(57)【要約】【課題】  誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置において、定着部材の表面温度を正確に検知して不具合画像の発生を防止するとともに、正常動作時の誤動作発生を防止しつつ定着部材が熱的に劣化して寿命が短くなることを確実に防止できる定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】  誘導加熱方式の加熱手段と、前記加熱手段により加熱される被加熱体と、前記被加熱体の表面温度を検知する非接触温度検知手段とを有し、前記非接触温度検知手段は最小通紙幅よりも内側に配置される定着装置及び画像形成装置において、前記被加熱体に内接する接触温度検知手段を有し、前記接触温度検知手段を最小通紙幅よりも外側に配置するとともに、前記接触温度検知手段の検知結果が所定の第一の温度を超えた場合に前記加熱手段への電力供給を遮断する遮断回路を有する。【選択図】        図１
2006154075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱方式の加熱手段と、
前記加熱手段により加熱される被加熱体と、
前記被加熱体の表面温度を検知する非接触温度検知手段とを有し、
前記非接触温度検知手段は最小通紙幅よりも内側に配置される定着装置及び画像形成装置において、
前記被加熱体に内接する接触温度検知手段を有し、
前記接触温度検知手段を最小通紙幅よりも外側に配置するとともに、
前記接触温度検知手段の検知結果が所定の第一の温度を超えた場合に前記加熱手段への電力供給を遮断する遮断回路を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記接触温度検知手段は、最大通紙幅よりも内側に配置されること、
を特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記接触温度検知手段は、前記加熱手段により加熱される加熱域に配置されること、を特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記誘導加熱方式の加熱手段は、前記被加熱体の内部に配置されること、
を特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記誘導加熱方式の加熱手段は、前記被加熱体の外部に配置されること、
を特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記接触温度検知手段の検知結果が前記第一の温度よりも低い所定の第二の温度を超えた場合に画像形成間隔を変更すること、
を特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記接触温度検知手段は、前記被加熱体の長手方向の異なる位置に複数配置されること、を特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
誘導加熱方式の加熱手段と、
前記加熱手段により加熱される被加熱体と、
前記被加熱体の表面温度を検知する非接触温度検知手段とを有し、
前記非接触温度検知手段は最小通紙幅よりも内側に配置される定着装置及び画像形成装置において、
前記被加熱体に内接する接触温度検知手段を有し、
前記接触温度検知手段を最小通紙幅よりも外側に配置するとともに、
前記接触温度検知手段の検知結果が所定の第一の温度を超えた場合に前記加熱手段への電力供給を遮断する遮断回路を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記接触温度検知手段は、最大通紙幅よりも内側に配置されること、
を特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記接触温度検知手段は、前記加熱手段により加熱される加熱域に配置されること、を特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記誘導加熱方式の加熱手段は、前記被加熱体の内部に配置されること、
を特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記誘導加熱方式の加熱手段は、前記被加熱体の外部に配置されること、
を特徴とする請求項８〜１０いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記接触温度検知手段の検知結果が前記第一の温度よりも低い所定の第二の温度を超えた場合に画像形成間隔を変更すること、
を特徴とする請求項８〜１２いずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記接触温度検知手段は、前記被加熱体の長手方向の異なる位置に複数配置されること、を特徴とする請求項８〜１３いずれか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、における温度制御及び温度異常検知方法を備えた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にあっては、例えば電子写真プロセスにより記録シート上に保持された未定着トナー像を定着する定着装置が広く用いられている。従来この種の定着装置としては、例えば互いに圧接配置されて接触転動する一対の定着部材（一対の定着ロールや定着ロールと定着ベルトとの組合せなど）を有し、少なくともいずれか一方の定着部材を加熱手段で加熱すると共に、これらの定着部材間（以降ニップ域）に記録シートを通過させ、その際の熱と圧力との作用により記録シート上の未定着トナー像を定着し、永久像を形成するものが知られている。
【０００３】
従来の定着装置の加熱手段としては、定着部材の内側にハロゲンヒータを配置し、ハロゲンヒータからの輻射熱で定着部材を加熱することが行われている。また、電磁誘導発熱層を有する定着部材の内部に励磁コイルを配置し、高周波発生手段より発生させた高周波電流を励磁コイルに印加することで交番磁束を発生させ、交番磁束により発生した渦電流により定着部材の誘導加熱層を直接発熱させる誘導加熱方式の定着装置も開発されている。
【０００４】
このような定着装置においては、定着部材の温度が所定温度よりも低い場合はトナー像が充分に溶融せず記録シートに定着しない。一方、定着部材の温度が所定温度よりも高くなると、溶融したトナー像が記録シートではなく定着部材側に付着してしまう、いわゆるホットオフセットが発生してしまう。よって、記録シート上のトナー像（以降  画像領域）が接触する定着部材の温度を所定温度の範囲内となるように制御を行う必要がある。
【０００５】
このため、従来の定着装置においては、接触型温度センサとして例えばサーミスタを画像領域の定着部材の表面に接触させ、その温度を検知する方式が多く採用されている。このような接触型温度検知方式において、定着部材の画像領域にサーミスタを接触させることは正確な温度検知という観点からは理想的であるものの、その接触により定着部材表面の画像領域を傷付け、その傷部分での定着不良を招き、結果として画像欠陥が生じる懸念がある。また、そのサーミスタにオフセットトナーが付着、堆積すると温度検知の精度が悪化してしまう。更に、堆積したオフセットトナー塊がサーミスタから外れると、そのオフセットトナー塊が記録シート上に定着し、画像欠陥となってしまう。
【０００６】
上記問題を解決するため、例えば特許文献１は誘導加熱方式の定着装置において定着部材の表面温度を非接触型温度センサを用いて検知する構成が提案されている。
【０００７】
一方、発熱域の幅よりも狭い記録シートを連続して定着装置で定着させた場合、記録シートが通過する定着部材の表面温度を一定に保つよう高周波発生手段に電力を供給するため、記録シートが通過しない電磁誘導発熱層の温度が高くなり定着部材、特に電磁誘導発熱層と弾性層との界面などで熱的な劣化が加速され寿命が短くなる危険性がある。
【０００８】
上記問題を解決するため、特許文献２は複数の非接触型温度センサを設けて、定着部材表面の複数の位置の温度を検知している。
【特許文献１】特開平９−２４４４６０公報
【特許文献２】特開２００２−１１６６５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ニップ幅を広くして定着性を向上させるために電磁誘導発熱層の外側にゴム等で構成された弾性層を設けた場合、電磁誘導発熱層と定着部材の表面との温度差が大きくなる。また、電磁誘導発熱層から定着部材の表面に温度が伝達するまでに時間的な遅延が発生する。
【００１０】
その結果、定着部材の表面温度が所定の温度以上になった場合に画像形成を中止する等の処理を行い定着部材が熱的に劣化して寿命が短くなることを防止するためには、電磁誘導発熱層と定着部材の表面との温度差や、時間的な遅延を考慮した温度閾値の設定が必要となる。その結果、正常動作時の定着部材の表面温度と異常を検知する閾値温度との温度差が小さくなり、正常動作時に誤動作が発生する虞がある。
【００１１】
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、定着部材の表面温度を正確に検知して不具合画像の発生を防止するとともに、正常動作時の誤動作発生を防止しつつ定着部材が熱的に劣化して寿命が短くなることを確実に防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、誘導加熱方式の加熱手段と、前記加熱手段により加熱される被加熱体と、前記被加熱体の表面温度を検知する非接触温度検知手段とを有し、前記非接触温度検知手段は最小通紙幅よりも内側に配置される定着装置及び画像形成装置において、前記被加熱体に内接する接触温度検知手段を有し、前記接触温度検知手段を最小通紙幅よりも外側に配置するとともに、前記接触温度検知手段の検知結果が所定の第一の温度を超えた場合に前記加熱手段への電力供給を遮断する遮断回路を有することを特徴とする定着装置であり、画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、誘導加熱方式の加熱手段と、前記加熱手段により加熱される被加熱体と、前記被加熱体の表面温度を検知する非接触温度検知手段とを有し、前記非接触温度検知手段は最小通紙幅よりも内側に配置される定着装置及び画像形成装置において、前記被加熱体に内接する接触温度検知手段を有し、前記接触温度検知手段を最小通紙幅よりも外側に配置するとともに、前記接触温度検知手段の検知結果が所定の第一の温度を超えた場合に前記加熱手段への電力供給を遮断する遮断回路を有することで、定着部材の表面温度を正確に検知して不具合画像の発生を防止するとともに、正常動作時の誤動作発生を防止しつつ定着部材が熱的に劣化して寿命が短くなることを確実に防止できる定着装置及び画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例における定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を示した図である。１はＣＰＵ、１０１はサーモパイル式非接触温度センサ、１０２は温度サーミスタ、１０３は定着スリーブ、１０４はコイルフォルダ、１０５は磁性コア、１０６は励磁コイル、２０１は保護部材、２０２は温度サーミスタ、２０３はサーモパイル、２０４は電圧増幅回路、２０５は電源、２０６、２０７、２０８、２０９は抵抗、２１０はＦＥＴ、２１１、２１２はリレー、２１３は高周波発生手段、２１４はＦＥＴ、２１５、２１６は抵抗、２１７は比較手段、２１８はダイオード、２１９、２２０は抵抗、２２１はツェナーダイオードである。図２は本実施例における定着装置を詳細に示した図である。定着スリーブ１０３は、誘導加熱材料からなる発熱層１０３ａと、定着性を高めるための弾性層１０３ｂと、定着後の記録シートの分離を良くするための離型層１０３ｃとからなる。１３０は加圧ローラである。
【００１６】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は定着スリーブ１０３の外側に、温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａに内接して配置されている。
【００１７】
図３（ａ）は定着スリーブ１０３を図２に記載の矢印方向Ａより見た図であり、Ｌｍｉｎは装置が通紙できる最小通紙幅、Ｌｍａｘは装置が通紙できる最大通紙幅を現している。
【００１８】
また、３０１、３０２は定着スリーブ１０３の発熱域を示しており、最大通紙幅Ｌｍａｘよりも外側は発熱域が減少する。
【００１９】
図３（ｂ）は最小通紙幅の記録シートを連続通紙した場合の定着スリーブ１０３の発熱層１０３ａの温度分布を示した図である。
【００２０】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に、温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域の最小通紙幅Ｌｍｉｎと最大通紙幅Ｌｍａｘとの間に配置されている。
【００２１】
図４に本実施例における画像形成装置を示す。
【００２２】
１はＣＰＵ、１１は露光手段、１２は感光ドラム、１３は帯電手段、１４は不図示の現像剤（以下トナー）を収納する現像器、１５は現像ローラ、１６は記録材Ｐを収納するカセット、１７は転写手段、２０は感光ドラムクリーニング手段、２２はクリーニングブレード  である。
【００２３】
次に画像形成動作を説明する。
【００２４】
画像形成動作動作が開始すると、不図示の駆動手段により感光ドラム１２、帯電手段１３、現像ローラ１５、転写手段１７、加圧ローラ１３０の回転を開始する。定着スリーブ１０３は加圧ローラ１３０により従動回転する。続いて、定着スリーブ１０３の加熱を開始する。次に、所定の電圧が印加された帯電手段により、感光ドラム１２の表面が所定の電位に帯電される。露光手段１１は不図示の制御手段から入力される画像データに基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、感光ドラム１１上に潜像画像を形成する。続いて、所定の電圧が印加された現像ローラ１５により、感光ドラム１１上の露光手段１１で露光された部分にのみ不図示のトナーを付着させ、感光ドラム１１上にトナー像を形成する。一方、所定のタイミングで記録シートＰがカセット１６より給紙される。
【００２５】
そして、記録シートＰが感光ドラム１２と転写手段１７との当接部に到達する所定のタイミングで転写手段１７に所定の電圧が印加され、感光ドラム１２上のトナー像が記録シートＰに転写される。記録シートＰに転写されたトナー像は、所定の温度に加熱された定着スリーブ１０３と、所定の圧力で定着スリーブ１０３に接している加圧ローラ１３０との当接部において、熱と圧力により記録シートＰ上に定着される。感光ドラム１２上に残留したトナーは、クリーニングブレード２２で除去される。
【００２６】
次に、定着スリーブ１０３の温度制御動作について説明する。
【００２７】
定着スリーブ１０３の加熱動作が開始されると、不図示のモータにより加圧ローラ１３０が回転し、定着スリーブ１０３も所定の速度で従動回転する。次に、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート１をＨｉｇｈにし、ＦＥＴ２１０をＯＮすることでリレー２１１，２１２を通電させる。続いて、ディジタル／アナログポート（以下Ｄ／Ａポート）１より所定の電圧を出力する。Ｄ／Ａポート１の出力は高周波発生手段２１３に入力され、高周波発生手段２１３は入力電圧に応じた電力を励磁コイル１０６に供給し、励磁コイル１０６は交番磁束を発生する。そして、前記交番磁束により発生した渦電流により、定着スリーブ１０３の電磁誘導発熱層が発熱する。
【００２８】
定着スリーブ１０３から放出された赤外線は保護部材２０１を通過し、サーモパイル２０３の温接点上に形成された赤外線吸収体に吸収されて熱に変換される。
【００２９】
すると、冷接点と温接点との間に温度差が生じ、サーモパイル２０３の両端に起電力が生じる。サーモパイル２０３の一方には電源２０５によりオフセット電圧（Ｖｏｆｆｓｅｔ）が印加されているため、サーモパイル２０３の出力電圧は下記式１となる。
【００３０】
出力電圧（Ｖ）＝Ａ×（ＴＢ＾４−ＴＳ＾４）＋Ｖｏｆｆｓｅｔ・・・式１
Ａ：    比例定数
ＴＢ：  温接点の温度（Ｋ）
ＴＳ：  冷接点の温度（Ｋ）
上記出力電圧は微小電圧であるため、増幅回路２０４で電圧増幅させたのち、ＣＰＵ１のＡ／Ｄポート１に入力する。
【００３１】
一方、サーモパイル２０３の冷接点の温度ＴＳは、温度サーミスタ２０２と抵抗２０６との分圧値により検出される。図５は抵抗２０６を１５０ｋΩとしたときの、冷接点の温度と温度サーミスタの検知電圧（ＶＳ）との関係を示した図である。温度サーミスタ２０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、検知電圧（ＶＳ）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート２の入力された温度サーミスタの検知電圧（ＶＳ）よりサーモパイル２０２の冷接点の温度ＴＳを検知する。
【００３２】
ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート１とＡ／Ｄポート２の入力電圧より、演算ないしは予め作成した変換テーブルによりサーモパイル２０３の温接点温度を検出し、予め作成した温接点温度と定着スリーブ１０３の表面温度との関係式から、定着スリーブ１０３の表面温度を検出する。
【００３３】
そして、ＣＰＵ１はＤ／Ａポート１の出力電圧を所定の電圧値に変化させることで高周波発生手段２１３から励磁コイル１０６に供給する電力を制御し、定着スリーブ１０３の表面温度を、例えば１８０℃に一定になるように制御する。
【００３４】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に配置されているため、記録シートの幅によらず、画像領域が接する定着スリーブ１０３の表面温度を一定に保つことが可能となり、不具合画像の発生を防止できる。
【００３５】
一方、定着スリーブ１０３が例えば２４０℃を超えると、定着スリーブ１０３の特に発熱層１０３ａと弾性層１０３ｂとの界面で熱的な劣化が加速され、寿命を短くする危険性がある。
【００３６】
次に、上記問題を解決するための異常温度検知動作について説明する。
【００３７】
定着スリーブの発熱層１０３ａに内接した温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧（Ｖｓｕｂ）がＣＰＵ１のＡ／Ｄポート３と比較手段２１７のマイナス端子に入力される。温度サーミスタ１０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、分圧電圧（Ｖｓｕｂ）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３の入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ）より定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂを検知する。
【００３８】
一方、比較手段２１７は分圧電圧（Ｖｓｕｂ）とツェナーダイオード２２１により生成される閾値電圧（Ｖｔｈ）とを比較する。（Ｖｔｈ＜３Ｖ）Ｖｔｈは定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂが２４０℃になったときの、温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧と等しい電圧である。
【００３９】
通常動作時は  Ｖｓｕｂ＞Ｖｔｈ  の関係であるため、比較手段２１７の出力はＬｏｗとなり、ＦＥＴ２１４はＯＦＦである。
【００４０】
一方、温度Ｔｓｕｂが２４０℃以上になると  Ｖｓｕｂ＜Ｖｔｈとなり、比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなる。比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなると、ＦＥＴ２１４のゲート端子には抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧（分圧電圧＞Ｖｔｈ）が入力され、ＦＥＴ２１４がＯＮし、ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせる。ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせることでリレー２１１，２１２を非通電状態にさせ、高周波発生手段２１３への電力供給を遮断する。
【００４１】
また、抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧は閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいため、ダイオード２１８が導通し、比較手段２１７のプラス端子にＶｏｆｆ（Ｖｏｆｆ＞３Ｖ）が入力される。温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧Ｖｓｕｂは必ず３Ｖ以下であるため、比較手段２１７の出力はＯＰＥＮのまま保持される。
【００４２】
さらに、比較手段２１７の出力端子はＣＰＵ１のＩ／Ｏポート２にも接続されており、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート２の入力電圧の変化により定着装置の温度異常を検知し、例えば表示パネル等を通じてユーザに異常を報知する。
【００４３】
温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域に内接して配置されているため、定着スリーブ１０３の温度異常を確実に検知することが可能となる。
【００４４】
また、上記異常温度検知動作はＣＰＵ１を介さないハード回路構成であるため、例えばＣＰＵ１が暴走した場合においても、定着スリーブ１０３の寿命が短くなることを確実に防止できる。
【００４５】
なお、ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３に入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ）が、閾値電圧Ｖｔｈより小さい所定の電圧を超えた場合、画像形成間隔を広くするなどして定着スリーブの発熱層１０３ａの温度上昇を抑制する制御を行うことも可能である。
【実施例２】
【００４６】
本実施例では、励磁コイルを定着スリーブの外部に配置した誘導加熱方式の定着装置を用いて説明する。
【００４７】
図６は、本実施例における定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を示した図である。
【００４８】
実施例１に記載済みのものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００４９】
３０１はコイルフォルダ、３０２は磁性コア、３０３は励磁コイルである。
【００５０】
図７は本実施例における定着装置を詳細に示した図である。
【００５１】
定着スリーブ１０３は、誘導加熱材料からなる発熱層１０３ａと、定着性を高めるための弾性層１０３ｂと、定着後の記録シートの分離を良くするための離型層１０３ｃとからなる。１３０は加圧ローラである。
【００５２】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は定着スリーブ１０３の外側に、温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａに内接して配置されている。
【００５３】
図８（ａ）は定着スリーブ１０３を図７に記載の矢印方向Ｂより見た図であり、Ｌｍｉｎは装置が通紙できる最小通紙幅、Ｌｍａｘは装置が通紙できる最大通紙幅を現している。
【００５４】
また、３０１、３０２は定着スリーブ１０３の発熱域を示しており、最大通紙幅Ｌｍａｘよりも外側は発熱域が減少する。
【００５５】
図８（ｂ）は最小通紙幅の記録シートを連続通紙した場合の定着スリーブの発熱層１０３ａの温度分布を示した図である。
【００５６】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に、温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域内の最小通紙幅Ｌｍｉｎと最大通紙幅Ｌｍａｘとの間に配置されている。
【００５７】
次に、定着スリーブ１０３の温度制御動作について説明する。
【００５８】
定着スリーブ１０３の加熱動作が開始されると、不図示のモータにより加圧ローラ１３０が回転し、定着スリーブ１０３も所定の速度で従動回転する。次に、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート１をＨｉｇｈにし、ＦＥＴ２１０をＯＮすることでリレー２１１，２１２を通電させる。続いて、ディジタル／アナログポート（以下Ｄ／Ａポート）１より所定の電圧を出力する。Ｄ／Ａポート１の出力は高周波発生手段２１３に入力され、高周波発生手段２１３は入力電圧に応じた電力を励磁コイル３０３に供給し、励磁コイル３０３は交番磁束を発生する。そして、前記交番磁束により発生した渦電流により、定着スリーブ１０３の電磁誘導発熱層が発熱する。
【００５９】
定着スリーブ１０３から放出された赤外線は保護部材２０１を通過し、サーモパイル２０３の温接点上に形成された赤外線吸収体に吸収されて熱に変換される。すると、冷接点と温接点との間に温度差が生じ、サーモパイル２０３の両端に起電力が生じる。サーモパイル２０３の一方には電源２０５によりオフセット電圧（Ｖｏｆｆｓｅｔ）が印加されているため、サーモパイル２０３の出力電圧は実施例１に記載の式１となる。
【００６０】
上記出力電圧は微小電圧であるため、増幅回路２０４で電圧増幅させたのち、ＣＰＵ１のＡ／Ｄポート１に入力する。
【００６１】
一方、サーモパイル２０３の冷接点の温度ＴＳは、温度サーミスタ２０２と抵抗２０６との分圧値により検出される。温度サーミスタ２０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、検知電圧（ＶＳ）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート２の入力された温度サーミスタの検知電圧（ＶＳ）よりサーモパイル２０２の冷接点の温度ＴＳを検知する。
【００６２】
ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート１とＡ／Ｄポート２の入力電圧より、演算ないしは予め作成した変換テーブルによりサーモパイル２０３の温接点温度を検出し、予め作成した温接点温度と定着スリーブ１０３の表面温度との関係式から、定着スリーブ１０３の表面温度を検出する。
【００６３】
そして、ＣＰＵ１はＤ／Ａポート１の出力電圧を所定の電圧値に変化させることで高周波発生手段２１３から励磁コイル３０３に供給する電力を制御し、定着スリーブ１０３の表面温度を、例えば１８０℃に一定になるように制御する。
【００６４】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に配置されているため、記録シートの幅によらず、画像領域が接する定着スリーブ１０３の表面温度を一定に保つことが可能となり、不具合画像の発生を防止できる。
【００６５】
一方、定着スリーブ１０３が例えば２４０℃を超えると、定着スリーブ１０３の特に発熱層１０３ａと弾性層１０３ｂとの界面で熱的な劣化が加速され、寿命を短くする危険性がある。
【００６６】
次に、上記問題を解決するための異常温度検知動作について説明する。
【００６７】
定着スリーブの発熱層１０３ａに内接した温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧（Ｖｓｕｂ）がＣＰＵ１のＡ／Ｄポート３と比較手段２１７のマイナス端子に入力される。温度サーミスタ１０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、分圧電圧（Ｖｓｕｂ）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３の入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ）より定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂを検知する。
【００６８】
一方、比較手段２１７は分圧電圧（Ｖｓｕｂ）とツェナーダイオード２２１により生成される閾値電圧（Ｖｔｈ）とを比較する。（Ｖｔｈ＜３Ｖ）Ｖｔｈは定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂが２４０℃になったときの、温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧と等しい電圧である。
【００６９】
通常動作時は  Ｖｓｕｂ＞Ｖｔｈの関係であるため、比較手段２１７の出力はＬｏｗとなり、ＦＥＴ２１４はＯＦＦである。
【００７０】
一方、温度Ｔｓｕｂが２４０℃以上になると  Ｖｓｕｂ＜Ｖｔｈとなり、比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなる。比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなると、ＦＥＴ２１４のゲート端子には抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧（分圧電圧＞Ｖｔｈ）が入力され、ＦＥＴ２１４がＯＮし、ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせる。ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせることでリレー２１１，２１２を非通電状態にさせ、高周波発生手段２１３への電力供給を遮断する。
【００７１】
また、抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧は閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいため、ダイオード２１８が導通し、比較手段２１７のプラス端子にＶｏｆｆ（Ｖｏｆｆ＞３Ｖ）が入力される。温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧Ｖｓｕｂは必ず３Ｖ以下であるため、比較手段２１７の出力はＯＰＥＮのまま保持される。
【００７２】
さらに、比較手段２１７の出力端子はＣＰＵ１のＩ／Ｏポート２にも接続されており、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート２の入力電圧の変化により定着装置の温度異常を検知し、例えば表示パネル等を通じてユーザに異常を報知する。
【００７３】
温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域に内接して配置されているため、励磁コイルが定着スリーブの外部に配置される構成においても、定着スリーブ１０３の温度異常を確実に検知することが可能となる。
【００７４】
また、上記異常温度検知動作はＣＰＵ１を介さないハード回路構成であるため、例えばＣＰＵ１が暴走した場合においても、定着スリーブ１０３の寿命が短くなることを確実に防止できる。
【００７５】
なお、ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３に入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ）が、閾値電圧Ｖｔｈより小さい所定の電圧を超えた場合、画像形成間隔を広くするなどして定着スリーブの発熱層１０３ａの温度上昇を抑制する制御を行うことも可能である。
【実施例３】
【００７６】
本実施例では、定着スリーブに内接した温度検知手段を複数配置した誘導加熱方式の定着装置を用いて説明する。
【００７７】
図９は、本実施例における定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を示した図である。
【００７８】
実施例１に記載済みのものは同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００７９】
４０１は温度サーミスタ、４０２は抵抗、４１４はＦＥＴ、４１５、４１６は抵抗、４１７は比較手段、４１８はダイオード、４１９、４２０は抵抗、４２１はツェナーダイオードである。
【００８０】
図１０は本実施例における定着装置を詳細に示した図である。
【００８１】
定着スリーブ１０３は、誘導加熱材料からなる発熱層１０３ａと、定着性を高めるための弾性層１０３ｂと、定着後の記録シートの分離を良くするための離型層１０３ｃとからなる。１３０は加圧ローラである。
【００８２】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は定着スリーブ１０３の外側に、温度サーミスタ１０２、４０１は発熱層１０３ａに内接して配置されている。
【００８３】
図１１（ａ）は定着スリーブ１０３を図１０に記載の矢印方向Ｃより見た図であり、Ｌｍｉｎは装置が通紙できる最小通紙幅、Ｌｍａｘは装置が通紙できる最大通紙幅を現している。
【００８４】
また、３０１、３０２は定着スリーブ１０３の発熱域を示しており、最大通紙幅Ｌｍａｘよりも外側は発熱域が減少する。
【００８５】
図１１（ｂ）は最小通紙幅の記録シートを連続通紙した場合の定着スリーブの発熱層１０３ａの温度分布を示した図である。
【００８６】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に、温度サーミスタ１０２は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域内の最小通紙幅Ｌｍｉｎと最大通紙幅Ｌｍａｘとの間に、温度サーミスタ４０１は温度サーミスタ１０２とは反対側の発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域内の最小通紙幅Ｌｍｉｎと最大通紙幅Ｌｍａｘとの間に配置されている。
【００８７】
次に、定着スリーブ１０３の温度制御動作について説明する。
【００８８】
定着スリーブ１０３の加熱動作が開始されると、不図示のモータにより加圧ローラ１３０が回転し、定着スリーブ１０３も所定の速度で従動回転する。次に、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート１をＨｉｇｈにし、ＦＥＴ２１０をＯＮすることでリレー２１１，２１２を通電させる。続いて、ディジタル／アナログポート（以下Ｄ／Ａポート）１より所定の電圧を出力する。Ｄ／Ａポート１の出力は高周波発生手段２１３に入力され、高周波発生手段２１３は入力電圧に応じた電力を励磁コイル３０３に供給し、励磁コイル３０３は交番磁束を発生する。そして、前記交番磁束により発生した渦電流により、定着スリーブ１０３の電磁誘導発熱層が発熱する。
【００８９】
定着スリーブ１０３から放出された赤外線は保護部材２０１を通過し、サーモパイル２０３の温接点上に形成された赤外線吸収体に吸収されて熱に変換される。すると、冷接点と温接点との間に温度差が生じ、サーモパイル２０３の両端に起電力が生じる。サーモパイル２０３の一方には電源２０５によりオフセット電圧（Ｖｏｆｆｓｅｔ）が印加されているため、サーモパイル２０３の出力電圧は実施例１に記載の式１となる。
【００９０】
上記出力電圧は微小電圧であるため、増幅回路２０４で電圧増幅させたのち、ＣＰＵ１のＡ／Ｄポート１に入力する。
【００９１】
一方、サーモパイル２０３の冷接点の温度ＴＳは、温度サーミスタ２０２と抵抗２０６との分圧値により検出される。温度サーミスタ２０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、検知電圧（ＶＳ）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート２の入力された温度サーミスタの検知電圧（ＶＳ）よりサーモパイル２０２の冷接点の温度ＴＳを検知する。
【００９２】
ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート１とＡ／Ｄポート２の入力電圧より、演算ないしは予め作成した変換テーブルによりサーモパイル２０３の温接点温度を検出し、予め作成した温接点温度と定着スリーブ１０３の表面温度との関係式から、定着スリーブ１０３の表面温度を検出する。
【００９３】
そして、ＣＰＵ１はＤ／Ａポート１の出力電圧を所定の電圧値に変化させることで高周波発生手段２１３から励磁コイル３０３に供給する電力を制御し、定着スリーブ１０３の表面温度を、例えば１８０℃に一定になるように制御する。
【００９４】
サーモパイル式非接触温度センサ１０１は最小通紙幅Ｌｍｉｎの内側に配置されているため、記録シートの幅によらず、画像領域が接する定着スリーブ１０３の表面温度を一定に保つことが可能となり、不具合画像の発生を防止できる。
【００９５】
一方、定着スリーブ１０３が例えば２４０℃を超えると、定着スリーブ１０３の特に発熱層１０３ａと弾性層１０３ｂとの界面で熱的な劣化が加速され、寿命を短くする危険性がある。
【００９６】
次に、上記問題を解決するための異常温度検知動作について説明する。
【００９７】
定着スリーブの発熱層１０３ａに内接した温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧（Ｖｓｕｂ１）がＣＰＵ１のＡ／Ｄポート３と比較手段２１７のマイナス端子に入力される。温度サーミスタ１０２の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、分圧電圧（Ｖｓｕｂ１）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３の入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ１）より定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂ１を検知する。
【００９８】
一方、比較手段２１７は分圧電圧（Ｖｓｕｂ１）とツェナーダイオード２２１により生成される閾値電圧（Ｖｔｈ１）とを比較する。（Ｖｔｈ１＜３Ｖ）Ｖｔｈ１は定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂ１が２４０℃になったときの、温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧と等しい電圧である。
【００９９】
通常動作時は  Ｖｓｕｂ１＞Ｖｔｈ１の関係であるため、比較手段２１７の出力はＬｏｗとなり、ＦＥＴ２１４はＯＦＦである。
【０１００】
一方、温度Ｔｓｕｂ１が２４０℃以上になると  Ｖｓｕｂ１＜Ｖｔｈ１となり、比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなる。比較手段２１７の出力がＯＰＥＮとなると、ＦＥＴ２１４のゲート端子には抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧（分圧電圧＞Ｖｔｈ１）が入力され、ＦＥＴ２１４がＯＮし、ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせる。ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせることでリレー２１１，２１２を非通電状態にさせ、高周波発生手段２１３への電力供給を遮断する。
【０１０１】
また、抵抗２１５と抵抗２１６との分圧電圧は閾値電圧Ｖｔｈ１よりも大きいため、ダイオード２１８が導通し、比較手段２１７のプラス端子にＶｏｆｆ１（Ｖｏｆｆ１＞３Ｖ）が入力される。温度サーミスタ１０２と抵抗２０７との分圧電圧Ｖｓｕｂ１は必ず３Ｖ以下であるため、比較手段２１７の出力はＯＰＥＮのまま保持される。
【０１０２】
同様に、定着スリーブの発熱層１０３ａに内接した温度サーミスタ４０１と抵抗４０２との分圧電圧（Ｖｓｕｂ２）がＣＰＵ１のＡ／Ｄポート４と比較手段４１７のマイナス端子に入力される。温度サーミスタ４０１の抵抗値は温度の上昇とともに低下するため、分圧電圧（Ｖｓｕｂ２）も温度の上昇とともに減少する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート４に入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ２）より定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂ２を検知する。
【０１０３】
一方、比較手段４１７は分圧電圧（Ｖｓｕｂ２）とツェナーダイオード４２１により生成される閾値電圧（Ｖｔｈ２）とを比較する。（Ｖｔｈ２＜３Ｖ）Ｖｔｈ２は定着スリーブの発熱層１０３ａの温度Ｔｓｕｂ２が２４０℃になったときの、温度サーミスタ４０１と抵抗４０２との分圧電圧と等しい電圧である。
【０１０４】
通常動作時は  Ｖｓｕｂ２＞Ｖｔｈの関係であるため、比較手段４１７の出力はＬｏｗとなり、ＦＥＴ４１４はＯＦＦである。
【０１０５】
一方、温度Ｔｓｕｂ２が２４０℃以上になると  Ｖｓｕｂ２＜Ｖｔｈ２となり、比較手段４１７の出力がＯＰＥＮとなる。比較手段４１７の出力がＯＰＥＮとなると、ＦＥＴ４１４のゲート端子には抵抗４１５と抵抗４１６との分圧電圧（分圧電圧＞Ｖｔｈ２）が入力され、ＦＥＴ４１４がＯＮし、ＦＥＴ４１０をＯＦＦさせる。ＦＥＴ２１０をＯＦＦさせることでリレー２１１，２１２を非通電状態にさせ、高周波発生手段２１３への電力供給を遮断する。
【０１０６】
また、抵抗４１５と抵抗４１６との分圧電圧は閾値電圧Ｖｔｈよりも大きいため、ダイオード４１８が導通し、比較手段４１７のプラス端子にＶｏｆｆ２（Ｖｏｆｆ２＞３Ｖ）が入力される。温度サーミスタ４０１と抵抗４０２との分圧電圧Ｖｓｕｂ２は必ず３Ｖ以下であるため、比較手段４１７の出力はＯＰＥＮのまま保持される。
【０１０７】
さらに、比較手段２１７の出力端子はＣＰＵ１のＩ／Ｏポート２に、比較手段４１７の出力端子はＣＰＵ１のＩ／Ｏポート３にも接続されており、ＣＰＵ１はＩ／Ｏポート２もしくはＩ／Ｏポート３の入力電圧の変化により定着装置の温度異常を検知し、例えば表示パネル等を通じてユーザに異常を報知する。
【０１０８】
温度サーミスタ１０２及び温度サーミスタ４０１は発熱層１０３ａの温度が最も高くなる発熱域に内接して配置されているため、定着スリーブ１０３の温度異常をより確実に検知することが可能となる。
【０１０９】
また、上記異常温度検知動作はＣＰＵ１を介さないハード回路構成であるため、例えばＣＰＵ１が暴走した場合においても、定着スリーブ１０３の寿命が短くなることをより確実に防止できる。
【０１１０】
なお、ＣＰＵ１はＡ／Ｄポート３もしくはＡ／Ｄポート４に入力された分圧電圧（Ｖｓｕｂ）が、閾値電圧Ｖｔｈより小さい所定の電圧を超えた場合、画像形成間隔を広くするなどして定着スリーブの発熱層１０３ａの温度上昇を抑制する制御を行うことも可能である。
【０１１１】
上記実施例１〜３では正常動作時の定着スリーブの表面温度を１８０℃、一方、定着スリーブの熱的な劣化が加速される温度を２４０℃として説明を行った。
【０１１２】
しかしながら、正常動作時の定着スリーブの表面温度や、定着スリーブの熱的な劣化が加速される温度は上記温度に限定されるものではなく、異常を検知する温度は装置の構成に応じて変更してもかまわない。
【０１１３】
上記実施例１〜３では定着スリーブを加熱する構成で説明を行った。
【０１１４】
しかしながら、加熱対象は定着スリーブに限定されるものではなく、例えば加圧ローラを加熱する構成においても適応可能であることは言うまでもない。
【０１１５】
上記実施例１〜３では非接触温度検知手段にサーモパイル式非接触温度センサを用いて説明を行った。
【０１１６】
しかしながら、非接触温度検知手段はサーモパイル式非接触温度センサに限定されるものではなく、他の非接触温度検知手段を用いてもかまわない。
【０１１７】
上記実施例１〜３では定着スリーブの発熱層の温度検知を、温度の上昇と共に検知電圧が減少する構成で説明を行った。
【０１１８】
しかしながら、定着スリーブの発熱層の温度検知構成は上記構成に限定されるものではなく、例えば実施例３において、例えば、一方の発熱層の温度検知を温度の上昇と共に検知電圧が減少する構成で行い、他方の発熱層の温度検知を温度の上昇と共に検知電圧が上昇する構成で行ってもかまわない。
【０１１９】
上記実施例１〜３ではリレーを用いて高周波発生手段への電力供給を遮断する構成で説明を行った。
【０１２０】
しかしながら、電力供給を遮断する構成はリレーに限定されるものではなく、他の回路方式で構成してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る、定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る、定着装置の詳細を説明する図である。
【図３】（ａ）（ｂ）本発明の第１の実施例に係る、温度検知手段の配置位置と通紙幅、及び加熱域の関係を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る、画像形成装置を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る、温度サーミスタの検知電圧と検知温度との関係を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る、定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る、定着装置の詳細を説明する図である。
【図８】（ａ）（ｂ）本発明の第２の実施例に係る、温度検知手段の配置位置と通紙幅、及び加熱域の関係を説明する図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る、定着装置及び画像形成装置の温度制御方法及び異常温度検知方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る、定着装置の詳細を説明する図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）本発明の第３の実施例に係る、温度検知手段の配置位置と通紙幅、及び加熱域の関係を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  ＣＰＵ
１１  露光手段
１２  感光ドラム
１３  帯電手段
１４  現像器
１５  現像ローラ
１６  カセット
１７  転写手段
２０  感光ドラムクリーニング手段
２２  クリーニングブレード
１０１  サーモパイル式非接触温度センサ
１０２  温度サーミスタ
１０３  定着スリーブ
１０４  コイルフォルダ
１０５  磁性コア
１０６  励磁コイル
２０１  保護部材
２０２  温度サーミスタ
２０３  サーモパイル
２０４  電圧増幅回路
２０５  電源
２０６、２０７、２０８、２０９  抵抗
２１０  ＦＥＴ
２１１、２１２  リレー
２１３  高周波発生手段
２１４  ＦＥＴ
２１５、２１６  抵抗
２１７  比較手段
２１８  ダイオード
２１９、２２０  抵抗
２２１  ツェナーダイオード
３０１  コイルフォルダ
３０２  磁性コア
３０３  励磁コイル
４０１  温度サーミスタ
４０２  抵抗
４１４  ＦＥＴ
４１５、４１６  抵抗
４１７  比較手段
４１８  ダイオード
４１９、４２０  抵抗
４２１  ツェナーダイオード
【図１】
2006154075.tif 000003
【図３】
2006154075.tif 000004
【図４】
2006154075.tif 000005
【図５】
2006154075.tif 000006
【図６】
2006154075.tif 000007
【図７】
2006154075.tif 000008
【図８】
2006154075.tif 000009
【図９】
2006154075.tif 000010
【図１１】
2006154075.tif 000011
【図２】
2006154075.tif 000012
【図１０】
2006154075.tif 000013