JPH0282305A - 温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、加熱対象物の温度を検出し、この検出温度に
従って前記加熱対象物を加熱する発熱体を通電制御する
温度制御装置に関する。

（従来の技術） 静電記録装置等において、記録紙に付着させたトナーを
定着させる定着方法の一つに熱定着方法があり、その中
でも簡易な構造で軽量なヒートロールが最近広まりつつ
ある。

このヒートロールとは、ヒータ等で加熱したロラによっ
て記録紙に付着したトナーを加圧溶融定着させるもので
ある。このヒートロールで、安定的な画像を得るためや
、安全性を確保するためにはローラの温度を常に一定に
保つ必要があり、このための温度制御は熱フィードバッ
クによって行なわれることが多い。

第５図は」二連のような熱定着装置に適用される従来の
温度制御装置の構成の一例を示すブロック図である。図
中、１が熱定着装置のヒートロールであり、内部にヒー
タ１ａが設けられている。ヒタ１ａはスイッチ２および
ヒユーズやサーモスタット等の温度過上昇防止器３を介
して電源４により通電加熱される。一方、温度センサ５
は、ヒトロール１の温度を検出し、その検出温度に応じ
た電圧を比較器６に与えている。比較器６は基準電圧発
生器７が発生する基準電圧と上記検出温度に対応した電
圧とを比較し、前記スイッチ２をＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御
する。このような制御系により、ヒートロール１の温度
が制御目標温度より低い場合にはスイッチ２をＯＮにし
てヒータ１ａを通電加熱し、温度センサ５の出力電圧が
基準電圧発生器７の出力電圧より大きい場合にはヒート
ロール１の温度が制御目標温度より高いと判断してスイ
ッチ２をＯＦＦにし、ヒータ１ａの通電加熱を停止する
。

ところが、以上のような構成の温度制御装置では、ヒー
トロール１の温度を制御目標温度に保持している時には
温度の上下が非常に少なく良好であるが、動作停止時か
らの立上げ時においてはヒトロール１の温度が制御目標
温度に至ってからヒータ１ａへの通電を停止するため、
ヒートロール１やヒータ１ａの熱時定数の影響によって
第６図に示す如くオーバーシュートが発生することが否
めない。このオーバーシュートが高レベルとなると、ヒ
ートロール１やヒータ１ａの寿命を縮めたり、温度過上
昇防止器３を誤動作させたりするおそれかある。

そこで立上げ時には、ヒータ１ａへの通電を停止する温
度を制御目標温度より低い温度（以下、通電停止温度と
称する）に設定し、ヒートロール１の温度がこの通電停
止温度に至ったらヒータ１ａへの通電を停止し、この通
電停止温度から制御目標温度までは熱時定数によるオー
バーシュド分で上昇させ、その後ヒートロール１の温度
が制御目標温度に至ったらこの制御目標温度を基準とし
ての一定温度制御を行なうようにした第７図に示すよな
構成の温度制御装置が提唱されている。

即ち、この装置はヒートロール１の立上げ時においてヒ
ーターａの通電の停止を行なう信号を得るための比較器
８および基準電圧発生器９を新たに設け、ヒートロール
１の立上げ時には上記比較器８と基準電圧発生器９とを
用いてヒーターａに対する通電停止の制御を行なう。そ
の後、ヒートロール−やヒーターａの熱時定数の影響に
よってヒートロール１の温度が上昇し続け、制御目標温
度に到達したとき切換器１ｏを切換えて比較器６および
基準電圧発生器７による制御を前述した第５図に示す装
置と同様に行なうようにする。

ところが、このように構成された装置においては、立上
げ時におけるヒートロール１の温度や周囲温度等の影響
によって、熱時定数に起因するヒートロールーの温度の
上昇が小さく、ヒートロール−の温度が制御目標温度に
至らないことがある。

この結果、前述した切換器１ｏが作動せず、比較器８お
よび基準電圧発生器９を介しての温度制御が継続される
ことになり、通電停止温度で一定温度制御を行なってし
まうことになる。

従って、ヒートロール１の温度は制御目標温度より低い
温度に保たれてしまうため、確実な定着が行なえない。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如〈従来の温度制御装置では、被制御機器の熱時
定数の影響によって一時的に温度が過上昇してしまうた
めに、被制御機器の寿命を短くしてしまったり、温度過
上昇防止器を誤動作させてしまったりするという不具合
がある。

また、この不具合を解決すべく、通電停止温度を設定し
、この通電停止温度から制御目標温度までを被制御機器
の熱時定数に起因する温度上昇により上昇させるように
したものにおいては、立上げ温度や周囲温度等の影響に
よって温度が制御目標温度に至らないおそれがある。

そこで本発明は、立上げ時においてオーバーシュートを
生じさせることなく、かつ確実に温度を制御目標温度ま
で上昇させることのできる温度側本発明は、加熱対象物
の温度を検出し、この検出温度に従って前記加熱対象物
を加熱する発熱体を通電制御する温度制御装置において
、前記加熱対象物の温度の下降を検出する温度下降検出
手段を設け、前記加熱対象物の温度立上げ時において、
設定された通電停止温度に前記加熱対象物の温度が達し
たときに前記発熱体の通電を停止し、この前記発熱体の
通電を停止したのち、前記温度下降検出手段によって前
記加熱対象物の温度の下降か検出されたときに、前記検
出温度と前記制御目標温度とに基いた前記発熱体の通電
制御を開始するようにした。

（作用） このような手段を講じたことにより、立上げ時には、加
熱対象物の温度が通電停止温度に達するまで発熱体を通
電したのち、加熱対象物の温度が下降し始めたことが検
出されたときに一定温度制御を始めるようにしたので、
通電停止温度から制御目標温度までは、加熱対象物や発
熱体の熱時定数に起因する温度上昇分で加熱対象物の温
度を上昇させるために、上記熱時定数に起因する温度上
昇によって加熱対象物の温度が過度に上昇してしまうこ
とかない。また、立上げ温度や周囲温度の影響によって
、加熱対象物の温度が熱時定数に起因する温度上昇では
制御目標温度に至らなかった場合でも、一定温度制御に
強制的に移行し、加熱対象物の温度を確実に制御目標温
度に至らしめることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は本発明の一実施例における温度制御装置を熱定
着装置に適用したときの構成を示すブロック図である。

なお、第５図と同一部分には同一符号をイト−その詳細
な説明を省略する。

図中、１１は温度センサ５の出力信号（アナログ信号）
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、］２は例えば
マイクロコンピュータを主制御回路として有し、Ａ／Ｄ
変換器１１から入力された信号を監視して、スイッチ２
の０Ｎ１０ＦＦの制御を行なう制御部である。また、１
３はヒートロル１の温度の下降を検出する温度下降検出
器である。

次に、以上の如く構成された本装置の動作を制御部の処
理手順に従って説明する。まず、制御部１２は外部から
ヒートロール１の温度立上げ指示を受けると、第２図に
示す如く、ステップ２ａにおいてスイッチ２をＯＮとし
てヒーターａを通電する。そうすると、第３図および第
４図に示す如くヒートロール１の温度Ｔｘが」二昇する
。次に、制御部１２は第２図に示す如く、ステップ２ｂ
およびステップ２ｃにおいて、温度Ｔｘを判別し、この
温度Ｔｘか予め設定されている通電停止温度Ｔ２に達す
るのを待つ。ここで、温度Ｔｘが通電停止温度Ｔ２に達
したら、制御部１２はステップ２ｄでスイッチ２をＯＦ
Ｆとして、ヒーターａへの通電を停止する。これによっ
て、第３図および第４図に示す如く、温度Ｔｘはしばら
くの間は熱時定数に起因する温度上昇分によって上昇す
る。

この状態において、制御部１２は第２図に示す如く、ス
テップ２ｅにおいて熱時定数に起因する温度上昇分によ
る温度の上昇が停止し、温度Ｔｘの下降が始まったこと
が温度下降検出器１３によって検出されるのを待つ。こ
こで、温度Ｔｘの下降（第３図のＡ点および第４図のＢ
点）が検出されると、制御部１２はステップ２ｆに移行
し、ステップ２ｆ以降の一定温度制御を行なう。

この一定温度制御は次の如く行なわれる。温度下降検出
器１３によって温度Ｔｘの下降が検出されると、制御部
１２はステップ２ｆおよびステップ２ｇにおいて、温度
Ｔｘが制御目標温度Ｔ１を下回るのを待つ。ここで、温
度Ｔｘが制御目標温度を下回ったら、制御部１２はステ
ップ２ｈでスイッチ２をＯＮにしてヒータ１ａの通電を
再開し、ヒートロール１を加熱する。次に、制御部１２
はステップ２１およびステップ２ｊにおいて、今度は温
度Ｔｘが制御目標温度Ｔ１を上回るのを待ち、上回った
らステップ２にでスイッチ２をＯＦＦとしてステップ２
ｆ以降の処理を繰返す。

このように本実施例によれば、ヒートロール１の温度立
−にげ時にヒートロール１やヒータ１ａの熱時定数に起
因する温度上昇分によって通電停止温度から制御目標温
度まで上昇させているために、この熱時定数に起因する
温度上昇によってヒートロール１の温度が過度に上昇し
てしまうことがなく、ヒートロール１やヒータ１ａの寿
命を縮めたり、温度過上昇防止器３を誤動作させたりす
ることがない。

また、立上げ温度や周囲温度の影響によって熱時定数に
起因する温度上昇が小さく、この熱時定数に起因する温
度上昇ではヒートロール１の温度Ｔｘが制御目標温度Ｔ
１に達しない時にも、ヒトロール１の温度Ｔｘの下降が
検出されたときに、強制的に制御目標温度Ｔ１での一定
温度制御を開始するので、ヒートロール１の温度Ｔｘが
通電停止温度Ｔ２で一定温度制御されてしまうことがな
く、安定した定着が行なえる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、上記実施例においては熱定着装置の温度制御
を行なうものを示したが、発熱温度を一定温度に制御す
る必要のある発熱装置であれば適用可能である。また、
上記実施例では、制御部はマイクロコンピュータにより
構成したが、ハードウェア回路構成としてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、加熱対象物の温度を検出し、この検出
温度に従って前記加熱対象物を加熱する発熱体を通電制
御する温度制御装置において、前記加熱対象物の温度の
下降を検出する温度下降検出手段を設け、前記加熱対象
物の温度立上げ時において、設定された通電停止温度に
前記加熱対象物の温度が達したときに前記発熱体の通電
を停止し、この前記発熱体の通電を停止したのち、前記
温度下降検出手段によって前記加熱対象物の温度の下降
が検出されたときに、前記検出温度と前記制御目標温度
とに基いた前記発熱体の通電制御を開始するようにした
ので、立上げ時においてオバーシュートを生じさせるこ
となく、かつ確実に温度を制御目標温度まで上昇させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を説明する図であ
り、第１図は同装置の構成を示すブロック図、第２図は
制御部の処理手順を示すフロチャート、第３図は正常時
におけるヒートロールの温度の推移を示す図、第４図は
立上げ温度や周囲温度等の影響が生じたときのヒートロ
ールの温度の推移を示す図、第５図乃至第８図はそれぞ
れ従来の技術を説明する図である。 １・・・ヒートロール、２・・・スイッチ、３・・・温
度過上昇防止器、４・・・電源、５・・・温度センサ、
１１・・・Ａ／Ｄ変換器、１２・・・制御部、１３・・
・温度下降検出器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加熱対象物の温度を検出し、この検出温度に従って前記
   加熱対象物を加熱する発熱体を通電制御する温度制御装
   置において、 前記加熱対象物の温度の下降を検出する温度下降検出手
   段と、前記加熱対象物の温度立上げ時において、設定さ
   れた通電停止温度に前記加熱対象物の温度が達したとき
   に前記発熱体の通電を停止する第１の制御手段と、この
   第１の制御手段によって前記発熱体の通電が停止したの
   ち、前記温度下降検出手段によって前記加熱対象物の温
   度の下降が検出されたときに前記検出温度と前記制御目
   標温度とに基いた前記発熱体の通電制御を開始する第２
   の制御手段とを具備したことを特徴とする温度制御装置
   。