JPH0333881A - 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、熱定着ローラの表面温度を検知する温度検出
手段よりの検知信号に基づいて機内空気排気手段を駆動
制御可能に構成した電子写真装置に関する。

「従来の技術」 従来より例えばヒータが組込まれ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、かかる制御方式を採用しても
前記ローラ対は最大記録紙挿通幅に対応させて軸長に形
成されている為に、軸方向に沿って温度分布の変化が生
じ易い。

特に近年においては装置全体の小型化に対応させて定着
ローラ対の小径化と薄肉化を図っている為に、定着ロー
ラ対自体の蓄積熱容量が低下し、僅かな熱平衡をくずす
要因により温度分布が大きく変動してしまう場合がある
。

その第１が排気ファンによる影響である。

一般に前記定着器が組込まれた電子写真装置の場合は、
前記定着器やモータの複写熱若しくはオゾン除去を図る
為に排気ファンを取付けている場合が多く、そして該排
気ファンを都動させると、その設置位置によっても微妙
に異なるが一般的には相対的に熱容量の小さい（若しく
は軸端側の部材により奪熱され易い）定着ローラ対軸端
側の温度低下が大きくなる。

その第２が記録紙の通紙による影響である。

即ち熱定着動作を行う為に前記定着ローラ対間に記録紙
が挿通されるが該記録紙はローラの軸端側には挿通され
ず、この為記録紙の通紙により定着ローラ中心側のみが
奪熱されて必然的に軸端側の加熱温度が上がり易い。

この為通常の定着器の温度制御においては前記通紙され
る部位の表面温度を検知し温度制御を行っているがこの
ような構成を取ると、必然的に軸端側の加熱温度が設定
温度より高くなり熱劣化等が生じ易い。

この為、定着動作中は前記排気ファンの影響による奪熱
分布と記録紙の通紙による奪熱量を効果的に組み合わせ
てローラ軸方向における温度分布の変動の抑制と熱劣化
を防いでいるが、制御状態が定着動作から待機状態（非
通紙状態）に移行した場合は排気ファンのみの影響とな
り、この為定着ローラ対の軸端側の温度低下が生じ易く
、この状態で待機温度の制御を行った後再度定着温度ま
で立ち上げた場合には前記軸端側の温度低下に起因して
軸方向に均一な温度分布が速やかに得る事が出来ず、結
果として定着不良等を生じてしまう場合がある。

かかる欠点を解消する事を目的とする技術は特に開示さ
れていないが、本発明に類似する技術として、待機状態
への移行と対応させて前記排気ファンの回転を停止させ
たり（特公昭８１−２９５０７号）、又排気ファンの風
量を低下させたり（実開昭５７−１４８５８号）、又前
記排気ファンの給電を０Ｎ１０ＦＦ　Ｌ、て断続運転さ
せる（特開昭８３−１７３０７２号）技術等が開示され
ている。

「発明が解決しようとする課題」 かかる技術によれば排気ファンに起因する吸熱量を低下
若しくは停止させて待機状態に対応させた吸熱量を得、
これにより前記欠点の抑制を図る事が可能であるが、待
機状態に付与される熱エネルギーは環境温度によって左
右されるものである為に、いわゆる機内温度の吸熱量を
一律に低下若しくは伴出させても必ずしも精度よい温度
分布が得られるとは限らず、特に排気ファンの運転を停
止ヒする構成を取ると機内温度上昇を防ぐ為に待機時の
ローラ温度をより低くせねばならず、結果として立ち上
げ時間がその分長くなってしまう為に、プリント等の高
速化に対応出来ず、且つオーバシュート等が発生し易く
なる為に、精度よい温度制御が困難になる。

一方定着動作時において前記ローラの通紙部位は紙幅サ
イズによって変動する為に定着動作終了時点におけるロ
ーラ軸方向の熱分布は必ずしも一定ではなく、この為前
記した一律の吸熱方法では待機状態に移行後も尚前記熱
分布の偏在が残存してしまう場合がある。そして前記し
たようにプリント速度の高速化に対応して熱源としての
ヒータの供給熱量も大になっている現況下では前記熱分
布の偏在は更に大きくなり定着動作復帰時において大き
な問題として一層顕在化している。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、定着ローラ軸方
向の温度分布の変動を精度よく補償し、はぼ均等な温度
分布で温度制御を可能にするとともに、他の制御状態へ
復帰及び移行させる場合においても温度分布変動が生じ
る事なく迅速且つ高精度の移行が可能な温度制御方法を
提供する事を目的とする。

又本発明の他の目的は排気ファンその他の排気手段の駆
動制御のみならず異常検知をも可能な温度制御方法を提
供する事にある。

「課題を解決する為の手段」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、■熱定着ロ
ーラの軸方向の中央部から外れた通紙幅域内に位置する
任意の検知位置における時系列的温度変化を検知する点
、 尚、前記通紙幅域は最少サイズの記録紙の幅域である点 （彩前記温度変化が、定着動作終了後待機状態へ移行す
る過程若しくは待機状態から定着状態へ移行する過程に
おける所定時間幅の温度変化を検知する点。

この場合好ましくは切り替え直後の温度差を検知する事
なく所定時間幅経過後における時系列的温度変化量を検
知するのがよい。

■前記温度変化量に基づいて前記移行後の制御状態にお
ける排気手段の駆動種類の選択、即ち具体的には運転停
止、連続／断続運転、その断続運転間隔の選択若しくは
選択的な回転数の可変、更には必要に応じて温度制御状
態の異常の有無の判定を行う点 を特徴とするものである。

「作用」 例えば、定着動作終了後待機状態へ移行する過程におい
ては、排気ファンは定着動作中と同等の風贋で奪熱され
ている為に、熱定着ローラは急速に温度低下がなされ、
且つその低下量は軸端側に進む程大きくなる。

又前記移行過程中においては通紙がされない八に、その
低下量は前記排気ファンと環境温度等の常態的な奪熱量
のみとなり、従ってその温度低下分のバラツキは、その
後の待機状態移行後における奪熱量とほぼ比例する事と
なる。

従って前記移行過程中における所定時間幅における温度
低下量（温度低下勾配）に合わせて、待機状態移行後に
おける排気ファンの駆動制御を行えばよい。

一方定着動作終了時点においては通紙がされている個所
とされていない個所では温度分布に差があるが、通紙幅
域内であればそのローラ検知温度はほぼ一定（に制御さ
れている）である。

従って前記通紙幅域内で且つ排気ファンの影響が最も出
易い部位における温度低下量を測定すれば精度よい測定
が可能となる事が理解出来る。

しかしながら定着動作終了直後においては、最後に通紙
された記録紙の影響（反動）により制御温度がパラツク
事が従来より理解されている。

そこで本発明は前記定着動作終了直後に時間幅を設定す
る事なく前記終了直後より所定時間経過後の安定した時
点での時間幅を設定し、これによりより精度よい測定を
可能にしている。

更に本発明は前記温度低下量に基づいてアナログ的に排
気手段の駆動制御を行うのではなく、前記低下量をデジ
タル化してその数値に基づいて前もって設定された運転
停止、連続／断続運転、その断続運転間隔の選択、若し
くは回転数の選択を行えばよく、又前記デジタル数値が
正常の範囲を越えていた場合には温度制御状態が異常で
あると判定する事も可能である。

「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
を示す概略ブロー２り図で、その構成を簡単に説明する
と、１は互いに同期して回転する加圧ローラｔｂと加熱
ローラｌａからなる熱定着器でその加熱ローラｌａ内部
に軸線方向に泊ってヒータ１０城の最も端側に位置する
ローラ１ａ表面上には温度検知手段２を近接配置すると
ともに、該検知手段２よりの検知温度に対応する検知信
号を温度制御手段３とＡ−Ｄ変換回路５に夫々入力して
いる。

温度制御手段３は前記検知電圧と温度切換制御手段１１
から定着若しくは待機温度に対応する基準電圧を入力し
、両信号の差電圧に基づいて比例的にパルス幅等を変化
させたパルス若しくは連続通電信号を生成する回路で、
該パルス信号等をＣＰＵ８とソリッドステートリレー５
ＳＲ４に送信し、後記する所定の制御を行わせしめる。

ソリッドステートリレー５ＳＲ４は、前記パルス信号等
に基づいて内蔵するゼロクロス回路を作動させ、前記パ
ルス信号のパルス幅若しくは連続通電信号に対応した電
源電力をヒータ１０に付与し、その加熱制御を行う。

Ａ−Ｄ変換回路５は実体的にはＣＰＵａ内に実装されて
おり、温度検知手段２からの検知電圧を入力し、ＣＰＵ
８からのタイミングクロックに基づいて前記検知電圧を
デイシイタル量に変換した後そのデジタル値をＣＰＵ８
に送信するとともに内部保持を行う。

６はＣＰＵＢ内に実装されているタイマでＣＰＵ８から
計時するタイマデータをタイマスタート信号が到来した
時点で内部に一時記憶し。

クロックにより前記タイマデータに基づき計時を行い計
時終了になるとカウントアツプ信号を前記ＣＰＵ８に出
力する。

７は排気ファン駆動回路で、後記するＣＰＵ８からの選
択信号に基づいて排気ファン９を駆動制御する。

排気ファン９は加熱ローラ１ａの軸線方向のほぼ延長線
上に配置されている。

温度切換制御手段２はＣＰＵ８よりの定着／待機状態切
換信号に基づいて対応する各基準電圧を温度制御手段３
側に送信する。

次にかかる実施例に基づく動作手順を第２図（ａ）（ｂ
）のフローチャート図に基づいて説明する。

先づ定着動作が終了するとＣＰＵ８より待機用切換信号
を温度切換制御手段Ｕに送信する事により、温度制御手
段３へ入力される基準電圧を切替え、待機制御動作に移
行するとともに（ＳＴＥＰ　ｌ　）タイマデータＡをタ
イマ６に出力してクロックカウントを開始する。　（Ｓ
ＴＥＰ　２　）そして前記カウント中に定着指令信号が
あった場合は、Ｂに移行しく５ＴＥＰ　３　）一方前記
指令信号がなかった場合は、タイマデータＢをタイマ６
に出力した後（ＳＴＥＰ　４　）　、タイマデータＡの
カウントアツプ時に、その時の検知電圧に対応するデジ
タル数値をＣＰＵ８に一時記憶するとともにタイマデー
タＢのクロックカウントを開始しく５ＴＥＰ　５　）　
、そのカウントデー２ブ時に、その時の検知電圧に対応
するデジタル数値をＣＰＵ８に一時記憶しく５ＴＥＰ　
１３　）　、該ＣＰＵａ内で（１’ｏ−ＴＩ）を演算し
てその差信号を一時記憶する（ＳＴＥＰ　７　）　。

そして前記動作中に定着指令信号があった場合はＢに移
行しく５ＴＥＰ　３　）　、前記指令信号がなかった場
合はＣに移行し、前記差信号に基づいてＣＰＵａ内で排
気ファン９の駆動と異常の有無の判定動作を行う。

次に前記駆動選択動作等に詳細に説明するに、例えばＣ
ＰＵｅ内には第３図に示すようなアルゴリズム表が予め
用意されており、該アルゴリズム表に基づいて、 先ず前記差信号（温度差）が余りに大きい場合は、ロー
ラ劣化等により蓄熱性能が大輻に低下した場合であり、
この場合は、定着不良が生じてしまうので異常と判断し
信頼性ルーチンへ移行する（ＳＴＥＰ　１１）　。

又前記差信号がＯか逆にマイナスの場合にはサーミスタ
等の温度制御回路又はファンのいずれかが攻障であると
推定される為にこの場合にも異常と判断するとともにア
ラームを鳴らす（ＳＴＥＰ　＋２）　。

前記差信号が小さい（Ｓ＜ＴＨ）場合には連続排気ＦＬ
Ｌを継続するが設定温度等に問題がある為に安全対策ル
ーチンに移行し、待機基準温度等を下げたり基準パルス
幅を変更する等の対策を取る。　　（５ＴＥＰ　　１３
） 更に前記差信号がＴＨ＜Ｓ＜ＴＧである場合には運転時
間の方が長い大排気断続運転ＦＬに移行する（ＳＴＥＰ
　１４）　、以下前記差信号がＴＯ＜Ｓ　＜ＴＦである
場合には運転時間と停止時間が５：５の中排気断続運転
ＦＭに（ＳＴＥＰ　１５）　、又前記差信号がＴＦ＜Ｓ
　＜ＴＥである場合には停止時間かの長い小排気断続徂
転に夫々移行する。　（ＳＴＥＰ　１８）又着信号がＴ
Ｅ＜Ｓ　＜ＴＯである場合は排気ファン９を停止する。

　（ＳＴＥＰ　１？） そして前記夫々の選択した駆動状態で排気ファン９を駆
動しながら待機温度制御を行う事により温度分布がほぼ
均一なで待機温度制御を行う事が出来る。

そして前記待機時に定着指令信号があった場合は、ＣＰ
Ｕ８よりの定着用切換信号に基づいて定着制御状態に切
り替え（ＳＴＥＰ　１８）　、　　ヒータｌＯが全通電
加熱温度域から比例温度域に切換わった時点で、再度排
気ファン８の連続加熱を行い、定着温度の制御の円滑化
を図る。　（ＳＴＥＰ　１９）「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、排気手段に起因する
定着ローラ軸方向の温度分布の変動を精度よく補償し、
はぼ均等な温度分布で待機若しくは温度に移行し得、こ
れにより精度よく定着温度への復帰若しくは雑持が可能
な温度制御方法を得る事が出来る。

又本発明は前記排気手段の適切な駆動制御のみならず異
常検知をも可能となり、その実用的価値は極めて大きい
。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る熱定着器の温度制御回路
を示す概略ブロック図、第２図（ａ）（ｂ）はそのフロ
ーチャート図、第３図は定着ローラの温度分布変化に対
応する判定基準を示す作用図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱定着ローラ周囲の雰囲気熱が排気可能な排気手段
   を具えたローラ型熱定着器の温度制御方法において、 熱定着ローラの軸方向の中央部から外れた通紙幅域内に
   位置する任意の検知位置の、 定着動作終了後待機状態へ移行する過程若しくは待機状
   態から定着状態へ移行する過程における所定時間幅の温
   度変化を検知し、 該検知した温度変化量に基づいて前記移行後の制御状態
   における排気手段の駆動制御を行う事を特徴とする熱定
   着器の温度制御方法 ２）少なくとも切り替え直後の温度差を検知する事なく
   所定時間幅経過後における時系列的温度変化量を検知す
   るようにした請求項１）記載の熱定着器の温度制御方法 ３）前記温度変化量に基づいて前記移行後の制御状態に
   おける排気手段の駆動種類の選択とともに温度制御動作
   の異常の有無の判定を行う事を特徴とする請求項１）記
   載の熱定着器の温度制御方法