JP6541519B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置の環境ヒータの構成および制御方法に関する。

従来、画像形成装置などの情報処理装置においては、急激な室温変化などの環境変動による結露や動作不良を防ぐことが求められている。以下、主に画像形成装置を例にして説明する。上述した急激な温度変化は、画像形成装置が設置された地域や季節に起因し、また、夜間や朝方の冷え込み、会社始業開始後の空調設備による急激な室温変化などの環境変動にも起因する。このような急激な温度変化により、画像が上手く形成できなくなる場合もある。

結露を防ぐために、画像形成装置を設置した後に、使用環境に応じて画像形成装置に環境ヒータを追加して結露を防止する手法が知られている。
近年、画像形成装置の更なる画質安定化と長寿命化が要求されており、その要求を満たすためには、電子写真プロセスにおいて画像形成装置の温度、特に感光ドラム周辺部の温度を一層安定化させる必要がある。また、情報処理装置一般においても、長寿命化などのために、情報処理装置の特定の部位で温度を安定化させることが要求されている。

なお、環境ヒータとしては、画像形成装置が接続されたＡＣ（Alternating Current）商用電源を電源とするＡＣヒータが知られている。
特許文献１は、使用される商用電源の電圧に応じて装置本体に選択的に装着される環境ヒータを開示している。

しかし、ＡＣ商用電源を用いたヒータは、供給される電圧が高くなるにつれて発熱量が大きくなる。従って、画像形成装置に供給されるＡＣ電圧が異なると、それに応じてＡＣヒータの発熱量も異なるものとなる。
画像形成装置が設置される地域により商用電源の電圧が異なる場合には、ＡＣヒータの発熱量も異なることから、ＡＣヒータを用いて温度を一定に保つことは困難である。このことから、ＡＣ商用電源に対してＡＣ／ＤＣ（Alternating Current／Direct Current）変換を行って得られるＤＣ電力を利用したＤＣヒータを用いることが提案されている。ＤＣヒータは、温度を一定に保つためのヒータ（以下、環境ヒータと記載する）として用いられる。

特に、省エネルギーモード（以下、省エネモードと称する）を有する画像形成装置においては、省エネモード状態を制御するための制御ユニットにも給電を行う必要がある。このような制御ユニットへの給電を行うために、画像形成装置に接続されたＡＣ商用電源からＤＣ電源を出力する制御回路用ＤＣ電源が設けられている。
従って、環境ヒータとして上述のようにＤＣヒータを用いるとともに、その電源として上述した制御回路用ＤＣ電源を用いることが提案されている。

特開２００９−２１６８２７号公報

しかしながら、環境ヒータとしてＤＣヒータを制御回路用電源に単純に並列接続した場合には、環境ヒータが駆動されない省エネモードは別として、スタンバイや画像形成モードにおいては制御ユニットの消費電力が増加する。
従って、ＤＣ電源としては、制御ユニットの消費電力と、ＤＣヒータの消費電力とによる電力の増加分にも対応できる高出力タイプの制御回路用電源を採用する必要がある。しかし、この場合、画像形成装置の省エネモード時の電力を増加させてしまうという課題が生じる。

制御回路用電源の出力可能電力の増加を抑えるという観点からは、ＤＣヒータの装着箇所を削減することが好ましい。しかし、ＤＣヒータが装着される画像読取部、給紙カセット部、画像形成部は、それぞれ独立した箇所に配置されているので、単純にＤＣヒータの装着数を削減することは困難である。

従って、本発明は、画像形成装置などの情報処理装置において、ＤＣヒータを設けることで温度制御を行うとともに、情報処理装置でのＤＣ消費電力を抑制することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、第１温度範囲が許容される第１部位、前記第１温度範囲よりも許容温度範囲が狭い第２温度範囲が許容される第２部位、および、直流電源を有する。この画像形成装置は、前記第１部位に配置されて交流電源からの給電を受ける第１ヒータと、前記第２部位に配置されて前記直流電源からの給電を受ける第２ヒータと、を有し、前記第１ヒータは、前記第１部位の温度が前記第１温度範囲の範囲内となるように制御され、前記第２ヒータは、前記第２部位の温度が前記第２温度範囲の範囲内となるように制御されることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置などの情報処理装置において、ＤＣヒータを設けることで温度制御を行うとともに、情報処理装置でのＤＣ消費電力が抑制される。

（ａ）は画像形成装置の一部透過斜視図、（ｂ）はシステムコントローラの機能ブロック図。 画像形成装置の制御ブロック図。 制御フローチャート。 ＡＣヒータ/ＤＣヒータそれぞれにおける温度リップルおよび制御状態素子の状態の説明図。 省エネモード移行時における制御を表すフローチャート。 画像形成装置の機能ブロック図。 省エネモード移行時における制御を表すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の画像形成装置の第１実施形態を説明する。図１（ａ）は、画像形成装置１を斜め背面側から見た一部透過斜視図、（ｂ）は、画像形成装置１に設けられたシステムコントローラ１１７の機能ブロック図である。また、図２は、画像形成装置１の制御ブロック図である。

図１（ａ）に示されるように、画像形成装置１は、画像エンジン部１０１、画像読取部１０２および原稿給送部１０３という３つのパーツにより構成される。
ＡＣコード１０４は、ＡＣ商用電源に接続され、プリンタが設置される地域に合わせてそのプラグ形状が異なるものとされている。ＡＣ商用電源は、ＡＣコード１０４とインレット１０５とを介して装置に給電される。
本体電源１１８は、制御回路用ＤＣ電源２０１と、負荷駆動用ＡＣ電源２０５と、を有する。

なお、図面の簡略化のために、制御回路用ＤＣ電源２０１および負荷駆動用ＡＣ電源２０５は図２にのみ記載し、図１（ａ）には記載していない。本体電源の詳細は、図２を参照して後述する。
制御回路用ＤＣ電源２０１は、ＡＣ商用電源からのＡＣ電力により駆動されてＤＣ電力を出力する。このＤＣ電力は、電源配電部であるリレーボード１１６を通じて、システムコントローラ１１７や図示しないモータやソレノイドなどの駆動負荷に供給される。

本実施形態の画像形成装置は、後述の通常電力モードから省エネモードへ移行可能な構成である。図１（ａ）において、モード切り替えスイッチ１２３は、電力消費が抑制される省エネモードへの移行要求や省エネモードからの復帰要求をユーザの手動操作により受け付けるスイッチである。ユーザがモード切り替えスイッチ１２３を押下げることで画像形成装置の電力モードを切り替えることができる。以下、省エネモードを第１モード、省エネモード以外のモードである通常電力モード、例えばスタンバイモードや画像形成モード、を第２モードと記載する場合がある。通常電力モードは、画像形成の開始を待機しているときのスタンバイモードと画像形成を行っている画像形成動作モードのときの電力モードであり、省エネモード時よりも消費電力が大きい。モード切り替えスイッチ１２３が押下げられると、後述するように、ＣＰＵ１３１は省エネモードで動作する。

図１（ａ）および図２において、ヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃは、それぞれ所定の抵抗値Ｒｈａ、Ｒｈｂ，Ｒｈｃを有する抵抗体であり、供給される電圧により発熱量（消費電力）が決定される。また、電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと記載する）２０６は、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃへの給電を遮断する第１遮断手段として動作する。ＦＥＴ２０７は、ヒータ１１１ａへの給電を遮断する第２遮断手段として動作する。即ち、ＦＥＴ２０６，２０７は信号によりオンオフされるスイッチである。

本実施例では、画像形成部１２５にはヒータ１１１ａ、画像読取部内部にはヒータ１１１ｂ、記録紙が格納されている給紙カセット１２４にはヒータ１１１ｃが配置されている。ユーザにより手動で切替られる環境スイッチ１２２がＯＮの状態である場合、これら各部位に配置されたヒータ１１１ａ〜１１１ｃへの給電が可能となる。また、環境スイッチ１２２がＯＦＦの状態である場合、これらヒータに給電を行うためのＦＥＴ２０６、２０７がＯＦＦになり、ヒータ１１１ａ〜１１１ｃに給電を行うことはできない。

図１（ｂ）に示されるように、システムコントローラ１１７は、ＣＰＵ１３１、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１３２、処理を行うためのＲＡＭ１３３を有する。更に、システムコントローラ１１７は、装置の電源ＯＦＦ時であっても記録内容を維持するための不揮発性メモリであるＳＲＡＭ１３４、Ｉ／Ｏポート１３５を有する。ＣＰＵ１３１、ＲＯＭ１３２、ＲＡＭ１３３、ＳＲＡＭ１３４、Ｉ／Ｏポート１３５は、バス１４０により相互接続されている。システムコントローラ１１７は、ＣＰＵ１３１を通じて、図２に示される第１制御回路２０２および第２制御回路２０３を制御する。

また、システムコントローラ１１７は、負荷駆動用ＡＣ電源２０５については、省エネモード時には動作せずにその他のモードにおいては動作するように制御する。一方、システムコントローラ１１７は、制御回路用ＤＣ電源２０１については、省エネモードおよびその他のモードのいずれにおいても動作するよう制御する。
Ｉ／Ｏポート１３５には、図１に示される画像形成部１２５の感光体ドラムや現像ユニットを動作させるモータやソレノイドなどの駆動負荷、紙の位置を検知するセンサ、定着装置などが接続されている。更に、Ｉ／Ｏポート１８０には、画像形成装置が設置されている環境の温度及び湿度を検知する環境センサ１９０が接続されている。ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３２の内容に従ってＩ／Ｏポート１３５を介して順次入出力の制御を行い、画像形成動作を実行する。

図２に示されるように、本体電源ＡＣコード１０４のプラグが商用コンセントに接続されると、システムコントローラ１１７に接続された制御回路用ＤＣ電源２０１に電力が供給される。また、本体電源ＡＣコード１０４は、リレー２０４を通じて負荷駆動用ＡＣ電源２０５に電力を供給する。
制御回路用ＤＣ電源２０１は、環境スイッチ１２２およびＦＥＴ２０６およびリレー２２４に接続される。即ち、環境スイッチ１２２は、制御回路用ＤＣ電源２０１とヒータ１１１ａとの間の直流電源ラインに配置されている。リレー２２４には、ヒータ１１１ｂの温度制御部２２１およびヒータ１１１ｃの温度制御部２２２が接続されている。

図示されるように、システムコントローラ１１７は、第１制御回路２０２および第２制御回路２０３を有する。第１制御回路２０２は、ヒータ１１１ａの温度検知部２２０から温度を取得し、ＦＥＴ２０７を通じてヒータ１１１ａの温度を制御する。第２制御回路は、負荷駆動用ＡＣ電源２０５に接続された画像形成部１２５の感光体ドラムや現像ユニットを動作させるモータやソレノイドなどの駆動負荷を制御する。

次に、図３に示す制御フローチャートにより、画像形成装置１のシステムコントローラ１１７が実行する処理の概略を説明する。特に断りのない限り、以下の処理は、システムコントローラ１１７がＣＰＵ１３１を通じて実行する。
ＡＣ商用電源によりＡＣコード１０４を通じて情報処理装置１に給電が開始されると、制御回路用ＤＣ電源２０１からシステムコントローラ１１７に電力が供給される。

システムコントローラ１１７のＣＰＵ１３１は、負荷駆動用ＡＣ電源２０５の起動や画像形成装置の状態確認および各種調整などの処理を実行する起動シーケンスを実行し（Ｓ３０１）、スタンバイモードへと状態遷移する（Ｓ３０２）。その後、ＣＰＵ１３１は、外部接続された機器や画像読取部（１０２）などからの画像形成要求があるか否かを判定する（Ｓ３０３）。

画像形成要求がある場合（Ｓ３０３：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、画像形成動作を行い（Ｓ３０４）、再びスタンバイモードへと移行する。画像形成要求がない場合（Ｓ３０３：Ｎ）、モード切り替えスイッチ１２３の押下などにより省エネモード移行要求が入力されるか否かを判定する（Ｓ３０５）。

移行要求がないと判定された場合（Ｓ３０５：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、再度Ｓ３０２を実行する。移行要求があると判定された場合（Ｓ３０５：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、省エネモード移行シーケンスを実施し（Ｓ３０６）、省エネモードへと状態推移する（Ｓ３０７）。省エネモード移行シーケンスでは、第２制御回路２０３の動作が停止され、かつ、負荷駆動用ＡＣ電源２０５も動作が停止される。なお、第１制御回路２０２および制御回路用電源２０１については、省エネモードに入った後でも動作継続する。

その後、ＣＰＵ１３１は、モード切り替えスイッチ１２３が押下げられることなどにより省エネモード復帰要求が入力されたかを判定する（Ｓ３０８）。入力されていない場合には、ＣＰＵ１３１は、再度Ｓ３０７を実行する。入力されていた場合には、ＣＰＵ１３１は、後述する省エネモードからの復帰シーケンスを実施して（Ｓ３０９）スタンバイモードへと移行する。更に、ＣＰＵ１３１は、制御終了指示が入力されたか否かを判定し（Ｓ３１０）、制御終了指示があった場合には（Ｓ３１０：Ｙ）、処理を終了する。制御終了指示がない場合には（Ｓ３１０：Ｎ）、再度Ｓ３０２を実行する。

図１および図２を参照すると、画像形成装置１のＡＣコード１０４のプラグがＡＣ商用電源コンセントに接続されると、ＡＣ商用電源が制御回路用ＤＣ電源２０１に供給される。制御回路用ＤＣ電源２０１は、システムコントローラ１１７に電力を供給する。

システムコントローラ１１７は、通常電力モード（スタンバイモードおよび画像形成モード）時及び省エネモード時において動作している第１制御回路２０２と、省エネモード時には動作せず、通常電力モードに動作する第２制御回路２０３とを有する。システムコントローラ１１７は、省エネモードへの移行要求信号又は省エネモードからの復帰要求信号がモード切り替えスイッチ１２３から入力された際、入力信号に応じて、ＣＰＵ１３１を通じて以下の動作を行う。
１）第２制御回路２０３の起動（省エネモードからの復帰時）および停止制御（省エネモードへの移行時）。
２）リレー２０４を駆動することによる負荷駆動用ＡＣ電源２０５の起動（省エネモードからの復帰時）および停止制御（省エネモードへの移行時）。
３）ＦＥＴ２０７を駆動することによる制御回路用ＤＣ電源２０１からのヒータ１１１ａへの給電（省エネモードからの復帰時）および遮断制御（省エネモードへの移行時）。
４）ＦＥＴ２０６を駆動し、リレー２２４を駆動することにより、ＡＣ商用電源からのヒータ１１１ｂ、１１１ｃへの給電（省エネモードからの復帰時）および遮断制御（省エネモードへの移行時）。

省エネモードからの復帰要求、省エネモードへの移行要求としては、前述のモード切り替えスイッチ１２３の押下げの他に、外部接続された機器からの画像形成要求などがある。
なお、本実施例では、環境スイッチ１２２がＯＮの状態のときのみ上記３）、４）での給電が可能となっている。また、環境スイッチ１２２がない場合でも第１制御回路が環境ヒータであるヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへの通電状態を制御することで環境ヒータを常に非給電状態にすることは可能である。

負荷駆動用ＡＣ電源２０５には、画像読取動作、および画像形成動作に必要な駆動負荷、検出素子およびそれらを制御する制御ユニットが接続される。
環境スイッチ１２２がＯＦＦのときは、制御回路用ＤＣ電源２０１からヒータ１１１ａへの給電は行われない。また、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃは、リレー２２４を介してＡＣコード１０４から給電が行われる。リレー２２４は、ＦＥＴ２０６を介して第１制御回路２０２により制御されるが、環境スイッチ１２２がＯＦＦの場合にはＦＥＴ２０６に給電が行われない。この場合、リレー２２４を通じてのヒータ１１１ｂ、１１１ｃへの給電は行われない。
従って、環境スイッチ１２２がＯＦＦの場合には、ヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへの給電はいずれも行われないものとなっている。

続いて、図４を用いて、ヒータ１１１ａ，１１１ｂにおける温度状態を示す。なお、ヒータ１１１ｃの動作はヒータ１１１ｂの動作と同様であるので説明を省略する。この実施形態では、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃには温度制御部２２１、２２２が設けられており、温度制御手段としてサーマルリードスイッチが取り付けられている。

サーマルリードスイッチは、温度制御部２２１で測定された温度が所定の温度（Ｔ２）以下のときにはヒータ１１１ｂへの通電を可能としてヒータ１１１ｂの加熱を可能とする。一方、通電によりヒータ１１１ｂが加熱されて温度制御２２１で測定された温度がＴ２よりも高温である所定の温度（Ｔ１）に達すると、ヒータ１１１ｂへの給電を遮断する。給電を遮断した後に、温度制御部２２１で測定された温度がＴ２に達すると、再度ヒータ１１１ｂへの給電を行う。なお、通常Ｔ１とＴ２の温度差は５℃程度に設定され、この実施形態でも５℃としている。
ヒータ１１１ｂは、入力電圧Ｖｉｎによりその発熱量が変化する。ヒータ１１１ｂの抵抗がＲｈｂの場合、ヒータの発熱量は（Ｖｉｎ）^２／Ｒｈｂとなる。

図４（ａ）に、ＡＣコード１０４を通じて入力される電圧が９０Ｖ、１００Ｖおよび１１０Ｖであるときのヒータ１１１ｂの温度遷移と、ヒータ１１１ｂが設置された部位である画像読取部の雰囲気温度の温度遷移を示す。以下、画像読取部などの雰囲気温度を、単に画像読取部などの温度と記載する。なお、図４（ａ）において、縦軸は温度（℃）、横軸は時間（ｔ）を表す。
ヒータの温度推移はＴ１とＴ２の間の３つの曲線で表される。また、ヒータにより温められる画像読取部の温度は、Ｔ２の下部にある３つの曲線で示す。図中、点線は１１０Ｖ、直線は１００Ｖ、鎖線は９０Ｖにおける温度変化を表す。なお、画像読取部には、画像形成装置の動作に支障を来さないための許容温度範囲が定められている。

それぞれの電圧における温度遷移は図中に示されたとおりであり、いずれの電圧においても、ヒータ１１１ｂの温度は、Ｔ２以上かつＴ１以下となるように制御されている。
電圧として９０Ｖが入力された場合、ヒータの発熱量は１００Ｖ入力に対して約２割少なくなり、１１０Ｖが入力された場合、ヒータの発熱量は１００Ｖ入力に対して約２割多くなる。図４（ａ）のＴ２の下部にある３つの曲線に示されるように、画像読取部の温度は、入力電圧Ｖｉｎが１１０Ｖのときが一番高く、９０Ｖのときが一番低くなっている。以上の説明は交流電源により駆動されるヒータ１１１ｃについても同様に適用される。
これら３つの曲線における最大温度をＲ１、最小温度をＲ２としてグラフに示した。電源電圧が９０Ｖ〜１１０Ｖである場合、画像読取部内部に設けられたヒータ１１１ｂの温度はＲ２〜Ｒ１で示される温度範囲の範囲内（第１温度範囲内）となる。図示されるように、この温度範囲は、約４〜５℃程度となっている。

更に、交流電源を用いたヒータ１１１ｂ、１１１ｃにおいては、電源電圧が１１０Ｖの場合、その温度の変動範囲は、電源電圧が９０Ｖの場合に比較して大きくなる。また、画像形成装置１が配置される地域において供給される交流電源電圧が９０Ｖ〜１１０Ｖである場合、画像読取部内部の雰囲気温度はＲ１〜Ｒ２の温度範囲となる。供給される交流電源電圧が９０Ｖより小さい、又は１１０Ｖより大きい地域に画像形成装置１が配置された場合、第１温度範囲は更に広くなる。
このように、ＡＣ電源により駆動されるヒータ１１１ｂ、１１１ｃにおいては、その平均温度および目標温度からの逸脱（以下、温度リップルと記載する）がＡＣ商用電源の電圧変動に応じて変動する。従って、安定した温度制御を行うことは困難である。

しかしながら、ヒータ１１１ｂおよびヒータ１１１ｃが設置される画像読取部１０２および給紙カセット１２４は、温度リップルの発生や平均温度の変化による性能への影響は、画像形成部などに比較して軽微である。そのため、画像形成装置に入力される平均的な電圧（例えば１００Ｖ，１２０Ｖ，２４０Ｖ）に応じて同程度の発熱量（消費電力）となる環境ヒータを設置すればよい。

一方、ヒータ１１１ａが配置される画像形成部１２５には、感光体ドラムや現像器のように精密な温度管理が必要とされるパーツが設けられている。詳細には、温度が高くなるとトナーが凝集してしまうことから、例えば画像形成部の温度を４０℃よりも低く保つ必要がある。従って、画像形成部の許容温度範囲は、画像形成装置の動作に支障を来さないために、画像読取部の許容温度範囲よりも狭くなっている。現像器内のトナー帯電量の安定・結露の防止など、適正な画像形成を行うには、画像形成部の温度を３５℃程度に保てばよい。

ＤＣヒータは、電圧が安定しているＤＣ電源を用いることから、リップルが少ない温度調整制御が可能となる。従って、ヒータ１１１ａとしては、ＤＣヒータを用いている。ヒータ１１１ａの電源としては、省エネモードでもＤＣ電源を供給可能な制御回路用ＤＣ電源２０１が用いる。
本実施形態で用いられる制御回路用ＤＣ電源２０１は、ＡＣ電源を入力として５Ｖ±２％の精度でＤＣ電力を出力可能である。この精度は、入力されるＡＣ商用電源の電圧変動には依存しない。

図４（ｂ）に、ヒータ１１１ａの温度推移を、図４（ｃ）に、後述する第１制御回路２０２ＡによりＯＦＦ／ＯＮ制御されるＦＥＴ２０７の状態を示す。なお、図４（ｂ）において、縦軸は温度（℃）、横軸は時間（ｔ）を表し、図４（ｃ）において、縦軸はＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを、横軸は時間（ｔ）を表す。
図４（ｂ）に示されるように、ヒータ１１１ａの温度は、Ｔｂ以上かつＴａ以下となるように制御されている。図示されるように、ＴｂとＴａとの温度差は、Ｔ２とＴ１との温度差である５℃よりも小さく設定されている。この実施形態では、３℃としている。
また、画像読取部に設けられたヒータ１１１ａの雰囲気温度の最大温度をＲ３、最小温度をＲ４として図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）の温度Ｔｂの下の曲線に示されるヒータ１１１ａの雰囲気温度はＲ３〜Ｒ４で示される温度範囲（第２温度範囲）となる。ヒータ１１１ａは直流電源から給電されており、図示されるように、Ｒ３〜Ｒ４で表される第２温度範囲は、１℃程度となっている。つまり、第２温度範囲は、交流電源から給電されるヒータ１１１ｂの第１温度範囲よりも狭くなっている。

ヒータ１１１ａの発熱量は、制御回路用ＤＣ電源２０１の電圧Ｖａと、ヒータ１１１ａの抵抗値Ｒｈａにより（Ｖａ）^２／Ｒｈａとなる。制御回路用ＤＣ電源２０１の電圧Ｖａは該電源に入力されるＡＣ商用電源の電圧に依存しないので、安定した発熱量が確保される。従って、温度リップルも小さく、また、平均温度も安定化させることが可能である。

次に、図５（ａ）、（ｂ）に示されるフローチャートを参照して、ヒータ１１１ａにおける温度制御を説明する。特に断りのない限り、各処理はＣＰＵ１３１によって実行される。
図５（ａ）は、図３のＳ３０９における省エネモードからの復帰処理の詳細を表すフローチャートである。図３のＳ３０８における判定結果がＹである場合、ＣＰＵ１３１は、省エネモードからの復帰要求信号などの、省エネモードから通常モードへと復帰する要求があるか否かを判定する（Ｓ５０１）。省エネモードからの復帰要求がない場合（Ｓ５０１：Ｎ）は、温度調整シーケンスに移行し（Ｓ５０２）、再度ステップＳ５０１を実行する。

省エネモードからの復帰要求があった場合（Ｓ５０１：Ｙ）、第２制御回路２０３を起動して画像形成に備える（Ｓ５０３）。その後、ＣＰＵ１３１は、リレー２０４をＯＮにすることで負荷駆動用ＡＣ電源２０５を駆動し（Ｓ５０４）、画像形成動作が可能な状態とする。続いて、ＣＰＵ１３１は、ヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃの温度調整が必要か否かを判定する（Ｓ５０５）。
環境ヒータを動作させる目的の１つは結露の発生を防ぐことであることから、Ｓ５０５では、結露が発生する状況であるか否かを判定する。詳細には、画像形成装置の環境が２０度±５度、湿度が４０％前後であれば、環境ヒータ１１１ｂ、１１１ｃによる温度調整は不要である。

ＣＰＵ１３１は、ヒータの温度調整が必要ではないと判定した場合（Ｓ５０５：Ｎ）、図３に示されるＳ３１０を実行する。ヒータの温度調整が必要であると判定した場合（Ｓ５０５：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、温度調整シーケンス図５（ｂ）に示される温度調整シーケンスへと移行する（Ｓ５０６）。なお、ＣＰＵ１３１は、環境センサ１９０により検知される温度及び湿度に基づいて温度制御が必要か否かを判断する。

図５（ｂ）に示されるように、温度調整シーケンスでは、ＣＰＵ１３１はＦＥＴ２０６をＯＮにする。このとき、環境スイッチ１２２がＯＮであれば、リレー２２４がＯＮとなり、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃの温度制御部２２１、２２２にそれぞれ通電が行われる（Ｓ５０７）。温度制御部２２１、２２２は、それぞれヒータ１１１ｂ、１１１ｃの温度が、図４に示されるように温度Ｔ１〜Ｔ２の間となるように温度制御を行う。

続いて、ヒータ１１１ａの温度検知部２２０で検知された温度が所定温度Ｔａ以上か否かを判定する（Ｓ５０８）。検出された温度がＴａ以上の場合（Ｓ５０８：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０７をＯＦＦにしてヒータ１１１ａへの給電を遮断し（Ｓ５０９）、図３のＳ３１０を実行する。

温度検知部２２０で検知された温度がＴａよりも低い場合（Ｓ５０８：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、検知された温度が、Ｔａよりも低い温度である所定温度Ｔｂ以下であるか否かを判定する（Ｓ５１０）。Ｔｂ以下の場合（Ｓ５１０：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０７をＯＮにして給電を許可する（Ｓ５１１）。これにより、環境スイッチ１２２がＯＮとされている場合は、ヒータ１１１ａが給電により加熱され、ＣＰＵ１３１は、図３のＳ３１０を実行する。
一方、検出された温度がＴｂより高い場合（Ｓ５１０：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０７の状態を保持し、図３のＳ３１０を実行する。

第１実施形態では、省エネモードにおいては、第１制御回路２０２および制御回路用ＤＣ電源２０１を動作させ、第２制御回路２０３および負荷駆動用ＡＣ電源２０５の動作は停止している。このように第２制御回路２０３および負荷駆動用ＡＣ電源２０５の動作を停止することで、省エネモードにおいて消費電力を抑制している。
また、ヒータ１１１ａについては、精密な温度管理が必要で許容される温度範囲が狭い画像形成部１２５に設けられることから、ＤＣヒータを用いて精密な温度管理を可能としている。一方、画像読取部１０２および給紙カセットに配置されるヒータ１１１ｂ、１１１ｃには、許容される温度範囲が比較的広いことから、ＡＣ電源で駆動されるＡＣヒータを用いている。

このように、省エネモード時にＤＣ電力により駆動されるヒータの数を抑制することで、消費電力を小さく抑えることができる。
また、第１実施形態では、ヒータ１１１ａの温度制御は第１制御回路２０２が実行し、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃの温度制御についてはそれぞれ温度制御部２２１、２２２で実行する。つまり、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃについては、第１制御回路２０２は給電を行うか否かを判定し、温度制御については、温度制御部２２１、２２２が実行する。

次に、第２実施形態を説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態と同一の部分については説明を省略する。

図６に、第２実施形態に係る画像形成装置２の機能ブロック図を示す。
第１実施形態では、第１制御回路２０２はＦＥＴ２０６およびリレー２２４を通じてヒータ１１１ｂおよびヒータ１１１ｃに給電制御を行っていた。
しかし、第２実施形態では、図６に示されるように、ヒータ１１１ｂについてはＦＥＴ２０６および双方向サイリスタ６２４を通じて給電制御を行う。また、ヒータ１１１ｃについては、ＦＥＴ６０６および双方向サイリスタ６２５を通じて給電制御を行う。
従って、第２実施形態では、ヒータ１１１ｂとヒータ１１１ｃは個別に給電制御がなされる。また、ヒータ１１１ｂには温度検知部６２１が、ヒータ１１１ｃには温度検知部６２２が設けられている。その他の構成は、図２に示される画像形成装置１と同様である。

システムコントローラ１１７は、省エネモードへの移行要求信号又は省エネモードからの復帰要求信号がモード切り替えスイッチ１２３から入力された際に、入力信号に応じて以下の動作を行う。
１）第２制御回路２０３の起動および停止制御、
２）リレー２０４を駆動することによる負荷駆動用ＡＣ電源２０５の起動および停止制御、
３）ＦＥＴ２０７を駆動することによる制御回路用ＤＣ電源２０１からのヒータ１１１ａへの給電および遮断制御、
４）ＦＥＴ２０６を駆動して双方向サイリスタ６２４を駆動することによる、ＡＣ商用電源からヒータ１１１ｂへの給電および遮断制御、および、
５）ＦＥＴ６０６を駆動し、双方向サイリスタ６２５を駆動することによる、ＡＣ商用電源からヒータ１１１ｃへの給電および遮断制御。

省エネモード復帰要求、移行要求としては、前述のモード切り替えスイッチ１２３の押下げの他に、外部接続された機器からの画像形成要求などがある。
本実施形態では、上述のように、環境スイッチ１２２がＯＮの状態のときにのみ、上記３）、４）、５）での給電が可能となっている。また、環境スイッチ１２２がない場合でも、第１制御回路２０２が環境ヒータであるヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへの通電状態を制御することで環境ヒータを常に非給電状態にする構成としてもよい。
負荷駆動用ＡＣ電源２０５には、画像読取動作、および画像形成動作に必要な駆動負荷、検出素子およびそれらを制御する制御ユニットが接続されている。

画像形成装置２において、環境スイッチ１２２がＯＦＦのときは、制御回路用ＤＣ電源２０１からヒータ１１１ａへの給電は行われない。また、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃへの給電を行う双方向サイリスタ６２４，６２５への給電も行われず、これらをＯＮにすることができない。従って、環境スイッチ１２２がＯＦＦのときは、環境ヒータであるヒータ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃへの給電が遮断される。

第２実施形態の画像形成装置２は、第１実施形態と同様に、図３に示す制御フローチャートに示される処理を実行する。また、図３のＳ３０９においては、第１実施形態と同様に、図５（ａ）に示される省エネモードからの復帰シーケンスが実行される。
第１実施形態では、図５（ａ）のＳ５０６において、図５（ｂ）に示される温度調整シーケンスが実行される。第２実施形態では、図５（ｂ）の制御を行った後に、更に、図７に示される温度調整シーケンスが実行される。

以下、図７のフローチャートを参照してこの温度調整シーケンスによるヒータ１１１ｂの制御を説明する。なお、ヒータ１１１ｃの制御はヒータ１１１ｂと同様であることから、説明を省略する。
ＣＰＵ１３１は、ヒータ１１１ｂの温度検知部６２１で検知された温度が所定温度Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ｓ７０１）。検出された温度がＴ１以上の場合（Ｓ７０１：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０６をＯＦＦにして、制御回路用ＤＣ電源からヒータ１１１ｂへの給電を遮断し（Ｓ７０２）、後述するＳ７０５を実行する。

温度検知部６２１で検知された温度がＴ１よりも低い場合（Ｓ７０１：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、検知された温度が、Ｔ１よりも低い温度である所定温度Ｔ２以下であるか否かを判定する（Ｓ７０３）。Ｔ２以下の場合、（Ｓ７０３：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０６をＯＮにして給電を許可する（Ｓ７０４）。これにより、環境スイッチ１２２がＯＮとされている場合は、ヒータ１１１ｂが給電により加熱される。その後、ＣＰＵ１３１は、後述するＳ７０５を実行する。一方、検出された温度がＴ２よりも大きい場合（Ｓ７０３：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０６の状態を保持する。

その後、ＣＰＵ１３１は、ヒータ１１１ｃの温度検知部６２２で検知された温度が所定温度Ｔ１以上であるか否かを判定する（Ｓ７０５）。検出された温度がＴ１以上の場合（Ｓ７０５：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ６０６をＯＦＦにして、制御回路用ＤＣ電源からヒータ１１１ｂへの給電を遮断し（Ｓ７０６）、図３のＳ３１０を実行する。

温度検知部６２１で検知された温度がＴ１よりも低い場合（Ｓ７０５：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、検知された温度が、Ｔ１よりも低い温度である所定温度Ｔ２以下であるか否かを判定する（Ｓ７０７）。Ｔ２以下の場合、（Ｓ７０７：Ｙ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０６をＯＮにして給電を許可する（Ｓ７０８）。これにより、環境スイッチ１２２がＯＮとされている場合は、ヒータ１１１ｂが給電により加熱される。その後、ＣＰＵ１３１は、図３のＳ３１０を実行する。一方、検出された温度がＴ２よりも大きい場合（Ｓ７０７：Ｎ）、ＣＰＵ１３１は、ＦＥＴ２０６の状態を保持して図３のＳ３１０を実行する。

第２実施形態では、第１実施形態と同様に、省エネモードにおいて第２制御回路２０３および負荷駆動用ＡＣ電源２０５の動作を停止することで、消費電力を抑制している。また、ヒータ１１１ａについては、精密な温度管理が必要で許容される温度範囲が狭い画像形成部１２５に設けられることから、ＤＣヒータを用いて精密な温度管理を可能としている。一方、画像読取部１０２および給紙カセットに配置されるヒータ１１１ｂ、１１１ｃには、許容される温度範囲が比較的広いことから、ＡＣ商用電源で駆動されるＡＣヒータを用いている。
このように、第２実施形態では、省エネモード時にＤＣ電力により駆動されるヒータの数を抑制することで、消費電力を小さく抑えることができる。

更に、第２実施形態では、ヒータ１１１ｂについては、温度検知部６２１で検知された温度に応じて温度制御を行い、ヒータ１１１ｃについては、温度検知部６２２で検知された温度に応じて温度制御を行う。
従って、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃの温度をＣＰＵ１３１が個別に実行することになる。その結果、第１実施形態とは異なり、ヒータ１１１ｂ、１１１ｃに個別に温度制御部を設ける必要はない。

以上のように、本発明によれば、温度リップルがある程度許容される箇所に於いてはＡＣヒータを使用し、温度リップルを小さく抑えることが必要となる箇所にはＤＣヒータを用いている。
特に、画像形成装置においては、温度リップルによって生じる問題として、過度の昇温によるトナー凝集、温度が目標に達しないで現像器内のトナーの電荷が不安定化することに起因する画像不良などが挙げられる。従って、画像読取部や給紙カセット部など、温度リップルがある程度許容される箇所に於いてはＡＣヒータを使用する。一方、感光体ドラムや現像器を含む画像形成部の様に、温度リップルを小さく抑えることが必要な箇所にはＤＣヒータを用いる。

このようにすることで、環境ヒータを複数設置した場合でも、適切な温度制御を達成しつつ、制御回路用ＤＣ電源の出力の増加を抑制することができる。
なお、上記説明した実施形態は、本発明をより具体的に説明するためのものであり、本発明の範囲が、これらの例に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、ＣＰＵ１３１が図２に示される第１制御回路２０２および第２制御回路２０３を制御するものとしている。しかし、制御回路２０２又は制御回路２０３に設けられたＣＰＵを、ＣＰＵ１３１として用いるものとしてもよい。

また、第２実施形態では、図５（ｂ）の制御を行った後に、更に、図７に示される温度調整シーケンスが実行されている。しかし、図７の制御を行った後に図５（ａ）の制御を行うようにしてもよい。

Claims (9)

1. 第１温度範囲が許容される第１部位、
   前記第１温度範囲よりも許容温度範囲が狭い第２温度範囲が許容される第２部位、および、
   直流電源を有する画像形成装置であって、
   前記第１部位に配置されて交流電源からの給電を受ける第１ヒータと、
   前記第２部位に配置されて前記直流電源からの給電を受ける第２ヒータと、を有し、
   前記第１ヒータは、前記第１部位の温度が前記第１温度範囲の範囲内となるように制御され、前記第２ヒータは、前記第２部位の温度が前記第２温度範囲の範囲内となるように制御されることを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記第１部位は、給紙カセット部又は画像読取部であることを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２部位は、画像形成部であることを特徴とする、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１ヒータおよび前記第２ヒータへの給電を共に遮断する状態と、前記第１ヒータおよび前記第２ヒータへの給電を共に許容する状態と、を手動により切替るスイッチ手段を更に有することを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記交流電源により駆動される負荷に対する前記交流電源からの給電を遮断する手段を更に有し、
   前記交流電源により駆動される負荷に対する前記交流電源からの給電を前記遮断する手段を制御して遮断するとともに前記第１ヒータおよび前記第２ヒータへの給電を許可する第１モードと、前記交流電源により駆動される負荷に対する前記交流電源からの給電と前記第１ヒータおよび前記第２ヒータへの給電とを共に許可する第２モードと、の実行が可能な第１制御手段を更に有することを特徴とする、
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記第１モードへの移行要求を受け付けるモード切り替え手段を更に有し、
   前記第１制御手段は、前記モード切り替え手段が前記第１モードへの移行要求を受け付けたことに応じて、前記第１モードを実行することを特徴とする、
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１部位に設けられて、前記第１部位の温度が前記第１温度範囲の範囲内となるように前記第１ヒータを制御する第２制御手段を更に有することを特徴とする、
   請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１制御手段は、前記第１部位の温度が前記第１温度範囲の範囲内となるように前記第１ヒータを制御し、かつ、前記第２部位の温度が前記第２温度範囲の範囲内となるように前記第２ヒータを制御することを特徴とする、
   請求項５又は６に記載の画像形成装置。
9. 第１温度範囲が許容される第１部位、前記第１温度範囲よりも許容温度範囲が狭い第２温度範囲が許容される第２部位、および、直流電源を有する画像形成装置が実行する方法であって、
   交流電源からの給電を受ける第１ヒータを、前記第１部位の温度が前記第１温度範囲の範囲内となるように制御し、
   前記直流電源からの給電を受ける第２ヒータを、前記第２部位の温度が前記第２温度範囲の範囲内となるように制御することを特徴とする、
   画像形成方法。