JPH01312575A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −千１ 本発明は一般に画像形成装置に間し、特に例えば、転写
材上に形成された可視画像の画像定着を行なう定着装置
を備えた電子写真複写装置やレーザビームプリンタのご
とき画像形成装置に関する。

の　　　− 周知のように、この種の画像形成装置にあっては、その
内部に画像形成部や転写材搬送系等とともに定着装置が
設けられており、該定着装置によって転写材上に形成さ
れた可視画像の該転写材への画像定着が施されるように
なっている。前述した定着装置について更に説明すれば
、該定着装置は１画像形成部において実行される帯電、
像露光、現像、転写の各工程を経て原稿画像情報に対応
する可視画像が形成された転写材が転写材搬送系によっ
て搬送されてくると、この転写材を定着ローラと加圧ロ
ーラとから成るローラ対で受けて加熱、加圧することに
よって画像定着を施すようになっているものである。定
着装置は、上述した定着ローラと加圧ローラ以外に、定
着ローラを回転自在に軸支している回転軸に設けられて
いる定着ヒータ、定着ローラ、加圧ローラの外周面温度
を検知するサーミスタ、定着ヒータに給電する駆動電源
、前記外周面温度を画像形成のシーケンス実施中は常に
画像定着を行なうのに必要な温度に調整すべくサーミス
タから出力される検出信号を読み込んで定着ヒータの駆
動を制御する制御系及び何らかの原因により制御系が故
障したときに、制御系に代って駆動電源からの定着ヒー
タに対する給電を遮断するサーモスイッチ等を有してい
る。

前述したごとき構成の画像形成装置の中で例えば１００
Ｖ／ｌ　１５Ｖの規格の電源（即ち、１００■系の電源
）に対して適合するように構成されている画像形成装置
は、１００Ｖの印加電圧にて前記定着装置が充分な画像
定着を行なうことが可能な最小ヒータ電力が得られるよ
うになっており、又、２００Ｖ／２２０Ｖ／２４０Ｖ（
７）規格の電源（即ち、２００Ｖ系の電源）に対して適
合するように構成されている画像形成装置は、２４０Ｖ
の印加電圧にて前記定着装置がオーバーシュートや温度
リップル（即ち最大温度値と最小温度値との差分）等の
抑制が可能で且つ充分な画像定着を行なうことが可能な
最大ヒータ電力が得られるようになっている。

ｉｉＱ　’ｙ９したサーミスタとサーモスイッチとにつ
いて更に説明すれば、前記サーミスタ及びサーモスイッ
チは、ともに第５図装置Ｅにて示す部位における定着ロ
ーラの外周面温度が検知可能な位置に配設されている。

なお、サーモスイッチは、その機能からして定着ヒータ
に対して直列になるように定着ヒータを駆動する駆動回
路に接続されている。サーミスタとサーモスイッチとを
上述したごとき態様で配設した理由は、以下のようであ
る。

即ち、）１０逃した画像形成装置が画像形成プロセスを
実行する準備段階にあるときの定着ローラの外周面温度
は、縦軸に温度値を、横軸に定着ローラの軸方向を夫々
とった第５図にて図示するような２つの極大温度値を持
った温度曲線によって表わされる。このような温度曲線
を持っている定着ローラの外周面温度を１画像形成プロ
セスの実行段階において所定の温度値になるように温度
制御するに際しては、画像の定着性を良好に保持するた
めに前記定着ローラ外周面上の温度リップルをできるだ
け小さくする必要がある。そこで前述した画像形成装置
においては、前記定着ローラの外周面温度を検知するサ
ーミスタを、定着ローラの軸方向の定着ローラ外周面温
度の略平均値が現われる部位（第５図装置Ｅ）に配設し
ている。又、前記サーモスイッチについても、該サーモ
スイッチを例えば第５図装置Ｆにて示すごとき定着ロー
ラの外周面温度の極大値が現われる部位に配設すると、
前記画像形成装置が画像形成プロセスの準備段階から実
行段階に移行する時点でオーバーシュートが発生した場
合にサーミスタが配設されている部位とサーモスイッチ
が配設されている部位との間に温度差があるので、駆動
回路や制御回路のごとき制御系が故障していないのにサ
ーモスイッチが動作してしまうおそれがある。そのため
、前記画像形成装置にあっては、前記サーモスイッチに
ついても、サーミスタが検知する定着ローラの外周面温
度値と同一温度値が検知可能な位置即ち第５図装置Ｅに
配設することとしたものである。

本願出願人は、上述したごとき構成の画像形成装置に更
に改良を加えるべく、１ｏｏｖ系の駆動電源及び２０Ｏ
Ｖ系の駆動電源のいずれを接続しても前述したごとき不
具合の発生を防止し得る画像形成装置を提案するに到っ
た。

然るに、上述した提案に係る画像形成装置にあっても１
例えば２００Ｖ系の駆動電源を使用中に定着ヒータ駆動
回路や制御回路等に故障が発生して、定着ヒータが暴走
した場合には、２００Ｖ系の駆動電源を使用しているこ
とによって定着ヒータへの給電電力量が増大しているた
めに定着ヒ−タの温度上昇率が増大しており、よってサ
ーモスイッチが動作して定着ヒータに対する給電を遮断
するまでの間に定着ヒータ及びその周辺機器類が異常に
高温になってしまいこれら機器類が発煙、発火してしま
うという問題点が生ずる。−方、このような問題点の発
生を防止するために。

２００Ｖ系のＴＩｊＡ動電源使用時の定着ヒータに対す
る給電電力量を制限すると、１００Ｖ系の駆動電源を使
用したときの定着ヒータに対する給電電力量は不足する
こととなるので、定着ローラの外周面温度を所定の定着
温度値に保持することができないという別の問題点が生
ずる。

従って本発明は、上述したごとき問題点を解決するため
に創案されたものであって、その目的は、給電電圧値の
異なる駆動電源を使用しても、定着ヒータの温度上昇率
の相違に起因する定着ヒータ及びその周辺機器類が発煙
５発火するごとき不具合を防止することが可能であると
ともに、定着ローラの外周面温度を所定の定着温度値に
保持することが可能な画像形成装置を提供することであ
る。

るため Ｅ足口的は、本発明に係る画像形成装置によって達成さ
れる。要約すれば、本発明は、加圧回転体と当接し前記
加圧回転体と協働して転写材上に形成された可視画像の
画像定着を行なう定着回転体と、前記定着回転体内に設
けられ前記定着回転体を加熱する加熱手段と、前記加熱
手段に給電する給電手段と、前記定着回転体の温度を検
知する温度検知手段と、前記温度検知手段から出力され
る温度検出信号に基づき前記定着回転体全域に亘って前
記定着回転体の温度が所定の温度値になるように前記加
熱手段の駆動を制御する制御手段と、前記加熱手段の最
大発熱量が得られる部位に対応する前記定着回転体の領
域における前記定着回転体の温度を検知するとともに前
記定着回転体の温度が所定値以上に達したときに前記給
電手段からの前記加熱手段に対する給電を遮断する給電
遮断手段とを有することを特徴とする画像形成装置であ
る。

実」１例 以下１図面により本発明の一実施例について説明する。

第２図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置を示し
たものである０本発明の一実施例に従う画像形成１１ｔ
Ｍの概要は、以下のようである。即ち、第２図において
１画像形成装置の棒体１００（以下単に「枠体１００Ｊ
という）によって画定される内部空間の下部で且つ転写
材の移動方向始端側（第２図右側）には、転写材供給機
構即ち給紙コロ３９及びレジストローラ対４０が設けら
れている。一方、前記枠体１００内の前記給紙コロ３９
、レジストローラ対４０と対向する転写材の移動方向終
端側（第２図左側）には、転写材排出機構即ち排紙コロ
４１が設けられている。前記枠空間部には、転写材搬送
手段即ち転写材搬送方向始端側と転写材搬送方向終端側
とが駆動ローラとフイドラローラとに巻回されている転
写材搬送ベルト３３と、画像形成部即ち画像形成ユニッ
トＩ、■、■、■とが設けられている。転写材搬送ベル
ト３３は、レジストローラ対４０により送り込まれた転
写材を受けて搬送するようになっている０画像形成ユニ
ットＩ、■、■、■は、前記転写材搬送ベルト３３の上
側から前記転写材搬送ベルト３３と近接せしめられ、前
記転写材搬送ベルト３３によって移動する転写材に対し
て形成された可視画像を順次転写するように構成されて
いる。更に前記転写材搬送ベルト３３の転写材搬送方向
終端側及び前記排紙コロ４１と近接して画像定着機構た
る定着手段即ち定着器４２が設けられている。前記定着
器４２内には、第２図上方に定着回転体即ち定着ローラ
７が、該定着ローラ７の下方には該定着ローラ７の外周
面と当接して加圧回転体即ち加圧ローラ９が夫々配設さ
れている。

本実施例においては、前記定着ローラ７には板厚１．４
ｍｍ、外径２５φのものが、又前記加圧ローラ９には外
径が２０φで総圧で６ｋｇの圧力が加えられるものが夫
々採用されている。前記枠体１００の給紙コロ３９．レ
ジストローラ対４０が設けられている側には開口部が形
成されていて。

該開口部には、着脱自在な転写材収納カセット３８が嵌
着されている。一方、前記枠体１００の排紙コロ４１が
設けられている側にも開口部が形成されていて、該開口
部には前記排紙コロ４１によって枠体１００外へと排出
された転写材を受ける着脱自在な排出トレイ３７が嵌着
されている。

なお、上述したごとき構成の画像形成装置にて行なわれ
る画像形成のプロセスは、カールソン電子写真プロセス
として既によく知られているから。

その説明は省略する。

第１図は、本発明に従う画像形成装置が具備している制
御系の構成を示す０本発明に従う画像形成装置が具備し
ている制御系は、第１図を参照して明らかなように、制
御手段即ちＣＰＵＩとＲＯＭ２と電圧判定回路１４とを
有しているコントロールユニット２０と、モータドライ
ブ回路１２により駆動されるようになっているメインモ
ータ系と、給電手段即ち定着ヒータドライブ回路１１に
より駆動されるようになっている加熱手段即ち定着ヒー
タ８系とに大別される。前述したメインモータ系を形成
しているモータドライブ回路１２は、コンセント５．低
圧電源４を介して画像形成装置と接続している駆動電源
（図示しない）からの給電を受けるとともに、ＣＰＵＩ
から出力される駆動指令信号に基づいて駆動手段即ちメ
インモータ１０を駆動するようになっている。メインモ
ータ１０は、本発明に従う実施例においては、該モータ
１０の回転軸が定着器４２の定着ローラ７や加圧ローラ
９を始め、前記各画像形成ユニットＩ〜■の感光体ドラ
ム３５Ｃ等、転写材搬送ベルト３３、給紙コロ３９に対
して前記メインモータ１０の駆動力を伝達するようにな
っている動力伝達機構（図示しない）と連結されている
ものである。前記定着ヒータドライブ回路１１は、コン
セント５を介して前記駆動電源からの給電を受けるとと
もに、ＣＰＵＩから出力される駆動指令信号に基づいて
前記定着ローラ７内に配設されている前記定着ヒータ８
を駆動するものである。前記定着ヒータ８には、定格２
４０Ｖ、ｌ１００Ｗのハロゲンヒータが採用されている
。又、前記定着ヒータドライブ回路１１には、前記定着
ヒータドライブ回路１１が故障したときに、前記定着ヒ
ータドライブ回路１１から前記定着ヒータ８への通電を
遮断する給電遮断手段即ちサーモスイッチ１３が接続さ
れている。前記定着ローラ７の外周面近傍には、前記定
着ローラ７の温度を検知して該検知した温度に応じた電
気信号を前記ＣＰＵＩに出力する温度検知手段即ちサー
ミスタ６が配設されている。前記サーモスイッチ１３及
び前記サーミスタ６については後に詳述する。前述した
低圧電源４にｌｌ　　１００Ｖ／１１５Ｖの駆動電源、
２００Ｖ／２２０／２４０Ｖ（Ｆ）駆動電源が、前記画
像形成装置に対して自在に接続が可能なように切換えス
イッチが設けられている。前記低圧電源４は、前記モー
タドライブ回路１２に対して駆動電源を給電するのみな
らず、前述したコントロールユニット２０に対しても駆
動電源を給電するように構成されている。前記コンセン
ト５には、前記画像形成装置に対して１００Ｖ／１１５
Ｖの駆動電源を接続するときに使用されるものと、２０
０ｖ／２２ｏＶ／２４０Ｖの駆動電源を接続するときに
使用されるものとの２種類があり、夫々接続する駆動電
源の定格に応じて画像形成装置に対する取り付け、取り
外しが自在になっている。

前述したコントロールユニット２０のＲＯＭ２には、制
御プログラム等（例えば定着ローラ７の外周面温度を所
定の定着温度値になるように制御する温度制御シーケン
ス）が内蔵されており、ヌ必要データも記憶されている
。前記ＲＯＭ２に記憶されているデータとしては、例え
ば、前記定着ローラ７の温度値に関するデータ（即ち、
定着器Ｗ１４２による画像定着が可能な複数の定着温度
値データ）や、ＣＰＵＩが、後述する電圧判定回路１４
から出力される電圧判定結果等により定着ローラ７の外
周面温度を予め設定された温度上昇率（例えば、３℃／
　ｓ　ｅ　ｃ　）にて温度制御することが可能なように
使用され得る駆動電源の定格電圧値毎に設定されている
温度監視時間データ及び監視温度値データ等がある。な
お、前述した温度制御シーケンスは、例えば画像形成装
置に２００Ｖ系の駆動電源を使用したときに生ずるオー
バーシュートを抑制するために行なわれるものである。

前記温度制御シーケンスは、ＲＯＭ２に記憶されている
温度監視時間を１周期として各々の周期毎にサーミスタ
６から出力される温度検出信号を数回読み込み、各周期
毎に検知した温度値が前記監視温度値に到達するまでは
定着ヒータ８の駆動を継続し、各温度監視時間内に監視
温度値に到達すると、各々の温度監視時間の残り時間は
定着ヒータ８の駆動を停止するごとき制御であって、定
温度上昇率制御と称されるものである。前記温度監視時
間と監視温度値とを適宜な値に設定すれば、ｔｏｏｖ系
の駆動電源を使用したときと、２００ｖ系の駆動電源を
使用したときのいずれの場合にも、定着ローラ７の外周
面温度の上昇率を略一定とすることが可能となり、更に
は１画像形成プロセス実行準備段階において、定着ロー
ラフの軸方向（第３図、第７図横軸にて示す）における
温度分布を略均−化することが可能である。前記電圧判
定回路１４は、ＣＰＵＩの制御下で、コンセント５、低
圧電源４を介して給電される駆動電源の電圧が１００ｖ
系か２００Ｖ系かを判定して該判定結果をＣＰＵＩに出
力するように構成されている。ＣＰＵＩは、算術演算及
び論理演算を行なう、ＣＰＵＩは、ＲＯＭ２に記憶され
ている温度制御のシーケンスに従い、サーミスタ６から
出力される温度検出信号に基づいて定着ローラ７の外周
面温度が所定の定着温度値になるように所謂定温度上昇
率制御を行なうものである。

更に本発明の一実施例に従えば、前記サーミスタ６は１
画像形成プロセス実行準備段階において前記定着ローラ
７の略平均温度値が現われる領域（即ち、第３図装置Ｃ
又は第５図位ＩＩＥにて示す領域）に配設されており、
前記サーモスイッチ１３は、前記定着ヒータ８の最大発
熱量が得られる部位（即ち、配光量が最大の部位）に対
応する前記定着ローラ７の領域（即ち、第３図位１１Ａ
又はＢ、第５図位ｆｆ１Ｆにて示す領域で暴走時に最も
高温となる部位）に定着ローラ７の外周面と当接状態で
配設されている。前記サーモスイッチ１３は、前記定着
ローラ７の外周面温度が所定値以上に達したことを検知
すると前記定着ヒータドライブ回路１１からの前記定着
ヒータｑに対する給電を遮断するように構成されている
。このようにサーミスタ６とサーモスイッチ１３とを配
設したとしても、画像形成プロセスの実行準備段階より
画像形成プロセスが完了するまでの間ＣＰＵＩが前述し
たような所謂定温度上昇率制御を行なっているので定着
ローラ７の外周面温度は軸方向全域に亘って略均−とな
るために、定常駆動状態においてはサーミスタ６の検知
した温度とサーモスイッチ１３の雰囲気温度とは略凹−
となる。従って、定着ヒータドライブ回路１１やコント
ロールユニット２０が故障していないのに、サーモスイ
ッチ１３が誤動作して定着ヒータドライブ回路ｉｔから
の定着ヒータ８に対する給電が遮断されるような不具合
が発生するのを防止することができる。又一方、定着ヒ
ータドライブ回路１１やコントロールユニット２０が故
障して定着ヒータドライブ回路１１からの定着ヒータ８
に対する給電の制御が不可能となった場合でも定着ヒー
タ８の暴走時に最も高温となる部位にサーモスイッチ１
３が配設されているので、定着ヒータ８や定着ローラ７
及びその周辺機器類が発煙、発火する以前に前記給電を
遮断することができる。

上述したごとき構成の画像形成装置において。

２４０Ｖの駆動電源を使用中に定着ヒータ８が暴走した
場合には以下に説明するごときプロセスを経て定着ヒー
タドライブ回路１１からの定着ヒータ８に対する給電が
遮断されることとなる。定着ヒータドライブ回路１１及
びコントコールユニット２０が故障状態にあるときに、
コンセント５を介して２４−’ＯＶの駆動電源からの給
電が継続されると、定着ヒータ８は、ｉｉｏｏｗのヒー
タ電力で急激に定着ローラ７を加熱していく（この加熱
時における定着ローラｌの温度−上昇率は、１０〜ｂ に、定着ヒータ８（即ち、ハロゲンヒータ）の配光分布
は、第４図にて図示するごとき軸方向両端に配光量の極
大値が存在するようになっているので、暴走時の定着ロ
ーラ７の温度分布も、第４図にて図示したごとく軸方向
両端に極大温度値が存在するようになる。定着ヒータ８
のヒータ電力が１１００Ｗに設定されていると第３図位
ＩＡ又はＢと位１ｃ及びＤとの間で生ずる定着ローラ７
の温度差が大きくなり、従来技術に従う画像形成装置の
ようにサーモスイッチェ３が第３図位置Ｃ付近の部位に
配設されていたのでは、サーモスイッチ１３が動作した
時点では前記位ｊｌＡ又はＢにおける温度はかなり高く
なってしまう１例えば、定着ヒータ８に２４０■、ｉｉ
ｏｏｗ、配光分布が１６０％のハロゲンヒータを使用し
、サーモスイッチ１３に動作温度が２１０℃のものを前
記位置Ｃに配設した場合には、前記位置Ｃの温度が３２
０〜３３０℃程度に達するとサーモスイッチ１３は動作
することとなる。しかしながら、該時点における前記位
置Ａ及びＢの温度は３７０℃程度に達しており発煙又は
発光の危険性が極めて太きくなっている。然るに、本発
明に従う−実施例においては、サーモスイッチ１３が前
記位ＩＡ又はＢに配設されているので、定着ローラ７の
最高温度値が現われる部位の温度値を、３２０℃〜３３
０℃程度に抑制することができるので、発煙、発火の危
険性をなくすことができる。

一方、１００Ｖの駆動電源を使用中に定着ヒータ８が暴
走した場合には以下のようになる。１００ｖ系の駆動電
源を使用しているときの定着ヒータ８のヒータ電力量は
２００Ｖ系の駆動電源使用時と比較してかなり小さくな
り、本実施例では約２８５Ｗとなる。ヒータ電力が約２
８５Ｗに設定されている定着ヒータ８からの加熱による
定着ローラ７の温度上昇率はかなり緩やかとなり（本実
施例においては、ご３℃／　ｓ　ｅ　ｃである）、サー
モスイッチ１３自身の温度上昇率と定着ローテアの温度
上昇率との差が小さくなり、即ち、サーモスイッチ１３
自身の温度と定着ローラ７の位ＩＡ近傍の温度との間の
温度値が小さくなる。よって、サーモスイッチ１３は定
着ローラ７の位置Ａ付近の温度が略サーモスイッチ１３
の動作温度になった時点で動作することとなる０例えば
、定着ヒータ８に、定格２４０■、ｔｉｏｏｗ、配光分
布が１６０％のハロゲンヒータを使用し、サーモスイッ
チ１３に動作温度が２１０℃のものを使用した場合には
、定着ローラ７の位ＩＡ付近の温度が約２５０℃に達し
た時点で前記サーモスイッチ１３は動作することとなる
。

以上説明した内容から明らかなように１本発明に従う一
実施例によれば、１ｏｏｖ系の駆！！ｌＩ′１１を源と
２００Ｖ系の駆動電源のいずれの駆動電源を使用しても
、定着ヒータ８の暴走に起因する定着ヒータ８及びその
周辺機器類の発煙、発火を防止することが可能となった
。

本実施例においては、サーモスイッチェ３は定着ローラ
７の外周面に当接状態で配設することとしたが、サーモ
スイッチ１３に代えて熱昇革型のサーモヒユーズを定着
ローラ７の外周面に対して非接触で配設することとして
もよい、又、一種類の駆動電源を使用する場合であって
も、ヒータ電力が高い（例えば、ｔｏｏｏｗ程度）定着
ヒータ８を備えた画像形成装置であれば、本発明は有効
に適用できる。更には、前述した定温度上昇率制御以外
に定格電圧の異なる複数の駆動電源を使用した場合に画
像形成プロセスの実行準備段階における定着ローラ７の
湿度上昇率が略一定に制御できる制御方法、例えば、画
像形成プロセスの実行準備段階初期に定着ローラ７の温
度上昇率を求めて電圧判定回路１４により駆動電源の電
圧値を判定し、前記画像形成プロセスの実行準備段階途
中から前記判定結果に対応して温度上昇率を可変するよ
うに制御しても差支えない。

１几立ムｊ 以上説明したように、本発明によれば、給電電圧値の異
なる駆動電源を使用しても、加熱手段の温度上昇率の相
違に起因する加熱手段及びその周辺機器類が発煙、発火
するごとき不具合を防止することが可能であるとともに
、定着回転体の外周面温度を所定の定着温度値に保持す
ることが可能な画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
している制御系の構成を示したブロック図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置の全体
構成を示す縦断面図である。 第３図、第４図、第５図は１本発明の一実施例に従う画
像形成装置の作用説明図である。 ６：サーミスタ　　　　　　　　　　　　　　区７“定
着０−ラ　　　　　　　　　　　　　Ｃｕ１１：定着ヒ
ータドライブ回路 １３：サーモスイッチ ２０：コントロールユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）加圧回転体と当接し前記加圧回転体と協働して転写
   材上に形成された可視画像の画像定着を行なう定着回転
   体と、前記定着回転体内に設けられ前記定着回転体を加
   熱する加熱手段と、前記加熱手段に給電する給電手段と
   、前記定着回転体の温度を検知する温度検知手段と、前
   記温度検知手段から出力される温度検出信号に基づき前
   記定着回転体全域に亘って前記定着回転体の温度が所定
   の温度値になるように前記加熱手段の駆動を制御する制
   御手段と、前記加熱手段の最大発熱量が得られる部位に
   対応する前記定着回転体の領域における前記定着回転体
   の温度を検知するとともに前記定着回転体の温度が所定
   値以上に達したときに前記給電手段からの前記加熱手段
   に対する給電を遮断する給電遮断手段とを有することを
   特徴とする画像形成装置。