(57)【要約】【課題】回転可能な可撓性部材と接触する加熱体の摺動層の厚みを検知できるようにした像加熱装置の提供。【解決手段】回転可能な可撓性部材２１と、前記可撓性部材を加熱する加熱体であって、前記可撓性部材と接触する摺動層２３ｄを有し前記摺動層を介して前記可撓性部材を加熱する加熱体２３と、を有し、前記可撓性部材を介して前記加熱体の熱により記録材Ｐが担持する画像ｔを加熱する像加熱装置１４において、前記可撓性部材の温度を検出する第１の温度検出手段２６と、前記加熱体の温度を検出する第２の温度検出手段２８と、前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差から前記摺動層の厚みを検知する検知手段３１と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な可撓性部材と、前記可撓性部材を加熱する加熱体であって、前記可撓性部材と接触する摺動層を有し前記摺動層を介して前記可撓性部材を加熱する加熱体と、を有し、前記可撓性部材を介して前記加熱体の熱により記録材が担持する画像を加熱する像加熱装置において、
前記可撓性部材の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱体の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差から前記摺動層の厚みを検知する検知手段と、を有することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記検知手段が前記摺動層の厚みを検知するタイミングは、ウォームアップ時であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差に基づいて得られた前記摺動層の厚み情報に基づいて警告を発する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記可撓性部材は、前記摺動層と接触する金属フィルムを有することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記摺動層の材料は、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項６】
像担持体と、前記像担持体が担持する画像を記録材に転写して担持させる転写手段と、記録材が担持する画像を加熱する像加熱手段と、を有する画像形成装置において、
前記像加熱手段として請求項１から請求項５の何れかに記載の像加熱装置を備えた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、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に搭載する加熱定着装置（定着器）として用いれば好適な像加熱装置、及びその像加熱装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタに搭載する加熱定着装置（定着器）として、フィルム加熱方式の加熱定着装置が知られている。このフィルム加熱方式の加熱定着装置は、セラミックス製の基板上に通電発熱抵抗体を有するヒータと、ヒータと接触しつつ移動する定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。特許文献１にはこのタイプの定着装置が記載されている。未定着トナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像は記録材に加熱定着される。この定着器は、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットを有する。従って、この定着器を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ  ＰｒｉｎｔＯｕｔ  Ｔｉｍｅ）を短くできる。また、このタイプの定着器は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００３】
また、フィルム加熱方式の加熱定着装置として、特許文献２には定着フィルムに弾性層を有する加熱定着装置が記載されている。特許文献３には樹脂製の定着フィルムの代わりに金属製の定着フィルムを用いた加熱定着装置が記載されている。特許文献４には定着フィルムと摺擦する面に摺動層を設けたセラミックスヒータを用いた加熱定着装置が記載されている。これらの加熱定着装置はカラー画像形成装置に好適に搭載される。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１５３０３号公報
【特許文献３】特開平１０−３１９７５３号公報
【特許文献４】特開２００４−１５７３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルム加熱方式の加熱定着装置では、ヒータが摺動層を有し、定着フィルムがヒータの摺動層と接触する金属フィルムを有する場合、金属フィルムによって摺動層が削れてしまうため、摺動層の厚みを監視することが望まれる。これは、摺動層が削れて完全に無くなった場合に、定着フィルムの駆動トルクが増大して定着フィルムが回転不能になったり、或いは定着フィルムの破断に至ってしまうことを未然に防止するためである。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、回転可能な可撓性部材と接触する加熱体の摺動層の厚みを検知できるようにした像加熱装置、及びその像加熱装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための構成は、回転可能な可撓性部材と、前記可撓性部材を加熱する加熱体であって、前記可撓性部材と接触する摺動層を有し前記摺動層を介して前記可撓性部材を加熱する加熱体と、を有し、前記可撓性部材を介して前記加熱体の熱により記録材が担持する画像を加熱する像加熱装置において、前記可撓性部材の温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱体の温度を検出する第２の温度検出手段と、前記第１の温度検出手段の検出温度と前記第２の温度検出手段の検出温度との温度差から前記摺動層の厚みを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、可撓性部材と接触する加熱体の摺動層の厚みを検知できる像加熱装置、及びその像加熱装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を図面に基づいて説明する。
【０００９】
［実施例１］
実施例１では、説明の順序として、まず画像形成装置の全体構成と画像形成動作について説明し、次に本実施例における定着装置の構成とヒータの構成について説明し、最後に摺動層の厚み検知方法について説明する。
【００１０】
（１）画像形成装置
図１１は、本発明に係る像加熱装置を加熱定着装置として搭載できる画像形成装置の一例の構成模型図である。この画像形成装置は電子写真画像形成方式を用いて、記録紙、ＯＨＰシート等の記録材に画像を形成するフルカラーレーザープリンタである。
【００１１】
本実施例に示すプリンタＡは、プリンタ本体Ｂ内に、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー画像を形成する第１〜第４の４つの画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有する。プリンタ本体Ｂ内に下から右斜め上方に並列に配設された各ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫには、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムという）１が設けられている。各感光体ドラム１は矢印方向に回転可能である。各感光体ドラム１の周囲には、感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電手段としての帯電器２と、露光手段としての露光装置３と、現像手段としての現像装置４と、クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置５がそれぞれ配置されている。
【００１２】
また、プリンタ本体Ｂ内には、各ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１の外周面（表面）と対向するように記録材搬送手段としての無端ベルト状の記録材搬送ベルト６が設けられている。この搬送ベルト６は、駆動ローラ７とテンションローラ８の２軸に巻き掛けられている。また、搬送ベルト６は、記録材Ｐを静電気を利用して保持できるように誘電体樹脂材料によって形成されている。この搬送ベルト６を挟んで各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１と対向させて転写手段としての転写ローラ９を配設している。それによって、各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの感光体ドラム１と搬送ベルト６との間に転写部を形成している。
【００１３】
本実施例のプリンタＡは、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から出力される画像形成開始信号（以下、プリント指令と記す）に応じて所定の画像形成シーケンスを実行し、その画像形成シーケンスに従って画像形成動作を行う。即ち、各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫが順次駆動され、各感光体ドラム１が矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転される。また、搬送ベルト６は、駆動ローラ７の駆動により矢印方向へ各感光体ドラム１の回転周速度に対応した周速度で回転される。
【００１４】
まず１色目のイエローの画像形成ステーションＳＹにおいて、感光体ドラム１表面を帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電する。次に露光装置３が外部装置からの画像情報に応じたレーザー光Ｌを感光体ドラム１表面の帯電面に走査露光する。これにより、感光体ドラム１表面の帯電面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そしてこの潜像が現像装置４によりイエローのトナー（現像剤）によって現像され、感光体ドラム１表面にトナー像（現像像）が形成される。同様の、帯電、露光、現像の各工程が２色目のマゼンタの画像形成ステーションＳＭ、３色目のシアンの画像形成ステーションＳＣ、４色目のブラックの画像形成ステーションＳＫにおいても行われる。そして各画像形成ステーションＳＭ〜ＳＫの感光体ドラム１表面に各色のトナー像（現像像）が形成される。
【００１５】
一方、給送カセット１０内に積載収容されている記録材Ｐは送り出しローラ１１により搬送ガイド１２を通してレジストローラ１３に送られる。次いでこの記録材Ｐはレジストローラ１３によって搬送ベルト６の外周面（表面）上に搬送され、その搬送ベルト６表面に静電的に吸着されて保持される。その記録材Ｐは搬送ベルト６の回転によって搬送ベルト６の回転方向上流側の転写部から回転方向下流側の転写部まで搬送される。各画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫの転写ローラ９には記録材Ｐの搬送過程においてトナー像と逆極性の転写バイアスが印加される。各転写ローラ９はその転写バイアスにより対応する感光体ドラム１表面のトナー像を記録材Ｐの面上に順番に重ねて転写させ担持させる。つまり、転写手段である転写ローラ６は像担持体としての感光体ドラム１が担持する画像であるトナー像を記録材に転写させて担持させる。これによって記録材Ｐは記録材Ｐの面上にフルカラーの未定着トナー像を担持する。
【００１６】
フルカラーの未定着トナー像を担持する記録材Ｐは搬送ベルト６により加熱定着装置（定着器）１４に搬送される。そしてその記録材Ｐは定着装置１４の後述するニップ部Ｎを通過することによって記録材Ｐの面上に未定着トナー像が加熱定着される。トナー像が定着された記録材Ｐは排出ローラ１５によってプリンタ本体Ｂ上部の排出トレー１６上に排出される。
【００１７】
トナー像転写後において感光体ドラム１表面に残留している転写残トナーはドラムクリーニング装置５によって除去され回収される。
【００１８】
モノクロ画像出力時には、上記の帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングからなる一連の画像形成プロセスをブラック画像形成部ＢＩｍにおいてのみ行う。
【００１９】
転写手段は転写ローラ９に限られず転写ブレードを用いてもよい。転写ブレードを用いる場合、転写ブレードはトナー像を記録材に転写する際に転写バイアスが印加され、かつ搬送ベルト６に対して当接するように構成される。
【００２０】
給送カセット１０は、給送カセット１０の内部にサイズの異なる各種記録材Ｐを積載収容するための移動可能な規制ガイド（不図示）を有する。その規制ガイドを記録材Ｐのサイズに応じて変位させその記録材Ｐを給送カセット１０内に積載収容することによって、サイズの異なる各種記録材Ｐを給送カセット１０から送り出すことができる。
【００２１】
（２）加熱定着装置（定着器）
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と直交する方向である。短手方向とは記録材の面において記録材搬送方向と平行な方向である。幅とは短手方向の寸法である。長手サイズとは長手方向の寸法である。
【００２２】
図１は定着装置１４の一例の横断面模型図である。図２は定着装置１４を記録材導入側から見た図である。図３は定着フィルム２１の層構成の説明図である。この定着装置１４はフィルム加熱方式の装置である。
【００２３】
本実施例に示す定着装置１４は、可撓性部材としての定着フィルム２１と、加圧部材（バックアップ部材）としての加圧ローラ２２と、加熱体としてのヒータ２３などを有する。また、定着装置１０は、加熱体保持部材としてのヒータホルダ２４と、剛性加圧部材としての加圧ステー２５と、第１の温度検出手段としてのメインサーミスタ２６、第２の温度検出手段としてのサブサーミスタ２８と、入り口ガイド２９などを有する。定着フィルム２１、加圧ローラ２２、ヒータ２３、ヒータホルダ２４、及び加圧ステー２５は何れも長手方向に細長い部材である。
【００２４】
（２−１）定着フィルム
定着フィルム２１は、エンドレスベルト状に形成した金属フィルム２１ａの外周に弾性層２１ｂを形成し、その弾性層２１ｂの外周に離型性層２１ｃを形成したものである。従って定着フィルム２１は円筒状に形成してある。この定着フィルム２１は、内径を２４ｍｍ、長手サイズを約３３０ｍｍとしている。
【００２５】
金属フィルム２１ａはクイックスタートの観点から高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｔｉ等の純金属あるいは合金により形成され、強度との兼ね合いから３０〜２００μｍの厚みのものが用いられる。本実施例においては、金属フィルム２１ａとして厚さ約３０μｍのＳＵＳ製のものを用いた。
【００２６】
弾性層２１ｂもクイックスタートの観点から極力熱伝導率の高い材質を用いることが望ましい。よって本実施例においては、弾性層２１ｂとして、熱伝導率が約１．０×１０−３ｃａｌ／ｓｅｃ・ｃｍ・Ｋのシリコーンゴムを用いた。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、定着フィルム２１のシリコーンゴム層を極力厚くすることが望ましい。このため本実施例におけるシリコーンゴム層は、厚みを約２５０μｍとした。
【００２７】
離型性層２１ｃは、定着フィルム２１の外周面（表面）にトナーが一旦付着し、再度記録材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ために設けられている。離型性層２１ｃの材料として、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。本実施例においては、離型性層２１ｃを厚さ約３０μｍのＰＦＡチューブとし、そのＰＦＡチューブを弾性層２１ｂであるシリコーンゴム層２１ｂの外周面に被覆した。
【００２８】
（２−２）ヒータホルダ
ヒータホルダ２４は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂等の耐熱性樹脂により横断面半円弧状樋型に形成されている。ヒータホルダ２４の上面（加圧ローラ２２側の面）には、ヒータホルダ２４の長手方向に沿って凹溝２４ａが設けられている。
そしてこの凹溝２４ａから後述するヒータ２３の基板２３ａの表面に設けられている摺動層２３ｄが露出するように凹溝２４ａにより基板２３ａを保持している。そしてそのヒータホルダ２４の外周には定着フィルム２１がルーズに外嵌されている。定着フィルム２１が外嵌されたヒータホルダ２４は長手方向両端部が装置フレーム３０の一対の保持部材（不図示）に保持されている。
【００２９】
（２−３）加圧ローラ
加圧ローラ２２は、金属製の丸軸状の芯金２２ａの外周面に弾性層２２ｂとして厚み約２ｍｍの導電シリコーンゴム層を形成し、そのゴム層の外周面に離型性層２２ｃとして厚み約５０μｍの導電ＰＦＡ樹脂チューブを被覆したものである。この加圧ローラ２２は、定着フィルム２１が外嵌されたヒータホルダ２４の上方においてヒータ２３と平行になるように芯金２２ａの長手方向両端部が装置フレーム３０の上記一対の保持部材に軸受を介して回転可能に保持されている。この加圧ローラ２２の弾性層２２ｂと離型性層２２ｃとからなるローラ部の長手サイズは定着フィルム２１と同じ約３３０ｍｍとしてある。
【００３０】
（２−４）加圧ステー
加圧ステー２５は、剛性を有する金属等の材料により横断面下向Ｕ字形状に形成してある。この加圧ステー２５は、定着フィルム２１の内側においてヒータホルダ２４の下面（加圧ローラ２２と反対側の面）の短手方向中央に配置されている。そして加圧ステー２５は、加圧機構（不図示）により２９４Ｎ（約３０ｋｇｆ（片側約１５ｋｇｆ））程度の力でヒータホルダ２４に保持されているヒータ２３の基板２３ａ表面の摺動層２３ｄを定着フィルム２１を介して加圧ローラ２２表面に加圧させている。その加圧力に応じて加圧ローラ２２の弾性層２２ｂが基板２３ａ表面に沿って弾性変形し、加圧ローラ２２の外周面（表面）と定着フィルム２１の外周面（表面）との間に未定着トナー像の加熱定着に必要な所定幅のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。つまり、加圧部材としての加圧ローラ２２は可撓性部材である定着フィルム２１を挟んで加熱体であるヒータ２３とニップ部を形成している。
【００３１】
（２−５）ヒータ
図４の（ａ）はヒータ２３の一例の構成模型図、（ｂ）は（ａ）のヒータ２３のＸ−Ｘ矢視拡大断面図である。
【００３２】
ヒータ２３は長手方向に細長い基板２３ａを有する。この基板２３ａは、アルミナや窒化アルミ等のセラミックから成る良熱伝導性の絶縁性基板である。本実施例では基板２３ａとしてアルミナ基板を用いた。基板２３ａは、熱容量と強度との兼ね合いから厚み約１ｍｍ、幅約８ｍｍ、長手サイズ約３８０ｍｍの長方形に形成されている。
【００３３】
基板２３ａの裏面（ニップ部Ｎと反対側の面）には、基板２３ａの長手方向に沿って発熱体としての抵抗発熱体層２３ｂが形成されている。抵抗発熱体層２３ｂは、ＡｇＰｄ合金や、ＮｉＳｎ合金、ＲｕＯ２合金等を主成分とするものである。そして抵抗発熱体層２３ｂは、スクリーン印刷等により、厚さ約１０μｍ、幅２ｍｍの細帯状に塗工した後、焼成工程を経て成型される。抵抗発熱体層２３ｂのパターンの形状としては、図４（ａ）のように基板２３ａの長手方向に沿って２本の抵抗発熱体層２３ｂを折り返したパターンの他に、基板の長手方向に１本の抵抗発熱体層を持つパターンでも良い。また、複数の抵抗発熱体層を基板の短手方向に並列に併せ持つパターンでも良い。この抵抗発熱体層２３ｂの長手サイズ（発熱領域）はヒータ２３の長手方向におけるニップ部Ｎの記録材搬送領域（図２）と略同じである。また、基板２３ａの裏面には、基板２３ａの長手方向一端部の内側に２本の抵抗発熱体層２３ｂへの２つの給電用電極２３ｅが、長手方向他端部の内側に２本の抵抗発熱体層２３ｂを結合する導電部２３ｆが、それぞれ形成されている。
【００３４】
抵抗発熱体層２３ｂは絶縁ガラス層２３ｃによりオーバーコートされている。絶縁ガラス層２３ｃは、給電用電極２３ｅに接続される外部導電性部材（不図示）との絶縁性を確保する他、抵抗発熱体層２３ｂについて酸化等による抵抗値変化を防ぐための耐食機能、さらに機械的な損傷を防止する役割などをもつ。絶縁ガラス層２３ｃの厚みとしては２０〜１００μｍ程度が適当である。本実施例においては抵抗発熱体層２３ｂの厚みを約３０μｍとした。
【００３５】
２３ｄは基板２３ａにおいて定着フィルム２１の内周面（金属フィルム２１ａの内周面）と摺動する表面に設けられた、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂を成分とする摺動層である。摺動層２３ｄは、耐熱性、潤滑性、耐摩耗性に優れた機能を有し、定着フィルム１１の内周面（内面）との滑らかな摺動性を与える。摺動層２３ｄの厚みが薄くなると、定着装置１４の耐久中に定着フィルム２１との摩耗により、基板２３ａの表面が露出する。基板２３ａの表面が露出すると、定着フィルム２１との摩擦抵抗が増大するので、駆動トルクが大きくなる他、定着フィルム２１内面が摩耗する。本実施例の定着装置１４の通紙耐久寿命は１５万枚である。本発明者の検討によれば、定着装置１４に対し１５万枚の通紙耐久を行った後に摺動層２３ｄが１μｍ残るようにするためには、摺動層２３ｄの初期厚みは６μｍ以上必要であることが分かっている。一方、摺動層２３ｄの厚みが厚すぎると、抵抗発熱体層２３ｂから定着フィルム２１へ伝わる熱エネルギーが阻害され、クイックスタート性や省エネ性を損なう。よって本実施例においては摺動層２３ｄの厚みを１０μｍとした。
【００３６】
サーミスタ素子からなるメインサーミスタ２６は、定着フィルム２１内面の温度を検知するためのものである。このメインサーミスタ２６は、ヒータ２３の長手方向におけるニップ部Ｎの記録材搬送領域において各種サイズの記録材Ｐが必ず通過する領域（通紙領域）に配置されている（図２）。そしてメインサーミスタ２６は、定着フィルム２１の内部においてヒータホルダ２４の下面に保持されているステンレス製のアーム２７の先端に設けられている。このメインサーミスタ２６は、バネ性を有するアーム２７によって定着フィルム２１内面に付勢されている。従って、メインサーミスタ２６は、定着フィルム２１内面の動きが不安定になっても、そのアーム２７のバネ性により定着フィルム２１内面に常に接する状態に保たれる。
【００３７】
サーミスタ素子からなるサブサーミスタ２８は、ヒータ２３の基板２３ａの長手方向端部内側の温度を検知するためのものである。このサブサーミスタ２８は、ヒータ２３の長手方向一端部の内側、即ちヒータ２３の長手方向におけるニップ部Ｎの記録材搬送領域において小サイズの記録材Ｐが通過しない領域（非通紙領域）に配置されている（図２）。
【００３８】
（３）定着装置の加熱定着動作
検知手段（制御手段）としての制御部３１（図２、図４、図６）は、ＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとからなる。メモリには、ヒータ２３の摺動層２３ｄの厚み検知処理に必要な厚み検知処理プログラム、加圧ローラ２２の回転駆動に必要な回転駆動制御シーケンス、及びヒータ２３の温度制御に必要な温度制御シーケンスなどが記憶されている。制御部３１は、後述する厚み検知処理プログラムを実行した後に、回転駆動制御シーケンスと温度制御シーケンスを実行する。
【００３９】
図５は定着装置１４のニップ部Ｎ近傍の横断面拡大模型図である。
【００４０】
制御部３１は、プリント指令Ｐｓに応じて回転駆動制御シーケンスを実行し、駆動源であるモータＭを駆動して加圧ローラ２２の芯金２２ａの端部に設けられている駆動ギアＧを回転させる。これにより加圧ローラ２２は所定の周速度（プロセススピード）で矢印方向へ回転する。その際、ニップ部Nにおける加圧ローラ２２表面と定着フィルム２１表面との摩擦力によって定着フィルム２１に加圧ローラ２２の回転方向とは逆向きに回転する回転力が作用する。これにより、定着フィルム２１は、定着フィルム２１内面がヒータ２３の摺動層２３ｄと接触しつつヒータホルダ２４の外周を加圧ローラ２２と略同じ周速度で矢印方向へ従動回転する（図５）。定着フィルム２１内面にはグリスが塗布され、そのグリスによって定着フィルム２１内面とヒータホルダ２４の短手方向外周面との摺動性、及び定着フィルム２１内面とヒータ２３の摺動層２３ｄとの摺動性を確保している。
【００４１】
また、制御部３１は、プリント指令Ｐｓに応じて温度制御シーケンスを実行し、ＡＣ電源制御回路３２を制御してＡＣ電源３３から外部導電性部材を通じてヒータ２３の給電用電極２３ｅに通電する。その通電により抵抗発熱体層２３ｂが発熱しヒータ２３は急速昇温して定着フィルム２１を加熱する。ヒータ２３の昇温とともに定着フィルム２１内面温度も上昇し、それに伴い定着フィルム２１の表面温度も上昇していく。その際、制御部３１は、メインサーミスタ２６から定着フィルム２１の検出温度Ｔ１を取り込み、その検出温度Ｔ１に基づいて定着フィルム温度が所定の定着温度（目標温度）を維持するようにＡＣ電源制御回路３２を制御する。つまり、制御部３１は、ＡＣ電源制御回路３２によって、定着フィルム温度が所定の定着温度になるようにヒータ２３を温調する。本実施例では定着温度は１７０℃に設定してある。
【００４２】
加圧ローラ２２及び定着フィルム２１の回転が安定し、かつヒータ２３の温度が所定の定着温度に維持された状態で、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが入り口ガイド２９によりニップ部Ｎに導入される。その記録材Ｐはニップ部Ｎで定着フィルム２１表面と加圧ローラ２２表面とにより挟持搬送される。その搬送過程において記録材Ｐにはヒータ２３により加熱されている定着フィルム２１の熱とニップ部Ｎの圧力が加えられ、その熱と圧力によって未定着トナー像ｔは記録材Ｐの面上に加熱定着される。
【００４３】
また、制御部３１は、未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが小サイズである場合に、サブサーミスタ２８から基板２３ａ端部（非通紙領域）の検出温度Ｔ２を取り込む。そして制御部３１は、その検出温度Ｔ２に基づいて基板２３ａ端部の温度が所定の定着温度より昇温しているか否かを判断する。そして制御部３１は、基板２３ａ端部の温度が昇温している場合には未定着トナー像ｔの加熱定着に影響を及ぼさない範囲で所定の定着温度を下げるようにＡＣ電源制御回路３２を制御する。
【００４４】
本実施例の定着装置１４は、定着フィルム２１は弾性層２１ｂを有することによりトナーの凹凸に対する追従性が良い、定着フィルム２１は金属フィルム２１ａを有することにより熱効率が良いという利点がある。また、本実施例の定着装置１４は、ヒータ２３は摺動層２３ｄを有することにより定着フィルム２１を回転するための駆動トルクが小さいという利点がある。
【００４５】
（４）ヒータの摺動層の厚み検知
表１は、ヒータ２３の摺動層２３ｄの各厚みと、定着装置１４のウォームアップ時におけるメインサーミスタ２６の検出温度との関係である。ここで、ウォームアップ時とはヒータ２３にＡＣ電源３３から電力を投入してから定着フィルム２１の温度が定着温度に達するまでの間をいう。摺動層２３ｄの厚みは、初期厚み１０μｍのものを通紙耐久により摩耗させ、要所要所でマイクロメータで測定した結果である。またウォームアップ時におけるメインサーミスタ２６の検出温度は、定着装置１４を常温（２３℃）に１時間なじませた後にヒータ２３の温調を開始し、サブサーミスタ２８が２３５℃を検出した時のものである。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１から、通紙耐久により摺動層２３ｄの厚みが減少するにしたがって、サブサーミスタ２８の検出温度とメインサーミスタ２６の検出温度との温度差が小さくなることが分かる。これは摺動層２３ｄの厚みが減少することによりヒータ２３の抵抗発熱体層２３ｂと定着フィルム２１との間の熱抵抗が小さくなるためである。
【００４８】
本実施例では、表１の関係を用いて、摺動層２３ｄの厚みを検知する。制御部３１は、プリンタＡの電源（不図示）がＯＮされたときのウォームアップ指令Ｗｓ（図６）に応じて厚み検知処理プログラムを実行する。つまり、制御部３１が摺動層２３ｄの厚みを検知するタイミングは、ウォームアップ時である。
【００４９】
図６はヒータ２３の摺動層２３ｄの厚みを検知するハードウェアの構成ブロック図である。図７は厚み検知処理プログラムのフローチャート図である。
【００５０】
図７において、メインサーミスタ２６とサブサーミスタ２３の検出温度Ｔ１，Ｔ２が２０〜２５℃にある場合（Ｓ１のＹＥＳ）に、定着装置１４が常温の環境下にあると判断する。常温を検知する理由としては、定着装置１４が温まっている状態からヒータ２３の摺動層２３ｄの厚み検知を行うと摺動層２３ｄの厚みを検知する精度が落ちるためである。次に、加圧ローラ２２の回転駆動及びヒータ２３への通電を開始する（Ｓ２）。そしてサブサーミスタ２８の検出温度が２３５℃に達した（Ｓ３）瞬間にメインサーミスタ２６の検出温度に基づいて摺動層２３ｄの厚みを判断（検知）する。本実施例では、メインサーミスタ２６の検出温度が１７５℃未満である場合に（Ｓ４のＮＯ）、摺動層２３ｄの厚みは充分にあると判断するようにしている（Ｓ５）。しかし、メインサーミスタ２６の検出温度が１７５℃以上である場合には（Ｓ４のＹＥＳ）、摺動層２３ｄの厚みが残り僅かであると判断する（Ｓ６）。つまり、Ｓ３〜Ｓ６において、第１の温度検出手段であるメインサーミスタ２６の検出温度と第２の温度検出手段であるサブサーミスタ２８の検出温度との温度差から摺動層の厚みを検知する。換言すれば、第２の温度検出手段であるサブサーミスタ２８の検出温度と摺動層の厚みが減少（変化）したときの第１の温度検出手段であるメインサーミスタ２６の検出温度に基づいて摺動層の厚みを検知する。そして、Ｓ７において、プリンタ本体Ｂに設けられている警告表示手段３４により、ユーザーにその旨を警告するようにしている。警告表示手段３４は、警告ランプ、警告ブザー、液晶表示器などである。また、警告表示手段３４を作動させるとともに、プリンタＡの緊急停止を行わせるようにしてもよい。
【００５１】
本実施例の定着装置１４は、回転可能な定着フィルム２１と接触するヒータ２３の摺動層２３ｄの厚みをメインサーミスタ２６の検出温度とサブサーミスタ２８の検出温度との温度差から検知できる。そして摺動層２３ｄの厚みが残り僅かである場合にその旨を警告表示手段３２によってユーザーに警告できる。従って、摺動層２３ｄが完全に無くなる前にユーザーに警告を発することが可能となり、定着フィルム２１の回転不能や破断を防止することができる。
【００５２】
［実施例２］
本発明に係る像加熱装置の他の例を説明する。
【００５３】
本実施例に示す定着装置は、ヒータの構成が異なる点を除いて、実施例１の定着装置１４と同じ構成としてある。本実施例の定着装置においては、実施例１の定着装置１４と同じ部材・部分に同じ符号を付して再度の説明を省略する。
【００５４】
図８の（ａ）はヒータ２３の一例の構成模型図、（ｂ）は（ａ）のヒータ２３のＸ−Ｘ矢視拡大断面図である。図９は定着装置１４のニップ部Ｎ近傍の横断面拡大模型図である。
【００５５】
ヒータ２３において、基板２３ａの表面（ニップ部Ｎ側の面）には、基板２３ａの長手方向に沿って発熱体としての抵抗発熱体層２３ｂが形成されている。抵抗発熱体層２３ｂは、実施例１と同様、基板２３ａの長手方向に沿って２本の抵抗発熱体層２３ｂを折り返したパターンに形成してある。この抵抗発熱体層２３ｂは絶縁ガラス層２３ｃによりオーバーコートされている。そしてその絶縁ガラス層２３ｃの上に摺動層２３ｄをコートしている。
【００５６】
本実施例のヒータ２３では、絶縁ガラス層２３ｃの厚みは、摺動層２３ｄが摩耗した場合でも、抵抗発熱体層２３ｂと定着フィルム２１の金属フィルム２１ａとの絶縁性を完全に確保する必要があるため、３０μｍ以上の厚みが必要である。逆に厚すぎると、定着フィルム２１への熱伝導性を損なうことになるので１００μｍ以下の厚みが適当である。本実施例においては、絶縁ガラス層２３ｃの厚みを約６０μｍとした。
【００５７】
また、本実施例のヒータ２３では、基板２３ａは実施例１と同じアルミナ基板を用いた。即ち、基板２３ａの厚みは熱容量と強度との兼ね合いから約１ｍｍであり、幅約８ｍｍ、長手サイズ約３８０ｍｍの長方形に形成されている。
【００５８】
このヒータ２３の構成は特に、基板２３ａにアルミナを用いる場合などにおいては、実施例１の構成より熱効率がよい。即ち、熱伝導率で比較すれば、ガラスよりもアルミナの方が優れているが、通常、ヒータの強度を持たせるために基板２３ａは０．５〜１．０ｍｍの厚みを有する。それに対して絶縁ガラス層２３ｃは厚みが３０〜１００μｍであることから、熱容量を加味した熱抵抗で比較すると、図８（ｂ）のように基板２３ａの表面に抵抗発熱体層２３ｂを形成した方が、熱伝導性に優れた構成となる。本実施例のヒータ２３における抵抗発熱体層２３ｂは、実施例１と同様、ＡｇＰｄ合金や、ＮｉＳｎ合金、ＲｕＯ２合金等を主成分とするものである。そして抵抗発熱体層２３ｂは、スクリーン印刷等により、厚さ約１０μｍ、幅２ｍｍの細帯状に塗工した後、焼成工程を経て成型される。また、摺動層２３ｄも実施例１と同様のものを用い、１０μｍの厚さで絶縁ガラス層２３ｃの上に形成されている。
【００５９】
表２は、ヒータ２３の摺動層２３ｄの各厚みと、定着装置１４のウォームアップ時におけるメインサーミスタ２６の検出温度との関係である。摺動層２３ｄの厚みは、初期厚み１０μｍのものを通紙耐久により摩耗させ、要所要所でマイクロメータで測定した結果である。またウォームアップ時におけるメインサーミスタ２６の検出温度は、定着装置１４を常温（２３℃）に１時間なじませた後にヒータ２３の温調を開始し、サブサーミスタ２８が２３５℃を検出した時のものである。
【００６０】
【表２】
2009092848.tif 000004
【００６１】
表２から、通紙耐久により摺動層２３ｄの厚みが減少するにしたがって、サブサーミスタ２８の検出温度とメインサーミスタ２６の検出温度との温度差が小さくなることが分かる。これは摺動層２３ｄの厚みが減少することによりヒータ２３の抵抗発熱体層２３ｂと定着フィルム２１との間の熱抵抗が小さくなるためである。
【００６２】
図１０は厚み検知処理プログラムのフローチャート図である。
【００６３】
図１０において、Ｓ１１、Ｓ１２は、それぞれ図７のＳ１、Ｓ２と同じである。そしてサブサーミスタ２８の検出温度が２３５℃に達した（Ｓ１３）瞬間にメインサーミスタ２６の検出温度に基づいて摺動層２３ｄの厚みを判断（検知）する。本実施例では、メインサーミスタ２６の検出温度が１７９℃未満である場合に（Ｓ１４のＮＯ）、摺動層２３ｄの厚みは充分にあると判断するようにしている（Ｓ１５）。しかし、メインサーミスタ２６の検出温度が１７９℃以上である場合には（Ｓ１４のＹＥＳ）、摺動層２３ｄの厚みが残り僅かであると判断する（Ｓ１６）。つまり、Ｓ１３〜Ｓ１６において、第１の温度検出手段であるメインサーミスタ２６の検出温度と第２の温度検出手段であるサブサーミスタ２８の検出温度との温度差から摺動層の厚みを検知する。換言すれば、第２の温度検出手段であるサブサーミスタ２８の検出温度と摺動層の厚みが減少（変化）したときの第１の温度検出手段であるメインサーミスタ２６の検出温度に基づいて摺動層の厚みを検知する。Ｓ１７は図７のＳ７と同じである。
【００６４】
本実施例の定着装置１４においても、実施例１の定着装置１４と同様、回転可能な定着フィルム２１と接触するヒータ２３の摺動層２３ｄの厚みをメインサーミスタ２６の検出温度とサブサーミスタ２８の検出温度との温度差から検知できる。そして摺動層２３ｄの厚みが残り僅かである場合にその旨を警告表示手段３２によってユーザーに警告できる。従って、摺動層２３ｄが完全に無くなる前にユーザーに警告を発することが可能となり、定着フィルム２１の回転不能や破断を防止することができる。
【００６５】
［その他］
本発明に係る像加熱装置は、未定着トナー像を記録材に加熱定着する加熱定着装置（像加熱装置）としての使用に限られるものではない。本発明に係る像加熱装置は、例えば、未定着トナー像を記録材に仮定着する装置、或いは記録材に加熱定着されているトナー像表面の光沢を増大させる装置としても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例１に係る定着装置の一例の横断面模型図
【図２】定着装置を記録材導入側から見た図
【図３】定着装置の定着フィルムの層構成の説明図
【図４】（ａ）はヒータの一例の構成模型図、（ｂ）は（ａ）のヒータ２３のＸ−Ｘ矢視拡大断面図
【図５】定着装置のニップ部近傍の横断面拡大模型図
【図６】定着装置のヒータの摺動層の厚みを検知するハードウェアの構成ブロック図
【図７】定着装置の厚み検知処理プログラムのフローチャート図
【図８】実施例２に係る定着装置を表す図であって、（ａ）はヒータの一例の構成模型図、（ｂ）は（ａ）のヒータのＸ−Ｘ矢視拡大断面図
【図９】定着装置のニップ部近傍の横断面拡大模型図
【図１０】定着装置の厚み検知処理プログラムのフローチャート図
【図１１】画像形成装置の一例の構成模型図
【符号の説明】
【００６７】
１：感光体ドラム、９：転写ローラ、１４：定着装置、２１：定着フィルム、２３：ヒータ：２３ｄ：摺動層、２６：メインサーミスタ、２８：サブサーミスタ、３１：制御部、３４：警告表示手段、Ｐ：記録材、ｔ：未定着トナー像
【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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