JPH03116208A - 被加熱体の温度制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子写真装置に組込まれる熱定着器、その他
の被加熱体の温度制御方式とその装置に係り、特にヒー
タの全通電加熱制御方式から比例制御方式に、若しくは
−の比例制御方式から他の比例制御方式に夫々切換え可
能に構成した被加熱体の温度制御装置に適用されるもの
である。

「従来の技術」 従来より例えばヒータを内蔵した定着ローラと加圧ロー
ラの組み合わせからなるローラ型熱定着器の温度制御は
、制御クロック若しくは時定数回路の充放電サイクル等
により設定される基準周期に基づいて生成されたパルス
信号のパルス幅若しくはパルス密度を、定着器の検知温
度と前記定着目標温度の差に対応させて比例的に変化さ
せる比例制御方式（実公昭５３−５０４４２号、特公昭
６１−１７５２号等）を用いて精度よい温度制御を行っ
ているが、かかる制御方式においては省電力化と熱劣化
部品の耐久性の向上部を図る為に、熱定着器の動作状態
に対応させて定着目標温度Ｓｔより低い第２の制御目標
温度（待機温度）を設定し、言い換えれば制御目標温度
用の第１の比例制御回路と、待機温度設定用の第２の比
例制＃回路を用意し、定着動作開始指令若しくは定着動
作停止指令に基づいて前記制御回路を選択的に切換えて
熱定着器の動作時のみ定着目標温度に維持するように構
成した温度制御装置が存在する。

しかしながら比例制御は前述したように、全通電加熱に
比較して立上げ速度が遅いために、省電力化を図る為に
待機温度を低くすればする程待機温度から定着目標温度
への移行時間が大になるという欠点を有す。

この為公知の温度制御装置においては、前記夫々の比例
制御方式に全通電加熱制御方式を組合せた制御方式を用
意し、電源投入後待機温度に移行する工程と、プリント
動作開始信号に基づいて待機温度から定着目標温度に移
行する工程のいずれの加熱工程においても、所定基準温
度まで全通電加熱により速やかに立上げた後制御方式を
切換え、その後比例制御回路にて所定の制御目標温度に
なめらかに移行可能に構成している。

「発明が解決しようとする課題Ｊ さて定着器はＯＡ端末として機能し得るプリンタ等に組
込まれる場合が多い為に、待機温度は極力低くして省電
力化を図るとともに、前記全通電から比例制御への切換
え温度は極力制御目標温度側に近づけ、速やかな温度移
行を可能にしているが、前記の様に切換え温度を制御目
標温度装置に近づける事は全通電時の余熱等を加味して
ヒータ通電用のパルス信号のパルス幅若しくはパルス密
度を設定せねばならず、その制御自体が極めて精緻化す
る。

しかしながらかかる従来技術は第３図（ｂ）に示すよう
にパルス信号を生成する基準周期がプリントエンジン若
しくはコントローラ側の制御クロック信号に基づいて設
定されている為に、言い換えれば前記全通電から比例制
御への切換え時期と無関係に設定されている為に、前記
比例制御用のパルス信号の発生時期が浮動してしまい、
いわゆる入力側で精緻化が不可能であるために当然に出
力側での精度よい温度制御が極めて困難になる。

特に前記基準周期は定着目標温度に制御する場合でも２
〜３秒、待機温度制御時においては１０秒単位であるた
めにそのパルス信号発生時期の時間的ずれに起因して生
ずる制御誤差は極めて大きいものとなる。

かかる欠点を解消するために前記基準周期を短くすると
、却ってパルス密度やパルス幅の調整が困難になり、や
はり精度よい温度調整が困難になる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、全通電と組合せ
た比例制御、若しくは複数の比例制御方式を交互に切換
えて制御を行う装置においても、容品に且つ簡単な構成
で精度よい温度制御を可能にした定着器その他の被加熱
体の温度制御方式及びその装置を提供する事を目的とす
る。

「課題を解決する為の手段及びその作用」請求項１に記
載した本発明は前記パルス信号の基準周期にプリントエ
ンジン若しくはコントローラ側の制御クロックを（分周
器により分周して）用いるか、若しくは前記時定数回路
等を用いて独立した基準周期発生手段を構成したか否か
、前記全通電から比例制御への切換え動作と連動させて
若しくは該切換え時に発生する任意の信号に基づいて前
記基準周期発生手段をリセットし新たに前記切換え動作
と連動した基準周期、即ちヒータ通常用のパルス信号を
発生するようにしたものである。

かかる技術手段によれば、全通電から比例制御への切換
え時期と連動して、言い換えれば前記比例制御用のパル
ス信号の発生時期が常に一定となる為に、その比例制御
用のパルス幅若しくはパルス密度のみを全通電時の余熱
等を加味して精度よく設定すればよく、この結果全通電
から比例制御への切換え温度を極力制御目標温度側に近
づけた場合においても、速やかな温度移行とともに、容
易に高精度な温度制御が可能となる。

又前記制御は例えば請求項２に示すように、時定数回路
の充放電サイクルと該時定数回路の強制放電手段のみの
簡単な構成で達成出来る。

又請求項２に記載した発明はプリントエンジン側等の制
御クロックに従属させる事なく、該制御クロックと無関
係に作動する独立した基準周期発生手段を用いているた
めに各比例制御回路毎に最も好ましい基準周期を有する
パルス信号が生成し得るとともに、該基準周期は時定数
回路の充放電サイクルによりアナログ的に設定出来るた
めに、特に秒単位と長い基準周期を有する定着器の比例
制御に好適であり、その全入力側の精緻化が一層達成さ
れる。

尚、本発明は連続プリント温度から間欠プリント温度に
移行する場合の様に、温度差の少ない制御目標値の交互
移行を図る制御方式、 即ち全通電加熱を伴わずに比例制御のみにて制御目標値
の交互移行を図る制御方式にも容易に適用出来、この場
合の技術手段を請求項３に記載している。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の実施例に係る熱定着器の温度制御回路
を示すブロック図で、その構成を簡単に説明すると、１
は不図示の定着器内に組込まれたヒータ、２は定着器表
面に近接配置された温度検知手段で、定着器表面検知温
度に対応する検知電圧を待機用温度制御回路３と、定着
器用温度制御回路４に送信可能に構成されている。

前記各温度制御回路３，４には、公知のＰＷＭ回路３ａ
、４ａに比例制御切換用基準温度（比例開始温度）に対
応する基準電圧発生器３ｂ、４ｂを接続して構成し、夫
々前記所定基準温度まで全通電加熱により速やかに立上
げた後ＰＷＭ制御に切換え、その後パルス幅を検知電圧
と制御目標電圧との差に比例して可変したパルス信号を
生成可能に構成している。５は制御状態選択スイッチで
、ＡＮＤゲート６ａ、　６ｂとＯＲゲート７の組合せに
より前記スイッチ５よりＯＮ信号が出力された場合は、
待機用制御回路３よりの信号が、又ＯＦＦ信号が出力さ
れた場合は定着用制御回路４よりの基準信号が夫々５Ｓ
Ｒ８に送信可能に構成している。９は通電スイッチであ
る。

５ＳＲ８では前記パルス信号に基づいてヒータｌ電源の
０Ｎ１０ＦＦ制御を行いながら定着器の加熱制御を行う
。

又前記制御回路３，４には、夫々時定数回路！１の充放
電サイクルにより前記基準周期を設定する基準周期発生
回路１０ａ、　１０ｂが接続されており、該発生回路１
０ａ、１０ｂよりの発振周期に基づいて生成されたパル
ス信号を検知電圧と制御目標電圧との差電圧に対応させ
てそのパルス幅（デユーティ比）調整を行う。

１２ａ、　１２ｂはトランジスタからなる強制放電回路
で、放電パルス発生器より出力されたパルス信号に基づ
いて前記基準ＲＮ発生回路１０ａ、ｆｏｂ内の時定数回
路１１の強制放電を行う。

放電パルス発生器１３ｂ、　１３ａは、第２図に示すよ
うに、例えばインバータ１３１、ＲＳＴフリップフロッ
プ＋３２、及び単安定マルチバイブレータ１３３からな
り、第３図（ａ）のタイムチャート図に示す様に、前記
制御選択スイッチ５より、対応するＲＳＴフリップフロ
ップ１３２のＲＳＴ端子に、待機選択信号（ＯＮ信号）
若しくはインバータ１４により反転された定着選択信号
が入力された状態で、前記制御回路３．４より通電信号
がＯＮレベル信号からパルス信号に切換わった際に生成
される最初のＯＦＦパルスに基づいて１パルスの放電パ
ルス信号が生成される事となる。

既に上記構成の説明で明らかになったが本実施例の作用
を第３図（ａ）に基づいて簡単に説明するに、先ず通電
スイッチ９がＯＮされると、制御選択スイッチ５がＯＮ
　（待機選択）状態にある為に待機用の制御回路３より
の通電制御信号が選択されて、先ず全通電加熱により所
定基準温度まで立上げた後、比例制御用のパルス信号に
切換わる。そして前記パルス信号に切換わった際に生成
される最初のＯＦＦパルスに基づいて放電パルス発生器
１３ｂより、１パルス強制放電回路側に出力されて該パ
ルス信号に基づいて前記基準周期発生回路１０ｂ内の時
定数回路１１が強制放電される結果、前記比例制御切換
え動作に連動して常に同一位置より比例制御用パルス信
号が発振される事となり、該パルス信号に基づいて幅変
調されたパルス信号を５ＳＲ８に出力する事により、精
度よく待機目標温度への移行が可能となる。

そしてプリント動作開始信号に基づいて前記制御選択ス
イッチ５がＯＦＦされると、定着用の制御回路３よりの
通電制御信号が選択され、又前記ＯＦＦ信号はインバー
タ１４により反転される為に、結果として前記制御と同
様な作用を営む事になり、いずれにしても本発明を円滑
に達成し得る。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、全通電と組合せた比
例制御、若しくは複数の比例制御方式を交互に切換えて
制御を行う装置において、比例制御用のパルス信号を生
成する基準周期を前記比例制御への切換え動作に基づい
て設定されている為に、言い換えればパルス幅若しくは
パルス密度変調を行う基準となるべきパルス信号の発振
時期を常に一定になるように制御した為に、高精度な温
度制御が可能となる。

又前記制御は例えば時定数回路の充放電サイクルと該時
定数回路の強制放電手段のみの簡単な構成で達成出来る
為に回路構成が煩雑化する事なく且つ確実に制御可能で
ある。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はいずれも本発明の実施例で、第１図
は本発明の実施例に係る熱定着器の温度制御回路を示す
ブロック図、第２図は放電パルス発生器の詳細構成を示
す回路図、第３図（ａ）はその作用を示すタイムチャー
ト図、（ｂ）は従来技術の作用を示すタイムチャート図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）所定基準周期に基づいて生成されたパルス信号のパ
   ルス幅若しくはパルス密度を比例的に可変させてヒータ
   の通電制御を行う一又は複数の比例制御方式を用い、ヒ
   ータの全通電加熱により所定の基準温度に立上げた後、
   前記比例制御方式に切換え、制御目標温度への移行及び
   その維持を図る被加熱体の温度制御方法において、前記
   制御方式の切換え時に生成される任意の信号を利用して
   、該切換え時より新たに前記基準周期を生成するように
   した事を特徴とする被加熱体の温度制御方法 ２）ヒータの全通電加熱により所定の基準温度に立上げ
   た後、所定基準周期に基づいて生成されたパルス信号の
   パルス幅若しくはパルス密度を比例的に可変させてヒー
   タの通電制御を行う一又は複数の比例制御回路と、時定
   数回路の充放電サイクルにより前記基準周期を設定する
   基準周期発生手段と、前記全通電加熱から比例制御に切
   換え時に生成される任意の信号に基づいて前記時定数回
   路の強制放電を行う強制放電手段からなる被加熱体の温
   度制御装置 ３）所定基準周期に基づいて生成されたパルス信号のパ
   ルス幅若しくはパルス密度を比例的に可変させてヒータ
   の通電制御を行う複数の比例制御方式を用い、任意の切
   換え信号に基づいて前記制御方式を選択可能にした被加
   熱体の温度制御方法において、前記制御方式の切換え時
   生成される任意の信号を利用して、該切換え時より新た
   に前記基準周期を生成するようにした事を特徴とする被
   加熱体の温度制御方法