理において、電圧変動率算出イベントが発生していないと判断すると（Ｓ１００４／ＮＯ）、本実施形態に係る画像形成装置１は、そのまま、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を終了する。

一方、システム制御部１１は、Ｓ１００４の判断処理において、電圧変動率算出イベントが発生したと判断すると（Ｓ１００４／ＹＥＳ）、外部電源２から定着ヒータ２２０へ出力される交流電圧の電圧値を外部電源電圧測定回路２１３に測定させて（Ｓ１００５）、そのときの測定電圧値を対象として電圧変動率ΔＶｒを算出し（Ｓ１００６）、画像形成装置１の動作状態を判断する（Ｓ１００７）。

システム制御部１１は、Ｓ１００７の判断処理において、画像形成装置１の動作状態が待機状態であると判断すると（Ｓ１００７／Ａ）、Ｓ１００５の処理で算出された電圧変動率ΔＶｒと、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルに設定されている「待機状態」の「許容電圧変動率」ΔＶａとを比較してそれらの大小関係を判断する（Ｓ１００８）。このようにして、本実施形態に係るシステム制御部１１は、基準電圧値と測定電圧値との差が許容範囲を超えているか否かを判断する。即ち、本実施形態おいては、システム制御部１１が判断部として機能する。

システム制御部１１は、Ｓ１００８の判断処理において、ΔＶｒがΔＶａ以下であると判断すると（Ｓ１００８／ＮＯ）、本実施形態に係る画像形成装置１は、そのまま、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を終了する。

一方、システム制御部１１は、Ｓ１００８の判断処理において、ΔＶｒの方がΔＶａよりも大きいと判断すると（Ｓ１００８／ＹＥＳ）、動作状況記録テーブルに記録されている「待機状態」の「電圧変動回数」Ｃａに１を加算する（Ｓ１００９）。本実施形態に係るシステム制御部１１は、このようにして電圧変動回数をカウントする。即ち、本実施形態においては、システム制御部１１が回数カウント部として機能する。

そして、システム制御部１１は、動作状況記録テーブルに記録されている「待機状態」の「電圧変動回数」Ｃａに１を加算すると、その「電圧変動回数」Ｃａと、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルに設定されている「待機状態」の「許容電圧変動回数」Ｎａとを比較してそれらの大小関係をする（Ｓ１０１０）。システム制御部１１は、Ｓ１０１０の判断処理において、ＣａがＮａ以下であると判断すると（Ｓ１０１０／ＮＯ）、本実施形態に係る画像形成装置１は、そのまま、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を終了する。

一方、システム制御部１１は、Ｓ１０１０の判断処理においてＣａの方がＮａよりも大きいと判断すると（Ｓ１０１０／ＹＥＳ）、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔの出力シグナルをＨｉｇｈからＬｏｗに切り替える（Ｓ１０１７）。本実施形態に係るシステム制御部１１は、このようにして定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

そして、システム制御部１１は、切替制限解除イベントの発生を待って（Ｓ１０１８／ＮＯ）、切替制限解除イベントが発生すると（Ｓ１０１８／ＹＥＳ）、定着ヒータ切替制限信号Ｓｌｍｔの出力シグナルをＬｏｗからＨｉｇｈに切り替える（Ｓ１０１９）。本実施形態に係るシステム制御部１１は、このようにして定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え制限を解除する。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、そのまま、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を終了する。

ここで、切替制限解除イベントとは、画像形成装置１に定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え制限を解除させるためのイベントであって、例えば、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え制限が開始されてから所定の期間だけ経過した際に発生し、若しくは、ユーザ操作により強制的に解除命令が入力された際に発生する。

また、システム制御部１１は、Ｓ１００７の判断処理において、画像形成装置１の動作状態がウォームアップ状態であると判断した場合（Ｓ１００７／Ｂ）、若しくは、印刷状態であると判断した場合（Ｓ１００７／Ｃ）、動作状況記録テーブル及び定着ヒータ切替制限条件設定テーブルを参照する際の動作状態のみが異なるだけで、Ｓ１００８〜Ｓ１０１０、及び、Ｓ１０１７〜Ｓ１０１９と同様の処理が行われる。

以上、説明したように、本実施形態に係る画像形成装置１は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることにある。そのために、本実施形態に係る画像形成装置１はまず、外部電源２の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、あるタイミングで測定した外部電源２の電圧値と上記基準電圧とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害が頻繁に発生している状況であると判断して、それ以上そのような弊害が発生しないように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、省電力化を図りつつ定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

具体的には、本実施形態に係る画像形成装置１は、消費電力が大きな定着ヒータのオンとオフとの切り替えの際に発生する急激な電流変化による電源電圧の変動を低減させ、また、突入電流を低減させることが可能となる。

従って、本実施形態に係る画像形成装置１は、頻繁に繰り返される電流変動によって電源交流電圧に変動が生じ、周囲の照明にちらつきが発生する所謂フリッカ現象が生じたり、周辺機器にノイズが発生したりする等といったことを低減させることが可能となる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータのオンとオフとの切り替えが頻繁に繰り返されることにより、定着部２０が内蔵している電源装置及び加熱用回路への負荷が増大してそれらの製品寿命が短くなったり、発生した突入電流が他の周辺回路に流れ込んでノイズが発生したりする等といったことを低減させることが可能となる。

さらに、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータをオフ状態からオン状態へと高速で切り替えるために定着ヒータを素早く加熱しようとして大電流を一気に供給した結果、電力が供給過剰になって、定着装置が内蔵している電源装置及び加熱用回路に発熱や破損が発生し、若しくは、定着ヒータの温度が上昇しすぎて定着ヒータの製品寿命が短くなったり、周辺機器が高温に晒されたりする恐れがあるといったことを低減させることが可能となる。

尚、本実施形態においては、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルには許容電圧変動率が設定されており、基準電圧値と測定電圧値との電圧変動率がその許容電圧変動率を超えたか否かを判断することで基準電圧値と測定電圧値との差が許容範囲を超えているか否かを判断する例について説明した。この他、定着ヒータ切替制限条件設定テーブルには許容電圧変動率の替わりに許容電圧変動値が設定されており、基準電圧値と測定電圧値との差の絶対値がその許容電圧変動値を超えたか否かを判断することで基準電圧値と測定電圧値との差が許容範囲を超えているか否かを判断するように構成されていても良い。

また、本実施形態においては、加熱装置である定着ヒータ２２０を備えた電子写真方式の画像形成装置を例として説明したが、転写紙に吐出されたインクを加熱して乾燥させるための乾燥装置を加熱装置として備えたインクジェット式の画像形成装置や、供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置に共通して適用可能である。

また、本実施形態においては、商用電源や家庭用電源等のＡＣ電源から供給される電力により駆動する画像形成装置１を例として説明したが、蓄電装置や乾電池等のＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源から供給される電力により駆動する画像形成装置であっても適用可能である。このような場合、電力供給源である外部電源２からは直流電圧が出力されるため、回路部２１０には外部電源電圧ゼロクロス検知回路２１２が必要なくなる。

また、本実施形態おいては、基準電圧値と測定電圧値との電圧変動率が許容範囲以上となった回数が、単位時間当たりに所定の回数を超えた場合、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する例について説明した。この他、規定時間内における電圧変動率が許容範囲以上となった回数が、単位時間当たりに所定の回数を超えた場合、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限するように構成されていても本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

これは、上記規定時間内における最大電圧値を基準電圧値とし、最低電圧値を測定電圧値として定義する、若しくは、上記規定時間内における最低電圧値を基準電圧値とし、最大電圧値を測定電圧値として定義すると、本実施形態と同様の構成となるためである。

ここで、規定時間として、例えば、フリッカの規定であるＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）６１０００−３−３により規定されている。

実施の形態２．
実施の形態１においては、単位時間当たりの電圧変動回数が定着ヒータ切替制限条件設定テーブルの「許容電圧変動回数」を超えた場合、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限する例について説明した。この場合、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となるが、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替え制限の実施中においては消費電力が高くなってしまうことになる。

そこで、本実施形態においては、単位時間当たりの電圧変動回数が定着ヒータ切替制限条件設定テーブルの「許容電圧変動回数」を超えた場合、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替えが一切行われないようにその切り替えを制限するのではなく、その切り替え頻度が低減するようにその切り替えを制限する例について説明する。この場合、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させ、かつ、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替え制限の実施中においても消費電力を低減させることが可能となる。

即ち、本実施形態に係る画像形成装置においては、更なる省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることを要旨の一つとしている。そのために、本実施形態に係る画像形成装置はまず、外部電源の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置は、あるタイミングで測定した外部電源の電圧値と上記基準電圧とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置は、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させ、かつ、外部電源から定着ヒータへの電力の供給と遮断との切り替え制限の実施中においても消費電力を低減させることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。尚、実施の形態１と同様の符号を付す構成については、同一または相当部を示すものとし、詳細な説明を省略する。

まず、本実施形態に係るパラメータメモリ１５に格納されている定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルについて、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態に係る定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルの一例を示す図である。

図１２に示すように、本実施形態に係る定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルは、画像形成装置１のとりうる「動作状態」毎に「制限後切替制御条」が設定されたテーブルである。ここで、制限後切替制御条とは、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態において、システム制御部１１が定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件のことであり、「制限後目標温度」及び「制限後切替制御温度範囲」により定められる。

本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態において、定着ヒータ２２０の温度が「制限後目標温度」に設定されている温度となるように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、画像形成装置１が「待機状態」、「ウォームアップ状態」、「印刷状態」の各動作状態にある場合、定着ヒータ２２０の温度がそれぞれ、Ｔａ’℃、Ｔｂ’℃、Ｔｃ’℃となるように外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御する。尚、このＴａ’℃、Ｔｂ’℃、Ｔｃ’℃はそれぞれ、定着ヒータ切替制御条件設定テーブルに設定されている「目標温度」Ｔａ℃、Ｔｂ℃、Ｔｃ℃と同じ温度であっても良いが、画像形成装置１の動作に影響を及ばさない範囲でより低い温度に設定されことで、省電力化を図りつつ定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減することが可能となる。

また、本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態において、上述したように、定着ヒータ２２０の温度が「制限後目標温度」に設定されている温度となるように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給を制御するが、その際の具体的な制御として、定着ヒータ２２０の温度が「制限後目標温度」に設定されている温度から「制限後切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合に、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断とを切り替える。このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が「制限後目標温度」に設定されている温度から「制限後切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合に、定着ヒータ２２０のオンとオフとを切り替える。

即ち、本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態において、画像形成装置１が「待機状態」にある場合、定着ヒータ２２０がオフであるときに放熱によりその温度が（Ｔａ’−ΔＴａ’）℃となった際に定着ヒータ２２０をオンに切り替え、一方、定着ヒータ２２０がオフである時に加熱によりその温度が（Ｔａ’＋ΔＴａ’）℃となった際に定着ヒータ２２０をオフに切り替える。「ウォームアップ状態」、「印刷状態」についても同様である。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１は、上記制限後切替制限条件を、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の判断基準としている。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０の温度が「制限後目標温度」に設定されている温度から「制限後切替制御温度範囲」に設定されている温度だけ上下した場合、定着ヒータ２２０の温度が上がり過ぎ若しくは下がり過ぎであると判断して、それらの状況に応じて定着ヒータ２２０のオンとオフとを切り替える。

ここで、本実施形態においては、定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルに設定されている「制限後切替制御温度範囲」ΔＴａ’、ΔＴｂ’、ΔＴｃ’はそれぞれ、定着ヒータ切替制御条件設定テーブルに設定されている「切替制御温度範囲」ΔＴａ、ΔＴｂ、ΔＴｃよりも大きくなるように設定されている。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態においては、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されていない状態よりも、その切り替えの頻度を低減させること可能となる。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えが制限されている状態における消費電力を低減させることが可能となる。本実施形態に係る画像形成装置１はこのような制御を要旨の一つとしている。

尚、本実施形態に係るシステム制御部１１は、通常は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する必要がないため、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件は定着ヒータ切替制御条件設定テーブルである。但し、本実施形態に係るシステム制御部１１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する必要がある場合には、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件を、定着ヒータ切替制御条件設定テーブルから定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルに切り替える。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１においては、更なる省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることを要旨の一つとしている。そのために、本実施形態に係る画像形成装置１はまず、外部電源２の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、あるタイミングで測定した外部電源２の電圧値と上記基準電圧とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害が頻繁に発生している状況であると判断して、それ以上そのような弊害が発生しないように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させ、かつ、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替え制限の実施中においても消費電力を低減させることが可能となる。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理について、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を説明するためのフローチャートである。

図１３に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１が、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際には、図１０において説明した処理Ｓ１００１〜Ｓ１０１６と同様の処理を行う（Ｓ１３０１〜Ｓ１３１６）。そして、システム制御部１１は、Ｓ１３１０、Ｓ１３１３、Ｓ１３１６の判断処理においてそれぞれ、ＣａがＮａ以下であると判断し（Ｓ１３１０／ＮＯ）、若しくは、ＣｂがＮｂ以下であると判断し（Ｓ１３１３／ＮＯ）、若しくは、ＣｃがＮｃ以下であると判断すると（Ｓ１３１６／ＮＯ）、本実施形態に係る画像形成装置１は、そのまま、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する際の処理を終了する。

一方、システム制御部１１は、Ｓ１３１０、Ｓ１３１３、Ｓ１３１６の判断処理においてそれぞれ、Ｃａの方がＮａよりも大きいと判断し（Ｓ１３１０／ＹＥＳ）、若しくは、Ｃｂの方がＮｂよりも大きいと判断し（Ｓ１３１３／ＹＥＳ）、若しくは、Ｃｃの方がＮｃよりも大きいと判断すると（Ｓ１３１６／ＹＥＳ）、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件を、定着ヒータ切替制御条件設定テーブルから定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルに切り替える（Ｓ１３１７）。即ち、本実施形態においては、システム制御部１１が設定温度変更部として機能する。本実施形態に係るシステム制御部１１は、このようにして定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させることが可能となる。

そして、システム制御部１１は、切替制限解除イベントの発生を待って（Ｓ１３１８／ＮＯ）、切替制限解除イベントが発生すると（Ｓ１３１８／ＹＥＳ）、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えを制御する際の条件を、定着ヒータ制限後切替制御条件設定テーブルから定着ヒータ切替制御条件設定テーブルに切り替える（Ｓ１３１９）。本実施形態に係るシステム制御部１１は、このようにして定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替え制限を解除する。

以上、説明したように、本実施形態に係る本実施形態に係る画像形成装置１は、更なる省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替え回数を低減させることを要旨の一つとしている。そのために、本実施形態に係る画像形成装置１はまず、外部電源２の電圧値に変動がない若しくはその変動が所定値以内であるときの電圧値を基準電圧値として測定する。そして、本実施形態に係る画像形成装置１は、あるタイミングで測定した外部電源２の電圧値と上記基準電圧とを比較して、許容範囲以上に電圧変動があるか否かを判断するといった処理を異なるタイミングにおいて都度行い、許容範囲以上に電圧変動があると判断した回数をカウントする。

このようにして上記回数をカウントした結果、単位時間当たりの上記回数が所定の回数を超えた場合、本実施形態に係る画像形成装置１は、定着ヒータ２２０のオンとオフとの切り替えに伴う弊害が頻繁に発生している状況であると判断して、それ以上そのような弊害が発生しないように、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するようにその切り替えを制限する。これにより、本実施形態に係る画像形成装置１は、省電力化を図りつつ定着ヒータのオンとオフとの切り替えに伴う弊害を低減させ、かつ、外部電源２から定着ヒータ２２０への電力の供給と遮断との切り替え制限の実施中においても消費電力を低減させることが可能となる。

１ 画像形成装置
２ 外部電源
１１ システム制御部
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ ＨＤＤ
１５ パラメータメモリ
１６ 操作表示部
１７ Ｉ／Ｆ
１８ 作像部
１９ 書込部
２０ 定着部
２１ バス
２２ 電源部
１０１ 主制御部
１０２ エンジン制御部
１０３ 画像処理部
１０４ 入出力制御部
１０５ 操作表示制御部
１１０ 給紙テーブル
１２０ プリントエンジン
１３０ 排紙トレイ
１４０ ＡＤＦ
１５０ スキャナエンジン
１６０ 排紙トレイ
１７０ ディスプレイパネル
１８０ ネットワークＩ／Ｆ
２１０ 回路部
２１１ 定着ヒータ給電制御回路
２１２ 外部電源電圧ゼロクロス検知回路
２１３ 外部電源電圧測定回路
２１４ Ａ／Ｄ変換回路
２１５ 定着ヒータ切替制御回路
２２０ 定着ヒータ
２３０ 温度センサ
３０１ 転写紙格納ユニット
３０２ 給紙ローラ
３０３ 分離ローラ
３０４ 転写紙
３０５ 搬送ベルト
３０６ 作像ユニット
３０７ 駆動ローラ
３０８ 従動ローラ
３０９ 感光体ドラム
３１０ 帯電器
３１１ 光書き込み装置
３１２ 現像器
３１３ 徐電器
３１５ 転写器
３１６ 定着ユニット
３１６ａ 定着ローラ
３１６ｂ 定着ローラ

特開２００５−６２６１７号公報

Claims (11)

1. 供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する加熱制御装置であって、
   前記加熱装置に電力を供給する電力供給部から前記加熱装置へ供給される電圧の電圧値を測定する電圧値測定部と、
   規定時間内における電圧変動が、前記加熱装置を搭載する搭載装置の動作状態毎に定められた許容範囲を超えているか否かを判断する判断部と、
   前記許容範囲を超えていると判断された回数を前記動作状態毎にカウントする回数カウント部と、
   前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する切替制御部と、
   を備え、
   前記切替制御部は、単位時間あたりにカウントされた前記回数が、予め定められた所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するように、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する、加熱制御装置。
2. 供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する加熱制御装置であって、
   前記加熱装置に電力を供給する電力供給部から前記加熱装置へ供給される電圧の電圧値を測定する電圧値測定部と、
   規定時間内における電圧変動が、許容範囲を超えているか否かを判断する判断部と、
   前記許容範囲を超えていると判断された回数をカウントする回数カウント部と、
   前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する切替制御部と、
   を備え、
   前記回数カウント部は、前記加熱装置を搭載する搭載装置の動作状態毎に、前記許容範囲を超えていると判断された回数をカウントし、
   前記切替制御部は、単位時間あたりにカウントされた前記回数が、前記動作状態毎に定められた所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するように、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する、加熱制御装置。
3. 前記判断部は、前記電力供給部が正常に動作している状態において測定された基準電圧値と特定のタイミングで測定された測定電圧値との電圧変動が、前記許容範囲を超えているか否かを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱制御装置。
4. 前記切替制御部は、前記単位時間あたりにカウントされた前記回数が前記所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置へ供給される前記電力を遮断するように制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の加熱制御装置。
5. 前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給を制御するための制御情報を有する電力供給制御信号を出力する電力供給制御信号出力部と、
   前記単位時間あたりにカウントされた前記回数が前記所定の回数を超えた場合、出力された前記電力供給制御信号が有する前記制御情報を、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給を遮断するように制御するための制御情報に制限するための制御情報制限信号を出力する制御情報制限信号出力部と、
   を備え、
   前記切替制御部は、
   前記単位時間あたりにカウントされた前記回数が前記所定の回数以下の場合、出力された前記電力供給制御信号に基づいて、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御し、
   前記単位時間あたりにカウントされた前記回数が前記所定の回数を超えた場合、出力された前記制御情報制限信号に基づいて前記制御情報が制限された制限後の前記電力供給制御信号に基づいて、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の加熱制御装置。
6. 前記加熱装置若しくはその周辺の温度を測定する温度測定部を備え、
   前記切替制御部は、測定された前記温度と予め設定された設定温度との関係に応じて、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の加熱制御装置。
7. 前記単位時間あたりにカウントされた前記回数が、前記所定の回数を超えた場合、前記設定温度を変更する設定温度変更部を備えることを特徴とする請求項６に記載の加熱制御装置。
8. 前記設定温度は、前記動作状態毎に定められており、
   前記設定温度変更部は、前記動作状態毎に、前記設定温度を変更することを特徴とする請求項７に記載の加熱制御装置。
9. 請求項１乃至８いずれか１項に記載の加熱制御装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御するための加熱制御方法であって、
    前記加熱装置に電力を供給する電力供給部から前記加熱装置へ供給される電圧の電圧値を測定し、
    規定時間内における電圧変動が、前記加熱装置を搭載する搭載装置の動作状態毎に定められた許容範囲を超えているか否かを判断し、
    前記許容範囲を超えていると判断された回数を前記動作状態毎にカウントし、
    単位時間あたりにカウントされた前記回数が、予め定められた所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するように、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する、加熱制御方法。
11. 供給される電力に応じて発熱することで加熱する加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御するための加熱制御方法であって、
    前記加熱装置に電力を供給する電力供給部から前記加熱装置へ供給される電圧の電圧値を測定し、
    規定時間内における電圧変動が、許容範囲を超えているか否かを判断し、
    前記許容範囲を超えていると判断された回数を、前記加熱装置を搭載する搭載装置の動作状態毎にカウントし、
    単位時間あたりにカウントされた前記回数が、前記動作状態毎に定められた所定の回数を超えた場合、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替え頻度が低減するように、前記電力供給部から前記加熱装置への前記電力の供給と遮断との切り替えを制御する、加熱制御方法。