JPH01200422A - ヒータ温度制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザプリンタや電子写真装置等に用いられ
る熱定着用ヒータに使用して好適なヒータ温度制御装置
に関する。

［従来の技術］ 例えばレーザプリンタや電子写真装置等のプリント機構
には、用紙に付着したトナーを熱定着させるための熱定
着ローラが設けられており、この熱定着ローラを加熱し
て高温保持するためのヒータがローラ内に組込まれてい
る。

従来のこの種ヒータの温度制御装置としては、ヒータに
よって加熱される熱定着ローラの表面温度を抵抗変化に
よって検出するサーミスタと、このサーミスタの検出温
度と予め設定されているローラの定着温度とを比較する
比較器と、この比較器の出力によりヒータへの通電を制
御する制御部とを備え、ヒータの立上がり後検出温度が
定着温度に達するまでは連続通電を行ない、定着温度に
達したならば一旦通電を解除し、その後、検出温度が定
着温度を維持するようにヒータへの通電のオン／オフを
繰返すものが一般的である。

しかしこのようにした場合、ローラの表面温度変化とサ
ーミスタの抵抗変化との間に時間的遅れ（ヒステリシス
）を生じるため、定着温度に達したことを検知して通電
を解除しても時間遅れ分だけ温度のオーバーシュートが
発生する。このオーバーシュートはヒータの立上がり時
の温度が低く（例えば室温）定着温度までの温度変化分
が大きいとき顕著に現われ、熱定着時に用紙にしわが寄
ったりして印字品質を低下させる原因となる。

そこで、このような温度のオーバーシュートを低減させ
るために、ヒータの立上がりから定着温度に達するまで
はヒータへの通電を不連続として温度上昇カーブを緩や
かなものとすることが考えられている。しかるに、オー
バーシュート分を十分に抑制するためには温度上昇カー
ブをかなり緩やかにする必要があり、この場合、ヒータ
の立上がりから定着温度に達するまでの時間いわゆるウ
オームアツプ時間が長くなり、使い勝手の悪いものとな
っていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、従来のこの種ヒータ温度制御装置にお
いては、ウオームアツプ時間を長くして使い勝手を悪く
しなければヒータ立上がり時における温度のオーバーシ
ュートを抑制することができなかった。

そこで本発明は、短いウオームアツプ時間で使い勝手を
低下させることなく、ヒータ立上がり時の温度のオーバ
ーシュートを確実に抑制できるヒータ温度制御装置を提
供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ヒータの温度を検出する温度検出器と、この
検出温度と予め設定されているヒータの設定温度とを比
較する第１の比較器と、上記検出温度と前記設定温度よ
りも低い特定温度とを比較する第２の比較器と、ヒータ
の立上がり後、第２の比較器の出力により検出温度が特
定温度に達するまではヒータを連続通電し、検出温度が
特定温度に達してから第１の比較器の出力により設定温
度に達するまではヒータを不連続通電するヒータ通電制
御手段とを備えたものである。

［作用］ このような手段を講じたヒータ温度制御装置であれば、
ヒータの立上がり後、温度検出器によって検出されるヒ
ータの温度が特定温度に達するまではヒータが連続通電
されるので、短時間で特定温度に達する。特定温度到達
後、検出温度がヒータの設定温度に達するまではヒータ
が不連続通電されるので、温度上昇カーブが緩やかにな
り、オーバーシュートが抑制される。また、特定温度か
ら設定温度に達するまでの時間も比較的短時間なのでウ
オームアツプ時間は短いものとなる。

［実施例］ 以下、本発明をレーザプリンタや電子写真装置における
熱定着ローラ加熱用のヒータに適用した実施例について
図面を参照しながら説明する。

第１図は本実施例の構成を示す図である。図中１は熱定
着ローラであって、このローラ内にヒータ２が収納され
ており、ヒータドライブ回路３によってヒータ２を通電
することにより熱定着ローラ１が加熱される。上記熱定
着ローラ１にはヒータ２の温度つまりはヒータ２によっ
て加熱される熱定着ローラ１の温度を検出するための温
度検出器４が取付けられている。この温度検出器４は温
度変化を抵抗変化としてとらえるいわゆるサーミスタで
あって、この抵抗変化によって生じる電圧レベルの変化
を第１．第２の比較器５．６により検出温度レベルの変
化として検出する。第１の比較器５は温度検出器４の出
力電圧を非反転入力端子（＋）に人力し、抵抗Ｒ２とＲ
５とによって設定される電圧Ｖｏを反転入力端子（−）
に入力して両入力端子を比較し、その比較結果を出力ｓ
１として入出力部７を介して温度制御部８に与えるもの
である。なお、上記電圧Ｖｏはヒータ２の設定温度つま
りはヒータ２によって加熱される熱定着ローラ１の定着
温度に相当する。第２の比較器６は温度検出器４の出力
電圧を非反転入力端子（＋）に入力し、抵抗Ｒ３とＲ６
とによって設定される電圧ＶＷを反転入力端子（−）に
入力して両入力電圧を比較し、その比較結果を出力Ｓ２
として入出力部７を介して温度制御部８に与えるもので
ある。なお、上記電圧ｖｗはヒータ２の設定温度より数
１０度低く設定された特定温度に相当する。

温度制御部８は外部から与えられるヒータ２の立上がり
信号Ｓ３によって起動し、第１．第２の比較器５，６の
出力Ｓｌ、Ｓ２に基いてヒータ２への通電のオン／オフ
を決定して、制御信号Ｓ４を入出力部７を介して前記ヒ
ータドライブ回路３へ出力するものである。すなわち、
温度制御部８は第１．第２の比較器５，６の出力Ｓｌ、
Ｓ２がともにＬＯＷレベルの場合においてヒータ立上が
り信号Ｓ３が与えられるとヒータドライブ回路３に通電
オンを指令する。この状態で、第２の比較器６の出力が
ＨＩＧＨレベルになると予め設定されている通電時間に
したがって通電オン／オフを繰返す指令を与える。そし
て、第１の比較器５の出力もＨＩＧＨレベルになると一
旦通電オフを指令し、その後第１の比較器５の出力がＬ
ＯＷレベルになったならば通電オンを指令し、第１の比
較器５の出力がＨＩＧＨレベルになったならば通電オフ
を指令する。以後、この通電オン／オフを繰返すことに
より熱定着ローラ１が定着温度を維持するようにヒータ
温度を制御する。

このような構成の本実施例においては、ヒータ２の温度
が十分低い時には第１．第２の比較器５゜６の出力がと
もにＬＯＷレベルであり、この状態でヒータ立上がり信
号Ｓ３が与えられると温度制御部８からヒータドライブ
回路３へ通電オン指令が与えられ、これによりヒータ２
の通電が行なわれて熱定着ローラ１が加熱される。そし
て、温度検出器４による検出温度が定着温度よりも数１
０度低い特定温度に達すると第２の比較器６の出力がＨ
ＩＧＨレベルとなり、温度制御部８からヒータドライブ
回路３へ予め設定されている通電時間にしたがって通電
オン／オフを繰返す指令が与えられる。次いで、温度検
出器４による検出温度が定着温度に達すると第１の比較
器５の出力もＨＩＧＨレベルとなり、温度制御部８から
ヒータドライブ回路３へ一旦通電オフが指令される。そ
の後、検出温度が定着温度よりも低下して第１の比較器
５の出力がＬＯＷレベルになると通電オンが指令され、
第１の比較器５の出力がＨＩＧＨレベルになると通電オ
フが指令される。こうして、通電オン／オフを繰返すこ
とにより熱定着ローラ１が定着温度を維持するようにヒ
ータ２の温度が制御される。

第２図はヒータ２の立上がり時における通電オン／オフ
動作を、本実施例の場合（Ａ）と従来例の場合（Ｂ、Ｃ
）とを比較して示すタイミング図であり、第３図は第２
図に示す各通電オン／オフ動作によって経時的に変化す
るヒータ２の温度を示す特性図である。

従来例（Ｂ）はヒータ温度が室温ＴＲの状態でヒータ２
を立上げ、その後定着温度Ｔ０に達するまではヒータ２
を連続通電する例であり、この場合ヒータ温度が定着温
度Ｔｏに達するまでの時間いわゆるウオームアツプ時間
（ｔ２’−ｔＯ）は短い。ただし、ヒステリシスによる
温度のオーバーシュート（第３図中Ｇ）が発生する。

従来例（Ｃ）はヒータ温度が室温ＴＲの状態でヒータ２
を立上げ、その後定着温度Ｔｏに達するまではヒータ２
を例えばオフ間隔を次第に短くしながら不連続通電する
例であり、この場合温度のオーバーシュートをある程度
抑制できるが、ウオームアツプ時間（ｔ２’−ｔＯ）は
かなり長くなる。

これに対し、本実施例（Ａ）はヒータ温度が室温ＴＲの
状態でヒータ２を立上げ、その後特定温度Ｔｗに達する
まではヒータ２を連続通電し、特定温度Ｔｗから定着温
度Ｔｏに達するまではヒータ２を予め設定された通電時
間で不連続通電する例であり、この場合ヒータ２の立上
がりから特定温度Ｔｗに達するまでの時間（ｔｌ−ｔＯ
）は短時間であり、特定温度Ｗから定着温・度０に達す
るまでの時間（ｔ２−ｔｌ）も比較的短時間なのでウオ
ームアツプ時間（ｔ２−ｔｏ）は従来例（Ｃ）に比べて
十分に短縮できる。また、特定温度ＴＷから定着温度Ｔ
。までの温度上昇カーブがかなり緩やかになるので温度
のオーバーシュートを確実に抑制できる。

このように、本実施例によれば、特定温度Ｔｗとして適
切な値を設定することによりウォームアツブ時間を比較
的短くしながら温度のオーバーシュートを確実に抑制で
きるので、使い勝手を悪くすることなくオーバーシュー
トによる印字品質の低下を防止できる。

なお、前記実施例ではレーザプリンタや電子写真装置の
熱定着ローラ１を加熱するためのヒータ２に適用した場
合を示したが、これに限定されるものではなく、他の用
途に用いられるヒータにも適用できるのは勿論である。

また、本実施例においてヒータ立上がり後の待機時にお
ける熱定着ローラ１の温度が特定温度Ｔｗとなるように
ヒータ２の温度を制御することにより、省エネルギー化
をはかることが可能である。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明によれば、短いウオームア
ツプ時間で使い勝手を低下させることなく、ヒータ立上
がり時の温度のオーバーシュートを確実に抑制できるヒ
ータ温度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は本
実施例と従来例とのヒータ通電オン／オフ動作を示すタ
イミング図、第３図は第２図における通電タイミングに
対応するヒータ温度の経時的変化を示す特性図である。 １・・・熱定着ローラ、２・・・ヒータ、３・・・ヒー
タドライブ回路、４・・・温度検出器、５，６・・・第
１．第２の比較器、８・・・温度制御部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ヒータの温度を検出する温度検出器と、この温度検出
   器による検出温度と予め設定されている前記ヒータの設
   定温度とを比較する第１の比較器と、前記温度検出器に
   よる検出温度と前記設定温度よりも低い特定温度とを比
   較する第２の比較器と、ヒータの立上がり後、前記第２
   の比較器の出力により検出温度が特定温度に達するまで
   は前記ヒータを連続通電し、検出温度が特定温度に達し
   てから前記第１の比較器の出力により設定温度に達する
   までは前記ヒータを不連続通電するヒータ通電制御手段
   とを具備したことを特徴とするヒータ温度制御装置。