(57)【要約】【課題】抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置において、発熱異常の発生を確率よく検出することが可能な定着装置を提供する。【解決手段】記録シート上の未定着画像を、ジュール発熱を利用して熱定着させる定着装置であって、絶縁性の周面上において、複数の細長形状をした抵抗薄片が、その長手方向両端を回転体両端の給電電極に接続した状態で、回転体周方向に間隔をあけて配列されてなる抵抗発熱体層を有する筒状の加熱回転体51と、各抵抗薄片の温度を監視する温度センサ54と、温度センサ54による監視結果に基づいて、抵抗発熱体層の発熱異常の有無を推定する。【選択図】図２
2011253140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シート上の未定着画像を、ジュール発熱を利用して熱定着させる定着装置であって、
絶縁性の周面上において、複数の細長形状をした抵抗薄片が、その長手方向両端を回転体両端の給電電極に接続した状態で、回転体周方向に間隔をあけて配列されてなる抵抗発熱体層を有する筒状回転体と、
前記各抵抗薄片の温度を監視する監視手段と、
前記監視手段による監視結果に基づいて、前記抵抗発熱体層の発熱異常の有無を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の内の何れかが上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に前記発熱異常が発生したと推定する
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の最大値と最小値との差が閾値を超えた場合に前記発熱異常が発生したと推定する
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記監視手段は、前記筒状回転体の近傍の所定の位置に配置され、前記筒状回転体が回転することにより、前記各抵抗薄片が前記所定位置の近傍を通過する毎に、当該抵抗薄片の温度を検出し、
検出された抵抗薄片の、前記筒状回転体の回転方向における基準位置からの相対位置を取得する位置取得手段と、
前記監視手段により検出された温度が上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に、当該抵抗薄片の前記相対位置を記憶する相対位置記憶手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
発熱異常が推定された場合に、前記各抵抗発熱体への給電を停止する給電制御手段を
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の定着装置。
【請求項６】
発熱異常が推定された場合に、その旨を通知する通知手段を
備えることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
【請求項７】
前記筒状回転体は、無端状のベルトである
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記間隔は、１ｃｍ未満である
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の定着装置
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の定着装置を備える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】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に抵抗発熱体層を発熱層として用いた定着装置における発熱異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置が利用されるようになってきている。この抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に金属等の導電性材料を分散させて構成される。通電されている抵抗発熱体層に直接触れると、感電する危険があるため、感電を防止するため、抵抗発熱体層は、絶縁層で被覆されているのが一般的である。
【０００３】
特許文献１には、絶縁層で被覆された抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置が開示されている。当該定着装置においては、抵抗発熱体層に直接給電することによって発熱体が発熱するので、当該定着装置の熱効率を高くすることができ、ウォームアップ時間を短縮化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９―１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
抵抗発熱体層は、絶縁層で被覆されているため、通常は、直接触れられることはない。しかしながら、絶縁層の厚さは数百μｍ程度と薄いため、外部から混入した異物や記録シートとの接触により、絶縁層に傷が生じ、その傷が抵抗発熱体層にまで及び、当該傷の端部周辺で局所的に電流密度が高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が高まった部分が、高温に発熱したり、傷周辺部とそれ以外の部分で温度差が生じて、定着温度に温度ムラが生じ、定着画像の画質が劣化したりする場合が生じ得る。
【０００６】
定着装置に設けられているサーミスタやサーモスタット等の温度検知素子を用いてこの発熱異常を検出することは可能であるが、検出範囲が狭いため、発熱異常が発生する抵抗発熱体層の場所によっては、発熱異常の発生が見逃される場合が生じる。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置において、発熱異常の発生を確率よく検出することが可能な定着装置及び当該定着装置を備える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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、記録シート上の未定着画像を、ジュール発熱を利用して熱定着させる定着装置であって、絶縁性の周面上において、複数の細長形状をした抵抗薄片が、その長手方向両端を回転体両端の給電電極に接続した状態で、回転体周方向に間隔をあけて配列されてなる抵抗発熱体層を有する筒状回転体と、前記各抵抗薄片の温度を監視する監視手段と、前記監視手段による監視結果に基づいて、前記抵抗発熱体層の発熱異常の有無を推定する推定手段と、を備える。
【０００８】
前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の内の何れかが上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に前記発熱異常が発生したと推定することとすることができる。又、前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の最大値と最小値との差が閾値を超えた場合に前記発熱異常が発生したと推定することとすることができる。
さらに、前記筒状回転体は、無端状のベルトであることとすることができる。又、前記間隔は、１ｃｍ未満であることとすることができる。又、本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置を備える画像形成装置であることとすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成を備えることにより、抵抗発熱体層の複数の各抵抗薄片が、絶縁性の周面上において、回転体周方向に間隔をあけて配列されているので、抵抗発熱体層の何れかの抵抗薄片に生じた傷の大きさが当該抵抗薄片の周方向の幅全体に及んでいる場合には、当該抵抗薄片には電流が流れなくなるので、当該抵抗薄片は、発熱せず、当該抵抗薄片の温度を監視することにより、容易に抵抗発熱体層に発熱異常が生じていることを検知することができる。
【００１０】
又、抵抗薄片に生じた傷が小さく、当該抵抗薄片の周方向の幅全体に及んでいない場合においても、抵抗発熱体層を絶縁性の周面全体を覆う１つの層として構成した場合に比べ、傷による抵抗の増加率が大きくなり、それに応じて電流量の減少率が大きくなり、抵抗薄片を流れる電流密度が小さくなるため、１つの抵抗薄片における、傷による温度の減少量は大きくなる。その結果、傷がある場合と無い場合の温度差を大きくすることができ、その分、抵抗発熱体層における発熱異常の検出を容易にすることができる。
【００１１】
ここで、前記監視手段は、前記筒状回転体の近傍の所定の位置に配置され、前記筒状回転体が回転することにより、前記各抵抗薄片が前記所定位置の近傍を通過する毎に、当該抵抗薄片の温度を検出し、検出された抵抗薄片の、前記筒状回転体の回転方向における基準位置からの相対位置を取得する位置取得手段と、前記監視手段により検出された温度が上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に、当該抵抗薄片の前記相対位置を記憶する相対位置記憶手段と、
を備えることとしてもよい。
【００１２】
これにより、発熱異常が推定される抵抗薄片の筒状回転体における相対位置を記憶させておくことができるので、ユーザは、当該相対位置を読み出すことにより、容易に発熱異常のある抵抗薄片の位置を特定することができる。
ここで、発熱異常が推定された場合に、前記各抵抗発熱体への給電を停止する給電制御手段を備えることとしてもよい。
【００１３】
これにより、発熱異常が推定された場合には、各抵抗薄片への給電が停止されるので、ユーザは、発熱異常が生じている状態で記録シートの熱定着が継続して行われ、定着不良等の不具合が生じるのを未然に防止することができる。
ここで、発熱異常が推定された場合に、その旨を通知する通知手段を
備えることとしてもよい。
【００１４】
これにより、発熱異常が推定された場合には、その旨の通知が行われるので、ユーザは、迅速に修理等の必要な処置を講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンタ１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の構成を示す斜視図である。
【図３】加熱回転体５１の両端部を除く領域における詳細な構造を示す断面図である。
【図４】加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。
【図５】制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
【図６】制御部６０が行うベルト温度異常検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】ベルト温度異常検出処理の動作の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンタの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンタ１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。
【００１７】
プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
【００１８】
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ４５などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。
【００１９】
現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。露光部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。
【００２０】
この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。
【００２１】
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次1次転写された後、２次転写ローラ４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。トナー像が２次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラ７１により排紙トレイ７２に排出される。
【００２２】
給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートを２次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ４４などを備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００２３】
記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、異なる大きさ又は厚さ又は材質の記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
繰り出しローラ４２、タイミングローラ４４等の各ローラは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モータとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモータが使用される。
【００２４】
記録シートは、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて
給紙部４から２次転写位置４６に搬送され、２次転写ローラ４５により中間転写
ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の構成を示す斜視図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３と、を有する。加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に給電用の電極５１１、５１２が設けられ、両電極には電源部５００から給電ブラシ５０１、５０２を介して給電が行われる。これにより、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１が発熱する。さらに、加熱回転体５１の外周面の近傍の所定の位置（ここでは、回転軸方向の中央部付近）には、温度センサ５４が配置され、加熱回転体５１の一方の端部側（図２の左端部側）の加熱回転体５１の内周面と対向する位置には位相検知センサ５５が配置されている。
【００２５】
図３は、加熱回転体５１の両端部を除く領域における詳細な構造を示す断面図である。同図に示すように、両端部を除く領域においては、加熱回転体５１は、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成される。抵抗発熱体層５１４は、加熱回転体５１の周方向において複数の細長形状の層に分割（ここでは、等分割）されており、分割された細長形状の層（以下、「分割層」という。）は、それぞれ、周方向に等間隔をあけて絶縁層５１３上を周回するように配置されている。隣接する分割層間の間隙部分には、絶縁性の弾性層５１５が充填され、隣接する分割層間が絶縁状態となるように構成されている。なお、加熱回転体５１の通紙領域における定着温度に温度ムラが生じないようにするため、隣接する分割層間の間隔は、できるだけ近接している方が望ましく、数ｍｍ以下（1ｃｍ未満）とすることが望ましい。
【００２６】
このように、抵抗発熱体層５１４を、絶縁層５１３の周面全体に1つの層として一体的に配置せず、複数の分割層に分割して絶縁層５１３に配置する構成とすることにより、抵抗発熱体層５１４に傷が生じ、その結果、発熱異常が発生した場合における、抵抗値や電流の変化を温度変化として検出しやすくすることができる。例えば、図２の符号２０１で示すように、傷の周方向の長さが、抵抗発熱体層５１４の１つの分割層の周方向の幅全体に及んでいる場合には、当該分割層には、符号２０２の×印付き矢印で示すように電流が流れないので、当該分割層は、発熱しない。従って、加熱回転体５１の外周面において、当該分割層に対応する領域の表面温度を検出することで、発熱異常を容易に検出することができる。一方、分割せず、抵抗発熱体層を絶縁層の周面全体を覆う１つの層として構成した場合には、局所的には、温度が急上昇しても、抵抗発熱体層全体としての温度は、ほとんど変化せず、傷の発生した局所を除く領域では、温度変化を検出することが困難であり、傷の発生による発熱異常を見逃してしまう可能性が高くなる。
【００２７】
さらに、図２の符号２０３で示すように、傷が小さく、抵抗発熱体層５１４の１つの分割層の周方向の幅全体に及んでいない場合においても、全体を一層として場合に比べ、傷による抵抗の増加率が高くなり、それに応じて電流量の減少率が大きくなって１つの分割層を流れる電流密度がその分、小さくなるため、当該分割層における温度の減少量は大きくなる。その結果、傷の有る場合と無い場合の温度差を大きくすることができ、その分、発熱異常を温度変化として検出しやすくなる。
【００２８】
等分割される抵抗発熱体層５１４の分割層の数は、多ければ多い程、分割層の周方向の幅を小さくすることができ、それに応じて小さい傷に起因する発熱異常を効率よく検出することができる。
図４は、加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１の端部においては、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１がこの順に積層されて構成される。電極５１１は、導電性の材料から構成される。電極５１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。絶縁層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するとともに、隣接する抵抗発熱体層５１４間が絶縁されるようにするための層であり、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。
【００２９】
抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２と電気的に接続され、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値（又は体積抵抗率）は、導電性材料の量を調整することにより、所定の電気抵抗値（又は体積抵抗率）に調整される。
【００３０】
耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００３１】
導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は0.01〜10μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。
【００３２】
抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値は、1.0×10−６〜1.0×10−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該電気抵抗値は、1.0×10−５〜5.0×10−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
弾性層５１５は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性層５１５を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性層５１５の材料としては、耐熱性と弾性とを有し、絶縁性のゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴムを用いることができる。
【００３３】
弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍの範囲内のものとする。弾性層５１５の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えていると，抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく，伝熱効率が悪いので好ましくない。
【００３４】
離型層５１６は，加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体５１と記録シートとの離型性を高めるための層である。離型層５１６の材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。離型層５１６の厚さは５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。
【００３５】
図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が図示しないフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラ５３は、加圧ローラ駆動モータ５６からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。
【００３６】
定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５２２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３の材料としては、熱伝導率が低く、耐熱性及び弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いるのが望ましい。加熱回転体５１のたわみを許容し、ニップ幅を広くすることができるからである。断熱層５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２２として用いる場合には、その厚さを１〜１０ｍｍとするのが望ましい。さらに望ましくは、２〜７ｍｍとするのがよい。
【００３７】
加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップが形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５３２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
【００３８】
弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１５と同様に、加圧ローラ５３と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１５と同様の材料及び厚さで構成することができる。
温度センサ５４は、周回駆動する加熱回転体５１の外周面の周方向の表面温度（ｔ）を所定の時間間隔で検出し、制御部６０に検出結果を出力する。検出する時間間隔は、周回駆動中に周方向に分割配置された各抵抗発熱体層５１４に対応する加熱回転体５１の外周面上の領域における表面温度を検出できる時間間隔に予め設定されている。温度センサ５４としては、例えば、赤外線検知型のサーモパイルを用いることができる。制御部６０は、表面温度の検出結果に基づいて、加熱回転体５１への通電のオン・オフを制御し、表面温度が所定の温度（例えば、定着温度）になるように制御する。
【００３９】
位相検知センサ５５は、発光素子と受光素子からなる光学式フォトセンサであり、加熱回転体５１が周回駆動されることにより、加熱回転体５１の端部側の内周面に設けられた不図示の反射板が、位相検知センサ５５と対向する位置に到達すると、反射板から反射される光を受光素子によって検出し、検出信号を制御部６０に出力する。
検出信号が出力される毎に、制御部６０は、時間計測を開始し、次の検出信号が入力されると、計測値をリセットする。検出信号が入力されてから次の検出信号が入力されるまでの時間は、一定時間であることから、計測値に基づいて、現時点の加熱回転体５１の回転位相（反射板が位相検知センサ５５と対向するときの位置を基準位置とした場合における、現時点の基準位置からの周方向への移動量）を算出することができる。例えば、加熱回転体５１が、1回転するのに要する時間を２秒とすると、計測値が1秒の場合には、加熱回転体５１は、基準位置から半回転分だけ周方向に移動していることになる。
【００４０】
［３］制御部の構成
図５は、制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピュータであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０４、画像データ記憶部６０５、パラメータ記憶部６０６、位相カウンタ６０７などを備える。
【００４１】
通信Ｉ／Ｆ部６０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０３には、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、操作パネル６を制御するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０２や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶している。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３に格納されている各種プログラムを実行することにより、画像プロセス部３、給紙部４、操作パネル６を制御し、さらに、電源部５００、温度センサ５４、位相検知センサ５５、加圧ローラ駆動モータ５６の制御により、定着装置５全体の機能を制御するとともに、定着装置５において、後述するベルト温度異常検出処理を実行する。
【００４２】
パラメータ記憶部６０６は、後述するベルト温度異常検出処理において用いる各種の閾値等を記憶している。具体的には、加熱回転体５１の表面温度が異常発熱しているか否かを判定するための高温側の閾値を示す異常閾値（例えば、２００℃）、抵抗発熱体層５１４における傷の発生に起因する表面温度の低下を検出するための閾値を示す正常下限閾値（例えば、定着温度の下限温度を正常下限閾値とする。）、正常下限閾値を下回った回数の閾値を示す回数閾値（例えば、２回）等を記憶している。位相カウンタ６０７は、位相検知センサ５５より検出信号が入力される毎に、時間計測を開始し、次の検出信号が入力されると、計測値をリセットする。
【００４３】
［４］ベルト温度異常検出処理
図６は、制御部６０が行うベルト温度異常検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の開始指示が入力され、ベルト温度異常検出処理を実行するプログラムが起動されると、正常下限閾値を下回った回数を示す変数Ｋを０に初期化し（ステップＳ６０１）、温度センサ５４より所定の時間間隔で加熱回転体５１の周方向の表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る（ステップＳ６０２）。
【００４４】
表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る毎に、制御部６０は、ｔがパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常閾値を超えている否か、ｔが正常下限閾値を下回っているか否かについて判定する（ステップＳ６０３、ステップＳ６０４）。ｔが異常閾値を超えている場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、位相カウンタ６０７を介して計測値を取得し、当該計測値に基づいて回転位相を算出し、パラメータ記憶部６０６に算出した回転位相を記憶させ（ステップＳ６０５）、さらに、定着装置５への通電をオフにし、加熱回転体５１の加熱と回転を停止し、操作パネル６の表示部に発熱異常の発生を示す異常メッセージを表示させる（ステップ６０６）。なお。異常メッセージは、表示以外の方法、例えば、音声で通知することとしてもよい。
【００４５】
ｔが正常下限閾値を下回っている場合（ステップＳ６０３：ＮＯ、ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、変数Ｋに１を加算し（ステップＳ６０８）、Ｋがパラメータ記憶部６０６に記憶されている回数閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ６０９）。ｔが正常下限閾値を下回っていない場合（ステップＳ６０３：ＮＯ、ステップＳ６０４：ＮＯ）、制御部６０は、変数Ｋを０に初期化する（ステップＳ６０７）。
【００４６】
ｔが回数閾値を超えている場合（ステップＳ６０９：ＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６の処理に移行する。ｔが回数閾値を越えていない場合（ステップＳ６０９：ＮＯ）、制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の終了指示が入力される（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）まで、制御部６０は、ステップＳ６０２の処理への移行を繰り返す。
【００４７】
このように、温度センサ５４による検出が可能な位置で、抵抗発熱体層５１４の分割層に局所的な傷が発生した場合には、ステップＳ６０３の処理により当該傷の端部周辺の異常発熱を検出することにより、当該分割層における発熱異常を直接検出することができる。さらに、温度センサ５４による検出が可能な範囲外で、抵抗発熱体層５１４の分割層に局所的な傷が発生した場合には、当該傷が発生した分割層の温度は、傷による当該分割層における抵抗の増加によって、傷が未発生の正常な状態のときに比べ、電流が流れにくくなり、その結果、当該分割層を流れる電流密度が低下し、当該分割層の温度が全体として下がるので、その温度低下をステップＳ６０４の処理により検出して、当該分割層における発熱異常を推定することができる。
【００４８】
従って、上記のようなベルト温度異常検出処理を行うことにより、抵抗発熱体層を分割することなく１つの層とした場合に比べ、抵抗発熱体層における傷の発生に伴う発熱異常を見逃すリスクを小さくすることができ、発熱異常をより確実に検出し、発熱異常が発生した状態で熱定着動作が継続されるのを有効に防止することができる。そして、その結果として、温度ムラが生じた状態で、未定着画像の熱定着動作が継続され、定着画像の画質が劣化する事態が生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザが傷端部周辺の高温に発熱した部分に触れてやけど等のけがを負ってしまうというような深刻な事態の発生を未然に防止することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００４９】
（１）本実施の形態においては、ベルト温度異常検出処理において、抵抗発熱体層５１４における傷の発生に起因する発熱異常を、加熱回転体５１の表面温度（ｔ）が、異常閾値を超えるか否か、正常下限閾値を下回るか否かにより推定することとしたが、傷の発生に起因して生じる加熱回転体５１の表面温度（ｔ）間の温度差を検出することにより、傷の発生を推定することとしてもよい。
【００５０】
図７は、上記の場合の、ベルト温度異常検出処理の動作の変形例を示す図である。制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の開始指示が入力され、ベルト温度異常検出処理を実行するプログラムが起動されると、加熱回転体５１の表面温度（ｔ）の最大値を示すＴｍａｘ、ｔの最小値を示すＴminをそれぞれ初期値に設定する（ステップＳ７０１）。
【００５１】
ここでは、Ｔmaxの初期値をT0、Ｔminの初期値をT1とし、T0及びT1は、T0＞T1、両者の差（T0−T1）がＴmaxとＴminとの差の閾値よりも小さくなるように予め設定されているものとする。なお、閾値は、予め実験等をおこなうことにより、抵抗体発熱層５１４に傷が実際に発生した場合において検出された、ｔの最大値と最小値との差を求めることにより、決定されるものとする。
【００５２】
制御部６０は、温度センサ５４より所定の時間間隔で加熱回転体５１の表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る毎に（ステップＳ７０２）、ｔがＴmaxを超えているか否か、ｔがＴminを下回っているか否かについて判定する（ステップＳ７０３、ステップＳ７０４）。
ｔがＴmaxを超えている場合には（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、Ｔmaxの値をｔに更新し（ステップＳ７０５）、ｔがＴminを下回っている場合には（ステップＳ７０３：ＮＯ、ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、Ｔminの値をｔに更新する（ステップＳ７０６）。
【００５３】
次に、制御部６０は、ＴmaxとＴminの差分（Ｔmax−Ｔmin）が閾値を超えるか否か判定し（ステップＳ７０７）、閾値を超えている場合に（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）、位相カウンタ６０７を介して計測値を取得し、当該計測値に基づいて回転位相を算出し、パラメータ記憶部６０６に算出した回転位相を記憶させ（ステップＳ７０８）、さらに、定着装置５への通電をオフにし、加熱回転体５１の加熱と回転を停止し、操作パネル６の表示部に発熱異常の発生を示す異常メッセージを表示させる（ステップ７０９）。なお。異常メッセージは、表示以外の方法、例えば、音声で通知することとしてもよい。
【００５４】
ステップＳ７０７における判定結果が否定的である場合には（ステップＳ７０７：ＮＯ）、制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の終了指示が入力される（ステップＳ７１０：ＹＥＳ）まで、制御部６０は、ステップＳ７０２の処理への移行を繰り返す。
（２）本実施の形態では、ベルト加熱方式の定着装置を用いることとしたが、本実施の形態による効果は、抵抗発熱体層を利用した定着装置であれば、ベルト加熱方式以外の定着装置においても実現することができる。例えば、複数の抵抗発熱体層５１４の分割層を定着ローラに直接設けることとし、定着装置を定着ローラと加圧ローラとで構成することとしてもよい。
【００５５】
（３）本実施の形態のベルト温度異常検出処理及び（１）の変形例では、加熱回転体５１の表面温度の検出結果（ｔ）に基づいて抵抗発熱体層５１４に発熱異常が推定される場合には、操作パネルの表示部に異常メッセージを表示させることとしたが（図６のステップ６０６、図７のステップＳ７０９）、このとき、パラメータ記憶部６０６に記憶されている回転位相に関する情報も合わせて表示させることとしてもよい。
【００５６】
（４）本実施の形態のベルト温度異常検出処理及び（１）の変形例では、温度センサ５４により表面温度（ｔ）を直接検出し、検出結果に基づいて発熱異常の発生の有無を推定することとしたが、表面温度を指標する他のパラメータ、例えば、抵抗発熱体層５１４の各分割層を流れる電流量の変化を検出し、当該検出結果に基づいて発熱異常の発生の有無を推定することとしてもよい。
【００５７】
（５）本実施の形態では、抵抗発熱体層５１４は、周方向に等間隔をあけて複数の分割層に等分割されていることとしたが、分割の仕方は、等分割に限定されない。例えば、各分割層の周方向の幅が、異なる長さであってもよいし、各分割層間の周方向の間隔も１ｃｍを超えない範囲であれば、等間隔でなくてもよい。
（６）本実施の形態では、抵抗発熱体層５１４の各分割層の形状を細長の形状としたが、分割層の形状は細長形状に限定されない。当該形状は、絶縁層５１３の周面を、周方向に近接する間隔（1ｃｍより短い間隔）を隔てて被覆することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に抵抗発熱体を抵抗発熱体層として用いた定着装置における発熱異常を検出する技術に関する。
【符号の説明】
【００５９】
１                      プリンタ
３                      画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ              作像部
４                      給紙部
５                      定着装置
６                      操作パネル
１０                    露光部
１１                    中間転写ベルト
１２                    駆動ローラ
１３                    従動ローラ
３１Ｙ                  感光体ドラム
３２Ｙ                  帯電器
３３Ｙ                  現像器
３４Ｙ                  １次転写ローラ
３５Ｙ                  クリーナ
４１                    給紙カセット
４２                    繰り出しローラ
４３                    搬送路
４４                    タイミングローラ
４５                    ２次転写ローラ
４６                    ２次転写位置
５１                    加熱回転体
５２                    定着ローラ
５３                    加圧ローラ
５４                    温度センサ
５５                    位相検知センサ
５６                    加圧ローラ駆動モータ
６０                    制御部
７１                    排出ローラ
７２                    排紙トレイ
５００                  電源部
５０１、５０２          給電ブラシ
５１１、５１２          電極
５１３                  絶縁層
５１４                  抵抗発熱体層
５１５、５３３          弾性層
５１６、５３４          離型層
５２１、５３１          芯金端部
５２２、５３２          芯金
５２３                  断熱層
【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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