(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータと、
前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を直列に接続した第１の動作状態と、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を並列に接続した第２の動作状態を切り替えるための切り替え手段と、
前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段と、
前記第１または第２の発熱抵抗体に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、
前記電圧検知手段は、前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記電圧検知手段は、前記第１の期間の前記第２の期間に対する比率が、予め設定された比率を超えた場合に、前記ヒータに過電力が供給された状態であることを判定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記電圧検知手段は、前記第１の期間と前記第２の期間の差分を求めて、求めた差分が予め設定された値より小さい場合に、前記ヒータに過電力が供給された状態であることを判定することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記閾値電圧は、定電圧を得るための素子によって設定されており、前記定電圧を得るための素子とは、ツェナーダイオードやシャントレギュレータを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記電圧検知手段は、前記第１の期間に、電流を充電するコンデンサと、前記コンデンサの電流を放電する第１の放電抵抗と、前記第２の期間に、前記コンデンサから電流を放電する第２の放電抵抗とを有し、前記第１の放電抵抗と前記第２の放電抵抗による前記コンデンサからの放電電流を切り替える手段を有しており、前記コンデンサの電圧値が前記閾値電圧より高くなった場合に、前記ヒータに過電力が供給される状態を検知することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記ヒータに電力を供給する経路にスイッチを有し、
前記ヒータに過電力が印加された場合は、前記スイッチによって、前記ヒータに供給される電力を遮断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記ヒータは、筒状のフィルムまたはベルトの内面に接触し、前記フィルムまたはベルトを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するニップ部形成部材と、を有し、前記ニップ部において画像が形成された記録材を挟持搬送しつつ加熱することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項８】
前記ニップ部形成部材の回転状態を検知する回転検知手段と、
前記回転検知手段により前記ニップ部形成部材の回転状態が非回転状態であると検知した場合に、前記ヒータに供給される電力を制限する電力制限手段と、を有し、
前記第２の期間は、前記電力制限手段によって、前記ヒータに供給される電力が制限されていない期間であることを特徴とする請求項７に記載の加熱装置。
【請求項９】
前記ヒータの第１の発熱抵抗体は第１の電極と第２の電極の間に接続されており、第２の発熱抵抗体は第２の電極と第３の電極の間に接続されており、前記第３の電極は、電源の第１の電源端子と接続されており、前記第２の電極は、第１のスイッチ手段を介して、電源の第２の電源端子と接続されており、前記第１の電極は、第２のスイッチ手段を介して、前記第１の電源端子または前記第２の電源端子のどちらか一方と接続されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記第１のスイッチ手段が、メーク接点のリレーまたはブレーク接点のリレーであり、前記第２のスイッチ手段がブレーク・ビフォア・メーク接点のリレーであることを特徴とする請求項９記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記ヒータの第１の発熱抵抗体は、第１の電極と第２の電極の間に接続されており、第２の発熱抵抗体は第３の電極と第４の電極の間に接続されており、前記第３の電極は、電源の第１の電源端子と接続されており、前記第４の電極は第１のスイッチ手段を介して電源の第２の電源端子と接続されており、前記第２の電極は、電源の第２の電源端子と接続されており、前記第１の電極は第２のスイッチ手段を介して電源の第１の電源端子と接続されており、前記第１の電極と第４の電極は、第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手段を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記第１のスイッチ手段が、ブレーク・ビフォア・メーク接点のリレーであり、前記第２のスイッチ手段が、ブレーク・ビフォア・メーク接点のリレーであることを特徴とする請求項１１記載の加熱装置。
【請求項１３】
商用交流電源の電圧を検知する商用交流電源電圧検知手段を有し、前記商用交流電源電圧検知手段の検知結果に応じて、前記第１の動作状態と、前記第２の動作状態を切り替えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の加熱装置。
【請求項１４】
第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータに印加される電圧を検知する電圧検知回路であって、
前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする電圧検知回路。
【請求項１５】
前記閾値電圧は、定電圧を得るための素子によって設定されており、前記定電圧を得るための素子とは、ツェナーダイオードやシャントレギュレータを含むことを特徴とする請求項１４に記載の電圧検知回路。
【請求項１６】
画像が転写された記録材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と圧接してニップ部を形成する加圧手段とを備え、前記ニップ部において記録材を加熱及び加圧して定着する画像形成装置において、
前記加熱手段は、第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータを有し、
前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を直列に接続した第１の動作状態と、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を並列に接続した第２の動作状態を切り替えるための切り替え手段と、
前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段と、
前記第１または第２の発熱抵抗体に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、
前記電圧検知手段は、前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
前記電圧検知手段は、前記第１の期間の前記第２の期間に対する比率が、予め設定された比率を超えた場合に、前記ヒータに過電力が供給された状態であることを判定することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記電圧検知手段は、前記第１の期間と前記第２の期間の差分を求めて、求めた差分が予め設定された値より小さい場合に、前記ヒータに過電力が供給された状態であることを判定することを特徴とする請求項１６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、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いる加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において記録材に形成された画像を加熱して定着するために、所定の温度に維持された加熱体と、加熱体に圧接する加圧ローラを有する構成が知られている。この加熱体と加圧ローラによって形成されるニップ部に画像が形成された記録材を搬送して、記録材を挟持しつつ加熱することで記録材に画像を定着することができる。加熱体としては、例えば、筒状のフィルムの内部にセラミックス等の基板上に抵抗発熱体を形成したヒータを設けるフィルム加熱方式が用いられている。
【０００３】
このような抵抗発熱体を用いた場合、商用交流電源の電圧が１００Ｖ系（例えば、１００Ｖ〜１２７Ｖの電圧範囲）と２００Ｖ系（例えば、２００Ｖ〜２４０Ｖの電圧範囲）の地域で、同じ抵抗値のヒータを用いると以下のような高調波電流やフリッカが大きくなる。これは、ヒータに供給される電力が電圧の二乗に比例し、商用交流電源の電圧が２００Ｖの場合、１００Ｖに比べてヒータに供給可能な最大電力は４倍になるためである。ヒータに供給可能な最大電力が大きくなると、ヒータの電力制御の際に生じる高調波電流やフリッカ等が大きくなってしまう。
【０００４】
従って、商用交流電源の電圧が１００Ｖの地域と２００Ｖの地域で、異なる抵抗値のヒータを用いて対応する必要がある。１００Ｖの商用交流電源の電圧の地域と、２００Ｖの商用交流電源の電圧の地域で共用できるようにユニバーサル化する方法として、リレーなどスイッチを用いてヒータの抵抗値を切り替える方法が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２に記載の装置では、ヒータの抵抗値を商用交流電源の電圧に応じて切り替える方法が提案されている。具体的には、ヒータの長手方向に延びた第１の導電経路と第２の導電経路を有し、第１の導電経路と第２の導電経路を直列に接続する第１の動作状態と、第１の導電経路と第２の導電経路を並列に接続して通電する第２の動作状態とを切り替える構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開７−１９９７０２号公報
【特許文献２】ＵＳＰ５２２９５７７明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１記載の方法では、メーク接点（常時開路接点）もしくは、ブレーク接点（常時閉路接点）のリレーと、ＭＢＭ接点（ブレーク・ビフォア・メーク接点）のリレーを用いて２つの導電経路を直列と並列に切り替える方法が記載されている。またＭＢＭ接点の代わりに、２つのメーク接点もしくは、メーク接点とブレーク接点のリレーを用いることもできる。上記の特許文献２記載の切り替え方法では、２つのＭＢＭ接点のリレーを用いる方法が提案されている。これらの方法によれば、電源電圧が１００Ｖ系か２００Ｖ系かを判断し、ヒータの導電経路の接続を直列もしくは並列に変えることで、ヒータの発熱領域を変えずに、ヒータの抵抗値を切り替えることができる。
【０００７】
しかしながら、上記の方法では、電源電圧の検知部や、ヒータの抵抗値の切り替えのためのリレーが故障した場合に、ヒータに過大な電力が供給される状態になる可能性があった。例えば、２００Ｖの電源電源が供給されている状態で、ヒータ抵抗値が低くなる動作状態になると、正常時に比べて４倍の電力がヒータに供給される可能性がある。正常時に比べて４倍もの電力がヒータに供給されてしまうと即座にヒータが割れてしまう。従来のように、サーミスタ、温度ヒューズ、サーモＳＷなどの温度検知素子を用いた故障検知回路では、電圧を温度に変換してから検知するため検知の応答速度が十分でなく検知が遅れてしまう可能性があった。そのため、ヒータの抵抗値が切り替え可能な加熱装置においては、確実に、かつ、早期にヒータに大電力が供給されてしまう故障状態を検知することが必要となる。また、ヒータの動作状態や、ヒータに供給される電力が双方向サイリスタ（トライアックとも呼ばれる）等によって電力制御されている状態においても、確実に、かつ、早期にヒータに大電力が供給されてしまう故障状態を検知する方法が求められている。
【０００８】
本出願に係る発明の目的は、ヒータの抵抗値が切り替え可能な装置において、確実に、かつ、早期に故障状態を検知することができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の加熱装置は、第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータと、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を直列に接続した第１の動作状態と、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を並列に接続した第２の動作状態を切り替えるための切り替え手段と、前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段と、前記第１または第２の発熱抵抗体に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、前記電圧検知手段は、前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする。
また、本発明の電圧検知回路は、第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータに印加される電圧を検知する電圧検知回路であって、前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、画像が転写された記録材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と圧接してニップ部を形成する加圧手段とを備え、前記ニップ部において記録材を加熱及び加圧して定着する画像形成装置において、前記加熱手段は、第１の発熱抵抗体と第２の発熱抵抗体を有するヒータを有し、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を直列に接続した第１の動作状態と、前記第１の発熱抵抗体と前記第２の発熱抵抗体を並列に接続した第２の動作状態を切り替えるための切り替え手段と、前記第１及び第２の発熱抵抗体に供給する電力を制御するための電力制御手段と、前記第１または第２の発熱抵抗体に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、を備え、前記電圧検知手段は、前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体の電圧が、閾値電圧を超えた第１の期間と、前記電力制御手段によって前記第１の発熱抵抗体または第２の発熱抵抗体に電力が供給されている第２の期間とに基づき前記ヒータに過電力が供給された状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ヒータの抵抗値が切り替え可能な加熱装置において、加熱装置の故障状態を確実に、かつ、早期に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の加熱装置の断面図。
【図２】実施例１のヒータ制御回路構成図。
【図３】実施例１のヒータ及び、ヒータ導電経路の説明図。
【図４】実施例１の電圧検知回路の構成及び動作の説明図。
【図５】実施例１の電圧検知回路の検知結果の説明図。
【図６】実施例１の制御フローチャート図。
【図７】実施例２のヒータ制御回路構成図。
【図８】実施例２の電圧検知回路の構成及び動作の説明図。
【図９】実施例３の電圧検知回路の構成及び動作の説明図
【図１０】トライアックの駆動回路
【図１１】本発明の加熱装置を適用した画像形成装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
図１は本発明の前提となる定着装置１００の断面図である。定着装置１００は、加熱体としての筒状のフィルム（筒状のベルトでもよい）１０２と、ヒータ３００を有するフィルム１０２に圧接することで定着ニップ部Ｎを形成する加圧体としての加圧ローラ１０８を有する。なお、フィルム１０２の内面に接触するヒータ３００が設けられている。フィルム１０２のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、または、ステンレス等の金属を用いることができる。加圧ローラ１０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金１０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層１１０を有する。ヒータ３００は耐熱樹脂製の保持部材１０１に保持されている。保持部材１０１はフィルム１０２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ１０８は不図示のモータから動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ１０８が回転することによってフィルム１０２が従動して回転する。
【００１５】
ヒータ３００は、セラミック製のヒータ基板１０５と基板１０５上に発熱抵抗体を用いて形成された第１の導電経路Ｈ１及び第２の導電経路Ｈ２と、これら導電経路Ｈ１及びＨ２を覆う絶縁性の表面保護層１０７（本実施例ではガラス層）を有する。ヒータ基板１０５の裏面側であって、プリンタで設定されている利用可能な最小サイズ紙（本例では封筒サイズ：１１０ｍｍ幅）の通紙領域にはサーミスタ等の温度検知素子１１１が当接している。温度検知素子１１１の検知温度に応じて商用交流電源２０１から発熱ラインへ供給する電力が制御される。トナー画像を担持する記録材（用紙）は、ヒータＨ１とＨ２を有するヒータ基板１０５及び表面保護層１０７からなるニップ部形成部材と弾性層１１０によって形成される定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。ヒータ基板１０５の裏面側には、ヒータが異常昇温した時に作動して発熱ラインへの給電ラインを遮断するサーモスイッチ等の素子１１２も当接している。素子１１２も温度検知素子１１１と同様に最小サイズ紙の通紙領域に当接している。１０４は保持部材１０１に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーである。
【００１６】
なお、この定着装置は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、画像が形成された記録材を加熱して記録材に画像を定着するために用いられる。図１１に画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ２００は、画像形成部２１０として潜像が形成される像担持体としての感光ドラム２１１、感光ドラムに形成された潜像をトナーで現像する現像部２１２を備えている。そして感光ドラム２１１に現像されたトナー像をカセット２１６から供給された記録媒体としてのシート（不図示）に転写して、シートに転写したとなー像を定着装置２１４で定着してトレイ２１５に排出する。
【００１７】
次に、このような画像形成装置に適用される定着装置の構成を踏まえて以下に実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は実施例１のヒータ３００の制御回路２００を示している。図２（ａ）は制御回路２００を説明するための回路構成図であり、図２（ｂ）は第１の電圧検知回路２０２（以下、電圧検知回路２０２という）を説明するための回路図を示している。この電圧検知回路２０２は、商用交流電源の電圧が第１電圧（１００Ｖ）であるか、第２電圧（２００Ｖ）であるかを検知するための商用交流電源電圧検知のための回路である。
【００１９】
図２（ａ）を用いて制御回路２００の説明を行う。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６は制御回路２００と定着装置１００を接続するためのコネクタである。２０１は商用の交流電源で、上記ヒータ３００への電力制御は、双方向サイリスタ（以下、トライアックＴＲ１という）ＴＲ１の通電と遮断により行われる。トライアックＴＲ１はＣＰＵ２０３からのヒータ駆動するＴＲＭ信号に従って動作する。温度検知素子１１１によって検知される温度は、プルアップ抵抗の分圧として検知され、ＣＰＵ２０３にＴＨ信号として入力される。ＣＰＵ２０３内部処理では、温度検知素子１１１の検知温度とヒータ３００の設定温度に基づき、例えばＰＩ制御（比例［Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ］＋積分［Ｉｎｔｅｇｒａｌ］制御）により、供給するべき電力を算出し、位相角（位相制御）、波数（波数制御）に換算して、トライアックＴＲ１の制御を行っている。
【００２０】
下記に電圧検知部とリレー制御部の説明を行う。図２に示すＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４は、接続状態を切り替えるスイッチである。図２では、ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４は、電源ＯＦＦ状態における接点の接続状態を示している。ＲＬ３は加熱装置がスタンバイ状態になると同時にＯＮ状態となり、電圧検知回路２０２は交流電源２０１の電圧を検知する。電圧検知回路２０２は電源電圧の範囲が１００Ｖ系（本例：１００Ｖ〜１２７Ｖの範囲）か、２００Ｖ系（本例：２００Ｖ〜２４０Ｖの範囲）を判別し、ＣＰＵ２０３及びリレー制御部２０４に電圧検知結果をＶＯＬＴ信号として出力している。電源電圧の範囲が２００Ｖ系（本例：２００Ｖ〜２４０Ｖの範囲）の場合、ＶＯＬＴ信号はＬＯＷ状態となる。電圧検知回路２０２の詳細は図２（ｂ）で説明を行う。
【００２１】
電圧検知回路２０２が２００Ｖを検知した場合、リレー制御部２０４はＲＬ１ラッチ部を動作させ、ＲＬ１をＯＦＦ状態のまま保持する。ＲＬ１のラッチ部が動作すると、ＣＰＵ２０３から出力される信号ＲＬ１ＯＮがＨＩＧＨ状態になった場合にも、ＲＬ１はＯＦＦ状態を保持する。リレー制御部２０４の動作は、上記で説明したようなラッチ回路の代わりに、ＶＯＬＴ信号がＬＯＷ状態を検知している間、ＲＬ１をＯＦＦ状態で保持しても良い。ＣＰＵ２０３は電圧検知結果に従い、ＲＬ２をＯＦＦ状態のまま保持する。更にＣＰＵ２０３はＲＬ４ＯＮ信号をＨＩＧＨ状態にし、ＲＬ４をＯＮ状態にすると、定着装置１００に電力供給可能な状態となり、この状態では、第１の導電経路Ｈ１と、第２の導電経路Ｈ２が直列接続されるため、ヒータ３００は抵抗値の高い状態になる。
【００２２】
電圧検知回路２０２が１００Ｖを検知した場合、ＣＰＵ２０３はＲＬ１ＯＮ信号をＨＩＧＨ状態にし、リレー制御部２０４はＲＬ１をＯＮ状態にする。ＣＰＵ２０３はＶＯＬＴ信号に従い、ＲＬ２ＯＮ信号をＨＩＧＨ状態にし、ＲＬ２をＯＮ状態（右側の接点と接続した状態）とする。更にＣＰＵ２０３はＲＬ４ＯＮ信号をＨＩＧＨ状態にし、ＲＬ４をＯＮ状態にすると、定着装置１００に電力供給可能な状態となり、この状態では、第１の導電経路Ｈ１と、第２の導電経路Ｈ２が並列接続されるため、ヒータ３００は抵抗値の低い状態になる。
【００２３】
また、第２の電圧検知回路２０５（以下、電圧検知回路２０５という）は、第２の導電経路Ｈ２に印加される電圧を検知し、図３（ｄ）で説明するヒータ３００に対して過電力が印加される状態を検知する。ヒータ３００への過電力の印加状態を検知すると、リレー制御部２０４に出力するＲＬＯＦＦ信号をＬＯＷ状態とし、ＲＬ１、ＲＬ３、ＲＬ４のラッチ部を動作させ、ＲＬ１、ＲＬ３、ＲＬ４からなる複数のリレーをＯＦＦ状態に保持し、定着装置１００への電力供給を遮断する。
【００２４】
図２（ｂ）は電圧検知回路２０２の回路図を示している。図２で示す回路構成例は、電圧検知部の一例である。ＡＣ１〜ＡＣ２に印加される電圧の範囲が１００Ｖ系（本例：１００Ｖ〜１２７Ｖの範囲）か、２００Ｖ系（本例：２００Ｖ〜２４０Ｖの範囲）かを判別するための回路動作を説明する。ＡＣ１〜ＡＣ２に印加される電圧が２００Ｖ系である場合、定電圧を得るための素子としてのツェナーダイオード２３１のツェナー電圧より、ＡＣ１〜ＡＣ２に印加される電圧が高い値になり、ＡＣ１〜ＡＣ２に電流が流れる。２３３は電流制限抵抗、２３４はフォトカプラ２３２の保護抵抗である。フォトカプラ２３２の一次側発光ダイオードに電流が流れると、２次側のトランジスタが動作し、抵抗２３５を介してＶｃｃから電流が流れ、トランジスタ２３６のゲート電圧がＬＯＷ状態となる。トランジスタ２３６がＯＮ状態になると、抵抗２３７を介してＶｃｃからコンデンサ２３８に充電電流が流れる。なお、２３９は放電用抵抗である。
【００２５】
ＡＣ１〜ＡＣ２に印加される電圧がツェナーダイオード２３１のツェナー電圧よりも高くなる時間の比率（ＯＮ  Ｄｕｔｙ、又は、オン時間ともいう）が大きくなると、トランジスタ２３６のＯＮ時間の比率が大きくなる。トランジスタ２３６のＯＮ時間の比率が大きくなると、抵抗２３７を介してＶｃｃから充電電流が流れる時間が増えるため、コンデンサ２３８の電圧は高い値となる。コンデンサ２３８の電圧が、抵抗２４１と抵抗２４２の分圧抵抗である、コンパレータ２４０の比較電圧（閾値電圧）よりも大きくなると、コンパレータ２４０の出力部には抵抗２４３を介してＶｃｃから電流が流れ、出力部の電圧がＬＯＷ状態となる。本実施例１では図２（ｂ）の回路を用いた方法を説明しているが、ＣＰＵ２０３などを用いて、ＡＣ１〜ＡＣ２に印加される電圧がツェナーダイオード２３１のツェナー電圧よりも高くなる時間の比率を算出しても良い。
【００２６】
図３の（ａ）〜（ｃ）は実施例１に用いるヒータ３００及び、ヒータ３００の導電経路を説明するための概略図である。図３（ａ）は基板１０５上に形成された発熱パターン、導電パターン、及び電極を示している。また図２の制御回路２００との接続を説明するため、図２に示したコネクタとの接続部を示してある。ヒータ３００は抵抗発熱パターンで形成された導電経路Ｈ１、Ｈ２を有している。３０３は導電パターンである。ヒータ３００の第１の導電経路Ｈ１には、第１の電極Ｅ１、第２の電極Ｅ２を介して電力を供給されており、第２の導電経路Ｈ２には、第２の電極Ｅ２、第３の電極Ｅ３を介して電力を供給されている。電極Ｅ１はコネクタＣ１と、電極Ｅ２はコネクタＣ２と、電極Ｅ３はコネクタＣ３と接続されている。また、図３においてリレーＲＬ１はＨ１とＨ２の接続状態を切り替える第１のスイッチとして、また、リレーＲＬ２は第２のスイッチとして機能する。リレーＲＬ１は商用交流電源の第２の電源端子側と第２の電極Ｅ２との接続状態を切り替える。リレーＲＬ２はＨ１とＨ２を商用交流電源の第１の電源端子側に対して直列に接続するか並列に接続するかを切り替える。なお、リレーＲＬ１としては、メーク接点（常時開路接点）のリレー、もしくは、ブレーク接点（常時閉路接点）のリレーを用いればよい。リレーＲＬ２としては、ＭＢＭ接点（ブレーク・ビフォア・メーク接点）のリレーを用いればよい。
【００２７】
図３（ｂ）は商用交流電源の電圧が２００Ｖの場合に、第１の導電経路Ｈ１と第２の導電経路Ｈ２を直列接続する第１の動作状態において、ヒータ３００の導電経路を説明するための図である。本例では、第１の導電経路Ｈ１及び、第２の導電経路Ｈ２の抵抗値を２０Ωとして説明する。第１の動作状態では２０Ωの抵抗が直列接続されているため、ヒータ３００の合成抵抗値は４０Ωとなる。電源電圧は２００Ｖなので、ヒータ３００に供給される電流は５Ａで、電力は１０００Ｗとなる。第１の導電経路Ｈ１の電流Ｉ１及び、第２の導電経路の電流Ｉ２は、それぞれ５Ａである。第１の導電経路Ｈ１の電圧Ｖ１及び、第２の導電経路Ｈ２の電流Ｖ２は、それぞれ１００Ｖである。
【００２８】
図３（ｃ）は電源電圧が１００Ｖの場合に、第１の導電経路と第２の導電経路を並列接続する第２の動作状態において、ヒータ３００の導電経路を説明するための図である。第２の動作状態では２０Ωの抵抗が並列に接続されているため、ヒータ３００の合成抵抗値は１０Ωとなる。電源電圧は１００Ｖなので、ヒータ３００に供給される電流は１０Ａで、電力は１０００Ｗとなる。第１の導電経路Ｈ１の電流Ｉ１及び、第２の導電経路Ｈ２の電流Ｉ２には、それぞれ５Ａである。第１の導電経路Ｈ１に印加される電圧Ｖ１及び、第２の導電経路Ｈ２に印加される電圧Ｖ２は、それぞれ１００Ｖである。
【００２９】
図３（ｂ）及び、図３（ｃ）の状態でヒータに供給される電流、電圧、電力を比較する。電圧Ｖ１もしくはＶ２を検知する場合、図３（ｂ）の状態では電流値１００Ｖでヒータに供給される電力は１０００Ｗになり、図３（ｃ）の状態でも電流値１００Ｖでヒータに供給される電力は１０００Ｗになる。電圧Ｖ１もしくはＶ２を検知する場合、図３（ｂ）の状態では電圧値１００Ｖでヒータに供給される電力は１０００Ｗになり、図３（ｃ）の状態でも電圧値１００Ｖでヒータに供給される電力は１０００Ｗになる。このように、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２を検知した場合、ヒータ３００の動作状態が、第１の動作状態から第２の動作状態に切り替わった場合でも、ヒータ３００に供給される電力に比例する電圧値を検知できる。
【００３０】
図３（ｄ）は実施例１に用いるヒータ３００の故障状態における、導電経路を説明するための概略図である。図３（ｄ）は電源電圧が２００Ｖで、ヒータ抵抗値の低い第２の動作状態になった場合の、ヒータ３００の導電経路を説明するための図である。第２の動作状態ではヒータ３００の合成抵抗値は１０Ωとなる。電源電圧は２００Ｖなので、ヒータ３００に供給される電流は２０Ａで、電力は４０００Ｗとなる。この故障状態においては、正常時よりもヒータ３００に大電力が供給されてしまうため、図３（ｄ）の故障状態を検知する必要がある。図３（ｂ）、図３（ｃ）で説明したように、正常状態における電流Ｉ１及びＩ２は５Ａであり、電圧Ｖ１及びＶ２は１００Ｖである。故障状態である図３（ｄ）の状態で第１の導電経路では、電流Ｉ１が１０Ａ、電圧Ｖ１は２００Ｖ、第２の導電経路では、電流Ｉ２が１０Ａ、電圧Ｖ２は２００Ｖとなる。つまり、故障状態では、第１の導電経路Ｈ１もしくは第２の導電経路Ｈ２において、電流Ｉ１、電流Ｉ２、及び電圧Ｖ１、電圧Ｖ２が正常状態に比べて２倍になる。この電流Ｉ１、電流Ｉ２、及び電圧Ｖ１、電圧Ｖ２が正常状態に比べて２倍になることを検知して、異常状態を検知することができる。図３（ｄ）の状態において、図２の電圧検知回路２０５は、導電経路に印加される電圧Ｖ１及び電圧Ｖ２を検出している。
【００３１】
図３（ｄ）の状態において、ＲＬ２がＯＦＦ状態（図面左側の接点と接続）になった場合にも、ヒータ３００に供給される電流は１０Ａで、電力は２０００Ｗとなる。このとき電流及び電圧が印加されるのは、第２の導電経路のみなので、ヒータ２００に大電力が供給される状態を検知するには、電圧Ｖ２を検知する必要がある。図３（ｄ）の状態において、ＲＬ２がＯＦＦ状態の場合、図２の電圧検知回路２０５は、導電経路Ｈ２に印加される電圧Ｖ２を検出している。
【００３２】
図３（ｄ）の状態において、コネクタＣ３の経路がオープン故障した場合にも、ヒータ３００に供給される電流は１０Ａで、電力は２０００Ｗとなる。このとき電流及び電圧が印加されるのは、第１の導電経路のみなので、ヒータ２００に大電力が供給される状態を検知するには、電圧Ｖ１を検知する必要がある。図３（ｄ）の状態において、コネクタＣ３の経路がオープン故障した場合は、図２の電圧検知回路２０５は、導電経路Ｈ１に印加される電圧Ｖ１を検出している。
【００３３】
図４は実施例１に用いる電圧検知回路２０５の回路及び動作波形を示している。図４（ａ）は電圧検知回路２０５の回路構成図であり、図４（ｂ）は電圧検知回路２０５の動作を説明するための波形を示している。図４（ａ）を用いて電圧検知２０５の回路構成を説明する。ＡＣ３〜ＡＣ４間に印加される電圧が、ツェナーダイオード４０１のツェナー電圧より高い値になると、ＡＣ３〜ＡＣ４間に電流が流れる。フォトカプラ４０３の一次側発光ダイオードに電流が流れると、２次側のトランジスタが動作し、トランジスタ４０６のゲート電圧がＬＯＷ状態となる。４０４は電流制限抵抗、４０２はフォトカプラ４０３の保護抵抗である。
【００３４】
トランジスタ４０６がＯＮ状態になると、抵抗４０７を介してＶｃｃからコンデンサ４０８に充電電流Ｉｃ４が流れる。コンデンサの放電電流Ｉｄ４は抵抗４０９及びトランジスタ４１０を介し、ＧＮＤに流れる。ＣＰＵ２０３はＥＤＭ信号をトランジスタ４１０のゲートに入力している。ＥＤＭ信号がＨＩＧＨ状態になると、トランジスタ４１０はＯＮ状態になり、放電電流Ｉｄ４が流れる。ＥＤＭ信号がＬＯＷ状態になると、トランジスタ４１０はＯＦＦ状態になり、放電電流Ｉｄ４が流れなくなる。
【００３５】
コンデンサ４０８において放電電流Ｉｄ４が流れる時間に対する充電電流Ｉｃ４が流れる時間の比率が大きくなる（時間が長くなる）と、コンデンサ４０８の飽和電圧は高い値となる。コンデンサ４０８の電圧が、抵抗４１１と抵抗４１２の分圧抵抗であるコンパレータ４１４の比較電圧（閾値電圧）よりも大きくなると、コンパレータ４１４の出力部には抵抗４１３を介してＶｃｃから電流が流れ、出力部ＲＬＯＦＦの電圧がＬＯＷ状態となり、高い電圧状態を検知することができる。なお、この比率はコンデンサの飽和電圧に応じて予め設定すればよい。
【００３６】
図４（ｂ）に電圧検知回路２０５の動作を説明するための波形を示す。波形４２１は電源電圧２０１のＡＣ入力電圧波形を示している。ＺＥＲＯＸ検知部２０６はＡＣ入力電圧波形４２１からＺＥＲＯＸ信号４２２を生成する。このＺＥＲＯＸ信号４２２は商用の交流電源２０１のゼロクロス検知に用いる波形であり、ＡＣ入力電圧波形４２１の正の半波でＨＩＧＨ状態、負の半波でＬＯＷ状態になる。一方、波形４２３はトライアックの動作を制御する信号ＴＲＭであり、トライアックＴＲ１に入力することで発熱部に供給される電力を制御している。ＴＲＭ信号４２３がＨＩＧＨ状態になると、トライアックＴＲ１がＯＮ状態となる。トライアックはＯＮ状態をゼロクロスまで保持するため、第２の導電経路Ｈ２に印加される電圧Ｖ２は４２４の実線に示した波形になる。図面上に記載した波形４２４はヒータ３００に供給される電力が５０％になるように制御（５０％のＤＵＴＹ制御：位相制御ともいう）した状態の電圧Ｖ２を示している。電圧波形４２４はダイオード２０７を介して、電圧検知回路２０５に入力される。トランジスタ４０６のゲート電圧（Ｖｔｚ１）は第２の導電経路Ｈ２に印加される電圧波形４２４がツェナーダイオード４０１のツェナー電圧Ｖｚ４を超えた期間はＬＯＷ状態となるため、４２５で示した波形になる。ゲート電圧（Ｖｔｚ１）がＬＯＷ状態になると、トランジスタ４０６がＯＮ状態となり、コンデンサ４０８に抵抗４０７を介してＶＣＣから充電電流Ｉｃ４が流れる。波形４２６に充電電流Ｉｃ４を示す。このＩｃ４の時間がヒータ３００（Ｈ１またはＨ２）への電圧が比較電圧（閾値電圧）を超えた第１の期間である。
【００３７】
ＥＤＭ信号４２７はＣＰＵ２０３内部の処理で生成される。ＴＲＭ信号がＨＩＧＨ状態になると、ＥＤＭ信号はＨＩＧＨ状態をゼロクロス信号４２２の状態が変化するまで保持する。つまり、ＥＤＭ信号はトライアックの動作がＯＮ状態のときＨＩＧＨ状態になり、ＯＦＦ状態のときはＬＯＷ状態になるので、ＥＤＭ信号４２７は第２の導電経路Ｈ２に電圧が印加されている時間（波形４２４）Ｈｉｇｈ状態になる波形である。このＥＤＭ信号を電圧検知回路２０５のトランジスタ４１０のベースに入力すると、ＥＤＭ信号４２７は第２の導電経路Ｈ２に電圧が印加されている時間のみ放電電流Ｉｄ４が流れるため、放電電流Ｉｄ４は４２８に示した波形になる。このＩｄ４の時間がヒータ３００（Ｈ１またはＨ２）へ電力が供給されている第２の期間である。
【００３８】
ところで、ヒータ３００へ供給される電力を１００％に制御した場合、充電電流Ｉｃ４が流れる時間はｔｎ４になる。ヒータ３００へ供給される電力が５０％の場合における、充電電流Ｉｃ４が流れる時間はｔｃ４であり、ｔｎ４に比べて充電時間が半分になる。一方、ヒータ３００へ供給される電力を１００％に制御した場合、放電電流Ｉｄ４が流れる時間は、ｔｍ４である。またヒータ３００へ供給される電力が５０％の場合における、放電電流Ｉｄ４が流れる時間はｔｄ４であり、ｔｍ４に比べて半分になる。放電時間に対する充電時間の比率が低減すると、コンデンサ４０８の飽和電圧が低くなり、高い電圧状態を検知できなくなる場合がある。本実施例の電圧検知回路２０５では、ヒータ３００への供給電力を５０％の状態で行った場合、充電時間ｔｃ４はｔｎ４の半分になるが、放電時間ｔｄ４もｔｍ４の半分になるため、放電時間ｔｃ４に対する充電時間ｔｄ４の比率は、ヒータ３００への供給電力を１００％の状態の放電時間ｔｎ４に対する充電時間ｔｍ４の比率に対して低減しない。つまり、電圧検知回路２０５を用いることで、上記の第１の期間（ｔｃ４、ｔｎ４）に対する第２の期間（ｔｍ４、ｔｄ４）の比率がトライアックＴＲ１の電力制御による影響を低減し、図３（ｄ）で説明した化電力供給の状態、つまり、故障状態の判定が可能となる。
【００３９】
なお、本実施例では、上記の第１の期間と第２の期間の比率を求めて過電力の状態であることを判定しているが、第１の期間と第２の期間の差の値を求めて、求めた差の値が所定値以下にかったら過電力と判定する方式でもよい。本実施例は、過電力の状態を判定するめに、上記の第１の期間と第２の期間を検知することを特徴としており、過電力の判定部については比率を求めたり、差分を求める等で判定することができる。
図５はヒータ３００に供給される電力が波形４２４のように、位相制御などを用いて電力制御された状態においても、本実施例の電圧検知回路２０５が、図３（ｄ）の故障状態を検知可能であることを示すシミュレーション結果である。図５の（ａ）〜（ｄ）は位相制御によるトライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率と、ヒータに供給される電力、電圧検知回路２０５のコンデンサ４０８の飽和電圧、及び、電圧検知結果を示している。
【００４０】
図５（ａ）は実施例で用いる電圧検知回路２０５の検知結果である。シミュレーションでは、コンパレータ４１４の比較電圧（閾値電圧）を２Ｖに設定しており、コンデンサ４０８の飽和電圧が２Ｖを超えると、ＲＬＯＦＦ信号はＬＯＷ状態となり、図３（ｄ）で説明した故障状態が検知できる。
【００４１】
トライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率が１００％の場合、図３（ｄ）の故障状態において、第２の導電経路Ｈ２には２００Ｖの電圧が印加され、電圧検知回路２０５のコンデンサ４０８の電圧は２．４４Ｖになる。コンパレータ４１４の比較電圧２Ｖよりも高くなるため、電圧検知回路２０５の出力ＲＬＯＦＦはＬＯＷ状態となり、図３（ｄ）の故障状態を検知できる。トライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率が１００％〜２５％に変化した場合においても、トライアックの動作時間応じて放電時間を制御しているため、コンデンサ４０８の電圧がコンパレータ４１４の比較電圧よりも高くなり、図３（ｄ）の故障状態を検知できる。
【００４２】
トライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率が２５％以下になった場合は、電圧波形Ｖ２がツェナー電圧Ｖｚ４を超える時間がほとんど無くなるため、電圧検知回路２０５の出力ＲＬＯＦＦはＨｉｇｈ状態となり、図３（ｄ）の故障状態を検知できなくなる。しかし、ヒータ３００に供給される電力は１０００Ｗ以下に制限され、ヒータに供給される電力が低いため、従来から用いられている温度検知素子１１１や、素子１１２（温度ヒューズやサーモＳＷなど）によってヒータ３００への電力供給を遮断することができる。
【００４３】
一方、図５（ｂ）はＥＤＭ信号が常にＨＩＧＨ状態（放電電流Ｉｄ４が常に流れる状態）であり、放電電流Ｉｄ４の制御を行わない場合の検知結果である。トライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率が１００％の場合は、図５（ａ）と同様に、コンデンサ４０８の飽和電圧がコンパレータ４１４の比較電圧よりも高くなるため、電圧検知回路２０５の出力ＲＬＯＦＦはＬＯＷ状態となり、図３（ｄ）の故障状態を検知できる。トライアックＴＲ１のＯＮ時間比率が１００％以下では、トライアックＴＲ１のＯＮ時間の比率が下がるに従って、放電電流Ｉｄ４が流れる時間に対して、充電電流Ｉｃ４がコンデンサ４０８に流れる時間が減少するため、コンデンサ４０８の飽和電圧が低減する。トライアックのＯＮ時間比率が５０％以下の場合、コンデンサ４０８の飽和電圧が１．９３Ｖとなり、コンパレータ４１４の比較電圧を下回るため、図３（ｄ）の故障状態を検知できなくなる。このときヒータ３００に供給される電力は最大で２０００Ｗになる。放電電流の制御を行わない場合、ヒータに供給される電力が本実施例の電圧検知回路２０５を用いた場合に比べて略２倍になった場合にも、故障状態を検知できない場合がある。つまり、定着装置１００の構成によっては、従来から用いられている温度検知素子１１１や、素子１１２（温度ヒューズやサーモＳＷなど）によってヒータ３００への電力供給を遮断することが難しい場合がある。
【００４４】
図５（ｃ）は電力５０％に位相制御した５０１の条件における、放電電流を制御しない場合のコンデンサ４０８の飽和電圧波形、図５（ｄ）は電力５０％に位相制御した５０２の条件における、本実施例のコンデンサ４０８の飽和電圧波形を示している。図５（ｃ）及び図５（ｄ）のシミュレーションは、トライアックのＯＮ時間比率が５０％に位相制御された場合の結果を示している。図上の実線が飽和電圧を示しており、飽和電圧が点線で示したコンパレータ４１４の比較電圧を超えた場合、図３（ｄ）の故障状態を検知できる。
【００４５】
本実施例の電圧検知回路２０５の放電電流制御を用いることで、トライアックＴＲ１の電力制御の影響を低減し、図３（ｄ）に示した故障状態を検知することができる。
【００４６】
図６は実施例１のＣＰＵ２０３及び、リレー制御部２０４による、定着装置１００の制御シーケンスを説明するためのフローチャート図である。Ｓ６００では、制御回路２００がスタンバイ状態になると、制御を開始しＳ６０１に進む。Ｓ６０１では、リレー制御部２０４がＲＬ３をＯＮ状態にする。Ｓ６０２では、電圧検知回路２０２の出力であるＶＯＬＴ信号に基づき、電源電圧の範囲を判断し、電源電圧が１００Ｖ系（本例：１００Ｖ〜１２７Ｖの電圧範囲）の場合、Ｓ６０４に進み、２００Ｖ系（本例：２００Ｖ〜２４０Ｖの電圧範囲）の場合、Ｓ６０３に進む。Ｓ６０３では、リレーＲＬ１及びリレーＲＬ２をＯＦＦ状態に保持し、Ｓ６０５に進む。Ｓ６０４では、リレー制御部２０４は、ＲＬ１及び、ＲＬ２をＯＮ状態にし、Ｓ６０５に進む。Ｓ６０５でプリント制御開始の判断がされるまで、Ｓ６０２〜Ｓ６０４の処理を繰り返し行い、プリント制御が開始されると、Ｓ６０６に進む。Ｓ６０６では、ＣＰＵ２０３はリレー制御部２０４に出力するＲＬ４ＯＮ信号をＨＩＧＨ状態にし、リレー制御部２０４は、ＲＬ４をＯＮ状態にする。Ｓ６０７では、電圧検知回路２０５が本実施例で説明した図３（ｄ）の故障状態を検知している場合、ＲＬＯＦＦ信号をＬＯＷ状態にし、Ｓ６０８に進む。Ｓ６０８では、リレー制御部２０４はＲＬ１、ＲＬ３、ＲＬ４のラッチ部を動作させ、ＲＬ１、ＲＬ３、ＲＬ４をＯＦＦ状態に保持し、Ｓ６０９に進む。Ｓ６０９では、異常状態を報知して、プリント動作を緊急停止し、Ｓ６１２に進み制御を終了する。Ｓ６０７で異常を検知しなかった場合には、Ｓ６１０に進む。Ｓ６１０では、ＣＰＵ２０３は、温度検知素子１１１が出力するＴＨ信号に基づき、ＰＩ制御を用いてトライアックＴＲ１を制御することで、ヒータ３００に供給する電力制御（位相制御、もしくは波数制御）を行っている。Ｓ６１１でプリント終了を判断するまで、Ｓ６０７〜Ｓ６１１の処理を繰り返し、プリント終了するとＳ６１２に進み、制御を終了する。
【００４７】
なお、本実施例の電圧検知回路２０５の比較電圧（閾値電圧）はツェナーダイオードを用いて設定したが、定電圧を得るための素子としてシャントレギュレータを用いて比較電圧を設定しても良い。
【００４８】
このように実施例１の電圧検知回路２０５を用いることで、抵抗値を切り替え可能な装置において、発熱部に過電力が供給されている状態を確実に検知することができる。
【実施例２】
【００４９】
図７は、実施例２のヒータ８００の制御回路７００を示している。
上記の実施例１と同様の構成については説明を省略する。
図７（ａ）は基板１０５上に形成された発熱パターン、導電パターン、及び電極を示している。また図７の制御回路７００との接続を説明するため、図２に記載のコネクタとの接続部を示してある。ヒータ８００は抵抗発熱パターンで形成された、導電経路Ｈ１、Ｈ２を有している。ヒータ８００の第１の導電経路には、第１の電極Ｅ１、第２の電極Ｅ２を介して電力を供給されており、第２の導電経路には、第３の電極Ｅ３、第４の電極Ｅ４を介して電力を供給されている。電極Ｅ１はコネクタＣ１と、電極Ｅ２はコネクタＣ２と、電極Ｅ３はコネクタＣ３と、電極Ｅ４はコネクタＣ４と接続されている。また、図７において、ＲＬ１はＨ１とＨ２の接続状態を切り替える第１のスイッチとして、また、ＲＬ２は第２のスイッチとして機能する。なお、リレーＲＬ１およびＲＬ２としては、ＭＢＭ接点（ブレーク・ビフォア・メーク接点）のリレーを用いればよい。
【００５０】
図７（ｂ）に示すトライアックＴＲ１はＣＰＵ７０３からのＴＲＭ信号及びＭＡＳＫ信号に従って動作する。加圧ローラ回転検知部７０２は、加圧ローラが非回転状態で大電力が供給される状態を抑制するために用いられる。加圧ローラ回転検知部７０２は加圧ローラ１０８の回転を検知した場合、ＭＦＧ信号をＬＯＷ状態にする。加圧ローラ回転検知部７０２は加圧ローラ１０８の非回転を検知した場合、ＭＦＧ信号をＨＩＧＨ状態にする。ＣＰＵ７０３内部では、このＭＦＧ信号から加圧ローラが非回転状態と判断した場合に、ヒータ８００に供給される電力を制限するため、ＭＡＳＫ信号を生成し、ヒータ８００に供給される電力を制限している。ＭＦＧ信号がＬＯＷ状態（加圧ローラ１０８の回転状態）において、ＭＡＳＫ信号はＬＯＷ状態になる。ＭＦＧ信号がＨＩＧＨ状態（加圧ローラ１０８の非回転状態）において、ＭＡＳＫ信号は、ＡＣ交流電源の２周期ごとに、ＨＩＧＨとＬＯＷ状態を交互に出力するパルス波形（図８の波形８３３）となる。
【００５１】
実施例１の電圧検知回路２０５では、第２の導電経路Ｈ２にかかる電圧波形Ｖ２の正の半波電圧を検知していたが、電圧検知回路７０５はブリッジダイオード７０７を用いて、電圧波形Ｖ２の全波（正の半波と負の半波）を検知している。
【００５２】
リレーＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４は、電源ＯＦＦ状態における接点の接続状態を示してある。電圧検知回路２０２が２００Ｖを検知した場合、リレー制御部７０４はＲＬ１ラッチ部を動作させ、ＲＬ１をＯＦＦ状態に保持する。ＲＬ２はＲＬ１と連動することを特徴としており、ＲＬ２はＲＬ１と同時にＯＦＦ状態になる。更にＲＬ４をＯＮ状態にすることで、定着装置１００に電力供給可能となり、この状態では、第１の導電経路Ｈ１と、第２の導電経路Ｈ２が直列接続されるため、ヒータ８００は抵抗値の高い状態になる。電圧検知回路２０２が１００Ｖを検知した場合、ＲＬ１をＯＮ状態にする。ＲＬ２はＲＬ１と連動することを特徴としており、ＲＬ２はＲＬ１と同時にＯＮ状態になる。更にＲＬ４をＯＮ状態にすることで、定着装置１００に電力供給可能となり、この状態では、第１の導電経路Ｈ１と、第２の導電経路Ｈ２が並列接続されるため、ヒータ８００は抵抗値の低い状態になる。
【００５３】
図１０はＴＲ１の駆動回路である。ＭＡＳＫ信号がＬＯＷ状態になると、ＰＮＰ型トランジスタ７３３にベース電流が流れＯＮ状態になる。７３１と７３２はトランジスタ７３３を駆動するために用いる抵抗である。ＴＲＭ信号がＨＩＧＨ状態になるとＮＰＮ型トランジスタ７３８にベース電流が流れＯＮ状態になる。７３５と７３６はトランジスタ７３８を駆動するために用いる抵抗である。トランジスタ７３３及び、トランジスタ７３８がＯＮ状態になると、フォトトライアックカプラ７４０の２次側発光ダイオード７３４にＶｃｃから電力が供給される。７３７は電流制限抵抗である。フォトトライアックカプラ７４０がＯＮになると、続いてトライアックＴＲ１はＯＮ状態になる。抵抗７３９、７４１はトライアックＴＲ１のためのバイアス抵抗である。
【００５４】
加圧ローラ回転検知部７０２は、ＭＦＧ信号がＨＩＧＨ状態（加圧ローラ１０８の非回転状態）において、ＭＡＳＫ信号は、ＡＣ交流電源の２周期ごとに、ＨＩＧＨとＬＯＷ状態を交互に出力するパルス波形（図８の波形８３３）となる。そのため、ＭＡＳＫ信号がＬＯＷの期間のみ、トライアックＴＲ１に電力を供給可能になる。つまり、加圧ローラ回転検知部７０２が加圧ローラの非回転状態を検知している場合に、ヒータ８００に供給可能な電力の最大値を５０％に制限することができる。また、ＭＡＳＫ信号８３３はＣＰＵ７０３がＺＥＲＯＸ信号を２分の１分周することで生成されている。
【００５５】
図８は本実施例の電圧検知回路７０５の回路及び動作を説明するための波形を示している。電源電圧が２００Ｖで、ヒータ８００の抵抗値の低い第２の動作状態（並列接続）になった故障状態（実施例１の図３（ｄ）の故障状態に相当する。）における波形を説明する。
【００５６】
図８（ａ）は電圧検知回路７０５の回路図である。ＡＣ５〜ＡＣ６間には、ダイオードブリッジ７０６によりヒータの導波経路Ｈ２に印加される電圧Ｖ２が全波整流された波形が入力される。ＡＣ５〜ＡＣ６に印加される電圧が閾電圧値以上になると、抵抗８０１と抵抗８０２で分圧された電圧がツェナーダイオード８０３のツェナー電圧より高い値になり、抵抗８０４に電圧が印加されると、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ８０５がＯＮ状態となり、抵抗８０７を介して、フォトカプラ８０８の一次側発光ダイオードに電流が流れる。８０６はフォトカプラ８０８の保護抵抗である。フォトカプラ８０８の一次側発光ダイオードに電流が流れると、２次側のトランジスタが動作し、抵抗Ｒ８０９を介してＶｃｃから電流が流れ、トランジスタ８１０のゲート電圧がＬＯＷ状態となる。トランジスタ８１０がＯＮ状態になると、抵抗８１１を介してＶｃｃからコンデンサ８１２に充電電流Ｉｃ８が流れる。またコンデンサ８１２からは２つの放電電流Ｉｄ８、Ｉｅ８が流れる。放電電流Ｉｅ８は第１の放電抵抗８１５から常時放電される電流であり、トランジスタ８１０の漏れ電流により、コンデンサ８１２が充電され、電圧検知回路７０５が誤動作することを防止している。第１の放電抵抗８１５は第２の放電抵抗８１３よりも大きな抵抗値となっている。ＣＰＵ７０３はＭＡＳＫ信号をコンパレータ８１４に入力しており、ＭＡＳＫ信号がＬＯＷ状態になると、抵抗８２０と抵抗８２１で分圧されたコンパレータ８１４の比較電圧（閾値電圧）より下回り、放電電流Ｉｄ８は第２の放電抵抗８１３を介してＧＮＤに流れるため、コンデンサ８１２から放電される総電流が大きくなる。ＭＡＳＫ信号がＨＩＧＨ状態になると、コンパレータ８１４の比較電圧より上回るため、コンパレータ８１４の出力部は開放状態（オープンコレクタ状態）になり、コンデンサ８１２から放電される総電流が小さくなる。ＡＣ５〜ＡＣ６に印加される電圧が高くなり、フォトカプラ８０８の一次側発光ダイオードに電流が流れる時間の比率（ＯＮ Ｄｕｔｙ：オン時間ともいう）が大きくなると、コンデンサ８１２に充電電流が流れる時間が増え、放電時間に対する充電時間の割合が増加し、コンデンサ８１２の電圧は高い値となる。コンデンサ８１２の電圧が、抵抗８１６と抵抗８１７で分圧されたコンパレータ８１８の比較電圧よりも大きくなると、コンパレータ８１８の出力部には抵抗８１９を介してＶｃｃから電流が流れ、出力ＲＬＯＦＦの電圧がＬＯＷ状態となる。電圧検知回路７０５ではバイポーラトランジスタ８０５を用いることで、フォトカプラ８０８の一次側発光ダイオードに流れる電流の立ち上がり及び、立ち下がりの反応が急峻になり、精度良くＡＣ電源電圧を検知することができる。
【００５７】
図８（ｂ）は電圧検知回路７０５の動作及び、加圧ローラ非回転時にヒータ８００に供給する電力を制限するＭＡＳＫ信号を説明するための図である。ＴＲＭ信号は常にＯＮ状態（電力１００％制御）であり、ＭＡＳＫ信号でヒータ８００に供給される電力が制御されている場合を説明する。
【００５８】
波形８３１は商用の交流電源からのＡＣ入力電圧を示しており、ＺＥＲＯＸ検知部２０６はＡＣ入力電圧８３１のＺＥＲＯＸ信号８３２を出力している。８３３はＭＦＧ信号がＬＯＷ状態のとき（加圧ローラが非回転時）トライアックの動作を制限するＭＡＳＫ信号の波形である。
【００５９】
電圧波形８３４はＭＡＳＫ信号８３３によって、第２の導電経路Ｈ２に供給される電力が制限された状態の電圧波形である。この電圧波形８３４はダイオードブリッジ７０７を介して、電圧検知回路２０５に入力される。入力された電圧は抵抗８０１と抵抗８０２により分圧される。分圧された電圧がツェナーダイオード８０３のツェナー電圧超えた場合、トランジスタ８０５がＯＮし、フォトカプラ８０８に電流が流れる。８３５はトランジスタ８１０のゲート電圧（Ｖｔｚ２）波形であり、入力電圧８３４が閾電圧Ｖｚ８を超えた期間はＬＯＷになる。ゲート電圧（Ｖｔｚ２）がＬＯＷ状態になると、波形８３６に示した、充電電流Ｉｃ８が流れる。
【００６０】
８３７は、コンデンサ８１２からＧＮＤに流れる放電電流波形を示している。ＭＡＳＫ信号８３３がＬＯＷ状態のときは、放電電流Ｉｄ８及び放電電流Ｉｅ８が流れる。ＭＡＳＫ信号がＨＩＧＨ状態になると、放電電流はＩｅ８だけになり、コンデンサ８１２から放電される総電流は小さくなる。
【００６１】
充電電流Ｉｃ８の波形８３６において、ヒータ８００へ供給される電力が１００％の場合におけるコンデンサ８１２の充電時間はｔｎ８１〜ｔｎ８４の合計値である。ヒータ８００へ供給される電力が５０％の場合におけるコンデンサ８１２の充電時間はｔｃ８１とｔｃ８２の合計値であり、ｔｎ８１〜ｔｎ８４の合計値に比べて充電時間が半分になる。一方放電電流Ｉｄ８の波形８３７においてヒータ８００へ供給される電力が１００％の場合における放電時間はｔｍ８である。またヒータ８００へ供給される電力が５０％の場合における放電時間はｔｄ８になりｔｍ８に比べて半分になる。放電時間に対する充電時間の比率が低減すると、コンデンサ８１２の飽和電圧が低くなり、高い電圧状態を検知できなくなる場合がある。本実施例の電圧検知回路７０５では、ヒータ８００への供給電力を５０％の状態で行った場合、充電時間は半分になるが、放電時間も半分になるため、放電時間に対する充電時間の比率が低減しない。つまり、この電圧検知回路７０５は加圧ローラ非回転時の電力制限制御によりトライアックの動作状態が変化しても、その動作状態にあわせてコンデンサ８１２の放電時間を制御することで、コンデンサ８１２の飽和電圧の低減を抑え、図３（ｄ）で説明した大電力が供給される可能性がある故障状態が検知できる。
【００６２】
このように実施例２の電圧検知回路７０５を用いることで、発熱部に過電力が供給されている状態を確実に検知することができる。
【実施例３】
【００６３】
実施例１及と同様の構成については説明を省略する。図９（ａ）に本実施例の電圧検知回路９０５を示している。電圧検知回路９０５の１次側の回路は実施例２における電圧検知回路７０５と同じため説明を省略する。ＡＣ３〜ＡＣ４間の電圧が、分圧抵抗９０１、９０２及びツェナーダイオード９１２から設定された閾電圧Ｖｚ９を超えた時、フォトカプラ９０８の一次側発光ダイオードに電流が流れ、２次側のトランジスタが動作し、抵抗Ｒ９０９を介してＶｃｃから電流が流れ、ＣＰＵ９１１の入力電圧Ｖｔｚ３がＬＯＷ状態となる。ＣＰＵ９１１ではＶｔｚ３の波形がＬＯＷレベルになる時間を測定する。ＣＰＵの内部処理は図９（ｂ）で説明する。
【００６４】
図９（ｂ）を用いて電圧検知回路９０５における動作を説明する。波形９２１は電源電圧２０１のＡＣ入力電圧波形を示している。ＺＥＲＯＸ検知部２０６はＡＣ入力電圧９２１からＺＥＲＯＸ信号９２２を生成する。一方、波形９２３はトライアックＴＲ１の動作を制御するＴＲＭ信号であり、トライアックＴＲ１に入力することでヒータ３００に供給される電力を制御している。ＴＲＭ信号９２３がＨＩＧＨ状態になると、トライアックＴＲ１がＯＮ状態となる。トライアックＴＲ１はＯＮ状態をゼロクロスまで保持するため、第２の導電経路Ｈ２に印加される電圧は、９２４に示した波形になり、ヒータ３００に供給される電力は５０％に制限される。この電圧波形９２４はダイオード２０７を介して、電圧検知回路９０５に入力される。このときＣＰＵの入力電圧Ｖｔｚ３は、ＡＣ３〜ＡＣ４間の電圧が分圧抵抗９０１、９０２及びツェナーダイオード９１２から設定された閾電圧Ｖｚ９を超えた時ＬＯＷとなるため、９２５で示した波形になる。
【００６５】
ＥＤＭＣ信号９２６はＣＰＵ９１１内部の信号処理で生成されている。実施例１の電圧検知回路２０５で説明したように、ＴＲＭ信号がＨＩＧＨ状態になってからゼロクロス信号９２２の状態が変化するまで、ＥＤＭＣ信号はＨＩＧＨ状態を保持する。このＥＤＭＣ信号９２５はトライアックの動作がＯＮ状態のときＨＩＧＨ状態になり、ＯＦＦ状態のときはＬＯＷ状態になるので、第２の導電経路Ｈ２に電圧が印加されている時間（波形９２６）ＨＩＧＨ状態になる波形である。
【００６６】
ＣＰＵではＶｔｚ３の波形９２６がＬＯＷレベルになる時間ｔｃ９と第２の導電経路Ｈ２に電圧が印加されている時間ｔｄ９の比率を算出し、この比率が閾値以上になると、ヒータ３００が図３（ｄ）の故障状態を検知する。ヒータ３００への供給電力を５０％の状態で行った場合、ｔｃ９の時間は５０％減少しているが、同時にｔｄ９の時間も５０％減少する。そのためＣＰＵ９１１が算出するｔｃ９とｔｄ９の比率は一定である。つまり、電圧検知回路９０５を用いることで、トライアックＴＲ１の電力制御による影響を低減し、図３（ｄ）で説明した故障状態が検知できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００  加熱装置
ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３、ＲＬ４  リレー
３００  ヒータ
２３１  ツェナーダイオード
Ｈ１  第１の導電経路
Ｈ２  第２の導電経路
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４  電極
【図１】
0005562132.tif 000002
【図２】
0005562132.tif 000003
【図３】
0005562132.tif 000004
【図４】
0005562132.tif 000005
【図５】
0005562132.tif 000006
【図６】
0005562132.tif 000007
【図７】
0005562132.tif 000008
【図８】
0005562132.tif 000009
【図９】
0005562132.tif 000010
【図１０】
0005562132.tif 000011
【図１１】
0005562132.tif 000012