(57)【要約】【課題】複数ある加熱ヒータの並列接続と直列接続を切り替える定着装置を有する画像形成装置において、加熱ヒータの誤接続を即座に検知し、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮すること。【解決手段】２００Ｖまたは１００Ｖが供給される２つの発熱体１０９ｆ，１０９ｇより構成され、２００Ｖの場合には２つの発熱体１０９ｆ，１０９ｇが直列に接続され、１００Ｖの場合には並列に接続されるヒータ１０９ｃと、ヒータ１０９ｃに供給される電圧を検出する電圧検出部５０７と、２つの発熱体１０９ｆ，１０９ｇに流れるそれぞれの電流に応じた電圧を出力する並列に接続された２つのカレントトランス２０６，２０７と、電圧検出部５０７により検出した電圧が２００Ｖである場合には、２つのカレントトランス２０６，２０７の接続点からの出力に基づいて、２つの発熱体１０９ｆ，１０９ｇの誤接続を検知する接続異常検出回路４００とを有する。【選択図】図５
2013037020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電圧または前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が供給されることで発熱する２つの発熱体より構成され、前記第１の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が直列に接続され、前記第２の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が並列に接続される加熱ヒータと、
前記加熱ヒータに供給される電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧のいずれの電圧であるかを判別する判別手段と、
前記２つの発熱体に流れるそれぞれの電流に応じた電圧を出力する並列に接続された２つの電流電圧変換手段と、
前記判別手段により判別した電圧が、前記第１の電圧である場合には、前記並列に接続された２つの電流電圧変換手段の接続点からの出力に基づいて、前記２つの発熱体が誤って接続されている状態を検知する検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
第１の電圧または前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が供給されることで発熱する２つの発熱体より構成され、前記第１の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が直列に接続され、前記第２の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が並列に接続される加熱ヒータと、
前記加熱ヒータに供給される電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧のいずれの電圧であるかを判別する判別手段と、
前記２つの発熱体に流れるそれぞれの電流に応じた電圧を出力する、並列または直列に接続された２つの電流電圧変換手段と、
前記判別手段により判別した電圧が、前記第１の電圧である場合には前記２つの電流電圧変換手段を並列の接続に切り替え、前記第２の電圧である場合には前記２つの電流電圧変換手段を直列に切り替える切替手段と、
前記２つの電流電圧変換手段の接続点からの出力に基づいて前記２つの発熱体が誤って接続されている状態を検知する検知手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記２つの発熱体に流れる電流を遮断する電流遮断手段を有し、
前記検知手段が、前記２つの発熱体が誤って接続されている状態を検知した場合には、前記電流遮断手段により前記２つの発熱体に流れる電流を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記２つの発熱体が誤って接続されている状態とは、前記加熱ヒータに前記第１の電圧が供給された場合に前記２つの発熱体が並列に接続されている状態、前記加熱ヒータに前記第２の電圧が供給された場合に前記２つの発熱体が直列に接続されている状態、または前記２つの発熱体の１の発熱体にのみ電流が流れる状態のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱ヒータが、前記２つの発熱体以外の発熱体を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＣ電源電圧が１００Ｖ系または２００Ｖ系の地域に共通して使用することが可能なユニバーサル対応の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種製品が各国間を行き交っており、一つの製品が世界中に広く流通することも珍しくない。このような状況の下で、世界の各地域の商用電源電圧の相違により、各地域向けごとに仕様の異なる製品を出荷せざるを得ない状況にある。記録媒体上にトナーを加熱定着させて画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置では、定着装置の加熱ヒータ等の加熱部材へ電力供給した際に、商用電源電圧に依らず適切な熱量を発生させる必要がある。そのため、従来、例えば日本や北米を中心とした１００Ｖ系電源地域、中国や欧州、南米など２００Ｖ系電源地域に向け、各々の商用電源電圧に対し最適な熱量を発生させる熱定着装置が個別に製造され、提供されていた。その結果、１００Ｖ系、２００Ｖ系それぞれの電圧に対応した２種類の画像形成装置を製造しなければならなかった。また、それぞれの商用電源電圧に対応する個別の部品を開発、製造、管理せねばならず、部品点数が増加しコストアップになるという課題があった。この課題を解決する方法として、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されており、この技術によれば、商用電源電圧に依らずヒータの並列接続と直列接続を切り替えることにより共通部品を使用することができる。すなわち、商用電源電圧が１００Ｖ系、２００Ｖ系のいずれであってもヒータの並列接続と直列接続を切り替えることにより動作可能な熱定着装置を有する画像形成装置を製造し、管理、提供することができる。
【０００３】
ところで、従来、定着ヒータの温度制御を司るトライアックが故障したり、定着器を含む画像形成装置の制御を司るＣＰＵが制御不能になった場合など、いわゆる定着装置の暴走によってヒータなどの加熱部材が過昇温する可能性が考えられる。その場合、ヒータの温度が急激に上昇し、ヒータを保持する保持部材および加圧ローラが熱により変形してしまうおそれがある。そのため、従来の画像形成装置においては、定着装置の暴走時に、サーミスタを用いた温度保護回路や、ヒータに当接される過昇温防止素子（温度ヒューズ、サーモスイッチ）を用いて、ヒータの保持部材や加圧ローラの変形を防止していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の温度保護回路や過昇温防止素子を用いる方法は応答時間が長く、特許文献１記載のヒータの並列接続と直列接続を切り替える画像形成装置に適用する場合、以下のような課題あった。すなわち、商用電源電圧が２００Ｖ系の電圧であるにも係わらず、接続切り替え装置の誤動作により１００Ｖ用のヒータ接続になった場合、ヒータが従来の定着装置に比べ急激に過昇温し、上記方法では時間がかかり定着装置の暴走を停止することができなかった。また、ヒータの誤接続により複数ある発熱体の中の一本にのみ電力供給する状態が発生した場合、セラミック基材の特定の場所に発熱が集中し、その場所にサーミスタの配置がされていない場合には、上記方法では定着装置を緊急に停止することができなかった。
【０００６】
本発明はこのような状況でなされたものであり、複数ある加熱ヒータの並列接続と直列接続を切り替える定着装置を有する画像形成装置において、加熱ヒータの誤接続を即座に検知し、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有している。
【０００８】
（１）第１の電圧または前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が供給されることで発熱する２つの発熱体より構成され、前記第１の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が直列に接続され、前記第２の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が並列に接続される加熱ヒータと、前記加熱ヒータに供給される電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧のいずれの電圧であるかを判別する判別手段と、前記２つの発熱体に流れるそれぞれの電流に応じた電圧を出力する並列に接続された２つの電流電圧変換手段と、前記判別手段により判別した電圧が、前記第１の電圧である場合には、前記並列に接続された２つの電流電圧変換手段の接続点からの出力に基づいて、前記２つの発熱体が誤って接続されている状態を検知する検知手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）第１の電圧または前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が供給されることで発熱する２つの発熱体より構成され、前記第１の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が直列に接続され、前記第２の電圧が供給される場合には前記２つの発熱体が並列に接続される加熱ヒータと、前記加熱ヒータに供給される電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧のいずれの電圧であるかを判別する判別手段と、前記２つの発熱体に流れるそれぞれの電流に応じた電圧を出力する、並列または直列に接続された２つの電流電圧変換手段と、前記判別手段により判別した電圧が、前記第１の電圧である場合には前記２つの電流電圧変換手段を並列の接続に切り替え、前記第２の電圧である場合には前記２つの電流電圧変換手段を直列に切り替える切替手段と、前記２つの電流電圧変換手段の接続点からの出力に基づいて前記２つの発熱体が誤って接続されている状態を検知する検知手段と、を有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、複数ある加熱ヒータの並列接続と直列接続を切り替える定着装置を有する画像形成装置において、加熱ヒータの誤接続を即座に検知し、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１、２の画像形成装置の構成図
【図２】実施例１のヒータの接続を示すブロック図
【図３】実施例１のヒータに流れる電流の方向を示した図、カレントトランスに発生する電圧を示した図
【図４】実施例１の電流の方向を検知する回路図、カレントトランスの出力を示す図
【図５】実施例１のヒータ接続異常を検知する回路を示す図、ヒータ接続異常があった場合のカレントトランスの出力電圧を示す図
【図６】実施例１のヒータの制御を説明するフローチャート
【図７】実施例２のカレントトランスの接続切り替えおよび出力電圧を示す図、接続状態検知回路を示す図
【図８】実施例２のヒータ接続が異常である場合のカレントトランスの出力電圧を示す図
【図９】実施例２のヒータの制御を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１３】
［画像形成装置の構成］
図１は電子写真プロセスを用いた画像形成装置、例えばレーザビームプリンタの概略構成図である。レーザビームプリンタ本体１０１（以下、本体１０１）は、記録紙Ｓを収納する給紙カセット１０２を有し、給紙カセット１０２内に記録紙Ｓがあるかどうかを検知するカセット有無センサ１０３を有している。また、本体１０１は給紙カセット１０２内の記録紙Ｓのサイズを検知する複数個のマイクロスイッチで構成されるカセットサイズセンサ１０４を有している。更に、本体１０１は給紙カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５ａおよび搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄを有している。そして、給紙ローラ１０５ａ、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄの下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流には、記録紙Ｓの先端と後端を検知するための給紙センサ１２４、レーザスキャナ部１０７からのレーザ光１１８に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１０８が設けられている。更に、プロセスカートリッジ１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられている。定着器１０９内の熱定着部下流には排紙部の状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを搬送する搬送ローラ対１１１や、記録紙Ｓを排紙するフェースアップ排紙ローラ対１４０、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている。
【００１４】
排紙センサ１１０は、定着器１０９内部に設けられており、記録紙Ｓが熱定着部を通過したタイミングを検知する。記録紙Ｓは、搬送ローラ対１１１を通過した後、フェースアップ排紙ローラ対１４０を介して積載トレイ１１２へ排出される。この排紙部に設けられた満載検知センサ１４２は、積載トレイ１１２上の記録紙Ｓが満載であるかを検知すると共に、排紙部の記録紙Ｓの動きを検知する。また、上記レーザスキャナ部１０７は、外部装置１３１からの画像信号を基に変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザ光を感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６を有する。そして、上記プロセスカートリッジ１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。また、定着器１０９は定着フィルム１０９ａ、加圧ローラ１０９ｂ、定着フィルム内部に設けられたセラミックヒータ１０９ｃ、セラミックヒータ１０９ｃの表面温度を検知するサーミスタ１０９ｄから構成されている。
【００１５】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５ａには給紙ローラクラッチ１２５を介して、搬送ローラ対１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、およびレジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２９を介して駆動力を与える。更に、メインモータ１２３は感光ドラム１１７を含むプロセスカートリッジ１０８の各ユニット、定着器１０９、搬送ローラ対１１１、フェースアップ排紙ローラ対１４０にも駆動力を与えている。
【００１６】
制御部１２６は、レーザスキャナ部１０７、プロセスカートリッジ１０８、定着器１０９による電子写真プロセスの制御、記録紙Ｓの搬送制御を行う。そして、ビデオコントローラ１２７は、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用インターフェース１３０（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ等）で接続されている。この汎用インターフェース１３０から送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータを／ＶＤＯ信号として制御部１２６へ出力している。制御部１２６とビデオコントローラ１２７の間を結ぶ線１２８は、両コントローラ間のコマンド／ステータス信号線、クロック信号線、／ＶＤＯ信号線、同期信号線などで構成されている。
【００１７】
［ヒータの接続］
図２は本実施例におけるヒータの接続を詳しく説明する図である。商用電源２０１（入力電圧に相当）から定着器１０９へ電力が供給される。セラミックヒータ（以下、単にヒータという）１０９ｃは、図のように抵抗値Ｒの発熱体１０９ｆ，１０９ｇから構成されている。また、切り替えスイッチ２０３〜２０５を用いて、発熱体１０９ｆ，１０９ｇの接続を並列または直列に切り替える。これにより、商用電源２０１が２００Ｖ系（第１の電圧）である場合は直列接続（図２（ａ））へ切り替えられる。また、主に商用電源２０１が１００Ｖ系（第２の電圧）である場合、並列接続（図２（ｂ））へと切り替えられる。これらの切り替えスイッチ２０３〜２０５への指示は制御部１２６によって行われる。例えば、ヒータ１０９ｃの抵抗値をＲ＝２０Ωとする。この場合、１２０Ｖの入力電圧に対しては図２（ｂ）のように切り替えスイッチ２０３，２０４をオンすることで並列接続になり、ヒータ１０９ｃは最大１４４０Ｗの発熱が可能となる。一方、２４０Ｖの入力電圧に対しては、図２（ａ）のように切り替えスイッチ２０５をオンすることで直列接続になり、この場合もヒータ１０９ｃに投入可能な最大電力は１４４０Ｗであり、入力電圧１２０Ｖ，２４０Ｖともに同じ最大電力とすることができる。発熱体１０９ｆ，１０９ｇにはカレントトランス２０６，２０７が接続されており、各々に流れた電流値に応じた電圧をカレントトランス２０６，２０７の２次側に出力する。カレントトランス２０６，２０７は、電流電圧変換素子として機能する。ヒータ１０９ｃの温度は、サーミスタ１０９ｄからの出力を制御部１２６によりモニタし、また、その結果をオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦと図示）制御スイッチ２０２（電流遮断手段）にフィードバックすることで一定に保たれる。なお、ヒータ１０９ｃは、上記発熱体以外の発熱体を更に有する構成のヒータであってもよい。
【００１８】
［ヒータ接続の異常を検出する回路］
図３〜図５を用いて本実施例におけるヒータ接続の異常を検出する回路を説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように発熱体１０９ｆ，１０９ｇに流れる電流の方向は、並列接続では同方向であるのに対し、直列接続では逆方向になる。そのため、カレントトランス２０６に対するカレントトランス２０７の出力電圧は、発熱体１０９ｆ，１０９ｇの並列接続と直列接続で異なる。並列接続時には図３（ｃ）に示すようにカレントトランス２０６の２次側ａ−ｂ間に発生する出力電圧に対し、カレントトランス２０７の２次側のｃ−ｄ間に発生する出力電圧は同位相となる。一方、直列接続時には図３（ｄ）に示すようにカレントトランス２０６の２次側ａ−ｂ間に発生する出力電圧に対し、カレントトランス２０７の２次側ｃ−ｄ間に発生する出力電圧は逆位相となる。このことを利用して、本実施例では、２００Ｖ系商用電源電圧が入力された際に、ヒータ１０９ｃの接続が誤って並列接続になってしまっていることを検知できる。また、後述するように発熱体１０９ｆにのみ電流が流れていることを検知する。
【００１９】
図４を用いて発熱体１０９ｆ，１０９ｇが誤って接続されたことを検知するための回路について説明する。図４（ａ）に示すように、カレントトランス２０６，２０７の２次側出力を抵抗４０１，４０２を介して並列に接続する。その際、発熱体１０９ｆ，１０９ｇの並列接続時には図４（ｂ）のようにカレントトランス２０６，２０７のａ−ｂ間の出力電圧とｃ−ｄ間の出力電圧は同位相であり、中点ｅの電位は発熱体１０９ｆ，１０９ｇに流れる電流に応じた電圧となり、０Ｖにならない。以下、カレントトランス２０６，２０７の出力電圧を合わせた出力を合成出力という。また、発熱体１０９ｆ，１０９ｇの直列接続時には図４（ｃ）に示すようにカレントトランス２０６，２０７のａ−ｂ間の出力電圧とｃ−ｄ間の出力電圧は逆位相になるので中点ｅの電圧は発熱体１０９ｆ，１０９ｇに流れる電流に係わらず約０Ｖとなる。なお、図４（ａ）に示す回路は、発熱体１０９ｆ，１０９ｇに流れる電流が同方向か、逆方向かを中点ｅの電圧から検知する回路でもある。
【００２０】
図５（ａ）には、上記の回路を用いたヒータ接続の異常を検知する回路を示す。ここで、接続異常検出回路４００は、カレントトランス２０６，２０７、抵抗４０１，４０２、ＰＮＰトランジスタであるトランジスタ５０９より構成されている。なお、電圧検出部５０７は、商用電源２０１から２００Ｖ系の電源電圧が入力された場合ハイレベルの出力５１０を出力し、商用電源２０１から１００Ｖ系の電源電圧が入力された場合ローレベルの出力５１０を出力するものとする。商用電源２０１から１００Ｖ系の電源電圧が入力された場合、電圧検出部５０７からの出力５１０はローレベルとなりＰＮＰトランジスタであるトランジスタ５０９はオンする。その結果、出力ｅ点の電圧は約０Ｖに維持される。一方、商用電源２０１から２００Ｖ系の電源電圧が入力された場合、電圧検出部５０７からの出力５１０がハイレベルとなりトランジスタ５０９がオフする。その結果、カレントトランス２０６，２０７を並列に接続したｅ点の出力は制御部１２６に入力される。発熱体１０９ｆ，１０９ｇが正しく直列に接続されていれば０Ｖとなるはずのｅ点の電圧が０Ｖでないレベルとなった場合、制御部１２６はオン／オフ制御スイッチ２０２をオフすることでヒータ１０９ｃへ流す電流を遮断する。
【００２１】
続いて切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じた場合の接続異常検出回路４００の動作を図５（ｂ１）〜（ｃ３）を用いて説明する。なお、本実施例においては商用電源２０１の電圧が１００Ｖ系であった場合は、トランジスタ５０９により接続異常検出回路４００の出力が０Ｖに落ちているので、ヒータ１０９ｃの接続異常を検出できない。よって、商用電源２０１の電圧が２００Ｖ系である場合の動作について説明する。
【００２２】
（ｉ）２００Ｖと判断され、ヒータ１０９ｃが並列接続の場合
図５（ｂ１）〜（ｂ３）は電圧検出部５０７が２００Ｖと判別したにも係わらず、ヒータ１０９ｃが並列接続になった場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が２００Ｖと判別し、出力５１０はハイレベルになる。そのため、トランジスタ５０９はオフし、出力ｅ点の電圧が制御部１２６に入力される。その状態でヒータ１０９ｃが並列接続となった場合、カレントトランス２０６の出力（ｂ１）とカレントトランス２０７の出力（ｂ２）は同位相となり打ち消しあわないので、出力ｅ点からはヒータ１０９ｃに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ｂ３）。出力ｅ点からの出力が０Ｖでないレベルとなった場合、制御部１２６は切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００２３】
（ｉｉ）２００Ｖと判断され、発熱体１０９ｆのみに電流が流れる場合
図５（ｃ１）〜（ｃ３）は切り替えスイッチ２０３，２０５がオフし、切り替えスイッチ２０４がオンしたため、発熱体１０９ｆにのみ電流が流れる状態が発生し、かつ、電圧検出部５０７が２００Ｖと判別した場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が２００Ｖと判別し、出力５１０はハイレベルになる。そのため、トランジスタ５０９はオフし、出力ｅ点の電圧が制御部１２６に入力される。その状態で発熱体１０９ｆにのみ電流が流れた場合、カレントトランス２０６の出力（ｃ１）とカレントトランス２０７の出力（ｃ２）は打ち消しあうことができないので、出力ｅ点からはヒータ１０９ｃに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ｃ３）。出力ｅ点からの出力が０Ｖでないレベルとなった場合、制御部１２６は切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００２４】
［ヒータ接続状態検出のフローチャート］
図６のフローチャートを用いて、本実施例における制御部１２６のヒータ接続状態検出の制御について説明する。制御部１２６は、ステップ（以下、Ｓとする）７０１で電圧検出部５０７からの出力が１００Ｖか否かを判断する。制御部１２６はＳ７０１で１００Ｖと判断した場合、Ｓ７０２で切り替えスイッチ２０３，２０４をオンし発熱体１０９ｆ，１０９ｇを並列に接続する。その後、制御部１２６は、Ｓ７０３で定着ヒータ１０９を所定温度で温度制御する。制御部１２６は、Ｓ７０４でプリント終了と判断するまでＳ７０３の定着ヒータの温度制御を行い、プリントが終了した場合は、Ｓ７０５で切り替えスイッチ２０３〜２０５をオフし終了する。
【００２５】
また、制御部１２６はＳ７０１で電圧検出部５０７の出力が２００Ｖであると判断した場合、Ｓ７０６で切り替えスイッチ２０５をオンし、発熱体１０９ｆ，１０９ｇを直列に接続する。その後、制御部１２６は、Ｓ７０７で定着ヒータ１０９を所定温度で温度制御すると共に、Ｓ７０８で図５（ａ）に示す接続異常検出回路４００の出力をモニタする。制御部１２６は、Ｓ７０８で接続異常検出回路４００の出力がオフ信号のレベル（０Ｖ）でないと判断した場合、ヒータ１０９ｃの誤接続あると判断し、Ｓ７１０でオン／オフ制御スイッチ２０２をオフし、Ｓ７１１で切り替えスイッチ２０３〜２０５をオフする。そして、制御部１２６はＳ７１２でユーザにエラーを通知して処理を終了させる。
【００２６】
一方、ステップ７０８で接続異常検出回路４００の出力がオフ信号のレベルであると判断した場合は、以下の制御を行う。すなわち、制御部１２６は、Ｓ７０９でプリント終了と判断するまでＳ７０７の定着ヒータの温度制御を行い、Ｓ７０８で接続異常検出回路４００の出力がオフ信号のレベルであるかを判断する。プリントが終了した場合、制御部１２６はＳ７０５切り替えスイッチ２０３〜２０５をオフし終了する。
【００２７】
以上、本実施例によれば、複数ある加熱ヒータの並列接続と直列接続を切り替える定着装置を有する画像形成装置において、加熱ヒータの誤接続を即座に検知し、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮することができる。
【実施例２】
【００２８】
本実施例においては、商用電源の電圧が１００Ｖ系、２００Ｖ系のどちらの場合においても、ヒータ１０９ｃが誤って接続されたことを即座に検出可能な画像形成装置について述べる。なお、本実施例おける画像形成装置の主要な構成は実施例１と同一であるため、説明は省略する。
【００２９】
［ヒータ接続の異常を検出する回路］
図７，図８を用いて本実施例におけるヒータ接続の異常を検出する回路を説明する。本実施例においては、ヒータ１０９ｃの発熱体１０９ｆ，１０９ｇの直列接続と並列接続でカレントトランス２０６に対するカレントトランス２０７の出力の位相関係が異なっていても、常に各々の出力が打ち消しあうようにする。すなわちカレントトランス２０６，２０７の接続を並列にするか直列にするかを、商用電源２０１の検出電圧に応じて切り替える。
【００３０】
商用電源２０１が１００Ｖ系で発熱体１０９ｆ，１０９ｇの並列接続時には図７（ａ）に示すようにカレントトランス２０６，２０７を直列に接続する。その結果、ａ−ｂ間の出力電圧（図７（ｃ）の実線）に対し、ｄ−ｃ間の出力電圧（図７（ｃ）の破線）は逆位相となり、各々のカレントトランスの出力が打ち消しあいｃ点の電圧は常に約０Ｖとなる。したがって、ｃ点の電圧が０Ｖとならなければ、発熱体１０９ｆ，１０９ｇが誤って接続されたことになる。一方、商用電源電圧が２００Ｖ系で発熱体１０９ｆ，１０９ｇの直列接続時には図７（ｂ）に示すようにカレントトランスを並列に接続する。その結果、ａ−ｂ間の出力電圧（図７（ｄ）の実線）に対し、ｃ−ｄ間の出力電圧（図７（ｄ）の破線）は逆位相となり、抵抗４０１と抵抗４０２を同じ抵抗値に設定すると、中点ｅの電圧は常に約０Ｖとなる。したがって、ｅ点の電圧が０Ｖとならなければ、発熱体１０９ｆ，１０９ｇが誤って接続されたことになる。
【００３１】
図７（ｅ）にヒータ接続の異常を検出する回路の回路構成を示す。ここで、接続異常検出回路５００は、カレントトランス２０６，２０７、抵抗４０１，４０２、ＮＰＮトランジスタであるトランジスタ５０１（切替手段）、オペアンプ５０２、ＯＲ回路５０５等で構成されている。２００Ｖ系が入力された場合、商用電源２０１の電圧を検出する電圧検出部５０７からの出力５０６がハイレベルとなりＮＰＮトランジスタであるトランジスタ５０１がオンする。その結果、カレントトランス２０６，２０７は並列に接続された状態となる。カレントトランス２０６，２０７を並列に接続した場合のｅ点の出力はオペアンプ５０２に入力され基準電圧５０３と比較される。基準電圧５０３よりｅ点の出力電圧値が高くなるとオペアンプ５０２のオペアンプ出力５０４はハイレベルを出力する。オペアンプ出力５０４は後段のＯＲ回路５０５に入力される。
【００３２】
一方、１００Ｖ系が入力された場合、電圧検出部５０７からの出力はローレベルとなりトランジスタ５０１はオフする。その結果、カレントトランス２０６，２０７は直列に接続される。カレントトランス２０６，２０７を直列に接続したｃ点の出力はＯＲ回路５０５に入力される。電圧検出部５０７からの出力５０６によりトランジスタ５０８がオンすることで、オペアンプ出力５０４は強制的に約０Ｖになり、ｃ点の出力のみが後段のＯＲ回路５０５に入力される。ＯＲ回路５０５の後段には制御部１２６が接続されており、ＯＲ回路５０５からオン信号のレベルが出力された場合、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフすることでヒータ１０９ｃへの電流を遮断する。続いて切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じた場合の接続異常検出回路５００の動作を図８を用いて説明する。
【００３３】
（ｉ）２００Ｖと判別され、ヒータ１０９ｃが並列接続であった場合
図８（ａ１）〜（ａ４）は電圧検出部５０７が商用電源電圧を２００Ｖと判別したにも係わらず、ヒータ１０９ｃが並列接続であった場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が商用電源電圧を２００Ｖと判別し、出力５０６はハイレベル（ａ１）になる。そのため、トランジスタ５０１はオンし、カレントトランス２０６とカレントトランス２０７は並列接続になる。なお、ｃ点はトランジスタ５０１がオンするため接地され、ｃ点の出力は０Ｖとなる（ａ３）。その状態でヒータ１０９ｃが並列接続であった場合、カレントトランス２０６の出力電圧とカレントトランス２０７の出力電圧は打ち消しあうことができず、接続点のｅ点からはヒータ１０９ｃに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ａ２）。その結果、オペアンプ出力５０４は矩形波となり（ａ４）、ＯＲ回路５０５を介し制御部１２６にオン信号のレベルの信号が入力される。制御部１２６はオン信号のレベルの信号を受け取った場合、切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００３４】
（ｉｉ）２００Ｖと判別され、発熱体１０９ｆにのみ電流が流れた場合
図８（ｂ１）〜（ｂ４）は切り替えスイッチ２０３，２０５がオフ、切り替えスイッチ２０４がオンしたため、発熱体１０９ｆにのみ電流が流れる状態が発生し、かつ、電圧検出部５０７が商用電源電圧を２００Ｖと判別した場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が商用電源電圧を２００Ｖと判別し、出力５０６はハイレベルになる（ｂ１）。そのため、トランジスタ５０１はオンし、カレントトランス２０６とカレントトランス２０７は並列接続になる。なお、ｃ点はトランジスタ５０１がオンするため接地され、ｃ点の出力は０Ｖとなる（ｂ３）。その状態で発熱体１０９ｆにのみ電流が流れた場合、カレントトランス２０６の出力電圧とカレントトランス２０７の出力電圧は打ち消しあうことができず、接続点のｅ点からは発熱体１０９ｆに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ｂ２）。その結果、オペアンプ出力５０４は矩形波となり（ｂ４）、ＯＲ回路５０５を介し制御部１２６にオン信号のレベルの信号が入力される。制御部１２６はオン信号のレベルの信号を受け取った場合、切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００３５】
（ｉｉｉ）１００Ｖと判別され、ヒータ１０９ｃが直列接続であった場合
図８（ｃ１）〜（ｃ４）は電圧検出部５０７が商用電源電圧を１００Ｖと判別したにも係わらず、ヒータ１０９ｃが直列接続モードになった場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が商用電源電圧を１００Ｖと判別し、出力５０６はローレベルになる（ｃ１）。そのため、トランジスタ５０１はオフし、カレントトランス２０６とカレントトランス２０７は直列接続になる。その状態でヒータ１０９ｃが直列接続であった場合、カレントトランス２０６の出力電圧とカレントトランス２０７の出力電圧は打ち消しあうことができず、出力点のｃ点からはヒータ１０９ｃに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ｃ２）。その結果、ＯＲ回路５０５を介し制御部１２６に出力５１１が入力される（ｃ４）。一方、オペアンプ出力５０４はトランジスタ５０８により約０Ｖになる（ｃ３）。制御部１２６はオン信号のレベルの信号を受け取った場合、切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００３６】
（ｉｖ）１００Ｖと判別され、発熱体１０９ｆにのみ電流が流れた場合
図８（ｄ１）〜（ｄ４）は切り替えスイッチ２０３，２０５がオフ、切り替えスイッチ２０４がオンしたため、発熱体１０９ｆにのみ電流が流れる状態が発生し、かつ、電圧検出部５０７が商用電源電圧を１００Ｖと判別した場合の各部の電圧波形を示している。電圧検出部５０７が商用電源電圧を１００Ｖと判別し、出力５０６はローレベルになる（ｄ１）。そのため、トランジスタ５０１はオフし、カレントトランス２０６とカレントトランス２０７は直列接続になる。その状態で発熱体１０９ｆにのみ電流が流れた場合、カレントトランス２０６の出力電圧とカレントトランス２０７の出力電圧は打ち消しあうことができず、出力点のｃ点からは発熱体１０９ｆに流れた電流に応じた電圧波形が出力される（ｄ２）。その結果、ＯＲ回路５０５を介し制御部１２６に出力５１１が入力される（ｄ４）。一方、オペアンプ出力５０４はトランジスタ５０８により約０Ｖになる（ｄ３）。制御部１２６はオン信号のレベルの信号を受け取った場合、切り替えスイッチ２０３〜２０５の接続に誤動作が生じたと判断し、オン／オフ制御スイッチ２０２をオフする。
【００３７】
［ヒータ接続状態検出のフローチャート］
図９のフローチャートを用いて本実施例における制御部１２６のヒータ接続状態検出の制御について説明する。制御部１２６は、Ｓ８０１で電圧検出部５０７からの出力をモニタすることで入力された商用電源２０１の電圧が１００Ｖか２００Ｖかを判断する。制御部１２６は、電圧検出部５０７からの出力が１００Ｖであると判断した場合、Ｓ８０２で切り替えスイッチ２０３，２０４をオンし発熱体１０９ｆ，１０９ｇを並列に接続する。Ｓ８０１で、制御部１２６は、電圧検出部５０７からの出力が２００Ｖであると判断した場合は、Ｓ８０７で切り替えスイッチ２０５をオンし発熱体１０９ｆ，１０９ｇを直列に接続する。その後、制御部１２６は、Ｓ８０３で定着ヒータ１０９を所定温度で温度制御すると共に、Ｓ８０４で図７に示す接続異常検出回路５００の出力がオフ信号のレベルであるか否かをモニタする。制御部１２６は、Ｓ８０４で接続異常検出回路５００の出力がオフ信号のレベルでないと判断した場合、ヒータ１０９ｃの接続に誤りがあると判断し、Ｓ８０８でオン／オフ制御スイッチ２０２をオフし、Ｓ８０９で切り替えスイッチ２０３〜２０５をオフする。そして、制御部１２６はＳ８１０でユーザにエラーを通知して処理を終了させる。一方、制御部１２６は、Ｓ８０４で接続異常検出回路５００の出力がオフ信号のレベルであると判断した場合、Ｓ８０５でプリント終了と判断するまでＳ８０３の定着ヒータの温度制御、Ｓ８０４で接続異常検出回路５００の出力がオフ信号のレベルか否かを判断する。プリントが終了した場合は、制御部１２６はＳ８０６で切り替えスイッチ２０３〜２０５をオフし終了させる。
【００３８】
以上、本実施例によれば発熱体の接続が正常である場合は、カレントトランスの出力は各々打ち消しあう。逆に、例えば、２００Ｖ入力時に発熱体が並列に接続される、もしくは複数ある発熱体の中の一本にのみ電力供給が行われた場合などは、カレントトランスの出力が各々打ち消しあうことができず、０Ｖでないレベルの電圧が発生する。カレントトランスの合成出力が０Ｖでないレベルの電圧である場合、発熱体が誤って接続されたと判断し、電流を遮断する制御を行う。上記の制御により、発熱体が誤って接続されたことが検知可能になり、従来の温度保護素子と比較して、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮可能となる。
【００３９】
以上、本実施例によれば、複数ある加熱ヒータの並列接続と直列接続を切り替える定着装置を有する画像形成装置において、加熱ヒータの誤接続を即座に検知し、発熱体への電力供給を遮断するまでの時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０９              定着器
１０９ｃ            ヒータ
１０９ｆ，１０９ｇ  発熱体
２０６，２０７      カレントトランス
４００、５００      接続異常検出回路
【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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