(57)【要約】      （修正有）【課題】面状抵抗発熱体を用いた定着装置において、温度センサの機能不全に関わらず異常を検知することができる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】所定の温度以上で電気抵抗値が上昇する正特性を有する抵抗発熱体にてトナーを溶融し、トナー像を記録シートに定着する定着装置であって、抵抗発熱体の温度を計測して、抵抗発熱体のキュリー点温度よりも低い所定の定着温度に、抵抗発熱体の温度を調節する温度調節する定着装置において、抵抗発熱体に流れる電流量を計測して、適正範囲内になければ、異常が発生したと判定する。【選択図】図９
2012073440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度以上で電気抵抗値が上昇する正特性を有する抵抗発熱体にてトナーを溶融し、トナー像を記録シートに定着する定着装置であって、
抵抗発熱体の温度を計測する温度計測手段と、
温度計測手段によって計測された温度を参照して、抵抗発熱体のキュリー点温度よりも低い所定の定着温度に、抵抗発熱体の温度を調節する温度調節手段と、
抵抗発熱体に流れる電流量を計測する電流量計測手段と、
正常に温度調節されている場合に、抵抗発熱体に流れるべき電流量の適正範囲を記憶する適正範囲記憶手段と、
電流量計測手段によって計測された電流量が適正範囲内になければ、異常が発生したと判定する異常検知手段と、を備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記適正範囲記憶手段は、適正範囲として、異常が無い場合に抵抗発熱体に流れるべき電流量の下限値を記憶し、
前記異常検知手段は、定着動作中において、計測された電流量の実効値が前記下限値を下回ったら、異常が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記適正範囲記憶手段は、適正範囲として、ウォームアップを開始してから所定時間を経過した後において抵抗発熱体に流れるべき電流量の下限値を記憶し、
前記異常検知手段は、ウォームアップ動作中において、計測された電流量の最大値が当該所定時間経過後の前記下限値を下回ったら、異常が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
定着温度を越えると、抵抗発熱体の電気抵抗が増加する場合において、
前記適正範囲記憶手段は、適正範囲として、抵抗発熱体に流れるべき電流量の減少率の下限値を記憶し、
前記異常検知手段は、定着動作中において、計測された電流量の減少率が前記下限値を超えたら、異常が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
定着温度を越えると、抵抗発熱体の電気抵抗が減少する場合において、
前記適正範囲記憶手段は、適正範囲として、抵抗発熱体に流れるべき電流量の増加率の下限値を記憶し、
前記異常検知手段は、定着動作中において、計測された電流量の増加率が前記下限値を超えたら、異常が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から５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、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、面状抵抗発熱体を用いてトナーを加熱、溶融する定着装置における面状抵抗発熱体の不具合を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、記録シートに担持されたトナーを溶融、圧着することによって、トナー像を記録シートに定着するため、ハロゲンランプや電磁誘導ヒータ、面状抵抗発熱体など、様々な加熱手段が用いられる。
面状抵抗発熱体は、例えば、長尺平板なセラミック基板上に所定の電気抵抗を有する抵抗発熱パターンが形成されてなり、給電を受けて抵抗発熱パターンをジュール発熱させることによってトナーを溶融する。面状抵抗発熱体は、熱源から記録シートまでの距離が短いので、熱効率が非常に高く、低消費電力で、かつ、ウォームアップ時間の短縮を図ることができる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
しかしながら、このような特徴は一方で弊害ももたらす。例えば、面状抵抗発熱体は昇温速度が速いために、小サイズ通紙時に用紙が通過しない端部領域が過熱するおそれがある。これに対して、面状抵抗発熱体を端部領域と中央領域とに分割するとともに、温度センサを用いて領域毎に温度を監視しながら給電を制御する技術が提案されている。このようにすれば、端部の過昇温を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−４００９７号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４５９５号公報
【特許文献３】特開２０００−３９７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、振動その他の原因によって温度センサが本来の設置位置や設置角度から外れる等の原因によって、面状抵抗発熱体の温度を正確に計測することができなった場合には、上述のような制御が正常にできなくなる可能性がある。例えば、赤外線センサ等の非接触式の温度センサが面状抵抗発熱体に向かう角度から逸れてしまった場合には、面状抵抗発熱体の温度が上昇していても、温度センサが検出する温度は上昇しないので、過昇温による周辺装置の異常動作や故障を招くおそれがある。そして、このような異常は、温度センサの測定結果を監視するだけでは検出することができない。
【０００６】
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、面状抵抗発熱体を用いた定着装置において、温度センサの機能不全に関わらず異常を検知することが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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、所定の温度以上で電気抵抗値が上昇する正特性を有する抵抗発熱体にてトナーを溶融し、トナー像を記録シートに定着する定着装置であって、抵抗発熱体の温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段によって計測された温度を参照して、抵抗発熱体のキュリー点温度よりも低い所定の定着温度に、抵抗発熱体の温度を調節する温度調節手段と、抵抗発熱体に流れる電流量を計測する電流量計測手段と、正常に温度調節されている場合に、抵抗発熱体に流れるべき電流量の適正範囲を記憶する適正範囲記憶手段と、電流量計測手段によって計測された電流量が適正範囲内になければ、異常が発生したと判定する異常検知手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、温度センサに異常が生じた場合であっても、抵抗発熱体に流れる電流量を監視することによって、過熱等の異常を検知することができる。
具体的に述べると、温調時においては、前記適正範囲記憶手段が、適正範囲として、異常が無い場合に抵抗発熱体に流れるべき電流量の下限値を記憶し、前記異常検知手段が、定着動作中において、計測された電流量の実効値が前記下限値を下回ったら、異常が発生したと判定するのが望ましい。
【０００９】
また、前記適正範囲記憶手段が、適正範囲として、ウォームアップを開始してから所定時間を経過した後において抵抗発熱体に流れるべき電流量の下限値を記憶し、前記異常検知手段が、ウォームアップ動作中において、計測された電流量の最大値が当該所定時間経過後の前記下限値を下回ったら、異常が発生したと判定すれば、ウォームアップ時における異常も検出することができる。
【００１０】
また、定着温度を越えると、抵抗発熱体の電気抵抗が増加する場合において、前記適正範囲記憶手段が、適正範囲として、抵抗発熱体に流れるべき電流量の減少率の下限値を記憶し、前記異常検知手段が、定着動作中において、計測された電流量の減少率が前記下限値を超えたら、異常が発生したと判定しても、温調時の異常を検知することができる。
また、定着温度を越えると、抵抗発熱体の電気抵抗が減少する場合において、前記適正範囲記憶手段が、適正範囲として、抵抗発熱体に流れるべき電流量の増加率の下限値を記憶し、前記異常検知手段が、定着動作中において、計測された電流量の増加率が前記下限値を超えたら、異常が発生したと判定すれば、定着温度近傍で抵抗発熱体が負の温度特性をもつ場合でも異常を検知することができる。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。したがって、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置の効果をすべて奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１１５の主要な構成を示す、記録シートの搬送方向に直交する方向における断面図である。
【図３】抵抗発熱体２００の主要な構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図４】抵抗発熱体２００を発熱させるための主要な構成を示す回路図である。
【図５】抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの温度−抵抗特性を表わすグラフである。
【図６】初期状態において抵抗発熱体２００が常温にある場合に、交流電源４０２から一定の電力を給電し続けた場合における電流計４０１の計測値を例示するグラフである。
【図７】制御部１１２の主要な構成をブロック図である。
【図８】温調時においる異常検知動作を示すフローチャートである。
【図９】ウォームアップを開始してから異常が検知されるまでの電流量（実効値）の典型的な変化を例示するグラフである。
【図１０】ウォームアップにおける異常検知動作を示すフローチャートである。
【図１１】ウォームアップ時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフである。
【図１２】本発明の変形例に係る異常検出動作を示すフローチャートである。
【図１３】温調時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフである。
【図１４】本発明の変形例に係る異常検出動作を示すフローチャートである。
【図１５】温調時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、原稿読取部１００、画像形成部１１０及び給紙部１２０を備えている。原稿読取部１００は原稿を光学的に読み取って画像データを生成する。
【００１４】
画像形成部１１０は作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋ、制御部１１２、中間転写ベルト１１３、２次転写ローラ対１１４、定着装置１１５、排紙ローラ１１６、排紙トレイ１１７、クリーナ１１８及びタイミングローラ１１９を備えている。
作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋは、制御部１１２の制御の下、それぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナー像を形成する。具体的には、例えば、作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋはそれぞれ、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置及び１次転写ローラを備えて。まず、帯電装置によって感光体ドラムの感光面を所定電位に一様に帯電させると、当該帯電域を露光装置が画像データに応じて露光することによって静電潜像が形成される。
【００１５】
この静電潜像に現像装置がトナーを供給することによってトナー像が形成された後（顕像化）、１次転写ローラが各色のトナー像が重なり合うように中間転写ベルト１１３に静電転写（１次転写）する。中間転写ベルト１１３は無端状の回転体であって、矢印Ａ方向に回転し、トナー像を２次転写位置まで搬送する。
給紙部１２０は、それぞれ記録紙Ｐを紙サイズ毎に格納する給紙カセット１２１を備え、画像形成部１１０に記録紙Ｐを供給する。供給された記録紙Ｐは、中間転写ベルト１１３がトナー像を搬送するのに並行して、タイミングローラ１１９によって適当なタイミングを見計らって２次転写位置まで搬送される。
【００１６】
２次転写ローラ対１１４は電位差を有する１対のローラからなっており、このローラ対は互いに圧接して転写ＮＩＰ部を形成している。この転写ＮＩＰ部において中間転写ベルト１１３上のトナー像が記録紙Ｐへ静電転写（２次転写）される。トナー像を転写された記録紙Ｐは定着装置１１５へ搬送される。
定着装置１１５は電磁誘導加熱方式の定着装置であって、トナー像を加熱、溶融して、記録紙Ｐに圧着する。トナー像を融着された記録紙Ｐは排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１７上に排出される。
【００１７】
［２］  定着装置１１５の構成
次に、定着装置１１５の構成について説明する。
図２は、定着装置１１５の主要な構成を示し、記録シートの搬送方向に直交する方向における断面図である。図２に示されるように、定着装置１１５は、抵抗発熱体２００、耐熱フィルム２０１、加圧ローラ２０２及び温度センサ２０３を備えており、長尺平板矩形状の抵抗発熱体２００に無端ベルト状の耐熱フィルム２０１を介して加圧ローラ２０２を圧接して形成されるＮＩＰ部２０４に記録シートＳを通紙することによって、トナー像を記録シートＳに融着する。
【００１８】
加圧ローラ２０２は、アルミニウム等の金属材料からなる円筒状の芯金の外周面上に、シリコーンゴム等の弾性材料からなる弾性体層を形成し、さらに当該弾性体層の外周面上にＰＦＡチューブ等からなる離型層を形成したものであって、例えば、外径を２０ｍｍ、弾性体層の厚さを３ｍｍ、離型層の厚さを３０μｍとすれば良い。また、加圧ローラ２０２は、不図示の軸受手段によって付勢されることによって耐熱フィルム２０１を介して抵抗発熱体２００に圧接する。また、加圧ローラ２０２は、不図示の駆動手段によって矢印Ｂ方向に回転駆動される。
【００１９】
耐熱フィルム２０１は、熱容量を小さくして昇温速度を向上させるために、膜厚が１００μｍ以下の耐熱性のある樹脂製フィルムからなっており、外径は、例えば、１８ｍｍである。耐熱フィルム２０１を単層フィルムとする場合には、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）やＰＦＡ（Perfluoroalkoxy）、ＦＥＰ（Tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer）等を用いれば良い。また、複合層フィルムとする場合には、ポリイミドやポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＥＳ（Polyethersulphone）、ＰＰＳ（Polyphenylene sulfide）等からなるフィルムの耐熱フィルム２０１の外周面に対応する表面上にＰＴＦＥやＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングして用いても良い。耐熱フィルム２０１は、圧接する加圧ローラ２０２との間の摩擦によって、加圧ローラ２０２に従動して矢印Ｄ方向に回転する。また、定着時には、加圧ローラ２０２との間の摩擦によって矢印Ｃ方向に搬送される記録シートＳとの間の摩擦によって、耐熱フィルム２０１は、やはり矢印Ｄ方向に回転する。
【００２０】
また、抵抗発熱体２００は、不図示の保持部材によって保持されている。この保持部材は、ポリイミドやポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の耐熱性と剛性とを兼ね備えた材料からなっており、フィルムガイドとしての構造も有している。温度センサ２０３は複数設けられており、抵抗発熱体２００の温度を計測する。制御部１１２は、温度センサ２０３の計測結果を参照して、定着温度を調節する。
【００２１】
［３］  抵抗発熱体２００の構成
次に、抵抗発熱体２００の構成について説明する。
図３は、抵抗発熱体２００の主要な構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。なお、図２（ａ）においては、後述する耐熱性ガラス層が省かれている。
【００２２】
図２（ａ）に示されるように、抵抗発熱体２００は、セラミック基板３００の一方の主面（以下、「耐熱フィルム摺動面」という。）上に抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃ並びに給電用電極３０２ａ〜３０２ｄを形成したものである。抵抗発熱体２００は、上述のように長尺平板矩形状になっており、その長手方向が記録シートの搬送方向に直交し、かつ、耐熱フィルム摺動面が記録シートに対向するように配置される。なお、前記複数の温度センサ２０３は抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃのそれぞれに対して１つずつ配設されており、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの温度が個別に測定される。
【００２３】
セラミック基板３００は、耐熱性や絶縁性、良熱伝導性を兼ね備えたアルミナ（Al2O3）や窒化アルミニウム（AlN）、窒化ケイ素（Si3N4）などのセラミック材料からなっており、長尺平板矩形状になっている。その寸法は例えば、幅７ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍである。また、給電用電極３０２ａ〜３０２ｄは、例えば、スクリーン印刷された銀パターンのように、低抵抗な良導体からなっており、抵抗発熱体２００の外部から給電を受けて抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃに電力を供給する。なお、本実施の形態においては、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃが給電用電極３０２ｄを共用する場合について説明するが、給電用電極を共用しなくても本発明の効果は同じである。給電用電極を共用すれば、本発明の効果とは別に、パターン面積を低減することができる、また、給電電極に端子を接続する工数を低減することができるという効果を得ることができる。
【００２４】
図３（ｂ）に示されるように、抵抗発熱体２００の耐熱フィルム摺動面には、給電用電極３０２ａ〜３０２ｄの端子部分を除いてオーバーコート層３１０にて被覆されている。オーバーコート層３１０は耐熱性ガラスからなっており、抵抗発熱体２００と耐熱フィルム２との間の電気的な絶縁性と摺動性が確保される。オーバーコート層３１０の厚さは、例えば、６０μｍとすれば良い。
【００２５】
図４は、抵抗発熱体２００を発熱させるための主要な構成を示す回路図である。図４に示されるように、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃにはそれぞれスイッチ４０３ａ〜４０３ｃが直列に接続されており、これら抵抗発熱パターンとスイッチとの組み合わせからなる直列回路は互いに並列に接続されている。この並列回路はさらに電流計４０１と交流電源４０２とに直列に接続されている。電流計４０１は抵抗発熱体２００に供給される電流量を計測する。
【００２６】
スイッチ４０３ａ〜４０３ｃは制御部１１２の制御下にあり、温度センサ２０３が計測した抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃ毎の温度や、電流計４０１が計測した電流量に応じてオンオフ制御される。交流電源４０２もまた制御部１１２の制御下にあり、デューティ比の制御を受ける。スイッチ４０３ａ〜４０３ｃには、例えば、トライアックを用いると良い。
【００２７】
［４］  抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃについて
次に、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃについて説明する。
抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）特性を有する材料、例えば、チタン酸バリウム（BaTiO3）等のセラミック材料やカーボンが分散された導電性ポリマ等からなっている。図５は、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの温度−抵抗特性を示すグラフであって、縦軸が抵抗値［Ω］を示し、横軸が温度［℃］を示す。また、図中、ＣＰはキュリー点（Curie Point）を示している。図５に示されるように、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは温度が上昇するに連れて、一旦、緩やかに抵抗値を減少させた後、温度がキュリー点（ＣＰ）を越えると急激に抵抗値を増大させるＰＴＣ特性を有している。
【００２８】
本実施の形態においては、定着温度を１８０℃とし、キュリー点温度が２００℃である材料の抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃに用いる場合を例にとって説明するが、トナーの融点などの特性に応じて他の定着温度や他のキュリー点温度を有する材料を採用しても良い。また、図４のように抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃを並列接続した回路の電気抵抗が１０Ωである場合には、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの面積抵抗率が場所に寄らずに一定であると仮定すれば、ＡＣ１００Ｖを印加することによって、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃ全体で約１０００Ｗの熱量が発生すると見積もることができる。
【００２９】
また、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの寸法については、例えば、定着すべき最大サイズの記録シート幅を、レターサイズに対応することを念頭に置いて、２１６ｍｍとすれば、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃ全体の幅（記録シートの搬送方向に直交する方向における大きさ）を２２０ｍｍとすれば良い。また、幅の狭い記録シートとして一般的な封筒を想定する場合には、抵抗発熱パターン３０１ａの幅を１１８ｍｍとすれば良い。このように、定着すべき記録シートの幅に応じて抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの寸法を決定すれば、小サイズの記録シートに連続してトナー像を定着する場合における端部の過昇温を有効に防止することができる。
【００３０】
図６は、初期状態において抵抗発熱体２００が常温にある場合に、交流電源４０２から一定の電力を給電し続けた場合における電流計４０１の計測値を例示するグラフであって、横軸は給電を開始してからの経過時間を表わし、縦軸は電流計４０１の計測値を表わす。図６に示されるように、常温にある抵抗発熱体２００に一定電力を給電すると、抵抗発熱体２００の温度が上昇するに従って、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの電気抵抗が、図５に示されるように、低下してゆくので、電流値は上昇する。
【００３１】
その後、抵抗発熱体２００の温度が更に上昇すると、図５に示されるように、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの抵抗値は上昇に転じる。そのため、抵抗値が最も小さくなる温度でピーク値を取った後、電流値は下降に転じる。抵抗発熱体２００の温度がキュリー点温度を越えても一定電力を給電し続けると、更に温度が上昇し、これに従って抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの抵抗値が急激に上昇する。このため、電流はあまり流れなくなり、電流値が低い状態となる。
【００３２】
なお、常温とは、例えば、０℃から４０℃までの範囲内等、画像形成装置１の正常動作が保証されているた環境温度範囲内の温度である。
［５］  制御部１１２の構成
次に、制御部１１２の構成について説明する。
図７は、制御部１１２の主要な構成をブロック図である。図７に示されるように、制御部１１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）７０３、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インタフェース７０４を備えている。ＣＰＵ７０１は電源を投入されると、ＲＯＭ７０２に記憶されているプログラムを読み出し、ＲＡＭ７０３を作業用記憶領域として当該プログラムを実行する。また、ＣＰＵ７０１は、Ｉ／Ｏインタフェース７０４を介して、温度センサ２０３や電流計４０１、交流電源４０２、スイッチ４０３ａ〜４０３ｃ等にアクセスして、抵抗発熱体２００各部の温度や通電される電流量を取得したり、交流電源４０２のデューティ比を制御したり、スイッチ４０３ａ〜４０３ｃをオンオフ制御したりする。
【００３３】
［６］  異常検知
次に、異常状態を検知するための動作について説明する。
（１）  温調時における異常検知
まず、温調時におけて異常を検知する動作について説明する。
図８は、温調時においる異常検知動作を示すフローチャートである。図８に示されるように、制御部１１２は温度センサ２０３を参照して、抵抗発熱体２００の温度が定着温度に達したらウォームアップを完了する。なお、本動作は、定着温度が、図５のグラフにおける抵抗値が最小となる温度（以下、「最小抵抗温度」という。）よりも高く、キュリー点（CP）温度よりも低い場合を想定している。
【００３４】
図５に示されるように、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは、最小抵抗温度より高い温度範囲（以下、「高温域」という。）においては正の温度特性を示し、最小抵抗温度より低い温度範囲（以下、「低温域」という。）においては負の温度特性を示す。また、高温域においては、温度の上昇に従って抵抗値も急激に上昇するのに対して、低音域においては、温度の上昇に伴って抵抗値が緩やかに低下する。
【００３５】
さて、ウォームアップを完了すると（Ｓ８０１：ＹＥＳ）、制御部１１２は電流計４０１の出力を参照して、ウォームアップ完了時の電流の実効値Ｉwを計測した後（Ｓ８０２）、通紙を開始する（Ｓ８０３）。通紙が開始されると、制御部１１２は電流計４０１を参照して電流の実効値Ｉrpmを計測して（Ｓ８０４）、これを電流量Ｉwと比較する。ＩrpmがＩwに満たなければ（Ｓ８０５：ＹＥＳ）、異常検知を報知して（Ｓ８０７）、定着動作を中止する（Ｓ８０８）。ＩrpmがＩw以上であって（Ｓ８０５：ＮＯ）、定着が完了していない場合には（Ｓ８０６：ＮＯ）、ステップＳ８０４に進んで上記の処理を繰り返す。なお、電流量（実効値）Ｉrpmは、例えば、３００ミリ秒の間、電流を計測して、その間の実効値の最小値を採用すれば良い。
【００３６】
図９は、ウォームアップを開始してから異常が検知されるまでの電流量（実効値）の典型的な変化を例示するグラフである。なお、図中、破線は異常が発生していない場合の電流量の変化を例示したグラフである。図９に示されるように、ウォームアップを開始すると、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは低温域では負の温度特性を示すので、温度の上昇に伴って抵抗値が低下して、電流量は増大する。そして、抵抗発熱体２００の温度が最小抵抗温度を越えて高温域に達すると、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃが正の温度特性を示すので、電流量は減少に転じる。
【００３７】
抵抗発熱体２００の温度が定着温度に達すると、ウォームアップを完了して、通紙が開始されると、記録シートに熱を奪われることによって、抵抗発熱体２００の温度が多少低下する。高温域では、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは正の温度特性を示すので、当該温度低下に伴って、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの電気抵抗も多少低下し、電流量は増加する。
【００３８】
その後、温度センサ２０３に不具合が生じる等して、正常に温調動作を続けることができなくなって、抵抗発熱体２００の温度が上昇すると、正の温度特性により、電流量（実効値）Ｉrpmが減少する。そして、ＩrpmがＩwを下回ると、制御部１１２が異常を検知して、定着動作が中止される。
このようにすれば、温度センサ２０３に不具合が生じる等して、正常に温調動作ができなくなっても、電流量（実効値）Ｉrpmを監視することによって、抵抗発熱体２００の過熱を防止することができる。
【００３９】
（２）  ウォームアップ時における異常検知
次に、ウォームアップ時において異常を検知する動作について説明する。
図１０は、ウォームアップにおける異常検知動作を示すフローチャートである。図１０に示されるように、制御部１１２は、ウォームアップを開始すると（Ｓ１００１）、温度センサ２０３にて抵抗発熱体２００の温度を計測し（Ｓ１００２）、定着温度に達していなければ（Ｓ１００３：ＮＯ）、電流計４０１の出力を参照して、電流量（実効値）の最大値Ｉrpmを計測する（Ｓ１００４）。
【００４０】
計測された最大値Ｉrpmが正常時の電流量の最大値Ｉjに満たなければ（Ｓ１００５：ＹＥＳ）、異常が発生したと判断されるので、異常を検知したことを報知して（Ｓ１００６）、ウォームアップを終了する（Ｓ１００７）。また、異常を検知することなく、定着温度に達した場合にも（Ｓ１００３：ＹＥＳ）、ウォームアップを終了する（Ｓ１００７）。なお、正常時の電流量の最大値Ｉjは、例えば、ウォームアップを開始してから完了するまでの０．１秒毎の値を予め用意しておき、ステップＳ１００５においては、対応する時間における最大値Ｉrpmと比較すれば良い。
【００４１】
図１１は、ウォームアップ時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフであって、実線は異常時を表わし、破線は正常時を表わす。の温度が定着温度に達したらウォームアップを完了する。なお、本動作も、定着温度が、最小抵抗温度よりも高く、キュリー点（CP）温度よりも低い場合を想定している。図９に示されるように、正常時には、電流量の最大値Ｉrpmはウォームアップ開始による温度上昇と共に増加した後、最小抵抗温度を超えると減少し、定着温度に達した後は温調制御に従って微増微減を繰り返す。
【００４２】
一方、抵抗発熱体２００のうち温度センサ２０３が温度を検知する範囲外の部分が破損した場合には、温度センサ２０３の出力結果が定着温度に達していても、定着温度ムラによる定着不良が発生して画質の劣化が生じるおそれがある。このような場合には、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃ全体の電気抵抗が増加するので、温度上昇に伴って電流量の最大値Ｉrpmが増大しても、正常時の電流量Ｉjには及ばない。このため、電流量の最大値Ｉrpmを監視して正常値Ｉjと比較することによって異常を検知することができる。
【００４３】
［７］  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。
（１）  上記実施の形態においては、温調時において抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃを流れる電流量の最小値Ｉrpmを監視することによって、異常を検知する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。
【００４４】
すなわち、電流量の最小値Ｉrpmに代えて、電流量の最小値Ｉrpmの時間変化を監視しても良い。図１２は、本変形例に係る異常検出動作を示すフローチャートである。図１２に示されるように、本実施の形態に係る制御部１１２は、ウォームアップを完了して（Ｓ１２０１：ＹＥＳ）、通紙を開始した後（Ｓ１２０２）、電流量の実効値の時間変化ΔＩrpmを計測する（Ｓ１２０３）。この時間変化は、例えば、１秒間隔で電流量の実効値Ｉrpmを計測して、１秒間の時間変化を求めると良い。
【００４５】
制御部１１２は予め正常時における電流量の実効値の時間変化の最小値ΔＩminを記憶しており、時間変化ΔＩrpmが最小値ΔＩminよりも小さければ、言い換えると、実効値Ｉrpmが所定の閾値を超えて速く減少していたら（Ｓ１２０４：ＹＥＳ）、抵抗発熱体２００の過熱が生じていると判断されるので、異常検知を報知して（Ｓ１２０６）、定着動作を中止する（Ｓ１２０７）。時間変化ΔＩrpmが最小値ΔＩmin以上ならば（Ｓ１２０４：ＮＯ）、異常は発生していないと判断されるので、定着が完了していなければ（Ｓ１２０５：ＮＯ）、ステップＳ１２０３に進んで、上記の動作を繰り返す。
【００４６】
図１３は、温調時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフである。図１３に示されるように、異常発生後、抵抗発熱体２００の昇温速度が早くなって、ΔＩrpmがΔＩminを下回ると異常が検知される。このようにしても、本発明の効果は同じである。
（２）  上記実施の形態においては、定着温度が最小抵抗温度とキュリー点温度との間にある場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、最小抵抗温度が定着温度よりも高くても良い。
【００４７】
図１４は、本変形例に係る異常検出動作を示すフローチャートである。図１４に示されるように、本実施の形態に係る制御部１１２は、ウォームアップを完了して（Ｓ１４０１：ＹＥＳ）、通紙を開始した後（Ｓ１４０２）、電流量の実効値の最大値Ｉrpmを計測する（Ｓ１４０３）。
制御部１１２は予め正常時における電流量の実効値の最大値Ｉmを記憶しており、計測値Ｉrpmが閾値Ｉmよりも大きければ、（Ｓ１４０４：ＹＥＳ）、抵抗発熱体２００の過熱が生じていると判断される。なぜならば、定着温度が最小抵抗温度よりも低い場合には、抵抗発熱体２００の温度上昇に伴って、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの電気抵抗が低下するので、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃに流れる電流量は増大するからである。
【００４８】
したがって、このような場合には、異常検知を報知して（Ｓ１４０６）、定着動作を中止する（Ｓ１４０７）。計測値Ｉrpmが閾値Ｉm以下ならば（Ｓ１４０４：ＮＯ）、異常は発生していないと判断されるので、定着が完了していなければ（Ｓ１４０５：ＮＯ）、ステップＳ１２０３に進んで、上記の動作を繰り返す。
図１５は、温調時における電流量の最大値Ｉrpmの典型的な時間変化を例示するグラフである。図１５に示されるように、本変形例においては、定着温度が最小抵抗温度よりも低いので、上記実施の形態とは異なって、電流量の最大値Ｉrpmがピークを迎える前にウォームアップが完了する。最小抵抗温度よりも低い低温域では抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃは負の温度特性を有しているので、抵抗発熱体２００が過熱すると、抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃの電気抵抗が低下して、電流量の最大値Ｉrpmが増大し、閾値Ｉmを超えると、異常と判定される。
【００４９】
なお、定着温度が最小抵抗温度より低い場合において、上記変形例（１）のように、電流量Ｉrpmの時間変化を利用するときには、電流量の増加率が所定の閾値を超えるか否かによって異常の有無を判定しても良い。
（３）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、計測した電流量Ｉrpmは、スイッチ４０３ａ〜４０３ｃの開閉状態が一致する場合の電流量（Ｉw、Ｉj等）と比較するのが望ましい。なぜならば、スイッチ４０３ａ〜４０３ｃの開閉状態に応じて抵抗発熱パターン３０１ａ〜３０１ｃに流れる電流量が変化するからである。
【００５０】
（４）上記実施の形態においては特に言及しなかったが、本発明に係る画像形成装置は複写機であっても良いし、プリンタ装置であっても良い。また、ファクシミリ装置や、これら複数の機能を兼ね備えたＭＦＰ（Multi Function Peripheral）であっても良く、電子写真方式を用いて画像形成を実行する装置であれば、本発明を適用して、その効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る定着装置及び画像形成装置は、面状抵抗発熱体を用いた場合において、温度センサの機能不全に関わらず異常を検知することができる装置として有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１………………………画像形成装置
１００…………………原稿読取部
１１０…………………画像形成部
１１１Ｙ〜１１１Ｋ…作像部
１１２…………………制御部
１１３…………………中間転写ベルト
１１４…………………２次転写ローラ対
１１５…………………定着装置
１１６…………………排紙ローラ
１１７…………………排紙トレイ
１１８…………………クリーナ
１１９…………………タイミングローラ
１２０…………………給紙部
１２１…………………給紙カセット
１２２…………………ピックアップローラ
２００…………………抵抗発熱体
２０１…………………耐熱フィルム
２０２…………………加圧ローラ
２０３…………………温度センサ
２０４…………………ＮＩＰ部
３００…………………セラミック基板
３０１ａ〜３０１ｃ…抵抗発熱パターン
３０２ａ〜３０２ｄ…給電用電極
３１０…………………オーバーコート層
４０１…………………電流計
４０２…………………交流電源
４０３ａ〜４０３ｃ…スイッチ
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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