JP2004354514A

JP2004354514A - 定着装置

Info

Publication number: JP2004354514A
Application number: JP2003149668A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Watanabe; 茂渡邊; Yasutaka Goto; 康孝後藤; Takeshi Fukuda; 福田　　剛士
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【解決課題】加熱ロール等の加熱部材の温度が異常に上昇するのを確実に防止することができ、しかも、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能な定着装置を提供することを課題とする。
【解決手段】内部に加熱源を有する加熱部材と加圧部材との間に、未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、前記加熱部材表面が異常に過熱したとき、前記加熱源への通電を遮断することにより、前記加熱部材の異常過熱を防止する少なくとも２つの過熱防止手段を備え、当該少なくとも２つの過熱防止手段を、前記加熱部材の最小サイズの記録媒体の通過幅内であって、いずれか一方が他方よりも早く作動するように構成して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に、加熱部材の温度検知の性能を落とすことなく、当該加熱部材の異常昇温を防止することが可能な定着装置に関するものである。
【０００２】
【特許文献１】実開昭６３−８０５７８号公報
【０００３】
【従来の技術】
従来、上記電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、内部に加熱源を有する加熱ロールに、加圧ロールや定着ベルトを圧接し、これら加熱ロールと加圧ロールや定着ベルトとの間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体を通過させることにより、未定着トナー像を熱及び圧力によって記録用紙上に定着させるように構成したものがある。
【０００４】
かかる定着装置では、例えば、加熱ロールの表面温度を、当該加熱ロールの非通紙部である端部に設けた接触式の温度センサーによって検知し、加熱源への通電を制御することにより、加熱ロールの通紙部の表面温度が所定の温度になるように予測制御するように構成されている。
【０００５】
また、上記定着装置では、加熱ロールの異常な昇温を防止するため、当該加熱ロールの軸方向に沿った中央部などに、サーモスタットと温度フューズを配置し、加熱ロールの表面温度が異常に上昇した場合であって、サーモスタットが故障等で作動しなかった場合に、温度フューズが切れて加熱源への通電を遮断することにより、記録用紙が発火したりするのを確実に防止するようになっている（実開昭６３−８０５７８号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記従来の画像形成装置に使用される定着装置の場合には、温度フューズが熱によって劣化するのを防止するため、温度フューズを加熱ロールの表面から離れた位置に設ける必要があり、温度フューズの作動温度が安定しておらず、通常の用紙走行時に温度フューズが誤って作動しないことを考慮すると、当該温度フューズの作動温度を高く設定する必要があった。そのため、上記定着装置では、サーモスタットが故障等で作動しなかった場合に、温度フューズの作動が遅れて、加熱ロールの温度が異常に上昇する虞れがあるという問題点を有していた。
【０００７】
また、上記従来の定着装置の場合には、通常の用紙走行時に温度フューズが誤って作動しないことを考慮すると、当該温度フューズを設定する位置も限定されることになり、温度フューズをなるべく離れた位置に配置するなど、設計を困難にするという問題点を有していた。
【０００８】
上記の問題点を解決するために、温度フューズの代わりに、もう１つサーモスタットを配置することで、安全性を高めることも考えられるが、これら２つのサーモスタットを同じ位置に配置した場合には、２つのサーモスタットが同時に作動してしまい、ランニングコストをアップさせる。また、１つのサーモスタットを離れ過ぎた位置に配置した場合には、サーモスタットの動作が遅れるなど、２つのサーモスタットの位置や設定条件の決定が容易にできず、安全性を十分に確保することが難しいという問題点を有していた。
【０００９】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、加熱ロール等の加熱部材の温度が異常に上昇するのを確実に防止することができ、しかも、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能な定着装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、内部に加熱源を有する加熱部材と加圧部材との間に、未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、前記加熱部材表面が異常に過熱したとき、前記加熱源への通電を遮断することにより、前記加熱部材の異常過熱を防止する少なくとも２つの過熱防止手段を備え、当該少なくとも２つの過熱防止手段を、前記加熱部材の最小サイズの記録媒体の通過幅内であって、いずれか一方が他方よりも早く作動するように構成したことを特徴とする定着装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの隙間が異なるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００１２】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、等しい作動温度に設定されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置である。
【００１３】
又、請求項４に記載された発明は、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる作動温度に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００１４】
更に、請求項５に記載された発明は、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる応答速度に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
【００１５】
また、請求項６に記載された発明は、前記加熱部材は、その表面温度が記録媒体の通過範囲の中心から左右に対称となるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置である。
【００１６】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記少なくとも２つの過熱防止手段のうち、一方の過熱防止手段は、加熱部材の温度分布の最も高い位置に配置され、他方の過熱防止手段は、加熱部材の温度分布の最も高い位置から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
【００１７】
また、請求項８に記載された発明は、前記過熱防止手段は、サーモスタットから構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の定着装置である。
【００１８】
なお、上記過熱防止手段としては、サーモスタットと同等の機能を発揮し得るものであれば、サーモスタットに限定されるものではない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。
なお、このタンデム型のフルカラープリンタは、小型のフルカラープリンタとしての特徴を有するものであり、しかも、フルカラーの画像を高い生産性（例えば、Ａ４サイズで２４枚／分）でプリントすることが可能となっている。
【００２１】
図２において、０１はタンデム型のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このプリンタ本体０１の内部には、大別して、フルカラーの画像形成を行うプリントヘッドデバイス（ＰｒｉｎｔＨｅａｄＤｅｖｉｃｅ）０２と、このプリントヘッドデバイス０２の像担持体としての４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４に画像露光を施す露光装置としてのＲＯＳ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）０３と、上記プリントヘッドデバイス０２の各色の現像装置４１，４２，４３，４４に対応する色のトナーを供給する４つのトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋと、上記プリントヘッドデバイス０２に記録媒体としての記録用紙Ｐを供給する給紙カセット０５と、上記プリントヘッドデバイス０２からトナー像が転写された記録用紙Ｐに対して、定着処理を施す定着装置７０と、この定着装置７０によって片面に画像が定着された記録用紙Ｐを、表裏を反転した状態で、再度プリントヘッドデバイス０２の転写部へと搬送する両面用搬送経路０７と、プリンタ本体０１の外部から所望の記録用紙Ｐを給紙する手差し給紙手段０８と、プリンタの動作を制御するコントローラ０９と、画像信号に対して画像処理を施す画像処理回路や高圧電源回路等からなる電気回路１０とが設けられている。なお、図２中、Ｔは画像が形成された記録用紙Ｐを排出する排出トイレを示すものであり、この排出トイレＴは、プリンタ本体０１の上部に一体的に配置されている。
【００２２】
上記プリンタ本体０１の内部に配設される種々の部材のうち、露光装置としてのＲＯＳ０３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した画像データに基づいて点灯駆動される４つの半導体レーザや、これら４つの半導体レーザから出射される４本のレーザ光を、偏向走査するためのポリゴンミラーやｆ−θレンズ、あるいは複数枚の反射ミラーなどから構成されている。
【００２３】
図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタのプリントヘッドデバイスを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。
【００２４】
このプリントヘッドデバイス０２は、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）１１，１２，１３，１４を有する画像形成ユニット１，２，３，４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）２１，２２，２３，２４と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４を照射するＲＯＳ（露光装置）０３（図２参照）と、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーで現像する現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）５２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する最終転写ロール（転写部材）６０とで、その主要部が構成されている。
【００２５】
感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるように配置されている。
【００２６】
各色毎の画像情報に応じた信号は、電気回路１０（図２参照）に配設された画像処理回路によりラスタライジングされてＲＯＳ０３に入力される。このＲＯＳ０３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラム１１，１２，１３，１４に照射される。
【００２７】
上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、例えば、１５１ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール２１，２２，２３，２４に、約−８４０ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００２８】
その後、感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光装置としてのＲＯＳ０３によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、ＲＯＳ０３で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで除電される。
【００２９】
また、上記感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１２，１３，１４上にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３０】
この実施の形態では、現像装置４１，４２，４３，４４として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３１】
現像装置４１，４２，４３，４４には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置４１，４２，４３，４４には、図２に示すように、対応する色のトナーボックス０４Ｙ，０４Ｍ，０４Ｃ，０４Ｋからトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、３０〜５０ｇ／ｍ^２であり、また、このとき現像ロール４０１上に存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜３５μＣ／ｇ程度である。
【００３２】
上記現像ロール４０１上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触している。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、例えば、現像バイアス電圧のＡＣ成分が４ｋＨｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣ成分が−２３０Ｖ程度に設定されている。
【００３３】
この実施の形態では、上記現像装置４１，４２，４３，４４において、トナーとして略球形状のトナーである所謂”球形トナー”であって、その平均粒径が３〜１０μｍ程度のものが使用され、例えば、ブラック色のトナーの平均粒径は８μｍ、カラートナーの平均粒径は７μｍに設定される。
【００３４】
次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム１１，１２上に形成されたイエロー（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上にも、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３５】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋２５０〜５００Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０Ｖ程度が望ましい。
【００３６】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、例えば、外径が４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^８Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム５１，５２の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層（Ｒ＝１０^５〜１０^９Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝１０^５〜１０^９Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００３７】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に３次転写される。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００３８】
この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１２００Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム１１，１２，１３，１４から第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次中間転写ドラム５２へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０〜３５μＣ／ｇの範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００３９】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム５３は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０^１１Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も第１、第２の一次中間転写ドラム５１，５２と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝１０^２〜１０^３Ω）が、厚さ０．１〜１０ｍｍ程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム５３の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ３〜１００ μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４０】
次に、上記二次中間転写ドラム５３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路を通る用紙Ｐに３次転写される。この用紙Ｐは、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ドラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置７０によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４１】
図４はこの実施の形態に係る定着装置の外観を示す斜視図、図５はこの実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。
【００４２】
この実施の形態に係る定着装置７０は、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱部材としての加熱ロール７０２と、無端ベルト状の定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するオイル供給部材としてのフェルト部材７０６とを備えるように構成されている。なお、図５中、７５０は定着装置７０の出口ロールを、７５１は出口センサーを、７５２は出口センサー７５１のアクチュエータをそれぞれ示している。
【００４３】
上記加熱ロール７０２は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール７０２の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ７０１が配設されている。
【００４４】
また、上記定着ベルト７０３は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。
【００４５】
さらに、上記ベルトガイド部材７０４は、図６に示すように、圧接部材７０５に一体的に組み付けられるように構成されている。
【００４６】
この圧接部材７０５は、図６及び図７に示すように、合成樹脂製のベルトハウジング７０７と、当該ベルトハウジング７０７に嵌合状態に装着される断面略コ字形状の金属製のベルトフレーム７０８と、定着ベルト７０３を加熱ロール７０２に圧接させるためのニップヘッド部材７０９と、当該ニップヘッド部材７０９に装着されるパッド部材７１０とから、主に構成されている。
【００４７】
また、上記ベルトガイド部材７０４は、図６及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の両端部に互いに平行に突設された嵌合部７０８ａに嵌合された状態で、ベルトハウジング７０７の両端部に装着されるようになっている。
【００４８】
さらに、上記オイル供給部材としてのフェルト部材７０６は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材７０６には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなるオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。このフェルト部材７０６は、図５及び図７に示すように、ベルトフレーム７０８の背面側に接着等の手段によって固定した状態で取り付けられている。
【００４９】
また、上記圧接部材７０５は、図８に示すように、ベルトガイド部材７０４を介して、アーム部材７１７に取り付けられており、このアーム部材７１７は、コイルスプリング７１８によって圧接部材７０５を加熱ロール７０２に所定の圧力で圧接させるように構成されている。なお、図７及び図８中、７１９は定着ベルト７０３と０圧接部材７０５との間に介在される合成樹脂製のフィルム状のシート部材を示しており、やはり、定着ベルト７０３と圧接部材７０５との間の摩擦を低減するものであるが、必ずしも設けなくとも良い。
【００５０】
ところで、この実施の形態に係る定着装置は、内部に加熱源を有する加熱ロールと加圧部材との間に、未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、前記加熱ロール（加熱部材）表面が異常に過熱したとき、前記加熱源への通電を遮断することにより、前記加熱ロールの異常過熱を防止する少なくとも２つの過熱防止手段を備え、当該少なくとも２つの過熱防止手段を、前記加熱ロールの最小サイズの記録媒体の通過幅内であって、いずれか一方が他方よりも早く作動するように構成されている。
【００５１】
また、この実施の形態では、例えば、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱ロールの記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱ロール表面からの間隙が異なるように配置されている。
【００５２】
さらに、この実施の形態では、例えば、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、等しい作動温度に設定されている。
【００５３】
すなわち、この実施の形態では、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２の表面と間隙を介して対向するように、当該加熱ロール７０２の軸方向に沿って、過熱防止手段としての２つのサーモスタット７２１，７２２が配設されている。
【００５４】
上記２つのサーモスタット７２１，７２２としては、例えば、双方とも同じワコー電子社製のＢ−２が用いられる。
【００５５】
また、上記２つ配設されたサーモスタット７２１，７２２は、定着装置７０によって通紙可能な最小サイズ（例えば、名刺サイズ）の記録用紙Ｐの通紙幅内に配置されている。さらに、上記２つのサーモスタット７２１，７２２は、加熱ロール７０２の記録用紙Ｐの通紙範囲の中心Ｃから等しい距離Ｌ１＝Ｌ２（＝２０ｍｍ）だけ離れた位置に配置されている。
【００５６】
なお、上記２つのサーモスタット７２１，７２２は、加熱ロール７０２の記録用紙Ｐの通紙範囲の中心Ｃから、必ずしも物理的に等しい距離Ｌ１＝Ｌ２に配置する必要はなく、互いにほぼ等しい距離（Ｌ１＝２０．２５ｍｍ≒Ｌ２＝１９．７５ｍｍ）だけ離れた位置に配置しても良い。
【００５７】
また、上記２つのサーモスタット７２１，７２２としては、作動温度が等しいもの（例えば、１６０℃）が使用されている。さらに、上記２つのサーモスタット７２１，７２２は、図１に示すように、加熱ロール７０２表面からの間隙（Ｇ１≠Ｇ２）が異なるように設定されており、いずれか一方のサーモスタット７２１が他方のサーモスタット７２２よりも早く作動するように構成されている。上記加熱ロール７０２表面からの間隙Ｇ１は、例えば１．５ｍｍに、他方の間隙Ｇ２は、例えば２．０ｍｍにそれぞれ設定されており、サーモスタット７２１の方が間隙Ｇ１が小さいため、早く温度が上昇して早く作動するように構成されている。
【００５８】
なお、上記加熱ロール７０２の内部に配設される加熱源７０１は、図１に示すように、加熱ロール７０２の通紙範囲の中心Ｃを基準にして、軸方向に沿って左右対称に発熱するように構成されている。また、記録用紙Ｐは、当然のことながら、加熱ロール７０２の通紙範囲の中心Ｃを基準にして搬送される。
【００５９】
なお、この実施の形態では、図９に示すように、加熱ロール７０２の軸方向の一端部に、当該加熱ロール７０２端部（非通紙部）の表面温度を検知する接触式の温度センサー７２３が配設されている。
【００６０】
図１０はこの実施の形態に係る定着装置の電気回路を示すものである。
【００６１】
加熱ロール７０２の内部に配設された加熱源７０１は、図１０に示すように、その一端部がコネクター７３０を介して、定着装置７０全体のコネクター７３１に接続されているとともに、その他端部は、互いに直列に接続された２つのサーモスタット７２１，７２２を介して、定着装置全体のコネクター７３１に接続されている。なお、２つのサーモスタット７２１，７２２は、リン青銅からなる板金７３６を介して、互いに直列に接続されている。このリン青銅からなる板金７３６は、高さが異なる２つのサーモスタット７２１，７２２を確実に接続するためのものである。
【００６２】
また、上記接触式の温度センサー７２３は、コネクター７３３を介して、定着装置全体のコネクター７３１に接続されている。さらに、上記定着装置全体のコネクター７３１には、出口センサー７５１がコネクター７３４を介して、定着装置使用状態等を記憶させるための記憶素子７３５が直接、それぞれ接続されている。
【００６３】
そして、上記定着装置７０は、定着装置全体のコネクター７３１を介して、加熱源７０１が図示しないＳＳＲ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＲｅｌｌａｙ）に接続されているとともに、接触式の温度センサー７２３等が、定着装置の動作を制御する図示しないＣＰＵに接続されており、加熱源７０１への通電が制御されるようになっている。
【００６４】
以上の構成において、この実施の形態に係る定着装置では、次のようにして、加熱ロール等の加熱部材の温度が異常に上昇するのを確実に防止することができ、しかも、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能となっている。
【００６５】
すなわち、この実施の形態に係る定着装置７０では、図５に示すように、内部に加熱源７０１を有する加熱ロール７０２と、無端ベルト状に形成された定着ベルト７０３と、前記定着ベルト７０３が回転自在となるように当該定着ベルト７０３の両端を支持するベルトガイド部材７０４と、前記定着ベルト７０３の内部に配設され、前記加熱ロール７０２の表面に定着ベルト７０３を圧接させる圧接部材７０５と、前記定着ベルト７０３の内面にオイルを供給するフェルト部材７０６とを備え、前記加熱ロール７０２と定着ベルト７０３の間に形成されるニップ部に、未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐを通過させることにより定着を行なうようになっている。
【００６６】
その際、上記定着装置７０では、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２の過熱を防止する過熱防止手段としての２つ配設されたサーモスタット７２１，７２２が、通紙可能な最小サイズ（例えば、名刺サイズ）の記録用紙Ｐの通紙幅内に配置されているとともに、加熱ロール７０２の記録用紙Ｐの通紙範囲の中心Ｃから等しい距離Ｌ１＝Ｌ２（＝２０ｍｍ）だけ離れた位置に配置されている。
【００６７】
また、上記２つのサーモスタット７２１，７２２は、作動温度が互いに等しいものが、加熱ロール７０２表面からの間隙（Ｇ１≠Ｇ２）が互いに異なるように配置されている。
【００６８】
ところで、上記定着装置７０において、接触式の温度センサー７２３やＳＳＲ等の制御回路が故障した場合など、加熱ロール７０２の表面温度が異常に上昇する虞れを有している。
【００６９】
この場合には、図１１に示すように、室温から加熱ロール７０２の表面温度がオーバーヒートするが、加熱ロール７０２の表面近傍には、図１及び図９に示すように、加熱ロール７０２表面との間隙が異なる２つのサーモスタット７２１，７２２が配設されている。
【００７０】
そして、上記２つのサーモスタット７２１，７２２のうち、加熱ロール７０２の表面との間隙が小さく設定されたサーモスタット７２１が故障していたとすると、図１１に示すように、当該サーモスタット７２２の作動温度（１６０℃）に達し、加熱ロール７０２の表面温度が３５０℃程度に達しても、加熱源７０１への通電が遮断されずに、そのまま加熱ロール７０２の表面温度が上昇し続けることになる。
【００７１】
ところで、この実施の形態では、上記サーモスタット７２１と等しい距離の位置に、別のサーモスタット７２２が配置されており、当該サーモスタット７２２は、加熱ロール７０２の表面との間隙が、サーモスタット７２１よりも大きく設定されている。そのため、上記サーモスタット７２１が故障していたとしても、図１１に示すように、当該サーモスタット７２２が遅れて作動し、加熱ロール７０２の表面温度が４００℃程度に達すると、加熱源７０１への通電が遮断され、加熱ロール７０２の表面温度が異常に上昇するのを確実に防止することができるようになっている。
【００７２】
よって、この実施の形態では、加熱ロール７０２の温度が異常に上昇するのを確実に防止することができ、しかも、サーモスタット等の過熱防止手段を確実に動作させて、安全性を満足させることが可能となっている。
【００７３】
実施の形態２
図１２はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、少なくとも２つの過熱防止手段は、加熱ロールの記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱ロール表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる作動温度に設定されている。
【００７４】
すなわち、この実施の形態２では、図１２に示すように、２つのサーモスタット７２１，７２２が、加熱ロール７０２の記録媒体Ｐの通過範囲の中心Ｃから左右に等しい距離（Ｌ１＝Ｌ２）に配置されているとともに、当該加熱ロール７０２表面からの間隙（Ｇ１＝Ｇ２）が等しくなるように配置されており、これら２つのサーモスタット７２１，７２２は、作動温度が異なるように、例えば、一方のサーモスタット７２１の作動温度が１６０℃に、他方のサーモスタット７２２の作動温度が１７０℃となるように設定されている。
【００７５】
したがって、この実施の形態では、接触式の温度センサー７２３やＳＳＲ等の制御回路が故障した場合など、加熱ロール７０２の表面温度が異常に上昇し、作動温度が低く設定されたサーモスタット７２１が故障していたとしても、図１３に示すように、他方のサーモスタット７２２の作動温度（１７０℃）に達すると、当該サーモスタット７２２が作動して、加熱ロール７０２の表面温度が４００℃程度以上に上昇するのを確実に防止することができる。
【００７６】
この実施の形態２は、２つのサーモスタット７２１，７２２等の取り付けに関して共通化が可能であり、作業性を向上させることが可能となる。
【００７７】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７８】
実施の形態３
図１２はこの発明の実施の形態３をも示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、少なくとも２つの過熱防止手段は、加熱ロールの記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱ロール表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる応答速度に設定されている。
【００７９】
すなわち、この実施の形態３では、図１２に示すように、２つのサーモスタット７２１，７２２が、加熱ロール７０２の記録媒体Ｐの通過範囲の中心Ｃから左右に等しい距離（Ｌ１＝Ｌ２）に配置されているとともに、当該加熱ロール７０２表面からの間隙（Ｇ１＝Ｇ２）が等しくなるように配置されており、これら２つのサーモスタット７２１，７２２は、一方の検知部を黒色に塗るなどして、応答速度が異なるように設定されている。
【００８０】
そのため、この実施の形態３は、２つのサーモスタット７２１，７２２等の取り付けに関して共通化が可能であり、作業性を向上させることが可能となる。
【００８１】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８２】
実施の形態４
図１４はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、少なくとも２つの過熱防止手段のうち、一方の過熱防止手段は、加熱ロールの温度分布の最も高い位置に配置され、他方の過熱防止手段は、加熱ロールの温度分布の最も高い位置から外れた位置（少し低い温度分布の位置）に配置されるように構成されている。
【００８３】
すなわち、この実施の形態４では、図１４に示すように、作動温度が同じ２つのサーモスタット７２１，７２２のうち、一方のサーモスタット７２１が加熱ロール７０２の表面温度の最も高い、加熱ロール７０２の記録媒体Ｐの通過範囲の中心Ｃに配置されているとともに、他方のサーモスタット７２２が、定着装置７０によって通紙可能な最小サイズ（例えば、名刺サイズ）の記録用紙Ｐの通紙幅内であって、一方のサーモスタット７２１から４０〜５０ｍｍ離れた、少し低い温度分布の位置に配置されている。なお、加熱ロール７０２表面からの間隙は、２つのサーモスタット７２１，７２２ともに等しく設定されている。
【００８４】
この場合には、図１５に示すように、加熱ロールの温度分布の最も高い位置の温度と、当該位置よりも少し低い温度分布の位置の温度との差だけ、他方のサーモスタット７２２が遅れて作動するため、加熱ロールの温度分布の最も高い位置の温度と、当該位置よりも少し低い温度分布の位置の温度との差を、１０℃前後に設定することにより、一方が故障しても他方のサーモスタット７２２によって、加熱ロール７０２の異常昇温を防止することができる。
【００８５】
この実施の形態でも、２つのサーモスタット７２１，７２２を共通化することができ、コストダウンが可能となるとともに、サーモスタットの配置の自由度を高めることができる。
【００８６】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、過熱防止手段を少なくとも２つ備えることで、一方が故障等で作動しなかった場合、もう一方の過熱防止手段が温度フューズを使用する場合よりも、早く安定した温度で作動することができるため、加熱部材が過剰な温度になることを防止することができる。また、過熱防止手段を少なくとも２つ備える構成の方が自由度が高いため、設計が容易にできることで、安全性への信頼性を上げることが可能となる。さらに、同じ過熱防止手段を用いる場合には、部品の共通化によってコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示す構成図である。
【図３】図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置を画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
【図４】図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す外観斜視図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す外観斜視図である。
【図７】図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧部材を示す分解斜視図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の加圧機構を示す構成図である。
【図９】図９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の主用部品を示す分解構成図である。
【図１０】図１０はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の電気回路を示す回路図である。
【図１１】図１１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の動作を示すグラフである。
【図１２】図１２はこの発明の実施の形態２に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。
【図１３】図１３はこの発明の実施の形態２に係る定着装置の動作を示すグラフである。
【図１４】図１４はこの発明の実施の形態３に係る定着装置の要部を示す概略構成図である。
【図１５】図１５はこの発明の実施の形態３に係る定着装置の動作を示すグラフである。
【符号の説明】
７０：定着装置、７０１：加熱源、７０２：加熱ロール、７０３：定着ベルト、７２１：サーモスタット、７２２：サーモスタット、Ｐ：記録媒体。

Claims

内部に加熱源を有する加熱部材と加圧部材との間に、未定着画像を担持した記録媒体を通過させることによって加熱定着する定着装置において、
前記加熱部材表面が異常に過熱したとき、前記加熱源への通電を遮断することにより、前記加熱部材の異常過熱を防止する少なくとも２つの過熱防止手段を備え、当該少なくとも２つの過熱防止手段を、前記加熱部材の最小サイズの記録媒体の通過幅内であって、いずれか一方が他方よりも早く作動するように構成したことを特徴とする定着装置。
前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの隙間が異なるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記少なくとも２つの過熱防止手段は、等しい作動温度に設定されていることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる作動温度に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記少なくとも２つの過熱防止手段は、前記加熱部材の記録媒体の通過範囲の中心から左右に等しい距離に配置されているとともに、当該加熱部材表面からの間隙が等しくなるように配置されており、前記少なくとも２つの過熱防止手段は、異なる応答速度に設定されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
前記加熱部材は、その表面温度が記録媒体の通過範囲の中心から左右に対称となるように設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置。
前記少なくとも２つの過熱防止手段のうち、一方の過熱防止手段は、加熱部材の温度分布の最も高い位置に配置され、他方の過熱防止手段は、加熱部材の温度分布の最も高い位置から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記過熱防止手段は、サーモスタットから構成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の定着装置。