(57)【要約】【課題】  電流検出手段の検出精度をより高くし、過電流検知手段の検知精度をより高くする。【解決手段】  電流検出回路５０７においては、メインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに流れる電流の合計電流値を検出し、合計電流値に応じたレベルを示す電流レベル検出信号Ｓ５と、所定電流値との大小関係を示す過電流検知信号Ｓ６との２信号を出力する。この合計電流値を電流電圧変換して得られた電圧値と、過電流検知回路の基準電圧発生回路の基準電圧との比に基きＣＰＵ５０１によりメインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに流れる電流を算出する。【選択図】  図５
2006343690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真プロセス技術を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上に転写されたトナー像を電気加熱手段により加熱定着する画像形成装置において、
前記電気加熱手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、
該電流検出手段により検出された電流を電流電圧変換して得られた電圧値と基準電圧発生手段の基準電圧とを比較して過電流を検出する過電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流を電流電圧変換して得られた電圧値と前記基準電圧発生手段の基準電圧値との比に基き前記電気加熱手段に流れる電流を算出する算出手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電流検出手段の感度を調整する感度調整手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１において、前記基準電圧発生手段の基準電圧を調整する基準電圧調整手段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、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、画像形成装置の定着装置においては、次のような技術が用いられている。
【０００３】
（１）電流検出手段を用いた技術
画像形成装置において、電源を投入した後に印刷を行うためには、定着装置の温度を所定温度以上にしなくてはならない。定着装置の温度を急速に上昇させるためには、定着装置への供給電流量を多くする必要がある。
【０００４】
しかしながら、商用交流電源においてはコンセントの電流定格による規制があり、定格電流以下の電流しか使用することはできない。
【０００５】
そこで、特許文献１等で開示されているように、定着装置に流れる電流を検出する手段を設け、定格電流以下でより多くの電流を定着装置に供給する制御が行なわれている。
【０００６】
（２）過電流検知手段を用いた技術
定着装置は、定着装置内の発熱体の温度を検出する温度検出手段を設け、その結果に応じて電流制御手段を用いて供給電流量を調整し、定着装置を所定温度に制御する。
【０００７】
このような定着装置において、温度検出手段、制御手段の何れかが正常に機能しない場合、定着装置の過熱によって装置の故障に至るおそれもある。
【０００８】
そこで、特許文献２等で開示されているように、定着装置に過剰な電流が流れている状態を検知する過電流検知手段を設け、定着装置に過剰な電流が流れた場合には通電遮断装置を作動し、定着装置への電流供給を強制的に停止するといった方法がとられている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２７４９０１号公報
【特許文献２】特開平０６−２０２５１２号公報
【特許文献３】特開平０４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平０４−４４０７６号公報
【特許文献５】特開平０４−４４０７７号公報
【特許文献６】特開平０４−４４０７８号公報
【特許文献７】特開平０４−４４０７９号公報
【特許文献８】特開平０４−４４０８０号公報
【特許文献９】特開平０４−４４０８１号公報
【特許文献１０】特開平０４−４４０８２号公報
【特許文献１１】特開平０４−４４０８３号公報
【特許文献１２】特開平０４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】特開平０４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】特開平０４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】特開平０４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】特開平０４−２０４９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前述した電流検出手段と過電流検知手段を共に有する画像形成装置においては、下記のような課題があった。
【００１１】
（１）電流検出手段と過電流検知手段の検出特性に誤差が生じるため、高い精度での過電流検知及び電流検出を行なうことができなかった。
【００１２】
この課題に対しては、各々の検出手段の特性を調整することにより検出精度を高める方法があるが、２つの検出手段に対して専用の調整手段が必要となり、コスト面で有利な対策とはいえなかった。
【００１３】
（２）電流検出手段と過電流検知手段の間で発生する検出特性の相対誤差により、画像形成装置が誤動作するという問題があった。前述した通り、従来の画像形成装置では電流検出手段の結果に応じて定着装置への供給電流量を制御する。
【００１４】
このような制御においては、供給電流のレベルを過電流検知手段が作動する電流以下となるように制御を行い、画像形成装置が誤動作することを回避する。
【００１５】
しかしながら、電流検出手段の検出特性と過電流検知手段の特性の相対精度が悪い場合、過電流検知手段が作動するレベルの電流を誤って供給し、過電流検知手段が誤動作してしまう問題があった。
【００１６】
この課題に対しても、各々の検出手段の特性を調整することにより検出精度を高める方法があるが、調整時に生じる誤差により、２つの検出手段の相対誤差を小さくするには限界があった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、このような問題を解決し、電流検出手段の検出精度をより高くすることができるとともに、過電流検知手段の検知精度をより高くすることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、電子写真プロセス技術を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上に転写されたトナー像を電気加熱手段により加熱定着する画像形成装置において、前記電気加熱手段に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段により検出された電流を電流電圧変換して得られた電圧値と基準電圧発生手段の基準電圧とを比較して過電流を検出する過電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された電流を電流電圧変換して得られた電圧値と前記基準電圧発生手段の基準電圧値との比に基き前記電気加熱手段に流れる電流を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１の発明において、電流検出手段の感度を調整する感度調整手段を有することができる。
【００２０】
請求項１の発明において、基準電圧発生手段の基準電圧を調整する基準電圧調整手段を有することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、上記のように構成したので、電流検出手段の検出精度をより高くすることができ、過電流検知手段の検知精度をより高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
（１）レーザビームプリンタ
図１は本実施の形態に係るレーザビームプリンタ１００の構造を示す図である。レーザプリンタ１００は記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有し、デッキ１０１内の記録紙Ｐの有無を検知するデッキ紙有無センサ、デッキ１０１内の記録紙Ｐのサイズを検知する紙サイズ検知センサ１０３、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０４、ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０５、デッキ給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０６が設けられている。  
【００２３】
デッキ給紙ローラ１０５の下流には、デッキ１０１と、後述する両面反転部からの給紙搬送状態を検知する給紙センサ１０７、さらに下流へと記録紙Ｐを搬送するための給紙搬送ローラ１０８、記録紙Ｐを印刷タイミングと同期して搬送するレジストローラ対１０９、レジストローラ対１０９への記録紙Ｐの搬送状態を検知するレジ前センサ１１０が配設されている。
【００２４】
レジストローラ対の下流には、レーザスキャナ部１１１からのレーザ光に基づいて感光ドラム１上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１１２と、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写するためのローラ部材１１３、記録紙Ｐ上の電荷を除去し感光ドラム１からの分離を促進するための放電部材（以下「除電針」という。）１１４が配設されている。
【００２５】
除電針１１４の下流には、搬送ガイド１１５、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着する定着装置１１６、定着装置１１６からの搬送状態を検知する定着排紙センサ１１９、定着装置１１６から搬送されてきた記録紙Ｐを排紙部か両面反転部に行き先を切り換えるための両面フラッパ１２０が配設されており、排紙部側の下流には排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ１２１、記録紙を排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。一方、記録紙Ｐの両面に印字するために片面印字終了後の記録紙Ｐを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ対１２３、反転ローラ対１２３への紙搬送状態を検知する反転センサ１２４、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部（不図示）から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５、両面反転部の記録紙Ｐ搬送状態を検知する両面センサ１２６、両面反転部から給紙部へと記録紙Ｐを搬送するための両面搬送ローラ対１２７が配設されている。
【００２６】
（２）定着装置
図２は定着装置の構造を示す模式図である。この定着装置は、特許文献３〜１６等に開示のフィルム加熱方式の装置である。２０４はセラミックヒータ固定兼フィルム内面ガイド用の耐熱性、断熱性、剛体ステーであり、記録紙２１０の搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長部材である。２０５は後述するセラミックヒータであり、上記ステーの下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持させた、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長部材である。
【００２７】
２０１は円筒状の耐熱性フィルム材（以下「定着フィルム」という。）であり、セラミックヒータ２０５を取り付けたステー２０４に遊嵌させてある。例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性、離型性、強度、耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの円筒状単層フィルム、あるいはポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳなどの円筒状フィルムの外周面に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムである。
【００２８】
２０２は加圧ローラであり、芯金２０３の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層２０７をローラ状に同心一体に設けた加圧ローラである。この加圧ローラ２０２と、ステー２０４側のセラミックヒータ２０５とを定着フィルム２０１を挟ませて加圧ローラ２０２の弾性に抗して圧接させてある。矢印Ｎで示した範囲がその圧接により形成される定着ニップ部である。
【００２９】
加圧ローラ２０２は定着駆動モータＭ２（１１８）により矢示Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２０２の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０２と定着フィルム２０１の外面との摩擦力で定着フィルム２０１に直接的に回転力が作用し（記録紙２１０が矢印Ａ方向で定着ニップ部Ｎに導入されたときは記録紙２１０を介して定着フィルム２０１に回転力が間接的に作用）、定着フィルム２０１がセラミックヒータ２０５の下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向Ｃに回転駆動される。ステー２０４はフィルム内面ガイド部材としても機能して定着フィルム２０１の回転を容易にする。定着フィルム２０１の内面とセラミックヒータ２０５の下面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させることもできる。
【００３０】
加圧ローラ２０２の回転による定着フィルム２０１の回転が定常化し、セラミックヒータ２０５の温度が所定に立ち上がった状態において、定着フィルム２０１を挟んでセラミックヒータ２０５と加圧ローラ２０２とで形成される定着ニップ部Ｎの定着フィルム２０１と加圧ローラ２０２との間に画像定着すべき記録紙２１０が導入されて、定着フィルム２０１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることにより、セラミックヒータ２０５の熱が定着フィルム２０１を介して記録紙２１０、未定着画像に付与され、記録紙２１０上の未定着画像が記録紙２１０面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Ｎを通った記録紙２１０は定着フィルム２０１の面から分離されて搬送される。なお、図２における矢印Ａは記録紙２１０の搬送方向を示す。
【００３１】
（３）セラミックヒータ２０５
図３はセラミックヒータ２０５の構造を示す図である。セラミックヒータ２０５は記録紙の搬送方向に対して直交する方向に長く配設されている。基材３０１としてのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いており、一面側には印刷によって２つの発熱パターン３０２ａ及び３０２ｂが形成されている。また、発熱パターン３０２ａ及び３０２ｂは電気絶縁層としてのガラス保護膜によって被覆されている。以下、発熱パターン３０２ａで形成されたヒータ部を「メインヒータ３０２ａ」といい、発熱パターン３０２ｂで形成されたヒータ部を「サブヒータ３０２ｂ」という。
【００３２】
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃは給電電極であり、発熱パターンの両端に電圧を印加できるように形成されている。メインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂは、発熱分布が大きく異なる。メインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂの発熱分布を図４に示す。メインヒータ３０２ａはセラミックヒータ２０５の中央部で発熱量が大きくなるように形成されており、サブヒータ３０１ｂは端部での発熱量が大きくなるように形成されている。
【００３３】
（４)サーミスタ
本実施の形態に係る定着装置では、セラミックヒータ２０５の温度を測定するためのサーミスタを３個有する。各サーミスタはセラミックヒータ２０５上に所定の圧力で押し当てられている。図４はサーミスタの配置関係を示す図であり、サーミスタのセラミックヒータ２０５長手方向の配置を矢印Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇで示す。サーミスタ１はセラミックヒータ２０５中央部に配置されている。一方、サーミスタ２、３は端部に配置している。各サーミスタは不図示の温度検出回路に接続されており、各サーミスタの温度検出結果はＣＰＵ５０１に入力されている。図８は温度検出回路の内部回路である。サーミスタ１、２、及び３は、それぞれ、抵抗８０４、８０６及び８０７と直列に接続されている。Ｓ１０、Ｓ１１、及びＳ１２は検出信号であり、温度によって変化するサーミスタの抵抗値に応じて変動する。検出信号Ｓ１０、Ｓ１１、及びＳ１２はＣＰＵ５０１及び後述の安全回路に接続している。
【００３４】
（５）電力制御回路
次にセラミックヒータ２０５に電力を供給する電力制御回路について説明する。電力制御はメインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂで独立して制御する構成となっている。図５は電力供給制御回路の接続図である。５０１はＣＰＵ、５０２、５０３は第１と第２のトライアック、５０４はＡＣ電源、５０５はリレー、５０７は電流検出回路である。第１のトライアック５０２とメインヒータ３０２ａとは直列接続し、また第２のトライアック５０３とサブヒータ３０２ｂとは直列接続し、それらを並列にＡＣ電源５０４に対して接続させてある。第１と第２のトライアック５０２、５０３はそれぞれＣＰＵ５０１からの第１と第２のヒータ駆動信号Ｓ１、Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦでＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３５】
リレー５０５は第１と第２のトライアック５０２、５０３とＡＣ電源５０４の間に挿入しており、リレー５０５の駆動によりメインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂへの通電を遮断できる構成になっている。リレー５０５の制御信号は後述の安全回路に接続されている。電流検出回路５０７はリレー５０５とＡＣ電源５０４の間に挿入している。電流検出回路５０７の動作については後述する。
【００３６】
なお、セラミックヒータ２０５への電力供給量の調整は、ＡＣ電源の１半波内の位相角で通電のＯＮ／ＯＦＦを行なうことにより各ヒータへの供給電力を制御する位相制御によって実現する。ＣＰＵ５０１は不図示のＡＣ電源のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知回路から出力されるゼロクロス信号を用いて制御する。
【００３７】
図７（ａ）にゼロクロス信号とヒータ駆動信号Ｓ１の駆動タイミングを示す。ゼロクロス信号の立下りのタイミングから所定時間ｔ１，ｔ２後にヒータ駆動信号Ｓ１をＯｎしてセラミックヒータ２０５への通電を制御する。図７（ｂ）はタイミングｔ１，ｔ２とセラミックヒータ２０５に供給される電力の関係を示すテーブルである。テーブルはＡＣ電源の周波数が５０Ｈｚの場合のものであり、全位相で通電した場合の供給電力を１００％として表している。
プリント動作中の電力供給量の制御方法については後述する。
【００３８】
（６）電流検出回路５０７
電流検出回路５０７ではメインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに流れる電流の合計電流値を検出し、合計電流値に応じたレベルを示す電流レベル検出信号Ｓ５と、所定電流値との大小関係を示す過電流検知信号Ｓ６との２信号を出力する。電流検出回路５０７の動作について説明する。
【００３９】
（６−１）電流レベル検出部
図６は電流検出回路５０７の回路図である。図１０は回路内各部の波形図であり、図１０（ａ）はメインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに全波の電流が流れた場合の波形を示し、図１０（ｂ）は１半波内の位相角で通電のＯＮ／ＯＦＦを行なうことにより、メインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂへの供給電力を制御する位相制御を行なった場合の波形を示している。
【００４０】
端子６４６と６４７はリレー５０５とＡＣ電源５０４の間に接続されている。６４５はカレントトランスであり、１番端子と２番端子には、メインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに通電される電流Ｉ６０１が入力され、カレントトランス６４５の出力端子３番及び４番端子には、抵抗６４０、６４３と、ダイオード６４２、６４４とで構成された整流回路が接続されており、整流回路の出力部には電流Ｉ６０１のレベルに応じた半波の交流電圧Ｖｔが発生する。整流回路の出力部はオペアンプ６３３、ＦＥＴ６３６、コンデンサ６３４、抵抗６３５、６３８、及び可変抵抗６５３で構成された積分回路６６０に接続されている。可変抵抗６５３は積分回路の感度調整用である。調整方法については後述する。
【００４１】
積分回路では、交流電圧の１周期の積分動作が行なわれ、コンデンサ６３４の端子間には積分値に相当する電圧が発生する。コンデンサ６３４間の電圧はＲＳＴ信号で駆動されたＦＥＴ６３６の動作によって、１周期毎に０Ｖにクリアされる。ＲＳＴ信号はＡＣ電源５０４のゼロクロス点に対し所定タイミングでＣＰＵ５０１から出力される信号である。オペアンプ６３３の出力端子の電圧Ｖｉｎｔは、次の式で表すことができる。
【００４２】
【数１】
2006343690.tif 000003
【００４３】
ここで、ΣＶｔは整流回路の出力電圧Ｖｔの積分値である。
【００４４】
オペアンプ６３３の出力はオペアンプ６２８、抵抗６３１、６３２、６３０、６２９、及びダイオード６２７で構成した差動回路に入力される。差動回路内の抵抗は、抵抗６３０と抵抗６３１、及び抵抗６２９と抵抗６３２がそれぞれ同じ抵抗値に設定されている。差動回路には積分回路の出力電圧Ｖｉｎｔと整流回路の出力電圧Ｖｔが入力される。差動回路の出力電圧Ｖｃｓは下記で表される。
【００４５】
【数２】
2006343690.tif 000004
【００４６】
ここで、Ｒ６３１は抵抗Ｒ６３１の抵抗値、Ｒ６３２は抵抗６３２の抵抗値である。
【００４７】
差動回路の出力はコンデンサ６２６によってピークホールドされるが、ＲＳＴ信号で駆動されたＦＥＴ６２６の動作によって、１周期毎に０Ｖにクリアされる。電圧Ｖｃｓはヒータ３０２に流れる電流の半周期区間の平均値に相当するレベルとなる。差動回路の出力電圧Ｖｃｓはオペアンプ６２２を介し、電流レベル検出信号Ｓ６として出力されＣＰＵ５０１のアナログ入力ポートに入力される。
【００４８】
（６−２）過電流検知部
差動回路の出力電圧Ｖｃｓはオペアンプ６０４にも接続されており、所定基準電圧Ｖｆｄと比較することにより、ヒータ３０２に流れる電流が過電流状態であるかの判定を行なう。差動回路の出力電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｆｄよりも高い場合は、オペアンプ６０４の出力はＨＩＧＨレベルとなる。オペアンプ６０４の出力にはダイオード６０２、コンデンサ６０１。抵抗６０３が接続されており、ＨＩＧＨレベルの状態が、所定期間、ピークホールドされ、過電流検知信号Ｓ５として出力される。
【００４９】
ここで基準電圧Ｖｆｄについて説明する。本実施の形態では、ＡＣ電源の周波数に応じた電圧を発生する周波数検出部６５５の出力を基準電圧として使用している。トランジスタ６１２、抵抗６１３、６１５、６１８、６１９、６１４は、定電流発生回路であり、コンデンサ６１０には一定の電流が供給され、電圧Ｖｓｑが上昇する。コンデンサ６１０の両端にはＲＳＴ信号によって駆動されるＦＥＴ６１１が接続されており、ＲＳＴ信号によって電圧Ｖｓｑは０Ｖにクリアされる。Ｖｓｑ、ＲＳＴ信号の波形図を図１１に示す。電圧Ｖｓｑは次の式で表すことができる。
【００５０】
【数３】
2006343690.tif 000005
【００５１】
ここで、Ｒ６１３、Ｒ６１８、Ｒ６１９はそれぞれ、抵抗Ｒ６１３、Ｒ６１８、Ｒ６１９の抵抗値、Ｔ１はＲＳＴ信号がＬＯＷである区間の時間を示す。
【００５２】
電圧Ｖｓｑはオペアンプ６０７、ダイオード６０６、コンデンサ６０８、抵抗６０５で構成されたピークホールド回路によって、電圧Ｖｓｑのピーク値がピークホールされ基準電圧Ｖｆｄとしてオペアンプ６０４の負入力端子に入力される。このように過電流検知部の基準電圧に周波数検出信号を用いることにより、ＡＣ電源周波数の変動による過電流検知精度の低下を防ぐことができる。
【００５３】
（６−３）調整方法
電流検出回路には回路調整機能を設けている。回路調整は電流検出と過電流検知の精度を向上させることを目的とする。調整は、積分回路６６０の特性を変化させる可変抵抗６５３を調整し、過電流検知部の作動電流を目標値に合わせる方法で行なう。具体的には、端子６４６と端子６４７間に調整電流Ｉ（ｏｖｃ）を供給し、差動回路の出力電圧Ｖｃｓのピーク値と基準電圧Ｖｆｄの電圧レベルが一致するように可変抵抗６５３を調整する。このとき、ＲＳＴ信号は調整電流Ｉ（ｏｖｃ）の周波数に相当する信号を入力しておく。このような方法で回路調整を行なうことにより、過電流検知の作動電流が調整電流Ｉ（ｏｖｃ）と一致し、過電流状態を、高い精度で検出することが可能となる。
【００５４】
なお、調整電流Ｉ（ｏｖｃ）の大きさは、ヒータの過昇温で装置が破損するヒータ電流以下に設定する。本実施の形態においては、調整電流Ｉ（ｏｖｃ）は１３Ａとする。
【００５５】
（７)ヒータ電流演算部
電流検出回路から出力された電流レベル検出信号Ｓ６は、ＣＰＵ５０１のアナログ入力ポートに入力され、電流の絶対値を算出する演算処理を行なう。図１７は電流値演算処理のフロー図である。まず、Ｓ１７０２で電流レベル検出信号Ｓ６のサンプリングを行なう。サンプリングは図１０（ａ）及び（ｂ）のＳ区間内で行なうことにより、ヒータ電流に応じたレベル信号をサンプリングすることができる。次に、Ｓ１７０３で周波数検出信号Ｓ７のサンプリングを行なった後、Ｓ１７０４の電流演算処理に移行する。前述の回路調整方法で説明した通り、電流検出回路は調整電流Ｉ（ｏｖｃ）印加時に、差動回路の出力電圧Ｖｃｓのピーク値と基準電圧Ｖｆｄのレベルが一致するように調整されることから、ヒータ電流の絶対値は次の式で算出することができる。
【００５６】
【数４】
2006343690.tif 000006
【００５７】
ここで、Ｖ（Ｓ６）は電流レベル検出信号Ｓ６の電圧レベル、Ｖ（Ｓ７）は電流レベル検出信号Ｓ６の電圧レベルである。
【００５８】
このように、電流検出結果である差動回路の出力電圧Ｖｃｓと、過電流検知信号の基準値であるＶｆｄのレベルとの比率から電流値の絶対量を算出することにより、高い精度で電流量を検出することが可能となる。
【００５９】
次に、Ｓ１７０５では電流の補正処理を行なう。Ｓ１７０４で算出した電流値は、セラミックヒータ２０５に供給されている交流波形の平均電流値である。一方、セラミックヒータ２０５への電力量は、実効電流値で決まることから、Ｓ１７０４で算出した平均電流値Ｉｓを実効電流値Ｉｓ′に変換する処理を行なう。この変換は図１８に示すテーブルで決まる係数ＲＭＳＣＯＮＶを用いる。係数ＲＭＳＣＯＮＶは実効電流値と平均電流値の比率を示すものであり、位相制御を行なった場合には通電を開始する位相角によって値が変わる。図１８のテーブルは位相制御時の供給電力に対しての係数ＲＭＳＣＯＮＶの関係を示したものである。補正は次の式を用いて行なう。
【００６０】
【数５】
2006343690.tif 000007
【００６１】
式５で算出した実効電流値を検出結果として用いて、後述する制御に用いる。
【００６２】
（８）電力制御シーケンス
本レーザビームプリンタにおける電力制御の方法について説明する。本実施形態においては、メインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂに対し、１半波内の位相角で通電のＯＮ／ＯＦＦを行なうことにより、メインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂへの供給電力を制御する位相制御を行なっている。制御方法はプリント停止状態からヒータ駆動を行なう立ち上げ時制御と、セラミックヒータ２０５が所定温度以上の場合に行なう定常温度制御がある。
【００６３】
（８−１）立ち上げ時制御
立ち上げ時はセラミックヒータ２０５に流れる電流が所定のターゲット電流Ｉ（target）となるように電力を供給する制御を行なう。図１２は立ち上げ時制御のフロー図である。ＣＰＵ５０１は不図示のコントローラからプリントスタート信号を受けると、画像形成シーケンスを実行させる。同時に第１及び第２のヒータ駆動信号Ｓ１、Ｓ２を制御して第１及び第２のトライアック５０３、５０４をＯＮし、セラミックヒータ２０５の昇温を開始する。Ｓ１２０１で初期供給電力Ｐｏを投入した後、サーミスタ１の温度状態を検知、認識し、１６０℃に到達しているかを判断する（Ｓ１２０３）。
【００６４】
ここで、１６０℃以上の場合は、定常温度制御に移行する。１６０℃以下の場合は、Ｓ１２０４で電流検出信号Ｓ５のサンプリングを行い、Ｓ１２０５で前述の方法で電流値の演算を行なう。続いて、Ｓ１２０６でヒータ電流値の検出結果とターゲット電流Ｉ（target）との差ΔＩに応じて、供給電力の制御量ΔＰを決定する。図１３はターゲット電流との差ΔＩと供給電力の制御量ΔＰの関係を示すテーブルである。ターゲット電流との差ΔＩが大きい程、制御量ΔＰを大きく設定することにより、短い時間でターゲット電流に到達できるようにしている。Ｓ１２０７で供給電力の更新を行なった後、Ｓ１２０３に戻り、同様の処理を繰り返すことにより、セラミックヒータ２０５に流れる電流を所定のターゲット電流Ｉ（target）に制御することができる。
【００６５】
なお、ターゲット電流値Ｉ（target）は図１４に示す値としている。ターゲット電流値Ｉ（target）は前述の調整電流Ｉ（ｏｖｃ）よりも小さく設定することにより、過電流回路の誤動作を回避している。
【００６６】
このように、立ち上げ時にセラミックヒータ２０５に流れる電流を所定のターゲット電流Ｉ（target）となるように電力を供給する制御を行なうことにより、機器を破損することなく、セラミックヒータ２０５の温度を短時間で立ち上げることが可能となる。
【００６７】
（８−２）定常温度制御
前述した立ち上げ時制御においてサーミスタ１による検出温度が所定１６０℃に到達すると、制御方法を定常温度制御に切り換える。定常温度制御はサーミスタ１の検出温度が所定のターゲット温度Ｔ（target）となるように、電力を供給する制御を行なう。図１５は定常温度制御時のフロー図である。Ｓ１５０１でサーミスタ１の温度状態を検知、認識した後、サーミスタ１のサンプリング結果とターゲット温度Ｔ（target）との差ΔＴを算出し（Ｓ１５０２）、ΔＴの大きさに応じて供給電力の制御量ΔＰを決定する（Ｓ１５０３）。図１６はターゲット温度との差ΔＴと供給電力の制御量ΔＰの関係を示すテーブルである。ターゲット温度との差ΔＴが大きい程、制御量ΔＰを大きく設定することにより、短い時間でターゲット温度に到達できるようにしている。Ｓ１５０４で供給電力の更新を行なった後、Ｓ１５０１に戻り、同様の処理を繰り返すことにより、サーミスタ１の温度をターゲット温度Ｔ（target）に制御することができる。
【００６８】
（９）安全回路
本実施の形態に係るレーザビームプリンタでは、安全装置を設けて通電暴走時のセラミックヒータ２０５の過熱を回避する。
【００６９】
安全装置５０９は下記の２種類の構成でセラミックヒータ２０５への通電を遮断する回路を設けている。
【００７０】
（９−１）異常温度検知による通電遮断
図９はサーミスタ検出によって通電の遮断を制御する安全回路の回路図である。サーミスタ１、２、３の検出信号Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２は、コンパレータ９０１、９０２、９０３のマイナス入力端子にそれぞれ入力し、プラス入力端子に入力されている基準電圧Ｖｒｅｆとの比較を行なうことにより、異常過熱状態を判断する。サーミスタ１の検出信号に対する基準電圧Ｖｒｅｆ（電圧Ｖｃｃを抵抗９０４及び９０５で分圧した値）と比較する。電圧比較の結果によりコンパレータがオン状態に切り換わると、トランジスタ９１５に抵抗９１２を介してベース電流が流れオン状態となる。これにより、リレー制御信号Ｓ４がＬＯＷ状態となって、リレーへの通電が停止し、リレー５０５が遮断状態となる。一方、サーミスタ２の検出信号に対する基準電圧Ｖｒｅｆは抵抗９０６、９０８で決まる値と比較し、トランジスタ９１６を駆動することにより、リレーへの通電が停止し、リレー５０５を遮断状態とする。更に、サーミスタ２の検出信号に対する基準電圧Ｖｒｅｆは抵抗９０９、９１０で決まる値と比較し、トランジスタ９１７を駆動することにより、リレーへの通電が停止し、リレー５０５を遮断状態とする。
【００７１】
（９−２）過電流検知による通電遮断
安全回路５０９には電流検出回路５０７から出力される過電流検知検出信号Ｓ５が入力されている。過電流検知信号Ｓ５が過電流状態でＨＩＧＨ状態になると、トランジスタ９２５がオン状態となり、リレー制御信号Ｓ４がＬＯＷ状態となってリレーへの通電が停止しリレー５０５が遮断状態となる。
【００７２】
このように、電流検出回路５０７の過電流検知信号Ｓ５の状態に応じて、セラミックヒータ２０５への通電を遮断する構成としたことにより、装置の異常によって過剰な電流がセラミックヒータ２０５に流れた場合でも、装置の破損を防ぐことが可能となる。
【００７３】
以上、説明した通り、本実施の形態におけるレーザビームプリンタでは、電流検出回路の感度調整手段によって過電流検知回路の作動点を調整したことにより、高精度の過電流検知手段を実現した。
【００７４】
また、電流検出回路の検出値と過電流検知回路の基準電圧の相対比率から電流の絶対値を算出することにより、高精度の電流検出手段を実現した。
【００７５】
更に、電流検出回路の検出値と過電流検知回路の基準電圧の相対比率から電流の絶対値を算出することにより、相対精度の高い電流検出手段と過電流検知手段を実現した。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態との比較でいえば、電流検出回路５０７の回路調整部の構成のみが異なる。すなわち、第１の実施の形態では、積分回路６６０に可変抵抗を設けたが、本実施の形態では、図１９に示すように、周波数検出部６５５内の抵抗１９０１を可変抵抗として抵抗値を可変な構成とし、電流検出回路の調整を行うようにした。
【００７６】
電圧Ｖｓｑは次の式で表すことができる。
【００７７】
【数６】
2006343690.tif 000008
【００７８】
ここで、Ｒ１９０１は可変抵抗１９０１の抵抗値である。
【００７９】
式６から明らかなように、Ｒ１９０１を可変とすることにより電圧Ｖｓｑが変化する。電圧Ｖｓｑはオペアンプ６０７、ダイオード６０６、コンデンサ６０８、抵抗６０５で構成されたピークホールド回路によって、電圧Ｖｓｑのピーク値がピークホールされ、基準電圧Ｖｆｄとしてオペアンプ６０４の負入力端子に入力される。即ち、可変抵抗１９０１の抵抗値の調整によって、基準電圧Ｖｆｄのレベル調整が可能である。電流検出回路の調整は、第１の実施の形態と同じ方法で行い、可変抵抗６５３を調整し、過電流検知部の作動電流を目標値に合わせる方法で行なう。
【００８０】
このような方法で回路調整を行なうことにより、過電流検知の作動電流が調整電流Ｉ（ｏｖｃ）と一致し、過電流状態を高い精度で検出することが可能となる。
【００８１】
以上、説明した通り、本実施の形態におけるレーザビームプリンタでは、過電流検知回路の基準電圧のレベル調整手段によって過電流検知回路の作動点を調整したことにより、高精度の過電流検知手段を実現した。
【００８２】
また、電流検出回路の検出値と過電流検知回路の基準電圧との相対比率から電流の絶対値を算出することにより、高精度の電流検出手段を実現した。
【００８３】
更に、電流検出回路の検出値と過電流検知回路の基準電圧の相対比率から電流の絶対値を算出することにより、相対精度の高い電流検出手段と過電流検知手段を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】第１の実施の形態におけるレーザビームプリンタの構造を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態における定着装置の構成図である。
【図３】図２のセラミックヒータ２０５の構造を示す図である。
【図４】図３のセラミックヒータ２０５に対するサーミスタの配置例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における定着制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施の形態における電流検出回路の回路図である。
【図７】第１の実施の形態における電力制御方法を説明する説明図である。
【図８】第１の実施の形態におけるサーミスタの接続を示す図である。
【図９】第１の実施の形態における安全回路の構成を示す図である。
【図１０】図５の電流検出回路５０７の波形図である。
【図１１】図６の周波数検出部６５５の波形図である。
【図１２】第１の実施の形態における立ち上げ制御時の制御フロー図である。
【図１３】第１の実施の形態における立ち上げ制御時の供給電力をテーブルにして示す図である。
【図１４】第１の実施の形態におけるターゲット電流設定の説明図である。
【図１５】第１の実施の形態における定常温度制御時の制御フロー図である。
【図１６】第１の実施の形態における定常温度制御時の供給電力テーブルである。
【図１７】第１の実施の形態におけるヒータ電流算出時のフロー図である。
【図１８】第１の実施の形態におけるヒータ電流算出時の係数を表にして示す図である。
【図１９】第２の実施の形態における電流検出回路の回路図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０１  レーザビームプリンタ
１１６  定着装置
２０２  加圧ローラ
３０１  セラミックヒータ
５０２、５０３  トライアック
５０１  ＣＰＵ
５０７  電流検出回路
５０９  安全回路
６４２  ダイオード
６２５  ＦＥＴ
６３３  オペアンプ
６３４  コンデンサ
６４５  カレントトランス
６５３  可変抵抗
６５５  周波数検出部
６６０  積分回路
【図１】
2006343690.tif 000009
【図２】
2006343690.tif 000010
【図３】
2006343690.tif 000011
【図４】
2006343690.tif 000012
【図５】
2006343690.tif 000013
【図６】
2006343690.tif 000014
【図７】
2006343690.tif 000015
【図８】
2006343690.tif 000016
【図９】
2006343690.tif 000017
【図１０】
2006343690.tif 000018
【図１１】
2006343690.tif 000019
【図１２】
2006343690.tif 000020
【図１３】
2006343690.tif 000021
【図１４】
2006343690.tif 000022
【図１５】
2006343690.tif 000023
【図１６】
2006343690.tif 000024
【図１７】
2006343690.tif 000025
【図１８】
2006343690.tif 000026
【図１９】
2006343690.tif 000027