JPH0614230B2 - 画像形成装置の定着器における温度制御装置 - Google Patents

画像形成装置の定着器における温度制御装置

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JPH0614230B2
JPH0614230B2 JP57145828A JP14582882A JPH0614230B2 JP H0614230 B2 JPH0614230 B2 JP H0614230B2 JP 57145828 A JP57145828 A JP 57145828A JP 14582882 A JP14582882 A JP 14582882A JP H0614230 B2 JPH0614230 B2 JP H0614230B2
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temperature
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    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fixing For Electrophotography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写機、レーザ・ビーム・プリンタ等
の記録装置における定着器の温度制御装置に関する。
従来複写機等の定着器においては、加熱定着器や、圧力
定着器に加熱手段を設けたもの或いは、加熱定着器に別
の加熱手段を付加するもの等が提案されている。
このような定着器では画像形成上、未定着画像に接する
加熱体や未着画像に対して近接する発熱体に対して温度
検知素子を設けて温度制御を行うのが通常である。しか
しながら、その温度制御は温度検知素子、例えばサーミ
スタの抵抗値の変化によつてのみ行われるためにサーミ
スタの断線とかサーミスタの温度検知特性の変化に左右
され所定の温度に対する上下の温度差(バラツキ)が大
きくなるという欠点がある。これを防止するために一定
時間経過後の抵抗値が規定値より大きいか小さいかを判
断し制御する方法は知られているが、環境変化や検知時
期のずれ等の問題からあまり好ましい温度制御はなされ
ていない。
さらにこの種の温度制御では、発熱体の温度変化率が大
きい場合や加熱源の出力が大きい場合には特に検知信号
に対して時間的な遅れ現象がより大きくなり、過熱状態
を引きおこしたり、設定温度を大きく下回る状態を引き
起こす欠点がある。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、簡単な構成で、画
像形成時のいかなる温度に対しても、適切な定着可能温
度への温度制御を行うことにより、画像形成装置の定着
器の過熱現象であるオーバシュートを防止しつつ、定着
可能温度までの加熱時間を短縮することができる温度制
御装置を提供することである。
すなわち、本発明は、画像形成装置の定着器を加熱する
熱源(実施例のハロゲンヒータ104(第2−1図)に対
応する)と、前記定着器の近傍温度を検出する検出手段
(実施例のサーミスタ103(第2−1図)に対応する)
と、前記検出手段による検出温度が定着温度になるよう
に前記熱源への供給電力を制御する制御手段であつて、
前記熱源への通電開始時及び前記熱源への供給電力の制
御中の双方における前記検出手段の検出温度に応じて前
記熱源への供給電力を制御する制御手段(実施例のマイ
クロコンピュータ100(第2−1図)に対応する)とを
有し、前記制御手段は、通電開始から所定の電力を前記
熱源に供給させ、前記熱源への供給電力の制御中の前記
検出手段による検出温度が所定の設定温度になつた時に
前記熱源への供給電力を前記所定の電力よりも小さい電
力に変更する手段と、前記熱源への通電開始時の前記検
出手段の検出温度に応じて前記所定の設定温度を決定す
る手段とを備えることを特徴とするものである。
以下本発明の実施例を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明が適用できる複写機の断面図である。図
において1は透明部材よりなる原稿載置台で、矢印方向
に往復動する。2は短焦点小径結像素子アレイであり、
原稿載置台1上に置かれた原稿の光源2aによる反射原
稿像は、このアレイ2によつて感光ドラム3上にスリツ
ト露光される。また4は帯電器であり、感光ドラム3上
に一様に帯電を行う。一様に帯電されたドラム3は素子
アレイ2によつて画像露光が行なわれ、原稿像に応じた
静電画像が形成される。次に現像装置5により、この静
電画像は顕像化される。一方手差し台6a上から手差し
給送される転写紙pは、転写紙pが手差しされたことを
検知する検知手段6bからの検知信号を受けて回転する
給送ローラ6と感光ドラム3上の画像が該転写紙上の適
正位置に来るようタイミングをとつて回転するレジスト
ローラ7によつてドラム3上に送り込まれる。そして次
に、転写帯電器8によつて感光ドラム3上のトナー像が
転写紙p上に転写される。その後、分離手段8aによつ
てドラム3から分離された転写紙pは、ガイド9によつ
て定着装置10に導かれ、転写紙p上のトナー像がハロゲ
ンヒータHを内蔵した定着ローラ10aにより定着され
た後に排紙ローラ11によりトレイ12上に排出される。な
おTH1は定着ローラ10aの表面温度を検知するための
サーミスタ、8bはクリーニング手段、8cは冷却フア
ンである。
さて本実施例複写機は、転写紙を一枚だけ給送可能な手
差し給送装置を内蔵しているが、コピー使用量の増大等
で多数枚の転写紙を連続的にコピーする場合には、複写
機本体c下部にアタツチメント13を接続することによつ
て、カセツト14による連続給送が可能となる。
定着装置10は内部にハロゲンヒータHを有する定着ロ
ーラ10aと定着ローラ10aに圧接する加圧ローラより成
る。この定着ローラ10aは金属ローラの表面に4弗化エ
チレン樹脂被覆層を設けた構成となつている。又、加圧
ローラ10bは中心軸となる芯金にスポンジ層を接着しさ
らにその上に弾性被覆層を設けた構成となつている。こ
の定着ローラ10aの周囲に接触型のサーミスタTHが定
着ローラ表面温度を検出するべく設けられている。
第2−1図は、本発明による温度制御装置の制御部を示
すブロツク図である。100はROM,RAM等を内蔵し
た周知のワンチツプ・マイクロコンピユータで、8ビツ
トのA/Dコンバータを内蔵しており、例えばテキサス
インストルメント社のTMS2300により構成され
る。101はトランス110、ダイオード111,112により構成
された全波整流回路、102は全波整流回路101からの出力
信号を反転増幅するための反転増幅回路である。103は
定着ローラの温度を検知するためのサーミスタで第1図
のTHに相当する。104は定着ローラを加熱するための
ハロゲンヒータHの駆動回路、105はハロゲンヒータ
駆動回路104を駆動するためのドライバである。
マイクロコンピュータ100のアナログ入力端子Aには
サーミスタ103からの温度検知信号が入力しており、デ
イジタル変換され、この値に基づき後述する如き温度制
御が行われる。又、割込端子には、全波整流回路101、
反転増幅回路102と介して交流電源のゼロクロスポイン
ト付近で論理レベル“H”となるパルス信号が入力し、
マイクロコンピュータ100が割込可能状態になつている
場合、このパルス信号の立上りで割込プログラムが実行
される。尚、全波整流回路102,反転増幅回路103の出力
信号B,Cの波形を第3図に示す。又、出力ポートR
にはドライバ105を介してハロゲンヒータ駆動回路104が
接続されている。ハロゲンヒータ駆動回路104の具体的
な構成は第2−2図に示す如き構成であり、ドライバ10
5からの信号がホトカブラ113に入力し、ホトカプラ113
のオンによりトライアツク114が導通し、ハロゲンヒー
タHにAC100V供給される。
尚、第2−1図には図示していない、マイクロコンピュ
ータ100の他の入力ポートにはジヤム手差し検知等種々
のセンサ、キー等からの信号が入力する。又、出力ポー
トからは、露光ランプ、給紙ローラ、光学系、表示等複
写装置各部の制御信号が出力される。
又、抵抗R,R,Rはサーミスタ103からの温度
検知信号をA/D変換するための基準となる電圧を設定
するものである。入力ポートAに入力する温度検知信
号は次の様にしてA/D変換される。ポートAに入力
する電圧値をx(V)とし、マイクロコンピュータ100のポ
ートI,Iに設定される基準電圧をVASS,V
REFとすると、 (VASS−VREF)/255=a (x−VREF)/a=b とし、bをヘキスコード変換して求められた値がアナロ
グ入力x(V)におけるデイジタル値となる。本実施例では
サーミスタ断線状態におけるA/D値がFFに、シヨー
ト状態におけるA/D値が00となる様構成されてい
る。この様に温度検知信号をA/D変換することにより
幅広く温度レベルを読み込むことが可能となる。
第4−1〜4−3図は本発明の一実施例を示すフローチ
ヤートである。この例では、電源投入時(ヒータへの通
電開始時)の温度レベルに応じて、ハロゲンヒータH
への通電状態を全波通電から1サイクルおきの通電に切
換える切換温度を異らしめる構成となつている。
以下フローチヤートに従つて詳しく説明する。電源投入
後ステツプ1でメモリ等の初期設定が行われる。次にス
テツプ2でサーミスタ103からの温度検知信号ポートA
に入力し、前述の如くA/D変換され。そしてステツ
プ3〜8で、このデイジタル値に基づき、定着ローラ表
面温度が50℃以下,80℃以下,100℃以下、130℃以
下,150以下,170℃以下であるか否か判断する。そして
50℃以下,80℃以下,100℃以下,130以下,150℃
以下,170℃以下であれば、ステツプ9〜14でフラグ
F/50,F/80,F/100.F/130,F/150,F/170
がセツトされる。又、170℃以下でなければステツプ1
5でフラグF/180がセツトされる。フラグF/180セツ
トされるとコピー可能状態となる。尚、このフローチヤ
ートでは検知された温度より低い温度に対して設定され
ていフラグはすべてセツトされている。次にステツプ1
6でゼロクロス割込が許可となり、ステツプ17でメイ
ンプログラムが実行される。この間に割込端子INTに
ゼロクロスのパルス信号が入力すると、第4−2図に示
す割込プログラムが実行される。
次に第4−2図に示すフローチヤートに従つて割込プロ
グラムを説明する。ステツプ21〜26でフラグF/18
0,F/170,F/150,F/130,F/100,F/80がセ
ツトされているか否かを判断する。フラグF/180がセ
ツトされている場合はすべてにウエイトアツプ状態であ
ると見なし、ステツプ27で定着ローラ表面温度が180
℃以下であるか否かを判断する。そして180℃以下であ
ればステツプ28でハロゲンヒータHを1サイクルオ
ン、1サイクルオフとなる様に出力ポートRからのヒ
ータ駆動信号により1サイクル毎の通電制御を行う。
尚、ステツプ28の詳細については後述する。又、ステ
ツプ21で定着ローラ表面温度が180℃以下でなければ
ステツプ28を行わずステツプ37に進む。
フラグF/180がセツトされていなければステツプ22
でフラグF/170のチエツクを行い、セツトされていれ
ばステツプ29で定着ローラ表面温度が170℃以下であ
るか否かを判断する。170℃以下であれば、ステツプ3
0でヒータ駆動信号をオンし全サイクル通電を行う。
又、170℃以下でなければステツプ31でフラグF/180
をセツトしてウエイトアツプ状態にしステツプ28に進
んで1サイクル毎の通電制御を行う。
同様にフラグF/150がセツトされている場合、ステツ
プ32で定着ローラ表面温度を165℃と比較し、165℃迄
全波通電、以後1サイクルオン、1サイクルオフの1サ
イクルおきに通電制御が行われる。
又、フラグF/130がセツトされている場合、ステツプ
33で定着ローラ表面温度を155℃と比較し、155℃
迄全波通電、以後1サイクルおきの通電制御が行われ
る。
又、フラグF/100がセツトされている場合、ステツプ
34で定着ローラ表面温度を145℃と比較し、145迄全波
通電、以後1サイクルおきの通電制御が行われる。
又、フラグF/80がセツトされている場合、ステツプ35
で定着ローラ表面温度を140℃と比較し、140℃迄全波通
電、以後1サイクルおきの通電制御が行われる。
又、フラグF/80がセツトされていない場合、つまりフ
ラグF/50がセツトされている場合はステツプ36で定着
ローラ表面温度を130℃と比較し、130℃迄全波通電、以
後1サイクルおきの通電制御が行われる。
そしてステツプ37でヒータ駆動信号をオフにした後、ス
テツプ38で再び定着ローラ表面温度を読込む。
次にステツプ28における1サイクルおきのハロゲンヒー
タへの通電制御について第4−3図に従つて説明する。
まずステツプ28−1,28−2でフラグF/第1,F
/第2がセツトされているか否かを判断する。ここでフ
ラグF/第1,F/第2はそれぞれ、交流1サイクルの
うち最初の半サイクル、次の半サイクルの通電を行うた
めのフラグである。フラグF/第1,F/第2が共にセ
ツトされていなければ、ステツプ28−3に進み、ヒータ
駆動信号をオンにして交流1サイクルのうちの最初の半
サイクルの通電が開始される。同時にフラグF/第2が
セツトされる。そして、次の割込制御時にステツプ28−
1からステツプ28−2に進み、F/第2がセツトされて
いるのでステツプ28−4に進んでヒータ駆動信号をオン
にして交流1サイクルのうちの次の半サイクルの通電が
開始される。同時にフラグF/第1がセツトされる。そ
して次の割込制御時にフラグF/第1,F/第2共にセ
ツトされているのでステツプ28−1からステツプ28−
5,ステツプ28−6と進み、F/第2をリセツトする。
そして次の割込制御時にステツプ28−5からステツプ28
−7に進みフラグF/第1をリセツトする。つまりフラ
グF/第2,F/第1がリセツトされる交流1サイクル
の間はハロゲンヒータへの通電は行われない。
この様にして交流1サイクルおきにハロゲンヒータへの
通電が行われる。
この様にハロゲンヒータへの通電制御を行つた場合の定
着ローラ表面温度と時間の関係を第5図に示す。図にお
いて(a)は電源投入時の定着ローラ表面温度が80〜100℃
の間の場合で145℃において全波通電から1サイクルお
きの通電に切替えられている。第6図はこの場合のハロ
ゲンヒータに流れる電流波形を示すものである。又、
(b)は電源投入時の定着ローラ表面温度が130℃〜150の
間の場合で、165℃において全波通電から1サイクルお
きの通電に切替えられている。なお、(c)は電源投入時
の定着ローラ表面温度が170〜180℃の間にある場合で、
最初から1サイクルおきの通電が行われている。
尚、上記実施例では全波通電かから1サイクルおきの通
電に通電モードが切替る時点で定着可能温度に達してい
なくてもウエイトアツプ状態としている。しかしながら
この実施例では、通電モードが切替つた時点でコピー動
作を開始しても手差し又はカセツトからの給紙後転写紙
が定着ローラに達する迄に定着可能温度に達する様な構
成になつており、定着不良が生じることはない。
上記実施例の如く構成することにより、ウエイトアツプ
迄の時間が大幅に短縮される。又、オーバシュートを押
さえることが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、
画像形成時のいかなる温度に対しても、適切な定着可能
温度への温度制御を行うことにより、画像形成装置の定
着器の過熱現象であるオーバシュートを防止しつつ、定
着可能温度までの加熱時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の適用できる複写装置の断面図、第2−
1図は本発明の制御部を示すブロツク図、第2−2図は
ハロゲンヒータの駆動回路を示す図、第3図は第2−1
図の各部における信号波形図、第4−1〜4−3図は本
発明の一実施例を示すフローチヤート、第5図は第4−
1〜4−3図に示すフローチヤートに従つて制御した場
合の温度特性を示す図、第6図はハロゲンヒータを流れ
る電流波形図である。 図において、10は定着装置、10aは定着ローラ、10bは
加圧ローラ、100はマイクロコンピュータ、101は全波整
流回路、102は反転増幅回路、103はサーミスタ、104は
ハロゲンヒータ駆動回路、THはサーミスタ、Hはハ
ロゲンヒータである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−96843(JP,A) 特開 昭55−146466(JP,A) 特開 昭50−93656(JP,A) 特開 昭56−137375(JP,A) 特開 昭52−82240(JP,A) 特開 昭49−5038(JP,A) 実開 昭57−121960(JP,U) 実開 昭53−89333(JP,U) 実公 昭56−50534(JP,Y2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像形成装置の定着器を加熱する熱源と、 前記定着器の近傍温度を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出温度が定着温度になるように前
    記熱源への供給電力を制御する制御手段であって、前記
    熱源への通電開始時及び前記熱源への供給電力の制御中
    の双方における前記検出手段の検出温度に応じて前記熱
    源への供給電力を制御する制御手段とを有し、 前記制御手段は、通電開始から所定の電力を前記熱源に
    供給させ、前記熱源への供給電力の制御中の前記検出手
    段による検出温度が所定の設定温度になった時に前記熱
    源への供給電力を前記所定の電力よりも小さい電力に変
    更する手段と、前記熱源への通電開始時の前記検出手段
    の検出温度に応じて前記所定の設定温度を決定する手段
    とを備えることを特徴とする画像形成装置の定着器にお
    ける温度制御装置。
JP57145828A 1982-08-23 1982-08-23 画像形成装置の定着器における温度制御装置 Expired - Lifetime JPH0614230B2 (ja)

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