JPS61294479A

JPS61294479A - 電気加熱回路

Info

Publication number: JPS61294479A
Application number: JP61139947A
Authority: JP
Inventors: エリク・ロジエ・ド・ブロウク; エルヴイン・オスカル・ゴタル
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1986-06-16
Publication date: 1986-12-25
Also published as: US4736090A; EP0205669A1; EP0205669B1; CA1250013A; DE3577012D1

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】本発明は、回転可能部材を加熱するための電気加熱回路
であって、電気ヒータを備え、感温抵抗器の形態のセン
サを備え、両素子は回転可能部材へ組み込まれ、回転可
能部材の外側には、ヒータに電圧を生ぜしめるための電
源を備え、センサを通る電流を生ぜしめるための直流電
源を備え、センサの電圧の関数として電圧を制御する制
御回路を備えた、回転可能部材を加熱するための電気加
熱回路に関するものである。

前記種類の加熱回路は、例えば、光電導体から無地の紙
へ転写されたトナー像の定着を加熱圧力定着ローラによ
り行う乾式複写装置において知られている。かかる回路
の構造では、センサと電気ヒータとをローラの外側に配
置された１上気制御回路へ適正に接続するために、複数
個の滑り接点を設ける必要がある。通常３個または４個
の滑り接点が必要であるから、ローラの構造が複雑にな
る。

この型式の回路は米国特許第４．０３５．６１２号に開
示されている。

また、被制御加熱回路も知られており、抵抗加熱素子を
用い゛Ｃ装置を加熱し、また同素子をセンサとして用い
て装置の実際の温度を測定している。

かかる加熱装置は、加熱、測定構造が簡単であるという
利点、即ち、２箇所だけの電気接続を必要とする１個の
素子を用いるだけであるという利点を存するが、抵抗ヒ
ータの感度がサーミスタのごとき実際のセンサの感度よ
りも非常に小さいから、測定感度が低いという欠点があ
る。この加熱回路の他の欠点は、加熱回路と測定回路と
の間の分離に必要な手段が比較的ζこ高価かつ（または
）周波数測定される種々の構成要素から成ることである
。

この種類の加熱回路は米国特許第３．１０３．５７３号
に開示されている。

本発明の目的は、測定感度が高く、機械的および電気的
構成が簡単かつ確実な、回転可能部材を加熱するための
加熱回路を提供することである。

本発明によれば、回転可能部材を加熱するための電気加
熱回路であって、電気ヒータを備え、感温抵抗器の形態
のセンサを備え、両素子は回転可能部材へ組み込まれ、
回転可能部材の外側には、ヒータに電圧を生ぜしめるた
めの電源を備え、センサを通る電流を生ぜしめるための
直流電源を備え、センサの電圧の関数として電圧を制御
する制御回路を備えた、回転可能日５材を加熱するため
の電気加熱回路の特徴とするところは、ヒータおよびセ
ンサは２ｇ４の計り電気接点のみを介して電気回路へ電
気接続され、電源回路はヒータを周期的に付勢できる周
期的電圧を生じるように構成され、前記回転可能部材内
においてセンサの回路ｌこダイオードを設け、このダイ
オードはセンサを、前記電源の活動期間に非操作状態に
、前記電源の非活動期間に操作状態にするようにしたこ
とである。

周期的電源電圧は従来の交流電源の形態とし、これをダ
イオードまたは同類物を介して半波整流することができ
るが、前記周期的電圧を直流電圧の形態とし、これを適
当な電磁スイッチまたは電子スイッチを介して周期的に
中断してもよい。

本発明の加熱回路の一実施例によれば、ヒータとセンサ
とを直列に接続し、ダイオードをセンサと並列に接続す
る。

本発明の他の一実施例によれば、ヒータとセンサとを並
列に接続し、前記ダイオードを回路のセンサ分岐路と直
列に接続し、第２ダイオードを設けて、これを第１ダイ
オードの方向と反対の方向に回路のヒータ分岐路と直列
に接続する。

本発明の加熱回路は、乾式複写または印刷装置の光電導
体ドラムの加熱に用いて特に興味がある。

実際に、このドラムの（中程度）の加熱は、特に装置の
ウオーミングアツプ中に、ドラム面における空気中の水
分の凝縮の好ましからぬ効果を回避するために必要であ
ることが判明している。かかる光電導体ドラムの機械的
構造は、ドラムの被制御加熱に必要な数個の滑り接点を
容易に配置するのにそれほど適していない。

次に、本発明を添付図面について説明する。

第１図は数字１０で−・般的に示された電子写真プリン
タを示す。光電導体ドラム１１は、矢印１２の方向に回
転され、帯電ステージタン１３からのコロナ放電により
均一に帯電される。帯電されたドラムは露光ステーショ
ンｉ４において適当な線形露光によりｉ露光され、前記
露光ステーションは、ドラム面上の所望の像を記録すべ
く個々に付勢可能なＬＥＤのごとき多数の密接した線形
配置された放射線源から成ることができる。露光後に残
るドツト状の放電模様は、ドラム上の静電像へ吸引され
る帯電したトナー粉により、現像剤を含む現像ステーシ
ョン１５において現像される。

ドラムＩｌ上の現像されたトナー像は、紙シートの堆積
体■６または１７から供給される無地の紙シート上に転
写される。堆積体１６は一紙型、堆積体１７は他の紙型
のものである。支給ローラ１８またはＩ９は、堆積体か
らＬ部のシートを毎回除去し、これを調時間係のもとに
ドラム】１へ送り、シートのｔｉｉｊ縁かドラムＬのト
ナー像の前縁と一１致ケるようにされる。転写コロナ２
ｏにより、ドラム上のトナー像が紙シート２１へ転写さ
れる。

シートは次いで定着ステーション２２へ移送され、ここ
でトナー像が熱と圧力との適用によりシートへ融着され
る。印刷物は最後にコンベヤ２３により除去され、収集
トレー２４に収容される。光電導体ドラムは、ロッド状
光源２５からの光を均一に浴び、清掃ステージジン２６
で清掃され、次の印刷サイクルに対して準備される。こ
の装置は、多くの他の技術上周知の素子、例えば、現像
ステーシランの正しいトナー濃度の制御のためのトナー
支給制御システム、種々の機械的操作の順序を制御する
ための電気制御システム、文字発生器、クロック信号発
生器、シフトおよびラッヂレジスタ、ＬＥＩ）のドライ
バを含む電子制御システム、等を含むことは理解されよ
う。装置のこれらすべての構成素子および二次ユニット
は、技術上周知であり、本発明の理解に無関係であるか
ら、詳細には述べない。

第２図は光１！導体ドラム１１の詳細断面を示す。

ドラＡ　Ｉ　１は、金属管、この場合アルミニューム管
７０であり、外面に適当な光電導体層を備えている。管
はその両端にプラスチックキャップ７！、７２を担持し
、軸端７３．７４が圧力嵌合されている。軸端は、装置
の側壁８０．８Ｉへ取り付けた軸受ブロック７７．７８
に装着されたローラ軸受７５．７Ｂに回転可能に支承さ
れている。キャップ７２は、その周部に歯が設けられ、
これにより、駆動ギヤ８８により駆動されるギヤホイー
ルを形成する。キャップ７１．７２は、管の各端の対応
凹所に滑り嵌合しており、これらのキャップは、軸端７
３の延長率を形成すると共に軸端７４がら絶縁体８３に
より電気的に絶縁された中央の引張棒８２により適正位
置に保たれている。

ヒータ素子２７は、ベリリウノ、青銅のシートのごとき
可撓性ばね状シート８４へ付着した可撓性加熱フォイル
の形態のものであり、前記シートは、１７０の内径に合
わせたサンドイッチ状のヒーターシートの湾曲を許し、
これによりサンドイッチ＋、ｔｅａシートのばね備前カ
により管内に留どまる。

加熱フォイルは、ジグザグ模様に延びた導体が所望の抵
抗を形成するようにした可撓性印刷回路のシートの形態
にできる。ヒータの一方のリード８５がＩＩｌ＆端７４
へ接続され、他方のリード８６にはサーミスタ２８とダ
イオード２９との並列回路が半田付けされており、この
並列回路はリード８７を介して軸端７３へ接続されてい
る。サーミスタ２８は、適当な接着剤によりドラムの而
へ取り付けられている。

軸端７３との滑り接触は軸へばね備前された接触フィン
ガ８９を介して達成され、反対の軸端７４はフィンガ９
０と同様に接触している。最後に、接触ストリップ９目
よ、ドラムと軸端７４との接触を保証する。

ドラノ、を制御加熱するための本発明の第一実施例のブ
ロック回路が第３図に示されている。この回路は、電気
加熱抵抗器の形態のヒータ素子２７、感温抵抗器の形態
のセンサ２８、センサと並列のダイオード２９、直流電
源３０、回路を通る一定の直流電流を生じる源３１．お
よび電源と直列に接続された周期的に開閉するスイッチ
３２がら成る。

スイッチ３２が閉じると、源３０の電圧が抵抗器２７．
２８から成る直列回路に付与される。図示の構成では、
ダイオードが導通するから、抵抗４２８に０．７ボルト
の電圧が発生し、また１１電源電圧から０．７ボルト引
いた電圧が抵抗器２７に発生し、これにより、この素子
が加熱される１、源３１からの電流１ｍは無視できる、
というのは、前記電流は数ミリアンペア程度の大きさで
あるからであり、源３０の電流はアンペア単位の大きさ
のものである。

スイッチ３２が開いている期間に、源３■による電流は
直列抵抗器２７．２８を通って流れる。

ダイオード２９は、逆方向にバイアスされているから、
非導通である。而して、出力端子３３で測定できる電圧
は、両方の抵抗の大きさに依存する。

２８の抵抗は、抵抗器の温度に依存し、数キロオームの
大きさの６のである。２９の抵抗は、温度１こ依存し、
数十オームの大きさのものである。而して、測定点３３
における電圧は、抵抗′ａ２８の値により完全に決定さ
れ、従って、光導体ドラム＋１の温度を正確に表す。出
力測定電圧の測定は、スイッチ３２と同期した適当なス
イッチ手段を介して行われ、このスイッチ手段は３３に
おいて測定電圧を送るも、１Ｅｉ３０の電源電圧を送ら
ない。

実際には、この切り替えは、加熱を制御すると共に装置
の多くの他の機能を制御する装置のマイクロコンピュー
タを、適当に制御することζこより達成される。

第３図の電子回路全体が第４図に示されている。

電源は幹線変圧器３５を含み、その二次電圧（２ｘ２８
Ｖ）はダイオード３６．３７により双波整流され、キャ
パシタ３８により平滑化される。スイッチ３２は、装置
のマイクロコンピュータにより制御されるリードリレー
の形態のものである。

抵抗ａ３９とキャパシタ４０とを持つ減衰回路がスイッ
チに設けられている。

定電流１ｍの直流電源回路は、オペアンプ／１１゜トラ
ンジスタ４２、抵抗４４３から成る。回路４１の電圧Ｅ
　ｒ　ｅ　ｆは抵抗器４５とキャパシタ４Ｇとの上方の
電圧安定器４４により作られる。ダイオード４７と抵抗
１５ｉ４８とを含む回路は、回路を電源回路からの負電
圧から保護する。

低１！圧供給回路５０は、１ｍの直流回路用および次に
述べる測定回路用の２４Ｖの電圧を与える。

測定回路は、オペアンプ５１．５２から成る。

点５３における測定電圧は、抵抗器５４を介して５Ｉの
非反転入力へ付与される。キャパシタ５５は、滑り接点
のａり得べき欠陥により生じるスパイクを除ノーし、こ
れにより、回路５Ｉを保護するフィルタとして働く。オ
ペアンプの非反転入力は、ダイオード５７を介してダイ
オード５７へ接続され、ダイオード５７は抵抗器５８を
介して２４Ｖ電源へ接続されている。この回路の目的は
、オペアンプ５１を加熱中に負の入力端子から保護する
ことである。ダイオード５７の正電圧降丁により、約０
．７ｖのクランプ電圧が生じ、１ｍシて、ダイオード５
６の陰極は０ボルトより低い負の電圧（即ち、５７の電
圧降下から５６の電圧降下を差し引いりｔａ圧）へ駆動
されることができない。

ツェナダイオード５９のｌ］的は、回路の出力電圧を５
ボルトを超えない値に制限し、回路の出力６０へ接続さ
れたＡＤＣコンバーク（図示せず）を、かかる高い入力
電圧から保護することである。

第２オペアンプ５２は、キャパシタ６１．６２および抵
抗器６３との組み合わせでローパスフィルタとして働き
、ドラムの滑り接点の小さい接触欠陥を受けないように
する。

ド記のデータは、長さ２５．６ｃｍ、直径８゜４ｃｍの
半導体ドラムを加熱するために、第１図に示した装置に
用いた前述の回路の実施例を示ｔ０ヒータ抵抗器３５：
　　２８．８オ一ム面積：　３６９平方ｃｍＮＴＣ抵抗器２８　：　Ｆｅｎｗａｌｌ　ＵＭ４１Ｊ１
２Ｃ１２，４リキＣＪオーム（２０℃）３．６０２キロオーム（５０℃）変圧器３５：ｍａｘ　　３０Ｗダイオード２９：ＢＹ　　５２７電圧参照４４：Ｉ、Ｍ　　３３６　　Ｂオペアンプ４１
．５１，５２：ＬＭ　　３２４抵抗器４３　：　８２０
０　　オームダイオード４７．５Ｇ、５７：型式ＢＺＸ　　７ｌ−４
Ｖ７５２のローパスフィルタ：遮断周波数１３１（ｚＥ
ｒｅｒ：２．５Ｖ１ｍ：０．３ｍＡこの構成の性能は下記の通りであった。

温度は２０℃から３２℃へ５分で上昇精度：３２℃ｊ：０．５℃ 加熱期間（スイッチ３２閉）：１４秒測定期間（スイッチ３２開）：１抄本発明による電気加熱回路の第二実施例を第５図に略示
する。

この回路は、第３図のものと同様の多数の素子、即ち、
ヒータ２７、サーミスタ２８、ダイオード２９、定電流
！ｍの直流電源３１から成る。本実施例では、電源回路
は交流電源６４であり、これは、その最も簡単な形態で
は、幹線変圧器の二次側、例えば、２４Ｖ八０．５０Ｈ
ｚになしうる。

ダイオード６５は、電源により負側にのみ駆動されるよ
うな態様で、電源と直列に装着されている。

交流７ａ源６４の半波整流された電流はダイオード２９
を経て加熱抵抗器２７へ導かれる。ダイオード２９は、
ダイオードの０．７ｖの正電圧降下は別として、サーミ
スタ２８のバイパスを形成する。

電圧の前記操作期間中、直流型［３１は、第４図に示し
た抵抗器４８およびダイオード４７のごとき適当な抵抗
器とダイオードとにより、電源６４から損傷に対して保
護されている。

電源６４の正の交番中、ダイオード６５は電流経路を遮
断し、一方、電源３Ｉはサーミスタ２８を通る直流電流
を生じ、ダイオード２９は非導通であり、これにより、
サーミスタの大きさ、従ってまたドラム１１の温度を表
す電圧が点６６に生じる。抵抗″ａ２７の影響は前述の
通りである。点６６における測定信号を処理するための
信号処理器は、装置のｆＪ１定期間中にのみ操作するよ
うに制御されることができる。

本発明による電気加熱回路の第三実施例を第６図に略示
する。

この回路は、第５図のものと同様の多数の素子、即ち、
ヒータ２７、サーミスタ２８、ダイオード２９、定電ｍ
　Ｉ　ｍの直流電源３Ｉ、交流電源６４から成る。しか
し、本構成では、サーミスタ２８は、ヒータと直列に接
続されておらず、ダイオード６７を介してヒータ回路と
並列に接続されている。電源の操作期間中、電源６４の
電圧の負の部分が回路のヒータ分岐路２７−６７を通っ
て流れ、サーミスタ分岐路はダイオード２９により遮断
され、−・方、電源の非操作期間（２７を通る電流は逆
方向にバイアスされたダイオード６７により遮断されて
いる）において、測定電流！ｍは正方向にバイアスされ
たダイオード６７を経てサーミスタ２８を通って流れる
ことができる。この期間中に点６６に存在する電圧は、
サーミスタ２８の抵抗、従ってまたドラ２，１１の温度
を表す。

本発明は前述の実施例に限定されない。制御回路の出力
信号は、トナー再生の制御、操作順序の制御等のごとき
多数の他の機能を行うことができる、前述のマイクロブ
ａ−７セサを介ケる代わりに、別個のコントローラを介
してドラムの温度を制御することができる。またこの電
気加熱回路は、装置の熱定着ローラの被制御加熱や、ト
ナー像を中間ベルトを経て現像済み光電導ドラムへ転写
する型式の装置の加熱定着ローラの被制御加熱を制御す
るのに使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は乾式複写機の略図、第２図は光電導ドラｌ、の
詳細断面図、第３図は本発明による電気加熱回路の一実
施例のブロック回路図、第４図は第３図の構成の全体の
電子回路図、第５図は本発明による電気加熱回路のブロ
ック回路図、第６図は本発明による電気加熱回路の第３
実施例のブロック回路図である。＋ｏ、、、ｗ１子写Ｊ４印刷機、　　Ｉｌ、、、光電導
ドラム、　　＋３．、、帯電ステーション、　　！４９
３．露光ステーンヨン、　　＋５．、、現像ステーショ
ン、　　１６．１７．、、紙ンート堆積体、１８．１９
．、、支給ローラ、２０．　、転写コロナ、　　２１．
、、紙シート、２２．、、定着ステーション、　　２３
．、、コンベヤ、　２４．、。収集トレー、　２５．、、光源、　２６．、、清掃ステ
ーション、　　２７．、、ヒータ、　　２８．。、センサ、　２９．、、ダイオード、　３０．、。電源、　３１．、、一定態定電流の直流電源、３２、、
、スイッチ、　３３．、、出力端子、３５、、、幹線変
圧器、　３６．３７．、、整流器、　３ｇ、、、キャパ
シタ、　３９．、、抵抗器、　　４０．、、減衰キャパ
シタ、　　４１．、。オペアンプ、　４２．、、抵抗器、　４３．　。電圧安定器、　４５．、、抵抗器、　４６．、。キャパシタ、　　４７．、、ダイオード、　　４８．。、抵抗器、　５０．、．２４Ｖ″４源、　５！、５２９
９．オペアンプ、　　５３．、、測定点、　　５４９３
．抵抗器、　５５．、、キャパシタ、　５６．５７．、
、ダイオード、５８．、、抵抗器、５９、、、’ツェナ
ダイオード、　６厘、６２　、。キャパシタ、　６３．、、抵抗器、　６４．、、。交流７ａ源、　６５．、、ダイオード、　７０．、。アルミニューム管、　　７１，７２．、、プラスチック
キャップ、　７３．７４．、、軸端、　７５．７６、、
、ローラ軸受、７７．７８．、、軸受ブロック、　　８
０．８１．、、装置の側壁、　８２゜１．引張棒、　８
３９．絶縁体、　８５．８６．８７、、、可撓性リード
、　８８．、　、駆動ギヤ、８９．９０．、、滑り接点
、　　９１．、、　　ドラムの接続具。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転可能部材を加熱するための電気加熱回路であ
って、電気ヒータを備え、感温抵抗器の形態のセンサを
備え、両素子は回転可能部材へ組み込まれ、回転可能部
材の外側には、ヒータに電圧を生ぜしめるための電源を
備え、センサを通る電流を生ぜしめるための直流電源を
備え、センサの電圧の関数として電圧を制御する制御回
路を備えた、回転可能部材を加熱するための電気加熱回
路において、ヒータ（２７）およびセンサ（２８）は２
個の滑り電気接点（８９、９０）のみを介して電気回路
へ電気接続され、電源回路（３０、６４）はヒータを周
期的に付勢できる周期的電圧を生じるように構成され、
前記回転可能部材内においてセンサの回路にダイオード
（２９）を設け、このダイオードはセンサを、前記電源
の活動期間に非操作状態に、前記電源の非活動期間に操
作状態にすることを特徴とする回転可能部材を加熱する
ための電気加熱回路。
（２）電源の周期的電圧は、直流電源（３０）とスイッ
チ（３２）との組み合わせにより生ぜしめられる特許請
求の範囲第１項記載の電気加熱回路。
（３）電源の周期的電圧は、交流電源（６４）と直列ダ
イオード（６５）との組み合わせにより生ぜしめられる
特許請求の範囲第１項記載の電気加熱回路。
（４）ヒータ（２７）とセンサ（２８）とを直列に接続
し、ダイオード（２９）をセンサに並列に接続する特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の電気
加熱回路。
（５）ヒータ（２７）とセンサ（２８）とを並列に接続
し、前記ダイオード（２９）を回路のセンサ分岐路と直
列に接続し、第２ダイオード（６７）を設け、これを第
１ダイオードの方向と反対の方向に回路のヒータ分岐路
と直列に接続した特許請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれかに記載の加熱回路。
（６）センサにおける電力供給により生ぜしめられる電
圧に対して制御回路を保護する手段（５６、５７、５８
）を設けた特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
かに記載の加熱回路。
（７）滑り接点の不当導通により生ぜしめられる寄生電
圧を濾波するローパスフィルタ手段を制御回路に設けた
特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
加熱回路。