JPH04342280A - 定着装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミリ
、プリンタ等の画像形成装置の定着装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複写機等においては転写紙に形成された
トナー像を定着するために加熱定着ローラを有する定着
装置が広く使用されている。

【０００３】従来、定着装置は、図４に示すように回転
自在なる定着ローラ１と該定着ローラに圧接され回転可
能な加圧ローラ２と、前記定着ローラの中に内蔵される
発熱体３、例えばハロゲンヒータとが設けられ、加熱さ
れた定着ローラ１と加圧ローラ２との接触部を転写紙が
通過する際に転写紙上のトナーが溶融加圧され定着され
る。

【０００４】定着ローラ１の表面温度は温度検知素子５
、例えばサーミスタによって検知され、この検知信号に
よって温度制御手段７が電源８と発熱体３とを接続する
電気回路のスイッチ６をＯＮ、ＯＦＦ制御し、定着ロー
ラの表面温度を一定に、例えば通常は１７０〜１９０℃
に維持している。

【０００５】制御等に異常を起こし、定着ローラ１の表
面温度が設定温度以上に過昇温した場合には、定着装置
内部の部品が焼損したり火炎を起す原因となるため、発
熱体３と電源８を接続する電気回路内に発熱体３と直列
に過昇温防止素子４が接続される。

【０００６】過昇温防止素子４は、図５に示すように、
定着ローラ１の表面から距離Ｌ２　だけ離れた位置に配
置される。

【０００７】過昇温防止素子４は例えば図７、図８に示
すような温度ヒューズにより形成され、作動温度に達し
た時にヒューズが遮断され発熱体３への電流供給を遮断
するように構成されている。一般に図６に示すように過
昇温防止素子４は１つの温度ヒューズにより形成される
。

【０００８】図７に示す、例えば２５０Ｖ、１０Ａ定格
の感温ペレット型温度ヒューズでは金属ケース５１内の
一端にセラミック５２により第１リード線５３が固定さ
れ、その第１リード線５３の端部は固定電極を形成する
。金属ケース５１内の他端には第２リード線５４の端部
が挿入され、固形状の感温ペレット５５が固定される。 図７Ａにおいて固定電極には可動電極５５が第１ばね５
６を圧縮する状態で接触し、電気的に導通可能になって
いる。可動電極には円板５７を介して第２ばね５９の一
端が着座し、第２ばね５９の他端は円板５８を介して感
温ペレットに着座している。第２ばね５９は密接する状
態に圧縮されて感温ペレット５５に着座し、可動電極５
５を固定電極（第１リード線５４の端部）に対して押圧
保持している。通常は第１リード線５３、可動電極５５
、金属ケース５１、第２リード線５４の経路で電流が流
れる。

【０００９】周囲温度が上昇し、動作温度を越えると感
温ペレット５５が金属ケース５１の壁面より伝わる熱に
よって溶融し、液状になる。感温ペレット５５の溶融に
より第１ばね５６及び第２ばね５９が伸張し、第１ばね
５６の伸張力が第２ばね５９の伸張力より大であるので
、可動電極５５は押されて固定電極との接触を断たれ、
電気回路は遮断される。

【００１０】図８に示す２５０Ｖ、２Ａ定格の溶融合金
型温度ヒューズではセラミックケース６１の中に両端よ
り第１リード線６２と第２リード線６３が挿入され、図
８Ａに示すように両リード線間を接続する状態に特殊な
フラックス６６で覆われる可溶体６５が配置され、セラ
ミックケース６１の両端は封口樹脂６４により密封され
る。

【００１１】周囲温度が上昇すると可溶体も昇温し、所
定温度になると溶融する。このとき可溶体６５は周りを
覆っている特殊フラックスの作用と可溶体の表面張力に
より瞬時に、図８Ｂに示すように各リード線６２、６３
の端部に凝縮、球状化し、両リード線６２、６３間は遮
断され、電気回路が遮断される。

【００１２】温度ヒューズ４は定着ローラ１からの輻射
熱によって加熱されるため、熱応答性に遅れがあり、設
定位置によっては、例えば距離Ｌ２　の大きさによって
は、定着ローラ１の表面温度が危険温度に達しても尚作
動しないという不具合が生じる。熱応答性は温度ヒュー
ズ４の熱容量と距離Ｌ２　により決定される。然るに、
温度ヒューズ４は発熱体３（例えば約５００〜１２００
Ｗ）と直列に接続されるために、大容量の温度ヒューズ
、例えば定格１０Ａ、２０Ａ等を用いなければならない
。

【００１３】図７に示す大容量型温度ヒューズでは５Ａ
、１０Ａの大定格が可能であるが、熱容量が大きく、又
温度ヒューズ表面が絶縁されていない。定着ローラ１の
表面と温度ヒューズ４との間には安全な絶縁空間を介在
する必要がある。そのため、図７に示す温度ヒューズを
用いるときは、絶縁のために例えば図５に示すようにシ
リコンゴム等により形成されるチューブ１０を温度ヒュ
ーズ４に被せて保持部材９により保持する。チューブ１
０を被せると余計熱応答性は悪くなる。

【００１４】熱応答性を良くするため、熱容量が低い低
容量温度ヒューズ（例えば定格２Ａ、１Ａ等）と低電圧
制御回路を用い、発熱体への電流を間接的に遮断する方
式が知られているが、制御回路が故障しゃすかったり、
コストが高くなるという不都合がある。

【００１５】表面に絶縁処理を施した温度ヒューズを定
着ローラの表面に接触させる方式も知られているが、接
触によって定着ローラの表面に傷が発生し、定着画像に
悪影響を及ぼすという問題がある。

【００１６】直接遮断回路と間接遮断回路の両方を備え
る方法が例えば特開平２−１０９２８２号により知られ
ているが、多くの部品構成を必要とし、コスト高になる
という問題がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題点を解消し、定着ローラに接触させることなく、
応答性のよい過昇温防止素子を有する定着装置を提供す
ることを課題としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
、発熱体を内蔵し回転自在に支持される定着ローラと、
該定着ローラに圧接される加圧ローラと、前記定着ロー
ラの表面温度を検知する温度検知素子と、前記定着ロー
ラの過昇温を防止する過昇温防止素子とを有する定着装
置において、前記発熱体に直列に接続される過昇温防止
素子が互いに並列に接続される複数個の温度ヒューズに
より形成されることを特徴とする定着装置により解決し
た。

【００１９】

【作用】本発明により、発熱体に直列接続される過昇温
防止素子が複数の互いに並列接続される温度ヒューズよ
りなり、所定温度に昇温すると温度ヒューズが作動して
電気回路を遮断する。過昇温防止素子が並列した複数の
温度ヒューズよりなるため個々の温度ヒューズの熱容量
は小さくでき、表面を絶縁した温度ヒューズが使用でき
、定着ローラとの距離を従来より短くできるので、熱応
答性は低くなる。後者の温度ヒューズの１つが作動して
遮断されると、他の温度ヒューズに定格以上の電流が流
れることになり、自己発熱を始めて夫々ほとんど時間差
なく作動する。

【００２０】

【実施例】本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説
明する。

【００２１】図１及び図２において、過昇温防止素子４
は互いに並列に接続される複数の温度ヒューズ（図では
３個の例を示す）４ａ、４ｂ、４ｃにより形成される。

【００２２】複数の温度ヒューズ４ａ、４ｂ、４ｃは夫
々定着ローラ１の表面から同一距離Ｌ１　の位置に配置
される。各温度ヒューズ４ａ、４ｂ、４ｃが同じ温度に
加熱されるので好都合である。

【００２３】定着装置としての構成のうち図４と同一又
は対応部分には同一符号を付す。

【００２４】温度ヒータ４ａ、４ｂ、４ｃとしては低熱
容量の温度ヒータ、例えば図８に示す溶融型温度ヒータ
を用いると好都合である。

【００２５】発熱体３に例えば１００Ｖ、５００Ｗの電
力が供給され、５Ａの電流が流れると、各温度ヒータ４
ａ、４ｂ、４ｃには約１．６〜１．７Ａの電流が流れる
ことになる。したがって２Ａ定格の低容量型温度ヒュー
ズを特に低電圧制御回路を用いることなく使用できる。

【００２６】温度ヒューズの表面が例えばセラミック等
の絶縁体により形成されると、定着ローラ１の表面に近
づけることができ、距離Ｌ１　は従来の距離Ｌ２　よ小
さくすることができる。

【００２７】図８の低容量型温度ヒューズでは定格電流
以上の電流を通電すると溶融合金が発熱し、つまり温度
ヒューズが発熱し、つまり温度ヒューズが発熱する傾向
がある。２Ａ定格に対し、５Ａを通電すると約２０℃上
昇する。

【００２８】定着ローラ１の表面温度が過昇温されると
、定着ローラ１の表面からの輻射熱によって温度ヒュー
ズ４ａ、４ｂ、４ｃ及び保持部材９が加熱される。温度
ヒューズ４ａ、４ｂ、４ｃ及び定着ローラ１の表面から
の距離が同一距離Ｌ１　であるので均一に加熱される。 夫々の温度は作動温度に達すると溶融して電気的に遮断
する。その際１つの温度ヒューズ、例えば温度ヒューズ
４ａが先ず作動して溶断すると、電流は残りの温度ヒュ
ーズ４ｂ、４ｃを通って流れ、電流が増大する。定格２
Ａに対し定格以上の例えば２．５Ａの電流が流れると自
己発熱を始め作動温度で溶断する。

【００２９】一般に温度ヒューズの作動温度の公差は±
２℃程度であるので複数の温度ヒューズ４ａ、４ｂ、４
ｃはほとんど同時に作動することになる。従って複数の
温度ヒューズを用いながら正確に、作動温度になると発
熱体３に対する通電を遮断することができ、感応性が早
くなった。

【００３０】従来の過昇温防止素子と本発明の過昇温防
止素子による実験結果は図４に示す如くであった。

【００３１】曲線ａは定着ローラの表面温度、曲線ｂは
従来の過昇温防止素子表面温度、曲線Ｃは本発明に係る
過昇温防止素子表面温度を示し、縦軸は温度、横軸は時
間を示す。

【００３２】従来例としては、感温ペレット型温度ヒュ
ーズ２５０Ｖ、１０Ａ定格、作動温度１６９℃を１個、
本発明に係る例としては溶融合金型温度ヒューズ２５０
Ｖ、２Ａ定格、作動温度１６９℃を４個用い、夫々定着
ローラの表面からの距離を例えば２．５ｍｍとした。

【００３３】実験結果では従来例の場合には、定着ロー
ラ表面温度３７３℃で作動し、本発明の例では３１４℃
で作動した。ほぼ同じ作動温度の過昇温防止素子を用い
て本発明では５９℃だけ過昇温防止作動後の温度を下げ
ることができた。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、低容量型温度ヒューズを
定着ローラに接することなく極く接近して使用すること
ができ、熱応答性に優れ、定着ローラ温度に対する応答
性が良く、過昇温時の定着装置の焼損を確実に防止でき
た。定着ローラに接触させないのでローラを傷つけるこ
とが回避された。発熱体を複数の温度ヒューズと直列に
接続するので、発熱体に対する電流を直接確実に遮断で
きるようになった。

【００３５】複数の温度ヒューズを定着ローラ表面から
同一距離に配置するので、定着ローラからの輻射熱が各
温度ヒューズを均一に加熱し、いつもほぼ一定温度に保
つことができ所定温度になるとほぼ同時に作動すること
ができる。

【００３６】複数の温度ヒューズを共通の一つの保持部
材により保持すると、各温度ヒューズと確実に同一温度
ヒューズに保持でき作動がほぼ同時になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係る定着ローラと過昇温防止素子
の関係を示す略図である。

【図２】図１の定着装置の電気回路図である。

【図３】従来例と本発明の例の昇温実験結果を示す図で
ある。

【図４】従来の定着装置の概略斜視図である。

【図５】従来の定着装置の図１に対応する図である。

【図６】従来の装置の図２に対応する図である。

【図７】感温ペレット型温度ヒューズの断面図にして、
Ａは非作動時、Ｂは作動時を示す図である。

【図８】溶融合金型温度ヒューズの断面図にして、Ａは
非作動時、Ｂは作動時を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　定着ローラ ２　　　　加圧ローラ ３　　　　発熱体 ４　　　　過昇温防止素子 ４ａ、４ｂ、４ｃ　　温度ヒューズ ５　　　　温度検知素子 ６　　　　スイッチ ７　　　　温度制御手段 ８　　　　電源 ９　　　　保持部材 １０　　絶縁体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発熱体を内蔵し回転自在に支持される
   定着ローラと、該定着ローラに圧接される加圧ローラと
   、前記定着ローラの表面温度を検知する温度検知素子と
   、前記定着ローラの過昇温を防止する過昇温防止素子と
   を有する定着装置において、前記発熱体に直列に接続さ
   れる過昇温防止素子が互いに並列に接続される複数個の
   温度ヒューズにより形成されることを特徴とする定着装
   置。
2. 【請求項２】　　前記温度ヒューズが夫々前記定着ロー
   ラ表面より同一距離に配置されることを特徴とする請求
   項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】　　前記複数個の温度ヒューズが１つの共
   通保持部材に保持されることを特徴とする請求項１に記
   載の定着装置。