JP2003280413A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒータ過昇温時にサーモプロテクタで遮断す
る。 【解決手段】 被加熱材を加熱部材と加圧部材との圧接
によって形成されたニップ部内を通過させることにより
加熱処理する加熱装置で、上記加熱部材が、移動駆動さ
れるフィルムと、該フィルムのニップ部と反対側の面と
接して固定配置された加熱用ヒータとを具備し、該加熱
用ヒータの基板上に発熱体パターンが形成されている加
熱装置において、前記加熱用ヒータのニップ部として用
いられる部分の通紙部以外の場所、即ち、非通紙部にも
発熱体パターンを通紙部の加熱用パターンと直列に設
け、その非通紙部の発熱体パターンの上部にサーモプロ
テクト手段を設けた加熱用ヒータとしたことを特徴とす
る加熱装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電画像写真技術
等を用いて得られる未定着のトナー画像が載った用紙を
加熱及び加圧して熱定着させる熱定着装置の加熱体への
安全機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術では、熱定着装置の温度を検
出して、制御温度よりも所定以上の高温になった時、サ
ーモプロテクト手段を用いて加熱手段への電源供給を切
るようにしていた。

【０００３】または、所定以上の温度を検知した時、加
熱制御を行わないように制御していた。

【０００４】但しサーモプロテクト手段の設置場所は、
ニップ部と呼ばれる用紙が通る位置、即ち通紙部上に設
けられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、最大
通紙サイズと最小通紙サイズの用紙とを通紙した場合、
ヒータ上の温度で用紙の通紙部分と用紙の非通紙部分と
の温度差が大きくなる現象が起こる。

【０００６】このため小サイズ紙を通紙した時に、非通
紙部になってしまう場所にサーモプロテクタ手段を設け
た場合、最小サイズ用紙を連続して通紙していると上記
で述べた温度差により、通常動作でもサーモプロテクト
を誤動作させる課題があった。

【０００７】または、通紙部上に設置されていても、非
通紙部と通紙部との温度差でヒータ自身を破損させるこ
とがあった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題に対し、本発
明の構成では予め非通紙部に加熱させる発熱体パターン
を設け、常に前記発熱体パターンの上部にサーモプロテ
クタ手段を当接するように設けることで、非通紙部での
発熱体パターンの温度でのみサーモプロテクタ手段が動
作するように作用させる。

【０００９】このことで通紙サイズ用紙に関係なく、サ
ーモプロテクタ手段の設置場所の加熱体温度が所定温度
以上になった時にサーモプロテクタを作用させるため、
定着温度が高温になった時の安全を取るように作用させ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１が本発明を実現させる発熱体
のブロック構成図である。

【００１１】１がヒータ本体であり、平面図で示されて
いるように発熱体パターンが引かれている。平面図を波
線で切断した時の断面図を上側に示す。

【００１２】発熱体であるニクロムのパターンを厚さ５
０〜１００μｍ程度のポリイミドのフィルムで挟む様に
構成されているため、ヒータは２−ａと２−ｂの２接点
部分を支点にして、上下方向（断面図の矢印方向）への
可撓性を備えている。また、発熱体のパターンは、ポリ
イミドのフィルムにて完全に覆われている。

【００１３】これは、ＡＣ電源が通電される発熱体への
絶縁を施し、安全性を高めるためである。また本発明は
従来から用いられているセラミックヒーター等の可撓性
を備えていないヒータであっても同じ効果を得ることが
できる。

【００１４】本実施例では、通紙部のニクロムの厚みは
全域にわたって一定としている。またポリイミドの厚み
は上記で示された以外の厚みでも特に問題はないが、加
圧される側（熱定着させる側）の厚みを厚くした方が耐
久性は優れることは明らかである。なぜなら用紙や加圧
ローラーとの摩擦でフィルムが削られるからである。

【００１５】２はヒータへ通電させるための接点であり
図で示されるように２−ａと２−ｂと２極ある。この両
端にＡＣ電源電圧の位相制御等でＡＣ電源を通電するこ
とで用紙を熱定着させる熱源としている。３はヒータ１
にとって非通紙部にあたる場所に設けられたサーモプロ
テクト手段である。

【００１６】本実施例では温度ヒューズを用いている。
また、ヒータ１の電極２−ｂから通紙部に至るまでの太
線と波線で示された部分が温度ヒューズ専用のヒータに
引かれた発熱体パターンで、ここの発熱体パターンは通
紙部に比べ厚みは同じで発熱体パターン幅を広くしてい
ることで非通紙部の抵抗値（Ω／ｍｍ）を下げている。

【００１７】この発熱体パターン上に温度ヒューズ３が
当接される様に設定されている。また図から分かるよう
にヒータ通紙部との発熱体パターンと直列になっている
ため、定着温調時の電流値は通紙部と全く同じ電流が流
れることになる。

【００１８】４は１のヒータに対し最大通紙サイズの用
紙を記している。

【００１９】図２は、本実施例でのヒータ廻りの回路ブ
ロック図である。ＡＣとあるのは、交流電源を示す。

【００２０】１はヒータである。本実施例ではヒータ１
に交流電源の位相制御を用いることによりヒータ１を加
熱する。３がヒータ１の非通紙部の発熱体パターン上部
に取り付けられた温度ヒューズでこの温度ヒューズが所
定温度を超えて切れるとヒータ１にＡＣの電源が供給さ
れなくなるため加熱できなくなるように作用する。５は
ＡＣの電源を制御手段６からのヒータオン信号により通
電し加熱させるための駆動手段である。

【００２１】通常フォトトライアックや大電力用のトラ
イアック等で構成される。ここではフォトトライアック
のシンボルで代用している。

【００２２】以下本発明の実施例を図１と図２を用いて
詳細に説明する。

【００２３】図２で簡単に示しているが、制御手段６は
温度検知手段７からの温度検知信号と加熱制御中である
か否かを判断し、加熱制御を行う必要がある場合は以下
のように制御する。

【００２４】温度検知手段７は、本実施例では、サーミ
スタを用いている。通常所定値の抵抗とサーミスタとを
直列に接続し、その分圧された電圧値からサーミスタの
当接された部分即ちニップ部の定着温度に変換される。

【００２５】ヒータ１に通電させ加熱させる必要があれ
ば、制御手段６が判断した位相角に合ったタイミングで
ヒータオン信号を“Ｈ”にさせてヒータ１に通電させ
る。その作用で定着温度に見合った温度制御を制御手段
６が行う。但し、本発明は温度制御が主眼でないのでこ
れ以上の温度制御についての説明は割愛する。

【００２６】制御手段６で決められた位相角でヒータ１
に電圧が印加されるため通紙部分Ａと非通紙部Ｂの温度
ヒューズ３の下側に設けられた発熱体パターンに電流が
流れ、各々発熱を開始する。この温調制御時に２０枚／
分程度の画像形成装置で、小サイズ紙を通紙した時、通
紙部上と非通紙部上の２点温度測定を行った時の温度差
のデータは、約４０℃程度存在する。

【００２７】従って、通紙部Ａも非通紙部Ｂも同じ発熱
体パターン幅で温度ヒューズ３の下部に発熱体を設けた
とき、本構成の加熱装置を用いた場合、通紙部の温調温
度＋５０℃の温度ヒューズを用いれば、小サイズ紙を通
紙状態での温調制御を続けても、温度ヒューズ３が誤動
作を行うことはない。

【００２８】一方、画像形成枚数（枚／分）の値が大き
い即ち速度の速い機械に対しては、非通紙部と通紙部の
温度差が速度に比例して大きくなるためが知られてい
る。

【００２９】このことから推察すると速度が速くなれば
なるほど温度ヒューズ３の設定温度が高くなることにな
る。ただし、温度ヒューズ３が切れなくてもヒータ１自
体の温度を上げすぎると、ヒータ１を構成するポリイミ
ドや発熱体に悪影響を及ぼすことがある。これは、セラ
ミックヒーターについても全く同様のことがいえる。

【００３０】これを防ぐには、前でも触れたが、図１の
平面図で示しているように、ヒータ１の電極２−ｂから
通紙部に至るまでの太線と波線で示された発熱体パター
ン幅を広くする必要がある。即ちこの部分の抵抗値を下
げる必要がある。

【００３１】上記の構成にする事により、ヒータ１に流
れる電流値は同じでも、通紙部Ａと非通紙部Ｂとでの発
熱量が異なる。そのため非通紙部の方の熱量が下がるた
め上記の温度差を少なくすることができる。即ち、温度
ヒューズ３当接する発熱部の抵抗値を下げることで温調
制御時に起きる非通紙部と通紙部との温度差を少なくす
ることができる。

【００３２】このことにより温度ヒューズ３の設定温度
を下げることができるため、ヒータ１への悪影響を及ぼ
さないで異常時にサーモプロテクタ手段のみで電源遮断
できるという観点からは優位になることは明らかであ
る。また上記の様に、速度が速くなった場合でも通紙部
Ｂの発熱パターン幅を広げることで通紙部Ａと非通紙部
Ｂとの温度差を下げる様に作用する。

【００３３】（他の実施例）上記の実施例での中で、発
熱体の抵抗値を、厚みを一定にしパターン幅を広げるこ
とで実現したが、断面積が一定であれば、抵抗値は同じ
であるため、パターン幅を一定にし厚みを増すことでも
同等の効果は得られることは明らかである。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、非通紙部の
設けた発熱パターン部で発生する温度でサーモプロテク
タ手段を動作させるため、通紙サイズに関わらず安定し
たサーモプロテクタ手段の動作を得ることができる。

【００３５】また、枚数が上がる即ち温調制御が連続に
近い状態になっても、非通紙部の発熱を通紙部との発熱
量より小さくすることができるため安定したサーモプロ
テクタ手段の動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ヒータ手段のブロック構成図

【図２】 ヒータ廻りの制御ブロック図

【符号の説明】

１ ヒータ ２ ヒータ接点 ３ 温度ヒューズ ４ 通紙最大サイズ用紙 ５ 駆動素子 ６ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 3/20 ３１６ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３１６ 3/34 3/34 Ｆターム(参考） 2H033 AA23 AA42 BA25 BA27 BA32 BA38 BE03 3K034 AA02 AA20 AA22 BB08 BB13 BC16 DA05 EA18 JA09 3K058 AA11 BA18 CA12 CA22 CA61 CA78 CB06 CE02 CE13 CE19 CE28 GA06 3K092 PP18 QA05 QB02 QB33 QB43 QB48 RF02 RF14 RF26 UA06 UC08

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱材を、加熱部材と加圧部材との圧接
   によって形成されたニップ部内を通過させることにより
   加熱処理する加熱装置で、 上記加熱部材が、移動駆動されるフィルムと、該フィル
   ムのニップ部と反対側の面と接して固定配置された加熱
   用ヒータとを具備し、 該加熱用ヒータの基板上に発熱体パターンが形成されて
   いる加熱装置において、 前記加熱用ヒータのニップ部として用いられる部分の通
   紙部以外の場所即ち非通紙部にも発熱体パターンを通紙
   部の加熱用パターンと直列に設け、その非通紙部の発熱
   体パターンの上部にサーモプロテクト手段を設けた加熱
   用ヒータとしたことを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】請求項１の加熱装置で、可撓性を有する加
   熱用ヒータを用いた加熱装置。
3. 【請求項３】請求項１または２の加熱装置で、加熱用ヒ
   ータのサーモプロテクト手段を設ける部分の発熱体パタ
   ーンは、通紙部の抵抗値（Ω／ｍｍ）よりも低い抵抗値
   （Ω／ｍｍ）としていることを特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】請求項３の加熱装置で、加熱用ヒータのサ
   ーモプロテクト手段を設ける部分の発熱体パターンを低
   い抵抗値（Ω／ｍｍ）にするのは厚みを均一で、サーモ
   プロテクト手段を設ける部分の発熱体パターン幅を広げ
   ることで行っている加熱用ヒータを備えた加熱装置。
5. 【請求項５】請求項３の加熱装置で、加熱用ヒータのサ
   ーモプロテクト手段を設ける部分の発熱体パターンを低
   い抵抗値（Ω／ｍｍ）にするのは発熱体の幅は均一で、
   サーモプロテクト手段を設ける部分の発熱体パターン厚
   みを増すことで行っている加熱用ヒータを備えた加熱装
   置。