JP4628034B2

JP4628034B2 - 画像形成装置の定着装置

Info

Publication number: JP4628034B2
Application number: JP2004223642A
Authority: JP
Inventors: 栄次中嶋
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP2006047336A

Description

本発明は、加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿う第１配熱領域を加熱する第１ヒータと、その第１配熱領域以外の第２配熱領域を加熱する第２ヒータを内装し、ひとつの温度過昇検出手段が、前記第１ヒータと第２ヒータによる温度過昇を兼用して検出するように設けられている画像形成装置の定着装置に関する。

このような定着装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどにおいて、感光体ドラムから用紙に転写したトナー像を加熱により溶融して定着するためのもので、その定着装置の定着ローラには、例えば、小サイズ用紙に対応する第１ヒータと、大サイズ用紙時に第１ヒータと共働して対応する第２ヒータが内装されている。
この第１および第２ヒータが、異常動作などに起因して点灯状態を必要以上に継続すると、用紙の焼損や周辺部品への悪影響を招くおそれがあるため、従来、第１ヒータによる第１配熱領域と第２ヒータによる第２配熱領域に対応する箇所にそれぞれ温度過昇検出手段を設け、つまり、合計２つの温度過昇検出手段を設けて、各温度過昇検出手段が異常過熱を検出すると、それに対応するヒータへの通電を停止するように構成されていた。

しかしながら、上述した従来技術では、合計２つの温度過昇検出手段を必要とするため、ひとつの温度過昇検出手段により第１と第２のヒータ用を兼用するべく、ひとつの温度過昇検出手段を第１配熱領域と第２配熱領域との境界部分に設けたものが提案された。
ところが、ひとつの温度過昇検出手段を第１配熱領域と第２配熱領域との境界部分に設けたものでは、一方のヒータのみが過熱したとき、温度過昇検出手段が必ずしも適正に動作しないとの理由から、ひとつの温度過昇検出手段を第１配熱領域と第２配熱領域とにわたって移動可能に構成したものも提案された（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１２３８６７号公報

しかし、上記特許文献に記載の従来技術では、ひとつの温度過昇検出手段で両ヒータ用を兼用できるものの、温度過昇検出手段を移動させるための機械的な移動機構などが必要となり、構造的に複雑になるばかりか、その移動機構の動作不良発生の可能性も考えられ、この点に改良の余地があった。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、比較的簡単な構造で、しかも、ひとつの温度過昇検出手段によって第１と第２ヒータの温度過昇を確実に検出することのできる画像形成装置の定着装置を提供することである。

本発明の第１の特徴構成は、加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿う第１配熱領域を加熱する第１ヒータと、その第１配熱領域の両側に位置する第２配熱領域を加熱する第２ヒータを内装し、前記第２配熱領域の加熱に伴って、前記定着ローラの長手方向における前記第１配熱領域の中央部の過昇検出領域を加熱する過昇検出用の補助ヒータが、前記第２ヒータとは別に設けられ、前記第１ヒータと第２ヒータによる温度過昇を検出するひとつの温度過昇検出手段が、前記第１配熱領域の中央でかつ前記過昇検出領域の中央に固定して設けられているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿う第１配熱領域を加熱する第１ヒータと、その第１配熱領域の両側に位置する第２配熱領域を加熱する第２ヒータを内装し、その第２ヒータが、第２配熱領域の加熱に伴って、定着ローラの長手方向において、前記第１配熱領域のほぼ中央部を加熱する過昇検出用の補助ヒータを備えているので、第２ヒータによって第２配熱領域を加熱すれば、補助ヒータが前記第１配熱領域のほぼ中央部を必ず加熱することになる。
そして、ひとつの温度過昇検出手段が、前記第１配熱領域の中央に固定して設けられているので、ひとつの温度過昇検出手段が固定して設けられているにもかかわらず、第１ヒータによる過昇も第２ヒータによる過昇も、ひとつの温度過昇検出手段によって確実に検出することができる。
その結果、例えば、ひとつの温度過昇検出手段を機械的に移動可能に構成するものに比して、非常に簡単な構造で済み、しかも、ひとつの温度過昇検出手段によって第１と第２ヒータの温度過昇を確実に検出することができる。

また、第２ヒータが、定着ローラの長手方向において、第１配熱領域の両側に位置する第２配熱領域を加熱するように構成されているので、例えば、第１配熱領域を小サイズ用紙に対応するように、第１と第２配熱領域を大サイズ用紙に対応するように設定することにより、使用する用紙のサイズに応じた効率的な定着作用を期待することができる。
そして、前記補助ヒータが、定着ローラの長手方向における第１配熱領域のほぼ中央部を加熱するように構成されているので、第１ヒータの過熱検出に関して、左右いずれか一方に偏ることなく的確に検出することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記補助ヒータによる単位長さ当たりの発熱量が、前記第２ヒータによる前記第２配熱領域の単位長さ当たりの発熱量にほぼ等しいかそれ以上に設定されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、前記補助ヒータによる単位長さ当たりの発熱量が、第２ヒータによる前記第２配熱領域の単位長さ当たりの発熱量にほぼ等しいかそれ以上に設定されているので、温度過昇検出手段による過昇検出は、常に安全サイド側での検出となり、用紙の焼損や周辺部品への悪影響をより一層確実に抑制することができる。

本発明による画像形成装置の定着装置につき、その実施の形態を図面に基づいて説明する。
この種の画像形成装置としては、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどがあり、通常、感光体ドラムに静電潜像を形成した後、その感光体ドラムにトナーを供給してトナー像を形成し、その後、感光体ドラムのトナー像を用紙に転写し、用紙に転写したトナーを定着装置により溶融すると同時に、用紙に定着するように構成されている。

そのための定着装置は、図１に示すように、互いに圧接する一対の定着ローラ１と加圧ローラ２を備え、両ローラ１，２の表面には、トナーが定着された後の用紙Ｐをローラ１，２から分離する爪体３，４がそれぞれ設けられている。
定着ローラ１は、図２に詳しく示すように、その両端に断熱用樹脂軸受５が取り付けられ、その軸受５にベアリング６が外嵌されて、装置本体に対して回転自在に保持されている。
定着ローラ１には、さらに、回転駆動用のギヤ７も取り付けられ、定着ローラ１の内部には、２つの加熱用ヒータ８，９が内装されて、定着ローラ１を加熱するように構成されている。

２つの加熱用ヒータ８，９のうちのひとつは、小サイズ用紙に対応する第１ヒータ８であり、定着ローラ１の長手方向に沿って、その中間部に位置する第１配熱領域Ａを加熱するように構成されている。
他のひとつは、第１ヒータ８との協働の下で、大サイズ用紙に対応するための第２ヒータ９であり、定着ローラ１の長手方向に沿って、第１配熱領域Ａ以外の第２配熱領域Ｂ、具体的には、第１配熱領域Ａの両側に位置する第２配熱領域Ｂをそれぞれ加熱するように構成されている。

そのため、第２ヒータ９は、定着ローラ１の長手方向の両端部に位置する一対の第２ヒータ部分９ａ，９ｂにより構成されていて、その一対の第２ヒータ部分９ａ，９ｂの間の中央部、換言すると、第１ヒータ８による第１配熱領域Ａのほぼ中央部には、過昇検出用の補助ヒータ１０が設けられて、第２ヒータ９による第２配熱領域Ｂの加熱に伴って、補助ヒータ１０が、第１配熱領域Ａと重複する過昇検出領域Ｃを局部的に加熱するように構成されている。
そして、ひとつの温度過昇検出手段としてのサーモスタット１１が、その過昇検出領域Ｃに対応する箇所に固定して設けられ、さらに、温度制御用のサーミスタ１２が、そのサーモスタット１１の近傍に固定して設けられている。

つぎに、この定着装置の動作について説明する。
定着装置の動作は、全て図外の制御装置によりサーミスタ１２による温度検出下において制御され、ウォームアップ時には、第１ヒータ８と第２ヒータ９に通電されて、両ヒータ８，９が定着ローラ１の第１配熱領域Ａと第２配熱領域Ｂを加熱するとともに、第２ヒータ９による第２配熱領域Ｂの加熱に伴って、補助ヒータ１０が第１配熱領域Ａのほぼ中央部を局部的に加熱する。
通常の作動時において、搬送されてくる用紙Ｐが大サイズであれば、両ヒータ８，９と補助ヒータ１０が第１配熱領域Ａと第２配熱領域Ｂを加熱制御している状態で、用紙Ｐが定着ローラ１と加圧ローラ２の間を通過し、トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。また、用紙Ｐが小サイズであれば、第２ヒータ９への通電が停止もしくは抑制され、主に第１ヒータ８のみが第１配熱領域Ａを加熱制御している状態で、用紙Ｐが両ローラ１，２間を通過して、トナーが用紙Ｐ上に定着される。

このようなウォームアップ時や通常の作動時において、何らかの原因で、第１ヒータ８による過熱が発生すると、過昇検出領域Ｃに対応する箇所、換言すると、第１配熱領域Ａのほぼ中央部に対応する箇所に位置するサーモスタット１１が、第１ヒータ８による過熱を検出して少なくとも第１ヒータ８への通電を停止し、第１ヒータ８の異常加熱による悪影響を未然に防止する。
同様に、第２ヒータ９による過熱が発生すると、補助ヒータ１０も過熱して過昇検出領域Ｃの温度が過昇する。すなわち、第２ヒータ９による過熱を過昇検出領域Ｃに対応する箇所に位置するサーモスタット１１が検出して少なくとも第２ヒータ９への通電を停止し、第２ヒータ９の異常加熱による悪影響を未然に防止するのである。
また、補助ヒータ１０による単位長さ当たりの発熱量が第２ヒータ９による第２配熱領域の単位長さ当たりの発熱量にほぼ等しいか、それ以上に設定されているため、過昇検出領域Ｃ部が配熱領域よりも早く過昇する。したがって、軸受等の部品へのダメージを小さくすることができる。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、定着ローラ１の内部に第１ヒータ８と第２ヒータ９の２つのヒータが内装された例を示したが、定着ローラ１に内装されるヒータの数や配置関係については、従来より種々の形態のものが存在し、本発明は、それら種々の形態の定着装置に適用可能である。
その一例を示したのが図３で、この図３の別実施形態においては、先の実施形態で示した第１ヒータ８と第２ヒータ９に加えて、第３ヒータ１３も内装されている。
この別実施形態では、第１ヒータ８が主に小サイズの用紙Ｐに対応して第１配熱領域Ａを加熱し、第３ヒータ１３が大サイズの用紙Ｐに対応して第１配熱領域Ａと第２配熱領域Ｂを加熱するように構成され、そして、第２ヒータ９は、主にウォームアップ時に定着ローラ１の両端部近くを加熱して、迅速なウォームアップを図るように構成されている。
この別実施形態においても、補助ヒータ１０が第１配熱領域Ａのほぼ中央部に位置する過昇検出領域Ｃを局部的に加熱するように構成され、その過昇検出領域Ｃに対応する箇所にひとつのサーモスタット１１が固定して設けられているので、第１〜第３ヒータ８，９，１３のいずれのヒータによる過昇も確実に検出することができる。

（２）先の実施形態では、温度過昇検出手段の一例としてサーモスタット１１を示したが、温度ヒューズをはじめとして、各種の検出器や素子などを温度過昇検出手段として使用することができる。
（３）前記補助ヒータ１０は、図４に示すように、第２配熱領域を加熱する主ヒータに並列接続して、全体として第２ヒータを構成するものであってもよい。

画像形成装置の定着装置の横断側面図定着ローラの縦断正面図別の実施形態による定着ローラの縦断正面図別の実施形態による定着ローラの縦断正面図

符号の説明

１定着ローラ
２加圧ローラ
８第１ヒータ
９第２ヒータ
１０過昇検出用の補助ヒータ
１１温度過昇検出手段
Ａ第１配熱領域
Ｂ第２配熱領域
Ｃ補助ヒータによる加熱領域

Claims

加圧ローラと圧接する定着ローラが、その長手方向に沿う第１配熱領域を加熱する第１ヒータと、その第１配熱領域の両側に位置する第２配熱領域を加熱する第２ヒータを内装し、前記第２配熱領域の加熱に伴って、前記定着ローラの長手方向における前記第１配熱領域の中央部の過昇検出領域を加熱する過昇検出用の補助ヒータが、前記第２ヒータとは別に設けられ、前記第１ヒータと第２ヒータによる温度過昇を検出するひとつの温度過昇検出手段が、前記第１配熱領域の中央でかつ前記過昇検出領域の中央に固定して設けられている画像形成装置の定着装置。
前記補助ヒータによる単位長さ当たりの発熱量が、前記第２ヒータによる前記第２配熱領域の単位長さ当たりの発熱量にほぼ等しいかそれ以上に設定されている請求項１に記載の画像形成装置の定着装置。