JPS5934576A - 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ものである。

従来、この種の記録装置の定着器では、サーミスタ等の
感温素子にょシ定着器の温度を検出し、一定の温度レベ
ルを境にヒータ等の熱源への通電制御を行っていた。例
えば、前記温度レベルが１８０℃である場合、１８０℃
よシも検出温度が低い場合はヒータをオンにし、１８０
℃よシも検出温度が高い場合はヒ−タをオフにしていた
。

しかしながら、この様な制御を行った場合、ヒータのオ
ン・オフ制御が頻繁に行われるため、ノイズが発生し易
く、このノイズが例えば前記温度レベルを示す基準信号
に重畳されると、このノイズの影響でヒータが不必要に
オン・オフされるという不都合が生じていた。

又、ヒータがオフ状態からオン状態に切替る際にヒータ
にラッシュ電流が流れ、入力電源がダウンする等ＡＣ負
荷に対しても影響を与えていた。

本発明の目的は、上記欠点を除去し、熱源の通電制御に
よるノイズの発生を低減する温度制御装置を提供するこ
とにある。

更に、本発明の目的は熱源に対する通電制御後所定時間
は検出温度に拘らず熱源の制御ｌＩｌを行う温度制御装
置を提供することにある。

又、本発明の目的は、温度検出信号をディジタル信号に
変換し、このディジタル信号によシ、熱源に対する通電
制御を２つの異る温度に対して行う温度制御装ｆｊｊｔ
を提供することにある。

以下本発明の実施列を参照して詳細に説明する。

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は短焦点小径結像素子アレイであシ、
原稿載置台１上に置かれたＭ稿の光源２ａ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。また４は帯電器であフ、感光ドラム３上
に一様に帯ｍ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Ｓ像に応じた
静電画像が形成される。次にｆＡ像装＠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上の画像が線転写紙上の
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によってドラム３上に送シ込まれる。そして
次に、転写帯電器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。その彼、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１０に導かれ、転写紙Ｐ上のトナー像がハ
ロゲンヒータＨ，を内蔵した定着ローラー０ａにより定
着された後に排紙ローラー１によシトレイ１２上に排出
される。なおＴＨＩは定着ローラ−０１Ｌ表面温度を検
ハ 知するためのサーミスタ、８ｂはクリーニンク手段、８
Ｃは冷却ファンである。

さて本実施同複写機は、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
で多数枚の転写紙全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ト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ｌＯは内部にハロゲンヒーター（４を有する定
着ローラー（ＭＬと定着ローラー０ａに圧接する加圧ロ
ーラよ構成る。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覆層を設けた構成となってい
る。又、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２１０ａの局面に接触型のサ
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り
、例えばテキ′サスインストルメント社のＴＭＳ　２３
００によシ構成される。

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１
０１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祉定着ローラの温度゛を検知するだめの
サーミスタで第１図のＴＨ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Ｈ１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
のドライバでおる。

マイクロコンピュータ１００のアナログ入力端子Ａ、に
はサーミスタ１０３からの温度検知信号が入力しておシ
、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。

インド付近で論理レベル１Ｈ〃となるパルス信号が入力
し、マイクロコンピュータ１００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１０２２反転増反転路
１０３の出力信号Ｂ、Ｃの波形を第３図に示す。又、出
カポ−）　Ｒ１にはドライバ１０５を介してハロゲンヒ
ータ駆動回路１０４が接続されている。ノ・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
き構成でアシ、ドライバ１０５からの信号がホトカプラ
１１３に入力し、ホトカプラ１１３のオンによりトライ
アック１１４が導通し、ハロゲンピータＨ，にＡＣｌｏ
ｏＶ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１０ｏの他の入力ポ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。又、出力
ボートからは、露光ランプ、給紙ローラ、光学系２表示
等複写装置各部の制御信号が出力される。

又、抵抗Ｒ，、Ｒ２，Ｒ８はサーミスタ１０３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。

尚、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１−　ＡＩに入力する電圧
値をＸ（Ｖ）とし、マイクロコンピュータ１００のポー
トエ。＋　ＩＩに設定される基準電圧をＶｈａｓ　、　
ＶＲｙｃＦとすると、（ＶＡＳ８−ＶＲＥＩＩＰ　＞　
１２５５　＝　ａ（Ｘ　−ＶＲＩＦ　）　／　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（Ｖ）におけるデジタル値となる１本実施１
１Ｆ１１ではサーミスタ断線状態におけるん小値がＦＦ
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変換するこ
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、電源投入時に検知される温
度に応じて、ハロゲンヒータＨ，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
しめた構成となっている。更に、１サイクルおきの通電
が開始された後、サーミスタによシ定着器内の温度が１
８５℃以上になったことを検知するとタイマを作動させ
このタイマのタイムアツプ迄はサーミスタの検知温度に
拘らずヒータへの通電を停止させ、又、サーミスタによ
シ定着器内の温度が１８０℃以下に永つ九ことを検知す
るとタイマを作動させ、このタイマのタイムアツプ迄は
サーミスタの検知温度に拘らずヒータへの１サイクルお
きの通電を行う構成となっている。

以下フローチャートに従って更に詳しく説明する。電源
投入後ステップ１でメモリ等の初期設定が行われる。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）　ＡＩ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、とのディジタル値に基づき定
着ローラ表面温度が５０℃以下、８０℃以下、１００℃
以下、１３０℃以下、１５０℃以下、１７０℃以下であ
るか否か判断する。そして５０℃以下。

８０℃以下、１００℃以下、１３０℃以下。

１５０℃以下、１７０℃以下であれば、ステップ９〜１
４で７ラグＦ１５０　、　Ｆ／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シ、ステップ１７でメインプ
ログラムが実行される。この間に割込端子ＩＮＴ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７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。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で呆４−３図に示す如きハロゲンヒー
タへの通電制御が行われる。

この詳細については後述する。

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２８で定着ローラ表面温度が１７０℃以
下であるか否かを判断する。１７０℃以下であ・九、ば
、ステップ２９でヒータ駆動信号をオンし全サイクル通
電を行う。

又、１７０℃以下でなければステップ３０で７ラグＦ／
１８０’ｔ−セットしてウェイトアップ状態にしてステ
ップ２７に進む。

同様にフラグＦ／１５０がセットされている場合、ステ
ップ３１で定着ローラ表面温度を１６５℃と比較し、１
６５℃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３２で定着ロー２社面温度を１５５℃と比較し、１５
５℃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／１００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１４５℃と比較し、１４
５℃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がセットされている場合、ステップ
３４で定着ローラ表面温度を１４０℃と比較し、１４０
℃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、つまシ
フラグＦ１５０がセットされている場合はステップ３５
で定着ローラ表面温度を１３０℃と比較し、１３０℃迄
全波通電、以後１サイクルおきの通電制御が行われる。

そしてステップ３６でヒータ駆動信号をオフにした後、
ステップ３７で再び定着ロー２表面温度を読込む。

次に、ステップ２７におけるヒータ制御プログラムにつ
いて説明する。このプログラムによればヒータへの通電
を開始させる温度とヒータへの通電を停止させる温度と
を異らしめるとともに、この２つの温度を検知するとヒ
ータへの通電開始又は通電停止をサーミスタの検知温度
には拘らず所定の時間行う様な制御になっている。

即ち、ステップ２７−１でフラグＦ／ヒータＯＦＦがセ
ットされているかをチェックする。このフラグＦ／ヒー
メＯＦＦはハロゲンヒータＨ６を停止させるためのフラ
グであシ、ヒータをオンすべきときにはセットされてい
ない。フラグＦ／ヒータＯＦＦがセットされていなけれ
ばステップ２７−２で７ラグＦ／ｌｉｍｅｕｐがセット
されているか否かをチェックする。このフラグＦ　／　
ｔｉｍｃ　ｕｐ　ハ、ハロゲンヒータＨ１ヲオン状態に
維持するだめのタイマ時間が終了したことを示すフラグ
である。ステップ２７−２でフラグ１；’　／　ｔｉｙ
ｎ＠ｕｐがセットされていなければ、ステップ２７−３
でヒータのオン時間（４）に応じた値がセットされたタ
イマから、割込端子ＩＮＴにパルスが入力する毎に１減
算する。ステップ２７−４でタイマが終了してオーバフ
ローになる迄ステップ２７−５で１サイクルおきにヒー
タＨ４に通電が行われる。尚、ステップ２７−５におけ
るヒータへの通電制御を第４−４図に示す。

この説明については後述する。割込端子ＩＮＴに入力す
るパルスをカウントしてステップ２７−４でオーバフロ
ーになると、ステップ２７−６に進み、タイマ値（Ｂ）
をセットし、更にフラグＦ／ｌｉｍｅｕｐをセットする
。ここでタイマ値（６）はヒータのオフ時間に応じた値
でちる。

次にステップ２７−２でフラグＦ　／　ｔ　ｉｍｅ　ｕ
ｐがセットされると、ステップ２７−７に進み、サーミ
スタによυ検知される温度が１８５℃以上か否かのチェ
ックが行われる。１８５℃以上になる迄は、ステップ２
７−５でヒータＨ，に対し１サイクルおきの通電制御が
行われる。そして１８５℃以上になると、ステップ２７
−８で７ラグＦ／ヒータＯＦＦをセットし、フラグＦ　
／　ｔ　ｉｍｅ　ｕｐをリセットする。これによりヒー
タへの通電は停止する。

７ラグＦ／ヒータＯＦＦがセットされると、ステップ２
７−１から、ステップ２７−９に進みフラグＦ／　ｔｉ
ｍｅ　ｕｐがセットされているか否かをチェックする。

フラグＦ／　ｔｉｍｅ　ｕｐがセットされる迄は、ステ
ップ２７−１０でヒータのオフ時間を示すタイマ値■が
セットされたタイマから割込端子ＩＮＴにパルスが入力
する毎に１減算する。この間ハロゲンヒータＨ１はオフ
したままである。そしてステップ２７−１１でタイムア
ツプしてオーバフローすると、ステップ２７−１２ヒー
タのオン時間を示すタイマ値（４）をタイマにセットし
、ステップ２７−１３でフラグＦ／ｌｉｍｅ　ｕｐをセ
ットする。

フラグｌｉ’　／　ｔ　ｉｍｅ　ｕｐがセットされると
、ステップ２７−９からステップ２７−１４に進み、サ
ーミスタＴ’ｆ（によシ検知される温度が１８０℃以上
か否か判断する。１８０℃以上の場合はヒータへの通電
はオフしたままである。そして１８０℃以上で麦くなる
と、ステップ２７−１４からステップ２７−１５に進み
、フラグＦ／ヒータＯＦＦをリセットし、ステップ２７
−１６で７ラグＦ　／　ｔ　ｉｍｅ　ｕｐをリセットす
る。そして前述の如くヒータへの通電が行われる。

次にステップ２７−５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４−４図に従って説明
する。まずステップ２７−５−１　、２７−５−２でフ
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７ラグＦ／第１．Ｆ／第２はそれぞれ、交渾１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
を行うためのフラグである。

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２７−５−３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２７−５−１から
ステップ２７−５−２に進み、Ｆ／第２がセットされて
いるのでステップ２７−５−４に進んでヒータ駆動信号
をオンにして交流１サイクルのうちの次の半サイクルの
通電が開始される。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７ラグＦ／第１．Ｆ／第２
共にセットされているのでステップ２７−５−１からス
テップ２７−５−５．ステップ２７−５−６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２７−５−５からステップ２７−５−７に進みフラグ
Ｆ／第１をリセットする。つまりフラグＦ／第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１サイクルおきにハロゲンヒータへの
通電が行われる。

Ｍ５図は、第４−１〜４−４図に示したフローチャート
に従ってヒータをｆｉｉｌＪ御した場合の温度特性を示
すもので、ａはタイマによシ設定されたハロゲンヒータ
のオフ時間、ｂはタイマによシ設定されたハロゲンヒー
タのオン時間ヲ示す。

尚、上記実施例では、ヒータをオンする温度とヒータを
オフする温度を異らしめてオン・オフの制御し、更にこ
の２つの温度を検知するとタイマを働かせタイマによる
所定時間はサーミスタの検知温度に拘らずヒータをオン
又はオフする制御を行っていたが、いずれか一方のみの
制御でもよい。

第６図は、ヒータをオンする温度（１８０℃）とヒータ
をオフする温度（１８５℃）を異らしめてヒータの通電
制御を行う場合のフローチャートである。この制御を第
４−１図のステップ２７で行う様に構成すればよい。

又、制御温度を１つ（１８０℃）にし、ヒータオン又は
オフ後所定時間ヒータのオン又はオフ状態を持続する様
に制御してもよい。この場合筒４−３図のステップ２７
−７におけるチェックを１８０℃について行う様構成す
ればよい。この制御を行った場合の温度特性を第７図に
示す。

ｊｌＥ　７図（ａ）はヒータがオン又はオフ状態になシ
タイマ時間ｔ、経過後もその状態を持続する場合の例で
おる。又（６）はヒータがオン又はオフ状態になシタイ
マ時間ｔ１経過後ヒータがオフ又はオン状態になる場合
の例である。

尚、上記実施例において、フラグ及びタイマはマイクロ
コンピュータ内のＲＡＭの所定領域に設定されるもので
ある。

以上の様に本発明によれば、ヒータのオン・オフによる
ノイズの発生を押さえることができ、ノイズによる誤動
作を防ぐことができる。又、ラッシュ電流によるＡＣ負
荷への影響等も軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の適用できる複写機の断面図、第２−
１図は本発明の制御部を示すブロック図、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４−１〜４−４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−
１〜４−４図に示すフローチャートに従って制御した場
合の温度特性を示す図、第６図は本発明の他の実施例を
示すフローチャート、第７図は本発明の更に別の実施例
による温度％性を示す図でるる。 図において、１０は定着装置、ｌｏａは定着ローラ、ｌ
Ｏｂは加圧ローラ、１００はマイクロコンピュータ、ｌ
ｏｔは全波整流回路、１０２は反転増幅回路、１ｏａＶ
ｉサーミスタ、１０４はハロゲンヒータ駆動回路、ＴＨ
はサーミスタ。 Ｈ＋　ｉｊ　”ログンヒータである。 Ｃｌニーニー泪−」ト

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し、前記検出手段の出力に応
   じて前記熱源への通電を制御する温度制御装置において
   、前記熱源に対する通電制御後所定時間は前記検出手段
   の出力とは無関係に前記熱源を制御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
   出力に応じて前記熱源の状態を通電状態と非通電状態と
   に切換えて制御することを特徴とする温度制御装置。 （３）特許請求の範囲第２項において、前記熱源の状態
   の切換え後所定時間は切換えられた後の状態を持続する
   ことを特徴とする温度制御装置。 （４）定着器を加熱する熱源と、前記定調器の近傍温度
   を検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応
   じて前記熱源への通電を制御する温度制御装置において
   、前記検出手段の出力信号をディジタル信号に変換し、
   前記ディジタル信号に応じて第１の温度で前記熱源を通
   電状態に制御し、第２の温度で前記熱源を非通電状態に
   制御することを特徴とする温度制御装置。