JP2009163134A

JP2009163134A - 定着装置

Info

Publication number: JP2009163134A
Application number: JP2008002502A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Tabuchi; 英孝田淵
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2028-01-09
Also published as: JP5100401B2

Abstract

【課題】低温時に温度過昇防止手段の予熱手段に異常が発生しても温度過昇防止手段の応答の遅れによる定着ベルトの温度過昇を防止することができる定着装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、定着ベルト１を加熱するヒータ２と、定着ベルト１に対して非接触状態で配置され、所定の温度で作動してヒータ２への通電を遮断するサーモスイッチ５と、サーモスイッチ５の作動温度より低い所定の温度で作動してヒータ２への通電を行う加熱スイッチ１３と、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３を、サーモスイッチ５の作動温度未満で、かつ加熱スイッチ１３の作動温度以上の温度に予熱する定温度ヒータ６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機やプリンタ装置等の画像形成装置に設けられる定着装置に関する。

複写機やプリンタ装置等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体からシートに転写されたトナー画像を定着するための定着装置が設けられている。ところで、定着装置に異常が発生すると、定着ベルトの加熱装置が動作し続けて定着ベルトの温度過昇が発生することがある。これを防ぐ手段として、定着装置に異常が発生した場合は、サーモスイッチや温度ヒューズ等によって加熱装置への給電を停止して定着ベルトの温度過昇を防止する温度過昇防止手段が設けられている。

温度過昇防止手段は、定着ベルトとは非接触状態に配置されるため、定着ベルトの低温時においては応答の遅れが発生する。そこで、定着ベルトの加熱装置とは別に温度過昇防止手段を予熱する予熱装置を設けて、温度過昇防止手段の応答性を高めたものが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
特開平０５−１０７９８１号公報特開２００１−１４２５４２号公報

しかし、上記特許文献１及び２では、温度過昇防止手段の予熱装置に故障が発生した場合には温度過昇防止手段が予熱されず、起動時などの低温時に定着装置に異常が発生した場合に温度過昇防止手段の応答が遅れて定着ベルトの温度過昇が発生する問題がある。

そこで、本発明は、低温時に温度過昇防止手段を予熱する予熱手段に異常が発生しても温度過昇防止手段の応答の遅れによる定着ベルトの温度過昇を防止することができる定着装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の定着装置は、定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトに対して非接触状態で配置され、所定の温度で作動して前記加熱手段への通電を遮断する温度過昇防止手段と、該温度過昇防止手段の作動温度より低い所定の温度で作動して前記加熱手段への通電を行う加熱スイッチと、前記温度過昇防止手段及び前記加熱スイッチを、前記温度過昇防止手段の作動温度未満で、かつ前記加熱スイッチの作動温度以上の温度に予熱する予熱手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、温度過昇防止手段を予熱する予熱手段が作動しているときのみ定着装置が作動するので、低温時に定着装置に異常が発生した場合でも温度過昇防止手段の応答の遅れを防止することができ、温度過昇防止手段を迅速に作動させることができる。

また、予熱手段に異常が発生して温度過昇防止手段が予熱されない場合は、定着装置の作動が停止するので、低温時に定着装置に異常が発生したときに、温度過昇防止手段の応答の遅れによる定着ベルトの温度過昇を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例である定着装置を説明するための説明図、図２は図１の定着装置の結線図である。

本実施形態の定着装置は、図１及び図２に示すように、定着ベルト１の一方の面にヒータ（加熱手段）２が配置されている。ヒータ２には、サーモスイッチ（温度過昇防止手段）５、加熱スイッチ１３、電源スイッチ３、電源１０および制御手段７が直列に接続されている。定着ベルト１の表面温度を検知する、サーミスタ（温度検知手段）１１の検知信号に基づいて、制御手段７がヒータ２を制御することで、定着ベルト１の表面温度が約２００°Ｃに保たれるようになっている。

サーモスイッチ５は、定着ベルト１と非接触で配置されており、所定の作動温度でＯＦＦしてヒータ２への通電を遮断することにより、定着ベルト１の異常な温度上昇を防止する。また、サーモスイッチ５の近傍には、サーモスイッチ５を所定の作動温度未満に予熱する定温度ヒータ（予熱手段）６がヒータ２とは別に設けられている。定温度ヒータ６には、電源１２が直列に接続されている。

加熱スイッチ１３は、バイメタル等からなり、所定の温度以上でＯＮ状態となって通電する。加熱スイッチ１３は、サーモスイッチ５とともに定温度ヒータ６によって画像形成装置の電源スイッチ３がＯＦＦされているときに一定の温度に予熱されている。

図３（ａ）は、通常の動作をしているときのサーモスイッチ５と加熱スイッチ１３と定着ベルト１との温度変化を示すグラフ図である。図３（ｂ）は、通常の動作をしているときのサーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３の信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。

図３（ａ）に示すように、定着ベルト１は、起動後、ヒータ２によって表面温度が所定の温度Ｔｃまで所要時間ｔ１で加熱される。定着ベルト１の表面温度がＴｃになった後は、定着ベルト１の表面温度を検知するサーミスタ１１の検知信号に基づいて、制御手段７がヒータ２を制御して定着ベルト１の表面温度がＴｃに保たれる。

サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３は、画像形成装置の電源スイッチ３がＯＦＦされているときに、定温度ヒータ６によってサーモスイッチ５の所定作動温度未満で、かつ加熱スイッチ１３の所定作動温度以上の温度に予熱される。

従って、画像形成装置の起動時には、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３は、サーモスイッチ５の所定作動温度未満で、かつ加熱スイッチ１３の所定作動温度以上である温度Ｔｓに予熱されている。

図３（ｂ）に示すように、加熱スイッチ１３は、加熱スイッチ１３がＯＮになる温度（作動温度）Ｔｏｎ以上に予熱されているためＯＮ状態となる。サーモスイッチ５は、サーモスイッチ５がＯＦＦになる温度（作動温度）Ｔｏｆｆ（図５参照）未満であるのでＯＮのままとなり、サーモスイッチ５と加熱スイッチ１３は共にＯＮの状態で画像形成装置が起動する。従って、画像形成装置の起動時には、サーモスイッチ５と加熱スイッチ１３は共にＯＮになっており、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が行われる。

また、画像形成装置が起動してから定着ベルト１が所定温度Ｔｃになる時間ｔ１までの間は、定着ベルト１、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３は共に加熱される。このときの温度は、画像形成装置の起動時と同様に、加熱スイッチ１３の所定作動温度以上、サーモスイッチ５の所定作動温度未満であるため、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３は共にＯＮとなり、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が行われる。

定着ベルト１が温度Ｔｃに達した後は、定着ベルト１は一定温度に保たれる。サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３は、温度Ｔｃよりも低いため、サーモスイッチ５と加熱スイッチ１３の温度がＴｃになる（起動してからｔ２後）までの間、引き続き予熱される。この間の温度は、定着ベルト１が加熱されているときと同様に、加熱スイッチ１３の所定作動温度以上、サーモスイッチ５の所定作動温度未満である。このため、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３は共にＯＮとなり、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が行われる。

画像形成装置が起動してから時間ｔ２が経過した後は、定着ベルト１、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３の温度は共にＴｃとなる。画像形成装置が起動してから時間ｔ２以降は、定着ベルト１、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３の温度は所定温度Ｔｃに保たれる。温度Ｔｃは、加熱スイッチ１３の所定作動温度以上、サーモスイッチ５の所定作動温度未満であるため、サーモスイッチ５、加熱スイッチ１３は共にＯＮとなり、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が行われる。

図４（ａ）は、定温度ヒータ６に故障が発生してサーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３が共に予熱されていない場合のサーモスイッチ５と加熱スイッチ１３と定着ベルト１との温度変化を示すグラフ図である。図４（ｂ）は、定温度ヒータ６に故障が発生してサーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３が共に予熱されていない場合のサーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３の信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。

図４（ａ）に示すように、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３は、定温度ヒータ６により予熱されないため、共に加熱スイッチ１３がＯＮになる温度Ｔｏｎ未満の温度Ｔａとなる。このため、サーモスイッチ５はＯＮ状態であるが加熱スイッチ１３はＯＦＦ状態となる（図４（ｂ）参照）。従って、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電は行われず、定着装置は停止した状態となる。

図５（ａ）は、定着装置の制御手段７等に異常が発生した場合のサーモスイッチ５と加熱スイッチ１３と定着ベルト１との温度変化を示すグラフ図である。５（ｂ）は、定着装置の制御手段７等に異常が発生した場合のサーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３の信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。

図５（ａ）に示すように、定着装置の制御手段７等に異常が発生した場合、所定の温度Ｔｃを超えてからもヒータ２により定着ベルト１が加熱され、また、同様に、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３も定温度ヒータ６により予熱される。

サーモスイッチ５がサーモスイッチ５の作動温度であるＴｏｆｆに予熱される時間ｔ３までの間は、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３の温度は加熱スイッチ１３の所定作動温度以上、サーモスイッチ５の所定作動温度未満である。このため、サーモスイッチ５及び加熱スイッチ１３は共にＯＮとなり、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が行われる（図５（ｂ）参照）。

サーモスイッチ５の温度がＴｏｆｆに達した後（起動してから時間ｔ３以降）は加熱スイッチ１３はＯＮのままであるが、サーモスイッチ５はＯＦＦ状態となり、従って、定着装置のヒータ２及び制御手段７への通電が遮断される（図５（ｂ）参照）。

図１に戻って、定着装置の制御手段７に故障等が発生してヒータ２が動作し続けた場合、定着ベルト１が異常に温度上昇する。このとき、サーモスイッチ５が作動し、制御手段７及びヒータ２への通電が遮断される。

ここで、画像形成装置の電源スイッチ３がＯＦＦの場合は、定温度ヒータ６によりサーモスイッチ５が一定温度に予熱されているので、予熱された状態で画像形成装置が起動される。画像形成装置の起動時にサーモスイッチ５を作動（ＯＦＦ）させるための必要な熱量は少なくて済むので、熱応答性が高いものになる。従って、画像形成装置の起動時等の低温時に制御手段７の故障等により定着ベルト１の温度過昇が発生した場合でも、サーモスイッチ５を迅速に作動させることができる。

また、サーモスイッチ５を予熱する定温度ヒータ６が故障してサーモスイッチ５が予熱されない場合は、定着装置の作動が停止するので、低温時に定着装置の制御手段７が故障しても、サーモスイッチ５の応答の遅れによる定着ベルト１の温度過昇を防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

図１は本発明の実施の形態の一例である定着装置を説明するための説明図である。図１の定着装置の結線図である。（ａ）は、通常の動作をしているときのサーモスイッチと加熱スイッチと定着ベルトとの温度変化を示すグラフ図である。（ｂ）は、通常の動作をしているときのサーモスイッチ及び加熱スイッチの信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。（ａ）は、定温度ヒータに故障が発生してサーモスイッチ及び加熱スイッチが共に予熱されていない場合のサーモスイッチと加熱スイッチと定着ベルトとの温度変化を示すグラフ図である。（ｂ）は、定温度ヒータに故障が発生してサーモスイッチ及び加熱スイッチが共に予熱されていない場合のサーモスイッチ及び加熱スイッチの信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。（ａ）は、定着装置の制御手段等に異常が発生した場合のサーモスイッチと加熱スイッチと定着ベルトとの温度変化を示すグラフ図である。（ｂ）は、定着装置の制御手段等に異常が発生した場合のサーモスイッチ及び加熱スイッチの信号と定着装置への電力供給との関係を示すタイムチャート図である。

符号の説明

１定着ベルト
２ヒータ
３電源スイッチ
５サーモスイッチ
６定温度ヒータ
７制御手段
１０電源
１１サーミスタ
１２電源
１３加熱スイッチ

Claims

定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトに対して非接触状態で配置され、所定の温度で作動して前記加熱手段への通電を遮断する温度過昇防止手段と、該温度過昇防止手段の作動温度より低い所定の温度で作動して前記加熱手段への通電を行う加熱スイッチと、前記温度過昇防止手段及び前記加熱スイッチを、前記温度過昇防止手段の作動温度未満で、かつ前記加熱スイッチの作動温度以上の温度に予熱する予熱手段と、を備えることを特徴とする定着装置。
前記予熱手段は、前記温度過昇防止手段及び前記加熱スイッチを一定の温度に予熱するヒータである、ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。