JPH01210982A - 定着装置の駆動制御方法 - 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） 本発明は定着装置の駆動制御方法に係り、特に、加熱手
段を内蔵した定着ローラーと該定着ローラーに圧接され
る加圧ローラーとを所定のタイミングで協働回転させる
ように駆動制御する定着装置の駆動制御方法に関する。

（従来技術） 複写ｎなどの各種画像形成装置においては、記録紙上に
付着されたトナー像を固着させるために定着装置が設け
られている。この定着装置には、加熱手段を内蔵した定
着ローラーと該定着ローラーに圧接される加圧ローラー
とが備えられており、電ａ役人後の立上がり時において
、上記両ローラーが所定のタイミングで協働回転される
ように駆動制御されて定着可能な状態になされるように
なっている。すなわち電源投入後、定着ローラーの昇温
を開始させて該定着ローラーが所定の１度Ｔ３に到達し
たときに、加圧ローラーの温度が定着可能温度Ｔ１より
低い場合には上記両ローラーを協働回転させて加圧ロー
ラーを上記定着可能温度Ｔ１より高い所定温度Ｔ２に到
達させ、加圧ローラーの温度としてＴ２が検知されたら
両ローラ−を停止させるようにしている。

ところが上記のような従来の定着装置の駆動制御方法に
おいては、以下のような問題がある。まず、画像形成ス
ピード（複写スピード）の高速化にともなって定着スピ
ードの高速化が要求される場合には、定着性を確保する
ために加圧ローラーの設定温度を上げなければならない
。しかし第６図に示されるように、加圧ローラーが臨界
温度Ｔ５を越えて飽和温度状態に近付くと、加圧ローラ
ーの昇温は急速に鈍ることとなり、その結果として加圧
ローラーの温度検知上の誤差が、協働回転を行なわせる
制御時間に大きな影響を及ぼしてしまい、協働回転の駆
動制御動作上のばらつきが大きくなる。具体的には、加
圧ローラーの温度検知データが実際の温度より僅かにで
も高くなった場合には、協働回転させる時間が本来必要
とする時間より大幅に短くなってしまい、定着不良をＪ
Ｈ来することになる。また逆に、加圧ローラーの温度検
知データが実際の温度より僅かにでも低くなった場合に
は、協働回転させる時間が本来必要とする時間より大幅
に長くなってしまい、定着可能状態になるまでに余分な
待ち時間をかけてしまうことになる。

（目　　的） そこで本発明は、定着ローラーと加圧ローラーとの協働
回転動作を適切に制御し、特に加圧ローラーを這小限の
時間で必要かつ十分な温度に昇温させることができるよ
うにした定着装置の駆動制御方法を提供することを目的
とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明は、加熱手段を内蔵し
た定着ローラーと該定着ローラーに圧接される加圧ロー
ラーとを所定のタイミングで協働回転させるように駆動
制御する定着装置の駆動制御方法において、上記定着ロ
ーラーの昇温を開始させて該定着ローラーが所定の温度
Ｔ３に到達したときに、加圧ローラーの温度が定着可能
温度Ｔ１より低い場合には上記両ローラーを協働回転さ
せて加圧ローラーを上記定着可能温度Ｔ１より高い所定
温度Ｔ２に到達させ、その後一定ｎ間協働回転を行なわ
せた上で両ローラーを停止させる構成を有している。

このような構成を備える制御力′／ｉＡ叫おいては、加
圧ローラーが定着可能温度Ｔ１より高い所定温度Ｔ２に
到達したと検知された後に一定時間協働回転が行なわれ
るので、加圧ローラーに対する温度検知誤差が多少あっ
たとしても、加圧ローラーは、一定ｒＲ間の間に一定温
度以上になされるようになっている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず第５図により、本発明を適用する定着装置の一例を
説明する。ハウジング１内には、定着ローラー２と、こ
の定着ローラー２の下部がわに圧接される加圧ローラー
３とが設けられており、これらの両ローラー２，３のニ
ップ部にトナー像が付着された記録紙が送り込まれるよ
うになっている。上記定着ローラー２の中心部分に、は
、加熱手段としてのヒーター２ａが内蔵されているとと
もに、該定着ローラー２の外周部には離型剤を塗布する
塗布フェルト２ｂが圧接されている。また定着ローラー
２の出口部分には、該定着ローラー２の表面から記録紙
を分離する定着型２Ｃが接触配置されているとともに、
定着ローラー２の入口部分には、該定着ローラー２の表
面温度を検知するサーミスター２０が配置されている。

さらにこの定着ローラー２の上方部分には、定着ローラ
ー２の異常昇温時に作動して上記ヒーター２ａの電源を
遮断するヒユーズ２ｆが設置されている。一方、上記加
圧ローラー３の軸部には加圧カム３ａが押し付けられて
おり、この加圧カム３ａの押し付は力によって加圧ロー
ラー３が所定の押圧力で定着ローラー２がわに圧接され
るようになっている。

この加圧ローラー３の入口部分には、該加圧ローラー３
の表面温度を検知するサーミスター３ｂが配置されてい
る。

第２図には、上記定着装置に付設される制御回路が示さ
れている。本図中符号１１は商用電源を示しているとと
もに、符号１２は上記商用電源１１のゼロクロスポイン
トを検出するゼロクロス検出回路を示している。このゼ
ロクロス検出回路１２は、ゼロクロスポイントで「旧」
となる信号を生成する機能を有し、そのゼロクロス信号
は、前記定着ローラー２の温度を制御する回路を備えた
マイクロコンピュータ−１３の外部割込み端子ｉＮＴに
入力されている。上記マイクロコンピュータ−１３とし
てはμＣ０Ｍ７８１８Ｇが用いられており、これはＡ／
Ｄコンバータ付きの１チツプ・８ビツト・マイクロコン
ピュータ−であって、８ビットＣＰＵ、ＲＯＭ　（４に
ビット）、ＲＡＭ（２５６バイト）　、Ａ／Ｄコンバー
ター（８アナログ入力）、多機能１６ビツト・タイマ／
イベント・カウンター（２こ）、８ピツ］〜・タイマ（
２こ）、汎用シリアル・インターフェース、Ｉ１０ボー
ト（４０ビツト）、割込み機能（外部３、内部８）等を
１チツプに集積したものである。マイクロコンピュータ
−１３のボートＰ１が「シ０」になされると、トリガー
回路１９によってスイッチング素子２３が導通状態にな
され、定着ローラー２に設置されているヒーター２ａに
電力が供給されるようになっている。定着ローラー２の
表面温度を検知するサーミスター２０は、温度検出回路
２０を通して上記マイクロコンピュータ−１３のＡ／Ｄ
ポートＡＮＯに入力されているとともに、加圧ローラー
３の表面温度を検知するサーミスター３ｂは、温度検出
回路２１を通してマイクロコンピュータ−１３のＡ／Ｄ
ボートＡＮ１に入力されている。上記各温度検出回路２
０．２１においては、各サーミスター２ｅ、３ｂの一端
が接地されているとともに、他端に所定の抵抗を介して
τ５Ｖの電源が接続されている。また各サーミスター２
ｅ、３ｂの両端の電圧は、マイクロコンピュータ−１３
のＡ／Ｄボートに入力されている。

さらに符号１５は駆動モーターを示しており、マイクロ
コンピュータ−１３のボートＰ２が「ＬＯ，：になされ
ると、トリガー回路２２によってスイッチング素子２４
が導通状態になされ、該駆動モーター１５が回転駆動さ
れるようになっている。上記駆動モーター１５の出力軸
には、チェーンを介して定着ローラー２および加圧ロー
ラー３の入力軸が連結されており、駆動モーター１５の
駆動力によって上記両ローラー２．３が協働回転される
ようになっている。

つぎに上１本のような制御装置を用いた本発明の一実施
例を説明する。第３図は本発明の一実施例におけるメイ
ンフローを説明したものであって、本図に示されるよう
に、電源が投入されると、まずステップ１−１で初期設
定が行なわれる。この初期設定により各ボートがオフさ
れるとともに、すべてのＲＡＭがクリアされ、全割込み
が禁止される。

つぎにステップ２で周波数検知が行なわれる。

すなわちゼロクロス信号が「旧」になるまで待った上で
、１旧」になった時点からＯｏ、ｌ５ＥＣ待ち、その後
ゼロクロス信号が「旧」になったらその時点から０．５
ＳＥＣの間にゼロクロス信号の立上がりエツジを検出す
るごとにカウンター（ＦＲＱＣＮＴ）がインクリメント
される。０．５ＳＥＣが経過されると、（ＦＲＱＣＮＴ
）がチエツクされ、（ＦＲＱＣＮＴ）が５５を越えてい
る場合には６０Ｈ２になされ、（ＦＲＱＣＮＴ）が５５
以下の場合には５０Ｈ７とされる。そして、５０Ｈ２な
ら１　ＳＥＣカウンター（ＨＥＴＣＮＴ）に１００がセ
ットされるとともに、６０Ｈ２ならＩ　ＳＥＣカウンタ
ー（ＨＥＴＣＮＴ）に１２０がセットされる。屋後にゼ
ロクロス割込みのマスクが解除される。

ステップ１−３では、Ｉ　ＳＥＣカウンター（ＨＥＴＣ
ＮＴ）がチエツクされ、（ＨＥＴＣＮＴ）がＯになるま
で待つ。ここで（ＨＥＴＣＮＴ）はゼロクロスごとにゼ
ロクロス割込み処理にてディクリメントされ、（ＨＥＴ
ＣＮＴ）が０になると、ステップ１−４にて再セットが
行なわれる（５０Ｈ２：　１００，６０Ｈ７：　１２０
）、　したがつＴＩ　ＳＥＣごとに（ＨＥＴＣＮＴ）は
Ｏになされる。

さらにステップ１−４では、上述のように（ＨＥＴＣＮ
Ｔ）に再セットが行なわれ、デユーティ−計算が行なわ
れる。すなわち定着ローラーの温度に基づいてオンサイ
クル数（ＯＮＣＹＣ）が次の式により求められる。

（ＯＮＣＹＣ）−（ＯＮＣＹＣ）＋（ＥＭ）−−−−−
−・■（ＥＭ）＝ＫＰ（ＰＴ）＋Ｋｌ（Ｉ　　Ｔ）＋Ｋ
ｄ（ＤＴ）　　・・・■（ＰＴ）＝　（ＴＮｌ）＋（’
ＴＮＯ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・■（ＩＴ）・（ＳＴ）−（ＴＮＯ
）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・■（ＤＴ）＝　（ＰＴ）−（（ＴＮ２）
÷（ＴＮｌｌ）・・・・・・・・・・・■ここで上記０
式の右辺の（ＯＮＣＹＣ）は、前回のオンサイクル数で
、左辺のくＯＮＣＹＣ）が今回のオンサイクル数である
。オンサイクルは、交流波形の半波を単位とする。なお
、（ＳＴ）は定着ローラーの目標温度データを表わして
いるとともに、（ＴＮＯ’）は定着ローラーの今回の温
度データを表わし、（ＴＮＩ）は定着ローラーの１　Ｓ
ＥＣ前の温度データを表わし、（ＴＮ２）は定着ローラ
ーの２　ＳＥＣ前の温度データを表わしている。またＫ
Ｐ、Ｋｌ、Ｋｄは定着ローラーの特性によって決まる定
数を表わしている。

上記０式によって新たに更新された（ＯＮＣＹＣ）は、
オンサイクルカウンター（ＯＮ　ＣＮ　Ｔ　）にセット
される。定着ローラーの温度は、ゼロクロスごとにＡＮ
Ｏから読み込まれたデータを反転して（ＴＯＨ）（ＴＯ
Ｌ）に加算される。そしてステップ１−４でサンプリン
グ回数によって上記（ＴＯＨ）（ＴＯＬ）が割られ今回
の定着ローラーＷ度（ＴＮＯ）とされる。サンプリング
回数は５０Ｈ２の場合に１００．６０）−１７の場合に
は１２０となる。加圧ローラーの温度も同様にして、加
算温度（ＴｌＨ）（置）をサンプリング回数で割って得
られ、そのデータが加圧ローラーの温度とされる。

ステップ１〜５では、フラグ１　（ＦＬＡＧｌ）がチエ
ツクされ、（ＦＬＡＧｌ）がｒＯＪならばステップ１−
６へ移行されるとともに、（ＦＬＡＧｌ）が「１」なら
ばステップ１−１０へ移行される。始めは（ＦＬＡＧｌ
）が「０」であることからステップ１−６へ移行される
。

ステップ１−６では、定着ローラーの温度がチエツクさ
れ、定着ローラーが１７０度Ｃ以上になったらステップ
１−７へ移行される。１７０度Ｃに達していない場合に
はステップ１−３に戻される。

ステップ１−７では、フラグ１　（ＦＬＡＧＩ）がセッ
トされる。

ステップ１−８では、加圧ローラーの温度がチエツクさ
れ、加圧ローラーが６０度Ｃ以上の場合にはステップ７
−３へ戻されるとともに、６０度Ｃより低い場合にはス
テップ１−９へと進められる。

ステップ１−９では、モーターＯＮフラグ（ＭＯＴＯＮ
）がセットされた上でステップ１−３に戻される。

ステップ１−１０では、モーターＯＮフラグ（ＭＯＴＯ
Ｎ＞　がチｘｙ’）さｎる。（ＭＯＴＯＮ＞が「１」な
らばステップ１−１１へ移行されるが、（ＭＯ，ＴＯＮ
）がｒＯＪならばステップ１−３へ戻される。

ステップ１−１１では、加圧ローラーの温度が゛チエツ
クされ、加圧ローラーが１００度Ｃに達した場合にステ
ップ１−１２へ進められるとともに、１００度Ｃ以下の
場合にはステップ１−３へ戻される。

ステップ１−１２では、フラグ２　（ＦＬＡＧ２）がチ
エツクされ、（ＦＬＡＧ２）がｒＯＪ体らばステップ１
−１３へ移行され、（ＦＬＡＧ２）が「１」ならばステ
ップ１−１４へ移行される。

ステップ７−７３では、フラグ２（ＦＬＡＧＩ）がセッ
トされるとともに、タイマに所定の時間Ｔがセットされ
、スタートされる。そしてステップ１−３に戻される。

ステップ１−１４では、タイマ（Ｔ）が終了されている
か否かが判断され、終了されていなければステップ１−
３に戻される。終了していればモーターＯＮフラグ（Ｍ
ＯＴＯＮ）がリセットされた上でステップ１−３に戻さ
れる。

つぎにゼロクロス割込み処理（ＺＣＩＮＴ）を第４図に
基づいて説明する。ゼロクロス割込み処理は、外部割込
みのマスクが解除されている場合に、ゼロクロス信号の
立上がりエツジでコールされる。

ステップ２−１で、１　ＳＥＣカウンター（ＨＥＴＣＮ
Ｔ）がディクリメントされる。

ステップ２−２では、オンサイクルカウンター（ＯＮＣ
ＮＴ）がチエツクされ、（ＯＮＣＮＴ）が０でなければ
ステップ２−３へ移行されるとともに、（ＯＮＣＮＴ）
がＯであればステップ２−４へ移行される。

ステップ２−３では、（ＯＮＣＮＴ）がディクリメント
されて定着ローラーのヒーターがオンされ、定着ローラ
ーが加熱される。

ステップ２−４では、定着ローラーのヒーターの１〜リ
ガーがオフされる。

ステップ２−５では、モーターＯＮフラグ（ＭＯＴＯＮ
）がチエツクされ、（ＭＯＴＯＮ）が「１」ならばステ
ップ２−６へ移行されるが、（ＭＯＴＯＮ）が「Ｏ」な
らばステップ２−７へ移行される。

ステップ２−６では、モーターのトリガーがオンされ、
両ローラーが協働回転される。

ステップ２−７では、モーターのトリガーがオフされ、
両ローラーが停止される。

ステップ２−８では、ＡＮＯに入力される電圧をＡ／Ｄ
変換しそのデータを反転してなる定着ローラーの温度デ
ータが、加算レジスター（ＴＯＨ＞（ＴＯＬ＞に加算さ
れる。

さらにステップ２−９では、ＡＮＩに入力される電圧を
Ａ／Ｄ変換しそのデータを反転してなる加圧ローラーの
温度データが、加算レジスター（ＴＯＨ）（ＴＯＬ）に
加算され、リターンされる。

このような実施例における制御方法においては、第１図
に示されるように、時間ｔｏで電源が投入されて定着ロ
ーラー２の昇温か開始される。定着ローラー２が所定の
温度Ｔ３に到達したとき、すなわち時間ｔ１で、加圧ロ
ーラー３の温度が定着可能温度Ｔ１より低い場合には上
記両ローラー２゜３が協働回転され、加圧ローラー３が
上記定着可能温度Ｔ１より高い所定温度Ｔ２に到達させ
られる。そして加圧ローラー３が定着可能温度Ｔ１より
高い上記所定温度Ｔ２に到達したと検知された後に一定
時間Ｔの間協働回転が行なわれ、その上で両ローラーが
停止される。そしてそこから定着動作が開始される。

このようにすれば、加圧ローラー３に対する温度検知誤
差が多少あったとしても、加圧ローラー３は、一定時間
の間に一定温度以上になされることとなる。具体的には
、加圧ローラー３の温度検知データが実際の温度より多
少高くなった場合には、該加圧ローラー３の温度検知後
一定時間協働回転が行なわれるので、協働回転時間が本
来必要とする時間より大幅に短くなってしまうような事
態は生じることなく、定着可能温度が得られる。

また逆に、加圧ローラー３の温度検知データが実際の温
度より多少低くなった場合には、加圧ローラー３の温度
検知後一定時間しか協働回転が行なわれないので、協働
回転時間が本来必要とする時間より大幅に長くなってし
まうことはなく、定着可能状態になるまでに余分な待ち
時間をかけてしまうような事態は回避される。

（効　　果〉 以上述べたように本発明による定着装置の駆動制御方法
は、協働回転により昇温される加圧ローラーに対する温
度検知誤差が多少あったとしても、加圧ローラーは、一
定時間の間に一定温度以上になされるように、定着ロー
ラーと加圧ローラーとの協働回転により加圧ローラーを
所定温度に到達させた後、一定時間の間協働回転を行な
わせた上で両ローラーを停止させるようにしたから、定
着ローラーと加圧ローラーとの協働回転を温度検知誤差
にかかわらず一定に制御することができ、加圧ローラー
に対する温度検知誤差にかかわらず加圧ローラーを最小
限の時間で必要かつ十分な温度に昇温させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における駆動制御方法に基づ
く定着ローラーおよび加圧ローラーの温度変化を表わし
た線図、第２図は本発明を実施するための制御装置の概
要を表わしたブロック線図、第３図および第４図は第２
図に示す制御装置を実施するための手順を表わしたメイ
ンフロー図およびゼロクロス割込みを示すフロー図、第
５図は定着装置の一例の概要を示す縦断面説明図、第６
図は従来例における駆動制御方法に基づく定着ローラー
および加圧ローラーの温度変化を表わした線図である。 ２−・・定着ロー７−．２ａ・・・ヒーター、２ｅ・・
・サーミスター、３・・・加圧ローラー、３ｂ・・・サ
ーミスター、１３・・・マイクロコンピュータ−１２０
゜２１・・・温度検出回路。 （外　１　名） 処　　　　イ　　　　　図 ￥１ηＩ！７仏

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱手段を内蔵した定着ローラーと該定着ローラーに圧
   接される加圧ローラーとを所定のタイミングで協働回転
   させるように駆動制御する定着装置の駆動制御方法にお
   いて、上記定着ローラーの昇温を開始させて該定着ロー
   ラーが所定の温度Ｔ３に到達したときに、加圧ローラー
   の温度が定着可能温度Ｔ１より低い場合には上記両ロー
   ラーを協働回転させて加圧ローラーを上記定着可能温度
   Ｔ１より高い所定温度Ｔ２に到達させ、その後一定時間
   の間協働回転を行なわせた上で両ローラーを停止させる
   ようにしたことを特徴とする定着装置の駆動制御方法。