(57)【要約】【課題】簡易な構成でヒーターを制御する回路を提供する。【解決手段】本発明は、ヒーターに供給する電力を制御するヒーター制御回路１０を提供する。ヒーター制御回路１０は、ダイオード１２と、感温スイッチ１１とを備える。ダイオード１２は、ヒーター３０に直列に接続される。感温スイッチ１１は、ダイオード１２に並列に接続され、予め設定された温度を超えると閉から開に遷移し、予め設定された温度以下となると開から閉に遷移する。感温スイッチ１１は、ヒーターの温度を検知するように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターに供給する電力を制御するヒーター制御回路であって、
前記ヒーターに直列に接続されるためのダイオードと、
前記ダイオードに並列に接続され、予め設定された温度を超えると閉から開に遷移し、予め設定された温度以下となると開から閉に遷移する感温スイッチと、
を備え、
前記感温スイッチは、前記ヒーターの温度を検知するように配置されるヒーター制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載のヒーター制御回路であって、
前記感温スイッチは、磁力で開閉する接点と、前記磁力を制御する感温フェライトとを有するヒーター制御回路。
【請求項３】
画像形成装置であって、
請求項１又は２に記載の複数のヒーター制御回路と、
印刷用紙を格納する複数のカセットと、
複数のヒーターと、
を備え、
前記複数のヒーター制御回路は、前記複数のカセットのそれぞれの内部温度を制御する画像形成装置。
【請求項４】
画像形成装置であって、
請求項１又は２に記載のヒーター制御回路と、
印刷用紙を格納するカセットと、を備え、
前記ヒーター制御回路は、予め設定されている複数の電圧のうちのいずれの電圧の電力供給を受けても前記カセットの内部温度を制御することができる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒーター制御回路及び画像形成装置に関し、特に、簡易な構成で温度制御を実現する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒーターの制御方法として、全波電圧と半波電圧とを切り替える技術が提案されている（特許文献１）。本技術は、電気式床暖房装置において、ＰＴＣヒーターに印加する電圧を床部（被加熱部）の温度に応じて全波電圧と半波電圧とを切り替える。ＰＴＣヒーターは、正温度係数を有し、高温域で電流値とともに出力が減少し、低温域で電流値とともに出力が増大する特性を有している。このため、ＰＴＣヒーターは、低温域で電流値が過大となりやすいという性質を有している。本技術は、低温域において半波電圧をＰＴＣヒーターに供給することによって過大な出力を抑制している。これにより、定格アンペアの小さい電線やリレーを使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２９７９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、上述の技術は、温度センサを床部（被加熱部）に必要とし、リレーも必要とされている。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でヒーターを制御する回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ヒーターに供給する電力を制御するヒーター制御回路を提供する。前記ヒーター制御回路は、前記ヒーターに直列に接続されるためのダイオードと、前記ダイオードに並列に接続され、予め設定された温度を超えると閉から開に遷移し、予め設定された温度以下となると開から閉に遷移する感温スイッチとを備える。前記感温スイッチは、前記ヒーターの温度を検知するように配置される。
【０００７】
上記ヒーター制御回路において、前記感温スイッチは、磁力で開閉する接点と、前記磁力を制御する感温フェライトとを有するようにしてもよい。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、上記記載の複数のヒーター制御回路と、印刷用紙を格納する複数のカセットと、複数のヒーターとを備える。前記複数のヒーター制御回路は、前記複数のカセットのそれぞれの内部温度を制御する。
【０００９】
本発明の他の画像形成装置は、上記記載のヒーター制御回路と、印刷用紙を格納するカセットとを備える。前記ヒーター制御回路は、予め設定されている複数の電圧のうちのいずれの電圧の電力供給を受けても前記カセットの内部温度を制御することができる画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な構成でヒーターを制御する回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るヒーター制御回路１０の回路図。
【図２】一実施形態に係るヒーター制御回路１０におけるヒーターへの印加電圧。
【図３】一実施形態に係るヒーター制御回路１０の内部状態を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るヒーター制御回路１０の回路図である。ヒーター制御回路１０は、サーマルリードスイッチ１１と、ダイオード１２と、２個の端子１４，１５とを備え、ヒーター３０に電力を供給している。ヒーター制御回路１０には、２個の端子１４，１５を介して１００Ｖの交流電源２０を供給可能である。サーマルリードスイッチ１１は、ヒーター３０と交流電源２０との間に直列に接続されている。ダイオード１２は、サーマルリードスイッチ１１に対して並列に接続されている。サーマルリードスイッチ１１は、ヒーター３０の温度を検知できるように配置されている。
【００１４】
ヒーター制御回路１０は、ヒーター３０とともに画像形成装置１００の内部に装備されている。画像形成装置１００は、相互に相違するサイズの印刷用紙を格納する複数のカセット４０を備えている。ヒーター制御回路１０は、特に印刷用紙を格納するカセット４０毎に搭載され、相違するサイズの印刷用紙毎に適切な仕様を設定してきめ細かな制御を実現することができる。一方、ヒーター制御回路１０は、画像形成部にも装備され光学系への結露を防止することもできる。ヒーター制御回路１０及びヒーター３０は、ヒーター装置とも呼ばれる。
【００１５】
サーマルリードスイッチ１１は、磁力を発生させる磁石（図示せず）と、磁力で開閉する接点（図示せず）と、この磁力を制御する感温フェライトとを有する。感温フェライトは、常温に近いキュリー温度を有する強磁性体である。感温フェライトは、キュリー温度を超えると強磁性体としての性質を喪失して近傍の磁場を変化させる。サーマルリードスイッチ１１は、磁石からの磁場で閉じている接点が磁場の変化で開くように構成されている。すなわち、サーマルリードスイッチ１１は、予め設定されている温度以上で開となるように構成されている。サーマルリードスイッチ１１は、感温スイッチとも呼ばれる。
【００１６】
図２は、一実施形態に係るヒーター制御回路１０におけるヒーター３０への印加電圧を示している。印加電圧は、ヒーターの温度に応じて全波電圧Ｖａ又は半波電圧Ｖｈとなる。ヒーター３０は力率が１であり、半波電圧Ｖｈの電力供給を受けた場合の発熱量は、全波電圧Ｖａの電力供給を受けた場合の半分となる。
【００１７】
全波電圧Ｖａは、サーマルリードスイッチ１１が閉じている状態において、ヒーター３０に印加される電圧である。半波電圧Ｖｈは、サーマルリードスイッチ１１が開いている状態において、ヒーター３０に印加される電圧である。サーマルリードスイッチ１１が開いている状態では、ダイオード１２の順方向電流のみがヒーター３０に流れることになる。
【００１８】
このように、全波電圧Ｖａは、サーマルリードスイッチ１１の感温フェライトが強磁性体の際（すなわち閉じている際）に印加される電圧である。半波電圧Ｖｈは、サーマルリードスイッチ１１の感温フェライトが強磁性体の性質を失っている際（すなわち開いている際）に印加される電圧である。
【００１９】
図３は、一実施形態に係るヒーター制御回路１０の内部状態を示すタイムチャートである。横軸は、時刻を示している。閾値温度Ｔｈ１は、サーマルリードスイッチ１１が開から閉に遷移する予め設定された温度である。閾値温度Ｔｈ２は、サーマルリードスイッチ１１が閉から開に遷移する予め設定された温度である。このように、サーマルリードスイッチ１１は、ヒステリシスを有している。
【００２０】
時刻ｔ１までは、ヒーター温度Ｔは、閾値温度Ｔｈ１以上なので半波電圧Ｖｈ（５０％出力）がヒーター３０に供給され、ヒーター温度Ｔが低下中である。時刻ｔ１では、ヒーター温度Ｔは、閾値温度Ｔｈ１に到達してサーマルリードスイッチ１１が閉となる。これにより、ヒーター３０に供給される電圧が半波電圧Ｖｈ（５０％出力）から全波電圧Ｖａ（１００％出力）に切り替えられ、ヒーター温度Ｔが上昇に転じることになる。時刻ｔ２では、ヒーター温度Ｔは、閾値温度Ｔｈ２に到達してサーマルリードスイッチ１１が開となる。これにより、ヒーター３０に供給される電圧が全波電圧Ｖａ（１００％出力）から半波電圧Ｖｈ（５０％出力）に切り替えられ、ヒーター温度Ｔが下降に転じることになる。時刻ｔ３及び時刻ｔ４における挙動は、それぞれ時刻ｔ１及び時刻ｔ２における挙動と同様である。
【００２１】
本実施形態に係るヒーター制御回路１０は、たとえば１１０Ｖ給電を基準仕様として設定すると、１００Ｖ給電では、４１％出力（半波電圧Ｖｈ）と８３％出力（全波電圧Ｖａ）とによる制御となり、１２０Ｖ給電では、５９％出力（半波電圧Ｖｈ）と１１９％出力（全波電圧Ｖａ）とによる制御となる。本構成は、１００Ｖ給電、１１０Ｖ給電あるいは１２０Ｖ給電のいずれの給電においても、半波電圧Ｖｈ及び全波電圧Ｖａのデューティ比が変化するだけで、ヒーター温度Ｔが閾値温度Ｔｈ１と閾値温度Ｔｈ２の間で制御することができる。これにより、共通のヒーター制御回路１０は、何ら設定等を変更することなく、同一の構成で、１００Ｖ給電、１１０Ｖ給電あるいは１２０Ｖ給電といった相互に電圧が相違する複数の国で使用することができることになる。すなわち、共用化が実現されることになる。
【００２２】
このように、本実施形態に係るヒーター制御回路１０は、サーマルリードスイッチ１１とダイオード１２を装備するだけで、簡易な温度制御を実現している。さらに、本実施形態では、全波電圧Ｖａ（１００％出力）と半波電圧Ｖｈ（５０％出力）との切り替えで温度制御が行われるので、オンオフ制御よりもオーバーシュートによる偏差の小さな制御を実現することができる。加えて、相違する給電電圧においても実質的に同一の温度制御を実現することができる。
【００２３】
本発明は、上記実施形態だけでなく、以下のような変形例でも実施することができる。
【００２４】
変形例１：本発明で使用されるヒーターは、ＰＴＣヒーターでもよい。ＰＴＣヒーターは、前述のように正温度係数を有し、低温域で出力が増大する特性を有している。すなわち、ＰＴＣヒーターには、突入電流が過大となるという問題点を有している。本ヒーター制御回路は、突入電流の抑制をサーマルリードスイッチとダイオードを装備するだけで、簡易に実現することができる。本構成では、ＰＴＣヒーターの特性は、目標値近辺での温度制御に活用され、ＰＴＣヒーターの突入電流の問題は、実施形態のヒーター制御回路によって解決されている。
【００２５】
変形例２：上記実施形態では、１１０Ｖ給電を基準仕様としてヒーター制御回路の仕様を設定しているが、たとえば１００Ｖ給電を基準仕様として１１０Ｖ給電や１２０Ｖ給電に対応するように設定しても良いし、あるいはたとえば１２０Ｖ給電を基準仕様として１１０Ｖ給電や１１０Ｖ給電に対応するように設定しても良い。一般に、全波電圧Ｖａ（１００％出力）で温度が上昇し、半波電圧Ｖｈ（５０％出力）で温度が下降するように、予め設定されている環境を想定してヒーター出力と加熱対象の熱設計がなされていればよい。
【００２６】
変形例３：
上記実施形態では、画像形成装置の内部における過度な湿度の発生を抑制して印刷用紙のカールや光学系への結露を防止する目的で使用されているが、画像形成装置の定着装置の加熱等に使用してもよいし、画像形成装置の以外の他の用途に使用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ヒーター制御回路
１１  サーマルリードスイッチ
１２  ダイオード
３０  ヒーター
１００  画像形成装置
【図１】
2017027742.tif 000003
【図２】
2017027742.tif 000004
【図３】
2017027742.tif 000005