JPH10143006A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙サイズに対応した長さをもつ複数のヒー
タを内蔵する加熱ロールにおいて一部のヒータに断線が
生じても一定限度内で使用を継続することができる定着
装置を提供する。 【解決手段】 長尺ヒータ２が断線すると、該ヒータ２
に電流が流れなくなることから、ＣＰＵ１１は、断線検
出部１０の出力に基づきこれを検知する。そして、スイ
ッチ６，７に制御信号を出力し、スイッチ６をオフ、ス
イッチ７をオンとして短尺ヒータ３によって加熱ロール
を加熱する。また、長尺ヒータ２が断線した旨と短尺ヒ
ータ３で対処可能な用紙サイズを表示／操作パネル２０
に表示する。一方、短尺ヒータ３が断線すると、スイッ
チ６をオン、スイッチ７をオフとし、長尺ヒータ２によ
って加熱ロールを加熱する。また、短尺ヒータ３が断線
した旨を表示／操作パネル２０に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電子写真
方式の複写機やプリンタに用いて好適な定着装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電
子写真方式を採用した画像形成装置においては用紙上に
転写された未定着トナーを該用紙に定着させる定着装置
が用いられる。この定着装置は、ヒータを内蔵した加熱
ロールと該ロールに圧接される加圧ロールとの間に未定
着トナーが転写された用紙を通して熱と圧力によりトナ
ーを用紙上に定着させるものである。

【０００３】従来この種の定着装置においては、エネル
ギーの消費を抑える目的から、加熱ロールの軸方向に長
尺のヒータと短尺のヒータを並列に配置し、例えば幅の
狭い用紙に対しては長尺のヒータを用いずに短尺のヒー
タを用いるなど、用紙サイズに応じて適当な長さのヒー
タを選択的に切り換える技術が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の複写
機、プリンタ、ファクシミリ等においては、定着装置の
加熱ロールに内蔵される複数のヒータのうち１つでも断
線等が発生すると、定着装置全体の故障とみなし、その
旨を液晶パネル等に表示するとともにサービスエンジニ
ア等による修復がなされるまで使用不可能とされていた
ため、ユーザに対するサービスの低下が問題となってい
た。

【０００５】本発明は、このような背景の下になされた
もので、用紙サイズに対応した長さをもつ複数のヒータ
を内蔵する加熱ロールにおいて一部のヒータに断線が生
じても一定限度内で使用を継続することができる定着装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、電子写真方式を採用す
る画像形成装置における定着工程に用いられ、異なる長
さのヒータを印字媒体のサイズに応じて選択的に切り換
えて加熱される加熱ロールと、該加熱ロールに圧接され
る加圧ロールとからなる定着装置において、各ヒータに
ついて断線の有無を検出する断線検出手段と、前記断線
検出手段によって断線が検出された場合、断線が生じた
旨を示す情報を出力する出力手段と、前記断線検出手段
によって断線が検出された場合、断線していない他のヒ
ータによって対処可能な印字媒体のサイズを判断する判
断手段とを具備し、前記断線していない他のヒータを用
いて前記判断手段によって対処可能と判断されたサイズ
の印字媒体について定着処理を継続することを特徴とし
ている。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の定着装置において、前記判断手段は、さらに、断線
していない他のヒータを用いて対処可能なサイズの印字
媒体を処理する場合の条件を判断するとともに、前記出
力手段は、さらに、前記判断手段によって判断された条
件を示す情報を出力することを特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載の定着装置において、断線したヒータが長尺
ヒータである場合に、断線していない短尺ヒータを用い
て加熱ロールを余分に加熱し、長尺ヒータに対応するサ
イズの印字媒体を定着処理することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態について説明する。 Ａ：実施形態の構成 図１は、本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。なお、この実施形態は、本発明を電子写真方式を
採用した複写機に設けられる定着装置に適用したもので
ある。図１において、１１は画像形成装置の各部を制御
するＣＰＵ（中央処理装置）、１２は制御用プログラム
を記憶するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、１３はＣＰ
Ｕ１１のワークエリアとして用いられるＲＡＭ（読み書
き可能メモリ）、１４はこの画像形成装置の負荷（モー
タ、クラッチ、ソレノイド、操作部等）に制御信号を出
力する一方各種センサ出力（図示略）を取り込むための
Ｉ／Ｏインタフェースである。

【００１０】また、１は用紙上に転写されたトナー像を
定着させる定着装置であり、加熱ロールと加圧ロールと
で構成されている。２および３は各々加熱ロールに内蔵
されるヒータである。図２に示すように、加熱ロール２
５の内部には長尺ヒータ２と短尺ヒータ３が並列に配置
されており、長尺ヒータ２は、Ａ３やＢ４等の大サイズ
の用紙を定着処理する場合に用いられ、短尺ヒータ３
は、Ａ４のような小サイズの用紙を定着処理する場合に
用いられる。すなわち、これらヒータ２，３は、用紙サ
イズに応じて選択的に切り換えて使用される。

【００１１】図１において、９はサーミスタ等によって
構成される温度検出部であり、加熱ロールの温度を検出
する。この温度検出部９は、温度制御の目的で加熱ロー
ルの内部または近傍に配置され、加熱ロールの温度に応
じた温度検出信号を出力する。また、１０は断線検出部
であり、ヒータ２および３の断線検出を目的として各ヒ
ータ２，３を流れる電流の大きさを各々検出する。１５
および１６はＡ／Ｄ変換器であり、Ａ／Ｄ変換器１５は
温度検出部９から出力される温度検出信号をディジタル
信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器１６は断線検出部１０から
出力される各ヒータ２，３についての電流検出信号をデ
ィジタル信号に変換する。さらに、１７はアドレスバ
ス、１８はデータバスである。

【００１２】次に、８はヒータ２，３に電力を供給する
交流電源であり、４，５は温度制御用のトライアック素
子である。トライアック４は、ヒータ２と電源８の接続
をオンオフし、トライアック５は、ヒータ３と電源８と
の接続をオンオフする。これらトライアック４，５のゲ
ート電圧を制御してスイッチングさせることにより、加
熱ロールの温度が一定の定着温度の範囲（１６０〜２０
０℃）に収まるよう制御される。

【００１３】また、６，７は用紙サイズに応じて電源８
に接続するヒータ２，３を選択的に切り換えるためのス
イッチである。長尺ヒータ２に電源８を接続する場合、
スイッチ６がオン、スイッチ７がオフとされる。一方、
短尺ヒータ３に電源８を接続する場合、スイッチ６がオ
フ、スイッチ７がオンとされる。また、２１，２２は安
全保護用のサーモスイッチであり、平常時はオンとされ
る一方過熱時には危険回避のためオフとされる。

【００１４】さらに、１９は操作パネルコントローラで
あり、表示／操作パネル２０の表示制御を行うとともに
該パネル２０に対する入力操作を検出する。表示／操作
パネル２０は、液晶パネルからなり、コントローラ１９
の制御の下、複写指示、用紙サイズの選択、コピー枚数
等の各種入力操作を受け付け、該入力情報を表示するほ
か、断線検出部１０による検出結果、すなわち長尺ヒー
タ２と短尺ヒータ３についての断線の有無等各種情報を
表示する。

【００１５】Ｂ：実施形態の動作 次に、上記構成からなる実施形態の動作を説明する。画
像形成装置に電源が投入されると、ＣＰＵ１１は、Ｉ／
Ｏインタフェース１４を介しスイッチ６，７へ制御信号
を出力し、スイッチ６をオン、スイッチ７をオフとす
る。これにより、長尺ヒータ２によって加熱ロールが加
熱され、トライアック４のスイッチング制御により所定
温度でレディ状態となる。また、この間、ＣＰＵ１１
は、温度検出部９および断線検出部１０を走査し、加熱
ロールの温度を監視する一方、長尺ヒータ２と短尺ヒー
タ３それぞれについて断線しているか否かを判断する。
そして、下記（１）〜（４）の４つの場合に対応した動
作を行う。以下、場合を分けて説明する。

【００１６】（１）長尺ヒータ２、短尺ヒータ３のいず
れも断線していない場合 長尺ヒータ２、短尺ヒータ３のいずれも断線していない
と判断した場合、上記レディ状態が維持される。そし
て、表示／操作パネル２０にて複写指示のスタートボタ
ンが押圧されると、ＣＰＵ１１は、複写に用いられる用
紙サイズに適した長さのヒータを選択すべく、Ｉ／Ｏイ
ンタフェース１４を介しスイッチ６，７へ制御信号を出
力する。これにより、用紙サイズがＡ３またはＢ４の場
合、スイッチ６がオン、スイッチ７がオフとされ、大サ
イズに対応した長さの長尺ヒータ２によって加熱ロール
が加熱される。一方、用紙サイズがＡ４以下の場合、ス
イッチ６がオフ、スイッチ７がオンとされ、小サイズに
対応した長さの短尺ヒータ３によって加熱ロールが加熱
される。

【００１７】（２）長尺ヒータ２が断線した場合 次に、長尺ヒータ２が断線した場合の動作を説明する。
長尺ヒータ２が断線すると、該ヒータ２に電流が流れな
くなることから、ＣＰＵ１１は、断線検出部１０の出力
信号のレベル低下を判断してこれを検知する。そして、
ＣＰＵ１１は、スイッチ６，７に制御信号を出力し、ス
イッチ６をオフ、スイッチ７をオンとして短尺ヒータ３
によって加熱ロールを加熱する。一方、ＣＰＵ１１は、
長尺ヒータ２が断線した旨と短尺ヒータ３で対処可能な
用紙サイズ（この場合、Ａ４以下）とを示す文字データ
を操作パネルコントローラ１９へ送出する。操作パネル
コントローラ１９は、ＣＰＵ１１によって供給された文
字データに基づき表示／操作パネル２０に長尺ヒータ２
が断線した旨および対処可能な用紙サイズを表示する
（図３参照）。

【００１８】これにより、長尺ヒータ２が断線した場
合、ユーザは、その旨を知ることができるとともに、サ
ービスエンジニア等による長尺ヒータ２の修復がなされ
るまでの間、短尺ヒータ３による定着処理が可能な小サ
イズ（この場合、Ａ４以下）についての複写が可能とな
る。また、この間は、ＣＰＵ１１による制御の下、表示
／操作パネル２０における大サイズの選択が不能とされ
る。

【００１９】（３）短尺ヒータ３が断線した場合 次に、短尺ヒータ３が断線した場合の動作を説明する。
短尺ヒータ３が断線すると、前述の長尺ヒータ２の場合
と同様、ＣＰＵ１１が断線検出部１０の出力に基づきこ
れを検知する。そして、ＣＰＵ１１は、スイッチ６，７
に制御信号を出力し、スイッチ６をオン、スイッチ７を
オフとし、長尺ヒータ２によって加熱ロールを加熱す
る。一方、ＣＰＵ１１は、短尺ヒータ３が断線した旨を
示す文字データを操作パネルコントローラ１９へ送出
し、これにより表示／操作パネル２０に短尺ヒータ２が
断線した旨が表示される（図４参照）。

【００２０】これにより、短尺ヒータ３が断線した場
合、ユーザは、その旨を知ることができるとともに、サ
ービスエンジニア等による短尺ヒータ２の修復がなされ
るまでの間、長尺ヒータ２によってすべてのサイズにつ
いての複写が可能となる。すなわち、長尺ヒータ２によ
れば、電力の消費が大きいが、Ａ４以下の小サイズにも
対応可能なため、サービスエンジニア等によって修復が
なされるまでの間、応急的にすべてのサイズについて長
尺ヒータ２が用いられる。

【００２１】（４）長尺ヒータ２と短尺ヒータ３の双方
が断線した場合 次に、長尺ヒータ２と短尺ヒータ３の双方が断線した場
合の動作を説明する。長尺ヒータ２と短尺ヒータ３の双
方が断線すると、ＣＰＵ１１が断線検出部１０の出力に
基づきこれを検知する。そして、ＣＰＵ１１は、スイッ
チ６，７に制御信号を出力し、スイッチ６，７をともに
オフとする。一方、ＣＰＵ１１は、長尺ヒータ２と短尺
ヒータ３の双方が断線し当該複写機が使用できない旨を
示す文字データを操作パネルコントローラ１９へ送出
し、これによりその内容が表示／操作パネル２０に表示
される（図５参照）。また、この間は、ＣＰＵ１１によ
る制御の下、表示／操作パネル２０における複写指示が
不能とされる。

【００２２】Ｃ：変形例 なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、例えば以
下のような種々の変形が可能である。 （１）実施形態では、長尺ヒータ２が断線した場合、短
尺ヒータ３の長さに対応するＡ４以下のサイズのみ複写
可能としたが、短尺ヒータ３であっても危険領域に達す
る上限温度を超えない範囲内で加熱ロールを十分に加熱
をすれば、Ａ４より大きいサイズについても定着処理を
行うことが可能である。

【００２３】ここで、図６は短尺ヒータ３で加熱した場
合の加熱ロールの温度分布を示すグラフであり、縦軸は
加熱ロールの温度を、横軸は加熱ロールの軸方向の位置
を示している。このグラフにおいて、ＵＴは危険領域に
達する上限温度を、ＬＴは定着に必要な下限温度を示し
ている。したがって、ＬＴからＵＴまでの範囲が定着可
能な温度領域である。短尺ヒータ３は、Ａ４サイズに対
応した長さしか有していないため、その長さが及ばない
加熱ロールの右側の部分は低温になる。そこで、短尺ヒ
ータ３によって加熱ロールの左側を上限温度ＵＴを超え
ない範囲内で十分に加熱し、加熱ロールの右側の温度が
下限温度ＬＴを下回らないようにする（図示Ｇ１）。こ
れによって、短尺ヒータ３の長さを超えるＢ４、Ａ３サ
イズの用紙を定着処理できるようになる。

【００２４】ただし、複数枚連続して複写すると、加熱
ロールの温度が次第に低下することから、連続複写の枚
数が多い場合には加熱ロールの右側の温度が下限温度Ｌ
Ｔを下回ってしまう（図示Ｇ２）。したがって、この場
合には、例えば図７に示すように、Ｂ４サイズとＡ３サ
イズについて連続複写可能な枚数の上限を表示／操作パ
ネル２０に表示すればよい。

【００２５】一方、実施形態では、短尺ヒータ３が断線
した場合、長尺ヒータ２によってすべてのサイズに対応
するようにしたが、厳密には、長尺ヒータ２の加熱によ
ってＡ３より小さいサイズを定着処理すると、図８に示
すように、加熱ロールの右側部分は定着時に用紙が通過
しないために高温になる（図示Ｇ３）。このため、特に
Ａ４以下のサイズについて連続複写の枚数が多い場合に
は加熱ロールの右側部分の温度上昇が顕著になり、つい
には上限温度ＵＴを超えるようになる（図示Ｇ４）。し
たがって、この場合には、例えば図９に示すように、Ａ
４以下のサイズについて連続複写可能な枚数の上限を表
示／操作パネル２０に表示すればよい。

【００２６】（２）また、実施形態では、温度検出部９
は、図６または図８に示される温度分布のグラフの左端
に相当する位置に設置されていることから、グラフの右
端に相当する位置での加熱ローラの温度は推定に頼らざ
るをえないが、グラフの右端に相当する位置にも別途温
度検出部を設けるよう構成すれば、連続複写可能な枚数
の上限等をより正確に見積ることが可能になる。

【００２７】（３）さらに、別の形態として、連続複写
可能な枚数を決めるのではなく、複写を断続的に行うよ
うにして（すなわち、スキップさせて）、その断続時間
を制御し、複写枚数の制限をなくすようにしてもよい。

【００２８】（４）また、本実施形態では、ヒータ２，
３の断線検出に断線検出部１０を設けたが、これに限ら
ず、例えば温度検出部９によって断線検出を兼ねるよう
にしてもよい。すなわち、断線が生ずると温度上昇によ
る抵抗変化と比較して極端に電気抵抗が大きくなるが、
これを利用して温度検出部９の出力が所定のしきい値を
超えた場合に断線が生じたものと判断すればよい。

【００２９】（５）また、実施形態では、温度制御のた
めの電力供給制御手段としてトライアック４，５を用い
たが、これに代えてＳＳＲ（ソリッドステートリレー）
を用いてもよい。

【００３０】（６）また、実施形態では、ヒータが長尺
と短尺の２種類の場合を例としたが、これに限らず、３
種以上のヒータを切り換えて使用する場合にも本発明を
適用可能である。

【００３１】（７）また、本発明は、複写機に限らず、
電子写真方式を採用するものであればプリンタ、ファク
シミリなどその他の画像形成装置の定着装置にも適用可
能である

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、一部のヒータに断線が生じた場合、その旨がユーザ
等に知らされるとともに、サービスエンジニア等が修復
に来るまでの間、一定限度内で画像形成装置の使用を継
続することができる（請求項１ないし３）。さらに、請
求項３記載の発明によれば、通常短尺ヒータでは対処で
きない大きいサイズの印字媒体についても一定限度内で
画像形成装置の使用を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による定着装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態において長尺および短尺の各ヒー
タと用紙サイズの大きさとの関係を示す図である。

【図３】 同実施形態において長尺ヒータが断線した場
合の表示内容を例示する図である。

【図４】 同実施形態において短尺ヒータが断線した場
合の表示内容を例示する図である。

【図５】 同実施形態において長尺ヒータと短尺ヒータ
の双方が断線した場合の表示内容を例示する図である。

【図６】 変形例において短尺ヒータで加熱した場合の
加熱ロールの温度分布を示すグラフである。

【図７】 変形例において長尺ヒータが断線した場合の
表示内容を例示する図である。

【図８】 変形例において長尺ヒータで加熱した場合の
加熱ロールの温度分布を示すグラフである。

【図９】 変形例において短尺ヒータが断線した場合の
表示内容を例示する図である。

【符号の説明】

１…定着装置、２…長尺ヒータ、３…短尺ヒータ、４，
５…トライアック、６，７…スイッチ、８…交流電源、
９…温度検出部、１０…断線検出部、１１…ＣＰＵ、１
２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…Ｉ／Ｏインタフェー
ス、１５，１６…Ａ／Ｄ変換器、１７…アドレスバス、
１８…データバス、１９…操作パネルコントローラ、２
０…表示／操作パネル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 稔 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 墨田 稔久 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式を採用する画像形成装置に
   おける定着工程に用いられ、異なる長さのヒータを印字
   媒体のサイズに応じて選択的に切り換えて加熱される加
   熱ロールと、該加熱ロールに圧接される加圧ロールとか
   らなる定着装置において、 各ヒータについて断線の有無を検出する断線検出手段
   と、 前記断線検出手段によって断線が検出された場合、断線
   が生じた旨を示す情報を出力する出力手段と、 前記断線検出手段によって断線が検出された場合、断線
   していない他のヒータによって対処可能な印字媒体のサ
   イズを判断する判断手段とを具備し、 前記断線していない他のヒータを用いて前記判断手段に
   よって対処可能と判断されたサイズの印字媒体について
   定着処理を継続することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の定着装置において、 前記判断手段は、さらに、断線していない他のヒータを
   用いて対処可能なサイズの印字媒体を処理する場合の条
   件を判断するとともに、 前記出力手段は、さらに、前記判断手段によって判断さ
   れた条件を示す情報を出力することを特徴とする定着装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の定着装置におい
   て、 断線したヒータが長尺ヒータである場合に、断線してい
   ない短尺ヒータを用いて加熱ロールを余分に加熱し、長
   尺ヒータに対応するサイズの印字媒体を定着処理するこ
   とを特徴とする定着装置。