(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源により加熱される加熱部材により、未定着トナー画像を担持する転写材上に該未定着トナー画像を加熱定着させる定着装置であって、上記加熱部材が過熱して雰囲気温度が所定上限温度になると上記熱源を遮断する過昇温防止部材を上記加熱部材の近傍に備え、該過昇温防止部材が所定温度以上の高温中に放置されると接点再接合のおそれのある構造を有する定着装置において、上記過昇温防止部材が温度ヒューズまたはサーモスタットであり、該過昇温防止部材の動作後に上記加熱部材からの上記過昇温防止部材への熱供給を減少させる手段を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、上記過昇温防止部材を保持する保持部材が、支持部と弾性部と固定部とからなり、該固定部を上記所定上限温度よりも若干高い温度で軟化する材質で構成し、上記過昇温防止部材の動作後、速やかに上記固定部が軟化変形し、上記弾性部により過昇温防止部材ごと上記保持部材が加熱部材から離れることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２の定着装置において、上記過昇温防止部材と上記加熱部材の間に断熱部材を挿入する手段を有し、上記過昇温防止部材の動作後、上記挿入手段が、速やかに上記過昇温防止部材と上記加熱部材の間に上記断熱部材を挿入することを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの定着装置において、上記加熱部材と接触するフィルム体と、該フィルム体を介して上記加熱部材と圧接する加圧部材とを有し、上記フィルム体と上記加圧部材の間に未定着画像を形成した転写材を通過させて加熱定着することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
画像形成装置の定着装置としては、図１に示すもののように、熱源１を内蔵する定着ローラ２と、これに圧接回動する加圧ローラ３と、定着ローラ２に接触または近接配置する過昇温防止手段４と、定着ローラ２に当接する分離爪５と、定着ローラ２に当接または近接する温度検知手段６とを有し、定着ローラ２と加圧ローラ３のニップ部に未定着のトナー像Ｔを担持する転写材７を通過させ、定着ローラ２の熱で転写材７上のトナー像Ｔを加熱、加圧してトナー像Ｔを転写材７に融着させて定着を行うものがある。この装置では、その後、転写材７は分離爪５により定着ローラ２から分離させる。温度検知手段６より検知した定着ローラ２の表面温度は、定着に必要な温度を保持するように制御を行う。
【０００３】
過昇温防止手段４は、制御部の暴走や定着ローラ２に転写材が巻きついて温度検知手段６が故障したり、定着ローラ２から引き離されて正常な温度検知ができなくなったりすることにより、熱源１に電力が供給され続けて、定着ローラ２の表面温度が異常に上昇した場合の過昇温を防止するため、熱源１の通電を遮断できるように設けてある。過昇温防止手段としては、温度ヒューズあるいはサーモスタットが多く用いられている。
【０００４】
温度ヒューズの断面図を図２（Ａ）、（Ｂ）に示す。（Ａ）が通電状態で、温度ヒューズの雰囲気温度が所定温度になると内部の感温ペレット９が溶融し、内部のスプリングＳによって接点が引き離されることにより、（Ｂ）に示すような電流遮断状態になる。
【０００５】
サーモスタットの断面を図３に示す。感温部８はバイメタルからなり、雰囲気温度が所定温度以上になると凹凸が逆になって電気接点を引き離してしまうことにより、電源を遮断する。
【０００６】
従来、以上のような過昇温防止手段は広く用いられているが、動作後の過昇温防止手段を所定温度以上の高温中に放置すると、再度通電可能な状態になってしまう恐れがあるという問題点があることは全く知られていなかった。
【０００７】
すなわち、図２の温度ヒューズの場合は、同図（Ｂ）の状態からさらに加熱されることにより内部のスプリングＳが変形して接点がつながってしまう。また、図３のサーモスタットの場合は、バイメタル８が波状に変形することにより接点がつながってしまうといった問題である。その場合、定着装置の温度は制限なく上昇する恐れがあり、発煙、発火等の重大事故に発展する可能性すらある。とりわけ、最近では省エネルギーの観点から使用時のみ定着装置の熱源に通電するために、温度立ち上がりの速い装置が多く用いられるようになっているが、このような装置では、定着ローラの温度が異常に上昇し、雰囲気温度も上昇して過昇温防止手段が働いた場合には、定着ローラの温度が相当程度高くなってしまっている場合が多く、過昇温防止装置は高温中に放置されることが多くなることが懸念される。
【０００８】
そこで本発明は、過昇温防止手段が動作した高温の雰囲気温度になった場合には、過昇温防止手段に供給される熱量を減ずることにより、過昇温防止手段の接点再接合を防止できる定着装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る定着装置は、上記目的を達成するために、熱源により加熱される加熱部材により、未定着トナー画像を担持する転写材上に該未定着トナー画像を加熱定着させる定着装置であって、上記加熱部材が過熱して雰囲気温度が所定上限温度になると上記熱源を遮断する過昇温防止部材を上記加熱部材の近傍に備え、該過昇温防止部材が所定温度以上の高温中に放置されると接点再接合のおそれのある構造を有する定着装置において、上記過昇温防止部材が温度ヒューズまたはサーモスタットであり、該過昇温防止部材の動作後に上記加熱部材からの上記過昇温防止部材への熱供給を減少させる手段を有することを特徴とする。
【００１０】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１の定着装置において、上記過昇温防止部材を保持する保持部材が、支持部と弾性部と固定部とからなり、該固定部を上記所定上限温度よりも若干高い温度で軟化する材質で構成し、上記過昇温防止部材の動作後、速やかに上記固定部が軟化変形し、上記弾性部により過昇温防止部材ごと上記保持部材が加熱部材から離れることを特徴とする。
【００１１】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１または２の定着装置において、上記過昇温防止部材と上記加熱部材の間に断熱部材を挿入する手段を有し、上記過昇温防止部材の動作後、上記挿入手段が、速やかに上記過昇温防止部材と上記加熱部材の間に上記断熱部材を挿入することを特徴とする。
【００１２】
同請求項４に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１ないし３のいずれかの定着装置において、上記加熱部材と接触するフィルム体と、該フィルム体を介して上記加熱部材と圧接する加圧部材とを有し、上記フィルム体と上記加圧部材の間に未定着画像を形成した転写材を通過させて加熱定着することを特徴とする。また請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかの定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下本発明の実施の形態及び実施例を図面を参照して説明する。なお以下では従来と共通する部分には共通する符号を付すにとどめ重複する説明は省略する。図４、図５は本発明の第１の実施形態を示す断面図である。図中１０は定着装置のフレーム、１１は過昇温防止手段４を取り付ける支持部材で、一端をフレーム１０に回動自在に支持させてある。図中１２は、フレーム１０と支持部材１１の間に配置され、過昇温防止手段４を定着ローラ２から引き離す方向に荷重を掛けられた弾性部材、１３は弾性部材１２の荷重に逆らって支持部材１１をフレーム１０に止めるための固定部材である。
【００１４】
例えば過昇温防止手段４は、ギャップ６ｍｍで定着ローラ２の近傍に配置して、定着ローラ２の表面温度３００℃になった時の雰囲気の温度１６９℃を所定動作温度として、内部の接点が解離して熱源１への電源を遮断するように構成されている。
【００１５】
固定部材１３は、軟化点が過昇温防止手段４の所定動作温度よりも若干高い温度に設定されている材質から構成してある。画像形成装置に制御の暴走、温度検知手段の異常、転写材の定着ローラ２への巻き付き等の異常が生じた場合、熱源１から定着ローラ２に過剰な熱供給が発生して温度が上昇した場合、上述の動作により過昇温防止手段４が動作して熱源１への電源を遮断する。
【００１６】
その後も過昇温防止手段４と固定部材１３近傍の雰囲気温度は上昇を続けるが、固定部材１３の軟化点以上の温度になると、固定部材１３が軟化変形して、弾性部材１２の荷重に抗することができずに破断して、図５に示すように支持部材１１ごと過昇温防止手段４は定着ローラ２から引き離される。定着ローラ２との距離が離れると雰囲気温度は急激に下がるので、過昇温防止手段４が高温環境下にさらされることはなくなり、過昇温防止手段４内部での接点再接続の問題が発生することはなくなる。
【００１７】
図６、図７は本発明の第２の実施形態を示す断面図である。図中１４は断熱部材で、図示せぬ手段で回動自在に支持されており、図示せぬ弾性手段で定着ローラ２と過昇温防止手段４の間に入り込む方向に荷重を受けるように設けられる。図中１３は断熱部材１４が定着ローラ２と過昇温防止手段４の間に入り込むのを繋止するための固定部材である。
【００１８】
固定部材１３は、軟化点が過昇温防止手段４の所定動作温度よりも若干程度高い温度に設定されている材質から構成してある。画像形成装置に制御の暴走、温度検知手段の異常、転写材の定着ローラへの巻き付き等の異常が生じた場合、第１の実施形態と同様に固定部材１３が破壊することにより、図７のように断熱部材１４が定着ローラ２と過昇温防止手段４の間に入り込む。断熱部材１４が介在することにより過昇温防止手段４が高温環境下にさらされることはなくなり、過昇温防止手段４内部での接点再接続の問題が発生することはなくなる。
【００１９】
図８は本発明の第３の実施形態を示す断面図である。この定着装置は、図示のように、定着フィルム２０を回転させて定着する、いわゆるサーフ定着装置である。定着フィルム２０はエンドレスベルト状耐熱フィルムであり、このフィルムの支持回転体である駆動ローラ２１と、従動ローラ２２と、両ローラ間の下方に設けたヒータ支持体（図示を省略）に保持させて固定支持した加熱体２３とに懸け回して張設してある。
【００２０】
従動ローラ２２は、定着フィルム２０のテンションローラを兼ね、定着フィルム２０は駆動ローラ２１の図中時計回転方向の回転駆動によって、時計回転方向に向かって回転駆動される。この回転駆動速度は、加圧ローラ３と定着フィルム２０が接する定着ニップ領域Ｌにおいて転写材７と定着フィルム２０の速度が等しくなる速度に調節される。
【００２１】
ここで、加圧ローラ３はシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有するローラであり、反時計回りに回転しつつ定着ニップ領域Ｌに対して総圧４〜１０Ｋｇの当接圧をもって圧接させてある。また定着フィルム２０は、耐熱性、離型性、耐久性に優れたものが好ましく、総厚１００μm以下、好ましくは４０μm以下の薄肉のものを使用する。例えばポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＦＡ（４フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等の耐熱樹脂の単層フィルム、あるいは複合層フィルム、例えば２０μm厚フィルムの少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）、ＰＦＡ等のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を１0μm厚に施したものや、フッ素ゴム、シリコンゴム等の弾性層を施したものである。
【００２２】
加熱体２３は、平面基板２４及び定着ヒータ２５から構成されており、平面基板２４はアルミナ等の高熱伝導度かつ高電気抵抗率を有する材料から形成されており、定着フィルム２０と接触する表面には抵抗発熱体で構成した定着ヒータ２５を長手方向に設置してある。このような定着ヒータ２５は、例えばＡｇ/Ｐｄ、Ｔａ２Ｎ等の電気抵抗材料をスクリーン印刷等により線状もしくは帯状に塗工したものである。また定着ヒータ２５の両端部には、図示せぬ電極が形成され、この電極間に通電することで抵抗発熱体が発熱する。さらに、平面基板２４の定着ヒータ２５が設けられている面と逆の面にはサーミスタによって構成した定着温度センサ２６が設けられている。
【００２３】
定着温度センサ２６によって検出された平面基板２４の温度情報は、図示せぬ制御手段に送られ、制御手段により定着ヒータ２５に供給される電力量が制御され、加熱体２３は所定の温度に制御される。
【００２４】
この装置では、過昇温防止手段は抵抗発熱体の近傍に設けられているため、第１または第２の実施形態と同様の構成で安全を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る定着装置は、以上説明してきたように、装置の異常により温度ヒューズやサーモスタットを用いた過昇温防止部材が動作した後、速やかに過昇温防止部材への熱供給を減少させているので、過昇温防止部材内部での接点再接合による熱源による再加熱による発煙、発火といった重大事故を防止することができるという効果がある。特に、薄肉の熱ローラや定着フィルムを用いて、立ち上がりを早くしている定着装置では顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の定着装置
【図２】温度ヒューズの通電状態の断面図（Ａ）と同遮断状態の断面図（Ｂ）である。
【図３】サーモスタットの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の動作前の状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の動作後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の動作前の状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の動作後の状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  熱源
２  定着ローラ
３  加圧ローラ
４  過昇温防止手段
５  分離爪
６  温度検知手段
７  転写材
８  感温部（バイメタル）
９  感温ペレット
１０  フレーム
１１  支持部材
１２  弾性部材
１３  固定部材
１４  断熱部材
２０  定着フィルム
２１  駆動ローラ
２２  従動ローラ
２３  加熱体
２４  平面基板
２５  定着ヒータ
２６  定着温度センサ
Ｔ  トナー像
【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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