(57)【要約】【課題】定着装置および該定着装置を具備した画像形成装置について、定着部材の温調制御を正確に行うと同時に、定着部材の加圧解除状態、スリップ等の装置異常時の過昇温を防止して安全性を確保する。【解決手段】第一と第二の定着部材２０・１９を当接させてニップＮを形成させ、該ニップに画像を担持した記録材Ｐを導入して挟持搬送しつつ加熱する定着装置において、ニップ近傍に熱源１６を持ち、該熱源に非接触に配置される第一の温度検知手段１８と、該第一の温度検知手段より熱源に近い場所に配置される第二の温度検知手段１９を有し、該第一の温度検知手段および該第二の温度検知手段の検知温度の差が所定以上の値となった場合に、該熱源を停止するか、該熱源を定着実行時の制御温度よりも低温で制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一と第二の定着部材で形成されるニップで画像を担持した記録材を挟持搬送させて加熱する定着装置において、
ニップ近傍に熱源を持ち、該熱源に非接触に配置される第一の温度検知手段と、該第一の温度検知手段より熱源に近い場所に配置される第二の温度検知手段を有し、該第一の温度検知手段および該第二の温度検知手段の検知温度の差が所定以上の値となった場合に、該熱源を停止するか、該熱源を定着実行時の制御温度よりも低温で制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、該第一の温度検知手段と、該第二の温度検知手段が、ニップ長手方向に異なる位置に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２に記載の定着装置において、少なくともニップ長手方向に異なる二種以上のサイズの記録材を使用可能であり、該第二の温度検知手段が、ニップ長手方向サイズの大きな記録材の長手域内で、かつ、ニップ長手方向サイズの小さな記録材の長手域外に相当する位置に配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の定着装置において、記録材の画像面に接する側の定着部材として、ベルト状部材に弾性層を設けてなる定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項４に記載の定着装置において、該定着ベルトの１ｃｍ２あたり熱容量が４．１９×１０−２Ｊ／ｃｍ２・Ｋ以上４．１９Ｊ／ｃｍ２・Ｋ以下であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が耐熱性樹脂よりなることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項６に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が熱硬化性ポリイミドよりなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項４または５に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が金属よりなることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項８に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材がステンレスベルトよりなることを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材がニッケルベルトよりなることを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項４ないし１０の何れかに記載の定着装置において、該定着ベルトの最表層に離型性層を設けることを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の定着装置において、該定着ベルトの最表層に設ける離型性層がフッ素樹脂よりなることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置において、該離型性層がフッ素樹脂チューブを被覆することにより形成されることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れかに記載の定着装置において、熱源として線状発熱体を用いることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の定着装置において、熱源として、セラミック基板上に抵抗発熱体を形成してなるセラミックヒーターを用いることを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の定着装置において、セラミック基板として、アルミナ素材を用いることを特徴とする定着装置。
【請求項１７】
請求項１５に記載の定着装置において、セラミック基板として、窒化アルミ素材を用いることを特徴とする定着装置。
【請求項１８】
請求項１４ないし１７の何れかに記載の定着装置において、該熱源を保持する熱源保持部材に樹脂材料を用いたことを特徴とする定着装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の定着装置において、該熱源保持部材が液晶ポリマーよりなることを特徴とする定着装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９の何れかに記載の定着装置において、該第一の温度検知手段が、該定着部材に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の定着装置において、該第一の温度検知手段が、該定着部材の内面に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２２】
請求項１ないし２１の何れかに記載の定着装置において、該第二の温度検知手段が、該熱源に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【請求項２３】
請求項１ないし２２の何れかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の画像形成装置において、該画像形成装置は、複数色のトナー像を重ねることによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第一と第二の定着部材で形成されるニップで画像を担持した記録材を挟持搬送させて加熱する定着装置および該定着装置を搭載した画像形成装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、電子写真、静電記録、磁気記録等の適時の画像形成プロセス手段により、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材（紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム等）の面に直接方式もしくは転写方式（転写方式）で形成担持させた目的の画像情報に対応した未定着トナー画像を、該画像を担持している記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式のトナー画像定着装置、および該定着装置を搭載したレーザービームプリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００３】
特には、カラー画像形成装置において使用するに好適な、低コストで、立ち上がり時間（いわゆるウォームアップタイム）の短い、オンデマンド定着装置に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
近年、プリンターや複写機等の画像形成装置におけるカラー化が進んできている。
【０００５】
１）このようなカラー画像形成装置に使用される定着装置としては、定着部材に弾性層を有する熱ローラ定着が良く知られている。このような弾性層を有する定着ローラを使用する定着装置の一例を図１２に示す。
【０００６】
この定着装置では、矢印の方向に回転駆動され、所定の定着温度に調整された定着ローラ１０１及び加圧ローラ１０２からなる二本の加熱ローラの当接ニップ部（定着ニップ）Ｎで未定着トナー画像ｔを載せた記録材Ｐが通過できるように構成されている。
【０００７】
未定着トナー画像ｔはニップ部Ｎを通過する際に、定着ローラ１０１および加圧ローラ１０２により加熱、加圧されて、記録材Ｐ上に完成画像（永久固着画像）として定着される。
【０００８】
各々のローラ１０１、１０２は、中央にハロゲンヒーターＨを備えており、該ヒーターＨから発生する輻射エネルギーを各ローラ内側のアルミ芯金１０１ａ、１０２ａで吸収して加熱される。各々のローラ１０１、１０２の表面にはサーミスタ１０３、１０４を弾性的に接触させて配設してあり、該サーミスタ１０３、１０４により検知した温度に基づいて各々のローラ１０１、１０２のハロゲンヒーターＨに対する給電が制御されて温度調整が行われている。
【０００９】
各々のローラ１０１、１０２のアルミ芯金１０１ａ、１０２ａの周りには厚さ２ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層１０１ｂ、１０２ｂが設けられており、さらにその外側の、各ローラの表面には、トナーや紙紛等が固着することを防ぐためにＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルエーエテル共重合体／４フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体／４フッ化エチレン・６フッ化プロピレン共重合樹脂）等の、離型性かつ耐熱性の良い樹脂によるコーティング層１０１ｃ、１０２ｃが設けられている。
【００１０】
定着ニップ部Ｎにおいて、未定着トナーｔが接する定着部材である定着ローラ１０１側に弾性層１０１ｂを設けている理由は、トナー画像表面をできるだけ均一に定着するためである。
【００１１】
定着ローラ１０１側に弾性層１０１ｂを設けることにより、トナー画像ｔが定着ニップ部Ｎを通過する際に、弾性層１０１ｂがトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが、弾性層１０１ｂによって包み込まれ、均一に熱を与えられることにより、均一な定着が達成される。
【００１２】
このように均一に定着された画像は、光沢ムラがなく、特にＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクター用透明シート）を定着した際に、画像の光透過性が優れるという特徴をもつ。
【００１３】
しかし、このような弾性層を有する熱ローラ方式の定着装置においては、熱ローラ自体の熱容量が大きくなってしまい、定着ローラ１０１をトナー画像定着に適した温度までに昇温させるまでに必要な時間（ウォームアップタイム）が長いという問題があった。また、定着部材のコストも高価なものとなっていた。
【００１４】
２）一方、ウォームアップタイムが短く、安価な定着装置として、白黒プリンター等に使用されている、フィルム定着方式の定着装置が良く知られている。このようなフィルム定着装置の一例を図１３に示す。
【００１５】
この定着装置では、支持部材１１５に固定支持させたヒーター１１２と弾性加圧ローラ１１４との間に薄肉の定着フィルム１１１をはさませて定着ニップ部Ｎを形成させ、定着フィルム１１１をヒーター１１２の面に摺動移動させ、固定支持させ、定着ニップ部の定着フィルム１１１と加圧ローラ１１４の間でトナー画像ｔを担持した記録材Ｐを挟持搬送して定着フィルム１１１を介したヒーター１１２からの熱により記録材上のトナー画像を加熱する構成である。記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔは、定着ニップ部Ｎを通過する際に、熱と圧力を受け、記録材Ｐ上に完成定着画像（永久固着画像）として定着される。
【００１６】
定着フィルム１１１は、例えば厚さ５０μｍ程度の耐熱樹脂製のエンドレスフィルムを用い、その表面に厚さ１０μｍ程度の離型性層（フッ素樹脂コーティング層など）を形成したものであり、ヒーター１１２はセラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。ヒーター１１２に温度検知手段１１３が当接され、ヒーター１１２の温度が検知され、不図示の制御手段によりヒーター１１２の温度が所望の温度になるように温調制御される。
【００１７】
また、定着フィルム１１１の熱容量を小さくするため、定着フィルム１１１には弾性層を設けていない。
【００１８】
このような構成の定着装置では、定着フィルム１１１の熱容量が非常に小さくなっているので、ヒーター１１２に電力を投入した後、短時間で定着ニップ部Ｎをトナー画像の定着可能温度まで昇温させることが可能である。
【００１９】
しかし、このような弾性層を設けていない定着フィルム１１１を使用しているフィルム定着装置をカラー画像形成装置の定着装置として使用すると、記録材Ｐ表面やトナー層の有無による凹凸やトナー自体の凹凸などに定着フィルム１１１表面が追随できず、凸部と凹部で定着フィルムから加えられる熱に差ができてしまう。定着フィルムとよく接する凸部では定着フィルムからよく熱が伝わり、凹部では定着フィルムからの熱が凸部に比べて伝わりにくい。
【００２０】
カラー画像においては、複数色のトナー層を重ねて混色させ使用するので、トナー層の凹凸が白黒画像に比べて大きく、定着部材である定着フィルムに弾性層が無い場合、定着画像の光沢ムラが大きくなって画像品質を劣化させたり、記録材がＯＨＴの場合は、定着画像を投影した際に透過性が悪かったりして、画像品質の低下があった。
【００２１】
そこで、特開平１１−１５３０３号公報（特許第３０５１０８５号）に開示されているような、弾性層を有する定着ベルト（定着フィルム）をフィルム定着装置に使用することで、低コストなカラーオンデマンド定着装置を構成する定着装置が提案されている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定着ベルトの弾性層に使用されるシリコーンゴム等の熱伝導率はあまり高くなく、また、定着ベルト表面からヒーターの温度検知手段までの間に多くの部材が入るため、応答性が悪く、ヒーターの温度検出手段により定着ベルト表面の温調制御を行うことが難しい。
【００２３】
特に、定着装置を記録材が通過して定着ベルト表面の熱を奪い定着ベルト表面の温度が低下したことをヒーター裏の温度検知手段で検出することは困難であったり、応答に時間がかかり過ぎてしまう。
【００２４】
これに対して、温度検知手段の配置をヒーター部から定着ベルトの表面や内面等に移動させて、定着ベルト自身の温度を検出することによりヒーターの駆動を制御して温調しようとすると、定着ベルトの温度制御は正確にできるものの、ヒーター自身の温度が検出できない。
【００２５】
このため、何らかの異常により定着ベルトの回転が止まった状態でヒーターが通電発熱された場合や、加圧が解除された場合のように、ヒーターから定着ベルトへの熱伝達が上手く行われない状態でヒーターが通電発熱された場合等においては、定着ベルトの温度検出手段位置の昇温速度よりも、ヒーターの昇温速度の方が格段に大きいため、ヒーターを保持している部材が融けたり、定着ベルトの弾性層が熱によるダメージを受け、変形してしまう等の不具合が発生するという問題があった。
【００２６】
本発明は、上記問題点にかんがみてなされたものであり、トナー画像定着装置について、定着部材の温調制御を正確に行うと同時に、加圧解除状態、定着部材スリップ等の装置異常時の過昇温を防止して安全性を確保することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする定着装置および画像形成装置である。
【００２８】
（１）第一と第二の定着部材で形成されるニップで画像を担持した記録材を挟持搬送させて加熱する定着装置において、
ニップ近傍に熱源を持ち、該熱源に非接触に配置される第一の温度検知手段と、該第一の温度検知手段より熱源に近い場所に配置される第二の温度検知手段を有し、該第一の温度検知手段および該第二の温度検知手段の検知温度の差が所定以上の値となった場合に、該熱源を停止するか、該熱源を定着実行時の制御温度よりも低温で制御することを特徴とする定着装置。
【００２９】
これにより、第一の温度検知手段により定着部材の温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、装置の異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００３０】
（２）前記（１）に記載の定着装置において、該第一の温度検知手段と、該第二の温度検知手段が、ニップ長手方向に異なる位置に配置されることを特徴とする定着装置。
【００３１】
これにより、（１）の発明と同様、第一の温度検知手段により定着部材の温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、装置の異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができると同時に、異なる二種以上のサイズの記録材を通紙可能な装置において、定着ニップ長手方向の幅が短い記録材を用いた場合にも、定着部材端部の昇温が発生することをおさえ、より安定した定着装置を提供することが可能となる。
【００３２】
（３）前記（２）に記載の定着装置において、少なくともニップ長手方向に異なる二種以上のサイズの記録材を使用可能であり、該第二の温度検知手段が、ニップ長手方向サイズの大きな記録材の長手域内で、かつ、ニップ長手方向サイズの小さな記録材の長手域外に相当する位置に配置されることを特徴とする定着装置。
【００３３】
これにより、（２）の発明と同様、第一の温度検知手段により定着部材の温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができると同時に、異なる二種以上のサイズの記録材を通紙可能な装置において、長手方向の幅が短い転写材を用いた場合にも、定着部材端部の昇温が発生することをおさえ、より安定した定着装置を提供することが可能となる。
【００３４】
（４）前記（１）ないし（３）の何れかに記載の定着装置において、記録材の画像面に接する側の定着部材として、ベルト状部材に弾性層を設けてなる定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
【００３５】
これにより、（１）の発明と同様、第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００３６】
（５）前記（４）に記載の定着装置において、該定着ベルトの１ｃｍ２あたり熱容量が１．０×１０−２ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以上１．０ｃａｌ／ｃｍ２Ｋ以下であることを特徴とする定着装置。
【００３７】
これにより、カラー画質およびオンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、（１）の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００３８】
（６）前記（４）または（５）に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が耐熱性樹脂よりなることを特徴とする定着装置。
【００３９】
これにより、（５）の発明と同様、カラー画質およびオンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、（１）の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４０】
（７）前記（６）に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が熱硬化性ポリイミドよりなることを特徴とする定着装置。
【００４１】
これにより、（５）の発明と同様、カラー画質およびオンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、（１）の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４２】
（８）前記（４）または（５）に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材が金属よりなることを特徴とする定着装置。
【００４３】
これにより、さらに熱効率が高く、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４４】
（９）前記（８）に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材がステンレスベルトよりなることを特徴とする定着装置。
【００４５】
これにより、（７）の発明と同様、さらに熱効率が高く、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４６】
（１０）前記（８）に記載の定着装置において、該定着ベルトの基材がニッケルベルトよりなることを特徴とする定着装置。
【００４７】
これにより、（７）の発明と同様、さらに熱効率が高く、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００４８】
（１１）前記（４）ないし（１０）の何れかに記載の定着装置において、該定着ベルトの最表層に離型性層を設けることを特徴とする定着装置。
【００４９】
これにより、定着部材の離型性を高め、耐トナー汚れ性に優れた定着部材を得るとともに、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００５０】
（１２）前記（１１）に記載の定着装置において、該定着ベルトの最表層に設ける離型性層がフッ素樹脂よりなることを特徴とする定着装置。
【００５１】
これにより、（１１）の発明と同様、定着部材の離型性を高め、耐トナー汚れ性に優れた定着部材を得るとともに、（１）の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００５２】
（１３）前記（１２）に記載の定着装置において、該離型性層がフッ素樹脂チューブを被覆することにより形成されることを特徴とする定着装置。
【００５３】
これにより、（１１）の発明と同様、定着部材の離型性を高め、耐トナー汚れ性に優れた定着部材を得るとともに、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００５４】
（１４）前記（１）ないし（１３）の何れかに記載の定着装置において、熱源として線状発熱体を用いることを特徴とする定着装置。
【００５５】
これにより、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００５６】
（１５）前記（１４）に記載の定着装置において、熱源として、セラミック基板上に抵抗発熱体を形成してなるセラミックヒーターを用いることを特徴とする定着装置。
【００５７】
これにより、（１４）の発明と同様オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００５８】
（１６）前記（１５）に記載の定着装置において、セラミック基板として、アルミナ素材を用いることを特徴とする定着装置。
【００５９】
これにより、（１４）の発明と同様オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００６０】
（１７）前記（１５）に記載の定着装置において、セラミック基板として、窒化アルミ素材を用いることを特徴とする定着装置。
【００６１】
これにより、（１４）の発明と同様オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００６２】
（１８）前記（１４）ないし（１７）の何れかに記載の定着装置において、該熱源を保持する熱源保持部材に樹脂材料を用いたことを特徴とする定着装置。
【００６３】
これにより、ヒーターの熱を効率よく定着ベルト側に伝達し、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００６４】
（１９）前記（１８）に記載の定着装置において、該熱源保持部材が液晶ポリマーよりなることを特徴とする定着装置。
【００６５】
これにより、（１８）の発明と同様、ヒーターの熱を効率よく定着ベルト側に伝達し、オンデマンド性に優れた定着装置を得ると同時に、第一の発明と同様第一の温度検知手段により定着ベルトの温調制御を正確に行いつつ、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００６６】
（２０）前記（１）ないし（１９）の何れかに記載の定着装置において、該第一の温度検知手段が、該定着部材に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【００６７】
これにより、定着ベルトの温度をより正確に検知し、安定した温調を行うことを可能にすると同時に、第一の発明と同様、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００６８】
（２１）前記（２０）に記載の定着装置において、該第一の温度検知手段が、該定着部材の内面に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【００６９】
これにより、（２０）の発明と同様、定着ベルトの温度をより正確に検知し、安定した温調を行うことを可能にすると同時に、第一の発明と同様、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００７０】
（２２）前記（１）ないし（２１）の何れかに記載の定着装置において、該第二の温度検知手段が、該熱源に接触して配置されることを特徴とする定着装置。
【００７１】
これにより、熱源の正確な温度をモニターし、異常をよりすばやく検知することを可能にするとともに、（１）の発明と同様、第一の温度検知手段と第二の温度検知手段の温度差をモニターすることで、異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができる。
【００７２】
（２３）前記（１）ないし（２２）の何れかに記載の定着装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【００７３】
（２４）前記（２３）に記載の画像形成装置において、該画像形成装置は、複数色のトナー像を重ねることによりカラー画像を形成するカラー画像形成装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００７５】
〈第一の実施例〉
（１）画像形成装置例
図１に、本発明の実施例であるカラー画像形成装置の概略構成図を示す。本例のカラー画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得る装置であり、プロセススピードは９０ｍｍ／ｓｅｃ、一分間の印字枚数はＵＳレターサイズ紙で１６枚である。また、一枚目プリント（Ｆｉｒｓｔ　Ｐａｇｅ　Ｏｕｔ）までの時間（ＦＰＯＴ）は約１５秒である。
【００７６】
Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋはそれぞれイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの色トナー像を形成する４つのプロセスカートリッジであり、下から上に順に配列してある。各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋは、それぞれ、像担持体たる感光体ドラム１、帯電手段たる帯電ローラ２、静電潜像を顕像化するための現像手段３、感光体ドラムのクリーニング手段４等をひとつの容器にまとめた、いわゆるオールインワンカートリッジを使用している。イエローのプロセスカートリッジＹの現像手段３にはイエロートナーを、シアンのプロセスカートリッジＣの現像手段３にはシアントナーを、マゼンタのプロセスカートリッジＭの現像手段３にはマゼンタトナーを、ブラックのプロセスカートリッジＫの現像手段３にはブラックトナーを、それぞれ充填してある。
【００７７】
感光体ドラム１に露光を行うことにより静電潜像を形成する光学系５が上記４色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋに対応して設けられている。光学系５としてはレーザー走査露光光学系を用いている。
【００７８】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて、光学系５より、画像データに基づいた走査露光が、帯電手段２により一様に帯電された感光体ドラム１上になされることにより、感光体ドラム表面に走査露光画像に対応する静電潜像が形成される。不図示のバイアス電源より現像手段３の現像ローラに印加される現像バイアスを、帯電電位と潜像（露後部）電位の間の適切な値に設定することで、負の極性に帯電されたトナーが感光体ドラム１上の静電潜像に選択的に付着して現像が行われる。
【００７９】
すなわち、イエローのプロセスカートリッジＹの感光体ドラム１にはイエロートナー像が、シアンのプロセスカートリッジＣの感光体ドラム１にはシアントナー像が、マゼンタのプロセスカートリッジＭの感光体ドラム１にはマゼンタトナー像が、ブラックのプロセスカートリッジＫの感光体ドラム１にはブラックトナー像が、それぞれ形成される。
【００８０】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上に現像形成された上記の単色トナー画像は各感光体ドラム１の回転と同期して、略等速で回転する中間転写体６上へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されて一次転写されることで、中間転写体６上にフルカラートナー画像が合成形成される。
【００８１】
本実施例においては、中間転写体６として、エンドレスの中間転写ベルトを用いており、駆動ローラ７、二次転写ローラ対向ローラ１４、テンションローラ８の３本のローラに懸回して張架してあり、駆動ローラ７によって駆動される。
【００８２】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６上へのトナー像の一次転写手段としては、一次転写ローラ９を用いている。一次転写ローラ９に対して、不図示のバイアス電源より、トナーと逆極性の一次転写バイアスを印加することにより、各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの感光体ドラム１上から中間転写ベルト６に対して、トナー像が一次転写される。
【００８３】
各プロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて感光体ドラム１上から中間転写ベルト６への一次転写後、感光体ドラム１上に転写残として残ったトナーは、クリーニング手段４により除去される。本実施例においては、クリーニング手段４として、ウレタンブレードによるブレードクリーニングを用いている。
【００８４】
上記工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のプロセスカートリッジＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋにおいて行なわせて、中間転写ベルト６上に、各色の一次転写トナー画像を順次重ねて形成していく。単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色についてのみ行われる。
【００８５】
一方、転写材供給部となる転写材カセット１０にセットされた転写材Ｐは、給送ローラ１１により給送され、レジストローラ１２により所定の制御タイミングで、二次転写ローラ対向ローラ１４に懸回されている中間転写ベルト６部分と二次転写手段としての二次転写ローラ１３とのニップ部に搬送される。
【００８６】
中間転写ベルト６上に形成された一次転写トナー像は、二次転写手段たる二次転写ローラ１３に不図示のバイアス印加手段より印加されるトナーと逆極性のバイアスにより、転写材Ｐ上に一括転写される。
【００８７】
二次転写後に中間転写ベルト６上に残った二次転写残トナーは中間転写ベルトクリーニング手段１５により除去される。本実施例においては、感光体ドラム１のクリーニング手段４と同様、ウレタンブレードによる中間転写体クリーニングを行っている。
【００８８】
転写材Ｐ上に二次転写されたトナー画像は、定着手段たる定着装置Ｆを通過することで、転写材Ｐ上に溶融定着され、排紙パス３１を通って排紙トレイ３２に送り出されて画像形成装置の出力画像となる。
【００８９】
（２）定着装置Ｆ
図２は定着装置Ｆの概略構成模型図である。本例の定着装置Ｆは、定着ベルト加熱方式、加圧用回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の加熱装置である。
【００９０】
１）装置Ｆの全体的構成
２０は第一の定着部材としての定着ベルトであり、ベルト状部材に弾性層を設けてなる円筒状（エンドレスベルト状）の部材である。この定着ベルト２０は後記３）項で詳述する。
【００９１】
２２は第二の定着部材としての加圧ローラである。１７は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒーターホルダ、１６は熱源としての定着ヒーターであり、ヒーターホルダ１７の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。定着ベルト２０はこのヒーターホルダ１７にルーズに外嵌させてある。定着ヒーター１６は本実施例では後記２）項で詳述するようなセラミックヒーターである。
【００９２】
ヒーターホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、定着ヒーター１６を保持し、定着ベルト２０をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）を使用した。ゼナイト７７５５の最大使用可能温度は、約２７０℃である。
【００９３】
加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約４０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ２２は芯金の両端部を装置フレーム２４の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ２２の上側に、前記のヒーター１６・ヒーターホルダ１７・定着ベルト２０等から成る加熱アセンブリをヒーター１６側を下向きにして加圧ローラ２２に並行に配置し、ヒーターホルダ１７の両端部を不図示の加圧機構により片側９８Ｎ（１０ｋｇｆ）、総圧１９６Ｎ（２０ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２２の軸線方向に附勢することで、定着ヒーター１６の下向き面を定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させてある。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、転写材Ｐの除去が容易な構成となっている。
【００９４】
１８と１９は第一と第二の温度検知手段としてのメインとサブの２つのサーミスタである。第一の温度検知手段としてのメインサーミスタ１８は熱源である定着ヒーター１６に非接触に配置され、本実施例ではヒーターホルダ１７の上方において定着ベルト２０の内面に弾性的に接触させてあり、定着ベルト２０の内面の温度を検知する。第二の温度検知手段としてのサブサーミスタ１９はメインサーミスタ１８よりも熱源である定着ヒーター１６に近い場所に配置され、本実施例では定着ヒーター１６の裏面に接触させてあり、定着ヒーター裏面の温度を検知する。
【００９５】
メインサーミスタ１８は、ヒーターホルダ１７に固定支持させたステンレス製のアーム２５の先端にサーミスタ素子が取り付けられ、アーム２５が弾性揺動することにより、定着ベルト２０の内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着ベルト２０の内面に常に接する状態に保たれる。
【００９６】
図３に、本実施例の定着装置における、定着ヒーター１６、メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９の位置関係をあらわす斜視模型図を示す。メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９とも、定着ベルト２０、定着ヒーター１６の長手中央付近に配設され、それぞれ定着ベルト２０の内面、定着ヒーター１６の裏面に接触するよう配置されている。
【００９７】
メインサーミスタ１８、及びサブサーミスタ１９は、制御回路部（ＣＰＵ）２１に接続され、制御回路部２１は、メインサーミスタ１８、サブサーミスタ１９の出力をもとに、定着ヒーター１６の温調制御内容を決定し、ヒーター駆動回路部２８（図４）によって定着ヒーター１６への通電を制御する。
【００９８】
２３と２６は装置フレーム２４に組付けた入り口ガイドと定着排紙ローラである。入り口ガイド２３は、二次転写ニップを抜けた転写材Ｐが、定着ニップ部Ｎに正確にガイドされるよう、転写材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド２３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。
【００９９】
加圧ローラ２２は駆動手段Ｍにより矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２２の回転駆動による該加圧ローラ２２の外面と定着ベルト２０との、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力により円筒状の定着ベルト２０に回転力が作用して該定着ベルト２０がその内面側が定着ヒーター１６の下向き面に密着して摺動しながらヒーターホルダ１７の外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。定着ベルト２０内面にはグリスが塗布され、ヒーターホルダ１７と定着ベルト２０内面との摺動性を確保している。
【０１００】
加圧ローラ２２が回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト２０が従動回転状態になり、また定着ヒーター１６に通電がなされ、該定着ヒーター１６が昇温して所定の温度に立ち上がり温調された状態において、定着ニップ部Ｎの定着ベルト２０と加圧ローラ２２との間に未定着トナー像を担持した転写材Ｐが入り口ガイド２３に沿って案内されて導入され、定着ニップ部Ｎにおいて転写材Ｐのトナー像担持面側が定着ベルト２０の外面に密着して定着ベルト２０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、定着ヒーター１６の熱が定着ベルト２０を介して転写材Ｐに付与され、転写材Ｐ上の未定着トナー像が転写材Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト２０から曲率分離され、定着排紙ローラ２６で排出される。
【０１０１】
２）定着ヒーター１６
熱源としての定着ヒーター１６は、本実施例では、アルミナの基板上に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施した、セラミックヒーターを使用している。
【０１０２】
図４はそのようなセラミックヒーターの一例の構造模型図であり、（ａ）は一部切欠き表面模型図、（ｂ）は裏面模型図、（ｃ）は拡大横断面模型図である。
【０１０３】
この定着ヒーター１６は、
▲１▼．通紙方向と直交する方向を長手とする横長のアルミナ基板ａ、
▲２▼．上記のアルミナ基板ａの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状に塗工した、電流が流れることにより発熱する銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）合金を含んだ導電ペーストの、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の抵抗発熱体層ｂ、
▲３▼．上記の抵抗発熱体層ｂに対する給電パターンとして、同じくアルミナ基板ａの表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、第１と第２の電極部ｃ・ｄ及び延長電路部ｅ・ｆ、
▲４▼．抵抗発熱体層ｂと延長電路部ｅ・ｆの保護と絶縁性を確保するためにそれ等の上に形成した、定着ベルト２０との摺擦に耐えることが可能な、厚み１０μｍ程度の薄肉のガラスコートｇ、
▲５▼．アルミナ基板ａの裏面側に設けたサブサーミスタ１９
等からなる。
【０１０４】
上記の定着ヒーター１６は表面側を下向きに露呈させてヒーターホルダ１７に固定して支持させてある。
【０１０５】
上記定着ヒーター１６の第１と第２の電極部ｃ・ｄ側には給電用コネクタ２７が装着される。ヒーター駆動回路部２８から上記の給電用コネクタ２７を介して第１と第２の電極部ｃ・ｄに給電されることで抵抗発熱体層ｂが発熱して定着ヒーター１６が迅速に昇温する。ヒーター駆動回路部２８は制御回路部（ＣＰＵ）２１により制御される。
【０１０６】
通常使用においては、加圧ローラ２２の回転開始とともに、定着ベルト２０の従動回転が開始し、定着ヒーター１６の温度の上昇とともに、定着ベルト２０内面温度も上昇していく。定着ヒーター１６への通電は、ＰＩＤ制御によりコントロールされ、定着ベルト２０の内面温度、すなわち、メインサーミスタ１８の検知温度が１９５℃になるように、入力電力が制御される。
【０１０７】
３）定着ベルト２０
定着ベルト２０は、ポリイミド樹脂を、厚み５０μｍの円筒状に形成したエンドレスフィルム上に、弾性層としてシリコーンゴム層を、リングコート法により形成した上に、厚み３０μｍのＰＦＡ樹脂チューブを被覆してなる。
【０１０８】
シリコーンゴム層には、極力熱伝導率の高い材質を用い、定着ベルト２０の熱容量を小さくすることが、温度立ち上げの観点からは望ましい。本実施例においては、熱伝導率が約４．１９×１０−３Ｊ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋと、シリコーンゴムとしては、熱伝導率が高い部類に属する材質を用いた。
【０１０９】
一方、ＯＨＴ透過性や、画像上の「す」（微小なグロスムラ）といった、画質の観点からは、定着ベルト２０のゴム層を極力厚くすることが望ましい。本発明者らの検討によれば、満足のいくレベルの画質を得るためには、２００μｍ以上のゴム厚みが必要であることが分かっている。本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚み２５０μｍとした。
【０１１０】
こうして形成した定着ベルト２０の熱容量を測定したところ、１．１７×１０−１Ｊ／ｃｍ２・Ｋ（定着ベルト１ｃｍ２あたりの熱容量）であった。一般に、定着ベルト２０の熱容量が４．１９Ｊ／ｃｍ２・Ｋ以上となると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。また、逆に４．１９×１０−２Ｊ／ｃｍ２Ｋ以下にしようとすると、定着ベルト２０のゴム層が極端に薄くせざるを得なくなり、ＯＨＴ透過性や「す」のレベル等、画質を維持するために必要なゴム層の厚みを確保できない。このため、オンデマンド性と、画質の両方を満足する定着ベルト２０の熱容量は、４．１９×１０−２Ｊ／ｃｍ２Ｋ以上４．１９Ｊ／ｃｍ２Ｋ以下の範囲に含まれることが分かる。
【０１１１】
さらに、定着ベルト２０の表面にフッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性を向上し、定着ベルト２０の表面にトナーが一旦付着し、再度転写材Ｐに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。
【０１１２】
また、定着ベルト２０の表面のフッ素樹脂層を、ＰＦＡチューブとすることで、より簡便に、均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。
【０１１３】
（３）定着ヒーター１６の制御
本実施例において、ＦＰＯＴ１５秒を満たすためには、定着ニップ部Ｎに転写材Ｐが突入する以前に、定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がっている必要がある。プリントを開始してから、転写材Ｐが定着ニップ部Ｎに突入するまでの時間を測定したところ、約１１秒であった。したがって、１１秒以内に定着装置温度が立ち上がることで、ＦＰＯＴに影響を与えず、オンデマンド性の高い定着装置を提供することが可能となる。
【０１１４】
図５ａに、本実施例における定着装置に７００Ｗの電力を投入し、定着ヒーター１６の裏面温度（サブサーミスタ１９の出力をもとに求めた温度）、定着ベルト２０の裏面温度（メインサーミスタ１８出力をもとに求めた温度）、および定着ベルト２０の表面の温度（別途熱電対を取り付けて求めた温度）を測定した結果のグラフを示す。
【０１１５】
このグラフから、定着ベルト２０の内面が１９５℃になるまでの時間を求めると、約１０秒であり、電源ＯＮから最初のプリントアウトまで１５秒以内の、オンデマンド性の高い定着装置が実現できた。
【０１１６】
本定着装置においては、トナー像に対する十分な定着性を得るために、定着ベルト２０の表面が１８０℃になっている必要があるが、定着ベルト２０の裏面温度が１９５℃の時には、この温度が達成されていることが分かる。
【０１１７】
また、定着ヒーター１６の裏面と定着ベルト２０の裏面の温度差を求めると、定着ベルト２０の裏面温度が１９５℃に到達した時点で、約５０℃となった。
【０１１８】
この定着装置を、カラー画像形成装置に装着し、画像を出力したところ、グロスも高く、ＯＨＴを印字した際の透過性にも優れた出力が得られた。
【０１１９】
ここで、何らかの理由により定着装置の圧解除機構が動作し、ニップ部が加圧されない状態で定着装置を起動すると、定着ベルト２０が回転しているにも関わらず、定着ベルト２０の内面の温度上昇が、定着ヒーター１６の温度の上昇速度より遅くなる。これは、適切な圧がニップ部にかかっていない場合、定着ベルト２０の内面と定着ヒーター１６の表面の接触状態が悪化し、定着ヒーター１６の表面から定着ベルト２０の内面への熱の伝達効率が悪化するためである。
【０１２０】
図５ｂに、圧解除機構が働いている状態で本実施例の定着装置を駆動したときの、定着ヒーター１６の裏面温度、定着ベルト２０の裏面温度及び定着ベルト２０の表面温度の様子を記録したグラフを示す。
【０１２１】
定着ヒーター１６の裏面の温度と、メインサーミスタ１８部における、定着ベルト２０の内面の温度差を見ると、圧解除機構が働いている状態で定着装置を起動すると、３秒後には定着ヒーター１６の裏面温度が２００℃に達するのに対し、定着ベルト２０の裏面温度は７５℃までしか上昇せず、その差が１２５℃に達する。この状態での温度上昇カーブから、５秒後には定着ヒーター１６の裏面温度が２７０℃に達し、定着ヒーター１６の温度が、ヒーターホルダ１７の耐熱温度である２７０℃を超えて上昇してしまうため、ヒーターホルダ１７が溶け、定着装置が使用不能な状態に陥ってしまう。
【０１２２】
さらに、定着ベルト２０は、駆動の際に、定着ヒーター１６やヒーターホルダ１７と摺擦しているため、低温で、グリスが硬化した際等に、上手く駆動せず、回転しない場合がある。このときも、圧解除機構が働いている場合と同様、定着ヒーター１６温度に対して、定着ベルト２０の内面温度が上昇しない、という現象が生じる。
【０１２３】
図５ｃに、定着ベルト２０を強制的に停止させた状態で、定着装置を起動したときの定着ヒーター１６の裏面温度、定着ベルト２０の裏面温度および、定着ベルト表面温度を測定した結果のグラフを示す。
【０１２４】
図５ｃに示すように、起動から約２．５秒後の定着ヒーター１６の温度が約２００℃を示したのに対し、そのときの定着ベルト２０の裏面温度は、５０℃であった。
【０１２５】
このような状態で通常の温調制御を続けると、圧解除機構が働いている状態で定着装置を起動した場合と同様、定着ヒーター１６の温度がヒーターホルダ１７の耐熱温度である２７０℃を越えて上昇してしまうため、ヒーターホルダ１７が融け、定着装置が使用不能な状態になってしまう。
【０１２６】
図６に、本発明の定着装置の立ち上げ時制御方法を説明するためのフローチャートを示す。
【０１２７】
ステップＳ５０１において、コードデータを受信すると、ステップＳ５０２で、画像形成装置の駆動モーターと定着ヒーター１６が同時にＯＮされる。その後、ステップＳ５０３において、メインサーミスタ１８の温度Ｔｍおよびサブサーミスタ１９の温度Ｔｓが検知され、ステップＳ５０４において、Ｔｓ−Ｔｍの値が求められる。この値が１００℃以内である場合はステップＳ５０５へ行き、通常温調制御でのプリントが行われる。
【０１２８】
プリントが終了するまで、ステップＳ５０３からステップＳ５０６の工程が繰り返され、プリントが終了した時点でステップＳ５０７で定着ヒーター１６と駆動モーターがＯＦＦされ、再び待機状態に戻る。
【０１２９】
ステップＳ５０４において、Ｔｓ−Ｔｍの値が１００℃以上となった場合は、定着装置の圧解除が行われたままプリントされたか、何らかの理由で、定着ベルト２０が停止した状態で温調をかけているとみなし、即座にステップＳ５０８へ行き、定着ヒーター１６及び駆動モーターがＯＦＦされ、ステップＳ５０９において、エラーメッセージが表示され、終了する。
【０１３０】
この定着装置を故意に圧解除状態にし、電子写真方式のカラー画像形成装置に装着し、室温（２０℃）から定着装置の立ち上げを行ったところ、プリント開始から２．２秒で、メインサーミスタ１８の検知温度６５℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１７０℃となり、定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１３１】
また、同様に、故意に定着ベルト２０を固定した状態で、定着装置の立ち上げを行ったところ、１．６秒で、メインサーミスタ１８の検知温度４０℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１４０℃となり、定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１３２】
〈第二の実施例〉
本実施例は、定着装置の大まかな構成は第一の実施例と同様だが、メインサーミスタ１８とサブサーミスタ１９の温度差が所定以上となった際に、即座に画像形成装置を停止するのではなく、低温で空回転を続けた後に通常のプリントを行うか、画像形成装置を停止するかの判断を行うことを特徴とする。
【０１３３】
定着装置は、電源投入直後の冷えた状態だけでなく、連続使用後の定着ヒーター１６が温まった状態からの立ち上げが行われる場合がある。図７に、そうした場合の立ち上げ時の温度変化をあらわすグラフを示す。図７のグラフは、定着装置にて、１００枚のＡ４サイズ紙の通紙を行った後、再び立ち上げを行ったときの、定着ヒーター１６と定着ベルト２０裏面よび定着ベルト２０表面の温度変化を示している。
【０１３４】
このとき、立ち上げ開始時の定着ヒーター１６の温度は、約１５０℃を示しているが、定着ベルト２０の裏面の温度は、４０℃となっている。これは、定着ベルト２０は比較的熱容量が小さいため、メインサーミスタ１８の検知温度は、定着装置の動作終了後、速やかに低下するのに対して、定着ヒーター１６の温度は、比較的熱容量の大きい加圧ローラ２２や、ヒーターホルダ１７の影響を受けるため、サブサーミスタ１９の温度は、比較的下がりにくいためである。
【０１３５】
このような場合、たとえ定着装置の動作が正常であっても、メインサーミスタ１８とサブサーミスタ１９の温度差が１００℃を越えてしまい、エラーとして定着装置が止まってしまうことがある。
【０１３６】
そこで、本実施例においては、立ち上げ時にメインサーミスタ１８温度とサブサーミスタ１９の温度の差が１００℃を越えていた場合には、定着装置の空回転を行い、一定時間後に再びメインサーミスタ１８とサブサーミスタ１９の温度差を測定し、差が一定以下であれば、正常な立ち上げとみなして、画像型性装置の動作を継続することとしている。
【０１３７】
図８に、本実施例の定着装置の立ち上げ時制御方法を説明するためのフローチャートを示す。
【０１３８】
ステップＳ７０１からＳ７０４までの動作と、Ｓ７０５からＳ７０７までの動作は、実施例１におけるステップＳ５０１からＳ５０４までの動作及びＳ５０５からＳ５０７までの動作と同様である。
【０１３９】
ステップＳ７０４で、Ｔｓ−Ｔｍが１００℃以上と判定された場合は、ステップＳ７０８からＳ７０９において前回転時間計測タイマをスタートさせ、ステップＳ７１０において、低温温調に入る。低温温調は、本実施例においては、通常温調温度より２０℃低い温度を用いている。低温温調制御を行う目的は、定着装置の温度が高い状態で立ち上げを行った際に、定着装置自体の温度と、定着ベルト裏面の温度をならすために、比較的低い温度で空回転を続けることが有効だからである。
【０１４０】
そして、ステップＳ７１１において、前回転時間計測タイマが２秒未満である間にＴｓ−Ｔｍの値が１００℃以下となった場合は、ステップＳ７０５以降の通常の制御に移行する。
【０１４１】
ステップＳ７１１において、前回転時間計測タイマが２秒以上となった場合は、異常とみなし、ステップＳ７１２において定着ヒーター１６および駆動モータをＯＦＦして、ステップＳ７１３でエラー表示を行い、終了する。
【０１４２】
この定着装置を用いて、１００枚のＡ４紙通紙後の再立ち上げを行ったところ、立ち上げ時にはＴｓ−Ｔｍが１００℃以上と検知されたものの、空回転を１．８秒行うことで、Ｔｓ約１８５℃に対してＴｍが約９５℃と、１００℃以内に収まったため、正常な範囲とみなされ、通常のプリントが行われた。
【０１４３】
また、この定着装置を故意に圧解除状態にし、電子写真方式のカラー画像形成装置に装着し、室温（２０℃）から定着装置の立ち上げを行ったところ、プリント開始から２．２秒で、メインサーミスタ１８の検知温度６５℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１７０℃となり、さらに２秒のから回転を行い、メインサーミスタ１８の温度が９０℃、サブサーミスタ１９の温度が２５０℃となった時点で定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１４４】
また、同様に、故意に定着ベルト２０を固定した状態で、定着装置の立ち上げを行ったところ、１．６秒で、メインサーミスタ１８の検知温度４０℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１４０℃となりさらに２秒後になってもＴｓ−Ｔｍの値は減少しないため、定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１４５】
〈第三の実施例〉
本実施例は、定着装置の大まかな構成は第一の実施例と同様だが、サブサーミスタ１９を、定着ヒーター１６の長手端部に配置することによって、幅の狭い転写材Ｐを定着した際に、長手端部が昇温するのを防止する機構を盛り込んだことが異なる。
【０１４６】
定着装置の構成は、第一の実施例と同様であり。図２に示した通りである。
図９に、本実施例におけるメインサーミスタ１８とサブサーミスタ１９の長手配置状態を説明するための斜視図を示す。本実施例においては、転写材Ｐとして、Ａ４サイズの定形紙（長手方向幅２１０ｍｍ）と、Ａ５サイズ定形紙（長手方向幅１４５ｍｍ）を、中央基準で通紙可能とした。図９において、メインサーミスタ１８は第一の実施例と同様、長手中央部付近に配置されるが、サブサーミスタ１９は、長手中央から９０ｍｍの位置、すなわち、Ａ５サイズ紙の外側かつＡ４サイズ紙の内側となる位置に配置した。
【０１４７】
本実施例においては、Ａ５サイズ紙を連続通紙した際の、端部における昇温を防止するため、通紙中のサブサーミスタ１９の温度をモニターし、一定以上の温度になった場合に、通紙を止め、定着装置を空回転させることにより、端部の昇温を緩和した後に、次の紙の給紙を開始する機能をもつ。
【０１４８】
図１０に、本実施例における、通紙中の端部昇温緩和機能の動作について説明するフローチャートを示す。
【０１４９】
ステップＳ９０１でコードデータを受け取った後、ステップＳ９０３で駆動モーター及び定着ヒーター１６がＯＮされ、ステップＳ９０４において、給紙が開始される。
【０１５０】
次にステップＳ９０５でサブサーミスタ１９の温度Ｔｓを検知し、ステップＳ９０６でＴｓが第一基準温度以上となっているか判定される。本実施例においては、第一基準温度を２４０℃とした。Ｔｓの温度が２４０℃以上となるまでは、ステップＳ９０５からステップＳ９０８までの工程が繰り返され、プリントが終了した時点で、待機状態に戻る。
【０１５１】
ステップＳ９０６において、Ｔｓが２４０℃以上となった場合は、ステップＳ９０９へ行き、紙後端が定着ニップを通過するまでは通常温調を続ける。その後、ステップＳ９１０において、Ｔｓが第二基準温度を下回ったかどうかが判定される。本実施例においては、第二基準温度を２２０℃としている。
【０１５２】
ステップＳ９１１からステップＳ９１４までの工程は、Ｔｓが２２０℃を下回るまでの間、定着装置を紙間温調に移行し、空回転を続けるためのものである。ステップＳ９１１において、紙間時間計測タイマがセットされているか否か判断し、タイマがセットされていなければ、ステップＳ９１２でタイマをスタートさせる。その後、ステップＳ９１３で紙間温調温度に移行し、ステップＳ９１４において、紙間時間計測タイマが３０秒以上となったかどうかが判定される。タイマが３０秒未満であれば、ステップＳ９１０に戻り、再びＴｓが２２０℃を下回ったかどうかが判定される。
【０１５３】
本工程により、紙間時間計測タイマが３０秒以上となるか、Ｔｓが２２０℃を下回るまで、紙間温調による空回転が続けられる。
【０１５４】
なお、本実施例における紙間温調は、通常の温調温度より２０℃低い温度を用いている。
【０１５５】
紙間時間計測タイマが３０秒以上となる前にＴｓが２２０℃を下回った場合は、再びステップＳ９０１に戻り、待機状態となる。このとき次のコードデータを受信していれば、再び画像形成装置は作像に供され、次のプリントが行われる。
【０１５６】
また、紙間時間計測タイマが３０秒以上となった場合は、定着装置の以上とみなし、ステップＳ９１５において、定着ヒーター１６および駆動モーターがＯＦＦされ、エラー表示の後、動作を終了する。
【０１５７】
本実施例の定着装置を搭載した、プロセススピード９０ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置を用いて、Ａ５サイズ紙の通紙を連続５０枚行ったところ、３枚連続通紙を行った時点で、約６秒間空回転を行い、さらに２枚通紙した時点で９秒間の空回転を行い、以降は、１枚毎に１０〜１２秒の空回転を行う動作を繰り返し、５０枚の通紙を終えた。
【０１５８】
この定着装置を故意に圧解除状態にし、電子写真方式のカラー画像形成装置に装着し、室温（２０℃）から定着装置の立ち上げを行ったところ、実施例１と同様、プリント開始から２．２秒で、メインサーミスタ１８の検知温度６５℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１７０℃となり、定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１５９】
また、同様に、故意に定着ベルト２０を固定した状態で、定着装置の立ち上げを行ったところ、１．６秒で、メインサーミスタ１８の検知温度４０℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１４０℃となり、定着ヒーター１６への通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１６０】
〈第四の実施例〉
本実施例は、定着ベルト２０として、金属をベースとした金属定着ベルトを用いることを特徴とする。
【０１６１】
図１１は、本実施例で用いる定着ベルト２０を示す図である。ベース層２０ａは、ＳＵＳの素管を引き抜き加工により、厚さ５０μｍの厚みのシームレスベルト状に形成した、ＳＵＳベルトを用いている。このＳＵＳベルト２０ａ上に、第一、第二の実施例と同様、ゴム層２０ｂ、離型性層２０ｃを形成し、本実施例の定着ベルト２０を得た。
【０１６２】
第一の実施例と同様の定着装置に、本実施例の定着ベルト２０を適用し、第一の実施例と同様、７００Ｗの電力を投入し、定着ベルト２０の内面が１９５℃になるまでの時間を計測したところ、約８秒であり、第一の実施例の定着装置に比べて、より速やかに定着ベルト２０温度を上昇させることが可能となった。
【０１６３】
また、第一の実施例と同様、故意に定着ベルト２０を固定した状態で、室温（２０℃）から定着装置の立ち上げを行ったところ、１．４秒で、メインサーミスタ１８の検知温度３５℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１４０℃となり、定着ヒーター１６に対する通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１６４】
本実施例においては、定着ベルト２０の基材２０ａの材質として、ステンレスを用いたが、もちろん他の金属でも構わない。具体的には銅、鉄、ニッケル等が考えられる。とりわけ、銅やニッケルを電鋳法によりスリーブ状に形成した定着ベルト基材２０ａを用いると、４０μｍ以下の薄膜化が可能となり、さらに熱効率も高いため、立ち上がり特性にすぐれた定着ベルト２０を得ることが可能となる。
【０１６５】
〈第五の実施例〉
本実施例は、定着ヒーター１６として、アルミナではなく、窒化アルミを基材ａとしたセラミックヒーターを使用したことを特徴とする。
【０１６６】
本実施例においては、定着ヒーター１６の基板ａとして、窒化アルミを使用したことを除いては、第一の実施例と全く同様の構成とした。
【０１６７】
窒化アルミは、熱伝導率９５Ｗ／ｍ・Ｋのものを使用した。アルミナの熱伝導率２０Ｗ／ｍ・Ｋに対し、４．７５倍の熱伝導率を持つため、定着ヒーター１６の裏面にサブサーミスタ１９を置いた場合でも、定着ヒーター１６の表面の温度に、より近い温度を検出することが可能となる。
【０１６８】
実際に、第一の実施例と同様に、本実施例の定着装置に、７００Ｗの電力を投入し、定着ベルト内面が１９５℃になるまでの時間を計測したところ約１０秒であり、電源ＯＮから最初のプリントアウトまで１５秒以内の、オンデマンド性の高い定着装置が実現できた。
【０１６９】
また、故意に定着ベルトを固定した状態で、室温（２０℃）から定着装置の立ち上げを行ったところ、１．５秒で、メインサーミスタの検知温度３０℃に対して、サブサーミスタ１９の検知温度が１４０℃となり、ヒーター通電が停止し、それ以上温度上昇することはなかった。
【０１７０】
〈その他〉
１）定着ニップを形成させる第一と第二の定着部材は実施例の定着ベルトや加圧ローラの形態に限られるものではない。第一と第二の定着部材の両方に熱源を具備させた形態の装置にすることもできる。
【０１７１】
２）熱源としてのセラミックヒーターの形態は実施例のものに限られないことは勿論である。また熱源はセラミックヒーターに限られるものではなく、例えば、鉄板等の電磁誘導発熱部材と磁場発生手段で構成することもできる。
【０１７２】
３）熱源は必ずしも定着ニップ部Ｎに位置していなくてもよい。例えば、熱源を定着ニップ部Ｎよりも定着ベルト移動方向上流側に位置させて配設することも出来る。
【０１７３】
４）実施例の定着装置は加圧用回転体駆動方式であるが、エンドレスの定着ベルトの内周面に駆動ローラを設け、定着ベルトにテンションを加えながら駆動する方式の装置であってもよいし、定着ベルトをロール巻きの有端ウエブ状にし、これを走行駆動させる方式の装置であってもよい。
【０１７４】
５）本発明において定着装置には、未定着画像を記録材上に永久画像として加熱定着させる定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する加熱装置なども包含される。
【０１７５】
６）画像形成装置の作像方式は電子写真方式に限られず、静電記録方式、磁気記録方式等であってもよいし、また転写方式でも直接方式でもよい。
【０１７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着装置および該定着装置を具備した画像形成装置について、定着部材の温調制御を正確に行うと同時に、加圧解除状態、定着部材スリップ等の装置異常時の過昇温を防止して安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施例におけるカラー画像形成装置の概略構成図
【図２】第一の実施例における定着装置の断面模型図
【図３】定着ヒーター・メインサーミスタ・サブサーミスタの位置関係を示す斜視模型図
【図４】定着ヒーター（セラミックヒーター）の構成説明図
【図５ａ】定着装置の通常動作時の、定着ヒーター（サブサーミスタ）、定着ベルト裏面（メインサーミスタ）および定着ベルト表面の温度の挙動を示すグラフ
【図５ｂ】定着装置の圧解除を行った際の、定着ヒーター（サブサーミスタ）、定着ベルト裏面（メインサーミスタ）および定着ベルト表面の温度の挙動を示すグラフ
【図５ｃ】定着装置の定着ベルトが停止した状態での、定着ヒーター（サブサーミスタ）、定着ベルト裏面（メインサーミスタ）および定着ベルト表面の温度の挙動を示すグラフ
【図６】第一の実施例における立ち上げ制御のアルゴリズムを示すフローチャート
【図７】定着装置昇温時の立ち上げにおける、定着ヒーター（サブサーミスタ）、定着ベルト裏面（メインサーミスタ）および定着ベルト表面の温度の挙動を示すグラフ
【図８】第二の実施例における立ち上げ制御のアルゴリズムを示すフローチャート
【図９】第三の実施例における、ヒーター・メインサーミスタ・サブサーミスタの位置関係を示す斜視図
【図１０】第三の実施例における温調制御のアルゴリズムを示すフローチャート
【図１１】第四の実施例における定着ベルトの断面模型図
【図１２】従来の熱ローラ方式定着装置の断面図
【図１３】従来のフィルム定着方式の定着装置の断面図
【符号の説明】
１６　　定着ヒーター
１７　　ヒーターホルダ
１８　　メインサーミスタ
１９　　サブサーミスタ
２０　　定着ベルト
２２　　加圧ローラ
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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