JP2005099711A - 定着制御装置、画像形成装置及び定着制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、本ＣＰＵ側の制御負荷を軽減し、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を可能にする。
【解決手段】 誘導加熱方式及び２ＣＰＵ方式を利用する上で、画像形成装置全体の制御を司る本体ＣＰＵ２１１から誘導加熱制御回路２１４中のＩＨ用ＣＰＵ２１５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することで、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、誘導加熱の制御はＩＨ用ＣＰＵ２１５に担わせることにより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となるようにした。
【選択図】 図３

Description

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、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、及び、定着制御方法に関する。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

特開２００１−１７５１１８公報 特許第３４００４０２号公報 特開２００２−１７４９８２公報

ところが、特許文献２の場合、本体制御回路のＣＰＵが誘導加熱制御回路のＣＰＵの制御を行うに際して、電力制御信号及び加熱オン／オフ信号の２系統の制御信号を組合せて制御を行っているものであり、本体制御回路のＣＰＵの負荷を軽減する上で不十分である。即ち、本体制御回路のＣＰＵは、サーミスタにより検知される定着部の温度に基づき電力制御信号及び加熱オン／オフ信号用の演算処理を行わなくてはならず（いうなれば、誘導加熱制御回路側のＣＰＵは、本体制御回路のＣＰＵとインバータ回路との仲介をなしているに過ぎない）、その負荷及び制御ソフトの複雑化が軽減されているとはいい難い。

また、２ＣＰＵ方式においては、励磁コイルのパワー制御を直接司るのは誘導加熱回路側のＣＰＵであるが、当該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。ＩＨ定着方式は温度上昇が特に急峻なため、暴走時にはハロゲンランプ方式に比べてより危険が伴うので、当該安全対策は重要である。ちなみに、特許文献３によれば、ＣＰＵが暴走した場合には、それに伴い生ずる異常温度の温度検知信号を利用して高周波電流の供給を強制的に禁止させる旨が記載されているが、これはいうなれば通常の異常温度検知手段を併用しているに過ぎず、ＣＰＵの実際の暴走を検知していないため、遅れが生ずる等、暴走対策としては不十分である。

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、本体ＣＰＵ側の制御負荷を軽減し、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を可能にすることである。

加えて、本発明の目的は、誘導加熱制御回路側のＣＰＵが暴走した場合の安全対策を素早く行えるようにすることである。

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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、備え、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された温度情報に基づき、前記副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみで行うようにした。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。

請求項２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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備え、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得する前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対して電力指示信号のみで制御指示を行うための信号線により接続されている。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を信号線を通じた電力指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置は前記主中央処理装置よりも処理能力が低い。

従って、副中央処理装置は誘導加熱制御のみを行うので、処理能力の低いローコストなワンチップＣＰＵを使用することができる上に、主中央処理装置のように他の制御を受け持たないため、緻密な誘導加熱制御を担うことができる。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置が出力する電力指示信号はシリアル信号である。

従って、電力指示信号をシリアル信号とすることで信号数を減らすことができる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の定着制御装置において、前記シリアル信号は所定周期のＰＷＭ信号である。

従って、ＰＷＭ信号を利用することでシリアル信号方式を容易に実現できる。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置が出力する電力指示信号は複数ビットの組合せで電力制御値を指示する信号である。

従って、電力指示信号を複数ビットの組合せで電力制御値を指示する信号とすることにより、電力制御値制御をより簡単化させることが可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの電力指示信号と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する。

従って、主中央処理装置から電力指示信号のみを受け取る副中央処理装置側において適正に電力制御値を算出して励磁コイルに対する駆動電力を制御することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じて前記副中央処理装置に対して目標指示信号を周期的に出力指示する。

従って、実際に画像形成動作全体の制御を司る主中央処理装置が定着用被加熱部材の温度監視を直接的に行い、その温度検知結果に基づき励磁コイル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副中央処理装置を制御するので、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。

請求項９記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じて前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換える。

従って、定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じて副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換えることで、主中央処理装置としては必要な温度帯だけ細かいサイクルで制御し緻密な制御が必要のない温度帯ではラフなサイクルで電力指示制御すればよく、その処理負荷が軽減される。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで電力指示信号を出力指示する。

従って、主中央処理装置としては、請求項９の具体例として、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで電力指示信号を出力指示すればよく、その処理負荷が軽減される。

請求項１１記載の発明は、請求項９記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで温度情報を取得して相対的に細かい電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで温度情報を取得して相対的に粗い電力指示信号を出力指示する。

従って、主中央処理装置としては、請求項９の具体例として、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで温度情報を取得して相対的に細かい電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで温度情報を取得して相対的に粗い電力指示信号を出力指示することで、緻密な誘導加熱制御と処理負荷の軽減とのバランスを採ることができる。

請求項１２記載の発明は、請求項９記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを温度情報に対応させて複数規定したテーブルを備え、前記主中央処理装置は取得した温度情報に応じて前記テーブルを参照して前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換える。

従って、主中央処理装置としては、請求項９の具体例として、細かい／粗い、の切換えだけでなく、テーブル参照方式によっても適切に出力指示サイクルの切換え変更を行うことができる。

請求項１３記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、定着特性に応じて機種毎に前記副中央処理装置に対する電力指示信号のパターンが設定されている。

従って、画像形成装置にあっては機種毎にトナー特性等の定着特性が異なるが、機種毎に電力指示信号のパターンが設定されているので、電力指示信号によって機種毎に定着特性を意識した細かな定着制御が可能となり、その機種に適した状態で定着立上げ時間を短縮させることができる。この際、電力指示信号のみを利用しているので、主中央処理装置の電力指示信号のパターンを機種毎に変更すればよく、副中央処理装置側については機種毎に個別に対応しなくてもよく共通化・汎用化できる。

請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の定着制御装置において、前記定着特性は、機種毎のトナー特性である。

従って、請求項１３記載の発明の具体例として、トナー特性を考慮することで、トナー特性の変わる箇所で電力指示信号を変更させるパターンを使用すればよく、その機種に適した状態で定着立上げ時間を短縮させることができる。

請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の定着制御装置において、前記トナー特性は、当該機種の立上り特性、昇温特性及び定着ユニット特性である。

従って、請求項１４記載の発明の具体例として、トナー特性として当該機種の立上り特性、昇温特性及び定着ユニット特性を考慮することで、トナー特性の変わる箇所で電力指示信号を変更させるパターンを使用すればよく、その機種に適した状態で定着立上げ時間を短縮させることができる。

請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１５の何れか一記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置の電力指示信号に対する制御周期は、前記主中央処理装置の制御周期よりも短い。

従って、副中央処理装置の電力指示信号に対する制御周期は、主中央処理装置の制御周期よりも短いので、副中央処理装置の制御周期が主中央処理装置の制御周期に遅れることがなく、基本的に、常時緻密な制御に対応し得る分解能を持つこととなり、誘導加熱定着方式本来の温度追従性のよさを活かすべく緻密な誘導加熱制御が確保される。

請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する電力指示の更新周期は、（制御周期）×ｎ（ｎは任意の整数）なる間隔でランダムである。

従って、常時緻密な制御に対応し得る分解能を持つ構成下に、実際の制御としては、主中央処理装置の副中央処理装置に対する電力指示の更新周期をランダムとすることで、必要時のみ緻密な周期で電力指示を更新し、緻密な制御が必要ない時にはラフな周期で電力指示を更新すればよく、主中央処理装置の制御負荷の軽減と誘導加熱の緻密な制御とを両立させることができる。

請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する電力指示の更新周期は、取得した温度情報に基づき任意に設定自在である。

従って、取得した温度情報に基づき電力指示の更新周期を任意に設定することにより、主中央処理装置の制御負荷の軽減と誘導加熱の緻密な制御とを両立させる上で、適宜バランスを採ることができる。

請求項１９記載の発明は、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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備え、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する制御指示を温度指示信号のみで行い、前記副中央処理装置は前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得するようにした。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を温度指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。特に、主中央処理装置としては、誘導加熱制御に関しては目標温度のみを管理すればよく、例えば電力指示信号を利用する場合よりも主中央処理装置の制御負担を軽くすることができる。

請求項２０記載の発明は、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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備え、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得する前記副中央処理装置に対して温度指示信号のみで制御指示を行うための信号線により接続され、前記副中央処理装置には前記温度センサが接続されている。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を信号線を通じた温度指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。特に、主中央処理装置としては、誘導加熱制御に関しては目標温度のみを管理すればよく、例えば電力指示信号を利用する場合よりも主中央処理装置の制御負担を軽くすることができる。

請求項２１記載の発明は、請求項１９又は２０記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置は前記主中央処理装置よりも処理能力が低い。

従って、副中央処理装置は誘導加熱制御のみを行うので、処理能力の低いローコストなワンチップＣＰＵを使用することができる上に、主中央処理装置のように他の制御を受け持たないため、緻密な誘導加熱制御を担うことができる。

請求項２２記載の発明は、請求項１９ないし２１の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置が出力する温度指示信号はシリアル信号である。

従って、温度指示信号をシリアル信号とすることで信号数を減らすことができる。

請求項２３記載の発明は、請求項２２記載の定着制御装置において、前記シリアル信号は所定周期のＰＷＭ信号である。

従って、ＰＷＭ信号を利用することでシリアル信号方式を容易に実現できる。

請求項２４記載の発明は、請求項１９ないし２１の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置が出力する温度指示信号は複数ビットの組合せで温度制御値を指示する信号である。

従って、温度指示信号を複数ビットの組合せで温度制御値を指示する信号とすることにより、温度制御値制御をより簡単化させることが可能となる。

請求項２５記載の発明は、請求項１９ないし２４の何れか一記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの温度指示信号と、検知された前記定着用被加熱部材の温度情報と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する。

従って、主中央処理装置から温度指示信号のみを受け取る副中央処理装置側において適正に電力制御値を算出して励磁コイルに対する駆動電力を制御することができる。特に、実際の電力制御を担う副中央処理装置が直接温度監視を行って励磁コイルの出力が随時最適となるように駆動電力を制御するので、当該マシンの動作状態や画像モードによる目標温度、その時々の温度検出状態に応じた、より緻密な誘導加熱制御が可能となる。

請求項２６記載の発明は、請求項２５記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対して目標温度を温度指示信号として周期的に出力指示し、前記副中央処理装置は前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得して前記目標温度に近づけるように電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する。

従って、実際の電力制御を担う副中央処理装置が定着用被加熱部材の温度監視を直接的に行う、その温度検知結果に基づき励磁コイルの出力が最適となるように随時温度指示信号のみに基づいて副中央処理装置が制御するので、当該マシンの動作状態や画像モードによる目標温度、その時々の温度検出状態に応じた、より緻密な誘導加熱制御が可能となる。

請求項２７記載の発明は、請求項１９ないし２６の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する温度指示信号の出力指示サイクルが切換え自在である。

従って、副中央処理装置に対する温度指示信号の出力指示サイクルを切換えることで、主中央処理装置としては必要な場合だけ細かいサイクルで制御し緻密な制御が必要のない場合にはラフなサイクルで電力指示制御すればよく、その処理負荷が軽減される。特に、誘導加熱制御自体は副中央処理装置側が受け持つので、１回だけの温度指示信号の出力指示だけで済ませることも可能である。

請求項２８記載の発明は、請求項１９ないし２７の何れか一記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置の温度指示信号に対する制御周期は、前記主中央処理装置の制御周期よりも短い。

従って、副中央処理装置の温度指示信号に対する制御周期は、主中央処理装置の制御周期よりも短いので、副中央処理装置の制御周期が主中央処理装置の制御周期に遅れることがなく、基本的に、常時緻密な制御に対応し得る分解能を持つこととなり、誘導加熱定着方式本来の温度追従性のよさを活かすべく緻密な誘導加熱制御が確保される。

請求項２９記載の発明は、請求項２８記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する温度指示の更新周期は、（制御周期）×ｎ（ｎは任意の整数）なる間隔でランダムである。

従って、常時緻密な制御に対応し得る分解能を持つ構成下に、実際の制御としては、主中央処理装置の副中央処理装置に対する温度指示の更新周期をランダムとすることで、必要時のみ緻密な周期で温度指示を更新し、緻密な制御が必要ない時にはラフな周期で温度指示を更新すればよく、主中央処理装置の制御負荷の軽減と誘導加熱の緻密な制御とを両立させることができる。

請求項３０記載の発明は、請求項１９ないし２９の何れか一記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、電流供給開始時に前記温度センサにより検知される前記定着用被加熱部材の温度情報を取得し、取得した温度情報に応じて温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号とは異なる値の信号を指示出力する。

従って、電流供給開始時の定着用被加熱部材の温度が所定の基準温度よりも高く立上げ時間に余裕がある場合には、温度指示信号としては本来の目標温度対応の値よりも低い値として指示出力することにより、不要な電力消費を抑えることができる。この際、主中央処理装置側では温度指示信号のみを指示出力すればよく、その制御負荷が軽いため、容易に実現できる。

請求項３１記載の発明は、請求項３０記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記温度センサから取得した電流供給開始時の前記定着用被加熱部材の温度情報が高いほど温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号よりも低い値の信号を指示出力する。

従って、請求項３０の具体例として、電流供給開始時の定着用被加熱部材の温度が所定の基準温度よりも高く立上げ時間に余裕がある場合には、温度指示信号としては本来の目標温度対応の値よりも低い値として指示出力することにより、不要な電力消費を抑えることができる。この際、主中央処理装置側では温度指示信号のみを指示出力すればよく、その制御負荷が軽いため、容易に実現できる。

請求項３２記載の発明は、請求項３０又は３１記載の定着制御装置において、前記主中央処理装置は、前記定着用被加熱部材の立上げ時間がほぼ一定となるように温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号とは異なる値の信号を指示出力する。

従って、電流供給開始時の定着用被加熱部材の温度によって立上げ時間が変化するものの、他のユニットが立上る前に定着側が立上っても意味がないので、この立上げ時間がほぼ一定となるように温度指示信号を指示出力させる、例えば、電流供給開始時の温度に依存させて当初の温度指示信号の値を低くすることで、無駄な電力消費を抑えることができる。

請求項３３記載の発明は、請求項３０ないし３２の何れか一記載の定着制御装置において、前記副中央処理装置に対する温度指示信号の値を電流供給開始時の温度情報に対応させて規定したテーブルを備え、前記主中央処理装置は電流供給開始時に取得した温度情報に応じて前記テーブルを参照して前記副中央処理装置に対する温度指示信号の値を切換える。

従って、主中央処理装置としては、請求項３０ないし３２の具体例として、テーブル参照方式によって簡単かつ適切に温度指示信号を指示出力させることができる。

請求項３４記載の発明は、請求項１ないし３３の何れか一記載の定着制御装置において、前記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する高温異常検出回路と、前記励磁コイルに対する通電経路中に設けられて、前記高温異常検出回路によりオン・オフ制御されるリレーと、を有し、前記高温異常検出回路は、前記定着用被加熱部材の高温異常を検出した場合には前記リレーをオフさせて前記励磁コイルへの電流供給を断つようにした。

従って、主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リレーを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。

請求項３５記載の発明は、請求項１ないし３４の何れか一記載の定着制御装置において、前記励磁コイルに対する通電経路中に、前記主中央処理装置によりオン・オフ制御されるリレーを有し、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置から当該副中央処理装置が正常に動作していることを示す確認信号を一定時間以上受信しなかった場合には前記リレーをオフさせて前記励磁コイルへの電流供給を断つようにした。

従って、主中央処理装置が、副中央処理装置から当該副中央処理装置が正常に動作していることを示す確認信号を常時監視しており、確認信号を一定時間以上受信しなかったことにより当該副中央処理装置の暴走を直接的かつ一早く検知した場合にはリレーを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。

請求項３６記載の発明は、請求項３４又は３５記載の定着制御装置において、前記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。

従って、高温異常や副中央処理装置の暴走等により、リレー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、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。

請求項３７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３６の何れか一記載の定着制御装置と、を備える。

従って、請求項１ないし３６の何れか一記載の定着制御装置を備えるので、請求項１ないし３６の何れか一記載の定着制御装置の場合と同様な作用を奏する。

請求項３８記載の発明は、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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備える定着制御装置による定着制御方法であって、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された温度情報に基づき、前記副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみで行い、前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの電力指示信号と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御するようにした。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。

請求項３９記載の発明は、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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備える定着制御装置による定着制御方法であって、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する制御指示を目標温度に基づく温度指示信号のみで行い、前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの温度指示信号と、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、前記目標温度に近づけるように電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御するようにした。

従って、主中央処理装置の他に誘導加熱制御専用の副中央処理装置を備える２ＣＰＵ方式として、基本的にＣＰＵにかかる負荷を分散させるとともに誘導加熱定着方式本来の温度追従性の良さを活かすべく緻密な誘導加熱制御が可能となり、かつ、主中央処理装置から副中央処理装置に対する制御指示を温度指示信号のみとすることにより、主中央処理装置が担う制御が極めて単純化され、当該主中央処理装置の負荷を軽減し、かつ、その制御ソフトの複雑化も回避可能となる。特に、主中央処理装置としては、誘導加熱制御に関しては目標温度のみを管理すればよく、例えば電力指示信号を利用する場合よりも主中央処理装置の制御負担を軽くすることができる。

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、画像形成装置全体の制御を司る主中央処理装置から誘導加熱制御回路中の副中央処理装置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、主中央処理装置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。

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、画像形成装置全体の制御を司る主中央処理装置から誘導加熱制御回路中の副中央処理装置に対する制御指示を温度指示信号のみで行わせる構成としたので、主中央処理装置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、誘導加熱の制御は副中央処理装置に担わせることにより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。特に、主中央処理装置としては、誘導加熱制御に関しては目標温度のみを管理すればよく、例えば電力指示信号を利用する場合よりも主中央処理装置の制御負担を軽くすることができる。

また、本発明によれば、主中央処理装置が、副中央処理装置から当該副中央処理装置が正常に動作していることを示す確認信号を常時監視しており、確認信号を一定時間以上受信しなかったことにより当該副中央処理装置の暴走を直接的かつ一早く検知した場合にはリレーをオフさせるので、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。

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。

［第一の実施の形態］
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＩＨ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。

なお、定着ローラ２０１はモータ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。

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２０９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。

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。

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２１０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が搭載されたエンジン制御基板（本体制御回路）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。

また、定着ベルト２０４を誘導加熱する励磁コイル２０５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２１３を搭載したＩＨ制御基板（誘導加熱制御回路）２１４が設けられている。インバータ回路２１３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ＩＨ制御基板２１４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ＣＰＵ２１５が搭載されている。このＩＨ用ＣＰＵ２１５は本体ＣＰＵ２１１から信号線２１６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２１３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２１３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ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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。

また、インバータ回路２１３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ＣＰＵ２１５のＡ／Ｄコンバータでアナログデジタル変換されＩＨ用ＣＰＵ２１５内部で処理される。

次に、信号線２１６を通じて本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５との間での取り決めに従う。

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。

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２１６を通じてＩＨ用ＣＰＵ２１５に電力指示信号として指示出力する（ステップＭ３）。

一方、ＩＨ用ＣＰＵ２１５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。

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ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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。

ところで、図５に示した処理制御例では、本体ＣＰＵ２１１が所定の制御周期で周期的に電力指示信号を出力する例で示したが、例えば、図６や図７に示すように、電力指示信号の出力指示サイクルを途中で切換えるようにしてもよい。

図６は１０〜１００ｍｓ（１０ｍｓ単位）でタイマ割込み可変の本体ＣＰＵ２１１による制御例を示す。まず、図５（ａ）で前述したようなステップＭ１〜Ｍ３の処理を行なった後、当該マシンの状況により制御周期（出力指示サイクル）を決定する（ステップＭ４）。即ち、その時点でのマシンの状況により緻密な制御が必要な状態であるかどうかを判断し、次回までの制御周期を決定する。具体的には、サーミスタ２０７から得られる温度情報を参照し、立上げ直後等のように当該温度が目標温度から遠ければ相対的にラフな（粗い）サイクルで電力指示信号を出すように制御周期を決定し、当該温度が目標温度に近い場合には緻密な制御を行うために相対的に細かいサイクルで電力指示信号を出すように制御周期を決定する。このような決定処理を経て、割込みタイマ値の更新がなければ（ステップＭ５のＮ）、そのままリターンするが、割込みタイマ値の更新があれば（ステップＭ５のＹ）、割込みタイマ値を更新設定し（ステップＭ６）、リターンする。その後は、そのままのタイマ値或いは更新設定されたタイマ値に従うタイマ割込み周期で、次回の温度検出以降の処理を繰返す。

一方、図７は１０ｍｓでタイマ割込み周期固定の本体ＣＰＵ２１１による制御例を示す。まず、タイマ割込みの時点で、そのタイマ割込みの回数をカウントし（ステップＭ１１）、そのカウント値が設定値に達したか否かをチェックする（ステップＭ１２）。達していなければ（ステップＭ１２のＮ）、単なる割込み処理を繰り返す。設定値に達した場合には（ステップＭ１２のＹ）、当該カウント値をクリアした上で（ステップＭ１３）、今回の制御動作として、図５（ａ）で前述したようなステップＭ１〜Ｍ３の処理を行う。この後、当該マシンの状況により制御周期（出力指示サイクル）を決定する（ステップＭ４）。この処理は図６で説明した場合と同様である。この処理により、制御周期に関する設定値に変更があれば（ステップＭ１４のＹ）、設定値を更新設定し（ステップＭ１５）、リターンする。その後は、そのままの設定値或いは更新設定された設定値に従うタイマ割込み周期で、次回の温度検出以降の処理を繰返す。

このように、定着ベルト２０４の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じてＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換えることで、本体ＣＰＵ２１１としては必要な温度帯だけ細かいサイクルで制御し緻密な制御が必要のない温度帯ではラフなサイクルで電力指示制御すればよく、その処理負荷が軽減される。即ち、図８に示すように、取得した温度情報が目標温度（例えば、１７０℃）に近い場合には相対的に細かいサイクル（例えば、１０ｍｓ周期）で電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクル（例えば、１００ｍｓ周期）で電力指示信号を出力指示すればよく、本体ＣＰＵ２１１としてはその処理負荷が大幅に軽減される。これにより、本体ＣＰＵ２１１のＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する電力指示の更新周期は、（制御周期）×ｎ（ｎは任意の整数）なる間隔でランダムでよいので、本体ＣＰＵ２１１の負荷軽減とＩＨ用の緻密な制御とを両立させることができる。特に、当該電力指示の更新周期を、取得した温度情報に基づき任意に設定自在とすることにより、本体ＣＰＵ２１１の制御負荷の軽減とＩＨの緻密な制御とを両立させる上で、適宜バランスを採ることができる。

また、この種の画像形成装置では、機種毎にトナー特性（当該機種の立上り特性、昇温特性、定着ユニット特性）等の定着特性が異なるが、このような定着特性に応じて機種毎にＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する電力指示信号のパターンを本体ＣＰＵ２１１に設定しておくようにすれば、機種毎に定着特性を意識した細かな定着制御が可能となり、その機種に適した状態で定着立上げ時間を短縮させることができる。例えば、或るトナー特性を持つＡトナーを用いる機種の場合には、その機器にあっては、図９（ａ）に示すような立上げ特性を満たすような電力指示信号のパターンを本体ＣＰＵ２１１に設定しておく。これにより、例えば、温度が１２０℃に達した時点ｔ１で電力指示信号を変更設定し、温度が１３０℃に達した時点で電力指示信号を変更設定し、…、という制御処理を行い、定着立上げ動作においてリップルが出ないように制御する。一方、或るトナー特性を持つＢトナーを用いる機種の場合には、その機器にあっては、図９（ｂ）に示すような立上げ特性を満たすような電力指示信号のパターンを本体ＣＰＵ２１１に設定しておく。これにより、例えば、温度が１２０℃に達した時点ｔ１で電力指示信号を変更設定し、温度が１３０℃に達した時点で電力指示信号を変更設定し、…、という制御処理を行い、定着立上げ動作においてリップルが出ないように制御する。つまり、トナー特性の変わるところで、電力指示信号を変更することにより、立上げ時間の短縮化を図ることができる。

即ち、これらの制御例では、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで温度情報を取得して相対的に細かい電力指示信号を出力指示する一方、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで温度情報を取得して相対的に粗い電力指示信号を出力指示しているものであり、緻密なＩＨ制御と本体ＣＰＵ２１１の処理負荷の軽減とのバランスを採ることができる。

ちなみに、本体ＣＰＵ２１１がＩＨ用ＣＰＵ２１５に対してその時々に応じた目標温度を指示することも考えられるが、目標温度による指示の場合、ＩＨ用ＣＰＵ２１５にあってはトナー特性（定着特性）毎、即ち、機種毎に個別対応できるように作製しなければならず、共通化することができない。この点、本実施の形態では、電力指示信号のみを利用しているので、本体ＣＰＵ２１１の電力指示信号のパターンを機種毎に変更すればよく、ＩＨ用ＣＰＵ２１５側については機種毎に個別に対応しなくてもよく共通化・汎用化できる。

なお、本実施の形態では、電力指示出力の出力指示サイクルを温度情報に基づき細かい／粗い、で切換え制御するようにしたが、予めＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する電力指示信号の出力指示サイクルを温度情報に対応させて複数規定したテーブル（図示せず）をＲＯＭ等に備え、本体ＣＰＵ２１１は取得した温度情報に応じてこのテーブルを参照してＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換えるようにしてもよい。これにより、本体ＣＰＵ２１１としては、細かい／粗い、の切換えだけでなく、テーブル参照方式によっても適切に出力指示サイクルの切換え変更を行うことができる。

次に、本実施の形態における安全対策について図１０及び図１１を参照して説明する。まず、ＩＨコイル２０５駆動用のインバータ回路２１３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のリレー２２２を介して行うように通電経路が設定されている。ここに、電源ユニット２２１中にはメインスイッチ２２３を介してＤＣ電源部２２４が設けられ、本体ＣＰＵ２１１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。この＋２４Ｖ電源ラインには、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２２５が接続されている。

一方、エンジン制御基板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２１３の動作を停止させる高温異常信号を出力する高温異常検出回路２２６が設けられている。また、本体ＣＰＵ２１１とＩＨ用ＣＰＵ２１５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２２７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ＣＰＵ２１５から当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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２２６からの高温異常信号と本体ＣＰＵ２１１からのその他のエラー信号とが入力されるＯＲ回路２２８が設けられている。このＯＲ回路２２８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２１３側への電源供給を強制的に断つように構成されている。

このような構成において、本体ＣＰＵ２１１は図１１に示すように定期的に信号線２２７を通じたＵＡＲＴ受信、即ち、ＩＨ用ＣＰＵ２１５からの確認信号の受信の有無をチェックしており（ステップＭ２１）、確認信号を受信すれば（ステップＭ２１のＹ）、ＩＨ用ＣＰＵ２１５が正常に動作しているものとして、経過時間をクリアする（ステップＭ２２）。一方、エラー信号を受信しない場合には（ステップＭ２１のＮ）、さらに、予め設定された一定時間以上経過したか否かをチェックし（ステップＭ２３）、経過していなければ（ステップＭ２３のＮ）、リターンしてチェック動作を繰返す。一定時間以上経過している場合には（ステップＭ２３のＹ）、その他のエラー信号としてＯＲ回路２２８に対して出力する（ステップＭ２４）。これにより、ＯＲ回路２２８はリレーコイル２２２ｂを介してリレー接点２２２ａを強制的に開放させ、インバータ回路２１３側への電源供給を強制的に断ち、ＩＨコイル２０５への電流供給も断たれることとなる。

なお、この際、高温異常検出回路２２６により高温異常が検出されてリレー接点２２２ａを開放させる場合、又は、ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走検知によりリレー接点２２２ａを開放させる場合の何れにおいても、ＯＲ回路２２８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ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走等により、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。

このように、本実施の形態によれば、本体ＣＰＵ２１１が、ＩＨ用ＣＰＵ２１５から当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５が正常に動作していることを示す確認信号を常時監視しており、確認信号を一定時間以上受信しなかったことにより当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走を直接的かつ一早く検知した場合にはリレー接点２２２ａをオフさせることにより、励磁コイル２０５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。なお、ＩＨ用ＣＰＵ２１５に関係なく温度異常が高温異常検出回路２２６により検出された場合にもリレー接点２２２ａを強制的にオフさせることにより安全性が確保される。

［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態について説明する。前記実施の形態で示した部分と同一又は相当する部分は同一符号を用いて示す。本実施の形態の定着ベルト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２１０に対する制御系、即ち、定着制御装置の構成例を図１２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が搭載されたエンジン制御基板（本体制御回路）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、例えば、ソフト的に温度監視を行うように構成されている。また、このサーミスタ２０７のセンサ信号はエンジン制御基板２１２に入力され、本体ＣＰＵ２１１に依存せずハード的に定着ベルト２０４の高温異常を検出するための高温異常検出回路３１３にも入力されている。この場合、本体ＣＰＵ２１１によるソフト監視温度＜高温異常検出回路３１３によるハード監視温度の関係に設定されており、定着温度を二重に監視することにより、万一、ソフトが暴走しても回路を遮断できるように構成されている。この遮断処理等については後述する。

また、定着ベルト２０４を誘導加熱する励磁コイル２０５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２１３を搭載したＩＨ制御基板（誘導加熱制御回路）２１４が設けられている。インバータ回路２１３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ＩＨ制御基板２１４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ＣＰＵ２１５が搭載されている。このＩＨ用ＣＰＵ２１５にはサーミスタ２０７が接続されており、定着ベルト２０４の温度情報を取得可能とされている。ここに、ＩＨ用ＣＰＵ２１５は本体ＣＰＵ２１１から信号線２１７を通して送信される温度指示信号のみにより制御指示を受け、この温度指示信号と、取得した定着ベルト２０４の温度情報と、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２１３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誘導加熱制御動作を受け持つ。この温度指示信号は、基本的には、定着ベルト２０４の目標温度をＩＨ用ＣＰＵ２１５に対して与えるものであり、例えば、後述のようにＰＷＭ信号で与える場合には、デューティによる温度指示換算値として与えられる。もっとも、頻繁に目標温度を変更する必要のない場合であれば、ＰＷＭ信号に代えてシリアル通信信号を利用してもよい。また、インバータ制御信号はインバータ回路２１３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。何れにしても、本実施の形態のＩＨ用ＣＰＵ２１５は、誘導加熱制御に関して温度制御と電力制御とを受け持つ。温度制御は、本体ＣＰＵ２１１から指示された温度指示信号なる目標温度とサーミスタ２０７で検出された定着ベルト２０４の温度とが一致するように制御する処理であり、目標温度への追従性をよくし、偏差を少なくするためにはＰＩ制御などが利用される。また、電力制御は、温度制御値を電力制御値に変換する処理であり、その出力値（インバータ制御信号）としてはＰＷＭ値となる。そして、インバータ回路２１３をＰＷＭ信号により制御することによって励磁コイル２０５に流れる電流を可変制御する。また、本実施の形態のＩＨ用ＣＰＵ２１５は、定着ベルト２０４の温度をサーミスタ２０７を通じて取得し、異常に温度が上昇した場合にはインバータ回路２１３の動作を停止させるためのソフト監視機能も付加されている。何れにしても、ＩＨ用ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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。

また、インバータ回路２１３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ＣＰＵ２１５のＡ／Ｄコンバータでアナログデジタル変換されＩＨ用ＣＰＵ２１５内部で処理される。

次に、信号線２１７を通じて本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１５に指示出力される温度指示信号例を図１３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ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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による温度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１３（ａ）中に示す可変長のＬレベル期間の長さで温度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１３（ｂ）に示すようにＨレベルに固定する。また、図１３（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温度指示となり、図１３（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温度指示となる。これらの最小幅や最大幅は本体ＣＰＵ２１１とＩＨ用ＣＰＵ２１５との間での取り決めに従う。

もっとも、温度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、１７０℃＝１１１、１６０℃＝１１０、１５０℃＝１０１、の如く、複数ビットの組合せで温度制御値を指示する信号としてもよい。これによれば、温度制御値制御をより簡単化させることが可能となる。

このような構成において、基本的な定着制御動作例を図１４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１４（ａ）に示すように、指示温度（目標温度）を決定する（ステップＭ２１）。目標温度は、紙サイズ、紙種、環境温度、白黒／カラー、線速度等の作像条件によって異なるので、これらの条件に応じて指示温度を決定する。ついで、決定された指示温度に応じてＰＷＭ信号のデューティを決定し、信号線２１７を通じてＩＨ用ＣＰＵ２１５に温度指示信号として指示出力する（ステップＭ２２）。

一方、ＩＨ用ＣＰＵ２１５においては、図１４（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Ｓ２１）、当該サンプリングによって温度指示信号を確定する（ステップＳ２２）。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Ｓ２３）。さらに、サーミスタ２０７を通じて定着ベルト２０４の温度情報を取得する（ステップＳ２４）。これらの温度指示信号と温度情報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Ｓ２５）、検出温度が指示温度（目標温度）に一致するようにするためにＰＩ制御等によりインバータ回路２１３に対する電力制御値を算出確定し（ステップＳ２６）、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Ｓ２７）。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。

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ＣＰＵ２１５に対する制御指示を温度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。特に、本体ＣＰＵ２１１は目標温度を温度指示信号として指示出力すればよく、温度の制御・維持はＩＨ用ＣＰＵ２１５が司るので、本体ＣＰＵ２１１の制御負荷を大幅に軽減させることができる。また、温度指示はＰＷＭ信号（デューティにより温度を指示）によって出力されるが、ＣＰＵの持つインターバルタイマ機能によってＣＰＵがＰＷＭ値を変更するまでＰＷＭ出力は維持される。よって、ＩＨ用ＣＰＵ２１５は一定間隔で温度指示情報をモニタすることができ、かつ、本体ＣＰＵ２１１側では非同期な間隔でＰＷＭ値を設定変更できるので、この点でも、本体ＣＰＵ２１１の負荷が軽減される。さらには、本体ＣＰＵ２１１は目標温度を温度指示信号として指示出力し、実際の電力制御を受け持つＩＨ用ＣＰＵ２１５がサーミスタ２０７を通じて直接的に温度監視を行い、その監視温度に基づき励磁コイル２０５の出力が随時最適となるように電力制御する方式で誘導加熱制御を行うので、マシンの状態、画像モードによる目標温度と、その時々の温度検出状態に応じた、より緻密な誘導加熱制御が可能となり、画質向上に寄与する。

ところで、本実施の形態の場合、本体ＣＰＵ２１１からＩＨ用ＣＰＵ２１５に対して温度指示信号を指示出力する場合、ＩＨ用ＣＰＵ２１５が受け取る制御周期（ここでは、１０ｍｓ）のタイミングで出力する必要はない。即ち、温度指示信号による場合、ＩＨ用ＣＰＵ２１５側で指示温度＝目標温度になるまで自動的に電力制御値を調整するので、基本的には１回だけ指示出力すればよいといえる。

また、スタート時（電流供給開始時）の定着ベルト２０４の温度によって定着温度の立上げ時間が変化する。例えば、図１５はスタート時の定着ベルト２０４の温度がＴ０，Ｔ１，Ｔ２，…であった場合に、温度指示信号の値として最終的な目標温度Ｔｅの値を指示出力した場合の、各々の立上り特性例Ａ，Ｂ，Ｃ，…を示しており、目標温度Ｔｅに到達する時間が異なり、スタート時の温度が高いほど早く目標温度Ｔｅに到達するのが判る。

しかし、定着以外の他のユニットが立上る前に定着温度が立上っても意味がないので、別の実施の形態としては、例えば、定着温度の立上げの途中で温度指示信号の値を変更するものとし、スタート時の温度に依存させて当初の温度指示信号の値を目標温度相当の値よりも低くし、その後、最終の温度指示信号の値として目標温度相当の値とすることにより、立上げ時間をスタート温度に依らずほぼ一定とし、かつ、無駄な電力の消費を抑えることができる。このような制御は、前述したように本体ＣＰＵ２１１の温度制御に関する負荷が極めて軽いことによって実現できる効果である。

このような制御例について、図１６ないし図１８を参照して説明する。ここでは、１次指示温度、２次指示温度として、温度指示信号の値を２段階に切換えて指示出力するものとする。そして、図１８に示すようなそのマシンの定着立上り特性を考慮して、予め検出温度と１次指示温度との関係を図１６に示すように規定したテーブル２５０を本体ＣＰＵ２１１内蔵のＲＯＭ等に用意しておく。

まず、電流供給開始時にはサーミスタ２０７から定着ベルト２０４の温度情報Ｔｓを取得し（ステップＭ３１）、そのスタート時の温度情報Ｔｓに基づいてテーブル２５０を参照し１次指示温度ＴをＴｅ，Ｔｍ，Ｔｎの何れかに決定する（ステップＭ３２）。そして、決定された１次指示温度Ｔの情報をＰＷＭ信号としてＩＨ用ＣＰＵ２１５に指示出力する（ステップＭ３３）。これに従い、ＩＨ用ＣＰＵ２１５側では図１４（ｂ）に示したような制御処理を行う。そして、所定の時間ｔａが経過するのを待つ（ステップＭ３４）。時間ｔａが経過したら（ステップＭ３４のＹ）、今度は、２次指示温度Ｔとして最終目標温度相当のＴｅに決定し（ステップＭ３５）、決定された２次指示温度Ｔ＝Ｔｅの情報をＰＷＭ信号としてＩＨ用ＣＰＵ２１５に指示出力する（ステップＭ３６）。これに従い、ＩＨ用ＣＰＵ２１５側では図１４（ｂ）に示したような制御処理を行う。

図１８は図１６及び図１７による制御に対応する定着立上り特性例を示す特性図であり、テーブル２５０に従い１次指示温度を選択して温度指示信号として指示出力させることにより、当初の温度の違いに関係なく目標温度への到達時間、即ち、定着立上り時間をほぼ一定にすることができる。例えば、スタート時の定着ベルト２０４の温度がＴ２の場合、１次指示温度をＴｎと低めにすることによってその温度立上り特性はＣ′で示すように緩やかとなる。そして、ｔａ時間経過後に、２次指示温度を最終目標温度相当のＴｅに切換えることにより、この最終目標温度Ｔｅに到達する時間はスタート時の定着ベルト２０４の温度がＴ０の場合と同じとなる。スタート時の温度がＴ１の場合も同様である。

このように、電流供給開始時の定着ベルト２０４の温度が所定の基準温度よりも高く立上げ時間に余裕がある場合には、温度指示信号としては本来の目標温度対応の値Ｔｅよりも低い値（Ｔｍ，Ｔｎ等）として指示出力することにより、不要な電力消費を抑えることができる。具体的には、サーミスタ２０７から取得した電流供給開始時の定着ベルト２０４の温度情報が高いほど温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号Ｔｅよりも低い値の信号を指示出力すればよい。また、別の観点からすると、定着ベルト２０４の立上げ時間がほぼ一定となるように温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号とは異なる値の信号を指示出力すればよい。このような制御に関して、本実施の形態では、温度指示信号の値を電流供給開始時の温度情報に対応させて規定したテーブル２５０を備え、本体ＣＰＵ２１１は電流供給開始時に取得した温度情報に応じて当該テーブル２５０を参照してＩＨ用ＣＰＵ２１５に対する温度指示信号の値を切換えるようにしているので、本体ＣＰＵ２１１からはテーブル参照方式によって簡単かつ適切に温度指示信号を指示出力させることができる。

次に、本実施の形態における安全対策について図１２、図１９及び図２０を参照して説明する。まず、ＩＨコイル２０５駆動用のインバータ回路２１３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のリレー２２２のリレー接点２２２ａ及びＩＨ制御基板２１４内に設けられているリレー３２３のリレー接点３２３ａを介して行うように通電経路が設定されている。常閉のリレー接点２２２ａはエンジン制御基板２１２内の本体ＣＰＵ２１１からリレーＯＮ／ＯＦＦ信号としてＯＦＦ信号が出力された時に通電されるリレーコイル２２２ｂにより強制的に開放されるように設定されている。ここに、電源ユニット２２１中にはメインスイッチ２２３を介してＤＣ電源部２２４が設けられ、本体ＣＰＵ２１１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。この＋２４Ｖ電源ラインには、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２２５が接続されている。

一方、エンジン制御基板２１２中には、図３中に示すように、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２１３の動作を停止させる高温異常信号を出力する高温異常検出回路３１３が設けられている。また、本体ＣＰＵ２１１とＩＨ用ＣＰＵ２１５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２２７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ＣＰＵ２１５から当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５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ＣＰＵ２１５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３１３からの高温異常信号と本体ＣＰＵ２１１からのその他のエラー信号とが入力されるＯＲ回路３２８が設けられている。このＯＲ回路３２８の出力は、強制ＯＦＦ用の加熱イネーブル信号としてＩＨ制御基板２１４に出力される。ＩＨ制御基板２１４中には図１９に示すように加熱イネーブル信号を受信して遮断信号を出力する強制オフ回路２２９が設けられている。この強制オフ回路２２９の出力側には、常閉のリレー接点３２３ａを強制的に開放させるためのリレーコイル３２３ｂが接続されており、ＯＲ回路３２８から高温異常信号又はその他のエラー信号に基づく加熱イネーブル信号が出力された場合にはリレー接点３２３ａを強制的に開放させてインバータ回路２１３側への電源供給を強制的に断つように構成されている。

このような構成において、本体ＣＰＵ２１１は図２０に示すように定期的に信号線２２７を通じたＵＡＲＴ受信、即ち、ＩＨ用ＣＰＵ２１５からの確認信号の受信の有無をチェックしており（ステップＭ４１）、確認信号を受信すれば（ステップＭ４１のＹ）、ＩＨ用ＣＰＵ２１５が正常に動作しているものとして、経過時間をクリアする（ステップＭ４２）。一方、エラー信号を受信しない場合には（ステップＭ４１のＮ）、さらに、予め設定された一定時間以上経過したか否かをチェックし（ステップＭ４３）、経過していなければ（ステップＭ４３のＮ）、リターンしてチェック動作を繰返す。一定時間以上経過している場合には（ステップＭ４３のＹ）、その他のエラー信号としてＯＲ回路３２８に対して出力する（ステップＭ４４）。これにより、ＯＲ回路３２８は加熱イネーブル信号を強制オフ回路２２９に対して出力し、この強制オフ回路２２９によってリレーコイル３２３ｂを介してリレー接点３２３ａを強制的に開放させ、インバータ回路２１３側への電源供給を強制的に断ち、ＩＨコイル２０５への電流供給も断たれることとなる。

なお、サーミスタ２０７の検出温度を常時監視するＩＨ用ＣＰＵ２１５によって高温異常と判断された場合（高温異常検出回路３１３よりも低い温度）や、ＩＨ用ＣＰＵ２１５が本体ＣＰＵ２１１側と通信できなくなったことが検出され本体ＣＰＵ２１１に異常があると判断された場合にも、強制オフ回路２２９はＩＨ用ＣＰＵ２１５からの異常信号に基づきリレーコイル３２３ｂを介してリレー接点３２３ａを強制的に開放させ、インバータ回路２１３側への電源供給を強制的に断ち、ＩＨコイル２０５への電流供給も断つ。

なお、この際、高温異常検出回路３１３により高温異常が検出されてリレー接点３２３ａを開放させる場合、又は、ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走検知によりリレー接点３２３ａを開放させる場合の何れにおいても、ＯＲ回路３２８からエラー信号（又は、強制オフ回路２２９の遮断信号）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ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走等により、リレー接点３２３ａ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。

このように、本実施の形態によれば、本体ＣＰＵ２１１が、ＩＨ用ＣＰＵ２１５から当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５が正常に動作していることを示す確認信号を常時監視しており、確認信号を一定時間以上受信しなかったことにより当該ＩＨ用ＣＰＵ２１５の暴走を直接的かつ一早く検知した場合にはリレー接点３２３ａをオフさせることにより、励磁コイル２０５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。なお、ＩＨ用ＣＰＵ２１５に関係なく温度異常が高温異常検出回路３１３により検出された場合にもリレー接点３２３ａを強制的にオフさせることにより安全性が確保される。

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。 定着装置の概略構成例を示す正面図である。 本発明の第一の実施の形態の定着制御装置の構成例を示す概略ブロック図である。 電力指示信号例を示すタイミングチャートである。 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。 タイマ割込み可変の本体ＣＰＵによる制御例を示す概略フローチャートである。 タイマ割込み固定の本体ＣＰＵによる制御例を示す概略フローチャートである。 立上り特性例を示す特性図である。 トナー特性に応じた制御例を示す特性図である。 安全対策構成例を示す概略ブロック図である。 安全対策制御例を示す概略フローチャートである。 本発明の第二の実施の形態の定着制御装置の構成例を示す概略ブロック図である。 電力指示信号例を示すタイミングチャートである。 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。 温度指示を途中で変更しない場合の定着温度上昇カーブを示す特性図である。 １次指示温度用のテーブル例を示す説明図である。 温度指示を途中で変更する場合の動作制御例を示す概略フローチャートである。 温度指示を途中で変更する場合の定着温度上昇カーブを示す特性図である。 安全対策構成例を示す概略ブロック図である。 安全対策制御例を示す概略フローチャートである。

符号の説明

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
２１４ 誘導加熱制御回路
２１５ 副中央処理装置
２１６ 信号線
２１７ 信号線
２２２ リレー
２２６ 異常温度検出回路
２５０ テーブル
３１３ 異常温度検出回路
３２３ リレー

Claims (39)

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、
   定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、
   電流供給を受けて前記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、
   を備え、前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された温度情報に基づき、前記副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみで行うようにした、定着制御装置。
2. 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、
   定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、
   電流供給を受けて前記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、
   を備え、
   前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得する前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対して電力指示信号のみで制御指示を行うための信号線により接続されている、定着制御装置。
3. 前記副中央処理装置は前記主中央処理装置よりも処理能力が低い、請求項１又は２記載の定着制御装置。
4. 前記主中央処理装置が出力する電力指示信号はシリアル信号である、請求項１ないし３の何れか一記載の定着制御装置。
5. 前記シリアル信号は所定周期のＰＷＭ信号である、請求項４記載の定着制御装置。
6. 前記主中央処理装置が出力する電力指示信号は複数ビットの組合せで電力制御値を指示する信号である、請求項１ないし３の何れか一記載の定着制御装置。
7. 前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの電力指示信号と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する、請求項１ないし６の何れか一記載の定着制御装置。
8. 前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じて前記副中央処理装置に対して目標指示信号を周期的に出力指示する、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置。
9. 前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得し、その温度情報に応じて前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換える、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置。
10. 前記主中央処理装置は、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで電力指示信号を出力指示する、請求項９記載の定着制御装置。
11. 前記主中央処理装置は、取得した温度情報が目標温度に近い場合には相対的に細かいサイクルで温度情報を取得して相対的に細かい電力指示信号を出力指示し、目標温度から遠い場合には相対的に粗いサイクルで温度情報を取得して相対的に粗い電力指示信号を出力指示する、請求項９記載の定着制御装置。
12. 前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを温度情報に対応させて複数規定したテーブルを備え、
    前記主中央処理装置は取得した温度情報に応じて前記テーブルを参照して前記副中央処理装置に対する電力指示信号の出力指示サイクルを切換える、請求項９記載の定着制御装置。
13. 前記主中央処理装置は、定着特性に応じて機種毎に前記副中央処理装置に対する電力指示信号のパターンが設定されている、請求項１ないし７の何れか一記載の定着制御装置。
14. 前記定着特性は、機種毎のトナー特性である、請求項１３記載の定着制御装置。
15. 前記トナー特性は、当該機種の立上り特性、昇温特性及び定着ユニット特性である、請求項１４記載の定着制御装置。
16. 前記副中央処理装置の電力指示信号に対する制御周期は、前記主中央処理装置の制御周期よりも短い、請求項１ないし１５の何れか一記載の定着制御装置。
17. 前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する電力指示の更新周期は、（制御周期）×ｎ（ｎは任意の整数）なる間隔でランダムである、請求項１６記載の定着制御装置。
18. 前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する電力指示の更新周期は、取得した温度情報に基づき任意に設定自在である、請求項１７記載の定着制御装置。
19. 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、
    定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、
    電流供給を受けて前記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、
    を備え、前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する制御指示を温度指示信号のみで行い、前記副中央処理装置は前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得するようにした、定着制御装置。
20. 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、
    定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、
    電流供給を受けて前記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、
    を備え、
    前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を取得する前記副中央処理装置に対して温度指示信号のみで制御指示を行うための信号線により接続され、前記副中央処理装置には前記温度センサが接続されている、定着制御装置。
21. 前記副中央処理装置は前記主中央処理装置よりも処理能力が低い、請求項１９又は２０記載の定着制御装置。
22. 前記主中央処理装置が出力する温度指示信号はシリアル信号である、請求項１９ないし２１の何れか一記載の定着制御装置。
23. 前記シリアル信号は所定周期のＰＷＭ信号である、請求項２２記載の定着制御装置。
24. 前記主中央処理装置が出力する温度指示信号は複数ビットの組合せで温度制御値を指示する信号である、請求項１９ないし２１の何れか一記載の定着制御装置。
25. 前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの温度指示信号と、検知された前記定着用被加熱部材の温度情報と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する、請求項１９ないし２４の何れか一記載の定着制御装置。
26. 前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対して目標温度を温度指示信号として周期的に出力指示し、前記副中央処理装置は前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報を周期的に取得して前記目標温度に近づけるように電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御する、請求項２５記載の定着制御装置。
27. 前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する温度指示信号の出力指示サイクルが切換え自在である、請求項１９ないし２６の何れか一記載の定着制御装置。
28. 前記副中央処理装置の温度指示信号に対する制御周期は、前記主中央処理装置の制御周期よりも短い、請求項１９ないし２７の何れか一記載の定着制御装置。
29. 前記主中央処理装置の前記副中央処理装置に対する温度指示の更新周期は、（制御周期）×ｎ（ｎは任意の整数）なる間隔でランダムである、請求項２８記載の定着制御装置。
30. 前記主中央処理装置は、電流供給開始時に前記温度センサにより検知される前記定着用被加熱部材の温度情報を取得し、取得した温度情報に応じて温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号とは異なる値の信号を指示出力する、請求項１９ないし２９の何れか一記載の定着制御装置。
31. 前記主中央処理装置は、前記温度センサから取得した電流供給開始時の前記定着用被加熱部材の温度情報が高いほど温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号よりも低い値の信号を指示出力する、請求項３０記載の定着制御装置。
32. 前記主中央処理装置は、前記定着用被加熱部材の立上げ時間がほぼ一定となるように温度指示信号として目標温度対応の温度指示信号とは異なる値の信号を指示出力する、請求項２９又は３０記載の定着制御装置。
33. 前記副中央処理装置に対する温度指示信号の値を電流供給開始時の温度情報に対応させて規定したテーブルを備え、
    前記主中央処理装置は電流供給開始時に取得した温度情報に応じて前記テーブルを参照して前記副中央処理装置に対する温度指示信号の値を切換える、請求項３０ないし３２の何れか一記載の定着制御装置。
34. 前記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する高温異常検出回路と、
    前記励磁コイルに対する通電経路中に設けられて、前記高温異常検出回路によりオン・オフ制御されるリレーと、
    を有し、前記高温異常検出回路は、前記定着用被加熱部材の高温異常を検出した場合には前記リレーをオフさせて前記励磁コイルへの電流供給を断つようにした、請求項１ないし３３の何れか一記載の定着制御装置。
35. 前記励磁コイルに対する通電経路中に、前記主中央処理装置によりオン・オフ制御されるリレーを有し、
    前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置から当該副中央処理装置が正常に動作していることを示す確認信号を一定時間以上受信しなかった場合には前記リレーをオフさせて前記励磁コイルへの電流供給を断つようにした、請求項１ないし３４の何れか一記載の定着制御装置。
36. 前記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、請求項３４又は３５記載の定着制御装置。
37. 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３６の何れか一記載の定着制御装置と、
    を備える画像形成装置。
38. 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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備える定着制御装置による定着制御方法であって、
    前記主中央処理装置は、前記温度センサにより検知された温度情報に基づき、前記副中央処理装置に対する制御指示を電力指示信号のみで行い、
    前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの電力指示信号と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御するようにした定着制御方法。
39. 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、定着用被加熱部材の温度を検知する温度センサと、電流供給を受けて前記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、を備える定着制御装置による定着制御方法であって、
    前記主中央処理装置は、前記副中央処理装置に対する制御指示を目標温度に基づく温度指示信号のみで行い、
    前記副中央処理装置は、前記主中央処理装置からの温度指示信号と、前記温度センサにより検知された前記定着用被加熱部材の温度情報と、検知した前記励磁コイルの電流及び電源電圧とに基づき、前記目標温度に近づけるように電力制御値を算出して前記励磁コイルに対する駆動電力を制御するようにした定着制御方法。
    

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