加热装置和图像形成设备的制作方法

专利名称：加热装置和图像形成设备的制作方法
技术领域：
符合本发明的设备和装置涉及加热装置和具有加热装置的图像形成设备，并且更 加具体地，涉及一种用于处理加热装置的电源异常的技术。
背景技术：
根据一个现有技术，公布了一种用于处理加热装置的电源异常的技术。具体地，该 现有技术公布了下述技术，当由于外部噪声等等导致过零信号波动并且在电源的检测到的 频率中出现异常时控制加热装置以独立于电源的频率。

发明内容
然而，尽管现有技术允许即使在过零信号波动并且在电源的检测到的频率中出现 异常时加热装置继续它的操作，但是没有与用于处理表现为电源异常的电源波形中的变化 的技术有关的公开。例如，当通过不间断电源单元将矩形交流电压而不是正弦交流电压输 入到加热装置时，电源波形的过零点处的上升/下降沿变得陡峭。即，电压变化率(dv/dt) 变大。因此，例如，当使用TRIAC控制加热装置的加热器的通电时段时，存在下述情况如果 过零点处的电压变化率(dv/dt)超过装置的容许特性值则可能不能够响应于电源的过零 而断开TRIAC。在这样的情况下，加热装置的加热器会被继续通电，因此引起加热装置的故 障。本发明旨在提供用于抑制由于输入矩形波导致在加热装置中出现故障的技术。根据本发明的示例性方面，提供一种加热装置，包括发热单元，该发热单元响应 于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，该过零信号生成电路生成与交流电源的过零 时间同步的过零信号；通电调节单元，该通电调节单元基于过零信号调节交流电源对发热 单元的通电时段；电压变化率检测单元，该电压变化率检测单元检测过零时间的交流电源 的电压变化率是否等于或者大于预定值；切换单元，该切换单元被提供在交流电源和发热 单元之间，切换单元接通和断开交流电源和发热单元之间的连接；以及通电禁用单元，当电 压变化率等于或者大于预定值时该通电禁用单元通过控制切换单元禁用交流电源对发热 单元的通电。


参考下面的附图将会详细地描述本发明的示例性方面，其中图1是示出根据本发明的图像形成设备的示意性构造的侧面截面图；图2是示出实施例1的加热装置的示意性构造的框图3是示出加热装置的过零检测电路的示意性构造的框图；图4是示出加热装置的固定驱动器电路的示意性构造的框图；图5是根据实施例1的固定单元的通电控制过程的流程图；图6是与加热器电压有关的各种信号的时间图；图7是与通电控制过程有关的信号的时间图；图8是示出实施例2的加热装置的示意性构造的框图；以及图9是根据实施例2的固定单元的通电控制过程的流程图。
具体实施例方式〈实施例1>在下文中，将会参考图1至图7描述本发明的实施例1。1.激光打印机的构造图1是示意性地示出实施例1的单色激光打印机1 ( “图像形成设备”的示例)的 竖直截面的图。应注意的是，图像形成设备不限于单色激光打印机，而可以是例如彩色激光 打印机、彩色LED打印机、以及多功能打印机。在单色激光打印机(在下文中简称为“打印机”)1中，图像形成单元6在从定位在 主体外壳2的下部中的手动插入托盘4或者托盘3提供的片材5上形成墨粉图像。通过固 定单元7进行加热来对墨粉图像进行固定处理，并且片材5被排出到定位在主体外壳2的 上部中的排出托盘8。图像形成单元(“图像形成单元”的示例)6包括扫描仪单元10、显影墨盒13、感 光鼓17、充电器18、转印辊19等等。扫描仪单元10定位在主体外壳2的上部上并且包括激光发射部分(未示出)、多 角镜11、多个反射镜12以及多个透镜(未示出)等等。在扫描仪单元10中，从激光发射 部分发射的激光经过多角镜11、反射镜12、以及透镜以通过高速扫描照射到感光鼓17的表 面，如点划线所示。显影墨盒13被可拆卸地附接并且被构造为在其中包含墨粉。此外，在显影墨盒13 的墨粉提供端口中，显影辊14和提供辊15被提供为彼此面对。此外，显影辊14被布置为 面对感光鼓17。显影墨盒13中的墨粉通过提供辊15的旋转被提供给显影辊14并且在显 影辊14上承载。充电器18被布置在感光鼓17的上方，其间具有间隔。此外，转印辊19被布置在 感光鼓17的下方，面对感光鼓17。当感光鼓17旋转时，首先，通过充电器18使感光鼓17的表面均勻地带有正极性 电荷。接下来，通过来自于扫描仪单元10的激光在感光鼓17上形成静电潜像。然后，当感 光鼓17旋转接触显影辊14时，显影辊14上承载的墨粉被提供并且被承载在感光鼓17的 表面上的静电潜像上。因此，墨粉图像形成在感光鼓17的表面上。接下来，当片材5经过 感光鼓17和转印辊19之间的空间时通过施加给转印辊19的转印偏置将墨粉图像转印到 片材5。固定单元7被布置在片材传送方向上图像形成单元6的下游并且包括固定辊22 ； 挤压辊23，该挤压辊23挤压固定辊22;以及卤素加热器33(本发明的“发热单元“的示例)，该卤素加热器33加热固定辊22。卤素加热器33被连接至电路板25并且根据来自于电路 板25的信号通电。打印机1包括照片数据导入单元沈，该照片数据导入单元沈导入由数码照相机生 成的照片数据(图像数据)；和显示装置27，该显示装置27显示打印信息等等。2.加热装置的电气构造接下来，将会参考图2至图4以及图6描述被提供在打印机1中的加热装置30。 图2是示出加热装置30的示意性构造的框图。图3是示出加热装置30的过零检测电路的 示意性构造的框图。图4是示出加热装置30的固定驱动器电路的示意性构造的框图。图6 是用于解释与被施加给卤素加热器33的加热器电压的生成有关的各种信号的典型的时间 图。加热装置30包括低压电源电路(AC-DC转换器)31、固定继电器(“切换单元”的 示例)32、卤素加热器33、ASIC (专用集成电路)34、过零检测电路(对应于“过零信号生成 电路”)40、固定驱动器电路(“通电调节单元”的示例)50等等。在实施例1中，如图2中 所示，交流电源AC被从固定继电器32的前面提供到低压电源电路31和过零检测电路40。 应注意的是，低压电源电路31和固定继电器32不需要被包括在加热装置30中。例如，低压电源电路31将100V的AC电压转换为24V和3. 3V的DC电压并且将DC 电压提供给各部分。卤素加热器33响应于交流电源AC的通电产生热。过零检测电路40生成与交流电源AC的过零时间同步的过零信号&c。具体地，如 图3中所示，过零检测电路40包括全波整流桥41、分压电阻器Rl和R2、基准电压(对应于 “基准电压值”)Vref、比较器42、驱动晶体管43、光耦合器44等等。通过分压电阻器Rl和R2降低通过全波整流桥41转换到仅正电压侧的交流电源 AC的电压，并且通过比较器42将交流电源AC的降低的电压与基准电压Vref进行比较。在 这里，基准电压Vref被设置为获得具有与预定的时段相对应的脉冲宽度(信号宽度)的过 零信号&c。在本示例中，当交流电源AC的降低的电压超过基准电压Vref时，S卩，当交流电 源AC不是处于其过零点附近的时段中时，比较器42的输出变成低(LOW)。这时，驱动晶体 管43被截止，并且光耦合器44没有被驱动，从而生成高电平的过零信号(参见图6中 的时段Kl)。例如，基准电压Vref能够被设置为Vref 6. 3 (V)，如下所示。ν = Vm (R2/ (R1+R2)) sin ω t在此等式中，ν是交流电源AC的电压，Vm是交流电源AC的最高电压，Rl和R2是 分压电阻器Rl和R2的电阻值，并且ω = 2 Jif0例如，如果，R2/(R1+R2) = 1/10，Vm = 132* V 2 (V)，t = 0.45毫秒，Vf(整流二极管的压降)=0. 7 (V)，并且f (频率)=60Hz， Vref = ((132* V 2-0. 7 )/10) *sin O π *60*0· 45*1(Γ3) ^6.3 (V) 在这里，时间t (0. 45毫秒)被设置为预定时段，其中能够检测典型的交流电源 AC(f = 60Hz)的过零点，并且该预定时段对应于图6中所示的时段K2的1/2。另一方面，当交流电源AC的降低的电压等于或者小于基准电压Vref时，S卩，当交 流电源AC处于其过零点附近的时段中时，比较器42的输出变成高(HIGH)。这时，驱动晶体 管43被导通，并且光耦合器44被驱动，从而生成低电平的过零信号参见图6中的时 段K2)。在本实施例中，过零信号的低电平时段K2对应于“信号宽度”。
固定驱动器电路50基于过零信号Szc调节交流电源AC的通电时段。具体地，如 图4中所示，固定驱动器电路50包括TRIAC 52、光TRIAC耦合器53、驱动晶体管M等等。 响应于基于过零信号Szc的下降沿生成的触发器信号Mg通过驱动晶体管M接通光TRIAC 耦合器53。响应于光TRIAC耦合器53的接通，接通TRIAC 52，并且在预定的通电时段通过 交流电源AC通电卤素加热器33。预定的通电时段是从触发器信号^g的上升时间到交流 电源AC的过零时间出现的时段(参见图6)。即，通过改变从过零信号的下降时间到 触发器信号Mg的上升时间出现的时段K3 (参见图6)，通过卤素加热器33控制固定单元7 的温度。固定继电器32被提供在交流电源AC和卤素加热器33之间以接通和断开交流电 源AC和卤素加热器33之间的连接。应注意的是，切换单元不限于继电器，并且例如，可以 通过半导体元件构造切换单元。ASIC( “电压变化率检测单元”、“通电禁用单元”、以及“启用单元”的示例)34包 括接口电路35、计数器36、存储器37等等并且控制固定单元17的通电。接口电路35用作 与被连接至ASIC 34的外部装置的各种数据的交换的媒介。计数器36被用于控制固定单 元7的通电。存储器37包括ROM和RAM。ASIC 34检测过零时的交流电源AC的电压变化率是否等于或者大于预定值(容许 值)。当电压变化率(在下文中被称为“dv/dt”)等于或者大于预定值时，ASIC 34通过断 开(控制)继电器32禁用通过交流电源AC对卤素加热器33的通电。在实施例1中，ASIC 34通过检测过零信号的过零脉冲宽度(对应于“信号宽 度”)K2是否等于或者小于预定时段来确定过零时间的交流电源AC的dv/dt是否等于或者 大于预定值。然而，对此没有限制，例如，可以通过采样并且获得过零时间附近的交流电源 AC的波形并且根据交流电源AC的波形本身进行确定来确定过零时间的交流电源AC的dv/ dt是否等于或者大于预定值。此外，ASIC 34被连接至图像形成单元6和照片数据导入单元沈以执行除了固定 单元7的通电控制之外的与图像形成有关的各种处理。3.固定单元的通电控制接下来，将会参考图5和图7描述实施例1中的固定单元7的通电控制。图5是 示意性地示出与固定单元7的通电控制有关的各种过程的流程的流程图，并且图7是与固 定单元7的通电控制有关的信号的示意性时间图。例如，当打印机1被加电时，根据预定的 程序通过ASIC 34执行固定单元7的通电控制过程。在图5的步骤S105中，ASIC 34确定是否存在过零输入。即，确定是否存在过零 信号Szc变成低(LOW)的时段(脉冲宽度K2)。当确定不存在过零输入(S105 否)时，流 程进入步骤S140。提供步骤S105的该确定过程以确保还检测DC(直流)被输入到固定单 元7的情况。另一方面，当确定存在过零输入(S105:是)时，即，当确定到固定单元7的输入不 是DC时，在步骤SllO中开始计数过零信号的过零脉冲宽度K2的操作。接下来，在步骤S115中确定过零输入的持续时间是否等于或者大于预定时段 Kzcl，S卩，过零脉冲宽度K2的计数值是否已经达到第一预定时段Kzcl或者更大。在这里， 第一预定时段Kzcl被设置为大于交流电源AC的半周期的值。例如，如果交流电源AC的频率是60Hz，那么第一预定时段Kzcl是9. 0毫秒。当确定过零脉冲宽度K2的计数值已经达到预定时段(S115 是)时，例如，通过确 定在驱动卤素加热器33的电路等等中已经出现一些异常，ASIC 34在步骤S120中将错误 消息显示在打印机1的显示装置27上。然后，通电控制过程结束。即，一般来说，通常控制 卤素加热器33的通电使得过零脉冲宽度K2等于或者小于交流电源AC的半周期。因此，当 过零脉冲宽度K2超过交流电源AC的半周期时，确定已经发生异常，例如电源异常。另一方面，当确定过零脉冲宽度K2的计数值还没有达到预定时段(第一预定时段 Kzcl) (S115 否)时，流程进入步骤S125，并且ASIC 34确定过零输入是否已经停止。当确 定过零输入还没有停止(S125:否)时，流程返回到步骤S110。另一方面，当确定过零输入已 经停止(S125 是)时，在步骤S130中确定过零脉冲宽度K2是否等于或者小于第二预定时 段Kzc2。在这里，第二预定时段Kzc2被设置为下述值，S卩，即使当过零时间的dv/dt等于或 者大于预定值的电压被施加给TRIAC 52时，TRIAC 52也不引起故障。例如，第二预定时段 Kzc2被设置为0. 1毫秒。更加具体地，基于正在使用的TRIAC 52的电气特性、确定过零脉 冲宽度K2的比较器42的基准电压Vref等等，通过测试等等事先确定第二预定时段Kzc2。要注意的是，本发明不限于第二预定时段Kzc2仅具有例如是0. 1毫秒的一个值的 示例。第二预定时段Kzc2可以具有多个不同的值，并且根据第二预定时段Kzc2的值检测 交流电源AC的不同的波形异常。例如，将假定第二预定时段Kzc2被设置为具有两个值0. 1 毫秒和0. 67毫秒。当过零脉冲宽度K2等于或者小于0. 67毫秒时，检测到交流电源AC具 有其幅度非常大的正弦波。当过零脉冲宽度K2等于或者小于0. 1毫秒时，检测到交流电源 AC具有近似矩形的波形。在这里，第二预定时段Kzc2的值能够被转换为dv/dt值，并且0. 1 毫秒的时段对应于dv/dt值方面的0. 6V/微秒。当确定过零脉冲宽度K2不等于或者小于第二预定时段Kzc2(S130 否)时，流程 进入S140。当确定过零脉冲宽度K2等于或者小于第二预定时段Kzc2(S130:是)时，在步 骤S135中更新确定过零脉冲宽度K2等于或者小于第二预定时段Kzc2的事件的出现的数 目。即，递增出现的数目。接下来，ASIC 34确定在预定的时段内过零脉冲宽度K2是否已经被更新预定的次 数。即，ASIC 34确定在预定的时段内下述事件发生的次数是否经达到预定的次数，所述事 件为确定过零脉冲宽度K2等于或者小于第二预定时段Kzc2。在这里，例如，如图7中所示， 预定时段被设置为图7中所示的从时间tl到时间t2出现的时段K4并且预定次数被设置 为5次。提供步骤S140的确定过程以抑制当由于噪声等等导致过零脉冲宽度K2已经变得 等于或者小于第二预定时段Kzc2时执行错误的通电控制。即，通过测试等等事先确定预定 时段K4和预定的次数作为用于防止固定单元7中的问题的条件，并且如果没有提供固定继 电器32，则作为用于确保TRIAC 52的正常操作的条件。当确定在预定的时段K4内过零脉冲宽度K2没有被更新预定的次数(S140 否) 时，在步骤S145中ASIC 34发布固定接通启用(打印启用)命令。具体地，图7中所示的 固定接通禁用标记被保持为低(LOW)。此外，ASIC 34禁用打印数据的接收，启用除了打印 功能之外的功能的使用，并且收回错误消息，并且流程返回到步骤S105。另一方面，当确定在预定的时段K4内过零脉冲宽度K2已经被更新预定的次数 (S140 是)时，在步骤S150中确定固定单元7目前是否正被进行温度控制，即，当前是否正在控制卤素加热器33的通电。当确定固定单元7正在被进行温度控制(S150:是，与图7中 的时间t2相对应)时，在步骤S155中ASIC 34通过断开固定继电器32并且将固定接通禁 用标记的电平从低变成高来禁用打印操作。此外，ASIC34禁用打印数据的接收并且启用除 了打印功能之外的功能的使用。作为除了打印功能之外的功能，例如，启用通过照片数据导 入单元沈导入图像数据的功能。这就是说，当确定在预定的时段K4内过零脉冲宽度K2等于或者小于第二预定时 段Kzc2的事件的发生的数目已经达到预定的次数(在本示例中，5次)时，确定过零时间的 dv/dt等于或者大于预定值的电压被施加给TRIAC 52。因此，通过禁用卤素加热器33的通 电，能够抑制由于被输入到打印机1的正弦波电压导致在固定单元7中出现问题。另一方面，当确定固定单元7没有正在被进行温度控制(S150:否)时，在步骤 S160中ASIC 34禁用固定单元7的接通并且禁用打印操作。此外，ASIC 34禁用打印数据 的传输并且启用除了打印功能之外的功能的使用。即，当在卤素加热器33被通电之前检测 到过零时间的dv/dt(电压变化率)等于或者大于预定值时，ASIC 34通过使固定驱动器电 路50不开始调节通电时段的操作来禁用通过交流电源AC对卤素加热器33的通电。接下来，在步骤S165中，ASIC 34将例如“异常AC输入/打印禁用”的错误消息显 示在打印机1的显示装置27上。然后，流程返回到步骤S105。在图7中，从时间t2到时间t3出现的时段K5是固定继电器32被强制性地断开 的继电器强制断开时段。此外，时段K6是与时段K4相类似地自在预定时段内检测到预定 时段内的过零脉冲宽度K2预定的次数起的TRIAC接通禁用继续的时段。在这里，在时间t3 切换接通固定继电器32的理由是确保即使当过零检测电路提供在固定继电器32的后级时 也能够检测到过零(参见图8)。在这样的情况下，即使当固定继电器32被切换为接通时， 在时间t5之前禁用电流到固定单元7的提供。4.实施例1的优点当过零时间的交流电源AC的电压变化率dv/dt等于或者大于预定值时，能够确定 被输入到加热装置30的交流电源AC的电压的变化率dv/dt大于是典型的商用电源的波形 的正弦波的变化率。因此，通过适当地设置电压变化率dv/dt的预定值，能够确定过零时间 的电压变化率dv/dt大于正弦波的矩形波被输入到加热装置30。因此，能够抑制由于输入 矩形波导致在加热装置30中出现问题。在这里。“过零时间”不仅意指交流电源的电压变 成零的时间而且包括在交流电源的电压变成零的时间前后出现的时段。过零信号Szc具有过零脉冲宽度(信号宽度)K2，其基于交流电源AC的电压值和 基准电压值Vref之间的比较。ASIC (电压变化率检测单元)34通过检测过零信号Szc的过 零脉冲宽度K2是否等于或者小于预定时段来检测交流电源AC的电压变化率dv/dt是否等 于或者大于预定值。因此，能够适当地检测交流电源AC的电压变化率dv/dt是否等于或者 大于预定的值，而无需直接从交流电源AC的波形检测电压变化率dv/dt。<实施例2>接下来，将会参考图8和图9描述根据本发明的实施例2的加热装置30A。图8是 示出加热装置30A的示意性构造的框图，并且图9是示意性地示出与实施例2的固定单元 7的通电控制有关的各种过程的流程的流程图。在图9中，将会通过相同的步骤编号表示 与图5中所示的实施例1的过程相同的过程，并且将会省略其描述。此外，与实施例1相类似，例如，当打印机1被加电时，根据预定的程序通过ASIC 34执行实施例2的通电控制过 程。此外，与实施例1相类似，加热装置30A被提供在打印机1中。将会仅描述不同于实施例1的要点。在实施例2中，如图8中所示，从固定继电器 32和卤素加热器33之间的节点获得过零检测电路40的交流电源AC。S卩，除非固定辊32 被接通，否则交流电源AC没有被提供给过零检测电路40。此外，作为操作模式，打印机1具有卤素加热器33没有被通电的睡眠模式。因此， 在打印机1的睡眠模式期间，ASIC(电压变化率检测单元)34没有检测过零时间的交流电 源AC的dv/dt是否等于或者大于预定值。S卩，当打印机1被加电时，首先，在图9的步骤S205中，ASIC 34确定打印机1目 前是否处于睡眠模式中。当确定打印机1目前处于睡眠模式中(S205:是)时，由于没有执 行关于过零时间的交流电源AC的dv/dt是否等于或者大于预定值的确定，从而在步骤S210 中ASIC 34清除各计数值(计数器)。即，过零脉冲宽度(K2)的计数值、与过零更新有关的 预定时段(K4)的计数值、以及与过零更新有关的预定次数的计数值被清除。此外，固定继 电器32被断开，并且流程返回到步骤S205。另一方面，当确定打印机1当前没有处于睡眠模式中(S205 否)时，在步骤S215， ASIC 34切换为接通固定继电器32。然后，ASIC 34执行步骤S105至S165的过程，与实施 例1相类似。5.实施例2的优点由于在睡眠模式期间没有将固定继电器32切换为接通，因此交流电源AC没有被 提供给过零检测电路40。因此，在睡眠模式期间能够节省加热装置30A以及因此打印机1 消耗的功率。〈其它的实施例〉本发明不限于上面所描述的并且在附图中示出的实施例，并且例如，下面的实施 例也被包括在本发明的技术范围内。(1)尽管上述实施例已经描述本发明被应用于作为图像形成设备的打印机的示 例，但是图像形成设备可以是包括读取文档的扫描仪单元(读取单元)的所谓的多功能打 印机。在这样的情况下，在当卤素加热器33的通电被禁用(参见图5的步骤S145)时的时 段期间ASIC (启用单元)34可以启用扫描仪单元的使用。(2)尽管上述实施例已经描述固定继电器(切换单元)32被提供在卤素加热器33 的前级和交流电源AC和卤素加热器33之间的示例，但是可以省略固定继电器32。在此构 造中，当在卤素加热器33被通电之前检测到电压变化率等于或者大于预定值时，能够通过 使固定驱动器电路(通电调节单元)50开始调节通电时段的操作来禁用通过交流电源AC 对卤素加热器33的通电。因此，当在卤素加热器33被通电之前检测到矩形交流电源AC的 输入时，至少能够适当地抑制由于输入矩形交流电源AC导致在加热装置30中出现问题。(3)尽管上述实施例和上述其它实施例O)已经描述下述示例，其中当在预定时 段内检测到其中电压变化率等于或者大于预定值，即过零脉冲宽度K2等于或者小于预定 时段的事件预定次数时，ASIC(通电禁用单元)34禁用卤素加热器33的通电，但是本发明 不限于此。例如，ASIC 34可以简单地当多次检测到其中电压变化率等于或者大于预定值， 即过零脉冲宽度K2等于或者小于预定时段的事件时禁用卤素加热器33的通电。替选地，ASIC 34可以简单地当检测到其中电压变化率等于或者大于预定值，即过零脉冲宽度K2等 于或者小于预定时段的事件预定连续次数时禁用卤素加热器33的通电。在这里，在与上述 实施例相同的条件下通过测试等等能够事先确定预定次数。在这样的情况下，通过执行多次检测并且抑制基于错误检测的通电的禁用，即使 当由于噪声等等的影响导致错误地检测到信号宽度等于或者小于预定时段的事件时，也能 够更加精确地确定是否输入矩形波。(4)尽管上述实施例和上述其它实施例已经描述下述示例，其中当在发热单元的 通电被禁用之后的预定时段内没有检测到其中电压变化率等于或大于预定值(其中过零 脉冲宽度K2等于或者小于预定时段)的事件时ASIC (解除单元)34可以解除被禁用的通 电。在这样的情况下，ASIC(解除单元)34可以在如图7中所示的当在从时间t4到时间t5 出现的时段K7内检测到等于或者大于预定时段的过零脉冲宽度K2预定的次数(在图7中 5次)时的时间t5之后启用TRIAC接通。在这样的情况下，通过测试等等事先确定预定时 段和预定次数作为用于确保交流电源AC的正常操作的条件。 此外，ASIC (解除禁用单元)34可以禁用解除单元在当ASIC (通电禁用单元)34禁 用通电的次数达到预定的次数时解除被禁用的通电。在这样的情况下，当例如通过继电器 电路构造切换单元时，能够防止当频繁地接通和断开继电器电路时可能发生的继电器电路 中出现问题和发热单元的热失控。根据示例性实施例的第一方面，提供了一种加热装置，包括发热单元，该发热单 元响应于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，该过零信号生成电路生成与交流电源 的过零时间同步的过零信号；通电调节单元，该通电调节单元基于过零信号调节通过交流 电源对发热单元的通电时段；电压变化率检测单元，该电压变化率检测单元检测过零时间 的交流电源的电压变化率是否等于或者大于预定值；切换单元，该切换单元被提供在交流 电源和发热单元之间，切换单元接通和断开交流电源和发热单元之间的连接；以及通电禁 用单元，当电压变化率等于或者大于预定值时该通电禁用单元通过控制切换单元禁用由交 流电源对发热单元的通电。根据此构造，当过零时间的交流电源的电压变化率等于或者大于预定值时，能够 确定交流电源的过零时间的电压变化率大于是典型的商用电源的波形的正弦波的变化率。 因此，通过适当地设置电压变化率的预定值，能够确定过零时间的变化率大于正弦波的矩 形波被输入到加热装置。因此，能够抑制由于输入矩形波导致在加热装置中出现问题。在 这里，“过零时间”不仅意指交流电源的电压变成零的时间，而且包括交流电源的电压变成 零的时间前后的时段。根据示例性实施例的第二方面，除了第一方面之外，其中当在发热单元被通电之 前检测到电压变化率等于或者大于预定值时，通电禁用单元通过禁用通电调节单元开始调 节通电时段的操作禁用发热单元的通电，并且其中当在发热单元被通电之后检测到电压变 化率等于或者大于预定值时，通电禁用单元通过将切换单元从接通状态切换到断开状态来 禁用发热单元的通电。根据此构造，能够适当地在发热单元被通电前和后禁用发热单元的通电。此外，例 如，在其中在切换单元和发热单元之间执行过零信号生成电路的电压检测的构造中，当在 发热单元被通电之前输入矩形波时，在切换单元的接通状态中通过通电禁用单元禁用发热单元的通电。因此，当在发热单元被通电之前电源返回到正常状态时，能够通过仅使通电调 节单元简单地调节通电时段而无需控制切换单元的切换来开始通电发热单元。即，能够缩 短当在发热单元被通电之前解除被禁用的通电时的通电启动时间。根据示例性实施例的第三方面，除了第一方面之外，其中当在发热单元被通电之 前检测到电压变化率等于或者大于预定值时，通电禁用单元通过将切换单元保持在断开状 态下来禁用发热单元的通电，并且其中当在发热单元被通电之后检测到电压变化率等于或 者大于预定值时，通电禁用单元通过将切换单元从接通状态切换到断开状态来禁用发热单 元的通电。根据此构造，能够在发热单元被通电前和后适当地禁用发热单元的通电。此外，当 例如TRIAC被用作通电调节单元时，如果施加其过零时间的电压变化率大的诸如矩形电压 的电压，则接通TRIAC，并且因此不能够实现断开状态。然后，通过断开切换单元以断开电源 和发热单元之间的连接，能够可靠地禁用发热单元的通电并且抑制由于输入矩形波导致在 加热装置中出现问题。根据示例性实施例的第四方面，除了第一方面至第三方面中的任何一个之外，其 中当多次检测到其中电压变化率等于或者大于预定值的事件时通电禁用单元禁用发热单 元的通电。根据此构造，即使当由于噪声的影响等等导致错误地检测到电压变化率等于或者 大于预定值的事件时，也能够通过抑制基于错误检测的通电的禁用来更精确地确定是否输 入矩形波。根据示例性实施例的第五方面，除了第四方面之外，其中当在预定的时段内检测 到其中电压变化率等于或者大于预定值的事件预定的次数时通电禁用单元禁用发热单元 的通电。根据示例性实施例的第六方面，除了第四方面之外，其中当检测到其中电压变化 率等于或者大于预定值的事件预定的连续的次数时通电禁用单元禁用发热单元的通电。根据第五和第六方面的构造，能够更加精确地确定是否输入矩形波。根据示例性实施例的第七方面，除了第一方面至第六方面中的任何一个之外，进 一步包括解除单元，当在发热单元的通电被禁用之后的预定的时段内没有检测到其中电 压变化率等于或者大于预定值的事件时该解除单元解除被禁用的通电。根据此构造，能够提高可用性并且抑制加热装置中的问题。根据示例性实施例的第八方面，除了第七方面之外，加热装置进一步包括解除禁 用单元，当通电禁用单元禁用通电的次数达到预定的次数时该解除禁用单元禁用解除单元 解除被禁用的通电。根据此构造，当通过例如继电器电路构造切换单元时，能够防止在频繁地接通和 断开继电器电路时可能发生的继电器电路中出现问题和发热单元的热失控。根据示例性实施例的第九方面，提供一种加热装置，包括发热单元，该发热单元 响应于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，该过零信号生成电路生成与交流电源的 过零时间同步的过零信号；通电调节单元，该通电调节单元基于过零信号调节由交流电源 对发热单元的通电时段；电压变化率检测单元，该电压变化率检测单元检测过零时间的交 流电源的电压变化率是否等于或者大于预定值；以及通电禁用单元，当在发热单元被通电之前检测到电压变化率等于或者大于预定值时该通电禁用单元通过禁用通电调节单元开 始调节通电时段的操作来禁用经由交流电源对发热单元的通电。根据此构造，当在发热单元被通电之前过零时间的交流电源中的电压变化率等于 或者大于预定值时，能够确定交流电源的过零时间的电压变化率大于是典型的商用电源的 波形的正弦波的变化率。因此，通过适当地设置电压变化率的预定值，能够确定过零时间的 变化率大于正弦波的矩形波被输入到加热装置。结果，能够在发热单元被通电之前禁用通 电调节单元的操作并且抑制由于输入矩形波导致在加热装置中出现问题。在这里，“过零时 间”不仅意指交流电源的电压变成零的时间，而且包括在交流电源的电压变成零的时间前 后的时段。根据示例性实施例的第十方面，除了第一方面至第九方面之外，其中过零信号具 有基于交流电源的电压值和基准电压值之间的比较的信号宽度，并且其中电压变化率检测 单元通过确定过零信号的信号宽度是否等于或者小于预定时段来检测交流电源的电压变 化率是否等于或者大于预定值。根据此构造，通过检测过零信号的信号宽度是否等于或者小于预定时段能够适当 地确定交流电源的电压变化率是否等于或者大于预定值。根据示例性实施例的第十一方面，除了第一方面至第十方面之外，其中通电调节 单元是TRIAC。尽管TRIAC通常被用作发热单元的通电调节(发热控制)单元，但是TRIAC装置 具有下述特性，如果过零时间的电源电压的变化率(dv/dt)变得等于或者大于预定值那么 在过零时间TRIAC处于导电状态中并且在过零时间不切换到非导电状态。然而，通过使通 电禁用单元断开切换单元(例如，继电器电路)，即使当其dv/dt大的诸如矩形波的电源电 压被施加给加热装置时，也禁用通过矩形交流电源对发热单元的通电。因此，即使当使用 TRIAC控制发热单元的通电时，也能够适当地抑制由于输入矩形波导致在加热装置中出现 问题。根据示例性实施例的第十二方面，提供一种图像形成设备，包括根据第一方面至 第十一方面任何一个的加热装置；图像形成单元，该图像形成单元根据图像数据在记录介 质上形成通过加热装置固定到记录介质上的图像；读取单元，该读取单元读取文档；以及 启用单元，当发热单元的通电被禁用时该启用单元启用读取单元的使用。根据此构造，通过使用固定单元，该固定单元具有能够适当地抑制由于输入矩形 波导致出现问题的加热装置，能够提高图像形成设备的固定单元的电源耐性并且因此提高 图像形成设备的可靠性。此外，当图像形成设备是多功能打印机时，即使由于加热装置中的 问题导致暂时地禁用打印功能，由于仍然可以使用扫描仪功能，因此能够提高图像形成设 备的可用性。根据示例性实施例的第十三方面，除了第十二方面之外，其中图像形成设备具有 其中没有通电发热单元的睡眠模式，并且其中在睡眠模式期间，电压变化率检测单元不检 测过零时间的交流电源的电压变化率是否等于或者大于预定值。根据此构造，由于没有执行不必要的检测操作，因此能够减少功率消耗。根据本发明，能够适当地抑制由于输入矩形波导致在加热装置中出现问题。
权利要求
1.一种加热装置，包括发热单元，所述发热单元响应于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，所述过零信号生成电路生成与所述交流电源的过零时间同步的过零信号；通电调节单元，所述通电调节单元基于所述过零信号调节所述交流电源对所述发热单 元的通电时段；电压变化率检测单元，所述电压变化率检测单元检测在所述过零时间所述交流电源的 电压变化率是否等于或者大于预定值；切换单元，所述切换单元被提供在所述交流电源和所述发热单元之间，所述切换单元 接通和断开所述交流电源和所述发热单元之间的连接；以及通电禁用单元，当所述电压变化率等于或者大于所述预定值时，所述通电禁用单元通 过控制所述切换单元来禁用所述交流电源对所述发热单元的通电。
2.根据权利要求1所述的加热装置， 其中当在所述发热单元被通电之前检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值时，所 述通电禁用单元通过禁用所述通电调节单元开始调节所述通电时段的操作来禁用所述发 热单元的通电，并且 其中当在所述发热单元被通电之后检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值时，所 述通电禁用单元通过将所述切换单元从接通状态切换到断开状态来禁用所述发热单元的 通电。
3.根据权利要求1所述的加热装置， 其中当在所述发热单元被通电之前检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值时，所 述通电禁用单元通过将所述切换单元保持在断开状态来禁用所述发热单元的通电，并且 其中当在所述发热单元被通电之后检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值时，所 述通电禁用单元通过将所述切换单元从接通状态切换到断开状态来禁用所述发热单元的 通电。
4.根据权利要求1所述的加热装置， 其中当多次检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值的事件时，所述通电禁用单元 禁用所述发热单元的通电。
5.根据权利要求4所述的加热装置， 其中当在预定的时段内检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值的事件预定的次 数时，所述通电禁用单元禁用所述发热单元的通电。
6.根据权利要求4所述的加热装置， 其中当检测到所述电压变化率等于或者大于所述预定值的事件预定的连续次数时，所述通 电禁用单元禁用所述发热单元的通电。
7.根据权利要求1所述的加热装置，进一步包括解除单元，当在所述发热单元的通电被禁用之后的预定的时段内没有检测到所述电压 变化率等于或者大于所述预定值的事件时，所述解除单元解除被禁用的通电。
8.根据权利要求7所述的加热装置，进一步包括解除禁用单元，当所述通电禁用单元禁用通电的次数达到预定的次数时，所述解除禁 用单元禁用所述解除单元解除被禁用的通电。
9.一种加热装置，包括发热单元，所述发热单元响应于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，所述过零信号生成电路生成与所述交流电源的过零时间同步的过零信号；通电调节单元，所述通电调节单元基于所述过零信号调节所述交流电源对所述发热单 元的通电时段；电压变化率检测单元，所述电压变化率检测单元检测在所述过零时间所述交流电源的 电压变化率是否等于或者大于预定值；以及通电禁用单元，当在所述发热单元被通电之前检测到所述电压变化率等于或者大于所 述预定值时，所述通电禁用单元通过禁用所述通电调节单元开始调节所述通电时段的操作 来禁用经由所述交流电源对所述发热单元的通电。
10.根据权利要求1所述的加热装置， 其中所述过零信号具有基于所述交流电源的电压值和基准电压值之间的比较的信号宽度，并且其中所述电压变化率检测单元通过确定所述过零信号的信号宽度是否等于或者小于所述 预定时段来检测所述交流电源的电压变化率是否等于或者大于所述预定值。
11.根据权利要求1所述的加热装置， 其中所述通电调节单元是TRIAC。
12.—种图像形成设备，包括 根据权利要求1所述的加热装置；图像形成单元，所述图像形成单元根据图像数据在记录介质上形成通过所述加热装置 固定到所述记录介质上的图像；读取单元，所述读取单元读取文档；以及启用单元，当所述发热单元的通电被禁用时所述启用单元启用所述读取单元的使用。
13.根据权利要求12所述的图像形成设备， 其中所述图像形成设备具有其中所述发热单元没有被通电的睡眠模式，并且 其中在所述睡眠模式期间，所述电压变化率检测单元不检测在过零时间所述交流电源的电 压变化率是否等于或者大于预定值。
全文摘要
本发明提供一种加热装置和图像形成设备。加热装置包括发热单元，该发热单元响应于交流电源的通电发热；过零信号生成电路，该过零信号生成电路生成与交流电源的过零时间同步的过零信号；通电调节单元，该通电调节单元调节交流电源对发热单元的通电时段；电压变化率检测单元，该电压变化率检测单元检测过零时间的交流电源的电压变化率是否等于或者大于预定值；切换单元，该切换单元接通和断开交流电源和发热单元之间的连接；以及通电禁用单元，当电压变化率等于或者大于预定值时该通电禁用单元通过控制切换单元来禁用发热单元的通电。
文档编号G03G21/00GK102081336SQ20101051638
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月20日 优先权日2009年11月26日
发明者犬饲胜己 申请人:兄弟工业株式会社