JPH07271236A - 熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱定着用ローラの異常昇温防止用に用いられ
る正特性の温度検知素子を、熱定着用ローラの異常昇温
時に動作させて加熱用熱源への電流供給を阻止し、熱定
着用ローラの温度上昇を防止することができる熱定着装
置を提供する。 【構成】 熱定着用ローラとしてヒートパイプ１を用
い、この片側の印字領域外の所に加熱用熱源４が挿入さ
れ、ヒートパイプ１の異常昇温時に加熱用熱源４へ電流
が流れるのを阻止するＰＴＣサーミスタ５と、ヒートパ
イプ１表面に接触して配置されると共に表面温度に応じ
て抵抗値が変化するサーミスタ７と、このサーミスタ７
の抵抗値出力が一定となるように加熱用熱源４への通電
を制御する検知回路８と、この検知回路８からの制御信
号に従って加熱用熱源４への給電量を変化させるドライ
ブ回路９とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真印字装置の用紙
上にトナーを定着させるための熱定着装置に関し、特に
ヒータの熱暴走を阻止する制御回路を有する熱定着装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真印字装置では、
例えば光により感光ドラム上に潜像を作成し、この潜像
にトナーを付着させ、このトナーを用紙上に転写して加
熱ローラ等により加熱し、用紙上にこのトナーを定着さ
せることで印刷することが行われている。

【０００３】図４は、その従来の電子写真印字装置の一
部を構成する熱定着装置の断面図、図５は従来の熱定着
装置に用いられる加熱ローラの断面図である。

【０００４】従来の熱定着装置は、図４及び図５におい
て、用紙に転写されたトナーを定着させる加熱ローラ２
１と、この加熱ローラ２１との間に用紙を挟み用紙を加
熱ローラ２１に圧着する加圧ローラ２２と、加熱ローラ
２１の内部に設けられた加熱用熱源２４と、加熱ローラ
２１の温度に応じて抵抗値が変化する温度検知素子であ
るサーミスタ２７と、このサーミスタ２７の抵抗値出力
が一定となるように前記加熱用熱源への通電を制御する
ドライバ２９と、トナーの付着した用紙を加熱ローラ２
１と加圧ローラ２２の間に繰り出す繰り出しローラ２３
と、加熱ローラ２１の清掃を行うクリーナ２８と、用紙
を排出する排出ローラ２５と、用紙を保留するスタッカ
２６と、異常昇温を防止するためのサーモスイッチ３０
とを備えている。

【０００５】加熱用熱源２４には例えばハロゲンランプ
が使用される。

【０００６】更に加熱ローラ２１について図２を用いて
説明すると、加熱ローラ２１の中心に加熱用熱源２４が
格納されており、この加熱用熱源２４はサーミスタ２７
が検知する温度に基づいてドライバ２９により制御され
ており、加熱ローラ２１が一定温度を保持するような電
源２０からの電流が供給される。

【０００７】上記のような加熱ローラ２１により定着を
行う熱定着装置では、加熱ローラ２１の温度を温度が上
昇すると抵抗が小さくなる負の温度特性を持つサーミス
タ２７で検知し、この検知された値に基づいてドライバ
２９が加熱用熱源２４に電源２０からの給電量を制御し
ている。このため、サーミスタ２７の断線等によりサー
ミスタ２７の見かけ上の抵抗が大きいと加熱ローラ２１
の温度が低いと判断され、加熱用熱源２４へ給電され続
けるため、加熱用熱源２４の熱暴走が発生する。

【０００８】これを防ぐために従来では、サーモスイッ
チ３０など温度感応素子を設けて加熱ローラ２１の異常
過熱を検知して、加熱用熱源２４への通電を遮断する方
法がある（例えば特開平４−９３８７８号公報）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱定着装置では、非画像域だが用紙の通過領域内に
サーモスイッチを設置しなければならず、加熱ローラ接
触式の場合はトナー，紙粉などが加熱ローラとサーモス
イッチの間にたまり加熱ローラに傷を付けてしまい、画
像などに悪影響を及ぼしてしまうという問題点があっ
た。

【００１０】また、非接触式のサーモスイッチの場合で
も肉厚の薄い加熱ローラでは、加熱ローラ表面への熱伝
導性が上がり、加熱ローラ表面の温度上昇が速くなり、
サーモスイッチの温度上昇が加熱ローラの温度上昇につ
いていけず、加熱ローラ表面温度とサーモスイッチの温
度の差が大きくなってしまい、サーモスイッチが作動し
た時は加熱ローラ表面温度はかなりの高温になっていし
まい、発煙の危険性があった。

【００１１】それ故、本発明は、このような問題点を解
決するもので、熱定着用ローラの異常昇温防止用に正特
性の温度検知素子を使用し、熱定着用ローラの異常昇温
時に正特性の温度検知素子を動作させて、加熱用熱源へ
の電流供給を阻止し、熱定着用ローラの温度上昇を防止
することができる熱定着装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の熱定着装置は上
記目的を達成するために、用紙上に転写されたトナーを
定着させる熱定着用ローラと、この熱定着用ローラを押
圧しつつ用紙搬送方向に回転する加圧ローラと、熱定着
用ローラを加熱する加熱用熱源と、この加熱用熱源に電
流を供給する電源と、熱定着用ローラの異常昇温時に加
熱用熱源へ電流が流れるのを阻止する正特性の温度検知
素子と、熱定着用ローラ表面に接触して配置されると共
に表面温度に応じて抵抗値が変化する温度検知素子と、
この温度検知素子の抵抗値出力が一定となるように加熱
用熱源への通電を制御する検知回路と、この検知回路か
らの制御信号に従って加熱用熱源への給電量を変化させ
るドライブ回路とを具備している。

【００１３】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の一実施例を示す熱定着装置の
構成図、図２は本発明の一実施例を示す熱定着装置のシ
ステムブロック図である。

【００１４】図１及び図２において、この熱定着装置
は、その表面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）などのテフロンコーティング（テフロンはデュポン
社の商品名）やＰＦＡチューブなどの処理を施した熱定
着用ローラであるヒートパイプ１と、このヒートパイプ
１を押圧しつつ例えば図示矢印ａ方向に回転する加圧ロ
ーラ２と、図示省略したトナーが転写される用紙３と、
例えばセラミックヒータなどが用いられるヒートパイプ
１を加熱する加熱用熱源４と、温度上昇に対して抵抗値
が上昇する正特性の温度検知素子である正特性サーミス
タ（これ以降ＰＴＣサーミスタと称す）５と、このＰＴ
Ｃサーミスタ５と直列に接続され異常昇温時ＰＴＣサー
ミスタ５が高抵抗となり回路に流れる電流を制限するの
を補助するための補助抵抗６と、ヒートパイプ１表面に
接触して配置されると共に表面温度に応じて抵抗値が変
化する温度検知素子であるサーミスタ７と、このサーミ
スタ７の抵抗値出力が一定となるように加熱用熱源４へ
の通電を制御する検知回路８と、この検知回路８からの
制御信号に従って加熱用熱源４への給電量を変化させる
ドライブ回路９と、加熱用熱源４に電流を供給する電源
１０とから構成されている。

【００１５】加熱用熱源４は、印字領域外に設置され、
ヒートパイプ１の片側のみを挿入して固定されている。

【００１６】ＰＴＣサーミスタ５は、電源１０から加熱
用熱源４への電流の供給ラインの間に直列に挿入される
と共に、加熱用熱源４に接触あるいはごく近傍に設置さ
れており、また、その取り付け位置は、加熱用熱源４を
覆っている囲いの部分で通常制御時はＰＴＣサーミスタ
５が稼働しない温度の場所でなるべくヒートパイプ１の
性質上、用紙３の通紙側でない部分に配置される。

【００１７】このＰＴＣサーミスタ５はある一定温度つ
まりＰＴＣサーミスタ５が稼働するか稼働しないかの境
界温度を越えると、この温度を境にその抵抗値が数桁の
オーダーで上昇し、加熱用熱源４へ電流が流れるのを阻
止する。上記境界温度以下の時つまり正常回路動作時に
は非常に低い抵抗値であるが、境界温度を越えるつまり
過電流が流れたり又は周囲温度の上昇により熱せられる
と急激に抵抗が増え、電流を微小に制限して高い抵抗で
の平衡状態になる。また、回路短絡などによる過電流に
よる過熱にも上記同様、電流値を抑制する。

【００１８】本実施例では、低温トナーを使用して熱定
着を行っており、ヒートパイプ１で用紙３上に熱定着を
行うときの温度は、通常１１０℃程度であるため、上記
境界温度は１５０℃ぐらいに設定されている。

【００１９】温度検知素子であるサーミスタ７の設置位
置は、熱定着用ローラとしてヒートパイプ１を使用して
いるので、その性質上ヒートパイプ１上の熱が非常に均
熱化されるので、用紙通紙領域外でも良いし、また用紙
通紙領域の非画像域に設けても良い。

【００２０】検知回路８は、内部にマイコン１１を有し
ており、温度により変化するサーミスタ７の抵抗値に伴
う電圧の変化を検出し、その検出値に基づいて信号をド
ライブ回路９へ出力する。

【００２１】ドライブ回路９は、図３に示すように、検
知回路８内部のマイコン１１からの出力に応じてオン，
オフ動作を繰り返すスイッチング回路１２と、このスイ
ッチング回路１２のオン，オフ動作に同期して、導通，
非導通状態を繰り返し、加熱用熱源４への給電量を変化
させる切替手段であるソリッドステートリレー（これ以
降ＳＳＲユニットと称す）１３とを備えている。

【００２２】上記構成における本発明の動作について図
２及び図３を参照して説明する。

【００２３】加熱用熱源４に電源１０から電流が供給さ
れて、その加熱用熱源４からの熱がヒートパイプ１に伝
わる。この熱せられたヒートパイプ１と加圧ローラ２間
に用紙３を搬送してトナーをヒートパイプ１により過熱
すると共に、ヒートパイプ１と加圧ローラ２とにより押
圧して用紙３上にトナーを定着させる。

【００２４】この時ヒートパイプ１の温度によってサー
ミスタ７の抵抗値が変化し、これに伴う電圧の変化を検
知回路８を構成するマイコン１１が検知し、その検知信
号を「Ｈ」あるいは「Ｌ」として出力し、これを繰り返
す。これにより、ドライブ回路９は、その内部のスイッ
チング回路１２がオン，オフ動作を繰り返し、これに同
期してＳＳＲユニット１３が導通，非導通状態を繰り返
して加熱用熱源４へ供給される電源１５の給電量を変化
させ、ヒートパイプ１の温度が一定となるように制御す
る。

【００２５】ここで、何らかの原因でサーミスタ７の断
線，検知回路８の破損，スイッチング回路１２のオフ不
可能状態，あるいはＳＳＲユニット１３のショートによ
る熱暴走が発生したとすると、ドライブ回路９はＯＮ状
態を維持し続けるので、加熱用熱源４へ給電され続け、
加熱用熱源４の温度が過度に上昇していく。

【００２６】その時、ＰＴＣサーミスタ５で予め設定さ
れた温度を越えて上昇し続けると、ＰＴＣサーミスタ５
が動作する。

【００２７】するとＰＴＣサーミスタ５の抵抗値が数桁
のオーダーで上昇して加熱用熱源４へ流れる電流を微小
に制限して、ヒートパイプ１等の温度上昇を防止する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱定着装
置は、熱定着用ローラの異常昇温防止用に正特性の温度
検知素子を用いることにより、サーミスタの断線あるい
は加熱用熱源の短絡による過電流状態が発生するなどの
種々の原因による熱暴走に対し、短時間で上記正特性の
温度検知素子が反応し、加熱用熱源への電流供給を阻止
するので、熱定着用ローラ等の温度上昇を防止すること
ができる。

【００２９】また、正特性の温度検知素子は印字領域外
に設置され熱定着用ローラとの接触もないので、熱定着
用ローラに傷が付いたり画像などに悪影響を及ぼすこと
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す熱定着装置の構成図で
ある。

【図２】本発明の一実施例を示す熱定着装置のシステム
ブロック図である。

【図３】本発明のドライブ回路の一例を示すブロック図
である。

【図４】従来の熱定着装置の断面図である。

【図５】従来の熱定着装置に用いられる加熱ローラの断
面図である。

【符号の説明】

１ ヒートパイプ ２ 加圧ローラ ３ 用紙 ４ 加熱用熱源 ５ ＰＴＣサーミスタ ６ 補助抵抗 ７ サーミスタ ８ 検知回路 ９ ドライブ回路 １０ 電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙上に転写されたトナーを定着させる
   熱定着用ローラと、この熱定着用ローラを押圧しつつ用
   紙搬送方向に回転する加圧ローラと、前記熱定着用ロー
   ラを加熱する加熱用熱源と、この加熱用熱源に電流を供
   給する電源と、前記熱定着用ローラの異常昇温時に前記
   加熱用熱源へ電流が流れるのを阻止する正特性の温度検
   知素子と、前記熱定着用ローラ表面に接触して配置され
   ると共に表面温度に応じて抵抗値が変化する温度検知素
   子と、この温度検知素子の抵抗値出力が一定となるよう
   に前記加熱用熱源への通電を制御する検知回路と、この
   検知回路からの制御信号に従って前記加熱用熱源への給
   電量を変化させるドライブ回路とを具備したことを特徴
   とする熱定着装置。
2. 【請求項２】 前記検知回路は、前記温度検知素子の抵
   抗値に伴う電圧の変化を検出し、その検出値に基づいて
   信号を前記ドライブ回路へ出力する手段を備えたことを
   特徴とする請求項１記載の熱定着装置。
3. 【請求項３】 前記ドライブ回路は、前記検知回路から
   の出力に応じてオン，オフ動作を繰り返す第１切替手段
   と、この第１切替手段のオン，オフ動作に同期して、導
   通，非導通状態を繰り返すと共に、前記加熱用熱源への
   給電量を変化させる第２切替手段とを備えたことを特徴
   とする請求項１記載の熱定着装置。
4. 【請求項４】 前記正特性の温度検知素子は、前記電源
   から前記加熱用熱源への電流の供給ラインの間に直列に
   挿入されると共に、前記加熱用熱源に接触あるいはごく
   近傍に設置され、かつ予め設定された温度を越えると、
   この温度を境にその抵抗値が急速に上昇することを特徴
   とする請求項１記載の熱定着装置。