JPS6131869B2

JPS6131869B2 -

Info

Publication number: JPS6131869B2
Application number: JP53000445A
Authority: JP
Inventors: Koji Maruyama; Ryoichi Ootsuka; Tsugumori Cho
Original assignee: Kopia KK; Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp; Kopia KK
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1978-01-06
Publication date: 1986-07-23
Also published as: JPS5494036A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、複写機における加熱定着が確実か
つ正確に行なえるようにした制御装置に関する。

複写機、例えば静電式複写機においては、その
複写の定着に熱を用いることがある。静電式複写
機について言えば、複写紙に転写されたトナー
は、加熱により紙面に固定される。このとき、そ
の加熱が適当でないと、例えば加熱が不十分だと
トナーが脱落しやすくなつてしまい、また加熱が
過ぎると紙が焦げたりしてしまう。従つて、その
加熱温度の制御は、特に正確になされることが要
求される。しかしながら、複写機においては、最
適な定着結果を得るための定着温度が一定せず、
種々の外的条件、例えば環境温度のほかに湿度等
によつて、複雑かつ微妙に違つてくるという特質
がある。このため、一般に行なわれているような
閉ループによる自動温度制御では、その装置がい
たずらに複雑になるばかりで、正確かつ確実な定
着温度制御は行なうことができない。また、複写
機における定着温度制御は、その制御の最終目標
が温度ではなく、最良の定着仕上を得ることにあ
り、しかもこの最終の制御目標は、これを定量的
に検出してフイードバツクすることがきわめて困
難な性格を帯びている。例えば、上記複写機の加
熱定着において、仮に、その加熱定着の結果が目
標から外れていたため、これを閉ループによるフ
イードバツク制御で補償し得たとしても、補償で
きるのはその後の加熱定着からであつて、既に加
熱定着されてしまつた部分までも補償することが
できず、これでは、部分的にも欠陥のない最良の
コピー結果を望むことはできない。すなわち、こ
こでは、フイードバツク系にて生ずる伝達遅れが
許されないといつた特殊性がある。

以上のように、複写機の定着温度制御において
は、いわゆる通常の閉ループによるフイードバツ
ク制御では、装置を構成するこをが困難である一
方、十分な制御結果を得ることができない。この
場合、上記した如き閉ループによる制御よりも、
いわゆる閉ループによる一方向的な制御の方が有
利で、例えば電源電圧、周囲温度、および湿度等
の違いによつて個々に求められた過去の経験デー
タに従つて、制御量を一方向的に定める方が再現
性が良く、むしろ良い定着仕上を期待でき、また
その方が確実で簡単である。しかし、この場合、
その制御は、種々の外的要因に応じて忠実に行な
わなければならない。さもないと、そのデータが
求められたときの結果が忠実に再現されず、所期
の定着仕上が得られない。従来、スライダツクに
よる電源電圧制御あるいはトライアツク等による
導通位相角制御でもつて加熱定着用発熱体への供
給電力を制御し、これにより定着温度を調節する
ようにしているが、これらはその制御がアナログ
的に行なわれるため、閉ループによる一方向的な
定着温度制御を行なうには正確さおよび確度の点
で十分でなく、複写機を使用する度に再調節する
必要があつた。

この発明は、以上のような背景に基づいてなさ
れたもので、その目的とするところは、複雑かつ
面倒なフイードバツク制御によらずとも、確実か
つ正確に、しかも簡単な構成でもつて、また面倒
な再調整を行なわなくとも、常に最良の定着仕上
が得られるようにした複写機の定着温度制御装置
を提供することにある。

この発明による複写機の定着温度制御装置は、
加熱定着用電気発熱体と交流電源との間に介挿さ
れた半導体スイツチング素子と、交流電源の波形
の山数を計数する計数手段と、複写機の加熱定着
に影響を与える外的要因を定量的に検出する検出
手段と、各要因の検出量に対応させて、加熱定着
用電気発熱体に供給すべき電源波形を、連続導通
山数と連続遮断山数との関係で記憶させた記憶手
段と、各時点の検出量に対応する記憶情報を読出
し、計数山数が指定された連続導通山数、連続遮
断山数にそれぞれ達するまで、スイツチング素子
をオン、オフ各状態に保持するスイツチング制御
手段と、を具備するもので、以下の実施例を図面
に基づいて詳述する。

第１図は、この発明に係る複写機の定着温度制
御の一実施例を示したもので、加熱用電気発熱体
１に、商用の交流電源（A100Vまたは200V）２
が半導体電流制御素子であるトライアツク３を介
して供給されるようになつている。この発熱体１
から発せられる熱でもつて、複写紙に転写された
トナーが加熱定着されるのであるが、その加熱制
御は、制御装置４内のROM（Read Only
Memory）５に書き込まれているデータに基づい
て行なわれるようになつている。

制御装置４は、上記ROM５、CPU（中央処理
装置）６、およびＩ／Ｏ（入出力回路）７からな
り、その構成は１個若しくは複数個のLSI（集積
回路）により、きわめて簡単かつ小形になされて
いる。この制御装置４の入力機器としては、零電
圧検出回路８、電圧検出回路９、温度検出回路１
０、および湿度検出回路１１等が接続されてい
る。また、その出力機器としては、上記トライア
ツク３のゲートトリガー回路１２が接続されてい
る。零電圧検出回路８は、上記交流電源２の瞬時
電圧が零値を通過するときのタイミングを検出す
るもので、上記交流電源２の半サイクル周期毎に
零検出信号が発せられるようになつている。電圧
検出回路９は、上記電源２の出力電圧を検出する
ためのもので、電源電圧（平均電圧）の変動はこ
こで検出される。温度検出回路１０は、サーミス
タの如き温度センサー１０′を用いて環境（複写
機内）温度を検出するためのものであり、また湿
度検出回路１１は環境（複写機内）湿度を検出す
るためのものである。そして、これらの検出回路
８，９，１０，１１からの各検出信号は、それぞ
れデイジタルデータの形式で、上記制御装置４に
入力されるようになつている。特に、上記電圧検
出回路９、温度検出回路１０、および湿度検出回
路１１からの各検出データについては、Ｉ／Ｏお
よびCPU６を介して、上記ROM５のアドレスデ
ータ入力側に導入されるようになつている。これ
により、ROM５からは、各検出データに対応す
る書込データが読み出せるようになる。

第２図は、上記ROM５の書込パターンの一例
を示したもので、そのデータ欄１３には、電源電
圧Vx、温度Tx、および湿度Hxに対応して、それ
ぞれ比率（％）を示すデータが多数書込まれてい
る。このROM５は、上述したように、上記電圧
検出回路９、温度検出回路１０、および湿度検出
回路１１からの各検出データによつてアドレス指
定され、その指定されたとろのデータがCPU６
によつて読み取られるようになつている。例え
ば、CPU６によつて、上記湿度検出回路１１の
検出湿度Hxが第２図のパターンに示された代表
値H1に属すると判定されると、欄１３ａが選択
され、さらに上記温度検出回路１０の検出温度
HxがT1に、上記電圧検出回路９からの検出電圧
VxがV1にそれぞれ属すると判定されると、
「100」を示すデータが選択されて読み取られるよ
うになる。同様にして、Hx＝H1、Tx＝T2、Vx
＝V1のときは、「95％」を示すデータが選択さ
れ、またHx＝H1、Tx＝T3、Vx＝V1のときは、
「90％」を示すデータが選択されて、読み取られ
るようになつている。

第３図は、上記制御装置４のプログラム構成を
示したもので、ルーチンＲ１，Ｒ２，Ｒ３では、
それぞれ上記検出回路９，１０，１１の各検出値
Vx、Tx、Hxが上記代表値（V1〜V4、T1〜T4、
T1〜H4）の何れに属するかの判定を実行する。
そして、次のルーチンＲ４にて、出力パターンの
選択、すなわち上記判定結果に基づいて上記
ROM５のアドレス指定を行ない、対応するとこ
ろのデータ（％）の選択が行なわれる。こうし
て、電圧Vx、温度Tx、湿度Hx等の諸条件に応じ
たデータ（％）が選択されると、次のルーチンＲ
５にて、その選択されたデータ（％）に基づいて
ON−OFF定数を作成し、これを比較レジスタに
プリセツトすることが行なわれる。このON−
OFF定数とは、前記発熱体１と交流電源２との
間に介在させてあるトライアツク３の導通期間
Tonの長さと遮断期間Toffの長さ、すなわちデユ
ーテイ比を単純な整数比でもつて定めたもので、
導通期間Tonの長さを定めるON定数Konと遮断
期間Toffの長さを定めるOFF定数Koffとが作成
され、それぞれに比較レジスタ、Ron、Roffにプ
リセツトされるようになつている。そして、次の
ルーチンＲ６にて、前記零電圧検出回路８から零
検出信号が発せられたか否かの判断が行なわれ、
ここで零検出信号がなければ、上記ルーチンＲ１
〜Ｒ５が繰り返えされるが、零検出信号が発せら
れると、すなわち上記交流電源２の電圧波形の節
点に来ると、ルーチンＲ７が実行されるようにな
る。このルーチンＲ７は、第４図にその詳細を示
すように、上記零検出信号による一種の割込みに
よつて実行されるようにプログラムされたもの
で、先ず上記零検出信号が発せられるとルーチン
Ｒ７１にて割込カウンターICの内容に１を加算
する。そして、次のルーチンＲ７２にて、後述す
る次区間OFF指令フラグＦ１がセツトされてい
るか否かが判断される。このフラグＦ１がセツト
されていないと、ルーチンＲ７３が実行され、こ
こで上記割込カウンタICの内容が前記比較レジ
スタRonにプリセツトされたON定数Konに達し
たか否かが判断される。ここで、カウンタICの
内容がプリセツト内容に達していなければ、次の
ルーチンＲ７４にて、前記ゲートトリガー回路１
２を駆動（ON）する指令を発し、前記トライア
ツク３を上記交流電源波形の次の節点から導通状
態にさせるようにする。しかし、上記割込カウン
タICの内容が上記プリリセツト内容（Kon）に達
すると、ルーチンＲ７５，Ｒ７６が実行されて、
上記次区間OFF指定フラグＦ１がセツトされ、
また上記割込カウンタICの内容が零にクリアー
されてから、上記ルーチンＲ７４が実行される。
他方、前記ルーチンＲ７２にて、YESの判断が
出された場合、すなわち次区間OFF指定フラグ
Ｆ１がセツトされていた場合、ルーチンＲ７８が
実行され、ここで上記割込カウンタICの内容が
前記比較レジスタRoffにプリセツトさたOFF定
数Koffに達したか否かが判断される。ここで、
カウンタICの内容がプリセツト内容に達してい
なければ、次のルーチンＲ７４にて、前記ゲート
トリガー回路１２の駆動を解除（OFF）する指
令を発し、上記トライアツクを上記交流電源波形
の次の節点から遮断状態にさせるようにする。し
かし、この場合も、上記割込カウンタICの内容
が上記プリセツト内容（Koff）に達すると、ル
ーチンＲ８０，Ｒ８１が実行されて、次区間
OFF指定フラグＦ１が今度はリセツトされ、ま
た上記割込カウンタICの内容が零にクリアーさ
れてから、上記ルーチンＲ７９が実行される。以
上のようにして、零検出信号が発せられると、割
込がかけられて、上記トライアツク３を次の区間
からON状態にするかOFF状態にするかを、決定
されるのであるが、この後は、ルーチンＲ７７が
実行されて上記割込状態が解除され、ルーチンＲ
７の実行が完了する。このルーチンＲ７の実行が
終了すると、第３図に戻つて示すように、ルーチ
ンＲ１に戻り、再び次の検出信号が発せられるま
で、ルーチンＲ１〜Ｒ５が繰り返えされる。

以上のようにして、先ず、静電式複写機におけ
る加熱定着の仕上結果に影響を与える諸要因、す
なわちこの場合は、発熱体１の電源電圧Vx、環
境温度Tx、および環境湿度Hxを前記検出回路
９，１０，１１にてそれぞれ検出し、これらの検
出結果でもつて上記ROM５のアドレス指定を行
なつて対応する書込データを選択し、この選択さ
れたデータに従つて、単純な整数比をなすON定
数とOFF定数が作成される。そして、上記トラ
イアツク３を、上記ON定数Tonに相当する数の
区間Tonだけ連続導通させることと、上記OFF
定数Toffに相当する数の区間Toffだけ連続遮断
させることとを、交互に繰り返えすのである。第
５図ａ〜ｆは、その状態を示したもので、同図ａ
に示すように交流電源波形に対して、同図ｂに示
すような零検出信号Poが半周期（ｔ）毎に発せ
られて、その度に前記割込ルーチンＲ７が実行さ
れる。そして、同図ｃ〜ｆに示すような、上記
ON定数KonとOFF定数Koffとに従つて電力制御
された電源が上記発熱体１に供給される。例え
ば、第５図ｃに示すのは、上記ROM５から選択
されたデータが70％を示したときの制御波形で、
このとき作成されたON定数KonとOFF定数Koff
との比は７：３になつている。また、同図ｄに示
すのは、上記選択データが80％の場合で、作成さ
れたON定数KonとOFF定数Koffとの比は４：１
である。同様にして、同図ｅは、選択データが90
％で、ON定数KonとOFF定数Koffとの比は９：
１となり、また同図ｆは、選択データが100の場
合で、この場合の両者の比は10：０となつてい
る。このようにして、上記発熱体１への供給電力
を制御することにより加熱制御が行なわれるので
あるが、このとき、その供給電力の設定および制
御は、上記電源波形の半周期区間（ｔ）を最小単
位として、その区間（ｔ）の数をデイジタル的に
計数して行なわれるため、設定量と制御量間の関
係が安定したものとなり、これにより、加熱制御
は、閉ループによるフイードバツク制御に頼らず
とも、非常に確実かつ正確に、しかも微分要素や
積分要素等のような複雑な制御要素を介入させず
にきわめて簡単に行なうことができる。このた
め、前記ROM５に予め書き込んでおく経験的デ
ータが正確に求められていれさえすれば、その正
確なデータに対応した状況が忠実に再現されて、
最良の加熱結果、すなわちこの実施例の場合にお
いては、最良のコピー仕上げを再現することがで
きるのである。

この場合、交流電源２の断続制御は、前記零電
圧検出回路８によつて、その波形の節点で行なわ
れるため、その断続によつて雑音が発生して誤動
作を生じる恐れはない。

なお、上記実施例では、その制御設定を交流電
源波形の半サイクル毎の節点間隔を基準にして行
なうようにしてあるが、これをその２倍の１サイ
クル毎の節点間隔を基準にして行なうようにして
もよい。この場合、前記交流電源２の瞬時電圧が
負から正に（あるいは正から負に）変わるときだ
け零検出信号が発せられるように、前記零電圧検
出回路８を構成すればよい。このような一方向か
らだけの零電圧検出は、いわゆる布線論理に頼ら
ずとも、前記制御装置４内のCPU５の空処理時
間を利用してソフト的に行なわせることもでき
る。このようなことを行なうのは、交流電源電圧
の正時と負時との間の負荷条件の不平衡をなくす
ことができるからである。

以上のように、この発明による複写機の温度制
御装置は、加熱定着用電気発熱体と交流電源との
間に介挿された半導体スイツチング素子と、交流
電源の波形の山数を計数する計数手段と、複写機
の加熱定着に影響を与える外的要因を定量的に検
出する検出手段と、各要因の検出量に対応させ
て、加熱定着用電気発熱体に供給すべき電源波形
を、連続導通山数と連続遮断山数との関係で記憶
させた記憶手段と、各時点の検出量に対応する記
憶情報を読出し、計数山数が指定された連続導通
山数、連続遮断山数にそれぞれ達するまで、スイ
ツチング素子をオン、オフ各状態に保持するスイ
ツチング制御手段と、を具備するようにしたこと
により、複数かつ面倒なフイードバツク制御によ
らずとも、確実かつ正確に、しかも簡単な構成で
もつて、また面倒な再調整をたびたび行なわなく
とも、常に最良の定着仕上げを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による複写機の定着温度制御
装置の回路構成を示すブロツク図、第２図は
ROMの書込パターンの一例を示す図、第３図は
上記装置のプログラム構成を示すフローチヤー
ト、第４図は上記フローチヤートの一部を詳細に
示したフローチヤート、第５図ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ，ｆは上記装置の動作例を示す波形チヤートで
ある。１……発熱体、２……交流電源、３……トライ
アツク、４……制御装置、５……ROM、６……
CPU、７……Ｉ／Ｏ、８……零電圧検出回路、
９……電圧検出回路、１０……温度検出回路、１
１……湿度検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】１加熱定着用電気発熱体と交流電源との間に介
挿された半導体スイツチング素子と、交流電源の波形の山数を計数する計数手段と、複写機の加熱定着に影響を与える外的要因を定
量的に検出する検出手段と、各要因の検出量に対応させて、加熱定着用電気
発熱体に供給すべき電源波形を連続導通山数と連
続遮断山数との関係で記憶させた記憶手段と、各時点の検出量に対応する記憶情報を読出し、
計数山数が指定された連続導通山数、連続遮断山
数にそれぞれ達するまで、スイツチング素子をオ
ン、オフ各状態に保持するスイツチング制御手段
と、を具備することを特徴とする複写機の定着温度制
御装置。