JPH04221984A - 定着器の温度制御装置 - Google Patents

定着器の温度制御装置

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Publication number
JPH04221984A
JPH04221984A JP40613690A JP40613690A JPH04221984A JP H04221984 A JPH04221984 A JP H04221984A JP 40613690 A JP40613690 A JP 40613690A JP 40613690 A JP40613690 A JP 40613690A JP H04221984 A JPH04221984 A JP H04221984A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heater
time
control
fixing device
Prior art date
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Pending
Application number
JP40613690A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Nakamura
豊 中村
Nobuaki Fujisawa
藤澤 伸章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd, Casio Electronics Manufacturing Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP40613690A priority Critical patent/JPH04221984A/ja
Publication of JPH04221984A publication Critical patent/JPH04221984A/ja
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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

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】
【0001】
【産業の利用分野】本発明は電子写真プリンタ、複写機
等の画像形成装置に係り、特にこれらの装置内に使用さ
れる定着器の温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真プリンタ、複写機等の画像形成
装置内に使用される定着器は転写紙上に転写された未定
着トナーを熱定着する装置であり、未定着トナーを転写
紙に安定して定着させる為には定着器を一定の温度に保
持する必要がある。この為、定着器を一定温度に保持す
る温度制御装置が使用され、その温度制御には以下に示
す2方式が採用されている。 (イ)温度制御装置で制御する定着器の制御目標温度を
1レベルとし、その温度に対して、定着器の温度が高い
か、又は低いかによりヒータへの通電制御を行い、定着
器を一定温度に保持しようとする方式である。以下この
方式を1レベル制御方式(1点制御モード)とよぶ。 (ロ)上記方式に対して、定着器の制御目標温度を高低
2レベルとし、高温度レベルを越えた時ヒータの通電を
停止し、低温度レベルより低下した時通電を行い、定着
器を2温度レベル間に保持しようとする方式である。以
下この方式を2レベル制御方式(2点制御モード)とよ
ぶ。
【0003】
【従来技術の問題点】しかしながら、上述の温度制御装
置においては各々以下のような問題を有する。すなわち
、1レベル制御方式の場合では定着器の温度は一定温度
に設定される為、絶えずヒータのオン、オフ制御を繰り
返すことになる。この為、ヒータへの通電の切り換えを
行う切り換え素子、例えばトライアックの寿命を短くす
る。一方、2レベル制御方式の場合には所定の設定温度
の間で制御される為、温度変動幅が大きくなり安定した
熱定着処理ができない。
【0004】
【発明の目的】本発明は上記従来の問題点に鑑み、ヒー
タへの通電のオン、オフ切り換えの回数を減らし、且つ
温度変動幅の小さい定着器の温度制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0005】
【発明の要点】本発明は上記目的を達成する為に、温度
検知素子の出力に応じて加熱ヒータのオン、オフを制御
する定着器の温度制御装置において、前記温度検知素子
の出力推移が第1の温度レベルと交差するのに応じてヒ
ータのオン、オフを切り換える1点制御モードと、前記
温度検知素子の出力推移が前記第1の温度レベル、及び
該第1の温度レベルと異なる第2の温度レベルとを交互
に交差するのに応じて加熱ヒータのオン、オフを切り換
える2点制御モードとを有し、前記定着器が稼働中、前
記1点制御モードで、非稼働中は前記2点制御モードで
制御動作を行う制御手段を備えることを特徴とすること
、及び、前記温度検知素子の出力と所定温度レベルとを
比較し、該比較結果に応じて前記加熱ヒータのオン、オ
フを切り換えるヒータ制御手段と、第1、又は第1より
長い第2の時間を計時するタイマー手段と、前記定着器
の稼働中は前記タイマー手段が第1の時間を計時する毎
に、また前記定着器の非稼働中は前記タイマー手段が第
2の時間を計時する毎に前記ヒータ制御手段の比較結果
に基づく加熱ヒータのオン、オフを切り換える切り換え
手段とを備えることを特徴とする。
【0006】
【実  施  例】以下本発明の一実施例について図面
を参照しながら説明する。図1は本実施例の定着器の温
度制御装置のシステムブロック図である。尚、本実施例
の定着器の温度制御装置は不図示の電子写真プリンタ内
に配設されている。
【0007】同図において、温度制御装置1は定着ロー
ル2に内蔵されたヒータH,定着ロール2の表面に接し
て配設されたサーミスタTH、アナログ/デジタル変換
器(以下A/D変換器という)3、マイクロプロセッサ
ユニット(以下単にMPUという)4、通電切り換え回
路5、交流電源6、フォトカプラ9で構成されている。 サーミスタTHは定着ロール2の表面温度を検出する温
度検知素子であり、サーミスタTHの抵抗値は検出する
温度に対応して変化する。また、サーミスタTHは抵抗
Rf と共に電源と接地間に直列回路を構成し、定着ロ
ール2の温度に対応して電源電圧を分圧する。A/D変
換器3は入力Io を介して供給される上述の分圧電圧
(アナログ値)を8ビットのデジタルデータに変換し、
出力D0 〜D7 からMPU4へ供給する。
【0008】MPU4は本実施例の温度制御以外にも電
子写真プリンタの各部を駆動制御し、内部のROM4a
に記憶されるシステムプログラムに従った制御を行う。 また、MPU4は入力D0 ′〜D7 ′を介して供給
される上述の8ビットの温度データを内部のRAM4b
に記憶する。また、MPU4はヒータHに通電を行う時
、出力Po からロー信号をフォトカプラ9の発光素子
9aへ出力し、抵抗R1 を介して発光素子9aへ所定
電流を流し発光素子9aを点灯する。
【0009】通電切り換え回路5は上記フォトカプラ9
と、トライアック10、抵抗R2 〜R4 、コンデン
サCで構成され、フォトカプラ9内の受光素子9bは発
光素子9aの発光を受光するとオンし、トライアック1
0ゲート(G)にゲート信号を供給し、トライアック1
0をオンする。上記トライアック10がオンの間、交流
電源6からトライアック10を介してヒータHへ通電が
行われ定着器2が加熱される構成である。尚、出力Po
 からハイ信号が出力されると発光素子9aは発光せず
、受光素子9bに電流が流れない為ゲート端子(G)に
ゲート信号が出力されずトライアック10はオフである
。また、抵抗R1 〜R3 は交流電源6の出力電流を
小さな電流としてフォトカプラ9へ供給する為の回路で
ある。また、トライアック10はゲート(G)へ供給さ
れる電圧の正負に係わらずオンする為、フォトカプラ9
がオン状態である間トライアック10もオンである。尚
、コンデンサCはトライアック10の消弧時の動作安定
用のものである。
【0010】次に、以上の構成の温度制御装置において
、定着器2の温度制御動作を図2のフローチャートを用
いて説明する。尚、同図に示す処理は電子写真プリンタ
の駆動中所定周期で実行されるものとする。また、定着
器2の温度はほぼ一定のレベルに達っしているものとし
、本実施例ではこの温度レベルを1レベル制御方式を使
用する時180度とし、2レベル制御方式を使用する時
178度、180度の2レベルとする。
【0011】先ず、MPU4は電子写真プリンタが待機
中か否か判断する(ステップ(以下STで示す)1)。 ここで電子写真プリンタが印字中である時は(ST1が
N(ノー))、電子写真プリンタは用紙への印字処理を
行っており、定着器2を用紙が通過し定着器2の熱が急
速に奪われている状態である。したがって、この時は定
着器2の温度低下が大きく、この為サーミスタTHの検
知出力は予め設定された制御温度よりも低い傾向にあり
、ヒータHのオン制御期間の方がオフ制御期間よりも長
くなる。この為1レベル制御方式を使用しても、頻繁に
ヒータHのオン、オフ現象が発生する虞がなく、印字中
は1レベル制御方式によって制御される。すなわち、M
PU4はサーミスタTHで検出した定着器2の温度デー
タを確認し、定着器2の温度が180度以上か否か判断
する。そして、定着器2の温度がこの温度を越えている
時(ST2がY(イエス))、出力Poからハイ信号を
出力し前述の如くトライアック10をオフしてヒータH
への通電を停止し(ST3)する。また、定着器2の温
度が180度以下の時は(ST2がN)、出力Po か
らロー信号を出力しトライアック10をオンしてヒータ
Hへ通電を行う(ST4)。
【0012】このように定着器2の温度制御を行うこと
により、電子写真プリンタの印字中定着器2の温度を一
定の180度に保持できる。一方、上記印字処理が一旦
終了し次の印字を待つ所謂待機中の場合は以下のように
制御される。すなわち、MPU4は上述の判断(ST1
)において待機中であると判断すると(ST1がY)、
MPU4はヒータHへの通電状態を判断する(ST5)
。待機中の時は電子写真プリンタは用紙への印字処理を
行っておらず、定着器2の熱が用紙に奪われることはな
い。したがって、定着器2の温度変化は比較的緩やかで
ある。この様な期間に上記1レベル制御方式を採用する
と瞬時のヒータHの通電によっても定着器温度はすぐ制
御温度に復帰してしまい、緩やかな放熱現象に応じて、
微小時間のヒータHへの通電が頻繁に繰り返されること
になる。この為、この間は前述の2レベル制御方式を使
用する。すなわち、MPU4は上記判断(ST5)にお
いてヒータHへの通電が行われておらず、しかも定着器
2の温度が178度以下の時ヒータHへ通電を行い(S
T6がY、ST7)、一方ヒータへ通電が行われ、しか
も定着器2の温度が180度以上ならヒータHへの通電
を停止する(ST8がY、ST9)。そして、上記処理
を繰り返すことにより定着器2の温度を所定範囲(17
8度〜180度)に制御する。しかも、この制御におい
てはトライアック10のオン、オフ切り換え回数を減少
させることができる。すなわち、この時には印字中のよ
うに温度低下が激しくなく定着器2の温度変化が緩やか
であるので、制御温度を2レベルとして制御しても大き
く温度が変化することはなく、このように温度制御する
ことによりトライアック10のオン、オフ切り換え回数
を減らすことができる。
【0013】すなわち、図3は上述の如く本実施例に従
って定着器2の温度制御を行った時の温度制御特性図で
ある。同図から印字中、待機中共に所定温度に制御され
ていることが分かる。これに対して、図4に示す温度制
御特性は従来の1レベル制御方式のみで温度制御を行っ
た時の温度制御特性を示す。両図から分かるように、印
字中は殆ど同じであるが待機中において本実施例の温度
制御は温度の高低の切り換わり回数が極めて少ないこと
がわかる。したがって、トライアック10の切り換え回
数は従来に比べて極めて少なくできる。
【0014】次に、図5は他の実施例の定着器の温度制
御装置を説明するフローチャートである。尚、温度制御
装置のシステム構成は図1と同様であるが本実施例はM
PU4内にタイマーを設け、タイマーのタイムアップ時
間によってサーミスタTHの検出温度データのサンプリ
ング時間を印字中と待機中で変えるものである。
【0015】先ず図5において、電子写真プリンタが印
字中であると判断すると(ステップ(以下Sで示す)1
がN)、MPU4は内部のタイマーのタイムアップ時間
を0.1sに設定する。このタイムアップ時間0.1s
は後述する待機中のタイムアップ時間0.5sより短い
時間であり、このタイマーがタイムアップする毎に(S
2、S3がY)、MPU4はA/D変換器3を介してサ
ーミスタTHの検出温度データをサンプリングする。そ
して、このデータから定着器2の温度が180度以上か
否か判断する(S4)。前述の如く印字中は定着器2の
温度低下が激しく、上記の如く短い時間(0.1 s)
で定着器2の温度を確認し、定着器2の温度が180度
以下であれば出力Po からロー信号を出力してヒータ
Hに通電し(S4がN、S5)、定着器2の温度が18
0度以上であれば出力Po からハイ信号を出力してヒ
ータHを通電を停止する(S4がY、S6)。このよう
に制御することにより、サーミスタTHの検出温度が設
定温度よりも低下傾向にある印字中においても定着器2
の温度を一定の180度に保持することができる。
【0016】一方待機中と判断されれば(S1がY)、
タイマーのタイムアップ時間を0.5sの長い時間に設
定する。そして、上述と同様にしてタイマーがタイムア
ップする毎に(S7、S8がY)、サーミスタTHで検
出する温度データをサンプリングし定着器2の温度を判
断し(S4)、180度以下であればヒータHに通電し
(S4がN、S5)、180度以上であれば通電を停止
する(S4がY、S6)。このような時間間隔で温度制
御を行っても、待機中は定着器2の温度変化が小さく、
定着器2の設定温度に対して大きくずれることはない。
【0017】図6はこの時のA/D変換器3の出力電圧
の変動を示すものである。また、図7は図6と比較する
為、印字中、待機中を問わず全ての期間を0.1sでサ
ンプリングする場合の例である。両図に示す如く印字中
は殆ど同じであるが、待機中は図7の場合のサンプリン
グ時間が短い為(印字中と同じ0.1s )、その都度
定着器2の温度180度に対応する所定電圧値と比較さ
れヒータHの通電/非通電の切り換えが極めて多く行わ
れていることが分かる。この為、当然トライアック10
のオン、オフ切り換え回数も本実施例の図6の制御の場
合に比べ多くなる。したがって、本実施例によっても従
来に比べトライアック10のオン、オフ切り換え回数が
減り、トライアック10の寿命を延ばすことができる。
【0018】尚、以上の実施例ではヒータHへの通電/
非通電の切り換えをトライアック10を用いて行ったが
、トライアックに限らず他の切り換え素子、例えば2個
のサイリスタを逆並列に接続した回路等を使用しても良
い。
【0019】また、フォトカプラ9は、無接点スイッチ
であればフォトダイオード等を逆並列に接続して使用し
ても良い。さらに、本実施例では制御温度を178度、
180度等に設定し、またタイマー時間を0.1s、0
.5sに設定したが、本発明はこれらの数値に限定され
るものではないことは勿論である。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば印字中、又は待機中の定着器の温度変化に合わせた
温度制御を1レベル制御方式と2レベル制御方式の併用
、又はサンプリング時間の切り換えにより行うことがで
き、ヒータへの通電のオン、オフ切り換え回数を減らし
、切り換え手段の寿命を延ばすことができる。
【0021】また、切り換え手段を長期間使用できるの
で、装置のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の定着器の温度制御装置のシステム構
成図である。
【図2】一実施例の定着器の温度制御装置の動作を説明
するフローチャートである。
【図3】一実施例の定着器の温度制御装置の制御温度特
性を説明する図である。
【図4】従来の1レベル制御方式の説明図である。
【図5】他の実施例の定着器の温度制御装置の動作を説
明するフローチャートである。
【図6】他の実施例の定着器の温度制御装置の制御温度
特性を説明する図である。
【図7】定着器の温度制御装置の制御温度特性を説明す
る図である。
【符号の説明】
1  温度制御装置 2  定着器 3  A/D変換器 4  MPU 5  通電切り換え回路 6  交流電源 9  フォトカプラ 9a  発光素子 9b  受光素子 10  トライアック

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  温度検知素子の出力に応じて加熱ヒー
    タのオン、オフを制御する定着器の温度制御装置におい
    て、前記温度検知素子の出力推移が第1の温度レベルと
    交差するのに応じてヒータのオン、オフを切り換える1
    点制御モードと、前記温度検知素子の出力推移が前記第
    1の温度レベル、及び該第1の温度レベルと異なる第2
    の温度レベルとを交互に交差するのに応じて加熱ヒータ
    のオン、オフを切り換える2点制御モードとを有し、前
    記定着器が稼働中、前記1点制御モードで、非稼働中は
    前記2点制御モードで制御動作を行う制御手段を備える
    ことを特徴とする定着器の温度制御装置。
  2. 【請求項2】  温度検知素子の出力に応じて加熱ヒー
    タのオン、オフを制御する定着器の温度制御装置におい
    て、前記温度検知素子の出力と所定温度レベルとを比較
    し、該比較結果に応じて前記加熱ヒータのオン、オフを
    切り換えるヒータ制御手段と、第1、又は第1より長い
    第2の時間を計時するタイマー手段と、前記定着器の稼
    働中は前記タイマー手段が第1の時間を計時する毎に、
    また前記定着器の非稼働中は前記タイマー手段が第2の
    時間を計時する毎に、前記ヒータ制御手段の比較結果に
    基づく加熱ヒータのオン、オフの切り換えを行う切り換
    え手段と、を備えることを特徴とする定着器の温度制御
    装置。
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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20000222