JP2018509999A - 加熱電力を制御するための手段を有するアイロン器具 - Google Patents

Abstract

本出願は、ソールプレート（１０）と、ソールプレート（１０）を加熱するための加熱素子（２０）と、加熱素子（２０）の加熱電力を制御するためのコントローラ（３０）と、ソールプレート（１０）の温度を感知するための温度センサ（４０）を備えるアイロン器具に関する。コントローラ（３０）は、ソールプレートの温度の経時的な変化率としてのソールプレート（１０）の温度勾配、及びソールプレート（１０）の温度と第１所定温度（Ｔ１）との間の温度差を決定するように構成される。コントローラ（３０）は、温度勾配及び温度差に基づいて、加熱素子（２０）の加熱電力を制御するように構成される。この解決策は、温度のオーバーシュートとアンダーシュートを最小限にする方法でソールプレートを加熱することができることを可能にする。

Description

本発明は、アイロン器具及びアイロン器具を制御するための方法に関する。

典型的な従来のアイロン器具は、アイロンかけの間に衣服と接触するソールプレート（soleplate）を使用する。ソールプレートは、典型的には、ソールプレートを設定温度まで加熱するために、サーモスタット又はサーミスタといった装置に関連付けられる加熱素子によって加熱される。従来、加熱素子は、設定温度を参照して最大電力又はオフになるように切り替えることによって制御される。典型的に、加熱素子は、ソールプレートの温度が設定温度に達するまで最大電力であるように制御され、設定温度の時点でターンオフされる。

このような従来の温度制御方法の限界は、ソールプレートの「熱質量慣性」に起因して、ソールプレートが加熱されるときにかなりの温度オーバーシュート（temperature overshoot）が存在することである。言い換えると、ソールプレートが設定温度に達するまで加熱素子によって加熱される場合、ソールプレートの温度は、加熱素子がオフにされていても一定時間上昇し続けることになる。オーバーシュートのこの問題は、ソールプレートのより高い加熱電力（heating power）及びより軽い質量を用いるときに悪化する。

また、温度オーバーシュートの後、ソールプレートの温度は最終的に設定温度に戻ることになる。ソールプレートの温度が再び設定温度に達すると、加熱素子は再び最大電力を有するように制御される。しかしながら、ソールプレートの温度が再び上昇する前に、ソールプレートの温度が設定温度を超えて下がり続けると、温度アンダーシュート（temperature undershoot）が存在することが認識されよう。

結果として、ソールプレートの温度は、設定温度未満から上昇し、そして設定温度未満に戻るよう、連続的に循環することになる。したがって、加熱素子を最大電力（設定温度未満のとき）又はオフ（設定温度超のとき）のいずれかで制御することは、精密でない温度制御につながる。

特許文献１（特許第2,966,505号明細書）は、ソールプレートを加熱するための加熱手段が器具の使用状態における変化の観察に基づいて制御される加熱ソールプレートを有するアイロン器具を開示していることに留意されたい。 温度勾配の急な変化率を測定することにより、器具のスタンバイ状態と使用状態（又はその逆）との間の移行が観察される。使用状態の変化に応答して、いわゆる制御温度が、例えば固定の（又は設定）温度よりも高い温度へと変更される。

したがって、本発明の目的は、これらの問題を克服する改善されたアイロン器具を提供することである。

特許第2,966,505号明細書

本発明の目的は、上述の問題を回避又は緩和する改善されたアイロン器具を提案することである。

本発明は、独立請求項によって定義される。従属請求項は有利な実施形態を定義する。

本発明によると、ソールプレートと；ソールプレートを加熱するための加熱素子と；ソールプレートの温度を感知するための温度センサと；ソールプレートの温度の経時的な変化率としてのソールプレートの温度勾配、及びソールプレートの温度と第１所定温度との間の温度差を決定し、温度勾配及び温度差に基づいて、加熱素子の加熱電力を制御するためのコントローラとを備えるアイロン器具を提供する。

ソールプレートの温度勾配及びソールプレートと第１所定温度との間の温度差を決定することにより、そして、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子の加熱電力を制御することにより、オーバーシュート及びアンダーシュートを最小限にする方法で、ソールプレートを加熱することができる。

一部の実施形態において、コントローラは、一定の電力が加熱素子に供給される所与の期間内に加熱素子がターンオンされる持続時間を変えることによって、あるいは加熱素子に供給される電力を変えることによって、加熱素子の加熱電力を制御するよう構成される。

一部の実施形態において、コントローラは、ソールプレートの温度が、第１所定温度より低い第２所定温度未満であるとき、第１加熱電力を使用するよう加熱素子を制御し、ソールプレートの温度が第２所定温度と第１所定温度との間であるとき、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子の加熱電力を制御するように構成される。したがって、第２所定温度未満では、コントローラは、加熱素子を設定電力（例えば最大）で制御することができる。これは制御方法を簡単にする。
一部の実施形態において、第１加熱電力は最大加熱電力である。これは、ソールプレートの加熱速度を最大にする。
一部の実施形態において、温度勾配が正である場合、コントローラは、ソールプレートの温度の値を第２所定温度から第１所定温度に上昇させるための加熱電力が減少するよう、加熱素子の加熱電力を制御するように構成され、この加熱電力におけるこの減少は、より大きな正の温度勾配についてより大きい。

一部の実施形態において、温度勾配が負である場合、コントローラは、ソールプレートの温度の値を第２所定温度から第１所定温度に上昇させるための加熱電力が減少するよう、加熱素子の加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの減少は、より小さな負の温度勾配についてより大きい。

一部の実施形態において、コントローラは、ソールプレートの温度が第１所定温度と、該第１所定温度よりも高い第３所定温度との間であるとき、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子の加熱電力を制御するように構成される。

一部の実施形態において、温度勾配が正である場合、コントローラは、ソールプレートの温度が第３所定温度から第１所定温度まで下がると加熱電力がオフになるように、加熱素子の加熱電力を制御するように構成される。

一部の実施形態において、温度勾配が負である場合、コントローラは、ソールプレートの温度の値を第３所定温度から第１所定温度まで下げるための加熱電力が増加するよう、加熱素子の加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの増加は、より大きな負の温度勾配についてより大きい。

一部の実施形態において、コントローラは、ソールプレートの温度が第３所定温度を超える場合に加熱電力がオフになるように、加熱素子を制御するよう構成される。

一部の実施形態において、第２所定温度と第３所定温度との間の温度範囲は、温度勾配及びソールプレートの温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差に基づいて、加熱素子を制御するためのバンド（band）を形成する。そのバンド未満（すなわち、第２所定温度Ｔ２未満）では、加熱素子２０はフルパワー（又は何らかの他の適切な力）であってよい。そのバンドより上（すなわち、第３所定温度Ｔ３超）では、加熱素子はオフであってよい。

一部の実施形態において、アイロン器具は更に、ソールプレートと第１所定温度との間の温度差と、ソールプレートの温度勾配の異なる組合せで加熱電力の値を含む、ルックアップテーブルを記憶するメモリを更に備え、コントローラは、ルックアップテーブル内の値を使用して加熱素子の加熱電力を制御するように構成される。

本発明の別の側面によると、ソールプレートと、該ソールプレートを加熱するための加熱素子とを備えたアイロン器具を制御するための方法が提供され、当該方法は：ソールプレートの温度勾配及びソールプレートの温度と第１所定温度との間の温度差を決定するステップと；温度勾配及び温度差に基づいて、加熱素子の加熱電力を制御するステップとを備える。

本発明のこれら及び他の側面は、以下で説明される実施形態から明らかになり、これらの実施形態に関連して解明されるであろう。

本発明の実施形態は、単なる例として添付の図面に関連して説明される。
本発明の実施形態に係るアイロン器具１の概略図である。 本発明の実施形態に係るアイロン器具１の図である。 時間に沿ったソールプレートの温度の変動を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態に係るアイロン器具１の概略図である。アイロン器具は、ソールプレート１０、該ソールプレート１０を加熱するための加熱素子２０、該加熱素子２０の加熱電力を制御するためのコントローラ３０及びソールプレート１０の温度を決定するための温度センサ４０を含む。

この実施形態において、加熱素子２０は、例えば電気加熱素子であり、ソールプレート１０は、加熱素子２０によって加熱される。ソールプレート１０の温度は、温度センサ４０によって測定される。本発明の実施形態は、ソールプレート１０に熱的に結合される任意の適切な温度センサを使用することができる。例えば正の温度係数（ＰＴＣ：positive temperature coefficient）抵抗器、負の温度係数（ＮＴＣ：negative temperature coefficient）抵抗器及び熱電対素子を使用することができる。

加熱素子２０の加熱電力は、コントローラ３０によって制御される。

この実施形態において、加熱素子２０は、コントローラ３０によってターンオン又はオフされるように制御され、この場合、オン／オフ時間の異なるデューティサイクルが異なる加熱電力を届けるために使用される。この実施形態では、例えばトライアック（図示せず）を使用して、意図された電力を加熱素子２０に届けるが、他の実施形態では、他の適切な構成要素（例えば半導体スイッチ）を使用することができる。この実施形態では、トライアックは、その伝導オン／オフ時間のデューティサイクルを変えるよう、コントローラ３０（例えば論理デバイス又はＭＣＵを含む）によって制御される。

他の実施形態では、電力制御は、ＡＣ波形を「チョッピング」することによって行うことができる。これは、一部の実施形態では、電力に対するより良い分解能を与えるが、ＥＭＣ高調波ノイズをもたらす可能性がある。後者は、電力の完全な１サイクルを完了するためにより多くの時間がかかる。

したがって、一部の実施形態において、コントローラ３０は、加熱素子２０が所与の期間内にターンオンされる（例えば一定の電力が加熱素子２０に供給される）持続時間を変えることによって、加熱素子２０の加熱電力を制御するように構成される。他の実施形態では、コントローラ３０は、加熱素子２０に供給される電力を変えることによって、加熱素子２０の加熱電力を制御するように構成される。

アイロン中のソールプレートの所望の温度は、温度セレクタ又は温度制御ダイアル（図１には図示せず）によって、ユーザが設定することができるが、代替的にはプッシュボタンやタッチコントロールといった任意の他の公知の制御手段も使用することができる。

使用に際して、コントローラ３０は、ソールプレート１０の瞬間温度を所望の温度と比較して、加熱素子２０の熱産生を制御する。以下でより詳細に説明されるように、コントローラ３０は、ソールプレート１０の熱勾配及びソールプレート１０と所望の温度との間の温度差に基づいて加熱素子２０の加熱電力を制御するように構成される。

以下では、「ソールプレートの温度勾配」とは、ソールプレートの温度の経時的な変化率を指す。より数学的な表現では、ソールプレートの温度を、時間の関数のソールプレート温度の一次導関数として理解することができる。ソールプレートの温度勾配は（ソールプレートの上昇する温度について）正又は（ソールプレートの下降する温度について）負とすることができることが認識されよう。

勾配は、ソールプレート１０上の温度感知ポイントで測定される。温度感知ポイントは、実際の温度を感知して熱入力を制御するように、センサ４０（例えばサーミスタ）がソールプレート１０上に取り付けられる場所である。

この実施形態において、コントローラ３０は周期的に、センサ４０によりソールプレート１０の温度を決定する。この周期的測定から、コントローラ３０は、特定の時間の温度差と、その時間の温度勾配を決定することができる。例えばコントローラ３０は、２０ｍｓごとにソールプレート１０の温度を決定することができるが、実施形態はこれに限定されない。

この実施形態において、コントローラ３０は、例えばソールプレート１０と所望の温度との間の温度差と、ソールプレート１０の温度勾配の異なる組合せで、加熱電力の値を含むルックアップテーブルを記憶するメモリ（図示せず）を備える。そのような実施形態では、コントローラ３０は、ルックアップテーブル内の値を使用して加熱素子２０の加熱電力を制御するように構成される。

図２は、第１の実施形態に係るアイロン器具１におけるソールプレート１０、加熱素子２０、コントローラ３０及びセンサ４０の位置を概略的に図示している。加熱素子２０及びセンサ４０はソールプレート１０の本体内にある。しかしながら、本発明の実施形態は、任意のアイロン器具設計で使用されてよく、図２の様々なコンポーネントの位置は限定として解釈されるべきではないことが認識されよう。例えばコントローラ３０は、アイロン器具１内の任意の適切な位置に配置されてよい。

図２のアイロン器具１は、電気加熱素子２０によって加熱されるソールプレート１０を備える。ソールプレート１０の瞬間温度は、ソールプレート１０に熱的に結合される温度センサ４０、例えばＰＴＣレジスタ、ＮＴＣレジスタ又は熱電対素子によって測定される。所望のソールプレート温度を、温度セレクタ又は温度制御ダイアル８によってユーザが設定することができるが、代替的には、プッシュボタン又はタッチコントロールといった任意の他の公知の制御手段を使用することができる。コントローラ３０は、ソールプレート１０の瞬間温度を所望の温度と比較し、例えば加熱素子２０と直列のトライアックを用いて、瞬間温度が所望の温度と等しくなるような方法で加熱素子２０の熱産生を制御する。温度センサ４０とトライアックを使用する図示される制御の代わりに、サーモスタットを使用するような他の方法を用いてソールプレート１０の温度を制御することも可能である。

この実施形態のアイロン器具１は更に、貯水部１４と、水ポンプ１６と、ソールプレート１０によって加熱される蒸気チャンバ１８を有する、蒸気生成器１２を備える。水ポンプ１６は、貯水部１４から蒸気チャンバ１８へチューブ２１を介して水をくみ上げる。水は、蒸気チャンバ１８内で蒸発して、ソールプレート１０内に形成される蒸気口２２を介して出る。蒸気の供給は、生成すべき蒸気の量を設定することができる制御ノブ又は制御ダイアル２６からの制御信号に応答して、コントローラ３０によって供給される活性化信号ＡＳによって制御される。

この実施形態のアイロン器具１は更に、スチームアイロンのハンドル内に編成されるハンドセンサ２４を備える。ハンドセンサは、任意の公知のタイプ、例えば容量センサとすることができる。ハンドセンサ２４は、スチームアイロンが使用中かどうかをコントローラ３０に知らせる。

しかしながら、図２の上記説明は単に例示の目的のためであり、本発明の実施形態は、ソールプレート１０、加熱素子２０、温度センサ４０及びコントローラ３０を有する任意のタイプのアイロン器具に適用されてよいことが認識されよう。

説明されるように、従来の構成では、アイロン器具のソールプレートは所望の温度に達するまで加熱されて、加熱素子はその所望の温度でスイッチオフされることになり、これは上述のような温度のオーバーシュート及びアンダーシュートの問題につながっていた。

図３は、ソールプレート１０の加熱中の温度対時間のグラフを図示している。このグラフでは、ソールプレート１０の所望の（例えばユーザ制御による）温度は、第１所定温度Ｔ１であると想定する。

図４は、本発明の実施形態に係るフローチャートを図示している。ステップＳ１０では、ソールプレート１０の温度勾配が、ステップＳ２０では、ソールプレート１０の温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差が決定される。ステップＳ１０及びＳ２０は、いずれの順序で実行されてもよく、同時に実行されてもよい。ステップＳ３０において、加熱素子２０の加熱電力を、温度勾配及び温度差に基づいて制御する。

この実施形態のコントローラ３０の制御ロジックは、ソールプレート１０の温度勾配と、ソールプレート１０の温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差に関して、加熱素子２０の加熱電力を変えることによって、温度のオーバーシュートを低減することを目的とする。

以下の説明では、ソールプレート１０の温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差を「温度ギャップ」と呼ぶことがあり、このギャップは正又は負のいずれかであり、ソールプレート１０の温度が第１所定温度Ｔ１未満であるか（負の温度ギャップ）、ソールプレート１０の温度が第１所定温度Ｔ１を超えるかどうか（正の温度ギャップ）に依存する。

この実施形態において、コントローラ３０は、ソールプレートの温度が、第１所定温度Ｔ１より低い第２所定温度Ｔ２と、第１所定温度Ｔ１より高い第３所定温度Ｔ３との間にあるとき、加熱素子２０の加熱電力を温度勾配と温度ギャップに基づいて制御する。図３に図示されるように、この実施形態では、第１所定温度Ｔ１は、第２所定温度Ｔ２と第３所定温度Ｔ３との中間にあるが、本発明の実施形態はこのような方法に限定されない。

この実施形態において、ソールプレート１０の温度が第２所定温度Ｔ２よりも低いとき、コントローラ３０は、最大加熱電力を使用するように加熱素子２０を制御するよう構成される。したがって、第２所定温度Ｔ２未満では、加熱素子は、最大加熱電力を使用してできるだけ早くソールプレート１０を加熱する。しかしながら、他の実施形態では、例えばユーザ設定された第１所定温度Ｔ１が低い設定である場合、異なる加熱電力を使用することが望まれることがある。

この実施形態において、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度が第２所定温度Ｔ２と第３所定温度Ｔ３との間であるときに、温度勾配及び温度ギャップに基づいて加熱素子２０の加熱電力を制御するように構成される。言い換えると、第２所定温度Ｔ２と第３所定温度Ｔ３は、温度勾配と温度ギャップとに基づくように、加熱素子２０の加熱電力についての温度枠（temperature window）を定義する。

この実施形態において、第２所定温度Ｔ２は、第１所定温度Ｔ１より１０℃低く、第３所定温度Ｔ３は第１所定温度より１０℃高い。一部の実施形態において、第２所定温度Ｔ２と第１所定温度Ｔ１との間の差及び第１所定温度Ｔ１と第３所定温度Ｔ３との間の差を、アイロン器具の温度設定に応じて変えてもよい。例えばユーザが、より低い設定となるように第１所定温度Ｔ１を設定した場合、より小さな差のセットが選択されてよい。

他の実施形態では、第１所定温度と第３所定温度Ｔ３との間のギャップと比較して、第２所定温度Ｔ２と第１所定温度Ｔ１との間で異なるギャップが使用されてもよい。例えば第３所定温度Ｔ３と第１所定温度Ｔ１との間の温度ギャップの絶対値が、第２所定温度Ｔ２と第１所定温度Ｔ１との間の温度ギャップの絶対値より小さくてよい。

図３を、表１に関連してより詳細に説明する。表１では、４つの操作ゾーンを考えることができる。ゾーンＡは負の温度ギャップと負の温度勾配によって特徴付けられる。ゾーンＢは負の温度ギャップと正の温度勾配によって特徴付けられる。ゾーンＣは正の温度ギャップと正の温度勾配によって特徴付けられる。ゾーンＤは正の温度ギャップと負の温度勾配によって特徴付けられる。

ゾーンＡでは、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度の値を第２所定温度Ｔ２から第１所定温度Ｔ１まで上昇させるための加熱電力が減少するように、加熱素子２０の加熱電力を制御するよう構成される。加熱電力におけるこの減少は、より小さな負の温度勾配についてより大きい。

ゾーンＢでは、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度の値を第２所定温度Ｔ２から第１所定温度Ｔ１まで上昇させるための加熱電力が減少するように、加熱素子２０の加熱電力を制御するよう構成される。加熱電力におけるこの減少は、より大きな正の温度勾配についてより大きい。

ゾーンＣでは、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度が第３所定温度Ｔ３から第１所定温度Ｔ１まで下がるとオフになるように、加熱素子２０の加熱電力を制御するよう構成される。

ゾーンＤでは、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度の値を第３所定温度Ｔ３から第１所定温度Ｔ１まで下げるための加熱電力が増加するように、加熱素子２０の加熱電力を制御するよう構成される。加熱電力におけるこの増加は、より大きな負の温度勾配についてより大きい。

表１は、異なる温度ギャップ及び温度勾配でソールプレート１０に印加される加熱電力（最大の加熱電力を１００％とした場合の％として）を示している。説明したように、この実施形態において、コントローラ３０は、ソールプレート１０と所望の温度との間の温度差と、ソールプレート１０の温度勾配の異なる組合せによる加熱電力の値を含む、ルックアップテーブルを格納するメモリ（図示せず）を備える。表１の値は、そのようなルックアップテーブルの基底を成すことができる。

図３では、点ｐ１からｐ１０が図示されており、これらのラベルは、表１の適切なボックスに示されている。点ｐ１からｐ１０は操作中のソールプレートとして時間内の異なる点を表す。図３内の点ｐ１からｐ１０に関連付けられる矢印は、関連する加熱電力を表す。

この実施形態では、第１所定温度Ｔ１よりも１０℃超低い（すなわち−１０℃より大きい（<-10°C）負の温度ギャップ）又は第１所定温度Ｔ１よりも１０℃超高い（すなわち＋１０℃より大きい（>+10°C）正の温度ギャップ）温度は、第２所定温度Ｔ２と第３所定温度Ｔ３の範囲外になる。この実施形態において、第２所定温度Ｔ２より低い温度（すなわち、−１０℃より大きい（<-10°C）負の温度ギャップ）では、温度勾配に関わらず、フル加熱電力（すなわち１００％）が使用される。同様に、この実施形態では、第３所定温Ｔ５より高い温度（すなわち＋１０℃より大きい（>+10°C）正の温度ギャップ）では、温度勾配に関わらず、ゼロ加熱電力（すなわち０％）が使用される。

点ｐ１からｐ１０は、本発明の実施形態に係るアイロン器具の操作中の温度ギャップ及び温度勾配の例を表す。各点ｐ１からｐ１０において、コントローラ３０は、センサ４０を使用してソールプレート１０の温度勾配と温度ギャップを決定することになる。

点ｐ１（＋１℃／秒の正の温度勾配であり、かつ−１０℃より大きい負の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は第２所定温度Ｔ２より低く、ソールプレート１０の温度は比較的ゆっくり上昇している。

この実施形態では、点ｐ１において、コントローラ３０は、１００％の加熱電力でソールプレート１０を加熱するよう加熱素子２０を制御する。これは、この実施形態では、点ｐ１において、ソールプレートの温度が温度勾配と温度ギャップに基づく制御操作枠の外側にあるためである。しかしながら、一部の実施形態では、コントローラ３０は、温度勾配と温度ギャップに基づいて、ソールプレート１０の全ての検出温度について加熱素子２０を制御してもよいことが認識されよう。

点ｐ２（＋２℃／秒の正の温度勾配であり、かつ−１０℃と−５℃の間の負の温度ギャップの領域）及び点ｐ３（＋２℃／秒の正の温度勾配であり、かつ−５℃と−０℃の間の負の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は第２所定温度Ｔ２より上であるが、第１所定温度Ｔ１より低い。

ｐ１からｐ３まで、ソールプレート１０の温度は上昇しており、したがって、コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度が正の温度勾配で第１所定温度Ｔ１に近づくと、ソールプレート１０の加熱を減速するように、加熱素子２０の電力を低下させる。ソールプレート１０が第１所定の温度Ｔ１の方へ上昇するにつれて、ソールプレート１０の加熱をこのように減速することは、温度オーバーシュートを最小限にすることを助ける。

図３に図示されるように、ｐ３の後、ソールプレート１０の温度は、第１所定温度Ｔ１をオーバーシュートすることになるが、このオーバーシュートの量は、第１所定温度Ｔ１に到達するまで加熱電力が１００％であった場合の量よりも小さい。このより小さいオーバーシュートは、ソールプレート１０の温度が第１所定温度Ｔ１に近づくと、加熱素子２０の加熱電力が減少するためである。

ソールプレート１０の温度は次いでピークになり、その後、下降する。点ｐ４（−２℃／秒の負の温度勾配であり、かつ０℃と＋５℃の間の正の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は下降し、第１所定温度Ｔ１のアンダーシュートを最小限にするよう試みるため、小さな（３０％）加熱電力が提供される。

点ｐ５（−２℃／秒の負の温度勾配であり、かつ０℃と−５℃の間の負の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は引き続き下降しており、ソールプレート１０を上昇させて第１所定温度Ｔ１の方へ戻すよう、５０％の加熱電力が提供される。点ｐ６（−１℃／秒の負の温度勾配であり、かつ−５℃と−１０℃の間の負の温度ギャップの領域）では、５０％の加熱電力が維持される。

したがって、ｐ４の後、ソールプレート１０の温度は、第１所定温度Ｔ１をアンダーシュートすることになるが（点ｐ５及びｐ６）、このアンダーシュートの量は、ソールプレート１０の温度が負の温度勾配で第１所定温度Ｔ１に近づくときに加熱電力が使用されない場合の量よりも小さい。点ｐ５及びｐ６において、制御方法は、控えめな減衰応答（under-damped response）を提供していることが認識されよう。

ソールプレート１０の温度は、次いで最大アンダーシュートに到達し、再び上昇し始める。点ｐ７（＋２℃／秒の正の温度勾配であり、かつ０℃と−５℃の間の負の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は上昇しており、したがって、加熱電力は（点ｐ６と比べると）３０％まで低下する。

点ｐ８（−１℃／秒の負の温度勾配であり、かつ０℃と５℃の間の正の温度ギャップの領域）まで、ソールプレート１０の温度は第１所定温度Ｔ１を通過し、再びピークを迎え、そして再び下降している。したがって、アンダーシュートを最小限にするよう小さな１０％の加熱電力が使用される。

点ｐ９（−１℃／秒の負の温度勾配であり、かつ０℃と−５℃の間の負の温度ギャップの領域）では、ソールプレート１０の温度は第１所定温度Ｔ１未満に下がっており、したがって３０％の加熱電力（すなわち、点ｐ８より大きい）が使用される。

点ｐ１０は、表１内の点ｐ８と同じ領域（すなわち、−１℃／秒の負の温度勾配であり、かつ０℃と５℃の間の正の温度ギャップ）にある。コントローラ３０は、このようにしてソールプレート１０の加熱を調整し続けることになる。

この実施形態は、表１の形のルックアップテーブルのコンテキストで説明されているが、他の実施形態は、温度勾配と温度ギャップとの間の関係を記憶する他の方法を使用してもよいことが認識されよう。さらに、ルックアップテーブルを使用する実施形態では、ルックアップテーブル内の値が、一部の実施形態では第１所定温度Ｔ１（すなわち、設定温度）又は他の要因に応じてスケーリングされてよい。

説明したように、本発明の実施形態では、ソールプレート１０、該ソールプレート１０を加熱するための加熱素子２０、該加熱素子２０の加熱電力を制御するためのコントローラ３０及び温度センサ４０を備えるアイロン器具が提供される。コントローラ３０は、ソールプレート１０の温度勾配と、ソールプレート１０の温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差を決定し、コントローラ０は、この温度勾配と温度差に基づいて加熱素子（２０）の加熱電力を制御するように適合される。

ソールプレート１０の温度勾配及びソールプレート１０の温度と第１所定温度との間の温度差を決定することにより、そして、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子２０の加熱電力を制御することにより、オーバーシュート及びアンダーシュートを最小限にする方法で、ソールプレート１０を加熱することができる。

一部の実施形態において、第２所定温度Ｔ２と第３所定温度との間の温度範囲は、温度勾配及びソールプレート１０の温度と第１所定温度Ｔ１との間の温度差に基づいて、加熱素子２０を制御するためのバンドを形成する。そのバンド未満（すなわち、第２所定温度Ｔ２未満）では、加熱素子２０はフルパワー（又は何らかの他の適切な力）であってよい。そのバンドより上（すなわち、第３所定温度Ｔ３超）では、加熱素子はオフであってよい。

したがって、本発明の実施形態の制御方法の入力は、温度勾配及び実際の温度と設定点（すなわち、第１所定温度Ｔ１）との間のギャップである。本発明の制御方法は、ソールプレートが設定点（すなわち、第１所定温度Ｔ１）の周囲で変動する温度範囲を小さくすることを目的とする。一部の実施形態の制御方法は、温度ギャップが小さいときに温度勾配を小さくする。一部の実施形態は、控えめな減衰（under-damped）、あるいはかなり減衰した（critically damped）温度応答を提供することができる。

アイロン器具が衣服と接触しているかどうか、アイロン器具の蒸気機能がオンであるかどうか、アイロン器具がそのヒール（heal）上に置いてあるか又はアイロン台に水平に置いてあるかどうか、といったソールプレートの温度に影響を与える可能性がある幾つかの外部要因が存在することが認識されよう。本発明は、温度ギャップ及び温度勾配に基づいて加熱素子を制御することによって、これらの要因を考慮に入れることができる。

説明された上記の実施形態は単なる例示であり、本発明の技術的アプローチを限定するように意図されない。本発明は、好ましい実施形態を参照して詳細に説明されているが、当業者であれば、本発明の技術的アプローチの精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の技術的アプローチを変更又は均等に置き換えることができ、そのようなものも本発明の特許請求の範囲の保護範囲内にあることを理解するであろう。特許請求の範囲において、「備える（comprising）」という用語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明によると、ソールプレートと；ソールプレートを加熱するための加熱素子と；ソールプレートの温度を感知するための温度センサと；ソールプレートの温度の経時的な変化率としてのソールプレートの温度勾配、及びソールプレートの温度と第１所定温度との間の温度差を決定し、温度勾配及び温度差に基づいて、加熱素子の加熱電力を制御するためのコントローラとを備えるアイロン器具を提供する。コントローラは、ソールプレートの温度が第１所定温度より低い第２所定温度未満であるとき、第１加熱電力を使用するよう加熱素子を制御し、ソールプレートの温度が第２所定温度と第１所定温度との間であるとき、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子の加熱電力を制御するように構成され；温度勾配が正である場合、コントローラは、ソールプレートの温度の値を第２所定温度から第１所定温度まで上昇させるための加熱電力が減少するよう、加熱素子の加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの減少は、より大きな正の温度勾配についてより大きい。

ソールプレートの温度勾配及びソールプレートと第１所定温度との間の温度差を決定することにより、そして、温度勾配と温度差に基づいて加熱素子の加熱電力を制御することにより、オーバーシュート及びアンダーシュートを最小限にする方法で、ソールプレートを加熱することができる。また、第２所定温度未満では、コントローラは、加熱素子を設定電力（例えば最大）で制御することができる。これは制御方法を簡単にする。

一部の実施形態において、第１加熱電力は最大加熱電力である。これは、ソールプレートの加熱速度を最大にする。

Claims (13)

1. ソールプレートと；
   前記ソールプレートを加熱するための加熱素子と；
   前記ソールプレートの温度を感知するための温度センサと；
   ａ）前記ソールプレートの前記温度の経時的な変化率としての前記ソールプレートの温度勾配、及び前記ソールプレートの前記温度と第１所定温度との間の温度差を決定し、
   ｂ）前記温度勾配及び前記温度差に基づいて、前記加熱素子の加熱電力を制御する、
   ためのコントローラと；
   を備えるアイロン器具。
2. 前記コントローラは、一定の電力が前記加熱素子に供給される所与の期間内に前記加熱素子がターンオンされる持続時間を変えることによって、前記加熱素子の加熱電力を制御するよう構成される、
   請求項１に記載のアイロン器具。
3. 前記コントローラは、前記加熱素子に供給される電力を変えることによって、前記加熱素子の加熱電力を制御するように構成される、
   請求項１に記載のアイロン器具。
4. 前記コントローラは、前記ソールプレートの温度が、前記第１所定温度より低い第２所定温度未満であるとき、第１加熱電力を使用するよう前記加熱素子を制御し、前記ソールプレートの温度が前記第２所定温度と前記第１所定温度との間であるとき、前記温度勾配と前記温度差に基づいて前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアイロン器具。
5. 前記第１加熱電力は最大加熱電力である、
   請求項４に記載のアイロン器具。
6. 前記温度勾配が正である場合、前記コントローラは、前記ソールプレートの前記温度の値を前記第２所定温度から前記第１所定温度まで上昇させるための前記加熱電力が減少するよう、前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの減少は、より大きな正の温度勾配についてより大きい、
   請求項４又は５に記載のアイロン器具。
7. 前記温度勾配が負である場合、前記コントローラは、前記ソールプレートの前記温度の値を前記第２所定温度から前記第１所定温度まで上昇させるための前記加熱電力が減少するよう、前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの減少は、より小さな負の温度勾配についてより大きい、
   請求項４乃至６のいずれか一項に記載のアイロン器具。
8. 前記コントローラは、前記ソールプレートの温度が前記第１所定温度と、前記第１所定温度よりも高い第３所定温度との間であるとき、前記温度勾配と前記温度差に基づいて前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成される、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアイロン器具。
9. 前記温度勾配が正である場合、前記コントローラは、前記ソールプレートの温度が前記第３所定温度から前記第１所定温度まで下がると前記加熱電力がオフになるように、前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成される、
   請求項８に記載のアイロン器具。
10. 前記温度勾配が負である場合、前記コントローラは、前記ソールプレートの前記温度の値を前記第３所定温度から前記第１所定温度まで下げるための前記加熱電力が増加するよう、前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成され、加熱電力におけるこの増加は、より大きな負の温度勾配についてより大きい、
    請求項８又は９に記載のアイロン器具。
11. 前記コントローラは、前記ソールプレートの温度が前記第３所定温度を超える場合に前記加熱電力がオフになるように、前記加熱素子を制御するよう構成される、
    請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のアイロン器具。
12. 前記ソールプレートと前記第１所定温度との間の温度差と前記ソールプレートの前記温度勾配の異なる組合せで前記加熱電力の値を含む、ルックアップテーブルを記憶するメモリを更に備え、前記コントローラは、前記ルックアップテーブル内の前記値を使用して前記加熱素子の前記加熱電力を制御するように構成される、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のアイロン器具。
13. ソールプレートと、該ソールプレートを加熱するための加熱素子とを備えたアイロン器具を制御するための方法であって：
    前記ソールプレートの温度の経時的な変化率としての前記ソールプレートの温度勾配、及び前記ソールプレートの前記温度と第１所定温度との間の温度差を決定するステップと；
    前記温度勾配及び前記温度差に基づいて、前記加熱素子の加熱電力を制御するステップと；
    を備える、方法。

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