JP2644739B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、定着装置に関し、特に、発熱体の過熱防止
構造を備えた定着装置に関する。

（従来技術） 一般に、電子写真処理によって記録紙等の画像担持体
上に転写された画像は、加熱されて定着される。

このような画像定着に用いられる構造のひとつに、抵
抗線等の発熱体を内部に有するローラを、画像担持体の
搬送路中に位置させ、このローラを対に構成することに
よって画像担持体を挾持搬送しながら加熱する構造があ
る。

ところで、かような構造にあっては、ローラ表面の温
度が定着に必要な温度となるように、抵抗線に対しての
通電制御が行なわれるようになっているが、この通電制
御部において不測の事態が発生すると抵抗線への過剰通
電がなされて抵抗線の発熱が過大となり、結果としてロ
ーラ表面での温度が定着温度を越えてしまい、ローラと
接触する画像担持体が発火する虞れがある。

そこで、通常、抵抗線（以下、ヒータという）への通
電制御のために、ヒータの温度を検出する熱伝対を設
け、この熱電対の検出温度に応じて差動増巾器および導
通角制御回路等を介し双方向性サイリスタを制御してヒ
ータへの供給電圧を調整する一方、ヒータの温度の過上
昇による発火を防止するために、熱伝対に対して温度に
関する所定比較基準値が設定されている差動増巾器を接
続し、この差動増巾器に対してトランジスタを介し、ヒ
ータへの電源のオン−オフを行なうリレーを接続した構
造を設け、熱伝対による温度検出によってヒータの温度
が過上昇になったとき、差動増巾器の出力を反転させて
トランジスタを導通させ、リレーによってヒータへの電
源を遮断するようにしたものがある（例えば、特開昭56
-99372号公報）。

しかしながら、一般に、定着用としてのヒータにあっ
ては、極めて大きな値の電流を印加するので、このよう
な電流の遮断を行なうためのリレーを始めとしてその制
御構造がかなり大がかりなものとなり、結果として、装
置自体のコストが上昇するという問題がある。

このため、上述したリレーに代えて、ヒータへの通電
を遮断する部材として温度ヒューズを用い、この温度ヒ
ューズをローラの表面近傍に配置してローラ表面が異常
温度に達したときに温度ヒューズを溶断させるようにし
た構造が提案されている。

ところで、このような構造に用いられる温度ヒューズ
は、溶断する温度の設定にあたって、外気温度からの影
響、ヒータの立上り時のオーバーシュート等を考慮され
て通常のヒータに対する設定温度よりもかなり高い温度
に設定され、具体的には、上記設定温度に比べ20〜30℃
高くされている。

従って、温度ヒューズが作動、つまり溶断する時の温
度では、発火の危険はないものの、定着装置を構成する
部材において熱変形あるいは配線の溶断等の危険が新た
に生じ、温度ヒューズ作動後におけるこれら部材の再使
用ができなくなる虞れがあった。

（目的） そこで、本発明の目的は、従来の過熱防止構造を備え
た定着装置の問題に鑑みて、加熱防止構造に温度ヒュー
ズが用いられている場合、その温度ヒューズの作動にあ
たって構造部材の熱変形や配線の溶断を阻止できる定着
装置を提供することにある。

（構成） この目的を達成するため、本発明は、定着用ヒータ
と、上記定着用ヒータに直列接続されている過昇温防止
装置とを有する定着装置において、温度過上昇または、
温度過上昇予期状態を検知する検知手段を設け、該検知
手段により、温度過上昇状態または、温度過上昇予期状
態であることが検知されたときに、過昇温防止装置周辺
の空気を滞留させることにより、過昇温防止装置に熱が
伝わりやすい状態に制御する手段を設けたことを特徴と
するものである。

以下、第１図乃至第８図について、本発明の実施例の
詳細を説明する。

第１図は本発明実施例による定着装置の外観図であっ
て、符号１で示されるローラ対は、加熱ローラ1Aと加圧
ローラ1Bとで構成されている。すなわち、加熱ローラ1A
は、その内部に例えば、軸方向に延在する抵抗線をもつ
定着用ヒータ２を装備し、図示しない駆動機構を介し
て、周面に当接する加圧ローラ1Bと協働して記録紙等の
画像担持体を挾持搬送できる向きに回転する。

そして、加熱ローラ1Aの周面には、温度検出手段であ
るサーミスタ３が接触させてあり、このサーミスタ３の
リード線は、後述する定着用ヒータ２に対する加熱制御
部において結線されている。

一方、加熱ローラ1Aに内蔵された定着用ヒータ２から
延出するリード線の一方には、温度ヒューズ４が接続さ
れ、この温度ヒューズ４からのリード線は、後述する定
着用ヒータ２に対する加熱制御部に結線されている。

温度ヒューズ４は、後述する支持構造によって加熱ロ
ーラ1Aの周面近傍に位置させてある。

さて、第２図は、定着用ヒータ２に対する加熱制御部
の結線を示すブロック図であって、定着用ヒータ２は、
温度ヒューズ４を介して、および、電流制御素子５を介
して電源６に接続されている。

定着用ヒータ２の一方に接続されている電流制御素子
５は、例えば、双方向性サイリスタ等の半導体を用いた
周知の電流制御素子で構成されている。

一方、サーミスタ３は、温度検出回路７に接続されて
おり、この温度検出回路７は、ヒータ制御回路８を介し
て電流制御素子５に接続されている。

温度検出回路７は、加熱ローラ1Aの表面温度の変化を
サーミスタ３の抵抗値変化として取込み、加熱ローラ1A
の表面温度が定着用の設定温度となるように定着用ヒー
タ２への通電指令（ｃ）を出力するとともに、上記定着
用の設定温度以上の異常高温となったことを指令（ｄ）
として出力する。

すなわち、温度検出回路７にあっては、第３図示のよ
うに、定着用のローラ表面の設定温度がT₁〜T₂である場
合、その温度範囲の上限（T₁）、下限（T₂）を検出しな
がら、例えば、S₁点では、電流制御素子５による通電開
始を、そして、S₂点では電流制御素子５による通電遮断
を行なうべく指令（ｃ）を出力する。

そして、例えば、設定温度の上限（T₁）以上の異常高
温（T₃）を検出した場合、つまり第３図におけるS₃点で
は、異常高温を指令（ｄ）として出力する。

なお、第１図に示す符号（ａ），（ｂ），（ｆ），
（ｈ）は、第２図のラインを示している。

一方、前述した温度ヒューズ４は、第５図に示す駆動
制御部を有する第４図に示す支持構造によって支持され
ている。

すなわち、第４図において、温度ヒューズ４は、加熱
ローラ1Aと対向する部位を開放された枠体９の側壁によ
って長手方向両端を支持されている。

この枠体９は、その上面、つまり加熱ローラ1Aと対向
する位置と反対面に、支軸10aを中心として回動自在の
シャッター板10を備えている。

このシャッター板10は、一端を連結杆11に枢支され、
この連結杆11は、その一端がソレノイド12に、そして他
端が引張りばね11Aに結合されている。

連結杆11は、ソレノイド12の非励磁状態にあるとき、
引張りばね11Aの付勢によってシャッター板10が図にお
いて反時計方向に回動する向きに移動して平生状態とさ
れ、この状態でシャッター板10は、図示しない係止機構
によって枠体９の上面を開放している。

一方、ソレノイド12は、第５図に示す駆動回路に接続
されている。

すなわち、第５図において、ソレノイド12は、スイッ
チング用のトランジスタTR₁のコレクタおよび電源（＋2
4V）にそれぞれ接続され、そしてトランジスタTR₁のベ
ースは、第２図示の温度検出回路７の指令（ｄ）端子に
接続されている。

従って、このような構造の実施例にあっては、第２図
示のサーミスタ３からの検出出力が温度検出回路７に取
込まれ、第３図示の設定温度T₁〜T₂の範囲となるよう
に、電流制御素子５を介して定着用ヒータ２への通電制
御がなされる。

このとき、温度ヒューズ４を支持する枠体９は、未だ
ソレノイド12への通電がなされない状態にあることか
ら、シャッター板10を回動させて上面を開放した状態
（第４図）ある。

一方、例えば、電流制御素子５の短絡あるいは、ヒー
タ制御回路８の故障によって、定着用ヒータ２への通電
が継続され、結果として、サーミスタ３による検出温度
が第３図示の設定温度以上の異常高温（T₃）に達した場
合には、異常高温である指令（ｄ）が温度検出回路７か
ら出力される。

この状態にあっては、第５図示のソレノイド駆動回路
におけるトランジスタTR₁が導通するので、ソレノイド1
2が励磁される。

ソレノイド12が励磁されると、枠体９にあっては、連
結杆11の移動を介してシャッター板10が回動させられ、
上面を塞いで（第４図）過昇温防止装置周辺の空気を滞
留させ、温度ヒューズ４に対する加熱ローラ1Aからの放
射熱の受容を増加させる。

このように、第４図に示した温度ヒューズ４の支持構
造および、第５図に示した駆動制御部は、温度ヒューズ
４に対する受熱量の変化を起こす手段として機能する。

従って、この状態にあっては、温度ヒューズ４に取込
まれる熱量も平生時に比べ急速に増加し、溶断までの時
間が早められて定着用ヒータ２への通電を遮断する。

以上のような実施例によれば、枠体に支持された温度
ヒューズに対する受熱量をソレノイドの駆動制御という
簡単な構造によって変化させて温度ヒューズの溶断まで
の時間を制御することができる。

次に本発明の別実施例を第６図乃至第８図について説
明する。

本発明の別実施例の特徴とする点は、温度ヒューズに
対する受熱量の変化を複写機等の画像形成装置内での気
流の変化によって起こさせるようにした点にある。

すなわち、第６図に示す装置は、画像形成装置のひと
つであるレーザープリンターである。

この装置にあっては、感光体ドラム16に対する露光部
にレーザー光走査装置17を設け、このレーザー光走査装
置17による画像走査によって感光体ドラム16上に形成さ
れた静電潜像を同ドラムの周囲に位置する現像装置18に
よって可視像処理し、この可視像を記録紙に転写してか
ら記録紙上の画像を定着装置19によって定着するように
なっている。

このような装置においては、装置内部の冷却用ファン
20が装置側壁に取付けてある。

なお、この場合の定着装置の形式は、第１図に示した
ローラ対１であり、そして、このローラ対１の加熱ロー
ラ1Aに対するサーミスタ３および温度ヒューズ４の位置
関係は同じものとして説明する。

すなわち、冷却用ファン20に対する駆動制御回路は第
８図に示すように、温度検出回路７の指令（ｄ）端子に
ベースを接続された第１のスイッチング用トランジスタ
TR₁と、このトランジスタTR₁のコレクタにベースが接続
され、冷却用ファン20のスイッチングを行なう第２のス
イッチング用トランジスタTR₂とを組合せたもので構成
されている。

このような構成から成る本実施例にあっては、サーミ
スタ３による検出温度が第３図に示す設定温度以上の異
常高温（T₃）に達した場合、温度検出回路７から異常高
温の指令（ｄ）が出力される。この出力に応じてトラン
ジスタTR₁は導通し、これに対してトランジスタTR₂は不
導通となり、冷却用ファン20に対する通電を中止する。

従って、装置内では、冷却用ファン20が作動している
間に強制的な空気の流れが生じていたのが、自然対流の
みとなって過昇温防止装置周辺の空気を滞留させ、所
謂、熱がこもる状態となって温度の上昇が急速となる。

このような状態にあっては、第８図において矢印で示
すように、強制的な空気の流れが温度ヒューズ４の支持
枠21の位置で生じていたのが、中止され、支持枠21内で
の熱気の帯溜によって、温度ヒューズ４の溶断までの時
間が早められる。

本実施例によれば、既存の冷却用ファンに対する作動
制御を行なうだけの簡単な構造によって、異常高温に達
した場合の温度ヒューズの溶断までの時間を制御するこ
とができる。

（効果） 以上、述べたように、本発明によれば、簡単な構成に
より、定着用ヒータと直列に接続された温度ヒューズに
対する受熱量を制御するだけで、異常高温に達した際の
温度ヒューズの溶断までの時間を早めることができ、こ
れによって、リレー等の高価な部材を用いないので低コ
ストな装置とすることができ、かつ、温度ヒューズが溶
断するまでの間の温度上昇によって起こる構成部材の熱
変形を抑止してこれら構成部材の再使用をも可能にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による定着装置の外観図、第２図
は第１図に示した定着装置における定着用ヒータの加熱
制御部のブロック図、第３図は第２図に示したブロック
図の作用を示す線図、第４図は、温度ヒューズの支持構
造を説明するための全体構成図、第５図は、第４図に示
したソレノイドの駆動制御回路図、第６図は本発明の別
の実施例を適用するレーザープリンターの全体構成図、
第７図は、本発明の別実施例となる冷却用ファンの駆動
制御回路図、第８図は第６図に示した定着装置の温度ヒ
ューズの支持構造を説明するための全体構成図である。 ２……定着用ヒータ、３……サーミスタ、４……温度ヒ
ューズ、５……電流制御素子、７……温度検出回路、9,
21……支持枠、11……連結杆、12……ソレノイド、20…
…冷却用ファン、TR₁,TR₂……トランジスタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着用ヒータと、上記定着用ヒータに直列
   接続されている過昇温防止装置とを有する定着装置にお
   いて、温度過上昇または、温度過上昇予期状態を検知す
   る検知手段を設け、該検知手段により、温度過上昇状態
   または、温度過上昇予期状態であることが検知されたと
   きに、過昇温防止装置周辺の空気を滞留させることによ
   り、過昇温防止装置に熱が伝わりやすい状態に制御する
   手段を設けたことを特徴とする定着装置。