JPH075791A

JPH075791A - 加熱装置

Info

Publication number: JPH075791A
Application number: JP16841593A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Toyoshima; 英一郎豊嶋; Shigehiro Sakaki; 栄広榊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1995-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ヒータの立ち上げ時における突入
電流を低減することのできる加熱装置を提供することを
目的としている。【構成】互いに圧接された二つの加熱ローラのそれぞ
れにヒータを備え、それぞれのヒータを独立に駆動可能
に配設し、サーミスタによって検知した加熱ローラの温
度に応じて、互いのヒータの点灯開始の時間の間隔を設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置、静電記
録装置等の画像形成装置に用いられる加熱装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置等における未定着画
像の定着には加熱方式、特に熱ローラ定着方式が広く普
及している。この方式は、基本的には、上加熱ローラと
それに圧接する下加熱ローラの一体構成により、両者間
に未定着画像を支持した記録材を通過させて定着を行う
ものである。

【０００３】図１０はこのような加熱定着を行う像加熱
装置の斜視図である。図１０において１０は上加熱ロー
ラ、１１は下加熱ローラであり、両ローラは画像の定着
性を良くするために、互いに圧接しながら回転自在に配
設されている。従って、ゴムで構成された上加熱ローラ
１０と下加熱ローラ１１だけではローラ全体の変形が発
生するため、各ローラの中心に芯金１５，１７を配置
し、変形の発生を抑えている。つまり、該上加熱ローラ
１０及び下加熱ローラ１１には、芯金１５，１７がそれ
ぞれ各ローラを支える形で入っており、該芯金１５と芯
金１７は、上加熱ローラ１０と下加熱ローラ１１の間に
かかる圧力に対して、ローラ全体の剛性を保つために用
いられている。さらに、芯金１５，１７の中心には電力
供給により発熱するハロゲンヒータ５，１８が配置され
ており、図１１に示すように上加熱ローラ１０の表面に
接触して設けられた温度検知素子であるサーミスタ９の
抵抗値が基準に対して一定となるように通電が制御され
る。

【０００４】また、上記上加熱ローラ１０と下加熱ロー
ラ１１の前方には、図１１に示すように記録紙搬送ベル
ト１３が配設されており、矢印方向から搬送され未定着
の粉体トナー像を支持した記録紙１２を、上加熱ローラ
１０と下加熱ローラ１１のニップ部に搬送するようにな
っている。このとき、ローラの温度は上述のように通電
制御されたヒータ５，１８により所定温度に維持されて
いるため、記録紙１２上の未定着トナー像は熱及び圧力
を与えられ、記録紙１２上に定着される。

【０００５】従って、良好な定着性を得るには、上記の
ように各ローラ間の圧接力を所定値に保つだけでなく、
加熱ローラ１０，１１の温度を適正な値に保つ必要があ
る。そこで、この従来例装置では、図１２に示すような
温度制御回路によって加熱ローラ１０，１１の温度制御
を行っている。

【０００６】図１２において６は、サーミスタ９の抵抗
ＲＴと抵抗Ｒ１の分圧比によって得られる電圧ＶＴから
デジタル値Ｓ１１を得るためのＡ／Ｄコンバータであ
る。この電圧値ＶＴは、温度が高い程、高い値を示し、
温度と電圧値ＶＴの関係は図１３に示すようになる。つ
まり、ＴＭＰ１＜ＴＭＰ５の時、Ｖ１＜Ｖ５となる。ま
た、７は制御目標電圧Ｖｒｅｆからデジタル値Ｓ１２を
得るためのＡ／Ｄコンバータである。Ａ／Ｄコンバータ
６及びＡ／Ｄコンバータ７はそれぞれデジタル値Ｓ１
１、Ｓ１２を制御部２１に出力し、制御部２１はＳ１
１、Ｓ１２の入力に従い、図１４に示すように通電パタ
ーン信号Ｓ１３を制御する。この信号Ｓ１３が、電力通
電パターン発生器３に入力されると、ヒータ制御信号Ｓ
１４がヒータ駆動回路４，１９に出力され、ハロゲンヒ
ータ５，１８を交流駆動するようになっている。

【０００７】次に、図１５のフローチャートに基づい
て、従来の温度制御について説明する。先ず、制御目標
電圧Ｖｒｅｆと電圧ＶＴを比較し（ステップ２０１）、
ＶｒｅｆがＶＴより大きければ、通電パターン信号Ｓ１
３をオンし（ステップ２０２）、ＶＴより小さければ、
は通電パターン信号Ｓ１３をオフする（ステップ２０
３）。このような制御により、加熱ローラ１０，１１の
温度は図１６に示すように設定温度に維持される。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例によれば、図１７に示すようにヒータのオン時
に大きな突入電流が流れるという問題点があった。

【０００９】図１７は、横軸に時間を、縦軸にヒータへ
流れる電流の絶対値をとったものであるが、この図のよ
うに、立ち上がり時のヒータオン時に突入電流が異常に
大きくなると、室内の蛍光灯のちらつき等が発生する
等、加熱装置以外の他の機器への影響が大きく、また、
電源の規格に合致しない場合があった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決し、ヒータの
立ち上げ時における突入電流を低減することのできる加
熱装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、互いに圧接して回転自在に配設され、記録材を挟
持搬送する加熱ローラと、該加熱ローラのそれぞれに、
あるいはいずれか一方に内包された通電により発熱する
複数の加熱体と、少なくともいずれか一方の加熱ローラ
の温度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段の検
知温度に基づき、上記複数の加熱体への通電を制御して
上記加熱ローラを所望の温度に維持せしめる温度制御手
段とを備えた加熱装置において、該温度制御手段は、上
記温度検知手段による検知温度が所定の基準温度より低
い場合には、上記複数の加熱体への通電開始時期が、全
ての加熱体について同時とならないように、各加熱体へ
の通電開始時期に所定の時間差を設けるように設定され
ていることにより達成される。

【００１２】

【作用】本発明によれば、温度検知手段による検知温度
が所定の基準温度より低い場合には、加熱体の温度も低
く、加熱体の抵抗値が小さくなっていると考えられるの
で、複数の加熱体への通電開始時期に所定の時間差を設
ける。従って、加熱体への通電を開始した時に発生する
突入電流が小さい値に抑えられる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説
明する。

【００１４】〈実施例１〉先ず、本発明の実施例１を図
１ないし図５に基づいて説明する。図１は本発明の実施
例１の加熱装置の温度制御回路である。なお、図１０か
ら図１７との共通箇所には、同一番号を符して説明を省
略する。

【００１５】図１において、１は、サーミスタ９からの
信号Ｓ１１のデジタル値に従いハロゲンヒータ５及びハ
ロゲンヒータ１８のオンオフ制御を行う制御部である。
該制御部１には、ヒータを交流駆動するための電力通電
パターン発生器３，３４が接続されており、該電力通電
パターン発生器３，３４にはヒータ５，１８のヒータ駆
動回路４，１９が接続されている。これらのヒータ及び
ヒータ駆動手段の回路は図２に示すようになっており、
ヒータ５，１８が装置外部の交流電源３６に対して並列
に接続されて、それぞれ独立に、あるいは同時に駆動さ
れる。

【００１６】このように、ヒータ５，１８を独立に駆動
可能に接続したのは、突入電流を低減させるためである
が、本実施例の温度制御を説明する前に、先ずこの突入
電流と加熱ローラの温度の関係について説明する。

【００１７】図３は加熱ローラの温度と突入電流の最大
値の関係を示す図であるが、図３に示すように、突入電
流の最大値は、加熱ローラの温度が高い程小さくなる。
これは、ヒータのインピーダンスが温度が上がるに従
い、大きくなるためである。したがって、ＴＭＰ１＜Ｔ
ＭＰ５、Ｖ１＜Ｖ５の時、Ｉ１＞Ｉ５である。

【００１８】そこで、本実施例は、サーミスタ９によっ
て検知した加熱ローラの温度が所定温度よりも低いとき
には、各ヒータ５，１８の通電開始を時間差を設けて行
うことにより、突入電流の増大を防ごうとするものであ
る。

【００１９】以下、本実施例における温度制御方法を図
４に基づいて説明する。先ず、Ａ／Ｄコンバータ６から
の電圧信号Ｓ１１に基づいて、サーミスタ９の電圧ＶＴ
がヒータの同時オンを許可している温度に相当する電圧
であるかを判断し（ステップ１０１）、その温度を超え
ていれば、従来と同様に上記電圧信号Ｓ１１に基づいて
電圧値ＶＴと基準電圧Ｖｒｅｆの大小を比較する（ステ
ップ１０２）。そして、電圧値ＶＴが基準電圧Ｖｒｅｆ
より小さければ、ヒータ５とヒータ１８を同時にオンす
るように、信号Ｓ３とＳ５をオンし（ステップ１０
３）、電圧ＶＴが基準電圧Ｖｒｅｆより大きければ、ヒ
ータ５，１８の両方をオフするべく信号Ｓ３とＳ５をオ
フする。

【００２０】一方、加熱ローラの温度がヒータの同時オ
ンを許可している温度に達していないときは、予め決め
られた信号のオンオフのタイミングを判断する（ステッ
プ１０１〜ステップ１０５）。そして、ヒータ５をオン
するタイミング、即ち信号Ｓ３をオンするタイミングな
らば、信号Ｓ３をオンし、信号Ｓ５をオフする（ステッ
プ１０６）。これにより、ヒータ５のみがオンし、ヒー
タ１８はオフの状態にある。また、信号Ｓ３をオンする
タイミングではないならば、信号Ｓ３をオフし、信号Ｓ
５をオンする（ステップ１０７）。これにより、ヒータ
１８のみがオンし、ヒータ５はオフの状態にある。

【００２１】図５は本実施例の制御動作を行ったときの
加熱ローラの温度変化及びヒータへの電流の変化を示
す。電流の変化に関しては、横軸に時間を、縦軸にヒー
タへ流れる電流の絶対値をとったものである。

【００２２】この図を見て判るように、二つのヒータへ
の通電が同時に行われないため、ヒータに流れる電流の
絶対値が従来に比べて小さくなり、他の機器への影響も
小さくなる。

【００２３】なお、本実施例では、同時オンを許可して
いないときに、一方のヒータをオフすると同時に他方の
ヒータをオンしているが、一方のヒータをオフした後、
ディレイをもたせてから他方のヒータをオンしても良
い。

【００２４】〈実施例２〉次に、本発明の実施例２を図
６ないし図９に基づいて説明する。なお、実施例１との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００２５】実施例１では、装置立ち上がり時におい
て、加熱ローラの温度が目標とする温度より十分低い間
にヒータ５，１８への信号Ｓ３、Ｓ５の同時オンを禁止
していたが、本実施例は二つのヒータをオンするタイミ
ングをずらすことによって、突入電流の最大値を抑える
ものである。

【００２６】図６は本実施例の加熱装置の温度制御回路
である。図６において、５１は、温度制御手段たる制御
部であり、該制御部５１には実施例１と同様にＡ／Ｄコ
ンバータ６，７が接続されており、さらにタイマカウン
タ３７が接続されている。このタイマカウンタ３７に
は、二つのヒータのオンタイミングにおけるディレイ時
間が設定されている。

【００２７】次に、図７のフローチャートに基づいて本
実施例の温度制御について説明する。先ず、Ａ／Ｄコン
バータ６からの電圧信号Ｓ１１に基づいて、電圧値ＶＴ
とヒータ５，１８をオンさせる基準電圧Ｖｒｅｆとの大
小を比較し（ステップ１５１）、電圧値ＶＴが基準電圧
Ｖｒｅｆより大きい場合には、ヒータ５，１８への信号
Ｓ３と信号Ｓ５をオフにする（ステップ１５２）。次
に、電圧値ＶＴが基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さい場合に
は、既にヒータ５への信号Ｓ３がオンされているか否か
を判定し（ステップ１５３）、オンされていなければＡ
／Ｄコンバータ６からの電圧信号Ｓ１１を基準に、図８
のテーブルよりディレイ時間を設定する（ステップ１５
７）。図８はサーミスタ９の電圧値と通電パターン信号
Ｓ３とＳ５のディレイ時間の関係を表にしたもので、Ｖ
１＜Ｖ４の時、ＴＩＭＥ１＞ＴＩＭＥ５である。従って
温度が高くなるにつれて、ディレイ時間は短くなる。そ
して、このようにディレイ時間を設定した後、ヒータ５
への信号Ｓ３をオンしヒータ１８への信号Ｓ５をオフす
る（ステップ１５８）。一方、信号Ｓ３がオンされてい
れば、設定したディレイ時間を経過しているかを判定し
（ステップ１５４）、経過していれば、ヒータ５，１８
への信号Ｓ３と信号Ｓ５をオンする（ステップ１５
５）。また、ディレイ時間が経過していなければその状
態を維持する。つまり、ヒータ５への信号Ｓ３はオン
で、ヒータ１８への信号Ｓ５をオフの状態とする（ステ
ップ１５６）。

【００２８】図９は本実施例の制御動作を行ったときの
加熱ローラの温度変化及びヒータへの電流の変化を示
す。このヒータへの電流の変化の図は、横軸に時間を、
縦軸にヒータへ流れる電流の絶対値をとったものであ
る。

【００２９】この図を見て判るように、実施例１と同様
にヒータに流れる電流の絶対値が従来に比べて小さくな
り、他の機器への影響も小さくなる。

【００３０】なお、本実施例では、二つ目のヒータをオ
ンした後も、一つ目のヒータをオンしているが、電力制
御等を行う場合、二つ目のヒータをオンする前または、
同時に一つのヒータのオフを行っても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、温
度検知手段による検知温度が所定の基準温度より低い場
合には、複数の加熱体への通電開始時期が、全ての加熱
体について同時とならないように、各加熱体への通電開
始時期に所定の時間差を設けるようにしたので、立ち上
がり時の加熱体への通電開始の際に、突入電流が異常に
大きくなることを防止できる。従って、加熱装置以外の
他の機器への突入電流の影響を抑え、例えば室内の蛍光
灯等のちらつきを発生させることがない。また、電源の
規格に合致させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の加熱装置における温度制御
回路を示す図である。

【図２】本発明の実施例１の加熱装置における交流駆動
部分の回路を示す図である。

【図３】本発明の実施例１の加熱装置における温度に対
するヒータ１本の突入電流の最大値を示す図である。

【図４】本発明の実施例１の加熱装置における温度制御
を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施例１の加熱装置における温度変化
及びヒータのタイミングチャート並びにヒータに流れる
電流の絶対値を示す図である。

【図６】本発明の実施例２の加熱装置における温度制御
回路を示す図である。

【図７】本発明の実施例２の加熱装置における温度制御
を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施例２の加熱装置におけるサーミス
タ電圧に対する二つのヒータ間の通電ディレイ時間を示
す図である。

【図９】本発明の実施例２の加熱装置における温度変化
及びヒータのタイミングチャート並びにヒータに流れる
電流の絶対値を示す図である。

【図１０】従来の像加熱装置における加熱ローラの概略
構成を示す斜視図である。

【図１１】従来の像加熱装置及びその周辺部の概略構成
を示す断面図である。

【図１２】従来の像加熱装置における温度制御回路を示
す図である。

【図１３】従来の像加熱装置における加熱ローラの温度
に対するサーミスタ電圧の関係を示す図である。

【図１４】従来の像加熱装置におけるヒータの通電パタ
ーンを示す図である。

【図１５】従来の像加熱装置における温度制御のフロー
チャートである。

【図１６】従来の像加熱装置における加熱ローラの温度
変化及びヒータのタイミングチャートを示す図である。

【図１７】従来の像加熱装置におけるヒータに流れる電
流の絶対値を示す図である。

【符号の説明】

１制御部（温度制御手段）５，１８ハロゲンヒータ（加熱体）９サーミスタ（温度制御手段）１０，１１加熱ローラ１２紙（記録材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに圧接して回転自在に配設され、記
録材を挟持搬送する加熱ローラと、該加熱ローラのそれ
ぞれに、あるいはいずれか一方に内包された通電により
発熱する複数の加熱体と、少なくともいずれか一方の加
熱ローラの温度を検知する温度検知手段と、該温度検知
手段の検知温度に基づき、上記複数の加熱体への通電を
制御して上記加熱ローラを所定の温度に維持せしめる温
度制御手段とを備えた加熱装置において、該温度制御手
段は、上記温度検知手段による検知温度が所定の基準温
度より低い場合には、上記複数の加熱体への通電開始時
期が、全ての加熱体について同時とならないように、各
加熱体への通電開始時期に所定の時間差を設けるように
設定されていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】加熱体は、各加熱ローラのそれぞれに一
つずつ配設されており、温度制御手段は、温度検知手段
による検知温度が所定温度よりも低い場合には、各加熱
体への通電を交互に行うにように設定されていることと
する請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】温度制御手段は、各加熱体に対する通電
開始時期の時間差を、検知温度に基づいて調節するよう
に設定されていることとする請求項１に記載の加熱装
置。