(57)【要約】【課題】  誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、何れのＣＰＵが暴走したような場合でも安全性を確保できるようにする。【解決手段】  誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、本体ＣＰＵ２１１によりオン・オフ制御される主側リレー２２２と、誘導加熱制御回路２１５に対する交流電源供給経路中に主側リレー２２２と直列に設けられて、ＩＨ用ＣＰＵ２１６によりオン・オフ制御される副側リレー２２３と、これらの主側リレー２２２及び副側リレー２２３のオン・オフに依存せずにＩＨ用ＣＰＵ２１６に対して直流電源を供給する本体直流電源部２２７と、を備える。また、主側リレー２２２及び副側リレー２２３は高温異常検出回路２２９による高温異常検出に基づきハード的にもオフ制御可能とした。【選択図】    図３
2005091934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置全体の動作を制御する主中央処理装置を有する本体制御回路と、
電流供給を受けて定着用被加熱部材を誘導加熱する励磁コイルと、
前記主中央処理装置とは独立した副中央処理装置を有して前記励磁コイルに対する電流供給を制御する誘導加熱制御回路と、
前記誘導加熱制御回路に対する交流電源供給経路中に設けられて、前記主中央処理装置によりオン・オフ制御される主側リレーと、
前記誘導加熱制御回路に対する交流電源供給経路中に前記主側リレーと直列に設けられて、前記副中央処理装置によりオン・オフ制御される副側リレーと、
これらの主側リレー及び副側リレーのオン・オフに依存せずに前記副中央処理装置に対して直流電源を供給する本体直流電源部と、
を備えることを特徴とする定着制御装置。
【請求項２】
前記定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、
この温度センサから取得される温度情報に基づき前記定着用被加熱部材の高温異常を検出して前記主側リレー及び前記副側リレーを強制的にオフさせる高温異常検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の定着制御装置。
【請求項３】
前記主側リレー及び前記副側リレーを前記高温異常検出回路によりオフさせた場合に前記本体直流電源部を一旦オフさせない限り当該リレーのオフ状態を維持する維持手段を備えることを特徴とする請求項２記載の定着制御装置。
【請求項４】
前記維持手段は、
交流電源供給経路中の交流電源供給状態を検知するゼロクロス検出回路と、
このゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号に基づき制御されて前記高温異常検出回路の高温異常検出信号をラッチするラッチ回路と、
を備える、ことを特徴とする請求項３記載の定着制御装置。
【請求項５】
前記主側リレー又は前記副側リレーをオフさせる際、エラー報知する報知手段を有する、ことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の定着制御装置。
【請求項６】
誘導加熱方式で加熱される定着用被加熱部材を有する定着装置、感光体、その他の電子写真プロセス部材を含むプリンタエンジンと、
前記定着用被加熱部材を制御する請求項１ないし５の何れか一記載の定着制御装置と、
を備え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、誘導加熱方式の定着装置に対する定着制御装置、及び、このような定着制御装置を備える電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の画像形成装置における定着装置として、未定着トナー像を担持する用紙を加熱する定着ローラと加圧ローラとの間で挟持搬送することで、加熱加圧して未定着トナー像を用紙上に定着するヒートローラ方式の定着装置は周知である。
【０００３】
このようなヒートローラ方式の定着装置では、定着ローラ内部に加熱ヒータとしてハロゲンランプを備え、ハロゲンランプで定着ローラ内部を加熱するものが主流であった。
【０００４】
しかし、このようなハロゲンランプ等のヒータによる加熱方式は、定着ローラを必要な温度に加熱するまでの時間が長く、また、ヒータ自体の損失も大きい。そこで、効率がよく、立上り時間の早い定着装置が要求されている。
【０００５】
このような状況下に、誘導加熱（Induction Heating；以下、適宜“ＩＨ”という）方式による定着装置は、定着ローラを電磁誘導による渦電流によって瞬時に加熱することができるので、立上り時間を画期的に短くすることができる（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
ここに、ハロゲンヒータ方式に比べ、ＩＨ定着方式は温度変化が急峻であるが故に緻密な制御が必要となるため、その制御を司る中央処理装置（ＣＰＵ）の制御負荷が大きくなってしまう。この点、従来方式としては、画像形成装置全体を制御するＣＰＵがＩＨの制御も兼ねるのが一般的であったが、ＣＰＵの高パフォーマンス化によるコストアップ、制御ソフトの複雑化（これに伴いバグも出やすくなる）という問題がある。かといって、通常のＣＰＵを使うことでＩＨ制御をやむなく単純化した場合には、誘導加熱方式本来の性能を出し切れないという問題がある。
【０００７】
この点、例えば特許文献２によれば、画像形成装置全体を制御するＣＰＵの他に、誘導加熱制御回路中に別個独立したＣＰＵを搭載した２ＣＰＵ方式が提案されている。
【０００８】
また、この種の誘導加熱方式におけるヒータ（誘導加熱手段）への電力供給制御には一般にインバータ回路が用いられるが、このインバータ回路に対する交流電源供給のオンオフに関しては、特許文献３によれば、ＡＣオンオフ用のリレーを本体側に設けるようにしている。また、特許文献４によれば、ヒータへの交流供給ライン上にリレーと半導体スイッチの２つのスイッチ手段が直列に設け、これらのスイッチ手段を定着制御部により制御するようにしている。さらに、特許文献５によれば、ヒータ駆動用インバータ回路への給電をオンオフするリレーを設けることが示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１７５１１８公報
【特許文献２】特許第３４００４０２号公報
【特許文献３】特開２００１−２２２１９１公報
【特許文献４】特開平９−３１９２５１号公報
【特許文献５】特開平１０−０６３３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ハロゲンヒータ方式に比べ、誘導加熱定着方式は温度上昇が急峻であるため、ＣＰＵの暴走時にはハロゲンヒータ方式に比べて、より温度制御に対する安全性を確保することが重要である。特に、２ＣＰＵ方式においては、各ＣＰＵが暴走した場合について各々安全性を確保できるようにしておくことが重要である。
【００１１】
この点、特許文献２に示されるような２ＣＰＵ方式においては、そのＣＰＵが暴走した場合の安全対策を考慮しておく必要があるが、従来にあってはこの点は特に考慮されていない。
【００１２】
このようなことから、２ＣＰＵ方式においては、例えば、本体制御部の本体ＣＰＵが暴走したり、リレーが溶着した場合、インバータ回路側のＣＰＵとのシリアル通信が途絶え、システム異常動作を検出した際にはリレーをオフさせることができず、安全性を確保できない等の不具合がある。
【００１３】
本発明の目的は、誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、何れのＣＰＵが暴走したような場合でも安全性を確保できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明の定着制御装置は、画像形成装置全体の動作を制御する主中央処理装置を有する本体制御回路と、電流供給を受けて定着用被加熱部材を誘導加熱する励磁コイルと、前記主中央処理装置とは独立した副中央処理装置を有して前記励磁コイルに対する電流供給を制御する誘導加熱制御回路と、前記誘導加熱制御回路に対する交流電源供給経路中に設けられて、前記主中央処理装置によりオン・オフ制御される主側リレーと、前記誘導加熱制御回路に対する交流電源供給経路中に前記主側リレーと直列に設けられて、前記副中央処理装置によりオン・オフ制御される副側リレーと、これらの主側リレー及び副側リレーのオン・オフに依存せずに前記副中央処理装置に対して直流電源を供給する本体直流電源部と、を備える。
【００１５】
従って、例えば本体制御回路の主中央処理装置の暴走や主側リレー溶着等の異常があった場合、当該主側リレーをオフさせることができないが、誘導加熱制御回路の副中央処理装置が副側リレーをオフさせて交流電源供給を遮断させることにより、安全性を確保することができる。また、逆に、誘導加熱制御回路の副中央処理装置の暴走や副側リレー溶着等の異常があったり、主中央処理装置側で定着装置での温度異常等を検出した場合には、当該主中央処理装置が主側リレーをオフさせて交流電源供給を遮断させることにより、安全性を確保することができる。さらには、誘導加熱制御回路の副中央処理装置が独自に温度異常等を検出した場合には、本体制御回路側とは独立して、副側リレーをオフさせて交流電源供給を遮断させることにより、安全性を確保することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着制御装置において、前記定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、この温度センサから取得される温度情報に基づき前記定着用被加熱部材の高温異常を検出して前記主側リレー及び前記副側リレーを強制的にオフさせる高温異常検出回路と、を備える。
【００１７】
従って、主中央処理装置や副中央処理装置によるソフト的な制御に関係なく、定着用被加熱部材の高温異常を高温異常検出回路によりハード的に常時監視しており、高温異常が検出された場合には主側リレー及び副側リレーをハード的に強制的にオフさせることにより、励磁コイルへの電流供給を素早く断ち、確実に安全性を確保することができ、信頼性が向上する。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の定着制御装置において、前記主側リレー及び前記副側リレーを前記高温異常検出回路によりオフさせた場合に前記本体直流電源部を一旦オフさせない限り当該リレーのオフ状態を維持する維持手段を備える。
【００１９】
請求項２記載の発明による制御において、主中央処理装置、副中央処理装置の何れかでも異常動作を行っていた場合、ハード的なリレーの強制的なオフにより定着用被加熱部材の温度が低下し高温異常検出回路による高温異常の検出が解除されることで、リレーの強制的オフが解除されて再び通電加熱されるおそれがあるが、本発明においては、高温異常検出回路による高温異常検出に伴うリレーの強制オフ時には、本体直流電源部を一旦オフさせて再投入させない限りリレーのオフ状態を維持させることで、安全性を確保することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の定着制御装置において、前記維持手段は、交流電源供給経路中の交流電源供給状態を検知するゼロクロス検出回路と、このゼロクロス検出回路のゼロクロス検出信号に基づき制御されて前記高温異常検出回路の高温異常検出信号をラッチするラッチ回路と、を備える。
【００２１】
従って、ゼロクロス検出回路とラッチ回路とを用いることにより、請求項３記載の発明が容易に実現される。
【００２２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の定着制御装置において、前記主側リレー又は前記副側リレーをオフさせる際、エラー報知する報知手段を有する。
【００２３】
請求項６記載の発明の画像形成装置は、誘導加熱方式で加熱される定着用被加熱部材を有する定着装置、感光体、その他の電子写真プロセス部材を含むプリンタエンジンと、前記定着用被加熱部材を制御する請求項１ないし５の何れか一記載の定着制御装置と、を備える。
【００２４】
従って、請求項１ないし５の何れか一記載の発明と同様の作用・効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、何れのＣＰＵが暴走したような場合でも、励磁コイルへの電流供給を素早く断ち、確実に安全性を確保することができ、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明が適用される電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略正面図である。この画像形成装置は、複写機能と、これ以外の機能、例えばプリンタ機能、ファクシミリ機能とを有する画像形成装置であり、操作部のアプリケーション切替えキーにより複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次に切替えて選択することが可能である。複写機能の選択時には複写モードとなり、プリンタ機能の選択時にはプリントモードとなり、ファクシミリモードの選択時にはファクシミリモードとなる。
【００２７】
まず、複写モードでは、次のように動作する。自動原稿送り装置（以下ＡＤＦという）１０１においては、原稿台１０２に原稿がその画像面を上にして置かれる原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿が給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラスからなる原稿台１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０１は１枚の原稿の給送完了毎に原稿枚数をカウントアップするカウント機能を有する。原稿台１０５上の原稿は、画像入力手段としての画像読取装置１０６によって画像情報が読取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。
【００２８】
原稿セット検知器１０９にて原稿台１０２上に次の原稿が有ることが検知された場合には、同様に原稿台１０２上の一番下の原稿が給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によって原稿台１０５上の所定の位置に給送される。この原稿台１０５上の原稿は、画像読取装置１０６によって画像情報が読み取られた後に、給送ベルト１０４、排送ローラ１０７によって排紙台１０８上に排出される。ここに、給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４及び排送ローラ１０７は搬送モータによって駆動される。
【００２９】
給紙手段としての第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１、第３給紙装置１１２は、選択された時に各々第１トレイ１１３、第２トレイ１１４、第３トレイ１１５に積載された転写材としての転写紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって感光体１１７に当接する位置まで搬送される。感光体１１７は、ドラム状感光体が用いられており、メインモータにより回転駆動される。
【００３０】
画像読取装置１０６にて原稿から読込まれた画像データは図示しない画像処理手段を介して書込手段としての書込みユニット１１８によって光情報に変換され、感光体１１７は図示しない帯電器により一様に帯電された後に、書込みユニット１１８からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体１１７上の静電潜像は現像装置１１９により現像されてトナー像となる。
【００３１】
搬送ベルト１２０は、用紙搬送手段及び転写手段を兼ねていて電源から転写バイアスが印加され、縦搬送ユニット１１６からの転写紙を感光体１１７と等速で搬送しながら感光体１１７上のトナー像を転写紙に転写させる。この転写紙は、定着装置１２１によりトナー像が定着され、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。感光体１１７はトナー像転写後に図示しないクリーニング装置によりクリーニングされる。ここに、感光体１１７、帯電器、書込みユニット１１８、現像装置１１９、転写手段は画像データにより画像を転写紙上に形成するプリンタエンジンを構成している。
【００３２】
以上の動作は通常のモードで転写紙の片面に画像を複写する時の動作であるが、両面モードで転写紙の両面に画像を複写する場合には、各給紙トレイ１１３〜１１５の何れかより給紙されて表面に上述のように画像が形成された転写紙は、排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３側ではなく両面入紙搬送路１２４側に切替えられ、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転され、両面搬送ユニット１２６へ搬送される。
【００３３】
この両面搬送ユニット１２６へ搬送された転写紙は、両面搬送ユニット１２６により縦搬送ユニット１１６へ搬送され、縦搬送ユニット１１６により感光体１１７に当接する位置まで搬送され、感光体１１７上に上述と同様に形成されたトナー像が裏面に転写されて定着装置１２１でトナー像が定着されることにより両面コピーとなる。この両面コピーは排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００３４】
また、転写紙を反転して排出する場合には、反転ユニット１２５によりスイッチバックされて表裏が反転された転写紙は、両面搬送ユニット１２６に搬送されずに反転排紙搬送路１２７を経て排紙ユニット１２２により排紙トレイ１２３に排出される。
【００３５】
プリントモードでは、上記画像処理手段からの画像データの代りに外部からの画像データが書込みユニット１１８に入力されて上述のプリンタエンジンにより転写紙上に画像が形成される。さらに、ファクシミリモードでは、上記画像読取手段からの画像データが図示しないファクシミリ送受信部により相手に送信され、相手からの画像データがファクシミリ送受信部で受信されて上記画像処理手段からの画像データの代りに書込みユニット１１８に入力されることにより、上述のプリンタエンジンにより転写紙上に画像が形成される。
【００３６】
次に定着装置１２１の構成例について図２を参照して説明する。図２は定着装置１２１の概略構成例を示す正面図である。本実施の形態の定着装置１２１は誘導加熱方式の定着装置として構成されている。まず、通常のハロゲンヒータ方式等と同様に転写紙の搬送経路に対して、トナーの転写された転写紙上のトナーを加熱溶解して転写紙上に定着させるための定着ローラ２０１とこの定着ローラ２０１に対向配置されて転写紙に圧力をかけてトナーを定着させるための加圧ローラ２０２とが設けられている。また、定着ローラ２０１から離間した位置には加熱ローラ２０３が設けられ、これらの加熱ローラ２０３と定着ローラ２０１との間には定着ベルト２０４が掛け渡されている。この定着ベルト２０４は励磁コイル（以下、適宜ＩＨコイルともいう）２０５によって誘導加熱される定着用被加熱部材であり、加熱金属部（金属導電体）、非熱伝導部当を含む数層構造からなる。励磁コイル２０５は定着ベルト２０４を渦電流で誘導加熱するためもので、本実施の形態では、外部加熱方式とされ、加熱ローラ２０３部分にてその外周面を半周程度覆う形状の基体２０６において渦巻状にコイルが巻回された構造とされている。このような励磁コイル２０５は後述するインバータ回路により任意の周波数特性を持った電流が通電され、その電流により発生した磁束を受けて加熱ローラ２０３には渦電流が流れ加熱される。この加熱ローラ２０３の熱が回転移動する定着ベルト２０４に伝達され、その熱と定着ローラ２０１、加圧ローラ２０２のニップ圧力により定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２との間を回転方向に進む転写紙上のトナーは転写紙に定着される。
【００３７】
また、定着ベルト２０４の温度は常に近接したサーミスタ（温度センサ）２０７により監視され、制御温度に対して低ければ励磁コイル２０５への電流供給は継続され、高ければ供給を停止する。温度制御は後述する本体制御回路で行なわれるが、制御不能で過昇温度になった場合はサーモスタット２０８により直接電源を遮断する安全装置も実装されている。
【００３８】
なお、定着ローラ２０１は定着モータ２０９などの動力源により回転駆動され、定着ベルト２０４はその動力により移動回転する。加熱ローラ２０３は定着ベルト２０４の移動により懸架駆動し回転する従動ローラである。
【００３９】
また、加熱ローラ２０３の軸上には、定着ベルト２０４が回転していることを検知するためのセンサとして機能するエンコーダ２１０が設けられており、定着ローラ２０１を回転させているにも関わらず加熱ローラ２０３が回転しない場合には、ベルト切れ、或いは、ベルト滑りと判断し、インバータ回路の動作を遮断させることで励磁コイル２０５でのベルト異常温度上昇による焼損を防止し得る構成とされている。
【００４０】
もっとも、誘導加熱方式の定着装置１２１としては、図示したような外部加熱方式に限らず、例えば定着ローラ内に励磁コイルが内蔵されているタイプの内部加熱方式等のものであってもよい。
【００４１】
次に、定着ベルト２０４や励磁コイル２０５やサーミスタ２０７を含むＩＨコイルユニット２１３に対する制御系、即ち、定着制御装置の構成例を図３に示す概略ブロック図を参照して説明する。まず、本実施の形態で対象とする定着制御の他に各駆動源の駆動制御、周辺機制御、電子写真プロセス制御、省エネ制御等の画像形成装置全体の制御を司る主中央処理装置としての本体ＣＰＵ２１１が搭載された本体制御部２１２が設けられている。ここに、定着ベルト２０４の温度を検知するサーミスタ２０７のセンサ信号は本体ＣＰＵ２１１に入力され、そのＡ／Ｄコンバータによってアナログデジタル変換され、温度信号の取り込みに供される。特に、本実施の形態の本体ＣＰＵ２１１では、定着制御に関しては、サーミスタ２０７によって測定された温度が目標温度に一致するように制御する温度制御の役割が割り当てられている。
【００４２】
また、定着ベルト２０４を誘導加熱する励磁コイル２０５を含むＩＨコイルユニット２１３に対して電流を供給するための電源装置として機能するインバータ回路２１４を搭載したインバータユニット（誘導加熱制御回路）２１５が設けられている。インバータ回路２１４は交流電源を全波整流した後、ＩＧＢＴやＦＥＴ等のスイッチング制御素子によって高周波スイッチングした電流をコイル電流として励磁コイル２０５とコンデンサ（図示せず）とに供給し共振させることによって交流磁界を作り、定着ベルト２０４を渦電流で加熱する。このインバータユニット２１５上には前述の本体ＣＰＵ２１１とは別個独立した副中央処理装置としてのＩＨ用ＣＰＵ２１６が搭載されている。本体ＣＰＵ２１１は、目標電力又は目標温度を決定し、このＩＨ用ＣＰＵ２１６に指示するが、目標値は紙サイズ、紙種、環境温度、白黒／カラー、線速等によって異なる。何れにしても、本体ＣＰＵ２１１はＩＨ用ＣＰＵ２１６に対して目標値を指示するのみで、目標値への温度制御、維持はＩＨ用ＣＰＵ２１６が司る。これにより、本体ＣＰＵ２１１の制御負荷が著しく軽減される。よって、ＩＨ用ＣＰＵ２１６は例えば本体ＣＰＵ２１１から信号線２１７ａを通して送信される電力指示信号のみにより制御指示を受け、この電力指示信号と、検知された電流検知信号及び電圧検知信号とに基づいてインバータ回路２１４に対する電力制御値を算出してインバータ制御信号として出力する制御動作を受け持つ。このインバータ制御信号はインバータ回路２１４における高周波スイッチングのデューティを変化させるものであり、これにより励磁コイル２０５に流す電流を変化させ発熱量をコントロールする。ＩＨ用ＣＰＵ２１６としては、本実施の形態の場合、誘導加熱制御のみを行うので、本体ＣＰＵ２１１よりも処理能力が低くてローコストなワンチップＣＰＵを使用することができる。この場合、当該ＩＨ用ＣＰＵ２１６の機能としては、Ａ／Ｄコンバータ、インターバルタイマ、シリアル通信（ＵＡＲＴ）、Ｉ／Ｏの各機能を備え、さらには、ＲＯＭ内蔵のものが好ましい。
【００４３】
また、インバータ回路２１４で使用されているＩＧＢＴは壊れやすいので、入力電圧、入力電圧を絶えずモニタし壊れないように制御する必要があるために、電流検知信号及び電圧検知信号が用いられるものであり、これらの信号はＩＨ用ＣＰＵ２１６のＡ／Ｄコンバータでアナログデジタル変換されＩＨ用ＣＰＵ２１６内部で処理される。
【００４４】
また、励磁コイル２０５駆動用のインバータ回路２１４に対するＡＣ供給は画像形成装置本体内に設けられている電源ユニット（ＰＳＵ）２２１内の主側リレー２２２、及び、インバータユニット２１５上に設けられた副側リレー２２３を介して行うように交流電源供給経路が設定されている。主側リレー２２２と副側リレー２２３とは直列に設けられている。ここに、電源ユニット２２１中にはメインスイッチ２２４、ノイズフィルタ（ＮＦ）２２５、全波整流回路２２６を介して本体直流電源部（ＤＤＣ）２２７が設けられ、本体ＣＰＵ２１６、ＩＨ用ＣＰＵ２１６等で用いる＋５Ｖ電源、直流負荷で用いる＋２４Ｖ電源等を生成するように構成されている。即ち、主側リレー２２２及び副側リレー２２３のオン・オフに依存せずに本体ＣＰＵ２１６やＩＨ用ＣＰＵ２１６に対して直流電源が本体直流電源部（ＤＤＣ）２２７から供給されるように構成されている。また、＋２４Ｖ電源ラインには、当該画像形成装置の前ドア等を開放させた場合に安全のために当該＋２４Ｖを切るためのインタロックスイッチ２２８が接続されているとともに、前述の主側リレー２２２、副側リレー２２３のリレー接点２２２ａ，２２３ａを開閉制御するリレーコイル２２２ｂ，２２３ｂが接続されている。
【００４５】
一方、本体制御部２１２中には、定着ベルト２０４の温度を検出するサーミスタ２０７からの温度信号と予め設定されている基準温度対応の基準信号とをアナログコンパレータにより比較し、基準温度以上になった場合にインバータ回路２１４の動作を停止させる高温異常検出信号を出力する高温異常検出回路２２９が設けられている。また、本体ＣＰＵ２１１とＩＨ用ＣＰＵ２１６との間は各種情報を授受するために相互に通信を行うための信号線２１７ｂによっても接続されており、本体ＣＰＵ２１１は、ステータス授受の一つとして、ＩＨ用ＣＰＵ２１６から当該ＩＨ用ＣＰＵ２１６が正常に動作していることを示す確認信号を定期的に受信するように設定されている。ここに、本実施の形態では、本体ＣＰＵ２１１がこの確認信号の受信状態によってＩＨ用ＣＰＵ２１６の暴走を検出し、その他のエラー信号として出力する。高温異常検出回路２２９からの高温異常検出信号と本体ＣＰＵ２１１からのその他のエラー信号とが入力されるＯＲ回路２３０が設けられている。このＯＲ回路２３０の出力側には、常閉のリレー接点２２２ａを強制的に開放させるためのリレーコイル２２２ｂが接続されており、高温異常検出信号又はその他のエラー信号が出力された場合にはリレー接点２２２ａを強制的に開放させてインバータ回路２１４側への電源供給を強制的に断つように構成されている。
【００４６】
インバータユニット２１５側においても、高温異常検出回路２２９からの高温異常検出信号とＩＨ用ＣＰＵ２１６からのその他のエラー信号とが入力されるＯＲ回路２３１が設けられている。このＯＲ回路２３１の出力側には、常閉のリレー接点２２３ａを強制的に開放させるためのリレーコイル２２３ｂが接続されており、高温異常検出信号又はその他のエラー信号が出力された場合にはリレー接点２２３ａを強制的に開放させてインバータ回路２１４側への電源供給を強制的に断つように構成されている。
【００４７】
次に、本実施の形態の動作制御例として信号線２１７ａを通じて本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１６に指示出力される電力指示信号例を図４に示すタイミングチャートを参照して説明する。ここでは、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号を利用したシリアル信号例を示し、本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１６に対して１０ｍｓの固定周期でＰＷＭ信号を送出する。ここに、１０ｍｓは本体ＣＰＵ２１１の制御周期（割込み周期）よりも短い周期を意味し、ＩＨ用ＣＰＵ２１６としてはこの１０ｍｓの分解能で対応し得るものが用いられている。また、この場合の本体ＣＰＵ２１１による電力指示信号の更新周期（ＰＷＭ信号のデューティ変更の周期）は、１０ｍｓ毎に行われるのではなく、１０ｍｓ×ｎ（ｎは任意の整数）の間隔でランダムに発生するように設定されている。そして、本実施の形態では、図４（ａ）中に示す可変長のＬレベル期間の長さで電力指示を行うものとする。従って、出力をＯＦＦにする場合には、図４（ｂ）に示すようにＨレベルに固定する。また、図４（ｃ）に示すように１０ｍｓの周期に対して最小幅のＬレベルのときには最低電力指示となり、図４（ｄ）に示すように１０ｍｓの周期に対して最大幅のＬレベルの時には最大電力指示となる。これらの最小幅や最大幅は本体ＣＰＵ２１１とＩＨ用ＣＰＵ２１６との間での取り決めに従う。
【００４８】
もっとも、電力指示信号としてはシリアル信号（ＰＷＭ信号を含む）に限らず、例えば、１２００Ｗ＝１１１、１１００Ｗ＝１１０、１０００Ｗ＝１０１、の如く、複数ビットの組合せで電力制御値を指示する信号としてもよい（例えば、特許文献２中の図２参照）。これによれば、電力制御値制御をより簡単化させることが可能となる。
【００４９】
このような構成において、基本的な定着制御動作例を図５に示す概略フローチャートを参照して説明する。まず、メインルーチンの流れの中で、本体ＣＰＵ２１１は図５（ａ）に示すように、サーミスタ２０７から定着ベルト２０４の温度情報を検出する（ステップＭ１）。そして、その検出温度情報と目標温度とに基づき指示電力を決定する（ステップＭ２）。そして、指示電力に応じて図４で説明したようにＰＷＭ信号のデューティを決定し、信号線２１７ａを通じてＩＨ用ＣＰＵ２１６に電力指示信号として指示出力する（ステップＭ３）。
【００５０】
一方、ＩＨ用ＣＰＵ２１６においては、図５（ｂ）に示すように、例えば制御周期として１０ｍｓ間隔で本体ＣＰＵ２１１からのＰＷＭ信号による指示出力を周期的にサンプリングしており（ステップＳ１）、当該サンプリングによって電力指示信号を確定する（ステップＳ２）。また、これと並行して電流検知信号と電圧検知信号とを取得する（ステップＳ３）。これらの電力指示信号と電流検知信号と電圧検知信号とに基づく演算処理により（ステップＳ４）、インバータ回路２１３に対する電力制御値を算出確定し（ステップＳ５）、当該電力制御値に基づいて出力電圧を生成する（ステップＳ６）。具体的には、インバータ回路２１３に対してＰＷＭ信号を出力し、励磁コイル２０５に流れる電流を目標値に応じて可変させる。
【００５１】
従って、本実施の形態によれば、基本的に、誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、画像形成装置全体の制御を司る本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１６に対する制御指示を電力指示信号のみで行わせる構成としたので、本体ＣＰＵ２１１の制御負荷を軽減することができ、その制御ソフトの複雑化も避けることができ、かつ、誘導加熱方式本来の温度追従性のよさを活かすべく緻密な制御も可能にすることができる。また、実際に画像形成動作全体の制御を司る本体ＣＰＵ２１１が定着ベルト２０４の温度監視をサーミスタ２０７を通じて直接的に行い、その温度検知結果に基づき励磁コイル２０５の出力が最適となるように随時電力指示信号のみを用いてＩＨ用ＣＰＵ２１６を制御するので、その時々の温度検出状態と画像形成装置の動作状態に応じた緻密な定着制御が可能となり、画像品質向上に寄与する。
【００５２】
このような構成において、図３を参照して、本実施の形態の安全対策について説明する。まず、本実施の形態においては、本体側に属するＰＳＵ２２１とインバータユニット２１５との両方にインバータ回路２１４への交流電源供給を制御可能なリレー２２２，２２３が設けられている。そして、主側リレー２２２は本体ＣＰＵ２１１により駆動制御され、副側リレー２２３はＩＨ用ＣＰＵ２１６により駆動制御される構成であり、かつ、インバータユニット２１５中のＩＨ用ＣＰＵ２１６等に対する直流電源の供給はＰＳＵ２２１中の直流電源部２２７から供給する構成とされ、リレー２２２，２２３のオン・オフには依存しない構成とされている。これにより、ソフトとハードとの両方の動作不良に対して、安全性とインバータ回路２１４他、ＩＨコイルユニット２１３までの広範囲な誤動作に対して安全性を高めることができる。
【００５３】
例えば、本体制御部２１２の本体ＣＰＵ２１１の暴走によりＩＨ用ＣＰＵ２１６とのシリアル通信が途絶え、システム異常動作を検出した際には、ＩＨ用ＣＰＵ２１６は主側リレー２２２をオフさせることができない。この点、本実施の形態では、このような場合にはインバータユニット２１５内のリレートリガ信号をＩＨ用ＣＰＵ２１６がオフ制御し、リレーコイル２２３ｂによりリレー接点２２３ｂを開放させることでインバータ回路２１４ヘの交流電源の供給をオフし安全性を確保することができる。このようにソフト的な動作不良に対し各々のＣＰＵ２１１，２１６からインバータユニット２１５へのＡＣ電源供給を停止制御することが可能であり、従来の集中的（１箇所リレー）な対応に比べ誤動作時による安全性の向上を図れる。
【００５４】
また、本体制御部２１２中の本体ＣＰＵ２１１によりＩＨコイルユニット２１３の異常温度検出がサーミスタ２０７の検出信号により行われた場合にリレー溶着等による異常動作が推定される。この場合、ＰＳＵ２１１の主側リレー２２２をリレートリガ信号をオフするとともにインバータユニット２１５の副側リレー２２３もＩＨ用ＣＰＵ２１６のリレートリガ信号をオフすることでＰＳＵ２１１内の主側リレー２２２及びインバータユニット２１５内の副側リレー２２３の何れのリレー溶着時に対してもインバータ回路２１４のＡＣ電源供給を中止することができる。
【００５５】
ところで、本実施の形態においては、このようなソフト的な動作制御にハード的な動作制御も付加されている。本実施の形態においては、サーミスタ２０７による温度センサ信号は温度により抵抗値が変化する特性を利用したものであり、そのセンサ出力値を本体制御部２１２の高温異常検出回路２２９にも入力する。この高温異常検出回路２２９は、例えばコンパレータを用いて、温度信号レベルと異常温度レベルとの比較結果により高温異常状態の有無を検出する。ここに、本体制御部２１２の本体ＣＰＵ２１１やインバータユニット２１５内のＩＨ用ＣＰＵ２１６のソフト暴走でヒータ誤点灯動作に陥り、温度高温異常のヒータ高温状態を示す基準電圧よりセンサ出力電圧が小さくなることで、高温異常検出回路２２９のコンパレータ出力が反転し、この高温異常検出信号により本体制御部２１２のリレー駆動信号とインバータユニット２１５のリレー駆動信号とに対してオフ信号を出力する。これにより、リレーコイル２２２ｂ，２２３ｂによってリレー接点２２２ａ，２２３ａをハード的に強制的にオフさせる。このようなオフ動作より、インバータユニット２１５への交流電源供給をソフトを介在せずに遮断し、安全性を確保することができる。
【００５６】
ところで、高温異常動作時のこのようなハード的な強制オフ動作に関して、リレー駆動動作オフ信号によりインバータユニット２１５へのＡＣ電源供給が遮断されることでサーミスタ検出温度が下がり、高温異常検出回路２２９による高温異常検出信号が解除されてしまう。この場合、元々の異常動作の原因となった要因が解消されていない場合が多く、再びヒータの異常点灯に陥ることが考えられる。そこで、本実施の形態では、遮断対象のＡＣ電源によるゼロクロス信号（ゼロクロス検出回路２３３）により、高温異常検出信号をラッチするラッチ回路２３２を設けることで、リレーオフ動作による温度低下に対しても、再びリレーをＯＮする動作に入ることを防ぐ。ＡＣ電源供給がリレーオフにより遮断され、ゼロクロス信号が入らなくなる。そのため高温検知信号が解除されてもリレーオフ信号はラッチし続け、発煙発火を防止し装置の安全性を確保することができる。ここでは、ラッチ回路２３２とゼロクロス検出回路２３３とにより維持手段が構成されている。
【００５７】
なお、この際、高温異常検出回路２２９により高温異常が検出されてリレー接点２２２ａ，２２３ａを開放させる場合、又は、ＩＨ用ＣＰＵ２１６の暴走検知によりリレー接点２２２ａを開放させる場合、或いは、本体ＣＰＵ２１１の暴走検知によりリレー接点２２３ａを開放させる場合の何れにおいても、ＯＲ回路２３０からエラー信号を当該画像形成装置の操作パネル（図示せず）の表示部等に出力させ、当該表示部等を報知手段としてユーザに対して異常が発生した旨をエラー表示（或いは、エラー音等）により報知させることが望ましい。これによれば、高温異常や本体ＣＰＵ２１１やＩＨ用ＣＰＵ２１６の暴走等により、リレー接点２２３ａ又はリレー接点２２２ａをオフさせる際には、報知手段によってエラー報知させるので、上記のように電源の安全を確保した上で、ユーザに適切な対処を採らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明が適用される電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略正面図である。
【図２】定着装置の概略構成例を示す正面図である。
【図３】定着制御装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】電力指示信号例を示すタイミングチャートである。
【図５】基本的な定着制御動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１１７      感光体
１２１      定着装置
２０４      定着用被加熱部材
２０５      励磁コイル
２０７      温度センサ
２１１      主中央処理装置
２１２      本体制御回路
２１５      誘導加熱制御回路
２１６      副中央処理装置
２２２      主側リレー
２２３      副側リレー
２２７      本体直流電源部
２２９      異常温度検出回路
２３２      ラッチ回路
２３３      ゼロクロス検出回路
【図１】
2005091934.tif 000003
【図２】
2005091934.tif 000004
【図３】
2005091934.tif 000005
【図４】
2005091934.tif 000006
【図５】
2005091934.tif 000007