(57)【要約】【課題】定着部材が停止状態または停止状態に近い状態になったとしても、定着装置が異常高温となることを防止する。【解決手段】定着ローラ１ａあるいは加圧ローラ２の回転軸と歯車連結されているＤＣモータ７の起電力発生回路７ａに対向した位置には、起電力発生回路７ａで発生した起電力によりオンオフされるリレー８が設けられている。リレー８のある電気回路は、電源部９と、電源部からの通電により発熱し、前記定着ローラ１ａを加熱するハロゲンヒータ３ａ、及びリレー８との間に直列に設けられたサーモスタット１０を含み、リレー８がハロゲンヒータ３ａへの通電回路の開閉動作を行う。ＤＣモータ７が回転し、起電力発生回路７ａに発生した起電力によりリレー８がオンされると、ハロゲンヒータ３ａに電流が流れ、定着ローラ１ａを加熱する。一方、ＤＣモータ７が回転しない場合はリレー８が作動せず、ハロゲンヒータ３ａは加熱されない。【選択図】　　　　図４
2004133444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　２つの回転部材と、
　前記回転部材の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
を有し、前記前記回転部材間のニップ間に定着対象部材を通して定着する定着装置において、
　前記回転部材の少なくとも一方の部材の回転駆動力を得て前記加熱手段への通電を行わせる制御手段を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
　前記２つの回転部材の一方が定着部材、他方が加圧部材であることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
　前記加熱手段は定着部材の内部または外部に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
　前記加熱手段は通電により熱源を発熱させ、前記定着部材を加熱することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
　前記熱源の加熱範囲が前記定着部材の外周の軸方向の一部分であることを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
　前記一方の回転部材が、駆動源から直接駆動力を得る主動側の回転部材であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
　前記一方の回転部材が、駆動源から直接駆動力を得て回転する主動側の回転部材から回転駆動力を得て回転する従動側の回転部材であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
　前記従動側の回転部材は前記主動側の回転部材との間のニップを介して駆動力を得て、従動回転することを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
　前記制御手段が、前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、
　この発電手段の発電による起電力により前記加熱手段の熱源に対する通電を可能にするスイッチング手段と、
からなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
　前記加熱手段が、高周波電磁誘導熱源からなり、
　前記制御手段が、前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、
　この発電手段の発電による起電力により前記高周波電磁誘導熱源の高周波発振駆動部の低電圧部からの通電を可能にするスイッチング手段と、
からなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
　前記スイッチング手段が、オンオフリレーからなり、このオンオフリレーは前記発電手段の作動時の起電力によりオン動作することを特徴とする請求項９または１０記載の定着装置。
【請求項１２】
　前記制御手段が、
　前記回転駆動力を得て回転し、送風するファンと、
　前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、
からなり、前記ファンからの送風により前記サーモスタットを冷却し、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への通電を行わせることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
　前記制御手段が、
　前記回転駆動力を得て回転し、送風するファンと、
　前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、
からなり、
　前記回転駆動力が得られたときは、前記サーモスタットの背面に前記ファンからの送風を導き、前記サーモスタットの背面に背圧を生じさせて前記定着部材表面から前記サーモスタットを離間させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への通電を行わせることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
　前記制御手段が、
　前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、
　前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、
　前記サーモスタットを支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットを前記定着部材に対して近接離間移動させる駆動手段と、
からなり、
　前記回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記サーモスタットを前記定着部材に対して離間した側に移動させ、前記駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への通電を行わせることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
　前記制御手段は、
　前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、
　前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に所定の間隙で配置され、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、
　前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出後退自在に設けられた断熱部材と、
　前記断熱部材を支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットと前記定着部材との間に前記断熱部材を進出後退させる駆動手段と、
を備え、
　前記回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記断熱部材を前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１６】
　前記駆動手段がソレノイドであることを特徴とする請求項１４または１５記載の定着装置。
【請求項１７】
　前記設定された低い温度は、回転加熱部材の連続使用温度より３０℃以上低温であることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１８】
　前記発電手段は、前記回転部材の回転伝達系の最終段の回転部材体の回転に連動し、当該回転部材から駆動力を得て発電を行うことを特徴とする請求項９、１０、１４および１５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１９】
　前記定着部材表面に設けられ、記録媒体を定着部材表面から分離する接触分離部材と、
　前記接触分離部材近傍を加熱するための低発熱量の補助熱源と、
を備え、前記接触分離部材近傍の温度が低いときに前記補助熱源を加熱することを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項２０】
　前記温度が低いときが画像形成形成開始時であることを特徴とする請求項１９記載の定着装置。
【請求項２１】
　前記ニップにトナー像が転写された記録媒体を通して前記トナー像を記録媒体に定着することを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項２２】
　前記加熱手段によって加熱された回転部材上に転写されたトナー像を前記ニップを通過する記録媒体上に再度転写し、当該記録媒体上に定着することを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項２３】
　像担持体上にトナー像を作像する作像手段と、
　前記作像手段によって作像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
　前記転写手段によってトナー像が転写された記録媒体を前記ニップ間に通し、トナー像を当該記録媒体上に定着させる請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
　像担持体上にトナー像を作像する作像手段と、
　前記作像手段によって作像されたトナー像を前記加熱手段によって加熱された回転部材の表面に転写する転写手段と、
　前記ニップを通過する記録媒体上に前記回転部材上に転写されたトナー像を再度転写し、当該記録媒体上に定着する請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２５】
　加熱手段により加熱された回転部材を含む２つの回転部材を使用して定着を行わせる定着制御方法において、
　前記回転部材の一方の回転駆動力を取り出し、取り出した回転駆動力を使用して前記加熱手段へ通電させることを特徴とする定着制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、記録媒体上に形成された画像を定着する定着装置、特に、高速立上り式の画像形成装置における定着装置の過昇温を防止する機能を有する定着装置、その定着装置を備えた画像形成装置、及び定着制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　高速立上り式の画像形成装置の定着装置は熱容量が小さく、駆動系トラブル、ジャムなどの異常発生時には過昇温する問題点があり、この解決策として従来より、異常発生時に定着装置の加熱部材（これは通電により加熱する）への通電を停止するものが、下記特許文献１および２に開示されている。具体的には、特許文献１には、転写材の背面と接する加圧部材のうち、少なくとも１つの部材が従動回転部材であって、従動回転部材の回転を検知する回転検知手段と、回転検知手段の検出出力に応じて加熱体への通電を停止する通電停止装置とを有することを特徴とする画像形成装置が開示されている。
【０００３】
　また、特許文献２には、回転加熱部材である金属フィルムの回転動作を検知する回転検知手段と、この回転検知手段が回転加熱部材の停止を検知した場合に加熱手段の出力を抑制する制御手段とを有する画像形成装置が開示されている。
【０００４】
　なお、前記公知技術では、いずれも回転体の停止または速度低下をロータリエンコードや光センサにより検知して通電を停止し、または抑制している。
【特許文献１】特開平２−１３１２６９号公報
【特許文献２】特開２００１−２０３０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　以上の定着装置においては、画像形成装置に異常が発生し、回転体が停止した場合に回転検知手段により通電されなくなるが、回転検知手段が同時に故障すると、正常時と同じく通電が行われてしまう。
【０００６】
　省エネと使いやすさを追求した結果、近年、定着部材の立ち上がりが１０秒から３０秒以下といった高速立ち上がりの定着装置が提案され、市販もされている。このような定着装置では定着部材の回転と加熱がほぼ同時に開始されなければ、短時間での昇温は困難である。特に高速立ち上がりを意図した場合、回転時は定着部材、加圧部材両者（定着ローラ、加圧ローラの組合せなら加熱面積が約２倍）に熱が伝わるが、停止時は定着部材のみあるいは定着部材の加熱部近傍のみに加熱が集中するため、短時間で昇温する構成と相俟って定着部材の異常高温が極めて発生しやすい。すなわち、高速立上りの定着装置の場合、定着部材の熱容量が小さいので、異常時においても通電が行われると、数秒で定着温度より数百℃以上高い温度に達し、定着部材を含む定着回りの機構を損傷する虞がある。よって、二重、三重に安全対策を施し、異常発生時に定着部材が高熱になることを防止して安全性の向上を図ることが要求される。
【０００７】
　また、これらの高速の立ち上がりを実現するために誘導加熱を利用した定着装置が提案されている。従来のハロゲンヒータなどは高電圧大電流を遮断する必要があり、前記安全対策が大型化する問題があった。誘導加熱の場合、高周波の発振が行われなければ、加熱は行われない。高周波の発振は低電圧回路で行われるため、この回路に小型の安全対策を施すことができる。
【０００８】
　さらに、高速の立ち上がりを実現するために定着部材の加熱領域を限定して、放熱を防ぐことも試みられている。この場合は局部的に加熱が行われるため、安全対策がさらに重要となっている。
【０００９】
　いずれにしても前述の特許文献１及び２に開示された発明では、ロータリエンコーダや光センサなどの回転検知手段により回転停止を検知して通電を制御するため、停止時においても回転検知手段が故障した場合には、通電がされてしまうことになり、異常昇温の発生を完全に防止することはできない。
【００１０】
　本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、定着部材の駆動に連動させた機械的機構により、定着部材が停止状態または停止状態に近い状態になったとしても、定着装置が異常高温となることを防止することにある。
【００１１】
　また、他の目的は、定着装置の駆動が停止し、あるいは停止に近い状態となったとき、定着部材への加熱が短時間しか行われず、定着部材の過熱を確実に防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
　前記目的を達成するため、第１の手段は、２つの回転部材と、前記回転部材の少なくとも一方を加熱する加熱手段とを有し、前記前記回転部材間のニップ間に定着対象部材を通して定着する定着装置において、前記回転部材の少なくとも一方の部材の回転駆動力に基づいて前記加熱手段の通電制御を行う制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
　第２の手段は、第１の手段において、前記２つの回転部材の一方が定着部材、他方が加圧部材であることを特徴とする。
【００１４】
　第３の手段は、第１または第２の手段において、前記加熱手段は定着部材の内部または外部に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
　第４の手段は、第３の手段において、前記加熱手段は通電により熱源を発熱させ、前記定着部材を加熱することを特徴とする。
【００１６】
　第５の手段は、第４の手段において、前記熱源の加熱範囲が定着部材の外周の軸方向の一部分であることを特徴とする。
【００１７】
　第６の手段は、第１ないし第５の手段において、前記一方の回転部材が、駆動源から直接駆動力を得る主動側の回転部材であることを特徴とする。
【００１８】
　第７の手段は、第１ないし第５の手段において、前記一方の回転部材が、駆動源から直接駆動力を得て回転する主動側の回転部材から回転駆動力を得て回転する従動側の回転部材であることを特徴とする。
【００１９】
　第８の手段は、第７の手段において、前記従動側の回転部材は前記主動側の回転部材との間のニップを介して駆動力を得て、従動回転することを特徴とする。
【００２０】
　第９の手段は、第１ないし第８の手段において、前記制御手段が、前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、この発電手段の発電による起電力により前記加熱手段の熱源に対する通電を可能にするスイッチング手段とからなることを特徴とする。
【００２１】
　第１０の手段は、第１ないし第８の手段において、前記加熱手段が高周波電磁誘導熱源からなり、前記制御手段が前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、この発電手段の発電による起電力により前記高周波電磁誘導熱源の高周波発振駆動部の低電圧部からの通電を可能にするスイッチング手段とからなることを特徴とする
　第１１の手段は、第９または第１０の手段において、前記スイッチング手段が、オンオフリレーからなり、このオンオフリレーは前記発電手段の作動時の起電力によりオン動作することを特徴とする。
【００２２】
　第１２の手段は、第１ないし第８の手段において、前記制御手段は、前記回転駆動力を得て回転し、送風するファンと、前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットとからなり、前記ファンからの送風により前記サーモスタットを冷却し、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせることを特徴とする。
【００２３】
　第１３の手段は、第１ないし第８の手段において、前記制御手段は、前記回転駆動力を得て回転し、送風するファンと、前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットとを備え、前記回転駆動力が得られたときは、前記サーモスタットの背面に前記ファンからの送風を導き、前記サーモスタットの背面に背圧を生じさせて前記定着部材表面から前記サーモスタットを離間させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせることを特徴とする。
【００２４】
　第１４の手段は、第１ないし第８の手段において、前記制御手段は、前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、前記サーモスタットを支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットを前記定着部材に対して近接離間移動させる駆動手段とを備え、前記回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記サーモスタットを前記定着部材に対して離間した側に移動させ、前記駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせることを特徴とする。
【００２５】
　第１５の手段は、第１ないし第８の手段において、前記制御手段は、前記回転駆動力を得て発電する発電手段と、前記定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に所定の間隙で配置され、前記加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出後退自在に設けられた断熱部材と、前記断熱部材を支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットと前記定着部材との間に前記断熱部材を進出後退させる駆動手段とを備え、前記回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記断熱部材を前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせることを特徴とする。
【００２６】
　第１６の手段は、第１４または第１５の手段において、前記駆動手段がソレノイドであることを特徴とする。
【００２７】
　第１７の手段は、第１２ないし第１５の手段において、前記設定された低い温度は、回転加熱部材の連続使用温度より３０℃以上低温であることを特徴とする。
【００２８】
　第１８の手段は、第９、１０、１４及び第１５の手段において、前記発電手段は、前記回転部材の回転伝達系の最終段の回転部材体の回転に連動し、当該回転部材から駆動力を得て発電を行うことを特徴とする。
【００２９】
　第１９の手段は、第１ないし第１８の手段において、前記定着部材表面に設けられ、記録媒体を定着部材表面から分離する接触分離部材と、前記接触分離部材近傍を加熱するための低発熱量の補助熱源とを備え、前記接触分離部材近傍の温度が低いときに前記補助熱源を加熱することを特徴とする。
【００３０】
　第２０の手段は、第１９の手段において、前記温度が低いときが画像形成形成開始時であることを特徴とする。
【００３１】
　第２１の手段は、第１ないし第２０の手段において、前記ニップにトナー像が転写された記録媒体を通して前記トナー像を記録媒体に定着することを特徴とする。
【００３２】
　第２２の手段は、第１ないし第２０の手段において、前記加熱手段によって加熱された回転部材上に転写されたトナー像を前記ニップを通過する記録媒体上に再度転写し、当該記録媒体上に定着することを特徴とする。
【００３３】
　第２３の手段は、像担持体上にトナー像を作像する作像手段と、前記作像手段によって作像されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写手段によってトナー像が転写された記録媒体を前記ニップ間に通し、トナー像を当該記録媒体上に定着させる第１ないし第２０の手段に係る定着装置とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【００３４】
　第２４の手段は、像担持体上にトナー像を作像する作像手段と、前記作像手段によって作像されたトナー像を前記加熱手段によって加熱された回転部材の表面に転写する転写手段と、前記ニップを通過する記録媒体上に前記回転部材上に転写されたトナー像を再度転写し、当該記録媒体上に定着する第１ないし第２０の手段に係る定着装置とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【００３５】
　第２５の手段は、加熱手段により加熱された回転部材を含む２つの回転部材を使用して定着を行わせる定着制御方法において、前記回転部材の一方の回転駆動力を取り出し、取り出した回転駆動力を使用して前記加熱手段へ通電させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
　本発明によれば、定着部材が停止状態または停止状態に近い状態になった場合に、加熱手段による加熱が行われないので、定着装置が異常高温となることを防止することができる。また、定着装置の駆動が停止し、あるいは停止に近い状態となったとき、加熱手段による加熱が行われなくなるので、定着部材への加熱が短時間しか行われず、定着装置の過熱を確実に防止することができる。
【００３７】
　すなわち、異常発生時には回転駆動力を得ている定着部材または加圧部材のような回転部材の回転が停止するので、この回転部材の回転停止により回転駆動力を得ることができなくなる。これにより制御手段は加熱手段への通電を行うことができなくなり、加熱手段は非加熱状態となる。その結果、定着装置が昇温することがなくなり、異常高温となることが防止でき、安全装置としての機能を確実に発揮することができる。
【００３８】
　回転駆動力を得て発電する発電手段と、この発電手段の発電による起電力により加熱手段の熱源に対する通電を可能にするスイッチング手段とから制御手段を構成すると、異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て発電する発電手段が作動しなくなり、起電力が生じなくなるので、スイッチング手段の通電が不可能になる。これにより加熱手段への通電を行うことができなくなり、加熱手段は非加熱状態となって定着装置の過熱を確実に防止することができる。
【００３９】
　回転駆動力を得て発電する発電手段と、この発電手段の発電による起電力により高周波電磁誘導熱源の高周波発振駆動部の低電圧部からの通電を可能にするスイッチング手段とから制御手段を構成すると、異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て発電する発電手段が作動しなくなり、起電力が生じなくなるので、スイッチング手段の通電が不可能になる。これにより、加熱手段への通電を行うことができなくなり、加熱手段は非加熱状態となって定着装置の過熱を確実に防止することができる。高周波発生回路は低電圧であり、スイッチング手段を小型に構成できることにより反応を高めることができる。また、低電圧の遮断は高電圧に比べより長期に亘って安定して行うことができる。
【００４０】
　回連駆動力を得て回転し、送風するファンと、定着部材に近接した位置で定着部材に対向させた位置に設けられ、加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットとから制御手段を構成し、前記ファンからの送風により前記サーモスタットを冷却し、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせるようにすると、冷却ファンへの回転伝達部が故障した場合などのような異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て回転するファンが停止する。これにより、サーモスタットの冷却が行われなくなるので、サーモスタットが短時間に加熱され、定着装置が異常高温となる前に通電が遮断され、定着装置の過熱を確実に防止することができる。また、リレーのように立ち上がりの度に接点が作動することはないので、長期に定着装置が使用可能となる。
【００４１】
　回転駆動力を得て回転し、送風するファンと、定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットとから制御手段を構成し、回転駆動力が得られたときは、前記サーモスタットの背面に前記ファンからの送風を導き、前記サーモスタットの背面に背圧を生じさせて前記定着部材表面から前記サーモスタットを離間させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせるようにすると、冷却ファンへの回転伝達部が故障した場合などのような異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て回転するファンが停止する。これにより、サーモスタットの背面に発生している背圧がなくなり、定着部材に近接した位置に移動することから、サーモスタットが短時間に加熱され、定着装置が異常高温となる前に通電が遮断され、定着装置の過熱を確実に防止することができる。また、リレーのように立ち上がりの度に接点が作動することはないので、長期に定着装置が使用可能となる。
【００４２】
　回転駆動力を得て発電する発電手段と、定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に当該定着部材に対して近接離間移動可能に設けられ、加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、前記サーモスタットを支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットを前記定着部材に対して近接離間移動させる駆動手段とから制御手段を構成し、回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記サーモスタットを前記定着部材に対して離間した側に移動させ、前記駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせるようにすると、異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て発電する発電手段が作動しなくなり、起電力が生じなくなるので、前記サーモスタットを前記定着部材に対して離間した側に移動させておくことができなくなる。これによりサーモスタットは定着部材に近接した位置に移動することから、サーモスタットが短時間に加熱され、定着装置が異常高温となる前に通電が遮断され、定着装置の過熱を確実に防止することができる。
【００４３】
　回転駆動力を得て発電する発電手段と、定着部材に近接した位置で当該定着部材に対向させた位置に所定の間隙で配置され、加熱手段の熱源への通電をオンオフするサーモスタットと、前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出後退自在に設けられた断熱部材と、前記断熱部材を支持し、前記発電手段による起電力に応じて前記サーモスタットと前記定着部材との間に前記断熱部材を進出後退させる駆動手段とから制御手段を構成し、回転駆動力が得られたときは、前記駆動手段は前記断熱部材を前記サーモスタットと前記定着部材との間に進出させ、駆動温度が前記定着ローラの定着温度よりも低い温度に設定された前記サーモスタットをオン状態にして前記熱源への連続通電を行わせるようにすると、異常発生時には回転部材の回転が停止し、回転部材の回転駆動力を得て発電する発電手段が作動しなくなり、起電力が生じなくなるので、前記断熱部材が記サーモスタットと前記定着部材との間から後退し、前記定着部材は定着部材からの輻射熱を直接受けることになる。これによりサーモスタットが短時間に加熱され、定着装置が異常高温となる前に通電が遮断され、定着装置の過熱を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
　以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の説明において、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する各部の説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００４５】
１．全体構成
　図１は本発明の第１の実施例に係る画像形成装置全体の概略構成を示す図である。
【００４６】
　図１において、本実施例に係るタンデム型のカラー画像形成装置ＭＦＰの略中央に画像形成部１１０が配置され、この画像形成部１１０のすぐ下方には給紙部１２０が配置され、給紙部１２０には各段に給紙トレイ１２１が設けられている。また、画像形成部１１０の上方には、原稿を読み取るスキャナ部１３０が配設されている。画像形成部１１０の用紙搬送方向下流側（図示左側）には排紙収納部、所謂排紙トレイ１４０が設けられ、排紙された画像形成済みの記録紙が積載される。
【００４７】
　画像形成部１１０では、無端状のベルトからなる中間転写ベルト１５０の上方に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）用の複数の作像ユニット１６０が並置されている。各々の作像ユニット１６０では、各色毎に設けられたドラム状の感光体（感光体ドラム）１６１の外周に沿って、帯電チャージャ１６２、露光部１６５、現像ユニット１６３、クリーニングユニット１６４、イレーサ（ＱＬ）１６７などが配置されている。帯電チャージャ１６２は、感光体１６１の表面に帯電処理を行い、露光部１６５では、画像情報を感光体１６１表面にレーザ光で照射する書込ユニット１７０からのレーザ光が照射される。現像ユニット１６３は、感光体１６１の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー現像して可視化し、クリーニングユニット１６４は転写後に感光体１６１の表面に残留したトナーを除去回収する。
【００４８】
　作像プロセスとしては、中間転写ベルト１５０上に各色毎の画像が作像され、中間転写ベルト１５０上に４色が重畳されて１つのカラー画像が形成される。その際、最初に、イエロー（Ｙ）の作像部で、イエロー（Ｙ）のトナーを現像し、中間転写ベルト１５０に一次転写装置（ローラ）１６６によって転写する。次に、シアン（Ｃ）の作像部で、シアンのトナーを現像し、中間転写ベルト１５０上に転写しする。次に、マゼンタ（Ｍ）の作像部で、マゼンタのトナーを現像し、中間転写ベルト１５０に転写し、最後に、ブラック（Ｋ）のトナーを現像し、中間転写ベルト１５０上に転写し、４色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト１５０上に転写された４色のトナー像は、給紙部１２０から給紙されてきた記録紙１２２に二次転写装置（ローラ）１５１で転写され、定着ユニット１８０によって定着された後、排紙ローラによって排紙トレイ１４０に排紙され、あるいは両面ユニット１９０に搬送される。両面印刷時は、搬送経路は分岐部１９１で分岐され、両面ユニット１９０を経由して、記録紙１２０は反転される。そして、レジストローラ１２３で用紙のスキューが補正され、表面への画像形成動作と同様にして裏面への画像形成動作が行われる。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト１５０の表面に残留したトナーはクリーニングユニット１５２によって除去回収される。なお、符号１９２は両面ユニット１９０からの際給紙反転経路である。また、図２では、各部の符号の後に色を表すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋを付けて各色の作像部を区別している。
【００４９】
　給紙部１２０は、給紙トレイ１２１に未使用の記録紙１２２が収容されており、最上位の記録紙１２２がピックアップローラ１２５によってピックアップされ、給紙ローラ１２６の回転により、縦搬送路１２７を介してレジストローラ１２３側へと搬送される。レジストローラ１２３は記録紙１２０の搬送を一時止め、中間転写ベルト１５０上のトナー像と記録紙１２０の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって記録紙１２０を送り出す。
【００５０】
　スキャナ部１３０では、コンタクトガラス上に載置される原稿の読み取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した第１および第２の走行体が往復移動する。この走行体により走査された画像情報は、レンズによって後方に設置されているＣＣＤの結像面に集光され、ＣＣＤによって画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、書込ユニット７内のレーザダイオードＬＤの発光により感光体１６１の表面に光書き込みが行われ、静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体１６１に至る。また、スキャナ部１３０の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）１３６が取り付けられている。
【００５１】
　なお、本実施例に係るカラー画像形成装置は、前述のように光走査して原稿を読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能の他に、図示せぬ制御装置により原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能を有する多機能の画像形成装置である。どの機能によって形成された画像も同様の画像形成プロセスによって記録紙１２０上に画像が形成され、すべて１つの排紙トレイ１４０に排紙され、収納される。
【００５２】
　なお、図１では、本発明に係る画像形成装置の一例として４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機が図示されているが、これは画像形成装置の代表例として描いているだけであり、４連タンデム型直接転写方式や１ドラム型中間転写方式などのフルカラー機でも良いし、直接転写方式のモノクロ機に、あるいは他の方式の画像形成装置においても加熱加圧方式の定着装置を備えている限り本発明は適用できる。
【００５３】
２．定着装置
　図２は本発明の第１実施例に係る定着装置（定着ユニット）の概略構成を示す図、図３は発電装置を備えた定着装置の構成を示す図、図４は図３の電気的構成を示す図である。本実施例に係る定着装置は、図２に示すように２つの回転部材としての定着ローラ１ａ及び加圧ローラ２と、加熱手段としてのハロゲンヒータ３ａと、図３に示す定着ローラ１ａの回転駆動力に基づいて発電する発電手段としてのＤＣモータ７と、ＤＣモータ７の起電力発生回路７ａの起電力によりオンオフされるスイッチング手段としてのオンオフリレー８とから基本的に構成され、制御手段は、ＤＣモータ７、起電力発生回路７ａおよびオンオフリレー８からなっている。
【００５４】
　定着ローラ１ａは薄肉の円筒状に形成され、加圧ローラ２は定着ローラ１ａ側に押圧されている。ハロゲンヒータ３ａは、定着ローラ１ａの外周部の所定位置に対向して設けられている。この所定位置は、定着ローラ１ａを加熱したときに定着ローラ１ａの表面の温度分布が後述のニップ部Ｎで最大となるような位置が選定される。
【００５５】
　図２に示すように転写紙１４は定着ローラ１ａと加圧ローラ２との接触点のニップ部Ｎに挿入され、その未定着トナー１５を定着ローラ１ａ側に向けて挿通されて定着が行われる。定着ローラ１ａは鉄製の芯金の上に発泡シリコーンによる厚さ４ｍｍの断熱層を形成し、その上にステンレスもしくはニッケルの薄肉スリーブの蓄熱層があり、さらにその上にＰＦＡからなる２０μｍの離型層を形成している。定着画像の光沢を均一にするために蓄熱層と離型層との間にシリコーンゴムからなる１００ないし３００μｍの弾性層を形成してもよい。本実施例では外径はφ３０で、薄肉スリーブはステンレス製であり、その肉厚は６０μｍである。
【００５６】
　加圧ローラ２の外径は同じくφ３０で、定着ローラ１ａと同様に鉄製の芯金の上に発泡シリコーンによる厚さ５ｍｍの弾性層とＰＦＡチューブからなる離型層が形成されている。定着ローラ１ａに近接した位置には前記のように熱源としてハロゲンヒータ３ａがあり、ハロゲンヒータ３ａからの放射を定着ローラ１ａに集中させるための反射板１２が設置されている。ハロゲンヒータ３ａは本実施例では１００Ｖ，８００Ｗである。この場合、定着ローラ１ａが停止していると蓄熱層は１秒間で３００℃の超高温にまで達するが、定着ローラ１ａが回転し、ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２及び転写紙１４への伝熱により、定着ローラ１ａは１５０ないし１８０℃以下の表面温度を維持することができる。
【００５７】
　図３に示すように定着ローラ１ａは駆動源であるモータ２０から歯車減速機構を構成する複数の歯車１９，１８を経由し、定着ローラ１ａの回転軸１ｓの一端に同軸に設けられた歯車１６により回転駆動される。加圧ローラ２は図示しない加圧機構により定着ローラ１ａに所定の圧力で押し付けられ、摩擦力によって定着ローラ１ａから駆動力を得て、従動回転している。また、定着ローラ１ａの回転軸１ｓの他端にも同軸に歯車１７が設置されており、歯車２１によって発電機であるＤＣモータ７を回転させ、定着ローラ１ａの回転駆動力を利用して発電が行われる。
【００５８】
　前記断熱層は空気を含有した低熱伝導率な材料（ゴム、樹脂、セラミック等）であればよく、発泡もしくは気泡を含んだ粒子を含有することでも実現できる。また、ステンレスもしくはニッケルの薄肉スリーブの蓄熱層は必ずしも必要ではなく、画像形成の生産性に応じて設定される。
【００５９】
　図４に示すように、定着ローラ１ａの他端側の回転軸と歯車連結されているＤＣモータ７の起電力発生回路７ａに対向した位置には、起電力発生回路７ａで発生した起電力によりオンオフされるオンオフリレー８が設けられている。オンオフリレー８のある電気回路は、電源部９と、電源部からの通電により発熱し、前記定着ローラ１ａを加熱するハロゲンヒータ３ａ、このハロゲンヒータ３ａの表面温度を検出する温度センサ５、この温度センサ５の検出出力が入力される温度調整器６、及びこの温度調整器６とオンオフリレー８との間に直列に設けられたサーモスタット１０から構成され、前記オンオフリレー８がハロゲンヒータ３ａへの通電回路の開閉動作を行う。すなわち、ＤＣモータ７が回転し、前記起電力発生回路７ａに発生した起電力によりオンオフリレー８がオンされると、ハロゲンヒータ３ａに電流が流れ、これが定着ローラ１ａの加熱源として機能する。一方、ＤＣモータ７が回転しない場合は前記起電力発生回路７ａに起電力が発生しないため、図４に示すようにオンオフリレー８は作動せず、オフ状態となる。このため、ハロゲンヒータ３ａに電源９からの電力が供給されることがなく、ハロゲンヒータ３ａは加熱されない。
【００６０】
　この定着装置においては、ＤＣモータ７や定着ローラ１ａまでの駆動伝達系においてなんらかの異常があり、定着ローラ１ａが停止した状態であればオンオフリレー８が作動しないので、加熱源であるハロゲンヒータ３ａは絶対に通電されることはない。これに対し、前述の特許文献１及び２に開示された発明では、ロータリエンコーダや光センサなどの回転検知手段により回転停止を検知して通電を制御するため、停止時においても回転検知手段が故障した場合には、通電されてしまうが、本実施例では回転体の回転により発電を行い、その電圧によりオンオフリレー８を作動させて初めて通電が行われるため、オンオフリレー８以外の部品の故障以外では絶対に通電が行われることはない。オンオフリレーとしてＵＬ、ＣＳＡなどの安全規格を取得したリレーやサーモスタットを使用している限りは基本的に装置としての安全性は保証されていると言える、これに対して半導体を用いた安全装置は微細な半導体素子内のショート、オープンが確率的に発生するので、前記安全規格においても最終的な安全装置としては認められていない。
【実施例２】
【００６１】
　図５は本発明の第２の実施例に係る定着装置の概略構成を示す図である。　
　この第２の実施例は第１の実施例が発電手段とのしてＤＣモータ７の駆動源が定着ローラ１ａの回転軸１ｓであったのに対し、ＤＣモータ７の駆動源を加熱ローラ２の回転軸２ｓに取ったものである。すなわち、定着ローラ１ａの回転軸１ｓの他端側に設けた歯車１７を加圧ローラ２の回転軸２ｓの反モータ２０配設側の端部に設け、この歯車１７にＤＣモータ７の歯車７が噛合するようにＤＣモータを配置したものである。その他の各部は図２ないし図４に示した第１の実施例と同等に構成されているので、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
　このようにＤＣモータ７を配置すると、ＤＣモータ７は定着ローラ１ａと摩擦接触により従動する加圧ローラ２の回転駆動力により発電し、起電力発生回路７ａは加圧ローラ２の回転駆動力によってオンオフリレー８を作動させることになる。したがって、加圧ローラ２が何らかの異常により定着ローラ１ａに対して従動して回転しなかった場合にもオンオフリレー８はオフになり、定着ローラ１ａへの通電は遮断されることになる。これにより第１の実施例では、加圧ローラ２の回転については考慮されていない構成となっていたものが、加圧ローラ２の回転まで考慮してより安全性の高いシステムとなっていることがわかる。
【００６３】
　なお、この実施例では、ＤＣモータ７をモータ２０配設側とは異なる側に設けているが、同じ側に設けても良く、いずれに設けるかは画像形成装置のスペース的な面を考慮した設計的な事項である。
【００６４】
　その他、特に説明しない各部は第１の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例３】
【００６５】
　図６は本発明の第３の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第１の実施例における定着ローラ１ａを定着ベルト１ｂとしたもので、定着部材としての定着ベルト１ｂと、この定着ベルト１ｂの内側に配置される加熱部材としての面状抵抗発熱体３ｂと、ニップ部Ｎを形成するための弾性体の補助ローラ１３と、補助ローラ１３に定着ベルト１ｂを介して押圧される加圧ローラ２等からなる。定着ベルト１ｂはテンションを調整する形で面状抵抗発熱体３ｂと補助ローラ１３との間に張架される。この面状抵抗発熱体３ｂは加熱されることにより発熱体として機能し、定着ベルト１ｂを加熱し、これにより転写体１４の未定着トナー１５の定着を行う。また、面状抵抗発熱体３ｂと相対向する位置には面状抵抗発熱体３ｂとの間で定着ベルト１ｂを挟持する回転軸２２が設けられている。
【００６６】
　この回転軸２２は定着ベルト１ｂの回転にしたがって従動回転するようになっている。この回転軸２２には発電手段としてのＤＣモータ７（点線で示す）が前記第１の実施例のように例えば歯車を介して連結されており、定着ベルト１ｂの回転により前記ＤＣモータ７が回転し、発電が行われる。なお、この前記ＤＣモータ７には図４に示したように起電力発生回路７ａがオンオフリレー８を作動可能な位置に設けられ、回転軸２２から駆動力を得てＤＣモータ７が回転し、発電すればオンオフリレー８がオンとなり、面状抵抗発熱体３ｂに通電され、定着ベルト１ｂは加熱される。しかし、回転軸２２が回転しなければＤＣモータ７は発電しないので、オンオフリレー８はオフの状態であり、面状抵抗発熱体３ｂへの通電は行われない。
【００６７】
　以上の構造により、定着ベルト１ｂが回転する場合のみ面状抵抗発熱体３ｂに通電が行われ、定着ベルト１ｂが回転しない異常時には面状抵抗発熱体３ｂには通電されないので、定着ベルト１ｂの高熱化が防止される。
【００６８】
　なお、定着ベルト１ｂはポリイミド製ｔ＝１００μｍの基体上にシリコーンゴムからなる弾性層１００μｍと離型層のＰＦＡが２０μｍ形成されている。この実施例においても、定着ベルトが停止した状態で面状抵抗発熱体３ｂに通電が行われた場合、定着ベルト１ｂは１秒間で３００℃程度の高温に達するが、回転時においては１５０〜１８０℃以下を維持することが可能である。
【００６９】
　また、この実施例においては、定着ベルト１ｂの回転駆動力を回転軸２２により拾っているが、前述の第２の実施例のように加圧ローラ２の回転軸２ｓから、あるいは補助ローラ１３の回転軸１３ｓから回連駆動力を取り出すことも可能である。
【００７０】
　その他、特に説明しない各部は第１および第２の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例４】
【００７１】
　図７は本発明の第４の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、定着部材である定着ベルト１ｃの内側に加熱源であるハロゲンヒータ３ｃが設置されており、定着ベルト１ｃの内側にニップ部Ｎを形成するためのパッド１１が加圧ローラ２に押圧されている。この定着装置では、ハロゲンヒータ３ｃからの放射熱で定着ベルト１ｃを加熱する。回転駆動力の取り出しは定着ベルト１ｃをＤＣモータ７（点線で示す）に連結された回転軸２２ｃとそのバックアップのための軸２３とで挟み込み、前記回転軸２２ｃから行われる。その他の各部は第３の実施例と同等である。
【００７２】
　このように構成すると、定着ベルト１ｃの回転を回転軸２２を介してＤＣモータ７に伝え、ＤＣモータ７は定着ベルト１ｃの回転によって発電し、起電力発生回路７ａによってオンオフリレー８をオン動作させてハロゲンヒータ３ｃに通電を行うことができる。定着ベルト１ｃの回転が停止すれば、ＤＣモータ７は発電しなくなるので、オンオフリレー８はオフとなり、ハロゲンヒータ３ｃには通電されないので、定着ベルト１ｃの高熱化が防止される。
【００７３】
　その他、特に説明しない各部は第１ないし第３の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例５】
【００７４】
　図８は本発明の第５の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、定着部材である定着ローラ１ｄに加圧ローラ２が押圧され、定着ローラ１ｄには、さらに加熱部材として加熱ローラ４が当接し、この加熱ローラ４の内部には加熱源であるハロゲンヒータ３ｄが配置されている。加熱ローラ４の回転軸にはＤＣモータ７（点線で示す）が例えば歯車列を介して連結され、加熱ローラ４の回転を取り出して発電し、起電力発生回路７ａによってオンオフリレー８を作動させ、ハロゲンヒータ３ｄへの通電が行われる。
【００７５】
　本実施例では加熱源のハロゲンヒータ３ｄに最も近くて最も高温に達する加熱ローラ４から回転駆動力を取り出してＤＣモータ７を駆動するので、何らかの異常により加熱ローラ４だけが停止していたとしても加熱ローラ４内のハロゲンヒータ３ｄへ通電されることがなく、安全である。
【００７６】
　その他、特に説明しない各部は第１の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例６】
【００７７】
　図９は本発明の第６の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第３の実施例と第５の実施例を組み合わせたもので、定着部材である定着ベルト１ｅの内部に加熱部材である加熱ローラ４とニップ部Ｎを形成するための補助ローラ１３と補助パッド２４が配置されている。加熱ローラ４の内部にはハロゲンヒータ３ｅが設けられ、ハロゲンヒータ３ｅからの熱を加熱ローラ４を介して定着ベルト１ｅに伝達し、加熱された定着ベルト１ｅで定着を行うように構成されている。この実施例では、定着ベルト１ｅを加圧ローラ２に巻き付けるようにして補助ローラ１３と補助パッド２４がこの加圧ローラ２に当接しているので、広いニップ幅を得ることができ、低い温度や低い加圧条件でも定着性を確保することができる。この実施例においても、加熱ローラ４の回転軸にはＤＣモータ７（点線で示す）が例えば歯車列を介して連結され、加熱ローラ４の回転を取り出して発電し、起電力発生回路７ａによってオンオフリレー８を作動させ、ハロゲンヒータ３ｅへの通電が行われる。この実施例においても第５の実施例と同様に最も高温となる部分が回転しない限りは加熱源に通電が行われないため、安全性は高い。
【００７８】
　その他、特に説明しない各部は第１、第３および第５の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例７】
【００７９】
　図１０は本発明の第７の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第６の実施例におけるハロゲンヒータ３ｅを加熱ローラ４の内部ではなく定着部材である定着ベルト１ｆの内側に設け、ハロゲンヒータ３ｆとしたものである。この実施例では、ニップ部Ｎを形成するため補助ローラ１３と補助パッド２４とテンションローラ２５との間に定着ベルト１ｆが張架されている。図示を省略したモータ２０からの駆動力は加圧ローラ２の軸２ｓから加圧ローラ２に伝達され、まず、加圧ローラを回転駆動する。加圧ローラ２が所定圧で補助ローラ１３及び補助パッド２４に押圧されていることから、これらの間に張架されている定着ベルト１ｆを介して補助ローラ１３及びテンションローラ２５が従動回動される。テンションローラ２５の図示しない回転軸にはＤＣモータ７の回転軸が歯車列を介して連結されており、テンションローラ２５の回転によってＤＣモータ７が回転し、発電が行われる。ＤＣモータ７が回転すると、起電力発生回路７ａの起電力によりオンオフリレー８がオンされ、ハロゲンヒータ３ｆへの通電が開始される。本実施例では、ＤＣモータ７が設けられているのは、駆動伝達の最終行程であり、従動によって回転される最後の部品であるテンションローラ２５の回転によって初めて通電を行うため、定着ベルト１ｆが停止している場合には、絶対に通電されることがなく安全性が高い。
【００８０】
　その他、特に説明しない各部は第１および第６の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例８】
【００８１】
　図１１は本発明の第８の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第２の実施例におけるＤＣモータ７に代えて冷却ファン３１とし、オンオフリレー８に代えて低温サーモスタット３２とするとともに、この低温サーモスタット３２の背面に前記冷却ファン３１からの冷却空気を導く流路３３を形成したものである。ハロゲンヒータ３ａのオンオフは、低温サーモスタット３２のオンオフによって制御される。したがって、この実施例では、制御手段は冷却ファン３１、低温サーモスタット３２および流路３３から構成されている。
【００８２】
　定着装置の異常高温防止のため一般に温度ヒューズ、サーモスタットが用いられる。このサーモスタットは定着装置の連続使用温度に対しては作動しないよう接触して配置する場合は高めの作動温度のものが用いられたり、非接触で配置する場合は定着温度の下限温度よりも３０℃程度低温の作動温度のものが一般に用いられる。３０℃程度低くても非接触の場合は空気が断熱層となって、連続使用時には作動せず、かつ異常高温時にはできるだけ低温で作動するためである。
【００８３】
　近年の高速で昇温する定着装置では、サーモスタットの温度上昇にタイムラグが生じるため、前記の作動温度と距離の設定が非常に困難であり、１５０℃程度の作動温度のサーモスタットでも定着装置が３００から４００℃まで異常高温になってしまうことがある。本実施例における低温サーモスタット３２は定着温度である１５０〜１８０℃より３０〜６０℃低い温度で作動するものを接触状態から０．５ｍｍ離れた距離Ｌの範囲、すなわち０ｍｍ＜Ｌ≦０．５ｍｍで用いた。この低温サーモスタット３２は定着ローラ１ａがモータ２０により駆動され、加圧ローラ２がそれに従動して回転するとともに加圧ローラ２の回転軸２ｓに設けられた歯車を含む歯車列により機械的に連結された冷却ファン３１が加圧ローラ２の回転駆動力を受けて回転し、低温サーモスタット３２をその背面側から直接的に冷却するため、低温サーモスタット３２の作動温度が連続使用温度より低い設定であっても、低温サーモスタット３２が作動することはなく、ハロゲンヒータ３ａの連続使用が可能となる。一方、加圧ローラ２が回転することなくハロゲンヒータ３ａが加熱された場合には、冷却ファン３１の回転が停止し、低温サーモスタット３２の冷却が行われなくなることから、定着ローラ１ａの表面温度が２２０から２６０℃程度で低温サーモスタット３２が作動してハロゲンヒータ３ａへの通電を遮断する。これにより定着ローラ１ａの異常高温の発生を防止することができる。
【００８４】
　その他、特に説明しない各部は第１及び第２の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例９】
【００８５】
　図１２は本発明の第９の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第８の実施例における低温サーモスタット３２が流路３３に固定され、前面が定着ローラ１ａ側に対向し、背面が流路側に露出するようにしたものを、流路３３内から分岐させた分岐経路３３ａに配置したものである。低温サーモスタット３２は、前記分岐経路３３ａ内を定着ローラ１ａの表面に対して直角な方向に移動可能に配置され、背面側でバネ３４によって所定圧で定着ローラ１ａ側に弾性付勢されている。この所定圧は流路３３を通常の定着速度で加圧ローラ２が回転することによりファン３１が駆動され、このファン３１によって供給される風速によって低温サーモスタット３２の背面側に生じる背圧によって流路３３側に移動するに足る圧（弾性力）であり、風速が小さくなり背圧の絶対値が小さくなると、バネ３４の弾性力により定着ローラ１ａの表面に近接した位置に移動するような圧（弾性力）に設定されている。したがって、この実施例では、制御手段冷却ファン３１、低温サーモスタット、流路３３、分岐経路３３ａおよびバネ３４から構成されている。
【００８６】
　このように構成すると、加圧ローラ２の回転が低下し、あるいは停止するとファン３１が停止し、低温サーモスタット３２が定着ローラ１ａの表面に近接した前記Ｌの範囲に設定された位置まで移動すると、前述の０ｍｍ＜Ｌ≦０．５ｍｍの範囲で定着ローラ１ａから熱を受け、定着温度である１５０〜１８０℃より３０〜６０℃低い温度で作動するので、定着ローラ１ａの表面温度が２２０から２６０℃程度で低温サーモスタット３２が作動してハロゲンヒータ３ａへの通電を遮断する。これにより定着ローラ１ａの異常高温の発生を防止することができる。
【００８７】
　その他、特に説明しない各部は第１、第２及び第８の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例１０】
【００８８】
　図１３は本発明の第１０の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第９の実施例における低温サーモスタット３２が定着ローラ１ａの表面に対して近接離間する動作をソレノイド３５と、ソレノイド３５を駆動する発電機としてのＤＣモータ７に置き換えたものであり、ＤＣモータ７の駆動力を加圧ローラ２の回転軸２ｓから取り出すことは第２の実施例と同様である。したがって、この実施例では、制御手段は、ＤＣモータ７、低温サーモスタット３２、ソレノイド３５から構成されている。
【００８９】
　この実施例では、加圧ローラ２が回転しているときは、ＤＣモータ７は加圧ローラ２から回転駆動力を得て発電し、ソレノイド３５のアクチュエータ３５ａを吸引して低温サーモスタット３２を定着ローラ１ａの表面から離間した位置に保持し（図１３における実線の状態）、加圧ローラ２の回転が停止すると、あるいは所定速度より低速になるとＤＣモータ７の起電力が落ちてソレノイド３５のアクチュエータの吸引が解除され、低温サーモスタット３２が定着ローラ１ａの表面に近接し、第９の実施例と同様にして低温サーモスタット３２が作動してハロゲンヒータ３ａへの通電を遮断する。これにより定着ローラ１ａの異常高温の発生を防止することができる。
【００９０】
　その他、特に説明しない各部は第１、第２及び第９の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例１１】
【００９１】
　図１４は本発明の第１１の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、第１０の実施例に対して、定着ローラ１ａの表面に近接した位置に低温サーモスタット３２を固定し、ソレノイド３５を使用して定着ローラ１ａの表面と低温サーモスタット３２との間に断熱材３６を進出後退できるようにしたものである。この場合は、ＤＣモータ７が加圧ローラ２に連動して回転し、発電が行われているときにはソレノイド３５のアクチュエータ３５ａは突出し、断熱材３６を定着ローラ１ａとサーモスタット３２との間に進出させ、加圧ローラ２の回転が停止すると、あるいは所定速度より低速になるとＤＣモータ７の起電力が落ちてソレノイド３５のアクチュエータが吸引され、低温サーモスタット３２が定着ローラ１ａの表面に露出し、第９の実施例と同様にして低温サーモスタット３２が作動してハロゲンヒータ３ａへの通電を遮断する。これにより定着ローラ１ａの異常高温の発生を防止することができる。したがって、この実施例では、制御手段はＤＣモータ７、ソレノイド３５，サーモスタット３２及び断熱材３６から構成されている。
【００９２】
　なお、断熱材はサーモスタットより軽量であり、小型のソレノイドが使用できた。また大電流が流れるサーモスタットの接続線が稼動しないためより高い安全性が確保される。
【００９３】
　その他、特に説明しない各部は第１、第２及び第１０の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例１２】
【００９４】
　図１５は本発明の第１２の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、これまでの実施例におけるハロゲンヒータあるいは面状抵抗発熱体などの輻射熱源に代えて誘導加熱手段を用いた例である。この実施例では、誘導コイルに高周波電流を流すことにより定着ローラ１ａの表面に発生した誘導電流により定着ローラ１ａの金属部分が発熱し、この発熱を用いて定着するものである。図１５はこの誘導加熱を利用した回路構成の概略を示すブロック図である。同図において、誘導コイル４１はコンバータ４２により商用電源４３を直流に変換し、変換された直流をスイッチング素子４５に入力し、高周波発生回路４４で発生した高周波でスイッチング素子４５を駆動することにより誘導コイル４１に誘導磁界を発生させ、この誘導磁界により定着ローラ１ａの所定領域の表面に誘導電流を誘起するようにしたものである。高周波発生回路４４はＤＣ低電圧源４６から駆動電圧が供給され、この供給は低温サーモスタット３２あるいはオンオフリレー８によって制御される。また、オンオフリレー８は第１の実施例における図４の回路によってオンオフ動作が行われ、低温サーモスタット３２も第８ないし第１１の実施例と同等の動作により高周波発生回路４４との断接が行われる。したがって、この実施例では、制御手段は、ＤＣモータ７及びＤＣモータ７によってオンオフリレー８を作動させる機構、ファン２１及びファン２１の送風を利用して低温サーモスタット３２のオンオフを行わせる機構、あるいはＤＣモータ７及びＤＣモータ７によってソレノイドを作動させ、低温サーモスタット３２のオンオフを行わせる機構などによって構成される。これらの機構は前述の実施例で述べた通りである。
【００９５】
　このように前記誘導電流を発生させるには高周波の発生が必須であり、この元となる高周波発生回路４４を前記のリレー８あるいは低温作動サーモスタット３２で通電制御したものである。この場合、通電制御は高周波発生回路４４を駆動するための電圧で足り、低電圧（５〜２４Ｖ）で済むので小型のリレー、サーモスタットを用いることが可能となり、反応速度も速めることができる、また、低電圧の遮断は前述のハロゲンヒータなどの高電圧（１００〜２４０Ｖ）で直接発熱する場合に比べより長期に亘って安定して行うことができる。
【００９６】
　なお、この実施例は、図７に示した第４の実施例、図１０に示した第７の実施例以外の実施例に適用することができ、このような誘導加熱を用いることにより局部的な加熱が可能となり、放熱面積を減らすことができる。これにより、省エネルギをより促進することが可能となる。
【００９７】
　その他、特に説明しない各部は第１の実施例と同等に構成され、同等に機能する。
【実施例１３】
【００９８】
　図１６は本発明の第１３の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、図１４に示した第１１の実施例に対して、定着ローラ１ａの加圧ローラ２ａとのニップ部Ｎの直後に分離部材と補助熱源を設けた例である。
【００９９】
　例えば図１４においてオイルレス状態で画像形成を行うと、記録媒体が５０ｇ／ｍ２以下の薄紙などでは定着部材への巻き付きが発生する。これを防止するため、分離部材として耐熱性樹脂からなる爪５１をニップ部Ｎの下流側に接触させた。この状態で１０００枚の画像形成試験を行うと爪先端にトナーの固着が発生し、以降に画像形成を開始すると定着部材が容易に傷が付いてしまう。
【０１００】
　そこで、分離爪５１近傍に５０Ｗから１５０Ｗの補助熱源５２を反射板５２ａとともに配置し、定着ローラ１ａ回転前に約２秒発熱させた後、定着ローラ１ａの回転と主熱源１０００Ｗの通電を開始したところ、前記巻き付きは発生しなかった。これは、従来の定着装置では初期にトナーの軟化温度近くまで定着ローラ１ａを停止させた状態で加熱を行った後に回転させることと同じである。しかし、補助熱源４３は極めて小さな電力であるため、異常高温は発生しなかった。
【実施例１４】
【０１０１】
　図１７は本発明の第１４の実施例に係る定着装置の要部を示す図である。　
　この実施例に係る定着装置は、図２に示した第１の実施例がトナー像１５が転写されている記録媒体を定着ローラ１ａと加圧ローラ２のニップ部Ｎの間に通して記録媒体１４上にトナー像１５を定着させるのに対して、中間転写ベルト５上に作成されたトナー像１５を定着ローラ１ａ側に転写し、トナー像を定着ローラ１ａにより加熱し、これを加圧ローラ２とのニップ部Ｎで記録媒体１４上に転写するとともに、記録媒体１４上で加熱及び加圧を行って記録媒体１４上にトナー像１５を定着させるようにしたものである。第１の実施例のような方式の定着装置は一般に加熱定着装置と称され、本実施例のような方式の定着装置は一般に加熱転写定着装置と称される。
【０１０２】
　この実施例は、第１の実施例とは、中間転写ベルト（体）５からトナー像１５を定着ローラ１ａに転写する構成と、ハロゲンヒータ３ａを前記中間転写ベルト５から定着ローラ１ａに転写させる位置近傍の上流側に設けた点が異なるだけで、その他の各部は同等に構成され、同等に機能するので、重複する説明は省略する。
【０１０３】
　なお、第１ないし第１４の実施例における各構成要素は、以上に述べたものに限定されるものはなく、公知技術が用いられることは言うまでもない。また、本発明においては回転部材の少なくとも一方の部材から回転駆動力を得て前記加熱手段に通電するように構成しているので、回転駆動力が得られない場合には、前記加熱手段へ通電が行われることがない。したがって、本発明は機械的な要素により作動する定着装置の安全装置として機能するが、このような安全装置は単独で用いることはもちろん、従来の電気的な手段による安全装置との併用が可能なことも言うまでもない。
【０１０４】
　また、第１、第３、第５、第６、第８ないし第１４の実施例では、ハロゲンヒータ３ａ、面状抵抗発熱体３ｂ、加熱ローラ４あるいは誘導コイル４１のように定着ローラ１ａの外周の一部分を軸方向（主走査方向）に加熱し、昇温するように構成している。このように構成すると、加熱範囲が狭いことにより高温となる面積が減り、放熱によるエネルギー損失が防止でき、異常高温となることの防止機能も大きくなる。
【０１０５】
　なお、ＤＣモータ７あるいはファン３１はなるべく動力伝達経路の最終段もしくは最終段に近い駆動力伝達部に設けることが好ましいが、駆動する側のモータ２０との配置は、
１）定着ローラ１ａ側にモータ２０とＤＣモータ７あるいはファン３１を設ける。　
２）加圧ローラ２側にモータ２０とＤＣモータ７あるいはファン３１を設ける。　
３）定着ローラ１ａ側にモータ２０を、加圧ローラ２側にＤＣモータ７あるいはファン３１を設ける。　
４）定着ローラ１ａ側にＤＣモータ７あるいはファン３１を、加圧ローラ２側にモータ２０を設ける。　
の４通りの組み合わせがあり、画像形成装置のスペースなどを勘案して適宜設定される。
【０１０６】
　このように、本発明の実施例に係る定着装置では、回転時の加熱を前提とした熱容量の小さな定着部材が、異常時（駆動系トラブルやジャムなどによる停止時の加熱）に過昇温することを防止することができる。また、フェイルセーフであり、安全装置が誤作動したときには加熱源への通電が行われないため、安全側に働く。基本的に異常時は通電がなされないため、昇温による定着部材の損傷がない。また、加熱源に最も近く、最も昇温速度の速い加熱部材の回転により通電を制御した場合、より安全性を高めることができる。また、従動回転される最終段の部品の回転により通電を制御するようにすると、いずれかの動力伝達工程においてスリップが発生した際においても通電をストップすることができ、より安全性を高めることができる。また、オンオフリレーを用いて回路の通電を行うようにしているため信頼性の向上が図れる。更に、リレーに代えてサーモスタットを使用した場合には、立ち上がりの度に接点が作動することはないので、さらに信頼性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
　本発明は定着装置に関するものであるが、その適用範囲、すなわち利用される範囲は、加熱定着装置および加熱転写定着装置である。加熱定着装置とは記録媒体上のトナー画像を記録媒体とともに加熱して定着するものであり、加熱転写定着装置とは転写定着部材上に形成されたトナー画像を加熱した後、記録媒体上に転写し、記録媒体とともに加熱するものである。また、感光体上から転写定着部材に転写する場合、感光体あるいは中間転写体を介して転写定着部材に転写する場合などがある。前記第１４の実施例では、定着ローラ１ａが転写定着部材として機能している。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る画像形成装置全体の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る定着装置（定着ユニット）の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る発電装置を備えた定着装置の概略構成を示す図である。
【図４】図３の定着装置の電気的構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施例に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の第７の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１１】本発明の第８の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第９の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第１０の実施例に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の第１１の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第１２の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第１３の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第１４の実施例に係る定着装置の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
　１ａ，１ｄ　定着ローラ
　１ｂ，１ｃ，１ｅ，１ｆ　定着ベルト
　２　加圧ローラ
　３ａ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ　ハロゲンヒータ
　３ｂ　面状抵抗発熱体
　４　加熱ローラ
　７　ＤＣモータ
　８　オンオフリレー
　９　電源
　１０　サーモスタット
　１４　転写紙（転写材）
　１５　未定着トナー
　１６，１７，１８，１９，２１　歯車
　２０　モータ
　３１　ファン
　３２　低温サーモスタット
　３３　流路
　３３ａ　分岐経路
　３４　バネ
　３５　ソレノイド
　３６　断熱材
　４１　誘導コイル
　４５　スイッチング素子
　４４　高周波発生回路
　４６　ＤＣ低電圧源
　５１　分離部材（爪）
　５２　補助熱源
　１５０　中間転写ベルト
　１８０　定着装置（定着ユニット）
　Ｎ　ニップ
【図１】
2004133444.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004133444.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004133444.tif 000012
【図１１】
2004133444.tif 000013
【図１２】
2004133444.tif 000014
【図１３】
2004133444.tif 000015
【図１４】
2004133444.tif 000016
【図１５】
2004133444.tif 000017
【図１６】
2004133444.tif 000018
【図１７】
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