JPH1069187A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発熱体である定着スリーブの温度を、簡単な
構成で、正確かつ応答性をあげて検知して、定着スリー
ブにオーバーシュートが発生することを防止する。 【解決手段】 誘導加熱定着装置は、離型層１１を表面
に備えた定着スリーブ１２の温度を検知するために、温
度検知手段３０が設けられている。この温度検知手段３
０の測温素子３１を、熱抵抗層となる離型層１１が存在
しない定着スリーブ１２の内面で、かつ、当該定着スリ
ーブ１２に発生する誘導電流の量が「密」となる部分に
当接させる。これにより、温度が最も高く、かつ、温度
変化に対して最も応答がよい部分において発熱体である
定着スリーブ１２の温度を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の複写
機、プリンタおよびファクシミリなどの画像形成装置に
用いられる定着装置に関し、より詳しくは、シート上に
保持されたトナーを加熱溶融して該シートに定着させる
誘導加熱方式の定着装置に関する。

【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
トナー像を熱によって溶解して当該シートに定着させる
定着装置が設けられている。定着装置には、ヒートロー
ラ定着装置や、フィルム定着装置などの種々の形態があ
る。ヒートローラ定着装置は、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する。定着ローラは、内
部にハロゲンヒーターなどの加熱源を有する金属製回転
体であり、その回転体の表面には、トナーに対する離型
性を有する離型層が設けられている。また、フィルム定
着装置は、搬送される定着フィルムと、定着フィルムを
介してシート上のトナーを熱溶融させる発熱抵抗体を備
えた加熱体と、定着フィルムを介して加熱体に圧接して
シートを挟持する加圧ローラとを有する（特開平２−１
５４２８４号公報参照）。

【０００３】定着装置では、トナーを軟化・溶融させて
シートに確実に定着させると共に、いわゆる高温オフセ
ットが生じないようにするために、定着ローラや加熱体
の温度を、定着に適した温度に維持する制御が必要とな
る。

【０００４】このため、ヒートローラ定着装置にあって
は、サーミスタなどからなる温度検知手段を離型層の上
に押し当てて、定着ローラの表面温度を検知し、検知し
た温度に基づいて、加熱源への給電をオン、オフ制御し
ている。

【０００５】一方、上記公報に示されるフィルム定着装
置にあっては、低熱容量の発熱抵抗体を用いて昇温速度
が速くなるようにしているので、発熱抵抗体自身の温度
は、わずかな電力変動などによって大きく変化してしま
う。このため、フィルム定着装置の加熱体では、良熱伝
導性を有する基板の一の面に発熱抵抗体を、他の面に温
度検知手段を配置し、この温度検知手段をガラス・セラ
ミックなどの保護皮膜層を介して定着フィルムの裏面側
に接触させてある。このように良熱伝導性の基板を介し
て温度検知手段を配置することにより、発熱抵抗体の大
きな温度変化をなだらかな状態にして、定着フィルムに
対して摺接する部位の温度を検知し、検知した温度に基
づいて、発熱抵抗体への給電をオン、オフ制御してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のヒートローラ定着装置においては、加熱源が金
属製回転体を加熱し、加熱された金属製回転体の温度を
熱伝導率の低い離型層を介して検知していることから、
金属製回転体の内部から表面の離型層にかけて大きな温
度勾配が生じている。このため、温度検知手段が目標温
度を検知した時点で加熱源への給電を停止しても、金属
製回転体の温度が目標温度を一時的に超えて上昇してし
まう現象すなわちオーバーシュートが発生する虞があ
る。

【０００７】また、フィルム定着装置においては、発熱
抵抗体自身の温度を直接検知せず、大きく変化している
発熱抵抗体の温度を良熱伝導性基板を介して検知してい
ることから、発熱抵抗体自身の温度が目標温度に対して
大きくオーバーシュートしてしまい、結果として、温度
を検知している部位すなわち加熱体が定着フィルムに対
して摺接する部位においてもオーバーシュートが発生す
る虞がある。

【０００８】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、発熱体である回転体の
温度を、簡単な構成で、正確かつ応答性をあげて検知
し、もって、回転体におけるオーバーシュートの発生を
防止し得る定着装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【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に記載の発明は、記録媒体上に保持されたト
ナーを加熱溶融して当該記録媒体に定着させる定着装置
であって、トナーに対する離型性を有する離型層を表面
に備え、金属材料により形成された回転体と、前記回転
体に誘導電流を生じさせて前記回転体を誘導加熱する磁
束発生手段と、前記磁束発生手段を保持すると共に前記
回転体の内方に固定設置される絶縁性の保持部材と、前
記回転体を介して前記保持部材に圧接すると共に、未定
着トナーを保持した前記記録媒体を前記回転体との間に
挟持しつつ前記回転体とともに移動せしめる加圧部材
と、を有する定着装置において、前記回転体の内面で、
かつ、前記回転体に発生する誘導電流の量が密となる部
分に当接する測温素子を備えた温度検知手段を設けたこ
とを特徴とする定着装置である。

【００１０】このように構成した定着装置では、未定着
のトナーを保持した記録媒体が、磁束発生手段により誘
導加熱されて直接発熱する回転体と加圧部材との間に挟
持されつつ搬送され、未定着トナーが加熱溶融されて記
録媒体上に定着される。このときの回転体の温度は当該
回転体の内面に当接する測温素子で検知されるが、測温
素子が押し付けられる部位は、表皮効果により発熱し易
い回転体内面であり、さらに、発生する誘導電流の量が
「密」になる部分である。このため、温度が最も高く、
かつ、温度変化に対して最も応答がよい部分において発
熱体である回転体の温度を検知していることになる。ま
た、移動する回転体では発熱する部分が刻々と変位して
おり、さらに回転体の昇温速度も速いため、磁束発生手
段の状態が多少変動しようとも、回転体自身の温度が大
きく変動することがなく、測温素子を回転体の最も発熱
する部位に直接接触させて測温することができる。さら
に、回転体の内面側には、熱伝導率が低く熱抵抗層とな
る離型層は存在しない。したがって、かかる温度検知手
段によれば、応答遅れが生じることなく回転体の温度を
正確に検知でき、もって、回転体におけるオーバーシュ
ートの発生が防止される。また、測温素子が離型層に対
して摺接しない構成であるため、離型層が傷付けられず
当該離型層の耐久寿命が延びる。

【００１１】また、請求項２に記載の定着装置は、前記
温度検出手段の測温素子が、前記回転体と前記加圧部材
との接触部よりも前記回転体の回転方向に関して上流側
に設けられていることを特徴とする。

【００１２】かかる構成によれば、温度検知手段は、通
紙に伴う温度低下の影響を受けることなく、回転体の温
度を検知する。したがって、回転体の温度を精度よく測
定できる。

【００１３】また、請求項３に記載の定着装置は、前記
温度検出手段が、低熱伝導性の特性を有する材質から形
成されると共に前記回転体の熱が前記測温素子に伝わら
ずに雰囲気中に逃げてしまうことを防止する断熱部材を
さらに有することを特徴とする。

【００１４】かかる構成によれば、温度検知手段は、断
熱部材によって回転体の熱が測温素子に伝わらずに雰囲
気中に逃げてしまうことを防止しつつ、回転体の温度を
検知する。したがって、回転体の温度を精度よく測定で
きる。

【００１５】また、請求項４に記載の定着装置は、前記
温度検出手段は、良熱伝導性の特性を有する材質から形
成されると共に前記回転体の熱を集めて前記測温素子に
伝える集熱部材をさらに有することを特徴とする。

【００１６】かかる構成によれば、温度検知手段は、集
熱部材によって回転体の熱を集めて測温素子に伝えつ
つ、回転体の温度を検知する。したがって、回転体の温
度を精度よく測定できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 《実施の形態１》図１は、本発明の実施の形態１に係る
定着装置を概略で示す断面図である。

【００１８】本実施の形態に係る誘導加熱を利用した定
着装置は、コイルに高周波電流を流して生じた高周波磁
界により金属導体に誘導渦電流を誘起させ、金属導体自
体の表皮抵抗によって金属導体そのものをジュール発熱
させるようになっている。この種の誘導加熱定着装置
は、高周波誘導の利用により電気−熱変換効率が向上す
るので、定着装置の省エネルギ化（低消費電力化）と、
ユーザの操作性向上（クイックプリント）との両立を図
り得る。

【００１９】詳述すると、図１に示すように、誘導加熱
定着装置は、記録媒体１０上に保持されたトナーを加熱
溶融して当該記録媒体１０に定着させるものであり、ト
ナーに対する離型性を有する離型層１１を表面に備え、
金属材料により形成された定着スリーブ１２（回転体に
相当する）と、定着スリーブ１２に誘導電流を生じさせ
て定着スリーブ１２を誘導加熱するコイルアセンブリ１
３（磁束発生手段に相当する）と、コイルアセンブリ１
３を保持すると共に定着スリーブ１２の内方に固定設置
される絶縁性のホルダ１４（保持部材に相当する）と、
定着スリーブ１２を介してホルダ１４に圧接すると共に
未定着トナーを保持した記録媒体１０を定着スリーブ１
２との間に挟持しつつ定着スリーブ１２とともに移動せ
しめる加圧ローラ１５（加圧部材に相当する）と、を有
する。加圧ローラ１５は図１中矢印ａ方向に回転可能に
設けられ、中空円筒形状をなす定着スリーブ１２は、加
圧ローラ１５とホルダ１４との間に挟持され、加圧ロー
ラ１５の回転に伴って従動回転する。

【００２０】未定着のトナーを保持した記録媒体１０つ
まりシートは、図１中矢印ｂで示すように左方向から搬
送され、定着スリーブ１２と加圧ローラ１５との接触部
であるニップ部１６に向けて送り込まれる。シート１０
は、誘導加熱された定着スリーブ１２の熱と、加圧ロー
ラ１５から作用する圧力とが加えられながら、ニップ部
１６で挟持されつつ搬送される。これにより、未定着ト
ナーがシート１０上に定着され、シート１０上には定着
トナー像が形成される。トナーは、シート１０の両面の
うち、定着スリーブ１２と接触する側に保持されてい
る。ニップ部１６を通過したシート１０は、シート自体
のコシの強さで定着スリーブ１２から自然に曲率分離
し、図１中右方向に搬送される。このシート１０は、図
示しない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。

【００２１】前記定着スリーブ１２は、可撓性を有する
薄肉の中空金属導体であり、例えばニッケル、鉄、ＳＵ
Ｓ４３０などの導電性を有する強磁性材を基材１７とし
て形成するのが好ましい。定着スリーブ１２を強磁性体
から形成すれば、多くの磁束がこの定着スリーブ１２内
を通過するので、発熱効率が一層良くなる。定着スリー
ブの基材１７の外周表面には、シート１０を分離し易く
するために、フッ素樹脂をコーティングして、トナーに
対して良好な離型性と耐熱性とを有する離型層１１が形
成されている。離型層１１を形成するフッ素樹脂として
は、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ペルフルオロ
アルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン６
フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）などが用いられ
る。離型層１１の肉厚は、１０μｍ〜３０μｍ程度であ
る。

【００２２】定着スリーブ１２の金属製基材１７の肉厚
は、例えば２０μｍ〜６０μｍ程度の厚さが好ましい。
定着スリーブは厚さが薄ければ薄いほど熱容量が小さく
なるので、当該定着スリーブを発熱させるのに要する消
費電力が少なくなるが、定着スリーブの厚さをあまりに
薄くすると、定着スリーブの強度が弱くなって破損しや
すくなり、耐久性の点で問題が生じる。また、定着スリ
ーブの製造の際に、厚みを均一にすることが困難で、製
造コストが高くなってしまう。逆に、定着スリーブの厚
さをあまりに厚くすると、曲げの力に対して弱くなり、
柔軟性がなくなる。このため、広いニップ部を形成しよ
うとして定着スリーブの曲率を部分的に変化させること
が困難になる。また、製造の際に材料を多く必要とする
ので、材料コストが高くなる。さらに、「クイック定
着」といわれる時間は、一般的に、給電を開始してから
１０秒以内が望ましく、定着装置には、この１０秒以内
に、定着可能な温度範囲（例えば、１８０〜２００℃）
まで、定着スリーブを昇温することが要求される。そこ
で、肉厚が異なる定着スリーブを用いて昇温特性を実験
により調べたところ、定着スリーブの肉厚が２０μｍよ
り薄い１５μｍの場合には、「クイック定着」における
許容限度時間（１０秒）が経っても、定着スリーブの温
度は定着可能温度に達しなかった。ウォームアップ時間
が長くなる理由は、定着スリーブが薄すぎると、定着ス
リーブにおける電力吸収が悪くなり、電気−熱変換効率
が悪くなるからである。また、定着スリーブの肉厚が６
０μｍを越える６５μｍの場合にも、定着スリーブの熱
容量が増すため、許容限度時間以内に定着スリーブを定
着可能温度まで昇温することができなかった。このよう
な実験結果と前述した製造上などの問題点を考慮する
と、定着スリーブ１２は、２０μｍ〜６０μｍ程度の厚
さが好ましい。定着スリーブ１２の肉厚を２０μｍ〜６
０μｍ内にすれば、耐久性、昇温特性およびコストの面
で優れた定着装置を実現できる。

【００２３】定着スリーブ１２の内方には、当該定着ス
リーブ１２に誘導渦電流を誘起させてジュール発熱させ
るために、高周波磁界を生じるコイルアセンブリ１３が
配置されている。このコイルアセンブリ１３は、ホルダ
１４の内部に保持され、ホルダ１４は、図示しない定着
ユニットフレームに固定され非回転となっている。ま
た、ホルダ１４の両端には、定着スリーブ１２がホルダ
１４の長手方向にずれないように規制するつば（不図
示）が設けられている。

【００２４】コイルアセンブリ１３は、磁性材からなり
Ｉ型形状を有するコア１８と、コア１８を挿入するため
の通孔が形成されたボビン１９と、このボビン１９の周
囲に銅線を複数回巻回して形成された誘導コイル２０と
を有する。コア１８は、コイル２０の銅線と直交するよ
うにボビン１９の通孔に挿入され、ボビン１９は、コア
１８と誘導コイル２０とを絶縁する絶縁部として機能し
ている。そして、コイルアセンブリ１３は、ボビン１９
とは別体に形成された前記ホルダ１４内に、外部に露呈
しないように収納されている。コイルアセンブリ１３が
ホルダ１４内に収納された状態では、コア１８の断面長
手方向に位置する端面はホルダ１４内壁に近接してい
る。

【００２５】ホルダ１４やボビン１９は、例えば、耐熱
性および絶縁性を有するエンジニアリング・プラスチッ
クから形成されている。また、コア１８は、例えばフェ
ライトコアまたは積層コアからなる。

【００２６】加圧ローラ１５は、軸芯２１と、当該軸芯
２１の周囲に形成されたシリコンゴム層２２とから構成
されている。シリコンゴム層２２は、表面からシート１
０が離れ易い離型性を有すると共に、耐熱性を有するゴ
ム層である。また、加圧ローラ１５の両端には、図示し
ない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。加圧ローラ１５は、図
示しないばね材により、定着スリーブ１２を間に挟んで
ホルダ１４に向かう方向に押圧される。さらに、加圧ロ
ーラ１５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。

【００２７】図２は、誘導加熱定着装置における定着ス
リーブ１２の加熱原理を説明する説明図である。コイル
２０に高周波（数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ）の電流が流され
ると、「アンペアの右ネジの法則」に従って、図示する
ように、コア１８から、定着スリーブ１２の長手軸方向
に対し直交する磁束２５ａが発生する。この磁束２５ａ
もまた高周波磁束である。

【００２８】導電体の定着スリーブ１２に到達した磁束
２５ｂは、定着スリーブ１２に沿って曲り、導電体の比
透磁率に依存した比率で定着スリーブ１２の円周面内を
通る磁束２５ｃとなる。定着スリーブ１２の周面に集中
した磁束２５ｃは、コイル２０に対向する部分で密度が
最大となる。

【００２９】この集中した磁束２５ｃの作用により、定
着スリーブ１２には、「レンツの法則」に従って、前記
磁束２５ｃを妨げる前記磁束２５ｃと逆方向の磁束を生
じるような渦状の誘導電流が内部で発生する。この誘導
渦電流は、定着スリーブ１２の表皮抵抗によりジュール
熱に変換される。これにより定着スリーブ１２が発熱す
る。また、定着スリーブ１２の内方にコイルアセンブリ
１３が配置されているので、定着スリーブ１２の内面側
の方が外面側に比べて、表皮効果によってより発熱し易
い。

【００３０】この構成にあっては、定着スリーブ１２の
Ｐ，Ｒ点で円周面内の磁束密度が極大になり、逆に、
Ｑ、Ｓ点で極小になる。よって、誘導電流密度も同様の
傾向になるので、定着スリーブ１２の発熱は、円周面内
において均一ではなく、２点鎖線で囲んだ部分２６ａ、
２６ｂが局所的に発熱する。この局所的に発熱する部分
２６ａ、２６ｂは、図１において示せば、定着スリーブ
１２の左側領域と右側領域に相当する。

【００３１】図３は、定着スリーブ１２の昇温特性を示
すグラフである。このグラフでは、磁束密度が「密」と
なるＰ，Ｒ点での昇温特性を実線で、磁束密度が「粗」
となるＱ、Ｓ点での昇温特性を点線で表してある。この
グラフから明らかなように、ウォームアップ中において
は、磁束密度が「密」となる点では昇温速度は速く、磁
束密度が「粗」となる点では昇温速度は若干遅くなる、
また、ウォームアップが完了した後は、磁束密度が
「密」となる点あるいは「粗」となる点に拘らず、定着
スリーブ１２の温度はほぼ等しくなる。

【００３２】本実施の形態における誘導加熱定着装置
は、図１に示すように、定着スリーブ１２の温度を検出
するために、定着スリーブ１２の内面（ホルダ１４に対
して摺接する側の面）で、かつ、定着スリーブ１２に発
生する誘導電流の量が密となる部分に当接する測温素子
３１を備えた温度検知手段３０が設けられている。

【００３３】さらに詳述すれば、温度検知手段３０は、
サーミスタなどからなる測温素子３１と、この測温素子
３１とホルダ１４との間に設けられたバネ３２と、を有
する。測温素子３１は、バネ３２から定着スリーブ１２
の内面に向けて押圧する弾発力が付勢され、定着スリー
ブ１２内面に押し当てられている。前述したように、フ
ェライトコア１８の端面のうちコイル２０が巻かれてい
る面に対向する位置が定着スリーブ１２に発生する誘導
電流の量が最も「密」になる部分であり、この部分にお
いて、測温素子３１が定着スリーブ１２の内面に押し当
てられている。誘導電流の量が「密」になる部分はニッ
プ部１６を挟んで定着スリーブ１２の回転方向に関して
上流側および下流側の２か所に位置するが、測温素子３
１は、ニップ部１６よりも定着スリーブ１２の回転方向
に関して上流側に設けられている。

【００３４】なお、ある金属製部材が高周波磁界によっ
て誘導加熱されるためには当該部材がある程度の面積を
有することが必要であるため、ひじょうに小さい測温素
子３１自体が誘導加熱されることはなく、測温素子３１
を定着スリーブ１２の内方に配置しても測温精度の低下
を招くことはない。

【００３５】次ぎに、作用を説明する。

【００３６】コイルアセンブリ１３の誘導コイル２０に
高周波電流を通電すると、高周波磁界が生じて定着スリ
ーブ１２に誘導渦電流が誘起され、定着スリーブ１２自
身が発熱する。未定着のトナーを保持したシート１０
は、定着スリーブ１２の熱と、加圧ローラ１５から作用
する圧力とが加えられながら、ニップ部１６で挟持され
つつ搬送され、未定着トナーがシート１０上に定着され
る。誘導加熱方式は発熱効率が高く、さらに定着スリー
ブ１２を薄肉に形成して低熱容量化を図っているので、
定着スリーブ１２は高速で昇温する。

【００３７】このときの定着スリーブ１２の温度は、定
着スリーブ１２内面に押し付けた測温素子３１で検知さ
れる。この測温素子３１が押し付けられる部位は、表皮
効果により発熱し易い定着スリーブ１２内面であり、さ
らに、発生する誘導電流の量が「密」になる部分であ
る。このため、温度が最も高く、かつ、温度変化に対し
て最も応答がよい部分において、定着スリーブ１２の温
度を検知していることになる。

【００３８】また、定着スリーブ１２は図１において左
側領域と右側領域で局所的に発熱するが、この定着スリ
ーブ１２は加圧ローラ１５の回転に伴って従動回転して
いるため、定着スリーブ１２側から見れば、発熱する部
分が刻々と変位している。さらに、定着スリーブ１２の
昇温速度は従来のヒートローラ方式に比べると格段に速
い。このため、コイル２０に供給される電力が多少変動
しようとも、発熱体である定着スリーブ１２自身の温度
が大きく変動することはない。よって、従来のフィルム
定着装置に設けられていた温度変化をなだらかにする良
熱伝導性基板などは不要で、測温素子３１を定着スリー
ブ１２の最も発熱する部位に直接接触させて測温するこ
とが可能である。このことは発熱する部分と温度を検知
する部分との間に温度差がないことを意味する。

【００３９】さらに、定着スリーブ１２内面側には、熱
伝導率が低く熱抵抗層となる離型層１１は存在しない。

【００４０】したがって、本実施の形態１の温度検知手
段３０によれば、応答遅れが生じることなく定着スリー
ブ１２の温度を正確に検知でき、もって、定着スリーブ
１２におけるオーバーシュートの発生を確実に防止でき
る。また、定着スリーブ１２表面の離型層１１に対して
測温素子３１が摺接しないため、離型層１１が傷付けら
れることがなく、離型層１１の耐久寿命も延びる。

【００４１】さらに、ニップ部１６を通過した直後の定
着スリーブ１２の温度は通紙に伴って急激に低下する
が、ニップ部１６よりも定着スリーブ１２の回転方向に
関して上流側に測温素子３１を設けてあるので、温度検
知手段３０は、かかる通紙に伴う温度低下の影響を受け
ることなく定着スリーブ１２の温度を検知している。こ
の点からも、定着スリーブ１２の温度を正確に検知で
き、オーバーシュートの発生をより確実に防止できる。

【００４２】図４は、定着スリーブ１２の温度制御特性
を示すグラフである。このグラフでは、本実施の形態１
による温度制御特性を実線で、従来のヒートローラ方式
による温度制御特性を点線で表してある。このグラフか
ら明らかなように、本実施の形態１では、温度が最も高
く、かつ、温度変化に対して最も応答がよい部分におい
て定着スリーブ１２の温度を検知しつつコイル２０への
通電制御がなされるので、ヒートローラ方式に比べて、
ウォームアップ後における定着スリーブ１２の温度変化
は小さく、オーバーシュートが防止されていることがわ
かる。

【００４３】《実施の形態２》図５は、実施の形態２に
係る定着装置を概略で示す断面図である。この実施の形
態２は、シート搬送方向に対してコア１８が傾いて配置
されている点で、実施の形態１と異なる。なお、実施の
形態１と共通する部材には同一の符号を付して、その説
明は一部省略する。

【００４４】前述した実施の形態１では、コイルアセン
ブリ１３は、コア１８の断面長手方向がシート搬送方向
に対して直交するように、ホルダ１４内に保持されてい
る。これに対して実施の形態２では、コア１８の断面長
手方向がシート搬送方向に対して傾斜するように、ホル
ダ１４内にコイルアセンブリ１３を収納してある。

【００４５】このように構成すれば、定着スリーブ１２
は左斜め下領域と右斜め上領域で局所的に発熱すること
になり、定着スリーブ１２の左斜め下領域とニップ部１
６とが重複することになり、定着スリーブ１２の熱が十
分かつ無駄なくトナーに伝わることになる。

【００４６】なお、この実施の形態２においても、温度
検知手段３０の測温素子３１は、定着スリーブ１２の内
面で、かつ、定着スリーブ１２に発生する誘導電流の量
が密となる部分に当接するように設けられている。ま
た、測温素子３１は、ニップ部１６よりも定着スリーブ
１２の回転方向に関して上流側に設けられている。した
がって、実施の形態２においても、実施の形態１と同
様、定着スリーブ１２におけるオーバーシュートの発生
を確実に防止でき、離型層１１の耐久寿命を延ばすこと
ができる。

【００４７】《実施の形態３》図６は、実施の形態３に
係る定着装置の要部を概略で示す断面図である。実施の
形態３は、温度検知手段３０が断熱部材３３をさらに有
している点で実施の形態１，２と異なる。なお、実施の
形態１，２と共通する部材には同一の符号を付して、そ
の説明は一部省略する。

【００４８】実施の形態３の温度検知手段３０は、サー
ミスタなどからなる測温素子３１と、定着スリーブ１２
の熱が測温素子に伝わらずに雰囲気中に逃げてしまうこ
とを防止する断熱部材３３と、を有する。断熱部材３３
は、測温素子３１における定着スリーブ１２の内面に当
接する面（以下、測温素子３１の前面という）とは反対
側の面（以下、測温素子３１の背面という）側に配置さ
れ、測温素子３１の背面を覆い隠すのに十分な大きさを
有している。このため、断熱部材３３における定着スリ
ーブ１２の内面に向かい合う面（以下、断熱部材３３の
前面という）は、測温素子３１を背面側から包み込んだ
状態で、定着スリーブ１２内面に摺接している。断熱部
材３３は、低熱伝導性の特性を有する材質から形成さ
れ、さらに好ましくは、低熱伝導性かつ弾性の特性を有
する材質から形成するのがよい。具体的には、断熱部材
３３は、シリコンスポンジゴムなどから形成される。断
熱部材３３が弾性を有するため、この実施の形態３で
は、実施の形態１で示したバネ３２を使用せずに、測温
素子３１とホルダ１４との間に断熱部材３３を若干圧縮
した状態で設けてある。したがって、測温素子３１は、
圧縮状態の断熱部材３３から定着スリーブ１２の内面に
向けて押圧する弾発力が付勢され、定着スリーブ１２内
面に押し当てられることになる。

【００４９】なお、この実施の形態３においても、温度
検知手段３０の測温素子３１は、定着スリーブ１２の内
面で、かつ、定着スリーブ１２に発生する誘導電流の量
が密となる部分に当接するように設けられている。ま
た、測温素子３１は、ニップ部１６よりも定着スリーブ
１２の回転方向に関して上流側に設けられている。

【００５０】このように温度検知手段３０を構成すれ
ば、断熱部材３３により、定着スリーブ１２の熱が測温
素子に伝わらずに雰囲気中に逃げてしまうことを防止で
きるため、応答遅れが生じることなく定着スリーブ１２
の温度をより正確に検知でき、もって、定着スリーブ１
２におけるオーバーシュートの発生をより確実に防止で
きる。また、実施の形態１と同様に、離型層１１の耐久
寿命を延ばすことができる。

【００５１】さらに、弾性をさらに有する断熱部材３３
を用いたので、バネ３２を使用しなくとも測温素子３１
を定着スリーブ１２内面に押し当てることができ、定着
スリーブ１２の熱がバネ３２を伝わってホルダ１４に逃
げてしまうことをも防止できる。この点からも、精度の
良い測温を実現して、オーバーシュートの発生を防止で
きる。

【００５２】《実施の形態４》図７（Ａ）（Ｂ）は、実
施の形態４に係る定着装置の要部を概略で示す断面図で
ある。実施の形態４は、温度検知手段３０が集熱部材３
４をさらに有している点で実施の形態３と異なる。な
お、実施の形態１〜３と共通する部材には同一の符号を
付して、その説明は一部省略する。

【００５３】実施の形態４の温度検知手段３０は、サー
ミスタなどからなる測温素子３１と、定着スリーブ１２
の熱を集めて測温素子３１に伝える集熱部材３４と、を
有する。集熱部材３４は、定着スリーブ１２の内面に接
触するように当該定着スリーブ１２と断熱部材３３との
間に配置され、集熱機能を発揮するのに十分な広い面積
を有している。実施の形態４では、図７（Ａ）に示すよ
うに、集熱部材３４は、定着スリーブ１２内面との間に
測温素子３１を挟み込むように、接着剤や両面テープな
どにより断熱部材３３の前面に貼り付けられている。集
熱部材３４は、良熱伝導性の特性を有する材質から形成
され、さらに好ましくは、良熱伝導性かつ非磁性の特性
を有する材質から形成するのがよい。このような良熱伝
導性かつ非磁性の特性を有する材質としては、比透磁率
が略１、かつ、熱伝導率が略２００Ｗ／（ｍ・ｋ）以上
（２００℃において）の材質が適しており、具体的に
は、集熱部材３４は、アルミニウム、銀、銅あるいはこ
れらの合金などから形成される。さらに、集熱部材３４
は、熱容量の低減のために、アルミ箔、銅箔のように薄
く形成してある。弾性を有する断熱部材３３の前面に集
熱部材３４を取り付けてあるので、集熱部材３４および
測温素子３１は、圧縮状態の断熱部材３３から定着スリ
ーブ１２の内面に向けて押圧する弾発力が付勢され、定
着スリーブ１２内面に押し当てられることになる。ま
た、断熱部材３３により、集熱部材３４および定着スリ
ーブ１２の熱が雰囲気中に逃げてしまうことが防止され
ている。

【００５４】このように温度検知手段３０を構成すれ
ば、定着スリーブ１２内面が集熱部材３４に対して摺接
することによって、定着スリーブ１２の熱が集熱部材３
４に集められて測温素子３１に伝えられるため、応答遅
れが生じることなく定着スリーブ１２の温度をより一層
正確に検知でき、もって、定着スリーブ１２におけるオ
ーバーシュートの発生をより一層確実に防止できる。ま
た、実施の形態１と同様に、離型層１１の耐久寿命を延
ばすことができる。

【００５５】なお、この実施の形態４では、コイル２０
に通電すると、集熱部材３４は非磁性の特性を有する材
質からなるので誘導電流が発生しにくくほとんど発熱し
ない一方、定着スリーブ１２は磁性金属からなるので高
周波誘導電流が誘起されて発熱する。発熱体である定着
スリーブ１２に集熱部材３４が接触しているので、定着
スリーブ１２の熱が集熱部材３４に奪われることにな
る。しかしながら、誘導加熱方式は発熱効率が高く、定
着スリーブ１２を薄肉に形成して低熱容量化をも図って
いるので、定着スリーブ１２は高速で昇温する。しか
も、集熱部材３４も薄肉に形成して低熱容量化を図って
いるので、集熱部材３４に奪われる熱もごく僅かであ
る。このため、予熱時間の短縮および消費電力の低減が
図られるという誘導加熱定着装置の利点は、実質的に阻
害されない。

【００５６】また、集熱部材３４は、図７（Ｂ）に示す
ように、断熱部材３３の前面との間に測温素子３１を挟
み込むように、断熱部材３３の前面に貼り付けてもよ
い。このように構成しても定着スリーブ１２の熱が集熱
部材３４に集められて測温素子３１に確実に伝えられる
ため、精度の良い測温を実現して、オーバーシュートの
発生を防止できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
定着装置によれば、誘導加熱される回転体の内面で、か
つ、回転体に発生する誘導電流の量が密となる部分に当
接する測温素子を備えた温度検知手段を設け、温度が最
も高く、かつ、温度変化に対して最も応答がよい部分に
おいて回転体の温度を検知するようにしたので、発熱体
である回転体の温度を、簡単な構成で、正確かつ応答性
をあげて検知でき、もって、回転体におけるオーバーシ
ュートの発生を確実に防止できる。また、測温素子が離
型層に対して摺接しないため、回転体表面に備えられた
離型層の耐久寿命を延ばすことが可能となる。

【００５８】請求項２に記載の定着装置によれば、温度
検出手段の測温素子を、回転体と加圧部材との接触部よ
りも回転体の回転方向に関して上流側に設けたので、通
紙に伴う温度低下の影響を受けることなく回転体の温度
を検知でき、回転体の測温精度が向上し、オーバーシュ
ートの発生をより確実に防止できる。

【００５９】請求項３に記載の定着装置によれば、温度
検知手段は、断熱部材によって回転体の熱が測温素子に
伝わらずに雰囲気中に逃げてしまうことを防止しつつ回
転体の温度を検知でき、回転体の測温精度が向上し、オ
ーバーシュートの発生をより確実に防止できる。

【００６０】請求項４に記載の定着装置によれば、温度
検知手段は、集熱部材によって回転体の熱を集めて測温
素子に伝えつつ回転体の温度を検知でき、回転体の測温
精度が向上し、オーバーシュートの発生をより確実に防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る定着装置を概略
で示す断面図である。

【図２】 誘導加熱定着装置における定着スリーブの加
熱原理を説明する説明図である。

【図３】 定着スリーブの昇温特性を示すグラフであ
る。

【図４】 定着スリーブの温度制御特性を示すグラフで
ある。

【図５】 実施の形態２に係る定着装置を概略で示す断
面図である。

【図６】 実施の形態３に係る定着装置の要部を概略で
示す断面図である。

【図７】 図７（Ａ）（Ｂ）は、実施の形態４に係る定
着装置の要部を概略で示す断面図である。

【符号の説明】 １０…シート（記録媒体） １１…離型層 １２…定着スリーブ（回転体） １３…コイルアセンブリ（磁束発生手段） １４…ホルダ（保持部材） １５…加圧ローラ（加圧部材） １６…ニップ部（回転体と加圧部材との接触部） １７…定着スリーブの金属製基材 ３０…温度検知手段 ３１…測温素子 ３２…バネ ３３…断熱部材 ３４…集熱部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に保持されたトナーを加熱溶
   融して当該記録媒体に定着させる定着装置であって、 トナーに対する離型性を有する離型層を表面に備え、金
   属材料により形成された回転体と、 前記回転体に誘導電流を生じさせて前記回転体を誘導加
   熱する磁束発生手段と、 前記磁束発生手段を保持すると共に前記回転体の内方に
   固定設置される絶縁性の保持部材と、 前記回転体を介して前記保持部材に圧接すると共に、未
   定着トナーを保持した前記記録媒体を前記回転体との間
   に挟持しつつ前記回転体とともに移動せしめる加圧部材
   と、を有する定着装置において、 前記回転体の内面で、かつ、前記回転体に発生する誘導
   電流の量が密となる部分に当接する測温素子を備えた温
   度検知手段を設けたことを特徴とする定着装置。
2. 【請求項２】 前記温度検出手段の測温素子は、前記回
   転体と前記加圧部材との接触部よりも前記回転体の回転
   方向に関して上流側に設けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の定着装置。
3. 【請求項３】 前記温度検出手段は、低熱伝導性の特性
   を有する材質から形成されると共に前記回転体の熱が前
   記測温素子に伝わらずに雰囲気中に逃げてしまうことを
   防止する断熱部材をさらに有することを特徴とする請求
   項１に記載の定着装置。
4. 【請求項４】 前記温度検出手段は、良熱伝導性の特性
   を有する材質から形成されると共に前記回転体の熱を集
   めて前記測温素子に伝える集熱部材をさらに有すること
   を特徴とする請求項１に記載の定着装置。