JP2881713B2 - Heating equipment - Google Patents

Heating equipment

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JP2881713B2
JP2881713B2 JP3107169A JP10716991A JP2881713B2 JP 2881713 B2 JP2881713 B2 JP 2881713B2 JP 3107169 A JP3107169 A JP 3107169A JP 10716991 A JP10716991 A JP 10716991A JP 2881713 B2 JP2881713 B2 JP 2881713B2
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heated
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、画像形成装置に使用
されるトナー定着用の加熱装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating device for fixing a toner used in an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像形成装置に用いられる従来のトナー
定着用の熱加熱装置は、図9に示す構成になっている。
図において、1は加熱ローラで、ヒータ2により熱せら
れる。3は加圧ローラで、所定の圧力をもって加熱ロー
ラ1と接している。加熱ローラ1と加圧ローラ3は矢印
の方向に回転し、両者1,3の接触部が記録紙を挟んで
これを搬送する。このとき、記録紙上の未定着トナー
は、熱と圧力によって定着する。5はAC電源である。
2. Description of the Related Art A conventional thermal heating device for fixing a toner used in an image forming apparatus has a configuration shown in FIG.
In the figure, reference numeral 1 denotes a heating roller, which is heated by a heater 2. Reference numeral 3 denotes a pressure roller, which is in contact with the heating roller 1 with a predetermined pressure. The heating roller 1 and the pressure roller 3 rotate in the direction of the arrow, and the contact portions of the two rollers 1 and 3 convey the recording paper across the recording paper. At this time, the unfixed toner on the recording paper is fixed by heat and pressure. 5 is an AC power supply.

【0003】ヒータ2に供給される電力は、ソリッドス
テートリレー(以下、SSRと記す)6で制御される。
すなわち、マイクロコントローラ9からバッファ8を通
してSSR6にON信号が入力されると、SSR6は導
通状態となり、ヒータ2に電力が供給される。加熱ロー
ラ1の上にはサーミスタ4が取付けられており、そのサ
ーミスタ4にかかる電圧がADコンバータ7に入力され
る。サーミスタ4の電圧値は加熱ローラ1の表面温度に
よって変化するので、マイクロコントローラ9はADコ
ンバータ7より受け取るデジタル値によって、表面温度
を知ることができる。
The power supplied to the heater 2 is controlled by a solid state relay (SSR) 6.
That is, when an ON signal is input from the microcontroller 9 to the SSR 6 through the buffer 8, the SSR 6 is turned on, and power is supplied to the heater 2. A thermistor 4 is mounted on the heating roller 1, and a voltage applied to the thermistor 4 is input to an AD converter 7. Since the voltage value of the thermistor 4 changes according to the surface temperature of the heating roller 1, the microcontroller 9 can know the surface temperature from the digital value received from the AD converter 7.

【0004】マイクロコントローラ9は、加熱ローラ1
の表面温度が目標温度より低いと判断すれば、SSR6
をONさせる。逆に、その表面温度が目標温度より高い
と判断すれば、SSR6をOFFする。このようにして
加熱ローラ1の表面温度を一定にしている。マイクロコ
ントローラ9は、その内部にマイクロプロセッサ,RO
M,RAM等含み、そのROMに格納しているプログラ
ムに従って上記シーケンスを制御する。
[0004] The microcontroller 9 includes a heating roller 1.
If it is determined that the surface temperature is lower than the target temperature, SSR6
Is turned on. Conversely, if it is determined that the surface temperature is higher than the target temperature, the SSR 6 is turned off. Thus, the surface temperature of the heating roller 1 is kept constant. The microcontroller 9 includes a microprocessor, RO
The sequence is controlled in accordance with a program stored in the ROM, including the M and RAM.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
熱装置のAC電源5は商用電源から直接配電することが
多い。このような画像形成装置に供給される商用電源の
電圧は各国によって異なる。例えば、日本では100
V、北米では115V、欧州では220Vや240Vで
ある。
However, in many cases, the AC power supply 5 of the heating device is directly supplied from a commercial power supply. The voltage of the commercial power supply supplied to such an image forming apparatus varies from country to country. For example, 100 in Japan
V, 115 V in North America, 220 V and 240 V in Europe.

【0006】このため、従来は、電源電圧が異なっても
ヒータ消費電力を一定に保つために、電源電圧によりヒ
ータの抵抗値を変えていた。しかし、この方法では、生
産管理が繁雑になり、生産コストも高くつく。
For this reason, conventionally, in order to keep the power consumption of the heater constant even when the power supply voltage is different, the resistance value of the heater is changed according to the power supply voltage. However, this method complicates production management and increases production costs.

【0007】この問題を避けるために、単位値のヒータ
で各国の電源電圧に対応すると、こんどは各国間でヒー
タの消費電力が変わってしまう。そこで、100V〜2
40Vまでの電源電圧をカバーできるようにすると、2
40Vでは消費電力が必要以上に大きくなってしまう。
さらに、電源投入後、加熱ローラが冷えている際には、
過大電流が流れる。
In order to avoid this problem, if the unit value of the heater is adapted to the power supply voltage of each country, the power consumption of the heater will be different between the countries. Therefore, 100V-2
If the power supply voltage up to 40V can be covered, 2
At 40 V, the power consumption becomes unnecessarily large.
Furthermore, after turning on the power, when the heating roller is cold,
Excessive current flows.

【0008】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、電源電圧に関係なく発熱
体の消費電力を所定の値以下にすることができる加熱装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a heating device capable of reducing the power consumption of a heating element to a predetermined value or less regardless of a power supply voltage. With the goal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明が提供する加熱
装置は、次の3つの装置である。
The heating device provided by the present invention is the following three devices.

【0010】(1)電圧を印加することによって発熱す
る発熱体と、交流電源と直列に接続されON/OFF動
作を行って前記発熱体を通電させる電力制御手段と、前
記発熱体の近傍に置かれる被加熱体と、前記被加熱体に
取付けられその温度を検出する温度検出手段と、前記温
度検出手段の出力値に基づいて電力制御手段の導通角を
制御する温度制御手段とを備えた加熱装置であって、前
記温度検出手段の出力値により前記被加熱体の温度が目
標温度より低いと前記温度制御手段が認識した場合に
は、前記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFFさ
せて、そのときの前記加熱体の単位時間あたりの温度上
昇率を測定し、この温度上昇率が第1の所定値より高い
ときは、所定の低い導通角を徐々に増加させることによ
り、前記被加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を第2
の所定値に保ち、温度上昇率が第1の所定値より低いと
きは、前記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFF
させることにより、前記被加熱体の単位時間あたりの温
度上昇率を第2の所定値に保つ手段を有しているもの。
(1) A heating element that generates heat by applying a voltage, power control means connected in series with an AC power supply to perform an ON / OFF operation to energize the heating element, and to be placed near the heating element. A heating object to be heated, a temperature detection means attached to the heating object to detect a temperature thereof, and a temperature control means for controlling a conduction angle of a power control means based on an output value of the temperature detection means. An apparatus, wherein when the temperature control unit recognizes that the temperature of the object to be heated is lower than a target temperature based on an output value of the temperature detection unit, the power control unit is turned ON / OFF at a zero crossing point, A rate of temperature rise per unit time of the heating body at that time is measured, and when the rate of temperature rise is higher than a first predetermined value, a predetermined low conduction angle is gradually increased to thereby increase the temperature of the object to be heated. of The temperature rise rate per much time second
And when the temperature rise rate is lower than the first predetermined value, the power control means is turned on / off at a zero crossing point.
A means for keeping the rate of temperature rise per unit time of the object to be heated at a second predetermined value.

【0011】(2)電圧を印加することによって発熱す
る発熱体と、交流電源と直列に接続されON/OFF動
作を行って前記発熱体を通電させる電力制御手段と、前
記発熱体の近傍に置かれる被加熱体と、前記被加熱体に
取付けられその温度を検出する温度検出手段と、前記温
度検出手段の出力値に基づいて電力制御手段の導通角を
制御する温度制御手段とを備えた加熱装置であって、前
記温度検出手段の出力値により前記被加熱体の温度が目
標温度より高いと前記温度制御手段が認識した場合に
は、前記電力制御手段を所定の導通角でON/OFFさ
せて、そのときの前記加熱体の単位時間あたりの温度上
昇率を測定し、この温度上昇率が第1の所定値より高い
ときは、所定の低い導通角を徐々に増加させることによ
り、前記被加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を第2
の所定値に保ち、温度上昇率が第1の所定値より低いと
きは、前記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFF
させることにより、前記被加熱体の単位時間あたりの温
度上昇率を第2の所定値に保つ手段を有しているもの。
(2) A heating element that generates heat by applying a voltage, power control means connected in series with an AC power supply to perform an ON / OFF operation to energize the heating element, and to be disposed near the heating element. A heating object to be heated, a temperature detection means attached to the heating object to detect a temperature thereof, and a temperature control means for controlling a conduction angle of a power control means based on an output value of the temperature detection means. An apparatus for turning on / off the power control means at a predetermined conduction angle when the temperature control means recognizes from the output value of the temperature detection means that the temperature of the object to be heated is higher than a target temperature. Then, a rate of temperature rise per unit time of the heating element at that time is measured, and when the rate of temperature rise is higher than a first predetermined value, a predetermined low conduction angle is gradually increased to thereby increase the temperature. Heating body The temperature rise rate per much time second
And when the temperature rise rate is lower than the first predetermined value, the power control means is turned on / off at a zero crossing point.
A means for keeping the rate of temperature rise per unit time of the object to be heated at a second predetermined value.

【0012】(3)上記(1)に記載の加熱装置に、前
記被加熱体の温度上昇率を記憶する第1の記憶手段と、
そのときの導通角を記憶する第2の記憶手段と、前記第
1の記憶手段と第2の記憶手段の信号により導通角を決
定する手段とを設けたもの。
(3) In the heating device according to the above (1), a first storage means for storing a temperature rise rate of the object to be heated,
A second storage means for storing the conduction angle at that time; and means for determining the conduction angle based on signals from the first storage means and the second storage means.

【0013】[0013]

【作用】この発明によれば、画像形成装置に供給される
商用電源の電圧が異なっていても、その電圧に関係なく
発熱体の消費電力を所定の値以下にすることかできる。
According to the present invention, even if the voltage of the commercial power supply supplied to the image forming apparatus is different, the power consumption of the heating element can be reduced to a predetermined value or less regardless of the voltage.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は、この発明の第1実施例の加熱装置
の回路図である。図において、1〜9は図2に示す従来
の加熱装置におけると同一の部分またはこれに相当する
部分を示す。すなわち、1は矢印方向に回転する加熱ロ
ーラで、ヒータ2から熱を受ける。3は加圧ローラで、
所定の圧力をもって加熱ローラ1と接している。加熱ロ
ーラ1と加圧ローラ3は矢印の方向に回転し、両者1,
3の接触部が記録紙を挟んでこれを搬送する。このと
き、記録紙上の未定着トナーは、熱と圧力によって定着
する。5はAC電源である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram of a heating apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1 to 9 denote the same parts as those in the conventional heating apparatus shown in FIG. That is, 1 is a heating roller that rotates in the direction of the arrow, and receives heat from the heater 2. 3 is a pressure roller,
It is in contact with the heating roller 1 with a predetermined pressure. The heating roller 1 and the pressure roller 3 rotate in the direction of the arrow,
The contact section 3 conveys the recording paper across the recording paper. At this time, the unfixed toner on the recording paper is fixed by heat and pressure. 5 is an AC power supply.

【0015】ヒータ2に供給される電力は、ソリッドテ
ートリレー(以下、SSRと記す)6で制御される。す
なわち、マイクロコントローラ9からバッファ8を通し
てSSR6にON信号が入力されると、SSR6は導通
状態となり、ヒータ2に電力が供給される。ここにい
う、SSR6は、ゼロクロス機能を内蔵していないタイ
プのものである。SSR6は、ONすると、電圧がゼロ
ボルト付近に近ずかないかぎり、導通状態を保持する。
従って、SSR6は一度ONすると少なくとも半周期は
ON状態を続ける。
The electric power supplied to the heater 2 is controlled by a solid state relay (hereinafter, referred to as SSR) 6. That is, when an ON signal is input from the microcontroller 9 to the SSR 6 through the buffer 8, the SSR 6 is turned on, and power is supplied to the heater 2. Here, the SSR 6 is of a type that does not incorporate a zero-cross function. When the SSR 6 is turned on, the conductive state is maintained as long as the voltage does not approach near zero volt.
Therefore, once the SSR 6 is turned ON, it remains ON for at least a half cycle.

【0016】加熱ローラ1の上にはサーミスタ4が取付
けられており、そのサーミスタ4にかかる電圧がADコ
ンバータ7に入力される。サーミスタ4の電圧値は加熱
ローラ1の表面温度によって変化するので、マイクロコ
ントローラ9はADコンバータ7より受け取るデジタル
値によって、表面温度を知ることができる。
A thermistor 4 is mounted on the heating roller 1, and a voltage applied to the thermistor 4 is input to an AD converter 7. Since the voltage value of the thermistor 4 changes according to the surface temperature of the heating roller 1, the microcontroller 9 can know the surface temperature from the digital value received from the AD converter 7.

【0017】マイクロコントローラ9は、加熱ローラ1
の表面温度が温調温度より低いと判断すれば、SSR6
をONさせる。逆に、その表面温度が温調温度より高い
と判断すれば、SSR6をOFFする。このようにして
加熱ローラ1の表面温度を一定にしている。マイクロコ
ントローラ9は、その内部にマイクロプロセッサ,RO
M,RAM等含み、そのROMに格納しているプログラ
ムに従って上記シーケンスを制御する。
The microcontroller 9 includes the heating roller 1
If it is determined that the surface temperature is lower than the regulated temperature, SSR6
Is turned on. Conversely, if it is determined that the surface temperature is higher than the regulated temperature, the SSR 6 is turned off. Thus, the surface temperature of the heating roller 1 is kept constant. The microcontroller 9 includes a microprocessor, RO
The sequence is controlled in accordance with a program stored in the ROM, including the M and RAM.

【0018】ヒータ2への通電量は、この実施例では、
導通角を制御する方法と導通角は180°のままでSS
R6のON期間とOFF期間の比を制御する方法で制御
される。
In this embodiment, the amount of electricity supplied to the heater 2 is
How to control conduction angle and keep conduction angle at 180 ° SS
It is controlled by a method of controlling the ratio between the ON period and the OFF period of R6.

【0019】SSR6の導通角を制御するためには、電
源電圧の位相を検出しなければならない。その位相検出
回路図は、図1に示す抵抗11,ダイオードスタック1
7,フォトカプラ14,抵抗13で構成されている。1
6は電源スイッチである。
In order to control the conduction angle of the SSR 6, the phase of the power supply voltage must be detected. The phase detection circuit diagram includes the resistor 11 and the diode stack 1 shown in FIG.
7, a photocoupler 14, and a resistor 13. 1
Reference numeral 6 denotes a power switch.

【0020】図2は上記位相検出回路の動作波形を示し
たもので、いま、電源スイッチ16がONすると、AC
電源5から図2(a)のような電圧波形の電源電圧がダ
イオードスタック17に供給される。そして、フォトカ
プラ14の入力には、全波整流された電流が流れ、その
出力がON/OFFされる。そのON/OFF波形は、
図2(b)に示すように、電源電圧波形(図2(a))
のゼロクロス近傍でハイレベルになるパルス波形とな
る。そのパルス信号をAINT信号とする。AINT信
号はマイクロコントローラ9の割込みポートに入力され
る。すると、マイクロコントローラ9はAINT信号の
立ち上がりに同期して割り込みがかかり、割込みルーチ
ンが実行される。割込みルーチンでは、所定のタイマを
起動する。そして、タイマがカウントアップしたとき、
SSR6に所定幅のパルスを出力する。そのパルス駆動
信号をFDRV信号とすると、その信号波形は図2
(c)のようになる。このFDRV信号に同期してSS
R6がONし、ヒータ2には図2(d)のようなヒータ
電流が流れる。このゼロクロスからヒータONまでの時
間を変化させることによってヒータ2に供給する電力を
制御することができる。ヒータ2の導通角は0°(完全
にOFF)から180°(完全にON)まで制御する。
このように電源電圧のゼロクロスから所定時間後にヒー
タ電流が各サイクル毎に流れる。
FIG. 2 shows the operation waveforms of the above-mentioned phase detection circuit.
A power supply voltage having a voltage waveform as shown in FIG. 2A is supplied from the power supply 5 to the diode stack 17. A full-wave rectified current flows through the input of the photocoupler 14, and its output is turned on / off. The ON / OFF waveform is
As shown in FIG. 2B, the power supply voltage waveform (FIG. 2A)
Becomes a high level near the zero cross. The pulse signal is referred to as an AINT signal. The AINT signal is input to an interrupt port of the microcontroller 9. Then, the microcontroller 9 is interrupted in synchronization with the rise of the AINT signal, and the interrupt routine is executed. In the interrupt routine, a predetermined timer is started. And when the timer counts up,
A pulse having a predetermined width is output to SSR6. Assuming that the pulse drive signal is an FDRV signal, the signal waveform is shown in FIG.
(C). SS in synchronization with this FDRV signal
R6 is turned on, and a heater current as shown in FIG. The power supplied to the heater 2 can be controlled by changing the time from the zero crossing to the heater ON. The conduction angle of the heater 2 is controlled from 0 ° (completely OFF) to 180 ° (completely ON).
As described above, the heater current flows in each cycle after a predetermined time from the zero cross of the power supply voltage.

【0021】一方、導通角θ=180°でSSR6のO
N期間とOFF期間の比を制御したのが図2(e)に示
すFDRV信号と図3(f)のヒータ電流である。FD
RV信号は必ずAINT信号に同期して出力する。SS
R6はFDRV信号に同期してONし、ヒータ2には図
2(f)のようなヒータ電流が流れる。SSR6のON
期間とOFF期間の比を変化させることによって、ヒー
タ2に供給する電力を制御することができる。
On the other hand, when the conduction angle θ = 180 °, the O
The ratio between the N period and the OFF period is controlled by the FDRV signal shown in FIG. 2E and the heater current shown in FIG. FD
The RV signal is always output in synchronization with the AINT signal. SS
R6 turns ON in synchronization with the FDRV signal, and a heater current as shown in FIG. SSR6 ON
The power supplied to the heater 2 can be controlled by changing the ratio between the period and the OFF period.

【0022】この実施例では、制御を以下のように行
い、ヒータ2への電力制限及び加熱ローラ1の温度制御
を行っている。この制御フローを図3と図4を用いて説
明する。両図中、A,Bはフローの接続点を示す。
In this embodiment, the control is performed as follows to limit the power to the heater 2 and control the temperature of the heating roller 1. This control flow will be described with reference to FIGS. In both figures, A and B indicate connection points of the flow.

【0023】電源が投入されると(ステップ401)、
加熱ローラ1上の温度Tを測定し、そのときの温度が目
標温度Taより低いと、導通角を180°にして、ヒー
タ2を点灯する(ステップ401〜ステップ404)。
次にタイマを起動させ、カウントアップしたかを判断す
る。カウントアップしたならば、タイマ起動時とカウン
トアップ時の温度差を測定する(ステップ405〜ステ
ップ407)。ステップ407の温度差ΔTが第1の所
定値ΔT1より小さければ導通角を180°にして、タ
イマを起動する(ステップ408〜ステップ410)。
そして、タイマがカウントアップしたならばタイマ起動
時とカウントアップ時の温度差を測定する(ステップ4
11,ステップ412)。ステップ412の温度差ΔT
が第2の所定値ΔT2より大きければヒータをONし、
小さければOFFする(ステップ413〜ステップ41
5)。ステップ413〜ステップ415の操作を繰り返
して加熱ローラ1の温度上昇率を第2の所定値ΔT2に
保つ。次に、加熱ローラ1の温度Tが温調温度Tmか否
かを判断する。温調温度Tmならば、SSR6のON期
間とOFF期間比を変えて温調温度Tmに保つ(ステッ
プ431)。温調温度Tmでなければステップ410へ
戻る(ステップ429)。
When the power is turned on (step 401),
The temperature T on the heating roller 1 is measured. If the temperature T is lower than the target temperature Ta, the conduction angle is set to 180 ° and the heater 2 is turned on (steps 401 to 404).
Next, the timer is started and it is determined whether or not the count is up. After counting up, the temperature difference between when the timer is started and when the timer counts up is measured (steps 405 to 407). If the temperature difference ΔT in Step 407 is smaller than the first predetermined value ΔT1, the conduction angle is set to 180 ° and the timer is started (Steps 408 to 410).
Then, if the timer counts up, a temperature difference between the time when the timer is started and the time when the timer counts up is measured (step 4).
11, step 412). Temperature difference ΔT in step 412
Is larger than a second predetermined value ΔT2, the heater is turned on,
If it is smaller, it is turned off (steps 413 to 41)
5). Steps 413 to 415 are repeated to keep the temperature rise rate of the heating roller 1 at the second predetermined value ΔT2. Next, it is determined whether or not the temperature T of the heating roller 1 is the temperature regulation temperature Tm. If the temperature is the temperature control temperature Tm, the ON period and the OFF period ratio of the SSR 6 are changed and maintained at the temperature control temperature Tm (step 431). If not, the process returns to step 410 (step 429).

【0024】ステップ408で温度差ΔTが第1の所定
値ΔT1より大きければ導通角を所定値θaにする。そ
して、ステップ405〜ステップ406と同様の操作を
繰り返す(ステップ416〜ステップ419)。ステッ
プ420で温度差ΔTが第2の所定値ΔT2より小さけ
れば現在の導通角にθbをたし(ステップ421)、第
2の所定値ΔT2より大きければ現在の導通角からθb
をひく(ステップ422)。ステップ420〜ステップ
422の操作を繰り返して加熱ローラ1の温度上昇率を
第2の所定値ΔT2に保つ。次に、加熱ローラ1の温度
Tが温調温度Tmか否かを判断する。温調温度Tmなら
ば導通角を制御して温調温度Tmに保つ(ステップ43
1)。温調温度Tmでなければステップ417へ戻る
(ステップ430)。
At step 408, if the temperature difference ΔT is larger than the first predetermined value ΔT1, the conduction angle is set to the predetermined value θa. Then, the same operation as in steps 405 to 406 is repeated (steps 416 to 419). If the temperature difference ΔT is smaller than the second predetermined value ΔT2 in Step 420, θb is added to the current conduction angle (Step 421). If the temperature difference ΔT is larger than the second predetermined value ΔT2, θb is added from the current conduction angle to θb.
(Step 422). The operations of steps 420 to 422 are repeated to maintain the temperature rise rate of the heating roller 1 at the second predetermined value ΔT2. Next, it is determined whether or not the temperature T of the heating roller 1 is the temperature regulation temperature Tm. If the temperature is the controlled temperature Tm, the conduction angle is controlled to maintain the controlled temperature Tm (step 43).
1). If not, the process returns to step 417 (step 430).

【0025】ステップ402で加熱ローラ1の温度が目
標温度Taより高ければ、導通角θをθ1にして、ヒー
タを点灯して、ステップ410〜ステップ413と同様
の操作を繰り返す(ステップ423〜ステップ42
7)。次に、加熱ローラ1の温度上昇率ΔTが第3の所
定値ΔT3より大きければステップ416へ進み(ステ
ップ428)、ステップ416〜ステップ422の操作
を繰り返す。一方、加熱ローラ1の温度上昇率ΔTが第
3の所定値ΔT3より小さければステップ409へ進
み、ステップ409〜ステップ415の操作を繰り返
す。図5は、上記制御に従ったときの加熱ローラ1の表
面の温度推移を示す。
If the temperature of the heating roller 1 is higher than the target temperature Ta in step 402, the conduction angle θ is set to θ1, the heater is turned on, and the same operations as in steps 410 to 413 are repeated (steps 423 to 42).
7). Next, if the temperature rise rate ΔT of the heating roller 1 is larger than the third predetermined value ΔT3, the process proceeds to step 416 (step 428), and the operations of steps 416 to 422 are repeated. On the other hand, if the temperature rise rate ΔT of the heating roller 1 is smaller than the third predetermined value ΔT3, the process proceeds to step 409, and the operations of steps 409 to 415 are repeated. FIG. 5 shows a temperature transition of the surface of the heating roller 1 when the above control is performed.

【0026】以上のステップ402〜ステップ422の
ルーチンに従えは、加熱ローラ1の温度Tが所定値より
低ければ導通角180°で点灯する。このときの温度上
昇率が第1の所定値ΔT1より大きいときは、導通角θ
を変えることにより温度上昇率を第2の所定値ΔT2に
保つ(第1の所定値ΔT1≧第2の所定値ΔT2)。温
度上昇率が第1の所定値ΔT1より小さいときは、導通
角θを180°に保ち、SSR6のON期間とOFF期
間の比を変えることにより温度上昇率を第2の所定値Δ
T2に保っている。一方、加熱ローラ1の温度Tが所定
値より大きいときは、導通角θ1で温度上昇率を測定す
る。この後は、上記同様のルーチンを行い、温度上昇率
を第2の所定値ΔT2に保っている。
According to the routine of steps 402 to 422, if the temperature T of the heating roller 1 is lower than a predetermined value, the heating roller 1 is turned on at a conduction angle of 180 °. If the temperature rise rate at this time is larger than the first predetermined value ΔT1, the conduction angle θ
Is maintained at the second predetermined value ΔT2 (first predetermined value ΔT1 ≧ second predetermined value ΔT2). When the temperature rise rate is smaller than the first predetermined value ΔT1, the conduction angle θ is maintained at 180 ° and the ratio of the ON period to the OFF period of the SSR 6 is changed to reduce the temperature rise rate to the second predetermined value ΔT1.
It is kept at T2. On the other hand, when the temperature T of the heating roller 1 is higher than the predetermined value, the temperature rise rate is measured at the conduction angle θ1. Thereafter, the same routine as described above is performed to maintain the temperature rise rate at the second predetermined value ΔT2.

【0027】上記ルーチンでは、電源投入後の温度上昇
率は制限されることになる。すなわち、電源電圧が高い
ときは導通角を制御し、電源電圧が高いときは導通角θ
を180°に保ち、SSR6のON期間とOFF期間の
比を変えている。
In the above routine, the rate of temperature rise after the power is turned on is limited. That is, when the power supply voltage is high, the conduction angle is controlled, and when the power supply voltage is high, the conduction angle θ
Is maintained at 180 °, and the ratio between the ON period and the OFF period of the SSR 6 is changed.

【0028】(実施例2)第1実施例では電源投入時
に、加熱ローラ1の温度上昇率が所定値になるように制
御を行っている。従って、電源投入時の加熱ローラ1が
冷えていて、目標温度Taに達するまでに時間が十分あ
る場合には、この電源投入時の温度上昇率のルーチンが
効果を発揮する。しかしながら、電源投入時に既に加熱
ローラ1の温度Tが目標温度Ta近くまで上昇している
場合には十分効果を発揮しない。第2実施例はこの問題
点を解決するものである。
(Embodiment 2) In the first embodiment, control is performed so that the temperature rise rate of the heating roller 1 becomes a predetermined value when the power is turned on. Therefore, if the heating roller 1 is cold when the power is turned on and there is enough time to reach the target temperature Ta, the routine of the temperature rise rate at the time of turning on the power is effective. However, if the temperature T of the heating roller 1 has already risen to near the target temperature Ta when the power is turned on, the effect is not sufficiently exhibited. The second embodiment solves this problem.

【0029】図6は第2実施例の加熱装置の回路図で、
図1のそれと異なるところは、EEPROM18が追加
されている点で、その他の構成は図1と同じである。マ
イクロコントローラ9は既に決定した導通角データを書
き込む機能を有する。
FIG. 6 is a circuit diagram of a heating device according to a second embodiment.
1 is different from that of FIG. 1 in that an EEPROM 18 is added, and the other configuration is the same as that of FIG. The microcontroller 9 has a function of writing the determined conduction angle data.

【0030】以下、この実施例における制御方法を図7
及び図8を参照しながら説明する。なお、両図中、A,
B,Cはフローの接続点を示す。電源投入(ステップ6
01)後、加熱ローラ1の温度Tが所定値より低いか否
かを判断する。低ければ、第1実施例と同様の制御がな
される。高ければ、導通角のデータθeをEEPROM
18より読み出し、この導通角のデータθeが180°
か否かを判断する(ステップ602,ステップ623,
ステップ624)。θeが180°ならば、この導通角
でヒータ2を点灯し(ステップ626)、ステップ60
9へ進む。そして、以下、第1実施例と同様の制御を行
う。一方、θeが180°でなければ、EEPROM1
8から読み出した導通角のデータθeでヒータ2を点灯
する。そして、以下、第1実施例と同様の制御を行う。
The control method in this embodiment will now be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In both figures, A,
B and C indicate flow connection points. Power on (Step 6
01) Then, it is determined whether the temperature T of the heating roller 1 is lower than a predetermined value. If it is lower, the same control as in the first embodiment is performed. If it is higher, the conduction angle data θe is stored in the EEPROM
18 and the conduction angle data θe is 180 °
(Step 602, Step 623,
Step 624). If θe is 180 °, the heater 2 is turned on at this conduction angle (step 626), and step 60
Go to 9. Thereafter, the same control as in the first embodiment is performed. On the other hand, if θe is not 180 °, the EEPROM 1
The heater 2 is turned on with the conduction angle data θe read from the heater 8. Thereafter, the same control as in the first embodiment is performed.

【0031】この第2実施例においては、電源投入時の
加熱ローラ1の温度Tが所定値以上であれば、導通角の
初期値をEEPROM18から読み出し、これによって
以前測定した値でヒータ2の導通角を設定するので、早
く所望の温度で温調ができる。
In the second embodiment, if the temperature T of the heating roller 1 at the time of turning on the power is equal to or higher than a predetermined value, the initial value of the conduction angle is read from the EEPROM 18, and the conduction of the heater 2 is thereby determined based on the previously measured value. Since the angle is set, the temperature can be quickly adjusted at a desired temperature.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、電源投入時にθ=
180°の導通角(全点灯)で単位時間あたりの被加熱
体の温度上昇率を検出し、このときの被加熱体の温度上
昇率が所定値より大きいときは、所定の低い導通角から
徐々に導通角を増やすことにより、被加熱体の温度上昇
率を所定値に保ち、一方、被加熱体の温度上昇率が所定
値より小さいときは、θ=180°の導通角で電力制御
手段をON/OFFすることにより、被加熱体の温度上
昇率を所定値に保つようにしたので、画像形成装置にA
C100VからAC240Vにわたる各国対応の加熱装
置を設けた場合に、電源電圧に関係なく加熱体の消費電
力を所定の値以下にすることができる。
As described above, when power is turned on, θ =
The temperature rise rate of the heated body per unit time is detected at a conduction angle of 180 ° (full lighting), and when the temperature rise rate of the heated body at this time is larger than a predetermined value, gradually from a predetermined low conduction angle. By increasing the conduction angle, the temperature rise rate of the object to be heated is maintained at a predetermined value. On the other hand, when the temperature rise rate of the object to be heated is smaller than the predetermined value, the power control means is controlled at a conduction angle of θ = 180 °. By turning ON / OFF, the temperature rise rate of the object to be heated is maintained at a predetermined value.
When a heating device for each country ranging from C100V to AC240V is provided, the power consumption of the heating element can be reduced to a predetermined value or less regardless of the power supply voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1実施例の加熱装置の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of a heating device according to a first embodiment.

【図2】 図1における電源電圧の位相検出回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a phase detection circuit for a power supply voltage in FIG. 1;

【図3】 第1実施例の動作を示すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.

【図4】 第1実施例の動作を示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.

【図5】 第1実施例における加熱ローラの表面温度の
推移を示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing a change in the surface temperature of the heating roller in the first embodiment.

【図6】 第2実施例の加熱装置の回路図FIG. 6 is a circuit diagram of a heating device according to a second embodiment.

【図7】 第2実施例の動作を示すフローチャートFIG. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.

【図8】 第2実施例の動作を示すフローチャートFIG. 8 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.

【図9】 従来の加熱装置の回路図FIG. 9 is a circuit diagram of a conventional heating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加熱ローラ 2 ヒータ 4 サーミスタ 5 AC電源 6 ソリッドステートリレー(SSR) 7 ADコンバータ 9 マイクロコントローラ 14 フォトカプラ 18 EEPROM DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heating roller 2 Heater 4 Thermistor 5 AC power supply 6 Solid state relay (SSR) 7 AD converter 9 Microcontroller 14 Photocoupler 18 EEPROM

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電圧を印加することによって発熱する発
熱体と、交流電源と直列に接続されON/OFF動作を
行って前記発熱体を通電させる電力制御手段と、前記発
熱体の近傍に置かれる被加熱体と、前記被加熱体に取付
けられその温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段の出力値に基づいて電力制御手段の導通角を制御
する温度制御手段とを備えた加熱装置であって、前記温
度検出手段の出力値により前記被加熱体の温度が目標温
度より低いと前記温度制御手段が認識した場合には、前
記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFFさせて、
そのときの前記加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を
測定し、この温度上昇率が第1の所定値より高いとき
は、所定の低い導通角を徐々に増加させることにより、
前記被加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を第2の所
定値に保ち、温度上昇率が第1の所定値より低いとき
は、前記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFFさ
せることにより、前記被加熱体の単位時間あたりの温度
上昇率を第2の所定値に保つ手段を有していることを特
徴とする加熱装置。
1. A heating element that generates heat by applying a voltage, a power control means connected in series with an AC power supply to perform an ON / OFF operation to energize the heating element, and is disposed near the heating element. A heating device comprising: a body to be heated; a temperature detection unit attached to the body to be heated to detect a temperature thereof; and a temperature control unit for controlling a conduction angle of a power control unit based on an output value of the temperature detection unit When the temperature control unit recognizes that the temperature of the object to be heated is lower than a target temperature based on an output value of the temperature detection unit, the power control unit is turned ON / OFF at a zero crossing point,
Measure the temperature rise rate per unit time of the heating body at that time, when the temperature rise rate is higher than a first predetermined value, by gradually increasing a predetermined low conduction angle,
By keeping the temperature rise rate per unit time of the object to be heated at a second predetermined value, and when the temperature rise rate is lower than the first predetermined value, turning on / off the power control means at a zero crossing point, A heating apparatus comprising means for maintaining a rate of temperature rise of the object to be heated per unit time at a second predetermined value.
【請求項2】 電圧を印加することによって発熱する発
熱体と、交流電源と直列に接続されON/OFF動作を
行って前記発熱体を通電させる電力制御手段と、前記発
熱体の近傍に置かれる被加熱体と、前記被加熱体に取付
けられその温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段の出力値に基づいて電力制御手段の導通角を制御
する温度制御手段とを備えた加熱装置であって、前記温
度検出手段の出力値により前記被加熱体の温度が目標温
度より高いと前記温度制御手段が認識した場合には、前
記電力制御手段を所定の導通角でON/OFFさせて、
そのときの前記加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を
測定し、この温度上昇率が第1の所定値より高いとき
は、所定の低い導通角を徐々に増加させることにより、
前記被加熱体の単位時間あたりの温度上昇率を第2の所
定値に保ち、温度上昇率が第1の所定値より低いとき
は、前記電力制御手段をゼロクロス点でON/OFFさ
せることにより、前記被加熱体の単位時間あたりの温度
上昇率を第2の所定値に保つ手段を有していることを特
徴とする加熱装置。
2. A heating element that generates heat by applying a voltage, power control means connected in series with an AC power supply to perform an ON / OFF operation to energize the heating element, and is disposed near the heating element. A heating device comprising: a body to be heated; a temperature detection unit attached to the body to be heated to detect a temperature thereof; and a temperature control unit for controlling a conduction angle of a power control unit based on an output value of the temperature detection unit When the temperature control unit recognizes that the temperature of the object to be heated is higher than a target temperature based on the output value of the temperature detection unit, the power control unit is turned on / off at a predetermined conduction angle. ,
Measure the temperature rise rate per unit time of the heating body at that time, when the temperature rise rate is higher than a first predetermined value, by gradually increasing a predetermined low conduction angle,
By keeping the temperature rise rate per unit time of the object to be heated at a second predetermined value, and when the temperature rise rate is lower than the first predetermined value, turning on / off the power control means at a zero crossing point, A heating apparatus comprising means for maintaining a rate of temperature rise of the object to be heated per unit time at a second predetermined value.
【請求項3】 請求項1記載の加熱装置に、前記被加熱
体の温度上昇率を記憶する第1の記憶手段と、そのとき
の導通角を記憶する第2の記憶手段と、前記第1の記憶
手段と第2の記憶手段の信号により導通角を決定する手
段とを設けたことを特徴とする加熱装置。
3. The heating device according to claim 1, wherein a first storage means for storing a rate of temperature rise of the object to be heated, a second storage means for storing a conduction angle at that time, and the first storage means. And a means for determining a conduction angle based on a signal from the second storage means.
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