JPH11237805A - 定着装置 - Google Patents
定着装置Info
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- JPH11237805A JPH11237805A JP4027998A JP4027998A JPH11237805A JP H11237805 A JPH11237805 A JP H11237805A JP 4027998 A JP4027998 A JP 4027998A JP 4027998 A JP4027998 A JP 4027998A JP H11237805 A JPH11237805 A JP H11237805A
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Landscapes
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- Control Of Resistance Heating (AREA)
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Abstract
れた後にサーモスタットが作動するまでの遅れ時間を短
縮し、かつサーモスタットの誤動作を防止する。 【解決手段】 サーモスタット36は円筒状の本体50
と、この本体部50の受熱部56の外周面から半径方向
へ延出したリング状のフランジ部材52とを備えてい
る。フランジ部材52は、定着ローラ14へ面した対向
面52Aが平面として形成されて受熱部56の対向面5
6Aと略平行となるように支持され、内周面を受熱部5
6の外周面へ隙間なく密着させている。定着装置10で
は、定着ローラ14の外周面14Aからの輻射熱がフラ
ンジ部材52により吸収され、このフランジ部材52へ
吸収された熱が受熱部56へ伝導されるので、定着ロー
ラ14の外周面14Aからの輻射熱が受熱部56へ効率
的に供給される。
Description
ー像を加熱定着する定着装置に係り、特に発熱体を内蔵
した定着ローラの過熱を防止するためのサーモスタット
を有する定着装置に関する。
装置のヒートローラ(定着ローラ)の過熱を防止するた
めに用いられるヒートローラの過熱防止装置であって、
ヒータランプが挿通されたヒートローラの外周近傍に、
非接触状態でヒートローラの回転軸に沿うように温度フ
ューズとサーモスタットとが配置され、これらの温度フ
ューズとサーモスタットとをヒータランプへ直列に接続
すると共に、サーモスタットを温度フューズよりもヒー
タランプの中央部側へ配置したヒートローラの過熱防止
装置が記載されている。
ヒートローラの過熱防止装置を有する定着装置によれ
ば、サーモスタットが温度フューズよりもヒートローラ
のウォームアップ時における表面温度が高くなる中央分
側へ配置されていることから、ヒートローラが過熱した
場合には、ヒートローラからの輻射熱により温度フュー
ズよりもサーモスタットを優先的に昇温させ、サーモス
タットによりヒータランプへの電源供給を遮断し、温度
フューズが溶断する頻度を低減できるという効果が得ら
れる。
ようにサーモスタットにより発熱体への電源供給を遮断
する定着装置では、常温状態にある定着ローラを大きな
昇温速度で昇温すると、定着ローラ外周面が所定の過熱
温度を越えた後にサーモスタットが作動温度へ昇温され
るまでに一定の時間(遅れ時間)を要することから、こ
の遅れ時間の間に定着ローラが過熱温度を大きく越えて
昇温されてしまい、定着ローラ及びその周辺部に熱損傷
が生じるおそれがある。また遅れ時間を短縮するためサ
ーモスタットの作動温度を低めの温度に設定すると、多
量の小サイズ用紙に対して連続的に定着を行う場合等
に、用紙と接触しないローラ端部からの輻射熱及びサー
モスタットを支持した支持部からの伝導熱によりサーモ
スタットが誤動作しやすくなる。
ローラ外周面の温度が過熱温度へ昇温された後にサーモ
スタットが作動するまでに要する遅れ時間が短く、かつ
サーモスタットの誤動作が防止される定着装置を提供す
ることにある。
は、発熱体を内蔵した定着ローラと、前記定着ローラの
外周面へ受熱部を近接させ、この受熱部へ伝達された熱
量により感温作動部が所定の作動温度以上へ昇温した時
に作動する定着ローラの過熱防止制御用サーモスタット
と、前記受熱部の外周から受熱部を囲むように延出し、
かつ前記定着ローラの外周面へ面したフランジ部材と、
を有するものである。
材がサーモスタットの受熱部の外周から受熱部を囲むよ
うに延出していることにより、定着ローラの外周面から
の輻射熱がフランジ部材により吸収され、このフランジ
部材へ吸収された熱がサーモスタットの受熱部へ伝導さ
れるので、定着ローラの外周面からの輻射熱を受熱部へ
効率的に供給できる。この結果、定着ローラが過熱した
後に感温作動部が作動温度ヘ昇温されるまでの遅れ時間
を短縮できる。また遅れ時間を短縮するために感温作動
部の作動温度を低めに設定する必要がなくなるので、過
熱状態の定着ローラの温度へ対応する感温作動部の作動
温度を十分高く(温度差を小さく)設定してサーモスタ
ットの誤動作を防止できる。
例えば金属の熱膨脹を利用したバイメタルや、気体の熱
膨張を利用したベローにより構成される。このような感
熱作動部は受熱部により熱供給されて作動するが、感熱
作動部の一部を定着ローラへ面する位置へ配置して受熱
部の一部又は全体を感熱作動部により構成することも可
能である。フランジ部材は受熱部と一体的に成形して
も、独立した部品として受熱部へ密着させてもよく、ま
たフランジ部材は必ずしも受熱部の全周を囲むように設
ける必要はなく、周方向における一部が切り欠かれた形
状としてもよい。
の定着装置において、前記フランジ部材の前記定着ロー
ラとの対向面を前記定着ローラの軸心から略一定の曲率
半径を有する湾曲面として形成し、この湾曲面の曲率中
心が定着ローラの軸心と略一致するように前記フランジ
部材を支持したものである。
から放射される輻射熱がフランジ部材へ入射する場合
に、定着ローラからの輻射熱がフランジ部材の対向面の
何れの位置でも略垂直に入射することにより、定着ロー
ラの外周面からフランジ部材の対向面への輻射熱の面積
当たりの入射密度が略最大になるので、フランジ部材に
よる輻射熱の吸収効率を向上できる。この結果、形状が
異なるフランジ部材を用いた場合と比較してフランジ部
材を介して受熱部へ供給される熱量が増加し、感温作動
部の遅れ時間を効果的に短縮できる。
図面を参照して説明する。
施形態1に係る定着装置10が示されている。この定着
装置10は公知の電子写真プロセスに基づき画像を記録
用紙へ記録する複写機等の画像形成装置へ配置され、記
録媒体上へ転写されたトナー像を加熱して定着する。定
着装置10は図1に示されるようにケーシング12を備
え、このケーシング12内には定着ローラ14及び、こ
の定着ローラ14へ圧接した加圧ローラ16がそれぞれ
配置されている。なお、以下の記載では定着ローラ14
の軸心AH と平行な方向を軸方向Sとして説明を行う。
心AH に沿って形成された中空部内にヒータランプ18
が配置されている。ヒータランプ18は、両端部をそれ
ぞれ定着ローラ12の両端面から突出させ、この両端部
から電源供給用のケーブル20,22を延出させてい
る。ヒートランプ18から延出した一方のケーブル20
には先端にコネクタ24が配設され、また他方のケーブ
ル22はケーシング12の外部へ延出して電源接続器2
6へ接続されている。
支持部材28が配置されている。この回転支持部材28
は円筒状の挿通部28A及び、この挿通部28Aの一端
から半径方向へ延出した円板状のフランジ部28Bから
形成されている。回転支持部材28は、フランジ部28
Bがネジ等により定着ローラ14の端面へ固定され、挿
通部28Aが定着ローラ14と同軸的に支持されてい
る。ヒータランプ18は、定着ローラ14から突出させ
た両端部をそれぞれ挿通部28Aへ挿通させて軸方向S
へ固定されている。また挿通部28Aは、ケーシング1
2へ固定されたリング状のラジアル軸受30内へ挿入し
てラジアル軸受30の内周側リングへ固着されている。
これにより、定着ローラ14はラジアル軸受30を介し
てケーシング12内で回転可能に支持される。
端部をそれぞれリング状のラジアル軸受34内へ挿入し
てラジアル軸受34の内周側リングへ固着されている。
このラジアル軸受34は、回転軸26の軸心AP を定着
ローラ14の軸心AH と平行に支持すると共に、ケーシ
ング12へ配置されたガイド機構(図示省略)により軸
心AH に対して接離可能に支持されている。ガイド機構
は、ラジアル軸受34を介して回転軸32を軸心AH の
方向へ常に付勢しており、これにより、加圧ローラ16
はケーシング12内で回転可能に支持されると共に、所
定の圧接力で定着ローラ14へ圧接している。また回転
軸32の一端部はケーシング12の外部へ突出し、搬送
系モーターからのトルクを伝達するギヤ列(図示省略)
を構成したギヤが同軸的に固着されている。これによ
り、定着時には加圧ローラ16は搬送系モーターからの
トルクにより回転し、定着ローラ14は加圧ローラ16
に従動して回転する。
接続されたサーモスタット36及び温度フューズ38が
軸心AH に沿って配置されている。ここで、サーモスタ
ット36は軸方向Sにおける定着ローラ14の中央部上
方へ配置され、温度フューズ32はサーモスタット36
に対して外側の位置へ配置されている。サーモスタット
36及び温度フューズ38はそれぞれ導電性を有する導
電性支持部材40へ固着され、この導電性支持部材40
により支持されている。導電性支持部材40は、ケーシ
ング12へ絶縁状態で固定されて長手が軸心AH と略平
行となるように支持され、サーモスタット36及び温度
フューズ38を定着ローラ14の外周面14Aへ近接さ
せている。
2,44がそれぞれ配設されており、一方のコネクタ4
2はヒートランプ18から延出したコネクタ24へ接続
されている。また他方のコネクタ44は、ケーシング1
2の外部へ配置位れた電源接続器26から延出したケー
ブル46先端のコネクタ48に接続されている。これに
より、駆動電源(図示省略)から供給された直流電流は
電源接続器26,導電性支持部材40,サーモスタット
36及び温度フューズ38を介してヒータランプ18へ
供給される。
温度が設定されており、定着ローラ14からの輻射熱に
より内蔵したバイメタル(図示省略)が作動温度へ昇温
されると、バイメタルを構成した一対の金属片が熱膨脹
により離間してヒータランプ18への電源供給を遮断す
る。また温度フューズ38は、サーモスタット36より
も高い作動温度が設定されており、定着ローラ14から
の輻射熱により内蔵したフューズメタル(図示省略)が
作動温度へ昇温されると、フューズメタルが溶断してヒ
ータランプ18への電源供給を遮断する。
うに円筒状の本体50と、この本体部50の外周面から
半径方向へ延出したリング状のフランジ部材52と、本
体50の上面へ固着され本体50から軸方向Sへ突出し
た一対の支持板54とを備えている。サーモスタット3
6は本体50の径方向中心線Lが定着ローラ14の軸心
AH と略直交するように支持され、本体50の下端部が
受熱部56として構成されている。フランジ部材52
は、受熱部56の定着ローラ14への対向面56Aから
僅かに上方へ設けられており、定着ローラ14へ面した
対向面52Aが平面として形成され受熱部56の対向面
56Aと略平行となるように支持されている。またフラ
ンジ部材52は中心線Lに対して曲率一定の外周面と内
周面とを有しており、この内周面を受熱部56の外周面
へ隙間なく密着させている。一対の支持板54は、それ
ぞれ本体50から絶縁されてバイメタルの一対の金属片
へ配線されている。導電性支持部材40は一方の支持板
54の一方の接続し、温度フューズ38は他方の支持板
54へ接続している。
は熱伝導率が高い金属、例えばアルミニウム,ステンレ
スにより形成されている。また本体50内へ配置された
バイメタルは、受熱部56からの熱伝達を効率的に行う
ため受熱部56へ近接した位置へ支持されている。また
フランジ部材52も、アルミニウム,ステンレス等の熱
伝導率が高い金属により形成されており、図2(A)に
示される中心線Lと平行な方向への板厚Tが0.2mm
〜0.8mmの範囲内とされている。サーモスタット3
6において受熱部56の対向面56Aの面積をC、フラ
ンジ部材52の対向面52Aの面積をD1 とすると、フ
ランジ部材52の対向面52Aは、受熱部56の対向面
56Aの面積Cに対して略3倍の面積D1 を有してい
る。
れた本実施形態の定着装置の動作及び作用について説明
する。画像形成装置の制御部は、メイン電源がオンする
と定着装置10のウォームアップ運転を開始する。この
ウォームアップ運転の開始と共に駆動電源により電源接
続器26を介してヒータランプ18へ電源が供給され、
ヒータランプ18への電源供給に同期して搬送系モータ
ーから加圧ローラ16へトルクが伝達されて加圧ローラ
16及び定着ローラ14が回転開始する。電源が供給さ
れたヒータランプ18は、ジュール熱を発生してケーシ
ング12内の雰囲気温度と略等しい常温状態にあった定
着ローラ14を昇温開始する。この後、制御部はサーモ
スタット36が作動すると定着装置10のウォームアッ
プ運転の完了を判断し、定着装置10へトナー像が転写
された用紙を搬送する。この用紙は定着ローラ14及び
加圧ローラ16のニップ部内へ挿入され、定着ローラ1
4及び加圧ローラ16により挟持搬送されると共に、加
圧下において定着温度へ加熱された定着ローラ14の外
周面14Aから定着熱が伝達される。用紙上のトナー像
は、定着ローラ14からの定着熱及び加圧ローラ16か
らの加圧力により定着される。
タット36が定着ローラ14の外周面14Aを所定の定
着温度の範囲内へ制御すると共に、外周面14Aが定着
温度の上限値を越えて昇温されることを防止するために
設置されている。温度フューズ38は、サーモスタット
36の故障等に起因して定着ローラ14の外周面14A
が定着温度の上限値を越えた場合にヒータランプ18へ
の電源供給を遮断するために設置されている。また制御
部は、定着装置10のウォームアップ運転時には定着ロ
ーラ14の昇温時間を短くするためヒータランプ18か
らの時間当たりの発熱量を最大とし、ウォームアップ運
転の完了後にはヒータランプ18からの時間当たりの発
熱量が所定量低下するように駆動電源を制御する。
値よりも僅かに低い過熱温度へ対応する作動温度が設定
されている。すなわち、サーモスタット36は、定着ロ
ーラ14の外周面14Aが低温状態から過熱温度へ昇温
されると、外周面14Aからの輻射熱により本体50内
に内蔵されたバイメタルが作動温度へ昇温される。これ
により、バイメタルを構成した一対の金属片が離間して
ヒータランプ18への電源供給が遮断される。この後、
定着ローラ14の外周面14Aが冷却されて定着ローラ
14からの熱供給が減少すると、バイメタルを構成した
一対の金属片が互いに接触するように収縮してヒータラ
ンプ18への電源供給が再開される。
タット36の受熱部56の外周面からリング状のフラン
ジ部材52が受熱部56を囲むように延出していること
により、定着ローラ14の外周面14Aからの輻射熱が
フランジ部材52により吸収され、このフランジ部材5
2へ吸収された熱が受熱部56へ伝導されるので、定着
ローラ14の外周面14Aからの輻射熱を受熱部56へ
効率的に供給できる。この結果、定着ローラ14が定着
温度の上限よりも僅かに低い過熱温度へ昇温した後に、
受熱部56から熱供給されるバイメタルが作動温度ヘ昇
温されるまでの遅れ時間を短縮できることから、定着ロ
ーラ14が定着温度を大きく越えて昇温することが防止
される。またサーモスタット36の遅れ時間を短縮する
ためにバイメタルの作動温度を低めに設定する必要がな
くなるので、定着ローラ14の過熱温度へ対応するバイ
メタルの作動温度を十分高く(温度差を小さく)設定し
てサーモスタット36の誤動作を防止することが可能に
なる。
部56の対向面56Aの面積Cとフランジ部材52の対
向面52Aの面積D1 との面積比D1 /Cを略3として
いる。図4にはサーモスタット36の遅れ時間と面積比
D1 /Cとの関係が示されている。この図4から明らか
なように面積比D1 /Cを略3とした場合に、定着ロー
ラ14の外周面14Aが過熱温度へ昇温されてからサー
モスタット36のバイメタルが作動温度へ到達するまで
の遅れ時間が最小となる。但し、この略3の面積比D1
/Cは標準的な値であり、フランジ部材52の熱容量が
小さくなると共に減少させ、フランジ部材52の熱容量
が大きくなると共に増加させるように補正される。
施形態2に係る定着装置におけるサーモスタット60が
示されている。実施形態2の定着装置が実施形態1と異
なる点はサーモスタット60へ設けたフランジ部材62
の形状のみであり、これ以外の点については基本的に実
施形態1と共通である。
れるように受熱部56の外周面から延出したフランジ部
材62を備えている。このフランジ部材62は受熱部5
6の対向面56Aから僅かに上方へ設けられ、図3
(B)に示されるように定着ローラ14へ面した対向面
62Aが定着ローラ14の軸心AH から一定の曲率半径
Rを有する湾曲面として形成されると共に、対向面62
Aの曲率中心が定着ローラの軸心AH と略一致するよう
に支持されている。またフランジ部材62は、本体50
の中心線Lを中心とする曲率半径が一定の内周面を有し
ており、この内周面を受熱部56の外周面へ隙間なく密
着させている。フランジ部材62は、中心線Lを法線と
する平面への投影形状が軸方向Sへ長い長方形となる外
形形状を有し、この長方形の対角線交点が中心線Lと一
致するように支持されている。
ム,ステンレス等の熱伝導率が高い金属により形成され
ており、図3(B)に示される中心線Lと平行な方向へ
の板厚Tが0.2mm〜0.8mmの範囲内とされてい
る。また受熱部56の対向面56Aの面積をC、フラン
ジ部材62の対向面62Aの面積をD2 とすると、フラ
ンジ部材62の対向面62Aは、受熱部56の対向面5
6Aの面積Cに対して略4倍の面積D2 を有している。
置によれば、定着ローラ14の外周面14Aから放射さ
れる輻射熱が受熱部56へ入射する場合に、定着ローラ
14からの輻射熱がフランジ部材62の対向面62Aの
何れの位置でも略垂直に入射することにより、定着ロー
ラ14の外周面14からフランジ部材62の対向面62
Aへの輻射熱の面積当たりの入射密度が略最大になるの
で、フランジ部材62による輻射熱の吸収効率を向上で
きる。この結果、実施形態1のフランジ部材52を用い
た場合と比較してフランジ部材62を介して受熱部56
へ供給される熱量が増加し、本体50内のバイメタルの
遅れ時間を更に短縮できる。
6の対向面56Aの面積Cとフランジ部材52の対向面
52Aの面積D2 との面積比D2 /Cを略4としてい
る。図5にはサーモスタット36の遅れ時間と、実施形
態1のフランジ部材52の面積比D1 /C及び本実施形
態のフランジ部材62の面積比D2 /Cとの関係が示さ
れている。この図5から明らかなようにフランジ部材6
2の面積比D2 /Cを略4にすると、フランジ部材52
の面積比D1 /Cを略3とした場合と比較して定着ロー
ラ14の外周面14Aが過熱温度へ昇温されてからサー
モスタット36のバイメタルが作動温度へ到達するまで
の遅れ時間を1/2程度へ短縮できる。但し、この略3
の面積比D2 /Cは標準的な値であり、実施形態1の場
合と同様にフランジ部材62の熱容量が小さくなると共
に減少させ、フランジ部材62の熱容量が大きくなると
共に増加させるように補正される。
は、サーモスタット36,60を電源回路へ配設してヒ
ータランプ18への電源を直接的に遮断する場合のみを
説明したが、サーモスタット36,60を制御回路へ配
設してサーモスタット36,60によりパワーリレー等
をオン/オフしてヒータランプ18への電源供給を制御
することも可能である。またフランジ部材52,62の
肉厚を薄くして熱容量を減少させることにより、受熱部
56への熱伝達速度を大きくできるが、フランジ部材5
2,62の肉厚を薄くすると共に放冷による熱損失が大
きくなる。そこで、対向面52A,62Aを除くフラン
ジ部材52,62の表面を断熱性が高い材料で覆うこと
により、フランジ部材52,62からの熱損失を抑制で
き、フランジ部材52,62から受熱部56へ供給され
る熱量が安定する。
部材62の対向面62Aを曲率半径が一定な湾曲面とし
たが、このような湾曲面に沿って連続的に形成される複
数の平面又は複数の平面及び湾曲面との組合せによりフ
ランジ部材62の対向面を形成しても、曲率半径一定の
対向面62Aと近似した効果が得られる。
置によれば、定着ローラ外周面の温度が過熱温度へ昇温
された後にサーモスタットが作動するまでに要する遅れ
時間を短縮でき、かつサーモスタットの誤動作を防止で
きる。
す正面図である。
ーモスタットを示す斜視図及び平面図である。
ーモスタットを示す斜視図及び平面図である。
受熱部及びフランジ部材の面積比とサーモスタットが作
動するまでの遅れ時間との関係を示すグラフである。
ける受熱部及びフランジ部材の面積比とサーモスタット
が作動するまでの遅れ時間との関係を示すグラフであ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 発熱体を内蔵した定着ローラと、 前記定着ローラの外周面へ受熱部を近接させ、この受熱
部へ伝達された熱量により感温作動部が所定の作動温度
以上へ昇温した時に作動する定着ローラの過熱防止制御
用サーモスタットと、 前記受熱部の外周から受熱部を囲むように延出し、かつ
前記定着ローラの外周面へ面したフランジ部材と、 有することを特徴とする定着装置。 - 【請求項2】 前記フランジ部材の前記定着ローラとの
対向面を前記定着ローラの軸心から略一定の曲率半径を
有する湾曲面として形成し、この湾曲面の曲率中心が定
着ローラの軸心と略一致するように前記フランジ部材を
支持したことを特徴とするする請求項1記載の定着装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027998A JPH11237805A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 定着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027998A JPH11237805A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 定着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237805A true JPH11237805A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12576190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027998A Pending JPH11237805A (ja) | 1998-02-23 | 1998-02-23 | 定着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237805A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030917A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-02 | Ricoh Co Ltd | 熱定着装置、及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007121535A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置、および画像形成装置 |
| JP2012230294A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Kyocera Document Solutions Inc | 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| JP2021086099A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-02-23 JP JP4027998A patent/JPH11237805A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006030917A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-02 | Ricoh Co Ltd | 熱定着装置、及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007121535A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 定着装置、および画像形成装置 |
| JP2012230294A (ja) * | 2011-04-27 | 2012-11-22 | Kyocera Document Solutions Inc | 定着装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| JP2021086099A (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
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