JPH0876632A

JPH0876632A - 加熱ローラ制御装置

Info

Publication number: JPH0876632A
Application number: JP21513394A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Nakamura; 豊中村; Tatsumi Shimaya; 辰美島也; Kazuyoshi Hagiwara; 和義萩原
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は加熱ローラ制御装置に係り、特に接
触部分における火花の発生を防止し、電磁波ノイズを無
くし、接触部分における耐久性を向上することを可能と
した加熱ローラ制御装置を提供することにある。【構成】本発明では、ＭＰＵ１２により、ＰＴＣサー
ミスタ素材３の通電が許可されたときに、その通電開始
時刻からの経過時間がタイマ１３で計数され、その経過
時間が所定時間に達するまでは、メイン・モータの通電
が禁止される。また、ＭＰＵ１２のＲＯＭには、上述の
所定時間を表すデータとして、ＰＴＣサーミスタ素材３
の温度が、キュリー点に達するのに要する時間よりも長
く、それが設定温度に達するのに要する時間よりも短い
時間を表す時間データが格納される。つまり、この時間
データは、仮にＰＴＣサーミスタ素材３の通電を図りな
がら加熱ローラを回転させた場合、その加熱ローラの給
電端子とブラシとの接触部分に火花が発生しうる期間を
表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱ローラ制御装置に
係り、特にレーザ・ビーム・プリンタや複写機などの静
電記録型の画像形成装置に内蔵される加熱ローラ制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、静電記録型の画像形成装置によ
って印字を行う場合の手順は、例えば、これをレーザ・
ビーム・プリンタの場合を例に挙げて概略的に説明すれ
ば、まず、外部から入力される印字データに応じて感
光体ドラム上にレーザ・ビームを照射し（走査し）、次
に、これによって感光体ドラム上に展開される静電潜
像に静電的にトナーを付着させ、さらに、これによっ
て感光体ドラム上に形成されるトナー像を用紙に転写
し、最後に、定着装置により、その転写されたトナー
を用紙に熱定着させる、という手順である。

【０００３】ここで、上述のの手順におけるトナーの
熱定着時には、上述の所定の熱源として、ランプ・ヒー
タ（上述の定着ローラの近傍に（内周に）固定支持され
る）が用いられるのが通常であるが、こうしたランプ・
ヒータを用いた場合には、当然、その熱定着時の温度を
一定に保つための温度制御回路が別個に必要となる。し
かも、この温度制御回路は、バイメタルなどの機構的な
スイッチを用いてランプ・ヒータを経時的にオン／オフ
させるものが主であるため、実際には、温度リプル（熱
定着時の温度の時間的変動）がかなり大きく、用紙への
トナーの熱定着を均質に行う上で問題であった。そし
て、このことは、上述のレーザ・ビーム・プリンタとほ
ぼ同じ原理で印字を行う複写機（いわゆるコピー機）な
どについても、同様に言えることである。

【０００４】この為、近年、上述のランプ・ヒータに代
え、自己温度制御機能（通電時における自己の発熱温度
を一定に保ち続ける機能）をもち、上述の温度制御回路
を何ら必要としないＰＴＣサーミスタ（正温度係数サー
ミスタ）が、トナーの熱定着時の熱源として新たに提案
されている。以下、この個別部品としてのＰＴＣサーミ
スタの特性について説明する。

【０００５】図５は、代表的なＰＴＣサーミスタの抵抗
−温度特性を示すグラフである。同図に示す様に、ここ
で示されるＰＴＣサーミスタの抵抗−温度特性を考察す
れば、先ず、（イ）ＰＴＣサーミスタの温度が、室温
（例えば、２５℃）からＴ ₁（抵抗値が急激に大きくな
る温度。この温度を、一般に「キュリー点」という）に
達するまでは、ＰＴＣサーミスタの抵抗値（常用対数
（ log₁₀Ｒ）で表される）は次第に小さくなり、また、
（ロ）その温度がキュリー点のＴ₁を超えてＴ ₂に達す
るまでは、その抵抗値は急激に大きくなり、以下、
（ハ）その温度がＴ ₂を超えると、その抵抗値が再び小
さくなることが解かる。

【０００６】ここで、実際に、以上のＰＴＣサーミスタ
の通電を室温から開始した場合、先ず、上述の室温〜Ｔ
₁の温度領域では、その低抵抗性により、ＰＴＣサーミ
スタに大きな電流が流れて急激な温度上昇を得ることが
でき、この温度上昇の結果、ＰＴＣサーミスタの温度が
上述のＴ₁に達すると、今度は、その抵抗値が急激に大
きくなるため、これまでＰＴＣサーミスタに流れていた
電流が急激に小さくなり（抑制され）、上述の温度上昇
が鈍化の方向に向かう。以上のような機能をもつ個別部
品としてのＰＴＣサーミスタを、ランプ・ヒータの場合
と同様に定着ローラの近傍に（内周に）固定支持するこ
とで、前述の温度制御回路を必要としない定着装置を実
現できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＰ
ＴＣサーミスタの設定温度は、その用途（例えば、結露
防止ヒータ用や温風ヒータ用など）に応じて分類される
種々のＰＴＣサーミスタのそれぞれについて存在する固
有の値であり、その実際の値は、主に、個別部品として
のＰＴＣサーミスタを構成する抵抗体素材等によって物
理的に決定される。つまり、ＰＴＣサーミスタ素材を、
ＰＴＣサーミスタ全体の構造設計を行う段階で適切に選
定することで、その設定温度を、ＰＴＣサーミスタの用
途に応じて自由に決定することができる。

【０００８】したがって、以上述べてきた定着装置にお
いて、トナーの熱定着時の熱源としてＰＴＣサーミスタ
を用いる場合、前述のように、個別部品としてのＰＴＣ
サーミスタを定着ローラの近傍に（内周に）固定支持さ
せるのではなく、例えば、その設定温度がトナーの熱定
着に必要とされる温度になるようローラ状に加工された
ＰＴＣサーミスタ素材に、所定の給電端子を設けること
で、いわば、自己発熱型の定着ローラ（以下、この「自
己発熱型の定着ローラ」を「加熱ローラ」という）を構
成することも可能なわけである。そして、以上のような
構造の加熱ローラに、その給電端子を通じて所定の電源
電圧を供給しながら（ＰＴＣサーミスタ素材に通電を行
いながら）、それと対向接触する補助ローラとの間に、
トナーが転写された状態の用紙を挟み込むようにすれ
ば、これまで述べてきた既存の何れの手法を採るより
も、所要のトナーの熱定着を均質に行うことが可能とな
る。つまり、個別部品としてのランプ・ヒータやＰＴＣ
サーミスタを従前の定着ローラの近傍に固定支持させる
手法では、どうしても、用紙の全ての領域に熱を均一に
与えることが困難なため、実際には、その用紙へのトナ
ーの熱定着を完全に均質な状態で行うことは不可能であ
るが、これに対し、以上のような構造の加熱ローラによ
れば、用紙の全ての領域に渡って熱がほぼ均一に伝導す
るため、それが容易に可能となる。

【０００９】ただ、このような加熱ローラを実際に構造
化しようとする場合、その加熱ローラに対する給電を安
定した状態で行う上で、大きな問題が残される。という
のは、以上のような加熱ローラは、構造上、それ自体が
回転する為、これに所定の電源電圧を供給するには、当
然の帰着として、その給電端子にブラシなどの給電部材
を接触させて行うほかなく、また、ＰＴＣサーミスタ素
材自身の特性上の問題から、その給電時に、給電端子と
給電部材との接触部分に火花が発生することが予想され
るからである。

【００１０】すなわち、より具体的に説明すれば、図５
に示した様に、ＰＴＣサーミスタ素材（図５では、個別
部品としてのＰＴＣサーミスタの特性を示したが、ＰＴ
Ｃサーミスタ素材の特性についても、それと実質的に等
価である）は、室温からキュリー点のＴ₁に達するまで
の温度領域において低抵抗性を示す為、少なくとも、こ
の温度領域においては、加熱ローラへの所定の電源電圧
の供給に伴って、ＰＴＣサーミスタ素材にはかなり大き
な電流が流れることになり、加えて、その加熱ローラ自
身の回転に伴って、給電端子と給電部材との接触状態が
常に変化する為、その両者の接触部分に多量の火花が発
生することが予想される。

【００１１】そして、この問題に対して何ら対策を施さ
なければ、その火花が電磁波ノイズの発生をもたらして
周辺機器に悪影響を及ぼすだけでなく、その火花によっ
て給電端子と給電部材との接触部分に炭化物などが付着
して両者の接触状態を一層悪化させてしまう。これで
は、その給電端子と給電部材との接触部分に関して充分
な耐久性を期待することもできず、したがって、充分な
信頼性を有する所要の加熱ローラを得ることなどは到底
望めない。

【００１２】本発明は、こうした実情に鑑み為されたも
のであり、接触部分における火花の発生を防止し、電磁
波ノイズを無くし、接触部分における耐久性を向上する
ことを可能とした加熱ローラ制御装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為、通電することにより発熱する発熱抵抗体と、該
発熱抵抗体に電圧を印加するための給電路を形成する接
触端子を備えた回転可能な加熱ローラと、前記接触端子
を介して前記発熱抵抗体に電力を供給する電力供給手段
と、前記加熱ローラに回転駆動力を与える回転駆動機構
と、前記発熱抵抗体に対する通電開始から所定時間経過
するまで、前記加熱ローラに対する回転駆動を禁止する
回転駆動制御手段とを備えることを特徴とする加熱ロー
ラ制御装置を提供することにより達成される。

【００１４】また、前記発熱抵抗体は、例えば所定の温
度以上になると抵抗値が増大する正温度係数サーミスタ
で構成する。また、前記所定時間は、例えば前記発熱抵
抗体への通電開始から前記発熱抵抗体が前記所定温度に
達するのに要する時間に設定する。

【００１５】

【作用】定着ローラに与える熱源として、ランプ・ヒー
タを用いた場合、ランプ・ヒータは固定であるので電源
供給は容易であるが、正温度係数サーミスタ等の定着ロ
ーラ自体が加熱ローラである定着ローラ（加熱ローラ制
御装置）を使用する場合、加熱ローラが回転する為給電
端子やブラシを使用する必要があり、電磁波ノイズの発
生の原因となる。

【００１６】そこで、本発明は正温度係数サーミスタの
特性を利用し、加熱ローラに大きな電流が流れる期間、
加熱ローラの回転を停止し、火花の発生を防止し、電磁
波ノイズの発生や、給電端子やブラシの炭化を防止す
る。そして、加熱ローラの温度が上昇して所定温度に達
した時加熱ローラを回転させることにより、この時点で
加熱ローラには小電流が供給され、火花の発生は無く、
耐久性の向上した給電端子やブラシを提供するものであ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら詳細に説明する。図１は、一実施例の加熱ロ
ーラ制御装置に適用する加熱ローラの構造および使用形
態を示す図（加熱ローラの上面図、及び側面図）であ
る。同図において、加熱ローラ１は導体軸２、ＰＴＣサ
ーミスタ素材（発熱抵抗体）３、熱伝導皮膜４で構成さ
れている。ＰＴＣサーミスタ素材３は、そのキュリー点
が１００℃付近で、且つ、設定温度がトナーの熱定着に
必要とされる１７０℃程度となる様、その外形が既存の
定着ローラのそれと同等の寸法に加工された円筒形状で
形成されている。尚、ここで用いられるＰＴＣサーミス
タ素材３の材質（組成）に関しては、以上の温度条件を
満たせばどの様なものでもよく、例えば、チタン酸バリ
ウム・セラミックや特定の導電性樹脂材、等を適用する
ことができる。

【００１８】上述の様な形状を成すＰＴＣサーミスタ素
材３には、金属材料等から成る導体軸２が、その先端部
をＰＴＣサーミスタ素材３の一端部から露出させた状態
で嵌入されており、さらに、このＰＴＣサーミスタ素材
３の他端部の外周面を除くその主要外周面に対して、熱
伝導性に優れたフッ素樹脂（例えば、テフロン（デュポ
ン社・登録商標）など）から成る熱伝導皮膜４が被覆さ
れている。

【００１９】以上のように加熱ローラ１を構造化するこ
とにより、ＰＴＣサーミスタ素材３の一端部から露出す
る導体軸２の先端部の外周面と、熱伝導皮膜４が被覆さ
れてないＰＴＣサーミスタ素材３の他端部の外周面と
を、それぞれ、給電端子５ａ，５ｂに相当させることが
でき、さらに、これら給電端子５ａ，５ｂに対し、それ
ぞれ、提起されているブラシ６ａ，６ｂ（給電部材）を
接触させて、この加熱ローラ１に交流電源７を供給すれ
ば、円筒形状のＰＴＣサーミスタ素材３の外側と内側と
の間で一様な通電が行われる。

【００２０】また、この通電により、ＰＴＣサーミスタ
素材３が発熱して設定温度に達したとき、その主要外周
面に被覆された熱伝導皮膜４の熱伝導作用により、この
加熱ローラ１の有効発熱面（すなわち、熱伝導皮膜４の
表面）における温度の分布が、その全ての領域に渡って
完全に均一化される構成である。

【００２１】尚、上述のＰＴＣサーミスタ素材３は、一
般に、加工直後の状態では表面が滑らかでない為（凹凸
が生じている為）、そのうちの、少なくとも、ブラシ６
ｂと接触するＰＴＣサーミスタ素材３の外周面（給電端
子５ａ）は、接触抵抗を低減させる為、予め所定の電極
処理（例えば、数ミクロン程度の平面度に研磨する処理
等）を施してある。

【００２２】以上の様に構造化された加熱ローラ１は、
その周辺の機構との関係において、定着装置の動力源で
あるメイン・モータ（図示せず）からの回転駆動力の供
給に応じ、定着装置内の補助ローラ（図示せず）と対向
接触しながら回転する様配設され、さらに、後述する加
熱ローラ制御回路から制御信号を受けることにより、例
えばトナーが転写された状態の用紙を補助ローラとの間
に挟み込みながら、用紙にトナーを熱定着させる。

【００２３】図２は、上述の加熱ローラ１を構成するＰ
ＴＣサーミスタ素材３に電源を供給する為の回路構成図
である。同回路において、上述のＰＴＣサーミスタ素材
３と、このＰＴＣサーミスタ素材３に電源を供給する為
の交流電源７で構成される閉回路中にトライアック１０
が挿入されており、このトライアック１０のゲート
（Ｇ）・トリガ回路として、フォト・カプラ１１が配設
されている。尚、トライアック１０に対して並列に接続
されたコンデンサＣおよび抵抗Ｒ１の直列回路は、トラ
イアック１０の転流失敗を防止するためのＣＲアブソー
バであり、フォト・カプラ１１を構成するトライアック
１１ａの両端に接続された抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３は、
トライアック１０のゲート電流を決定する為のバイアス
抵抗であり、フォト・カプラ１１の一部を構成する発光
ダイオード１１ｂと基準電圧Ｖ_CCとの間に接続された抵
抗Ｒ４は、発光ダイオード１１ｂの電流を決定する為の
プルアップ抵抗である。

【００２４】以上の様に構成された回路を通じて、上述
のＰＴＣサーミスタ素材３（加熱ローラ１）に対する給
電動作を制御する為、不図示のＲＯＭ（リード・オンリ
・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）、
およびＡ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換器）を内
蔵して成るＭＰＵ（マイクロ・プロセッサ・ユニット）
１２が配設されている。すなわち、上述の発光ダイオー
ド１１ｂにはＭＰＵ１２の出力ポートＰo が接続されて
いる。

【００２５】この様に構成することにより、回路動作時
においては、入力ポートＩに供給される図示の各種セン
サ入力信号（詳細は動作説明の項目で述べる）が、その
個々の検出対象に関して全て定常状態を示す値となった
時、ＭＰＵ１２はその出力ポートＰo をハイ・レベル
（以下“Ｈ”で示す）からロー・レベル（以下“Ｌ”で
示す））に移行させ、フォト・カプラ１１をオン状態と
し、これにより、トライアック１０をオン状態としてＰ
ＴＣサーミスタ素材３の通電を図る。

【００２６】また、本実施例の加熱ローラ制御装置で
は、上述のＭＰＵ１２と共に、タイマ１３も接続されて
おり、その実動作時において、タイマ１３にセットされ
た所定時間（詳細は後述する）がタイム・アップした
時、ＭＰＵ１３は出力ポートＰ1からエンジン制御信号
を出力し、不図示のメイン・モータへの通電を行う。ま
た、ＭＰＵ１２のＡ／Ｄ変換入力ポート（Ａ／Ｄ）に
は、ＰＴＣサーミスタ素材３（加熱ローラ２）の近傍に
配設された温度検知用サーミスタ１４が接続され、温度
検知用サーミスタ１４からＡ／Ｄ変換入力ポートに信号
が入力し、この信号により加熱ローラ１の有効発熱面に
おける温度が検出できる構成である。

【００２７】以上の様な構成の加熱ローラ制御装置にお
いて、上述のＭＰＵ１２内の不図示のＲＯＭには、上述
の各種センサ入力信号が全て定常状態を示す値となっ
て、ＰＴＣサーミスタ素材３の通電（加熱ローラ１に対
する給電）が許可された時、その通電開始時刻（給電開
始時刻）からの経過時間を計数し、その経過時間が所定
時間に達するまで、上述のエンジン制御信号の出力を停
止し、メイン・モータの通電を禁止する為のプログラム
が格納されている。また、このＲＯＭには、上述の所定
時間を示すデータとして、予めＰＴＣサーミスタ素材３
の温度（加熱ローラ１の有効発熱面の温度）が、その通
電を室温から開始してからキュリー点（１００℃付近）
に達するのに要する時間（例えば、およそ５秒）よりも
長く、且つ、それが設定温度（例えば、１７０℃程度）
に達するのに要する時間（例えば、およそ１０秒）より
も短い時間（例えば、およそ８秒）を示す固定的な時間
データとして記憶されている。つまり、この時間データ
は、仮に、ＰＴＣサーミスタ素材３の通電を図りながら
加熱ローラ１を回転させた場合、その加熱ローラ１の給
電端子５ａ，５ｂとブラシ６ａ，６ｂとの接触部分に火
花が発生しうる期間を示しており、上述のプログラム
は、その起動と共に以上の時間データをタイマ１３にセ
ットし、その火花が発生しうる期間におけるエンジン制
御信号の出力を禁止する為の構成である。

【００２８】また、ＭＰＵ１２のＲＯＭには、ＰＴＣサ
ーミスタ素材３の通電開始時刻（加熱ローラ１の給電開
始時刻）における通電開始温度（給電開始温度）を検知
し、その通電開始温度に応じて上述の時間データ（所定
時間）を縮減するためのプログラムも格納されている。
つまり、このプログラムは、例えば、ＰＴＣサーミスタ
素材３の通電を一度実施し、その直後に通電を再開した
場合、等の様に、加熱ローラ１の有効発熱面における温
度が室温にまで低下しておらず、ＰＴＣサーミスタ素材
３の通電を初めから行う必要がない場合に適用され、そ
の実際の適用時には、加熱ローラ１の有効発熱面におけ
る温度が室温よりも高いことを、温度検知用サーミスタ
１４およびＭＰＵ１２のＡ／Ｄ変換器によって検知した
時、そのときの通電開始温度に応じて、ＭＰＵ１２のＲ
ＯＭに格納されている時間データをＲＡＭにおいて縮減
し、さらに、この縮減後の時間データを改めてタイマ１
３にセットする様構成されている。

【００２９】次に、以上のように構成された加熱ローラ
制御装置２における動作を説明する。図３は、その動作
を示すフローチャートである。同図に示す様に、この加
熱ローラ制御装置における動作は、これが適用される例
えばプリンタ装置に電源を投入した時に開始され、この
電源の投入と同時に、ＭＰＵ１２は、ＲＯＭに格納され
ている時間データをタイマ１３にセットすると共に、Ｐ
ＴＣサーミスタ素材３の通電を行わない状態で、エンジ
ン制御信号を数秒間にわたって出力してメイン・モータ
への通電を行い、そのメイン・モータからの回転駆動力
の供給を受ける加熱ローラ１や感光体ドラム（図示せ
ず）が、この時の通電に応じて正常に回転するか否かを
チェックする為のイニシャル回転を数秒間に渡って行
う。また、この時、トナーの残量チェックや感光体ドラ
ムのクリーニング等も同時に行う。そして、ＭＰＵ１２
は、このイニシャル回転が終了しない間（ステップ（以
下Ｓで示す）１）、ＰＴＣサーミスタ素材３の通電を停
止した状態を保持し続け（Ｓ１がＮＯ、Ｓ２）、このイ
ニシャル回転時において、加熱ローラ１の給電端子５
ａ，５ｂとブラシ６ａ，６ｂとの接触部分に発生しうる
火花を防止する。

【００３０】以上のイニシャル回転が時間の経過ととも
に終了すると（Ｓ２がＹＥＳ（イエス））、ＭＰＵ１２
は、次に、感光体ドラム・ユニット（図示せず）の交換
が行われたか否かを、その状態を示すセンサ入力信号に
よって判断する（Ｓ３）。この判断の結果、感光ドラム
・ユニットの交換が行われておらず、該当するセンサ入
力信号が定常状態を示す値となっている場合には（Ｓ３
がＹＥＳ）、更に、本実施例の加熱ローラ制御装置が適
用されるプリンタ装置のモードが、印字データの入力が
ないときに消費電力を低減させるためのスリープ・モー
ドになっているか否か、その状態を示すセンサ入力信号
によって判断する（Ｓ４）。そして、この判断の結果、
装置のモードがスリープ・モードである場合（Ｓ４がＹ
ＥＳ）、ＭＰＵ１３は消費電力の低減を図る為、エンジ
ン制御信号の出力を停止してメイン・モータの通電を停
止すると共に、出力ポートＰo の出力を“Ｈ”のまま保
持し、ＰＴＣサーミスタ素材３への通電を停止しておく
（Ｓ５）。

【００３１】一方、上述の判断（Ｓ４）において、装置
が通常モードとなっている場合（Ｓ４がＮＯ）、ＭＰＵ
１３は、現時点において所定のプリント動作が可能であ
るか否かをさらに判断する（Ｓ６）。この判断におい
て、所定のプリント動作が可能でない場合（Ｓ６がＮ
Ｏ）、出力ポートＰo を“Ｈ”から“Ｌ”に変更し、併
せてＰＴＣサーミスタ素材３への通電を開始すると共
に、既に時間データがセットされた状態のタイマ１３の
計数処理をスタートする（Ｓ７）。以後、ＭＰＵ１２
は、タイマ１３がタイム・アップするまで待機する（Ｓ
８がＮＯ）。そして、タイマ１３がタイム・アップする
と（Ｓ８がＹＥＳ）、エンジン制御信号を出力してメイ
ン・モータの通電を開始する（Ｓ９）。すなわち、タイ
マ１３の計数時間は、加熱ローラ１の給電端子５ａ，５
ｂとブラシ６ａ，６ｂとの接触部分に火花が発生する可
能性がない電圧まで低下させる時間であり、この時始め
てエンジン制御信号を出力してメイン・モータの通電を
開始する。

【００３２】更に、この制御を図４を用いて具体的に説
明する。尚、図４は加熱ローラ１の通電時における電流
−時間特性および温度−時間特性を示す特性図である。
同図に示すように、先ず、加熱ローラ１の非回転時にお
いては、前述したＰＴＣサーミスタ素材３の形態上の特
性に応じ、その通電を室温から開始してからキュリー点
の１００℃付近（図示の点線参照）に達するのに要する
時間が、およそ５秒であり、それが設定温度の１７０℃
程度（図示の点線参照）に完全に達するのに要する時間
が、およそ１０秒である。尚、この加熱ローラ１の非回
転時において、ＰＴＣサーミスタ素材１１に流れる電流
は、キュリー点においては、およそ１０Ａである。この
間はタイマ１３の計数時間（タイマ時間）であり、給電
端子５ａ，５ｂとブラシ６ａ，６ｂ間には電流が流れな
い。一方、設定温度に達したときには、その１／１０
の、およそ１Ａ（図示の実線参照）の電流が給電端子５
ａ，５ｂとブラシ６ａ，６ｂ間に流れる。尚、ＭＰＵ１
２のＲＯＭからタイマ１３にセットされる時間データの
値は、上述の様に、キュリー点に達するのに要する時間
よりも長く、かつ、設定温度に達するのに要する時間よ
りも短い、およそ８秒に設定されている。

【００３３】尚、上述の判断（Ｓ６）においてプリント
動作が可能であると判断すると（Ｓ６がＹＥＳ）、直ち
にメイン・モータの通電を開始する（Ｓ９）。上述のメ
イン・モータの通電開始により、先ず、１枚目の用紙に
対するプリント動作が行われる。このプリント動作は、
感光体ドラムを駆動し、例えば印字データに基づく光書
き込みにより感光体ドラム表面に静電潜像を形成し、不
図示の現像器でトナー像化して用紙に転写された画像を
上述の加熱ローラで熱定着するものである。尚、この様
にしてトナー画像が定着された用紙は、機外に排出され
る。

【００３４】尚、図４に示す様に、プリントの開始に伴
い、実際に、加熱ローラ１を回転させながらＰＴＣサー
ミスタ素材３の通電を行うと、それと対向接触して回転
する補助ローラや用紙自体に熱が伝導拡散する為、その
回転時のＰＴＣサーミスタ素材３の温度は、前述した非
回転時の場合よりも若干低下することになるが（図示の
二点鎖線参照）、元来、ＰＴＣサーミスタ素材３は、設
定温度付近においては、その抵抗値が急激に変化する特
性をもつため（図５参照）、例えわずかな温度低下が生
じても、それに呼応するようにＰＴＣサーミスタ素材３
に流れる電流が大きくなり（図示の一点鎖線参照）、そ
のときの温度低下が瞬時に制御され、常に安定した発熱
が行われる。

【００３５】次に、上述の１枚目の用紙に対するプリン
ト動作が完了すると、ＭＰＵ１２は、２枚目以降の用紙
に対するプリント動作を行う為、前述の判断（Ｓ３）に
戻る。ここで、仮に、この時点で感光ドラム・ユニット
の交換が行われ、該当するセンサ入力信号が定常状態を
示す値ではなくなった場合（Ｓ３がＮＯ）、出力ポート
Ｐo を“Ｌ”から“Ｈ”に変更し、ＰＴＣサーミスタ素
材３の通電を停止し、前述のイニシャル回転を再び行う
（Ｓ２）。

【００３６】以下、スリープモードの判断（Ｓ６）を行
い、スリープ・モードであれば消費電力の低減の為メイ
ン・モータの通電を停止し（Ｓ４がＹＥＳ、Ｓ５）、通
常モードであればプリント可能か判断し（Ｓ６）、２枚
目以降のプリント動作を行う（Ｓ６〜Ｓ９）。

【００３７】上述の処理の間、前述の様にタイマ１３が
働き、加熱ローラ１の給電端子５ａ，５ｂとブラシ６
ａ，６ｂとの接触部分に火花が発生しうる期間では、そ
の加熱ローラ１の回転処理を行わない。したがって、本
実施例の加熱ローラ装置によれば、給電端子５ａ，５ｂ
とブラシ６ａ，６ｂとの接触部分に火花等が発生するこ
とがなく、長期間使用しても充分な耐久性が得られる。

【００３８】尚、ＭＰＵ１２は、加熱ローラ１の有効発
熱面における温度が室温にまで低下しておらず、ＰＴＣ
サーミスタ素材３の通電を初めから行う必要がないと判
断した場合には、温度検知用サーミスタ１４の検知する
加熱ローラ１の温度に応じて、ＭＰＵ１２のＲＯＭに格
納されている時間データをＲＡＭにおいて減算し、さら
に、この減算後の時間データをタイマ１３にセットする
ように構成する。

【００３９】ここで、この動作を図４を用いて具体的に
説明すれば、ＰＴＣサーミスタ素材３の通電を再開した
ときの加熱ローラ１の有効発熱面における温度が、およ
そ１００℃であると仮定した場合、ＰＴＣサーミスタ素
材３の通電を室温から開始してから、その温度が１００
℃に達すのに要する時間は、グラフから、およそ５秒と
なり、この５秒分に相当する時間を、ＭＰＵ１２のＲＡ
Ｍにおいて８秒分の時間データから差し引き、これによ
って得られる３秒分の時間データを、改めてタイマ１３
にセットすればよい。この様に制御することにより、加
熱ローラ１の有効発熱面における温度が室温にまで低下
しておらず、ＰＴＣサーミスタ素材３の通電を初めから
行う必要がない場合においても、プリント動作開始まで
の待ち時間を短縮して使用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、加熱ローラ
の給電端子とブラシとの接触部分に火花が発生すること
がなく、給電端子やブラシにカーボン等が付着すること
を防止し、給電端子等の耐久性を向上することができ
る。したがって、その結果、加熱ローラ装置を長期間に
渡って安定的に使用することができる。

【００４１】また、加熱ローラの有効発熱面における温
度が室温にまで低下しておらず、発熱抵抗体の通電を初
めから行う必要がない場合においても、プリント動作を
再開するときには、その際の待ち時間を短縮して使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る加熱ローラの構造および使用形
態を示す図（上面図および側面図）である。

【図２】一実施例に係る加熱ローラ制御装置の回路構成
を示す回路図である。

【図３】一実施例に係る加熱ローラ装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。

【図４】一実施例に係る加熱ローラの通電時における電
流−時間特性および温度−時間特性を示すグラフであ
る。

【図５】代表的なＰＴＣサーミスタの抵抗−温度特性を
示すグラフである。

【符号の説明】

１加熱ローラ２導体軸３ＰＴＣサーミスタ素材４熱伝導皮膜５ａ，５ｂ給電端子６ａ，６ｂブラシ（給電部材）７交流電源１０トライアック１１フォト・カプラ１１ａトライアック１１ｂ発光ダイオード１２ＭＰＵ１３タイマ１４温度検知用サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者萩原和義東京都東大和市桜が丘２丁目229 番地カシオ電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電することにより発熱する発熱抵抗体
と、該発熱抵抗体に電圧を印加するための給電路を形成
する接触端子を備えた回転可能な加熱ローラと、前記接触端子を介して前記発熱抵抗体に電力を供給する
電力供給手段と、前記加熱ローラに回転駆動力を与える回転駆動機構と、前記発熱抵抗体に対する通電開始から所定時間経過する
まで、前記加熱ローラに対する回転駆動を禁止する回転
駆動制御手段と、を備えることを特徴とする加熱ローラ制御装置。
【請求項２】前記発熱抵抗体は、所定の温度以上にな
ると抵抗値が増大する正温度係数サーミスタであること
を特徴とする請求項１記載の加熱ローラ制御装置。
【請求項３】前記所定時間は、前記発熱抵抗体への通
電開始から前記発熱抵抗体が前記所定温度に達するのに
要する時間であることを特徴とする請求項１記載の加熱
ローラ制御装置。