(57)【要約】【課題】定着中の表面温度の異常な上昇を防止するための安全装置が、定着終了直後に作動してしまうことを防止することができる定着装置と、そのような定着装置を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置を提供する。【解決手段】未定着トナー像を担持する記録媒体を加熱すると共に加圧して未定着トナーを記録媒体に定着させる定着装置において、発熱するフィラメント２７ａと、フィラメント２７ａが内部に封入された、所定部分における管壁の厚さがその所定部分を除く部分における管壁の厚さよりも薄いガラス管２７ｂとを有するヒータ２７と、ヒータ２７の熱で加熱される加熱面の熱で記録媒体を加熱する加熱ローラ２５と、その加熱面に記録媒体を圧接させる加圧ローラ２６と、その加熱面内の、ヒータ２７の上記所定部分に対応した監視部分２５ａの温度が所定の閾値を越えるとヒータ２７の発熱を停止させるサーモスタット３２とを備えた。【選択図】        図３
2005274949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着トナー像を担持する記録媒体を加熱すると共に加圧して前記未定着トナーを前記記録媒体に定着させる定着装置において、
発熱するフィラメントと、該フィラメントが内部に封入された、所定部分における管壁の厚さが該所定部分を除く部分における管壁の厚さよりも薄い封入管とを有する発熱源と、
前記発熱源の熱で加熱される加熱面を有し、その加熱面の熱で前記記録媒体を加熱する加熱部と、
前記加熱部の加熱面に前記記録媒体を圧接させる加圧部と、
前記加熱部の加熱面内における、前記発熱源の前記所定部分に対応した監視部分の温度が所定の閾値を越えると前記発熱源の発熱を停止させる発熱停止部とを備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記発熱源が、管壁の長さ方向の一部に前記所定部分が位置した封入管を有するもの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】
前記発熱源が、管壁の周回方向の一部に前記所定部分が位置した封入管を有するもの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４】
前記発熱源が、管壁の周回方向の一部に突条が位置し、該突条が位置する部分を除く他の部分が前記所定部分である封入管を有するものであり、
前記発熱停止部が、前記監視部分として、前記加熱部の加熱面内における、前記発熱部の前記突条とは逆の側に対応した部分の温度を監視するもの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５】
移動する像担持体と、前記移動する像担持体の表面を所定の光源からの光で走査することにより該表面を露光して該表面に静電潜像を形成する露光部と、前記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを吸着させることによって該表面にトナー像を形成する現像部と、前記像担持体の表面に形成されて最終的に所定の転写位置に運ばれたトナー像に前記記録媒体を搬送しつつ圧接させることによって該トナー像を該記録媒体上に転写させる転写部とが本体筐体内に配設された画像形成装置において、
前記転写部によってトナー像が転写された記録媒体を加熱するとともに加圧して、そのトナー像をその記録媒体に定着させる定着装置を備え、該定着装置が、
発熱するフィラメントと、該フィラメントが内部に封入された、所定部分における管壁の厚さが該所定部分を除く部分における管壁の厚さよりも薄い封入管とを有する発熱源と、
前記発熱源の熱で加熱される加熱面を有し、その加熱面の熱で前記記録媒体を加熱する加熱部と、
前記加熱部の加熱面に前記記録媒体を圧接させる加圧部と、
前記加熱部の加熱面内における、前記発熱源の前記所定部分に対応した監視部分の温度が所定の閾値を越えると前記発熱源の発熱を停止させる発熱停止部とを備えたものである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、未定着トナー像を担持する記録媒体を加熱すると共に加圧して前記未定着トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、その定着装置を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等といった画像形成装置において、記録紙上に載った未定着トナー像を記録紙に定着させるための定着装置として、未定着トナー像を溶融するための加熱ローラと、未定着トナー像を担持する記録紙を加熱ローラに圧接させるための加圧ローラとを備えた定着装置が広く用いられている。
【０００３】
上記の加熱ローラにおける加熱方式の一例として、電力が供給されて発熱するヒータを内蔵し、そのヒータで表面を加熱し、その表面の熱によって、表面に圧接された記録紙上の未定着トナー像を溶融するといった加熱方式が挙げられる。
【０００４】
この加熱方式では、タングステン線等といったフィラメントが、ガラス管の中に所定の封入ガスとともに封入された構造のヒータが広く用いられている。このような構造のヒータは、熱容量が大きいガラス管に発熱中の熱が溜まるため、発熱が終了した後でもしばらくの間は高熱を発し続ける。未定着トナー像を記録紙に定着するためにヒータが発熱している間は、ヒータが発する熱は記録紙によって吸収される。ところが、定着が終了して電力の供給が遮断された後にヒータが発する上記のような高熱は、記録紙等といった熱の吸収体が存在しないため、わずかな時間ではあるが、加熱ローラの表面の温度を上昇させてしまう。
【０００５】
ところで、加熱ローラの表面の熱によって未定着トナー像を溶融するといった上記の加熱方式を採用している定着装置では、ＣＰＵの暴走等といった原因でヒータが連続して点灯するような状況で、加熱ローラの表面が異常に過熱し、加熱ローラや周辺部品が発煙・発火するようなことを防止するために、加熱ローラの表面温度が所定の閾値温度を超えるとヒータへの電力供給ラインを強制的に切断する安全装置を備えているものが多い。このような安全装置は一度作動してしまうと元には戻らないものであることが多く、一般的には、温度の異常が発生して安全装置が作動してしまった場合には、上記の安全装置を含む所定の交換ユニットを新品と交換するなどといった運用がなされている。
【０００６】
ここで、加熱ローラの表面の加熱に広く用いられている上記のような構造のヒータは、上述したように、定着が終了した直後には、熱が吸収されないまま加熱ローラの表面を上昇させてしまう。このような定着終了の直後に発生する加熱ローラの表面温度の上昇は、短時間であるため加熱ローラ自体や周辺部品に実質的にはそれほどの悪影響を与えないにもかかわらず、上記の安全装置を作動させてしまう可能性がある。
【０００７】
そこで、定着が終了した直後には、所定時間の間、冷却用の気体を加熱ローラの周囲に流し続けるとともに、この気体中で加熱ローラを回転させ続けることによって、この加熱ローラの表面を冷却するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２１４９６６号公報（第４−８頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、長時間に亘り連続で定着を行なう場合のように、上記のヒータを構成するガラス管に溜まる熱量が多いときには、特許文献１に示す技術では、定着終了の直後に発生する加熱ローラの表面温度の上昇を十分に抑制することができず、上記の安全装置を作動させてしまうおそれがある。
【０００９】
また、安全装置の中には、上記のように一度作動してしまうと元に戻らないタイプのものとは異なり、元に復帰するタイプのものも存在し、そのようなタイプの安全装置を備えた定着装置を有する画像形成装置も存在する。しかしながら、このような画像形成装置においてひとたび安全装置が作動してしまうと、安全確保のための措置が連鎖的に発動し、以後の通常動作が不可能となることもある。つまり、上記のような安全装置は、画像形成装置内で本当に重大な温度上昇が生じた場合に限って作動することが理想的である。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、上記安全装置の不要な作動を防止することができる定着装置と、そのような定着装置を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明の定着装置は、未定着トナー像を担持する記録媒体を加熱すると共に加圧して上記未定着トナーを上記記録媒体に定着させる定着装置において、
発熱するフィラメントと、そのフィラメントが内部に封入された、所定部分における管壁の厚さがその所定部分を除く部分における管壁の厚さよりも薄い封入管とを有する発熱源と、
上記発熱源の熱で加熱される加熱面を有し、その加熱面の熱で上記記録媒体を加熱する加熱部と、
上記加熱部の加熱面に上記記録媒体を圧接させる加圧部と、
上記加熱部の加熱面内における、上記発熱源の上記所定部分に対応した監視部分の温度が所定の閾値を越えると上記発熱源の発熱を停止させる発熱停止部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、移動する像担持体と、上記移動する像担持体の表面を所定の光源からの光で走査することによりその表面を露光してその表面に静電潜像を形成する露光部と、上記像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを吸着させることによってその表面にトナー像を形成する現像部と、上記像担持体の表面に形成されて最終的に所定の転写位置に運ばれたトナー像に上記記録媒体を搬送しつつ圧接させることによってそのトナー像をその記録媒体上に転写させる転写部とが本体筐体内に配設された画像形成装置において、
上記転写部によってトナー像が転写された記録媒体を加熱するとともに加圧して、そのトナー像をその記録媒体に定着させる定着装置を備え、その定着装置が、
発熱するフィラメントと、そのフィラメントが内部に封入された、所定部分における管壁の厚さがその所定部分を除く部分における管壁の厚さよりも薄い封入管とを有する発熱源と、
上記発熱源の熱で加熱される加熱面を有し、その加熱面の熱で上記記録媒体を加熱する加熱部と、
上記加熱部の加熱面に上記記録媒体を圧接させる加圧部と、
上記加熱部の加熱面内における、上記発熱源の上記所定部分に対応した監視部分の温度が所定の閾値を越えると上記発熱源の発熱を停止させる発熱停止部とを備えたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、上記安全装置（発熱停止部）の不要な作動を防止することができる定着装置と、そのような定着装置を用いて記録媒体上に画像を形成する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１実施形態を示す図である。
【００１６】
図１には画像形成装置１００が備えている構成要素のうちの、像担持体ローラ１１、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５、定着装置１６、記録紙トレイ１７、手差し用トレイ１８、レジスタローラ２０、および搬送ローラ２１が示されている。ここで、像担持体ローラ１１、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラ１５、および定着装置１６は、それぞれ本発明にいう像担持体、露光部、現像部、転写部、および定着装置の各一例に相当する。
【００１７】
また、この画像形成装置１００には、複数の搬送ローラ２１によって搬送経路１９が形成されているが、図１には、図を見やすくするために、搬送ローラ２１は、搬送経路１９の最下流側に配置された１個のみが代表的に示されている。さらに、画像形成装置１００は、上記の構成要素以外にも、本発明における特徴的な役割を担う構成要素を備えているが、図１が画像形成装置１００の基本的な画像形成動作を説明するための図であるため、この図１では、これらの構成要素の図示が、図を見やすくするために省略されている。これら本発明における特徴的な役割を担う構成要素については、別図を参照して後述する。
【００１８】
以下、この画像形成装置１００の基本的な画像形成動作について説明する。
【００１９】
先ず、記録紙トレイ１７あるいは手差し用トレイ１８から、それぞれのトレイに備えられている引出しローラ１７ａ，１８ａによって、搬送経路１９上に記録紙が引き出される。引出された記録紙は、これらのトレイの下流側に配値されたレジスタローラ２０によって一時的に保持され、さらに下流側に配置された像担持体ローラ１１と、転写ローラとが互いに対向して形成される転写位置１５ａに向かって、後述のタイミングで送られる。
【００２０】
上記のレジスタローラ２０によって記録紙が一時的に保持されている間に、次のような手順で、像担持体ローラ１１の表面にトナー像が形成される。
【００２１】
まず、矢印Ａ方向に回転する像担持体ローラ１１の表面に、帯電装置１２に備えられた帯電ローラ１２ａよって帯電バイアス電圧が印加される。次に、露光装置１３により像担持体ローラ１１の表面に露光光Ｌが照射される。この露光光Ｌは、図示しない画像データ取得部によって取得された、原稿を表わす画像データに従って変調された光である。そして、この露光光Ｌが、露光装置１３に備えられた、ポリゴンミラー１３ａの回転によって、像担持体ローラ１１の表面を回転軸方向に走査するようにその表面に照射される。像担持体ローラ１１が、表面をこの露光光Ｌによって走査されながら、矢印Ａ方向に回転することによって、この像担持体ローラ１１の表面に上記の画像データが表わす画像が静電潜像として形成される。
【００２２】
次に、上記の静電潜像に、現像装置１４からトナーが供給される。これにより、その静電潜像が現像されて像担持体ローラ１１の表面にトナー像が形成される。ここで、現像装置１４からのトナーの供給は次のように実行される。現像装置１４は、トナーを一時的に保持する現像ローラ１４ａを備えており、この現像ローラ１４ａに現像バイアス電圧が印加されると、現像ローラ１４ａが保持しているトナーを上記の現像バイアス電圧によって上記の静電潜像に吸着させる。これにより、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００２３】
そして、像担持体ローラ１１の表面に形成されたトナー像が上記の転写位置１５ａに至るときに、その転写位置１５ａに搬送されるようなタイミングで、レジスタローラ２０によって一時的に保持されていた記録紙がこのレジスタローラ２０によって送り出される。
【００２４】
上記の転写位置１５ａに搬送されてきた記録紙は、転写ローラ１５によって転写位置１５ａを搬送されつつ、像担持体ローラ１１の表面に形成されたトナー像に圧接される。これにより、上記のトナー像が記録紙に転写される。
【００２５】
トナー像が転写された記録紙は定着装置１６に搬送され、この定着装置１６において、トナー像の記録紙への定着が行なわれる。そして、定着済みの記録紙が、搬送経路１９の最下流側に配置された搬送ローラ２１によって装置外部に排出される。
【００２６】
以上で、図１に示す画像形成装置１００の動作の概要説明を終了し、以下では、この画像形成装置１００に組み込まれている定着装置１６について説明する。
【００２７】
図２は、図１に示す画像形成装置に組み込まれている定着装置を示す図である。
【００２８】
図２には、定着装置１６、電源２２、および記録紙Ｐが示されている。
【００２９】
また、定着装置１６は、加熱ローラ２５と、加圧ローラ２６と、第１および第２のヒータ２７，２８と、切換部２９と、サーミスタ３０と、制御部３１と、サーモスタット３２とを備えている。そして、加熱ローラ２５、加圧ローラ２６、第１および第２のヒータ２７，２８、切換部２９、サーミスタ３０、およびサーモスタット３２はメンテナンス時に新品と交換可能な交換ユニット３３を構成している。ここで、加熱ローラ２５、加圧ローラ２６、第１および第２のヒータ２７，２８、およびサーモスタット３２は、それぞれ本発明にいう加熱部、加圧部、発熱源、および発熱停止部の各一例に相当する。
【００３０】
加熱ローラ２５は、第１および第２のヒータ２７，２８を内蔵し、これらのヒータ２７，２８によって表面を加熱されるとともに、矢印Ｃ方向に回転する。
【００３１】
加圧ローラ２６は、矢印Ｄ方向に回転するとともに、定着装置１６まで搬送されて来た、未定着のトナー像を担持する記録紙Ｐを、加熱ローラ２５の表面に圧接させる。
【００３２】
これら加熱ローラ２５および加圧ローラ２６によって、記録紙Ｐは、未定着のトナー像が定着されつつ矢印Ｅ方向に搬送される。
【００３３】
第１のヒータ２７は、加熱ローラ２５の長さ方向に広範囲に熱を発する、主に幅の広い記録紙の加熱を担うヒータであり、第２のヒータ２８は、長さ方向に狭い範囲に熱を発する、主に幅の狭い記録紙の加熱を担うヒータである。
【００３４】
電源２２は、切換部２９に向けて直流電力を出力する。また電源２２が出力する電力のレベルは制御部３１からの指示によって調節される。
【００３５】
切換部２９は、電源２２からの電力の供給経路を、第１および第２のヒータ２７，２８の間で所定周期で切換えて、第１および第２のヒータ２７，２８それぞれに所定周期のパルス電力を供給する。ここで、第１および第２のヒータ２７，２８に供給される各パルス電力のパルス幅は、制御部３２からの指示によって変更される。
【００３６】
サーミスタ３０は、加熱ローラ２５における所定の温度制御点の近傍に配設され、その温度制御点の温度を検出し、検出結果を制御部３１に送る。
【００３７】
制御部３１は、ユーザが予め指定しておいた記録紙のサイズに応じて、切換部２９で生成されて第１および第２のヒータ２７，２８に供給される各パルス電力のパルス幅を変更し、さらに、サーミスタ３０から送られてくる検出結果が示す温度に応じて、電源２２から出力される電力のレベルを調節する。
【００３８】
この制御部３１は、まず、電源２２から所定レベルの直流電力を出力させ、さらに、切換部２９に、電源２２からの電力の供給経路を、第１および第２のヒータ２７，２８の間で所定周期で切換えさせて、第１および第２のヒータ２７，２８それぞれに所定周期のパルス電力を供給させる。また、このときには、第１および第２のヒータ２７，２８に供給されるパルス電力それぞれのパルス幅が、ユーザによって指定された記録紙のサイズに応じたパルス幅となるようなタイミングで、切換部２９に電力の供給経路を切換えさせる。例えば、ユーザによって指定されたサイズにおける幅が狭いときには、第２のヒータ２８に供給されるパルス電力のパルス幅が、第１のヒータ２７に供給されるパルス電力のパルス幅よりも広くなるようなタイミングで、切換部２９に電力の供給経路を切換えさせる。また、ユーザによって指定されたサイズにおける幅が広いときには、第１のヒータ２７に供給されるパルス電力のパルス幅が、第２のヒータ２８に供給されるパルス電力のパルス幅よりも広くなるようなタイミングで、切換部２９に電力の供給経路を切換えさせる。切換部２９にこのように切換えさせることにより、加熱ローラ２５の表面が、ユーザによって指定されたサイズに応じた温度分布で加熱される。
【００３９】
この制御部３１は、次に、サーミスタ３０で検出された温度制御点の温度に応じて、電源２２から出力される電力のレベルを調節することによって温度制御点の温度をトナーの溶融に必要十分な所定温度に維持する。例えば、温度制御点の温度が上記の所定温度よりも低い場合には、上記の電力のレベルを上げる。また、逆に、温度制御点の温度が上記の所定温度よりも高い場合には、上記の電力のレベルを下げる。このような制御により、記録紙Ｐが圧接される領域の温度がトナーの溶融に必要十分な所定温度に維持される。
【００４０】
サーモスタット３２は、電源２２と切換部２９との間に直列に接続され、加熱ローラ２５の表面における後述の温度監視点の近傍に配設される。そして、この温度監視点の温度を監視し、その温度が、ＣＰＵの暴走等といった原因でヒータが連続して点灯するような状況でも、加熱ローラや周辺部品が発煙・発火に至らないよう設定された閾値温度を超えると、自ら断線することによって電源２２から第１および第２のヒータ２７，２８への電力供給を停止させる。これにより、加熱ローラ２５の加熱による発煙・発火を防止している。加熱ローラ２５の表面温度が上記の閾値温度を超えてサーモスタット３２が断線した場合には、メンテナンス時に図２に示す交換ユニット３３が新品と交換される。
【００４１】
図３は、ヒータを内蔵する加熱ローラの、長さ方向の断面を示す模式図である。
【００４２】
この図３には、図２にも示す加熱ローラ２５とサーモスタット３２が示されている。図３には、さらに、加熱ローラ２５に内蔵されるヒータも示されているが、ここでは図を見やすくするために、加熱ローラ２５に内蔵される２個のヒータのうちの第１のヒータ２７が代表的に示されている。また、上記の２個のヒータは、以下に説明する基本的な構造が互いに同等であるので、以下では、第１のヒータ２７を例にとって説明する。
【００４３】
第１のヒータ２７は、発熱するフィラメント２７ａと、そのフィラメント２７ａが内部に封入されたガラス管２７ｂとを有している。そして、このガラス管２７ｂは、長さ方向の中央付近に、管壁の厚さが他の部分と比べて薄い薄壁部分２７ｃを有している。つまり、この薄壁部分２７ｃの熱容量は管壁の厚さが厚い他の部分よりも小さく、フィラメント２７ａが点灯しているときの熱の蓄積量が他の部分よりも少ない。その結果、定着が終了しフィラメント２７ａが消灯した直後には、この薄壁部分２７ｃでは他の部分よりも温度上昇の程度が小さい。
【００４４】
本実施形態では、サーモスタット３２は、加熱ローラ２５の表面のうち上記の薄壁部分２７ｃと対向している監視部分２５ａの近傍に配設される。上記のように、上記の薄壁部分２７ｃでは、定着終了直後の温度上昇の程度が小さいので、この薄壁部分２７ｃと対向している監視部分２５ａの温度上昇の程度も他の表面部分よりも小さくなる。
【００４５】
以下では、定着終了前後の、本実施形態の加熱ローラにおける表面温度の推移について、管壁の厚さが均一なガラス管を有したヒータを備えた、本実施形態の加熱ローラとは別の加熱ローラにおける表面温度の推移と比較しながら説明する。ここで、この別の加熱ローラを以下では従来の加熱ローラと呼ぶ。また、この従来の加熱ローラは、内蔵されるヒータのガラス管の形状以外の構成は、上述した本実施形態の加熱ローラと同等であることを前提として説明を続ける。
【００４６】
図４は、定着が実行されたときの、従来の加熱ローラにおける表面温度の推移を示すグラフであり、図５は、図４と同じ条件における、図３に示す加熱ローラにおける表面温度の推移を示すグラフである。
【００４７】
図４に示すグラフには、従来の加熱ローラに内蔵される、加熱ローラの長さ方向に広範囲に熱を発する第１のヒータの温度推移を表わす曲線Ｌ１と、長さ方向に狭い範囲に熱を発する第２のヒータの温度推移を表わす曲線Ｌ２と、従来の加熱ローラの表面温度の推移を表わす曲線Ｌ３と、従来の加熱ローラの表面温度を監視するサーモスタット自身の温度推移を表わす曲線Ｌ４とが記載されている。
【００４８】
定着開始からおよそ３５０秒が経過した定着終了時には、上記の第１および第２のヒータの温度は、それぞれ対応する曲線Ｌ１，Ｌ２が示すように共に５００度を超える高温になっている。上述したように、この時点でガラス管に蓄積されている熱によって、定着終了後には、記録紙などといった吸熱体が存在しない表面が加熱されるため、曲線Ｌ３が示すように加熱ローラの表面温度が上昇する。
【００４９】
また、サーモスタットが加熱ローラの表面から若干離れた位置に配設されているため、このサーモスタット自身の温度は加熱ローラの表面温度よりも低くなるが、この表面温度と同様に、定着終了後には曲線Ｌ４が示すように上昇する。ここで、このサーモスタットは、本実施形態におけるサーモスタットと同様に、サーモスタット自身の温度が１９０度を超えると断線する。この１９０度という値は、加熱による発煙・発火防止と、サーモスタットと加熱ローラの表面との距離に基づいて設定された値である。曲線Ｌ４からわかるように、従来の加熱ローラでは、定着終了後には、サーモスタット自身の温度はこの１９０度近くまで上昇してしまい断線のおそれが生じている。
【００５０】
図５に示すグラフには、図２に示す加熱ローラ２５に内蔵される、第１のヒータ２７の温度推移を表わす曲線Ｌ５と、第２のヒータ２８の温度推移を表わす曲線Ｌ６と、加熱ローラ２５の表面温度の推移を表わす曲線Ｌ７と、加熱ローラ２５の表面温度を監視するサーモスタット３２自身の温度推移を表わす曲線Ｌ８とが記載されている。
【００５１】
この図５に示す曲線Ｌ７および曲線Ｌ８からわかるように、定着終了後における、本実施形態の加熱ローラ２５の表面温度およびサーモスタット３２自身それぞれの温度上昇のピークは、図４を参照して説明した従来の加熱ローラの表面温度およびサーモスタット自身それぞれの温度上昇のピークよりも低い。これは、図３を参照して説明したように、本実施形態におけるヒータ２７が有しているガラス管２７ｂが、サーモスタット３２が温度を監視している監視部分２５ａに対向する位置に、管壁が薄い薄壁部分２７ｃを有しており熱容量が小さくなっているためである。
【００５２】
図６は、従来の加熱ローラおよび図３に示す加熱ローラにおいて、各加熱ローラの表面温度と、サーモスタット自身の温度の、定着後の温度上昇を示した表である。
【００５３】
この図６に示す表Ｔ１からわかるように、図４を参照して説明した従来の加熱ローラにおけるサーモスタット自身の最高温度ｔｈ１は１８９度となり、図５を参照して説明した本実施形態の加熱ローラ２５におけるサーモスタット３２自身の最高温度ｔｈ２は１７８度となる。前述したように図４〜図６に示す例では、従来および本実施形態それぞれのサーモスタットにおける閾値温度は共に１９０度である。つまり、従来の加熱ローラでは、サーモスタット自身の温度がほぼ閾値温度まで上昇し、サーモスタットが断線寸前の状態であるのに対し、本実施形態の加熱ローラ２５では、サーモスタット自身の温度は、閾値温度に対してかなり余裕を持っていることが、この図６に示す表Ｔ１からわかる
以上に説明したように、本発明の第１実施形態によれば、定着中の表面温度の異常な上昇を防止するためのサーモスタットが、定着終了直後に作動してしまうことを防止することができる。
【００５４】
また、本発明の定着装置は、「上記発熱源が、管壁の長さ方向の一部に上記所定部分が位置した封入管を有するものである」という形態であってもよく、上記の第１実施形態では、この封入管の一例として、図３に示すガラス管を備えている。
【００５５】
このような封入管によれば、上記所定部分の熱容量が小さいため、その所定部分における熱の蓄積が抑制され、この結果、上記発熱源が発熱を停止した後の、上記監視部分の温度上昇が効果的に抑制される。
【００５６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００５７】
この第２実施形態は、加熱ロールに内蔵されるヒータが有しているガラス管の形状が、上述の第１実施形態における加熱ロールに内蔵されるヒータが有しているガラス管の形状と異なる。以下では、この第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００５８】
図７は、本発明の第２実施形態に組み込まれる、ヒータを内蔵する加熱ローラの、周回方向の断面を示す模式図である。
【００５９】
この図７には、本発明の第２実施形態に組み込まれる加熱ローラ４０とサーモスタット４１が示されている。図７には、さらに、加熱ローラ４０に内蔵される、長さ方向に広範囲に熱を発する第１のヒータ４２と、長さ方向に狭い範囲に熱を発する第２のヒータ４３も示されているが、この図７では、図を見やすくするために、それぞれのヒータが有しているフィラメントが省略されている。また、以下に説明する、ヒータが有しているガラス管の形状は、上記の２個のヒータでは互いに同等であるので、以下では、上記の第１のヒータ４２を例にとって説明する。
【００６０】
この第１のヒータ４２が有しているガラス管４２ａは、管壁の周回方向の一部が、管壁の厚さが他の部分と比べて薄い薄壁部分４２ｂとなっている。つまり、この薄壁部分２７ｃの熱容量は管壁の厚さが厚い他の部分よりも小さく、フィラメントが点灯しているときの熱の蓄積量が他の部分よりも少ない。その結果、定着が終了しフィラメントが消灯した直後には、この薄壁部分４２ｂでは他の部分よりも温度上昇の程度が小さい。
【００６１】
本実施形態では、第１および第２のヒータ４２，４３は、それぞれのガラス管における薄壁部分が同じ方向を向くように、加熱ローラ４０の中に配置される。そして、この本実施形態におけるサーモスタット４１は、加熱ローラ４０の表面のうち、上記の第１および第２のヒータ４２，４３それぞれの薄壁部分と対向している監視部分４０ａの近傍に配設される。上記の薄壁部分では、定着終了直後の温度上昇が抑制されるので、この薄壁部分と対向している監視部分４０ａの温度上昇も抑制される。従って、以上に説明した本発明の第２実施形態によれば、定着中の表面温度の異常な上昇を防止するためのサーモスタット４１が、定着終了直後に作動してしまうことを防止することができる。
【００６２】
また、本発明の定着装置は、「上記発熱源が、管壁の周回方向の一部に上記所定部分が位置した封入管を有するものである」という形態であってもよく、上記の第２実施形態は、この封入管の一例として、図７に示すガラス管４２ｂを備えている。
【００６３】
このような封入管によれば、上記発熱源が発熱を停止した後の、上記所定部分に対応した上記監視部分の温度上昇が効果的に抑制される。
【００６４】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００６５】
この第３実施形態は、加熱ロールに内蔵されるヒータが有しているガラス管の形状が、上述の第１および第２のいずれの実施形態における、加熱ロールに内蔵されるヒータが有しているガラス管の形状とも異なっている。以下では、これら第１および第２実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６６】
図８は、本発明の第３実施形態に組み込まれる、ヒータを内蔵する加熱ローラの、周回方向の断面を示す模式図である。
【００６７】
この図８には、本発明の第３実施形態に組み込まれる加熱ローラ５０とサーモスタット５１が示されている。図８には、さらに、加熱ローラ５０に内蔵される、長さ方向に広範囲に熱を発する第１のヒータ５２と、長さ方向に狭い範囲に熱を発する第２のヒータ５３も示されているが、この図８では、図を見やすくするために、それぞれのヒータが有しているフィラメントが省略されている。また、以下に説明する、ヒータが有しているガラス管の形状は、上記の２個のヒータでは互いに同等であるので、以下では、上記の第１のヒータ５２を例にとって説明する。
【００６８】
この第１のヒータ５２が有しているガラス管５２ａは、管壁の周回方向の一部に突条５２ｂが位置している。つまり、ガラス管５２ａでは、この突条５２ｂ部分の熱容量が他の部分と比べて大きくなっている。この結果、フィラメントが点灯しているときの熱は、この突条５２ｂ部分に多く蓄積され、ガラス管の他の管壁に蓄積される熱量が少なくなる。これにより、定着が終了しフィラメントが消灯した直後における、この突条５２ｂ以外の管壁の温度上昇が抑制される。また、この抑制の効果は、この突条５２ｂから離れるほど大きくなる。
【００６９】
本実施形態では、第１および第２のヒータ５２，５３は、それぞれのガラス管における突条が同じ方向を向くように、加熱ローラ５０の中に配置される。そして、この本実施形態では、加熱ローラ５０の表面のうち、上記の第１および第２のヒータ５２，５３それぞれの突条とは逆の側であって、これらの突条から最も離れた部分が監視部分５０ａとされ、この監視部分５０ａの近傍にサーモスタット５１が配設される。第１および第２のヒータ５２，５３それぞれにおいて上記の突条から最も離れた部分では、定着終了直後の温度上昇が抑制されるので、この部分と対向している監視部分５０ａの温度上昇も抑制される。従って、以上に説明した本発明の第３実施形態によれば、定着中の表面温度の異常な上昇を防止するためのサーモスタット５１が、定着終了直後に作動してしまうことを防止することができる。
【００７０】
また、本発明の定着装置は、「上記発熱源が、管壁の周回方向の一部に突条が位置し、該突条が位置する部分を除く他の部分が上記所定部分である封入管を有するものであり、
上記発熱停止部が、上記監視部分として、上記加熱部の加熱面内における、上記発熱部の上記突条とは逆の側に対応した部分の温度を監視するものである」という形態であってもよく、上記の第３実施形態は、これらの封入管と発熱停止部それぞれの一例として、図８に示すガラス管５２ａとサーモスタット５１を備えている。
【００７１】
このような封入管によっても、上記発熱源が発熱を停止した後の、上記監視部分の温度上昇が効果的に抑制される。
【００７２】
尚、以上の説明では、本発明の定着装置の一例として、２個のヒータで表面を加熱される加熱ローラを備えた定着装置を示したが、本発明はこれに限るものではなく、本発明の定着装置は、１個のヒータで表面を加熱される加熱ローラを備えた定着装置であってもよく、３個以上のヒータで表面を加熱される加熱ローラを備えた定着装置であってもよい。
【００７３】
また、以上の説明では、本発明にいう発熱停止部の一例としてサーモスタットを示したが、本発明はこれに限るものではない。本発明にいう発熱停止部は、例えば、サーミスタや熱伝対等といった温度検知素子とリレーを備え、温度検知素子の出力が所定の閾値を超えるとリレーが電源ラインを遮断する等といった発熱停止回路であってもよい。
【００７４】
また、以上の説明では、本発明にいう発熱停止部の一例として、温度の監視点の近傍に配設された、加熱ローラの表面に非接触なサーモスタットを示したが、本発明はこれに限るものではない。本発明の発熱停止部は、例えば、加熱ローラの表面に接触するサーモスタットであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に組み込まれている定着装置を示す図である。
【図３】ヒータを内蔵する加熱ローラの、長さ方向の断面を示す模式図である。
【図４】定着が実行されたときの、従来の加熱ローラにおける表面温度の推移を示すグラフである。
【図５】図４と同じ条件における、図３に示す加熱ローラにおける表面温度の推移を示すグラフである。
【図６】従来の加熱ローラおよび図３に示す加熱ローラにおいて、各加熱ローラの表面温度と、サーモスタット自身の温度の、定着後の温度上昇を示した表である。
【図７】本発明の第２実施形態に組み込まれる、ヒータを内蔵する加熱ローラの、周回方向の断面を示す模式図である。
【図８】本発明の第３実施形態に組み込まれる、ヒータを内蔵する加熱ローラの、周回方向の断面を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１００    画像形成装置
１１    像担持体ローラ
１２    帯電装置
１２ａ    帯電ローラ
１３    露光装置
１３ａ    ポリゴンミラー
１４    現像装置
１４ａ    現像ローラ
１５    転写ローラ
１５ａ    転写位置
１６    定着装置
１７    記録紙トレイ
１７ａ，１８ａ    引出しローラ
１８    手差し用トレイ
１９    搬送経路
２０    レジスタローラ
２１    搬送ローラ
２２    電源
２５，４０，５０    加熱ローラ
２５ａ，４０ａ    監視部分
２６    加圧ローラ
２７，４２，５２    第１のヒータ
２７ａ    フィラメント
２７ｂ，４２ａ，５２ａ    ガラス管
２７ｃ，４２ｂ    薄壁部分
２８，４３，５３    第２のヒータ
２９    切換部
３０    サーミスタ
３１    制御部
３２，４１，５１    サーモスタット
３３    交換ユニット
５２ｂ    突条
【図１】
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【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】
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【図８】
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