JP2010271459A

JP2010271459A - 加熱装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2010271459A
Application number: JP2009121906A
Authority: JP
Inventors: 昌弘 ▲高▼橋; Masahiro Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】本発明は、万が一のローラ表面劣化に対して、表面の劣化を簡単な構成で検知し、速やかにローラの駆動を停止することで他ユニットのトラブルを防止する定着装置を提供することを目的としている。
【解決手段】表層に弾性層５を有する加熱ローラ１と、該加熱ローラ１を駆動する駆動部43とを備え、該加熱ローラ１近傍に設けられ、該加熱ローラ１のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段となる測距センサ19と、加熱ローラ１のラジアル方向の表面位置が変化した際に該測距センサ19によりその変化を検知することで、加熱ローラ１表面に異常が発生したと判断し、駆動部43の駆動を停止させる制御部44とを有して構成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、未定着像を担持する記録媒体を定着体及び加圧体によって形成されるニップで挟持搬送して加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録媒体に溶融定着させる加熱装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、定着後の画像として、光沢が均一で低光沢な画像が好まれる傾向にあり、均一かつ低光沢の画像を得るために、低硬度ゴムからなる弾性層を有する加熱ローラ及び加圧ローラが配設された画像定着装置が普及しつつある。

この様な、均一かつ低光沢の画像を得るための画像定着装置の従来例を、図10に示した。図10において、加熱ローラ１は、外径４０mm、ローラ長２４０mmであり、内部に熱源としてのヒータ２を有する。ヒータ２は、例えば、４９０Ｗ／１２７Ｖ定格のハロゲンヒータ等とすることが出来る。そして、肉厚2.5mmの芯金３上に、プライマー層４、弾性層５、プライマー層６、表面離型層７が積層されている。

加圧ローラ８は、加熱ローラ１と同じく外径４０mm、ローラ長２３０mmであり、加熱ローラ１と同様に内部にヒータ９を有する。ヒータ９は、例えば、４９０Ｗ／１２７Ｖ定格のハロゲンヒータ等とすることが出来る。そして、肉厚２．７mmの芯金10上に、プライマー層11、弾性層12、プライマー層13、表面離型層14が積層されている。

尚、弾性層12として、加熱ローラ１の弾性層５と同じシリコーンゴムを使用し、肉厚を加熱ローラ１と異ならせ１．９mmとして、定着排出方向を適正化させている。

以上に説明した加熱ローラ１と加圧ローラ８は、不図示の加圧スプリングにより総加圧力４００Ｎで圧接され、幅９．５mmの定着ニップＮが形成されている。

尚、加熱ローラ１、加圧ローラ８の各表面には、温度検出器としてのサーミスタ15，16が当接され、検出されたローラ表面温度に基づき、不図示のヒータ駆動回路により、ローラ表面温度が、温調目標温度（例えば、１８０℃）となるよう温調制御されている。

また、安全素子としてのサーモスイッチ17，18が加熱ローラ１、加圧ローラ８の表面に近接して配置されている。

以上に説明した定着装置が配設される画像形成装置の一例では、プロセススピード約１２０mm/secにおいて、毎分Ａ４で１６ppmのスループットが実現されている。

しかしながら、更なる装置の高速化や広範囲なメディア対応を達成しつつ、均一かつ低光沢の画像を得るために以上の様な定着装置を使用する場合、ニップを拡大するために加圧力を大幅に増大させたり、ローラ表面温度を高温化したりする必要に迫られる。それにより長期間使用すると、加熱、加圧ローラ１，８の弾性層５，12が高温下での繰り返し変形により劣化する。そして、設定寿命に対して弾性層５，12もしくはプライマー層４，６の余裕度が減少してしまう。これにより、設定寿命を達成する前に弾性層５，12がプライマー層４，11から剥がれてローラ表面が劣化する。ローラ表面が劣化した場合、安全装置であるサーミスタ15，16やサーモスイッチ17，18と各ローラ１，８との間に異物が挟まって、温度検知ができなくなる。また、剥がれた弾性層５，12が機内に飛び散り他ユニットに対して予期しないトラブルを引き起こしたりする可能性が懸念される。

以上のような問題に対し、ローラ表面に熱反射率の異なる部材を設け、回転中に表面温度を非接触で測定することでローラの回転数を検知し、異常回転を検知した際に停止する提案がされている（特許文献１）。

特開２００４−０１２８２３号公報

しかし、以上のような構成では回転数が変化しない限り、ローラ表面の劣化を検知することができない。このため、本発明においては、万が一のローラ表面劣化に対して、表面の劣化を簡単な構成で検知し、速やかにローラの駆動を停止することで他ユニットのトラブルを防止する定着装置を提供する。

以上の課題を解決するため、加熱回転体表面、或いは加圧回転体表面の劣化等の異常を検知し、異常発生時に速やかに加熱回転体の駆動を停止させることで他ユニットのトラブルを防止することが可能なように本発明にて以下のように構成した。

請求項１に記載した加熱装置は、表層に弾性層を有する加熱回転体と、該加熱回転体を駆動する加熱回転体駆動手段と、を備えた加熱装置において、前記加熱回転体の近傍に設けられ、該加熱回転体のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段と、前記加熱回転体のラジアル方向の表面位置が変化した際に前記検知手段によりその変化を検知することで、前記加熱回転体の表面に異常が発生したと判断し、前記加熱回転体駆動手段の駆動を停止させる制御手段とを有することを特徴とする。

加熱回転体は、内部に熱源としてのヒータを有し、加熱回転体は芯金上に、芯金表面から順にプライマー層、弾性層、プライマー層、表面離型層が積層されている。

加圧回転体は、加熱回転体と同じく内部にヒータを有し、加圧回転体は芯金上に、芯金表面から順にプライマー層、弾性層、プライマー層、表面離型層が積層されている。

尚、加圧回転体の弾性層として、加熱回転体の弾性層と同じシリコーンゴムを使用し、肉厚を加熱回転体と異ならせ、定着排出方向を適正化させている。

以上に説明した加熱回転体と加圧回転体は、不図示の加圧スプリングによりそれぞれを圧接され、定着ニップを形成する。

加熱回転体、加圧回転体の各表面には、温度検出器としてのサーミスタが当接または近接して配置され、検出された回転体表面温度に基づき、不図示のヒータ駆動回路により、回転体表面温度が、温調目標温度となるよう温調制御されている。

また、安全素子としてのサーモスイッチが加熱回転体、加圧回転体の表面に当接または近接して配置されている。これにより、サーミスタのトラブル時などに温度制御不能になった場合でもトラブルが発生する温度まで回転体が昇温する前に温度異常を検知し、電流の供給を停止することができるようになっている。

加熱回転体近傍には表面位置検知センサが少なくとも１つ以上配置され、加熱回転体表面の径方向位置を検知する。

加熱回転体駆動時に表面位置検知センサがあらかじめ決められた距離に加熱回転体表面位置を検知した場合、加熱回転体表面の弾性層が剥離したと判断し、加熱回転体の駆動を停止させる。

請求項２に記載した加熱装置は、加熱回転体と、表層に弾性層を有する加圧回転体と、前記加熱回転体を駆動する加熱回転体駆動手段とを備えた加熱装置において、前記加圧回転体の近傍に設けられ、該加圧回転体のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段と、前記加圧回転体のラジアル方向の表面位置が変化した際に前記検知手段によりその変化を検知することで、前記加圧回転体の表面に異常が発生したと判断し、前記加熱回転体駆動手段の駆動を停止させる制御手段とを有することを特徴とする。

加熱回転体は、内部に熱源としてのヒータを有し、該加熱回転体は芯金上に、芯金表面から順にプライマー層、弾性層、プライマー層、表面離型層が積層されている。

加圧回転体近傍には表面位置検知センサが少なくとも１つ以上配置され、加圧回転体表面の径方向位置を検知する。

加熱回転体の駆動時に表面位置検知センサがあらかじめ決められた距離に加圧回転体表面位置を検知した場合、加圧回転体表面の弾性層が剥離したと判断し、加熱回転体の駆動を停止させる。

請求項３に記載した加熱装置は、請求項１または請求項２に記載の加熱装置において、前記検知手段は、前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に対して赤外線を出射する赤外線発光ダイオードと、前記赤外線発光ダイオードから出射された赤外線が前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に反射した反射赤外線を検出する半導体位置検出素子とを有し、前記半導体位置検出素子により検出された出力電流の差から前記赤外線発光ダイオードから出射された赤外線の出射位置と、前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面との間の離間距離を検出することを特徴とする。

請求項４に記載した加熱装置は、請求項１または請求項２に記載の加熱装置において、前記検知手段は、前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に当接して従動回転する従動回転体と、前記従動回転体を回転可能に軸支すると共に、前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転軸方向に配置された回動中心を中心に前記従動回転体の前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の変位に対応して回動し得るフラグ部材と、前記フラグ部材の回動角度を検出する角度センサとを有することを特徴とする。

請求項５に記載した加熱装置は、請求項１または請求項２に記載の加熱装置において、前記検知手段は、前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転軸方向の両端部で且つ前記加熱回転体のラジアル方向の表面または前記加圧回転体のラジアル方向の表面から該ラジアル方向に所定間隔離間した位置に一対の発光部と受光部とが設けられ、前記発光部から出射した光が前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面変位により遮光されて前記受光部に届かなくなったことに基づいて前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面変位を検知することを特徴とする。

請求項６に記載した画像形成装置は、被加熱材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成された未定着画像を加熱する請求項１〜５の何れか１項に記載の加熱装置とを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、あらかじめ決められた加熱回転体の表面位置を検知することで加熱回転体表面の弾性層剥離などの加熱回転体表面の劣化を検知し、加熱回転体の駆動を停止させる。これにより、剥離した弾性層が安全装置であるサーミスタやサーモスイッチを変形させたり加熱回転体表面との間に挟まったりして温度検知不能になったり、剥離した弾性層が機内に巻き散り、他ユニットの予期しないトラブルを引き起こしたりすることを回避する。これにより、安全にトラブルの拡大を防止し、ダウンタイムの削減を可能にする。

また、請求項２に記載の発明によれば、あらかじめ決められた加圧回転体の表面位置を検知することで加圧回転体表面の弾性層剥離などの加圧回転体表面の劣化を検知し、加熱回転体の駆動を停止させる。これにより、剥離した弾性層が安全装置であるサーミスタやサーモスイッチを変形させたり加熱回転体表面との間に挟まったりして温度検知不能になったり、剥離した弾性層が機内に撒き散り、他ユニットの予期しないトラブルを引き起こしたりすることを回避する。これにより、安全にトラブルの拡大を防止し、ダウンタイムの削減を可能にする。

本発明に係る加熱装置を装備した画像形成装置の構成を示す断面説明図である。本発明に係る加熱装置の実施例１を説明する断面図である。本発明に係る加熱装置の実施例１を説明する斜視図である。本発明に係る加熱装置の実施例１の赤外線測距センサの構成を説明する模式図である。本発明に係る加熱装置の停止制御の流れを示すフローチャートである。本発明に係る加熱装置の実施例２を説明する断面図である。本発明に係る加熱装置の実施例２を説明する斜視図である。本発明に係る加熱装置の実施例３を説明する断面図である。本発明に係る加熱装置の実施例３を説明する斜視図である。従来例を説明する断面図である。

以下、本発明の実施例１を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明の加熱装置を装備した画像形成装置の断面模式図であり、図２及び図３は本発明の加熱装置を実施した定着装置の詳細図である。

＜画像形成装置の全体構成＞
先ず、図１を用いて本発明に係る加熱装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタの全体構成について説明する。

図１は画像形成装置の全体構成説明図である。本実施形態の画像形成装置Ａは電子写真プリンタ（以下、単に「プリンタ」という）であり、画像情報に基づいて電子写真方式により被加熱材上に未定着画像を形成する画像形成手段を有する。

画像形成手段は、電子写真方式によるものであり、帯電ローラ35へのバイアス印加によって表面を一様に帯電した画像形成手段となる感光ドラム36に、画像データに基づいて書き込み部37からレーザ光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を現像器38によりトナー現像して可視像化する。

上記トナー像の形成と同期するように、装置本体31下部に装着されたシートカセット39に装填された被加熱材となるシートＳを給送ローラ32、搬送ローラ33によって感光ドラム36と転写ローラ34のニップ部へ搬送する。そして、転写ローラ34へのバイアス印加によって感光ドラム36上のトナー像をシートＳに転写して画像形成する。

上記トナー像からなる未定着画像が転写されたシートＳは本発明に係る加熱装置となる定着装置Ｂに送られ、加熱、加圧されることによってトナー像が定着された後、排出ローラ45によって排出部44へと排出される。

＜定着装置＞
図２及び図３において、定着装置Ｂは表層に弾性層５を有する加熱回転体となる加熱ローラ１と、該加熱ローラ１を駆動する加熱回転体駆動手段となる駆動部43とを備えた加熱装置である。加熱ローラ１近傍には該加熱ローラ１のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段となる測距センサ19が設けられる。

制御手段となる制御部44は、加熱ローラ１のラジアル方向の表面位置が変化した際に検知手段となる測距センサ19によりその変化を検知することで、加熱ローラ１表面に異常が発生したと判断し、加熱回転体駆動手段となる駆動部43の駆動を停止させる。

また、定着装置Ｂは加熱回転体となる加熱ローラ１と、表層に弾性層12を有する加圧回転体となる加圧ローラ８と、加熱ローラ１を駆動する加熱回転体駆動手段となる駆動部43とを備えた加熱装置である。加圧ローラ８近傍には該加圧ローラ８のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段となる測距センサ19が設けられる。

制御手段となる制御部44は、加圧ローラ８のラジアル方向の表面位置が変化した際に検知手段となる測距センサ19によりその変化を検知することで、加圧ローラ８表面に異常が発生したと判断し、加熱回転体駆動手段となる駆動部43の駆動を停止させる。

加熱ローラ１は、外径８０mm、ローラ長３５０mmであり、内部に熱源としてのヒータ２を有する。ヒータ２は、例えば、７００Ｗ／６００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等とすることが出来る。肉厚６mmの芯金３上に、プライマー層４、弾性層５、プライマー層６、表面離型層７が積層されている。

加圧ローラ８は、外径６０mm、ローラ長３５５mmであり、加熱ローラ１と同様に内部にヒータ９を有する。ヒータ９は、例えば、４００Ｗ／４００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等とすることが出来る。肉厚３mmの芯金10上に、プライマー層11、弾性層12、プライマー層13、表面離型層14が積層されている。

尚、弾性層５、12としてはシリコーンゴムを使用する。表面剥離層７、14としてはＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体；四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）チューブを用いた系が広く知られている。

また、加圧ローラ８の弾性層12の肉厚を加熱ローラ１の弾性層５の肉厚と異ならせ、定着排出方向を適正化させたり、または本実施形態で示すように加熱ローラ１と加圧ローラ８の外径を異ならせることで定着排出方向を適正化させたりしている。

以上に説明した加熱ローラ１と加圧ローラ８は、不図示の加圧スプリングにより総加圧力１６００Ｎで圧接され、幅１５mmの定着ニップＮが形成されている。

尚、加熱ローラ１、加圧ローラ８の各表面には、温度検出器としてのサーミスタ15，16がそれぞれ当接もしくは近接して配置される。そして、該サーミスタ15，16により検出された各ローラ１，８の表面温度に基づき、不図示のヒータ駆動回路により、各ローラ１，８の表面温度が、温調目標温度（例えば、２００℃）となるよう温調制御されている。

また、安全素子としてのサーモスイッチ17，18が加熱ローラ１、加圧ローラ８の表面にそれぞれ当接もしくは近接して配置されている。

以上に説明した定着装置Ｂが配設される画像形成装置Ａの一例では、プロセススピード約６６５mm/secにおいて、毎分Ａ４で１３８ppmのスループットが可能に構成されている。

また、図２及び図３に示すように加熱ローラ１及び加圧ローラ８の近傍には各ローラ１,８のラジアル方向（径方向）の距離を計測する検知手段となる測距センサ19が各ローラ１，８の長手方向に複数配置される。そして、各センサ19位置から各ローラ１，８表面までの距離を計測している。

測距センサ19としてはコーデンシ株式会社製の赤外線測距センサ・ＯＲＡ１Ｓ０１などのセンサが好ましい。測距センサ19は図４に示すように、１個のフォトダイオード41から２系統の出力を取り出せるようにしてある。そして、離間距離Ｌ_１，Ｌ_２の異なる位置で反射した赤外線を位置検出素子となるＰＳＤ（Position Sensitive Detector；赤外線距離センサー）42により出力電流Ｉ_１，Ｉ_２を検出する。そして検出した出力電流Ｉ_１，Ｉ_２の差からフォトダイオード41からの赤外線の入射位置と対象物までの離間距離を算出するように構成されている。

即ち、検知手段となる測距センサ19は、加熱ローラ１または加圧ローラ８のラジアル方向の表面に対して赤外線を出射する赤外線発光ダイオードとなるフォトダイオード41が設けられる。そして、該フォトダイオード41から出射された赤外線が加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面に反射した反射赤外線を検出する半導体位置検出素子となるＰＳＤ42を有する。

そして、ＰＳＤ42により検出された出力電流Ｉ_１，Ｉ_２の差からフォトダイオード41から出射された赤外線の出射位置と、加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面との間の離間距離Ｌ_１，Ｌ_２を検出する。例えば、離間距離Ｌ_１を基準位置とし、離間距離Ｌ_２を加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の変位する表面位置とすることが出来る。

通常、加熱ローラ１、加圧ローラ８はあらかじめ設定された温度下、例えば２４℃の環境下で外径が規定される。外径が８０mmの加熱ローラ１の場合でも外径の振れと公差で通常、規定値から最大でも０．４mm以下程度の表面位置のばらつきしか持たない。この状態で使用温度、例えば２００℃まで加熱した状態になると熱膨張により１mm程度の径の膨張が起こるが、これは使用温度が決まっていれば略同一の値になり、ばらつきはほとんどない。

以上の事から測距センサ19で計測している各ローラ１，８表面位置はあらかじめ規定した表面までの距離に対して例えば１mm以上、計測値が外れれば各ローラ１，８表面上が通常では起こりえない隆起が発生したと判断できる。例えば弾性層５，12の剥離や、異常な異物の付着があった場合に各ローラ１，８に異常があったと判断し、図５に示すフローチャートに従って加熱ローラ１の駆動を停止する。

即ち、図５のステップＳ_１において、加熱ローラ１の駆動を開始する。次にステップＳ_２において、測距センサ19により加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面との間の離間距離Ｌ_２の測定を開始する。

そして、ステップＳ_３において、予め設定された測距センサ19の閾値を超えた場合にはステップＳ_４において制御部44により駆動部43を制御して加熱ローラ１の駆動を停止する。

これにより剥離した弾性層５，12や異常な付着物が安全装置であるサーミスタ15，16やサーモスイッチ17，18を変形させたり加熱ローラ１表面との間に挟まったりして温度検知不能になることがない。また、剥離した弾性層５，12や異常な付着物が機内に撒き散り、他ユニットの予期しないトラブルを引き起こしたりすることを回避することが出来る。

以下、本発明の実施例２を図６及び図７に基づいて説明する。図６及び図７は、本発明の加熱装置を実施した定着装置Ｂの詳細を示す断面説明図及び斜視説明図である。尚、前記実施例１と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

図６及び図７において、加熱ローラ１は、外径８０mm、ローラ長３５０mmであり、内部に熱源としてのヒータ２を有する。ヒータ２は、例えば、７００Ｗ／６００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等で構成される。肉厚６mmの芯金３上に、プライマー層４、弾性層５、プライマー層６、表面離型層７が積層されている。

加圧ローラ８は、外径６０mm、ローラ長３５５mmであり、加熱ローラ１と同様に内部にヒータ９を有する。ヒータ９は、例えば、４００Ｗ／４００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等で構成される。肉厚３mmの芯金10上に、プライマー層11、弾性層12、プライマー層13、表面離型層14が積層されている。

尚、弾性層５、12としてはシリコーンゴムを使用し、表面剥離層７、14としてはＰＦＡチューブを用いた系が広く知られている。また、加圧ローラ８の弾性層12の肉厚を加熱ローラ１の弾性層５の肉厚と異ならせ、定着排出方向を適正化させたり、または本実施形態で示すように加熱ローラ１と加圧ローラ８の外径を異ならせることで定着排出方向を適正化させたりしている。

尚、加熱ローラ１、加圧ローラ８の各表面には、温度検出器としてのサーミスタ15，16が当接もしくは近接して配置される。そして、該サーミスタ15，16により検出された各ローラ１，８の表面温度に基づき、不図示のヒータ駆動回路により、各ローラ１，８の表面温度が、温調目標温度（例えば、２００℃）となるよう温調制御されている。

また、安全素子としてのサーモスイッチ17，18が加熱ローラ１、加圧ローラ８の表面に当接もしくは近接して配置されている。

また、図６及び図７に示すように加熱ローラ１及び加圧ローラ８の各ローラ１，８の表面には長手方向に検知手段となる複数の従動コロ20が配置されている。従動コロ20はそれぞれレバー21によって回動自在に支持される。レバー21は長手方向に同一の回動中心を持つレバー軸22に回動自在に支持される。レバー軸22を挟んで従動コロ20と反対側のレバー21の端部近傍にはフラグレバー23が設けられる。フラグレバー23のあらかじめ決められた位相でその位相を検知する角度センサ24がフラグレバー23近傍に配置される。

任意の従動コロ20があらかじめ規定された位置から移動して変位した場合、変位した従動コロ20のレバー21がレバー軸22を中心に回動し、フラグレバー23を回動させ、角度センサ24によって従動コロ20が変位したことを検知する。

即ち、本実施形態の検知手段は、加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面に当接して従動回転する従動回転体となる従動コロ20を有する。そして、従動コロ20を回転可能に軸支するレバー21を有する。加熱ローラ１及び加圧ローラ８の回転軸方向に配置された回動中心となるレバー軸22を中心に従動コロ20の加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の変位に対応して回動し得るフラグ部材となるレバー21及びフラグレバー23を有する。そして、フラグ部材となるフラグレバー23の回動角度を検出する角度センサ24を有する。

通常、加熱ローラ１、加圧ローラ８はあらかじめ設定された温度下、例えば２４℃環境下で外径が規定され、外径が８０mmの加熱ローラ１の場合でも外径の振れと公差で通常、規定値から最大でも０．４mm以下程度の表面位置のばらつきしか持たない。この状態で使用温度、例えば２００℃まで加熱した状態になると熱膨張により１mm程度の径の膨張が起こる。これは使用温度が決まっていれば略同一の値になり、ばらつきはほとんどない。

以上の事から本実施形態の検知手段となる従動コロ20は通常、動作中のローラ１，８の表面に当接して従動回転する。そして、あらかじめ規定した各ローラ１，８の表面からの変位量、例えば１mm以上変位があった場合、レバー21が回動し、フラグレバー23を連動して回動させる。これにより角度センサ24により各ローラ１，８の表面上の変位を検知することで、各ローラ１，８の表面上が通常では起こりえない隆起が発生したと判断できる。例えば弾性層５，12の剥離や、異常な異物の付着があった場合に各ローラ１，８に異常があったと判断する。そして、前記実施例１で前述した図５に示すフローチャートにおいて、測距センサ19の代わりに角度センサ24を同様に適用して、該フローチャートに従って制御部44が駆動部43を駆動して加熱ローラ１の駆動を停止する。

これにより剥離した弾性層５，12や異常な付着物が安全装置であるサーミスタ15，16やサーモスイッチ17，18を変形させることがない。また、加熱ローラ１表面との間に挟まったりして温度検知不能になることもない。また、剥離した弾性層５，12や異常な付着物が機内に撒き散り、他ユニットの予期しないトラブルを引き起こしたりすることを回避することが出来る。他の構成は前記実施例１と同様に構成され同様な効果を得ることが出来る。

以下、本発明の実施例３を図８及び図９に基づいて説明する。図８及び図９は、本発明の加熱装置を実施した定着装置Ｂの詳細を説明する断面説明図及び斜視説明図である。尚、前記各実施例１，２と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

図８及び図９において、加熱ローラ１は、外径８０mm、ローラ長３５０mmであり、内部に熱源としてのヒータ２を有する。ヒータ２は、例えば、７００Ｗ／６００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等を有して構成される。肉厚６mmの芯金３上に、プライマー層４、弾性層５、プライマー層６、表面離型層７が積層されている。

加圧ローラ８は、外径６０mm、ローラ長３５５mmであり、加熱ローラ１と同様に内部にヒータ９を有する。ヒータ９は、例えば、４００Ｗ／４００Ｗ２００Ｖ定格のハロゲンヒータ等を有して構成される。肉厚３mmの芯金10上に、プライマー層11、弾性層12、プライマー層13、表面離型層14が積層されている。

尚、弾性層５，12としてはシリコーンゴムを使用し、表面剥離層７，14としてはＰＦＡチューブを用いた系が広く知られている。また、加圧ローラ８の弾性層12の肉厚を加熱ローラ１の弾性層５の肉厚と異ならせ、定着排出方向を適正化させる。または本実施形態で示すように加熱ローラ１と加圧ローラ８の外径を異ならせることで定着排出方向を適正化させたりしている。

尚、加熱ローラ１、加圧ローラ８の各表面には、温度検出器としてのサーミスタ15，16が当接もしくは近接して配置される。該サーミスタ15，16により検出された各ローラ１，８の表面温度に基づき、不図示のヒータ駆動回路により、各ローラ１，８の表面温度が、温調目標温度（例えば、２００℃）となるよう温調制御されている。

また、図８及び図９に示すように加熱ローラ１及び加圧ローラ８の近傍には各ローラ１，８の長手方向に向かって遮光を検知する検知手段となる光センサ25が配置される。そして、径方向の距離があらかじめ決められた距離になると光センサ25が遮光されることで径方向の距離があらかじめ決められた値になったことを検知する。

即ち、本実施形態の検知手段は、一対の発光部25ａと受光部25ｂとが設けられる。即ち加熱ローラ１及び加圧ローラ８の回転軸方向の両端部で且つ加熱ローラ１のラジアル方向の表面及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面から該ラジアル方向に所定間隔離間した位置に一対の発光部25ａと受光部25ｂとが設けられる。そして、各発光部25ａから出射した光が加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面変位によりそれぞれ遮光されて各受光部25ｂに届かなくなったことに基づいて加熱ローラ１及び加圧ローラ８のラジアル方向の表面変位を検知する。

通常、加熱ローラ１、加圧ローラ８はあらかじめ設定された温度下、例えば２４℃の環境下で外径が規定される。そして、外径が８０mmの加熱ローラ１の場合でも外径の振れと公差で通常、規定値から最大でも０．４mm以下程度の表面位置のばらつきしか持たない。この状態で使用温度、例えば２００℃まで加熱した状態になると熱膨張により１mm程度の径の膨張が起こる。これは使用温度が決まっていれば略同一の値になり、ばらつきはほとんどない。

以上の事から光センサ25が各ローラ１，８の表面位置が例えば１mm以上変位すると光センサ25が遮光され、各ローラ１，８の表面上が通常では起こりえない隆起が発生したと判断できる。例えば弾性層の剥離や異常な異物の付着があった場合に各ローラ１，８に異常があったと判断する。そして、前記実施例１で前述した図５に示すフローチャートにおいて、測距センサ19の代わりに光センサ25を同様に適用して、該フローチャートに従って制御部44が駆動部43を駆動して加熱ローラ１の駆動を停止する。

これにより剥離した弾性層５，12や異常な付着物が安全装置であるサーミスタ15，16やサーモスイッチ17，18を変形させることがない。また、加熱ローラ１表面との間に挟まったりして温度検知不能になることもない。また、剥離した弾性層５，12や異常な付着物が機内に撒き散り、他ユニットの予期しないトラブルを引き起こしたりすることを回避することが出来る。

本発明の活用例として、未定着像を担持する記録媒体を定着体及び加圧体によって形成されるニップで挟持搬送して加熱及び加圧することにより上記未定着像を上記記録媒体に溶融させる加熱装置及びそれを備えた画像形成装置に適用出来る。

Ａ…画像形成装置
Ｂ…定着装置
Ｉ_１，Ｉ_２…出力電流
Ｌ１，Ｌ２…離間距離
Ｎ…定着ニップ
Ｓ…シート
１…加熱ローラ
２…ヒータ
３…芯金
４…プライマー層
５…弾性層
６…プライマー層
７…表面離型層
８…加圧ローラ
９…ヒータ
10…芯金
11…プライマー層
12…弾性層
13…プライマー層
14…表面離型層
15，16…サーミスタ
17，18…サーモスイッチ
19…測距センサ
20…従動コロ
21…レバー
22…レバー軸
23…フラグレバー
24…角度センサ
25…光センサ
25ａ…発光部
25ｂ…受光部
31…装置本体
32…給送ローラ
33…搬送ローラ
34…転写ローラ
35…帯電ローラ
36…感光ドラム
37…書き込み部
38…現像器
39…シートカセット
41…フォトダイオード
42…ＰＳＤ
43…駆動部
44…制御部

Claims

表層に弾性層を有する加熱回転体と、該加熱回転体を駆動する加熱回転体駆動手段と、を備えた加熱装置において、
前記加熱回転体の近傍に設けられ、該加熱回転体のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段と、
前記加熱回転体のラジアル方向の表面位置が変化した際に前記検知手段によりその変化を検知することで、前記加熱回転体の表面に異常が発生したと判断し、前記加熱回転体駆動手段の駆動を停止させる制御手段と、
を有することを特徴とする加熱装置。
加熱回転体と、表層に弾性層を有する加圧回転体と、前記加熱回転体を駆動する加熱回転体駆動手段と、を備えた加熱装置において、
前記加圧回転体の近傍に設けられ、該加圧回転体のラジアル方向の表面位置を検出する検知手段と、
前記加圧回転体のラジアル方向の表面位置が変化した際に前記検知手段によりその変化を検知することで、前記加圧回転体の表面に異常が発生したと判断し、前記加熱回転体駆動手段の駆動を停止させる制御手段と、
を有することを特徴とする加熱装置。
前記検知手段は、
前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に対して赤外線を出射する赤外線発光ダイオードと、
前記赤外線発光ダイオードから出射された赤外線が前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に反射した反射赤外線を検出する半導体位置検出素子と、
を有し、
前記半導体位置検出素子により検出された出力電流の差から前記赤外線発光ダイオードから出射された赤外線の出射位置と、前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面との間の離間距離を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱装置。
前記検知手段は、
前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面に当接して従動回転する従動回転体と、
前記従動回転体を回転可能に軸支すると共に、前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転軸方向に配置された回動中心を中心に前記従動回転体の前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の変位に対応して回動し得るフラグ部材と、
前記フラグ部材の回動角度を検出する角度センサと、
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱装置。
前記検知手段は、
前記加熱回転体または前記加圧回転体の回転軸方向の両端部で且つ前記加熱回転体のラジアル方向の表面または前記加圧回転体のラジアル方向の表面から該ラジアル方向に所定間隔離間した位置に一対の発光部と受光部とが設けられ、
前記発光部から出射した光が前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面変位により遮光されて前記受光部に届かなくなったことに基づいて前記加熱回転体または前記加圧回転体のラジアル方向の表面変位を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加熱装置。
被加熱材上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された未定着画像を加熱する請求項１〜５の何れか１項に記載の加熱装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。