JP2003217794A - 突入電流防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はヒータを温度制御する際に発生する
突入電流及びフリッカ現象を防止する突入電流防止装置
に関し、特に最適な突入電流の防止を行い、高調波の発
生（フリッカ現象の発生）を抑える突入電流防止装置を
提供するものである。 【解決手段】 本発明は交流電源１０の電力によってヒ
ータ１１を加熱するヒータの温度制御回路であり、回路
に流れる電流を電流検知器１３で検出し、制御回路１６
の端子Ｂから制御信号を出力し、スイッチング素子１２
をオン、オフしヒータ１１を飽和温度（設定温度）に維
持する。ここで、制御回路１６は上記電流値に従って端
子Ａから制御信号を出力し、スイッチング素子１８をオ
ン、オフ制御する。例えば、ヒータ１１への電流供給
時、スイッチング素子１８をオフしてトライアック１９
をオフして抵抗５に電流を流し、突入電流の発生を防止
し、電流値に従った時間抵抗Ｒ５に電流を流した後、ト
ライアック１９をオンし、直接電流をヒータ１１に供給
する。このように構成することによって、突入電流を防
止すると共に、抵抗Ｒ５による電力消費を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はヒータを温度制御す
る際に発生する突入電流及びフリッカ現象を防止する突
入電流防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、印刷装置等に使用される定着器、
更には電子ポットや電子コンロ等の多くの加熱装置には
ヒータが内蔵され、用途に応じて該ヒータを加熱制御
し、使用されている。例えば、プリンタ等の印刷装置に
使用される定着器にはヒータを内蔵した熱ロールが使用
され、熱ロールと圧接ロールによって記録紙を挟持搬送
し、記録紙上のトナー像を定着処理する。

【０００３】このような各種用途に使用されるヒータの
温度制御において、電源投入時の突入、高調波（フリッ
カ現象）の発生は機器に大きな負担を与えると共に、電
磁ノイズの発生源となる。この為、ヒータの制御装置に
は突入電流防止回路が使用されている。

【０００４】図２６は、従来使用されている突入電流防
止回路を含むヒータの温度制御回路である。同図におい
て、交流電源（例えば、ＡＣ２３０Ｖ）１にはスイッチ
ＳＷ１、ヒータ（負荷）２、抵抗Ｒ１が直列に接続さ
れ、交流電源１からヒータ１に電力が供給され、ヒータ
２を加熱制御する。この場合、ヒータ２の温度が飽和温
度（設定温度）より低い時、スイッチＳＷ１をオンし、
ヒータ２の温度が飽和温度（設定温度）を超えると、ス
イッチＳＷ１をオフする。

【０００５】また、上記抵抗Ｒ１には並列にスイッチＳ
Ｗ２が配設され、電源投入時（スイッチＳＷ１をオンし
た時）、一定期間抵抗Ｒ１に電流を流し、突入電流の発
生を防止する。尚、上記スイッチＳＷ１及びＳＷ２は共
に、例えば無接点スイッチであり、不図示の制御回路か
ら供給される制御信号によってオン、オフ制御される。

【０００６】図２７（ａ）、（ｂ）は、従来の突入電流
防止回路を使用する場合の効果を説明する図である。同
図（ａ）は突入電流防止回路を使用しない場合の電流波
形であり、スイッチＳＷ１をオンした瞬間、ピーク値が
大きい突入電流ａが流れ、フリッカ現象が生じる。一
方、同図（ｂ）は上記突入電流防止回路を使用した例で
あり、スイッチＳＷ１を投入すると同時にスイッチＳＷ
２をオフし、抵抗Ｒ１に電流を流し、大きなピーク値の
突入電流電流の発生を阻止する。その後、一定時間を経
過すると、スイッチＳＷ２をオン状態に戻し、以後抵抗
Ｒ１をバイパスしてヒータ電流を流す。尚、この時、抵
抗Ｒ１をバイパスして電流が流れ、ピーク値は若干上昇
するが、そのピーク値は突入電流防止回路がない場合に
比べて低く抑えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の突入電流防
止回路によれば突入電流のピーク値を小さく抑えること
ができる。しかしながら、スイッチＳＷ２をオフからオ
ンに切り替えるタイミングの設定が難しく、有効な突入
電流の防止を行うことができない。すなわち、ヒータ２
の抵抗値は温度上昇と共に変化し、温度/抵抗特性によ
ってヒータ２に流れる電流はヒータ２の温度と共に変化
する。この為、従来の回路では適切な突入電流の防止を
行うことができない。

【０００８】本発明はこうした実情に鑑みなされたもの
であり、最適な突入電流の防止を行い、高調波の発生
（フリッカ現象の発生）を抑える突入電流防止装置を提
供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は請求項１記載
の発明によれば、ヒータと、該ヒータに直列に接続さ
れ、並列にスイッチング素子が接続された電流制限手段
と、前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段によって検出された電流値に応じて
前記スイッチング素子の切替タイミングを制御する制御
手段とを有する突入電流防止装置を提供することによっ
て達成できる。

【００１０】ここで、ヒータとしては、例えば印刷装置
等に使用される定着器、更には電子ポットや電子コンロ
等の各種加熱機器に内蔵されるヒータが該当する。ま
た、電流制限手段としては、抵抗器、インダクタンス素
子等の電気部品が該当し、この電流制限手段には並列に
スイッチング素子が接続されている。

【００１１】ここで、このスイッチング素子は交流電源
の場合、トライアック等の双方向性３端子サイリスタ等
が使用され、直流電源の場合単方向性サイリスタ等を使
用することができる。また、スイッチング手段はバイポ
ーラトランジスタや電界効果型トランジスタ等のスイッ
チング素子で構成してもよい。

【００１２】また、電流検出手段は上記ヒータに流れる
電流の電流値を検出する手段であり、ＣＴ（変流器）等
によって構成される。この電流検出手段によって検出さ
れた電流値は制御手段に送られ、電流値に応じて前記ス
イッチング素子の切替タイミングが制御される。

【００１３】このように構成することにより、ヒータへ
の電源投入時、上記電流値に応じてスイッチング素子の
オフ時間を可変し、例えば電流値が大きい時長時間スイ
ッチング素子をオフ状態に維持し、突入電流の発生、フ
リッカ電流の発生を防止する。一方、電流値が小さい時
短時間スイッチング素子をオフし、電流制限手段によっ
て消費される電力を少なくする。

【００１４】上記課題は請求項２記載の発明によれば、
ヒータと、該ヒータに直列に接続され、抵抗値の異なる
複数の電流制限手段と、前記ヒータに流れる電流を検出
する電流検出手段と、該電流検出手段によって検出され
た電流値に応じて、前記電流制限手段の１つを選択する
選択手段とを有する突入電流防止装置を提供することに
よって達成できる。

【００１５】ここで、ヒータ及び電流制限手段の構成は
上記と同様であるが、本発明においては電流制限手段が
ヒータに対して直列に接続されると共に、個々の電流制
限手段が互いに並列に接続されている。また、この場合
個々の電流制限手段は単独の抵抗器等であってもよく、
又は複数の抵抗器等であってもよい。

【００１６】選択手段は上記複数の電流制限手段の１つ
を選択するものであり、電流検出手段によって検出した
電流値に従って選択手段に選択信号が出力される。ここ
で、電流制限手段は例えば抵抗値が異なり、従ってヒー
タに流れる電流値に従って電流制限手段を選択し、抵抗
値を選ぶことができる。

【００１７】例えば、ヒータへの電源投入時、電流値が
大きい時大きな抵抗値の電流制限手段を選択し、ヒータ
に突入電流が流れることを防止する。一方、電流値が小
さい時小さな抵抗値の電流制限手段を選択し、電流制限
手段によって消費される電力を少なくする。

【００１８】上記課題は請求項３記載の発明によれば、
交流電力を直流電力に変換する変換手段と、該変換手段
によって変換された電力が供給されるヒータと、該ヒー
タへの電力供給を開始する際、又は該ヒータへの電力供
給を停止する際、前記ヒータへの電力供給を所定間隔で
切替える切替制御手段とを有する突入電流防止装置を提
供することによって達成できる。

【００１９】ここで、変換手段としては各種変換器を使
用することができ、例えばアナログ整流回路、ＡＣ−Ｄ
Ｃコンバータ等の変換器の使用が可能である。また、ヒ
ータについても前述と同様である。切替制御手段は、上
記ヒータへの電力供給を開始する際、又は該ヒータへの
電力供給を停止する際、所定間隔で切替え制御を行い、
ヒータの通電を制御する。この場合、ヒータへの電流を
検知して、該電流値によって上記所定間隔を制御するよ
うにしてもよい。

【００２０】このように構成することにより、突入電流
の発生が防止でき、フリッカを抑え、且つ抵抗による電
力消費も無くすことができる。上記課題は請求項４記載
の発明によれば、交流電力を直流電力に変換する変換手
段と、該変換手段によって変換された電力がスイッチン
グ手段を介して供給されるヒータと、該ヒータへの電力
供給を開始する際、又は該ヒータへの電力供給を停止す
る際、前記スイッチング手段に出力する電圧を制御する
電圧制御手段とを有する突入電流防止装置を提供するこ
とによって達成できる。

【００２１】本例も電圧制御手段は、上記ヒータへの電
力供給を開始する際、又は該ヒータへの電力供給を停止
する際、ヒータの通電を制御する構成であるが、この場
合、スイッチング素子へのベース電圧を制御して行う。
また、この場合ヒータ電流を検知して、該電流値によっ
て上記ベース電流を制御する構成としてもよい。

【００２２】このように構成することにより、突入電流
の発生が防止でき、フリッカを抑え、且つ抵抗による電
力消費も無くすことができる。上記課題は請求項５記載
の発明によれば、ヒータと、該ヒータに直列に接続さ
れ、並列にスイッチング素子が接続された電流制限手段
と、前記ヒータからの熱の放出率を検出する検出手段
と、該検出手段によって検出された熱の放出率に応じて
前記スイッチング素子の切替タイミングを制御する制御
手段とを有する突入電流防止装置を提供することによっ
て達成できる。

【００２３】本例はヒータから熱を奪う要素を考慮し
て、その熱の放出率に応じて前記スイッチング素子の切
替タイミングを制御する構成である。例えば、熱の放出
率としてヒータが配設された定着器を通過する用紙の単
位時間当たりの通紙数を検出し、熱の放出率とし、この
検出値に従ってスイッチング素子の切替タイミングを制
御し、ヒータのオン回数を減らし、フリッカの発生を少
なくする。

【００２４】また、熱の放出率としてヒータへの単位時
間当たりの通電回数を検出し、この検出値に従ってスイ
ッチング素子の切替タイミングを制御し、ヒータのオン
回数を減らし、フリッカの発生を少なくする。上記課題
は請求項６記載の発明によれば、ヒータと、該ヒータに
直列に接続され、並列に第１のスイッチング素子が接続
された電流制限手段と、前記ヒータに電力を供給する期
間の一部に該電力の供給を停止する制御手段、及び又は
前記ヒータへの電力の非供給期間の一部に電力の供給を
行う制御手段を有する突入電流防止装置を提供すること
によって達成できる。

【００２５】本例はヒータに通電する期間の中の一部に
強制的な非通電制御を行い、ヒータが飽和温度（設定温
度）に達する時間を遅らせ、実質的にフリッカの発生を
少なくするものである。また、逆にヒータの非通電期間
の中の一部に強制的に通電制御を行い、ヒータが飽和温
度（設定温度）に戻る時間を遅らせ、実質的にフリッカ
の発生を少なくするものである。

【００２６】さらに、上記両方の制御を行うことによっ
て実質的にフリッカの発生を更に少なくするものであ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は本実施形態の突入電流防止回
路を含むヒータの温度制御回路の回路図である。尚、本
例に使用するヒータは、例えば印刷装置の定着器に使用
されるものである。

【００２８】同図において、交流電源１０は、ヒータ１
１に電力を供給する電源であり、例えば２３０Ｖの電圧
出力を行う。また、ヒータ１１は定着器を構成する不図
示の熱ロール内に配設され、熱ロールを一定温度に加熱
し、飽和温度（設定温度）を保持する。

【００２９】また、交流電源１０とヒータ１１間にはス
イッチング回路１２と検流器１３が配設されている。ス
イッチング回路１２はトライアック１４、スイッチング
素子１５、及び抵抗Ｒ２〜Ｒ４で構成され、交流電源１
０からヒータ１１への電力供給をオン、オフ制御する。
ここで、スイッチング素子１５は所謂フォットスイッチ
ング素子であり、制御回路１６の制御によって駆動す
る。例えば、トライアック１４をオンする場合、制御回
路１６のＢ端子をロー（Ｌ）レベルに設定し、抵抗Ｒ２
を介してスイッチング素子１５内のフォットダイオード
１５ａに電流を流し、スイッチ１５ｂをオンしてトライ
アック１４のゲートをトリガする。上記回路動作によっ
てトライアック１４はオン駆動し、交流電源１０からヒ
ータ１１に電流を供給する。

【００３０】検流器１３はヒータ１１に流れる電流をコ
イルによって検出し、この検出値を制御回路１６のＣ端
子、及びＤ端子に出力する。この検出値はアナログであ
り、制御回路１６内でデジタルデータに変換される。制
御回路１６は不図示のＣＰＵを内蔵し、ＲＯＭに記憶さ
れたプログラムによって制御され、ヒータ１１の加熱制
御を行う。また、制御回路１６は上記検流器１３で検出
する電流値に基づき突入電流の制御を行う。この制御は
制御回路１６のＡ端子をロー（Ｌ）レベル、又はハイ
（Ｈ）レベルに制御することによって行う。

【００３１】突入電流防止回路１７はスイッチング素子
１８、トライアック１９、抵抗Ｒ５、及び抵抗Ｒ６〜Ｒ
８で構成され、前述のように制御回路１６のＡ端子がロ
ー（Ｌ）レベル、又はハイ（Ｈ）レベルに制御されるこ
とでオン、オフ駆動する。ここで、制御回路１６による
オン、オフ制御は、突入電流を発生させない為の最適制
御であり、具体的には以下のように制御する。例えば、
トライアック１９をオン駆動する場合、ＣＰＵ１６のＡ
端子をロー（Ｌ）レベルに設定し、抵抗Ｒ６を介してス
イッチング素子１８内のフォットダイオード１８ａに電
流を流し、スイッチ１８ｂをオンしてトライアック１９
のゲートをトリガする。この回路動作によってトライア
ック１９は駆動し、ヒータ１１を流れた電流はトライア
ック１８を介して流れる。一方、トライアック１９をオ
フ駆動する場合には、ＣＰＵ１６のＡ端子をハイ（Ｈ）
レベルとし、スイッチング素子１８に電流を流さず、ト
ライアック１９のゲートはトリガされず、トライアック
１９をオフ駆動してヒータ電流を停止する。

【００３２】以上の構成において、本例の処理動作を説
明する。図２は本例の処理動作を説明する波形図であ
る。同図において、（ａ）はヒータ１１が冷えている時
の波形図を示し、同図（ｂ）はヒータ１１がある程度暖
まった時の波形図を示し、同図（ｃ）はヒータ１１が熱
飽和している時の波形図を示す。

【００３３】ヒータ１１が冷えている時、温度/抵抗特
性からヒータ１１の抵抗値は低い。したがって、この場
合ヒータ１１を流れる電流は大きくなり、検流器１３は
大きな電流値を検出する。この時、制御回路１６はＡ端
子から長い制御信号を出力する。具体的には、Ａ端子を
長時間ハイ（Ｈ）レベルに設定する。また、この設定時
間は検流器１３が検出する電流値に基づいて設定され、
例えばヒータ１１の抵抗特性や抵抗/温度特性から予め
設定されたテーブルに基づく。

【００３４】この場合、上記制御回路１６の制御によっ
て、同図（ａ）に示すように最適な時間スイッチング素
子１８がオフし、トライアック１９をオフ駆動してヒー
タ１１を流れた電流を抵抗Ｒ５を介して流す。この処理
によって交流電源１０の負荷は、ヒータ１１の抵抗値と
抵抗Ｒ５の抵抗値が加算されたものとなり、回路を流れ
る電流は制限される。この為、同図（ａ）に示すよう
に、スイッチング素子１８がオフする間、ピーク値の低
い電流がヒータ１１に流れ、回路に大きな突入電流が流
れることを防止する。

【００３５】尚、その後スイッチング素子１８がオンす
ると、トライアック１９はオン駆動し、ヒータ１１を流
れた電流はトライアック１９を流れる。この為、ヒータ
１１を流れる電流が同図（ａ）に示すように増加する
が、そのピーク値は低い。したがって、有効に突入電流
の発生を防止できる。

【００３６】一方、ヒータ１１がある程度暖まった状態
で電源投入された場合、図２（ｂ）の処理となる。この
場合、ヒータ１１がある程度暖まっているので、ヒータ
１１の抵抗値はある程度大きく、従って検流器１３は前
よりも低い電流値を検出する。この為、制御回路１６は
検流器１３が検出する電流値に基づいた時間、スイッチ
ング素子１８をオフ制御する。

【００３７】したがって、トライアック１９は最適な時
間オフ駆動し、この間ヒータ１１を流れた電流は抵抗Ｒ
５を介して流れる。この場合、同図（ｂ）に示すよう
に、スイッチング素子１８がオフする間、ピーク値の低
い電流となり、ヒータ１１を含む回路に大きな突入電流
が流れることを防止する。また、前述と同様、スイッチ
ング素子１８がオンすると、トライアック１９はオン駆
動し、ヒータ１１を流れた電流はトライアック１９を流
れる。この為、ヒータ１１を流れる電流が同図（ｂ）に
示すように増加するが、そのピーク値は低い。

【００３８】次に、上記処理によってヒータ１１に電流
が流れ、ヒータ１１が徐々に加熱され、ヒータ１１が飽
和温度（設定温度）に達すると、制御回路１６の制御に
よってスイッチング回路１２がオフされ、ヒータ１１へ
の通電が停止される。具体的には、制御回路１６のＢ端
子をハイ（Ｈ）レベルに設定し、スイッチング素子１５
をオフし、トライアック１４の駆動をオフする。

【００３９】その後、ヒータ１１が上記飽和温度（設定
温度）より下がると、ヒータ１１への通電が開始され
る。この場合、ヒータ１１はほぼ熱飽和状態であり、ヒ
ータ１１の抵抗値は大きい。したがって、検流器１３は
極めて低い電流値を検出し、ＣＰＵ１６は検流器１３が
検出する電流値に従ってスイッチング素子１８をオフす
る。

【００４０】この場合、スイッチング素子１８をオフす
る時間は極めて短く、例えば図２（ｃ）に示す短時間ス
イッチング素子１８をオフし、トライアック１９をオフ
駆動する。この間、ヒータ１１を流れた電流は抵抗Ｒ５
を介して流れ、突入電流はピーク値の低い電流となり、
回路に大きな突入電流が流れることを防止できる。

【００４１】したがって、この場合には抵抗Ｒ５によっ
て消費される電力を小さく抑えることが電力消費を少な
くできる。尚、制御回路１６はヒータ１１の温度が高い
場合、抵抗値は大きく、前述のテーブルを検出してスイ
ッチング素子１８をオフする必要がない場合もある。こ
の場合にはスイッチング素子１８をオフすることなく、
更に電力消費を抑えることができる。

【００４２】以上のように、本実施形態によれば、ヒー
タ回路に流れる電流を検流器１３で検出し、この電流値
に基づいてトライアック１９の駆動時間を制御したの
で、ピーク値の大きな突入電流の発生を確実に防止する
ことができる。また、フリッカ現象を低く抑えることが
でき、フリッカ規格に対応できる電子機器の提供が可能
となる。

【００４３】また、抵抗Ｒ５の電力容量も小さく抑える
ことができ、容量の小さい小型抵抗器を採用することが
でき、コストダウンを図ると共に、発熱量を低く抑える
こともでき、電力消費を低減することが可能になった。 ＜第２の実施形態＞次に、本発明の第２の実施形態につ
いて説明する。

【００４４】図３は本発明の第２の実施形態を説明する
突入電流防止回路を含むヒータの温度制御回路の回路図
である。尚、本例においても、使用するヒータは、例え
ば印刷装置の定着器に使用されるものであり、交流電源
１０、ヒータ１１、検流器１３の構成は前述の図１と同
様であり、構成上の説明を省略する。

【００４５】本例の突入電流防止回路は上記検流器１３
の他、制御回路２０、抵抗選択回路２１で構成されてい
る。検流器１３は前述と同様、回路に流れる電流を検出
し、この検出値をＣ端子、及びＤ端子を介して制御回路
２０に供給する。制御回路２０は前述と同様、不図示の
ＣＰＵを内蔵し、例えばＲＯＭに記憶されたプログラム
に従って制御を行い、ヒータ１１の温度制御を行う。ま
た、制御回路２０は上記検流器１３で検出する電流値に
基づき突入電流の制御を行う。本例ではこの制御信号を
ＣＰＵ２０に設けられた「０」〜「３」の端子から出力
する。ここで、端子「１」から出力する制御信号はスイ
ッチ１をオン、オフ制御し、ポート「２」から出力する
制御信号はスイッチ２をオン、オフ制御し、端子「３」
から出力する制御信号はスイッチ３をオン、オフ制御す
る。また、端子「０」から出力する制御信号は、スイッ
チ１〜３の何れもオン、オフ制御しない信号であり、ヒ
ータ１１を抵抗を介さず交流電源１０に接続する回路を
構築する。

【００４６】尚、図３に示すように、スイッチ１が選択
されるとスイッチ１に接続された抵抗Ｒ１１がヒータ１
１に対して直列に接続され、スイッチ２が選択されると
スイッチ２に接続された抵抗Ｒ１２がヒータ１１に対し
て直列に接続され、スイッチ３が選択されるとスイッチ
３に接続された抵抗Ｒ１３がヒータ１１に対して直列に
接続される。また、スイッチ０が選択された場合には、
上記のようにヒータ１１は何れの抵抗も介さずに交流電
源１０に接続される。また、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の抵
抗値の大小関係は以下のようである。

【００４７】Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３ 以上の構成において、本例の処理動作を説明する。本例
においても、前述の図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、
ヒータ１１が冷えている時、ヒータ１１がある程度暖ま
った時、更にヒータ１１が熱飽和した時のそれぞれの状
態において突入電流の防止制御を行う。

【００４８】先ず、ヒータ１１が冷えている時、前述の
ようにヒータ１１の抵抗値は小さい。したがって、この
場合検流器１３は大きな電流値を検出する。この時、Ｃ
ＰＵ２０は端子「１」から制御信号を出力し、スイッチ
１をオンして抵抗Ｒ１１を選択する。この抵抗Ｒ１１は
前述のように大きな抵抗値を有し、大きなピーク値の突
入電流が発生することを防止する。

【００４９】次に、ヒータ１１がある程度暖まっている
状態の時、ヒータ１１の抵抗値は前よりも大きい。した
がって、この場合検流器１３はそれ程大きくない電流値
を検出する。この時、制御回路２０は端子「２」から制
御信号を出力し、スイッチ２をオンして抵抗Ｒ１２を選
択する。この抵抗Ｒ１２は前述のように中程度の抵抗値
を有し、前述と同様、大きなピーク値の電流が発生する
ことを防止する。

【００５０】次に、ヒータ１１が更に暖まっている状態
の時、ヒータ１１の抵抗値は前よりも更に大きい。した
がって、この場合検流器１３は小さな電流値を検出す
る。この時、制御回路２０は端子「３」から制御信号を
出力し、スイッチ３をオンして抵抗Ｒ１３を選択する。
この抵抗Ｒ１３は前述のように低抵抗値を有し、大きな
ピーク値の突入電流が発生することを防止する。

【００５１】さらに、ヒータ１１が熱飽和の状態の時、
ヒータ１１の抵抗値は最も大きい。したがって、この場
合検流器１３は極めて小さな電流値を検出し、この時、
制御回路２０は端子「０」から制御信号を出力し、スイ
ッチ０をオンして何れの抵抗も介することなく、ヒータ
１１に電流を流す。このように構成することによって
も、ヒータ１１に突入電流が流れることはなく、却って
抵抗負荷による電力消費を抑えることができる。

【００５２】以上のように、本実施形態によっても、ヒ
ータ回路に流れる電流を検流器１３で検出し、当該電流
値に基づいて抵抗選択回路２１内のスイッチ０〜３の一
つを選択し、最も適した抵抗を介してヒータ電流を流す
ことができ、ピーク値の大きな突入電流の発生を確実に
防止することができる。また、本例においても抵抗によ
る電力消費を低減することができる。

【００５３】尚、本例においては抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３は
それぞれ単一の抵抗で構成したが、複数の抵抗で構成し
てもよい。また、抵抗選択回路２１内のスイッチはそれ
ぞれ対応する抵抗のみを切り替えるように構成したが、
複数の抵抗を切り替える構成とし、抵抗値をより細かく
制御できるようにしてもよい。このように構成すれば、
更に確実な突入電流の防止、フリッカ電流の防止を図る
ことができる。 ＜第３の実施形態＞次に、本発明の第３の実施形態につ
いて説明する。

【００５４】図４は本発明の第３の実施形態を説明する
突入電流防止回路を含むヒータ加熱制御回路の回路図で
ある。尚、本例においても、使用するヒータは、例えば
印刷装置の定着器に使用されるものであり、交流電源１
０も前述と同様、２３０Ｖの出力電圧を有する。

【００５５】但し、本例においては整流回路、及びチョ
ッパ回路を有し、交流電源１０を一旦整流した後、チョ
ッパ回路によって突入電流の発生を防止する構成であ
る。以下、具体的に説明する。整流回路２３はブリッジ
接続された４個のダイオードＤ１〜Ｄ４、及びコイルＬ
とコンデンサＣで構成されている。したがって、交流電
源１０から出力される交流電流は整流回路２３によって
全波整流され、ヒータ１１に供給される。ヒータ１１は
抵抗負荷であり、ヒータ１１に直列に接続されたトラン
ジスタ２４がオン状態の時、ヒータ１１に電流が流れ
る。

【００５６】トランジスタ２４及びＣＰＵ２５はチョッ
パ回路を構成し、ヒータ１１への通電開始時、及び通電
終了時ＣＰＵ２５からチョッパ信号をトランジスタ２４
のベース（Ｂ）に供給する。尚、ＣＰＵ２５はヒータ１
１の温度制御も行い、例えばヒータ１１が飽和温度（設
定温度）に達した時ヒータ１１への電力供給を停止し、
ヒータ１１が飽和温度（設定温度）より下がった時ヒー
タ１１への通電を再開する。

【００５７】図５は本例の処理を説明する波形図であ
り、同図（ａ）はＣＰＵ２５からトランジスタ２４に出
力されるチョッパ信号を示し、同図（ｂ）はヒータ１１
に流れるヒータ電流を示す。本例においては、期間Ｔの
間ヒータ１１に電流を流す。先ず、初期時及び電流供給
終了時、ＣＰＵ２５からチョッパ信号をトランジスタ２
４に供給し、トランジスタ２４をオン、オフ駆動する。
すなわち、本例においてはヒータ１１への通電開始時、
同図（ａ）に示すチョッパ信号ｃを供給し、トランジス
タ２４をオン、オフ駆動して突入電流が発生することを
防止する。また、ヒータ１１への通電終了時において
も、同図（ａ）に示すチョッパ信号ｄを供給し、トラン
ジスタ２４をオン、オフ駆動して突入電流の発生を防止
する。

【００５８】以上のように制御することによって、ヒー
タ１１には図５（ｂ）に示すヒータ電流が流れ、突入電
流の発生を確実に防止する。また、本例においては電流
制限用の抵抗を使用しないので、電力消費を更に抑える
ことができる。尚、本例においてはフリッカー規格の一
番厳しい特性周波数特性として、８．８Hzを出力しない
よう、チョッパ信号を高速にスイッチングさせながら突
入電流防止回路を構成する。また、チョッパ信号の周波
数としては、例えば１００Hz以上の周波数を使用し、更
にコンデンサＣの容量と抵抗Ｒの抵抗値の時定数は、例
えば以下の条件とする。

【００５９】Ｃ×Ｒ≧１００ms また、本例においても、ヒータに流れる電流を検出し、
当該電流値によってチョッパ信号ｃ及びチョッパ信号ｄ
の周期を可変してもよく、またチョッパ信号ｃ及びチョ
ッパ信号ｄをトランジスタに印加する長さを可変する構
成としてもよい。このように構成することによって、よ
り詳細な制御を行うことができ、突入電流の発生防止、
フリッカ電流の発生を防止することができる。 ＜第４の実施形態＞次に、本発明の第４の実施形態につ
いて説明する。

【００６０】図６は本発明の第４の実施形態を説明する
突入電流防止回路を含むヒータ温度制御回路の回路図で
ある。尚、本例においても、使用するヒータは、例えば
印刷装置の定着器に使用されるものであり、交流電源１
０も前述と同様、２３０Ｖの出力電圧を有する。また、
整流回路を使用する構成は前述の第３の実施形態と同様
である。但し、本例においてはチョッパ回路に代えてト
ランジスタの電圧制御を利用して突入電流の防止を図
る。

【００６１】本例においても、整流回路２６はブリッジ
接続された４個のダイオードＤ１〜Ｄ４、及びコイルＬ
とコンデンサＣで構成され、交流電源１０から出力され
る交流電流を整流し、ヒータ１１に供給される。また、
ヒータ１１には直列にトランジスタ２７が接続され、エ
ミッタ抵抗ｒを介して接地されている。

【００６２】ＣＰＵ２８はトランジスタ２７に対してベ
ース電圧（Ｖａ）を供給し、ベース電圧（Ｖａ）の値を
可変する。このベース電圧（Ｖａ）の値を可変すること
によって、トランジスタ２７に流れる電流を制御する。
図７は具体的な制御を説明する図であり、同図（ａ）に
示すベース電圧（Ｖａ）をトランジスタ２７のベース
（Ｂ）に供給する。トランジスタ２７は供給される電圧
によって流れる電流値が変化し、トランジスタ２７には
同図（ｂ）に示す電流が流れる。この電流は、ヒータ１
１に流れる電流でもあり、トランジスタ２７に流れる電
流を制御することによって、ヒータ１１に流す電流の制
御を行う。

【００６３】したがって、ＣＰＵ２８からベース電圧
（Ｖａ）を供給することによって、ヒータ１１には同図
（ｂ）に示すヒータ電流が流れ、急激な電流変化を生じ
させることなく、フリッカー値も低く抑えることができ
ると共に、前述の実施形態と同様抵抗を使用しないの
で、電力消費を更に抑えることができる。 ＜第５の実施形態＞次に、本発明の第５の実施形態につ
いて説明する。

【００６４】図８は本発明の第５の実施形態を説明する
ヒータの温度制御回路の回路図である。尚、本例におい
ても、使用するヒータは、例えば印刷装置の定着器に使
用されるものであり、交流電源１０も前述と同様、２３
０Ｖの出力電圧を有する。但し、本例は前述の第３、第
４の実施形態と異なり、突入電流防止用の抵抗（フリッ
カ抵抗）の近傍に温度ヒューズを設ける構成である。以
下、具体的に説明する。

【００６５】図８において、交流電源１０はスイッチン
グ素子２９ ヒータ１１、温度ヒューズ３０、抵抗（フ
リッカ抵抗）Ｒ１４が直列に接続された回路であり、更
に抵抗Ｒ１４には並列にスイッチング素子３１が接続さ
れている。ここで、温度ヒューズ３０は抵抗Ｒ１４に異
常な発熱が発生した場合ヒューズを溶断して、回路を切
断する機能を有し、抵抗Ｒ１４の近接に設けられてい
る。但し、温度ヒューズ３０の溶断温度は１０°Ｃ単位
で設定され、温度ヒューズ３０の取り付け角度を可変す
ることによって微細な温度調整を行う。

【００６６】図９は温度ヒューズ３０の取り付け角度を
可変する例であり、本例の斜視図である。同図に示す
（ａ）〜（ｃ）は温度ヒューズ３０の取り付け角度を示
す斜視図であり、同図（ｄ）はその断面図である。本例
は温度ヒューズ３０の取り付け角度を同図（ａ）〜
（ｃ）に示すように取り付けることによって、１種類の
温度ヒューズ３０によって、例えば１００°Ｃ〜１１０
°Ｃまで可変して使用できるヒューズとすることができ
る。例えば、抵抗Ｒ１４が１００°Ｃになった時温度ヒ
ューズ３０を溶断する場合、図９（ａ）に示す位置に温
度ヒューズ３０を取り付ける。また、抵抗Ｒ１４が１０
５°Ｃになった時温度ヒューズ３０を溶断する場合、同
図（ｂ）に示す位置に温度ヒューズ３０を取り付ける。
さらに、抵抗Ｒ１４が１１０°Ｃになった時温度ヒュー
ズ３０を溶断する場合、同図（ｃ）に示す位置に温度ヒ
ューズ３０を取り付ける。

【００６７】以上のように構成することによって、例え
ば１００°Ｃの温度ヒューズを使用して１００°Ｃ〜１
１０°Ｃまで可変できるヒューズとすることができる。
また、例えば９０°Ｃの温度ヒューズを使用して９０°
Ｃ〜１００°Ｃまで可変できるヒューズとすることがで
き、１１０°Ｃの温度ヒューズを使用して１１０°Ｃ〜
１２０°Ｃまで可変できるヒューズとすることができ
る。

【００６８】以上、本例によれば少ない種類の温度ヒュ
ーズ３０によって、きめ細かい温度設定が可能となり、
その温度設定も指定される角度に温度ヒューズ３０を取
り付けるだけでよく、極めて簡単に詳細な温度設定を行
うことができる。したがって、突入電流防止回路を用い
た装置の生産性を向上することができ、より安全な回路
とすることができる。

【００６９】尚、図９の例は温度ヒューズ３０を抵抗Ｒ
１４と導体３２の間に挿入したが、導体３２も抵抗Ｒ１
４で構成し、並列に接続するスイッチング素子３１の位
置を抵抗間の位置に接続してもよい。 ＜第６の実施形態＞次に、本発明の第６の実施形態につ
いて説明する。

【００７０】図１０は本発明の第６の実施形態を説明す
る突入電流防止回路を含むヒータの温度制御回路の回路
図である。尚、本例においても、使用するヒータは、例
えば印刷装置の定着器に使用されるものであり、交流電
源１０も前述と同様、２３０Ｖの出力電圧を有する。但
し、本例は２台のヒータ１１ａ、１１ｂを有する構成で
あり、スイッチング素子もヒータ１１ａ、１１ｂに対応
してスイッチング素子３３ａ、３３ｂを有し、ヒータの
温度制御を行う構成である。また、制御回路３４は上記
スイッチング素子３３ａ、３３ｂに制御信号を送る構成
である。

【００７１】制御回路３４は内部にＣＰＵを有し、不図
示の温度センサで検出した温度情報に従って上記制御信
号を対応するスイッチング素子３３ａ、３３ｂに供給す
る。ここで、上記温度センサはヒータ１１ａ又は１１ｂ
を内蔵する、例えば定着器近傍に取り付けられ、定着器
の温度を検出する。また、本例においても突入電流制限
用の抵抗Ｒ１６が接続され、抵抗Ｒ１６には並列にスイ
ッチング素子３９が配設されている。尚、上記スイッチ
ング素子３３ａ、３３ｂ、３９は前述のトライアック等
で構成してもよく、またバイポーラトランジスタ、電界
効果型トランジスタ等で構成してもよい。

【００７２】図１１は本例における処理を説明するタイ
ムチャートである。尚、本例においてスイッチング素子
３３ａ、３３ｂのオン状態が重ならないこと、又スイッ
チング素子３３ａ、３３ｂのオン状態の最低時間Ｔmin
は、以下であることが条件である。

【００７３】Ｔmin≧２Ｔw 本例では、図１１（ａ）に示すように、スイッチング素
子３３ａを２Ｔwの間オン駆動し、この間スイッチング
素子３３ｂをオフ状態に設定する。次に、スイッチング
素子３３ｂを２Ｔwの間オン駆動し、この間スイッチン
グ素子３３ａをオフ状態に設定する。以下、この処理を
繰り返すことによって、例えば繰り返しの多いヒータ制
御を行う場合でも、切り替え回数は半分の回数に減り、
フリッカ値を１/２以下に低減することができる。例え
ば、同図（ｂ）に示す制御に比べて、切り替え回数は半
分の回数に減らすことができ、フリッカ値を１/２に低
減することができる。 ＜第７の実施形態＞次に、本発明の第７の実施形態につ
いて説明する。

【００７４】本例はヒータ１１の切換えタイミングを遅
延させることによって、突入電流の発生を防止するもの
である。尚、本例においても使用するヒータは、例えば
印刷装置の定着器に使用されるものである。以下、具体
的に説明する。本例のヒータの温度制御回路は、図１２
に示すようにヒータ１１、抵抗Ｒ１５、スイッチ素子３
５の直列回路で構成され、スイッチ素子３５がオンする
と交流電源１０から出力される電流はスイッチ素子３
５、抵抗Ｒ１５を介してヒータ１１に供給される。ま
た、抵抗Ｒ１５には並列にスイッチＳ１が設けられ、後
述するタイミングで切換制御が行われる。

【００７５】図１３は本例の処理を説明するタイムチャ
ートであり、図１４は本例の処理を説明するフローチャ
ートである。両図において、先ずスイッチ素子３５をオ
ンし、ヒータ１１を加熱し、ヒータ１１の温度が閾値
（飽和温度（設定温度））に達したか判断する（ステッ
プ（以下、ＳＴで示す）１）。ここで、ヒータ１１の温
度が閾値に達していなければ（ＳＴ１がＮＯ）、ヒータ
１１の温度が閾値に達するまで加熱処理を行う。

【００７６】その後、ヒータ１１の温度が閾値に達する
と（ＳＴ１がＹＥＳ）、ヒータ１１の温度が下降状態で
あるか判断する（ＳＴ２）。ここで、本例の説明におい
て、この状態が図１３に示すのタイミングであれば、
ヒータ１１の温度は上昇中であり（ＳＴ２がＮＯ）、直
ちにヒータ１１の加熱を停止すべく、スイッチ素子３５
をオフする（ＳＴ２がＮＯ、ＳＴ３、図１２に示すの
タイミング）。

【００７７】上記処理によってヒータ１１への通電は停
止し、ヒータ１１の温度は所謂温度ヒステリシスによっ
て少しの間上昇するが、その後徐々に低下する。その
後、上記閾値（飽和温度（設定温度））まで低下する
と、不図示の温度センサがこの温度を検知する（ＳＴ
１、図１２に示すのタイミング）。この時、ヒータ１
１の温度は下降状態であり（ＳＴ２がＹＥＳ）、処理
（ＳＴ４）を実行する。

【００７８】この処理は、閾値通過回数/Ｔ（時間）を
演算する処理であり、単位時間当たりの閾値通過回数を
求めるものである。すなわち、単位時間当たりの閾値通
過回数を演算することによってヒータ１１の温度変化の
割合を求めるものである。例えば、記録紙が定着器を通
過する頻度が高い場合には熱ロールから多くの熱が奪わ
れ、単位時間当たりの閾値通過回数は増加する。一方、
記録紙が定着器を通過しない、所謂アイドル状態では温
度勾配は小さく、単位時間当たりの閾値通過回数も少な
くなる。

【００７９】次に、ダミータイミングテーブルをセット
する（ＳＴ５）。尚、このダミータイミングテーブルは
不図示の制御回路内に設けられ、図１５はダミータイミ
ングテーブルをグラフ化した例である。このダミータイ
ミングテーブルは予め登録されており、単位時間当たり
の閾値通過回数に対するダミー時間のデータである。こ
こで、例えば上記演算結果が図１５に示すＡであれば、
同図からダミー時間はａとなる。したがって、この場合
ダミー時間ａをダミータイマに設定し、ダミータイマａ
とする。

【００８０】その後、このダミータイマａの駆動を開始
し、ダミータイマａが０になるまで計数を行う（ＳＴ６
がＮＯ）。この間、図１３に示すようにスイッチング素
子３５はオフ状態を維持し、スイッチＳ１はオン状態を
維持する（図１３に示すのタイミング）。したがっ
て、この間ヒータ１１への加熱処理は行われない。

【００８１】次に、上記ダミータイマａが０になると
（ＳＴ６がＹＥＳ）、スイッチＳ１をオフ（開）し（Ｓ
Ｔ７）、更にスイッチ素子３５をオンする（ＳＴ８）。
この処理によって、ヒータ１１に電流が流れ、ヒータ１
１を加熱する。また、この時スイッチＳ１はオフ状態で
あり、ヒータ１１に供給される電流は抵抗Ｒ１５を流れ
ヒータ１１に供給される。したがって、ヒータ１１に流
れる電流は抵抗Ｒ１５によって制限され、ピーク値の大
きな突入電流が発生しない。

【００８２】また、上記スイッチＳ１がオンすると同時
にＳ１タイマが駆動し、このＳ１タイマが駆動する間、
スイッチＳ１はオフ状態を維持する（図１３に示すの
タイミング）。その後、上記Ｓ１タイマが所定時間を計
数するとスイッチＳ１をオン状態（閉状態）に戻す（Ｓ
Ｔ１０、ＳＴ１１、図１３に示すのタイミング）。こ
の処理によってヒータ１１に供給される電流は直接スイ
ッチＳ１を介して流れる。この時、図１３のに示す電
流が流れ、ヒータ１１を加熱する。この電流は前述の実
施形態と同様、ピーク値の低い電流であり、突入電流が
防止され、大きなフリッカ電流は流れない。

【００８３】また、本例の処理によれば、ヒータ１１へ
の通電開始時間がダミー時間（ダミー時間ａ）だけ遅れ
る。したがって、上記処理をヒータ１１への通電開始時
毎に繰り返すことによって、ヒータ１１への通電間隔を
長くすることができ、フリッカー規格に準じたヒータ制
御を行うことが可能となる。

【００８４】また、上記ダミー時間は前述の図１５に示
すように単位時間当たりの閾値通過回数によって決定さ
れ、ヒータ１１の温度に対応して適切な時間に設定でき
る。例えば、連続通紙が行われている動作条件では長い
ダミー時間が設定され、ヒータ１１への通電間隔を長く
することができる。また、アイドル状態の場合には温度
勾配は少ないが、ヒータ１１への通電回数は多くなるこ
とがあり、厳しい動作条件となる為、長いダミー時間を
入れることによってヒータ１１への通電間隔を長くす
る。

【００８５】尚、図１５に示すＩは連続通紙が行われて
いる動作条件でのダミー時間の領域を示し、ＩＩはアイ
ドル状態でのダミー時間の領域を示し、それぞれ単位時
間当たりの閾値通過回数によって指定される。以上のよ
うに処理することによって、ヒータ１１の通電間隔が長
くなり、フリッカー規格に準じたヒータ制御が行えると
同時に、フリッカー抵抗への電流負荷が軽減され、熱上
昇を抑えることができる。

【００８６】尚、本実施形態の説明では、ダミー時間を
ヒータ１１の温度変化によって制御したが、連続印刷、
間欠印刷、アイドル状態等の印刷状態を、例えばプリン
タ装置のＣＰＵから入力し、ダミー時間の設定を行って
もよい。また、他の情報を検知してダミー時間を設定
し、ヒータ１１の通電回数を減らし、フリッカー規格に
準じたヒータ制御を行う構成としてもよい。すなわち、
ヒータ１１からの熱の放出率を何らかの方法で検出し、
その情報に基づいてダミー時間の設定し、フリッカー規
格に準じたヒータ制御を行うものである。 ＜第８の実施形態＞次に、本発明の第８の実施形態につ
いて説明する。

【００８７】本例もヒータ１１の切換えタイミングを遅
延させることによって、突入電流の発生を防止するもの
である。尚、本例においても使用するヒータは、例えば
印刷装置の定着器に使用されるものである。以下、具体
的に説明する。図１６は本例のヒータの温度制御回路の
回路図であり、ヒータ１１、抵抗Ｒ１７、スイッチング
素子３７の直列回路で構成され、スイッチング素子３７
がオンすると交流電源１０から出力される電流はスイッ
チング素子３７、抵抗Ｒ１７を介してヒータ１１に供給
される。また、抵抗Ｒ１７には並列にスイッチＳ２が接
続され、後述するタイミングで切換制御が行われる。

【００８８】また、本例においてはＣＰＵ等で構成され
る制御回路３６が設けられ、制御回路３６からスイッチ
ング素子３７及びスイッチＳ２に制御信号が供給され
る。ここで、制御回路３６からスイッチング素子３７に
出力される制御信号をｅとし、スイッチＳ２に供給され
る制御信号をｆとする。また、スイッチング素子３７か
ら制御回路３６に供給されるゼロクロス信号をｇとす
る。

【００８９】図１７は本例の処理を説明するタイムチャ
ートである。同図（ａ）はヒータ１１の温度変化を示
し、同図（ｂ）はヒータ１１への通電タイミング、即ち
制御信号ｅの出力タイミングを示す。また、同図（ｃ）
はスイッチＳ２の切換タイミング、即ち制御信号ｆの出
力タイミングを示し、同図（ｄ）はヒータ１１への通電
電流を示す。

【００９０】先ず、制御回路３６はヒータ１１が飽和温
度（設定温度）に達した後、ヒータ１１への通電を停止
する（図１７に示すのタイミング）。その後、上記飽
和温度（設定温度）より下がると（図１７に示すのタ
イミング）、ヒータ１１への通電を開始すべく制御信号
ｅを出力すると共に、制御信号ｆを出力する。この処理
によって、ヒータ１１には前述の第７実施形態と同様、
突入電流を防止した電流が流れる（図１７に示すのタ
イミング）。

【００９１】次に、制御回路３６は制御信号ｆの出力を
停止し（図１７に示すのタイミング）、以後制御信号
ｆを所定周期でスイッチ素子３５に出力する（図１７に
示すのタイミング）。すなわち、ヒータ１１のオン期
間中強制的にオフ駆動を行う。この処理によって、以後
ヒータ１１には同図（ｄ）にで示す間欠的なヒータ電
流が流れる。したがって、ヒータ１１は徐々に加熱され
るが、その温度上昇は遅い。

【００９２】その後、ヒータ１１の温度が上昇し、飽和
温度（設定温度）を超えると制御回路３６から出力され
る制御信号ｅは出力を停止する（図１７に示すのタイ
ミング）。したがって、ヒータ１１に通電を行う際、通
電期間中に強制的にオフ期間を複数回設け、ヒータ１１
の発熱量を減少させ、温度勾配を小さくすることによっ
てヒータ１１への通電時間を延ばす。

【００９３】したがって、本例は上記処理を繰り返すこ
とによって、ヒータ１１への通電切換回数を実質的に減
らし、フリッカ規格に準じた制御を可能とするものであ
る。尚、図１８は上記とは逆にヒータ１１への非通電期
間において、強制的にヒータ１１への通電を間欠的に行
うことによってヒータ１１への通電までの時間を延ば
し、実質的にヒータ１１への通電切換回数を減らし、フ
リッカ規格に準じた制御を可能とするものである。すな
わち、制御回路３６はヒータ１１が飽和温度（設定温
度）に達すると、ヒータ１１への通電を停止する（図１
８に示すのタイミング）。その後、制御信号ｅを出力
すると（図１８に示すのタイミング）、ヒータ１１に
は同図のに示すヒータ電流が流れる。したがって、ヒ
ータ１１の温度は徐々に下がるが、間欠的にヒータ電流
が流れるのでその温度低下は遅く、飽和温度（設定温
度）に達するまでの時間は遅れる。尚、ヒータ１１の温
度が飽和温度（設定温度）以下になるとヒータ１１への
通電が再開される（図１８に示すのタイミング）。

【００９４】このように構成することによっても、ヒー
タ１１の温度勾配を小さくし、ヒータ１１への通電時間
を延ばし、実質的にヒータ１１への通電切換回数を減ら
し、フリッカ規格に準じた制御を可能とする。尚、本例
において、間欠的に挿入されるオン制御、又はオフ制御
の周期はヒータを内蔵する定着器等の温度等をセンサで
検出し、その温度に従って設定する構成としてもよい。

【００９５】また、ヒータ１１の加熱中オフ駆動を間欠
的に行い、同時にヒータ１１の非加熱中オン駆動を間欠
的に行う制御を行ってもよい。このように構成すること
によって、更に通電切換回数を減らし、フリッカ規格に
準じた制御を可能とする。 ＜第９の実施形態＞次に、本発明の第９の実施形態につ
いて説明する。

【００９６】図１９は突入電流を防止する為の制御例で
あり、交流電流のゼロクロスｃ手前のタイミングｃ’で
ヒータへの通電を行う構成である。但し、この場合ｃ’
は一定の時間ｔであり、このタイミングのみで通電を行
っている。この為、ヒートアップまで時間を要する。そ
こで、本例では更に以下のように制御する。

【００９７】図２０は本実施形態を説明する突入電流防
止回路を含む回路図である。本回路は、全波整流回路４
０、ヒータ１１、スイッチング素子４１、及びスイッチ
ング素子４１を駆動制御する電圧制御回路４２で構成さ
れている。全波整流回路４０には不図示の交流電源から
１００Ｖ乃至２００Ｖの電圧が供給され、全波整流回路
４０で整流されヒータ１１に供給される。また、ヒータ
１１への通電はスイッチング素子４１をオンすることに
よって行われ、スイッチング素子４１のオン、オフ制御
は電圧制御回路４２によって実行される。また、電圧制
御回路４２はツェナーダイオード４２ａ、トランジスタ
４２ｂ、抵抗Ｒ１８、１９で構成されている。

【００９８】以下、図２１の波形図を参照して具体的な
処理を説明する。図２１（ａ）は全波整流回路４０に供
給される交流電流の波形図である。ここで、当該交流電
流が０となる位置をゼロクロスＣ１、Ｃ２、・・・とす
る。尚、同図（ａ）に示すゼロクロスＣ１、Ｃ２、・・
・前後の低電位期間を２ｔで示す。

【００９９】図２１（ｂ）は上記同図（ａ）の交流電流
を全波整流した後の波形図であり、同図（ｂ）に示す点
線は一定の電圧値Ｖz の電位を示す。尚、この電圧値Ｖ
zは全波整流回路４０の一部を構成するツェナーダイオ
ード４２ａの降伏電圧（ツェナー電圧）である。全波整
流回路４０で整流された全波整流電流は電圧制御回路４
２に供給され、ツェナーダイオード４２ａはツェナー電
圧以上である時、抵抗Ｒ１８を介してトランジスタ４２
ｂのベース（Ｂ）に電流を流し、トランジスタ４２ｂを
オンする。したがって、この間トランジスタ４２ｂのコ
レクタ（Ｃ）電位はほぼ０となり、電圧制御回路４２の
出力（オン信号）はロー（Ｌ）レベルとなる。したがっ
て、この時スイッチング素子４１はオフである。

【０１００】一方、ツェナー電圧以下になるとツェナー
ダイオード４２ａはトランジスタ４２ｂのベース（Ｂ）
への電流供給を停止し、トランジスタ４２ｂをオフし、
抵抗Ｒ１９を介して抵抗Ｒ２０にオン信号を出力する
（オン信号をハイ（Ｈ）レベルとする）。したがって、
上記回路動作によって同図（ｄ）のタイミングでオン信
号がスイッチング素子４１に出力される。尚、同図
（ｃ）はトランジスタ４２ｂのベース（Ｂ）の電圧を示
す。

【０１０１】上記のように、オン信号は抵抗Ｒ２０を介
してスイッチング素子４１に供給され、スイッチング素
子４１をオンしてヒータ１１に電流を流す。したがっ
て、ヒータ１１には図２１（ｄ）に示すタイミングで通
電が行われ、突入電流を防止すると共に、ヒータ１１を
より早くヒートアップすることができる。 ＜第１０の実施形態＞次に、本発明の第１０の実施形態
について説明する。

【０１０２】図２２は本実施形態を説明する突入電流防
止回路の回路図である。本回路は、前述の図２０に比
べ、インダクタンスＬが追加され、更にサージ電圧を除
去する為のダイオード４３が追加されている。尚、この
ダイオード４３はインダクタンスＬを追加したことに基
づく構成である。また、他の構成は前述の実施形態と同
様であり、同じ番号を使用する。

【０１０３】本例においても、全波整流回路４０には不
図示の交流電源から１００Ｖ乃至２００Ｖの電圧が供給
される。また、全波整流回路４０で整流され直流電流は
ヒータ１１に供給され、ヒータ１１への通電はスイッチ
ング素子４１をオンすることによって行われる。尚、ス
イッチング素子４１のオン、オフ駆動は、前述と同様電
圧制御回路４２によって実行される。以下、図２３の波
形図を参照して具体的な処理を説明する。

【０１０４】図２３（ａ）は交流電流（交流電圧）を全
波整流した後の波形図であり、同図（ｂ）はトランジス
タ４２ｂのベース電圧（定電圧部検出電圧）である。ま
た、同図（ｃ）はスイッチング素子４１に供給されるオ
ン信号であり、スイッチング素子４１はこのオン信号が
スイッチング素子４１のベース（Ｂ）に供給される間オ
ン駆動する。さらに、本例ではインダクタンスＬが追加
されたことによって、インダクタンスＬに電磁エネルギ
ーが蓄積され、オン信号をオフした後でもヒータ１１に
ヒータ電流を流すことができる。この場合、インダクタ
ンスＬに蓄積された電磁エネルギーは全波整流電流がツ
ェナー電圧以上になった後も流れ（２ｔ＋αの時間）、
ヒータのヒートアップを早める。

【０１０５】このように構成することにより、インダク
タンスＬはヒータ１１に突入電流が流れることを阻止す
ると共に、ヒータ１１により長時間ヒータ電流を流し、
ヒータ１１のヒートアップを早めることができる。 ＜第１１の実施形態＞次に、本発明の第１１の実施形態
について説明する。

【０１０６】図２４は本実施形態を説明する突入電流防
止回路の回路図である。本回路は、前述の図２０に比
べ、インダクタンスＬが追加され、更にサージ電圧を除
去する為ダイオード４３が配設され、更に前述の図２２
に比べ、電圧制御回路の構成が異なる。尚、他の構成は
前述の実施形態と同様であり、同じ番号を使用する。

【０１０７】本例においても、全波整流回路４０には不
図示の交流電源から１００Ｖ乃至２００Ｖの電圧が供給
され、全波整流回路４０で整流されヒータ１１に供給さ
れる。また、ヒータ１１への通電はスイッチング素子４
１をオンすることによって行われ、スイッチング素子４
１のオン、オフ駆動は制御部４４によって実行される。

【０１０８】また、本例における電圧制御回路は、コン
トローラ４４及び抵抗Ｒ２２、Ｒ２５で構成されてい
る。コントローラ４４は低電圧検出入力、ヒータドライ
ブ出力、定電流検知入力の各端子を有する。ここで、低
電圧検出入力はツェナー電圧の検出入力であり、ヒータ
ドライブ出力はスイッチング素子４１に供給する制御信
号を出力する。また、定電流検知入力は回路に流れる電
流を検知し、ヒータ電流を定電流制御する為の入力であ
る。

【０１０９】以下、図２５に示す波形図を参照して具体
的な処理を説明する。図２５（ａ）は交流電流（交流電
圧）を全波整流した後の波形図であり、同図（ｂ）は低
電圧部検出電圧を示す。また、同図（ｃ）はスイッチン
グ素子４１に供給されるオン信号であり、同図（ｄ）及
び（ｅ）は電流波形図である。

【０１１０】スイッチング素子４１は同図（ｃ）に示す
オン信号が入力すると、オン駆動しヒータ１１に電流を
流す。この場合、ヒータ１１は徐々に加熱され、温度が
上昇する。したがって、ヒータ１１に流れる電流値は同
図（ｄ）に示すように減少する。この為、ヒートアップ
時間は遅くなる。そこで、コントローラ４４は定電流検
知入力の入力情報に従って一定電流が流れるように電圧
制御を行う。

【０１１１】したがって、この場合ヒータドライブ出力
ではドライブ電圧を可変し、定電流検知入力に基づいて
低電流制御を行う。このように構成することによって、
同図（ｅ）に示すヒータ電流を流し（２ｔ＋αの時
間）、ヒートアップを早める。このように構成すること
により、定電流制御を行うことができ、突入電流を生じ
させることなく、ヒートアップを早める制御が可能とな
る。

【０１１２】尚、上記コントローラ４４の構成は、ＣＰ
ＵとＲＯＭ、ＲＡＭを用いて構成すてもよく、またハー
ド回路で構成してもよい。以上、上記第１乃至第１１の
実施形態では電源として、２３０Ｖ、又は１００Ｖ、２
００Ｖの交流電源を使用したが、これらの電圧値に限定
されるものではない。

【０１１３】また、第３、第４の実施形態、第９乃至第
１１の実施形態では交流電源を直流電源に変換する整流
回路を使用したが、直接直流電源を使用する構成として
もよい。また、本明細書に使用されるスイッチング素子
は、無接点素子に限らず有接点素子であってもよく、ま
た各種電子素子を使用することができる。

【０１１４】また、本実施形態では抵抗器を電流制限素
子として使用したが、抵抗器のみを電流制限素子とする
ものではなく、インダクタンスや容量を含む構成であっ
てもよい。また、本実施形態で使用する電流検出器は、
コイルによって回路の電流検出を行う構成に限らず、他
の形式の検知器で構成してもよい。

【０１１５】さらに、本実施形態で使用するヒータは、
定着器に使用する構成であったが、他の電熱器、例えば
電子ポットや電子コンロ等、電気こたつ等の他の用途に
使用する場合であってもよい。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば回
路電流に応じてスイッチング素子のオフ時間を可変し、
突入電流の発生、フリッカ電流の発生を防止することが
できる。

【０１１７】また、電流値が小さい時、短かい時間だけ
電流制限手段に電流を流し、消費電力を少なくすること
ができる。さらに、電流値が小さい時、電流制限手段を
省略し、更に消費電力を少なくすることができる。さら
に、ヒータへの電力供給を開始する際、又は該ヒータへ
の電力供給を停止する際、ヒータの通電を制御すること
によって、突入電流の発生を防止し、フリッカを抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を説明する回路図である。

【図２】第２の実施形態を説明する波形図であり、
（ａ）はヒータが冷えている場合の波形図であり、
（ｂ）はヒータがある程度暖まった場合の波形図であ
り、（ｃ）はヒータが熱飽和した場合の波形図である。

【図３】第２の実施形態を説明する回路図である。

【図４】第３の実施形態を説明する回路図である。

【図５】第３の実施形態を説明する波形図であり、
（ａ）はスイッチング素子の信号波形図であり、（ｂ）
はヒータ電流の波形図である。

【図６】第４の実施形態を説明する回路図である。

【図７】第４の実施形態を説明する波形図であり、
（ａ）はスイッチング素子の電圧波形図であり、（ｂ）
はヒータ電流の波形図である。

【図８】第５の実施形態を説明する回路図である。

【図９】第５の実施形態を説明する図であり、（ａ）は
抵抗が１００°Ｃになった時温度ヒューズを溶断する場
合の取り付け図であり、（ｂ）は抵抗が１０５°Ｃにな
った時温度ヒューズを溶断する場合の取り付け図であ
り、（ｃ）は抵抗が１１０°Ｃになった時温度ヒューズ
を溶断する場合の取り付け図である。

【図１０】第６の実施形態を説明する回路図である。

【図１１】第６の実施形態を説明するタイムチャートで
あり、（ａ）はオン時間が２Ｔｗの場合を示し、（ｂ）
はオン時間がＴｗの場合を示す。

【図１２】第７の実施形態を説明する回路図である。

【図１３】第７の実施形態を説明する図である。

【図１４】第７の実施形態を説明するフローチャートで
ある。

【図１５】第７の実施形態を説明する特性図である。

【図１６】第８の実施形態を説明する回路図である。

【図１７】第８の実施形態を説明する図である。

【図１８】第８の実施形態の他の例を説明する図であ
る。

【図１９】第９の実施形態を説明する図である。

【図２０】第９の実施形態を説明する回路図である。

【図２１】第９の実施形態を説明する波形図である。

【図２２】第１０の実施形態を説明する回路図である。

【図２３】第１０の実施形態を説明する波形図である。

【図２４】第１１の実施形態を説明する回路図である。

【図２５】第１１の実施形態を説明する波形図である。

【図２６】従来の突入防止回路を含む回路図である。

【図２７】従来の処理を説明する波形図であり、（ａ）
はピーク値が高い電流波形を示し、（ｂ）はピーク値が
低い電流波形を示す。

【符号の説明】

１０ 交流電源 １１ ヒータ １２ スイッチング回路 １３ 検流器 １４ トライアック １５ スイッチング素子 １５ａ フォットダイオード １５ｂ スイッチ １６ 制御回路 １７ 突入電流防止回路 １８ スイッチング素子 １８ａ フォットダイオード １８ｂ スイッチ １９ トライアック ２０ 制御回路 ２１ 抵抗選択回路 ２３ 整流回路 ２４ トランジスタ ２５ ＣＰＵ ２７ トランジスタ ２８ ＣＰＵ ２９ スイッチング素子 ３０ 温度ヒューズ ３１ スイッチング素子 ３２ 導体 ３３ａ、３３ｂ スイッチング素子 ３４ 制御回路 ３５ スイッチ素子 ３６ 制御回路 ３７ スイッチング素子 ４０ 全波整流回路 ４１ スイッチング素子 ４２ 電圧制御回路 ４２ａ ツェナーダイオード ４２ｂ トランジスタ ４３ ダイオード Ｒ１〜Ｒ２０ 抵抗 Ｌ インダクタンス Ｓ１、Ｓ２ スイッチ Ｄ１〜Ｄ４ ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 吉幸 東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地 カシオ計算機株式会社東京事業所内 (72)発明者 矢島 俊昭 東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地 カシオ計算機株式会社東京事業所内 (72)発明者 長坂 利男 東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地 カシオ計算機株式会社東京事業所内 Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA12 DA50 EA12 EA15 ED25 ZA01 2H033 AA23 BB01 BB28 CA07 CA23 CA45 CA46 3K058 AA01 AA26 AA27 BA18 CA03 CA04 CA23 CB02 CB22 5H410 BB05 CC03 DD03 EA03 EA05 EA10 EA11 EA32 EB02 EB05 EB25 FF05 FF14 HH05 LL07 5H420 BB13 CC04 DD03 EA03 EA05 EA11 EA12 EA42 EB02 EB05 EB26 FF04 FF14 LL05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータと、 該ヒータに直列に接続され、並列にスイッチング素子が
   接続された電流制限手段と、 前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段によって検出された電流値に応じて前記
   スイッチング素子の切替タイミングを制御する制御手段
   と、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。
2. 【請求項２】 ヒータと、 該ヒータに直列に接続され、抵抗値の異なる複数の電流
   制限手段と、 前記ヒータに流れる電流を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段によって検出された電流値に応じて、前
   記電流制限手段の１つを選択する選択手段と、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。
3. 【請求項３】 交流電力を直流電力に変換する変換手段
   と、 該変換手段によって変換された電力が供給されるヒータ
   と、 該ヒータへの電力供給を開始する際、又は該ヒータへの
   電力供給を停止する際、前記ヒータへの電力供給を所定
   間隔で切替える切替制御手段と、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。
4. 【請求項４】 交流電力を直流電力に変換する変換手段
   と、 該変換手段によって変換された電力がスイッチング手段
   を介して供給されるヒータと、 該ヒータへの電力供給を開始する際、又は該ヒータへの
   電力供給を停止する際、前記スイッチング手段に出力す
   る電圧を制御する電圧制御手段と、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。
5. 【請求項５】 ヒータと、 該ヒータに直列に接続され、並列にスイッチング素子が
   接続された電流制限手段と、 前記ヒータからの熱の放出率を検出する検出手段と、 該検出手段によって検出された熱の放出率に応じて前記
   スイッチング素子の切替タイミングを制御する制御手段
   と、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。
6. 【請求項６】 ヒータと、 該ヒータに直列に接続され、並列に第１のスイッチング
   素子が接続された電流制限手段と、 前記ヒータに電力を供給する期間の一部に該電力の供給
   を停止する制御手段、及び又は前記ヒータへの電力の非
   供給期間の一部に電力の供給を行う制御手段、 を有することを特徴とする突入電流防止装置。