JPH0527647A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造で所望の温度分布を得ることがで
き、かつ電流制限抵抗を必要としない熱定着装置を提供
することを目的とする。 【構成】複数の電極１８−１〜１８−５が形成され、か
つ終端部の電極１９−１，１９−２が駆動電源１６に電
気的に接続された第１発熱体３０と、終端部３２−１が
電極１８−１〜１８−５と接続され、かつ終端部３２−
２が駆動電源１６に接続された第２発熱体３２と、電極
１８−１〜１８−５と接続され、スキャンインタ−バル
生成回路３５からの信号Sをシフトレジスタ１５におい
てシフトした出力に基づいて、電極１８−１〜１８−５
に順次通電を行なうサイリスタ２１〜２５から構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置において熱定着ロ−ラや発熱体アレイ等を用
いた熱定着装置に関するものであり、特に発熱体を時分
割に通電する熱定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、電子写真複写機等において、未定着
のトナ−画像が形成された転写材を加熱定着する場合に
は、熱定着ロ−ラを使用するものがよく知られている。
かかる熱定着ロ−ラは、中空の筒状で、その中心軸上に
ハロゲンランプ等の加熱ランプが装着されたもの、また
は該筒の内周面に、電気抵抗の大きな材質によって構成
された発熱体が形成されたものが良く知られており、当
該加熱ランプまたは発熱体に通電することによって、所
定の温度にまで発熱させ転写材を加熱定着している。ま
た、最近は表面にベルト状の周回体を回転させ、内部に
固定して設けた発熱体アレイの熱を伝搬して加熱定着す
る装置も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱定着装置においては、発熱体の両端部からの熱損
失のため、該両端部の温度が下降したものとなり、均一
な温度分布を得ることが困難である、という問題点があ
った。

【０００４】また、均一な温度分布を得るために、複数
のハロゲンランプを装着し、または複数の発熱体を形成
し、当該ハロゲンランプまたは発熱体に、所定のパルス
周期によって時分割に順次通電し、該複数のハロゲンラ
ンプまたは発熱体を発熱させる熱定着装置も提案されて
いる。

【０００５】かかる場合、複数のハロゲンランプまたは
発熱体を装置の内部に形成する必要があり、熱定着ロ−
ラの構造が複雑となり、画像形成装置の小型化が困難で
ある。さらに、ハロゲンランプ等の加熱ランプを用いた
場合には、突入電流が大きく、ノイズが発生するという
問題点もあった。

【０００６】さらに、通常この種の熱定着装置では、発
熱体に流れる電流を制限するための電流制限抵抗が、駆
動電源と発熱体との間に設けられている場合があるが、
該電流制限抵抗は通電するとジュ−ル熱によって発熱す
る。このため、この電流制限抵抗を断熱材等によって覆
い保護する必要があった。また、電流制限抵抗の発熱に
よる熱損失によって、発熱体を効率良く発熱させること
ができないという欠点もあった。

【０００７】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
もので、簡単な構造で所望の温度分布を得ることがで
き、かつ電流制限抵抗を必要としない熱定着装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電力を供給して所定の温度に加熱して転写
材に形成された画像を定着させる熱定着装置において、
該熱定着装置の長手方向に装着され、複数の電極が所定
の位置に形成され、かつ両終端部が駆動電源に電気的に
接続された第１の発熱体と、該熱定着装置の長手方向に
装着され、一方の端部が複数の電極と接続され、かつも
う一方の端部が駆動電源に接続された第２の発熱体と、
第２の発熱体と接続され、所定の周期によって複数の電
極を通して第１の発熱体に順次通電を行なう時分割通電
手段を有することを特徴とする。

【０００９】また、時分割通電手段は、可変の周期によ
って複数の電極に順次通電を行なうことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の熱定着装置において、ある電極に通電
した場合に、当該電極から第１の発熱体のそれぞれの端
部に流れる電流は抵抗値に反比例する。従って、通電が
行なわれている電極から、第１の発熱体の両端部までの
抵抗値に応じた電流が、当該第１の発熱体に流れ、複数
の電極に時分割に順次通電することによって、通電の行
なわれている電極から第１の発熱体の両端部の電極まで
の抵抗値を変化せしめ、該第１の発熱体の長手方向の両
端部の発熱量を増加させることができる。

【００１１】また、第２の発熱体を電流制限抵抗として
使用するため、電流制限抵抗を設ける必要がなく、さら
に熱損失も少ないため目標温度への早期到達が可能とな
る。

【００１２】また、時分割通電手段の周期を可変とする
ことにより、電極に通電する周期を変更することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明にかかる熱定着装置の構成を示すブ
ロック図である。同図中、１０はパルスを発生する発振
器、１１は第１発熱体３０及び第２発熱体３１への通電
をスタ−トさせるスイッチ、１２は発振器から出力され
るパルスを分周するカウンタ、１３はカウンタ１２の周
期を決定するスキャンインタ−バルデ−タ生成回路、１
４は交流電源１６の電圧のゼロクロスを検出して得たパ
ルスをさらに所定数分周してクロックCLKを得るゼロク
ロス回路、１５はシフトレジスタ、１６は交流電源、１
７−１〜１７−５はブロック状電極引出線、１８−１〜
１８−５はブロック状電極、１９−１、１９−２はコモ
ン電極、２０はセラミック基体、２１〜２５はサイリス
タ、３０は第１発熱体、３１は第２発熱体、３２−１、
３２−２は第２発熱体３１の引出電極、Ｒ₁〜Ｒ₅は抵抗
器、ＴＲ₁〜ＴＲ₅はトランジスタである。また、カウン
タ１２及びスキャンインタ−バルデ−タ生成回路１３に
よってスキャンインタ−バル生成回路３５は構成され
る。

【００１４】図２は発熱体部４０を表した図であり、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は
正面図である。同図に示すとおり発熱体部４０は、セラ
ミック基体２０上に５つのブロック状電極引出線１７−
１〜１７−５、該ブロック状電極引出線１７−１〜１７
−５に接続しているブロック状電極１８−１〜１８−
５、ブロック状電極１８−１〜１８−５に接続した温度
抵抗の大きな材質の第１発熱体３０、及び該第１発熱体
３０の両端部のコモン電極１９−１，１９−２が形成さ
れている。また、セラミック基体２０には第１発熱体３
０と同様に温度抵抗の大きな材質によって構成された第
２発熱体３１が埋め込まれ、さらに、第２発熱体３１の
引出電極３２−１、３２−２が引き出されている。ブロ
ック状電極引出線１７−１〜１７−５はそれぞれサイリ
スタ２１〜２５に接続される。また、コモン電極１９−
１、１９−２はそれぞれ交流電源１６に接続される。な
お、図示しない熱定着ロ−ラは中空の筒状で、該熱定着
ロ−ラの長手方向の軸上に発熱体部４０は装着されてい
る。

【００１５】次に、本実施例の熱定着装置の動作につい
て説明する。発振器１０によって出力されるパルスＰは
スイッチ１１をオンすることによってスキャンインタ−
バル生成回路３５に送られる。スキャンインタ−バル生
成回路３５において、カウンタ１２は該パルスＰに従っ
てカウントを行ない、スキャンインタ−バルデ−タ生成
回路１３によって指定される周期毎に、スキャンインタ
−バル信号Ｓを出力する。

【００１６】シフトレジスタ１５はゼロクロス回路１４
から出力されるクロックCLKに従って、入力したデ−タ
をシフトし、順次Ｒ₁〜Ｒ₅に対して当該デ−タを出力し
ている。従って、シフトレジスタ１５に入力されるスキ
ャンインタ−バル信号Ｓが、クロックCLK毎にＲ₁，
Ｒ₂，Ｒ₃・・・の順に出力される。例えばシフトレジスタ
１５のＤ₁からデ−タが出力されると、Ｒ₁を介してＴＲ
₁のベ−スに電流が流れるため、ＴＲ₁がオンし、サイリ
スタ２１が導通する。従って、交流電源１６から第２発
熱体３２に通電し該第２発熱体３２が発熱する。さらに
ブロック状電極１８−１に通電し、第１発熱体３０が発
熱する。

【００１７】図３は本発明にかかる熱定着装置の等価回
路を表した図である。同図中、可変抵抗器Ｒ₁は第１発
熱体３０を表したものであり、抵抗器Ｒ₂は第２発熱体
３１を表したものである。また、同図中のＬp,CTp,Ｒp
はそれぞれ、ブロック状電極１８−１，１８−３，１８
−５に通電された状態を示す位置であり、ブロック状電
極１８−１〜１８−５まで順次通電することは、可変抵
抗器Ｒ₁上を摺動子SLがＬp〜Ｒpまで摺動することと等
価であると考える。

【００１８】例えば、Ｒ₁＝１０(Ω)、Ｒ₂＝１０(Ω)
とすると、 (1)摺動子SLがＬpにある場合、電流ＩL≒Ｖ／Ｒv＝１０
０／１０＝１０(Ａ)、また電流ＩR≒０(Ａ)となる。 (2)摺動子SLがCTpにある場合、ＩL＝ＩR＝Ｖ／（Ｒv＋
Ｒ／４）＝８(Ａ)となる。 (3)摺動子SLがＲpにある場合、電流ＩR≒Ｖ／Ｒv＝１０
０／１０＝１０(Ａ)、また電流ＩL≒０(Ａ)となる。

【００１９】また、Ｒ₁＝１０Ω、Ｒ₂＝１５Ωとする
と、 (1)摺動子SLがＬpにある場合、ＩL≒６．７(Ａ)，ＩR≒
０(Ａ) (2)摺動子SLがCTpにある場合、ＩL＝ＩR＝Ｖ／（Ｒv＋
Ｒ／４）＝５．７(Ａ) (3)摺動子SLがＲpにある場合、ＩR≒６．７(Ａ)，ＩL≒
０(Ａ) となる。

【００２０】従って、電流ＩL，ＩRは、図４（ａ）に示
すように変化するため、摺動子SLをＬpからＲpに順次移
動することによって、第１発熱体３０は図４（ｂ）に示
すように両端部が上昇した温度特性を得ることができ
る。

【００２１】第２発熱体３１は、ブロック状電極１８−
１から１８−５のいずれかが通電された場合に、常に通
電され発熱するため、第１の発熱体のみに通電する場合
よりも短時間に所望の温度に到達する。

【００２２】また、スキャンインタ−バル生成回路３５
によって、スキャンインタ−バル信号Ｓの周期を変えら
れるため、図５（ａ）、（ｂ）に示すように各ブロック
状電極１８−１〜１８−５に通電する周期を変更し、所
望の温度を得ることもできる。

【００２３】なお、上記実施例では熱定着ロ−ラを用い
て説明したが、本発明は他の熱定着装置であるアレイ状
の発熱体を用いたものに適用することももちろん可能で
ある。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば下記
のような優れた効果を得ることができる。

【００２５】通電が行なわれている電極から、第１発
熱体の両端部までの抵抗値に応じた電流が、当該第１発
熱体の双方にそれぞれ流れるため、複数の電極に時分割
に順次通電することによって、該第１発熱体の長手方向
の両端部の発熱量を増加させることができる。

【００２６】第２発熱体を電流制限抵抗として使用す
るため、電流制限抵抗を設ける必要がなく、さらに熱損
失が少ないため目標温度への早期到達が可能となる。

【００２７】時分割通電手段の周期が可変であるた
め、電極に通電する周期を変更することができ、所望の
温度特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる熱定着装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】発熱体部４０を表した図である。

【図３】本発明にかかる熱定着装置の等価回路を表した
図である。

【図４】第１発熱体３０に流れる電流及び温度特性を表
した図である。

【図５】スキャンインタ−バル信号Ｓの周期とシフトレ
ジスタ１５の出力について説明する図である。

【符号の説明】

１０ 発振器 １１ スイッチ １２ カウンタ １３ スキャンインタ−バルデ−タ生成
回路 １４ ゼロクロス回路 １５ シフトレジスタ １６ 交流電源 １７−１〜１７−５ ブロック状電極引出線 １８−１〜１８−５ ブロック状電極 １９−１，１９−２ コモン電極 ２０ セラミック基体 ２１〜２５ サイリスタ ３０ 第１発熱体 ３１ 第２発熱体 ３２−１，３２−２ 引出電極 Ｒ₁〜Ｒ₅ 抵抗器 ＴＲ₁〜ＴＲ₅ トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電力を供給して所定の温度に加熱して転写
   材に形成された画像を加熱定着させる熱定着装置におい
   て、 前記熱定着装置の長手方向に装着され、複数の電極が所
   定の位置に形成され、かつ両終端部が駆動電源に電気的
   に接続された第１の発熱体と、 前記熱定着装置の長手方向に装着され、一方の端部が前
   記複数の電極と接続され、かつもう一方の端部が前記駆
   動電源に接続された第２の発熱体と、 前記第２の発熱体と接続され、所定の周期によって前記
   複数の電極を通して前記第１の発熱体に順次通電を行な
   う時分割通電手段を有することを特徴とする熱定着装
   置。
2. 【請求項２】前記時分割通電手段は、可変の周期によっ
   て前記複数の電極に順次通電を行なうことを特徴とする
   請求項１記載の熱定着装置。