JP2011237481A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置において、コストアップすることなく、容易に定着ローラへの記録紙の巻き付きを検出する。
【解決手段】中央サーミスタ６２は記録紙の通紙領域において定着ローラの温度を検出して第１の検出温度を得る。端部サーミスタ６３は記録紙の非通紙領域において定着ローラの温度を検出して第２の検出温度を得る、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２は第１及び第２の検出温度の温度差を求めて、互いに異なる検出閾値と比較して第１及び第２の比較結果を得る。ＣＰＵ７０は第２の検出温度に応じて切替回路８３を制御して、第１及び第２比較結果のうちいずれか一つを選択して加熱制御回路７１に与える。
【選択図】図５

Description

本発明は、記録材に転写された未定着トナー像を、記録材に定着して画像形成を行う際に用いられる定着装置、及びこの定着装置を用いた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセスを用いた画像形成装置には、記録材（以下、記録紙とも呼ぶ）に転写された未定着トナー像を加熱・定着する定着装置が備えられており、定着装置に用いられる熱源として様々な種類がある。近年、画像形成装置の起動時におけるウォームアップ時間の短縮が求められており、この関係で、所謂電磁誘導加熱による加熱ヒータ等が熱源として用いられる傾向にある。

定着装置には、一般に、定着ローラ及び加圧ローラが備えられており、定着ローラと加圧ローラとのニップ部に記録紙が搬送されて、記録紙上の未定着トナー像が記録紙に加熱・定着される。

上記の定着ローラは加熱可能であって、定着ローラの表面に配置されたサーミスタ等の温度センサから得られる温度検出信号に基づいて、加熱ヒータがオンオフ制御される。そして、加熱ヒータのオンオフ制御によって定着ローラの表面温度が所定の温度となるように制御が行われる。

ところで、記録紙はトナーの載り量及び含有する水分量によって不可避的にカールする。そして、記録紙におけるカールの度合いであるカール量に起因して、定着の際、定着ローラに記録紙が巻き付いてしまうことがある。

記録紙が定着ローラに巻き付いた状態でプリント動作が行われると、定着ローラの表面が記録紙で覆われている関係上、プリント後、記録紙上の画像にガサ付及び定着不良等の画像不良が生じることがある。

また、電磁誘導加熱を用いた加熱ヒータにおいて、定着ローラにキュリー材が用いられていると、定着ローラの表面温度は、定着ローラに巻き付いた記録紙上で検出されることになる。つまり、定着ローラの表面温度が記録紙を介して検出されることになり、この結果、実際の定着ローラの表面温度は温度センサで検出される検出温度よりも高くなる。そして、定着ローラの表面温度がキュリー温度を超える場合がある。

この際、電磁誘導加熱コイルのインピーダンスが急激に減少するため、電磁誘導加熱コイルに過電流が流れて、電源のＡＣヒューズが切れる等の障害が生じることがある。

このように、電源に障害が発生すると、その復旧に時間が掛かってしまい、画像形成装置を使用できないダウンタイムが増加することになる。このような不都合を防止するためには、定着ローラに記録紙が巻き付いたことを速やかに検出する必要がある。つまり、記録紙巻き付きの検出時間の短縮化が求められている。

このため、定着装置の入口側及び出口側にそれぞれ記録紙を検知するための記録紙検知センサを設けて、記録紙の巻き付きを検知するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１においては、記録紙検知センサによる検知結果に応じて、記録紙が定着ローラへ巻き付いたか否かについて判定して、当該判定結果によって定着ローラの駆動を停止するとともに、定着ローラの加熱を停止するようにしている。

さらに、ベルト型の定着装置において、通紙領域内に非接触式温度センサを配置するとともに、非通紙領域に接触式温度検知センサを配置するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２においては、接触式温度センサによる検出温度が所定の温度となると、非接触式温度センサによる検出温度が所定の温度に到達したか否かに応じて、非接触式温度センサと定着ベルトとの間に記録紙が存在するか否かを判断するようにしている。

特開２００４−３５４９８３号公報 特開２００６−２５１４８８号公報

ところで、特許文献１に記載の画像形成装置では、用紙ジャム（例えば、用紙詰まり）が発生すると、ユーザは定着装置を画像形成装置本体から引き出して、ジャム処理を行う。このジャム処理の際、ユーザが定着ローラを手動で回転させて、定着ローラに記録紙が巻き付いた状態にしてしまうことがある。

このような場合に、画像形成装置の電源が再投入されると、定着装置の入口側に配置した検知センサによっては記録紙が検知できないので、定着ローラが加熱されてしまうことになる。

このような事態を防止するためには、例えば、定着ローラの回転方向を規制する機構等を追加して、ジャム処理の際、ユーザの手動よる定着ローラの回転を規制し、定着ローラに記録紙が巻き付くことを防止する必要がある。しかしながら、このような機構を追加するとなると、不可避的にコストアップとなってしまうという問題点がある。

一方、特許文献２に記載の画像形成装置においては、非通紙領域における検出温度が所定の温度に達すると、通紙領域における検出温度が正しいか否かを判断するようにしている。このため、画像形成装置が配置された環境、直前のプリント動作によっては検出温度の設定値（つまり、所定の値）を一意に決めることが困難となる。

また、非通紙領域における検出温度と、定着ベルトの中央部領域における温度との温度差が大きくても、正常と判断してしまうことがある。そして、非通紙領域に配置された接触式温度センサが定着ベルトに正常に当接されないと、プリント動作の際に定着ベルト端部の温度上昇を検知することができなくなってしまうことになる。

よって、特許文献２に記載の画像形成装置においては、定着ベルトの中央部と端部とにおける温度差が大きくなって、記録紙にしわが生じる等の不具合が生じることになってしまう。

従って、本発明の目的は、コストアップすることなく、容易に記録紙の巻き付きを検出することのできる定着装置、及びこの定着装置を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による定着装置は、未定着トナー像を前記記録材に定着するため定着部材を有し、前記定着部材を加熱制御して前記未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置において、前記記録材の通紙領域において前記定着部材の温度を検出して第１の検出温度を得る第１の温度検出手段と、前記記録材の非通紙領域において前記定着部材の温度を検出して第２の検出温度を得る第２の温度検出手段と、前記第１及び前記第２の検出温度の温度差を求めて、互いに異なる検出閾値と比較して複数の比較結果を得る比較手段と、前記第２の検出温度に応じて前記複数の比較結果のうちいずれか一つを選択して選択比較結果を得る選択手段と、前記選択比較結果に基づいて前記定着部材を加熱制御する加熱制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明による画像形成装置は、上記の定着装置を有し、画像データに応じて前記記録材に前記未定着トナー像を転写した後、該記録材を前記定着装置に導入することを特徴とする。

本発明によれば、コストアップすることなく、容易に記録紙の巻き付きを検出することができるという効果がある。

本発明の実施の形態による定着装置の一例を用いた画像形成装置の一例についてその構成を示す図である。 図１に示す画像形成装置において、感光体ドラムから定着装置までの構成を拡大して示す図である。 図２に示す定着装置を拡大して示す図である。 図３に示す定着装置に用いられる制御系を説明するためのブロック図である。 図４に示す比較回路の構成を示すブロック図である。 図４に示す加熱制御回路の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す画像形成装置の起動時における定着ローラの温度変化を説明するための図であり、（ａ）は、通常時における定着ローラの中央部及び端部の温度変化を示す図、（ｂ）は図５に示す中央サーミスタ及び端部サーミスタで検出された検出温度の差分である温度差ΔＴの変化を示す図である。 図１に示す画像形成装置の起動時における定着ローラの温度変化の他の例を説明するための図であり、（ａ）は、図２に示す定着ローラに記録紙が巻き付いた状態で加熱を開始した際における定着ローラの中央部及び端部の温度変化を示す図、（ｂ）は、図２に示す定着ローラに記録紙が巻き付いた状態で加熱を開始した際において、図５に示す中央サーミスタ及び端部サーミスタで検出された検出温度の差分である温度差ΔＴの変化を示す図である。 図４に示す端部サーミスタの検出温度と中央サーミスタ及び端部サーミスタの検出温度差との関係を示す図である。 プリント動作中において、図４に示す中央サーミスタ及び端部サーミスタの検出温度の変化を説明するための図である。 図１０に示す状態において、図４に示す端部サーミスタの検出温度と中央サーミスタ及び端部サーミスタの検出温度差との関係を示す図である。 図４に示す端部サーミスタの検出温度（第２の検出温度）と中央サーミスタ及び端部サーミスタの検出温度差とに応じた閾値の切り替えを説明するための図である。 図９に示す第２の検出温度と検出温度差との関係に図１２に示す検知範囲を重ねて示す図である。 図４に示す定着装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態による定着装置の一例を用いた画像形成装置の一例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による定着装置の一例を用いた画像形成装置の一例についてその構成を示す図である。

図１を参照して、図示の画像形成装置１Ａは、本体画像出力部１０、本体画像入力部１１、及び自動原稿送り装置１２を備えている。そして、本体画像出力部１０は記録紙（記録材）の上に原稿画像を出力する。また、本体画像入力部１１は原稿画像を画像データとして読み取る。そして、画像入力部１１の上部に自動原稿送り装置１２が配置されている。

なお、図示のように、画像形成装置には、表示部（操作部ともいう）１４が設けられており、この表示部１４を用いて、ユーザはコピーモードの設定等の各種設定を行うことができる。さらに、表示部１４には、画像形成装置における各種設定値及び現在のジョブ状況が表示される。

本体画像出力部１０には、給紙段３４、３５、３６、及び３７が備えられており、これら給紙段３４、３５、３６、３７にそれぞれ記録紙が収納されている。なお、図示の例では、給紙段３４、３５、３６、及び３７には互いに用紙サイズの異なる記録紙が収納されている。

さらに、図示の例では、本体画像出力部１０に大容量のペーパーデッキ１５が接続されている。これら記録紙は、選択的にモータ（図示せず）によって駆動される給紙搬送ローラ３８、３９、４０、４１、及び４２によって画像形成部に搬送される。

例えば、コピーモードの際、自動原稿送り装置１２に配置された原稿（又は原稿束）が一枚ずつ原稿台（図示せず）に搬送される。本体画像入力部１１は、光源２１を有しており、原稿台に配置された原稿に対して、光源２１から図中左右方向に光が走査される。

この光は原稿面で反射されて、その光学像がミラー２２、２３、及び２４とレンズ２５とを介して撮像素子（例えば、ＣＣＤ）２６に結像される。ＣＣＤ２６は結像された光学像を電気信号（アナログ画像信号）に変換して、さらに、このアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換器によってデジタル画像信号（画像データと呼ぶ）に変換される。そして、この画像データは、ユーザの要求に応じて、例えば、拡大縮小等の画像変換が行われて画像メモリ（図示せず）に格納される。

画像データを出力する際には、本体画像出力部１０は画像メモリに格納された画像データを読み出して、この画像データをアナログ画像信号に再変換する。そして、本体画像出力部１０は光学照射部２７によってアナログ画像信号に応じたレーザビーム（光信号とも呼ぶ）を出力する。このレーザビームはスキャナ２８、レンズ２９、及びミラー３０を介して感光体ドラム３１に照射される。つまり、画像データに応じたレーザビームによって感光体ドラム３１が走査される。

図２は、図１に示す画像形成装置において、感光体ドラム３１から定着装置までの構成を拡大して示す図である。

図１及び図２を参照して、感光体ドラム３１は、その表面に有機光導電体からなる光導電層を有し、コピージョブ中においては所定の速度で図中矢印Ａの方向に回転駆動される。

まず、感光体ドラム３１の残電荷が前露光装置（除電装置ともいう）５２によって除去される。そして、一次帯電器５１によって感光体ドラム３１の表面を一様に帯電する。レーザスキャナユニット５０から、前述のレーザビームが感光体ドラム３１に照射されて、画像データに応じた静電潜像が感光体ドラム３１上形成される。

なお、図２に示すレーザスキャナユニット５０は、例えば、図１に示す光学照射部２７、スキャナ２８、レンズ２９、及びミラー３０を有している。

続いて、感光体ドラム３１上の静電潜像は現像器３３によって現像されて、トナー像（可視画像とも呼ぶ）とされる。前述したように、記録紙５８が給紙段３４、３５、３６、又は３７から紙搬送路を通って搬送され、記録紙５８は可視画像に同期して感光体ドラム３１の下側を通過する。

この際、転写帯電器５５によって記録紙５８が帯電されて、感光体ドラム３１上の可視画像（トナー像）が記録紙５８に転写される。その後、感光体ドラム３１と記録紙５８との分離性を上げるため、記録紙５８は分離帯電器５４によって帯電させられる。

感光体ドラム３１と分離された記録紙５８は、搬送ベルト５９によって図中矢印Ｂの方向に搬送されて、定着装置６０Ａに至る。定着装置６０Ａは定着ローラ（定着部材）３２及び加圧ローラ４３を有しており、定着ローラ３２は、例えば、図中矢印Ｃの方向に回転駆動される。記録紙５８は定着ローラ３２と加圧ローラ４３とのニップ部に導入される。

これによって、記録紙５８上の未定着トナー像が溶着されて、トナー像が記録紙５８上に加熱・定着される。そして、記録紙５８は排出ローラ５８ａ等によって排紙トレイ５８ｂに排出される。

転写の後、感光体ドラム３１上に残った残トナーは、ドラムクリーナー５３によって掻き取られる。そして、感光体ドラム３１上の残電荷は前露光装置５２によって除去されて、次のコピーに備えることになる。

図３は、図２に示す定着装置６０Ａを拡大して示す図である。図３を参照すると、定着ローラ３２は、その内部に誘導加熱コイルホルダ６０が配置されている。この誘導加熱コイルホルダ６０には誘導加熱コイル（単に、コイルと呼ぶ）６５及びフェライトコア６６が配置されている。コイル６５には電磁誘導加熱電源（図３には示さず）から高周波電流が印加され、コイル６５による電磁誘導加熱によって定着ローラ３２が加熱される。

定着ローラ３２の表面温度は、接触式の中央サーミスタ（温度センサとも呼ぶ：第１の温度検出手段）６２によって検知される。この中央サーミスタ６２は、図中紙面の表側から裏側に向う方向（長手方向）において、定着ローラ３２の中央部に配置されている。さらに、中央サーミスタ６２は、定着ローラ３２と加圧ローラ４３とのニップ部を避ける位置に配置されている。

この中央サーミスタ６２によって検知された検出温度は、例えば、ＣＰＵ（図３には示さず）等の制御部に与えられ、後述するようにして、制御部（ＣＰＵ）は検出温度に基づいて定着ローラ３２の温度を所定の温度に制御する。

定着ローラ３２の周囲は、断熱部材６４で覆われており、定着ローラ３２で発生する熱を外部に逃がさないようにしている。この定着ローラ３２は、例えば、モータ（図示せず）等の駆動源によって回転駆動される。これによって、記録紙５８（図２）が定着入口搬送路６７上を搬送されて、定着ローラ３２と加圧ローラ４３とのニップ部を通過して、定着出口搬送路６８に搬送される。

定着出口搬送路６８の上側には分離爪６１が配置され、この分離爪６１によって記録紙５８を定着ローラ３２から分離する。ところで、分離爪６１を定着ローラ３２に密着させると、定着ローラ３２の表面が傷つくため、定着不良等の不具合が発生する。このため、分離爪６１は、例えば、定着ローラ３２に対して１ｍｍ程度の隙間をおいて配置する必要がある。

図４は、図３に示す定着装置６０Ａに用いられる制御系を説明するためのブロック図である。

図４を参照して、図３には示されていないが、定着ローラ３２にはその長手方向にそって温度検出用のサーミスタが２つ配置されている。前述の中央サーミスタ６２（第１の温度検出手段）は、最小通紙可能用紙サイズにおいて、定着ローラ３２の長手方向のほぼ中央部に配置されている。つまり、中央サーミスタ６２は通紙領域に配置されている。

一方、端部サーミスタ６３（第２の温度検出手段）は、通紙可能な用紙の最大サイズ（最大通紙可能用紙サイズ）の記録紙が定着ローラ３２を通過した際の当該記録用紙の端よりも外側に配置されている。つまり、端部サーミスタ６３は、通紙領域外（非通紙領域）に配置されている。

このように、端部サーミスタ６３が非通紙領域に配置される関係上、余分な熱を発生させないようにするため、コイル６５は端部サーミスタ６５まで達しないように配置することが望ましい。

中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３で検出された定着ローラ３２の表面温度は、それぞれ第１及び第２の検出温度としてＣＰＵ７０及び比較回路７２に与えられる。比較回路７２は、第１及び第２の検出温度との差を温度差として求めて、後述するように、この温度差と所定の閾値とを比較して複数の比較結果を求める。そして、これら複数の比較結果は、選択的に比較回路出力として加熱制御回路７１に与えられる。

ＣＰＵ７０は比較回路７２に対して、切替信号（スイッチング信号）を与え、後述するようにして、比較回路７２の出力（比較回路出力）を切り替える。加熱制御回路７１は、ＣＰＵ７０の制御下において、比較回路出力に応じてコイル６５に印加する電力（例えば、高周波電流）を制御する。

図５は、図４に示す比較回路７２の構成を示すブロック図である。図４及び図５を参照して、比較回路７２は、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２と切替回路８３とを有している。図示のように、中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３による検出温度、つまり、第１及び第２の検出温度はそれぞれ第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２に与えられる。なお、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２はそれぞれ第１及び第２の温度差比較部である。

第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２の各々は、第１及び第２の検出温度の差を示す温度差を求め、この温度差をそれぞれ予め設定された第１及び第２の検出閾値と比較する。そして、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２はそれぞれ第１及び第２の比較結果を出力する。

例えば、温度差がそれぞれ第１及び第２の検出閾値以上であると、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２はそれぞれ第１及び第２の比較結果としてハイ（Ｈｉｇｈ）レベルである信号（以下ハイレベル信号と呼ぶ）を出力する。

一方、温度差がそれぞれ第１及び第２の検出閾値未満であると、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２はそれぞれ第１及び第２の比較結果としてロウ（Ｌｏｗ）レベルである信号（以下ロウレベル信号と呼ぶ）を出力する。なお、ここでは、第２の検出閾値は第１の検出閾値よりも大きいものとする。

第１及び第２の比較結果は、切替回路８３に与えられる。切替回路８３はＣＰＵ７０から出力される切替信号によって切替制御され、第１及び第２の比較結果を選択的に比較回路出力（選択比較結果）として加熱制御回路７１に与える。

図６は図４に示す加熱制御回路７１の構成の一例を示すブロック図である。図６を参照すると、図示の加熱制御回路７１は、ＡＮＤゲート９３、ドライブ回路９０、共振出力制御回路９１、及びＡＣ整流回路９２を備えている。

ＣＰＵ７０は加熱制御回路７１にオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）信号を与えており、このＯＮ／ＯＦＦ信号はＡＮＤゲート９３に与えられる。また、ＡＮＤゲート９３には前述の比較回路出力が与えられる。ＡＮＤゲート９３はＯＮ／ＯＦＦ信号と比較回路出力との論理積と求めて、論理積信号としてイネーブル信号を出力する。そして、このイネーブル信号は共振出力制御回路９１に与えられる。このイネーブル信号が、例えば、ハイレベルの場合に、共振出力制御回路９１はイネーブル状態となる。

一方、ＣＰＵ７０は電力制御信号を共振出力制御回路９１に出力しており、共振出力制御回路９１は電力制御信号とドライブ回路９０からフィードバックされる位相検出信号とに応じて、矩形波のＰＦＭ（パルス周波数変調）信号を生成する。そして、このＰＦＭ信号はドライブ回路９０に与えられる。

ＡＣ整流回路９２は、ＡＣ電源７１Ａから入力されるＡＣ電力を整流して、ＤＣ電力とする。ドライブ回路９０はＰＦＭ信号に応じてＤＣ電力を高周波電力に変換するとともに、高周波電力の周波数の位相を検出して、位相検出信号として共振出力制御回路９１にフィードバックする。そして、ドライブ回路９０は高周波電力をコイル６５に与えて、定着ローラ３２（図４）を電磁誘導加熱する。

図７は、図１に示す画像形成装置の起動時における定着ローラの温度変化の一例を説明するための図である。そして、図７（ａ）は、通常時（正常時）における定着ローラ３２の中央部及び端部の温度変化を示す図であり、図７（ｂ）は通常時において図５に示す中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３で検出された検出温度の差分である温度差ΔＴの変化を示す図である。なお、ここで、通常時とは、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いていない状態をいう。

図７（ａ）に示すように、画像形成装置を起動した後（電源オンした後）、約４０秒で第１の検出温度（中央サーミスタ６２による検出温度）が約２００度になるまで（破線で示す）、定着ローラ３２が加熱される。なお、時間と温度との関係は、この例に限定されない。

前述のように、端部サーミスタ６３はコイル６５の位置よりも外側に配置されているため、端部サーミスタ６３は暖まりにくい。よって、第２の検出温度（実線で示す）は第１の検出温度（破線で示す）に比べて温度上昇が緩くなる。つまり、第１の検出温度は第２の検出温度よりも常に高く、図７（ｂ）に示す例では、定着ローラ３２の加熱開始から約１５秒後においては、温度差ΔＴ＞３０℃となっている。

図８は、図１に示す画像形成装置の起動時における定着ローラの温度変化の他の例を説明するための図である。そして、図８（ａ）は、図２に示す定着ローラ３２に記録紙が巻き付いた状態で加熱を開始した際における定着ローラ３２の中央部及び端部の温度変化を示す図である。また、図８（ｂ）は、図２に示す定着ローラ３２に記録紙が巻き付いた状態で加熱を開始した際において、図５に示す中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３で検出された検出温度の差分である温度差ΔＴの変化を示す図である。

図８（ａ）に示すように、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いた状態では、中央サーミスタ６２と定着ローラ３２との間に記録紙が位置する結果、記録紙に熱が奪われる。よって、中央サーミスタ６２にとっては、あたかも定着ローラ３２の温度が低くみえることになる。その結果、第１の検出温度は、実際の定着ローラ３２の表面温度よりも低くなる。

一方、前述のように、端部サーミスタ６３は最大通紙可能用紙サイズよりも外側に配置されているので、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いても端部サーミスタ６３に影響を及ぼすことはほとんどない。つまり、定着ローラ３２の端部における温度上昇は通常時（正常時）とほとんど変わらない。

このため、第１及び第２の検出温度における上昇カーブはほぼ同様となって、第１及び第２の検出温度の差分である温度差ΔＴは、通常時よりも小さくなる。図８（ｂ）に示すように、定着ローラ３２の加熱開始から約７０秒が経過するまで温度差ΔＴ＜３０℃である。

このように、通常時と記録紙が定着ローラ３２に巻き付いている状態とを比べると、温度差ΔＴの変化は全く異なった挙動を示すことになる。そして、図７（ｂ）及び図８（ｂ）から、温度差（検出温度差ともいう）ΔＴが所定の閾値未満であれば記録紙が定着ローラ３２に巻き付いた状態と判断することができることがわかる。

ところで、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す温度差ΔＴの変化は、画像形成装置が設置された環境温度によって変化する。つまり、第１及び第２の検出温度の上昇傾きが環境温度に応じて変化する。

例えば、画像形成装置の環境温度が低温であると、定着ローラ３２を加熱した際、周囲に熱を奪われる。このため、第１の検出温度が約２００℃になるまでに要する時間は、図７（ａ）に示す約４０秒よりも長くなる。この際、当然に、第２の検出温度の上昇に要する時間も図７（ａ）に比べて長くなる。

ところが、前述のように、端部サーミスタ６３はコイル６５よりも外側に配置されるため、通常時においては、第１の検出温度は第２の検出温度よりも高くなる。さらに、起動時においては、第１及び第２の検出温度ともに上昇カーブを描き、下降カーブを描くことがない。よって、第２の検出温度を基準として、第１及び第２の検出温度の差分を示す温度差ΔＴを検知することが望ましい。

図９は、図４に示す端部サーミスタ６３の検出温度と中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴとの関係を示す図である。

図９において、横軸は端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）を表し、縦軸は中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴを表す。

図９に示すように、通常時（記録紙が定着ローラ３２に巻き付いていない状態：実線太線で示す）では、第２の検出温度が７０℃以上であると、検出温度差ΔＴは３０℃以上となる。一方、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いている場合には（実線細線で示す）、常に検出温度差ΔＴは３０℃以下になることが分かる。

なお、通常時における立ち上げ開始時においては、第１及び第２の検出温度ともに環境温度と同一であるから、検出温度差ΔＴは３０℃以下となる。このため、第２の検出温度が所定の第１の基準温度（例えば、７０℃）以上になった後、検出温度差ΔＴが３０℃以上となる。よって、第２の検出温度が所定の第１の基準温度以上となるまでエラーと検知しないことが必要である。

図１０は、プリント動作中において、図４に示す中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度の変化を説明するための図である。

図１０を参照して、前述のように、中央サーミスタ６２は通紙領域に配置されている。そして、通紙領域においては、記録紙によって奪われた熱がコイル６５によって補充されて、定着ローラ３２の表面温度を一定に保つように制御が行われる。よって、通紙領域においては温度変化が少ないことになる。

一方、前述のように、端部サーミスタ６３は非通紙領域に配置されている。非通紙領域においては、記録紙に熱が奪われることがない。つまり、放熱量は発熱量に比べて少なくなる。よって、非通紙領域においては、その温度変化が急になる。

図１１は、図１０に示す状態において、図４に示す端部サーミスタ６３の検出温度と中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴとの関係を示す図である。

図１１において、横軸は端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）を表し、縦軸は中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴを表す。

図１０及び図１１を参照すると、第２の検出温度が上昇すると、検出温度差ΔＴが小さくなって、やがて検出温度差ΔＴが３０℃以下になる。ここでは、第２の検出温度が所定の第２の基準温度（例えば、１００℃）以上の場合には、検出温度差ΔＴが３０℃（閾値：図１１に一点鎖線で示す）以下となったとしてもエラーと検知しないようにする必要がある。

ところで、中央サーミスタ６２又は端部サーミスタ６３において、途中で断線があると、第１又は第２の検出温度が得られないことになる。同様に、中央サーミスタ６２又は端部サーミスタ６３が破損すると、第１又は第２の検出温度を正確に検出することができない。このため、検出温度差ΔＴが予め規定された温度以上となった際には、中央サーミスタ６２又は端部サーミスタ６３に異常が生じたことを検知する異常検知回路を設ける。

例えば、端部サーミスタ６３に断線等が生じて、定着ローラ３２の温度を検知できなくなった場合、端部サーミスタ６３の出力、つまり、第２の検出温度は０℃付近となる。図示の例では、検出温度差ΔＴ＞８０℃の場合に、異常（エラー）となる閾値（エラー閾値：図１１に二点鎖線で示す）を設定する。

これによって、第１の検出温度が８０℃程度となると、エラーとなる。そして、このエラーによって、定着制御を停止するようにすれば、定着ローラ３２の温度は８０℃程度まで上昇するだけであるから、安全に定着装置の停止を行うことができる。

このように、誤検知を生じることなく、記録紙の定着ローラ３２への巻き付きを検知して、かつサーミスタの断線等の検知を行う。このため、図示の例では、起動時における温度上昇中に第２の検出温度に応じて、図５に示す切替回路８３によって、前述のように、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２の出力を切替える。

図１２は、図４に示す端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）と中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴとに応じた閾値の切り替えを説明するための図である。

図１２において、横軸は端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）を表し、縦軸は中央サーミスタ６２及び端部サーミスタ６３の検出温度差ΔＴを表す。

図５及び図１２を参照すると、領域Ａ（第２の温度領域）は、定着ローラ３２の加熱開始時から端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が温度Ｔｅ１（第１の基準温度）に達するまでの領域である。

この領域Ａでは、ＣＰＵ７０は切替回路８３を切替制御して、第２の温度差検出回路８２を加熱制御回路７１と接続する。つまり、領域Ａでは、ＣＰＵ７０は第２の温度差検出回路（第２の温度差比較部）８２を有効とし、第１の温度差検出回路（第１の温度差比較部）８１を無効にする。領域Ａにおいては、検出温度差ΔＴ＞温度差ΔＴ２である場合に検知が行われることになる。

領域Ｂ（第１の温度領域）は、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が温度Ｔｅ１以上（第１の基準温度以上）で温度Ｔｅ２未満（第２の基準温度未満）の領域である。この領域Ｂでは、ＣＰＵ７０は切替回路８３を切替制御して、第１の温度差検出回路８１を加熱制御回路７１と接続する。つまり、領域Ｂでは、ＣＰＵ７０は第１の温度差検出回路８１を有効とし、第２の温度差検出回路８２を無効にする。領域Ｂにおいては、検出温度差ΔＴ＜温度差ΔＴ１である場合に検知が行われることになる。

領域Ｃ（第２の温度領域）は、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が温度Ｔｅ２以上（第２の基準温度以上）である領域である。この領域Ｃでは、ＣＰＵ７０は切替回路８３を切替制御して、第２の温度差検出回路８２を加熱制御回路７１と接続する。つまり、領域Ｃでは、ＣＰＵ７０は第２の温度差検出回路８２を有効とし、第１の温度差検出回路８１を無効にする。領域Ｃにおいては、検出温度差ΔＴ＞温度差ΔＴ２である場合に検知が行われることになる。

図７及び図８で説明したように、図示の例においては、切替制御を行う際の端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）は温度Ｔｅ１（第１の基準温度）＝７０℃、温度Ｔｅ２（第２の基準温度）＝１００℃程度であることが望ましいが、この温度は単なる一例であり、定着装置等の構成に従って任意に決定するようにすればよい。

図１３は、図９に示す第２の検出温度と検出温度差ΔＴとの関係に図１２に示す検知範囲を重ねて示す図である。

図１３に示す例では、温度Ｔｅ１＝７０℃、温度Ｔｅ２＝１００℃とし、温度差ΔＴ１＝３０℃、温度差ΔＴ２＝８０℃としている。通常時（記録紙の定着ローラ３２への巻き付きなしの状態：実線太線で示す）においては、曲線がエラー検知範囲（斜線で示す範囲）に入らない。このため、エラーとはならない。

一方、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いた状態では（実線細線で示す）、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が７０℃以上になった場合に、検出温度差ΔＴがエラー検知範囲に入る。このため、エラーと検知されることになる。

なお、エラー検知の際には、定着ローラ３２による加熱を停止して、例えば、エラー発生した旨を表示部１４等に表示して、ユーザに通知する。

続いて、図４に示す定着装置の動作について説明する。図１４は図４に示す定着装置の動作を説明するためのフローチャートである。

図４〜図６及び図１４を参照して、いま、電源がオンされて画像形成装置１Ａ（図１）が起動されると、ＣＰＵ７０は切替回路８３を切替制御して、第２の温度差検出回路８２を加熱制御回路７１に接続する。つまり、ＣＰＵ７０は第２の温度差検出回路８２を有効にする（ステップＳ１）。この結果、第２の温度差検出回路８２から第２の比較結果が比較回路出力として加熱制御回路７１に与えられることになる。

ＣＰＵ７０は、検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２（第２の温度差閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２よりも大きいと（ステップＳ２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、表示部１４（図１）にその旨表示して（ＥＲＲ２の表示）、加熱制御回路７１を制御して（つまり、図６に示すＯＮ／ＯＦ信号をＯＦＦとして）定着ローラ３２の加熱を停止する（第２の停止手段：ステップＳ３）。

一方、検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２以下であると（ステップＳ２において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が温度Ｔｅ１以上（第１の基準温度以上）であるか否かについて判定する（ステップＳ４）。そして、第２の検出温度が温度Ｔｅ１未満（第１の基準温度未満）であると（ステップＳ４において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、ステップＳ２に戻って処理を続行する。

第２の検出温度が温度Ｔｅ１以上であると（ステップＳ４において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、切替回路８３を切替制御して、第１の温度差検出回路８１を加熱制御回路７１に接続する。つまり、ＣＰＵ７０は第１の温度差検出回路８１を有効にする（ステップＳ５）。この結果、第１の温度差検出回路８１から第１の比較結果が比較回路出力として加熱制御回路７１に与えられることになる。

続いて、ＣＰＵ７０は、検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ１（第１の温度差閾値）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ１未満（第１の温度差閾値未満）であると（ステップＳ６において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、表示部１４（図１）にその旨表示して（ＥＲＲ１の表示）、加熱制御回路７１を制御して定着ローラ３２の加熱を停止する（第１の停止手段：ステップＳ７）。

検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ１以上であると（ステップＳ６において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）が温度Ｔｅ２以上（第２の基準温度以上）であるか否かについて判定する（ステップＳ８）。そして、第２の検出温度が温度Ｔｅ２未満（第２の基準温度未満）であると（ステップＳ８において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、ステップＳ６に戻って処理を続行する。

第２の検出温度が温度Ｔｅ２以上であると（ステップＳ８において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、切替回路８３を切替制御して、第２の温度差検出回路８２を加熱制御回路７１に接続する。つまり、ＣＰＵ７０は第２の温度差検出回路８２を有効にする（ステップＳ９）。そして、ＣＰＵ７０は、再び検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０）。

検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２よりも大きいと（ステップＳ１０において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、表示部１４（図１）にその旨表示して（ＥＲＲ２の表示）、加熱制御回路７１を制御して定着ローラ３２の加熱を停止する（第２の停止手段：ステップＳ１１）。

検出温度差ΔＴが温度差ΔＴ２以下（第２の温度差閾値以下）であると（ステップＳ１０において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、中央サーミスタ６２の検出温度（第１の検出温度）が目標温度に達したか否かについて判定する（ステップＳ１２）。そして、第１の検出温度が目標温度未満であると（ステップＳ１２において、ＮＯ）、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１０に戻って処理を続行する。

一方、第１の検出温度が目標温度に達すると（ステップＳ１２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ７０は、立ち上げを終了する。その後、第２の温度差検出回路８２が有効とされた状態で、プリント動作等が行われることになる。

このように、上述の例では、中央サーミスタ６２の検出温度（第１の検出温度）及び端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）に応じて第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２の切替制御を行って、記録紙が定着ローラ３２に巻き付いたか否かを検知するようにしている。

なお、図１４に示す動作は、電源スイッチがオンされた際に行われるとしたが、電源スイッチのオンの場合だけではなく、例えば、節電モードからの復帰した場合等、定着装置への通電を行って加熱を開始する場合であれば同様にして適用することができる。つまり、画像形成装置が起動された後にスタンバイ状態に移行する際に図１４に示す動作が実行される。

上述のようにして、この実施の形態では、検出温度差ΔＴに関して、温度差ΔＴ１（第１の温度差閾値）及びこの温度差ΔＴ１よりも大きい温度差ΔＴ２（第２の温度差閾値）を設定する。さらに、端部サーミスタ６３の検出温度（第２の検出温度）を基準として、この第２の検出温度に関して、温度Ｔｅ１（第１の基準温度）と温度Ｔｅｌよりも高い温度Ｔｅｌ（第２の基準温度）を設定する。

そして、電源がオンされると、ＣＰＵ７０は、第１及び第２の温度差閾値と第１及び第２の基準温度とに応じて、第１及び第２の温度検出回路８１及び８２の切替制御を行うとともに、定着ローラ３２に記録紙が巻き付いた状態であるか否かを判定するようにしている。

この結果、コストアップすることなく、容易に記録紙の巻き付きを検出することができる。つまり、起動時における定着異常の検知に要する時間を短縮して、加熱停止までの時間を短縮することができる。

なお、上述の説明から明らかなように、第１及び第２の温度差検出回路８１及び８２が比較手段として機能する。また、ＣＰＵ７０及び切替回路８３が選択手段として機能し、ＣＰＵ７０及び加熱制御回路７１が加熱制御手段として機能する。さらに、ＣＰＵ７０が第１の停止手段及び第２の停止手段として機能することになる。

３２ 定着ローラ
６５ コイル
６２ 中央サーミスタ
６３ 端部サーミスタ
７０ ＣＰＵ
７１ 加熱制御回路
７２ 比較回路
８１，８２ 温度差検出回路
８３ 切替回路

Claims (8)

1. 未定着トナー像を記録材に定着するため定着部材を有し、前記定着部材を加熱制御して前記未定着トナー像を前記記録材に定着させる定着装置において、
   前記記録材の通紙領域において前記定着部材の温度を検出して第１の検出温度を得る第１の温度検出手段と、
   前記記録材の非通紙領域において前記定着部材の温度を検出して第２の検出温度を得る第２の温度検出手段と、
   前記第１及び前記第２の検出温度の温度差を求めて、互いに異なる検出閾値と比較して複数の比較結果を得る比較手段と、
   前記第２の検出温度に応じて前記複数の比較結果のうちいずれか一つを選択して選択比較結果を得る選択手段と、
   前記選択比較結果に基づいて前記定着部材を加熱制御する加熱制御手段とを有することを特徴とする定着装置。
2. 前記比較手段は、前記温度差と所定の第１の検出閾値とを比較して第１の比較結果を得る第１の温度差比較部と、前記温度差と前記第１の検出閾値よりも大きい第２の検出閾値とを比較して第２の比較結果を得る第２の温度差比較部とを有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記選択手段は、前記第２の検出温度が予め定められた第１の基準温度以上で第２の基準温度未満である第１の温度領域の際、前記第１の温度差比較部の出力である第１の比較結果を出力するようにしたことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記選択手段は、前記第２の検出温度が前記第１の基準温度未満又は前記第２の基準温度以上である第２の温度領域の際、前記第２の温度差比較部の出力である第２の比較結果を出力するようにしたことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. 前記第１の温度領域である場合に、前記温度差が予め規定された第１の温度差閾値未満となると、前記定着部材の加熱を停止する第１の停止手段を有することを特徴とする請求項４記載の定着装置。
6. 前記第２の温度領域である場合に、前記温度差が前記第２の温度差閾値よりも大きい第２の温度差閾値を越えると、前記定着部材の加熱を停止する第２の停止手段を有することを特徴とする請求項４又は５記載の定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置を有し、画像データに応じて前記記録材に前記未定着トナー像を転写した後、該記録材を前記定着装置に導入することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の定着装置を有し、画像データに応じて前記記録材に前記未定着トナー像を転写した後、該記録材を前記定着装置に導入し、
   前記定着装置への通電が開始されると、前記選択手段は前記第２の温度差比較部の出力である前記第２の比較結果を選択することを特徴とする画像形成装置。

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