JPS63280283A - 定着温度制御装置 - 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、ヒータによって加熱した定着ローラに記録シ
ートを通紙させ、そのシート上の転写像を定着させる定
着器における定着温度制御装置に関し、より詳細には小
サイズ紙の連続複写時における定着保証枚数の増加を図
った定着温度制御装置に関する。

〔従来技術〕

複写機等に用いられる従来の定着温度制御装置として１
例えば、特開昭５０−１３８８３８号があり、シートに
接触し９回動して上記シートを定方向へ搬送しながら上
記シートを加熱するローラを、その軸方向の中央部と端
部とを。

各々独立した発熱体によって加熱し、上記ローラの周面
の上記シートの幅に対応する有効領域内の温度を、４上
記独立した発熱体の各々に対応して所定の位置に設けら
れた。互いに設定温度が等しい悠然素子によって検知し
。

検知された温度に応じて、上記独立した発熱体へのエネ
ルギー供給を独立に制御して、上記ローラの周面の上記
有効領域内を所定の温度範囲に保つようにしたものであ
る。

しかし、このような定着温度制御装置においては、連続
複写を行うと、定着ローラの表面温度が低下し、ついに
は、ある決められた温度に低下すると、複写動作を停止
するような電力的に不足している機械に、この技術を用
いると、小サイズ紙の通紙時（定着時）に非道紙部のヒ
ータＷ数を充分に活用できないという問題がある。

即ち、熱ローラ定着装置では８機械の待機のときに、あ
る設定温度に定着ローラは維持されている。

−そして、複写開始信号により送られてきた転写紙をロ
ーラ間にくわえ込んで熱を与え。

転写紙上のトナーを融着固定する。

従って、定着ローラの熱は転写紙に奪われるため、連続
コピー（定着）時においては。

定着ローラ温度は低下し続け、最終的に定着可能温度以
下に下がる。

そこで、複写動作を中止し、定着温度が設定温度まで回
復した後、複写動作を再開する。

第１２図はこのような制御を行うための温度特性図を示
し、縦軸に定着ローラの温度Ｔをとり、横軸に時間ｔを
とっている。

Ｔ１は待機温度、Ｔｚは定着下限温度を示す。

また＋　　ｔｌ＋ｔ４は待機時、ｔ２はコピ一時。

ｔ、は温度回復時を示す。

この特性図が示すように連続コピー（定着）により、定
着ローラ温度がＴ２まで下がると回復時間ｔ、の間はコ
ピー不可能となる。

このような回復時間ｔ３を無くすためには。

ヒータに供給する電力を増大させれば良いが。

このようにすると複写機全体の消費電力が増大し、一般
の家庭用電源の使用が困難になる。

このため、前述の非通紙部のヒータ電力を通紙部に用い
ることができれば、家庭用電源の利用が可能になる。

しかしながら、従来装置にあっては、非道紙部のヒータ
が、その熱をシートによって奪われないため、ヒータは
殆ど通電されないにもかかわらず、この余裕分が不足し
ている他の必要としている部所への利用がなされない問
題点がある。

（目的） 本発明は上記に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは、非道紙部用の電力を通紙部に転用し、
小サイズシートの連続コピ一枚数の増加を可能にした定
着温度制御装置を提供することにある。

〔構成〕

上記の目的を達成するために１本発明による定着温度制
御装置は、ヒータによって加熱した定着ローラに記録シ
ートを通紙させ、そのシート上の転写像を定着させる定
着器において、定着ローラ内の小サイズシートの通紙幅
域に配設される第１のヒータと、小サイズシートと大サ
イズシートの通紙幅域の差部分に配設される第２のヒー
タと、前記第１のヒータの設置部の定着ローラ表面温度
を検出する温度検出手段と、小サイズシートの通紙時に
前記温度検出手段による検出温度が予め設定した基準温
度以下のときに前記第１．第２のヒータを所定のデユー
ティ比で通電する制御手段を設けたものである。

以下９本発明による定着温度制御装置の一実施例を添付
図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第２図
は制御部の詳細を示す回路図であり、第３図は第２図に
示すゼロクロス検出器の詳細回路図である。

また、第４図は本発明における定着器の定着ローラの構
成を示す正面断面図である。

第４図に示すよ、うに定着器１は中空構造で回転自在な
定着ローラ２と、小サイズ（例えばＡ４サイズ）のシー
ト３の紙幅相当の長さを有する第１のヒータ４と、大サ
イズ（例えばＡ３サイズ）のシート５とシート３の紙幅
差相当の部分の位置に配設される第２のヒータ６　（６
ａ　＋６ｂ　）と、ヒータ４による定着ローラ２の表面
温度を測定するサーミスタ７と、第５図に示す加圧ロー
ラ２０とより構成される。

第５図は定着器の全体構成の概要を示す断面図であり、
定着ローラ２には加圧ローラ２０が回転自在に圧接し、
ローラ間に転写像７１の付着するシート７０が転写像７
１を定着ローラ２側に向けた状態で通紙される。

以上の構成において、大サイズのシート５を連続に通紙
する場合、ヒータ４とヒータ６に通電し、定着ローラ２
の表面温度をＴ、に昇温させる。

この状態でシート５を連続的に通紙させる。

通紙が進むと共に定着ローラ２の表面温度は、その全域
で第１２図に示すように１．通過後から降ｉし始め９時
間１ｔの経過時点で複写動作を停止する。

次に、小サイズのシート３を連続通紙する場合、ヒータ
６ａ、６ｂに対する通電はシート幅に対し、余分な加熱
となり、エネルギーの無駄使いとなる。

そこで１本発明は、サーミスタ７で通紙部の温度Ｔｔｈ
を検出し、この検出温度が基準温度以下のときにヒータ
６を所定のデユーティ比で制御し、これによって生じる
余分な電力をヒータ４に供給するようにしたものである
。

次に、第４図に示す定着器１を例に、そのヒータを制御
する第１図の制御部の構成について説明する。

制御部１０は、サーミスタフの出力をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器１１と、サーミスタ出力に基づくヒータ制御
の他複写機の各制御を併せて実行するＣＰＵ１２と、該
ＣＰＵ１２を所定の手順で動作させるためのプログラム
が格納されたＲＯＭ１３と、ＣＰＵ１２の演算結果を所
定のタイミングで出力するＩ１０ボート１４とより構成
される。

Ｉ１０ボート１４は２個のボート（ＰＡＯ。

ＦＡＩ）を備え、各々のボートはヒータ４゜６の各々に
対応している。

Ｉ１０ボート１４にはドライバ１５が接続され。

各ボートに対応した電圧増幅を行っている。

このＩ１０ボート１４の各出力をゲート電圧として半導
体スイッチ素子の１種である５ｓＲ（ソリッド・ステー
ト・リレー”）　１６．１７がヒータ４，６に接続され
ている。

尚、各ヒータの共通接続点とＳＳＲの共通接続点の各々
と電源間には電源スィッチ（図示せず）に連動して開閉
するリレー接点１８Ａ。

１８Ｂが設けられている。

第２図は制御部１０の詳細を示し、ＣＰＵ１２には例え
ば８ビツトの８０８５が用いられ。

そのアドレス（ＡＯ〜７）とデータ（ＤＯ〜７）がラッ
チ２１によって分離される。

アドレスＡ１２〜Ａ１５には４Ｌｉｎｅ　ｔｏ　１６１
ｉｎｅのデコーダ２２が接続され、■１０ポート１４の
各ＩＣ及びコントローラをメモリマツブト方式により選
択している。

ＲＯＭ１３は例えば３２にバイトの容量を持ち。

アドレスバス、データバスに接続されると共に、プログ
ラマブルタイマ２３（例えば、８２５３Ａ）を介してＣ
ＰＵ１２に接続し１割り込みを可能にしている。

また、温度測定結果等を一時的に記憶するためのＲＡＭ
２４が各バスに接続され９例えば０ＦＯＯＯＨ−ＯＦ７
ＦＦＨの番地が割当られている。

１１０ポー）１４は、１１０ポー１−　Ｉ　Ｃ１４Ａ〜
１４Ｃ（例えば８２５５）が設けられ、デコーダ２２に
よって選択されると共に、各々がＰＡＯ〜ＰＡＴ、ＰＢ
Ｏ〜ＰＢ７．ＰＣＯ〜ＰＣ７の２４ピントの夏１０ボー
トを有している。

また、！１０ポートＩＣ１４ＡのＰＡＯ〜ＰＡ３にはサ
ーミスタフの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコン
バータ２５が接続すれている。

また、基準値等を設定するためのキー及び動作状態やキ
ー設定内容を表示するためＬＥＤが設けられ、このキー
ＬＥＤ・マトリクス２７と各バス、デコーダ２２及びＲ
Ｄ、ＷＲ端子間にキーボード／ディスプレイ・コントロ
ーラ２６（例えば、８２７９）が設けられ、キー人力及
びディスプレイのタイミング制御が行われている。

更に、ヒータ４，６のデユーティ制御を行うために、第
３図に示す如きゼロクロス検出器２８が用いられている
。

ゼロクロス検出器２８は、交流１００ｖを所定の低電圧
に変換するトランス４００と、該トランス４００の２次
巻線出力を両波整流するためのダイオードブリッジを構
成するダイオード４０１〜４０４と、該ダイオードブリ
ッジの出力間に接続される出力用抵抗４０５と、直流電
源（＋１５Ｖ）間に挿入される分圧抵抗４０６．４０７
及び４０８と、ダイオードブリッジの出力端子に直列接
続°される抵抗４０９と、該抵抗４０９の出力電圧と抵
抗４０８の出力電圧（基準電圧）とを比較するコンパレ
ータ４１０と、該コンパレータ４１０の出力電圧を反転
出力するインバータ４１１　とより構成される。

第６図は第３図のゼロクロス検出器２８の各部の動作電
圧波形を示し、波形ａはトランス４００の２次側出力電
圧であり、波形すはダイオードブリッジの出力電圧波形
である。

ｂ点に発生する電圧はθ〜１２Ｖの範囲で変化し、この
電圧が抵抗４０８より出力される基準電圧（０，８Ｖ）
を越えるときに、コンパレータ４１０は波形Ｃの如き電
圧を発生する。

この電圧は、インバータ４１１によって反転され、波形
ｄの如き電圧が出力される。

イジバータ４１１の出力電圧は、ＣＰＵ１２の割り込み
端子（ＲＳ　Ｔ６．５）に印加され、　ＡＣ入力のゼロ
ポイントで割り込み動作が行われる。

次に９以上の構成における動作について説明する。

第１図において、複写機のメインスイッチ（図示せず）
がオンにされると、これに連動してリレー接点１８Ａ、
１８Ｂが閉じる。

小サイズのシートの場合、サーミスタフの検出温度が基
準温度以下であれば、ＣＰＵ１２はＩ１０ボート１４Ａ
のＰＡＯを＠１″にセントシ、ドライバ１５を介して５
ＳＲ１６をオンにさせ、ヒータ４に通電させる（このと
き、ポートＰＡＬは“０″にセントされ、５ＳＲ１７は
オフ状態にある）。

一方、大サイズのシートの場合、サーミスタフの出力の
基づいてＰＡＯ及びＦＡＩを“１”にし、ドライバ１５
を介して５ＳＲ１６及び１７をオンにし、ヒータ４及び
６を通電する。

このとき、第７図に示すように、ヒータ４と６のデユー
ティ比を９例えば２対１に設定する。

次にＣＰＵ１２による処理例を第８図〜第１１図を参照
して説明する。

第８図は定着制御のサブルーチン処理を示すフローチャ
ートである。

先ずサーミスタ７の温庫検出値がＣＰＵ１２に読み込ま
れ（ステップ３０）、コピー中か否かが判定される（ス
テップ３１）。

コピー中の場合は、第９図の処理へ移り。

非コピ一時（待機時）にはサーミスタフの検出温度Ｔい
と基準温度Ｔｓ　　（１８０℃）とを比較する（ステッ
プ３２）。

次に、　Ｔ、　＞Ｔ’ｔｈまたはＴｔｈ＞Ｔｓの関係に
基づいて、ヒータの動作内容を示すレジスタ（１バイト
）の内容を変更する。

レジスタＲＨＥＡＴＩ及びＲＨＥＡＴ２にセットされる
数値は、ヒータの非通電（０）。

１００％通電、（６）及びデユーティ比による通電（２
または４）であり、２〜６の数字はヒータが連続オンし
た場合の半波波形の数である。

ステップ３２で７３＞Ｔいの場合、　　（ＲＨＥＡＴＩ
−４）及び（ＲＨＥＡＴ２←２）にセットして、ヒータ
４及び６を２対１のデユーティ比で通電する（ステップ
３３）。

一方、　Ｔ”ｔｈ＞’ｒｓの場合には（ＲＨＥＡＴ１←
０）及び（ＲＨＥＡＴ２←０）にセットし、ヒータ４及
び６をオフにする（ステップ３４）。

次に、第９図に示すコピー中の処理について説明する。

先ず１通紙されるシートが小サイズか否かを判定しくス
テップ４１）、小サイズシートの場合、Ｔい７とＴ、を
比較しくステップ４２）。

Ｔｓ　　＞Ｔｔｈｔ の場合に（ＲＨＥＡＴＩ←６）及び（ＲＨＥＡＴ２←０
）をセット（ステップ４３）　Ｌ、第１２図に示すよう
にヒータ４を１００％通電し。

ヒータ６をオフにする。

また、Ｔい、〉Ｔ、の場合１（ステップ４２）（ＲＨＥ
ＡＴＩ←０）及び（ＲＨＥＡＴ２←０）にセットしくス
テップ４４）　、　　ヒータ４及び６を共にオフにする
。

次に、第１０図に示す大サイズシートの通紙におけるヒ
ータ制御について説明する。

先ず、サーミスタフの検出温度Ｔ’ｔｈと基準温度Ｔｓ
　　（１７７℃）が比較される（ステップ４５）。

Ｔｓ＞７ｔｈ の場合には（ＲＨＥＡＴＩ−４）及び（ＲＨＥＡＴ２←
２）がセットされ、ヒータ４及び６の各々に２対１のデ
ユーティ比で通電する（ステップ４６）。

また、Ｔい〉Ｔ。

の場合、　　（ＲＨＥＡＴＩ←０）及び（ＲＨＥＡＴ２
−０）をセットし、ヒータ４及び６をオフにする（ステ
ップ４７）。

以上示したＲＨＥＡＴＩ及びＲＨＥＡＴ２とヒータ４及
び６との関係を示したのが第１表である。

第１表 第１１図はゼロクロス検出器２８による割り込み処理を
示すフローチャートである。

ここで、ＣＨＥＡＴＩ及びＣＨＥＡＴ２は定着コントロ
ールルーチンで設定されたＲＨＥＡＴＩ及びＲＨＥＡＴ
２のカウンタである。

先ず、レジスタの退避を行い（ステップ５２）次いでＣ
ＨＥＡＴＩが０か否かを判定する（ステップ５３）。

ＣＨＥＡＴ＝Ｏであれば、ＣＨＥＡＴ２が０か否かを１
判定する（ステップ５４）。

ＣＨＥＡＴ２−０であれば、ヒータ４及び６を共にオフ
にしくステップ５５）、更に（ＣＨＥＡＴＩ←ＲＨＥＡ
ＴＩ）及び（ＣＨＥＡＴ２←ＲＨＥＡＴ２）に・セット
　（ステップ５６）する。

この後９割り込み禁止解除を実施（ステップ５７）　Ｌ
、　　レジスタの復帰処理を実行（ステップ５８）シて
リターン（ＲＥＴ）する。

一方、ステップ５３でＣＨＥＡＴＩが０で無い場合、Ｃ
ＨＥＡＴＩの値を１カウントだけダウンしくステップ５
９）、ヒータ４をオンすると共にヒータ６をオフにする
（ステップ６０）。

この後、ステップ５７以降の処理に入る。

また、ステップ５４でＣＨＥＡＴ２が０以外であった場
合ＣＨＥＡＴ２を１カウントだけダウンしくステップ６
１）、ヒータ４をオフにすると共に、ヒータ６をオンに
する（ステップ６２）。

次いで、Ｃ）ＩＥＡＴ２が０か否かを判定し。

０であればステップ５６に戻り、０以外であればステッ
プ５７に戻って前述した処理を繰り返し実行する。

〔効果〕 以上説明した通り２本発明による定着温度制御装置によ
れば、定着ローラの表面温度状態に基づいて各ヒータの
オン／オフ及びデユーティ比を変えた制御を実施するよ
うにしたため、非道紙部の電力を通紙部に供給すること
ができる。

この結果、制限された電力を効率的に運用でき、小サイ
ズシートの連続通紙が可能になり、連続コピーの枚数を
増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図であり、第２図
は制御部の詳細を示す回路図であり、第３図は第２図に
示すゼロクロス検出器の詳細回路図であり、第４図は本
発明における定着器の定着ローラの構成を示す正面断面
図であり、第５図は定着器の全体構成の概要を示す断面
図であり、第６図はゼロクロス検出器の各部の動作波形
図であり、第７図はヒータ４及び６に対するデユーティ
比通電制御の電圧波形図であり、第８図は本発明におけ
る定着制御のサブルーチン処理を示すフローチャートで
あり、第９図は本発明におけるコピー中の処理を示すフ
ローチャートであり。 第１０図は本発明における大サイズシート通紙時のヒー
タ制御処理を示すフローチャートであり、第１１図はゼ
ロクロス検出による割り込み制御処理を示すフローチャ
ートであり、第１２図は定着温度制御における一般的な
定着ローラ表面温度特性図である。 符号の説明 １・・定着器 ２・・定着ローラ ４、　６　　（６ａ、６ｂ　）　　・・ヒータ７・・サ
ーミスタ １０・・制御部 １５・・ドライバ １６、１７　　・・ＳＳＲ（ソリッド・ステート・リレ
ー） ２０・・加圧ローラ ２８・・ゼロクロス検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヒータによって加熱した定着ローラに記録 シートを通紙させ、そのシート上の転写像を定着させる
   定着器において、 定着ローラ内の小サイズシートの通紙幅域 に配設される第１のヒータと、小サイズシートと大サイ
   ズシートの通紙幅域の差部分に配設される第２のヒータ
   と、前記第１のヒータの設置部の定着ローラ表面温度を
   検出する温度検出手段と、小サイズシートの通紙時に前
   記温度検出手段による検出温度が予め設定した基準温度
   以下のときに前記第１、第２のヒータを所定のデューテ
   ィ比で通電する制御手段を設けたことを特徴とする定着
   温度制御装置。