JPS626287A

JPS626287A - 定着器の温度制御装置

Info

Publication number: JPS626287A
Application number: JP14535085A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Isobe; 磯部　利文; Hiroyuki Maruyama; 宏之丸山; Kunihiro Yamauchi; 邦裕山内; Satoshi Watanabe; 智渡邊
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1985-07-02
Publication date: 1987-01-13
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH0668659B2

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】（産業上の利用分野）本発明は定着器の温度制御装置に関し、更に詳しくは電
子複写機等の画像形成装置に用いる定着器の温度制御装
置に関する。

（従来の技術）電子複写機は、帯電された感光ドラムに原稿情報に応じ
た露光を行った後、ドラム表面に形成された静電潜像に
トナーの可視像を形成せしめ、トナー可視像を記録紙に
転写せしめる装置である。

近年、この種の電子複写機は、産業界のあらゆる分野で
情報記録用として多用されている。そして、最近の電子
複写機は予め設定されたコピ一枚数の自動コピーに加え
て、画像の拡大・縮小のズーム機能を持ったものも市販
されている。

第３図は、従来のこの種の電子複写機の構成の一例を示
す因である。操作者がコピースタートボタン（図示せず
）を押すと、図に示す装置はコピー動作を開始する。矢
印方向に回転している感光ドラム１は、クリーニング部
２でド、ラム上の残余トナーがブレードによって削り取
られた後、帯電極３によりコロナ放電されてその表面に
子種の電荷がその表面全面に帯電させられる。

帯電極３によって帯電させられた電荷は、帯電消去部４
によって不要部分の電荷が消去させられる。然る後、感
光ドラム１の帯電領域は光画像信号により露光され、ド
ラム表面には原稿画像の静電潜像が形成される。即ち、
図に示す矢印方向に摺動可能な露光部５から原稿６に光
が照射され、原稿情報を含んだ反射光は図に示す光学系
を介して、感光ドラム１に伝達され、ドラム表面を露光
する。これによりドラム表面に形成された静電潜像は、
続く現像部７でトナーが吸着され可視像に変換される。

ドラム表面のトナー画像は転写部８で転写紙（コピー用
紙）に転写され、感光ドラム１に密着している転写紙は
分離される。分離された転写紙は、搬送機構９を介して
定着器（定着ローラ）１０に送られ、該定着器１０で転
写紙は加熱、加圧されトナーが転写紙に融着され、コピ
ー動作が終了する。

ここで、露光部５及びミラーＭｒ　、　Ｍ２　、　Ｍｓ
とで構成される部分（破線で囲まれた部分）は光学ユニ
ット２０をなしており、移動機構（図示せず）により図
の矢印方向に移動することができるようになっている。

露光装置５内の光源２１は紙面と垂直に細長い形状（例
えば螢光燈）を持っているので、光学ユニット２０は、
２次元的に原稿６を走査することができる。この光学ユ
ニット２０は、駆動源（図示せず）から、駆動力を与え
られることによって移動する。そして、駆動源には外部
から該駆動源を駆動させるための駆動信号が入力される
ようになっている。

ところで、前述した定着器１０としては、図に示すよう
な定着ローラが通常用いられている。定着ローラ１０か
ら該定着ローラに挟まれた転写紙にローラから熱、圧力
を加え、転写紙に転写されたトナーを転写紙に融着する
ようになっている。

定着器１０を加熱するための加熱手段は、これら上下の
ローラの少な゛くとも一方のローラ内に設けられており
、電源装置（図示せず）からパワーが供給されるように
なっている。

定着器１０内のヒータの温度が一定でないと、転写紙毎
に複写画像の定着の度合が異なってきて画像が不均一に
なり好ましくない。そこで定着器ヒータの温度を一定に
制御することが行われる。

このような温度制御の方法としては、例えばオンオフ制
御、比例制御或いはＰ　Ｉ　Ｄ　ＩＩＩ御等が行われて
いる。第４図はオンオフ制御の動作モードを示す図、第
５図はＰＩＤ制御の動作モードを示す図である。第４図
、第５図において、縦軸は定着ヒータの温度、横軸は時
間である。ＴＳは温度設定値である。

先ず、第４図のオンオフ制御について説明する。

当初は時刻ｔｏから定着ヒータはオン状態にある。

この結果、温度は図に示すように漸増する。そして、時
刻ｔ１において温度が設定値Ｔ８を越えると、定着ヒー
タへの通電がオフになる。通電がオフになっても温度は
上昇を続ける。そして所定時Ｗ経過したら、温度は減少
し始める。時刻ｔ２において温度が設定値Ｔｓを切ると
、再び定着ヒータへの通電がオンになる。以下同様の動
作を繰り返す。時刻ｔ３において定着器１０への通紙が
開始されると、定着ヒータの温度は転写紙に熱が吸収さ
れて図に示すように更に下降するが、やがて再び上昇す
る。時刻ｔｏから設定値Ｔｓに達するまでの時刻ｔ１ま
でがウオーミングアツプモード、時刻１１から通紙開始
までのｔ３までがアイドリングモード、時刻ｔ３以降は
コピーモードである。

次に第５図のＰＩＤ制御について説明する。ＰＩＤｉｌ
ＪＩＩｌによる時の通電率Ｑは、次式で与えられる。

Ｋ　　（ｅ　　＋　　（１／Ｔ＋　　）　　ｆｅｄｔ　
　＋Ｔｏ　　（ｄｅ／ｄｔ）　　）ここで、Ｋは比例ゲ
イン、ｅは設定値と実測値との差（誤差）、ＴＩは積分
時間、Ｔｏは微分時間である。時刻ｔｏで定着ヒータへ
の通電を開始すると、時刻ｔ１で設定値ＴＳに達し、時
刻ｔ２で通紙が開始される。ＰＩＤＩＩｉｌＪＩＩｌは
第４因に示すオンオフ制御よりも高級な制御方式であり
、オンオフ制御に比較してオーバーシュートが少なく、
ＴＳに達した後の温度変動も少ない。

（発明が解決しようとする問題点）オンオフ制御方式は、第４図より明らかなように立ち上
がり時のオーバーシュートが大きく、外乱が入った時に
定状態に復帰するのに時間がかかる。このように、オン
オフ制御方式は構成が簡単な割に制御性が悪い。これに
対し、比例制御方式やＰＩＤ制御方式は、第５図より明
らかなように十分に良好な制御性が得られるが、その半
面、制御が複雑となり、ソフトウェア、ハードウェアの
負担が大きくなり、装置が高価なものになってしまうと
いう問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、制御性が良く且つ低価格の定着器の温度制
御装置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本発明は、転写紙上に形成さ
れたトナー画像を定着器で定着させるようにした画像形
成装置に用いる定着器の温度制御装置であって、画像形
成装置の各動作モードのうち少なくとも１つに、３つ以
上の制御帯幅を設け、各制御帯幅毎に所定の通電率で通
電制御を行うように構成したことを特徴とするものτあ
る。

本発明は、前記したオンオフ制御方式とＰＩＤ制御方式
の長所を取り入れ、短所を補うものである。電子複写機
の定着器等のようなものの場合、ウオーミングアツプ時
、アイドリンク時、コピ一時のような各モードにおいて
系を所望の温度で平衡状態に保つためにはどの程度の熱
を供給すればよいか、即ちヒータへの通電率を幾らにす
ればよいかを予め実験的に知ることが可能である。従っ
て、この予め定められた通電率を利用すれば、完全にブ
ラックボックスの制御対象を制御するのと異なり、簡単
な構成でよい制御性を得ることが可能となることが予想
される。本発明はこのような点に鑑みてなされたもので
ある。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。第３
図と同一のものは、同一の番号を付して示す。図におい
て、３０は定着器１０を所定の通電率で制御する通電率
制御回路、３１は定着ヒータ１０内の温度を検出して通
電率制御回路３０に与える温度センサである。該温度セ
ンサ３１としては、例えば熱電対が用いられる。通電率
制御回路３０内には、電子複写機の各動作モード（例え
ばウォーミングアップモ、−ド、アイドリングモード、
コピーモード等）毎に制御帯幅（バンド幅）が設けられ
ている。そして、各動作モードの制御帯幅毎に予め定ま
った通電率データが格納されている。そして、制御帯幅
により定まる通電率で定着器１０を制御するようになっ
ている。このように定められた装置の動作を説明すれば
、以下のとおりである。

第２図は、本発明による制御モードを示す図である。第
１図に示す実施例の場合、動作モードをウオーミングア
ツプモード、アイドリングモード及びコピーモードの３
つに分ける。そして、各動作モード毎に図に示すように
上帯、中布及び下帯の少なくとも３つの制御帯幅が設け
られている。

ウオーミングアツプモードにおける中布の制御帯幅をＢ
ＡＮＤＯ，アイドリングモードにおける中布の制御帯幅
をＢＡＮＤｌ、コピーモードにおける中布の制御帯幅を
ＢＡＮＤ２とする。定着器１０内の温度が各動作モード
の中布の制御帯幅ＢＡＮＤＯ〜ＢＡＮＤ２以内に納まっ
ている時の通電率をそれぞれＸ％、Ｙ％、２％とする。

先ず、時刻ｔｏで電子複写機の電源をオンにすると、通
電制御回路３ｏは、定着器１０へのパワー供給を開始す
る。電源オン直後は、定着器１０内の温度は制御帯幅Ｂ
ＡＮＤＯ以下である。この時には定Ｗ器１０に１００％
の通電を行う。この結果、定着器１０内の温度は第２図
に示すように急上昇する。そして、温度センサ３１から
の信号を受けて、時刻ｔ１において定着器１０内の温度
が制御帯幅ＢＡＮＤＯの下限に達したことを知ると、通
電率制御回路３０は予め定められた所定の通電率Ｘ％で
定着器１０に通電する。

定着器１０内の温度が更に上昇して、時刻ｔ２において
設定値Ｔｓに達すると、モードがアイドリンクモードに
移行する。設定値ＴＳは、当然にアイドリンクモードの
制御帯幅ＢＡＮＤｌ内にあるので、通電率制御回路３０
はＢＡＮＤＩに対応した通電率Ｙ％で定着器１０に通電
する。そして、時刻ｔ３において制御帯幅ＢＡＮＤ１の
上限を越えると、通電制御回路３０は通電率Ｏ％で定着
器１０に通電する。即ち、定着器１０への通電を停止す
る。この結果、時刻ｔ４において、温度が制細帯幅ＢＡ
ＮＤ１に再び入ってくると所定の通電率Ｙ％で定着器１
０に通電する。このようにしてアイドリングモードでは
、定着器１ｏ内の温度がＢＡＮＤｌ内にあるときには通
電率Ｙ％で、ＢＡＮＤｌを越えたら（上帯に入ったら）
通電率Ｏ％で、ＢＡＮＤ１以下になったら（下帯に入っ
たら）通電率１００％で定着器１０の通電制御を行−う
。

時刻ｔ５において通紙が開始されると、モードはそれま
でのアイドリングモードからコピーモードに移る。コピ
ーモードでは定着器１０内の温度が制御帯幅ＢＡＮＤ２
内に入っている間は、予め定められた通電率２％で通電
制御を行う。時刻ｔ５においては定着器１ｏ内の温度は
制御帯幅ＢＡＮＤ２以内に入っているので、通電率制御
回路３０は速やかに通電率Ｚ％で定着器１０の通電制御
を行う。そして、定着器１０内の温度が制御帯幅ＢＡＮ
Ｄ２を越えたら（上帯に入ったら）通電率０％で、即ち
、通電を停止し、制御帯幅ＢＡＮＤ２以下になったら（
下帯に入ったら）通電率１００％で定着器１０の通電制
御を行う。

このような通電制御を行うことにより、第５図に示すＰ
ＩＤ制御よりも制御特性が若干悪いものの、第４図に示
すオンオフ制御よりもはるかに良い制御特性を得ること
ができる。本発明によれば、簡単な構成で定着器１０内
の温度を設定値Ｔｓに良い精度で追従させることかでき
る。従って、転写紙にコピーされた画像も濃度ムラ等の
ない均一なものが得られる。

上述の説明においては、電子複写機内の定着器の温度制
御を行った゛場合を例にとって説明したが、本発明はこ
れに限るものではなくトナー画像を定着器で定着させる
ようにした画像形成装置であればどのようなものであっ
てもよい。予め通電率を動作モード毎に求めることがで
きるような装置であれば本発発明を等しく適用すること
ができる。

又、上述の実施例においては、制御帯幅を各動作モード
毎に上帯、中布、下帯の３つ設けた場合を例にとったが
、本発明はこれに限るものではなく、それ以上の制御帯
幅を設けることができる。更に、上述の実施例における
３つの制御帯幅のうち、上帯を０％、下帯を１００％の
通電率にしたが、本発明はこれに限るものではなく任意
の通電率にすることができる。例えば、上帯を５％、下
帯を９０％の通電率で制御するようにしてもよい。

又、本実施例では、各動作モード毎に３つの制御帯幅を
設けたが、例えば、ウオーミングアツプモードにおいて
は、制御帯幅を３つではなく２つにして他は上述の実施
例と同様に構成したものも、本発明に含まれる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば画像形成装
置の各動作モード毎に少なくとも３つの制御帯幅を設け
て、各制御帯幅毎に予め定められた所定の通電率で定着
器の通電制御を行うようにして、簡単な構成で良い温度
制御特性を得ることのできる定着器の温度制御装置を実
現することができる。本発明によれば構成が簡単なので
、安価な装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明による制御モードを示す図、第３図は電子複写機の従
来構成例を示す図、第４因はオンオフ制御モードを示す
図、第５図はＰＩＤ！１１１１モードを示す図である。１・・・感光ドラム　　　　２・・・クリーニング部３
・・・帯電極　　　　　　４・・・帯電消去部５・・・
露光部　　　　　　６・・・原稿８・・・転写部　　　
　　　９・・・搬送機構１０・・・定着ローラ　　　２
０・・・光学ユニット２１・・・光源　　　　　　３０
・・・通電率制御回路３１・・・温度センサ特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　井　　島　　藤　　治外１名手続ネＦｉｔ正書１．事件の表示　どθ−ｙｅｔ；ｉｒθ昭和６０年７月
２昭和６山２、発明の名称定着器の温度制御装置３、補正をする者事件との関係　　特　許　出　願　人任　所　　　　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
氏　名（名称＞　　　＜１２７＞　　　小西六写真工業
株式会社代表者　　井　手　恵　生４、代　理　人第１ビル　７０６号室電話０４２５−８４−１６０７　（代表）５、補正命令
の日付自発６、補正の対象明ＩＩ８書の「発明の詳細な説明」の欄９図面の第１図
及び第３図７、補正の内容（１）明ＩＩＩＩ書第３ページ第１６行「露光装置」の
前に以下の文章を加入する。「ここで、第１のミラーＭ１と露光部５は、光路長を常
に一定に保つため、第２，第３のミラーＭ２　、　Ｍｓ
の２倍の速度で移動するようになっている。光学ユニッ
ト２０を通過しｔｃ’ｂま、レンズ系りを介して感光ド
ラム１の表面に照射される。」（２）図面の第１図及び
第３図を別紙の通り補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

転写紙上に形成されたトナー画像を定着器で定着させる
ようにした画像形成装置に用いる定着器の温度制御装置
であって、画像形成装置の各動作モードのうち少なくと
も１つに、３つ以上の制御帯幅を設け、各制御帯幅毎に
所定の通電率で通電制御を行うように構成したことを特
徴とする定着器の温度制御装置。