(57)【要約】【課題】矩形波が入力されることによる加熱装置の故障を抑制する技術を提供する。【解決手段】加熱装置３０は、交流電源ＡＣのゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号Ｓｚｃを生成するゼロクロス信号生成回路４０と、ゼロクロス信号Ｓｚｃを基準として、交流電源ＡＣの発熱手段３０への通電時間を調整する通電調整手段５０とを含む。加熱装置３０は、また、ゼロクロスタイミングにおける交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かを検出する電圧変化率検出手段３４と、交流電源ＡＣと発熱手段３３との接続をオン・オフする切替手段３２と、電圧変化率が許容値以上である場合、切替手段３２を制御して、交流電源ＡＣから発熱手段３３への通電を禁止する通電禁止手段３４とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の通電に応じて発熱する発熱手段と、
前記交流電源のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、
前記ゼロクロス信号を基準として、前記交流電源の前記発熱手段への通電時間を調整する通電調整手段と、
前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かを検出する電圧変化率検出手段と、
前記交流電源と前記発熱手段との間に設けられ、前記交流電源と前記発熱手段との接続をオン・オフする切替手段と、
前記電圧変化率が許容値以上である場合、前記切替手段を制御して、前記交流電源から前記発熱手段への通電を禁止する通電禁止手段と、
を備える加熱装置。
【請求項２】
請求項１の加熱装置において、
前記通電禁止手段は、
前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記通電調整手段による前記通電時間の調整動作を開始させないことによって前記発熱手段への通電を禁止し、
前記発熱手段への通電後に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオン状態からオフ状態に切替えることによって前記発熱手段への通電を禁止する、加熱装置。
【請求項３】
請求項１の加熱装置において、
前記通電禁止手段は、
前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオフ状態に維持することによって前記発熱手段への通電を禁止し、
前記発熱手段への通電後に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオン状態からオフ状態に切替えることによって前記発熱手段への通電を禁止する、加熱装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが複数回検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する、加熱装置。
【請求項５】
請求項４に記載の加熱装置において、
前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが一定期間内に所定回数以上検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する、加熱装置。
【請求項６】
請求項４に記載の加熱装置において、
前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが所定回数連続で検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する、加熱装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記発熱手段への通電禁止後、所定期間内で前記電圧変化率が許容値以上であることが検出されない場合、前記通電禁止を解除する解除手段をさらに備える、加熱装置。
【請求項８】
請求項７に記載の加熱装置において、
前記通電禁止手段による前記通電禁止が所定回数に達した場合、前記解除手段による前記通電禁止の解除を禁止する解除禁止手段をさらに備える、加熱装置。
【請求項９】
交流電源の通電に応じて発熱する発熱手段と、
前記交流電源のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、
前記ゼロクロス信号を基準として、前記交流電源の前記発熱手段への通電時間を調整する通電調整手段と、
前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かを検出する電圧変化率検出手段と、
前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記通電調整手段による前記通電時間の調整動作を開始させないことによって前記交流電源から前記発熱手段への通電を禁止する通電禁止手段と、
を備える加熱装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記ゼロクロス信号は、前記交流電源の電圧値と基準電圧値との比較に基づいた信号幅を有し、
前記電圧変化率検出手段は、前記交流電源の前記電圧変化率が前記許容値以上か否かの検出を、前記ゼロクロス信号の前記信号幅が所定時間以下であるか否かによって検出する、加熱装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の加熱装置において、
前記通電調整手段はトライアックである、加熱装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の加熱装置と、
画像データに基づき、前記加熱装置によって被記録媒体に定着される画像を当該被記録媒体に形成する画像形成手段と、
原稿を読み取る読取手段と、
前記発熱手段への通電禁止中において、前記読取手段の使用を許可する許可手段と、
を備える画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、
前記発熱手段に通電しないスリープモードを備え、
前記電圧変化率検出手段は、前記スリープモード中は、前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かの検出処理を行わない、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加熱装置および当該加熱装置を備えた画像形成装置に関し、詳しくは、加熱装置の電源異常に対処する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加熱装置の電源異常に対処する技術が、例えば、特許文献１に開示されている。そこでは、外来ノイズ等によってゼロクロス信号が乱れて、電源の周波数検出に異常があった場合に、周波数に依存しない加熱装置の制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８４５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術では、ゼロクロス信号が乱れ、電源の周波数検出に異常があった場合であっても加熱装置の動作を継続できるものの、電源異常として電源の波形の変動に対処する開示はされていない。正弦波の交流電源ではなく、例えば、無停電電源装置による矩形波の交流電源が加熱装置に入力された場合、電源波形のゼロクロス点での立ち上がり／立ち下がりが急峻、すなわち、電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）が大きくなる。そのため、例えば、加熱装置のヒータの通電時間制御にトライアックが使用されている場合、ゼロクロス点での電圧変化率（ｄｖ／ｄｔ）がデバイスの許容特性値を越えると、電源のゼロクロスに応じてトライアックをオフできない虞があった。その場合、加熱装置のヒータが連続通電され、加熱装置が故障する虞があった。
【０００５】
本発明は、矩形波が入力されることによる加熱装置の故障を抑制する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、第１の発明に係る加熱装置は、交流電源の通電に応じて発熱する発熱手段と、前記交流電源のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、前記ゼロクロス信号を基準として、前記交流電源の前記発熱手段への通電時間を調整する通電調整手段と、前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かを検出する電圧変化率検出手段と、前記交流電源と前記発熱手段との間に設けられ、前記交流電源と前記発熱手段との接続をオン・オフする切替手段と、前記電圧変化率が許容値以上である場合、前記切替手段を制御して、前記交流電源から前記発熱手段への通電を禁止する通電禁止手段とを備える。
【０００７】
本構成によれば、ゼロクロスタイミングにおける交流電源の電圧変化率が許容値以上である場合、交流電源のゼロクロス時の変化率が、通常の商用電源波形である正弦波の変化率よりも大きいと判断できる。そのため、電圧変化率の許容値を適宜設定することによって、ゼロクロス時の変化率が正弦波よりも大きい矩形波が加熱装置に入力されていると判断でき、矩形波が入力されることに起因する加熱装置の故障を抑制することができる。なお、ここで「ゼロクロスタイミング」は、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングのみを意味するもではなく、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングの前後の期間も含むものとする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の加熱装置において、前記通電禁止手段は、前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記通電調整手段による前記通電時間の調整動作を開始させないことによって前記発熱手段への通電を禁止し、前記発熱手段への通電後に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオン状態からオフ状態に切替えることによって前記発熱手段への通電を禁止する。
【０００９】
本構成によれば、発熱手段への通電前および通電後の両方において好適に発熱手段への通電を禁止することができる。また、例えば、ゼロクロス信号生成回路の電源検知が切替手段と発熱手段との間で行われる構成においては、発熱手段への通電前において矩形波が入力された場合、切替手段がＯＮ状態において、通電調整手段によって、発熱手段への通電が禁止される。そのため、発熱手段への通電前に電源が正常に戻った場合、切替手段の切替え制御を行わずに、単に、通電調整手段の通電時間を調整するだけで発熱手段への通電を開始することができる。すなわち、発熱手段への通電前において通電禁止が解除された場合の通電開始時間を短縮することができる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明の加熱装置において、前記通電禁止手段は、前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオフ状態に維持することによって前記発熱手段への通電を禁止し、前記発熱手段への通電後に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記切替手段をオン状態からオフ状態に切替えることによって前記発熱手段への通電を禁止する。
【００１１】
本構成によれば、発熱手段への通電前および通電後の両方において好適に発熱手段への通電を禁止することができる。また、通電調整手段として、例えばトライアックが用いられる場合に、矩形波電源等のゼロクロス時の電圧変化率が大きい電源が印加されると、トライアックの導通がオンしてオフ状態を確保できない場合がある。しかしながら、切替手段をオフして電源と発熱手段の接続を切り離すことによって、確実に発熱手段への通電を禁止することができ、矩形波が入力されることに起因する加熱装置の故障を抑制することができる。
【００１２】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明の加熱装置において、前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが複数回検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する。
本構成によれば、ノイズ等の影響によって電圧変化率が許容値以上となることが誤検出された場合であって、誤検出による通電禁止を抑制して、より正確に矩形波が入力されたか否かを判断できる。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明の加熱装置において、前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが一定期間内に所定回数以上検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する。
【００１４】
第６の発明は、第４の発明の加熱装置において、前記通電禁止手段は、前記電圧変化率が許容値以上であることが所定回数連続で検出された場合、前記発熱手段への通電を禁止する。
第５および第６の発明の本構成によれば、より正確に矩形波が入力されたか否かを判断できる。
【００１５】
第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明の加熱装置において、前記発熱手段への通電禁止後、所定期間内で前記電圧変化率が許容値以上であることが検出されない場合、前記通電禁止を解除する解除手段をさらに備える。
本構成によれば、加熱装置の故障を抑制しつつ、利便性が向上する。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明の加熱装置において、前記通電禁止手段による前記通電禁止が所定回数に達した場合、前記解除手段による前記通電禁止の解除を禁止する解除禁止手段をさらに備える。
本構成によれば、切替手段が、例えばリレー回路で構成される場合、リレー回路を何度もオン・オフすることによりリレー回路が故障し、加熱手段が暴走するのを抑制できる。
【００１７】
第９の発明に係る加熱装置は、交流電源の通電に応じて発熱する発熱手段と、前記交流電源のゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成回路と、前記ゼロクロス信号を基準として、前記交流電源の前記発熱手段への通電時間を調整する通電調整手段と、前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かを検出する電圧変化率検出手段と、前記発熱手段への通電前に前記電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合、前記通電調整手段による前記通電時間の調整動作を開始させないことによって前記交流電源から前記発熱手段への通電を禁止する通電禁止手段とを備える。
【００１８】
本構成によれば、発熱手段への通電前において、ゼロクロスタイミングにおける交流電源の電圧変化率が許容値以上である場合、交流電源のゼロクロス時の変化率が、通常の商用電源波形である正弦波の変化率よりも大きいと判断できる。そのため、電圧変化率が許容値を適宜設定することによって、ゼロクロス時の変化率が正弦波よりも大きい矩形波が加熱装置に入力されていると判断できる。その結果、発熱手段への通電前において、通電調整手段の動作を禁止し、矩形波が入力されることに起因する加熱装置の故障を抑制することができる。なお、ここで「ゼロクロスタイミング」は、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングのみを意味するもではなく、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングの前後の期間も含むものとする。
【００１９】
第１０の発明は、第１から第９のいずれかの発明の加熱装置において、前記ゼロクロス信号は、前記交流電源の電圧値と基準電圧値との比較に基づいた信号幅を有し、前記電圧変化率検出手段は、前記交流電源の前記電圧変化率が前記許容値以上か否かの検出を、前記ゼロクロス信号の前記信号幅が所定時間以下であるか否かによって検出する。
本構成によれば、交流電源の前記電圧変化率が許容値以上か否かの検出を、ゼロクロス信号の信号幅が所定時間以下であるか否かを検出することによって、好適に行える。
【００２０】
第１１の発明は、第１から第１０のいずれかの発明の加熱装置において、前記通電調整手段はトライアックである。
【００２１】
発熱手段の通電調整（加熱制御）手段として、トライアックが常用されているが、トライアックは、デバイス特性上、電源電圧のゼロクロス時の変化率（ｄｖ／ｄｔ）が許容値以上に大きいと、ゼロクロス時に導通状態となり、ゼロクロス時に非導通状態へと移行できなくなる。しかしながら、矩形波のようにｄｖ／ｄｔが大きい電源電圧が加熱装置に印加された場合であっても、通電禁止手段によって、切替手段、例えばリレー回路をオフすることによって、矩形波交流電源から発熱手段への通電が禁止される。そのため、トライアックを用いて発熱手段への通電制御を行う場合にあっても、矩形波が入力されることに起因する加熱装置の故障を好適に抑制することができる。
【００２２】
第１２の発明の画像形成装置は、第１から第１１のいずれかの発明の加熱装置と、画像データに基づき、前記加熱装置によって被記録媒体に定着される画像を当該被記録媒体に形成する画像形成手段と、原稿を読み取る読取手段と、前記発熱手段への通電禁止中において、前記読取手段の使用を許可する許可手段とを備える。
【００２３】
本構成によれば、矩形波が入力されることに起因する故障を好適に抑制可能な加熱装置を定着器に用いることによって、電源に対する画像形成装置の定着器の、電源に対する耐性を向上させることができ、ひいては画像形成装置の信頼性を向上させることができる。また、画像形成装置が複合機等である場合、加熱装置の不具合によって印字機能が一時禁止されても、スキャナ機能が使用可能とされるため、画像形成装置の利便性を向上させることができる。
【００２４】
第１３の発明は、第１２の発明の画像形成装置において、前記発熱手段に通電しないスリープモードを備え、前記電圧変化率検出手段は、前記スリープモード中は、前記ゼロクロスタイミングにおける前記交流電源の電圧変化率が許容値以上か否かの検出処理を行わない。
本構成によれば、無駄な検出処理を行わないので、省電力となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、矩形波が入力されることによる加熱装置の故障が好適に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す側断面図
【図２】実施形態１の加熱装置の概略的な構成を示すブロック図
【図３】加熱装置のゼロクロス検出回路の概略的な構成を示すブロック図
【図４】加熱装置の定着駆動回路の概略的な構成を示すブロック図
【図５】実施形態１における定着器の通電制御処理に係るフローチャート
【図６】ヒータ電圧に係る各信号のタイムチャート
【図７】通電制御処理に係る信号のタイムチャート
【図８】実施形態２の加熱装置の概略的な構成を示すブロック図
【図９】実施形態２における定着器の通電制御処理に係るフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜実施形態１＞
次に本発明の実施形態１について図１から図７を参照して説明する。
【００２８】
１．レーザプリンタの構成
図１は、実施形態１のモノクロレーザプリンタ１（「画像形成装置」の一例）の縦断面を概略的に表した図である。なお、画像形成装置はモノクロレーザプリンタに限られず、例えば、カラーレーザプリンタ、カラーＬＥＤプリンタ、複合機等であってもよい。
【００２９】
モノクロレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）１では、本体ケーシング２内の下部に配置されたトレイ３または手差しトレイ４から供給される用紙５に対し、画像形成部６にてトナー像を形成した後、定着器７にてそのトナー像を加熱して定着処理を行い、最後にその用紙５を本体ケーシング２内の上部に位置する排紙トレイ８に排紙する。
【００３０】
画像形成部（「画像形成手段」の一例）６は、スキャナ部１０、現像カートリッジ１３、感光ドラム１７、帯電器１８、転写ローラ１９等を含む。
【００３１】
スキャナ部１０は、本体ケーシング２内の上部に配置されており、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー１１、複数の反射鏡１２及び複数のレンズ（図示せず）等を含む。スキャナ部１０では、レーザ発光部から発射されたレーザ光を、ポリゴンミラー１１、反射鏡１２、レンズを介して一点鎖線で示すように感光ドラム１７の表面上に高速走査にて照射させる。
【００３２】
現像カートリッジ１３は、着脱可能に装着されており、その内部には、トナーが収容されている。また、現像カートリッジ１３のトナー供給口には、現像ローラ１４、供給ローラ１５が互いに対向した状態で設けられ、さらに現像ローラ１４は感光ドラム１７に対向した状態で配置されている。現像カートリッジ１３内のトナーは、供給ローラ１５の回転により現像ローラ１４に供給され、現像ローラ１４に担持される。
【００３３】
感光ドラム１７の上方には、帯電器１８が間隔を隔てて配置されている。また、感光ドラム１７の下方には、転写ローラ１９が感光ドラム１７に対向して配置されている。
【００３４】
感光ドラム１７の表面は回転されつつ、まず帯電器１８によって一様に、例えば、正極性に帯電される。次いで、スキャナ部１０からのレーザ光により感光ドラム１７上に静電潜像が形成され、その後、感光ドラム１７が現像ローラ１４と接触して回転するときに、現像ローラ１４上に担持されているトナーが感光ドラム１７の表面上の静電潜像に供給されて担持されることによってトナー像が形成される。その後、トナー像は、用紙５が感光ドラム１７と転写ローラ１９との間を通る間に、転写ローラ１９に印加される転写バイアスによって、用紙５に転写される。
【００３５】
定着器７は、画像形成部６に対して用紙搬送方向の下流側に配置され、定着ローラ２２、定着ローラ２２を押圧する加圧ローラ２３、および定着ローラ２２を加熱するハロゲンヒータ３３（本発明の「発熱手段」の一例）等を含む。ハロゲンヒータ３３は回路基板２５に接続され、回路基板２５からの信号によって通電制御される。
【００３６】
またプリンタ１は、デジタルカメラによって生成された写真データ（画像データ）を取り込む写真データ取り込み部２６および印刷情報等を表示する表示装置２７を含む。
【００３７】
２．加熱装置の電気的構成
次に、図２〜図４、および図６を参照して、プリンタ１に設けられた加熱装置３０を説明する。図２は加熱装置３０の概略的な構成を示すブロック図である。図３は、加熱装置３０のゼロクロス検出回路の概略的な構成を示すブロック図であり、図４は加熱装置３０の定着駆動回路の概略的な構成を示すブロック図である。図６は、ハロゲンヒータ３３に供給されるヒータ電圧の生成に係る各信号を説明するための、周知のタイムチャートである。
【００３８】
加熱装置３０は、低圧電源回路（ＡＣ−ＤＣコンバータ）３１、定着リレー（「切替手段」の一例）３２、ハロゲンヒータ３３、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）３４、ゼロクロス検出回路（「ゼロクロス信号生成回路」に相当）４０、および定着駆動回路（「通電調整手段」の一例）５０等を含む。実施形態１では、図２に示されるように、交流電源ＡＣは、定着リレー３２の手前から低圧電源回路３１およびゼロクロス検出回路４０に供給される。なお、低圧電源回路３１および定着リレー３２は、加熱装置３０に含まれなくてもよい。
【００３９】
低圧電源回路３１は、例えば、１００Ｖの交流電圧を２４Ｖおよび３．３Ｖの直流電圧に変換し、直流電圧を各部に供給する。ハロゲンヒータ３３は、交流電源ＡＣの通電に応じて発熱する。
【００４０】
ゼロクロス検出回路４０は、交流電源ＡＣのゼロクロスタイミングに同期したゼロクロス信号Ｓｚｃを生成する。ゼロクロス検出回路４０は、詳しくは、図３に示されるように、全波整流ブリッジ４１、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２、基準電圧（「基準電圧値」に相当）Ｖｒｅｆ、比較器４２、駆動トランジスタ４３、フォトカプラ４４等を含む。
【００４１】
全波整流ブリッジ４１によって正電圧側のみに変換された交流電源ＡＣは分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２によって降圧され、降圧された交流電源ＡＣは、比較器４２によって基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。ここで、基準電圧Ｖｒｅｆは、所定時間のパルス幅（信号幅）を有するゼロクロス信号Ｓｚｃが得られるように設定される。ここでは、降圧された交流電源ＡＣが基準電圧Ｖｒｅｆを超える場合、すなわち、交流電源ＡＣがゼロクロス近傍の期間でない場合、比較器４２の出力はローレベルとなる。このとき、駆動トランジスタ４３はオフし、フォトカプラ４４は駆動されないため、ハイレベルのゼロクロス信号Ｓｚｃが生成される（図６の期間Ｋ１を参照）。
【００４２】
なお、基準電圧Ｖｒｅｆの設定例を示すと、以下のように、Ｖｒｅｆ≒６．３（Ｖ）となる。
【００４３】
ｖ＝Ｖｍ（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））ｓｉｎωｔ
ここで、ｖは交流電源ＡＣの電圧、Ｖｍは交流電源ＡＣの電圧の最大値、Ｒ１およびＲ２は分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値、ω＝２πｆであり、例えば、
Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＝１／１０、Ｖｍ＝１３２＊√２（Ｖ）、ｔ＝０．４５ｍｓｅｃ、Ｖｆ（整流ダイオードの電圧降下）＝０．７Ｖ、ｆ（周波数）＝６０Ｈｚとすると、
Ｖｒｅｆ＝（（１３２＊√２−０．７＊２）／１０）＊ｓｉｎ（２π＊６０＊０．４５＊１０−３）≒６．３（Ｖ）
なお、ここで、時間ｔ（０．４５ｍｓｅｃ）は、通常の交流電源ＡＣ（ｆ＝６０Ｈｚ）のゼロクロスを検出できる所定の期間として設定され、図６に示される期間Ｋ２の１／２に相当する。
【００４４】
一方、降圧された交流電源ＡＣが基準電圧Ｖｒｅｆ以下の場合、すなわち、交流電源ＡＣがゼロクロス近傍の期間である場合、比較器４２の出力はハイレベルとなる。このとき、駆動トランジスタ４３はオンし、フォトカプラ４４が駆動され、ローレベルのゼロクロス信号Ｓｚｃが生成される（図６の期間Ｋ２を参照）。本実施形態においては、ゼロクロス信号Ｓｚｃのローレベルの期間Ｋ２が、「信号幅」に相当する。
【００４５】
定着駆動回路５０は、ゼロクロス信号Ｓｚｃを基準として、交流電源ＡＣのへの通電時間を調整する。定着駆動回路５０は、詳しくは、図４に示されるように、トライアック５２、フォトトライアックカプラ５３および駆動トランジスタ５４等を含む。フォトトライアックカプラ５３は、ゼロクロス信号Ｓｚｃの立ち下がり基準として生成されるトリガ信号Ｓｔｇに応じて、駆動トランジスタ５４によってオンされる。フォトトライアックカプラ５３のオンに応じてトライアック５２がオンされ、交流電源ＡＣが所定の通電時間、ハロゲンヒータ３３に通電される。所定の通電時間は、トリガ信号Ｓｔｇの立上りタイミングから、交流電源ＡＣのゼロクロスタイミングまでである（図６参照）。すなわち、ゼロクロス信号Ｓｚｃの立ち下がりタイミングからトリガ信号Ｓｔｇの立上りタイミングまでの時間Ｋ３（図６参照）を可変して、ハロゲンヒータ３３による定着器７の温度制御が行われる。
【００４６】
定着リレー３２は、交流電源ＡＣとハロゲンヒータ３３との間に設けられ、交流電源ＡＣとハロゲンヒータ３３との接続をオン・オフする。なお、切替手段はリレーには限られず、例えば、切替手段は半導体素子によって構成されてもよい。
【００４７】
ＡＳＩＣ（「電圧変化率検出手段」、「通電禁止手段」および「許可手段」の一例）３４は、インターフェイス回路３５、カウンタ３６、メモリ３７等を含み、定着器７の通電制御を行う。インターフェイス回路３５は、ＡＳＩＣ外部との種々のデータのやり取りを仲介する。カウンタ３６は、定着器７の通電制御の際に、利用される。メモリ３７は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含む。
【００４８】
ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロスタイミングにおける交流電源ＡＣの電圧変化率が許容値以上か否かを検出し、電圧変化率（（以下「ｄｖ／ｄｔ」と記す）が許容値以上である場合、リレー３２をオフして（制御して）、交流電源ＡＣからハロゲンヒータ３３への通電を禁止する。
【００４９】
なお、実施形態１において、ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロスタイミングにおける交流電源のｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出を、ゼロクロス信号Ｓｚｃのゼロクロスパルス幅（「信号幅」に相当）Ｋ２が所定時間以下であるか否かによって検出する。なお、これに限られず、ゼロクロスタイミングにおける交流電源のｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出を、例えば、ゼロクロスタイミング近傍の交流電源ＡＣの波形をサンプリングして取得し、交流電源ＡＣの波形自体から行うようにしてもよい。
【００５０】
また、ＡＳＩＣ３４は、画像形成部６および写真データ取り込み部２６に接続され、定着器７の通電制御の他に、画像形成に係る様々な処理も行う。
【００５１】
３．定着器の通電制御
次に、図５および図７を参照して、実施形態１における定着器７の通電制御を説明する。図５は定着器の通電制御に係る各処理の手順を概略的に示すフローチャートであり、図７は、定着器７の通電制御に係る信号の概略的なタイムチャートである。なお、定着器７の通電制御処理は、例えば、プリンタ１の電源がオンされると、所定のプログラムにしたがってＡＳＩＣ３４によって行われる。
【００５２】
図５のステップＳ１０５において、ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロス入力が有るか否かを判定する。すなわち、ゼロクロス信号Ｓｚｃがローとなる期間（パルス幅Ｋ２）が存在するか否かを判定する。ゼロクロス入力がないと判定された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１４０に移行する。なお、ステップＳ１０５の判定処理は、定着器７にＤＣ（直流）が入力される場合も検出するために設けられている。
【００５３】
一方、ゼロクロス入力が有ると判定された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、すなわち、定着器７への入力がＤＣでないと判定された場合、ステップＳ１１０において、ゼロクロス信号Ｓｚｃのゼロクロスパルス幅Ｋ２のカウントを開始する。
【００５４】
次いで、ステップＳ１１５において、ゼロクロス有りが第１所定時間Ｋｚｃ１以上か否か、すなわち、ゼロクロスパルス幅Ｋ２のカウント値が第１所定時間Ｋｚｃ１以上に達したか否かを判定する。ここで、第１所定時間Ｋｚｃ１は、交流電源ＡＣの半周期を越える値とされる。交流電源ＡＣの周波数が６０Ｈｚの場合、第１所定時間Ｋｚｃ１は、例えば、９．０ｍｓｅｃとなる。
【００５５】
ゼロクロスパルス幅Ｋ２のカウント値が所定時間以上に達したと判定された場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において、ＡＳＩＣ３４は、ハロゲンヒータ３３を駆動する回路等に何らかの異常が発生したとして、例えば、プリンタ１の表示装置２７にエラー表示する。そして、本処理を終了する。すなわち、通常、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が交流電源ＡＣの半周期以下になるようにハロゲンヒータ３３の通電制御が行われるため、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が交流電源ＡＣの半周期を超える場合、何らかの異常、例えば電源異常が発生したと判定される。
【００５６】
一方、ゼロクロスパルス幅Ｋ２のカウント値が所定時間（第１所定時間Ｋｚｃ１）以上に達していないと判定された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１２５に移行して、ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロス入力が終了したか否を判定する。ゼロクロス入力が終了していないと判定された場合（Ｓ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１１０に戻る。一方、ゼロクロス入力が終了したと判定された場合（Ｓ１２５：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０において、ゼロクロスパルス幅Ｋ２は第２所定時間Ｋｚｃ２以下か否かが判定される。ここで、第２所定時間Ｋｚｃ２は、ゼロクロスタイミングにおけるｄｖ／ｄｔが許容値以上の電源がトライアック５２に印加された場合に、トライアック５２が誤動作を起こさないような値に設定される。第２所定時間Ｋｚｃ２は、例えば、０．１ｍｓｅｃに設定される。詳しくは、第２所定時間Ｋｚｃ２は、使用するトライアック５２の電気特性、ゼロクロスパルス幅Ｋ２を決定する比較器４２の基準電圧Ｖｒｅｆ等に基づいて、事前に実験等によって決定される。
【００５７】
なお、ここでは第２所定時間Ｋｚｃ２を、例えば０．１ｍｓｅｃと１個、設定する例を示したがこれに限られない。異なる値の第２所定時間Ｋｚｃ２を複数個設けて、第２所定時間Ｋｚｃ２の値に応じて、検出する交流電源ＡＣの波形異常を異なるようにしてもよい。例えば、０．１ｍｓｅｃと０．６７ｍｓｅｃの第２所定時間Ｋｚｃ２を設定する。そして、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が０．６７ｍｓｅｃ以下の場合は、交流電源ＡＣの波形は正弦波であっても振幅が過大であることを検出し、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が０．１ｍｓｅｃ以下の場合は、交流電源ＡＣの波形が、ほぼ矩形波に近いことを検出するようにしてもよい。また、ここで、第２所定時間Ｋｚｃ２＝０．１ｍｓｅｃは、ｄｖ／ｄｔに換算すると、ｄｖ／ｄｔ＝０．６Ｖ／μｓｅｃに相当する。
【００５８】
ゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下でないと判定された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、ステップＳ１４０に移行し、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下であると判定された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３５において、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下であると判定された回数を更新する。すなわち、判定回数をインクリメントする。
【００５９】
次いで、ステップＳ１４０において、ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間に所定回数更新されたか否かを判定する。すなわち、ＡＳＩＣ３４は、所定時間内に、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下でないと判定された回数が所定回数に達したか否かを判定する。ここで、所定時間は、例えば、図７に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間Ｋ４とされ、所定回数は、図７に示されるように、例えば５回とされる。ステップＳ１４０の判定処理は、ノイズ等によってゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下となることがあった場合であっても、誤った通電制御がされることを抑制するために設けられる。なお、所定時間Ｋ４および所定回数は、定着器７が故障しない条件として、定着リレー３２が設けられない場合はトライアック５２が正常動作できることを条件として、事前に実験等によって決定される。
【００６０】
ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間Ｋ４に所定回数更新されなかったと判定された場合（Ｓ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１４５において、ＡＳＩＣ３４は、定着器ＯＮ許可（印字動作許可）を出す。具体的には、図７に示される定着器ＯＮ禁止フラグをローに維持する。また、ＡＳＩＣ３４は、印字データ受付禁止、印字機能以外の機能使用許可、およびエラー報知を解除し、ステップＳ１０５に戻る。
【００６１】
一方、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間Ｋ４に所定回数更新されたと判定された場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０において、現在、定着器７が温度制御中であるか否か、すなわち、現在、ハロゲンヒータ３３への通電制御が行われているか否かを判定する。定着器７が温度制御中であると判定された場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ、図７の時刻ｔ２に相当）、ＡＳＩＣ３４は、ステップＳ１５５において、定着リレー３２をオフするとともに、定着器ＯＮ禁止フラグをローからハイにし、印字動作を禁止する。また、印字データ受付を禁止し、印字機能以外の機能使用を許可する。印字機能以外の機能として、例えば、写真データ取り込み部２６による画像データ取り込み機能を許可する。
【００６２】
これは、所定時間Ｋ４にゼロクロスパルス幅Ｋ２が第２所定時間Ｋｚｃ２以下となることが、所定回数（ここでは５回）に達したことによって、ゼロクロスタイミングにおけるｄｖ／ｄｔが許容値以上の電源がトライアック５２に印加されたと判断される。そのため、ハロゲンヒータ３３への通電を禁止して、例えば、矩形波の電源がプリンタ１に入力されることに起因する定着器７の故障を抑制するためである。
【００６３】
一方、定着器７が温度制御中でないと判定された場合（Ｓ１５０：ＮＯ）、ＡＳＩＣ３４は、ステップＳ１６０において、定着器のＯＮを禁止し、印字動作を禁止する。また、印字データ受付を禁止し、印字機能以外の機能使用を許可する。すなわち、ＡＳＩＣ３４は、ハロゲンヒータ３３への通電前にゼロクロスタイミングにおけるｄｖ／ｄｔ（電圧変化率）が許容値以上であることが検出された場合、定着駆動回路５０による通電時間の調整動作を開始させないことによって交流電源ＡＣからハロゲンヒータ３３への通電を禁止する。
【００６４】
次いで、ステップＳ１６５において、ＡＳＩＣ３４は、例えば、プリンタ１の表示装置２７に、「ＡＣ入力異常／ＰＲＩＮＴ禁止中」と表示して、エラーを報知する。そして、ステップＳ１０５に戻る。
【００６５】
なお、図７に示される、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｋ５は、定着リレー３２が強制的にオフされるリレー強制ＯＦＦ期間であり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間Ｋ６は、期間Ｋ４と同様に所定時間内に所定回数、所定時間以内のゼロクロスパルス幅Ｋ２が検出されるため、トライアックＯＮ禁止が継続される期間である。ここで、時刻ｔ３において定着リレー３２がオンされるのは、例えば、定着リレー３２の後段にゼロクロス回路を設けた場合においても（図８参照）、ゼロクロスの検出を可能とするためである。この場合、定着リレー３２がオンされていても、時刻ｔ５までは定着器７への電流供給が禁止される。
【００６６】
４．実施形態１の効果
ゼロクロスタイミングにおける交流電源ＡＣの電圧変化率ｄｖ／ｄｔが許容値以上である場合、加熱装置３０に入力される交流電源ＡＣの電圧変化率ｄｖ／ｄｔが、通常の商用電源波形である正弦波の変化率よりも大きいと判断できる。そのため、電圧変化率ｄｖ／ｄｔの許容値を適宜設定することによって、ゼロクロス時の電圧変化率ｄｖ／ｄｔが正弦波よりも大きい矩形波が加熱装置３０に入力されていると判断でき、矩形波が入力されることに起因する加熱装置３０の故障を抑制することができる。なお、ここで「ゼロクロスタイミング」は、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングのみを意味するもではなく、交流電源の電圧がゼロとなるタイミングの前後の期間も含むものとする。
【００６７】
ゼロクロス信号Ｓｚｃは、交流電源ＡＣの電圧値と基準電圧値Ｖｒｅｆとの比較に基づいたゼロクロスパルス幅（信号幅）Ｋ２を有し、ＡＳＩＣ（電圧変化率検出手段）３４は、交流電源ＡＣの電圧変化率ｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出を、ゼロクロス信号Ｓｚｃのゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間以下であるか否かによって検出する。そのため、交流電源ＡＣの波形から直接、電圧変化率ｄｖ／ｄｔを検出することなく、交流電源ＡＣの電圧変化率ｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出を好適に行える。
【００６８】
＜実施形態２＞
次に、図８および図９を参照して、本発明における実施形態２に係る加熱装置３０Ａを説明する。図８は、加熱装置３０Ａの概略的な構成を示すブロック図であり、図９は実施形態２における定着器７の通電制御に係る各処理の手順を概略的に示すフローチャートである。なお、図９において実施形態１の図５に示す処理と同一に処理には同一のステップ番号で示し、説明を省略する。また、実施形態２の通電制御処理は、実施形態１と同様に、例えば、プリンタ１の電源がオンされると、所定のプログラムにしたがってＡＳＩＣ３４によって行われる。また、実施形態１と同様に、加熱装置３０Ａはプリンタ１に設けられる。
【００６９】
以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。実施形態２においては、図８に示されるように、ゼロクロス検出回路４０の交流電源ＡＣは、定着リレー３２とハロゲンヒータ３３との間から取られている。すなわち、定着リレー３２がオンしないと、ゼロクロス検出回路４０に交流電源ＡＣは供給されない。
【００７０】
また、プリンタ１は、動作モードとして、ハロゲンヒータ３３に通電しないスリープモードを有する。そして、ＡＳＩＣ（電圧変化率検出手段）３４は、プリンタ１のスリープモード中は、ゼロクロスタイミングにおける交流電源ＡＣのｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出処理を行わない。
【００７１】
すなわち、プリンタ１の電源がオンされると、ＡＳＩＣ３４は、図９のステップＳ２０５において、まず、現在、スリープモードか否かを判定する。現在、プリンタ１はスリープモードであると判定された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０において、ＡＳＩＣ３４は、ゼロクロスタイミングにおける交流電源ＡＣのｄｖ／ｄｔが許容値以上か否かの検出処理を行わないため、各カウント値（カウンタ）をクリアする。すなわち、ゼロクリアパルス幅（Ｋ２）カウント値、並びに、セロクロス更新に係る所定時間（Ｋ４）カウント値および所定回数カウント値をクリアする。また、定着リレー３２をオフとして、ステップＳ２０５に戻る。
【００７２】
一方、現在、プリンタ１はスリープモードでないと判定された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２１５において、ＡＳＩＣ３４は、定着リレー３２をオンする。そして、以下、ＡＳＩＣ３４は、実施形態１と同様に、ステップＳ１０５からステップＳ１６５までの処理を行う。
【００７３】
５．実施形態２の効果
スリープモード中、定着リレー３２はオンされないため、ゼロクロス検出回路４０に交流電源ＡＣが供給されない。そのため、スリープモードにおいて、さらに、加熱装置３０Ａを、ひいてはプリンタ１を省電力化することができる。
【００７４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７５】
（１）上記各実施形態では、本発明を画像形成装置としてプリンタに適応する例を示したが、画像形成装置は原稿を読み取るスキャナ部（読取手段）を備えた、いわゆる複合機であってもよい。そして、ＡＳＩＣ（許可手段）３４は、ハロゲンヒータ３３への通電禁止中において（図５のステップＳ１４５参照）、スキャナ部の使用を許可するようにしてもよい。
【００７６】
（２）上記各実施形態では、交流電源ＡＣに対してハロゲンヒータ３３の前に定着リレー（切替手段）３２を設ける例を示したが、定着リレー３２は省略されてもよい。この構成においては、ハロゲンヒータ３３への通電前に電圧変化率が許容値以上であることが検出された場合において、定着駆動回路（通電調整手段）５０による通電時間の調整動作を開始させないことによって交流電源ＡＣからハロゲンヒータ３３への通電を禁止することができる。そのため、少なくとも、ハロゲンヒータ３３への通電前に矩形波の交流電源ＡＣの入力が検出された場合において、矩形波の交流電源ＡＣの入力に起因する加熱装置３０の故障を好適に抑制することができる。
【００７７】
（３）上記各実施形態および上記他の実施形態（２）では、ＡＳＩＣ（通電禁止手段）３４は、電圧変化率が許容値以上である、すなわち、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間以下であることが一定期間内に所定回数以上検出された場合に、ハロゲンヒータ３３への通電を禁止する例を示したが、これに限られない。例えば、ＡＳＩＣ３４は、単に、電圧変化率が許容値以上であること、すなわち、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間以下であることが複数回検出された場合、ハロゲンヒータ３３への通電を禁止するようにしてもよい。あるいは、ＡＳＩＣ３４は、単に、電圧変化率が許容値以上であること、すなわち、ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間以下であることが所定回数連続で検出された場合、ハロゲンヒータ３３への通電を禁止するようにしてもよい。なお、所定回数は、上記各実施形態と同様の条件の下に、実験等によって事前に決定される。
【００７８】
このような場合であっても、検出を複数回行うことによって、ノイズ等の影響によって信号幅が所定時間以下となることが誤検出された場合であって、誤検出による通電禁止を抑制して、より正確に矩形波が入力されたか否かを判断できる。
【００７９】
（４）上記各実施形態および上記他の各実施形態において、発熱手段への通電禁止後、所定期間内で電圧変化率が許容値以上であること（ゼロクロスパルス幅Ｋ２が所定時間以下であること）が検出されない場合、ＡＳＩＣ（解除手段）３４は通電禁止を解除するようにしてもよい。その際、ＡＳＩＣ（解除手段）３４は、図７に示されるように、図７の時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間Ｋ７内に、所定回数（図７では５回）、所定時間以上のゼロクロスパルス幅Ｋ２が検出された場合、時刻ｔ５以降においてトライアックＯＮを許可するようにしてもよい。この場合の所定期間および所定回数は、交流電源ＡＣの正常を確認できることを条件として、実験等によって事前に決定される。
【００８０】
さらに、ＡＳＩＣ（解除禁止手段）３４は、ＡＳＩＣ（通電禁止手段）３４による通電禁止が所定回数に達した場合、解除手段による通電禁止の解除を禁止するようにしてもよい。この場合、切替手段が、例えばリレー回路で構成される場合、リレー回路を何度もオン・オフすることによりリレー回路が故障し、加熱手段が暴走するのを抑制できる。
【符号の説明】
【００８１】
１…モノクロレーザプリンタ
３…用紙
６…画像形成部
３２…定着リレー
３３…ハロゲンヒータ
３４…ＡＳＩＣ
４０…ゼロクロス検出回路
５０…定着駆動回路
５２…トライアック
【図１】
2011113807.tif 000003
【図２】
2011113807.tif 000004
【図３】
2011113807.tif 000005
【図４】
2011113807.tif 000006
【図５】
2011113807.tif 000007
【図６】
2011113807.tif 000008
【図７】
2011113807.tif 000009
【図８】
2011113807.tif 000010
【図９】
2011113807.tif 000011