(57)【要約】【課題】特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大にならないヒータ制御装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】制御部は第１信号（ヒータ電流と閾値との大小関係を示す信号）の測定パルス幅の目標値を交流周期の１／４に設定し（Ｓ１）、求めた測定パルス幅が目標値であると判断した場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、測定パルス幅と、交流周期と、閾値とに基づいてヒータ電流値の最大値を演算する（Ｓ７）。最大値を算出するためにヒータ電流のレベルを示す電流レベル検出信号をサンプリングする必要がないためデータ量が膨大にならない。【選択図】図４
2020053371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から電力を供給されるヒータと、
前記交流電源と前記ヒータとに接続され、前記ヒータに流れるヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部に接続され、かつ、前記ヒータ電流を制御する制御部と、を備えるヒータ制御装置であって、
前記制御部は、
前記信号出力部から入力される前記第１信号が、前記交流電源の半周期において前記閾値以上になっていることを示す期間と、前記交流電源の周期と、前記閾値とに基づいて、特定の前記ヒータ電流の値を決定することを特徴とするヒータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記期間の目標値を前記交流電源の周期の１／４とし、前記期間が前記目標値よりも長い場合は前記閾値を大きくする調整信号を前記信号出力部に出力し、
前記期間が前記目標値よりも短い場合は前記閾値を小さくする前記調整信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のヒータ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記交流電源の半周期における前記ヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで、前記調整信号を前記信号出力部に出力することを特徴とする請求項２に記載のヒータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記期間と前記目標値との差が所定値以下になった状態が所定時間継続するまで、前記調整信号を前記信号出力部に出力することを特徴とする請求項２に記載のヒータ制御装置。
【請求項５】
前記特定の前記ヒータ電流の値は、
前記ヒータ電流の最大値であり、
前記制御部は、
決定した前記ヒータ電流値の最大値が前記閾値よりも大きい所定値である上限値を超えているときに、エラー処理を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項６】
前記特定の前記ヒータ電流の値は、前記ヒータの消費電力であり、
前記制御部は、
決定した前記消費電力が所定の消費電力以上であるときに、前記ヒータ電流のデューティ比を小さくすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項７】
前記信号出力部は、前記ヒータ電流値の大きさに応じた第２信号も出力することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項８】
前記制御部に接続され、前記交流電源のゼロクロスタイミングに基づくゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力回路を備えており、
前記制御部は、
前記ゼロクロス信号出力回路から入力される前記ゼロクロス信号に基づいて前記交流電源の周期を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のヒータ制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のヒータ制御装置と、
シートにトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像を形成された前記シートを加熱する定着器と、を備えており、
前記定着器は、前記ヒータを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータを制御するヒータ制御装置およびそのヒータ制御装置を適用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヒータ制御装置および画像形成装置として、ヒータ電流のレベルを示す電流レベル検出信号を出力する電流検出回路と、特定のヒータ電流の値を演算するＣＰＵとを備え、ＣＰＵが演算した値に基づいてヒータ電流の制御を行うものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-３４３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述した従来のものは、電流レベル検出信号をサンプリングし、そのサンプリング結果に基づいてＣＰＵが特定のヒータ電流の値を演算する構成であるため、特定のヒータ電流の値が閾値を超えているか否かを判断しようとすると、電流検出回路が電流レベル検出信号を出力開始してから電流レベル検出信号を時系列でサンプリングし、そのサンプリングデータに基づいて算出したデータを記憶しておく必要がある。このため、従来のものは、サンプリングデータや算出データなど、特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するために創出されたものであって、特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大にならないヒータ制御装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するため、本発明のヒータ制御装置は、交流電源から電力を供給されるヒータと、交流電源とヒータとに接続され、ヒータに流れるヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号を出力する信号出力部と、信号出力部に接続され、かつ、ヒータ電流を制御する制御部と、を備え、制御部は、信号出力部から入力される第１信号が、交流電源の半周期において閾値以上になっていることを示す期間と、交流電源の周期と、閾値とに基づいて、特定のヒータ電流の値を決定することを特徴とする。
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記特徴を有するヒータ制御装置と、シートにトナー像を形成する画像形成部と、トナー像を形成されたシートを加熱する定着器と、を備えており、定着器は、ヒータを有することを特徴とする。
【０００８】
ヒータ制御装置の制御部は、ヒータに流れるヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号が、交流電源の半周期において閾値以上になっていることを示す期間と、交流電源の周期と、閾値とに基づいて、特定のヒータ電流の値を決定する。
つまり、特定のヒータ電流の値を決定するために、ヒータ電流のレベルを示す電流レベル検出信号をサンプリングする必要がないため、特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大にならない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のヒータ制御装置および画像形成装置を実施すれば、特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大にならないヒータ制御装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの縦断面構造の概略を示す説明図である。
【図２】図１に示すレーザプリンタに備えられたヒータ制御装置の主な電気的構成を示す回路図である。
【図３】ヒータ電流波形および第１信号の説明図である。
【図４】制御部が実行する閾値調整処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は位相制御を示す波形図であり、（ｂ）は波数制御を示す波形図であり、（ｃ）はゼロクロス信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係るヒータ制御装置および画像形成装置について図を参照しつつ説明する。本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例として、レーザプリンタを例に挙げて説明する。
【００１２】
［レーザプリンタの概略構成］
先ず、レーザプリンタの概略構成について図を参照しつつ説明する。
以下の説明では、図１において図面上の右側を前、左側を後とし、手前側を左、奥側を右とする。また、図１において図面上の上側を上とし、下側を下とする。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、略箱状の筐体２を備える。筐体２の上面には、排紙トレイ９が設けられている。筐体２の内部には、給紙部４と、画像形成部５と、定着器７と、一対の排紙ローラ８とが配置されている。給紙部４は、給紙カセット３と、一対の給紙ローラ６とを備えている。給紙カセット ３は、筐体２の下方において、レーザプリンタ１の本体に対して着脱可能に装着されており、複数のシートＰを積層可能な状態で収容する。シートＰの定義には、紙製のシートの他、合成樹脂製のシートなど、トナー像を転写可能なシートを含む。
【００１３】
画像形成部５は、スキャナ部１１と、現像カートリッジ１３と、感光ドラム１７と、帯電器１８と、転写ローラ１９とを備えている。現像カートリッジ１３は、レーザプリンタ１の本体に対して着脱可能に構成されており、その内部にはトナーが収容されている。現像カートリッジ１３には、供給ローラ２３および現像ローラ２１が相対向して配置されている。現像カートリッジ１３内のトナーは、供給ローラ２３の回転により現像ローラ２１に供給され、現像ローラ２１の周面に担持される。
感光ドラム１７は、現像ローラ２１と相対向して配置されており、感光ドラム１７の後方斜め上方には、帯電器１８が間隔を隔てて配置されている。たとえば、帯電器１８は、帯電ワイヤと、グリッド部とを有するスコロトロン型の帯電器である。感光ドラム１７の下方には、転写ローラ１９が相対向して配置されている。
【００１４】
スキャナ部１１は、筐体２の内部上方に配置されており、図示しないレーザ発光部から発射されたレーザ光を、図示しないポリゴンミラー、反射鏡およびレンズなどを介して感光ドラム１７の表面上に走査する。
定着器７は、画像形成部５に対してシートＰの搬送方向の下流側（レーザプリンタ１内における後方側）に配置されている。定着器７は、定着ローラ２７と、加圧ローラ２９と、定着ローラ２７に内蔵されたヒータ３１とを備えている。たとえば、ヒータ３１は、ハロゲンヒータである。加圧ローラ２９は、定着ローラ２７と相対向して配置されており、定着ローラ２７を押圧する。ヒータ３１は、ヒータ制御装置（図２において符号３０で示す）の制御により、定着ローラ２７を加熱する。
【００１５】
［レーザプリンタの主な動作］
次に、レーザプリンタ１の主な動作について図１を参照しつつ説明する。
レーザプリンタ１は、パーソナルコンピュータ等の外部の装置から印字データを受信すると、一対の給紙ローラ６が回転し、給紙カセット３の最上部のシートＰが画像形成部５の方へ給紙される。続いて、帯電器１８に帯電電圧が印加され、帯電器１８の帯電ワイヤと感光ドラム１７との間にコロナ放電が発生し、感光ドラム１７が一様に正極性に帯電する。続いて、供給ローラ２３がトナーを現像ローラ２１に供給すると、現像ローラ２１の周面にトナーが担持される。続いて、スキャナ部１１が印字データに対応したレーザ光を感光ドラム１７の周面に走査する。つまり、感光ドラム１７の表面が露光される。これにより、感光ドラム１７の周面のうち、レーザ光が照射された領域の電位が低下し、その電位が低下した領域に静電潜像が形成される。現像ローラ２１と、感光ドラム１７に形成された静電潜像との間に電位差が形成され、現像ローラ２１に担持されていたトナーが感光ドラム１７の静電潜像に移動し、その静電潜像の領域にトナーが担持され、トナー像が形成される。つまり、現像される。
【００１６】
そして、転写ローラ１９に負極性の転写電流が出力（負極性の転写電圧が印加）されると、感光ドラム１７と転写ローラ１９とによってニップされたシートＰに、感光ドラム１７のトナー像がシートＰに転写される。つまり、印字される。続いて、定着器７に搬送されたシートＰは、定着ローラ２７および加圧ローラ２９によって押圧され、シートＰに転写されたトナー像は、定着ローラ２７による加熱と、加圧ローラ２９による加圧とによってシートＰに熱定着される。そして、シートＰは、排紙ローラ８間を通過して排紙トレイ９の上に排出される。
【００１７】
［ヒータ制御装置の主な電気的構成および動作］
次に、ヒータ制御装置３０の主な電気的構成および動作について図２を参照しつつ説明する。
図２に示すように、ヒータ制御装置３０は、ヒータ電流出力回路４３と、温度センサ３８と、信号出力部３６と、ＡＣ／ＤＣコンバータ３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５と、リレー４２と、ゼロクロス信号出力回路３７と、制御部３３とを備えている。
【００１８】
（信号出力部３６）
信号出力部３６は、交流電源１０１と接続されており、ヒータ３１と直列接続されている。信号出力部３６は、ヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号Ｓｉｇ１を制御部３３へ出力する。たとえば、信号出力部３６は、ヒータ電流値と閾値とを比較し、その比較結果に応じた信号を出力するコンパレータと、このコンパレータから出力された信号を増幅し、その増幅した信号を第１信号Ｓｉｇ１として出力する増幅回路とを備えている。
【００１９】
また、信号出力部３６は、交流電源１０１からヒータ３１に流れるヒータ電流の電流値であるヒータ電流値の大きさに応じた第２信号Ｓｉｇ２を制御部３３へ出力する。信号出力部３６は、ヒータ電流を検出する電流センサを備えている。たとえば、電流センサは、ホール効果を利用したホールセンサであり、ホール素子および増幅回路を備えている。電流センサは、ヒータ電流値に比例して発生する磁界をホール素子のホール効果により電圧に変換し、その変換した電圧を上記増幅回路によって増幅し、それを第２信号Ｓｉｇ２として制御部３３へ出力する。また、上記コンパレータは、ヒータ電流値と比較する閾値を調整可能に構成されており、制御部３３は、上記閾値を調整するための調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６に出力可能に構成されている。
【００２０】
（ゼロクロス信号出力回路３７）
ゼロクロス信号出力回路３７は、ヒータ３１に電力を供給する交流電源１０１のゼロクロスタイミングを検出する。ゼロクロス信号出力回路３７は、交流電源１０１のゼロクロスタイミングを検出すると、パルス信号であるゼロクロス信号Ｓｉｇ５（図５（ｃ））を制御部３３へ出力する。ゼロクロス信号出力回路３７は、ダイオードブリッジ５１と、フォトカプラＰＣ２１と、抵抗Ｒ２１，２２と、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタであるトランジスタＴｒ１とを備えている。交流電源１０１の電力は、ダイオードブリッジ５１により全波整流され、フォトカプラＰＣ２１のＬＥＤに印加される。フォトカプラＰＣ２１のフォトトランジスタのコレクタ端子は抵抗Ｒ２１を介して２４Ｖ直流電源に接続されており、エミッタ端子は接地されている。トランジスタＴｒ１のベース端子は、抵抗Ｒ２２を介して、抵抗Ｒ２１とフォトカプラＰＣ２１のフォトトランジスタとの接続点に接続されており、コレクタ端子は制御部３３に接続されており、エミッタ端子は接地されている。
【００２１】
トランジスタＴｒ１のコレクタ端子と制御部３３とを接続する配線は、制御部３３の内部にて電源電圧にプルアップされる。フォトカプラＰＣ２１のＬＥＤは、印加電力に応じた発光量で発光するため、そのＬＥＤの印加電力が小さくなると、フォトカプラＰＣ２１のフォトトランジスタのオン抵抗が大きくなり、トランジスタＴｒ１のベース電圧が高くなる。そして、トランジスタＴｒ１のベース電圧が閾値を超えると、トランジスタＴｒ１がオンし、ゼロクロス信号Ｓｉｇ５はローレベルとなる。つまり、ゼロクロス信号出力回路３７が出力するゼロクロス信号Ｓｉｇ５は、交流電源１０１のゼロクロスタイミング前後の所定時間だけローレベルとなるパルス信号となる（図５（ｃ））。制御部３３は、ゼロクロス信号出力回路３７から入力されるゼロクロス信号Ｓｉｇ５に基づき、交流電源１０１とゼロクロス信号出力回路３７との間で流れる交流電流のゼロクロスタイミングを特定する。尚、交流電圧と交流電流との位相差はないものとする。
【００２２】
（ヒータ電流出力回路４３）
ヒータ電流出力回路４３は、トライアックＴＡ１と、フォトトライアックカプラＰＣ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２とを備えている。トライアックＴＡ１は、端子Ｔ２が交流電源１０１の一方の極に、端子Ｔ１がヒータ３１およびリレー４２を介して交流電源１０１の他方の極にそれぞれ接続されている。トライアックＴＡ１のゲート端子と端子Ｔ１とは、抵抗Ｒ１を介して接続されている。トライアックＴＡ１の端子Ｔ２とゲート端子とは、フォトトライアックカプラＰＣ１のトライアックおよび抵抗Ｒ２を介して接続されている。フォトトライアックカプラＰＣ１のＬＥＤのアノード端子は、制御部３３と接続されており、カソード端子は接地されている。
【００２３】
フォトトライアックカプラＰＣ１のアノード端子には、制御部３３から出力されるヒータ制御信号Ｓｉｇ６が入力される。制御部３３は、ヒータ３１を通電させる場合は、ヒータ制御信号Ｓｉｇ６をローレベルからハイレベルに切替える。ヒータ制御信号Ｓｉｇ６がハイレベルになると、トライアックＴＡ１がターンオンし、ヒータ３１が通電する。そして、トライアックＴＡ１は、交流電圧がゼロクロスタイミングになるとターンオフする。このとき、ヒータ制御信号Ｓｉｇ６がローレベルであると、ヒータ３１が通電しなくなる。一方、交流電圧がゼロクロスタイミングになってトライアックＴＡ１がターンオフしたときにヒータ制御信号Ｓｉｇ６がハイレベルであると、再びトライアックＴＡ１がターンオンし、ヒータ３１が通電する。尚、ヒータ制御信号Ｓｉｇ６がハイレベルからローレベルに切替えられると、トライアックＴＡ１がターンオンする構成としてもよい。
【００２４】
（制御部３３）
制御部３３は、信号出力部３６に接続され、かつ、ヒータ電流を制御する。制御部３３は、信号出力部３６から入力される第１信号Ｓｉｇ１に基づき、交流電源１０１の半周期においてヒータ電流値が閾値以上になっていることを示す期間（以下、測定パルス幅という）と、交流電源１０１の周期と、信号出力部３６のコンパレータに設定する閾値とに基づいて、特定のヒータ電流の値を決定する。制御部３３は、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit：特定用途向け集積回路)などの専用ハードウェアにより構成することができる。また、制御部３３は、ＣＰＵ上で動作するコンピュータプログラムを主体として構成することもできる。制御部３３は、制御部３３が実行する制御や処理に係わるデータを記憶するためのメモリ３３Ａを備えている。メモリ３３Ａは、たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどにより実現される。また、メモリ３３Ａは、制御部３３が後述する閾値調整処理を実行するためのコンピュータプログラムなどを記憶している。
【００２５】
制御部３３は、レーザプリンタ１の電源がオンされると、リレー制御信号Ｓｉｇ４のレベルをリレー４２の接点を閉じるレベルにし、ヒータ電流の位相制御を開始する。ここで、位相制御とは、図５（ａ）に示すように、交流電源１０１の半周期におけるヒータ３１（図１）への給電を、半周期の開始のゼロクロスタイミングから所定時間経過したタイミングであって交流電源１０１の位相角に応じたタイミングから、半周期の終了のゼロクロスタイミングまで行う制御のことである。レーザプリンタ１の電源がオンされた直後は、ヒータ３１の温度が低く、電気抵抗が小さい状態である場合が多い。そこで、制御部３３は、まず、ヒータ電流を位相制御することにより、ヒータの印加電圧を制限する。これにより、たとえば、突入電流などの過大な電流がヒータ３１に流れることを抑制することができる。
【００２６】
制御部３３がヒータ電流の位相制御を行うことにより、ヒータ３１の温度が上昇すると、ヒータ３１の電気抵抗が大きくなる。そこで、制御部３３は、ヒータ電流の最大値（交流電源１０１の最大振幅）がヒータ３１に流れてもヒータ電流が上限値を超えないと判断すると、位相制御から波数制御に切替える。ここで、波数制御とは、図５（ｂ）に示すように、交流電源１０１の半周期におけるヒータ３１への給電を、半周期の開始のゼロクロスタイミングから半周期の終了のゼロクロスタイミングまで行う制御のことである。尚、信号出力部３６のコンパレータに設定される閾値は、位相制御から波数制御に切替える判断基準となる上記上限値よりも小さい。
【００２７】
（その他の回路）
温度センサ３８は、サーミスタや抵抗などで構成されており、ヒータ３１の温度に応じた温度検出信号Ｓｉｇ７を制御部３３へ出力する。制御部３３は、入力した温度検出信号Ｓｉｇ７に基づいて、ヒータ制御信号Ｓｉｇ６をローレベルからハイレベルに切替えるタイミングを制御し、単位時間においてヒータ３１が通電している時間の割合を示すヒータ電流のデューティ比を制御することにより、ヒータ３１の温度を制御する。ＡＣ／ＤＣコンバータ３４は、交流電源１０１から供給される交流電圧（たとえば、１００Ｖ）を２４Ｖの直流電圧に変換し、変換した２４Ｖの直流電圧を、図示しないモータや、帯電器１８や転写ローラ１９に印加される帯電電圧や転写電圧を生成するための図示しない高圧電源回路などへ供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ３４から供給される２４Ｖの直流電圧を３．３Ｖの直流電圧に変換し、変換した３．３Ｖの直流電圧を制御部３３などへ供給する。
【００２８】
［閾値調整処理］
ヒータ３１の電気抵抗はヒータ３１の温度によって変化し、それに伴ってヒータ電流が変化するため、上限値を超える過大なヒータ電流がヒータ３１に流れないようにするためには、ヒータ電流値の最大値が上限値を超えそうかどうかを制御部３３が判断できるのが望ましく、制御部３３が、ヒータ電流値の最大値を容易に決定できる構成である方が望ましい。また、ヒータ電流値の実効値が種々の目的に利用される場合もあり、制御部３３が、ヒータ電流値の実効値を容易に決定できる構成である方が望ましい。そこで、制御部３３は、閾値を調整するための閾値調整処理を実行する。
以下、制御部３３が実行する閾値調整処理の流れについて、それを示す図４のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００２９】
制御部３３は、ヒータ電流の制御を開始するタイミングになると、たとえば、レーザプリンタ１に接続された外部の装置から印字データを受信すると、 信号出力部３６から入力する第１信号Ｓｉｇ１の測定パルス幅の目標値を交流電源１０１の交流周期の１／４に設定する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。測定パルス幅は、上述したように、交流電源１０１の半周期においてヒータ電流値が閾値以上になっていることを示す期間である。制御部３３は、ゼロクロス信号出力回路３７（図２）から入力するゼロクロス信号Ｓｉｇ５に基づいて交流周期を決定する。制御部３３は、ゼロクロス信号Ｓｉｇ５が入力してから次のゼロクロス信号Ｓｉｇ５が入力するまでの時間をカウントする。このカウントした時間が交流周期の半分となるので、制御部３３は、カウントした時間の２倍の時間を、交流周期に決定する。たとえば、カウントした時間が１０ｍｓであったとすると、制御部３３は、２０ｍｓを交流周期に決定する。なお、信号出力部３６から入力する第１信号Ｓｉｇ１または第２信号Ｓｉｇ２に基づいて交流周期を決定することもできる。
目標値を交流周期の１／４に設定し、測定パルス幅が交流周期の１／４となるように閾値を調整する理由を説明する。なお、交流電流とヒータ電流は同義とする。上述したように、測定パルス幅は、交流電源１０１の半周期においてヒータ電流値が閾値以上になっていることを示す期間である。ヒータ電流の波形は、図３に示すように、正弦波であり、閾値を調整することにより交流周期の１／４となるときの測定パルス幅は、ヒータ電流の半周期の１／４の時点から３／４の時点まで、すなわち、位相角４５°から位相角１３５°までとなる。したがって、位相角が４５°および１３５°のときのヒータ電流の大きさ、すなわち測定パルス幅が１／４となるように調整した閾値は、ヒータ電流値の最大値の１／√２となる。ヒータ電流値の実効値は、交流電流の最大値の１／√２と定義されるので、測定パルス幅が１／４となるように調整した閾値がそのままヒータ電流値の実効値となる。それゆえ、制御部３３は、測定パルス幅が交流周期の１／４となるように閾値を調整することで、たとえばヒータ電流の正弦波に関する三角関数を用いるような演算を必要とすることなく、ヒータ電流値の実効値を決定することができる。また、上述したように、ヒータ電流値の実効値は交流電流の最大値の１／√２であるので、ヒータ電流値の実効値×√２、すなわち測定パルス幅が１／４となるように調整した閾値×√２を演算することにより、ヒータ電流値の最大値を決定することができ、三角関数を用いるような演算が不要となる。以上のように、ヒータ電流値の実効値や最大値を容易に決定できるため、目標値を交流周期の１／４に設定し、測定パルス幅が交流周期の１／４となるように閾値を調整する。
【００３０】
たとえば、図３に示すように、ヒータ電流の半周期が１０ｍｓであったとすると、ヒータ電流の周期は、２０ｍｓであり、ヒータ電流の周期の１／４は、５ｍｓである。つまり、目標値を５ｍｓに設定する。
続いて、制御部３３は、信号出力部３６（図２）から入力した第１信号Ｓｉｇ１の測定パルス幅を求める（Ｓ２）。たとえば、制御部３３は、第１信号Ｓｉｇ１がローレベルからハイレベルに変化したタイミングから、第１信号Ｓｉｇ１がハイレベルからローレベルに変化したタイミングまでの期間を計測して測定パルス幅を求める。続いて、制御部３３は、Ｓ２において求めた測定パルス幅が目標値か否かを判断し（Ｓ３）、目標値ではないと判断した場合は（Ｓ３：Ｎｏ）、測定パルス幅が目標値よりも長いか否かを判断する（Ｓ４）。
【００３１】
ここで、制御部３３は、測定パルス幅が目標値よりも長いと判断した場合は（Ｓ４：Ｙｅｓ）、信号出力部３６のコンパレータに設定されている閾値を大きくする調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６（図２）へ出力し、測定パルス幅が短くなるように制御する（Ｓ５）。また、制御部３３は、Ｓ４において、測定パルス幅が目標値よりも長くない、つまり、測定パルス幅が目標値よりも短いと判断した場合は（Ｓ４：Ｎｏ）、閾値を小さくする調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６へ出力し、測定パルス幅が長くなるように制御する（Ｓ６）。また、制御部３３は、Ｓ３において、測定パルス幅が目標値であると判断した場合は（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ヒータ電流値の最大値を演算する（Ｓ７）。ここでは、測定パルス幅がヒータ電流の周期の１／４である目標値となっているため、上述したように、制御部３３は、ヒータ電流値の閾値×√２を実行することにより、ヒータ電流値の最大値を演算する。たとえば、図３に示すように、測定パルス幅が目標値５ｍｓになったときの閾値が２０Ａであったとすると、制御部３３は、ヒータ電流値の最大値を、２０×√２≒２８．３（Ａ）に決定する。続いて、制御部３３は、演算したヒータ電流値の最大値が上限値を超えているか否かを判断する（Ｓ８）。ここで、上限値は、閾値よりも大きい所定値であり、たとえば、フリッカが悪化したり、無停電電源装置の定格電流を超えたりする値である。
【００３２】
ここで、制御部３３は、ヒータ電流値の最大値が上限値を超えていないと判断した場合は（Ｓ８：Ｎｏ）、閾値調整を継続するか否かを判断する（Ｓ９）。たとえば、ヒータ電流値の最大値が上限値を超えていない状態でも、ヒータ３１の温度変化によってヒータ３１の電気抵抗が変化し、ヒータ電流値の最大値の変動が大きくなっている場合がある。この場合、測定パルス幅が交流周期の１／４となるように調整したときの閾値は、大きく変動する。ヒータ電流値の実効値や最大値を精度良く決定したい場合において、ヒータ電流値の最大値が大きく変動する前に調整した閾値を用いて、ヒータ電流値の最大値が大きく変動した後にヒータ電流値の実効値や最大値を決定することは避けたい。そのため、前回の閾値調整で決定したヒータ電流値の最大値からのヒータ電流値の最大値の変動値が所定値より大きいと判断した場合は、閾値調整を継続する必要があると判断する。ここで、制御部３３は、閾値調整を継続すると判断した場合は（Ｓ９：Ｙｅｓ）、Ｓ２へ戻り、閾値調整を継続する。つまり、制御部３３は、交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで、調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６に出力し、閾値を調整する（Ｓ２〜Ｓ９）。
また、制御部３３は、Ｓ８において、ヒータ電流値の最大値が上限値を超えていると判断した場合は（Ｓ８：Ｙｅｓ）、エラー処理を行う。ここでは制御部３３は、エラー処理として、エラーを報知し（Ｓ１０）、閾値調整処理を終了する。エラーの報知は、たとえば、レーザプリンタ１に設けられた表示部（図示せず）にエラーメッセージを表示させることにより行うことができる。また、制御部３３は、Ｓ９において、閾値調整を継続しない、すなわち交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になったと判断した場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、閾値調整処理を終了する。ヒータ電流値の実効値およびヒータ電流値の最大値が、本発明の特定のヒータ電流の値の一例である。Ｓ１０が本発明のエラー処理の一例である。
なお、目標値に幅を持たすため、Ｓ１において、交流周期の（１／４）±α（αは任意の時間）を目標範囲に設定することもできる。この場合、Ｓ３では、測定パルス幅は目標範囲内か否かを判定する。また、エラー処理において、エラーの報知と共に、あるいは、エラーの報知に代えて、トライアックＴＡ１をターンオフさせてヒータ３１が通電しないようにすることもできる。
【００３３】
［実施形態の効果］
（１）上述した実施形態のヒータ制御装置３０およびレーザプリンタ１を実施すれば、ヒータ制御装置３０の制御部３３は、ヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号Ｓｉｇ１が、交流電源の半周期において閾値以上になっていることを示す測定パルス幅と、交流電源の周期と、閾値とに基づいて、ヒータ電流の実効値や最大値を決定することができる。
つまり、制御部３３は、ヒータ電流値の実効値や最大値を決定するために、測定パルス幅の立ち上がりタイミングから立ち下がりタイミングまでの期間を求めれば良く、ヒータ電流の大きさに応じた第２信号Ｓｉｇ２を出力開始してから時系列でサンプリングし、そのサンプリングデータに基づいてヒータ電流値の最大値を算出し続け、サンプリングデータおよび算出データを記憶しておく必要がないため、特定のヒータ電流の値を決定するために必要なデータ量が膨大にならない。
【００３４】
（２）しかも、上述した実施形態のヒータ制御装置３０およびレーザプリンタ１を実施すれば、ヒータ電流値の閾値を調整することができるため、ヒータ３１の使用中における電気抵抗の変化により閾値が大きく変動した場合であっても、その変動に対応するように閾値を調整することができる。
さらに、ヒータ制御装置３０の個体差に起因する閾値のばらつきを補正することもできる。
特に、第１信号Ｓｉｇ１の測定パルス幅が目標値よりも大きいか否かという簡単な判断処理を実行するだけで、測定パルス幅を目標値に設定することができるため、制御部３３の処理負荷を軽減することができる。
【００３５】
（３）さらに、交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで閾値を調整することができるため、ヒータ電流値の最大値の変動に応じた精度の高い閾値に調整することができる。
【００３６】
〈他の実施形態〉
（１）交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで閾値を調整することに代えて、測定パルス幅と目標値との差が所定値以下になった状態が所定時間継続するまで、調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６に出力する処理内容にすることもできる。この処理を実行した場合でも、ヒータ電流値の最大値の変動に応じた精度の高い閾値に調整することができる。
【００３７】
（２）交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで閾値を調整することに代えて、測定パルス幅が、所定時間、所定の範囲内に収まっていると判断するまで、調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６に出力する処理内容にすることもできる。この処理を実行した場合でも、ヒータ電流値の最大値の変動に応じた精度の高い閾値に調整することができる。
【００３８】
（３）測定パルス幅が目標値となってから、ヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまでに要する時間を、予め実験により求め、その求めた時間を制御部３３に記憶しておく。そして、交流電源１０１の半周期におけるヒータ電流値の最大値の変動値が所定値以下になるまで閾値を調整することに代えて、測定パルス幅が目標値となってからの経過時間が、記憶された時間に達したと判断するまで、調整信号Ｓｉｇ３を信号出力部３６に出力するという処理内容にすることもできる。
【００３９】
（４）制御部３３は、閾値調整を継続するか否かの判断を実行せず、ヒータ３１がオンしている期間、常時、閾値を調整する処理を実行するようにしてもよい。この処理を実行すれば、ヒータ３１がオンしている期間、常時、ヒータ電流値の最大値の変動に応じた精度の高い閾値に調整することができる。
【００４０】
（５）制御部３３は、ヒータ電流の電流値であるヒータ電流値と閾値との大小関係を示す第１信号Ｓｉｇ１と交流電源１０１の電圧とを用いて、ヒータ３１の消費電力を決定し、その決定した消費電力が所定の消費電力以上であるときに、ヒータ電流のデューティ比を小さくすることもできる。消費電力を決定する手法としては、ヒータ制御装置３０が交流電源１０１の電圧を測定する手段を備え、測定パルス幅に基づいて決定したヒータ電流値の実効値と、測定した交流電源１０１の電圧とを乗算して決定する手法と、ヒータ電流値の実効値と消費電力とを対応付けたテーブルを用いて決定する手法などがある。この制御を実施すれば、第１信号Ｓｉｇ１を用いてヒータ３１の消費電力を低減することができる。
【００４１】
（６）制御部３３は、測定パルス幅が交流周期の１／４となるように閾値を調整することで特定のヒータ電流の値を決定することに代えて、閾値を調整しないで既定の閾値Ｉthを使って特定のヒータ電流の値を決定することもできる。たとえば、ヒータ電流値の最大値Ｉpeakを決定する手法を説明する。
図３に示すように、交流周期の半周期をＴ／２、測定パルス幅をＴp、ゼロクロスタイミングから測定パルス幅Ｔpの立ち上がりまでの時間をＴrとすると、
Ｔr＋Ｔp＋Ｔr＝Ｔ／２・・・（式１）
式１からＴrを求めると、
Ｔr＝（Ｔ−２Ｔp）／４・・・（式２）
測定パルスの立ち上がりタイミングでの交流電源波形の座標（Ｘ１，Ｙ１）は、
Ｘ１＝Ｔr・・・（式３）
Ｙ１＝Ｉth・・・（式４）
交流周期がＴとなる交流電流の波形を表す式は、
Ｙ＝Ｉpeak×sin（Ｘ×２π／Ｔ）・・・（式５）
である。式５に式２〜式３を代入してＩpeakを求めると、
【００４２】
Ｉpeak＝Ｉth／sin{π×（１／２−Ｔp／Ｔ）}・・・（式６）
【００４３】
式６に示すように、ヒータ電流値の最大値Ｉpeakを、測定パルス幅Ｔp、交流周期Ｔおよび既定の閾値Ｉthにより求めることができる。
【００４４】
（７）制御部３３は、第１信号Ｓｉｇ１の測定パルス幅に基づいてヒータ電流値の最大値などの特定のヒータ電流の値を求めることができるため、信号出力部３６は、第１信号Ｓｉｇ１のみを出力し、第２信号Ｓｉｇ２は出力しない構成でも良い。
【００４５】
（９）本発明のヒータ制御装置３０は、レーザプリンタなどの画像形成装置の他、ヒータを用いる装置、たとえば、熱媒体を加熱するヒータを備えた燃料電池、物品を覆うフィルムを加熱して溶融させるヒータを備えた包装装置などに適用することができる。
また、本発明の画像形成装置は、カラーレーザプリンタ、ＬＥＤから出射する光によって露光する方式のプリンタなどにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    レーザプリンタ
５    画像形成部
７    定着器
１３    現像カートリッジ
１７    感光ドラム
１８    帯電器
２７    定着ローラ
３０    ヒータ制御装置
３１    ヒータ
３３    制御部
３６    信号出力部
３７    ゼロクロス信号出力回路
４３    ヒータ電流出力回路
１０１  交流電源
Ｓｉｇ１  第１信号
Ｓｉｇ２  第２信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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