JP2007199332A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱ローラの停止時に、コイルに通電されても、発熱ローラの発火を防止する定着装置を提供する。
【解決手段】発熱ローラ１の回転の停止時には、磁束発生体３から上記発熱ローラ１への磁束を遮断する磁束遮断部５を、上記発熱ローラ１がその磁束によって発熱しない位置に、移動する。一方、上記発熱ローラ１の回転時には、上記発熱ローラ１が発熱する位置に上記磁束遮断部５を移動する。したがって、上記発熱ローラ１の回転の停止時に、上記磁束発生体３に通電され、上記磁束発生体３から磁束が発生しても、上記磁束発生体３の発熱を防止して、上記発熱ローラ１の発煙や発火を抑止できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真式画像形成装置に用いられる定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置に関する。

近年、定着装置のウォームアップタイムは、省エネや作業時間軽減のために、より短くなってきている。つまり、定着装置の発熱ローラを急速に加熱している。

しかし、上記発熱ローラを停止した状態で加熱すると、上記発熱ローラの昇温速度が速くなって、サーモスタットやヒューズ等の過昇温防止装置では、上記発熱ローラの発火を抑えることができなくなる。

そこで、従来、定着装置としては、上記発熱ローラが回転した状態で、コイルに通電して、このコイルから発生する磁束によって、上記発熱ローラを加熱したものがある（特開２００２−８２５４９号公報：特許文献１参照）。つまり、上記発熱ローラの昇温速度が速くなる状態を回避して、上記発熱ローラの発火を抑えていた。
特開２００２−８２５４９号公報

しかしながら、上記従来の定着装置では、上記発熱ローラが停止した状態で、何らかのエラーによって上記コイルに通電されると、上記発熱ローラが加熱されて発火する問題があった。

そこで、この発明の課題は、上記発熱ローラの停止時に、上記コイルに通電されても、上記発熱ローラの発火を防止する定着装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、
磁束を発生する磁束発生体と、
この磁束発生体の磁束によって発熱する回転可能な発熱体と、
上記磁束発生体と上記発熱体との間を移動可能に配置されると共に、上記磁束発生体と上記発熱体との間に位置したときに上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束の少なくとも一部を遮断する磁束遮断部と、
上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱しない位置に、上記磁束遮断部を移動する一方、上記発熱体の回転時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱する位置に、上記磁束遮断部を移動する移動制御部と
を備えることを特徴としている。

この発明の定着装置によれば、上記移動制御部は、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱しない位置に、上記磁束遮断部を移動する一方、上記発熱体の回転時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱する位置に、上記磁束遮断部を移動するので、上記発熱体の回転の停止時に、上記磁束発生体に通電され、上記磁束発生体から磁束が発生しても、上記磁束発生体の発熱を防止して、上記発熱体の発煙や発火を抑止できる。従って、安全性の高い定着装置を実現できる。

また、一実施形態の定着装置では、上記移動制御部は、上記発熱体の回転速度が速くなるに従って上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を遮断する量が減少するように、上記磁束遮断部を移動する。

この実施形態の定着装置によれば、上記移動制御部は、上記発熱体の回転速度が速くなるに従って上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を遮断する量が減少するように、上記磁束遮断部を移動するので、上記発熱体の回転速度が速いほど、上記発熱体に流れる磁束の量が増加して、上記発熱体の発熱量を増加できる。したがって、上記発熱体の回転速度に関わらずに、上記発熱体の昇温速度を一定にできる。

また、一実施形態の定着装置では、上記移動制御部は、上記発熱体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動する。

この実施形態の定着装置によれば、上記移動制御部は、上記発熱体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動するので、上記発熱体の回転に対する応答性に優れる。したがって、上記発熱体の回転の停止時に、上記磁束遮断部を、上記発熱体が発熱しない位置に迅速にかつ確実に移動できる。

また、一実施形態の定着装置では、上記移動制御部は、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を完全に遮断する位置に、上記磁束遮断部を移動する。

この実施形態の定着装置によれば、上記移動制御部は、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を完全に遮断する位置に、上記磁束遮断部を移動するので、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体の発熱を確実に防止できる。

また、一実施形態の定着装置では、上記発熱体の回転に追従して回転する他の回転体を有し、上記移動制御部は、上記他の回転体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動する。

ここで、他の回転体とは、例えば、上記発熱体に圧接して上記発熱体と共に記録材を搬送する加圧回転体や、上記発熱体や上記加圧回転体に接触して上記発熱体や上記加圧回転体を清掃するクリーニング回転体等の機能を有する回転体である。

この実施形態の定着装置によれば、上記発熱体の回転に追従して回転する他の回転体を有し、上記移動制御部は、上記他の回転体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動するので、上記他の回転体の回転の有無によって、上記発熱体の回転の有無を判断できる。また、上記他の回転体に、上記加圧回転体や上記クリーニング回転体等の機能を有する回転体を用いることで、上記他の回転体は、その機能と、上記発熱体の回転の有無の判断とを、兼用できて、部品数を削減できる。

また、一実施形態の定着装置では、上記磁束発生体は、コイルを有し、上記発熱体の回転の停止時に上記コイルへの通電をオフするコイル制御部が設けられている。

この実施形態の定着装置によれば、上記磁束発生体は、コイルを有し、上記発熱体の回転の停止時に上記コイルへの通電をオフするコイル制御部が設けられているので、上記発熱体の回転の停止時に、上記磁束発生体から磁束の発生を確実に防止できる。

また、一実施形態の定着装置では、上記磁束発生体は、コイルを有し、このコイルには、コンバータが接続され、上記発熱体の回転の停止時に上記コンバータへの通電をオフするコンバータ制御部が設けられている。

この実施形態の定着装置によれば、上記磁束発生体は、コイルを有し、このコイルには、コンバータが接続され、上記発熱体の回転の停止時に上記コンバータへの通電をオフするコンバータ制御部が設けられているので、上記発熱体の回転の停止時に、上記磁束発生体から磁束の発生を確実に防止できる。

また、この発明の画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴としている。

この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、上記定着装置からの発煙や発火を防止して、安全性に優れたものになる。

この発明の定着装置によれば、上記移動制御部は、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱しない位置に、上記磁束遮断部を移動する一方、上記発熱体の回転時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱する位置に、上記磁束遮断部を移動するので、上記発熱体の回転の停止時に、上記磁束発生体に通電され、上記磁束発生体から磁束が発生しても、上記磁束発生体の発熱を防止して、上記発熱体の発煙や発火を抑止できる。

この発明の画像形成装置によれば、上記定着装置を備えるので、上記定着装置からの発煙や発火を防止して、安全性に優れたものになる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の定着装置の第１実施形態である断面構成図を示している。この定着装置は、回転可能な発熱体としての発熱ローラ１と、この発熱ローラ１に圧接する加圧体としての加圧ローラ２と、上記発熱ローラ１の外側に配置されると共に磁束を発生して上記発熱ローラ１を発熱させる磁束発生体３とを備えている。

上記磁束発生体３と上記発熱ローラ１との間には、上記磁束発生体３と上記発熱ローラ１との間を上記発熱ローラ１の回転方向（周方向）に移動可能に、磁束遮断部５が配置されている。この磁束遮断部５を上記発熱ローラ１の回転方向（周方向）の所定位置に移動する移動制御部４が設けられている。

上記発熱ローラ１と上記加圧ローラ２は、互いに接触して記録材Ｓを搬送しつつこの記録材Ｓのトナーｔを定着させる。具体的に述べると、上記発熱ローラ１は、上記磁束発生体３の磁束によって、発熱し、上記発熱ローラ１と上記加圧ローラ２との接触により形成されるニップ部Ｎによって、上記記録材Ｓの上記トナーｔを溶融して定着しつつ上記記録材Ｓを搬送する。

上記記録材Ｓは、例えば、用紙、ＯＨＰシート等のシートであり、上記トナーｔは、例えば、樹脂、磁性体または着色料などの加熱溶融性を有する材料からなる。

上記発熱ローラ１と上記加圧ローラ２とは、平行に対向して配置され、それぞれの両端は、図示しない軸受部材に回転自在に支持されている。上記発熱ローラ１と上記加圧ローラ２とは、互いに、接近または離隔自在である。

上記加圧ローラ２は、駆動部としてのモータ９によって、矢印にて示す反時計廻り方向に、所定の周速度で回転駆動される。上記発熱ローラ１は、上記ニップ部Ｎでの上記加圧ローラ２との圧接摩擦力によって、上記加圧ローラ２の回転に従動して、矢印にて示す時計廻り方向に、回転する。

上記発熱ローラ１は、例えば、外径が４０ｍｍで、径方向の内側から外側に順に配置された支持層１１、断熱層１２、電磁誘導発熱層１３、弾性層１４および離型層１５を有する。なお、この実施形態では、上記発熱ローラ１は、カラー画像に対応するための上記弾性層１４を有するが、上記発熱ローラ１は、少なくとも上記支持層１１、上記断熱層１２、上記電磁誘導発熱層１３および上記離型層１５を有していればよい。

上記支持層１１は、例えば、外径が３０ｍｍの鉄製の芯金シリンダを用いる。なお、上記支持層１１としては、材質の強度が確保できれば、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプを使用することも可能であるが、芯金が発熱するのを防ぐために、アルミのような電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。

上記断熱層１２は、上記電磁誘導発熱層１３で発生した熱を断熱保持するためのものであり、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）が用いられる。このように、上記断熱層１２に、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いることにより、上記電磁誘導発熱層１３を確実に断熱保持するとともに、上記電磁誘導発熱層１３のたわみを許容して上記ニップ部Ｎの幅寸法を増やし、さらに、上記発熱ローラ１のローラ硬度を上記加圧ローラ２よりも小さくして、排紙性および記録材分離性能を向上することができる。例えば、上記断熱層１２に、シリコンスポンジ材を用いる場合、厚さが２〜１０ｍｍ、望ましくは３〜７ｍｍであって、硬度がアスカーゴム硬度計で２０〜６０度、望ましくは３０〜５０度に設定される。

上記電磁誘導発熱層１３は、例えば、厚さが１０〜１００μｍ、望ましくは２０〜５０μｍの無端状のニッケル電鋳ベルト層である。なお、上記電磁誘導発熱層１３の他の材料として、例えば、磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有するものを用いてもよい。また、非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は、例えば、材料を薄膜にすることにより使用できる。また、上記電磁誘導発熱層１３は、樹脂に発熱粒子を分散させたものを用いてもよく、上記電磁誘導発熱層１３に、樹脂ベースのものを用いることによって、上記記録材Ｓの分離性を一層よくすることができる。上記電磁誘導発熱層１３は、上記断熱層１２に接着されている。

そして、上記電磁誘導発熱層１３では、上記磁束発生体３の磁束によって、渦電流が発生してジュール熱により発熱し、この発熱により上記発熱ローラ１が加熱される。この加熱を、電磁誘導加熱という。

上記弾性層１４は、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材からなり、上記記録材Ｓと上記発熱ローラ１の表面との密着性を高める。上記弾性層１４としては、例えば、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いる。上記弾性層１４には、熱伝導性や補強等を目的として各種充填剤を混入してもよく、この熱伝導性粒子としては、ダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石、ガラス等あり、実用的には、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウム等がある。

上記弾性層１４の厚みは、例えば、１０〜８００μｍが好ましく、１００〜３００μｍがより好ましい。上記弾性層１４の厚みが１０μｍ未満であると、厚み方向の弾力性を得ることが難しくなる一方、上記弾性層１４の厚みが８００μｍを超えると、上記電磁誘導発熱層１３で発生した熱が、上記発熱ローラ１の外周面に達し難くなり、熱効率が悪化する傾向がある。

上記弾性層１４の硬度は、ＪＩＳ硬度で１〜８０度が好ましく、５〜３０度がより好ましく、上記弾性層１４における強度の低下および密着性の不良を防止しつつ、トナーｔの定着性の不良を防止できる。この場合、上記弾性層１４は、シリコンゴムからなることが好ましく、このシリコンゴムとしては、具体的に述べると、１成分系、２成分系又は３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ型、ＲＴＶ型又はＨＴＶ型のシリコンゴム、縮合型又は付加型のシリコンゴム等を使用できる。なお、この実施形態において、上記弾性層１４は、ＪＩＳ硬度１０度、厚さ２００μｍのシリコンゴムである。

上記離型層１５は、上記発熱ローラ１の表面の離型性を高めるものであり、定着温度での使用に耐えられる上にトナー離型性を有する。上記離型層１５としては、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴムや、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。上記離型層１５の厚さは、５〜１００μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。また、層間接着力を向上させるために、プライマ等による接着処理を行ってもよい。なお、上記離型層１５の中に必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラーとして添加してもよい。

上記加圧ローラ２は、例えば、外径が３０ｍｍで、径方向の内側から外側に順に配置された支持層２１、断熱層２２および離型層２３を有する。上記支持層２１は、例えば、外径２０ｍｍの鉄製の芯金である。上記断熱層２２は、例えば、シリコンゴムを発泡させた３〜１０ｍｍのシリコンスポンジゴムである。上記離型層２３は、例えば、厚さ１０〜５０μｍのＰＴＦＥやＰＦＡ等のフッ素系樹脂である。

上記支持層２１の材質は、強度が確保できれば、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプを使用することも可能であるが、芯金が発熱するのを防ぐために、アルミのような電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。

上記加圧ローラ２は、上記発熱ローラ１に対して、１００〜５３０Ｎの荷重で加圧されており、この場合、上記ニップ部Ｎの幅寸法（上記記録材Ｓの搬送方向の寸法）は、約５〜１５ｍｍになる。上記ニップ部Ｎの長手方向の寸法（上記発熱ローラ１の軸方向の寸法）は、約３４０ｍｍである。なお、上記荷重を変化させて、上記ニップ部Ｎの幅寸法を変えてもよい。

上記磁束発生体３は、上記発熱ローラ１の長手方向に沿うように、上記発熱ローラ１に対向している。上記磁束発生体３は、上記発熱ローラ１の外面に沿って配置された磁性体のコア３２と、このコア３２の上記発熱ローラ１に対向する対向面に配置されたコイル３１とを有する。

上記コア３２は、横断面、上記発熱ローラ１の外面に沿った円弧状に形成されている。上記コイル３１は、上記発熱ローラ１の軸方向に長尺となるように上記コア３１の内面に沿って導線を巻いた構造であり、横断面、台形に形成されている。

上記コア３２は、高透磁率かつ低損失のものを用いる。上記コア３２は、磁気回路の効率の向上と磁気遮蔽のために用いられる。上記コア３２の材料としては、通常フェライトコアが用いられるが、パーマロイのような合金を用いた場合、上記コア３２の内部の渦電流損失が高周波で大きくなるため、積層構造にしてもよい。なお、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いた場合、透磁率は比較的低いが、形状を自由に設定することができる。

上記コア３２の上記発熱ローラ１回転方向の中央部には、上記発熱ローラ１側に突出した突出部が設けられ、上記発熱ローラ１の発熱効率を向上できる。なお、上記コイル３１と上記コア３２の磁気回路部分に、磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合、上記突出部を省いてもよい。

上記コイル３１には、高周波のコンバータ７が接続されて、例えば１００〜２０００Ｗの高周波電力が供給される。このため、上記コイル３１としては、細い線を数十から数百本を束ねてリッツ線にしたものを用いており、巻き線に伝熱した場合を考慮して、耐熱性の樹脂で被覆したものを用いる。

そして、上記コイル３１に、上記コンバータ７により、例えば１０〜１００ｋＨｚの交流電流が印加される。この交流電流によって誘導された磁束は、上記コア３２から、上記発熱ローラ１の上記電磁誘導発熱層１３を貫き、上記電磁誘導発熱層１３に渦電流が流れて、上記電磁誘導発熱層１３自体がジュール発熱する。上記電磁誘導発熱層１３の発熱で上記発熱ローラ１が加熱状態となる。

上記発熱ローラ１の外側に、上記発熱ローラ１の温度を検出する温度センサ６が、配置されている。この温度センサ６は、例えば、非接触サーミスタであり、上記発熱ローラ１の表面から離隔して配置されている。

上記温度センサ６には主制御部８が接続され、この主制御部８は、上記温度センサ６からの上記発熱ローラ１の表面温度検出信号に基づいて、上記コンバータ７を制御し、上記コンバータ７にて上記コイル３１への電力供給を増減させることで、上記発熱ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるように自動制御する。上記主制御部８は、上記発熱ローラ１の回転の停止時に上記コンバータ７への通電をオフするコンバータ制御部８ａを有する。

上記磁束遮断部５は、上記磁束発生体３と上記発熱ローラ１との間に位置したときに上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束の少なくとも一部を遮断する。上記磁束遮断部５は、非磁性金属で導電性に優れた材料、例えば、アルミニウム、銅、銀等の合金を用いることで、磁束を遮蔽し誘導電流による加熱を抑える。上記磁束遮断部５は、上記発熱ローラ１の外面に沿って湾曲した板状である。

上記発熱ローラ１の回転方向において、上記磁束遮断部５の大きさは、上記磁束発生体３の内面の大きさと略同じである。上記発熱ローラ１の軸方向において、上記磁束遮断部５は、上記発熱ローラ１の端部の外側に延在している。

図２に上記発熱ローラ１の端部の側面図を示す。図２に示すように、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転の停止時には、上記磁束発生体３の磁束によって上記発熱ローラ１が発熱しない位置に、上記磁束遮断部５を移動する一方、上記発熱ローラ１の回転時には、上記磁束発生体３の磁束によって上記発熱ローラ１が発熱する位置に、上記磁束遮断部５を移動する。

つまり、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の停止時には、上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束を完全に遮断する位置に、上記磁束遮断部５を移動する。このときの上記磁束遮断部５の状態を、上記磁束遮断部５の閉状態といい、上記磁束遮断部５は、上記発熱ローラ１と上記磁束発生体３との間の領域の全部を覆っている。

一方、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転時には、上記発熱ローラ１の矢印方向の回転に連動して、上記磁束遮断部５を矢印方向に移動する。このときの上記磁束遮断部５の状態を、上記磁束遮断部５の開状態という。

具体的に述べると、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の軸部１ａに取り付けられたダンパ４０と、このダンパ４０に固定された連結棒４１と、この連結棒４１に固定された上記磁束遮断部５と、上記磁束遮断部５に取り付けられた引張バネ４２とを有する。

上記発熱ローラ１の軸部１ａの回転力は、上記ダンパ４０を介して、上記磁束遮断部５に伝達される。上記磁束遮断部５は、図示しないケーシングに固定されたレール４３に沿って移動する。上記レール４３は、上記発熱ローラ１の外面に沿って湾曲した板状である。上記レール４３は、上記発熱ローラ１の端部の外側にあり、上記発熱ローラ１の回転を邪魔しない。なお、上記レール４３は、必須構成ではない。

上記引張バネ４２の一端は、図示しないケーシングに固定され、上記引張バネ４２の他端は、上記磁束遮断部５に固定されている。上記引張バネ４２は、上記磁束遮断部５を、上記発熱ローラ１が発熱しない位置に移動するように常時付勢している。要するに、上記引張バネ４２は、上記磁束遮断部５を、上記発熱ローラ１の回転に連動して上記磁束遮断部５が移動する方向とは逆向きの方向に、引っ張っている。つまり、上記引張バネ４２は、上記発熱ローラ１の停止時には、上記磁束遮断部５を閉状態にする。

図３に示すように、上記ダンパ４０は、ディスクダンパであり、ハウジング４５と、このハウジング４５にシート４６を介して取り付けられるロータ４７とを有する。上記ハウジング４５には、フレーム４８が設けられ、このフレーム４８に上記連結棒４１が固定される。上記ロータ４７には、上記発熱ローラ１の軸部１ａが固定される。上記シート４６は、上記ハウジング４５に固定されている。

上記シート４６と上記ロータ４７との間、上記フレーム４８と上記ロータ４７との間、および、上記フレーム４８と上記シート４６との間には、部分的に、Ｏリング４９が設けられている。

上記ロータ４７と上記シート４６との間には、オイルが充填され、上記ロータ４７と上記シート４６とが相対的に回転した際に発生するオイルの粘性抵抗によって、トルクが発生する。

つまり、上記発熱ローラ１の軸部１ａと共に上記ロータ４７が回転すると、オイルの粘性によって、上記シート４６、上記ハウジング４５および上記連結棒４１は、上記ロータ４７と同じ方向に回転する。

また、上記発熱ローラ１の回転速度が速いと、上記ダンパ４０のトルクは大きくなる一方、上記発熱ローラ１の回転速度が遅いと、上記ダンパ４０のトルクは小さくなる。

つまり、上記移動制御部４は、図４Ａと図４Ｂに示すように、上記発熱ローラ１の回転速度が速くなるに従って上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束を遮断する量が減少するように、上記磁束遮断部５を移動する。

図４Ａでは、上記発熱ローラ１の外面の周速度が、３０ｍｍ／ｓである場合を示し、上記磁束遮断部５は、半開状態であり、上記発熱ローラ１と上記磁束発生体３との間の領域の半分を覆っている。

図４Ｂでは、上記発熱ローラ１の外面の周速度が、６０ｍｍ／ｓである場合を示し、上記磁束遮断部５は、全開状態であり、上記発熱ローラ１と上記磁束発生体３との間の領域の全部を露出している。

したがって、上記発熱ローラ１の外面の周速度が、２倍になると、上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束の量が、２倍になる。

上記発熱ローラ１の回転時には、上記ダンパ４０には、上記引張バネ４２により発生する力よりもより大きな力が発生する。上記発熱ローラ１の回転停止時には、上記磁束遮断部５は、上記引張バネ４２によって、上記ダンパ４０の粘性抵抗に逆らって、引っ張られる。

次に、上記構成の定着装置の動作を説明する。

上記定着装置の電源をオンしてから、上記発熱ローラ１表面および上記加圧ローラ２表面をプリント可能温度にする動作をウォームアップと呼び、この動作に掛かる時間をウォームアップタイムと呼ぶ。その他、電源を入れ直したときや、ジャム処理復帰時、カバークローズ時、スリープモード復帰時等にウォームアップ動作が入る。

ウォームアップ動作では、プリント可能温度まで温度を上昇させるために、図１に示すように、上記主制御部８により上記コイル３１に通電することにより、上記発熱ローラ１の上記電磁誘導発熱層１３が発熱する。

そして、上記モータ９により上記加圧ローラ２を回転させ、上記発熱ローラ１を従動回転させることで、上記発熱ローラ１の熱を上記加圧ローラ２の表面に伝える。この回転により、より短時間で、上記発熱ローラ１表面および上記加圧ローラ２表面をプリント可能温度に上昇させる。

上記温度センサ６により非接触で検出した温度を、非接触による温度シフト分だけ補正した温度が、所定のプリント可能な温度になれば、プリント可能であることを示すレディをたてる。例えば、上記温度センサ６による検出温度を補正した温度が、１９０℃でレディをたてる。

印字信号がなければ印字待機状態になり、印字信号があれば印字動作を開始する。待機状態は回転停止または回転状態で、所定の設定温度になるように、上記主制御部８により通電制御する。この所定の設定温度は、例えば、上記発熱ローラ１側で１９０℃である。

印字時は、印字開始から上記定着装置に上記記録材Ｓが突入する前に、上記発熱ローラ１の熱を上記加圧ローラ２に伝導させて、上記加圧ローラ２の温度を上昇させることになる。このとき、上記発熱ローラ１の停止時の昇温速度は、およそ５０℃／ｓになり、上記発熱ローラ１の回転時の昇温速度は、およそ２５℃／ｓになる。

上記定着装置には、安全装置として、図示しない過昇温防止装置が設置されている。この過昇温防止装置は、例えば、サーモスタットである。このサーモスタットは、上記磁束発生体３の周辺に設置され、上記発熱ローラ１の表面温度を非接触で検出している。過昇温ではない場合の誤動作防止を考えて、上記サーモスタットの設定温度を、例えば、２１０℃とする。

上記サーモスタットは上記発熱ローラ１に非接触に配置されていることと、上記サーモスタット自体の熱容量や吸熱特性等により、上記発熱ローラ１の急激な昇温に対して上記サーモスタットの動作は遅れる。

例えば、上記発熱ローラ１の昇温速度が２０℃／ｓの場合、上記サーモスタットは、上記発熱ローラ１の温度が４２０℃で、動作する。上記発熱ローラ１の昇温速度が２５℃／ｓで、上記サーモスタットは、上記発熱ローラ１の温度が４５０℃で、動作する。

上記発熱ローラ１の昇温速度が３０℃／ｓで、上記サーモスタットは、上記発熱ローラ１の温度が５００℃で、動作する。上記発熱ローラ１の昇温速度が３５℃／ｓで、上記サーモスタットは、上記発熱ローラ１の温度が５７０℃で、動作する。

そして、上記発熱ローラ１の発火温度が、例えば５００℃の場合、上記発熱ローラ１の停止時の昇温速度がおよそ５０℃／ｓでは、上記サーモスタットでは、上記発熱ローラ１の発火を防止することができない。

上記構成の定着装置によれば、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転の停止時には、上記磁束発生体３の磁束によって上記発熱ローラ１が発熱しない位置に、上記磁束遮断部５を移動する一方、上記発熱ローラ１の回転時には、上記磁束発生体３の磁束によって上記発熱ローラ１が発熱する位置に、上記磁束遮断部５を移動するので、上記発熱ローラ１の回転の停止時に、上記磁束発生体３に通電され、上記磁束発生体３から磁束が発生しても、上記磁束発生体３の発熱を防止して、上記発熱ローラ１の発煙や発火を抑止できる。従って、安全性の高い定着装置を実現できる。

また、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転の停止時には、上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束を完全に遮断する位置に、上記磁束遮断部５を移動するので、上記発熱ローラ１の回転の停止時には、上記磁束発生体３の発熱を確実に防止できる。

また、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転に連動して、上記磁束遮断部５を移動するので、上記発熱ローラ１の回転に対する応答性に優れる。したがって、上記発熱ローラ１の回転の停止時に、上記磁束遮断部５を、上記発熱ローラ１が発熱しない位置に迅速にかつ確実に移動できる。

また、上記移動制御部４は、上記磁束遮断部５を、上記発熱ローラ１が発熱しない位置に移動するように常時付勢しているので、上記磁束遮断部５が、上記発熱ローラ１が発熱する位置に、とどまることを防止して、上記発熱ローラ１の発煙や発火を一層確実に防止できる。

また、上記移動制御部４は、上記発熱ローラ１の回転速度が速くなるに従って上記磁束発生体３から上記発熱ローラ１へ流れる磁束を遮断する量が減少するように、上記磁束遮断部５を移動するので、上記発熱ローラ１の回転速度が速いほど、上記発熱ローラ１に流れる磁束の量が増加して、上記発熱ローラ１の発熱量を増加できる。したがって、上記発熱ローラ１の回転速度に関わらずに、上記発熱ローラ１の昇温速度を一定にできる。一般に、上記発熱ローラ１に流れる磁束の量が一定であれば、上記発熱ローラ１の回転速度が速いほど、上記発熱ローラ１の昇温速度は遅くなる。

また、上記発熱ローラ１の回転の停止時に上記コンバータ７への通電をオフするコンバータ制御部８ａが設けられているので、上記発熱ローラ１の回転の停止時に、上記磁束発生体３から磁束の発生を確実に防止できる。

（第２の実施形態）
図５は、この発明の定着装置の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態と比較すると、上記移動制御部４は、上記加圧ローラ２の回転に連動して、上記磁束遮断部５を移動している。

つまり、上記加圧ローラ２の軸部２ａに、上記ダンパ４０が取り付けられ、上記加圧ローラ２の軸部２ａの回転力は、上記ダンパ４０を介して、上記磁束遮断部５に伝達される。そして、上記磁束遮断部５は、上記発熱ローラ１の回転に追従して回転する上記加圧ローラ２に連動して、移動する。

したがって、上記加圧ローラ２の回転の有無によって、上記発熱ローラ１の回転の有無を判断できる。また、上記加圧ローラ２は、上記発熱ローラ１に圧接して上記記録材Ｓを搬送する機能を有するので、上記加圧ローラ２は、その機能と、上記発熱ローラ１の回転の有無の判断とを、兼用できて、部品数を削減できる。

なお、上記加圧ローラ２以外に、上記発熱ローラ１の回転に追従して回転する他の回転体に、上記移動制御部４を取り付けて、この他の回転体に連動して、上記磁束遮断部５を移動するようにしてもよい。上記他の回転体としては、例えば、上記発熱ローラ１や上記加圧ローラ２に接触して上記発熱ローラ１や上記加圧ローラ２を清掃するクリーニング回転体等の機能を有する回転体である。

（第３の実施形態）
図６は、この発明の定着装置の第３の実施形態を示している。この第３の実施形態では、上記第１の実施形態と比較すると、上記主制御部８に、上記コンバータ制御部８ａの代わりに、コイル制御部８ｂを設けている。このコイル制御部８ｂは、上記発熱ローラ１の回転の停止時に上記コイル３１への通電をオフする。

したがって、上記発熱ローラ１の回転の停止時に、上記磁束発生体３から磁束の発生を確実に防止できる。なお、上記主制御部８に、上記コンバータ制御部８ａとともに、上記コイル制御部８ｂを設けてもよい。

（第４の実施形態）
図７は、この発明の画像形成装置の一実施形態である簡略構成図を示している。この画像形成装置は、上記記録材Ｓに未定着のトナーｔを付着して画像を形成する作像装置８０と、上記トナーｔを溶融して上記記録材Ｓに定着させる上記第１の実施形態の定着装置８１とを備える。この画像形成装置は、電子写真４色カラープリンタである。

上記作像装置８０は、中間転写ベルト６１と、この中間転写ベルト６１に沿って配置されると共にトナー像を形成する４つの画像形成ユニット５１と、この各画像形成ユニット５１によって形成されたトナー像を上記中間転写ベルト６１上に転写する一次転写部６２と、上記中間転写ベルト６１に転写された像を上記記録材Ｓに転写する二次転写部６３とを備える。

ブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット５１、イエロー（Ｙ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット５１、マゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット５１、および、シアン（Ｃ）のトナー像を形成する上記画像形成ユニット５１は、上記中間転写ベルト６１の上流から下流に沿って順に配置されている。

上記各画像形成ユニット５１は、感光体ドラム５２と、この感光体ドラム５２を一様に帯電させるための帯電部５３と、帯電した上記感光体ドラム５２に画像露光を行うための露光部５９と、露光によって形成された静電潜像に各色のトナーで現像を行うための現像部５４とを備える。

この画像形成装置は、この画像形成装置全体を制御する制御装置６８と、この制御装置６８から画像に応じた信号が送られる露光制御装置６９とを備える。この露光制御装置６９は、各色に応じて上記露光部５９のそれぞれを駆動する。

次に、この画像形成装置の作用を説明する。

上記画像形成ユニット５１の上記感光体ドラム５２上に現像されたトナー画像は、上記中間転写ベルト６１との接触位置で、上記一次転写部６２によって、上記中間転写ベルト６１上に一次転写される。

上記中間転写ベルト６１上に転写されたトナー画像は、各画像形成ユニット５１を通過するごとに、各色がその上に重ねられて、最終的に、フルカラーのトナー画像が、上記中間転写ベルト６１上に形成される。

その後、上記中間転写ベルト６１上のフルカラーのトナー画像は、上記中間転写ベルト６１の下流において、上記二次転写部６３によって、上記記録材Ｓに一括して二次転写される。

そして、上記記録材Ｓは、上記記録材Ｓの搬送路の下流にある上記定着装置８１を通過することによって、トナー画像が定着されて、排紙トレー６６上に排紙される。

上記記録材Ｓは、最下部のカセット６７に納められており、このカセット６７から１枚ずつ上記二次転写部６３にまで搬送される。

なお、一次転写後、上記感光体ドラム５２に残留したトナーは、下流に配置されたクリーニング部５５によって除去され、このクリーニング部５５の下側から回収される。

また、二次転写後に、上記中間転写ベルト６１上に残留したトナーは、クリーニングブレード６５によって、上記中間転写ベルト６１上から除去され、図示しない搬送スクリューで搬送され、図示しない廃トナー容器に回収される。

上記構成の画像形成装置によれば、上記定着装置８１を備えているので、上記定着装置８１からの発煙や発火を防止して、安全性に優れたものになる。なお、この画像形成装置の定着装置として、上記第２の実施形態または上記第３の実施形態に記載の定着装置を用いてもよい。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記ダンパ４０として、ディスクダンパ以外に、圧力ダンパを用いてもよい。この圧力ダンパは、この内部のオイルの圧力を利用してトルクを発生する。また、この圧力ダンパは、オイルの流れる量や向きを調節する機構を有することで、回転方向や回転速度によって、トルクの大きさを変えることができる。

また、上記発熱体や上記加圧体は、ローラ形状の他に、ベルト状であってもよい。また、上記磁束発生体３を、上記発熱体の内側に配置してもよい。

また、上記発熱ローラ１の回転停止時には、上記磁束遮断部５によって、上記発熱ローラ１が発熱しない程度に磁束を遮断すればよい。また、上記移動制御部４は、電気的に上記磁束遮断部５を移動してもよい。

また、画像形成装置としては、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸやこれらの複合機など、どれであってもかまわない。

本発明の定着装置の第１実施形態を示す断面図である。 発熱ローラの軸方向の端部側からみた定着装置の側面図である。 ダンパの一部切り欠き斜視図である。 発熱ローラの回転速度が遅い場合の磁束遮断部の位置を示す作用説明図である。 発熱ローラの回転速度が速い場合の磁束遮断部の位置を示す作用説明図である。 本発明の定着装置の第２実施形態を示す簡略構成図である。 本発明の定着装置の第３実施形態を示す簡略構成図である。 この発明の画像形成装置を示す簡略構成図である。

符号の説明

１ 発熱ローラ（発熱体）
２ 加圧ローラ（加圧体）
３ 磁束発生体
３１ コイル
３２ コア
４ 移動制御部
４０ ダンパ
４１ 連結棒
４２ 引張バネ
４３ レール
５ 磁束遮断部
７ コンバータ
８ａ コンバータ制御部
８ｂ コイル制御部
８０ 作像装置
８１ 定着装置
Ｓ 記録材
ｔ トナー

Claims (8)

1. 磁束を発生する磁束発生体と、
   この磁束発生体の磁束によって発熱する回転可能な発熱体と、
   上記磁束発生体と上記発熱体との間を移動可能に配置されると共に、上記磁束発生体と上記発熱体との間に位置したときに上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束の少なくとも一部を遮断する磁束遮断部と、
   上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱しない位置に、上記磁束遮断部を移動する一方、上記発熱体の回転時には、上記磁束発生体の磁束によって上記発熱体が発熱する位置に、上記磁束遮断部を移動する移動制御部と
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記移動制御部は、上記発熱体の回転速度が速くなるに従って上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を遮断する量が減少するように、上記磁束遮断部を移動することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記移動制御部は、上記発熱体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記移動制御部は、上記発熱体の回転の停止時には、上記磁束発生体から上記発熱体へ流れる磁束を完全に遮断する位置に、上記磁束遮断部を移動することを特徴とする定着装置。
5. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記発熱体の回転に追従して回転する他の回転体を有し、
   上記移動制御部は、上記他の回転体の回転に連動して、上記磁束遮断部を移動することを特徴とする定着装置。
6. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記磁束発生体は、コイルを有し、
   上記発熱体の回転の停止時に上記コイルへの通電をオフするコイル制御部が設けられていることを特徴とする定着装置。
7. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記磁束発生体は、コイルを有し、
   このコイルには、コンバータが接続され、
   上記発熱体の回転の停止時に上記コンバータへの通電をオフするコンバータ制御部が設けられていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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