(57)【要約】【課題】  誤動作がなく熱応答速度の速い異常高温対策を施した異常温度上昇防止素子及びそれを用いた異常温度上昇防止装置を提供すること。【解決手段】  所定の温度で電気的接続を遮断する通電遮断部材２と、その両端から突出する一対の給電端子部４ａ，４ｂと、これにその一端が電気的および物理的に接続し、通電遮断部材２を保持しつつ、その感温部分を被検知対象である可動体表面に当接させる機能を有する一対の長尺状の保持部材６ａ，６ｂと、からなり、給電端子部４ａ，４ｂの延長線上から見た、保持部材６ａ，６ｂの給電端子部４ａ，４ｂに接続する端部周辺の形状が、前記感温部分乃至その周辺を除く、通電遮断部材２の前記延長線と垂直方向の断面形状に対し、少なくとも一部において、給電端子部４ａ，４ｂ乃至その延長線を軸として外方に張り出していることを特徴とする可動体表面の異常温度上昇防止素子、及びこれを用いた温度過昇防止装置である。【選択図】  図１
2005197000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度で電気的接続を遮断する通電遮断部材と、その両端から突出する一対の給電端子部と、該給電端子部にその一端が電気的および物理的に接続し、前記通電遮断部材を保持しつつ、その感温部分を被検知対象である可動体表面に当接させる機能を有する一対の長尺状の保持部材と、からなり、
前記給電端子部の延長線上から見た、前記保持部材の前記給電端子部に接続する端部周辺の形状が、前記感温部分ないしその周辺を除く、前記通電遮断部材の前記延長線と垂直方向の断面形状に対し、少なくとも一部において、前記給電端子部ないしその延長線を軸として外方に張り出していることを特徴とする可動体表面の異常温度上昇防止素子。
【請求項２】
前記保持部材が、電気的にも物理的にも、前記給電端子部を介してのみ前記通電遮断部材と接続していることを特徴とする請求項１に記載の異常温度上昇防止素子。
【請求項３】
前記保持部材と前記給電端子との接続が、嵌め合いによるものであることを特徴とする請求項２に記載の異常温度上昇防止素子。
【請求項４】
前記保持部材が、前記給電端子に給電する機能を併せ持つことを特徴とする請求項１に記載の異常温度上昇防止素子。
【請求項５】
前記通電遮断部材および／または前記保持部材の外表面の少なくとも一部が、薄膜フィルムで被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の異常温度上昇防止素子。
【請求項６】
前記通電遮断部材における感温部分の材質が、窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の異常温度上昇防止素子。
【請求項７】
熱源により加熱され所定の定着温度範囲に制御される定着回転体と、これに圧接してニップ部を形成する加圧ローラとからなり、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する被記録媒体を挿通して、加熱定着を行う定着装置に適用される異常温度上昇防止装置であって、
前記定着回転体の表面あるいは裏面に通電遮断部材が接触配置され、これが所定の温度以上となった時に前記熱源への通電を遮断するように配線される請求項１に記載の異常温度上昇防止素子を含むことを特徴とする異常温度上昇防止装置。
【請求項８】
前記熱源が、電磁誘導加熱方式による加熱手段であることを特徴とする請求項７に記載の異常温度上昇防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置により表面が温度制御されつつ加熱される可動体に対して、その表面温度が異常に過加熱されるのを防止するべく用いられる異常温度上昇防止素子、および被記録媒体に形成された未定着トナー画像を可視化する定着装置における、定着回転体の表面温度が異常に過加熱されるのを防止するための異常温度上昇防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、粉状のトナーを用いる画像形成装置において未定着トナー画像を定着する工程には、未定着トナー画像を被記録媒体表面に静電的に転写した後、これを加熱部材と加圧部材との間に挟み込み、未定着トナー画像を加熱溶融して前期被記録媒体に圧着する方法が広く採用されている。ここで、前記加熱部材や前記加圧部材には、ローラやエンドレスベルト等の回転体が用いられており、例えば、前者の加熱部材については定着ローラや定着ベルトと称されている（本発明において、これらを総じて「定着回転体」と称する。）。
【０００３】
一般に、定着装置においては、定着回転体の外周面あるいは内周面にはサーミスタが設けられ、その出力が、前記定着回転体を加熱するためのヒータに電力を供給する電源回路を制御する制御装置に入力され、前記ヒータへの通電をオン・オフ制御して、前記定着回転体の表面温度を所定の定着温度範囲（例えば１５０℃〜２００℃）に保持するようしている。
【０００４】
さらに制御装置の故障等を原因とする熱暴走により、定着回転体の表面温度が異常に上昇したときの安全装置として、定着回転体の表面温度が所定の異常温度に達したことを感知して溶断し電流を遮断する温度ヒューズが定着回転体の周面に対向して設けられ、これにより異常温度上昇時には、前記電源回路を遮断してヒータへの給電を停止するように配線した異常温度上昇防止装置が一般に設けられている。
【０００５】
ところで、定着回転体等の被加熱部材を加熱する手段として、特許文献１や特許文献２等には、被加熱部材に導電性層を設け、電磁誘導加熱によって導電性層を発熱させる方法が開示されている。電磁誘導加熱は、変動磁界を発生する励磁コイルを導電性層に近接配置し、該導電性層に発生する渦電流によって発熱させるものである。この電磁誘導加熱によれば、被加熱部材を直接加熱することができるとともに、高温となる範囲が極めて限られ、被加熱部材を短い時間で所定の温度まで加熱することができる。当該手法においても、被加熱部材の表面温度が異常に上昇したときの安全装置としては、前記した構成のものと同様のものが適用されるのが一般的である。
【０００６】
しかし、被検知対象が、定着回転体の如く動く物体である場合に、その表面が動き、それに近づけようとしてもその動きの分だけ余分に離さなければならなくなり、他の部材と干渉する可能性がある。仮に追随させようとすれば温度ヒューズの位置が動くことになり、定着回転体以外の部材に接触する可能性が出てくる。
【０００７】
従来の定着装置で、温度ヒューズは、感熱面が露出しているため、被検知対象である定着回転体以外の部材に接触すれば、それにより熱が奪われてしまう場合がある。すると、本来作動すべき温度で作動せずに定着回転体が異常加熱し、画像形成装置内における周辺部材の損傷を招くという不具合があった。特に、電磁誘導加熱方式の定着装置の場合、定着回転体以外の部材は、定着回転体の近辺にある部材であっても、あまり高温になっていない物もあり、当該物に接触した場合、奪われる熱が大きい。
【０００８】
一方、温度ヒューズに接続するリード端子（給電端子）は、一般的に、主成分が銅等の伝熱性の高い材料からなり、折角温度ヒューズに伝えられた熱が、それに直接接続されているリード端子を伝導して逃げてしまい、温度ヒューズの応答性が鈍るという不具合があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２５４２６３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５２８０４号公報
【特許文献３】特開平１０−２７５５４８号公報
【特許文献４】特開２０００−３２３３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、誤動作がなく熱応答速度の速い異常高温対策を施した異常温度上昇防止素子およびそれを用いた異常温度上昇防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
すなわち本発明の異常温度上昇防止素子は、所定の温度で電気的接続を遮断する通電遮断部材と、その両端から突出する一対の給電端子部と、該給電端子部にその一端が電気的および物理的に接続し、前記通電遮断部材を保持しつつ、その感温部分を被検知対象である可動体表面に当接させる機能を有する一対の長尺状の保持部材と、からなり、
前記給電端子部の延長線上から見た、前記保持部材の前記給電端子部に接続する端部周辺の形状が、前記感温部分ないしその周辺を除く、前記通電遮断部材の前記延長線と垂直方向の断面形状に対し、少なくとも一部において、前記給電端子部ないしその延長線を軸として外方に張り出していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の異常温度上昇防止素子によれば、前記通電遮断部材の感温部分を被検知対象である可動体表面に当接させるので、可動体表面の温度を直に前記通電遮断部材に伝えることができる。
また、前記給電端子部ないしその延長線を軸として、前記通電遮断部材（前記感温部分ないしその周辺を除く）よりも、前記保持部材の前記給電端子部に接続する端部周辺の方が、少なくとも一部において、外方に張り出しているため、可動体以外の部材とは、先ず、当該張り出した前記保持部材の部位（以下、「保護形状部」という場合がある。）に接触して、前記通電遮断部材に接触する心配がない。
【００１３】
すなわち、この保護形状部は、前記通電遮断部材を、これが他の部材に接触することから保護する働きを有している。そのため、前記通電遮断部材が他の部材に接触することにより熱を奪われる心配がなく、可動体表面との温度差が広がる心配がないため、本発明の異常温度上昇防止素子は、誤作動の心配もなく熱応答速度の速いものとなる。
【００１４】
前記保持部材としては、電気的にも物理的にも、前記給電端子部を介してのみ前記通電遮断部材と接続していることが望ましい。前記通電遮断部材と前記保持部材との接続を前記給電端子部を介してのみとすることで、前記通電遮断部材と前記保持部材とが直接接触していない構造となっていることから、前記保持部材から熱が逃げることもなく、前記通電遮断部材における熱容量を小さくすることができ、前記通電遮断部材と可動体表面との温度差を最小限とすることができる。
【００１５】
特にこの場合、接触点が少ないといっても、介在する前記給電端子部からの熱伝導は比較的大きいため、この熱伝導をできる限り抑制するべく、前記保持部材と前記給電端子との接続を、溶接や機械的なかしめ等によらず、点接触に近い嵌め合いによるものとすることが好ましい。
本発明の異常温度上昇防止素子においては、前記給電端子に給電する機能を前記保持部材に併せ持たせることができる。
【００１６】
本発明の異常温度上昇防止素子において、前記通電遮断部材および／または前記保持部材の外表面の少なくとも一部が、薄膜フィルムで被覆されていることも好ましい態様である。
前記通電遮断部材における感温部分の材質としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）であることが好ましい。窒化アルミニウムは、熱伝導率が極めて高く（具体的には１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）、これを感温部分に用いることで、前記通電遮断部材における通電遮断機能を有する部分（いわゆる「ヒューズエレメント」）への熱の伝達速度を向上させ、熱応答速度を高めることができる。
【００１７】
一方、本発明の異常温度上昇防止装置は、熱源により加熱され所定の定着温度範囲に制御される定着回転体と、これに圧接してニップ部を形成する加圧ローラとからなり、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する被記録媒体を挿通して、加熱定着を行う定着装置に適用される異常温度上昇防止装置であって、
前記定着回転体の表面あるいは裏面に通電遮断部材が接触配置され、これが所定の温度を超える温度となった時に前記熱源への通電を遮断するように配線される上記本発明の異常温度上昇防止素子を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の異常温度上昇防止素子は、本発明の異常温度上昇防止装置のように加熱定着を行う定着装置における定着回転体に適用することが好ましい。特に、前記熱源が、電磁誘導加熱方式による加熱手段である場合に、比較的低温に保持されている周辺部材に前記通電遮断部材が接触して熱が逃げてしまうことによる問題を有効に解決することができ、好ましい態様であると言える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の異常温度上昇防止素子によれば、前記通電遮断部材の感温部分を被検知対象である可動体表面に当接させるので、可動体表面の温度を直に前記通電遮断部材に伝えることができ、また、前記保護部の存在により前記通電遮断部材が、可動体以外の部材と接触することが防止されるため、得られた熱を逃がすことが少なくなり、誤作動の心配もなく熱応答速度の速いものとなる。
また、本発明の異常温度上昇防止装置は、加熱定着を行う定着装置における定着回転体に好ましく適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の異常温度上昇防止素子の例示的一態様である、異常温度上昇防止素子の実施形態を表す平面図であり、図２はその右側面図である。
本実施形態の異常温度上昇防止素子は、定着装置における定着回転体（定着ロール、定着ベルト等）等の可動体の表面に接触して、該可動体表面の異常温度を検出する温度ヒューズ（通電遮断部材）２と、温度ヒューズ２の両端から突出する一対のリード端子（給電端子部）４ａ，４ｂと、リード端子４ａ，４ｂにその一端が電気的および物理的に接続し、温度ヒューズ２を保持しつつ、その外周の一部（感温部分）を被検知対象である可動体表面に当接させる機能を有する一対の長尺状の金属製バネ板（保持部材）６ａ，６ｂと、から構成される。不図示ではあるが、金属製バネ板６ａ，６ｂの端部のうち、温度ヒューズ２等を保持する側と反対側の端部は、適当な固定支持部材（後述）に固定支持されている。
【００２１】
本発明においては、温度ヒューズ２に相当する通電遮断部材としては、所定の温度で電気的接続を遮断する機能を有するものであれば特に制限はないが、一例として、一対の電極間（ないしリード端子間）を、所定温度で溶融する可溶合金からなるヒューズエレメントによって電気的に橋絡してなる温度ヒューズ（以下、単に「可溶合金型温度ヒューズ」という場合がある。）が挙げられる。本実施形態では、円筒型の可溶合金型温度ヒューズを用いている。
【００２２】
図３に、本実施形態における円筒型の可溶合金型温度ヒューズの縦断面図を示す。図３に示されるように、温度ヒューズ（通電遮断部材）２においては、先端部および断面が円形の一対のリード４ａ，４ｂが、電極の機能を有する先端部が対向する状態で配置されている。この一対のリード４ａ，４ｂの対向する先端に、両端部および断面が円形の低融点合金からなるヒューズエレメント１２の両端が溶接等により固着され、その上からフラックス１６で被覆されている。さらに、これが円筒型の絶縁ケース１０に挿通され、絶縁ケース１０の両端の開口部を絶縁封止材１８で封止した構造となっている。
【００２３】
絶縁ケース１０は、ヒューズエレメント１２を保護するためのものであり、その材質に特に制限はないが、温度ヒューズとしての耐熱性は勿論求められ、その観点から、窒化アルミニウム、アルミナセラミックスや耐熱性の樹脂等の成形体からなるものであることが好ましい。本実施形態では、窒化アルミニウムのものを用いている。窒化アルミニウムは、熱伝導率が極めて高く（具体的には１５０Ｗ／ｍ・Ｋ）、感温部分を含む絶縁ケース１０の材料としてこれを用いることで、前記通電遮断部材における通電遮断機能を有する部分（いわゆる「ヒューズエレメント」）への熱の伝達速度を向上させ、熱応答速度を高めることができる。勿論、感温部分のみ窒化アルミニウムを用いることとしても、上記効果が得られる。
形状は、本例においては円筒型であるが、本発明においては、機能上単なる筒型であれば構わない。
【００２４】
絶縁ケース１０の外周は、被検知対象である可動体の表面に圧接される接触面であるため、当該接触面には、耐摩耗性、摺動性、耐熱性等の各種目的に応じた薄膜フィルムを被覆することが好ましい。可動体表面との絶縁性を図る目的で、薄膜フィルムを被覆することも好ましい。該薄膜フィルムとしては、目的に応じて選択すればよいが、フッ素樹脂フィルムやポリイミドフィルムが好適なものとして挙げられる。本実施形態においては、粘着材塗布された厚さ５０μｍのポリイミドフィルムが、摺動性向上の目的で設けられている。絶縁ケース１０の外周全面に被覆してもよいし、前記接触面となり得る領域のみ被覆しても構わない。
【００２５】
ヒューズエレメント１２は、両端部および断面の形状が円形となっており、可溶合金型温度ヒューズのエレメント材料として一般に使用される可溶合金製のものであればよく、所定の温度で溶融するように、適切な組成の材料を選択する。具体的な材料としては、錫、鉛、            等の金属の合金が挙げられ、これらの組成割合により、溶融温度を制御することができる。電子写真装置における定着装置の加熱回転体を被検知対象とする場合には、この溶融温度（本発明に言う「所定の温度」）としては、１８０〜２２０℃程度の範囲から選択される。
【００２６】
リード４ａ，４ｂは、本実施形態においては温度ヒューズ２の電極の機能を兼ねるものである。そのため端部が円形になっており、ヒューズエレメント１２の両端が溶接等により固着されている。リード４ａ，４ｂの材質に特に制限はなく、リードとして一般的な材質のものが用いられ、銅製やニッケルが好適に使用される。本実施形態においては、銅に錫メッキしたリードを用いている。
【００２７】
絶縁封止材１８は、絶縁ケース１０の両端の開口部を封止するとこが可能な絶縁体であればその材質に特に制限はないが、温度ヒューズとしての耐熱性は勿論求められる。本実施形態においては、動作温度付近におけるフラックス樹脂との相性から、エポキシ樹脂を用いている。
【００２８】
可溶合金型温度ヒューズは、動作中に被検知対象の温度が、何らかの原因で異常発熱して、ヒューズエレメント１２の温度が所定の温度（例えば１８７℃）付近になると、ヒューズエレメント１２が溶融し始める。そして、十分に溶融するとヒューズエレメント１２が途中で断線し、リード４ａ，４ｂ間（さらには、金属製バネ板６ａ，６ｂ間）の電気的接続が遮断される。
本発明において、可溶合金型温度ヒューズを用いる場合に、上記のような筒形のものに限定されず、例えば、一対の電極が絶縁性基板表面に設けられ、該一対の電極間を、上記の如きヒューズエレメントによって電気的に橋絡してなる基板タイプのものであっても構わない。この場合、基板の電極等が設けられていない側の面が、可動体表面に当接する感温部分となる。
【００２９】
金属製バネ板６ａ，６ｂは、その材質に特に制限はなく、一般にバネ板として用いられる各種金属材料から選択され、具体的には、ステンレス（特に、厚さとして０．０７ｍｍ〜０．１５ｍｍ）が好適に使用される。本実施形態において、金属製バネ板６ａ，６ｂは、厚さ１００μｍのステンレス板を用いエッチング加工することで形成している。
金属製バネ板６ａ，６ｂは、たわみ反力を与える機能と不図示の断線制御回路を形成する導体としての機能も有している。
【００３０】
本実施形態において、金属製バネ板６ａ，６ｂは、温度ヒューズ２等を保持する側の端部において、図２に示されるように、温度ヒューズ２の径よりも、全体として（正確には保護部において）大きくなっている。勿論、温度ヒューズ２の外周面の一部は、被検知対象である可動体に接触する部分（感温部分）であるため、その部分（図２における右側）に関しては、金属製バネ板６ａ（６ｂ）は後退している。
【００３１】
このように、リード（給電端子部）４ａ（４ｂ）の延長線上から見た（すなわち、図２をそのまま、またはその裏方向から見た）、金属製バネ板（保持部材）６ａ（６ｂ）のリード４ａ（４ｂ）に接続する端部周辺の形状が、前記感温部分ないしその周辺を除く、温度ヒューズ（通電遮断部材）２の前記延長線と垂直方向の断面形状（すなわち横断面）に対して、リード４ａ（４ｂ）ないしその延長線を軸として外方に張り出していることが、本実施形態の、さらには本発明の特徴である。このような形状を、以下適宜「保護形状」と称し、当該形状部分を「保護形状部Ｘ」と称することとする（図１および図２参照）。
【００３２】
なお、本発明において、「保護形状」としては、保護部（前記感温部分ないしその周辺を除く部位）の全てが「外方に張り出して」いることは要求されず、少なくとも一部において、被検知対象である可動部材以外の周辺部材に当たってしまう可能性のある部位が「外方に張り出して」いれば足り、この場合も本発明の範疇に含まれるものとする。
この保護形状部Ｘによる作用ないし効果、好ましい態様等については、後述することとする。
【００３３】
なお、本発明において、この金属製バネ板６ａ，６ｂに当たる保持部材としては、特に金属製であることが要求されるものではなく、例えば各種エラストマーも使用可能であるが、その場合、リード４ａ，４ｂとの電気的接続を取るための構成（例えば、内部に配線をする等）が必要となるため、成型が容易で導通性の良好な金属製バネ板を用いることが好ましい。また、当該保持部材において、可動部材と摺擦される領域ないしその周辺に関しては、耐摩耗性、摺動性、耐熱性等の各種目的に応じた薄膜フィルムを被覆することが好ましい。可動体表面との絶縁性を図る目的で、薄膜フィルムを被覆することも好ましい。該薄膜フィルムの好ましい態様は、絶縁ケース１０の外周に被覆する薄膜フィルムと同様である。
【００３４】
また、本発明において、保持部材は一対であることは必須の構成であるが、温度ヒューズとリードを介して接続する一対の板状部分があれば足り、電気的にショートしないように配線や絶縁等の公知の手段による対応を施すことを前提として、途中で両者が一体となっていても（すなわち、後述する固定支持部材４６に固定される部分において、１本となっていても）構わない。
【００３５】
本実施形態の異常温度上昇防止素子およびそれを用いた異常温度上昇防止装置は、例えば、電子写真方式の画像形成装置における定着装置に好適に使用される。以下、この場合を例に挙げて、本実施形態の異常温度上昇防止素子の作用および効果について説明する。
先ず、本実施形態の異常温度上昇防止素子が適用される画像形成装置の一例について説明する。
【００３６】
図４は、本実施形態の異常温度上昇防止素子が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図４に示される画像形成装置は、一様帯電後に像光を照射することにより表面に静電電位の差による潜像が形成される円筒状で、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１０１を備えており、この感光体ドラム１０１の周囲に、感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電させる帯電装置１０２と、感光体ドラム１０１に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置１０３と、感光体ドラム１０１表面の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー画像を形成する現像ユニット１０４と、感光体ドラム１０１と対向し、周面が周回可能に支持される無端ベルト状の中間転写体１０５と、トナー画像の転写後に感光体ドラム１０１に残留するトナーを除去するクリーニング装置１０６と、感光体ドラム１０１の表面を除電する除電露光装置１０７とを備えている。
【００３７】
また、中間転写体１０５の内側には、感光体ドラム１０１表面に形成されたトナー画像を中間転写体１０５に一次転写する転写帯電器１０８と、２つの支持ロール１０９ａ，１０９ｂと、二次転写を行うための転写対向ロール１１０とが配置されており、これらによって中間転写体１０５が矢印Ｂ方向に周回可能に張架されている。転写対向ロール１１０と対向する位置には、中間転写体１０５を介して、中間転写体１０５の外周面に一次転写されたトナー画像を記録紙Ｐに二次転写する転写ロール１１１が配設されており、転写対向ロール１１０と転写ロール１１１との圧接部に、用紙トレイ（図示しない）から記録紙Ｐが矢印Ｃ方向に送り込まれるようになっている。そして、当該圧接部において表面にトナー画像が二次転写された記録紙Ｐは、そのまま矢印Ｃ方向に搬送される。
【００３８】
記録紙Ｐ搬送方向（矢印Ｃ方向）下流側には、記録紙Ｐ表面のトナー画像を加熱溶融して記録紙Ｐに圧着し、定着する定着装置１１２が配されており、記録紙Ｐが搬送ガイド１１４を経由して送り込まれる。また、中間転写体１０５の回転方向（矢印Ｂ方向）下流に沿った位置には、中間転写体１０５表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置１１３とが設けられている。
【００３９】
定着装置１１２は、電磁誘導加熱方式による定着装置であり、これに既述の本実施形態の異常温度上昇防止素子が適用される。そこで先ず、本実施形態の異常温度上昇防止素子を備えていない状態での、電磁誘導加熱方式による定着装置の構成について、説明する。
図５は、本実施形態の異常温度上昇防止素子を備えていない、一般的な電磁誘導加熱方式による定着装置の一例を示す概略構成図である。
【００４０】
図５に示される定着装置は、主として、矢印Ａ方向に回転する無端状の定着ベルト３０と、該定着ベルト３０の周面と対向する位置に支持された電磁誘導加熱装置３２と、定着ベルト３０に圧接される加圧ロール３４と、定着ベルト３０の内側に配され、定着ベルト３０を介してこれを挟み込みつつ加圧ロール３４に圧接しニップ部を形成する加圧対向部材３６と、前記ニップ部の定着ベルト３０の回転方向（矢印Ａ方向）下流側近傍に支持された剥離部材３８と、を有している。また、前記ニップ部の同上流側に、定着ベルト３０の内周面の温度を測定する温度検出装置４０が設けられている。
【００４１】
電磁誘導加熱装置３２は、定着ベルト３０の外周面に倣った形状に形成され、この外周面とのギャップが１〜３ｍｍとなるよう配置されており、定着ベルト３０の導電性層を発熱させるものである。この電磁誘導加熱装置３２は、台座３２ａに支持されたフェライト等からなる磁性体コア３２ｂと、この磁性体コア３２ｂの周囲に巻回された励磁コイル３２ｃと、この励磁コイル３２ｃに交流電流を供給する励磁回路３２ｄとで主要部が構成されている。
【００４２】
加圧対向部材３６は、加圧ロール３４の周面に沿った形に湾曲した当接面を備える弾性部材３６ａと、この弾性部材３６ａを支持し、両端部で固定支持された支持部材３６ｂと、この支持部材３６ｂに支持され、定着ベルト３０の幅方向における両端部で内周面に当接され、定着ベルト３０の位置を規制するベルト走行ガイド（不図示）と、によって主要部が構成されている。また、上記加圧対向部材３６の、電磁誘導加熱装置３２と対向する部分には、導電性層（不図示）を含む定着ベルト３０のを通過した磁束を集める磁性体４４が設けられている。磁性体４４の材質としては、フェライト等が用いられる。支持部材３６ｂおよび磁性体４４は、固定部材４２に支持・固定されている。
【００４３】
弾性部材３６ａは、加圧ロール３４に圧接されており、加圧ロール３４の周面に倣って凹型であるため、定着ベルト３０を介して加圧ロール３４との間に十分なニップ幅を得ることができる。また、弾性部材３６ａの表面には低摩擦層が設けられており、定着ベルト３０の内周面との間の摩擦を低減するように構成されている。
【００４４】
剥離部材３８は、一端が固定支持された支持部３８ａと、これに支持されている剥離シート３８ｂとからなり、剥離シート３８ｂの先端が定着ベルト３０に近接または接触するように配置されている。これにより、前記ニップ部を通過した記録紙Ｐと定着ベルト３０との間に当該剥離シート３８ｂが入り込み、記録紙Ｐを定着ベルト３０表面から剥離する。
【００４５】
温度検出装置４０は、定着ベルト３０の内周面に接触してその温度を検出する温度センサ４０ａと、温度センサ４０ａを支持し、これを定着ベルト３０の内周面に圧接する金属製バネ板４０ｂとから構成され、この金属製バネ板４０ｂの片側は固定支持部材４６に支持固定されている。そして、温度センサ４０ａの検出値によって、励磁回路３２ｄから励磁コイル３２ｃへの電力供給量が制御され、定着ベルト３０の表面温度が所望の温度に維持されるようになっている。
【００４６】
既述の如く金属製バネ板４０ｂの一端は固定支持部材４６に固定され、金属製バネ板４０ｂの先端側に取り付けられた温度センサ４０ａが、湾曲した金属製バネ板４０ｂの弾性反発力で定着ベルト３０の内周面に押圧されている。
そして、金属製バネ板４０ｂの弾性反発力により、温度センサ４０ａの存在する位置が、定着ベルト３０を円と見立てたときの中心から略法線方向に移動可能となっていることから、定着ベルト３０の変位に対して追従するものとなっている。
【００４７】
温度検出装置４０が有する温度センサ４０ａは、定着ベルト３０の温度を検出するように定着ベルト３０の内周面に接触しているが、この温度検出装置４０に代えて、またはこの温度検出装置に加えて、加圧ロール３４の表面温度を検出する温度検出装置４８を設けてもよい。
次に、上記画像形成装置および定着装置１１２の動作について説明する。
【００４８】
まず、感光体ドラム１０１の表面が帯電装置１０２でほぼ一様に帯電され、次いで露光装置１０３から像光が照射されて感光体ドラム１０１表面に静電電位の差による潜像が形成される。そして、感光体ドラム１０１の矢印Ａ方向への回転により現像ユニット１０４の１つの現像器１０４ａと対向する位置に移動し、現像器１０４ａから１色目のトナーが転移され、感光体ドラム１０１表面にトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体ドラム１０１の矢印Ａ方向への回転により中間転写体１０５との対向位置に搬送され、中間転写体１０５表面に静電的に一次転写される。
【００４９】
一方、一次転写後に感光体ドラム１０１表面に残留するトナーがクリーニング装置１０６により除去され、清浄化後の感光体ドラム１０１表面は、除電露光装置１０７により電位的に初期化され、再び帯電装置１０２との対向位置に移動する。
以後、現像ユニット１０４の３つの現像器１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄが順次感光体ドラム１０１と対向する位置に移動し、同様に２色目、３色目、４色目のトナー画像が順次形成され、４色が重なったところで、一括して中間転写体１０５表面に重ねて転写される。
【００５０】
中間転写体上に重ね合わされたトナー画像Ｔは、中間転写体１０５の矢印Ｂ方向への周回移動により、転写ロール１１１と転写対向ロール１１０との対向位置に搬送され、用紙トレイ（不図示）から送り込まれた記録紙Ｐに当接される。転写ロール１１１と中間転写体１０５との間には転写用バイアス電圧が印加されており、トナー画像Ｔは記録紙Ｐ表面に二次転写される。
未定着のトナー画像Ｔを担持した記録紙Ｐは、搬送ガイド１１４を経由して定着装置１１２へ搬送され、定着装置１１２に含まれる定着ベルト３０と加圧ロール３４との間のニップ部に送り込まれる。
【００５１】
定着装置１１２では、加圧ロール３４が矢印Ｅ方向への回転駆動を開始し、定着ベルト３０がそれに従動して矢印Ｄ方向へ周回を開始するのとほぼ同時、あるいは開始直後に、電磁誘導加熱装置３２に含まれる励磁回路３２ｄから励磁コイル３２ｃに交流電流が供給される。励磁コイル３２ｃに交流電流が供給されると、励磁コイル３２ｃの周囲に矢印Ｈで示される磁束が生成消滅を繰り返す。そして、この磁束Ｈが定着ベルト３０に含まれる導電性層（不図示）を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界が生じるように、導電性層に渦電流が発生し、該導電性層の表皮抵抗および導電性層を流れる電流の大きさに比例して発熱する。一方、導電性層を貫通した磁束は、磁性体４４に向かって閉じた経路を形成する。
【００５２】
上記定着装置に送り込まれた記録紙Ｐは、電磁誘導加熱装置３２によって所定の温度に加熱された定着ベルト３０と、加圧ロール３４とによって加熱押圧され、トナー画像Ｔが当該記録紙Ｐ表面に溶融圧着される。そして、記録紙Ｐは、加圧ロール３４と弾性部材３６ａとの間のニップ部から送り出されたとき、その剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト３０から剥離され易い状態となり、さらに、剥離部材３８によって定着ベルト３０から剥離される。
本実施形態の異常温度上昇防止素子は、以上説明した図５の定着装置における、温度検出装置４０の隣に、同様の形状にて並置される。
【００５３】
図６は、本実施形態の異常温度上昇防止素子を備えた、電磁誘導加熱方式による定着装置の一例を示す概略構成図である。当該図６に示された定着装置は、図５に示された定着装置に対して、そのまま本実施形態の異常温度上昇防止素子２０を追加配置したものである。ただし、図面の複雑化を回避する意味と、説明の簡略化の観点から、図６においては、温度検出装置４０の図示を省略している。また、異常温度上昇防止素子２０に関係する構成以外の部材については、図５に示す構成と同一であるため、その説明は割愛する。また、図６に示す定着装置における異常温度上昇防止素子２０周辺の配置を説明するため、該当領域の一部の部材を抜粋して描いた拡大断面図を図７に示す。
【００５４】
本例においては、図７に示されるように、図１および図２に示される本実施形態の異常温度上昇防止素子２０における、温度ヒューズ２が保持されている側とは逆の金属製バネ板６ａ，６ｂの端部が固定支持部材４６に固定され、温度ヒューズ２が、湾曲した金属製バネ板６ａ，６ｂの弾性反発力で定着ベルト３０の内周面に押圧されている。図示のように、金属製バネ板６ａ（６ｂ）は大きく湾曲しており、その復元力に基づく弾性反発力で、温度ヒューズ２が進退可能となり、定着ベルト３０の変位に対して追従することができるようになっている。
【００５５】
図７に示されるように、本例においては、上記温度ヒューズ２の存在する位置が、定着ベルト３０を円と見立てたときの中心から略法線方向に移動可能となっている。このとき、定着ベルト３０の動きによっては、温度ヒューズ２が磁性体４４に近づき、遂には接触してしまう場合がある。このとき、温度ヒューズ２が他の部材に接すると、急激に熱が奪われ、温度ヒューズとしての機能が低下してしまう。
【００５６】
これに対して、本実施形態では、他の部材との当接により温度ヒューズ２が熱を奪われるのを防止するために、金属製バネ板６ａ，６ｂの端部には、図２に示されるように、一体成形された保護形状部Ｘが設けられている。そのため、磁性体４４の如き周辺部材には、先ず、保護形状部Ｘが接触して、温度ヒューズ２と周辺部材との間には空気層が存在し、温度ヒューズ２と周辺部材との直接接触を防止することができる。そのため、周辺部材に接触して温度ヒューズ２が熱を奪われることによる、実温度との乖離を引き起こす心配が無く、温度検出の精度が向上する。
保護形状部Ｘの形状としては、本発明が企図する目的に適う保護形状であれば、本発明において特に制限は無く、例えば、本実施形態のように端部に角がある形状であっても構わないし、角を丸めた形状でも構わない。
【００５７】
本実施形態においては、金属製バネ板６ａ，６ｂが、電気的にも物理的にも、リード４ａ，４ｂを介してのみ温度ヒューズ２と接続している。そのため、温度ヒューズ２が直接金属製バネ板６ａ，６ｂとは接触していない構造となっていることから、金属製バネ板６ａ，６ｂから熱が逃げることもなく、温度ヒューズ２における熱容量を小さくすることができ、温度ヒューズと可動体表面との温度差を最小限とすることができる。
【００５８】
さらに、本実施形態においては、金属製バネ板６ａ，６ｂとリード４ａ，４ｂとの接続を、図２に示されるように、嵌め合いによるものとしている。この両者の接触点が温度ヒューズ２との熱が逃げる点であり、しかもリード４ａ，４ｂが金属であることから、この部分からの熱伝導は比較的大きいため、溶接や機械的なかしめ等接触点の多い接合方法よりも、点接触に近い嵌め合いによるものとすることが好ましい。嵌め合いによる接合では、接触部分が点接触に近いため、熱の逃げが最小限に抑えられ、熱応答性の高速化の阻害要因を抑制することができる。また、嵌め合いによる接合では、確実に電気的接続を取ることができると共に、接合事態簡易的であるにもかかわらず確実であるという利点も有する。
【００５９】
この嵌め合いによる接合とは、金属製バネ板６ａ，６ｂの先端部（保護形状部Ｘを有する側）に設けられたＵ字溝８に、リード４ａ（４ｂ）を嵌め込むことにより、両者を接合して固定する方法である。本実施形態において、Ｕ字溝８の内壁には、何も設けられていない文字通りＵ字型をしているが、入口に向かうにしたがって壁間距離が狭まるように溝を形成したり、内壁面に凸部を設けたり等の対応により、両者の固定を確実ならしめても構わない。勿論、本実施形態のように、特にこれら対策を施さなくても、両者がしっかりと嵌合していれば、固定に問題が生じることは無い。
【００６０】
図６の異常温度上昇防止素子およびそれを用いた異常温度上昇防止装置の適用例における、異常温度上昇防止機能を発現するための機構について、特にその中核を為す回路図ないしブロック図のみを図８に抜き出して説明する。
熱源は、画像形成装置内で形成された未定着のトナー画像を、記録紙Ｐに加熱定着させる定着装置に用いるものであり、本例においては、電磁誘導加熱方式の熱源を用いている。具体的な構成としては、励磁コイル（磁場発生手段）３２ｃ、制御装置（電源監視手段、出力許可手段）５０、励磁回路３２ｄ（高周波電源）、異常温度上昇防止素子２０内の温度ヒューズ２、およびリレー５４を備えている。図８中、破線で表されている符号３０は、電磁誘導発熱性の定着ベルトである。
【００６１】
励磁コイル３２ｃは、磁性体コア（図６における３２ｂ）と協働して磁場を発生する。制御装置５０は、外部（例えば、パルス入力回路）より、定着装置の加熱許可信号（パルス信号）を受けると共に、励磁回路３２ｄに供給されている直流電源電圧を監視する電圧監視回路を備えている。温度ヒューズ２は、画像形成装置内の定着装置１１２の定着ベルト（電磁誘導発熱部材）３０の内周面温度を検出する。励磁回路３２ｄは、ＡＣ入力を受けてリレー５４の接点を介し電力が供給された際に、励磁コイル３２ｃに高周波電力を供給するための電圧共振インバータ回路（スイッチングインバータ回路）を備えている。
【００６２】
ここで、リレー５４は、定着ベルト３０の内周面温度を検出する温度ヒューズ２を介して、その駆動巻線にＤＣ電源が供給されている。仮に定着ベルト３０の内周面温度が所定の温度を越え、異常昇温した時、既述の如く温度ヒューズ２も昇温し、その内部のヒューズエレメント１２が溶融し断線して、リレー５４の作動（または作動状態からの不作動）により、励磁回路３２ｄに電圧を供給するＡＣ電源が切断され、熱暴走から定着装置１１２の安全が確保される。
【００６３】
以上、本発明の可動体表面の温度過昇防止素子、およびこれを用いた温度過昇防止装置について、例を挙げて説明したが、本発明はこれら構成に限定されるものではない。本発明は、必須の構成要件を具備するものであれば問題なく、当業者は、公知の知見により種々の変更を加えることができる。
【００６４】
例えば、本実施形態では、定着装置として、電磁誘導加熱方式のものを例に挙げて説明したが、本発明の可動体表面の温度過昇防止素子、およびこれを用いた温度過昇防止装置は、かかる方式の定着方式に適用されるのが必須なわけではなく、一般的なハロゲンヒータ等のヒータ加熱、その他各種加熱方式の定着装置に適用することが可能である。勿論、定着回転体内でスペース的な余裕のない、電磁誘導加熱方式の定着装置に本発明を適用することが、最も適している。
【００６５】
また、適用する定着装置の構成として、本実施形態では、定着回転体が無端ベルト状、対向して加圧する加圧回転体がロール状の、いわゆるベルト−ロールニップ方式の定着装置を例に挙げているが、一般的な２ロール方式や、定着回転体がロールで加圧回転体がベルト状のロール−ベルトニップ方式、２ベルト方式等、あらゆる方式の定着装置に適用することができる。
なお、本発明の可動体表面の温度過昇防止素子は、表面が加熱されて、しかも移動する可動体の異常温度上昇を防止する目的であれば、定着装置に限らず、如何なる被検知対象に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の温度過昇防止素子の一例である温度過昇防止素子を示す平面図である。
【図２】図１に示す温度過昇防止素子の右側面図である。
【図３】図１に示す温度過昇防止素子の可溶合金型温度ヒューズの縦断面図である。
【図４】図１に示す温度過昇防止素子が適用される画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】温度過昇防止素子を備えていない、一般的な電磁誘導加熱方式による定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】図１および図２に示す温度過昇防止素子を備えた、電磁誘導加熱方式による定着装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】図６に示す定着装置における異常温度上昇防止素子周辺の配置を説明するため、該当領域の一部の部材を抜粋して描いた拡大断面図である。
【図８】図６に示す定着装置における、異常温度上昇防止機能を発現するための機構について、特にその中核を為す構成のみを抜き出しを回路図ないしブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
２：可溶合金型温度ヒューズ（通電遮断部材）、  ４ａ，４ｂ：リード（給電端子部）、  ６ａ，６ｂ：金属製バネ板（保持部材）、  ８：Ｕ字溝、  １０：絶縁ケース、  １２：ヒューズエレメント、  １６：フラックス、  １８：絶縁封止材、  ２０：異常温度上昇防止素子、  ３０：定着ベルト、  ３２：電磁誘導加熱装置、  ３２ａ：台座、  ３２ｂ：磁性体コア、  ３２ｃ：励磁コイル、  ３２ｄ：励磁回路、  ３４：加圧ロール、  ３６：加圧対向部材、  ３６ａ：弾性部材、  ３６ｂ：支持部材、  ３８：剥離部材、  ３８ａ：支持部、  ３８ｂ：剥離シート、  ４０：温度検出装置、  ４０ａ：温度センサ、  ４０ｂ：金属製バネ板、  ４２：固定部材、  ４４：磁性体、  ４６：固定支持部材、  ４８：温度検出装置、  ５０：制御装置、  ５４：リレー、  １０１：感光体ドラム、  １０２：帯電装置、  １０３：露光装置、  １０４：現像ユニット、  １０４ａ：現像器、  １０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ：現像器、  １０５：中間転写体、  １０６：クリーニング装置、  １０７：除電露光装置、  １０８：転写帯電器、  １０９ａ，１０９ｂ：支持ロール、  １１０：転写対向ロール、  １１１：転写ロール、  １１２：定着装置、  １１３：クリーニング装置、  １１４：搬送ガイド、  Ｐ：記録紙、  Ｔ：トナー画像、  Ｘ：保護形状部
【図１】
2005197000.tif 000003
【図２】
2005197000.tif 000004
【図３】
2005197000.tif 000005
【図４】
2005197000.tif 000006
【図５】
2005197000.tif 000007
【図６】
2005197000.tif 000008
【図７】
2005197000.tif 000009
【図８】
2005197000.tif 000010