JPS6022163A - 記録装置の温度制御装置 - 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】 （技術分野） 本発明は記録装置の温度制御装置に関し、特に複写機や
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。

（従来技術） 従来、この種壜記録装置の定着器では、一般にサーミス
タ等の感温素子により定着器の温度を検出し、あらかじ
め設定した一定の温度レベルを境にヒータ等の熱源への
ヒータ制御を行っていた。

例えば、その設定温度レベルが１８０℃である場合に、
１８０’０よりも検出温度が低い場合にはヒータを通電
（ＯＮ）にし、１８０℃よりも検出温度が高い場合には
、ヒータを通電停止（ＯＦＦ）にしていた。

しかし、従来のこの種記録装置の温度制御に使用される
ヒータは一般に１木であった。そのため複写動作時、ま
たは記録動作時に定着器に搬送される転写紙の紙質によ
っては、例えばｊ！Ｉ紙などでは定着器のローラ通過時
に大きな熱エネルギが吸収されるので、そのローラの温
度も急激に下かり、定着性の良くない複写が形成される
ことがあった。他方、薄紙の場合では、定才゛１器のロ
ーラ通過時の温度変化は少ないが、そのヒータの通電に
よって生じるオーバシュートにより温度か高くなり、紙
のカールなどの問題を生じていた。

さらに、このような大電力のヒータを常時熱源として用
いた場合にはそのヒータの通電時の電力低下による他の
電気機器への悪影響などやノイズの発生源などともなる
ので、定着ヒータはできるだけ記録装置の各機能を満す
上で必要最小限の電力に押さえることが望ましい。

（目　的） そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去するととも
に、転写紙の紙質に応じ定着に対して最も効率の良い熱
源を供給できるようにした記録装置の温度制御装置を提
供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、記録装置内に
搬送きれる転写紙の紙質に応じて、その記録装置内に設
けた複数の加熱手段を選択的に通電制御するようにした
ものである。さらに、本発明は使用者がスイッチ手段を
選択的に作動させることにより複数の加熱手段を選択的
に通電制御させて、厚紙のときは出力を大きく、薄紙の
ときは出力を小さくすることができるようにしたもので
ある。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を適用した複写機の内部構成例を示し、
ここで１は透明部材からなる原稿載置台であり、図の矢
印方向に往復動する。２は短焦点で小径の結像素子アレ
イ（例えば、ＣＣＤアレイ）であり、原稿載置台１上に
置かれた原稿（不図示）の光源２ａによる反射原稿像は
、この結像素子アレイ２によって感光ドラム３−ヒにス
リット露光される。さらに、４は帯電器であり、感光ド
ラム３上に一様に帯電を行う。帯電器４により一様に帯
電されたドラム３は結像素子アレイ２によって画像露光
が行われ、原稿像に応じた静電画像が形成される。次に
、現像装ｈ？ト５により、この静電画像は現像化される
。

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上の画像がその転写紙上の適正位置に来るよう
タイミングをとって回転するレジストローラ７とによっ
てドラム３上に送り込まれる。次に、転写帯電器８によ
って感光ラム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’ｌｔｈ、ガイド９によって定着装置ＩＱに
導かれ、その転写紙Ｐ上のトナー像が定着ローラｌｏａ
により定着された後に、排紙ローラ１１によりトレイ１
２上に排出される。８ｂはクリーニング手段、８ｃは冷
却ファンである。

定着装置１０は内部に後述の温度制御装置により温度制
御されるハロゲンヒータ旧、Ｈ２８よびＨ３を有する定
着ローラ１０ａと、その定着ローラ１０ａに圧接する加
圧ローラ１０ｂとから成る。定着ローラ１０ａは金属ロ
ーラの表面に四弗化エチレン樹脂の被覆層を有する。一
方、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、さらにそのスポンジ層の上に弾性被覆層を有
する。この定、？′ｒローラ１０ａの曲面に接触型のサ
ーミスタＴＨを配設し、このサーミスタＴＨにより定着
ローラ１０ａの表面温度を検出する。

なお、本例の複写機は、転写紙Ｐを一枚だけ給送可能な
手差し給送装置６ａ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Ｐを連続的にコピーする場合に
は、複写機本体の下部にアク・ンチメント１．３を接続
することによって、給紙カセット】４による連続給送が
可能となる。

第２図（Ａ）は第１図の複写機の温度制御装置ど１の構
成の一例を示し、ここで３１はＲＯＭ（リードオンリメ
モリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を内蔵し
た周知のワンチップ−マイクロコンピュータ（マイコン
）であり、例えば８ピツＩ・のＡ／Ｄ　Ｃアナログ−デ
ジタル）コンバークを内蔵したテキサスインストルメン
ト社のＴＭＳ２３００により構成する。３２は交流電源
ＡＣＶを接続するトランスやダイオードブリッジにより
構成した余波整流回路、３３はその余波整流回路３２か
らの出力信号を反転増幅する反転増幅回路である。３４
は定着ローラ１０ａを加熱する３個のハロゲンヒータＨ
１，Ｈ２およびＨ３からなるヒータ回路、３５Ａ、３５
Ｂおよび３５Ｇはそれぞれ対応するハロゲンヒータＨ１
，Ｈ２およびＨ３の駆動回路であり、このハロゲンヒー
タ駆動回路３５Ａ。

３５Ｂおよび３５Ｇは例えばゼロクロススイッチング５
ＳＲ（ソリッドステートリレー）からなる。３ＥｉＡ。

３６Ｂ　、ｉ’ｊよび３ＥＩＣはそれぞれ対応するハロ
ゲンヒータ駆動回路３５’Ａ、３５Ｂおよび３５Ｇを駆
動するドライバ（ハンマドライバ）である。さらに、Ｒ
１，Ｒ２およびＲ３はサーミスタ（感温素子）　ＴＨか
らの温度検知信号をＡ／Ｄ変換する際の基準となる電圧
を設定する抵抗である。

３７は本複写機の操作部に配設した紙質選択部であり、
例えば第２図（Ｂ）に示すように転写紙の紙質を指示す
る押ボタン式の紙質選択指示スイッチ５Ｉ１１１および
ＳＷ２と、そのスイッチに対応する点灯表示ランプＬＥ
ＤＩおよびＬＥＤ２とを有する。使用者が厚紙スイッチ
ＳＷｔを選択して押下げると、ランプＬＥＤＩが点灯し
、薄紙スイッチＳＷ２を選択して押下。

げるとランプＬＥＤ２が点灯して、それらのスイッチの
選択に対応した紙質選択モード信号がマイクロコンピュ
ータ３１の入力ポートＡ２に入力し、マイクロコンピュ
ータ３１でこの紙質選択モード信号を複写開始時に検出
して、ヒータ旧、Ｈ２およびＲ３の温度制御を行う。通
常はこの紙質選択モードは厚紙でも薄紙でもないノーマ
ル紙（普通紙）が１Ω先モードを有し、複写終了時には
所定のタイミングで普通紙選択モードに自動復帰する。

サーミスタＴ）Ｉからの温度検知信号はマイクロコンピ
ュータ３１のアナログ入力端子（入力ポート）Ａ１に入
力して、デジタル値に変換され、このデジタル値に基づ
き後述するように温度制御を行う。さらに、余波整流回
路３２および反転増幅回路３３を介して交流電源のゼロ
クロスポイントイリ近で論理レベル°’Ｈ”（ハイ）と
なるパルス信号（以下、ゼロクロスのパルス信号と称す
る）がマイクロコンピュータ３１の割込入力端子ＩＩに
入力し、そのときマイクロコンピュータ３１が割込可能
状態になっている場合には、そのパルス信号の立上りで
割込プログラムを実行する。この余波整流回路３２の出
力信号Ｂと、反転増幅回路３３の出力信号Ｃの波形の一
例を第３図に示す。さらにまた、マイクロコンピュータ
３１の出力ボート０１，０２および０３から出力したヒ
ータ制御信号は対応するドライバ３８Ａ、３８Ｂおよび
３６Ｇを介してハロゲンヒータ駆動回路３５Ａ、３５Ｂ
および３５Ｇへ供給される。なお、図示していないが、
マイクロコンピュータ３１の他の入カポ−）・にはジャ
ム手差し検知等の種々のセンサや、キー等からの信号が
入力する。さらに、マイクロコンピュータ３１の出力ポ
ートからは、露光ランプ、給紙ローラ、光学系表示等の
複写装置各部への制御信号が出力する。

上述の入力ポートＡ１に入力する温度検知信号はマイク
ロコンピュータ３１により次の様にしてＡ７Ｄ変換され
る。すなわち、入力ポートＡ１に入力すｇ電圧値をＸ（
Ｖ）とし、マイクロコンピュータ３１のポートＩＳおよ
びＩＲに設定される基準電圧をそれぞれＶＡ５ｉ　＋お
よびＶＲＥＦとすると、次式（１）および（２）により
ｂをめる。

（Ｖｘｇ　ＶＲＥＦ　）／　２５５　＝　ａ　（１）（
Ｘ−Ｖ廚）／ａ＝ｂ　（２） 次いで、このｂをヘキストコード変換してめた値をアナ
ログ人力Ｘ（Ｖ）に対するデジタル値として得る。本例
ではサーミスタＴＨの断線状態におけるＡ／Ｄ変換値が
”ＦＦ”に、サーミスタＴ）ｌのシゴート状ｙμにおけ
るＡ／Ｄ変換値が’ｏｏ”となる様にあらかじめ設定す
る。この様に、サーミスタＴＨからの温度検知信号なＡ
／Ｄ変換しているので温度し・ベルを幅広く読み込むこ
とができる。

秋に、第４図（Ａ）および（Ｂ）の２０−チヤーＩ・を
参照して、第２図（Ａ）に示す本発明温度制御装置の動
作例を説明する。第４図（Ａ）に示すように、電源投入
に応じてステップ１００においてメモリ等の初期設定を
行って本装置を初期状態にする。次に、ステップ１０１
において定着ローラ１０ａの初期の表面温度を入力ポー
トＡＩから人力したサーミスタＴ）ｌの温度検知信号の
Ａ／Ｄ変換値（デジタル値）により読みとる。以上の手
順により本装置の初期状態が確保され、以後ステップ１
０２における割込が許可になり、温調制御を開始する。

すなわち、後述のステップ１０３以降の複写待機処理お
よび複写処理を実行している間に、割込端子■１に前−
述のゼロクロスのパルス信号が人力すると第４図（Ｂ）
に示す通電制御による温調処理を実行する。

ステップ１０２の割込が許可となると、次のステップ１
０３および１０４において紙質選択スイッチＳＷＩおよ
びＳＷ２の開閉状態を検査し、厚紙スイッチＳＷＩが閉
（ＯＮ）になっているときにはステップ１０３Ａに移行
して厚紙モードフラグＦ／ＴＨＩがセットされているか
否かの判定をする。この厚紙モードフラグドパ旧がセッ
トされていないときには、スイッチＳＷＩの最初の押下
時であるから、続くステップ１０３Ｂでフラグドパ旧を
セットして厚紙表示ランプＬＥＤＩを点灯すると同時に
、薄紙モードフラグＦ／ＴＨ２をリセットして薄紙表示
ランプＬＥＤ２を消灯する。その後、スイッチＳ曽ｌが
開（ＯＦＦ）に切り換ったとステップ１０３Ｄで判断さ
れるまで、この厚紙モード状態は保守され、厚紙スイッ
チ５ＷＩＯが開になるとステップ１０４に進む。

一方、ステップ１０４において薄紙スイッチＳＷ２が閉
（ＯＮ）になっていると判定したときにはステップ１０
４Ａに移行して薄紙モードフラグＦ／ＴＨ２がセットさ
れているか否かを判定して、薄紙モードフラグＦ／ＴＨ
２がセットされていないときにはステップ１０４Ｂにお
いてフラグＦ／ＴＨ２をセットして薄紙表示ランプＬＥ
Ｄ２を点灯すると同時に、厚紙モードフラグドパ旧をリ
セットして、厚紙表示ランプＬＥＤＩを消灯、する。そ
の後、ステップ１０４０で薄紙スイッチＳ、Ｗ２が開に
なるとステップ１０５に進む。このように、スイッチＳ
ＷＩまたはＳＷ２の押下のワンアクションで制御モード
が厚紙モードに、または薄紙モードに切り変わり、表示
灯ＬＥＤＩまたはＬ　ＥＱ　２の点灯で選択モードが表
示される。

両スイッチＳＷＩおよびＳＷ２が共に押されていないと
きには、普通紙を選択使用する普通モードのときである
ので、いずれのランプＬＥＤＩおよびＬＥＤ２も点灯せ
ずに、ステップ１０５に進む。ステップ１０５において
コピーキー（変換開始指示キー）が押されたか否かを判
定し、コピーキーがまだ押されていないときには上述の
ステップ１０３に・再び戻る。なお、ステップ１０３Ａ
においてフラグＦ／ＴＨ１がセットされていると判断し
たときにはステップ１０３ＧでフラグＦ／ＴＨＩをリセ
ットすると同時に表示灯ＬＥＤＩを消灯し、ステップ１
０３０に移行する。同様にステップ１０４Ａにおいてフ
ラグＦ／ＴＨ２がセットされていると判断したときには
ステップ１０４Ｃ：でフラグＦ／ＴＨ２をリセットする
と同時に表示灯１．Ｅ口２を消灯し、ステップ１０４０
に移行する。

その後、コピーキーが押されたときにはステップ１０５
からステップ１０６へ進み、フラグＦ／コピーをセット
した後、ステップ１０７においてフラグＦ／ＴＨＩおよ
びＦ／ＴＨ２に応じた温度調整制御を伴う複写動作処理
を行う。複写動作を終了すると、複写動作の終了を判定
するステップ１０８が肯定判定となって、ステップ１０
１に進み、フラグＦ／コピー、Ｆパ旧およびＦ／ＴＨ２
をリセットすると共に、両ランプＬＥＤＩおよびＬＥＤ
２を梢灯し、再びステップ１０３に戻り上述の処理を繰
り返す。なお、ステップ１０８　と１０９の間にタイマ
をセットし、所定時間経過したらステップ１０１１に移
行してフラグのリセット処理等を行うようにしても好適
である。

第４図（Ｂ）は温調制御時の通電制御処理手順の一例を
示し、温調制御幅の全ての割込時においてこのルーチン
に入り、検知温度レベル１８０℃を境にしてヒータ旧、
８２およびＨ３のＯＮ　（通電）、ＯＦ’Ｆ（非通電）
の通電制御を行う。すなわち、ステップ２００において
サーミスタＴＨの温度検知信号のＡ／Ｄ変換値に基づい
て定着ローラｌＯａの表面湿度が１８０℃以下であると
判定すれば、次のステップ２０１において複写動作中で
あるか否かをフラグＦ／コピーがセットされているか否
がで判断し、複写動作中でなければステップ２０２でヒ
ータＨ１のみを通電して、ステップ２０９に移行し、サ
ーミスタＴＨの温度検知信号のＡ／Ｄ変換値をレジスタ
に大火した後、第４図（Ａ）のメインルーチンに戻る。

一方、検知温度が１８０℃以下でフラグＦ／コピーがセ
ットされているとき、すなわち、複写動作中のときには
、ステップ２０１からステップ２０３に１多行して、厚
紙フラグＦ／Ｔ　ｌがセットされているか台かを判定す
る。厚紙フラグＦ／Ｔｌがセットされているときには、
ステップ２０５〜２０７において３個のヒータ旧、Ｈ２
およびＨ３の全部を通電（ＯＮ）する。薄紙フラグＦ／
ＴＨ２がセットされているときにはステップ２０４から
ステップ２０？に進みヒータＨ１のみを通電する。また
普通紙のときにはステップ２０４からステップ２０１３
および２０７に進み、２個のヒータＨ２および旧を通電
する。検知温度が１８０　’Ｏ以上になったときには複
写中であるか否かにかかわらず、ステップ２００からス
テップ２０８に移行して全ヒーク旧、Ｈ２およびＲ３を
通電停止（ＯＦＦ）する。

ココテヒータ旧ヲ５ｏｏ１１１、ｌニー’りＨ２ヲ１０
０Ｗ、ヒータＨ３を１２０Ｗとすると、厚紙モードのと
きには７２０　Ｗ　、　’ｆＴ通紙モードのときには８
００Ｗ、薄紙モードのときには５００Ｗとなる。このよ
うに、本例では転写紙の紙質に応じて複数のヒータ旧、
Ｈ２およびＲ３を選択して通電しているので、厚紙のと
きにはヒータの出力を大きく、薄紙のときには、ヒータ
の出力を小さくすることができて、紙質に応じた適切な
温度調整制御を行うことができる。よって本本例によれ
ば厚紙のときの定着不良、薄紙のときの紙のカールなど
の不都合をｉ止できる。

なお、本例では使用者により紙質の指示を行うスイッチ
ＳＷＩおよびＳＷ２を用いているが、本発明はこれに限
らず、転写紙の紙質を透過式のホトカプラなどのセンサ
により直接検出して、温調モードの切換えを行ってもよ
いのは勿論である。

（効　果） 以上説明してきたように、本発明によれば、記録紙の紙
質に応じて複数のヒータを選択切換して通電制御してい
るので、紙質に応じた適切な温度調整ができ、定着不良
やカール発生などの不都合の発生を阻止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用した複写機の内部構成例を示す断
面図、第２図（Ａ）は第１図の定着器の本発明温度制御
装置の構成の一例を示すブロック線図、第２図（Ｂ）は
第２図（Ａ）の紙質選択部の外観の一例を示す平面図、
第３図は第２図（Ａ）の各部の信号波形の一例を示す信
号波形図、第４図（Ａ）および第４図（Ｂ）は第２図（
Ａ）の装置の動作例を示すフローチャー１・である。 ｌ・・・原稿載置台、 ２・・・小径結像素子アレイ、 ２ａ・・・光線、 ３・・・感光ドラム。 ４・・・帯電器。 ５・・・現像装置、 ６・・・給送ローラ。 ８ａ・・・手差し台、 ６ｂ・・・検知手段、 ７・・・レジストローラ、 ８・・・転写帯電器、 ８ａ・・・分離手段、 ８ｂ・・・クリーニング手段、 ８Ｃ・・・冷却ファン、 ９・・・ガイド。 １０・・・定着装置。 １０ａ・・・定着ローラ、 １０ｂ・・・加圧ローラ、 １１・・・排紙ローラ、 １２・・・トレイ、 １３・・・アクッチメント、 １４・・・給紙力セット、 ３１０９．マイクロコンピュータ、 ３２・・・全波整流回路。 ３３・・・反転増幅回路、 ３４・・・ヒータ回路、 ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ・・・ハロゲンヒータ駆動回路
、３１３Ａ、３８Ｂ、３１３Ｇ　・・・ドライバ、３７
・・・紙質選択部、 Ｐ・・・転写紙。 ＴＨ・・・サーミスタ、 旧、Ｒ２，Ｒ３・・・ハロゲンヒータ、Ｒ１，、Ｒ２，
Ｒ３川抵抗、 ＡＣＶ・・・交流電源、 ｓｗｌ・・・厚紙スイッチ、 Ｓ誓２・・・薄紙スイッチ、 １、ＥＤＩ・・・厚紙用ランプ、 ＬＥＤ２川薄紙用ランプ、 ＡＩ、Ａ２．ＩＳ、ＩＲ・・・入力ポート、０１．０２
，０３・・・出力ポート、 Ｂ、Ｃ・・・イ５１　号。 特許出願人　キャノン株式会社 第２図（Ｂ） ３７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の加熱手段、 該加熱手段の温度を検出する温度検出手段、前記加熱手
   段方向へ搬送される記録材の材質を検出する検出手段、 該検出手段の検出出力および前記温度検出手段の検出出
   力とに応じて前記加熱手段を選択通電する通電制御手段
   とを具備したことを特徴とする記録装置の温度制御装置
   。