(57)【要約】【課題】発熱体に流れる高調波電流の抑制を行う散らし制御において、過電流検知手段が誤動作することのないような画像形成装置を提供する。さらには、過電流検知手段で過電流であることを検知したときに、発熱体が過熱状態になってしまう前に発熱体への通電を遮断させることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】セラミックヒータに流れる電流を検出する電流検出回路において、１波ごとに過電流であるかを判断する。過電流であると検知した時それが２波以上連続で過電流となっているかを判断する回路を設け、２波以上の複数波連続で過電流であった時に安全回路を動作させてセラミックヒータへの通電を強制的に遮断する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真プロセス技術を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写した後、前記記録媒体上に前記トナーを加熱手段により加熱定着する画像形成装置において、
前記加熱手段に流れる電流を検出し検出された電流レベルに応じた出力信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出手段の出力値と所定の基準値との大小関係を比較する比較手段と、
前記比較手段の出力値が、前記加熱手段に流れる電流の２周期以上の複数周期連続で過電流を示すものであるかを判定する判断手段と、
前記判断手段により前記比較手段の出力値が複数周期連続で過電流を示すものであると判定された場合、前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果と所定の第２の基準値との大小関係を比較する第２の比較手段と、
前記判断手段の出力結果に応じて前記第２の基準値を変更する基準値変更手段と、
前記第２の比較手段の出力結果に応じて前記加熱手段への通電を遮断する第２の通電遮断手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記基準値変更手段は、前記判断手段によって前記比較手段の出力値が複数周期連続で過電流を示すものであると判定された場合には、前記第２の基準値を所定の値に設定し、他の場合には、前記第２の基準値を前記所定の値よりも高い値に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の遮断手段は、前記第２の比較手段の出力結果が、前記温度検出手段の検出結果が前記所定の第２の基準値より大であることを示すものである場合に、前記加熱手段への通電を遮断することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いた複写機・プリンター等の画像形成装置における定着装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の定着装置では、下記のような技術が用いられている。
（１）過電流検知手段を用いた技術
この技術では、定着装置内の発熱体の温度を検出するサーミスタ等の感温素子からなる温度検出手段およびトライアック等のスイッチング素子からなる発熱体制御手段が設けられる。そして、温度検出手段の検出結果に応じて発熱体制御手段を用いて供給電流量を調整し、定着装置を所定温度に制御する。このような定着装置において温度検出手段、発熱体制御手段の何れかが正常に機能しなかった場合、定着装置が過熱状態となる可能性がある。
【０００３】
そこで、特許文献１等で開示されているように、定着装置に過剰な電流が流れている状態を検知する過電流検知手段を設け、定着装置に過剰な電流が流れた場合には通電遮断装置を作動させ、定着装置への電流供給を強制的に停止するといった方法がとられている。
【０００４】
（２）高調波電流を抑制する技術
発熱体制御手段による発熱体の電流供給方式としては位相制御が広く用いられている。位相制御は温度検出手段により得られた温度情報から、発熱体に印加すべき電力を計算し、ゼロクロス信号をトリガにして、所定時間経過後に発熱体に電力を通電し始めることで、発熱体への供給電力を制御する方式である。ＡＣ電源のゼロクロスポイントを０°とし、通電開始するときの角度は位相角と呼ばれている。ただし、位相制御においては高調波電流が流れてしまうために、高調波電流を規制する規格を満足できない場合が生じる。特に、位相角を一定にして位相制御を行うと高調波電流が生じやすくなるという問題があった。
【０００５】
この問題に対しては、特許文献２等で開示されているように位相角が一定とならない様に位相角を分散して制御し、高調波電流を抑制する方法が従来より行なわれている。このような、意図的に位相角を分散して発熱体への電力供給を行う発熱体制御を散らし制御と呼ぶ。  
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−２０２５１２号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８６９９号公報
【特許文献３】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】特開平４−４４０７６号公報
【特許文献５】特開平４−４４０７７号公報
【特許文献６】特開平４−４４０７８号公報
【特許文献７】特開平４−４４０７９号公報
【特許文献８】特開平４−４４０８０号公報
【特許文献９】特開平４−４４０８１号公報
【特許文献１０】特開平４−４４０８２号公報
【特許文献１１】特開平４−４４０８３号公報
【特許文献１２】特開平４−２０４９８０号公報
【特許文献１３】特開平４−２０４９８１号公報
【特許文献１４】特開平４−２０４９８２号公報
【特許文献１５】特開平４−２０４９８３号公報
【特許文献１６】特開平４−２０４９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した発熱体に流れる高調波電流の抑制を行う散らし制御において、本来の位相角より小さい位相角で発熱体に電流を流すと、意図したものより大きな電流が発熱体に流れてしまう。このため、過電流検知手段が動作して正常な制御状態であるにも関わらず発熱体への通電を遮断してしまい、画像形成装置の動作が停止してしまうことがあった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発熱体に流れる高調波電流の抑制を行う散らし制御においても、過電流検知手段が誤動作することのない画像形成装置を提供することを目的とする。さらには、過電流検知手段で過電流であることを検知したときに、発熱体が過熱状態になってしまう前に発熱体への通電を遮断させることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、電子写真プロセス技術を用いて像担持体上に形成したトナー像を記録媒体上に転写した後、前記記録媒体上に前記トナーを加熱手段により加熱定着する画像形成装置において、前記加熱手段に流れる電流を検出し検出された電流レベルに応じた出力信号を出力する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力値と所定の基準値との大小関係を比較する比較手段と、前記比較手段の出力値が、前記加熱手段に流れる電流の２周期以上の複数周期連続で過電流を示すものであるかを判定する判断手段と、前記判断手段により前記比較手段の出力値が複数周期連続で過電流を示すものであると判定された場合、前記加熱手段への通電を遮断する通電遮断手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本出願に係る第２の発明は、前記加熱手段の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果と所定の第２の基準値との大小関係を比較する第２の比較手段と、前記判断手段の出力結果に応じて前記第２の基準値を変更する基準値変更手段と、前記第２の比較手段の出力結果に応じて前記加熱手段への通電を遮断する第２の通電遮断手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記第２の発明において、前記基準値変更手段は、前記判断手段によって前記比較手段の出力値が複数周期連続で過電流を示すものであると判定された場合には、前記第２の基準値を所定の値に設定し、他の場合には、前記第２の基準値を前記所定の値よりも高い値に設定することが好ましい。
【００１２】
さらに、前記第２の遮断手段は、前記第２の比較手段の出力結果が、前記温度検出手段の検出結果が前記所定の第２の基準値より大であることを示すものである場合に、前記加熱手段への通電を遮断することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本出願の第１の発明によれば、２周期以上の複数周期連続で過電流を検知した時に加熱手段への通電を遮断する構成とすることで、散らし制御によりある１周期の電流値が大きい場合に過電流であると誤検知することをなくすことができる。
【００１４】
また、本出願の第２の発明によれば、過電流の検知に応じて温度判定の基準値を変更するように構成される。これにより、温度検出手段の応答速度が原因で検出温度と実温度との差が大きくなり加熱手段が過熱状態になってしまうことが起きる前に、加熱手段への通電を遮断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（１）画像形成装置
図１は本実施例のレーザビームプリンタの構成図である。  
このレーザビームプリンタは、図１に示す各構成要素により概略構成される。  
カセット１０１は、記録紙Ｓを収納する。カセット紙有無センサ１０２は、カセット１０１内の記録紙Ｓの有無を検知し、紙サイズ検知センサ１０３は、カセット１０１内の記録紙Ｓのサイズを検知する。
【００１７】
また、ピックアップローラ１０４は、カセット１０１から記録紙Ｓを繰り出し、カセット給紙ローラ１０５が、ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｓを搬送する。リタードローラ１０６は、カセット給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｓの重送を防止する。
【００１８】
カセット給紙ローラ１０５の下流には給紙センサ１０７があり、カセット１０１からの給紙搬送状態を検知する。この給紙センサ１０７の下流には、給紙搬送ローラ１０８があって、さらに下流へと記録紙Ｓを搬送する。給紙搬送ローラ１０８の下流には、記録紙Ｓを印刷タイミングと同期して搬送するレジストローラ対１０９と、このレジストローラ対１０９への記録紙の搬送状態を検知するレジ前センサ１１０が配設されている。
【００１９】
また、レジストローラ対１０９の下流には、レーザスキャナ部１１８からのレーザ光に基づいて公知の電子写真プロセスにより感光ドラム１１１上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１１９がある。ローラ部材１１２（以後転写ローラと記す）が、感光ドラム１１１上に形成されたトナー像を記録紙上に転写し、放電部材１１３（以後除電針と記す）が、記録紙Ｓ上の電荷を除去し感光ドラム１１１からの分離を促進する。
【００２０】
定着装置１１４は、記録紙Ｓ上に転写されたトナー像を熱定着する。この定着装置１１４からの搬送状態は、定着排紙センサ１１５により検知される。定着装置１１４の下流には、排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ１１６と、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ対１１７が配設されている。  
これらレーザビームプリンタの動作は不図示のＣＰＵにより制御されている。
【００２１】
（２）定着装置
図２は定着装置の概略構成断面図である。本実施例の定着装置は、特許文献３〜１６等に開示のフィルム加熱方式の装置である。
【００２２】
２０４はセラミックヒータの固定とフィルム内面ガイド用を兼ねる耐熱性・断熱性・剛体ステーであり、記録紙Ｓの搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長部材である。２０５はセラミックヒータであり、上記ステー２０４の下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持させた、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長部材である。
【００２３】
２０１は円筒状の耐熱性フィルム材（以下、定着フィルムと記す）であり、セラミックヒータ２０５を取り付けたステー２０４にルーズに外嵌させてある。この定着フィルムは、例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性・離型性・高強度・耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの円筒状単層フィルムである。あるいは、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳなどの円筒状フィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムである。
【００２４】
２０２は加圧ローラであり、芯金２０３の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層２０８をローラ状に同心一体に設けた弾性ローラである。この加圧ローラ２０２と、上記ステー２０４側のセラミックヒータ２０５とを定着フィルム２０１を挟ませて加圧ローラの弾性に抗して圧接させてある。矢印Ｎで示した範囲がその圧接により形成される定着ニップ部である。
【００２５】
加圧ローラ２０２は、定着駆動モータ（不図示）により矢示Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２０２の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける該加圧ローラ２０２とフィルム２０１の外面との摩擦力でフィルム２０１に直接的に回転力が作用する。なお、記録紙Ｓが矢印Ａ方向で定着ニップ部Ｎに導入されたときは記録紙Ｓを介してフィルム２０１に回転力が間接的に作用する。そして、フィルム２０１がセラミックヒータ２０５の下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向Ｃに回転駆動される。
【００２６】
ステー２０４はフィルム内面ガイド部材としても機能し、フィルム２０１の回転を容易にする。フィルム２０１の内面とセラミックヒータ２０５の下面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させることもできる。
【００２７】
ここで、加圧ローラ２０２の回転によるフィルム２０１の回転が定常化し、セラミックヒータ２０５の温度が所定の温度に立ち上がった状態になったとする。この状態になると、フィルム２０１を挟んでセラミックヒータ２０５と加圧ローラ２０２とで形成される定着ニップ部Ｎのフィルム２０１と加圧ローラ２０２との間に画像定着すべき記録紙Ｓが導入される。フィルム２０１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることによりセラミックヒータ２０５の熱がフィルム２０１を介して記録紙Ｓ上の未定着画像に付与され、記録紙Ｓ上の未定着画像が記録紙Ｓ面に加熱定着される。
【００２８】
定着ニップ部Ｎを通った記録紙Ｓはフィルム２０１の面から分離されて搬送される。なお、図２における矢印Ａは記録紙Ｓの搬送方向を示す。  
また、定着装置はセラミックヒータ２０５の温度を検出するためのサーミスタ２０６、２０７を２個有している。各サーミスタはセラミックヒータ上に所定の圧で押し当てられており、メインサーミスタ２０６はセラミックヒータ２０５の長手方向中央部に配置されている。一方、サブサーミスタ２０７はセラミックヒータ２０５端部に配置されている。
【００２９】
各サーミスタは図３のような温度検出回路に接続されている。サーミスタ２０６、２０７はそれぞれ抵抗３０１、３０２と直列に接続されており、それらで電源電圧Ｖｃｃを分圧したＳ１、Ｓ２は温度によって変化するサーミスタの抵抗値に応じて変動する。各サーミスタの検出信号Ｓ１、Ｓ２はＣＰＵのＡ／Ｄポートに入力されており、各サーミスタの温度を検知する。
【００３０】
（３）電力制御回路
次にセラミックヒータに電力を供給する電力制御回路について説明する。  
図４は電力制御回路の接続図である。
【００３１】
ＡＣ電源４０１に接続されたセラミックヒータ２０５はスイッチング素子であるトライアック４０２によりオン／オフされ、トライアック４０２はＣＰＵ４０３により制御される。また、ＡＣ電源４０１とトライアック４０２の間には電流検知回路４０４とリレー４０５が挿入されている。電流検知回路４０４はセラミックヒータ２０５に流れる電流量を検出する。電流検知回路４０４の動作については後述する。
【００３２】
リレー４０５はそのオン／オフによりセラミックヒータ２０５への通電を接続／遮断できる構成になっている。リレー４０５は安全回路４０６によりオン／オフされ、安全回路４０６は電流検知回路４０４およびＣＰＵ４０３により制御されている。安全回路４０６については以下に説明する。
【００３３】
（４）安全回路      
本実施例のレーザビームプリンタでは異常時のセラミックヒータの過熱を回避するため、安全回路４０６を設けてセラミックヒータ２０５への通電を遮断できる構成としている。ここでは前述のサーミスタによる異常温度検知、および電流検知回路４０４による過電流検知により安全回路４０６が動作し、セラミックヒータ２０５への通電を遮断することとする。
【００３４】
図５は安全回路４０６の回路構成の一例であり、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を受ける各回路は、これらの信号に応じてリレー４０５をオン／オフ制御するものである。リレー４０５をオフすることでセラミックヒータへの通電を強制的に遮断する。リレー４０５はメインおよびサブのサーミスタの検出信号Ｓ１、Ｓ２、後述する電流検知回路４０４から出力される過電流検知信号Ｓ５とＣＰＵからの制御信号Ｓ３のいずれかによりオフされる。
【００３５】
まず、サーミスタによる異常温度検知での安全回路の動作について説明する。  
メインおよびサブサーミスタの検出信号Ｓ１、Ｓ２はコンパレータ５０１、５０２の正極入力にそれぞれ入力され、負極に入力されている比較電圧Ｖｒｅｆと比較を行なうことで異常温度（過熱）状態かどうか判断される。メインサーミスタの検出信号Ｓ１に対する比較電圧Ｖｒｅｆは電源電圧Ｖｃｃを抵抗５０３及び５０４で分圧して作り、例えば異常温度の設定値を２２０℃とし、それに対応した電圧値となるように抵抗値を設定する。
【００３６】
もしメインサーミスタの検出温度が２２０℃を超えた状態、つまり、電圧比較の結果コンパレータ５０１がオン状態に切り替わったら、トランジスタ５０９に抵抗５０７を介してベース電流が流れトランジスタ５０９がオン状態となる。これによりリレー制御信号Ｓ４がＬＯＷ状態となってリレー４０５への通電が停止し、リレー４０５がオフしてセラミックヒータ２０５への通電は強制的に遮断される。
【００３７】
一方、サブサーミスタの場合も同様で、検出信号Ｓ２に対する比較電圧Ｖｒｅｆは抵抗５０５、５０６で決まる値であり、例えば異常温度を２５０℃に設定し、それに対応した電圧値となるよう抵抗値を設定する。そしてコンパレータ５０２で比較し、もし検出信号Ｓ２が異常温度を示すものである場合、トランジスタ５１０がオンしてリレー４０５への通電が停止する。その結果リレー４０５がオフしてセラミックヒータ２０５への通電は遮断される。
【００３８】
次に、電流検知回路４０４による過電流検知での安全回路４０６の動作について説明する。電流検知回路４０４の動作の詳細については後述する。  
【００３９】
セラミックヒータ２０５に流れる電流が正常である場合、電流検知回路４０４の出力信号である過電流検知信号Ｓ５はＬＯＷ状態である。この時トランジスタ５１６はオフ状態であり、リレー制御信号Ｓ４はＨＩＧＨ状態となってリレー４０５はオンしている。一方、電流検知回路４０４が過電流を検知すると過電流検知信号Ｓ５はＨＩＧＨ状態になり、トランジスタ５１６がオンして、リレー制御信号Ｓ４がＬＯＷ状態となる。その結果リレー４０５への通電が停止しリレー４０５がオフする。
【００４０】
なお、ＣＰＵからの制御信号Ｓ３によってもリレー４０５はオン／オフすることができる。これはプリントのためにセラミックヒータ２０５に通電を行う際、制御信号Ｓ３をＬＯＷ状態としてトランジスタ５１４をオフし、その結果リレー４０５をオンさせてセラミックヒータ２０５への通電を可能にしている。そしてプリントが終了してセラミックヒータ２０５へ通電する必要がなくなったら、制御信号Ｓ４をＨＩＧＨ状態にしてリレー４０５をオフさせる。したがってこれについては安全回路というわけではなく、通常動作の制御時に使用される。
【００４１】
（５）電力制御方法
次に、セラミックヒータ２０５への電力制御方法について説明する。
【００４２】
セラミックヒータへの電力印加量の調整は、ＡＣ電源の１半波内の位相角で通電のオン／オフを行うことで各ヒータへの印加電力を制御する位相制御によって実現する。ＣＰＵはＡＣ電源のゼロクロスタイミングを検知するゼロクロス検知回路（不図示）から出力されるゼロクロス信号を用いてセラミックヒータのオン／オフのタイミングを制御している。図６に位相角θで位相制御を行っている時のゼロクロス信号とヒータ駆動信号Ｓ６の駆動タイミングを示す。
【００４３】
ゼロクロス信号の立下りを位相角０°とし、位相角θおよび１８０＋θでヒータ駆動信号Ｓ６をオンするとセラミックヒータへ通電が開始する。そして、ゼロクロス信号の立ち上がり（位相角１８０°）もしくは立ち下がり（位相角３６０°）でヒータ駆動信号Ｓ６をオフしセラミックヒータへの通電が終了する。
【００４４】
なおここでは１波内の正側半波と負側半波の位相角は同じ値で制御することとする。位相角θは、メインサーミスタの検出温度が所定のターゲット温度Ｔ（ｔａｒｇｅｔ）となるように、ＣＰＵが算出したセラミックヒータへの印加電力から決定される。図７はその時のフロー図である。
【００４５】
ステップＳ７０１でメインサーミスタ（サーミスタ１）の温度を検出する。その後、メインサーミスタの検出温度とターゲット温度Ｔ（ｔａｒｇｅｔ）との差ΔＴを算出し（Ｓ７０２）、ΔＴの大きさに応じて印加電力の加減量ΔＰを決定する（Ｓ７０３）。
【００４６】
ここで図８にターゲット温度との差ΔＴと印加電力の加減量ΔＰとの関係を示すテーブルを示す。ターゲット温度との差ΔＴが大きい程、加減量ΔＰを大きく設定することで、短い時間でターゲット温度に到達できるようにしている。
【００４７】
Ｓ７０３にてΔＰが決定したら前回の目標印加電力Ｐｎ−１にΔＰを加算したＰｎ−１＋ΔＰを新たな目標印加電力値Ｐｎとする（Ｓ７０４）。次に目標印加電力値Ｐｎに対して後述する散らし制御による補正を行い、実際にセラミックヒータに印加する電力の設定値Ｐｃを算出する（Ｓ７０５）。そして算出された印加電力設定値Ｐｃに対応する位相角θを決定する（Ｓ７０６）。
【００４８】
ここで図９にセラミックヒータに印加される電力Ｐと位相角θの関係を示すテーブルを示す。なお、このテーブルは位相角０°で通電した場合の印加電力を１００％として表している。Ｓ７０６で位相角θｎを算出し位相角θの更新を行なった後、ｎに１を加算して（Ｓ７０７）再びＳ７０１に戻る。以後同様の処理を繰り返すことで、メインサーミスタの温度をターゲット温度Ｔ（ｔａｒｇｅｔ）に制御することができる。
【００４９】
電力制御においてはさらに、高調波電流を抑制する散らし制御が行われる。上記のような位相制御において位相角が一定の状態で制御が行われると高調波電流が流れてしまう。そこで、位相角が一定とならない様に意図的に位相角を分散するような電力制御を行うが、この制御方法を散らし制御と呼ぶ。散らし制御では上記で算出した目標印加電力Ｐｎに対して１波ごとに電力を微妙に増減させている。図１０はこの時のフロー図である。
【００５０】
まず、メインサーミスタの検出温度から算出された目標印加電力値Ｐｎに対し、前回の目標印加電力値Ｐｎ−１と比較する（Ｓ１００１）。同じ場合は繰り返し数ｍに１を加算し（Ｓ１００２）、異なっている場合はｍを０にセットする（Ｓ１００４）。そして散らし電力量の設定テーブルからｍ番目の値ΔＰｄｍを参照し（Ｓ１００５）、目標印加電力値Ｐｎに加算してＰｎ＋ΔＰｄｍを実際に印加する電力値Ｐｃとする（Ｓ１００６）。
【００５１】
ここで、繰り返し数ｍと散らし電力量ΔＰｄの関係を示すテーブルを図１１に示す。ここでは散らし電力量ΔＰｄは目標印加電力値Ｐｎが同じ値で続く限り−２．５％、＋２．５％、−５％、＋５％・・・と符号を変えながら２．５％ずつ１０％まで大きくしていく。１０％になったら２．５％ずつ小さくしていき、これを繰り返す。よって、ｍの値が１４となったらｍの値は０にセットする（Ｓ１００３）。
【００５２】
例えば、目標印加電力値が６０％だった場合、最初の１波の印加電力設定値は５７．５％（＝６０−２．５）となる。そして次の１波は６２．５％、その次の１波は５５％、その次は６５％、５２．５％・・・と変化していく。そして、目標印加電力値が変わり例えば７０％になったら再びΔＰｄを−２．５％から始め印加電力設定値を６７．５％、７２．５％と変化させていく。
【００５３】
このように散らし制御は印加電力を１波ごとにばらつかせるが、その中心（平均）値は目標印加電力値Ｐｎである。したがって、長周期的に見ると、セラミックヒータへの印加電力は目標印加電力と同じになり、散らし制御を行ってもメインサーミスタの温度をターゲット温度に制御することができる。
【００５４】
（６）電流検知回路
電流検知回路４０４はセラミックヒータ２０５に流れる電流を検出し、所定電流値との大小関係を示す過電流検知信号Ｓ５を出力する。従来はセラミックヒータ２０５に流れる電流値が１波でも所定値より大きければ過電流として過電流検知信号を出力して安全回路４０６を動作させていた。しかし、散らし制御を行った場合、本来必要とされる電流値より大きな電流がヒータに供給されることがあるため、それが正常な制御により流れる電流値であるにも関わらず過電流と検知されてしまうことがあった。
【００５５】
そこで本実施例では２波（周期）連続で過電流を検知した時にのみ過電流検知信号Ｓ５を出力し安全回路４０６を動作させるように回路を構成している。このような電流検知回路４０４の動作について以下に説明する。なお、図１２は本実施例における電流検知回路４０４の回路図であり、図１３は回路内各部の波形図である。
【００５６】
端子１２０１と１２０２はリレー４０５とＡＣ電源４０１の間に接続されている。１２０３はカレントトランスであり、１番端子と２番端子にはセラミックヒータ２０５に通電される電流Ｉが印加される。カレントトランス１２０３の出力端子３番及び４番端子には、ダイオード１２０４、１２０５と抵抗１２０６、１２０７で構成された整流回路が接続されており、整流回路の出力部には電流Ｉのレベルに応じた半波の交流電圧Ｖｔが発生する。
【００５７】
整流回路の出力部はオペアンプ１２１０、ＦＥＴ１２１１、コンデンサ１２１２、抵抗１２１３、１２１４で構成された積分回路に接続されている。積分回路では交流電圧Ｖｔの１周期の積分動作が行なわれ、コンデンサ１２１２の端子間には積分値に相当する電圧が発生する。コンデンサ１２１２間の電圧はＲＳＴ信号で駆動されるＦＥＴ１２１１の動作によって、１周期毎に０Ｖにクリアされる。ＲＳＴ信号はＡＣ電源４０１のゼロクロス点に対し所定タイミングでＣＰＵ５０１から出力される信号である。
【００５８】
オペアンプ１２１０の出力端子の電圧Ｖｉｎｔは下記の式で表すことができる。
【００５９】
【数１】
2007127866.tif 000003
【００６０】
ここで、ΣＶｔは、整流回路の出力電圧Ｖｔの積分値である。オペアンプ１２１０の出力はオペアンプ１２１６、抵抗１２１７、１２１８、１２１９、１２２０、及びダイオード１２２１で構成した差動回路に入力される。差動回路内の抵抗は、抵抗１２１７と抵抗１２１９、及び抵抗１２１８と抵抗１２２０がそれぞれ同じ抵抗値に設定されている。この差動回路には積分回路の出力電圧Ｖｉｎｔと整流回路の出力電圧Ｖｔが入力される。この差動回路の出力電圧Ｖｃｓは下記で表される。
【００６１】
【数２】
2007127866.tif 000004
【００６２】
ここでＲ１２１７は抵抗１２１７の抵抗値、Ｒ１２１８は抵抗１２１８の抵抗値である。この差動回路の出力はコンデンサ１２２２によってピークホールドされるが、ＲＳＴ信号で駆動されたＦＥＴ１２２３によって、１周期毎に０Ｖにクリアされる。電圧Ｖｃｓはヒータ２０５に流れる電流の半周期区間の平均値に相当するレベルとなる。
【００６３】
差動回路の出力電圧Ｖｃｓはコンパレータ１２２５にも接続されており、所定基準電圧Ｖｆｄと比較することで、ヒータ２０５に流れる電流が１波ごとに過電流状態であるかの判定を行なう。差動回路の出力電圧Ｖｃｓが基準電圧Ｖｆｄよりも高い、つまりヒータに流れる電流が過電流である場合はコンパレータ１２２５の出力ＶｃｏｍｐはＨＩＧＨレベルとなる。
【００６４】
コンパレータ１２２５の出力Ｖｃｏｍｐには、ダイオード１２２７、コンデンサ１２２８、抵抗１２２９が接続されており、ＨＩＧＨレベルの状態が所定期間ピークホールドされる。なお従来はこのコンパレータ１２２５の出力Ｖｃｏｍｐをラッチ回路を介して安全回路に出力していた。
【００６５】
本実施例ではコンパレータ１２２５の出力をＤフリップフロップ１２３０のＤ端子に入力する。Ｄフリップフロップ１２３０のクロック入力であるＫ端子にはＲＳＴ信号が入力する。ＲＳＴ信号の立ち上がりに同期してＤ端子の状態がＱおよびその反転出力である／Ｑ端子に出力される。／Ｑ端子にはＦＥＴ１２３２が接続され、そのドレインに次段のＤフリップフロップ１２３３のＤ端子が接続されている。Ｄフリップフロップ１２３３のＫ端子にもＲＳＴ信号が入力され、そのＱ端子は過電流検知信号Ｓ５として安全回路４０６に出力される。また／Ｑ端子はＰＲ端子に接続されている。
【００６６】
ここで、図１３を用いてその動作を説明する。  
図において例えば散らし制御により２波目のヒータ電流が大きくなる。それが過電流レベルであった場合、時刻Ａにてコンパレータ１２２５の出力ＶｃｏｍｐがＨＩＧＨとなり、時刻ＢのＲＳＴ信号の立ち上がりに同期してＤフリップフロップ１２３０の／Ｑ端子はＬＯＷとなる。そしてＶｃｏｍｐはリセットされてＬＯＷとなる。正常な状態であれば、散らし制御により次の１波の電流値は小さくなる。よって、時刻ＣでのＲＳＴ信号の立ち上がりに同期して／Ｑ端子はＨＩＧＨに戻る。
【００６７】
次に何らかの理由で異常状態となり２波連続で過電流になると、時刻ＤでＤフリップフロップ１２３０の／Ｑ端子はＬＯＷとなる。Ｄフリップフロップ１２３０の／Ｑ端子がＬＯＷであると、ＦＥＴ１２３２はオフとなり、コンパレータ１２２５の出力Ｖｃｏｍｐが次段のＤフリップフロップ１２３３のＤ端子にも入力される。そのため、時刻Ｅでコンパレータ１２２５の出力ＶｃｏｍｐのＨＩＧＨがＤフリップフロップ１２３３のＤ端子にも入力される。
【００６８】
そうすると時刻ＦのＲＳＴ信号の立ち上がりに同期してＤフリップフロップ１２３３のＱ端子はＨＩＧＨとなり、それが過電流検知信号Ｓ５として安全回路４０６に出力され、リレー４０５がオフする。また、／Ｑ端子は時刻ＦでＬＯＷとなりそれがＰＲ端子に入力されるため状態がラッチし、過電流検知信号Ｓ５はＨＩＧＨのままで固定となるのでリレーもオフのままとなりヒータへの電流供給は遮断された状態で保持される。
【００６９】
なお、本実施例では回路構成が最も簡単な２波連続で過電流と検知した時に安全回路を動作させるように説明したが、これに限るものではなく、２波以上の複数波連続であればよい。３波以上にする場合は図１４のようにＤフリップフロップをその数だけ追加する。例えば３波連続の場合はＤフリップフロップ１４０１をＤフリップフロップ１２３０と１２３３の間に追加する。
【００７０】
Ｄフリップフロップの各端子はＤフリップフロップ１２３０と同様に接続し、Ｄ端子は前段のＤフリップフロップの／Ｑ端子に接続されたＦＥＴのドレインと抵抗１４０２、１２３１を介して初段のＤフリップフロップ１２３０のＤ端子とに接続する。４波以上はＤフリップフロップ１４０１の次段にＦＥＴを介してＤフリップフロップを追加していく。これにより、Ｄフリップフロップの数の波数分連続して電流検知回路が過電流と検知した時に過電流検知信号Ｓ５がＨＩＧＨとなり、安全回路が動作してリレーがオフする。
【００７１】
以上、説明したように、電流検出回路において２波以上の複数波連続で過電流と検知した時に限り安全回路を動作させるような構成とすることで、散らし制御によりある１波の電流値が大きい場合に過電流と誤検知することをなくすことが可能となる。
【００７２】
（実施例２）
セラミックヒータに流れる電流の過電流状態が続くとヒータは過熱状態となり、ヒータの温度は一気に上昇する。しかしサーミスタはある一定の応答速度があるため、上記実施例１の安全回路においてサーミスタの異常温度を検知した時、実際の温度はそれ以上に上昇してしまっている可能性がある。そこで、本実施例では電流検知回路で過電流を検知した場合はサーミスタの異常温度検出値を低くすることで、セラミックヒータが過熱状態になる前に確実に安全回路を動作させることを特徴とする。
【００７３】
以下、本発明の第２の実施例を図面に基づいて説明する。  
本実施例におけるレーザビームプリンタの構成、電流検知回路の構成は上記実施例１と同様であり、その説明は省略する。図１５に本実施例における安全回路の構成を示す。
【００７４】
メインサーミスタの検出信号Ｓ１の回路構成は上記実施例１と同様である。一方、サブサーミスタの検出信号Ｓ２に対する比較電圧Ｖｒｅｆは抵抗５０５、５０６、１５０２で決まる値となる。抵抗１５０２にはトランジスタ１５０１が直列に接続されている。トランジスタ１５０１は電流検知回路４０４から出力される過電流検知信号Ｓ５で駆動されており、比較電圧Ｖｒｅｆは過電流検知信号Ｓ５に応じて切り替わる。
【００７５】
ヒータ電流値が小さい場合、過電流検知信号Ｓ５はＬＯＷ状態であるため、トランジスタ１５０１はオフし比較電圧Ｖｒｅｆは抵抗５０５と抵抗５０６の分圧値となる。ヒータ電流が小さい時は、もし何らかの理由によりセラミックヒータが過熱状態になってもヒータへの印加電力が小さいので、温度の上昇速度は低い。よってサーミスタの応答速度を考慮しても検出温度と実際の温度との差は小さいので、この時の異常温度検出値は例えば２５０℃とし、比較電圧Ｖｒｅｆがそれに対応する電圧値となるように抵抗５０５と５０６の抵抗値を設定する。
【００７６】
一方、ヒータ電流が所定値よりも大きい過電流の場合、過電流検知信号Ｓ５はＨＩＧＨ状態となることから、比較電圧Ｖｒｅｆは抵抗５０６と１５０２の並列接続の合成抵抗値と、抵抗５０５の分圧値となる。過電流状態はヒータへの印加電力が大きいためヒータの温度の上昇速度が速くなる。そのためサーミスタの応答速度により検出温度と実際の温度との差が大きくなってしまう。そこで異常温度検出値を例えば２２０℃と低くして、サーミスタの応答速度が遅くても実際の温度が高くなり過ぎないようにする。そして比較電圧Ｖｒｅｆがそれに対応する電圧値となるように抵抗５０５、５０６、１５０２の抵抗値を設定する。
【００７７】
このように、過電流であることを検知した時はサーミスタの異常温度検出値を低い値に変更することで、サーミスタの応答速度により検出温度と実温度との差が大きくなりセラミックヒータが過熱状態になってしまう前に安全回路を動作させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施例におけるレーザビームプリンタの概略構成図である。
【図２】同実施例における定着装置の概略構成図である。
【図３】同実施例におけるサーミスタの温度検出回路図である。
【図４】同実施例における電力制御回路の構成図である。
【図５】同実施例における安全回路の回路図である。
【図６】同実施例における位相制御のタイミング図である。
【図７】同実施例における電力制御のフロー図である。
【図８】同実施例における温度と電力加減量のテーブルの例である。
【図９】同実施例における印加電力と位相角とのテーブルの例である。
【図１０】同実施例における散らし制御のフロー図である。
【図１１】同実施例における散らし電力量のテーブルの例である。
【図１２】同実施例における電流検知回路の回路図である。
【図１３】同実施例における電流検知回路のタイミング図である。
【図１４】同実施例において３波連続で過電流と検知する場合の電流検知回路の回路図である。
【図１５】本発明の第２の実施例における安全回路の回路図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０１…カセット
１０２…カセット紙有無センサ
１０３…紙サイズ検知センサ
１０４…ピックアップローラ
１０５…カセット給紙ローラ
１０６…リタードローラ
１０７…給紙センサ
１０８…給紙搬送ローラ
１０９…レジストローラ対
１１０…レジ前センサ
１１１…感光ドラム
１１２…転写ローラ
１１３…放電部材
１１４…定着装置
１１５…定着排紙センサ
１１６…排紙センサ
１１７…排紙ローラ対
１１８…レーザスキャナ部
１１９…プロセスカートリッジ
２０１…定着フィルム
２０２…加圧ローラ
２０３…芯金
２０４…ステー
２０５…セラミックヒータ
２０６、２０７…サーミスタ
２０８…耐熱性弾性層
４０１…ＡＣ電源
４０２…トライアック
４０３…ＣＰＵ
４０４…電流検知回路
４０５…リレー
４０６…安全回路
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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