JPH0588584A

JPH0588584A - 定着装置

Info

Publication number: JPH0588584A
Application number: JP3252457A
Authority: JP
Inventors: Junji Nakai; 順二中井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】熱ローラ定着装置の定着ローラ１の異常昇温
時、定着ローラ１内の熱源２への電流遮断する温度ヒュ
ーズ等の熱応答部材６の応答遅れを解消することのでき
る手段を備えた定着装置を提供することを目的とする。【構成】熱応答温度の異る複数個の熱応答部材５，
７，８，９を設け、定着ローラ１の表棟温度が使用許容
温度範囲を越えて上昇すると各熱応答部材が順次応答す
るのに応じ、熱源の発熱量を順次減少させ、全部の熱応
答部材が熱応答した時熱源への通電を遮断する。【作用】上記の構成により、定着ローラが所定の温度
より上昇する場合の昇温勾配が緩慢になり熱源への電流
が断たれる時の応答遅れが解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置の定着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、ファクシミリ、プリン
タ等の電子写真装置の定着装置としては、図２６に示す
ように、熱源２を内蔵する定着ローラ１と、これに圧接
し従動回転する加圧ローラ４とより成り、これら２つの
ローラのニップ部に未定着トナー像を担持する転写紙を
通紙し、トナー像を転写紙面に融着して定着する熱ロー
ラ定着装置が広く使用されている。

【０００３】定着ローラ１は、アルミニュウム、鉄等の
金属の中空円筒状コアの表面に４ふっ化エチレン系の樹
脂コーティング層より成る耐熱離型層が形成されて成
り、熱源２としては一般にハロゲンヒータが使用されて
いる。定着ローラ２の表面温度が所定の定着温度（例え
ば１８５℃）を維持するために、定着ローラ１の外周面
に接してサーミスタ３が設けられ、定着ローラ１の温度
を検知し、温度調整回路により熱源２への通電を制御し
ている。加圧ローラ４は、金属コアの表面に耐熱性ゴム
（例えばシリコンゴム等）を有し、その外側を４ふっ化
エチレン系のチューブで覆って構成され、図示しない加
圧機構により、定着ローラ１に押圧され、所定の幅のニ
ップ部を形成し、定着に必要な熱が定着ローラ１から転
写紙及びトナー像に伝達されて定着が行なわれる。

【０００４】また、定着ローラ１への転写紙の巻付きを
防止するため、ニップ部の下流側には分離爪１０が設け
られている。又、サーミスタ、温度調整回路等の故障に
より定着ローラ１の温度が異常に上昇した場合、熱源２
への通電を遮断し、焼損事故を未然に防ぐための温度過
昇防止機構として、温度ヒューズ又はサーモスタット等
より成る熱応答部材５が、定着ローラ１に対向して設け
られている。

【０００５】ところで、温度ヒューズ、サーモスタット
等の熱応答部材５は、定着ローラ表面に擦過傷ができる
のを防止するため、一般に定着ローラから離隔して設け
られているので、その雰囲気温度によって応答速度が左
右される。例えば、朝一番に電源を投入した場合、特に
冬季の寒冷時など、定着装置が冷却した状態で定着ロー
ラが異常昇温した場合、図２７に示す如く、温度ヒュー
ズ等の熱応答部材の温度は定着ローラの表面温度の上昇
に遅滞なく追随せず、特に最近、定着立上り時間の短縮
に伴い、応答遅れが大きくなり、温度ヒューズが断線し
た時点では、定着ローラの表面温度は４００℃近くにも
達することがある。

【０００６】定着ローラの温度が４００℃位に達する
と、それに当接している分離爪１０や加圧ローラ４等が
熱変形してしまい、再使用不能になる。

【０００７】そこで、温度ヒューズ等の熱応答部材の動
作温度を下げることが考えられるが、動作温度を下げる
と、機械の稼動中に定着ユニット内部の温度が上昇して
くると、正常であるにも拘らず誤動作により熱応答部材
が応答し熱源への電流が遮断されることになり、動作温
度を下げることはできない。

【０００８】上記の問題点を解決することを目的とし
て、従来熱応答部材の応答性を向上させる種々の提案が
行なわれている。例えば、特開昭５８−１７４９７７号
公報、特開昭５８−１７３７７２号公報、特開昭６１−
１１７７５号公報には、熱応答部材にヒータを設け、定
着ローラの温度上昇に先向して加熱し応答性を上げるこ
とが提案されている。又、特開昭５７−７９９７４号公
報、特開昭５８−１３２７７２号公報、特開昭６３−１
６９６８０号公報には、温度ヒューズ等の熱応答部材を
定着ローラの表面に摺接する高熱伝導物質内に設けるこ
とにより応答性を向上させる手段が開示されている。そ
の他、特開昭６３−１５９８９０や特開昭５８−１９０
９７０号公報には、樹脂等の所定温度で軟化する部材を
利用して、熱応答性部材と定着ローラとの間隔を変える
ことが開示され、又特開昭５９−３４５７４号公報には
定着ローラの熱膨張により熱応答部材との距離を変える
ことが開示され又、特開昭５８−１５８６７２号公報に
は時間により熱応答部材と定着ローラとの距離を制御す
ることが開示されている。その外、バイメタルや形状記
憶合金を利用して熱応答部材と定着ローラとの距離を変
えることも提案されている。しかし、上記のいずれの提
案も構成が複雑になり、コストの増大を招く可能性が大
きい。又、特開昭５８−１９０９７０号公報に開示され
たものは、熱応答部材のホルダが常時定着ローラに摺接
しているので耐久性に問題があり、誤動作の原因となる
おそれがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱ローラ定
着装置の異常昇温時の熱源への電流を遮断する熱応答部
材の応答遅れに対して従来実施され、提案されている技
術の問題点にかんがみ、比較的簡単な構成で、熱応答部
材の定着ローラ温度に対する応答遅れを解消することの
できる手段を備えた定着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た
めの５つの発明をこゝに提案する。これらの発明は、い
ずれも熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧接する加
圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置され異常
昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部材の感応
により熱源の電流を遮断する等発熱を制御する電子写真
装置の定着装置が前提となっている。

【００１１】第１の発明は、上記の熱応答部材は、熱応
答温度が異る複数個より成り、定着ローラが使用許容温
度範囲を越えると各熱応答部材が順次熱応答するのに応
じて上記熱源の発熱量を順次減少させ、全部の熱応答部
材が熱応答した場合、熱源への通電を遮断する如く制御
する発熱量制御手段を有することを特徴とする。

【００１２】第２の発明は、上記の熱源が複数本設けら
れ、熱応答部材は熱源の数と同数設けられ、各熱応答部
材は定着ローラの異る異常温度に対して感応し、各熱応
答部材が感応する毎に対応する１本の熱源への通電を遮
断することを特徴とする。

【００１３】その場合、上記の各熱応答部材は同一定格
であって、定着ローラ表面との間隙を異ならせることに
より、定着ローラの異る異常温度に対して感応させるよ
うにすることも可能である。

【００１４】第３の発明は、上記の定着ローラ内空間
に、上記の熱源を囲繞して該熱源からのふく射熱の透過
量を可変とするふく射熱可変部材を設け、上記定着ロー
ラの温度が異常上昇した時、上記ふく射熱可変部材が熱
源から定着ローラへの供給熱量を低下させるようにした
ことを特徴とする。

【００１５】又、第４の発明は、上記定着ローラ外周面
に対向させて定着ローラの熱を吸熱する吸熱手段を設
け、上記定着ローラの温度が異常上昇した時上記吸熱手
段が作動するようにしたことを特徴とする。

【００１６】最後に、第５の発明は、上記の熱応答部材
は通常時、支持部材により定着ローラから離隔した位置
に支持されるとともに定着ローラに押圧する方向に弾性
部材により付勢され、上記支持部材はある温度以上で変
形して支持機能を失い熱応答部材は弾性部材の付勢力に
より定着ローラに当接することを特徴とする。

【００１７】なお、上記のある温度以上で変形し、熱応
答部材の支持機能を失う支持部材に代えて、熱応答部材
を保持し、該熱応答部材が定着ローラから離隔した位置
と接触する位置との間に変位可能な支持部材と、通常時
は該支持部材を熱応答部材が定着ローラから離隔する位
置に保持し、ある温度以上で定着ローラの熱膨張により
上記の支持部材の保持が解除されるアクチュエータとを
設けてもよい。

【００１８】

【作用】上記の第１の発明の構成によれば、通常の定着
温度を越えると、複数個の熱応答部材は温度の上昇に応
じて順次感応し、その度に熱源の発熱量を減少して行く
ように制御されるので、定着ローラの温度上昇は次第に
緩慢になり、熱応答部材の応答遅れが吸収され、全部の
熱応答部材が感応し、熱源の発熱が断たれる時の定着ロ
ーラの温度を従来よりも低下させることができ、定着ロ
ーラに接する加圧ローラや分離爪等の熱変形による損傷
を防止することができる。

【００１９】又、上記の第２の発明の構成によれば、複
数の熱応答部材が順次感応する度に夫々に対応する熱源
が消灯し、合計発熱量が順次減少して行くので、上記第
１の発明と同様の作用効果が得られる。

【００２０】又、第３の発明の構成によれば、定着ロー
ラの温度が異常上昇した時、ふく射熱可変部材が作動し
て、熱源から定着ローラに達するふく射熱が減少するの
で定着ローラの温度上昇は緩慢になり、上記第１、第２
発明の場合と同様の作用、効果が得られる。

【００２１】又、第４の発明の構成によれば、定着ロー
ラの温度が異常上昇した場合吸熱手段が作動し、定着ロ
ーラの熱を吸収するので、熱源の発熱量が変らなくても
定着ローラの温度上昇は緩慢になり、上記の各発明の場
合と同様の作用効果が得られる。

【００２２】最後に、第５の発明の構成によれば、通常
時定着ローラから離隔した位置に保持されている熱応答
部材は定着ローラの温度が異常上昇した場合、支持部材
の熱応答部材支持機能の喪失、又はアクチュエータの作
動により熱応答部材がバネ力により定着ローラに当接
し、定着ローラから直接熱を受けて温度上昇し、熱応答
部材の定着ローラに対する応答遅れが吸収され熱応答部
材の感応により熱源が断たれた時の定着ローラの温度
を、これに接触する部材に支障を及ぼさない温度に低減
させることができる。

【００２３】

【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。

【００２４】図１は、第１の発明を先に図２６で説明し
た熱ローラ定着装置に適用した実施例を示す図である。
したがって、同一の機能を有する部材には同一の符号を
付し、異る点に重点をおいて説明する。

【００２５】この実施例では、熱源２への通電を遮断す
る温度ヒューズ５以外の３個の熱応答部材（サーモスタ
ット又は温度ヒューズ）７、８、９が設けられている。
３個の熱応答部材７、８、９は熱応答温度が異なり、定
着ローラ１の温度が異常昇温した場合、順次感応し、そ
の都度、熱源２の発熱量を低減する。その結果、図３に
示す如く定着ローラ１の表面の温度上昇カーブは漸次寝
て行き、温度ヒューズ５の反応時間の応答遅れは吸収さ
れ、温度ヒューズ５が断線して熱源２への電流が遮断さ
れた時の定着ローラ１の表面温度を、加圧ローラ４や分
離爪１０等が再使用可能な３００℃以下の温度迄下げる
ことが可能となる。

【００２６】図２の回路図に従って説明を補足すると通
常定着装置が稼動している場合は、サーミスタ３で検出
した温度を、ＣＰＵ１１で設定温度に達しているか判断
し、トライアック１５ａで、その通電をＯＮ／ＯＦＦ
している。もし、サーミスタ３の異常やトライアック
１５ａの不良が発生すると、パワーリレー１２が作動
し、定着ヒータ２への電流をしゃ断する。パワーリレー
１２が作動しなかったら熱応答部材（図１の７〜９）が
検知し、その検知信号により、通電サイクル選択回路１
３により、トライアック１５ｂにより定着ヒータ２に
流れる電力を減少していく。この供給電力を温度上昇と
共に減少させることによって、最終的に回路が切れる熱
応答部材（温度ヒューズ）５の応答遅れを吸収し、回路
断線時の定着ローラ１の温度を低くすることができる。

【００２７】通電サイクル選択回路１３は特に図示しな
いが、複数のカウンター回路により構成されている。通
電制御は熱応答部材７〜９の検知が作動するまでは１０
０％通電するが、７が作動すると例えば１０サイクル中
の７サイクル通電、８が作動すると１０サイクル中４サ
イクル、９が検知すると１０サイクル中の１サイクル通
電に切換えられ、それぞれ７０％、４０％、１０％の電
力をヒータに供給することになる。前記は一例であっ
て、ヒータの容量や定着ユニットの条件によって、個々
に決めれば良い。供給電力の制御はこの他に変圧器によ
る印加電圧切換、チョークコイルによる電圧降下の切換
位相制御による電力切換等でも行なえる。これ等の制御
技術は公知であり当業者にとっては容易に設計できるも
のである。

【００２８】次に、図４、図５、図６により第２発明の
実施例を説明する。この実施例では、定着ローラ１の内
部空間には２本の熱源２ａ，２ｂが設けられており、こ
れに対応して２つの熱応答部材（温度ヒューズ又はサー
モスタット）５ａ，５ｂが設けられ、図５に示すように
第１熱源２ａは第１熱応答部材５ａによって電流が遮断
され、第２熱源２ｂは第２熱応答部材５ｂによって電流
が遮断されるようになっている。２つの熱応答部材５
ａ，５ｂは定着ローラ１の異なる表面温度に対して反応
するようにされており、定着ローラ１が異常に昇温し、
ある温度に達すると第１熱応答部材５ａが感応して第１
熱源への電流を断ち、定着ローラ１の温度が更に上昇し
てある温度に達すると、第２熱応答部材５ｂが感応して
第２熱源への電流を断つ。その結果、定着ローラ１、第
１，第２熱応答部材の温度上昇曲線は図６に示す如くな
り、ある温度で第１熱源が消灯し定着ローラの温度上昇
は緩慢になり、第２熱源が断たれる時の応答遅れが解消
される。

【００２９】なお、本実施例のように、定着ローラの立
ち上がり時間を短縮する為に熱源を複数個用いた定着装
置は、立ち上がり時のみ全点灯し、複写動作中は一部の
熱源しか使用しない。その理由は、例えば、機械の定格
が１００Ｖ１５Ａの機械で、第１熱源５ａを７００Ｗ
で、第２熱源５ｂを７００Ｗとすると、立ち上がり時
は、両方１４００Ｗ使用可能であるが、複写動作中は他
のユニット、例えば、光学系の露光ランプや駆動系のモ
ータや機内の熱を排熱する冷却ファンや、他の周辺機
（ＡＤＦ又はソター等）に電力配分をしなければいけな
いので、両方を使用することは不可能になる。それで定
着するのに最低限必要な熱量を供給する第２熱源５ｂを
使用することになる。従って第１熱源５ａは立ち上がり
時のみ使用する熱源となる。

【００３０】図５に示す回路図により、更に詳細に説明
する。

【００３１】機械の電源が入れられると、トライアック
，、１５ａ，１５ｂが動作し、第１熱源２ａ及び、
第２熱源２ｂに通電され、定着ローラ１を昇温する。定
着ローラ１に当接され、配置されている温度検出素子
（サーミスタ）３により、定着ローラ１の温度を検出
し、検出された温度が設定温度（１８５℃）に達した
ら、トライアック，、１５ａ，１５ｂはＯＦＦされ
第１及び代２熱源２ａ，２ｂは消灯する。この時、複写
動作可能になり、複写開始となる。次に複写動作が開始
され通紙されて、定着ローラ１の温度が低下したり、ま
た、待機中であっても、その自然放熱により、定着ロー
ラ１の温度が低下すると、サーミスタにより、その温度
を検出し、ＣＰＵ１１によりトライアック１５ｂの方
へ動作信号が送られ、第２熱源２ｂのみ点灯する（以後
第１熱源２ａは使用しないことになる）。ここで、トラ
イアック１５ａ又は１５ｂが故障して、第１熱源２
ａ又は第２熱源２ｂが通電され続けたとすると、サーミ
スタ３で得られた信号がオーバーヒート検出回路１４で
定着ローラ１のオーバーヒートを検出する。また、オー
バーヒート検出回路では、サーミスタ３の断線又はショ
ートも検出しているので、それらのうちの一つでも異常
が検出されると、パワーリレー１２が作動して、リレー
がＯＦＦされ、熱源への電力供給がしゃ断される。更
に、パワーリレー１２が故障したら、熱応答部材５ａ，
５ｂが反応し、完全に熱源２ａ，２ｂへの電力がしゃ断
される。

【００３２】本実施例の場合、定着ローラ１の温度が２
３０℃に達すると先ず第１熱応答部材５ａが反応し、次
に定着ローラ１の温度が３００℃に達すると第２熱応答
部材５ｂが反応して、それぞれの熱源２ａ，２ｂへの電
力供給をしゃ断する。従来は、両方の熱源を、共通（一
つ）の熱応答部材を用いて電流を遮断していた。熱応答
部材の熱応答が悪いのは、定着装置が冷えた状態から定
着ローラを立ち上げる時なので、その時の定着ローラの
表面温度と、熱応答部材の温度の変化は図２７の如くな
る。従来の場合は、熱応答部材に１８１℃で反応する温
度ヒューズを使用していて、その温度ヒューズが働いた
時の、定着ローラの表面温度は４００℃であった。

【００３３】本実施例の場合の、定着ローラの表面温度
と、熱応答部材との温度変化を図６に示した。本実施例
の場合、熱応答部材にはどちら共１８１℃で反応する温
度ヒューズを使用しているが、それぞれの取付位置、定
着ローラとの距離Ｇ１，Ｇ２が異なる為、温度ヒューズ
が動作する時の定着ローラ１の温度が異なる。本実施例
の場合、第１熱応答部材５ａと定着ローラ１とのギャッ
プＧ１を０．５mmにして第２熱応答部材５ｂと定着ロー
ラ１とのギャップＧ２を１．２mmに設定している。本実
施例の場合、温度ヒューズの定格が同一で、定着ローラ
１とのギャップを異ならせたが、温度ヒューズの定格を
異ならせ、第１熱応答部材が、第２熱応答部材よりも低
い温度で動作する温度ヒューズの組合わせでも良い。

【００３４】図６に示したように、定着ローラの表面温
度が２３０℃に達するまで、第１熱源２ａ、第２熱源２
ｂ共に点灯するので、定着ローラの昇温勾配が急である
が、２３０℃以上になると第１熱応答部材５ａが反応
し、第１熱源２ａが消灯するので熱源の発熱量は５０％
ダウンし、昇温勾配が寝て、第２熱応答部材５ｂへの応
答遅れによる定着ローラの昇温温度が少なくなり、加熱
手段が３００℃に達した時第２熱源２ｂも消灯する。

【００３５】次に、図７乃至図１１により、第３発明の
実施例を説明する。本実施例では、定着ローラ１の内部
空間に熱源２を囲繞して熱源２から定着ローラ１に伝播
されるふく射熱の量を可変とするふく射熱可変部材２０
が設けられている以外は図２６に示す従来の定着装置と
異るところはない。

【００３６】ふく射熱可変部材２０は図７，８に示す如
く、円筒状コア２１，２３が２重に重なって構成されて
いる。各コアは図９に示されているようにそれぞれメッ
シュ状の網部材で構成されている。内側に配置されてい
る円筒状コア２１の一端は定着ローラ１を支持する側板
に固定され、他端はもう一方の側板に固定された支持部
材２２に軸方向に摺動自在に支持されている。外側に配
置されている円筒状コア２３は内側の円筒状コア２１に
対して、軸方向に摺動可能で、一端にコイルバネ２４を
支持部材２２との間に配設し、外側円筒状コア２３の他
端が２１に当接するように付勢されいる。また、定着ロ
ーラ１の一方の端部には、外部から駆動力が伝達される
駆動伝達ギヤ２５を有し、他端には、コイルバネ２６を
有し、定着ローラ１を矢印方向に付勢しこの付勢力によ
り、定着ローラが熱膨張した時、図の矢印方向に伸びて
いくようになる。駆動伝達ギヤ２５が設けられている方
は、軸方向の位置が変化しないので、駆動部のアライメ
ント位置の変動がなく、駆動部品の寿命が長く保たれる
利点がある。

【００３７】次に、ふく射熱可変部材２０の動作説明を
図９及び図１０を使って説明する。図９は正常状態の
時、つまり定着ローラ１の表面温度が１８５℃以下の時
の図であり、図１０は定着ローラ１の温度が異常温度
（１８５℃以上）になった時の図である。正常状態の時
は内外の円筒状コア２１と２３のメッシュ形状が一致し
ているので、メッシュの開口は塞がれることなく、熱源
２から定着ローラ１へ伝播されるふく射熱は最大であ
る。装置の温度制御系又はサーミスタ等が異常になり、
定着ローラ１の温度が異常温度（例えば約２１０℃）に
達すると、それに伴ない定着ローラ１の熱膨張により、
定着ローラ１は矢印方向に伸び、外側の円筒状コア部材
２３を矢印方向にスライドさせ、図１０に示すように内
側と外側の円筒状コア２１，２３のメッシュ形状がずれ
て開口面積少なくなり、熱源２から定着ローラ１へ伝播
されるふく射熱量を減少させる。

【００３８】熱源から定着ローラに与えられるふく射熱
の量が減少することにより図１１に示す如く定着ローラ
表面の昇温勾配はゆるやかになる。このことにより温度
ヒューズ等の熱応答部材が働らく時の定着ローラの温度
を例えば３００℃と低くすることが可能になり機械のダ
メージを減少させることが可能となる。

【００３９】次に、図１２乃至１９により、第４発明の
実施例を説明する。この実施例の定着装置では、定着ロ
ーラ１の外周面に対向させて定着ローラから熱を吸収す
る吸熱装置３０が設けられている他は図２６で説明した
従来の定着装置と異るところはない。

【００４０】図１３に吸熱装置３０の詳細を示した。吸
熱装置３０は冷却部材とこれを定着ローラに接離させる
機構とから成る。３１はアクチュエータでブラケット３
２に段付ビス３３により回転自在に取り付けられ、一端
には回転可能なコロ３４を取り付け、他端は冷却部材３
９を支持する支持部材３５の切欠穴に嵌合している。ま
た引張りバネ３６により、アクチュエータ３１を介し
て、支持部材３５を上方向に持ち上げ、冷却部材３９を
定着ローラ１から離間している。支持部材３５はブラケ
ット３２に段ビス３７で取り付けられていて、上下動可
能にする為、段ビス部の所が、上下に長穴になってい
る。

【００４１】定着ローラ１の制御温度が正常な場合（１
８５℃の場合）は、冷却部材３９は定着ローラ１と離間
されているが、温度制御系の故障により、定着ローラ１
の温度が制御温度を越え昇温すると、定着ローラ１は図
１３の矢印方向に熱膨張し、定着ローラ１の一端でコロ
３４を押圧し、アクチュエータ３１が矢印方向に回動す
る。アクチュエータが動くと、冷却部材支持部材３５が
矢印方向に動き、冷却部材３９が定着ローラ１に当接
し、定着ローラ１の熱を吸熱する。

【００４２】図１４、図１５に第４発明の他の実施例を
示した。この実施例では、定着ローラ１’の両端部がテ
ーパー状に径が大きくなっており、これに対応して冷却
部材３９’に両端が端で径が小訟さくなるようにテーパ
ーが付けられ、かつ図示せぬ手段で定着ローラの中心に
向って付勢されている。定着ローラ１’の制御温度が正
常な場合は、図１４のように、冷却部材３９’と定着ロ
ーラ１’とはその両端部のテーパー面のみ接触し、それ
以外は離間しているが、定着ローラ１が異常温度に昇温
すると、定着ローラ１’が図１５の矢印方向に熱膨張
し、冷却部材３９’が定着ローラ１’に接触し、定着ロ
ーラ１’の冷却を行なう。この場合、定着ローラ１をア
ルミニウム等の熱膨張率の大きい材質を用い、冷却部材
３９’を鉄などのように、定着ローラ１’の熱膨張率よ
り低い熱膨張率の材料を用いれば良い。

【００４３】図１６に示した第４発明の他の実施例で
は、定着ローラ１の上方に冷却部材３９を配置し、冷却
部材３９は、両端をプーリを介してワイヤ３８で定着ロ
ーラから若干離隔するように吊上げ自重で定着ローラに
向って付勢されている。定着ローラ１の制御温度が正常
な場合は、図のように冷却部材３９と定着ローラ１は離
間位置にあるが、定着ローラ１が異常温度に昇温する
と、ワイヤ３８が熱で伸びて、冷却部材３９が下降し
て、定着ローラ１に当接する。この場合、支持部材はワ
イヤを用いて、定着ローラの近傍に配まわしているの
で、熱応答性が良好である。

【００４４】図１７に示した第４発明の更に他の実施例
は、冷却部材として中空の円筒４０と冷却ファン４１を
使用したものである。図１８にその回路図を示した。

【００４５】この実施例は、従来の定着装置の安全装置
の回路の中に、サーモスタット４２と冷却ファン４１を
追加している。

【００４６】図１８により、実施例の説明を行なう。定
着ローラ１に当接された温度検出素子（サーミスタ）３
により、定着ローラの表面温度をＣＰＵ１１で演算し、
定着設定温度（１８５℃）になっているか判定し、トリ
ガー信号により、トライアック１５を動作させ、熱源
（定着ヒータ）２の通電をＯＮ，ＯＦＦする。オーバー
ヒート検出回路１４は、もしトライアック１５が故障し
通電がＯＦＦしない時、サーミスタ３によりオーバーヒ
ートを検出したり、また、サーミスタ３のショートや、
サーミスタ３の断線を検出する。ＣＰＵ１１あるいはオ
ーバーヒート検出回路１４の一方でも異常を検出する
と、パワーリレーを作動させる。もし、万が一パワーリ
レー１２が故障した場合、定着ローラ１がある温度に達
すると、温度ヒューズ５が断線し定着ヒータ２への通電
が切れるようになっている。また本実施例の場合は、定
着ローラが異常温度に達すると、サーモスタット４２が
作動し、冷却ファン４１に通電され、円筒４０を冷却す
ることにより定着ローラ１を冷却するようになってい
る。

【００４７】以上の如く、本第４発明の定着装置では、
定着ローラの温度が設定値以上の温度になると、冷却部
材により定着ローラが冷却されるので、図１９に示す如
く定着ローラの温度上昇が緩慢になり、温度ヒューズ等
の熱応答部材の応答遅れを吸収するので、定着ローラの
低い温度で熱応答部材を働らかすことができるので、機
械のダメージを少なくすることが可能となる。

【００４８】最後に、第５発明の実施例を２つ図面に基
づいて説明する。図２０及び図２１に示す実施例では、
熱源２への通電をしゃ断する温度ヒューズ等の熱応答部
材５は、支持部材５１により通常時定着ローラ１から離
隔した位置に支持され、圧縮バネ５２により熱応答部材
５が定着ローラに接近する方向に付勢されている。通常
使用時（異常温度に達しない場合）は、図２０に示す如
く、熱応答部材５は支持部材５１の定着ローラ側に突出
した１対の腕の先端のふくらみ部５１ａが引掛って熱応
答部材５は定着ローラ１の表面から離隔した位置に保持
されている。しかし、定着ローラ１が異常温度になった
場合図２１に示す如く、支持部材５１の上記の１対の腕
Ａ部は熱変形により変形し、ふくらみ部５１ａの間隔が
熱応答部材５の寸法以上に拡がり、圧縮バネ５２の押圧
力により、熱応答部材５は定着ローラ１の周面に当接す
る。本実施例の場合、定着ローラ１の温度が約２５０℃
位になると、支持部材５１の５１ａ部が熱変形しやすい
ように支持部材５１は樹脂で構成されている。

【００４９】第５発明の他の実施例を図２２，２３に示
した。この実施例も、前の実施例と同様定着ローラの熱
膨張を利用し、その熱膨張により、熱応答部材と定着ロ
ーラ周面との距離を変化させるものである。定着ローラ
の熱膨張率はその材質がアルミニウムの場合、２３．９
×１０~⁶で、鉄の場合が、１１．２×１０~⁶であるた
め、定着ローラの長さを５００mmとすると、室温２５℃
から制御温度１８５℃になった時の熱膨張は、それぞ
れ、（１８５−２５）×２３．９×１０~⁶×５００＝１．９７（mm）（アルミニウムの場合）（１８５−２５）×１１．２×１０~⁶×５００＝０．８９６（mm）（鉄の場合）となり、同様に定着ローラが２５０℃になった時の熱膨
張は、（２５０−２５）×２３．９×１０~⁶×５００＝２．６９（mm）（アルミニウムの場合）（２５０−２５）×１１．２×１０~⁶×５００＝１．２６（mm）（鉄の場合）となる。

【００５０】図２２，２３において、符号６１で示す部
材は、定着ユニット側板に固定された支持部材６２に対
して定着ローラ１の軸方向にスライド可能に取付けられ
たアクチュエータである。６４はアクチュエータ６１の
軸に固定されているストッパー部材で、圧縮バネ６３に
より図において右方向に付勢され、ストッパー部材が支
持部材６２に当接し、アクチュエータが位置決めされて
いる。６５は、温度ヒューズ等の熱応答部材５を取り付
けてあるブラケットで、定着ローラ１と熱応答部材５と
のギャップが変化する方向に回動自在に支持部材６２に
取付けられ、熱応答部材５が定着ローラ１に近接する方
向に回動するように、支持部材６２との間に張設された
引張バネ６１により付勢されている。また通常時アクチ
ュエータ６１の一端はブラケット６５の端部に掛止され
ていて、熱応答部材５と定着ローラ１とのギャップがあ
る一定のギャップに保たれている。

【００５１】定着ローラ１が制御温度１８５℃になって
いる通常時には、アクチュエータ６１と定着ローラ１と
の端面とは、図２２に実線で示すようにわずかにあいて
いるが、制御系やサーミスタの異常により定着ローラ１
の温度が１８５℃を越え、異常温度になると、定着ロー
ラ１は膨張し、図２２に一点鎖線で示すように定着ロー
ラ１の端面はアクチュエータ６１に当接し、さらにアク
チュエータ６１を図の矢印方向にスライドさせる。定着
ローラ１の表面温度が２５０℃以上になると、アクチュ
エータ６１の他端がブラケット６５から外れて、ブラケ
ット６５は引張バネ６６の付勢力により図２３に矢印で
示す方向に回動する。その結果、熱応答部材５は定着ロ
ーラ１に圧接する。

【００５２】この実施例のように、定着ローラの軸方向
の熱膨張を検出してアクチュエータを作動させる方法に
於いては、検出精度を高めるために図に示すように、定
着ローラ１のアクチュエータ６１を設ける方の端部と反
対側の端部では軸方向に定着ローラ１とこれを支持する
側板との間にバネ６７を設け、定着ローラ１の軸端が側
板に支持された軸受に圧接する方向に付勢し、熱膨張が
この端部を基準に発生するようにしておき、アクチュエ
ータを設けた側に伸びが現れるようにするのが良い。

【００５３】以上説明した２つの実施例では、通常時熱
応答部材５を定着ローラ１から離隔した所定の位置にバ
ネ力に抗して掛止する掛止手段を、定着ローラ１が所定
の異常温度に達した時支部材の熱変形又は定着ローラの
軸方向の熱膨張により作動するアクチュエータにより掛
止を外すことにより、熱応答部材５をバネ力により定着
ローラ周面に圧接させるようにしたので、従来の技術の
項で言吸した特開昭５８−１９０９７号公報に開示され
ている所定の温度で軟化する樹脂を用いた部材を利用
し、あるいは特開昭５９−３４５７４号公報に開示され
ているように定着ローラの軸方向の熱膨張により、熱応
答部材を定着ローラに近付けるようにした構成のものと
異り、熱応答部材は正常時には確実に定着ローラから離
れた位置に保持され、所定の異常温度に達すれば極めて
確実に定着ローラ周面に圧接される。

【００５４】図２５に本発明の昇温特性の一例を示し
た。この例では、定着ローラの表面温度が２５０℃以下
の時は熱応答部材としての温度ヒューズは定着ローラか
ら離れ、ふく射熱により昇温していたものが、定着ロー
ラ表面温度が２５０℃に達すると温度ヒューズは定着ロ
ーラに圧接し、熱伝導により定着ローラから熱が伝達さ
れ温度が急速に上昇し、応答温度（この例では１８５
℃）に達し、熱源への通電を遮断する。この時点で定着
ローラの表面温度は２８０℃であった。つまり正常な状
態では２５０℃以下（１８５℃）なので熱応答部材の耐
久劣化（劣化により動作温度が低下する）を見込んでも
余裕ある状態で使用でき、一旦異常状態になると２５０
℃でステップ的に熱伝達の方法が変わるので反応が早く
なる。

【００５５】

【発明の効果】以上の如く、第１乃至第４の発明によれ
ば、定着ローラの表面温度がある異常温度に達すると定
着ローラに内蔵されている熱源の発熱量が減少し、ある
いは冷却手段により冷却されて定着ローラの表面温度の
上昇が緩慢になり、温度ヒューズ等の熱応答部材の応答
時点での応答遅れが解消し、定着ローラの温度上昇を低
く押えることができるので、定着ローラに接する加圧ロ
ーラ、その他の部材の熱による損傷を防止する上に効果
が得られる。

【００５６】又、第５発明によれば、定着ローラがある
異常温度に達すれば熱応答部材が定着ローラ表面に圧接
し、熱伝導により定着ローラから熱が伝達されるので熱
応答部材は急速に昇温して応答遅れがなくなり、応答時
の定着ローラの温度上昇を低く押えることができ、第１
乃至第４の発明と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図２】その制御回路を示す回路図である。

【図３】その定着ローラ及び温度ヒューズの昇温特性を
示す曲線図である。

【図４】第２発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図５】その制御回路を示す回路図である。

【図６】その定着ローラ及び温度ヒューズの昇温特性を
示す曲線図である。

【図７】第３発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図８】その定着ローラ、熱源及びふく射熱可変部材の
縦断面図である。

【図９】そのふく射熱可変部材の内外円筒状コアのメッ
シュの開口位置が重った状態を示す内面図である。

【図１０】その内外円筒状コアのメッシュの開口がずれ
た状態を示す内面図である。

【図１１】その実施例の定着ローラと温度ヒューズの昇
温特性を示す曲線図である。

【図１２】第４発明の構成を示す断面図である。

【図１３】その要部を示す斜視図である。

【図１４】第４発明の他の実施例の構成を示す部分側面
図である。

【図１５】図１４とともにその作用を説明する側面図で
ある。

【図１６】第４発明の他の実施例を示す縦断面図であ
る。

【図１７】第４発明の更に他の実施例の構成を示す一部
断面を全む側面図である。

【図１８】その実施例の制御回路を示す回路図である。

【図１９】その実施例の定着ローラと温度ヒューズの昇
温特性を示す曲線図である。

【図２０】第５発明の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２１】その作用を説明する断面図である。

【図２２】第５発明の他の実施例の構成を示す部分的な
側面図である。

【図２３】その斜視図である。

【図２４】その定着ローラのアクチュエータ設置側の反
射側の端部の望ましい構成を示す一部断面を含む側面図
である。

【図２５】第５発明の定着ローラと温度ヒューズの昇温
特性を示す曲線図である。

【図２６】従来の熱ローラ定着装置の代表的な構成を示
す断面図である。

【図２７】その定着ローラ及び温度ヒューズの昇温特性
を示す曲線図である。

【符号の説明】

１定着ローラ２，２ａ，２ｂ熱源３サーミスタ４加圧ローラ５，５ａ，５ｂ，７，８温度ヒューズ（熱応答部
材）１０分離爪１１ＣＰＵ１２リレー１３通電サイクル選択回路１４オーバーヒート検出回路１５，１５ａ，１５ｂトライアック２０ふく射熱可変部材２１，２３円筒状コア３０吸熱装置３９，３９’ 冷却部材４０円筒４１冷却ファン４２サーモスタット５１温度ヒューズ支持部材５１ａ掛止部５２，６６バネ６１アクチュエータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧
接する加圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置
され異常昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部
材の感応により熱源の発熱を制御する電子写真装置の定
着装置において、上記の熱応答部材は、熱応答温度が異る複数個より成
り、定着ローラが使用許容温度範囲を越えると各熱応答
部材が順次熱応答するのに応じて上記熱源の発熱量を順
次減少させ、全部の熱応答部材が熱応答した場合、熱源
への通電を遮断する如く制御する発熱量制御手段を有す
ることを特徴とする定着装置。
【請求項２】熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧
接する加圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置
され異常昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部
材の感応により熱源への通電を遮断する電子写真装置の
定着装置において、上記の熱源が複数本設けられ、熱応答部材は熱源の数と
同数設けられ、各熱応答部材は定着ローラの異る異常温
度に対して感応し、各熱応答部材が感応する毎に対応す
る１本の熱源への通電を遮断することを特徴とする定着
装置。
【請求項３】上記の各熱応答部材は同一定格であっ
て、定着ローラ表面との間隙を異ならせることにより、
定着ローラの異る異常温度に対して感応させるようにし
たことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧
接する加圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置
され異常昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部
材の感応により熱源への通電を遮断する電子写真装置の
定着装置において、上記の定着ローラ内空間に、上記の熱源を囲繞して該熱
源からのふく射熱の透過量を可変とするふく射熱可変部
材を設け、上記定着ローラの温度が異常上昇した時、上
記ふく射熱可変部材が熱源から定着ローラへの供給熱量
を低下させるようにしたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧
接する加圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置
され異常昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部
材の感応により熱源への通電を遮断する電子写真装置の
定着装置において、上記定着ローラ外周面に対向させて定着ローラの熱を吸
熱する吸熱手段を設け、上記定着ローラの温度が異常上
昇した時上記吸熱手段が作動するようにしたことを特徴
とする定着装置。
【請求項６】熱源を内蔵する定着ローラと、これに圧
接する加圧ローラと、上記定着ローラに対向させて配置
され異常昇温に感応する熱応答部材を有し、該熱応答部
材の感応により熱源への通電を遮断する電子写真装置の
定着装置において、上記の熱応答部材は通常時、支持部材により定着ローラ
から離隔した位置に支持されるとともに定着ローラに押
圧する方向に弾性部材により付勢され、上記支持部材は
ある温度以上で変形して支持機能を失い熱応答部材は弾
性部材の付勢力により定着ローラに当接することを特徴
とする定着装置。
【請求項７】上記のある温度以上で変形し熱応答部材
の支持機能を失う支持部材に代えて、熱応答部材を保持
し、該熱応答部材が定着ローラから離隔した位置と接触
する位置との間に変位可能な支持部材と、通常時は該支
持部材を熱応答部材が定着ローラから離隔する位置に保
持し、ある温度以上で定着ローラの熱膨張により上記の
支持部材の保持が解除されるアクチュエータとを有する
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。