JP2000321921A

JP2000321921A - 定着装置

Info

Publication number: JP2000321921A
Application number: JP11132830A
Authority: JP
Inventors: Hide Shimazaki; 秀島崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】定着ロール対の少なくとも加熱ロールの位置
が過度の加熱状態になったときに変化することを、その
定着ロール対のもつ位置変動要因やその圧接構成の違い
などに影響されることなく、常に俊敏かつ的確に検知し
て適切な安全処理を実行することができる安全装置を備
えた定着装置を提供する。【解決手段】定着ロール対１の軸受部材５を介して軸
支されている側の加熱ロール２の位置をそのロール２に
触れることなく検出する位置センサ７と、この位置セン
サ７により基準値検出時期に検出されて更新記録される
基準位置データとその更新記録後の基準値検出時期を含
む時期に検出値として検出される検出位置データとを比
較し、その両データの差分が規定値以上であるときに加
熱ロール２内の加熱源４の加熱動作を停止させる制御を
行う異常感知処理手段８とからなる安全装置６を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に使
用される、少なくとも一方が加熱ロールである定着ロー
ル対を備えた定着装置に係り、特に、その定着ロール対
において過度の加熱により発生する異常な温度上昇を素
早く検知して適切な安全処理が実行される定着装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の定着ロール対を備えた定
着装置においては、例えば、その定着ロール対の加熱ロ
ール側近傍に、その加熱ロールの周囲温度（雰囲気温
度）に感応してスイッチ機能を発揮するようなサーモス
タットや温度フューズ等を配設し、加熱ロールが過度の
加熱状態になったときに、その感温検知部品によって加
熱ロール内に配置された加熱源（ヒータランプなど）へ
の給電を遮断する処理がなされる安全装置を設けること
が知られている。

【０００３】ところが、このような感温検知部品を使用
する安全装置では、感温検知部品が加熱ロールに対して
非接触の状態で配設され、その加熱ロールの雰囲気温度
を検知して動作するものであるため、応答性が悪く、異
常な温度上昇が発生した場合の素早い対応が難しいとい
う問題があった。

【０００４】このため、従来、特開平８−２０２１９０
号公報では、このような感温検知部品を用いず、ロール
軸受の熱変形温度を利用することにより定着（加熱）ロ
ールの異常な高温状態時において加熱源への電流の供給
を阻止するようにした定着装置が提案されている。

【０００５】すなわち、この定着装置は、加熱ロールに
対して圧接する加圧ロールにより受ける付勢力に反しそ
の加熱ロールの両端部を樹脂製の軸受によって保持し、
また、加熱ロールの加圧ロール側とは正反対側に所定の
間隔をあけてスイッチ機構のアクチュエータとしての耐
熱樹脂（体）を設けたものである。耐熱樹脂には、電流
供給装置と接続された板ばねが取り付けられている。そ
して、加熱ロールが軸受の熱変形温度を超える温度に達
すると、その軸受が溶融して加圧ロールの付勢力により
加熱ロールがその付勢方向に移動してその移動先にある
耐熱樹脂を押し上げ、これによりその耐熱樹脂上に取り
付けられている板ばねを加熱ロールのヒータランプと接
続された鉄板（との接点）から離間させる。この結果、
板ばねと鉄板との接続が切断されて加熱ロールへの電流
供給が停止するというものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような軸
受の熱変形にともなう加熱ロールの移動によりアクチュ
エータとしての耐熱樹脂を押し上げるスイッチ機構を採
用した定着装置にあっては、次のような問題点がある。

【０００７】まず、その耐熱樹脂を物理的に押し上げる
ための加熱ロールの移動を要する分だけ応答性が悪くな
る。しかも、一般に加熱ロールの位置は、加圧ロールか
らの圧接やその圧接状態の経時的な劣化の影響により変
動したり、また加熱ロールの直径の初期時や経時的なバ
ラツキ等により回転動作中にも変動するため、このよう
な変動要因によって加熱ロールが耐熱樹脂を押し上げて
しまう誤動作を避ける観点から、耐熱樹脂の加熱ロール
表面からの離間距離（クリアランス）を少し広めに設定
しなければならず、その余裕をもったクリアランスの設
定する必要がある分、その応答性がさらに悪くなってし
まう。

【０００８】また、このような加熱ロールの移動により
作動するスイッチ機構は、非定着時において加圧ロール
を加熱ロールから離して圧接状態を解除する接離機構を
備えた定着装置に対しては、その圧接が解除されている
間はスイッチ機構が機能し得ない（加熱ロールが加圧ロ
ールの付勢力によりその付勢方向に移動して耐熱樹脂を
押し上げることがない）ため、適用することができな
い。さらに、加熱ロール側から加圧ロール側に向けて付
勢する構成を採用する定着装置に対しても、加熱ロール
の移動方向と耐熱樹脂の位置とが相反する関係になるた
め、そのままでは適用することができない。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたもので、定着ロール対の少なくとも加
熱ロールの位置が過度の加熱状態になったときに変化す
ることを、その定着ロール対のもつ位置変動要因やその
圧接構成の違いなどに影響されることなく、常に俊敏か
つ的確に検知して適切な安全処理を実行することができ
る安全装置を備えた定着装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成し得る本
発明は、圧接した状態で回転するように配設された定着
ロール対を備え、この定着ロール対の少なくとも一方が
ロールを加熱する加熱源を有するとともに合成樹脂製の
軸受部材を介して回転自在に軸支されている定着装置を
前提とし、前記定着ロール対の少なくとも前記軸受部材
を介して軸支されている側の定着ロールの位置をそのロ
ールに触れることなく検出する位置検出手段と、この位
置検出手段により基準値検出時期に検出されて更新記録
される基準位置データとその更新記録後の基準値検出時
期を含む時期に検出値として検出される検出位置データ
とを比較し、その両データの差分が規定値以上であると
きに前記加熱源の加熱動作を停止させる制御を行う異常
感知処理手段とからなる安全装置を設けたものである。

【００１１】上記定着ロール対のうち加熱源を有すると
ともに合成樹脂製の軸受部材を介して軸支される定着ロ
ールは、いわゆる加熱ロールと称されるものである。定
着ロール対の一方がこの加熱ロールである場合、その他
方は一般に加圧ロールとなる。また、このような加熱ロ
ールと加圧ロールからなる定着ロールの場合、その両ロ
ール間の圧接は、通常加圧ロール側から加熱ロール側に
向けて付勢するように構成されるが、その反対に、加熱
ロール側から加圧ロール側に向けて付勢するように構成
してもよい。しかも、この両ロール間の圧接は、非定着
時等において、いずれか一方のロールを変位させて他方
のロールから離してその圧接状態（圧接部：ニップ）を
解除できるように構成してもよい。この他、加圧ロール
については、加熱ロールと同様にその内部に加熱源を有
したものであっても構わない。ロールを加熱する加熱源
は、通常ロール内部に設置される。

【００１２】上記安全装置における位置検出手段として
は、例えば、加熱源を有する定着（加熱）ロールの検出
部位に光や電磁波等を照射してその光や電磁波等がその
検出部位で反射されて戻るときの所要時間や位置ずれを
計測して位置を検出する非接触式の位置センサが使用さ
れるが、その定着ロールの位置を非接触状態で迅速かつ
正確に検出することが可能なものであれば他の公知手段
を使用してもよい。この位置検出手段を設ける位置は、
通常、上記定着ロールが合成樹脂製の軸受部材に支持さ
れる部位の近傍となる位置が好ましいが、その定着ロー
ルが過度の加熱により変化するときの位置を的確に検出
可能であれば他の位置であってもよい。そして、この位
置検出手段により検出する定着ロールの検出部位は、そ
のロール本体の表面、あるいはそのロールの回転軸（シ
ャフト）の表面である。また、この位置検出手段の設置
個数は、通常１つでよいが、必要に応じて複数個であっ
てもよい。

【００１３】また、上記安全装置における異常感知処理
手段は、前記したように位置検出手段により検出される
基準位置データ及び検出位置データに関する所定のデー
タ処理（データの更新記録、比較、判別など）を行い、
その処理結果に基づいて必要な安全処理を実行させるた
めの制御を行うことが可能なものであれば、そのデータ
処理や制御動作を行うための構成については特に制約さ
れるものではない。

【００１４】この異常感知処理手段における基準値検出
時期は、定着ロールの過度の加熱が発生する可能性が高
い時期と推測される時であれば如何なる時期であっても
よいが、少なくとも、定着装置（厳密には定着装置が使
用される画像形成装置本体）への電源投入時、定着動作
開始時及び定着動作終了時とすることが好ましい。特
に、定着ロール対の圧接部が接離機構等により解除され
るタイプの定着装置の場合、上記電源投入時とはその圧
接部が解除された状態で定着（加熱）ロールがウォーム
アップされている時とし、定着動作終了時とはその圧接
部が解除された後に定着（加熱）ロールが回転を停止し
た時とする。このような基準値検出時期に基準値として
検出される基準位置データは、その各時期が到来するご
とに検出され、その検出時ごとに最新の各位置データと
して更新記録される。従って、常にその基準値検出時期
における最新の位置データが、通常の検出位置データと
比較して異常発生の有無を検地する際の基準とされる。
一方、この基準位置データと比較される検出位置データ
は、装置本体の電源がＯＦＦ状態にあるときを除いて常
時検出されているが、基準値検出時期に検出された検出
位置データについてはその各検出時期に該当する最新の
基準位置データと比較される。

【００１５】また、この基準位置データは、正常時の定
着ロールが回転する時に発生する位置変動分が過度な加
熱状態にあるときに発生する位置変動として誤って検出
されないようにするため、正常時の定着ロールの回転時
における位置変動分の平均値又はその最大値を更新記録
するように設定することが望ましい。特に、定着（加
熱）ロールの正常時における位置変動分が予測し得なか
ったり、大きな変動分が頻繁に発生する場合などの事情
があるときには、その平均値か若しくはその最大値を基
準値として更新記録するように適宜選択して設定すると
よい。また、定着動作開始時の基準位置データは、定着
ロール対の圧接部に未定着トナー像が形成された記録シ
ートを少なくとも１枚通過させたときに定着（加熱）ロ
ールの位置が変動することを考慮して、その変動分を含
めた平均値又はその最大値とするよい。

【００１６】さらに、この異常感知処理手段は、基準位
置データと検出位置データとの差分が規定値以上である
ときに異常が発生したことを表示手段に表示させる制御
を、前記した加熱源の加熱動作を停止させる制御と併せ
て行うように構成することが望ましい。このときの表示
手段としては、点灯又は点滅する表示ランプ、警告メッ
セージ等の表示が可能な液晶表示パネル等が使用され
る。これにより、ユーザー等に定着装置が異常な加熱状
態になったことを確実に知らせることができ、安全性を
より高めることが可能となる。なお、上記加熱源の加熱
動作を停止させる制御とは、例えば、加熱源が電熱部材
である場合にはその電熱部材への電流供給を停止させる
ことである。

【００１７】また、上記定着装置における合成樹脂製の
軸受部材は、定着（加熱）ロールが過度の加熱状態にな
った際に軸受部材が容易にかつ素早く熱変形してその異
常な加熱状態をより迅速に検知できるようにする観点か
ら、複数の空隙部を有する内部構造からなる部材や、熱
変形温度が相違する複数の樹脂層をその熱変形温度が定
着ロールに近づくにつれて高くなる順に積層させた内部
構造からなる部材であることが好ましい。この軸受部材
を構成する合成樹脂としては、例えば、定着ロールが過
度の加熱状態になり始めた頃の温度以上で溶融して熱変
形するような熱変形温度特性（例えば２２０〜３００℃
程度の軟化点）を有する材質のものが使用される。

【００１８】さらに、この定着装置においては、その定
着ロール対の一方を前記したような加圧ロールとし、そ
の加圧ロールを弾性体層が形成されたロール構造とした
場合、加熱ロール側の過度の加熱状態によりその弾性体
層が熱変形して加圧ロール（の弾性体層）の位置が変化
することがあるため、加圧ロールの位置についても上記
安全装置（特に位置検出手段を加圧ロール側にも配設す
ること）により検出して加熱ロール側が過度の加圧状態
になったことを間接的に検知するように構成してもよ
い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態について説明する。

【００２０】［実施の形態１］図１及び図２は本発明の
一実施形態に係る定着装置を示すもので、図１はその正
面概要図、図２はその側面概要図である。この定着装置
は、その装置本体（本体フレームやカバー等）１０に、
互いに圧接した状態で図２中の矢線方向Ａ，Ｂに回転す
るように配設された加熱ロール２及び加圧ロール３から
なる定着ロール対１を備えたものであって、その定着ロ
ール対１の圧接部（ニップ）Ｗに未定着トナー像Ｔが形
成された記録シートＰを通過させることによりそのトナ
ー像Ｔを記録シートＰに定着するものである。トナー像
Ｔは、記録シートＰの搬送方向（図２中の一点鎖線で示
す方向）上流側に配設されている図示しない電子写真方
式の画像形成部で形成される。

【００２１】定着ロール対１における加熱ロール２は、
円筒状のロール本体２０の内部にロールを加熱するヒー
トランプ（ハロゲンランプ）等の電熱加熱源４が配設さ
れたものであり、そのロール本体２０の両端部が軸受部
材５とボールベアリング体１２を介して装置本体フレー
ム１０に対し回転自在に軸支されている。加熱源４は、
電源装置４０から配線（一点鎖線）４１と給電遮断器４
２を通して所定の電流が供給されて発熱し、ロール本体
２０を所定の温度まで加熱するようになっている。ま
た、軸受部材５は、図３に示すように、加熱ロール本体
２０に嵌め込み可能なリング形状に成形された熱可塑性
ポリエステル、ＰＥＴ、ポリイミド等の合成樹脂からな
るものであり、しかも、その内部側は複数の空隙部５０
が規則的に配置形成されたハニカム構造になっている。
この軸受部材５は、２５０℃以上の高温状態におかれる
と溶融して熱変形し始めるように設定されている。

【００２２】一方、定着ロール対１における加圧ロール
３は、円筒状のロール本体３０の両端部に回転軸３１を
有しているとともにそのロール本体３０の表面に弾性体
層３２が形成されたロール構造からなり、その回転軸３
１を介して図示しない接離機構を有する加圧システムに
よって回転自在に軸支されている。そして、この加圧ロ
ール３は、定着動作時には、接離機構によりそのロール
本体３０が加熱ロールのロール本体２０に当接する位置
まで変位させられ、さらにその回転軸３１を介して加圧
システムから付与される押圧力Ｆで加圧ロール２に対し
て圧接されて所定幅の圧接部Ｗが形成されるように支持
される。また、ウォームアップ中や一連の定着動作が終
了した時のような非定着動作時には、そのロール本体３
０が加熱ロール本体２０から離れる位置まで変位させら
れ（図２中の二点鎖線）、前記圧接部Ｗが解除された状
態となる仕組みになっている。

【００２３】そして、この定着装置には、図１に示すよ
うに、加熱ロール２が何らかの原因で過度の加熱状態に
なったことを検知して適切な処理を行うための安全装置
６が設けられている。

【００２４】この安全装置６は、定着ロール対１のうち
加熱ロール２の位置を非接触状態で検出するレーザ照射
方式の位置センサ７と、この位置センサ７で得られる位
置データを利用して加熱ロール２が異常な状態（過度の
加熱状態）になったことを検知して適切な処理を実行す
る異常感知処理手段８とで構成されている。図１中にお
いて符号９は、この安全装置６と連動して使用される警
告用表示器である。

【００２５】上記位置センサ７は、加熱ロール本体２０
の軸受部材５で回転自在に支持されている部位近傍に所
定の間隔をあけた状態で配設され、そのロール本体２０
にレーザ光（点線）を照射してそのロール表面での反射
光を受光して現在のロール本体２０の位置（高さ：セン
サ検出面との離間距離）を検出するものである。そし
て、この位置センサ７の検出結果は、異常感知処理手段
８側に入力されるようになっている。

【００２６】上記異常感知処理手段８は、図４に示すよ
うに、位置センサ７により得られる検出結果を位置デー
タＮとして取り込む検出部８０と、電源投入時（ｔ
１）、定着動作開始時（ｔ２）及び定着動作終了時（ｔ
３）の基準値検出時期に位置センサ７により検出する基
準位置データＤ（Ｄt1，Ｄt2，Ｄt3）を更新して記録す
る記憶部８１と、この記憶部８１に記録された最新の基
準位置データ（Ｄt1，Ｄt2，Ｄt3）とその基準位置デー
タが更新記録された後に前記検出時期（ｔ１，ｔ２，ｔ
３）を少なくとも含む時期に位置センサ７により随時検
出する検出位置データＮ（Ｎt1，Ｎt2，Ｎt3を含む）と
を比較し、その両データの差分（Ｄ−Ｎ）が予め設定す
る規定値Ｋ以上であるか否かを判別する比較判別部８２
と、この比較判別部８２の判別結果が「前記両データの
差分が規定値Ｋ以上」である場合に前記給電遮断器４２
を遮断状態にするとともに警告用表示器９に加熱ロール
２が異常な状態であることを表示させるという２つの安
全処理を実行させる処理実行部８３とを備えたものであ
る。図１及び図４中において、Ｓ₁は位置センサ７から
検出部８０に入力されるデータ信号、Ｅ₁は処理実行部
８３から給電遮断器４２へ出力される制御信号、Ｅ₂は
処理実行部８３から警告用表示器９へ出力される制御信
号を示す。

【００２７】この異常感知処理手段８においては、検出
部８０で得られた位置センサ７の位置データは一旦比較
判別部８２に入力され、そのデータのうちで基準位置デ
ータＤとして記憶部８１に記録するものについては所定
のデータ処理がなされた後、記憶部８１に記録されるよ
うになっている。すなわち、各基準値検出時期（ｔ１，
ｔ２，ｔ３）における検出時間内に得られる位置データ
の平均値又は最大値を演算処理した後のデータが各基準
値検出時期の基準位置データＤ（Ｄt1，Ｄt2，Ｄt3）と
して記憶部８１に記録される。また、定着動作開始時期
ｔ２における位置データについては、さらに定着ロール
対１の圧接部Ｗを１枚の記録シートＰが通過する際に発
生する加熱ロール２の変動分αを付加する処理がなされ
たデータが定着動作開始時期ｔ２の基準位置データＤt2
として記録される。警告用表示器９は、この定着装置が
装備される画像形成装置本体側に装備されている、メッ
セージ表示可能な操作パネルが兼用されている。

【００２８】さらに、この定着装置には、加熱ロール２
が過度の加熱状態となって異常が発生したときの安全性
をより一層高めるため、上記安全装置６に加えて、サー
モスタット等の感温検知部品６０を加熱源４と給電遮断
器４２とを結ぶ配線内に介在させた状態で設けている。
このは、加熱ロール２の近傍に配置されており、その感
温検知部品の周囲温度が１５０℃前後になった時点で給
電遮断器４２と加熱源４との間の給電を遮断するように
設定されている。なお、この感温検知部品６０の周囲温
度が１５０℃前後になる時点とは、加熱ロール２の周囲
環境の条件等によっても変動するが、例えば加熱ロール
２の温度が３５０℃程度の高温状態になる場合にほぼ相
当するものである。

【００２９】次に、この定着装置の動作について説明す
る。

【００３０】この定着装置は、非定着動作時には加圧ロ
ール３が接離機構によって加熱ロール２から離れて圧接
部Ｗが解除された状態にある。従って、このときの加熱
ロール３は加圧ロール３からの押圧力（付勢力）Ｆが付
与されていない。そして、図５に示すように、画像形成
装置本体側の電源が投入（電源ＯＮ）されると、まず、
電源装置４０から電熱加熱源４への給電がなされて加熱
ロール２がウォームアップ状態となり所望の定着温度に
達するまで加熱される。

【００３１】このウォームアップにより加熱ロール２が
所定の定着温度まで加熱されて定着可能な状態となり、
画像形成動作の開始命令が出されると（コピースタート
ボタンが押下されたり、プリント開始信号が入力される
ことなど）、加圧ロール３が接離機構及び加圧システム
により加熱ロール２に圧接された状態になるとともに加
熱ロール２が図示しない電動モータ等の駆動力により回
転し始め、これにより定着動作が実行されるようにな
る。すなわち、図２に示すように、圧接状態で回転する
加熱ロール２と加圧ロール３の圧接部Ｗに対し、未定着
トナー像Ｔが形成された記録シートＰが送り込まれて加
熱加圧されることによって熱定着が行われる。

【００３２】その後、画像形成動作の終了命令が出され
てすべての定着動作が終了すると、加圧ロール３が接離
機構によって再び加熱ロール２から離された状態となる
とともに、加熱ロールの回転が停止する。そして、通常
は、次の画像形成動作のために非定着時の状態でスタン
バイ状態におかれるが、装置本体の電源が切られると
（電源ＯＦＦ）、加熱ロール２の加熱も完全に停止させ
られる。

【００３３】このような定着装置の基本的な動作にあわ
せて安全装置６が以下のように動作する。

【００３４】この安全装置６は、基本的には、図６に示
すように、その位置センサ７及び異常感知手段８が前記
電源ＯＮのタイミングにあわせて動作し始め、その電源
ＯＦＦのタイミングにあわせて動作終了となるが、この
動作中においては予め設定された基準値検出時期ｔ（ｔ
１，ｔ２，ｔ３）になると、そのときの各位置データＤ
が最新の基準位置データＤ（Ｄt1，Ｄt2，Ｄt3）として
更新記録され、その最新の各基準位置データＤを利用し
てその後における加熱ロール２の位置変動が異常である
か否かについて検出される。

【００３５】まず、電源が投入されて電源ＯＮ状態にな
ると（ステップ１０１、以下「Ｓ１０１」と略記す
る）、基準値検出時期ｔ１における基準位置データＤt1
の検出更新が行われる（Ｓ１０２）。詳しくは、位置セ
ンサ７で常時検出されて検出部８０に取り込まれている
検出値Ｎが比較判別部８２に入力されて前記した所定の
データ処理がなされた後、基準値検出時期ｔ１（電源投
入時）における基準位置データＤt1として記憶部８１に
更新記録される。

【００３６】この基準位置データＤt1の検出更新後は、
画像形成動作の開始命令が出されるまでの時期ｔ10にお
いて、この時期ｔ10における位置センサ７からの検出値
Ｎ１が随時取り込まれ（Ｓ１０３）、そのときの検出値
（検出位置データ）Ｎ１と最新の基準位置データＤt1と
の比較が行われてこの電源投入時期ｔ10における加熱ロ
ール２が異常な加熱状態になっているか否かの判断がさ
れる（Ｓ１０４）。すなわち、基準位置データＤt1と検
出値Ｎ１との差分（Ｄt1−Ｎ１）が予め設定された規定
値Ｋを超えるか否かが判断される。

【００３７】このステップＳ１０４においてその差分が
規定値Ｋ以内であれば、加熱ロール２の位置が特に変化
していないことを意味するため、この電源投入時点では
加熱ロール２が異常な加熱状態になっておらず正常であ
るとみなし、この電源投入時における比較動作（Ｓ１０
３〜１０４）が画像形成動作の開始命令が出されるまで
繰り返される（Ｓ１０５）。

【００３８】その後、画像形成の動作命令が出される
と、加圧ロール３の圧接動作や加熱ロール２の回転開始
動作がなされる間ｔ50だけ比較動作が一時的に中断され
（Ｓ１０６）、しかる後、次の基準値検出時期ｔ２（定
着動作時）における基準位置データＤt2の検出更新が前
記した基準位置データＤt1の検出更新の場合と同様に行
われて、最新の基準位置データＤt2として更新記録され
る（Ｓ１０７）。

【００３９】この基準位置データＤt2の検出更新後は、
画像形成動作の終了命令が出されるまでの時期ｔ20にお
いて、この時期ｔ20における位置センサ７からの検出値
Ｎ２が随時取り込まれ（Ｓ１０８）、そのときの検出値
Ｎ２と最新の基準位置データＤt2との比較が行われてこ
の画像形成動作中ｔ20における加熱ロール２が異常な加
熱状態になっているか否かの判断がされる（Ｓ１０
９）。すなわち、基準位置データＤt2と検出値Ｎ２との
差分（Ｄt2−Ｎ２）が予め設定された規定値Ｋを超える
か否かが判断される。

【００４０】このステップＳ１０９においてその差分が
規定値Ｋ以内であれば、やはりこの時期ｔ20における加
熱ロール２が異常な加熱状態になっておらず正常である
とみなし、この比較動作（Ｓ１０８〜１０９）が画像形
成動作の終了命令が出されるまで繰り返される（Ｓ１１
０）。

【００４１】その後、画像形成の終了命令が出される
と、加圧ロール３の圧接解除動作等がなされる間だけ比
較動作が一時的に中断され（Ｓ１１１）、しかる後、最
後の基準値検出時期ｔ３（定着終了時、厳密には加圧ロ
ール３が加熱ロール２から離間した状態となって加熱ロ
ール２の回転が停止した時点）における基準位置データ
Ｄt3の検出更新が前記した基準位置データＤt1、Ｄt2の
検出更新の場合と同様に行われ、最新の基準位置データ
Ｄt3が更新記録される（Ｓ１１２）。

【００４２】この基準位置データＤt3の検出更新後は、
次の画像形成動作の開始命令が出されるか或いは電源Ｏ
ＦＦになるまでの時期ｔ30（スタンバイ時期）におい
て、この時期ｔ30における位置センサ７からの検出値Ｎ
３が随時取り込まれ（Ｓ１１３）、そのときの検出値Ｎ
３と最新の基準位置データＤt1との比較が行われ、この
画像形成動作が終了した後のスタンバイ時期ｔ30中にお
ける加熱ロール２が異常な加熱状態になっているか否か
の判断がされる（Ｓ１１４）。すなわち、基準位置デー
タＤt3と検出値Ｎ３との差分（Ｄt3−Ｎ３）が予め設定
された規定値Ｋを超えるか否かが判断される。

【００４３】このステップＳ１１４においてその差分が
規定値Ｋ以内であれば、やはりこのスタンバイ時期ｔ30
における加熱ロール２が異常な加熱状態になっておらず
正常であるとみなし、この比較動作（Ｓ１１３〜１１
４）が次の画像形成動作の開始命令が出されるか或いは
電源ＯＦＦになるまで繰り返される（Ｓ１１５）。ステ
ップＳ１１４では次の画像形成動作の開始命令があるか
否かについても判断されており、その開示命令があった
場合にはステップＳ１０６に移行するようになってい
る。

【００４４】一方、加熱ロール２が異常な加熱状態にな
った場合は、以下のようになる。

【００４５】まず、加熱ロール２に関しては、急激に温
度が上昇して軸受部材５の熱変形温度を超えるような過
度の加熱状態になると、軸受部材５が溶融して熱変形し
始め、これにより加熱ロール２が軸受部材５によって正
常に軸支されなくなる。そして、定着ロール対１が定着
可能な状態にある場合には、図７ａに示すように、加熱
ロール２が加圧ロール３を介しての押圧力Ｆを受けてい
るため、加熱ロール２はその付勢方向（この例では上方
側）へ変位する。また、定着ロール対１が非定着状態
（圧接部Ｗが解除されている状態）にある場合には、図
７ｂに示すように、加圧ロール３よる下方側からの押圧
力Ｆが加わらないため、加熱ロール２はその自重で加圧
ロール３のある下方側に変位する。

【００４６】この結果、加熱ロール２は、そのいずれの
状態にある場合にも（その変位する方向に違いがあるも
の）軸受部材５の熱変形にともなって変位するため、そ
のロール表面の位置が変化することになる。また、この
例では、軸受部材５が空隙部５０を多数有するハニカム
構造であるため、その溶融時における熱変形量がその空
隙部５０のある分だけ速くなり（また多く）なり、加熱
ロール２の位置変化が素早く現れるようになっている。

【００４７】このような異常加熱状態により加熱ロール
２の位置が大幅に変化すると、安全装置６側では、電源
投入時ｔ10定着動作時ｔ20及び定着動作終了時ｔ30の各
比較判別段階（ステップ：Ｓ１０４，Ｓ１０９，Ｓ１１
３）のいずれかにおいて、その各差分（Ｄt1−Ｎ１、Ｄ
t2−Ｎ２、Ｄt3−Ｎ３）が規定値Ｋを超えるようにな
る。そして、この規定値を超えたという判別情報が得ら
れると、処理実行部８３は、その該当する時期における
加熱ロール２が異常な加熱状態にあるとみなして、給電
遮断部４２を遮断状態にさせて電源装置４０から電熱加
熱源４への給電を停止させるとともに、警告用表示器９
に「加熱ロール２が過度の加熱状態にある」旨の警告メ
ッセージを表示させる（Ｓ１１６）。

【００４８】これにより、過度の加熱による危険な状態
を自動的に回避できるとともに、加熱ロール２等の熱に
よる損傷を小さく抑えることができる。また、そのよう
な異常状態にあることを確実にユーザー等に知らせるこ
ともできる。

【００４９】また、この安全装置６の場合には、前述し
た従来技術のような加熱ロールが移動してスイッチ機構
のアクチュエータを物理的に動かすメカ的な構成を用い
ておらず、位置センサ６によって加熱ロール２の現在位
置を実測した位置データに基づいて異常な加熱状態の発
生を感知する方式を採用しているため、加熱ロール２の
異常な加熱状態になったことをきわめて短時間にしかも
的確に感知することができ、このことによっても加熱ロ
ール２等の熱による損傷をより一層小さく抑えることが
できる。

【００５０】さらに、この安全装置６では、定着装置の
動作状態（時期）ごとにロール位置の基準値を決め、し
かもその基準値を必要なデータ処理をしながら更新記録
するようにしているため、加熱ロール等の圧接部（ニッ
プ）形成時における位置変動、加熱回転時における位置
変動、ロール直径のバラツキによる位置変動、位置セン
サの設定又は特性のバラツキによる位置変動等の各種変
動要因による影響を排除することができ、この結果、従
来技術のように上記のごとき変動要因等を考慮してアク
チュエータの加熱ロールとのクリアランスを高精度に設
定するという必要がなく、各動作状態ごとにおける特有
の微小なロール位置変化を的確に検出して適切な安全処
理を素早く実行することができる。従って、このように
きわめて速い応答性を得ることができる。しかも、軸受
部材として複数の空隙部を有する内部構造からなるもの
を使用していることにより、その軸受部材が異常加熱状
態時において容易に変形しやすくなり、このことによっ
ても異常加熱時の応答性を格段に向上させることができ
る。

【００５１】この他、非定着動作時等において接離機構
により定着ロール対の圧接部が解除されて、加熱ロール
に加圧ロールからの付勢力が作用していない状態が生じ
る定着装置であっても、加熱ロールの自重による位置変
化を検出することができるため、かかる状態における加
熱ロールの異常な加熱状態の発生を同様に感知すること
が可能である。また、この安全装置６は、加熱ロール側
から加圧ロールに向けて圧接部形成用の付勢力が加えら
れる定着装置であっても、加熱ロールの位置変動を検出
できるため何ら支障なく適用することができる。

【００５２】また、この実施形態のように、安全装置６
とは異なる方式のサーモスタット等の感温検知装置を適
宜組み合わせて併設することにより、高い信頼性をもつ
安全システムを構築することができる。

【００５３】［他の実施の形態］図８は、実施の形態１
におけるハニカム構造の軸受部材５に代えて使用可能
な、多層構造の軸受部材５０である。この軸受部材５０
は、熱変形温度が相違する第１樹脂層５１及び第２樹脂
層５２の２層構造からなるものであり、その熱変形温度
が高い方の第１樹脂層５１を内側に、低い方の第２樹脂
層５２を外側に配した構成になっている。このような多
層構造の軸受部材５０を使用した場合には、加熱ロール
２が過度の加熱状態になったときに、加熱ロール２と接
する側で熱変形温度の高い第１樹脂層５１が溶融（軟
化）し始めると、その外側にある第２樹脂層５２が熱変
形温度の低いものであるため一機に溶融する。これによ
り、この軸受部材５０にあっても過度の加熱状態になる
と変形しやすいため、加熱ロールの位置変化を素早く検
出できるようになり、異常加熱時の応答性を格段に向上
させることができる。

【００５４】また、実施の形態１のように加圧ロール３
が弾性体層５３を有するロール構造のものである場合に
は、加熱ロール２が過度の加熱状態になると、その弾性
体層５３が熱により溶融変形することにより加圧ロール
３全体としての位置が変化することもあるため、このよ
うな加圧ロール３の位置変化を安全装置６の位置センサ
７により検出して安全装置６を動作させるように構成し
てもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の定着装置
によれば、定着ロール対の少なくとも加熱ロールの位置
が過度の加熱状態になったときに変化することを、その
定着ロール対のもつ位置変動要因やその圧接構成の違い
などに影響されることなく、常に俊敏に素早くかつ的確
に検知して適切な安全処理を実行することが可能とな
り、この結果、過度の加熱にともなう危険な状態を素早
く回避することができるとともに、定着装置内の各種部
品等の高熱による損傷を小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る定着装置を示す側面側の
概要図である。

【図２】図１に示す定着装置の正面側の要部断面図で
ある。

【図３】軸受部材の一形態例を示す断面図である。

【図４】安全装置における異常感知処理手段を示すブ
ロック図である。

【図５】定着装置の動作内容と安全装置の動作内容と
の関係を示す説明図である。

【図６】安全装置の動作手順を示すフローチャートで
ある。

【図７】加熱ロールの位置変化の様子を示すもので、
（ａ）は定着可能な状態にあるときの変化の様子を、
（ｂ）は非定着状態にあるときの変化の様子をそれぞ示
す説明図である。

【図８】軸受部材の他の形態例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…定着ロール対、２…加熱ロール、３…加圧ロール、
４…加熱源、５…軸受部材、６…安全装置、７…位置セ
ンサ（位置検出手段）、８…異常感知処理手段、９…警
告用表示器（表示手段）。

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA12 DA21 EA15 EA18 EC06 EC09 EC10 EC20 ED25 EE07 EE08 EF01 EF09 EF13 EK06 EK09 GB07 JA11 JB30 JC08 2H033 AA42 BA24 BA34 BB17 BB36 CA34 CA48 CA57 5H323 AA36 BB17 CA08 CB02 DA01 EE01 JJ07 KK05 MM02 RR04 SS01 TT06 TT20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧接した状態で回転するように配設され
た定着ロール対を備え、この定着ロール対の少なくとも
一方がロールを加熱する加熱源を有するとともに合成樹
脂製の軸受部材を介して回転自在に軸支されている定着
装置において、前記定着ロール対の少なくとも前記軸受部材を介して軸
支されている側の定着ロールの位置をそのロールに触れ
ることなく検出する位置検出手段と、この位置検出手段
により基準値検出時期に検出されて更新記録される基準
位置データとその更新記録後の基準値検出時期を含む時
期に検出値として検出される検出位置データとを比較
し、その両データの差分が規定値以上であるときに前記
加熱源の加熱動作を停止させる制御を行う異常感知処理
手段とからなる安全装置を設けたことを特徴とする定着
装置。
【請求項２】異常感知処理手段の基準値検出時期が、
定着装置への電源投入時、定着動作開始時及び定着動作
終了時である請求項１記載の定着装置。
【請求項３】異常感知処理手段が、基準位置データと
して、定着ロールの回転時における位置変動分の平均値
又はその最大値を更新記録するように設定されている請
求項１又は２記載の定着装置。
【請求項４】異常感知処理手段が、基準位置データと
検出位置データとの差分が規定値以上であるときに異常
が発生したことを表示手段に表示させる制御を行う請求
項１記載の定着装置。
【請求項５】合成樹脂製の軸受部材が、複数の空隙部
を有する内部構造からなる部材、又は熱変形温度が相違
する複数の樹脂層をその熱変形温度が定着ロールに近づ
くにつれて高くなる順に積層させた多層構造からなる部
材である請求項１記載の定着装置。