(57)【要約】【課題】最適なスイッチング素子のオフ時間幅を求めて、装置の発熱効率を向上させ更なる省エネルギ化を進める。【解決手段】スイッチング素子１０４のオフ時にその両端に発生する共振電圧の波形を第１及び第２の電圧認識装置２０６，２０８で検出し、これら第１及び第２の電圧認識装置２０６，２０８により検出された波形を基に共振電圧が発生している時間をタイマカウンタ２５２，２６２で求め、共振電圧発生時間を基に最適なスイッチング素子１０４のオフ時間幅を決定する最適時間幅決定装置４００を制御側に設ける。【選択図】図１
2008191483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱手段を駆動する駆動側の回路と、前記誘導加熱手段の駆動制御を行う制御側の回路とが絶縁機能を有する信号伝達手段によって接続され、
前記制御側の制御手段によってスイッチング素子の駆動波形を生成し、前記信号伝達手段によって前記駆動波形を前記スイッチング素子に伝達して前記誘導加熱手段を駆動する定着装置において、
前記駆動側に、前記スイッチング素子のオフ時に前記スイッチング素子の両端に発生する共振電圧の波形を検出する検出手段を備え、
前記制御側に、前述検出手段により検出された波形を基に前記共振電圧が発生している時間を求める計時手段と、前記共振電圧発生時間を基に最適なスイッチング素子オフ時間幅を決定する決定手段とを備えている、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記計時手段は、コンパレータとタイマカウンタとを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１記載の定着装置において、
前記計時手段は、Ａ／Ｄコンバータとタイマカウンタとを備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記計時手段は、共振電圧が発生している時間である測定値を格納する第１の記憶手段と、前記測定値に対する固定の加算値を格納する第２の記憶手段と、回路上の公差を吸収するための設定可能な変数である調整値を格納する第３の記憶手段を備え、
前記制御側に前記測定値、前記加算値及び前記調整値を用いて演算を実施し最適な前記スイッチング素子オフ時間幅を算出する演算手段を備えている、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記制御側に前記スイッチング素子オフ時間幅の最適化動作の実施モードを選択する選択手段を備え、
前記制御手段は前記選択手段によって任意の１つのモードが選択されたとき、最適なスイッチング素子オフ時間幅の決定動作を電源投入毎に実施し、決定された値を前記第１の記憶手段に格納することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記制御側に稼動時間をカウントするカウント手段を備え、
前記制御手段は前記稼動時間が所定の時間に達する毎に最適なスイッチング素子オフ時間幅の決定動作を実施することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の定着装置において、
所定時間が経過しても前記共振波形が検出されない場合、異常と判断する異常検出手段を更に備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項７記載の定着装置において、
前記異常検出手段は、最適なスイッチング素子最大オフ時間幅を前記記憶手段から取り出し、実際のオフ幅と比較して、実際のオフ幅が設定値よりも小さくなった場合に、異常を検知して装置を停止させることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項７記載の定着装置において、
前記異常検出手段は、最適なスイッチング素子最大オフ時間幅を前記記憶手段から取り出し、実際のオフ幅と比較して、実際のオフ幅が最適値よりも小さくなった場合に、現在実行しているジョブを全て完了させた後に、装置を停止させることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の定着装置を備えてい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、電気コイル（誘導加熱コイル）に交流を通電し、発生する誘導電流による誘導過熱を使用した定着装置、及びその定着装置を使用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ及びこれらの機能を複合したデジタル複合機などの画像形成装置には、現像された画像を記録シートや紙などの記録材に定着させるために、定着装置が備えられえている。この定着装置の主要部分は、未定着の現像剤が付着した記録材を加熱する定着ローラと、記録材を押圧し挟持搬送する加圧ローラとで構成されている。
【０００３】
前記定着ローラの加熱方式としては、例えば特許文献１に記載の発明が知られている。この従来の定着装置は、加熱対象の直近に配置した電気コイル及びそれに接続した共振用コンデンサを含む共振回路に、スイッチング素子のオン／オフの繰り返しにより、交流を整流した直流をチョッピング通電する誘導加熱方式において、共振回路とスイッチング素子との間の電圧の変動を検出してそれに同期してスイッチング素子をオンにし、かつ、スイッチング素子に流れる電流を検出し、これが交流を整流した電圧波形に比例する包絡レベルの瞬時値に到達するまでの時間に基づいたオン時間の後にスイッチング素子をオフにするようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２３７３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御手段によってスイッチング素子の駆動波形を生成し、当該駆動波形の周波数とオン／オフのデューティによって温度をコントロールする誘導加熱方式の定着装置においては、スイッチング素子のオン時間が長いほど加熱するエネルギが大きくなる。また、スイッチング素子をオフした際にその両端に共振電圧が発生するが、共振電圧が発生している最中にスイッチング素子をオンしてしまうと、スイッチング素子に多大なストレスが加わり破壊に至る可能性もあるため、連続する駆動パルス生成において、オンのタイミングは共振電圧発生時間帯を避ける必要がある。
【０００５】
従来技術においては、連続する駆動パルス生成におけるオンのタイミング（言い換えればオフ時間幅）は固定値であり、この値は設計計算や実験の結果決定していた。しかし共振電圧発生時間幅は、加熱コイルの特性ばらつきや経時変化、共振用コンデンサの公差、加熱コイルと加熱部（定着部）のギャップ等によってばらつくため、固定値の決定に際しては充分にマージンを持つことが必要であった。
【０００６】
しかしこの方式は、個々の装置に対してオフ時間幅が必ずしも最適ではなく、駆動パルスの最低周波数に回路的限界がある中において、オンが可能時間幅をより短く制限してしまうことであり、当該定着装置にとって効率的なことではない。
【０００７】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その解決すべき課題は、装置の発熱効率を向上させ、更なる省エネルギ化を進めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第１の手段は、誘導加熱手段を駆動する駆動側の回路と、前記誘導加熱手段の駆動制御を行う制御側の回路とが絶縁機能を有する信号伝達手段によって接続され、前記制御側の制御手段によってスイッチング素子の駆動波形を生成し、前記信号伝達手段によって前記駆動波形を前記スイッチング素子に伝達して前記誘導加熱手段を駆動する定着装置において、前記駆動側に、前記スイッチング素子のオフ時に前記スイッチング素子の両端に発生する共振電圧の波形を検出する検出手段を備え、前記制御側に、前述検出手段により検出された波形を基に前記共振電圧が発生している時間を求める計時手段と、前記共振電圧発生時間を基に最適なスイッチング素子オフ時間幅を決定する決定手段とを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記計時手段がコンパレータとタイマカウンタとを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第１の手段において、前記計時手段がＡ／Ｄコンバータとタイマカウンタとを備えていることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記計時手段は共振電圧が発生している時間である測定値を格納する第１の記憶手段と、前記測定値に対する固定の加算値を格納する第２の記憶手段と、回路上の公差を吸収するための設定可能な変数である調整値を格納する第３の記憶手段を備え、前記制御側に前記測定値、前記加算値及び前記調整値を用いて演算を実施し最適な前記スイッチング素子オフ時間幅を算出する演算手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記制御側に前記スイッチング素子オフ時間幅の最適化動作の実施モードを選択する選択手段を備え、前記制御手段は前記選択手段によって任意の１つのモードが選択されたとき、最適なスイッチング素子オフ時間幅の決定動作を電源投入毎に実施し、決定された値を前記第１の記憶手段に格納することを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記制御側に稼動時間をカウントするカウント手段を備え、前記制御手段は前記稼動時間が所定の時間に達する毎に最適なスイッチング素子オフ時間幅の決定動作を実施することを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、所定時間が経過しても前記共振波形が検出されない場合、異常と判断する異常検出手段を更に備えていることを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第７の手段において、前記異常検出手段が最適なスイッチング素子最大オフ時間幅を前記記憶手段から取り出し、実際のオフ幅と比較して、実際のオフ幅が設定値よりも小さくなった場合に、異常を検知して装置を停止させることを特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第７の手段において、前記異常検出手段が最適なスイッチング素子最大オフ時間幅を前記記憶手段から取り出し、実際のオフ幅と比較して、実際のオフ幅が最適値よりも小さくなった場合に、現在実行しているジョブを全て完了させた後に、装置を停止させることを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１８】
後述の実施形態では、制御側は参照符号２００に、制御手段は制御部２０１に、スイッチング素子は参照符号１０４に、駆動側は参照符号１００に、信号伝達手段はパルストランス２０４に、誘導加熱手段は加熱コイル１０６に、検出手段は最適時間幅決定装置４００に、第１及び第２の電圧認識装置２０６，２０８に、計時手段はタイマカウンタ２５２，２６２に、コンパレータは参照符号２５１に、タイマカウンタは参照符号２５２、２６２に、Ａ／Ｄコンバータは参照符号２６１に、第１の記憶手段はＲＯＭ４０２に、第２の記憶手段はＲＡＭ４０３に、第３の記憶手段は不揮発性メモリ４０４に、演算手段はＣＰＵ４０１に、異常検出手段は安全装置２０３にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、共振時間幅を測定する手段を設け、個々の装置に対して最適なスイッチング素子のオフ時間幅を求めているので、装置の発熱効率を向上させ、更なる省エネルギ化を進めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る誘導過熱装置を備えた定着装置の概略構成を示す機能ブロック図である。同図において、誘導加熱装置は駆動側（一次側）１００と制御側（二次側）２００とからなる。駆動側１００は、交流電源１０１、整流部１０２、フィルタ部１０３、スイッチング素子１０４、共振用コンデンサ１０５、及び加熱コイル１０６、電源電圧遮断装置１０７、電流検出装置１０８、整流装置１０９等を備えている。スイッチング素子１０４はスイッチ１１１とこのスイッチに１１１に並列に接続されたダイオード１１２とから構成されている。
【００２２】
制御側２００は、制御部２０１、アンド回路２０２及び安全装置２０３を備え、アンド回路２０２の出力は、パルストランス２０４に入力される。なお、制御部２００からの信号（駆動パルス）は駆動側１００にパルストランス２０４により絶縁状態で伝達される。共振電圧波形は第１のフォトカプラ２０５及び第１の電圧認識装置２０６によって駆動側１００から制御側２００に伝達され、制御部２０１で観測される。また、電流検出装置１０８で検出された交流電源１０１の電流も、整流装置１０９、第２のフォトカプラ２０７及び第２の電圧認識装置２０８によって駆動側１００から制御側２００に伝達され、制御部２０１で観測される。
【００２３】
本誘導加熱装置では、制御部２０１からアンド回路２０２に駆動パルスが与えられ、アンド回路２０２の出力はパルストランス２０４を介してスイッチング素子１０４に与えられ、スイッチング素子１０４が開閉される。そしてこのスイッチング素子１０４の開閉によってスイッチング素子１０４の両端に共振電圧が発生する。この共振電圧波形は第１のフォトカプラ２０５によって駆動側１００から制御側２００に伝達され、第１の電圧認識装置２０６に入力される。そして、このスイッチング素子１０４の開閉により加熱コイル１０６に交流が供給され、また、遮断される。
【００２４】
このようにして、交流電源１０１から整流部１０２、フィルタ１０３を介して加熱コイル１０６に電源の供給が行われる。加熱コイル１０６では、当該加熱コイル１０６で発生する交流磁界が定着ユニットの加熱部（図１では定着部と記している）３００に作用し、加熱部（定着部）３００に渦電流が発生し、加熱されることになる。ここで、加熱するエネルギは駆動パルスのオン時間が長いほど大きくなる。
【００２５】
前述したように駆動パルスをオフする際にスイッチング素子１０４の両端に共振電圧が発生するが、この幅は加熱コイル１０６と共振用コンデンサ１０５の値によって決まり、駆動パルスオン時間の長短によらず一定である。この場合、共振電圧が発生している最中にスイッチング素子１０４をオンしてしまうと、スイッチング素子１０４に多大なストレスが加わり破壊に至る可能性もあるため、連続する駆動パルス生成において、オンのタイミングは共振電圧発生時間帯を避ける必要がある。
【００２６】
従来技術においては、連続する駆動パルス生成におけるオンのタイミング（言い換えればオフ時間幅）は固定値であり、この値は設計計算や実験の結果に基づいて決定していた。しかし、共振電圧発生時間幅は、加熱コイル１０６の特性ばらつきや経時変化、共振用コンデンサ１０５の公差、加熱コイル１０６と過熱部（定着部）３００のギャップ等によってばらつくため、固定値の決定に際しては充分にマージンを持つことが必要であった。しかしこれは、駆動パルスの最低周波数に回路的限界がある中において、オンが可能時間幅をより短く制限してしまうことであり、当該定着装置にとって決して効率的なことではない。
【００２７】
そこで、この実施の形態においては、定着装置を実動作させるに先立ち、第１のフォトカプラ２０５によって駆動側１００から制御側２００に伝達され、第１の電圧認識装置２０６に入力された共振電圧に対し、第２の電圧認識装置２０６によって共振電圧の発生時間幅を測定し、その特定値を基に制御部２０１に設けられた最適時間幅決定装置４００によって、その定着装置にとって最も効率のよい駆動パルスを生成すべく最適なオフ時間幅を決定するようにしている。最適時間幅決定装置４００はＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、不揮発性メモリ４０４を備えている。
【００２８】
図２は上述した第１の電圧認識装置２０６の具体的な構成例を示すブロック図である。なお、第２の電圧認識装置２０８も同様な構成になっている。第１の電圧認識装置２０６は、コンパレータ２５１とタイマカウンタ２５２とを備えている。コンパレータ２５１の＋端子に入力される信号（Ａ）は、第１のフォトカプラ２０５の出力電圧であり、−端子には、共振電圧が発生したことを判断するための予め設定されたしきい値電圧が印加される。これにより、コンパレータ２５１の＋端子に入力された共振電圧（Ａ）が、コンパレータ２５１の−端子に設定されたしきい値電圧を上回ると、コンパレータ２５１の出力はＨｉｇｈとなり、下回るとＬｏｗとなる。
【００２９】
このコンパレータ２５１の出力は、タイマカウンタ２５２のＳＴＡＲＴ入力端子に接続され、更にＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ検出信号３として制御部２０１の最適時間幅決定装置４００に入力される。タイマカウンタ２５２のＳＴＡＲＴ入力端子がＨｉｇｈになると、タイマカウンタ２５２はＣＬＫ−ＩＮ端子に入力されるＣＬＫパルス４のカウントを開始し、ＳＴＡＲＴ入力がＬｏｗになるとカウントを停止する。
【００３０】
また、タイマカウンタ２５２のＤＡＴＡ入出力端子はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）として制御部２０１の最適時間幅決定装置４００に接続され、最適時間幅決定装置４００はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）をＲＥＡＤすることにより、タイマカウンタ２５２に積算されたカウント値を知ることが可能であり、ＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）をＷＲＩＴＥすることにより当該カウント値をクリアすることが可能となっている。
【００３１】
図３は最適時間幅決定装置４００を構成するＣＰＵ４０１の制御手順を示すフローチャートである。また、図４はスイッチングタイミング、コイル電流、共振電圧、お及びコンパレータ間の出力タイミングを示す図である。図４では前記各タイミングの波形が示されている。なお、ＣＰＵ４０１の制御プログラムはＲＯＭ４０２に記憶されている。
【００３２】
図３において、まず、測定値ＲＥＡＤのジョブが発生してスタートすると、駆動パルスを１パルスのみ出力する（ステップＳ１０１）。この駆動パルスは図４（ａ）のスイッチング波形に相当する（１パルスのみ出力の場合は実線部のみ発生となる。破線部は連続した場合を想定）。図４（ａ）に示すスイッチング波形の駆動パルスにより、スイッチング素子１０４は駆動され、図４（ｂ）に示すコイル駆動電流波形の電流が加熱コイル１０６に流れる。このとき、スイッチング素子１０４の両端に、図４（ｃ）で示されるような共振電圧波形の共振電圧が発生する。この共振電圧はコンパレータ２５１に信号Ａとして入力され、このコンパレータ２５１からＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ検出信号３として出力され、その状態は図４（ｄ）のコンパレータ２５１の出力信号に相当する。次いでＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ検出信号３をサンプリングし、検出したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
Ｌｏｗすなわち共振電圧がまだ発生していない状態であれば、共振電圧が発生しない状態が所定の時間以内か以上かを判断する（ステップＳ１０３）。所定の時間以内であれば処理をステップＳ１０２に戻し、ＳＴＡＲＴ検出を繰り返す。所定の時間以上である場合は、ステップＳ１０１にて駆動パルスを出力したにも拘わらず共振電圧が発生しないため異常状態と判断してエラー処理に処理を移行する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
一方、ステップＳ１０２において、Ｈｉｇｈすなわち共振電圧が発生したＳＴＡＲＴ状態が検出されたら、次にＳＴＯＰ状態（共振電圧収束状態）を検出すべくＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ検出信号３をサンプリングし（ステップＳ１０５）、Ｈｉｇｈすなわち共振電圧がまだ収束していない状態であれば、共振電圧が収束しない状態が所定の時間以内か以上かを判断する（ステップＳ１０６）。そして共振電圧が収束しない状態が所定の時間以内であれば処理をステップＳ１０４に戻し、ＳＴＯＰ検出を繰り返す。共振電圧が収束しない状態が所定の時間以上である場合は、共振電圧が収束しないため異常状態と判断してエラー処理のステップＳ１０４に移行する。
【００３５】
ステップＳ１０５において、Ｌｏｗすなわち共振電圧が収束した状態であれば、ＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）を介してタイマカウンタ２５２に積算されたカウント値をＲＥＡＤする（ステップＳ１０７）。これにより、本ジョブは終了したので、次のジョブに処理を移す。
【００３６】
図５は第１の電圧認識装置２０６の他の具体的な構成例を示すブロック図である。この場合も、第２の電圧認識装置２０８は第１の電圧認識装置２０６と同様な構成になっている。この第１の電圧認識装置２０６は、Ａ／Ｄコンバータ２６１とタイマカウンタ２６２とを備えている。すなわち、Ａ／Ｄコンバータ２６１は、Ａｎａｌｏｇ−ＩＮ端子、Ｓａｍｐｌｅ−ＣＬＫ端子、ＤＡＴＡ出力端子を備えている。Ａ／Ｄコンバータ２６１のＡｎａｌｏｇ−ＩＮ端子に入力される信号Ａは、第１のフォトカプラ２０５の出力に接続される。Ａ／Ｄコンバータ２６１のＤＡＴＡ出力端子はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）として制御部２０１の最適時間幅決定装置４００に接続され、最適時間幅決定装置４００はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）をＲＥＡＤすることにより信号Ａの電圧状態をサンプリングすることが可能となっている。
【００３７】
タイマカウンタ２６２はタイマカウンタ２５２にて説明したものと同じであるので機能に関する説明はここでは省くが、ＳＴＡＲＴ入力にはＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号として最適時間幅決定装置４００の出力が接続され、タイマカウンタ２６２のＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ制御は最適時間幅決定装置４００によって任意に行うことが可能である。またこの例においても、タイマカウンタ２６２のＤＡＴＡ入出力はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）として制御部２０１の最適時間幅決定装置４００に接続され、最適時間幅決定装置４００はＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）をＲＥＡＤすることによりタイマカウンタ２６２に積算されたカウント値を知ることが可能であり、ＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）をＷＲＩＴＥすることにより当該カウント値をクリアすることが可能となっている。
【００３８】
最適時間幅決定装置４００は、信号Ａの電圧状態が予め設定された共振電圧が発生したことを判断するためのしきい値電圧を上回った場合にＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号３をＨｉｇｈにしてタイマカウンタ２６２のカウントを開始し、しきい値電圧を下回った場合にＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号３をＬｏｗにしてタイマカウンタ２６２のカウントを停止する。
【００３９】
図６は図５の電圧認識装置を用いた場合の最適時間幅決定装置４００を構成するＣＰＵ４０１の制御手順を示すフローチャートである。この制御プログラムもＲＯＭ４０２に記憶しておく。
【００４０】
まず、測定値ＲＥＡＤのジョブが発生してスタートすると、駆動パルスを１パルスのみ出力する（ステップＳ２０１）。Ａ／Ｄコンバータ２６１のＤＡＴＡをＲＥＡＤし（ステップＳ２０２）、ＲＥＡＤしたＤＡＴＡが、予め設定された共振電圧が発生したことを判断するためのしきい値電圧を上回るかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。ステップ２０３で、しきい値電圧を上回っていない場合は、共振電圧が発生しない状態が所定の時間以内か以上かを判断する（ステップＳ２０４）。一方、しきい値電圧を上回っている場合は、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号３をＨｉｇｈにして  タイマカウンタ２６２のカウントを開始する（ステップＳ２０５）。また、ステップＳ２０４において、共振電圧が発生しない状態が所定の時間に達していなければステップＳ２０３の処理に戻り、共振電圧発生検出を繰り返す。一方、共振電圧が発生しない状態が所定の時間に達している場合は、ステップＳ２０１にて駆動パルスを出力したにも拘わらず共振電圧が発生しないため、異常状態と判断してエラー処理に処理を移行する（ステップＳ２０６）。
【００４１】
ステップＳ２０５に続き、共振電圧収束状態を検出すべくＡ／Ｄコンバータ２６１のＤＡＴＡをサンプリングし、予め設定された共振電圧が発生したことを判断するためのしきい値電圧を下回るかどうかを判断する（ステップＳ２０７）。下回っていない場合すなわち共振電圧がまだ収束していない場合は、共振電圧が収束しない状態が所定の時間以内か以上かを判断する（ステップＳ２０８）。下回った場合すなわち共振電圧が収束した場合は、共振電圧収束状態が検出されたとして、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ信号３をＬｏｗにしてタイマカウンタ２６２のカウントを停止する（ステップＳ２０９）。そして、ＤＡＴＡ  ＢＵＳ（Ｂ）を介してタイマカウンタ２６２に積算されたカウント値をＲＥＡＤする（ステップＳ２１０）。これにより本ＪＯＢは終了したので、次のジョブに処理を移す。
【００４２】
一方、ステップＳ２０８において、共振電圧が収束しない状態が設定時間以内であればステップＳ２０７に戻って以降の処理を繰り返す。設定時間以上である場合は、共振電圧が収束しないため異常状態と判断してステップＳ２０６のエラー処理に移行する。
【００４３】
図７ないし図９は図１の最適時間幅決定装置４００のＣＰＵ４０１の他の制御手順を示すフローチャートである。このうち図７は装置の電源投入時のジョブを、図８は通常動作時のジョブを、図９はオペレータによる操作時のジョブをそれぞれ示している。
【００４４】
図７により装置の電源投入時のジョブを説明すると、装置の電源投入（省エネルギモードからの復帰時を含む）後、本ジョブが開始する。まず、最適時間幅決定装置４００の不揮発性メモリ４０４に格納された動作モードの選択フラグを確認する（ステップ３０１）。この選択フラグは、スイッチング素子１０４のオフ時間幅最適化動作を実施するタイミングを決定するものであり、本実施形態ではその実施タイミングとして、
（１）装置の電源投入時（省エネルギモードからの復帰時を含む）毎に当該動作を実施するモード。  
（２）オペレータから指示されたときに当該動作を実施するモード。  
の２つのモードを設けている。  
ここで、（１）のモードにおいては、電源投入（省エネルギモードからの復帰時を含む）毎に当該動作を実施するので、当該動作実施の頻度が高く測定値が常に更新される。そのため、装置に対するスイッチング素子オフ時間幅最適値を常に高精度に保つことが可能であるが、電源投入（省エネルギモードからの復帰時を含む）時の立ち上げに要する時間は（２）のモードより多くなってしまう。
【００４５】
また、（２）のモードにおいてはオペレータから指示されたときに当該動作を実施するので、電源投入（省エネルギモードからの復帰時を含む）時の立ち上げに要する時間は（１）のモードより少ないが、装置に対するスイッチング素子オフ時間幅最適値の精度は（１）のモードより低くなる。なお、本選択フラグは、後述するオペレータによる操作部からの操作時（図９）に設定することができる。
【００４６】
ステップＳ３０１において、選択フラグの内容が装置の電源投入時毎に当該動作を実施するモードであった場合は、上述した図２あるいは図５の電圧認識装置によって測定値を得る（ステップＳ３０２）。一方、この動作をオペレータから指示されたときに実施するモードであった場合は、後述するステップＳ３０８で通常動作に移行する。測定値を獲得したら、最適時間幅決定装置４００のＲＡＭ４０３にストアする（ステップＳ３０３）。次いで、ＲＡＭ４０３に格納された測定値とＲＯＭ４０２に格納されたデフォルト値と不揮発性メモリ４０４に格納された調整値を加算し、最適値とする（ステップＳ３０４）。ここでデフォルト値については、測定値に対して最低現必要なマージンを持たせるための加算値であり、予めＲＯＭ４０２に格納されている。また、調整値については、測定値に対して測定回路そのものの公差を吸収するためオペレータによって設定可能な変数（＋／−可）であり、通常は装置の製造工程内にて装置毎に設定される。本調整値は、後述のようにオペレータによって操作部からの操作により（図９）設定することができる。
【００４７】
次に、ステップＳ３０１で確認した選択フラグの内容が装置の電源投入時毎に当該動作を実施するモードにあるかいなかを判定する（ステップＳ３０５）。この判定で、電源投入時毎に当該動作を実施するモードであった場合は、ステップＳ３０４で求めた最適値をＲＡＭ４０３に格納し（ステップＳ３０６）、本ジョブを終了して通常動作に戻す（ステップＳ３０８）。当該動作がオペレータから指示されたときに実施するモードであった場合は、ステップＳ３０４で求めた最適値を不揮発性メモリ４０４に格納し（ステップＳ３０７）、本ジョブを終了して通常動作に戻す（ステップＳ３０８）。
【００４８】
通常動作時のジョブは、図８に示すように、図７で説明した電源投入時のジョブ終了後に開始する。まず、通常の稼動動作の中で、稼動時間をカウントして不揮発性メモリ４０４に格納する（ステップＳ４０１）。通常の稼動動作において操作部（図示しない）からの割り込み要求が発生した場合は、処理をオペレータによる操作部操作時におけるジョブ（図９）に移す。
【００４９】
次に、ステップＳ４０１にてカウントした値が、予めＲＯＭ４０２に格納された設定値（設定時間）に到達したかどうかを確認する（ステップＳ４０２）。到達しない場合はステップＳ４０１に戻り、到達するまで以降の処理を繰り返す。到達した場合は不揮発性メモリ４０４に格納されているカウント値を０にクリアする（ステップＳ４０３）。その後、図７のステップＳ３０２に移行し、本ジョブは終了する。ここでは、処理がステップ４０３からステップＳ３０２に移行するので、一連のスイッチング素子１０４のオフ時間幅最適化動作が実行される。
【００５０】
オペレータによる操作では、図９に示すように、最初に操作部からの指示が前記ステップＳ３０１で述べた動作モードを設定する指示かどうかを判定する（ステップＳ５０１）。動作モード設定指示の場合は、不揮発性メモリ４０４に格納されている選択フラグの内容を、操作部から指示された内容に更新し（ステップＳ５０２）、他の指示の場合は、操作部からの指示が、前記ステップＳ３０４で述べた調整値を設定する指示かどうかを判定する（ステップＳ５０３）。調整値を設定する指示の場合は、不揮発性メモリ４０４に格納されている調整値を操作部から指示された値に更新し（ステップＳ５０４）、本ジョブを終了する。ステップＳ５０３で他の指示の場合は、操作部からの指示がスイッチング素子１０４のオフ時間幅最適化動作の実施を要求する指示かどうかを判定する（ステップＳ５０５）。オフ時間幅最適化動作の実施を要求する指示の場合は、前記ステップＳ３０２に移す。本ジョブを終了し、他の設定へ進む。
【００５１】
以上のように、共振電圧発生時間をもとに最適なスイッチング素子１０４のオフ時間幅を決定でき、その時間を設定値として記憶できる。
【００５２】
画像形成装置において、記憶された設定値よりも実際のオフ幅が小さくなった場合、図１の安全装置２０３で異常を検知して制御部２０１に異常信号を出力し、画像形成装置を停止させることができる。このときの処理手順を図１０のフローチャートに示す。
【００５３】
図１０は安全装置の処理手順を示すフローチャートである。すなわち、設定値がＯＦＦ幅より大きいかを監視しておき（ステップＳ６０１）、大きくなった場合に機械を停止する（ステップＳ６０２）。
【００５４】
本実施形態では、また、画像形成装置においてプリントジョブ等稼動中に、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり、異常を検出した場合、制御部２０１はジョブが実行中かどうかを判断して、ジョブ実行中の場合はそのジョブを継続してジョブ完了後に画像形成装置を停止させることもできる。このとき、連続していくつかジョブが予約されている場合でも、継続中のワンジョブのみを実行完了させた後に画像形成装置を停止させて次のジョブは無視するため、異常検知後に長時間画像形成装置を動作させることを防止できる。
【００５５】
図１１は異常を検知したとき、ジョブ実行中の場合はそのジョブ終了後に停止させる処理手順を示すフローチャートである。この処理手順では、設定値がＯＦＦ幅より大きくなったときに（ステップＳ７０１）、ジョブを実行中であるかを判定する（ステップＳ７０２）。そして、ジョブ実行中であれば、継続してジョブを実行し（ステップＳ７０３）、ジョブが完了した時点で（ステップＳ７０４）、画像形成装置を停止して（ステップＳ７０５）処理を終える。ステップＳ７０２において、ジョブが実行中でなければ、そのまま画像形成装置を停止する（ステップＳ７０５）。
【００５６】
本実施形態では、更に、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり異常を検出した場合、制御部２０１のＣＰＵ４０１が保持しているタイマカウンタをカウントアップ（＋１）した後に、再び図１の安全装置２０３によってスイッチング素子１０４のオフ幅が設定値よりも小さい値になっていないかを監視することもできる。以上のような動作を繰り返し、カウンタの値Ｋが許容設定値Ｓと同値になった場合に画像形成装置を停止させればよい。
【００５７】
従って本実施形態においては、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり異常を検出しても、数回（Ｓ−１回）は許容して画像形成装置を動作させて、Ｓ回異常を発生したときに、はじめて画像形成装置を停止させることもできる。なお、Ｓは許容する回数の設定値である。これにより、異常を検知したときに画像形成装置がジョブ実行中であっても、画像形成装置を停止させる前にある程度の連続したジョブを実行させることが可能となる。
【００５８】
図１２は異常検知の回数によって機械を停止させる動作を説明するためのフローチャートである。すなわち、設定値とＯＦＦ幅との大小を比較し、設定値がＯＦＦ幅よりも大きくなったとき（ステップＳ８０１）、カウント値Ｋに１を加える（ステップＳ８０２）。次いで、カウント値Ｋと許容する回数の設定値Ｓとを比較し、等しくなった時点で（ステップＳ８０３）、画像形成装置を停止し（ステップＳ８０４）、この処理を終了する。
【００５９】
本実施形態では、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり異常を検出した場合、画像形成装置を停止させる手段としてＩＧＢＴ駆動（スイッチング素子駆動）をオフするようにできる。例えば、図１において、安全装置２０３の停止信号出力を制御部２０１からのパルストランス出力信号とＡＮＤ回路２０２を組むことによって、制御部２０１からのパルストランス出力信号が出力されていても、安全装置２０３からの停止信号が解除されない限り、パルストランス２０４へは信号が出力されないため、異常検出時に確実に制御部２０１からのパルストランス出力信号を停止させることができる。
【００６０】
更に、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり異常を検出した場合、画像形成装置を停止させる装置として電源電圧の供給を直接遮断する回路である電源電圧遮断装置１０７をオフするようにしてもよい。例えば、図１において、安全装置２０３が制御部２０１へ異常信号を出力すると、制御部２０１は画像形成装置を停止する条件を満たした場合、直接電源電圧遮断装置（リレー等）１０７をオフして画像形成装置を停止させる。
【００６１】
このように画像形成装置の停止制御を二重に設けたことにより安全機能を強化することができる。
【００６２】
前述のように、記憶されたスイッチング素子１０４のオフ時間幅の設定値よりも実際のオフ幅が小さくなり異常を検出して画像形成装置を停止した場合、制御部２０１は安全装置２０３から異常信号を検出して、例えば操作部のＬＣＤ等の表示装置（図示しない）にサービスマンコール（ＳＣ）の表示や異常ランプ点灯等の告知装置により、ユーザやサービスマンに画像形成装置が異常停止したことを告知するようにもできる。ＳＣ表示する場合には、異常停止の原因、本発明ではスイッチング素子１０４のオフ時間幅が設定値よりも小さくなり異常停止したことをＳＣ番号に割り振ることにより、画像形成装置停止後の対応を速やかに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る誘導過熱装置を備えた定着装置の模式化された構成を示す概略構成図である。
【図２】第１の電圧認識装置の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図３】最適時間幅決定装置を構成するＣＰＵの制御プログラムのフローチャートである。
【図４】スイッチング波形、加熱コイルの電流波形、共振電圧波形、コンバータの出力波形を示す図である。
【図５】第１の電圧認識装置の別の具体的な構成例を示すブロック図である
【図６】図５の電圧認識装置を用いた場合の最適時間幅決定装置を構成するＣＰＵの制御プログラムのフローチャートである。
【図７】図１の最適時間幅決定装置を構成するＣＰＵの別の制御プログラムを説明するフローチャートで、装置の電源投入時のジョブを示している。
【図８】図７の別の制御プログラムにおける通常動作時のジョブを説明するフローチャートである。
【図９】図７の別の制御プログラムにおけるオペレータによる操作時のジョブを説明するフローチャートである。
【図１０】安全装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】異常を検知したとき、ジョブ実行中の場合はそのジョブ終了後に停止させる動作を説明するフローチャートである。
【図１２】異常検知の回数によって機械を停止させる動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１００  駆動側（一次側）
２００  制御側（二次側）
１０１  交流電源
１０４  スイッチング素子
１０６  加熱コイル
１０７  電源電圧遮断装置
１０８  電流検出装置
２０１  制御部
２０３  安全装置
２０４  パルストランス
２０５  第１のフォトカプラ
２０６  第１の電圧認識装置
２０７  第２のフォトカプラ
２０８  第２の電圧認識装置
２５１  コンパレータ
２５２、２６２  タイマカウンタ
２６１  Ａ／Ｄコンバータ
３００  定着部（加熱部）
４００  最適時間幅決定装置
４０１  ＣＰＵ
４０２  ＲＯＭ
４０３  ＲＡＭ
４０４  不揮発性メモリ４０４
【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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【図１２】
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