JP2013235182A - 像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト部材の回転時または停止時の状態においても、ベルト部材を傷付けることなく、過昇温防止素子の動作時間の安定化および高速化を実現でき、過昇温防止素子の動作信頼性を確保できる像加熱装置を提供すること。
【解決手段】回転可能な筒状のベルト部材１０１と、前記ベルト部材の周方向内側から熱線を輻射して前記ベルト部材を加熱する加熱部材１０４と、前記ベルト部材の過昇温を防止するための過昇温防止素子１０７と、を有し、前記過昇温防止素子は前記ベルト部材の周方向内側にあり前記熱線の輻射を直接受けない位置に配設されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真複写機や電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載する定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置に関する。

電子写真式の複写機やプリンタに搭載する定着装置（定着器）として、熱ローラ方式の定着装置が知られている。このタイプの定着装置は、筒状の定着ローラと、定着ローラと接触してニップ部形成する加圧ローラと、定着ローラを定着ローラの内部から加熱するハロゲンヒータなどを有している。未定着トナー画像を担持する記録紙或いはＯＨＰシートなどの記録媒体（以下、記録材と記す）はニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これによりトナー画像は記録材上に加熱定着される。

ハロゲンヒータには、ハロゲンヒータへの通電を制御する通電制御回路から過昇温防止素子を介して通電される。過昇温防止素子は、通電制御回路、或いはハロゲンヒータの温度を検知する温度検知素子が故障しているような極めて稀な異常時に、ハロゲンヒータへの通電を遮断するものである。そしてこの過昇温防止素子は、トナー画像と接触する定着ローラの外周面（表面）の傷による画像弊害を防止するため、定着ローラの近傍に非接触に配置、または、定着ローラに緩衝機構を介して間接接触して配置する方式が一般的に用いられている。

過昇温防止素子を非接触配置、または、間接接触配置する方式では、過昇温防止素子の応答時間は、定着ローラに過昇温防止素子を接触配置した場合に比べて、大幅に遅い。更に、その応答時間は、定着ローラと過昇温防止素子との空間距離または間接接触の接触圧によって大きく左右される。

そこで、例えば、所定温度以上で軟化する部材でなる支持手段を用いて、定着ローラと非接触状態に過昇温防止素子を配置する。そして、定着ローラが異常温度状態になると支持手段が軟化し、過昇温防止素子が定着ローラに近接することで、高速かつ安定した応答時間を得る構成が提案されている（特許文献１）。

ところで、熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラの熱容量が大きく、またハロゲンヒータの熱が主に輻射で定着ローラ内面に伝わり、肉厚を通って定着ローラ表面に伝わり、加熱部としてのニップ部に供給される熱伝導系を備えたものである。よって、熱ローラ方式の定着装置は、装置のクイックスタートが難しい。所定温度への立ち上げ後も、いつでも画像形成装置からすぐに画像出力ができるように、画像形成装置の待機中もハロゲンヒータに通電して、定着ローラ温度を常時高温に維持する制御が必要なため、多くの消費電力が必要であった。

そこで、エネルギー効率が高く表面温度の立ち上がりが早い、熱容量の極めて小さな筒状のフィルム（以下、ベルト部材と称す）を内部からハロゲンヒータなどの発熱部材によって輻射加熱するベルト方式の定着装置が提案されている（特許文献２）。

このようなベルト方式の定着装置は、熱容量が小さく昇温速度が大きいため、プリント時のみ加熱すればよく、したがって電源オンからプリント可能状態になるまでの時間が短く、プリント待機時の消費電力も大幅に小さいという利点を有する。

ベルト方式の定着装置においても、ベルト部材の外周面（表面）の傷による画像弊害を防止する必要がある。また、過昇温防止素子は、過昇温防止素子の動作信頼性を確保するため、ハロゲンヒータによる熱線の輻射を直接受けない位置に配設する必要がある。よって、ベルト部材への傷付け防止、かつ過昇温防止素子の動作信頼性確保のため、過昇温防止素子を、定着ローラと同様に、ベルト部材の周方向外側近傍に非接触に配置する方式が一般的に用いられている。

特開昭６３−１５９８９０号公報 特開２００９−９３１４１号公報

しかしながら、上記ベルト方式の定着装置では、以下のような課題を含んでいる。過昇温防止素子をベルト部材の周方向外側近傍に非接触に配置するため、過昇温防止素子の動作時間は、接触配置した場合に比べて、大幅に遅くなる。また、ベルト部材は薄いフィルム形状であるため、ベルト部材の回転時または停止時の状態によって、ベルト部材と過昇温防止素子との空間距離が変化し、過昇温防止素子の動作時間もばらついてしまう。また、ベルト部材の回転時または停止時において、ベルト部材の形状や姿勢は変動し、ベルト部材の状態は変化する。ベルト部材の回転時または停止時の状態においても、ベルト部材表面の傷付けを防止しなければならない。

そこで、過昇温防止素子とベルト部材を接触させないように過昇温防止素子とベルト部材の空間距離を十分に大きくすると、過昇温防止素子の動作時間のさらなる大幅な悪化となっていた。

また、装置の高速化による装置の電力アップに伴い過昇温防止素子の動作時間のさらなる高速化が求められている。そのため、過昇温防止素子をベルト部材の周方向外側近傍に非接触に配置したのでは、このような過昇温防止素子の動作時間の高速化および安定化の要望に対応できないケースが生じる。

また、ベルト部材の回転時または停止時の状態によって過昇温防止素子の動作時間が影響されないように、ベルト部材の周方向内側に過昇温防止素子を配置すると、過昇温防止素子の動作信頼性確保の課題がある。過昇温防止素子をベルト部材の周方向内側に配置すると、ハロゲンヒータの熱線の輻射を直接受けてしまい、過昇温防止素子の使用環境温度範囲を超えてしまう。また、過昇温防止素子の感熱面だけでなく、過昇温防止素子の全体の温度が上昇することで、過昇温防止素子の誤動作、破壊を引き起こす可能性がある。そのため、過昇温防止素子をベルト部材の周方向内側にそのまま配置したのでは、過昇温防止素子の動作信頼性を確保できないケースが生じる。

本発明の目的は、ベルト部材の回転時または停止時の状態においても、ベルト部材を傷付けることなく、過昇温防止素子の動作時間の安定化および高速化を実現でき、過昇温防止素子の動作信頼性を確保できる像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、回転可能な筒状のベルト部材と、前記ベルト部材の周方向内側から熱線を輻射して前記ベルト部材を加熱する加熱部材と、前記ベルト部材の過昇温を防止するための過昇温防止素子と、を有し、前記過昇温防止素子は前記ベルト部材の周方向内側にあり前記熱線の輻射を直接受けない位置に配設されていることを特徴とする。

また、本発明に係る像加熱装置の構成は、回転可能な筒状のベルト部材と、前記ベルト部材の周方向内側から熱線を輻射して前記ベルト部材を加熱する加熱部材と、前記ベルト部材の過昇温を防止するための過昇温防止素子と、前記ベルト部材の周方向内側にあり前記熱線の輻射を受けて温度が上昇する金属部材と、を有し、前記過昇温防止素子は前記金属部材において前記熱線の輻射を直接受けない位置に配設されていることを特徴とする。

本発明の像加熱装置によれば、ベルト部材の回転時または停止時の状態においても、ベルト部材を傷付けることなく、過昇温防止素子の動作時間の安定化および高速化を実現でき、過昇温防止素子の動作信頼性を確保できる。また、過昇温防止素子は熱線の輻射を直接受けることが無いため、過昇温防止素子の動作信頼性を確保することができる。

（ａ）は第１の実施例に係る定着装置全体の概略構成を表す外観斜視図であある。（ｂ）は加熱ユニットの長手方向端部のハロゲンヒータ支持構造を表す外観斜視図である。（ｃ）は加熱ベルトの径方向におけるハロゲンヒータの熱線の輻射と過昇温防止素子の位置を表す説明図である。（ｄ）は加熱ベルトの長手方向におけるハロゲンヒータの熱線の輻射と過昇温防止素子の位置を表す説明図である。 （ａ）は第２の実施例に係る定着装置全体の概略構成を表す外観斜視図である。（ｂ）は加熱ユニットの長手方向端部に設けられたフランジ部材とヒータ固定部材と封止部と素子固定部材の外観斜視図である。（ｃ）は加熱ベルトの長手方向におけるハロゲンヒータの熱線の輻射と過昇温防止素子の位置を表す説明図である。 （ａ）は第３の実施例に係る定着装置全体の概略構成を表す外観斜視図である。（ｂ）は加熱ベルトの径方向におけるハロゲンヒータの熱線の輻射と過昇温防止素子の位置を表す説明図である。 第４の実施例に係る定着装置における過昇温防止素子を配置する構成を表す説明図である。 画像形成装置の一例の概略構成模式図である。

以下、この発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明する。以下の実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施例で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜第１の実施例＞
（１）画像形成装置例
図５は本発明に係る像加熱装置を定着装置として搭載する画像形成装置の一例の概略構成模式図である。本実施例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタである。

本実施例に示す画像形成装置は、画像形成部１７と、定着部６と、画像形成部１７と定着部６を制御する制御部１８などを有している。制御部１８はＣＰＵとＲＡＭやＲＯＭなどのメモリからなり、メモリには画像形成シーケンスや画像形成に必要な各種プログラムなどが記憶されている。

画像形成部１７において、１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。この感光ドラム１は、ＯＰＣ・アモルファスＳｅ・アモルファスＳｉ等の感光材料層を、アルミニウムやニッケルなどのシリンダ（ドラム）状の導電性基体の外周面に形成した構成からなる。制御部１８はホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から出力されるプリント指令に応じてモータ（不図示）を回転駆動し、これにより感光ドラム１は矢印ａにて示す方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転する。

この感光ドラム１は、感光ドラム１の回転過程において帯電手段としての帯電ローラ２に所定の帯電バイアスが印加されることにより感光ドラム１の外周面（表面）が所定の極性・電位に一様に帯電される。

そしてその感光ドラム１表面の帯電面に対して、レーザービームスキャナ３から出力される、外部装置からの画像情報に応じて変調制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）されたレーザービームによる走査露光Ｌがなされる。これにより感光ドラム１表面に目的の画像情報の静電潜像が形成される。

そしてその感光ドラム１表面に形成された静電潜像は現像手段としての現像装置４によりトナーＴを用いて現像されトナー画像として可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像との組み合わせで用いられることが多い。

一方、給送ローラ８の回転により給送カセット９内に収容されている記録材Ｐが所定の給送タイミングで一枚ずつ繰り出される。この記録材Ｐは、ガイド１０とレジストローラ１１などを有するシートパスを通って感光ドラム１表面と転写手段としての転写ローラ５の外周面（表面）とで形成された転写ニップ部Ｔｎに給送され、感光ドラム１表面と転写ローラ５表面とで挟持搬送される。この搬送過程において転写ローラ５に所定の転写バイアスが印加されることにより感光ドラム１表面のトナー画像は記録材Ｐ上に転写されて担持される。

感光ドラム１表面から分離されて転写ニップ部Ｔｎを出た記録材Ｐは、搬送ガイド１２により定着装置（定着器）６に導入され、定着装置６から印加される熱と圧力によって記録材Ｐ上の未定着トナー画像は記録材上に加熱定着される。定着装置６の構成については次の（２）項で詳述する。

定着装置６を出た記録材Ｐは、搬送ローラ１３とガイド１４と排出ローラ１５などを有するシートパスを通って排出トレイ１６にプリントアウトされる。

記録材分離後の感光ドラム１表面は、クリーニング装置７により転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置（像加熱装置）６
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向Ｃ（図１（ａ）参照）と直交する方向をいう。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向Ｃと平行な方向をいう。幅とは短手方向の寸法をいう。

図１は本実施例に係るベルト方式の定着装置６の構成と過昇温防止素子１０７の配置を表す図である。図１において、（ａ）は定着装置６全体の概略構成を表す外観斜視図である。（ｂ）は加熱ユニット１００の長手方向端部に設けられたフランジ部材１０９とヒータ固定部材１１０と封止部１１１と素子固定部材１１３の外観斜視図である。（ｃ）は加熱ベルト１０１の径方向におけるハロゲンヒータ１０４の熱線の輻射と過昇温防止素子１０７の位置を表す説明図である。（ｄ）は加熱ベルト１０１の長手方向におけるハロゲンヒータ１０４の熱線の輻射と過昇温防止素子１０７の位置を表す説明図である。

図１（ａ）では、加熱ベルト１０１の内部の構造を図示するため、加熱ベルト１０１の長手方向端部を一部切り欠いている。図示していないが、図１（ｂ）に示すフランジ部材１０９とヒータ固定部材１１０と封止部１１１は、加熱ユニット１００の長手方向端部とは反対側の長手方向端部にも設けられている。

本実施例に示す定着装置６は、記録材Ｐ上に形成された未定着トナー画像（不図示）を加熱する加熱ユニット１００と、加熱ユニット１００の加熱ベルト１０１と接触して定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成する加圧ローラ（加圧部材）１０２に、大別される。加熱ユニット１００は、回転可能な筒状の加熱ベルト（ベルト部材）１０１と、摺動部材１０３と、ハロゲンヒータ（加熱部材）１０４と、保持部材１０５と、支持部材（金属部材）１０６と、ヒータ固定部材１１０などの部材を一体的に組み付けたものである。

加熱ベルト１０１と、加圧ローラ１０２と、ハロゲンヒータ１０４と、摺動部材１０３と、保持部材１０５と、支持部材１０６は、何れも長手方向に長い部材である。

加熱ユニット１００において、加熱ユニット１００の短手方向で所定の間隔をおいて対向配置された保持部材１０５は、保持部材１０５の定着ニップ部Ｎ側に設けられた凹部１０５ａ（図１（ｃ）参照）で摺動部材１０３を保持している。更に保持部材１０５は、保持部材１０５の定着ニップ部Ｎとは反対側に段部１０５ｂを有し、この段部１０５ｂで支持部材１０６を保持している。

支持部材１０６は各保持部材１０５の長手方向に沿って設けられた細長い基板部１０６ａ（図１（ａ）参照）を有し、この基板部１０６ａは保持部材１０５の段部１０５ｂ上に載置されている。基板部１０６ａは支持部材１０６の長手方向両端部で定着ニップ部Ｎとは反対側に突出するアーチ状の連結部１０６ｂ（図１（ａ）参照）により連結されている。この連結部１０６ｂは、加熱ベルト１０１の長手方向端部の回転をガイドでき、かつハロゲンヒータ１０４が加熱ベルト１０１に対して輻射する熱線を遮蔽しない位置に設けられている。支持部材１０６は金属製であって後述の加圧機構による加圧支持を行うための圧力に耐えうる剛性を有している。

保持部材１０５と摺動部材１０３と支持部材１０６との組み立て体の外周には円筒状の耐熱性フィルムからなる加熱ベルト１０１がルーズに外嵌されている。この加熱ベルト１０１の回転状態における長手方向への寄り移動を規制すると共に、支持部材１０６を定着装置６の装置フレーム（不図示）に固定するために、支持部材１０６の長手方向両端部にはフランジ部材１０９が嵌合されている。

支持部材１０６の長手方向端部に配置された側面略Ｄ字形状のフランジ部材１０９は、支持部材１０６の基板部１０６ａと連結部１０６ｂに嵌合させてある（図１（ｂ）参照）。そしてこのフランジ部材１０９は、フランジ部材１０９の外周面が定着装置６の装置フレーム（不図示）に支持されている。このフランジ部材１０９において加熱ベルト１０１側の内側面１０９ａは、加熱ベルト１０１の長手方向端面と接触して加熱ベルト１０１の寄り移動を規制する規制面となっている。

図１（ｂ）に示すように、フランジ部材１０９の内側にはヒータ固定部材１１０が嵌合固定され、このヒータ固定部材１１０の中央に嵌合固定された封止部１１１でハロゲンヒータ１０４の長手方向端部を固定支持するようになっている。ヒータ固定部材１１０の短手方向の両側には通し穴１１０ａが設けられ、この通し穴１１０ａに支持部材１０６の基板部１０６ａを通して外部に表出させている。

封止部１１１は、ハロゲンヒータ１０４のフィラメント１１２（図１（ｄ））への給電構造を具備すると共に、ハロゲンヒータ１０４の内部を気密に封止するように構成されている。図１（ｄ）に示すように、フランジ部材１０９に嵌合固定されているヒータ固定部材１１０はヒータ固定部材１１０の中央部に丸穴１１０ｂを有し、この丸穴１１０ｂには封止部１１１に設けられた小径の段差部１１１ａの外周が係合している。これによりハロゲンヒータ１０４は長手方向及び周方向に動かないように封止部１１１に固定される。

加熱ユニット１００において、支持部材１０６は加熱ベルト１０１の内周面内側に配設され、その支持部材１０６の内側にハロゲンヒータ１０４が配設されている。そしてハロゲンヒータ１０４は加熱ベルト１０１の内周面に対して熱線を輻射する。つまり、支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４が発する熱線の輻射方向に配設されている。

加圧ローラ１０２は、金属製の芯金１０２ａと、芯金１０２ａの外周面上に設けられたシリコーンゴムなどからなる弾性層１０２ｂと、弾性層１０２ｂの外周面上に設けられたフッ素樹脂などからなる離型性１０２ｃなどを有する部材である。この加圧ローラ１０２は加熱ユニット１００の摺動部材１０３と加熱ベルト１０１を挟んで対向するように配置され、その位置で芯金１０２ａの長手方向両端部が軸受（不図示）を装置フレームに回転可能に支持されている。

加熱ユニット１００の支持部材１０６の長手方向両端部には加圧ばねなどを有する加圧機構（不図示）が配設され、加圧機構は支持部材１０６の長手方向両端部を加熱ベルト１０１の母線方向に対して垂直な方向に加圧する。加圧機構の加圧により支持部材１０６は保持部材１０５を介して摺動部材１０３を同方向に加圧し、摺動部材１０３は加熱ベルト１０１の外周面（表面）を加圧ローラ１０２の外周面（表面）に加圧して接触（外接）させる。これにより加圧ローラ１０２の弾性層１０２ｂが弾性変形し、加圧ローラ１０２表面と加熱ベルト１０１表面とで所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。

本実施例の定着装置６は、プリント指令に応じて加圧ローラ１０２がモータ（不図示）により矢印Ａにて示す方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転される。この加圧ローラ１０２の回転は定着ニップ部Ｎにおいて加圧ローラ１０２表面と加熱ベルト１０１表面との摩擦力により加熱ベルト表面に伝わる。これにより加熱ベルト１０１は加熱ベルト１０１の内周面（内面）が摺動部材１０３の定着ニップ部Ｎ側の表面と接触しながら加圧ローラ１０２の回転に追従して矢印Ｂにて示す方向へ回転する。

また、プリント指令に応じて通電制御回路（不図示）がオンすることにより電源（不図示）から交流電圧（電力）が給電されてハロゲンヒータ１０４に通電される。ハロゲンヒータ１０４は通電により点灯して熱線を輻射する。そしてその熱線により加熱ベルト１０１の内周面（内面）、及び摺動部材１０３の定着ニップ部Ｎ側とは反対側の裏面が加熱される。これにより加熱ベルト１０１及び摺動部材１０３は急速に昇温する。

通電制御回路は、サーミスタ（温度検出部材）などの温度検知素子（不図示）で検出される加熱ベルト１０１内面の検知温度を取り込む。そしてこの検知温度に基づき加熱ベルト１０１の温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するようにハロゲンヒータ１０４への通電量を制御する。ここで、定着温度とは、記録材上に形成された未定着トナー画像を加熱して溶融するために必要な温度をいう。

モータを回転し、かつ加熱ベルト１０１を定着温度に維持した状態において、未定着トナー画像を担持した記録材Ｐが画像担持面を加熱ベルト１０１側にして定着ニップ部Ｎに導入される。この記録材Ｐは定着ニップ部Ｎで加熱ベルト１０１表面と加圧ローラ１０２表面とで挟持されその状態に搬送（挟持搬送）される。この搬送過程において記録材Ｐ上の未定着トナー画像は加熱ベルト１０１の熱と定着ニップ部Ｎのニップ圧で記録材Ｐ上に加熱定着され、記録材Ｐは加熱ベルト１０１表面から分離して定着ニップ部Ｎより排出される。

（３）過昇温防止素子１０７の配設位置
図１（ａ）乃至（ｄ）において、１０７は過昇温防止素子である。本実施例では過昇温防止素子１０７としてサーモスイッチを用いている。１０８は接続部材であって、ハロゲンヒータ１０４へ交流電圧を給電する電線Ｃａ１と、過昇温防止素子１０７に接続されている電線Ｃａ２を直列に接続している。Ｃａ３は過昇温防止素子１０７と電源とを接続する電線である。本実施例では接続部材１０８として中継コネクタ、又はファストン端子を用いている。過昇温防止素子１０７は、本実施例ではサーモスイッチを例にして説明するが、温度ヒューズ、または、サーモスタットなど、過昇温時にハロゲンヒータ１０４への通電を遮断し、装置の保護を行う機能を有したものであれば、適用可能である。

図１（ｃ）において、点線にて示す矢印は、加熱ベルト１０１内面に対し、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線の輻射方向を示している。斜線部は、支持部材１０６によって、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線を直接受けない領域を示している。過昇温防止素子１０７は、素子固定部材１１３によって、斜線部の領域である支持部材１０６の周方向外側に固定され、過昇温防止素子１０７の感熱部１１４は支持部材１０６に接触されている。従って、過昇温防止素子１０７は、加熱ベルト１０１の長手方向端部の内側で加熱ベルト１０１の周方向内側に配設されている。

ここで、素子固定部材１１３は、過昇温防止素子１０７を固定し、かつ過昇温防止素子１０７と接続している電線Ｃａを熱線から保護すると共に固定およびガイドする部材である。素子固定部材１１３は、熱伝導性の低い材料により作製されている。

上述のように、過昇温防止素子１０７と、素子固定部材１１４を、支持部材１０６のハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線を直接受けない位置に配置することで、過昇温防止素子１０７を使用可能な環境温度の温度範囲で使用することが可能となる。

本実施例では、過昇温防止素子１０７を、支持部材１０６によってハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線が遮られる領域に配置する構成であるが、支持部材１０６によって熱線が遮られる領域への配置のみに限定されるものではない。例えば、金属による反射板、断熱効果がある樹脂部材例えば熱伝導率の低い耐熱樹脂、または、断熱部材で過昇温防止素子１０７を囲んでも良く、過昇温防止素子１０７への直接の熱線を遮ることが出来ればよい。

図１（ｄ）において、点線にて示す矢印は、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線の輻射方向を示している。熱線の輻射方向においてハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の間には、熱線を遮る部材がない。そのため、支持部材１０６は、ヒータ固定部材１１０間で支持部材１０６の基板部１０６ａの短手方向内側の内面全面がハロゲンヒータ１０４からの熱線を直接受ける。

また、ハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の空間距離は、加熱ベルト１０１の回転時または停止時の状態によって変化することはない。よって、支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４の点灯時間（熱線による加熱時間）に応じて支持部材１０６の温度が上昇し、消灯時間に応じて支持部材１０６の温度が下降する安定した線形の温度特性を有する。このように安定した線形の温度特性を有する支持部材１０６を用いることにより、過昇温防止素子１０７の熱応答性の向上を図ることができる。

本実施例では、線形の温度特性を有する部材として、ハロゲンヒータ１０４からの熱線を基板部１０６ａの長手方向内側の内面全面で直接受ける支持部材１０６を用いているが、支持部材１０６に限定されるものではない。例えば、支持部材とは異なる金属部材、または、耐熱樹脂でもよく、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線によって安定した線形の温度特性を有する部材であればよい。

本実施例の定着装置６は、意図せずハロゲンヒータ１０４の点灯が継続する異常時に下記の動作を行う。支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４からの熱線により熱せられ、支持部材１０６の温度が上昇する。そして、支持部材１０６の長手方向端部の温度が上昇するに従い、感熱部１１４の温度が上昇する。感熱部１１４の温度が過昇温防止素子１０７の動作温度に達した時、過昇温防止素子１０７が動作して、ハロゲンヒータ１０４への通電の遮断を行う。

本実施例の定着装置６によれば、前述のような構成と動作によって、次のような効果がある。まず、加熱ベルト１０１の周方向内側に、ハロゲンヒータ１０４の点灯時間に応じて温度が上昇する支持部材（金属部材）１０６を有することで、加熱ベルト１０１の状態によらず安定した過昇温防止素子１０７の動作を行うことができる。

また、加熱ベルト１０１の周方向内側にある支持部材１０６に過昇温防止素子１０７を接触させて配置している。このため、加熱ベルトの周方向外側近傍に空気層を介して過昇温防止素子を非接触で配置した場合に比べて、過昇温防止素子１０７が動作するまでの時間を高速にすることができる。これは、加熱ベルト１０１の周方向内側にある支持部材１０６に過昇温防止素子１０７を接触させて配置した方が、ハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の間の距離が短く、且つ、支持部材１０６は金属であるため空気層より熱伝導率が高いためである。

また、過昇温防止素子１０７は、支持部材１０６によって、ハロゲンヒータ１０４の熱線を直接受けることが無いため、過昇温防止素子１０７自身の温度が使用可能な範囲を超えることが無く、過昇温防止素子１０７の動作信頼性を確保することができる。

＜第２の実施例＞
第１の実施例では、過昇温防止素子１０７を、支持部材１０６によって生じるハロゲンヒータ１０４からの熱線を直接受けない位置に配設した定着装置６を説明した。本実施例では、支持部材１０６の基板部１０６ａの内面に過昇温防止素子１０７を配設するように構成した定着装置を説明する。以下の説明では、第１の実施例の定着装置６を構成する部材と同じ部材には同一符号を付して、その同じ部材の説明を省略する。

図２は本実施例に係るベルト方式の定着装置６の構成と過昇温防止素子１０７の配置を表す図である。図２において、（ａ）は定着装置６全体の概略構成を表す外観斜視図である。（ｂ）は加熱ユニット１００の長手方向端部に設けられたフランジ部材１０９とヒータ固定部材１１０と封止部１１１と素子固定部材２０２の外観斜視図である。（ｃ）は加熱ベルト１０１の長手方向におけるハロゲンヒータ１０４の熱線の輻射と過昇温防止素子１０７の位置を表す説明図である。

以下に過昇温防止素子１０７の配設位置を説明する。第１の実施例で説明したように、ヒータ固定部材１１０の短手方向両側には支持部材１０６の基板部１０６ａをハロゲンヒータ１０４の封止部１１１よりも長手方向外側に延長できるように通し穴１１０ａが設けられている（図２（ｂ）参照）。本実施例では、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線がヒータ固定部材１１０の外部に漏れないように通し穴１１０ａの面積を極力小さくしてある。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、過昇温防止素子１０７は、ヒータ固定部材１１０の外部において、支持部材１０６の２つの基板部１０６ａのうち何れかの基板部１０６ａの内面に素子固定部材２０２によって固定されている。従って、過昇温防止素子１０７は、加熱ベルト１０１の長手方向端部の外側で加熱ベルト１０１の周方向内側に配設されている。そして過昇温防止素子１０７の感熱部１１４は上記基板部１０６ａの内面に接触されている。

ここで、素子固定部材２０２は、ヒータ固定部材１１０の通し穴１１０ａから漏れてくる僅かな熱線から過昇温防止素子１０７を保護している。また、素子固定部材２０２は、周囲の空気の流れや温湿度などの周辺環境の変化による過昇温防止素子１０７への影響を低減するために、過昇温防止素子１０７の全体を覆う構成としている。

図２（ｃ）において、点線にて示す矢印は、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線の輻射方向を示している。熱線の輻射方向においてハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の間には、熱線を遮る部材がない。そのため、支持部材１０６は、ヒータ固定部材１１０間で支持部材１０６の基板部１０６ａの短手方向内面の全面がハロゲンヒータ１０４からの熱線を直接受ける。

また、ハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の空間距離は、加熱ベルト１０１の回転時または停止時の状態によらず変化しない。よって、支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４の点灯時間（熱線による加熱時間）に応じて支持部材１０６の温度が上昇し、消灯時間に応じて支持部材１０６の温度が下降する安定した温度特性を有する。従って本実施例の定着装置６においても、第１の実施例の定着装置６と同様、過昇温防止素子１０７の熱応答性の向上を図ることができる。

また、電線Ｃａ１と電線Ｃａ２も、ヒータ固定部材１１０によって、ハロゲンヒータ１０４の熱線を直接受けないように保護されている。

更に、過昇温防止素子１０７は、ハロゲンヒータ１０４の点灯時間および消灯時間に応じた温度変化を感度良くモニタ出来るように、ヒータ固定部材１１０に近い場所に固定するのが望ましい。

本実施例の定着装置６は、意図せずハロゲンヒータ１０４の点灯が継続する異常時に下記の動作を行う。支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４からの熱線により熱しられ、支持部材１０６の温度が上昇する。ハロゲンヒータ１０４の熱線を直接受ける支持部材１０６の温度は、ハロゲンヒータ１０４の熱線を直接受けない支持部材１０６の端部の温度に伝わり、支持部材１０６の端部の温度が上昇する。そして、支持部材１０６の温度が上昇するに従い、感熱部１１４の温度が上昇する。感熱部１１４の温度が過昇温防止素子１０７の動作温度に達した時、過昇温防止素子１０７が動作して、ハロゲンヒータ１０４への通電の遮断を行う。

本実施例の定着装置６によれば、第１の実施例の効果に加えて、次のような効果がある。ヒータ固定部材１１０と素子固定部材２０２によって、過昇温防止素子１０７は、ハロゲンヒータ１０４の熱線を直接受けることが無いため、過昇温防止素子１０７の動作信頼性を確保することができる。また、支持部材１０６の基板部１０６ａを長手方向に延長し、延長した基板部１０６ａの内面に過昇温防止素子１０７を配置している。そのため、ハロゲンヒータ１０４への通電を行う電線Ｃａ１，Ｃａ２，Ｃａ３を第１の実施例の定着装置よりも短くでき、且つ、加熱ベルト１０１の周方向内側における電線保持部材を不要と出来るため、安価な構成で過昇温防止の機能を実現できる。

＜第３の実施例＞
第１及び第２の実施例では、過昇温防止素子１０７を支持部材１０６に配設した定着装置６を説明した。本実施例では、支持部材とは別の異なる金属部材に過昇温防止素子を配設するように構成した定着装置を説明する。以下の説明では、第１の実施例の定着装置６を構成する部材と同じ部材には同一符号を付して、その同じ部材の説明を省略する。

図３は本実施例に係るベルト方式の定着装置６の構成と過昇温防止素子１０７の配置を表す図である。図３において、（ａ）は定着装置６全体の概略構成を表す外観斜視図である。（ｂ）は加熱ベルト１０１の径方向におけるハロゲンヒータ１０４の熱線の輻射と過昇温防止素子１０７の位置を表す説明図である。

図３（ａ）では、加熱ベルト１０１の内部の構造を図示するため、ヒータ固定部材１１０の図示を省略している。

第１及び第２の実施例の定着装置６において、支持部材１０６は、金属であって、加圧支持を行うための圧力に耐えうる剛性を有するため、厚みが数ミリメートルと比較的大きくする必要があり、熱容量が大きい。そのため、ハロゲンヒータ１０４の点灯開始から支持部材１０６の温度が上昇を開始するまでの時間に遅延が発生する可能性がある。そこで、熱容量の小さい、支持部材１０６とは別の異なる金属部材３０１に過昇温防止素子を配設するようにした。

図３（ａ）に示すように、金属部材３０１は、支持部材１０６の基板部１０６ａの短手方向内側の内面に、支持部材１０６の長手方向に沿ってスペーサ部材３０２を介して配設されている。従って、過昇温防止素子１０７は、加熱ベルト１０１の長手方向端部の外側で加熱ベルト１０１の周方向内側に配設されている。

ここで、スペーサ部材３０２は、金属部材３０１と支持部材１０６の断熱分離を行い、金属部材３０１の熱応答性を良くしている。スペーサ部材３０２は、断熱効果がある部材であれば何でも良く、例えば、熱伝導率の低い耐熱樹脂、または、金属を用いる。また、金属部材３０１は、熱応答を良くするため、熱容量が支持部材１０６と比較して、十分小さいものを選択する。更に、金属部材３０１は、熱応答を良くするため、金属部材３０１の表面を黒くして集熱性を高くしても良い。

本実施例では、金属部材３０１を、支持部材１０６の長手方向全てに配設しているが、金属部材３０１の熱応答が十分問題なければ、低コスト化のために、金属部材３０１の長手方向の長さを短くしてもよい。この場合、その金属部材３０１は、例えばハロゲンヒータ１０４の長手方向端部と対向する位置のみに配設する構成とする。

図３（ｂ）に示すように、金属部材３０１は、ハロゲンヒータ１０４と支持部材１０６の間において、支持部材１０６の基板部１０６ａの内面にスペーサ部材３０２を介して配設されている。図３（ｂ）において、点線にて示す矢印は、ハロゲンヒータ１０４から輻射される熱線の輻射方向を示している。熱線の輻射方向おいてハロゲンヒータ１０４と金属部材３０１の間には、輻射を遮る部材がなく、金属部材３０１は、金属部材３０１の長手方向内側の内面全面でハロゲンヒータ１０４からの熱線を直接受ける。

また、ハロゲンヒータ１０４と金属部材３０１の空間距離は、加熱ベルト１０１の回転時または停止時の状態によって変化することはない。よって、金属部材３０１は、ハロゲンヒータ１０４の点灯時間（熱線による加熱時間）に応じて金属部材３０１の温度が上昇し、消灯時間に応じて金属部材３０１の温度が下降する安定した温度特性を有する。このように安定した温度特性を有する金属部材３０１を用いることにより、過昇温防止素子１０７の熱応答性の向上を図ることができる。

本実施例の定着装置６は、意図せずハロゲンヒータ１０４の点灯が継続する異常時に下記の動作を行う。支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４からの熱線により熱しられ、金属部材３０１の温度が上昇する。そして、金属部材３０１の温度が上昇するに従い、感熱部１１４の温度が上昇する。感熱部１１４の温度が過昇温防止素子１０７の動作温度に達した時、過昇温防止素子１０７が動作して、ハロゲンヒータ１０４への通電の遮断を行う。

本実施例の定着装置６によれば、前述のような構成と動作によって、第２の実施例の定着装置６の効果に加えて、次のような効果がある。熱容量の小さい、支持部材１０６とは別の異なる熱容量の小さい金属部材３０１に過昇温防止素子１０７を配置するため、過昇温防止素子１０７の動作時間を、第２の実施例と比べて、更に高速にできる。

本実施例では第２の実施例の定着装置６の支持部材１０６の基板部１０６内面に金属部材３０１を介して過昇温防止素子１０７を配設した例を説明したが、本実施例の定着装置６の構成は第１の実施例の定着装置６の構成にも適用可能である。この場合、第１の実施例の定着装置６の支持部材１０６の基板部１０６外面に金属部材３０１を介して過昇温防止素子１０７を具備する素子固定部材１１３を取り付ける。

＜第４の実施例＞
第２の実施例では、過昇温防止素子１０７を、支持部材１０６の基板部１０６ｂの内面に、感熱部１１４を直接接触している定着装置６を説明した。本実施例では、感熱部を、支持部材と感熱部の間の距離を保償するスペーサ部材を介して接触して配置するように構成した定着装置を説明する。以下の説明では、第２の実施例の定着装置６を構成する部材と同じ部材には同一符号を付して、その同じ部材の説明を省略する。

図４は本実施例の定着装置６における過昇温防止素子１０７を配置する構成を表す説明図である。

図４に示すように、過昇温防止素子１０７は、支持部材１０６の基板部１０６ａと感熱部１１４の間の距離を保償するスペーサ部材４０１を介して配置され、素子固定部材２０２によって基板部１０６ａ内面に押し当てられている。従って、過昇温防止素子１０７は、加熱ベルト１０１の長手方向端部の外側で加熱ベルト１０１の周方向内側に配設されている。過昇温防止素子１０７は、素子固定部材２０２によって、基板部１０６ａ内面と感熱部１１４の間の距離は、スペーサ部材４０１によって保償されており、且つ、加熱ベルト１０１の状態に影響されないため、過昇温防止素子１０７の動作時間は安定している。

ここで、スペーサ部材４０１は、所定温度で軟化する樹脂部材を用いる。スペーサ部材４０１の材質と厚みは、過昇温防止素子１０７の動作温度の設定に従って、適宜選択可能である。よって、感熱部１１４は、スペーサ部材４０１によって、支持部材２０１より低い温度となる。

本実施例の定着装置６は、意図せずハロゲンヒータ１０４の点灯が継続する異常時に下記の動作を行う。支持部材１０６は、ハロゲンヒータ１０４からの熱線により熱しられ、支持部材１０６の温度が上昇する。そして、支持部材１０６の温度が上昇するに従い、スペーサ部材４０１および感熱部１１４の温度が上昇する。スペーサ部材４０１は所定温度に到達すると軟化し、感熱部１１４は支持部材１０６に近接する。感熱部１１４の温度が過昇温防止素子１０７の動作温度に達した時、過昇温防止素子１０７が動作して、ハロゲンヒータ１０４への通電の遮断を行う。

本実施例の定着装置６によれば、前述のような構成と動作によって、第２の実施例の効果に加えて、次のような効果がある。過昇温防止素子１０７の感熱部１１４を、スペーサ部材４０１を介して支持部材１０６に配置するため、過昇温防止素子１０７の感熱部１１４を、直接支持部材１０６に配置するより、感熱部１１４の温度は低くなる。よって、動作温度の低い安価な過昇温防止素子１０７を選択できる。

本実施例では、第２の実施例の定着装置６の構成を用いて説明したが、本実施例の定着装置６の構成は第１の実施例の定着装置６、及び第３の実施例の定着装置６の構成にも適用可能である。本実施例の定着装置６の構成を第１の実施例の定着装置６に適用する場合、感熱部１１４を、支持部材１０６の基板部１０６と感熱部１１４の間の距離を保償するスペーサ部材４０１を介して接触して配置する。本実施例の定着装置６の構成を第３の実施例の定着装置６に適用する場合、感熱部１１４を、金属部材３０２と感熱部１１４の間の距離を保償するスペーサ部材４０１を介して接触して配置する。

＜他の実施例＞
実施例１乃至実施例４の定着装置は記録材Ｐが担持する未定着トナー画像ｔを記録材に加熱定着する装置としての使用に限られない。例えば未定着トナー画像を加熱して記録材に仮定着する像加熱装置、或いは記録材上に加熱定着されたトナー画像を加熱してトナー画像表面に光沢を付与する像加熱装置としても使用できる。

１０１・・・加熱ベルト、１０２・・・加圧ローラ、１０４・・・ハロゲンヒータ、１０６・・・支持部材、１０７・・・過昇温防止素子、１１４・・・感熱部、４０１・・・スペーサ部材、Ｎ・・・定着ニップ部

Claims (10)

1. 回転可能な筒状のベルト部材と、
   前記ベルト部材の周方向内側から熱線を輻射して前記ベルト部材を加熱する加熱部材と、
   前記ベルト部材の過昇温を防止するための過昇温防止素子と、
   を有し、
   前記過昇温防止素子は前記ベルト部材の周方向内側にあり前記熱線の輻射を直接受けない位置に配設されていることを特徴とする像加熱装置。
2. 回転可能な筒状のベルト部材と、
   前記ベルト部材の周方向内側から熱線を輻射して前記ベルト部材を加熱する加熱部材と、
   前記ベルト部材の過昇温を防止するための過昇温防止素子と、
   前記ベルト部材の周方向内側にあり前記熱線の輻射を受けて温度が上昇する金属部材と、
   を有し、
   前記過昇温防止素子は前記金属部材において前記熱線の輻射を直接受けない位置に配設されていることを特徴とする像加熱装置。
3. 前記金属部材は、少なくとも前記熱線の輻射方向に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
4. 加圧部材を有し、前記金属部材は、前記ベルト部材を前記加圧部材に外接させて前記ベルト部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部を支持する支持部材であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
5. 加圧部材を有し、前記金属部材は、前記ベルト部材を前記加圧部材に外接させて前記ベルト部材と前記加圧部材とで形成されるニップ部を支持する支持部材に接触して配設されている部材であることを特徴とする請求項２に記載の像加熱装置。
6. 前記過昇温防止素子は感熱部を有し、前記感熱部は、前記金属部材に直接に接触することを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載の像加熱装置。
7. 前記過昇温防止素子は感熱部を有し、前記感熱部は、前記金属部材に前記金属部材と前記過昇温防止素子との間の距離を保償するスペーサ部材を介して接触することを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載の像加熱装置。
8. 前記過昇温防止素子は、樹脂部材、又は金属部材により前記熱線の輻射から遮蔽されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。
9. 前記過昇温防止素子は、サーモスイッチ、温度ヒューズ、又はサーモスタットであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。
10. 前記加熱部材は、ハロゲンヒータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の像加熱装置。