JPH1039676A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着部での的確な温度検出を可能とし、信頼
性の高い定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 記録媒体に転写した画像を加熱して定着
する定着装置において、磁性材からなる回転可能な筒部
材と、前記筒部材に記録媒体を押圧すると共に、記録媒
体に搬送力を付与する回転部材と、前記筒部材の内部に
設けた高透磁率材からなるコアと、前記コアを中心に、
前記筒部材の長手方向に巻き回した励磁コイルと、を有
し、前記筒部材を挟んで前記励磁コイルと対向した位置
に、温度を検出するための温度検出手段を設けたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電磁誘導により筒部
材を発熱させて未定着画像を定着させるための定着装置
及びこれを用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタや複写機等にあっては電子写真
記録方式によって画像を形成するものが多いが、この電
子写真記録方式は記録媒体にトナー像を転写し、この記
録媒体に熱及び圧力を印加してトナー像を定着させるよ
うにしている。

【０００３】前記トナー像を定着させるための定着装置
としては、従来、内部にハロゲンヒータを配した熱ロー
ラ定着装置や、セラミックヒータをポリイミド系の円筒
フィルムを内面から当接させるフィルム定着装置等が知
られているが、近年では省電力の観点から高周波電流を
利用した電磁誘導加熱による定着装置が提案されてい
る。

【０００４】前記電磁誘導加熱による定着装置は、高抵
抗材料の筒部材（フィルム又はローラ）内に励磁コイル
を配し、この励磁コイルに高周波電流を流すことにより
発生する渦電流を利用して筒部材を発熱させ、その熱に
よって画像を定着するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】定着装置はヒータ等に
よって加熱するために、サーモスイッチや温度ヒューズ
等の温度検出手段が設けてあり、過剰に加熱しないよう
にしている。

【０００６】しかしながら、前述した電磁誘導加熱によ
る定着装置にあっては、励磁コイルの位置により発熱箇
所が異なり、筒部材の周上で不均一になる。このため、
温度検出手段の配置位置によっては発熱ピーク温度より
も低い温度しか検出できなかったり、温度検出素子自体
が発熱するおそれがある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的は、定着部での的確な温度検出を可能とし、信
頼性の高い定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、記録媒体に転写した画
像を加熱して定着する定着装置において、磁性材からな
る回転可能な筒部材と、前記筒部材に記録媒体を押圧す
ると共に、記録媒体に搬送力を付与する回転部材と、前
記筒部材の内部に設けた高透磁率材からなるコアと、前
記コアを中心に、前記筒部材の長手方向に巻き回した励
磁コイルと、を有し、前記筒部材を挟んで前記励磁コイ
ルと対向した位置に、温度を検出するための温度検出手
段を設けたことを特徴とする。

【０００９】上記構成にあっては、励磁コイルと対向し
た位置で温度検出するために、筒部材の筒部材のピーク
温度の検出がより確実に行われ、過熱を確実に防止する
ことが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る定着装置を用い
た画像形成装置の一実施形態について図面を参照して説
明する。

【００１１】〔第１実施形態〕図１乃至図３は第１実施
形態を示すものであり、図１は定着装置の構成説明図で
あり、図２は励磁コイルと温度検出手段の位置を示す説
明図、図３は前記定着装置を用いた画像形成装置の全体
構成説明図である。

【００１２】ここでは説明の順序として、まず画像形成
装置の全体構成について説明し、次に定着装置の構成に
ついて説明する。

【００１３】｛画像形成装置の全体構成｝この画像形成
装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図３に示すよう
に、光学手段１から画像情報に基づいた情報光（レーザ
ー光）をドラム形状の像担持体である電子写真感光体へ
照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像して
トナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期
して、記録媒体である記録媒体Ｐを搬送手段で搬送し、
この記録媒体Ｐに対して画像形成手段によって画像を形
成するように構成している。

【００１４】本実施形態にあっては画像形成手段として
電子写真方式を用いており、且つ電子写真感光体である
感光体ドラム２や図示しない帯電手段、現像手段、クリ
ーニング手段をカートリッジ化し、このプロセスカート
リッジ３を装置本体に着脱可能としている。画像形成手
段は回転する感光体ドラム２の表面を帯電手段によって
一様に帯電した後、前記光学手段１からの光照射によっ
て感光体ドラム２に潜像を形成し、この潜像を現像手段
によってトナー現像して可視像化する。そして、前記ト
ナー像を転写手段４において搬送される記録媒体Ｐに転
写し、該転写像を定着装置である定着手段５で定着する
ように構成している。

【００１５】一方、前記記録媒体Ｐを搬送するためのシ
ート搬送手段は、装置本体の底部に装着した記録媒体カ
セット６からピックアップローラ７及び分離爪６ａによ
って一枚ずつ分離給送すると共に、搬送ローラ８及びこ
れに圧接して従動回転するピンチローラ９によってＵタ
ーン搬送して画像転写部へと搬送する。

【００１６】そして転写手段を構成する転写ローラ４に
電圧印加をすることによって、感光体ドラム２に形成し
たトナー像が転写された記録媒体Ｐを、搬送ローラ８及
び転写ローラ４の駆動回転によってガイド手段を構成す
る搬送ガイド部材10に沿って搬送し、定着手段５へ至ら
せる。更に、定着手段５で熱及び圧力が印加されて転写
トナー像が定着された記録媒体Ｐを排出ローラ対11，12
によって搬送して装置本体上部の排出部13へ排出する如
く構成している。

【００１７】｛定着装置のの構成｝次に記録媒体Ｐに転
写したトナー像を定着する定着手段（定着装置）５の構
成について説明する。

【００１８】本実施形態に係る定着手段５は電磁誘導加
熱により記録媒体Ｐを加熱してトナー像を定着させるも
のであり、図１に示すように、電磁誘導加熱部である定
着上ローラユニット14と、図示しないモータによって駆
動回転する回転部材である定着下ローラ15とによって構
成され、両者間にトナー像が転写された記録媒体Ｐを通
過させる際に熱及び圧力を印加するものである。

【００１９】定着上ローラユニット14は、記録媒体Ｐの
幅（搬送方向と直交する方向の記録媒体の長さ）以上の
長さを有する磁性材料で構成した筒部材であって、本実
施形態ではニッケル材の円筒状フィルムで構成した定着
フィルム14ａをフィルムガイド14ｂによって回転可能に
支持している。この定着フィルム14ａの内部には高透磁
率材料でできた角棒状で定着フィルム14ａの長手方向に
わたるコア14ｃがコアホルダー14ｄに保持されている。
そして、前記コアホルダー14ｄとフィルムガイド14ｂと
はホルダーステー14ｅによって固定されている。また、
前記コア14ｂを中心に、前記定着フィルム14ａの長手方
向には励磁コイル14ｆが巻き回してある。

【００２０】前記励磁コイル14ｆに高周波電流を流す
と、励磁コイル14ｆの周囲に渦電流が生じ、この渦電流
の流れが高抵抗材料でできた定着フィルム14ａと交差す
ることにより、フィルム14ａがそれ自身の内部抵抗によ
って発熱するようになっている。

【００２１】一方、前記定着上ローラユニット14の下方
には図示しないモータによって図１の矢印ａ方向へ駆動
回転する回転体である定着下ローラ15が設けてある。こ
の定着下ローラ15は、アルミの芯金の外周にシリコンゴ
ムを形成したもので、記録媒体Ｐの幅以上の長さを有
し、長手方向両端軸部をベアリングによって定着下フレ
ーム16に回転可能に支持されている。

【００２２】また、前記定着上ローラユニット14を支持
する定着上フレーム17のバネ掛部17ａとホルダーステー
14ｅのバネ掛部14ｅ1 間には圧縮タイプの加圧バネ18が
取り付けてあり、定着上ローラユニット14を定着下ロー
ラ15に押圧することにより、ニップ部を形成している。

【００２３】尚、図１において、19は入口ガイドであ
り、トナー像が未定着の記録媒体Ｐを定着上ローラユニ
ット14と定着下ローラ15とが形成するニップ部へ向かわ
せるガイドとして機能する。また、20は定着排出下ガイ
ドであり、定着下フレーム16にヒンジ部をもって回動可
能に支持され、図示しないバネによって矢印ｂ方向へ付
勢されている。

【００２４】上記構成にあっては、画像形成手段でトナ
ー像が転写された記録媒体Ｐが入口ガイド19によって定
着上ローラユニット14と定着下ローラ15とのニップ部に
挟持されて圧力印加され、且つ励磁コイル14ｆに高周波
電流を流すことによって前述したように渦電流により発
熱した定着フィルム14ａから加熱されて未定着トナー像
が定着され、排出ローラ対11によって排出される。

【００２５】更に、前記定着手段５は、前記定着フィル
ム14ａの発熱が一定温度以上になった場合には、自動的
に励磁コイル14ｆへの電流を遮断し、定着手段５が以上
昇温しないようにしている。

【００２６】そのために、温度検出手段である温度検出
センサ（サーモスイッチや温度ヒューズ等）21を定着フ
ィルム14ａを挟んで前記励磁コイル14ｆと対向した位置
であって、定着フィルム14ａの表面から微小ギャップを
隔てて設けてある。この温度検出センサ21を配設する場
合、発熱ピーク温度を的確に検出し得る位置に配設する
必要がある。次に、温度検出センサ21を配設するのに好
適な位置について説明する。

【００２７】本実施形態のように電磁誘導加熱によって
記録媒体Ｐを加熱する定着手段にあっては、従来のハロ
ゲンヒータを使用した場合と異なり、励磁コイル14ｆと
近接した部分のみが発熱するために、温度検出センサ21
は定着フィルム14ａを挟んで励磁コイル14ｆと対向した
位置に設ける場合は、発熱温度が高くなる記録媒体搬送
方向下流側（定着フィルム14ａの回転方向下流側）に配
設することが好ましい。

【００２８】次に定着フィルム14ａの長手方向位置であ
るが、励磁コイル14ｆの巻き回しの仕方によって、温度
検出センサ21を配設する好ましい位置が異なる。

【００２９】即ち、図２(a) に示すように、励磁コイル
14ｆの折り返し部Ｒが定着フィルム14ａの長手方向端部
よりも外側にある場合は、定着フィルム14ａの長手方向
全域で発熱温度が均一になるために、温度検出センサ21
は放熱等の熱損失の影響が少ない定着フィルム14ａの長
手方向中央部に配設することが好ましい。

【００３０】一方、図２(b) に示すように、励磁コイル
14ｆの折り返し部Ｒが定着フィルム14ａの端部よりも長
手方向内側にある場合は、折り返し部Ｒの中心Ｃから折
り返し部Ｒの頂点Ｔまでの間に配設するのが好ましい。
これは前記折り返し端部Ｒの部分での磁束密度が高くな
るために、該部分での発熱温度が他の部分よりも高くな
るからである。

【００３１】前記のように温度検出センサ21を配設する
ことにより、発熱する定着フィルム14ａのピーク温度を
より正確に検出するとが可能となり、ピーク温度に応じ
て発熱を制御することによって定着手段５の過熱を確実
に防ぐことができる。これにより、信頼性の高い定着手
段５を得ることができる。

【００３２】尚、前記定着手段において温度検出センサ
21をアルミ等の磁束を反射するシールド部材によって磁
気的にシールドするようにすると、温度検出センサ21自
身が電磁誘導によって発熱することを防止し得るために
好ましい。

【００３３】〔第２実施形態〕次に第２実施形態とし
て、前記温度検出センサ21を定着フィルム14ａの内部に
配設する例を示す。尚、この第２実施形態に係る定着装
置を用いる画像形成装置の構成は前述した第１実施形態
と同様であり、第１実施形態で説明した部材と同一機能
を有する部材は同一符号を付して重複する説明は省略す
る。

【００３４】前述した第１実施形態において、温度検出
センサ21と定着フィルム14ａのギャップ保証が困難であ
ったり、温度検出センサ21の配設位置が記録媒体Ｐの搬
送領域と重なる場合には、図４に示すように、温度検出
センサ21を定着フィルム14ａの内部に配設すると有効で
ある。

【００３５】この場合、温度検出センサ21を配設する位
置としては定着フィルム14ａの発熱部位は励磁コイル14
ｆが密集しているために配設することは困難である。そ
こで、定着フィルム14ａのピーク温度を的確に検出する
ためには、記録媒体Ｐの搬送方向下流側であって、励磁
コイル14ｆの終端部直後に配設するのが好ましい。

【００３６】また、定着フィルム14ａの長手方向の位置
としては、前述した第１実施形態と同様に励磁コイル14
ｆの折り返し部が定着フィルム14ａの長手方向端部の外
側にある場合と、内側にある場合とで異なるように配設
するのが好ましい。

【００３７】また、この実施形態にあっても、温度検出
センサ21自身が電磁誘導によって発熱することを防止し
得るために、温度検出センサ21をアルミ等の磁束を反射
するシールド部材22によって磁気的にシールドするよう
にするのが好ましい。

【００３８】このように、定着フィルム14ａの内部に温
度検出センサ21を配設する場合であっても、前記位置に
配設することにより、定着フィルム14ａの発熱ピーク温
度を的確に検出することができ、該検出温度に応じて定
着フィルム14ａの発熱を制御することにより、定着装置
の信頼性を高めることができる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
励磁コイルと対向した位置で温度検出するために、筒部
材の筒部材のピーク温度の検出がより確実に行われ、過
熱を確実に防止することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着装置の構成説明図である。

【図２】励磁コイルと温度検出手段の位置を示す説明図
である。

【図３】定着装置を用いた画像形成装置の全体構成説明
図である。

【図４】温度検出センサを定着フィルムの内部に設けた
実施形態の説明図である。

【符号の説明】

Ｐ …記録媒体 １ …光学手段 ２ …感光体ドラム ３ …プロセスカートリッジ ４ …転写手段 ５ …定着手段 ６ …記録紙カセット ６ａ …分離爪 ７ …ピックアップローラ ８ …搬送ローラ ９ …ピンチローラ 10 …搬送ガイド部材 11 …排出ローラ対 12 …排出ローラ対 13 …排出部 14 …定着上ローラユニット 14ａ …定着フィルム 14ｂ …フィルムガイド 14ｃ …コア 14ｄ …コアホルダー 14ｅ …ホルダーステー 14ｅ1 …バネ掛部 14ｆ …励磁コイル 15 …定着下ローラ 16 …定着下フレーム 17 …定着上フレーム 17ａ …バネ掛部 18 …加圧バネ 19 …入口ガイド 20 …定着排出下ガイド 21 …温度検出センサ 22 …シールド部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 明子 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に転写した画像を加熱して定着
   する定着装置において、 磁性材からなる回転可能な筒状の筒部材と、 前記筒部材に記録媒体を押圧すると共に、記録媒体に搬
   送力を付与する回転部材と、 前記筒部材の内部に設けた高透磁率材からなるコアと、 前記コアを中心に、前記筒部材の長手方向に巻き回した
   励磁コイルと、 を有し、 前記筒部材を挟んで前記励磁コイルと対向した位置に、
   温度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴
   とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記温度検出手段は、前記筒部材と前記
   回転部材による記録媒体のニップ部よりも、記録媒体の
   搬送方向下流側に配置されていることを特徴とする請求
   項１記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記温度検出手段は、前記筒部材に対し
   て非接触に配置されていることを特徴とする請求項１記
   載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段は、シールド部材によ
   って磁気的にシールドされていることを特徴とする請求
   項１記載の定着装置。
5. 【請求項５】 記録媒体に転写した画像を加熱して定着
   する定着装置において、 磁性材からなる回転可能な筒部材と、 前記筒部材に記録媒体を押圧すると共に、記録媒体に搬
   送力を付与する回転部材と、 前記筒部材の内部に設けた高透磁率材からなるコアと、 前記コアを中心に、前記筒部材の長手方向に巻き回した
   励磁コイルと、 を有し、 前記筒部材の内部であって前記励磁コイルの近傍に、温
   度を検出するための温度検出手段を設けたことを特徴と
   する定着装置。
6. 【請求項６】 前記温度検出手段は、記録媒体の搬送方
   向下流側に配置されていることを特徴とする請求項５記
   載の定着装置。
7. 【請求項７】 前記温度検出手段は、前記筒部材の内面
   に接触するように配置されていることを特徴とする請求
   項５記載の定着装置。
8. 【請求項８】 前記温度検出手段は、シールド部材によ
   って磁気的にシールドされていることを特徴とする請求
   項５記載の定着装置。
9. 【請求項９】 前記温度検出手段は、前記励磁コイルの
   折り返し部が前記筒部材の長手方向両端部の外側にある
   ときは前記筒部材の長手方向略中央部に配置され、前記
   励磁コイルの折り返し部が前記筒部材の長手方向両端部
   の内側にあるときは前記折り返し部近傍に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１又は請求項５記載の定着装
   置。
10. 【請求項１０】 記録媒体に画像を転写し、加熱して定
    着する画像形成装置において、 記録媒体を搬送するための搬送手段と、 前記記録媒体に画像を転写するための画像形成手段と、 前記転写された画像を記録媒体に定着させるための定着
    手段と、 を有し、 前記定着手段として、請求項１乃至請求項９のいずれか
    １項記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成
    装置。