(57)【要約】【課題】フィルム加熱方式の加熱装置であって、装置を回転させない状態で加熱手段１０９ｃを加熱する系において、温度検出手段が故障していて、電力供給手段から加熱手段を発熱させる通電が繰り返された場合においても、フィルム１０９ａおよび加圧体１０９ｂの特定の箇所のみが温度上昇しないように制御する。【解決手段】温度検出手段から検出される加熱装置立上げ前での加熱手段の初期温度が第一の所定温度以下であり、加圧体を回転させずに、電力供給手段から所定電力を供給する際に、第一の所定時間経過しても温度検出手段から検出される温度の変化を検知できない場合、もしくは、第一の所定時間経過しても温度検出手段から検出される温度が第二の所定温度以下である場合には、電力供給手段の電力供給を停止した直後に、加圧体を第二の所定時間のみ回転させる。【選択図】図２
2004348036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送して、前記フィルムを介した前記加熱手段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
電力を供給して前記加熱手段を発熱させる電力供給手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検出手段と、前記電力供給手段が供給する電力を制御し、前記加圧体の回転を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
１）前記温度検出手段から検出される加熱装置立上げ前での前記加熱手段の初期温度が第一の所定温度以下であり、前記加圧体を回転させずに、前記電力供給手段から予め設定されている所定電力を供給する際に、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度の変化を検知できない場合、
２）もしくは、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度が予め設定されている第二の所定温度以下である場合、
の上記１）または２）の場合には、前記電力供給手段の電力供給を停止した直後に、前記加圧体を第二の所定時間のみ回転させることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送して、前記フィルムを介した前記加熱手段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
電力を供給して前記加熱手段を発熱させる電力供給手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検出手段と、前記電力供給手段が供給する電力を制御し、前記加圧体の回転を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
１）前記温度検出手段から検出される加熱装置立上げ前での前記加熱手段の初期温度が第一の所定温度以下であり、前記加圧体を回転させずに、前記電力供給手段から予め設定されている所定電力を供給する際に、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度の変化を検知できない場合、
２）もしくは、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度が予め設定されている第二の所定温度以下である場合、
の上記１）または２）の場合には、前記温度検出手段もしくは前記電力供給手段の故障と判断して前記電力供給手段の電力供給を停止するとともに、前記加圧体を第二の所定時間だけ回転させ、温度検出手段もしくは電力供給手段の故障を表示手段に報知することを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、絶縁基板と、前記絶縁基板の片面もしくは両面上に形成されている１本以上の発熱体から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記フィルムがエンドレスフィルムであり、前記第二の所定時間を、前記加圧体および前記フィルムの１周分の時間もしくはその整数倍の時間としないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項５】
前記第二の所定時間を、１ニップ分以上の時間とすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
記録媒体上に未定着画像を形成担持させる画像形成手段部と、前記の未定着画像を担持した記録媒体を加熱ニップ部で挟持搬送して未定着画像を記録媒体に定着処理する定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着装置が請求項１から５のいずれかに記載の加熱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、例えば、画像形成装置において記録媒体上の未定着画像を熱定着させるための定着装置として用いて好適なフィルム加熱方式の加熱装置、および該加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の場合について説明する。画像形成装置の定着装置（以下、定着器と記す）は、電子写真プロセスなどの画像形成手段により転写紙等の記録媒体上に形成された未定着画像（トナ−像）を記録媒体上に定着させるものであり、ハロゲンヒ−タを熱源とする熱ロ−ラ式の熱定着器やセラミック面発ヒ−タを熱源とするフィルム加熱式の熱定着器が用いられている。
【０００３】
一般的に、加熱手段としてのヒータはトライアック等のスイッチング素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。ヒータを熱源とする定着器には温度検出素子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この温度検出素子により定着器の温度が検出され、その検出温度情報を基にシーケンスコントローラがスイッチング素子をオン／オフ制御することにより定着器の熱源であるヒータへの電力供給をオン／オフし、定着器の温度が目標の温度になるように温度制御される。セラミック面発ヒータへのオン／オフ制御は、通常入力商用電源の位相制御または波数制御によりおこなわれる。
【０００４】
定着器を立ち上げる際に初期温度を所定温度以下の場合、ヒータに予め設定されている所定電力を供給して、温度検出素子の検出する定着器の温度が所定の昇温をしていることを検知すれば、温度検出手段が正常であると判断して、通常の立上げ制御および温調制御に移行する。所定時間経過しても温度検出素子の検出する定着器の温度の変化を検知できなければ、温度検出手段および電力供給手段の故障と判断して、ヒータへの通電をオフにして、故障を報知する。
【０００５】
本発明で対象としているフィルム加熱方式の加熱装置は、特許文献１〜４等に開示されるように、固定支持された加熱手段と、該加熱手段と摺動するフィルムと、該フィルムを介して加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、を有し、ニップ部で被加熱材を挟持搬送して、フィルムを介した加熱手段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置であり、加熱手段としてセラミック面発ヒ−タのような低熱容量のヒータ（加熱体）を用いることができる。そのため熱ローラ方式等の他の接触加熱方式の加熱装置に比べて省電力化、ウエイトタイムの短縮化（クイックスタート）が可能となる。
【特許文献１】
特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】
特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献３】
特開平４−４４０７５号公報
【特許文献４】
特開平４−２０４９８０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば、セラミック面発ヒータを加熱手段とするフィルム加熱方式の定着器において、定着器を冷えた室温状態から所定温度まで立ち上げる際に、定着フィルムがヒータに摺動し加圧体としての回転駆動される加圧ローラに対して従動するように、加圧ローラを回転させない状態において、ヒータに固定電力を通電し４０℃〜１５０℃程度の温度で温調することにより、ヒータと定着フィルムの摩擦係数を低減させる場合がある。
【０００７】
上記シーケンスで定着器を立ち上げるときに、仮に温度検出素子の故障や温度検出素子の組付け不良などの温度検出手段の故障があって低温側に誤検知してまった場合、温度変化をシーケンスコントローラが検知できないため、設定された固定電力を所定時間通電して、故障と判断する。
【０００８】
定着器が回転していない状態でヒータに通電されるため、定着ニップ部のみが温度上昇することになる。さらに、温度検出手段が故障しているにもかかわらずに、上記立上げシーケンスを続けた場合、定着ニップ部に対応している定着フィルムと加圧ローラの特定部分のみが昇温し続けることになってしまう。これは定着フィルムと加圧ローラの上記特定部分を熱劣化させることになる。
【０００９】
本発明は、上記のようなフィルム加熱方式の加熱装置について、装置を回転させない状態で加熱手段を加熱する系において、温度検出手段が故障していて、電力供給手段から加熱手段を発熱させる通電が繰り返された場合においても、フィルムおよび加圧体の特定の箇所のみが温度上昇しないように制御することができる加熱装置および該加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【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加熱装置および画像形成装置である。
【００１１】
［１］：加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送して、前記フィルムを介した前記加熱手段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
電力を供給して前記加熱手段を発熱させる電力供給手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検出手段と、前記電力供給手段が供給する電力を制御し、前記加圧体の回転を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
１）前記温度検出手段から検出される加熱装置立上げ前での前記加熱手段の初期温度が第一の所定温度以下であり、前記加圧体を回転させずに、前記電力供給手段から予め設定されている所定電力を供給する際に、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度の変化を検知できない場合、
２）もしくは、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度が予め設定されている第二の所定温度以下である場合、
の上記１）または２）の場合には、前記電力供給手段の電力供給を停止した直後に、前記加圧体を第二の所定時間のみ回転させることを特徴とする加熱装置。
【００１２】
上記の装置構成により、前記温度検出手段が故障している場合においても、前記ニップ部の局所的な昇温による熱が逃げやすい装置を提供することができる。
【００１３】
［２］：加熱手段と、前記加熱手段と摺動するフィルムと、前記フィルムを介して前記加熱手段とニップ部を形成するように圧接された回転自在な加圧体と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送して、前記フィルムを介した前記加熱手段からの熱により被加熱材を加熱する加熱装置において、
電力を供給して前記加熱手段を発熱させる電力供給手段と、前記加熱手段の温度を検知する温度検出手段と、前記電力供給手段が供給する電力を制御し、前記加圧体の回転を制御する制御手段と、を有しており、
前記制御手段は、
１）前記温度検出手段から検出される加熱装置立上げ前での前記加熱手段の初期温度が第一の所定温度以下であり、前記加圧体を回転させずに、前記電力供給手段から予め設定されている所定電力を供給する際に、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度の変化を検知できない場合、
２）もしくは、第一の所定時間経過しても前記温度検出手段から検出される温度が予め設定されている第二の所定温度以下である場合、
の上記１）または２）の場合には、前記温度検出手段もしくは前記電力供給手段の故障と判断して前記電力供給手段の電力供給を停止するとともに、前記加圧体を第二の所定時間だけ回転させ、温度検出手段もしくは電力供給手段の故障を表示手段に報知することを特徴とする加熱装置。
【００１４】
上記の装置構成により、フィルムと加圧体の特定の箇所のみが温度上昇しなくなる装置を提供することができる。
【００１５】
［３］：前記加熱手段は、絶縁基板と、前記絶縁基板の片面もしくは両面上に形成されている１本以上の発熱体から構成されることを特徴とする［１］または［２］に記載の加熱装置。
【００１６】
［４］：前記フィルムがエンドレスフィルムであり、前記第二の所定時間を、前記加圧体および前記フィルムの１周分の時間もしくはその整数倍の時間としないことを特徴とする［１］から［３］のいずれかに記載の加熱装置。
【００１７】
上記の装置構成により、前記温度検出手段が故障している場合においても、前記ニップ部の局所的な昇温による熱の放出効果が大きい装置を提供することができる。
【００１８】
［５］：前記第二の所定時間を、１ニップ分以上の時間とすることを特徴とする［１］から［４］のいずれかに記載の加熱装置。
【００１９】
上記の装置構成により、前記温度検出手段が故障している場合においても、フィルムと加圧体の特定の箇所のみが温度上昇しなくなる装置を提供することができる。
【００２０】
［６］：記録媒体上に未定着画像を形成担持させる画像形成手段部と、前記の未定着画像を担持した記録媒体を加熱ニップ部で挟持搬送して未定着画像を記録媒体に定着処理する定着装置を備える画像形成装置において、
前記定着装置が［１］から［５］のいずれかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
（１）画像形成装置例
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は転写式電子写真プロセスを用いたレ−ザプリンタである。
【００２２】
レーザプリンタ本体１０１は、記録媒体（転写材、以下記録紙と記す）Ｓを収納するカセット１０２を有し、カセット１０２の記録紙Ｓの有無を検知するカセット有無センサ１０３、カセット１０２の記録紙Ｓのサイズを検知するカセットサイズセンサ１０４（復数個のマイクロスイッチで構成される）、カセット１０２から記録紙Ｓを繰り出す給紙ローラ１０５等が設けられている。そして、給紙ローラ１０５の下流には記録紙Ｓを同期搬送するレジストローラ対１０６が設けられている。また、レジストローラ対１０６の下流にはレーザスキャナ部１０７からのレーザ光に基づいて記録紙Ｓ上にトナー像を形成する画像形成部１０８が設けられている。さらに、画像形成部１０８の下流には記録紙Ｓ上に形成されたトナー像を熱定着する定着器１０９が設けられており、定着器１０９の下流には排紙部の搬送状態を検知する排紙センサ１１０、記録紙Ｓを排紙する排紙ローラ１１１、記録の完了した記録紙Ｓを積載する積載トレイ１１２が設けられている。この記録紙Ｓの搬送基準は、記録紙Ｓの画像形成装置の搬送方向に直交する方向の長さ、つまり記録紙Ｓの幅に対して中央になるように設定されている（中央基準搬送）。
【００２３】
また、前記レーザスキャナ１０７は、外部装置１３１から送出される画像信号（画像信号ＶＤＯ）に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット１１３、このレーザユニット１１３からのレーザ光を後述する感光ドラム１１７上に走査するためのポリゴンモータ１１４、結像レンズ１１５、折り返しミラー１１６等により構成されている。
【００２４】
そして、前記画像形成部１０８は、公知の電子写真プロセスに必要な、感光ドラム１１７、１次帯電ローラ１１９、現像器１２０、転写帯電ローラ１２１、クリーナ１２２等から構成されている。
【００２５】
また、メインモータ１２３は、給紙ローラ１０５には給紙ローラクラッチ１２４を介して、レジストローラ対１０６にはレジストローラクラッチ１２５を介して駆動力を与えており、更に感光ドラム１１７を含む画像形成部１０８の各ユニット、定着器１０９、排紙ローラ１１１にも駆動力を与えている。
【００２６】
そして、１２６はエンジンコントローラであり、レーザスキャナ部１０７、画像形成部１０８、定着器１０９、による電子写真プロセスの制御、前記本体１０１内の記録紙の搬送制御を行なっている。
【００２７】
そして、１２７はビデオコントローラであり、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３１と汎用のインタフェース（セントロニクス、ＲＳ２３２Ｃ等）１３０で接続されており、この汎用インタフェースから送られてくる画像情報をビットデータに展開し、そのビットデータをＶＤＯ信号として、インタフェース１２８を介してエンジンコントローラ１２６へ送出している。１２９は排熱ファンである。
【００２８】
（２）定着器１０９
図２は本実施例で用いた定着器１０９の横断面模型図である。この定着器１０９は例えば特開平０４−４４０７５号公報等に記載の、エンドレスフィルム（円筒状フィルム）を用いた、加圧ローラ駆動タイプのフィルム加熱方式の加熱装置であり、加熱手段としてのヒータ１０９ｃ、このヒータを固定保持させた横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ１０９ｄ、ヒータ１０９ｃを取付けたヒータホルダ１０９ｄにルーズに外嵌した円筒状の薄耐熱フィルム（定着フィルム）１０９ａ、定着フィルム１０９ａを挟んでヒータ１０９ｃと相互圧接して定着ニップ部Ｎを形成する、回転自在な加圧体としての加圧ローラ１０９ｂ等からなる。
【００２９】
加圧ローラ１０９ｂは駆動手段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１０９ｂの回転による該加圧ローラの外面と定着フィルム１０９ａ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フィルム１０９ａに回転力が作用して定着フィルム１０９ａがその内面がヒータ１０９ｃの下向き面に密着して摺動しながらヒータホルダ１０９ｄの外回りを矢印の時計方向に従動回転状態になる。定着フィルム１０９ａとヒータ１０９ｃとの界面に摺動性のグリースを塗布してもかまわない。
【００３０】
ヒータ１０９ｃはセラミックヒータ（セラミック面発ヒータ）である。このヒータ１０９ｃについては次の（３）項で詳述する。
【００３１】
加圧ローラ１０９ｂが回転駆動され、それに伴って円筒状の定着フィルム１０９ａが従動回転状態になり、またヒータ１０９ｃに通電がなされ、該ヒータ１０９ｃ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の定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂとの間に未定着トナー像Ｔを担持した記録紙Ｓが導入され、定着ニップ部Ｎにおいて記録紙Ｓのトナー像担持面側が定着フィルム１０９ａの外面に密着して定着フィルム１０９ａ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、ヒータ１０９ｃの熱が定着フィルム１０９ａを介して記録紙Ｓに付与され、記録紙Ｓ上の未定着トナー像Ｔが記録紙Ｓ上に加熱及び加圧されて溶融定着される。
【００３２】
定着ニップ部Ｎを通過した記録紙Ｓは定着フィルム１０９ａから曲率分離される。
【００３３】
（３）ヒータ１０９ｃ
図３において、（ａ）はヒータ１０９ｃの拡大横断面模型図、（ｂ）はヒータ裏面側の平面模型図、（ｃ）は（ｂ）図から保護層を省いて通電発熱体と給電用電極部及び延長導電部のパターン模型図、（ｄ）はヒータ表面側（フィルム摺動面）の平面模型図である。
【００３４】
このヒータ１０９ｃは裏面加熱型のセラミック面発ヒータであり、
▲１▼．ＳｉＣ（炭化ケイ素）・ＡｌＮ（チッ化アルミニウム）・Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック系絶縁基板（ヒータ基板、以下、絶縁基板と記す）３１、
▲２▼．この絶縁基板３１の裏面側に形成具備させた、２本の通電発熱体（以下、発熱体と記す）３２・３３及びこれらの発熱体に対する給電用電極部（以下、電極部と記す）３４・３５・３６並びに延長導電部（以下、導電部と記す）３４ａ・３５ａ・３６ａ、
▲３▼．上記の発熱体３２・３３と導電部３４ａ・３５ａ・３６ａを覆わせて形成したガラス等の保護層４０、
からなる。
【００３５】
Ｌ１とＬ２はそれぞれ発熱体３２・３３の長さである。ａは記録紙の中央搬送基準線、Ａは通紙可能な最大サイズ紙の通紙幅領域、Ｂは通紙可能な最小サイズ紙の通紙幅領域である。５１と５２は２つの給電用コネクタであり、コネクタ５１はヒータ１０９ｃの給電用電極部３４・３５側に装着されて、給電用電極部３４・３５とヒータ駆動回路側とを電気的に連絡する。コネクタ５２はヒータ１０９ｃの給電用電極部３６側に装着されて、給電用電極部３６とヒータ駆動回路側とを電気的に連絡する。
【００３６】
発熱体３２・３３は例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジューム）・等の通電発熱抵抗材料のペーストをスクリーン印刷（厚膜印刷）等でパターン形成し、焼成して形成具備させたものである。
【００３７】
電極部３４・３５・３６並びに導電部３４ａ・３５ａ・３６ａは例えばＡｇ（銀）等の導電材料ペーストをスクリーン印刷等でパターン形成し、焼成して形成具備させたものである。電極部３６は上記２本の発熱体３２・３３に対する共通電極であり、発熱体３２・３３の各一端部に対してそれぞれ分岐導電部３６ａを介して導通させてある。
【００３８】
保護層４０上に、ヒータ１０９ｃの温度を検出する温度検出素子２１と過昇温防止手段２３が、記録紙の中央搬送基準線ａ、つまり発熱体３２・３３の長さ方向の中心に対して左右対称な位置であり、かつ通紙可能な最小サイズ紙の通紙幅領域Ｂよりも内側の位置に配設されている。
【００３９】
上記のヒータ１０９ｃは、絶縁基板３１の発熱体３２・３３等を設けた側とは反対面側を表面側（定着フルム摺動面側）として、この表面側を図２のように下向きにして外部に露呈させてヒータホルダ１０９ｄの下面に固定支持させて配設してある。
【００４０】
図４にヒ−タ１０９ｃの駆動及び制御回路を示す。１は画像形成装置を接続する交流電源で、画像形成装置は交流電源をＡＣフィルタ２，リレー４１を介して定着器１０９のヒ−タ１０９ｃの発熱体３２・３３へ電力供給することにより発熱体３２・３３を発熱させる。
【００４１】
この発熱体３３への電力の供給は、トライアック４の通電、遮断により制御をおこなう。抵抗５、６はトライアック４のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ７は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光ダイオードに通電することによりトライアック４をオンする。抵抗８はフォトトライアックカプラ７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９によりフォトトライアックカプラ７をオン／オフする。トランジスタ９は抵抗１０を介してエンジンコントロ−ラ１２６からのＯＮ１信号にしたがって動作する。
【００４２】
発熱体３２への電力の供給は、トライアック１３の通電、遮断により制御をおこなう。抵抗１４、１５はトライアック１３のためのバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ１６は、一次、二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ１６の発光ダイオードに通電することによりトライアック１３をオンする。抵抗１７はフォトトライアックカプラ１６の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ１８によりフォトトライアックカプラ１６をオン／オフする。トランジスタ１８は抵抗１９を介してエンジンコントロ−ラ１１からのＯＮ２信号にしたがって動作する。
【００４３】
また、ＡＣフィルタ２を介して交流電源１は、ゼロクロス検出回路１２に入力される。ゼロクロス検出回路では、商用電源電圧がある閾値以下の電圧になっていることをエンジンコントロ−ラ１２６に対してパルス信号として報知する。以下、エンジンコントロ−ラ１２６に送出されるこの信号をＺＥＲＯＸ信号と呼ぶ。エンジンコントロ−ラ１２６はＺＥＲＯＸ信号のパルスのエッジを検知し、位相制御または波数制御によりトライアック４または１３をＯＮ／ＯＦＦする。
【００４４】
ヒ−タ１０９ｃの温度を検知するための温度検出素子（例えば、サ−ミスタ感温素子）２１は、ヒータ１０９ｃ上に発熱体３２・３３に対して絶縁距離を確保できるように絶縁耐圧を有する絶縁物を介して配置されている。この温度検出素子２１によって検出される温度は、抵抗２２と、温度検出素子２１との分圧として検出され、エンジンコントロ−ラ１２６にＴＨ信号としてＡ／Ｄ入力される。セラミックヒ−タ１０９ｃの温度は、ＴＨ信号としてエンジンコントロ−ラ１２６において監視され、エンジンコントロ−ラ１２６の内部で設定されているヒ−タ１０９ｃの設定温度と比較することによって、発熱体３２・３３に供給するべき電力を算出し、その供給する電力に対応した位相角（位相制御）または波数（波数制御）に換算し、その制御条件によりエンジンコントロ−ラ１２６がトランジスタ９にＯＮ１信号、あるいはトランジスタ１８にＯＮ２信号を送出する。
【００４５】
温度検出素子２１やトライアック４，１３等が故障して、エンジンコントローラ１２６が温度検出もしくはヒータ駆動回路の故障と判断した場合は、ＲＬＤ信号をオフしリレー４１をオフし、発熱体３２および３３への通電を遮断する。リレー４１はトランジスタ４２によりオン／オフする。トランジスタ４２は抵抗４３を介してエンジンコントローラ１２６からのＲＬＤ信号にしたがって動作する。抵抗４４はトランジスタ４２を保護するための抵抗である。ダイオード４５は、リレー４１のオフ時に発生する逆起電圧を吸収するたの素子である。通常、リレー４１は、エンジンコントローラ１２６からのＯＮ１，ＯＮ２信号で発熱体３２・３３への電力制御を開始する前にＲＬＤ信号によりオン状態にし、発熱体３２・３３への電力供給の制御を終了させた後にＲＬＤ信号によりオフ状態に制御している。
【００４６】
過昇温防止手段２３は、例えば温度ヒューズやサーモスイッチであり、発熱体３２・３３に電力を供給しており、制御する手段が故障し、発熱体３２・３３が熱暴走に至った場合、過昇温を防止する役目をしている。電力供給制御手段の故障により、発熱体３２・３３が熱暴走に至り過昇温防止手段２３が所定の温度以上になると、過昇温防止手段２３がＯＰＥＮになり、発熱体３２および３３への通電が断たれる。
【００４７】
共通電極３６には、交流電源１のＨＯＴ側端子から過昇温防止手段２３を介して接続される。電極部３５は発熱体３３を制御するトライアック４に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。電極部３４は発熱体３２を制御するトライアック１３に電気的に接続され、交流電源１のＮｅｕｔｒａｌ端子に接続される。
【００４８】
過昇温防止手段２３は、例えば、サーモスタットがヒータ１０９ｃの絶縁基板３１面上または、保護層４０面上に当接されている。サーモスタット２３はフィルムガイド１０９ｄ（図２）に位置を矯正され、サーモスタット２３の感熱面がヒータ１０９ｃの面上に当接されている。図示はしていないが、温度検出素子２１も同様にヒータ１０９ｃの面上に当接されている。
【００４９】
次に、本実施例における定着器１０９の立ち上げ時のシーケンス概略を図５に示す。
【００５０】
エンジンコントローラ１２６にて、ヒータ１０９ｃへの電力供給開始の要求が発生すれば（Ｓ１）、ＴＨ信号により温度検出素子（サーミスタ）２１が検出する定着器１０９（ヒータ１０９ｃ）の温度を検知する。
【００５１】
検知温度Ｔがエンジンコントローラ１２６で予め設定されている所定温度Ｔ１以上であった（Ｓ２）場合、温度検出素子２１は正常であると判断して、加圧ロ−ラ１０９ｂを回転させる（Ｓ９）。定着器１０９が定常回転になったと判断したら、ヒータ１０９ｃ、つまり発熱体３２・３３への通電を開始して、ＰＩ制御によりエンジンコントローラ１２６で予め設定されている温度で温調制御をおこなう（Ｓ１０）。ただし、温度Ｔ１は、温度検出素子２１が温度を正常に検出しているか、故障しているかを判断可能である設定温度である。
【００５２】
検知温度Ｔがエンジンコントローラ１２６で予め設定されている所定温度Ｔ１未満であった（Ｓ２）場合、定着器１０９の温度が実際に低いのか、温度検出素子２１の故障、例えば、ＮＴＣサーミスタの場合はオープン故障か判断できない。また、組付け不良により温度検出素子２１からエンジンコントローラ１２６までのＴＨ信号がオープンとなっている場合も同様である。したがって、定着器１０９（加圧ローラ１０９ｂ）を回転駆動させない状態で、発熱体３２・３３へ所定の固定電力デューティで通電する（Ｓ３）。
【００５３】
定着器１０９を回転駆動させない状態で通電した場合、定着器が回転している状態と比較して昇温速度が早くなるため、温度検出素子２１が温度を正常に検出しているか、故障しているかを判断する時間を短縮することができる。
【００５４】
固定電力デューティで通電を開始してから、エンジンコントローラ１２６は温度検出素子２１で検出される温度をモニタし、予め設定されている所定の温度Ｔ１以上になっている（Ｓ２）場合、温度検出手段、電力供給手段ともに正常であると判断して、通常制御に移行する（Ｓ９〜Ｓ１０）。
【００５５】
固定電力デューティで通電を開始してから、所定時間ｔ１経過して（Ｓ４）も、温度検出素子２１から検出される温度が予め設定されている所定の温度Ｔ１未満の場合は、温度検出手段もしくは電力供給手段が故障していると判断し（Ｓ５）、過昇温を防ぐために発熱体３２・３３への電力供給を停止、ＯＮ１信号およびＯＮ２信号をオフするとともに、確実に発熱体３２・３３への通電を遮断するためにＲＬＤ信号にとりリレー４１をオフする（Ｓ６）。所定時間ｔ１は、固定電力デューティで通電し続けても、過昇温保護手段２３が動作しない程度の昇温になるように設定されている。
【００５６】
次に、加圧ローラ１０９ｂを所定時間ｔ２だけ回転駆動させる（Ｓ７）。所定時間ｔ２は、定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂが形成している定着ニップ部Ｎのフィルム移動方向における長さ分（ニップ幅）以上の時間設定となっている。所定時間ｔ２経過後、加圧ローラ６３の回転を停止し、温度検出手段もしくは電力供給手段の故障を不図示の表示器で報知する。
【００５７】
上記のように、本実施例において、定着器１０９の初期立ち上げ時に、温度検出素子２１からＴＨ信号を介してエンジンコントローラ１２６に報知される温度がその温度検出素子２１を含めた温度検出手段が故障しているか判断できない系において、定着器１０９を回転させない状態で、所定の固定電力をヒータ１０９ｃに供給する際に、所定時間ｔ１経過しても所定の温度以上に達しない場合、温度検出素子または電力供給手段の故障と判断して電力供給を停止すると、定着ニップ部Ｎのみが局所的に温度上昇し熱が逃げにくい状態となる。電力供給停止直後に、加圧ローラ１０９ｂを１ニップ長さ分以上の時間ｔ２のみ回転させることにより、局所的に昇温した定着ニップ部Ｎが圧接状態から開放されるため、熱が逃げやすくなる。また、温度検出手段が故障しているにもかかわらず、電源のＯＮ／ＯＦＦなどにより、定着器１０９の立ち上げ制御が繰り返された場合においも、定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂの特定の箇所のみが温度上昇しなくなるため、定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂへのダメージを低減させることができる。
【００５８】
（第２の実施例）
第１の実施例と重複する点は省略する。フィルム１０９ａとヒータ１０９ｃの界面に摺動性グリースを塗布している系においては、定着器１０９の温度が低い場合は、フィルム１０９ａとヒータ１０９ｃの界面に塗布している摺動性グリースが十分な摺動性がえられないため、トルクが高くなり、この状態で定着器１０９を正常に回転駆動させることができない。このため、定着器１０９を回転させない状態で、定着器１０９の温度を所定のトルク以下で回転駆動可能である温度にまで昇温させる必要がある。
【００５９】
本実施例において、設定温度Ｔ１を温度検出素子２１が温度を正常に検出しているか、故障しているかを判断可能であり、かつ、定着器１０９が所定のトルク以下で回転駆動可能である設定温度とすることが特徴である。
【００６０】
上述のように、定着器１０９の初期立ち上げ時に、温度検出素子２１からＴＨ信号を介してエンジンコントローラ１２６に報知される温度がその温度検出素子を含めた温度検出手段が故障しているか判断できない系において、定着器１０９を回転させない状態で、所定の固定電力をヒータに供給する際に、所定時間ｔ１経過しても所定の温度以上に達しない場合、温度検出素子または電力供給手段の故障と判断して電力供給を停止すると、定着ニップ部Ｎのみが局所的に温度上昇し熱が逃げにくい状態となる。電力供給停止直後に、加圧ローラ１０９ｂを１ニップ長さ分以上の時間のみ回転させることにより、局所的に昇温した定着ニップ部Ｎが圧接状態から開放されるため、熱が逃げやすくなる。また、温度検出手段が故障しているにもかかわらず、電源のＯＮ／ＯＦＦなどにより、定着器１０９の立ち上げ制御が繰り返された場合においも、定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂの特定の箇所のみが温度上昇しなくなるため、定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂへのダメージを低減させることができる。併せて、定着器１０９が実際に冷えている状態で回転駆動させることがなくなり、所定のトルク以下で回転制御することが可能となるため、定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂへのダメージをさらに低減させることができる。
【００６１】
（第３の実施例）
図６に第３の実施例を示す。第１および第２の実施例と重複する点は省略する。
【００６２】
図６に本実施例における定着器の立ち上げ時のシーケンスの概略を示す。エンジンコントローラ１２６にて、ヒータ１０９ｃへの電力供給開始の要求が発生すれば（Ｓ１）、ＴＨ信号により温度検出素子２１が検出する定着器１０９の温度を検知する。検知温度Ｔがエンジンコントローラ１２６で予め設定されている所定温度Ｔ２以上であった（Ｓ２）場合、温度検出素子２１は正常であり、定着器１０９も回転駆動に対して適度な温度であると判断して、加圧ロ−ラ１０９ｂを回転させる（Ｓ９）。定着器１０９が定常回転になったと判断したら、セラミックヒータ１０９ｃ、つまり発熱体３２・３３への通電を開始して、ＰＩ制御によりエンジンコントローラ１２６で予め設定されている温度で温調制御をおこなう（Ｓ１０）。ただし、温度Ｔ２は、定着器１０９が所定のトルク以下で回転駆動可能である設定温度である。
【００６３】
検知温度Ｔがエンジンコントローラ１２６で予め設定されている所定温度Ｔ２未満であった（Ｓ２）場合、定着器１０９の温度が実際に低いのか、温度検出素子２１の故障、例えば、ＮＴＣサーミスタの場合はオープン故障か判断できない可能性がある。また、定着器１０９の温度が低い場合は、定着フィルム１０９ａとヒータ１０９ｃの界面に塗布している摺動性グリースが十分な摺動性がえられないため、トルクが高くなり、この状態で定着器１０９を正常に回転駆動させることができない。したがって、定着器１０９を回転駆動させない状態で、発熱体３２・３３へ所定の固定電力デューティで通電する（Ｓ３）。
【００６４】
固定電力デューティで通電を開始してから、エンジンコントローラ１１は温度検出素子２１で検出される温度をモニタし、予め設定されている所定の温度Ｔ２以上になっている（Ｓ１４）場合、温度検出手段が正常に温度を検出していると判断する。この場合、温度Ｔ３は、温度Ｔ２以下であり、温度検出素子２１が温度を正常に検出しているか、故障しているかを判断可能な設定温度である。
【００６５】
次に、定着器１０９の温度が所定のトルク以下で回転駆動可能である温度Ｔ２に達していないため、発熱体３２・３３へ所定の固定電力デューティで温度Ｔ２以上になるまで通電し続けることになる（Ｓ１５）。温度検出素子２１が検出する温度が所定温度Ｔ２以上になった（Ｓ１５）場合、定着器１０９が回転駆動に対して適度な温度であると判断して、通常制御に移行する（Ｓ９〜Ｓ１０）。
【００６６】
検知温度Ｔがエンジンコントローラ１１で予め設定されている所定温度Ｔ２未満であった（Ｓ１４）場合、定着器１０９の温度が実際に低いのか、温度検出素子２１の故障、例えば、ＮＴＣサーミスタの場合はオープン故障か判断できない可能性がある。また、組付け不良により温度検出素子２１からエンジンコントローラ１１までのＴＨ信号がオープンとなっている場合も同様である。
【００６７】
固定電力デューティで通電を開始してから、所定時間ｔ１経過して（Ｓ１６）も、温度検出素子２１から検出される温度が予め設定されている所定の温度Ｔ２未満の場合は、温度検出手段もしくは電力供給手段が故障していると判断し（Ｓ５）、過昇温を防ぐために発熱体３２・３３への電力供給を停止、ＯＮ１信号およびＯＮ２信号をオフするとともに、確実に発熱体３２・３３への通電を遮断するためにＲＬＤ信号にとりリレー４１をオフする（Ｓ６）。所定時間ｔ１は、固定電力デューティで通電し続けても、過昇温保護手段２３が動作しない程度の昇温になるように設定されている。
【００６８】
次に、加圧ローラ１０９ｂを所定時間ｔ２だけ回転駆動させる（Ｓ７）。所定時間ｔ２は、定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂが形成している定着ニップ部Ｎの長さ分以上の時間であり、定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂの１周分もしくはその整数倍の時間としない設定となっている。これは定着ニップ部Ｎを形成していた定着フィルム１０９ａおよび加圧ローラ１０９ｂの対向部分が再び定着ニップ部Ｎに戻って再び対向してしまわないようにするためである。
【００６９】
所定時間ｔ２経過後、加圧ローラ１０９ｂの回転を停止し、温度検出手段もしくは電力供給手段の故障を報知する。
【００７０】
上記のように、本実施例において、定着器１０９の初期立ち上げ時に、温度検出素子２１からＴＨ信号を介してエンジンコントローラ１２６に報知される温度がその温度検出素子２１を含めた温度検出手段が故障しているか判断できない系において、定着器１０９を回転させない状態で、所定の固定電力をヒータ１０９ｃに供給する際に、所定時間経過しても所定の温度以上に達しない場合、温度検出素子または電力供給手段の故障と判断して電力供給を停止すると、定着ニップ部Ｎのみが局所的に温度上昇し熱が逃げにくい状態となる。電力供給停止直後に、加圧ローラ１０９ｂを１ニップ長分以上の時間のみ回転させることにより、局所的に昇温した定着ニップ部が圧接状態から開放されるため、熱が逃げやすくなる。また、温度検出手段が故障しているにもかかわらず、電源のＯＮ／ＯＦＦなどにより、定着器の立ち上げ制御が繰り返された場合においも、定着フィルム１０９ａと加圧ローラ１０９ｂの特定の箇所のみが温度上昇しなくなるため、定着フィルムおよび加圧ローラへのダメージを低減させることができる。また、電力供給停止直後の加圧ローラの回転時間を定着フィルムおよび加圧ローラの１周分あるいはその整数倍の時間としないことにより、より効果を上げることができ、加圧を比較的長い時間回転させる必要がある場合に有効である。
【００７１】
さらに、所定のトルク以下で正常に回転駆動可能である温度Ｔ２より温度検出素子２１が温度を正常に検出しているか、故障しているかを判断可能である温度Ｔ３を低く設定することにより、固定電力デューティを供給する最大時間ｔ１を短く設定すること可能となり、かつ、定着器が実際に冷えている状態で回転駆動させることがなくなり、所定のトルク以下で回転制御することが可能となるため、定着フィルムおよび加圧ローラへのダメージをさらに低減させることができる。
【００７２】
（その他）
１）上述した実施例の定着器１０９において、ヒータ１０９ｃは、図７の定着装置のように、表面加熱型のヒータとして絶縁基板３１の発熱体３２・３３等を設けた側を定着フィルム摺動面側にして外部に露呈させてヒータホルダ１０９ｄの下面に固定支持させて配設した構成にすることもできる。
【００７３】
２）定着フィルムはエンドレスのフィルムを駆動ローラを含む２以上の部材間に懸回張設して駆動ローラにより回転させる装置構成、あるいはロール巻きにした長尺の有端の定着フィルムを繰り出し軸側から定着ニップ部を経由させて巻き取り軸側に走行移動させる装置構成にすることもできる。
【００７４】
３）加熱手段としてのセラミックヒータ１０９ｃの構造は実施例に示したものに限られないことは勿論である。セラミックの絶縁基板の代わりに金属板の表面を絶縁処理したものを用いることもできる。絶縁基板の両面上にそれぞれ１本以上の発熱体を具備させた形態のものにすることもできる。
【００７５】
また、加熱手段はセラミックヒータに限られず、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ、ニクロム線を用いたヒータ、磁束発生手段から発生する交番磁束の作用により誘導発熱する電磁誘導発熱ヒータ等を用いた装置構成にすることもできる。
【００７６】
４）回転自在な加圧体はローラ体に限られず、回動ベルト体にすることもできる。
【００７７】
５）本発明の加熱装置は実施例の画像加熱定着装置としてばかりではなく、その他、例えば、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着処理する像加熱装置、シート状物を給送して乾燥処理・ラミネート処理・しわ取り熱プレス処理する等の加熱装置、インクジェットプリンタ等に用いられる乾燥用の加熱装置等として広く使用出来るものである。
【００７８】
６）画像形成装置の像担持体は電子写真感光ドラムに限られず、静電記録誘電体や、中間転写ドラムやベルト等の中間転写体であってもよい。画像形成装置は転写方式に限られず、記録材として感光紙や静電記録紙等を用いた直接方式の装置であってもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルム加熱方式の加熱装置について、装置を回転させない状態で加熱手段を加熱する系において、温度検出手段が故障していて、電力供給手段から加熱手段を発熱させる通電が繰り返された場合においても、フィルムおよび加圧体の特定の箇所のみが温度上昇しないように制御することができる加熱装置および該加熱装置を定着装置として備えた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】
【図１】実施例における画像形成装置の概略構成図。
【図２】定着器部分の拡大横断面模型図。
【図３】ヒータの構成説明図。
【図４】定着器の制御及び駆動回路を示した図。
【図５】第１の実施例における定着器立上げシーケンスの概略を説明する図。
【図６】第２の実施例における定着器立上げシーケンスの概略を説明する図。
【図７】他の構成の定着器の拡大横断面模型図。
【符号の説明】
１０１は画像形成装置、１０９は定着器、１０９ｃはセラミックヒータ、２１は温調制御用の温度検出素子、１２６はエンジンコントローラ、は定着フィルム、１０９ｂは加圧ローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004348036.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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