JP2007102008A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源入力部での電源電圧が降下した場合に、装置の動作を中断、初期化せずに印刷動作あるいはウォームアップ動作を継続できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成に係る動作を制御する画像形成制御部と、前記画像形成に係る動作中の消費電力についてその上限値と下限値とを予め設定する電力設定部と、外部から供給される電源電圧を前記画像形成に係る動作中に検知する電源電圧検知部とを備え、前記画像形成制御部が、電源電圧検知部で検知される電源電圧が所定の範囲になるように前記上限値と下限値との範囲内で前記消費電力を変えるように制御することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図１

Description

この発明は、画像形成装置に関し、より詳細には、電源電圧の降下を検知して動作を制御する画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、トナーを定着させるための定着装置が大電力を消費するため、電源ケーブルに大電流が流れることによって電圧低下を招いてしまうことがある。例えば、画像形成装置が連続印刷を実行した場合など、トナーを用紙に定着させるために定着装置内にもうけられた定着ローラの表面の熱がトナーと用紙によって奪われる。それによって、定着ローラの表面温度が低下するので、定着装置に備えられた熱源、例えば、１２００Ｗ程度のヒータランプに通電を行ってこれを補償する。その結果、例えば、定格電圧１００ＶのＡＣ電源であれば、１２アンペア程度の電流が、画像形成装置からコンセントまでの間をつなぐ電源ケーブルに流れる。そのため、電源ケーブルのインピーダンスによって、画像形成装置の電源入力部に至るまでに相応の電圧降下が生じる。

そこで、電源電圧の低下に伴って、装置の動作を制御するマイクロコンピュータが暴走することを回避するために、電源入力部の電圧が基準値以下に低下したことを検出して電源電圧低下対策処理を行った後に初期状態に復帰させる処理を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

前記基準値の設定に際しては、定格電圧に電源電圧変動に対するマージンを持たせるように考慮される。即ち、前記マージンは、通常の使用条件で想定される電源電圧変動あるいは電源ケーブルのインピーダンスによる電圧降下によって電源電圧が基準値を下回らない程度の値に設定される。そして、電源電圧が前記基準値以上であれば、画像形成装置は、正常に動作するように設計されている。
特開平６−３５５６２号公報

電源事情は画像形成装置が設置される地域や場所、ユーザーの使用環境によってそれぞれに異なる。このため、電源のインピーダンスが高くて電圧降下が大きかったり、他の機器と電源を共用したりする環境下では、電源電圧が基準値よりも降下することがある。

電圧降下が印刷途中に検知された場合、画像形成装置が印刷動作を即時中断し、初期状態へ復帰すると印刷中の用紙は装置内部に滞留しジャムになる。実際、多くの場合、電圧降下は印刷途中に検知される。定着装置への熱供給が行われる割合はウォームアップ中もしくは印刷中が高いからである。一旦ジャムが発生した場合、印刷処理を再開するには、紙詰まりの原因となっている機内の用紙を使用者が取り除き、印刷処理を最初からやり直す必要がり、ユーザーの手を煩わすことになる。また、電源電圧降下を検知して装置が初期化されると、ユーザーが操作パネル等で設定したジョブの内容が初期化されてしまうため、再設定が必要になる。従って、電源電圧降下を回避できるように画像形成装置を制御することが好ましい。

電源入力部での電源電圧が降下した場合に、装置の動作を中断、初期化せずに印刷動作あるいはウォームアップ動作を継続できる画像形成装置が望まれている。

この発明は、画像形成に係る動作中の消費電力を制御する画像形成制御部と、前記消費電力の上限値と下限値とを予め設定する電力設定部と、電力配線を介して外部から入力される電源の電圧であって前記電力配線を電源電流が流れることによって生じる電圧降下を伴う電源電圧を前記画像形成に係る動作中に検知する電源電圧検知部とを備え、前記画像形成制御部が、前記電源電圧を所定の電圧以上に保つように前記上限値と下限値との範囲内で前記消費電力を制御することを特徴とする画像形成装置を提供する。

ここで、画像形成装置とは、画像データを受けて記録媒体に印刷処理する装置であり、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいはそれらを複合した複合機などが画像形成装置に含まれる。画像形成に係る動作とは、単に印刷処理中の動作を指すのではなく、例えば、電源投入後の初期化動作や、ウォームアップ中の動作など、画像形成に伴って必要となる準備の動作や印刷後の後処理の動作をも含む。また、電源電流および電源電圧とは、電流あるいは電圧の実効値を示すものであってもよいが、実行値に限らず、例えば瞬時的な最大値や、実効値と相関をもつ他の指標であってもよい。指標の選択は装置の特性に応じて、装置の設計者が適宜選択すればよい。また、前記上限値と下限値とは、画像形成装置が設置される環境に応じてサービスエンジニアもしくはユーザーが設定するものであってもよい。

電源の電圧降下は、画像形成装置から電源系統側を見たときの交流電源の内部インピーダンスにより生じる。前記電力配線がインピーダンス成分を有することにより生じる。前記インピーダンス成分は、電力配線の配線抵抗を含む。

この発明の画像形成装置は、前記画像形成制御部が、前記電源電圧を所定の電圧以上に保つように前記上限値と下限値との範囲内で前記消費電力を制御するので、電源電圧が降下すると前記画像形成制御部が消費電力を抑制して電源電流を減少させ、従って電圧降下を減少させようとする。反面、電源電圧が前記所定の電圧にたいして十分高い場合は消費電力を増大させ、十分な電力を供給して短時間に画像形成を行うように制御する。これによって、電圧降下によって画像形成動作が中断しあるいは装置が初期化されるのを回避しつつ、短時間で画像形成を行うように最適な電力が画像形成装置に供給される。換言すれば、画像形成装置の設置環境に応じて消費電力が制御されるので、前記所定電圧以下に電源電圧が降下して印刷中断やＪＡＭが頻発するような事態を回避することができる。従って、ユーザーは、発生したＪＡＭを復帰させたり印刷処理を再設定するために手を煩わされたりすることがない。この発明は、電源事情の悪い条件下で画像形成装置を使用する場合にとりわけ有効である。

前記消費電力を画像形成装置に入力される電源電流と前記電源電圧との計測結果に基づいて取得する消費電力取得部をさらに備えていてもよい。このようにすれば、電源電圧と電源電流の計測結果に基づいて正確に画像形成装置の消費電力を取得し、画像形成制御部が消費電力を精度よく変えて制御することができる。

また、前記画像形成制御部が、電子写真方式の画像形成に係る動作中の消費電力を制御し、前記消費電力を前記上限値と前記下限値との範囲内にするために定着部への供給電力を変えるように制御するものであってもよい。このようにすれば、前記画像形成制御部は、消費電力を前記上限値と下限値との範囲内に収めながらできるだけ短時間に印字ジョブが終了するような電力を定着部に供給するように制御することができる。

あるいは、前記消費電力を、前記定着部の制御情報に基づいて推測することにより取得する消費電力取得部をさらに備えていてもよい。ここで、前記制御信号は、例えば定着部への通電のオン／オフ信号であって、前記電力取得部は所定期間内の前記オン時間から定着部の消費電力を推定し、それに定着部以外の消費電力の推定値を加えて画像形成装置全体の消費電力を推定してもよい。画像形成装置の消費電力のうち大半が定着部の消費電力であるので、定着部の電力を精度よく推定できれば全体の消費電力の推定が成り立つ。あるいは、前記制御信号は、定着部への通電を制御する位相制御信号であってもよい。このようにすれば、複雑な計測部を用いることなく消費電力を取得することができる。

前記画像形成制御部が、前記消費電力の制御に応じて印字速度を変えるように動作を制御するものであってもよい。このようにすれば、定着部へ供給する電力に見合った印字速度にすることによって、定着不良の発生を回避することができる。

あるいは、前記画像形成制御部が、前記消費電力の制御に応じて印字用紙の給紙間隔を変えるように動作を制御するものであってもよい。このようにすれば、定着部へ供給する電力に応じて印字用紙を間欠的に給紙することによって、定着不良の発生を回避することができる。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。以下の説明により、この発明をよりよく理解することが可能であろう。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。

＜画像形成装置の機構的構成＞
図２は、この発明の画像形成装置の機構的な構成の一例を示す説明図である。図２において、画像形成装置７１は、画像読取装置にて読み込まれた画像や、画像形成装置７１に外部から接続された機器（例えばパーソナルコンピュータなどの画像処理装置）からのデータを画像として記録出力する電子写真方式のプリンタである。

画像形成装置７１には、感光体ドラム２０２を中心に、画像形成プロセスの各機能を担う各プロセスユニットが配置されこれらにより画像形成部が形成されている。感光体ドラム２０２の周囲には、帯電手段２０３、現像部としての現像ユニット２００、転写ローラ２０７、クリーニングユニット２０８および光走査ユニット２０４等がこの順に配置されている。

帯電手段２０３は、感光体ドラム２０２の表面を均一に帯電させるものである。光走査ユニット２０４は、均一に帯電された感光体ドラム２０２上に光像を走査して静電潜像を書き込むものである。現像ユニット２００は、光走査ユニット２０４により書き込まれた静電潜像を現像ユニット２００から供給される現像剤により顕像化するものである。また、現像ユニット２００は、当該ユニットへトナーを供給するトナー収容部７２が取り付けられている。転写ローラ２０７は、感光体ドラム２０２上に顕像化された画像を記録材である用紙上に転写して用紙上に可視画像を形成する転写部として機能する。クリーニングユニット２０８は、感光体ドラム２０２上に残留した現像剤を除去して感光体ドラム２０２上に新たな画像を記録することを可能にするものである。

画像形成装置７１の下部には、画像形成装置７１本体内に内装された供給トレイ２０１が配置されている。供給トレイ２０１は、記録材（用紙）を収容する記録材収容トレイである。供給トレイ２０１に収容された用紙は、ピックアップローラ２０９等により所定の時間間隔で１枚ずつ分離され、レジストローラ２１０まで搬送され、レジストローラ２１０により感光体ドラム２０２に形成された画像とのタイミング同期がはかられ、転写ローラ２０７と感光体ドラム２０２との間に順次供給される。そして感光体ドラム２０２上に記録再現された画像は転写ローラ２０７に印加された転写電圧によって帯電したトナーに作用する静電気力の作用によって用紙上に転写される。なお、供給トレイ２０１への用紙の補給は、画像形成装置７１の正面側（操作側）に、供給トレイ２０１を引き出して行なう。

図２では、画像形成装置７１の機内に、３枚の用紙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が所定の間隔で搬送されている。用紙の搬送タイミングは、後述する制御基板３０によって制御される。
画像形成装置７１内上部には、定着装置２０５が配置されている。定着装置２０５は、画像が転写された用紙を順次受け入れて、定着ローラ２１１と加圧ローラ２１２等により、熱と圧力により用紙上に転写された現像画像を定着するものである。

画像が記録された用紙は、さらに上方搬送される。そして、画像形成装置７１の外装に備えられた積載トレイ７０に排出される。両面画像形成や後処理が指定されている場合には、積載トレイ７０に向けて用紙を排出するが、用紙後端部を反転ローラ２１３狭持させた状態で反転ローラ２１３を逆転させる。そして、上記用紙を逆方向、つまり両面画像形成や後処理の為に設けられた搬送路の方向に、反転搬送する。

制御基板３０は、前述した画像形成に係る各部の動作を制御するための回路基板である。制御基板３０には、各センサーからの信号を入力し、付加への信号を出力する入出力回路、図示しないホストコンピュータとのやり取りを行う通信回路、各入力信号や通信の制御を実行するためのマイクロコンピュータ１１、マイクロコンピュータ１１が実行する処理の手順を格納したＲＯＭ、マイクロコンピュータが画像やデータを処理するためのワークエリアを提供するＲＡＭ、データを保持する不揮発性メモリ素子などが搭載されている。

電源電圧を検知して消費電力を変える制御は、主として図２の制御基板３０のマイクロコンピュータ１１と図示しないＲＯＭに格納された制御プログラムによって実行される。即ち、画像形成に係る動作を制御する画像形成制御部は、マイクロコンピュータ１１が前記制御プログラムに従って処理を実行し、各入力信号の状態に基づいて制御を行うことにより実現される。

＜電気的構成＞
図１は、画像形成装置７１の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図１において、ＡＣ電源入力端子１からのＡＣ電源電圧は、消費電力計測回路１９を経てＤＣ電源回路７および定着電力制御回路１５に入力され、さらに、ＡＣ電圧検知回路５に入力される。ＤＣ電源回路７から出力されるＤＣ電源電圧は、画像形成部２３や制御基板３０に供給される。画像形成部２３は、画像形成に係る動作を行うブロックであって、負荷、即ち、前述の画像形成装置７１の帯電手段２０３、光走査ユニット２０４、転写ローラ２０７、ピックアップローラ２０９、レジストローラ２１０などの負荷を駆動し、あるいは用紙搬送路Ｓ１〜Ｓ３に配置されて前記用紙搬送路中を通過する用紙を検知する複数の用紙検知センサーをはじめとして画像形成装置７１内に配置されるセンサーを含む。また、制御基板３０は、ＡＣ電圧検知回路５によって検知される電源電圧、消費電力計測回路１９によって検知される画像形成装置７１の消費電力および検知画像形成部２３の各センサーの状態を判定し、画像形成部２３の各負荷を駆動し、定着ヒータランプ１７へ供給する電力を制御する定着電圧制御回路１５への制御信号を出力する。さらに、ユーザーに画像形成装置７１の状態を知らせ、かつ画像形成に関する指示を入力させるための操作パネル２１を制御する。

消費電力取得部としての消費電力計測回路１９は、ＡＣ電源入力端子１を経てＡＣ電圧が画像形成装置７１に入力される部分に配置される回路であって、電源電圧と電流とを計測して画像形成装置７１の消費電力を計測する。なお、画像形成装置７１の消費電力は他の方法でも取得し得るので、消費電力計測回路１９はこの発明の必須の構成要素ではない。消費電力計測回路１９は、電力測定器などに用いられている公知の回路を適用して実現することができる。より詳細には、電磁誘導を利用した電流検出回路と、電圧検出回路、電流検出回路によって検出された電源電流波形と電圧検出回路によって検出された電源電圧波形とに基づき力率を考慮してＡＣ電力を計算する計算部とで構成される。

電源電圧検知部としてのＡＣ電圧検知回路５は、ＡＣ電源電圧を検知するブロックである。ＡＣ電圧検知回路５の検知結果は制御基板３０へ提供され、マイクロコンピュータ１１がＡＣ電源の電圧降下の状態を判定し得るように構成される。ＡＣ電圧検知回路５は、電圧計などに用いられている公知の回路を適用して実現することができる。マイクロコンピュータ１１は、ＡＣ電源の電圧が予め定められたしきい値よりも降下した場合に、マイクロコンピュータ１１の暴走を回避するために画像形成装置７１の画像形成に係る動作を中断して負荷を遮断すると共に、カウンターや保存すべきデータの退避処理を行う。

定着電力制御回路１５は、マイクロコンピュータ１１の制御に応じて、定着装置２０５へ供給する電力を制御するための回路である。定着装置２０５の定着ローラ２１１の内部には、定着ローラ２１１を過熱してローラの表面を所定の温度に保つための定着ヒータランプ１７が設けられており、定着電力制御回路１５は、定着ヒータランプ１７に供給するＡＣ電圧を位相制御して、通電時の供給電力を制御すると共に、定着ローラ２１１の表面が所定温度以上になったときには定着ヒータランプ１７へのＡＣ電圧供給を遮断して定着ローラ２１１の表面が所定の温度になるように制御する。定着電力制御回路１５は、例えば、トライアックやサイリスタなどの電力スイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するための公知の制御回路で構成することが可能である。この実施形態においては、定着ヒータランプ１７は、電力スイッチング素子によって位相制御され、供給電力を連続的に変えることができるように構成されているものとする。ただし、定着ヒータランプ１７の制御方法は位相制御に限定されるものではなく、供給される電力を複数段階に変えることができるものであればよい。例えば、電源波形の半波ごとにオン／オフを制御して平均電力を制御するものや、ＡＣ電源を一旦直流に変換してインバータ回路で駆動するものであってもよい。

また、制御基板３０は、操作パネル２１と信号をやり取りし、画像形成装置７１の状態や制御情報を表示し、ユーザーに画像形成に係る各種の設定や指示を入力させることができる。マイクロコンピュータ１１は、画像形成に係る動作中の画像形成装置７１の消費電力の上限値と下限値とを予め操作パネル２１を介してユーザーに設定させることができる。前記電力設定部としての機能は、マイクロコンピュータ１１が、操作基板３０の図示しないＲＯＭに格納された制御プログラムを実行し、操作パネル２１を用いてユーザーに消費電力の上限値と下限値とを設定させることによって実現される。

ここで、前記消費電力の上限値は、電源の電流容量を考慮したうえで設定させる。電源容量の定格は、当該電源に設けられる安全ブレーカーの遮断特性に依存する。前記安全ブレーカーの遮断特性は、日本においては電気用品安全法に規定された基準を満足するように設計される。例えば、一般的な１１０Ｖ用の１５Ａ定格の特性は、１７．２Ａの電流をブレーカーの温度上昇がほぼ一定になるまで通じたときに自動的に動作しないが、２２．５Ａの電流を通じたときに３０秒以内に作動せず、かつ６０秒以内に作動し、５５Ａの電流を通じたときに１秒以内に作動せず、かつ３０秒以内に作動するといったものである。このようなブレーカーの遮断特性の範囲内に画像形成装置７１の消費電力の上限を収めるように前記消費電力の上限値を設定させる。

＜電源電圧の検知に基づく消費電力の制御＞
（実施の形態１）
図３は、図１のマイクロコンピュータ１１が、ＡＣ電圧検知回路５で検知された電源電圧の情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子の一例を示すタイムチャートである。図３（ａ）の縦軸は、ＡＣ電圧検知回路の検知に基づいてマイクロコンピュータ１１が把握した電源電圧の値であり、横軸は時間である。Ｖ_resetは、電源電圧が当該レベルよりも降下した場合に制御基板３０内の保護回路が検知してマイクロコンピュータ１１が暴走を回避するために退避処理と画像形成処理の中断を含む保護動作を実行するしきい値電圧である。また、図３（ｂ）の縦軸は図１の消費電力計測回路１９、あるいは消費電力計測回路１９を備えない画像形成装置にあっては消費電力を推定する代替手段によって把握された画像形成装置の消費電力であり、横軸は時間である。ここで、ＡＣ電圧検知回路５で検知されるＡＣ電源電圧は、前記電力スイッチング素子によるスイッチングの周期に比べて長い期間の実効値であり、好ましくは５〜６周期の期間の実効値である。従って、電圧波形の瞬時値を与えるものではないが、電圧の変化を数周期の遅れで検知するものである。

図３で、時刻Ｔ₁までは画像形成装置が待機状態にあって、その消費電力はＰ₀である。待機中は装置の動作部分が少なく、印字用紙の通過によって定着部の熱が奪われることも無いので画像形成中に比べると消費電力は少ない。時刻Ｔ₁で、画像形成の要求を受けて画像形成に係る動作が開始される。マイクロコンピュータ１１は、画像形成装置の消費電力が予め定められた下限値Ｐ_minに近いがＰ_minを下回らない程度の電力を消費するよう定着ヒータランプ１７への供給電力を決定し、決定した電力を供給するような定着電力制御回路１５への制御信号を出力する。画像形成装置の消費電力を目標の値にするために定着ヒータランプ１７へ供給すべき電力は、予め画像形成装置の標準的な電力消費特性をデータベースとして記憶しておき、記憶されたデータベースに基づいて決定すればよい。前記データベースは、一例として定着ヒータランプ１７を位相制御するものの場合、目標の消費電力とＡＣ電圧検知回路５で検知された電源電圧とから制御すべき位相角を与えるようなデータテーブルとして提供される。

図３に示すように、前記データベースに基づいて定着ヒータランプ１７への供給電力を制御した結果、画像形成装置の消費電力がＰ₁になり、前記消費電力のＰ₀からＰ₁への増加に伴って電源電圧がＶ₀からＶ₁へ降下する。ＡＣ電圧検知回路５は、電源電圧がＶ₁に降下したことを検知する。Ｖ₀からＶ₁への電圧降下があるものの、前述の保護動作のしきい値電圧Ｖ_resetよりも十分大きいので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₂において定着ヒータランプ１７への供給電力をさらに一段階増やす。この結果、画像形成装置の消費電力はＰ₂になり、電源電圧はＶ₂になる。

電源電圧Ｖ₂は、Ｖ_resetに対してまだ余裕があるので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₃において定着ヒータランプ１７への供給電力をさらに一段階増やす。この結果、画像形成装置の消費電力はＰ₃になり、電源電圧はＶ₃になる。
電源電圧Ｖ₃はなお、Ｖ_resetに対して余裕があるので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₄において定着ヒータランプ１７への供給電力をさらに一段階増やす。この結果、画像形成装置の消費電力は上限値Ｐ_maxに近いＰ₄になり、電源電圧はＶ₄になる。

電源電圧Ｖ₃はなお、Ｖ_resetに対して余裕があるが、画像形成装置の消費電力が上限値Ｐ_maxに近いので、マイクロコンピュータ１１は、定着ヒータランプ１７への供給電力を画像形成動作が終了する時刻Ｔ₅まで維持する。
なお、画像形成動作を開始した直後は、定着への消費電力が少ないが、待機中に定着部に蓄えられている熱量によって印字用紙は十分に定着される。定着部への供給電力を段階的に切換える制御は、定着部の熱量が印字用紙に奪われて定着不良が生じる前に終了させるようにする。
以上の例は、電源が安定しており電圧降下が少ない場合の電力制御の例である。

（実施の形態２）
次に、電源の電圧降下が大きい場合の例を説明する。
図４は、図１のマイクロコンピュータ１１が、ＡＣ電圧検知回路５で検知された電源電圧の情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子の異なる一例を示すタイムチャートである。

図４で、時刻Ｔ₁₁までは画像形成装置が待機状態にあって、その消費電力はＰ₁₀である。時刻Ｔ₁₀で、画像形成の要求を受けて画像形成に係る動作が開始された結果、画像形成装置の消費電力がＰ₁₁になり、前記消費電力のＰ₁₀からＰ₁₁への増加に伴って電源電圧がＶ₁₀からＶ₁₁へ降下する。ＡＣ電圧検知回路５は、電源電圧がＶ₁₁に降下したことを検知する。Ｖ₁₀からＶ₁₁への電圧降下があるものの、前述の保護動作のしきい値電圧Ｖ_resetよりも十分大きいので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₁₂において定着ヒータランプ１７への供給電力をさらに一段階増やす。この結果、画像形成装置の消費電力はＰ₁₂になり、電源電圧はＶ₁₂になる。

電源電圧Ｖ₁₂は、Ｖ_resetに対してまだ余裕があるので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₁₃において定着ヒータランプ１７への供給電力をさらに一段階増やす。この結果、画像形成装置の消費電力はＰ₁₃になり、電源電圧はＶ₁₃になる。
電源電圧Ｖ₁₃はなお、Ｖ_resetに対する十分な余裕がない。従って、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₁₄において定着ヒータランプ１７への供給電力を一段階減らす。画像形成装置の消費電力はＰ₁₄になり、電源電圧はＶ₁₄になる。マイクロコンピュータ１１は、定着ヒータランプ１７への前記供給電力を画像形成動作が終了する時刻Ｔ₁₅まで維持する。
以上の例は、電圧降下が大きい場合の電力制御の例である。

（実施の形態３）
実施の形態１，２は、マイクロコンピュータ１１が、定着ヒータランプ１７への供給電力を段階的に切換える制御について説明した。しかし、電圧降下が配線抵抗に起因するものであれば、電圧降下は電源電流に比例する。図１のように消費電力計測回路１９を有する装置は、電力計測のために電源電流を計測するので、電源電流の情報を得ることができる。従って、例えば、待機状態から画像形成動作を開始したときの電源電流の増加分をマイクロコンピュータ１１が把握し、ＡＣ電圧検知回路５で電源電圧の降下を把握すれば、電源電流の増加と電源電圧の降下との関係から、電源電圧Ｖ_resetに対して余裕を持たせた電源電圧の目標値を与える電源電流を推測することができ、推測した電源電流と目標の電源電圧とに対応する消費電力を推測することができる。そして、推測した消費電力に対応する定着ヒータランプ１７への供給電力を前述したデータベースに基づいて決定することができる。

図５は、図１のマイクロコンピュータ１１が、消費電力計測回路１９から取得した電源電流と、ＡＣ電圧検知回路５で検知された電源電圧との情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子のさらに異なる一例を示すタイムチャートである。

図５で、時刻Ｔ₂₁までは画像形成装置が待機状態にあって、その消費電力はＰ₂₀である。このときの電源電流をＩ₂₀とする。時刻Ｔ₂₀で、画像形成の要求を受けて画像形成に係る動作が開始された結果、画像形成装置の消費電力がＰ₂₁になり、前記消費電力のＰ₂₀からＰ₂₁への増加に伴って電源電圧がＶ₂₀からＶ₂₁へ降下する。消費電力Ｐ₂₁のときの電源電流をＩ₂₁とする。このとき、消費電力計測回路１９は、消費電力がＰ₂₁、電源電流がＩ₂₀からＩ₂₁になったことを検知する。また、ＡＣ電圧検知回路５は、電源電圧がＶ₁₁に降下したことを検知する。マイクロコンピュータ１１は、前記電源電流の変化と電源電圧の降下から定着ヒータランプ１７への供給電力を決定し、時刻Ｔ₂₂で前記供給電力を切換える。

図６は、この実施形態において消費電力計測回路１９で検知した電源電流とＡＣ電圧検知回路５で検知した電源電圧との関係を示すグラフである。前述のように、時刻Ｔ₂₁までは電源電流がＩ₂₀、電源電圧がＶ₂₀であり、図６で、この状態に対応するをＳ２０で示している。時刻Ｔ₂₁以降、電源電流がＩ₂₁、電源電圧がＶ₂₁になる。この点をＳ２１で示している。Ｓ２０とＳ２１とを直線で結び、この直線上で電源電圧のしきい値Ｖ_resetに対して所定の余裕を持たせた点をＳ_targetとする。Ｓ_targetを与える電源電圧Ｖ_target、電源電流Ｉ_targetと、予め定めた力率から消費電力Ｐ_targetを求め、前記消費電力Ｐ_targetに対応する定着ヒータランプ１７への供給電力を前述のデータベースに基づいて決定することができる。このようにして推定した消費電力Ｐ_targetを与えるように、マイクロコンピュータ１１は、時刻Ｔ₂₃において、定着ヒータランプ１７への供給電力を制御する。その結果、実際の電源電流がＩ₂₂、電源電圧がＶ₂₂になる。これは、図６で動作点Ｓ₂₂に対応する。

検知された電源電圧Ｖ₂₂は、前述の電源電圧の目標値よりも少ないので、マイクロコンピュータ１１は時刻Ｔ₂₃において定着ヒータランプ１７への供給電力を少し増やす。この結果、画像形成装置の消費電力はＰ₂₃になり、電源電圧はＶ₂₃になる。これは、図６で動作点Ｓ₂₃に対応する。

電源電圧Ｖ₂₃は、Ｖ_resetに対する十分な余裕があるので、マイクロコンピュータ１１は、定着ヒータランプ１７への前記供給電力を画像形成動作が終了する時刻Ｔ₂₅まで前記供給電力を維持する。
以上のように、電源電流の変化と電圧降下から定着ヒータランプ１７へ供給する電力を求めることにより、実施の形態１，２の手法に比べて短い時間で定着ヒータランプ１７への供給電力を最適値に切換えることができる。

最後に、前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得ることは明らかである。そのような変形例は、この発明の特徴及び範囲に属さないと解釈されるべきものではない。本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更とが含まれることが意図される。

この発明の画像形成装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 この発明の画像形成装置の機構的な構成の一例を示す説明図である。 図１のマイクロコンピュータ１１が、電源電圧の情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子の一例を示すタイムチャートである。（実施の形態１） 図１のマイクロコンピュータ１１が、電源電圧の情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子の異なる一例を示すタイムチャートである。（実施の形態２） 図１のマイクロコンピュータ１１が、電源電圧の情報に基づいて定着電力を制御し、これによって画像形成装置の消費電力を制御する様子のさらに異なる一例を示すタイムチャートである。（実施の形態３） この実施形態において消費電力計測回路１９で検知した電源電流とＡＣ電圧検知回路５で検知した電源電圧との関係を示すグラフである。（実施の形態３）

符号の説明

１ ＡＣ電源入力端子
５ ＡＣ電源電圧検知回路
７ ＤＣ電源回路
１１ マイクロコンピュータ
１５ 定着電力制御回路
１７ 定着ヒータランプ
１９ 消費電力計測回路
２１ 操作パネル
２３ 画像形成部
３０ 制御基板
５０ トナー供給経路
５３、７９ トナーボトル位置決め部
５４ トナーボトル
６０ 現像ローラ
７０ 積載トレイ
７１ 画像形成装置
７２ トナー収容部
２００ 現像槽、現像ユニット
２０１ 供給トレイ
２０２ 感光体ドラム
２０３ 帯電手段
２０４ 光走査ユニット
２０５ 定着装置
２０７ 転写ローラ
２０８ クリーニングユニット
２０９ ピックアップローラ
２１０ レジストローラ
２１１ 定着ローラ
２１２ 加圧ローラ
２１３ 反転ローラ

Claims (6)

1. 画像形成に係る動作中の消費電力を制御する画像形成制御部と、
   前記消費電力の上限値と下限値とを予め設定する電力設定部と、
   電力配線を介して外部から入力される電源の電圧であって前記電力配線を電源電流が流れることによって生じる電圧降下を伴う電源電圧を前記画像形成に係る動作中に検知する電源電圧検知部とを備え、
   前記画像形成制御部が、前記電源電圧を所定の電圧以上に保つように前記上限値と下限値との範囲内で前記消費電力を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記消費電力を画像形成装置に入力される電源電流と前記電源電圧との計測結果に基づいて取得する消費電力取得部をさらに備える請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成制御部が、電子写真方式の画像形成に係る動作中の消費電力を制御し、前記消費電力を前記上限値と下限値との範囲内にするために定着部への供給電力を変えるように制御する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記消費電力を、前記定着部の制御情報に基づいて推測することにより取得する消費電力取得部をさらに備える請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成制御部が、前記消費電力の制御に応じて印字速度を変えるように動作を制御する請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成制御部が、前記消費電力の制御に応じて印字用紙の給紙間隔を変えるように動作を制御する請求項１記載の画像形成装置。

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