(57)【要約】【課題】簡易な構成で定着ベルトが破損したことを迅速かつ確実に検出し、ベルト破損の進行を防ぐことのできる定着装置を提供すること。【解決手段】定着ベルトなどの定着部材や、加圧回転体などに対して、長手方向の複数位置に温度検知素子を設け、定着装置が離間状態から加圧状態に移行したときの各温度検知素子の温度変化を検知することにより、定着ベルトの破損を検知する。それにより、簡易な構成で定着ベルトの破損を迅速かつ確実に検出し、破損の進行を最小限に抑えて、定着ベルト破損による装置の故障を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する加熱体１００と、低熱容量で回転自在の定着部材２０と、前記定着部材２０に圧接して回転する回転部材２２とを有し、ニップ部Ｎによって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置４０において、
前記定着装置４０は、ニップ部Ｎを加圧する加圧状態と、ニップ部Ｎを離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材２０もしくは前記加熱体１００の温度を検出する温度検知素子２３を長手方向において複数箇所に配置し、
前記定着装置４０が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子２３の検知結果に応じて、定着部材２０の破損を検出することを特徴とする定着装置２０。
【請求項２】
前記回転部材２２は、前記回転部材の温度を検出する温度検知素子２３を有することを特徴とする請求項１に記載の定着装置２０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を採用した複写機等の画像形成装置に係り、特に、記録材上の画像を加熱、加圧する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を用いた画像形成装置では装置の小型化・低コスト・省エネルギー化が市場から求められており、特にオフィス機において顕著である。その需要に応えるため、現在熱容量が小さな定着装置が提案され、実用化されている。定着装置の低熱容量化の具体的な施策として、ベルト状のエンドレスベルト（以下定着ベルトと称す）を定着部材として用いる、ベルト定着方式があり、以下の構成が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、発熱体としてのセラミックヒータ（以下ヒータと称す）を定着部材と加圧部材とで形成するニップ部に配置し、定着ベルトを介してヒータの熱を与えながら定着領域の加圧力で未定着トナー画像を記録材面に定着させるベルト定着方式が記載されている。
【０００４】
また、ベルト定着方式の定着装置には、例えば加熱部材として定着ベルトの外周面に対向して配置された誘導加熱部を用いて、定着ベルトの発熱層の周りに磁束を形成し、発熱層が電磁誘導加熱されることで定着ベルトを間接的に加熱する構成も実用化されている。
【０００５】
このようにベルト加熱定着方式は、ヒータ及び定着部材の熱容量が小さいため画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く（クイックスタート性）、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい（省電力）等の利点がある。
【０００６】
しかしながら、低熱容量化のために薄肉化した定着ベルトは、外部からの強い力による変形や傷が起因となり、破損してしまうことがある。定着ベルトが破損すると、画像不良になるだけでなく、定着装置の他の部品に接触し、これらも破損させてしまう恐れがある。従って、定着ベルトが破損した場合、その事実を直ちに把握して、定着ベルトを交換するなどの処置を施す必要があり、そのための様々な技術が提案されている。
【０００７】
従来のベルト破損検知技術としては、特許文献２にあるように、電磁誘導加熱を用いた定着装置において、定着フィルム導電層の抵抗値を検出する方式や、特許文献３にあるように、定着ベルトにベルトマークを設け、その対向側に配置した光学センサでベルトマークの通過時間を検出する方式などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２９３２２５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７０６０号公報
【特許文献３】特開２００２−２８７５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、定着ベルト導電層の抵抗値を検出する場合は、装置構成が限定され、装置自体も複雑化してしまう課題がある。また、ベルトマークを光学センサで検出する場合は、定着ベルト表面に傷や異物が付着すると、反射光量が不安定になり誤検知が生じやすいという課題がある。
【００１０】
さらに、従来技術においては、定着装置を駆動させて定着ベルトを回転させないと、ベルト破損を検知できない構成になっており、定着装置の駆動によりベルト破損を進行させてしまうという課題がある。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で定着ベルトが破損したことを迅速かつ確実に検出し、ベルト破損の進行を防ぐことのできる定着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
（１）通電により発熱する加熱体１００と、低熱容量で回転自在の定着部材２０と、前記定着部材２０に圧接して回転する回転部材２２とを有し、ニップ部Ｎによって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置４０において、前記定着装置４０は、ニップ部Ｎを加圧する加圧状態と、ニップ部Ｎを離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材２０もしくは前記加熱体１００の温度を検出する温度検知素子２３を長手方向において複数箇所に配置し、前記定着装置４０が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子２３の検知結果に応じて、定着部材２０の破損を検出することを特徴とする。
【００１３】
（２）（１）に記載の定着装置２０において、前記回転部材２２は、前記回転部材の温度を検出する温度検知素子２３を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の定着装置によれば、定着ベルトなどの定着部材や、加圧回転体などに対して、長手方向の複数位置に温度検知素子を設けている。また、定着装置の加圧構成には加圧状態と離間状態を設けており、離間状態から加圧状態に移行したときの各温度検知素子の温度変化を検知することにより、定着ベルトの破損を検知する。それにより、簡易な構成で定着ベルトの破損を迅速かつ確実に検出し、破損の進行を最小限に抑えて、定着ベルト破損による装置の故障を防止することができる。
【００１５】
そして、破損が検出された際は、印刷動作を停止させたり、定着ベルトを交換したりするなどの迅速な対処が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の定着装置を用いた画像形成装置を説明する図
【図２】本発明の定着装置の短手方向断面模式図
【図３】本発明の定着装置の構成を説明する図
【図４】実施例１における長手方向の断面模式図
【図５（ａ）】実施例１における温度検知素子２３位置での熱伝達概念図
【図５（ｂ）】実施例１における温度検知素子２３位置での熱伝達概念図
【図５（ｃ）】実施例１における温度検知素子２３位置での熱伝達概念図
【図６】実施例１における離間状態から加圧状態に移行したときの温度検知素子の温度プロファイル  （ａ）ヒータ温度＞加圧ローラ温度の場合  （ｂ）ヒータ温度＜加圧ローラ温度の場合
【図７】実施例１における温度変化量算出方法の概念図
【図８】実施例１における定着ベルト破損を検出するフローチャート
【図９】実施例２における長手方向の断面模式図
【図１０】実施例２における温度変化量算出方法の概念図
【図１１】実施例２における定着ベルト破損を検出するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１８】
［実施例１］
本実施例では、通電により発熱する加熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材とを有し、ニップ部によって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記定着装置は、ニップ部を加圧する加圧状態と、ニップ部を離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材もしくは前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を長手方向において複数箇所に配置し、前記定着装置が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子の検知結果に応じて、定着部材の破損を検出する方法について説明する。
【００１９】
●画像形成装置
図１は、本実施形態の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタの断面図であり、シートの搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、カラー電子写真プリンタを単に「プリンタ」という。
【００２０】
シートは、トナー像が形成されるものである。シートの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。
【００２１】
図１に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。感光ドラム１１は、帯電器１２によってあらかじめ帯電される。その後、感光ドラム１１は、レーザスキャナ１３によって、潜像を形成されている。潜像は、現像器１４によってトナー像になる。感光ドラム１１のトナー像は、一次転写ブレード１７０によって、像担持体である例えば中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１に残ったトナーは、クリーナ１５によって除去される。この結果、感光ドラム１１の表面は、清浄になり、次の画像形成に備える。
【００２２】
一方、シートＰは、給紙カセット２００、又はマルチ給紙トレイ２５から、１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２３０に送り込まれる。レジストローラ対２３０は、シートＰを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対２３０は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、シートを中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３５との間に送り込む。中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３５によってシートＰに転写される。その後、シートのトナー像は、シートが定着器４０によって、加熱加圧されることでシートに定着される。
【００２３】
シートの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ６１の切り換えによりシートを排紙ローラ６３を介してシートを画像形成装置１の側面に配置されている排紙トレイ６４に排出するか、画像形成装置１の上面に配置されている排紙トレイ６５に排出される。切り換えフラッパ６１が破線の位置にある場合には、シートＰはフェイスアップ（トナー像が上側）で排紙トレイ６４上に排出され、切り換えフラッパ６１が実線の位置にある場合には、シートＰは、フェイスダウン（トナー像が下側）で排紙トレイ６５に排出される。
【００２４】
シートの両面にトナー像を形成する場合、定着器40によってトナー像を定着されたシートＰは、実線の位置にいるフラッパ６１によって上方へ案内されて、後端が反転ポイントＲに達したとき、搬送路７３によってスイッチバック搬送されて表裏反転される。その後、シートＰは、両面搬送路７０を搬送されて、片面画像形成と同様の過程をへて他方の面にトナー像を形成されて、排紙トレイ６４または排紙トレイ６５上に排出される。フラッパ６１、スイッチバック搬送路７３等で構成される部分は、反転手段の一例である。
【００２５】
●定着装置
次に、本発明の特徴部分である定着部４０について説明する。図２は定着装置４０の短手方向断面模式図、図４は定着装置４０の概略構成図である。
【００２６】
２０は発熱体を備えた円筒状の定着ベルト（エンドレスベルト）である。２２は定着ベルトとの間で定着ニップを形成する加圧ローラである。
【００２７】
４００は定着ベルト２０の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材としての左右の定着フランジである。１７は定着ベルト２０内部に配置された支持ステーであり、定着ベルト２０を加圧ローラ２２方向へ加圧付勢するバックアップ部材１６を支持する。
【００２８】
定着ベルト２０はバックアップ部材１６の外側にルーズに被せられ、支持ステー１７の左右の外方延長腕部１７ａにそれぞれ左右の定着フランジ４００を嵌着する。そして、左右の定着フランジ４００の加圧部４００ｂと加圧アーム４１との間に加圧バネ４２を縮設する。これにより、左右の定着フランジ４００、支持ステー１７、バックアップ部材１６を介して定着ベルト２０が加圧ローラ２２の上面に対して所定の押圧力で加圧され、所定幅の定着ニップＮが形成される。本実施例に於ける加圧力は一端側が１５６．８Ｎ、総加圧力が３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。また、加圧解除機構は不図示の加圧カムが加圧アーム４１を押し上げることにより、定着フランジ４００にかかる圧力を低減し、定着ニップＮが形成されない離間状態への変化ができるように構成されている。
【００２９】
支持ステー１７は高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、本実施例においてはＳＵＳ３０４を用いている。
【００３０】
１００は加熱体としてのとしてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。このヒータ１００は図面に垂直方向を長手とする細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。本実施例においては、厚み６００μmのセラミック基板上に発熱抵抗層を形成させている。
【００３１】
１６は上記のヒータ１００を固定支持させたニップ形成部材である。このニップ形成部材１６は横断面略半円弧状樋型で、図面に垂直方向を長手とする耐熱性樹脂等の断熱性部材である。省エネルギーの観点から支持ステー１７への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、例えば、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。本実施例では住友化学（株）製のスミカスーパーＥ５２０４Ｌを用いた。ヒータ１００はこのニップ形成部材１６の下面に長手に沿って形成具備させた溝部にヒータ表面側を下向きに露呈させて嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定して配設してある。
【００３２】
加圧ローラ２２は、ステンレス製の芯金上に、厚み約３ｍｍのシリコーンゴム層、さらに厚み約５０μｍのＰＦＡ樹脂チューブが順に積層された多層構造とされている。この加圧ローラ２２の芯金の両端部が装置フレーム２４の不図示の奥側と手前側の側板間に回転可能に軸受保持されている。
【００３３】
２３は温度検知手段としてのサーミスタである。ヒータサーミスタ２３はセラミックヒータの反ニップ側に当接させており、長手方向の通紙基準中央（２３−ａ）と、通紙基準から両側１４６ｍｍ（２３−ｂ、２３−ｃ）の位置に配置される。
【００３４】
サーミスタ２３−ａは図示しないＡ／Ｄコンバータを介して制御手段としての制御回路部（ＣＰＵ）に接続される。この制御回路部はサーミスタからの出力を所定の周期でサンプリングしており、得られた温度情報を発熱体への通電制御に反映させる。つまり、制御回路部は、サーミスタ２３の出力をもとに、発熱体への通電制御内容を決定し、電源部から発熱体へ供給する通電を制御する。
【００３５】
定着ベルト２０は、熱伝導率が高く引張り強度が高い金属層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。金属層は、厚さ５０μｍのステンレス材料、弾性層は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴム、離型層は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。
【００３６】
加圧ローラ２２は、鉄、アルミ等の円筒材料で形成された軸部材の外側に柔軟なゴム材料の弾性層を形成している。加圧ローラ２２は、弾性層の表面をＰＦＡチューブの離型層で覆って外径φ２５ｍｍ形成されている。
【００３７】
軸部材は、外径φ１０ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミ管を用い、弾性層は、肉厚３ｍｍ、アスカー硬度６４°のシリコーンゴム、ＰＦＡチューブの厚みは５０μｍである。加圧ローラ２２は矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。これと圧接された関係にある定着ベルト２０は加圧ローラ２２によって従動し所定の速度で回転する。
【００３８】
定着ベルト２０の内面にはグリスが塗布され、バックアップ部材１６と定着ベルト２０内面との摩擦に起因して発生する、定着ベルト２０内面の磨耗を低減する。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が従動回転すると、ヒータ１００の発熱層に通電が行われる。そして、定着ベルト２０の温度が設定温度に立ち上がると、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した記録材Ｐが入り口ガイド２３に沿って案内されて導入される。
【００３９】
定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐのトナー像担持面側が定着ベルト２０の外面に密着し、記録材が定着ベルト２０と共に移動する。定着ニップ部Ｎでの挟持搬送過程において、発熱層で発生した熱が記録材Ｐに付与され、未定着トナー像ｔが記録材Ｐ上に溶融定着される。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。
【００４０】
●温度検知素子とベルト破損による熱抵抗変化
図４に長手方向の断面模式図と温度検知素子２３の配置関係を示す。ヒータ１００の裏面に温度検知素子２３が当接されており、長手位置については２３−ａが通紙基準中心に配置されていて、２３−ｂと２３−ｃは通紙基準中心から、それぞれ両側１４６ｍｍの位置に配置されている。２３−ａは温度制御に用いられ、２３−ｂ、２３−ｃは小サイズ紙のスループット制御に用いられる。
【００４１】
次に温度検知素子とベルト破損時の熱抵抗変化の関係について説明する。図５に温度検知素子２３位置での熱伝達概念図を示す。図５（ａ）のｈ１は、定着ベルト２０が破損していない通常時における、ヒータ１００から定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２に伝わる熱伝達量を表す。一方、図５（ｂ）のｈ２は、定着ベルト２０が破損して変形した場合における、ヒータ１００から定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２に伝わる熱伝達量を表す。定着ベルトの変形によりヒータ１００と定着ベルト２０の間、定着ベルトと加圧ローラの間の接触熱抵抗が増大するため、熱伝達ｈ２はｈ１より小さくなる。これにより、ヒータ温度が加圧ローラ温度より高い条件においては、ヒータ１００から加圧ローラ２２への熱移動量が小さくなるため、（ａ）と（ｂ）を比較すると（ｂ）の方がヒータ温度の低下量が小さくなる。よって、この熱伝達ｈ２の状態が温度検知素子２３の位置と対応する場合は、温度検知素子２３の検知温度低下量が小さくなる。
【００４２】
また、図５（ｃ）のｈ３は、定着ベルトが破損して局所的にヒータ１００と加圧ローラ２２の間に存在しなくなった場合における、ヒータ１００から定着ベルト２０を介して加圧ローラ２２に伝わる熱伝達量を表す。このとき、ヒータ１００と加圧ローラ２２の間には定着ベルト２０の厚み分の隙間が生じるため、ヒータ１００と加圧ローラ２２の間の接触熱抵抗は非常に大きくなる。よって、（ａ）、（ｂ）と比較してヒータ温度の低下量が非常に小さくなり、温度検知素子２３の検知温度低下量が非常に小さくなる。
【００４３】
ここで、上記の条件とは反対であるヒータ温度が加圧ローラ温度より低い場合においては、熱抵抗が大きいとき（ｈ２、ｈ３）はヒータ温度上昇分が小さくなる。つまり、熱抵抗が大きいとき（定着ベルト２０が破損しているとき）は、温度検知素子２３の変化量が小さくなることがわかる。
【００４４】
●加圧動作時の温度変化によるベルト破損検知
次に本実施例における定着ベルト破損検知手段の一例を説明する。本実施例では、定着装置駆動時の定着ベルト回転による破損進行を防止するために、定着装置の離間状態から加圧状態への移行時に破損検知を実施する。その手段として、複数設けた温度検知素子２３における加圧時の温度変化量を比較する方法をとる。
【００４５】
図６に定着装置が離間状態から加圧状態に移行したときの温度検知素子２３の温度プロファイルを示す。
【００４６】
図６（ａ）は加圧動作時においてヒータ温度が加圧ローラ温度より高い場合の実験結果である。ここで、温度検知素子２３−ａと２３−ｂは定着ベルト２０に破損がない状態であり、２３−ｃは実験上、故意に定着ベルトを破損させている。
【００４７】
図６（ａ）のプロファイルから、離間状態の温度推移は２３−ａ、２３−ｂ、２３−ｃともに同様の推移を示している。しかし、定着装置が加圧動作をして、ヒータ１００ないし定着ベルト２０が加圧ローラ２２と接触したタイミングから、各温度検知素子の推移に違いが生じている。温度検知素子２３−ａと２３−ｂは、加圧ローラ２２と接触した瞬間に温度低下が始まり、加圧ローラ温度に向かって収束していく推移になっている。一方、温度検知素子２３−ｃは、加圧ローラ２２と接触したときの温度低下量が小さくなっている。これは上述したように、定着ベルト２０が破損している２３−ｃの位置において、ヒータ１００と加圧ローラ２２の間の熱抵抗が大きくなっており、ヒータ１００から加圧ローラ２２への熱移動量が小さくなっているためである。
【００４８】
図６（ｂ）は加圧動作時においてヒータ温度が加圧ローラ温度より低い場合の実験結果である。ここで、温度検知素子２３−ａと２３−ｂは定着ベルト２０に破損がない状態であり、２３−ｃは実験上、故意に定着ベルトを破損させている。図６（ｂ）のプロファイルから、離間状態の温度推移は２３−ａ、２３−ｂ、２３−ｃともに同様の推移を示している。しかし、定着装置が加圧動作をして、ヒータ１００ないし定着ベルト２０が加圧ローラ２２と接触したタイミングから、各温度検知素子の推移に違いが生じている。温度検知素子２３−ａと２３−ｂは、加圧ローラ２２と接触した瞬間に温度上昇が始まり、加圧ローラ温度に向かって周速していく推移になっている。
【００４９】
一方、温度検知素子２３−ｃは、加圧ローラ２２と接触したときの温度上昇量が小さくなっている。これは上述したように、定着ベルト２０が破損している２３−ｃの位置において、ヒータ１００と加圧ローラ２２の間の熱抵抗が大きくなっており、ヒータ１００から加圧ローラ２２への熱移動量が小さくなっているためである。
【００５０】
以上の結果から、定着装置の加圧動作時における各温度検知素子２３の温度上昇／下降率を比較することにより、定着装置が駆動する前に定着ベルト２０の破損を検知することが可能である。
【００５１】
図７に、定着装置の加圧動作時における各温度検知素子２３の温度上昇／下降率を比較する方法の一例を示す。ここでは、定着装置の加圧動作タイミングｔｓを基準として、ｔｅまでの温度変化を検知する。ｔｓ時点での検知温度をＴｓ、ｔｅ時点での検知温度をＴｅとして温度変化量ΔＴ＝｜Ｔｓ−Ｔｅ｜を計算する。この温度変化量ΔＴを各温度検知素子間で比較して、ΔＴの差分δＴが所定以上離れている場合は定着ベルト２０が破損していると判断する。
【００５２】
●ベルト破損検知動作
図８は、実施例１における定着ベルト２０の破損の有無を検知して動作停止を判断するフローチャートである。
【００５３】
Ｓｔｅｐ１：定着装置の加圧状態を判定する。加圧状態の場合はＳＴＯＰ。離間状態の場合はＳｔｅｐ２へ。
【００５４】
Ｓｔｅｐ２：定着装置の加圧動作を実施。
【００５５】
Ｓｔｅｐ３：加圧時の各温度検知素子の検知温度を取得。ｔｓ→ｔｅ：２秒の間の温度変化量ΔＴ＝｜Ｔｓ−Ｔｅ｜を算出。
【００５６】
Ｓｔｅｐ４：各温度検知素子の温度変化量ΔＴを比較。ΔＴの差分δＴが１０℃未満の場合はＳｔｏｐ。δＴが１０℃以上の場合はＳｔｅｐ５へ。
【００５７】
Ｓｔｅｐ５： 定着ベルトが破損していると判断。画像形成装置の動作を停止して、警告表示。
【００５８】
以上、通電により発熱する加熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材とを有し、ニップ部によって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記定着装置は、ニップ部を加圧する加圧状態と、ニップ部を離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材もしくは前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を長手方向において複数箇所に配置し、前記定着装置が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子の検知結果に応じて、定着部材の破損を検出する方法について説明した。
【００５９】
以上の実施例によれば、離間状態から加圧状態に移行したときの各温度検知素子の温度変化を検知することにより、定着ベルトの破損を検知する。それにより、簡易な構成で定着ベルトの破損を迅速かつ確実に検出し、破損の進行を最小限に抑えて、定着ベルト破損による装置の故障を防止することができる。
【００６０】
そして、破損が検出された際は、印刷動作を停止させたり、定着ベルトを交換したりするなどの迅速な対処が可能となる。
【００６１】
また、本実施例で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【００６２】
［実施例２］
本実施例では通電により発熱する加熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材とを有し、ニップ部によって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記定着装置は、ニップ部を加圧する加圧状態と、ニップ部を離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材もしくは前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を長手方向において複数箇所に配置し、前記回転部材２２は、前記回転部材の温度を検出する温度検知素子２３を有し、前記定着装置が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子の検知結果に応じて、定着部材の破損を検出する方法について説明する。
【００６３】
実施例２におけるカラー画像形成装置は、実施例１と同じく、電子写真方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、画像形成部と画像処理部から構成される。本実施例で使用するカラー画像形成装置における、画像形成部の動作については、実施例１で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する
実施例２における定着装置は、実施例１の構成と同じであり、実施例２の形態で実施例１の形態と異なるのは、加圧ローラ２２に温度検知素子２３を設けたところである。
【００６４】
実施例１の定着装置の加圧動作時におけるヒータに配置した温度検知素子２３の温度変化量を検出する方法では、各温度検知素子の温度変化量を相対比較しているため、予測部分が含まれてしまい、温度変化量の絶対値評価が困難である。よって、より検知精度を上げるためには加圧ローラ２２の温度を検出することが望ましい。
【００６５】
図９に実施例２における長手方向の断面模式図を示す。加圧ローラ２２に加圧ローラ２２の表面温度を検知する温度検知素子２３−ｄを配置している。これにより、図６で説明した、ヒータ１００が加圧動作後に収束する温度である加圧ローラ温度を実際に検知することが可能になる。
【００６６】
図１０に、実施例２における定着装置の加圧動作時における各温度検知素子２３の温度上昇／下降率を比較する方法の一例を示す。ここでは、定着装置の加圧動作タイミングｔｓを基準として、ｔｅまでの時間を計測する。ｔｅ時点でのヒータ検知温度をＴｈ、ｔｅ時点での加圧ローラ検知温度をＴｒとしてヒータ１００と加圧ローラ２２の差分温度ΔＴ´＝｜Ｔｈ−Ｔｒ｜を計算する。この差分温度ΔＴ´を各温度検知素子で算出して、ΔＴ´が所定以上離れている場合は定着ベルト２０が破損していると判断する。
【００６７】
●ベルト破損検知動作
図１１は、実施例２における定着ベルト２０の破損の有無を検知して動作停止を判断するフローチャートである。
【００６８】
Ｓｔｅｐ１：定着装置の加圧状態を判定する。加圧状態の場合はＳＴＯＰ。離間状態の場合はＳｔｅｐ２へ。
【００６９】
Ｓｔｅｐ２：定着装置の加圧動作を実施。
【００７０】
Ｓｔｅｐ３：加圧時の各温度検知素子の検知温度を取得。ｔｓ→ｔｅ：２秒後のヒータ１００と加圧ローラ２２の差分温度ΔＴ´＝｜Ｔｈ−Ｔｒ｜を算出。
【００７１】
Ｓｔｅｐ４：差分温度ΔＴ´が１０℃未満の場合はＳｔｏｐ。δＴが１０℃以上の場合はＳｔｅｐ５へ。
【００７２】
Ｓｔｅｐ５： 定着ベルトが破損していると判断。画像形成装置の動作を停止して、警告表示。
【００７３】
以上、通電により発熱する加熱体と、低熱容量で回転自在の定着部材と、前記定着部材に圧接して回転する回転部材とを有し、ニップ部によって記録材を挟持搬送しながら、加熱および加圧し未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記定着装置は、ニップ部を加圧する加圧状態と、ニップ部を離間する離間状態とを変更する加圧力変更手段を有し、前記定着部材もしくは前記加熱体の温度を検出する温度検知素子を長手方向において複数箇所に配置し、前記回転部材２２は、前記回転部材の温度を検出する温度検知素子２３を有し、前記定着装置が、離間状態から加圧状態に変更したときの、前記温度検知素子の検知結果に応じて、定着部材の破損を検出する方法について説明した。
【００７４】
以上の実施例によれば、離間状態から加圧状態に移行したときの各温度検知素子の温度と、加圧ローラの温度を検知することにより、その差分温度から定着ベルトの破損を検知する。それにより、簡易な構成で定着ベルトの破損を迅速かつ確実に検出し、破損の進行を最小限に抑えて、定着ベルト破損による装置の故障を防止することができる。
【００７５】
そして、破損が検出された際は、印刷動作を停止させたり、定着ベルトを交換したりするなどの迅速な対処が可能となる。
【００７６】
また、本実施例で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置の構成などによって一意的に決まるものではない。
【符号の説明】
【００７７】
１１  感光ドラム、１２  帯電器、１３  レーザースキャナ、１４  現像器、
１６  バックアップ部材、１７  支持ステー、１８  ベルトサーミスタ、
２０  定着ベルト、２２  加圧ローラ、２３  温度検知素子、４０  定着フランジ、
１００  セラミックヒータ
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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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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