(57)【要約】【課題】定着ローラの位置検知専用の機構を設けることなくローラ位置を検出することを可能とし、簡単で且つ安価な構成で、発熱部材への圧力ストレスを分散させ、ローラの高寿命化が達成できるようにする。【解決手段】ＩＨコイルユニット２１からの磁束により発熱する発熱部材を内包する定着ローラ２０と、この定着ローラ２０の表面温度を検出する第１及び第２の温度検知センサ３０，３１とを備えた定着装置において、前記定着ローラ２０の非画像領域２４ｂ２で誘導加熱により温度が変化する領域（平面視三角形の部分２４ｄ）を設定し、温度差が設定された領域の表面温度を第２の温度検知センサ３１によって検知し、検知された定着ローラ２０の表面温度の温度差に基づいて定着ローラ２０の回転位置を判断する。【選択図】図４
2009075158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備えた定着装置において、
前記回転体上の非画像領域で誘導加熱により温度が変化する領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により温度差が設定された領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の回転位置を判断する判断手段と、
を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１記載の定着装置において、
前記設定手段は、前記回転体の回転方向に対して直交する方向の幅寸法が変化するように領域を設定することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段手段が、前記回転体の表面に備えられた磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、前記発熱部材からなることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、前記回転体と前記発熱部材からなることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、前記回転体の回転と同期して回転する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、前記回転体の回転と同期し、軸方向に動作する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の低い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１０】
請求項２記載の定着装置において、
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材および低い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。
【請求項１１】
請求項２ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記幅寸法が連続的に変化することを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
請求項２ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記幅寸法が断続的に変化することを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記温度検知手段が、接触型の温度検知手段であることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の定着装置において、
前記温度検知手段が、非接触型の温度検知手段であることを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像形成装置において、
前記温度検知手段により検知される温度に基づいて動作のエラー判定をする判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備え、前記回転体の回転位置を検出する回転体の位置検知方法において、
前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定し、
前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、
検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断すること、
を特徴とする回転体の位置検知方法。
【請求項１８】
コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備え、前記回転体の回転位置をコンピュータによって検出するための回転位置検知プログラムにおいて、
前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定する処理と、
前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知する処理と、
検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断する処理と、
を備えていることを特徴とする回転位置検知プログラム。
【請求項１９】
請求項１８記載の回転位置検知プログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導過熱方式を採用した定着装置、この定着装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの機能を複合して有するデジタル複合機等の画像形成装置、回転体の位置検知方法、位置検出のためのコンピュータプログラム、及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の作像工程により画像を形成する画像形成装置では、トナー画像を転写紙などの記録媒体に転写した後、転写紙上に定着させる必要がある。このトナーの転写紙に対する定着は、加熱と加圧により行われ、通常、加熱ローラと加圧ローラとからなる定着ローラが使用される。加熱ローラの加熱方式にはヒータを発熱体として使用するもの、あるいは電磁誘導で加熱するもの等が知られている。
【０００３】
このうち電磁誘導で加熱する方式のものとして、例えば特許文献１記載の発明が公知である。この発明は、ウォームアップ時間が短く、誘導加熱手段による過剰な加熱という異常事態に対応して安定に用いることができるようにすることを目的として、回転体を電磁誘導により加熱するための加熱手段と、回転体の回転を検知する回転検知手段と、回転体の温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度に基づいて温度異常を検出する異常検出手段とを有し、異常検出手段が、回転検知手段によって検知した回転体の回転の有無に基づいて、温度異常を検出するための基準温度値を切り替えるようにしたことを特徴としている。
【０００４】
また、特許文献２には、誘導加熱手段により発熱される加熱ローラにおける温度の異常上昇を確実に防止することを目的として、定着ニップ部でシート材を挟持搬送し、シート材上の未定着トナーを溶融、加圧して当該シート材に定着させる定着装置であって、磁性金属部材の回転体からなる加熱ローラと、加熱ローラの外周面と対向配置され、駆動電源からの給電を受けて電磁誘導によって加熱ローラを発熱させる励磁コイルを備えた誘導加熱手段と、加熱ローラの回転に連動して回転する回転体と、回転体の回転を検出するセンサと、センサにより回転体が回転異常と検知されたならば駆動電源から励磁コイルへの給電を停止または減少させる制御部とを有する発明が記載されている。この発明では、回転体の回転を検出するため、切り欠きが入った回転検知板とフォトセンサを使用している。
【特許文献１】特開２００５−０７０３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０２１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、定着ローラは非動作時には停止する。一方、定着ローラと加圧ローラ間のニップには、常に一定の圧力が加わっている。そのため、非動作時に、定着ローラと加圧ローラが停止している状態では、加圧ローラから定着ローラに圧力が加わる。その際、複数枚、あるいは複数部画像形成した後に定着ローラが同じ位置に停止すると、経時変化により加圧ローラからの圧力で定着ローラが変形することがある。これを防止するには、定着ローラが加圧ローラから受ける圧力の位置がなるべく重複しないように、定着ローラのニップ位置が毎回ずれるようにすればよい。これにより、加圧ローラのニップの位置が常に異なるようにすることが可能となり、発熱部材への圧力ストレスを分散することができる。ストレスが分散できれば、ローラの高寿命化を達成することができる。
【０００６】
そのためには、定着ローラの回転位置を検出し、同じ位置で停止しないように制御する必要がある。この停止位置制御には、定着ローラの回転位置検出が必要になるが、このような回転位置検出は、特許文献２に示すように切り欠きが入った回転検知板とフォトセンサが使用されている。このような検知機構は、回転検知板とフォトセンサからなるエンコーダ等の回転検出機構とともに、位置検出のためのホームポジション検出機構が必要となる。部品及びコストが増大化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決すべき課題は、定着ローラの位置検知専用の機構を設けることなくローラ位置を検出することを可能とし、簡単で且つ安価な構成で、発熱部材への圧力ストレスを分散させ、ローラの高寿命化が達成できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第１の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備えた定着装置において、前記回転体上の非画像領域で誘導加熱により温度が変化する領域を設定する設定手段と、前記設定手段により温度差が設定された領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の回転位置を判断する判断手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転方向に対して直交する方向の幅寸法が変化するように領域を設定することを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第２の手段において、前記設定手段が前記回転体の表面に備えられた磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第２の手段において、前記設定手段が前記発熱部材からなることを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第２の手段において、前記設定手段が前記回転体と前記発熱部材からなることを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第２の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転と同期して回転する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、第２の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転と同期し、軸方向に動作する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第２の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材を有することを特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第２の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の低い発熱部材を有することを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第２の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材および低い発熱部材を有することを特徴とする。
【００１８】
第１１の手段は、第２ないし第１０のいずれかの手段において、前記幅寸法が連続的に変化することを特徴とする。
【００１９】
第１２の手段は、第２ないし第１０のいずれかの手段において、前記幅寸法が断続的に変化することを特徴とする。
【００２０】
第１３の手段は、第１ないし第１２のいずれかの手段において、前記温度検知手段が接触型の温度検知手段であることを特徴とする。
【００２１】
第１４の手段は、第１ないし第１２のいずれかの手段において、前記温度検知手段が非接触型の温度検知手段であることを特徴とする。
【００２２】
第１５の手段は、第１ないし第１４のいずれかの手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２３】
第１６の手段は、第１５の手段において、前記温度検知手段により検知される温度に基づいて動作のエラー判定をする判断手段を備えていることを特徴とする。
【００２４】
第１７の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備え、前記回転体の回転位置を検出する回転体の位置検知方法において、前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定し、前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断することを特徴とする。
【００２５】
第１８の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備え、前記回転体の回転位置をコンピュータによって検出するための回転位置検知プログラムにおいて、前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定する処理と、前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知する処理と、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断する処理と、を備えていることを特徴とする。
【００２６】
第１９の手段は、第１８の手段に係る回転位置検知プログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。
【００２７】
なお後述の実施形態では、コイルはＩＨコイルユニット２１及びコイル２２に、被加熱金属はＣｕメッキ層、発熱部材は符号２４ａに、回転体は定着ローラ２０に、温度検知手段は第１及び第２の温度検知センサ３０，３１、第２の温度センサはサーミスタ４１に、設定手段は非画像領域２４ｂ２における三角形の部分２４ｄ及び階段状の部分２４ｇに、判断手段はＣＰＵ４０に、磁束遮蔽部材は例えばフェライトに、判断手段はＣＰＵ４０に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、温度差形成手段によって温度差が形成された領域の表面温度を温度検知手段によって検知し、検知された回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断するので、定着ローラの位置検知専用の機構を設けることなくローラ位置を検出することが可能となり、簡単で且つ安価な構成で、発熱部材への圧力ストレスを分散させ、ローラの高寿命化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。この実施形態に係るカラー画像形成装置は、図１に示すように搬送ベルトに沿って画像形成部が並び、転写紙に直接画像を形成する直接転写方式のタンデムタイプと言われるカラー画像形成装置である。図１に示すように、各々異なる色（イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋ）の画像を形成する画像形成部が、転写紙１を搬送する搬送ベルト２に沿って一列に配置されている。搬送ベルト２は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラである搬送ローラ３、４間に張架されており、搬送ローラ３，４の回転により矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト２の下部には、転写紙１が収納された給紙トレイ５が備えられている。給紙トレイ５に収納された転写紙１のうち最上位置にある転写紙が画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト１上に吸着される。吸着された転写紙１は、第１の画像形成部Ｙ（イエロー）に搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
【００３１】
この第１の画像形成部Ｙは、感光体ドラム６Ｙとこの感光体ドラム６Ｙの周囲に配置された帯電器７Ｙ、露光装置８、現像器９Ｙ、感光体クリーナ１０Ｙから構成されている。感光体ドラム６Ｙの表面は、帯電器７Ｙで一様に帯電された後、露光装置８によりイエローの画像に対応したレーザ光１１Ｙで露光され、静電潜像が形成される。
【００３２】
形成された静電潜像は現像器９Ｙで現像され、感光体ドラム６Ｙ上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム６Ｙと搬送ベルト２上の転写紙１と接する位置（転写位置）で転写器１２Ｙによって転写され、転写紙上に単色（イエロー）の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム６Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ１０Ｙによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
【００３３】
このようにして、第１の画像形成部Ｙ（イエロー）で単色（イエロー）のトナー画像が転写された転写紙１は、搬送ベルト２によって第２の画像形成部Ｍ（マゼンタ）に搬送され、マゼンタの画像形成が行われる。第２の画像形成部Ｍも、第１の画像形成部Ｙと同様に、感光体ドラム６Ｍとこの感光体ドラム６Ｍの周囲に配置された帯電器７Ｍ、露光装置８、現像器９Ｍ、感光体クリーナ１０Ｍとから構成されている。ここでも、イエローの画像形成と同様にして、感光体ドラム６Ｍ上に形成されたトナー像（マゼンタ）を転写紙１上に重ねて転写される。
【００３４】
その後転写紙１は、第３の画像形成部Ｃ（シアン）そして第４の画像形成部Ｋ（ブラック）に搬送され、同様に形成されたトナー像が転写紙１に転写され、各色トナーを重畳してカラー画像を形成してゆく。なお、第３及び第４の画像形成部Ｃ，Ｋも、第１及び第２の画像形成部Ｙ，Ｍと同様の構成になっている。そこで、各構成部材を示す参照番号の後に、シアンの場合はＣを、ブラックの場合はＫを付けて、詳細な説明は省略する。また、以下の説明においても各部の参照番号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のものであることを示している。
【００３５】
第４の画像形成部Ｋを通過し、４色のトナーからなるカラー画像が形成された転写紙１は、搬送ベルト２から剥離され、定着装置１３で定着された後、排紙される。検知センサ１４，１５，１６は搬送ベルト２上に形成された位置合わせ用のマークを検知するためのものである。マークを検出した結果から、基準色に対する各色の各種ずれ量（スキュー、主副レジスト、倍率）を算出し、補正する。符号１８検出の終わったパターン（マーク）は、クリーニングブレード１８によりクリーニングされる。
【００３６】
図２は定着装置１３の内部構造を示す図である。定着装置１３は定着ローラ２０と加圧ローラ２５とからなり、ＩＨコイルユニット２１内のコイル２２とフェライトコア２３により交番磁束を発生させ、定着ローラ２０の外周に設けられた被加熱金属（Ｃｕメッキ）で構成された発熱部材２４ａに誘導電流が流れて発熱部材２４ａにジュール熱が発生することにより発熱させ、その熱と圧力によりトナー像を用紙に定着している。発熱部材２４ａはコイル２２からの磁束を受ければ発熱し、遮蔽されれば発熱しない。また、定着ローラ２０の断熱層２０ａの外周部には定着スリーブ２４が設けられている。定着スリーブ２４は図２に示すように内側から機材、酸化防止層、発熱層（発熱部材２４ａ）、酸化防止層、弾性層、及び離型層からなり、例えば２５０μｍ以下の厚さである。加圧ローラ２５は芯金２６と断熱層２７とからなる。断熱層２７としては、例えば発泡シリコーンゴムが使用される。
【００３７】
定着装置１３においては連続して小サイズの画像を印刷又はコピーした際に、定着ローラ２０の中心付近の熱は用紙により持っていかれるが、端部は用紙により熱を持っていかれないことから中心部より端部の方が温度が高くなる傾向にある。そのために画像領域及び非画像領域の温度を第１の温度センサ３０及び第２の温度センサ３１によって検出し、定着ローラ２０の温度制御を行う。
【００３８】
図３は定着ローラ２０とＩＨコイルユニット２１の概略構成を示す斜視図、図４はその画像領域及び非画像領域を示す正面図である。本実施形態では、定着ローラ２０の加熱制御時に、ローラの回転位置の検出も行っている。この検出は、定着ローラ２０の外周に設けられた発熱部材２４ａ（表面は定着スリーブ２４となっている）の非画像領域２４ｂ２に回転方向に対してリニアに温度変化をもたらす部分２４ｃを形成し、非画像領域に設置した第２の温度センサ３１からの出力に基づいて行われる。すなわち、図５の定着ローラ２０の回転方向の展開図に示すように非画像領域２４ｂ２を斜めに分けるように三角形の部分２４ｄを形成した。
【００３９】
このように温度変化をもたらす部分２４ｃを形成すると、第２の温度センサ３１からの検出電圧波形は図６に示すように鋸歯状のものとなる。この鋸の１つの歯が定着ローラ２０の１回転に対応し、１回転毎に鋸歯状の温度変化に対応した電圧波形を得ることができる。
【００４０】
図７は本実施形態における制御構成を示すブロック図である。同図において本実施形態に係る制御回路は、ＣＰＵ４０を中心として、入力側にサーミスタ４１が接続され、出力側にＲＯＭ４２、不揮発性ＲＡＭ４３、ステッピングモータ（ＳＴＭ）ドライバ４４、及び外部表示装置４６がそれぞれ接続されている。ＳＴＭドライバ４４はステッピングモータ４５を駆動制御し、ＲＯＭ４２には、変換された電圧に対するローラ位置のデータを格納した図８に示すようなデータテーブル４２ａが備えられている。
【００４１】
ＣＰＵ４０には第２の温度検知センサ３１であるサーミスタ４１から検出信号が入力され、ＡＤ変換モジュールによりＣＰＵ４０では、その入力波形からリアルタイムで電圧検出を行う。この実施形態では、サーミスタ４１を抵抗Ｒ１と分圧して用い、そのアナログ出力をＣＰＵ４０のＡＤコンバータへ入力し、デジタル値としてするようにしている。また、ＣＰＵ４０にはプログラム格納用のフラッシュＲＯＭ４２が接続されており、ＣＰＵ４０はＡＤ変換モジュールにより変換された電圧から前記データテーブル４２ａを参照してローラの回転位置を検出する。なお、データテーブル４２ａの任意の分解能は任意である。このようにしてＣＰＵ４０は、ローラ位置を特定することが可能となり、その結果、定着ローラ２０の停止位置についても任意の位置にローラを停止することが可能となる。この停止位置の制御は定着ローラ２０を駆動するステッピングモータの駆動を制御することにより行われる。ＣＰＵ４０にはステッピングモータコントローラが内蔵されており、相励磁信号をステッピングモータドライバ４４に供給することによりギヤボックス４５に内蔵されるステッピングモータを駆動させる。
【００４２】
ここで、発熱部材２４ａの非画像領域２４ｂ２の回転方向に対して温度変化を発生させ、ローラ位置を特定する手段の詳細について述べる。なお、以下に述べる温度変化発生手段は、ＩＨ定着の機構において温度差を発生させることが可能なものである。
【００４３】
１）定着ローラ２０の外周に設けられた発熱部材２４ａ上に、回転方向に対し、連続的に幅が変化するように三角形の磁束遮蔽部材（例えばフェライト）を２４ｄのように貼り付ける。これによって、定着ローラの回転位置に応じて発熱部材２４ａの幅が変わることから、定着ローラ４０の回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。この検出電圧をデータテーブル４２ａ上でローラの位置領域と対照することにより、定着ローラ２０の回転方向の位置を領域で特定することが可能となる。
【００４４】
２）定着ローラ２０の外周に設けられた発熱部材２４ａ上の回転方向に対し、連続的に幅が変化するように発熱部材２４ａを図５の２４ｄのように三角形に欠如させる（Ｃｕメッキを施さない）。これによって、定着ローラの回転位置に応じて発熱部材２４ａの幅が変わることから、定着ローラ４０の回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ２０の回転方向の位置を特定することが可能となる。
【００４５】
３）定着ローラ２０を回転方向に対し、連続的に幅が変化するように切り欠いた部分２４ｅを形成する（図９）。これにより、ローラの回転位置に応じて発熱部材２４ａの幅が変わることから、定着ローラ２０の回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラ位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ位置を特定することができる。なお、図１０は図９の定着ローラ２０の回転方向への展開図である。
【００４６】
４）定着ローラ２０とＩＨコイルユニット２１の間に、図１１に示すような定着ローラ２０と同期して回転し、回転方向に対し連続的に幅が変化するような磁束遮蔽手段２８を設ける。これによって、ローラの回転位置に応じて発熱部材２４ａの幅が変わることから、定着ローラ２０の回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ２０の回転方向の位置を特定することが可能となる。
【００４７】
５）定着ローラ２０とＩＨコイルユニット２１の間に図１２及び図１３に示すような磁束遮蔽部材２９を設け、ステッピングモータを内蔵したギヤボックス１４によって磁束遮蔽部材２９を定着ローラ２０の軸方向にスライドさせる。その結果、定着ローラ２０の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ位置を特定することができる。ＣＰＵ４０にはステッピングモータコントローラが内蔵されており、相励磁信号をステッピングモータドライバ４４に供給することによりギヤボックス１４に内蔵されたステッピングモータを駆動させる。なお、図では説明の都合上、駆動部を主に示しているので磁束遮蔽部材２９が全て図示されているわけではないが、実機では磁束を遮蔽するに足る大きさのものが設けられる。
【００４８】
６）定着ローラ２０に対して図４及び図５に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域２４ｂ１よりも発熱効率の高い発熱部材を平面視三角形２４ｄに設けることにより、発熱効率の高い発熱部材の幅に応じて定着ローラ２０の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ２０の回転方向の位置を特定することができる。
【００４９】
７）定着ローラ２０に対して図４及び図５に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域２４ｂ１よりも発熱効率の低い発熱部材を平面視三角形２４ｄに設けることにより、発熱効率の低い発熱部材の幅に応じて定着ローラ２０の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１からローラの回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ２０の回転方向の位置を特定することができる。
【００５０】
８）定着ローラ２０に対して図４及び図５に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域２４ｂ１よりも発熱効率の高い発熱部材を平面視三角形２４ｄに設け、また非画像領域２４ｂ２の前記三角形２４ｄ以外の部分には、画像領域２４ｂ１よりも発熱効率の低い発熱部材を設けることにより、定着ローラ２０の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域２４ｂ２に設置した第２の温度検出センサ３１から定着ローラ２０の回転位置に対応した電圧波形（図６）が得られる。これにより１）の場合と同様にして定着ローラ２０の回転方向の位置を特定することができる。
【００５１】
９）定着ローラ２４に対して前記図５に示した温度変化をもたらす部分２４はリニア（直線的）である必要はなく、図１４に示すように段階的であってもよい。この場合は、図６の電圧特性図における傾斜を持った特性の部分２４ｃが階段状の特性となるものの、１回転に対応する電圧変換は明確に検出できるので、定着ローラ２０の回転位置は階段状の分解能の範囲で検出ことができる。
【００５２】
なお、前記１）から８）までに述べた傾斜を持った特性の部分２４ｃを特定するための各種の方法が全て９）の場合にも適用することができる。その場合には、前記三角形の部分２４ｄに代えて階段状の部分２４ｇとする。
【００５３】
なお、本実施形態では、定着ローラ２０の表面温度を検出するために接触型のサーミスタ４１を抵抗Ｒ１と分圧して用い、そのアナログ出力をＣＰＵ４０のＡＤコンバータへ入力しているが、温度検出手段として非接触型のサーモパイルを用いることも可能であり、そのアナログ出力をＣＰＵ４０のＡＤコンバータへ入力し、デジタル値として認識し、以降の処理を同等に実行する。
【００５４】
これらの処理においては、第２の温度検出センサ３１の検出出力をデータテーブル４２ａと参照させて位置検出を行っているが、位置検知にエラーが発生すると、同じ個所に停止して定着ローラ２０の圧力によるストレスを分散することができなくなる場合がある。そこで、本実施形態では、エラー検出処理を行い、このような事態が発生しないようにしている。
【００５５】
図１５はエラー検出処理の処理手順を示すフローチャートである。エラー検出は、定着加熱制御が開始され（ステップＳ１０１）、定着ローラ２０の表面温度を検出したアナログ出力をＣＰＵ４０のＡＤコンバータへ入力し、デジタル値として認識し、その値がＲＯＭ４２に格納されているデータテーブル４２ａに保持されている値の範囲以内であれば（ステップＳ１０２−ｙｅｓ）、正常と判断して動作を続行するが、データテーブル１１に保持する値の範囲以外であった場合には、定着加熱制御エラーと判断し、ＣＰＵ４０は定着加熱制御を停止し（ステップＳ１０３）、ＣＰＵ４０に接続された外部表示装置４６にエラー表示を行い（ステップＳ１０４）、ユーザにエラーが発生したことを報知する。なお、この制御を行うプログラムはＲＯＭ４２に格納され、ＣＰＵ４２はこのＲＯＭ４２に格納されたプログラムに基づいて所定の制御を実行する。
【００５６】
これまでの説明では、温度差を検出する構成について述べてきた。本実施形態では、定着ローラ２０の停止位置が一定の個所にならないようにして定着ローラ２０の長寿命化を図ることを目的としている。そこで、本実施形態では、定着ローラ２０の停止位置は、図１６に示すフローチャートに従って実行される。
【００５７】
すなわち、定着ローラ２０の回転指示がＣＰＵ４０から出され（ステップＳ２０１）、温度検知動作が開始され（ステップＳ２０２）ると、前回の停止位置Ｔ（ローラ位置領域）を参照し（ステップＳ２０３）、定着ローラ２０の回転を開始する（ステップＳ２０４）。なお、前回の停止値は不揮発ＲＡＭ４３に保持されている。次いで、定着ローラ２０の回転停止指示があると（ステップＳ２０５）、現在の定着ローラ２０の位置をチェックし（ステップＳ２０６）、現在の定着ローラの位置がＴ＋１の領域であれば（ステップＳ２０６−ｙｅｓ）、定着ローラ２０を停止させる（ステップＳ２０７）。
【００５８】
そして、Ｔ＋１の値が上限、図のデータテーブルでいう「６」の領域であるかどうかをチェックし（ステップＳ２０８）、上限でなければ（ステップＳ２０８−ｎｏ）停止位置をＴから１インクリメントしてＴ＋１に更新し（ステップＳ２０９）、上限であれば、停止位置Ｔを０に更新（リセット）して（ステップＳ２１０）、処理を終える。これによりローラは、図８におけるローラ位置領域１から６まで６分割した位置が順次停止位置として選択され、停止位置が設定される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】定着装置の内部構造を示す図である。
【図３】定着ローラとコイルユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図４】図３の画像領域及び非画像領域、並びに第１及び第２の温度検知センサの位置を示す正面図である。
【図５】図４における定着ローラの回転方向の展開図である。
【図６】第２の温度センサからの検出電圧波形を示す波形図である。
【図７】本実施形態における制御構成を示すブロック図である。
【図８】ＲＯＭに設定されるデータテーブルの構成の一例を示す図である。
【図９】定着ローラを回転方向に対し、連続的に幅が変化するように切り欠いた例を示す図である。
【図１０】図９に示した定着ローラを回転方向への展開した展開図である。
【図１１】定着ローラ同期して回転し、回転方向に対し連続的に幅が変化するような磁束遮蔽手段を設けた例を示す図である。
【図１２】定着ローラと励磁コイルの間に磁束遮蔽部材を設け、ステッピングモータを内蔵したギヤボックスによって磁束遮蔽部材を定着ローラの軸方向にスライドさせる例を示す図である。
【図１３】図１２とは異なる回転位置のときの状態を示す図である。
【図１４】階段状の検出電圧特性を出力する階段状の部分を示す図である。
【図１５】エラー検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】定着ローラの停止位置制御の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
２０  定着ローラ
２１  ＩＨコイルユニット
２２  コイル
２４  定着スリーブ
２４ａ  発熱部材（発熱層）
２４ｂ１  画像領域
２４ｂ２  非画像領域
２４ｃ  回転方向に対してリニアに温度変化をもたらす部分
２４ｄ  平面視三角形の部分
２４ｅ  切り欠いた部分
２４ｆ  階段状の部分
２５  加圧ローラ
２９  磁束遮蔽部材
３０  第１の温度検知センサ
３１  第２の温度検知センサ
４０  ＣＰＵ
４１  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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【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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【図１６】
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