JPS5934577A - 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
加熱体や未定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っ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
好ましい温度制御けなされていない。

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さくなシ、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。

本発明は上記欠点を除去し、過熱現象であるオーバシュ
ートを防止し、定着可能温度迄の時間を短縮することが
可能な温度制御装置を提供することを目的とする。

即し、本発明は、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を有する温度制御装置
において、前記熱源への通電開始時における前記検出手
段の出力によシ前記熱源への通電モードを選択すること
を特徴とするものでろる。

以下本発明の実施例を参照して詳細に脱明する。

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は透明部材よシなる原稿載置台で、矢印方向
に往復動する。２は短焦点小径結像索子アレイであシ、
原稿載置台ｌ上に置かれた原稿の光源２ｍによる反射原
稿像は、このアレイ２によって感光ドラム３上にスリッ
ト露光される。筐だ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によっ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によシ、この静電画像は顕像化される。

−男手差し台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米るようタイミ
ングをとって回転するレジストローラ７によってドラム
３上に送り込まれる。そして次に、鴨写蛍亀器８によっ
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によってドラム３から分離され
た転写紙Ｐは、ガイド９によって定着装置ｌＯに導かれ
、転写厭Ｐ上のトナー像がハロゲンヒータＨ５を内蔵し
た定着ロー２１０ｍによシ定着された後に排紙ローラ１
１によりトレイ１２上に排出される。なおＴＨＩは定着
ローラ１０ｍの表面温度を検知するだめのサーばスタ、
８ｂはクリーニング手段、８Ｃは冷却ファンである。

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下部にアタッチメン）１３を接続することによ
って、カセット１４による連続給送が可能となる。

定着装置１０は内部に・・ロゲンヒータＨ，を有する定
着ローラ１０ａと定着ローラｌＯａ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弗化工チレン樹脂被榎層を設けた構成となっている
０又、加圧ローラｉｏｂ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
っている。この定着ローラｌＯａの周面に接触型のサー
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
すブロック図である。１００はＲＯＭ。

ＲＡＭ等を内蔵した周知のワンチップ・マイクロコンピ
ュータで、８ビツトのＡ　／　Ｄコンバータを内蔵して
お）、例えばテキサスインストルメント社のＴ　Ｍ　Ｓ
　２３００によ多構成される。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
反転増幅するだ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だめのサーミスタで第１図のＴ
Ｈに相当する。１０４は定着ローラを加熱するだめのハ
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を駆動するだめのドライバである。

マイクロコンピュータ−００のアナログ入力端子Ａ、に
はサーミスター０３からの温度検知信号が入力しており
、ディジタル変換され、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１
０１１反転増幅回に 路１０２介して交流電源のゼロクロスポイント付ハ 近で論理レベル“Ｈ“となるパルス信号が人力し、マイ
クロコンピュータ−００が割込可能状態になっている場
合、このパルス信号の立上シ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
Ｒ１にはドライバー０５を介してハロゲンヒータ駆ｙＪ
ＩＪ（ロ）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、ドライバー０５からの信号がホトカプラ１
１３に入力し、ホトカプラ１１３のオンによ）トライア
ック１１４が導通し、ハロゲンヒータＨ１にＡＣｌｏｏ
Ｖが供給される。

尚、第２−１図には図示していないが、マイクロコンピ
ュータＺｏｏの他の入力ボートにはジャム手差し検知等
積々のセンサ、キー等からの信号が入力する０又、出力
ポートからは、露光ラング、給紙ローラ、光学系、表示
等複写装置各部のｉ＃＋１　呻信号が出力される。

又、抵抗”Ｉ　＋　”ｔ　＋　ＲＩＩはサーミスタ１０
３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。入力ボート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。ボートＡ、に入力する電圧値をｘＭとし、マイクロ
コンピュータ１００のボートｌ。、ＫＩに設定される基
準電圧をν＾ａｓ　、　ＶＰ！ｙとすると、（ＶＡｓ＠
−ｖＫｕ　）　／　２５５　＝　ａ（ｘ　　　ＶＲａＦ
）／　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
グ人力Ｘ（Ｖｌにおけるディジタル値となる。

本実施例ではサーミスタ断線状態におけるＡ／Ｄ値がＦ
Ｆに、ショート状態における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　ｆ換することによシ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
ャートである。この例では、ｉｔｓ投入時の温度レベル
に応じて、ハロゲンヒータＨ７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
める構成となっている。

以下フローチャートに従って詳しく説明する。

１１１ｊｌ投入後ステツプ１でメモリ等の初期設定が行
すれる。次にステップ２でサーミスタ１０３からの温度
検知信号がボートＡ、に入力し、前述の如＜Ａ／Ｄ変換
される。そしてステップ３〜８で、このディジタル値に
基づき、定着ローラ表面温度が５０゛０以下、８０°０
以下、１００’Ｏ以下、１３０℃以下、１５０°０以下
、１７０°０以下であるか否か判断する。そして６０℃
以下、８０°０以下、１００℃以下、１３０°０以下、
１５０℃以下、１７０℃以下であれば、ステップ９−１
４でフラグｐ／ｓｏ　。

Ｔ／８０　＋　Ｆ／１００　＋　Ｆ／１３０　＋　Ｆ／
１５０　＋　Ｆ／１７０がセットされる。又、１７０℃
以下でなければステップ１５で７ラグＦ／　１８０がセ
ットされる。フラグＦ／　１８０がセットされるとコピ
ー可能状態となる。

尚、このフローチャートでは検知された温度よシ低い温
度に対して設定されているフラグはすべてセットされて
いる。次にステップ１６でゼロクロス割込が許可となり
、ステップ１７でメインプロゲラ五が実行される◎この
間に割込端子夏ＮＴ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図に示すフローチャートに従って割込プロ
グラムを説明する。ステップ２１〜２６でフラグＦ／１
８０　、　Ｆ／１７０　、　Ｆ／１５０．Ｆ／１３０゜
Ｆ／１００　、　Ｆ／８０がセットされているか否かを
判断する０フラグＦ／　１８０がセットされている場合
はすでにウェイトアップ状態であると見なし、ステップ
２７で定着ローラ表面温度が１８０’Ｏ以下であるか否
かを判断する・そして１８０℃以下でおればステップ２
８でハロゲンヒータ町を１サイクルオン、１サイクルオ
フとなる様に出力ポートＲ１からのヒータ駆動信号によ
）１ザイクル毎の通電制御を行う。尚、ステップ２８の
詳細については後述する。又、ステップ２１で定着ロー
２表面温度が１８０°０以下でなければステップ２８を
行わずステップ３７に進む。

フラグＦ／１８０がセットされていなければステップ２
２でフラグＦ／１７０のチェックを行い、セットされて
いればステップ２９で定着ローラ表面温Ｋが１７０’Ｏ
以下であるか否かを判断する。

１７０℃以下であれば、ステップ３０でヒータ駆動信号
をオンし全サイクル通電を行う。又、１７０°０以下で
なければステップ３工でフラグＦ／１８０をセットして
ウェイトアップ状態にしステップ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がセットされている場合、ステ
ップ３２で定着ローラ表面温度を１６５’０と比較し、
１６５°０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がセットされている場合、ステ
ップ３３で定着ローラ表面温度を１５５℃と比較し、１
５５°０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ｐ／　１００がセットされている場合、ステ
ップ３４で定着ローラ表面温度を１４５°０と比較し、
１４５°０迄全波通電、以後ｌサイクルおきの通電制御
が行われる。

又、フラグＦ／８０がセットされている場合、ステップ
３５で定着ローラ表面温度を１４０°０と比較し、１４
０℃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がセットされていない場合、つま９
フラグＦ１５０がセットされている場合はステップ３６
で定着ローラ光面温度を１３０’Ｑと比較し、１３０°
０迄全波通電、以後ｌサイクルおきの通電制御が行われ
る。

そしてステップ３７でヒータ駆動信号をオフにした後、
ステップ３８で再び定着ローラ表面温度を読込む。

次にステップ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図に従って説明する
。まずステップ２Ｂ−１゜２８−２で７ラグＦ／第１．
Ｆ／第２がセッ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ｌ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
だめのフラグである。フラグＦ／第１．Ｆ／第２が共に
セットされていなければ、ステップ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７ラグＦ／第
２がセットされる。そして、次の割込制御時にステップ
２Ｂ−１からステップ２８−２に進み、Ｆ／第２がセッ
トされているのでステップ２８−４に進んでヒータ駆動
信号をオンにして交流ｌサイクルのうちの次の苧サイク
ルの通電が開始される０同時にフラグＦ／第１がセット
される。そして次の割込制御時にフラグＦ／第１　！　
Ｆ／第２共にセットされているのでステップ２８−１か
らステップ２８−５．ステップ２８−６と進み、Ｆ／第
２をリセットする。そして次の割込制御時にステップ２
８−５からステップ２Ｂ−７に進みフラグＦ／第１をリ
セットする◇つまりフラグＦ　／ＩＫ　２　、　Ｆ　／
第１がリセットされる交流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ｌ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った場合の定
着ローラ表面温度と時間の関係を第６図に示す。図にお
いて（，１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。８６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、（ｂｌは電源投入時の定着ローラ表面温度が１
３０°０〜１５０°Ｃ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
。又、（Ｃ１は′電源投入時の定着ロー２表面温度が７
０〜１８０’０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
くてもウェイトアップ状態としている。しかしながら本
実施例では、通電□モードが切替った時点でコピー動作
を開始しても手差し又はカセッ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
になっておシ、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、ウェイトアップ
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１丁能となる。

上記実施例では電源投入時の定着ローラ表面温度により
異る設定温度で全波通電から１ザイクルおきの通電に通
電モードを切替えるものであったが、定着ローラ表面温
度に応じて電力供給時間全決め、この間サーミスタの検
知温度に拘らず電力全供給する様にし、電力供給時間の
経過後サーミスタの検知出力に応じて温度制御をするこ
とも可能である。

第７−１．７−２図はこの実施例を示すフローチャート
である。第７−１図で第４−１図と異る点は、電源投入
時に検出される定着ローラの表面温度に応じてステップ
１０９〜１１４でハロゲンヒータＨ１に給電するだめの
タイマ時間を決めることである。他のステップにおける
動作は第４−１図の場合と同様である。そして割込許可
になった後メインルーチン実行中に割込端子ＩＮＴにパ
ルスが入力する毎に先の例と同様に第７−２図に示した
如き割込ルーチンが実行される。

第７−２　図の割込ルーチンにおいて、ステップ１２１
でウェイトアップ状態でめることを示すフラグｐ／１ｓ
ｏをチェックし、セットされていてすでにウェイトアッ
プ状態になっていれはサーミスタ１０３からの信号にょ
）ステップ１２２で定着ローラ表面温度が１８０°０以
上であるが否かを判断する。１８０’Ｑ以上であればス
テップ１３０に進む。又、１８０°０以上でなければス
テップエ２９でヒータ駆動信号をオンし、ステップ１３
０で１ｎｓａｃタイマを作動させ、ステップ１３１でヒ
ータ駆動信号をオフにし、ステップ１３２で再び定着ロ
ー２表面幅度を欣込む〇 又、ステップ１２１でフラグＦ　／　１８０がセットさ
れていない場合は、ステップ１２３でフラグＦ／’＊＋
がセットされているか否かをチェックする。ここでフラ
グＦ／　ｔ　＋はハロゲンヒータＨ８に対する給電を行
うだめのタイマがタイムアツプしたことを示すフラグで
ある。フラグＦ／　ｔＩがセットされていなければ、ス
テップ１２４において、ステップ１０９〜１１４でセッ
トされたタイマを作動させて割込端子ＩＮＴにパルスが
人力する毎に１減算する。そしてステップ１２５でタイ
ムアツプする迄ステップ１２７　、１３０　、１３１に
よりハロゲンヒータＨ，に給電する。そしてステップ１
２５でタイムアツプすると、ステップ１２６でフラグＦ
／　ｔ。

をセットするとともに２秒タイマをセットする。

そして次の割込処理時にステップ１２３からステップ１
２８に進み、割込端子ＩＮＴに入力するパルスをカウン
トし、ステップ１２９で２秒タイマがタイムアツプする
と、ステップ１３３でフラグＦ／１８０をセットし、ウ
ェイトアップ状態となる。

つまりウェイトアップ状態になる迄サーミスタ１０３に
よる検知温度に基づいた制御は行われない。

この様に、タイマにより温度制御を行うことにより、サ
ーミスタによる時間的な応答遅れがなく、オーバシュー
トを大幅におさえることができた。

一例として肉厚２韮、直径３０ｍＮ、長さ２５０ｇのア
ルミニウム製ローラに１．５　Ｗのハロゲンヒータを入
れ、設定温度を１８０℃として実験したところ、サーミ
スタによる制御では６０　’Ｑをオーバシュートした。

しかしながら本実施例によ！：Ｊ２５′Ｏからスタート
し１５秒間通電した場合、オーバシュートをｉｏ’ｏ〜
２０　’Ｏにおさえることができた０又、７０°０から
スタートして１２秒間通電した場合も同様であった。通
電停止後２秒経過してからサーミスタによる温調を行う
様構成することでリップルを小さくすることができた。

以上の様に、本発明によれば、電源投入時の定着器の温
度により、熱源への通電モードを異らしめているため、
オーバシュートを押さえ名ことができ、ローラ等の劣化
を防止できる。又、ウェイトアップ状態になる迄に要す
る時間を大幅に短縮できるため、待時間が少なくてすむ
。

【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を 図、第２−１図は本発明の制御部２示すブロック図、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ャート、第５
図は第４−１〜４−３図に示すフローチャートに従って
制御し次場合の温度特性を示す図、第６図は−・ロゲン
ヒータを流れる電流波形図、第７−１．・７−２図は本
発明の他の実施例を示すフローチャートである。 図において、１０は定着装置、１０ｍは定着ローラ、１
０ｂは加圧ローラ、１００はマイクロコンピュータ、１
０１は全波整流回路、ｉｏｚ　Ｆｉ反転増幅回路、１０
３はサーミスタ、１ｏ４はハロゲンヒータ駆動回路、Ｔ
Ｈはサーミスタ、Ｈｌはハロゲンヒータである。 出願人　　キャノン株式会社 ？鴇昭５９−３４５７７　（８） 承

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）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を有する温度制御装置において、
   前記熱源への通電開始時における前記検出手段の出力に
   より前記熱源への通電モードを選択することを特徴とす
   る温度制御装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記検出手段の
   出力により前記熱源に供給する電力を変化させる所定温
   度を決めることを特徴とする温度制御装置。 （３）　　４？許請求の範囲第２項において、前記所定
   の温度迄は前記熱源に対し全波通電を行うことを特徴と
   する温度制御装置。 （４）特許請求の範囲第１項において、前記熱源に対す
   る通電時間を前記検出手段の出力に応じて異らしめるこ
   とを特徴とする温度制御装置０