(57)【要約】    【課題】        誘導加熱方式を使用した画像形成装置の定着装置で異常加熱時に定着ローラ外の      金属部において漏洩磁束によるジュール熱発生など生じるような時間遅延無く      安全に加熱を停止する構成を実現する。    【解決手段】        加熱ローラを定着温度より高く発火発煙などの生じない安全温度以下にキュリー      点を設定した強磁性体整磁合金で構成するとともに励磁コイル対向部外部に      検知コイルなどの磁束検知手段を備えて、異常加熱時にローラ表面がキュリー点      温度に達したときの漏洩磁束を検知して電力を停止することで安全な定着器を      実現する。      【選択図】  図1
2007078825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された画像を記録紙に形成する画像形成部と、前記記録紙上の画像
を定着し強磁性体で構成された加熱部材と励磁コイルからなる定着部とを備えた
画像形成装置において、前記励磁コイルが前記加熱部材と所定の間隔をもって保持
され前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知部と、前記加熱部材を
はさんで前記励磁コイルと対向する位置に設けた磁気検知部と
前記温度検知部の検知結果をもとに前記加熱部材の表面温度が定着温度
に制御するとともに前記磁気検知部の検知結果により前記励磁コイルでの
磁束発生量を制御する磁束制御部を持つことを特徴とする画像形成装置。  
【請求項２】
前記加熱部材のキュリー点温度は上記定着温度より高いことを特徴とする第1項
記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記磁気検知部は磁束によって電圧降下発生する誘導コイルを含むことを特徴
とする第1項および第2項記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記磁気検知部は磁束によって接点を開閉する磁気リードスイッチを含むことを
特徴とする第1項および第2項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記磁束制御部は前記誘導コイルに所定の電圧が発生したときに励磁コイルへの
通電を停止する手段を含むことを特徴とする第1項から第3項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記磁束制御部は上記誘導コイルに発生した電圧に応じて励磁コイルでの発生
磁界を減少させる手段を含むことを特徴とする第1項から第3項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記磁束制御部は上記磁気リードスイッチが磁束検知した状態時に励磁コイルへ
の通電を停止する手段を含むことを特徴とする第1項から第２項および第4項記載の
画像形成装置。
【請求項８】
前記磁束制御部は上記磁気リードスイッチが磁束検知した状態時に励磁コイルで
の発生磁界を減少させる手段を含むことを特徴とする第1項から第２項および第4項
記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置の定着部特に誘導加熱方式を用いた加熱定着部における過昇温防止安全回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機、静電プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用した装置においては感光体上に光照射して得られた静電潜像に現像材（以降トナー）を塗布することによって画像形成し、所定の手段によって転写紙など記録媒体上に画像転写した後
未定着トナー像を転写紙上に定着する定着装置として円筒状芯金の表面に離型性樹脂被膜を形成して成る加熱ローラと、これに圧接し、弾性体層を表面に有する加圧ローラとを備え、加熱ローラの表面温度が所定の定着温度に達した状態で、加熱ローラと加圧ローラとのニップ部に未定着トナー像を担持する転写紙を、トナー像面が加熱ローラに接するように通紙して熱と圧力によりトナー像を転写紙面に融着させて定着させる熱ローラ定着装置（定着装置）が広く使用されている。
【０００３】
従来この種の定着装置の加熱ローラの加熱方式としてハロゲンランプによるもの、
面状発熱体を用いたものなど様々提案されてきた。
【０００４】
近年においては熱交換効率性や立ち上げ時間の観点から誘導加熱方式による定着装置の提案がなされている。
【０００５】
たとえば[特許文献１]のように高周波電源により高周波電圧が印加されると磁力を発生するコイルからなる磁力発生手段と、磁性を有する鉄系金属からなる加熱ローラの芯金部とを有し、前記磁力発生手段に高周波電源から高周波電圧が印加されたとき発生する鎖交磁束により前記加熱ローラ芯金部に渦電流が発生してジュール熱により発熱するものが考案されている。
【０００６】
また、誘導加熱方式の特徴として上記芯金のような磁性材料はある温度を越えると急激に透磁率が低下するキュリー点という材料固有の温度を持つ。
【０００７】
一般に定着器の立ち上げ時間を短くするためには芯金は肉厚をできるだけ薄く作られるのでキュリー点以上ではローラからの漏洩磁束が急激に増加することになる。
[特許文献２]はこの点を利用して漏洩磁束による外部部材の昇温によって温度検知素子を作動させることにより回路動作を停止させる安全装置が提案されている。
【特許文献１】特公平５−９０２７号公報
【特許文献２】特開２００１-２６７０５０号公報
【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[特許文献2]のように温度検知素子周辺に漏洩磁束誘導加熱部材を有する方式では該漏洩磁束誘導加熱部材が該温度検知素子作動する温度に上昇するまでの遅延が生じる可能性が大きい。また定着部外の高温部を最小限にするには前記漏洩磁束誘導加熱部材は前記温度検知素子周辺のみに設置しなければならず該漏洩磁束誘導加熱部材が加熱されている時間中他の部分からの漏洩磁束はやはり定着部周辺フレームなど意図しない部材でジュール熱を発生し、目的とする装置としての安全性の観点から充分ではない。
【０００９】
また、温度検知素子を定着ローラの放射熱と上記漏洩磁束加熱部材の熱と双方の検知を兼用する構成のため、実際の設計上では温度検知素子の温度設定および漏洩磁束誘導加熱部材の位置、形状あるいは定着ローラのキュリー点温度において著しく自由度が低下する欠点を備えている。
【００１０】
本発明では上記問題を解決した電磁誘導発熱方式の定着装置における安全装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に掛かる第１の形態は定着温度以上用紙の燃焼温度以下にキュリー点を持つ整磁合金よりなる内部に励磁コイルを備えた定着ローラとローラ外の対向部に設けられた検知コイルと励磁コイルを発振制御させる誘導加熱電源と該誘導加熱電源への投入電力を上記検知コイルの誘起電圧によって開閉できる電磁リレーを配した構成である。
【００１２】
本発明に掛かる第２の構成としては前記誘導加熱電源の発生電力を制御できる制御部に上記検知コイルの誘起電圧を入力して構成される。
【００１３】
本発明に掛かる第３の形態は上記検知コイルの誘起電圧に替わってリードＳＷ開閉による漏洩磁束を検知する構成にしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成によれば温度制御手段の故障などによる異常加熱状態においても誘導加熱電源への電力投入を速やかに停止して安全な定着加熱手段を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
第1図は本発明に基づく誘導加熱定着ローラ部の構成図例である。
【００１７】
ローラ１０１は薄肉中空で構成されており内部に発振コイルL1を備えている。また該定着ローラ１０１は鉄系金属にＮｉ配合物を適宜配合してローラとしてのキュリー点が調整されている。通常定着に必要な温度が200℃程度で、通紙される用紙が発煙しない温度が350℃以下なのでキュリー点温度はおおむね250℃〜300℃程度に調整されている。
【００１８】
コイルL1はD1〜4、NF、C1からなる平滑回路およびスイッチング素子TR1、共振
コンデンサC2、フライホイルダイオードD5などからなる発振回路に接続されている。
【００１９】
この発振回路には平常時回路閉の電磁リレー108を介して商用電源ACｉｎが供給されるとともに共振制御回路110から発生される20〜30KHｚ程度のPFM波形にて高周波発振させられるので前記コイルL1に交流磁界が生じる。
【００２０】
この磁界が鉄系金属で構成された上記定着ローラ101と鎖交することにより
ローラ表面に渦電流が生じ、これにより生じるジュール熱によりローラは加熱せられる。
【００２１】
また、制御回路112がローラ表面温度をサーミスタなどの温度検知手段１１１で検知しながら共振制御回路110の制御電圧Vrefを制御することでローラ表面温度を所望の定着温度に調整している。
【００２２】
一方、ローラ101の外側コイルＬ１の対向部には磁束検知コイル１０２を備えている。
【００２３】
もしサーミスタ111の故障などで正しい温度制御ができなくなり定着ローラ１０１が加熱されつづけた場合、ローラ表面温度は定着温度で停止せずにさらに上昇を続ける。
【００２４】
やがて温度がローラ101のキュリー点に達するとローラの透磁率は急激に低下し、ローラでのジュール熱発生率は低下するのでローラの加熱速度も低下する。
【００２５】
同時にローラ外部への磁束漏れが大きくなる。これを第2図で説明する。
【００２６】
第2図(A)のようにローラ表面温度（Ts）がキュリー点（Tq）以下のときはローラ表面を磁束が流れるので、外部への漏れ磁束はほとんど無いがキュリー点を越えると第2図（B）のようにローラの透磁率が低下した結果外部への漏れ磁束が増大する。
【００２７】
したがって検知コイル１０２を貫通する磁束も多くなり、１０２両端に誘起起電力が生じる。
【００２８】
１０２に生じた誘起電力はダイオード１０３、コンデンサ１０４、抵抗１０５を介して電源Vccを抵抗１０７を介して地絡するスイッチとしてのトランジスタ１０６をONさせる。
【００２９】
この作用によりリレー１０８の動作コイルには電流が流れなくなり、回路が開放される。
【００３０】
これにより誘導加熱電源１０９にAC入力が印加されなくなり定着ローラ１０１の加熱が停止される。
【実施例２】
【００３１】
第３図は本発明の異なる実施例における構成図である。
【００３２】
第1の実施例と同じものには同じ番号を付してある。
【００３３】
第1の実施例と同様にローラがキュリー温度を超えるとコイル１０２を貫通する磁束により電圧が誘起される。この電圧がダイオード１０３、コンデンサ１０４を介して制御回路１１２のAD端子に入力される。ここで入力電圧VMinが所定の値を超えるとキュリー点越えと判断して制御回路１１２は投入電力を減少させる。
【００３４】
具体的には第4図（A）のように通常では共振制御回路への基準電圧Vrefによって、PFM波形のデューティを設定しスイッチング素子TR1が適切にON/OFFして所望の電力を発生させるようにするが第4図（B）のようにキュリー点を越えたときにはVrefを変更してPFM波形のデューティをほぼ０にしてやることで、投入電力も０にして加熱を停止させる。
【実施例３】
【００３５】
第５図はさらに異なる本発明の実施例を説明した構成図である。
【００３６】
５０１は磁気によって作動するリードＳＷである。前記実施例と同様にローラ表面温度がキュリー点に達してローラ外部への漏れ磁束が増加するとリードＳＷ５０１がたとえば開放→回路閉に状態変化する。これによって制御回路112への入力電圧ＶＭinも変化するので第2の実施例と同様にコイルL1のスイッチングデューティを減らして加熱停止することができる。
【００３７】
５０２はＳＷ５０１端子に電圧印加する抵抗である。
【実施例４】
【００３８】
上記実施例において漏洩磁束を検知する手段として検知コイルおよびリードSWを使用したが磁界に反応して状態を変える素子であればこれに限らず使用可能である。
【００３９】
また、投入電力を停止させる方法にしても上記の単一の例にとどまるものではなく複数の手段を並列して用いるものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例１における定着ローラ制御ブロック構成図
【図２】実施例１におけるキュリー点温度での漏洩磁束説明図
【図３】実施例２における定着ローラ制御ブロック構成図
【図４】実施例２における電力制限説明図
【図５】実施例３における定着ローラ制御ブロック構成図
【符号の説明】
【００４１】
101：加熱ローラ
106：トランジスタ
108：電磁リレー
501：リードＳＷ
L1：誘導加熱コイル
C2：共振コンデンサ
D1〜D4：整流ダイオード
TR1：スイッチング素子
110：共振制御回路
109：誘導加熱電源
【図１】
2007078825.tif 000003
【図２】
2007078825.tif 000004
【図３】
2007078825.tif 000005
【図４】
2007078825.tif 000006
【図５】
2007078825.tif 000007