(57)【要約】【課題】  新たにセンサ等を設けずに定着ベルトの回転不良を検知する。【解決手段】  励磁コイル９１と、励磁コイル９１に生じる時間により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する定着ベルト９２と、定着ベルト９２を押圧することで定着ニップ部９４を形成する加圧ローラ９３と、を有し、ＣＰＵ１１３は、定着ベルト９２を回転させながら、サーミスタ９５ｂ、９５ｃにより検知される第２の位置の温度がサーミスタ９５ａにより検知される第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記定着ベルト９２が回転していないと判定する。【選択図】  図２
2014010319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が流れることで磁界を生じるコイルと、
前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、
前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、
前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、
前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、
前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、
前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないと判定する判定手段と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
電流が流れることで磁界を生じるコイルと、
前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、
前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が形成された記録材を挟持するニップ部を形成する押圧部材と、
前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、前記ニップ部に挟持された記録材を搬送させる駆動手段と、
前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、
前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、
前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記コイルに流れる電流を停止させる第１の停止手段と、を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないことを報知する報知手段をさらに有す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】
前記第２の温度検知手段は、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向に直交する方向で、所定のサイズの記録材に接触しない前記発熱部材の端部領域の温度を検知し、
前記第２の温度検知手段により検知される前記端部領域の温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度よりも高い所定温度以上となると、前記コイルに流れる電流を停止させる第２の停止手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
トナー画像を記録材上に形成する像形成手段と、
電流が流れることで磁界を生じるコイルと、
前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、
前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、
前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、
前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、
前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、
前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記像形成手段によりトナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に通過させることで、前記発熱部材の熱によって前記記録材上のトナー画像が該記録材に定着される温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないと判定する判定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
トナー画像を記録材上に形成する像形成手段と、
電流が流れることで磁界を生じるコイルと、
前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、
前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、
前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、
前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、
前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、
前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記像形成手段によりトナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に通過させることで、前記発熱部材の熱によって前記記録材上のトナー画像が該記録材に定着される温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記コイルに流れる電流を停止させる第１の停止手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記像形成手段が記録材上にトナー画像を形成する動作の実行を禁止する禁止手段をさらに有することを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないことを報知する報知手段をさらに有することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２の温度検知手段は、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向せず、且つ、前記回転させる方向に直交する方向で、所定のサイズの記録材に接触しない前記発熱部材の端部領域の温度を検知し、
前記第２の温度検知手段により検知される前記端部領域の温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度よりも高い所定温度以上となると、前記コイルに流れる電流を停止させる第２の停止手段をさらに有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の温度検知手段は、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向に直交する方向で、所定のサイズの記録材に接触しない前記発熱部材の端部領域の温度を検知し、
前記像形成手段が複数の記録材に複数の画像を形成する場合、前記第２の温度検知手段により検知される前記端部領域の温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度よりも高い所定温度以上となると、前記ニップ部に搬送される複数の記録材の間隔を広げる搬送手段をさらに有することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱と圧力とによりトナー画像を記録材に定着させる定着装置、および、この定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、原画像に応じて感光体を露光することで形成される静電潜像を、トナーを有する現像剤を用いて現像し、記録材上に転写することで、原画像に対応するトナー画像を形成する。このトナー画像を記録材に定着させるため、未定着のトナー画像を担持した記録材は、定着器へと搬送される。
【０００３】
電磁誘導加熱方式の定着器は、磁性体金属から成る無端状の発熱部材と、この発熱部材に対向する位置に設けられたコイルと、発熱部材に圧接された状態で回転駆動する加圧ローラとを有する構成となっている。この定着器は、コイルに電流を流すことで、発熱部材のコイルに対向する領域の表面に渦電流を生じさせ、この領域にジュール熱を生じさせると共に、発熱部材に加圧ローラを圧接させた状態で回転駆動させることで、発熱部材を回転方向の一周に亘り昇温させる。未定着のトナー画像を担持した記録材は、この発熱部材に加圧ローラを圧接させることで形成される定着ニップ部を通過することにより、定着ニップ部の熱と圧力によって未定着のトナー画像が溶融定着される。
【０００４】
ここで、定着器を画像形成装置本体に対して着脱自在に構成した場合、定着器が画像形成装置にきちんと装着されなかったり、装着時に画像形成装置の駆動モータからの駆動力を伝達するギアが破損してしまうと、発熱部材が回転できなくなることがあった。そこで、従来から、加圧ローラと当接しない発熱部材の周面に、この発熱部材の表面の反射率と異なる反射率のマークを設け、このマークで反射された光をフォトセンサにより検知することで、発熱部材の回転を検出するものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、駆動モータを回転させているにも拘らず、フォトセンサがマークで反射された光を検出できなければ、発熱部材が回転していないと識別する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８２５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フォトセンサを発熱部材の近傍に配置した場合、このフォトセンサが発熱部材の輻射熱によって故障してしまったり、センサの検知感度が低下してしまい、マークを検知することができなくなってしまうという問題があった。さらに、発熱部材の回転を検知するためのフォトセンサを新たに設ける必要があるので、定着器のコストアップを招いてしまっていた。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、新たな構成を設けずに、発熱部材の回転不良を検出することができる定着装置、および、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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の定着装置は、電流が流れることで磁界を生じるコイルと、前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないと判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の定着装置は、電流が流れることで磁界を生じるコイルと、前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が形成された記録材を挟持するニップ部を形成する押圧部材と、前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、前記ニップ部に挟持された記録材を搬送させる駆動手段と、前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記ニップ部で搬送される記録材に該記録材上のトナー画像を定着させる温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度が、よりも閾値以上低い場合、前記コイルに流れる電流を停止させる第１の停止手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置は、トナー画像を記録材上に形成する像形成手段と、電流が流れることで磁界を生じるコイルと、前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記像形成手段によりトナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に通過させることで、前記発熱部材の熱によって前記記録材上のトナー画像が該記録材に定着される温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記発熱部材が回転していないと判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置は、トナー画像を記録材上に形成する像形成手段と、電流が流れることで磁界を生じるコイルと、前記コイルに生じる磁界により渦電流を発生し、該渦電流によって発熱する無端状の発熱部材と、前記発熱部材を押圧することで、トナー画像が担持された記録材を搬送させるためのニップ部を形成する押圧部材と、前記押圧部材を回転駆動することにより、前記押圧部材に押圧された前記発熱部材を回転させ、記録材を前記ニップ部に通過させる駆動手段と、前記発熱部材の前記コイルと対向する第１の位置の温度を検知する第１の温度検知手段と、前記駆動手段が前記発熱部材を回転させる方向で、前記コイルと対向しない第２の位置の温度を検知する第２の温度検知手段と、前記第１の温度検知手段により検知される温度が、前記像形成手段によりトナー画像が形成された記録材を前記ニップ部に通過させることで、前記発熱部材の熱によって前記記録材上のトナー画像が該記録材に定着される温度となるように、前記コイルに流れる電流を制御する制御手段と、前記駆動手段が前記押圧部材を回転駆動しながら、前記制御手段が前記コイルに流れる電流を制御した状態で、前記第２の温度検知手段により検知される前記第２の位置の温度が、前記第１の温度検知手段により検知される前記第１の位置の温度よりも閾値以上低い場合、前記コイルに流れる電流を停止させる第１の停止手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新たな構成を設けずに、発熱部材の回転不良を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略断面図
【図２】定着器の断面図とサーミスタの取り付け位置を示す図
【図３】制御ブロック図
【図４】サーミスタにより検知される温度の時間変化を示す図
【図５】定着器の異常検知処理を示すフローチャート図
【図６】定着器の温調制御処理を示すフローチャート図
【図７】サーミスタにより検知される温度の時間変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本実施形態の画像形成装置８００の概略断面図である。本実施形態では、各色成分のトナー像を形成する４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋが１列に配列された画像形成装置を用いる。
【００１５】
各画像形成部は、１Ｙがイエローのトナー像を形成し、１Ｍがマゼンタのトナー像を形成し、１Ｃがシアンのトナー像を形成し、１Ｂｋがブラックのトナー像を形成する。
【００１６】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは同様の構成であるため、以下ではイエローのトナー像を形成する画像形成部１Ｙについて説明し、他の画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋについての説明を省略する。ここで、矢印Ａ方向は、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが回転する方向である。
【００１７】
画像形成部１Ｙは、イエローの色成分のトナー像を担持する感光ドラム２ａと、この感光ドラム２ａを帯電する帯電器３ａと、感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像をトナーを有する現像剤を用いてトナー像として顕像化する現像器４ａを有している。なお、感光ドラム２ａ上の静電潜像は、感光ドラム２ａが帯電器３ａによって帯電された後、レーザ露光装置７からイエローの色成分に対応した光で感光ドラム２ａが露光されることにより形成される。
【００１８】
さらに、画像形成部１Ｙは、感光ドラム２ａ上のトナー像を後述の中間転写ベルト８に転写する一次転写ローラ５ａと、トナー像を転写した後に感光ドラム２ａ上に残留したトナーを除去するドラムクリーナ６ａも有している。
【００１９】
前述の中間転写ベルト８は、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋで形成された各色成分のトナー像が重ねて転写されることでフルカラーのトナー像を担持できる。中間転写ベルト８は、この中間転写ベルト８を矢印Ｂ方向へと回転駆動させる二次転写対向ローラ１０と、テンションローラ１１とに掛け回されている。中間転写ベルト８の周囲には、この中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１０と対向する位置に二次転写ローラ１２が配設されている。
【００２０】
トナー像を転写させるための記録材Ｐは、給紙ユニット１７に格納されており、搬送パス１８を通って、二次転写対向ローラ１０が二次転写ローラ１２に押圧されることによって形成される二次転写ニップ部Ｎ２へと搬送される。なお、レジストレーションローラ１９は、二次転写ニップ部Ｎ２に記録材を搬送するタイミングを調節する搬送手段として機能する。さらに、二次転写ニップ部Ｎ２においてトナー像が転写された記録材Ｐは、二次転写対向ローラ１０と二次転写ローラ１２とによって、搬送パス３４を通って定着器９００に搬送される。この定着器９００は、記録材Ｐ上のトナー像を、この記録材Ｐに定着させるものであり、その詳細については図２を用いて後述する。
【００２１】
次に、本実施形態の画像形成装置８００が、不図示のＰＣやスキャナ等から入力される画像データに対応する印刷物を出力する画像形成動作について説明する。
【００２２】
画像形成部１Ｙにおいて、先ず、帯電器３ａが感光ドラム２ａを一様に帯電し、レーザ露光装置７が感光ドラム２ａに画像データのイエロー成分に応じた露光光を照射することで、感光ドラム２ａ上に画像データのイエロー成分に対応する静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム２ａ上の静電潜像は、現像器４ａがイエローのトナーを用いて、イエローのトナー像を現像する。
【００２３】
感光ドラム２ａ上のイエローのトナー像は、この感光ドラム２ａの矢印Ａ方向への回転に伴い、一次転写ローラ５ａが中間転写ベルト８を介して感光ドラム２ａを押圧する一次転写ニップ部Ｎ１ａへ搬送される。この一次転写ニップ部Ｎ１ａにおいて、感光ドラム２ａ上のイエローのトナー像は一次転写ローラ５ａから一次転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト８上に転写される。また、感光ドラム２ａに残留したトナーは、ドラムクリーナ６ａによって除去される。
【００２４】
中間転写ベルト８に転写されたトナー像は、二次転写ローラ１２が中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１０を押圧する二次転写ニップ部Ｎ２に搬送される。一方、記録材Ｐはタイミングを調整されて、中間転写ベルト８上のトナー像と接触するように二次転写ニップ部Ｎ２に搬送されると、二次転写電圧が印加された二次転写ローラ１２により、中間転写ベルト８上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。また、二次転写ニップ部Ｎ２で記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト８に残留したトナーは、不図示のベルトクリーナによって除去される。
【００２５】
トナー像を担持した記録材Ｐは定着器９００へと搬送され、後述の定着動作に未定着のトナー像を担持した記録材に熱と圧力を加えることより、未定着のトナー像を記録材Ｐに溶融定着される。
【００２６】
次に、図２の定着器９００の概略断面図とサーミスタの取り付け位置を示す図に基づき、定着器９００の構成について説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、電磁誘導方式の定着器９００の概略断面図である。この定着器９００は、励磁コイル９１を格納したコイルホルダ９０、定着ベルト９２、加圧ローラ９３、定着ベルト９２の内側に設けられたフレーム９７ａ、９７ｂ、９７ｃで構成されている。
【００２８】
定着ベルト９２は、厚さ４５［μｍ］の磁性体金属の表面を、３００［μｍ］のゴム層で覆った無端状のベルト部材である。この定着ベルト９２は、トナー画像を定着する際の定着温度（本実施形態では１８０［℃］とする。）よりも高い温度（例えば、２５０［℃］）であっても熱変形しない。
【００２９】
加圧ローラ９３は、加圧ローラ９３の軸線方向に沿って一様な圧力で定着ベルト９２を押圧している。加圧ローラ９３が定着ベルト９２を介してフレーム９７ａを押圧することにより、記録材Ｐを挟持しながら搬送する定着ニップ部９４を形成する。加圧ローラ９３は、定着ベルト９２と加圧ローラ９３とが圧接した状態で、この加圧ローラ９３が駆動モータ９６（図３）によって矢印ｄ方向に回転駆動されると、定着ベルト９２を矢印ｃ方向に従動回転させる。すなわち、加圧ローラ９３は押圧部材として機能する。
【００３０】
フレーム９７ａ、９７ｂ、９７ｃは、定着ベルト９２が回転することによって定着ベルト９２の内面と摺擦するように固定されている。フレーム９７ａ、９７ｂ、９７ｃは、加圧ローラ９３によって押圧される定着ベルト９２の形状がフレキシブルに変形することを抑制している。
【００３１】
コイルホルダ９０内には複数の励磁コイル９１が定着ベルト９２の回転軸方向と並行に設けられている。励磁コイル９１に電流が供給されることで、この励磁コイル９１に磁界が発生すると、定着ベルト９２が磁性体金属であるので、励磁コイル９１によって生じた磁界の影響で定着ベルト９２に渦電流が流れ、この定着ベルト９２がジュール熱を生じて自己発熱する。すなわち、定着ベルト９２は発熱部材として機能する。
【００３２】
加圧ローラ９３が定着ベルト９２を圧接しながら回転することにより、定着ベルト９２が従動回転すると、定着ベルト９２の発熱した部分が定着ニップ部９４に移動する。これによって、未定着のトナー画像を担持した記録材Ｐが定着ニップ部９４を通過すると、記録材Ｐと未定着のトナー画像とに熱と圧力が加わり、未定着のトナー画像が記録材Ｐに溶融定着される。
【００３３】
励磁コイル９１への電流供給によって発熱する定着ベルト９２の領域をコイル対向領域と称す。本実施形態において、サーミスタ９５ａは、図２（ｂ）に示すように、定着ベルト９２のコイル対向領域で、且つ、定着ベルト９２の長手方向で中央の領域の温度Ｔａを検知する。ここで、サーミスタ９５ａは、定着ベルト９２のコイル対向領域で、且つ、定着ベルト９２の長手方向で中央の領域の温度を検知する第１の温度検知手段として機能する。なお、サーミスタ９５ａは不図示のフレームにより、定着ベルト９２の内面に近接して配置されており、定着ベルト９２が回転しても定着ベルト９２と一緒に回転しない。ここで、定着ベルト９２のコイル対向領域は、定着ベルト９２の第１の位置に相当する。
【００３４】
一方、サーミスタ９５ｂ、９５ｃは、図２（ｂ）に示すように、定着ベルト９２の長手方向で、画像形成装置８００が搬送可能な最大サイズの記録材の幅Ｗ１内で、且つ、搬送可能な最小サイズの記録材の幅Ｗ２よりも外側の端部領域の温度Ｔｂ、Ｔｃを検知する。ここで、サーミスタ９５ｂ、９５ｃは第２の温度検知手段として機能する。なお、サーミスタ９５ｂ、９５ｃも、サーミスタ９５ａと同様に、不図示のフレームにより、定着ベルト９２の内面に近接して配置されており、定着ベルト９２が回転しても定着ベルト９２と一緒に回転しない。ここで、コイルホルダ９０と対向しない定着ベルト９２上の位置で、且つ、サーミスタ９５ｂ、９５ｃにより定着ベルト９２の温度が検知される位置は、定着ベルト９２の第２の位置に相当する。なお、画像形成装置８００で搬送されることが許可されている最小サイズの記録材が所定のサイズの記録材に相当する。
【００３５】
また、最小サイズの記録材の幅Ｗ２よりも外側の端部領域の内、定着ベルト９２が回転する方向に直交する方向で一方側の端部領域は、サーミスタ９５ｂにより定着ベルト９２の温度が検知される第１の端部領域に相当する。一方、最小サイズの記録材の幅よりも外側の端部領域の内、定着ベルト９２が回転する方向に直交する方向で他方側の端部領域は、サーミスタ９５ｃにより定着ベルト９２の温度が検知される第２の端部領域に相当する。
【００３６】
本実施形態では、サーミスタ９５ｂ、９５ｃによって検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂ、Ｔｃが、サーミスタ９５ａによって検知される定着ベルト９２の温度Ｔａよりも閾値以上低ければ、定着ベルト９２が回転していないことを識別する構成となっている。定着ベルト９２が回転していなければ、定着ベルト９２のコイルホルダ９０と対向する位置は発熱するが、対向していない位置は発熱しないから、コイルホルダ９０と対向する位置の温度が、コイルホルダ９０と対向していない位置の温度よりも高くなるのである。
【００３７】
次に、本実施形態の回路構成について、図３の画像形成装置の制御ブロック図に基づき説明する。
【００３８】
ＣＰＵ１１３は、画像形成装置８００全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ４００には、画像形成装置で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。また、ＲＡＭ４０１は、ＣＰＵ１１３が処理のために使用するシステムワークメモリである。
【００３９】
電源供給ユニット１００は、交流電源５００から供給される電流を整流するためのダイオードブリッジ１０１およびコンデンサ１０２と、励磁コイル９１への電流供給を制御するためのスイッチ素子１０３、１０４と、共振コンデンサ１０５を有している。
【００４０】
スイッチ素子１０３、１０４は、オン状態、又は、オフ状態に制御されることで、励磁コイル９１に供給される電流の向きを切り替える。
【００４１】
コイル駆動部１１２は、各スイッチング素子１０３、１０４の各々をオン状態とオフ状態とで制御するための駆動信号をスイッチ素子１０３、１０４に出力する。
【００４２】
ＣＰＵ１１３は、コイル駆動部１１２を用いて、各スイッチング素子１０３、１０４をオン状態とする時間と、オフ状態とする時間とを制御し、励磁コイル９１に供給される電流の向きを切り替える。
【００４３】
本実施形態では、励磁コイル９１に供給される電流量が多ければ多いほど、定着ベルト９２に生じるジュール熱を増加させることができる。ここで、励磁コイル９１に供給される電流の周波数を、励磁コイル９１のインダクタンスＬと共振コンデンサ１０５のキャパシタンスＣとから算出される共振周波数よりも高くすることで、励磁コイル９１に供給される電流量を減少させることができる。これは、励磁コイル９１に供給される電流が損失するからである。そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１１３はコイル駆動部１１２を用いて各スイッチング素子１０３、１０４をオン状態とオフ状態とで切り替えて、励磁コイル９１に供給される電流の周波数を制御し、定着ベルト９２の発熱量を制御する構成となっている。
【００４４】
モータ駆動部１１５は、ＣＰＵ１１３からの信号に応じて、単位時間あたりの駆動モータ９６の回転数を制御し、加圧ローラ９３の回転速度を制御する。なお、駆動モータ９６は、加圧ローラ９３を回転駆動させることで、この加圧ローラ９３を介して定着ベルト９２を従動回転させる。
【００４５】
定着器９００は、前述の図２で説明したので、ここでの説明を省略する。また、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは図１において説明しているので、ここでの説明を省略する。操作部２００は、画像形成装置８００に設けられた液晶画面であり、画像形成装置の状態をユーザに報知する。インターフェース部３００は、スキャナやＰＣから画像データが入力されると、この画像データをＣＰＵ１１３に送信する。
【００４６】
次に、ＣＰＵ１１３が、励磁コイル９１への電流供給を制御する方法を、図４の検出温度の時間変化を示す図に基づいて説明する。図４において、実線Ｔａは、定着ベルト９２の長手方向で中央のコイル対向領域の温度をサーミスタ９５ａにより検知した結果である。一方、図４において、破線Ｔｂ、Ｔｃは、定着ベルト９２の長手方向で、画像形成装置８００が搬送可能な最大サイズの記録材の幅Ｗ１内で、且つ、搬送可能な最小サイズの記録材の幅Ｗ２よりも外側の端部領域の温度をサーミスタ９５ｂ、９５ｃにより検知した結果である。
【００４７】
図４（ａ）は、定着ベルト９２が回転している場合のサーミスタ９５ａ、９５ｂ、９５ｃの検出温度と経過時間の関係を示した図である。また、図４（ｂ）は、定着ベルト９２が回転できなかった場合のサーミスタ９５ａ、９５ｂ、９５ｃの検出温度と経過時間の関係を示した図である。なお、本実施形態では、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２の温度が１８０［℃］となるように、励磁コイル９１に供給される電流が制御される構成となっている。
【００４８】
定着ベルト９２が回転していれば、励磁コイル９１への電流供給により発熱する定着ベルト９２の周面は、励磁コイル９１への電力供給を開始してから約１秒後にサーミスタ９５ｂ、９５ｃが定着ベルト９２の温度を検知する位置に移動する。定着ベルト９２が回転していれば、図４（ａ）に示すように、励磁コイル９１への電力供給を開始した後、サーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａが、サーミスタ９５ｂ、９５ｃによる検出温度Ｔｂ、Ｔｃよりもある温度、例えば１０［℃］高い温度となる。
【００４９】
サーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａが１８０［℃］となると、ＣＰＵ１１３は、サーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａが１８０［℃］で維持されるように、励磁コイル９１に供給する電流を制御する。このとき、図４（ａ）に示すように、サーミスタ９５ｂ、９５ｃにより検知される定着ベルト９２のコイルホルダ９０と対向していない位置の温度Ｔｂ、Ｔｃは、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２のコイルホルダ９０と対向している位置の温度Ｔａよりも若干低くなる。図４（ａ）において、サーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａが１８０［℃］で維持されるようにＣＰＵ１１３が励磁コイル９１に供給する電流を制御している間、コイルホルダ９０に対向していない位置のサーミスタ９５ｂ、９５ｃによる検出温度Ｔｂ、Ｔｃは、検出温度Ｔａよりも３［℃］低い。
【００５０】
しかしながら、加圧ローラ９３が定着ベルト９２を押圧する力が低下したり、加圧ローラ９３に駆動力を伝達するギアが破損してしまうと、駆動モータ９６を駆動しているにも拘らず、定着ベルト９２を回転することができなくなる。定着ベルト９２が回転できなくなると、励磁コイル９１によって発熱した定着ベルト９２の周面は、サーミスタ９５ｂ、９５ｃが定着ベルト９２の温度を検知する位置へと移動することができない。これにより、サーミスタ９５ｂ、９５ｃにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂ、Ｔｃが、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔａよりも低くなる。
【００５１】
図４（ｂ）に示すように、定着ベルト９２が回転していなければ、励磁コイル９１への電力供給を開始してから約２秒経過後のサーミスタ９５ｂ、９５ｃによる検知温度Ｔｂ、Ｔｃが、サーミスタ９５ａによる検知温度Ｔａよりも、図４（ａ）に示した通常時よりも大幅に、例えば４０［℃］以上低くなる。
【００５２】
また、ＣＰＵ１１３が励磁コイル９１への電力供給を開始してから、所定時間が経過した後、定着ベルト９２の回転が停止してしまった場合について説明する。定着ベルト９２の回転が停止してしまうと、図４（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１１３がサーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａを１８０［℃］に制御している間に、コイルホルダ９０に対向していない位置のサーミスタ９５ｂ、９５ｃによる検出温度Ｔｂ、Ｔｃが徐々に低下してしまう。そのため、ＣＰＵ１１３は、サーミスタ９５ａによる検出温度Ｔａがサーミスタ９５ｂ、９５ｃによる検出温度Ｔｂ、Ｔｃよりも例えば４０［℃］以上低下してしまう。
【００５３】
次に、図５は、本実施形態の画像形成装置８００が画像を形成する際のＣＰＵ１１３の動作を説明するフローチャートである。なお、図５のフローチャートの処理は、ＣＰＵ１１３がＲＯＭ４００に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。本実施形態のＣＰＵ１１３は、サーミスタ９５ａにより検知されるコイル対向領域の温度Ｔａが１８０［℃］で安定するように、コイル駆動部１１２を介して、電源供給ユニット１００から定着器９００の励磁コイル９１への通電を制御する。
【００５４】
また、本実施形態では、サーミスタ９５ｂにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂ、又は、サーミスタ９５ｃにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｃとのいずれか一方が２００［℃］以上となると、ＣＰＵ１１３が、励磁コイル９１への電流供給を停止させて定着ベルト９２の発熱を停止する。ここで、ＣＰＵ１１３は、定着ベルト９２の端部領域の温度が２００［℃］以上となると、励磁コイル９１への通電を停止させる第２の停止手段として機能する。
【００５５】
先ず、ＣＰＵ１１３は、画像形成装置８００の主電源がオンされると、インターフェース部３００を介して画像データが入力されるまで待機する（Ｓ１００）。ステップＳ１００において、画像データが入力されると、ＣＰＵ１１３は、駆動モータ９６の駆動を開始させ（Ｓ１０１）、温度制御を開始する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１１３は、温度制御を開始する場合、コイル駆動部１１２を制御し、電源供給ユニット１００から定着器９００の励磁コイル９１への通電を開始させて定着ベルト９２を発熱させる。
【００５６】
次いで、ＣＰＵ１１３は、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２のコイル対向領域の温度Ｔａが１８０［℃］となるまで待機する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０４において、サーミスタ９５ａの検知温度Ｔａが１８０［℃］となると、ＣＰＵ１１３は、前述の画像形成動作に基づいて画像データに応じたトナー画像を記録材Ｐ上に形成し、定着器９００を用いて、このトナー画像を記録材に定着する（Ｓ１０５）。次いで、ＣＰＵ１１３は、画像形成すべき全てのトナー画像の形成が終了したか否かを判定する（Ｓ１０６）。ステップＳ１０６において、画像形成すべき全ての画像を形成している場合、ＣＰＵ１１３は、温度制御を停止し（Ｓ１０７）、駆動モータ９６の駆動を停止して（Ｓ１０８）、ステップＳ１００へ移行する。
【００５７】
一方、ステップＳ１０６において、入力される画像データに応じたトナー画像を全て形成してなければ、ステップＳ１０４へ移行し、サーミスタ９５ａの検知温度Ｔａが１８０［℃］となるまで待機し、次の画像の形成を行う。
【００５８】
また、ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１１３は、温度制御を停止する場合、コイル駆動部１１２を制御し、電源供給ユニット１００から定着器９００の励磁コイル９１への通電を停止させて定着ベルト９２の発熱を停止させる。
【００５９】
次に、図５のフローチャートのステップＳ１０２で温調制御が開始されると、画像形成動作を並行して行われる、定着ベルト９２の回転不良を検知する異常検知処理を図６のフローチャートに基づき説明する。
【００６０】
図５のステップＳ１０２で温調制御が開始されると、ＣＰＵ１１３は、サーミスタ９５ｂにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂが、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔａよりも３０［℃］以上低いか否かを判定する（Ｓ２００）。ステップＳ２００において、温度差（ΔＴ＝Ｔａ−Ｔｂ）が３０［℃］未満であれば、ＣＰＵ１１３は、温調制御が停止されているか否かを判定する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１において、温調制御が停止されていなければ、ＣＰＵ１１３はステップＳ２００へ移行する。また、ステップＳ２０１において、温調制御が停止されていれば、ＣＰＵ１１３は異常検知処理を終了させる。
【００６１】
一方、ステップＳ２００において、サーミスタ９５ｂにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂが、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔａよりも３０［℃］以上低ければ、電源供給ユニット１００から定着器９００の励磁コイル９１への通電を停止して定着ベルト９２の発熱を停止する（Ｓ２０２）。ここで、サーミスタ９５ｂにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔｂが、サーミスタ９５ａにより検知される定着ベルト９２の温度Ｔａよりも３０［℃］以上低ければ、ＣＰＵ１１３は定着ベルト９２が回転していないと判定している。ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１１３は第１の停止手段として機能する。
【００６２】
次いで、ＣＰＵ１１３は、画像形成動作を中止し（Ｓ２０３）、駆動モータ９６の駆動を停止して（Ｓ２０４）、定着ベルト９２の回転不良を報知して（Ｓ２０５）、画像形成動作の実行を禁止する（Ｓ２０５）。ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１１３は、操作部２００の液晶画面に、定着ベルト９２が回転していないので画像形成することができない旨のメッセージを表示させる。なお、ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１１３は、操作部２００の液晶画面に定着器９００の交換が必要である旨のメッセージを表示させる構成としてもよい。
【００６３】
次に、本実施形態の変形例として、定着ベルト９２の発熱を開始する際に、定着ベルト９２の発熱量を低減させることで、定着ベルト９２の回転不良を検知したときに、定着ベルト９２の温度がオーバーシュートしてしまうことを防止する方法について述べる。
【００６４】
図７は、定着ベルト９２が回転していない状態で、定着ベルト９２の発熱量を異なる値に設定した場合の、定着ベルト９２のコイル対向領域の温度Ｔａの変化と、定着ベルト９２の端部領域の温度Ｔｂ、Ｔｃの変化とを示す図である。なお、図７の実線Ｔ１が励磁コイル９１に供給される電流の周波数を共振周波数に設定した場合の温度Ｔａの変化を示しており、実線Ｔ２が励磁コイル９１に供給される電流の周波数を共振周波数の１．５倍に設定した場合の温度Ｔａの変化を示している。さらに、図７の破線Ｔ３は、定着ベルト９２の端部領域の温度Ｔｂ、Ｔｃの変化を示している。
【００６５】
図７のように、励磁コイル９１に供給される電流の周波数を共振周波数よりも高い値に設定することで、発熱ベルト９２の温度上昇が抑制される。これにより、定着ベルト９２の回転不良を検知した後、定着ベルト９２の発熱を停止しても、定着ベルト９２の温度がオーバーシュートしてしまうことを防止することができる。
【００６６】
そこで、変形例では、ＣＰＵ１１３が温調制御を開始してから２秒間、励磁コイル９１に供給される電流の周波数を共振周波数よりも高い第１の値に設定する構成とする。この構成とする場合、ＣＰＵ１１３は、温調制御を開始してから２秒経過した後、目標温度（本実施形態では１８０［℃］）となるまで励磁コイル９１に供給される電流の周波数を共振周波数以上で、且つ、第１の値よりも低い周波数とすればよい。これにより、定着ベルト９２が過昇温して、定着器の温度が故障してしまう温度となる前に温調制御を確実に停止することができる。
【００６７】
なお、励磁コイル９１に供給される電流の周波数は、定着ベルト９２の回転不良を検知してから励磁コイル９１への電流供給を停止した後、定着ベルト９２の温度が１８０［℃］以上の温度とならない範囲の周波数であれば、どのような周波数であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
９１  励磁コイル
９２  定着ベルト
９３  加圧ローラ
９４  定着ニップ部
９５ａ、９５ｂ、９５ｃ  サーミスタ
９６  モータ
１１２  コイル駆動部
１１３  ＣＰＵ
ＳｔＹ、ＳｔＭ、ＳｔＣ、ＳｔＫ  画像形成部
【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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