JP3308732B2 - 定着器制御装置 - Google Patents

定着器制御装置

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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、熱定着器に対する熱源
と温度センサを有する熱供給装置、特に記録装置の熱定
着器制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、記録装置の熱定着器は1本のハロ
ゲンヒータやセラミックヒータを熱源とし、この熱源か
ら発せられるエネルギー供給を、定着器に設置された温
度センサで読み取った温度情報をもとに制御していた。
更に近年においては、定着器のウォームアップ時間を短
縮するために2本以上のハロゲンヒータを有する定着器
も考案されている。一方、定着器のウォームアップ時、
定着器の定着ローラ、加圧ローラの温度分布を均一にす
るために定着器がプリント動作開始可能温度に達する前
に、ローラの回転動作(以下、「ウォームアップ回転」
と略す)を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、複数のヒー
タを有する定着器において、それぞれの消費電力が異な
っていたり、同一であっても配光分布が異なっていたり
すると、次のような問題を生じる。その一つが、定着ロ
ーラ表面の温度上昇率の相違による温度制御の困難さが
ある。特に温度センサがヒータの数より少ない場合、そ
の温度情報から定着器の温度を制御すると、ヒータによ
る温度上昇率の相違から温度情報より高い温度の部分、
低い温度の部分を生じる。定着ローラ、加圧ローラの温
度を均一にするためウォームアップ回転を行う方法もあ
るが、ヒータの消費電力によってはウォームアップ回転
前にかなりの温度格差を生じたり、あるいはウォームア
ップ回転時間を長くするためにウォームアップ時間が延
びてしまう欠点がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明、転写部材に現
像材を定着させるローラと、ローラの単位面積当りに供
給する熱量が異なる複数の熱源と、この熱源より個数の
少ない温度センサを有する定着器において、ローラの温
度を所定のスタンバイ温度に立ち上げるウォームアップ
動作を行わせるウォームアップ制御手段と、前記ウォー
ムアップ動作中にローラの温度分布を均一にするための
ローラ回転動作を行わせる回転制御手段とを有し、前記
ウォームアップ制御手段は、1つの熱源に対する長時間
の連続的な電力供給による過度の局部的温度上昇を防止
するべく前記1つの熱源に間欠的に電力供給させるとと
もに、前記回転制御手段は、前記温度センサが検知した
温度に基づいて、前記ローラ回転動作を複数回に分けて
行わせることを特徴とする定着器制御装置にある
【0005】
【実施例】
(実施例1)図1は、本発明の実施例における構成図で
ある。101は定着ローラ、102は加圧ローラであ
り、図示しない電子写真プロセスにより転写部材上の記
録画像を定着ローラ101と加圧ローラ102を通して
定着させる。103は定着ローラ101内に設置される
消費電力W1ワットのハロゲン等の第1の定着ヒータで
あり、図1に示すとおりヒータ中央に最も熱を発するよ
うな配光分布となっている。104は定着ローラ101
内に設置される消費電力W2ワットの第2の定着ヒータ
であり、図1に示すとおりヒータ両端に最も熱を発する
ような配光分布となっている。消費電力は本実施例では
W1>W2となっており、定着ローラ表面の単位面積当
りに与える熱量はヒータ103>ヒータ104の関係と
なっている。
【0006】105はサーミスタであり、定着ローラ表
面の温度を検知する。サーミスタの設置位置は定着ヒー
タ104の最大配光部、かつ通紙域外である。106は
サーモスイッチであり、所定温度以上を検知したとき定
着ヒータ103、104の通電を遮断する機能を有す
る。
【0007】図2は、本発明の実施例における電気回路
のブロック図である。201は定着ヒータ、モータをは
じめとするプリンタエンジンの各駆動部品を制御するた
めの1チップマイクロコンピュータ(以下CPU201
と略す)であり、ROM、RAMを内蔵している。20
2はサーミスタ105の入力回路であり、サーミスタ特
性による温度情報を電圧に変換してCPU201に出力
する。203は定着ヒータ103の駆動回路であり、C
PU201から出力される駆動信号をうけて図示しない
トライアックのゲートをあけて、定着ヒータ103に交
流電流を流し、定着ヒータ103を発熱させる。204
は定着ヒータ104の駆動回路であり、同様に定着ヒー
タ104を発熱させる。206はモータであり、定着ロ
ーラを含めた用紙搬送用のローラを回転させる。
【0008】205はモータ206の駆動回路であり、
CPU201から出力される駆動信号をうけてモータ2
06を回転させるべく電力を供給する。207はビデオ
コントローラであり、CPU201とシリアルインタフ
ェースにより情報の授受を行う。また、必要なときにC
PU201に対してプリント指令を発行し、CPU20
1はこれを受けてプリント動作を開始する。
【0009】図3、図4は本発明の実施例におけるCP
U201のROM上に記述されているプログラムのフロ
ーチャートであり、図3はウォームアップ時の定着器制
御を示したものである。301でウォームアップ開始を
示すウォームアップ中フラグをセットする。302で定
着器の目標温度をウォームアップ回転1開始温度に設定
する。303では、サーミスタ105で検知した定着器
の温度が、302で設定した目標温度以上になるまで待
ち合わせる。304ではウォームアップ回転1を行わせ
るためにモータ駆動回路205に駆動信号を出力し、モ
ータ206を回転させる。同時に305でモータ回転中
を示すウォームアップ回転中フラグをセットする。
【0010】306では定着器の目標温度をウォームア
ップ回転1終了温度に設定し、307で定着器温度が3
06で設定した温度になるまで待ち合わせる。そして、
308で一旦ウォームアップ回転を中断するべくモータ
駆動回路205に駆動信号オフを出力し、309でウォ
ームアップ回転中フラグをリセットする。310で定着
器の目標温度をウォームアップ回転2開始温度に設定す
る。311では、定着器の温度が、310で設定した目
標温度以上になるまで待ち合わせる。
【0011】312ではウォームアップ回転2を行わせ
るためにモータ駆動回路205に駆動信号を出力し、モ
ータ206を回転させる。同時に313でモータ回転中
を示すウォームアップ回転中フラグをセットする。31
4では定着器の目標温度をウォームアップ回転2終了温
度に設定し、315で定着器温度が314で設定した温
度になるまで待ち合わせる。そして、316でウォーム
アップ回転を中断するべくモータ駆動回路205に駆動
信号オフを出力し、317でウォームアップ回転中フラ
グをリセットする。318で定着器の目標温度をスタン
バイ温度に設定する。319でウォームアップ中フラグ
をリセットする。
【0012】図4は定着器の駆動制御を行う処理を示す
フローチャートである。401ではウォームアップ中フ
ラグを参照し現在ウォームアップ中であるかを判断す
る。もし、ウォームアップ中でなければ別処理を行う。
ウォームアップ中であるならば、402でウォームアッ
プ回転中フラグを参照し、ウォームアップ回転中である
かを判断する。もし、回転中でなければ409で定着ヒ
ータ103、104を駆動すべくヒータ駆動回路20
3、204に駆動信号を出力する。402でウォームア
ップ回転中であると判断したならば、403でヒータオ
ンタイマーが動作しているかを判断し、動作指定なけれ
ば404でオフタイマーが動作しているかを判断する。
【0013】もし、動作していなければ405でオフタ
イマーを動作させる。このタイマーはウォームアップ回
転中の定着ヒータ103のオフ期間を設定するためのも
のであり、406で定着ヒータ104をオン、定着ヒー
タ103をオフにしリターンする。
【0014】404でオフタイマーが動作指定すれば、
410でオフタイマーが時間t1を経過しているか判断
し、経過していなければ406の処理を行う。経過して
いれば411でオフタイマーをリセットし、412でオ
ンタイマーをスタートさせる。403でオンタイマーが
スタートしていれば407で時間t2が経過しているか
判断し、経過していなければ定着ヒータ103、104
を駆動する。407で時間t2が経過していれば408
でオフタイマーをリセットし、413で今度はオンタイ
マーをスタートさせる。
【0015】図5は前記ウォームアップ、及びウォーム
アップから継続してCPU201の定着ヒータ制御を行
ったときの定着ローラの温度と定着ヒータ103、10
4、モータ206の駆動信号、ビデオコントローラ20
7とCPU201の情報を示したものであり、ハイレベ
ルがアクティブ動作を示す。T1はウォームアップ回転
1開始温度、T2はウォームアップ回転1終了温度、T
3はウォームアップ回転2開始温度、T4はウォームア
ップ回転2終了温度を示し、特にT4はプリント動作開
始可能温度でもある。さらにT5はプリント動作時の温
調温度である。グラフ中下方の実線はサーミスタ位置の
定着ローラの温度、すなわち定着ローラ104の最大配
光位置の温度を示す。グラフ上方の実線は定着ローラ中
央の温度、すなわち定着ローラ103の最大配光位置の
温度を示す。また、破線のグラフは従来の定着ヒータ制
御、すなわちウォームアップ回転を1回だけ行い、定着
ヒータ103の駆動時間可変制御を行なわなかった場合
の定着ローラ中央の温度を示す。
【0016】前述したように定着ヒータ103は定着ヒ
ータ104より消費電力が大きいため、サーミスタ10
5が読み取る定着温度が温度T1を示すまでは、高い温
度上昇率を示し、温度T1では定着ローラ中央の温度は
サーミスタ位置に比べ高くなってしまう。そこでウォー
ムアップ回転1を行い、更に定着ヒータ103の駆動を
間欠で行うことにより、この温度差を是正することがで
きる。
【0017】しかし、サーミスタ位置での温度はまだT
2であるので、温度T3まで更にウォームアップを行
う。温度T3においても定着ローラ中央とサーミスタ位
置での温度差を生じるが、破線で示す従来の制御時より
もその温度さは遥に低い。温度T4までは更にこの温度
差を是正するために、定着ヒータ103を間欠駆動す
る。サーミスタ位置での温度がT4を示した時点でプリ
ント動作開始可能となるため、CPU201はレディス
テータスをビデオコントローラ207に送出する。これ
を受けてビデオコントローラ207がプリント指令をC
PU201に送出すれば、CPU201はモータ206
を回転させ、プリント動作を行わせる。このタイムチャ
ートで示される時間t1,t2は図4で説明した定着ヒ
ータ103の駆動制御時間である。
【0018】(実施例2)図6、図7は他の実施例にお
けるCPU201のプログラムのフローチャートであ
る。実施例1においては、定着ヒータ103の消費電力
W1>定着ヒータ104の消費電力W2であり、定着器
中央の温度上昇率が高かったが、実施例2では逆にW1
<W2、すなわち定着ローラ端部の方が温度上昇率が高
い場合について、制御を説明する。
【0019】制御は図3に説明したものと殆ど同じであ
るが、ウォームアップ回転1終了温度はウォームアップ
回転1開始温度より低く設定してあるため、処理307
の代わりに処理601を行う。処理601はサーミスタ
105で読み込んだ定着ローラの温度が設定温度より低
くなるのを待ち合わせている。同様にウォームアップ回
転2終了まち合わせも、処理315に代えて処理602
を行う。
【0020】図7では図4のフローチャートに対して処
理が簡単になり、ウォームアップ回転中は定着ヒータ1
04を駆動しない処理にしている。このため図8に示す
ようにウォームアップ回転時は定着ローラ端部の温度は
下降することになり、逆に定着ローラ中央部の温度は上
昇しているため、両者の温度格差は是正される。図5に
おいてはウォームアップ回転1開始温度:T1、ウォー
ムアップ回転1終了温度:T2、ウォームアップ回転2
開始温度T3、ウォームアップ回転2終了温度:T4で
あったが図8では、ウォームアップ回転1終了温度:T
2、ウォームアップ回転1終了温度:T1、ウォームア
ップ回転2開始温度:T4、ウォームアップ回転2終了
温度:T3となる。
【0021】(実施例3)図9は他の実施例における、
定着器の構成図である。この実施例では定着ローラ10
1に定着ヒータ103を、加圧ローラ102に定着ヒー
タ104を設置した。この時、もし定着ヒータ103の
消費電力W1>定着ヒータ104の消費電力W2である
ならば実施例1の制御、定着ヒータ103の消費電力W
1<定着ヒータ104の消費電力W2であるならば実施
例2の制御を行うことにより、同様の作用を得ることが
できる。
【0022】
【発明の効果】以上、本発明によれば、ウォームアップ
動作において、1つの熱源に対する長時間の連続的な電
力供給による過度の局部的温度上昇を防止するべく前記
1つの熱源に間欠的に電力供給させるとともに、定着ロ
ーラの回転を、温度センサの温度情報により、複数回に
分けて行うため、複数の定着ヒータを有する定着器であ
っても定着ヒータの消費電力の相違、配光分布の相違に
よる定着ローラ上の温度格差を是正することができ、安
全、かつ迅速にウォームアップを終了することができ
る。
【0023】また、温度センサが温度上昇率の高いヒー
タの最大配光部に設置されていた場合でも、複数段階の
ウォームアップ回転を行うことにより同様の効果を得ら
れる。
【0024】さらに定着ヒータが別ローラ内にそれぞれ
設置された場合でも、同様の処理により、同様の効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施例1における定着器の構成図
【図2】本発明による実施例1における電気回路のブロ
ック図
【図3】本発明による実施例1におけるウォームアップ
時制御プログラムのフローチャート
【図4】本発明による実施例1における駆動制御時制御
プログラムのフローチャート
【図5】本発明による実施例1における定着器の温度上
昇を示すグラフとタイムチャート
【図6】本発明による実施例2におけるウォームアップ
時制御プログラムのフローチャート
【図7】本発明による実施例2における駆動制御時制御
プログラムのフローチャート
【図8】本発明による実施例2における定着器の温度上
昇を示すグラフ
【図9】本発明による実施例2における定着器の構成図
【符号の説明】
101…定着ローラ 102…加圧ロー
ラ 103、104…定着ヒータ 105…サーミス
タ 106…サーモスイッチ 201…CPU 202…サーミスタ入力回路 203、204…
定着ヒータ駆動回路 205…モータ駆動回路 206…モータ 207…ビデオコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/20 109 G03G 15/20 102

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転写部材に現像材を定着させるローラ
    と、ローラの単位面積当りに供給する熱量が異なる複数
    の熱源と、この熱源より個数の少ない温度センサを有す
    る定着器において、 ローラの温度を所定のスタンバイ温度に立ち上げるウォ
    ームアップ動作を行わせるウォームアップ制御手段と、 前記ウォームアップ動作中にローラの温度分布を均一に
    するためのローラ回転動作を行わせる回転制御手段と
    有し、前記ウォームアップ制御手段は、1つの熱源に対する長
    時間の連続的な電力供給による過度の局部的温度上昇を
    防止するべく前記1つの熱源に間欠的に電力供給させる
    とともに、前記回転制御手段は、前記温度センサが検知
    した温度に基づいて、前記ローラ回転動作を複数回に分
    けて行わせることを特徴とする 定着器制御装置。
  2. 【請求項2】 前記熱源はローラ内に設置され、それぞ
    れの配光分布、又は消費電力の異なる複数本のハロゲン
    ヒータであることを特徴とする請求項1記載の定着器制
    御装置。
  3. 【請求項3】 前記温度センサはサーミスタであること
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の定着器制
    御装置。
  4. 【請求項4】 前記ローラ回転中の熱源の駆動時間は、
    熱源が定着ローラの単位面積当りに与える熱量が大きい
    ものほど駆動時間を短くする制御を有することを特徴と
    する請求項1から3のいずれかに記載の定着器制御装
    置。
  5. 【請求項5】 前記ローラ回転中の熱源の駆動時間は、
    熱源が定着ローラの単位面積当りに与える熱量が最も大
    きい場合、駆動時間が0である制御を有することを特徴
    とする請求項1から4のいずれかに記載の定着器制御装
    置。
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