JPH09160406A - 誘導加熱定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加熱体の異常高温をいち早く検出して、被
加熱体の過加熱を防止した誘導加熱定着装置を提供す
る。 【解決手段】 導電性部材で形成された被加熱体３０
と、該被加熱体３０にに誘導電流を生じさせて発熱させ
るためのコイル９と、該コイル９に交番電流を流すため
のインバータ回路６０と、該被加熱体３０の温度変化と
同時に変化するコイル電圧を検出する最大コイル電圧検
出回路５５と、該最大コイル電圧検出回路５５が検出し
たコイル電圧が一定値以下となった場合にインバータ回
路６０を停止させる駆動回路５３と、を有することを特
徴とする誘導加熱定着装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタおよびファクシミリなどに用いられる定着
装置に関し、さらに詳しくは、誘導加熱を利用してトナ
ー像を記録媒体に定着する定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式の複写機などには、記録媒体
である記録紙ないし転写材などのシート上に転写された
トナー像をシートに定着させる定着装置が設けられてい
る。この定着装置は、例えば、シート上のトナーを熱溶
融させる定着ローラと、当該定着ローラに圧接してシー
トを挟持する加圧ローラとを有している。定着ローラは
円筒状に形成され、この定着ローラの中心軸上には、発
熱体が保持手段により保持されている。発熱体は、例え
ば、ハロゲンランプなどにより構成され、所定の電圧が
印加されることにより発熱するものである。この発熱体
は定着ローラの中心軸に位置しているため、発熱体から
発せられた熱は定着ローラ内壁に均一に輻射され、定着
ローラの外壁の温度分布は円周方向において均一とな
る。定着ローラの外壁は、その温度が定着に適した温度
（例えば、１５０〜２００℃）になるまで加熱される。
この状態で定着ローラと加圧ローラは摺接しながら互い
に逆方向へ回転し、トナーが付着したシートを挟持す
る。定着ローラと加圧ローラとの摺接部（以下、ニップ
部という）において、シート上のトナーは定着ローラの
熱により溶解し、両ローラから作用する圧力によりシー
トに定着される。トナーが定着した後、定着ローラおよ
び加圧ローラの回転に伴い、シートは、排紙ローラによ
って搬送され、排紙トレイ上に排出される。

【０００３】ハロゲンランプなどから構成される発熱体
を備えた上記定着装置においては、電源を投入した後、
定着ローラの温度が定着に適した所定温度に達するまで
の時間が長く、その間、使用者は複写機などを使用する
ことができず、待機を強いられるという問題があった。

【０００４】このため、複写機などの商品の価値を高め
るためには、ユーザの操作性向上（クイックプリント）
を図ることが一層注目され重視されてきている。

【０００５】そこで、クイックプリントに関しては、誘
導加熱方式の定着装置が提案されている（特開昭５９−
３３７８８号公報）。この誘導加熱定着装置は、金属導
体からなる定着ローラの内部に、螺旋状に巻かれたコイ
ルが同心状に配置されて、定着ローラの内面に近接した
前記コイルに高周波電流を流し、これによって生じた高
周波磁界で定着ローラに誘導渦電流を発生させ、定着ロ
ーラ自体の固有の抵抗によって定着ローラそのものをジ
ュール発熱させるようになっている。

【０００６】この誘導加熱方式は、他の加熱方式と比較
して次のような利点がある。まず第１に、ハロゲンラン
プの近赤外加熱のような間接加熱よりも、速く昇温し、
定着ローラ以外の部分の発熱や伝熱が少ない。また、ハ
ロゲンランプの光漏れに相当するロスがない。第２に、
定着ローラ表面に固体抵抗発熱体を持つ表面加熱より
も、電磁誘導特有の表皮効果があるために発熱効率が良
く、また摺動接点がないため定着装置の信頼性も長期に
わたって高い。

【０００７】近年では、低定着温度トナーの開発が進
み、また、家電用高周波電源におけるインバータ回路ス
イッチング素子などの普及・低価格化などによって、上
記特長を持つ誘導加熱定着装置の実現が可能となりつつ
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような利点を有す
る誘導加熱定着装置であるが問題点もあり、その一つ
に、昇温速度が早いと言う利点のために、被加熱体が異
常高温（過加熱）となった場合の安全対策の難しさがあ
る。

【０００９】この異常高温に対する安全対策は、従来の
ハロゲンランプを用いた定着装置の場合、サーモスタッ
トや温度ヒューズなどを定着ローラに接触させたり、そ
の近傍に配設し、定着ローラが一定の温度に達した場合
に、ハロゲンランプへの電流路を遮断するようにして定
着ローラの過加熱を防止している。

【００１０】しかしながら、サーモスタットや温度ヒュ
ーズなどはその動作にある程度のタイムラグがある。昇
温速度の遅いハロゲンランプの場合には、十分、定着ロ
ーラの過加熱を防止することができるが、誘導加熱の場
合にはその昇温速度が速いゆえに十分な効果をあげるこ
とができない。図１１にその一例を示すが、定着ローラ
にバイメタルを直接接触されて用いるサーモスタットの
場合でも、定着ローラが異常高温Ｔ0 となり、その温度
Ｔ0 を検知するまでに５０〜６０秒程度（ｔ０からｔ
１）の時間を要し、温度ヒューズの場合には、直接定着
ローラに接触させることができないため、さらに長く約
１００秒程度（ｔ０からｔ２）要する。その間に定着ロ
ーラは異常温度Ｔ0 からさらに温度Ｔ１、Ｔ２と高くな
る。

【００１１】このため、誘導加熱の場合には、この様な
熱伝達の遅れの間に上昇する温度（Ｔ１、Ｔ２）に耐え
得る高温耐熱部材を用いる必要があり、また、応答速度
が速いバイメタルを用いる必要もあり、製品のコストア
ップにつながると言う問題がある。

【００１２】そこで本発明の目的は、サーモスタットや
温度ヒューズにかわる、応答速度の速い異常高温対策を
施した誘導加熱定着装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１記載の本発明は、記録媒体上に形成されたト
ナー像を前記記録媒体へ定着する定着装置であって、導
電性部材で形成された被加熱体と、該被加熱体に近接し
て配設され、該被加熱体に誘導電流を生じさせて発熱さ
せるためのコイルと、該コイルに交番電流を流すための
高周波電源回路と、前記コイルの電圧を検出するコイル
電圧検出手段と、該コイル電圧検出手段が検出したコイ
ル電圧の最大値が予め決められた一定電圧値以下となっ
た場合に、前記高周波電源回路の動作を停止させる高周
波電源回路停止手段と、を有することを特徴とする誘導
加熱定着装置である。

【００１４】また請求項２記載の本発明は、前記請求項
１記載の本発明において、前記高周波電源回路が、前記
コイルに電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオ
ン、オフのタイミングを決めるタイミング決定手段とを
有し、該タイミング決定手段が予め決められた一定の時
間間隔により該スイッチをオン、オフして前記コイルに
交番電流を流すことを特徴とする誘導加熱定着装置であ
る。

【００１５】上記目的を達成するための請求項３記載の
本発明は、記録媒体上に形成されたトナー像を前記記録
媒体へ定着する定着装置であって、導電性部材で形成さ
れた被加熱体と、該被加熱体に近接して配設され、該被
加熱体に誘導電流を生じさせて発熱させるためのコイル
と、前記被加熱体の加熱出力を任意に制御するための制
御電圧を出力する加熱出力制御手段と、該コイルに交番
電流を流すためのスイッチを有する高周波電源回路と、
該加熱出力制御手段からの制御電圧に応じて前記コイル
に交番電流を流す高周波電源回路と、前記コイルの電圧
を検出するコイル電圧検出手段と、該コイル電圧検出手
段が検出したコイル電圧の最大値が、前記加熱出力制御
手段が出力している制御電圧に比例して決められた電圧
値以下となった場合に、前記高周波電源回路の動作を停
止させる高周波電源回路停止手段と、を有することを特
徴とする誘導加熱定着装置である。

【００１６】また請求項４記載の本発明は、前記請求項
３記載の本発明において、前記高周波電源回路が、前記
コイルに交番電流を流すためのスイッチと、該スイッチ
のオン、オフのタイミングを決めるタイミング決定手段
とを有し、前記タイミング決定手段がタイマー回路より
なり、該タイマー回路が前記加熱出力制御手段からの制
御電圧に応じた時間を計時して前記スイッチのオン、オ
フのタイミングを決定することを特徴とする請求項３記
載の誘導加熱定着装置である。

【００１７】また請求項５記載の本発明は、請求項３記
載の本発明において、前記高周波電源回路が、前記コイ
ルに交番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオ
ン、オフのタイミングを決めるタイミング決定手段とを
有し、前記タイミング決定手段が、前記コイルのコイル
電流を検出するコイル電流検出手段を有し、該コイル電
流検出手段が検出したコイル電流を電圧値に変換して、
前記加熱出力制御手段からの制御電圧と比較して、前記
スイッチのオン、オフのタイミングを決定することを特
徴とする請求項３記載の誘導加熱定着装置前記である。

【００１８】

【発明の実施の形態】上述のように構成された本発明の
実施の形態を添付した図面を用いて説明する。

【００１９】＜実施の形態１＞図１は、本発明を適用し
た誘導加熱定着装置の制御系のブロック図である。この
誘導加熱定着装置は、金属製の定着ローラまたは金属板
などの被加熱体３０の近傍に、該被加熱体３０に誘導電
流を発生されるための誘導加熱コイル９が配設されてお
り、該誘導加熱コイル９には、商用電源（ＡＣ１００
Ｖ）４５の交流が整流回路４８によって直流（ＤＣ）に
整流され、高周波電源回路であるインバータ回路６０で
高周波に変換して印加されている。

【００２０】誘導加熱コイル９への高周波電流（交番電
流）は、整流回路４８によりＡＣ１００ＶがＤＣに整流
されて、ＬＣ共振回路を構成する誘導加熱コイル９と共
振用コンデンサ４９に印加され、そして、整流回路４８
とＬＣ共振回路に対して直列に接続された、例えばトラ
ンジスタ、ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどからなるスイッ
チ４４を駆動回路５３によりスイッチングすることで供
給される。スイッチ４４のオンタイミングは電圧検出回
路５４により決められ、スイッチ４４のオフタイミング
はタイマー回路５１により決められる。

【００２１】スイッチ４４のオンタイミングは、誘導加
熱コイル９と共振用コンデンサ４９の共振により発生す
る電圧がある一定の電圧値以下、ここでは０Ｖに達した
ことを電圧検出回路５４が検出して駆動回路５３へ信号
を出力し、その信号により駆動回路５３がスイッチ４４
をオンにする。一方、スイッチ４４のオフタイミング
は、タイマー回路５１が後述するように駆動回路５３に
一定時間の信号を出力して、その信号により駆動回路５
３がスイッチ４４をオフにする。したがって、電圧検出
回路５４、タイマー回路５１および駆動回路５３がタイ
ミング決定手段として機能することとなる。

【００２２】タイマー回路５１は、抵抗とコンデンサか
らなる簡易な回路構成をとり、後述する制御回路５０か
らの一定電圧のオン信号によってＣＲ充放電特性から決
まる一定時間経過後に駆動回路５３にオフタイミングの
信号を出力している。

【００２３】この様なスイッチング動作により誘導加熱
コイル９に高周波が印加されて、被加熱体３０に誘導電
流が生じて発熱する。

【００２４】制御回路５０は、加熱出力制御手段であ
り、被加熱体３０に接触または直近に配設されているサ
ーミスタ６が検出した温度から被加熱体３０の温度が定
着に必要な温度となるように一定電圧のオン／オフ信号
をタイマー回路５１に出力している。

【００２５】そして、この制御系では、被加熱体３０の
過加熱を防止するために、コイル電圧の最大値を検出す
る最大コイル電圧検出回路５５が設けられている。この
最大コイル電圧検出回路５５は、検出されるコイル電圧
の最大値が予め定められた基準電圧値以上のときには駆
動回路５３へオン（Ｈｉレベル）信号を出力しており、
コイル電圧の最大値が予め定められた基準電圧値以下と
なったときにその信号をオフ（Ｌｏレベル）にして、駆
動回路５３がスイッチ４４をオフするように制御してい
る。これにより、最大コイル電圧検出回路５５から駆動
回路５３への信号がオフとなった時点でインバータ回路
６０の動作が全て停止し、誘導加熱コイル９への高周波
電流の供給が遮断されて被加熱体３０の過加熱が防止さ
れる。したがって、最大コイル電圧検出回路５５がコイ
ル電圧検出手段であり、またここでは駆動回路５３が高
周波電源回路停止手段として機能することとなる。

【００２６】ここで、この被加熱体の過加熱を防止する
動作について説明する。

【００２７】金属部材によって形成されている被加熱体
は、誘導加熱による温度上昇によって金属抵抗が上昇す
る特性を持っている。この温度上昇による抵抗変化率を
式で表せば、下記（１）式のようになる。 抵抗変化率ＴＣＲ＝（ΔＲ／Ｒ0 ）×（１／ΔＴ） …（１） （ただし、式中、ΔＲは抵抗の変化分、Ｒ0 基準温度
（例えば常温）での抵抗値、ΔＴは温度の変化分であ
る）。

【００２８】また、被加熱体の加熱出力Ｗは、下記
（２）式で表される。 Ｗ＝Ｖ² ／ＲT ＝Ｖ² ／（Ｒ0 ＋ΔＲ） ＝（Ｖ² ／Ｒ0 ）×（１／（１＋ＴＣＲ×ΔＴ） …（２） （ただし、式中、Ｖは被加熱体の誘導電圧、ＲT は現在
温度での被加熱体の抵抗値である）。

【００２９】この被加熱体の加熱出力Ｗはコイルに蓄え
られる電力に比例し、コイルに蓄えられる電力は、コイ
ルと共に共振回路を構成している共振用コンデンサにス
イッチがオンとなっている時間だけ蓄えられる電力と同
値であり、下記（３）のように表される。 １／２ＣＶL ² ＝１／２ＬＩ² ∝Ｗ …（３） （ただし、式中、Ｃは共振用コンデンサの容量、ＶL は
コイル電圧、Ｌはコイルのインダクタンス、Ｉはコイル
電流である）。

【００３０】この（３）式を、Ｗに前記（２）式を代入
して変形すると、下記（４）式となる。 ＶL ∝１／√（１＋ＴＣＲ×ΔＴ） …（４） この（４）式からコイル電圧は被加熱体の温度に対して
反比例することが分かる。すなわち、図２に示すよう
に、被加熱体の温度が上昇すると、コイル電圧が下がる
のである。

【００３１】したがって、被加熱体の温度上昇にともな
い低下するコイル電圧を検知して、ある一定値ＶＤ0 以
下になった場合に電力の供給を遮断することで、その時
の被加熱体の温度Ｔ0 以上に被加熱体が加熱昇温するの
を防止できる。つまり、本実施の形態では、最大コイル
電圧検出回路５５がこのコイル電圧ＶL を検出し、検出
した電圧がＶＤ0 以上であれば駆動回路５３にオン信号
を出力し、検出した電圧がＶＤ0 以下となったときにオ
ン信号を切ることで、被加熱体が異常高温となった場合
の過加熱防止対策としている。ただし、ここで、検出す
るコイル電圧ＶL はインバータ回路によって印加される
高周波の最大電圧値である。

【００３２】この動作を図３に示すタイムチャートを参
照して説明すると、被加熱体３０の温度が何等かの原因
により、異常温度Ｔ0 を越えると、被加熱体３０の温度
上昇にともなって低下しているコイル電圧の最大値が基
準電圧Ｖref より低下する。これにより、それまでＨｉ
レベルであった最大コイル電圧検出回路５５からの信号
がＬｏレベルとなり、駆動回路５３からの出力が止まり
スイッチ４４がオフになる。これにより、インバータ回
路６０の動作が全て停止し、誘導加熱コイル９への高周
波電流が供給されなくなるので、被加熱体３０はそれ以
上発熱することがない。

【００３３】＜実施の形態２＞図４は、本発明を適用し
た他の実施の形態の誘導加熱定着装置の制御系のブロッ
ク図である。この制御系は、前述の実施の形態１におい
て、制御回路５０からタイマー回路５１への出力信号が
一定電圧の出力のみであったのに対し、制御回路５０ａ
から出力される電圧をアナログ的に変化させることで、
加熱出力を任意に制御できるようにしたものである。

【００３４】すなわち、抵抗とコンデンサよりなるタイ
マー回路５１に印加する電圧を変えることで、コンデン
サに蓄えられる電荷量が変化して、ＣＲ充放電特性によ
って決まるタイマー回路の時間が変化することとなり、
これによりスイッチ４４のオフタイミングの時間が変わ
るので、誘導加熱コイル９に蓄積される電力量が変わり
加熱出力が変化する。したがって、制御信号の電圧を高
くすれば、タイマー回路５１から出力されるオフタイミ
ングの時間が伸びて誘導加熱コイル９に蓄えられる電力
量が大きくなり加熱出力が増加する。一方、制御信号の
電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの時間が短くな
り加熱出力が低くなる。

【００３５】この加熱出力の制御にともない、当然コイ
ル電圧の最大値も変化することとなる。そこで、この制
御系にあっては、最大コイル電流検出回路５５が検出し
た電圧値に対して、被加熱体３０の過加熱を防止するた
めの基準電圧を制御信号の電圧値に比例して設定するよ
うにした。

【００３６】すなわち、制御信号の電圧が低い場合に場
合には、過加熱となる異常温度に対応したコイル電圧の
最大値も低くなるので基準電圧を低く設定し、逆に、制
御電圧が高い場合には、基準電圧を高く設定する。

【００３７】最大コイル電圧検出回路５５が、このよう
に設定された基準電圧と検出したコイル電圧の最大値と
を比較して、基準電圧よりコイル電圧の最大値が低くな
ったときに、駆動回路５３へ出力している信号をＬｏレ
ベルとし、インバータ回路６０の動作を停止させる。こ
れにより、被加熱体３０の過加熱が前述の実施の形態１
同様に防止される。したがって、最大コイル電圧検出回
路５５がコイル電圧検出手段であり、また駆動回路５３
が高周波電源回路停止手段として機能することとなる。

【００３８】なお、その他の構成や動作については、前
述の実施の形態１と同様であるのでその説明は省略す
る。

【００３９】＜実施の形態３＞図５は、本発明を適用し
たさらに他の実施の形態の誘導加熱定着装置の制御系の
ブロック図である。

【００４０】この誘導加熱定着装置は、金属製の定着ロ
ーラまたは金属板などの被加熱体３０の近傍に、該被加
熱体３０に誘導電流を発生されるための誘導加熱コイル
９が配設されており、該誘導加熱コイル９には、商用電
源（ＡＣ１００Ｖ）４５の交流が整流回路４８によって
ＤＣに整流され、インバータ回路６０で高周波に変換し
て印加されている。

【００４１】誘導加熱コイル９への高周波電流（交番電
流）は、整流回路４８によりＡＣ１００ＶがＤＣに整流
されて、ＬＣ共振回路を構成する誘導加熱コイル９と共
振用コンデンサ４９に印加され、そして、整流回路４８
とＬＣ共振回路に対して直列に接続された、例えばトラ
ンジスタ、ＦＥＴあるいはＩＧＢＴなどからなるスイッ
チ４４を駆動回路５３によりスイッチングすることで供
給される。スイッチ４４のオンタイミングは電圧検出回
路５４により決められ、スイッチ４４のオフタイミング
は電流検出回路５２により決められる。したがって、電
圧検出回路５４、電流検出回路５２および駆動回路５３
がタイミング決定手段として機能することとなる。

【００４２】このスイッチ４４のオフタイミングは、ス
イッチ４４がオンすることにより、誘導加熱コイル９に
電流が流れ、電流検出回路５１がその内部に有する電流
検出抵抗により発生した電圧を検出して、検出した電圧
が後述する制御回路５０ｂからの制御信号の電圧値を越
えると、スイッチ４４をオフするように駆動回路５３に
信号を出力して、その信号により駆動回路５３がスイッ
チ４４をオフすることによって制御される。一方、オン
タイミングは、電圧検出回路５４が誘導加熱コイル９の
コイル電圧が０Ｖ付近まで下降したことを検出すると、
スイッチ４４をオンするように駆動回路５３に信号を送
ることで制御される。

【００４３】これにより、誘導加熱コイル９に高周波電
流（交番電流）が印加されて、被加熱体３０が誘導加熱
されて発熱する。

【００４４】制御回路５０ｂは、前述の実施の形態２同
様に、制御回路５０ｂから出力される電圧をアナログ的
に変化させることで、加熱出力を任意に制御できるよう
にしたものである。この制御回路５０ｂから出力された
信号は、電流検出回路５２に供給されて、オフタイミン
グを決定する際の電圧となる。したがって、制御信号の
電圧を高くすれば、電流検出回路５２が出力するオフタ
イミングの時間が長くなり、誘導加熱コイル９に蓄えら
れる電力量が大きくなり、加熱出力が増加する。一方、
制御信号の電圧を低くすれば、逆にオフタイミングの時
間が短くなり、加熱出力が低くなる。

【００４５】また、最大コイル電流検出回路５５が検出
した電圧値に対して、被加熱体３０の過加熱を防止する
ための基準電圧を制御信号の電圧値に比例するように設
定するようにした。すなわち、制御信号の電圧が低い場
合に場合には、過加熱となる異常温度に対応したコイル
電圧の最大値も低くなるので、基準電圧を低く設定し、
逆に、制御電圧が高い場合には、基準電圧を高く設定す
る。最大コイル電圧検出回路５５が、このように設定さ
れた基準電圧と検出したコイル電圧の最大値を比較し
て、基準電圧よりコイル電圧の最大値が低くなったとき
に、駆動回路５３へ出力している信号をＬｏレベルと
し、インバータ回路６０の動作を停止させる。これによ
り、被加熱体３０の過加熱が前述の実施の形態２同様に
防止される。したがって、最大コイル電圧検出回路５５
がコイル電圧検出手段であり、また駆動回路５３が高周
波電源停止手段として機能することとなる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明を適用した誘導加熱定着装置の
一実施例を図面に基づいて説明する。なお、同一機能を
有する部材については既に説明した各図と同一の符号を
付し、その説明を省略する。

【００４７】実施例１ 図６は本発明を適用した誘導加熱定着装置の概略断面図
である。図６に示すように、プリンタなどに組み込まれ
た誘導加熱定着装置は、矢印ａ方向に回転駆動可能に設
けられた定着ローラ１と、該定着ローラ１に圧接して設
けられ定着ローラ１の回転に伴って従動回転する加圧ロ
ーラ２とを有する。定着ローラ１は、導電体の円筒形中
空パイプであり、例えば炭素鋼管、ステンレス合金管あ
るいはニッケル合金管などの導電性部材から形成され、
その外周面にフッ素樹脂をコーティングして、表面に耐
熱離型性層が形成されている。また、定着ローラ１は、
導電性磁性部材から形成することがさらに好ましい。一
方、加圧ローラ２は、軸芯４の周囲に、表面離型性耐熱
ゴム層であるシリコンゴム層５が形成されている。

【００４８】定着ローラ１の内部には、該定着ローラ１
に誘導電流を発生させ、定着ローラ１を発熱させるため
のコイルアセンブリ３が複数配設されていて、各コイル
アセンブリ３は、該定着ローラ１との間に該定着ローラ
１が回転自在となるように僅かなギャップを隔てて固定
されているホルダ１１に収納されている。

【００４９】また、コイルアセンブリ３は、図７に示す
ように、ロの字型の通孔を有しコア１０をこの通孔に挿
入してコア１０を取り囲むようにボビン８が設けられ、
このボビン８の周りに銅線を巻いてコイル３を形成して
ある。コイル３は表面に融着層と絶縁層を持つ直径０．
８ｍｍの単一またはリッツ銅線を用いて、ボビン８の回
りに定着ローラ１の回転軸に沿った方向に巻回されてい
る。

【００５０】コア１０は、例えば、フェライトコアまた
は積層コアからなり、ボビン８は、例えば、セラミック
や耐熱絶縁性エンジニアリング・プラスチックで形成さ
れ、コイル３を押えてその形状を整える役割を果たす。

【００５１】このコイルアセンブリ３が収納されるホル
ダ１１は、図８に示すように、円柱の周囲上下左右に突
き抜ける穴を複数個開けた形状をしており、両端部には
装置本体に固定するための突起部１ａが設けられてい
る。このホルダ１１は、耐熱絶縁性の材料、例えばＰＰ
Ｓ（ポリフェニレンサルファイド）や液晶ポリマーなど
で形成されている。コイルアセンブリ３は、例えばホル
ダ１１に設けられた左右の穴にボビン８を挿入し、その
後上下の穴にコア１０を挿入することによってホルダ１
１に組み込まれる。複数のコイル９は、ホルダ１１内で
電気的に直列に接続されており、ホルダ１１の両端には
これらコイル９へ高周波電流を流すためのリード線１２
が引き出されている。

【００５２】なお、定着ローラ１は、その両端にスベリ
軸受部が形成され、定着ユニットフレームに回転自在に
取り付けられている。また、定着ローラ１は、その片端
に図示しない駆動ギアが固定され、この駆動ギアに接続
されたモータなどの図示しない駆動源によって回転駆動
される。さらに、定着ローラ１の上方には、定着ローラ
の温度を検出するためのサーミスタ６が設けられてい
る。

【００５３】この定着装置のコイル９に高周波電流を流
すための制御系は、図１、図４または図５を用いて既に
説明した制御系が用いられており、制御回路５０が定着
ローラ１の上部外周面に配設されているサーミスタ６が
検出する温度により必要な発熱量（加熱出力）を決定
し、制御信号が出力されて、コイル９に流される高周波
電流が印加される。このとき、もし、定着ローラ１の温
度が異常に高温となった場合には、最大コイル電圧検出
回路５５からの出力信号がＬｏレベルとなり、即座にイ
ンバータ回路６０が停止されることで、定着ローラ１の
過加熱が防止される。

【００５４】このように構成された誘導加熱定着装置は
以下のように動作する。まず、未定着のトナー像が転写
されているシート１４が、図６中左方向から搬送され、
定着ローラ１と加圧ローラ２との間のニップ部に向けて
送り込まれる。シート１４は、定着ローラ１の熱と、両
ローラ１、２から作用する圧力とが加えられながらニッ
プ部を搬送される。これにより、未定着トナーが定着さ
れて、シート１４上には定着トナー像が形成される。ニ
ップ部を通過したシート１４は、定着ローラ１から自然
に分離し、あるいは図６に示すように、先端部が定着ロ
ーラ１の表面に摺接するように設けられた分離爪７ない
し分離ガイドによって定着ローラ１から強制的に分離さ
れ、図６中右方向に搬送される。このシート１４は、図
示しない排紙ローラによって搬送されて、排紙トレイ上
に排出される。

【００５５】実施例２ 次に本発明を適用した他の誘導加熱定着装置の実施例を
説明する。図９は本実施例２の誘導加熱定着装置の概略
断面図である。本実施例２では、導電体で形成されたガ
イド部材としての上定着前ガイド３７が被発熱体として
設けられており、また、この上定着前ガイド３７に誘導
渦電流を生じさせるためのコイルアセンブリ１５ａと、
シート１４を挟持して搬送するローラ対３５および３６
とを有している。コイルアセンブリ１５ａは、図１０に
示すように、ボビン１ａに保持されたコア２ａとコイル
３ａとから構成され、上定着前ガイド３７を介してシー
ト１４に対向する位置に取り付けられている。ローラ対
３５および３６は、上定着前ガイド３７の直近下流側に
設けられている。ここで、ローラ対３５および３６のそ
れぞれのローラの表面は、トナーに対して離型性を有す
る部材、例えばフッ素樹脂やシリコンゴムなどによりコ
ーティングされている。

【００５６】本実施例２では、コイル３ａに流される高
周波電流により、上定着前ガイド３７に誘導電流が発生
し、上定着前ガイド３７が発熱する。トナー像が転写さ
れたシート１４は、図６の左側から送り込まれ、発熱し
た上定着前ガイド３７により非接触にて加熱される。こ
の部分でトナーはある程度軟化され、トナーとシート１
４とにはある程度の熱が蓄えられる。次いで、シート１
４はローラ対３５および３６により形成されるニップに
送り込まれる。そして、ニップ部の圧力とトナーおよび
シート１４に蓄積された熱とにより、トナーはシート１
４に定着される。

【００５７】本実施例２にあっては、このコイル３ａに
流される高周波電流は、上記実施例１同様、図１、図４
または図５をもって既に説明した制御系によって供給さ
れ、被加熱体である上定着前ガイド３７が異常高温とな
ったときには即座にインバータ回路６０が停止されて過
加熱が防止される。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項ごとに以下のような効果を奏する。

【００５９】請求項１記載の本発明は、被加熱体の温度
変化と同時に変化するコイル電圧の変化を利用し、この
コイル電圧を検出することでいち早く被加熱体の異常高
温を検知し、コイルに交番電流を供給している高周波電
源回路を停止することとしたので、従来の安全装置と比
較して熱伝達による遅れがなく、誘導加熱定着装置にお
ける異常高温に対する安全対策として優れ、また、熱伝
達による遅れがない分より耐熱温度の低い部材を使用す
ることができるので、装置コストを低減することが可能
となる。

【００６０】請求項２記載の本発明は、一定周期で交番
電流を発生させる高周波電源回路を用いた誘導加熱定着
装置において、被加熱体の温度変化と同時に変化するコ
イル電圧の変化を利用し、このコイル電圧の最大値を検
出することでいち早く被加熱体の異常高温を検知し、コ
イルに交番電流を供給している高周波電源回路を停止す
ることとしたので、従来の安全装置と比較して熱伝達に
よる遅れがなく、誘導加熱定着装置における異常高温に
対する安全対策として優れ、また、熱伝達による遅れが
ない分より耐熱温度の低い部材を使用することができる
ので、装置コストを低減することが可能となる。

【００６１】請求項３〜５記載の本発明は、被加熱体の
加熱出力を任意に制御することができる誘導加熱定着装
置において、被加熱体の温度変化と同時に変化するコイ
ル電圧の変化を利用し、このコイル電圧の最大値を検出
して一早く被加熱体の異常高温を検知し、コイルに交番
電流を供給している高周波電源回路を停止することとし
たので、従来の安全装置と比較して熱伝達による遅れが
なく、誘導加熱定着装置における異常高温対策のための
安全機構として優れ、また、熱伝達による遅れがない分
より耐熱温度の低い部材を使用することができるおで、
装置コストを低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の誘導加熱定着装置の実施の形態を説
明するためのブロック図である。

【図２】 被加熱体の温度とコイル電圧との関係を示す
図面である。

【図３】 上記実施の形態における動作を説明するため
のタイムチャートである。

【図４】 本発明の誘導加熱定着装置の他の実施の形態
を説明するためのブロック図である。

【図５】 本発明の誘導加熱定着装置のさらに他の実施
の形態を説明するためのブロック図である。

【図６】 本発明を適用した誘導加熱定着装置の一実施
例を示す断面図である。

【図７】 図６に示されるコイルアセンブリを説明する
ための斜視図である。

【図８】 図６に示されるホルダを示す斜視図である。

【図９】 本発明を適用した誘導加熱定着装置の他の実
施例を示す断面図である。

【図１０】 図９に示されるコイルアセンブリを説明す
るための斜視図である。

【図１１】 被加熱体の温度上昇に対するサーモスタッ
トのバイメタルおよび温度ヒューズの応答特性を示す図
面である。

【符号の説明】

１…定着ローラ、 ２…加圧ローラ、 ３，１５ａ…コイルアセンブリ、 ９，３ａ…誘導加熱コイル、 １０，２ａ…コア、 ３０…被加熱体、 ３７…上定着前ガイド、 ４４…スイッチ、 ５０，５０ａ，５０ｂ…制御回路、 ５１…タイマー回路、 ５２…電流検出回路、 ５３…駆動回路、 ５４…電圧検出回路、 ５５…最大コイル電圧検出回路、 ６０…インバータ回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に形成されたトナー像を前記
   記録媒体へ定着する定着装置であって、 導電性部材で形成された被加熱体と、 該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流
   を生じさせて発熱させるためのコイルと、 該コイルに交番電流を流すための高周波電源回路と、 前記コイルの電圧を検出するコイル電圧検出手段と、 該コイル電圧検出手段が検出したコイル電圧の最大値が
   予め決められた一定電圧値以下となった場合に、前記高
   周波電源回路の動作を停止させる高周波電源回路停止手
   段と、を有することを特徴とする誘導加熱定着装置。
2. 【請求項２】 前記高周波電源回路が、前記コイルに交
   番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオン、オ
   フのタイミングを決めるタイミング決定手段とを有し、
   該タイミング決定手段が予め決められた一定の時間間隔
   により該スイッチをオン、オフして前記コイルに交番電
   流を流すことを特徴とする請求項１記載の誘導加熱定着
   装置。
3. 【請求項３】 記録媒体上に形成されたトナー像を前記
   記録媒体へ定着する定着装置であって、 導電性部材で形成された被加熱体と、 該被加熱体に近接して配設され、該被加熱体に誘導電流
   を生じさせて発熱させるためのコイルと、 前記被加熱体の加熱出力を任意に制御するための制御電
   圧を出力する加熱出力制御手段と、 該コイルに交番電流を流すためのスイッチを有する高周
   波電源回路と、 該加熱出力制御手段からの制御電圧に応じて前記コイル
   に交番電流を流す高周波電源回路と、 前記コイルの電圧を検出するコイル電圧検出手段と、 該コイル電圧検出手段が検出したコイル電圧の最大値
   が、前記加熱出力制御手段が出力している制御電圧に比
   例して決められた電圧値以下となった場合に、前記高周
   波電源回路の動作を停止させる高周波電源回路停止手段
   と、を有することを特徴とする誘導加熱定着装置。
4. 【請求項４】 前記高周波電源回路が、前記コイルに交
   番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオン、オ
   フのタイミングを決めるタイミング決定手段とを有し、 前記タイミング決定手段がタイマー回路よりなり、該タ
   イマー回路が前記加熱出力制御手段からの制御電圧に応
   じた時間を計時して前記スイッチのオン、オフのタイミ
   ングを決定することを特徴とする請求項３記載の誘導加
   熱定着装置。
5. 【請求項５】 前記高周波電源回路が、前記コイルに交
   番電流を流すためのスイッチと、該スイッチのオン、オ
   フのタイミングを決めるタイミング決定手段とを有し、 前記タイミング決定手段が、前記コイルのコイル電流を
   検出するコイル電流検出手段を有し、該コイル電流検出
   手段が検出したコイル電流を電圧値に変換して、前記加
   熱出力制御手段からの制御電圧と比較して、前記スイッ
   チのオン、オフのタイミングを決定することを特徴とす
   る請求項３記載の誘導加熱定着装置。