JPS63249175A - 定着装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はレーザビームプリンタの様な熱定着装置におい
て、熱ロールを回転駆動させる制御装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

第３図はレーザビームプリンタ等の定着装置の横断面を
模式的に示した図である。

本定着装置は、印刷用紙１０１上に転写された印刷デー
タのトナー像１０２をプレヒータ１０６で予備加熱した
後、押圧ロール１０７とサーボモータ１１０により回転
駆動される熱ロール１０８とによって加熱押圧し、印刷
用紙１０１に定着させる構造となっている。

サーボモータ１１０はサーボモータドライバ１１１で付
勢１ｔｆｌＪ御される。またサーボモータドライバ１１
１の付勢はサーボモータ制御装置１１２で制御される。

トナー像１０２が定着された印刷用紙１０１は、プラー
ロール１０カ及び１０９ｂで引き込み、折りたたまれて
積み上げられる。

熱ロール１０Ｂには、Ｆナー像１０２の熱ロール１０８
への融着を防止するため、オイルポンプ１１７を駆動さ
せ、オイルタンク１１８の中に予め貯えられているシリ
コンオイルをオイルポート１１６へ吐出シ、フェルト１
１５を介してシリコンオイルカ塗布される。

フェルト１１５はフェルト従ロール１１３に巻き込まれ
ており、フェルト主ロール１１４の方へ順次巻き込まれ
、熱ロール１０８との接触面を清浄に保つ構成になって
いる。

レーザビームプリンタをパワーオンした場合のサーボモ
ータ制御装置１１２及びサーボモータドライバ】１１の
動作状態を第４図、第５図を用いて詳述する。なお、第
４図はサーボモータ制御装置１１２及び、サーボモータ
ドライバＩＩＩの構成を示すブロック図、第５図はその
タイムチャートであるレーザビームプリンタをパワーオ
ンすると、熱ロール１０８やプレヒータ１０６の加熱等
を行つオープン回転状態（印刷、定着、用紙送りを伴わ
ない状態）Ｊご入る。この場合、ここでは図示していな
い主制御装置より、第４図に示す様にオープン回転状態
を指令するための熱ロール駆動指令信号が出力される。

この信号かサーボモータ制御装置１１２の制御回路部に
入力されると、熱ロール１０８の表面温度を均一にする
ために熱ロール１０８を回転させるためのオープン回転
制御信号を出力する。オープン回転制御信号は、印刷及
び定着を行うための用紙送り回転制御信号とのＯＲ回路
を介して、第５図に示すサーボモータ回転制御信号とし
て、サーボモータドライバＩｌｌに出力される。サーボ
モータドライバ１１１は、サーボモータ回転制御信号が
入力される七サーボモータ駆動電流を出力し、サーボモ
ータ１１０を駆動させる。

Ｌ記のオープン回転制御信号は、熱ａ−ル駆動系の回転
数制御等に無関係なオープンループ制御であり、一定の
パルス幅６周期の信号である。また、用紙送り回転制御
信号は、印刷、定着状態時において、サーボモータ回転
検出器２０１からのサーボモータ回転検出信号をサーボ
モータ制御装置１１２にフィードバックさせ、用紙送り
連間を一定に保とうとするため、熱ロール駆動系の負荷
変動等に伴いパルス幅が変化する。

熱ロール１０８のオープン回転状態においては、印刷及
び定着は行わないため、熱ロール１０８と押圧ロール１
０７とは非接触状態にある。この時の熱ロール駆動系の
負荷は、熱ロール１０８とオイルポル８１１６部のフェ
ルト１１５との接触抵抗及びサーボモータ１】０と熱ロ
ール駆動部のシャフトとベアＱングの負荷抵抗のみで、
低負荷であるため、サーボモータ駆動電流は印刷、定着
状態時よりも少ない電流で済む。このためオープン回転
状態は、印刷、定着状態時よりもデー−ティの少ないサ
ーボモータ駆動電流で、サーボモータ１１０を駆動して
いる。

ところが、上記方式の熱ロール駆動系の負荷は、主Ｊｃ
周囲の温度状況Ｉζより変化する。熱ロール駆動系のベ
アリング部グリースは、高温用グリースを使用するため
、低温時には粘度が大きい。また、オイルポート１１６
部のシリコンオイルも、低温時においては粘度が大きく
なるため、熱ロール１０８とオイルポート１１６部のフ
ェルト１１５との接触面での摩擦抵抗も大きくなる。

この様に、周囲温度の影響により熱ロール駆動系の負荷
が大きく変化する。特に冬期時など室温が低い場合には
、熱ロール駆動系の負荷が増大するため、熱ロール１０
８が回転できなくなる場合がある。これを防止するため
トルクの大きいモータに変更すると、モータの外形か大
きくなり、実装スペースがとれなくなったりする。また
、熱ロール駆動系のギヤ比を変更し、熱ロール駆動トル
クを上げるようとすると、熱ロール回転数を下げる訳に
はいかないため、モータの回転数を上げることになる。

この場合、モータの発熱が増大したり、モータの回転速
度及び位置制御が困難になったりする等の欠点を有して
いた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、熱
ロール回転の駆動を容易に行うことである。

〔発明の概要〕

レーザビームプリンタのパワーオン時は、熱ロールが十
分暖まりておらず、熱ロール軸受部が冷えているため、
ベアリング部のグリースの粘度が高く、負荷抵抗が大き
い。そこで、本発明１ま、直流モータのトルクは入力電
流に比例することに着目し、熱ロールが十分暖まり、ベ
ア１１ング部等の負荷抵抗が小さくなるまでの間、熱ロ
ー！し駆動用のサーボモータの入力電流のデエーテイヲ
多くシ、負荷が大きい場合でも熱ロールが容易に回転駆
動できるように工夫したものである。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて示す。

第２図は第１図のサーボモータ駆動系のブロック図にお
いて本発明の一実施例を示すタイムチャートである。他
の部位は第３図に示す従来例と同一であるため省略する
。

第３図において、レーザビームプリンタヲノ櫂ワーオン
すると、熱ロール１０８やプレヒータ１０６の予備加熱
等を行うオープン回転状態に入る。

第１図において、ここでは図示していないレーザビーム
プリンタ主制御装置より、上記のオープン回転状態を指
令するための熱ロール駆動指令信号が出される。この信
号がサーボモータ制御装置１】２の制御回路部に入力さ
れると、オープン回転状態に入るため、第２図に示すオ
ープン回転制御信号が出力される。また、レーザビーム
プリンタ主制御装置は、印刷、定着状態を指令するため
の熱ロール駆動指令信号を出力する。この信号が、サー
ボモータ制御装置１１２の制御回路部に入力されると、
印刷、定着状態に入るため、用紙送り回転制御信号が出
力される。

サーボモータ制御装置１１２からは、オープン回転制御
信号と用紙送り回転制御信号とが、ＯＲ回路を介してサ
ーボモータ回転制御信号として、サーボモータドライバ
１１１へ出力される。サーボモータドライバ１１１は、
サーボモータ回転制御信号をサーボモータ駆動電流に変
え、サーボモータ１１０の駆動を制御する。

第１図において、図示していない熱ロール温度検出器よ
り出力された熱ロール温度検出信号が、熱ロール温度制
御装置２０２に入力される。熱ロール温度制御装置２０
２は熱ロール１０８がコントロール温度（トナー像１０
２を印刷用紙１０１に定着させるための適切な温度）を
保つために、熱ロール温度検出信号をフィードバックし
、熱ａ−ル１０８の温度を制御している。熱ロール１０
８カコントｏ−ル温度に達したことを検出すると、熱ロ
ール温度制御装置２０２により、熱ロール温度指令信号
として、サーボモータ制御装置１１２に出力される構成
となっている。

本発明においては、レーザビームプリンタのパワーオン
時（熱ロール１０８がフントロール温度ニ達していない
状態）に、第２図に示す様にオープン回転状態のオープ
ン回転制御信号のパルス幅を、従来のデエーテイ２５９
６から５０９６に増加させた信号が、第１図に示す制御
回路部より出力される。

該オープン回転制御信号は、ＯＲ回路を介してサーボモ
ータ回転制御信号として、サーボモータドライバ１１１
へ出力する。つまり、オープン回転制御信号のデエーテ
イを増加させることにより、サーボモータドライバ１１
１からはデエーテイの増加されたサーボモータ駆動電流
が出力され、熱ロール駆動系の負荷が大きい場合でも、
熱ロール１０８が容易に回転できる様にしたものである
。

この場合、熱σ−ル１０８′がコントロール温度に達し
た時に、熱ロール温度検出信号が熱ロール温度制御装置
２０２に出力され、熱ロール温麿制御装＠　２０２は、
熱ロール温度指令信号をサーボモータ制御装置１】２へ
出力する。この信号がサーボモータ制御装置１１２の制
御回路部に入力されると、従来のオープン回転状態と同
様のオープン回転制御信号（パルス幅のデエーテイ２．
５９６）を出力し、デ為−テイの小さいサーボモータ駆
動電流で熱ロール１０８を駆動する。

すナワチ、レーザビームプリンタのパワーオン時は、熱
ロール１０８等が冷えているため熱ロール駆動系の負荷
が大きいので、熱ロール１０８がコントロール温度に達
するまでサーボモータ駆動電流のデエーテイを増加させ
、サーボモータ１】０の駆動トルクを上げるＯ熱ロール
１０８がコントロール温度に達すると、熱ロール１（）
８の温度上昇により、熱ロール部ベアリングのグｌ−ス
及びオイルポート部フェルト１１５のシリコンオイルの
粘度カ小さくなるため、熱ロール駆動系の負荷が小さく
なる。この時に、サーボモータ駆動電流（７）　ｆ　ｘ
−ティを従来通りのオープン回転状態時のデエーティに
戻し、サーボモータ１１０の駆動トルクを下げる制御を
行う。Ｌ配力式により、従来の欠点であったレーザビー
ムプリンタパワーオン時の熱ロール回転不良を防止し、
容易に駆動させることができる。

本実施例では、し〜ザビームプリンタのオープン回転状
態において、熱ロール１０８がコントロール温度に達す
るまでの間、オープン回転制御信号のパルス幅のデエー
ティを２５％から５０９６に変更スることにより、サー
ボモータ駆動電流のデエーテイを増加させ、サーボモー
タ１１０を駆動させたが、第す図に示す様ｌζ、オープ
ン回転状態１どおいて、熱ロール１０８がコントロール
温度に達するまでの間、オープン回転制御信号を印刷、
定着状態時の用紙送り回転制御信号と同様の制御信号と
し、サーボモータ１１０を駆動させても効果は同一であ
る。この場合、サーボモータ回転信号をフィードバック
させ、用紙送り回転制御信号のパルス幅を制御している
ため、熱ロール駆動系の負荷の増減に追従し、サーボモ
ータｌ　］　０の駆動トルクもｊ１２するので、熱ロー
ルの回転駆動を容易に行える。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザビームプリンタのパワーオン時
におＨる熱ロール１０８の駆動制御において、熱ロール
駆動系が十分予備加熱されるまでの間サーボモータ駆動
電流のデエーテイを増加させる制御を設Ｈたので、熱ロ
ール駆動系が低温常態で、べ了ＩＩング部等のグリース
の粘度が高く負荷抵抗が大きい場合でも、熱ロール１０
８の回転駆動を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

１ｉ１図は本発明ｌζよる熱０−ル駆動制御系を示すブ
ロック図、第２図はそのタイムチャート、第３図は本レ
ーザビームプリンタの熱定装置の模式図、第４図、第５
図は従来技術における熱ロール駆動制御系のブロック図
とそのタイムチャート、第６図は本発明の他の実施例を
示すタイムチャートである。 図ニおいては、１０１は印刷用紙、１０２はトナー像、
ＩＣ）６はプレヒータ、１０７は押圧ロール、１０８は
熱ロール、１０９ａ、１０９ｂ　ハフ５−　ｏ　−ル、
ｌｌ０ＩＪサーボモータ、】】】はサーボモータドライ
バ、１１２はサーボモータ制御装置、１１３はフェルト
従ロール、１１４はフェルト主ロール、１１５はフェル
ト、１１６はオイルポート、】１７はオイルポンプ、１
１８はオイルタンク、２０１はサーボモータ回転検出器
、２０２は熱ロール温変制御装電である。 特許出願人の名称　　日立工機株式会社第３０ １θ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端の軸を軸受けにより支持されて回転できる構造にな
   っている定着用熱ロールと、該熱ロールと対をなしてこ
   れにころがり接触する押圧ロールと、該熱ロールにトナ
   ーが融着することを防止するために、該熱ロール表面に
   オイルを塗布するための手段とを有し、上記の定着用熱
   ロールと該押圧ロールとの間に、トナー像を乗せた用紙
   を通過させ、該トナー像を該用紙表面に定着させる熱定
   着装置において、該熱ロールの表面温度を一定に保つた
   め、該熱ロールを回転させる機構の駆動制御を行う制御
   回路を具備する定着機の該制御回路に、該熱ロールがト
   ナー像を用紙に定着させるのに適切な温度まで立ち上げ
   る間、該熱ロールの回転トルクを増大する手段を有した
   ことを特徴とする定着装置。