JPH02197908A - ヒータ温度制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、ヒータ温度の検出値が目標値になるようにヒ
ータ駆動デユーティを制御するヒータ温度制御装置に関
する。

［従来の技術］ 一般に、ヒータの温度を目標値に制御するヒータの温度
制御装置としては、例えば、特開昭６２−１４５３１０
号公報に開示されたものがある。

この従来装置では、ヒータの温度検出手段を設け、その
検出値を基準値と比較し、その比較結果に基づいてヒー
タの通電をオンオフするようにしたものである。

ところで、通常、ヒータと温度検出手段との間には、構
造材などの介在物が位置しており、また。

温度検出手段の検出素子が熱容量をもつために、ヒータ
の温度が変化してから温度検出手段の温度が変化するま
でには、数秒〜数十秒の遅れ時間がかかる。

このため、上述した従来装置では、温度上昇時、ヒータ
温度が目標値に対して必ずオーバシュートする。

このようなヒータ温度のオーバシュートの影響を抑制す
るには、あらかじめオーバシュート量を測定し、そのオ
ーバシュート量に対応した能力め。

ヒータを選択すればよい。

［発明が解決しようとす葛課題］ ところで、ヒータを使用している機器を複数の国で使用
する場合、上述した従来装置では、次のような不都合を
生じていた。

すなわち、各国では、おのおのの国の電源事情があり、
電源電圧の中心値および変動幅がそれぞれ相違する。

したガって、ヒータを使用する条件設定と大幅に相違す
る電源条件下で使用された場合、ヒータ温度のオーバシ
ュート量が過大となり、ヒータ周辺のプラスチック構造
材などが熔融したり、ヒータを保護するための温度ヒユ
ーズやサーモスタットなどが断線するなどの不都合を生
じる。

このような不都合を解消するものとしては、例えば、特
開昭６２−１５０２７９号公報に開示されたものがある
。：′　　・ この装置では、電源電圧を検出し、その検出値呻応じた
デユーティでヒータの導電を駆動するようにしたもので
ある。

しかしながら、この装置では、電源能力を十分に活用し
ていないために、ヒータ温度を目標値にまで上昇するた
めの時間が長くなるという不都合を生じる。また、電源
電圧を検出する手段を必要とするため、装置・構成が大
きくなり、コストが高くなるという不都合も生じる。

モこで、本発明は、このような実情に鑑み、ヒータ温度
を目標値に上昇するときに要する時間を短縮でき、かつ
、コストを′：□削減罰きるヒータ温度□−″：制御装
置を提供することを目的としている」［課題を□解決す
颯□ための承段ｊ□ 本発明は、ヒータの温度上昇勾配を検出する勾配検出手
段と、ヒータ駆動開始時にはデユーティ１００％でヒー
タを駆動し、ヒータ温度が目標値よりも低い規定値に達
したとき−・勾配検出手段の検出結果に基づいてそれ以
降のデユーティを設定する制御手段を備えたものである
・、また、ヒータの温度上昇勾配に基づいた基準温度信
号を発生する基準信号発生手段を備えたものである。

［作用コ　　　　　　　　　　　　・・　　　　　・・
したがって、ヒータの温度上昇勾配に対応して、目標値
の手前で通電の駆動デユーティが調整されるので、ヒー
タ温度のオーバシュート量を抑制できる。また、駆動開
始時にはデユーティを１００％に設定しているので、電
源能力を十分に発揮することができ、ヒータ温度が目標
値に達するまでに要する時間を大幅に短縮することがで
きる。また、ヒータの温度上昇勾配に対応して、ヒータ
の通電のオンオフを制御する基準温度信号が設定される
ので、ヒータ温度のオーバシュート量を抑制することが
できる。　　　　　　・ ［実施例］ 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は、本発明の一実施例にかかるヒータ温度制御装
置を示している。

同図において、七−タ、：、ｌの温度を検出する温度検
出器２の検出信号ＳＴは、比較器３の比較入力端、およ
び、温度制御部４に加えられている。

比較器３の基準入力・端には、ヒータｌの温度が目標値
になっているときの検出信号ＳＴの大きさに対応した温
度基準値ＶＲが加えられており、比較器３は１．・検出
信号ＳＴの大きさが温度基準値ＶＲを越えると、その出
力信号ＬＯを論理Ｌレベルに立ち下げ。

それ以外の場合には、出力信号ＬＯの論理レベルを論理
Ｈレベルに設定する。この出力信号ＬＯは、アンド回路
５の一入力端に加えられている。

温度制御部４は、・検出信号ＳＴの変化に基づいて、ヒ
ータｌの温度上昇の勾配を判定し、その判定結果に基づ
き、ヒータ１の通電駆動デユーティを調整するものであ
り、その通電駆動デユーティに対応したデユーティ指令
信号ＤＴをデユーティ変調回路６に出力している。

・・・：デューティ変調回路６は、温度制御部４より加
えられたデユーティ指令信号ＤＴに基づいたデユーティ
のヒータ駆動パルス信号ＤＤを発生するものであり、そ
のヒータ駆動パルス信号ＤＯは、アンド回路５の他入力
端に加えられている。

アンド回路５の出力信号は、ヒータ駆動信号ＤＶとして
ヒータ駆動回路７に加えられている。

ヒータ駆動回路７は、ヒータ駆動信号ＤＶが論理Ｈレベ
ルになっているときに、電源８をヒータ１に通電するも
のである。

以上の構成で、ヒータ１の通電開始時には、温度制御部
４は、デユーティ１００％に対応したデユーティ指令信
号ＤＴをデユーティ変調回路６に出力する。

これにより、デユーティ変調回路６は、第２図（ａ）に
示すように、パルス幅ＴＭＩの間論理Ｈレベルを持続す
るヒータ駆動パルス信号ＤＤを出力する。

また、このときには、ヒータ１の温度はほぼ室温になっ
ており、したがって、温度検出器２の検出信号ＳＴは、
温度基準値ＶＲより小さくなっており、それにより、比
較器３の出力信号ＬＯは論理Ｈレベルになっていて、ア
ンド回路５が動作可能な状態になっている。

したがって、アンド回路５からは、ヒータ駆動パルス信
号ＤＤが、ヒータ駆動信号ＤＶとしてヒータ即動回路７
に出力される。

その結果、ヒータ１には、連続的に電源８が供給され、
それにより、第３図にグラフ６１で示すように、ヒータ
１の温度が一定の勾配で上昇する。

ここで、温度制御部４は、温度検出器２から出力されて
いる検出信号ＳＴを監視し、ヒータ１の温度が規定値Ｔ
１から規定値Ｔ２に変化するまでの時間ＴＡを計時し、
その時間ＴＡおよび温度差（Ｔ２−Ｔよ）に基づいて、
ヒータｌの温度上昇の勾配へＴを算出する。

そして、勾配ΔＴに基づき、目標値Ｔ０よりも低い温度
を規定値Ｔ、として算出し、さらに、ヒータ１の温度が
規定値Ｔ、に達すると、温度制御部４は、そのときに算
出した勾配ΔＴに対応したデユーティを判定し、その判
定結果をデユーティ指令信号ＤＴに設定する。

これにより、それ以降、デユーティ変調回路６から出力
されるヒータ駆動パルス信号ＤＤのデユーティが、その
デユーティ指令信号ＤＴで設定された値に変更される。

このとき、例えば、デユーティが５０％に設定されたと
すると、アンド回路５からは、第２図（ｂ）に示すよう
なデユーティ５０％のヒータ駆動信号ＤＶが出力され、
それにより、ヒータ駆動回路７は、ヒータ１にデユーテ
ィ５０％で電源８を供給する。

その結果、ヒータｌの温度は、規定値Ｔ、を過ぎた直後
から、通電駆動デユーティ５０％に対応した勾配で上昇
する。

そして、ヒータ１の温度が目標値Ｔ０を越えると、比較
器３の出力信号ＬＯが論理Ｌレベルとなるので、アンド
回路５が不動作状態となる。それにより。

ヒータ駆動信号ＤＶは、論理Ｌレベルを持続する信号と
なる。

その結果、ヒータ駆動回路７は、ヒータ１に電源８を供
給しなくなり、ヒータ１の温度がしだいに低下する。

そして、ヒータ１の温度が目標値Ｔ。よりも小さくなる
と、比較器３の出力信号ＬＯが論理Ｈレベルになるので
、アンド回路５が動作可能になり、ヒータ駆動パルス信
号ＤＤがヒータ駆動信号ＤＶとしてヒータ駆動回路７に
印加される。

これにより、ヒータ駆動回路７は、ヒータ１にデユーテ
ィ５０％で電源８を供給する。

これ以降は、ヒータｌの温度が目標値Ｔ。を中心として
ほぼ一定の幅で上下し、これにより、ヒータ１の温度が
目標値Ｔ０に制御される。

温度制御部４は、算出した温度上昇の勾配へＴが大きい
場合には、目標値Ｔ１１との温度差がより大きくなるよ
うに、また、勾配へＴが小さい場合には、目標値Ｔｏと
の温度差がより小さくなるように、規定値Ｔ３を設定す
る。

また、温度制御部４は、算出した温度上昇の勾配ΔＴが
大きい場合には、より小さいデユーティをデユーティ指
令信号ＤＴに設定し、勾配へＴが小さい場合には、より
大きいデユーティをデユーティ指令信号ＤＴに設定する
。

例えば、第３図に一点鎖線で示したようなグラフＧ２の
ように、グラフＧ１よりも小さい勾配へＴでヒータ１の
温度が上昇したとき、温度制御部４は、グラフＧ１の場
合よりも大きいデユーティ、例えば、６錦を、規定値Ｔ
、を越えたときのデユーティとして設定する。　　　　
　　　・・　　、　　　　■したがってこごめ場合には
、規定値す、を越えると、ヒータ駆動回路７には、第２
図（ｃ）に示したようなヒ―り・能動信号ＤＶが印加さ
れ、それにより、ヒータｌはデユーティ６錦で通□電廓
動される。

゛また、このような七−夕１め温度上昇の勾配ΔＴと規
・定値Ｔ３との関係、および、勾配ΔＴとヒー々ｌの温
度が規定値ちを越えたときのヒータ１の通′電駆動デ五
−ティ１どの関係はＪそれぞれの機器についで実数的に
求□めることができる。ただし、ヒータ即動パルス信号
の周期、すなわち、パルス幅Ｔ旧は、雑音□が発生しな
い程度の値、例えば、数秒に設定される。　　　　　　
　　　　、′とめようにして、本実施例では、ヒータｌ
め温度が目標値Ｔ０に近くなるまで、ヒータ能力を最大
限に活用し、ヒータ１の１度が□目標値Ｔ０に近くなる
と、それまでのヒータ１の温度上昇の勾配ΔＴに応じて
ヒータ１の通電駆動デユーティを調整して、と−タｌの
能力を加減しているので、ヒータ１の温度上昇に要する
時間を最小にでき、かつ、温度のオーバジュート量を抑
制することができる。

また、ヒータ１の定格範囲内の電圧の電源８についで、
装置構成を変更することなく対応すること力１できるの
で、量産効果が大きく、ヒータ温度制御装置のコストを
低減することができる。

第４図は、第１図に示した装置の実現例を示している。

なお、第４図において、第１図と同一部分および相当す
る部分には、同一符号を付している。

同図において、サーミスタ１１は、ヒータｌの温度□に
よりその□抵抗値が変化するものであり、このサーミス
タ１１＆ごは抵抗１２が直列接続されている。

そして、サーミスタ１１の端子電圧信号が、ヒータｌの
温度め検出信号ＳＴとして、比較器３の比較入力端、お
よび、カンチップマイクロコンピュータ１３に加えられ
ている。□ ワンチップ・マイクロコンピュータ１３は、検出信号Ｓ
Ｔを対応するデジタル信□号（以□下、温度データとい
う）Ｏ５に変換するアナｄグ／デジタル変換器１４゜お
よび、・温度制御部４とデユーティ変調回路′６め機能
を実現するマイクロコンピュータ１５より構成されてい
る。　　　　□　、・：　　　　　：また、ソリッドス
テートリルニ：“１６は、アンド回路５から出力□され
るヒータ語信号号ＤＶが論理Ｈレベルになっているとき
番と電源８を：ヒータ１に印加じ。

ヒータ暁動信号ＤＶが論理しレベル゛ｔニなっていると
きに電源８の印力ｌを停止す、□るものである１□パま
た、比較器３は、オペ、チップ１７とヒステリシス特性
をもたせるための抵抗１８からなり、温度基準値ＶＲは
、分圧抵抗１９，２０４．−より、□形成されている。

温度制御部４の機能に相当するマイクロコンビニーダ１
５の処理例を第５図に示す：′・。

・・ヒータ１の温度を上昇するとぎ、まず、フラグＦＬ
ＧＩ、ＦＬＧ２をリセットしく処理１０１）、デユーテ
ィ変調回路６の機能処理に指令するするデユーティ値Ｄ
Ｎを１００％に初期設定した（処理１ｄ２）めちに、温
度データＯ５を入力する（処理１０３）、”そして、温
・度デー□りｏｓ’が、規定値Ｔ工に対応した温度以下
になっているかどうかを調べ（判断１０４）、判断１０
４の結果がＹＥＳになるときには、ヒータ１の温度が規
定値Ｔ工よりも低い場合なので、処理１０３に戻る。・
′　　　□　　ｊ □判・断１０４の結果がＮＯになるときには、フラグＦ
ＬＧＩがセットされているかどうかを調べる（判断１０
５）、　　　　′１・・　・： ′□判断１０５の結果が〜０１こ：外るときには、ヒー
タ１の温度が上□昇して、規定、値Ｔ工を越えたときな
ので、ヒータ１の温度が規定値Ｔ１から規定値Ｔ２にま
で上昇するとぎに賽じ九′時間を測定するための勾配り
看ヤを起動しく処理ｉｏ旺、フラグＦ”ＬＧＩをセット
して（処理１０７）、処地ｘｏ３′＆、−′：戻る。

：：１１判１１ｏｓの結果がＹＥＳ　ｋこ・裔るときに
は、温度データＤＳが規定値Ｔ２以下になっているかど
うかを調べ□（判□断１０８）、判断１０８め結果が’
／ＥＳになるときには、□ヒータ１の温度が規定値Ｔ工
から規定値Ｔ２に上昇している場合なので、処理１０３
に戻る。

□判断”１０８の結果□がＮＯに“なるときには、フラ
グＦＬＧ２がセットされているかどうかを調べる（判断
１０９）。

判断１０９の結果がＮＯになるときには、ヒータ１の温
度が上昇して、規定値Ｔ２を越えたときなので、勾配タ
イマを停止しく処理１１０）、その勾配タイマの計時値
を保存するととももに規定値Ｔ３を算出しく処理１１１
）、フラグＦＬＧ２をセットして（処理１１２）、処理
１０３に戻る。

判断１０９の結果がＹＥＳになるときには、温度データ
ＤＳが規定値Ｔ、以下になっているかどうかを調べ（判
断１１３）、判１１ｉ’ｌ１３の結果が’／ＥＳになる
ときには、ヒータ１の温度が規定値Ｔ２から規定値Ｔ３
に上昇している場合なので、処理１０３に戻る。

判断１１３の結果がＮｏになるときには、所定の演算に
より、処理１１１で保存した計時値に対応するヒータ１
の通電駆動デユーティを求め（処理１１４）、その通電
即動デユーティをデユーティ値ＯＮにセットして（処理
１１５）、この処理を終了する。

このようにして、マイクロコンピュータ１５は、温度デ
ータＤＳに基づいて、ヒータｌの温度上昇の勾配を判定
し、その勾配の判定値に基づいて、規定値Ｔ３、および
、温度が規定値Ｔ３を越えたときのデユーティを演算し
て求めている。

なお、マイクロコンピュータ１５には、勾配の判定値と
規定値Ｔ３との関係、および、勾配の判定値と通電駆動
デユーティの関係が、それぞれあらかじめ記憶されてい
る。

デユーティ変調回路６の機能に相当するマイクロコンピ
ュータ１５の処理例を第６図に示す。

まず、ヒータ１の駆動が開始されると、第２図（ａ）〜
（Ｃ）に示したように、ヒータ駆動パルス信号ＤＤのパ
ルス幅ＴＭＩおよび論理Ｈレベルになっている部分のパ
ルスＩｌｉＴＭ２を計時するためのデユーティタイマを
起動するデユーティタイマ起動フラグＦＬＧＤをセット
しく処理２０１）、デユーティタイマのタイマ値ＤＴＴ
をクリアして（処理２０２）、ヒータ開動パルス信号Ｄ
ＤにデータｒｌＪをセットし、ヒータ駆動パルス信号Ｄ
Ｄを論理Ｈレベルに立ち上げる（処理２０３）。

そして、デユーティタイマのタイマ値ＤＴＴが、デユー
ティ値ＤＮに対応したパルス幅ＴＭ２に相当する値にな
るまで待ち（判断２０４のＮｏループ）、判断２０４の
結果がＹＥＳになると、ヒータ開動パルス信号ＤＤにデ
ータ「０」をセットしてヒータ駆動パルス信号ＤＤを論
理Ｌレベルに立ち下げ（処理２０５）、デユーティタイ
マのタイマ値ＤＴＴが、パルス幅ＴＭｌに相当する値に
なるまで待つ（判断２０５）。

これにより、１回のヒータ駆動パルス信号ＤＤの発生を
終了すると、ヒータ即動が終了したかどうかを調べ（判
断２０７）、判断２０７の結果がＮＯになるときには、
処理２０２に戻る。また、判断２０７の結果がＹＥＳに
なるときには、この処理を終了する。

このようにして、パルス［ＴＭｌで、デユーティが（Ｔ
Ｍ２／ＴＭＩ）％のヒータ駆動パルス信号ＤＤが形成さ
れて、アンド回路５に８力される。

第７図は、デユーティタイマの処理例を示している。

この処理は、一定の短時間で発生される基準パルスが加
えられるたびに実行されるタイマ割込み処理であり、デ
ユーティタイマ起動フラグＦＬＧＤがセットされている
かどうかを調べて（判断３０１）、判断３０１の結果が
ＹＥＳになるときには、タイマ値ＤＴＴをインクリメン
トして（処理３０２）、この処理を終了する。

また、判断３０１の結果がＮｏになるときには、タイマ
値ＤＴＴをインクリメントしないで、この処理を終了す
る。

これにより、デユーティタイマ起動フラグＦＬＧＤがセ
ットされているときには、一定時間を経過するたびに、
デユーティタイマ値ＤＴＴがインクリメントされ、これ
によって、デユーティタイマ値ＤＴＴがクリアされた時
点からの経過時間を知ることができる。

ところで、第４図の実施例において、ヒータ１の温度を
検出するために用いているサーミスタ１１は、温度検出
精度が比較的悪い。

したがって、ヒータ１の温度上昇の勾配を測定するため
には、規定値Ｔ工と規定値Ｔ２との間をある程度確保す
る必要があり、また、オーバシュート量を抑制するため
には、規定値Ｔ３と目標値Ｔ０との温度差を十分確保す
る必要がある。

一方、ヒータｌが起動されるとき、ヒータ１が室温にま
で低下しているとは限らない。

そこで、ヒータ１の起動時の温度が十分に低い値でない
ときには、ヒータｌの温度が規定値Ｔ、を越えていると
きの通電駆動デユーティとして、前回の処理時に算出し
た値をそのまま使用するか、あるいは、あらかじめ機器
に設定されているデフォルト値を使用する。

また、その場合の規定値Ｔ３は、前回における温度上昇
の勾配でもオーバシュートしない温度に設定するか、あ
るいは、使用する通電駆動デユーティに対応した温度差
だけ目標値ＴＩＩよりも低い温度に設定する。すなわち
、この場合の規定値Ｔ３は、デフォルト値になる。

なお、これらのデフォルト値は、使用する電源特性、お
よび、機器によって適宜に設定する。

ところで、上述した実施例では、温度制御部とデユーテ
ィ変調回路をワンチップマイクロコンピュータによりソ
フトウェア的に実現しているが、この実現手段は、これ
に鳴ることはない。

また、上述した実施例では、ヒータの温度検出器として
サーミスタを用いているが、それ以外の温度検出器を用
いることもできる。また、温度検出機能を備えたヒータ
を用いると、とくに温度検出器を必要としない、また、
規定値Ｔ３は、固定値を用いることもできる。

さて、上述した実施例では、ヒータの温度上昇勾配に応
じて通電のデユーティを変化させることで、ヒータ温度
のオーバシュート量を抑制しているが、ヒータの温度上
昇勾配に応じてヒータの通電をオンオフするための基準
温度を変化することによっても、同様の効果を得ること
ができ、次に、かかる実施例について説明する。また、
この場合、例えば、第８１ｉ１に示すように、複写機の
定着ローラを加熱するヒータについて説明する。

すなわち、ヒニタ１は、定着ローラ２１に内蔵されてお
り、・定着ローラ２１には、加圧ローラ２２が圧着され
ている。この定着ローラ２１と加圧ローラ２２の間□を
、トナー像が転写されている記録紙２３を通す・こと１
こ□より、記録紙２３にトナー像が定着される。

このようなヒータｌを、隼９図に示すように、予、熱温
度Ｔａに予熱されているヒータ１を時刻ｔ、で通電オン
し、ヒータ温度が基準温度Ｔｒに達した時刻ｔ工で通電
オフすると、時刻ｔ工から、遅延時間ｔｄを経過した時
刻１ｔでヒータｌの、温・度上昇がピーク温度Ｔｐで停
止しくオーバシュート）、それ以降は、ヒータｌの温度
が低下する。

ここで、温度Ｔｂは、定着温度の下限値を示し、温度Ｔ
ｃは、定着ローラ２１などヒータ周囲の機構の許容限界
温度を示す。

さて、遅延時間ｔｄは実験的に求めることができ、この
遅延時間ｔｄを用いて、ピーク温度τｐは１次式％式％ ここで、ａは、ヒータ１の壜・、度上昇勾配をあら、り
す。

ヒータ１の温度上昇のオーバシュートにより、ヒータ温
度が許容限界温度Ｔｃを超えないようにすやためには、
ピーク１１７！Ｔｐ４Ｃ対して次の式（■）が成立する
ように、基準温度Ｔｒを設定すればよい。

Ｔｐ　５　Ｔｃ　　−（Ｔｉ） これらの式（１）、（ｎ）から、基準温度Ｔｒは、次の
式（ＩＩＩ）により規定される。

Ｔｒ＝τｃ　−ａ噂ｔ４ 一方、定着ローラ２０の表面温度Ｔと、温度検出器の検
出信号ＳＴと：の関係を、 Ｔ　＝　ｆ（ＳＴ） とす、ると、上式（ＩＩＩ）は、次式（ＩＶ）のように
書き換えることができる。

したがって、この場合、基準温度信号Ｖｒは、第１０図
に示すように、温度上昇勾配ａの関数とじてあら、、す
される、ただし、この場合、基準電圧値ｖ０お、よｑ勾
配値ａ０は、それぞれ次式（Ｖ）＊（ＶＸ）のようにな
る。

Ｖｒ　＝　ｆ（Ｔｓ） ｄ、　＝　（Ｔｃ−Ｔｓ）　／　ｔｄ□・・・（Ｖ） ・・・（Ｖｌ） 第１１図は、本実施例にがかるヒータ温度制御装置を示
している。なお、同図において、第１図および第１６図
と同一部分および相当する部分には、同一符号を付して
いる。

温度検出器２の検出信号ＳＴは、比較器３の比較入力端
に加えられるとともに、−温度上昇勾配検出回路２５に
加えられている。

温度上昇勾配検出回路２５は、検出信号ＳＴに基づいて
、ヒータ１の温度上昇勾配ａを検出するものであり、そ
の勾配検出信号Ｓａは、基準電圧発生回路２６に加えら
れている。なお、この温度上昇勾配検出回路２５は、例
えば、微分回路などから構成することができる。

基準電圧発生回路２６は、勾配検出信号Ｓａに対応する
基準電圧信号Ｖｒを、第１０図に示したような関係に基
づいて発生するものであり、その基準電圧信号Ｖｒは、
比較器３の基準信号入力端に加えられている。なお、こ
の基準電圧発生回路２６は、第１０図のような関数が設
定されている関数発生器により構成することができる。

比較器３は、検出信号ＳＴが基準電圧信号Ｖｒよりも小
さいときには論理Ｈレベルの信号ＬＯを出力し、また、
検出信号ＳＴが基準電圧信号Ｖｒ以上になっているとき
には論理Ｌレベルの信号ＬＯを出力するものであり、そ
の出力信号ＬＯは、ソリッドステーミルリレー１６に加
えられている。

ソリッドステートリレー１６は、信号ＬＯが論理１ルベ
ルのときにオン動作し、信号ＬＯが論理Ｌレベルのとき
にオフ動作するものである。

電源８、および、ヒータ１の間に直列接続されている温
度保護回路２７は、ヒータ１の温度が規定値（例えば、
許容限度温度Ｔｃ）以上になったときにオフして、回路
要素などを保護するためのものであり、例えば、温度ヒ
ユーズなどからなる。

以上の構成で、ヒータ１の温度を上昇するとき、最初は
、勾配検出信号Ｓａが低値になっているので、基準電圧
発生回路２６は、上述のように、電圧値ｖ０の基準電圧
信号Ｖｒを発生して、比較器３に加える。

これにより、比較器３は、論理Ｈレベルの信号ＬＯを出
力して、ソリッドステートリレー１６がオン動作してヒ
ータ１に電源８を印加し、それによって、ヒータ１が通
電されて、その温度が上昇する。

このヒータ１の温度上昇にともなって、検出信号ＳＴの
値が上昇し、温度上昇勾配検出回路２５からは、その上
昇勾配に対応した勾配検出信号Ｓａが出力される。

この勾配検出信号Ｓａの値が、勾配値８０以下になって
いる状態では、基準電圧発生回路２６は、基準電圧信号
Ｖｒの値を電圧値ｖ０に固定している。

そして、検出信号ＳＴの値が、基準電圧信号Ｖｒの値よ
りも大きくなると、比較器３の出力信号ＬＯが論理Ｌレ
ベルに立ち下がり、これによって、ソリッドステートリ
レー１６がオフして、ヒータ１の通電がオフされる。

その時点から遅延時間ｔｄを経過した時点でヒータｌの
温度上昇が停止し、それ以降は、ヒータ１の温度が徐々
に低下する。

そして、ヒータ１の温度が基準温度Ｔｒより低くなり、
検出信号ＳＴが基準電圧信号Ｖｒ以下になった時点で、
比較器３の出力信号ＬＯが論理Ｈレベルに立上り、それ
によって、再度ヒータ１が通電されて。

ヒータ１の温度が上昇する。

これ以降は、基準電圧信号Ｖｒと検出信号ＳＴの大小関
係に基づいて、ヒータ１が通電オンオフされ、その結果
、ヒータ１の温度が基準温度Ｔｒの前後に制御される。

また、基準電圧発生回路２６は、ヒータ１の温度上昇勾
配に基づいて基準電圧信号Ｖｒの信号値を設定しており
、ヒータ１の温度上昇勾配が勾配値ａ。

よりも大きい場合には、その勾配値に応じて基準電圧信
号Ｖｒの信号値が小さくなるので、ヒータ１の通電を停
止して、ヒータｌの温度のオーバシュートが終了した時
点でも、ヒータ１の温度が許容限度温度Ｔｃを超えるこ
とを防止することができる。

また、例えば、第８図のように、定着ローラ２１を加熱
するヒータ１は、定着ローラ２１に記録紙２３が到着す
るまでの間に、定着ローラ２１の温度を目標値Ｔｒまで
上昇させていなければならない。

したがって、このような部分に使用するヒータ１に必要
な温度上昇勾配Ａは、次式（■）のようにして設定され
る。

Ａ　＞　（Ｔｂ−Ｔａ）　／　（ｉｂ−ｔｏ）　　由（
■）ただし、時刻ｔ１．は、時刻ｔ０で通電オンしたヒ
ータｌの温度が、温度Ｔｂにまで上昇した時刻をあられ
す（第９図参照）。

このように、ヒータ１の温度上昇勾配Ａを設定した場合
でも、その温度上昇勾配の実測値に基づいて基準電圧発
生回路２６が適切な基準電圧信号Ｖｒを発生するので、
ヒータ１の温度がオーバシュートして許容限度温度Ｔｃ
を超えるような事態を回避することができる。

なお、上述した実施例では、定着ローラを加熱、するヒ
ータに本発明を適用しているが、それ以外の加熱に供さ
れるヒータについても１本発明を同様にして適用すや、
ことができる。　　・。

声だ、上述した実施例では、ヒータのオンオフタ１イ、
ミングについての、説明を省略している。

［発、明の効果コ 凧上説明したように、本、発明によれば、ヒータ、、ρ
温度上昇勾配を検出する勾配検出手段を備え。

ヒータ駆動開始時にはデユーティ１００％でヒータを駆
動し、ヒータ温度が目標値よりも低い規定値に達したと
き、勾配検出手段の検出結果に基づいてそれ以降のデユ
ーティを設定しており、ヒータの温・度上昇勾配に対応
して、目、標値の手前で通電の１１デユーテイが調整さ
れるので、ヒータ温度のオーバシュート量を抑制できる
。また、駆動開始時にはデユーティを１００％に設定し
ているので、電源能力を十分に発揮することができ、ヒ
ータ温度が目標値に達するまでに要する時間を大幅に短
縮することができるという効果を得る。また、ヒータの
温度上昇勾配に応じて、ヒータ通電の基準信号を形成し
ているので、ヒータのオーバシュー１〜の影響を大幅に
抑制することができるという効果−も得る。　　　　　
　・：ｉ′、′・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にがかるヒータ温度制御装置
を例示したブロック図、第２図はヒータ、、ａ酊パルス
信号のデユーティ例を示す波形図、第３図はヒータ温度
制御の一例を示すグラフ図、第４図は第１図の装置の具
体的な未現例を示すブロック図、第５図は温度制御、郷
１１．の・１．、轡能、、、、を実現す、る処理１、例
、、を示すフローチャート、、、、、第６呻はでニーテ
ィ変−回路の機能を実現する処！例、、を示すフローチ
ャート、第７図はデュ、−テ：、イ、タイ了の実現例を
示すフローチャート、第８図は本発明の他の実施例、、
叫力ｉかる定着ローラ轡構を説明、す、φた・め、、の
概略構成図、第９図は本発明の他ψ界楕例の塀、理、を
説明する。ため）のグラフ４５１１０図、は、重度上昇
勾配と基準、、ｆｌ、陣との関係、、を例示駿たグ、？
？１図、、３．第１１図Ｊ本本発明、の他の実施例呻か
かるヒー、、タ、温、度制御装：置生示すブロック図で
、、年、る。、　　　　、　　　・　　・鼎：・、：１
・は１・・・ヒータ、２・・・温度、検串轡１．３・・
・比鰐器、４・＝・温度制御部、５・・・アンド−路、
９・・・デ、、ユニ、：、ティ変調回蹄、、７・・・ヒ
ータｍａｔｅ路、８・・・電源。 １１・・・サーミスタ、１２．１４・・・抵抗、１３・
・・ワン、チップ了イｉ？ロコンピュータ、１４−・、
・・アナ、１０グ／デ、、ンタル変換器、１５・・・マ
イクロコンピュータ、１６・暖１１．・：、ンリッドス
テートリレー、１７・・・オペアンプ、１９．２０・・
・分圧抵抗、２５・・・温度上昇勾配検出回路。 ２６・・・基準電圧発生回路、２７・・・温度保護回路
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータ温度を検出し、その検出温度が目標値にな
   るようにヒータの通電の駆動デューティを制御するヒー
   タ温度制御装置において、ヒータの温度上昇勾配を検出
   する勾配検出手段と、ヒータ駆動開始時にはデューティ
   １００％でヒータを駆動し、ヒータ温度が目標値よりも
   低い規定値に達したとき、上記勾配検出手段の検出結果
   に基づいてそれ以降のデューティを設定する制御手段を
   備えたことを特徴としたヒータ温度制御装置。
2. （２）ヒータ温度を目標値に制御するヒータ温度制御装
   置において、ヒータの温度上昇勾配を検出する勾配検出
   手段と、この勾配検出手段が検出した温度上昇勾配に基
   づいてヒータの基準温度信号を発生する基準信号発生手
   段と、上記基準温度信号とヒータ温度の検出信号に基づ
   いてヒータの通電を制御する通電制御手段を備えたこと
   を特徴とするヒータ温度制御装置。