(57)【要約】【課題】単一の負荷に対して、複数の実効電圧値の交流電源からその負荷の定格電力を供給する。【解決手段】実効電圧値検知回路１２によって交流電源１０の実効電圧値が１００Ｖであるか或いは２００Ｖであるかを検知し、ゼロクロス信号出力回路１３から交流電源１０の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力する。実効電圧値検知回路１２によって検知された実効電圧値が、ヒータ線の定格電圧１００Ｖよりも大きい２００Ｖである場合、制御部１５は、ゼロクロス信号出力回路１３からゼロクロス信号が出力される周期に基づいて交流電源１０の電圧波形の周期を特定し、各々の周期においてヒータ線２０に定格電力１００Ｗが交流電源１０から供給されるような期間（位相角１０４°〜１８０°）にわたって給電状態に切り替えるように給電制御回路１４に指示する。【選択図】図１
2007110839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の実効電圧値を検知する実効電圧値検知手段と、
前記交流電源の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力手段と、
前記交流電源から負荷に電力が供給される給電状態と、前記交流電源から前記負荷に電力が供給されない非給電状態とを切り替える切替手段と、
前記実効電圧値検知手段によって検知された実効電圧値が閾値よりも大きい場合には、前記ゼロクロス信号出力手段から出力されるゼロクロス信号に基づいて、前記負荷に対して予め決められた電力が前記交流電源から供給されるような期間にわたって前記給電状態に切り替えるように前記切替手段に指示する制御手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ゼロクロス信号出力手段から出力されるゼロクロス信号の周期に基づいて特定される前記期間にわたって、前記給電状態に切り替えるように前記切替手段に指示することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ゼロクロス信号出力手段からゼロクロス信号が出力されるタイミングに基づいて特定される前記期間にわたって、前記給電状態に切り替えるように前記切替手段に指示することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ゼロクロス信号が出力された時点から予め決められた位相角に相当する期間だけシフトした時点を前記切替手段による切替タイミングとして、前記負荷に対して予め決められた電力が前記交流電源から供給されるような期間にわたって前記給電状態に切り替えるように前記切替手段に指示することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記実効電圧値検知手段は、
前記交流電源から供給される交流電流を整流して整流波形を出力する整流手段と、
前記整流手段から出力される整流波形の電流を検知して電圧波形に変換するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段によって生成される電圧波形に基づいて前記交流電源の実効電圧値を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記交流電源の実効電圧値には、前記負荷の定格電力の基準となる第１の実効電圧値と、前記第１の実効電圧値よりも大きい第２の実効電圧値とがあり、
前記実効電圧値検知手段は、
前記交流電源から供給される交流電流を整流して整流波形を出力する整流手段と、
前記第１の実効電圧値の交流電源におけるピーク電圧値以上の電圧値を電圧遮断の上限値として、前記整流手段によって出力される整流波形に対して電圧遮断を行う電圧遮断手段と、
前記電圧遮断手段によって電圧遮断がなされた整流波形の電流を検知して電圧波形に変換し出力するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段によって電圧波形が出力された場合には、前記交流電源の実効電圧値が前記第２の実効電圧値であると判定する一方、前記パルス生成手段によって電圧波形が出力されない場合には、前記交流電源の実効電圧値が前記第１の実効電圧値であると判定する判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記交流電源の実効電圧値には、前記負荷の定格電力の基準となる第１の実効電圧値と、前記第１の実効電圧値よりも大きい第２の実効電圧値とがあり、
前記交流電源から供給される交流電流を整流して整流波形を出力する整流手段と、
前記第１の実効電圧値の交流電源におけるピーク電圧値以上の電圧値を電圧遮断の上限値として、前記整流手段によって出力される整流波形に対して電圧遮断を行う電圧遮断手段とを備え、
前記ゼロクロス信号出力手段は、前記電圧遮断手段によって電圧遮断がなされた整流波形の電圧値がゼロとなるたびにゼロクロス信号を出力し、
前記実効電圧値検知手段は、前記ゼロクロス信号出力手段によってゼロクロス信号が出力された場合には、前記交流電源の実効電圧値が前記第２の実効電圧値であると判定する一方、前記ゼロクロス信号出力手段によってゼロクロス信号が出力されない場合には、前記交流電源の実効電圧値が前記第１の実効電圧値であると判定することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記実効電圧値検知手段は、
前記交流電源から供給される交流電流を整流して整流波形を出力する整流手段と、
前記整流手段から出力される整流波形の電流を検知して電圧波形に変換するパルス生成手段と、
前記パルス生成手段によって生成される電圧波形の立ち上がりから立ち下がりまでの期間に基づいて前記交流電源の実効電圧値を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
【請求項９】
前記負荷は電力が供給されることで発熱するヒータ線であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力制御装置と、
前記負荷と、
前記交流電源から電力が供給される前記負荷を利用しつつ、記録シートに画像を形成する画像形成手段と
を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の交流電源から予め決められた定格電力を負荷に供給するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的な負荷に対しては、電源の電圧値を基準とした定格電力が予め定められている。例えば日本国内では、商用の交流電源の実効電圧値が一般に１００Ｖであるので、負荷の定格電力は交流電圧１００Ｖを基準にして設計されている。ただし、日本以外の国や地域では、実効電圧値が１００Ｖ以外の商用交流電源を用いている場合が多い。例えば実効電圧値２００Ｖの交流電源から、実効電圧値１００Ｖを基準として定格電力が設計された負荷に給電した場合、その負荷の消費電力が異常な数値になってしまい、不具合が発生することがある。
【０００３】
ここで、画像形成装置に収容されている記録紙を乾燥状態に維持するためのヒータ線を負荷の一例として説明する。例えば定格電圧１００Ｖで定格電力１００Ｗとなるようなヒータ線に対して、実効電圧値２００Ｖの交流電源から給電すると、その消費電力は定格電力の４倍もの４００Ｗになってしまう。このように電力供給が過剰な状態が長く続くと、ヒータ線は過度に発熱して性能が劣化したり、最悪の場合にはヒータ線自体が破損してしまう。そこで、定格電圧以外の交流電源から負荷に給電する場合には、その定格電圧値と給電電圧値との差分を変圧トランス等の変圧装置によって吸収するなどの対策が必要となる。
【０００４】
例えば特許文献１，２には上記問題を解決するための方法が開示されている。具体的には、それぞれ定格電力が異なる二つの負荷（ヒータ線）を装置内に実装しておき、交流電源の電圧値が１００Ｖであるか２００Ｖであるかに応じて、給電対象の負荷をスイッチ素子によって切り替えるというものである。
【特許文献１】特開平９−３２９９８２号公報
【特許文献２】特開平１０−２０７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように負荷を二つ設けるようにすると、各々の負荷に対してサーモスタッド等の加熱保護装置も用意しなければならないことに加え、２つ分の負荷の設置スペースを確保しなければならないとか、コストがかかるなどといった問題が発生する。また、交流電源の実効電圧値は１００Ｖと２００Ｖの２通りだけに限らないから、実効電圧値が３通り以上であっても対処できるようにするためには更に多くの負荷を実装しておく必要があり、設置スペースや設置コストの問題はより深刻となる。
【０００６】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の負荷に対して、複数の実効電圧値の交流電源からその負荷の定格電力を供給することが可能な仕組みを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明は、交流電源の実効電圧値を検知する実効電圧値検知手段と、前記交流電源の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力するゼロクロス信号出力手段と、前記交流電源から負荷に電力が供給される給電状態と、前記交流電源から前記負荷に電力が供給されない非給電状態とを切り替える切替手段と、前記実効電圧値検知手段によって検知された実効電圧値が閾値よりも大きい場合には、前記ゼロクロス信号出力手段から出力されるゼロクロス信号に基づいて前記負荷に対して予め決められた電力が前記交流電源から供給されるような期間にわたって前記給電状態に切り替えるように前記切替手段に指示する制御手段とを備えることを特徴とする電力制御装置を提供する。
【０００８】
この電力制御装置によれば、実効電圧値検知手段によって交流電源の実効電圧値を検知し、ゼロクロス信号出力手段から交流電源の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力する。そして、実効電圧値検知手段によって検知された実効電圧値が、閾値（負荷の定格電力の基準となる定格電圧）よりも大きい場合、制御手段は、ゼロクロス信号出力手段から出力されるゼロクロス信号に基づいて、負荷に対して予め決められた電力が交流電源から供給されるような期間にわたって給電状態に切り替えるように切替手段に指示する。よって、交流電源の種類と同数の負荷や加熱保護素子を実装する必要もなく、装置の大型化やコストアップを回避することができる。
【０００９】
また、本発明は前記電力制御装置と、前記負荷と、前記交流電源から電力が供給される前記負荷を供給しつつ、記録シートに画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
画像形成装置においては、収容トレイから画像形成ユニットへと記録紙を搬送する際に、記録紙の湿度が高いと、その記録紙どうしが密着して複数枚の記録紙が同時に搬送されてしまったり、いわゆる紙詰まりを起こすなどの不具合が生じることがある。この不具合の対策として、収容トレイ内の記録紙に対してエアーを吹き付けることで記録紙を乾燥させ、互いに密着しないようにするという方法が採られている。本実施形態で交流電源の負荷として用いるヒータ線は、この記録紙に吹き付けるエアーの湿度を一定に保つために用いられるものである。
【００１１】
本実施形態では、実効電圧値がおおよそ１００Ｖ〜１２０Ｖの範囲に収まる交流電源（以下、１００Ｖ系交流電源と言う）と、実効電圧値がおおよそ２００Ｖ〜２４０Ｖの範囲に収まる交流電源交流電源（以下、２００Ｖ系交流電源と言う）のそれぞれから、単一のヒータ線に対して一定の電力を供給することができる。その原理は、画像形成装置に接続された交流電源の実効電圧値を検知し、その実効電圧値がヒータ線の定格電圧よりも大きい場合には、交流電源の電圧波形を特定の位相角を用いて位相制御することでヒータ線に供給される電力を一定に保つ、というものである。以下ではその詳細を説明する。
【００１２】
図１は、交流電源からヒータ線に電力を供給するための電力制御装置１の回路構成を示す図である。図示のように、電力制御装置１は、整流回路１１と、実効電圧値検知回路１２と、ゼロクロス信号出力回路１３と、給電制御回路１４と、ＣＰＵやメモリからなる制御部１５とを備えている。整流回路１１は、交流電源１０から供給される交流電流を全波整流して整流波形を出力する手段であり、４つのダイオードＣＲ１からなるブリッジダイオードによって実現されている。ヒータ線２０の定格電力は、１００Ｖ系交流電源の実効電圧値を基準にして決められており、このヒータ線２０は、定格電圧１００Ｖで定格電力１００Ｗとなるような抵抗値（１００Ω）の素材によって構成されている。画像形成装置は、図１に示した電力制御装置１やヒータ線２０のほか、そのヒータ線２０を利用しつつ記録紙に画像を形成する画像形成ユニットを備えている。
【００１３】
次に、実効電圧値検知回路１２は、交流電源１０の実効電圧値を検知する手段であり、ツェナダイオードＣＲ２と、抵抗Ｒ１と、フォトカプラＰＣ１と、フィルタ回路Ｆ１とが図示のように接続されてなる。フィルタ回路Ｆ１は、抵抗Ｒ７と、コンデンサＣ１と、シュミットトリガＵ１からなる波形整形回路であり、入力波形をパルス波形（方形波形）に整形して出力する。ツェナダイオードＣＲ２は、１００Ｖ系交流電源におけるピーク電圧値以上の電圧値を電圧遮断の上限値として、整流回路１１から出力される整流波形に対して電圧遮断を行う手段である。ここで、１００Ｖ系交流電源（実効電圧値１００Ｖ〜１２０Ｖ）のピーク電圧値は±１０％程度ばらつくので、１２０Ｖ×√2×１１０％＝１８６Ｖが、１００Ｖ系交流電源の採り得るピーク電圧値であると考える。この１８６Ｖを上限値として電圧遮断を行うと、図２（ａ）の波形図に示すように、１００Ｖ系交流電源を用いた場合の整流後の電圧波形ｖ１においては１８６Ｖ以下（つまり電圧波形全体）が遮断され、電圧値がゼロとなる。一方、２００Ｖ系交流電源を用いた場合の整流後の電圧波形ｖ２においては、１８６Ｖ以下が遮断されて１８６Ｖ以上の波形が出力される。つまり、２００Ｖ系交流電源を用いた場合には、ツェナダイオードＣＲ２による電圧遮断によって、図２（ｂ）に示すような電圧波形ｖ３の電圧がフォトカプラＰＣ１に印加されることになる。２００Ｖ系交流電源（実効電圧値２００Ｖ〜２４０Ｖ）のピーク電圧値も±１０％程度ばらつくことを考慮すると、２４０Ｖ×√2×（９０％〜１１０％）＝２５４Ｖ〜３７３Ｖが２００Ｖ系交流電源のピーク電圧値の範囲となる。そして、このピーク電圧値から１８６Ｖ以下の電圧が遮断されるわけだから、フォトカプラＰＣ１に印加される電圧波形のピーク電圧値は、２５４−１８６＝６８Ｖから３７３−１８６＝１８７Ｖまでの範囲となる。
【００１４】
このように２００Ｖ系交流電源から給電される場合には、フォトカプラＰＣ１に対して図２（ｂ）に示すような電圧波形ｖ３の電圧が印加される。よって、電圧値がフォトカプラＰＣ１の閾値を超える期間ＴａにわたってはフォトカプラＰＣ１の発光ダイオードに十分な電流が流れる一方、電圧値がフォトカプラＰＣ１の閾値以下となる期間Ｔｂにおいては発光ダイオードにフォトトランジスタをオンさせる為に十分な電流が流れない。期間Ｔａにおいて発光ダイオードに閾値以上の電流が流れて発光ダイオードが十分に発光すると、その発光によりフォトトランジスタが照らされてオン状態となりコレクタ・エミッタ間にコレクタ電流が流れる。一方、期間Ｔｂでは発光ダイオードに十分な電流が流れないから、もちろんフォトトランジスタにもコレクタ電流が流れない。フォトカプラＰＣ１は、このようなコレクタ・エミッタ間の導通のオンオフ動作を繰り返すことで、図２（ｃ）に示すようなパルス波形ｐｖのパルス電流を出力し、さらに抵抗Ｒ４によってこれを電圧波形に変換する。つまり、フォトカプラＰＣ１は、整流回路１１から出力される整流波形の電流を検知して電圧波形に変換する手段として機能する。なお、抵抗Ｒ１は、発光ダイオードに流れる電流の値をそのダイオードの設計仕様の範囲内に収める役割を果たす。
【００１５】
フォトカプラＰＣ１から出力されたパルス電流は、フィルタ回路Ｆ１にて波形整形され、制御部１５に入力される。制御部１５は、入力されたパルス電流の波形のエッジ部分（立ち上がり又は立ち下がり）を検出し、そのエッジ部分の有無によって交流電源１０の実効電圧値を判定する。つまり、１００Ｖ系交流電源では制御部１５にパルス電流は入力されないから、制御部１５によってパルス波形のエッジ部分は検出されず、交流電源１０の実効電圧値は１００Ｖであると判定される。一方、２００Ｖ系交流電源では制御部１５にパルス電流が入力されるから、制御部１５によってパルス波形のエッジ部分が検出され、交流電源１０の実効電圧値は２００Ｖであると判定される。
【００１６】
以上が実効電圧値検知回路１２の構成である。
なお、交流電源の実効電圧値を検知する方法としては、交流電源の電圧波形を平滑用コンデンサで平滑化し、その平滑後の電圧レベルに基づいて実効電圧値を特定するという方法がある。しかし、この方法で用いる平滑用コンデンサは比較的高価であり、この点がデメリットである。上述した実効電圧値検知経路１２のように、電圧遮断を経ることによって１００Ｖ系交流電源の電圧波形と２００Ｖ系交流電源の電圧波形とを区分し、区分した後の直流電流をパルス電流に整形し、そのパルス電流の有無によって交流電源の実効電圧値を検知するという方法であれば、平滑用コンデンサのような高価な部品を使う必要がないから、電力制御装置ないし画像形成装置のコスト低減に寄与することになる。
【００１７】
再び図１を参照して、回路構成の説明を続ける。
ゼロクロス信号出力回路１３は、交流電源１０の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力する手段である。ゼロクロス信号出力回路１３においては、整流回路１１から出力される図２（ａ）に示すような電圧波形の直流電流が、抵抗Ｒ２を経由してフォトカプラＰＣ２に供給される。フォトカプラＰＣ２は、発光ダイオードに印加される電圧値が閾値以上か否かに応じて、フォトトランジスタのコレクタ・エミッタ間の導通のオンオフ動作を繰り返し、電圧値が閾値以下の場合に図３中段に示すような波形のパルス電流を出力する。このパルス電流がゼロクロス信号となる。なお、抵抗Ｒ２は、発光ダイオードに流れる電流の値をそのダイオードの設計仕様の範囲内に収める役割を果たすものであり、抵抗Ｒ３はフォトカプラＰＣ２が導通動作を繰り返す際の電圧値の閾値を調整する役割を果たすものである。
【００１８】
給電制御回路１４は、交流電源１０からヒータ線２０に電力が供給される状態（給電状態）と供給されない状態（非給電状態）とを切り替える手段である、制御部１５は、この給電制御回路１４に対して、交流電源１０からヒータ線２０に定格電力が供給されるような期間にわたって給電状態に切り替えるように指示する。図１に示すように、給電制御回路１４は、フォトトライアックカプラＰ３と、トライアックＱ１と、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８と、コンデンサＣ２と、サージアブソーバＦＬ１とを備えている。フォトトライアックカプラＰ３及びトライアックＱ１は、給電状態と非給電状態とを切り替えるためのスイッチング素子（切替手段）として機能する。抵抗Ｒ６は、フォトトライアックカプラＰＣ３へ供給される直流電流の電流値を制限する役割を果たす。抵抗Ｒ７はトライアックＱ１のゲート電流の電流値を制限する役割を果たす。また、コンデンサＣ２及び抵抗Ｒ８は、トライアックＱ１の誤動作を防止するためのものである。
【００１９】
制御部１５は、実効電圧値検知回路１２によって検知された実効電圧値が、閾値（ここでは１００Ｖ系交流電源の実効電圧値）よりも大きい場合には、ゼロクロス信号出力回路１３からゼロクロス信号が出力される周期に基づいて、交流電源１０の電圧波形の周期を特定する。つまり、制御部１５は、ゼロクロス信号が図３のタイミングチャート中段に示すような周期で出力されると、この周期を交流電源１０の電圧波形の周期として特定する。これによって、交流電源１０の電圧波形は、図３のタイミングチャート上段に示すような周期の波形として特定されることになる。
【００２０】
そして、制御部１５は、交流波形における各々の周期において、ヒータ線２０に定格電力が供給されるような期間にわたって給電状態に切り替えるようにスイッチング素子（フォトトライアックカプラＰ３及びトライアックＱ１）に指示する。前述したように２００Ｖ系交流電源と、定格電圧１００Ｖで定格電力１００Ｗのヒータ線２０とを単純に接続すると、ヒータ線２０に４００Ｗの電力が供給されることになるから、ここでは、その電力が１００／４００＝１／４となるような期間にわたってヒータ線２０への給電をオンにすればよい。よって、制御部１５は、交流電源１０の電圧波形において、消費電力１／４を実現する位相角（θ＝１０４°）となったタイミングで、ヒータＯＮ信号をスイッチング素子へ送って給電状態となるように指示する。つまり、制御部１５は、ゼロクロス信号が出力された時点から予め決められた位相角に相当する期間だけシフトした時点を非給電状態から給電状態への切替タイミングとする。スイッチング素子は、ヒータＯＮ信号が供給されるとヒータ線２０への給電をオンにして、交流電源１０の電圧値がゼロになるまで（位相角１８０°）の期間はその給電状態を維持する（図３のタイミングチャート下段の給電状態ａ）。また、スイッチング素子は、交流電源１０の電圧値がゼロになると、ヒータ線２０への給電をオフにして、ヒータＯＮ信号が供給されるまでの期間は非給電状態を維持する（図３のタイミングチャート下段の非給電状態ｂ）。なお、交流電源１０の実効電圧値と上述した位相角との対応関係は、制御部１５内の例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等のメモリに予め保持しておけばよい。さらに、画像形成装置のユーザーインターフェース装置からその位相角を変更可能としてもよい。このようにすれば、交流電源１０の実効電圧値のバラツキに対して位相角を微妙に調整することも可能となる。
【００２１】
以上説明した実施形態によれば、実効電圧値検知回路１２によって交流電源１０の実効電圧値が１００Ｖであるか或いは２００Ｖであるかを検知し、ゼロクロス信号出力回路１３から交流電源１０の電圧値がゼロになるたびにゼロクロス信号を出力する。そして、実効電圧値検知回路１２によって検知された実効電圧値が、ヒータ線の定格電圧１００Ｖよりも大きい２００Ｖである場合、制御部１５は、ゼロクロス信号出力回路１３からゼロクロス信号が出力される周期に基づいて交流電源１０の電圧波形の周期を特定し、各々の周期においてヒータ線２０に定格電力１００Ｗが交流電源１０から供給されるような期間（位相角１０４°〜１８０°）にわたって給電状態に切り替えるように給電制御回路１４に指示する。よって、交流電源１０の実効電圧値の大小によらず一定の電力をヒータ線２０に与えることができ、画像形成装置のユニバーサル化を図ることが可能となる。また、複数種類の交流電源と同数のヒータ線や加熱保護素子を実装する必要もなく、画像形成装置の大型化やコストアップを回避することができる。また、実効電圧値検知回路１２によって交流電源１０の実効電圧値が１００Ｖであるか或いは２００Ｖであるかを検知するから、操作者が交流電源１０の実効電圧値を判断して画像形成装置に設定するような手間も必要ない。さらに、実効電圧値検知回路１２とゼロクロス信号出力回路１３とで整流回路１１を共用しているので、回路の簡素化及び回路が占めるスペースの縮小化を図ることも可能となる。そして、電圧遮断によって交流電源の実効電圧値を検知しているので、平滑用コンデンサ等の高価な部品を使う必要がなく、コスト低減に寄与する。
【００２２】
なお、上記の実施形態は次のような変形が可能である。
例えば図１に示す回路構成を、図４のように変形してもよい。つまり、整流回路１１、実効電圧値検知回路１２及びゼロクロス信号出力回路１３に代えて、整流回路１１及びゼロクロス信号出力回路１６を用いる。ゼロクロス信号出力回路１６は、交流電源が２００Ｖ系交流電源の場合にのみ、ゼロクロス信号を制御部１５へ出力する。制御部１５は、ゼロクロス信号が出力された場合には、交流電源１０の実効電圧値が２００Ｖであると判定し、ゼロクロス信号が出力されない場合には、交流電源１０の実効電圧値が１００Ｖであると判定する。具体的には以下のような動作となる。
整流回路１１は、交流電源１０から供給される交流電流を全波整流して整流波形を出力する。ゼロクロス信号出力回路１６は、ツェナダイオードＣＲ４と、抵抗Ｒ６と、フォトカプラＰＣ４と、フィルタ回路Ｆ２とが図示のように接続されてなる。ツェナダイオードＣＲ４は、１００Ｖ系交流電源におけるピーク電圧値が採り得る最大電圧値１８６Ｖを電圧遮断の上限値として、整流回路１１から出力される整流波形に対して電圧遮断を行う。これにより、１００Ｖ系交流電源を用いた場合の整流後の電圧波形ｖ１においては１８６Ｖ以下（つまり電圧波形全体）が遮断され、電圧値はゼロとなる。一方、２００Ｖ系交流電源を用いた場合の整流後の電圧波形ｖ２においては、１８６Ｖ以下が遮断されて、図２（ｂ）に示すような電圧波形ｖ３の電圧がフォトカプラＰＣ４に印加されることになる。２００Ｖ系交流電源（実効電圧値２００Ｖ〜２４０Ｖ）のピーク電圧値も±１０％程度ばらつくことを考慮すると、２４０Ｖ×√2×（９０％〜１１０％）＝２５４Ｖ〜３７３Ｖが２００Ｖ系交流電源のピーク電圧値の範囲となる。そして、このピーク電圧値から１８６Ｖ以下の電圧が遮断されるわけだから、フォトカプラＰＣ４に印加される電圧のピーク電圧値は、２５４−１８６＝６８Ｖから３７３−１８６＝１８７Ｖまでの範囲となる。
【００２３】
このように２００Ｖ系交流電源から給電される場合には、フォトカプラＰＣ４に対して電圧波形ｖ３の電圧が印加される。よって、電圧値がフォトカプラＰＣ４の閾値を超える期間にわたってはフォトカプラＰＣ４の発光ダイオードに十分な電流が流れる一方、電圧値がフォトカプラＰＣ４の閾値以下となる期間においては十分な電流が流れない。前者の期間において発光ダイオードに閾値以上の電流が流れて発光ダイオードが発光すると、その発光によりフォトトランジスタが照らされてフォトトランジスタがオン状態となりコレクタ・エミッタ間にコレクタ電流が流れる。一方、後者の期間では発光ダイオードに十分な電流が流れないから、フォトトランジスタにもコレクタ電流が流れない。このようなコレクタ・エミッタ間の導通のオンオフ動作を繰り返すことで、フォトカプラＰＣ４は図２（ｃ）に例示したような波形のパルス電流を出力し、さらに抵抗Ｒ８によってこれを電圧波形に変換する。フォトカプラＰＣ４から出力された電圧波形はは、フィルタ回路Ｆ２にて波形整形され、さらに反転されて制御部１５に入力される。このようにフィルタ回路Ｆ２にて電圧波形が反転されるので、反転後の電圧波形は、交流電源１０の電圧値がゼロになったタイミングを表すゼロクロス信号に相当する。制御部１５は、入力されたゼロクロス信号（パルス電流）の波形のエッジ部分（立ち上がり又は立ち下がり）を検出し、そのエッジ部分の有無によって交流電源の実効電圧値を判定する。つまり、１００Ｖ系交流電源では制御部１５にゼロクロス信号（パルス電流）は入力されないから、制御部１５によってパルス波形のエッジ部分は検出されず、交流電源１０の実効電圧値は１００Ｖであると判定される。一方、２００Ｖ系交流電源では制御部１５にゼロクロス信号（パルス電流）が入力されるから、制御部１５によってパルス波形のエッジ部分が検出され、交流電源１０の実効電圧値は２００Ｖであると判定される。同時にゼロクロス信号は、制御部１５にて交流電源１０の周波数基準信号として使用される。なお、給電制御回路１４の動作は実施形態と同じであるから説明を省略する。
【００２４】
実施形態では、実効電圧値検知回路１２において電圧遮断を経た後にパルス電流を生成していたが、必ずしも電圧遮断を行わなくてもよい。電圧遮断を行わない場合、図５（ａ）の波形図に示す電圧波形ｖ１，ｖ２に基づいてパルス電流を生成すると、２００Ｖ系交流電源では図５（ｂ）に示すようなパルス波形ｐ１のパルス電流を出力する一方、１００Ｖ系交流電源では図５（ｃ）に示すようなパルス波形ｐ２のパルス電流を出力する。図示のように、２００Ｖ系交流電源ではパルス電流のパルス波形の立ち上がりから立ち下がりまでの時間間隔が長く、１００Ｖ系交流電源ではパルス電流のパルス波形の立ち上がりから立ち下がりまでの時間間隔が短い。よって、制御部１５は、パルス電流のパルス波形の立ち上がりから立ち下がりまでの時間間隔に基づいて交流電源の実効電圧値を判定することができる。ただし、この時間間隔の判定は誤差が出やすいから、必要に応じてその誤差を解消することが望ましい。実施形態で説明した電圧遮断を用いる方法は、この変形例のような誤差解消手段が必要ないという点で優れている。
【００２５】
また、制御部１５は、交流電源１０の電圧波形の周期（半周期）の各々において必ず１度ずつ非給電状態から給電状態に切り替えていた。しかし、交流電源１０の電圧波形の周期の各々において必ず状態切替を行う必要はなく、ある周期においては給電状態に切り替える一方、別の周期では給電状態に切り替えないようにしてもよい。つまり、ある程度の長さの期間にわたって交流電源１０から負荷に定格電力が供給されるのであれば、どのタイミングで給電状態に切り替えるかは適当に決定・調整することができる。
【００２６】
実施形態では、制御部１５は、ゼロクロス信号出力回路１３から出力されるゼロクロス信号の周期に基づいて交流電源１０の電圧波形の周期を特定し、その特定した周期を基準として、ヒータ線２０に定格電力が供給されるような期間にわたって給電状態を保つようにしていた。しかし、制御部１５は必ずしも「ゼロクロス信号の周期」を特定する必要はなく、ゼロクロス信号が出力されるタイミング（厳密には例えばゼロクロス信号のエッジの立ち上がり又は立ち下がりのタイミング）だけに基づいて給電状態・非給電状態を切り替えるようにしてもよい。例えば、使用する交流電源の交流電源周波数が予め決まっているような場合、２００Ｖ系交流電源ではゼロクロス信号の出力タイミングから位相角１０４°に相当する期間だけ遅れてヒータＯＮ信号を出力すればよいことも予め分かっているはずである。位相角１０４°に相当する期間は交流電源周波数から算出することができるから、制御部１５はゼロクロス信号が出力された時点から予め決められた位相角に相当する期間だけシフトした時点を給電状態・非給電状態の切替タイミングとすればよい。
【００２７】
負荷は、画像形成装置の記録紙乾燥用のヒータ線に限らず、例えば定着装置において用紙を加熱するためのヒータ線であってもよい。また、実施形態では、電力制御装置１を画像形成装置に適用した例で説明したが、これを他の装置に用いてもよいことはもちろんである。また、交流電源１０の実効電圧値は１００Ｖと２００Ｖの２通りだけに限らず、実効電圧の値や種類は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力制御装置の回路構成を示す図である。
【図２】同電力制御装置の実効電圧値検知回路における電圧波形を示した図である。
【図３】同電力制御装置の給電制御回路における電圧波形を示した図である。
【図４】本発明の変形例に係る電力制御装置の回路構成を示す図である。
【図５】別の変形例における実効電圧値検知回路における電圧波形を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・電力制御装置、１０・・・交流電源、１１・・・整流回路、１２・・・実効電圧値検知回路、１３・・・ゼロクロス信号出力回路、１４・・・給電制御回路、１５・・・制御部、２０・・・ヒータ線。
【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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