(57)【要約】【課題】定着ヒータ等の発熱体の温度制御を商用交流電源の電圧波形の歪みに関係なく、きめ細かく、正確に行うことを可能にする。【解決手段】温度検知部１が発熱体の温度を検出し、温調制御部２が、検知された発熱体の温度に基づき、発熱体に通電すべきか否かを判別して、第１の判別結果信号を出力するとともに、位相制御部３が、発熱体の温度に基づき、発熱体の通電に対して位相制御を行うべきか否かを判別して、第２の判別結果信号を出力する。一方、トリガ信号出力部５１が、位相制御されたパルス信号と直流信号との両方を用意し、信号切替部５２が、第１及び第２の判別結果信号に基づき、パルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して発熱体の制御端子に出力する。【選択図】      図１
2004259160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の供給を受けて発熱する発熱体に対して直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をオンオフすることにより該発熱体の温度制御を行う温度制御装置において、
交流電源の電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体に通電すべきか否かを判別して、第１の判別結果信号を出力する温調制御手段と、
前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体の通電に対して位相制御を行うべきか否かを判別して、第２の判別結果信号を出力する位相制御手段と、
前記位相制御されたパルス信号と直流信号との両方を出力する出力手段と、
前記第１及び第２の判別結果信号に基づき、前記出力手段から出力されたパルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して前記発熱体の制御端子に出力する選択手段と
を有することを特徴とする温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度制御装置に関し、特に、交流電源の供給を受けて発熱する発熱体に対して直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をオンオフすることにより該発熱体の温度制御を行う温度制御装置に関する。
【０００２】
上記温度制御装置は、例えば画像形成装置に装着される定着ヒータの温度制御を行う。
【０００３】
【従来の技術】
感光ドラムに形成された潜像にトナーを静電吸着してトナー像を得、このトナー像を用紙に転写し、定着部で熱と圧力とにより定着させる画像形成装置において、一般に、定着部には定着ヒータが設けられる。該定着ヒータは、高画質の画像形成を行うために一定温度に制御される必要があり、従来、定着ヒータには商用交流電源がスイッチング素子のトライアックを介して接続され、定着ヒータの検出温度に応じて、トライアックを、商用周波数の半周期毎に通電／非通電するフィードバック制御が行われている。
【０００４】
図３は、従来の定着ヒータの温度制御回路の一例を示す回路図である。
【０００５】
商用交流電源３１はトライアック３３を介して定着ヒータ３２に接続される。ゼロクロス点検出部３４は、商用交流電源３１の両端電圧をモニタし、交流電圧がゼロボルトになるタイミングを検出し、ゼロクロス信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部３６へ出力する。温度検知部３５は、定着ヒータ３２の温度を検出し、ＯＮ／ＯＦＦ制御部３６へ出力する。ＯＮ／ＯＦＦ制御部３６は、温度検知部３５で検出された定着ヒータ３２の温度を所定温度と比較し、ヒータ温度が所定温度よりも低いときに、ゼロクロス信号に同期したゲートトリガ信号をトライアック３３に出力する。トライアック３３は、ゲートトリガ信号の入力があると、商用交流電源３１の電圧が所定の値（例えばゼロ）以下になるまでの期間だけ通電を行い、これによって定着ヒータ３２が加熱される。
【０００６】
なお、ゲートトリガ信号は、デューティ比を任意に設定したパルスからなり、デューティ比を１００％に設定した直流電圧方式や、デューティ比を小さく設定して、パルスの立ち上がりタイミングをゼロクロス信号から所定位相量だけ遅らせる位相制御方式がある。
【０００７】
位相制御方式では、パルスの立ち上がりタイミングをゼロクロス信号から９０度や２７０度遅らせた場合、過大な突入電流がトライアック３３に流れてダメージを与えてしまうため、パルスの立ち上がりタイミングをゼロクロス点に近い位置に設定することが一般的である。また、商用交流電源３１から定着ヒータ３２へ流れる大電流（特に定着ヒータを冷えた状態から立ち上げる時に発生）の断続的なオン／オフによって、商用交流電源３１を介して他の装置、例えば室内照明にフリッカー（ちらつき現象）を発生させてしまうため、その対策として、電源投入時に位相制御を行い、定着ヒータに通電が行われる期間に相当する導通角を徐々に増やすことが行われる。
【０００８】
また、位相制御を電源投入時だけでなく、通常制御時にも行うことで定着ヒータの温度制御をきめ細かに行う場合もある。
【０００９】
以下に、図４及び図５を参照して、更に詳しく説明する。
【００１０】
図４は、単純ＯＮ／ＯＦＦ制御における各部の信号波形の一例を示す図である。
【００１１】
（Ａ）は商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｂ）はゼロクロス信号、（Ｃ）はゲートトリガ信号（トリガ信号）である。（Ａ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００１２】
ここでは、デューティ比を小さく設定されたトリガ信号が、その立ち上がりタイミングをゼロクロス信号と位相差なしで発生され、時々パルスを抜くことで、その半周期に亘ってヒータ通電を停止し、これによって定着ヒータの温度制御を行っている。
【００１３】
図５は、位相制御における各部の信号波形の一例を示す図である。
【００１４】
図５でも（Ａ）は商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｂ）はゼロクロス信号、（Ｃ）はゲートトリガ信号（トリガ信号）である。（Ａ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００１５】
ここでは、デューティ比を小さく設定されたトリガ信号が、その立ち上がりタイミングをゼロクロス信号から所定の位相分遅れて発生され、この所定の位相分を変えることによってヒータ通電期間を調節し、これによって定着ヒータの温度制御を行っている。
【００１６】
なお、定着ヒータをハロゲンヒータで構成した場合、ハロゲンヒータは低温時に抵抗値が低いという性質があるため、電源投入時には定着ヒータに大電流が流れる。デューティ比を１００％に設定したゲートトリガ信号を用いる直流電圧方式でヒータ温度制御を行った場合、電流変化量が大きいことからフリッカが発生してしまう。この現象を抑える為に、図５に示す位相制御方式のヒータ温度制御を行い、電源投入時には所定の位相分の遅れ量を徐々に減らし、すなわちヒータ通電期間に相当する導通角を徐々に増やすことが行われる。
【００１７】
また、図４で示したようなＡＣ波形の半周期ごとの通電／非通電制御と比較して、図５に示す位相制御方式は、よりきめ細かなヒータ温度制御が可能であるので、この位相制御方式を電源投入時以外の通常動作時にも使用している例もある。
【００１８】
なお、特許文献１として、交流電源から電気ヒータへの通電をオン／オフ制御する電気ヒータ制御装置が存在する。この装置では、電気ヒータをオフさせるときに、一旦交流電源から電気ヒータへの通電角を０°より大きく、１８０°より小さく設定した後、通電角を徐々に０°に変更するように制御する。これによって、電気ヒータオフ時に交流電源に電圧変動が発生し、また電気ヒータ印加電圧波形の位相角制御により高調波電流が流れて、交流電源に電圧波形歪みが発生するという問題を解決している。
【００１９】
【特許文献１】
特開平９−２３０７４０号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、世界各地における電源事情は優良なものから劣悪なものまで様々であり、商用電源の電圧が不安定であったり、雑音の混入などがあったりする。また大きな工場の施設内で多くの装置が電源ラインを共有している場合などには、大電力を消費する大型の装置が動作し始めた瞬間や、大量のノイズを出すような機器が動作している場合には、商用交流電源の電圧波形が歪んだり、波形にノイズが乗ったりという現象が発生する。
【００２１】
このような現象が発生している商用交流電源から上記の従来の画像形成装置が電源の供給を受けている場合においては、定着ヒータの温度制御が正確に行えないという問題が発生する。
【００２２】
図６は、商用交流電源の電圧波形がゼロクロス点付近で歪んでいる場合におけるヒータの温度制御の失敗を示す図である。
【００２３】
（Ａ）は電圧波形がゼロクロス点付近で歪んでいる商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｂ）は電圧波形に歪がない場合の商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｃ）はヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）である。（Ｂ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００２４】
通常、トライアックを通電状態にするためには、短いパルス幅のトリガ信号をトライアックのゲートに入力するだけで済むことから、正常な電源電圧状態であって正常なサイン波の交流電源電圧が画像形成装置に入力されていれば、図６（Ｂ）に示すようにヒータ通電を行うことができる。
【００２５】
ところが、図６（Ａ），（Ｃ）に示すように、トリガ信号（ヒータ通電パルス）のパルス幅を上回る長時間の波形歪みが生じた場合には、トリガ信号がトライアックのゲートに入力されても、トライアックは通電状態にならない。そのため、ヒータ温度を目標温度に保持することができず、画像形成装置は異常が起こっていると判断して、場合によってはエラー信号を出して動作を停止させてしまう。
【００２６】
なお、このような電圧波形が歪んでいる商用交流電源からの電源供給でも画像形成装置を正常に動作させる方法として、トリガ信号のパルス幅を広げる方法が考えられる。
【００２７】
図７は、トリガ信号のパルス幅を広げた場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【００２８】
（Ａ）は電圧波形がゼロクロス点付近で歪んでいる商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｂ）は電圧波形に歪がない場合の商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｃ）はパルス幅を広げたヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）である。（Ａ），（Ｂ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００２９】
図７（Ａ），（Ｃ）に示すように、トリガ信号（ヒータ通電パルス）のパルス幅が波形歪みの発生期間よりも大きいので、トリガ信号に従ってトライアックが正常に通電状態となる。
【００３０】
しかし、このトリガ信号（ヒータ通電パルス）のパルス幅を広げる方法では、位相制御を行った場合に問題が発生する。それを、図８を参照して説明する。
【００３１】
図８は、トリガ信号（ヒータ通電パルス）のパルス幅を広げた状態で位相制御を行った場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【００３２】
（Ａ），（Ｂ）は商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｃ）はパルス幅を広げたヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）である。（Ａ），（Ｂ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００３３】
図８（Ａ）に示すように定着ヒータに通電を行いたいとしても、ヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）のパルス幅が広げられていると、図８（Ｂ）に示すように、トライアックを交流電源の電圧波形の位相角１８０度または３６０度に近いところで通電状態にしようとした場合、パルス幅が長すぎるために、次の半周期にまでヒータ通電パルスのＯＮ期間が及んでしまい、通電したくない期間においてもトライアックを通電状態にしてしまう。これでは位相制御が正常には行えないことになる。
【００３４】
図９は、トリガ信号（ヒータ通電パルス）のデューティ比を１００％に設定した場合、すなわちトリガ信号を、ヒータ通電期間中ハイレベルを維持し続ける直流電圧とした場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【００３５】
（Ａ）は、電圧波形がゼロクロス点付近で歪んでいる商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｂ）は電圧波形に歪がない場合の商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形、（Ｃ）は直流電圧状態のヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）である。（Ａ），（Ｂ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００３６】
トライアックのゲートにトリガパルスではなく、図９（Ｃ）に示すような直流電圧をトライアックのゲートに通電期間に亘って供給した場合、商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形の歪みに関係なく、必ずトライアックを通電させることが可能である。ただし、当然のことながら、この方法では位相制御は不可能である。
【００３７】
以上のように、商用交流電源（ＡＣ）の電圧波形の歪みに対して、ヒータ通電パルス（ゲートトリガ信号）のパルス幅を調整することは、直流電圧方式や単純ＯＮ／ＯＦＦ制御方式には有効であるが、位相制御方式には有効でなく、そのため、商用交流電源の電圧波形に歪みが発生しているときに、定着ヒータの温度制御をきめ細かく、正確に行うことができないという問題点があった。
【００３８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、定着ヒータ等の発熱体の温度制御を商用交流電源の電圧波形の歪みに関係なく、きめ細かく、正確に行うことを可能にした温度制御装置を提供することを目的とする。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、交流電源の供給を受けて発熱する発熱体に対して直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をオンオフすることにより該発熱体の温度制御を行う温度制御装置において、交流電源の電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記発熱体の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体に通電すべきか否かを判別して、第１の判別結果信号を出力する温調制御手段と、前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体の通電に対して位相制御を行うべきか否かを判別して、第２の判別結果信号を出力する位相制御手段と、前記位相制御されたパルス信号と直流信号との両方を出力する出力手段と、前記第１及び第２の判別結果信号に基づき、前記出力手段から出力されたパルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して前記発熱体の制御端子に出力する選択手段とを有することを特徴とする温度制御装置が提供される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００４１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明に係る画像形成装置の定着ヒータ制御部における第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００４２】
本実施の形態では、トライアックのオンタイミングをゼロクロスタイミングからの所定位相差で制御する位相制御と、単純にゼロクロスタイミングとの位相差なしでトライアックにオン信号を出力する単純オンオフ制御との両方の制御を使用する。
【００４３】
図中、温度検知部１は、定着ヒータ（図示せず）近傍に取り付けられ、定着ヒータの温度を検出し、温調制御部２及び位相制御部３へ送る。温調制御部２は、温度検知部１から送られた定着ヒータの温度情報を基に、定着ヒータに通電すべきか否かを判別する。具体的には、定着ヒータの温度が目標温度に達しているか否かを判別し、目標温度に達していなければ、定着ヒータに通電すべきと判断して、高レベルの温調制御信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部５へ出力し、一方、目標温度に達していれば、定着ヒータに通電すべきでないと判断して、低レベルの温調制御信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部５へ出力する。位相制御部３は、温度検知部１から送られた定着ヒータの温度情報を基に、位相制御を行うべきか否かを判別する。例えば、定着ヒータの温度が所定の温度よりも低ければ、位相制御を行うべきと判断して、高レベルの位相制御信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部５へ出力し、一方、所定の温度以上であれば、位相制御を行うべきでないと判断して、低レベルの位相制御信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部５へ出力する。
【００４４】
また、ゼロクロス検出部４が、商用交流電源（ＡＣ）からの入力波形をモニタしてゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号をＯＮ／ＯＦＦ制御部５に出力する。
【００４５】
ＯＮ／ＯＦＦ制御部５は、トリガ信号出力部５１及び信号切替部５２から構成される。トリガ信号出力部５１は、位相制御パターンに従って決定されるパルス信号と、単純オンオフ制御を行うための直流信号との両方を信号切替部５２へ出力する。位相制御パターンは、例えば定着ヒータの温度や電源投入後の経過時間に対応して予め設定されたゼロクロス点からの位相差の変化を決定している。
【００４６】
信号切替部５２は、温調制御部２から低レベルの温調制御信号が出力されていれば、トライアックにトリガ信号そのものを出力せず、温調制御部２から高レベルの温調制御信号が出力され、且つ位相制御部３から低レベルの位相制御信号が出力されていれば、トリガ信号出力部５１から送られた直流信号を選択してトリガ信号としてトライアックのゲートに出力し、また、温調制御部２から高レベルの温調制御信号が出力され、且つ位相制御部３から高レベルの位相制御信号が出力されていれば、トリガ信号出力部５１から送られたパルス信号を選択してトリガ信号としてトライアックのゲートに出力する。
【００４７】
なおＯＮ／ＯＦＦ制御部５は、温調制御信号または位相制御信号の信号レベルが変化してトリガ信号の形態が切り替わる際には、変化直後の最初のゼロクロス信号に従って立ち上がりタイミングを調整したトリガ信号（直流信号、パルス信号）をトライアックのゲートに出力するようにする。これは、位相角９０度や２７０度といった位相位置でトリガ信号が高レベルに切り替わると、トライアックに突入電流が流れ、トライアックにダメージを与える危険性があり、これを避けるためである。
【００４８】
次に定着ヒータ制御部の動作を、図２に示す例を参照して説明する。
【００４９】
図２は、定着ヒータ制御部の各部における信号波形を示すタイミングチャートである。
【００５０】
（Ａ）は、商用交流電源電圧（ＡＣ）、（Ｂ）はゼロクロス検出部４から出力されるゼロクロス信号、（Ｃ）は温調制御部２から出力される温調制御信号、（Ｄ）は位相制御部３から出力される位相制御信号、（Ｅ）はＯＮ／ＯＦＦ制御部５からトライアックのゲートに入力されるトリガ信号を示す。（Ａ）では、定着ヒータに通電が行われている期間に相当する波形部分が塗り潰されている。
【００５１】
以下、図中一番下に示す期間１〜６の順番に沿って動作説明を行う。
【００５２】
（１）期間１（温調制御信号が低レベル）
この期間では定着ヒータを加熱する必要がないため、温調制御部２が低レベルの温調制御信号を出力している。したがって、ＯＮ／ＯＦＦ制御部５はトリガ信号を出力せず、定着ヒータは通電されない。
【００５３】
（２）期間２（温調制御信号が高レベル、位相制御信号が高レベル）
この期間では定着ヒータを加熱するべく温調制御部２が高レベルの温調制御信号を出力している。なお位相制御部３からも高レベルの位相制御信号が出力されている。
【００５４】
この場合、温調制御部２が高レベルの温調制御信号を出力した時点で、トライアックのゲートにトリガ信号を出力できる状態となるが、前述した通り、即座にトライアックを通電状態にするとトライアックにダメージを与える可能性があるので、温調制御部２が高レベルの温調制御信号を出力した直後に入力されるゼロクロス信号を受けて出力タイミングを決定する。この期間２では位相制御信号が高レベルとなっているので、ゼロクロス点から所定の位相差だけ遅らせた位相位置でクロック信号を出力する。この位相差は、商用電源の周期が安定していれば、ゼロクロス点から所定の時間経過したことをクロックカウンタでカウントすることによって決定できる。
【００５５】
（３）期間３（温調制御信号が高レベル、位相制御信号が低レベル）
この期間では温調制御部２が高レベルの温調制御信号を出力しているが、位相制御部３は低レベルの位相制御信号を出力している。
【００５６】
位相制御信号が低レベルの状態では、信号切替部５２はトリガ信号として直流信号を選択して出力する。
【００５７】
この場合も期間２と同様に、位相制御信号が低レベルになった直後に入力されるゼロクロス信号を受けて出力タイミングを決定する。すなわち、ゼロクロス信号に同期して直流信号を立ち上げる。
【００５８】
（４）期間４（温調制御信号が高レベル、位相制御信号が高レベル）
この期間では再び位相制御信号が高レベルとなっている。
【００５９】
位相制御信号が高レベルになると同時に、信号切替部５２からの直流信号の出力は停止され、その後最初に入力されるゼロクロス信号に従い位相制御されたパルス信号を信号切替部５２がトライアックのゲートにトリガ信号として出力する。
【００６０】
（５）期間５（温調制御信号が高レベル、位相制御信号が低レベル）
この期間は期間３と同様であり、信号切替部５２が再びトリガ信号として直流信号を、位相制御信号が低レベルになった直後に最初に入力するゼロクロス信号に同期して出力する。
【００６１】
（６）期間６（温調制御信号が低レベル）
この期間では温調制御信号が低レベルとなるので、信号切替部５２がトリガ信号を出力せず、定着ヒータは通電されない。
【００６２】
ところで、単純オンオフ制御は、従来技術の中で紹介したデューティ比の小さいトリガ信号パルスによる方式（図４）と、通電期間中に高レベルの電圧を維持するトリガ信号（デューティ比１００％）による直流方式（図９）との２通りの方式があり、本実施の形態では、商用交流電源の電圧波形が乱れても確実にトライアックを通電状態にするために後者の直流方式を用いている。
【００６３】
ヒータ温度制御に位相制御を行うことのメリットは、商用交流電源の半周期に亘ってヒータ通電／非通電を行うことによって調整できる温度調整単位よりも更に小さい温度調整単位でヒータ温度を制御できることであり、温度調整の最小単位が商用交流電源の半周期に亘ったヒータ通電／非通電によるものである単純オンオフ制御と比較してきめ細かなヒータ温度制御を行える。このため、ヒータ温度制御は、例えばより高画質を目指して定着温度をより一定した温度に制御したい場合などにも有効である。また、定着ヒータに大電力のハロゲンヒータなどを使用した画像形成装置では、ハロゲンヒータが冷えた状態から急速に立ち上げる時に単純オンオフ制御を行うと、ハロゲンヒータが低温時には抵抗値が低いという性質のために大電流が流れ、また、画像形成動作の開始時には特にヒータ通電／非通電の繰り返しによる電流変化が大きい。そのため、該画像形成装置と同一のコンセントから電源をとっている照明装置の明るさがちらつくなどのフリッカと呼ばれる現象が生じてしまう。このような現象を回避するために、画像形成装置の定着ヒータを位相制御するとともに、最初はトライアックに通電する期間である商用交流電源の電圧位相の導通角を狭くして定着ヒータへの電力供給を開始し、徐々に導通角を広げて通電時間を増やすようにしてもよい。
【００６４】
なお、通常時には単純オンオフ制御を行い、コピー待ち受け状態などが長時間続き、消費電力を低減させる省エネルギーモードに移行して定着ヒータへの電力供給が停止され、定着ヒータの温度が低下した状態から定着ヒータの温度を急激に立ち上げ時にのみ、短時間だけ位相制御を行うようにしてもよい。
【００６５】
ただし、位相制御を行う場合には直流信号が使えないため、位相制御中であることを知らせる信号を出力する構成にし、この信号が出力されている時には、直流信号による制御は行わずに、位相制御を行うようにする。
【００６６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６７】
第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じである。ただし、第２の実施の形態では、画像形成装置本体設置時の初期設定において、トライアックのゲートに入力すべきトリガ信号を、直流信号とパルス信号とのうち一方を選択して手動で設定できる構成にする。
【００６８】
すなわち、中型以上のサイズの画像形成装置では通常、設置場所を頻繁に移動することはなく、一度設置されると比較的長く、その位置にとどまる。そこで、画像形成装置を設置する際に、その位置での商用交流電源の電圧波形の観測を行い、電源電圧に歪が多く含まれる場合には、本体サービスモード等により定着ヒータの温度制御を直流信号を用いて行うように設定する。
【００６９】
この設定は、ネットワーク等を介して画像形成装置に対して行うようにしてもよい。
【００７０】
［他の実施の形態］
上記の各実施の形態では、画像形成装置における定着ヒータに本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、精度よく、短時間毎に行われるフィードバック制御を必要とする発熱体一般に適用可能である。
【００７１】
また、上記の各実施の形態における温調制御部２、位相制御部３及びＯＮ／ＯＦＦ制御部５は、論理回路等によるハードウェア構成であっても、またＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を含む情報処理装置で構成してもよい。
【００７２】
また、上記の各実施の形態においては、定着ヒータの通電／非通電の切り替えをトライアックを用いて行っているが、他のスイッチング素子を用いてもよい。
【００７３】
以上のように、本発明の各種の実施の形態を示して説明したが、以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
【００７４】
〔実施態様１〕  交流電源の供給を受けて発熱する発熱体に対して直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をオンオフすることにより該発熱体の温度制御を行う温度制御装置において、
交流電源の電圧波形のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記発熱体の温度を検出する温度検知手段と、
前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体に通電すべきか否かを判別して、第１の判別結果信号を出力する温調制御手段と、
前記温度検知手段によって検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体の通電に対して位相制御を行うべきか否かを判別して、第２の判別結果信号を出力する位相制御手段と、
前記位相制御されたパルス信号と直流信号との両方を出力する出力手段と、
前記第１及び第２の判別結果信号に基づき、前記出力手段から出力されたパルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して前記発熱体の制御端子に出力する選択手段と
を有することを特徴とする温度制御装置。
【００７５】
〔実施態様２〕  前記選択手段は、前記発熱体に通電すべきであり、且つ位相制御を行うべきである場合、前記パルス信号を選択することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００７６】
〔実施態様３〕  前記選択手段は、前記発熱体に通電すべきであり、且つ位相制御を行うべきでない場合、前記直流信号を選択することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００７７】
〔実施態様４〕  前記選択手段は、前記パルス信号または直流信号を前記発熱体の制御端子に出力する際には、前記第１または第２の判別結果信号が変化した直後に前記ゼロクロス検出手段で初めて検出されたゼロクロス点に応じて、前記パルス信号または直流信号を前記発熱体の制御端子に出力することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００７８】
〔実施態様５〕  前記選択手段は、前記パルス信号を前記発熱体の制御端子に出力する際には、前記初めて検出されたゼロクロス点から所定の位相差だけ遅れて前記パルス信号を前記発熱体の制御端子に出力することを特徴とする実施態様４に記載の温度制御装置。
【００７９】
〔実施態様６〕  前記選択手段は、前記直流信号を前記発熱体の制御端子に出力する際には、前記初めて検出されたゼロクロス点に同期して前記直流信号を前記発熱体の制御端子に出力することを特徴とする実施態様４に記載の温度制御装置。
【００８０】
〔実施態様７〕  前記選択手段は、前記第１及び第２の判別結果信号に基づく他に、外部からの指示に従い、前記出力手段から出力されたパルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して前記発熱体の制御端子に出力することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００８１】
〔実施態様８〕  前記選択手段は、前記パルス信号と前記直流信号とを、電気的に回路を切り替えることによって選択することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００８２】
〔実施態様９〕  前記選択手段は、前記パルス信号と前記直流信号とを、パルス幅のデューティ比を切り替えることによって選択することを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００８３】
〔実施態様１０〕  前記温度制御装置は画像形成装置内に設けられ、前記発熱体は定着ヒータであり、前記スイッチング素子はトライアックであることを特徴とする実施態様１に記載の温度制御装置。
【００８４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、交流電源の供給を受けて発熱する発熱体に対して直列にスイッチング素子を接続し、該スイッチング素子をオンオフすることにより該発熱体の温度制御を行う温度制御装置において、前記発熱体の温度を検出し、検知された前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体に通電すべきか否かを判別して、第１の判別結果信号を出力するとともに、前記発熱体の温度に基づき、前記発熱体の通電に対して位相制御を行うべきか否かを判別して、第２の判別結果信号を出力する。一方、前記位相制御されたパルス信号と直流信号との両方を用意し、前記第１及び第２の判別結果信号に基づき、前記パルス信号及び直流信号のうちの一方を選択して前記発熱体の制御端子に出力する。
【００８５】
これにより、定着ヒータ等の発熱体の温度制御を商用交流電源の電圧波形の歪みに関係なく、きめ細かく、正確に行うことが可能となる。
【００８６】
例えば、電源事情が悪い場所に画像形成装置が設置された場合に、定着ヒータへの通電／非通電を行うトライアックへ供給する制御信号を、位相制御用のパルス信号と直流信号とに使い分けることにより、画像形成装置の誤動作を回避しながら高いパフォーマンスを維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の定着ヒータ制御部における第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】定着ヒータ制御部の各部における信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】従来の定着ヒータの温度制御回路の一例を示す回路図である。
【図４】単純ＯＮ／ＯＦＦ制御における各部の信号波形の一例を示す図である。
【図５】位相制御における各部の信号波形の一例を示す図である。
【図６】商用交流電源の電圧波形がゼロクロス点付近で歪んでいる場合におけるヒータの温度制御の失敗を示す図である。
【図７】トリガ信号のパルス幅を広げた場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【図８】トリガ信号（ヒータ通電パルス）のパルス幅を広げた状態で位相制御を行った場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【図９】トリガ信号（ヒータ通電パルス）のデューティ比を１００％に設定した場合、すなわちトリガ信号を、ヒータ通電期間中ハイレベルを維持し続ける直流電圧とした場合におけるヒータの温度制御を示す図である。
【符号の説明】
１  温度検知部（温度検知手段）
２  温調制御部（温調制御手段）
３  位相制御部（位相制御手段）
４  ゼロクロス検出部（ゼロクロス検出手段）
５  ＯＮ／ＯＦＦ制御部
５１  トリガ信号出力部（出力手段）
５２  信号切替部（選択手段）
【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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