JP2008139452A - 電磁誘導加熱方式の定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通電遮蔽装置の誤作動を防止し，加熱回転体の劣化が抑制された電磁誘導加熱方式の定着装置を提供すること。
【解決手段】定着装置１００は，電磁誘導加熱方式の定着装置であり，定着ローラ１の外側に，その軸方向に沿って励磁コイル３１が配設されている。また，定着装置１００では，定着ローラ１の外周上であって，定着ローラ１と磁束発生部３との間の位置以外の場所（非磁界領域）に通電遮断部７が配設される。また，定着ローラ１の一方の端部には，定着ローラ１の回転の有無を検知する回転検知部９が設けられている。そして，定着ローラ１が回転していない時には，磁束発生部３への給電を停止する。
【選択図】 図３

Description

本発明は，トナー画像を記録媒体に加熱定着させる電磁誘導加熱方式の定着装置に関する。さらに詳細には，サーモスタット等の通電遮断器により加熱回転体の過昇温を抑制する定着装置に関するものである。

近年，消費電力の低減，起動時間の短縮化の観点から，電磁誘導加熱方式の定着装置が提案されている（例えば，特許文献１）。電磁誘導加熱方式の定着装置は，励磁コイル等を備えた磁束発生部を有し，その磁束発生部による磁界形成によって定着ローラ内の電磁誘導発熱層の発熱を促している。電磁誘導加熱方式の定着装置は，発熱層を直接加熱できるという特徴を有し，ハロゲンヒータと比較して定着部材の熱容量が小さい構成とすることが可能となる。これにより，高熱効率化や高速加熱化が図られる。

電磁誘導加熱方式の定着装置は，発熱層の熱容量が小さいため，定着ローラの昇温速度が速い。そこで，急激な過昇温による定着ローラの劣化を抑制するため，サーモスタットや温度ヒューズ等の通電遮蔽部を備えている。通常，通電遮蔽部は，通電遮蔽動作の応答遅れを防ぐため，最も高温となる磁界形成領域内に配置される。電磁誘導加熱方式の定着装置では，一般的に定着ローラと磁束発生部とが対向配置されているため，定着ローラと磁束発生部との間に通電遮蔽部が配置される（例えば，特許文献２）。
特開２００５−７７６０７号公報 特開２００６−１１９４９４号公報

しかしながら，前記した従来の電磁誘導加熱方式の定着装置は，次のような問題があった。すなわち，特許文献２に開示された定着装置のように，通電遮蔽部を磁束発生部と定着ローラとの間に配置すると，磁束発生部から発生した磁束が通電遮蔽部をも貫くことになる。そのため，通電遮蔽部自体がジュール発熱し，定着ローラの表面温度が所定の温度に達していないのにもかかわらず通電遮蔽動作を行ってしまうおそれがある。この磁界形成による自己発熱の問題は，サーモスタット等に限らず，サーミスタ等を含めて温度を検知する手段であれば少なからず生じる。

特許文献１に開示された電磁誘導加熱方式の定着装置では，サーモスタットが誘導加熱手段から離れた位置にあり，サーモスタットが磁束発生部の影響を受けないようにも思われる。しかし，サーモスタットに温度を伝える熱伝導部材が誘導加熱手段と定着ローラとが対向する位置に配置されており，この熱伝導部材が電磁誘導発熱する。そのため，サーモスタットが誤動作するおそれを回避するまでには至らない。

本発明は，前記した従来の電磁誘導加熱方式の定着装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，温度検知手段の誤作動を防止し，加熱回転体の劣化が抑制された電磁誘導加熱方式の定着装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた定着装置は，電磁誘導発熱する発熱層を備えた加熱回転体と，その加熱回転体に圧接する加圧ローラと，加熱回転体の外周側に位置し，加熱回転体の軸方向に沿って加熱回転体に対向配置され，給電により磁束を発生させる磁束発生部と，加熱回転体の外周側に位置し，所定値以上の温度になると磁束発生部への通電を遮断する通電遮断部とを有する電磁誘導加熱方式の定着装置であって，加熱回転体の外周側の領域は，磁束発生部と対向して磁界が形成される磁界領域と，磁束発生部に非対向となる非磁界領域とによってなり，通電遮断部は，非磁界領域内に位置することを特徴としている。

すなわち，本発明の定着装置は，電磁誘導加熱方式であり，加熱回転体の外周側にその軸方向に沿って磁束発生部が対向配置されている。加熱回転体は，ローラ部材であってもベルト部材であってもよい。また，磁束発生部には，励磁コイル等の磁束発生手段を備えている。本発明の定着装置では，磁束発生部への電力供給によって磁束発生部と加熱回転体との間に磁界を発生させる。そして，その磁界の発生により加熱回転体の発熱層（電磁誘導発熱層）に渦電流が生じ，その発熱層が加熱される。

また，本発明の定着装置では，加熱回転体の外周側に通電遮蔽部が配設されている。通電遮蔽部としては，例えばサーモスタットのような，加熱回転体の表面温度を検知し，その温度が所定値以上となったときに磁束発生部への通電を遮断するものが該当する。通電遮蔽部が作動することで，所定の温度以上では磁束発生部と加熱回転体との間の磁界が消滅する。これにより，加熱回転体の過昇温を防止することができ，加熱回転体の劣化が抑制される。

さらに，通電遮蔽部は，磁束発生部による磁界の影響を受けない非磁界領域内に位置している。そのため，通電遮蔽部自体のジュール発熱を回避し，通電遮蔽部の誤作動を防止することができる。例えば，サーモスタットであれば，加熱回転体が所定の温度に達するタイミングを正確に検知できる。

また，本発明の定着装置は，加熱回転体の表面温度を検知する温度検知部を備え，その温度検知部を非磁界領域に配置することとするとよりよい。温度検知部としては，サーミスタのような加熱回転体の温度を検知し，その温度が所定値以上となったときに電気的信号を出力するものが該当する。温度検知部が作動することで，加熱回転体の表面温度を認知して加熱回転体の表面温度を適宜調節することができる。また，非磁界領域に位置することから，温度検知部自体のジュール発熱が回避され，表面温度を正確に調節することができる。

また，本発明の定着装置は，加熱回転体の回転を検知する回転検知部を有し，回転検知部が回転停止を検知すると磁束発生部への給電を停止することとするとよりよい。すなわち，本発明の定着装置は，通電遮断部を非磁界領域に配置している。つまり，直接加熱されている場所で温度検知を行うのではないため，過昇温が生じた場所が回転して非磁界領域に達した段階で温度検知部が作動することになる。従って，回転停止中に温度が上昇してしまうと，その過昇温を検知できない。そこで，回転停止中は磁束発生部への給電を停止し，加熱回転体のジュール発熱を停止する。これにより，加熱回転体の過昇温の発生そのものが抑制され，加熱回転体の劣化を確実に防止することができる。

また，通電遮断部は，加熱回転体に対して非接触で対向配置されていることとするとよりよい。すなわち，加熱回転体との接触を回避することで，加熱回転体の破損が抑制される。よって，画像ノイズ等の画質劣化が抑制される。

また，通電遮断部は，加熱回転体の軸方向上の中央部に配置されていることとするとよりよい。すなわち，加熱回転体内で発生した熱は加熱回転体の両端部から最も放出されるため，中央部が高温となりやすい。そこで，通電遮断部を中央部に配置することで，加熱回転体の劣化をより確実に抑制することができる。なお，ここでいう中央部とは，厳密な中央を意味するものではなく，中央を含むその近辺であって，消磁コイル等によって温度調節を受けず，加熱の際には励磁コイル等によって常に加熱される場所であればよい。

また，通電遮断部は，加熱回転体の回転方向のうち，磁束発生部よりも下流であって，加熱回転体と加圧ローラとの間で形成されるニップ部よりも上流に位置することとするとよりよい。すなわち，加熱回転体の表面温度は，用紙がニップ部を通過することによって低下する。そのため，ニップ部から磁束発生部までの範囲よりも，磁束発生部からニップ部までの範囲の方が高温である。従って，通電遮断部を上記の範囲内に配置することで，加熱回転体の劣化をより確実に抑制することができる。

本発明によれば，通電遮蔽装置の誤作動を防止し，加熱回転体の劣化が抑制された電磁誘導加熱方式の定着装置が実現している。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電子写真方式のプリンタに備えられた電磁誘導加熱方式の定着装置に本発明を適用したものである。

本形態の画像形成装置は，電子写真方式のレーザプリンタであり，図１に示すように光学系にレーザ発振器１０２と，ポリゴンミラー１０３と，反射ミラー１０４とが配置され，画像プロセス部に感光体ドラム１０１と，帯電器１０５と，現像器１０６と，転写器１０７と，クリーニングブレード１０８とが配置されている。また，搬送部に給紙ローラ１０９と，排紙ローラ１１５と，給紙センサ１１０と，排紙センサ１１４と，定着装置１００等とが配置されている。

次に，上記のように構成されたレーザプリンタの動作を簡単に説明する。感光体ドラム１０１は図１中矢印方向に回転しており，帯電器１０５により表面を一様に帯電させられる。また，画像信号に基づいて，レーザ発振器１０２からレーザ光が変調発光される。このレーザ光は，ポリゴンミラー１０３により主走査方向に走査され，反射ミラー１０４により反射されて感光体ドラム１０１に入射する。これにより，感光体ドラム１０１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器１０６により現像されてトナー像となる。トナー像は，感光体ドラム１０１に対向して配置された転写器１０７により，給紙ローラ１０９によって給紙された記録紙Ｐ上に転写される。その後，トナー像が転写された記録紙Ｐは，定着装置１００において加熱され，その熱によりトナー像が溶融して記録紙Ｐ上に定着される。画像定着後，記録紙Ｐは，排紙ローラ１１５により装置外に排出される。以上の動作により，１枚分のプリントが行われる。

続いて，本形態の定着装置１００の構成について説明する。図２は定着装置１００を軸方向（正面）から見た概略構成図であり，図３は通紙方向上流側の側面から見た概略構成図であり，図４は図２の定着装置１００を上面から見た概略構成図である。定着装置１００は，電磁誘導加熱方式の定着装置であり，定着ローラ１と，加圧ローラ２と，磁束発生部３と，温度センサ４１，４２と，通電遮蔽部７と，分離爪８と，回転検知部９とを有している。Ｐは用紙を示している。

定着ローラ１と加圧ローラ２とは長手方向（軸方向）に並行配置されている。加圧ローラ２は，モータ等の駆動機構により所定の速度で回転駆動される。また，加圧ローラ２は，バネ等の付勢部材によって定着ローラ１側に付勢されており，定着ローラ１との間でニップ部を形成している。さらに定着ローラ１は，加圧ローラ２との圧接摩擦力によって定着ローラ１の回転に従動回転するように設けられている。なお，定着ローラ１を回転駆動させて加圧ローラ２を従動回転させてもよい。

定着ローラ１は，図５に示すように，芯金１１上に，断熱層１２，電磁誘導発熱層１３，弾性層１４，および離型層１５が順次積層されている。また，ローラ硬度は，例えばアスカーＣ硬度で３０度〜９０度の範囲内に設定される。

支持層としての芯金１１は，厚さが４ｍｍ程度のアルミパイプである。なお，芯金１１には，鉄やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお，芯金１１が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。

断熱層１２は，電磁誘導発熱層１３を断熱保持するための層であり，耐熱性や弾性を有する部材（例えば，ゴム材や樹脂材）のスポンジ体が適用される。また，ゴム材や樹脂材のスポンジ体を用いると，電磁誘導発熱層１３を断熱保持するとともに，電磁誘導発熱層１３のたわみを許容し，ニップ幅を増やすことができる。そして，ローラ硬度を小さくし，排紙性および記録紙の分離性の向上を図ることができる。例えば，断熱層１２にシリコンスポンジ材を適用する場合には，厚さが２ｍｍ〜１５ｍｍ，望ましくは３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に，また硬度がアスカーゴム硬度計で１５度〜６０度，望ましくは２０度〜５０度の範囲内にそれぞれ設定される。

また，断熱層１２の代わりに，下層にソリッドゴム層，表層にスポンジゴム層の２層構造を用いると，耐久性の向上を図ることができる。このような構造を有するローラは，特に高荷重や高速回転のような比較的過酷な条件で使用される場合や，ニップ幅の確保のために断熱層１２の厚みを厚く設定する場合や，柔らかいスポンジ層を使用する場合に，ゴムの破断を防ぐことができる。

電磁誘導発熱層１３は，磁束発生部３による励磁によりジュール熱を発生させる層であり，厚さが１０μｍ〜１００μｍ，望ましくは２０〜５０μｍの範囲内のニッケル電鋳ベルト層である。なお，電磁誘導発熱層１３には，例えば磁性ステンレスのような磁性金属といった，高透磁率であり，適当な抵抗率を備えたものを使用してもよい。また，非磁性材料でも，金属などの導電性がある材料の薄膜であっても使用可能である。また，樹脂に発熱粒子を混入したものを使用してもよい。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分離性の向上を図ることが可能となる。

電磁誘導発熱層１３には，後述する磁束発生部３による励磁により渦電流が流れる。電磁誘導発熱層１３は，熱容量が小さく，芯金側に位置する断熱層１２と接しているため，定着ローラ１の表層側に位置する弾性層１４あるいは離型層１５を迅速に加熱する。よって，定着ローラ１の表面温度を所望の温度に迅速に到達させることができ，通紙時に記録紙に熱が奪われたとしても必要な熱をすぐに供給することができる。

弾性層１４は，記録紙と定着ローラ１表面との密着性を高めるための層であり，耐熱性や弾性を有する部材（例えば，ゴム材や樹脂材）が適用される。具体的には，定着温度での使用に耐えうるシリコンゴム，フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーが使用可能である。なお，弾性層１４に，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い。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，ガラス等がある。この他，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使用可能である。

弾性層１４の厚みは，１０μｍ〜８００μｍ，望ましくは１００μｍ〜３００μｍの範囲内に設定される。なお，弾性層１４の厚さが１０μｍ未満であると厚み方向の弾力性を得ることが困難となる。一方，弾性層１４の厚さが８００μｍを超えてしまうと，電磁誘導発熱層１３からの熱が定着ローラ１の表面に達し難くなって熱効率が悪化する。

弾性層１４の硬度は，ＪＩＳ硬度で１度〜８０度，望ましくは５度〜３０度のシリコンゴムからなることが好ましい。この範囲内であれば，弾性層１４の強度の低下，密着性の不良を抑制しつつ，トナーの定着性の不良を抑制できる。シリコンゴムとしては，１成分系，２成分系，または３成分系以上のシリコンゴム，ＬＴＶ型，ＲＴＶ型，またはＨＴＶ型のシリコンゴム，縮合型または付加型のシリコンゴム等が使用可能である。本形態では，ＪＩＳ硬度が１０度，厚さが２００μｍのシリコンゴム層とする。

離型層１５は，表面の離型性を高めるための層であり，定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば，シリコンゴム，フッ素ゴム，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が使用される。離型層１５の厚みは，５μｍ〜１００μｍ，望ましくは１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。また，層間接着力を向上させるため，プライマ等による接着処理を行ってもよい。なお，離型層１５中に，必要に応じて，導電材，耐磨耗材，良熱伝導材等を充填剤として添加してもよい。

加圧ローラ２は，図６に示すように，芯金２１上に，シリコンスポンジ層２２，および離型層２５が順次積層されている。加圧ローラ２は，定着ローラ１に対して３００Ｎ〜５００Ｎの荷重で加圧され，ニップ部の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内となっている。なお，記録紙の種別等により荷重を変化させてもよい。

支持層としての芯金２１は，厚さが３ｍｍ程度のアルミパイプである。なお，芯金２１には，鉄やＰＰＳのような耐熱性樹脂を使用することも可能である。なお，芯金２１が発熱するのを防ぐために電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが好ましい。シリコンスポンジ層２２の厚さは，３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内で使用条件に合わせて設計される。なお，シリコンスポンジ層２２の代わりにソリッドゴム層を用いることも可能であるが，定着ローラ１からニップ部を通して伝達される熱を逃さないように低熱伝導率の素材が望ましい。離型層２５は，定着ローラ１と同様に表面の離型性を高めるための層であり，厚さが１０μｍ〜５０μｍであり，定着温度での使用に耐えられる材料が使用される。例えば，シリコンゴム，フッ素ゴム，ＰＦＡ，ＰＴＦＥ，ＦＥＰ，ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が使用される。

また，シリコンスポンジ層２２の代わりに，下層にソリッドゴム層，表層にスポンジゴム層の２層構造を用いると，耐久性の向上を図ることができる。このような構造を有するローラは，特に高荷重や高速回転のような比較的過酷な条件で使用される場合や，ニップ幅の確保のためにシリコンスポンジ層２２の厚みを厚く設定する場合や，柔らかいスポンジ層を使用する場合に，ゴムの破断を防ぐことができる。

磁束発生部３は，励磁コイル３１と，磁性体コア３２と，コイルボビン３３と，消磁コイル３４とを有している。そして，磁束発生部３は，定着ローラ１の外側に位置するとともに，定着ローラ１に対向させて長手方向に沿って配設されている。また，磁束発生部３には，図７に示すように，高周波インバータ５（励磁回路）が接続されており，高周波インバータ５は制御回路６によって制御される。

励磁コイル３１は，定着ローラ１の軸方向に渡って導線を巻きつけた構造を有している。また，励磁コイル３１は，図７に示したように，高周波インバータ５に接続され，１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力が供給される。そのため，細線を数十から数百本の範囲内で束ねてリッツ線にしたものを用いている。また，巻線に伝熱した場合を考慮し，耐熱性の樹脂で被覆している。

また，励磁コイル３１には，高周波インバータ５により１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁束は，フェライトコア３２内を通り，さらに定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３を通る。すなわち，定着ローラ１と磁束発生部３との間には磁界が形成される（以下，図８に示すように，定着ローラ１の外周上の領域のうち，磁束発生部３との間を「磁界領域」，それ以外の領域を「非磁界領域」とする）。そして，電磁誘導発熱層１３に渦電流が流れることにより，電磁誘導発熱層１３自体がジュール発熱する。これにより，定着ローラ１が加熱状態となる。

磁性体コア３２は，横断面が略Ｕ字形状であり，図３ないし図４に示したように，励磁コイル３１および消磁コイル３４を跨ぐように配置され，さらに定着ローラ１の長手方向に所定の間隔で複数配置されている。さらに，磁性体コア３２は，発熱効率を高めるため，中央部に定着ローラ側に突出した部位を設けて略Ｅ字形状としてもよい。磁性体コア３２の材料としては，高透磁率かつ低損失のもの（例えば，フェライト）を使用する。パーマロイのような合金の場合には，コア内の渦電流損失が高周波領域で大きくなるため積層構造にするとよい。

また，磁性体コア３２は，磁気回路の高効率化と磁気遮蔽との両機能を備えている。なお，磁気遮蔽が十分にできる手段があれば空芯（コアなし）にしてもよい。また，コア材として樹脂材に磁性粉を混入させたものを用いると，形状の設計自由度が高くなる。

消磁コイル３４は，図３ないし図４に示すように，長手方向の両端部にそれぞれ導線を巻きつけた構造を有している。また，消磁コイル３４は，スイッチ５１を介して閉回路を構成している。また，スイッチ５１は，制御回路６によって適宜オンオフされる。消磁コイル３４は，スイッチ５１がオンされた場合，励磁コイル３１からの磁束によって誘導逆起電力が発生し，励磁コイル３１とは逆向きの磁界が形成され，消磁効果を発揮することになる。これにより，所定の領域におけるジュール熱の発生範囲が抑制される。

温度センサ４１，４２は，定着ローラ１の表面温度を検出するためのものであり，定着ローラ１の外周上の非磁界領域に配設される。そのため，温度センサ４１，４２が定着ローラ１の加熱時（磁束発生部３による磁束発生時）に形成される磁束の影響を受けなくて済み，温度センサ４１，４２自体のジュール発熱が防止される。よって，正確な温度検出が行われる。

本形態では，温度センサ４１は，定着ローラ１の軸方向上の略中央に配置されている。なお，温度センサ４１は，図９に示すように，定着ローラ１の軸方向上の位置が，定着装置１００が規定する最小幅用紙が通紙される範囲内であればよい。また，温度センサ４２は，定着ローラ１の軸方向上の端部に配置されている。なお，温度センサ４２は，定着ローラ１の軸方向上の位置が，消磁コイル３４が配置されている範囲内であればよい。温度センサ４１，４２としては，例えばサーミスタが使用可能である。温度センサ４１，４２の各検出信号は，制御回路６に入力される。

制御回路６は，高周波インバータ５やスイッチ５１の制御（すなわち，磁界の制御）を行う。制御回路６は，用紙サイズ情報や温度センサ４１，４２の検出信号を基に，高周波インバータ５を制御して励磁コイル３１への電力供給を増減させる。すなわち，定着ローラ１の表面温度が一定となるように自動制御を行う。また，スイッチ５１を制御して定着ローラ１の発熱領域を調節する。また，後述する回転検知部９の検出信号を基に高周波インバータ５を制御して励磁コイル３１への電力供給をオンオフさせる。

通電遮蔽部７は，所定値以上の温度で回路を遮蔽し，励磁コイル３１への電流を断つためのものであり，定着ローラ１の周囲に配置される。通電遮蔽部７により，定着ローラ１の表面温度が所定値以上となった際に発熱の動作を停止することができ，過昇温による定着ローラ１の劣化を抑制することができる。通電遮蔽部７としては，例えばサーモスタットや温度ヒューズが使用可能である。

また，通電遮蔽部７は，定着ローラ１の回転方向において，磁束発生部３よりも下流側に配置されている。すなわち，通電遮蔽部７は，定着ローラ１の外周上の磁界領域内に位置せず，非磁界領域内に位置している。そのため，通電遮蔽部７が定着ローラ１の加熱時に形成される磁束の影響を受けなくて済み，通電遮蔽部７自体のジュール発熱が防止される。

また，通電遮蔽部７は，定着ローラ１に対して非接触で配置されている。通電遮蔽部７を定着ローラ１に接触配置させると，動作の応答性をより向上させることができるが，定着ローラ１の表面に傷が入り易くなる。定着ローラ１の表面傷は，画像ノイズとなって出力画像に表れる。そのため，通電遮蔽部７を定着ローラ１に対して非接触で配置する。これにより，画質の低下が抑制される。

また，通電遮蔽部７は，定着ローラ１の長手方向の略中央に配置されている。定着ローラ１の表面に発生した熱は，定着ローラ１の両端部から逃げることになるため，中央部に熱が籠もり易く，温度が最も高くなる。そのため，定着ローラ１の劣化を抑制するには，定着ローラ１の長手方向において，中央部に配置することが好ましい。なお，本形態の通電遮蔽部７は，図９に示すように，定着装置１００が規定する最小幅用紙が通紙される領域内に配置されている。

また，通電遮蔽部７は，定着ローラ１の回転方向において，加圧ローラ２とのニップ部よりも上流側に配置されている。磁束形成領域で熱せられた定着ローラ１の発熱部は，回転によってニップ部まで移動する。そして，ニップ部では，用紙の通過によって熱が奪われる。そのため，ニップ部以降であって磁束形成領域までの間では，定着ローラ１の表面温度がそれ以外の部位と比較して低い。そのことから，通電遮蔽部７は，定着ローラ１の回転方向において，磁束発生部３よりも下流側であってニップ部よりも上流側に配置される。これにより，定着ローラ１の過昇温をより早期にかつ確実に抑制することができる。

回転検知部９は，図３に示したように，定着ローラ１の軸上に位置し，定着ローラ１の回転を検知する。具体的には，定着ローラ１の軸と組み合わされ，定着ローラ１と同心円であり，周方向に等間隔にスリットが設けられたスリット部９１と，スリット部９１のスリットの通過を検知するセンサ部９２とからなり，センサ部９２がスリットの通過を所定時間検知しなければ回転停止中と判断する。センサ部９２の検知信号は，制御回路６に入力される。

続いて，本形態の定着装置１００での定着動作について説明する。まず，ウォーミングアップ動作として，加圧ローラ２が回転駆動され，これに伴い定着ローラ１も従動回転する。そして，磁束発生部３の励磁コイル３１に交流電流を印加することにより，所定の磁界が形成される。この磁束発生部３の発生磁束の作用により，定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３が磁束発生部３と対向する位置で発熱する。そして，定着ローラ１の表面温度が所定温度となるように自動制御される。電磁誘導発熱層１３は，その熱容量が小さくかつ断熱層１２により断熱保持されているため，定着ローラ１の表層側に位置する弾性層１４あるいは離型層１５が迅速に加熱される。すなわち，定着ローラ１の表面は定着可能温度に迅速に達する。

ウォーミングアップ動作が終了した後，定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部に，未定着のトナー像を担持した記録紙Ｐが搬送される（図２参照）。制御回路６は，温度センサ４２の情報を基に消磁コイル３４の回路をオンオフし，磁界を制御する。これにより，定着ローラ１の所望の範囲が加熱される。記録紙Ｐが定着装置１００まで達すると，記録紙Ｐ上のトナー像は定着ローラ１と対面する。ニップ部に導入された記録紙Ｐは，ニップ部を挟持搬送され，定着ローラ１からの熱で加熱される。これにより，未定着のトナー像が記録紙Ｐに溶融定着される。

ニップ部での定着処理を終えた記録紙Ｐは，定着ローラ１から分離されて搬出される。その際，定着ローラ１の表面に当接させて配置された分離爪８等により，記録紙Ｐが定着ローラ１の表面に貼り付いてしまっても強制的に分離される。これにより，定着装置１００内でのジャムを防止する。

磁束発生部３への給電中，すなわち定着ローラ１の電磁誘導発熱層１３の発熱中，定着ローラ１の表面温度が所定値となったことを通電遮断部７が検知すると，通電遮断部７が動作して磁束発生部３への給電を遮断する。これにより，定着ローラ１の過昇温を防止し，定着ローラ１の劣化を抑制する。

また，本形態の定着装置１００では，回転検知部９により定着ローラ１の回転停止が検知された場合に，磁束発生部３への給電を停止する。すなわち，本形態の定着装置１００では，通電遮断部７が磁界形成領域外に位置するため，通電遮断部７が定着ローラ１の発熱部から離れた位置に配置されている。そのため，定着ローラ１の回転が停止してしまうと，定着ローラ１の発熱部での過昇温が検知できない。そこで，定着ローラ１の回転停止中は磁束発生部３への給電を停止することで，定着ローラ１の過昇温そのものを回避する。これにより，定着ローラ１の劣化を確実に抑制する。

以上詳細に説明したように本形態の定着装置１００は，電磁誘導加熱方式の定着装置であり，定着ローラ１の外側に，その軸方向に沿って励磁コイル３１を設けることとしている。また，定着装置１００では，定着ローラ１の外周側に通電遮断部７が配設されている。通電遮断部７が定着ローラ１の温度を検知し，その温度が所定値以上となったときに励磁コイル３１への通電を遮断することで，定着ローラ１の過昇温を防止することができる。さらに，通電遮断部７は，磁束発生部７による磁界の影響を受けない非磁界領域内に位置している。そのため，通電遮断部７のジュール発熱を回避し，通電遮断部７の誤作動を防止することができる。従って，通電遮蔽装置の誤作動を防止し，加熱回転体の劣化が抑制された電磁誘導加熱方式の定着装置が実現している。

また，定着装置１００は，定着ローラ１の回転を検知する回転検知部９を有し，回転検知部９が回転停止を検知すると磁束発生部３への給電を停止している。すなわち，回転停止中の定着ローラ１のジュール発熱を停止する。これにより，定着ローラ１の過昇温を防止し，定着ローラ１の劣化を確実に抑制することができる。

また，定着装置１００の通電遮断部７は，非磁界領域に配設されている。そのため，定着ローラ内に配置されているものや磁束発生部と定着ローラとの間に配置されているものと比較して，定着ローラや磁束発生部のサイズを小型化できる。さらに，磁束発生部を小型化することにより実効抵抗Ｒｓを低くすることができ，電力の高効率化を図ることができる。また，分離爪や排紙ガイドを配置するスペースが広くなるため，これらの部品をより最適な位置に配置することができる。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態ではレーザプリンタに本発明を適用しているがこれに限るものではない。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても定着装置を備えるものであれば適用可能である。また，カラーに限らず，モノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式であっても，４サイクル方式であってもよい。

また，実施の形態では，定着ローラを加熱するものであるが，これに限るものではない。例えば，磁束発生部によって加熱される定着ベルトを備え，その定着ベルトと加圧ローラとを対向配置したタイプであってもよい。

実施の形態にかかるプリンタの概略構成を示す図である。 実施の形態にかかる定着装置の概略構成を示す図（正面視）である。 実施の形態にかかる定着装置の概略構成を示す図（側面視）である。 実施の形態にかかる定着装置の概略構成を示す図（上面視）である。 定着ローラの概略構成を示す断面図である。 加圧ローラの概略構成を示す断面図である。 実施の形態にかかる定着装置の概略構成を示すブロック図である。 磁界領域と非磁界領域との関係を示す図である。 磁束発生部内の各コイルとインバータとの接続構成および通紙領域を示す図である。

符号の説明

１ 定着ローラ（加熱回転体）
２ 加圧ローラ
３ 磁束発生部
３１ 励磁コイル
３２ 磁性体コア
３３ コイルボビン
３４ 消磁コイル
４１，４２ 温度センサ
５ 高周波インバータ
６ 制御回路
７ 通電遮蔽部
９ 回転検知部
１００ 定着装置

Claims (6)

1. 電磁誘導発熱する発熱層を備えた加熱回転体と，前記加熱回転体に圧接する加圧ローラと，前記加熱回転体の外周側に位置し，前記加熱回転体の軸方向に沿って前記加熱回転体に対向配置され，給電により磁束を発生させる磁束発生部と，前記加熱回転体の外周側に位置し，所定値以上の温度になると前記磁束発生部への通電を遮断する通電遮断部とを有する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記加熱回転体の外周側の領域は，前記磁束発生部と対向して磁界が形成される磁界領域と，前記磁束発生部に非対向となる非磁界領域とによってなり，
   前記通電遮断部は，前記非磁界領域内に位置することを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記非磁界領域に位置し，前記加熱回転体の表面温度を検知する温度検知部を有することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記加熱回転体の回転を検知する回転検知部を有し，
   前記回転検知部が回転停止を検知すると前記磁束発生部への給電を停止することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記通電遮断部は，前記加熱回転体に対して非接触で対向配置されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記通電遮断部は，前記加熱回転体の軸方向上の中央部に配置されていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載する電磁誘導加熱方式の定着装置において，
   前記通電遮断部は，前記加熱回転体の回転方向のうち，前記磁束発生部よりも下流であって，前記加熱回転体と前記加圧ローラとの間で形成されるニップ部よりも上流に位置することを特徴とする定着装置。

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