JP2840266B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、顕画材により顕画化された画像を記録材に
加熱定着する定着装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device that heats and fixes an image developed by a developing material on a recording material.
従来、この種の装置に用いられている定着装置は、所
定の温度に維持された加熱ローラーと弾性層を有して該
加熱ローラーに圧接する加圧ローラーとによって、未定
着のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加
熱する熱ローラー定着方式が多用されている。Conventionally, a fixing device used in this type of apparatus forms an unfixed toner image by using a heating roller maintained at a predetermined temperature and a pressure roller having an elastic layer and pressing against the heating roller. A heat roller fixing system in which the transferred transfer material is heated while being nipped and conveyed is often used.
又USP3,578,797号記載のベルト定着方式も知られてい
る。A belt fixing system described in US Pat. No. 3,578,797 is also known.
しかしながら上記従来例には以下の様な欠点があっ
た。However, the above conventional example has the following disadvantages.
(1)熱ロール定着方式 所定温度に立上げ画像形成作動禁止の時間、所謂ウエ
イトタイムがある。(1) Thermal Roll Fixing Method There is a so-called wait time in which the temperature is raised to a predetermined temperature and the image forming operation is prohibited.
熱容量が必要な為大きな電力が必要である。Large electric power is required because heat capacity is required.
回転ローラーでローラー温度が高温の為、耐熱性特殊
軸受け必要。Since the roller temperature is high with the rotating roller, a heat-resistant special bearing is required.
ローラーに直接手が触れる構成となり、危険があった
り保護部材が必要。The configuration is such that the hand touches the roller directly, which may be dangerous or require a protective member.
ローラーの定温度及び曲率により転写材が巻き付きJA
Mとなる。Transfer material is wrapped by constant temperature and curvature of roller JA
M.
(2)ベルト定着方式 同上 同上 本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、少ない電力で、ウエイト時間が短く、し
かも定着性の良好な画像形成装置を提供することにあ
る。(2) Belt fixing system Same as above The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which requires less power, has a shorter wait time, and has good fixability. It is in.
本発明は、通電により発熱する加熱体と、一方の面が
加熱体と摺擦しつつ他方の面で未定着像を担持する記録
材と接触しながら移動する定着フィルムと、加熱体の温
度を検知する温度検知素子と、温度検知素子の検知温度
が設定温度を維持するように加熱体への通電電力を制御
する制御手段と、を有する定着装置において、 上記制御手段は上記温度検知素子の検知温度が高いほ
ど小さな通電電力を上記加熱体へ通電するよう制御し、
そのうち少なくとも二種類の通電電力は上記温度検知素
子の検知温度が上記設定温度より高いときに通電される
ものであることを特徴とする。The present invention provides a heating element that generates heat by energization, a fixing film that moves while being in contact with a recording material carrying an unfixed image on one surface while rubbing on one surface with the heating element, A fixing device comprising: a temperature detection element to be detected; and control means for controlling electric power supplied to the heating element so that the temperature detected by the temperature detection element maintains a set temperature, wherein the control means detects the temperature detection element. The higher the temperature, the smaller the energizing power is controlled to energize the heating element,
Among them, at least two types of energizing power are energized when the temperature detected by the temperature detecting element is higher than the set temperature.
この特徴により、検知温度が設定温度より高くても通
電しつつ温度を下げるので加熱体の急激な温度降下を防
止でき、設定温度より高いときの通電電力が少なくとも
二種類あることにより、温度検知素子の応答性が十分で
なく加熱体温度が設定温度よりかなり高い状態の時に温
度検知を行ったとしても、その温度に対応した降温用の
通電電力があるのですばやく設定温度付近に温度を下げ
ることもできる。Due to this feature, even if the detected temperature is higher than the set temperature, the temperature is lowered while energizing, so that a rapid temperature drop of the heating element can be prevented, and when there are at least two types of energized power when the temperature is higher than the set temperature, the temperature detecting element Even if the temperature detection is performed when the responsiveness of the heater is not sufficient and the temperature of the heating element is considerably higher than the set temperature, the temperature can be quickly lowered to around the set temperature because there is energizing power for cooling down corresponding to that temperature. it can.
以下、添付図面にもとづいて本発明の実施例を説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
先ず、本実施例装置の画像形成装置の概略構造を第1
図に基づいて説明すると、1はガラス等の透明部材より
なる原稿載置台で、矢印a方向に往復動して原稿を走査
する。原稿載置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ
2が配されていて、原稿載置台上に置かれた原稿像は照
明ランプ3によって照射され、その反射光像は上記アレ
イ2によって感光ドラム4上にスリツト露光される。な
おこの感光ドラム4は矢印b方向に回転する。また5は
帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導
体感光層等を被覆された感光ドラム4上に一様に帯電を
行う。この帯電器5により一様に帯電されたドラム4に
対し、素子アレイ2によって画像露光が行われ静電画像
が形成される。この静電潜像は、現像器6により加熱で
軟化溶融する樹脂等より成るトナーを用いて顕画化され
る。一方、カセツトS内に収納されているシートPは、
給送ローラ7と感光ドラム4上の画像と同期するようタ
イミングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬
送ローラ8によって、ドラム4上に送り込まれる。そし
て、転写放電器9によって、感光ドラム4上に形成され
ているトナー像は、シートP上に転写される。その後、
シートPは公知の分離手段によってドラム4から分離さ
れ、搬送ガイド10によって定着装置11に導かれ加熱定着
処理された後にトレイ13上に排出される。なお、トナー
像を転写後、ドラム4上の残留トナーはクリーナ2によ
って除去される。First, the schematic structure of the image forming apparatus of the present embodiment is described as a first example.
Referring to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a document table made of a transparent material such as glass, which scans a document by reciprocating in the direction of arrow a. A short-focus small-diameter imaging element array 2 is disposed immediately below the document table, and an image of the document placed on the document table is illuminated by an illumination lamp 3, and a reflected light image is formed on the photosensitive drum by the array 2. 4 is subjected to slit exposure. The photosensitive drum 4 rotates in the direction of arrow b. Reference numeral 5 denotes a charger, which uniformly charges the photosensitive drum 4 covered with, for example, a zinc oxide photosensitive layer or an organic semiconductor photosensitive layer. Image exposure is performed by the element array 2 on the drum 4 uniformly charged by the charger 5 to form an electrostatic image. This electrostatic latent image is visualized by a developing device 6 using a toner made of a resin or the like which is softened and melted by heating. On the other hand, the sheet P stored in the cassette S
The sheet is fed onto the drum 4 by a pair of conveying rollers 8 which are rotated while being pressed against each other in a vertical direction at timing so as to synchronize with the feed roller 7 and the image on the photosensitive drum 4. Then, the toner image formed on the photosensitive drum 4 is transferred onto the sheet P by the transfer discharger 9. afterwards,
The sheet P is separated from the drum 4 by a known separation unit, guided to a fixing device 11 by a conveyance guide 10 and subjected to a heat fixing process, and then discharged onto a tray 13. After the transfer of the toner image, the residual toner on the drum 4 is removed by the cleaner 2.
第2図に本実施例の定着装置11の拡大図を示す。 FIG. 2 is an enlarged view of the fixing device 11 of the present embodiment.
21は装置の固定支持された低熱容量線状加熱体であっ
て、一例として厚み1.0mm、巾10mm、長手長240mmのアル
ミナ基板22に抵抗材料23を巾1.0mmに塗工したもので、
長手方向両端より通電される。通電はDC100Vの周期20ms
ecのパルス状波形で検温素子24によりコントロールされ
た所望の温度、エネルギー放出量に応じたパルスをその
パルス巾を変化させて与える。略パルス巾は0.5msec〜5
msecとなる。この様にエネルギー、温度制御された加熱
体21に当接して、図中矢印方向に定着フイルム25は移動
する。この定着フイルムの一例として厚み20μmの耐熱
フイルム、例えばポリイミド、ポリエーテルイミド、PE
S、PFAに少なくとも画像当接面側にPTFE、PAF等のフツ
素樹脂に導電材を添加した離型層を10μmコートしたエ
ンドレスフイルである。一般的には総厚は100μmより
好ましくは40μm未満である。フイルム駆動は駆動ロー
ラー26と従動ローラー27による駆動とテンシヨンにより
矢印方向にシワなく移動する。Reference numeral 21 denotes a fixedly supported low-heat-capacity linear heating element of the apparatus, which is a 1.0 mm-thick, 10 mm-wide, 240 mm-long alumina substrate 22 coated with a resistance material 23 to a 1.0 mm-wide width as an example.
Power is supplied from both ends in the longitudinal direction. Energization is DC100V cycle 20ms
A pulse corresponding to a desired temperature and energy release amount controlled by the temperature detecting element 24 with an ec pulse waveform is given by changing the pulse width. Approximate pulse width is 0.5msec-5
msec. The fixing film 25 moves in the direction of the arrow in FIG. As an example of this fixing film, a heat-resistant film having a thickness of 20 μm, for example, polyimide, polyetherimide, PE
An endless film in which a release layer obtained by adding a conductive material to a fluororesin such as PTFE or PAF to at least the image contacting surface side of S and PFA is coated at 10 μm. Generally, the total thickness is less than 100 μm, preferably less than 40 μm. The film drive moves without wrinkles in the direction of the arrow due to the drive by the drive roller 26 and the driven roller 27 and the tension.
28はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有す
る加圧ローラーで、総圧4〜7Kgでフイルムを介して加
熱体を加圧しフイルムと圧接回転する。Reference numeral 28 denotes a pressure roller having a rubber elastic layer of silicon rubber or the like with good releasability, which presses the heating element via the film at a total pressure of 4 to 7 kg and rotates by pressing against the film.
転写材P上の未定着トナーTは入口ガイド29により定
着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものであ
る。The unfixed toner T on the transfer material P is guided to a fixing unit by an entrance guide 29, and a fixed image is obtained by the above-described heating.
以上は定着フイルムがエンドレスベルトである場合に
ついて説明したが、第2図(b)の如く有端のフイルム
であっても良い。The case where the fixing film is an endless belt has been described above, but may be a film having an end as shown in FIG. 2 (b).
また画像形成装置としては複写機、プリンター、Fax
等のトナーを用いて画像を形成する装置全ての定着装置
に適応するものである。In addition, as an image forming apparatus, a copying machine, a printer, a fax,
This is applicable to all fixing devices that form an image using toner such as.
第3図に本実施例の温度制御に関するブロツク回路図
を示す。抵抗材料によるヒータ23は、通電電源32により
通電され発熱する。そして、ヒータ23に近接して置かれ
たサーミスタによる検温素子24により、ヒータ23の温度
が測定され、その温度情報に基づいて、温度制御回路31
は通電電源32を制御してヒータ23へ印加されるエネルギ
ー量を制御する。それによって、ヒータ23の温度は一定
に保たれる。FIG. 3 shows a block circuit diagram relating to the temperature control of the present embodiment. The heater 23 made of a resistance material is energized by an energizing power supply 32 to generate heat. Then, the temperature of the heater 23 is measured by a temperature detecting element 24 by a thermistor placed close to the heater 23, and based on the temperature information, a temperature control circuit 31 is provided.
Controls the power supply 32 to control the amount of energy applied to the heater 23. Thereby, the temperature of the heater 23 is kept constant.
次に、ヒータを一定温度に制御する詳しい方法につい
て述べる。Next, a detailed method of controlling the heater to a constant temperature will be described.
(実施例1) まず、パルス巾制御による温度制御の例について説明
する。First Embodiment First, an example of temperature control by pulse width control will be described.
第4図は32通電電源の詳細図である。33は商用Ac電源
であり、ダイオードスタツクD1でAC電圧を整流し、コン
デンサC1で平滑してDC電圧にしている。温度制御回路31
の信号はQ2のフオトカプラに入力される。この電源回路
は、フオトカプラQ2の発光ダイオードに電流が流れてい
る時FETQ1がONし、ヒータに通電される構成となってい
る。第4図でR1〜R5は抵抗、Q3はトランジスタ、C2はコ
ンデンサ、ZD1はツエナーダイオードである。そして温
度制御回路31は、Q2への入力電流パルスのパルス巾を制
御して、ヒータ23への印加エネルギーを制御するのであ
る。FIG. 4 is a detailed view of a 32 power supply. 33 is a commercial Ac power source, rectifies the AC voltage in the diode static poke D1, it is smooth to DC voltage capacitor C 1. Temperature control circuit 31
The signal is inputted to Fuotokapura of Q 2. The power supply circuit, FETs Q 1 is turned ON when the current flows through the light emitting diode Fuotokapura Q 2, are configured to be energized to the heater. R 1 to R 5 in Figure 4 resistor, Q 3 is a transistor, C 2 is a capacitor, Z D1 is Zener diode. The temperature control circuit 31 controls the pulse width of the input current pulse to Q 2, is to control the energy applied to the heater 23.
次に、本発明の第1実施例を実施する際の基礎となる
ヒータ温度を一定に制御するためのヒータ温度と、ヒー
タへの印加エネルギーの関係図を第6図(a)に示す。
今、転写材P上の未定着トナーTを加熱溶融し、問題な
く定着する時のヒータ温度をT0とする。そして、温度制
御回路31により制御されるヒータへの実効的な印加エネ
ルギーをWとする。温度制御回路によってヒータ温度が
T0より低い時には、ヒータの放熱路によりうばわれる熱
量W0以上のエネルギーW1を、又、ヒータ温度がT0より高
い時には熱量W0より小さいエネルギーW2をヒータに与え
る。Next, FIG. 6 (a) shows the relationship between the heater temperature for controlling the heater temperature, which is the basis for carrying out the first embodiment of the present invention, and the energy applied to the heater.
Now, the unfixed toner T on the transfer material P heated to melt, the heater temperature at the time of fixing without problems and T 0. Then, the effective energy applied to the heater controlled by the temperature control circuit 31 is W. The heater temperature is controlled by the temperature control circuit.
When less than T 0, the energy W 1 above heat W 0 to be deprived by the heat radiation path of the heater, also when the heater temperature is higher than T 0 gives the amount of heat W 0 is less than the energy W 2 to the heater.
このように温度T0を境に印加エネルギーをW1とW2に切
りかえることにより、ヒータ23の温度を一定に制御する
ことができる。又、第6図(a)の様にヒータ温度がT0
より高い時にW0より小さいエネルギーW2を与えることに
より、ヒータ温度の下降速度をおさえることができ、サ
ーミスタの応答速度遅れなしで起る温度リツプルを減少
させることができる。このときヒータ温度と、温度制御
回路31の出力パルスとの関係を第6図(b)に示す。ヒ
ータへの印加エネルギーを制御するには第6図(b)に
示すように、パルス通電の通電時間を変えることにより
容易に行うことができる。By switching in this way the applied energy to the boundary of the temperature T 0 to W 1 and W 2, it is possible to control the temperature of the heater 23 constant. The heater temperature as the FIG. 6 (a) is T 0
By giving W 0 is less than the energy W 2 when higher, it is possible to suppress the lowering speed of the heater temperature, it is possible to reduce the temperature Ritsupuru occurring without response speed delay of the thermistor. FIG. 6B shows the relationship between the heater temperature and the output pulse of the temperature control circuit 31 at this time. As shown in FIG. 6 (b), the energy applied to the heater can be easily controlled by changing the energization time of the pulse energization.
上記の制御を行う温度制御回路31の詳細図を第5図に
示す。第5図においてQ2は通電電源のフオトカプラであ
り、前述の如く発光ダイオードに電流が流れるとヒータ
に通電する。Q7はフオトカプラQ2の発光ダイオードの電
流駆動用トランジスタである。Q4,Q5,Q6はOPアンプで
ある。OPアンプQ4は三角波発生器を構成しており、OPア
ンプQ5,Q6は比較器を構成している。R6〜R15は抵抗、R
THはサーミスタ、C3はコンデンサ、D2,D3はダイオード
である。トランジスタQ7は比較器Q5の出力Dが“H"のと
きにフオトカプラQ2の発光ダイオードに電流を流す。こ
の温度制御P回路の動作を第7図に従って説明する。FIG. 5 shows a detailed diagram of the temperature control circuit 31 for performing the above control. Q 2 is in FIG. 5 is a Fuotokapura energizing power distributed to the heater when a current flows to the light emitting diodes as described above. Q 7 is a current driving transistor of light emitting diodes of Fuotokapura Q 2. Q 4 , Q 5 and Q 6 are OP amplifiers. OP amplifier Q 4 are constitute a triangular wave generator, OP amplifier Q 5, Q 6 constitute a comparator. R 6 to R 15 are resistors, R
TH is a thermistor, C 3 is a capacitor, and D 2 and D 3 are diodes. Transistor Q 7 is flow a current to the light emitting diode of Fuotokapura Q 2 when the output D is "H" of the comparator Q 5. The operation of the temperature control P circuit will be described with reference to FIG.
第7図は第5図におけるA,B,D点の出力波形を示す。
A点の波形は第7図の様に三角波となり、A点よりB点
の電圧が高い時、D点の電圧は“H"となる。ここで第7
図のV1は抵抗R8,R9で決る値であり、V1=R8V/(R8+
R9)で与えられる。又B点の電圧はサーミスタRTHの抵
抗に依存する。今、ヒータの温度が低い時C点の電圧は
高くなる。ここでVrefをヒータ温度がT0のときのC点の
電圧値に等しく設定すると、ヒータ温度TがTT0のと
き比較器Q6の出力はVとなり、B点はOVとなる。このと
き、A点の三角波と比較され、第7図Dのパルス巾tON1
のパルスが出力される。そして、ヒータ温度が上昇し、
T>T0となると、C点の電圧がVrefより小さくなり、比
較器Q6の出力は−Vとなる。このとき抵抗VR1によりB
点の電圧は−V2となる。このときのD点の出力波形は第
7図のD′の様なtON1>tON2のパルス巾である出力パル
スとなる。FIG. 7 shows output waveforms at points A, B and D in FIG.
The waveform at the point A becomes a triangular wave as shown in FIG. 7, and when the voltage at the point B is higher than the voltage at the point A, the voltage at the point D becomes "H". Where the seventh
V 1 in the figure is a value determined by the resistors R 8 and R 9 , and V 1 = R 8 V / (R 8 +
R 9 ). The voltage at point B depends on the resistance of the thermistor RTH . Now, when the temperature of the heater is low, the voltage at point C increases. Now the V ref heater temperature is set equal to the voltage value of the point C at the time of T 0, the output V next to the comparator Q 6 when the heater temperature T is TT 0, B point becomes OV. At this time, it is compared with the triangular wave at point A, and the pulse width t ON1 in FIG.
Is output. And the heater temperature rises,
When the T> T 0, the voltage at point C becomes smaller than V ref, the output of the comparator Q 6 becomes -V. At this time, B
The voltage at the point becomes -V 2. The output waveform of the D point in this case is the output pulse is a pulse width of such t ON1> t ON2 of FIG. 7 of the D '.
以上説明した温度制御回路を用いることにより、第6
図に示す制御を行うことができ、ヒータ温度を一定に制
御することができる。By using the temperature control circuit described above, the sixth
The control shown in the figure can be performed, and the heater temperature can be controlled to be constant.
又、第6図(a)において、動作を安定させる理由
で、ヒータ印加エネルギーWにヒータ温度Tに対してヒ
ステリミス特性をもたせても良い(第8図参照)。又、
第6図(a)において、W2が0でも良い。この場合、制
御回路構成が容易になる反面ヒータ温度リツプルが増加
するが、サーミスタ応答速度を速くすればリツプル増加
を防止できる。In FIG. 6A, the heater applied energy W may have a hysteresis characteristic with respect to the heater temperature T for the reason of stabilizing the operation (see FIG. 8). or,
In FIG. 6A, W 2 may be 0. In this case, the control circuit configuration is simplified, but the heater temperature ripple increases, but if the thermistor response speed is increased, the increase in the ripple can be prevented.
次に、本発明の第1実施例のヒータ温度とヒータ印加
エネルギーの関係を第9図に示す。第9図に示すように
ヒータ温度T0の前後で複数段階に印加エネルギーを変化
させればヒータ温度の温度リップルは第6図(a)より
小さくなる。又、温度制御回路の出力パルスの通電パル
ス幅は段階数が増す程小さくなる。特に、第9図に示す
ように温度検知素子の検知温度が設定温度T0より高い時
に通電される電力が少なくとも二種類あるので、温度検
知素子の応答性が十分でなくヒータの温度がT0よりかな
り高い状態の時に温度検知を行ったとしても、その温度
に対応した降温用の通電電力があるので素早くT0付近に
温度を下げることができる。Next, FIG. 9 shows the relationship between the heater temperature and the energy applied to the heater according to the first embodiment of the present invention. Temperature fluctuation of the heater temperature be changed the applied energy in a plurality of stages before and after the heater temperature T 0 as shown in FIG. 9 is smaller than the view the 6 (a). Further, the energization pulse width of the output pulse of the temperature control circuit decreases as the number of stages increases. In particular, as shown in FIG. 9, at least two types of power are supplied when the detected temperature of the temperature detecting element is higher than the set temperature T 0 , the response of the temperature detecting element is not sufficient, and the temperature of the heater becomes T 0. even the temperature was detected when more fairly high state, it is possible to lower the temperature in the vicinity of quick T 0 because there are energizing power for cooling corresponding to the temperature.
又、ヒータ温度Tに対して、印加エネルギーを連続的
に変化させても良い(第10図参照)。Further, the applied energy may be continuously changed with respect to the heater temperature T (see FIG. 10).
これらの他に、ヒータ温度Tに関して、 TT0で WW0 T>T0で W<W0 の関係になる様にパルス巾を制御すれば良い。In addition to these, with respect to the heater temperature T, in a TT 0 WW 0 T> T 0 in W <may be controlled pulse width so as to become a relation of W 0.
又、温度制御回路としてマイクロコンピユータ(以
下、マイコン)を用いても良い。この場合、第8図〜第
10図に示した各制御例に対して、回路構成は変更する必
要はない。この時の詳細図と制御フローチヤートを第11
図,第12図に示す。マイコンQ10はA/Dコンバータを内蔵
しているものであって、そのアナログ入力ポートADには
サーミスタRTHと抵抗R10により分圧された電圧が入力し
ている。マイコンQ10は第12図に示す制御フローチヤー
トに従ってこのポートADに入力する電圧を温度データに
変換し、この温度データからパルス巾を求める。そして
このパルス信号出力ポートOP1から出力し、ドライバQ11
を介してフオトカプラQ2の発光ダイオードを点灯させ
る。Further, a micro computer (hereinafter, microcomputer) may be used as the temperature control circuit. In this case, FIGS.
The circuit configuration does not need to be changed for each control example shown in FIG. The detailed diagram and control flow chart at this time are shown in Chapter 11.
Fig. 12 and Fig. 12 show the results. Microcomputer Q 10 is a one that has a built-in A / D converter, and input voltage divided by the resistors R 10 and thermistor R TH at its analog input port AD. Microcomputer Q 10 converts the voltage inputted to the port AD in accordance with the control flow chart shown in FIG. 12 to the temperature data to determine the pulse width from the temperature data. The pulse signal is output from the output port OP 1 and the driver Q 11
The lights the light emitting diodes of Fuotokapura Q 2 through.
(実施例2) 次にパルス周期を制御する例について説明する。Second Embodiment Next, an example in which the pulse period is controlled will be described.
通電電源32としては第4図と同様の構成でよい。又、
通電制御回路31はフオトカプラQ2への入力電流パルス周
期を制御して、ヒータへの印加エネルギーを制御する。
そして、この時のヒータ温度Tと、印加エネルギーWと
その時の制御回路の出力パルスの関係を第13図に示す。
本発明の第2実施例を実施する際の基礎となる第13図
(b)に示すように、温度がT0より低い時にはパルス巾
tON、周期τ1のパルスを温度がT0より高い時にはパルス
巾tON、周期τ2のパルスを出力する。このようにパルス
周期をかえることにより、ヒータへの印加エネルギーを
第13図(a)のように与える。これによりヒータ表面温
度を一定に制御する。The power supply 32 may have the same configuration as that of FIG. or,
Energization control circuit 31 controls the input current pulse period to Fuotokapura Q 2, and controls the energy applied to the heater.
FIG. 13 shows the relationship between the heater temperature T, the applied energy W, and the output pulse of the control circuit at that time.
As shown in Figure 13 as a basis for implementing the second embodiment of the present invention (b), the pulse width when the temperature is lower than T 0
t ON, the temperature of the pulse period tau 1 outputs a pulse width t ON, the period tau 2 pulses when higher than T 0. By changing the pulse period in this way, the energy applied to the heater is given as shown in FIG. 13 (a). Thereby, the heater surface temperature is controlled to be constant.
第14図に本実施例の通電制御回路の詳細図を示す。第
14図においてQ2は先の実施例の場合と同様通電電源のフ
オトカプラであり、発光ダイオードに電流が流れると、
ヒータに通電する。トランジスタQ7の実施例の場合と同
様フオトカプラQ2の発光ダイオードの電源駆動用トラン
ジスタである。又、Q21,Q22,Q23はOPアンプであり、O
PアンプQ21,Q22で方形波発生器を構成している。その
方形波の“H"時間、“L"時間はそれぞれコンデンサ
C21、抵抗R24とC21、抵抗R25・R26で決まる。OPアンプQ
23は比較器を構成しており、R21〜R31は抵抗、D21〜D23
はダイオード、K21はリレー、Q24はリレーK21駆動用の
トランジスタである。又、RTHはサーミスタである。こ
の制御回路の動作を第15図に従って説明する。第15図は
第14図の回路におけるA,B,D各点の信号波形を示したも
のである。ヒータ温度が低く、C点の電圧がVrefより大
きい時、D点は“H"となり、リレーK21はONしている。
この時、A点,B点の波形は図の様になる。そして、ヒー
タ温度が上がると、C点の電圧が下がってくる。そこで
Vrefをヒータ温度TがT0のときのC点の電圧値に等しく
設定しておくと、ヒータ温度TがT0より高くなるとリレ
ーK21はOFFされる。その時のA点、B点の波形をA′、
B′に示す。この様に出力パルスのパルス周期をヒータ
温度に応じて変化させることにヒータへの印加エネルギ
ーが制御でき、ヒータ温度を一定に保つことができる。FIG. 14 shows a detailed diagram of the current supply control circuit of this embodiment. No.
In FIG. 14, Q 2 is a photocoupler of a power supply as in the previous embodiment, and when a current flows through the light emitting diode,
Turn on the heater. A power driver transistor when the same Fuotokapura Q 2 of the light-emitting diode of Example transistor Q 7. Q 21 , Q 22 , Q 23 are OP amplifiers,
Constitute a square wave generator at P amplifier Q 21, Q 22. The “H” time and “L” time of the square wave are
C 21, resistor R 24 and C 21, determined by the resistance R 25 · R 26. OP amplifier Q
23 constitutes a comparator, R 21 to R 31 are resistors, D 21 to D 23
Diodes, K 21 is a relay, Q 24 is a transistor for driving the relay K 21. R TH is a thermistor. The operation of this control circuit will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows signal waveforms at points A, B and D in the circuit of FIG. Heater temperature is low, when the voltage at point C is greater than V ref, D points to "H", the relay K 21 is turn ON.
At this time, the waveforms at points A and B are as shown in the figure. Then, when the heater temperature increases, the voltage at point C decreases. Therefore
When the V ref heater temperature T is set equal to the voltage value of the point C at the time of T 0, the relay K 21 when the heater temperature T is higher than T 0 is OFF. The waveforms at points A and B at that time are denoted by A ',
It is shown in B '. By changing the pulse period of the output pulse according to the heater temperature in this manner, the energy applied to the heater can be controlled, and the heater temperature can be kept constant.
本発明の第2実施例ではヒータへ印加するエネルギー
をパルス周期を変えることにより変化させ、第1の実施
例同様第9図及び第10図の様にヒータへ与えた。In the second embodiment of the present invention, the energy applied to the heater is changed by changing the pulse period, and applied to the heater as shown in FIGS. 9 and 10 as in the first embodiment.
又、第1の実施例と同様に制御回路にマイクロコンピ
ユータを用いても良い。この場合回路構成は第11図と同
じである。Further, a microcomputer may be used for the control circuit as in the first embodiment. In this case, the circuit configuration is the same as in FIG.
(実施例3) 次にパルス巾及びパルス周期の両方を制御することに
より温調する実施例について説明する。Third Embodiment Next, a description will be given of an embodiment in which the temperature is controlled by controlling both the pulse width and the pulse period.
通電電源32としては第4図の回路と同様の構成でよ
い。この例において通電制御回路31はフオトカプラQ2へ
の入力電流パルスのパルス巾及びパルス周期の両方を制
御して、ヒータへの印加エネルギーを制御する。この時
のヒータ温度Tと、印加エネルギーW、その時の制御回
路の出力パルスの関係を第16図に示す。第16図(a)に
示すようにヒータ温度が温調温度T0より低い時には、ヒ
ータの放熱路によるうばわれる熱量W0以上のエネルギー
W1を、ヒータ温度がT0より高い時にはW0より低いエネル
ギーW2をヒータに与える。このとき、通電制御回路31の
出力パルスはヒータ温度がT0より低い時にはパルス周期
τ1パルス巾tON1、高い時にはパルス周期τ2パルス巾t
ON2のパルスを出力する。尚、周期τ1,τ2、パルス巾t
ON1,tON2、印加エネルギーW1,W2の間には次の関係が
ある。The power supply 32 may have the same configuration as the circuit of FIG. Conduction control circuit 31 in this example controls both the pulse width and pulse period of the input current pulse to Fuotokapura Q 2, and controls the energy applied to the heater. FIG. 16 shows the relationship between the heater temperature T, the applied energy W, and the output pulse of the control circuit at that time. When the heater temperature as shown in Figure No. 16 (a) is lower than the controlled temperature T 0 is, the amount of heat W 0 or more energy deprived by the heat radiation path of the heater
The W 1, when the heater temperature is higher than T 0 energizing W 2 less than W 0 to the heater. At this time, the pulse period tau 2 pulse width t when the output pulse when the heater temperature is lower than T 0 pulse period tau 1 pulse width t ON1, high conduction control circuit 31
Outputs ON2 pulse. The period τ 1 , τ 2 , pulse width t
ON1, t ON2, the next there is a relationship between the applied energy W 1, W 2.
ここで、DAは であり、パルスのデユーテイ比を示す。この場合、W1の
エネルギーをヒータに与えるとヒータ温度は上昇し、W2
のエネルギーを与えるとヒータの温度は下降する。この
様なヒータの温度に応じて、温調温度T0を境にエネルギ
ーW1を与えるパルス周期τ1、パルス巾tON1のパルス信
号、エネルギーW2を与えるパルス周期τ2、パルス巾t
ON2のパルス信号を通電電源32に入力することにより、
ヒータの温度を一定に制御する。 Where D A And indicates the duty ratio of the pulse. In this case, the heater temperature when energizing of W 1 to the heater rises, W 2
The energy of the heater lowers the temperature of the heater. In accordance with the temperature of such a heater, a pulse period τ 1 giving energy W 1 , a pulse signal having a pulse width t ON1 , a pulse period τ 2 giving energy W 2, and a pulse width t at the boundary of the regulated temperature T 0.
By inputting the ON2 pulse signal to the power supply 32,
The temperature of the heater is controlled to be constant.
次に上記制御を行う、温度制御回路31の詳細な説明を
行う。本実施例ではマイクロ・プロセツサを用いた例で
説明する。この場合の制御回路31の詳細図は第11図と同
様である。Next, the temperature control circuit 31 that performs the above control will be described in detail. In the present embodiment, an example using a microprocessor will be described. The detailed diagram of the control circuit 31 in this case is the same as FIG.
又、この場合の制御フローチヤートを第17図に示す。 FIG. 17 shows a control flowchart in this case.
マイコンQ10はサーミスタRTHの抵抗値を抵抗R10とサ
ーミスタRTHで電圧Vを分圧法電圧値としてアナログ入
力ポートADから読み込む。そしてマイコンQ10は、アナ
ログ入力ポートADより入力した値を判断して、通電パル
スの巾と周期を演算し出力する。Microcomputer Q 10 reads from the analog input port AD as a divided pressure method voltage value voltage V and the resistance value of the thermistor R TH at the resistor R 10 and the thermistor R TH. The microcomputer Q 10 is to determine the value entered at an analog input port AD, which calculates the width and period of the energizing pulse output.
本実施例ではT≦T0のとき、パルス周期τ1、パルス
巾tON1のパルス信号を、T>T0のとき、パルス周期
τ2、パルス巾tON2のパルス信号をマイコンQ10が出力す
る。When T ≦ T 0 in the present embodiment, the pulse period tau 1, a pulse signal having a pulse width t ON1, T> when T 0, the pulse period tau 2, the microcomputer Q 10 a pulse signal of pulse width t ON2 output I do.
この制御について第17図のフローチヤートに沿って更
に説明する。This control will be further described with reference to the flowchart of FIG.
通電が開始(101)されると、マイコンQ10はアナログ
入力ポートADの電圧値をデジタル化してVTHとして読み
込む(102)。そして、マイコンQ10によりVTHと、初め
データとしてもっているVrefとを比較する(103)。こ
こでVrefは、ヒータ温度がT0のときにアナログ入力ポー
トに読み込まれる電圧値と等しく設定されている。VTH
がVrefより小さいとき、つまりヒータ温度が温調温度T0
より低いき、マイコンQ10はROMからパルスデータとして
τ2、tON2を読み出してセツトし(104)、そのパルス信
号を出力する(106)。又、VTHがVrefより小さいとき、
つまりヒータ温度が温調温度T0より高いとき、パルスデ
ータとしてτ1、tON1を読出してセツト(105)出力す
る。この動作を通電終了迄繰り返し行う(107)。この
様にしてヒータ温度を一定に制御する。When energization is started (101), the microcomputer Q 10 reads the V TH and digitizes the voltage value of the analog input port AD (102). Then, comparing the V TH by the microcomputer Q 10, and V ref which has a first data (103). Here V ref is set equal to the voltage value read in the analog input ports when the heater temperature is T 0. V TH
Is smaller than Vref , that is, when the heater temperature is the regulated temperature T 0
-Out lower, microcomputer Q 10 is excisional reads tau 2, t ON2 as the pulse data from the ROM (104), and outputs the pulse signal (106). Also, when V TH is smaller than V ref ,
That is, when the heater temperature is higher than the control temperature T 0, excisional (105) the reads τ 1, t ON1 as pulse data outputs. This operation is repeated until the energization ends (107). In this way, the heater temperature is controlled to be constant.
第3の実施例では、ヒータへ印加するエネルギーをパ
ルス幅及びパルス周期の両方を変えることにより変化さ
せ、第1の実施例同様第9図及び第10図の様にヒータへ
与えた。本実施例によれば、第1の実施例、第2の実施
例の場合に比べ、制御電力範囲を広くとれるという利点
がある。In the third embodiment, the energy applied to the heater is changed by changing both the pulse width and the pulse period, and the energy is applied to the heater as shown in FIGS. 9 and 10 as in the first embodiment. According to the present embodiment, there is an advantage that the control power range can be widened as compared with the first and second embodiments.
又、本実施例の様に一つの制御情報(ヒータ温度)で
パルス巾とパルス周期を制御するのではなく、二つの制
御情報により、パルス巾、パルス周期を制御しても良
い。この場合、パルス巾とパルス周期を各情報より独立
に制御できるため、制御が容易となる。たとえば、入力
電圧値に対して、パルス巾を制御し、ヒータ温度に対
し、パルス周期を制御する。この様にすることにより入
力電圧値の変動補正と、ヒータ温調を独立に制御するこ
とができる。Further, instead of controlling the pulse width and the pulse cycle by one control information (heater temperature) as in this embodiment, the pulse width and the pulse cycle may be controlled by two pieces of control information. In this case, since the pulse width and the pulse period can be controlled independently from each information, the control becomes easy. For example, the pulse width is controlled for the input voltage value, and the pulse cycle is controlled for the heater temperature. By doing so, it is possible to independently control the fluctuation correction of the input voltage value and the heater temperature adjustment.
(実施例4) 次に、交流電圧通電の位相制御を行うことにより温調
を行う実施例について説明する。ここでまず、本実施例
中にて述べられている位相制御について説明する。(Example 4) Next, an example in which temperature control is performed by performing phase control of AC voltage application will be described. First, the phase control described in the present embodiment will be described.
第18図は単相交流電圧制御回路の基本構成図である。
Th1,Th2はサイリスタであり、逆接続されている。又、
Th1,Th2に変りトライアツクを用いても良い。そしてサ
ーミスタTh1,Th2の制御角αを変化させ負荷Rにかかる
出力交流電圧を制御する。Rが純抵抗の場合のi2,υ2
の波形を第19図に示す。第19図に示す様に位相角
α211、サイリスタを制御すると、負荷Rにはαからπ
まで電圧が出力される。そして、制御P位相角αを0か
らπまで変化させることによりRにかかる実効電圧を制
御する。この様な制御を、本実施例の中では位相制御と
呼んでいる。また、負荷が誘導性であった場合、負荷に
は、サイリスタの消弧角βまで電圧が出力される。この
場合制御範囲はβからπまでとなる。FIG. 18 is a basic configuration diagram of a single-phase AC voltage control circuit.
Th 1 and Th 2 are thyristors, which are connected in reverse. or,
Instead of Th 1 and Th 2 , a triac may be used. The output AC voltage applied to the load R is controlled by changing the control angle α of the thermistors Th 1 and Th 2 . I 2 , υ 2 when R is pure resistance
19 is shown in FIG. When the phase angle α 211 and the thyristor are controlled as shown in FIG.
Voltage is output up to. Then, the effective voltage applied to R is controlled by changing the control P phase angle α from 0 to π. Such control is called phase control in this embodiment. When the load is inductive, a voltage is output to the load up to the extinction angle β of the thyristor. In this case, the control range is from β to π.
この様な位相制御を用いたヒータの温度制御について
述べる。本実施例のブロツク図を第20図に示す。The temperature control of the heater using such a phase control will be described. FIG. 20 is a block diagram of this embodiment.
第20図でBCR1はトライアツクであり、41はトライアツ
クBCR1にゲート電圧をかけるためのトリガ回路である。
ヒータ23には、トリガ回路41のトリガ位相に応じ第19図
の様な電圧が印加される。43は商用AC電源電圧のゼロク
ロス検出回路であり、制御回路42はこのゼロクロス検出
回路43により検出されたゼロクロスタイミングに同期を
とって、制御P信号をトリガ回路41に出力する。トリガ
回路41はその制御信号を受けると、トライアツクBCR1に
ゲート電圧をかけ、これによりトライアツクBCR1がONと
なる。又、制御回路42はサーミスタ等の検温素子24の出
力値に応じて、制御信号をかえることにより、ヒータ23
への印加電力をかえて、ヒータ温度を一定に制御する。In FIG. 20, BCR1 is a triac, and 41 is a trigger circuit for applying a gate voltage to the triac BCR1.
A voltage as shown in FIG. 19 is applied to the heater 23 according to the trigger phase of the trigger circuit 41. Reference numeral 43 denotes a zero-cross detection circuit of the commercial AC power supply voltage. The control circuit 42 outputs a control P signal to the trigger circuit 41 in synchronization with the zero-cross timing detected by the zero-cross detection circuit 43. Upon receiving the control signal, the trigger circuit 41 applies a gate voltage to the triac BCR1, thereby turning the triac BCR1 ON. Further, the control circuit 42 changes the control signal in accordance with the output value of the temperature detecting element 24 such as a thermistor, thereby changing the heater 23.
The heater temperature is controlled to be constant by changing the power applied to the heater.
この時のヒータ温度とヒータ印加電力、ヒータ印加電
圧波形の関係を第21図に示す。第21図(a)において、
T0,W0は第1の実施例で述べたと同様のものであり、T0
はヒータ温調温度を示し、W0はヒータの放熱によりうば
われる熱量を示す。そして、第21図の様にT0を境に、ヒ
ータ印加エネルギーWをW0より大きなエネルギーW1とW0
より小さなエネルギーW2に変えることにより、ヒータの
温度をT0で一定に保つことができる。その時のヒータ印
加電圧波形と、トライアツクのゲート・トリガタイミン
グを示したものが第21図(b)である。トライアツクの
制御トリガ信号が第21図(b)に示す様にヒータ温度に
応じてかえられる。位相α1,α2は0<α1<α2<πの
関係をもっている。FIG. 21 shows the relationship between the heater temperature, the heater applied power, and the heater applied voltage waveform at this time. In FIG. 21 (a),
T 0, W 0 is the same as the described in the first embodiment, T 0
Denotes the heater temperature adjustment temperature, W 0 denotes the amount of heat deprived by the heat radiation of the heater. Then, the boundary of T 0 as in FIG. 21, a large energy W 1 than W 0 of the heater applied energy W W 0
By changing to a smaller energy W 2, it is possible to maintain the temperature of the heater constant at T 0. FIG. 21 (b) shows the waveform of the voltage applied to the heater at that time and the gate trigger timing of the triac. The control trigger signal for the triac is changed according to the heater temperature as shown in FIG. 21 (b). The phases α 1 and α 2 have a relationship of 0 <α 1 <α 2 <π.
次にこの実施例における制御回路42と、トリガ回路41
の構成を第22図にもとづいて説明する。Next, the control circuit 42 and the trigger circuit 41 in this embodiment
Will be described with reference to FIG.
第22図でR40〜R46は抵抗であり、RTHはサーミスタを
示す。Q40〜Q42はOPアンプで、Q43はフオトトライアツ
クQ44駆動用のドライバーである。VcはOPアンプの電源
電圧を示す。41のトリガ回路において、フオトトライア
ツクQ44の発光側に電流が流れると、フオトトライアツ
クQ44はON状態となる。このとき、抵抗R45を通して、ト
ライアツクBCR1のゲート端子にトリガ電流が流れ、トラ
イアツクBCR1がON状態となる。R 40 to R 46 in FIG. 22 is the resistance, R TH denotes a thermistor. Q 40 ~Q 42 in the OP amplifier, Q 43 is the driver of the photo-Tri-Atsu-click Q 44 for driving. Vc indicates the power supply voltage of the OP amplifier. In the trigger circuit 41, a current flows through the light emitting side of the photo-tri mediation click Q 44, photo-tri mediation click Q 44 is in an ON state. In this case, through a resistor R 45, a trigger current flows to the gate terminal of Toraiatsuku BCR1, Toraiatsuku BCR1 is turned ON.
制御回路42において、のこぎり波発生回路44は、ゼロ
クロス検出回路43により検出したAC電源のゼロクロスタ
イミングを基点としたのこぎり波を作る回路である。こ
のときのAC電圧と、のこぎり波の位相の関係は第23図の
Dで示す如き波形になっている。OPアンプQ40とQ42は比
較器を構成しており、OPアンプQ41は加算器を構成して
いる。ヒータ温度が低いとき、A点の電圧(RTHとR40に
よる分圧値)は小さい。そしてヒータ温度が上っていく
と、A点の値は大きくなっていく。今、Vrefをヒータ温
度がT0のときのA点の電圧値に等しく設定すると、B点
の電圧はヒータ温度TがTT0のとき0Vとなり、T>T0
のときVcとなる。そしてV1とB点の電圧値の加算値(C
点の電圧)と、のこぎり波(D点の電圧)を比較器Q42
により比較し、D点の電圧値がC点より大きいときトラ
イアツクBCR1はONされるのである。尚、電圧V1はB点が
0Vのとき、C点の電圧が0V(トライアツクBCR1が常時ON
状態)にならないようにするために印加されているもの
である。又、この回路は電圧V1と可変抵抗VR40を調整す
ることにより、トライアツクBCR1を制御する位相角を調
整できる構成となっている。この制御回路42において、
D,E点と、ヒータへの通電電圧波形VHの関係を第23図に
示す。ヒータ温度TがT0より低いときのC点の電圧を
CL、ヒータ温度TがT0より高い時の電圧をCHとする。今
C点の電圧がCLのときのこぎり波とCLが比較され、Eの
電圧波形が出力される。このとき、ヒータにかかる電圧
はVHとなる。そして、ヒータ温度が上昇し、T>T0とな
ると、C点の電圧はCHとなり、この時E点の電圧とヒー
タへの印加電圧はE′,VH′の様になる。In the control circuit 42, the saw-tooth wave generation circuit 44 is a circuit that generates a saw-tooth wave based on the zero-cross timing of the AC power detected by the zero-cross detection circuit 43. The relationship between the AC voltage and the phase of the sawtooth wave at this time is a waveform as shown by D in FIG. OP amplifier Q 40 and Q 42 constitute a comparator, OP amplifier Q 41 constitute an adder. When the heater temperature is low, (partial pressure value by R TH and R 40) voltage of the point A is small. As the heater temperature rises, the value at point A increases. Now, when the V ref heater temperature is set equal to the voltage value at the point A when the T 0, the voltage of the point B becomes 0V when the heater temperature T TT 0, T> T 0
It becomes Vc at the time of. The V 1 and the sum of the voltage value at the point B (C
A voltage at the point), the comparator Q 42 a sawtooth wave (voltage at point D)
When the voltage value at the point D is larger than the point C, the triac BCR1 is turned on. Note that the voltage V 1 is
When 0V, voltage at point C is 0V (triac BCR1 is always ON
State). Further, this circuit by adjusting the voltage V 1 and the variable resistor V R40, and has a configuration capable of adjusting the phase angle for controlling the Toraiatsuku BCR1. In this control circuit 42,
FIG. 23 shows the relationship between points D and E and the waveform VH of the voltage applied to the heater. The voltage at point C when the heater temperature T is lower than T 0
C L , and the voltage when the heater temperature T is higher than T 0 is C H. Voltage at point C is compared sawtooth wave and C L when the C L, the voltage waveform of E is output now. At this time, the voltage applied to the heater becomes VH . Then, the heater temperature rises and becomes T> T 0, the voltage C H next to the point C, the voltage and voltage applied to the heater at this time point E E ', V H' becomes like.
以上のような制御回路により、ヒータ温度に応じてヒ
ータ印加エネルギーを変えることにより、ヒータ温度を
一定に制御する。第4の実施例では、ヒータへ印加する
エネルギーを位相制御により変化させ、第1の実施例同
様第9図及び第10図の様にヒータへ与えた。又、制御回
路にマイクロプロセツサを用いても良い。この場合簡単
な回路構成で、色々なヒータ温度−印加エネルギーの関
係を行うことができる。この時の制御回路を第24図に示
す。この場合のハード構成は、ゼロクロス検出回路43か
らゼロクロス信号がマイコンQ45に入力している点を除
けば、第11図の場合とほぼ同様であるため詳細な説明は
省略する。マイコンQ45はアナログ入力ポートADに入力
する電圧を温度データに変換し、この温度データから導
通角に応じたタイマ時間を求める。そしてゼロクロス検
出回路43から信号が入力すると、タイマ動作を行い、上
記導通角に応じたタイマ時間後ドライバQ43を介してフ
オトトライアツクQ44をオンする。With the control circuit as described above, the heater temperature is controlled to be constant by changing the heater applied energy according to the heater temperature. In the fourth embodiment, the energy applied to the heater was changed by phase control and applied to the heater as in FIGS. 9 and 10, as in the first embodiment. Further, a microprocessor may be used for the control circuit. In this case, various relationships between the heater temperature and the applied energy can be performed with a simple circuit configuration. The control circuit at this time is shown in FIG. The hardware configuration of the case, except that the zero-crossing signal from zero cross detection circuit 43 is inputted to the microcomputer Q 45, is substantially the same as a hence detailed description as in Figure 11 is omitted. Microcomputer Q 45 converts the input voltage to the analog input port AD to temperature data, obtains the timer time corresponding to the conduction angle from the temperature data. When the signal is input from the zero-cross detection circuit 43 performs a timer operation to turn on the photo-tri mediation click Q 44 through a timer time after driver Q 43 corresponding to the conduction angle.
〔実施例5〕 次に交流電圧通電の波数制御を行うことにより温調を
行う実施例について説明する。[Embodiment 5] Next, a description will be given of an embodiment in which the temperature control is performed by controlling the wave number of AC voltage application.
まず本実施例に述べられている波数制御について説明
する。第25図(b),(c)は入力AC電圧と、負荷に印
加される実効電圧が1/2になる様にした位相制御と波数
制御を行った場合の出力波形である。位相制御では制御
位相角αからπまで負荷に通電し、エネルギーを制御す
る。これに対し、波数制御は通電周期T2の間にτ1周期
に基本電源波数の数を変えて制御する。ここでτ2は常
にT1の2分の整数倍である必要がある。又、τ1/2を基
本電源電圧波形としても良い。First, the wave number control described in the present embodiment will be described. FIGS. 25 (b) and 25 (c) show output waveforms when the input AC voltage and the phase control and the wave number control are performed so that the effective voltage applied to the load is halved. In the phase control, the load is energized from the control phase angles α to π to control the energy. In contrast, the wave number control is controlled by changing the number of basic power wavenumber in tau 1 cycle during the conduction period T 2. Here, τ 2 must always be an integral multiple of two times T 1 . Further, τ 1/2 may be used as the basic power supply voltage waveform.
上記のエネルギー制御を行う実施例を以下に示す。本
実施例のブロツク図は第20図と同等である。そして、制
御回路42により波数制御を行って、第21図(a)の様に
ヒータ温度に対し、ヒータ印加エネルギーを制御すれば
良いことは先に述べた通りである。そこで制御回路42の
動作について以下に述べる。An embodiment for performing the above energy control will be described below. The block diagram of this embodiment is equivalent to FIG. As described above, the wave number control is performed by the control circuit 42 to control the heater applied energy with respect to the heater temperature as shown in FIG. 21 (a). Therefore, the operation of the control circuit 42 will be described below.
本実施例では制御回路をマイクロプロセツサで構成し
たものを述べる。制御回路の構成図は第24図と同様であ
る。第24図において、Q44はトリガ回路内のフオトトラ
イアツクであり、Q43はフオトトライアツクQ44の駆動用
ドライバーである。又、RTHはサーミスタであり、抵抗R
47とサーミスタRTHによるVcの分圧値として、ヒータ温
度を読み込む。マイコンQ45はアナログ入力ポートADに
よりサーミスタRTHの示す値を読み込み、ゼロクロス検
出回路の信号に同期してドライバーQ43に信号を出す。In this embodiment, a control circuit constituted by a microprocessor will be described. The configuration diagram of the control circuit is the same as FIG. In Figure 24, Q 44 is a photo-tri mediation click of a trigger circuit, Q 43 is a driver for driving the photo-tri mediation click Q 44. R TH is a thermistor, and the resistance R
As divided voltage value of Vc by 47 and the thermistor R TH, read heater temperature. Microcomputer Q 45 reads the value indicated by the thermistor R TH by the analog input port AD, provides a signal to the driver Q 43 in synchronization with the signal of the zero-crossing detection circuit.
この時の制御アルゴリズムを第26図,第27図に示す。
第27図は割り込み処理ルーチンで、AC電源電圧のゼロク
ロスで割り込みをかける。The control algorithm at this time is shown in FIGS. 26 and 27.
FIG. 27 shows an interrupt processing routine in which an interrupt is issued at a zero crossing of the AC power supply voltage.
割り込みルーチンではCOUNTERの値から1減算し(21
5)、その値が0となれば(216)、出力ポートOPの値を
反転する。そしてメインルーチン(第26図)では、COUN
TERの値が0になるごとに、新たにCOUNTER値をセツトす
る(208,213)。COUNTER値としては、トライアツクBCR1
がONしている時間に相当するデータTONと、OFFしている
時間に相当するデータTOFFとがあるが、TONとTOFFは一
つの組としてあつかう必要がある。そこで、第26図では
出力ポートOPの状態を判断し(202)、出力ポートOPが
“H"の状態(トライアツクBCR1がOFFのとき)からCOUNT
ERの値が0になったときのみ(203)、新たにCOUNTERの
値を演算する。そして、TONの値をCOUNTERに入れる。出
力ポートOPが“L"の状態からCOUNTERが0になったとき
は(212)、先のTONと対となるTOFFをCOUNTERの値に入
れる(213)。又、COUNTER値の演算ではアナログ入力ポ
ートADからのサーミスタ情報に応じて(204)、ヒータ
温度TがT0より低いときには(205)ヒータ印加エネル
ギーがW1になるCOUNTER値TON1,TOFF1を(206)、高い
ときにはエネルギーW2になるCOUNTER値TON2,TOFF2を与
える(207)。以上のことを繰り返し行うことにより、
ヒータの温度を一定に制御する。In the interrupt routine, subtract 1 from the value of COUNTER (21
5) If the value becomes 0 (216), the value of the output port OP is inverted. Then, in the main routine (Fig. 26), COUN
Each time the TER value becomes 0, a new COUNTER value is set (208, 213). As the COUNTER value, TRIAC BCR1
There are data T ON corresponding to the ON time and data T OFF corresponding to the OFF time, but T ON and T OFF need to be treated as one set. Therefore, in FIG. 26, the state of the output port OP is determined (202), and the state of the output port OP is changed from "H" (when the triac BCR1 is OFF) to COUNT.
Only when the value of ER becomes 0 (203), a new value of COUNTER is calculated. Then, the value of T ON is put into COUNTER. When COUNTER from the state of the output port OP is "L" becomes 0 (212), placing the T OFF as a previous T ON paired to the value of COUNTER (213). In the calculation of the COUNTER value, the COUNTER values T ON1 and T OFF1 at which the heater applied energy becomes W 1 when the heater temperature T is lower than T 0 (205) according to the thermistor information from the analog input port AD (204). (206), when high give COUNTER value T ON2, T OFF2 become energy W 2 (207). By repeating the above,
The temperature of the heater is controlled to be constant.
第5の実施例では、ヒータへ印加するエネルギーを波
数制御により変化させ、第1の実施例同様第9図及び第
10図の様にヒータへ与えた。In the fifth embodiment, the energy applied to the heater is changed by wave number control, and the energy is applied to the heater in the same manner as in the first embodiment.
It was given to the heater as shown in FIG.
以上説明したように本発明によれば、検知温度が設定
温度より高くても通電しつつ温度を下げるので加熱体の
急激な温度降下を防止でき、設定温度より高いときの通
電電力が少なくとも二種類あることにより、温度検知素
子の応答性が十分でなく加熱体温度が設定温度よりかな
り高い状態の時に温度検知を行ったとしても、その温度
に対応した降温用の通電電力があるのですばやく設定温
度付近に温度を下げることもできるという効果がある。As described above, according to the present invention, even if the detected temperature is higher than the set temperature, the temperature is lowered while energizing, so that a rapid temperature drop of the heating body can be prevented. Even if temperature detection is performed when the response of the temperature detection element is not sufficient and the temperature of the heating element is considerably higher than the set temperature, there is a power supply for cooling that corresponds to that temperature. There is an effect that the temperature can be lowered nearby.
第1図は本発明を適用した複写機の断面図、第2図
(a),(b)は定着装置の拡大図、第3図は温度制御
に関るブロツク回路図、第4図は通電電源の詳細を示す
回路図、第5図はパルス幅制御を行う温度制御回路の詳
細を示す回路図、第6図(a),第8図〜第10図,第13
図(a),第16図(a)及び第21図(a)はヒータ温度
とヒータへの印加エネルギーの関係を示す図、第6図
(b),第13図(b),第16図(b)及び第21図(b)
はヒータ温度と温度制御回路の出力パルスの関係を示す
図、第7図は第5図に示す温度制御回路の各点における
電圧波形を示す図、第11図はマイクロコンピユータを用
いた温度制御回路の詳細を示す回路図、第12図はパルス
幅制御による温調のための制御フローチヤート、第14図
はパルス周期制御を行う温度制御回路の詳細を示す図、
第15図は第14図に示す温度制御回路の各点における信号
波形を示す図、第17図はパルス幅及びパルス周期の両方
の制御による温調のための制御フローチヤート、第18図
は単相交流電圧制御回路の基本構成を示す回路図、第19
図は第18図の回路における電流及び電圧の波形図、第20
図は位相制御を行うための回路構成を示すブロツク図、
第22図は第20図の詳細を示す回路図、第23図は第22図の
回路の各点における電圧波形図、第24図はマイクロコン
ピユータを用いた制御回路の詳細を示す図、第25図は波
数制御を説明するための電圧波形図、第26図,第27図は
波数制御のための制御フローチヤートである。 11……定着装置 21……低熱容量線状加熱体 22……アルミナ基板 23……抵抗材料 24……検温素子 25……定着フイルム 26〜28……ローラ 31……温度制御回路 32……通電電源 41……トリガ回路 42……制御回路 43……ゼロクロス検出回路1 is a sectional view of a copying machine to which the present invention is applied, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are enlarged views of a fixing device, FIG. 3 is a block circuit diagram relating to temperature control, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing details of a power supply, FIG. 5 is a circuit diagram showing details of a temperature control circuit for performing pulse width control, FIG. 6 (a), FIG. 8 to FIG.
FIGS. 16 (a), 16 (a) and 21 (a) show the relationship between the heater temperature and the energy applied to the heater. FIGS. 6 (b), 13 (b) and 16 (B) and FIG. 21 (b)
FIG. 7 shows the relationship between the heater temperature and the output pulse of the temperature control circuit. FIG. 7 shows the voltage waveform at each point of the temperature control circuit shown in FIG. 5, and FIG. 11 shows the temperature control circuit using a micro computer. FIG. 12 is a control flowchart for temperature control by pulse width control, FIG. 14 is a diagram showing details of a temperature control circuit that performs pulse cycle control,
FIG. 15 is a diagram showing a signal waveform at each point of the temperature control circuit shown in FIG. 14, FIG. 17 is a control flow chart for temperature control by controlling both the pulse width and the pulse period, and FIG. FIG. 19 is a circuit diagram showing a basic configuration of a phase AC voltage control circuit,
The figure shows the current and voltage waveforms in the circuit of FIG. 18, FIG.
The figure is a block diagram showing a circuit configuration for performing phase control,
FIG. 22 is a circuit diagram showing details of FIG. 20, FIG. 23 is a voltage waveform diagram at each point of the circuit of FIG. 22, FIG. 24 is a diagram showing details of a control circuit using a micro computer, and FIG. The figures are voltage waveform diagrams for explaining wave number control, and FIGS. 26 and 27 are control flowcharts for wave number control. 11: Fixing device 21: Low heat capacity linear heating element 22: Alumina substrate 23: Resistive material 24: Temperature sensing element 25: Fixing film 26 to 28: Roller 31: Temperature control circuit 32: Electricity Power supply 41 Trigger circuit 42 Control circuit 43 Zero cross detection circuit
Claims (1)
加熱体と摺擦しつつ他方の面で未定着像を担持する記録
材と接触しながら移動する定着フィルムと、加熱体の温
度を検知する温度検知素子と、温度検知素子の検知温度
が設定温度を維持するように加熱体への通電電力を制御
する制御手段と、を有する定着装置において、 上記制御手段は上記温度検知素子の検知温度が高いほど
小さな通電電力を上記加熱体へ通電するよう制御し、そ
のうち少なくとも二種類の通電電力は上記温度検知素子
の検知温度が上記設定温度より高いときに通電されるも
のであることを特徴とする定着装置1. A heating element that generates heat when energized, a fixing film that moves while being in contact with a recording material bearing an unfixed image on one side while rubbing on one side with the heating element, and a temperature of the heating element. And a control means for controlling the power supplied to the heating element so that the temperature detected by the temperature detection element maintains the set temperature. The higher the detected temperature, the smaller the energizing power is controlled so as to energize the heating element, and at least two types of energizing power are energized when the detected temperature of the temperature detecting element is higher than the set temperature. Characteristic fixing device
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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DE68926848T DE68926848T2 (en) | 1988-12-15 | 1989-12-15 | Image fixing device |
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JP63317247A JP2840266B2 (en) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | Fixing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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ID=18086121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JPS5985517A (en) * | 1982-11-06 | 1984-05-17 | Ricoh Co Ltd | Temperature controller |
IT1212977B (en) * | 1983-02-10 | 1989-12-07 | Olivetti & Co Spa | ELECTROPHOTOGRAPHIC COPYING MACHINE FICA |
JPS6194080A (en) * | 1984-10-15 | 1986-05-12 | Kyocera Corp | Control device for fixing temperature |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP63317247A patent/JP2840266B2/en not_active Expired - Lifetime
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