JPS6046711B2 - 熱源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 を−艷、ｒｆｉ・ 、Ｕ士ｎ７“に Ｐｉｌ禧Γｎプ
ι゛スＪハ 山庁ｄ士捏、デＪ！ける熱による定着、乾
燥装置等の熱源装置に関するものである。

以下説明を容易にする為に電子複写機を例にとつて説明
をするが、本発明は複写機に限定されるものではない。

電子複写機においては感光層を有するドラムにコロナ放
電により一様に荷電した後、画像を露光して製電潜像を
形成する。かかる静電潜像にトナーを付着せしめてこれ
を現像して可視化したものを通常の紙に転写し、かかる
転写した紙を熱源により加熱して、トナーを紙に定着す
るのが通常である。前記定着装置には赤外線ランプ、熱
風あるいはニクロム線により、アルミニューム、鉄、等
の金属板を加熱する方法等多くの種類か存在する。

第１図は従来用いられてきたこの様な加熱装置を示すも
のであり、定着装置１１は複数の赤外線ランプ１２を定
着装置内における紙１３よりも上方に位置する上方ラン
プ１４と、紙１３よりも下・方に位置する下方ランプ１
５とに分け、下方ランプ１５は常時点灯し、上方ランプ
１４は、定着装置内に位置せしめた感温素子１６により
検出した温度出力により、ＯＮ−ＯＦＦを制御するもの
である。従つて、定着装置１１内の温度は第２図に示・
す如く成り、設定温度丁Ｏに到達するまては上方ランプ
が共に点灯し、時刻捻において定着装置１１内の温度が
ＴＯになると上方ランプが消灯するが、予熱により若干
温度が上昇した後下降し、時刻Ｔｂを過ぎて設定温度よ
り低くなると再び上方ランプが点灯するが直には該ラン
プは温度上昇出来ないのでしばらくははそのま温度が下
降し、一定時間の経過後上昇を始め、時刻忙を過ぎると
再び上方ランプが消灯する。この様な動作をくり返して
定着装置の温度を大略ＴＯに保持するものてあるが、か
かる方式によるならば、上方ランプが点灯しているとき
は装置内に位置した紙の上面における温度は高く、消灯
しているときは低いと言う具合に、その温度分布にはば
らつきが有するものであつた。第３図は従来用いられて
いた加熱装置の他の実施例を示すものてあり、常時電流
を印加する第１のニクロム線１７と感温素子１８の出力
により０Ｎ−ＯＦＦ制御する第２のニクロム線１９とを
交互に配置し、かかるニクロム線１８，１９を囲撓する
如く絶縁材２０を配置し、該絶縁材２０の上を金属板２
１て覆うことにより、該金属板２１を放熱板として用い
る如く成したものである。

かかる加熱装置に於いても第１図と同様に第２のニクロ
ム線１９を０Ｎ−ＯＦＦ制御しているものであるので、
定着装置内の温度分布についてみると、第１と第２のニ
クロム線が共に加熱されているときは金属板の表面は大
略均一なる温度分布になつているとしても、第１のニク
ロム線のみが駆動されているときは、第１のニクロム線
に隣接した部分の温度は高く第２のニクロム線に隣接し
た．部分は低くなつており、その温度分布にはばらつき
が有るものであつた。かかる欠点を除去するものとして
単一のヒーターを用い、該ヒーターの駆動信号であると
ころの交流信号の位相角を感温素子の出力により連続制
．御する方法が考えれるが、かかる位相角の連続制御に
よるならば交流信号の高レベルの点で駆動信号をスイッ
チングするのでノイズが発生してしまう欠点を有してい
たものである。

本発明は上述の如き従来の欠点を除去するもの・にして
、常時加熱している熱源ＯＮ−ＯＦＦ制御する熱源を別
にすることなく、一体となして構成し、加熱用交流電力
のいずれの半波を熱源に印加する駆動電力となすかを感
温素子により決定せしめる如く制御することにより、加
熱装置内における温度分布を均一にすると共に、温度制
御時におけるノイズの発生を防止するものてある。

即ち、本発明は交流電源２７（第４図の２２）と、通電
により発熱する単一の熱源３９（第４図の２３）と、前
記熱源への電流を通電制御するための第１スイッチング
素子４４と、前記熱源による温度を検知するために温度
検知素子３８（第４図の２４）と、前記温度検知素子３
８による検知）温度に応じて前記第１スイッチング素子
４４の通電タイミングを制御して前記熱源３９への通電
量を制御する制御回路第６図（第４図の２５）とを有し
、前記制御回路は、前記交流電源２７の交流波形と同期
して交流のゼロ点付近でスイッチ動作・する第２スイッ
チング素子ＴＲｌを有し、更に前記温度検知素子３８か
らの温度検知信号により決まる周期の制御パルスを、前
記第２スイッチング素子のスイッチ動作に対応して発生
する第３スイッチング素子３３を有し、前記第３スイッ
チング・素子３３による制御パルスにより前記第１スイ
ッチング素子４４の通電タイミングを制御して前記交流
電源２７の基本波形を検出温度て決まる所定周期で前記
熱源３９に付与させることを特徴とする熱源装置にある
。

以下本発明を図面に従いその実施例について説明するな
らば、第４図は本発明による熱源装置を示す実施例てあ
り、駆動電力線２２からのヒーター駆動電力を、ヒータ
ー２３に隣接して設けた感温素子２４の出力により制御
された駆動制御回路２５に印加することにより、該駆動
制御回路２５から、ヒーター２３に印加される駆動電力
が第５図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄｌもしくはこれら以外のもの又
はこれらの周期の組合せとなる如く成したものである。

即ち、ヒーター２３の駆動初期状態においては、定着装
置２５内の温度は所定の温度よりも十分低いので、かか
る状態を感温素子２４にて検出して、第５図Ａの如く交
流駆動電力の半周期の全てがヒーター２３に印加され、
定着装置内の温度が上昇するにつれて順次第５図Ｂに示
す如き駆動電力、第５図Ｃに示す如き駆動電力と半周期
電力の間隔が長くなり、ある時点て所定の温度まで上昇
した後は、ある特定の半周期間隔で又は、特定の半周期
間隔を有する駆動電力が交互に又は選択的に印加される
ものである。第６図は本発明による熱源装置の更に詳細
な実施例を示すものであり、交流電力源２７からの交流
成分をダイオードブリッジＢにより第５図Ｅの如く全波
整流し、整流出力を抵抗２８，２９で分割してトランジ
スタＴＲｌ（第２スイッチング素子）のベースに印加す
るものである。

該トランジスタＴＲｌのコレクタはダイオード３０、抵
抗３１、コンデンサー３２を介して基準電位源に接続す
ると共に、該抵抗３１とコンデンサー３２の接続点には
スイッチングダイオード３３のカソードを接続すると共
に該スイッチングダイオード３３（第３スイッチング素
子）のアノードはパルストランスＰＴｌを介して基準電
位源に接続する。又前記トランジスタＴＲｌ（第２スイ
ッチング素子）のコレクタと電源３４の間、及び前記ダ
イオード３３の制御電極と電源３４の間には夫々抵抗３
５，３６を接続し、前記トランジスタＴＲｌのコレクタ
と前記ダイオード３７の制御電極の間にはコンデンサ３
７とサーミスタ３８（温度検知素子）を直列に挿入する
。又前記交流電力源２７の一端にはヒータ３９（熱源）
を接続し、該ヒーター３９の一端にはコンデンサ４０及
びインダクタンス４１を接続し、該コンデンサ４０の一
端は前記電源２７の一端に接続すると共に前記インダク
タンス４１の他端に固定したコンデンサ４２も抵抗４３
を介して電源２７に接続する。

前記インダクタンス４１の他端と電源２７の間には更に
トライアツク４４（第１スイッチング素子）を接続する
と共に該トライアツクのゲートはダイオード４５を介し
てパルストランスＰＴ２に接続する。

このパルストランスは前記パルストランスＰＴｌと誘導
的に結合されているものであるので、該パルストランス
ＰＴ２にパルスが印加されてから、交流電源が零電位と
なる間即ち、大略半周期期間ヒーター３９に駆動電力が
印加されることとなる。

さてここで、ブリッジ回路Ｂにより整流された出力第５
図Ｅは抵抗２８，２９で分割されてトランジスタＴＲｌ
（第２スイッチング素子）のベースに印加される。この
トランジスタＴＲｌ（第２スイッチング素子）のスレッ
ショルド電圧を第５図Ｅに示す如くＩとすると、コレク
タ電位は、第５図Ｆに示す如く、整流出力の零電位近辺
においてパルス出力Ｐを得ることが出来るものである。
かかるパルス出力例えばダイオード３０、抵抗３１を介
してコンデンサー３２にチャージされその端子電位をＥ
１にチヤツージアツプする。かかるパルスＰ１の到来の
後コレクタ電位はＯ電位になり、抵抗３５を介して、及
び抵抗３６、正特性感温素子３８、コンデンサー３７を
介して電流が当初流れる。従つてスイッチングダイオー
ド３３（第３スイッチング素子）のゲートには抵抗３６
とポジスタ３８により分割された電圧ＥＧが印加される
が、前記電圧Ｅ１との間にＥ１〉ＥＧなる関係があると
するならば、次のパルスＰ２が到来するまでコンデンサ
ー３２の電荷はそのまま保持されパルスＰ２の到来によ
り再びコンデンサー３２はチャージアップし、その電位
はＥ２となる。しかる後再びコレクタ電位が零となりゲ
ートにＥＧが印加されたときＥ２〉ＥＧとなるとすると
、コンデンサー３２にテヤージされた電荷はスイッチン
グダイオード３３（第３スイッチング素子）を介してデ
ィスチャージしパルスが発生する。かかるパルスはパル
ストランスＰＴｌ，ＰＴ２を介してトライアツク４４（
第１スイッチング素子）を駆動し、ＰＷ２の如き駆動電
力がヒーター３９に印加される。上述の説明に於いては
ポジスタの抵抗値が一定であるとして説明したが、この
ポジスタはヒーター３９に隣接して設けその抵抗値は温
度により変化するものであるのて、ＥＧも変化し、ヒー
ターＪ３９周辺の温度が高いときは、ＥＧも大きく、ヒ
ーター３９周辺の温度が低いときはＥＧも低くなるもの
である。

従つて、ヒーター３９の周辺温度が充分低くかつたとす
るとＥＧが低くなるので、このパルスＰ７が到来する毎
にコンデンサー３２の電位ＥがＥ〉ＥＧを満足するので
、パルスＰ毎に駆動電力が発生し、大略第５図Ａに示す
如き電力がヒーターに印加されるものである。

上述の如く本発明による熱源装置は感温素子のフ出力に
より、ヒーターへの駆動電力の半周期の印加が決定する
ものであり、温度制御の為の駆動電力のスイッチングは
、大略零電位近辺で行なわれるものであるので、スイッ
チングによるノイズの発生は大幅に減少させることが出
来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の定着装置を示す説明図であり、１１は定
着装置、１２はランプ、１３は紙そして１６は感温素子
である。 第２図は第１図に示した定着装置の温度制御状態を示す
説明図である。 第３図は従来の加熱装置を示す説明図であり、１７，１
９はヒーター、２１は金属板、そして１８は感温素子で
ある。第４図は本発明による熱源装置を示すプロツクタ
イアグラムであり、２２は駆動電力源、２５は駆動制御
回路、２３はヒーター、そして２４は感温素子てある。
第５図は第４図及び後述の第５図に示した熱源装置の動
作の説明に供する波形図であり、Ａ−Ｄは駆動電力波形
を示し、Ｅは第５図における全波整流出力、Ｆはトラン
ジスタＴＲｌのコレクタ電位波形、Ｇはヒーター３９に
印加する電圧波形を示すものである。 第６図は本発明による熱源装置を示す回路図であり、２
７は駆動電力源、Ｂは全波整流回路、ＴＲｌはトランジ
スタ、３０はダイオード、３２はコンデンサ、３３はス
イッチングトランジスタ、３６は抵抗、３８は正特性感
温素子、ＰＴｌ，ＰＴ２はパルストランス、４４はトラ
イアツク、そして３９はヒーターである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電源と、 通電により発熱する単一の熱源と、 前記熱源への電流を通電制御するための第１スイッチン
   グ素子と、前記熱源による温度を検知するための温度検
   知素子と、前記温度検知素子による検知温度に応じて前
   記第１スイッチング素子の通電タイミングを制御して前
   記熱源への通電量を制御する制御回路とを有し、前記制
   御回路は、前記交流電源の交流波形と同期して交流のゼ
   ロ点付近でスイッチ動作する第２スイッチング素子を有
   し、更に前記温度検知素子からの温度検知信号により決
   まる周期の制御パルスを、前記第２スイッチング素子の
   スイッチ動作に対応して発生する第３スイッチング素子
   を有し、前記第３スイッチング素子による制御パルスに
   より前記第１スイッチング素子の通電タイミングを制御
   して前記交流電源の基本波形を検出温度で決まる所定周
   期で前記熱源に付与させることを特徴とする熱源装置。