JPH09106882A - セラミックヒータの温度制御機構 - Google Patents

セラミックヒータの温度制御機構

Info

Publication number
JPH09106882A
JPH09106882A JP26438195A JP26438195A JPH09106882A JP H09106882 A JPH09106882 A JP H09106882A JP 26438195 A JP26438195 A JP 26438195A JP 26438195 A JP26438195 A JP 26438195A JP H09106882 A JPH09106882 A JP H09106882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
ceramic heater
difference
ceramic
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26438195A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Tsuruno
鶴野  邦夫
Masatoshi Tanabe
雅俊 田辺
Mitsuo Nimura
光夫 仁村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP26438195A priority Critical patent/JPH09106882A/ja
Publication of JPH09106882A publication Critical patent/JPH09106882A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】複写機等の定着装置のセラミックヒータにおい
て、発熱体に対する給電電力を、最高温度部と最低温度
部との温度差に基づいて制御することで、セラミックヒ
ータの熱による歪みや割れを防止する。 【解決手段】セラミック基板1に発熱体2を設け、これ
に給電を行って加熱する。最高温度部、最低温度部に感
熱素子4、5を配置し、引き算回路10、比較器11等
を介して、両感熱素子4、5の温度差が基準値を超えた
ことを検知した場合、トライアック制御回路16に、ト
ライアック17をOFFする信号を出力する。これによ
り、抵抗体2に対する給電が停止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック基板上に
形成された、抵抗体に通電することにより発熱する、セ
ラミックヒータの温度制御機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機等の定着装置において、記
録材上の未定着トナーを加熱定着させるヒータとして、
セラミックヒータが知られている。このセラミックヒー
タは、セラミック基板上に銀パラジウム等の抵抗体(発
熱体)を設けて構成し、さらに、抵抗体の近傍にサーミ
スタ等の感熱素子を配置し、その温度情報に基づいて発
熱体に対する給電を制御しながら、まず、必要温度まで
昇温させ、その後、一定温度に保持するようにしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般暖
房機用としてではなく、複写機等の定着用として使用す
る、すなわち、高速で必要温度まで昇温させ、かつ一日
の内での昇温サイクルが多い用途では、セラミックヒー
タに対する温度サイクルが多いため、セラミック基板の
割れや欠けの発生を助長し、セラミックヒータの寿命を
短くするという問題を有していた。
【0004】この問題は、基板となるセラミックの熱膨
張係数と抵抗体の熱膨張係数とが異なることに起因す
る。熱膨張係数は、一般的に、セラミックは小さく、銀
パラジウム等の抵抗体は大きい。
【0005】セラミックに近い熱膨張係数を有し、かつ
安価な抵抗体は、現在においては無く、また、昇温方法
でセラミックヒータの延命を図ろうとすると、昇温速度
を低下させることとなり、これは複写機等の定着用の用
途においては、重大な欠点となる。
【0006】そこで、本発明は、セラミックヒータの歪
みを抑制しつつ、実使用においての高速昇温を可能にし
たセラミックヒータの温度制御機構を提供することを目
的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、セラミック基板と、該セラ
ミック基板上に設けられた発熱体とを有し、該発熱体に
対する給電によって加熱されるセラミックヒータの温度
制御機構において、前記セラミック基板上の部位のうち
の加熱時に最も温度が高くなる最高温度部に配置された
第1の感熱素子と、前記セラミック基板上の部位のうち
の加熱時に最も温度が低くなる最低温度部に配置された
第2の感熱素子と、これら第1の感熱素子と第2の感熱
素子との温度信号差を検出する温度差検出手段と、該温
度差検出手段が検出する温度信号差が基準値を超えたと
きに、前記発熱体への給電の停止又は低減を行う制御手
段と、を備える、ことを特徴とする。
【0008】また、前記制御装置は、低温時には前記温
度差検出手段の温度信号差により前記発熱体への給電を
停止し又は低減する制御を行い、ヒータ目標温度に達し
た後は、前記第1の感熱素子の温度信号又は前記第2の
感熱素子の温度信号の単独で、設定値としての比較を行
い、前記発熱体への給電を停止し又は低減する制御に切
り換える手段を有するようにしてもよい。
【0009】さらに、前記セラミック基板上の前記最高
温度部と最低温度部とに前記発熱体と同様な抵抗体をそ
れぞれ配置し、これら抵抗体の温度抵抗値変化を用い
て、前記第1の感熱素子及び第2の感熱素子とすること
ができる。
【0010】〔作用〕第1の感熱素子と第2の感熱素子
との昇温速度の差、これはセラミックの熱伝導速度が有
限であることにより発生し、昇温速度が高いほど双方の
感熱素子の温度差は大となり、双方の感熱素子の温度差
が大となると、熱膨張の差によるセラミックヒータの歪
みが大となり、セラミックヒータの寿命が短くなる。
【0011】前述の構成に基づき、、単に必要温度に達
するまでの発熱体への給電を制御するのではなく、最高
温度部と最低温度部との差を演算に用いて、給電を制御
することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態1〉図1に、本発明に係るセラミックヒー
タの温度制御機構のブロック図を示す。同図中、1は長
板状に形成されたセラミック基板、2はセラミック基板
上に銀パラジウム等によって帯状に形成された抵抗体
(発熱体)、3は抵抗体2の長手方向両端部にそれぞれ
設けられた電極である。
【0013】以上が、一般的なセラミックヒータの構成
であり、本実施の形態においては、さらにセラミック基
板1に接触するようにして配置された2つの感熱素子
4、5を有する。このうち感熱素子4は、セラミック基
板1の部位のうちの加熱時に最も温度が高くなる最高温
度部に配置されており、一方、感熱素子5は、セラミッ
ク基板1の部位のうちの加熱時に最も温度が低くなる最
低温度部に配置されている。
【0014】図2に、上述構成のセラミックヒータの下
面図を、また、図3に側面図を示す。いずれの図も、抵
抗体に2に対して通電が行われる前の形状を示してい
る。
【0015】図2に示すように、本実施の形態の構成の
セラミックヒータでは、セラミック基板1の長手方向に
沿って、そのほぼ全長にわたって帯状に抵抗体2が形成
されている。ただし、セラミック基板1の幅方向(同図
の上下方向)については、抵抗体2は、中心からずれた
位置(同図では中心よりも上方)に配置されている。し
たがって、図2に示すセラミックヒータでは、セラミッ
ク基板1は、上側の側面の長手方向中央部が最高温度部
となり、一方、下側の側面の長手方向端部が最低温度部
となる。そして、上述のように、最高温度部には、第1
の感熱素子4が、一方、最低温度部には、第2の感熱素
子5がそれぞれ配置されている。なお、第2の感熱素子
5は、同図に示す右端部ではなく、左端部に配置しても
よい。なお、本発明においては、第1の感熱素子4及び
第2の感熱素子5の配設位置は、図2の位置に限定され
るものではなく、それぞれ最高温度部及び最低温度部に
配置すれば足る。つまり、例えば、抵抗体2の形状や形
成位置によっては、セラミック基板1上の最高温度部及
び最低温度部が変化する。この場合は、第1の感熱素子
4及び第2の感熱素子5は、それぞれの変化した位置に
配置すればよい。
【0016】図4、図5は、通電前にそれぞれ図3、図
2の形状であったセラミック基板1の、通電後の形状変
化を示す。抵抗体2の熱膨張係数がセラミックのそれよ
りも大きいため、厚さ方向については、図4のごとく、
抵抗体2の逆側への歪みが発生し、また、幅方向につい
ては、図5のごとく、抵抗体2の逆側への歪みが発生す
る。なお、実際には、図4の厚み方向の歪みと、図5の
幅方向の歪みとが合成された歪みとなって現れる。この
歪みが大きい場合には、セラミック基板1に割れ、欠け
等が発生する。
【0017】次に、この歪みを低減するための、抵抗体
2の電力制御について説明する。
【0018】図1に戻り、最高温度部の感熱素子4の出
力がe1 として、8のアンプに入力される。一方、最低
温度部の感熱素子5の出力がe2 として9のアンプに入
力される。
【0019】このアンプ8の出力e1 ’とアンプ9の出
力e2 ’との差を、引き算回路10で求める。この差が
セラミック基板1の温度差となる。この温度差を式で表
わすと(e1 ’−e2 ’)となる。
【0020】この温度差と一定の基準値E1 との比較を
行う。比較器11で、基準値E1 を越えると比較器11
の出力は正となる。ここで、一定の基準値E1 は、(e
1 ’−e2 ’)の最大値として働く。比較器11の出力
は、ゲート回路15に入力され、ゲート回路15は、一
方の入力が正であれば、トライアック制御回路16に、
トライアック17をOFFする信号を出力する。これに
より、e1 の高温部信号と、e2 の低温度信号の差が大
きくなると、トライアック17により抵抗体2の電力が
停止される。
【0021】また、温度を安定に保つ系として、e1
の信号と一定の基準値E2 との比較を行う。比較器13
で、基準値E2 を超えると、比較器13の出力は正とな
る。ここで、一定の基準値のE2 は、セラミックヒータ
ヒータの上限値として働く。
【0022】比較器13の出力が正になると、前記の温
度差の制御と同様にゲート回路15の一方の入力が正で
あれば、トライアック制御回路16によりトライアック
17をOFFする信号を出力する。
【0023】本実施の形態において、最高温度部の第1
の感熱素子4と最低温度部の第2の感熱素子5との信号
演算によりトライアック17をOFFする制御をハード
で述べたが、本発明は、それぞれの感熱素子4、5の信
号e1 、e2 をA/Dコンバータを用いて、また、後の
演算をマイクロコンピュータのレジスタを用いて実現す
る場合も、含む発明である。
【0024】上述の構成によると、セラミックヒータの
最高温度部と最低温度部の差を小さくすることができ
る。この動作を説明すると、図6は、従来の昇温制御を
行った場合の温度カーブを示し、6は最高温度部の温度
上昇カーブで、7は最低温度部の温度上昇カーブであ
る。
【0025】昇温開始直後から上昇する最高温度部の温
度上昇カーブ6に対して、遅れが発生する最低温度部の
温度上昇カーブ7の差が、昇温中間付近でΔTで示され
るごとく最大となる。
【0026】一方、本発明のセラミックヒータの温度制
御機構によると、図7のごとく、最高温度部と最低温度
部の上昇カーブの差が、一定基準値以上になると電力を
停止するので、最高温度部の上昇カーブ6はフラットと
なり最低温度部の上昇カーブ7に接近する。この時に両
上昇カーブの差が一定の基準値以下となると、再び電力
が供給されて、最高温度部の上昇カーブは再び上昇す
る。
【0027】この動作により、図7の両カーブの差ΔT
は小さくなる。
【0028】これにより、セラミックヒータに発生する
熱歪みを小さくして、割れ、欠けが発生する歪み臨界点
以下の動作が確保され、温度サイクルによる疲労も最小
限に押えることが可能となり、セラミックヒータの寿命
を長くする効果を発生せしめる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
セラミック基板の最高温度部と最低温度部との温度差を
演算に用いて、発熱体への給電を制御する。熱歪みの安
全圏以下で発熱体を昇温することができるので、温度差
に基づく歪みを小さく抑えて、セラミックヒータの寿命
を延長することができる。
【0030】さらに、セラミックヒータが他の物に接す
ることによる温度変化に対しても、予測値でなく、実温
度を測定しているので、歪みを抑えた実使用における高
速の昇温を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】セラミックヒータの温度制御機構のブロック
図。
【図2】セラミックヒータの下面図。
【図3】セラミックヒータの側面図。
【図4】温度差によるセラミックヒータの形状変化を示
す側面図。
【図5】温度差によるセラミックヒータの形状変化を示
す下面図。
【図6】従来のセラミックヒータの温度上昇カーブを示
す図。
【図7】本発明のセラミックヒータの温度上昇カーブを
示す図。
【符号の説明】
1 セラミック基板 2 発熱体(抵抗体) 3 電極 4 第1の感熱素子 5 第2の感熱素子 8、9 アンプ 10 温度差検出手段(引き算回路) 11、13 比較器 12、14 基準電圧 15 ゲート回路 16 制御手段(トライアック制御回路) 17 トライアック 18 電源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基板と、該セラミック基板上
    に設けられた発熱体とを有し、該発熱体に対する給電に
    よって加熱されるセラミックヒータの温度制御機構にお
    いて、 前記セラミック基板上の部位のうちの加熱時に最も温度
    が高くなる最高温度部に配置された第1の感熱素子と、 前記セラミック基板上の部位のうちの加熱時に最も温度
    が低くなる最低温度部に配置された第2の感熱素子と、 これら第1の感熱素子と第2の感熱素子との温度信号差
    を検出する温度差検出手段と、 該温度差検出手段が検出する温度信号差が基準値を超え
    たときに、前記発熱体への給電の停止又は低減を行う制
    御手段と、を備える、 ことを特徴とするセラミックヒータの温度制御機構。
  2. 【請求項2】 前記制御装置は、 低温時には前記温度差検出手段の温度信号差により前記
    発熱体への給電を停止し又は低減する制御を行い、 ヒータ目標温度に達した後は、前記第1の感熱素子の温
    度信号又は前記第2の感熱素子の温度信号の単独で、設
    定値としての比較を行い、前記発熱体への給電を停止し
    又は低減する制御に切り換える手段を有する、 ことを特徴とする請求項1記載のセラミックヒータの温
    度制御機構。
  3. 【請求項3】 前記セラミック基板上の前記最高温度部
    と最低温度部とに前記発熱体と同様な抵抗体をそれぞれ
    配置し、これら抵抗体の温度抵抗値変化を用いて、前記
    第1の感熱素子及び第2の感熱素子とする、 ことを特徴とする請求項1記載のセラミックヒータの温
    度制御機構。
JP26438195A 1995-10-12 1995-10-12 セラミックヒータの温度制御機構 Pending JPH09106882A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26438195A JPH09106882A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 セラミックヒータの温度制御機構

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26438195A JPH09106882A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 セラミックヒータの温度制御機構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09106882A true JPH09106882A (ja) 1997-04-22

Family

ID=17402369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26438195A Pending JPH09106882A (ja) 1995-10-12 1995-10-12 セラミックヒータの温度制御機構

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09106882A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002174981A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Toshiba Tec Corp 定着制御方法及びその装置
WO2007029981A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Smattech. Inc. Ceramic heater
KR100782063B1 (ko) * 2005-05-24 2007-12-04 주식회사 스마텍 세라믹 히터

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002174981A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Toshiba Tec Corp 定着制御方法及びその装置
KR100782063B1 (ko) * 2005-05-24 2007-12-04 주식회사 스마텍 세라믹 히터
WO2007029981A1 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Smattech. Inc. Ceramic heater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0944026A (ja) 定着温度制御装置
NL8501327A (nl) Verwarmingsinrichting voor het verwarmen van een lichaam.
JPH09106882A (ja) セラミックヒータの温度制御機構
JPS61179439A (ja) 熱現像装置
JP2941568B2 (ja) 定着装置
JP3268681B2 (ja) 加熱装置
JP2545390B2 (ja) 定着温度制御装置
JP3176269B2 (ja) 像加熱装置
JP2890652B2 (ja) 電磁誘導加熱調理器
JP2545392B2 (ja) 定着温度制御装置
JPS6163860A (ja) 複写機の結露防止装置
JP2000150113A (ja) 発熱体、定着装置および画像形成装置
JPH06151048A (ja) 電磁誘導加熱装置
JPH0394287A (ja) 定着装置
JPH10333488A (ja) 定着温度制御方法
JPH06163144A (ja) 電気採暖具の温度制御装置
JPS63155168A (ja) 定着装置
JP3378713B2 (ja) 画像形成装置
JPH07282956A (ja) 加熱ヒータ
JPH11109838A (ja) 画像形成装置
JPS59133078A (ja) 感熱ヘツド
JPH0611998A (ja) 定着装置
JPH0980969A (ja) 電力制御装置及び定着装置
JP2006047393A (ja) 定着装置
JPH0464110A (ja) 温度制御方法