(57)【要約】【課題】定着器のセラミックヒータの温度上昇を遅くすることで、セラミックヒータが破損するより早くサーモスイッチや温度ヒューズによってヒータ電流の遮断が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】電源から定着器１０９のヒータ１０９ｃへ電力を供給する電力供給手段２０１と、前記ヒータに供給される電流を検出し、該検出値に応じた出力電圧を出力する電流検出手段２２５と、前記電流検出手段の前記出力電圧に対して設定された複数の閾値で動作し、前記電力供給手段の電力供給を遮断する回路制御手段１２６と、前記回路制御手段が動作する前記閾値を変更する閾値変更手段と、前記回路制御手段が動作したことを検知する検知手段とを備え、前記検知手段が前記回路制御手段が動作したことを検知した場合に、前記閾値変更手段が前記回路制御手段が動作する閾値を変更することを特徴とする画像形成装置。【選択図】図７
2010197585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から定着器のヒータへ電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータに供給される電流を検出し、該検出値に応じた出力電圧を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段の前記出力電圧に対して設定された複数の閾値で動作し、前記電力供給手段の電力供給を遮断する回路制御手段と、
前記回路制御手段が動作する前記閾値を変更する閾値変更手段と、
前記回路制御手段が動作したことを検知する検知手段とを備え、
前記検知手段が前記回路制御手段が動作したことを検知した場合に、前記閾値変更手段が前記回路制御手段の動作する閾値を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値は、前記画像形成装置の通常動作に必要な電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より大きい電圧に設定される第１の閾値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。
【請求項３】
前記複数の閾値は前記ヒータが破損する可能性のある前記電力値に基づいた上限以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値は、前記ヒータが破損する可能性のない電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より小さい第２の閾値であることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の閾値は前記画像形成装置の通常動作に必要な電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より小さい電圧で設定されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記回路制御手段の閾値は前記閾値変更手段によって前記第１の閾値が前記第２の閾値に変更された後、第１の閾値に変更されることがないことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ヒータの近傍に配置され、前記ヒータが所定の温度を越えると前記ヒータへの電力供給を遮断する電力遮断手段を更に備え、
前記電力遮断手段は、前記回路制御手段による前記ヒータへの電力供給の遮断が断続的に行われる状態で動作することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記検知手段はＡＳＩＣであることを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真プロセスを用いた画像形成装置が知られており、この画像形成装置では、電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙上に形成された未定着画像（トナー像）が、熱定着装置により転写紙上に定着されるようになっている。熱定着装置としては、例えば、特許文献１または２に記載された、ハロゲンヒータを熱源とする熱ローラ式の熱定着装置や、セラミックヒータを熱源とするフィルム加熱式の熱定着装置が知られている。
【０００３】
一般的に、このようなヒータへは、トライアック等のスイッチング素子を介して、交流電源から電力が供給される。
【０００４】
ハロゲンヒータを熱源とする定着装置においては、定着装置の温度が、サーミスタ感温素子のような温度検出素子により検出され、検出された温度に基づいて、シーケンスコントローラによりスイッチング素子がオン／オフ制御される。すなわちハロゲンヒータへの電力供給がオン／オフ制御され、定着装置の温度が目標温度になるように温度制御される。
【０００５】
他方、セラミックヒータを熱源とする定着装置では、シーケンスコントローラにより、温度検出素子により検出された温度と、予め設定された目標温度との温度差に基づき、算出されたセラミックヒータに供給する電力比に相当する位相角または波数が決定される。そして、決定された位相または波数で、スイッチング素子がオン／オフ制御され、定着装置の温度が制御される。
【０００６】
また異常時のヒータの損傷を防ぐために、電流検出手段によりヒータに過電流が流れているのを検出した場合は、制御回路にてヒータへの通電を遮断する制御を行なっているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６４−７７８８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、セラミックヒータが高温になるとセラミックヒータの抵抗値が大きくなり、ヒータ電流が小さくなる。この場合は、異常時であってもセラミックヒータに過電流が流れていることを検知できず電流を遮断できなくなる。また、電源電圧が変動して小さくなる場合にも、異常時のヒータ過電流を検知できなくなるため、サーモスイッチや温度ヒューズによる保護が間に合わず、セラミックヒータが破損する可能性があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、定着器のセラミックヒータの温度上昇を遅くすることで、セラミックヒータが破損するより早くサーモスイッチや温度ヒューズによってヒータ電流の遮断が可能な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】
【００１０】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）〜（８）の構成を備えるものである。
【００１１】
（１）電源から定着器のヒータへ電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータに供給される電流を検出し、該検出値に応じた出力電圧を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段の前記出力電圧に対して設定された複数の閾値で動作し、前記電力供給手段の電力供給を遮断する回路制御手段と、
前記回路制御手段が動作する前記閾値を変更する閾値変更手段と、
前記回路制御手段が動作したことを検知する検知手段とを備え、
前記検知手段が前記回路制御手段が動作したことを検知した場合に、前記閾値変更手段が前記回路制御手段の動作する閾値を変更することを特徴とする画像形成装置。
【００１２】
（２）前記複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値は、前記画像形成装置の通常動作に必要な電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より大きい電圧に設定される第１の閾値であることを特徴とする前記（１）に記載の画像形成装置。
【００１３】
（３）前記複数の閾値は前記ヒータが破損する可能性のある前記電力値に基づいた上限以下であることを特徴とする前記（２）に記載の画像形成装置。
【００１４】
（４）前記複数の閾値のうち少なくとも１つの閾値は、前記ヒータが破損する可能性のない電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より小さい第２の閾値であることを特徴とする前記（２）または（３）に記載の画像形成装置。
【００１５】
（５）前記第２の閾値は前記画像形成装置の通常動作に必要な電力値に基づいて算出される電流値から設定される前記出力電圧より小さい電圧で設定されることを特徴とする前記（４）に記載の画像形成装置。
【００１６】
（６）前記回路制御手段の閾値は前記閾値変更手段によって前記第１の閾値が前記第２の閾値に変更された後、第１の閾値に変更されることがないことを特徴とする前記（４）または（５）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（７）前記ヒータの近傍に配置され、前記ヒータが所定の温度を越えると前記ヒータへの電力供給を遮断する電力遮断手段を更に備え、
前記電力遮断手段は、前記回路制御手段による前記ヒータへの電力供給の遮断が断続的に行われる状態で動作することを特徴とする前記（１）乃至（６）いずれかに記載の画像形成装置。
【００１８】
（８）前記検知手段はＡＳＩＣであることを特徴とする前記（１）乃至（７）いずれかに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、装置に何らかの異常が発生して、セラミックヒータに異常な電流が流れた場合に、セラミックヒータが高温になって、ヒータ電流が小さくなっても過電流を検知して電流を遮断できる。その結果、セラミックヒータの温度上昇を遅くすることができ、セラミックヒータが破損するより早くサーモスイッチや温度ヒューズによってヒータ電流を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における画像形成装置を示した図
【図２】実施例１における定着器の制御及び駆動の回路を示した図
【図３】実施例１における加熱手段であるセラミックヒータの概略を示した図
【図４】実施例１における定着器の概略構成を示した図
【図５】実施例１における電流検出回路を示した図
【図６】実施例１におけるヒータ温度カーブを示した図
【図７】実施例１におけるフローチャートを説明する図
【図８】実施例２における定着器の制御及び駆動の回路を示した図
【図９】実施例２におけるＡＳＩＣを説明する図
【図１０】実施例２におけるヒータ温度カーブを示した図
【図１１】実施例２におけるフローチャートを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る電子写真プロセスを用いた画像形成装置（レーザプリンタ）の概略構成図である。
【００２３】
レーザプリンタ本体１０１（以下、「本体１０１」という）は、記録シートＳを収納するカセット１０２が装着可能で、このカセット１０２から供給される記録シートＳに画像を形成する。１０３は、カセット１０２の記録シートＳの有無を検知するカセット有無センサである。
【００２４】
１０４は、カセット１０２に収容されている記録シートＳのサイズを検知するカセットサイズセンサで、例えば複数のマイクロスイッチで構成される。１０５は、カセット１０２から記録シートＳをピックアップして搬送する給紙ローラである。この給紙ローラ１０５の下流には、記録シートＳを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。
【００２５】
また、このレジストローラ対１０６の下流には、レーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録シートＳ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。更に、この画像形成部１０８の下流には、記録シートＳ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられている。
【００２６】
そして、この定着器１０９の下流には、排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録シートＳを排紙する排紙ローラ対１１１、画像が形成されて定着された記録シートＳを積載して収容する積載トレイ１１２が設けられている。尚、ここでこの記録シートＳの搬送基準は、記録シートＳの搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録シートＳの幅に対して略中央になるように設定されている。
【００２７】
またレーザスキャナ部１０７は、外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３を有している。このレーザユニット１１３からのレーザ光は、ポリゴンモータ１１４により回転駆動されるポリゴンミラーにより反射され、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により反射されて感光ドラム１１７上を走査する。
【００２８】
画像形成部１０８は、電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、一次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等を有している。また定着器１０９は、定着フィルム４０１ａ、加圧ローラ４０１ｂ、定着フィルム４０１ａ内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの表面温度を検出するサーミスタ１０９ｄを有している。
【００２９】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５に対して給紙ローラクラッチ１２４を介して回転力を与えている。レジストローラ対１０６には、レジストローラクラッチ１２５を介して回転力を与えている。更に、感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ対１１１にも駆動力を与えている。
【００３０】
１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、及び本体１０１での記録シートＳの搬送制御等を行なっている。１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１３０で接続されている。ビデオコントローラ１２７は、この汎用インタフェース１３０を介して送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、エンジンコントローラ１２６へ送出している。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態において、セラミックヒータ１０９ｃへの通電駆動を制御するヒータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【００３２】
２０１は、この画像形成装置１０１が接続される交流電源を示している。この画像形成装置は、交流電源２０１をＡＣフィルタ２０２，カレントトランス２２０，リレー２０３を介してセラミックヒータ１０９ｃの発熱体３０３，３２０へ供給している。これによりセラミックヒータ１０９ｃを構成する発熱体３０３、３２０を発熱させる。この発熱体３０３への電力供給は、トライアック２１９の通電、遮断により制御される。
【００３３】
抵抗２１７，２１８は、このトライアック２１９のバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ２１５は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。このフォトトライアックカプラ２１５の発光ダイオードに通電することにより、トライアック２１９がオンされる。抵抗２１６は、フォトトライアックカプラ２１５に流れる電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ２１４によりフォトトライアックカプラ２１５への通電がオン／オフされる。このトランジスタ２１４は、抵抗２１３を介してエンジンコントローラ１２６から供給される信号（ＯＮ）に従って動作する。
【００３４】
また、交流電源２０１は、ＡＣフィルタ２０２を介してゼロクロス検出回路２０４に入力される。ゼロクロス検出回路では、電源電圧の正負が切り替わるゼロクロスポイント、あるいは、このゼロクロスポイントを含むある閾値電圧以下になったことを検知しエンジンコントロ−ラ１２６に対してパルス信号として報知する。
【００３５】
以下、このエンジンコントローラ１２６に送出される信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントローラ１２６は、このＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御又は波数制御によりトライアック２１９のオン／オフを制御している。
【００３６】
これらトライアック２１９に制御されて発熱体３０３及び３２０に通電されるヒータ電流は、カレントトランス２２０によって電圧変換され、電流検出回路２２５に入力される。この電流検出回路２２５は、電圧変換されたヒータ電流波形を実効値もしくはその２乗値に変換し、ＨＣＲＲＴ信号としてエンジンコントローラ１２６に入力する。こうして入力されたＨＣＲＲＴ信号は、エンジンコントローラ１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【００３７】
温度検出素子１０９ｄは、発熱体３０３，３２０が形成されているセラミックヒータ１０９ｃの温度を検知するための、例えば、サ−ミスタ感温素子である。この温度検出素子１０９ｄは、セラミックヒータ１０９ｃ上に発熱体３０３，３２０に対して絶縁距離を確保できるように、絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。
【００３８】
この温度検出素子１０９ｄによって検出される温度（検出値）は、抵抗２１２と温度検出素子１０９ｄとの分圧として検出され、エンジンコントローラ１２６にＴＨ信号として入力される。こうして入力されたＴＨ信号は、エンジンコントローラ１２６でＡ／Ｄ変換され、デジタル値で管理される。
【００３９】
このセラミックヒータ１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントローラ１２６で監視されている。そしてエンジンコントローラ１２６で設定されているセラミックヒータ１０９ｃの設定温度と比較することによって、セラミックヒータ１０９ｃを構成する発熱体３０３，３２０に供給するべき電力比を算出する。
【００４０】
そして、その供給する電力比に対応した位相角（位相制御）又は波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントローラ１２６がトランジスタ２１４にＯＮ信号を送出する。こうしてセラミックヒータ１０９ｃの温度が制御される。ここで発熱体３０３，３２０に供給する電力比を算出する際に、電流検出回路２２５から報知されるＨＣＲＲＴ信号を基に上限の電力比を正確に算出して、その電力比の上限以下の電力が通電されるように制御する。例えば、位相制御の場合、下記のような制御テーブルがエンジンコントローラ１２６に設けられており、この制御テーブルに基づいて制御する。
【００４１】
【表１】
2010197585.tif 000003
【００４２】
更に、発熱体３０３，３２０に電力を供給して制御する回路などが故障して発熱体３０３，３２０が熱暴走に至った場合、その過昇温を防止する一手段として、過昇温防止部２２３がセラミックヒータ１０９ｃ近傍に備えられている。この過昇温防止部２２３は、電力遮断手段であり例えば温度ヒューズやサーモスイッチである。発熱体３０３，３２０が熱暴走になって過昇温防止部２２３が所定の温度以上になると、この過昇温防止部２２３が開放状態となって発熱体３０３及び３２０への通電が遮断される。
【００４３】
またＴＨ信号として監視されているセラミックヒータ１０９ｃの温度の制御のために、エンジンコントローラ１２６で温度制御の設定温度とは別に異常高温を検知するための異常温度値が設定されている。これによりＴＨ信号が示す温度情報が、その異常温度値以上になった場合は、エンジンコントローラ１２６は／ＲＬＤ信号をハイレベルにする。これによりトランジスタ２０９がオン状態になることで、トランジスタ２０６がオフ状態になりリレー２０３を開放する。すなわち、エンジンコントローラ１２６は回路制御手段として機能することになる。
【００４４】
そのためＴＨ信号によって異常高温を検知された後は、発熱体３０３及び３２０への通電が遮断されたままとなる。通常動作の温度制御時には、エンジンコントローラ１２６は／ＲＬＤ信号を常にロウレベルで出力しトランジスタ２０９をオフ状態にして、トランジスタ２０６をオン状態にすることでリレー２０３をオン（導通状態）にしている。抵抗２４４は電流制限抵抗であり、抵抗２４３は、トランジスタ２０９のベース・エミッタ間のバイアス抵抗である。ダイオード２０５はリレー２０３のオフ時の逆起電力吸収用素子であり、トランジスタ２０６はリレー２０３の接地回路を形成している。
【００４５】
図３（ａ）（ｂ）は、本実施の形態に係るセラミックヒータ１０９ｃの概略を説明する図である。図３（ａ）はセラミックヒータの断面図、図３（ｂ）は平面図及び底面図を示している。図３（ｂ）の３０１は、発熱体３０３，３２０が形成されている面を示しており、３０２は、３０１が示す面と相対する面を示している（図３（ａ）参照）。
【００４６】
このセラミックヒータ１０９ｃは、ＳｉＣ，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス系の絶縁基板３３１と、この絶縁基板面上にペースト印刷等で形成されている発熱体３０３，３２０と、２本の発熱体を保護しているガラス等の保護層３３４から構成されている。この保護層３３４上に、セラミックヒータ１０９ｃの温度を検出する温度検出素子１０９ｄと過昇温防止部２２３が配置されている。これらは記録シートの搬送基準、つまり発熱体３０３ａ，３２０ａの長さ方向の中心に対して左右対称な位置で、かつ通紙可能な最小の記録シート幅よりも内側の位置に配設されている。
【００４７】
発熱体３０３は、電力が供給されると発熱する発熱体３０３ａと、コネクタを介して電力供給される電極部３０３ｃと、電極部３０３ｃと発熱体３０３ａとを接続する導電部３０３ｂとを有している。また発熱体３２０は、電力が供給されると発熱する発熱体３２０ａと、コネクタを介して電力が供給される電極部３２０ｃと、電極部３２０ｃと接続される導電部３２０ｂとを有している。導電部３１０は、２本の発熱体３０３と３２０に接続されている。また発熱体３０３，３２０が印刷されている絶縁基板３３１との対向面側に摺動性を向上させるためにガラス層が形成される場合もある。
【００４８】
電極部３０３ｃは、交流電源２０１のＨＯＴ側端子から過昇温防止部２２３を介して接続される。電極部３２０ｃは、発熱体３０３を制御するトライアック２１９に接続され、交流電源２０１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。セラミックヒータ１０９ｃは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、フィルムガイド４０２によって支持されている。
【００４９】
図４（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態に係る定着器１０９の概略構成を示す図で、図４（ａ）は、絶縁基板３３１に対して、発熱体３０３，３２０がニップ部と反対側にある場合を示す。また、図４（ｂ）は、絶縁基板３３１に対して、発熱体３０３，３２０がニップ部側に位置している場合を示している。
【００５０】
定着フィルム４０１ａは、円筒状の耐熱材製の定着フィルムであり、セラミックヒータ１０９ｃを下面側に支持させたフィルムガイド４０２に外嵌させてある。そして、このフィルムガイド４０２の下面のセラミックヒータ１０９ｃと、加圧部材としての加圧ローラ４０１ｂとを、定着フィルム４０１ａを挟ませて加圧ローラ４０１ｂの弾性に抗して所定の加圧力をもって圧接させている。
【００５１】
こうして加熱部としての所定幅の定着ニップ部を形成している。また過昇温防止部２２３、例えば、サーモスイッチがセラミックヒータ１０９ｃの絶縁基板３３１面上、或は保護層３３４面上に当接されている。この過昇温防止部２２３は、フィルムガイド４０２に位置を矯正され、過昇温防止部２２３の感熱面がセラミックヒータ１０９ｃの面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子１０９ｄも同様に、このセラミックヒータ１０９ｃの面上に当接されている。
【００５２】
ここで、図４（ａ）のように、セラミックヒータ１０９ｃは発熱体３０３，３２０がニップ部と反対側にあっても良く、或は図４（ｂ）のように、発熱体３０３，３２０がニップ部側にあっても良い。また、定着フィルム４０１ａの摺動性を上げるために、定着フィルム４０１ａとセラミックヒータ１０９ｃとの界面に摺動性のグリースを塗布して良い。
【００５３】
装置に何らかの異常が発生した場合、絶縁耐圧、漏洩電流等の規格を満足し、画像形成装置の動作を停止させる必要がある。そのためにサーモスイッチや温度ヒューズはセラミックヒータが異常高温に至って破損する前に動作する必要がある。
【００５４】
しかしながら、近年の印刷速度向上の要望から、定着に要する電力が増大している。そのためセラミックヒータの抵抗値は小さくなり、異常時のセラミックヒータの温度上昇速度が速くなる。一方、サーモスイッチや温度ヒューズは動作するまでにある程度の期間が必要であるため、サーモスイッチや温度ヒューズによる保護が間に合わなくなる可能性がある。
【００５５】
そのため、セラミックヒータの温度上昇速度を遅くするためにセラミックヒータの過電流を検知してヒータ通電を遮断を繰り返し行う制御を行うものもある。そうすることでセラミックヒータへの通電が間欠的に行われ、ヒータ温度は徐々に上昇し、ヒータ温度がヒータの破損する温度に達する前にサーモスイッチや温度ヒューズが動作できる。この過電流を検知する閾値を可変とすることが本発明の特徴である。
【００５６】
図５は図２において示した電流検出回路２２５の詳細と周辺回路を示す図である。また、図６は本実施例を説明するヒータ温度カーブを表す図である。
【００５７】
図２、図５において、コンパレータ５０１は分圧抵抗２２６、２２７および２２８による基準電圧（ＣＰＲＥＦ）と電流検出回路２２５からのヒータ電流値に応じた出力電圧値（Ｖｏｕｔ）とを比較する。
【００５８】
分圧抵抗２２６および２２７の基準電圧値ＣＰＲＥＦ（第１の閾値）よりＶｏｕｔが大きい場合にはコンパレータ５０１はＨｉｇｈを出力し、抵抗５０３、コンデンサ５０４を介してトランジスタ５０５がオンされる。そうするとＣＵＲＬＩＭはＬｏｗとなるため、リレー２０３駆動用のトランジスタ２０６がオフとなり、セラミックヒータへの通電が遮断される。また、ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗとなるとトランジスタ２３７がオンとなり、ＦＥＴ２３０、ＦＥＴ２４１がオンとなる。
【００５９】
このときＦＥＴ２３０、ＦＥＴ２４１がオンとなるように抵抗２３５、抵抗２３８の抵抗比を設定しておく。ＦＥＴ２４１がオンとなるとＣＰＲＥＦの電圧値は抵抗２２６と抵抗２２７との比によって設定される第１の閾値から、抵抗２２６と抵抗２２７、抵抗２２８の合成抵抗との比によって設定される第２の閾値に変更される。
【００６０】
ＦＥＴ２３０がいったんオンされると、その後電源がオフされるまでＦＥＴ２３０、ＦＥＴ２４１はオンし続けるため、ＣＰＲＥＦの電圧値は第２の閾値に固定される。ここで第２の閾値は第１の閾値よりも小さな値とし、また、Ｖｏｕｔが第２の閾値よりも小さな値となる電流がセラミックヒータに流れる場合は、セラミックヒータが破損するより早くサーモスイッチや温度ヒューズが動作する値とする。
【００６１】
ヒータ電流が遮断されるとＶｏｕｔが小さくなり、やがて第２の閾値よりも小さくなるとコンパレータ５０１の出力がＬｏｗとなりＣＵＲＬＩＭがＨｉｇｈとなる。そうするとリレー２０３がオンとなり、セラミックヒータへの通電が再開される。セラミックヒータへの通電が再開され、Ｖｏｕｔが第２の閾値より大きくなると上述のようにヒータ電流が遮断される。
【００６２】
ＣＰＲＥＦが第２の閾値となると、第１の閾値のときよりも低いヒータ電流で通電が遮断されるため、セラミックヒータの温度上昇を遅くすることができる。そうすることで、異常時にセラミックヒータに通電される電流がどのような値であっても、セラミックヒータの温度上昇速度を遅くすることが可能となる。その結果、セラミックヒータが破損するよりも早くサーモスイッチや温度ヒューズを動作させることができるようになり、絶縁耐圧、漏洩電流等の規格を満足し、画像形成装置の動作を停止させることができる。
【００６３】
また、サーモスイッチや温度ヒューズが動作しているため、電源のオフ／オンによってセラミックヒータへの通電はできなくなる。そのため、異常の発生した画像形成装置のセラミックヒータに再び通電されることがなく、セラミックヒータに異常な電流が流れるような状態が繰り返されることはなくなる。
【００６４】
図７は本実施例を説明するフローチャートである。本発明は特に画像形成装置に異常が発生して定着器が制御不能な状態を想定したものである。セラミックヒータが制御不能な状態に陥り通電が開始されると、セラミックヒータの温度によりサーモスイッチや温度ヒューズなどの保護素子が動作する（Ｓ７０１）。
【００６５】
セラミックヒータが保護素子の動作温度以上であると、セラミックヒータの通電が終了する。しかしながら、上記のような状態ではセラミックヒータの昇温速度が速く、保護素子が動作する前にセラミックヒータが先に破損する可能性のほうが高い。したがって本発明ではセラミックヒータの昇温速度を押さえることを目的とし、セラミックヒータが破損する電力に到達する前にセラミックヒータの通電を遮断するように構成されている。ここで第１の閾値は、検討により予め算出されており、セラミックヒータが破損する電流値以下であり、かつ、定常プリントに必要な電力値から算出される電流値以上となるように設定される。
【００６６】
次にＣＰＲＥＦが第１の閾値かどうかを判断し（Ｓ７０２）、ＣＰＲＥＦが第１の閾値である場合、Ｖｏｕｔが第１の閾値を越えるかどうかを判断する（Ｓ７０３）。Ｓ７０２で第１の閾値を越えない場合はセラミックヒータが破損しない昇温速度でセラミックヒータが昇温し、サーモスイッチが動作することでヒータ通電が終了する。Ｓ７０２でＶｏｕｔが第１の閾値を越えると、コンパレータ５０１の出力がＨｉｇｈになり、ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになる（Ｓ７０４）。
【００６７】
ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗとなるとＣＰＲＥＦが第２の閾値に設定される（Ｓ７０５）。ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになると、リレー２０３が遮断されヒータ通電が遮断される（Ｓ７０６）。ヒータ通電が遮断されてからＶｏｕｔが第２の閾値より小さくなるまでヒータ通電は遮断され、Ｖｏｕｔが第２の閾値より小さくなると（Ｓ７０７）、ＣＵＲＬＩＭがＨｉｇｈになり（Ｓ７０８）、ヒータ通電が再開される（Ｓ７０９）。その後Ｓ７０１に戻り、保護素子が動作していない場合は、Ｓ７０２でＣＰＲＥＦが第１の閾値かどうか判断する。
【００６８】
Ｓ７０５でＣＰＲＥＦは第２の閾値に設定されているため、Ｖｏｕｔと第２の閾値の比較を行う（Ｓ７１０）。Ｖｏｕｔが第２の閾値を越えない場合はセラミックヒータが破損しない昇温速度でセラミックヒータが昇温し、サーモスイッチが動作することでヒータ通電が終了する。Ｖｏｕｔが第２の閾値を越えるとＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになり（Ｓ７１１）、ヒータ通電が遮断される。
【００６９】
ヒータ通電が遮断されてからＶｏｕｔが第２の閾値より小さくなるまでヒータ通電は遮断され、Ｖｏｕｔが第２の閾値より小さくなると（Ｓ７１３）、ＣＵＲＬＩＭがＨｉｇｈになり（Ｓ７１４）、ヒータ通電が再開される（Ｓ７１５）。その後、Ｓ７０１に戻り、サーモスイッチが動作するまで上記の制御を行う。
【００７０】
セラミックヒータの温度カーブは通電状態の上昇速度の方が、遮断状態の下降速度よりも大きいことが検討により証明されている。よって、セラミックヒータへの通電と遮断状態を繰り返すとセラミックヒータの温度は徐々に上昇し、やがて装置動作温度を上回り、セラミックヒータの通電は遮断される。第１および第２の閾値電圧が、装置が確実に働きかつセラミックヒータが破損することのないような昇温カーブを描くような値に設定されていることが本発明の特徴である。
【実施例２】
【００７１】
図８は本実施例におけるセラミックヒ−タの駆動及び制御の回路を示す図である。図８において実施例１と重複する点は省略する。装置に何らかの異常が発生してセラミックヒータに過電流が流れると、Ｖｏｕｔが第１の閾値の電圧値より高くなりコンパレータ５０１はＨｉｇｈを出力する。そうするとＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになりトライアック駆動用のトランジスタ２１４がオフとなり、フォトトライアックカプラ２１５の発光ダイオードへの通電が行われなくなる。
【００７２】
そのため、トライアック２１９はオフされ、セラミックヒータへの通電は遮断される。セラミックヒータへの通電が遮断されるとＶｏｕｔがＣＰＲＥＦより小さくなりコンパレータ５０１の出力がＬｏｗとなり、セラミックヒータへの通電が再開される。このようにセラミックヒータへの通電と通電遮断が繰り返される。
【００７３】
図９は本実施例に係る閾値変更方法であるＡＳＩＣ９０１を説明する図である。図１０は本実施例を説明するヒータ温度カーブを表す図である。ＡＳＩＣ９０１にＣＵＲＬＩＭが入力される。ＣＵＲＬＩＭはフィルタ９０６でフィルタリングされ、外来ノイズによるチャタリングを除去する。その後立ち下がりエッジ検出部９０２でＣＵＲＬＩＭの立下りを検出する（立ち下がりエッジの代わりに立ち上がりエッジでもよい）。
【００７４】
立ち下りエッジ検出部９０２が立ち下りエッジを検出すると、タイマ値比較部９０８で前回の立ち下がりエッジからの間隔を測定する。前回の立ち下り検出から次の立ち下り検出まで所定の時間以内であれば、カウンタ９０３はカウントアップ（カウントダウンでも構わない）を行う。また、タイマ９０７がリセットされる。比較部９０４はカウンタ９０３の出力であるカウント値と所定のカウンタ閾値の比較を行う。
【００７５】
比較部９０４によってカウンタ値が所定の値以下（以上）の場合には比較部９０４はＣＨＡＮＧＥ信号にＬｏｗレベルとして出力する。所定の時間以内に再び立ち下がり検出部が立下りを検出するとカウンタ９０３はカウントアップ（カウントダウンでも構わない）を行う。所定の時間以内に立ち下がりエッジを検出しなかった場合はカウンタ９０３はリセットされる。カウンタ値が所定の値以上（以下）の場合には比較部９０４はＣＨＡＮＧＥをＨｉｇｈレベルとして出力する。
【００７６】
この時、カウンタ９０３のカウンタ値はカウンタ保持部９０５によって保持される。そのためＣＵＲＬＩＭの立下りエッジ（立ち上がりエッジ）を所定回数検出するまでＣＨＡＮＧＥ信号はＬｏｗレベルとなる。カウンタ値の比較を行うことで正常動作時の閾値変更の誤動作を防ぐことができる。また所定のカウンタ値は異常時におけるセラミックヒータの温度がヒータ破損温度に達しない値とする。ＡＳＩＣ９０１がＣＨＡＮＧＥ信号をＬｏｗレベルとして出力すると、ＦＥＴ２４１がオンされる。ＦＥＴ２４１がオンとなるとＣＰＲＥＦの電圧値は抵抗２２６と抵抗２２７との比によって設定される第１の閾値から、抵抗２２６と抵抗２２７、抵抗２２８の合成抵抗との比によって設定される第２の閾値に変更される。
【００７７】
ＦＥＴ２３０がいったんオンされると、その後電源がオフされるまでＦＥＴ２３０、ＦＥＴ２４１はオンし続けるため、ＣＰＲＥＦの電圧値は第２の閾値に固定される。ここで第２の閾値は第１の閾値よりも小さな値とし、また、Ｖｏｕｔが第２の閾値よりも小さな値となる電流がセラミックヒータに流れる場合はセラミックヒータが破損するより早くサーモスイッチや温度ヒューズが動作する値とする。そうすることにより、異常時においてセラミックヒータに通電される電流がどのような値であっても、セラミックヒータの温度上昇速度を遅くすることが可能となる。
【００７８】
図１１は本実施例を説明するフローチャートである。図１１において実施例１と重複する点は省略する。まず、カウンタ９０３がリセットされる（Ｓ１１０１）。セラミックヒータが制御不能な状態に陥り通電が開始されると、セラミックヒータの温度によりサーモスイッチや温度ヒューズなどの保護素子が動作する（Ｓ１１０２）。次にＣＰＲＥＦが第１の閾値かどうかを判断し（Ｓ１１０３）、ＣＰＲＥＦが第１の閾値である場合、Ｖｏｕｔが第１の閾値を越えるかどうかを判断する（Ｓ１１０４）。
【００７９】
Ｓ１１０４でＶｏｕｔが第１の閾値を越えない場合はセラミックヒータが破損しない昇温速度でセラミックヒータが昇温し、サーモスイッチが動作することでヒータ通電が終了する。Ｓ１１０４でＶｏｕｔが第１の閾値を越えると、コンパレータ５０１の出力がＨｉｇｈになり、ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになる（Ｓ１１０５）。ＡＳＩＣ９０１が立ち下がりエッジを検出すると、前回のカウントアップからの経過時間が所定時間経過しているか判断する（Ｓ１１０６）。ここで所定時間とはセラミックヒータに過電流が断続的に通電されているときのＣＵＲＬＩＭの立下りの間隔よりも十分長い時間とする。
【００８０】
こうすることでＣＰＲＥＦの変更の誤動作を防ぐことができる。Ｓ１１０６で前回のカウントアップから所定の時間が経過している場合はカウンタ９０３をリセットし（Ｓ１１０７）、カウントアップを行う（Ｓ１１０８）。Ｓ１１０６で前回のカウントアップから所定の時間が経過していない場合はカウントアップを行う（Ｓ１１０８）。ＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになるとセラミックヒータへの通電が遮断される（Ｓ１１０９）。
【００８１】
次にカウンタ値の比較を行い、カウンタ値が所定の値となっていない場合は、Ｖｏｕｔと第１の閾値の比較を行う（Ｓ１１１５）。Ｖｏｕｔが第１の閾値より大きい場合はＳ１１０９に戻りヒータ通電を遮断しつづける。ヒータ通電が遮断されているため、やがてＶｏｕｔが第１の閾値より小さくなる。そうするとＣＵＲＬＩＭをＨｉｇｈにして（Ｓ１１１６）、ヒータ通電が再開される。その後、Ｓ１１０２に戻り上記の制御を繰り返す。Ｓ１１１０でカウンタ値が所定の値になるとＣＰＲＥＦを第２の閾値に設定する（Ｓ１１１１）。その後、Ｖｏｕｔと第２の閾値の比較を行い（Ｓ１１１２）、Ｖｏｕｔが第２の閾値より大きい場合はＳ１１０９に戻って上記の制御を繰り返す。Ｖｏｕｔが第２の閾値より小さくなると、ＣＵＲＬＩＭをＨｉｇｈにして（Ｓ１１１３），ヒータ通電が再開される（Ｓ１１１４）。
【００８２】
その後Ｓ１１０２に戻り、保護素子が動作していない場合は、Ｓ１１０３でＣＰＲＥＦが第１の閾値かどうか判断する。Ｓ１１１１でＣＰＲＥＦは第２の閾値に設定されているため、Ｖｏｕｔと第２の閾値の比較を行う（Ｓ１１１８）。Ｖｏｕｔが第２の閾値を越えない場合はセラミックヒータが破損しない昇温速度でセラミックヒータが昇温し、サーモスイッチが動作することでヒータ通電が終了する。
【００８３】
Ｖｏｕｔが第２の閾値を越えるとＣＵＲＬＩＭがＬｏｗになり（Ｓ１１１９）、ヒータ通電が遮断される（Ｓ１１２０）。ヒータ通電が遮断されてからＶｏｕｔが第２の閾値より小さくなるまでヒータ通電は遮断され、Ｖｏｕｔが第２の閾値より小さくなると（Ｓ１１２１）、ＣＵＲＬＩＭがＨｉｇｈになり（Ｓ１１２２）、ヒータ通電が再開される（Ｓ１１２３）。その後、Ｓ１１０２に戻り、サーモスイッチが動作するまで上記の制御を行う。
【００８４】
上記の制御を行うことでセラミックヒータが破損するよりも早くサーモスイッチや温度ヒューズを動作させることができるようになり、絶縁耐圧、漏洩電流等の規格を満足しつつ、画像形成装置の動作を停止させることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０１    レーザプリンタ本体
１０９    定着器
１０９ｃ  セラミックヒータ
１０９ｄ  サーミスタ
１２６    エンジンコントローラ（回路制御手段に対応）
２０１    交流電源（電力供給手段に対応）
２０４    ゼロクロス検出回路
２２３    過昇温防止部
２２５    電流検出回路（電流検出手段に対応）
３０３    発熱体
３２０    発熱体
【図１】
2010197585.tif 000004
【図２】
2010197585.tif 000005
【図３】
2010197585.tif 000006
【図４】
2010197585.tif 000007
【図５】
2010197585.tif 000008
【図６】
2010197585.tif 000009
【図７】
2010197585.tif 000010
【図８】
2010197585.tif 000011
【図９】
2010197585.tif 000012
【図１０】
2010197585.tif 000013
【図１１】
2010197585.tif 000014