(57)【要約】【課題】  誘導コイルに電流を供給する回路の接続端子部における過熱による部品の損傷を抑える。【解決手段】  駆動回路と誘導コイルとの接続端子部近傍に温度センサを設け、該温度センサにより所定値以上の温度が検出されたときに、誘導コイルへの電流の供給を停止する。【選択図】        図３
2006171277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱によりトナー像を定着する定着装置において、
誘導コイル、
該誘導コイルに高周波電流を供給する駆動回路、
前記誘導コイルと前記駆動回路とを接続する接続端子部、
該接続端子部近傍に設けられた温度検出手段及び、
該温度検出手段により所定値以上の温度が検出された場合に、前記誘導コイルへの電力供給を停止する停止手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記温度検出手段及び前記停止手段は、温度ヒューズからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記温度検出手段及び前記停止手段は、サーモスタットからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記温度検出手段はサーミスタからなり、前記停止手段は、前記サーミスタからの信号により前記駆動回路を停止させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記停止手段は、前記駆動回路の入力を遮断するリレーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、停止後の前記駆動回路の作動を禁止することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記停止手段は、停止後に、前記所定値よりも低い他の所定温度が前記温度検知手段により検出されたときに、前記駆動回路を作動させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に使用される定着装置に関し、特に、誘導加熱方式の定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置においては、ハロゲンランプを熱源とする定着装置が用いられてきたが、このような定着装置では、電源投入から定着可能な温度にまで加熱定着部材の温度を上昇させるために数分程度の長いウォームアップ時間を要していた。従って、複写やプリント等の画像形成を行うときに電源をオンする画像形成装置では、画像形成毎に数分間待たされることになり、きわめて効率の悪いものとなる。これを避けるために、従来の画像形成装置では、使用しない待機状態において定着装置の電源をオン状態に維持することが行われていた。
【０００３】
しかるに、定着装置は数百ワットの電力を消費するために、定着装置を常時オン状態に維持する画像形成装置は省エネルギーの観点から望ましいものではなく、改良が望まれている。
【０００４】
このようなニーズに答える技術として、誘導加熱方式の定着技術が開発されている（たとえば、特許文献１）。
【０００５】
誘導加熱方式の定着装置は、コイルに高周波の電流を流すことにより、発熱体内で磁界を発生さ、該磁界により発熱体内に発生する誘導電流で発生した熱によってトナー像を加熱定着するものである。
【０００６】
しかるに、誘導加熱方式の定着装置においては大電力の高周波電流を用いるために、大電力の高周波電流に伴う問題があり、対策が必要である。
【０００７】
たとえば、特許文献２では、誘導コイルの過熱を防止するために、誘導コイルの温度を検出し、検出温度が所定の設定温度を超えたときに誘導コイルへの通電を遮断することが提案されている。
【特許文献１】特開昭５４−３９６４５号公報
【特許文献２】特開平９−１９７８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
誘導加熱方式の定着装置を画像形成装置に組み込む実施上の問題して、定着装置を駆動する電源と誘導コイルとの間の接続がある。この問題は、大電力の高周波電流を処理する回路特有の問題であり、大電力であるために接続にわずかの不完全な部分があってもその不完全接続端子部において発熱し、部品が熱による損傷を受ける。そして、このような接続端子部における発熱を放置すると、損傷の範囲が拡大して、破損の程度が大きくなる。
【０００９】
特許文献１は、このような接続端子部の過熱による破損の対策にはならない。
【００１０】
本発明の目的は不完全な接続により、接続端子部に熱が発生した場合に、熱による損傷を最小限度に止めることができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的は下記の発明により達成される。
（請求項１）
誘導加熱によりトナー像を定着する定着装置において、
誘導コイル、
該誘導コイルに高周波電流を供給する駆動回路、
前記誘導コイルと前記駆動回路とを接続する接続端子部、
該接続端子部近傍に設けられた温度検出手段及び、
該温度検出手段により所定値以上の温度が検出された場合に、前記誘導コイルへの電力供給を停止する停止手段を有することを特徴とする定着装置。
（請求項２）
前記温度検出手段及び前記停止手段は、温度ヒューズからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
（請求項３）
前記温度検出手段及び前記停止手段は、サーモスタットからなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
（請求項４）
前記温度検出手段はサーミスタからなり、前記停止手段は、前記サーミスタからの信号により前記駆動回路を停止させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
（請求項５）
前記停止手段は、前記駆動回路の入力を遮断するリレーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
（請求項６）
前記制御手段は、停止後の前記駆動回路の作動を禁止することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
（請求項７）
前記停止手段は、停止後に、前記所定値よりも低い他の所定温度が前記温度検知手段により検出されたときに、前記駆動回路を作動させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜７のいずれかの発明により、接続端子部が過熱した場合にも、部品の熱による損傷を接続端子部近傍における最小限度に止めることが可能となり、補修が容易になり、補修コストが低減される。
【００１３】
請求項６の発明により、接続端子部の過熱発生後に装置が誤作動することがないので、過熱による損傷の拡大を防止することができる。
【００１４】
請求項７の発明により、過熱が発生した場合にも、温度低下時に再使用されるので、長期間定着装置を安全に使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の回路図である。
【００１６】
回路は駆動基板ＣＢ１、本体基板ＣＢ２及び誘導発熱部ＩＨからなる。ＡＣ電源１から供給された電力は、スイッチング素子であるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｔｏｒ）及び共振コンデンサで構成される駆動回路２Ａ、２Ｂに入力し、駆動回路２Ａ、２Ｂは誘導コイル３Ａ、３Ｂを周波数５〜２００ｋＨｚ程度の高周波電流で駆動する。４はトナー像を加熱する加熱部材としての加熱ローラであり、高周波電流で発生した磁界による誘導電流でジュール熱を発生する発熱体、即ち、鉄、ステンレス合金、ニッケル、炭素鋼、アルミニウム合金等からなる。
【００１７】
誘導コイル３Ａは加熱ローラ４の中央部に配置され、誘導コイル３Ｂは加熱ローラ４の両端部に配置される。５はＣＰＵで制御を行う画像形成装置の本体制御部、６はＣＰＵで制御を行う定着制御部である。７Ａは加熱ローラ４の中央部の温度を検出する温度センサ、７Ｂは加熱ローラ４の端部の温度を検出する温度センサである。８は、定着制御部６の電源である基準電圧電源、９は駆動回路２Ａ、２Ｂの入力電流又は入力電力を検出する電流・電力検出部である。
【００１８】
駆動回路２Ａ、２Ｂは高周波電流を出力して誘導コイル３Ａ、３Ｂを駆動し、加熱ローラ４を発熱させる。定着制御部６は電流・電力検出部９の出力に基づいて、駆動回路２Ａ、２Ｂをフィードバック制御し、誘導コイル３Ａ、３Ｂに供給される電力を制御する。本体制御部５は温度センサ７Ａ、７Ｂの出力に基づいて、定着制御部６を介して駆動回路２Ａ、２Ｂを制御して、加熱ローラ４の表面を１５０℃〜２００℃程度の一定の定着温度に維持する。定着制御部６への入力信号ＣＯＮＴ１は誘導コイル３Ａの駆動をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号、ＣＯＮＴ２は誘導コイル３Ｂの駆動をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号である。定着制御部６の入力信号「切り替え信号」は誘導コイル３Ａと誘導コイル３Ｂとを同時に作動せず、交互に作動させる制御信号である。定着制御部６の出力ＣＯＮＴ３は駆動回路２Ａを制御し、出力ＣＯＮＴ４は駆動回路２Ｂを制御する。
【００１９】
誘導加熱定着装置においては、数Ａ（アンペア）程度の大電流を流すために、誘導コイル３Ａ、３Ｂには多数の線が束ねられたリッツ線が用いられる。また、誘導加熱定着装置に用いられるリッツ線にはポリアミドイミド、ポリイミド等の堅牢なで耐熱性の被覆材で被覆されたものが用いられる。
【００２０】
このようなリッツ線を用いた配線では、通常用いられる接続手段、即ち、差し込み端子や半田ではなく、リッツ線を丸形端子又はＹ型端子にフッシングにより固定し、丸型端子又はＹ型端子をネジにより回路基板に接続するという接続構造が有効である。
【００２１】
即ち、リッツ線の被覆をはがすのに半田を用いると、作業効率が低く、コスト高になり、また、フッシングによる熱と圧力とでリッツ線の被覆を溶融して、芯材である銅線に端子を接触させる接続では、フッシング時に、大電流を流して接続端子部を局所的に発熱させるために、複雑な接続構造をとることが困難であり、丸形端子又はＹ型端子とネジとを用いた接続構造が採用される。
【００２２】
駆動回路２Ａと誘導コイル３Ａとは接続端子部２０Ａにより接続され、駆動回路２Ｂと誘導コイル３Ｂとは接続端子部２０Ｂにより接続される。接続端子部２０Ａ、２０Ｂを図２に２０で示す。
【００２３】
図２において、図１の駆動回路２Ａ、２Ｂ等が配置された回路基板２１にコ字状の端子台２２が設けられる。図１の誘導コイル３Ａ、３Ｂの延長部であるリッツ線２６は丸型端子又はＹ型端子からなる端子２３とフッシング２５により結合され、端子２３はネジ２４により端子台２２に固定される。２７は回路パターンを構成する銅箔である。
【００２４】
作動時には、矢印ＩＷで示すように、回路基板２１からリッツ線２６へと電流が流れる。なお、熱の流れは電流の流れとは逆であり、リッツ線２６から回路基板２１へ矢印ＨＷで示すように流れる。
【００２５】
図２に示す接続構造では、ネジ２４による固定が不完全であったり、固定後にネジ２４にゆるみが生じた場合に、接続端子部に抵抗成分が発生し、該抵抗成分に大電流が流れることにより、発熱が起こって、部品を損傷する可能性がある。このような状態が放置されると、周囲の部品にまで延焼し、破損の程度が拡大する。特に、銅箔２７を通って回路部品に熱が伝わり、回路部品を損傷する。
【００２６】
これを防止するために、部品を耐熱性材料で保護したり、各部品を離して配置する等の対策を採った場合、コストの上昇や回路基板が大型になる等のデメリットが生ずる。
【００２７】
本発明においては、このように接続端子部における発熱による分品の損傷を最小限度に止める手段を採っている。
【００２８】
図３は本発明の実施の形態の要部の一例を示す。
【００２９】
共振コンデンサ３０及びＩＧＢＴ３１を有する駆動回路２と誘導磁界を発生する誘導コイル３とは接続端子部２０１、２０２で接続され、誘導コイル３と駆動回路２との間には温度検出手段としての温度センサ３２、３３が接続される。接続端子部２０１、２０２は図２に示し前記に説明したものである。温度センサ３２、３３は接続端子部２０１、２０２近傍に配置され、接続端子部２０１、２０２近傍の温度を検知する。本例では、温度センサ３２、３３として温度ヒューズ又はサーモスタットを用い、接続端子部２０１、２０２の温度が所定値以上になったときに、温度ヒューズが溶断し或いはサーモスタットが作動して回路接続が遮断されるように構成されている。
【００３０】
所定温度は、回路が熱により損傷を受ける値に設定され、温度センサ２０１、２０２の作動により回路接続が遮断された場合、接続端子部２０１、２０２を含む回路基板は新しいものと交換されることになる。
【００３１】
このように本例では、温度ヒューズ又はサーモスタットにより所定値の温度を検知するとともに、回路を遮断し、駆動回路２Ａ、２Ｂの作動を停止しており、温度ヒューズ又はサーモスタットは温度検知手段及び停止手段を構成する。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態のさらに他の例を示す。
【００３３】
本例では、接続端子部２０１、２０２近傍に設けられる温度検出手段としての温度センサ３４にサーミスタが用いられ、検出回路３５により接続端子部２０１、２０２近傍の温度が所定値以上になったことを検出し、制御手段としての定着制御部６が検出回路３５の検出信号に基づいて、駆動回路２の発振を停止させる。該制御手段は駆動回路２を停止させる停止手段を構成する。
【００３４】
図５は本発明の実施の形態のさらに他の例を示す。
【００３５】
駆動基板ＣＢ１のＡＣ入力部に停止手段としてのリレー３６が設けられ、定着制御部６はサーミスタからなる温度センサ３４の出力に基づいて、リレー３６を制御する。即ち、温度センサ３４により所定の温度以上に接続端子部２０１、２０２の温度が上昇した場合に、リレー３６を作動させて駆動回路２への入力を遮断する。
【００３６】
図５のリレー３６を温度ヒューズ又はサーモスタットが設けられた検出回路のＯＮ／ＯＦＦ信号により作動させる構成とすることもできる。
【００３７】
図４、５に示す例では、次のような制御が可能である。
【００３８】
第１に、図２の例と同様に、接続端子部２における温度が所定値以上になったときに、駆動回路２の作動を停止し、以後の作動を禁止する。なお、このような作動禁止制御を行う場合にも、図４、５に示す例では、定着制御部６により作動の禁止であるので、接続端子部２の温度が低下したときに禁止を解除するラッチ解除機能を持たせることもできる。
【００３９】
第２に、接続端子部２の温度が所定温度Ｔ１以上になったときに、駆動回路２の作動を停止する。接続端子部２の温度が所定温度Ｔ１よりも低い他の所定温度Ｔ２まで低下したときに、駆動回路２の作動を再開する。
【００４０】
このような第２の制御方法を用いることにより、接続端子部２における温度が部品の熱による損傷を受けないが、危険範囲である温度Ｔ１で駆動回路２を停止させ、安全範囲の温度Ｔ２以下に低下したときに再開するという制御が可能となり、回路部品の熱による破損を防止して定着装置を安全に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置を含む画像形成装置の回路図である。
【図２】接続端子部を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の要部の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の要部の他の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の要部のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
２、２Ａ、２Ｂ  駆動回路
３、３Ａ、３Ｂ  誘導コイル
４  加熱ローラ
５  本体制御部
６  定着制御部
７Ａ、７Ｂ、３２、３３、３４  温度センサ
２０、２０１、２０２  接続端子部
３６  リレー
【図１】
2006171277.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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