JPH0754416B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１） 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、プリンタなど、静電記録プロ
セスを利用する画像形成装置、とくにその定着装置に関
するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 紙などシート状の記録材に静電的に付着形成されたトナ
ー像を、該記録材に定着固定する手段として、所定温度
に加熱され、互に圧接する一対のローラの該圧接ニップ
部を通過させるように構成した定着装置が従来からひろ
く実用されている。

このような定着装置としては、内部にハロゲンランプな
どの熱源を配した加熱ローラと、これに過度のニップ部
を有するように圧接配置した加圧ローラとからなる基本
的な構成を具有し、該加熱ローラの表面温度を検知する
ための、たとえば、熱電対、サーミスタなどを利用する
温度検知素子と、制御ミスによる加熱ローラないしはそ
の近傍の加熱を阻止するための、たとえばサーモスイッ
チ、温度ヒューズなどを利用する過昇温防止素子を配設
したものが普通に用いられている。

これら温度検知素子と、過昇温防止素子の関係配置とし
ては、加熱ローラの長手方向にみて、転写材の通過可能
領域の中央近傍に過昇温防止素子を、これから適宜離れ
た、換言すると該ローラ端部に近い部分に温度検知素子
を配置する仕方、逆に前記前者素子を加熱ローラの中央
部に、前記後者素子を該ローラの端部に配する仕方のい
ずれかが用いられるのが普通であった。

いっぱんに、この種の加熱ローラの温度分布をみると、
ローラの作動開始後、温度が上昇しつつある立上り時に
は、ローラ端部からの輻射、熱伝導などによる熱の放散
が相対的に大きいので、通紙可能領域の中央近傍の温度
が高く、両端部の温度が低くなり、また、通紙時には、
通過する転写材に熱が奪われるので、逆に中央部分の温
度が低くなる傾向がある。

したがって、各素子を上記前段のような関係配置とした
場合、温度立上り時には、温度検知素子の配置された位
置の温度よりも過昇温防止素子を配した位置のそれの方
が高いので、該素子の誤動作を防ぐためにその動作温度
を高く設定しておく必要がある。

このため、かりに熱源の制御が不能となり、連続加熱状
態となって過昇温防止素子が作動してもこのときまでに
加熱ローラの温度が高くなりすぎて、その損傷、発火な
どの危険性があった。

また、前述後段のような関係配置とする場合には、過昇
温防止素子の存在する加熱ローラ上の位置を通過しない
ような小型の記録材を連続通紙するような場合には、該
素子近傍の加熱ローラの温度が上昇するので、該素子の
作動温度を高く設定する要があり、前記の場合と同様の
欠点を免かれなかった。

本発明は以上のような事態に対処すべくなされたもので
あって、使用条件の如何にかかわらず、常時安定した状
態で作動せしめ得る、安全性の高い定着装置を提供する
ことを目的とするものである。

（２） 発明の構成 （課題を解決する技術手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、加熱回転体と、
この加熱回転体に圧接する加圧回転体と、前記加熱回転
体の温度を制御するためめ加熱回転体の温度を検知する
温度検知素子と、前記加熱回転体の過昇温を防止する過
昇温防止素子とを有し、前記加熱回転体と前記加圧回転
体との圧接部で中央基準で搬送される未定着像を担持す
る記録材を挟持搬送して定着を行う定着装置において、
前記温度検知素子と前記過昇温防止素子とが記録材の搬
送方向と直交する方向における搬送領域の中央部近傍に
設けられたことを特徴とするものである。

このように構成することにより、過昇温防止素子の定格
温度を低くすることができ、加熱ローラの極端な昇温を
阻止し、加熱による機器の損傷、発火の危険を確実に回
避することができる。

（実施例の説明） 第１図は、本発明の実施例たる定着装置の要部を略示す
るもので、符号１は内部にハロゲンヒータなどの熱源３
を配した加熱ローラで、これに加圧ローラ２が圧接して
おり、不図示の画像形成部位において形成された、トナ
ー像を担持する記録材が紙面に対して垂直方向に中央基
準で搬送されて、両ローラの圧接ニップ部Ｎを通過せし
められて定着が行なわれるものとする。

加熱ローラとしては、肉厚1.6mm、外径25mmのアルミニ
ュームパイプの表面にPFAなどの離型剤をコーティング
したものを、加圧ローラとしては、SUS製、10φの芯金
の表面にシリコンゴムなどの弾性層を形成したものを用
いた。

加熱ローラ１、即ヒータ３の長手方向中央部Ｏに対して
その近傍でその図示左右方向対称位置Ａ、Ｂに夫々温度
検知素子５、過昇温防止素子４が配置してある。

ヒータ３は、過昇温防止素子４を介して電源７によって
発熱して加熱ローラ１を加熱する。

過昇温防止素子４は、通常の定着温度以下で通電可能で
あり、定格温度以上で遮断状態となるもので、サーモス
イッチ（エルムウッド社製）を使用するのが好適である
が、適当な温度ヒューズを用いてもよい。温度検知素子
５はNTCサーミスタで温度制御装置６に接続されてお
り、温度検知素子の出力が所定値となるように、即ち、
該素子の検知温度が良好な定着性が得られるように電源
出力を制御する。

このように構成してあるから、第２図に符号ａで示すよ
うに加熱ローラ１の長手方向の温度分布とあるとき、温
度検知素子５の存在する位置Ａにおける温度TAと、過昇
温防止素子４の存在する位置Ｂにおける温度TBとは、ほ
ぼ、 TA＝TB の関係を維持できる。

同図における点線で示す曲線ｂは、加熱素子たるハロゲ
ンヒータの表面の色温度分布を之したもので、ローラ端
部からの輻射、伝熱などによる損失を考慮して色温度分
布を定めてある。

図示の装置においては、定着動作中のＡ点での温度を18
0℃に定めてあるものとする。この場合、ヒータに通電
開始後定着可能となるまでの、いわゆる立ち上り時間に
おいては、オーバシュートが約20℃であるので、Ａ点で
の温度は検知素子５が正常に作動している場合でも200
℃程度までは上昇する。

このとき同時点におけるＢ点の温度も190±５℃とな
る。

そこで過昇温防止素子として、定格温度210℃のものを
使用すれば、温度検知素子の最高温度との間に10℃程度
の差があるので充分使用に耐えることがわかる。

第３、第４および第5Aならびに第5B図は、前述の公知の
定着装置における温度検知素子の位置（点Ａ）、過昇温
防止素子の位置（点Ｂ）と温度関係を示すものである。

なお第5B図は小型の転写材を通紙した場合、他の図は非
通紙時分布を夫々示している。

次表は、前記第３ないし第５図の示す装置を夫々比較例
１、２および３としてそれらの作動態様を示したもので
ある。

この表は、前述のように、第１、第２図に示す実施例
と、第３ないし第5B図に示す比較実験例の作動態様を対
比して示しものである。

いずれの例においても、定格温度180℃のNTCサーミスタ
を用い、被定着物としては160℃以上の温度で良好な定
着性を示すトナーを有する転写紙を使用した。また、過
昇温防止素子の定格は、加熱ローラ表面の最高到達温度
に10℃を加えたものとした。

表から判るように、最終的に良好な定着性が得られない
第４図々示（比較例２）のものの場合を除き、本発明の
ものは、他のものに比して、過昇温防止素子の定格温度
を低く定めることができる。換言すると、万一加熱素子
の制御が不能となって連続通電状態となっても、該素子
への通電を遮断するさいの加熱ローラの表面温度を可及
的に低く抑えることができるので、装置あるいは転写材
の損傷、発火のおそれがない。

（３） 発明の効果 本発明は、以上説述した構成を具備しているから、加熱
手段を有する定着装置において、過昇温防止素子の作動
温度を下げることができるので、定着装置の安全性の向
上に資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した定着装置の要部を示す概略正
面図、 第２図は同上加熱ローラの表面温度分布を示すグラフ、 第３ないし第5B図は、温度検知素子と過昇温防止素子と
の種々な関係配置を有する加熱ローラのおける表面温度
分布を示すグラフである。 １……加熱ローラ、２……加圧ローラ、３……ハロゲン
ヒータ、４……過昇温防止素子、５……温度検知素子、
６……温度制御装置、７……加熱電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱回転体と、この加熱回転体に圧接する
   加圧回転体と、前記加熱回転体の温度を制御するためめ
   加熱回転体の温度を検知する温度検知素子と、前記加熱
   回転体の過昇温を防止する過昇温防止素子とを有し、前
   記加熱回転体と前記加圧回転体との圧接部で中央基準で
   搬送される未定着像を担持する記録材を挟持搬送して定
   着を行う定着装置において、 前記温度検知素子と前記過昇温防止素子とが記録材の搬
   送方向と直交する方向における搬送領域の中央部近傍に
   設けられたことを特徴とする定着装置。