JP2005316220A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーモスタットの近傍の雰囲気温度を下げ、該サーモスタットの作動温度を下げる。
【解決手段】定着装置５は、内部にヒータ１１を有し軸まわりに回転する定着ローラ７と、この定着ローラ７の周囲に対向配置され該定着ローラ７の表面温度を検知する温度検知部１２ａを有し、かつ所定の作動温度でヒータ１１への通電を遮断するサーモスタット１２とを備えている。そして、温度検知部１２ａの定着ローラ７との対向面側と、温度検知部１２ａの定着ローラ回転方向の下流側とを除く部分を、カバー１３で覆ったものである。
【選択図】図２

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に使用される定着装置に関する。

従来の画像形成装置における定着装置として、図５に示すように、ヒータ１１１を内蔵した定着ローラ１０７と、この定着ローラ１０７に回動自在に圧接された加圧ローラ１０８と、定着ローラ１０７に近接して配置されたサーモスタット１１２と、を有し、定着ローラ１０７の表面温度が異常に上昇した場合、定着ローラ１０７の表面の輻射熱を検知することによりサーモスタット１１２が作動して前記ヒータ１１１への通電を遮断するようになっている。

近年、定着装置を始動させる時のウォーミングアップ時間の短縮を図るため、定着ローラ１０７の外被を薄くして熱容量を小さくする傾向にある。この場合、異常発生時の定着ローラ１０７の温度上昇は急激であるため、安全性の上からは、サーモスタット１１２の作動温度を可能な限り低くして、早めにヒータ１１１への電力供給をストップするのが望ましい。

しかし、特に画像形成装置における間欠プリント動作時においては、定着ローラ１０７の回転による熱の対流や、装置内に熱が滞留等して、サーモスタット１１２の近くの雰囲気温度が前記輻射熱による以上に上昇するのは避けられないため、単にサーモスタット１１２の作動温度を下げた場合、通常プリント時にサーモスタット１１２が誤作動するおそれがあった。

そこで、他の従来例として、例えば、図６に示すような定着装置が考えられるが、この定着装置によると、ハロゲンランプ１２１が挿入された定着ローラ１２７に加圧ローラ（図示せず）が押し付けられていて、定着ローラ１２７の表面にはサーミスタ１２３が近接して配置されている。また、ハロゲンランプ１２１と直列にトライアック１２４が接続され、このトライアック１２４は、サーミスタ１２３からの出力信号に応じて制御装置１２５を介して制御されるようになっている。更に、定着ローラ１２７には、その表面に接触するようにサーモスタット１２２が取り付けられている。このサーモスタット１２２は、定着ローラ１２７との対向側を除く全方向をカバー１２６で覆われている。

そして、万一、制御装置１２５等が故障してトライアック１２４がオンになりっぱなしになり、定着ローラ１２７の表面の温度が所定値よりも高くなった場合は、サーモスタット１２２が定着ローラ１２７の温度によってオフとなる。その結果、ハロゲンランプ１２１への電力の供給が停止されるようになっている（特許文献１参照）。

特開平１−１５６７８６号公報

しかし、特許文献１に開示された従来技術では、サーモスタット１２２の略全方向をカバー１２６で覆っているため、カバー１２６内に熱がこもり易い。このため、異常時の温度上昇時に、カバー１２６内の温度を予測するのが難しいため、サーモスタット１２２の作動温度をどの程度に設定したら良いかが困難であった。

本発明は、過昇温防止手段の近傍の雰囲気温度を下げて該過昇温防止手段の作動温度を下げることができ、誤作動が少なく、温度上昇時の装置ダメージを極力小さくできる定着装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、（１）内部に発熱源を有し軸まわりに回転する定着ローラと、（２）前記定着ローラ周面に対向配置され該定着ローラの表面温度を検知する温度検知部を有し、かつ所定の作動温度で前記発熱源への通電を遮断する過昇温防止手段と、を備えた定着装置である。この定着装置は、前記温度検知部の前記定着ローラとの対向面側と、前記温度検知部の前記定着ローラ回転方向の下流側と、を除く部分を覆うカバー部材を取り付けたものである。

請求項２の発明は、前記カバー部材の頂部を、前記温度検知部と前記定着ローラとの間に位置するように設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記カバー部材を、前記過昇温防止手段を取り付けるハウジングと一体形成したものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置において、前記定着ローラに押し当てられる加圧ローラを有し、前記温度検知部を、前記定着ローラを挟んで前記加圧ローラの反対側に設けるものである。

本発明によれば、内部に発熱源を有する定着ローラに対向配置され、該定着ローラの表面温度を検知する温度検知部を有し、所定の作動温度で前記発熱源への通電を遮断する過昇温防止手段を備え、温度検知部の定着ローラとの対向面側と、温度検知部の定着ローラ回転方向の下流側と、を除く部分をカバー部材で覆ったことで、該カバー部材は、定着ローラの回転によって生じる空気の流れが温度検知部に直接的に接触するのを防止して、誤作動をなくし、温度検知部近傍の雰囲気温度を下げることができる。これにより、何らかの原因で定着ローラ内の発熱源が暴走した時にも、より短時間でかつ安全な温度にて通電を遮断することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本発明の定着装置が適用される画像形成装置１の概略構成を模式的に示すものである。同図に示すように、画像形成装置１は、図示しない給紙トレイから送り出されたシート状の転写材２がドラム状の感光体３と転写ローラ４のニップ部（転写位置）Ｐａに送り込まれ、ここで感光体３表面のトナー像が転写材２に転写される。トナー像が転写された転写材２は、感光体３と転写ローラ４の回転によつて転写材搬送方向の下流側（定着装置５側）の搬送ガイド６に案内されて送り出され、定着装置５を構成する定着ローラ７と加圧ローラ８のニップ部Ｐｂに送り込まれる。このニップ部Ｐｂに送り込まれた転写材２は、定着ローラ７と加圧ローラ８とによって加熱・加圧され、トナー像が定着させられる。そして、定着後の転写材２は、定着ローラ７と加圧ローラ８とによって転写材搬送方向の下流側に向けて送り出され、定着排出手段１０によって更に転写材搬送方向の下流側に搬送され、図示しない排紙トレイ等に送られるようになっている。

（定着装置）
図２に示すように、前記定着ローラ７は中空円筒状をなし、例えば、表面を絶縁性の樹脂皮膜で覆ったアルミニウム、鉄等の熱伝導性に優れた硬質材料で形成されており、内部にヒータ１１が収容されている。この定着ローラ７は、その軸方向長さが、印刷される転写材２の通紙幅方向（転写材搬送方向に直交する方向）の寸法よりも長くなるように形成されており、転写材２の全域を加熱・加圧できるようになっている。また、加圧ローラ８は、表面を樹脂皮膜で覆ったシリコンゴム、発泡シリコンスポンジ等の比較的柔らかい材料で形成されており、定着ローラ７と同様の軸方向長さに形成され、定着ローラ７に押し付けられて弾性変形し、定着ローラ７との接触部に所定幅のニップ部Ｐｂを形成している。

また、定着ローラ７の外周近傍で、かつ定着ローラ７と加圧ローラ８の中心を結ぶ線上には、過昇温防止手段としてのサーモスタット１２が配置されている。このサーモスタット１２は、定着ローラ７との対向面側に温度検知部１２ａを有し、この温度検知部１２ａが定着ローラ７の表面温度を検知可能となっている。このサーモスタット１２は、定着ローラ７の中心線上に位置していて、画像形成装置１のハウジング１４に取り付けられている。また、このサーモスタット１２は、温度検知部１２ａの下面と定着ローラ７の表面との距離が、０．４〜２．０ｍｍの距離に配設されている。そして、サーモスタット１２は、
定着ローラ７の表面温度が上昇し、温度検知部１２ａによる検知温度が後述する所定の作動温度に達すると、前記ヒータ１１への通電を遮断するように構成されている。

なお、サーモスタット１２は、定着ローラ７の周囲で、加圧ローラ位置や通紙を阻害する位置でなければどこでも良いが、本実施の形態では、図２に示すように、定着ローラ７の周方向におけるサーモスタット１２の取り付け位置は、定着ローラ７を挟んで加圧ローラ８の反対側としている。これは、定着ローラ７の表面温度が異常に上昇して、該定着ローラ７を回動自在に軸支している軸受等の部品が溶解したり損傷した場合に、軸が移動して定着ローラ７と温度検知部１２ａとが近付き、サーモスタット１２の作動が早められるようにするためである。また、本実施の形態では、定着ローラ７の軸方向（通紙幅方向）におけるサーモスタット１２の取り付け位置は、軸方向の中央部付近に設定している。これは、異常時には最も温度上昇が急激で、かつプリント時には、異常に温度が上昇しない全ての用紙サイズの通紙域となる中央部付近に設定するのが好ましいからである。

更に、本実施の形態では、図２及び図３に示すように、温度検知部１２ａの定着ローラ７との対向面側と、温度検知部１２ａの定着ローラ回転方向（図２の矢印方向）の下流側と、を除く部分を覆うようなカバー部材としてのカバー１３を取り付けたものである。具体的には、図３に示すように、このカバー１３は馬蹄形状をなしていて、温度検知部１２ａの下面側（定着ローラ７との対向面側）と定着ローラ７の回転方向の下流側以外の部分を覆っている。そして、馬蹄形状のカバー１３の開放側１３ａ（図３参照）を、定着ローラ回転方向の下流側と略一致させている。しかし、カバー１３は馬蹄形状に限らず、箱形（断面コ字状）や矢形（断面く字状）等でもかまわない。

また、本実施の形態では、前記カバー１３を、成形手段等により樹脂等を用いてハウジング１４と一体的に形成している。これにより、サーモスタット１２を強固かつ安定的に取り付けることができると共に、部品点数の削減を図っている。なお、このカバー１３は樹脂以外にも、金属等で形成しても良い。

更に、前記カバー１３は、図２の下端側の位置が、サーモスタット１２の温度検知部１２ａと定着ローラ７の表面との間にくるような位置に設定されている。これにより、カバー１３は、定着ローラ７の回転によって生じる空気の流れがサーモスタット１２の温度検知部１２ａに直接的に接触するのを妨げることができる。その結果、サーモスタット１２に対し、定着ローラ７の回転方向の上流側で発生する熱は、定着ローラ７の回転に伴い対流によりサーモスタット１２側に移動したとしても、カバー１３により遮断されて温度検知部１２ａに影響を与えることが抑制される。
更にまた、上述したように、カバー１３は、定着ローラ７の回転方向の下流側を開放していることにより、定着ローラ７の回転により、カバー１３の凹形状内に滞留している熱を負圧により吸引する。これにより、サーモスタット１２の温度検知部１２ａの近傍の雰囲気温度を下げることができる。また、何らかの原因で定着ローラ７の温度が異常に上昇した時は、定着ローラ７からの輻射熱が効率良く温度検知部１２ａに伝わり、ヒータ１１への通電を遮断することから、検知性能の低下が生じることはない。

本実施の形態の定着装置５を用い、画像形成装置のプリンタ（その構成や実験条件等についての詳細は省略する）を動作させて、間欠プリント動作での確認を実施した。

すると、通常使用におけるサーモスタット１２の温度検知部１２ａの作動温度を測定したところ、従来の定着装置（図５参照）においては、１５０℃であったものが、本実施例によると１４０℃になり、サーモスタット１２の作動温度を約１０℃下げることができた。これにより、サーモスタット１２として、従来の作動温度が１６０±５℃のものから、作動温度１５０±５℃のものに変更することが可能となった。

図４は、サーモスタット１２の検知温度（作動温度）と、定着ローラ７の表面温度との関係を示す図である。この図によれば、サーモスタット１２の作動温度を１６０℃から１５０℃のものに変更することで、定着ローラ７の表面温度を、４００℃から３６０℃へと下げることができる。

つまり、定着装置５を本実施の形態のような構成とすることで、サーモスタット１２の作動温度を約１０℃下げることができ、よって、何らかの原因でヒータ１１が暴走した時にも、より短時間でかつ安全な温度でヒータ１１への通電を遮断することができる。

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機としての画像形成装置の定着装置として広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る定着装置の構成図である。 カバーとサーモスタットの外観を示す図である。 サーモスタットの検知温度と定着ローラの表面温度との関係を示す図である 従来の定着装置の構成を示す図である。 従来の他の定着装置の構成を示す図である。

符号の説明

１……画像形成装置、２……転写材、３……感光体、５……定着装置、７……定着ローラ、８……加圧ローラ、１１……ヒータ、１２……サーモスタット（過昇温防止手段）、１２ａ……温度検知部、１３……カバー（カバー部材）、１４……ハウジング

Claims (4)

1. 内部に発熱源を有し軸まわりに回転する定着ローラと、
   前記定着ローラ周面に対向配置され該定着ローラの表面温度を検知する温度検知部を有し、かつ所定の作動温度で前記発熱源への通電を遮断する過昇温防止手段と、を備える定着装置において、
   前記温度検知部の前記定着ローラとの対向面側と、前記温度検知部の前記定着ローラ回転方向の下流側と、を除く部分を覆うカバー部材を取り付けたことを特徴とする定着装置。
2. 前記カバー部材の頂部を、前記温度検知部と前記定着ローラとの間に位置するように設けたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記カバー部材を、前記過昇温防止手段を取り付けるハウジングと一体形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記定着ローラに押し当てられる加圧ローラを有し、
   前記温度検知部を、前記定着ローラを挟んで前記加圧ローラの反対側に設けることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
   

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