JP2002214962A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁誘導加熱方式の定着装置において、加熱
ローラの損傷を招くことなく発熱温度を検出する。 【解決手段】 定着ニップ部で記録材上の未定着トナー
画像を溶融して定着させる定着装置であって、円筒状の
加熱ローラ１と、加熱ローラ１の外周面もしくは内周面
に沿って巻き回された励磁コイルを備え、電磁誘導によ
り加熱ローラ１を加熱する誘導加熱手段と、加熱ローラ
１もしくはこの加熱ローラ１により加熱される耐熱性ベ
ルトに圧接されて順方向に回転して定着ニップ部を形成
する加圧ローラと、加熱ローラ１を介して所定の温度以
上に加熱されると熱変形して加熱ローラ１の内周面から
離反してこの加熱ローラ１との電気的接続が断たれる感
熱動作部材３０を備え、加熱ローラ１に対する感熱動作
部材３０の離反動作により誘導加熱手段への給電を遮断
する給電遮断手段１３とを有する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用さ
れる定着装置に関し、より具体的には電磁誘導加熱方式
の定着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリなどの
画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化および高速
化についての市場要求が強くなってきている。そして、
これらの要求性能を達成するためには、画像形成装置に
用いられる定着装置の熱効率の改善が重要である。

【０００３】ここで、電子写真記録、静電記録、磁気記
録等の適宜の画像形成プロセス手段により転写（間接）
方式もしくは直接方式により形成された未定着トナー画
像を記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録紙などの
記録材に定着させるための定着装置として、熱ローラ方
式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱
方式の定着装置が広く採用されている。

【０００４】熱ローラ方式の定着装置は、内部にハロゲ
ンランプ等の熱源を有し、所定の温度に温調される定着
ローラと、これに圧接させた加圧ローラとの回転ローラ
対を基本構成としており、これらの回転ローラ対の接触
部いわゆる定着ニップ部に記録材を導入して挟持搬送さ
せ、定着ローラおよび加圧ローラからの熱および圧力に
より未定着トナー画像を溶融させて定着させるものであ
る。

【０００５】また、フィルム加熱方式の定着装置は、た
とえば特開昭６３−３１３１８２号公報や特開平１−２
６３６７９号公報等に提案されている。

【０００６】この装置は、支持部材に固定支持させた加
熱体に耐熱性を有した薄肉の定着フィルムを介して記録
材を密着させ、定着フィルムを加熱体に対して摺動移動
させながら加熱体の有する熱をフィルム材を介して記録
材に供給するものである。この定着装置においては、加
熱体として、例えば、耐熱性・絶縁性・良熱伝導性等の
特性を有するアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）等のセラミック基板と、通電により発熱する
抵抗層をこの基板上に備えた構成を基本とするセラミッ
クヒータを、定着フィルムとして薄膜で低熱容量のもの
を用いることができるために、熱ローラ方式の定着装置
よりも伝熱効率が高く、ウォームアップ時間の短縮が図
れ、クイックスタート化や省エネルギー化が可能にな
る。

【０００７】電磁誘導加熱方式の定着装置として、特開
平１１−２９７４６２号公報では、交番磁界により定着
ローラの導電層に渦電流を発生させてジュール熱を生じ
させ、このジュール熱により定着ローラを磁気誘導発熱
させる技術が提案されている。

【０００８】以下に磁気誘導加熱方式の定着装置の構成
について説明する。ここで、図９は従来の電磁誘導加熱
方式による定着装置を示す模式図である。

【０００９】図９に示す定着装置は、定着ローラ３１
と、この定着ローラ３１の外周面に沿って配設される励
磁コイル３２と、この励磁コイル３２を覆うように励磁
コイル３２の外側に配置される磁性体３３と、定着ロー
ラ３１に圧接して配置される加圧ローラ３４と、定着ロ
ーラ３１表面の温度を検知するための温度センサ３５と
から構成されている。

【００１０】定着ローラ３１は、外径が４０ｍｍ、厚さ
０．７ｍｍの鉄製のシリンダ表面に、たとえば耐熱性を
有するＰＴＦＥ、ＰＦＡの離型層が、膜厚１０〜５０μ
ｍ程度で設けられている。

【００１１】加圧ローラ３４は、外径が３０ｍｍであ
り、定着ローラ３１と同様に、鉄製の芯金外周にシリコ
ーンゴムなどの弾性部材が設けられ、さらにその表面
に、離型性を高めるために、たとえば耐熱性を有するＰ
ＴＦＥ、ＰＦＡの層が１０〜５０μｍ程度に設けられて
いる。

【００１２】定着ローラ３１と加圧ローラ３４とは装置
の筐体側に回転自在に支持されており、定着ローラ３１
のみが駆動される構成になっている。加圧ローラ３４は
定着ローラ３１の表面に圧接しており、定着ニップ部Ｎ
での摩擦力で従動回転するように配置されている。な
お、加圧ローラ３４は定着ローラ３１の回転軸方向にバ
ネなどを用いた圧接手段（図示せず）によって加圧され
ている。

【００１３】励磁コイル３２は、定着ローラ３１の外周
面に沿って配設され、磁性体３３で覆われている。磁性
体３３はフェライト、パーマロイといった高透磁率で残
留磁束密度の低い材料のものが使用されている。

【００１４】この励磁コイル３２には１０〜１００ＭＨ
ｚの交流電流が印加されており、この交流電流に誘導さ
れた磁界が定着ローラ３１の導電層に渦電流を流し、ジ
ュール熱を発生させる。

【００１５】温度センサ３５は定着ローラ３１の表面に
当接するように配置されている。そして、温度センサ３
５の検出信号をもとに励磁コイル３２への電力供給を増
減させることで、定着ローラ３１の表面温度が所定の一
定温度になるよう自動制御される。

【００１６】未定着のトナー画像Ｔを担持しながら搬送
される記録材３６は、搬送ガイド（図示せず）によっ
て、定着ローラ３１と加圧ローラ３４とのニップ部Ｎへ
案内される位置に配置される。

【００１７】このようにして定着ローラ３１が駆動手段
（図示せず）により回転駆動され、励磁コイル３２に交
流電流が加えられて定着ニップ部Ｎに導入され、定着ニ
ップ部Ｎが所定の温度に昇温された状態において、未定
着のトナー画像Ｔを担持した記録材２６が搬送ガイド
（図示せず）に案内されて定着ニップ部Ｎに導入され、
定着ローラ３１の回転とともに搬送されて定着ローラ３
１の熱とニップ圧とによりトナー画像Ｔが記録材３６に
溶融され定着される。

【００１８】このように、電磁誘導加熱方式の定着装置
では、電磁誘導により発生する渦電流を利用すること
で、定着ローラ３１を高い伝熱で加熱することができる
ので、ウォームアップ時間の短縮が図れ、フィルム加熱
方式の定着装置よりもさらにクイックスタート化や省エ
ネルギー化が可能になる等の有利性がある。

【００１９】また、特開平８−２８６５３９号公報に
は、ニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバルト
合金等の強磁性金属フィルム等でできた導電層を有する
回転発熱部材の内側に、回転発熱部材の回転軸方向に芯
材に沿って励磁コイルが巻き回された電磁誘導加熱手段
が設けられた構成が開示されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、特開平１１−
２９７４６２号公報に開示されている電磁誘導加熱方式
の定着装置においては、電磁誘導加熱手段が定着ローラ
の外側に設けられており、定着ローラの約半周部分が局
部的に加熱される構成となっている。そして、温度制御
等の暴走による発熱部での温度の異常上昇を防止するた
めには、サーモスタット等の感熱動作部材からなる安全
装置は電磁誘導加熱手段と対向する位置、すなわち加熱
ローラの内側に設けられることが必要である。

【００２１】しかしながら、定着ローラの回転に伴う摺
動によって感熱動作部材表面が摩耗して加熱ローラの内
面に適切に安定して圧接することが難しくなるという問
題がある。

【００２２】そこで、本発明は、加熱ローラの損傷を招
くことなく発熱温度を検出することのできる電磁誘導加
熱方式の定着装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の定着装置は、定着ニップ部で記録材を挟持
搬送し、記録材上の未定着トナー画像を溶融して定着さ
せる定着装置であって、円筒状の加熱ローラと、加熱ロ
ーラの外周面もしくは内周面に沿って巻き回された励磁
コイルを備え、電磁誘導により加熱ローラを加熱する誘
導加熱手段と、加熱ローラもしくはこの加熱ローラによ
り加熱されるベルト部材に圧接されて順方向に回転して
定着ニップ部を形成する加圧部材と、加熱ローラを介し
て所定の温度以上に加熱されると熱変形して加熱ローラ
の内周面から離反してこの加熱ローラとの電気的接続が
断たれる感熱動作部材を備え、加熱ローラに対する感熱
動作部材の離反動作により誘導加熱手段への給電を遮断
する給電遮断手段とを有する構成としたものである。

【００２４】これにより、加熱ローラに対する感熱動作
部材の離反動作により誘導加熱手段への給電を遮断する
ようにしているので、加熱ローラの損傷を招くことなく
発熱温度を検出することが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、定着ニップ部で記録材を挟持搬送し、記録材上の未
定着トナー画像を溶融して定着させる定着装置であっ
て、円筒状の加熱ローラと、加熱ローラの外周面もしく
は内周面に沿って巻き回された励磁コイルを備え、電磁
誘導により加熱ローラを加熱する誘導加熱手段と、加熱
ローラもしくはこの加熱ローラにより加熱されるベルト
部材に圧接されて順方向に回転して定着ニップ部を形成
する加圧部材と、加熱ローラを介して所定の温度以上に
加熱されると熱変形して加熱ローラの内周面から離反し
てこの加熱ローラとの電気的接続が断たれる感熱動作部
材を備え、加熱ローラに対する感熱動作部材の離反動作
により誘導加熱手段への給電を遮断する給電遮断手段と
を有する定着装置であり、加熱ローラに対する感熱動作
部材の離反動作により誘導加熱手段への給電を遮断する
ようにしているので、加熱ローラの損傷を招くことなく
発熱温度を検出することが可能になるという作用を有す
る。

【００２６】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、感熱動作部材はバイメタルから
なる定着装置であり、給電遮断手段の熱容量が非常に小
さくなり、熱応答性を著しく向上させることが可能にな
るという作用を有する。

【００２７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明において、感熱動作部材は、そ
の先端部に形成された突起部で加熱ローラと接触する定
着装置であり、加熱ローラと感熱動作部材との電気的接
続状態が常に安定して誤動作しにくくなるという作用を
有する。

【００２８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３記載の発明において、突起部には、銀またはプラチナ
がカシメ加工されている定着装置であり、接触部での電
気抵抗が低下して感熱動作部材の自己発熱が抑えられる
ので、感熱動作部材の温度検出精度が高くなるという作
用を有する。

【００２９】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１〜４の何れか一項に記載の発明において、給電遮断手
段は加熱ローラの両端部にそれぞれ設置されている定着
装置であり、一方の給電遮断手段が正常に動作しなかっ
たとしても、他の給電遮断手段が遮断動作を行って加熱
ローラの過熱を未然に防止できるので、定着装置の安全
性をさらに高めることが可能になるという作用を有す
る。

【００３０】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図８を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００３１】図１は本発明の一実施の形態である定着装
置を示す説明図、図２（ａ）は図１の定着装置における
誘導加熱手段の励磁コイルを示す平面図、図２（ｂ）は
図１の定着装置における誘導加熱手段の励磁コイルを示
す断面図、図３（ａ）は図１の定着装置における誘導加
熱手段の他の励磁コイルコアを示す正面図、図３（ｂ）
は図１の定着装置における誘導加熱手段の他の励磁コイ
ルを示す断面図、図４は図１の定着装置における安全装
置を示す断面図、図５は図１の定着装置における電磁誘
導加熱手段に磁界を発生させるための回路構成を示すブ
ロック図、図６は図１の定着装置における安全装置の遮
断動作を示す説明図、図７は図１の定着装置における他
の安全装置を示す断面図、図８は本発明の他の実施の形
態である定着装置の構成を示す断面図である。

【００３２】図１に示す定着装置は画像形成装置に用い
られる電磁誘導加熱方式の定着装置であり、誘導加熱手
段６の電磁誘導により外周面に沿って加熱される円筒状
の加熱ローラ１と、加熱ローラ１と平行に配置された定
着ローラ２と、加熱ローラ１と定着ローラ２とに張架さ
れて加熱ローラ１により加熱されるとともに定着ローラ
２の回転により矢印Ａ方向に回転する無端帯状の耐熱性
ベルト（ベルト部材）３と、耐熱性ベルト３と接触して
ニップ部を形成して定着ローラ２に圧接されるともに耐
熱性ベルト３に対して順方向に回転する加圧ローラ（加
圧部材）４とから構成されている。

【００３３】ここで、加熱ローラ１はたとえばＦｅ、Ｎ
ｉ、ＳＵＳ等の中空円筒状の強磁性金属部材からなり、
外径がたとえば２０ｍｍ、肉厚がたとえば０．３ｍｍと
されて、低熱容量で昇温の速い構成となっている。

【００３４】定着ローラ２は、たとえばＳＵＳ等の金属
製の芯金２ａと、耐熱性を有するシリコーンゴムをソリ
ッド状または発泡状にして芯金２ａを被覆した弾性部材
２ｂとからなる。そして、加圧ローラ４からの押圧力で
この加圧ローラ４との間に所定幅の接触部を形成するた
めに外径を３０ｍｍ程度として加熱ローラ１より大きく
しており、弾性部材２ｂの肉厚を３〜８ｍｍ程度、硬度
を１５〜５０°（Ａｓｋｅｒ Ｃ）程度としている。

【００３５】このような構成により、加圧ローラ１の熱
容量が定着ローラ２の熱容量より小さくなるので、加熱
ローラ１が急速に加熱されてウォームアップ時間が短縮
される。

【００３６】加熱ローラ１と定着ローラ２の間に張架さ
れた耐熱性ベルト３は、加熱ローラ１の外周面に配置さ
れた誘導加熱手段６によって加熱される加熱ローラ１と
の接触部位Ｗで加熱される。そして、駆動手段（図示せ
ず）による定着ローラ２の回転に伴う耐熱性ベルト３の
回転によって耐熱性ベルト３の内面が連続的に加熱さ
れ、結果としてベルト全体に渡って加熱される。

【００３７】ここで、耐熱性ベルト３はフッ素系樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの耐熱
性を有する基材層と、その表面を被覆するようにして設
けられたシリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性部材から
なる離型層とから構成される複合層ベルトである。

【００３８】これによれば、基材層が耐熱性の高い樹脂
部材で構成されるため、耐熱性ベルト３が加熱ローラ１
の曲率に応じて密着しやすくなるため、加熱ローラ１の
保有する熱がベルト３に効率良く伝達される。

【００３９】この場合、樹脂層の厚さとしては、２０μ
ｍから１５０μｍ程度が望ましく、特に７５μｍ程度が
望ましい。すなわち、樹脂層の厚さが２０μｍよりも小
さい場合には、ベルト回転時の蛇行に対する機械的強度
が得られない。また、樹脂層の厚さが１５０μｍより大
きい場合には、熱遮蔽効果が高くなって加熱ローラ１か
ら耐熱性ベルト３の離型層への熱伝播効率が低下するた
め、定着性能の低下が発生する。

【００４０】一方、離型層の厚さとしては、１００μｍ
から３００μｍ程度が望ましく、特に２００μｍ程度が
望ましい。このようにすれば、記録材１１上に形成され
たトナー画像Ｔを耐熱性ベルト３の表層部が十分に包み
込むため、トナー画像Ｔを均一に加熱溶融することが可
能になる。

【００４１】離型層の厚さが１００μｍよりも小さい場
合には、耐熱性ベルト３の熱容量が小さくなってトナー
定着工程においてベルト表面温度が急速に低下し、定着
性能を十分に確保することができない。また、離型層の
厚さが３００μｍよりも大きい場合には、耐熱性ベルト
３の熱容量が大きくなってウォームアップにかかる時間
が長くなるのに加え、トナー定着工程においてベルト表
面温度が低下しにくくなって、定着部出口における融解
したトナーの凝集効果が得られず、離型性が低下してト
ナーがベルトに付着する、いわゆるホットオフセットが
発生する。

【００４２】なお、耐熱性ベルト３の基材層として、フ
ッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリア
ミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹
脂などの耐熱性を有する樹脂部材の代わりに、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、ＳＵＳ等の強磁性を有する金属部材を用いて
もよい。

【００４３】この場合、仮に何らかの原因で、たとえば
耐熱性ベルト３と加熱ローラ１との間に異物が混入して
ギャップが生じたとしても、耐熱性ベルト３の基材層の
電磁誘導による発熱で耐熱性ベルト３自体が発熱するの
で、温度ムラが少なく信頼性が高くなる。

【００４４】なお、金属部材の厚さとしては、２０μｍ
から５０μｍ程度が望ましく、特に３０μｍ程度が望ま
しい。

【００４５】金属部材の厚さが５０μｍより大きい場合
には、ベルト回転時に発生する歪み応力が大きくなり、
剪断力によるクラックの発生や機械的強度の極端な低下
を引き起こす。また、基材層の厚さが２０μｍより小さ
い場合には、ベルト回転時の蛇行が原因で発生するベル
ト端部へのスラスト負荷によりクラックや割れ等の破損
が発生する。

【００４６】加圧ローラ４は、たとえばＳＵＳまたはＡ
ｌ等の熱伝導の高い金属製の円筒部材からなる芯金４ａ
と、この芯金４ａの表面に設けられた耐熱性およびトナ
ー離型性の高い弾性部材４ｂとから構成されている。

【００４７】このような加圧ローラ４は耐熱性ベルト３
と接触し定着ローラ２を押圧して定着ニップ部Ｎを形成
しているが、本実施の形態では、定着ニップ部Ｎの出口
部でトナーの剥離作用が大きくなるように、外径は定着
ローラ２と同じ３０ｍｍ程度であるが、肉厚は２〜５ｍ
ｍ程度で定着ローラ２より薄く、また硬度は２０〜６０
°（Ａｓｋｅｒ Ｃ）程度で定着ローラ２より硬くされ
ている。

【００４８】電磁誘導により加熱ローラ１を加熱する誘
導加熱手段６は、図２に示すように、磁界発生手段であ
る励磁コイル７と、この励磁コイル７が巻き回されたコ
イルガイド８とを有している。ここで、コイルガイド８
は加熱ローラ１の外周面に近接配置された半円弧形状を
しており、励磁コイル７は長い一本の励磁コイル線材を
このコイルガイド８に沿って加熱ローラ１の回転軸方向
に交互に巻き付けたものからなる。励磁コイル７の巻き
付け長さは、加熱ローラ１の回転軸方向について耐熱性
ベルト３と加熱ローラ１とが接する領域と同じされてい
る。なお、誘導加熱手段６は加熱ローラ１の内周面に沿
って配置してもよい。

【００４９】これによれば、誘導加熱手段６により電磁
誘導加熱される加熱ローラ１の領域が最大となり、発熱
している加熱ローラ１表面と耐熱性ベルト３とが接する
時間も最大となるので、伝熱効率が高くなる。

【００５０】なお、励磁コイル７は、発振回路が周波数
可変とされた駆動電源（図示せず）に接続している。

【００５１】励磁コイル７の外側には、半円弧形状部材
よりなる励磁コイルコア９が、励磁コイルコア支持部材
１０に固定されて励磁コイル７に近接配設されている。
励磁コイルコア９は、フェライト、パーマロイ等の強磁
性体を用いてもよいが、本実施の形態では、鉄、ニッケ
ル、強磁性ＳＵＳ等の強磁性粉末とＰＥＥＫ樹脂、ＰＥ
Ｓ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの耐熱性樹脂とを混合して一体
成形したものを使用している。

【００５２】これによれば、励磁コイルコア９が小型に
なって材料コストを削減することが可能になるととも
に、コアの組立工数を大幅に削減することが可能にな
る。

【００５３】また、コア形状をより高い自由度で極め細
かく加工することができるため、加熱ローラ１の回転軸
方向の温度分布を均一にすることができる。

【００５４】さらに、図３に示すように、励磁コイルコ
ア１４に複数の開孔部Ｋを設けて励磁コイル７を部分的
に露出させることで、励磁コイル７の銅損などによって
発生した熱を誘導加熱手段６の外に放熱することができ
る。

【００５５】励磁コイル７には駆動電源から１０ｋＨｚ
〜１ＭＨｚの高周波交流電流、好ましくは２０ｋＨｚ〜
８００ｋＨｚの高周波交流電流が給電され、これにより
交番磁界を発生する。そして、加熱ローラ１と耐熱性ベ
ルト３との接触領域Ｗおよびその近傍部においてこの交
番磁界が加熱ローラ１に作用し、これらの内部では上記
の磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。

【００５６】この渦電流が加熱ローラ１の抵抗に応じた
ジュール熱を発生させ、主として加熱ローラ１と耐熱性
ベルト３との接触領域およびその近傍部において加熱ロ
ーラ１が電磁誘導発熱して加熱される。

【００５７】このようにして加熱された耐熱性ベルト３
は、定着ニップ部Ｎの入口側においてサーミスタなどの
熱応答性の高い感温素子からなる温度検出手段５によ
り、ベルトの内面温度が検知される。

【００５８】これにより、温度検知手段５が耐熱性ベル
ト３の表面を傷付けることがないので、定着性能が継続
的に確保されるとともに、耐熱性ベルト３の定着ニップ
部Ｎに入る直前の温度が検知される。そして、この温度
情報を基に出される信号に基づき誘導加熱手段６への投
入電力を制御することにより、耐熱性ベルト３の温度が
たとえば１８０℃に安定維持される。

【００５９】定着装置の上流側に配設された画像形成部
（図示せず）において記録材１１上に形成されたトナー
画像Ｔが定着ニップ部Ｎに導入される際には、加熱手段
６により加熱された耐熱性ベルト３の表面温度と裏面温
度との差が小さくなった状態で定着ニップ部Ｎに送り込
まれる。そのため、ベルト表面温度が設定温度に対して
過度に高くなる、いわゆるオーバーシュートを抑え安定
した温度制御を行うことが可能になる。

【００６０】本実施の形態では、図４に示すように、加
熱ローラ１の一端部には、過熱防止のための安全装置
（給電遮断手段）１３が設けられている。この安全装置
１３は、板バネ形状の感熱動作部材３０と電極部材１５
とを有している。そして、感熱動作部材３０は通常では
加熱ローラ１の内周面に接触し、所定の温度以上に加熱
されると加熱ローラ１の内周面から離れる方向に熱変形
を起こすバイメタルからなる。また、電極部材１５は常
時加熱ローラ１の内周面に接触しており、Ｃｕ、Ａｇ、
Ｐｔ等の熱伝導率が高く電気的抵抗が小さな金属部材か
らなる。

【００６１】感熱動作部材３０および電極部材１５の先
端部には、プレス加工等によって突起部１６および突起
部１７が形成されており、これらの突起部１６，１７で
加熱ローラ１の内周面に当接され、所定の荷重で圧接さ
れる。

【００６２】そして、これによって、円筒状の回転体で
ある加熱ローラ１と感熱動作部材３０との電気的接続状
態が常に安定して安全装置１３の誤動作が防止される。

【００６３】また、感熱動作部材３０および電極部材１
５の先端部に形成された突起部１６，１７に、Ａｇ、Ｐ
ｔなどの熱伝導率が高く電気的抵抗が小さい金属部材を
カシメ加工することによって、突起部１６，１７と加熱
ローラ１内周面との接触部における電気抵抗が低下して
感熱動作部材３０の自己発熱が抑えられ、感熱動作部材
３０の温度検出精度を高めることができる。

【００６４】一方、感熱動作部材３０と電極部材１５の
他端部は、支持部材２０を介して定着装置の本体に固定
されるとともに加熱ローラ１の内面で摺動する構成にな
っている。

【００６５】これによれば、加熱ローラ１を介して誘導
加熱手段６と対向する位置で感熱動作部材３０が常に当
接されることになるので、加熱ローラ１の急速且つ局部
的な加熱に対しても応答良く追従できる。

【００６６】このような構成の電磁誘導加熱方式の定着
装置の動作について図５を用いて説明する。

【００６７】図５において、商用電源２１を全波整流す
る整流素子２２に、励磁コイル７に並列に接続された共
振用のコンデンサ２３、および励磁コイル７に高周波電
流を流すためのＩＧＢＴなどのスイッチング素子２４が
直列に接続されている。専用ＩＣからなり、スイッチン
グ素子２４のゲートを駆動するスイッチング素子駆動手
段２５には、たとえばＤＣ２０ＶのＤＣ電源２６が安全
装置１３を介して接続されている。そして、制御手段２
７がスイッチング素子駆動手段２５へオン・オフ信号を
出力することによりスイッチング素子２４がオン・オフ
され、励磁コイル７に高周波電流が流れる。

【００６８】なお、ＤＣ電源２６からスイッチング素子
駆動手段２５へは加熱ローラ１を介して安全装置１３と
直列に接続されており、２０ｍＡ程度しか供給する必要
がないので、感熱動作部材３０は熱応答の良い低熱容量
で小型のものが用いられている。

【００６９】また、前述のように、感熱動作部材３０の
両端は通常ではショート状態で、所定の温度以上になる
と両端がオープン状態になる。そして、本実施の形態で
は、２００℃でショート状態になる感熱動作部材３０が
用いられている。

【００７０】このような回路構成において、通常状態で
は加熱ローラ１は１８０℃程度に温度制御されており、
感熱動作部材３０の両端はショート状態となっている。

【００７１】ここで、加熱ローラ１の回転中に何らかの
原因で温度制御が働かずに熱暴走状態になると、加熱ロ
ーラ１の温度が急激に上昇し、感熱動作部材３０の温度
も加熱ローラ１の温度に追従して急激に上昇する。

【００７２】そして、温度上昇が継続して感熱動作部材
３０の温度が２００℃以上になると、図６に示すよう
に、感熱動作部材３０は加熱ローラ１の内周面から離れ
る方向（図中の矢印方向）に熱変形をして感熱動作部材
３０と加熱ローラ１との電気的接続が断たれてオープン
状態になり、スイッチング素子駆動手段２４へＤＣ電源
２６から給電が行われなくなる。スイッチング素子駆動
手段２５の出力はプルダウンされているため、電源が供
給されなくなるとスイッチング素子２４のゲートはオフ
となり、励磁コイル７に電流は流れず、電磁誘導加熱手
段６の加熱は停止する。

【００７３】このように、電流・電圧値の小さなスイッ
チング素子駆動手段２１の電源ラインに感熱動作部材３
０が配置されているので、感熱動作部材３０が小型にな
って熱容量を小さくすることができ、加熱ローラ１の急
激な温度上昇にも確実に追従する。これにより、誘導加
熱手段６の電磁誘導により加熱される耐熱性ベルト３の
異常な温度上昇を防止することが可能になり、定着装置
の熱変形などによる破損を未然に防止することができ
る。

【００７４】しかしながら、感熱動作部材３０を有する
安全装置１３が何らかの原因で所定温度で正常に動作し
なかった場合、加熱ローラ１が急速に過熱されて損傷す
ることも考えられる。このため、誘導加熱手段６を用い
た定着装置では、安全装置１３を複数設けることが望ま
しい。

【００７５】そこで、本実施の形態では、図７に示すよ
うに、加熱ローラ１の他端部にも、感熱動作部材２９と
電極部材１５とからなる安全装置１３が設けられてい
る。なお、この感熱動作部材２９および電極部材１５の
先端部に形成された突起部２７，１７にも、熱伝導率が
高く電気的抵抗が小さい金属部材をカシメ加工してもよ
い。

【００７６】これにより、万が一、加熱ローラ１の一端
部に設けられた感熱動作部材３０が不良で所定温度で正
常に動作しなかったとしても、他端部に設けられた感熱
動作部材２７が遮断動作を行うので、加熱ローラ１の過
熱を未然に防止できて定着装置の安全性がさらに確保さ
れる。

【００７７】ここで、図８に示すように、誘導加熱手段
６の電磁誘導により外周面に沿って加熱される加熱ロー
ラ（加熱ローラ）１と、加熱ローラ１と接触しニップ部
を形成するともに加熱ローラ１に対して順方向に回転す
る加圧ローラ４とから定着装置を構成することによって
も、同様な効果を得ることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加熱ロ
ーラに対する感熱動作部材の離反動作により誘導加熱手
段への給電を遮断するようにしているので、加熱ローラ
の損傷を招くことなく発熱温度を検出することが可能に
なるという有効な効果が得られる。

【００７９】また、本発明によれば、加熱ローラが局部
的に異常に加熱される場合でも、加熱ローラ体の急速な
温度上昇に対して感温動作部材を素早く追従させること
が可能になるという有効な効果が得られる。

【００８０】さらに、本発明によれば、給電遮断手段が
小型になって部品コストを削減することが可能になると
ともに、熱容量が小さくなり応答性を大幅に上げること
が可能になるという有効な効果が得られる。

【００８１】感熱動作部材をバイメタルで構成すれば、
給電遮断手段の熱容量が非常に小さくなり、熱応答性を
著しく向上させることが可能になるという有効な効果が
得られる。

【００８２】感熱動作部材の先端部に形成された突起部
で加熱ローラと接触するようにすれば、加熱ローラと感
熱動作部材との電気的接続状態が常に安定して誤動作し
にくくなるという有効な効果が得られる。

【００８３】突起部に銀またはプラチナをカシメ加工す
れば、接触部での電気抵抗が低下して感熱動作部材の自
己発熱が抑えられるので、感熱動作部材の温度検出精度
が高くなるという有効な効果が得られる。

【００８４】給電遮断手段を加熱ローラの両端部にそれ
ぞれ設置すれば、一方の給電遮断手段が正常に動作しな
かったとしても、他の給電遮断手段が遮断動作を行って
加熱ローラの過熱を未然に防止できるので、定着装置の
安全性をさらに高めることが可能になるという有効な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である定着装置を示す説
明図

【図２】（ａ）図１の定着装置における誘導加熱手段の
励磁コイルを示す平面図 （ｂ）図１の定着装置における誘導加熱手段の励磁コイ
ルを示す断面図

【図３】（ａ）図１の定着装置における誘導加熱手段の
他の励磁コイルコアを示す正面図 （ｂ）図１の定着装置における誘導加熱手段の他の励磁
コイルを示す断面図

【図４】図１の定着装置における安全装置を示す断面図

【図５】図１の定着装置における電磁誘導加熱手段に磁
界を発生させるための回路構成を示すブロック図

【図６】図１の定着装置における安全装置の遮断動作を
示す説明図

【図７】図１の定着装置における他の安全装置を示す断
面図

【図８】本発明の他の実施の形態である定着装置の構成
を示す断面図

【図９】従来の電磁誘導加熱方式による定着装置を示す
模式図

【符号の説明】

１ 加熱ローラ ３ 耐熱性ベルト（ベルト部材） ４ 加圧ローラ（加圧部材） ６ 誘導加熱手段 ７ 励磁コイル １３ 安全装置（給電遮断手段） １４、２９ 感熱動作部材 ３０ 感熱動作部材 Ｎ 定着ニップ部 Ｔ トナー画像

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H033 AA42 BA25 BA31 BA32 BB18 BE06 CA06 CA07 CA34 CA45 3K059 AB28 AC33 AD04 AD15 AD24 AD29 BD06 CD10 CD18 CD44

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定着ニップ部で記録材を挟持搬送し、前記
   記録材上の未定着トナー画像を溶融して定着させる定着
   装置であって、 円筒状の加熱ローラと、 前記加熱ローラの外周面もしくは内周面に沿って巻き回
   された励磁コイルを備え、電磁誘導により前記加熱ロー
   ラを加熱する誘導加熱手段と、 前記加熱ローラもしくはこの加熱ローラにより加熱され
   るベルト部材に圧接されて順方向に回転して定着ニップ
   部を形成する加圧部材と、 前記加熱ローラを介して所定の温度以上に加熱されると
   熱変形して前記加熱ローラの内周面から離反してこの加
   熱ローラとの電気的接続が断たれる感熱動作部材を備
   え、前記加熱ローラに対する前記感熱動作部材の離反動
   作により前記誘導加熱手段への給電を遮断する給電遮断
   手段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】前記感熱動作部材はバイメタルからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】前記感熱動作部材は、その先端部に形成さ
   れた突起部で前記加熱ローラと接触することを特徴とす
   る請求項１または２記載の定着装置。
4. 【請求項４】前記突起部には、銀またはプラチナがカシ
   メ加工されていることを特徴とする請求項３記載の定着
   装置。
5. 【請求項５】前記給電遮断手段は前記加熱ローラの両端
   部にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項１
   〜４の何れか一項に記載の定着装置。