JPS58209772A - 加熱ロ−ラ定着装置における温度制御装置 - 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】 本発明は、複写機の加熱ローラ定着装置に係り、特にこ
の加熱ローラの温度制御装置に関するものである。

複写機の加熱ローラ定着装置においては、この加熱ロー
ラが外面にシリコンゴム等の非粘着層が設けてあって、
この非粘着層の耐熱温度に限界があるため、定着性能上
不必要な高温度はなるべく下げなければならないという
事情がある、そのためには、温度立ち上がり時のオーバ
ーシュート及び温度安定時のリップルを少なくすればよ
い。

従来は、温度立ち上がり時のオーパージ、−−ト、安定
時の温度リップルを少なくでろため、比例制御が一般に
行なわれていた。これは温度立ち上がりにつれてヒータ
導通のデユーティサイクルを１００チから９′９チ、９
８チ・・・・・・というように徐々に下げて行くもので
ある。

一方、定着装置をコピー待機中、コピー中という観点か
ら見ると、コピー中、コピー紙が加熱ローラに接触直後
は、加熱ローラの温度が急激に低下してしまう。これは
、加熱ローラの熱がコピー紙に奪われてしま５ことによ
る。連続多数枚コピーの際はとくに温度の低下が著しい
。その結果、コピー中の温度が比例制御開始点である制
御点温度近くで安定してしまうことになる。

そうｆろとコピー紙上のトナー画像の定着が完全でな（
なる虞れが出てくる。従がってこの場合コピー中は設定
温度を上げるように制御することは提案されていた。

しかしながら、従来の比例制御は、デユーティサイクル
を前述の如く徐々に下げて行くために、このデユーティ
サイクルが変化し始めろ点を低い温度にしなげればなら
ない。従がって温度の立ち上がり時間が長（なってしま
うという欠点はまぬがれない。これは、加熱ローラを加
熱し始める際の温度立ち上がりの場合も、加熱ローラを
コピー紙が通過後の温度立ち上がりの場合も同様である
。

温度立ち上がり時間の延長は複写効率を低下させろこと
になり、是非とも回避しなければならない課題である。

本発明は、これら−従来例の諸事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とｆろとこは、温度の立ち上がり時
間を延長することなく、（１）立ち上がり時のオーバー
シュートが少ない。

（２）待機時の温度−リップルが少ない。

（３）　　コピー中の温度リップルが少ない。

（４）　　コピー後（コピー紙通過後）のオーバーシュ
ートが少ない。

（５）　　コピー中の温度低下が少ない。

以上の条件を満たす温度制御゛装置を提供′ｆろことに
ある。

そして、そのために、設定温度と制御点温度（デユーテ
ィサイクル変化点温度）の外に実際にヒータを比例制御
させる開始点である判定温度を設け、コピー前も制御点
温度以上に設定した判定温度まで全通電で温度を立ち上
げ、その後急激にデユーティサイクルを下げて、ヒータ
をオン、オフでろようにしつつ、コピー中は、さらにこ
の判定温度を上げて、比例制御及びオン、オフ制御を併
せて行ない、コピー中の温度低下を防止するようにした
ものである。

以下本発明を図示の実施例に基づき説明する。

第１図は本発明に係る温度制御装置の基本構成ブロック
図である。

図において、１は温度検出素子であり、この出力は温度
に応じてデユーティサイクルが変化するデユーティサイ
クル可変回路２に入れられ、周波数（ハルス間隔）に変
換される一方、コンパレータ３にも入力されるようにな
っている。このコンパレータ３は前述の判定温度を検出
し、出方をＨｌｇｈからＬｏｗに落とすものである。デ
ユーティサイクル可変回路２としてはパルス幅変調器又
はＶ／Ｆコンバータが用い得る。デユーティサイクル可
変回路２の出方はアンド回路４の一方の入力端子に入る
ようになっており、このアンド回路４の他の入力端子に
は後述するコピー信号８が入力されるようになっている
。そしてこのアンド回路４の出力（・マオア回路５にコ
ンパレータ３出カと共に入力されろようになっている。

オア回路５の出力でＳＳＲ，（ソリッドステートリレー
）６が駆動され、これによりヒータ７が制御されるので
ある。８８Ｒ６にはゼロボルトスイッチングタイプのも
のを使用すると電波障害の問題も発生しない。

コピー信号８は待機中はＨｉ　ｇ　ｈレベルでコピーを
開始するとＬｏｗレベルとなる信号である。

第２図は実際の制御回路図である。

図において、温度検出素子１はサーミスタで構成されて
いる。またデユーティサイクル可変回路２は、オペアン
プ９とタイマー用ＩＣｌ０からなるＶ／Ｆコンバータで
構成されている。そしてこのＩＣｌ０の３番端子からの
出方がアンド回路４に入力されるようになっている。ヒ
ータ７は電源１１から電力を供給さ九るようになってい
る。コンパレータ３の■端子にはサーミスタ１の検出電
圧が入力されるようになっているが基準端子であるｅ端
子にはアナログスイッチ１２．１３により異なるレベル
の基準電圧が入力されるようになっている。このアナロ
グスイッチ１２．１３により、前述の判定温度が設定さ
れるものである。コピー信号８は前述した通り、コピー
前はＨｉ　ｇ　ｈであリ、コピーを開始するとＬｏｗに
落ちろように設定しである。そしてアナログスイッチ１
２には直接、またアナログスイッチ１３にはインパータ
エ。

を介して接続しである。従ってコピー前（待機中）は、
アナログスイッチ１２によって設定される基準電圧に対
応する判定温度が決まることになり、コピー中はアナロ
グスイッチ１３によって設定すれろ基準電圧に対応する
判定温度が決まることになる。そしてアナログスイッチ
１２で設定されろ基準電圧の方が、アナログスイッチ１
３で設定されろ基準電圧より高いこと、及び０点の電圧
は温度が低い時には高く徐々に低くなっていくことに鑑
みろと次のことが言える。

即ち、コピー前の判定温度は低く（もちろん制御点温度
よりも高いが）、コピー中の判定温度は高くなっている
と言うことである。

次にその動作の説明を行なう。

ますの点の電圧（オペアンプ８の■端子の電圧）は温度
が低い時には高（、温度が高い時には低くなる一一方Ｉ
Ｃｌ０の３番端子は６番端子（スレッシュホールド端子
）によってＨｉ　ｇ　ｈ％Ｌｏｗに制御されるが、この
６番端子はコンデンサＣ１が■１になった時、３番端子
をＬｏｗに落とｆものとすると、Ｖ　１＞　Ｖ　ｔの関
係にある■、でＨｉ　ｇ　ｈにするものである。これに
より３番端子からパルスが発生することになる。即ち３
番端子がＨｉ　ｇ　ｈのときは、トランジスタＱ、がオ
ンし、トランジスタＱ、のベースをＧＮＤに短絡でろた
めにこのトランジスタＱ、がオフし、従ってコンデンサ
Ｃ１は抵抗Ｒ１で定まる時間で充電されるのである。そ
してコンデンサＣ１が充電して電圧が■１になると６番
端子からの信号で３番端子はＬＯＷに落ちる。コンデン
サＣ，は０点の電圧に対応したトランジスタＱ１のオン
状態及び抵抗Ｒ１で定まる時定数で放電して行くが、電
圧■、、になった時点で３番端子６１　Ｈｉ　ｇ　ｈと
なり前述の動作が繰り返されるのである。

前述した様にコンデンサＣＩの放電時間はトランジスタ
Ｑ、によって決まり、またこのトランジスタＱ１の導通
状態は０点の電圧によって決まるから、結局入力電圧■
に対して３番端子から出力されろパルス（第１パルスＰ
＋）の同波数は比例することになる。これがデユーティ
サイクルである。

第１パルスＰ１はアンド回路４の一方の入力端子に加え
られろが、このアンド回路４のもう一方の入力端子には
コピー信号８の出力が加えられる。

コンパレータ３は前述した通り、コピー前は、アナログ
スイッチ１２により設定されろ判定温度で、士たコピー
中は、アナログスイッチ１３により設定される判定温度
でＨｉ　ｇ　ｈレベル出力をＬｏｗレベル出力に落とす
ものである。

第３図は第２図に示ｆ電気回路図の各部の波形のタイミ
ングチャートである。

図において（１）は０点の電圧であり、これはコピー待
機中はコピー信号８がＨｉ　ｇ　ｈレベルであることに
鑑み　この期間は第１パルスＰ１と等しいことになる。

（２）はコン−パレータ３からの出力０即ち、第２パル
スＰｔ１３）はオア回路４の出力■即ち、第３パルスＰ
３、（４）はヒータ６の通電波形■、（５）はコピー信
号［Ｆ］である。

前述した通り、コピー前の判定温度検出の以前から第１
パルスＰ、のデユーティサイクルが変わってきているの
であるが、（２）において判定温度を検出した時点で急
激に低下したデユーティサイクルとなっている第３パル
スＰ、によりヒータ６は（４）に示す様に比例制御され
るのである。温度安定状態はこれである。

次にコピー中は前述した通り、判定温度検出レベルを上
げた上で、判定温度検出の第２パルスＰ２によるオン、
オフ制御でヒータ７をコントロールでろようにしたもの
である。即ちコピー中はコピー信号８はＬｏｗし、ベル
となるから、デユーティサイクル可変回路２からの出力
のいかんにかかわらず、アンド回路４からは出力は出な
いため、コンパレータ３のオン、オフでヒータ７が制御
され゛ろのである。

第４図は温度特性図である。

図において、破線は、オン、オフ制御による波形、一点
鎖線は従来の比例制御による波形、そして実線は本発明
による特性図である。またｔ。は設定温度、ｔｌは制御
点温度、１２は判定温度である。

本発明は以上の通り、デユーティサイクルを変化させて
比例制御を行方【う際に、１００チから徐々に落として
行くのではなく、いきなり急激に落とｆようにしたから
、立ち上がり時間を延ばすことな（、オーバーシュート
、温度リップルを最少限に抑えろことが出来る。また待
機中と、コピー中で判定温度を自動的に切換えろように
して、コピー中の温度低下を防止するようにもしたから
、連続コピー中の定着性能の劣化もない温度制御装置を
提供′ｆろことか出来ろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の原理を示す基本ブロック図、第２
図は一実施例を示す電気回路図、第３図は第２図の電気
回路図におけろ各部のタイミングチャート、第４図は温
度特性図である。 １・・・・・・温度検出素子、２・・・・・・デユーテ
ィサイクル可変回路、３・・・・・・コンパレータ、４
・・・・・・アンド７・・・−・・ヒータ、１２，１３
．Ｉ、・・・・・・判別回路。 −”し　　“： 代理人　弁理士　武　順次部［１，三；・ｌ（＋”・：
Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒータと、このヒータにより加熱された定着ローラの温
   度を検出する温度検出素子と、設定温度より低い制御点
   温度から温度検出素子の出方に応じてデユーティサイク
   ルが可変されるデユーティサイクル可変回路と、ヒータ
   に比例制御を行なわせろ開始点を定めるための判定温度
   以上になった時低レベルとなるコンパレータと、待機中
   はコンパレータの判定温度を低く、コピー中は高く制御
   する判別回路と、デユーティサイクル可変回路の出力と
   コピー中は低レベルとなるコピー信号な入力するアンド
   回路と、このアンド回路出力とコンパレータの出力とを
   入力するオア回路とを有し、このオア回路の出力により
   、スイッチング−ｆ段を制御し、ヒータをオン、オフさ
   せるよ５＃Ｃしたことを特徴とでる加熱ローラ定着装置
   における温度側＠装置。