(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源が整流回路を介して接続される一次巻線と、該一次巻線と同じ側に設けられた補助巻線と、該一次巻線及び該補助巻線から電気的に絶縁されている二次巻線とを備えた電源トランスを有する電源回路と、
前記商用電源から電力供給を受けて発熱する、基体上に設けた発熱パターンを有する熱定着器と、
前記熱定着器と熱結合される温度センサを有し、前記電源トランスの二次巻線との電気的な絶縁を図るべく、前記補助巻線の出力を整流平滑して得られる電源により付勢される温度検出手段と、
該温度検出手段により検出された温度に基づき前記商用電源から前記熱定着器への電力供給を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づき、前記熱定着器の商用電源への接続遮断を制御することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを用いて画像を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像記録装置で用いられる熱定着器としては、定着ローラの発熱部を図５に示すように構成したものが知られている。この発熱部は、細長いセラミック板１０の第１面に、一方の端部から他方の端部の近傍まで発熱パターン１を形成し、一方の端部に発熱パターン用電極２を設けてあり、他方の端部にサーミスタ用電極５を設けてある。セラミック板１０の第２面には、中央部から他方の端部まで導体パターン６が形成してあり、中央部の導体パターンにチップサーミスタ４が実装してあり、他方の端部の導体パターンとサーミスタ用電極５がスルーホールを介して電気的に接続してある。発熱パターン用電極２はコネクタ３と電線８を介して商用電源に接続してあり、サーミスタ用電極５がコネクタ７と電線９を介して、装置各部の制御を行うマイクロコンピュータ等に接続してある。
【０００３】
このように、細長いセラミック板１０の第１面に、発熱パターン１を設けるとともに、その両端部に、発熱パータン用電極２とサーミスタ用電極５を設け、第２面に、サーミスタチップ４用の導体パターン６を設けて、発熱源とサーミスタチップ４との間の絶縁耐圧を確保してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１面に設けた発熱パターン１と、第２面に設けた導体パターン６の距離を安全規格上の距離だけ確保しているので、セラミック板１０の幅をこれ以上狭くすることができず、従って、熱定着器を小型化するのが困難であった。
【０００５】
また、セラミック板１０を短くしようとして、発熱パターン用電極２とサーミスタ用電極５をセラミック板１０の一方の端部に集めることが考えられるが、発熱パターン用電極２とサーミスタ用電極５の間の距離を安全規格上の距離だけ確保する必要があるので、却って、セラミック板を長くしなければならなくなる。しかも、電線８，９の絶縁を確保するため、これらの電線の被覆をより厚くする必要があり、コストがより高くなった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決し、熱定着器をより小型化することができ、しかも、熱定着器と温度検出用サーミスタの間の熱抵抗を小さくすることができる画像記録装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、商用電源が整流回路を介して接続される一次巻線と、該一次巻線と同じ側に設けられた補助巻線と、該一次巻線及び該補助巻線から電気的に絶縁されている二次巻線とを備えた電源トランスを有する電源回路と、前記商用電源から電力供給を受けて発熱する、基体上に設けた発熱パターンを有する熱定着器と、前記熱定着器と熱結合される温度センサを有し、前記電源トランスの二次巻線との電気的な絶縁を図るべく、前記補助巻線の出力を整流平滑して得られる電源により付勢される温度検出手段と、該温度検出手段により検出された温度に基づき前記商用電源から前記熱定着器への電力供給を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１の発明において、制御手段は、温度検出手段により検出された温度に基づき、熱定着器の商用電源への接続遮断を制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
図１において、Ｔ１１は電源トランスであり、一次巻線と、一次巻線と同じ側に設けた補助巻線と、２つの二次巻線を有し、各巻線はユーザ保護のために充分な電気的絶縁が施してある。１０１は他励式スイッチング電源であり、商用電源ＶＡＣの出力をダイオードブリッジＤＡ１１により整流し、平滑コンデンサＣ１１により平滑し、得られた非安定な直流を、電源トランスＴ１１の一次巻線とＦＥＴＱ１１との直列回路に接続し、ＦＥＴＱ１１を図示しないコントロール回路によりスイッチング動作させるようにしてある。コントロール回路は後述する補助電源１０２を電源としている。１０２は補助電源であり、電源トランスＴ１１の補助巻線の出力が、補助巻線側回路のダイオードＤ１１およびコンデンサＣ１２により整流平滑される。１０３は電源であり、トランスＴ１１の２つの二次巻線のうちの一方の二次巻線出力がダイオードＤ１２およびコンデンサＣ１３により整流平滑される。１０４は電源であり、トランスＴ１１の２つの二次巻線のうちの他方の二次巻線出力がダイオードＤ１３およびコンデンサＣ１４により整流平滑される。電源１０３，１０４は図示しないマイクロコンピュータと、ユーザインタフェース紙搬送用のモータと、等々の電源として用いられる。
【００１８】
Ｈ１１はヒータであり、細長いセラミック板の一方の面に発熱パターンを設けたものであり、ヒータＨ１１は熱定着器の内部に設けてあり、トライアックＱ１２を介して商用電源ＶＡＣに接続してある。１０５はヒータ駆動制御回路であり、補助電源１０２を電源としており、差動増幅器Ｑ１４の反転入力端子には、補助電源１０２の電圧を抵抗Ｒ１１，Ｒ１２により分圧して得られた電圧を印加し、非反転入力端子には、補助電源１０２の電圧を抵抗Ｒ１３とサーミスタＴＨ１１により分圧して得られた電圧を印加してあり、差動増幅器Ｑ１４のハイレベル出力およびローレベル出力に応じて、発光ダイオードＱ１５を点滅させ、発光ダイオードＱ１５と光結合されたフォトトライアックＱ１３がターンオンされた場合には、トライアックＱ１２をターンオンさせ、商用電源ＶＡＣを熱定着器のヒータＨ１１に接続させ、ヒータＨ１１に電力を供給し、他方、フォトトライアックＱ１３がターンオフされた場合には、トライアックＱ１２をターンオフさせ、商用電源ＶＡＣのヒータＨ１１への給電を遮断させるものである。サーミスタＴＨ１１は熱定着器の近傍に配置してある。ヒータＨ１１の温度は低精度の補助電源１０２を用いても精度よく制御することができる。
【００１９】
このように、セラミック板をより細くし、このセラミック板上にヒータＨ１１を設けたので、熱定着器をより小型化することができ、しかも、熱定着器と温度検出用サーミスタの間の熱抵抗を小さくすることができる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、ヒータ駆動制御回路２０５の差動増幅器Ｑ１４の反転入力端子に印加される基準電圧を設定可能にした例である。すなわち、ヒータ駆動制御回路２０５の電源を補助電源１０２とし、補助電源１０２に抵抗Ｒ１とコンデンサＣ２５の直列回路を接続するとともに、コンデンサＣ２５に並列に、フォトインタラプタＱ２５のフォトトランジスタと抵抗Ｒ２２との直列回路を接続し、フォトインタラプタＱ２５の発光ダイオードを、電源１０３を電源とするＣＰＵ(central processing unit) ２０６からの温調温度に応じたＰＷＭ(pulse width modulation)信号により駆動するようにした。ＰＷＭ(pulse width modulation)信号のデューティが小さい程、差動増幅器Ｑ１４の反転入力端子に印加される電圧は低くなり、従って、温度は高く設定され、ヒータＨ１１の温調温度を高くすることができる。
【００２１】
このように構成したので、さらに、熱定着器のヒータＨ１１の温度を精度よく制御することができる。
【００２２】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態を示す。図３において、図１と同一部分は同一符号を付してある。３０１はＰＷＭ回路であり、補助電源１０２を電源としており、差動増幅器Ｑ３４の反転入力端子には、三角波発振器３０２の出力が印加してあり、非反転入力端子には、補助電源１０２の電圧を抵抗Ｒ３３とサーミスタＴＨ３１により分圧して得られた電圧を印加してあり、非反転入力端子の電圧が下がるに従ってデューティが大きくなるＰＷＭ信号を生成するものである。三角波発振器３０２は差動増幅器Ｑ３５，Ｑ３６と、抵抗Ｒ３６〜Ｒ４２と、コンデンサＣ３５により構成してあり、補助電源１０２を電源としている。サーミスタＴＨ３１は熱定着器の近傍に配置してある。３０６はＣＰＵであり、電源１０３を電源としており、ＰＷＭ回路３０１からのＰＷＭ信号をフォトインタラプタＱ３７を介して受信し、受信されたＰＷＭ信号に基づき、フォトインタラプタＱ３３を介してトライアックＱ３２をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。トライアックＱ３２の導通時には、商用電源ＶＡＣが熱定着器のヒータＨ３１に接続され、ヒータＨ３１に電力が供給される。フォトインタラプタＱ３３はユーザ保護のために充分に絶縁を施してある。
【００２３】
このように構成したので、さらに、熱定着器の状態に応じて柔軟にヒータの温度を制御することができる。
【００２４】
＜第４の実施の形態＞
図４は本発明の第４の実施の形態を示す。図４において、図１と同一部分は同一符号を付してある。Ｈ４１はヒータであり、熱定着器の内部に設けてあり、トライアックＱ４２と、ノーマリクローズのリレーＲＬ４１を介して商用電源ＶＡＣに接続してある。４０５はリレー駆動制御回路であり、補助電源１０２を電源としており、差動増幅器Ｑ４４の反転入力端子には、補助電源１０２の電圧を抵抗Ｒ４１，Ｒ４２により分圧して得られた電圧を印加し、非反転入力端子には、補助電源１０２の電圧を抵抗Ｒ４３とサーミスタＴＨ４１により分圧して得られた電圧を印加してあり、差動増幅器Ｑ４４のハイレベル出力によりトランジスタＱ４５をＯＮさせ、リレーＲＬ４１をオープンさせ、商用電源ＶＡＣの熱定着器のヒータＨ１１への給電を遮断するものである。サーミスタＴＨ４１は熱定着器の近傍に配置してある。４０６はＣＰＵであり、熱定着器の近傍に設けたサーミスタＴＨ４２により検出された温度に基づき、発光ダイオードＱ４５を点滅させ、発光ダイオードＱ４５と光結合されたフォトトライアックＱ４３がターンオンされた場合には、トライアックＱ４２をターンオンさせ、商用電源ＶＡＣを熱定着器のヒータＨ４１に接続させ、ヒータＨ４１に電力を供給し、他方、フォトトライアックＱ４３がターンオフされた場合には、トライアックＱ４２をターンオフさせ、商用電源ＶＡＣのヒータＨ４１への給電を遮断させるものである。
【００２５】
このように構成したので、熱定着器とサーミスタＴＨ４１の絶縁耐圧を確保しつつ、両者を熱結合させることができる。その上、熱定着器のヒータＨ４１の温度を精度よく制御することができ、ＣＰＵ４０６による温度制御が不能に陥った場合に、リレー駆動回路４０５によりリレーＲＬ５１をオープンさせ、ヒータＨ４１への給電を遮断することができる。
【００２６】
なお、本実施の形態での２つのサーミスタの配置位置は熱定着器の近傍であれば制限されない。
【００２７】
また、第２および第３の実施の形態を組み合わせることにより、１つのサーミスタを用いて温度制御することができるが、本実施の形態の温度制御の方がより安全性は高い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上記のように構成したので、発熱源と温度検出用サーミスタの絶縁耐圧を確保するとともに、両者間の熱抵抗を大きくせず、発熱源の検出温度精度を落とすことなく、熱定着器をより小型化することができる。また、熱定着器への給電を遮断する機構をより小型にすることができ、従って、熱定着器をより小型化することができる上、異常発熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電気回路図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す電気回路図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す電気回路図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す電気回路図である。
【図５】従来のヒータの構造を示す一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１０１  他励式スイッチング電源
１０２  補助電源
１０３，１０４  電源
１０５，２０５  ヒータ駆動制御回路
３０１  ＰＷＭ回路
３０２  三角波発振器
４０５  リレー駆動制御回路
２０６，３０６，４０６  ＣＰＵ
ＶＡＣ  商用電源
Ｈ１１，Ｈ２１，Ｈ３１，Ｈ５１  ヒータ
Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ５１  トランス
ＴＨ１１，ＴＨ２１，ＴＨ３１，ＴＨ５１，ＴＨ５２  サーミスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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