JPS5934574A - 加熱装置 - 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】 本発明に加熱装置、特に加熱防止機能を備え迄加熱装置
に関する・ 以下加熱装置として複写機等の画像形成機器に適用され
る加熱定看装［’ｉｒ　ｆｔｌに挙げて説明する。

従来の加熱定着装置に加熱源としての）・ロゲンヒータ
にぶって加熱され上発熱体例えば定着ローラの表面温度
を該定着ローラに当接式せた温度検知手段で検知し、こ
の検知信号を受けた温調回路で上記ヒータ電路に挿入さ
れｔスイッチを断接させて、上記定着ローラの聚面温！
’？許容範囲内に保つように制御している。

ところが、上記温調回路の故障等でスイッチのＷｒ蛍が
行なわれない場合、定着ローラに異常な高温に加熱てれ
るおそれがある。そこで、この過昇温ｒ防止するために
定着ローラに近接して熱応答性部材としての温度ヒユー
ズ１ｅ−設け、この温度ヒユーズを上記ヒータ電路に直
列に挿入し１．この温度ヒユーズが定着ローラたらの熱
を受けて溶断することにぶって、上記定着ローラが過昇
温になることｔ防止して−る。

この場合、上記の工うに温度ヒユーズを定着ローラ７Ｄ
為ら一定距離を保って近接配設することに。

次の工うな理由による。即ち、定着ローラと温度ヒユー
ズの間には距離に依存し文規則的な温度の閑係がある。

例えは定着ローラの表面温度が２００’Ｑとすれば、定
ＮＴ”−ラ〃為ら１′Ｂ離れπ位置でμｍ８０て２．ｙ
ｇ離椎、＊３位位置定格温度（溶断する温度）１６８Ｃ
の温度ヒユーズを配置すれば、定着ローラの表面温度が
正常に許容範囲内に制御されているときに溶断すること
なく、異常時つまり温調回路の故障等に工υ定着ローラ
が過昇温して、上記温度とユーズの配置位置の温度が１
６８Ｃ以上になることにＪ：ｐ咳温度ヒユーズに溶断し
、加熱源への電力の通電を確実に断つことができるもの
でおる。このため、温度ヒユーズと定着ローラとの位置
関係が重戴で、温度ヒユーズを配置しである側でに可能
な限９ガタとρ為熱膨張に起因する定着ローラの位ｔ＄
、変化會少なくする工夫がなされていた。

し〃為し、上記の二うに温度ヒユーズが定着ローラには
近接してはいるが、その定着ローラ周面ｐｈら離れた位
置に設けられていると、大電流ｋ　ＯＦＦする＝９な＋
２！反ヒユーズを用−を場合、それ自体の熱容瀘を大き
く、サーミスタなどの温度検知手直に比べ、熱応答ａ（
反応時間）が劣る問題点があっｍｏ そこで本発明に、上記従来例の問題点上解消し。

熱応答性を高めて温度変化が急激な加熱源の過昇温防止
’にも行うことのできる加熱装置ｔｔ−提供するもので
める。

以下本発明の一実施例′ｆｔ説明する。

第１図及び第２図に１本発明の一実施例を適用しｔ鎮写
機の加熱定着装置及び加熱定着ローラの側端部の縦断面
図である。

図に於て１はアルンニウム級円筒の定着ローラで、＠受
け２＆・２ｂＫ工って両端が回転自在に保持されている
。なおこの軸受け２ａ・２ｂＩａ、、定着装置の支持枠
（図示せず）に取付けられて−る。

又駆動ギア１５は定着ローラＩＫＮ会して固定されてお
り、俣写機本体側の駆動源（図示せず）〃為らの駆動力
が本体側のギア１４ｅ介して伝達されている。そして定
着ローラ１の位［’ｆｆ１一定にして軸受２ａ・２ｂエ
ク「ズレ」とか「抜け」を防止するために、ローラ１の
駆動ａ端部のみに設けた鍔１ａにＣ−リングの工つな軸
止め１６’ａ−保合しである。

又加圧ローラ１９に定着ローラ１と加圧対峙しており、
ステンレス製の芯金２０の局面にシリコーンゴムの弾性
体層１８ｈ被榎しｍ構成である。この芯金２０に軸受１
７ａ・１７ｂＫ工ｐ回転自在に支持されている。そして
上記定着ローラ１の内部にμ、略その全幅にわたってハ
ロゲンヒータ４が設けられている。この）翫ロゲンヒー
／　４　ｕ枠体７に取付けられた電極３に工ってローラ
１のほぼ中央部に支持され、この電極６を介して電源と
連結して通電される。サーミスタ５に定着ローラ１の表
面に当接して設けられ該定着ローラ１の表面温度を検知
する。温度ヒユーズ６げノｈロゲンヒータ４０発する熱
線ｔ′ｒＪ７Ｌ接感知できる位置で、しかも定着ローラ
１が軸受２に駆動ギア１５ｉ−軸止め１６に＝ｐ長手方
向に対する「ズレ」防止対策が施されていない側、つｔ
ｐローラ１の熱膨張変化率の大きい側１本実１施例でに
ローラ１の端面に近接して設けられている。そして、こ
の温度ヒユーズ６は枠体７に取付けられ窺リード線１３
１ｉ−介してヒータ４と電源１１（ｊｉ３図）との間に
直列に接続５− されている。

ここで第６図を用いて、ローラ１の理屈制御について説
明する。

まず定着ローラ１ｕ、を極６に工って支持されにヒータ
４にエフ加熱される。そして定着ローラ１の表向に当接
されπ温度検知手段とし【のサーミスタ５の検知理屈に
応じて、温調回路１０〃λらのイ言号にエフスイッチ１
２が０ＮＩＯＦＦしてローラ１の表面を許容範囲内に保
つ工う制御する。

この際温調回路１０に風温から定着に必要な温度までロ
ーラ１渦面温度を立ち上げるとき、ノ翫ロゲンヒータ４
が定格最大の出力を出す工う制御し。

一旦定着に必要な温度まで達すると、それ以後は位相制
御に工、！ｌＪ強の出力書出すぶうに制御する。

そして万一１定着ローラ１が規定温度以上の熱を発する
工うな状態となった場合、温度ヒユーズ６に直接この定
格理屈以上の熱を受けて溶断し。

直ちにヒータ４への電力の供給が停止される。この際定
着ローラは熱膨張係数の太＠な金属でｉ４／４成されて
おり、し２）”　’＆　ｉ　［ヒユーズ６のなφ側の軸
６一 受は部で長手方向の動きが規制されてｉるため。

定着ローラ１の地面に定着装置枠体との位置が固定して
いるヒユーズ６との間の距＠”ｆｔｍめて、ヒユーズ６
は定着ローラ１Ｊ：りの熱會エク迅速に受けられるよう
になり、温度ヒ二−ズ６は溶断しやすぐなって速や〃為
に異常状態で解消することができる。

この過＠を更に詳しく第４図を用いて説明する。

定着ローラ１の一湘（第１拳４図に於て左端）は。

駆動ギヤ１４と軸止め１６にＪ：９定着装置枠体（不図
示）に固定された軸受け２ａとの位［ｔ−規制されてい
るので、定着ローラ１の自由端（第１＠４図に於て右−
）と、定着装置枠体との位置関係に一義的に微量の誤差
範囲（例えば±ｏ、　ｉ　ｍの範囲）で決まる。即ち、
定着ローラ１が室温（２５℃）におるとき、該定着ロー
ラの自由端と温度ヒユーズ６どの位！！関係がＩＡ−Ｌ
ｌということになる。そして通常の使用状態（例えば１
８００）Ｋあるときの位１１関係は定着μｍうの軸線方
向への熱膨張ＶＣ，工ッてＩＢ、−Ｌｌ　　（ＩＢ−Ｌ
ｌ＞ＩＡ−Ｌｌ）となる。この状態でにいかなる通常の
使用状態において温度的な影響を受けても温度ヒユーズ
６が溶断あるいは変質しない状態が保持される工うにＩ
Ｄ−Ｌｌ’！−決めである。

さて温調用のサーミスタ５の断線等の事故にエフ加熱源
でおるハロゲンヒータ４が連続点灯し。

定着ローラ１が異常に昇温した場脅、定渭ローラσ軸線
方向に熱膨張して固定されていない自由端側つまり温度
ヒユーメロの配設側にのびる。即ち即ち、通常使用状態
エフも瘉かに高い温度（例えば３５０’Ｃ，）にあると
き、温度ヒユーズ６と定着ローラ１の端面との位を関係
がＩＣ−Ｌｌとなって両者間の距離が近接し、温度ヒユ
ーズ６に定着ローラ１の輻射熱を工ｐ受けられる工うに
なる。このため、温度シズ乙の溶断するまでの時間Ｔ１
が、定着ローラ１の熱膨張を考慮しな一場合の溶断する
までの時間Ｔ２に比較して遥かに短たく（ＴＩ＜Ｔ２）
なる。

第５図に本発明の実施例と従来例との熱応答性の比較実
験結果を示すグラフである。実験にアルミニウム製の肉
厚１．６ｇ・外径２５謳・長さ２６０鴎の定着ローラに
、１．２　ＫＷのノ・ロゲソヒータ？内部に設けた。前
記第１図乃至第５図に示す実施例装置で行なつｍ。

まず、上記ハロゲンヒータに交流ＩＤ０Ｖｔ印加して定
着ローラを加熱したところ、第５図のグラフ（６）に示
すごとく時間の経過とともに定ＭＩ：Ｉ−ラの宍面温度
を上昇し、約１８秒で２００Ｃまで上昇し露、一方定格
２２６°±１．６１０の高精度温度ヒユーズｔハμゲン
ヒーＩと直列に接続し、異状を想定して電力を供給し続
ける５Ａ験を行なり声ところ、異常発生時ｌＱｈら約５
０ｆｐ後にヒユーズに溶断し、ハロゲンヒータへの電力
の供給が断たれ几。

このときの定着ローラ端面とヒユーズとの間の距離に２
００″Ｃ，のときエフ２．６顛近づき定着ローラの宍面
温Ｖに瞬間約５５０’ＱＫ至９ｍものの、定着ローラに
溶けるにμ至らなｐλつた。なお第５図中グラフ（ト）
に時間（秒）とヒユーズ周辺の雰囲気温度との関係を示
り、に％のである。

続いて従来の例えは第６図に示し九↓うに、軸９− 止め１６ａ・１６ｂｈ定宸ローラ両端軸受け２ａ・２ｂ
Ｋ対し夫々設け、定着ローラ１の端面と温度ヒユーズ６
との位置関係が定着ローラの熱膨張などにエフ変化しな
い工うにした定着装ａｌｌ用いて実験した。前回同様に
異常時を想定してヒータに電力を供給し続ける実ｗｌ七
行なったところ、異常発生時から約７０秒後にヒユーズ
は溶断し迄、第５図中グラフ（Ｃ）　ｒｘ　、このとき
の時間とヒユーズ周辺の雰囲気温度との関係を示したも
のである。

上記の実施例に於てに、定着ローラ材質として線熱膨張
率の大きなアルミニクムを用いて−るが。

鉄拳ステンレス・銅・真ちゅうなどの金属も利用できる
。

以上、第１図乃至第５図の実施例に定着ローラ１の軸線
方向への熱膨張を利用したものであるが。

定着ローラ１の周方向の熱膨張即ち外径の変化にエフ定
着ローラの周面近傍に設けられ′ｆｌ一温度ヒユーズと
の距離が変化することｔ利用することもできる。この場
合、軸受けの構造に工って定着ローラ′に特定の径方向
にｊｌ張名せることができる。

１０− 第７図に上記の細葉けの一例を示すもので、２分割式の
軸受は部材２２・２６７線熱膨張率の異なる物質で作製
しておる。そして９両軸受は部材２２・２６の内面に耐
熱性樹脂の中に４弗化工チＶン會混合した摺動部材２４
９例えばボリイＺド樹脂と４弗化エチＶンの混合物ρλ
らなる円筒状のすべり性の良−樹脂ケはりつけておいて
も良い。

部材２３の方が工く熱膨張する物質で作っておけば、定
着戸−ラ１の軸受は部に上下方向に自由度が大きくなり
、定着ローラ１【加熱すると該定着ローラが第８図に示
す工うに横断面楕円形に熱膨張して（軸受は部材２２は
同２６エ９熱膨張しなりｐλら定着ローラ１μ熱膨張じ
ゃすい軸受は部材２６ＩＩＩｌへ積極的に膨張する）そ
の直径がＲ１工、ＤＲ２に増大し、＃Ｂ米として軸受は
部材２６側のローラ弐向に近接して温度ヒユーズを設け
て２けば、その定着ローラと温度ヒユーズ間の距離に短
かぐなり、該温度ヒユーズの溶断ｒ早めて過昇温を確芙
に防止できる。

上記軸受は部材２２にはステンＶス、軸受は部材２６Ｋ
にアルミニウムを用いて実験したところ内径２５ψの軸
受けに於て、Ｒ２−Ｒ１＝１゜０ＩＩＪｌＯ熱膨張変化
があった。

第９図は軸受は構造の他の例を示すもので、摺動部材２
７ａ・２７ｋ１２分割して、夫々軸受は部材２５−２６
に密着させ、その両軸受は部材２５・２６ｘ内部で自由
に上下移動できる枠体２８の中に入れ、枠体２８と軸受
は部材２６の間にバネ部材２９７入れた構成でおる。

本例に於ても定着ローラ１の軸受は部に上下方向に自由
度が大きくなり、定着ローラは加熱されると、軸受は部
材２６ｒバネ部材２９のバネ力に抗して押し上げながら
横断面楕円形に熱膨張し。

前記第７・８図例と同一の作用効果が得られる。

なお熱応答性部材としての温度ヒユーズ６は。

バイメタルＩＩ−使用した温度スイッチ、１１＆性体？
Ｉ−使用した温度スイッチ等積々のものが利用できる。

以上述べた工うに本発明に、異常事態の発生に工って定
着ローラの温度が高くなったとき、定着ローラに熱膨張
に工っで該熱膨張方向に配設固定し文温度ヒ１−ズとの
距離を近づけるｐλら、温度ヒユーズに定着ローラの過
昇発熱に迅速に応答して溶断し、速やかに異常状態を解
消することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明加熱装置の縦断面図、第２図に七の一部
の拡大縦断面図、第６図に温祠回路のブロック図、第４
図に定着ローラの熱膨張説明図。 第５図に定着ローラの加熱時間対外温温度のグラフ図、
第６図に従来の軸受は構造上採用し九定着ローラの縦断
面図、第７図μ足着ローラの軸受けＭＩｊ遺の一例を示
す図、第８図に定着ローラが直径方向に熱膨張した状態
を示す同上図、第９図に定腐ローラの軸受は構造の他の
例を示す図である。 １は定着ローラ、　　２＆・２ｂは軸受け、６に電極。 ４にヒータ、５にサーミスタ、６は温度ヒユーズ。 ７ｂ枠体。 特許出願人　　キャノン株式会社 第８図　　　　第７図 ｒン５に？Ｃノ ） １　　　２７ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ加熱源と、この加熱源からの熱によって加熱され
   、かつ熱膨張方向が所定方向に大きく変化するよう固定
   された発熱体と。 上記加熱源と電源との間に連結されると共に。 上記発熱体の熱膨張変化率の太き一側に配置され。 眩加熱源ρλらの熱を受けて変化する熱応答ａ部材とｔ
   有し。 加熱源が過熱し＆場合、上記熱応答ａ鄭材の熱変化にぶ
   って上記加熱源に対する電源ｐらの電力の供給を断ち切
   ること。 を特徴とする加熱装置。