JPH03102409A - ヒータ駆動装置 - Google Patents
ヒータ駆動装置Info
- Publication number
- JPH03102409A JPH03102409A JP1239720A JP23972089A JPH03102409A JP H03102409 A JPH03102409 A JP H03102409A JP 1239720 A JP1239720 A JP 1239720A JP 23972089 A JP23972089 A JP 23972089A JP H03102409 A JPH03102409 A JP H03102409A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- circuit
- power
- thermistor
- current
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- 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
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- 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
- G05D23/1909—Control of temperature characterised by the use of electric means using an analogue comparing device whose output amplitude can only take two discrete values
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/908—Inrush current limiters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
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]
本発明はハロゲンヒータの様に電圧印加時に大きな突入
電流が流れる温度依存性ヒータの定温度制御用1駆動装
置に関し、例えばコピー機械の加熱定着に適用して効果
を特に奏するものである。
電流が流れる温度依存性ヒータの定温度制御用1駆動装
置に関し、例えばコピー機械の加熱定着に適用して効果
を特に奏するものである。
[従来の技術]
従来加熱定着により画像を得る記録装置の定着ヒータ駆
動回路は第7図の様に構成されていた。同図に於いて1
は交流電源、2はスイッヂ、3はハロゲンヒータ、4は
大電力用ザーミスタ(以後パワーサーミスタと呼ふ)、
5はゼロクロス制御のSSR (ソリッドステートリ
レー)、6はヒータ温度検知用サーミスタ、7はオープ
ンコレクタ出力のコンバレー夕、8はトランジスタ、9
〜13は抵抗である。
動回路は第7図の様に構成されていた。同図に於いて1
は交流電源、2はスイッヂ、3はハロゲンヒータ、4は
大電力用ザーミスタ(以後パワーサーミスタと呼ふ)、
5はゼロクロス制御のSSR (ソリッドステートリ
レー)、6はヒータ温度検知用サーミスタ、7はオープ
ンコレクタ出力のコンバレー夕、8はトランジスタ、9
〜13は抵抗である。
動作について説明する。まずスイッヂ2がオンの状態で
はV,の電位はGNDてありトランジスタ8はオフし、
SSR5の発光素子5bもオフしている。発光素子51
)かオフの状態においてトライアック5aもオフてある
のてヒータ3に電圧は印加されない。
はV,の電位はGNDてありトランジスタ8はオフし、
SSR5の発光素子5bもオフしている。発光素子51
)かオフの状態においてトライアック5aもオフてある
のてヒータ3に電圧は印加されない。
一方スイッヂ2がオフの時は、VIの電位は温度検知用
ザーくスタ6と抵抗9の分圧によって決定され、温度検
知用サーミスタ6の温度が低ければV1も小さく温度検
知用サーミスタ6の温度が高りれはV1も大きくなる。
ザーくスタ6と抵抗9の分圧によって決定され、温度検
知用サーミスタ6の温度が低ければV1も小さく温度検
知用サーミスタ6の温度が高りれはV1も大きくなる。
ここで■1がコンバレータ7の他の入力端子電圧V2よ
りも小さい時にはコンバレータ7の出力■3はハイにな
る。このときトランジスタ8はオンするので発光素子5
bもオンする。SSR5はゼロクロス制御であるからl
・ライアック5aは発光素子5bがオンした後、両端の
電圧がゼロホルト付近になった時にオンし、発光素子5
bがオフした後電源電圧がゼロボルト付近になる時(ヒ
ータ電流かゼロ)までオン状態を維持する。そして温度
検知用サーミスタ6の温度か上昇しV,がV2よりも大
きくなった時点でコンバレータ7は反転しロー出力とな
るので[・ランシスタ8かオフしてヒータ3はオフずる
。
りも小さい時にはコンバレータ7の出力■3はハイにな
る。このときトランジスタ8はオンするので発光素子5
bもオンする。SSR5はゼロクロス制御であるからl
・ライアック5aは発光素子5bがオンした後、両端の
電圧がゼロホルト付近になった時にオンし、発光素子5
bがオフした後電源電圧がゼロボルト付近になる時(ヒ
ータ電流かゼロ)までオン状態を維持する。そして温度
検知用サーミスタ6の温度か上昇しV,がV2よりも大
きくなった時点でコンバレータ7は反転しロー出力とな
るので[・ランシスタ8かオフしてヒータ3はオフずる
。
この時の様子を第10図に示す。同図において、Aはヒ
ータ3,パワーザーミスタ4及び温度検知用サーミスタ
6の温度が室温まで下がった状態でスイッチ2をオフし
て温調を開始した時点であり、B itヒータ3か目標
温度イτ」近に制御され温度検知用サーミスタ6の温度
も目標値{−1近にある状態でヒータ3がオンされる時
点を示している6Aにおけるヒータ電流を第8図に、B
におけるヒータ電流を第9図に示す。パワーサーミスタ
4はヒータ電流の突入を制御するためのものでパワーサ
ーミスタ4自イ本の7品度が室温まで冷えている状態で
は数オームの抵抗を持ち過大電流を防止ずるが、ヒータ
電流によってパワーサーミスタも加熱されてくると抵抗
値が1オーム以下に減少して電力がムダに消費されない
様になっており、従来はヒータ3に直列にパワーサーミ
スタ4を接続ずることでヒタ3の突入電流を抑制してい
た。
ータ3,パワーザーミスタ4及び温度検知用サーミスタ
6の温度が室温まで下がった状態でスイッチ2をオフし
て温調を開始した時点であり、B itヒータ3か目標
温度イτ」近に制御され温度検知用サーミスタ6の温度
も目標値{−1近にある状態でヒータ3がオンされる時
点を示している6Aにおけるヒータ電流を第8図に、B
におけるヒータ電流を第9図に示す。パワーサーミスタ
4はヒータ電流の突入を制御するためのものでパワーサ
ーミスタ4自イ本の7品度が室温まで冷えている状態で
は数オームの抵抗を持ち過大電流を防止ずるが、ヒータ
電流によってパワーサーミスタも加熱されてくると抵抗
値が1オーム以下に減少して電力がムダに消費されない
様になっており、従来はヒータ3に直列にパワーサーミ
スタ4を接続ずることでヒタ3の突入電流を抑制してい
た。
[発明が解決しようとする課題コ
従来例においては、電流制限手段であるところのパワー
サーミスタには、ヒータがオンしている間、常に電流が
流れているためかなり高温になっている。パワーサー主
スタはヒータに比べて熱時定数か大きいので、一旦熱く
なってしまうとなかなか冷えない。したがって、室温ま
で冷えた状態においての突入電流抑制作用はある(第8
図参照)か、定常温調時にはヒータオフ期間にヒータの
温度は或る程度まで下っているのに対しパワーサーミス
タ自体の温度はかなり高いため、素子の抵抗も十分小さ
くなってしまい、ほとんど突入電流抑制作用がない(第
9図参照)という欠点があった。
サーミスタには、ヒータがオンしている間、常に電流が
流れているためかなり高温になっている。パワーサー主
スタはヒータに比べて熱時定数か大きいので、一旦熱く
なってしまうとなかなか冷えない。したがって、室温ま
で冷えた状態においての突入電流抑制作用はある(第8
図参照)か、定常温調時にはヒータオフ期間にヒータの
温度は或る程度まで下っているのに対しパワーサーミス
タ自体の温度はかなり高いため、素子の抵抗も十分小さ
くなってしまい、ほとんど突入電流抑制作用がない(第
9図参照)という欠点があった。
[課題を解決するための手段]
本発明によれば、ヒータ駆勅装置に電流制限手段を介し
てヒータに電源電圧を印加する第1の回路と、直接ヒー
タに電源電圧を印加する第2の回路とを設け、ヒータを
オンする時はまず、第1の回路てヒータを加熱し所定時
間後に第2の回路てヒータを加熱することにより電流制
限手段の7品度」二昇を低く抑えることによって突入電
流の抑制作用を保全すると共に、電流制限手段の電力消
費量を低減する様にしたものである。
てヒータに電源電圧を印加する第1の回路と、直接ヒー
タに電源電圧を印加する第2の回路とを設け、ヒータを
オンする時はまず、第1の回路てヒータを加熱し所定時
間後に第2の回路てヒータを加熱することにより電流制
限手段の7品度」二昇を低く抑えることによって突入電
流の抑制作用を保全すると共に、電流制限手段の電力消
費量を低減する様にしたものである。
[実施例1]
第1図は本発明の実施例を示す。前記従来例と同じもの
ついては同じ符号をつけた。同図において、21はゼロ
クロス制御のSSII 、2 2はワンショットタイマ
、23 24はインバータ、25はオアゲート、26、
27はトランジスタ、28〜34は抵抗である。
ついては同じ符号をつけた。同図において、21はゼロ
クロス制御のSSII 、2 2はワンショットタイマ
、23 24はインバータ、25はオアゲート、26、
27はトランジスタ、28〜34は抵抗である。
第2図は第1図に示した回路の各部の電圧の時間的変化
の1例を示す電圧波形図である。
の1例を示す電圧波形図である。
以下に各部の動作を第1および2図に基づいて説明する
。温度検知用サーミスタ6の温度が高く、■1がv2よ
りも高い時はヒータ3はオフのままであるか、温度検知
用サーミスタ6の温度か下がり■1がV2より下がると
コンバレータ7はローを出力する。このときワンショッ
トタイマ22は■4の立ち下がりエッジから幅t2のロ
ーパルスを出力する。電位■6はインハータ23による
電位■5の反転であるから■4の立ち下がりエッジから
はじまる幅t2のハイパルスとなる。電位■4と電位■
6のオアをとったものか■7であるので、V7はV6の
立ち下がりエッシでローとなりV4の立ち上かりエッジ
でハイに戻る。V8はV,と同じ<V4の立ち下がりエ
ッジからはじまる幅t2のローパルスとなる。■7がロ
ーになると1・ランジスタ26がオフとなって発光素子
2lbがオンし、トライフック21aがオンする。また
vl,がローになるとトランジスタ27がオフとなって
発光素子5bかオンし、トライアック5aがオンする。
。温度検知用サーミスタ6の温度が高く、■1がv2よ
りも高い時はヒータ3はオフのままであるか、温度検知
用サーミスタ6の温度か下がり■1がV2より下がると
コンバレータ7はローを出力する。このときワンショッ
トタイマ22は■4の立ち下がりエッジから幅t2のロ
ーパルスを出力する。電位■6はインハータ23による
電位■5の反転であるから■4の立ち下がりエッジから
はじまる幅t2のハイパルスとなる。電位■4と電位■
6のオアをとったものか■7であるので、V7はV6の
立ち下がりエッシでローとなりV4の立ち上かりエッジ
でハイに戻る。V8はV,と同じ<V4の立ち下がりエ
ッジからはじまる幅t2のローパルスとなる。■7がロ
ーになると1・ランジスタ26がオフとなって発光素子
2lbがオンし、トライフック21aがオンする。また
vl,がローになるとトランジスタ27がオフとなって
発光素子5bかオンし、トライアック5aがオンする。
すなわちヒータオン期間t,のうち、はじめのt2の間
はトライアック5aかオンずるのてヒータ3はパワーサ
ーミスタ4を介して電源1の電圧か印加される。時間t
2以後はトライアック5aはオフしてトライアツク21
aがオンするのでパワーサーミスタ4とトライアック5
aはショー[・されて電流は流れずヒータ3には電源1
の全電圧が印加される。すなわち、突入電流を防止する
必要かある峙間たり、パワーサーミスタをヒータに直列
に接続することになる。
はトライアック5aかオンずるのてヒータ3はパワーサ
ーミスタ4を介して電源1の電圧か印加される。時間t
2以後はトライアック5aはオフしてトライアツク21
aがオンするのでパワーサーミスタ4とトライアック5
aはショー[・されて電流は流れずヒータ3には電源1
の全電圧が印加される。すなわち、突入電流を防止する
必要かある峙間たり、パワーサーミスタをヒータに直列
に接続することになる。
各素子が室温になっている状態で、スイッチ2をオンか
らオフにした時の突入電流抑制の様子を第3図に示す。
らオフにした時の突入電流抑制の様子を第3図に示す。
最初の時間t,はバワーサーミスタが直列にヒータ3に
接続されているので十分突入電流が抑制されている。時
間1,以後についてはトライアック2 1. aがオン
となりパワーサーミスタ4とトライアツク5aとがショ
ートされたことになるので、t流は増加ずるが既にヒー
タ3はかなり熱くなっているので、パワーサーミスタ4
の除去によって増加する電琉量もわずかである。
接続されているので十分突入電流が抑制されている。時
間1,以後についてはトライアック2 1. aがオン
となりパワーサーミスタ4とトライアツク5aとがショ
ートされたことになるので、t流は増加ずるが既にヒー
タ3はかなり熱くなっているので、パワーサーミスタ4
の除去によって増加する電琉量もわずかである。
定常温調時の突入電流抑制の様子を第4図に示す。パワ
ーサーミスタ4には必要なとき以外電流が流れないので
温度上昇は最小限に保たれている。したがって定常温調
時においてもパワーザーミスタの抵抗値は十分高く突入
電流抑制作用がある。
ーサーミスタ4には必要なとき以外電流が流れないので
温度上昇は最小限に保たれている。したがって定常温調
時においてもパワーザーミスタの抵抗値は十分高く突入
電流抑制作用がある。
以上説明して来た様にパワーサー尖スタにはヒータオン
時の一定時間のみ通電することで、パワーサーミスタの
温度上昇を最小限に抑えることが出来、定常温調時にお
いても突入電流抑制作用を保持することができる。
時の一定時間のみ通電することで、パワーサーミスタの
温度上昇を最小限に抑えることが出来、定常温調時にお
いても突入電流抑制作用を保持することができる。
[実施例2]
第5図は本発明の第2の実施例である。同図に於いて4
1はパワー抵抗、42.43はゼロクロス制御の551
1,44.45は1・ランジスタ、46はCPU、47
〜50は抵抗である。
1はパワー抵抗、42.43はゼロクロス制御の551
1,44.45は1・ランジスタ、46はCPU、47
〜50は抵抗である。
第6図は第5図の各部の電圧の時間的変化を示す電圧波
形図である。以下第5図と第6図を用いて本発明の第2
の実施例を説明する。
形図である。以下第5図と第6図を用いて本発明の第2
の実施例を説明する。
前記第1の実施例においては、パワーザーよスタ4とト
ライアック5aをトライアック21aてショー1・する
様な構成てあったか、木実施例においては、電流制限用
のパワー抵抗41のみをトライアック43aてショー1
・ずる構威になっている。そのためトライアック42a
,43aを駆動する信号も第6図に示す様ノよものとな
る。
ライアック5aをトライアック21aてショー1・する
様な構成てあったか、木実施例においては、電流制限用
のパワー抵抗41のみをトライアック43aてショー1
・ずる構威になっている。そのためトライアック42a
,43aを駆動する信号も第6図に示す様ノよものとな
る。
CPlll13はV,の電位か所定電位V,1,よりも
下がると、V9及びVIQをローとし、ローにした時点
からt1後にV9をハイに戻し、■1がVthよりも高
くなったら■loもハイに戻す様に制御する。なお本実
施例ではパワーサーミスタのかわりにパワー抵抗を用い
ている。突入電流防止としてパワー抵抗を用いる場合、
従来は非常に大きな電力定格の抵抗が必要であったが、
本発明によれはパワー抵抗の電力消費は最小限に抑えら
れるため従来に比へてかIより小さいパワー抵抗で済み
、同時に電力のロスも小さく出来る。なおフォトトライ
アック43aかオーフ゛ン故障した場合の対策としてパ
ワー抵抗41をヒューズ抵抗にすることにより、安全・
[1を改得することができる。
下がると、V9及びVIQをローとし、ローにした時点
からt1後にV9をハイに戻し、■1がVthよりも高
くなったら■loもハイに戻す様に制御する。なお本実
施例ではパワーサーミスタのかわりにパワー抵抗を用い
ている。突入電流防止としてパワー抵抗を用いる場合、
従来は非常に大きな電力定格の抵抗が必要であったが、
本発明によれはパワー抵抗の電力消費は最小限に抑えら
れるため従来に比へてかIより小さいパワー抵抗で済み
、同時に電力のロスも小さく出来る。なおフォトトライ
アック43aかオーフ゛ン故障した場合の対策としてパ
ワー抵抗41をヒューズ抵抗にすることにより、安全・
[1を改得することができる。
[効
果]
以上説明して来たように本発明によれは電流制限素子の
電力消費を抑え、温度上昇を最小限にすることが出来、
効果的な突入電流抑制か可能となる。
電力消費を抑え、温度上昇を最小限にすることが出来、
効果的な突入電流抑制か可能となる。
第1図は木発明の第1の実施例を示す回路図、第2図は
第1実施例の各部の電圧波形、第3図は常温まで冷えた
状態での突入電流抑制作用を示すグラフ、第4図は定常
温調時の突入電流抑制作用を示すグラフ、第5図は木発
明第2実施例を示す回路図、第6図は第2実施例の各部
の電圧波形、第7図は従来例を示す回路図、第8図は常
温まで冷えた状態での突入電流抑制作用を示すグラフ、
第9図は定常温調時ての突入電流抑制作用を示すグラフ
、第10図は従来例での各部の電圧波形を示す図である
。 1・・・電源、 3・・・ヒータ、 4・・・パワーサーミスタ、 5, 21,42.43・・・ゼロクロス制御のSSR
、6・・・温度検知用ザーミスタ、 7・・・コンバレー夕、 2?・・・ワンショットタイマ、 46・・・cpu , 11 1 2 曽 寸 〉 ψ ト 〉 〉 −82−
第1実施例の各部の電圧波形、第3図は常温まで冷えた
状態での突入電流抑制作用を示すグラフ、第4図は定常
温調時の突入電流抑制作用を示すグラフ、第5図は木発
明第2実施例を示す回路図、第6図は第2実施例の各部
の電圧波形、第7図は従来例を示す回路図、第8図は常
温まで冷えた状態での突入電流抑制作用を示すグラフ、
第9図は定常温調時ての突入電流抑制作用を示すグラフ
、第10図は従来例での各部の電圧波形を示す図である
。 1・・・電源、 3・・・ヒータ、 4・・・パワーサーミスタ、 5, 21,42.43・・・ゼロクロス制御のSSR
、6・・・温度検知用ザーミスタ、 7・・・コンバレー夕、 2?・・・ワンショットタイマ、 46・・・cpu , 11 1 2 曽 寸 〉 ψ ト 〉 〉 −82−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 温度依存性ヒータの電源を制御する駆動信号を生成
する手段と 上記ヒータに電流制限手段を介して上記電源電圧を印加
する第1の回路と、 上記ヒータに直接上記電源電圧を印加する第2の回路と
、 上記ヒータの駆動信号の前縁から所定時間内において前
記第1の回路より該ヒータに通電し、上記所定時間以後
から上記ヒータ駆動信号の後縁までは第2の回路より上
記ヒータに通電し一定加熱する手段より成ることを特徴
とするヒータ駆動装置。 2 前記請求項1記載のヒータ駆動装置において電流制
限手段に電力用サーミスタを用いることを特徴とするヒ
ータ駆動装置。 3 前記請求項1記載のヒータ駆動装置に於いて、上記
ヒータに通電し一定加熱する手段はCPUを含むことを
特徴とするヒータ駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1239720A JPH03102409A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | ヒータ駆動装置 |
| DE69027269T DE69027269T2 (de) | 1989-09-14 | 1990-09-13 | Heizungsaktivierungsvorrichtung |
| EP90310055A EP0418089B1 (en) | 1989-09-14 | 1990-09-13 | Heater activating apparatus |
| US07/581,909 US5229578A (en) | 1989-09-14 | 1990-09-13 | Heater activating apparatus with a switchable current controlling element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1239720A JPH03102409A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | ヒータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102409A true JPH03102409A (ja) | 1991-04-26 |
Family
ID=17048923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1239720A Pending JPH03102409A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | ヒータ駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5229578A (ja) |
| EP (1) | EP0418089B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03102409A (ja) |
| DE (1) | DE69027269T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5750961A (en) | 1994-10-19 | 1998-05-12 | Imation Corp. | Method for controlling the actual temperature of an intermittently operated heating means, particularly of an electric heating means |
| EP0793343B1 (en) * | 1996-02-29 | 2001-07-18 | Co.Ri.M.Me. Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Current limitation programmable circuit for smart power actuators |
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| US6531899B1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-03-11 | Texas Instruments Incorporated | Integrated differential current comparator with input to output electrical isolation |
| RU184641U1 (ru) * | 2018-02-05 | 2018-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Система обеспечения теплового режима приборов космических аппаратов |
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