JPH06103420B2

JPH06103420B2 - 加熱定着ロ−ラの温度制御装置

Info

Publication number: JPH06103420B2
Application number: JP59281544A
Authority: JP
Inventors: 昌史藤田
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPS61156079A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複写機や各種のプリンタ等において、記録紙
上に画像を定着させる加熱定着ローラの温度制御装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、上述した定着ローラの温度制御装置においては、
ヒータの作動制御手段は以下に示すように構成されてい
た。

つまり、サーミスタ等の表面温度検出手段によって検出
された表面温度が、設定温度以上になれば、定着ローラ
に内蔵したヒータの作動を停止させ、一方、検出された
表面温度が設定温度以下になれば、ヒータの作動を開始
させるようにしたものである。そして、定着ローラの表
面温度が高温になりすぎた場合には、潤滑オイルが発煙
したり定着ローラが破損されたりする事故が、また、表
面温度が低温になりすぎた場合には、トナーのオフセッ
トが生じ、定着不良が起きたり定着ローラの表面が傷つ
いたりする事故が発生する虞れがあるので、表面温度の
上限値と下限値とを設け、表面温度がそれら限度値を越
えれば、異常と判断して各機器の作動を停止させるよう
に構成したのである（特に文献はない）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来構成による場合には、次のような
問題のある現状であり、改善の余地があった。

つまり、記録紙が通過する事による温度低下等を考慮し
て、それら表面温度の上限値と下限値との間の通常動作
範囲は、比較的広い範囲になるように設定されている。
従って、もし仮にヒータに対する制御が正常に行われて
おらずにヒータの作動状態が変化しなかった場合等に
は、定着ローラの表面温度が設定温度から外れた時点で
はその事を判別することができず、異常状態の検出が遅
れがちになる虞れがあった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、加熱定着ローラの表
面温度の制御をより精度よく行って、上述したようなト
ラブルが発生しないようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による加熱定着ローラの温度制御装置の特徴構成
は、熱溶融性インクを付着させた記録紙を加熱すること
によりこの記録紙上にインクを定着させる加熱定着ロー
ラを備え、このローラの表面温度を検出する手段、及
び、この表面温度検出手段による検出の結果、前記ロー
ラの表面温度が所定の温度を超えたとき、このローラを
加熱するヒータの点灯状態を変更する作動制御手段を設
けた加熱定着ローラの温度制御装置において、所定時間
を計時するとともに、前記作動制御手段によってヒータ
の点灯状態が変更される度にリセットされる計時手段
と、前記ヒータの点灯状態の変更時の表面温度と計時手
段による所定時間計時後の表面温度とを比較する比較手
段と、比較手段による比較結果に基づいて前記ヒータの
作動が異常であると判断するヒータ作動異常検出手段と
を備えたことにある。

〔作用〕

つまり、例えば、ヒータを作動すべく制御している状態
において、ヒータの断線等に起因して一定時間内に温度
上昇が見られない場合、或いは、ヒータの作動を停止す
べく制御している状態において、制御が正常に行われず
に一定時間内に温度下降が見られない場合に、夫々、ヒ
ータの作動が異常であると判断するのである。従って、
仮にヒータ自身や制御動作に異常がある場合には、ヒー
タの表面温度が異常状態になる以前に、温度変化率の異
常をもって、ヒータ作動の異常を検出できるのである。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明による加熱定着ローラの温度制御装置を
適用した、プリンタ等における加熱式定着装置を示して
いる。

（１）は加熱定着ローラであり、内蔵したヒータ（２）
により熱せられる。この加熱定着ローラ（１）の周面に
摺接する状態で、今１つの定着ローラ（３）が設けられ
ている。このローラ（３）には、オイル規制ブレード
（４）及び定着オイル塗布ローラ（６）が摺接してお
り、塗布フェルト（５）の毛細管現象でオイル槽（７）
から吸い上げられた定着オイルを、塗布ローラ（６）に
よって定着ローラ（３）の表面に塗布するとともに、規
制ブレード（４）によって全面に一様に伸展するように
なっている。そして、両ローラ（１），（３）の間に、
熱溶融性インクを付着させた記録紙を挟持通過させ、加
熱定着ローラ（１）による加熱で、このインクを溶融さ
せて記録紙上に定着させるように構成されている。

定着後の記録紙は、加熱定着ローラ（１）に摺接する分
離爪（９）によって、このローラ（１）から分離されて
定着装置外に送り出される。一方、両ローラ（１），
（３）の表面に付着したトナーは、夫々両ローラ
（１），（３）に摺接するクリーニングローラ（10）と
クリーニングブレード（８）とによって掻き落とされる
ようになっている。

また、加熱定着ローラ（１）の表面には、その表面温度
の検出手段の一例としてのサーミスタ（11）が摺接して
おり、このサーミスタ（11）からの検出表面温度情報に
基づいて、後述するように、ヒータの作動を制御するよ
うに構成されている。尚、図中（12）は、温度ヒューズ
である。

次にヒータ（２）の作動制御について説明する。

第２図は制御手段の一例として主要部をマイクロコンピ
ュータ（Ｃ）から構成した制御装置のブロック図であ
る。サーミスタ（11）は抵抗（Ｒ）と直列に接続されて
おり、直流の電源電圧（Vcc）を両者で分圧している。
そして、この分圧値（Vd）がAD変換器（13）及びI/Oイ
ンターフェース（14）を介してマイクロコンピュータ
（Ｃ）のCPU（15）に入力されている。マイクロコンピ
ュータ（Ｃ）のROM（16）内には、後述する温度制御の
プログラムの他、各機器のシーケンスプログラム、並び
に、サーミスタ（11）からAD変換されて入力される電圧
値（ｄ）と温度との対照テーブル等が記憶されている。
マイクロコンピュータ（Ｃ）は、他に、データを格納す
るRAM（17）、及び、独立した３つのタイマ（Ａ）〜
（Ｃ）を備えている。

タイマ（Ａ）は、ヒータ（２）の作動停止とともにスタ
ートされ、加熱定着ローラ（１）の表面温度が下降する
時の温度変化率を求めるに足る時間後に、タイムアップ
するように設定されている。タイマ（Ｂ）は、ヒータ
（２）の作動開始とともにスタートされ、加熱定着ロー
ラ（１）の表面温度が上昇する時の温度変化率を求める
に足る時間後、タイムアップするように設定されてい
る。また、タイマ（Ｃ）のタイムアップ時間は、ローラ
（１）の表面温度のサンプリング時間に等しく設定され
ている。

加熱定着ローラ（１）には熱容量があり、ヒータ（２）
からの熱の伝達に時間がかかる。従って、ヒータ（２）
が作動状態から停止されても、ローラ（１）の表面温度
は一旦上昇してから下降を開始する。また、ヒータ
（２）が停止状態から作動された場合も、ローラ（１）
の表面温度は一旦下降してから上昇を開始する。そこ
で、タイマ（Ａ）とタイマ（Ｂ）とのタイムアップ時間
は、それらの条件に見合って設定されている。

一方、I/Oインターフェース（14）からは、ヒータ
（２）に対する制御信号（S₁）が出力され、ヒータ駆動
部（15）に入力される。ヒータ駆動部（15）では、電源
同期信号（S₂）によって零クロス信号を作り、この信号
と制御信号（S₁）とによって、トライアック（16）の状
態を切り替え、ヒータ（２）の作動と停止とを行う。図
中（V_A）はヒータ（２）に対する電源である。

上述の構成を持ったヒータ（２）の制御装置による制御
動作を、第３図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。

プリンタのメインスイッチが閉成され、記録可能状態に
おいて、ヒータ制御のルーチンは常に作動している。

まず、初期設定を行う。ここでは、ヒータ（２）を作動
停止させ、この時のサーミスタ（11）からAD変換された
サーミスタ値（ｄ）（以後、単にサーミスタ値（ｄ）と
称する）を、メモリ（Ｍ）内で、（d₁）としてストア
し、タイマ（Ａ）をスタートさせる（＃０）。

通常の制御状態において、まず、サーミスタ値（ｄ）を
読み込み（＃１）、与め設定した温度に対応するサーミ
スタ値（d₀）と比較する（＃２）。測定サーミスタ値
（ｄ）が設定サーミスタ値（d₀）よりも小さければ、即
ち、加熱定着ローラ（１）の表面温度が設定温度よりも
高ければ、ヒータ（２）が作動状態かどうか判別する
（＃３）。ヒータ（２）が作動状態であれば作動を停止
させ（＃４）、続いてタイマ（Ｂ）をストップするとと
もに（＃５）、タイマ（Ａ）をスタートさせる（＃
６）。また、この時のサーミスタ値（ｄ）を（d₁）とし
てストアする（＃７）。その後、タイマ（Ｃ）をスター
トし（＃８）、タイムアップを待って（＃９）次のサン
プリングを行う。この間に、他の機器の制御が行われ
る。

前回のサンプリング時にヒータ（２）を作動停止したこ
とで、このサンプリング時には、（＃３）のステップで
の判別によって、（＃10）のステップへ移る。タイマ
（Ａ）がタイムアップしていなければ再度サンプリング
を行い、タイマ（Ａ）がタイムアップした時点で、その
時のサーミスタ値（ｄ）とメモリ内にあるヒータ作動停
止時のサーミスタ値（d₁）とを比較する（＃11）。検出
サーミスタ値（ｄ）がメモリ（Ｍ）内のサーミスタ値
（d₁）よりも大きければ、即ち、ローラ（１）の表面温
度が下降していれば、正常な動作と判断して、タイマ
（Ａ）をリセットし、サンプリングを続行する。

一方、（＃11）のステップで、検出サーミスタ値（ｄ）
がメモリ（Ｍ）内のサーミスタ（d₁）よりも小さけれ
ば、即ち、ローラ（１）の表面温度が上昇すれば、何ら
かの異常が発生したと判断し、ヒータ（２）を作動停止
するとともに（＃12）、その他の出力を全て“OFF"にし
た後（＃13）、エラー表示する（＃14）。

また、（＃２）のステップで、検出サーミスタ値（ｄ）
が設定サーミスタ値（d₀）よりも大きければ、即ち、ロ
ーラ（１）の表面温度が設定温度よりも低ければ、ヒー
タ（２）が作動停止状態かどうかを判別する（＃15）。
ヒータ（２）が停止状態であれば作動を開始させ（＃1
6）、続いてタイマ（Ａ）をストップするとともに（＃1
7）、タイマ（Ｂ）をスタートさせる（＃18）。また、
この時のサーミスタ値（ｄ）を（d₂）としてストアする
（＃19）。その後、タイマ（Ｃ）のタイムアップを待っ
て、次のサンプリングを行う（＃8,9）。

前回のサンプリング時にヒータ（２）を作動開始したこ
とで、このサンプリング時には、（＃15）のステップで
の判別によって、（＃20）のステップへ移る。タイマ
（Ｂ）がタイムアップしていなければ再度サンプリング
を行い、タイマ（Ｂ）がタイムアップした時点で、その
時のサーミスタ値（ｄ）とメモリ内にあるヒータ作動開
始時のサーミスタ値（d₂）とを比較する（＃21）。検出
サーミスタ値（ｄ）がメモリ（Ｍ）内のサーミスタ値
（d₂）よりも小さければ、即ち、ローラ（１）の表面温
度が上昇していれば、正常な動作と判断して、タイマ
（Ｂ）をリセットし、サンプリングを続行する。

一方、（＃21）のステップで、検出サーミスタ値（ｄ）
がメモリ（Ｍ）内のサーミスタ値（ｄ）よりも大きけれ
ば、即ち、ローラ（１）の表面温度が下降すれば、何ら
かの異常が発生したと判断し、ヒータ（２）を作動停止
するとともに（＃22）、その他の出力を全て“OFF"にし
た後（＃23）、エラー表示する（＃24）。

尚、タイマ（Ｃ）がスタートしてからタイムアップする
までの時間、即ちサンプリング間隔は、タイマ（Ａ）又
はタイマ（Ｂ）がスタートしてからタイムアップするま
での時間よりも小に設定されており、定着待機時等にお
いては、設定温度の近辺で、ヒータ（２）を作動させる
ルーチン（＃15〜＃19,＃15〜＃20）と、ヒータ（２）
を停止させるルーチン（＃３〜＃7,＃３〜＃10）とを交
互に行っている。そのため、記録紙を通過させたりし
て、一時的にローラ（２）の表面温度が下降する場合等
の他は両タイマ（Ａ），（Ｂ）はタイムアップすること
がなく、ヒータ（２）の作動状態が変化する毎に両タイ
マ（Ａ），（Ｂ）は夫々クリアされるものである（＃5,
＃17）。

上述した実施例では、単に、一定時間経過後のサーミス
タ値（ｄ）と、作動状態が変化した時点のサーミスタ値
（d₁）又は（d₂）とを比較し、その結果に基づいて、ヒ
ータ作動が異常であるか否かを判別するようにしている
が、この判断は、例えば、正常時の温度変化曲線の回帰
関数を求めておき、この関数に対する偏差を取る等の方
式で行ってもよく、種々の方式での判断が可能である。

先の実施例で用いたサーミスタ（11）に替えて、水晶温
度センサを用いてAD変換器を省略する事もでき、それら
を表面温度検出手段（11）と称する。

本発明は、プリンタの他、複写機等において、加熱する
ことで記録紙上にインクを定着させる加熱定着ローラに
対して適用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明による加熱定着ローラの
温度制御装置は、ローラの表面温度が所定の温度に達す
るとヒータの点灯状態を切り換えるものであって、一定
時間以上ヒータの点灯状態が継続しているか判断した上
でこの一定時間前後のローラの表面温度の変化を測定す
ることによって異常を検出するものである。従って、仮
にヒータに異常が生じたときでも、ローラの表面温度が
設定温度を大きく超える前に確実に異常を検出して対処
できるようになった。また、ヒータの点灯中だけでなく
消灯中においてもヒータの異常を検出することができる
ので、ヒータがどのような点灯状態にあっても、この検
出結果に基づいて使用者がヒータの停止操作を行った
り、あるいは、ヒータの作動を自動的に停止させたりす
ることによって、ローラの表面温度が高温になり過ぎて
潤滑オイルの発煙や加熱定着ローラの破損を来したり、
逆に、ローラの表面温度が低温になり過ぎてトナーのオ
フセットによる定着不良が生じたりするトラブルを未然
に防止できるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる加熱定着ローラの温度制御装置の
実施例を示し、第１図は加熱式定着装置の概略断面図、
第２図は制御装置のブロック図、第３図はヒータの温度
制御を示すフローチャートである。（１）……加熱定着ローラ、（２）……ヒータ、（11）
……温度検出手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱溶融性インクを付着させた記録紙を加熱
することによりこの記録紙上にインクを定着させる加熱
定着ローラを備え、このローラの表面温度を検出する手
段、及び、この表面温度検出手段による検出の結果、前
記ローラの表面温度が所定の温度を超えたとき、このロ
ーラを加熱するヒータの点灯状態を変更する作動制御手
段を設けた加熱定着ローラの温度制御装置において、所定時間を計時するとともに、前記作動制御手段によっ
てヒータの点灯状態が変更される度にリセットされる計
時手段と、前記ヒータの点灯状態の変更時の表面温度と計時手段に
よる所定時間計時後の表面温度とを比較する比較手段
と、比較手段による比較結果に基づいて前記ヒータの作動が
異常であると判断するヒータ作動異常検出手段とを備えたことを特徴とする加熱定着ローラの温度制御装
置。