JPS59126578A - 複写機の熱定着装置 - Google Patents

複写機の熱定着装置

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JPS59126578A
JPS59126578A JP58001226A JP122683A JPS59126578A JP S59126578 A JPS59126578 A JP S59126578A JP 58001226 A JP58001226 A JP 58001226A JP 122683 A JP122683 A JP 122683A JP S59126578 A JPS59126578 A JP S59126578A
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heater
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光次 山内
Hiroyuki Tadokoro
田所 裕幸
Shoichi Ito
伊東 正一
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    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat

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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】 1〔発明のオ]」用分野〕 本発明は、複写機の熱定着装置に係り、特に、その電源
仕様変更に対して好適な構成とした、複写機の熱定着装
置に関するものである。
〔従来技術〕
複写機の熱定着装置において、1区#仕様が変更になる
と、これにともない、熱源であるヒータの電圧仕様を変
更していたものであり、又、そのように変更しない場合
においては、ヒータの消費′電力1r!、’を圧の2乗
で変化することから、大幅な′電力の不足、増加となる
ものめって、前者においては、足旭可能な温度に達する
までのヒントアンプ時間の増加、温度精度に問題があり
、後者においては、請電力増加にともなうヒータ管内、
昇温度の上昇によるランプ寿命が短<ナシ、また、ラン
プ支持部材の異常力ロ熱、定着温匿立上り時の温度のオ
ーバシュー1・の増加、温度精度が悪くなる等の問題が
ある。
又、ヒータを仕様に合わせ変更する場合においても、1
00V系ニオイテはl OOV、115V。
120vと、200V系K オl、−,テは200V。
220V、230V、240Vと、国内外の仕様に合わ
せるため、数多くのヒータkd作しなければならないし
、きらに部品の管理、共用化、あるいは組込みミスの発
生等、問題が多かったものである。
〔発明の目的〕
本発明は、電源仕様が父更になっても、熱定着ヒータを
交換することなく共用できるようにし、しかも、安定し
た定着性能を有する、複写機の熱定着装置の提供ケ、そ
の目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、電源電圧仕様の変更に対しても、熱定
着装置の熱源である、ヒータヶ交換することなく、一定
の電力で安定した定着を可能にするため、ヒータに通電
される交流電圧の通電比率ケ制(3)jし、ヒータの定
格より゛電圧仕様が高いときは通゛1比率を下げて、ヒ
ータで消費する電力を定格電圧時と同一にするもので、
通電比率制御手段に゛電源仕様条件を入力する設定手段
を設け、この入力条件によってヒータへの通電比率を決
定し、ヒータへの交v1c電圧の通電比率金側脚するよ
うにしたものであシ、ここで、通電比率というのは、位
/li、1制呻やチョンバ制御による通流率とは別異の
ものであり、連続サイクルにおける通電時+=iと遮断
時間との比率ケいうものである。
本発明に係る複写機の熱定着装置の構成は、複写紙の搬
送、径路に配置されて、熱源と、渦度侠知素子と、その
温度検知に基づいて前記熱源を開開]する制filD1
手段とを備え、上記腹写紙上に形成されたトナー1駅を
熱定着するよ゛うにした複写機の熱定着装置において、
熱源の制御手段に、温度検知手2 段の出力に基づき熱
源への通′醒比率を制御する通電比率fIi!I m手
段と、この通電比率制御手段の出力に創づき熱源に通電
するゼロクロス交流スイッチ手段と、前記通電比率制御
手段へ熱源に供給される電源電圧仕様条件を入力する電
源条件設定手段を具備せしめるようにし、電源仕様の変
化に対し、電源条件設定手段の設定データに基づき、通
電比率制御手段で通電比率を制御し、ゼロクロス交流ス
イッチ手段をゼロクロススイッチングさせて、当該熱源
での消費型カケ一定にするようにi構成したものである
〔発明の実施例〕
本発明の複写機の熱定着装置に係る一実施例を第1図な
いし第8口金参照して説明する。
ここで、第1図は、本発明の一実施例に係る複写機の熱
定着装置の略示構成図、第2図は、同上装置のヒータ制
御回路図、第3図は、その通電比図 率制mj回路及び電源条件設定回路べ第4図は、その通
電比率設定データ図、第5図は、その副産制御特性図、
第6図は、その作@説明図、第7図は、従来例の性能説
明図、第8図は、本発明に係るものの性能説明図である
すなわち、まず、本実施例に係る複写機の熱定着装置は
、第1図のように、定着ローラl、熱源に係るヒータ2
.温度検知素子に係るサーミンタ3、補助ローラ4.複
写紙5.トナー6、カバー7からJt’t Ij、’、
 iれるとともに、次に述べる、熱源の制御手段を付設
して構成てれておシ、複写紙5の上に形成されたトナー
6の像が搬送され、定着ローラ1と補助ローラ4の間を
通過すると、定着ローラ1の塩度によシトナーが溶融し
定着されるものである。
しかして、第2図は、熱源の制(3)1手段に係る、ヒ
ータ2のttill (11回路の一英施例ケ示すもの
である。
すなわち、ヒータ2ば、ゼロクロス交IAtスイッチ手
段に係る交流スイッチ10と直列に電源間に接続されて
いる。この交流スイッチ10のA−G晶子間には、パル
ス素子11が抵抗器9を介して接続されている。又、電
源に対して、抵抗器12と直列に、電源同期信号発生回
路に係るホトカプラー13の発光111113−1が接
続されている。
このホトカプラー13の受光部13−2のコレクタ一端
子には、抵抗器14とトランジスタ15のベース端子が
接続され、抵抗器14の他端は開側1電源V Dに接→
しされ、受光部13−2のエミッタ端子はGD定電位接
続されている。又、トランジスタ15のコレクタ一端子
の出力はミ電源同期信号5YNCとして通電比土制(財
)手段に係る通電比率制御回路29に接続され、トラン
ジスタ15のエミッタ端子はGD定電位接続されている
一方、塩度検知手段に係る、サーミスタ3を含む温度検
知回路16において、制御電源VDに対して、抵抗器2
3が接続され、他端はサーミスタ3 (D一端ト、コン
パレータ22の(+)端子トコンバレータ21の(−)
端子に接続されていて、そのサーミスタ3の他端はGD
定電位接続されている。
抵抗器24の一端は制御電源VDに接続され、他端は抵
抗器25の一端とコンパレータ21の(+)端子に接続
され、抵抗器25の他端は可変抵抗器27の一端とコン
パレータ22の(−)端子匡接続され、可変抵抗器27
の他端はGD定電位接続されている。
コンパレータ21の出力は、抵抗器20とトランジスタ
18のベース端子に接続てれ、抵抗器20の他端は制御
電源VDに接続きれ、トランジスタ18のコレクタ端子
は、第1の温度検知信号It ]) Yとして〕良べ比
率制御回路291/i:入力されており、同じくエミッ
タ端子はGD定電位接続されている。
ここで、トランジスタ18.コンパレータ21は、第1
の塩度検知手段に係るものである。
コンパレータ22の出力端子は、抵抗器19とトランジ
スタ■7のベース端子に接続され、抵抗器19の他端は
開鎖j電源Vl)に接続され、トランジスタ17のコレ
クタ端子は第2の温度・演知信号。
ンb 1゛Sとして通tq制徊j回路29に人力され、同じく
エミッタ端子はGD屯電位接続されている。
ここで、トランジスタ17.コンパレータ22は、第2
の塩度検知手段に係るものである。
通電比率制御回路29には′猷源同期信号5YHCと、
第1の温度検知信号RDYと、第2の温度検知信号TS
と、電源条件設定手段に係る電源条件設定回路30から
の′嘔源情報が入力されている。
又出力としては、さ@に述べたパルス素子11の元光部
11−1に通゛覗信号ケ出力する。このパルス素子11
の′発光部11−1の発光信号は、受光部11−2で受
光される。
これにより、パルス素子11は導通し、交流スイッチ1
0のG端子に通電されて、交υ1cスイッチ10のA−
に端子間が導通し、ヒータ2に交流電圧が印加される。
すなわち、パルス素子11の発光tf15111は通電
比率制御回路29の出力により0N−OFF制飢され、
これにともない、ヒータ2への通電も0N−OFF市1
」呻されて、ヒータ2ての消費電力が一定になるよう制
御するものである。
以上゛、第2図に示したものの償収と基本作用とを説明
したが、第2図の温度検知回路16の作用を、次に説明
する。
熱定着装置における定着ローラlの表面臨席は、サーミ
スタ3により、温度による内部抵抗の変化が、抵抗器2
3との分圧比で電圧に変換され、コンパレータ21Zノ
(−)端子、同22の(+)端子に入力され、温度設定
に係る他の入力端子電圧と比較判定される。
一方、l晶度設定は、抵抗器24.25と可変抵抗器2
7の分圧比で設定され、第1の臨席設定ばV(、、第2
の篇度設定はvsとなる。ここにおい”’rVt、>V
sであるので、■tI はコ;・パレータ21の(+)
端子に、VSはコンパレータ′22の(−)端子に入力
される。
そして、第5図に示すように、定着ローラlの温度が上
ケ1シ、Y品度Temp、となると、Vt s<V t
 。
となる。
これにより、コンパレータ21の出力はLからHとなり
、トランジスタ18ケ介して通電比率制御回路29に第
1の温度検知信号RDYが入力婆れる。これにより、後
で詳細に説明するが、頭重比率が約1/2となり、温度
上昇勾配もゆるくなる。
温度が上昇しTemp、、  に達すると、このときの
Vtsの1直Vtについ七、Vtくvsとなり、コンパ
レータ22の出力はHからLに変化する。この信号によ
シ、ヒータ2への通電は遮I!r、F1され、Temp
 2の温度を基学に定着ローラ1の狭面ば渦度制岬され
る。
以上、温度検知回路16の作用を述べだが、次に本発明
の主要部である、1出電比率制街回路29■(4成と作
用について述べる。
第3図は、通電比率制御回路29及び電源条件設定回路
30の一実施例を示すものである。
入力でめる′睡#同期信号5YNCは1.評路31ケ経
て4ピントカウンタ33のカウントアンプ端子CUに接
続されている。@1の温度検知信号RDYば、インバー
タ回路41とAND回路37に入力されておシ、第2の
温度検知信号TSはインバータ回路42匡入力されてい
る。
電源条件設定回路30はスイッチ30−1〜30−4で
構成され、2°〜23のピント信号として4ピントのビ
ットコンパレータ34のB0〜B3端子にそrぞれ接続
されている。′これらのビット信号は、第4図に示すよ
うに通′−比率りを矢示する4電比率基贈信号としてピ
ントコンパレータ34に入力されているものである。
以下、)用゛鑞比率側脚回路29の内部構成について説
明する。
カウンタ33の出力QA−QDは、ビットコンパレータ
34のA0〜A3kn子とビットコンパレータ35のA
0〜A3端子に接続される。
ピントコンパレータ35の80〜B2  の端子には、
前述り、たr7.’ I):条件設定回路30の4ピン
トの設定テータ忙右に1ビントンフトした形て21ピン
トはB0端子に、22ピントはB1端子に、23 ピン
トはB2端給に接続されている。又ピントコンパレータ
35 Q、) B”  ビットはGD電位に接6dされ
ている。
ビットコンパレータ34の出力信号A=BとB〉Aば(
L)R回路36に入力され、このOR回路36の出力は
、AND回路37に入力され、AND回路37の出力は
OR回路40に入力されている。
−力、ピントコンパレータ35の出力信号A=B、BA
Aは、OR回路38に入力され、このOR回路38の出
力はA I’J D回路39に入力され 。
ている。又AND回路39のもう一端1には、インバー
タ回路41の出力が入力されている。
このAND回路39の出力は、前述のOR回路40の、
もう一端に入力されていて、OR回路40の出力はAN
D回路43の一端に入力され、AND回路43の他端に
はフリンプフロップ回路44の出力が入力されている。
フリッグフロング44のCL入力端子には、前述のカウ
ンター33のCARRY信号が入力され、そのJ入力端
子には、インバータ回路42の出力信号が入力されてい
る。
AND回路43の出力信号は、トランジスタ45のベー
ス端子とバイアス抵抗器46に接続されている。
トランジスタ45のコレクタ端子には、パルス素子11
の発光部11−1の一端が接続されており、このトラン
ジスタ45のエミンタ端子はGD覗位に接続されている
又、発光部11−1の他端は、抵抗器47を介して電源
VCCに接続されているものである。
Φ その他の抵抗器48,49、抵抗アレー32の抵抗器5
0〜54は、回路プールアンズ用抵抗器である。
以上が通電比率制御回路29の構成であり、次に作用の
詳細について説明する。
第2図に示したホトカプラ13の発光、受光部で検知さ
れた電源同期信号は、交流電圧1サイクル毎に同期して
与えられ、トランジスタ15に介して通ボ比率!!71
J !卸回路29に弔6図に示す゛蹴源同期他号5YN
Cとして入力され、カウンタ33によシカラントアンプ
される。
いま、第2の温度検知信号Tsがして入力きれ、第1c
r)ta厩換知信号RDYがHで入力されている条件に
ついて、その作用を考えると、まず電源定格とヒータ2
の鑞圧定格とが一致しているときは、進′亀比率D= 
1’ 00%でよいことから、さきの第4図に示すとお
シ、スイッチ30−1〜3o−4までOFFとし2°〜
23 ピッ)kHレベルに設定しておく。
これにより、カウンター33の出力端子からのへ〇〜A
3總子への入力が全てHの条件でのへ入力とB入力のビ
ット比較信号N:BとB>AOORuOR回路40で、
その出力は連続Hとなる。これによりAND回路37の
入力は、両方ともHとなり、OR回路40の出力もHと
なって、AND回路430入力の2−錦1はHとなる。
一方、フリングフロンプ44ば、′域源向期信号5YN
Cに同期してカウンタ33より出力されるCAEL[’
Y倍信号立上りで、出力PばHにセントされ、これによ
りAND回路43の入力の他端もHとなり、A N D
 IP!I回路43の出力がHとなって、トランジスタ
45は動作する。
これにより、発光=p+1−1が点灯し、前述のとおり
ヒータ2は通電され、足着ローラli加熱する。
スイッチ30−1〜30−4が0FF17.lと@にお
いては、第1の設定温度Temp 、に達するまで、A
ND回路43の出力信号により発光剖11−1は連続点
灯する。次に定着ローラ1の表面温度が前記Temp、
に達すると、第1の温度検知信号RDYがHからLKな
る。これにより、AND回路37の入力条件が成立しな
いため、AND回路37の出力はLとなる。
一方、インバータ回路41の一出力がHとなり、AND
回路390入力の一端はHになる。
すなわち、ピントコンパレータ34の出力は無視すして
、ビットコンパレータ35の出力が壱効となるものであ
る。ビットコンノぐレータ35のB入力には、11」述
したようにスイッチ30−1〜30−4のビソトデータ
を1ビツト右シフトしたデータが入力されている。すな
わち、第4図で、データ1111−111と設定されて
いる。これにより、データは通′亀比7/15、すなわ
ちj+1 ′邂比率り= 100%から46.7チへと
約i/2になる。
上記データの設定によって、ビットコンパレータ35の
出力はA=B、B>八とA>Bとの条件により、Of’
L回路38の出力は、A=B、B>Aの条件で1−1、
A>Hの条件でLとなる。すなわち、上記7/15のA
ND回路39の出力はH,!:なる。
以下、前述同1象に作動し、発光耶11−1は7/15
の通゛或比率で点灯するもので、これにともない、交加
スインチIOも作動し、ヒータ2には7/15の通電率
で交流電圧が印加されるものである。
例えば、定格電圧におけるヒータ2の消費電力=i’9
00Wとするならば、約420Wの電力で第2の設定温
度Temp2まで定着ローラ1は加熱されるもので、第
5図通電比率D〆2のところに示すように、定着ローラ
1の、Templから’[” emp 2 までの間の
温度上昇勾配もゆるやかに上昇する。これにより第2の
設定温度Temp2  に対する温度のオーバシュート
ラ緩和することができるものである。
以上、定格仕様における、本実施例に係るものの作用を
述べてきたが、次に電源電圧がヒータ2の定格電圧全土
まわる場合について説明する。
第6図は、本条件における場合の作動を示すものであシ
、以下、第6図により説明する。
第6図における左側のものは、電源同期信号5YNC,
OR回路40の出力Q1 カウンタ33のCARRY信
号C1第2の温度検知信号Tsの関連信号でインバータ
回路42の出力J、フリソグフロソグ44の出力P、上
ヒータへの印加電圧V HT 、第1の温度検知信号R
,DYである。
電源同期信号5YNCば、交流電源1サイクルに1パル
ス入力される。
OR回路40の出力Qは、さきに述べたようにビットコ
ンパレータ34又は同35の出力によシ与えられるが、
H/L比率は、スイッチ30−1〜30−4の設定で決
められるもので、第6図においてけ通′咀比11/15
 (第4図の通電比率73.3%)が設定されている。
第2の温度検知信号Ts、すなわち、インバータ回路4
2の出力がt2のタイミングで入力されても、CARR
Y信号Cで同期ケとっているため、次の信号Cの立上り
で信号Pが11にセットされ、印加電圧V HTが与え
られ、T1 間、11サイクルの交流電圧がヒータ2に
印加される。そして、t5のタイミングで出力QばLと
なり、これにともない、印加電圧VHTもT2 (4サ
イクル)間OFFする。
この作用により、第7図に示すように、従来例において
は、電圧100V、消費電力900Wのヒータを使用し
、同一のヒータを電圧115V。
120vで使用すると、電力比1.32倍、1.44倍
、1190W、4296Wの消費電力となシ、従来例の
ところで説明した問題ケ発生する。
ところが本実施例によれば、第8図に示すように通電比
率D’に電圧115Vで約73%、同120Vで約66
係に設定すれば、はぼ定格消費電力でヒータを点灯させ
ることができ0ことがわかる。
これにより、ヒータを100V系1棟類、200V系で
1種類準備すればよいことがわかる。
次に、第1の湛反検知信号RDYがt7のタイミングで
Hとなった場合の作用について説明する。
第1の温度検知信号RDYにより、前述したとおり、ビ
ットコンパレータ35の出力が有効となることから、出
力QのH/L比率は、11/15から約1 / 2の5
/]5になるもので、13間(5サイクル)、印加電圧
VHTが与えられ、14間(10サイクル)、同上VH
Ttt、OFFとなり、この作用が繰シかえされて、定
着ローラ1の温度はTemp’、からTemp2″!、
で上昇する。すなわち温度Temp、からTemp2の
作用においても定格の100■電圧時は7/15の通電
比で、ヒータの消費電力420Wに対し、実施例の11
5■電圧時は5/15の通電比でヒータの消費電力39
6Wとほぼ同一である。
これにより、温度’l’emp、から’[’emp、、
  までの温度上昇勾配を電源電圧仕様の変化に対して
も同一にできることがわかる。
以上、本発明の一実施例に係るものの効果をまとめると
、次のとおりである。
(1)電源電圧仕様に変更があっても、同一のヒータを
用いて同一相性の熱定着装置の温度Will filが
できる。
(2)上記によりヒータの標準化を実現でき、部品管理
が容易になるとともに、関連する部品の共用化1組立作
業時の誤実装防止の面での効果が大である。
(3)  鴫源電1モ仕休の変更においても、設定高度
Temp2に対する温度のオーバシュートを大きくする
ことなく、安定した温度精度で温度コントロールができ
、好品質の定着画像を得ることができる。
(4)第1の温度検知信号で設定された通電率の約1/
2の通電比率制御ができ、電源電圧仕様に関係なく同一
の消費電力で足着ローラを加熱することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電源電圧仕様が異なっても、同一の熱
源に係るヒータを用いて、安定した熱定着温度制御がで
き、又ヒータの大幅な標準化ができ、部品管理の容易、
関連部材の共用化の達成、および組立作業時の誤実装の
防止などにおいて顕著な効果を所期しうるもので、英用
的にすぐれた発明ということができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る複写機の熱定着装置
の略示構成図、第2図は、同上装置のヒータ制菌回路図
、第3圀は、その通電比率制御回路及び電源条件設定回
路図、第4図は、その通醒比率設定データ図、第5図は
、その温度制御特性図、第6図は、その作動説明図、第
7図は、従来例の性能説明図、第8図は、本発明に係る
ものの性能仇明図である。 1・・・定着ローラ、2・・・ヒータ、3・・・ザーミ
スタ、4・・・補助ローラ、lO・・・交流スイッチ、
11・・・パルス菓子、11−1・・・発洋部、11−
2・・・受光部、13・・・ホトカプラ、13−1・・
・発光部、13−2・・受光部、15.1’7,18.
45・・・トランジスタ、16・・・温度検知回路、2
1.22・・・コンパレータ、27・・・可変抵抗器、
29・・・迎電比率制■回路、30・・・電源条件設定
回路、30−1〜3〇−4・・・スイッチ、33・・・
カウンタ、34,35・・・ピントコンパレータ、36
,38.40・・・OR回路、37.39.43・・・
AND回路、41.42・・・インバータ回路、44・
・・フリップフロップ。 代理人 弁理士 福田幸作 (ほか1名) 信1図 弔4図 第5図 −蒔m

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複写紙の搬送経路に配置されて、熱源と、温度検知
    素子と、その温度検知に基づいて前記熱源ケ制(財)す
    る制@j手段とを備え、上記被写紙上に形成されたトナ
    ー像を熱定着するようにした複写機の熱定着装置におい
    て、熱源の制御手段に、温度検知手段の出力に基つき熱
    源への通′ば比率を制御する通電比率制御手段と、この
    通電比率+1ifJ XI手段の出力に基づき熱源に通
    電するゼロクロス交流スイッチ手段と、前記通電比率制
    御手段へ熱源に供給される熱源電圧仕様条件を入力する
    電源条件設定手段ヶ具備せしめるようにし、電源仕様の
    変化IC対し、電源条件設定手段の設定データに基づき
    、通電比率制御手段で通電比率を側脚し、ゼロクロス交
    流スイッチ手段ケゼロクロススイッチングきせて、当該
    熱源での消費電力を一定にするように構成したこと?特
    徴とする複写機の熱定着装置。 2、特許請求の範囲語1項記載のものにおいて、温度検
    知手段を、第1の温度検知手段と゛第2の温度検知手段
    とによシ何故し、その第1の温度検知手段の検知信号に
    より、電源条件設定手段の設定する通電率を約1/2化
    するようにしたものである複写機の熱定着装置。 3、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、電源条
    件設定手段の直源榮件設定ケデジタルコード信号で行な
    い、当該電源゛延圧に相当する通電比率全ビット情報で
    与えるように構成したものである複写様の熱定着装置。 4、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、通電比
    率制御手段の通電比率は、電源の最低電圧仕様’110
    0%通電とし、電圧が高くなるに従い、通゛祇比率を小
    さくするように構成したものである複写機の熱定着装置
    。 5、 特許請求の範囲第2項記載のものにおいて、第1
    の温度検知手段の温度検知手段によシ、電源条件設定手
    段で設定された通電比率ビット情報を、1ビツト右シフ
    トして通電率設定値として与え、通電率を約1/2化す
    るようにしたものである複算機の熱定着装置。
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