JPH03200184A - ローラ型熱定着器の温度制御方法 - 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」 本発明は未定着トナー像の熱定着を行う熱定着器におけ
る温度制御方法に係り、特に、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
着器における温度制御方法に関する。

「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
一般に０Ｎ−ＯＦＦ制御方式、比例制御方式若しくはこ
れらの組み合わせからなる制御方式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若しくは速やかな定着
動作の移行を図る為に、熱定着器の動作状態に対応させ
て複数の制御目標温度を設定し、先ず電源投入後、定着
基準温度より低い待機基準温度で温度制御を行いつつ、
その間に定着開始信号が入った場合は前記待機温度から
定着基準温度Ｓｔに移行させ所定の定着動作を行い、そ
して定着動作の終了と同時に再度待機温度に移行させ、
以下前記制御動作を繰り返し行うように構成している。

さてこの種の装置において、前記ローラの非回転状態を
維持したまま電源投入後待機基準温度Ｓｗに移行させる
と、加圧ローラはヒータを内蔵した定着ローラと単に線
接触で接している為に、定着ローラより加圧ローラへの
熱移動がスムーズに行なわれず、この状態から定着基準
温度に立上げた後、ローラ対を回転させて所定の定着動
作を行なうと、定着ローラの熱が加圧ローラ側に奪熱さ
れてその表面温度が急速に低下し、定着不良が生じてし
まう。

かかる欠点を解消する為に、電源投入と同時に前記ロー
ラを回転させながら待機基準温度Ｓｖまで移行させるよ
うにした装置も存在するが、かかる構成では、温度立上
げ初期から加圧ローラを介しての放熱が行なわれるため
に、その全温度上昇速度が低下し、ウオームアツプ時間
の長時間化につながる。

この為電源投入後第１の基準温度に到達するまで前記ロ
ーラ対を回転させずに昇温を行ないその後ローラを回転
させながら前記待機基準温度に移行させるか、若しくは
前記第１の基準温度から待機基準温度より低い第２の基
準温度までローラを回転するようにした温度制御方法が
提案されている。（特公昭６１−３１４６２〜３） ［発明が解決しようとする技術的課題」しかしながら第
１の方式においても、待機基準温度に移行させながらロ
ーラを回転させるという点においては前記従来技術と基
本的に変りがなく、尚ローラ回転中に加圧ローラを介し
ての放熱が生じ、ウオームアツプ時間のそれほどの短縮
につながらない。

又第２の方式では待機温度より低い温度域で短時間ロー
ラ回転を行なってもその効果は薄い。

而も近年の温度制御方式は、０Ｎ１０ＦＦ制御方式では
なく、所定基準温度到達後パルス幅変調若しくは周波数
変調その他のヒータ供給電源の制御を行なう、いわゆる
比例制御方式にて待機基準温度に移行させる方式を採用
しているが、かかる方式では待機基準温度に近づくに連
れヒータよりの熱供給量が低下する為に、ウオームアツ
プ時間が一層長くなり易い。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、比例制御方式を
用いた場合においても又ローラを回転させながら立上げ
た場合にもウオームアツプ時間が長時間化する事なく、
而も待機温度移行後においても温度変動が生じる事なく
、これにより精度よい定着動作が可能なローラ型熱定着
器の温度制御方法を提供する事を目的とする。

［課題を解決する為の技術手段」 本発明は前記各従来技術の様に、電源投入後直接待機用
基準温度に移行させる事なく、制御目標温度を該待機基
準温度より高い一の設定温度に設定して、先ず該定着用
基準温度まで立上げる点を第１の特徴とする。

尚、前記一の設定温度は特に限定しないが、定着用基準
温度と兼用する事により、回路構成が簡単化する。

これによりローラへのヒータ熱供給量が多べなるという
効果を有する。

次に少なくともローラを回転させながら前記設定温度を
所定時間維持した点を第２の特徴とするものである。

即ち高温下でローラを回転させながら熱分布の均一化を
図るために、速やかな均熱化が達成される。

この場合前記ローラは、少なくとも設定温度維持中回転
させる必要があるが、加圧ローラ側よりの無駄な放熱を
避け、より立上がり速度を早くする為に、電源投入後所
定時間ローラ非回転状態を維持した後ローラを回転させ
るようにしたほうがよい。

そして前記均熱化後、制御目標温度を切換えて前記待機
用基準温度に移行させるようにした点を第３の特徴とす
るものである。

又ローラの回転時間は設定温度維持時間中のみならず、
制御目標温度を一の設定温度から待機基準温度に切換え
後においても所定時間前記ローラの回転を継続してから
停止するようにする事によリ、加圧ローラ側よりの放熱
が促進される為に、待機基準温度への移行が速やかに行
なわれると共に、ローラ軸方向の熱分布の均等化が達成
される。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳しく
説明する。但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電子写真プリンタの要部
構成と定着器周りの主要回路構成を示す概略ブロック図
で、その機械的構成について簡単に説明するに、記録紙
搬送路には上流側より給紙カセット１１、給紙ローラ１
２、レジストローラ１３、不図示の感光体ドラム、及び
互いに同期して回転する加圧ローラｌｂと定着ローラＩ
ａからなる熱定着器１等が配設されており、前記給紙ロ
ーラ１２、レジストローラ１３及び定着ローラ１ａ間に
はモータ１４に連結した歯車列１５若しくはクラッチ１
６が介在し、夫々同一周速で駆動可能に構成されている
。

そして前記モータ１４及びクラッチ１６は制御部よりの
駆動信号に基づいて駆動可能に構成し、公知の電子写真
動作を行なう。

一方前記定着ローラ１ａは、その内部に軸線方向に沿っ
てヒータｌＯを内蔵すると共に、その表面上にサーミス
タ２１を近接配置し、該サーミスタ２１よりの検知温度
に対応する検知電圧を温度制御周期１ 決定手段３０とパルス幅変調回路日に夫々入力している
。

温度周期決定手段３０は、定着基準温度と待機基準温度
の両制御目標温度に対応する基準電圧を設定する制御目
標温度設定回路３１と、該制御目標温度とサーミスタ２
１よりの検知温度の温度差に対応する差電圧を増幅して
出力する温度差検知回路３２と、該差電圧に基づいて、
ＰＷＭ４１　（パルス幅変調回路）に出力するパルス密
度信号の周波数変調をおこなうＶＣＯ３３（周波数変調
回路）からなる。

ＰＷＭ４］では、前記パルス密度信号とともに、定着動
作時と待機時で夫々切換え可能な全通電温度に対応する
基準電圧設定回路４２よりの全通電電圧信号と前記サー
ミスタ２Ｉよりの検知温度に対応する検知電圧を入力し
、前記検知温度が全通電温度以下の場合には前記パルス
密度信号を無視して全通電用レベル信号を制御部５０側
に出力し、一方前記検知温度が全通電温度以下の場合に
は前記パルス密度信号を無視して全通電用レベル信号を
制御部５０側に出力して、ＳＳＲ，＋７を介してヒータ
ＩＱの通電制御を行ない、一方前記全通電加熱により検
知温度が全通電温度以上に上昇した場合は前記制御目標
温度との差電圧に比例してパルス密度信号のパルス幅変
調を行ない、該信号を制御部５０側に出力して、５ＳＲ
Ｉ７を介してヒータｌＯの比例通電制御を行なう。

制御部５０は所定のプログラムに基づいて作動するマイ
クロコンピュータで構成され、電源スィッチ５１、定着
／待機状態選択スイッチ５２とともに、後記する各種動
作制御を行なうタイマ群Ｘ−Ｚとアンドゲート５３が付
設されている。

即ち、アンドゲート５３は、ＰＷＭ４］よりの出力信号
がレベル信号からパルス信号に切換わった際に発生する
全通電終了信号と、他の部材の動作状態レディ信号との
アンドを取って、その出力信号を制御部５０側に出力す
るものであるが、前記全通電終了信号の代りに検知温度
が電源投入後定着基準温度に到達した時点で制御部５０
より出力される信号とのアンドを取るようにしてもよい
。

タイマＸは、電源投入後定着基準温度に到達する直前位
置までローラの非回転状態を維持する時間を設定するも
ので前記電源スィッチ５１と連動して作動し、該タイマ
Ｘ終了信号により前記ローラｌａの回転が開始する。

タイマＹは電源投入して検知温度を定着基準温度まで立
上げた後、該定着温度を所定時間維持する為に使用する
もので、前記アンド信号と連動して作動し、そして該タ
イマＹ終了信号により制御目標温度設定回路の基準電圧
を定着基準温度を待機基準温度に切換える。

タイマＺは前記ローラ（ａ回転時間の終期を設定するも
ので、前記アンド信号と連動して作動するとともに、少
なくとも前記タイマＹより大なる時間に設定し、前記設
定回路３１が定着基準温度より待機基準温度に切換わっ
た後、該タイマＺが終了し、その終了信号により定着ロ
ーラＩａの回転が停止するように構成する。

尚、前記制御目標温度と全通電温度の基準電圧設定回路
３１．４２は分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２間に、抵抗Ｒ４とトラ
ンジスタＴｒｌからなる切換回路を接続して構成され、
制御部５０からの切換信号に基づき分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２
と抵抗Ｒ４間が並列接続される為に分圧比が変更、言い
換えれば基準電圧が待機時と定着動作時に対応させて、
全通電終了点（例えば１６５，１８０℃）と制御目標温
度（１８５，２００℃）を切換可能に構成されている。

次にかかる実施例の動作を第２図の温度タイムチャート
図に基づいて説明する。

先ず電源停止状態においては全通電終了点（１８０℃）
と制御目標温度（２００℃）はいずれも定着動作側に切
換えられている。

この状態で電源を投入すると該投入動作と連動してタイ
マＸとクラッチ１６ａが作動し、ローラ非回転のまま全
通電終了点（１８０℃）若しくは制御目標温度（２００
℃）近傍まで立上がる。

タイマＸの終了信号によりクラッチ１６ａの作動が解除
されて前記ローラｌａの回転が開始する。

そしてアンドゲート５３よりの信号出力によりタイマＹ
とＺが作動し、その間比例制御により前記ローラ１ａが
所定時間定着基準温度を維持しつつ且つローラ１ａの回
転が継続される。

そしてタイマＹ終了信号により定着基準温度から待機基
準温度に切換わり、該ローラｌａが待機温度へ移行を開
始する。

モしてローラｌａが待機温度へ移行した前後で、該タイ
マＺが終了し、その終了信号により定着ローラｌａの回
転が停止する。

この場合には加圧ローラｌｂには十分なる熱、より具体
的には高温側の熱が保有している為に、その後待機時に
断続的にローラ回転させるのみで熱分布の均一性が維持
できる。

従ってかかる実施例によれば本発明の作用効果が円滑に
達成される。

「効果」 以上記載のごとく本発明によれば、電源投入後直接待機
用基準温度に移行させるのではなく、該待機基準温度よ
り高い一の設定温度まで立上げるようにしたために、そ
の立上げ途中位置より比例制御に移行する場合において
も、又全通電加熱により立上げる場合においても速やか
な立上げが可能である。

そして例えば前記設定温度に到達と同時若しくはその前
に前記ローラを回転させて熱分布の均一化を図る為に、
言い換えれば待機基準温度以上の温度でローラを回転さ
せながら熱分布の均一化を図る為に、加圧ローラ側への
熱伝搬が速やかに且つ軸方向にバラツキが生じる事なく
、−層均等に行なう事が出来る。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１図は本発明の実施例に係る電子写真
プリンタの要部構成と定着器周りの主要回路構成を示す
概略ブロック図で、 第２図はその動作を示す温度タイムチャート図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）定着動作時と待機時で夫々制御基準温度を切換えな
   がら温度制御を行なうローラ型熱定着器の温度制御方法
   において、電源投入後待機用基準温度に移行時に、該待
   機基準温度より高い一の設定温度まで立上げ且つ少なく
   ともローラを回転させながら該設定温度を所定時間維持
   した後、前記待機用基準温度に移行させるようにした事
   を特徴と温度制御方法２）電源投入後所定時間ローラ非
   回転状態を維持した後ローラを回転させ、制御目標温度
   を一の設定温度から待機基準温度に切換え後に前記ロー
   ラの回転を停止するようにした請求項１）記載の温度制
   御方法 ３）前記一の設定温度が定着用基準温度である請求項１
   ）記載の温度制御方法