JPS598024A - 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】

技術分野 本発明は複写機、印刷機などの熱定着装置あるいは乾燥
装置などの温度制御装置に関する。 従来技術 従来のこの種の温度制御装置は、第１図に示すように、
ヒータセロクロスＯＮ　−ＯＦ　Ｆ制御による温度制御
回路で構成される。例えは定石ローラ（不図示）の表面
温度を検出するサーミスク旧１１が抵抗Ｒ１を介して電
源１）　Ｓに接続され、このリーーミスタＴＨＩ　と抵
抗Ｒ１との接続点が比１肢器ＩＣ１の一入力端子に接続
され、温度の設定拍−に対応した基準電圧が抵」りく。 と抵１りく、によって電源Ｏ５の電源電圧を分圧して得
られ、この基準電圧を生じる抵抗Ｉく。と抵抗Ｒ３との
接続点が比較器ＴＣＩの十入力端子に接続される。比「
核層ＩＣＩの十入力端ｆに接続される。比較器ＩＣ１の
出力端子は抵抗１工、を介してトランジスタＱ１のベー
スに接続され、このトランジスタＱｌのコレクタがゼロ
クロス制御ソリッドステートリレー（以下ＳＳＲと記す
）ＳＳＲの入）Ｊ端子−に接続される。このＳＳＲの出
力端モに定５行ローラを加ｊｊ′１１するためのヒータ
ＩＩが接続され、ＳＳＲは、比較器ＩＣＩの出力端子の
２値化状態がＬ　ＯＷであるとき導通してＲθ用順源Ａ
ｓからヒータ１１へ給１町、し、比較器ＴＣＩの出力端
子の２饋化状聾がＩＩＩＧＩＩであるとき非導通となっ
てヒータＩ−１への給電を停止する。 上述の回路において、いま、例えば定着ローラの温度が
低く、サーミスタＴｌｊｌの抵抗値が高く、比較器ＩＣ
Ｉの一入力端子の電圧が１−入力端子の基県電圧より高
い場合には、比較器ＩＣＩの出力端子がＬＯＷでＳＳＲ
が導通してヒータ［１に給電される。ヒータ１１への給
電によって定着ローラの温度が徐々に上列し、サーミス
タＴＩＩＩの抵抗値が徐々に低下して比較器ＩＣＨの一
入力端子の電圧が徐４に低下する。この比１咬器ＩＣＩ
の一入力端子の電圧が低下して比較器ＩＣ１の十入力端
子の基ｌ′１１電圧と等しくなりさらに基準電圧より低
くなる時に、従来、比較器ＩＣ１の出力が瞬時にＬＯＷ
から１１１　Ｇ　Ｖｌへ、あるいはＩＩＩＧＨからＬ　
ＯＷへという反転動作を数１０７７２宴から２００７７
２　Ｓｅｃ近くの間繰り返えす所謂チャタリング現象を
生じる。このチャタリング現象は、上述の電源１）　Ｓ
として商用電源を整流したものを使用する場合にこの電
源電圧に２０乃至５　Ｑ　７ｎ　Ｖ位のリップルが存在
することが原因となって発生する。 次に、このチャタリンクが生じる理由について説明する
。第２図及び第３図に示すように、ｉｔ軸器として動作
する演算増幅器Ａの一入力端子に印加される信号電圧Ｖ
ｓが数７ｎ　Ｖのリップルを含んでいると、この電圧ｖ
５が基Ｑ電圧ＶＬを拵切る瞬間に演算増幅器Ａの出力電
圧ｖＯは何度も１１１Ｇ１１゜Ｌ　ＯＷを繰り返えすこ
とになる。したがって、」二連の第１図に示す電源１）
　Ｓの電圧がリップルを含むことによって、サーミスタ
Ｔｆｉｌ　の出力電圧がリップルを含むので、定着ロー
ラの温度が設定髄に達する炉間において、第４図Ｃに示
すように、比較器ｒｃ１の出力電圧は何度もＴ−１１Ｇ
Ｉ（・ｒ−ｏ〜■を繰り返えしてチャタリングを発生す
る。 上述のように、比較器ＩＣＩの出力にチャタリングを生
じ、この比較器ＩＣ１の出力信号がトランジスタＱｌを
介してＳ　Ｓ　Ｒへ入力されるので、ヒータＨにはこの
チャタリングが生じているＪｔＪＩ間に第４図すに示す
ように半波電力が印加される場合がある。この場合、商
用電源Ａｓに異常電流が流れ、電源の波形歪を生じ、こ
の商用電源系統に接続される螢光灯が瞬時ちらついて室
内の人間に不快感を感じさせるという問題点を有してい
た。 一方、上述のチャタリングを防止するために、第５図に
示すように、比較器として動作する演算増幅器への出力
端子をフィードバック抵抗Ｒｆを介して演算増幅器Ａの
基準電圧が入力される十入力端子に接続する。このよう
にすると、比較器出力の信号入力の変化に対する反転動
作がヒステリシスを有するようになり、比較器出力の反
転に際してチャタリングが生じない。すなわち、第６図
に示すように、信号電圧Ｖｓが上昇して基準電圧Ｖ、％
が」二外して基準電圧Ｖｔｌに達すると、演算増幅器へ
の出力電圧はＨＩ　Ｇ　ＨからＬＯＷに反転する。この
時、演算増幅器Ａの出力端子のＬ　ＯＷの信号が抵抗Ｒ
（を介して十入力端子にフィードバックされ、十入力端
Ｔの基準電圧を上記Ｖ　ｔ　１よりレベルが低いＶ　ｔ
　２　　に下げる。したがって、基準電圧ＶＬｌ、Ｖｔ
２のレベル差を信号電圧Ｖｓのリップルより充分大であ
るようにしておけば、演算増幅器Ａの出力はＬ　ＯＷを
続けてチャタリングを生じない。また、信号電圧Ｖｓが
降下して基準電圧Ｖ　Ｌ　ｌに達すると、この時には演
算増幅器Ａの十入力端子の基準電圧がＶ　、　２になっ
ているので、演算増幅器Ａの出力電圧は反転せすＩ、０
〜■を続け、信号電１圧ｖ　Ｓが基準電圧ＶＬ２に達す
ると、演算増幅器Ａの出力はＬＯＷからＩＩＩＧＩＩｊ
こ反転すると同時に基準電圧ＶＬ２　　はＶｔｔ　　に
−」上列する。 従って、信号ｖＳのリツフツが基７啓電、圧Ｖ　ｔ　］
にまで達しないので、演算増幅器への出力はＩＩＴＧ）
ｌの状態を続けてチャタリングを生じない。 上述め手段を温度制御装置に適用すると、第７図に示す
ように、゛比較器ＩＣ１の出力端トと１−入力端子との
間に抵抗に６を接続腰比イ「交器ｒｃ１の出力電圧を」
−入力端子に一フィードバックする。 この回路において、定着ローラの温度が上列して、第８
図３に示すように、ザ−ミスタ’ｒｉ１１の出力室。 圧■１’ｌ（が徐々に降下゛し、このサー　ミスタ電圧
〜’ＴＩ　１が基準電圧Ｖ　に達しさらに基７＋７−市
圧ＶＬ２より１）（（２ くなる時、第８図１）に示すように、比）１１９藷■０
１の出力電圧がＬＯＷからＨＩ　Ｇ　Ｈに反転する。こ
の時、フィードバック抵抗に６を介してこの比較器Ｉ　
Ｃ□の出力電圧が比較器ＩＣ１の十入力端子に印加され
、第８図ａに示すように、比較器ＩＣＩの十入力端子の
基１隻電圧がＶＨ２からｖｔｌに高められる。したがっ
て、この時、サーミスタ電圧と基準電圧の差が大きくな
って、サーミスタ電圧のリップルによる比較器ＩＣＩの
出力のチャタリングは生じない。また、定着ローラの温
度が降下してサーミスタ電圧が上昇する場合、ザ−ミス
タ電圧しり；」二連の高められた基準電圧Ｖｔ１に達し
た時、比較器ＩＣＩの出力がＩＩＴＧＨからＬＯＷに反
転し、この時、フィードバック抵抗に６を介して比較器
ＩＣ１の出力電圧が十入力端子に印加され、第８図ａに
示すように、比較器ＩＣ１に入力される基準電圧がＶｔ
ｌからＶｔ２へ低められ、サーミスタ電圧と基準電圧と
の差が大きくなって比１咬器ｉｃ１の出力のチャタリン
グは生じない。 しかるに、この温度制御装置においては、第８図ａに示
すように、定着ローラの温度が上昇する場合と降下する
場合とに応じて比較器■Ｃ１に入力される基準電圧が異
なり、この基準電部の差すなわちヒステリシス電圧△Ｖ
が生じる結果、定積ローラの温度が降下しサーミスタ電
圧が上滑して低い方の基準電圧Ｖ１２に達したとき、比
較器ＩＣ１の出力は第８図すに示すようにＩＩＩＣＩ（
の−＋１であり、したがって、ＳＳＲは導通せず、第８
図Ｃに示すようにヒ−！Ｈには給電されない。このため
、第８図ｄに示すように、定着ローラの温度は設定温度
Ｔｏを通過してさらに降下する。定着ローラの温度がさ
らに降下してサーミスタ電圧が商い方の基準電圧ｖｔｌ
に達すると、比較器ＩＣ１の出力がＨＩＧｆ（からＬＯ
Ｗに反転し、ここで、ＳＳＲが導通してヒータＴ−Ｉへ
の給電が開始されるが、この時には定着ローラの温度は
設定温度Ｔ　ｏよりΔ′Ｆだけ低下している。このよう
に、定着ローラの温度が設定温度より一定値だけ低Ｆし
たところでヒータへの給電が開始されるので、温度リッ
プルが大きくなり、高精度な温度制御ができないという
欠点を有していた。 目的 本発明は従来における上記欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、被加熱体の温度カニ設定イ１旧こ達
した時から一定期間だけ比較器（こ入力する基準電圧を
変化させるようにして、比較器の出力のチャタリングを
防Ｉ卜するととも番こ被カ１階シイ本の温度制御を高精
度に行ない得る温度制御装置を提供することである。 要旨 被加熱体の温度に対応した信号電圧と、温度の設定値に
対応した基準電圧とを比較して、この信号電圧と基準電
圧との大小関係に応じたイ言号を出力する比ｌ咬器を備
え、この比較器の出力信号

【こ応して上記被加熱体への
給電を行なうよう番こｉ、た（黒度制御装置において、 上記比較器の出力側に出力電圧が所定の時定数で減衰す
る微分回路を設け、この微分出力を比較器の一方の入力
端子に接続して比較器の出力の立ちとり時と立ち下り時
にその微分波形を）帝還せしめるようにしたことを特徴
とする。 実施例 以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。 第９図に示すように、比較器ＩＣＩの出力端）と十入力
端子との間にフィードバック抵抗１（６と直列にコンデ
ンサＣ１にてなる微分回路を接続する。上述以外の回路
構成は上述の第７図に示す従来の回路と同様であり、第
７図と同じ回路部分には同符号を付す。 上述の回路において、第１０図ｃ、ｄに示すように、ヒ
ータ１１に給電が行なわれて定着ローラの温度が上列し
、第１Ｏ図ａに示すように、サーミスタ電圧■・ｎ−■
が降下して、定着ローラの温度が設定値ＴＯに達すると
、サーミスタ電圧”ｎ（が比較器ＩＣ１の十入力端子の
基塾電圧Ｖ【に等しくなり、第１Ｏ図１〕に示すよう（
乙比較器ＩＣ１の出力電圧がＬＯＷからＨＩ　Ｇ　ＩＩ
に反転し、ヒータ［１への給電が停止トされる。この時
、フィートノくツク抵抗Ｒ６とコンデンサＣＩとの直列
回路を介して比較器ＩＣＩの出力電圧が比較器ＩＣ１の
十入力端子に印加され、第１０図ａに示づ−ように、比
較器ＩＣＩの十入力端子の基準電圧がＶ（３に高められ
る。したがって、この時、比較器Ｉｃ１の一人カ端子の
電圧であるザーミスタ電圧と比較器ｒｃ１の十入力端了
の電圧である基準電圧との差が大きくなって、ザーミス
タ電圧のリップルによる比較器ＩＣＩ　の出力のチャタ
リングは生じない。 しかるに、比較器１ｃＩ　の出方がＬＯＷがらＨＴ　Ｇ
　Ｉ−１に反転すると、フィードバック抵抗１り６の抵
抗値とコンデンサＣＩの静電容量値とによって定−走る
時定数でコンデンサｃ１が充゛市され、コンデンサＣ１
の充電々圧が高まるのにともなって比較器Ｉ　ＣＩの十
入力端子の電圧が屑らかに降下する。コンデンサＣ１の
充電々川が比較器ＩＣＩの出力端Ｔの電圧ヒ芳分と等し
くなると、比較器ＩＣ１の十入力端子の電圧は元の基準
電圧Ｖ【になる（第１０図ａ）。すなわち、定着ｌコー
ラの温度が設定値ＴＯになってザーミスタ電圧が基準電
Ｖ【と等しくなってから一定期間だけ、比較器ＩＣ１の
十入力端子の基準電圧が高められる。 また、ヒータ■１への給電が停（Ｊ−されて定着ローラ
の温度が低下し、ザーミスタ電圧が」−皆して、定着ロ
ーラの温度が設定値１゛０に達すると、ザーミスタ電圧
が基準電圧Ｖ［に等しくなり、比較器ＴＣ１の出力電圧
がＩｒ１Ｇ１１がらＬＯ〜）にＪ’ｉ転して、ヒータＩ
−Ｔへの給電が開始される。この時、フィードバック抵
抗Ｒ６、とコンデンサｃ１との１ｉ’ｊ　列回路を介し
て比較器ＩＣ１の出力電圧が比較器ｒｃ】の十入力端子
に印加され、比較器ＩＣＩの」−人力端子の基始′准圧
がＶｔ４に低められる（第１０１ツｌａ）。 したがって、この時、比較器ＩＣ１の−人力端ｒ−の電
圧であるザー　ミスタ電圧と比］咬器ＴＣ１の十入力端
子の電圧である基ｌ唐電圧との差が大きくなって、ザー
ミスタ電圧のリップルによる比較器ＴＣ１の出力のチャ
タリンクは生じない。 さらに、比較器ＩＣＩの出力がＴＮＧＩ４からしｏｗに
反転すると、コンデンサｃ１が上述とは逆憧性て充電さ
れ、コンデンサＣＩの充市々圧が上述の時定数に応じて
高まるのにともなって比較器ＩＣＩの十入力端子の電圧
が滑らかに上列し、コンデンサＣ１の充電々圧が比較器
■Ｃ１の出力端子の電圧低下分と等しくなると、比Ｉ咬
器■０１の十入力端頂の電圧は元の基？（／１電圧Ｖｔ
　になる（第１Ｏ図ａ）。すなわぢ、定着ローラの温度
が設定値Ｔ。 になってザーミスタ電圧が基準電Ｖ【と等しくなってか
ら一定期間だけ、比較器ＩＣ１の十入力端子の基準電圧
が低められる。この場合、第１Ｏ図に示すように、定着
、ローラの温度が低下して設定値Ｔｏになると、−リ゛
−ミスタ電圧がＶ【になり、比較器ＩＣ１の出力電圧が
ＴＩＩＧＩ−１からＬＯＷに反転してヒーター１への給
電力；開始される。すなわち、定着ローラの温度が設定
値にまで低下すると１宣ちにヒータへの給電が開始され
る。 へ。 なセ、上述の基準電圧の変化叶すなわちヒステリシス電
圧及び基準電圧の変化の時定数に応じた基学電圧の変化
期間を定める抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の抵抗値とコンデン
サＣ１の静電容量値は、比較器■Ｃ１の出力の反転時の
チャｐ　ＩＪングを防１１；シ得るだけのヒステリシス
特性を比１咬器ＩＣＩの出力に持たせるように、且つ、
基準電圧の変化期間がヒータの容は、定着ローラの！７
″！）容購、複写機の使用環境温度及び複写動作のモー
ド等で決定される定着温度の回復時間より充分短くなる
ように定められる。なお、この定着温度の回復時間は２
乃至３秒位であり、従来の温度制？ａ１１装置に５ける
比較器の出力のチャタリンクの相続期間は５０乃至１０
０ｍ５ｅＣ位であるので、基準電圧の変化の時定数を２
００乃至３００７７２Ｓ（ＩＣ位になるようにゼ（抗１
り、。 Ｒ５，Ｒ６の抵抗値とコンデンサｃ１の静電谷宿鎮を定
めればよい。 本発明の他の実施例は、第１１図に示すように、比較器
ＩＣ１の出力の微分波をザーミスターｒ　Ｈｌの信号電
圧側にフィードバックして、出力のチャタリンクを防１
］二する。この場合、第１２図に示すように、ザーミス
タＴｌ１ｌの出力電工Ｖ１］Ｉに２１シて比較器ＩＣＩ
の十入力端子の電圧は波形Δのように変化する。この例
において、基準電圧にリップルが乗っていても比較器出
力が安定し、月一つ、基準レベルが一定に保たれて正確
な制御が達成できる。 効果 以−ヒ説明したように、本発明においては、被加熱体の
温度に対応した信号電圧と、温度の設定値に対応した基
７％電圧とを比較して、この信号電圧と基準電圧との大
小関係に応じた信号を出力する比較器を備え、この比較
器の出力信号に応じて上記被加熱体への給電を行なうよ
うにした温度制御装置において、上記比較器の出力側に
出力重圧が所定の時定数で減衰する微分回路を設け、こ
の微分出力を比較器の一方の入力端子に接続して比１咬
器の出力の立ち上り時と立ち下り時にその微分波形を帰
還せしめるようにしたから、比較器の出力のチャタリン
グを無くして商用Ｔ；　？Ｒへの影響を防）Ｉ−、する
とともに、被加熱体の温度リップルが低減されて温度制
御を高精度に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の温度制御装置の回路図、第２図は比較器
を示す回路図、第３図は第２図の回路の動作を示す波形
図、第４図は第１図の回路の要部の波形図、第５図は他
の比較器を示す回路図、第６図は第５図の回路の動作を
示す波形図、第７図は従来の他の温度制御装置の回路図
、第８図は第７図の回路の要部の波形図、第９図は本発
明の一実施例を示す回路図、第１０図は第９図の回路の
要部の波形図、第１１図は本発明の他の実施例を示す回
路図、第１２図は第１１図の回路の要部の波形図である
。 ＩＣＩ・・・比較器、＋　　　１１・・・ヒータ、　　
Ｒ６・・・抵抗、Ｃ１・・・コンデンサ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会イ」。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加熱体の温度に対応した信号電圧と、温度の設
   定値に対応した基準電圧とを比較して、この信号電圧と
   基準電圧との大小関係に応じた信号を出力する比１咬器
   を備え、この比較器の出力信号に応じて上記被加熱体へ
   の給電を制御するようにした温度制御装置において、 上記比較器の一方の入力端子と比較器出力との間に所定
   の時定数で減衰する微分回路を設け、比較器出力のり換
   り時にその微分波形を帰還せしめるようにしたことを特
   徴とする温度制御装置。