(57)【要約】【課題】フィルム加熱定着装置において低コストでスリップ予測検知を行う画像形成装置の提供。【解決手段】前回転中のサーミスタ昇温速度が、所定範囲より早い場合にスリップ予測を検知する。あるいは、前回転温調中の温度リップルが所定範囲より大きい場合にスリップ予測を検知する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱体と、前記加熱体と摺動する薄膜フィルムとを有する定着部材と、前記薄膜フィルムを介して前記加熱体と圧接して定着ニップを形成する加圧部材とを有し、前記定着ニップ部で未定着画像が形成された記録材を挟持搬送し、前記薄膜フィルムを介した前記加熱体からの熱により未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる定着装置、を有する画像形成装置において、
前記定着装置は、前記加熱体の温度を検知する温度検知手段を有し、前記画像形成装置は、前記温度検知手段の検出温度を監視する温度監視手段を有し、前記加熱体の温度を所定温度範囲に制御する加熱体発熱制御手段を有し、
前記温度監視手段による監視結果に基づいて、前記定着ニップ部における前記記録材の搬送異常状態を予測もしくは検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記定着ニップに前記記録材が挟持されない間に前記加熱体制御手段により前記加熱体の発熱が開始された際、前記温度監視手段により求められた前記温度検知手段の立上げ昇温速度が、所定範囲より速い場合に前記搬送異常状態を予測することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の定着装置における前記加熱体の所定温調制御中において、前記温度監視手段による前記温度検知手段の検出温度の振幅が、所定範囲より大きい場合に前記搬送異常状態を予測もしくは検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の画像形成装置において、前記定着装置中の加熱体に投入される立上げ電力を検知する加熱体投入電力検知手段、もしくは前記立上げ電力を所定値に制御する加熱体投入電力制御手段を有し、前記加熱体投入電力検知手段による検知結果あるいは前記加熱体投入電力制御手段による制御電力値に基づいて、前記温度検知手段の立上げ昇温速度の所定範囲、あるいは前記加熱体の所定温調制御中における検出温度振幅の所定範囲を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、前記加熱体投入電力検知手段は、前記定着装置の駆動停止中における所定電力量投入時における、前記温度検知手段の立上げ速度、到達温度のいずれかに基づいて、前記加熱体に対する投入電力を検知することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜３いずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送異常状態を予測もしくは検知した際、前記画像形成装置は前記加圧部材の昇温防止制御を施すことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記加圧部材の昇温防止制御は、前記加熱体発熱制御手段により前記加熱体の発熱量を抑制する制御であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記加圧部材の昇温防止制御は、前記記録材の給紙タイミングを通常より早めることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜３いずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は前記搬送異常をユーザーに警告する搬送異常警告手段を有し、前記搬送異常状態を予測もしくは検知した際、前記画像形成装置は前記搬送異常警告手段により警告す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・ファクシミリ等の画像形成装置に関する。より詳しくは、記録材上に形成担持させた未定着画像を定着する装置としてフィルム加熱方式の加熱定着装置（定着器）を用いている画像形成装置の改善に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機・プリンタ等の画像形成装置における定着装置としては熱ローラ方式やフィルム加熱方式のものが知られている。
【０００３】
特に、フィルム加熱方式の定着装置は、特許文献１・特許文献２・特許文献３・特許文献４等に提案されており、スタンバイ時に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えることが可能な、省エネルギー・オンデマンド定着装置として有効である。
【０００４】
基本的な構成は、フィルムガイド部材に固定支持させたヒータ（加熱部材、加熱体）と、前記ヒータ及び前記フィルムガイド部材に対して摺動する耐熱性・薄肉のフィルム（定着フィルム）とを有する定着部材と、前記フィルムを介してヒータと圧接して定着ニップを形成する加圧部材としての加圧ローラと、を有し、定着ニップ部で未定着画像が形成された記録材を挟持搬送し、フィルムを介したヒータからの熱で未定着画像を永久画像として加熱定着させるものである。
【０００５】
フィルム加熱方式の定着装置におけるフィルムの駆動方式としては、フィルム内周面に駆動ローラを設け、フィルムにテンションを加えながら駆動する方式や、フィルムをフィルムガイドにルーズに嵌合させ、加圧ローラを駆動することで、フィルムを加圧用回転体に対し従動回転させる方式が知られているが、近年では部品点数が少なくて済むことから、後者の加圧ローラ駆動方式が採用されることが多い。
【０００６】
そして、前記加圧ローラ駆動方式においては、特許文献５に開示されるように、定着フィルムとフィルムガイド部材との間に耐熱性の潤滑剤（グリス）を介在させることにより定着フィルムとフィルムガイド部材との間の摺動性を確保するのが通例である。
【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
【特許文献５】特開平５−２７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特に前述の加圧ローラ駆動方式のフィルム加熱定着装置においては、フィルムの回転が加圧ローラ回転駆動に依存する従動回転であり、記録材通紙条件によっては搬送異常（フィルム−記録材間スリップによる画像乱れ、あるいは加圧ローラ−記録材間スリップ等）による搬送不良ジャムが発生しやすかった。
【０００８】
上記搬送異常の発生は、前記フィルムと前記フィルムガイド部材（あるいはヒータ）との間の摺動抵抗が大きくなる状態における発生、そして、フィルムと記録材あるいは加圧ローラと記録材との摺動抵抗が小さくなる状態における発生とに分けられ、発明者がスリップの発生条件を確認したところ、以下の条件で発生しやすいことがわかった。
【０００９】
条件（１）：低温環境放置された定着装置の加熱駆動時
条件（２）：耐久した定着装置の加熱駆動時
条件（３）：含水量の多い薄肉記録材プリント時
条件（４）：低硬度ゴム・表面チューブ系加圧ローラによる間欠プリント時
【００１０】
［条件（１）について］
低温環境放置された定着装置は、フィルムとフィルムガイド部材あるいはヒータとの間に介在するグリスが冷えていることによって潤滑作用が働きにくく、フィルム内面の摺動抵抗が増大するために、フィルムスリップ（回転不良）及び記録材の搬送力低下が起こりやすい。条件（１）に対しては、定着駆動直前に（駆動停止状態で）ヒータ加熱を施し、定着ニップ部のグリスを十分に溶融してから装置駆動を開始する等の対策が施される場合が多い。
【００１１】
［条件（２）について］
プリント耐久した定着装置は、上記グリスのオイル成分が枯渇、あるいはフィルム摺動に際する磨耗粉が発生することによって、フィルム内面の摺動抵抗が増大するためにフィルムスリップ及び記録材の搬送力低下が起こりやすい。条件（２）に対しては、グリス部材の改良やヒータ面・フィルムガイド面の改良により、耐久による摺動抵抗の増加を防止する等の対策が施される場合が多い。
【００１２】
［条件（３）について］
高湿環境放置された記録材は含水量が高く、定着ニップで前記の高湿記録材が挟持された際、加圧ローラ及びフィルムの熱によって記録材内部から水蒸気が多量に発生しやすい。この時発生した多量の水蒸気が、記録材と加圧ローラの間、もしくは記録材とフィルムとの間に介在することによって、各々の摺動抵抗が低下し、記録材の搬送力が著しく低下しやすくなってフィルムスリップ及び記録材の搬送力低下が起こりやすい。スリップの発生しやすい記録材を検証したところ、２３℃７０％ＲＨ環境等の高湿環境で放置された、含水率８．０％以上、坪量７０ｇ／ｍ２以下の平滑紙の場合に発生しやすいことがわかった。
【００１３】
条件（３）に対しては、湿度センサや紙抵抗センサを画像形成装置内に配置することにより記録材の含水量を推定し、含水量が大きいと判断した場合に定着温度を下げる、プリント前回転中の加熱量を抑える等により、加圧ローラ及びフィルムの過昇温を防止して水蒸気の発生量を抑制する対策が考えられる。
【００１４】
［条件（４）について］
低硬度ゴム・表面チューブ系加圧ローラを用いた定着装置においては、定着ニップの面圧が低く、且つ表面の摩擦抵抗（μ）が小さいために、加圧ローラからフィルムあるいは記録材への搬送伝達力が小さく、上記スリップが発生しやすい状態となる。さらに間欠プリントにおいては、各プリント行程での余熱等により加圧ローラが長時間加熱・蓄熱されるため、連続プリントに比べて加圧ローラ温度が高くなる傾向がある。加圧ローラ温度が高い場合、条件（３）で述べた記録材内部からの水蒸気発生量が多くなり、スリップはより一層発生しやすくなる。発明者が前述の高湿紙により検証したところ、ゴム硬度４５°以下（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計：５００ｇｆ加重）、表面ＰＦＡチューブ系加圧ローラを用い、停止インターバルの短い間欠プリントをおこなうことにより、加圧ローラ表面温度が１５０℃を超える場合において、顕著なスリップジャム発生がみられた。
【００１５】
条件（４）に対しては、ゴム硬度を上げる、表面摩擦抵抗を上げる等の加圧ローラ部材の改良による対策や、加圧ローラ温度センサを画像形成装置内に配置し、加圧ローラ温度が所定温度を超える場合に定着温度を下げる、あるいはプリント前回転中の加熱量を抑える等の定着制御による対策が考えられる。
【００１６】
上述のフィルムスリップあるいはスリップ起因の搬送不良ジャムは、記録材上の画質を低下させるばかりでなく、ジャム処理等のわずらわしさをユーザーに与えるため、スリップ抑制は画像形成装置の品質確保ための重要な命題であるが、上述のスリップ対策のうち定着温度を下げる等の対策を多種多様の記録材にわたって施すことは、定着性を犠牲にする方向なので好ましくない。スリップ発生条件は前述のように限定されることから、発生条件に係る場合にのみ、スリップ抑制制御が施されることがより好ましいが、発生条件を検知する手段として上述のような湿度センサ、紙抵抗センサ、加圧ローラ温度検知センサ等を画像形成装置内に追加配設するのは装置の高コストにつながり、好ましくない。また、フィルムスリップを直接的に検知できる方法として特開２００１−２０３０７２号公報に開示されるようなフィルム回転速度検知装置も高コストとなる。また、ヒータあるいはフィルムガイドと、フィルム内面との摺動面の改良、もしくはグリス部材の改良はなされているが、前記摺動抵抗を完全に抑え込むのは困難である。
【００１７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィルム加熱方式の定着装置におけるフィルムスリップないしは記録材のスリップ起因の搬送不良ジャムを、低コストな予測検知方法をもって検知し、検知結果に基づいてスリップ防止制御を施すことが可能な画像形成装置を提供し、この種の定着装置の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決する本発明における画像形成装置は、
（１）加熱体と、前記加熱体と摺動する薄膜フィルムとを有する定着部材と、前記薄膜フィルムを介して前記加熱体と圧接して定着ニップを形成する加圧部材とを有し、前記定着ニップ部で未定着画像が形成された記録材を挟持搬送し、前記薄膜フィルムを介した前記加熱体からの熱により未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる定着装置、を有する画像形成装置において、
前記定着装置は、前記加熱体の温度を検知する温度検知手段を有し、前記画像形成装置は、前記温度検知手段の検出温度を監視する温度監視手段を有し、前記加熱体の温度を所定温度範囲に制御する加熱体発熱制御手段を有し、
前記温度監視手段による監視結果に基づいて、前記定着ニップ部における前記記録材の搬送異常状態を予測もしくは検知することを特徴とするものである。
【００１９】
（２）前記（１）に記載の画像形成装置において、前記定着ニップに前記記録材が挟持されない間に前記加熱体制御手段により前記加熱体の発熱が開始された際、前記温度監視手段により求められた前記温度検知手段の立上げ昇温速度が、所定範囲より速い場合に前記搬送異常状態を予測することを特徴とするものである。
【００２０】
（３）前記（１）に記載の定着装置における前記加熱体の所定温調制御中において、前記温度監視手段による前記温度検知手段の検出温度の振幅が、所定範囲より大きい場合に前記搬送異常状態を予測もしくは検知することを特徴とするものである。
【００２１】
（４）前記（１）〜（３）いずれかに記載の画像形成装置において、前記定着装置中の加熱体に投入される立上げ電力を検知する加熱体投入電力検知手段、もしくは前記立上げ電力を所定値に制御する加熱体投入電力制御手段を有し、前記加熱体投入電力検知手段による検知結果あるいは前記加熱体投入電力制御手段による制御電力値に基づいて、前記温度検知手段の立上げ昇温速度の所定範囲、あるいは前記加熱体の所定温調制御中における検出温度振幅の所定範囲を決定することを特徴とするものである。
【００２２】
（５）前記（４）に記載の画像形成装置において、前記加熱体投入電力検知手段は、前記定着装置の駆動停止中における所定電力量投入時における、前記温度検知手段の立上げ速度、到達温度のいずれかに基づいて、前記加熱体に対する投入電力を検知することを特徴とするものである。
【００２３】
（６）前記（１）〜（３）いずれかに記載の画像形成装置において、前記搬送異常状態を予測もしくは検知した際、前記画像形成装置は前記加圧部材の昇温防止制御を施すことを特徴とするものである。
【００２４】
（７）前記（６）に記載の画像形成装置において、前記加圧部材の昇温防止制御は、前記加熱体発熱制御手段により前記加熱体の発熱量を抑制する制御であることを特徴とするものである。
【００２５】
（８）前記（６）記載の画像形成装置において、前記加圧部材の昇温防止制御は、前記記録材の給紙タイミングを通常より早めることを特徴とするものである。
【００２６】
（９）前記（１）〜（３）いずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は前記搬送異常状態をユーザーに警告する搬送異常警告手段を有し、前記搬送異常を予測もしくは検知した際、前記画像形成装置は前記搬送異常警告手段により警告することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明による作用を以下に述べる。上記搬送異常状態（記録材スリップ）が発生する定着器条件に係る場合においては、フィルム内面摺動抵抗が通常より大きくなる部分、あるいは外面摺動抵抗が通常より小さくなる部分が生じるためにフィルム回転速度が不安定となる。前記フィルム回転速度が所定より遅い状態においては、フィルム断熱効果によってヒータに挟持されたフィルム内面の昇温速度、ひいてはヒータ自身の昇温速度が大きくなる。またフィルム回転速度の変動に応じてフィルム内面温度の急激な変動が生じるため、ヒータ加熱一定温度制御を施した場合にその検出温度のリップル（温度差）が大きくなる。上記昇温速度、温度変動を、温度検知素子（サーミスタ）により監視することにより、プリント前回転中ないしは記録材の定着ニップ突入時において、簡易的にフィルムスリップあるいはスリップ発生を予測検知することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、フィルム加熱方式の定着装置におけるフィルムスリップないしは記録材のスリップジャムを、新たな装置を必要としない低コストな予測検知方法をもって検知し、検知結果に基づいてスリップ防止制御を施すことが可能な画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００３０】
本発明の詳細を具体例により図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１に、本発明に基づく画像形成装置中に搭載されるフィルム加熱方式の定着装置の概略断面図を示す。本実施例の定着装置は加圧ローラ駆動式であり、加熱体７３を保持させたフィルム支持体７１を、円筒状の耐熱性フィルム７２を介して加圧ローラ７４に所定の押圧力をもって圧接させ、加熱体７３との間に定着ニップ部Ｎを形成している。
【００３２】
加圧ローラ７４の回転による耐熱性フィルム７２外面との摩擦力により、フィルム７２に回転力が作用してフィルム７２が加熱体７３を保持させたフィルム支持体７１の外回りを矢印ａの方向に回転し、後述の温度監視手段２０、発熱制御手段２１によって加熱体７３に対して通電加熱されることにより加熱体７３がプリント温調、例えば１８０℃に温調された状態において、定着ニップ部Ｎに、被加熱材である未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが投入されることで、加熱体７３の熱が耐熱性フィルム７２を介して記録材Ｐに付与され、未定着トナー像Ｔが記録材Ｐ面に熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは耐熱性フィルム７２の面から曲率分離されて排紙される。
【００３３】
フィルム支持体７１は、断熱性・高耐熱性・剛性を有する、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・ポリアミドイミド（ＰＡＩ）・ポリイミド（ＰＩ）・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、これ等の樹脂とセラミックス・金属・ガラス等との複合材料等である。
【００３４】
円筒状の耐熱性フィルム７２は例えば厚み３０μｍ〜１００μｍ程度のポリイミドを基層とした薄膜筒で、基層の上に導電性プライマーを介してＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のコートが施されており、トナーとの離型性を保っている。また、フィルム７２内面とフィルム支持体７１との間には不図示の摺動グリスが塗布されており、フィルム７２の摺動性を保っている。
【００３５】
加圧ローラ７４は芯金７４ａ上に基層としてのシリコーンゴム層７４ｂを設け、シリコーンゴム層７４ｂの上に不図示のプライマー層を介して１０〜１００μｍ程度の厚みを有するＰＦＡトップ層７４ｃを設けて構成され、トナーとの離型性を保っている。
【００３６】
７３は加熱体であり、例えば、長さ２７０ｍｍ・幅８ｍｍ・厚さ１ｍｍのアルミナ等の耐熱性・電気絶縁性・低熱容量のセラミック基材を用いたヒータ基板７３ａの片面側に、Ａｇ／Ｐｄ等の抵抗発熱体（通電発熱体）層７３ｂ、抵抗発熱体層７３ｂを被覆する表面保護層７３ｃ、給電電極パターン７３ｄ等を形成し、発熱制御手段２１からの通電制御に基づいて加熱体７３を通電加熱する（図２）。
【００３７】
前記発熱制御手段２１による加熱体７３への電力制御は、電源波形の半波ごとに通電の実行と停止を制御するゼロクロス波数制御や、電源波形の半波ごとに通電する位相角を制御する位相制御等の多段階電力制御方法を用いている。
【００３８】
図３に加熱体７３の温度監視手段２０の概略構成図を示す。温度監視手段２０は、その回路上に温度検知素子（以下、サーミスタという）７５、プルアップ抵抗７６、温度監視用電源７７を有し、加熱体７３の温度監視をつかさどっている。サーミスタ７５は、不図示の固定部材で固定されたサーミスタホルダ７５ａ、耐熱性・断熱性・弾性を有するセラミック繊維層７５ｂ、ＮＴＣサーミスタ７５ｃ、ポリイミド薄膜７５ｄをユニットとして構成し、ヒータ背面に対して適度に押圧している。温度監視用電源７７により例えばＤＣ５Ｖ印加したとき、ＮＴＣサーミスタ７５ｃとプルアップ抵抗７６との抵抗比による分圧Ｖｔｈを監視することにより、ＮＴＣサーミスタ７５ｃの温度を検知している。
【００３９】
加熱体７３の温度制御は以下のように機能させる。発熱制御手段２１によって抵抗発熱体層７３ｂに通電がなされることにより該発熱体層が発熱してヒータ基板７３ａが昇温し、このヒータ基板７３ａの温度がサーミスタ７５を介して上記温度監視手段２０により検温されて発熱制御手段２１へフィードバックされ、発熱体層７３ｂに対する通電制御がなされて加熱体７３の温度をプリント温調、本実施例１においては１８０℃に温調管理する。
【００４０】
なお、本実施例１における発熱制御手段２１は、定着装置の加熱開始時において加熱体７３を所定温度まで立上げるために通電される初期投入電力（以下、「立上げ電力」とも記す）を固定値、例えば６００Ｗに制御し、所定温度まで立上げたあとの温調管理は上述のフィードバック通電制御を施している。
【００４１】
次に、本発明に係るスリップ予測制御の詳細を図４のフローチャートで説明する。本実施例１においては、上記立上げ電力６００Ｗに対して、立上げ見込み時間範囲を設定している。本実施例１における定着装置を用いて６００Ｗ立上げをおこなった場合、サーミスタ７５の温度が６０℃から１３０℃まで昇温する時間は、定着装置を構成する各部品、雰囲気温度環境、定着装置周辺温度環境のばらつきを含めて、通常２．０ｓｅｃ±１０％であることが事前検討でわかっており、前記立上げ見込み時間範囲を［１．８〜２．２］ｓｅｃに設定した。この立上げ見込み時間範囲に対して、実際に加熱体７３への通電加熱開始後（Ｓ４２）、サーミスタ７５温度６０℃から１３０℃に立ち上がるまでの時間Δｔを温度監視手段２０によって測定し（Ｓ４３）、上記時間範囲の下限１．８ｓｅｃより速いかどうかを判断し、速い場合にスリップ予測フラグを立て、スリップ発生予測を検知する（Ｓ４４）。
【００４２】
本実施例１においては、加熱体７３の立上げ中に上記スリップ予測フラグが立った際、プリント前回転中目標温度（前回転温調）として通常の目標温度１８０℃から４０ｄｅｇ低い１４０℃で温調させ、定着ニップＮに記録材Ｐが突入する直前でプリント温調１８０℃に切り替える制御をスリップ防止制御として施す（Ｓ４６〜４７）。この制御変更は、前回転中の加熱体７３の発熱量を抑えることにより加圧ローラ７４の過昇温を防止し、記録材Ｐが定着ニップに突入した際の水蒸気発生量を減らして記録材Ｐと加圧ローラ７４（フィルム７２）との間の摩擦係数μを落とさないことを目的としている。なお、Ｓ４４でスリップ予測フラグが立たない場合には、プリント温調１８０℃を目標温度として温調制御する。
【００４３】
次に、高湿環境（３２℃／８０％Ｒｈ）に４８時間放置した薄紙平滑紙（６０ｇ／ｍ２）を用いて本実施例１の検証実験をおこなった結果を表１に示す。ここで、検証のための定着器条件は以下の３通りで、本実施例１および従来例におけるスリップ発生有無を○（発生なし）と×（発生あり）で記した。
【００４４】
検証（１）：摺動グリスが枯渇した耐久定着器（フィルム７２内面−フィルム支持体
７１間μ大）
検証（２）：加圧ローラゴム硬度４２°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計：５００ｇｆ加重）
の定着器（フィルム７２外面−加圧ローラ７４間μ小）
通      常：加圧ローラゴム硬度４７°（Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度計：５００ｇｆ加重）
の通常定着器（通常状態）
【００４５】
【表１】
2005338698.tif 000003
【００４６】
表１によると、通常定着器では６０℃〜１３０℃までの昇温時間が２．０ｓｅｃなのに対して、検証（１）、（２）ともに、設定した立上げ見込み時間範囲［１．８〜２．２］ｓｅｃを下回っている。このメカニズムを以下に説明する。
【００４７】
検証（１）、（２）は、定着器条件として先に説明したスリップ発生条件に当てはまる条件であり、（１）はフィルム７２内面とフィルム支持体７１との間の摩擦抵抗が大きく、（２）はフィルム７２外面と加圧ローラ７４表面との摩擦抵抗が小さい。このような状態においては、記録材Ｐが介在しないプリント前回転中においてもフィルム７２の回転移動は安定せず、通常定着器のフィルム回転速度に比べて極端に遅い状態が存在する。
【００４８】
図５は、プリント前回転中（記録材Ｐが介在しない状態）における抵抗発熱体７３ｂからの熱移動の概念図を示す。抵抗発熱体７３ｂからの熱量Ｑは、定着ニップＮ側へ移動する熱Ｑｎとヒータ基板７３ａ側へ移動する熱Ｑｈとに分けられる。更に熱Ｑｎは、フィルム７２が保持する熱Ｑｆと加圧ローラ７４が保持する熱Ｑｐに分けられる。通常においては加圧ローラ７４とフィルム７２の回転移動により熱Ｑｆと熱Ｑｐはともに定着ニップＮを脱するのに対して、前述のようにフィルム７２の回転速度が極端に遅い場合には、熱Ｑｐは回転移動により定着ニップＮを脱するが熱Ｑｆは定着ニップＮに留まろうとする傾向がありフィルム７２内面の定着ニップ部温度は急速に上昇しやすい。フィルム７２（ポリイミド基層）の熱伝導率がヒータ（アルミナ、ガラス）よりも大きい場合、昇温したフィルム７２内面の定着ニップ部の熱は加圧ローラ７４側よりも加熱体７３側に伝わりやすくなるため、加熱体７３自身の昇温速度も速くなる。したがってヒータ基板７３ａの背面側に配置したサーミスタ７５の昇温速度も通常に対して速くなり、表１のような立上げ時間結果をもたらしたと考えられる。
【００４９】
以上のように本実施例１の構成によれば、プリント前回転中における加熱体（サーミスタ）の昇温速度を監視し、見込み立上げ時間範囲よりも速い場合に、記録材のスリップ発生の可能性を判断することができ、検知に伴ったスリップ発生防止制御を施すことが可能となった。
【００５０】
なお、本実施例１においてはプリント前回転中の立上げ時間の昇温速度測定についてのみ説明したが、これに限らず、記録材と次の記録材との間（紙間）における昇温測定をおこなった場合においても同様の効果が得られる。
【００５１】
また、本実施例１においては、スリップ予測検知した際のスリップ発生防止制御として、プリント前回転中における温調目標温度を下げることによって加圧ローラの過昇温を防止する制御についてのみ説明したが、これに限らず、制御電力量ダウンなど前回転中に加熱体の発熱量を抑制する制御や、記録材の給紙タイミングを早めるなど、加圧ローラの昇温を抑える制御を施せば本実施例１と同様の効果が得られる。更には記録材が定着ニップを挟持搬送している間における、加熱体のプリント温調ダウンなど発熱量を抑制する制御を施せば、一層のスリップ発生防止効果が得られる。
【００５２】
また、ユーザーに搬送異常状態を警告する搬送異常警告手段を有する画像形成装置において、本発明のスリップ予測検知方法により検知した際、ユーザーに対して警告でき、記録材の搬送不良ジャム等を未然に防止することも可能となる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２に基づく画像形成装置について説明する。
【００５４】
実施例１では、プリント前回転中における加熱体７３の立上げ昇温速度の測定によってスリップ予測を検知したが、本実施例２においては、目標温度制御中における検知温度リップル、つまり一定温調させたときのサーミスタ７５の検知温度振幅を測定することによってスリップ予測を検知する点が実施例１と異なり、その他の構成については実施例１と同様である。
【００５５】
本実施例２におけるスリップ予測制御の詳細を図６のフローチャートで説明する。本実施例２においては、立上げ電力６００Ｗに対して温度リップル見込み範囲を設定している。本実施例２における定着装置を用いて６００Ｗ立上げをおこない、前述のゼロクロス波数制御や、位相制御等の多段階電力制御方法により１８０℃温調をおこなった場合、サーミスタ７５の温度が１８０℃に到達してから１秒間の検知温度リップルは、定着装置を構成する各部品、雰囲気温度環境、定着装置周辺温度環境のばらつきを含めて、通常１８０℃±３ｄｅｇであることが事前検討でわかっており、前記温度リップル見込み範囲を［１７７〜１８３］℃に設定した。Ｓ６２において、プリント前回転中の目標温度を１８０℃として温調制御を施し、１８０℃に到達してから１秒間の時間範囲内におけるサーミスタ７５の検知温度リップルを温度監視手段２０によって監視し（Ｓ６３）、その時間範囲内における検知温度Ｔが上記温度範囲から外れていないかどうかを判断し（Ｓ６４）、外れた場合にスリップ予測フラグを立て、スリップ発生予測を検知する（Ｓ６５）。
【００５６】
本実施例２においては、加熱体７３の前回転温調制御中に上記スリップ予測フラグが立った際、加熱体７３の発熱をＯＦＦし、所定タイミングで再びＯＮさせて定着ニップＮに記録材Ｐが突入するまでにプリント温調１８０℃立ち上がるような切り替え制御をスリップ防止制御として施す（Ｓ６６〜６７）。この制御変更は、実施例１と同様に前回転中の加熱体７３の発熱量を抑えることにより加圧ローラ７４の過昇温を防止し、記録材Ｐが定着ニップに突入した際の水蒸気発生量を減らして記録材Ｐと加圧ローラ７４（フィルム７２）との間の摩擦係数μを落とさないことを目的としている。なお、Ｓ６４でスリップ予測フラグが立たない場合には、プリント温調１８０℃を目標温度として温調制御を継続する。
【００５７】
次に、高湿環境（３２℃／８０％Ｒｈ）に４８時間放置した薄紙平滑紙（６０ｇ／ｍ２）を用いて本実施例２の検証実験をおこなった結果を表２に示す。ここで、検証のための定着器条件は実施例１における「検証（１）」、「検証（２）」、「通常」の３通りである。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
表２によると、通常定着器では１８０℃温調制御中の検知温度が見込み範囲内に収まっているのに対して、検証（１）、（２）ともに、設定した温度リップル見込み範囲［１７７〜１８３］℃を外れており、検知温度リップルが通常より大きいことがわかる。この現象も、実施例１に記載したのと同様のメカニズムで生じる現象であり、所定の通電制御量で一定温調をおこなった場合でも、前回転中のフィルム７２回転速度が不安定な状態においては熱の移動も不安定になるために、サーミスタ７５の検知温度リップルが大きくなる。
【００６０】
以上、本実施例２の構成によれば、加熱体の一定温度制御中におけるサーミスタの検知温度リップルを監視し、設定範囲から外れる場合に、記録材のスリップ発生の可能性を判断することができ、検知に伴ったスリップ発生防止制御を施すことが可能となった。
【００６１】
なお、本実施例２においてはプリント前回転中における一定温調制御中の温度リップルを監視した場合についてのみ説明したが、これに限らず、記録材と次の記録材との間（紙間）、あるいは定着ニップＮに記録材が挟持されている状態において温度リップルを監視した場合においても、各々で適正な温度リップル範囲を設定すれば、同様の効果が得られる。
【００６２】
また、本実施例２においてはスリップ予測検知した際のスリップ発生防止制御として、プリント前回転中において通電加熱ＯＦＦさせたが、これに限らず、加圧ローラないしは記録材の過昇温を抑える制御であれば、本実施例２と同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００６３】
実施例３に基づく画像形成装置について説明する。
【００６４】
実施例１、２においては、加熱体７３の立上げ電力値を発熱制御手段２１によって６００Ｗに制御して投入していたが、本実施例３においてはＡＣ電源電圧あるいは電源電圧に対する所定Ｄｕｔｙ比を立上げ電力として投入したうえで、スリップ予測検知を行う点が異なる。本実施例３の構成では、発熱制御手段２１中に定電力制御回路を必要とせず、より低コストでスリップ予測検知をおこなうことが可能となる。
【００６５】
しかし、実施例１、２におけるプリント前回転中のサーミスタ７５の昇温速度や温度リップルは、立上げ電力が異なるだけで変化するため、そのままではスリップ予測を検知できない。本実施例３においては、定着装置に投入される立上げ電力を低コストで検知し、検知された立上げ電力に基づいて「見込み立上げ時間」や「温度リップル範囲」を設定してスリップ予測検知をおこなうことを特徴とする。
【００６６】
まず、本実施例３における加熱体７３立上げ電力検知について説明する。本実施例３における立上げ電力検知は、定着装置の駆動停止中に所定時間だけ通電加熱を施し、その際のサーミスタ７５の温度上昇度から電力を推量する検知方法である。発明者が事前検討をおこなったところ、本実施例の定着装置を用いて、駆動停止中に固定電力を０．５秒間投入させたときのサーミスタ７５の到達温度をプロットすると、投入電力と温度上昇度との間に図７のように非常にリニアな相関があることがわかった。この相関から、定着器駆動停止中に加熱体７３に対して電源電圧を所定時間（本実施例３では０．５ｓｅｃ）印加し、サーミスタ７５の温度上昇度を温度監視手段２０により求めることによって、加熱体７３に投入される立上げ電力を検知できる。このように駆動停止中に通電加熱させる理由は、回転駆動させてしまうと定着部材の摩擦係数によって温度上昇度が変わってしまう恐れがあることと、駆動停止中に加熱させたほうが前述の熱移動の点からもヒータが昇温しやすく電力検知精度が上がるからである。更には、定着装置の駆動前に通電加熱させると加熱体７３とフィルム７２との間に介在する不図示の摺動グリスを効率的に溶融できるため、課題で述べた「低温環境放置された定着装置の加熱駆動時」におけるスリップの発生をも未然に防止できる効果があるからである。
【００６７】
次に、本実施例３のスリップ予測制御の詳細を図８のフローチャートで説明する。本実施例３では、プリント開始後、定着装置を駆動する以前の停止中において、加熱体７３に対してＡＣ電源電圧印加を０．５秒間継続し、一旦発熱をＯＦＦする（Ｓ８２〜８３）。そして、温度監視手段２０によりサーミスタ７５の温度上昇ΔＴ０を求め、それに対応した「６０℃から１３０℃までの立上げ見込み時間」（あるいは「１８０℃一定温調時の温度リップル見込み範囲」）を表３に基づいて設定する（Ｓ８４）。
【００６８】
【表３】
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【００６９】
設定以後のフローは実施例１（あるいは実施例２）と同様であるため説明を省略する。
【００７０】
本実施例３の構成によれば、電源電圧の如何によらず、定電力制御回路を必要としない低コストな画像形成装置においても簡易的に加熱体投入電力を検知でき、それに基づいたサーミスタの昇温度合いあるいは温度リップルを設定することにより記録材のスリップを予測あるいは検知できる。
【００７１】
なお、本実施例３においては、定着装置駆動停止中における電圧印加値としてＡＣ電源電圧を１００％印加して投入電力を検知したが、所定Ｄｕｔｙの印加（例えば５０％印加）によって電力検知をおこなってもよい。また、本実施例３においては電力検知の際にサーミスタの温度上昇度（加熱前初期温度から到達温度までの温度差）を用いたが、サーミスタの昇温速度から電力を推量してもよい。
【００７２】
更に、本実施例３においては、電力検知をおこなったのち、定着装置の駆動中に印加する立上げ電圧として、電源電圧をそのまま投入したが、これに限らず、電力検知結果に基づいて、所定電力値（例えば６００Ｗ）で立上げるための立上げＤｕｔｙを決定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明に基づくフィルム加熱方式の定着装置の概略断面図
【図２】本発明に基づく加熱体の一部切り欠き平面図
【図３】本発明に基づくサーミスタまわりの概略構成断面図
【図４】本実施例１に基づく画像形成装置の制御フローチャート
【図５】本実施例１における加熱体中の抵抗発熱体からの熱移動の概念図
【図６】本実施例２に基づく画像形成装置の制御フローチャート
【図７】本実施例３における定着装置停止中の投入電力とサーミスタ到達温度の相関図
【図８】本実施例３に基づく画像形成装置の制御フローチャート
【符号の説明】
【００７４】
７１  フィルム支持手段
７２  定着フィルム
７３  加熱体
７４  加圧ローラ
７５  サーミスタ
【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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【図８】
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