(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体を外部から加熱する外部加熱源と、を有し、
前記加熱体に対して被加熱材を当接させながら通過させ、熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記外部加熱源を前記加熱体から退避可能とする可動手段を備え、
前記可動手段により、前記加熱体を囲む定着ユニットの上部が所定の回動軸を中心として開き、前記上部に前記外部加熱源が張り付いた状態で、前記外部加熱源を前記加熱体から退避可能に構成されている
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱体は導電層を有し、前記外部加熱源は、磁性体コアと励磁コイルを有する誘導加熱手段により、該加熱体の導電層に渦電流を発生させ発熱させる電磁誘導加熱方式であることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記誘導加熱手段の励磁コイルは、前記加熱体外周部の導電層に沿うように配置されていることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記誘導加熱手段の磁性体コアの断面がＥ型であり、該磁性体コアのギャップ部を前記加熱体外周部の導電層に対向させることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項５】
前記外部加熱源は、外周部に導電層を有する加熱体と、該加熱体の内部に配置された磁性体コアと励磁コイルを有する誘導加熱手段であることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項６】
前記被加熱材が当接する加熱体と、誘導加熱手段の加熱体は、互いに当接するローラ部材であることを特徴とする請求項５記載の加熱装置。
【請求項７】
前記加熱体に圧接する加圧部材を設け、前記被加熱材を加熱体と加圧部材とのニップ部に導入することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の加熱装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の加熱装置を備え、
前記被加熱材が、画像形成部によって未定着画像が形成担持されたシート材であり、前記シート材の未定着画像を前記加熱装置によって加熱定着処理する
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】
本発明は画像形成装置においてシート材上のトナー像を加熱定着する加熱装置に関し、特にシート材のつまりなどによるＪＡＭ処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、通常シート材と静電的に該シート材に担持された樹脂、磁性体、着色料等からなるトナーとを、互いに圧接・回転している加熱体としての定着ローラと加圧部材としての加圧ローラの圧接部（ニップ部）で挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定着せしめる加熱装置を有している。
【０００３】
このような加熱装置において、加熱するための手段として励磁コイルによる磁束で定着ローラ内面に設けた導電層に渦電流を発生させジュール熱により発熱させる方法が提案されている。
【０００４】
この方法は熱発生源をトナーのごく近くに置くことができるので、従来のハロゲンランプを用いた熱ローラ方式に比して、加熱装置起動時に定着ローラ表面の温度が定着に適当な温度になるまでに要する時間が短くできるという特徴がある。また、熱発生源からトナーへの熱伝達経路が短く単純であるため熱効率が高いという特徴もある。
【０００５】
また、熱ローラ内面に熱発生源を設けた場合、磁性コイルによる昇温が問題になり、しかも、定着ローラ表面の温度の制御が難しくなる。そのために、特開平７−２９５４１４で外部に熱発生源を設ける外部加熱装置の提案がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の様な外部加熱装置においてシート材が定着ローラに巻き付くなどＪＡＭが発生した際、定着ローラの外周に加熱部材があると処理に非常に危険性があり、また一般ユーザーにとって非常に煩わしい作業となってしまう。
【０００７】
また、強引にシート材を引き剥がそうとすると外部加熱装置に傷など付きかねない状態となっている。
【０００８】
それらに対して、分離爪を定着ローラに接触させてシート材が定着ローラへの巻き付きを防止する方法も考えられるが、それでも定着ローラへの巻き付き防止は完全とはいえなかった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、加熱体で発生するシート材のＪＡＭ処理において、加熱体及び外部加熱源の構成部材を傷つけることなく処理することができ、また、非常に容易に、そして安全にユーザがＪＡＭ処理を行なうことができることを特徴とする加熱装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の第１の発明にあっては、
加熱体と、前記加熱体を外部から加熱する外部加熱源と、を有し、前記加熱体に対して被加熱材を当接させながら通過させ、熱エネルギーを付与する加熱装置において、
前記外部加熱源を前記加熱体から退避可能とする可動手段を備え、
前記可動手段により、前記加熱体を囲む定着ユニットの上部が所定の回動軸を中心として開き、前記上部に前記外部加熱源が張り付いた状態で、前記外部加熱源を前記加熱体から退避可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記加熱体は導電層を有し、前記外部加熱源は、磁性体コアと励磁コイルを有する誘導加熱手段により、該加熱体の導電層に渦電流を発生させ発熱させる電磁誘導加熱方式であると好適である。
【００１２】
さらに、前記誘導加熱手段の励磁コイルは、前記加熱体外周部の導電層に沿うように配置されているとよい。
【００１３】
また、前記誘導加熱手段の磁性体コアの断面がＥ型であり、該磁性体コアのギャップ部を前記加熱体外周部の導電層に対向させることも好ましい。
【００１４】
一方、前記外部加熱源は、外周部に導電層を有する加熱体と、該加熱体の内部に配置された磁性体コアと励磁コイルを有する誘導加熱手段であることも好適である。
【００１５】
さらに、前記被加熱材が当接する加熱体と、誘導加熱手段の加熱体は、互いに当接するローラ部材であると好ましい。
【００１６】
また、前記可動手段は、加熱体の長手方向に回動軸を有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記可動手段は、外部加熱源を加熱体の長手方向に摺動自在とさせることも好適である。
【００１８】
また、前記加熱体に圧接する加圧部材を設け、前記被加熱材を加熱体と加圧部材とのニップに導入することも好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る加熱装置の断面の模式図である。
【００２１】
加熱体としての定着ローラ１は外径４０［ｍｍ］、厚さ０．７［ｍｍ］の鉄製の芯金シリンダに表面の離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層１１を設けてもよい。
【００２２】
また加熱体の他の材料として、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。さらに非磁性材料でも、金属などの導電性のある材料は、材料を薄膜にする事などにより使用可能である。
【００２３】
加圧部材としての加圧ローラ２は外径２０［ｍｍ］の鉄製の芯金の外周に厚さ５［ｍｍ］のＳｉゴムの層と定着ローラ１と同様に表面に離型性を高めるために例えばＰＴＦＥ１０〜５０［μｍ］や、ＰＦＡ１０〜５０［μｍ］の層を設けて、外径は３０［ｍｍ］である。
【００２４】
定着ローラ１と加圧ローラ２は回転自在に支持されていて、定着ローラ１のみを駆動する構成になっている。加圧ローラ２は定着ローラ１の表面に圧接していて、圧接部（ニップ部）での摩擦力で従動回転する様に配置してある。
【００２５】
また、加圧ローラ２は定着ローラ１の回転軸方向にバネなどを用いた不図示の機構によって加圧されている。加圧ローラー２は約３０［Ｋｇ重］で荷重されており、その場合圧接部の幅（ニップ幅）は約６［ｍｍ］になる。しかし、都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００２６】
温度センサー５は定着ローラ１の表面に当接するように配置され、温度センサー５の検出信号をもとに励磁コイル３への電力供給を増減させることで、定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になる様自動制御される。
【００２７】
搬送ガイド６は、未定着のトナー画像７を担持しながら搬送されるシート材８を定着ローラ１と加圧ローラ２とのニップ部へ案内する位置に配置される。
【００２８】
分離爪９は、定着ローラ１の表面に当接あるいは近接して配置され、シート材８がニップ部通過後に定着ローラ１に張り付きぎみなものを分離するためのものである。
【００２９】
外部加熱源２３における励磁コイル３は定着ローラ１の外周に沿って設置され磁性体で覆われ、加圧ローラ２が接触されていない部分全部あるいは一部に設けられる。
【００３０】
磁性体４はフェライト、パーマロイといった高透磁率で残留磁束密度の低いものが望ましい。
【００３１】
励磁コイル３には１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加され、機械的精度の許す限り定着ローラ１外周面には接触せず近い方がよい。
【００３２】
また、交流電流によって誘導された磁界は定着ローラ１の導電層に過電流を流し、ジュール熱を発生させる。この発熱を増加させるためには励磁コイル３の巻き数を増やしたり、交流電流の周波数を高くするとよい。
【００３３】
詳細には、励磁コイルに１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流を流した時発生する誘導磁界のこの導電層１２への表皮侵入深さが０．５［ｍｍ］以下にあることが望ましく、６０［ｋＨｚ］の交流電流をコイルに流した時、例えば鉄ならば０．１［ｍｍ］程度でよく、ニッケルならもっと薄くできる。
【００３４】
このときの導電層１２は比透磁率５０以上、かつ体積抵抗率５．０×１０-8［Ω・ｍ］以上、かつ厚さ１［ｍｍ］以下であり、定着ローラ１の外部に配設された励磁コイルに１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流を流した時発生する誘導磁界のこの導電層への表皮侵入深さが０．５［ｍｍ］以下であることが望ましく、６０［ｋＨｚ］の交流電流をコイルに流した時、例えば鉄ならば０．１［ｍｍ］程度でよく、ニッケルならもっと薄くできる。
【００３５】
高熱伝導層１３は熱伝導率２００［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上（０〜３００［℃］の時）のものが望ましく、例えばアルミや銅などならば１［ｍｍ］以上の層厚が良い、低熱伝導層１４は熱伝導率５．０×１０-2［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下（０〜３００［℃］の時）のものが望ましい。
【００３６】
図２は実施の形態１に係る外部加熱源の退避方法を示す図である。
【００３７】
通常、シート材の巻き付が発生した場合、図２（ａ）のような定着ユニット２１を本体側から引き出せる構成になっている。
【００３８】
そのときの定着ユニット２１内の定着ローラ１にシート材が張り付いていると、外部加熱源２３がじゃまでＪＡＭ処理がし難い。
【００３９】
図２（ｂ）は同図（ａ）の定着ユニット２１の上部２２を開いた図である。
【００４０】
定着ユニット２１の上部２２に取り付けられた耐熱性の把持部２４により、定着ユニット２１の上部２２が回動軸２６を中心として開き、上部２２に外部加熱源２３が張り付いていて、外部加熱源２３を簡単に退避させることができ、ＪＡＭ処理も簡単に行われる。
【００４１】
また、リンク機構を用いることで、定着ユニット２１の上部２２を開き外部加熱源２３を定着ローラ１から退避させてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２に係る外部加熱源の退避状態を示す概略図である。
【００４３】
図３（ａ）に示すように定着ユニット２１から外部加熱源２３が矢印のように手前に引き出すようにレール３１（斜線部）が取り付けられ、把持部３２を引張ることで退避できる（図３（ｂ））。
【００４４】
このことによって外部加熱源２３をとりはずしてからＪＡＭ処理を行なう。
【００４５】
そのときのレールから外部加熱源２３が落ちないようにストッパーなどをつけておくと安全である。
【００４６】
また、逆に定着ユニット２１を機械本体から引き出すとき外部加熱源２３が機械本体に残っていて、図と逆側にレールが動くようになっていることでも、外部加熱源２３を退避することができる。
【００４７】
（実施の形態３）
図４は実施の形態３に係る磁性体コアの断面がＥ型である加熱装置の断面図である。
【００４８】
図４のように外部加熱源２３が断面がＥ型をした加熱装置で、励磁コイル４７は磁性体コア４８の中央突起部に長手方向に渡って巻き線して有り、本実施の形態では６巻きとした。
【００４９】
コイルの線材は外径０．１５〜０．５０［ｍｍ］の絶縁被覆した導線を２０〜１５０本リッツにしたものを用いている。図示しない高周波コンバーターに接続してあって１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加され、２０００［Ｗ］程度まで電力が供給される。
【００５０】
さらに、励磁コイル４７が昇温した場合を考えて絶縁被覆には耐熱性の物を使用した。
【００５１】
励磁コイル４７に流れる交流電流によって誘導された磁界は導電性である定着ローラ１の芯金に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。この発熱を増加させるためには交流電流の電流振幅を大きくするとよい。
【００５２】
上記構成である以外実施の形態１，実施の形態２と同じ方法でＪＡＭ処理が容易に行われる。
【００５３】
（実施の形態４）
図５は実施の形態４に係る加熱装置の断面図である。
【００５４】
図５のように外部加熱源２３の内部には断面がＴ型の磁性体コア５１１の中央突起部にコイル線材を長手方向に渡って巻線した励磁コイル５１０をヒートローラ５３の内面に沿うように近接して配置させ、アルミニウム製の磁性体コア、励磁コイル保持ホルダー５１２と共に絶縁性の熱収縮チューブ５１３で覆って熱収縮させて励磁コイル５１０と磁性体コイル５１１を保持してある。
【００５５】
励磁コイル５１０は外径０．１５〜０．５０［ｍｍ］の絶縁被覆した導線を２０〜１５０本リッツにしたものを用いている。
【００５６】
また、励磁コイル５１０は図示しない高周波コンバーターに接続してあり１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加され、定着ローラ１の表面温度は第一温度センサー５４から検出信号をもとに所定の温度になるように２０００［Ｗ］程度まで、電力が供給され温度制御されている。
【００５７】
第二温度センサー５５はヒートローラ５３の表面温度を検出して、定着装置が暴走した時などの異常高温防止のための安全装置として機能する。さらに、励磁コイル５１０が昇温した場合を考えて絶縁被覆には耐熱性の物を使用した。
【００５８】
励磁コイル５１０に流れる交流電流によって誘導された磁界は導電性であるヒートローラ５３の内面付近に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。
【００５９】
この発熱を増加させるためには交流電流の電流振幅を大きくすると良く、励磁コイル５１０の巻き数を減らしてやることで可能となるが、同時に励磁コイル５１０の電気抵抗による発熱量も増加するので、本実施の形態では励磁コイル５１０の巻き数は８巻としている。
【００６０】
其の構成を、実施の形態１，実施の形態２と同様に、外部加熱源２３を退避可能にしてＪＡＭ処理を行なう。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は以上の構成および作用を有するもので、外部加熱源を加熱体から退避可能とする可動手段により、加熱体で発生するシート材のＪＡＭ処理の際、加熱体及び外部加熱源の構成部材を傷つけることなく処理することができる。
【００６２】
また、外部加熱源を加熱体から退避させることで、非常に容易に、そして安全にユーザがＪＡＭ処理を行なうことができ、メンテナンス性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る加熱装置の断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係る加熱装置の退避方法の一例である。
【図３】図３は本発明の実施の形態２に係る外部加熱源の退避状態を示す概略図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態３に係る磁性体コアの断面がＥ型である加熱装置の断面図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態４に係る加熱装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 定着ローラ（加熱体）
２ 加圧ローラ（加圧部材）
３ 励磁コイル
４ 磁性体
５ 温度センサー
６ 搬送ガイド
７ トナー
８ シート材
９ 分離爪
１１ 表層
１２ 導電層
１３ 高熱伝導層
１４ 低熱伝導層
２１ 定着ユニット
２２ 定着ユニット上部
２３ 外部加熱源
２４ 把持部
２６  回動軸
３１ レール
３２ 把持部
４７ Ｅ型用励磁コイル
４８ Ｅ型用磁性体コア
５３ ヒートローラ
５４ 第一温度センサー
５５ 第二温度センサー
５１０ 外部用Ｔ型励磁コイル
５１１ 外部用Ｔ型磁性体コア
５１２ 励磁コイル保持ホルダー
５１３  熱収縮チューブ
【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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