(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を定着するために画像が形成された記録材を加熱する定着装置に供給される電力に関する情報を演算する演算装置において、
前記定着装置に入力される電流に関する信号と、交流電源から前記定着装置に入力される交流電圧に関する信号を用いて前記定着装置に供給される電流実効値と電圧実効値と電力を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を送信するための第１通信部と、
記憶手段に記憶された複数の設定情報を受信するための第２通信部と、を備え、
前記演算部は、前記電力を演算するための第１演算部と前記電流実効値または前記電圧実効値を演算するための第２演算部を有し、
前記第２通信部を介して受信された前記複数の設定情報に基づき前記演算部の前記第２演算部で前記電圧実効値を演算するか前記電流実効値を演算するかを切り換えることを特徴とする演算装置。
【請求項２】
前記第１演算部と前記第２演算部の夫々は乗算部と前記乗算部の出力を積分する積分部を含み、
前記第２通信部を介して受信された前記複数の設定情報に基づき、前記第１演算部と前記第２演算部のうちの少なくとも一つの演算結果を、前記第１通信部を介して送信することを特徴とする請求項１に記載の演算装置。
【請求項３】
更に、前記第１演算部と前記第２演算部の夫々は、前記第２通信部を介して受信した前記設定情報に基づき、前記演算結果を補正するための補正部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の演算装置。
【請求項４】
更に、前記演算部は、前記第１演算部または前記第２演算部の演算結果が閾値を超えた場合にオフ信号を出力し、前記第２通信部を介して受信した前記設定情報に基づき、前記閾値を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の演算装置。
【請求項５】
前記第２通信部を介して受信した複数の前記設定情報について多数決を実行する多数決部を有し、前記多数決部によって前記設定情報の多数決が成立した場合、前記演算部のための設定情報として用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の演算装置。
【請求項６】
更に、前記演算部の演算処理のための初期設定値を記憶しており、前記初期設定値における前記閾値は、前記設定情報における前記閾値よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の演算装置。
【請求項７】
前記複数の設定情報を夫々記憶した複数の記憶手段を有し、
前記複数の記憶手段を選択して前記設定情報を受信することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の演算装置。
【請求項８】
前記定着装置を有する画像形成装置において、
請求項１乃至７のいずれかに記載の演算装置の前記第１通信部から送信される情報に従い、前記定着装置の動作を制御する制御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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に供給される電力を演算するための演算装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、画像が転写された記録材を加熱して記録材に画像を定着するための定着装置（像加熱装置ともいう）を有している。像加熱装置の動作を制御するために像加熱装置に供給される電力、電流実効値、電圧実効値等を演算する演算装置（演算回路）が搭載されている。例えば、特許文献１に記載の演算装置の一例が提案されている。
【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】
このような演算装置は、フレキシビリティを向上するために演算機能を多機能化すると回路規模が大きくなり回路面積や製造コストが増加する。従って、より簡易な構成であり、且つ、多機能な演算装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の演算装置は、記録材に画像を定着するために画像が形成された記録材を加熱する前記定着装置に供給される電力に関する情報を演算する演算装置において、前記定着装置に入力される電流に関する信号と、交流電源から前記定着装置に入力される交流電圧に関する信号を用いて前記定着装置に供給される電流実効値と電圧実効値と電力を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を送信するための第１通信部と、
記憶手段に記憶された複数の設定情報を受信するための第２通信部と、を備え、前記演算部は、前記電力を演算するための第１演算部と前記電流実効値または前記電圧実効値を演算するための第２演算部を有し、前記第２通信部を介して受信された前記複数の設定情報に基づき前記演算部の前記第２演算部で前記電圧実効値を演算するか前記電流実効値を演算するかを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、簡易な構成であり、且つ、多機能な演算装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に用いる像加熱装置及び、画像形成装置の断面図
【図２】実施例１の電力供給装置
【図３】実施例１の演算回路
【図４】実施例１の演算回路と不揮発メモリの通信方法
【図５】実施例２の演算回路
【図６】実施例３の電力供給装置
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の技術思想を適用した実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１（Ａ）、（Ｂ）に本例を適用可能な一例として、電子写真方式の画像形成装置１００及び像加熱装置５０を示す。図１（Ａ）は電子写真記録技術を用いたレーザビームプリンタ１００の断面図である。プリント信号が発生すると画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光体１９上をレーザ光が走査する。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器１７からトナーが供給され、感光体１９上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット１１に積載された記録材（記録紙ともいう）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録材Ｐは、感光体１９上に形成されたトナー画像が感光体１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは像加熱装置５０で加熱されてトナー画像が記録材Ｐに定着される。定着されたトナー画像を担持する記録材Ｐは、ローラ対２６、２７によって画像形成装置１００上部の排紙トレイ３１に排出される。なお、１８は感光体１９を清掃するクリーナ、３０は像加熱装置５０等を駆動するモータである。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに画像（未定着の画像）を形成する画像形成部を構成する。交流電源２０１と接続された電力供給装置２００は、画像形成装置１００及び像加熱装置５０への電力を供給する電源装置である。
【００１０】
図１（Ｂ）は像加熱装置（定着装置ともいう）５０の断面図である。像加熱装置５０は、筒状のフィルム（本例ではエンドレスのフィルム）５２と、フィルム５２の内面に接触するヒータ６０と、フィルム５２を介してヒータ６０と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５５を有する。なお、フィルム５２と加圧ローラ５５は定着ニップ部Ｎを形成するニップ部形成部材である。フィルム５２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５５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５６を有する。ヒータ６０は耐熱樹脂製の保持部材５１に保持されている。保持部材５１はフィルム５２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ５５はモータ３０から動力を受けて図の矢印方向に回転する。加圧ローラ５５が回転するとフィルム５２が従動して回転する。ヒータ６０は、セラミック製のヒータ基板６１と、基板６１上に基板の長手方向に沿って設けられている抵抗発熱体ＲＨ１を有している（２本の抵抗発熱体ＲＨ１は基板６１上で直列接続されている）。抵抗発熱体ＲＨ１を覆う絶縁性（本例ではガラスを適用した）の表面保護層６２を有する。ヒータ基板６１の裏面側であって、画像形成装置１００の通紙領域には温度検出素子としてのサーミスタＴＨ１が当接している。未定着のトナー画像を担持する記録材Ｐは、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６１の裏面側には、ヒータ６０が異常昇温した時に作動して発熱領域への給電ラインを遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の保護素子５３も当接している。５４は保持部材５１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。
【００１１】
図２は電力供給装置２００の構成を示しており、本例の特徴である演算回路３００を提供可能な装置の一例である。電力供給装置２００は、交流電源２０１から像加熱装置５０に供給される電圧を検知するためのトランスＣＴ２と、像加熱装置５０に供給される電流を検知するためのトランスＣＴ１を備えている。図２において、ＣＰＵ２０３は像加熱装置５０及び画像形成装置１００の制御部として用いている演算制御手段である。次に、ＣＰＵ２０３による像加熱装置５０への電力制御方法について説明する。
【００１２】
像加熱装置５０への電力制御方法として、ＣＰＵ２０３によって抵抗発熱体ＲＨ１への電力供給をトライアックＱ５のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する。抵抗素子Ｒ９、Ｒ１０（以下、抵抗という）はトライアックＱ５を駆動するための抵抗であり、フォトトライアックカプラＳＳＲ１は、電源の１次側と２次側の間の沿面距離を確保した状態で信号を伝達するための素子である。そして、フォトトライアックカプラＳＳＲ１の２次側発光ダイオードに通電することにより、ＳＳＲ１の１次側トライアックがオン状態になる。するとトライアックＱ５がオン状態となり、交流電源２０１のゼロクロスで消弧するまで、オン状態を保持する。トランジスタＱ４によりフォトトライアックカプラＳＳＲ１の２次側発光ダイオードをオン／オフする。トランジスタＱ４は、ＣＰＵ２０３からのＤｒｉｖｅ信号に従って動作する。サ−ミスタＴＨ１によって検知される像加熱装置５０のヒータ６０の温度は、抵抗Ｒ１１との分圧がＴＨ信号としてＣＰＵ２０３で検知されている。ＣＰＵ２０３の内部処理では、サーミスタＴＨ１の検知温度と像加熱装置５０のヒータ６０の設定温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力Ｄｕｔｙを算出する。更に供給する電力Ｄｕｔｙに対応した位相角（位相制御）、波数（波数制御）等の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアックＱ５のオンオフ状態を制御している。
【００１３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０２は、画像形成装置１００に電源電圧を供給するために用いる絶縁型コンバータである。交流電源２０１から供給されている交流電圧はブリッジダイオードＢＤ１で全波整流され、コンデンサＣ１で平滑される。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０２はコンデンサＣ１に充電された１次側の電圧から、２次側に電源電圧Ｖｃｃを出力している。Ｖ１はＤＣ／ＤＣコンバータ２０２の不図示のトランスの補助巻線から出力された電圧を平滑して１次側回路が用いる電源電圧である。なお、コンデンサＣ１で平滑された低い側の電位をＤＣＬとする。
【００１４】
次に、ゼロクロス検知回路２０４を説明する。交流電源２０１から供給される、ＮＥＵＴＲＡＬラインの電位がＬＩＶＥラインの電位より高い場合、抵抗Ｒ１１を介してゼロクロス検知回路２０４に電流が流れる。抵抗Ｒ１１から供給された電流が、ゼロクロス検知回路２０４のトランジスタＱ１０のベース端子に流れると、トランジスタＱ１０はＯＮ状態となる。抵抗Ｒ１３及びコンデンサＣ１０はトランジスタＱ１０の動作タイミングの調整に用いている。トランジスタＱ１０がＯＮ状態になると、フォトカプラＰＣ１０の一次側ダイオードに印加される電圧が低下し、フォトカプラＰＣ１０の２次側トランジスタはＯＦＦ状態となる。フォトカプラＰＣ１０の２次側トランジスタがＯＦＦ状態になると、抵抗Ｒ１５を介して電源電圧Ｖｃｃにプルアップされているため、Ｚｅｒｏｘ信号の電圧が上昇し、ＣＰＵ２０３はＺｅｒｏｘ信号のＨｉｇｈ状態を検知する。ＮＥＵＴＲＡＬラインの電位がＬＩＶＥラインの電位より低い場合、抵抗Ｒ１２を介して電流が流れる状態であり、トランジスタＱ１０はＯＦＦ状態となる。トランジスタＱ１０がＯＦＦ状態になると、フォトカプラＰＣ１０の一次側ダイオードには、電源電圧Ｖ１からプルアップ抵抗Ｒ１４を介して電流が流れるため、フォトカプラＰＣ１０の２次側トランジスタはＯＮ状態となる。フォトカプラＰＣ１０の２次側トランジスタがＯＮ状態になると、Ｚｅｒｏｘ信号の電圧が低下し、ＣＰＵ２０３はＺｅｒｏｘ信号のＬｏｗ状態を検知する。ゼロクロス検知部２０４の出力するＺｅｒｏｘ信号に基づき、ＣＰＵ２０３は像加熱装置５０の制御に必要な交流電源２０１のゼロクロスタイミングと、交流電源２０１の周期を検知している。同様に演算回路３００も、Ｚｅｒｏｘ信号を入力用ＩＯポートであるＩＯ３端子で検出し、交流電源２０１から入力される交流電圧のゼロクロスタイミングと交流電圧の周期を検知している。
【００１５】
次に、トランスＣＴ１を用いた、像加熱装置５０に供給される電流の検知方法について説明する。像加熱装置に供給される電流がトランスＣＴ１の１次側に流れると、トランスＣＴ１の２次側には、１次側の電流に比例した電流が生じてダンピング抵抗Ｒ４に発生する電圧Ｉｏｕｔと、所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが演算回路３００に入力される。演算回路３００では、トランスＣＴ１の出力Ｉｏｕｔと、基準電圧Ｖｒｅｆの差分値に基づき像加熱装置５０に流れる電流値を検出している。
【００１６】
次に、トランスＣＴ２を用いた、交流電源２０１から供給される交流電圧の検知方法について説明する。電圧／電流変換部材としての抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の直列抵抗値（所定の固定値）と交流電源２０１からの電圧値に比例した電流がトランスＣＴ２の１次側に流れる。トランスＣＴ２の２次側には、その１次側の電流に比例した電流が生じてダンピング抵抗Ｒ３に発生する電圧Ｖｏｕｔと、所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが演算回路３００に入力される。演算回路３００では、検知トランスＣＴ２の出力Ｖｏｕｔと、基準電圧Ｖｒｅｆの差分値に基づき交流電源２０１の電圧を検知する。
【００１７】
次に、演算装置としての演算回路３００の詳細について説明する。演算回路３００は二つの入力信号Ｉｏｕｔ及び、Ｖｏｕｔを、ＡＤコンバータＡＤ１、ＡＤコンバータＡＤ２に取り込むことによって検知する。もう一つのＡＤコンバータＡＤｒｅｆは基準電圧Ｖｒｅｆを検知するために用いる。演算回路３００から信号を出力するための端子としてのＳａｆｅＯｕｔ端子は、像加熱装置５０への電力の供給のオンオフを指示するための端子である。演算回路３００は図３で説明する二つの通信手段を有しており、不揮発メモリ３０１及び、ＣＰＵ２０３と夫々通信を行っている。不揮発メモリ３０１には電力供給装置２００用に最適化された、演算回路３００のための設定値が保存されており、演算回路３００は不揮発メモリ３０１と通信することで、電力供給装置２００に適した演算処理を行うことが可能である。また、演算回路３００はＣＰＵ２０３とデータ通信を行うことで、演算回路３００の演算結果の情報を出力している。尚、データ通信の代わりに、演算回路３００にＤＡコンバータを用いたアナログ波形出力の機能を設けてＣＰＵ２０３と通信を行っても良い。演算回路３００及び、不揮発メモリ３０１については、図３を用いた詳細な説明については後述する。
【００１８】
次に、像加熱装置５０の保護回路について説明する。リレーＲＬ１は像加熱装置５０の保護回路として用いる電力を遮断する回路である。例えばトライアックＱ５がショートする等、電力供給装置２００の故障によりサーミスタＴＨ１で検知した温度（ＴＨ信号）が所定の温度以上を検知した場合にリレーＲＬ１をオフ状態とする。これにより像加熱装置５０への電力供給を遮断することができる。図３で後述するように、演算回路３００は、保護動作（リレーＲＬ１をオフ状態にする動作）が必要な状態であることを判断した場合に、ＳａｆｅＯｕｔ端子からオフ信号を出力する。本例では、通常状態ではＳａｆｅＯｕｔ端子をＬｏｗ状態とし、保護動作が必要な状態では、ＳａｆｅＯｕｔ端子をＨｉｇｈ状態にする。ＳａｆｅＯｕｔ端子が保護出力を行う状態において、電力供給装置２００はリレーＲＬ１をオフ状態とする。これにより、演算回路３００を像加熱装置５０の保護回路として用いる。
【００１９】
図３は、画像形成装置１００に搭載する像加熱装置５０の制御や、保護回路として用いるために像加熱装置５０に供給される電流実効値、電圧実効値、電力を演算する演算回路３００の機能ブロック図である。本例では、演算回路３００は半導体集積回路によって一体形成されたＩＣ回路である。
【００２０】
本例では演算部３１０で像加熱装置５０に供給される電力（電流×電圧）を求め、演算部３２０で交流電源２０１の電圧実効値（電圧×電圧）を演算する方法について説明する。なお、不揮発メモリ３０１には、後述する演算回路３００の設定情報及び補正情報がデータ１、データ２、データ３の３つの記憶エリアの夫々に複製されて保存している。演算回路３００は、不揮発メモリ３０１に保存された、データ１〜データ３を、第２通信部３０５を介して受信（入力）している。入力したデータ１〜データ３は、図４で後述する、多数決部３０６の制御によって、第２通信部３０５で取得した演算回路３００の設定情報及び補正情報を、演算回路３００の設定や補正値を決定するメモリ３０７のデータとして更新するか否かを決定している。後述する多数決部３０６の制御によれば、データ通信が失敗した場合や不揮発メモリ３０１のデータの一部に破壊が生じた場合でも、演算回路３００の動作を正常に継続することができる。これにより演算回路３００の信頼性を高めることができる。
【００２１】
演算回路３００の起動時には、ＲＯＭ３０８に予め記憶されている初期設定値を演算回路３００の設定値や補正値としてメモリ３０７に書き込む。そのため、演算回路３００の起動時は、多数決部３０６で、多数決が成立するデータがない状態であるが、メモリ３０７にＲＯＭ３０８の初期設定値を保存して演算回路の演算処理が実行される状態となる。ＲＯＭ３０８の少なくとも１つ以上の初期設定値は、不揮発メモリ３０１の設定値に比べて、ＳａｆｅＯｕｔ端子から信号が出力し易くなる（本例の場合、Ｈｉｇｈ状態になる）ように設定する。例えば、後述する、ＳａｆｅＯｕｔ端子から信号をＨｉｇｈ状態にする閾値として用いる、Ｌｉｍｉｔ１、Ｌｉｍｉｔ２、Ｌｉｍｉｔ３は、ＲＯＭ３０８に不揮発メモリ３０１の設定値よりも低い閾値になる。例えば、不揮発メモリ３０１が演算回路３００と接続されていない状態や、不揮発メモリ３０１の寿命によって不揮発メモリ３０１のデータに異常が生じた状態も発生する。このような状態で多数決部３０６で多数決が成立しない場合でも、像加熱装置５０の安全性を維持して演算回路３００の信頼性を高めることができる。
【００２２】
尚、多数決部３０６が参照する不揮発メモリ３０１に保存する複数の設定情報としては２つ以上の複製したデータがあれば良い。一例として、複製したデータ数が２つの場合には、データ１とデータ２の値が一致した場合のみ、メモリ３０７の更新を行えばよい。同様に、例えば、複製したデータ数が５の場合には、一致した数の最も多いデータを、メモリ３０７の更新に用いればよい。また、多数決以外の方法として、例えば５つの複製データのうち、３つ以上一致した場合のみ、メモリ３０７に書き込みを行う制御などを行っても良い。この多数決部３０６の制御によって、演算回路３００のノイズ誤動作に対する信頼性を高めることができる。そのため、特に、本例のように演算回路３００の外部に不揮発メモリ３０１を設けて演算回路３００と不揮発メモリ３０１を通信する構成において通信の際に外部からのノイズの影響を受けた場合でも、演算回路３００の誤動作を防止することができる。
【００２３】
不揮発メモリ３０１を、演算回路３００の半導体集積回路から外部に設けると、不揮発メモリとして用いるＦＲＡＳＨメモリやＦＲＡＭ（登録商標）等を実装するための半導体製造プロセスを無くすことができ、製造時のコストダウン効果が得られる。また、不揮発メモリ３０１を外部に設けることで、演算回路３００以外の回路と共用しても良い。尚、不揮発メモリ３０１は、演算回路３００の半導体集積回路と一体に形成しても良い。
【００２４】
また、第１通信部３０４は、演算回路３００の演算結果を、ＣＰＵ２０３に送信（出力）するために用いられる。第１通信部３０４と、第２通信部３０５を物理的に別の通信ライン（バスライン）として設けることで、ＣＰＵ２０３のソフトウェアの制御が暴走した場合にも、第２通信部３０５による演算回路３００と不揮発メモリ３０１の通信を正常に行うことができる。また、ＣＰＵ２０３によって、不揮発メモリ３０１のデータが誤ったデータに書き換えられてしまうことを防止できる。これにより、演算回路３００はＣＰＵ２０３が誤動作した場合であっても、像加熱装置５０の保護回路として利用できるため、電力供給装置２００の信頼性を高めることができる。
【００２５】
次に、演算回路３００の演算方法について説明を行う。演算切替部３５０は、メモリ３０７に保存された設定情報に基づき、演算部３１０及び、演算部３２０に入力する、それぞれ２つの信号を選択的に切り換えることができる。具体的には、ＡＤコンバータＡＤ１、ＡＤコンバータＡＤｒｅｆのサンプリング結果の差分の絶対値“｜ＡＤ１−ＡＤｒｅｆ｜”（以降、電流サンプリング値という）。そして、ＡＤコンバータＡＤ２、ＡＤコンバータＡＤｒｅｆのサンプリング結果の差分の絶対値“｜ＡＤ２−ＡＤｒｅｆ｜”（以降は電圧サンプリング値と称する）から選択することができる。ＡＤコンバータＡＤ２、ＡＤｒｅｆは、ＡＤ基準電源３７０をＡＤ変換の基準電圧として用いて、アナログの入力信号をデジタルデータに変換している。
【００２６】
この演算切替部３５０の機能によって、電力供給装置２００の仕様に応じて、柔軟に演算内容を変更することができる。例えば、電流実効値と電圧実効値と電力値を演算できるように演算回路に３つの演算部を設ける場合、演算回路の回路規模が増大してしまい、コストアップにつながってしまう。また、不揮発メモリ３０１による、演算内容の切替を行わずに、電流実効値と電圧実効値と電力値のうち２つの演算を行える回路では、フレキシビリティが低下してしまい、多様な電力供給装置に対応できなくなる。本例のように、不揮発メモリ３０１に演算切替部３５０の設定情報を保存しておき、電力供給装置の回路構成に応じて、必要な演算を行えるように、設定情報を変更をすれば、演算回路３００のコストと、フレキシビリティを両立することができる。
【００２７】
演算回路３００は、ＩＯ３端子で検出したＺｅｒｏｘ信号に基づき、エッジ検知部３５０で、交流電源２０１からの交流電圧の半周期のタイミング（交流電圧のゼロクロスのタイミング）を検出し、Ｅｄｇｅ信号を出力している。周期検知部３５１では、Ｅｄｇｅ信号に基づき、交流電源２０１の半周期に相当するＴｚｅｒｏｘを検出している。尚、エッジ検知部３５０及は、交流電源２０１の半周期毎の演算が行えるように、交流電源２０１の半周期毎にＥｄｇｅ信号を出力している。なお半周期毎に限らず交流電源２０１からの交流電圧の半周期の定数倍毎に、Ｅｄｇｅ信号を出力しても良い。
【００２８】
次に、演算部３１０の説明を行う。メモリ３０７に保存された設定情報に基づき、演算部３１０には、電流サンプリング値と電圧サンプリング値が入力されており、電力演算（電流×電圧）を行っている。乗算部３１１の演算結果ｘ１は、交流電源２０１の半波毎の演算に用いる積分部３１２と、オフ信号の出力ための演算に用いる積分部３１３に出力されている。
【００２９】
積分部３１２は、エッジ検知部３５０で検出した交流電圧の半周期毎に出力されるＥｄｇｅ信号に同期して、周期検知部３５１で検知したゼロクロスの半周期に相当するＴｚｅｒｏｘの期間毎に、乗算部３１１の演算結果ｘ１の積分を演算する。積分部３１１は交流電源２０１のＺｅｒｏｘ信号に同期した積分を行う点が特徴である。積分部３１３では、不揮発メモリ３０１によって設定された所定の積分周期Ｔｃｏｎｓｔ１の期間、乗算部３１１の演算結果ｘ１の積分を演算する。所定の積分区間Ｔｃｏｎｓｔ１を設けることで、交流電源２０１からの交流電圧の周期の影響を受けずに、所定期間毎の積分値を演算することができる。この所定期間とは、不揮発性メモリ３０１に情報を設定することにより、交流電圧の１周期毎、半周期毎等、フレキシブルに設定することが可能である。
【００３０】
積分部３１３の出力は演算回路３００のＳａｆｅＯｕｔ信号の出力の制御に用いており、出力の応答速度が、交流電源２０１からの交流電圧の周期の影響を受けないため有効である。例えば、積分部３１２の出力を用いて、ＳａｆｅＯｕｔ信号の制御を行った場合、交流電源２０１からの交流電圧の周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚの場合で、演算回路３００のＳａｆｅＯｕｔ信号の応答時間が２０％の影響を受けてしまう。補正部３１４は、演算部３１０からの出力の精度を補正するために用いる。例えば、電力供給装置２００の出荷検査時に、不揮発メモリ３０１に調整値αを保存しておくことで、検出トランスＣＴ１、ＣＴ２等の回路ばらつきを補正し、演算回路３００の演算精度を高めることができる。積分部３１２の出力を、補正部３１４によって補正した演算結果ＯＵＴ１は、第１通信部３０４を用いてＣＰＵ２０３に出力する。
【００３１】
積分部３１３の出力を、補正部３１４によって補正した演算結果ｙ１は、メモリ３０７に保存されたバッファ回数Ｎの設定情報に基づき、過去Ｎ回の演算結果ｙ１がバッファ３１５に保存されている。移動平均演算部３１６では、バッファ３１５に保存されている過去Ｎ回の演算結果ｙ１の総和を演算しており、積分周期Ｔｃｏｎｓｔ１とバッファ回数Ｎによって定まる、像加熱装置５０に供給された電力の移動平均値ＯＵＴ３を出力する。移動平均演算部３１６で演算した移動平均値ＯＵＴ３は、比較部３１７及び差分検知部３３０及び第１通信部３０４を介してＣＰＵ２０３に出力している。比較部３１７では、移動平均値ＯＵＴ３と、メモリ３０７に保存された上限値Ｌｉｍｉｔ１を比較しており、移動平均値ＯＵＴ３が上限値Ｌｉｍｉｔ１を超えた場合に、比較部３１７の出力はＨｉｇｈ状態になる。
【００３２】
スイッチＳｗ１は、比較部３１７の出力を有効にするか否かを変更するスイッチであり、メモリ３０７に保存された設定に基づき、論理和部３４０に対する出力の有効、無効の切替えを行っている。論理和部３４０では、比較部３１７と、後述する比較部３２７及び、差分検知部３３０のうち、それぞれ対応するスイッチＳｗ１、ＳＷ２、Ｓｗ３が有効になっている出力のいずれか一つがＨｉｇｈ状態になった場合に、ＳａｆｅＯｕｔ信号をＨｉｇｈ状態にする。本例では比較部３１７のスイッチＳｗ１のみ有効な状態を示している。
【００３３】
次にＳａｆｅＯｕｔ信号のラッチ部３６０の説明を行う。ラッチ部３６０は、ＳａｆｅＯｕｔ信号が所定時間Ｈｉｇｈ状態になると、ＳａｆｅＯｕｔ信号をＨｉｇｈ状態のまま保持するラッチ回路である。スイッチＳｗ４は、ラッチ部３６０を有効にするか変更するスイッチであり、メモリ３０７に保存された設定に基づき、ラッチ部３６０の有効、無効の切替えを行っている。本例ではラッチ部３６０のスイッチＳｗ４が有効な状態を示している。
【００３４】
演算部３２０の動作は演算部３１０と同様のため、説明を省略する。演算部３２０には、乗算部３２１の２つの入力信号の両方に電圧のサンプリング値が入力されており、演算部３２０では電圧実効値（電圧×電圧）の演算を行っている。演算部３２０の出力を、補正部３２４の調整値βによって補正した演算結果ＯＵＴ２は、第１通信部３０４を用いてＣＰＵ２０３に出力する。移動平均演算部３２６で演算した移動平均値ＯＵＴ４は、比較部３２７及び、差分検知部３３０、及び、第１通信部３０４を用いて、ＣＰＵ２０３に出力している。スイッチＳｗ２は、メモリ３０７に保存された設定に基づき、比較部３２７の論理和部３４０に対する出力を無効な状態にしている。
【００３５】
差分検知部３３０は、移動平均値ＯＵＴ３と移動平均値ＯＵＴ４の差分の絶対値と、メモリ３０７に保存された上限値ｌｉｍｉｔ３を比較しており、上限値Ｌｉｍｉｔ３を超えた場合に、差分検知部３３０の出力はＨｉｇｈ状態になる。スイッチＳｗ３は、メモリ３０７に保存された設定に基づき、差分検知部３３０の論理和部３４０に対する出力を無効な状態にしている。差分検知部３３０は、例えば、独立して給電可能な複数の発熱抵抗体を有するヒータを制御する場合に、各発熱抵抗体に流れる電流の差分が大きくなった場合に保護回路を動作させる方法として用いることができる。尚、差分検知部３３０は、メモリ３０７に保存された情報に基づき、移動平均値ＯＵＴ３から移動平均値ＯＵＴ４を引いた値が上限値Ｌｉｍｉｔ３を超えた場合にのみ差分検知部３３０の出力をＨｉｇｈ状態にする設定にしてもよい。また、メモリ３０７に保存された情報に基づき移動平均値ＯＵＴ４から移動平均値ＯＵＴ３を引いた値が、上限値Ｌｉｍｉｔ３を超えた場合のみ、差分検知部３３０の出力をＨｉｇｈ状態にする設定にしてもよい。
【００３６】
図４は本例の演算回路３００による、不揮発メモリ３０１との通信及び多数決部３０６の判断に関するシーケンスを説明するフローチャートである。まず、Ｓ４００で、演算回路３００の電源電圧Ｖｃｃが供給されると制御を開始する。Ｓ４０１では、ＲＯＭ３０８に保存されている初期設定値を、メモリ３０７に保存し、演算回路３００の初期設定を行い、Ｓ４０２に進む。
【００３７】
Ｓ４０２では、不揮発メモリ３０１と通信を行い、データ１〜３を取得し、Ｓ４０３に進む。Ｓ４０３では、それぞれの設定値ごとに、取得したデータ１〜３のうち、２つ以上のデータが一致しているかを判断する。２以上のデータが一致していた場合、多数決部３０６は多数決の成立を判断し、Ｓ４０４に進む。Ｓ４０３で多数決が成立しなかった場合（データ１〜３が全て異なる場合）、Ｓ４０５に進む。Ｓ４０４では、Ｓ４０３で多数決が成立したデータを、演算回路３００の設定値として採用し、メモリ３０７の設定値を更新する。Ｓ４０５では、多数決が成立しなかったため、メモリ３０７の設定値の更新は行わない（初期設定値のまま）。Ｓ４０４及び、Ｓ４０５の処理を終了した後にＳ４０２に戻り、Ｓ４０２〜Ｓ４０５の制御を繰り返し行うことによって、演算回路３００の設定値の更新を継続的に行っている。
【００３８】
尚、本例では、演算回路３００の設定値として、不揮発メモリ３０１には、以下の情報を記憶する。
・演算部３１０及び演算部３２０の演算データ
演算切替部３５０の動作として｜ＡＤ１−ＡＤｒｅｆ｜、｜ＡＤ２−ＡＤｒｅｆ｜）、
・補正値α、β
・積分期間Ｔｃｏｎｓｔ１、Ｔｃｏｎｓｔ２
・バッファ回数Ｎ、Ｍ
・上限値Ｌｉｍｉｔ１、Ｌｉｍｉｔ２、Ｌｉｍｉｔ３
・スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４の有効、無効を示す情報
ＲＯＭ３０８の初期設定値は、不揮発メモリ３０１の設定値と比較して、相対的に以下のように値が設定されている。
・補正値α、β（初期設定値）には不揮発メモリ３０１の値より高い値。
・積分期間Ｔｃｏｎｓｔ１、Ｔｃｏｎｓｔ２（初期設定値）には不揮発メモリ３０１の値より短い期間。
・バッファ回数Ｎ、Ｍ（初期設定値）には不揮発メモリ３０１の値より小さい値。
・上限値Ｌｉｍｉｔ１〜Ｌｉｍｉｔ３（初期設定値）には不揮発メモリ３０１の値より低い値。
・スイッチＳｗ１〜Ｓｗ４（初期設定値）は全て有効。
【００３９】
前述したように、ＲＯＭ３０８の少なくとも１つ以上の初期設定値には、不揮発メモリ３０１の設定値に比べて、ＳａｆｅＯｕｔ端子からオフ信号を出力し易くなるように設定するのが良い。
【００４０】
以上説明した本例の電力供給装置２００に用いた演算回路３００の特徴（効果）は以下のとおりである。
・少ない演算回路でも、不揮発メモリ３０１によって演算回路３００の演算内容を変えることができ、フレキシビリティと低コストを両立できる。
・演算回路３００と不揮発メモリ３０１の通信（データ受信）に専用の第２通信部３０５を設けることで、ＣＰＵ２０３のソフト暴走時にも影響を受けずに、演算回路３００を像加熱装置５０の保護回路として用いることができる。
・ＲＯＭ３０８の初期設定値によって、不揮発メモリ３０１の故障時や通信不良時にも、像加熱装置５０の安全性を保持できる。
・多数決部３０６の制御によって、ノイズに強く、誤動作し難いため信頼性が高い。
・不揮発メモリ３０１を演算回路３００に外付けすることが容易であり、演算回路３００を半導体集積回路として一体形成する場合、ＦＬＡＳＨメモリやＦＲＡＭ（登録商標）等の製造プロセスが不要になり、演算回路３００をコストダウンできる。
【００４１】
以上のとおり、本例の構成を用いることで、安価で検出精度、信頼性、フレキシビリティの優れた、像加熱装置の制御や保護回路に用いる演算回路を提供できる。
【実施例２】
【００４２】
次に、実施例２の演算回路３００の適用例について図５に基づき説明する。実施例１と同様の構成については同一符号を付けて説明を省略する。図５に示した演算回路３００を適用可能な構成は、図３で説明した適用方法に対して、ＣＰＵ２０３のＣｈｉｐＳｅｌｅｃｔ信号によって、演算回路３００と通信を行う不揮発メモリ５０１のメモリチップを切替え可能になっている点が異なる。
【００４３】
不揮発メモリ５０１のメモリチップＣｈｉｐ１の設定では、演算部３１０で像加熱装置５０に供給される電力（電流×電圧）を演算し、演算部３２０で交流電源２０１の電圧実効値（電圧×電圧）を演算する。不揮発メモリ５０１のメモリチップＣｈｉｐ２の設定では、演算部３１０で像加熱装置５０に供給される電力（電流×電圧）を演算し、演算部３２０で像加熱装置５０に供給される電流実効値（電流×電流）を演算する。ＣＰＵ２０３は不揮発メモリ５０１の、演算回路３００と通信するメモリチップを選択することで、演算回路３００の演算内容を任意のタイミングで切替えることができ、電力、電流実効値、電圧実効値を検知することが可能になる。よって、演算回路３００の２つの演算部３１０、演算部３２０で、３つの演算結果を得ることができる。
【００４４】
また、スイッチＳｗ１が有効な状態であり、演算部３１０の電力演算結果に基づき、演算回路３００のＳａｆｅＯｕｔ信号の制御を行う。尚、本例では、ラッチ部３６０のスイッチＳｗ４は無効な状態を示している。演算部３１０の電力演算の設定値は、不揮発メモリ５０１のメモリチップＣｈｉｐ１、Ｃｈｉｐ２で同様の設定値及び補正値が記憶されている。そのため、ＣＰＵ２０３の状態（ＣｈｉｐＳｅｌｅｃｔ信号の状態）によらずに、演算回路３００は、像加熱装置５０の保護回路としての機能を保持できる。
【００４５】
例えば、ＣＰＵ２０３が演算回路３００の第２通信部３０５と直接通信を行って、演算回路３００の演算内容を切り替える場合は、ＣＰＵ２０３のソフト暴走時には、像加熱装置５０の保護回路としての機能を保持することが困難である。このような場合に、本例の演算内容の切替え方法が有効である。本例では、演算回路３００と通信する不揮発メモリ５０１のメモリチップを選択することで、演算回路３００の演算内容の切り替えを行っている。しかしこれに限らず、不揮発メモリを複数設けて、演算回路３００と接続する不揮発メモリを物理的に切り替えても良い。
【００４６】
また、演算回路３００の演算切替部３５０を、演算部３２０の演算内容のみ切替え可能にして、演算部３１０の演算内容は切替えできないように設定しても、電力、電流実効値、電圧実効値を検知することが可能になる。演算回路３００は、少なくとも１以上の演算部の演算内容を切替え可能になっている点を特徴としている。
【００４７】
本例の演算回路３００の適用方法は、実施例１の特徴（効果）に加えて、下記の特徴（効果）を有する。
・２つの演算部で、３つの演算結果を得ることができる。
・演算回路３００の演算内容の切替えを行っても、保護回路としての機能を保持できる。
【００４８】
以上のとおり、本例の構成を用いることで、安価で検出精度、信頼性、フレキシビリティの優れた、像加熱装置の制御や保護回路に用いる演算回路を提供できる。
【実施例３】
【００４９】
次に、実施例３の演算回路３００を適用可能な電力供給装置６００について図６に基づき説明する。実施例１と同様の構成については同一符号を付けて説明を省略する。図６の電力供給装置６００は、交流電源２０１から電力供給装置６００に供給される電流の検知トランスＣＴ３と、像加熱装置５０に供給される電流の検知トランスＣＴ１を備えている。
【００５０】
電力供給装置６００の、検知トランスＣＴ３を用いた、交流電源２０１から供給される電流の検知方法について説明する。電力供給装置６００に供給される電流が検知トランスＣＴ３の１次側に流れる。検知トランスＣＴ３の２次側には、１次側の電流に比例した電流が生じ、ダンピング抵抗Ｒ５に発生する電圧Ｉｏｕｔ２と、所定のリファレンス電圧Ｖｒｅｆが演算回路３００に入力される。演算回路３００では、検知トランスＣＴ３の出力Ｉｏｕｔ２と、基準電圧Ｖｒｅｆの差分値に基づき電力供給装置６００に流れる電流値を検出している。検知トランスＣＴ３を用いることで、電力供給装置６００（画像形成装置１００）に流れる総電流を検知することができるため、交流電源２０１から画像形成装置１００に流れる電流が法律等で設定された所定の規制電流実効値を超えないように制御できる。
【００５１】
電力供給装置６００に演算回路３００を適用する場合には、演算部３１０では像加熱装置５０に供給される電流実効値（電流×電流）を演算し、演算部３２０で交流電源２０１から電力供給装置６００に供給される電流実効値（電流×電流）を検知する。ＳａｆｅＯｕｔ信号は、演算部３１０の演算結果に基づき、像加熱装置５０に供給される実効電流値の移動平均値が所定の上限値Ｌｉｍｉｔ１を超えた場合に、ＳａｆｅＯｕｔ信号を出力させる。（Ｓｗ１＝ＯＮ、Ｓｗ２＝ＯＦＦ、Ｓｗ３＝ＯＦＦ）
本例では、不揮発メモリ５０１の設定によって、演算回路３００が様々な電力供給装置に適用可能なことを示している。演算回路３００はフレキシビリティが高いため、電力供給装置毎に演算回路を設けることが不要となり、電力供給装置の製造時のコストを低減することができる。
【００５２】
なお、上記実施例においては画像形成装置の像加熱装置への電力供給装置に適用する例を説明したが、適用される装置はこれに限らず、電力、実効値電流等の情報を演算して動作を制御することができる装置であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
３０１  不揮発メモリ
３０４  第１通信部
３０５  第２通信部
３１０、３２０  演算部
３１１、３２１  乗算部
３１２、３１３、３２２、３２３  積分部
３５０  演算切替部
【図１】
0006632330.tif 000002
【図２】
0006632330.tif 000003
【図３】
0006632330.tif 000004
【図４】
0006632330.tif 000005
【図５】
0006632330.tif 000006
【図６】
0006632330.tif 000007