JPS61153710A - 加熱定着装置の温度制御方式 - Google Patents
加熱定着装置の温度制御方式Info
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- JPS61153710A JPS61153710A JP59281688A JP28168884A JPS61153710A JP S61153710 A JPS61153710 A JP S61153710A JP 59281688 A JP59281688 A JP 59281688A JP 28168884 A JP28168884 A JP 28168884A JP S61153710 A JPS61153710 A JP S61153710A
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
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- G—PHYSICS
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1906—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device
- G05D23/1913—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device delivering a series of pulses
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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。
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〕
本発明は、複写機の加熱定着装置の温度制御方式に関す
る。
る。
従来、加熱定着ローラの温度制御方式として、加熱定着
ローラの付近に配置されたサーミスタと。
ローラの付近に配置されたサーミスタと。
このサーミスタの温度変化による抵抗値の変化を電圧の
変化に変換し、この変換した電圧と基準の電圧とを比較
することによりＯＮ−ＯＦＦ制御し加熱定着ローラの温
度を所定の値に保持する温度制御方式が使用されている
。
変化に変換し、この変換した電圧と基準の電圧とを比較
することによりＯＮ−ＯＦＦ制御し加熱定着ローラの温
度を所定の値に保持する温度制御方式が使用されている
。
上記方式では、第２図に示すように室温ＴＯより定着可
能な温度Ｔ１に立上がらせる場合、給電開始からｔ秒後
に達するがサーミスタの熱応答性が良好でないため、サ
ーミスタが温度ＴＩに達するまでに遅れが生じ、そのた
め定着ローラの温度はＴ１より上昇しＴ２となってオー
バーシュート現象が発生する。このオーバーシュート現
象を防止するため、温度ＴＩより低い設定温度に達した
時点で定着ローラを回転させ、放熱量を増加させ、定着
ローラの加熱速度を遅くしてオーバーシュートの防止を
行なっていた。
能な温度Ｔ１に立上がらせる場合、給電開始からｔ秒後
に達するがサーミスタの熱応答性が良好でないため、サ
ーミスタが温度ＴＩに達するまでに遅れが生じ、そのた
め定着ローラの温度はＴ１より上昇しＴ２となってオー
バーシュート現象が発生する。このオーバーシュート現
象を防止するため、温度ＴＩより低い設定温度に達した
時点で定着ローラを回転させ、放熱量を増加させ、定着
ローラの加熱速度を遅くしてオーバーシュートの防止を
行なっていた。
また、サーミスタの断線が発生し、ヒータがＯＮ状態と
なり過熱、焼損する等の事故を防止するためのサーミス
タの断線検知用の付加回路を設けていた。
なり過熱、焼損する等の事故を防止するためのサーミス
タの断線検知用の付加回路を設けていた。
しかしながら上記従来の温度制御方式は下記の欠点を有
していた。
していた。
オーバーシュートを防止するため、定着ローラを回転さ
せながら所定の温度まで加熱させていくため、ウオーム
アツプ時間が長くなると共に定着ローラを回転させるた
め、定着ローラの寿命が短かくなりかつ騒音を発する。
せながら所定の温度まで加熱させていくため、ウオーム
アツプ時間が長くなると共に定着ローラを回転させるた
め、定着ローラの寿命が短かくなりかつ騒音を発する。
また、ヒータ、サーミスタの断線検知を行なうため付加
回路を必要とし、システム設計上コストアップとなる。
回路を必要とし、システム設計上コストアップとなる。
本発明は上述の点にかんがみてなされたもので、定着ロ
ーラの温度の立上がり時を短く、定着ローラの温度のオ
ーバーシュートを充分に防止することができ、かつ、特
別な付加回路を必要とせずにヒータおよびサーミスタの
断線を検知し、定着ローラの過熱、焼損を防止する加熱
定着装置の温度制御方式を提供することにある。
ーラの温度の立上がり時を短く、定着ローラの温度のオ
ーバーシュートを充分に防止することができ、かつ、特
別な付加回路を必要とせずにヒータおよびサーミスタの
断線を検知し、定着ローラの過熱、焼損を防止する加熱
定着装置の温度制御方式を提供することにある。
上記問題点を解決するため１本発明は、定着ローラの温
度をサーミスタにより検出し、定着ローラの温度を所定
の温度に制御する加熱定着装置において、定着ローラの
温度変化によるサーミスタの抵抗値変化をＯＮ−ＯＦＦ
パルスの周波数変化に変換する変換回路を設け、マイク
ロプロセッサで構成される制御回路で前記変換回路から
のＯＮ−〇ＦＦパルスの周波数あるいはＯＮレベルまた
はＯＦＦレベルの長さを計測して該周波数あるいはＯＮ
レベルまたはＯＦＦレベル長さに応じて定着ローラのヒ
ータに流す加熱電流を制御して定着ローラの温度を所定
の設定温度に制御する。
度をサーミスタにより検出し、定着ローラの温度を所定
の温度に制御する加熱定着装置において、定着ローラの
温度変化によるサーミスタの抵抗値変化をＯＮ−ＯＦＦ
パルスの周波数変化に変換する変換回路を設け、マイク
ロプロセッサで構成される制御回路で前記変換回路から
のＯＮ−〇ＦＦパルスの周波数あるいはＯＮレベルまた
はＯＦＦレベルの長さを計測して該周波数あるいはＯＮ
レベルまたはＯＦＦレベル長さに応じて定着ローラのヒ
ータに流す加熱電流を制御して定着ローラの温度を所定
の設定温度に制御する。
また、通紙時の設定温度を待機時に設定温度より高くし
通紙時の温度低下を防ぎ、さらに変換回路からの周波数
により、サーミスタおよびヒータの断線を検知するよう
に構成した。
通紙時の温度低下を防ぎ、さらに変換回路からの周波数
により、サーミスタおよびヒータの断線を検知するよう
に構成した。
加熱定着装置の温度制御を上記のようにすることにより
、サーミスタの熱応答性を考慮して温度制御するためヒ
ータの立上がり時間を短かくでき、かつ立上がり時のオ
ーバーシュートを小さくできる０通紙時の設定温度を待
機時のそれより高くするので１通紙時の定着ローラの温
度低下を防止し定着性がよくなり、定着ローラの寿命を
長くできる。
、サーミスタの熱応答性を考慮して温度制御するためヒ
ータの立上がり時間を短かくでき、かつ立上がり時のオ
ーバーシュートを小さくできる０通紙時の設定温度を待
機時のそれより高くするので１通紙時の定着ローラの温
度低下を防止し定着性がよくなり、定着ローラの寿命を
長くできる。
以下１本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明に係る加熱定着装置の温度制御方式の
システム構成を示すブロック図である。
システム構成を示すブロック図である。
同図において、Ｒ１−Ｒ６は抵抗値固定の抵抗器、Ｒ７
は抵抗値可変の抵抗器、Ｃｌ−０３はコンデンサ、１１
は定着ローラの付近に設けられ該定着ローラの温度を検
出するサーミスタ、１２は電圧周波数変換回路、１３は
制御回路、１４はインバータ、１５は定着ローラのヒー
タ、１６は前記ヒータ１５に加熱電流を切換えるソリッ
ドステートリレー（ＳＳＲ）等のリレーである。電圧・
周波数変換回路１２はコンパレータとモノマルチを含ん
だ公知の電圧・周波数変換用ＩＣを用いる。電圧・周波
数変換回路１２の入力電圧ｖ１は抵抗器Ｒ１の抵抗値と
サーミスタ１１の抵抗値の分割比で与えられ、７ピンに
加えられた正の入力電圧■１と６ピンの電圧ｖ２とが比
較される。いま、入力電圧ｖ１の方が６ビンの電圧ｖ２
より高いと内部のコンパレータがモノマルチを動作させ
周期Ｔの間、ロジック出力は低レベルとなり、３ビンよ
り出力される。この間に抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ２の
回路に電荷が供給され、この電荷による電圧ｖ２がＶ２
＞ＶＬになるまで増加し、その後、コンデンサＣ２より
放電されＶ２＝Ｖ１となるまで減少する。この動作が１
サイクルとして３ビンより出力される。
は抵抗値可変の抵抗器、Ｃｌ−０３はコンデンサ、１１
は定着ローラの付近に設けられ該定着ローラの温度を検
出するサーミスタ、１２は電圧周波数変換回路、１３は
制御回路、１４はインバータ、１５は定着ローラのヒー
タ、１６は前記ヒータ１５に加熱電流を切換えるソリッ
ドステートリレー（ＳＳＲ）等のリレーである。電圧・
周波数変換回路１２はコンパレータとモノマルチを含ん
だ公知の電圧・周波数変換用ＩＣを用いる。電圧・周波
数変換回路１２の入力電圧ｖ１は抵抗器Ｒ１の抵抗値と
サーミスタ１１の抵抗値の分割比で与えられ、７ピンに
加えられた正の入力電圧■１と６ピンの電圧ｖ２とが比
較される。いま、入力電圧ｖ１の方が６ビンの電圧ｖ２
より高いと内部のコンパレータがモノマルチを動作させ
周期Ｔの間、ロジック出力は低レベルとなり、３ビンよ
り出力される。この間に抵抗器Ｒ３とコンデンサＣ２の
回路に電荷が供給され、この電荷による電圧ｖ２がＶ２
＞ＶＬになるまで増加し、その後、コンデンサＣ２より
放電されＶ２＝Ｖ１となるまで減少する。この動作が１
サイクルとして３ビンより出力される。
例えば、サーミスタの抵抗値２４０にΩ（室温約２５℃
）から抵抗値１．４にΩ（定着温度約１８０℃）の範囲
内で温度制御を行なうとすると抵抗器Ｒ１の抵抗値を適
当な値にすることにより入力電圧■１をＯｖ程度から数
Ｖ程度まで変化させることができる。また、抵抗器Ｒ３
，Ｒ４，Ｒ５の抵抗値およびコンデンサＣ３の容量を適
当に設定することにより入力電圧ｖ１を変化させ、３ビ
ン出力を０からある周波数域に変換させることができる
。これをマイクロプロセッサ−からなる制御回路１３に
入力することによりヒータ１５の温度を所定の値に制御
する。
）から抵抗値１．４にΩ（定着温度約１８０℃）の範囲
内で温度制御を行なうとすると抵抗器Ｒ１の抵抗値を適
当な値にすることにより入力電圧■１をＯｖ程度から数
Ｖ程度まで変化させることができる。また、抵抗器Ｒ３
，Ｒ４，Ｒ５の抵抗値およびコンデンサＣ３の容量を適
当に設定することにより入力電圧ｖ１を変化させ、３ビ
ン出力を０からある周波数域に変換させることができる
。これをマイクロプロセッサ−からなる制御回路１３に
入力することによりヒータ１５の温度を所定の値に制御
する。
次に具体的な制御の一例を説明する。第３図はヒータ温
度と時間との関係を示す図で、第４図は加熱定着装置の
動作を説明するためのタイミングチャートであり、電圧
・周波数変換回路１２からの出力１サイクルのパルスの
“Ｈ＃レベルの長さを読み取り、基準の長さと比較する
ことにより、ヒータ１５を所定の温度に制御する。実際
の制御は制御回路１３のプログラムにより行なわれる。
度と時間との関係を示す図で、第４図は加熱定着装置の
動作を説明するためのタイミングチャートであり、電圧
・周波数変換回路１２からの出力１サイクルのパルスの
“Ｈ＃レベルの長さを読み取り、基準の長さと比較する
ことにより、ヒータ１５を所定の温度に制御する。実際
の制御は制御回路１３のプログラムにより行なわれる。
（１）、室温ＴＯより定着可能な温度Ｔｌ（温度Ｔ１の
設定は、この時点でコピー可能な状態にするため、サー
ミスタ１１の熱応答性を考慮しファーストコピーの定着
性に支障を与えない温度にする）までは、ヒータ１５を
全社させ立上がり時間を短かくする（第４図の（１）の
制御参照）。
設定は、この時点でコピー可能な状態にするため、サー
ミスタ１１の熱応答性を考慮しファーストコピーの定着
性に支障を与えない温度にする）までは、ヒータ１５を
全社させ立上がり時間を短かくする（第４図の（１）の
制御参照）。
（２）、待機時の温度Ｔ３のレベルを３１ＪＴｌより高
く、かつ温度Ｔ４より低くすることにより、ヒータ１５
のオーバーシュートによる影響を全く無視できる。
く、かつ温度Ｔ４より低くすることにより、ヒータ１５
のオーバーシュートによる影響を全く無視できる。
（３）、待機時の温度制御は、基準レベルとの比較の際
にサーミスタの熱応答性および制御回路１３を構成する
マイクロプロセッサの読み取り誤差を考慮し、ヒータ１
５を半端で制御しないよう数百ｍ秒ＯＮ、数秒ＯＦＦを
繰り返す、これにより。
にサーミスタの熱応答性および制御回路１３を構成する
マイクロプロセッサの読み取り誤差を考慮し、ヒータ１
５を半端で制御しないよう数百ｍ秒ＯＮ、数秒ＯＦＦを
繰り返す、これにより。
温度リップルを極力押えることができる。また。
待機時の温度Ｔ３を通紙時の温度Ｔ４より低いレベルに
制御することにより定着ローラに与える負担を少なくで
きる。また、電源容量の小さい所での動作時に蛍光灯の
チラつき等を極力押えると共に定着ローラの熱容量の関
係から３２０ｍ秒ＯＮ。
制御することにより定着ローラに与える負担を少なくで
きる。また、電源容量の小さい所での動作時に蛍光灯の
チラつき等を極力押えると共に定着ローラの熱容量の関
係から３２０ｍ秒ＯＮ。
４秒ＯＦＦで制御するのが望ましい（第４図の（２）、
（３）の制御参照）。
（３）の制御参照）。
（４）、前記（３）のように数百ｍ秒ＯＮ、数秒ＯＦＦ
で温度制御を行ないながら待機時の温度をＴ３からＴ２
の範囲内で制御するが、外的要因により温度が低下し数
百ｍ秒ヒータＯＮでは熱容量が不足してしまう場合を考
慮し温度がＴ３より低くなった場合は再度温度Ｔ２まで
引き上げる（第４図の（４）の制御参照）。
で温度制御を行ないながら待機時の温度をＴ３からＴ２
の範囲内で制御するが、外的要因により温度が低下し数
百ｍ秒ヒータＯＮでは熱容量が不足してしまう場合を考
慮し温度がＴ３より低くなった場合は再度温度Ｔ２まで
引き上げる（第４図の（４）の制御参照）。
（５）、待機時よりコピー動作に入る場合、Ａ点でのオ
ーバーシュートが問題となるため、コピー開始直後のヒ
ータ立上がりレベルを通紙時の温度レベルより低くする
。
ーバーシュートが問題となるため、コピー開始直後のヒ
ータ立上がりレベルを通紙時の温度レベルより低くする
。
（６）、通紙時の温度制御を前記（３）の制御と同じに
すると通紙時の温度低下が大きいため、温度Ｔ４のレベ
ルでＯＮ−ＯＦＦ制御（Ｔ４でヒータＯＮし、ＢでＯＦ
ＦするＢ＞Ａ）を行なう、ただしこの場合もサーミスタ
１１の熱応答性および制御回路１３を構成するマイクロ
プロセッサの読み取り誤差を考慮し、ヒータ１５を半波
で制御しないようサーミスタの読み取り時間ｔを設定す
る。
すると通紙時の温度低下が大きいため、温度Ｔ４のレベ
ルでＯＮ−ＯＦＦ制御（Ｔ４でヒータＯＮし、ＢでＯＦ
ＦするＢ＞Ａ）を行なう、ただしこの場合もサーミスタ
１１の熱応答性および制御回路１３を構成するマイクロ
プロセッサの読み取り誤差を考慮し、ヒータ１５を半波
で制御しないようサーミスタの読み取り時間ｔを設定す
る。
上記の制御例は、電圧・周波数変換回路１２からの出力
の１サイクルのパルスの“Ｈ”レベルの長さを読めい取
り、基準の長さと比較することにより制御する例を示２
したが、電圧・周波数変換回路１２からの周波数を制御
回路１３を構成するマイクロプロセッサで計数し、基準
の周波数と比較することにより温度制御を行なうことも
可能である。
の１サイクルのパルスの“Ｈ”レベルの長さを読めい取
り、基準の長さと比較することにより制御する例を示２
したが、電圧・周波数変換回路１２からの周波数を制御
回路１３を構成するマイクロプロセッサで計数し、基準
の周波数と比較することにより温度制御を行なうことも
可能である。
ただ、この場合、マイクロプロセッサ１チツプでの制御
は非常に複雑となる。
は非常に複雑となる。
上記実施例では、温度制御をマイクロプロセッサ内部で
ディジタル制御している。通常温度制御をディジタル制
御するためには、サーミスタ等の温度検出センサーのア
ナログ出力をディジタル信号に変換する高価なＡ／Ｄコ
ンバータを必要とするが、上記実施例によれば、電圧・
周波数変換回路１２にコンパレータとモノマルチを含ん
だ公知の電圧・周波数変換用ＩＣを用いるだけですむか
ら、温度制御を安価に実現できる。
ディジタル制御している。通常温度制御をディジタル制
御するためには、サーミスタ等の温度検出センサーのア
ナログ出力をディジタル信号に変換する高価なＡ／Ｄコ
ンバータを必要とするが、上記実施例によれば、電圧・
周波数変換回路１２にコンパレータとモノマルチを含ん
だ公知の電圧・周波数変換用ＩＣを用いるだけですむか
ら、温度制御を安価に実現できる。
以上説明したように、本発明によれば、サーミスタの熱
応答性を考慮して温度制御できるので。
応答性を考慮して温度制御できるので。
ヒータの立上がり時間を短かく、かつオーバーシュート
を小さくできる。また、通紙時の設定温度を待機時の設
定温度より高くするので通紙時の温度低下を防止し定着
性を良くすると共にローラの寿命を長くする等細かな温
度制御が可能となる。さらにサーミスタの抵抗値変化を
周波数変化に変換して制御するため断線検知用の付加回
路を必要とせずにサーミスタおよびヒータの断線検知が
可能となる。
を小さくできる。また、通紙時の設定温度を待機時の設
定温度より高くするので通紙時の温度低下を防止し定着
性を良くすると共にローラの寿命を長くする等細かな温
度制御が可能となる。さらにサーミスタの抵抗値変化を
周波数変化に変換して制御するため断線検知用の付加回
路を必要とせずにサーミスタおよびヒータの断線検知が
可能となる。
第１図は本発明の係る加熱定着装置の温度制御方式のシ
ステム構成を示すブロック図、第２図は従来の定着ロー
ラ温度制御装置の温度と時間の関係を示す図、第３図は
本発明に係る温度制御方式の温度と時間の関係を示す図
、第４図は第１図に示すシステムの動作の一例を示すタ
イミングチャートである。 図中、１１・・・サーミスタ、１２・・・電圧・周波数
変換回路、１３・・・制御回路、１４・・・インバータ
、１５・・・ヒータ、１６・・・リレー。
ステム構成を示すブロック図、第２図は従来の定着ロー
ラ温度制御装置の温度と時間の関係を示す図、第３図は
本発明に係る温度制御方式の温度と時間の関係を示す図
、第４図は第１図に示すシステムの動作の一例を示すタ
イミングチャートである。 図中、１１・・・サーミスタ、１２・・・電圧・周波数
変換回路、１３・・・制御回路、１４・・・インバータ
、１５・・・ヒータ、１６・・・リレー。
Claims (3)
- （１）定着ローラの温度をサーミスタにより検出し、定
着ローラの温度を所定の温度に制御する加熱定着装置に
おいて、入力電圧の変化を周波数の変化に変換する変換
回路を設け、前記定着ローラの温度変化によるサーミス
タの抵抗値変化を前記変換回路にて周波数の変化するＯ
Ｎ−ＯＦＦパルスに変換し、該ＯＮ−ＯＦＦパルスの周
波数あるいはＯＮないしＯＦＦレベルの長さにより定着
ローラのヒータに通電する加熱電流を制御し定着ローラ
の温度を所定の設定温度に制御することを特徴とする加
熱定着装置の温度制御方式。 - （２）通紙時の設定温度を待機時の設定温度より高くす
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の加
熱定着装置の温度制御方式。 - （３）前記変換回路から出力されるパルスの周波数によ
りサーミスタおよびヒータの断線を検知することを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の加熱定着装置の
温度制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281688A JPS61153710A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 加熱定着装置の温度制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281688A JPS61153710A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 加熱定着装置の温度制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153710A true JPS61153710A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17642596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281688A Pending JPS61153710A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 加熱定着装置の温度制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153710A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553048A (en) * | 1978-06-21 | 1980-01-10 | Hitachi Heating Appliance Co Ltd | Temperature control unit |
| JPS55130093A (en) * | 1980-02-18 | 1980-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Induction heating cooking oven |
| JPS5692609A (en) * | 1979-12-26 | 1981-07-27 | Horiba Ltd | Temperature regulator |
| JPS57212504A (en) * | 1981-06-25 | 1982-12-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Frequency modulation type temperature controlling circuit |
| JPS58209772A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-06 | Ricoh Co Ltd | 加熱ロ−ラ定着装置における温度制御装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP59281688A patent/JPS61153710A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS57212504A (en) * | 1981-06-25 | 1982-12-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | Frequency modulation type temperature controlling circuit |
| JPS58209772A (ja) * | 1982-06-01 | 1983-12-06 | Ricoh Co Ltd | 加熱ロ−ラ定着装置における温度制御装置 |
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