JP2941568B2 - 定着装置 - Google Patents

定着装置

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JP2941568B2
JP2941568B2 JP19137692A JP19137692A JP2941568B2 JP 2941568 B2 JP2941568 B2 JP 2941568B2 JP 19137692 A JP19137692 A JP 19137692A JP 19137692 A JP19137692 A JP 19137692A JP 2941568 B2 JP2941568 B2 JP 2941568B2
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  • Control Of Temperature (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、転写紙等の記録材に転
写されたトナーを熱定着させる定着装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】記録材上の未定着トナー像を永久画像と
して定着せしめる方式として、例えば、加熱ローラとこ
れに圧接して従動回転する加圧ローラとで形成されるニ
ップ部にて上記未定着トナー像を有する記録材を挟圧搬
送することによりトナーを溶融定着する熱定着装置が広
く知られている。
【0003】上記熱定着装置にあっては、加熱ローラ表
面温度をトナーの溶融に適した温度に維持すべく、上記
加熱ローラはその表面温度の検出により所定温度に制御
されている。通常、その制御は、加熱ローラのヒータへ
の通電をON/OFFすることにより成されている。そ
の際、加熱ローラはその長手方向中央部が所定温度とな
っているため、該中央部で温度検出がなされることが多
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】加熱ローラは、通紙さ
れる記録材の最大幅に対して十分なる長さに設定されて
おり、そのほぼ全長にわたりヒータを有している。かか
る加熱ローラをその表面温度の検知によりヒータへの通
電のON/OFFを行って温度制御する場合、記録材が
上記最大幅よりも小さいサイズのものであると、非通紙
域(加熱ローラの端部)は記録材によって熱が奪われな
いので、過昇温してしまうという問題があった。
【0005】本発明は、かかる問題を解決し、記録材の
サイズに応じたヒータへの通電を行って加熱ローラ端部
での過昇温の防止を図ることの定着装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、発熱分布が中央高の第一のヒータと、発熱分布が
両端高の第二のヒータと、第一及び第二のヒータで加熱
される定着ローラと、定着ローラの略中央の温度を検知
する第一の温度検知素子と、第一の温度検知素子から離
れた位置の定着ローラの温度を検知する第二の温度検知
素子と、第一及び第二の温度検知素子の出力に応じ第一
及び第二のヒータを制御するヒータ制御手段とを有する
定着装置において、上記ヒータ制御手段は、上記第一の
温度検知素子の検知温度が目標温度より高いときは上記
第一のヒータと上記第二のヒータを共に消灯させ、目標
温度より低いときは上記第二の温度検知素子の検知温度
に応じた比率で両者を交互に点灯させることによって達
成させる。
【0007】
【0008】かかる構成の本発明にあっては、電力を効
率よく利用して定着ローラの端部昇温の防止がなされ
る。
【0009】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。実施例の説明に先立ち、参考例を説明する。
【0010】<第一参考例>最初に、本参考例の特徴を
最も良く表すブロック図を図1に示す。
【0011】1は本参考例装置が採用される複写装置の
複写動作および定着装置2内の定着(加熱)ローラ4の
温調制御を行うタイミング制御手段としてのCPUであ
る。2,3は上記定着ローラ4を加熱するためのそれぞ
れ配光の異なるメインヒータ(第一ヒータ)、サブヒー
タ(第二ヒータ)であり、CPUからのON/OFF信
号をそれぞれのトリガ回路7、8に入力し、メインヒー
タ用トライアック9、サブヒータ用トライアック10を
点弧させることにより通電されるようになっている。
【0012】上記定着ローラ4には該定着ローラ4の表
面温度を検知するためのサーミスタ5が当接配置されて
いる。該サーミスタ5で検知された温度はアナログ電圧
信号として上記CPU1のA/D変換ポートに入力され
る。該CPU1はこの検知された温度に基づいて温調制
御を行う。
【0013】11は、記録材としての転写紙の紙サイズ
を検知する紙サイズ検知手段であり、例えば複数のプッ
シュスイッチの入力された信号の組み合わせにより紙サ
イズを判断するようになっている。
【0014】また、メインヒータ2及びサブヒータ3へ
のAC入力のゼロクロス検出回路であり、ここからの出
力パルスはCPU1の入力ポートまたは割り込みポート
へ入力されるようになっている。また、13は、トナー
が転写された記録材が定着ローラ4を通過しているか否
かをを判断する紙検知センサであり、例えば光透過型の
センサが用いられる。
【0015】次に、図2を用いて本参考例装置の定着ヒ
ータの配光特性について説明する。図に示したように、
例えばメインヒータ2の配光特性は定着ローラ4の長手
方向(L)に対して光量が中央部で高く、端部で低くな
っている。これに対してサブヒータ3の配光特性は中央
部で低く、端部で高くなっており、上記メインヒータ2
と互いに補うようになっている。メインヒータ2を通電
すると定着ローラ4の中央部が端部よりも高温に温めら
れ、サブヒータ3を通電すると定着ローラ4の端部が中
央部よりも高温となるように温められる。このようにそ
れぞれ補うように配光の異なる2本のヒータで定着ロー
ラを温めることにより定着ローラ4の中央部と端部とを
それぞれ温度制御することが可能となる。
【0016】次に、図4の温調制御を行うCPU1の制
御フローチャートと図5〜7の定着ヒータON/OFF
タイミングを用いて本参考例の詳細な動作について説明
する。
【0017】先ず、サーミスタ5により定着ローラ4の
表面温度を検知し(図4において、ステップ1でこれを
S1で表す。以下のステップについても同様にSにステ
ップ番号を付して表す。)、目標温度との比較を行い
(S2)温度が高ければS9にてメインヒータ2、サブ
ヒータ3をともにOFFとし、S1の温度検知に戻る。
またS2において温度が低ければS3で紙検知手段14
によって記録材の通紙検知を行い、S4で記録紙が定着
ローラを通過中か否かの判断をして、記録材が定着ロー
ラを通過していなければ、S5でメインヒータ2をT1
時間だけONとし、この時間中はサブヒータ3はOFF
とする。次に、S6でサブヒータ3をT2時間だけON
とし、この時間中はメインヒータ2はOFFにする。ま
た、上記S4での判断において記録材が定着ローラを通
過していれば、S7でメインヒータ2を(T1+t)時
間だけONにさせ、この時間中はサブヒータ3はOFF
にする。次に、S8でサブヒータ3を(T2−t)時間
だけONとし、この時間中はメインヒータ2はOFFに
する。そしてS1へ戻り、以上の処理を繰り返し定着ロ
ーラの温調を行う。
【0018】この温調フローを時間軸を横軸にとって示
したのが図5、図6そして図7である。図5において、
破線で示す目標温度に対してサーミスタ5の検出温度は
図示のように変化して目標温度に近づいて行く。このと
きのヒータのON/OFFタイミングは図示のごとく切
り換わる。図5におけるヒータがONとなっている時間
を詳細に示したのが図6、図7であり、それぞれ図6は
記録材が定着ローラを通過していないとき、図7は記録
材が定着ローラを通過しているときを表している。図6
においてメインヒータ2は、T1時間だけONで、その
後サブヒータ3がT2時間だけONとなっている。これ
に対し、図7においてはメインヒータ2は(T1+t)
時間ONで、その後サブヒータ3が(T2−t)カウン
トの時間ONとなっている。すなわち、記録材が定着ロ
ーラを通過している場合(図7の場合)にはローラ中央
部の熱が記録材によって奪われ、端部は熱が奪われにく
いため、配光特性が端部よりも中央部の方が高いメイン
ヒータ2のON時間を、記録材が定着ローラを通過して
いない場合(図6の場合)に比べて長くし、配光特性が
中央よりも端部の方が高いサブヒータのON時間を逆に
短くするようにヒータのON/OFFの制御タイミング
を変化させる。
【0019】<第二参考例>前述の第一参考例では、メ
インヒータとサブヒータのON/OFFの制御タイミン
グを変化させるために、それぞれのON/OFF信号を
CPUによる内部タイマで変化させていたが、本参考例
ではメインヒータのON/OFF信号とヒータのON期
間を表す制御信号を用いることにより変化させており、
その例を図8に示す。
【0020】図8において、メインヒータのトリガ回路
へ入力する信号は、メインヒータのON/OFF信号と
ヒータのON期間を表す制御信号とのANDにより生成
され、サブヒータのトリガ回路へ入力する信号はメイン
ヒータのON/OFF信号の反転信号とヒータのON期
間を表す制御信号とのANDにより生成されている。こ
のような回路により、それぞれのヒータのトリガ信号を
生成して、図10及び図11に示したヒータのON/O
FFタイミングを作ることが可能となる。さらにサブヒ
ータのトリガ信号の生成にメインヒータのON/OFF
信号の反転信号を用いているので、メインヒータとサブ
ヒータが同時にONすることがなく電力、電流等に余裕
がない場合、特に効果的である。
【0021】<実施例>次に、図9に基づき、本発明の
実施例を説明する。図9の本実施例装置の構成は図1に
示した第一参考例のものと比し、紙検知センサ13を備
えずに、ローラ端部の温度を検知するサーミスタ14を
有している点で相違するが、他は、図1装置と同じであ
るので、共通部分に同一符号を付してその説明は省略す
る。なお、ヒータの配光特性は図2及び図3と同じであ
る。
【0022】以下、ヒータのON/OFFタイミングを
図10により説明すると、先ずS1で、定着ロ−ラ4の
中央部の温度を検出するサーミスタ5により定着ローラ
4の中央部の表面温度を検知し、目標温度との比較を行
い(S2)、温度が高ければS6でメインヒータ2、サ
ブヒータ3をともにOFFとし、S1の温度検知に戻
る。また、S2において温度が低ければS3で定着ロー
ラの端部の温度を検出するサーミスタ14により定着ロ
ーラ4の端部の表面温度を検知する。そしてS4でメイ
ンヒータ2を(T1+t)時間だけONとし、この時間
中はサブヒータ3はOFFにする。次にS5でサブヒー
タ3を(T2−t)時間だけONとし、この時間中はメ
インヒータ2はOFFとする。この時のtの値はS3で
検出されたローラ端部の温度に応じて、例えば温度が高
ければtを増加し、温度が低ければtを減少させるよう
に変化させる。そしてS1へ戻り以上の処理をくりかえ
し定着ローラの温調を行う。この温調フローを時間軸を
横軸にとって示したのが図11、図12である。図11
において、破線で示す目標温度に対してサーミスタ14
の検出温度は図示のように変化して目標温度に近づいて
いく。このときのヒータのON/OFFタイミングは図
示のごとく切り換わる。図11においてヒータがONと
なっている時間を詳細に示したのが図12である。図1
2においては、メインヒータ2は(T1+t)時間ON
となり、その後サブヒータ3が(T2−t)時間ONと
なっている。すでに説明したようにtの値は、検出され
たローラ端部の温度に応じて、例えば温度が高ければt
を増加し、温度が低ければtを減少させるように変化さ
せる。すなわち、ローラ端部が昇温してきた場合には、
配光特性が中央よりも端部の方が高いサブヒータのON
時間を昇温していない場合に比べて短くするようにヒー
タのON/OFFの制御タイングを変化させる。
【0023】なお、本実施例の場合においても、図1装
置のCPU内部タイマに代えてメイン信号のON/OF
F信号とヒータのON期間を表す制御信号を表す制御信
号を用いた第二参考例と同様のことが、同様に採用可能
である。
【0024】
【発明の効果】本発明は以上のごとく、発熱分布が中央
高の第一のヒータと、発熱分布が両端高の第二のヒータ
と、第一及び第二のヒータで加熱される定着ローラと、
定着ローラの略中央の温度を検知する第一の温度検知素
子と、第一の温度検知素子から離れた位置の定着ローラ
の温度を検知する第二の温度検知素子と、第一及び第二
の温度検知素子の出力に応じ第一及び第二のヒータを制
御するヒータ制御手段とを有する定着装置において、上
記ヒータ制御手段は、上記第一の温度検知素子の検知温
度が目標温度より高いときは上記第一のヒータと上記第
二のヒータを共に消灯させ、目標温度より低いときは上
記第二の温度検知素子の検知温度に応じた比率で両者を
交互に点灯させることとしたので、紙サイズを検知しな
くても定着ローラの端部昇温を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一参考例装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】 図1装置のメインヒータの配光特性を示す
図である。
【図3】 図1装置のサブヒータの配光特性を示す図
である。
【図4】 図1装置の温調フローチャートを示す図で
ある。
【図5】 図1装置のヒータのON/OFFタイミン
グを示す図である。
【図6】 図1装置のメインヒータのON/OFFタ
イミングを示す図である。
【図7】 図1装置のサブヒータのON/OFFタイ
ミングを示す図である。
【図8】 第二参考例の構成を示す図である。
【図9】 本発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図10】 実施例の温調フローチャートを示す図で
ある。
【図11】 図10の例のヒータのON/OFFタイ
ミングを示す図である。
【図12】 図10の例のメインヒータ及びサブヒー
タのON/OFFタイミングを示す図である。
【符号の説明】
1タイミング制御手段(CPU)2第一のヒータ(メイ
ンヒータ)3第二のヒータ(サブヒータ)4定着ローラ
5,14温度検出手段(サーミスタ)11サイズ検出手
段13紙検知手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−204666(JP,A) 特開 昭63−280281(JP,A) 特開 昭57−63570(JP,A) 特開 昭64−11285(JP,A) 特開 昭63−280282(JP,A) 特開 平3−185482(JP,A) 特開 昭59−177581(JP,A) 特開 平4−256988(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱分布が中央高の第一のヒータと、発
    熱分布が両端高の第二のヒータと、第一及び第二のヒー
    タで加熱される定着ローラと、定着ローラの略中央の温
    度を検知する第一の温度検知素子と、第一の温度検知素
    子から離れた位置の定着ローラの温度を検知する第二の
    温度検知素子と、第一及び第二の温度検知素子の出力に
    応じ第一及び第二のヒータを制御するヒータ制御手段と
    を有する定着装置において、上記ヒータ制御手段は、上
    記第一の温度検知素子の検知温度が目標温度より高いと
    きは上記第一のヒータと上記第二のヒータを共に消灯さ
    せ、目標温度より低いときは上記第二の温度検知素子の
    検知温度に応じた比率で両者を交互に点灯させることを
    特徴とする定着装置。
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DE69332233T DE69332233T2 (de) 1992-03-31 1993-03-29 Bildheizgerät mit Steuerung der Betätigung mehrerer Heizelemente
US08/331,873 US5512993A (en) 1992-03-31 1994-11-01 Image heating device capable of controlling activation of plural heaters

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KR19990021040A (ko) * 1997-08-30 1999-03-25 윤종용 전자사진 현상기기의 정착롤러 온도제어장치
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