JP6394501B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は定着装置に関し、より詳細には赤外線ヒーターを備えた外部加熱方式の定着装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置に用いられれる定着装置において、定着ローラの内部に赤外線ヒーターを配置する内部加熱方式は、定着ローラの内周面が最初に加熱され、その熱が徐々に定着ローラ表面まで伝わるため、定着ローラ表面の昇温速度が遅く、ウォームアップ時間が長い傾向にある。これに対し、赤外線ヒーターを定着ローラの外部に配置する外部加熱方式は、定着ローラ表面を直接加熱するため、定着ローラ表面の昇温速度が速く、ウォームアップ時間が短縮される。

ここで、赤外線ヒーターが点灯し続けるいわゆる熱暴走が生じた場合、内部加熱方式では、定着ローラの外周面全体が等しく加熱されるので、定着ローラ表面に配置した温度センサーの検知温度が所定温度を超えることによって赤外線ヒーターへの電力供給が遮断され、定着ローラの発煙・発火が防止される。一方、外部加熱方式では、定着ローラが停止している状態では赤外線ヒーターからの赤外線照射領域のみが集中して加熱され、赤外線が照射されない温度検知領域は直接には加熱されないので、定着ローラ表面温度を検知する構成では熱暴走時に赤外線ヒーターへの電力供給が遮断されないおそれがある。

特許文献１には、外部加熱方式の定着装置であって、加熱源からの熱を受け、且つ、定着ローラに接触して伝熱する熱伝導部材と、この熱伝導部材の温度を検出する温度検出手段と、加熱源の加熱温度を制御する温度制御手段とを有し、温度検出手段が所定の設定温度よりも高い温度を検出すると、温度制御手段が加熱源への電力供給を遮断する定着装置が開示されている。

特開２００２−７２７５７号公報

先行文献１に開示の定着装置では、定着ローラ停止時の加熱源の熱暴走に対しては加熱源への電力供給を迅速に遮断することができるが、定着ローラ回転時の加熱源の熱暴走に対しては、熱伝導部材と定着ローラとの接触部温度が上がりにくくなり、加熱源への電力供給が遮断されるまでに時間がかかるか、あるいは遮断されないおそれがある。

また先行文献１に開示の定着装置では、熱伝導部材の接触部が用紙ジャム時に変形するなどして定着ローラからわずかに離間するだけでも温度検知感度が悪化するおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着回転体の停止時及び回転時において加熱手段が熱暴走した場合に、加熱手段への電力供給を迅速に遮断して定着回転体の発煙・発火を防止することにある。

また本発明の他の目的は、用紙ジャム時に部材の変形が生じることがなく、定着回転体の表面などに傷が付くことがないようにすることにある。

前記目的を達成する本発明に係る定着装置は、定着回転体と、この定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体の外周に前記定着回転体とは非接触に設けられ前記定着回転体を加熱する加熱手段と、所定の設定温度よりも高い温度になると前記加熱手段への給電を遮断する電力遮断手段とを有する定着装置において、前記加熱手段は、赤外線ヒーターと、この赤外線ヒーターを覆い、前記定着回転体と対向する部分が開口とされた反射部材とを有し、前記反射部材の長手方向長さが、前記赤外線ヒーターの発光部の軸方向長さよりも長く、前記電力遮断手段の温度検知部が前記反射部材の外側に配置されていることを特徴とする。

前記構成としてより具体的には、前記反射部材が平面部を有し、前記温度検知部が前記平面部に接触して配置されている構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部が、前記赤外線ヒーターの鉛直上方に配置されている構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部に対向する、前記反射部材の内側面の領域が、他の内側面領域よりも放射率が高くなるよう処理された構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記反射部材の、前記温度検知部に対向する領域の厚さが他の部分よりも薄い構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記反射部材の、前記温度検知部に対向する外側面領域の形状が凹形状であり、且つ内側面領域は他の領域と同一面を形成している構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記反射部材の、前記温度検知部に対向する領域に貫通孔が形成されている構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記貫通孔の大きさが前記温度検知部よりも小さく、赤外線ヒーターからの光が前記貫通孔から前記反射部材から外に漏れ出ない構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、赤外線ヒーターによって前記反射部材が過加熱状態になると、前記温度検知部が赤外線ヒーターに近づくように、前記反射部材が変形する構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、長手方向の配光が紙幅に応じて互いに補完するように複数個の赤外線ヒーターが設けられ、前記温度検知部が、複数個の赤外線ヒーターの配光が重なる境界部分に対応する位置に設けられている構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、長手方向の配光が紙幅に応じて互いに補完するように複数個の赤外線ヒーターが設けられ、前記温度検知部が、それぞれの赤外線ヒーターから略等距離の位置に設けられている構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部は、温度検知が可能な温度検知位置と温度検知が不可能な退避位置とに移動可能で、通紙中の情報を取得している間、前記温度検知部は退避位置となる構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部の移動を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、画像形成指示信号が入力されたのち所定時間経過すると、前記温度検知部を温度検知位置から退避位置に移動させる信号を出力し、画像形成終了信号が入力されたのち所定時間経過すると、前記温度検知部を退避位置から温度検知位置に移動させる信号を出力する構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部と前記反射部材との間に位置し、前記反射部材から前記温度検知部への熱を遮断する遮熱位置と、前記温度検知部と前記反射部材との間から退避した退避位置とに移動可能な断熱手段をさらに有し、通紙中の情報を取得している間、前記断熱手段は遮熱位置となる構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記温度検知部の前記反射部材との接触部分又は隙間部分に空気を流す送風手段をさらに有し、通紙中の情報を取得している間、前記送風手段によって前記温度検知部の前記反射部材との接触部分又は隙間部分に空気を流す構成としてもよい。

また前記構成としてより具体的には、前記加熱手段への給電を遮断する設定温度として、第１設定温度と第１設定温度よりも高い第２設定温度とが設けられ、非通紙時は第１設定温度が用いられ、通紙中は第２設定温度が用いられる構成としてもよい。

また本発明によれば前記の何れかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明の定着装置によれば、外部加熱方式の定着装置であっても赤外線ヒーターの熱暴走時において、定着回転体の回転及び停止の状態にかかわらず、確実に赤外線ヒーターへの電力供給を遮断でき、定着回転体の発煙・発火を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。 図１の画像形成装置に搭載されている定着装置の概説図である。 本発明に係る定着装置の第２実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第３実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第４実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第５実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第６実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第７実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第８実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第９実施形態を示す概説図である。 本発明に係る定着装置の第１０実施形態を示す概説図である。

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置及び定着装置の一実施形態を示す概説図である。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンターである。もちろん、プリンターのほか、さらにスキャナーを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に４つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂４サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３３を有する。中間転写ベルト３３は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ３１，３２に掛架されている。ローラ３２は不図示のモーターに連結されており、モーターの駆動によってローラ３２は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３３とこれに接するローラ３１は従動回転する。ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ３４が圧接している。この二次転写ローラ３４と中間転写ベルト３３とのニップ部（二次転写領域）において中間転写ベルト３３上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３３の表面をクリーニングするクリーニング部材３５が設けられている。このクリーニング部材３５は中間転写ベルト３３を介してローラ３１に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。

ローラ３１とローラ３２とに掛架された中間転写ベルト３３の下側には、中間転写ベルト３３の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、「作像部２」と総称することがある）が配置されている。これらの作像部２では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像が作成される。

作像部２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体２０を有する。そして、感光体２０の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電器２１、現像装置２３、一次転写ローラ２４、および感光体クリーニング部材２５が配置されている。一次転写ローラ２４は中間転写ベルト３３を挟んで感光体２０に圧接し、ニップ部（一次転写領域）を形成している。また、作像部２の下方には露光装置２２が配置されている。

この図に示す実施形態では、帯電器２１としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電器２１の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャー、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。また、この実施形態では、感光体クリーニング部材２５として板状ブレードを用い、その一端側を感光体２０の外周面に接触させて、感光体２０の表面に残留するトナーを回収除去しているが、感光体クリーニング部材２５は板状ブレードに限られるものでなく、例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ、及びそれら複数の部材を組み合わせたものを使用することもできる。なお、感光体クリーニング部材２５は必ずしも設ける必要はなく、感光体２０上の未転写トナーの回収を現像装置２３によって行うクリーナーレス方式を採用することもできる。

中間転写ベルト３３の上方には、各色の現像装置２３に補給するトナーを収容したホッパー４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ（以下、「ホッパー４」と総称することがある）がそれぞれ配置されている。また、露光装置２２の下部には、給紙装置として給紙カセット５０が着脱可能に配置されている。給紙カセット５０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット５０の近傍に配置された給紙ローラ５１の回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット５０から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対５２に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。

画像形成装置Ｄは、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像部２において、所定の周速度で回転駆動される感光体２０の外周面が帯電器２１により帯電される。次に、帯電された感光体２０の表面に、画像情報に応じた光が露光装置２２から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２３から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体２０の表面に形成された各色のトナー像は、感光体２０の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体２０から中間転写ベルト３３上へ転写（一次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３３に転写されることなく感光体２０上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材２５で掻き取られ、感光体２０の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー像は、中間転写ベルト３３によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対５２から二次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー像が、二次転写領域において中間転写ベルト３３から用紙Ｐに転写（二次転写）される。４色のトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置１へ搬送される。定着装置１において用紙Ｐは、定着ローラ（定着回転体）１１と加圧ローラ（加圧回転体）１２とのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー像は用紙Ｐに溶融定着する。なお、定着装置１の具体的な構成については後述する。トナー像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対５３によって排紙トレイ５４に排出される。

一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト３３は、クリーニングブレード３５で清掃される。その後、各感光体２０及び中間転写ベルト３３の回転駆動が停止される。

（第１実施形態）
図２に、図１の画像形成装置Ｄに搭載されている定着装置１の概略構成図を示す。この定着装置１は、定着ローラ１１と、定着ローラ１１に圧接する加圧ローラ１２とを有する。定着ローラ１１は、回転駆動手段としてのモーター（不図示）によって反時計回りに回転し、これによって加圧ローラ１２が従動して回転する。なお、モーターを定着ローラ１１ではなく、加圧ローラ１２に設けて駆動回転させ、定着ローラ１１を従動回転させるようにしてもよい。

定着ローラ１１は、円柱状に成形されてなる芯金１１１と、芯金１１１の外周に積層形成された弾性層１１２とを備える。芯金１１１の材質としては、快削鋼（ＳＵＭ２２）などの金属材料が好ましい。弾性層１１２としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどが挙げられる。このような定着ローラ１１の一形態として、直径１９ｍｍの快削鋼からなる芯金の表面に厚さ３ｍｍのゴム層を設けたものが例示される。また、弾性層１１２の表面に、ＰＦＡやＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ等のフッ素系材料からなるチューブを被着する、あるいは前記フッ素系材料でコーティング層を形成して表層としてもよい。

加圧ローラ１２は、円柱状の芯金１２１と、芯金１２１の外周に積層形成された弾性層１２２とを備える。また弾性層１２２の表面にフッ素系材料からなる表層をさらに設けてもよい。芯金１２１及び弾性層１２２、表層の好適態様は定着ローラ１１の場合と同様である。このような加圧ローラ１２の一形態として、直径２５ｍｍの快削鋼からなる芯金の表面に厚さ１ｍｍのゴム層を設けたものが例示される。また、加圧ローラ１２の定着ローラ１１に対する圧接力としては、通常、数百Ｎ程度（例えば３００Ｎ）である。

定着ローラ１１の外周には、定着ローラ１１とは非接触に加熱手段１３が設けられている。加熱手段１３は、定着ローラ１１の回転軸に平行で且つ上下方向に設けられた２本の棒状の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２と、２本の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２を離隔した状態で覆い、定着ローラ１１と対向する部分が開口とされ、長手方向の長さが赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の発光部の長手方向よりも長い反射部材１５とを有する。そして、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の鉛直上方で且つ反射部材１５の外側にサーモスタット（電力遮断手段）１４が設けられている。サーモスタット１４は、温度検知部１４１と電力遮断部とが一体に構成されている。以下にそれぞれ説明する各実施形態では電力遮断手段としてサーモスタット１４を使用するが、本発明で使用可能な電力遮断手段は、サーモスタット１４に限定されるものではなく、温度検知部１４１と電力遮断部とが別体に構成されたものであっても勿論構わない。

反射部材１５は、アルミニウムやステンレス鋼などの金属材料からなり、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から放射された赤外線が反射するように内周面は鏡面とされている。また、反射部材１５の内側面形状は、反射した赤外線が定着ローラ１１表面の所定の加熱領域に集まる形状とされている。

赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から放射された赤外線（図２の破線矢印）は、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から直接および反射部材１５の内側面で反射して定着ローラ１１の表面に照射され、定着ローラ１１の表面を加熱する。

このような構成の定着装置１において、搬送されてきた用紙Ｐは、未定着のトナー像ｔが載った面が定着ローラ１１側になるように、定着ローラ１１と加圧ローラ１２とによって形成されたニップ部Ｎを通過する。ニップ部Ｎを通過する間に、トナー像ｔに対して加熱及び加圧がなされ、トナー像ｔは溶融して用紙Ｐに定着する。その後、用紙Ｐは排紙トレイ５４（図１に図示）へ排出される。

ここで、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２が熱暴走した場合、従来の定着装置では、定着ローラ１１の表面温度を検知する温度センサーによって温度の異常上昇を検知し、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への電力供給を遮断していた。このため、定着ローラ１１の回転時における赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走には比較的迅速に対応できたものの、定着ローラ１１が停止時の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走に対しては、温度センサーによる検知領域と赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２による加熱領域とが離れているために、検知領域の温度が上がるのに時間がかかり、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への電力供給が遮断されるまでに時間がかかるか、あるいは遮断されないおそれがあった。

これに対し本発明では、反射部材１５の外側にサーモスタット１４の温度検知部１４１を設けたので、定着ローラ１１の回転時の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走のみならず停止時の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走に対しても迅速に検知でき、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への電力供給が迅速に遮断できる。

図２に示す第１の実施形態では、電力遮断手段として温度検知部１４１と電力遮断部とが一体に構成されたサーモスタット１４を用いている。そして、サーモスタット１４の温度検知部１４１が、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の鉛直上方で且つ反射部材１５の平面状の上板１５１に接触配置されている。このように、温度検知部１４１が反射部材１５の外側に配置されていることによって、定着ローラ１１の回転の有無にかかわらず赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走を迅速に検知できる。加えて、温度検知部１４１の配置位置が赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の鉛直上方であるので、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２によって暖められて上昇気流となった熱流が反射部材１５の上板１５１と接触し、より迅速に赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走を検知できるようになる。

なお、図１及び図２に示す定着装置１では、加熱手段１３は定着ローラ１１の側方に設けられていていたが、加熱手段１３の取付位置は定着ローラ１１の外周であれば特に限定はなく、用紙の搬送方向や装置構成上の制約などから適宜決定すればよい。

（第２実施形態）
図３に、本発明に係る定着装置の第２実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図３に示す加熱手段１３の反射部材１５では、サーモスタット１４の温度検知部１４１に対向する上板１５１の内側面の領域に、他の内側面部分よりも放射率が高くなるように黒色塗装部６１が設けられている。黒色塗装部６１以外の反射部材１５の内側面では赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から照射された赤外線は反射されるが、黒色塗装部６１では赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から照射された赤外線が吸収される。これにより、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の熱暴走をより迅速に温度検知部１４１で検知できるようになる。なお、放射率を高くする手段としては黒色塗装の他、表面粗度を大きくするなど従来公知の手段をとることができる。

（第３実施形態）
図４に、本発明に係る定着装置の第３実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

所定の剛性を確保すると共に、加熱時の撓みによる変形が起きないように、反射部材１５にはある程度の板厚が必要である。しかし反射部材１５の板厚が厚いほど反射部材１５の昇温が遅くなる。そこで、図４に示す加熱手段１３の反射部材１５では、上板１５１の外側の、サーモスタット１４の温度検知部１４１に対向する領域に凹部６２を形成すると共に、上板１５１の内側は他の領域と同一面としている。そして、サーモスタット１４の温度検知部１４１を凹部６２に嵌め入れている。このように、反射部材１５の温度検知部分の厚みのみを薄くすることで、温度検知部分の昇温を速めて温度検知部１４１の検知感度を上げると同時に、反射部材１５の所定の剛性を保持させている。また、凹部６２が形成された上板１５１の内側は他の領域と同一面を形成しているので、赤外線の反射状態は変わらず反射ムラは生じない。

例えば、反射部材１５の板厚Ｔ（図４の丸枠の拡大図に図示）が０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲の場合、温度検知部１４１を取り付ける凹部６２の厚みｔは０．２ｍｍ程度まで薄くすることができる。なお、この実施形態では、サーモスタット１４の温度検知部１４１を凹部６２に嵌め入れているが、温度検知部１４１を凹部６２に対して離隔対向するように配置しても構わない。ただし、温度上昇の検知感度を高める観点からは温度検知部１４１を凹部６２内に取り付けるのが好ましい。

（第４実施形態）
図５に、本発明に係る定着装置の第４実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図５に示す加熱手段１３の反射部材１５では、上板１５１の、サーモスタット１４の温度検知部１４１に対向する領域に貫通孔６３が形成されている。貫通孔６３の大きさｄ（図５の丸枠の拡大図に図示）は温度検知部１４１の大きさＤ（図５の丸枠の拡大図に図示）よりも小さく、温度検知部１４１が貫通孔６３を完全に塞ぐようにサーモスタット１４が上板１５１に取り付けられている。これにより、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から放射された赤外線がサーモスタット１４の温度検知部１４１に直接照射されるので、温度検知部１４１の温度検知感度が上がる。また、貫通孔６３を温度検知部１４１で完全に塞ぐので、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２からの赤外線が反射部材１５から外に漏れ出ることがない。なお、加工精度が要求されるが、サーモスタット１４の温度検知部１４１と貫通孔６３とを同一平面形状とし、赤外線が外部に漏れ出ないように温度検知部１４１を貫通孔６３に完全に嵌め入れるようにしても構わない。

（第５実施形態）
図６に、本発明に係る定着装置の第５実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図６に示す定着装置では、サーモスタット１４が取り付けられている反射部材１５の上板１５１の剛性が温度によって変化する。具体的には、通常加熱の場合（例えば２００℃以下）では、反射部材１５の上板１５１はサーモスタット１４の重量（赤外線ヒーター方向への圧力）に対して十分な剛性を有しており変形しない（図６（ａ））。一方、過加熱状態になると（例えば４００℃以上）、上板１５１の剛性が低下しサーモスタット１４の重量によって上板１５１が赤外線ヒーターの方向に撓む（図６（ｂ））。この結果、温度検知部１４１が赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２に近づき温度検知感度が上がる。一方、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断されて上板１５１の温度が低下すると、上板１５１の剛性が回復してサーモスタット１４の重量に抗して上板は元の状態に回復し、温度検知部１４１は赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から離れた元の位置となる。

なお、図６に示す実施形態ではサーモスタット１４が赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の鉛直上方に設けられているので、上板１５１に対する赤外線ヒーター方向への圧力としてサーモスタット１４の自重を利用したが、バネなどの付勢手段をさらに用いて赤外線ヒーター方向へ付勢してもよい。また、サーモスタット１４が赤外線ヒーターの上方に配置されていない場合には、反射部材１５を赤外線ヒーターの方向に変形させるためにはバネなどの付勢手段が必要となる。

（第６実施形態）
図７に、赤外線ヒータＨ１，Ｈ２の配光図を示す。図７の縦軸は光度であり、横軸は赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の長手方向に位置である。赤外線ヒーターＨ１（図７における実線）は長手方向中央部を加熱し、赤外線ヒーターＨ２（図７における破線）は長手方向両端部を加熱する。なお、用紙は、その大きさによらず幅方向中央が赤外線ヒーターの長手方向中央を通過するように搬送される。このような定着装置において、例えば、幅の狭い用紙が搬送されてきた場合は赤外線ヒーターＨ１のみが点灯し、赤外線ヒーターＨ２は点灯しない。一方、幅の広い用紙が搬送されてきた場合は赤外線ヒーターＨ１及びＨ２が共に点灯する。

このような定着装置において、サーモスタット１４の温度検知感度が高くない場合には、図７（ｂ）に示すように、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２のそれぞれの加熱領域にサーモスタット１４ａ，１４ｂを設ける必要がある。これに対して、温度検知感度の高いサーモスタット１４を使用する場合には、図７（ａ）に示すように、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の配光が重なる境界部分に対応する位置に設ければ足り、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２のいずれが熱暴走しても検知可能となる。なお、赤外線ヒーターを３本以上備えた定着装置においても同様に、赤外線ヒーターの配光が重なる境界部分に対応する位置にサーモスタット１４を設ければよい。

（第７実施形態）
図８に、本発明に係る定着装置の第７実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図８に示す定着装置では、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２が上下方向で並んで且つ平行に配置されている。そして、この２本の赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から略等距離に位置する反射部材１５の側板にサーモスタット１４の温度検知部１４１が設けられている。このように、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２から略等距離の位置に温度検知部１４１を設けることによって、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２のいずれが熱暴走しても検知可能となる。なお、赤外線ヒーターを３本以上備えた定着装置についても同様に、それぞれの赤外線ヒーターから略等距離の位置に温度検知部１４１を設ければよい。

（第８実施形態）
赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２が熱暴走していない通常時であっても大量に連続通紙を行う場合には、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２の点灯比率が高くなり、サーモスタット１４の検知温度が所定の設定温度を超えて赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断されるおそれがある。そのような不具合への対策について以下の実施形態で説明する。

図９に、本発明に係る定着装置の第８実施形態を示す。定着ローラ１１及び加圧ローラ１２は第１実施形態と同じであるので、ここでは説明を省き、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図９に示す定着装置では、サーモスタット１４が温度検知可能な温度検知位置と、温度検知が不可能な退避位置とに移動可能とされ、連続通紙中はサーモスタット１４が退避位置に移動し、反射部材１５の表面温度が設定温度を超えても赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２
への給電が遮断されないようにしている。

サーモスタット１４の移動機構について説明する。サーモスタット１４は、不図示の付勢手段によって反射部材１５から離れる方向に常に付勢されている。そして、サーモスタット１４の一部には、軸７１を中心として回転自在のカム７２が接触しいている。カム７２の回転は、制御部によるモーターＭの回転制御によって行われる。軸７１はカム７２の中心から偏心しているため、サーモスタット１４とカム７２との接触点が軸７１から最も遠い位置のとき、サーモスタット１４の温度検知部１４１が付勢手段の付勢力に抗して反射部材１５に接触する温度検知位置となる（図９（ａ））。次に、カム７２が回転し、付勢手段による付勢力によってサーモスタット１４とカム７２との接触点が軸７１から最も近い位置になったとき、サーモスタット１４の温度検知部１４１と反射部材１５とは最も隔たった退避位置となる（図９（ｂ））。

サーモスタット１４の温度検知位置と退避位置との間の移動制御は制御部が行う。具体的には、例えば、大量の連続した画像形成指示信号が入力されると、所定時間が経過した後、サーモスタット１４を温度検知位置から退避位置に移動させる信号を制御部が出力してモーターＭを回転させる。また、画像形成終了信号が入力されると、所定時間が経過した後、サーモスタット１４を退避位置から温度検知位置に移動させる信号を制御部が出力してモーターＭを回転させる。

このような構成の定着装置によれば、大量の連続通紙が行われた場合であっても、サーモスタット１４の検知温度が所定の設定温度を超えることはなく、赤外線ヒーターへの給電が遮断されるおそれはなくなる。

なお、温度検知位置において、サーモスタット１４の温度検知部１４１と反射部材とが非接触である場合も本発明に含まれる。

（第９実施形態）
図１０に示す定着装置では、サーモスタット１４の温度検知部１４１が反射部材１５から離隔した位置に固定され、温度検知部１４１と反射部材１５との隙間に板状の断熱部材（断熱手段）８０が出入自在に設けられている。具体的には、断熱部材８０は、不図示の付勢手段によって温度検知部１４１と反射部材１５との隙間から離れる方向に常に付勢されている。そして、断熱部材８０の前記隙間から離れた側の端部に、軸８１を中心として回転自在のカム８２が接触している。カム８２の回転は、制御部によるモーターＭの回転制御によって行われる。軸８１はカム８２の中心から偏心しているため、断熱部材８０とカム８２との接触点が軸８１から最も近い位置のとき、断熱部材８０は前記隙間から退避した位置となり、サーモスタット１４による温度検知が可能になる（図１０（ａ））。次に、カム８２が軸８１を中心として回転し、付勢手段の付勢力に抗して断熱部材８０とカム８２との接触点が軸８１から最も遠い位置になったとき、前記隙間に断熱部材８０が進入し反射部材１５から温度検知部１４１への熱を遮断する位置となる（図１０（ｂ））。断熱部材８０の退避位置と遮断位置との間の移動制御は制御部が行う。制御部は、通紙中の情報を取得している間、断熱部材８０を遮断位置とする。

このような構成によっても、大量の連続通紙が行われた場合であっても、サーモスタット１４の検知温度が所定の設定温度を超えることはなく、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断されるおそれはなくなる。

（第１０実施形態）
図１１に示す定着装置では、サーモスタット１４の温度検知部１４１が反射部材１５から離隔した位置に固定され、送風ファン（送風手段）９１によって温度検知部１４１と反射部材１５との隙間に空気を流す構成である。送風ファン９１の入切制御は、第８実施形態及び第９実施形態と同様に制御部が行う。制御部は、通紙中の情報を取得している間、送風ファン９１を駆動させて前記隙間に空気を流す。これによって、大量の連続通紙が行われた場合であっても、サーモスタット１４の検知温度が所定の設定温度を超えることはなく、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断されるおそれはなくなる。なお、サーモスタット１４の温度検知部１４１と反射部材１５とが接触している形態であっても本実施形態の構成を適用することができる。

以上説明した大量に連続通紙を行う場合の、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断される不具合防止対策は機構的対策であったが、制御部による加熱制御によって前記不具合を防止するようにしてもよい。

例えば、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電を遮断する設定温度として、第１設定温度と、第１設定温度よりも高い第２設定温度を設け、非通紙時は第１設定温度を用い、通紙時は第２設定温度を用いる。このように赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電を遮断する設定温度を変えることによって、大量の連続通紙が行われた場合に、サーモスタット１４の検知温度が第２設定温度を超える可能性が低くなり、赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電が遮断されるおそれがなくなる。

以上説明したすべての実施形態では温度検知部１４１と電力遮断部とが一体となったサーモスタット１４を電力遮断手段として用いていたが、温度検知部１４１と電力遮断部とが別体で、温度検知部１４１で検知された検知温度信号が電力遮断部に送信され、電力遮断部における制御部で赤外線ヒーターＨ１，Ｈ２への給電を制御するようにしても構わない。

また、以上説明したすべての実施形態では、定着ローラ１１と加圧ローラ１２の一対のローラ機構であったが、定着回転体及び加圧回転体として無端状ベルトを用いた構成など従来公知の構成のものを用いてもよい。さらに、本発明の定着装置を適用し得る画像形成装置としては、モノクロ又はカラーの複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの機能を複数備えた複合機などいずれであっても構わない。

本発明の定着装置によれば、外部加熱方式の定着装置であっても赤外線ヒーターの熱暴走時において、定着回転体の回転及び停止の状態にかかわらず、確実に赤外線ヒーターへの電力供給を迅速に遮断でき有用である。

１ 定着装置
Ｈ１，Ｈ２ 赤外線ヒーター
１１ 定着ローラ（定着回転体）
１２ 加圧ローラ（加圧回転体）
１３ 加熱手段
１４ サーモスタット（電力遮断手段）
１５ 反射部材
６１ 黒色塗装部
６２ 凹部
６３ 貫通孔
７１ 軸
７２ カム
８１ 軸
８２ カム
９１ 送風ファン（送風手段）
８０ 断熱部材
１４１ 温度検知部

Claims (15)

1. 定着回転体と、この定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体の外周に前記定着回転体とは非接触に設けられ前記定着回転体を加熱する加熱手段と、所定の設定温度よりも高い温度になると前記加熱手段への給電を遮断する電力遮断手段と、制御部とを有する定着装置において、
   前記加熱手段は、赤外線ヒーターと、この赤外線ヒーターを覆い、前記定着回転体と対向する部分が開口とされた反射部材とを有し、前記反射部材の長手方向長さが、前記赤外線ヒーターの発光部の軸方向長さよりも長く、
   前記電力遮断手段の温度検知部が前記反射部材の外側に配置され、
   前記温度検知部は、温度検知が可能な温度検知位置と温度検知が不可能な退避位置とに移動可能で、
   前記制御部は、所定枚数以上の連続通紙中、前記温度検知部を退避位置とする
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記温度検知部の移動を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、画像形成指示信号が入力されたのち所定時間経過すると、前記温度検知部を温度検知位置から退避位置に移動させる信号を出力し、画像形成終了信号が入力されたのち所定時間経過すると、前記温度検知部を退避位置から温度検知位置に移動させる信号を出力する請求項１に記載の定着装置。
3. 定着回転体と、この定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体の外周に前記定着回転体とは非接触に設けられ前記定着回転体を加熱する加熱手段と、所定の設定温度よりも高い温度になると前記加熱手段への給電を遮断する電力遮断手段と、制御部とを有する定着装置において、
   前記加熱手段は、赤外線ヒーターと、この赤外線ヒーターを覆い、前記定着回転体と対向する部分が開口とされた反射部材とを有し、前記反射部材の長手方向長さが、前記赤外線ヒーターの発光部の軸方向長さよりも長く、
   前記電力遮断手段の温度検知部が前記反射部材の外側に配置され、
   前記温度検知部と前記反射部材との間に位置し、前記反射部材から前記温度検知部への熱を遮断する遮熱位置と、前記温度検知部と前記反射部材との間から退避した退避位置とに移動可能な断熱手段をさらに有し、
   前記制御部は、所定枚数以上の連続通紙中、前記断熱手段を遮熱位置とする
   ことを特徴とする定着装置。
4. 前記反射部材が平面部を有し、前記温度検知部が前記平面部に接触して配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
5. 前記温度検知部が、前記赤外線ヒーターの鉛直上方に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の定着装置。
6. 前記反射部材の前記温度検知部に対向する内側面の領域が、他の内側面領域よりも放射率が高くなるよう処理された請求項１〜５の何れかに記載の定着装置。
7. 前記反射部材の、前記温度検知部に対向する領域の厚さが他の部分よりも薄いことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の定着装置。
8. 前記反射部材の、前記温度検知部に対向する外側面領域の形状が凹形状であり、且つ内側面領域は他の領域と同一面を形成していることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
9. 前記反射部材の、前記温度検知部に対向する領域に貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の定着装置。
10. 前記貫通孔の大きさが前記温度検知部よりも小さく、赤外線ヒーターからの光が前記貫通孔から前記反射部材から外に漏れ出ないことを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
11. 長手方向の配光が紙幅に応じて互いに補完するように複数個の赤外線ヒーターが設けられ、
    前記温度検知部が、複数個の赤外線ヒーターの配光が重なる境界部分に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の定着装置。
12. 長手方向の配光が紙幅に応じて互いに補完するように複数個の赤外線ヒーターが設けられ、
    前記温度検知部が、それぞれの赤外線ヒーターから略等距離の位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の定着装置。
13. 前記温度検知部の前記反射部材との接触部分又は隙間部分に空気を流す送風手段をさらに有し、
    所定枚数以上の連続通紙中、前記送風手段によって前記温度検知部の前記反射部材との接触部分又は隙間部分に空気を流すことを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の定着装置。
14. 前記加熱手段への給電を遮断する設定温度として、第１設定温度と第１設定温度よりも高い第２設定温度とが設けられ、非通紙時は第１設定温度が用いられ、通紙中は第２設定温度が用いられることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の定着装置。
15. 請求項１〜１４の何れかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。