JPS58160972A - Temperature controller of heat roll - Google Patents

Temperature controller of heat roll

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JPS58160972A
JPS58160972A JP4395882A JP4395882A JPS58160972A JP S58160972 A JPS58160972 A JP S58160972A JP 4395882 A JP4395882 A JP 4395882A JP 4395882 A JP4395882 A JP 4395882A JP S58160972 A JPS58160972 A JP S58160972A
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JP
Japan
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circuit
temperature
output
signal
temp
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JP4395882A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Hashimoto
薫 橋本
Norizo Nagata
永田 憲蔵
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/472,171 priority patent/US4556779A/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature

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Abstract

PURPOSE:To prevent staining of a detection part, and damage of a heat roll, and to enable always constant control of surface temp. without being affected by the external air, by using an IR sensor unit consisting of a pyroelectrical type IR sensor, a chopper mechanism, and a reference temp. measuring thermosensitive element. CONSTITUTION:A pulse motor 8 is rotated with a pulse motor drive signal of a pulse generation circuit 34, IR rays radiated from the surface of an upper heat roll are intermitted by rotation of a chopper disc 10, and projected to a pyroelectrical type IR sensor 5. Output of the sensor 5 depends on chopper frequency, and high frequency lowers sensitivity. An output signal of the sensor 5 is held at the peak value with a retention circuit 32. Output of a reference temp. measuring element 7 is amplified with an amplification circuit 55, the obtd. signal and a signal of the circuit 32 are added with a synthesizing circuit 33, its output VO is compared with a set temp. VB of a set temp. signal generating circuit 37 with a comparator 36. When VO<VB, a heater 22 is turned on, and when VO>=VB, it is turned off, thus maintaining the surface temp. of the upper heat roll at a constant prescribed value.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電子写真複写機においてトナーを複写紙上に
加熱定着するためのヒートローラの温度制御装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a temperature control device for a heat roller for heating and fixing toner on copy paper in an electrophotographic copying machine.

従来技術 電子写真複写機において、ヒートローラを用いた定着器
で十分な定着能力を保つためには、ヒートローラの表面
温度(定着温度)を一定値に保つ制御を行う必要がある
。即ち、定着温度が低いと定着不良を生じ、高いとヒー
トローラにトナーのオフセット等の不具合を生じるから
である。
In a conventional electrophotographic copying machine, in order to maintain sufficient fixing ability with a fixing device using a heat roller, it is necessary to perform control to maintain the surface temperature (fixing temperature) of the heat roller at a constant value. That is, if the fixing temperature is low, it will cause fixing failure, and if it is high, it will cause problems such as toner offset on the heat roller.

従来、このような温度制御は、ヒートローラの表面にサ
ーミスタ等の感熱素子を直接接触せしめて(接触形)、
あるいは微小間隔を保って(非接触形)設置し、この感
熱素子による温度検出値に基ツいてヒートローラのヒー
タをオン・オフ制御するのが一般的であった。
Conventionally, this type of temperature control has been carried out by directly contacting a heat-sensitive element such as a thermistor with the surface of the heat roller (contact type).
Alternatively, it has been common practice to install the heat rollers at a small distance (non-contact type), and to control the heater of the heat roller on and off based on the temperature detected by the heat-sensitive element.

しかしながら、このような感熱素子を用いた制御方法に
おいて、接触形にあっては、ヒートローラの表面温度を
瞬時的に検出できるために制御温度のリップルを小さく
でき、同時にヒートローラの温度立上り時のオーバーシ
ュートを小さく押さえることができる長所を有するも、
ヒートローラの表面に付着するトナーや紙粉、オイル等
により検出部が汚染され、温度検出効率が低下するとと
もに応答性が低下したり、ヒートローラの表面を損傷す
る等の短所を有している。
However, in the control method using such a heat-sensitive element, in the contact type, the surface temperature of the heat roller can be detected instantaneously, so the ripple in the control temperature can be reduced, and at the same time, the ripple when the temperature of the heat roller rises can be reduced. Although it has the advantage of keeping overshoot small,
The detection unit is contaminated by toner, paper dust, oil, etc. that adhere to the surface of the heat roller, resulting in lower temperature detection efficiency and response, and has disadvantages such as damage to the surface of the heat roller. .

これに対して、非接触形にあっては、これとは逆に、検
出部の汚染、ヒートローラ表面の損傷がないという長所
を有するも、感熱素子とヒートローラ表面との間に気層
f介在するため、熱応答性が悪く、外気の影響を受けや
すく正確な温度検出が困難であり、制御温度のリップル
が大きく、定着むら、定着不良が発生し、また感熱素子
の取付けに高精度を要求されるという短所を有している
On the other hand, the non-contact type has the advantage that there is no contamination of the detection part and no damage to the surface of the heat roller, but there is a gas layer between the heat-sensitive element and the surface of the heat roller. Because of the interference, thermal response is poor, it is easily affected by outside air, and accurate temperature detection is difficult. Ripples in the control temperature are large, resulting in uneven fixing and defective fixing. It has the disadvantage of being demanding.

即ち、現状では、接触形、非接触形・それぞれ長所、短
所を有する訳であるが、両者の長所を兼ね備え、短所を
除去した温度検出方式、具体的には非接触形であって外
気の影響のない温度検出方式が要求されているのである
In other words, at present, both contact and non-contact types have their advantages and disadvantages, but a temperature detection method that combines the advantages of both and eliminates the disadvantages, specifically, is a non-contact type and is influenced by the outside air. There is a need for a temperature detection method that does not require

目  的 本発明は前記要求に鑑みてなされたもので、その目的は
、非接触形であって、外気の影響例えば外気温度の高低
、変動、突発的な空気の流れによる温度検出レベルの変
動の嫌い検出手段を用いてヒートローラの表面温度を常
時一定値に制御することのできる温度制御装置を提供す
ることにある。
Purpose The present invention has been made in view of the above-mentioned requirements.The purpose of the present invention is to provide a non-contact type that is free from the effects of outside air, such as fluctuations in temperature detection level due to changes in outside air temperature and sudden air flows. An object of the present invention is to provide a temperature control device that can always control the surface temperature of a heat roller to a constant value using a dislike detection means.

要旨 以上の目的を達成するため、本発明に係るヒートローラ
の温度制御装置は、ヒートローラの表面温度の検出手段
として、焦電形赤外線センサとチョッパ機構と基準温度
測定用感熱素子とからなる赤外線センサユニットを使用
した′ものである。
SUMMARY In order to achieve the above objects, the heat roller temperature control device according to the present invention uses an infrared ray sensor, which includes a pyroelectric infrared sensor, a chopper mechanism, and a reference temperature measurement thermosensitive element, as means for detecting the surface temperature of the heat roller. It uses a sensor unit.

実施例 以下、本発明に係るヒートローラの温度制御装置の一実
施例について添付図面を参照して説明する。
Embodiment Hereinafter, an embodiment of a heat roller temperature control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、ここで本発明で使用される焦電形赤外線センサの
原理を説明する。
First, the principle of the pyroelectric infrared sensor used in the present invention will be explained.

絶対零度(OK)以上にある全ての物体はその表面から
絶対温度に応じた赤外線(電磁波)エネルギーを放出し
ている。絶対温度T’にの黒体から波長λで半球内へ放
出される単位波長間隔当りのエネルギーはブランクの法
則で次式のように表わされる。
All objects at temperatures above absolute zero (OK) emit infrared (electromagnetic) energy from their surfaces in proportion to their absolute temperature. The energy per unit wavelength interval emitted from a black body at absolute temperature T' into the hemisphere at wavelength λ is expressed by Blank's law as follows.

C1c2′5T−0) ”C”d、p。”)−(1、〜
■λ=□(e λ5 12 C1:3.740X10   (W−cd)C2i 1
.438     (cM−’deg)このエネルギー
は波長に応じて変化し、その最大値はウィーンの法則で
次式のように表わされる。
C1c2'5T-0) "C"d, p. ”)-(1,~
■λ=□(e λ5 12 C1:3.740X10 (W-cd)C2i 1
.. 438 (cM-'deg) This energy changes depending on the wavelength, and its maximum value is expressed by Wien's law as follows.

3 λm−一          ・・・(2)C3: 2
890 μm、deg 黒体から半球内へ放射される全エネルギーは(2)式を
波長0〜美について積分することにより求めることがで
き、次式のように表わされる。
3 λm-1 ... (2) C3: 2
890 μm, deg The total energy radiated from the black body into the hemisphere can be found by integrating equation (2) over wavelengths 0 to 4, and is expressed as the following equation.

cr : 5.67 X 10 t2W/、 j de
g4ステファン・ボルツマン定数 この(3)式をステファン・ボルツマンの4剰則という
cr: 5.67 x 10 t2W/, j de
g4 Stefan-Boltzmann constant This equation (3) is called Stefan-Boltzmann's fourth power law.

一方、焦電効果とは、結晶の一部を加熱したときに結晶
表面に電荷が表われる現象をいう。自発分極を有する焦
電体の表面は、大気中の浮遊電荷を捕獲して電気的な中
和を保っている。この焦電体に△Tの温度変化を与える
と、内部自発分極の大きさが変化する。このとき表面電
荷は、自発分極はど速く温度変化に対応できないため、
焦電体表面では自発分極の変化した分だけ電荷を短時間
観測することができる。
On the other hand, the pyroelectric effect is a phenomenon in which charges appear on the surface of a crystal when a part of the crystal is heated. The surface of a pyroelectric material, which has spontaneous polarization, captures stray charges in the atmosphere and maintains electrical neutralization. When a temperature change of ΔT is applied to this pyroelectric material, the magnitude of internal spontaneous polarization changes. At this time, the surface charge cannot respond quickly to temperature changes due to its spontaneous polarization.
On the surface of a pyroelectric material, charges can be observed for a short time by the amount of change in spontaneous polarization.

焦電形赤外線センサはこのような焦電効果を利用して温
度検出を行うもので、次に温度検出のメカニズムを第1
図を参照して説明する。
Pyroelectric infrared sensors detect temperature using the pyroelectric effect, and the temperature detection mechanism is the first one.
This will be explained with reference to the figures.

第1図(a)は赤外線の入力パルス信号%(b)は焦電
体内部の双極子と浮遊電荷の結合状態、(C)は焦電体
に電極を設けて検出した出力信号をそれぞれ示している
。定常状態では(bl)=(b3)*(b5)のように
表面電荷の変化はなく出力信号は零である。ここに赤外
線が照射されると、焦電体は僅かに温度上昇して結晶格
子が歪み、(b2)のように双極子の配列に乱れを生じ
て表面給金電荷とのアンバランスが生じる。この反応は
非常に速く、瞬時に出力信号が現われ、新たな平衡状態
(b3)に達するまで出力は漸減する。従って、一定強
度の連続した赤外線の入射に対して出力はいったん立ヒ
つた後直ちに零となり、赤外線が遮断されると全く逆の
反応が生じ、反対符号の出力信号が得られる。即ち、こ
のよう−1出力信号のピーク値が入射赤外線エネルギー
量に対応するのである。
Figure 1 (a) shows the infrared input pulse signal % (b) shows the combination state of the dipole and floating charge inside the pyroelectric body, and (C) shows the output signal detected by installing an electrode on the pyroelectric body. ing. In a steady state, there is no change in surface charge as (bl)=(b3)*(b5), and the output signal is zero. When infrared rays are irradiated here, the temperature of the pyroelectric material rises slightly and the crystal lattice is distorted, causing disturbance in the arrangement of dipoles as shown in (b2), resulting in an imbalance with the surface-feeding charges. This reaction is very fast; an output signal appears instantaneously, and the output gradually decreases until a new equilibrium state (b3) is reached. Therefore, when infrared rays of a constant intensity are continuously incident, the output becomes zero immediately after it starts, and when the infrared rays are interrupted, a completely opposite reaction occurs and an output signal of the opposite sign is obtained. That is, the peak value of the -1 output signal corresponds to the amount of incident infrared energy.

前記焦電形赤外線センサは一定強度の連続した赤外線の
入射に対してその出力は零となるため、実際の使用に際
しては、チョッパ機構を取付けて入射赤外線を断続させ
る必要がある。さらに、このときの出力はチョッパ温度
と被測定物体との相対温度となるので、絶対温度を得る
ためには、チョッパ温度を測定して前記赤外線センサの
出力を補正する必要がある。
Since the output of the pyroelectric infrared sensor becomes zero when continuous infrared rays of a constant intensity are incident, in actual use, it is necessary to attach a chopper mechanism to intermittent the incident infrared rays. Furthermore, since the output at this time is the relative temperature between the chopper temperature and the object to be measured, in order to obtain the absolute temperature, it is necessary to measure the chopper temperature and correct the output of the infrared sensor.

ここで、本発明に用いられる赤外線センサユニットの構
成について、第2図、第3図を参照して説明する。
Here, the configuration of the infrared sensor unit used in the present invention will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

この赤外線センサユニット(1)は、中間板(2)に固
定したプリント基板(3)上に焦電形赤外線センサ(5
)と(チョッパ温度測定のための基準温度測定素子(7
))。
This infrared sensor unit (1) has a pyroelectric infrared sensor (5
) and (reference temperature measuring element for chopper temperature measurement (7)
)).

を゛取付け、入射赤外線を断続するためにパルスモータ
(8)の回転軸(9)にチョッパ円盤(1o)を取付け
たもので、チョッパ円盤(10)には半円形の開口(1
1)が形成されている。焦電形赤外線センサ(5)は雑
音(入射赤外線のゆらぎ、パルスモータ(8)がらの雑
音等)に対して弱いため、ユニット全体は金属製ケース
(12片覆われており、このケース(12) ニはセン
サ(5)のアース端子が接続されている。また、ステッ
プモータ(8)の入力、センサ(5)の入出力、基準温
度測定素子(7)の入出力はそれぞれ、プリント基板(
3)に固定された端子(4)にて外部と接続されている
。以上の構成において、赤外線はケース(12)の入射
孔(13)より入射し、チョッパ円盤(10)の開口(
11)を経て、センサ(5)の受光部(6)に入射する
。− 以上の構成からなる赤外線センサユニット(1)は、具
体的には、$4図に示すように、定着器外カバー(15
)に赤外線入射孔(16)を設け、その外側に断熱材(
17)を介して取付ける。なお、この定着器は上ヒート
ローラ(20)と下ヒートローラ(21)とからなり、
上ヒートローラ(2o)はヒータ(22)を内蔵して矢
印(a)方向に回転駆動可能である。下ヒートローラ(
21)は上ヒートローラ(20)に圧接し、矢印(′b
)方向に従動回転可能である。
A chopper disk (1o) is attached to the rotating shaft (9) of a pulse motor (8) in order to intermittent the incident infrared rays.The chopper disk (10) has a semicircular opening (1o).
1) is formed. Since the pyroelectric infrared sensor (5) is susceptible to noise (fluctuations in the incident infrared rays, noise from the pulse motor (8), etc.), the entire unit is covered with a metal case (12 pieces). ) D is connected to the ground terminal of the sensor (5).In addition, the input of the step motor (8), the input/output of the sensor (5), and the input/output of the reference temperature measuring element (7) are connected to the printed circuit board (
3) is connected to the outside through a terminal (4) fixed to the terminal (4). In the above configuration, infrared rays enter from the entrance hole (13) of the case (12), and the infrared rays enter the opening (13) of the chopper disk (10).
11) and enters the light receiving section (6) of the sensor (5). - Specifically, the infrared sensor unit (1) having the above configuration is attached to the fuser outer cover (15) as shown in Figure $4.
) is provided with an infrared entrance hole (16), and a heat insulating material (
17). Note that this fixing device consists of an upper heat roller (20) and a lower heat roller (21).
The upper heat roller (2o) has a built-in heater (22) and can be driven to rotate in the direction of arrow (a). Lower heat roller (
21) is in pressure contact with the upper heat roller (20), and the arrow ('b)
) direction.

このように、赤外線センサユニット(1)を外カバー(
15)の外側に取付けたのは、赤外線センサユニット(
1)の環境温度の制限、焦電形赤外線センサ(5)自体
の温度の時間的変化の制限等の条件を満すためである。
In this way, attach the infrared sensor unit (1) to the outer cover (
15) is attached to the outside of the infrared sensor unit (
This is to satisfy the conditions of 1), such as restrictions on the environmental temperature and restrictions on temporal changes in the temperature of the pyroelectric infrared sensor (5) itself.

また、断熱材(17)を介在させたの+t、赤外xセン
サユニット(1)が上ヒートローラ(20)の影響で制
限温度以上に上昇するのを防止するためである。
Further, the reason for interposing the heat insulating material (17) is to prevent the temperature of the infrared x sensor unit (1) from rising above the limit temperature due to the influence of the upper heat roller (20).

一方、赤外線センサユニット(1)の温度上昇を防止す
るには、第5図に示すように、スペーサ(18)を介し
て外カバー(15)に取付けてもよく、あるいは第6図
に示すように、外カバー(15)とは別′個に保持ブラ
ケット(19)を設け、これに取付けてもよい。
On the other hand, in order to prevent the temperature of the infrared sensor unit (1) from rising, it may be attached to the outer cover (15) via a spacer (18) as shown in Figure 5, or it may be attached to the outer cover (15) as shown in Figure 6. A retaining bracket (19) may be provided separately from the outer cover (15) and attached to this.

次に、前記赤外線センサユニット(1)を用いた温度制
御回路を第7図を参照して説明する。
Next, a temperature control circuit using the infrared sensor unit (1) will be explained with reference to FIG.

(30)は増幅回路で、焦電形赤外線センサ(5)の出
力を増幅する。(31)はフィルタ回路で、増幅回路(
30)の出力を分離選択する。(32)はピーク値保持
回路、(33)は合成回路で、ピーク値保持回路(32
)にはパルス発生回路(34)がらのリセット信号が入
力される。−方、このパルス発生回路(34)のいまひ
とつの出方はパルスモータ駆動信号としてチョッパ機構
のパルスモータ(8)に入力される。また、前記合成回
路(33)にはピーク値保持回路(32)の出力ととも
に、前記基準温度測定素子(7)の出力が増幅回路(3
5)を介して入力さ−れる。
(30) is an amplifier circuit that amplifies the output of the pyroelectric infrared sensor (5). (31) is a filter circuit, and an amplifier circuit (
Separate and select the outputs of 30). (32) is a peak value holding circuit, (33) is a synthesis circuit, and peak value holding circuit (32) is a combining circuit.
) is inputted with a reset signal from the pulse generating circuit (34). - On the other hand, another output of this pulse generating circuit (34) is inputted to the pulse motor (8) of the chopper mechanism as a pulse motor drive signal. Further, the output of the reference temperature measuring element (7) is sent to the synthesis circuit (33) together with the output of the peak value holding circuit (32) to the amplifier circuit (33).
5).

(36)は比較回路で、前記合成回路(33)の出力と
設定温度信号発生回路(37)の出力とが入力され、両
者を比較する。設定温度信号発生回路(37)は前記上
ヒートローラ(2o)の表面温度を所定の設定温度、具
体的には165℃に制御するための抵抗分圧信号を発生
する。(38)は位相制御回路で、比較回路(36)か
らの比較信号を受け、前記合成回路(33)の出力(V
Q)が設定温度分圧よりも小さいときにヒータ(22)
をオンし、等しいか大きいときにオフする。
Reference numeral (36) is a comparison circuit to which the output of the synthesis circuit (33) and the output of the set temperature signal generation circuit (37) are input, and the two are compared. A set temperature signal generation circuit (37) generates a resistance partial pressure signal for controlling the surface temperature of the upper heat roller (2o) to a predetermined set temperature, specifically, 165°C. (38) is a phase control circuit which receives the comparison signal from the comparison circuit (36) and receives the output (V) of the synthesis circuit (33).
When Q) is smaller than the set temperature partial pressure, the heater (22)
is turned on and turned off when it is equal or greater.

以上の制御回路において、まず、パルス発生回路(34
)のパルスモーl動勤重号4第8図体)参照)によリー
パルスモー3(8)が周期(2t1)  で回転し、上
ヒートローラ(20)表面から放射され、焦電形赤外線
センサ(5)に入射する赤外線がチョッパ円盤(10)
の回転により断続される。それに伴って焦電形赤外線セ
ンサ(5)が応答し、その出力は増幅回路(30)で増
幅され、フィルタ回路(31)を通過した結果、第8図
(b)で示される波形となる。
In the above control circuit, first, the pulse generation circuit (34
), the pulse motor 3 (8) rotates at a period of (2t1), emits radiation from the surface of the upper heat roller (20), and detects the pyroelectric infrared sensor (5). The infrared rays incident on the chopper disk (10)
Intermittent by the rotation of. Accordingly, the pyroelectric infrared sensor (5) responds, and its output is amplified by the amplifier circuit (30) and passed through the filter circuit (31), resulting in the waveform shown in FIG. 8(b).

なお、焦電形赤外線センサ(5)の出力はチョッパ周波
数(チョッパ円盤(10)の回転数)に依存し、第9図
に示すようl乙チョッパ周波数(Hz)が高くなるにつ
れて感度が低下する。本実施例ではチョッパ周波数(H
2) を1〜3(Hり  としている。が、これに限定
しない。また、パルスモータ駆動信号の立上りに対して
焦電形赤外線センサ(5)の出力の立上りは%(【d)
だけ遅れるが(第8図(b)参照)、これはチョッパ円
盤(10)の回転の機械的な遅れによる。
The output of the pyroelectric infrared sensor (5) depends on the chopper frequency (the number of revolutions of the chopper disk (10)), and as shown in Figure 9, the sensitivity decreases as the chopper frequency (Hz) increases. . In this example, the chopper frequency (H
2) is 1 to 3 (H), but is not limited to this. Also, the rise of the output of the pyroelectric infrared sensor (5) with respect to the rise of the pulse motor drive signal is % ([d)
(see FIG. 8(b)), but this is due to a mechanical delay in the rotation of the chopper disk (10).

さらに、焦電形赤外線センサ(5)の出力信号(So)
はピーク値保持回路(32)により、第8図(C)に示
すように、(S□)となり、前記パルス発生回路(34
)のリセット信号に基づいて次の出力信号(S2)の立
上り直前にリセットされる。同様に出力信号(S 2 
> −(S3 )は(S2)、(S3)にリセットされ
、以下同様にピーク値が保持されていく1、また、ピー
ク値保持回路(32)に入力されるリセット信号はパル
スモータ駆動信号を積分回路により時間(td)だけ遅
らせて前記パルス発生回路(34)から発せられる(第
8図(d)参照)。
Furthermore, the output signal (So) of the pyroelectric infrared sensor (5)
is set to (S□) by the peak value holding circuit (32), as shown in FIG. 8(C), and the pulse generating circuit (34)
) is reset immediately before the next output signal (S2) rises. Similarly, the output signal (S 2
> - (S3) is reset to (S2) and (S3), and the peak value is held in the same way 1. Also, the reset signal input to the peak value holding circuit (32) is the pulse motor drive signal The signal is emitted from the pulse generating circuit (34) with a delay of time (td) by the integrating circuit (see FIG. 8(d)).

次に、基準温度測定素子(7)の出力を増幅回路(35
)を介した増幅された信号(第8図(e)参照)と、前
記ピーク値保持回路(32)からの信号(第8図(C)
参照)とを合成回路(33)にて加算すると、被測定物
体である上に−)ローラ(20)の表面温度が第8図(
f)に示す波形で検出される。ここでの出力(V o 
、 V o = V s +V o )  と設定温度
信号発生回路(37)の設定温度分圧(VB)  とを
比較回路(36)で比較し、■o<VB であればヒー
タ(22)をオンし Vo≧VBであればオフする。こ
れによって、上ヒートローラ(20)の表面温度が設定
温度、具体的には165°Cの一定値番こ維持されるこ
ととなる。
Next, the output of the reference temperature measuring element (7) is transferred to the amplifier circuit (35).
) (see FIG. 8(e)) and the signal from the peak value holding circuit (32) (see FIG. 8(C)).
) and are added in the synthesis circuit (33), the surface temperature of the object to be measured (-) roller (20) becomes as shown in Figure 8 (
It is detected with the waveform shown in f). The output here (V o
, V o = V s + V o ) and the set temperature partial pressure (VB) of the set temperature signal generation circuit (37) are compared in the comparison circuit (36), and if o<VB, the heater (22) is turned on. If Vo≧VB, it turns off. As a result, the surface temperature of the upper heat roller (20) is maintained at a set temperature, specifically, a constant value of 165°C.

なお、前記合成回路(33)にて基準温度測定素子(7
)の出力と焦電形赤外線センサ(5)の出力を合成する
とき瘉こは、両者の温度変化に対する出力レベルを等し
くしなければならない。そのために、両者の出力レベル
を予め使用環境と同条件の下で一定のレベル、例えば1
00°Cでの出力が1.OOVとなるようlこ増幅回路
(30)、(35)(D利得を調整して、使用する。
Note that the reference temperature measuring element (7) is used in the synthesis circuit (33).
) and the output of the pyroelectric infrared sensor (5), it is necessary to equalize the output level of both with respect to temperature change. For this purpose, the output level of both should be set at a certain level, for example 1, under the same conditions as the usage environment.
The output at 00°C is 1. The amplifier circuits (30) and (35) (D gain are adjusted and used so as to be OOV).

また、一般に、赤外線センサの出力が線形性を持たない
ような場合は、リニアライズする必要がある。たyし、
本発明で使用される焦電形赤外線センサの出力は絶対温
度Tの4乗に比例すルカ、この種のヒートローラの温度
制御範囲でははソ線形に近似する。
Furthermore, in general, if the output of an infrared sensor does not have linearity, it is necessary to linearize it. However,
The output of the pyroelectric infrared sensor used in the present invention is proportional to the fourth power of the absolute temperature T, and in the temperature control range of this type of heat roller, the output is approximately linear.

さらに、前記実施例では基準温度測定素子(7)として
ダイオードの温度特性を利用したが、本発明ではこれに
限定するものではない。
Furthermore, although the temperature characteristics of the diode were used as the reference temperature measuring element (7) in the above embodiments, the present invention is not limited to this.

効果 以上の説明で明らかなように、本発明は、ヒートローラ
の表面温度の検出手段として、焦電形赤外線センサとチ
ョッパ機構と基準温度測定用感熱素子とからなる赤外線
センサユニットを使用したため、非接触形の長所である
検出部の汚染、ヒートローラ表面の損傷がないのはもと
より、その短所である外気の悪影響を除去してヒートロ
ーラの表面温度を常時一定値に制御することができる。
Effects As is clear from the above explanation, the present invention uses an infrared sensor unit consisting of a pyroelectric infrared sensor, a chopper mechanism, and a reference temperature measurement heat-sensitive element as means for detecting the surface temperature of the heat roller. The advantage of the contact type is that there is no contamination of the detection section and no damage to the surface of the heat roller, and the disadvantage of the contact type is that it eliminates the adverse effects of outside air and can always control the surface temperature of the heat roller to a constant value.

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

図面は本発明に係る温度制卸装置を説明するためのもの
で、第1図は焦電形赤外線センサによる温度検出メカニ
ズムの説明図、第2図、第3図は赤外線センサユニット
の内部を示す正面図と側面図、第4図は前記赤外線セン
サユニットの取付状態の説明図、第5図・第6図面の簡
単な説明図、第7図は温度制御回路の10ツク図、第8
図は信号波形図、第9図は焦電形赤外線センサのチョッ
パ周波数特性を示すグラフである。 (1)・・・赤外線センサユニット、 (5)・・・焦
電形赤外盤、  (20)・・・上ヒートローラ、  
(21)・・・下ヒートローラ、  (22)・・・ヒ
ータ1.  (32)・・・ピーク値保持回路、  (
33)・・・合成回路、  (34)・・・パルス発生
回路、  (36)・・・比較回路、  (37)・・
・設定温度信号発生回路、  (38)・・・位相制御
回路。 特許出願人  ミノルタカメラ株式会社代 理 人  
弁理士青山葆にか2名 第1図 第9図 4mdYR須敏CHw) o          −−−−−−−−−−−−−−
−−−−手続補正書(睦) 昭和57年5月6日 1、事件の表示 昭和57年特許願第   43958   号2発明の
名称 ヒートローラの温度制御装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 大阪市東区安土町2丁目3(番地大阪+171際
ビル4代理人 住所 大阪府大阪市東区本町2−川 本町ビル内5補正
命令の日付 (自発補正)
The drawings are for explaining the temperature control device according to the present invention, and FIG. 1 is an explanatory diagram of the temperature detection mechanism using a pyroelectric infrared sensor, and FIGS. 2 and 3 show the inside of the infrared sensor unit. A front view and a side view, FIG. 4 is an explanatory diagram of the installation state of the infrared sensor unit, FIGS. 5 and 6 are simple explanatory diagrams, FIG. 7 is a 10-step diagram of the temperature control circuit, and FIG.
The figure is a signal waveform diagram, and FIG. 9 is a graph showing chopper frequency characteristics of a pyroelectric infrared sensor. (1)...Infrared sensor unit, (5)...Pyroelectric infrared disk, (20)...Upper heat roller,
(21)...lower heat roller, (22)...heater 1. (32)...Peak value holding circuit, (
33)...Composition circuit, (34)...Pulse generation circuit, (36)...Comparison circuit, (37)...
- Set temperature signal generation circuit, (38)...phase control circuit. Patent applicant Minolta Camera Co., Ltd. Agent
Two patent attorneys, Aoyama Aoyama (Fig. 1, Fig. 9, 4mdYR Sutoshi CHw)
---- Procedural Amendment (Mutsu) May 6, 1980 1. Indication of the case 1988 Patent Application No. 43958 2. Name of the invention Heat roller temperature control device 3. Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant address: 2-3 Azuchi-cho, Higashi-ku, Osaka (Street address: Osaka + 171 Building 4) Agent address: Honmachi 2-Kawa Honmachi Building, Higashi-ku, Osaka, Osaka Prefecture Date of amendment order (voluntary amendment)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、 ヒートローラの近傍に設置され、焦電形赤外線セ
ンサ、チョッパ機構、基準温度測定用感熱素子からなる
赤外線センサユニットと、ヒートローラの設定温度信号
発生手段と、前記センサユニットにて検出されたヒート
ローラの温度検出値と前記発生手段からの設定温度信号
とを比較する比較手段と、この比較手段の動作に基づい
てヒートローラのヒータをオン・オフ制御する制御手段
とを備えたことを特徴とするビートローラの温度制御装
置。
1. An infrared sensor unit installed near the heat roller and consisting of a pyroelectric infrared sensor, a chopper mechanism, and a heat-sensitive element for measuring a reference temperature, a set temperature signal generating means for the heat roller, and a temperature signal detected by the sensor unit. It is characterized by comprising a comparison means for comparing the temperature detection value of the heat roller and a set temperature signal from the generation means, and a control means for controlling on/off the heater of the heat roller based on the operation of the comparison means. Temperature control device for beat rollers.
JP4395882A 1982-03-18 1982-03-18 Temperature controller of heat roll Pending JPS58160972A (en)

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JP4395882A JPS58160972A (en) 1982-03-18 1982-03-18 Temperature controller of heat roll
US06/472,171 US4556779A (en) 1982-03-18 1983-03-03 Temperature control arrangement for heat roller

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3636119A1 (en) * 1985-10-29 1987-04-30 Minolta Camera Kk DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A HEATING ROLLER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3636119A1 (en) * 1985-10-29 1987-04-30 Minolta Camera Kk DEVICE FOR CONTROLLING THE TEMPERATURE OF A HEATING ROLLER

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