JP2012155259A

JP2012155259A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2012155259A
Application number: JP2011016296A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takatsuki; 也寸志高月
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP5470289B2

Abstract

【課題】画像形成装置に投入される総電流の平均値を大きくする。
【解決手段】総電流モニター部は、(１)モニターされた総電流が第１のしきい値より大きいか否かを判定し、(２)予め定められた負荷の作動時はしきい値として第２のしきい値を用い、モニターされた総電流が第２のしきい値より大きいか否かを判定する。総電流制御部は、(１)において、モニターされた総電流が第１のしきい値より大きいことを条件として、総電流を下げる制御をし、(２)において、モニターされた総電流が第２のしきい値より大きいことを条件として、総電流を下げる制御をする。
【選択図】図３

Description

本発明は画像形成装置に投入する電流の制御に関する。

画像形成装置に入力するＡＣラインの電圧を測定し、その最大値が検出されると、定着装置へ供給する最大供給電力を制御することにより、画像形成装置本体の消費電力が一定値を超えないようにする技術が提案されている(例えば特許文献１参照)。

特開平１０−３０１４４２号公報(段落００３４〜段落００４１)

図１０は画像形成装置において、メインスイッチをオンし、コピー動作をした場合における画像形成装置に投入される総電流の変化の一例を示すグラフである。横軸が時間(秒)を示し、縦軸が総電流(Ａ)を示している。ＡＣ１００Ｖの商用電源の場合、例えば日本国内では電流の上限値が１５Ａと定められている。

このグラフで示すように、画像形成装置に投入される総電流を測定し、総電流のしきい値を上限値に近い値(例えば１４Ａ)で制御する場合、総電流がしきい値を超えると、総電流がしきい値より下になるまで総電流を下げる制御がされる。このため、その制御が頻繁に繰り返されると、総電流の平均値が小さくなるので、画像形成装置の性能(印刷速度等)を十分に発揮できなくなる。

本発明は、画像形成装置に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、画像を用紙に形成して出力する画像形成装置であって、商用電源から前記画像形成装置に投入された電流によって作動し、前記画像形成装置の機能の実行に用いられる負荷と、前記商用電源から前記画像形成装置に投入された総電流のしきい値となる第１のしきい値、及び、前記負荷のうち予め定められた負荷と対応づけて前記第１のしきい値より大きい第２のしきい値を予め記憶しているしきい値記憶部と、前記総電流をモニターし、(１)前記予め定められた負荷の作動時以外は前記しきい値として前記第１のしきい値を用い、モニターされた前記総電流が前記第１のしきい値より大きいか否かを判定し、(２)前記予め定められた負荷の作動時は前記しきい値として前記第２のしきい値を用い、モニターされた前記総電流が前記第２のしきい値より大きいか否かを判定する総電流モニター部と、前記(１)において、モニターされた前記総電流が前記第１のしきい値より大きいことを条件として、前記総電流を下げる制御をし、前記(２)において、モニターされた前記総電流が前記第２のしきい値より大きいことを条件として、前記総電流を下げる制御をする総電流制御部と、を備える。

本発明では総電流のしきい値を一律に設定するのではなく、予め定められた負荷が作動する時はしきい値を大きくする。これは、例えば、負荷に電力を投入した直後に生じる突入電流については、期間が極めて短いので、突入電流が原因で総電流が第１のしきい値を超えてもそれを無視するのである。但し、画像形成装置の安全性を確保するために第２のしきい値を超えることを条件として、総電流を下げる制御をする。本発明によれば、総電流が第１のしきい値を超えることにより総電流を下げる制御を実行する回数を少なくできるので、画像形成装置に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能となる。また、総電流がしきい値(第１のしきい値、第２のしきい値)を超えることによって総電流を下げる制御は、ノイズ発生の原因になる場合があるが、本発明ではその制御を実行する回数を少なくできるので、ノイズ発生を少なくすることができる。

上記構成において、前記予め定められた負荷は異なる種類の複数の負荷であり、前記第２のしきい値は前記異なる種類の複数の負荷に応じて異なる値にされて、前記しきい値記憶部に記憶されている。

この構成は、負荷の種類(例えば、定着ヒータ、用紙搬送系モータ)に応じて突入電流の大きさが異なるので、第２のしきい値として好ましい値が異なることを考慮したものである。異なる種類の複数の負荷について第２のしきい値を一律設定する場合、画像形成装置の安全性を考慮して、第２のしきい値を一番低くしなければならない負荷を基準にして第２のしきい値を設定しなければならない。この結果、総電流が第２のしきい値を超えることによって総電流を下げる制御を実行する回数が多くなる可能性がある。上記構成によれば、異なる種類の複数の負荷に対して、それぞれの負荷に応じて異なる値の第２のしきい値を設定する。従って、総電流が第２のしきい値を超えた場合に総電流を下げる制御を実行する回数を少なくすることができるので、画像形成装置に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能となる。

上記構成において、前記総電流モニター部は、前記予め定められた負荷に電流が投入されて作動が開始されてから予め定められた期間が経過するまでは前記しきい値として前記第２のしきい値を用いており、当該期間の経過後は前記しきい値として前記第１のしきい値を用いる。

この構成によれば、予め定められた負荷の作動時の全期間に亘ってしきい値を第２のしきい値にするのではなく、予め定められた負荷に電流を投入して作動を開始させてから予め定められた期間が経過するまでしきい値を第２のしきい値とし、その期間経過後は第１のしきい値にしている。このため、突入電流を対象にして第２のしきい値を設定でき、突入電流が発生しても第２のしきい値を超えなければ総電流を下げる制御を回避することができる。そして、突入電流の発生期間の経過後は第１のしきい値に変更されるので、突入電流以外の何らかの原因で第１のしきい値を超えれば、総電流を下げるので画像形成装置の安全性を確保することができる。

上記構成において、前記画像を前記用紙に定着させる定着ヒータを備え、前記総電流制御部は、前記定着ヒータに投入する電流を下げる制御をして前記総電流を下げる制御をする。

定着ヒータに投入される電流は比較的大きいので、定着ヒータに投入する電流を下げる制御をすることによって、第１のしきい値や第２のしきい値を超えた総電流を迅速に下げることができる。これにより、画像形成装置の安全性を向上させることができる。

上記構成において、前記総電流制御部は前記(２)の場合に、前記定着ヒータを強制オフさせて前記総電流を下げる制御をする。

第２のしきい値は第１のしきい値より大きいので画像形成装置の安全上、総電流が第２のしきい値を超えた場合、総電流を迅速に下げる必要がある。この構成によれば、予め定められた負荷の作動時に、モニターされた総電流が第２のしきい値を超えれば、定着ヒータを強制オフさせて総電流を下げる。このため、定着ヒータに投入する電流をフィードバック制御によって下げる場合に比べて、総電流を迅速に下げることができる。

本発明によれば、画像形成装置に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る画像形成装置に備えられるしきい値記憶部、総電流モニター部及び総電流制御部の構成を示すブロック図である。しきい値記憶部に記憶された第１のしきい値及び第２のしきい値の一例を示す表である。総電流モニター部の電流電圧変換部から出力された電圧信号と画像形成装置に投入された総電流との関係の一例を示すグラフである。本実施形態に係る画像形成装置のコピー動作の一例を説明するフローチャートである(その１)。本実施形態に係る画像形成装置のコピー動作の一例を説明するフローチャートである(その２)。本実施形態に係る画像形成装置において、総電流の制御を説明するグラフの一例である。しきい値を一律に１４Ａにした場合において、総電流の制御を説明するグラフの一例である。画像形成装置において、メインスイッチをオンし、コピー動作をした場合における画像形成装置に投入される総電流の変化の一例を示すグラフである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンタ、スキャナ及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。

原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送ることができる。

原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサにより読み取る。ＣＣＤセンサは読み取った原稿を画像データとして出力する。

装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラ１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。

トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。

操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンタ、スキャナ及びファクシミリを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。

スタートキー４０５はコピー、ファクシミリ送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリ番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。

機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリ送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。

図２は図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。

制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリ等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)を一時的に記憶する。

通信部６００はファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

次に、本実施形態における負荷について説明する。負荷とは商用電源から画像形成装置１に投入された電流によって作動し、画像形成装置１の機能の実行に用いられるものである。機能とは、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能、スキャナ機能、用紙後処理機能(例えば、画像が形成された用紙をパンチしたり、ステープルしたりする機能)等を意味する。負荷とは、具体的には、例えば、装置本体１００で用紙の搬送に用いられる用紙搬送系のモータ１９(図３)、両面印刷で用紙を反転させるために用紙の搬送経路を変えるのに用いられるソレノイド、原稿給送部３００で原稿の給送に用いられるモータ、定着ヒータ２５(図３)、原稿読取部２００のＣＣＤセンサ、原稿読取部２００のキャリッジ２０１を移動させるモータ、操作部４００を構成する電子部品(タッチパネル、バックライト等)、通信部６００を構成する電子部品を意味する。

図３は本実施形態に係る画像形成装置１に備えられる電源部１１、しきい値記憶部１３、総電流モニター部１５及び総電流制御部１７の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は画像データを基にして画像を用紙に形成し、定着部１０５においてその画像を用紙に定着させて出力する。

電源部１１は商用電源ＡＣから供給される交流電圧を用いて、画像形成装置１の動作に用いられる電源電圧を生成する。画像形成装置１はそれぞれ異なる電圧の直流を生成する複数の電源部を備えており、図３にはその中の一つが示されている。電源部１１は画像形成装置１の用紙搬送系のモータ１９を駆動する電源電圧を生成する。画像形成装置１は電源ライン２１を備える。電源ライン２１は画像形成装置１の複数の電源部(電源部１１を含む)及び定着部１０５を商用電源ＡＣと接続する。

電源部１１は電源ライン２１を通して商用電源ＡＣから供給された交流電圧を整流、平滑等をして直流の電源電圧Ｖｄを生成する。電源電圧Ｖｄはモータ１９に供給される。電源部１１において、電源電圧Ｖｄはフィードバックされ、電源電圧Ｖｄが予め定められた一定の電圧になるように制御している。

用紙搬送系のモータ１９はモータ制御部２３によって制御される。モータ制御部２３は図２に示す制御部５００に備えられるＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭにより実現される。

定着部１０５は定着ヒータ２５及び温度検出素子２７を備える。定着ヒータ２５は例えばハロゲンランプである。定着ヒータ２５を発熱させて、トナー像のトナーを加熱溶融させることにより画像を用紙に定着させる。温度検出素子２７は例えばサーミスタであり、定着ヒータ２５の温度を検出する。検出された信号は定着ヒータ制御部２９に送られる。定着ヒータ制御部２９は図２に示す制御部５００に備えられるＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭにより実現される。

トライアック３１及びゲートトリガ回路３３は定着ヒータ２５の位相制御に利用される。定着ヒータ２５とトライアック３１の直列回路が電源ライン２１に接続されている。定着ヒータ制御部２９は温度検出素子２７で検出された信号に基づいて制御信号Ｓ１を生成する。制御信号Ｓ１によって、ゲートトリガ回路３３で生成されるトリガパルスを制御して定着ヒータ２５の温度を制御する。

しきい値記憶部１３は第１のしきい値及び第２のしきい値を予め記憶している。しきい値記憶部１３は図２に示す制御部５００に備えられるＲＯＭにより実現される。図４はしきい値記憶部１３に記憶された第１のしきい値及び第２のしきい値の一例を示す表である。第１のしきい値及び第２のしきい値は、商用電源ＡＣから画像形成装置１に投入された総電流のしきい値である。第２のしきい値は第１のしきい値より大きくされている。

第１のしきい値は画像形成装置１に投入される総電流を商用電源ＡＣの上限値より小さくするために用いられる。従って、第１のしきい値は上限値(１５Ａ)より小さくかつ上限値の近傍の値が選択される。ここでは第１のしきい値を例えば１４Ａとする。

第２のしきい値は商用電源ＡＣから画像形成装置１に投入された電流によって作動する負荷のうち予め定められた負荷と対応づけて、しきい値記憶部１３に記憶されている。第２のしきい値は第１のしきい値及び上限値より大きい値が選択される。ここでは、第２のしきい値を例えば１７Ａ，２０Ａとする。

２０Ａの第２のしきい値は、定着ヒータ２５と対応させてしきい値記憶部１３に記憶されている。定着ヒータ２５の作動時に流れる突入電流は比較的大きいので、総電流が１５Ａを超えて２０Ａ近傍まで到達する可能性がある。そこで、定着ヒータ２５の作動時には２０Ａを第２のしきい値として用いる。

１７Ａの第２のしきい値は、用紙搬送系のモータ１９と対応させてしきい値記憶部１３に記憶されている。モータ１９の作動時に流れる突入電流は定着ヒータ２５の作動時に流れる突入電流より小さいが、１５Ａを超えて１７Ａ近傍まで到達する可能性がある。そこで、モータ１９の作動時には１７Ａを第２のしきい値として用いる。電圧信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３については、総電流モニター部１５で説明する。

第２のしきい値を設定する負荷として定着ヒータ２５及びモータ１９を例に説明したが、これらの負荷に限らず、突入電流が発生することにより、総電流が第１のしきい値を超える他の負荷(例えば、両面印刷で用紙を反転させるために用紙の搬送経路を変えるのに用いられるソレノイド)について第２のしきい値を設定してもよい。

しきい値記憶部１３には定着ヒータ２５に対応させて期間Ｔ１が記憶され、用紙搬送系のモータ１９に対応させて期間Ｔ２が記憶されている。

期間Ｔ１は定着ヒータ２５の作動時に定着ヒータ２５に流れる突入電流が発生する期間と同じ又は少し長くされている。突入電流が発生すると、総電流が上限値(１５Ａ)より大きくなるので、期間Ｔ１では総電流が第１のしきい値(１４Ａ)を超えても、定着ヒータ２５を強制オフしないようにする。

期間Ｔ２は用紙搬送系のモータ１９の作動時にモータ１９に流れる突入電流が発生する期間と同じ又は少し長くされている。突入電流が発生すると、総電流が上限値(１５Ａ)より大きくなるので、期間Ｔ２では総電流が第１のしきい値(１４Ａ)を超えても、モータ１９を強制オフしないようにする。期間Ｔ１，Ｔ２は負荷に応じて定められる。従って、期間Ｔ１と期間Ｔ２が同じ場合もあるし、異なる場合もある。

総電流モニター部１５は商用電源ＡＣから画像形成装置１に投入されている総電流をモニターし、(１)予め定められた負荷の作動時以外はしきい値として第１のしきい値を用い、モニターされた総電流が前記第１のしきい値より大きいか否かを判定し、(２)予め定められた負荷の作動時はしきい値として第２のしきい値を用い、モニターされた総電流が第２のしきい値より大きいか否かを判定する。

総電流モニター部１５はカレントトランス３５、電流電圧変換部３７、しきい値選択部３９及び比較器４１を備える。カレントトランス３５は電源ライン２１に接続されており、一次巻線と二次巻線を備える。電源ライン２１の一部がカレントトランス３５の一次巻線にされている。電源ライン２１には画像形成装置１に投入される総電流が流れており、総電流をカレントトランス３５によって微小電流に変換する。微小電流が流れるカレントトランス３５の二次巻線には電流電圧変換部３７が接続されている。電流電圧変換部３７は例えばカレントトランス３５の二次巻線に並列に接続された抵抗、整流ダイオード及び平滑コンデンサ等により構成される。電流電圧変換部３７では上記微少電流に応じた電圧信号を得ている。

図５はその電圧信号と画像形成装置１に投入された総電流との関係の一例を示すグラフである。電圧信号と総電流とは比例しており、総電流が２０Ａであれば電圧信号がＶ１となり、総電流が１７Ａであれば電圧信号がＶ２となり、総電流が１４Ａであれば電圧信号がＶ３となり、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３となる。

しきい値選択部３９は画像形成装置１の制御部５００に含まれるＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭによって実現される。しきい値選択部３９は画像形成装置１の動作状況に応じて、しきい値記憶部１３からその動作状況に対応するしきい値を選択する。具体的に説明すると、定着ヒータ制御部２９の制御により定着ヒータ２５に電流が投入されて定着ヒータ２５が作動を開始してから期間Ｔ１が経過するまで、しきい値選択部３９は２０Ａの第２のしきい値を選択する(実際には電圧信号Ｖ１を選択する)。そして、期間Ｔ１の経過後、しきい値選択部３９は２０Ａの第２のしきい値の換わりに第１のしきい値を選択する。

モータ制御部２３の制御により用紙搬送系のモータ１９に電流が投入されてモータ１９が作動を開始してから期間Ｔ２が経過するまで、しきい値選択部３９は１７Ａの第２のしきい値を選択する(実際には電圧信号Ｖ２を選択する)。そして、期間Ｔ２の経過後、しきい値選択部３９は１７Ａの第２のしきい値の換わりに第１のしきい値を選択する。期間Ｔ１と期間Ｔ２が重なる期間があれば、低い方の第２のしきい値を選択する。それら以外の時は、しきい値選択部３９は１４Ａの第１のしきい値を選択する(実際には電圧信号Ｖ３を選択する)。

比較器４１は画像形成装置１に投入されている総電流としきい値選択部３９で選択されたしきい値を比較する。実際には、電流電圧変換部３７から出力された電圧信号としきい値選択部３９で選択されたしきい値に対応する電圧信号とを比較する。

総電流制御部１７は、モニターされた総電流が第１のしきい値より大きいことを条件として、総電流を下げる制御をし、予め定められた負荷の作動時では、モニターされた総電流が第２のしきい値より大きいことを条件として、総電流を下げる制御をする。総電流制御部１７は、強制オフ信号生成回路４３及び選択回路４５を備える。

強制オフ信号生成回路４３は強制オフ信号Ｓ２を生成する。この信号Ｓ２は、画像形成装置１に投入されている総電流がしきい値選択部３９で選択されたしきい値より大きいと、比較器４１が判定した場合に生成される。強制オフ信号Ｓ２によって、ゲートトリガ回路３３は定着ヒータ２５を強制オフさせる。

選択回路４５は定着ヒータ制御部２９からの制御信号Ｓ１と強制オフ信号生成回路４３からの強制オフ信号Ｓ２の両方が入力した場合、強制オフ信号Ｓ２を選択して、ゲートトリガ回路３３に出力する。

次に、本実施形態に係る画像形成装置１の動作についてコピー動作を例に説明する。図６及び図７はこの動作を説明するフローチャートである。

画像形成装置１の電源がオンされると、定着ヒータ制御部２９は制御信号Ｓ１を生成する(ステップＳ１)。制御信号Ｓ１は選択回路４５を経由してゲートトリガ回路３３に送られて、ゲートトリガ回路３３がトリガパルスを生成する。これにより、定着ヒータ２５の位相制御が開始される。

定着ヒータ２５が作動すると、しきい値選択部３９は第２のしきい値(２０Ａ)を選択する(ステップＳ３)。選択された第２のしきい値は比較器４１に入力される。

しきい値選択部３９は期間Ｔ１の計測を開始する(ステップＳ５)。定着ヒータ２５に流れる突入電流によって総電流が第１のしきい値(１４Ａ)より大きくなるので、突入電流の発生期間である期間Ｔ１では総電流が第１のしきい値(１４Ａ)を超えても、定着ヒータ２５を強制オフしないようにする。但し、画像形成装置１の安全性のために、総電流が第２のしきい値(ここでは２０Ａ)を超えれば、定着ヒータ２５を強制オフさせて総電流を下げる制御をする。

しきい値選択部３９は期間Ｔ１が経過したか判定する(ステップＳ７)。しきい値選択部３９が期間Ｔ１を経過していないと判定すれば(ステップＳ７でＮｏ)、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、比較器４１は総電流が第２のしきい値より大きいか否かを判定する。総電流が第２のしきい値(２０Ａ)を超えていないと比較器４１が判定すれば(ステップＳ９でＮｏ)、ステップＳ７に戻る。

総電流が第２のしきい値を超えていると比較器４１が判定すれば(ステップＳ９でＹｅｓ)、強制オフ信号生成回路４３は強制オフ信号Ｓ２を生成する。選択回路４５は制御信号Ｓ１と強制オフ信号Ｓ２が入力すれば、強制オフ信号Ｓ２を優先して、ゲートトリガ回路３３に送る。強制オフ信号Ｓ２に基づいて、ゲートトリガ回路３３は定着ヒータ２５を強制オフさせる(ステップＳ１１)。そして、ステップＳ９に戻る。

しきい値選択部３９が、期間Ｔ１が経過したと判定すると(ステップＳ７でＹｅｓ)、しきい値選択部３９は第１のしきい値(１４Ａ)を選択して(ステップＳ１３)、第２のしきい値(２０Ａ)の替わりに第１のしきい値を比較器４１へ送る。

画像形成装置１のウォームアップが終了後、スタートキー４０５(図１)が操作されると、画像形成装置１のコピー動作が開始する(ステップＳ１５)。

比較器４１は総電流が第１のしきい値より大きいか否かを判定する(ステップＳ１７)。総電流が第１のしきい値を超えていると比較器４１が判定すれば(ステップＳ１７でＹｅｓ)、強制オフ信号生成回路４３は強制オフ信号Ｓ２を生成する。選択回路４５は制御信号Ｓ１と強制オフ信号Ｓ２が入力すれば、強制オフ信号Ｓ２を優先して、ゲートトリガ回路３３に送る。強制オフ信号Ｓ２に基づいて、ゲートトリガ回路３３は定着ヒータ２５を強制オフさせる(ステップＳ１９)。そして、ステップＳ１７に戻る。

比較器４１が、総電流は第１のしきい値を超えていないと判定すれば(ステップＳ１７でＮｏ)、しきい値選択部３９はモータ制御部２３が用紙搬送系のモータ１９の作動を開始させたか否かを判定する(ステップＳ２１)。しきい値選択部３９は、用紙搬送系のモータ１９の作動が開始されたと判定すれば(ステップＳ２１でＹｅｓ)、しきい値選択部３９は第２のしきい値(１７Ａ)を選択して(図７のステップＳ２３)、比較器４１に送る。また、しきい値選択部３９は期間Ｔ２の計測を開始する(ステップＳ２５)。ステップＳ２５以後の処理は定着ヒータ２５の場合と同様であり、ステップＳ２７がステップＳ７と対応し、ステップＳ２９がステップＳ９と対応し、ステップＳ３１がステップＳ１１と対応する。これにより、モータ１９に突入電流が発生して総電流が上昇しても、第２のしきい値(１７Ａ)以下であれば、無視されて、総電流を下げる制御がされない。

しきい値選択部３９が、期間Ｔ２が経過したと判定すると(ステップＳ２７でＹｅｓ)、しきい値選択部３９は第１のしきい値(１４Ａ)を選択して(ステップＳ３３)、第２のしきい値(１７Ａ)の替わりに第１のしきい値を比較器４１へ送る。そして、ステップＳ１７へ進む。

しきい値選択部３９は、用紙搬送系モータ１９の作動が開始していないと判定すれば(ステップＳ２１でＮｏ)、画像が形成された用紙が出力されたか否かを判定する(ステップＳ３５)。画像が形成された用紙が出力されるとは、画像が形成された用紙が図１に示すスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙されることである。しきい値選択部３９は、用紙が出力されていないと判定すれば(ステップＳ３５でＮｏ)、ステップＳ１７へ戻る。しきい値選択部３９は、用紙が出力したと判定すれば(ステップＳ３５でＹｅｓ)、画像形成装置１のコピー動作が終了する。

本実施形態の効果を説明する。図８は本実施形態に係る画像形成装置１において、総電流の制御を説明するグラフの一例である。図９は、しきい値を一律に１４Ａにした場合において、総電流の制御を説明するグラフの一例である。これらのグラフは、総電流の制御を説明するために便宜的に表したものであり、実際のデータを表したものではない。図８及び図９において、横軸は時間を示し、縦軸は総電流を示す。(Ａ)はしきい値で総電流を制御しない場合を示し、(Ｂ)はしきい値で総電流を制御した場合を示し、(Ｃ)は制御信号Ｓ１に基づく定着ヒータ２５の点灯デューティを示し、(Ｄ)は強制オフ信号Ｓ２の発生期間を示している。

図８の(Ｂ)及び図９の(Ｂ)に示すように、第１のしきい値(１４Ａ)と総電流のグラフの線との間のハッチングで示す領域の面積が小さければ総電流の平均値が大きく、その領域の面積が大きければ総電流の平均値が小さいことになる。

図９で説明する制御では、一律に１４Ａをしきい値として総電流を制御しているので、(Ｂ)に示すように、定着ヒータ２５及びモータ１９で突入電流が発生する毎に総電流がしきい値を超えている。このため、定着ヒータ２５をオンさせるデューティ比を小さくして総電流を減少させる制御の回数が多くなり、その結果、総電流の平均値が低くなっている。

一方、図８に示す本実施形態では、定着ヒータ２５に突入電流が発生する期間は第２のしきい値(２０Ａ)とし、モータ１９に突入電流が発生する期間は第２のしきい値(１７Ａ)とし、それ以外の期間は第１のしきい値(１４Ａ)として総電流を制御する。従って、突入電流が発生する度に総電流を下げる制御がされないので、総電流の平均値を大きくすることができる。

以上説明したように、本実施形態では総電流のしきい値を一律に設定するのではなく、第１のしきい値(１４Ａ)及びこれより値が大きい第２のしきい値(１７Ａ、２０Ａ)を設定する。第２のしきい値は予め定められた負荷(定着ヒータ２５、モータ１９)が作動を開始して突入電流が発生する期間(Ｔ１、Ｔ２)に設定される。これは、負荷に電力を投入した直後に生じる突入電流については、期間が極めて短いので、突入電流が原因で総電流が第１のしきい値を超えてもそれを無視するのである。但し、画像形成装置１の安全性を確保するために第２のしきい値を超えることを条件として、総電流を下げる制御をする。このように、本実施形態によれば、総電流が第１のしきい値を超えることにより総電流を下げる制御を実行する回数を少なくできるので、画像形成装置１に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能となる。また、総電流がしきい値(第１のしきい値、第２のしきい値)を超えることによって総電流を下げる制御は、ノイズ発生の原因になる場合があるが、本実施形態ではその制御を実行する回数を少なくできるので、ノイズ発生を少なくすることができる。

また、本実施形態では、図４に示すように、予め定められた負荷は異なる種類の複数の負荷(定着ヒータ２５、モータ１９)とし、第２のしきい値は異なる種類の複数の負荷に応じて異なる値(２０Ａ、１７Ａ)にされて、しきい値記憶部１３に記憶されている。これは、負荷の種類に応じて突入電流の大きさが異なるので、第２のしきい値として好ましい値が異なることを考慮したものである。異なる種類の複数の負荷について第２のしきい値を一律設定する場合、画像形成装置１の安全性を考慮して、第２のしきい値を一番低くしなければならない負荷を基準にして第２のしきい値を設定しなければならない。この結果、総電流が第２のしきい値を超えることにより総電流を下げる制御を実行する回数が多くなる可能性がある。本実施形態によれば、異なる種類の複数の負荷に対して、それぞれの負荷に応じて異なる値の第２のしきい値を設定する。従って、総電流が第２のしきい値を超えた場合に総電流を下げる制御を実行する回数を少なくすることができるので、画像形成装置１に投入される総電流の平均値を大きくすることが可能となる。

さらに、本実施形態において、総電流モニター部１５は、予め定められた負荷(定着ヒータ２５、モータ１９)に電流を投入して作動を開始させてから予め定められた期間(Ｔ１、Ｔ２)が経過するまではしきい値として第２のしきい値を用いており、その期間の経過後はしきい値として第１のしきい値を用いる。従って、本実施形態によれば、予め定められた負荷の作動時の全期間に亘ってしきい値を第２のしきい値にするのではなく、予め定められた負荷に電流を投入して作動を開始させてから予め定められた期間が経過するまでしきい値を第２のしきい値とし、その期間経過後は第１のしきい値にしている。このため、突入電流を対象にして第２のしきい値を設定でき、突入電流が発生しても第２のしきい値を超えなければ総電流を下げる制御を回避することができる。そして、突入電流の発生期間の経過後は第１のしきい値に変更されるので、突入電流以外の何らかの原因で第１のしきい値を超えれば、総電流を下げるので画像形成装置１の安全性を確保することができる。

また、本実施形態によれば、総電流制御部１７は定着ヒータ２５に投入する電流を下げる制御をして総電流を下げる制御をする。定着ヒータ２５に投入される電流は比較的大きいので、定着ヒータ２５に投入する電流を下げる制御をすることにより、第１のしきい値や第２のしきい値を超えた総電流を迅速に下げることができる。これにより、画像形成装置１の安全性を向上させることができる。

また、本実施形態では、総電流が第２のしきい値を超えることにより、総電流を下げる制御をする場合、定着ヒータ２５を強制オフさせて総電流を下げる。第２のしきい値は第１のしきい値より大きいので画像形成装置１の安全上、総電流が第２のしきい値を超えた場合、総電流を迅速に下げる必要がある。この構成によれば、予め定められた負荷の作動時に、モニターされた総電流が第２のしきい値を超えれば、定着ヒータ２５を強制オフさせて総電流を下げる。このため、定着ヒータ２５に投入する電流をフィードバック制御によって下げる場合に比べて、総電流を迅速に下げることができる。

１画像形成装置
１３しきい値記憶部
１５総電流モニター部
１７総電流制御部
１９用紙搬送系のモータ(負荷の一例)
２５定着ヒータ(負荷の一例)
ＡＣ商用電源

Claims

画像を用紙に形成して出力する画像形成装置であって、
商用電源から前記画像形成装置に投入された電流によって作動し、前記画像形成装置の機能の実行に用いられる負荷と、
前記商用電源から前記画像形成装置に投入された総電流のしきい値となる第１のしきい値、及び、前記負荷のうち予め定められた負荷と対応づけて前記第１のしきい値より大きい第２のしきい値を予め記憶しているしきい値記憶部と、
前記総電流をモニターし、(１)前記予め定められた負荷の作動時以外は前記しきい値として前記第１のしきい値を用い、モニターされた前記総電流が前記第１のしきい値より大きいか否かを判定し、(２)前記予め定められた負荷の作動時は前記しきい値として前記第２のしきい値を用い、モニターされた前記総電流が前記第２のしきい値より大きいか否かを判定する総電流モニター部と、
前記(１)において、モニターされた前記総電流が前記第１のしきい値より大きいことを条件として、前記総電流を下げる制御をし、前記(２)において、モニターされた前記総電流が前記第２のしきい値より大きいことを条件として、前記総電流を下げる制御をする総電流制御部と、を備えた画像形成装置。
前記予め定められた負荷は異なる種類の複数の負荷であり、前記第２のしきい値は前記異なる種類の複数の負荷に応じて異なる値にされて、前記しきい値記憶部に記憶されている請求項１に記載の画像形成装置。
前記総電流モニター部は、前記予め定められた負荷に電流が投入されて作動が開始されてから予め定められた期間が経過するまでは前記しきい値として前記第２のしきい値を用いており、当該期間の経過後は前記しきい値として前記第１のしきい値を用いる請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記画像を前記用紙に定着させる定着ヒータを備え、
前記総電流制御部は、前記定着ヒータに投入する電流を下げる制御をして前記総電流を下げる制御をする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記総電流制御部は前記(２)の場合に、前記定着ヒータを強制オフさせて前記総電流を下げる制御をする請求項４に記載の画像形成装置。