(57)【要約】【課題】定着ローラの表面におけるピーク温度を的確に検知すること。【解決手段】定着装置４０は、定着ローラ４０Ａ及び誘導加熱組立体６０Ａを備えている。誘導加熱組立体６０Ａは、誘導コイル６２と、一対の磁性体コア６４とを含む複数の誘導加熱ユニット６０Ｕを備えている。軸方向に隣り合う誘導加熱ユニット６０Ｕの磁性体コア６４の対は、周方向の配置角度が相互に異なるよう配置されている。サーミスタ８０及び／又はサーモスタット９０が、定着ローラ４０Ａの半径方向外側における、磁束密度が最も高い周方向領域に配設される。【選択図】図２
2008268617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、定着ローラ内に配設されて定着ローラを誘導加熱するための誘導加熱組立体とを備え、誘導加熱組立体は、誘導コイルと、誘導コイルに配設された一対の磁性体コアとを含む誘導加熱ユニットを、定着ローラの軸方向に複数個配列することにより構成され、軸方向に隣り合う誘導加熱ユニットの磁性体コアの対は、周方向の配置角度が相互に異なるよう配置されている定着装置において、
定着ローラの表面温度を検知するための温度検知手段及び／又は定着ローラの表面温度の過剰な上昇を防止するための過昇温防止手段が、定着ローラの軸方向における中央領域であって、定着ローラの半径方向外側における、磁束密度が最も高い周方向領域に配設される、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、及び該定着装置を備えた、静電複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ローラと、定着ローラを誘導加熱するための誘導加熱ユニットが定着ローラ内に配設され、誘導加熱ユニットは、軸方向に配列された複数の誘導コイルと、誘導コイルの各々に配設された一対の磁性体コアとを備え、軸方向に隣り合う磁性体コアは、周方向の配置角度が相互に異なるよう配置されている定着装置は、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００７−４１１９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されたこの定着装置において、誘導加熱ユニットは、軸方向に配列された複数の誘導コイルと、誘導コイルの各々に配設された一対の磁性体コアとを備えているので、定着ローラの表面温度は、誘導コイルの位置により異なり、周方向及び軸方向における全領域において均等とはならない。一般的に、定着装置には、定着ローラの表面温度を検知するための温度検知手段及び／又は定着ローラの表面温度の過剰な上昇を防止するための過昇温防止手段が配設されるが、上記形態の定着装置において、これらの配設位置によってはピーク温度を的確に検知できないおそれがある。
【０００４】
本発明の目的は、定着ローラの表面におけるピーク温度を的確に検知して、高い信頼性を確保することを可能にする、新規な定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面によれば、
定着ローラと、定着ローラ内に配設されて定着ローラを誘導加熱するための誘導加熱組立体とを備え、誘導加熱組立体は、誘導コイルと、誘導コイルに配設された一対の磁性体コアとを含む誘導加熱ユニットを定着ローラの軸方向に配列することにより構成され、軸方向に隣り合う誘導加熱ユニットの磁性体コアの対は、周方向の配置角度が相互に異なるよう配置されている定着装置において、
定着ローラの表面温度を検知するための温度検知手段及び／又は定着ローラの表面温度の過剰な上昇を防止するための過昇温防止手段が、定着ローラの軸方向における中央領域であって、定着ローラの半径方向外側における、磁束密度が最も高い周方向領域に配設される、
ことを特徴とする定着装置、が提供される。
本発明の他の局面によれば、
前記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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明に従って構成された定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００７】
図１を参照して、画像形成装置であるレーザプリンタ２（以下、単に「プリンタ２」と略称する）は、ほぼ直方体形状の画像形成装置本体であるプリンタ本体４を備えている。プリンタ本体４の一側面４ａ（図１において左側面）には、排紙トレイ６が折り畳み可能に装着されている。プリンタ本体４内のほぼ中央領域には像担持体である感光体ドラム８が図１において時計方向に回転駆動されるよう配設されている。感光体ドラム８の周囲には、主帯電器１０、現像装置１２、転写ローラ１４、クリーニング装置１６、図示しない除電器などが備えられている。プリンタ本体４内の上部位置には、入力された画像情報をレーザ光に変換し、感光体ドラム８の表面に照射するレーザスキャニングユニットＬＳＵが配設されている。
【０００８】
プリンタ本体２内における上下方向のほぼ中央部には用紙Ｐを搬送するための搬送路１８が配設され、下端部には給紙カセット２０が装着されている。搬送路１８は、感光体ドラム１０と転写ローラ１４との間を通ってそれらの接線方向にほぼ水平に延在している。搬送路１８の上流端領域は、下方に反転して上記給紙カセット２０に接続されている。搬送路１８における、感光体ドラム８の上流側には、分離ローラ対２２、搬送ローラ対２４、２６及びレジストローラ対２８が搬送路１８に沿ってかつ、上流から下流に向ってその順に配設されている。給紙カセット２０内には、一端が軸３０まわりに回動自在に支持された用紙載置板である底板３２と、底板３２の他端を上方に押し上げる圧縮コイルばね３３などが配設されている。底板３２上に積層・収容された用紙Ｐの先端部における上面は、プリンタ本体４内に配設されたピックアップローラ３４に圧接される。
【０００９】
搬送路１８における、感光体ドラム８の下流側には、定着装置４０が配設されている。定着装置４０は、定着ローラ（熱ローラ）４０Ａと、定着ローラ４０Ａに下方から圧接された圧ローラ４０Ｂとを備えている。搬送路１８における、定着装置４０の下流側には、搬送ローラ対４２及び排出ローラ対４４が、この順に下流に向かって配設されている。排出ローラ対４４の下流側における、プリンタ本体４の一側面４ａには、用紙Ｐの排出口４６が配設されている。
【００１０】
上記プリンタ２に、図示しないパソコンからプリント信号が送信されると、主帯電器１０により一様に帯電された感光体ドラム８の表面がレーザスキャニングユニットＬＳＵにより露光されることにより静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置１２により現像されてトナー像となる。このトナー像は、転写ローラ１４によって、給紙カセット２０から所定のタイミングで搬送された用紙Ｐの片面に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送路１８に沿って定着装置４０に搬送され、定着装置４０を通過する間に熱定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、搬送ローラ対４２及び排出ローラ対４４により、排出口４６から排紙トレイ６に排出される。
【００１１】
図２〜図４を参照して、定着装置４０は、一対の定着側壁５０及び５２を含むハウジング５４を備えている。相互に間隔をおいて直立して対向する定着側壁５０及び５２間には、円筒状の定着ローラ４０Ａが、それぞれ軸受５６を介して回転自在に支持されている。ハウジング５４には、圧ローラ４０Ｂ（図１）が回転自在に支持されている。圧ローラ４０Ｂは、圧ローラ４０Ｂの両端に配設された図示しない圧縮コイルばねにより定着ローラ４０Ａに圧接されている。定着ローラ４０Ａは、鉄などの磁性を有する金属からなる円筒部材の表面にフッ素樹脂などからなる離型層を設けることにより構成される。圧ローラ４０Ｂは、アルミニウムからなる円筒部材の表面に発泡シリコーンゴムなどの弾性層を設けることにより構成される。
【００１２】
定着ローラ４０Ａ内には、定着ローラ４０Ａを誘導加熱するための誘導加熱組立体６０Ａが配設されている。誘導加熱組立体６０Ａは、誘導コイル６２と、誘導コイル６２に配設された一対の磁性体コア６４とを含む誘導加熱ユニット６０Ｕを、定着ローラ４０Ａの軸方向に複数個配列することにより構成される。そして、軸方向に隣り合う誘導加熱ユニット６０Ｕの磁性体コア６４の対は、周方向の配置角度が相互に異なるよう配置されている。
【００１３】
具体的に説明すると、定着装置４０の定着ローラ４０Ａの中心部には、一端及び他端が開口した筒状のコア部材６１が配置されている。コア部材６１は、適宜の合成樹脂から形成され、横断面が正方形をなしている。コア部材６１の半径方向外側に、相互に実質的に同じ形状及び大きさを有する複数個の誘導加熱ユニット６０Ｕが軸方向に配列されている。
【００１４】
誘導加熱ユニット６０Ｕにおいて、相互に実質的に同じ形状及び大きさを有する一対の磁性体コア６４は、それぞれフェライトなどの強磁性を有する材料から形成されかつ、矩形平板状の基部６４Ａと、基部６４Ａの両端から、それぞれ基部６４Ａの片面側に相互に離隔する方向に、同じ角度で傾斜して同じ長さだけ延び出す矩形平板状の突出部６４Ｂとを備えている。突出部６４Ｂの各々の先端面は、基部６４Ａの該片面に平行な共通の平面上に存在する。一対の磁性体コア６４の基部６４Ａの他面（突出部６４Ｂが延び出す片面に対し反対側の他面）は、コア部材６１の相互に対向する一対の外側面に重合され、接着剤により固定される。磁性体コア６４の幅は、コア部材６１の外側面の幅と同じに形成されている。リッツ線からなる誘導コイル６２は、一対の磁性体コア６４における基部６４Ａの片面と、コア部材６１の相互に対向する他の一対の外側面の周囲に巻き付けられる。
【００１５】
上記した誘導加熱ユニット６０Ｕに対し、コア部材６１の軸方向に隣り合う他の誘導加熱ユニット６０Ｕの磁性体コア６４の対は、基部６４Ａの他面（突出部６４Ｂが延び出す片面に対し反対側の他面）が、コア部材６１の相互に対向する他の一対の外側面に重合され、接着剤により固定されることにより、周方向の配置角度が相互に異なる（実施形態においては９０°異なる）よう配置される（図５をも参照）。誘導加熱ユニット６０Ｕの各々の誘導コイル６２は相互に連続しかつ、図示しない高周波電源に接続されている。
【００１６】
誘導加熱ユニット６０Ｕの各々の半径方向外側であって、定着ローラ４０Ａの内側には、合成樹脂製の円筒部材６６が配置されている。図２に示されているように、円筒部材６６及びコア部材６１の一端（図２において右端）は、片方の定着側壁５０の外側に装着されたカバー６８に回転できないように支持される。円筒部材６６の他端（図２において左端）は、軸受部材７０を介して定着ローラ４０Ａに相対回転自在に支持される。また、コア部材６１の他端（図２において左端）は、軸受部材７２を介して円筒部材６６に支持される。定着ローラ４０Ａの内周面と円筒部材６６の外周面との間には隙間が形成される。コア部材６１、円筒部材６６及び定着ローラ４０Ａは、共通の軸線上に配置される。磁性体コア６４の各々における突出部６４Ｂの各々の先端面は、該共通の軸線に平行な面上に位置付けられかつ、円筒部材６６の内周面に隙間をおいて対向するよう位置付けられる（図５をも参照）。
【００１７】
誘導加熱ユニット６０Ｕの各々の誘導コイル６２に、図示しない高周波電源から高周波電流が供給されると磁束が発生する。発生した磁束は、図３に示されているように、磁性体コア６４の各々における片方の突出部６４Ｂの先端面から半径方向外方に進み、定着ローラ４０Ａ内（磁性を有する金属製の円筒部内）及び外側空間を通って他方の突出部６４Ｂの先端面に戻る。その結果、定着ローラ４０Ａに渦電流が生じ、定着ローラ４０Ａが自己発熱する。誘導加熱ユニット６０Ｕは、コア部材６１に沿って軸方向に配列されかつ、軸方向に隣り合う誘導加熱ユニット６０Ｕの磁性体コア６４の対は、周方向の配置角度が相互に９０°異なるよう配置されているので、定着ローラ４０Ａの温度分布の均一化に寄与する。
【００１８】
図２、図５及び図６を参照して、定着ローラ４０Ａの表面温度を検知するための温度検知手段、実施形態においてはサーミスタ８０及び／又は定着ローラ４０Ａの表面温度の過剰な上昇を防止するための過昇温防止手段、実施形態においてはサーモスタット９０が、定着ローラ４０Ａの軸方向における中央領域であって、定着ローラ４０Ａの半径方向外側における、磁束密度が最も高い周方向領域に配設される。実施形態において、定着ローラ４０Ａの軸方向における中央領域には、サーミスタ８０とサーモスタット９０が配設されている。
【００１９】
なお、図５及び図６において、線Ｌ１は、コア部材６１の軸心Ｃ（定着ローラ４０Ａ及び円筒部材６６の軸心と共通の軸心）を通り、１個の誘導加熱ユニット６０Ｕにおける磁性体コア６４の各々の突出部６４Ｂの幅方向中心（図５及び図６において上下方向中心）を通る中心線を示す。また線Ｌ２は、コア部材６１の軸心Ｃを通り、前記誘導加熱ユニット６０Ｕに対しコア部材６１の軸方向に隣り合うよう配設された他の誘導加熱ユニット６０Ｕにおける磁性体コア６４の各々の突出部６４Ｂの幅方向中心（図５及び図６において左右方向中心）を通る中心線を示す。中心線Ｌ１と中心線Ｌ２は、相互に直交する。
【００２０】
図２及び図５を参照して、サーミスタ８０は、定着ローラ４０Ａの軸方向における中央領域に配置された１個の誘導加熱ユニット６０Ｕにおける片方の磁性体コア６４の突出部６４Ｂの各々間の軸方向中間領域であって、定着ローラ４０Ａを軸方向に見て、磁束密度が最も高い周方向領域における定着ローラ４０Ａの表面の外側に隙間をおいて配置されている。実施形態において、サーミスタ８０は、定着ローラ４０Ａの軸方向に見て、中心線Ｌ１上（最も磁束密度が高い位置）に配置されているが、中心線Ｌ１に対し角度±αの周方向範囲であって、実用上問題ない磁束密度範囲（換言すれば、定着ローラ４０Ａの表面温度範囲）であれば、中心線Ｌ１上に配置しなくともよい。角度±αは、実験により求めることが好ましい。
【００２１】
図２及び図６を参照して、サーモスタット９０は、定着ローラ４０Ａの軸方向における中央領域に配置された１個の誘導加熱ユニット６０Ｕ（図２において、サーミスタ８０が対向して配置された誘導加熱ユニット６０Ｕ）に対し、コア部材６１の軸方向に隣り合う他の誘導加熱ユニット６０Ｕ又は該他の誘導加熱ユニット６０Ｕを挟んで位置する更に他の誘導加熱ユニット６０Ｕ、実施形態においては更に他の誘導加熱ユニット６０Ｕ（図２）における片方の磁性体コア６４の突出部６４Ｂの各々間の軸方向中間領域であって、定着ローラ４０Ａを軸方向に見て、磁束密度が最も高い周方向領域における定着ローラ４０Ａの表面の外側に隙間をおいて配置されている。実施形態において、サーモスタット９０は、定着ローラ４０Ａの軸方向に見て、中心線Ｌ１上（最も磁束密度が高い位置）に配置されているが、中心線Ｌ１に対し角度±αの周方向範囲であって、実用上問題ない磁束密度範囲（換言すれば、定着ローラ４０Ａの表面温度範囲）であれば、中心線Ｌ１上に配置しなくともよい。角度±αは、実験により求めることが好ましい。
【００２２】
なお、サーモスタット９０は、誘導コイル６２の各々と図示しない高周波電源とを結ぶ図示しない電気回路中に配設され、検知された定着ローラ４０Ａの表面温度が所定値以上となったときに、該電気回路を遮断し、定着ローラ４０Ａの表面温度が所定値未満の他の所定値温度まで低下すると、該電気回路を接続するよう構成されている。
【００２３】
上記現像装置４０においては、定着ローラ４０Ａの表面温度を検知するためのサーミスタ８０及び／又は定着ローラ４０Ａの表面温度の過剰な上昇を防止するためのサーモスタット９０が、定着ローラ４０Ａの軸方向における中央領域であって、定着ローラ４０Ａの半径方向外側における、磁束密度が最も高い周方向領域に配設されるので、定着ローラ４０Ａの表面におけるピーク温度を的確に検知して、高い信頼性を確保することを可能にする。上記現像装置４０を備えたプリンタ２によれば、現像における高い信頼性が確保されるので、品質の高い画像形成が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従って構成されたレーザプリンタの実施形態における全体構成を示す正面概略図である。
【図２】図１に示されているレーザプリンタに備えられた定着装置の要部縦断面概略図である。
【図３】図２に示されている定着装置の定着ローラ及び誘導加熱組立体の一部を具体的に示す断面図である。
【図４】図２に示されている定着装置の誘導加熱組立体（円筒部材を除く）の一部を具体的に示す斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ矢視断面図であって、要部のみを示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ矢視断面図であって、要部のみを示すＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
２：プリンタ
４：プリンタ本体
４０：定着装置
４０Ａ：定着ローラ
４０Ｂ：圧ローラ
６０Ａ：誘導加熱組立体
６０Ｕ：誘導加熱ユニット
６１：コア部材
６２：誘導コイル
６４：磁性体コア
８０：サーミスタ
９０：サーモスタット
【図１】
2008268617.tif 000003
【図２】
2008268617.tif 000004
【図３】
2008268617.tif 000005
【図４】
2008268617.tif 000006
【図５】
2008268617.tif 000007
【図６】
2008268617.tif 000008