JP2536813Y2

JP2536813Y2 - 定着装置

Info

Publication number: JP2536813Y2
Application number: JP1990076803U
Authority: JP
Inventors: 哲郎廣田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2005-07-18
Also published as: JPH0435167U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、電子写真方式による複写装置に使用される
定着装置に関し、より詳細には、過温防止用の温度ヒュ
ーズを備えた定着装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、電子写真方式による複写装置は、光学走査系
によって感光体上に画像を露光することにより静電潜像
を形成し、この静電潜像を現像装置によってトナー現象
し、さらに、トナー像及び転写用紙を転写位置へ所定の
タイミングで搬送して転写を行う。その後、定着装置を
介して、感光体から剥離した転写紙を加圧及び加熱し
て、トナー像の定着を実行することにより画像形成を行
っている。

第３図は従来の定着装置の一例を示し、転写の終了し
た転写紙をニップする加圧ローラ301及び定着ローラ302
と、定着ローラ302を加圧ローラ301に圧接させるための
加圧スプリング303及び加圧レバー304と、定着ローラ30
2の内部に配設されたヒータ（例えば、100V,750Wのハロ
ゲンヒータ）305と、定着ローラ302の表面温度を検知す
るサーミスタ306と、定着ローラ302の温度が異常上昇す
るのを防止するためヒータ305に直列接続された温度ヒ
ューズ（例えば、169℃,10A）307と、加圧ローラ301及
び定着ローラ302のニップ出力側に位置し、定着ローラ3
02に密着した転写紙を先端から剥離する分離爪308と、
定着ローラ302側から送り出された転写紙を搬送する排
紙ローラ309と、排紙ローラ309によって排出された定着
紙を収納する排紙トレイ310とから構成される。

第４図は定着装置の制御系の詳細を示すブロック図で
ある。

制御系は、制御部401を中核に構成され、この制御系4
01はCPU（中央処理装置）402及び定着安全回路403を備
えて構成される。サーミスタ306はCPU402及び定着安全
回路403に接続され、定着安全回路403にはヒータ駆動部
405が接続されている。なお、制御部401には、その複数
の電源電圧を供給するために安定化電源回路を含んで構
成される電源部404が接続されている。

第５図は定着安全回路403の詳細を示す回路図であ
る。

サーミスタ306の出力電圧と抵抗分圧などの手段によ
り作り出された基準電圧との比較を行うための比較器50
1及び、その出力信号またはON信号を反転させてヒータ
駆動部405へ送出するインバータ502から定着安全回路40
3は構成されている。

第６図はヒータ駆動部405の詳細を示す回路図であ
る。

交流100V電源に対し、温度ヒューズ307、ヒータ305、
コイル601及びトライアック602が直列に接続されてい
る。トライアック602の制御端子と交流100V電源の一方
との間には、ブリッジダイオード603が接続され、その
整流出力端子間には抵抗604及び605が直列接続して挿入
され、その中点にはトランジスタ606のベースが接続さ
れ、そのエミッタはマイナス電源に接続されている。

さらに、ブリッジダイオード603の整流出力端子間に
は、ホトサイリスタ607が接続され、そのゲートにはト
ランジスタ606のコレクタが接続されている。また、ホ
トサイリスタ607のゲートとカソード間には抵抗608が接
続されている。

ホトサイリスタ607には発光ダイオード609が一体化さ
れ、この発光ダイオード609はインバータ502に対し負荷
として接続されている。

以上の構成において、第７図に示すヒータの温度制御
の特性図を参照して従来の定着装置の動作を説明する。

電源がONされると、交流100Vがブリッジダイオード60
3に印加され、抵抗604,605に電流が流れ、分圧中点には
分圧比に応じた電圧が発生している。この電圧によって
トランジスタ606が動作するが、ダイオード出力は平滑
化が行われていないため、全波整流波形のゼロクロス近
傍のみでOFF動作をする。したがって、ホトサイリスタ6
07のゲート〜カソード間の電圧は、トランジスタ606のO
FF動作時において，ゼロクロス近傍でホトサイリスタ60
7はONになる。

ここで、CPU402からON信号が発生せられると、インバ
ータ502を介してヒータ駆動部405に印加され、発光ダイ
オード609が発光する。これを受光したホトサイリスタ6
07は、点弧時にアノード〜カソード間が全波整流波形の
ゼロクロス近傍でもONになり、ブリッジダイオード603
の出力側を導通状態にする。この結果、トライアック60
2の制御端子が通電され、トライアック602は点弧し、ヒ
ータ305に電流が流れる。

ヒータ305に電流が流されると、第７図に示すよう
に、時間の経過とともに定着ローラ302の表面温度が上
昇する。この表面温度はサーミスタ306によって常時監
視されており、その温度に応じた電圧はCPU402に取り込
まれ（CPU402はアナログ／デジタル変換器を備えてい
る）、その温度値が設定温度（例えば、160℃）に達す
ると1/2デューティでヒータ305を駆動するように、CPU4
02はON信号を出力する。すなわち、発光ダイオード609
が一定時間間隔で発光／消灯が繰り返され、これに応じ
てトライアック602がON/OFF動作をする。

このデューテイ駆動に移っても、上昇スピードが落ち
るものの定着ローラ302の表面温度は加熱を続け、定常
温度（例えば、187℃）に達すると、ON信号を断ち、ヒ
ータ305の通電をOFFにする。この通電OFFにより、定着
ローラ302の表面温度は下がり始め、サーミスタ306が下
限温度（例えば、180℃）を検知すると、CPU402は再びO
N信号を発生し、ヒータ305に通電を行う。以後、設定温
度範囲（180℃〜187℃）に入るように、ヒータ305をON/
OFFさせ、定着ローラ302の表面温度がほぼ一定値を保持
するようにする。

ところで、定着装置には、定着ローラ302が異常に加
熱（例えば、トライアック602が短絡してONのままにな
るなど）した場合、温度ヒューズを溶断させ、ヒータ30
5への通電を遮断する保護手段が設けられている。具体
的には、例えば、ヒータ305がONのままになると、第８
図の特性Ａに示すように、400℃近くにまで温度が上昇
する。この温度上昇に伴って温度ヒューズ307の設置雰
囲気の温度も比例して上昇し、特性Ｂのようになる。そ
して、この特性Ｂの温度がその定格による温度（この例
では169℃）に達すると溶断する。以後、定着ローラ302
の温度は自然冷却により徐々に低下し、最終的には常温
にまで低下する。

第９図はサーミスタ306及び温度ヒューズ307の設置状
況を説明する断面図である。温度ヒューズ307は、定着
ローラ302の表面に対し、適当な温度に対応して溶断す
るギャップｇが保持されるように配設されてるいる。一
方、サーミスタ306は、耐熱スポンジ901に内蔵され、定
着ローラ302に接する面には耐熱フィルム902が貼着され
ている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の定着装置によれば、１個の温度
ヒューズで過熱防止を図っているため、例えば、製品不
良等によって溶断温度が規格値より高くなった場合、充
分に安全を確保することができないという問題点があっ
た。一般に製品不良をなくすためには、製品検査を徹底
して行えば良いが、温度ヒューズの検査は破壊試験であ
るため抜き取り検査しか方法がなく、或る確率で不良品
が混入するのを避けられない。また、近年、安全確保に
はダブルセーフティーを適用するという考えが徹底して
きており、１個の温度ヒューズで過温防止を行う方法
（所謂、シングルセーフティー）を改善することが望ま
れていた。

また、前述したように過温防止用の温度ヒューズがヒ
ータと直列に接続されているので、ヒータに流れる電流
と同じ大きさの電流に耐えうるだけの比較的大きな形状
とする必要があるため、温度ヒューズの熱時定数が大き
くなり、温度ヒューズが溶断するまでに時間がかかると
いう問題点があった。例えば、温度ヒューズの溶断温度
が169℃の場合でも、温度ヒューズが溶断するまでに時
間がかかり、溶断時に定着ローラの表面温度は約400℃
にまで達する。このため、定着ローラと対向する加圧ロ
ーラ表面のゴムや、分離爪のプラスチックを溶かして装
置内部を汚損する恐れがあった。また、通過中の用紙を
焼損する等の危険性もあった。従って、温度ヒューズが
溶断するまでにかかる時間を適正にし、溶断時の定着ロ
ーラ表面温度を低い温度（例えば、300℃）に抑えるこ
とが望まれていた。

本考案は、上記に鑑みてなされたものであって、過温
防止のダブルセーフティー化を図ることができ、且つ、
温度ヒューズが溶断するまでにかかる時間を適正化する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記の目的を達成するために、加熱用ヒータ
に過温防止用温度ヒューズを直列に接続した構成の定着
装置において、過温防止用温度ヒューズに対して直列に
接続されるトライアックと、トライアックに対して並列
に接続される過温防止用補助温度ヒューズ，及び，直列
抵抗とから構成される過温防止補助手段を備えた定着装
置を提供するものである。

また、前述した構成に加えて、過温防止用補助温度ヒ
ューズが、定着ローラの表面温度を検知するサーミスタ
が埋め込まれたアセンブリーに同様に内蔵されている定
着装置を提供するものである。

〔作用〕

本考案の定着装置では、過温防止用温度ヒューズに対
して直列に接続したトライアックを、トライアックに対
して並列に接続された過温防止用補助温度ヒューズを通
過する電流によって通電制御する。即ち、過温防止用補
助温度ヒューズに電流が流れる時通電する。従って、過
温防止用補助温度ヒューズが溶断するとトライアックに
電流が流れなくなり、加熱用ヒータに対する通電が切断
される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本考案による定着装置の主要部の構成を示す
回路図である。第１図においては、上記第６図と同一で
あるものには同一引用数字を用いたので、以下において
は重複する説明を省略する。

本考案においては、従来１つであった温度ヒューズを
２本用いている。ヒータ305と直列に接続している温度
ヒューズ307に対してさらにトライアック104を直列に接
続し、このトライアック104に対して並列に（温度ヒュ
ーズ307に対しては直列に）温度ヒューズ102と直列抵抗
103を直列接続し、トライアック104のゲートに接続して
いる。

温度ヒューズ307は、ヒータ305と同じ大きさの電流が
流れていることから、比較的形状の大きな物となってい
る。

一方、温度ヒューズ102は、トライアック104のゲート
電流を流せばよいので非常に小型なヒューズで良い。こ
のため温度ヒューズ102の熱時定数を小さなものとする
ことができる。尚、図示を省略するが、温度ヒューズ10
2はサーミスタ306と一緒に耐熱スポンジ内に内蔵されて
いる。また、本実施例では、温度ヒューズ102としてサ
ーミスタ306とほぼ同じ温度特性が得られる熱時定数を
備えた温度ヒューズを使用している。

直列抵抗103は、温度ヒューズ102に流れる電流を調節
する役割をする。

温度ヒューズ307が溶断すると、図示から明らかなよ
うに、ヒータ305に対する通電は遮断する。また、温度
ヒューズ102が溶断した場合も、トライアック104にゲー
ト電流が流れなくなるため、ヒータ305に対する通電が
遮断される。更に、温度ヒューズ102は、通電ヒューズ3
07よりも熱時定数が小さいことから、温度ヒューズ307
よりも温度の上昇が速く、このため先に溶断する可能性
が高い。この時の温度ヒューズ102の溶断温度を適当な
値に設定することにより（例えば、200℃）、第２図の
特性A₀で示すように定着ローラ302の表面温度を従来よ
りも低い温度で抑えることができる。従って、定着ロー
ラ302と対向する加圧ローラ301表面のゴムを溶かした
り、分離爪308のプラスチックを溶かしたり、或いは、
通過中の用紙を焼損する等の危険を回避することができ
る。尚、図中、B₀は温度ヒューズ102の温度特性，C₀は
温度ヒューズ307の温度特性を示す。

前述したように本考案の定着装置では、温度ヒューズ
307に加えて、トライアック104がヒューズとして機能し
第２の安全手段となるので、ダブルセーフティー化を達
成でき、信頼性の向上を図ることができる。

また、本実施例では、温度ヒューズ102をサーミスタ3
06と同じく耐熱スポンジに内蔵する構成としたので、輻
射熱の影響を少なくすることができ、その温度特性（特
性B₀で示す）を、第２図に示すように、サーミスタ306
（特性A₀で示す）とほぼ同じ温度特性とすることができ
る。また、溶断までの時間を適正にすることができる。

〔考案の効果〕

以上より明らかなように、本考案の定着装置は、加熱
用ヒータに過温防止用温度ヒューズを直列に接続した構
成の定着装置において、過温防止用温度ヒューズに対し
て直列に接続されるトライアックと、トライアックに対
して並列に接続される過温防止用補助温度ヒューズ，及
び，直列抵抗とから構成される過温防止用補助手段を備
えたため、過温防止用のダブルセーフティー化を図るこ
とができ、且つ、温度ヒューズが溶断するまでにかかる
時間を適正にすることができる。

また、前述した構成に加えて、過温防止用補助温度ヒ
ューズが、定着ローラの表面温度を検知するサーミスタ
の埋め込まれたアセンブリーに同様に内蔵したため、過
温防止のダブルセーフティー化を図ることができ、且
つ、温度ヒューズが溶断するまでにかかる時間を適正に
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による定着装置の主要部の構成を示す回
路図、第２図は本考案による定着ローラの異常加熱時の
ローラ表面及び温度ヒューズの温度の特性図、第３図は
定着装置の一例を示す正面図、第４図は定着装置の制御
系の詳細を示すブロック図、第５図は定着安全回路の詳
細を示す回路図、第６図はヒータ駆動部の詳細を示す回
路図、第７図はヒータの温度制御を示す特性図、第８図
は定着ローラの異常加熱時のローラ表面及び温度ヒュー
ズの温度の特性図、第９図はサーミスタ及び温度ヒュー
ズの取り付け状況を示す断面図である。符号の説明 307……温度ヒューズ（過温防止用温度ヒューズ） 102……温度ヒューズ（過温防止用補助温度ヒューズ） 103……直列抵抗、104……トライアック 305……ヒータ、306……サーミスタ 601……直列抵抗、602……トライアック

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加熱用ヒータに過温防止用温度ヒューズを
直列に接続した構成の定着装置において，前記過温防止用ヒューズに対して直列に接続されるトラ
イアックと，前記トライアックに対して並列に接続される過温防止用
補助温度ヒューズ，及び、直列抵抗とから構成される過
温防止補助手段と，を備え，前記過温防止用補助温度ヒューズが，定着ローラの表面
温度を検知するサーミスタが埋め込まれたアセンブリー
に同様に内蔵されていることを特徴とする定着装置。