(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのローラを圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部でトナー画像を記録材に定着する定着装置にして、上記２つのローラの少なくとも一方の内部に、誘導磁束を発生させるコイルユニットを設けて構成された定着装置において、
一方のローラの、ニップ部と反対側の位置に温度ヒューズが配置され、上記コイルユニットがニップ部から離れ、かつ温度ヒューズに近づくように配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
２つのローラを圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部でトナー画像を記録材に定着する定着装置にして、上記２つのローラの少なくとも一方の内部に、誘導磁束を発生させるコイルユニットを設けて構成された定着装置において、
一方のローラの、ニップ部と反対側の位置に温度ヒューズが配置され、上記コイルユニットのコイル部分とローラ芯金との距離について、ニップ部の箇所が他の領域よりも離れていることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
上記コイルユニットのコイル部分とローラ芯金内周面とのギャップが、ニップ部でのほぼ中央で最大になることを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
ローラとベルトを圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部でトナー画像を記録材に定着する定着装置にして、上記ローラの内部に、誘導磁束を発生させるコイルユニットを設けて構成された定着装置において、
ローラ周囲のニップ部と反対側の位置に温度ヒューズが配置され、上記コイルユニットがニップ部から離れ、かつ温度ヒューズに近づくように配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置における定着装置、特に電磁誘導作用を利用して加熱を行う誘導加熱型定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
可視像形成のためにトナーを用いる画像形成装置においては、トナー画像を記録材に定着するために、記録材を加熱ローラ（定着ローラとも称する）と加圧ローラとで挟持搬送しつつトナー画像を記録材上に定着する加熱加圧型定着装置が一般に使用されている。
【０００３】
ハロゲンランプヒータを加熱ローラ内に内蔵させた在来型定着装置では、加熱ローラを所定温度に加熱するまでの時間が長く、またランプヒータ自体の損失も大きいため、現在のように地球温暖化などの環境問題がクローズアップされ、効率が良く立ち上がり時間の早い定着装置が求められるにしたがい、誘導加熱方式による定着装置が注目されるようになってきている。
【０００４】
この誘導加熱方式の定着装置を、それぞれ軸線に沿って切る正面側で及び軸線を垂直に切る面で図４及び５に示す。加圧ローラ２と圧接する加熱ローラ３は図５に示す面で時計回りに回転しており、定着されるべきトナー画像Ｔを有する記録シートＳをこれら加熱ローラ３と加圧ローラ２とで挟圧して矢印方向に搬送し、トナー画像Ｔを熱と圧力により定着する。図４に示されるように、軸受１０１Ａ，１０１Ｂに支持された加熱ローラ３の回転は、当該ローラの片端部に嵌装固定されたギヤ１０４が不図示の駆動ギヤと噛み合い、当該駆動ギヤが回転することによってなされる。加熱ローラ３の芯金はステンレス、または鉄等の磁性材料からなっており、その外側にはフッ素樹脂からなる離型層が設けられている。加熱ローラ３表面の加圧ローラ２とは反対側には温度ヒューズ５及びサーミスタ６が配設されている。
【０００５】
加熱ローラ３の内部には、誘導発熱装置の誘導コイル１が配設されている。リッツ線などでなる当該誘導コイル１は絶縁体からなる円筒形状のボビン４に巻装され、両端にはリード線（図示せず）を有している。これらリード線により誘導コイル１には両端部から高周波電流を通じるようになっている。上記ボビン４は、トナー画像定着装置の側板１０２Ａ，１０２Ｂに設けられたブラケット１０３Ａ，１０３Ｂによって回転しないように保持されている。ボビン４の長手方向一外方には冷却ファン１０６が配置され、ボビン４の内部に冷却風を送り、当該ボビン４を介して誘導コイル１を冷却する。また巻装されている誘導コイル１の軸線方向両外方にはフェライト部材１０５Ａ，１０５Ｂが設けられ、両端からの漏れ磁束を芯金（加熱ローラ）にフィードバックする構成となっている。
【０００６】
定着動作時には、誘導コイル１に高周波電流を通じ、これにより生じた高周波磁界で加熱ローラ３の金属導電体たる芯金に誘導渦電流を発生させ、加熱ローラ自体の表皮抵抗によって加熱ローラそのものをジュール熱によって発熱させて、ローラ表面に所望の温度を実現するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の誘導加熱型定着装置では、誘導コイルが加熱ローラ芯金のほぼ中央に配置され、加熱ローラを内周面から均一に急速に加熱している。一般的に定着装置では温度コントロール装置としてサーミスタが設けられ、通常は、このサーミスタによって加熱ローラ表面が一定温度に保たれることとなる。また安全装置として温度ヒューズ、サーモスタット等が加熱ローラ近傍に設けられ、サーミスタによる温度コントロールが不可能になった場合に強制的に回路を遮断するようになっている。
【０００８】
加熱ローラ温度が制御不能になり、当該ローラ温度が異常に高まった場合に、加熱ローラに接触する加圧ローラのシリコーンゴムが変形したり発煙したりすることが知られている。本発明は、加熱ローラの温度が制御不能となった場合でも加圧ローラ等に生じうる変形や発煙を最小限に抑えることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、２つのローラを圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部でトナー画像を記録材に定着する定着装置にして、上記２つのローラの少なくとも一方の内部に、誘導磁束を発生させるコイルユニットを設けて構成された定着装置において、一方のローラの、ニップ部と反対側の位置に温度ヒューズが配置され、上記コイルユニットがニップ部から離れ、かつ温度ヒューズに近づくように配置されることによって、解決される。
【００１０】
上記コイルユニットのコイル部分とローラ芯金との距離について、ニップ部の箇所が他の領域よりも離れるようにすることでも、上記課題が解決される。コイルユニットのコイル部分とローラ芯金内周面とのギャップが、２つのローラの当接範囲に対応する領域でのほぼ中央で最大になるようになっているのが好適である。
【００１１】
ローラとベルトを圧接してニップ部を形成し、当該ニップ部でトナー画像を記録材に定着する定着装置にして、上記ローラの内部に、誘導磁束を発生させるコイルユニットを設けて構成された定着装置において、ローラ周囲のニップ部と反対側の位置に温度ヒューズが配置され、上記コイルユニットがニップ部から離れ、かつ温度ヒューズに近づくように配置されることで上記課題が解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を、図に示す例に基づいて説明する。
図１に、第１実施形態に係る定着装置を、従来例を示した図５に対応させて軸線を垂直に切る面で示す。図５の例と同じく、加圧ローラ２と圧接する加熱ローラ３は時計回りに回転し、不図示の記録シートを加圧ローラ２とで形成されたニップ部で挟圧してトナー画像を定着する。誘導コイル２１を円筒形ボビン２２に巻き付けてなるコイルユニット２０（図５に示された従来例と同じくブラケットに保持され回転しない）が芯金の中心よりニップ部から遠ざかる方向にずれて配置されている。加熱ローラ３周辺で当該コイルユニット２０の近傍には温度ヒューズ５及びサーミスタ６が配設される。
【００１３】
この場合、ニップ部は誘導コイル２１から離れて位置にあるのでニップ部領域側の温度上昇は遅れ気味になるが、加熱ローラ３が回転することでニップ部範囲の芯金温度も上昇して記録シートが達するまでには定着に支障のない温度にならされる。
【００１４】
図２に別の構成例を示す。本例の場合、誘導コイル１１はニップ部に対応する範囲以外、加熱ローラ３と基本的に同心に配置されていて、ニップ部以外では芯金が効率良く加熱される。ニップ部に対応する範囲においては、誘導コイル１１は記録シート搬送方向とほぼ平行するように間隔Ｈをおいてボビン１２に巻装されている。そのためにボビン１２は図示されるようにニップ部に向いた部分が平坦部を有することとなる断面となっている。その結果、ニップ中心に対して誘導コイル１１は最も遠ざかった位置をとっている。
【００１５】
このような構成においてサーミスタ６が制御不能になり、誘導コイル１１に電流が流れっぱなしになって加熱ローラ表面の温度が過昇した場合、温度ヒューズ５は溶断して、通電を遮断する。その際、ニップ側は誘導コイル１１が離れて位置している関係で他の領域よりも温度上昇が遅れ、加圧ローラ２への熱ダメージが少なくてすむ。とりわけ、一般的にニップ部中央の圧力が最も高く加熱ローラ３の温度が加圧ローラ２に最も伝わりやすくなっているので、その部分、即ち、ニップ部中央が一番離れていることで、ダメージを抑えることが可能である。
【００１６】
図３に、加熱ローラ３に圧接しニップ部を形成する加圧装置を加圧ローラに代えてベルトとする場合の例を示す。ベルト状加圧装置３３を用いる場合には、記録シートＳが加熱ローラ３に接触する時間が加圧ローラの場合よりも長くなるのが一般的である。また加圧ベルト３３の材質は一般的に加圧ローラと同じようにシリコーンゴムでできていて、加熱ローラ３が或る一定温度以上になると物性の劣化や発煙を生じることが知られている。このため加圧ローラの場合と同様にサーミスタによる温度制御が不能となり、誘導コイルに電流が流れっぱなしになり通電を切ることを要する事態では、加熱ローラはかなりの高温となり、ベルト３３との接触部ではできるだけ温度上昇を抑えることが好ましい。本例においては、加熱ローラ３のベルト３３との接触範囲以外に対応する部分では誘導コイル３１は加熱ローラ３の芯金に近接してほぼ同一円上にある一方、ベルトとの接触範囲に対応する部分では上記位置関係よりも芯金から一層遠ざかってほぼ同心円上に位置する。そのためにボビン３２は図示されるように、加熱ローラ３のベルト３３との接触範囲に対応する点線で囲まれた角度範囲が小径円でその残りの角度範囲が大径円でなる組み合わせ変形円の断面を有している。このような構成で、通常の場合、誘導コイル３１と芯金が近接する範囲では効率的に加熱ローラ３が加熱され、離間する範囲では昇温が遅れ気味となり、サーミスタ６の制御不能等のために誘導コイル３１に電流が流れっぱなしになり加熱ローラ表面の温度が過昇した場合、誘導コイル３１と芯金が近接する範囲に設けられた温度ヒューズ５は速やかに溶断して、通電を遮断する。加圧ベルト３３と加熱ローラ３が接触する領域では上記のように他の領域よりも温度上昇が遅れ、ベルト３３への熱ダメージが少なくてすむ。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、一方のローラの、ニップ部と反対側の位置に温度ヒューズを配置し、上記コイルユニットをニップ部から離し、かつ温度ヒューズに近づくように配置することによって、あるいは上記コイルユニットのコイル部分とローラ芯金との距離について、ニップ部の箇所を他の領域よりも離れるようにすることで、当該ニップ部での温度上昇を遅らせ気味にでき、異常によりローラ表面温度が過昇した場合には温度ヒューズの溶断によって通電遮断を行って、加圧ローラ側の損傷を抑えることができる。
【００１８】
コイルユニットのコイル部分とローラ芯金内周面とのギャップを、ローラニップ部に対応する領域でのほぼ中央で最大になるようにすれば、加圧力が最も高い箇所で温度上昇を最も遅らせ気味にすることができ、加圧ローラ側の損傷防止に好都合である。
【００１９】
記録材をローラとベルトの間で挟持搬送する構成の定着装置においては、コイルユニットをローラとベルトの当接範囲に対応する領域でローラ芯金から離れるようにローラ周囲のニップ部と反対側の位置に温度ヒューズを配置し、上記コイルユニットをニップ部から離し、かつ温度ヒューズに近づくように配置することで、当該ニップ部での温度上昇を遅らせ気味にでき、異常によりローラ表面温度が過昇した場合には温度ヒューズの溶断によって通電遮断を行って、加圧ベルト側の損傷を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る誘導加熱型定着装置の概略側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る誘導加熱型定着装置の概略側面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る誘導加熱型定着装置の概略側面図である。
【図４】従来公知の誘導加熱型定着装置の正面概略図である。
【図５】図４の定着装置の概略側面図である。
【符号の説明】
２  加圧ローラ
３  加熱ローラ
５  温度ヒューズ
６  サーミスタ
２０  コイルユニット
２１  誘導コイル
２２  ボビン
【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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