JPH08314322A - ヒートローラ温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷開始時期を早くし、１枚目の用紙に皺が
発生しないヒートローラ温度制御方法を提供する。 【構成】 定着装置が装着される印刷装置に電源が投入
された（ステップ１）後、図示しない上位装置から印刷
開始命令が送られてくると（ステップ２）、ＣＰＵは印
刷枚数“１”をＲＡＭにセットする（ステップ３）。ま
たＣＰＵは、ヒータ駆動部を作動して、ヒータをオン
し、ヒートローラの加熱を開始する。次にＣＰＵは、１
枚目の印刷であるかを判定し（ステップ４）、１枚目の
印刷であれば、ヒートローラの温度が１４５度になるよ
うに設定する（ステップ５）。また、２枚目以降の場合
であれば、ヒートローラの温度が１５０度になるように
設定する（ステップ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録装置等の
熱定着装置に使用されるヒートローラの温度制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真記録装置等の熱定着装置
においては、回転可能なヒートローラをヒータで加熱
し、この加熱したヒートローラにトナーを転写した用紙
を圧接してトナーを用紙に定着している。ヒートローラ
表面の温度の制御は、サーミスタを使用して行ってい
る。即ち、ヒートローラ表面の近傍に温度を検出するサ
ーミスタを配置し、このサーミスタでヒートローラ表面
の温度を検出し、必要以上に温度が高くなった場合には
ヒータを停止し、温度が低くなった場合には再びヒータ
をオンさせるようにする。そしてヒータのオン／オフを
繰り返し行うことにより、ヒートローラの表面温度を一
定に保つようにしている。

【０００３】ヒートローラの表面温度は、トナーの定着
率の関係から、所定の温度になるように設定され、この
所定温度に達するまで１枚目の用紙への定着は行われな
い。１枚目の用紙への定着の際は、ヒートローラが十分
暖まった状態で定着が行われるが、２枚目以降の用紙へ
の定着においては、直前に通過した用紙によってヒート
ローラが熱を奪われて、１枚目の時より低いヒートロー
ラの温度で定着を行うことになる。上記所定のヒートロ
ーラ温度は、２枚目以降の用紙の定着において定着率が
最適になる温度に設定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のヒートローラの温度制御方法では、ヒートローラの表
面温度が所定の温度になるまで１枚目の用紙への定着が
行われないので、印刷命令を受信してから印刷開始する
までに時間が掛かるという問題があった。

【０００５】また、所定のヒートローラ温度は、２枚目
以降の用紙の定着において定着率が最適になる温度に設
定されるので、１枚目の用紙の定着はヒートローラが用
紙で熱を奪われない分高い温度で行われる。したがっ
て、必要以上の熱が１枚目の用紙に加えられることにな
り、用紙に皺が発生するという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、用紙に定着を行うヒートローラをヒータにより加熱
し、ヒートローラ表面近傍に配置されたサーミスタによ
りヒートローラの温度を検出して前記ヒータをオン／オ
フしてヒートローラを所定の定着温度に制御するヒート
ローラ温度制御方法における本発明が講じた第１の手段
は、前記サーミスタによる検出温度が前記所定の定着温
度より低い温度で１枚目の用紙の定着を行い、２枚目以
降の用紙への定着は前記所定の定着温度で行うようにし
たことである。

【０００７】また本発明が講じた第２の解決手段は、前
記サーミスタによる検出温度が前記所定の定着温度に達
する前に１枚目の用紙への定着を開始し、１枚目の用紙
への定着開始後、前記サーミスタによる検出温度が前記
所定の定着温度に到達するまで、前記ヒータを短い周期
でオン／オフさせるようにしたことである。

【０００８】

【作用】上記第１の解決手段によれば、サーミスタによ
る検出温度が所定の定着温度より低い温度で１枚目の用
紙の定着を行うので、前記所定の温度に達する前に定着
を開始することができ、印刷開始するまでの時間が短縮
される。また所定の定着温度より低い温度で１枚目の用
紙の定着を行うことから、１枚目の用紙に必要以上の熱
が加えられず、したがって用紙に皺が発生することはな
い。

【０００９】また第２の解決手段によれば、サーミスタ
による検出温度が所定の定着温度に達する前に１枚目の
用紙への定着を開始するので、１枚目の用紙への定着を
行うまでの時間が短縮できる。また１枚目の用紙に対す
る定着温度は、所定の定着温度より低いので、第１の解
決手段と同様に、１枚目の用紙に必要以上の熱が加えら
れず、したがって用紙に皺が発生することはない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る本発明の実施例を図面に
したがって説明する。なお各図面に共通する要素には同
一の符号を付す。図１は本発明に係る第１実施例の動作
を示すフローチャート、図２は本発明を適用する定着装
置を示す説明図、図３は第１実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１１】図２において、定着装置１には、ヒートロ
ーラ２とバックアップローラ３が設けられる。ヒートロ
ーラ２には、その内側にヒートローラ２を加熱するヒー
タ４が配設され、また端部にはヒートローラ２を回転す
るためのギア５が設けられている。バックアップローラ
３は、両端部に設けられたスプリング６によりヒートロ
ーラ２に対して圧接されている。印刷用紙７は、トナー
が転写された面７ａをヒートローラ２側にして、ヒート
ローラ２とバックアップローラ３の間を通過する。また
ヒートローラ２の端部には、ヒートローラ２の表面温度
を検出するサーミスタ８が配設されている。

【００１２】図３において、ＣＰＵ１０は定着装置１が
装着される印刷装置の動作全体を制御するもので、ヒー
トローラ２の温度の制御も行う。サーミスタ８は、アナ
ログ／ディジタル変換器１１を介してＣＰＵ１０に接続
される。ＣＰＵ１０はまた、制御プログラムを格納する
ＲＯＭ１２、動作上必要なデータを記憶するＲＡＭ１３
およびヒータ４を駆動するヒータ駆動部１４が接続され
ている。ヒータ駆動部１４は電源１５に接続され、ここ
から電力を供給される。電源１５は交流電源である。

【００１３】図４は第１実施例のヒータ駆動部を示す回
路図である。同図において、サーミスタ８は、ヒートロ
ーラ２の表面温度の変化により抵抗値が変化し、その抵
抗値はＥ１として比較器２０のプラス端子に入力され
る。比較器２０のマイナス端子には、図３に示すＣＰＵ
１０により設定される電圧Ｅ２が入力される。比較器２
０の出力は、トランジスタＴｒ１のベースに接続され
る。トランジスタＴｒ１のエミッタ端子は、ヒータをオ
ン、オフするスイッチＳＷ１に接続され、トランジスタ
Ｔｒ１のオン／オフにより、スイッチＳＷ１がオン／オ
フする。

【００１４】次に第１実施例の動作を図１のフローチャ
ートにしたがって説明する。まず、定着装置１が装着さ
れる印刷装置に電源が投入された（ステップ１）後、図
示しない上位装置から印刷開始命令が送られてくると
（ステップ２）、ＣＰＵ１０は印刷枚数“１”をＲＡＭ
１３にセットする（ステップ３）。またＣＰＵ１０は、
ヒータ駆動部１４を作動して、ヒータ４をオンし、ヒー
トローラ２の加熱を開始する。次に実際に用紙７を給送
して図示しない画像形成部でトナー画像を用紙７に転写
し、定着装置１へ送る。ＣＰＵ１０は、画像形成部での
処理が終了した時点で、印刷枚数を１だけインクリメン
トする。

【００１５】次にＣＰＵ１０は、インクリメントした値
（この場合“１”）と、ＲＡＭ１３にセットしておいた
印刷枚数の値を比較し（ステップ４）、一致していれ
ば、ヒートローラ２の温度が１４５度になるように、比
較器２０のマイナス端子電圧Ｅ２の値を設定する（ステ
ップ５）。また一致していなければ、即ち、２枚目以降
の場合であれば、ヒートローラ２の温度が１５０度にな
るように、比較器２０のマイナス端子電圧Ｅ２の値を設
定する（ステップ６）。

【００１６】ここで図５により、ヒートローラの表面温
度を１４５度に設定した場合と１５０度に設定した場合
における１枚目の用紙の状態について説明する。図５は
ヒートローラの定着温度と定着率との関係を示すグラフ
である。

【００１７】図５のグラフからわかるように、１枚目の
用紙への定着温度が１４５度の場合は、定着率が８０％
で、定着率としては十分であり、しかも用紙に皺は発生
しない。また定着温度が１５０度の場合は、１枚目の用
紙の定着率は約９５％となり、用紙に皺が発生する。本
実施例では、１枚目の用紙に対しては１４５度の定着温
度で定着を行うので、用紙に皺は発生しない。

【００１８】ステップ６において、２枚目以降の用紙に
対してヒートローラ２の表面温度が１５０度になるよう
に設定するが、この場合の定着率について図６により説
明する。なお図６はヒートローラ表面温度と実際の定着
温度との関係を示す説明図である。

【００１９】図６において、縦軸はヒートローラの表面
温度を示し、横軸はヒートローラの軸方向の位置を示
す。また区間Ｌは、用紙７が接触するヒートローラ２の
位置である。図から分かるように、２枚目以降の用紙に
対してはヒートローラ２の表面温度は１５０度に設定さ
れるが、ヒートローラ２の用紙７に接触する部分Ｌの温
度は用紙７の接触により低下し、約１４５度になる。そ
してこの１４５度の温度で実際に定着が行われる。な
お、１枚目の用紙７については、ヒートローラ２の表面
温度がそのまま実際の定着温度になる。

【００２０】図５において、２枚目以降の用紙７につい
ては、実際の定着温度は約１４５度になるので、定着率
は８０％となり、したがって皺は発生しない。

【００２１】定着温度を設定することにより、定着可能
になり、用紙７に対してトナーの定着が行われ、１頁分
の印刷を終了する（ステップ７）。その後ＣＰＵ１０
は、印刷データの有無により、最終頁の印刷を終了した
か否かを判断し（ステップ８）、最終頁の印刷終了でな
ければ、印刷枚数をインクリメントする（ステップ
９）。最終頁の印刷終了であれば、印刷開始前の状態に
戻る。

【００２２】次に本発明に係る第２実施例を説明する。
図７は本発明に係る第２実施例の動作を示すフローチャ
ート、図８はチョッピング動作を示すフローチャート、
図９は第２実施例の構成を示すブロック図である。第２
実施例のヒートローラ温度制御方法は、所定のヒートロ
ーラ表面温度より低い温度で１枚目の定着を開始し、徐
々に温度を上げていく方法である。

【００２３】図９において、ＣＰＵ２０は、第１実施例
と同様に、定着装置１が装着される印刷装置の動作全体
を制御するもので、ヒートローラ２の温度の制御も行
う。サーミスタ８は、アナログ／ディジタル変換器１１
を介してＣＰＵ２０に接続される。ＣＰＵ２０はまた、
ヒータ４の駆動を切り替えるヒータ駆動切替部２１が接
続されている。ヒータ駆動切替部２１は電源１５に接続
されている。

【００２４】次に第２実施例の動作を図７のフローチャ
ートにしたがって説明する。まず、定着装置１が装着さ
れる印刷装置に電源が投入された（ステップ１１）後、
図示しない上位装置から印刷開始命令が送られてくると
（ステップ１２）、ＣＰＵ２０はヒータ駆動切替回路２
１を介してヒータ４をオンする（ステップ１３）。これ
によりヒートローラ２の表面温度は徐々に上昇する。そ
してヒートローラ２の表面温度がθ１に達した時点で
（ステップ１４）、１枚目の用紙７に対して印刷を開始
して定着を行う（ステップ１５）。

【００２５】図１０は第２実施例の温度変化を示す説明
図である。同図において、実線はサーミスタ８の検出温
度を示し、一点鎖線は用紙７が接触する部分のヒートロ
ーラ２の表面温度である。同図に示すように、ヒータ４
をオンすることにより、ヒートローラ２の温度は徐々に
上昇し、サーミスタ８の検出温度がθ１に達した時、用
紙７が接触する部分のヒートローラ２の表面温度は、θ
１よりも高くなっている。これは以下の理由による。即
ち、ヒートローラ２を加熱していくと、まだ暖められて
いないバックアップローラ３によりヒートローラ２の熱
が奪われる。したがって、ヒートローラ２の端部に設け
られているサーミスタ８までなかなか熱が伝わらず、サ
ーミスタ８でθ１の温度を検出したときにはヒートロー
ラ２の用紙７が接触する部分の表面温度はすでにそれ以
上の温度になっているということになる。この温度θ１
の値は、用紙７が接触する部分のヒートローラ２の表面
温度が定着に適正な温度θＴになるときの値に設定され
る。具体的には、例えば印刷速度が４ＰＰＭの場合に
は、θ１＝１２５度（θＴ＝１５５度）に設定され、印
刷速度が８ＰＰＭの場合には、θ１＝１４５度（θＴ＝
１８１度）に設定される。このように、サーミスタ８検
出温度が、定着に適正な温度θＴより低い温度θ１にな
った時点で印刷を開始するので、印刷開始時期が早くな
る。

【００２６】印刷を開始すると同時にＣＰＵ２０は、ヒ
ータ駆動切替部２１により短い周期でヒータ４をオン／
オフし、チョッピングをかける（ステップ１６）。チョ
ッピング動作は、ＣＰＵ２０内のプログラムにより図８
のフローチャートに示す通りに行う。このフローチャー
トにおいて、ＢＵＦＤＴＹはデューティ制御用バッファ
を示し、ＤＴ１は制御したいデューティで、例えば１２
８分の１単位でセット可能である。ヒータ４のオン／オ
フ動作にチョッピングをかけることにより、図１０に示
すように、サーミスタ８の検出温度は徐々に上昇し、そ
れとともに、用紙７が接触する部分のヒートローラ２の
温度はほぼ一定に保持される。この間、１枚目の用紙７
への定着が行われる。

【００２７】サーミスタ８検出温度が定着温度θＴに達
すると（ステップ１７）、その温度を保持するようにヒ
ータ４を制御する（ステップ１８）。

【００２８】以上のように第２実施例によれば、ヒータ
４をチョッピング制御して１枚目の用紙７への定着を行
うので、１枚目の用紙７は安定した定着率が得られる。
また必要以上の熱を用紙７に加えることがないので、皺
の発生も抑えることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、所定の定着温度よりも低い温度で１枚目の用紙への
定着を開始するので、定着開始時期が早くなる。また、
１枚目の用紙への定着の際に、必要以上の熱が加えられ
ないので、用紙に皺が発生することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２】定着装置を示す説明図である。

【図３】第１実施例の構成を示すブロック図である。

【図４】第１実施例のヒータ駆動部を回路図である。

【図５】定着温度と定着率との関係を示すグラフであ
る。

【図６】ヒートローラ表面温度と実際の定着温度の関係
を示す説明図である。

【図７】第２実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】第２実施例のチョッピング動作を示すフローチ
ャートである。

【図９】第２実施例の構成を示すブロック図である。

【図１０】第２実施例の温度変化を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 定着装置 ２ ヒートローラ ４ ヒータ ７ 用紙 ８ サーミスタ １０ ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙に定着を行うヒートローラをヒータ
   により加熱し、ヒートローラ表面近傍に配置されたサー
   ミスタによりヒートローラの温度を検出して前記ヒータ
   をオン／オフしてヒートローラを所定の定着温度に制御
   するヒートローラ温度制御方法において、 前記サーミスタによる検出温度が前記所定の定着温度よ
   り低い温度で１枚目の用紙の定着を行い、２枚目以降の
   用紙への定着は前記所定の定着温度で行うことを特徴と
   するヒートローラ温度制御方法。
2. 【請求項２】 用紙に定着を行うヒートローラをヒータ
   により加熱し、ヒートローラ表面近傍に配置されたサー
   ミスタによりヒートローラの温度を検出して前記ヒータ
   をオン／オフしてヒートローラを所定の定着温度に制御
   するヒートローラ温度制御方法において、 前記サーミスタによる検出温度が前記所定の定着温度に
   達する前に１枚目の用紙への定着を開始し、 １枚目の用紙への定着開始後、前記サーミスタによる検
   出温度が前記所定の定着温度に到達するまで、前記ヒー
   タを短い周期でオン／オフさせることを特徴とするヒー
   トローラ温度制御方法。