JPH0546049A - 画像形成装置用定着装置の温度過昇防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱ローラ定着装置の定着ローラ表面温度の異常
温度への上昇を遅滞なく、かつ常に誤差なく検知してヒ
ータへの通電を遮断する定着装置の温度過昇防止装置を
提供する。 【構成】ヒータ２を内蔵する定着ローラ１の異常温度を
検知して上記ヒータの電源を遮断する画像形成装置用定
着装置の温度過昇防止装置において、上記定着ローラ用
ヒータ２と並列に発熱体１１とスイッチ１２とを直列に
接続し、上記定着ローラ用ヒータ２及び上記発熱体１１
に直列に接続され上記発熱体１１に接し、又は内蔵され
その温度が所定の温度に達した時電流を遮断する温度検
出素子１３が設けられ、定着装置への通紙中は上記のス
イッチ１２がオフになるように制御する制御手段が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置の熱ローラ定着装置の温度過昇防止装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、静電プリンタ、ファク
シミリ等の電子写真方式の画像形成装置では、電子写真
プロセスにより感光体上に形成された静電潜像はトナー
により顕像化され、転写紙に転写された後、トナー像は
定着装置により転写紙に定着されて画像形成動作が完了
する。

【０００３】これらの画像形成装置の定着装置として
は、熱ローラ定着装置が広く使用されている。熱ローラ
定着装置の構成の一例を図４に示す。又、その電気回路
を図５に示す。熱ローラ定着装置は電源１０に接続され
たヒータ２を内蔵する定着ローラ１と、これに圧接して
従動回転する加圧ローラ３とのローラ対を有し、未定着
トナー像を担持する転写紙４はトナー像５を担持する面
が定着ローラ１に接するように上記ローラ対のニップ部
に挿入され挟持搬送され、定着ローラ１の熱と圧力とに
よりトナーを転写紙４上に融着させる。

【０００４】電源スイッチ投入後、コピー可能となる迄
の時間を短かくするため、高速画像形成装置では定着ロ
ーラ１に内蔵されるヒータの容量は画像形成装置全体の
電流量がコンセントの定格の１２Ａを超さない限度で極
力大きくされており、６００〜９００Ｗに達する。また
安定した画像品質を得るため、定着ローラ表面温度を高
精度に所定の定着温度に保持しなくてはならない。その
ため図４及び図５に示すように、定着ローラ１に接触又
は近接させてサーミスタ等の温度センサ６を設けて、定
着ローラ１の表面温度を検知し、マイクロコンピュータ
等で構成される温度コントローラ７によりＳＳＲ（ソリ
ッドステートリレー；半導体無接点リレー）８を介して
ヒータ２を点滅制御している。

【０００５】しかし、何らかの原因で上記の温度コント
ローラ７が故障したり、暴走した場合は、前述のように
ヒータ２は大容量であるため、定着装置が破損するだけ
に止まらず、画像形成装置全体より発火、発煙する恐れ
がある。

【０００６】これを防止するための安全装置として、図
５に示す如く、ヒータ２と直列に接続された温度ヒュー
ズ９が定着ローラに近接して設けられている。電源投入
時に何らかの原因でヒータ制御用ＳＳＲ８が短絡されて
いるとか、温度コントローラ７が誤動作すると定着ロー
ラ１が所定の温度に達してもヒータ２に通電が継続され
る。そのため定着ローラ１の温度は上昇し続けるが、定
着ローラ１に近接して設けられた温度ヒューズ９が所定
の温度に達するとこれが溶断され、ヒータ２への電流を
遮断し安全装置として動作する。しかし、一般に温度ヒ
ューズは絶縁処理が施されていないこと、回転する定着
ローラ表面に傷をつけないよう留意する必要があるこ
と、温度ヒューズの誤動作を避けるため等の理由によ
り、温度ヒューズ９は定着ローラ１の表面と一定距離を
置いて設けられている。そのため、定着ローラ１の温度
上昇と温度ヒューズの上昇には時間遅れが避けられず、
図６に示す如く定着ローラ表面が異常温度ｔ₂に達する
時点と温度ヒューズの溶断温度ｔ₁に達する時点との間
に時間差を生じ、定着ローラの温度がｔ₂よりも高い温
度ｔ₃に達した頃に温度ヒューズの温度がｔ₁に達して溶
断することもある。又、その時間差も立上り時と定常状
態に達した後とでは異なり、安全装置として完全なもの
とは云えない。

【０００７】これを解決するために、特開昭５９−６０
４５７号公報には、定着ローラ内に配設されたヒータの
端部の放射熱線を定着ローラの開口を通して凹面鏡で温
度ヒューズに集熱するようにした装置が開示されている
が、定着装置に実装時集熱手段と温度ヒューズの位置関
係を高精度に保持することが必要であり、何らかの原因
でこれが保持されない場合は異常安全装置が動作しなく
なる。

【０００８】又、特開昭６０−１０２６７６号公報に
は、定着ローラ内に設けられるヒータと直列に発熱体を
設け、これにヒータの電源を遮断する遮断素子を接触さ
せて、定着ローラと同期して発熱体を加熱するととも
に、これに直接々触する遮断素子を時間遅れなく昇温さ
せて動作させるようにした装置が開示されている。とこ
ろが、連続通紙状態では定着ローラから熱が紙及びトナ
ーに奪われるため定着ローラ内のヒータは点滅を繰返し
又は点灯し続けて定着ローラ表面温度を一定に保持する
ので、定着ローラ内のヒータと同期して発熱体に通電す
ると発熱体は用紙やトナーに熱を奪われないため昇温し
続け、その結果、発熱体表面温度は定着ローラ表面温度
と一定の関係を保つことができず安全装置が誤動作する
ことがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来実施さ
れ提案されている定着装置の温度過昇防止装置の上記の
欠点にかんがみ、定着ローラ表面温度の上昇を時間遅れ
なくかつ常に誤差なく検知してヒータへの通電を遮断す
ることのできる定着装置の温度過昇防止装置を提供する
ことを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する定
着装置の温度過昇防止装置の２つの構成をこゝに提案す
る。

【００１１】その１つは、定着ローラ用ヒータと並列に
発熱体とスイッチとを直列に接続し、上記定着ローラ用
ヒータ及び上記発熱体に直列に接続され上記発熱体に接
し、又は内蔵されその温度が所定の温度に達した時電流
を遮断する温度検出素子を有し、定着装置への通紙中は
上記のスイッチがオフになるように制御する制御手段を
有することを特徴とする。

【００１２】他の一つは定着ローラ用ヒータと並列に発
熱体とこれに直列に抵抗及びスイッチが並列に接続され
た回路が接続され、上記定着ローラ用ヒータ及び上記発
熱体に直列に接続され、上記発熱体に接し、その温度が
所定の温度に達した時電流を遮断する温度検出素子を有
し、定着装置への通紙中は上記のスイッチがオフになる
ように制御する制御手段を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】前者の構成により、通紙中以外は発熱体には定
着ローラ内のヒータと同期して通電されるので発熱体表
面温度と定着ローラ表面温度と比例もしくは一意的な関
係となる。温度検出素子は発熱体表面に密接又は内蔵さ
れているので時間遅れなく又立上り時と定常状態とで変
ることなく定着温度に対応する所定の温度で通電が遮断
される。

【００１４】通紙時には発熱体と直列に接続されたスイ
ッチがオフになるので発熱体には電流は流れず、昇温し
ないので、定着ローラが通紙により奪われた熱をヒータ
に通電して補給し一定の温度を維持するのに対応させる
ことができる。

【００１５】しかし、通紙時発熱体に通電しない場合
は、雰囲気に放熱することにより漸次温度が低下するの
で厳密には定着ローラの温度と比例関係等一意的関係で
対応させることはできない。

【００１６】後者の構成はこの点を解決したものであ
る。この構成によれば、定着装置に通紙時には発熱体に
直列に接続されたスイッチがオフになるが、ヒータに電
流が流れる時には、抵抗を介して発熱体にも電流が流れ
る。しかし、この時発熱体に流れる電流は、スイッチが
オンの時に流れる電流より小さくなり、発熱体に発生す
る熱量は小さく、発熱体の温度と雰囲気の温度との差に
より失われる熱量を補なう熱量に概ね等しくなるように
しておけば、発熱体は定着装置通紙時には定着ローラと
同様、一定の温度を保持することができる。その結果、
発熱体の表面温度は定着ローラの表面温度と比例関係等
の一意的関係を保持することができ、発熱体に接触し、
又は埋設して設けられた温度検出素子により時間遅れや
誤検知なくヒータの異常温度を検知することができる。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１８】図１は本発明の温度過昇防止装置の第１実
施例の電気回路図である。この回路は、図５で説明した
従来の定着装置の回路図を基礎としており、同一の機能
を有する要素には同一の符号を付し、異る点を中心とし
て説明する。

【００１９】本実施例の回路では、定着ローラ１に内蔵
されたヒータ２と並列に発熱体１１とスイッチ１２とが
直列に設けられている。又、ＳＳＲ８と上記ヒータ２及
び発熱体１１との間には第２の温度ヒューズ１３が設け
られている。この温度ヒューズ１３は発熱体１１に密着
又は埋設して設けられている。そして、定着装置への通
紙中はスイッチ１２がオフになるように制御される。

【００２０】したがって、定着装置に通紙されている間
を除いては、発熱体１１は定着ローラ１内のヒータ２と
同期して通電されるので、その温度は定着ローラ表面温
度と比例した関係、若しくわ一意的な関係となる。定着
装置に通紙されている間、ヒータ２には温度センサ６、
温度コントローラ７により制御されるＳＳＲ８を介して
電流が流れたり切れたりして定着ローラ１は所定の定着
温度を保持し、定着ローラ１の温度は上昇しない。その
間、スイッチ１２はオフとなっているので、発熱体１１
には電流は流れず、発熱体１１の温度は上昇しない。し
たがって、発熱体１１の温度は定着ローラ１の表面温度
と概ね比例若しくわ一意的な関係を維持することができ
る。

【００２１】発熱体１１は回転しないので、温度ヒュー
ズ１３の設置は容易で、発熱体１１に密着、埋設するこ
とも可能となり、定着ローラと同期して昇温する発熱体
の温度と時間差なく検知し、所定の異常温度を検知した
場合温度ヒューズ１３は溶断して、ヒータ２及び発熱体
１１への通電を遮断する。これにより、図２に示す如
く、電源投入後何らかの原因で制御回路が故障してヒー
タの制御が不調になり定着ローラ表面温度が上昇し所定
の異常温度ｔ₂に達すれば遅滞なく発熱体１１の温度が
ｔ₁になり温度ヒューズ１３が溶断し、定着装置の破
損、発煙等を防止することができる。

【００２２】なお、連続通紙中の温度コントローラ７等
の故障による定着ローラの異常温度への昇温に対して
は、ヒータ２のみに直列に接続された第１の温度ヒュー
ズ９により対処される。この場合は第１の温度ヒューズ
９は既に温度上昇後であるので、定着ローラ１との温度
上昇の差は少なく、比較的早い時間で第１の温度ヒュー
ズ９は溶断し、定着装置の破損発煙等の事故を最小限に
止めることが可能となる。

【００２３】しかし、定着装置に連続通紙時に発熱体１
１への通電を断っていると、時間の経過と共に雰囲気へ
の放熱により漸次発熱体の温度が低下し、定着ローラ１
の温度との比例関係又は一意的関係が損なわれ、精度の
高い定着ローラ温度の検知が行なわれなくなる。

【００２４】この点を改善した第２実施例を図３により
説明する。この実施例では、図１で説明した第１実施例
のスイッチ１２と並列に抵抗１４が設けられており、第
１実施例でヒータ２と直列に設けられていた第１の温度
ヒューズ９は設けられていない。その他の構成は第１実
施例と異るところはない。

【００２５】この実施例においても、定着装置に通紙中
にスイッチ１２がオフとなるように制御される。したが
って、連続通紙により定着ローラの温度が下り温度セン
サ６に検知され温度コントローラ７によりＳＳＲ８を介
してヒータ２がオン・オフ制御され定着ローラ１の温度
が一定に保たれる。この時、スイッチ１２はオフにな
り、ヒータ２の通電時には発熱体１１には抵抗１４を介
して入力電源１０から電流が流れ、発熱体１１の発熱量
は小さくなる。抵抗１４の値を適切に選定することによ
り、発熱量を雰囲気へ逃げる熱量と概ね等しくすること
が可能となる。したがって、発熱体の温度を精度高く定
着ローラの表面温度に対応させることができる。したが
って温度ヒューズ１３は定着ローラ１の異常温度を遅滞
なく検知し溶断することにより、定着装置の破損、発煙
等を防止することができる。

【００２６】この回路では連続通紙中も発熱体１３にヒ
ータ２への通電と同期して少い電流が流れるので、制御
回路の故障によりヒータの制御が不調となりヒータ温度
が上昇すれば、発熱体１１の温度も上昇し、温度ヒュー
ズ１３が溶断しヒータ２及び発熱体１１への通電を遮断
する。なお、連続通紙時のヒータ２への通電時間の比率
は通紙される用紙のサイズによって変化する。したがっ
て、発熱体１１のオン・オフを含む単位時間当りの発熱
量を一定にするには、用紙サイズに応じて抵抗１４の値
を変化させることが必要である。そこで抵抗値の異る抵
抗を複数個設けるか可変抵抗として用紙サイズに応じて
切換えるのがよい。

【００２７】又、いずれの実施例についても、温度ヒュ
ーズ１３の代りにサーモスタット等公知の電流遮断装置
を使用することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、定着ロー
ラの表面温度の異常上昇を時間遅れなく検知して定着ロ
ーラのヒータへの通電を直ちに遮断することができるの
で、定着装置の破損及び発煙等の事故の防止に効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路図である。

【図２】そのヒータ温度と温度ヒューズとの温度上昇曲
線を対比して示す曲線図である。

【図３】本発明の第２実施例の回路図である。

【図４】熱ローラ定着装置の一般的な構成を示す断面図
である。

【図５】その電気回路図である。

【図６】従来の定着装置の定着ローラと温度ヒューズの
温度上昇曲線を示す曲線図である。

【符号の説明】

１ 定着ローラ ２ ヒータ ３ 加圧ローラ ４ 転写紙 ６ サーミスタ（温度センサ） ７ 温度コントローラ ８ ＳＳＲ（ソリッドステートリレー） ９ 第１温度ヒューズ １０ 入力電源 １１ 発熱体 １２ スイッチ １３ 第２温度ヒューズ（温度検出素子） １４ 抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒータを内蔵する定着ローラの異常温度
   を検知して上記ヒータの電源を遮断する画像形成装置用
   定着装置の温度過昇防止装置において、 上記定着ローラ用ヒータと並列に発熱体とスイッチとを
   直列に接続し、上記定着ローラ用ヒータ及び上記発熱体
   に直列に接続され上記発熱体に接し、又は内蔵されその
   温度が所定の温度に達した時電流を遮断する温度検出素
   子を有し、定着装置への通紙中は上記のスイッチがオフ
   になるように制御する制御手段を有することを特徴とす
   る温度過昇防止装置。
2. 【請求項２】 ヒータを内蔵する定着ローラの異常温度
   を検知して上記ヒータの電源を遮断する画像形成装置用
   定着装置の温度過昇防止装置において、 上記定着ローラ用ヒータと並列に発熱体とこれに直列に
   抵抗及びスイッチが並列に接続された回路が接続され、
   上記定着ローラ用ヒータ及び上記発熱体に直列に接続さ
   れ、上記発熱体に接し、その温度が所定の温度に達した
   時電流を遮断する温度検出素子を有し、定着装置への通
   紙中は上記のスイッチがオフになるように制御する制御
   手段を有することを特徴とする温度過昇防止装置。