JPH03113519A

JPH03113519A - ヒータ制御装置

Info

Publication number: JPH03113519A
Application number: JP25124289A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakajima; 中嶋　義弘; Akihiro Takada; 晃宏高田; Kunihiro Onishi; 邦弘大西
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1991-05-14

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】〔産業上の利用分野］本発明１よ、ヒータへの突入電流を抑制するヒータ制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

通常、ヒータの抵抗値は電源投入直後の室温状態では小
さく、ヒータ温度が上昇するに従って大きくなる。例え
ば１２００Ｗのヒータであれば、この抵抗値は室温状態
では約０．８Ωであり、ヒータ温度が定常状態まで上昇
すると約８．３０になる。このため、電源投入直後はヒ
ータに過大な突入電流が流れる。すなわち、上記１２０
０Ｗのヒータであれば約１２０Ａが流れる。この結果、
ヒータ温度制御用のリレーの接点溶着や、電源の故障を
招く虞れがあった。

この対策として、特開昭６３−３１０５８７号公報に示
すように、ヒータ温度が低い時のみヒータに抵抗を直列
接続し、ヒータ温度が１剪した時点で上記抵抗を短絡す
るようにして電源投入時の突入電流を抑制するとともに
、ヒータ温度の上昇時には上記抵抗損失の影響をなくす
ようにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、特開昭６３−３１０５８７＠公報のヒータ制
御装置にあっては、突入電流を例えばヒータ温度上昇時
の電流（上記１２００Ｗのヒータでは約１２Ａ）に抑制
するために上記抵抗の抵抗値を７．５０に設定すると、
抵抗損失は１０８０Ｗになる。このため、抵抗の形状が
大きくなるとともに抵抗による発熱が生じる。また、抵
抗だけで突入電流を抑制するので、ヒータ温度が上昇し
てヒータの抵抗値が高くなるに従ってヒータ電流が小さ
くなり、ヒータ温度の上昇率が低下することになる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、突入電流
を抑制するとともに、ヒータ温度の上昇が速いヒータ制
御ｌＩ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、電源投入時点か
ら過渡期間に相当する期間信号を出力する信号発生手段
と、電源とヒータ間に接続され、上記ヒータへ供給され
る電流を上記信号発生手段の出力期間中だけ位相制御す
る位相制御手段と、上記出力期間後に上記位相制御手段
を短絡して上記ヒータに電流を供給する短絡手段とを備
えたものである。

〔作用〕上記構成のヒータ制御装置によれば、電源投入後のヒー
タ温度の低い過渡期間中は、ヒータへ供給される電流は
位相制御される。一方、上記過渡期間が経過してヒータ
温度が上昇した後は、上記電流が直接ヒータへ供給され
る。

〔実施例〕

第１図は本発明にがかるヒータ制御装置の一実施例の構
成回路図である。

トライアック１およびトライアック２は並列に接続され
ており、それぞれ下記出力回路６からのグー１−制御信
号に応じで、例えば’＋　ｏ　ｏ　ｖの交流をヒータ３
へ供給するものである。ずなわら、上記トライアック１
は電源投入から過渡期間が経過するまでの間、ヒータ３
への突入電流を抑制すべくヒータ３へ供給される電流を
位相制御するだめのものである。１〜ライアツク２は上
記過渡期間が経過した後に、ヒータ３が定常（定着）温
度に安定するように、ヒータ３１＼の供給電流を導通、
遮断制御するためのものである。なお、１〜ライアツク
１，２はグー！・に例えばハイ信号が入力されるとオン
し、上記ヒータ３への電流の極性が反転すると（ゼロク
ロスすると）オフになる（第２図参照）。

ヂョークコイルＬ１はトライアック１に直列接続され、
該トライアック１により位相制御された出力電流のピー
クを抑圧づるためのものである。

ゼロクロス検出回路４はヒータ３へ供給される電流の極
性が反転する（ゼロクロスする）時点を検出するもので
ある。制御回路５はトライアック１を通してヒータ３へ
供給される電流を位相制御すべく制御信号を出力するも
のである。また、制御回路５は内部に計時手段を備えて
おり、電源投入から所定時間が経過すると、トライアッ
ク１をオフにするとともに、トライアック２をオンずべ
く制御信号を出力する。さらに、制御回路５は上記所定
時間が経過した後は、温度センサ７により検出されたヒ
ータ３の温度が定常温度に安定するようにトライアック
２を導通、遮断制御すべく制御信号を送出する。

出力回路６は上記制御回路５からの制御信号に応じたグ
ー１〜制御信号をトライアック１，２の各ゲートにそれ
ぞれ送出でるものである。

そして、制御回路５は１−ライアツク１により上記ヒー
タ３へ供給される電流を位相制御Ｊるとさは、このゼロ
クロス検出回路４からの検出信号を所定期間遅延して生
成し！ご制御パルスを制御信号として出力回路６に出力
し、出力回路６は上記制御パルスをトリガパルスに変換
してトライアック１のゲートに出力する。

次に、上記構成のヒータ制御装置の動作について第２図
のタイミングヂャートを参照して説明する。なお、トラ
イアック１によるヒータ３への電流の位相制御は２段階
とする。

電源が投入されると、まず制御回路５からトライアック
１およびトライアック２をそれぞれυ制御するための制
御パルスが出力回路６に出力される。

出力回路６はこの制御パルスを受けてトライアック１の
ゲートにトリガパルスを出力する。このため、トライア
ック２はオフのままで、トライアック１が上記トリガパ
ルスに応じてヒータ３へ供給される電流を位相制御する
。

すなわち、上記位相制御をするため、上記ヒタ３へ供給
される電流のゼロクロス時点から所定期間遅延した制御
パルスが出力回路６に出力される。すると、第２図（ａ
）の波形Ａ＋　、Ａ２に示すように、上記電流のゼロク
ロス時点（第２図、波形（Ｃ）参照〉から■１期間遅延
されたトリガパルスがトライアック１のゲートに出力さ
れる。

［・ライアック１は上記トリがパルスが入力される毎に
オンするとともに、上記電流のゼロクロス時点のｔｌ、
ｔ２　′Ｃ−オオフなる。

このため、第２図（Ｃ）の波形Ｃ＋　、Ｃ２に小すよう
に、トライアック１から上記ヒータ３への電流の半波毎
にＴ１期間オフされた出力がチョークコイルＬ１に出力
される。チョークコイルＬ１は第２図（ｄ）の波形Ｄ＋
　、Ｄ２に示すように、ヒータ３１＼の供給電流のピー
クを抑圧する。この結果、ヒータ３の抵抗値が小さい状
態であってもヒータ３への突入電流が抑制される。

また、電源投入から所定時間（Ｔｏ待時間経過すると、
Ｆ記制御パルスの遅延期間が変更される。

すなわち、第２図（ａ＞の波形△３．Ａ４に示すように
、Ｔ１期間よりも短い１２期間Ｒ遅延れたトリガパルス
が出力回路６からトライアック１のゲートに出力される
。これはＴｏ待時間の電力供給によりヒータ３の温度が
上昇して抵抗値が多少大きくなるため、その分電流ｍを
増加するようにしたものである。

このため、第２図（Ｃ）の波形Ｃ３、Ｃ４に示すように
、トライアック１から上記ヒータ３への電流の半波毎に
、−［２明間Ａ）された出りが”ｆ　＝１−クコイルＬ
１に送出され、第２図（ｄ）の波形Ｄ３　、Ｄ４に示す
ように、上述した第２図（ｄ）の波形Ｄ１．Ｄ２の電流
伯よりも大きな電流ωがチョークコイル［１からヒータ
３へ供給される。

この結果、ヒータ３の発熱−が上記Ｔｏ待時間場合より
も増加し、ヒータ３の渇瓜十翼かより速くなる。また、
これに伴ってヒータ３の抵抗値も大さくなる。

そして、ヒータ３の温度が上昇して抵抗値も充分大きく
なる１５時点で、制御回路５からの制御信号によってト
ライアック１がオフになる。なお、ｔ５時点ではヒータ
３の温度が定常温度に到達しないようにしているので、
ｔ５時点でトライアック２がオンして導通する。このた
め、第２図（Ｃ）の波形Ｃ５に示すように、電流がトラ
イアック２を通してヒータ３に直接供給される。この結
果、ヒータ３の発熱量がｔ５時点以前よりも増加し、ヒ
ータ３の温度上昇が更に速くなる。

そして、ヒータ３の温度が上昇してし６時点で定常温度
になると、トライアック２がオフになりヒータ３への電
流が遮断される。こののち、ヒータ３の温度が低下しで
ある温度になるｔ７時点で再びトライアック２が導通す
る。すなわち、ヒータ３が定常温度範囲内になるように
、トライアック２は導通、遮断制御される。

このように、電源投入直後はヒータ３へ供給される電流
を位相制御するとともに、チョークコイルＬ１によりヒ
ータ３への供給電流のピークを抑圧しているので、電源
投入直後のヒータ３の抵抗値が小さいときの突入電流を
より抑制することができる。また、電源投入から１０時
間紅通過後制御信号の遅延量をＴ１期間からＴ２期間に
短縮し、ヒータ３の温度がある程度上昇して抵抗値が大
きくなったときにヒータ３への供給電流を増加するので
、ヒータ３の温度上昇を速めることができる。

なお、上記説明では、ヒータ３へ供給される電流の位相
制御は２段階であったが、３段階以上であってもよい。

この場合、トリガパルスの遅延期間を電源投入からの時
間経過に従って逐次短縮Ｊることで、ヒータ３への供給
電流を徐々に増加することがてきる。また、上記電流の
位相制御１を段階を設けずに遅延期間を一定にしてもよ
い。この場合、ヒータ３の温度上昇は遅くなるが、制御
回路５のプログラム等を簡単にすることができる。

さらに、上記説明では位相制御する、いわゆる過渡期間
を電源投入からの時間経過−（゛設定しているが、温度
センサ７により検出されるヒータ３の温度で設定するよ
うにしてもよい。この場合、トリガパルスの遅延期間を
ヒータ３の温度上昇に従っ−Ｃ逐次短縮する。

　０また、トライアックに代えてサイリスタ等のスイツヂン
グ素了を用いてもよい。

さらに、位相制御手段を一般的なゲートとゼロクロス検
出回路４の出力に同期して所定幅のゲートパルスを出力
するパルス発生手段で構成することもできる。この場合
は全波、半波整流された直流Ｆｆｔｉ流でｂ制御ｌｌづ
ることが（゛きる。

〔発明の効果〕

本発明は、電源投入後の過渡期間はヒータへ供給される
電流を位相制御するので、ヒータへの突入電流を抑制す
ることができ、電源投入時の過電流による電源供給部の
故障を防止することができる。また、ヒータへの突入電
流の抑制に抵抗を用いないので、不必要な発熱を防止す
ることができるとともに、ヒータの温度上昇を速めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかがるヒータ制御装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図のヒータ制御装置の動作を示
すタイミングチャートである。１１．２・・・１−ライアツク、３・・・ヒータ、４・・
・ぎロクロス検出回路、５５・・・制■１回路、６・・
・出力回路、７・・・ン晶度センザ、Ｌｌ・・・チョー
ク」イル。

Claims

【特許請求の範囲】

１、電源投入時点から過渡期間に相当する期間信号を出
力する信号発生手段と、電源とヒータ間に接続され、上
記ヒータへ供給される電流を上記信号発生手段の出力期
間中だけ位相制御する位相制御手段と、上記出力期間後
に上記位相制御手段を短絡して上記ヒータに電流を供給
する短絡手段とを備えたことを特徴とするヒータ制御装
置。