(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内周面側に固設されて、当該定着ベルトを介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、
前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されて前記定着ベルトを加熱するとともに、加熱手段によって加熱されるパイプ状の金属部材と、
前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向上流側に配設されるとともに、前記定着ベルトの表面温度を検知する第１温度検知手段と、
前記ニップ部に対して前記加圧回転体の回転方向下流側に配設されるとともに、前記加圧回転体の表面温度を検知する第２温度検知手段と、
を備え、
前記第１温度検知手段によって検知された検知温度と、前記第１温度検知手段の検知タイミングに対して所定時間だけタイミングを遅らせて前記第２温度検知手段によって検知された検知温度と、の温度差が所定の閾値を超えたときに、前記加熱手段による前記金属部材の加熱を停止することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
通紙時における前記所定の閾値に対して、非通紙時における前記所定の閾値が小さくなるように設定されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段とは、幅方向の検知位置が同じ位置になるように配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段とは、それぞれ、幅方向の検知位置が、通紙可能な種々のサイズの記録媒体に対していずれの通紙領域の範囲内にも含まれる位置になるように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１温度検知手段は、幅方向に直交する断面でみたときに、前記ニップ部の位置から前記定着ベルトの走行方向上流側に向けて前記定着ベルトの周方向に９０度の位置までの範囲内に配設され、
前記第２温度検知手段は、幅方向に直交する断面でみたときに、前記ニップ部の位置から前記加圧回転体の回転方向下流側に向けて前記加圧回転体の周方向に９０度の位置までの範囲内に配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記金属部材は、前記ニップ部を除く位置で前記定着ベルトの内周面に対向するように固設され、
前記金属部材の内周面側に固設されて前記固定部材に当接して当該固定部材を補強する補強部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、装置を高速化した場合であっても定着不良が生じにくい定着装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
詳しくは、特許文献１、２等の定着装置は、定着部材としての定着ベルト、定着ベルトの内周面の一部又は全部に対向するように固設された略円筒状の金属部材（対向部材）、金属部材を加熱するために金属部材に内設されたヒータ（加熱手段）、定着ベルトに圧接してニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラ、等で構成されている。
そして、定着ベルトがヒータによって加熱された金属部材によって加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像がニップ部にて熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着されることになる。
なお、このような定着装置では、駆動手段によって加圧ローラが回転駆動されることで、ニップ部の位置で加圧ローラに圧接する定着ベルトが摩擦抵抗によって従動回転することになる。
【０００４】
一方、特許文献３には、セラミックヒータを用いたオンデマンド方式の定着装置であって、定着ベルトがスリップしたときの過昇温を防止することを目的として、セラミックヒータの温度を検知する２つの温度検知手段によって検知される温度差が所定値以上になったときに、セラミックヒータを停止する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１、２等の定着装置では、ニップ部において加圧ローラから定着ベルトに駆動力が充分に伝達されないときに定着ベルトのスリップ（走行不良）が生じてしまう可能性があった。そして、このような定着ベルトのスリップが生じてしまうと、定着ベルトが局所的に過昇温してしまい、定着ベルトに熱的損傷が生じてしまう可能性があった。特に、特許文献１、２等の定着装置は、定着ベルトの加熱効率が高い装置であるために、このような問題が無視できないものになっていた。
なお、特許文献１、２等の定着装置では、加熱手段としてハロゲンヒータが用いられているため、セラミックヒータの温度を検知する２つの温度検知手段を用いた特許文献３の技術を適用することはできない。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、定着ベルトのスリップが発生しても定着ベルトの過昇温が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融するとともに、可撓性を有する無端状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周面側に固設されて、当該定着ベルトを介して加圧回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する固定部材と、前記定着ベルトの内周面に対向するように固設されて前記定着ベルトを加熱するとともに、加熱手段によって加熱されるパイプ状の金属部材と、前記ニップ部に対して前記定着ベルトの走行方向上流側に配設されるとともに、前記定着ベルトの表面温度を検知する第１温度検知手段と、前記ニップ部に対して前記加圧回転体の回転方向下流側に配設されるとともに、前記加圧回転体の表面温度を検知する第２温度検知手段と、を備え、前記第１温度検知手段によって検知された検知温度と、前記第１温度検知手段の検知タイミングに対して所定時間だけタイミングを遅らせて前記第２温度検知手段によって検知された検知温度と、の温度差が所定の閾値を超えたときに、前記加熱手段による前記金属部材の加熱を停止するものである。
【０００８】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、通紙時における前記所定の閾値に対して、非通紙時における前記所定の閾値が小さくなるように設定されたものである。
【０００９】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段とは、幅方向の検知位置が同じ位置になるように配設されたものである。
【００１０】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記第１温度検知手段と前記第２温度検知手段とは、それぞれ、幅方向の検知位置が、通紙可能な種々のサイズの記録媒体に対していずれの通紙領域の範囲内にも含まれる位置になるように配設されたものである。
【００１１】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記第１温度検知手段は、幅方向に直交する断面でみたときに、前記ニップ部の位置から前記定着ベルトの走行方向上流側に向けて前記定着ベルトの周方向に９０度の位置までの範囲内に配設され、前記第２温度検知手段は、幅方向に直交する断面でみたときに、前記ニップ部の位置から前記加圧回転体の回転方向下流側に向けて前記加圧回転体の周方向に９０度の位置までの範囲内に配設されたものである。
【００１２】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記金属部材は、前記ニップ部を除く位置で前記定着ベルトの内周面に対向するように固設され、前記金属部材の内周面側に固設されて前記固定部材に当接して当該固定部材を補強する補強部材をさらに備えたものである。
【００１３】
また、この発明の請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【００１４】
なお、本願において、「通紙領域」とは、画像形成装置にて通紙される記録媒体の幅方向（通紙方向に直交する方向である。）の範囲であるものと定義し、「非通紙領域」とは「通紙領域」の範囲外の領域であるものと定義する。
また、本願において、「幅方向」とは、記録媒体の通紙方向に対して直交する方向であるものと定義する。
【００１５】
また、本願において、固定部材や金属部材や補強部材が「固設」された状態とは、固定部材や金属部材や補強部材が回転駆動されることなく非回転で保持されている状態であるものと定義する。したがって、例えば、固定部材がスプリング等の付勢部材によってニップ部に向けて付勢されている場合であっても固定部材が非回転で保持されていれば、固定部材が「固設」された状態となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、ニップ部上流側で定着ベルトの表面温度を検知する第１温度検知手段と、ニップ部下流側で加圧回転体の表面温度を検知する第２温度検知手段と、を設置して、これらの温度検知手段による検知温度の温度差が所定の閾値を超えたときに、金属部材の加熱を停止している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、定着ベルトのスリップが発生しても定着ベルトの過昇温が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す構成図である。
【図３】図２の定着装置を幅方向にみた図である。
【図４】ニップ部の近傍を示す拡大図である。
【図５】ウォームアップ時における定着ベルト及び加圧ローラの温度変動を示すグラフである。
【図６】非通紙時から通紙時に移行したときの、定着ベルト及び加圧ローラの温度変動を示すグラフである。
【図７】（Ａ）非通紙時から通紙時に移行したときの定着ベルト及び加圧ローラの温度変動を示すグラフと、（Ｂ）ヒータの点灯デューティを示すグラフと、である。
【図８】第２温度センサの幅方向の位置が異なるときの、定着ベルト及び加圧ローラの温度プロフィールを示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態２における定着装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１９】
実施の形態１．
図１〜図８にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
【００２０】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００２１】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００２２】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２３】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００２４】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２５】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００２６】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００２７】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。
【００２８】
レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２９】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３０】
次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２〜図４に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、金属部材２２（加熱部材）、補強部材２３、加熱手段としてのヒータ２５（熱源）、加圧回転体としての加圧ローラ３１、第１温度検知手段としての第１温度センサ４０、第２温度検知手段としての第２温度センサ５０、断熱部材２７、ステー部材２８、等で構成される。
【００３１】
ここで、定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（反時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、内周面２１ａ（固定部材２６との摺接面である。）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の弾性層として、層厚が２００μｍのシリコーンゴムを用いている。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、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）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００３２】
また、定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定されている。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の内径が３０ｍｍに設定されている。
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２６、ヒータ（加熱手段）、金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、ステー部材２８、等が固設されている。また、図示は省略するが、定着ベルト２１と金属部材２２との間には、潤滑剤が介在（塗布）されている。
ここで、固定部材２６は、定着ベルト２１の内周面２１ａに摺接するように固定されている。そして、固定部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、記録媒体Ｐが搬送されるニップ部が形成される。図３を参照して、固定部材２６は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。なお、固定部材２６の構成については、後でさらに詳しく説明する。
【００３３】
図２を参照して、金属部材２２（加熱部材）は、ニップ部を除く位置で定着ベルト２１の内周面に対向するように形成され、ニップ部の位置では断熱部材２７を介して固定部材２６を保持するように形成された略円筒体である。図３を参照して、金属部材２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。また、金属部材２２の両端には、定着ベルト２１の寄り（幅方向の移動である。）を制限するためのフランジ２９が挿設されている。
そして、略パイプ状に形成された金属部材２２は、ヒータ２５の輻射熱により加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。すなわち、金属部材２２がヒータ２５によって直接的に加熱されて、金属部材２２を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることになる。定着ベルト２１の加熱効率を良好に維持するためには、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍ以下に設定することが好ましい。
金属部材２２の材料としては、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、鉄、等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属である。）を用いることができるが、その中でも単位体積の熱容量比（密度×比熱である。）が比較的小さいフェライト系ステンレス鋼が好適である。本実施の形態１では、金属部材２２の材料として、フェライト系ステンレス鋼であるＳＵＳ４３０を用いている。また、金属部材２２の厚さを０．１ｍｍに設定している。
【００３４】
加熱手段としてのヒータ２５は、ハロゲンヒータ（又はカーボンヒータ）であって、その両端部が定着装置２０の側板４３に固定されている（図３を参照できる。）。そして、装置本体１の電源部により出力制御されたヒータ２５（加熱手段）の輻射熱によって、金属部材２２が加熱される。さらに、金属部材２２によって定着ベルト２１がニップ部を除く位置で全体的に加熱されて、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ等の第１温度センサ４０（第１温度検知手段）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００３５】
このように、本実施の形態１における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、金属部材２２によって定着ベルト２１が周方向にわたってほぼ全体的に加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
【００３６】
ここで、略パイプ状の金属部材２２は、定着ベルト２１の内周面（ニップ部を除く位置である。）にクリアランスをあけて対向するように固設されている。定着ベルト２１と金属部材２２とのクリアランス量δ（ニップ部を除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく１ｍｍ以下に設定されている（０ｍｍ＜δ≦１ｍｍである。）。これにより、金属部材２２と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止するとともに、金属部材２２と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、金属部材２２が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。
また、金属部材２２と定着ベルト２１とが摺接しても定着ベルト２１の磨耗が軽減されるように、定着ベルト２１の内周面には、双方の部材２１、２２の間にはフッ素グリスやシリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されている。
なお、本実施の形態１では、金属部材２２の断面形状が略円形になるように形成したが、金属部材２２の断面形状が多角形になるように形成することもできる。
【００３７】
ここで、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の強度を補強する補強部材２３が、定着ベルト２１の内周面側に固設されている。図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さが固定部材２６と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に固定支持されている。そして、補強部材２３が固定部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部において固定部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。なお、本実施の形態１において、補強部材２３は、金属部材２２の内部を概ね２つの空間に分けるように配設された板状部材である。
【００３８】
この補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。なお、本実施の形態１では、補強部材２３の材料として、板厚が１．５〜２ｍｍ程度のＳＵＳ３０４（又は、ＳＵＳ４３０）を用いている。
また、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、鏡面処理を施したりすることもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱）が金属部材２２の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（金属部材２２）の加熱効率がさらに向上することになる。
【００３９】
図２を参照して、ニップ部の位置で定着ベルト２１の外周面に当接する加圧回転体としての加圧ローラ３１は、外径が３０ｍｍであって、中空構造の芯金３２上に弾性層３３（層厚が３ｍｍ程度である。）を形成したものである。加圧ローラ３１（加圧回転体）の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３を参照して、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギア４５が設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板４３に軸受４２を介して回転自在に支持されている。
【００４０】
なお、加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、金属部材２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
また、本実施の形態１では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径とほぼ同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ３１の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部における定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ３１の曲率よりも小さくなるために、ニップ部から送出される記録媒体Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。
【００４１】
ここで、本実施の形態１における定着装置２０には、加圧ローラ３１の表面温度を検知するサーミスタ等の第２温度センサ５０（第２温度検知手段）が設置されている。この第２温度センサ５０（第２温度検知手段）は、第１温度センサ４０（第１温度検知手段）とともに、定着ベルト２１のスリップ（走行不良）を検知するためのものであるが、その詳細については後で詳しく説明する。
なお、本実施の形態１では、後述する２つの温度センサ４０、５０を用いたベルトスリップ検知をおこなうために、加圧ローラ３１を直接的に加熱する熱源（例えば、加圧ローラ３１の芯金内部に設置するヒータである。）は設けられてはいない。
【００４２】
図４を参照して、定着ベルト２１の内周面２１ａに摺接する固定部材２６は、ベース層２６ｂ上に表面層２６ａが形成されたものである。固定部材２６は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）が、加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。
【００４３】
また、固定部材２６のベース層２６ｂを形成する材料としては、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料で形成されている。なお、本実施の形態１では、ベース層２６ｂの材料として、厚さが１．５ｍｍ程度のアルミニウムを用いている。
金属板を曲げ加工することにより形成する略パイプ状の金属部材２２は、その肉厚を薄くすることができるために、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかし、金属部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形することがある。パイプ状の金属部材２２が変形してしまうと所望のニップ幅が得られずに、定着性が低下するという問題が生じる。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の金属部材２２とは別に高剛性の固定部材２６を設置してニップ部を形成しているために、そのような問題が生じるのを未然に防止することができる。
【００４４】
また、固定部材２６の表面層２６ａは、フッ素ゴム等の低摩擦弾性材料で形成されている。このような表面層２６ａを設けることにより、固定部材２６と定着ベルト２１との摺接によって双方の部材２１、２６が磨耗する不具合が軽減されるとともに、双方の部材２１、２６の間に所望のニップ部が形成されることになる。なお、本実施の形態１では、表面層２６ａの厚さが１．５〜２ｍｍ程度に設定されている。
また、固定部材２６の表面層２６ａに、予め潤滑剤を含浸させることもできる。これにより、固定部材２６は、定着ベルト２１に当接する面に潤滑剤が保持された状態になり、双方の部材２１、２６が磨耗する不具合がさらに軽減される。
【００４５】
また、本実施の形態１では、固定部材２６とヒータ２５（加熱手段）との間に断熱部材２７を設置している。詳しくは、固定部材２６と金属部材２２との間であって、固定部材２６の摺接面を除く面を覆うように断熱部材２７が設置されている。断熱部材２７の材料としては、断熱性に優れたスポンジゴムや、空包を有するセラミック、等を用いることができる。
本実施の形態１では、定着ベルト２１と金属部材２２とがほぼ全周にわたって近接しているため、加熱待機時（プリント動作待機時）においても定着ベルト２１を周方向に温度ムラなく加熱できる。したがって、プリント要求を受けた後、速やかにプリント動作をおこなうことができる。このとき、従来のオンデマンド方式の定着装置（例えば、特許第２８８４７１４号公報参照。）では、ニップ部で加熱待機時に加圧ローラを変形させたまま熱を与えてしまうと、加圧ローラのゴムの材質によっては、熱劣化を起こして加圧ローラの寿命が短くなってしまったり、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生してしまったりする（ゴムの圧縮永久ひずみは、ゴムの変形に加熱が加わることにより増大する。）。そして、加圧ローラに圧縮永久ひずみが発生すると、加圧ローラの一部が凹んだ状態になり、所望のニップ幅が得られないため、定着不良が発生したり、回転時に異音が生じたりする。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、加熱待機時に金属部材２２の熱が固定部材２６に達しにくくなる。したがって、加熱待機時に加圧ローラ３１が変形した状態で高温加熱される不具合が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。
【００４６】
さらに、固定部材２６と定着ベルト２１との摩擦抵抗を低減するために双方の部材間に塗布された潤滑剤は、ニップ部における高圧条件に加えて高温条件による使用によって劣化して、定着ベルト２１のスリップ等の不具合が生じてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、金属部材２２の熱がニップ部の潤滑剤に達しにくくなる。したがって、潤滑剤の高温による劣化が軽減されて、上述の問題が生じるのを抑止することができる。
【００４７】
また、本実施の形態１では、固定部材２６と金属部材２２との間に断熱部材２７が設置されているために、固定部材２６が断熱されて、ニップ部では積極的に定着ベルト２１は加熱されないことになる。そのため、ニップ部に送入された記録媒体Ｐの温度がニップ部から送出されるときには低くなる。すなわち、ニップ部出口では、記録媒体Ｐ上に定着されたトナー像の温度が低くなって、トナーの粘性が低下して、定着ベルト２１に対するトナー接着力が小さくなった状態で、記録媒体Ｐは定着ベルト２１から分離される。したがって、定着工程直後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に巻き付いてジャムになる不具合が防止されるとともに、定着ベルト２１に対するトナー固着も抑制される。
【００４８】
また、本実施の形態１では、図４を参照して、固定部材２６が挿設された金属部材２２の凹部２２ａを内周面側から保持するステー部材２８が設置されている。
略パイプ状の金属部材２２は、０．１ｍｍ厚のステンレスからなる平板に曲げ加工を施して形成したものである。したがって、ステンレス板を曲げ加工によって所望のパイプ形状に加工しようとしても、そのままでは、スプリングバックによって径が大きくなる方向に開いてしまい所望のパイプ形状を形成することができない。そして、金属部材２２がスプリングバックによって開いてしまうと、定着ベルト２１の内周面に接触してしまい定着ベルト２１を傷つけたり、定着ベルト２１との接触ムラによる定着ベルト２１の加熱ムラが生じたりしてしまう。本実施の形態１では、このような不具合が生じるのを抑止するために、金属部材２２の開口部が形成された凹部２２ａ（曲げ部）をステー部材２８で固定することによって、金属部材２２のスプリングバックによる変形を抑止している。具体的には、スプリングバック力に抗するように曲げ加工が施された金属部材２２の形状を保持しながら、金属部材２２の内周面側からステー部材２８を凹部２２ａに圧入する。
【００４９】
ここで、金属部材２２の加熱効率を高くするためには、金属部材２２の肉厚は０．２ｍｍ以下に設定することが好ましい。
上述したように、金属板を曲げ加工することにより形成する略パイプ状の金属部材２２は、その肉厚を薄くすることができるために、ウォームアップ時間を短縮することができる。しかし、金属部材２２自身の剛性は小さくなっているため、加圧ローラ３１の加圧力が金属部材２２に作用すると、その加圧力に抗しきれずに、撓んだり、変形してしまう。そして、パイプ状の金属部材２２が変形してしまうと所望のニップ幅が得られずに、定着性が低下するという問題が生じてしまう。これに対して、本実施の形態１では、薄肉の金属部材２２に凹部２２ａ（固定部材２６が挿設されている部分である。）をニップ部から離れるように設けて、加圧ローラ３１の加圧力が金属部材２２に直接的に作用しないように構成しているために、そのような問題が生じるのを未然に防止することができる。
【００５０】
以下、上述のように構成された定着装置２０の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、不図示の駆動モータから駆動力が伝達されて加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、ニップ部における加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、金属部材２２（ヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強された固定部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００５１】
以下、本実施の形態１における定着装置２０において特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
図２及び図３を参照して、本実施の形態１における定着装置２０には、定着ベルト２１の表面温度を検知する第１温度検知手段としての第１温度センサ４０が、ニップ部上流側（ニップ部に対して定着ベルト２１の走行方向上流側である。）に配設されている。さらに、加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面温度を検知する第２温度検知手段としての第２温度センサ５０が、ニップ部下流側（ニップ部に対して加圧ローラ３１の回転方向下流側である。）に配設されている。
そして、第１温度センサ４０（第１温度検知手段）によって検知された検知温度（ニップ部の位置に移動する直前の定着ベルト２１の温度である。）と、第１温度センサ４０の検知タイミングに対して所定時間だけタイミングを遅らせて第２温度センサ５０（第２温度検知手段）によって検知された検知温度（ニップ部の位置から移動した直後の加圧ローラ３１の温度である。）と、の温度差が所定の閾値を超えたときに、ヒータ２５（加熱手段）による金属部材２２の加熱を停止するように制御している。
【００５２】
具体的に、図２の反時計方向に走行する定着ベルト２１の表面温度は第１温度センサ４０によって常時（又は、所定時間間隔ごとに）検出され、図２の時計方向に回転する加圧ローラ３１の表面温度は第２温度センサ５０によって常時（又は、所定時間間隔ごとに）検出されている。そして、第１温度センサ４０によって検知された温度と、その温度が検知されたときから所定時間（第１温度センサ４０によって検知された定着ベルト２１の部分によって受熱された加圧ローラ３１の部分を第２温度センサ５０によって検知できるように予め算出した時間である。）が経過した後に第２温度センサ５０によって検知された温度と、の温度差が所定値（所定の閾値）を超えた場合に、定着ベルト２１のスリップ（走行不良）が生じているものとして、定着ベルト２１の過昇温を防止するために電源部からヒータ２５への電力供給を強制的に停止する。これにより、定着ベルト２１のスリップが発生しても、定着ベルト２１の一部（特に、ヒータ２５に対向する部分である。）に過昇温が生じる不具合が抑止されることになる。
このような制御が成立するのは、後で詳しく説明するが、定着ベルト２１にスリップが生じることなく定着ベルト２１が正常に走行している場合には、通紙時であっても非通紙時であっても、それぞれに定着ベルト２１から加圧ローラ３１への伝熱がほぼ定量的（又は比例的）におこなわれることに基づくものである。
【００５３】
なお、上述した第１温度センサ４０の検知温度と第２温度センサ５０の検知温度とに基づくベルトスリップ検知が、その後も所定回数（又は、所定時間）続けて検出された場合には、装置に何らかの故障が生じたものとして、画像形成装置１における画像形成プロセスが休止されるように装置本体１を制御するとともに、装置本体１の表示パネル上にその旨の表示やメンテナンスを促す表示をおこなう。これにより、ニップ部の位置での定着ベルト２１の温度が低下することによって出力画像上に定着不良が生じ続ける不具合や、定着ベルト２１の走行不良にともない記録媒体Ｐの搬送不良が生じる不具合等が抑止されることになる。
これに対して、上述した第１温度センサ４０の検知温度と第２温度センサ５０の検知温度とに基づくベルトスリップ検知が、その後に復帰した場合（双方の温度センサ４０、５０の温度差が正常な値に回復した場合である。）には、再び電源部からヒータ２５への電力供給を開始して、ヒータ２５による金属部材２２の加熱をおこなう。これにより、定着ベルト２１の過昇温を防ぎつつ、画像形成装置１のダウンタイムが乱発するのを抑止することができる。
【００５４】
ここで、図２を参照して、第１温度センサ４０（第１温度検知手段）は、幅方向に直交する断面でみたときに、ニップ部の位置から定着ベルト２１の走行方向上流側に向けて２１定着ベルトの周方向に９０度の位置までの範囲内（図２中の両矢印で示す範囲内である。）に配設されている。また、第２温度センサ５０（第２温度検知手段）も、幅方向に直交する断面でみたときに、ニップ部の位置から加圧ローラ３１の回転方向下流側に向けて加圧ローラ３１の周方向に９０度の位置までの範囲内（図２中の両矢印で示す範囲内である。）に配設されている。
これにより、ニップ部の位置に移動する直前の定着ベルト２１の表面温度に対する検知誤差が少なくなるとともに、ニップ部の位置を通過した直後の加圧ローラ３１の表面温度に対する検知誤差が少なくなる。したがって、上述したベルトスリップ検知（定着ベルト２１のスリップ検知である。）を精度良くおこなうことができる。
【００５５】
なお、定着装置２０や画像形成装置本体１のレイアウトの都合等によって、上述した範囲に第１温度センサ４０や第２温度センサ５０を設置できない場合であっても、定着ベルト２１におけるニップ部上流側の検知温度と、加圧ローラ３１におけるニップ部下流側の検知温度と、の対応がとれる範囲に第１温度センサ４０と第２温度センサ５０とが設置されていれば、上述したベルトスリップ検知をおこなうことができる。
例えば、定着ベルト２１の外径・回転数と、加圧ローラ３１の外径・回転数と、が同じであれば、第１温度センサ４０の検知位置からニップ部（ニップ部の中心位置である。）までの周方向の距離と、ニップ部（ニップ部の中心位置である。）から第２温度センサ５０の検知位置までの周方向の距離と、が等しくなるように双方の温度センサ４０、５０を配設すればよい。
【００５６】
また、本実施の形態１では、図３に示すように、第１温度センサ４０と第２温度センサ５０とが、幅方向（図３の左右方向である。）の検知位置が同じ位置になるように配設されている。これにより、定着ベルト２１におけるニップ部上流側の検知温度と、加圧ローラ３１におけるニップ部下流側の検知温度と、の対応が精度良くとれることになり、ベルトスリップ検知の精度が高まることになる。
【００５７】
また、図３に示すように、第１温度センサ４０と第２温度センサ５０とは、それぞれ、幅方向の検知位置が、通紙可能な種々のサイズの記録媒体Ｐに対していずれの通紙領域の範囲内にも含まれる位置になるように配設されている。具体的に、本実施の形態１では、定着装置２０において、いずれのサイズの記録媒体Ｐも、センター基準で通紙される（記録媒体Ｐの幅方向の中心と、定着ベルト２１の幅方向の中心と、が一致するように通紙される）。そして、通紙可能な最小サイズの記録媒体Ｐの通紙領域Ｄｍｉｎから、通紙可能な最大サイズの記録媒体Ｐの通紙領域Ｄｍａｘまで、いずれのサイズの記録媒体Ｐの通紙領域に対してもそれらの範囲内に含まれる位置になるように、第１温度センサ４０（検知位置である。）と第２温度センサ５０（検知位置である。）との幅方向の位置が定められる。
これにより、サイズの異なる記録媒体Ｐが通紙された場合であっても、定着ベルト２１におけるニップ部上流側の検知温度と、加圧ローラ３１におけるニップ部下流側の検知温度と、の対応が確実にとれることになり、ベルトスリップ検知の精度が高まることになる。
【００５８】
また、本実施の形態１において、上述したベルトスリップ検知と、それにともなう諸々の制御と、は、通紙時（ニップ部にて定着工程がおこなわれるときである。）に限らず、ウォームアップ時や連続通紙時における紙間等の非通紙時（ニップ部にて定着工程がおこなわれずに、ヒータ２５への電力供給や定着ベルト２１の走行や加圧ローラ３１の回転駆動がおこなわれているときである。）にもおこなわれる。そして、本実施の形態１では、通紙時における所定の閾値（ベルトスリップが生じているものと検知するための双方の温度センサ４０、５０の検知温度差である。）に対して、非通紙時における所定の閾値が小さくなるように設定されている。これは、後で詳しく説明するが、通紙時と非通紙時とでは、いずれも定着ベルト２１から加圧ローラ３１への伝熱がほぼ定量的（又は比例的）におこなわれるものの、その伝熱量が異なるためである。特に、ウォームアップ時においては、通紙時とは異なり、双方の温度センサ４０、５０の検知温度差が稼動開始からの時間の経過とともに比例的に大きくなるために、稼動開始からの経過時間をも制御パラメータとして用いる必要がある。このような構成・制御により、通紙時においても非通紙時においても、ベルトスリップ検知を正確におこなうことができる。
【００５９】
以下、図５〜図８に示す実験データに基づき、上述した本実施の形態１における種々の効果について補足的に説明する。
図５は、ウォームアップ時における定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の温度変動を示すグラフである。
図５において、グラフＳ０は本実施の形態１の定着装置２０における定着ベルト２１の温度変動（ウォームアップ時の第１温度センサ４０による温度プロフィールである。）を示し、グラフＳ１は本実施の形態１の定着装置２０における加圧ローラ３１の温度変動（ウォームアップ時の第２温度センサ５０による温度プロフィールである。）を示す。また、グラフＳ１´は、図中の矢印の位置でベルトスリップが生じたときの、加圧ローラ３１の温度変動（第２温度センサ５０による温度プロフィールである。）を示す。
さらに、グラフＲ０は従来のベルト方式の定着装置（例えば、特開２００９−１９２７２０号公報参照。）における定着ベルトの温度変動（ウォームアップ時の第１温度センサによる温度プロフィールである。）を示し、グラフＲ１は従来のベルト方式の定着装置における加圧ローラの温度変動（ウォームアップ時の第２温度センサによる温度プロフィールである。）を示す。
【００６０】
図５を参照して、従来のベルト方式の定着装置は、定着ベルトの昇温が遅いために、グラフＲ０に示すように、第１温度センサの出力は、立ち上がりに時間がかかっている。そして、それにともない定着ベルトから加圧ローラへの熱量の移動が少なくなり、さらにヒータが内設された加熱ローラからニップ部までの距離が長いために、グラフＲ１に示すように、第２温度センサの出力の傾きが小さくなって、立ち上がりの遅れ分Ｎ（ディレイ）が大きくなる。
これに対して、本実施の形態１における定着装置２０は、定着ベルト２１の昇温が速いために、グラフＳ０に示すように、第１温度センサ４０の出力の傾きが大きくなる。そして、それにともない定着ベルト２１から加圧ローラ３１への熱量の移動も多くなり、さらにヒータ２５がニップ部上流側において定着ベルト２１（金属部材２２）に対向するように配設されているために、グラフＳ１に示すように、第２温度センサ５０の出力の傾きが大きくなって、立ち上がりの遅れ分Ｍ（ディレイ）も小さくなる（Ｍ＜Ｎ）。このように、本実施の形態１における定着装置２０は、昇温の傾きが大きく、定着ベルト２１の主たる加熱位置（ヒータ２５に近い位置である。）からニップ部までの距離が短く、加圧ローラ３１へ移動する熱量も大きいことから、上述した第１温度センサ４０と第２温度センサ５０との検知温度差に基づくベルトスリップ検知が可能になる。
【００６１】
そして、図５を参照して、本実施の形態１における定着装置２０において、グラフＳ１に示す正常時の加圧ローラ３１の温度プロフィールに対して、ベルトスリップが発生した場合には定着ベルト２１から加圧ローラ３１に移動する熱量が少なくなるため、グラフＳ１´に示すように加圧ローラ３１の温度プロフィールの傾きが小さくなる。そして、ベルトスリップ発生後は、回転時間（動作時間）が長くなるにしたがって、グラフＳ０とグラフＳ１との差に対して、グラフＳ０とグラフＳ１´との差が大きくなっていく。
具体的に、図５において、グラフＳ０の温度勾配は９．２（ｄｅｇ／秒）であり、グラフＳ１の温度勾配は５．８（ｄｅｇ／秒）である。そして、これらの温度勾配は、第１温度センサ４０や第２温度センサ５０のニップ部からの距離も短いため、環境によるバラツキがほとんど発生しない。そのため、経過時間に対する第１温度センサ４０と第２温度センサ５０との検知温度差と所定値とを対比することにより、ベルトスリップの発生を確実に検知することができることになる。
なお、本実施の形態１では、ウォームアップ動作開始時における第２温度センサ５０の出力の遅れ分Ｍ（定着ベルト２１から加圧ローラ３１への熱移動が生じないことによる遅れ分である。）を考慮して、遅れ分Ｍに相当する時間は、ベルトスリップ検知はおこなわない。
【００６２】
図６は、非通紙時から通紙時に移行したときの、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の温度変動を示すグラフである。
図６において、グラフＳ０は本実施の形態１の定着装置２０における定着ベルト２１の温度変動（第１温度センサ４０による温度プロフィールである。）を示し、グラフＳ１は本実施の形態１の定着装置２０における加圧ローラ３１の温度変動（第２温度センサ５０による温度プロフィールである。）を示す。また、グラフＳ１´は、図中の矢印の位置でベルトスリップが生じたときの、加圧ローラ３１の温度変動（第２温度センサ５０による温度プロフィールである。）を示す。なお、図６における「非通紙時（非通紙中）」は、図５における「非通紙時（ウォームアップ時）」とは異なり、連続通紙時における紙間等のように、定着ベルト２１の温度がほぼ一定に維持されている状態（定着温度が立ち上がった状態）のものである。具体的に、本実施の形態１では、定着ベルト２１の表面温度が１５０℃になるように温度制御されている。そして、通紙中における加圧ローラ３１の表面温度は９０℃程度に維持され、非通紙中における加圧ローラ３１の表面温度は１１０℃程度に維持される。なお、図６の実験結果は、７０（ｇ／ｍ2）の記録媒体Ｐを連続通紙したときのものである。
【００６３】
図６を参照して、このように記録媒体Ｐの連続通紙等の通紙動作をおこなう場合であっても、図５に示すウォームアップ時と同様に、ベルトスリップが発生すると、定着ベルト２１から加圧ローラ３１に移動する熱量が少なくなって、グラフＳ´に示すように正常時の加圧ローラ３１の温度プロフィールに対して温度低下が生じる。したがって、第１温度センサ４０と第２温度センサ５０との検知温度差と所定値（所定の閾値）とを対比することにより、ベルトスリップの発生を検知することができることになる。
ここで、図６に示すように、通紙中における２つの温度センサ４０、５０の検知温度差（温度シフト）は、通常においても、スリップ発生時においても、非通紙中における２つの温度センサ４０、５０の検知温度差（温度シフト）に比べて大きくなる。したがって、本実施の形態１では、通紙時における所定の閾値（ベルトスリップが生じているものと検知するための双方の温度センサ４０、５０の検知温度差である。）に対して、非通紙時における所定の閾値が小さくなるように設定している。これにより、通紙時においても、非通紙時においても、ベルトスリップ検知を確実におこなって、定着ベルト２１の過昇温を未然に防止することができる。
ここで、上述したベルトスリップ検知は、非通紙中と通紙中との切り替えタイミング前後ではおこなわないことが好ましい。これは、記録媒体Ｐの先端がニップ部に突入するタイミングにバラツキが生じるために、非通紙中と通紙中との切り替えタイミング前後では、双方の温度センサ４０、５０の検知温度差が安定しない可能性があるためである。なお、非通紙中と通紙中との切り替えタイミングは、レジストローラ対９８の位置から記録媒体Ｐの搬送が開始されるタイミングと、レジストローラ対９８の位置から定着装置２０のニップ部の位置までの搬送距離と、記録媒体Ｐの搬送速度（プロセス線速）と、で算出することができる。
【００６４】
図７（Ａ）は、非通紙時から通紙時に移行したときの定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の温度変動を示すグラフであって、図６に対応するものである。また、図７（Ｂ）は、ヒータ２５の点灯デューティを示すグラフである。
ヒータ２５の制御は、図７（Ｂ）に示すように、点灯デューティの制御（オン・オフ制御）がおこなわれている。そのため、図７（Ａ）に示すように、点灯デューティの制御のタイミングから遅れるように、定着ベルト２１の温度変動に細かなリップルが現れる。そして、このような定着ベルト２１の温度リップルは、定着ベルト２１から受熱される加圧ローラ３１の温度変動にも影響する。このようなことを考慮して、上述したベルトスリップ検知をおこなう上で、点灯デューティの制御のタイミングも考慮しておこなうことができる。例えば、上述したベルトスリップ検知をおこなうタイミングを、点灯デューティが所定値（例えば、７０％である。）のときに対応しておこなうように限定することで、ヒータ２５によって加熱される定着ベルト２１（金属部材２２）の条件を細かく一致させることができるため、上述したベルトスリップ検知の精度が向上することになる。
【００６５】
図８は、第２温度センサ５０の幅方向の位置が異なるときの、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１の温度プロフィールを示すグラフである。
図８において、グラフＳ０とグラフＳ１とは、それぞれ、図６のものに対応するものである。ここで、グラフＳ０とグラフＳ１とに関る温度センサ４０、５０は、いずれも、定着ベルト２１や加圧ローラ３１におけるセンター基準（幅方向中央）に設置されている。すなわち、グラフＳ１は、第２温度センサ５０が加圧ローラ３１における通紙領域の中央部（第１温度センサ４０の幅方向の位置と一致する。）に設置されたときの温度プロフィールを示す。これに対して、グラフＱ１は、第２温度センサ５０が加圧ローラ３１における通紙領域の端部（第１温度センサ４０の幅方向の位置と一致しない。）に設置されたときの温度プロフィールを示す。
図８から、グラフＳ０とグラフＳ１とが時間的なディレイ（遅れ分）を持った同形の温度プロフィールであるのに対して、グラフＳ０とグラフＱ１とは異形の温度プロフィールであることがわかる。これは幅方向の位置により、定着ベルト２１の厚みのバラツキや表面の微妙な凹凸のバラツキ等が生じていることによるものであり、これらはベルトスリップ検知に対してノイズとなるため検知精度を低下させる。このように、第１温度センサ４０と第２温度センサ５０とを幅方向の同一位置に配置することにより、ベルトスリップ検知の精度が向上することになる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態１においては、ニップ部上流側で定着ベルト２１の表面温度を検知する第１温度センサ４０（第１温度検知手段）と、ニップ部下流側で加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面温度を検知する第２温度センサ５０（第２温度検知手段）と、を設置して、これらの温度センサ４０、５０による検知温度の温度差が所定の閾値を超えたときに、金属部材２２の加熱を停止している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、定着ベルト２１のスリップが発生しても定着ベルト２１の過昇温が生じる不具合を抑止することができる。
【００６７】
なお、本実施の形態１では、第１温度センサ４０や第２温度センサ５０として接触型サーミスタを用いたが、第１温度センサ４０や第２温度センサ５０はこれに限定されることなく、第１温度センサ４０と第２温度センサ５０とのうち少なくとも一方を非接触型サーミスタやサーモパイル等の非接触型温度センサとすることもできる。そして、その場合であっても、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
実施の形態２．
図９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図９は、実施の形態２における定着装置を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態２における定着装置は、金属部材２２が電磁誘導によって加熱される点が、前記実施の形態１のものとは相違する。
【００６９】
図９に示すように、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１（ベルト部材）、固定部材２６、略パイプ状の金属部材２２、補強部材２３、断熱部材２７、加圧ローラ３１（加熱回転体）、第１温度センサ４０（第１温度検知手段）、第２温度センサ５０（第２温度検知手段）、等で構成される。また、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、２つの温度センサ４０、５０による検知温度の温度差が所定の閾値を超えたときに、金属部材２２の加熱を停止している。なお、本実施の形態２では、第１温度センサ４０や第２温度センサ５０として、サーモパイル（非接触型温度センサ）を用いている。
【００７０】
ここで、本実施の形態２における定着装置２０は、加熱手段として、ヒータ２５の代わりに、誘導加熱部６０が設置されている。そして、本実施の形態２における金属部材２２は、ヒータ２５の輻射熱によって加熱される前記実施の形態１のものとは異なり、誘導加熱部６０による電磁誘導によって加熱される。
【００７１】
誘導加熱部６０は、励磁コイル、コア、コイルガイド、等で構成される。励磁コイルは、定着ベルト２１の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向（図９の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイドは、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、励磁コイルやコアを保持する。コアは、フェライト等の強磁性体（比透磁率が１０００〜３０００程度である。）からなる半円筒状部材であって、金属部材２２に向けて効率のよい磁束を形成するためにセンターコアやサイドコアが設けられている。コアは、幅方向に延設された励磁コイルに対向するように設置されている。
【００７２】
このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着ベルト２１が図９中の矢印方向に回転駆動されると、定着ベルト２１は誘導加熱部６０との対向位置で加熱される。詳しくは、励磁コイルに高周波の交番電流を流すことで、金属部材２２の周囲に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、金属部材２２表面に渦電流が生じて、金属部材２２自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、金属部材２２が電磁誘導加熱されて、さらに加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱される。
なお、金属部材２２を効率的に電磁誘導加熱するためには、誘導加熱部６０を金属部材２２の周方向全域に対向するように構成することが好ましい。また、金属部材２２の材料としては、ニッケル、ステンレス、鉄、銅、コバルト、クロム、アルミニウム、金、白金、銀、スズ、パラジウム、これらのうち複数の金属からなる合金、等を用いることができる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記各実施の形態と同様に、ニップ部上流側で定着ベルト２１の表面温度を検知する第１温度センサ４０（第１温度検知手段）と、ニップ部下流側で加圧ローラ３１（加圧回転体）の表面温度を検知する第２温度センサ５０（第２温度検知手段）と、を設置して、これらの温度センサ４０、５０による検知温度の温度差が所定の閾値を超えたときに、金属部材２２の加熱を停止している。これにより、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短くて、定着画像に定着ムラ等の定着不良が生じることなく、定着ベルト２１のスリップが発生しても定着ベルト２１の過昇温が生じる不具合を抑止することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態２では、金属部材２２を電磁誘導加熱により加熱したが、金属部材２２を抵抗発熱体の熱によって加熱することもできる。具体的に、金属部材２２の内周面の一部又は全部に抵抗発熱体を当接させる。抵抗発熱体は、セラミックヒータ等の面状発熱体であって、その両端部に電源部が接続されている。そして、抵抗発熱体に電流が流されると、抵抗発熱体自身の電気抵抗によって抵抗発熱体が昇温して、当接する金属部材２２を加熱する。さらに、加熱された金属部材２２によって定着ベルト２１が加熱されることになる。
このような場合にも、本実施の形態２と同様にタイミングを合わせて検知された２つの温度センサ４０、５０の検知温度の温度差が所定の閾値を超えたときに金属部材２２の加熱を停止する制御をおこなうことで、本実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
なお、前記各実施の形態では、定着ベルトとして複層構造の定着ベルト２１を用いたが、定着ベルトとしてポリイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、金属等からなる無端状の定着フィルムを用いることもできる。そして、その場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、
２１  定着ベルト（定着部材）、
２２  金属部材（加熱部材）、
２３  補強部材、
２５  ヒータ（加熱手段）、
２６  固定部材、
３１  加圧ローラ（加圧回転体）、
４０  第１温度センサ（第１温度検知手段）、
５０  第２温度センサ（第２温度検知手段）、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特許２００８−１５８４８２号公報
【特許文献２】特許２００７−３３４２０５号公報
【特許文献３】特許２００４−２１０７９号公報
【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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【図９】
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