(57)【要約】【課題】ＡＣ入力とヒータとの間に設けられたスイッチング素子を、前記ＡＣ入力より前記ヒータに電力を供給させる状態と供給を停止させる状態との間で、確実に精度のよいタイミングで切り替えさせること。【解決手段】複写機１に設けられたヒータ装置６００は、ＡＣ入力の電圧を取得して、全波整流を行う整流手段と、前記整流手段により全波整流された電圧に基づいて、前記ＡＣ入力のゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記ゼロクロス信号生成手段により生成されるゼロクロス信号と、前記電流検出手段に検出される電流の量とに基づいて前記ＡＣ入力のゼロクロスポイントのタイミングを特定し、特定されるタイミングにて前記スイッチング素子の状態を切り替える制御手段とを備える。【選択図】図２
2008010319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ入力より電力を供給されて発熱するヒータと、
前記ＡＣ入力と前記ヒータとの間に設けられ、前記ＡＣ入力より前記ヒータに電力を供給させる状態と供給を停止させる状態とに切り替わるスイッチング素子と、
前記ＡＣ入力の電圧を取得して、全波整流を行う整流手段と、
前記整流手段により全波整流された電圧に基づいて、前記ＡＣ入力のゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段により生成されるゼロクロス信号と、前記電流検出手段に検出される電流の量とに基づいて前記ＡＣ入力のゼロクロスポイントのタイミングを特定し、特定されるタイミングにて前記スイッチング素子の状態を切り替える制御手段とを備えるヒータ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるタイミングと前記ゼロクロス信号とに基づいて前記ＡＣ入力の前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定する請求項１記載のヒータ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記ゼロクロス信号が立ち上がるタイミングと、前記電流検出手段により電流０が検出されるタイミングとの時間差を特定する時間差特定手段を備え、
前記ゼロクロス信号のバラツキ時間を当該時間差に応じて補償することにより、前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定する請求項２記載のヒータ装置。
【請求項４】
定着装置として構成された請求項１〜３のいずれかに記載の前記ヒータ装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒータと、ＡＣ入力と前記ヒータとの間に設けられて前記ＡＣ入力より前記ヒータに電力を供給させる状態と供給を停止させる状態とに切り替わるスイッチング素子とを備えるヒータ装置に関し、また、定着装置として構成されたかかるヒータ装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、印刷装置、複写機、ファックス、複合機等の画像形成装置が用いられている。かかる画像形成装置においては、記録紙の上に形成されたトナー像に定着処理を施す定着装置が設けられ、この定着装置は、トナー像にヒータから熱を与えることにより、定着処理を行う。
【０００３】
かかるヒータの駆動制御には、ヒータへの電力供給を制御するスイッチング素子（たとえばトライアック）が用いられ、このスイッチング素子により、ＡＣ入力よりヒータへの電力供給は供給状態と供給停止状態に切り替えられる。これにより、ヒータで発生する熱量を変化させることができる。
【０００４】
ここで、スイッチング素子による切り替えのときには、スイッチングノイズが生じる。また、スイッチング素子をオン状態へと切り替えて、ヒータに電力を供給開始するときには突入電流が生じる。ここで、突入電流が大きくなると、ＡＣ入力側へと戻っていくノイズが大きくなることにより、雑音端子間電圧の規制をクリアするために、より大型でコストが高いチョークコイルが必要となる。
【０００５】
そこで、特許文献１の技術においては、スイッチングノイズや突入電流をなるべく小さくすることができるように、ＡＣ入力よりヒータへの出力が０になるタイミング（ゼロクロスポイント）でスイッチング素子の状態を切り替えるようにしている。
【０００６】
そして、そのために、ＡＣ入力から交流電圧を受け入れて全波整流を行うダイオードブリッジを設ける。これにより、交流電圧が負電圧をとる期間には電圧が正負反転されて、ＡＣ入力の出力電圧の絶対値に応じた常時、正電圧を維持する電圧が得られる。そして、かかる負の部分が反転された電圧を基準電圧と比較するコンパレータを設けることにより、ＡＣ入力の出力電圧の絶対値がその基準電圧より小さい期間のみＨｉｇｈレベルとなり、その他の期間にはＬｏｗレベルとなる信号（ゼロクロス信号）が生成される。そして、このゼロクロス信号に基づいてスイッチング素子の切り替えを行うことにより、スイッチングノイズや突入電流が生じないようにしたり、雑音端子間電圧の規制を容易にクリアして、チョークコイルの小型化や低コスト化を図ったりすることとしている。
【特許文献１】特開平１１−３２７６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、整流回路を経て、コンパレータ等を備えるゼロクロス信号生成回路までの回路においては、個体ごとのバラツキがあり、この結果、たとえば、ＡＣ電源の電圧変化に対してゼロクロス信号が応答する応答速度にバラツキが生じることなどにより、ゼロクロス信号が不正確になってしまうということがある。このため、従来の特許文献１記載の技術では、スイッチング素子の切り替えを確実に精度よく行うことはできなかった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子の状態切り替えを確実に精度のよいタイミングで行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載のヒータ装置は、
ＡＣ入力より電力を供給されて発熱するヒータと、
前記ＡＣ入力と前記ヒータとの間に設けられ、前記ＡＣ入力より前記ヒータに電力を供給させる状態と供給を停止させる状態とに切り替わるスイッチング素子と、
前記ＡＣ入力の電圧を取得して、全波整流を行う整流手段と、
前記整流手段により全波整流された電圧に基づいて、前記ＡＣ入力のゼロクロス信号を生成するゼロクロス信号生成手段と、
前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ゼロクロス信号生成手段により生成されるゼロクロス信号と、前記電流検出手段に検出される電流の量とに基づいて前記ＡＣ入力のゼロクロスポイントのタイミングを特定し、特定されるタイミングにて前記スイッチング素子の状態を切り替える制御手段とを備えるヒータ装置である。
【００１０】
この構成であれば、ＡＣ入力より電力が供給されてヒータが発熱するとともに、前記ＡＣ入力と前記ヒータとの間にスイッチング素子が設けられており、このスイッチング素子の状態が切り替わることにより、前記ＡＣ入力より前記ヒータに電力を供給させたり、供給を停止させたりされる。他方、前記ＡＣ入力の電圧が整流手段に取得されて全波整流が行われるとともに、前記整流手段により全波整流された電圧に基づいて前記ＡＣ入力のゼロクロス信号がゼロクロス信号生成手段により生成され、また、前記ヒータに流れる電流が電流検出手段により検出されて、これにより、前記ゼロクロス信号生成手段により生成されるゼロクロス信号と、前記電流検出手段に検出される電流の量とに基づいて前記ＡＣ入力のゼロクロスポイントのタイミングが制御手段により特定されて、そのタイミングにて前記スイッチング素子の状態が切り替えられる。
【００１１】
したがって、前記ゼロクロス信号生成手段により生成されるゼロクロス信号と、前記電流検出手段に検出される電流の量とに基づいて確実に精度よくゼロクロスポイントのタイミングが特定されて、前記スイッチング素子の状態切り替えを確実に精度のよいタイミングで行うことができる。
【００１２】
そして、このように状態切り替えを精度のよいタイミングでできることにより、スイッチングノイズや突入電流を抑制させたり、雑音端子間電圧の規制を容易にクリアして、チョークコイルを小型化したりコストを低くしたりすることができるようになる。
【００１３】
請求項２記載のヒータ装置は、
前記制御手段は、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるタイミングと前記ゼロクロス信号とに基づいて前記ＡＣ入力の前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定する請求項１記載のヒータ装置である。
【００１４】
この構成であれば、前記制御手段により、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるタイミングと前記ゼロクロス信号とに基づいて前記ＡＣ入力の前記ゼロクロスポイントのタイミングが特定される。
【００１５】
こうして、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるタイミングと前記ゼロクロス信号とに基づいて前記ＡＣ入力の前記ゼロクロスポイントのタイミングを確実に精度よく特定して、確実に精度のよいタイミングで前記スイッチング素子の状態を切り替えさせることができる。
【００１６】
しかも、何らかの理由によりＡＣ入力の周波数や電圧が変動するときにでも、ゼロクロス信号生成手段が生成するゼロクロス信号はパルス幅が変動するのに対して、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるタイミングは不変であることから、前記ゼロクロス信号と、前記電流検出手段により前記ヒータに流れる電流が０と検出されるこのような不変のタイミングとに基づいて確実に精度よく前記タイミングが特定される。
【００１７】
請求項３記載のヒータ装置は、
前記制御手段は、
前記ゼロクロス信号が立ち上がるタイミングと、前記電流検出手段により電流０が検出されるタイミングとの時間差を特定する時間差特定手段を備え、
前記ゼロクロス信号のバラツキ時間を当該時間差に応じて補償することにより、前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定する請求項２記載のヒータ装置である。
【００１８】
この構成であれば、前記ゼロクロス信号が立ち上がるタイミングと、前記電流検出手段により電流０が検出されるタイミングとの時間差が時間差特定手段により特定される。そして、前記ゼロクロス信号のバラツキ時間が当該時間差に応じて補償されることにより、前記ゼロクロスポイントのタイミングが精度よく特定される。
【００１９】
請求項４記載の発明は、
定着装置として構成された請求項１〜３のいずれかに記載の前記ヒータ装置を備える画像形成装置である。
【００２０】
この構成であれば、定着装置として構成された請求項１〜３のいずれかに記載の前記ヒータ装置が上記効果を奏する画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
なお、ヒータ装置ないし画像形成装置が電源ＯＮにされたときや、省エネルギーモード（パワーセーブモードやスリープモードなど）から復帰されたときなど、上記ヒータが駆動開始される際には、上述の時間差にしばらくの間、ブレが生じて不安定となる。
【００２２】
そこで、上述の制御手段には、過去に前記時間差特定手段により特定された時間差を記憶する記憶手段を設け、上記ヒータが駆動開始される際には、予め前記記憶手段に記憶された時間差を用いて前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定するものとしてもよい。
【００２３】
また、前記制御手段は、前記時間差特定手段により特定される時間差の履歴を記憶する時間差履歴記憶手段を備え、記憶された履歴に基づいて前記ゼロクロスポイントのタイミングを特定するものとしてもよい。
【００２４】
かかる時間差履歴記憶手段は、前記時間差特定手段により特定された時間差の平均値を記憶していてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＡＣ入力とヒータとの間に設けられ、ＡＣ入力よりヒータに電力を供給させる状態と供給を停止させる状態とに切り替わるスイッチング素子の状態切り替えを確実に精度よくＡＣ入力のゼロクロスポイントのタイミングにて行うことができる。そして、このように状態切り替えを精度のよいタイミングでできるようになることで、スイッチングノイズや突入電流を抑制することができるようになったり、雑音端子間電圧の規制を容易にクリアして、チョークコイルを小型化したりコストを低くしたりすることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態に係る複写機１について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る複写機１を示す図である。
【００２８】
複写機１は、複写を行う原稿の画像を読み取る画像読取部１００と、記録紙Ｐを備える給紙部２００と、給紙部２００から延びる記録紙Ｐの搬送経路２００ｔと、搬送経路２００ｔ上に設けられて、搬送される記録紙Ｐに対して上述の画像読取部１００により読み取られた画像を形成する画像形成部３００と、画像形成部３００よりも搬送経路２００ｔにおける下流側に設けられて、記録紙Ｐに対して形成された画像の定着処理を行う定着装置４００と、定着装置４００により画像が定着された記録紙Ｐが排出される排出部２００ｄとを備える。
【００２９】
定着装置４００は、記録紙Ｐに形成された画像に加熱処理を施して、記録紙Ｐに画像を定着させる。この加熱のために、定着装置４００には、ＡＣ電源の供給を受けて発熱するヒータ４０１（図２）が備えられている。
【００３０】
図２は、複写機１に構成されるヒータ装置６００を示す図である。ヒータ４０１は、定着装置４００（図１）に設けられたヒータであり、定着処理に用いられる熱を発生させる。このヒータ４０１およびヒータ４０１を備える定着装置４００と、トランス６０３と、整流回路６０４と、ゼロクロス信号発生回路６０５と、ヒータ駆動回路６０１と、ヒータ電流検知回路６０２と、制御部６０６とにより、複写機１には、ヒータ４０１により発熱を行うヒータ装置６００が構成される。
【００３１】
なお、かかるヒータ装置６００は、特許請求の範囲記載の「ヒータ装置」の一例を示したに過ぎず、図示する構成と異なった構成により特許請求の範囲記載の「ヒータ装置」を構成することもできることは言うまでもない。また、特許請求の範囲記載の「定着装置」は、この実施形態において、ヒータ４０１や定着ローラなどを有する定着装置４００（図１）と、図２に示すヒータ装置６００との全体に相当する。
【００３２】
ヒータ駆動回路６０１は、ヒータ４０１とＡＣ入力５００との間に設けられ、ヒータ４０１を駆動する。このヒータ駆動回路６０１には、少なくとも、スイッチング素子が含まれている。制御部６０６からヒータ駆動回路６０１へと入力される制御信号に基づいて、このスイッチング素子がスイッチングされて、状態が切り替わることにより、ＡＣ入力５００からヒータ４０１への電力供給が供給状態と供給停止状態との間で切り替わる。このスイッチング素子には、サイリスタを用いることができ、特に好ましくは、双方向サイリスタ（トライアック）を用いることができる。
【００３３】
なお、ＡＣ入力５００は、商用電源よりコンセント等を介して複写機１へと電力を入力する入力部を示している。
【００３４】
ＡＣ入力５００とヒータ４０１との間には、図示するように、ヒータ電流検知回路６０２も設けられている。このヒータ電流検知回路６０２は、ヒータ４０１に流れる瞬時電流、すなわち、ＡＣ入力５００よりヒータ４０１に流される５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電流の平均電流値等ではなく、電流の瞬時値を検出する。
【００３５】
このヒータ電流検知回路６０２により検知された電流値は制御部６０６に入力される。
【００３６】
他方、このようにしてヒータ４０１へと電力を供給するＡＣ入力５００の出力電圧のゼロクロス信号が、トランス６０３と整流回路６０４とゼロクロス信号発生回路６０５とにより生成される。制御部６０６は、このゼロクロス信号と、前述したヒータ電流検知回路６０２により検知された電流量とに基づいて、ヒータ駆動回路６０１のスイッチング素子の状態を切り替えさせる。
【００３７】
トランス６０３は、ＡＣ入力５００が出力する電圧（１００Ｖ）を取得して、１００Ｖよりも低い適当な電圧（たとえば５Ｖ）へと降圧する。
【００３８】
整流回路６０４は、トランス６０３により降圧された電圧を受け入れて、全波整流を行う。
【００３９】
図３は、ヒータ装置６００各部の電流および電圧の変化を示す図である。図３の最上段には、ＡＣ入力５００の電圧を示している。二段目には、整流回路６０４により整流された電圧を示している。三段目には、この整流回路６０４の出力電圧よりゼロクロス信号発生回路６０５（後で詳しく説明）が生成するゼロクロス信号を示している。そして、最下段の四段目には、ＡＣ入力５００から電力供給を受けたヒータ４０１に流れて、ヒータ電流検知回路６０２に検知される電流を示している。
【００４０】
図３の一段目および二段目のグラフに示しているように、ＡＣ入力５００の電圧に対して、その電圧が負となるときの電圧が、整流回路６０４の出力電圧においては反転されて、正電圧とされる。整流回路６０４は、かかる電圧変換を行うために、たとえば、整流用のダイオードを４個組み合わせて構成したダイオードブリッジなどが設けられる。
【００４１】
ゼロクロス信号発生回路６０５は、このような図３の二段目のグラフに示したような常時、正電圧とされた整流回路６０４の出力電圧を取得して、これに基づいて、図３の三段目に示したようなゼロクロス信号を生成する。このために、ゼロクロス信号発生回路６０５は、基準電圧Ｔｈ（図３参照）と、整流回路６０４の出力電圧（図３の二段目のグラフの電圧）とを比較するコンパレータが設けてあり、このコンパレータによる比較結果に基づいて、基準電圧Ｔｈよりも整流回路６０４の出力が小さくなっている期間だけＨｉｇｈ状態となり、その他の期間はＬｏｗ状態となっている信号（図３の三段目のグラフ：ゼロクロス信号）を出力する。
【００４２】
このようにしてゼロクロス信号発生回路６０５が生成したゼロクロス信号は、制御部６０６へと入力される（図２参照）。制御部６０６は、このゼロクロス信号に基づいて、ＡＣ入力５００のゼロクロスポイント（ＡＣ入力５００の出力が瞬時的に０となるポイント）を大まかに特定することができる。
【００４３】
制御部６０６は、ゼロクロス信号発生回路６０５から入力されるゼロクロス信号と、ヒータ電流検知回路６０２から入力される検知結果の信号とに基づいてヒータ駆動回路６０１に設けられたスイッチング素子の状態切り替えを行うべきタイミングを精度よくＡＣ入力５００のゼロクロスポイントへと特定する。
【００４４】
図３の最下段に示すヒータ４０１に流れる電流のグラフにおいて、タイミングＴ１〜Ｔ２の間は、最上段に示したＡＣ入力５００の電圧が大きくなってゆくにも拘らず、スイッチング素子がオフ状態とされているためヒータ４０１に流れる電流は０を維持する。
【００４５】
一方、タイミングＴ２は、スイッチング素子のゲートへと制御部６０６よりトリガー信号が入力されて、スイッチング素子がオン状態へと切り替わったタイミングを示しており、このときから、図３の最下段のグラフに示しているようにＡＣ入力５００よりこのスイッチング素子を通って、ヒータ４０１へと電流が流れ始める。そして、この後、ヒータ４０１に流れる電流は、ＡＣ入力５００の電圧変化に応じて変化する。ただし、タイミングＴ３で、ＡＣ入力５００の電圧は０となり、このため、ヒータ４０１に流れる電流も０となるため（図３最下段のグラフ参照）、その後にヒータ４０１の電流がタイミングＴ４で再び正となろうとするときには、スイッチング素子の働きにより電流が流れることが抑止される。そして、図３最下段のグラフにおいては、このタイミングＴ４の後に、タイミングＴ５において再びスイッチング素子がオン状態へと切り替えられており、このときからヒータ４０１に電流が、ＡＣ入力５００の電圧変化に応じて流れている。
【００４６】
スイッチング素子の状態切り替えにより、このようにしてヒータ４０１の電流が変化する。そして、タイミングＴ２〜Ｔ３のようにヒータ４０１に電流が流される期間と、タイミングＴ４〜Ｔ５のように電流が流れることが抑止される期間とが単位時間内に含まれる割合に応じて、ヒータ４０１に流れる単位時間あたりの総電流量が決まる。制御部６０６は、ヒータ駆動回路６０１のスイッチング素子の状態切り替えによって、かかる電流が流される時間の割合を変化させることによって、ヒータ４０１に単位時間あたりに流れる電流総量を変化させて、ヒータ４０１の発熱量を変化させることができる。制御部６０６は、このようにして、単位時間当たりのヒータ４０１の発熱量を変化させることにより、定着装置４００に設けられた定着ローラの温度を適温に保たたせる。
【００４７】
図３では、タイミングＴ２でスイッチング素子をオン状態としてヒータ４０１の通電を開始させていたが、この切り替えを行わなければ、その後もヒータ４０１の電流は継続して０であり、これにより、タイミングＴ１以降、ＡＣ入力５００の１／２周期（ゼロクロス信号がＨｉｇｈ状態となる周期）が経過するタイミングＴ３までの期間の電力分だけ、ヒータ４０１への電力供給を抑制したことになる。同様に、タイミングＴ４からの１／２周期についても、タイミングＴ５にてスイッチング素子をオン状態としなかった場合には同様に完全に抑制される。
【００４８】
制御部６０６は、このようにスイッチング素子をオン状態とせずに１／２周期の期間の電力供給を完全に抑制したり、あるいは、図３のタイミングＴ１〜Ｔ２のように、期間開始直後（タイミングＴ２）にスイッチング素子をオン状態にして、短い期間だけ抑制をしたり、あるいは、タイミングＴ５のように、終了直前に切り替えを行うことにより長い期間、抑制をしたりすることを切り替えて実行することにより単位時間あたりにヒータ４０１に流れる電流総量を変化させ、ひいては、単位時間当たりのヒータ４０１の発熱量を変化させる。
【００４９】
このように、ＡＣ入力５００の１／２周期ごとにスイッチング制御を行うものとすることにより、ヒータ４０１の発熱量は変化される。
【００５０】
そして、この複写機１においては、制御部６０６は、図３の三段目のグラフに示すゼロクロス信号のみに基づいてスイッチング素子の状態を切り替えるタイミングを決定するのではなく、このゼロクロス信号と、ヒータ４０１に流れる電流が検知されたヒータ電流検知回路６０２による電流検知結果とに基づいて決定することにより、スイッチング素子の状態切り替えを確実に精度のよいタイミングにて行うことができる。
【００５１】
図４は、制御部６０６によるスイッチング素子の状態切り替え処理を示す図である。
【００５２】
図４においては、図３の三段目のゼロクロス信号のグラフ、および、四段目のヒータ４０１の電流のグラフを取り上げて、タイミングＴ１〜Ｔ２およびその直前の一定期間について拡大して詳細に示している。
【００５３】
また、図５は、図４で説明するスイッチング素子の状態切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
図５のステップＳ１では、制御部６０６が、まず、スイッチング素子のオン状態への切り替えを行わずに、１／２周期の期間、電力供給を完全に抑制するか否かを判断する。制御部６０６は、単位時間あたりに電力供給を完全に抑制する期間の割合を予め定めておいて、定められたその期間に応じてこの選択を行う。
【００５５】
スイッチング素子をオン状態にしてヒータ４０１への通電を行わせる場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御部６０６は、ステップＳ２以下の処理を実行してスイッチング素子を一定のタイミングにてオン状態へと切り替えて、このスイッチング素子を介してＡＣ入力５００よりヒータ４０１に電流が流れるようにさせる。
【００５６】
ステップＳ２では、制御部６０６は、ゼロクロス信号がＬｏｗ状態からＨｉｇｈ状態へと切り替わるタイミングＴａ（図４）を検知する。
【００５７】
制御部６０６は、ゼロクロス信号がＬｏｗ状態からＨｉｇｈ状態へと切り替わって立ち上がるタイミングＴａを検知すれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、そのタイミングＴａから、これから説明を行う図４のタイミングＴｂまで、時間を計測する。ステップＳ３では、制御部６０６は、この時間計測を開始する。
【００５８】
ここで、図４のタイミングＴａ近傍において図４の下段に示すヒータ４０１の電流は負となっている。タイミングＴｂは、このような負の電流が、０まで上昇したタイミングである。制御部６０６は、タイミングＴａでゼロクロス信号がＬｏｗ状態からＨｉｇｈ状態へと切り替わった後に、かかるタイミングＴｂでヒータ４０１の電流が０となることがヒータ電流検知回路６０２に検知されるまでの時間を測定する。
【００５９】
ステップＳ４では、制御部６０６は、ヒータ４０１の電流が０となったことがヒータ電流検知回路６０２に検知されたか否かを判定する。
【００６０】
そして、ヒータ４０１の電流が０となったことがヒータ電流検知回路６０２に検知されれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５で、制御部６０６は、そのときのタイミングを図４におけるタイミングＴｂのタイミングと特定して、このタイミングＴｂおよび先にステップＳ２で検知されたタイミングＴａとの間の時間差を特定する。
【００６１】
そして、ステップＳ６では、制御部６０６は、図３の説明において、タイミングＴ１〜Ｔ２について述べたように短時間だけ電力供給を抑制するか、あるいは、タイミングＴ４〜Ｔ５の場合のように比較的、長時間、電力供給を抑制するかを選択する。制御部６０６は、予め、電力供給を短時間だけ抑制する期間と、長時間抑制する期間との割合を、単位時間あたりにヒータ４０１へ供給しようとする熱量に応じて定めており、この割合に応じてステップＳ６でのこの選択を行う。
【００６２】
そして、短い時間だけ抑制を行うこととする場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部６０６は次のようにしてスイッチング素子をオン状態へと切り替える処理を実行する。
【００６３】
制御部６０６は、計算された時間差に０．３を乗じた時間が経過するまでの時間を計時する（ステップＳ８ａ）。すなわち、ステップＳ４でタイミングＴｂの到来が検知されてからこの計算された時間差に０．３を乗じた時間が経過する図４のタイミングＴｃが到来するまでの時間が経過するのを待つ。そして、経過した場合（ステップＳ８ａ：ＹＥＳ、タイミングＴｃ）、制御部６０６は、ステップＳ９で、スイッチング素子の状態をこのタイミングＴｃで切り替えさせることにより、図４下段のヒータ４０１の電流のグラフにおけるタイミングＴｃにて示しているようにヒータ４０１に電流を流させ始める。
【００６４】
こうして、ヒータ４０１に対して、図４下段のグラフにおける太い実線で示しているような電流が流されて、ヒータ４０１への通電が開始される。
【００６５】
ここで、このようにして、制御部６０６がゼロクロス信号と、ヒータ電流検知回路６０２の検知結果との両者を参照するのではなく（ステップＳ２〜Ｓ５参照）、ゼロクロス信号のみを参照して、スイッチング素子の状態を切り替える場合について、対比のために説明する。
【００６６】
この場合、たとえば、制御部６０６は、図４のゼロクロス信号の立ち下がりのタイミングＴｄにおいてスイッチング素子をオン状態へと切り替えることにより、ヒータ４０１へと流させる電流を図４下段のグラフにおける太線の一点鎖線の電流とする。
【００６７】
このように、図４のゼロクロス信号の立ち下がりのタイミングＴｄにおいてスイッチング素子の状態を切り替える場合には、ゼロクロス信号のバラツキが直接、切り替えタイミングに影響する。
【００６８】
これに対して、上記で説明した複写機１の場合には、ゼロクロス信号が立ち上がるタイミングＴａを起点として時間計測して特定されたタイミングＴｃにて状態切り替えがされているのに変わりはないことから、バラツキによる影響が０となるわけではないものの、ヒータ４０１の電流が０となるタイミングＴｂに応じてこのタイミングＴｃは変化するものであり、ヒータ電流検知回路６０２の検知結果に基づくかかるタイミングＴｃの変化により、ゼロクロス信号のバラツキによる影響が補償され、これにより、正確なＡＣ入力５００の出力レベルのゼロクロスポイントへとタイミングＴｃは近づく。
【００６９】
こうして、精度のよいタイミングでスイッチング素子の状態切り替えが確実に行われることにより、スイッチングノイズや突入電流を抑制させたり、容易に雑音端子間電圧の規制をクリアして、チョークコイルを小型化したりコストを低くしたりすることができるようになる。
【００７０】
他方、図５のフローチャートにおけるステップＳ６において、長時間、電力供給を抑制することが制御部６０６に選択された場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、図３のタイミングＴ４（図４のタイミングＴｂに相当）において時間差が特定された後に（ステップＳ４，Ｓ５）、次にゼロクロス信号が立ち上がる図４のタイミングＴ５が到来するまで制御部６０６は待機し（ステップＳ７ａ：ＮＯ）、タイミングＴ５が到来すれば（ステップＳ７ａ：ＹＥＳ）、このタイミングＴ５からさらに上述の時間差を０．７倍した時間が経過したときに（ステップＳ８ｂ：ＹＥＳ）、スイッチング素子の状態切替を制御部６０６は実行する（ステップＳ９）。
【００７１】
このときにも上述の場合と同様に、ヒータ４０１の電流が０となるタイミングに応じて状態切り替えのタイミングが変化されることにより、ゼロクロス信号のバラツキによる影響が補償され、確実に精度のよいタイミングでスイッチング素子の状態切り替えが行われることにより、スイッチングノイズや突入電流を抑制させたり、容易に雑音端子間電圧の規制をクリアして、チョークコイルを小型化したりコストを低くしたりすることができるようになっている。
【００７２】
なお、ステップＳ８ｂ〜Ｓ９においては、時間差に０．７倍した時間が経過したタイミングで状態切り替えを実行するが、時間差の１倍に対して、時間差に０．３を乗じた時間だけ届かないタイミングで状態が切り替えられるように意図したものであり、ヒータ４０１の電流が０とヒータ電流検知回路６０２に検知されるタイミングから、時間差に０．３を乗じた時間だけ離れたタイミングにて状態が切り替えられるように狙ったものとして上述の場合と同様である。
【００７３】
上記の説明では、ＡＣ入力５００が正電圧を出力し、したがってヒータ４０１に正の電流が流れる期間において、スイッチング素子の状態切り替えにより、その電流の制御が行われる場合を例にとって説明したが、ＡＣ入力５００が負電圧を出力し、したがってヒータ４０１に負の電流が流れる期間についても同様である。
【００７４】
次に変形例を説明する。
【００７５】
（Ａ）上記した実施形態の説明においては、画像形成装置として複写機を例にとって説明したが、ファックスやファクシミリ、複合機などの他の形態の画像形成装置でも同様である。
【００７６】
また、画像形成装置に設けられるヒータ装置６００を例にとり説明したが、かかる場合に限定されることもなく、画像形成装置でない装置においてヒータ装置６００と同様のヒータ装置を設ける場合等についても、本発明は適用可能である。
【００７７】
また、ヒータ装置６００のヒータ４０１は、定着装置４００に設けられるヒータであるものとして説明を行ったが、かかる場合に限定されることもない。
【００７８】
（Ｂ）上記した実施形態の説明においては、ゼロクロス信号の立ち上がりタイミング（図４のタイミングＴａ）と、ヒータ電流検知回路６０２によりヒータ４０１の電流が０と検知されるタイミング（図４のタイミングＴｂ）との時間差に基づいてスイッチング素子の状態が切り替えられるものとして説明を行ったが、かかる場合に限定されることはなく、ゼロクロス信号と、ヒータ電流検知回路６０２によりヒータ４０１の電流が０と検知されるタイミングとに基づいて特定される他の適切なタイミングにおいてスイッチング素子の状態は切り替えられるものとしてもよい。さらには、電流が０と検知されるタイミングに基づいて切り替えタイミングが特定される必要はなく、たとえば電流量が極大や極小となるタイミングなどに基づいて特定される切り替えタイミングにて、スイッチング素子の状態は切り替えられるものとしてもよい。
【００７９】
（Ｃ）ヒータ電流検知回路６０２は、ゼロクロス信号に応じて、ゼロクロス信号がＨｉｇｈ状態の期間のみ稼動され、Ｌｏｗ状態の間は停止しているものとしてもよい。あるいは、制御部６０６は、ゼロクロス信号がＨｉｇｈ状態の期間のみヒータ電流検知回路６０２を動作させるものとしてもよい。
【００８０】
（Ｄ）複写機１が電源ＯＮとなるときや、省エネルギーモード（スリープモードやパワーセーブモードなど）から復帰されるときなどの、ヒータ４０１を発熱開始させるときには、上述した時間差にはしばらくの間変動ないしブレがある。そこで、制御部６０６は、過去に図５のステップＳ５で特定された時間差を記憶しているものとして、ヒータ４０１を発熱開始させるときには、過去に特定されて記憶してあるその時間差を再利用するものとしてもよい。この場合、ステップＳ３〜Ｓ５における時間差を計測する処理は行わないものとし、ステップＳ８ａやステップＳ８ｂに相当する処理においては予め記憶されていた時間差を用いるものとすることができる。
【００８１】
ここで、制御部６０６に記憶する時間差は、数回にわたる計測結果の平均値であるものとしてもよい。
【００８２】
（Ｅ）ヒータ電流検知回路６０２は、次のようなものであってもよい。すなわち、一の方向へと電流が流れているか、逆の方向へと流れているかに応じて、０Ｖおよび５Ｖをそれぞれ制御部６０６ヘと出力する。かかるヒータ電流検知回路６０２を用いて、制御部６０６は、ヒータ４０１に流れている電流が正か負かを特定し、ひいては、ヒータ４０１の電流が正から負に変わり、あるいは負から正に変わることにより、電流値が０を過ぎるタイミングを検出する。
【００８３】
また、ヒータ電流検知回路６０２は、ゼロクロス信号発生回路６０５と同様のものであってもよく、ヒータ４０１に流れる電流のゼロクロス信号を生成するものであってもよい。この場合、上述した基準電圧Ｔｈ（図３参照）に相当する基準電流は、なるべく小さな電流値であることが好ましい。
【００８４】
（Ｆ）上述の説明においては、ＡＣ入力５００の周期の１／２の期間ごとにヒータ４０１への供給電力量を切り替えて、ヒータ４０１の発熱量を制御しており、この切り替えは、完全に供給電力を０とする場合と（図５のステップＳ１：ＮＯ）、小電力を供給する場合と（ステップＳ６：ＹＥＳ）、大電力を供給する場合と（ステップＳ６：ＮＯ）の３パターンの間での切り替えとされている。
【００８５】
このように切り替えが３パターンで行われる必要はなく、たとえば、上述の３パターンのうちで２パターンの間で切り替えられて供給電力が制御されるものとしてもよい。
【００８６】
（Ｇ）スイッチング素子として、さまざまなものを用いることができ、たとえば、いわゆるＧＴＯ（Ｇａｔｅ  Ｔｕｒｎ  Ｏｆｆ）サイリスタを用いるものとすると共に、上述のように単にオフ状態からオン状態への切り替えのみを制御するのではなく、オフ状態からオン状態への切り替えタイミングも併せて制御するものとしてもよい。この場合にも、切り替えタイミングを、精度よくＡＣ入力５００のゼロクロスポイントへと近づけてやることにより、オフ状態からオン状態への切り替え時におけるスイッチングノイズを回避させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態に係る複写機を示す図である。
【図２】実施形態に係る複写機に構成されるヒータ装置を示す図である。
【図３】ヒータ装置各部の電流、電圧の変化を示す図である。
【図４】制御部によるスイッチング素子の状態切り替え処理を示す説明図である。
【図５】制御部によるスイッチング素子の状態切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
Ｐ  記録紙
１  複写機
１００  画像読取部
２００  給紙部
２００ｄ  排出部
２００ｔ  搬送経路
３００  画像形成部
４００  定着装置
４０１  ヒータ
５００  ＡＣ入力
６００  ヒータ装置
６０１  ヒータ駆動回路
６０２  ヒータ電流検知回路
６０３  トランス
６０４  整流回路
６０５  ゼロクロス信号発生回路
６０６  制御部
【図１】
2008010319.tif 000003
【図２】
2008010319.tif 000004
【図３】
2008010319.tif 000005
【図４】
2008010319.tif 000006
【図５】
2008010319.tif 000007