JPH0727477Y2 - 複写機における熱ロ−ラ定着装置の定着温度制御装置 - Google Patents

複写機における熱ロ−ラ定着装置の定着温度制御装置

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JPH0727477Y2
JPH0727477Y2 JP1987102907U JP10290787U JPH0727477Y2 JP H0727477 Y2 JPH0727477 Y2 JP H0727477Y2 JP 1987102907 U JP1987102907 U JP 1987102907U JP 10290787 U JP10290787 U JP 10290787U JP H0727477 Y2 JPH0727477 Y2 JP H0727477Y2
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fixing
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roller
heater
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俊幸 菊地
嘉宏 中嶋
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Description

【考案の詳細な説明】 [技術分野] 本考案は複写機における熱ローラ定着装置の定着温度制
御装置に関するものである。
[従来技術] 一般に、静電式複写機で使用される熱ローラ定着装置で
は、機械待機時に、定着ローラ(熱ローラ)はある設定
温度に維持されている。そして、複写開始信号により送
られてきた転写紙を定着ローラ対間にくわえ込んで熱を
与え、転写紙上のトナーを融着固定する。したがって、
この際、定着ローラの熱は転写紙に奪われることになる
ため、連続コピー(定着)時においては、定着ローラの
温度が低下し続け、最終的には定着可能温度以下に下っ
てしまう。そのため、この場合、複写動作は中止し、定
着温度が設定温度まで回復した後に複写動作が再開する
ことになる。
第17図は上記の定着ローラ温度変化を示す温度特性図で
あり、縦軸に定着温度Tをとり、横軸に時間tをとって
いる。T1は待機温度、T2は定着下限温度を、又、t1,t4
は待機時、t2はコピー時、t3は温度回復時を示す。この
特性図が示すように、連続コピー(定着)により定着ロ
ーラ温度がT2まで下ると、回復時間t3の間はコピー不可
能となる。このような回復時間t3をなすくすには定着ロ
ーラ内のヒータに加える電力を増大させればよいことに
なるが、そうすると複写機全体の消費電力が増大して一
般家庭用電源が使用できなくなってしまう。
一方、複写機において、通常使用される複写紙の大きさ
は小サイズ(A4、B5)から大サイズ(A3)まであるが、
使用頻度について考察すると、小サイズの方が一般的に
は圧倒的に多い。もともと電力的に制限がある場合、小
サイズ通紙時の連続定着枚数(時間)を多くすることが
できれば実使用上は問題がないことになる。
ところが、従来は、第18図に示すように、定着ローラ1
内には大サイズ紙2の通過領域Xに合せた発熱部4aを有
するヒータ4を1本だけ挿入配置した構成としてあるた
め、小サイズ紙3を連続的に通紙した場合でも、大サイ
ズ紙2しか通紙しない両サイドの通過領域Zをも加熱し
ていた。この結果、小サイズ紙3が通過する中央部の領
域Yは小サイズ紙3自体が熱を奪って行くため、第17図
で示す温度降下状態を示すが、小サイズ紙3の通過しな
い両サイドの領域Zは設定温度よりも高い温度になりが
ちである。すなわち、第18図で示す定着ローラ1の両サ
イドの領域Zを中央部の領域Yよりも温度が高くなるま
で加熱することは必要のないことであって、エネルギー
を無駄に消費している問題がある。
[目的] そこで、本考案は、複写紙の通紙モードに対応して定着
ローラの温度分布を均一に制御し得るような定着温度制
御装置を提供しようとするものである。
[構成] 本考案は、上記目的を達成するために、定着ローラ内に
配置されて該定着ローラの小サイズ紙通過領域を加熱す
る主定着ヒータと、前記定着ローラ内に配置されて前記
定着ローラの大サイズ紙通過領域を加熱する副定着ヒー
タと、前記定着ローラの表面における小サイズ紙通過領
域の略中央に接触して設置され前記定着ローラの表面温
度を検知する温度検知素子と、大サイズ紙の通紙時に前
記主定着ヒータ及び前記副定着ヒータを前記温度検知素
子からの検知信号により制御し、小サイズ紙の通紙時に
前記主定着ヒータを前記温度検知素子からの検知信号に
より制御して前記副定着ヒータの点灯デューティ比を通
紙モードによって変更する制御回路とを具備したもので
ある。
以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。
第1図及び第2図に示す如く、小サイズ紙3と大サイズ
紙2とで共通する中央部の通紙領域Yに対応した発熱部
5aを有する主定着ヒータ5と、大サイズ紙2のみが通過
する両サイドの通紙領域Zに対応した発熱部6aを有する
副定着ヒータ6とを、定着ローラ1内に挿入配置し、且
つ該定着ローラ1の外表面には、上記主定着ヒータ5の
発熱部5aの中央部に対応した位置に、温度検知素子とし
てのサーミスタ7を接設し、該サーミスタ7からの検知
信号により上記主、副定着ヒータ5,6の制御を同時に行
うよう構成すると共に、通紙モードに応じて副定着ヒー
タ6を、予め決定しておいた点灯デューティー(duty)
比でON/OFF制御し得るよう構成する。なお8は加圧ロー
ラである。
かかる構成において、コピーが始まり、大サイズ紙2を
連続通紙する場合には、主定着ヒータ5と副定着ヒータ
6とを共にサーミスタ7からの検知信号による制御で連
続点灯させて、定着ローラ1の全領域を均一に加熱す
る。この場合、定着ローラ1の表面の温度は全領域とも
略同じように第17図で示す温度降下状態を示し、更に定
着下限温度T2まで降下すると複写動作を停止する。
一方、小サイズ紙3を通紙する場合には、主定着ヒータ
5の制御はサーミスタ7からの検知信号により行うが、
副定着ヒータ6は通紙モードにより予め決めておいた点
灯デューティー比でON/OFF制御する。
したがって、小サイズ紙通紙時に、定着ローラ1の両サ
イドの領域Zを常時加熱した状態としておくことがなく
なるため、エネルギーを無駄に消費することがなくな
る。
ところで、複写機には片面のみのコピーに限らず、両面
をコピーすることができる機種があり、かかる両面コピ
ー可能な機種において両面コピーを行うと、第1面と第
2面とでは定着時に複写紙自体の温度が相違する。つま
り、第2面定着時には、第1面定着時に複写機が一旦加
熱されているため、第1面よりも温度が高くなってい
る。このため、第1面(片面コピーも含む)と第2面の
定着時に副定着ヒータ6の点灯デューティー比を同じに
すると、第2面の定着時には通紙部の温度低下が少なく
なって両サイドの温度が相対的に低くなってしまい、こ
の結果、定着ローラ1は中央部と両サイドで外径の大き
さに差が発生し、中央部が膨んだ太鼓状になり、定着時
のしわの発生原因となる。
そこで、本考案では、第2面の定着時に副定着ヒータ6
の点灯デューティー比を、第1面(片面コピーも含む)
の定着時より高くするよう制御する。これによって、定
着ローラ1の温度分布が均一になり、上記問題の発生を
防止できる。
次に、上記制御を行わせるための具体的な制御回路を第
3図に示す。
10は8ビットのIC製CPUであり、11は該CPU10より時分割
に出力される信号AD0〜7をALEによりアドレスA0〜7と
データD0〜7に分けるIC製分割装置である。12は4ライ
ンから16ラインのデコーダであり、ポートA12〜15を使
用して周辺のICをメモリマップド方式にて選択できるよ
うになっている。13は32KバイトのIC製ROMであり、CPU1
0のポートA15により0000H〜7FFFHにて使用でき、そのア
ドレス領域にプログラミングしてある。14は2Kバイトの
IC製RAMであり、0F000H〜0F7FFHに配置してある。15,1
6,17はプログラムにより入力、出力の任意設定ができる
IC製I/Oポートであり、それぞれPA0〜7、PB0〜7、PC0
〜7の24ビッドのポートをもっている。18はIC製のキー
ボード/ディスプレイ(=LED)コントローラであり、
操作部上のキー及びLEDをコントロールするようにして
ある。なお、19はキー、LEDマトリックスを示す。又、2
0は出力を上記CPU10のRST5.5,7.5に接続し割込み動作を
与えさせるIC製プログラマブルタイマー、21はサーミス
タ7の電位を読込みそれによって定着温度を検知できる
ようにしたIC製A/Dコンバータである。更に、22は電源
入力(AC100V)のIC製ゼロポイント検出器である。
上記ゼロポイント検出器22の詳細を第4図に示す。すな
わち、ダイオードD1〜D4からなるブリッジ回路23によっ
て、当該複写機で使用する商用交流電源からトランスを
介して入力される第5図(イ)に示すようなAC(Sin
波)を第5図(ロ)に示すように全波整流するようにし
てある。ここで、抵抗R5のb点の電圧は0〜12Vであ
る。又、抵抗R1とR4とでコンパレータ24の基準電圧、た
とえば、0.8Vを作り、b点の電位が0.8V〜12Vの場合、
コンパレータ24の出力cが“H"を出力し、b点の電位が
0.8V以下の場合、コンパレータ24の出力cが“L"を出力
するようにしてある(第5図(ハ))。25はレベルシフ
ターのインバータであり、コンパレータ24の出力cを15
V→5Vに変え、更に論理を反転させるようにしてある
(第5図(ニ))。このインバータ25の出力dを第3図
で示したCPU10の割込み端子RST6.5へ与え、AC入力のゼ
ロポイントで割込み動作が行われるようにしてある。
次に、定着ヒータ5,6をON/OFさせるための回路図を第6
図に示す。
リレーRA1、RA2はメインスイッチONによりONされる。サ
ーミスタ7は温度によって抵抗値が変化するため、5Vと
GND(接地)との間にサーミスタ7と固定抵抗R0を直列
に接続し、その接続点aの電圧をA/Dコンバータ21を通
じてCPU10で読込むことにより定着ローラ1の温度を知
ることができるようにしてある。
サーミスタ7の温度並びに転写紙の温度により、主定着
ヒータ5をONさせる場合は、CPU10でI/O15のポートPA0
を“H"にセットするとDCドライブ板26のトランスファー
ゲートTR1がONし、ソリッドステートリレーSSR1がON
し、その結果、主定着ヒータ5がONする。又、主定着ヒ
ータ5をOFFさせる場合は、CPU10でI/O15のポートPA0を
“L"にセットするとDCドライブ板26のトランスファーゲ
ートTR1がOFFし、ソリッドステートリレーSSR1がOFF
し、その結果、主定着ヒータ5がOFFする。
一方、副定着ヒータ6をONさせる場合は、CPU10でI/O15
のポートPA1を“H"にセットするとDCドライブ板26のト
ランスファーゲートTR2がONし、ソリッドステートリレ
ーSSR2がONし、その結果、副定着ヒータがONする。又、
副定着ヒータ6をOFFさせる場合は、CPU10でI/O15のポ
ートPA1を“L"にセットするとDCドライブ板26のトラン
スファーゲートTR2がOFFし、ソリッドステートリレーSS
R2がOFFし、その結果、副定着ヒータ6がOFFする。
定着ローラ1の温度と主、副定着ヒータ5,6の点灯のデ
ューティー比状態を示せば下表の如くである。なお、下
表において、1,2,4,6,8という数字は定着ヒータ5,6の点
灯デューティー比を決めるための後述するカウンタRHEA
T1,RHEAT2の値である。
このように、定着ローラ1の温度が低い時には、主定着
ヒータ5のデューティーを高めるようにしてある。
第7図乃至第12図は各デューティーの定着ヒータ5,6のO
N/OFFの状態を示す。
小サイズの場合は、第7図乃至第11図に示すように定着
ローラ1の温度によってデューティー比を100%、80
%、66.7%、60%、57%というように変える。又、大サ
イズの場合は第12図に示すように定着ヒータ5,6のデュ
ーティー比を1:1(50%)にする。なお、図中、斜線を
符した部分が定着ヒータ5,6のON状態であり、斜線のな
い部分が定着ヒータ5,6のOFF状態を示す。
次に、第13図乃至第15図により、CPU10による定着コン
トロールのサブルーチンにつて説明する。
先ず、CPU10は、ステップSB101でサーミスタ7の温度を
読込み、続いて、SB103によりコピー中か待機中かの判
別を行う。
待機中の場合、SB104では、定着ローラ1の温度が待機
中の基準温度(=180℃)より高い時は、定着ヒータ5,6
をOFFし、低い時は、定着ヒータ5,6を50%デューティー
にてONさせるために、カウンタRHEAT1,RHEAT2にそれぞ
れ4をセットする。
一方、コピー中の場合、SB105にて、定着ローラ1の温
度がコピー中の基準温度(=177℃)より高い時は定着
ヒータ5,6をOFFする。SB106にて、転写紙が大サイズの
場合は定着ヒータ5,6をデューティー比50%にてONさせ
るために、カウンタRHEAT1,RHEAT2にそれぞれ4をセッ
トする。
転写紙が小サイズの場合で更に第1面(表面)の時は、
SB107〜109で、それぞれ定着ローラ1の温度に応じたデ
ューティー比とするための値をカウンタRHEAT1,RHEAT2
にそれぞれセットする。すなわち、カウンタRHEAT1,RHE
AT2には、それぞれ、定着ローラ1の温度が160℃以下で
あれば1,4をセットし、定着ローラ1の温度が161℃〜16
5℃であれば8,2をセットし、定着ローラ1の温度が166
℃〜170℃であれば4,2をセットし、定着ローラ1の温度
が170℃以上であれば6,4をセットする。
また、転写紙の複写面が第2面(裏面)である時、及び
コピー中でない時には、カウンタRHEAT1,RHEAT2には、
それぞれ、定着ローラ1の温度が160℃以下であれば8,2
をセットし、定着ローラ1の温度が161℃〜165℃であれ
ば4,2をセットし、定着ローラ1の温度が166℃〜170℃
であれば6,4をセットし、定着ローラ1の温度が170℃以
上であれば8,6をセットする。
第16図はCPU10のゼロポイント電圧による割込み制御を
説明するものである。
SB200ではレジスタの退避を行う。SB201、202でCHEAT
1、CHEAT2が共に0である場合、SB204でカウンタCHEAT
1,CHEAT2にカウンタRHEAT1,RHEAT2の値をそれぞれセッ
トし、SB205で割込禁止を解除してレジスタの内容を復
帰させる。SB201でCHEAT1=0でない時、SB203でCHEAT1
の値を1カウントダウンし、主定着ヒータ5をON、副定
着ヒータ6をOFFしてSB205に進む。CHEAT1=0であっ
て、SB202でのCHEAT2の判別がCHEAT2=0でない時は、
カウンタCHEAT2を2カウントダウンし、主定着ヒータ5
をオフさせて副定着ヒータ6をオンさせる。そして、SB
207でカウンタCHEAT2が0であるか否かを判断してカウ
ンタCHEAT2が0であればSB204に進み、カウンタCHEAT2
が0でなければSB205に進む。
なお、本考案は前記実施例にのみ限定されるものではな
く、本考案の要旨を逸脱しない限り種々変更を加え得る
ことは勿論である。
[効果] 以上述べた如く、本考案の熱ローラ定着装置における定
着温度制御装置によれば、定着ローラ内に、小サイズ紙
の通過領域を加熱する主定着ヒータと、大サイズ紙のみ
の通過領域を加熱する副定着ヒータとを挿入配置して、
通紙モードにより副定着ヒータの点灯デューティーを変
更し得るようにしたので、小サイズ通紙時に通紙モード
が変っても、定着ローラの温度分布を均一にすることが
でき、その結果、複写紙の搬送品質を向上させることが
できると共に、消費エネルギーを無駄に使用することを
防止できる、等の優れた効果を奏し得る。さらに、定着
ローラの表面における小サイズ紙通過領域の略中央に接
触して設置された温度検知素子を1個だけ用いて定着ロ
ーラの表面温度を検知し、この温度検知素子からの検知
信号により定着ヒータの制御を行うので、温度検知素子
の個数が減少してコストを低減でき、かつ、温度検知素
子と接触する定着ローラ表面のキズを低減できて画像汚
れを少なくでき、定着ローラの寿命を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案で採用する熱ローラ定着装置の概要を示
す図、第2図は第1図の概略側面図、第3図は本考案の
装置の制御回路図、第4図はゼロポイント検出器の詳細
を示す図、第5図(イ)〜(ニ)はゼロポイント検出器
における作業工程図、第6図は定着ヒータをON/OFFさせ
るための回路図、第7図乃至第12図は各デューティーに
おける定着ヒータのON/OFF状態を示す図、第13図乃至第
15図は定着コントロールのサブルーチン説明図、第16図
はゼロポイント電圧による割込み制御の説明図、第17図
は定着ローラの温度特性図、第18図は従来の熱ローラ定
着装置の説明図である。 1……定着ローラ、2……大サイズ紙、3……小サイズ
紙、5……主定着ヒータ、6……副定着ヒータ、5a,6a
……発熱部、7……サーミスタ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−146637(JP,A) 特開 昭59−177581(JP,A) 特開 昭60−142379(JP,A) 特開 昭58−142363(JP,A) 特開 昭50−138838(JP,A) 特開 昭60−22162(JP,A) 特開 昭57−82875(JP,A) 特開 昭64−11285(JP,A) 特開 昭63−280281(JP,A)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】定着ローラ内に配置されて該定着ローラの
    小サイズ紙通過領域を加熱する主定着ヒータと、前記定
    着ローラ内に配置されて前記定着ローラの大サイズ紙通
    過領域を加熱する副定着ヒータと、前記定着ローラの表
    面における小サイズ紙通過領域の略中央に接触して設置
    され前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知素子
    と、大サイズ紙の通紙時に前記主定着ヒータ及び前記副
    定着ヒータを前記温度検知素子からの検知信号により制
    御し、小サイズ紙の通紙時に前記主定着ヒータを前記温
    度検知素子からの検知信号により制御して前記副定着ヒ
    ータの点灯デューティ比を通紙モードによって変更する
    制御回路とを具備したことを特徴とする複写機における
    熱ローラ定着装置の定着温度制御装置。
JP1987102907U 1987-07-03 1987-07-03 複写機における熱ロ−ラ定着装置の定着温度制御装置 Expired - Lifetime JPH0727477Y2 (ja)

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