JP2991793B2 - ローラ融着装置における融着ローラの表面温度制御方法 - Google Patents
ローラ融着装置における融着ローラの表面温度制御方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はローラ融着装置に関し、
より詳細には、融着ローラを備え該融着ローラの温度を
正確に制御する方法に関する。
より詳細には、融着ローラを備え該融着ローラの温度を
正確に制御する方法に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】トナー像を基材に固定す
るための加熱ローラ融着装置は、一般に少なくとも１つ
のローラを適宜な表面温度まで加熱してトナー像の基材
への固定を助ける。温度が低すぎると融着の品質が劣
り、また温度が高すぎるとコピー基材を歪めると共に融
着ローラの寿命を減らす。従って、融着ローラの表面温
度を制御するためにかなりの開発が行われている。
るための加熱ローラ融着装置は、一般に少なくとも１つ
のローラを適宜な表面温度まで加熱してトナー像の基材
への固定を助ける。温度が低すぎると融着の品質が劣
り、また温度が高すぎるとコピー基材を歪めると共に融
着ローラの寿命を減らす。従って、融着ローラの表面温
度を制御するためにかなりの開発が行われている。
【０００３】米国特許第４，０４６，９９０号は商業的
に用いられる制御装置を開示しており、この制御装置に
おいては、コアの温度がローラの表面上に投影された温
度にしたがって検知されかつ制御されている。表面温度
は融着装置が「アイドル」状態にあるかあるいは「運
転」状態にあるかによって変化するため、コアに対する
設定点は融着装置がいずれの状態にあるかにより変わ
る。
に用いられる制御装置を開示しており、この制御装置に
おいては、コアの温度がローラの表面上に投影された温
度にしたがって検知されかつ制御されている。表面温度
は融着装置が「アイドル」状態にあるかあるいは「運
転」状態にあるかによって変化するため、コアに対する
設定点は融着装置がいずれの状態にあるかにより変わ
る。
【０００４】より一般的な最近の制御装置は表面温度自
体を検出する。例えば、コアに与えられるエネルギ量は
表面において検知された温度と適宜な設定点との間の差
に従って制御される。長いアイドル期間の後に、比較的
冷えたコアを十分に高い温度まで迅速に上昇させてその
表面温度を上げ、これにより融着された像をもつ基材へ
の損失を補償することは困難である。この現象は一般に
温度の「低落」と呼ばれる。
体を検出する。例えば、コアに与えられるエネルギ量は
表面において検知された温度と適宜な設定点との間の差
に従って制御される。長いアイドル期間の後に、比較的
冷えたコアを十分に高い温度まで迅速に上昇させてその
表面温度を上げ、これにより融着された像をもつ基材へ
の損失を補償することは困難である。この現象は一般に
温度の「低落」と呼ばれる。
【０００５】より精巧なアルゴリズムは、コピー開始ボ
タンを押すと表面温度設定点を上げ、これにより迅速に
誤差信号を発生して加熱源に対する電力を増加する。こ
の方法は「低落」を減少するが、コアがその前の長時間
の運転により依然として暖かい状態にあればかなりの温
度の「上げ過ぎ」となり、この「上げ過ぎ」により融着
装置の温度が所望の温度よりも熱くなる期間が生ずる。
タンを押すと表面温度設定点を上げ、これにより迅速に
誤差信号を発生して加熱源に対する電力を増加する。こ
の方法は「低落」を減少するが、コアがその前の長時間
の運転により依然として暖かい状態にあればかなりの温
度の「上げ過ぎ」となり、この「上げ過ぎ」により融着
装置の温度が所望の温度よりも熱くなる期間が生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、融着
ローラ及び該融着ローラのための加熱源を有する形式の
ローラ融着装置の融着ローラの表面の温度を制御するた
めの方法を提供することであり、上記方法は「温度の低
落」および「温度の上げ過ぎ」の両方を減少する。
ローラ及び該融着ローラのための加熱源を有する形式の
ローラ融着装置の融着ローラの表面の温度を制御するた
めの方法を提供することであり、上記方法は「温度の低
落」および「温度の上げ過ぎ」の両方を減少する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
上記表面の温度を検出し、該温度を暫定温度と比較して
第１の誤差信号を得、上記加熱源、例えばコア、の温度
を検出し、該温度を暫定温度と比較して第２の誤差信号
を得、更に上記誤差信号を複合して前記加熱源に加えら
れる熱を上記複合された誤差信号の関数として増加する
ことによって、達成される。
上記表面の温度を検出し、該温度を暫定温度と比較して
第１の誤差信号を得、上記加熱源、例えばコア、の温度
を検出し、該温度を暫定温度と比較して第２の誤差信号
を得、更に上記誤差信号を複合して前記加熱源に加えら
れる熱を上記複合された誤差信号の関数として増加する
ことによって、達成される。
【０００８】好ましい実施例によれば、この方法は基本
的には装置が「運転」モードにある時に有用であるため
に、「アイドル」モードの間には適用しない。
的には装置が「運転」モードにある時に有用であるため
に、「アイドル」モードの間には適用しない。
【０００９】上記温度を制御する方法により、コアがそ
の暖かい時よりも冷えているときは、運転の初期におい
て装置により多くの熱が加えられるが、装置は依然とし
て表面温度に応答して実際の温度制御を行うことが可能
である。このように、この装置は「温度の低落」及び
「温度の上げ過ぎ」を大幅に減少すると同時に運転時の
正確な温度制御を維持する。
の暖かい時よりも冷えているときは、運転の初期におい
て装置により多くの熱が加えられるが、装置は依然とし
て表面温度に応答して実際の温度制御を行うことが可能
である。このように、この装置は「温度の低落」及び
「温度の上げ過ぎ」を大幅に減少すると同時に運転時の
正確な温度制御を維持する。
【００１０】好ましい実施例によれば、本発明は内部的
に加熱されるローラおよび外部的に加熱されるローラの
両方に適用することができる。
に加熱されるローラおよび外部的に加熱されるローラの
両方に適用することができる。
【００１１】
【実施例】以下に述べる本発明の好ましい実施例の詳細
な説明においては図面を参照されたい。
な説明においては図面を参照されたい。
【００１２】図１を参照すると、ローラ融着装置１は融
着ローラ２と圧力ローラ３とを備えている。通常は、圧
力ローラは比較的硬く、また融着ローラは軟らかいエラ
ストマ材料製の外側層あるいは層の組４を有しており、
該層は圧力ローラの圧力の下でトナー像をもった基材が
通過する隙間を形成する。エラストマ材料製の外側層４
は金属製のコア５にコーティングされるか接着されてお
り、該金属製のコアは内部加熱要素６、例えばランプ、
により加熱される。
着ローラ２と圧力ローラ３とを備えている。通常は、圧
力ローラは比較的硬く、また融着ローラは軟らかいエラ
ストマ材料製の外側層あるいは層の組４を有しており、
該層は圧力ローラの圧力の下でトナー像をもった基材が
通過する隙間を形成する。エラストマ材料製の外側層４
は金属製のコア５にコーティングされるか接着されてお
り、該金属製のコアは内部加熱要素６、例えばランプ、
により加熱される。
【００１３】エラストマ材料製の層の外側面８は、かな
り狭い許容誤差範囲内で制御されて、融着ローラあるい
は基材を損傷することなく適宜な融着温度を確実にしな
ければならない。本発明によれば、上記の事柄は、面８
の温度ＴＲを検出する手段、例えば表面温度センサ１
１、及びコア５の温度ＴＣを検出する手段、例えばコア
温度センサ１２、により達成される。センサ１１及び１
２により検出された温度は論理及び制御ユニット１５へ
供給されるが、該ユニットは装置の他の部分からの入
力、例えば開始ボタン１６からの信号、も受ける。
り狭い許容誤差範囲内で制御されて、融着ローラあるい
は基材を損傷することなく適宜な融着温度を確実にしな
ければならない。本発明によれば、上記の事柄は、面８
の温度ＴＲを検出する手段、例えば表面温度センサ１
１、及びコア５の温度ＴＣを検出する手段、例えばコア
温度センサ１２、により達成される。センサ１１及び１
２により検出された温度は論理及び制御ユニット１５へ
供給されるが、該ユニットは装置の他の部分からの入
力、例えば開始ボタン１６からの信号、も受ける。
【００１４】融着ローラが内部的に加熱されるローラ融
着装置も知られている。図２によれば、融着ローラ２２
は内側のコア２５の上の厚いエラストマ材料製の外側層
あるいは複数の外側層２４を有しており、該外側層は熱
の消散を防止するために熱絶縁性とするかあるいは熱絶
縁面を有することができる。そのような融着ローラはま
た圧力ローラ２３と協働して図１における如き隙間を形
成する。
着装置も知られている。図２によれば、融着ローラ２２
は内側のコア２５の上の厚いエラストマ材料製の外側層
あるいは複数の外側層２４を有しており、該外側層は熱
の消散を防止するために熱絶縁性とするかあるいは熱絶
縁面を有することができる。そのような融着ローラはま
た圧力ローラ２３と協働して図１における如き隙間を形
成する。
【００１５】融着ローラ２２は１又はそれ以上の加熱ロ
ーラ３０、３１により外部的に加熱され、上記加熱ロー
ラは内部加熱装置３２、３３により加熱される。図１と
同様に、融着ローラ２２の面２８は表面温度センサ４１
により検知され、また加熱源の温度は加熱ローラ３１の
中の１つの面上に設けられた熱源温度センサ５２により
検知される。
ーラ３０、３１により外部的に加熱され、上記加熱ロー
ラは内部加熱装置３２、３３により加熱される。図１と
同様に、融着ローラ２２の面２８は表面温度センサ４１
により検知され、また加熱源の温度は加熱ローラ３１の
中の１つの面上に設けられた熱源温度センサ５２により
検知される。
【００１６】両方の実施例において、コア５および加熱
ローラ３０、３１は、その温度が融着ローラのエラスト
マ層４、２４に直接作用するが該エラストマ層とはかな
り異なる金属で構成される。開始ボタンを押すと、表面
温度センサ１１、４１により検知された温度は、その面
を適宜な温度まで上げるためにどの程度の熱を加えるべ
きかを十分に示さない。その必要とされる熱はまた熱源
５、３０、３１の温度の関数である。本発明によれば、
融着ローラの表面温度と熱源の温度の両方が検知され
る。これらの温度の各々は各センサの暫定温度と比較さ
れ、これにより上記面の温度とその暫定温度との間及び
上記熱源の温度とその暫定温度との間の差を示す誤差信
号を提供する。これら２つの信号は適宜な加重法にした
がって組み合わされるが、該加重法は各装置のパラメー
タによって決定する必要がある。
ローラ３０、３１は、その温度が融着ローラのエラスト
マ層４、２４に直接作用するが該エラストマ層とはかな
り異なる金属で構成される。開始ボタンを押すと、表面
温度センサ１１、４１により検知された温度は、その面
を適宜な温度まで上げるためにどの程度の熱を加えるべ
きかを十分に示さない。その必要とされる熱はまた熱源
５、３０、３１の温度の関数である。本発明によれば、
融着ローラの表面温度と熱源の温度の両方が検知され
る。これらの温度の各々は各センサの暫定温度と比較さ
れ、これにより上記面の温度とその暫定温度との間及び
上記熱源の温度とその暫定温度との間の差を示す誤差信
号を提供する。これら２つの信号は適宜な加重法にした
がって組み合わされるが、該加重法は各装置のパラメー
タによって決定する必要がある。
【００１７】上記組み合わせにより複合された誤差信号
が提供され、この誤差信号は次に熱源に加えらるべき熱
量を決定するために用いられる。
が提供され、この誤差信号は次に熱源に加えらるべき熱
量を決定するために用いられる。
【００１８】数学的に表すと、複合された誤差信号Ｅは
次の式により決定される： Ｅ＝ａ（ＴＲ1−ＴＲ）＋ｂ（ＴＣ1−ＴＣ） 上記式において、Ｅは複合された誤差信号、ＴＲは表面
の検出された温度、ＴＣは熱源の検出された温度、ＴＲ
1は表面の暫定温度、ＴＣ1は熱源の暫定温度、及びａお
よびｂはシステムに対して選定した定数である。
次の式により決定される： Ｅ＝ａ（ＴＲ1−ＴＲ）＋ｂ（ＴＣ1−ＴＣ） 上記式において、Ｅは複合された誤差信号、ＴＲは表面
の検出された温度、ＴＣは熱源の検出された温度、ＴＲ
1は表面の暫定温度、ＴＣ1は熱源の暫定温度、及びａお
よびｂはシステムに対して選定した定数である。
【００１９】これを用いると、検知した表面温度を適宜
に加重するためには、システムａをシステムｂよりも３
倍大きくする必要がある。もし面の設定点すなわち暫定
温度が３６０°であり、また実際の温度が３５０°であ
れば、ＴＲ1−ＴＲは１０である。もしＴＣ1が４００°
であり、ＴＣの３００°であれば、ＴＣ1−ＴＣは１０
０である。この例において、もしａが３でｂが１であれ
ば、Ｅ＝３０＋１００すわなち１３０であり、この値は
どの程度のワット数をコアの中のランプあるいは加熱さ
れるローラに与えるべきかを決定するために用いられ
る。この高い誤差信号はコアが冷たいことを示す。融着
ローラは、開始ボタンが押され基材が供給されて表面８
あるいは２８と接触し始めると、かなり低落している危
険性がある。従って、基材が融着ローラに接触する前、
に十分な熱を加えてコアを暖める。もしコアがその長時
間の運転を終えたばかりで既にかなり暖かい（例えば３
９５°）場合には、Ｅ＝３５であって非常に低減された
熱量がランプにより与えられ、これにより「上げ過ぎ」
の状態を阻止する。
に加重するためには、システムａをシステムｂよりも３
倍大きくする必要がある。もし面の設定点すなわち暫定
温度が３６０°であり、また実際の温度が３５０°であ
れば、ＴＲ1−ＴＲは１０である。もしＴＣ1が４００°
であり、ＴＣの３００°であれば、ＴＣ1−ＴＣは１０
０である。この例において、もしａが３でｂが１であれ
ば、Ｅ＝３０＋１００すわなち１３０であり、この値は
どの程度のワット数をコアの中のランプあるいは加熱さ
れるローラに与えるべきかを決定するために用いられ
る。この高い誤差信号はコアが冷たいことを示す。融着
ローラは、開始ボタンが押され基材が供給されて表面８
あるいは２８と接触し始めると、かなり低落している危
険性がある。従って、基材が融着ローラに接触する前、
に十分な熱を加えてコアを暖める。もしコアがその長時
間の運転を終えたばかりで既にかなり暖かい（例えば３
９５°）場合には、Ｅ＝３５であって非常に低減された
熱量がランプにより与えられ、これにより「上げ過ぎ」
の状態を阻止する。
【００２０】このシステムは装置が「アイドル」状態に
ある時に用いることができるが、そのモードにおいては
実際に何等有用な目的を果たさない。その理由は、表面
の温度が適宜なアイドル温度に維持されて間には、コア
を徐々に冷ますのが一般的に望ましいからである。従っ
て、好ましい実施例によれば、適宜なプログラミングを
論理及び制御ユニット１５に加え、装置が運転モードに
あるかあるいはアイドルモードにあるかを判定し、開始
ボタン１６を押した後、すなわち運転モードにある時、
にだけ複合された誤差信号Ｅを与える。数学的に言え
ば、装置がアイドルモードにある時には、定数ｂは０と
して処理される。装置が運転モードにある時には、シス
テムのパラメータに従って選ばれる定数ｂは０よりも大
きい。
ある時に用いることができるが、そのモードにおいては
実際に何等有用な目的を果たさない。その理由は、表面
の温度が適宜なアイドル温度に維持されて間には、コア
を徐々に冷ますのが一般的に望ましいからである。従っ
て、好ましい実施例によれば、適宜なプログラミングを
論理及び制御ユニット１５に加え、装置が運転モードに
あるかあるいはアイドルモードにあるかを判定し、開始
ボタン１６を押した後、すなわち運転モードにある時、
にだけ複合された誤差信号Ｅを与える。数学的に言え
ば、装置がアイドルモードにある時には、定数ｂは０と
して処理される。装置が運転モードにある時には、シス
テムのパラメータに従って選ばれる定数ｂは０よりも大
きい。
【００２１】比較及び加算を行うために簡単な回路を用
いることができるが、最近の機器においてはそのような
回路は用いられない。計算はＬＣＵの適宜なプログラミ
ングにおいて行われ、そのような計算は当業者には周知
である。
いることができるが、最近の機器においてはそのような
回路は用いられない。計算はＬＣＵの適宜なプログラミ
ングにおいて行われ、そのような計算は当業者には周知
である。
【００２２】本発明を好ましい実施例を特に参照して詳
細に説明したが、上述のまた特許請求の範囲に記載の本
発明の原理及び範囲内において、種々の変更および変形
を行うことができることは理解されよう。
細に説明したが、上述のまた特許請求の範囲に記載の本
発明の原理及び範囲内において、種々の変更および変形
を行うことができることは理解されよう。
【図１】内部的に加熱される融着ローラと圧力ローラと
の組み合わせを示す概略的な断面図である。
の組み合わせを示す概略的な断面図である。
【図２】外部的に加熱される融着ローラと圧力ローラと
の組み合わせを示す概略的な断面図である。
の組み合わせを示す概略的な断面図である。
１ ローラ融着装置 ２ 融着ローラ ３ 圧力ローラ ４ エラストマの
外側層 ５ コア ６ 内部加熱要素 ８ 外側面 １１ 表面温度セ
ンサ １２ コア温度センサ １５ 論理及び制
御ユニット １６ ボタン ２２ 融着ローラ ２３ 圧力ローラ ２４ エラストマ
の外側層 ２５ 内側コア ３０ 加熱ローラ Ｅ 複合誤差信号 ＴＣ 熱源検知温
度 ＴＣ1 熱源暫定温度 ＴＲ 表面検知
温度 ＴＲ1 表面暫定温度 ａ，ｂ 定数
外側層 ５ コア ６ 内部加熱要素 ８ 外側面 １１ 表面温度セ
ンサ １２ コア温度センサ １５ 論理及び制
御ユニット １６ ボタン ２２ 融着ローラ ２３ 圧力ローラ ２４ エラストマ
の外側層 ２５ 内側コア ３０ 加熱ローラ Ｅ 複合誤差信号 ＴＣ 熱源検知温
度 ＴＣ1 熱源暫定温度 ＴＲ 表面検知
温度 ＴＲ1 表面暫定温度 ａ，ｂ 定数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 3/00 G03G 15/20
Claims (2)
- 【請求項１】 融着ローラ及び該融着ローラのための熱
源を有する形式のローラ融着装置の融着ローラの表面の
温度を制御するための方法であって、 前記表面の温度（ＴＲ）を検知し、該温度を暫定温度
（ＴＲ1）と比較して誤差信号を得る段階と、 前記熱源の温度（ＴＣ）を検知し、該温度を暫定温度
（ＴＣ1）と比較して誤差信号を得る段階と、 前記両誤差信号を所定の加重法を用いて複合し、複合さ
れた誤差信号（Ｅ）を得る段階と、 前記熱源に加えられる熱を前記複合された誤差信号
（Ｅ）の関数として増加する段階と、を備えることを特
徴とする温度制御方法。 - 【請求項２】 請求項１の温度制御方法において、前記
融着装置がアイドル作動モードにあるか、あるいは運転
作動モードにあるかを判定し、前記アイドル作動モード
にある時には、前記表面の温度を検出することにより得
られる誤差信号のみを用いる段階を更に備えることを特
徴とする温度制御方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US505638 | 1990-04-06 | ||
| US07/505,638 US5019693A (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Temperature control method and apparatus for fusing roller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562760A JPH0562760A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2991793B2 true JP2991793B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=24011193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073243A Expired - Fee Related JP2991793B2 (ja) | 1990-04-06 | 1991-04-05 | ローラ融着装置における融着ローラの表面温度制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019693A (ja) |
| JP (1) | JP2991793B2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436430A (en) * | 1993-12-06 | 1995-07-25 | Eastman Kodak Company | Roller fuser having a temperature control |
| US5693243A (en) * | 1994-05-09 | 1997-12-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method and apparatus for heat treatment of an element by treatment devices engaging the element on both sides |
| US5541636A (en) * | 1994-06-02 | 1996-07-30 | Hewlett-Packard Company | Thermal transfer apparatus for fusing print dye on a media |
| KR0135453B1 (ko) * | 1995-05-18 | 1998-05-15 | 김광호 | 전자사진 현상 방식 화상형성 장치의 전원 절약 방법 |
| DE69620290T2 (de) * | 1995-05-19 | 2002-11-28 | Sharp K.K., Osaka | Tonerbildfixiervorrichtung für Bilderzeugungsgerät |
| US5854959A (en) * | 1996-11-14 | 1998-12-29 | Xerox Corporation | Adaptive fuser control for 180 CPM |
| JPH10186945A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-07-14 | Canon Inc | 熱定着装置および画像形成装置 |
| US6188854B1 (en) * | 1999-11-09 | 2001-02-13 | Tommy C. Coleman | Non-contact thermal temperature controller |
| US6512913B2 (en) * | 2001-03-28 | 2003-01-28 | Hewlett-Packard Company | Fusing system including a heat storage mechanism |
| US6853831B2 (en) * | 2001-03-28 | 2005-02-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fusing system including an external heater |
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