JP5127542B2

JP5127542B2 - 定着装置

Info

Publication number: JP5127542B2
Application number: JP2008099508A
Authority: JP
Inventors: 洋高見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: US8139963B2; US20090252521A1; JP2009251299A

Description

本発明は、電子写真方式（電子写真プロセス技術）を用いた複写機やプリンタ、ファクシミリあるいはその複合機等の画像形成装置に関し、特にその加熱定着装置における異常過熱安全装置に関するものである。

画像形成装置における加熱定着装置は、熱源である通電発熱体と、前記発熱体に電流を供給する電源と、発熱近傍の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段からの信号にもとづいて前記電源の供給電流を制御する制御手段等を有している。そして、画像形成装置の作像部で未定着画像を形成担持させた記録材を加熱して画像を定着させる加熱式の定着装置が知られている。前記構成によって画像定着温度が画像定着のための所定の温度に制御される。このような加熱定着装置においては、発熱体、電源、温度検出手段、制御手段の何れか１つの要素でも正常に機能しない場合は定着装置として機能しない。さらには、通電暴走を生じた時には過熱による装置の破壊に至るおそれもある。

そこで、このような定着装置においては、特許文献１で開示されているように、発熱体の近傍にサーミスタ等の温度検出手段を配置し、発熱体が異常過熱状態である場合には、通電回路に介入されたリレー等の電流遮断手段によって発熱体への通電を遮断する。このような異常過熱安全装置を備えることで、通電暴走時の過熱・発煙・発火を回避している。前記異常過熱温度安全装置の作動する温度は、正常動作時において到達する温度以上に設定して正常動作時に誤動作することを防ぎ、異常過熱時のみ作動するようにしている。

図１０は従来の異常過熱安全装置の構成図である。５０５は電源と発熱体の間に挿入されているリレーであり、リレー５０５がオフ時は発熱体への通電を遮断される。
２００９はオペアンプであり、サーミスタの出力レベルと、所定基準レベルとの比較を行う。基準電圧は電源電圧：Ｖｃｃを抵抗２０１０、２０１１によって分圧にすることで生成されている。サーミスタの温度が異常過熱温度以下の場合、オペアンプ２００９の出力がＬＯＷになる。これによってトランジスタ２００６はオフ状態となり、さらにトランジスタ２００３はオン状態となってリレー５０５内のコイルに電流が流れ、リレー５０５は通電状態となる。

ここで、通電暴走が起きた場合、サーミス検出信号が低下し、オペアンプ２００９の出力がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる。これによってトランジスタ２００６がオン状態となり、さらにトランジスタ２００３がＯｆｆ状態となってリレー５０５内のコイルの電流が停止し、リレーは遮断状態に切り替わる。２０１３はラッチ回路である。ラッチ回路２０１３は、リレー５０５がオフ状態に切り替わった場合に、その状態を保持しリレーが再び通電状態となることを防ぐ働きをする。図１０のＧ点がＬＯＷ状態になると、ラッチ回路２０１３によってＧ点がＬＯＷレベルに固定され、その後はサーミスタの状態に関わらずＧ点はＬＯＷレベルで保持される。ラッチ回路２０１３の内部には時定数回路が設けられており、Ｇ点が所定期間：τで連続してＬＯＷ状態にならないと、ラッチ動作が働かない構成としている。このように時定数回路を設ける理由は、製品内で発生したノイズによってＧ点が瞬間的にＬＯＷレベルとなり、これによってラッチ回路が誤作動することを回避するためである。
特開平０８−２４８８１３号公報

しかしながら、前述のような異常加熱安全装置においては、機器の動作異常によって、発熱体の温度が短時間だけ上昇した場合に、異常過熱安全装置のリレーがダメージを受け、異常過熱安全装置が故障するという問題があった。発熱体の温度の上昇によって、サーミスタの温度が異常過熱安全装置の作動温度以上まで達すると、リレーが遮断する。ここで、サーミスタの温度がラッチ回路の作動時間：τ以内に作動温度以下まで低下した場合は、ラッチ回路が作動せずに、リレーは再び通電状態となる。この時、リレーの接点は、遮断時にアーク放電が発生し、その直後に接点は再び接合状態となる。接点のダメージは、アーク放電の発生直後に接点が接合すると特に大きくなる。このダメージがさらに繰り返されると、接点溶着に至る場合がある。接点が溶着した場合、リレーは常に通電状態となり、異常過熱安全装置が作動しなくなる問題が発生する。

この問題に対しては、リレー接点間でアーク放電が発生した場合でも、特性に影響を与えないリレーの構成にすればよい。具体的には、接点の材質を接点溶着が発生しにくいものを選択する、あるいは、接点の開離力を強くし、接点溶着を防ぐ手法がある。しかしながら、いずれの手法も、リレーのコストが上昇するといった新たな問題が生じる。また、他の対策として、ラッチ回路の作動時間：τを小さく設定し、リレー遮断時は短期間でラッチ回路を作動させ、リレー遮断時のアーク放電の発生後に再び接点が接合状態にならないようにする手法がある。しかしながら、この手法では、画像形成装置内で発生するノイズによってラッチ回路が作動し、異常過熱安全装置が誤動作する問題があった。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、発熱体の温度が短時間だけ上昇した場合に、接点が開きその直後に閉じることによる故障を回避でき、ノイズによる誤動作が起こり難い、異常過熱安全装置を備えた定着装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明では、定着装置を以下のとおりに構成する。

（１）ヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、前記温度検出素子の出力と基準値を比較する比較回路と、商用電源から前記ヒータへ電力を供給する電力供給回路に設けられているリレーと、前記リレーを駆動するリレー駆動回路と、前記比較回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に設けられており入力する信号を積分する積分回路と、入力端が前記積分回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に繋がれており、出力端が前記比較回路から前記積分回路への信号経路中に繋がれているラッチ回路と、を有し、前記積分回路に入力する信号の積分値が基準積分値に達することによって前記リレー駆動回路に入力する信号レベルが変化して前記リレーが開放状態となり、前記リレーが開放状態となるように前記入力端の信号レベルが変化すると、前記ラッチ回路は前記出力端から前記積分回路へ信号を送り続け、前記リレーを開放状態にラッチすることを特徴とする定着装置。
（２）前記比較回路から前記積分回路への信号経路と前記ラッチ回路の出力端との交点と、前記比較回路と、の間には、アノードが前記比較回路側、カソードが前記交点側となるように第１のダイオードが設けられており、前記交点と前記ラッチ回路との間には、アノードが前記ラッチ回路側、カソードが前記交点側となるように第２のダイオードが設けられていることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（３）前記定着装置は更に、前記ヒータの温度を検出する第２の温度検出素子と、前記第２の温度検出素子の出力と基準値を比較する第２の比較回路と、前記第２の比較回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に設けられており入力する信号を積分する第２の積分回路と、入力端が前記第２の積分回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に繋がれており、出力端が前記第２の比較回路から前記第２の積分回路への信号経路中に繋がれている第２のラッチ回路と、を有し、二つの積分回路のいずれか一方に入力する信号の積分値が基準積分値に達すると、前記リレーは開放状態となり且つ開放状態にラッチされることを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。
（４）前記定着装置は更に、内面に前記ヒータが接触する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有することを特徴とする前記（１）に記載の定着装置。

本発明によれば、発熱体の温度が短時間だけ上昇した場合に、直ちに電源供給遮断手段を遮断状態にラッチして接点の再接合を阻止し、異常過熱安全装置の故障を回避できる。また、ノイズによって電源供給遮断手段を遮断状態にラッチする誤動作が起こり難く、異常過熱安全装置を比較的安価な構成で実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、画像形成装置の実施例により詳しく説明する。

実施例１である“画像形成装置”について説明する。本実施例は、具体的にはレーザビームプリンタの例である。

（１）画像形成装置の構成
図１は本実施例のレーザビームプリンタ１００の構成図である。レーザビームプリンタ１００は、記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有し、デッキ１０１内の記録紙Ｐの有無を検知するデッキ紙有無センサが設けられている。また、デッキ１０１内の記録紙Ｐのサイズを検知する紙サイズ検知センサ１０３、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０４、前記ピックアップローラ１０４によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０５が設けられている。また、前記デッキ給紙ローラ１０５と対をなし、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０６が設けられている。また、デッキ給紙ローラ１０５の下流には、デッキ１０１と後述する両面反転部からの給紙搬送状態を検知する給紙センサ１０７、さらに下流へと記録紙Ｐを搬送するための給紙搬送ローラ１０８が設けられている。また、記録紙Ｐを印刷タイミングと同期して搬送するレジストローラ対１０９、前記レジストローラ対１０９への記録紙Ｐの搬送状態を検知するレジ前センサ１１０が配設されている。また、レジストローラ対１０９の下流には、レーザスキャナ部１１１からのレーザ光にもとづいて感光ドラム１上にトナー像を形成するプロセスカートリッジ１１２が設けられている。また、感光ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｐ上に転写するためのローラ部材１１３（以後転写ローラと記す）、記録紙Ｐ上の電荷を除去し感光ドラム１からの分離を促進するための放電部材１１４（以後除電針と記す）が配設されている。また、除電針１１４の下流には搬送ガイド１１５、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像（請求項でいう、記録媒体上に形成された未定着トナー像に相当）を熱定着する定着装置１１６が設けられている。また、定着装置１１６からの搬送状態を検知する定着排紙センサ１１９、定着装置１１６から搬送されてきた記録紙Ｐを排紙部か両面反転部に行き先を切り替えるための両面フラッパ１２０が配設されている。また、排紙部側の下流には排紙部の紙搬送状態を検知する排紙センサ１２１、記録紙を排紙する排紙ローラ対１２２が配設されている。一方記録紙Ｐの両面に印字するために片面印字終了後の記録紙Ｐを表裏反転させ、再度画像形成部へと給紙するための両面反転部側には、正逆転によって記録紙Ｐをスイッチバックさせる反転ローラ対１２３、反転ローラ対１２３への紙搬送状態を検知する反転センサ１２４が設けられている。また、記録紙Ｐの横方向位置を合わせるための横方向レジスト部（不図示）から記録紙Ｐを搬送するためのＤカットローラ１２５、両面反転部の記録紙Ｐ搬送状態を検知する両面センサ１２６が設けられている。さらに、両面反転部から給紙部へと記録紙Ｐを搬送するための両面搬送ローラ対１２７が配設されている。

（２）定着装置
図２は定着装置の概略構成の模型図である。本例の定着装置は特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、同４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等に開示のフィルム加熱方式の装置である。２１１はセラミックヒータ固定兼フィルム内面ガイド用の耐熱性・断熱性・剛体ステーであり、記録紙２１０の搬送路を横断する方向（図面に垂直方向）を長手とする横長部材である。２０５は後述するセラミックヒータであり、前記ステー２１１の下面に長手に沿って形成した溝部に嵌入して耐熱性接着剤で固定支持させた、転写材搬送路を横断する方向を長手とする横長部材である。２０１は円筒状の耐熱性フィルム材（以下、定着フィルムと記す）であり、セラミックヒータ２０５を取り付けたステー２１１にルーズに外嵌させてある。例えば、厚さ４０〜１００μｍ程度の、耐熱性・離型性・強度・耐久性等を有するＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどの円筒状単層フィルムである。あるいはポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳなどの円筒状フィルムの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰなどをコーティングした複合層フィルムである。２０２は加圧ローラであり、芯金２０３の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層２０４をローラ状に同心一体に設けた弾性ローラである。この加圧ローラ２０２と、前記ステー２１１側のセラミックヒータ２０５とを定着フィルム２０１を挟ませて加圧ローラ２０２の弾性に抗して圧接させてある。矢印Ｎで示した範囲がその圧接により形成される定着ニップ部である。加圧ローラ２０２は定着駆動モータＭ２１１８（図１参照）により矢示Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２０２の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０２と定着フィルム２０１の外面との摩擦力で定着フィルム２０１に直接的に回転力が作用する。記録紙２１０が矢印Ａ方向で定着ニップ部Ｎに導入されたときは記録紙２１０を介して定着フィルム２０１に回転力が間接的に作用する。この作用により、定着フィルム２０１がセラミックヒータ２０５の下面に圧接摺動しつつ矢示の時計方向Ｃに回転駆動される。ステー２１１はフィルム内面ガイド部材としても機能して定着フィルム２０１の回転を容易にする。定着フィルム２０１の内面とセラミックヒータ２０５の下面との摺動抵抗を低減するために両者の間に耐熱性グリス等の潤滑剤を少量介在させることもできる。加圧ローラ２０２の回転による定着フィルム２０１の回転が定常化し、セラミックヒータ２０５の温度が所定どおりに立ち上がった状態になるのを待つ。この状態で、定着フィルムを挟んでセラミックヒータ２０５と加圧ローラ２０２とで形成される定着ニップ部Ｎの定着フィルム２０１と加圧ローラ２０２との間に画像定着すべき記録紙２１０が導入されて定着フィルム２０１と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。このことにより、セラミックヒータ２０５の熱が定着フィルム２０１を介して記録紙２１０の未定着画像に付与され、記録紙２１０上の未定着画像が記録紙２１０面に加熱定着されるものである。定着ニップ部Ｎを通った記録紙２１０は定着フィルム２０１の面から分離されて搬送される。なお、図２における矢印Ａは記録紙２１０の搬送方向を示す。

（３）セラミックヒータ
図３はセラミックヒータの構成図である。セラミックヒータは記録紙の搬送方向に対して直交する方向に長く配設されている。基材３０１としてのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いており、一面側には印刷によって２つの発熱パターン３０２ａ及び３０２ｂが形成されている。また、発熱パターン３０２ａ及び３０２ｂは電気絶縁層としてのガラス保護膜によって被覆されている。なお、本実施例では発熱パターン３０２ａで形成されたヒータ部をメインヒータ、発熱パターン３０２ｂで形成されたヒータ部をサブヒータと記す。３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃは給電電極であり、発熱パターンの両端に電圧を印加できるように形成されている。２つのメインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂは、発熱分布が大きく異なる。

図４はメインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂの発熱分布を示すものである。メインヒータ３０２ａはセラミックヒータの中央部で発熱量が大きく形成されている。一方、サブヒータ３０２ｂは端部での発熱量が大きく形成されている。

（４）サーミスタ
本実施例の定着装置では、セラミックヒータの温度を測定するためのサーミスタを３個有する。各サーミスタはセラミックヒータ上に所定の圧で押し当てられている。図４はサーミスタの配置関係を示す図であり、サーミスタのセラミックヒータ長手方向の配置を矢印Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ（請求項でいう、発熱体の互いに異なる箇所に相当）で示す。サーミスタ１はセラミックヒータ中央部に配置されている。一方、サーミスタ２、３は端部に配置している。各サーミスタは不図示の温度検出回路に接続されている。

図６は温度検出回路の内部回路である。サーミスタ１、２、及び３はそれぞれ抵抗６０４、６０６及び６０７と直列に接続されている。Ｓ６、Ｓ７、及びＳ８は検出信号であり、温度によって変化するサーミスタの抵抗値に応じて変動する。サーミスタの抵抗値は温度が高くなると低下する特性であることから、検出信号Ｓ６、Ｓ７、及びＳ８は検出温度が高いほど電圧レベルが低下する特性である。検出信号Ｓ７はＣＰＵ５０１のみに接続している。一方、検出信号Ｓ６、Ｓ８はＣＰＵ５０１及び後述の異常過熱安全装置に接続している。

（５）サーモスイッチ
本実施例における定着装置では、異常加熱時の電流遮断手段として非図示のサーモスイッチを１個有している。サーモスイッチはセラミックヒータ２０５上に所定の圧で押し当てられている。図４にサーモスイッチのセラミックヒータ長手方向の位置を示す。

サーモスイッチの作動温度は２５０℃である。ここでサーモスイッチの作動温度について説明する。サーモスイッチの作動温度は作動温度に到達するまでの温度上昇速度に大きく関係する。即ちサーモスイッチは作動温度に到達するまでの温度上昇速度が低いほど、より作動温度：２５０℃に近い温度で作動する特性をもつ。このような特性はサーモスイッチ自体が持つ熱容量によって生じる。

（６）電力制御回路
次にセラミックヒータに電力を供給する電力制御回路について説明する。電力制御はメインヒータ３０２ａとサブヒータ３０２ｂで独立して制御する構成となっている。図５は電力供給制御回路の接続図である。５０１はＣＰＵ、５０２，５０３は第１と第２の双方向３端子サイリスタ、５０４はＡＣ電源、５０５はリレーである。第１の双方向３端子サイリスタ５０２とメインヒータ３０２ａとは直列接続し、また第２の双方向３端子サイリスタ５０３とサブヒータ３０２ｂとは直列接続し、それらを並列にＡＣ電源５０４に対して接続させてある。第１と第２の双方向３端子サイリスタ５０２，５０３はそれぞれＣＰＵ５０１からの第１と第２のヒータ駆動信号Ｓ１、Ｓ２のＯＮ、ＯＦＦでＯＮ・ＯＦＦ制御される。

前述のサーミスタの検出出力にもとづいて第１と第２のヒータ駆動信号Ｓ１，Ｓ２のＯＮ、ＯＦＦでＯＮ・ＯＦＦ制御することで、セラミックヒータ２０５を所望の温度に制御することができる。本実施例では、サーミスタ１の検出値が２００℃となるように制御される。

リレー５０５は第１と第２の双方向３端子サイリスタ５０２，５０３とＡＣ電源５０４の間に挿入しており、リレー５０５の駆動によりメインヒータ３０２ａ及びサブヒータ３０２ｂへの通電を遮断できる構成になっている。
リレー５０５の制御信号は後述の異常過熱安全装置５０９から供給されている。

（７）異常過熱安全装置
本実施例の画像形成装置では異常加熱安全装置を設けて通電暴走時のセラミックヒータ２０５の過熱を回避している。異常過熱安全装置として前述のサーモスイッチの他に、サーミスタ１を用いてセラミックヒータ２０５の異常過熱を検知し、異常過熱時は通電を遮断する回路を設けている。

サーミスタ１で異常過熱と判断する温度は２２０℃である。前述のように、本実施例の画像形成装置では、セラミックヒータ２０５はサーミスタ１の検出値が２００℃となるように制御される。よって正常動作時に異常過熱安全装置が作動することはない。通電暴走時には検出温度が２２０℃で異常過熱安全装置が作動し、セラミックヒータ２０５への通電を遮断できる。

次に、異常過熱安全装置の構成の詳細を図８を用いて説明する。
サーミスタ１の検出信号Ｓ６は、コンパレータ９０９（請求項でいう、温度検出手段の出力値を比較基準値と比較する温度比較手段に相当）の負極入力に入力されており、正極に入力されている基準電圧：Ｖｒｅｆとの比較を行ない、異常過熱状態と判断する。
サーミスタ１の検出信号は、基準電圧：Ｖｒｅｆである、電圧：Ｖｃｃを抵抗９１０及び９１１で分圧した値と比較される。サーミスタ１のレベルにより装置は次のように動作する。

サーミスタ１の温度が異常過熱温度以上の場合
図７は、通電暴走でセラミックヒータ２０５が過熱状態となった時の異常過熱安全装置各部の波形を示したものである。サーミスタ１の検出信号：Ｓ６のレベルが昇温によって低下し、基準電圧：Ｖｒｅｆ以下になると、コンパレータ９０９の出力がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる（タイミング：Ｔ１）。コンパレータ９０９の出力がＨＩＧＨに切り替わると、電源：Ｖｃｃから抵抗９０８、ダイオード９２５を介してコンデンサ９２０、抵抗９０７に電流が流れはじめる。コンデンサ９２０と抵抗９０７で構成された積分回路（請求項でいう、時間積分する積分手段に相当）によって、トランジスタ９０６のベース電圧は除々に上昇する。トランジスタ９０６のベース電圧がトランジスタ９０６のオン電圧に到達した時点でトランジスタ９０６がオン状態となる（タイミングＴ２）。これにより、トランジスタ９０３がオフ状態に切り替わりＣ点の電位がＬＯＷレベルに切り替わり、セラミックヒータ２０５の通電が停止する。

次にラッチ動作について説明する。Ｃ点はオペアンプ９２３の負極入力に入力されており、正極入力に入力される基準電圧と比較される。基準電圧は電源Ｖｃｃを抵抗９１０及び９１１で分圧して生成されている。前述したとおり、サーミスタ１の検出信号：Ｓ６のレベルが昇温によって低下し、Ｃ点がＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルに切り替わると、オペアンプ９２３の出力（Ｅ点）はＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる。これにより、ダイオード９２１が通電状態となり、トランジスタ９０６のベースには、抵抗９０８、ダイオード９２５を介して流れる電流に加え、抵抗９２２、ダイオード９２１を介しての電流が流れ込む。

この状態で、サーミスタ１の検出信号：Ｓ６が上昇し、コンパレータ９０９の出力電圧（Ｄ点）がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わった場合（タイミング：Ｔ３）、ダイオード９２５がオフ状態となる。しかし、ダイオード９２１は継続してオン状態となり、電源Ｖｃｃから抵抗９２２、ダイオード９２１を介してトランジスタ９０６のベースに電流が流れ、トランジスタ９０６はオン状態となる。即ち、セラミックヒータ２０５の通電停止状態がラッチされる。通電停止状態のラッチは、電源電圧：Ｖｃｃをオフしない限り持続される。

サーミスタ１の温度が異常過熱温度以下の場合
サーミスタ１の出力信号：Ｓ６は基準電圧：Ｖｒｅｆよりも大きいことからコンパレータ９０９の出力がＬＯＷ状態となる。これにより、電源Ｖｃｃから抵抗９０８を介して流れる電流はコンパレータ９０９の出力端子に流れ込み、トランジスタ９０６のベースには電流が流れない。即ち、トランジスタ９０６はＯＦＦ状態となり、Ｃ点はＨＩＧＨ状態となる。これにより、電源Ｖｃｃから抵抗９４０を介してトランジスタ９０３のベースに電流が流れ、トランジスタ９０３はオン状態となる。トランジスタ９０３がオン状態になると、リレー５０５に電源Ｖｄｄによって通電が行われ、リレー５０５の出力は通電状態となる。

また、Ｃ点のラインがノイズによって瞬時的にＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルに変化した場合、オペアンプ９２３の出力は短期間でＬＯＷからＨＩＧＨレベルに変化する。しかし、コンデンサ９２０と抵抗９０７によって、トランジスタ９０６のベース電圧は上昇しないため、トランジスタ９０６はオン状態とならない。即ち、リレー５０５の出力は通電状態が持続され、ノイズによる異常過熱安全装置の誤動作は回避できる。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置では、発熱体の温度が短時間だけ上昇した場合に、直ちにリレーを遮断状態にラッチしてリレー接点の再接合を阻止し、リレー接点のダメージによる異常過熱安全装置の故障を回避できる。また、ノイズによってリレーを遮断状態にラッチする誤動作が起こり難く、異常過熱安全装置を比較的安価な構成で実現できる。

実施例２である“画像形成装置”について説明する。
本実施例の画像形成装置は、実施例１と基本構成は同じであり、温度検出手段、温度比較手段、ラッチ手段を複数組有する点が実施例１の構成と異なる。

図９は本実施例の異常過熱安全装置の構成図である。サーミスタ１の検出信号：Ｓ６に応じてリレー５０５を遮断する回路は実施例１と同じであり、サーミスタ２検出信号：Ｓ７にもとづいてリレーを遮断する回路が追加されている。

サーミスタ２の検出信号：Ｓ７のレベルが昇温によって低下し基準電圧：Ｖｒｅｆ以下になると、コンパレータ９５９の出力がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる。コンパレータ９５９の出力がＨＩＧＨに切り替わると、電源：Ｖｃｃから抵抗９５８を介してコンデンサ９７０、抵抗９５７に電流が流れはじめる。コンデンサ９７０と抵抗９５７で構成された積分回路によって、トランジスタ９５６のベース電圧は除々に上昇し、トランジスタ９５６のベース電圧がトランジスタ９５６のオン電圧に到達した時点でトランジスタ９５６がオン状態となる。これにより、トランジスタ９０３がオフ状態に切り替わりＣ点の電位がＬＯＷレベルに切り替わり、セラミックヒータ２０５の通電が停止する。また、Ｃ点がＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルに切り替わったことにより、オペアンプ９７３の出力（Ｌ点）はＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わる。これにより、ダイオード９７２が通電状態となり、セラミックヒータ２０５の通電停止状態がラッチされる。

以上説明したように、本実施例では、実施例１における温度検出手段、温度比較手段、積分手段を複数設けている。これにより、複数の温度検出手段のいずれかで異常高温が検出された場合に、実施例１と同様の効果が達成できる。

実施例１である画像形成装置の構成を示す断面図実施例１における定着装置の構成を示す断面図実施例１におけるセラミックヒータの構成図実施例１におけるセラミックヒータの発熱分布の説明図実施例１における電力制御回路の構成図実施例１における温度検出回路の構成図実施例１における異常過熱安全装置内部の波形図実施例１における異常過熱安全装置の回路図実施例２における異常過熱安全装置の回路図従来の異常過熱安全装置の回路図

符号の説明

１００レーザビームプリンタ
１１６定着装置
２０５セラミックヒータ
２０６サーミスタ
５０５リレー
９０９コンパレータ
９２３オペアンプ
９０３、９０６トランジスタ
９２１、９２５ダイオード
９０６抵抗
９０７コンデンサ

Claims

ヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出素子と、前記温度検出素子の出力と基準値を比較する比較回路と、商用電源から前記ヒータへ電力を供給する電力供給回路に設けられているリレーと、前記リレーを駆動するリレー駆動回路と、前記比較回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に設けられており入力する信号を積分する積分回路と、入力端が前記積分回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に繋がれており、出力端が前記比較回路から前記積分回路への信号経路中に繋がれているラッチ回路と、を有し、前記積分回路に入力する信号の積分値が基準積分値に達することによって前記リレー駆動回路に入力する信号レベルが変化して前記リレーが開放状態となり、前記リレーが開放状態となるように前記入力端の信号レベルが変化すると、前記ラッチ回路は前記出力端から前記積分回路へ信号を送り続け、前記リレーを開放状態にラッチすることを特徴とする定着装置。
前記比較回路から前記積分回路への信号経路と前記ラッチ回路の出力端との交点と、前記比較回路と、の間には、アノードが前記比較回路側、カソードが前記交点側となるように第１のダイオードが設けられており、前記交点と前記ラッチ回路との間には、アノードが前記ラッチ回路側、カソードが前記交点側となるように第２のダイオードが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記定着装置は更に、前記ヒータの温度を検出する第２の温度検出素子と、前記第２の温度検出素子の出力と基準値を比較する第２の比較回路と、前記第２の比較回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に設けられており入力する信号を積分する第２の積分回路と、入力端が前記第２の積分回路から前記リレー駆動回路への信号経路中に繋がれており、出力端が前記第２の比較回路から前記第２の積分回路への信号経路中に繋がれている第２のラッチ回路と、を有し、二つの積分回路のいずれか一方に入力する信号の積分値が基準積分値に達すると、前記リレーは開放状態となり且つ開放状態にラッチされることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記定着装置は更に、内面に前記ヒータが接触する筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムを介して前記ヒータと共に定着ニップ部を形成する加圧ローラと、を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。