JP2000155495A

JP2000155495A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000155495A
Application number: JP10332594A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Haniyu; 羽生　　直彦; Hidetoshi Katayanagi; 秀敏片柳; Yoshiko Matsuoka; 佳子松岡
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の温度ヒューズと称される安全装置の応
答速度が遅く且つ作動が確実でないという問題を解決す
る。【解決手段】トナー像を加熱し、定着する加熱手段が
抵抗発熱体を有し、伝導熱によりトナー像を定着する定
着装置において、該抵抗発熱体の抵抗値の異常を検知し
て、異常時に抵抗発熱体への給電を停止する。加熱手段
の表面の温度分布を測定し、温度分布の異常から発熱体
への給電を停止する。加熱手段の表面の温度を複数の温
度測定素子で測定し、複数の温度測定素子により測定さ
れた温度から変化率の比を監視し、比が異常である場合
に、発熱体への給電を停止する。定着装置内に煙検知手
段を設置し、定着装置内で煙が検知されたときに発熱体
への給電を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真プロセスに
より画像を形成する画像形成装置におけるトナー像の定
着技術に関し、特に加熱定着装置における加熱手段の過
熱を防止する安全技術の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における前記の安全技術に用いる安
全装置としては、加熱定着装置の加熱手段の近傍に、加
熱手段への電力の供給を遮断する温度ヒューズと称され
るものがあった。このような安全装置によって、加熱定
着装置の異常な過熱が防止され、発火等の事故や部品の
損傷が防止されている。

【０００３】一方近年、複写機やプリンタの消費電力の
引き下げが大きな課題となってきており、この課題を達
成するための手段として、機械の非作動時、即ちスタン
バイ時の定着装置の消費電力をゼロにする技術の開発が
進められている。

【０００４】さて、電子写真装置のスタンバイ時に消費
される電力は、コピーボタンが押されたり、コンピュー
タよりプリント信号が伝送された時に直ちに定着装置が
作動するように予め加熱しておくためのものであるの
で、定着装置の立ち上がり時間を短縮してスタンバイ時
に定着装置を加熱する必要をなくすれば、スタンバイ時
の定着装置の消費電力をゼロにすることができる。

【０００５】このような理由から定着装置の立ち上がり
時間を短縮することが複写機やプリンタの消費電力を引
き下げるための有力な手段として技術開発の主題となっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】立ち上がる時間を短縮
した加熱定着装置に前記の安全装置を適用した場合に、
次に説明するような問題があることが判明した。

【０００７】定着装置の立ち上がり時間を短縮するため
に、装置に用いられる加熱手段の応答性を上げると、異
常時における加熱手段の温度上昇も速くなり、その結
果、加熱手段の近傍に設けられた温度ヒューズで温度を
検知することにより異常を検知する安全装置では、過熱
による事故を防止することができない場合が生ずる可能
性がある。

【０００８】立ち上がり時間を著しく短縮することがで
きる加熱手段として、抵抗発熱体を有し、該抵抗発熱体
からの伝導熱によりトナー像を加熱する加熱手段や芯金
の厚さを薄くした薄肉加熱ローラからなる加熱手段を備
えた加熱定着装置が注目されているが、このような加熱
定着装置においては、何らかの原因で加熱手段の温度が
異常に上昇した場合、加熱定着装置の構成部間の損傷、
特に各構成部間の接着部が剥離したり、抵抗発熱体と該
抵抗発熱体を支持している芯金の間に形成され、両者を
電気的に絶縁している絶縁層が破壊される等の損傷が問
題になる。

【０００９】本発明は、前記に説明した問題、即ち立ち
上がり時間を短縮した定着装置において、従来の安全装
置における問題を解決することを目的とし、加熱手段の
過熱を確実に防止することができる安全装置を装備した
画像形成装置を提供することを目的とする

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の本発明の目的は、
（１）トナー像を担持する記録材に接触してトナー像を
加熱する加熱手段の過熱を防止する安全装置を有する加
熱定着装置を備えた画像形成装置において、前記加熱手
段が抵抗発熱体を有するとともに、前記安全装置が前記
抵抗発熱体の抵抗値を測定することによって異常を検出
する異常検出手段及び該異常検出手段が異常を検出した
ときに、前記抵抗発熱体への電力の供給を停止する制御
手段を有することを特徴とする画像形成装置、（２）ト
ナー像を担持する記録材に接触してトナー像を加熱する
加熱手段の過熱を防止する安全装置を有する加熱定着装
置を備えた画像形成装置において、前記安全装置が、記
録材の移動方向に対して交叉する方向の複数箇所におけ
る前記加熱手段の表面温度を測定する複数の温度測定素
子及び該温度測定素子の出力に基づいて、前記加熱手段
の前記方向の温度分布を測定し、該温度分布が異常な場
合に、前記加熱手段への電力の供給を停止する制御手段
を有することを特徴とする画像形成装置、（３）トナー
像を担持する記録材に接触してトナー像を加熱する加熱
手段の過熱を防止する安全装置を有する加熱定着装置を
備えた画像形成装置において、前記安全装置が、前記加
熱手段の温度を測定する複数の温度測定素子及び該複数
の温度測定素子により測定された複数の温度間の変化率
の比が異常を示したとき前記加熱手段への給電を停止す
る制御手段を有することを特徴とする画像形成装置、並
びに、（４）抵抗発熱体を有し、該抵抗発熱体からの伝
導熱によって、トナー像を記録材に加熱定着する加熱手
段の過熱を防止する安全装置を有する加熱定着装置を備
えた画像形成装置において、前記安全装置が、前記加熱
定着装置に配置された煙検知手段と、該煙検知手段の出
力に基づいて、前記加熱手段への給電を停止する制御手
段を有することを特徴とする画像形成装置、によって達
成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】（１）実施の形態１図１〜３により本発明の実施の形態を説明する。図１は
本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の概略を示す
図、図２は図１の画像形成装置に組み込まれる加熱定着
装置ＦＸの断面図であり、図３は図２に示した加熱定着
装置ＦＸの回路のブロック図である。

【００１２】図１において、感光体ＰＣの周囲には、帯
電器ＣＨ、露光装置ＥＸ、現像装置ＤＶ、転写器ＴＳ及
びクリーニング装置ＣＬが配置されており、感光体ＰＣ
の矢印で示す方向の回転時に順に、帯電器ＣＨによる帯
電、露光装置ＥＸによる潜像を形成するための露光、現
像装置ＤＶによるトナー像の現像、転写器ＴＳによるト
ナー像の転写及びクリーニング装置ＣＬによる残留トナ
ーのクリーニングが行われる。給紙部ＰＦから供給され
た記録材には転写器ＴＳによりトナー像が転写され、加
熱定着装置ＦＸによりトナー像の記録材への定着が行わ
れる。ＤＰは画像形成装置の上面に配置された表示部で
あり、種々の表示がこの表示部に表示される。

【００１３】図２に示される加熱定着装置ＦＸは、記録
材に担持されるトナー像に接触して伝導熱によりトナー
像を加熱する加熱手段の一例である加熱ローラ１０と、
加圧ローラ２０と、支持部３０と、温度センサ４０とか
らなる。

【００１４】加熱ローラ１０と、加圧ローラ２０の間
を、トナー像を加熱ローラ１０側に担持した記録材が搬
送されることによって、トナー像が加熱溶融されて記録
材に定着される。

【００１５】加熱ローラ１０は、アルミニウム合金から
なる円筒状の芯金１１、真鍮からなり両端のフランジを
形成する電極１２、１３、導電性フィラーを含有した低
融点ガラスからなる抵抗発熱層１６、ポリイミド等の耐
熱絶縁性材料からなる絶縁層１７及び芯金１１の外周面
に形成され、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体）或いは四フッ
化エチレン樹脂等の耐熱性離型性層１８からなる。抵抗
発熱層１６はその両端において電極１２、１３に、導電
性物質が分散されたポリイミド等の耐熱性導電性接着剤
で接着されており、絶縁層１７は抵抗発熱層１６と芯金
１１を電気的に絶縁している。給電ブラシ１４は電源Ｓ
Ｃ（図３に示す）に接続されており、加熱ローラ１０の
回転時に、加熱ローラ１０とともに回転する電極１２に
対して滑り接触する。給電ブラシ１５はアースに接続さ
れており、加熱ローラ１０の回転時に電極１３に対して
滑り接触する。

【００１６】加熱ローラ１０に圧接する加圧ローラ２０
はアルミニウム合金からなる円筒状の芯金２１と、芯金
２１と一体な軸２２、２３と、シリコンゴム等の耐熱弾
性材料からなる弾性層２４からなる。

【００１７】支持部３０は支持枠３１、３２Ｘと、加熱
ローラ１０の芯金１の両端を軸受けする軸受３２、３３
と、加圧ローラ２０の軸２２、２３を軸受けする軸受３
４、３５からなる。

【００１８】加熱ローラ１０の外周面にはサーミスタ等
の感熱素子を備える温度センサ４０が接触している。

【００１９】抵抗発熱層１６に電力を供給することによ
り、抵抗発熱層１６は発熱し、熱伝導により加熱ローラ
１０の表面を加熱し、加熱ローラ１０の表面が１５０〜
２００℃程度の定常定着温度に加熱され、トナー像を記
録材に定着する。このような定常定着温度は、温度セン
サ４０を用いた制御により維持される。

【００２０】図２に示す加熱定着装置ＦＸでは、抵抗発
熱層１６はトナー像を定着する定着面を形成する芯金１
１に絶縁層１７を挟んで接触関係にあり、抵抗発熱層１
６で発生した熱は伝導によって、前記の定着面に達する
ので、定着面の温度の上昇速度を上げることが出来る。

【００２１】次に、図３により本実施の形態にかかる加
熱定着装置ＦＸの安全装置の回路を説明する。

【００２２】加熱ローラ１０には、交流電源ＳＣから電
力が供給される。電源ＳＣから供給される電力によっ
て、抵抗発熱層１６が発熱し、加熱ローラ１０の表面が
所定の温度に加熱される。電源ＳＣを含む給電回路に
は、加熱ローラ１０への給電をオン、オフするスイッチ
ング素子ＴＲＣ、給電回路に流れる電流を測定する電流
計ＡＭ及び抵抗発熱層１６に印加される電圧を測定する
電圧計ＶＭが設けられる。制御部ＣＰＵは、温度センサ
４０による検出温度に基づいて、スイッチング素子ＴＲ
Ｃを駆動して、抵抗発熱層１６への給電を制御し、加熱
ローラ１０の表面温度を前記の定常定着温度に維持する
制御を行うが、さらに次のような安全制御を行う。

【００２３】抵抗発熱層１６は、温度の上昇とともに、
その抵抗値が増加する正の温度特性を有する。なお、温
度の上昇に対して、抵抗値が減少する負の温度特性を有
する抵抗発熱体を使用することもできる。

【００２４】制御部ＣＰＵは、電圧計ＶＭの出力と電流
計ＡＭの出力から、抵抗発熱体１６の抵抗値を得る。抵
抗発熱体１６の温度が前記の定常定着温度から外れた異
常に高い温度、例えば２５０℃を超えたときの抵抗値と
なったときに、異常と判断し、スイッチング素子ＴＲＣ
を駆動して、加熱ローラ１０への給電を停止する。この
ような安全装置は、加熱ローラ１０の近傍に設けられた
温度ヒューズのように時間遅れがないので、短縮された
立ち上がり時間を有する加熱定着装置においても、加熱
ローラ１０の速い温度上昇に十分に追従して作動する。
制御部ＣＰＵは前記のように異常と判断したときに給電
を停止するとともに、表示部ＤＰに、加熱ローラ１０が
過熱した旨の表示をする。

【００２５】定常定着温度から一定値より高い温度に対
応する抵抗値に対して、抵抗発熱層１６の抵抗値を異常
とする判断が行われる。

【００２６】本実施の形態では、定常定着温度を一例と
して１９０℃に、抵抗発熱体１６への給電停止温度を一
例として、２５０℃にそれぞれ設定した。２５０℃相当
の抵抗発熱体１６の抵抗値（以下Ｒ₀とする）が検知さ
れたときに抵抗発熱体１６への給電が停止される。この
給電停止抵抗としては一定値としてあらかじめ不揮発メ
モリからなる記憶手段ＭＲに記憶してもよいが、個々の
定着装置において異なるので、個々の定着装置について
抵抗値を測定して記憶手段ＭＲに記憶するのが望まし
い。記憶の方法としては、適宜の温度、例えば室温（２
５℃）あるいは定常定着温度（１９０℃）における正常
な抵抗発熱体１６の抵抗値を測定し、計算により、２５
０℃相当の抵抗発熱体１６の抵抗値を求め記憶するとい
う方法が採られる。

【００２７】そして、抵抗発熱体１６の異常を検出する
方法としては、測定された抵抗を記憶された抵抗値Ｒ₀
と比較して異常を検知するという方法がある。この方法
では、抵抗値の変化は加熱定着ローラ１０の表面温度の
変化のように、時間遅れがないので、抵抗発熱体１６の
異常を的確に検知することができて、温度上昇速度の速
い本実施の形態においても、確実に異常を検知すること
ができる。

【００２８】他の異常検知方法として、正常な抵抗発熱
体の温度変化に対応した抵抗値の変化（以下基準値Ｒ₀
（ｔ）という）を記憶手段ＭＲに記憶しておき、異常を
検知する場合に、抵抗発熱体１６の抵抗Ｒを測定して、
基準値Ｒ₀（ｔ）と比較して、異常を検知する方法があ
る。

【００２９】実際には、異常検出において、次のような
判断が行われる。

【００３０】Ｒ₀（ｔ）−ΔＲ≦Ｒ≦Ｒ₀（ｔ）＋ΔＲの
場合に正常とし、この条件以外のときに異常とする。

【００３１】このような異常検知の簡略的な方法とし
て、抵抗発熱体１６への電力の供給を開始した時、即ち
電源立ち上がり時の抵抗値の時間に対する変化を基準値
として記憶し、該基準値に基づいて、異常検知を行うこ
とができる。

【００３２】この方法によれば、任意の温度、例えば、
常温や定着温度において、異常を検知することができ
る。従って、加熱ローラ１０の温度が２５０℃まで上昇
する前に、異常を検知することが可能となり、加熱定着
装置を構成する部品の熱による破損まで至らない、熱劣
化も防止することができ、加熱定着装置の寿命を延ばす
ことができる。

【００３３】（２）実施の形態２図４は、抵抗発熱層１６の抵抗値を測定する他の実施の
形態の回路のブロック図である。この例では、抵抗を測
定するための電源ＳＣＡ及び切換スイッチＳＷが設けら
れる。抵抗発熱層１６と、電流計ＡＭには切換スイッチ
ＳＷを介して電源ＳＣＡから電流が供給され、電源ＳＣ
Ａの電圧と電流計ＡＭの出力から、制御部ＣＰＵが抵抗
発熱層１６の抵抗値を計算し、該抵抗値が異常値を示し
たときに、電源ＳＣから抵抗発熱層１６への電力供給を
遮断し、表示部ＤＰに異常表示をする。切換スイッチＳ
Ｗは、例えば１００ｍｓｅｃの一定間隔で切り替え作動
するように制御部ＣＰＵにより制御される。

【００３４】図４に示す実施の形態は、抵抗値測定のた
めに、加熱用電源の電力が消費されることがないので、
加熱ローラ１０への加熱電流の制御が正確に行えると言
う特徴を有する。

【００３５】実施の形態１、２においては、抵抗発熱層
１６の抵抗値の異常から、給電停止を行っているので、
加熱ローラ１０の表面の温度の測定から異常を検知する
場合のように、時間遅れがほとんどなく、しかも、局部
的な加熱も確実に検知することができ、加熱ローラ１０
の過熱を確実に防止することができる。

【００３６】（３）実施の形態３図５により本発明の実施の形態３を説明する。

【００３７】前記の実施の形態１及び２は、抵抗発熱層
１６の抵抗値の大きさを測定する例であったが、本実施
の形態は、抵抗発熱層１６の抵抗値の変化率を測定し、
該変化率が異常値を示したときに、抵抗発熱層１６への
給電を遮断するようにした例である。

【００３８】図５に示すように、抵抗発熱層１６の抵抗
値は、給電開始後の時間とともに増加し、定常定着温度
に達した後ほぼ一定の値に維持される。制御部ＣＰＵ
は、一定時間間隔ｔでの抵抗発熱層１６の抵抗値の変化
量ｒを監視し、ｒ／ｔが異常値を示したときに、スイッ
チング素子ＴＲＣを駆動して、抵抗発熱層１６への給電
を遮断し、表示部ＤＰに異常表示をする。

【００３９】本実施の形態におけるｒ／ｔの異常を判断
する基準となる基準値は、一定値としてメモリＭＲに記
憶される。また、定着装置が初めに組み込まれた画像形
成装置の調整時において測定されたｒ／ｔ値をメモリに
基準値として記憶される。実際的には、ユーザによる使
用前、例えば、工場出荷時等のｒ／ｔを測定して得られ
たものを基準値として記憶する。

【００４０】抵抗発熱層１６の抵抗値は図５から明らか
なように、立ち上がり時の過渡期に大きな値を取り、定
常定着時には０を中心に正負に振れるという変化とな
る。制御部ＣＰＵのメモリには立ち上がり時の変化率と
定常定着時の変化率、即ち図５のカーブにおける電源立
ち上がり時であるｍ及び定常状態における抵抗発熱体１
６の給電による発熱時ｎにおけるｒ／ｔが測定され、基
準値として記憶される。これらの基準値は抵抗発熱体１
６の発熱時に示す特性であり、加熱定着装置が正常に作
動する場合には特定の値が維持されるので、基準値とし
て使用することができる。

【００４１】装置に異常がある場合、電源投入の当初か
らｒ／ｔが異常値を示す確率が極めて高いので、本実施
の形態によれば、過熱が発生する前に安全装置が作動し
て事故が防止され、加熱定着装置ＦＸが保護される。

【００４２】本実施の形態では、実施の形態１、２にお
けると同様に、加熱が確実に防止されるだけでなく、定
着装置の異常を早期に発見できるので、過熱による事
故、特に接着部の剥離や亀裂のような構成部の損傷を防
止することができる。特に、異常による過熱が発生する
前に異常を検知できるので、前記のような損傷には至ら
ないような構成部の劣化を防止することもできるので、
定着装置の寿命が延長される。

【００４３】（４）実施の形態４図６は実施の形態４における加熱定着装置ＦＸの断面図
である。図６に示す加熱定着装置ＦＸは図１に示す画像
形成装置に使用される。図６において、図２と同一の部
品は同一の符号を付した。これらの部品の説明は省略す
る。

【００４４】加熱ローラ１０の表面温度は該ローラの回
転軸方向中央部に配置された温度センサ４０の他に回転
軸方向両端部に配置された温度センサ４１、４２により
検知される。前記の定常定着温度の制御に温度センサ４
１及び４２の出力をも用いることもできる。

【００４５】温度センサ４０、４１、４２によって、加
熱ローラ１０の表面温度のローラ回転軸方向、即ち記録
材の移動方向に交叉する方向の温度を複数測定すること
により温度分布が測定される。温度センサ４０、４１、
４２は温度測定素子の一例である。

【００４６】図７は図６に示す加熱定着装置ＦＸの安全
装置の回路のブロック図である。制御部ＣＰＵは温度セ
ンサ４０の出力に基づいて、定常定着制御を行うととも
に、温度センサ４０、４１、４２の出力に基づいて、安
全制御を行う。定常定着制御は加熱ローラ１０の表面を
例えば１９０±１０℃の定着温度に維持する制御であ
る。制御部ＣＰＵは制御手段の一例である。

【００４７】次に、安全制御について図８により説明す
る。図８は、温度センサ４０、４１、４２により測定さ
れた前記の温度分布の例を示している。前記の温度分布
は最低２個のセンサにより検知することができるが、多
数設けて更に正確な温度分布を検知するようにしてもよ
い。

【００４８】定着装置は記録材を均一に加熱するように
設計されており、図８における曲線ａは正常な状態にお
ける前記温度分布である。抵抗発熱層１６もしくは電極
接着剤が劣化し、劣化した部分の抵抗値が初期値に比べ
て高くなることがあるが、それが原因で、図８における
曲線ｂで示すように加熱ローラ１０の局部の温度が異常
に上昇することがある。この様な温度分布の異常は複数
の温度センサ４０、４１、４２によって検知することが
できる。制御手段ＣＰＵはこのような異常な温度分布が
検知されたときに、電源ＳＣからの抵抗発熱層１６への
給電を遮断し、表示部ＤＰに異常表示をする。このよう
な温度分布の異常は、加熱ローラ１０の表面温度が過熱
される前の段階で検知することができる確率が極めて高
いので、過熱による構成部の損傷、発火等の事故が防止
されるだけでなく、構成部の熱による劣化を軽減するこ
とができる。

【００４９】温度分布が正常な場合には、温度センサ４
０により検知された加熱ローラ中央部の温度Ｔｍと、温
度センサ４１、４２により検知された加熱ローラ端部の
温度Ｔｅ１、Ｔｅ２の差が次の条件を満たしており、次
の条件の少なくとも一方が満たされない場合には、異常
と判断する。

【００５０】Ｔｍ−Ｔｅ１≦Ｔｆ₁（ｔ）、Ｔｍ−Ｔｅ
２≦Ｔｆ₂（ｔ）ここにＴｆ₁（ｔ）、Ｔｆ₂（ｔ）は加熱ローラ中央部の
温度と端部の温度の差の許容値であり、温度により変化
する値である。Ｔｆ₁（ｔ）、Ｔｆ₂（ｔ）はあらかじめ
測定され、基準値として記憶手段ＭＲに記憶される。

【００５１】基準値Ｔｆ₁（ｔ）、Ｔｆ₂（ｔ）の測定に
ついての代表的なものとしては次のようなものがあり、
これらを使用して異常を検知することができる。

【００５２】・定着装置が組み込まれた画像形成装置の
使用が開始される初期の段階で、測定する。

【００５３】・ウォームアップ完了してから所定時間経
過した定常定着時に測定する。

【００５４】・所定枚数以上連続して複写、プリントを
行っている時において測定する（所定枚数以上複写、プ
リオントを行うと温度分布は定常値に達する）。

【００５５】温度分布は、定着される記録材の種類、サ
イズ等により変化するので、紙質、紙サイズ毎の分布、
更には連続画像形成時間の長さに対応した様々な分布等
を前記記憶に記憶しておくことが望ましい。

【００５６】本実施の形態においては、加熱手段の表面
の温度分布の測定から、加熱手段の異常な過熱を検知す
るので、異常を早期に検知することが可能となる。特
に、異常過熱の原因がある場合、温度分布は過熱部材の
表面が異常に上昇する前に異常を示す確率が極めて高い
ので、異常な温度上昇の前に加熱手段への給電を停止す
ることができ、定着装置を構成する構成部の損傷や発火
が防止されるだけでなく、構成部の劣化が軽減され寿命
が延長される。

【００５７】（５）実施の形態５実施の形態５は図６における加熱ローラ１０の表面温度
を検知する温度センサ４０、４１、４２により検知され
た温度センサ間の温度の変化率の比の異常を検知して抵
抗発熱層１６への給電を停止するように制御するもので
ある。図９は温度センサ４０、４１、４２により測定さ
れた加熱ローラ１０の表面温度の変化を示す。図９にお
ける曲線ａは温度センサ４０により測定された加熱ロー
ラ１０の表面温度、曲線ｂは温度センサ４１、４２によ
り測定された加熱ローラ１０の表面温度をそれぞれ示
す。定常の定着においては曲線ａ、ｂで示すような温度
変化であるが、加熱ローラ１０において、抵抗発熱層や
接着剤が劣化して抵抗値が局部的に増加すると、局部的
に発熱量が増加し、曲線ｃのような温度の急激な上昇が
生ずる。このような異常は温度の変化率、即ち一定時間
ｔにおける温度上昇ｒを測定し、温度センサ４０と４１
により検知された変化率ｒ／ｔの比を検出することによ
って、的確に検知することができる。この様な温度上昇
率の比の異常は記憶手段ＭＲ予め記憶された基準値に基
づいて検出するのが望ましい。実施の形態３におけると
同様に、抵抗値変化の特徴的な部分にｍ、ｎにおけるｒ
／ｔの比が基準値として記憶される。

【００５８】加熱ローラ１０の表面温度自体で異常を検
知する場合には、正常な定着温度自体が有る程度の幅を
有する範囲として設定されているために、異常検知の感
度をよくすると、定常定着の制御が安定性を欠くように
なり、定常定着の安定性を確保すると、異常検知の感度
が低下するということがあるが、本実施の形態のよう
に、複数の温度センサにより測定された温度の変化率の
比をとることによって、このようなことが解決される。
また、前記の温度の変化率の比の異常は加熱ローラ１０
の温度が異常に上昇する前に検知される確率が極めて高
いので、加熱による故障や発火が防止されるのみでな
く、加熱定着装置ＦＸの構成部の熱による劣化が軽減さ
れ、定着装置の寿命が延長される。

【００５９】本実施の形態においては、定着装置の異常
を的確に発見できるので、過熱による事故、特に接着部
の剥離や亀裂のような構成部の損傷を防止することがで
きる。特に、異常による過熱が発生する前に異常を検知
できるので、前記のような損傷には至らないような構成
部の劣化を防止することもできるので、加熱定着装置Ｆ
Ｘの寿命が延長される。

【００６０】（６）実施の形態６図１０〜図１３により実施の形態６を説明する。図１０
は実施の形態６にかかる加熱定着装置ＦＸの中央断面
図、図１１は図１０における線Ｘ−Ｘに沿った断面図、
図１２は図１０に示す定着装置の安全装置の回路のブロ
ック図、図１３は図１０に示す加熱定着装置ＦＸの制御
プログラムのフローチャートである。図１０に示す加熱
定着装置ＦＸは図１に示す画像形成装置に使用される。

【００６１】本実施の形態にかかる加熱定着装置ＦＸで
は、外側壁を形成する枠体１が装置の構成部を覆ってお
り、枠体１に記録材の進入口及び排出口が設けられる。
記録材の進入口には、上ガイド板２及び下ガイド板３が
設けられる。排出口には、排出ローラ６、７が上下に設
けられる。ガイド板１、２側から進入した記録材は、加
熱ローラ１０と加圧ローラ２０により、搬送されて上下
のガイド板４、５により案内され、排出ローラ６、７に
より加熱定着装置ＦＸ外に排出される。加熱ローラ１０
と加圧ローラ２０により搬送される過程で、記録材に担
持されたトナー像が記録材に定着される。８は加熱ロー
ラ１０の表面をクリーニングするクリーニングローラで
ある。クリーニングローラ８はシリコンオイル等のオフ
セット防止剤を含有し、加熱ローラ１０の表面にオフセ
ット防止剤を塗布する塗布手段としての機能も有する。

【００６２】加熱定着装置ＦＸの枠体１の内部には、記
録材に担持されるトナー像に接触してトナー像を加熱す
る加熱手段の一例である加熱ローラ１０と、加圧ローラ
２０と、支持部３０と、温度センサ４０と、発光部５０
ａ、受光部５０ｂが設けられる。加熱ローラ１０、加圧
ローラ２０及び支持部３０に関して、図２に示す実施の
形態と同一の部品は同一の符号を付した。これらの部品
についての説明は省略する。

【００６３】本実施の形態においては、図１０〜１２に
示すように煙センサ５０が設けられる。図１２の煙セン
サ５０は図１１に示すように発光部５０ａと受光部５０
ｂで構成される。加熱定着装置ＦＸ内では、抵抗発熱層
１６の温度が所定温度（例えば２５０℃）を超えると、
絶縁層１７等から煙が発生する。画像形成装置に排風フ
ァンが設けられ、空気を装置外に排出しているので、加
熱定着装置ＦＸ内では図１０における矢印Ｄ１〜Ｄ４で
示すように、気流が生じている。加熱定着装置ＦＸ内で
発生した煙は気流中に配置された煙センサ５０によって
検知される。

【００６４】図１２において、加熱ローラ１０には交流
電源ＳＣから電力が供給される。電源ＳＣから供給され
る電力によって、抵抗発熱層１６が発熱し、加熱ローラ
１０の表面が所定の温度に加熱される。制御部ＣＰＵは
温度センサ４０により測定された温度に基づいて、電源
ＳＣを制御し、加熱ローラ１０の表面を１５０〜２００
℃の範囲内の一定温度に制御してトナー像の定着が行わ
れる。

【００６５】制御部ＣＰＵはまた煙センサ５０からの煙
検知信号に基づいて、電源ＳＣを制御して抵抗発熱層１
６への給電を停止し、表示部ＤＰに異常を表示する。

【００６６】なお、加熱定着装置ＦＸ内では、前記所定
温度よりも低い温度で発煙が生ずる場合がある。例え
ば、クリーニングローラ８により加熱ローラ１０の表面
に塗布されたオフセット防止材が初期に蒸発することに
よる発煙である。塗布されたオフセット防止剤が前記の
給電停止温度よりも低い温度で蒸発することによる発煙
が発生する場合がある。このような低温での発煙を前記
の給電を停止する高温での発煙と弁別して、低温での発
煙時に給電停止が起こらないようにするために、制御部
ＣＰＵは煙センサ５０からの発煙検知信号が出力された
場合にも、温度センサ４０により検知された温度が給電
停止よりも低い場合には発熱抵抗層１６への給電を停止
しない。

【００６７】このような制御部ＣＰＵの制御を図１３に
示す。

【００６８】定常定着制御は図１３におけるメインルー
チン（Ｍ）により行われる。温度センサ４０の出力に基
づいて、加熱ローラ１０の表面温度は、Ｓ１〜Ｓ４によ
り定着下限温度と定着上限温度の範囲内に維持される。
メインルーチン（Ｍ）には、例えば１００ｍｓｅｃ毎に
サブルーチン（Ｓ）が割り込まれる。サブルーチン
（Ｓ）では、画像形成が終了せず（Ｓ７におけるＮ
Ｏ）、且つ煙検知信号が出力されない（Ｓ５におけるＮ
Ｏ）場合には、（Ｂ）に進み、メインルーチンに戻る
が、画像形成が終了した（Ｓ７におけるＹＥＳ）場合又
は煙検知信号が出力された（Ｓ５におけるＹＥＳ）場合
には、電源ＳＣがオフされ、メイルーチンも含めて全て
の制御が終了する。なお煙検知信号が出力された場合に
は、給電停止温度を超えているか否か（Ｓ６における判
断）が制御終了の更なる条件となる。なお、図１３にお
いて、Ｔは温度センサ４０により測定された加熱ローラ
１０の表面温度である。

【００６９】（７）実施の形態７図１４に示す実施の形態７における加熱定着装置ＦＸ
は、発光部５０ａと受光部５０ｂからなる煙センサ５０
及び発光部５１ａと受光部５１ｂからなる煙センサ５１
を加熱定着装置ＦＸの上部に設けた例である。

【００７０】本実施の形態においては、加熱定着装置Ｆ
Ｘ内の空気を吸引するファン５４、５５が設けられてお
り、該ファンの近傍に排気口５２、５３が設けられてい
る。

【００７１】そして、煙センサ５０による給電停止の制
御をより完全にするために、加熱ローラ１０内で発生し
た煙を発光部５０ａと受光部５０ｂ及び発光部５１ａと
受光部５１ｂの間に案内するガイド孔１２ａ、１３ａ、
３１ａ、３２ａがそれぞれ電極１２、１３、支持枠３
１、３２に設けられる。

【００７２】なお、実施の形態１における加熱定着装置
の同一の部品には同一の符号を付した。これら実施の形
態１におけると同一の部品についての説明は省略する。

【００７３】図１４に示す加熱定着装置ＦＸにおいて
は、発生した煙が排気口５２、５３に集中するので、加
熱定着装置内ＦＸにおける煙の発生を確実に検知するこ
とができる。

【００７４】（８）実施の形態８図１５は本発明の実施の形態８における加熱定着装置の
断面図である。本実施の形態においては、加熱ローラ１
０の両端部がカバー５６、５７によって、覆われてい
る。カバー５６、５７は加熱ローラ１０両端部で発生し
た煙が拡散するのを防止している。そして、カバー５
６、５７で覆われた加熱ローラ１０の端部に発光部５０
ａと受光部５０ｂからなる煙センサ５０及び発光部５１
ａと受光部５１ｂからる煙センサ５１が設けられる。こ
のような構成によって、煙センサ５０、５１の感度が高
くなり、抵抗発熱体１６の異常が確実に検知される。

【００７５】以上説明した本実施の形態では、抵抗発熱
層１６の温度が異常に上昇した場合に確実に抵抗発熱層
１６への給電が停止する。従来の温度ヒューズを用いた
安全装置では、温度測定部の異常により過熱が検知され
なかったり、局部的な温度上昇が検知されない等、過
熱、及び該過熱を原因とする事故が確実に防止できなか
ったが、本実施の形態によってこのような従来技術にお
ける問題は一掃される。

【００７６】請求項に記載した本発明の構成要素と以上
説明した諸実施の形態における構成部の対応関係は次の
とおりである。

【００７７】但し、本発明は実施の形態に限られるもの
ではなく、請求項に記載した範囲内で変更、変形が可能
である。

【００７８】加熱手段・・・加熱ローラ１０抵抗発熱体・・・抵抗発熱層１６制御手段・・・電流計ＡＭ、電圧計ＶＭ、制御部ＣＰ
Ｕ、スイッチング素子ＴＲＣ温度測定素子・・・温度センサ４０、４１、４２煙検知手段・・・煙センサ５０、５１、発光部５０ａ、
５１ａ、受光部５０ｂ、５１ｂ表示手段・・・表示部ＤＰ吸引手段・・・ファン５４、５５包囲手段・・・カバー５６

【００７９】

【発明の効果】請求項１及び８に記載の発明において、
抵抗発熱体の抵抗値の異常から、給電停止を行うことに
よって、加熱手段の温度の測定から異常を検知する場合
のように、時間遅れはほとんどなく、しかも、局部的な
加熱も確実に検知することができ、加熱手段の過熱を確
実に防止することができる。

【００８０】請求項９〜１６に記載の発明では、加熱ロ
ーラの温度の異常を早期に発見できるので、過熱を確実
に防止でき、加熱定着装置の構成部の損傷や劣化を防止
することもできるので、定着装置の寿命が延長される。
特に接着部の剥離や亀裂のような構成部の損傷を防止す
ることができる。また、異常による過熱が発生する前に
異常を検知できるので、前記のような損傷には至らない
ような構成部の請求項１７に記載した発明では、抵抗発
熱層の温度が異常に上昇した場合に確実に抵抗発熱体へ
の給電が停止することができる。

【００８１】従来の温度ヒューズを用いた安全装置で
は、温度測定部の異常により過熱が検知されなかった
り、局部的な温度上昇が検知されない等、過熱、及び該
過熱を原因とする事故が確実に防止できなかったが、請
求項１〜２５に記載した本発明によって、このような従
来技術における問題は一掃される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる画像形成装置の概
略を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態１における加熱定着装置Ｆ
Ｘの断面図である。

【図３】図２に示す加熱定着装置ＦＸの安全装置の回路
のブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態２における加熱定着装置Ｆ
Ｘの安全装置の回路のブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態３における加熱定着装置Ｆ
Ｘの抵抗発熱層の抵抗値の変化を説明するグラフであ
る。

【図６】本発明の実施の形態４における加熱定着装置Ｆ
Ｘの断面図である。

【図７】本発明の実施の形態４における加熱定着装置Ｆ
Ｘの安全装置の回路のブロック図である。

【図８】図６に示す実施の形態における加熱ローラの温
度分布を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態５における加熱ローラの表
面温度の変化を説明するグラフである。

【図１０】本発明の実施の形態６における加熱定着装置
ＦＸの断面図である。

【図１１】図１０における線Ｘ−Ｘに沿った断面図であ
る。

【図１２】図１０に示す加熱定着装置ＦＸの安全装置の
回路のブロック図である。

【図１３】図１０に示す加熱定着装置ＦＸにおける制御
プログラムのフローチャートである。

【図１４】本発明の実施の形態７における加熱定着装置
ＦＸの断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態８における加熱定着装置
の加熱ローラ１０の断面図である。

【符号の説明】

１０加熱ローラ１１芯金１２、１３電極１４、１５給電ブラシ１６抵抗発熱層１７絶縁層１８耐熱性離型性層２０加圧ローラ３０支持部４０、４１、４２温度センサ５０、５１煙センサ５６、５７カバーＡＭ電流計ＶＭ電圧計ＣＰＵ制御部ＤＰ表示部ＳＣ、ＳＣＡ電源ＴＲＣスイッチング素子ＳＷ切換スイッチＭＲ記憶手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する記録材に接触してト
ナー像を加熱する加熱手段の過熱を防止する安全装置を
有する加熱定着装置を備えた画像形成装置において、前
記加熱手段が抵抗発熱体を有するとともに、前記安全装
置が前記抵抗発熱体の抵抗値を測定し、該抵抗値が異常
な場合に、前記抵抗発熱体への電力の供給を停止する制
御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記制御手段が、前記抵抗発熱体の抵抗
値の大きさを測定し、測定された抵抗値の大きさが所定
値からはずれている場合に前記抵抗値の異常と判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記制御手段が、前記抵抗発熱体の抵抗
値の変化率を測定し、測定された変化率が所定値からは
ずれている場合に前記抵抗値の異常と判断することを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】前記制御手段が前記抵抗発熱体の抵抗値
の基準値を記憶する記憶手段を有し、該記憶手段に記憶
された前記基準値に基づいて、前記抵抗値の異常と判断
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記制御手段が前記抵抗発熱体の抵抗値
の変化率の基準値を記憶する記憶手段を有し、該記憶手
段に記憶された抵抗値の変化率の基準値に基づいて、前
記抵抗値の異常を判断することを特徴とする請求項３に
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記記憶手段が、前記画像形成装置の使
用開始時に測定された前記抵抗発熱体の抵抗値を前記基
準値として記憶することを特徴とする請求項４に記載の
画像形成装置。
【請求項７】前記記憶手段が定常定着温度における前
記抵抗発熱体の抵抗値を前記基準値として記憶すること
を特徴とする請求項４に記載の画像形成着装置。
【請求項８】前記記憶手段が、電源立ち上げ時におけ
る前記抵抗発熱体の抵抗値を前記基準値として記憶する
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項９】トナー像を担持する記録材に接触してト
ナー像を加熱する加熱手段の過熱を防止する安全装置を
有する加熱定着装置を備えた画像形成装置において、前
記安全装置が、記録材の移動方向に対して交叉する方向
の複数箇所における前記加熱手段の表面温度を測定する
複数の温度測定素子及び該温度測定素子の出力に基づい
て、前記加熱手段の前記方向の温度分布を測定し、該温
度分布が異常な場合に、前記加熱手段への電力の供給を
停止する制御手段を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項１０】前記加熱手段が抵抗発熱体を有するこ
とを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記制御手段が前記温度分布の異常を
検知するための基準温度分布を記憶する記憶手段を有
し、該基準温度分布に基づいて、前記温度分布の異常と
判断することを特徴とする請求項９または請求項１０に
記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記記憶手段が前記加熱定着装置の定
常定着時の前記温度分布を基準値として記憶することを
特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】トナー像を担持する記録材に接触して
トナー像を加熱する加熱手段の過熱を防止する安全装置
を有する加熱定着装置を備えた画像形成装置において、
前記安全装置が、前記加熱手段の温度を測定する複数の
温度測定素子及び該複数の温度測定素子により測定され
た複数の温度間の温度の変化率の比が異常な場合に、前
記加熱手段への給電を停止する制御手段を有することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】前記加熱手段が抵抗発熱体を有し、該
抵抗発熱体からの伝導熱によりトナー像を加熱し定着す
ることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記制御手段が前記変化率の比の基準
値を記憶する記憶手段を有し、該基準値に基づいて、前
記変化率の比の異常と判断することを特徴とする請求項
１３または請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記記憶手段が電源立ち上げ時におけ
る前記変化率の比を前記基準値として記憶することを特
徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】抵抗発熱体を有し、該抵抗発熱体から
の伝導熱によって、トナー像を記録材に加熱定着する加
熱手段の過熱を防止する安全装置を有する加熱定着装置
を備えた画像形成装置において、前記安全装置が、前記
加熱定着装置に配置された煙検知手段と、該煙検知手段
の出力に基づいて、前記加熱手段への給電を停止する制
御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】前記安全装置が前記加熱手段の温度を
測定する温度測定手段を有し、前記制御手段が前記煙検
知手段と前記温度測定手段の出力に基づいて前記加熱手
段への給電を停止することを特徴とする請求項１７に記
載の画像形成装置。
【請求項１９】前記加熱手段の表面にオフセット防止
剤を塗布する塗布手段を有するとともに、前記温度測定
手段の出力が前記オフセット防止剤の蒸発温度よりも高
い温度を示したときに、前記煙検知手段の出力により前
記制御手段が前記加熱手段への給電を停止することを特
徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の画像形成装
置。
【請求項２０】前記加熱手段が加熱ローラにより構成
され、該加熱ローラの両端を覆う包囲手段が設けられ、
前記包囲手段内に前記煙検知手段が設けられることを特
徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の画像
形成装置。
【請求項２１】前記加熱定着装置内の空気を吸引する
吸引手段を有し、該吸引手段により吸引される空気の通
路に前記煙検知手段を設けたことを特徴とする請求項１
７〜１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２２】前記画像形成装置は、表示手段を有
し、前記制御手段が前記加熱手段への給電を停止したと
きに、前記制御手段が前記表示手段を制御して異常の表
示をすることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１
項に記載の画像形成装置。
【請求項２３】前記記憶手段が、前記画像形成装置の
使用開始時に測定された前記抵抗発熱体の抵抗値の変化
率を前記基準値として記憶することを特徴とする請求項
５に記載の画像形成装置。
【請求項２４】前記記憶手段が前記定常定着温度にお
ける前記抵抗発熱体の抵抗値の変化率を前記基準値とし
て記憶することを特徴とする請求項５に記載の画像形成
装置。
【請求項２５】前記記憶手段が、電源立ち上げ時にお
ける前記抵抗発熱体の抵抗値の変化率を前記基準値とし
て記憶することを特徴とする請求項５に記載の画像形成
装置。