JPH02161481A

JPH02161481A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02161481A
Application number: JP31724588A
Authority: JP
Inventors: Shiyoukiyou Kou; 松強黄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-06-21

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】〔産業上の利用分野〕本発明は記録材上に顕画像を形成した後加熱定着する画
像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置に用いられている定着装置は、所定
の温度に維持された加熱ローラーと弾性層を有して該加
熱ローラーに圧接する加圧ローラーとによって、未定着
のトナー画像が形成された転写材を挟持搬送しつつ加熱
する熱ローラ一定着方式が多用されている。

又、ＵＳＰ３，５７８，７９７号記載のベルト定着方式
％式％〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら上
記従来例には次の様な欠点があった。

（１）熱ロール定着方式 ■　所定温度に立ち上げ画像形成動作禁止の時間、所謂
ウェイトタイムがある。

■　熱容量が必要な為大きな電力が必要である。

■　回転ローラーでローラー温度が高温の為、耐熱性特
殊軸受は必要 ■　ローラーに直接手が触れる構成となり危険があった
り保護部材が必要 ■　ローラーの定温度および曲率により転写材が巻き付
きジャムとなる。

（２）ベルト定着方式〔問題を解決するための手段〕本発明は上記点に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、上記欠点を除去し、小さな電力で温度リッ
プルが小さく又ウェイトタイムをなくすことが可能な画
像形成装置を提供することにある。

即ち本発明は、顕画材を用いて記録材上に顕画像を形成
する画像形成手段と、秤母加熱体により　　　　　　　　上記記録材を加熱す
ることにより顕画像を加熱定着する定着手段と、前記加熱体に近接して置かれた温度検知素子と、上記加
熱体に通電する通電手段と、所定の温度範囲内において
、前記温度検知素子による温度情報に応じて複数の異る
レベルのエネルギーを前記加熱体に供給するべく前記通
電手段を制御する制御以下、添付図面にもとづいて本発
明の詳細な説明する。

先ず、本実施例装置の画像形成装置の概略構造を第１図
に基づいて説明すると、ｌはガラス等の透明部材よりな
る原稿載置台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査す
る。原稿載置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ２
が配置されていて、原稿載置台上に置かれた原稿像は照
明ランプ３によって照射され、その反射光像は上記アレ
イ２によって感光ドラム４上にスリット露光される。な
おこの感光ドラム４は矢印す方向に回転する。また５は
帯電器であり、例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導
体感光層等を被覆された感光ドラム４上に一様に帯電を
行う。この帯電器５により一様に帯電されたドラム４は
、素子アレイ２によって画像露光が行われ静電画像が形
成される。この静電潜像は、現像器６により加熱で軟化
溶融する樹脂等より成るトナーを用いて顕画化される。

一方、カセットＳ内に収納されているシートＰは、給送
ローラ７と感光ドラム４上の画像と同期するようタイミ
ングをとって上下方向で圧接して回転される対の搬送ロ
ーラ８によって、感光ドラム４上に送り込まれる。そし
て、転写放電器９によって、感光ドラム４上に形成され
ているトナー像は、シートＰ上に転写される。その後、
公知の分離手段によって感光ドラム４から分離されたシ
ートＰは、搬送ガイドｌＯによって定着装置１１に導か
れ加熱定着処理された後にトレイ１３上に排出される。

なお、トナー像を転写後、感光ドラム４上の残留トナー
は、クリーナ１２によって除去される。

第２図に本実施例の定着装置１１の拡大図を示す。

２１は装置に固定支持された低熱容量線状加熱体であっ
て、−例として厚み１　、　Ｏｍ　ｍ　、中１０ｍｍ、
長手長２４０ｍｍのアルミナ基板２２に抵抗材料２３を
巾１．０ｍｍに塗工したもので長手方向両端より通電さ
れる。通電はＤＣｌｏｏＶの周期２０　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ
のパルス状波形で、検温素子２４によりコントロールさ
れた所望の温度エネルギー放出量に応じたパルスをその
パルス巾を変化させて与える。略パルス巾は０　、５　
ｍ　ｓ　ｅ　ｃ〜５　ｍ　ｓ　ｅ　ｃとなる。この様に
エネルギー温度制御された加熱体２１に当接して図中矢
印方向に定着フィルム２５は移動する。この定着フィル
ムの一例として厚み２０μｍの耐熱フィルム、例えばポ
リイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ、ＰＦＡに少な
（とも画像当接面側にＰＴＦＥ、ＰＡＦ等のフッ素樹脂
に導電材を添加した離型層を１０μｍコートしたエンド
レスフィルムである。一般的には総厚１００μｍより好
ましくは４０μｍ未満である。

フィルム駆動は駆動ローラー２６と、従動ローラー２７
による駆動とテンションにより矢印方向にシワなく移動
する。

２８はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有す
る加圧ローラーで、総圧４〜７Ｋｇでフィルム２５を介
して加熱体２１を加圧しフィルム２５と圧接回転する。

ここでヒータ温度が一定に保たれると述べたが、これは
定着動作に問題を起こさない範囲内で、リップルをもっ
て振動しても良い。

その時の状態を第４図に示す。第４図において、ＴＨは
ヒータ温度であり、ＴＨＯは定着可能なときのヒータ温
度である。又、Ｔ　Ｈｏｍｌｒ＋　ｓ　Ｔ　ＨＯｍａｌ
ｌは、問題なく定着を行えるＴＮｏの最小と最大である
。

この時のサーミスタによる検知温度とヒータへの印加エ
ネルギーの関係を第５図に示す。Ｗｏはヒータの放熱路
等によりうばわれる熱量を示している。

つまり、Ｗｏより大きなエネルギーがヒータに与えられ
るとヒータの温度は上昇し、Ｗｏより小さなエネルギー
がヒータに与えられている時はヒータの温度は下降する
。本実施例では温度ＴがＴ　ＨＯｍｉｎ≦Ｔ＜Ｔ、のと
きＷｌのエネルギーが、Ｔ、≦ＴくＴ２のときＷ２のエ
ネルギーが、Ｔ　４　＜　Ｔ　＜　Ｔ　Ｈｏｍａｘのと
きＷ６のエネルギーがヒータに与えられる。温度上昇、
及び下降に伴って第５図の様にエネルギーを与えること
によって、サーミスタの応答遅れや、発熱部からサーミ
スタまでの熱抵抗等によりおこるヒータ温度のリップル
を小さくすることができる。

次に通電電源３２と、温度制御回路３１の詳細について
説明を行う。第６図は通電電源３２の詳細図である。３
３は商用ＡＣ電源であり、ダイオードスタックＤＩでＡ
Ｃ電圧を整流し、コンデンサＣＩで平滑してＤＣ電圧に
している。温度制御回路３１の信号はフォトカブラＱ２
に入力される。この電源回路はフォトカブラＱ２の発光
ダイオードに電流が流れている時ＦＥＴＱ＋がＯＮし、
ヒータに通電される構成となっている。第６図でＲ１−
Ｒ５は抵抗、Ｑ３はトランジスタ、Ｃ２はコンデンサ、
２０１はツェナーダイオードである。そして温度制御回
路３１はフォトカブラＱ２への入力電流パルスのパルス
中を制御して、ヒータ２３への印加エネルギーを制御す
るのである。そして、温度制御回路３１の構成図を第７
図に示す。本実施例ではワンチップマイコンで構成して
いる。サーミスタ２４の出力をＡＤ変換器２０１に入力
する。そして、デジタル信号に変換し、演算処理回路２
０２に送る。演算処理回路２０２では入力したデジタル
信号に応じて、前述したエネルギーになるパルスデータ
を演算して、それをパルス発生回路２０３に送る。パル
ス発生回路２０３は送られてき°たパルスデータに従っ
てパルスを発生する。

この温度制御回路３１の制御フローチャートを第８図に
示す。ヒータ２３への通電が開始されると（３０１）、
サーミスタ２４の出力値をＡＤ変換器によりデジタル化
して読み込む（３０２）。そしてこの値がＴＨｏｍｌ、
Ｉに相当する値よりも低い温度を示す時３１１の定着温
度まで、ヒータの温度を上昇させるために必要なエネル
ギーＷ　ｍａｘをヒータに与えるパルスを出力する（３
１１）。そして、定着可能な温度範囲ではヒータ温度が
従って、それぞれエネルギーがＷｌ、Ｗ２・・・となる
パルスを出力する。その結果ヒータ２３の温度はＷ。の
前後のエネルギーを与える温度Ｔ。を中心にして、リッ
プルをもって保たれる。そして、通電を終了するかどう
か判断しく３１８）、引き続き通電を行う時は３０２に
戻る。そして終了する時は通電を停止し、３０１に戻る
。

尚、上述した様な、ヒータ２３への印加エネルギーを変
えるには、温度制御回路３１から通電電源３１に出力さ
れる出力パルス中を変化させれば良い。

この様に定着可能温度範囲内で、ヒータへの印加エネル
ギーを複数段に変化させることで、リップルの小さい制
御ができる。又、ヒータの放熱路の昇温によりＷｏの値
が小さくなっていった時も、定着可能な温度範囲内のＷ
。の前後のエネルギーを与えるステップ（第５図ではＴ
３）でリップルをもって一定に保つことができる。また
、本実施例ではステップ状にエネルギーを変化させるが
、第９図に示す様に連続に変化させても良い。

又、本実施例ではＤＣ電圧をパルス通電し、そのパルス
中を変化させることでエネルギーを変えているが、周期
を変えて制御しても良い。

又、交流電圧通電で通電位相角を制御する位相制御で行
っても良い。その時のブロック図は第１０図の様になる
。第１Ｏ図において、ＢＣＲＩはトライアックであり、
４１はトライアックＢＣＲＩにゲート電圧をかけるため
のトリが回路である。ヒータ２３には、トリガ回路４１
のトリガ位相（α）に応じ第１１図の様な電圧が印加さ
れる。４３は商用ＡＣ電源電圧のゼロクロス検出回路で
あり、制御回路４２は、このゼロクロス検出回路４３に
より検出されたゼロクロスのタイミングに同期をとって
、制御信号を出す。トリガ回路４１はその制御信号を受
けると、トライアックＢＣＲＩにゲート電圧をかけ、ト
ライアックＢＣＲＩがＯＮとなる。又、制御回路４２は
、サーミスタ等の検温素子２４の出力値に応じて、制御
信号をかえることにより、ヒータへの印加電力をかえて
、ヒータ温度を一定に制御する。

〔他の実施例〕

先の実施例では、ヒータ温度上昇時及び下降時にヒータ
への印加エネルギーを制御したが、ヒータ温度が上昇時
にのみ、ヒータ２３への印加エネルギーを複数段に制御
しても良い。この様子を第１２図に示す。

この場合、ヒータ温度、ヒータ印加エネルギーはヒステ
リシス特性をもち、Ｔ）１０前後での安定性は良くなる
。

又、逆にヒータ温度が下降時にのみヒータ２３への印加
エネルギーを複数段に制御しても良い。この様子を第１
３図に示す。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、加熱体により−キ＃を弁上
４記録材を加熱することにより顕画像の定着を行い、更
に所定温度範囲内で複数の異るレベルのエネルギーを加
熱体に供給するので、温度リップルが小さく、又小さな
電力でウェイトタイムのない装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である画像形成装置の断面図
、第２図（ａ）、　　（ｂ）は定着装置の拡大図、第３
図は本発明の制御部を示すブロック図、第４図は制御時
のヒータ温度の特性を示す図、第５図は検知温度をヒー
タへの印加エネルギーの関係を示す図、第６図は通電電
源の詳細を示す回路図、第７図は温度制御回路の詳細を
示すブロック回路図、第８図は温度制御回路の制御フロ
ーチャート、第９図は別の実施例である検知温度とヒー
タへの印加エネルギーの関係を示す図、第１Ｏ図はＡＣ
位相制御を行なう場合の制御部を示すブロック図、第１
１図は位相制御によるヒータ印加電圧を示す波形図、第
１２図、第１３図は更に別の実施例である検知温度とヒ
ータへの印加エネルギーの関係を示す図である。１１・・定着装置２２・・アルミナ基板２４・・検温素子３１・・温度制御回路２１・・加熱体２３・・抵抗材料２５・・定着フィルム３２・・通電電源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）顕画材を用いて記録材上に顕画像を形成する画像
形成手段と、加熱体により上記記録材を加熱することにより顕画像を
加熱定着する定着手段と、前記加熱体に近接して置かれた温度検知素子と、前記加熱体に通電する通電手段と、所定の温度範囲内において、前記温度検知素子による温
度情報に応じて複数の異るレベルのエネルギーを前記加
熱体に供給するべく前記通電手段を制御する制御手段と
、を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記制御手段は
顕画像を加熱定着可能である温度範囲内において、複数
の異るレベルのエネルギーを前記加熱体に供給するべく
前記通電手段を制御することを特徴とする画像形成装置
。