JPH03223780A - ヒートローラーの温度制御装置 - Google Patents

ヒートローラーの温度制御装置

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JPH03223780A
JPH03223780A JP2098221A JP9822190A JPH03223780A JP H03223780 A JPH03223780 A JP H03223780A JP 2098221 A JP2098221 A JP 2098221A JP 9822190 A JP9822190 A JP 9822190A JP H03223780 A JPH03223780 A JP H03223780A
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知幸 西川
Masahiro Kita
喜多　正浩
Takaaki Yano
隆明 矢野
Tatsuya Yoshida
達也 吉田
Ryoji Honda
本田　良二
Tsutomu Sato
勉 佐藤
Shoji Kamasako
鎌迫　正二
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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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、レーザープリンター　コピー等の装置に用
いられて、用紙に形成されたトナー像を熱定着させるヒ
ートローラーの温度制御装置に関するものである。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］電子写
真プロセスは、感光体ドラム上に静電潜像を形成する露
光段階と、この静電潜像にトナーを付着させる現像段階
と、トナー像を用紙に転写する転写段階と、転写された
トナー像を用紙上に固定する定着段階とから構成される
。
定着の手段としては、高温に加熱されたヒートローラー
とこれに対向して設けられた押圧ローラーとの間に用紙
を送り、トナーを用紙に熱圧着させる構成が一般的に採
用されている。
ヒートローラーは、内部に設けられたハロゲンランプ醇
の光源により加熱されるが、節電、あるいは装置内の温
度上昇を抑えるため、例えばプリンターの場合には、ホ
ストから送られたデータが存在する時間のみ高温の定着
温度とし、印刷が終了してデータがなくなった場合には
低温の待機温度とするよう制御されている。
ところで、上記の温度管理は、±５″程度の幅をもって
なされているため、実際のヒートローラーの温度には上
下変動が生じる。
従って、印字が終了して定着温度から待機温度に降温さ
せる際に、定着温度の上限を始点とするのと下限を始点
とするのでは温度降下に時間差が出ることとなる。
但し、待機状態に切り換えられてがら長時間経過し、温
度が待機温度に降温した場合には、降温の際の始点が上
記の何れであってもウオームアツプ時間には関係がない
。
しかしながら、例えばプリンターに断続的にデータを送
る場合のように、ヒートローラーが定着状態と待機状態
との間で頻繁に切り換えられる場合には、すなわち、待
機温度に達する前に再び昇温させる場合には、降温の際
の始点が定着温度の下限であるときにウオームアツプ時
間が長くかがってしまうという問題がある。
［発明の目的］ この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、
定着温度から待機温度へ降温させる際に、再度昇温させ
る際のウオームアツプ時間をできる限り短くすることが
できる温度制御装置の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段］ この発明にがかるヒートローラーの温度制御装置は、ヒ
ートローラー内に設けられたヒータをＯＮ／ＯＦＦさせ
る切換手段と、ヒートローラーの設定温度を高温範囲、
低温範囲から選択して設定する温度選択手段と、ヒート
ローラーの温度が温度選択手段により選択された設定温
度の範囲内にあるよう切換手段を制御すると共に、温度
選択手段により設定温度が高温範囲から低温範囲に切り
換えられた際に、ヒートローラーの温度が高温範囲の上
限に達した後に降温させるよう切換手段を制御する制御
手段とを有することを特徴とする。
［作用コ 上記構成によれば、ヒートローラーを高温設定から低温
設定に切り換えた際に、−旦高温範囲の上限まで昇温し
てから降温が開始されるため、低温設定の温度範囲に入
るまでの時間が長くなる。
［実施例コ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第
４図は、この発明に係るヒートローラーの温度制御装置
をレーザープリンターに適用した実施例を示したもので
ある。
ここでは、プリンター本体としてホストコンピューター
からの印字データを感光体ドラムへの露光、露光された
像の現像及び紙面への転写、定着という電子写真プロセ
スに従って連続用紙に印字するレーザービームプリンタ
ーを示している。なお、このプリンターは、電子写真プ
ロセスによる印字を行う都合上、１ペ一ジ分に対応する
印字データが蓄積された後に印字を開始するページプリ
ンターとして構成されている。
連続用紙は、いわゆるファンフォールド紙と呼ばれる送
り孔付折り畳み連続紙であり、その折り畳み部分がミシ
ン目となって簡単に切断できるように構成されている。
なお、プリンターは、用紙を切断しても印字されたデー
タが切断されないように、ミシン目を避けて印字を行な
う構成とされている。
ところで、単票用のプリンターでは１枚の用紙に対する
印字のみを考慮すれば足りるため、転写位置と定着位置
との間隔は問題とならないが、連続用紙を用いる場合に
は、転写した部分の全てを定着させることは上記の間隔
分用紙を無駄にすることとなるため、転写した用紙のど
の部分までを定着させるかが問題となる。
印字性能を考慮すると、転写、定着の中断や再開は印字
が連続しないミシン目部分で行なうことが好ましいため
、転写位置と定着位置との間隔を１ペ一ジ分とし、印字
停止時には転写位置と定着位置とにページの区切りであ
るミシン目がくるようにすることが好ましい。
このような構成とすると、正常に印字終了して待機状態
にある場合には、転写位置と定着位置との間に未定着の
用紙が１ページ分残存し、次の１ベ一ジ分のデータが転
写される際にこのページの定着、排出が行なわれること
になる。これにより転写毎に定着を行なうことによる用
紙の無駄を省くことができる。
なお、この実施例のプリンターは、主として１ページの
長さが１１インチの連続用紙の使用を前提としているた
め、転写位置と定着位置との間隔は１１インチに設定さ
れている。
まず、第１図に従ってこのプリンターの機械的な構成を
説明する。
このプリンターは、第１図に示すように、連続用紙ＦＰ
が供給される給送口１側から印字後の用紙が排出される
排出口２側に向けて、感光体ドラム１１を中心とする転
写部１０、用紙の送り孔に保合する突起を有する無端ベ
ルト２１を備えるトラクタ一部２０、そして転写された
トナー像を熱圧着させる１対のローラー３１．３２を備
える定着部３０が順に配置されて構成されている。
転写部１０は、感光体ドラム１１上の感光体に帯電させ
る帯電器１２と、帯電された感光体を露光してこのドラ
ム上に静電潜像を形成する走査光学系１３と、形成され
た潜像にトナーを付着させる現像ユニット１４と、この
トナー像を連続用紙ＦＰに転写させるために用紙を帯電
させる転写チャージャ１５と、ドラム上に残留したトナ
ーを取り除くためのクリニングユニット１６と、ドラム
を全体的に露光して電荷を取り除く除電用ＬＥＤ１７と
を備えている。
走査光学系１３は、上蓋ＵＣ内に設けられており、図示
せぬ半導体レーザーからの変調ビームをポリゴンスキャ
ナー１３ａで連続的に偏向させると共に、図示せぬｆθ
レンズによって収束させ、ビームベンダー１３ｂにより
反射させて感光体ドラム１１上に走査ラインを形成し、
ドラムの回転に伴ってドツト単位で静電潜像を形成する
。
トナーを供給する現像ユニット１４は、トナーが蓄積さ
れるトナーケース１４ａと、このケースの下端に設けら
れて感光体ドラム１１にトナーを付着させる現像ローラ
ー１４ｂと、ケース内のトナーの有無を検出するトナー
ローセンサ１４ｃとしての圧電センサとを備えている。
転写チャージャ１５は、カム機構により枢軸Ｌ１を中心
に回動可能なアーム１５ａに固定されている。そしてこ
のアーム１５ａには、連続用紙ＦＰを挟んで両側に位置
する一対のガイドローラー１８ａ、　１８ｂが一体に固
定されている。
印刷の開始時には、感光体ドラム１１の露光部分が転写
位置となるまで用紙を送らずにドラムを空転させる必要
がある。この場合には、アーム１５ａを下げてガイドロ
ーラー１８ａ、　１８ｂを下降させることにより、用紙
を押し下げて感光体ドラム１１から離反させ、感光体の
摩耗による寿命の短縮や、残留トナーによる用紙の汚れ
を防止することができる。
定着部３０は、内部に加熱用のハロゲンランプ及び温度
検知用のサーミスタが設けられた図中上側に位置するヒ
ートローラー３１と、ローラー間に挿通される連続用紙
ＦＰをヒートローラー３１に対して所定の圧力で圧着さ
せるための押圧ローラー３２とから構成されている。
ヒートローラー３１は、図示せぬメインモータからクラ
ッチ及びギア列を介して回転駆動され、連続用紙ＦＰを
挟持した場合にはこれを所定の速度で送る構成となって
いる。実際の連続用紙ＦＰの駆動はこの定着部３０によ
って行われ、前述のトラクタ一部２０は、主として用紙
のスキュー防止のためにパックテンションを付与する機
能を果たすこととなる。
また、このプリンターにおいては、印字待機中に連続用
紙ＦＰがヒートローラー３１に常時圧着されていると、
用紙が焦げ付きや火ぶくれを起こす虞があるため、ヒー
トローラー３１に対向する押圧ローラー３２を上下動可
能とし、印字待機中には押圧ローラー３２を下げて連続
用紙をヒートローラー３１から離反させるよう構成して
いる。押圧ローラー３２の揺動と前述した転写チャージ
ャ１５の揺動とは同一の駆動手段によって行われている
。
なお、給送口１と転写部１０との間には、用紙切れを検
出するエンプティセンサ５０が設けられ、　トラクタ一
部２０と定着部３０との間には、下側に用紙の先端を検
知するトップセンサ５２と、上側にジャムによる用紙の
中央の盛り上がりを検出するジャムセンサ５３とが設け
られている。
第２図は、このプリンターの制御回路を示したものであ
る。
この回路は、ホストコンピュータからの印刷データをド
ツト単位のマツプに展開して出力するコントローラーボ
ードと、このコントローラーボードに接続されて各種の
情報表示と設定スイッチとが設けられたオペレーション
パネルと、印字関係の制御を中心に行なうＡ−ＩＣ，及
び主としてエラー検出を行なうＢ−ＩＣとの２つのＣＰ
Ｕを中心とするドライバーボードとから構成されている
。コントローラーボードには、６ペ一ジ分の印刷データ
を展開できる容量のバッファが設けられており、これら
のバッファには、ドライバーボードへのデータ転送に伴
って次々に新たなデータが書込まれる。
コントローラーボードとドライバーボードとは、印刷デ
ータの転送、及び種々の情報伝達を行うビデオインター
フェイスによって接続され、コントローラーボードには
、ドライバーボード側から５ｖの電源が供給されている
。
Ａ−ＩＣには、制御対象として転写部１０内の除電ＬＥ
Ｄ１７、帯電器１２等のバイアスが接続された高圧回路
、メインモータ、Ｆクラッチ、ヒートローラー３１内の
ハロゲンランプ等の駆動系が接続されている。
また、Ａ−ＩＣへ情報を入力するセンサとしては、ヒー
トローラー３１の温度を検知するサーミスタ、上蓋の開
閉を検知する上蓋センサ、用紙の搬送状態を検出するＰ
ＦＳセンサが接続されている。
ヒートローラー３１は、節電、あるいはプリンター内の
温度上昇を抑えるため、印字中のみ高温の定着温度とし
、印字待機中は低温の待機温度とするよう制御されてい
る。Ａ−ＩＣは、定着ローラーの近傍に設けられたサー
ミスタからのアナログ出力を受けてこれをＡ／Ｄ変換し
、温度管理を実行している。
Ｂ−ＩＣには、走査光学系の半導体レーザーと、プリン
タのライフ情報を記憶するＥ２ＦＲＯＭが接続されてい
る。
Ｂ−ＩＣに対する情報入力手段としては、用紙搬送関係
のセンサとしてエンプティセンサ５０、トラクタ一部２
０に設けられたスキューセンサ、トップセンサ５２、ジ
ャムセンサ５３が接続されており、この他に転写部１０
内のトナー関係のセンサとして廃トナーボックスの有無
及び廃トナーの量を警告する廃トナーセンサと、トナー
不足を警告するトナーローセンサ１４ｃとが設けられて
いる。
トナーローセンサ１４ｃは、トナーケースの底面に組み
込まれた圧電素子であり、上部にトナーが乗っていると
圧力によりＬＯＷレベルの信号が出力され、何も乗って
いない場合には）ＩＩＧＨレベルの信号が出力される。
Ａ−ＩＣとＢ−ＩＣとは、複数の信号線によって互いに
情報のやりとりをしつつプリンターの制御を行なう構成
とされている。　　Ｂ−ＩＣからＡ−ＩＣへ伝達される
信号としては、Ｂ−ＩＣが準備完了していることを示す
信号、緊急度の高いエラーが生じた際に印字中において
も各部の作動を緊急停止させる５ＴＯＰ信号、緊急度の
低いエラーが生じた際に所定の動作後に各部の作動を停
止させるＰＡＵＳＥ信号等が挙げられる。
反対に、Ａ−ＩＣからＢ−ＩＣに伝達される信号として
は、駆動系の各エラー信号が挙げられる。
Ｂ−ＩＣは、自己が検出したエラー及びＡ−ＩＣから伝
達されたエラー信号を解析してその緊急度を予め定めら
れた基準に従って判断し、緊急度によって５ＴＯＰ信号
、あるいはＰＡＵＳＥ信号を選択してＡ−ＩＣに伝達す
るものである。なお、緊急度が低いエラーは、トナーオ
ーバーフローとトナーロー　及びペーパーエンプティの
各信号が入力された場合であり、他のエラーは緊急度が
高いものとして扱われる。
上記の各制御系、駆動系は、ＡＣｌｏｏＶに接続された
パワーサプライから電源が供給される。パワーサプライ
は、メインスイッチがＯＮされている間、駆動系に対し
てＤ　Ｃ２４Ｖ１　　ドライバーボードに対してＤＣ５
Ｖの電源を供給する。また、パワーサプライと駆動系と
の間には、パワーグツド信号ＰＧＳにより制御されるス
イッチとしてのリレーが設けられ、メインスイッチがＯ
ＦＦされると即座に駆動系の電源が落されるよう構成さ
れている。なお、ＰＧＳにより制御されるスイッチは、
リレーのみでなく、ＦＥＴ等の半導体スイッチであって
もよい。
次に、ヒートローラーの温度制御を、第３図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。
なお、フローチャート中では、ステップをＳ、°゛、定
着温度範囲の下限温度を”　ＴＭ　ＰＲＬ”、同上限温
度を”ＴＭＰＲＵ−待機温度範囲の下限温度を”ＴＭＰ
ＳＬ”、同上限温度を”ＴＭＰＳＵ”と表すものとする
。
ステップ１〜１５は定着温度の設定、ステップ１６〜２
５は待機温度での設定に関する処理である。
メインスイッチがＯＮされると、ステップ１においてヒ
ートローラーの温度が定着温度の上限以下か否かが判断
され、上限温度以下であればステップ２〜７において上
限に達するまで加熱され、あるいはエラー処理に分岐し
、上限温度より高温であればこれらの処理をスキップす
る。
ステップ１で上限温度以下と判断された場合には、ステ
ップ２でヒータをＯＮＬ、ステップ３においてウオーミ
ングアツプ用のリミットタイマーＴＫＯを起動し、ステ
ップ４，５の判定を繰り返し実行する。
上限温度に達する前にタイマーＴＭＯがタイムアツプし
た場合には、ステップ６で定着器が故障であることを示
すフラグを立ててエラー処理に分岐する。
エラー処理は、ヒータ、モータ等をＯＦＦ　Ｌ、、オペ
レーションパネルに故障の表示を行う処理である。
タイマーＴＭＯがタイムアツプする前に上限温度に達す
れば、ステップ７でヒータを０ＦＦＬ、続けて処理が実
行される。
ステップ８では、定着器が準備完了した旨の信号を出力
し、ステップ９で定着状態の最大時間を規定するタイマ
ーＴＭＩを起動する。このタイマーは、定着器を長時間
連続的に定着温度に保つことによるプリンター内の温度
上昇等を避けるために設定される。
ステップ１０〜ステツプ１３では、定着温度の下限以下
となるとヒータをＯＷＬ、上限以上となるとヒータをＯ
ＦＦする。ステップ１４．１５で、最大時間を経過する
か、あるいは印字終了までステップ１０〜１３の動作を
繰り返し、ヒータの温度は定着温度の範囲±５°の間で
昇温、降温を繰り返す。
タイマーＴＭＩがタイムアツプし、あるいはバッファ内
の印字データが全て印字されると、ステップ１６〜１８
でヒートローラーの温度が定着温度の上限以下である場
合には上限以上となるまでヒータをＯＮＬ、−旦定着温
度の上限としてからステップ１９でヒータをＯＦＦする
。これにより、待機温度に降下するまでの時間が長くな
る。待機温度に下がる前に再度定着温度に昇温させる際
には、待機温度に下がってから昇温させるよりも温度差
が小さいためにウオームアツプ時間は短い。従って、降
温の際に上記のような制御を行うことにより、素早くウ
オームアツプできる時間帯を長くすることができる。
ステップ２０では、定着器が準備完了である旨の信号を
ＯＦＦ　Ｌ、ステップ２１〜ステツプ２５のループに入
る。
ステップ２１〜２４では、待機温度の下限以下となると
ヒータをＯＮＬ、上限以上となるとヒータをＯＦＦする
。ステップ２５で、プリント要求ありと判断されるまで
ステップ２１〜２４の動作を繰り返し、ヒータの温度は
待機温度の範囲±５°の間で昇温、降温を繰り返す。
プリント要求が入ると、ステップ１に戻って処理が実行
される。
上記の制御によるヒートローラーの温度変化を示したの
が、第４図のグラフである。
時刻ｔ１でメインスイッチがＯＮされると、ハロゲンラ
ンプがＯＬしてヒートローラーの温度は上昇を開始し、
時刻ｔ２で定着温度の上限に達してハロゲンランプがＯ
ＦＦされる。
時刻ｔ３で定着温度の下限以下となると、再びハロゲン
ランプがＯＷしてヒートローラーの温度は上昇し、以降
定着温度の上限と下限との間で連続的に変化する。
時刻ｔ４で印字が終了すると、ハロゲンランプがＯＮし
てヒートローラーの温度は上昇し、時刻ｔ５で定着温度
の上限以上となり、ハロゲンランプがＯＦＦされる。
ハロゲンランプがＯＦＦすると、ヒートローラーの温度
は下降するが、定着温度に達するまでの時間は比較的長
い。
そして、時刻ｔ６で待機温度の下限以下となるとハロゲ
ンランプがＯＮして昇温し、時刻ｔ７で待機温度の上限
以上となるとＯＦＦ　して降温する。以下、再度印字指
令があるまで待機温度の上限と下限との間で温度制御さ
れる。
これに対して、時刻ｔ４で昇温させずにハロゲンランプ
をＯＦＦさせた場合には、ヒートローラーの温度は図中
に破線で示したように下降し、待機温度の下限に達する
までの時間が短くなってしまう。
［効果コ 以上説明したように、この発明によれば、ヒートローラ
ーの制御温度が高温から低温に切り換えられてから低温
範囲に入るまでの時間、すなわち、短時間でウオームア
ツプすることが可能な時間帯を長くすることができ、低
温設定と高温設定が繰り返し切り換えられる際にも、ウ
オームアツプのためのタイムラグを短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に係るヒートローラーの温度制御装置
が設けられたプリンターの断面図である。 第２図は、実施例に係るプリンターの制御系を示すブロ
ック図である。 第３図は、ヒートローラーの温度制御を示すフローチャ
ートである。 第４図は、 ヒートローラーの温度変化を示すグラ フである。 ３１・・・ヒートローラー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ヒートローラー内に設けられたヒータをＯＮ／ＯＦＦさ
    せる切換手段と、 前記ヒートローラーの設定温度を高温範囲、低温範囲か
    ら選択して設定する温度選択手段と、前記ヒートローラ
    ーの温度が前記温度選択手段により選択された設定温度
    の範囲内にあるよう前記切換手段を制御すると共に、前
    記温度選択手段により設定温度が高温範囲から低温範囲
    に切り換えられた際に、前記ヒートローラーの温度が高
    温範囲の上限に達した後に降温させるよう前記切換手段
    を制御する制御手段とを有することを特徴とするヒート
    ローラーの温度制御装置。
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