JPH10221996A

JPH10221996A - 加熱ローラ装置

Info

Publication number: JPH10221996A
Application number: JP2753097A
Authority: JP
Inventors: Taizo Onishi; 泰造大西
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】未定着画像を保持した記録材に該画像を加熱
定着させる定着装置の加熱ローラを含む加熱ローラ装置
であり、加熱ローラの温度を応答性良く正確に、低コス
トに、また、加熱ローラの表層材を傷つけることなく検
出できる加熱ローラ装置を提供する。【解決手段】加熱ローラ１を構成する芯ローラ１０の
回転中心軸線方向の両端部に、両端面１０１にそれぞれ
当接させて該軸線方向に移動自在に、加わる圧力によっ
て電気抵抗値の変化する材料からなる圧力検出部３１、
３２を配置する。これら圧力検出部３１、３２によっ
て、芯ローラ１０が加熱され延びるときに端面１０１に
より押圧される圧力を検出し、該圧力に基づいて芯ロー
ラ１０、ひいては加熱ローラ１の延び及びその延びにほ
ぼ比例する加熱ローラ温度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の複写
機、プリンタ等の画像形成装置においてトナー像等の未
定着画像を保持した記録材に該画像を加熱して定着させ
る定着装置における加熱ローラを含む加熱ローラ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機等の画像形成装置にお
ける定着装置は、一般的には、加熱ローラを備えてお
り、トナー像等の未定着画像を保持した記録材を該加熱
ローラとバックアップ部材（一般的には加圧ローラ）と
の間に挟持しつつ通過させることで該未定着画像を記録
材上に加熱加圧して定着させる。

【０００３】かかる加熱ローラを加熱して、昇温させる
熱源としては、例えば、加熱ローラに内蔵されるハロゲ
ンランプヒータ等の発熱ヒータが知られている。発熱ヒ
ータを熱源とするときには、該ヒータからの輻射熱によ
り加熱ローラは加熱される。また、かかる熱源として
は、通電により発熱する物質よりなる抵抗発熱体も知ら
れている。かかる抵抗発熱体は、通常、芯ローラととも
に回転するように加熱ローラに形成される。抵抗発熱体
を熱源とするときには、電気・熱変換効率が良いため、
該抵抗発熱体への通電開始後速やかに加熱ローラ表面温
度を所定温度まで上昇させることができ、これにより加
熱ローラの予熱時間を熱源を発熱ヒータとするときより
も短縮することができる。

【０００４】熱源として発熱ヒータ、抵抗発熱体のいず
れを採用しても、加熱ローラの温度が高くなりすぎる
と、トナーが溶融しすぎてしまい加熱ローラへの高温オ
フセットが発生し、記録材上の画像を乱してしまう。ま
た、逆に加熱ローラの温度が低すぎると、トナーに十分
な熱が伝わらず低温オフセットの原因となる。そこで通
常は、加熱ローラを適当な温度に制御するために、加熱
ローラの温度検出のための温度検出素子が、加熱ローラ
に当接して配置されたり、加熱ローラに近接して配置さ
れる。かかる温度検出素子には、サーミスタや熱電対等
が通常用いられる。

【０００５】ところが、かかる温度検出素子により加熱
ローラの温度を検出する場合、特に熱源として前記抵抗
発熱体が採用され、加熱ローラが急激に温度上昇するよ
うなときには、温度検出素子の応答性が悪いため正確な
温度検出ができず、換言すれば、検出温度と加熱ローラ
の実際の温度が異なることとなり、加熱ローラが所定温
度より異常昇温してしまうようなことがある。

【０００６】このため、温度検出素子による検出温度か
ら加熱ローラの温度を予測して、かかる予測温度に基づ
いて温度制御することが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の予測
制御による方法においては、予測制御をするための手段
（通常は、電気的な回路）を設けなければならず、それ
だけ装置が複雑になるし、コスト高にもなる。また、か
かる予測制御のための手段により予測される温度は、あ
くまでも予測される温度であって、実際の加熱ローラの
温度と異なってしまうこともある。

【０００８】また、サーミスタ等の温度検出素子が加熱
ローラに接触して配置される場合には、加熱ローラ表層
材が傷つきやすく、それだけ加熱ローラの寿命が短くな
るという問題がある。かかる表層材としては、代表例と
して記録材上のトナーが加熱ローラから離れやすくする
ために加熱ローラ表層に形成される離型性のある層を挙
げることができる。

【０００９】そこで本発明は、未定着画像を保持した記
録材に該画像を加熱定着させる定着装置の加熱ローラを
含む加熱ローラ装置であり、加熱ローラの温度を応答性
良く正確に、低コストに検出でき、また、加熱ローラの
表層材を傷つけることなく温度検出を行うことができ、
それだけ加熱ローラの寿命を向上させることができる加
熱ローラ装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、未定着画像を保持した記録材に該画像を加
熱定着させる定着装置の加熱ローラ装置であり、芯ロー
ラを有する加熱ローラと、前記加熱ローラを加熱するた
めの熱源と、前記加熱ローラの回転中心軸線方向の延び
を検出できる延び検出手段とを有し、前記延び検出手段
の検出する前記加熱ローラの回転中心軸線方向の延びに
基づいて該加熱ローラの温度を検出することを特徴とす
る加熱ローラ装置を提供する。

【００１１】前記熱源としては、例えばハロゲンランプ
ヒータ等の発熱ヒータを挙げることができる。かかる発
熱ヒータは、例えば芯ローラを中空状のものとして、中
空中心部分に配置することが考えられる。また、熱源
は、通電により発熱する物質よりなる抵抗発熱体として
もよい。かかる抵抗発熱体は、例えば芯ローラの内周面
及び（又は）外周面に芯ローラと一体的に回転するよう
に形成することが考えられる。

【００１２】本発明の加熱ローラ装置においては、熱源
の発熱により加熱ローラは加熱され、昇温する。加熱ロ
ーラが昇温すると、これに伴い加熱ローラは膨張し、か
かる膨張による加熱ローラの回転中心軸線方向の延び
は、延び検出手段により検出される。検出される延び
は、加熱ローラの温度にほぼ比例するものであるので、
該延びに基づいて加熱ローラの温度を検出できる。

【００１３】前記延び検出手段としては、例えば前記加
熱ローラの回転中心軸線方向の少なくとも一方の端部
（例えば加熱ローラの端面（普通では芯ローラの端
面））に当接配置又は近接配置される圧力検出素子を含
むものを挙げることができる。かかる圧力検出素子とし
ては、例えば半導体圧力センサ、抵抗線ひずみセンサの
ように加わる圧力により電気抵抗値が変化するものや、
圧電素子、プレスダクタのように加わる圧力に応じて出
力電圧が変化するもののように、加わる圧力に応じて電
気的出力が変動する素子を例示できる。この場合、加熱
ローラから圧力検出素子に加わる圧力は、加熱ローラの
延びにほぼ比例するものであるので、すなわち、加熱ロ
ーラの温度にほぼ比例するものであるので、該圧力に基
づいて加熱ローラの温度を検出できる。

【００１４】また、前記延び検出手段は、前記加熱ロー
ラの回転中心軸線方向の端部（例えば加熱ローラの端面
（普通では芯ローラの端面））近くに配置される距離セ
ンサを含むものとしてもよい。かかる距離センサとして
は、例えばレーザ式、うず電流式、超音波式のものを挙
げることができる。この場合、距離センサによって加熱
ローラの延びを直接検出する。

【００１５】いずれにしても、延び検出手段の検出する
加熱ローラの延びに基づき検出される加熱ローラの温度
は、例えば加熱ローラの温度制御に利用したり、加熱ロ
ーラが何らかの原因によって所定温度より異常に昇温す
るようなときに、熱源による発熱を停止させる安全スイ
ッチの開閉に利用したりすることができる。前記熱源が
電源からの通電により発熱するものである場合、前記延
び検出手段を、前記加熱ローラの回転中心軸線方向の端
部（例えば加熱ローラの端面）に当接配置され、該回転
中心軸線方向に移動自在に支持される端部当接部材を含
むものとして、前記加熱ローラの回転中心軸線方向の延
びに伴う該端部当接部材の該回転中心軸線方向の加熱ロ
ーラ内側から外側に向けての所定の許容量を超える移動
（端部当接部材自身の膨張によるその外端面の移動があ
るときはそれも含む）に伴い、前記電源から前記熱源へ
の通電回路を遮断する手段を設けてもよい。このように
すると、該遮断手段は、加熱ローラが昇温して該軸線方
向に延び、これにより端部当接部材がローラ内側から外
側に向けて押圧されて許容量を超えて移動するときに、
熱源への通電回路を遮断するので、該遮断手段を加熱ロ
ーラの異常昇温防止のための安全スイッチとして利用す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１に本発明の一実施形態である
加熱ローラ装置を備える定着装置の１例の概略断面図を
示す。この定着装置は、未定着のトナー像を保持するシ
ート状記録材上に、該トナー像を加熱定着させるための
ものである。

【００１７】この定着装置は、本発明に係る加熱ローラ
１等を含む加熱ローラ装置及び加熱ローラ１に対向する
加圧ローラ２を備えている。加熱ローラ１は、その両端
部において軸受け５３、５３により回転可能に支持され
ている。軸受け５３は定着装置ハウジングＨに支持され
ている。加熱ローラ１は、画像定着時等においては図示
しない駆動手段により回転駆動される。

【００１８】加圧ローラ２は、図示を省略した支持部材
により回転可能に支持されており、また、図示を省略し
た押圧手段により加熱ローラ１に向けて押圧されてい
る。加圧ローラ２は、加熱ローラ１の回転に従動して、
或いは、両ローラの間に通される記録材の移動に従動し
て回転する。加熱ローラ１は、中空円筒状の芯ローラ１
０を有し、芯ローラ１０の外周面には離型層１１が形成
されている。芯ローラ１０は、本例ではアルミニウム合
金からなる。

【００１９】離型層１１は、未定着のトナー像を保持す
る記録材が加熱ローラ１とこれに対向する加圧ローラ２
との間に挟持されつつ通過するときに、加熱されるトナ
ー像が加熱ローラ１から剥がれやすくするために形成さ
れており、本例ではポリテトラフルオロエチレンからな
る。離型層１１は、芯ローラ１０と一体的に回転する。

【００２０】芯ローラ１０の中空中心部分には、熱源と
して発熱ヒータ（本例では、ハロゲンランプヒータ）４
が配置されている。ヒータ４は、その両端部をホルダー
５１、５２により固定支持されている。ホルダー５１、
５２はハウジングＨに支持されている。ヒータ４は、電
源９の両端部にソリッド・ステート・リレーＲＹの接点
を介して電気的に接続されている。リレーＲＹの接点
は、制御部ＣＴＲにより開閉することができる。

【００２１】芯ローラ１０の回転中心軸線方向の両端部
には、芯ローラ１０の端面１０１にそれぞれ当接させて
圧力検出部３１、３２が配置されている。各圧力検出部
は、加わる圧力によって電気抵抗値が変化する圧力検出
素子（本例では、圧力センサ）を含んでいる。圧力検出
部３１、３２は、それぞれホルダー５１、５２に固定支
持されている。圧力検出部３１、３２の検出する圧力
は、それぞれ電圧信号として前記制御部ＣＴＲに入力さ
れ、制御部ＣＴＲはこれら入力信号に基づいて、リレー
ＲＹの接点を開閉することができる。

【００２２】以上説明した定着装置によると、未定着の
トナー像を保持した記録材上へのトナー像の定着は次の
ようにして行われる。すなわち、制御部ＣＴＲによりリ
レーＲＹの接点が閉じられて、ヒータ４に電源９から電
圧が印加され、これによりヒータ４は発熱して、その輻
射熱により加熱ローラ１は芯ローラ１０の内周面側から
加熱される。

【００２３】芯ローラ１０が加熱されて、加熱ローラ１
の温度が上昇してくると、その温度にほぼ比例して芯ロ
ーラ１０、ひいては加熱ローラ１は膨張する。これによ
り、芯ローラ１０の両端面１０１に当接して配置された
圧力検出部３１、３２を該端面１０１が押圧する圧力
は、加熱ローラ１の温度にほぼ比例して増大する。圧力
検出部３１、３２は、図２に示すように押圧される圧力
にほぼ比例した電圧を出力するので、圧力検出部３１か
ら出力される電圧Ｖ₁と圧力検出部３２から出力される
電圧Ｖ₂との和Ｖｓ（＝Ｖ₁＋Ｖ₂）は、芯ローラ１０
の回転中心軸線方向の延び量（膨張量）、したがって芯
ローラ１０、ひいては加熱ローラ１の温度にほぼ比例す
る。すなわち、圧力検出部３１、３２によって検出され
る圧力に基づいて加熱ローラ１の温度を検出することが
できる。従来のように加熱ローラに当接されるサーミス
タや熱電対等の温度検出素子により温度検出するときに
は、加熱ローラ（芯ローラ）から温度検出素子への熱伝
達に時間がかかる分、応答性の悪いものであったが、前
記圧力検出部３１、３２によると、芯ローラ１０、ひい
ては加熱ローラ１の温度にほぼ比例する芯ローラ１０
（加熱ローラ１）の延び量に基づき、加熱ローラ温度が
検出されるため、それだけ応答性がよい。

【００２４】制御部ＣＴＲは、該電圧の和Ｖｓと所定の
定着温度に対応した電圧Ｖthとを比較して、例えば、加
熱ローラ１の温度が定着温度より高くなりＶｓ＞Ｖthと
なったときは、リレーＲＹの接点を開き、また、加熱ロ
ーラ１の温度が定着温度以下でありＶｓ≦Ｖthのとき
は、リレーＲＹの接点を閉じるようにして、すなわち、
加熱ローラ１の温度に基づきリレーＲＹの接点を開閉し
て加熱ローラ１を所定の定着温度に保つ。

【００２５】そして、図示しない駆動手段により加熱ロ
ーラ１が回転駆動され、定着温度の加熱ローラ１とこれ
に押圧される加圧ローラ２との間を、記録材が通される
ことにより、該記録材上の未定着トナー像が加熱、加圧
下に定着される。本発明の加熱ローラ装置においては、
加熱ローラ１（芯ローラ１０）の温度にほぼ比例する加
熱ローラ１の延び量を、固定配置される圧力検出部３
１、３２を押圧する圧力として検出するため、それだけ
加熱ローラ１の実際の温度をリアルタイムに検出でき
る、すなわち応答性よく正確な温度検出ができる。ま
た、応答性よく正確に検出された信頼性の高い温度に基
づいて温度制御を行うため、従来のように予測制御を行
う必要もなく、したがって従来のように予測制御のため
の手段（通常は、電気的な回路）が不要となり、それだ
け装置を低コストにできる。また、従来、サーミスタ等
の温度センサにより温度検出を行うときには、該温度セ
ンサは通常、離型層が形成されている加熱ローラ外周面
に当接して配置されるため、温度センサによって該離型
層が傷つき加熱ローラの寿命が短くなるようなこともあ
ったが、本発明の加熱ローラ装置においては、温度検出
のために何らかの部材を離型層１１に当接させて配置す
る必要もなく、したがって離型層１１が傷つくようなこ
ともなく、それだけ加熱ローラ１の寿命は向上する。

【００２６】なお、以上の説明においては、圧力検出部
３１、３２の検出情報を、加熱ローラ１の温度制御のた
めに用いたが、加熱ローラ１の異常昇温時の安全スイッ
チを開閉するための情報として用いてもよい。図３に本
発明に係る加熱ローラ装置を備える定着装置の他の例の
概略断面図を示す。なお、図１の定着装置と同様の作用
の部品には、同じ参照符号を付してある。以下の説明に
おいては、図１の定着装置と異なる点について、詳細に
説明する。

【００２７】この定着装置は、回転可能に支持された加
熱ローラ１と、これに対向して押圧する加圧ローラ２を
備えている。加熱ローラ１を構成する芯ローラ１０の内
部には、熱源として発熱ヒータ４が内蔵されている。ヒ
ータ４は、本例では右側ホルダー５２内に設けられたス
イッチ６を介して電源９の両端に接続されている。

【００２８】スイッチ６は、ホルダー５２に固定支持さ
れた給電部材６１と、支点６２１を中心に揺動可能な接
触板６２とを有する。給電部材６１及び接触板６２は、
いずれも導電性材料からなり、給電部材６１は電線６４
１により電源９の一端に電気的に接続され、接触板６２
は電線６４２によりヒータ４に電気的に接続されてい
る。接触板６２の給電部材６１側の端部は、一端をホル
ダー５２に支持されたバネ６５１により給電部材６１に
向けて押圧されている。これにより、通常は図３に示す
ように接触板６２と給電部材６１とは接触しており、両
者は電気的に接続している。また、接触板６２の他方の
端部は、バネ６５２や、芯ローラ１０の回転中心軸線方
向の端面１０１に当接する端面当接部材６３によって、
接触板６２と給電部材６１との電気的接続が絶たれる方
向に押圧されている。端面当接部材６３は耐熱性の絶縁
材料からなる。端面当接部材６３は芯ローラ１０の回転
中心軸線方向に移動自在にホルダー５２に支持されてい
る。

【００２９】この定着装置においては、ヒータ４に通電
して加熱ローラ１を芯ローラ１０の内側から加熱し、こ
れにより芯ローラ１０が膨張してくると、芯ローラ１０
の端面１０１に当接する端面当接部材６３は、芯ローラ
１０の回転中心軸線方向のローラ内側（中央側）から外
側に向けて押圧される。芯ローラ１０、ひいては加熱ロ
ーラ１が所定の量以上膨張すると、バネ６５１が接触板
６２を給電部材６１に接触させる力に抗して、図４に示
すように、接触板６２は支点６２１を中心に揺動し、接
触板６２と給電部材６１との接触状態は絶たれる。

【００３０】すなわち、バネ６５１やバネ６５２のバネ
定数や、支点−作用点間の距離、支点−力点間の距離を
適当に選択すると、芯ローラ１０が所定量以上膨張した
ときに、換言すれば、芯ローラ１０の延び量は芯ローラ
１０、ひいては加熱ローラ１の温度にほぼ比例するの
で、芯ローラ１０、ひいては加熱ローラ１が所定の温度
以上となったときに、接触板６２と給電部材６１との電
気的な接続状態は絶たれ、電源９からの通電は停止され
る。かかる所定温度を、加熱ローラ１が何らかの原因で
異常昇温して、加熱ローラ１自身やその周辺部品が熱的
損傷を受ける温度より低い温度としておくことによっ
て、スイッチ６を安全スイッチとして機能させることが
できる。安全スイッチ６は、芯ローラ１０の温度にほぼ
比例する芯ローラ１０、ひいては加熱ローラ１の延び量
によって開閉するため、それだけ応答性が良い。また、
安全スイッチ６は離型層１１を傷つけることはないの
で、それだけ加熱ローラ１の寿命は向上する。

【００３１】なお、図３や図４に示す安全スイッチ６に
代えて、図５に示す安全スイッチを採用してもよい。な
お、図５は加熱ローラ１の右側端部周辺部分のみを示す
ものであるが、他の部分については図３に示す定着装置
と同様である。図５（Ａ）に示すスイッチ７は、電線７
４１により電源の一端に接続された中空円筒形状の給電
部材７１と、支点７２１を中心に揺動可能な羽根部材７
２とを有する。羽根部材７２の一方の先端部分には、受
電部材７６が固設されている。受電部材７６は羽根部材
７２と一体的に揺動し、電線７４２によりヒータ４と電
気的に接続している。受電部材７６は、給電部材７１の
中空部分に嵌合できるように突起７６１を有しており、
突起７６１は絶縁材料からなるカバー７６２により覆わ
れている。受電部材７６はバネ７５１により給電部材７
１に向けて押圧されており、通常は受電部材７６の突起
７６１が給電部材７１の中空部分に嵌合して、両者は電
気的に接続している。また、この状態ではカバー７６２
はその嵌合部の外側を囲っている。

【００３２】また、羽根部材７２の他方の端部は、バネ
７５２や、芯ローラ１０の回転中心軸線方向の端面１０
１に当接する端面当接部材７３によって、受電部材７６
と給電部材７１との電気的接続が絶たれる方向に押圧さ
れている。端面当接部材７３は耐熱性のある絶縁材料か
らなり、芯ローラ１０の回転中心軸線方向に移動自在に
ホルダー５２に支持されている。

【００３３】この定着装置においても、ヒータ４に通電
して芯ローラ１０を加熱し、芯ローラ１０が膨張してく
ると、芯ローラ１０の端面１０１に当接する端面当接部
材７３は、芯ローラ１０の回転中心軸線方向のローラ内
側から外側に向けて押圧され、該方向に移動する。芯ロ
ーラ１０が所定の量以上延びると、バネ７５１が受電部
材７６を給電部材７１に接触させる力に抗して、図５
（Ｂ）に示すように、受電部材７６や羽根部材７２は支
点７２１を中心に揺動して、受電部材７６と給電部材７
１との接触状態は絶たれる。

【００３４】すなわち、このスイッチ７も図３のスイッ
チ６と同様に安全スイッチとして機能し、安全スイッチ
７は、芯ローラ１０の温度にほぼ比例する芯ローラ１０
の延び量、ひいては加熱ローラ１の延び量によって開閉
するため、それだけ応答性が良い。また、スイッチ７は
離型層１１を傷つけるようなことはない。さらに、この
スイッチ７では、受電部材７６の突起７６１が給電部材
７１の中空部分から外れると、突起７６１はカバー７６
２により覆われ、揺動する突起７６１と他の部材との絶
縁状態が保たれて、それだけ安全である。

【００３５】図６に本発明に係る加熱ローラ装置を備え
る定着装置の他の例の概略断面図を示す。なお、図１の
定着装置と同様の作用の部品には、同じ参照符号を付し
てある。以下の説明においては、図１の定着装置と異な
る点について、詳細に説明する。この定着装置は、回転
可能に支持された加熱ローラ１と、これに対向して押圧
される加圧ローラ２を備えている。

【００３６】加熱ローラ１を構成する芯ローラ１０の内
部には、熱源として発熱ヒータ４が内蔵されている。芯
ローラ１０の回転中心軸線方向の両端部には、それぞれ
端面１０１に当接させて耐熱性のある絶縁材料からなる
部材８１１、８１２が配置されている。これら絶縁部材
８１１、８１２は、ローラ回転中心軸線方向に移動自在
に、それぞれホルダー５１、５２に支持されている。左
側絶縁部材８１１には、導電性材料からなる部材８２１
がローラ外側から固設されており、絶縁部材８１１及び
導電性部材８２１は、一端をホルダー５１に支持された
バネ８３１により隣接する芯ローラ１０の端面１０１に
向けて押圧されている。同様に、右側絶縁部材８１２に
は、導電性材料からなる部材８２２がローラ外側から固
設されており、絶縁部材８１２及び導電性部材８２２
は、一端をホルダー５２に支持されたバネ８３２により
隣接する芯ローラ１０の端面１０１に向けて押圧されて
いる。これらにより、通常は導電性部材８２１の有する
突起８２１１と、該突起に対応する形状の導電性部材８
２２の凹部８２２１とが嵌合しており、両導電性部材８
２１、８２２は電気的に接続している。なお、本例でも
左側導電性部材８２１の突起８２１１の外側には絶縁性
カバーが設けられており、両導電性部材８２１と８２２
とがこのように電気的に接続されている状態において
は、絶縁性カバー８２１２がその嵌合部の外側を覆って
いる。

【００３７】右側導電性部材８２２は電線８４１により
ヒータ４の一端に電気的に接続されており、左側導電性
部材８２１は電線８４２により電源９の一端に接続され
ている。また、ヒータ４の他端は電線８４３により電源
９の他端に接続されている。これらにより、導電性部材
８２１と８２２とがこれらの突起８２１１と凹部８２２
１とにおいて接触しているときは、電源９からヒータ４
に電圧を印加して、芯ローラ１０を加熱することができ
る。

【００３８】この定着装置においても、ヒータ４に通電
して芯ローラ１０を加熱し、芯ローラ１０が膨張してく
ると、芯ローラ１０の端面１０１に当接する絶縁部材８
１１、８１２は、それぞれ芯ローラ１０の回転中心軸線
方向のローラ内側から外側に向けて押圧され、それぞれ
該方向に移動する。芯ローラ１０、従って加熱ローラ１
が所定の量以上膨張すると、図６（Ｂ）に示すように、
導電性部材８２１と８２２との間の電気的接触状態は絶
たれる。すなわち部材８２１、８２２等は一つのスイッ
チ８を構成している。

【００３９】バネ８３１やバネ８３２のバネ定数等を適
当に選択すると、芯ローラ１０、ひいては加熱ローラ１
が所定量以上膨張したときに、換言すれば、芯ローラ１
０（加熱ローラ１）の膨張量は芯ローラ１０、ひいては
加熱ローラ１の温度にほぼ比例するので、芯ローラ１０
（加熱ローラ１）が所定の温度以上となったときに、導
電性部材８２１と８２２との電気的な接続状態は絶た
れ、電源９からの通電は停止される。かかる所定温度
を、加熱ローラ１が何らかの原因で異常昇温して、加熱
ローラ１自身やその周辺部品が熱的損傷を受ける温度よ
り低い温度としておくことによって、スイッチ８を安全
スイッチとして機能させることができる。安全スイッチ
８は、芯ローラ１０の温度にほぼ比例する芯ローラ１０
の膨張量によって開閉するため、それだけ応答性が良
い。また、安全スイッチ８は離型層１１を傷つけるよう
なことはない。

【００４０】図７に本発明に係る加熱ローラ装置を備え
る定着装置の他の例の概略断面図を示す。なお、図１の
定着装置と同様の作用の部品には、同じ参照符号を付し
てある。以下の説明においては、図１の定着装置と異な
る点について詳細に説明する。この定着装置は、回転可
能に支持された加熱ローラ１と、これに対向して押圧す
る加圧ローラ２を備えている。

【００４１】加熱ローラ１は、中空円筒状の芯ローラ１
０′を有し、芯ローラ１０′の中空中心部分には熱源と
して発熱ヒータ４が内蔵されている。ヒータ４は、リレ
ーＲＹの接点を介して電源９の両端に電気的に接続され
ている。芯ローラ１０′の回転中心軸線方向の右側端部
には、半径方向外側に延びるフランジ部１０２が設けら
れている。

【００４２】芯ローラ１０′の回転中心軸線方向の右側
端部の外側であって、フランジ部１０２に対向する位置
には、距離センサ３３が配置されている。距離センサ３
３は、ホルダー５２に固定支持されており、距離センサ
３３とこれに対向するフランジ部１０２の面１０２１
（芯ローラ１０′の回転中心軸線方向の端面に相当する
面）との間の距離を検出することができる。距離センサ
３３の検出するこれらの間の距離は、制御部ＣＴＲに入
力され、制御部ＣＴＲは入力された距離に基づきリレー
ＲＹの接点を開閉することができる。

【００４３】この定着装置においては、リレーＲＹの接
点を閉じ、ヒータ４に通電して芯ローラ１０′を加熱
し、芯ローラ１０′が膨張してくると、固定配置された
距離センサ３３と芯ローラフランジ部１０２の面１０２
１との間の距離は短くなる。これらの間の距離は芯ロー
ラ１０′、ひいては加熱ローラ１の温度にほぼ比例して
短くなり、該距離は距離センサ３３により検出されるの
で、検出された距離に基づき加熱ローラ１の温度を検出
することができる。このようにして距離センサ３３の検
出する距離に基づいた加熱ローラ１の温度は、加熱ロー
ラ１の温度にほぼ比例する該ローラの延び量に基づくも
のであるので、距離センサ３３によって応答性よく加熱
ローラ１の温度検出を行うことができる。また、応答性
がよいので、温度予測をする必要もなく、それだけ従来
より低コストになる。また、距離センサ３３は、非接触
にて距離検出を行うので、加熱ローラ１が傷つけられる
ようなこともない。

【００４４】なお、以上の説明においては、いずれも加
熱ローラ（芯ローラ）の回転中心軸線方向の延びを検出
するものとしたが、加熱ローラの半径方向の延びから温
度検出するようにしてもよい。また、以上の説明におい
ては、加熱ローラ１を加熱して、昇温させる熱源として
ヒータを採用したが、ヒータに代えて芯ローラと一体的
に回転するように設けた抵抗発熱体を採用してもよい。
この場合、抵抗発熱体は例えば芯ローラの内周面又は外
周面、或いは内外周面に設ければよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によると、未定着画像を保持した
記録材に該画像を加熱定着させる定着装置の加熱ローラ
を含む加熱ローラ装置であり、加熱ローラの温度を応答
性良く正確に、低コストに検出でき、また、加熱ローラ
の表層材を傷つけることなく温度検出を行うことがで
き、それだけ加熱ローラの寿命を向上させることができ
る加熱ローラ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加熱ローラ装置を有する定着装置の一
例の概略断面図である。

【図２】圧力検出部を押圧する圧力と、該部材からの出
力電圧との関係を示す図である。

【図３】本発明の加熱ローラ装置を有する定着装置の他
の例の概略断面図である。

【図４】図３の加熱ローラ装置の安全スイッチが開いた
様子を説明するための図である。

【図５】図（Ａ）は本発明の加熱ローラ装置を有する定
着装置のさらに他の例の概略断面図、図（Ｂ）は該加熱
ローラ装置の安全スイッチが開いた様子を説明するため
の図である。

【図６】図（Ａ）は本発明の加熱ローラ装置を有する定
着装置のさらに他の例の概略断面図、図（Ｂ）は該加熱
ローラ装置の安全スイッチが開いた様子を説明するため
の図である。

【図７】本発明の加熱ローラ装置を有する定着装置のさ
らに他の例の概略断面図である。

【符号の説明】

１加熱ローラ１０、１０′ 芯ローラ１０１芯ローラ１０の端面１０２芯ローラ１０′のフランジ部１１離型層２加圧ローラ３１、３２圧力検出部材３３距離センサ４発熱ヒータ５１、５２ホルダー５３軸受け６安全スイッチ６１給電部材６２接触板６３部材６４１、６４２電線６５１、６５２バネ７安全スイッチ７１給電部材７２羽根部材７３部材７４１、７４２電線７５１、７５２バネ７６受電部材８１１、８１２絶縁部材８２１、８２２導電性部材８３１、８３２バネ８４１、８４２、８４３電線Ｈ定着装置ハウジング９電源ＲＹリレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未定着画像を保持した記録材に該画像を加
熱定着させる定着装置の加熱ローラ装置であり、芯ローラを有する加熱ローラと、前記加熱ローラを加熱するための熱源と、前記加熱ローラの回転中心軸線方向の延びを検出できる
延び検出手段とを有し、前記延び検出手段の検出する前記加熱ローラの回転中心
軸線方向の延びに基づいて該加熱ローラの温度を検出す
ることを特徴とする加熱ローラ装置。
【請求項２】前記延び検出手段は、前記加熱ローラの回
転中心軸線方向の少なくとも一方の端部に当接配置又は
近接配置される圧力検出素子を含むものである請求項１
記載の加熱ローラ装置。
【請求項３】前記圧力検出素子は、加わる圧力により電
気抵抗値が変化するものである請求項２記載の加熱ロー
ラ装置。
【請求項４】前記圧力検出素子は、加わる圧力により電
気的出力値が変化するものである請求項２記載の加熱ロ
ーラ装置。
【請求項５】前記延び検出手段は、前記加熱ローラの回
転中心軸線方向の端部近くに配置される距離センサを含
むものである請求項１記載の加熱ローラ装置。
【請求項６】前記熱源は電源からの通電により発熱する
ものであり、前記延び検出手段は前記加熱ローラの回転
中心軸線方向の端部に当接配置され、該回転中心軸線方
向に移動自在に支持される端部当接部材を含んでおり、
前記加熱ローラの回転中心軸線方向の延びに伴う該端部
当接部材の該回転中心軸線方向の加熱ローラ内側から外
側に向けての所定の許容量を超える移動に伴い、前記電
源から前記熱源への通電回路を遮断する手段を備えてい
る請求項１記載の加熱ローラ装置。