(57)【要約】【課題】デジタル値からアナログ入力電圧を算出する際の算出精度をより向上させることができるＡ／Ｄ変換制御装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】基準電圧生成部４０８は、複数のアナログ基準電圧を生成し、Ａ／Ｄ変換部４０５は、生成された複数のアナログ基準電圧および外部機器から入力されるアナログ入力電圧をデジタル基準値に変換し、ＣＰＵ４０２は、複数のアナログ基準電圧および当該複数のアナログ基準電圧が変換された複数のデジタル基準値に基づいて、当該複数のデジタル基準値の間のデジタル値に変換されるアナログ入力電圧を補完する演算式を生成し、生成した演算式を用いて、変換されたデジタル値に対するアナログ入力電圧を算出する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアナログ基準電圧を生成する第１生成手段と、
生成された前記複数のアナログ基準電圧を複数のデジタル基準値に変換しかつ外部機器から入力されるアナログ入力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記複数のアナログ基準電圧および前記複数のデジタル基準値に基づいて、当該複数のデジタル基準値の間のデジタル値に変換される前記アナログ入力電圧を補完する演算式を生成する第２生成手段と、
生成した前記演算式を用いて、変換されたデジタル値に対する前記アナログ入力電圧を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とするＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項２】
前記第２生成手段は、前記アナログ入力電圧を算出するデジタル値に最も近くかつ当該デジタル値以下の前記デジタル基準値および当該デジタル基準値に変換された前記アナログ基準電圧、および当該デジタル値に最も近くかつ当該デジタル値以上の前記デジタル基準値および当該デジタル基準値に変換された前記アナログ基準電圧に基づいて、前記演算式を生成することを特徴とする請求項１に記載のＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項３】
前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧と同一の前記アナログ基準電圧を含み、当該アナログ入力電圧より電圧変動が小さい前記複数のアナログ基準電圧を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項４】
前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧の上限値以上かつ前記Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル値の最大値に変換される電圧より小さい前記アナログ基準電圧を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項５】
前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧の下限値以上かつ前記Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル値の最小値に変換される電圧より大きい前記アナログ入力電圧を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載のＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項６】
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換可能なデジタル値の範囲を、前記複数のアナログ基準電圧を変換した前記複数のデジタル基準値により複数の区間に分割する分割手段をさらに備え、
前記第２生成手段は、分割された区間内の前記複数のアナログ基準電圧および当該複数のアナログ基準電圧を変換した前記複数のデジタル基準値に基づいて、区間毎に前記演算式を生成することを特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載のＡ／Ｄ変換制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載のＡ／Ｄ変換制御装置により画像形成装置の各部の状態を示すデジタル値から算出したアナログ入力電圧を用いて当該画像形成装置の各部を制御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、デジタル値からのアナログ入力電圧の算出精度を高めるＡ／Ｄ変換制御装置に係わり、特に、定着部での定着性能を向上させる制御を行う画像形成装置において、制御を正確に行うことができる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着ローラは、外部電源（商用電源等）からの電力により発熱するハロゲンヒータ等を使用した定着ヒータによって所定の温度に加熱されている。また、動作待機中などの入力電源の電力使用状況に余裕がある時に、充電可能な電気二重層コンデンサ等の補助電源に充電を行い、入力電源のみでは不足する電力を必要とする場合に、補助電源に蓄電した電力によって定着ヒータを加熱し、定着ローラの加熱を補助する方式も従来から採用されている。
【０００３】
近年、省エネルギーの観点から、動作待機時に大電力を消費する定着ヒータの動作を停止させ、復帰時には、外部電源と補助電源からの双方の電力により定着ヒータを動作させ、定着ローラ温度を短時間で加熱（ウオームアップ）する方式が開発されている。短時間で定着ローラの加熱が行われると、定着ローラ周囲温度および定着ローラに記録媒体を加圧する加圧ローラが十分に昇温されていない為に、ウオームアップ直後の画像形成時には、転写紙および加圧ローラに定着ローラの熱が放熱され急速に定着ローラ温度が低下する。特に、周囲温度が低い状態に長時間放置された場合には、転写紙および加圧ローラ温度も低くなっている為、温度低下が発生しやすい。また、外部電源電圧が低い場合にも、定着ヒータへの供給電圧が小さくなる為、ヒータの発熱量が小さくなり、定着ローラの温度低下が発生しやすくなる。
【０００４】
上述したような待機状態からのウオームアップ直後における画像形成時の定着ローラ温度低下を改善する為に、定着ローラ温度低下時にも、補助電源から供給される電力を使用した定着ヒータを動作させ、定着ローラの加熱を補助する方式も使用されている。但し、全ての条件下で、ウオームアップと定着ローラ温度低下を補助する為には、補助電源の供給可能な電源容量を大きくする必要があるが、充電時間・電力・コストの増大および搭載可能な大きさに制限がある等の課題が生じる。
【０００５】
また搭載可能な補助電源容量に制限があり、定着ローラ温度のみの制御で補助電源をウオームアップ時の定着ローラ加熱に使用した場合、入力電源電圧低下時および低温環境下等では定着ローラのウオームアップ時間も長くかかる為、補助電源の電力消費量も多くなり、ウオームアップ直後での画像形成時の定着ローラ温度低下を補助出来るだけの電力が残されていない場合が発生する。
【０００６】
これらの課題を解決する為、外部電源電圧、補助電源電圧、周囲環境温度、定着・加圧ローラ温度等を検出し、定着ローラの短時間ウオームアップ用と画像形成時の定着ローラ温度低下補助用とに使用する最適な補助電源の使用電力配分を復帰時に決定し、定着ヒータを制御する方法が既に提案されている（後述する図１と図２の説明を参照）。
【０００７】
ここで、外部電源電圧、補助電源電圧、周囲環境温度、定着・加圧ローラ温度等のアナログ信号を検出する方法としては、装置制御用のＣＰＵに内蔵または接続されたＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器を使用する方法が一般的であるが、制御を正確に行う為には、アナログ信号を高精度で検出する必要がある。特に、入力電源電圧の検出においては、入力電源電圧ＡＣ１００Ｖに対して±１Ｖ程度の精度で検出する必要があり、ＣＰＵに内蔵された比較的精度の悪いＡ／Ｄ変換器等を使用する場合、Ａ／Ｄ変換時に発生する変換誤差をより小さくなる様に補正することが必要となる。
【０００８】
しかし、従来の画像形成装置では、入力電源（商用交流電源）電圧、補助電源電圧、周囲環境温度、定着・加圧ローラ温度等のアナログ信号を検出する方法としては、制御用ＣＰＵに内蔵または外部に接続されたＡ／Ｄ変換器を使用しているため、制御を正確に行う為には、アナログ信号を高精度で補正する必要がある。特に、入力電源電圧の検出においては、入力電源電圧ＡＣ９０〜１１０Ｖに対して±１Ｖ程度の高精度で検出出来る必要があるが、交流電圧をＡ／Ｄ変換器に入力可能な直流電圧に変換する検出回路にも誤差が含まれる為、後段のＡ／Ｄ変換時に発生する変換誤差をより小さくする方法が必要となる。
【０００９】
具体的には、Ａ／Ｄ変換器には、変換時に発生する変換誤差（オフセット誤差、フルスケール誤差、非直線性誤差等）がある為、デジタル値に変換誤差が含まれてしまう。ここで、オフセット誤差とは、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されたデジタル値が最小値（例えば、０）となるアナログ入力電圧である。また、フルスケール誤差は、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換可能なデジタル値の最大値（ＦＳ）となるアナログ入力電圧である。非直線性誤差は、Ａ／Ｄ変換器に入力されたアナログ入力電圧に対するデジタル値が非直線的に変化することにより発生する誤差である。例えば、１０ビットのＡ／Ｄ変換器で変換誤差が１０ＬＳＢあるとすると、検出結果である入力電圧の換算値には、１０／１０２３（約１％）の変換誤差が含まれてしまうことになる。更に、Ａ／Ｄ変換器の基準電源の誤差も変換値に加わる。アナログ信号を高精度で検出する方法としては、変換誤差の小さい高性能なＡ／Ｄ変換器と高精度な基準電源を組み合わせて使用する方法が一般的であるが、制御用ＣＰＵに内蔵または接続されたＡ／Ｄ変換器を使用する方法に比べて高価である。
【００１０】
このように、画像形成装置の制御用ＣＰＵに内蔵または接続されたＡ／Ｄ変換器をアナログ信号の検出に使用する方法では、Ａ／Ｄ変換器の変換精度が低いという課題があった。
【００１１】
そこで、Ａ／Ｄ変換後のバラツキを小さくするための従来技術として、例えば、特許文献１には、複数の入力ポートを切り替えてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器において、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧より電圧の変動が小さい高精度の電圧を生成し、その高精度の電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値により、他の入力ポートの入力電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値を補正することが開示されている。
【００１２】
次に、図１１および図１２を用いて、本発明に係るＡ／Ｄ変換制御装置のバックグラウンドについて詳細に説明する。図１１および図１２は従来の画像形成装置における制御部の構成を示す図であり、一般的なＡ／Ｄ変換器の使用態様に基づいた制御部の構成例（図１１）と、上記特許文献１に開示されたＡ／Ｄ変換器の使用態様に基づいた制御部の構成例（図１２）を示す図である。
【００１３】
図１１において、制御部１１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１０４、Ａ／Ｄ変換部１１０５、入力切替部１１０６、Ａ／Ｄ変換制御部１１０７、およびＩ／Ｏ制御部１１０９を有するワンチップマイコン１１０１と、電圧を生成する基準電圧生成部１１０８と、を備える。ＲＯＭ１１０３は、制御部１１００の基本処理プログラムや、定着装置やスキャナ等、従来の画像形成装置が備える各部の制御プログラムおよびこれらのプログラムを実行するのに必要なデータを格納している読み取り専用記憶装置である。ＲＡＭ１１０４は、プログラム実行時に必要なデータを一時的に保存可能な記憶装置である。
【００１４】
電源部１１１１は、制御部１１００のワンチップマイコン１１０１を駆動すると共に、基準電圧生成部１１０８の基準電源の入力としても使用される。基準電圧生成部１１０８により生成された電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１０５に入力され、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧として使用される。
【００１５】
更に、制御部１１００には、定着制御用の各部の温度検出・電圧検出を行う為のアナログ信号を生成するセンサ１１１０、Ｉ／Ｏ制御部１１０９を介してワンチップマイコン１１０１と接続され、定着ローラ加熱用の定着ヒータをＯＮ／ＯＦＦする定着ヒータ駆動回路１１１２等が接続されている。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部１１０５は、アナログスイッチ等の半導体スイッチにより構成された入力切替部１１０６により、複数のアナログ信号入力を時分割にて切り替えながら順次デジタルデータに変換することができる。入力切替部１１０６の入力切替は、Ａ／Ｄ変換部１１０５の動作に合わせてＡ／Ｄ変換制御部１１０７により制御される。
【００１７】
図１２は、図１１に示す制御部１１００に対してＡ／Ｄ変換誤差を補正する上記特許文献１に開示されているＡ／Ｄ変換器の変換誤差補正方法を適用した画像形成装置の制御部１２００を示す概略構成図である。なお、制御部１２００の構成については、図１１に示す制御部１１００とほぼ同様であるため、制御部１１００と異なる部分のみを説明する。電源部１２０２は、制御部１２００のワンチップマイコン１１０１を駆動するとともに、基準電圧生成部１２０１への入力として使用される。さらに、電源部１２０２は、Ａ／Ｄ変換部１１０５に入力され、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧として使用される。基準電圧生成部１２０１により生成された電圧（基準電源）は、入力切替部１１０６を介してＡ／Ｄ変換部１１０５に入力され、Ａ／Ｄ変換部１１０５の変換誤差補正用に使用される。
【００１８】
図１３は、一般的なＡ／Ｄ変換器が有する変換誤差について示した変換特性図である。図１１に示すＡ／Ｄ変換部１１０５により変換されたデジタル値からアナログ入力電圧を算出する一般的な方法としては、図１３に示す理想Ａ／Ｄ変換特性に基づいて、デジタル値からアナログ入力電圧を算出する方法がある。この方法では、デジタル値が最小値（０）を取るときのアナログ入力電圧は０Ｖであり、デジタル値が最大値（ＦＳ）を取るときのアナログ入力電圧は、Ａ／Ｄ変換部１１０５の基準電圧（Ｖｒｅｆ）に等しいものとして、算出する。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換するアナログ入力電圧（温度センサまたは電圧センサ等のセンサ１１１０からの入力）をＶ、そのデジタル値をＤとすると、図１３に示す理想Ａ／Ｄ変換特性によってデジタル値Ｄから算出したアナログ入力電圧Ｖの換算値Ｖ’を算出する為には、以下に示す演算式１を使用する。
【００２０】
Ｖ’＝Ｖｒｅｆ／ＦＳ×Ｄ      ・・・・・・演算式１
しかし、アナログ入力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器は、上述したように、一般的にＡ／Ｄ変換器内部の回路特性により、オフセット誤差・フルスケール誤差・非直線性誤差が含まれる為、実際のアナログ入力電圧（Ｖ）をＡ／Ｄ変換して得たデジタル値（Ｄ）を用いて、図１３に示す理想Ａ／Ｄ変換特性に基づいてアナログ入力電圧を算出した電圧（Ｖ’）と、図１３に示す実際のＡ／Ｄ変換特性に基づいてアナログ入力電圧を算出した電圧（Ｖ）と、には、図１３に示すような変換誤差が生じてしまう。
【００２１】
また、Ａ／Ｄ変換器の基準電圧（Ｖｒｅｆ）が、演算式に含まれる為、Ｖｒｅｆも高い精度が要求される。高精度なＡ／Ｄ変換器では、これらの変換器内部の変換誤差を小さくしたり、変換誤差を調整可能な機能を有するものもあるが、回路が複雑になる為一般的に高価である。また制御も複雑になる等の課題もある。
【００２２】
そこで、図１２の構成の様に、既知のアナログ入力電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値を基準として、他のアナログ入力電圧に対応するデジタル値を補正する方法が提案されている。この特許文献１に開示された従来技術によれば、既知の高精度なアナログ入力電圧（Ｖ）をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル値（Ｄ）を基準として、或るＡ／Ｄ変換する未知のアナログ入力電圧（Ｖ１）のデジタル値（Ｄ１）からアナログ入力電圧（Ｖ１）の換算値（Ｖ１’）を算出している。
【００２３】
この算出方法を、演算式で表すと以下に示す演算式２となる。
【００２４】
Ｖ１’＝Ｖ／Ｄ×Ｄ１      ・・・・・・演算式２
演算式２によるＡ／Ｄ変換特性を、図１３において「従来技術によるＡ／Ｄ変換特性」として示す。この方法によれば、Ｖｒｅｆの変動の影響を受けずにアナログ入力電圧の換算値を得ることが出来る。
【００２５】
【特許文献１】特開２００５−２６８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
上述したように、画像形成装置において、接続される外部電源の環境（自家発電機等の電源の利用や画像形成装置と他の機器との蛸足配線による接続等による入力電圧の低下）により変化するアナログ入力電圧に適した定着ヒータの電力制御を行う為には、上述したように精度の良いアナログ入力電圧の算出を行う必要がある。
【００２７】
上記の特許文献１には、一般的なＡ／Ｄ変換器において、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧よりも高精度のアナログ入力電圧のデジタル値を元にしてアナログ入力電圧のデジタル値を補正することが開示されているが、一つの高精度なアナログ入力電圧およびそのデジタル値を元にしているために、生成した演算式２を用いて、広範囲の電圧値をもつアナログ入力電圧をＡ／Ｄ変換した値に対してバラツキが生じ、Ａ／Ｄ変換の精度において課題を生じる。詳細については、後述するが、Ａ／Ｄ変換器が有する非直線性誤差に対する配慮がなされていない。
【００２８】
具体的には、演算式２によるＡ／Ｄ変換特性（図１３に示す従来技術によるＡ／Ｄ変換特性）には、Ａ／Ｄ変換器の持つ変換誤差、特に非直線性誤差の考慮がされていない為、既知のアナログ入力電圧（Ｖ）の設定によっては、Ａ／Ｄ変換する未知のアナログ入力電圧（Ｖ１）がＶｒｅｆに近づくほど変換誤差が大きくなり、フルスケール誤差を上回る可能性があるという課題がある。
【００２９】
本発明の目的は、デジタル値からのアナログ入力電圧の算出精度を高めることができるＡ／Ｄ変換制御装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数のアナログ基準電圧を生成する第１生成手段と、生成された前記複数のアナログ基準電圧を複数のデジタル基準値に変換しかつ外部機器から入力されるアナログ入力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記複数のアナログ基準電圧および前記複数のデジタル基準値に基づいて、当該複数のデジタル基準値の間のデジタル値に変換される前記アナログ入力電圧を補完する演算式を生成する第２生成手段と、生成した前記演算式を用いて、変換されたデジタル値に対する前記アナログ入力電圧を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３１】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記第２生成手段は、前記アナログ入力電圧を算出するデジタル値に最も近くかつ当該デジタル値以下の前記デジタル基準値および当該デジタル基準値に変換された前記アナログ基準電圧、および当該デジタル値に最も近くかつ当該デジタル値以上の前記デジタル基準値および当該デジタル基準値に変換された前記アナログ基準電圧に基づいて、前記演算式を生成することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項３にかかる発明は、請求項１または２にかかる発明において、前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧と同一の前記アナログ基準電圧を含み、当該アナログ入力電圧より電圧変動が小さい前記複数のアナログ基準電圧を生成することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項４にかかる発明は、請求項１から３のいずれか一にかかる発明において、前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧の上限値以上かつ前記Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル値の最大値に変換される電圧より小さい前記アナログ基準電圧を生成することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項５にかかる発明は、請求項１から４のいずれか一にかかる発明において、前記第１生成手段は、前記アナログ入力電圧の下限値以上かつ前記Ａ／Ｄ変換手段によりデジタル値の最小値に変換される電圧より大きい前記アナログ入力電圧を生成することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項６にかかる発明は、請求項１から５のいずれか一にかかる発明において、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換可能なデジタル値の範囲を、前記複数のアナログ基準電圧を変換した前記複数のデジタル基準値により複数の区間に分割する分割手段をさらに備え、前記第２生成手段は、分割された区間内の前記複数のアナログ基準電圧および当該複数のアナログ基準電圧を変換した前記複数のデジタル基準値に基づいて、区間毎に前記演算式を生成することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項７にかかる発明は、請求項１から６のいずれか一に記載のＡ／Ｄ変換制御装置により画像形成装置の各部の状態を示すデジタル値から算出したアナログ入力電圧を用いて当該画像形成装置の各部を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数のアナログ基準電圧をＡ／Ｄ変換した複数のデジタル基準値および当該複数のアナログ基準電圧に基づいて、当該複数のデジタル基準値の間のデジタル値のアナログ入力電圧を補完する演算式を生成し、生成した演算式によりデジタル値に対するアナログ入力電圧を算出することにより、Ａ／Ｄ変換器が持つＡ／Ｄ変換特性によりアナログ入力電圧をデジタル値に変換した際に発生する変換誤差、特に非直線性誤差を考慮してデジタル値からアナログ入力電圧を算出することができるので、デジタル値からアナログ入力電圧を算出する際の算出精度をより高めることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置について、図１〜図１０Ｂを参照しながら以下詳細に説明する。まず初めに、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いた画像形成装置を構成するデジタル複写機の概要について、図１を参照しながら説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いた画像形成装置を構成するデジタル複写機の概要を示す図である。デジタル複写機１の縦断面図であり、このデジタル複写機１は本実施形態に関する画像形成装置を具現するものであり、いわゆる複合機である。デジタル複写機１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備えていて、図示しない操作部のアプリケーション切り替えキーの操作により、複写機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能を順次に切り替えて選択することが可能である。これにより、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。なお、本実施形態では、デジタル複写機にＡ／Ｄ変換制御装置を用いた例について説明するが、Ａ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換されたデジタル値から算出したアナログ入力電圧を用いて画像形成装置の各部を制御するものであれば、ファクシミリ、コピー機、プリンタ等の画像形成装置にも適用することができる。
【００４０】
次に、デジタル複写機１の概略構成および複写モードの際の動作について説明する。図１において、自動原稿送り装置（以下、ＡＤＦという）１０１において、原稿台１０２に画像面を上にして置かれた原稿は、図示しない操作部上のスタートキーが押下されると、給紙ローラ１０３、給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。ＡＤＦ１０１は、一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。コンタクトガラス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。
【００４１】
原稿セット検知器１０９で原稿台１０２上に次の原稿が存在す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によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。このコンタクトガラス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、給送ローラ１０３、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７は搬送モータによって駆動される。
【００４２】
第１給紙装置１１０、第２給紙装置１１１および第３給紙装置１１２は、それぞれ選択されたときに、その積載された転写紙を給紙し、この転写紙は縦搬送ユニット１１６によって感光体に当接する位置まで搬送される。感光体は、例えば感光体ドラム１１７が用いられていて、図示しないメインモータにより回転駆動される。
【００４３】
画像読取装置１０６で原稿から読み取られた画像データは、図示しない画像処理装置で所定の画像処理が施された後、書き込みユニット１１８によって光情報に変換され、感光体ドラム１１７には図示しない帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット１１８からの光情報で露光されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム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。書き込みユニット１１８、感光体ドラム１１７、現像装置１１９や、その他の図示しない感光体ドラム１１７回りの周知の装置などにより、プリンタエンジンを構成している。
【００４４】
搬送ベルト１２０は、用紙搬送の手段および転写の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ドラム１１７と等速で搬送しながら感光体ドラム１１７上のトナー像を転写紙に転写する。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。感光体ドラム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残存トナーのクリーニングがなされる。
【００４５】
以上の動作は、通常のモードで用紙の片面に画像を複写するときの動作であるが、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のいず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側に切り替えられ、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。
【００４６】
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により感光体ドラム１１７に当接する位置まで搬送され、感光体ドラム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。
【００４７】
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。
【００４８】
プリントモードでは、前述の画像処理装置からの画像データの代りに、外部からの画像データが書き込みユニット１１８に入力されて、前述と同様に転写紙上に画像が形成される。
【００４９】
さらに、ファクシミリモードでは、画像読取装置１０６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前述の画像処理装置からの画像データの代りに書き込みユニット１１８に入力されることにより、前述と同様に転写紙上に画像が形成される。
【００５０】
また、このデジタル複写機１には、図示しない大量用紙供給装置（以下、ＬＣＴという）と、およびソート、穴あけ、ステイプルなどを行うフィニッシャーと、原稿読み取りのためのモード、複写倍率の設定、給紙段の設定、フィニッシャーで後処理の設定、オペレータに対する表示などを行う操作部とを備えている。
【００５１】
次に、本実施形態に関する画像形成装置における定着装置１２１の構成について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に関するデジタル複写機における定着装置の構成を示す図である。図２に示すように、定着装置１２１は、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置に関連する構成であって定着機能を奏するものであり、加熱部材である定着ローラ２０１に、シリコンゴム等の弾性部材からなる加圧ローラ２０２が、図示しない加圧手段により一定の加圧力で押し当てられている。定着部材と加圧部材は、一般的にローラ状である場合が多いが、例えば、いずれか一方又は両方を無端ベルト状に構成するようにしてもよい。この定着装置１２１には、ヒータＨＴ１，ＨＴ２が任意の位置に設けられる。例えば、このヒータＨＴ１，ＨＴ２は、定着ローラ２０１の内部に配置されて定着ローラ２０１を内側から加熱する。
【００５２】
定着ローラ２０１および加圧ローラ２０２は、図示しない駆動機構により回転駆動される。温度センサＴＨ２１は、定着ローラ２０１の表面に当接され、定着ローラ２０１の表面温度（定着温度）を検出する。温度センサＴＨ２２は、加圧ローラ２０２の表面に当接され、加圧ローラ２０２の表面温度を検出する。トナー２０６を担持した転写紙等の媒体であるシート２０７は、定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２とのニップ部を通過する際に、定着ローラ２０１と加圧ローラ２０２による加熱および加圧でトナー２０６が定着される。
【００５３】
第２の発熱部材である定着ヒータＨＴ２は、定着ローラ２０１の基準となる最大温度Ｔｔに達していないときにオン（ＯＮ）にされて、定着ローラ２０１を加熱する主たるヒータである。第１の発熱部材である定着ヒータＨＴ１は、省エネのためのオフモード時からコピー可能となるまでの立ち上がり時や、定着ローラ２０１の温度が前述の最大温度Ｔｔより低い所定温度Ｔｍｉｎを割り込みそうなときなどにＯＮにされて、定着ローラ２０１を加熱する補助的なヒータである。
【００５４】
次に、本実施形態に関する定着装置の温度制御について、図３を参照しながら以下説明する。図３は、デジタル複写機１に使用される汎用の定着制御部のブロック構成を示す図である。補助電源３０１は電気二重層コンデンサ３０２を利用した補助電源であり、通常のＡＣ電源３０３から補助電源３０１を充電し、定着ヒータＨＴ１を点灯させるために使用して、コピー可能となるまでの立ち上がり時間を短縮し、あるいは温度落ち込みを防ぐ。これは、立ち上がり時間などはヒータの容量により決まってしまうが、ＡＣ電源３０３から供給可能な電力には限りがあるため、このような構成としている。
【００５５】
ＡＣ電源３０３から供給されるＡＣ電源は、制御部３０４により遮断回路３０５、充放電切替回路３０６を制御して、充電器３０７により、電気二重層コンデンサ３０２へ充電することが可能である。また定着ヒータＨＴ１への電源供給も、制御部３０４により充放電切替回路３０６を制御することにより実現できる。さらに、ＡＣ電源３０３から供給されるＡＣ電源は、制御部３０４により遮断回路３０８を制御して、定着装置１２１の定着ヒータＨＴ２へも供給される。
【００５６】
制御部３０４は、温度センサＴＨ２１にて定着ローラ２０１の温度、温度センサＴＨ２２にて加圧ローラ２０２の温度、温度センサＴＨ２３にて画像形成装置の置かれている環境温度（室温あるいは機内温度）、電圧センサ３０９にてＡＣ電源３０３の電圧、電圧センサ３１０にて電気二重層コンデンサ３０２の電圧を検出し、状況に応じた定着ヒータＨＴ１，ＨＴ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、定着ローラ２０１の温度を最適状態に制御する。
【００５７】
次に、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置及びこれを備えたデジタル複写機について図４と図５を参照しながら説明する。図４は本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いたデジタル複写機の制御部を示す構成図である。図５は本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いたデジタル複写機の制御部におけるＡ／Ｄ変換制御装置のより詳細な構成を示す図である。
【００５８】
図４において、基準電圧生成部４０８の複数の基準電源１〜ｎ（アナログ基準電圧）は、電源部４１１から供給される電圧から、シャントレギュレータ等の高精度の基準電圧生成回路にて既知の電圧源として生成され、入力切替部４０６を介してＡ／Ｄ変換部４０５に入力される。なお、本実施形態では、高精度の基準電圧生成回路にてアナログ基準電圧を生成しているがこれに限定するものではない。例えば、基準電圧生成部４０８は、シャントレギュレータ等を用いずに、複数のアナログ基準電圧を生成してもよい。また、電源部４１１は、制御部３０４のワンチップマイコン４０１を駆動すると共に、直接あるいは、ノイズ除去用のフィルタ等を介してＡ／Ｄ変換部４０５に入力され、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧として使用される。また、制御部３０４には、Ｉ／Ｏ制御部４０９を介してワンチップマイコン４０１と接続され、定着ローラ加熱用の定着ヒータをＯＮ／ＯＦＦする定着ヒータ駆動回路４１２等が接続されている。
【００５９】
図５において、ワンチップマイコン４０１の電源入力端子ＶＤＤには、電源部４１１のプラス側（＋）の端子が接続され、ワンチップマイコン４０１のグランド入力端子ＧＮＤには、電源部４１１のマイナス側（−）の端子が接続される。ワンチップマイコン４０１は、電源部４１１より供給される電源電圧に基づいて駆動する。
【００６０】
また、電源部４１１のプラス側の端子とＡ／Ｄ変換部４０５のアナログ回路電源入力端子ＡＶＤＤおよびＡ／Ｄ変換用基準電源入力端子ＡＲＥＦとが接続され、電源部４１１のマイナス側の端子とＡ／Ｄ変換部４０５のアナロググランド入力端子ＡＧＮＤとが接続される。ワンチップマイコン４０１のＡ／Ｄ変換部４０５は、入力端子ＡＲＥＦに印加される基準電圧に基づいて、Ａ／Ｄ変換部４０５の入力端子ＡＩＮに印加される入力電圧をデジタル値に変換する。
【００６１】
ここで、Ａ／Ｄ変換部４０５の入力端子ＡＩＮに印加される入力電圧は、複数の基準電源１〜ｎからの出力（電源部４１１からのＡ／Ｄ変換用の基準電圧よりも高精度の電圧を供給する高精度の基準電圧生成回路からのアナログ基準電圧）と、定着装置の温度または入力電源の電圧等のアナログ入力電圧を出力するセンサ４１０からの出力と、が択一的に選択されたものである。
【００６２】
電源部４１１から供給される電圧から、シャントレギュレータ等の高精度の基準電圧生成回路にて既知のアナログ基準電圧を生成する基準電圧生成部４０８の複数の基準電源１〜ｎのプラス側の端子は、ワンチップマイコン４０１の入力切替部４０６のチャンネルＡＮ１〜ＡＮｎに入力される。基準電圧生成部４０８の複数の基準電源１〜ｎのマイナス側の端子は、ワンチップマイコン４０１のＧＮＤ端子およびＡ／Ｄ変換部４０５のＡＧＮＤ端子に接続される。
【００６３】
センサ４１０のプラス側端子は、ワンチップマイコン４０１の入力切替部４０６のチャンネルＡＮ０に入力される。センサ４１０のマイナス側の端子は、ワンチップマイコン４０１のＧＮＤ端子およびＡ／Ｄ変換部４０５のＡＧＮＤ端子に接続される。
【００６４】
ＣＰＵ４０２は、ＲＯＭ４０３に格納されたプログラムに従い、Ａ／Ｄ変換制御部４０７を介して、入力切替部４０６およびＡ／Ｄ変換部４０５の制御を行う。
【００６５】
入力切替部４０６によりチャンネルＡＮ０〜ＡＮｎからＡ／Ｄ変換する入力の１つを選択（スイッチを閉じる）することにより、選択された入力チャンネルに入力された電圧は、Ａ／Ｄ変換部４０５の入力端子ＡＩＮに入力される。Ａ／Ｄ変換部４０５の入力端子ＡＩＮに入力された電圧は、Ａ／Ｄ変換部４０５の入力端子ＡＲＥＦの電圧と入力端子ＡＧＮＤの電圧に基づいて、デジタル値に変換される。変換されたデジタル値は、ＣＰＵ４０２によりＡ／Ｄ変換部４０５から読み出され、ＲＡＭ４０４に格納される。このように、入力切替部４０６を制御することにより、１つのＡ／Ｄ変換部４０５を使用して複数の入力を順に切り替えてＡ／Ｄ変換出来る様に構成されている。
【００６６】
図６は、ＡＣ電源３０３の出力電圧を検出する電圧センサ３０９（図４に示すセンサ４１０は、定着装置の温度を検出する温度センサの他に、ＡＣ電源の電圧を検出する電圧センサをも表す）の回路図である。すなわち、ＡＣ電源３０３を別途定められた巻数比のトランス６０１に入力することで、電圧センサ３０９側とＡＣ電源３０３側とを絶縁し、また、電圧センサ３０９の内部回路で使用するのに都合の良い電圧レベルまで降圧する。さらに、このトランス６０１の２次側の出力電圧をダイオードブリッジ６０２で全波整流し、平滑コンデンサ６０５で平滑した電圧をそのまま、又は、分圧抵抗６０３，６０４で分圧してから、バッファ６０６によるインピーダンス変換回路等の所定のインターフェイスを介して、アナログ入力電圧として制御部３０４に入力する。
【００６７】
ＡＣ電源３０３の電圧と電圧センサ３０９の出力電圧との間には、一定の比例関係または、相関関係がある様に調整されている。これにより、制御部３０４では電圧センサ３０９の出力電圧からＡＣ電源３０３の電圧を判定することができる。
【００６８】
図７は、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置における複数のアナログ基準電圧を生成する基準電圧生成部４０８の回路構成を示す図である。基準電圧生成部４０８は、電源部４１１のプラス側の端子とシャントレギュレータ７０１のカソード端子（Ｋ）とが抵抗７０２を介して接続され、電源部４１１のマイナス側の端子とシャントレギュレータ７０１のアノード端子（Ａ）とが接続される。また、シャントレギュレータ７０１のリファレンス端子（Ｒｅｆ）は、シャントレギュレータ７０１のカソード端子とアノード端子を抵抗７０３，７０４にて分圧した分圧点に接続される。シャントレギュレータ７０１のカソード端子とアノード端子間には、動作安定用のコンデンサ７０５が接続される。さらに、シャントレギュレータ７０１のカソード端子に印加される電圧（アナログ基準電圧）が制御部３０４内のワンチップマイコン４０１の入力端子ＡＮ２に入力される。シャントレギュレータ７０１のカソード端子に印加される電圧を抵抗７０６，７０７で分圧した電圧（アナログ基準電圧）が制御部３０４内のワンチップマイコン４０１の入力端子ＡＮ１に入力される。また、シャントレギュレータ７０１のアノード端子とワンチップマイコン４０１内のＡ／Ｄ変換部４０５のアナロググランド入力端子ＡＧＮＤとが接続される。
【００６９】
シャントレギュレータ７０１は、リファレンス端子の電圧Ｖｒｅｆが、例えば２．５Ｖになるように、カソード端子に流れ込む電流を調整する。図７に示す回路では、カソード端子とアノード端子間に接続された抵抗７０３，７０４により分圧された電圧がＶｒｅｆとなる様に制御され、カソード端子の電圧は、抵抗７０３，７０４の分圧比によって決定される。抵抗７０３と抵抗７０４の比が、Ｒ：１の場合、カソード端子のアナログ基準電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖｒｅｆ×（Ｒ＋１）となる。さらに、カソード端子のアナログ基準電圧Ｖ２は、抵抗７０６，７０７により分圧され、アナログ基準電圧Ｖ１が生成される。抵抗７０６と抵抗７０７の比が、Ｓ：１の場合、分圧点のアナログ基準電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ２／（Ｓ＋１）となる。
【００７０】
シャントレギュレータ７０１のカソード端子のアナログ基準電圧Ｖ２とワンチップマイコン４０１の入力端子ＡＮ２とが接続されており、その入力端子ＡＮ２にはアナログ基準電圧Ｖ２の電圧が印加される。シャントレギュレータ７０１のカソード端子のアナログ基準電圧Ｖ２を抵抗７０６，７０７で分圧された分圧点に、ワンチップマイコン４０１の入力端子ＡＮ１が接続されており、その入力端子ＡＮ１にはアナログ基準電圧Ｖ１が印加される。なお、抵抗７０２は、電源部４１１の電圧とシャントレギュレータ７０１のカソード端子のアナログ基準電圧Ｖ２の電圧差を消費させるために設けられる。
【００７１】
また、シャントレギュレータ７０１のリファレンス電圧Ｖｒｅｆの電圧精度が例えば±０．５％となるようなシャントレギュレータ７０１を使用し、分圧抵抗７０３，７０４および分圧抵抗７０６，７０７に抵抗値精度が例えば±０．１％の高精度な抵抗を使用することにより、基準電圧生成部４０８は高精度のアナログ基準電圧Ｖ１およびアナログ基準電圧Ｖ２を生成することができる。
【００７２】
図７では、アナログ基準電圧Ｖ１，Ｖ２の２つの電圧を生成する例を示したが、カソード電圧を分圧する抵抗を複数組用意することにより、容易に高精度な任意のアナログ基準電圧をさらに追加生成可能であり、出力電圧の設定を変えた図７の回路を複数用意しても良い。また、シャントレギュレータ７０１の代わりに、出力電圧精度が例えば±１％の高精度な降圧型のレギュレータＩＣを使用して生成した出力電圧を抵抗分圧することによっても、可能である。
【００７３】
図８は、本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置におけるＡ／Ｄ変換動作及び制御動作について説明するフローチャートである。まず、ステップＳ８０１において、制御部３０４に搭載されるワンチップマイコン４０１のＡ／Ｄ変換部４０５は、基準電圧生成部４０８より供給される複数の高精度のアナログ基準電圧Ｖ１〜Ｖｎをデジタル基準値Ｄ１〜Ｄｎに変換する。そして、ＣＰＵ４０２は、ワンチップマイコン４０１のＲＡＭ４０４に、既知のアナログ基準電圧Ｖ１〜Ｖｎに対応したデジタル基準値Ｄ１〜Ｄｎとして記録する。
【００７４】
次に、ステップＳ８０２において、ワンチップマイコン４０１のＡ／Ｄ変換部４０５は、センサ４１０からの実際のアナログ入力電圧ＶＩＮをデジタル値に変換する。そして、ＣＰＵ４０２は、ワンチップマイコン４０１のＲＡＭ４０４に、デジタル値ＤＯＵＴとして記録する。
【００７５】
次に、ステップＳ８０３において、ＣＰＵ４０２は、ステップＳ８０２で得られたセンサ４１０からの実際のアナログ入力電圧ＶＩＮのデジタル値ＤＯＵＴと同じかあるいは最も近い小さな値を、ステップＳ８０１においてＲＡＭ４０４に記録された既知のアナログ基準電圧Ｖ１〜Ｖｎに対応したデジタル基準値Ｄ１〜Ｄｎから探し、そのデジタル基準値ＤＬとそれに対応する既知のアナログ基準電圧ＶＬを、ワンチップマイコン４０１のＲＡＭ４０４に記録する。見つからない場合は、デジタル基準値ＤＬ=０、既知のアナログ基準電圧ＶＬ=０Vとして、記録する。
【００７６】
次に、ステップＳ８０４において、ＣＰＵ４０２は、ステップＳ８０２で得られたセンサ４１０からの実際のアナログ入力電圧ＶＩＮのデジタル値ＤＯＵＴと同じかあるいは最も近い大きな値を、ステップＳ８０１においてＲＡＭ４０４に記録された既知のアナログ基準電圧Ｖ１〜Ｖｎに対応したデジタル基準値Ｄ１〜Ｄｎから探し、そのデジタル基準値ＤＨとそれに対応する既知のアナログ基準電圧ＶＨを、ワンチップマイコン４０１のＲＡＭ４０４に記録する。見つからない場合は、ＣＰＵ４０２は、デジタル基準値ＤＨ=Ａ／Ｄ変換部４０５により変換可能なデジタル基準値の最大値（ＦＳ）、既知のアナログ基準電圧ＶＨ=Ａ／Ｄ変換用の基準電圧（Ｖｒｅｆ）として、記録する。
【００７７】
次に、ステップＳ８０５において、ＣＰＵ４０２は、ステップＳ８０３およびステップＳ８０４にて得られたセンサ４１０からの実際のアナログ入力電圧ＶＩＮのデジタル値ＤＯＵＴに最も近いデジタル基準値ＤＬおよびその既知のアナログ基準電圧ＶＬ、およびデジタル基準値ＤＨおよびその既知のアナログ基準電圧ＶＨに基づいて、その２点間を直線で補完する演算式１を生成し、生成した演算式１により、センサ４１０からの実際のアナログ入力電圧ＶＩＮのデジタル値ＤＯＵＴに対するアナログ入力電圧ＶＩＮ’を算出する。なお、本実施の形態では、２点間を直線で補完する演算式により、デジタル値ＤＯＵＴに対するアナログ入力電圧ＶＩＮ’を算出しているがこれに限定するものではない。例えば、ステップＳ８０３およびステップＳ８０４において３つ以上の既知のアナログ基準電圧に対応するデジタル基準値を探し、３つ以上の既知のアナログ基準電圧およびそれに対応するデジタル基準値に基づいて、３つ以上の点を直線または曲線で補完する演算式により、デジタル値ＤＯＵＴに対するアナログ入力電圧ＶＩＮ’を算出してもよい。
【００７８】
VIN’=VL+(VH-VL)/(DH-DL)×(DOUT-DL)  ・・・・・・演算式１
そして、ステップＳ８０６において、ワンチップマイコン４０１のＣＰＵ４０２は、ステップＳ８０５で得られたアナログ入力電圧ＶＩＮ’をセンサ４１０からのアナログ入力電圧ＶＩＮとして使用し、所定の制御（例えば、定着ヒータ制御等）を行う。
【００７９】
図９は、本実施形態に関するＡ／Ｄ変換部のＡ／Ｄ変換特性を示す図である。図４と図５に示す本実施形態の特徴を示す、Ａ／Ｄ変換の制御部３０４における基準電圧生成部４０８にて２つの高精度なアナログ基準電圧Ｖ１およびアナログ基準電圧Ｖ２を生成し、生成したアナログ基準電圧Ｖ１およびアナログ基準電圧Ｖ２を使用して高精度のＡ／Ｄ変換する場合について考察する。このとき、アナログ基準電圧Ｖ１とアナログ基準電圧Ｖ２およびＡ／Ｄ変換用の基準電圧（Ｖｒｅｆ）には、Ｖｒｅｆ＞Ｖ２＞Ｖ１の関係がある。
【００８０】
例えば、アナログ基準電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換し得られたデジタル基準値をＤ１とし、アナログ基準電圧Ｖ２をＡ／Ｄ変換し得られたデジタル基準値をＤ２とする。ＣＰＵ４０２は、得られたデジタル基準値Ｄ１とデジタル基準値Ｄ２に基づいてＡ／Ｄ変換特性の区間（Ａ／Ｄ変換部４０５によりＡ／Ｄ変換可能なデジタル値の範囲（０〜ＦＳ））を複数の区間に分割し、分割された区間内の複数のデジタル基準値および当該複数のデジタル基準値に対するアナログ基準電圧に基づいて、各区間ごとにＡ／Ｄ変換特性を補完する演算式を生成する。
【００８１】
図５におけるセンサ４１０の出力電圧すなわちＡ／Ｄ変換するアナログ入力電圧をＶＩＮ、そのＡ／Ｄ変換したデジタル値をＤＯＵＴとすると、デジタル基準値Ｄ１とデジタル基準値Ｄ２により分けられた区間ごとに、当該区間のＡ／Ｄ変換特性を補完する演算式を得る。デジタル値ＤＯＵＴからアナログ入力電圧ＶＩＮ’を補完する演算式は以下の通りである。
【００８２】
デジタル値ＤＯＵＴがデジタル基準値Ｄ１以下の場合（区間１）
デジタル基準値が最小値（０）を取るときのアナログ基準電圧は０Ｖ、デジタル基準値がＤ１を取るときのアナログ基準電圧はＶ１として以下の演算式３を得る。
【００８３】
ＶＩＮ’＝Ｖ１／Ｄ１×ＤＯＵＴ  ・・・・・・演算式３
また、デジタル値ＤＯＵＴがデジタル基準値Ｄ１以上かつデジタル基準値Ｄ２以下の場合（区間２）
デジタル基準値がＤ１を取るときのアナログ基準電圧はＶ１、デジタル基準値がＤ２を取るときのアナログ基準電圧はＶ２として、以下の演算式４を得る。
【００８４】
VIN’=V1+(V2-V1)/(D2-D1)×(DOUT-D1)  ・・・・・・演算式４
また、デジタル値ＤＯＵＴがデジタル基準値Ｄ２以上の場合（区間３）
デジタル基準値がＤ２を取るときのアナログ基準電圧はＶ２、デジタル基準値が最大値（ＦＳ）を取るときのアナログ基準電圧は、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧（Ｖｒｅｆ）として以下の演算式５を得る。
【００８５】
VIN’=V2+(Vref-V2)/(FS-D2)×(DOUT-D2)  ・・・・・・演算式５
例えば、図９において、高精度なアナログ基準電圧と同じアナログ入力電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換し得られたデジタル値Ｄ１を得たとする。図９に示す理想Ａ／Ｄ変換特性によりデジタル値Ｄ１に対するアナログ入力電圧を算出する方法では、算出したアナログ入力電圧はＶ１’となり変換誤差が生じる。しかし、本実施形態の演算式３または演算式４が示すＡ／Ｄ変換特性を用いてアナログ入力電圧を算出する方法によれば、デジタル値Ｄ１に対するアナログ入力電圧はＶ１となり変換誤差は生じない。
【００８６】
本実施形態におけるＡ／Ｄ変換特性によりアナログ入力電圧ＶＩＮ’を算出する方法によれば、Ａ／Ｄ変換するアナログ入力電圧ＶＩＮが、基準電圧生成部４０８にて生成されるアナログ基準電圧Ｖ１およびアナログ基準電圧Ｖ２に近づくほど、アナログ入力電圧ＶＩＮ’は高精度にて算出可能となる。
【００８７】
図５におけるセンサ４１０の出力電圧を目標に近づける制御、あるいは、センサ４１０の出力電圧が閾値を前後した場合に動作を切り替える制御を行う画像形成装置においては、その目標値あるいは閾値の電圧を基準電圧生成部４０８にて生成することにより、基準電圧生成部４０８の出力電圧の精度に応じた高精度での制御が可能となる。
【００８８】
上述したように、本実施形態におけるＡ／Ｄ変換特性（図９に示す区間１および区間２）においては、演算式にＡ／Ｄ変換用の基準電圧（Ｖｒｅｆ）が含まれない為、Ａ／Ｄ変換用の基準電圧の変動による影響を抑制できる。特に、基準電圧生成部４０８が、Ａ／Ｄ変換するアナログ入力電圧ＶＩＮの使用上限電圧以上かつフルスケール誤差を差し引いた電圧以下のアナログ基準電圧Ｖ２を生成することにより、フルスケール誤差を含まない高精度の検出が可能となる。
【００８９】
この場合、Ａ／Ｄ変換器用の基準電源Ｖｒｅｆに高精度の電源を用意する必要がない。また、図９に示す区間１にのみオフセット誤差が含まれる為、基準電圧生成部４０８が、Ａ／Ｄ変換するアナログ入力電圧ＶＩＮの使用下限電圧以下かつオフセット誤差以上のアナログ基準電圧Ｖ１を生成することにより、オフセット誤差を含まない高精度の検出が可能となる。さらに、基準電圧生成部４０８にて生成するアナログ基準電圧を追加し、区間２をさらに細分化することにより高精度に検出可能なポイントを容易に増やすことも可能である。この場合、区間２においての非直線性誤差もさらに小さくすることが出来る。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、図５に示すＡ／Ｄ変換部４０５、ＣＰＵ４０２、メモリ（ＲＯＭ４０３、ＲＡＭ４０４）を含み、高精度の基準電源を複数有し、複数の基準電源からの各出力電圧とセンサ４１０からの出力電圧の択一的選択を行ってＡ／Ｄ変換部４０５へ出力する入力切替部４０６を有し、さらに、Ａ／Ｄ変換部４０５、基準電圧生成部４０８、その他の回路への電源を供給する電源部４１１を有し、さらに、Ａ／Ｄ変換するためのアナログ入力電圧を出力するセンサ（温度センサ、入力電源の電圧センサなど）４１０を有する構成を備えたものであり、そして、高精度の基準電源から複数の高精度のアナログ基準電圧をＡ／Ｄ変換部４０５に入力し、それぞれをＡ／Ｄ変換してデジタル基準値を求め、さらに、センサ４１０の出力電圧（アナログ入力電圧）をＡ／Ｄ変換し、前述の複数のデジタル基準値と供給された複数の高精度のアナログ基準電圧とに基づいた演算式を使用して、センサ４１０の出力電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値から、センサ４１０の出力電圧を算出することを特徴とするものである。
【００９１】
これによって、Ａ／Ｄ変換器がもつＡ／Ｄ変換特性によりアナログ入力電圧をデジタル値に変換した際に発生する変換誤差、特に、非直線性の誤差を考慮してデジタル値からアナログ入力電圧を算出することができるので、デジタル値からアナログ入力電圧を算出する際の算出精度をより高めることができる。また、高精度の基準電圧供給部４０８からの複数のアナログ基準電圧の内で最も高い出力電圧と最も低い出力電圧の範囲をセンサ４１０から入力されたアナログ入力電圧を算出する有効使用電圧範囲とすることによって、Ａ／Ｄ変換部４０５のもつフルスケール誤差やオフセット誤差を含まない高精度のセンサ４１０の出力結果を得ることができるので、デジタル値からアナログ入力電圧を算出する際の算出精度を高めることができ、さらに、Ａ／Ｄ変換部４０５に印加される電源電圧の変動による影響を抑制することができる。また、高精度の基準電圧供給部４０８からの複数の高精度のアナログ基準電圧の少なくとも１つについては、センサ４１０からの出力電圧の内で最も高精度に検出すべきアナログ入力電圧と同一の電圧にすることによって、Ａ／Ｄ変換部４０５の非直線性誤差を生じさせないようにすることができるので、アナログ入力電圧の算出精度をより高めることができる。
【００９２】
（変形例）
上述の実施形態では、定着ローラの温度を検出する温度センサやＡＣ電源の電圧を検出する電圧センサからのアナログ入力電圧をＡ／Ｄ変換したデジタル値から当該アナログ入力電圧を算出し、算出したアナログ入力電圧を用いて定着装置への補助電源の使用電力配分を決定する例について説明したが、これに限定するものではない。例えば、画像形成装置が備える画像読取装置が補助電源からの電力供給を受けて駆動する場合には、補助電源から画像読取装置への使用電力配分を決定する場合にも、本実施形態にかかるＡ／Ｄ変換制御装置により算出したアナログ入力電圧を用いて、画像読取装置の制御を行うこともできる。なお、補助電源から画像読取装置へ電力供給する構成以外は、上述の実施形態とほぼ同様であるため、上述の実施形態と異なる部分の処理のみを説明する。
【００９３】
ここで、本変形例のデジタル複写機１が備える画像読取装置１０６、定着装置１２１、その他負荷への電力供給処理の概略について図１０Ａおよび図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａは、本変形例にかかるデジタル複写機による電力供給処理の一例を示す説明図である。図１０Ｂは、ＡＣ電源および補助電源から負荷への電力供給レベルの一例を示す説明図である。
【００９４】
ＡＣ電源３０３は、画像読取装置１０６、定着装置１２１、プリンタエンジンや各種モータ等のその他の負荷を駆動する主電源である。補助電源３０１は、ＡＣ電源３０３からの電力供給を受けて充電され、充電された電力により負荷を駆動する充放電可能な蓄電手段である。図１０Ａ上では、補助電源３０１は、キャパシタであるが蓄電池である場合もある。キャパシタの具体例としては比較的に静電容量が大きいアルミ電解コンデンサや電気二重層コンデンサが挙げられる。スイッチ１００１は、ＡＣ電源３０３から補助電源３０１への充電のオン／オフと、補助電源３０１からの給電のオン／オフと、を切り替えるものである。スイッチ１００１は、例えば、補助電源３０１側の共通接点と、ＡＣ電源３０３側の接点、画像読取装置１０６側の接点およびどちらにも繋がっていない接点のいずれかと、を接続するスイッチである。また、２つ以上のリレーやＦＥＴを組み合わせてスイッチ１００１の機能を実現しても良い。本実施形態では、電源装置は、立ち上げ時などの通常時、スイッチ１００１をオフして、ＡＣ電源３０３から画像読取装置１０６を含むシステム系、その他の負荷、および定着装置１２１に給電する。また、ＡＣ電源３０３から供給される電力に余裕があるときには、スイッチ１００１をＡＣ電源３０３側の接点に接続して補助電源３０１の充電を行う。一方、電源装置は、画像読取装置１０６と定着装置１２１とを同時に動かす場合などの補助電源使用時、スイッチ１００１を画像読取装置１０６側の接点に接続して、補助電源３０１からの給電により画像読取装置１０６を駆動し、ＡＣ電源３０１から定着装置１２１へ給電する電力量を増やしている。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いた画像形成装置を構成するデジタル複写機の概要を示す図である。
【図２】本実施形態に関するデジタル複写機における定着装置の構成を示す図である。
【図３】デジタル複写機に使用される汎用の定着制御部のブロック構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いたデジタル複写機の制御部を示す構成図である。
【図５】本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置を用いたデジタル複写機の制御部におけるＡ／Ｄ変換制御装置のより詳細な構成を示す図である。
【図６】ＡＣ電源の出力電圧を検出する電圧センサ（図４に示すセンサは、定着装置の温度を検出する温度センサの他に、ＡＣ電源の電圧を検出する電圧センサをも表す）の回路図である。
【図７】本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置における複数のアナログ基準電圧を生成する基準電圧生成部の回路構成を示す図である。
【図８】本実施形態に係るＡ／Ｄ変換制御装置におけるＡ／Ｄ変換動作及び制御動作について説明するフローチャートである。
【図９】本実施形態に関するＡ／Ｄ変換部のＡ／Ｄ変換特性を示す図である。
【図１０Ａ】本変形例にかかるデジタル複写機による電力供給処理の一例を示す説明図である。
【図１０Ｂ】ＡＣ電源および補助電源から負荷への電力供給レベルの一例を示す説明図である。
【図１１】従来の画像形成装置における定着制御部の構成を示す図であり、一般的なＡ／Ｄ変換器の使用態様に基づいた定着制御部の構成例を示す図である。
【図１２】特許文献１に開示されたＡ／Ｄ変換器の使用態様に基づいた制御部の構成例を示す図である。
【図１３】一般的なＡ／Ｄ変換器が有する変換誤差について説明した変換特性図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  デジタル複写機
１０１  ＡＤＦ
１０２  原稿台
１０３  給紙ローラ
１０４  給送ベルト
１０５  コンタクトガラス
１０６  画像読取装置
１０７  排送ローラ
１０８  排紙台
１０９  原稿セット検知器
１１０  第１給紙装置
１１１  第２給紙装置
１１２  第３給紙装置
１１３〜１１５  給紙トレイ
１１６  縦搬送ユニット
１１７  感光体ドラム
１１８  書き込みユニット
１１９  現像装置
１２０  搬送ベルト
１２１  定着装置
１２２  排紙ユニット
１２３  排紙トレイ
１２４  両面入紙搬送路
１２５  反転ユニット
１２６  両面搬送ユニット
１２７  反転排紙搬送路
２０１  定着ローラ
２０２  加圧ローラ
２０６  トナー
２０７  シート
ＨＴ１，ＨＴ２  ヒータ
ＴＨ２１，ＴＨ２２，ＴＨ２３  温度センサ
３０１  補助電源
３０２  電気二重層コンデンサ
３０３  ＡＣ電源
３０４，１１００，１２００  制御部
３０５  遮断回路
３０６  充電切替回路
３０７  充電器
３０８  遮断回路
３０９，３１０  電圧センサ
４０１，１１０１  ワンチップマイコン
４０２，１１０２  ＣＰＵ
４０３，１１０３  ＲＯＭ
４０４，１１０４  ＲＡＭ
４０５，１１０５  Ａ／Ｄ変換部
４０６，１１０６  入力切替部
４０７，１１０７  Ａ／Ｄ変換制御部
４０８，１１０８，１２０１  基準電圧生成部
４０９，１１０９  Ｉ／Ｏ制御部
４１０，１１１０  センサ
４１１，１１１１，１２０２  電源部
４１２，１１１２  定着ヒータ駆動回路
６０１  トランス
６０２  ダイオードブリッジ
６０３，６０４  分圧抵抗
６０５  平滑コンデンサ
６０６  バッファ
７０１  シャントレギュレータ
７０２，７０３，７０４，７０６，７０７  抵抗
７０５  コンデンサ
１００１  ＳＷ
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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