(57)【要約】【課題】発熱体に流れる電流の実効値を高精度に検出すること。【解決手段】カレントトランス３４１、３４３は第一発熱体６１および第二発熱体６２に流れる交流電流を検知する。リレー３４０やトライアック３１６、３２６は発熱体に供給される電力を遮断する。保護回路３００は検知された交流電流の演算値に基づき遮断を制御する。ＣＰＵ３２０は、保護回路３００から演算値と当該演算値の計測期間とを示す複数のデータを受信し、当該複数のデータに基づき発熱体へ供給される電力を制御する。ＣＰＵ３２０は演算期間ΣＴｚにおける複数のデータから複数の演算値と複数の計測期間とを抽出する。ＣＰＵ３２０は、抽出された複数の演算値と複数の計測期間とに基づき、演算期間における交流電流の演算値を求める。ＣＰＵ３２０は、演算期間における交流電流の演算値に基づき発熱体へ供給される電力を制御する。【選択図】図３
2019008125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体と、
前記発熱体に流れる交流電流を検知する検知手段と、
前記発熱体に供給される電力を遮断する遮断手段と、
前記検知手段により検知された前記交流電流の平均実効値に基づき前記遮断手段を制御する保護制御手段と、
前記保護制御手段から前記平均実効値と当該平均実効値の計測期間とを示す複数のデータを受信し、当該複数のデータに基づき前記発熱体へ供給される電力を制御する電力制御手段と、を有し、
前記電力制御手段は、前記計測期間よりも長い所定の演算期間における前記複数のデータから複数の平均実効値と複数の計測期間とを抽出し、抽出された前記複数の平均実効値と前記複数の計測期間とに基づき、前記演算期間における交流電流の平均実効値を求め、前記演算期間における交流電流の平均実効値に基づき、前記発熱体へ供給される電力を制御することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記保護制御手段は、
前記交流電流に比例した電圧値の二乗を演算する二乗手段と、
前記交流電流のゼロクロスポイントに基づき前記計測期間を計測する周期計測手段と、
前記電圧値の二乗を積分し、前記電圧値の二乗の積分値を前記周期計測手段により計測された前記計測期間で除算することで、各計測期間における前記平均実効値を求める積分手段と、
前記平均実効値と前記計測期間とを示すデータを前記電力制御手段に送信する送信手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記電力制御手段は、
前記データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたデータを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持されているＮ個（Ｎは２以上の整数）のデータから抽出されたＮ個の計測期間の合計値を前記演算期間として求める第一合計手段と、
前記保持手段に保持されている各データに含まれている平均実効値と計測期間との積を求める乗算手段と、
前記乗算手段により求められたＮ個の積の合計値を求める第二合計手段と、
前記Ｎ個の積の合計値を前記演算期間で除算して前記演算期間における交流電流の平均実効値を求める除算手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記電力制御手段は、前記演算期間における交流電流の平均実効値に基づき前記発熱体に供給される電力の上限値を決定する決定手段をさらに有し、前記上限値を超えないように前記発熱体に供給される電力を制御することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記演算期間は、前記計測期間のＮ倍であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記計測期間は、前記発熱体に流れる交流電流の半周期または当該半周期の整数倍に相当する期間であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記計測期間ごとの前記平均実効値は、前記計測期間における前記発熱体に流れる交流電流の実効値、当該実効値の２乗値、または当該２乗値を前記計測期間において積分することで取得された積分値のいずれかに比例した値であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記送信手段は、前記計測期間ごとに複数個の同一データを送信するように構成されており、
前記電力制御手段は、前記複数個の同一データのうち破損したデータを破棄するように構成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記送信手段は、前記複数個の同一データのそれぞれに識別情報を付加して送信するように構成されており、
前記電力制御手段は、前記識別情報に基づき前記複数のデータが同一かどうかを判定するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記送信手段は、前記計測期間ごとに前記識別情報を変更することを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
前記送信手段は、前記データの破損を検出するための検出符号を付加して送信するように構成されており、
前記電力制御手段は、前記検出符号に基づき前記データの破損を検出するように構成されていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
前記電力制御手段は、
前記計測期間のバラツキを取得する取得手段と、
前記バラツキに応じて前記演算期間を調整する調整手段と
をさらに有することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
前記調整手段は、前記バラツキが大きくなるにつれて前記演算期間を増加させ、前記バラツキが小さくなるにつれて前記演算期間を減少させることを特徴とする請求項１２に記載の像加熱装置。
【請求項１４】
前記バラツキは標準偏差であることを特徴とする請求項１３に記載の像加熱装置。
【請求項１５】
トナー画像を加熱する発熱体と、
前記発熱体に流れる交流電流を検知する検知手段と、
前記発熱体に供給される電力を遮断する遮断手段と、
前記検知手段により検知された前記交流電流に基づき前記遮断手段を制御する保護制御手段と、
前記交流電流の検知結果を前記保護制御手段から受信し、当該検知結果に基づき前記発熱体へ供給される電力を制御する電力制御手段と、を有し、
前記保護制御手段は、
前記交流電流に比例した電圧値の二乗を演算する二乗手段と、
前記電圧値の二乗を積分する積分手段と、
前記交流電流の半周期を計測する周期計測手段と、
前記積分手段により積分された前記電圧値の二乗を前記交流電流の半周期で除算して電流演算値を求める除算手段と、
前記電流演算値と前記半周期とを示すデータを前記電力制御手段に送信する送信手段と、を有し、
前記電力制御手段は、
前記データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたＮ個のデータを保持する保持手段と、
前記保持手段に保持されているＮ個のデータから抽出されたＮ個の半周期の合計値を求める第一合計手段と、
前記保持手段に保持されている各データに含まれている電流演算値と半周期との積を求める乗算手段と、
前記乗算手段により求められたＮ個の積の合計値を求める第二合計手段と、
前記Ｎ個の積の合計値を前記Ｎ個の半周期の合計値で除算して電流演算値の復元値を求める復元手段と、を有し、当該復元値に基づいて前記発熱体へ供給される電力を制御することを特徴とする像加熱装置。
【請求項１６】
シートを搬送する搬送手段と、
前記シートにトナー画像を形成する画像形成手段と、
請求項１ないし１５のいずれか一項に記載された像加熱装置と
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、電子写真プリンタ等の画像形成装置における像加熱装置の電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録技術で使用される定着装置は、記録材上に形成された未定着のトナー画像を加熱して記録材上に定着させる。このために、定着装置は商用電源から供給される電力によって発熱体を発熱させる。定着装置が故障すると、発熱部材が熱暴走することがある。特許文献１によれば、発熱部材に過電流が流れると、発熱部材に供給される電力を遮断する回路が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１２５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、定着装置の温度を精度よく制御するためには、発熱体に流れる電流の実効値を高精度に検出することが必要とされる。そこで、本発明は、発熱体に流れる電流の実効値を高精度に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、たとえば、
発熱体と、
前記発熱体に流れる交流電流を検知する検知手段と、
前記発熱体に供給される電力を遮断する遮断手段と、
前記検知手段により検知された前記交流電流の平均実効値に基づき前記遮断手段を制御する保護制御手段と、
前記保護制御手段から前記平均実効値と当該平均実効値の計測期間とを示す複数のデータを受信し、当該複数のデータに基づき前記発熱体へ供給される電力を制御する電力制御手段と、を有し、
前記電力制御手段は、前記計測期間よりも長い所定の演算期間における前記複数のデータから複数の平均実効値と複数の計測期間とを抽出し、抽出された前記複数の平均実効値と前記複数の計測期間とに基づき、前記演算期間における交流電流の平均実効値を求め、前記演算期間における交流電流の平均実効値に基づき、前記発熱体へ供給される電力を制御することを特徴とする像加熱装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発熱体に流れる電流の実効値を高精度に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】画像形成装置を示す図
【図２】定着部を示す図
【図３】ヒータ制御部を示す図
【図４】交流電流などの波形を示す図
【図５】保護回路を示す図
【図６】復元処理の概念を説明する図
【図７】復元処理を示すフローチャート
【図８】電力制御を示すフローチャート
【図９】復元処理を示すフローチャート
【図１０】復元処理を示すフローチャート
【図１１】ＣＰＵの機能を説明する図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下では実施例を示す図面が参照されながら、本発明を実施するための形態が例示的に詳しく説明される。ただし、本実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、本発明の範囲を以下の実施の形態に限定する意図は存在しない。
【０００９】
＜実施例１＞
●画像形成装置
図１が示すように、たとえば、画像形成装置１００は電子写真記録技術を用いるレーザビームプリンタである。画像形成装置１００は複写機やファクシミリ、複合機であってもよい。画像形成装置１００は商用電源などの交流電源に接続されており、交流電源から電力を供給される。感光体１９は静電潜像やトナー画像を担持しながら回転する像担持体である。帯電ローラ２２は感光体１９の画像形成面を所定の極性に帯電させる帯電手段である。スキャナユニット２１は、画像情報に応じて変調されたレーザ光が感光体１９の画像形成面を走査するように、レーザ光を偏向しながら出力する露光手段または走査手段である。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。現像器２３は静電潜像にトナーを供給することで静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段である。感光体１９、帯電ローラ２２および現像器２３はプロセスカートリッジ１５として一体化されてもいてもよい。一方、ピックアップローラ１２は給紙カセット１１に積載されているシートＰを一枚ずつ搬送路へ給紙する給紙手段である。レジストローラ１４は、シートＰを転写部に搬送する搬送手段である。転写部は、感光体１９と転写ローラ２０とで形成されている。なお、多色画像を形成する画像形成装置の転写部は中間転写方式を採用してもよい。転写ローラ２０はシートＰに対して感光体１９により搬送されてきたトナー画像を転写し、定着部５１に向けてシートＰを搬送する転写手段である。定着部５１は、トナー画像およびシートＰに熱と圧力を加えて、トナー画像をシートＰに定着させる定着手段である。排出ローラ２７は定着部５１から搬送されてきたシートＰを画像形成装置１００の外部へ排出する。定着部５１とヒータ制御部８０は像加熱装置５０を形成している。ヒータ制御部８０は定着部５１の温度が目標温度に維持されるように電力の供給を制御する。モータ３０は定着部５１等を駆動するモータである。
【００１０】
●定着装置
図２（Ａ）が示すように、定着部５１は、筒状（無端状）のフィルム５３と、加圧ローラ５６とを有している。ヒータ６０はフィルム５３の内面に接触および摺動し、発生した熱をフィルム５３に伝搬する発熱装置である。フィルム５３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である。加圧ローラ５６は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金５７と、シリコーンゴム等の材質の弾性層５９とを有する。芯金５７の中心には回転軸５８が設けられている。モータ３０はギヤ等を介して駆動力を回転軸５８に伝達し、加圧ローラ５６を回転させる。フィルム５３は加圧ローラ５６から駆動力を伝達されて回転する。保持部材５２はヒータ６０を保持する部材であり、耐熱樹脂製である。保持部材５２は、フィルム５３の回転を案内するガイド機能も有している。
【００１１】
ヒータ６０は平板状の部材（例：セラミックヒータ）である。第一発熱体６１および第二発熱体６２はセラミック製の基板６５（発熱部材）上に形成された発熱抵抗体である。第一発熱体６１および第二発熱体６２は、それぞれ基板６５の長手方向に沿って延びる縦長形状に形成され、基板６５の短手方向（長手方向に直交する方向）に互いに異なる位置に設けられている。より具体的には、第一発熱体６１は基板６５の短手方向における中央部よりも一端側に設けられている。第二発熱体６２は基板６５の短手方向における中央部よりも他端側に設けられている。ヒータ６０は、さらに、第一発熱体６１および第二発熱体６２を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層６７を有する。基板６５の裏面側であって、画像形成装置１００の通紙領域にはサーミスタＴＨ１が当接している。サーミスタＴＨ１は温度検出素子（温度検知手段）である。定着ニップ部Ｎは未定着のトナー画像を担持するシートＰを挟持しながら搬送し、さらにこれらを加圧および加熱する。保護素子５５は、基板６５の裏面側に設けられたサーモスイッチや温度ヒューズである。保護素子５５は、ヒータ６０の温度が閾値を超えたときに作動し、第一発熱体６１および第二発熱体６２への給電ラインを遮断する。ステー５４は、加圧ローラ５６に向かって保持部材５２を付勢する金属製のステーである。
【００１２】
●ヒータ
図２（Ｂ）が示すように、ヒータ６０の第一発熱体６１は電極Ｅ１と電極Ｅ３を介して電力を供給される。第二発熱体６２は電極Ｅ２と電極Ｅ３を介して電力を供給される。導電体６８ａは電極Ｅ２と第二発熱体６２の一端とを接続している。導電体６８ｂは電極Ｅ１と第一発熱体６１の一端とを接続している。導電体６８ｃは電極Ｅ３と第一発熱体６１の他端とを接続しているとともに、電極Ｅ３と第二発熱体６２の他端とを接続している。電極Ｅ１〜Ｅ３はそれぞれヒータ制御部８０に接続されている。
【００１３】
●ヒータ制御部
図３に示される保護回路３００がヒータ制御部８０の故障等を検知すると、第一発熱体６１のみ、または、第二発熱体６２のみに電力を供給する。図３が示すように、ヒータ制御部８０のＣＰＵ３２０はトライアック３１６、３２６の通電／遮断を制御する。トライアック３１６が通電状態になると、第一発熱体６１に電流Ｉ１が流れる。同様に、トライアック３２６が通電状態になると、第二発熱体６２に電流Ｉ２が流れる。すなわち、第一発熱体６１への電力供給は第１の電力制御部としてのトライアック３１６により制御される。第二発熱体６２への電力供給は、第２の電力制御部としてのトライアック３２６によって制御される。これらの電力制御は独立している。
【００１４】
ゼロクロス検知部３３０は、交流電源３０１のゼロクロスポイントを検知する回路であり、ＣＰＵ３２０に交流電源３０１のゼロクロスポイントを示すゼロクロス信号（ＺＥＲＯＸ）を出力する。ＣＰＵ３２０はゼロクロス信号を使用してヒータ６０を制御する。ゼロクロス検知部３３０の回路は、たとえば、特開２０１１−１８０２７号公報に記載されている。
【００１５】
ヒータ制御部８０の故障などが発生すると、ヒータ６０が熱暴走状態となることがある。このような場合に、リレー３４０は、ヒータ６０への電力供給を遮断する電力遮断部として機能する。たとえば、サーミスタＴＨ１が所定の閾値を超える温度を検出した場合、または保護回路３００が過電流などの異常状態を検出した場合、リレー３４０は導通状態から遮断状態に遷移する。これにより、ヒータ６０への電力供給が遮断される。また、リレー３４０の代わりに、トライアック３１６、３２６がヒータ６０への電力供給を遮断する手段として用いられてもよい。
【００１６】
抵抗３１３、３１７は、トライアック３１６のためのバイアス抵抗である。フォトトライアックカプラ３１５は、画像形成装置１００の回路構成における一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ３１５の発光ダイオードに電流が流れると、トライアック３１６がオフからオンに切り替わる。抵抗３１８は、フォトトライアックカプラ３１５の発光ダイオードの電流を制限するための抵抗である。ＣＰＵ３２０はトランジスタ３１９を通じてフォトトライアックカプラ３１５をオン／オフする。トランジスタ３１９はＣＰＵ３２０からのＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。トライアック３１６が通電状態になると、第一発熱体６１に電力が供給される。
【００１７】
抵抗３２３、３２７は、トライアック３２６のためのバイアス抵抗である。フォトトライアックカプラ３２５は、画像形成装置１００の回路構成における一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ３２５の発光ダイオードに電流が流れると、トライアック３２６がオフからオンに切り替わる。抵抗３２８は、フォトトライアックカプラ３２５の発光ダイオードの電流を制限するための抵抗である。ＣＰＵ３２０はトランジスタ３２９を通じてフォトトライアックカプラ３２５をオン／オフする。トランジスタ３２９はＣＰＵ３２０からのＦＵＳＥＲ２信号に従って動作する。トライアック３２６が通電状態になると、第二発熱体６２に電力が供給される。
【００１８】
サーミスタＴＨ１は温度に応じた電圧のＴＨ１信号をＣＰＵ３２０に出力する。サーミスタＴＨ１はＣＰＵ３２０のＡ／Ｄポートに接続されている。ＣＰＵ３２０はＴＨ１信号に基づきサーミスタＴＨ１の検出温度を取得する。ＣＰＵ３２０はサーミスタＴＨ１の検出温度がヒータ６０の設定温度に維持されるように、たとえばＰＩ制御を実行する。ＣＰＵ３２０は供給されるべき電力を算出し、算出された電力を制御条件に変換する。たとえば、ＣＰＵ３２０は算出された電力をそれに対応した位相角（位相制御）の制御レベルと波数（波数制御）の制御レベルに換算する。ＣＰＵ３２０は制御条件にしたがってトライアック３１６、３２６を制御する。
【００１９】
温度保護部３７０は、サーミスタＴＨ１によって検出された温度が上限温度ＴＨｍａｘを超えた場合に、ラッチ部３６０を動作させる。ラッチ部３６０は、ヒータ６０への通電を遮断状態に維持する。
【００２０】
カレントトランス３４１は第一発熱体６１に流れる電流Ｉ１に比例した電圧ＶＩ１を出力する。つまり、カレントトランス３４１は、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として、電流Ｉ１に比例した電圧を出力する。以降の説明では、電流Ｉ１と電圧ＶＩ１は等価なものとして説明される。抵抗３４２は、カレントトランス３４１のダンピング抵抗である。基準電圧Ｖｒｅｆは、シャントレギュレータ等を用いた基準電圧源３５０によって出力された一定の基準電圧である。同様に、カレントトランス３４３は第二発熱体６２に流れる電流Ｉ２に比例した電圧ＶＩ２を出力する。抵抗３４４は、カレントトランス３４３のダンピング抵抗である。電圧ＶＩ１、ＶＩ２は保護回路３００に入力される。保護回路３００にゼロクロス信号が入力される。保護回路３００は電圧ＶＩ１、ＶＩ２に基づき過電流を検出すると、リレーオフ信号（ＲＬＯＦＦ）をラッチ部３６０に出力する。また、保護回路３００は演算結果をＣＰＵ３２０に出力する。
【００２１】
●保護回路
図４は保護回路３００の内部処理を説明するための波形図である。波形Ｗ０は、交流電源３０１（例：５０Ｈｚの正弦波）から供給される電圧の波形である。波形Ｗ１は、トライアック３１６によって制御されて、第一発熱体６１に流れる電流Ｉ１の波形を示している。この例では、電力比が５０％となるように位相制御が実行されている。波形Ｗ２は電流Ｉ１に対応した電圧ＶＩ１を示している。波形Ｗ３は電圧ＶＩ２を二乗したものを示している。波形Ｗ４はゼロクロス検知部３３０が出力するゼロクロス信号を示している。波形Ｗ４は、理想的には、交流電源３０１の波形Ｗ０のゼロクロスポイントに同期した５０Ｈｚの信号となる。ただし、ここでは、ノイズ等の影響が考慮されている。そのため、波形Ｗ４の一部は、交流電源３０１のゼロクロスポイントに同期していない。
【００２２】
図５（Ａ）は実施例１の保護回路３００を示している。周期演算部５３８は、ゼロクロス検知部３３０から出力されたゼロクロス信号の立ち上がりまたは立下りを検知するごとに、ゼロクロス信号の立ち上がりと立下りとの間の時間Ｔｚを計測し、計測結果を後段の各処理部に出力する。この時間Ｔｚはゼロクロス信号の半周期に相当する。
【００２３】
乗算部５１１は、カレントトランス３４１が出力する電圧ＶＩ１と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分信号をＡ／Ｄコンバータでサンプリングし、２乗値ＶＩ１＾２（波形Ｗ３）を演算する。積分部５１２は、乗算部５１１から出力された２乗値ＶＩ１＾２を、周期演算部５３８で算出された時間Ｔｚごとに積分し、その積分結果を時間Ｔｚで除算することで、∫ＶＩ１＾２／Ｔｚを算出する。この算出結果は、時間Ｔｚにおける電流Ｉ１の平均実効値の２乗に比例した値である。平均実効値は複数の実効値の平均値である。以下では、平均実効値そのものだけでなく、平均実効値に比例した値も、便宜上、平均実効値と呼称される。つまり、∫ＶＩ１＾２／Ｔｚと、電流Ｉ１の半周期分の平均実効値とは等価なものとして説明される。移動平均部５１３は、積分部５１２の出力である∫ＶＩ１＾２／Ｔｚについて所定回数にわたり移動平均を実行し、移動平均値Ｉａｖ１を算出する。
【００２４】
乗算部５２１は、カレントトランス３４３が出力する電圧ＶＩ２と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分信号をＡ／Ｄコンバータでサンプリングし、２乗値ＶＩ２＾２を演算する。積分部５２２は、乗算部５２１から出力された２乗値ＶＩ２＾２を時間Ｔｚごとに積分し、その積分結果を時間Ｔｚで除算することで、∫ＶＩ２＾２／Ｔｚを算出する。この算出結果は、時間Ｔｚにおける電流Ｉ２の平均実効値の２乗に比例した値である。以降では、∫ＶＩ２＾２／Ｔｚと、電流Ｉ２の半周期分の平均実効値とは等価なものとして説明される。移動平均部５２３は、積分部５２２の出力である∫ＶＩ２＾２／Ｔｚについて所定回数にわたり移動平均を実行し、移動平均値Ｉａｖ２を算出する。
【００２５】
加算部５３２は、移動平均部５１３の出力Ｉａｖ１と、移動平均部５２３の出力Ｉａｖ２とを加算して加算値Ｉａｖを出力する。過電流検出部５３４は、Ｉａｖが所定の閾値Ｉｍａｘを超えたかを判定する。ＩａｖがＩｍａｘを超えると、過電流検出部５３４は、ＲＬＯＦＦ信号をＬｏｗ状態からＨｉｇｈ状態に切り替える。これにより、リレー３４０が導通状態から遮断状態に遷移し、ヒータ６０への電力の供給が遮断される。
【００２６】
通信部５３１には、積分部５１２の出力∫ＶＩ１＾２／Ｔｚと、積分部５２２の出力∫ＶＩ２＾２／Ｔｚ、及び積分計算に使用された時間Ｔｚが入力される。通信部５３１は、ゼロクロス信号の半周期分の積分計算が終了するごとにこれらの３つの情報をＣＰＵ３２０へ送信する。
【００２７】
本実施例では、１つの積分期間として時間Ｔｚが採用さている。しかし、積分期間は時間Ｔｚのｎ倍（ｎは１以上の整数）であればよい。たとえば、ゼロクロス検知部３３０は、二個のゼロクロスポイントを検知するたびに一個のゼロクロス信号を出力するように変更されてもよい。これにより、積分期間は交流電源３０１の一周期へ変更される。
【００２８】
保護回路３００は、たとえば、半導体集積回路で構成可能である。これは、ヒータ６０の保護を目的として応答性の速い温度検出素子を用いる等の保護素子を設ける方策と比較して、製造コストが削減される。保護回路３００はカレントトランス３４１の出力ＶＩ１およびカレントトランス３４３の出力ＶＩ２を取得し、電流実効値とその移動平均値を演算することで過電流を検知し、通電の遮断を行う。保護回路３００が通電を遮断するための閾値は、画像形成の際に使用される電流に対して余裕を持たせた値に設定される。
【００２９】
本実施例では、保護回路３００が取得した電流実効値はＣＰＵ３２０に送信される。ＣＰＵ３２０は後述の電流量の復元処理を実行するとともに、電力制御を実行する。このように、電力制御に際して保護回路３００とＣＰＵ３２０が機能を分担して連携することにより以下のような効果が得られる。たとえば、スタンバイ状態からの復帰時間を短縮することを目的として急速に像加熱装置５０が立ち上げられることがある。この場合、保護回路３００により通電が遮断されない範囲で第一発熱体６１および第二発熱体６２へ大電流が投入される。この際、第一発熱体６１および第二発熱体６２に流れる電流の測定を、保護回路３００側で実行することにより、ＣＰＵ３２０の制御に係る負担が軽減される。また、復元処理については、演算能力を備えたＣＰＵ３２０側で実行することにより、保護回路３００は復元処理のための演算器を必要としない。
【００３０】
●復元処理
ＣＰＵ３２０は、保護回路３００から取得した電流Ｉ１、Ｉ２の半周期分の平均実効値（∫ＶＩ１＾２／Ｔｚおよび∫ＶＩ２＾２／Ｔｚ）から数周期分の平均実効値を算出する。これにより、ゼロクロス信号に重畳されたノイズの影響が低減される。この処理は復元処理または再計算処理と呼ばれてもよい。
【００３１】
図６は電流復元処理を説明するための図である。縦軸は電流Ｉ１の２乗値を示している。横軸は時間を示している。ここでは４個の平均実効値から、電流Ｉ１の２周期分の平均実効値Ｉｒｍｓが算出される。
【００３２】
【数１】
2019008125.tif 000003
【００３３】
Ｉｒｍｓ１、Ｉｒｍｓ２、Ｉｒｍｓ３、Ｉｒｍｓ４はそれぞれ電流Ｉ１の半周期分の平均実効値である。τ１、τ２、τ３、τ４は４個の平均実効値を演算するために使用されたゼロクロス信号の半周期を示している。つまり、τ１、τ２、τ３、τ４は計測期間である。τ１＋τ２＋τ３＋τ４の合計値は演算期間Στと呼ばれてもよい。ＣＰＵ３２０は（１）式を演算することで、演算期間Στにおける平均実効値Ｉｒｍｓを算出する。このように、平均実効値Ｉｒｍｓは、図６に示された面積部の合計値を演算期間Στで除算して得られる平均値である。
【００３４】
上記の説明では、４個の半周期分の平均実効値Ｉｒｍｓ１、Ｉｒｍｓ２、Ｉｒｍｓ３、Ｉｒｍｓ４から、２周期分の平均実効値Ｉｒｍｓが算出されている。しかし、この算出方法はＮを用いて一般化可能である。
【００３５】
【数２】
2019008125.tif 000004
【００３６】
これは、Ｎ個の電流Ｉ１の半周期分の平均実効値から、Ｎ／２周期分の電流Ｉ１の平均実効値Ｉｒｍｓが算出されること示している。
【００３７】
●復元処理のフローチャート
図７はＣＰＵ３２０が実行する復元処理を示すフローチャートである。上述したように保護回路３００で計測された時間Ｔｚはノイズの影響を含むため、正確な値でないことがある。一方で、ヒータ６０の温度制御に使用される変数は時間Ｔｚを用いて算出される。つまり、時間Ｔｚに含まれるノイズ成分がヒータ６０の温度制御を誤らせる。そこで、温度制御には復元処理によって求めされる電流量の復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２が利用される。
【００３８】
ＣＰＵ３２０はヒータ６０の温度制御の開始要求が発生すると、以下の処理を実行する。
・Ｓ７０１でＣＰＵ３２０は保護回路３００から電流の検知結果を含む通信データを受信したかどうかを確認する。ＣＰＵ３２０は通信ポートと受信データを保持するバッファメモリとを有している。通信ポートは通信部５３１と接続されており、受信データをバッファメモリに格納する。ＣＰＵ３２０はバッファメモリに受信データが格納されているかどうかを判定する。受信データは、時間Ｔｚ、積分部５１２の出力（電流Ｉ１の半周期分の平均実効値）、および積分部５２２の出力（電流Ｉ２の半周期分の平均実効値）を含む。これはそれぞれ電流量Ｉｃ１、Ｉｃ２と表記される。復元処理によって電流量Ｉｃ１および電流量Ｉｃ２を平均化した値はそれぞれ復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２と表記される。保護回路３００からデータを受信していない場合、ＣＰＵ３２０はデータを取得するまで待機する。データを取得している場合、ＣＰＵ３２０は、Ｓ７０２に進む。
・Ｓ７０２でＣＰＵ３２０は、Ｎ個の時間Ｔｚの移動和ΣＴｚを求める。Ｎ個の時間Ｔｚは、Ｎ回の通信によって取得されたＮ個の時間Ｔｚである。各通信データには一つの時間Ｔｚが含まれている。
・Ｓ７０３でＣＰＵ３２０は、通信データから取得された電流量Ｉｃ１と時間Ｔｚとの積ＳＩ１を求める。なお、積ＳＩ１はＮ個の通信データのそれぞれについて求められる。
・Ｓ７０４でＣＰＵ３２０は、Ｎ個の積ＳＩ１の移動和ΣＳＩ１を求める。
・Ｓ７０５でＣＰＵ３２０は、ΣＳＩ１をΣＴｚで除算して電流量の復元値Ｉｒ１を求める。復元値Ｉｒ１は、ΣＴｚの期間における電流Ｉ１の平均実効値の２乗に比例した値である。
・Ｓ７０６でＣＰＵ３２０は、通信データから取得された電流量Ｉｃ２と時間Ｔｚとの積ＳＩ２を求める。なお、積ＳＩ２はＮ個の通信データのそれぞれについて求められる。
・Ｓ７０７でＣＰＵ３２０は、Ｎ個の積ＳＩ２の移動和ΣＳＩ２を求める。
・Ｓ７０８でＣＰＵ３２０は、ΣＳＩ２をΣＴｚで除算して電流量の復元値Ｉｒ２を求める。復元値Ｉｒ２は、ΣＴｚの期間における電流Ｉ２の平均実効値の２乗に比例した値である。
・Ｓ７０９でＣＰＵ３２０は終了条件が満たされたかどうかを判定する。たとえば、終了条件は、画像形成装置１００による画像形成が終了したことなどである。終了条件が満たされていなければＣＰＵ３２０はＳ７０１に戻る。終了条件が満たされていればＣＰＵ３２０は消費電力を節約するために画像形成装置１００をスタンバイ状態に遷移させる。
このようにしてノイズの影響が低減された復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２が取得される。
【００３９】
図４を用いて復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２の意味が説明される。波形Ｗ３は、カレントトランス３４１の出力ＶＩ１を２乗して得られる電圧波形である。波形Ｗ４はゼロクロス信号の波形である。保護回路３００がゼロクロス信号の立ち上がりまたは立下りエッジを認識したタイミングは、それぞれ時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７と定義される。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は期間Ｔ１である。時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は期間Ｔ２である。同様に期間Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６が定義される。期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６でそれぞれにおける波形Ｗ３の積分値が面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６である。
【００４０】
保護回路３００に入力されるゼロクロス信号は、理想的には交流電源３０１の電圧波形のゼロクロスポイントに同期している。しかし、ノイズ等の影響によって実際のゼロクロスポイントとは異なるタイミングでゼロクロス信号が生成される可能性がある。波形Ｗ４のレベルは時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４で変化しているが、時刻ｔ２、ｔ４はゼロクロスポイントのタイミングとは異なるタイミングである。このようにノイズ成分を含むゼロクロス信号が保護回路３００に入力されてしまうと、波形Ｗ４の期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４において、実際の平均実効値と取得された平均実効値との間に誤差が生じる。
【００４１】
ここで、期間Ｔ１におけるＶＩ１＾２の積分結果である∫ＶＩ１＾２は面積Ｓ１に相当する。そのため、期間Ｔ１が終了した後にＣＰＵ３２０へ送信される電流量Ｉｃ１はＳ１／Ｔ１と表記される。電流量Ｉｃ１と時間Ｔｚ（＝Ｔ１）は同時に保護回路３００からＣＰＵ３２０へと送信される。そのため、ＣＰＵ３２０がＩｃ１×Ｔｚを演算することでＳ１を取得する。面積Ｓ２から面積Ｓ６に関しても、同様の手法により、ＣＰＵ３２０が取得する。ＣＰＵ３２０は、面積Ｓ１から面積Ｓ６までの面積の和を、期間Ｔ１から期間Ｔ６までの期間の和で除算する。これにより、時刻ｔ１から時刻ｔ７までの期間に第一発熱体６１に流れた電流Ｉ１の平均実効値の２乗に比例した復元値Ｉｒ１が取得される。
【００４２】
以上のようにＣＰＵ３２０が電流量Ｉｃ１、Ｉｃ２を再計算することで、ノイズによる時間Ｔｚの乱れの影響が低減された、精度のよい復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２が取得される。ゼロクロス周期の変動要因を低減するために電流量Ｉｃ１、Ｉｃ２を単純平均することも考えられる。しかし、本実施例では時間Ｔｚも考慮して復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２が求められているため、高精度かつ短時間に電流量が復元される。これは、ＣＰＵ３２０がヒータ６０を急速に加熱するために大電流の投入が必要となるケースで特に有用であろう。
【００４３】
●電力制御のフローチャート
ＣＰＵ３２０は復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２を用いてヒータ６０に供給される電力を制御する。ヒータ６０の電力制御において電流実効値を上限電流値以下に制御することが考えられる。これは、ヒータ６０に投入される電力を上限値以下となるよう制御することで実現される。ここでは、電力比（デューティ）を用いて電力が制御される。ヒータ６０に供給可能な最大電力は最大デューティによって制限される。最大デューティＤｍａｘは、現在の投入デューティＤｃと復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２から決定される。たとえば、Ｄｃ＝５０％のときに、電流実効値が１０Ａであったと仮定する。また、上限電流値は１２Ａであると仮定する。この場合に、最大デューティＤｍａｘは以下の式から算出可能である。
Ｄｍａｘ＝（１２Ａ＾２÷１０Ａ＾２）×５０％    ・・・（３）
＝７２％
このような最大デューティの算出方法は特許文献１に記載されている。
【００４４】
図８はＣＰＵ３２０が実行する電力制御を示すフローチャートである。ヒータ６０の温度制御の開始要求が発生すると、ＣＰＵ３２０は以下の処理を実行する。
・Ｓ８０１でＣＰＵ３２０はリレー３４０にオン信号を出力することでリレー３４０をオフからオンに切り替える。
・Ｓ８０２でＣＰＵ３２０は、サーミスタＴＨ１から出力されたＴＨ１信号に基づきヒータ６０の温度を求め、ヒータ６０の温度を目標温度に維持するために必要となる電力デューティＤｘを算出する。これはＰＩ制御により算出される。
・Ｓ８０３で電力デューティＤｘと、最大デューティＤｍａｘに基づき、ヒータ６０への投入デューティＤｃを決定する。なお、最大デューティＤｍａｘの初期値は１００％である。電力デューティＤｘが最大デューティＤｍａｘ以下の場合、ＣＰＵ３２０は、ＰＩ制御で算出された電力デューティＤｘをヒータ６０への投入デューティＤｃに設定する。電力デューティＤｘが最大デューティＤｍａｘよりも大きい場合、ＣＰＵ３２０は、最大デューティＤｍａｘを投入デューティＤｃに設定する。ＣＰＵ３２０は、投入デューティＤｃにしたがってＦＵＳＥＲ１信号とＦＵＳＥＲ２信号を出力し、トライアック３１６、３２６を制御する。これにより投入デューティＤｃにしたがった電力がヒータ６０に供給される。
・Ｓ８０４でＣＰＵ３２０は、投入デューティＤｃと復元値Ｉｒ１、Ｉｒ２に基づき最大デューティＤｍａｘを算出し、最大デューティＤｍａｘを更新する。
Ｄｍａｘ ＝ （Ｉｒｍａｘ ÷ （Ｉｒ１＋Ｉｒ２））×Ｄｃ    ・・・（４）
ここでＩｒｍａｘは上限電流量を示す値であり、上限電流値の二乗に比例した値である。
・Ｓ８０５でＣＰＵ３２０は終了条件が満たされたかどうかを判定する。たとえば、終了条件は、画像形成装置１００による画像形成が終了したことなどである。終了条件が満たされていなければＣＰＵ３２０はＳ８０２に戻る。終了条件が満たされていれば、ＣＰＵ３２０は画像形成装置１００をスタンバイ状態に遷移させる。これにより消費電力が節約される。
【００４５】
このように本実施例では電流量の測定が保護回路３００で実行され、電流量の復元処理がＣＰＵ３２０で実行される。すなわち、保護回路３００を構成するために最低限必要となる積分計算を行う演算器が保護回路３００に設けられ、復元処理に必要な演算器はより性能の高いＣＰＵ３２０により実現される。保護回路３００とＣＰＵ３２０との間で必要な情報の送受信が実行される。これによって保護回路３００の構成を簡易にし、かつ、復元処理を安価な構成で実行することが可能となる。
【００４６】
本実施例では、保護回路３００からＣＰＵ３２０へ送信される電流量は、電流の平均実効値の２乗に比例した値（∫ＶＩ１＾２／Ｔｚなど）である。しかし、これは一例に過ぎない。電流量として、電流の平均実効値に比例した値（√∫ＶＩ１＾２／Ｔｚなど）が採用されてもよい。また、電流量として、時間Ｔｚで平均化される前の電流値の２乗の積分値（∫ＶＩ１＾２など）が採用されてもよい。これらの場合、電流量の定義にしたがって、Ｓ７０３およびＳ７０６の演算方法が適切に修正される。本実施例によれば、ヒータ６０を有する定着部５１と画像形成装置１００の信頼性を保ったまま可能な限り大電流をヒータ６０に流すことが可能となる。これにより像加熱装置５０の立ち上げ時の加熱時間が短縮される。つまり、画像形成装置１００がスタンバイ状態から画像形成状態に復帰する時間が短縮される。
【００４７】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１の構成に加えて通信エラーに関する機能を有する。これにより、保護回路３００からＣＰＵ３２０に送信される通信データの信頼性が向上する。なお、実施例２において、実施例１と同様の構成には同一の参照符号が付与され、その説明は省略される。
【００４８】
●保護回路
図５（Ｂ）は保護回路３００を示している。実施例２では、保護回路３００内にカウンタ５５０が設けられている。カウンタ５５０は、ゼロクロス信号の立ち上がりまたは立下りを検知するごとにカウント値のカウントアップを実行する。カウンタ５５０はカウント値Ｃｏｕｎｔを示す信号を通信部５５１に出力する。なお、カウント値Ｃｏｕｎｔは波数を示している。ｎ個の同一の通信データが送信されている間は、カウント値Ｃｏｕｎｔは同一の値に維持される。カウント値Ｃｏｕｎｔは識別情報として通信データに付加されてもよい。
【００４９】
通信部５５１は、誤り検出符号の生成部５５２、通信データの生成部５５３および通信データを保持する送信バッファ５５４を有している。送信バッファ５５４は電流量Ｉｃ１、電流量Ｉｃ２、時間Ｔｚおよびカウント値Ｃｏｕｎｔ保持している。生成部５５２は、電流量Ｉｃ１、電流量Ｉｃ２、時間Ｔｚおよびカウント値Ｃｏｕｎｔから誤り検出符号（ＣＲＣなど）を演算により求める。生成部５５３は、電流量Ｉｃ１、電流量Ｉｃ２、時間Ｔｚ、カウント値Ｃｏｕｎｔに誤り検出符号を付加して通信データを作成し、ＣＰＵ３２０へ送信する。通信部５５１が通信データを送信する間隔は、時間Ｔｚの２分の１よりも短い間隔である。これにより、時間Ｔｚの間に２回以上にわたり同一の通信データが送信される。これにより通信データの信頼性が向上する。
【００５０】
●復元処理
図９はＣＰＵ３２０が実行する復元処理を示すフローチャートである。Ｓ７０１で通信データが取得されると、ＣＰＵ３２０はＳ９０１に進む。
・Ｓ９０１でＣＰＵ３２０は通信データが正しいかどうかを判定する。たとえば、ＣＰＵ３２０は、通信データから誤り検出符号を抽出し、誤り検出符号に基づき通信データに破損がないかどうかを判定する。通信データが破損している場合、ＣＰＵ３２０はＳ９０４に進む。Ｓ９０４でＣＰＵ３２０は通信データを破棄し、Ｓ７０１に戻る。通信データに破損がない場合、ＣＰＵ３２０はＳ９０２に進む。
・Ｓ９０２でＣＰＵ３２０は、受信された通信データがすでに受信されたデータと同一であるかどうかを判定する。上述したように、保護回路３００は同一の通信データをｎ回送信する。ｎ個の同一の通信データのいずれもが破損していない場合、ｎ−１個の通信データは不要（冗長）である。そこで、ＣＰＵ３２０は、カウント値Ｃｏｕｎｔを用いて同一性の判定処理を実行する。たとえば、ＣＰＵ３２０は、カウント値Ｃｏｕｎｔと、ＣＰＵ３２０の内部メモリに保存されている処理済みのカウント値Ｃｏｕｎｔ２とが異なっているかを判定する。カウント値Ｃｏｕｎｔがカウント値Ｃｏｕｎｔ２と等しい場合、判定対象の通信データはすでに受信済みの通信データと同一である。そこで、ＣＰＵ３２０はＳ９０４に進み、判定対象の通信データを破棄する。カウント値Ｃｏｕｎｔがカウント値Ｃｏｕｎｔ２と等しくない場合、判定対象の通信データは破損していない未処理のデータ（新規データ）である。そのため、ＣＰＵ３２０は、Ｓ９０３に進む。
・Ｓ９０３でＣＰＵ３２０はカウント値Ｃｏｕｎｔ２にカウント値Ｃｏｕｎｔを代入する。その後、ＣＰＵ３２０はＳ７０２に進む。
【００５１】
このように、ゼロクロス信号の半周期においてｎ個の同一通信データが送信されるが、Ｓ７０２以降の演算処理は一つの通信データについて実行される。つまり、半周期においてＳ７０２ないしＳ７０９までの処理は一度だけ実行される。ここでは、通信データを識別するために、半周期ごとにカウントアップされるカウント値Ｃｏｕｎｔが通信データに付加されている。同一の通信データであることを示す別の情報が通信データに付加されてもよい。
【００５２】
このように保護回路３００とＣＰＵ３２０との間の通信線にノイズが発生して通信データが破損しても、ＣＰＵ３２０は信頼性の高い通信データを取得できるようになる。つまり、通信誤りの発生しうる環境下においてもＣＰＵ３２０は正しい電流量を演算に用いることが可能となる。
【００５３】
＜実施例３＞
実施例３では、交流電源３０１およびゼロクロス検知部３３０から出力されるゼロクロス信号に重畳されるノイズの多寡に依存して復元処理における実効値の平均期間（演算期間）が増減される。実施例３において、実施例１と同様の構成には同一の参照符号が付与され、その説明は省略される。なお、実施例３は実施例２と組み合わされてもよい。
【００５４】
図１０はＣＰＵ３２０により実行される復元処理を示すフローチャートである。ゼロクロス信号に付加されるノイズの多寡は保護回路３００から送信される時間Ｔｚのバラツキに反映される。ＣＰＵ３２０は時間Ｔｚのバラツキを示す統計情報を決定する。たとえば、ＣＰＵ３２０は保護回路３００から通信データを受信するたびに内部メモリに時間Ｔｚを格納する。ここでは、直近に受信されたＭ個の時間Ｔｚが内蔵メモリに保持される。ＣＰＵ３２０は、Ｍ＋１個目の時間Ｔｚを受信すると、最も古い１個目の時間Ｔｚを破棄して、Ｍ＋１個目の時間Ｔｚをメモリに格納する。
・Ｓ１００１でＣＰＵ３２０は、Ｍ個の時間Ｔｚの標準偏差σを求める。
・Ｓ１００２でＣＰＵ３２０は、標準偏差σに対応するサンプル数Ｎを決定する。たとえば、ＣＰＵ３２０は変換テーブルに従って標準偏差σをサンプル数Ｎに変換してもよい。標準偏差σが大きいときは、Ｎが増加する。標準偏差σが小さいときは、Ｎが減少する。サンプル数ＮはＳ７０２ないしＳ７０８で使用される。具体的には、移動和ΣＴｚ、移動和ΣＳＩ１、移動和ΣＳＩ２の演算にＮが使用される。
【００５５】
実施例３によれば、時間Ｔｚのバラツキに応じてサンプル数Ｎが増加または減少する。つまり、時間Ｔｚのバラツキが大きいときは、長い時間にわたって取得された多くの電流量から復元値が求められる。交流電源３０１の出力が不安定であり、ゼロクロス信号や供給電圧にノイズが多く含まれる環境では、復元処理に使用されるサンプル数Ｎが増加するため、復元値の精度が向上する。一方、時間Ｔｚのバラツキが小さいときは、短い時間にわたって取得された少ない個数の電流量から復元値が求められる。交流電源３０１の出力が安定している場合、サンプル数Ｎが削減されるため、制御の応答速度が向上する。その結果、像加熱装置５０の立ち上げ時間が短縮される。
【００５６】
実施例１〜３では、第一発熱体６１および第二発熱体６２がヒータ６０に設けられている。しかし、これは一例に過ぎない。発熱体の数は一個でもよいし、三個以上であってもよい。トライアック３１６、ＣＰＵ３２０のＦＵＳＥＲ１信号、カレントトランス３４１やその周辺回路を構成するために必要な素子の数は、発熱体の数に合わせて調整される。
【００５７】
＜まとめ＞
カレントトランス３４１、３４３は第一発熱体６１および第二発熱体６２に流れる交流電流を検知する検知手段の一例である。リレー３４０やトライアック３１６、３２６は発熱体に供給される電力を遮断する遮断手段の一例である。保護回路３００は検知手段により検知された交流電流の電流演算値（平均実効値）に基づき遮断手段を制御する保護制御手段の一例である。ＣＰＵ３２０は、保護制御手段から平均実効値と当該平均実効値の計測期間とを示す複数のデータを受信し、当該複数のデータに基づき発熱体へ供給される電力を制御する電力制御手段の一例である。ＣＰＵ３２０は、所定の演算期間ΣＴｚにおける複数のデータから複数の平均実効値と複数の計測期間とを抽出する。なお、演算期間ΣＴｚは計測期間Ｔｚよりも長い。たとえば、演算期間は、計測期間のＮ倍である。Ｎは２以上の整数である。ＣＰＵ３２０は、抽出された複数の平均実効値と複数の計測期間とに基づき、演算期間における交流電流の平均実効値（例：Ｉｒ１、Ｉｒ２）を求める。さらに、ＣＰＵ３２０は、演算期間における交流電流の平均実効値に基づき、発熱体へ供給される電力を制御する。これにより、発熱体に流れる電流実効値が高精度に検出される。なお、定着部５１の温度を制御するための電流検出回路と、過電流を検出するための電流検出回路とを重複して設けると、製造コストが上昇する。本実施例では保護回路３００とＣＰＵ３２０が電流検出回路を共有できるため、製造コストが削減される。なお、保護回路３００で検出された電流値（例：平均実効値）がＣＰＵ３２０に伝送されるため、伝送エラーが課題となる。しかし、本実施例では、電流値を再計算により復元するため、伝送エラーの影響が低減される。
【００５８】
図５（Ａ）や図５（Ｂ）が示すように、乗算部５１１、５２１は交流電流に比例した電圧値の二乗を演算する二乗手段の一例である。周期演算部５３８は計測期間として交流電流の半周期を計測する周期計測手段の一例である。周期演算部５３８は交流電流のゼロクロスポイントに基づき計測期間を計測してもよい。なお、計測期間は、発熱体に流れる交流電流の半周期または当該半周期の整数倍に相当する期間であってもよい。積分部５１２、５２２は電圧値の二乗を積分し、電圧値の二乗の積分値を計測された半周期で除算することで、各計測期間における平均実効値を求める積分手段の一例である。なお、積分された電圧値の二乗を交流電流の半周期で除算して電流演算値を求める除算手段が積分部５１２、５２２から独立して設けられてもよい。通信部５３１、５５１は平均実効値と半周期とを示すデータを電力制御手段に送信する送信手段の一例である。
【００５９】
図１１はＣＰＵ３２０がＲＯＭ１１０１に記憶されている制御プログラムを実行することで実現される機能を示している。これらの機能を一部またはすべてがＡＳＩＣやＦＰＧＡなどのハードウエア回路によって実現されてもよい。ＡＳＩＣは特定用途集積回路の略称である。ＦＰＧＡはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。復元部１１１０は、保護回路３００で取得された平均実効値を再計算により復元する。電力決定部１１４０は復元された平均実効値およびヒータ６０の温度に基づきヒータ６０に供給される電力を決定する。実施例２で説明されたように誤り処理部１１２０は通信データの誤り（破損）を検出し、破損した通信データを破棄する。実施例３で説明されたようにＮ可変部１１３０は時間Ｔｚのバラツキに応じてサンプル数Ｎや演算期間を可変する。誤り処理部１１２０とＮ可変部１１３０はオプションである。
【００６０】
通信ＩＦ１１０３はデータを受信する受信手段の一例である。ＲＡＭ１１０２は受信手段により受信されたデータを保持する保持手段の一例である。ＲＡＭ１１０２に受信バッファが確保されてもよい。ＲＡＭ１１０２の一部が通信ＩＦ１１０３の内部に設けられていてもよい。Ｓ７０２が示すように、合計部１１１１は保持手段に保持されているＮ個のデータから抽出されたＮ個の半周期の合計値を演算期間として求める第一合計手段の一例である。Ｓ７０４やＳ７０６が示すように、乗算部１１１２は保持手段に保持されている各データに含まれている平均実効値と半周期との積を求める乗算手段の一例である。合計部１１１３は乗算手段により求められたＮ個の積の合計値を求める第二合計手段の一例である。除算部１１１４はＮ個の積の合計値を演算期間で除算して演算期間における交流電流の平均実効値を求める除算手段の一例である。なお、発熱体の個数に応じて乗算部１１１２、合計部１１１３および除算部１１１４の個数も変化する。図１１において、ｊ番目の発熱体についての電流量はＩｃｊと表記され、その積はＳＩｊと表記され、移動和はΣＳＩｊと表記され、復元値はＩｒｊと表記されている。
【００６１】
電力決定部１１４０は、演算期間における交流電流の平均実効値に基づき発熱体に供給される電力の上限値を決定する決定手段として機能し、上限値を超えないように発熱体に供給される電力を制御する。Ｓ８０２が示すようにＤｘ決定部１１４１はヒータ６０の温度に基づき電力デューティＤｘを決定する。Ｓ８０３が示すようにＤｃ決定部１１４３はＤｘとＤｍａｘに基づき投入デューティＤｃを決定する。たとえば、Ｄｃ決定部１１４３は、ＤｘがＤｍａｘ以下であれば、Ｄｘを投入デューティＤｃに設定する。Ｄｃ決定部１１４３は、ＤｘがＤｍａｘ以下でなければ、Ｄｍａｘを投入デューティＤｃに設定する。Ｓ８０４が示すように、更新部１１４２は、投入デューティＤｃと復元値Ｉｒｊの合計値に基づきＤｍａｘを更新する。このように投入デューティＤｃは復元値Ｉｒｊに基づき更新されるため、ヒータ６０の制御も高精度化されよう。
【００６２】
なお、計測期間ごとの平均実効値（電流量Ｉｃｊ）は、計測期間における発熱体に流れる交流電流の実効値、当該実効値の２乗値、または当該２乗値を計測期間において積分することで取得された積分値のいずれかに比例した値であればよい。
【００６３】
実施例２において説明されたように、保護回路３００の通信部５５１は、計測期間ごとに複数個の同一データを送信するように構成されている。Ｓ９０１、Ｓ９０４が示すように、誤り処理部１１２０は、複数個の同一データのうち破損したデータを破棄する。誤り検出部１１２１は通信データから誤り検出符号（例：ＣＲＣなど）を読み出し、通信データの誤り（破損）を検出する。なお、通信部５５１は、通信データの破損を検出するための検出符号を付加して送信するように構成されている。破棄部１１２３は、誤り検出部１１２１によって誤りを含むと判定された通信データは破棄部１１２３によって破棄される。複数個の同一データのうちいずれもが破損していない場合に、破棄部１１２３は冗長なデータを破棄してもよい。識別部１１２２は、ＲＡＭ１１０２に保持されている各通信データが同一かどうかを識別する。Ｓ９０２、Ｓ９０３が示すように、識別部１１２２は通信データに含まれているカウント値Ｃｏｕｎｔに基づいて複数の通信データが同一かどうかを識別してもよい。この場合、通信部５５１は、複数個の同一データのそれぞれに識別情報を付加して送信するように構成される。カウント値Ｃｏｕｎｔは同一性の識別情報の一例である。通信部５５１は、計測期間が交流電流の半周期である場合に、交流電流の半周期ごとに識別情報を変更する。識別部１１２２はＣｏｕｎｔ２とカウント値Ｃｏｕｎｔと比較することで同一性を判定してもよい。識別部１１２２は保護回路３００によってカウント値Ｃｏｕｎｔが更新されると、カウント値ＣｏｕｎｔをＣｏｕｎｔ２に代入することでＣｏｕｎｔ２を更新する機能を含む。
【００６４】
実施例３で説明されたように、評価部１１３１は、計測期間のバラツキ（例：標準偏差σ）を取得する取得手段の一例である。Ｎ決定部１１３２はバラツキに応じて演算期間やサンプル数Ｎを調整する調整手段の一例である。Ｎ決定部１１３２はバラツキが大きくなるにつれて演算期間を増加させ、バラツキが小さくなるにつれて演算期間を減少させる。
【符号の説明】
【００６５】
５０...像加熱装置、６１、６２...発熱体、３４１、３４３...カレントトランス、３４０...リレー、３００...保護回路、３２０...ＣＰＵ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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