(57)【要約】【課題】安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成すること。【解決手段】商用交流電源１０１から供給される交流電圧を変換し直流電圧を生成する駆動電源１２４と、駆動電源１２４を制御するＣＰＵ１２２と、商用交流電源１０１から電力が供給されることにより発熱するヒータ１０２と、電力をヒータ１０２に供給又は遮断するトライアック１０３と、を備える画像形成装置であって、トライアック１０３を制御するＣＰＵ１２３を備え、ＣＰＵ１２２は、トライアック１０３を制御するための情報を取得してＣＰＵ１２３へ送信し、ＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２から受信した情報に基づいてトライアック１０３を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から供給される交流電圧を変換し直流電圧を生成する生成手段と、
前記生成手段を制御する第一の制御手段と、
前記交流電源から電力が供給されることにより発熱する発熱体と、
前記電力を前記発熱体に供給又は遮断するスイッチ手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記スイッチ手段を制御する第二の制御手段を備え、
前記第一の制御手段は、前記スイッチ手段を制御するための情報を取得して前記第二の制御手段へ送信し、
前記第二の制御手段は、前記第一の制御手段から受信した情報に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第二の制御手段は、前記生成手段により生成された直流電圧に関する情報を前記第一の制御手段に送信し、
前記第一の制御手段は、前記第二の制御手段から受信した前記直流電圧に関する情報に基づいて前記生成手段を制御す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】
前記第一の制御手段から前記第二の制御手段へ情報を伝達する第一の伝達手段と、
前記第二の制御手段から前記第一の制御手段へ情報を伝達する第二の伝達手段と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第一の制御手段は、前記第二の制御手段が異常であると判断した場合、前記第一の伝達手段を介して前記第二の制御手段をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第二の制御手段は、前記第一の制御手段が異常であると判断した場合、前記第二の伝達手段を介して前記第一の制御手段をリセットすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記発熱体を有し、前記画像形成手段により形成された未定着のトナー像を定着する定着手段と、
前記記録材を搬送する搬送手段と、
を備え、
前記第二の制御手段は、前記画像形成手段、前記定着手段及び前記搬送手段を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
交流電源から供給される交流電圧を変換し直流電圧を生成する生成手段と、
前記生成手段を制御する第一の制御手段と、
前記交流電源から電力が供給されることにより発熱する発熱体と、
前記電力を前記発熱体に供給又は遮断するスイッチ手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記第一の制御手段は、前記スイッチ手段を制御するための情報を取得し、前記スイッチ手段を制御するための情報に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記第一の制御手段に前記スイッチ手段を制御するよう指示する第二の制御手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第二の制御手段は、前記生成手段により生成された直流電圧に関する情報を前記第一の制御手段に送信し、
前記第一の制御手段は、前記第二の制御手段から受信した前記直流電圧に関する情報に基づいて前記生成手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第一の制御手段から前記第二の制御手段へ情報を伝達する第一の伝達手段と、
前記第二の制御手段から前記第一の制御手段へ情報を伝達する第二の伝達手段と、
を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第一の制御手段は、前記第二の制御手段が異常であると判断した場合、前記第一の伝達手段を介して前記第二の制御手段をリセットすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第二の制御手段は、前記第一の制御手段が異常であると判断した場合、前記第二の伝達手段を介して前記第一の制御手段をリセットすることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記発熱体を有し、前記画像形成手段により形成された未定着のトナー像を定着する定着手段と、
前記記録材を搬送する搬送手段と、
を備え、
前記第二の制御手段は、前記画像形成手段、前記定着手段及び前記搬送手段を制御することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記発熱体の温度を検知する検知手段を備え、
前記スイッチ手段を制御するための情報とは、前記検知手段により検知した前記発熱体の温度に関する情報であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記交流電圧のゼロクロスポイントを検知するゼロクロス検知手段を備え、
前記スイッチ手段を制御するための情報とは、前記ゼロクロス検知手段により検知したゼロクロスポイントに関する情報であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記交流電圧又は前記交流電圧に相当する電圧を検知する交流電圧検知手段を備え、
前記スイッチ手段を制御するための情報とは、前記交流電圧検知手段により検知した前記交流電圧又は前記交流電圧に相当する電圧に関する情報であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記交流電圧を整流する整流手段を備え、
前記発熱体は、前記整流手段の入力側に接続されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記交流電圧を整流する整流手段を備え、
前記発熱体は、前記整流手段の出力側に接続されていることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記生成手段は、一次側と二次側を絶縁するトランスと、前記トランスの一次側に流れる電流をオンオフするスイッチング素子と、を有し、
前記第一の制御手段は、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記第一の制御手段は、前記一次側に設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
前記第二の制御手段は、前記二次側に設けられていることを特徴とする請求項１９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、加熱装置を備える複写機やファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に転写材上に転写された未定着トナー画像を加熱定着する加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置における定着装置は、転写材上に転写された未定着トナー画像を、加熱ローラやセラミックヒータ等で転写材上に熱定着させるためのものである。そして、ハロゲンヒータを熱源とする加熱ローラ式の定着装置や、セラミックヒータを熱源とするフィルム加熱式の定着装置が一般的に用いられている。これらの定着装置では、ヒータはトライアック等のスイッチング制御素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源から電力が供給されている。そして、定着装置には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられている。エンジンコントローラは、この温度検出素子により検出された温度情報に基づいて、スイッチング制御素子をオン又はオフして制御する。これにより、エンジンコントローラは、ヒータへの電力を供給又は遮断し、定着装置の温度が目標の一定温度になるように温度制御している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０５２１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら定着装置においては、ヒータの消費電力が大きいため、一次側である商用電源の電圧を、二次側に変換すること無く、そのまま直接ヒータ駆動に用いている。一方、定着装置のヒータを駆動するための制御回路、例えば温度検出素子や温度検出素子により検出された温度情報に基づいてヒータのオンオフ制御を行うエンジンコントローラ等は、ユーザが直接触れることが可能な二次側の回路となっている。二次側の制御回路は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やネットワーク機器に接続される。従って、一次側のヒータやヒータ駆動回路と、二次側の温度検出素子や制御回路との間は、ユーザ保護のために、十分な距離を確保する必要がある。また、高価な絶縁材や絶縁部品を一次側素子と二次側素子の間に設ける必要があり、装置が高価格化、大型化する傾向にある。
【０００５】
また、特許文献１に示されるように、温度検出素子を一次側に設けた場合には、温度検出素子から二次側にあるエンジンコントローラ等へ温度情報を伝達する必要がある。このため、一次側に温度検出素子を設けた場合には、コンパレータ等の部品を新たに用いてＰＷＭ制御を行う等、回路構成が複雑となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）交流電源から供給される交流電圧を変換し直流電圧を生成する生成手段と、前記生成手段を制御する第一の制御手段と、前記交流電源から電力が供給されることにより発熱する発熱体と、前記電力を前記発熱体に供給又は遮断するスイッチ手段と、を備える画像形成装置であって、前記スイッチ手段を制御する第二の制御手段を備え、前記第一の制御手段は、前記スイッチ手段を制御するための情報を取得して前記第二の制御手段へ送信し、前記第二の制御手段は、前記第一の制御手段から受信した情報に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）交流電源から供給される交流電圧を変換し直流電圧を生成する生成手段と、前記生成手段を制御する第一の制御手段と、前記交流電源から電力が供給されることにより発熱する発熱体と、前記電力を前記発熱体に供給又は遮断するスイッチ手段と、を備える画像形成装置であって、前記第一の制御手段は、前記スイッチ手段を制御するための情報を取得し、前記スイッチ手段を制御するための情報に基づいて前記スイッチ手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す図
【図２】実施例１のヒータ、制御電源、駆動電源の構成を示す回路図
【図３】実施例１の各部の制御波形を示す図
【図４】実施例１の画像形成装置のフローチャート
【図５】実施例１のヒータ制御のフローチャート
【図６】実施例２のヒータ、制御電源、駆動電源の構成を示す回路図
【図７】実施例３のヒータ、制御電源、駆動電源の構成を示す回路図、各部の制御波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により図面を参照しながら詳しく説明する。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置］
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。なお、本実施例では、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタを説明するが、複写機やファクシミリ、又はこれらの複合機等の画像形成装置であってもよい。画像形成装置２０１（以下、本体２０１という）は、転写材である記録材Ｓを収納する給紙カセット２０４、給紙カセット２０４から記録材Ｓを繰り出す給紙ローラ２４１、搬送ローラ対２４２を有する。本体２０１は、搬送ローラ対２４２の記録材Ｓの搬送方向における下流側（以下、単に下流側とする）に、記録材Ｓの先端を検知するトップセンサ２４３、記録材Ｓを同期搬送するレジストローラ対２４４を有する。
【００１４】
そして本体２０１は、レジストローラ対２４４の下流側に、レーザスキャナ２０６から出射されたレーザ光に基づいて、記録材Ｓ上にトナー像を形成するカートリッジユニット２０５を有する。カートリッジユニット２０５は、公知の電子写真プロセスに必要な、像担持体である感光ドラム２４８、一次帯電ローラ２４７、現像ローラ２４６等から成り、転写ローラ２４５と共に記録材Ｓ上にトナー像を形成する。そして本体２０１は、カートリッジユニット２０５の下流側に、記録材Ｓ上に形成された未定着のトナー像を熱定着するための定着器２０３を有する。定着器２０３は、定着フィルム２４９、加圧ローラ２５０、定着フィルム２４９内部に配置されるヒータ１０２、ヒータ１０２の近傍に配置されヒータ１０２の温度を検知するための検知手段であるサーミスタ１０９を有する。ヒータ１０２は、商用交流電源１０１（図２参照）からの電力が供給されることにより発熱する発熱体である。
【００１５】
第二の制御手段であるＣＰＵ１２３は、不図示のモータやクラッチ等の駆動ユニットをコントロールすることにより各ローラを動作させて記録材Ｓの搬送を制御する。またＣＰＵ１２３は、レーザスキャナ２０６、カートリッジユニット２０５、定着器２０３等の制御を行う。即ち、ＣＰＵ１２３は、画像形成動作を制御する。ビデオコントローラ２３１は、ＣＰＵ１２３とビデオインターフェース２３３を介して接続されると共に、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）等の外部装置２３２と汎用のインターフェース２３４（例えば、ＵＳＢ等）によって接続されている。制御電源１２１はＣＰＵ１２３等に電圧を供給する電源であり、生成手段である駆動電源１２４は、駆動ユニットやカートリッジユニット２０５に高電圧を供給するための不図示の高圧電源に電圧を供給する。本体２０１は、定着器２０３の下流側に排紙ローラ対２５１を有し、排紙ローラ対２５１は、トナー像形成後、熱定着された記録材Ｓを排紙する。
【００１６】
［ヒータ及び電源の構成］
図２は本実施例のヒータ１０２及び制御電源１２１、駆動電源１２４（図中、一点鎖線で囲まれた部分）の構成を示す回路図である。なお、図２の破線は、破線の左側が電源トランス１０５の一次側（以下、単に一次側という）、右側が電源トランス１０５の二次側（以下、単に二次側という）であることを示すために記載されている。商用交流電源１０１はブリッジダイオード１０４で整流され、ブリッジダイオード１０４で整流された電圧は抵抗１３６を介して制御電源１２１、駆動電源１２４に入力される。制御電源１２１は二次側制御回路に電圧を供給するための電源ユニットであり、グランド電位ＧｎｄＣ（以下、単にＧｎｄＣとする）を基準として比較的低圧な定電圧Ｖｃｏｎを出力する。また、制御電源１２１は、一次側制御回路に電圧を供給する電源として、グランド電位ＧｎｄＡ（以下、単にＧｎｄＡとする）を基準に比較的低圧な定電圧Ｖｃｃを出力している。なお、ＧｎｄＡとグランド電位ＧｎｄＢ（以下、単にＧｎｄＢとする）は抵抗１３６を介して接続されており、ＧｎｄＢからＧｎｄＡに流れる電流を、抵抗１３６の両端に現れる電圧として検知することができる。そして、定電圧Ｖｃｏｎ及び後述の定電圧Ｖｄｒｉを生成するのに必要な全ての電源電流は、抵抗１３６を介するように構成されている。制御電源１２１の一次側には、一次側制御回路に供給する定電圧ＶｃｃのＧｎｄＡと、定電圧Ｖｃｏｎを生成するためのＧｎｄＢの両方が接続されている。また定電圧Ｖｃｃは、制御電源１２１内部にある、不図示の制御回路にも供給されている。
【００１７】
第一の制御手段であるＣＰＵ１２２は一次側に配置されたＣＰＵである。ＣＰＵ１２２は、ＣＰＵ１２３からのオン又はオフの指示（以下、オンオフ指示という）に従って駆動電源１２４を制御する。駆動電源１２４は、ＣＰＵ１２２により制御され、比較的高圧な定電圧Ｖｄｒｉを生成し、二次側に出力する。即ちＣＰＵ１２２は、ダンピング抵抗１４２を介してスイッチング素子であるスイッチングトランジスタ（以下、単にトランジスタとする）１４３をオンオフ動作させ、電源トランス１０５への電流供給を制御する。ここで、トランジスタ１４３は、ベース端子にダンピング抵抗１４２を介してＣＰＵ１２２の出力端子であるＰｏｒｔ１０１が接続され、コレクタ端子に電源トランス１０５の一次巻線が接続され、エミッタ端子に抵抗１４１の一端が接続されている。
【００１８】
トランジスタ１４３がオンしているとき、抵抗１４１の両端には、電源トランス１０５の一次巻線に流れる電流に応じた電圧が生じる。よって、ＣＰＵ１２２は、アナログ−デジタル変換入力ポート（Ａ／Ｄ入力ポート）の一つであるＡ／Ｄ１０１に入力される電圧から、同じくＡ／Ｄ入力ポートであるＡ／Ｄ１０２に入力される電圧（ＧｎｄＢの電圧）を減算して抵抗１４１の両端電圧を求める。そして、ＣＰＵ１２２は、既知である抵抗１４１の抵抗値から電源トランス１０５に流れる電流値を算出する。そして、ＣＰＵ１２２は、電源トランス１０５の一次巻線に流れる電流が所定の電流値を越えない範囲で、ＣＰＵ１２３からフィードバックされた定電圧Ｖｄｒｉの電圧値（後述）が所定の電圧となるように、トランジスタ１４３を制御している。また、後述するように、ＣＰＵ１２２は、定着器２０３のヒータ１０２の温度検知、商用交流電源１０１の電圧値及び電流値の検知、並びにゼロクロス検知も行っている。
【００１９】
なお、本実施例で示した駆動電源１２４は一例であり、電圧生成手段としてはその電源方式を含め、様々な方法があり、どのような方式を採用してもよい。また、駆動電源１２４の前段に、力率改善のための力率改善回路（ＰＦＣ回路）を設けることも可能である。このとき、一次側のＣＰＵ１２２がＰＦＣ回路の制御も併せて行う構成とすれば、より好適である。また、本実施例では、ＣＰＵ１２２の動作やその他後述の一次側制御回路等に必要な電源として、制御電源１２１によって生成される定電圧Ｖｃｃを使用しているが、電源トランス１０５に補助巻線を設けて別途定電圧を生成する構成としてもよい。
【００２０】
一方、ＣＰＵ１２３は二次側に配置されており、制御電源１２１の二次側から出力された定電圧Ｖｃｏｎにより動作する。そして、ＣＰＵ１２３は、駆動電源１２４のオンオフ指示を一次側のＣＰＵ１２２に対して行ったり、定電圧Ｖｄｒｉの電圧値のモニタを行ったりしている。即ち、定電圧Ｖｄｒｉが抵抗１５３、１５４により分圧され、ＣＰＵ１２３のＡ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ１１１に入力される。そしてＣＰＵ１２３は、Ａ／Ｄ１１１に入力された電圧値と、抵抗１５３、１５４の抵抗比から定電圧Ｖｄｒｉの電圧値を算出し、算出した定電圧Ｖｄｒｉの電圧値の情報をＣＰＵ１２２へフィードバックしている。
【００２１】
一次側のＣＰＵ１２２と二次側のＣＰＵ１２３は、第二の伝達手段であるフォトカプラ１０６及び第一の伝達手段であるフォトカプラ１０７を介して、一次側と二次側の絶縁を確保しつつ、シリアル通信が可能となるよう接続されている。詳細には、フォトカプラ１０６は、発光ダイオード１０６ａのアノード側に抵抗１５５を介してＣＰＵ１２３のＰｏｒｔ１１１が接続され、発光ダイオード１０６ａのカソード側にＧｎｄＣが接続されている。ＣＰＵ１２３は、出力端子であるＰｏｒｔ１１１からハイレベル又はローレベルの信号を出力し、抵抗１５５を介してフォトカプラ１０６の発光ダイオード１０６ａをオン（発光）又はオフ（消灯）する。フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０６ｂは、コレクタ端子にプルアップ抵抗１４６を介して定電圧Ｖｃｃが接続されると共に、ＣＰＵ１２２の入力端子であるＰｏｒｔ１０２が接続される。また、フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０６ｂは、エミッタ端子にＧｎｄＡが接続される。
【００２２】
ＣＰＵ１２３がＰｏｒｔ１１１からハイレベルの信号を出力するとフォトカプラ１０６の発光ダイオード１０６ａがオン（発光）し、フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０６ｂもオンしてＣＰＵ１２２のＰｏｒｔ１０２はローレベルになる。一方、ＣＰＵ１２３がＰｏｒｔ１１１からローレベルの信号を出力するとフォトカプラ１０６の発光ダイオード１０６ａがオフ（消灯）し、フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０６ｂもオフしてＣＰＵ１２２のＰｏｒｔ１０２はハイレベルになる。このように、ＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２へフォトカプラ１０６を介してデータ（情報）を送信することができる。
【００２３】
一方、ＣＰＵ１２２は、出力端子であるＰｏｒｔ１０３からハイレベル又はローレベルの信号を出力し、抵抗１４７を介してフォトカプラ１０７の発光ダイオード１０７ａをオン（発光）又はオフ（消灯）する。ここで、フォトカプラ１０７は、発光ダイオード１０７ａのアノード側に抵抗１４７を介してＣＰＵ１２２のＰｏｒｔ１０３が接続され、発光ダイオード１０７ａのカソード側にＧｎｄＡが接続されている。フォトカプラ１０７のフォトトランジスタ１０７ｂは、コレクタ端子にプルアップ抵抗１５６を介して定電圧Ｖｃｏｎが接続されると共に、ＣＰＵ１２３の入力端子であるＰｏｒｔ１１２が接続される。また、フォトカプラ１０７のフォトトランジスタ１０７ｂは、エミッタ端子にＧｎｄＣが接続される。
【００２４】
ＣＰＵ１２２がＰｏｒｔ１０３からハイレベルの信号を出力するとフォトカプラ１０７の発光ダイオード１０７ａがオン（発光）し、フォトカプラ１０６のフォトトランジスタ１０７ｂもオンしてＣＰＵ１２３のＰｏｒｔ１１２はローレベルになる。一方、ＣＰＵ１２２がＰｏｒｔ１０３からローレベルの信号を出力するとフォトカプラ１０７の発光ダイオード１０７ａがオフ（消灯）し、フォトカプラ１０７のフォトトランジスタ１０７ｂもオフしてＣＰＵ１２３のＰｏｒｔ１１２はハイレベルになる。このように、ＣＰＵ１２２は、ＣＰＵ１２３へフォトカプラ１０６を介してデータ（情報）を送信することができる。
【００２５】
以上の通り、ＣＰＵ１２２とＣＰＵ１２３は、例えばＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）等のシリアル通信を行うことができる。これにより、ＣＰＵ１２２とＣＰＵ１２３は、互いの情報やデータの送受信、及び制御指示を行っている。なお、ここで使用されるフォトカプラ１０６、１０７は、ＣＰＵ１２２とＣＰＵ１２３が本体２０１を制御する上で要求される通信スピードに必要な性能及びスピードを有している。
【００２６】
ヒータ１０２の温度を検知するためのサーミスタ１０９は、一次側に設けられている。サーミスタ１０９は、一方をＧｎｄＡに接続され、他方をプルアップ抵抗１３５を介して定電圧Ｖｃｃに接続されると共に、ＣＰＵ１２２のＡ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ１０５に接続される。サーミスタ１０９は、ヒータ１０２の温度に応じて抵抗値が変化する。このため、ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ１０５に入力された電圧値から、ヒータ１０２の温度を検知することができる。そしてＣＰＵ１２２は、サーミスタ１０９により検知されたヒータ１０２の温度情報を、Ｐｏｒｔ１０３からフォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３のＰｏｒｔ１１２に送信する。
【００２７】
スイッチ手段である双方向サイリスタ（以下、トライアックという）１０３は、商用交流電源１０１からヒータ１０２への電力を供給又は遮断するためのトライアックである。トライアック１０３は、抵抗１４４及び抵抗１４５を介して、一次側と二次側の絶縁を確保するためのフォトトライアックカプラ１０８に接続されている。フォトトライアックカプラ１０８は、発光側のダイオードのアノード側に抵抗１５７を介してＣＰＵ１２３のＰｏｒｔ１１３が接続されている。また、フォトトライアックカプラ１０８は、発光側のダイオードのカソード側にＧｎｄＣが接続されている。ＣＰＵ１２３は、Ｐｏｒｔ１１３からハイレベル又はローレベルの信号を出力することにより、抵抗１５７を介してフォトトライアックカプラ１０８の発光側をオンオフ制御する。これにより、ＣＰＵ１２３は、フォトトライアックカプラ１０８を介してトライアック１０３をオンオフ制御し、ヒータ１０２へ流れる電流を制御することで、ヒータ１０２を所定の目標温度となるよう制御する。即ち、本実施例では、二次側のＣＰＵ１２３がヒータ１０２の温度制御を行っている。なお、ＣＰＵ１２３がヒータ１０２への電流を制御する方法としては、例えば位相制御や波数制御による方法や、単純なオンオフ制御等がある。
【００２８】
商用交流電源１０１から入力された交流電圧は、ブリッジダイオード１０４により整流され、ＧｎｄＡを基準とする電圧ＶＤＨ１として、直列接続された抵抗１３７、１３８、１３９へ印加される。電圧ＶＤＨ１は、商用交流電源１０１から供給される交流電圧に相当する電圧である。図３（ａ）に商用交流電源１０１の電圧（商用交流電圧）波形、図３（ｂ）に直列接続された抵抗１３７、１３８、１３９に印加される電圧ＶＤＨ１（整流／平滑後電圧）の波形を示す。図３（ｃ）に抵抗１３４に印加される電圧の波形を示す。ここで、図３（ｃ）の電圧は、ＣＰＵ１２２のＡ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ１０４に入力される電圧（Ａ／Ｄ１０４入力電圧）でもある。ＧｎｄＡを基準とする電圧ＶＤＨ１は、図３（ｂ）の波形のように、電圧Ｖｄｃ３をピークとして上下動を繰り返し変動している。このとき電圧ＶＤＨ１の電圧は、抵抗１３６の抵抗値が比較的小さいので、コンデンサ１１０により平滑化された電圧値とほぼ同じになる。
【００２９】
抵抗１３９に印加される電圧は、ＣＰＵ１２２のＡ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ１０３に入力される。ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ１０３に入力された電圧値と、抵抗１３７、１３８、１３９の合成抵抗と、抵抗１３９の抵抗分圧比から、電圧ＶＤＨ１を算出することができ、更に電圧ＶＤＨ１からピーク電圧Ｖｄｃ３を検知することができる。このため、抵抗１３７、１３８、１３９は、交流電圧検知手段として機能している。ＣＰＵ１２２は、検知したピーク電圧Ｖｄｃ３を、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信する。またＣＰＵ１２２は、算出した電圧ＶＤＨ１を駆動電源１２４の制御にも利用している。即ち、ＣＰＵ１２２は、駆動電源１２４に入力される電圧ＶＤＨ１に応じてトランジスタ１４３の駆動周波数やデューティー比を変更する等、その電圧に適した制御を行う。
【００３０】
なお、駆動電源１２４は、トランジスタ１４３の駆動周波数やデューティー比の制御レンジを広げることにより、広範囲の商用交流電源１０１の電圧に対応することができる。例えば、ＣＰＵ１２２は、商用交流電源１０１が交流１２０Ｖの場合のトランジスタ１４３の駆動周波数に対し、交流２３０Ｖの場合のトランジスタ１４３の駆動周波数を２倍にする、又はデューティー比を１／２に設定する等、入力電圧に応じた設定に変更する。これにより、駆動電源１２４は、同一の構成で交流１２０Ｖ／交流２３０Ｖどちらの電圧にも対応することが可能な電源とすることができる。この場合は、ＣＰＵ１２２は、駆動電源１２４を駆動する前にピーク電圧Ｖｄｃ３を検知し、最適な駆動周波数やデューティー比を選択してから駆動電源１２４を起動することで対応する。
【００３１】
ピーク電圧Ｖｄｃ３は、商用交流電源１０１の商用交流電圧の波高値Ｖａｃ（図３（ａ）参照）に対し、商用交流電源１０１から抵抗１３７、１３８、１３９までの経路の電圧降下分が含まれている。即ち、ピーク電圧Ｖｄｃ３は、ブリッジダイオード１０４やその他不図示のフィルタ等による電圧低下Ｖｄｐが含まれている。従って、ピーク電圧Ｖｄｃ３にこれら電圧低下Ｖｄｐを加算した値が商用交流電源１０１の波高値Ｖａｃとなる（Ｖａｃ≒Ｖｄｃ３＋Ｖｄｐ）。同様に、ヒータ１０２に印加される実際の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）は、商用交流電源１０１からヒータ１０２までの経路にあるトライアック１０３や、不図示のフィルタ等による電圧低下Ｖｄｈが含まれている。従って、商用交流電源１０１の実効電圧値Ｖａｃ（ｒｍｓ）からこれら電圧低下Ｖｄｈを減算した値が、実際にヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）となる（Ｖｈｔ（ｒｍｓ）≒Ｖａｃ（ｒｍｓ）−Ｖｄｈ）。
【００３２】
ＣＰＵ１２３は、電圧低下Ｖｄｐと電圧低下Ｖｄｈを予めＣＰＵ１２３に設けられた不図示の記憶部に記憶しており、ＣＰＵ１２２から受信したピーク電圧Ｖｄｃ３にＶｄｐを加算して商用交流電源１０１の波高値Ｖａｃを求める（Ｖａｃ＝Ｖｄｃ３＋Ｖｄｐ）。そして、ＣＰＵ１２３は、求めた波高値Ｖａｃから商用交流電源１０１の実効電圧値Ｖａｃ（ｒｍｓ）を算出する（Ｖａｃ（ｒｍｓ）＝Ｖａｃ／√２）。更に、ＣＰＵ１２３は、算出した商用交流電源１０１の実効電圧値Ｖａｃ（ｒｍｓ）から電圧低下Ｖｄｈを減算して、ヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）を算出する（Ｖｈｔ（ｒｍｓ）＝Ｖａｃ（ｒｍｓ）−Ｖｄｈ）。なお、電圧低下分の補正は、上述した方法に限るものでは無く、電圧低下分が微小であれば無視することも可能であるし、また別の方法で補正を行ってもよい。
【００３３】
また、本実施例では、ＣＰＵ１２２がピーク電圧Ｖｄｃ３を検知し、その後、ＣＰＵ１２３が波高値Ｖａｃ、商用交流電源１０１の実効電圧値Ｖａｃ（ｒｍｓ）及びヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）を算出している。しかし、ＣＰＵ１２２が実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）までの全ての値を算出し、フォトカプラ１０７を介して算出した結果をＣＰＵ１２３に送信する構成としてもよい。また、例えば、ＣＰＵ１２２がＡ／Ｄ１０３で検知した電圧をアナログ−デジタル変換した値を、そのままフォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信してもよい。そして、ＣＰＵ１２３が、電圧ＶＤＨ１の算出から実際にヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）の算出までを全て行う構成としてもよい。即ち、ＣＰＵ１２２は予め決まったインターバルでＡ／Ｄ１０３の電圧測定を行い、順次測定した電圧データをＣＰＵ１２３に送信する。そして、ＣＰＵ１２３が、受信したＡ／Ｄ１０３の電圧データから電圧ＶＤＨ１を算出し、ピーク電圧Ｖｄｃ３を検知する。そして、ＣＰＵ１２３が、波高値Ｖａｃ、実効電圧値Ｖａｃ（ｒｍｓ）及びヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）の算出を行う、といった構成でもよい。また、ヒータ１０２に印加される実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）の算出方法も上述した方法に限ったものではなく、上述した方法以外の方法を用いてもよい。
【００３４】
ダイオード１３１、抵抗１３２、１３３、１３４は、商用交流電源１０１の電圧（図３（ａ）参照）を整流かつ分圧（図３（ｃ）参照）し、ＣＰＵ１２２のＡ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ１０４に入力する。これによりＣＰＵ１２２は、商用交流電源１０１のゼロクロスタイミングを検知する。このように、ダイオード１３１、抵抗１３２、１３３、１３４は、ゼロクロス検知手段として機能している。即ち、ＣＰＵ１２２のＡ／Ｄ１０４に入力される電圧波形は、図３（ｃ）のように半波整流波形となるので、ＣＰＵ１２２は、商用交流電圧が正から負又は負から正に変化するゼロクロスポイント（図３（ｃ）の矢印部分）を検知できる。ＣＰＵ１２２は、検知したゼロクロスポイントを、フォトカプラ１０７を介して二次側のＣＰＵ１２３に伝達することにより、ＣＰＵ１２３は、商用交流電源１０１の位相に合わせて好適にヒータ１０２の位相制御又は波数制御を行うことができる。
【００３５】
以上説明したように、図２で示される破線が絶縁を必要とする一次側回路と二次側回路の境界であり、破線左側が一次側回路、破線右側が二次側回路となる。絶縁素子としては制御電源１２１内にある不図示の電源トランスやフォトカプラ、駆動電源１２４にある電源トランス１０５やフォトカプラ１０６、１０７、フォトトライアックカプラ１０８が挙げられる。本実施例では、従来必要であったヒータ１０２とサーミスタ１０９の間の絶縁距離／絶縁部材は不要である。なお、ダイオード１５１及びコンデンサ１５２は、電源トランス１０５の二次巻線に誘起された電圧を整流、平滑する。
【００３６】
［電源の起動処理］
図４のフローチャートを用いて、電源の起動処理を説明する。本体２０１の不図示の電源スイッチがオンされると、以下の制御が開始される。Ｓ１０２で制御電源１２１は、商用交流電源１０１から電圧が入力されることによりオンし、制御電源１２１の一次側から定電圧Ｖｃｃを、制御電源１２１の二次側から定電圧Ｖｃｏｎを出力する。Ｓ１０３で二次側のＣＰＵ１２３は、制御電源１２１からの定電圧Ｖｃｏｎが印加され起動する。また、Ｓ１０３で一次側のＣＰＵ１２２も、制御電源１２１からの定電圧Ｖｃｃが印加され起動する。
【００３７】
Ｓ１０４でＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２へ駆動電源１２４を起動するようにフォトカプラ１０６を介して起動するための信号を送信する（駆動電源起動指示）。Ｓ１０５でＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ１が駆動電源１２４の起動に充分な電圧レベルにあるか否か、即ち電圧ＶＤＨ１が正常であるか否かを判断する。ＣＰＵ１２２は、上述したように、Ａ／Ｄ１０３の入力値と抵抗１３７、１３８、１３９の抵抗値に基づいて、電圧ＶＤＨ１を算出する。ここで、ＣＰＵ１２２が行う電圧ＶＤＨ１が正常であるか否かの判断は、例えば、ＣＰＵ１２２に設けられた不図示の記憶部に電圧ＶＤＨ１の正常値範囲を記憶しておき、記憶した正常値範囲と比較すること等により判断するものとする。Ｓ１０５でＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ１が正常であると判断すると、Ｓ１０６で駆動電源１２４を起動する。Ｓ１０６でＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ１に応じてトランジスタ１４３の駆動周波数とデューティー比を設定し、トランジスタ１４３の起動を開始する。そして、ＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ１、ＣＰＵ１２３からフォトカプラ１０６を介して送信される定電圧Ｖｄｒｉ、電源トランス１０５の一次巻線に流れる電流をモニタしながら、適宜、駆動周波数とデューティー比を変更する。このように、ＣＰＵ１２２は、駆動周波数とデューティー比を変更しながらトランジスタ１４３のオンオフ動作を制御する。これにより、駆動電源１２４は、二次側から定電圧Ｖｄｒｉを出力する。
【００３８】
Ｓ１０７でＣＰＵ１２３は、駆動電源１２４が立ち上がり、定電圧Ｖｄｒｉが目標の電圧に到達したか否か、即ち定電圧Ｖｄｒｉが正常か否かを判断する。ここで、ＣＰＵ１２３が行う定電圧Ｖｄｒｉが正常であるか否かの判断は、例えば、不図示の記憶部に定電圧Ｖｄｒｉの正常値範囲を記憶しておき、記憶した正常値範囲と比較すること等により判断するものとする。Ｓ１０７でＣＰＵ１２３は、定電圧Ｖｄｒｉが正常であると判断した場合、Ｓ１０８で本体２０１の所定のウォームアップ動作を行う。Ｓ１０８で実行されるウォームアップ動作の中で、後述する図５のヒータ１０２の起動を行う。Ｓ１０８のウォームアップ動作が終了すると、本体２０１は正常に起動されて、スタンバイ状態に移行する。
【００３９】
Ｓ１０５でＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ１が所定の電圧レベルに達しない等、正常ではないと判断した場合、フォトカプラ１０７を介して電圧ＶＤＨ１が正常ではない旨をＣＰＵ１２３に報知し、Ｓ１１０の処理に進む。なお、Ｓ１０５の処理では、ＣＰＵ１２３が電圧ＶＤＨ１の異常を判断してもよい。また、Ｓ１０７でＣＰＵ１２３は、定電圧Ｖｄｒｉが目標の電圧に達しない等、正常ではないと判断した場合、Ｓ１１０の処理に進む。なお、Ｓ１０７の処理は、ＣＰＵ１２３から定電圧Ｖｄｒｉの情報を受信したＣＰＵ１２２が判断を行う処理としてもよい。Ｓ１１０でＣＰＵ１２３は、ビデオコントローラ２３１を介して例えば外部装置２３２に異常を報知して一連の処理を終了する。また、ＣＰＵ１２３は、本体２０１が備える不図示の操作部に異常である旨表示させてユーザに報知してもよい。
【００４０】
［ヒータの起動処理］
次に、図５のフローチャートを用いて、ヒータ１０２の起動について説明する。ＣＰＵ１２３は、図４のＳ１０８のウォームアップ動作の中で、Ｓ２０２以降のヒータ１０２の起動処理を開始する。Ｓ２０２でＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ１０５に入力されるサーミスタ１０９の電圧からヒータ１０２の温度を検知する。ＣＰＵ１２２は、検知した温度情報を、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信する。Ｓ２０３でＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２から受信したヒータ１０２の温度情報が正常か否かを判断する。ここで、ＣＰＵ１２３が行うヒータ１０２の温度情報が正常であるか否かの判断は、例えば、不図示の記憶部にヒータ１０２の温度の正常値範囲を記憶しておき、記憶した正常値範囲と比較すること等により判断するものとする。Ｓ２０３でＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の温度情報が正常ではないと判断した場合、Ｓ２１０でビデオコントローラ２３１を介して外部装置２３２等に異常を報知し、ヒータ起動処理を終了する。なお、Ｓ２０３の処理は、ＣＰＵ１２２が行う処理としてもよい。また、Ｓ２１０でＣＰＵ１２３は、本体２０１が備える不図示の操作部に異常である旨表示させてユーザに報知してもよい。
【００４１】
Ｓ２０３でＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の温度情報が正常であると判断した場合、Ｓ２０４で、ヒータ１０２に印加される実効電圧（ヒータ実効電圧）Ｖｈｔ（ｒｍｓ）を算出する。ここで、ＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２がＡ／Ｄ１０３によりモニタしている電圧ＶＤＨ１のピーク電圧Ｖｄｃ３を、フォトカプラ１０７を介して受信している。ＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２から受信したピーク電圧Ｖｄｃ３を用いて実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）を算出する。Ｓ２０５でＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２によりヒータ１０２の温度検知及びゼロクロスポイント検知を行う。ここで、ＣＰＵ１２２はＡ／Ｄ１０４を介してゼロクロス検知を行っており、ＣＰＵ１２３へフォトカプラ１０７を介してゼロクロスタイミングを送信している。また、ＣＰＵ１２２は、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３へ定期的にサーミスタ１０９の温度情報を送信している。これにより、ＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の温度検知及びゼロクロス検知を行っている。
【００４２】
Ｓ２０６でＣＰＵ１２３は、ＣＰＵ１２２から送信されるゼロクロスタイミング、Ｓ２０４で算出されたヒータ１０２の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）に基づいて、ヒータ１０２に所定の電力が投入されるよう、位相角又は波数のデューティー比を適宜変更する。そして、ＣＰＵ１２３は、フォトトライアックカプラ１０８、トライアック１０３を介してヒータ１０２への電力を供給（オン）又は遮断（オフ）し、ヒータ１０２が所定の温度となるようにヒータ１０２の温度制御を行う。ＣＰＵ１２３は、実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）からヒータ１０２に印加する電力を正確に把握できるので、目標温度に対するヒータ１０２の温度差分に応じて、適宜投入電力を制御することができる。
【００４３】
Ｓ２０７でＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の温度制御が終了したか否かを判断する。Ｓ２０７でＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の温度制御が終了していないと判断した場合はＳ２０４の処理に戻り、温度制御が終了したと判断した場合は、Ｓ２０８でヒータ１０２をオフし、ヒータ１０２の起動処理を終了して、スタンバイ状態に移行する。ＣＰＵ１２３は、外部装置２３２からのプリント指示を受けると、プリント動作に入る。プリント動作中のヒータ１０２の制御もヒータ１０２の起動時と同様であり、説明を省略する。
【００４４】
ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ１０２を介して抵抗１３６の両端に現れる電圧値を検知でき、抵抗１３６の抵抗値を用いて制御電源１２１及び駆動電源１２４に流れるトータルの電流を算出することができる。ＣＰＵ１２２は、制御電源１２１及び駆動電源１２４に流れる電流値の情報を、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信する。商用交流電源１０１から供給可能な電流値は規制されているので、ＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２に供給可能な電流値を算出し、商用交流電源１０１の規格を越えないように制御することが可能である。即ち、ＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２に流れる電流を制限することにより電流制限動作を行う。また、ＣＰＵ１２３は、記録材Ｓのプリント間隔を広げたり、不図示のモータのスピードを下げる等によって駆動電源１２４の動作制限や記録材Ｓの搬送を行う駆動ユニットの動作を制限したり、といった電流制限動作を行う。
【００４５】
また、本実施例でＣＰＵ１２３は、ヒータ１０２の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）、ゼロクロスタイミング、サーミスタ１０９の温度情報等をヒータ１０２の制御に利用している。しかし、ヒータ１０２の制御には、ヒータ１０２の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）、ゼロクロスタイミング、サーミスタ１０９の温度情報等を適宜組み合わせて使用してもよいし、または単独で使用してもよい。例えば、フォトトライアックカプラ１０８にゼロクロスタイプのものを使用して、波数制御を行うように回路を構成し、ＣＰＵ１２３は、サーミスタ１０９の温度情報のみに従ってヒータ１０２の制御を行うことも可能である。また、ヒータ１０２の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）とゼロクロスタイミングの情報から、ＣＰＵ１２３は、位相制御によってヒータ１０２に投入する電力を正確に制御することも可能である。
【００４６】
［ＣＰＵの異常検知］
ＣＰＵ１２２とＣＰＵ１２３は、常にお互いの動作状態を監視しており、もし本体２０１の動作中にＣＰＵ１２２又はＣＰＵ１２３のどちらかに異常な動作が見られた場合、他方のＣＰＵは、速やかに異常状態からの復帰動作を行う。例えば、ＣＰＵ１２２がＣＰＵ１２３とのシリアル通信において、フォトカプラ１０６を介してＣＰＵ１２３から所定のコマンドを受信できない等の異常を検知した場合、ＣＰＵ１２２は、ＣＰＵ１２３がファームウェア暴走等の異常な状態にあると判断する。そしてＣＰＵ１２２は、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３を速やかにリセットする。また、ＣＰＵ１２２が常時監視しているサーミスタ１０９から入手する温度情報から、ヒータ１０２が所定の温度を越えている状態で、ＣＰＵ１２３からヒータ１０２の異常報知が無かった場合も、ＣＰＵ１２３に異常が発生したと判断する。この場合も、ＣＰＵ１２２は、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３を速やかにリセットする。
【００４７】
一方、ＣＰＵ１２３がＣＰＵ１２２とのシリアル通信において、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２２から所定のコマンドを受信できなかった場合は、ＣＰＵ１２２の異常と判断する。そして、ＣＰＵ１２３は、フォトカプラ１０６を介してＣＰＵ１２２をリセットする。また、ＣＰＵ１２３が常時監視している定電圧Ｖｄｒｉが所定の電圧に達せず又は所定の電圧を越えてしまっている状態でＣＰＵ１２２から異常報知が無かった場合も、ＣＰＵ１２２に異常が発生したと判断する。この場合も、ＣＰＵ１２３は、フォトカプラ１０６を介してＣＰＵ１２２を速やかにリセットする。以上のように、ＣＰＵ１２２又はＣＰＵ１２３のどちらか一方に異常が発生した場合であっても、他方のＣＰＵが異常を速やかに検知し、一方のＣＰＵを速やかにリセットすることで、異常状態からの復帰動作を行うことが可能である。なお、本実施例では、一方のＣＰＵが他方のＣＰＵをリセットする際、シリアル通信のコマンドにより相手側のＣＰＵをリセットする場合について述べた。しかし、別のリセット信号としてフォトカプラ等を新たに設け、相手ＣＰＵのリセット端子に直接信号入力してリセットする方法でもよい。
【００４８】
なお、本実施例では、本体２０１の記録材Ｓの搬送等に使用される駆動電源１２４に対して適用した場合について述べたが、これに限定されるものではなく、ＣＰＵによる制御を制御系電源に適用することも可能である。
【００４９】
以上、本実施例によれば、安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成することができる。
【実施例２】
【００５０】
［電源の構成］
図６を用いて、実施例２について説明する。画像形成装置の構成は実施例１と同様であり説明を省略する。また、図２で説明した回路と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。実施例１では、一次側のＣＰＵ１２２が、商用交流電源１０１のピーク電圧Ｖｄｃ３やゼロクロスタイミング等、ヒータ１０２の制御に必要な情報を、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信する構成である。そして、ＣＰＵ１２３が、ＣＰＵ１２２から受信した情報に基づいてヒータ１０２の制御を行っている。一方、本実施例では、二次側のＣＰＵ１２３が出力するヒータ１０２のオンオフ指示に従って、一次側のＣＰＵ１２２がヒータ１０２を制御する構成である。なお、ＣＰＵ１２３が出力するヒータ１０２のオンオフ指示とは、例えばヒータ制御の開始指示やヒータ制御の終了指示であり、ＣＰＵ１２２はオンオフ指示に従ってヒータ１０２の制御を行う。
【００５１】
ヒータ１０２への電力供給をオン又はオフするためのトライアック１０３は、抵抗１４４及び抵抗１４５を介してフォトトライアックカプラ６０８に接続される。また、フォトトライアックカプラ６０８は、発光側のダイオードのアノード側に抵抗６５７を介して一次側のＣＰＵ１２２のＰｏｒｔ６０４が接続される。また、フォトトライアックカプラ６０８は、発光側のダイオードのカソード側にＧｎｄＡが接続されている。そして、ＣＰＵ１２２は、サーミスタ１０９からＡ／Ｄ１０５を介して入力されるヒータ１０２の温度の情報をモニタし、Ａ／Ｄ１０４に入力される電圧波形から商用交流電源１０１のゼロクロスタイミング情報を取得している。
【００５２】
また、ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ１０３に入力される電圧ＶＤＨ１のピーク電圧Ｖｄｃ３から、ヒータ１０２に印加される商用交流電源１０１の実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）を算出する。ＣＰＵ１２２は、ヒータ１０２の温度情報、ゼロクロスポイント、実効電圧Ｖｈｔ（ｒｍｓ）に基づいて、ヒータ１０２に所定の電力が投入されるよう、位相角又は波数デューティー比を適宜変更する。そしてＣＰＵ１２２は、フォトトライアックカプラ６０８、トライアック１０３を介してヒータ１０２への電力を供給又は遮断し、ヒータ１０２が所定の温度となるよう制御する。
【００５３】
このように、実施例１との違いは、本実施例では、フォトトライアックカプラ６０８が一次側の素子となっている点である。このため、トライアック１０３の制御にフォトトライアックカプラ６０８のように絶縁素子を用いる必要はなく、本実施例に限定されるものではない。その他は実施例１（図２）と同様であり、説明を省略する。なお、本実施例では、二次側に配置されたＣＰＵ１２３がＣＰＵ１２２に対しヒータ１０２のオンオフ指示を行っているが、上述した制御方法に限ったものではない。例えば、一次側のＣＰＵ１２２が全ての制御を行う構成であってもよい。
【００５４】
以上、本実施例によれば、安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成することができる。
【実施例３】
【００５５】
［電源の構成］
図７（Ａ）を用いて、実施例３について説明する。画像形成装置の構成は実施例１と同様であり説明を省略する。また、図２、図６で説明した回路と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。実施例１、２では、定着器２０３のヒータ１０２はブリッジダイオード１０４の入力側（前段）に位置し、交流電圧が供給されていた。本実施例では、ヒータ１０２がブリッジダイオード１０４の出力側（後段）に位置し、直流電圧をスイッチングして制御する構成となっている。
【００５６】
スイッチ手段である電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴとする）７０３は、商用交流電源１０１からヒータ１０２への電力供給をオン又はオフするためのＦＥＴで、ＦＥＴ７０３のゲート端子は抵抗７５７を介してＣＰＵ１２２のＰｏｒｔ７０４に接続される。抵抗７６１は、ヒータ１０２に供給される電流をモニタするための抵抗であり、ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ入力ポートの一つであるＡ／Ｄ７０６に入力される電圧によって、ヒータ１０２に供給される電流を検知している。コイル７６０及びダイオード７６２は、ＦＥＴ７０３がスイッチング動作する際、ヒータ１０２に流れる電流を平滑化するための素子である。これら二点鎖線で囲まれた部分をヒータ駆動回路７００とする。
【００５７】
図７（Ｂ）（ａ）は商用交流電源１０１の電圧の波形を示す図、図７（Ｂ）（ｂ）はブリッジダイオード１０４から出力される電圧ＶＤＨ７の波形を示す図、図７（Ｂ）（ｃ）はヒータ１０２に流れる電流の波形を示す図である。ここで、図７（Ｂ）（ｃ）には、ヒータ１０２に流すことができる電流値の範囲中、最大の電流値を破線で示している。また、ヒータ１０２に流れる電流の波形の振幅は、ＦＥＴ７０３のオン幅（オンされている時間）が大きいときには大きくなり、ＦＥＴ７０３のオン幅が小さいときには小さくなる。このように、ＣＰＵ１２２は、ＦＥＴ７０３のオン幅を制御することにより、ヒータ１０２に流れる電流を制御している。
【００５８】
商用交流電源１０１の電圧は、図７（Ｂ）（ａ）のような波高値Ｖａｃをピークとした正弦波形であり、ブリッジダイオード１０４により整流される。そして、ブリッジダイオード１０４により整流された電圧（整流後電圧）は、ＧｎｄＡを基準に電圧ＶＤＨ７として、ヒータ駆動回路７００及び直列接続された抵抗１３７、１３８、１３９へ印加される。このとき、電圧ＶＤＨ７は、ダイオード７６３により、コンデンサ１１０からヒータ１０２側への電流流入が遮断されているので、電圧ＶＤＨ７の波形は、図７（Ｂ）（ｂ）のようなＶｄｃ８をピークとした全波整流波形になる。電圧ＶＤＨ７は、商用交流電源１０１から供給される交流電圧に相当する電圧である。このため、抵抗１３７、１３８、１３９は、交流電圧検知手段として機能している。ＣＰＵ１２２は、電圧ＶＤＨ７のピーク電圧Ｖｄｃ８から電圧ＶＤＨ７の実効電圧ＶＤＨ７（ｒｍｓ）を検知する。ＦＥＴ７０３は、所定の周波数にてＰＷＭ制御を行うことでヒータ１０２への投入電力を制御している。よって本実施例では、ＣＰＵ１２２は、商用交流電源１０１のゼロクロスタイミングの検知が不要となる。
【００５９】
本実施例では、抵抗７６１が比較的小さな値であるため、その後段のヒータ１０２、コイル７６０、ＦＥＴ７０３に投入する電圧は、実効電圧ＶＤＨ７（ｒｍｓ）とほぼ同じ値である。よって本実施例では、ＣＰＵ１２２は入力電圧補正を行わない。しかしながら、採用する構成によっては、必要に応じて適宜電圧を補正するようにしてもよい。
【００６０】
本実施例のヒータ駆動回路７００の構成は、ヒータ１０２を駆動するＦＥＴ７０３を駆動する駆動周波数やデューティー比の制御レンジを広げることにより、広範囲の商用交流電源１０１の電圧に対応することができる。例えば、商用交流電源１０１が交流１２０Ｖの場合の駆動周波数に対し、交流２３０Ｖの場合の駆動周波数を２倍にする、又はデューティー比を１／２に設定する等、ヒータ駆動回路７００は、実効電圧ＶＤＨ７（ｒｍｓ）に応じた設定に変更する構成とする。これにより、本実施例と同一の構成で、交流１２０Ｖ／交流２３０Ｖどちらの電圧にも対応することが可能な定着器２０３とすることが可能である。この場合は、ＣＰＵ１２２は、ヒータ１０２を駆動する前に実効電圧ＶＤＨ７（ｒｍｓ）を検知し、最適な駆動周波数やデューティー比を選択してからヒータ１０２を駆動することで対応する。
【００６１】
またＣＰＵ１２２は、抵抗７６１によって、ヒータ１０２に投入される電流値を検知できる。即ち、ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ７０６に入力される電圧から抵抗７６１の抵抗値を用いてヒータ１０２に流れる電流値を算出することができ、これによりＣＰＵ１２２は、ヒータ１０２に投入する電力を正確に制御することができる。更に、ＣＰＵ１２２は、Ａ／Ｄ７０６に入力される電圧に基づいて算出されるヒータ１０２の電流、及びＡ／Ｄ１０２で検知される制御電源１２１と駆動電源１２４に流れるトータル電流から、装置の最適な動作を行うことができる。即ち、商用交流電源１０１から供給可能な電流値は規制されているので、ＣＰＵ１２２はヒータ１０２に流れる電流及び電源に流れる電流の情報を、フォトカプラ１０７を介してＣＰＵ１２３に送信する。そして、ＣＰＵ１２３がヒータ１０２に流れる電流を制限する。また、ＣＰＵ１２３が記録材Ｓのプリント間隔を広げたり、不図示のモータのスピードを下げる等によって駆動電源１２４の動作制限や、記録材Ｓの搬送を行う駆動ユニットの動作を制限する。このようにしてＣＰＵ１２３は、電流制限動作を行い、商用交流電源１０１からの電流が規格電流値を越えないようにする。この場合の電源電流の制限や定着電流の制限は、ＣＰＵ１２２とＣＰＵ１２３が適宜連携して行う。
【００６２】
制御電源１２１及び駆動電源１２４への電力供給は、商用交流電源１０１からブリッジダイオード１０４にて整流され、その出力はヒータ１０２側への電流逆流防止のダイオード７６３及び電源電流検知用の抵抗１３６を介して行われる。以降、制御電源１２１及び駆動電源１２４周辺の動作は実施例１及び実施例２で説明した通りである。また、本実施例で用いられている絶縁素子としては、実施例２（図６）と同様である。なお、本実施例では、ＣＰＵ１２２がＦＥＴ７０３のオンオフ制御を行っているが、ＣＰＵ１２３が絶縁素子を介してＦＥＴ７０３のオンオフ制御を行う構成としてもよい。
【００６３】
以上、本実施例によれば、安全性を確保しつつ、装置を安価で小型に構成することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０２    ヒータ
１０３    トライアック
１２２    ＣＰＵ
１２３    ＣＰＵ
１２４    駆動電源
【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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