JPH04318586A - 加熱装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置の定着装置に特に好適に用いられる加熱装置
に関する。

【０００２】［背景技術］画像形成装置の定着装置とし
ては熱ローラ定着方式が広く用いられている。

【０００３】この熱ローラ定着方式は所定温度に維持さ
れる加熱ローラと、この加熱ローラと圧接する加圧ロー
ラにより未定着画像を支持した記録材を挟持搬送して熱
と圧力により定着を行なうものである。

【０００４】しかし、この熱ローラ定着方式は加熱ロー
ラが所定の定着温度に達する迄のウオームアツプタイム
が長くかかるという問題がある。

【０００５】そこで近年、昇温の速いサーマルヘツドと
、薄膜のフイルムを用い、ウオームアツプタイムを大幅
に減宿乃至無くした加熱定着装置が考えられている。

【０００６】また、図８から図１０に従来の熱ローラ定
着方式における温度制御を示す。

【０００７】１は比較器であり、サーミスタ５の抵抗値
変化によって得られる電圧ＶＴ（１３）（＝ＲＴ／（Ｒ
１＋Ｒ２）＊Ｖｃｃ）と制御目標電圧Ｖｒｅｆ（７）と
の比較を行ない電圧ＶＴが目標電圧Ｖｒｅｆに達してい
なければオン信号を、電圧ＶＴが目標電圧Ｖｒｅｆに達
してればオフ信号を出力する。２はヒータ駆動回路であ
り、交流電圧をヒータ４に供給する。

【０００８】ここでヒータ駆動回路２は公知のフオトト
ライアツク、およびゼロ電圧検出回路からなり図９に示
すように入力信号１５に対してヒータ駆動信号１５′が
ヒータ４に出力されるものとする。

【０００９】図１０は図８で示した温度制御装置の動作
を示すフローチヤートである。同図においてまず比較器
１では入力される電圧ＶＴとＶｒｅｆとを比較し（１０
０）、目標電圧ＶＴに達していなければ（１０１）、ヒ
ータ４をオンとし（１０２）、目標電圧ＶＴに達してい
れば（１０１）、ヒータ４をオフとする（１０２）。

【００１０】

【発明が解決する問題点】しかし、この熱ローラ定着方
式に用いられる温度制御をサーマルヘツドのように昇温
の速い加熱体を用いた加熱定着装置に適用すると、図１
１に示す通り、制御開始時におけるオーバシユート△Ｔ
１が大きく、かつ低熱容量の発熱ヒータを制御する場合
は印加される電力量に対するヒータの応答が速く温度制
御系としては過剰応答になりやすく、ヒータの温度変化
△Ｔ１、△Ｔ２が大きくなってしまう。

【００１１】

【問題点を解決する手段】上記問題点を解決する本発明
は、加熱体と、この加熱体の温度を検知する温度検知部
材と、を有しこの温度検知部材の検知出力が所定値とな
るように加熱体への通電を制御する加熱装置において、
上記所定値と上記温度検知部材の検知出力との差を求め
る減算手段と、この減算手段の減算結果に基づき上記加
熱体への通電パワーを制御する制御手段と、を有するこ
とを特徴とするものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１３】図２は本発明の実施例の加熱定着装置の断
面図である。

【００１４】図中の矢印は公知の電子写真方式、静電記
録方式等により形成された未定着トナー像を支持した記
録材８４の搬送方向を示す。

【００１５】矢印方向から搬送された記録紙８４は従動
ローラ８１により適当な張力を与えられたフイルムベル
ト８５を介して通電により発熱する抵抗体をフイルム側
に有する発熱ヒータ４により加熱定着されると同時に駆
動ローラ８０により矢印方向にフイルムベルト８５とと
もに搬送されて排出される。発熱ヒータ４の温度制御は
サーミスタ５の抵抗変化に基づいて行われる。

【００１６】図１に図２装置の加熱体である発熱ヒータ
４の温度制御を行う温度制御装置を示す。

【００１７】尚図８で示した回路と同等の部材には同一
番号を符してある。

【００１８】３は減算器であり、発熱ヒータ４の温度を
検知するサーミスタ５の抵抗値変化によって得られる電
圧ＶＴ（１３）と制御目標電圧Ｖｒｅｆ（１４）との電
圧差△Ｖ（４８）を求める。３０〜３４は比較器であり
、それぞれ電圧差△Ｖに対する比較電圧３５〜３９を有
する。本実施例では比較器を５個としたがそれ以上でも
以下でも構わない。４０〜４３はインバータである。 ４４〜４７はアンドゲートであり図で示す所定条件を満
足すると後述のパルス発生回路８〜１１にパルスオン信
号５０〜５３を出力する。８〜１１はパルス発生回路で
あり、それぞれ所定パルス幅のパルスを所定周期で発生
しオアゲート６０に出力する。オアゲート６０は入力さ
れるヒータ駆動信号１６〜２０をヒータ駆動回路２に出
力する。このヒータ駆動回路２によりヒータ４へ交流電
圧が印加される。

【００１９】他の構成は図８と同等であり省略する。７
０はクロツク発生回路でありパルス発生回路８〜１１へ
基準パルス７１を出力している。基準パルス７１の周期
はヒータ４への印加交流電圧の周期と等しくなっている
。たとえば後述のパルス幅ｔ５は、ＡＣ１００Ｖ、５０
Ｈｚの１／２の１０ｍｓｅｃである。またこのパルス幅
は交流電圧の周期の整数倍、例えば２０ｍｓｅｃあるい
は３０ｍｓｅｃが好ましい。

【００２０】また選択する整数比はヒータ４の温度特性
によって決定すれば良い。

【００２１】図３は上記で示したパルス発生回路８〜１
１のヒータ駆動信号１６〜２０である。ここで区間Ｐ１
〜Ｐ５は後述の図１２で示す温度特性図の制御開始から
温度平衡状態に至るまでの期間を示す。さらに図４は上
記のヒータ駆動信号１６〜２０によって得られるヒータ
４への印加交流電圧１５′である。

【００２２】つぎに、動作説明を図５に示したフローチ
ヤートに従い説明する。まず減算器２で目標電圧Ｖｒｅ
ｆと測定電圧Ｖｔとの電圧差△Ｖを算出し（２００）、
差電圧△Ｖを各比較器３０〜３４で以下の判断が行われ
る。ここで各比較器の参照電圧Ｖ１〜Ｖ５はＶ１＜Ｖ２
＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５とする。

【００２３】△Ｖ≦０ならば（２０１）、発熱ヒータ４
をオフにする（２０２）。０＜△Ｖ≦Ｖ２ならば（２０
３）、ヒータ４を期間ｔ５だけオンにする制御をｔ１周
期毎に行う（２０４）。Ｖ２＜△Ｖ≦Ｖ３ならば（２０
５）、ヒータ４を期間ｔ４だけオンにする制御をｔ１周
期毎に行う（２０６）。Ｖ３＜△Ｖ≦Ｖ４ならば（２０
７）、ヒータ４を期間ｔ３だけオンにする制御をｔ１周
期毎に行う（２０８）。Ｖ４＜△Ｖ≦Ｖ５ならば（２０
９）、ヒータ４を期間ｔ２だけオンにする制御をｔ１周
期毎に行う（２０１）。Ｖ５＜△Ｖならば（２１１）、
ヒータ４を常時オンにする（２１２）。

【００２４】このように通電パワーを変えることで、通
電開始時のオーバーシユート及び一定温調時のリツプル
を小さくすることができる。

【００２５】また、ヒータ駆動回路２はフオトトライア
ツク、ゼロ電圧検出回路を有し、発熱ヒータに通電する
交流電圧をゼロ電圧よりオンすると共に、ゼロ電圧でオ
フしている。

【００２６】図１２は本実施例における温度制御による
ヒータ４の温度特性を示す。△Ｔ５は区間Ｐ１における
制御目標温度Ｔｒｅｆとの温度差またＶ５はこのときの
電圧差、△Ｔ４は区間Ｐ２における制御目標温度Ｔｒｅ
ｆとの温度差またＶ４はこのときの電圧差、△Ｔ３は区
間Ｐ３における制御目標温度Ｔｒｅｆとの温度差またＶ
３はこのときの電圧差、△Ｔ２は区間Ｐ４における制御
目標温度Ｔｒｅｆとの温度差またＶ２はこのときの電圧
差、△Ｔ２は期間Ｐ３における制御目標温度Ｔｒｅｆと
の温度差またＶ２はこのときの電圧差、△Ｔ１は温度Ｔ
ｒｅｆとのオーバシユート分またＶ１はこのときの電圧
差である。同図に示すように各区間において制御目標温
度と測定温度との差に応じて発熱ヒータへの通電期間を
可変としたので制御目標温度に対して制御初期のオーバ
ーシユートが少なく、以後の温度変動も少なくなってい
る。

【００２７】前述実施例ではヒータ駆動回路にパルス幅
ｔ５を基本パルスとして周期ｔ１でデユーテイ比の異な
るヒータ駆動信号をパルス発生回路で発生させたのであ
るが、ヒータ４の熱容量が特に小さい場合は図３の区間
Ｐ２〜Ｐ４のパルスでは温度変動の収束性において充分
でなく、定着ムラが起こる場合もあるので図６に示すよ
うに、周期ｔ１に基本パルスｔ５を複数個発生させても
よい。

【００２８】図７はこのようにして得られた図１２にお
ける区間Ｐ１〜Ｐ４のヒータ４に印加される交流電圧で
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればヒ
ータオンオフ時のラツシユ電流に伴なうノイズの発生を
防ぐと共に、制御目標温度に対して制御初期のオーバシ
ユートが少なく、以後の温度変動も少ない温度制御が可
能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いられる温度制御装置の回
路図である。

【図２】本発明の実施例の加熱定着装置の断面図である
。

【図３】本発明の実施例のヒータ駆動信号のタイミング
チヤートである。

【図４】本発明の実施例のヒータに印加される交流電圧
波形図である。

【図５】本発明の実施例の動作を説明するフローチヤー
トである。

【図６】本発明の第２実施例のヒータ駆動信号のタイミ
ングチヤートである。

【図７】本発明の第２実施例のヒータに印加される交流
電圧波形図である。

【図８】熱ローラ定着方式に用いられる温度制御回路図
である。

【図９】ヒータ駆動装置の入出力信号特性図である。

【図１０】図８の回路の動作を説明するフローチヤート
である。

【図１１】フイルム定着方式に図８、図１０の温度制御
を用いた場合のヒータ温度特性図である。

【図１２】本発明の実施例のヒータ温度特性図である。

【符号の説明】

１　　比較器 ２　　ヒータ駆動回路 ４　　発熱ヒータ ５　　サーミスタ ６　　プルアツプ抵抗 ７　　参照電圧Ｖｒｅｆ ８、９、１０、１１　　パルス発生回路１３　　測定電
圧ＶＴ １５、１６、１７、１８、１９、２０　　ヒータ駆動信
号３０、３１、３２、３３、３４　　比較器３５、３６
、３７、３８、３９　　参照電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ
４、Ｖ５、４０、４１、４２、４３　　インバータ ４４、４５、４６、４７　　アンドゲート５０、５１、
５２、５３　　パルスオン信号６０　　オアゲート ７０　　クロツク発生器 ７１　　基本パルス ８０　　駆動ローラ ８１　　従動ローラ ８２　　加圧ローラ ８３　　分離ローラ ８４　　記録紙 ８５　　フイルムベルト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加熱体と、この加熱体の温度を検知す
   る温度検知部材と、を有し、この温度検知部材の検知出
   力が所定値となるように加熱体への通電を制御する加熱
   装置において、上記所定値と上記温度検知部材の検知出
   力との差を求める減算手段と、この減算手段の減算結果
   に基づき上記加熱体への通電パワーを制御する制御手段
   と、を有することを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】　　上記加熱装置は上記加熱体からの熱で
   記録材上のトナー像を加熱定着することを特徴とする請
   求項１の加熱装置。
3. 【請求項３】　　上記制御手段は、上記減算手段の減算
   結果に基づきパルスを発生するパルス発生手段と、この
   パルス発生手段からのパルスに基づき加熱体への通電を
   制御する駆動制御手段と、を有することを特徴とする請
   求項１もしくは２に記載の加熱装置。
4. 【請求項４】　　上記パルス発生手段は減算手段の減算
   結果に応じた幅のパルスを発生することを特徴とする請
   求項１から３に記載の加熱装置。
5. 【請求項５】　　上記パルス発生手段は減算手段の減算
   結果に応じた周期のパルスを発生することを特徴とする
   請求項１から４に記載の加熱装置。
6. 【請求項６】　　上記加熱体には交流電圧が印加され、
   上記パルス発生手段が発生するパルスの幅は加熱体に印
   加される交流電圧の周期の整数比に等しいことを特徴と
   する請求項１から５に記載の加熱装置。