JP5239210B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、より特定的には、印刷媒体にトナー画像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。

図１２は、一般的な画像形成装置の定着装置の構成図である。図１２（ａ）は、定着装置の側面図であり、図１２（ｂ）は、加熱ローラの正面図である。該定着装置は、加熱ローラ５１、ヒータ５２、定着ベルト５３、定着ローラ５４、加圧ローラ５５及びサーミスタ５６を備える。

ヒータ５２は、電流が流れることにより発熱し、加熱ローラ５１を加熱する。加熱ローラ５１は、ヒータ５２からの熱により定着ベルト５３を加熱する。定着ベルト５３は、加熱ローラ５１と定着ローラ５４との間に張り渡される。定着ローラ５４と加圧ローラ５５とは、定着ベルト５３を挟んで圧接されている。加圧ローラ５５は、図示しない動力源により回転させられることにより、定着ローラ５４を従動回転させて、定着ベルト５３を駆動させる。トナー画像が転写された用紙は、矢印の方向から加圧ローラ５５と定着ベルト５３との間を通過する。この際、定着ベルト５３からの熱及び加圧ローラ５５からの圧力により、トナー画像が用紙に定着する。なお、サーミスタ５６は、加熱ローラ５１の周面の温度を検出し図示しない制御部に出力する。制御部は、サーミスタ５６からの温度に基づいて、定着ベルト５３の温度が、トナー画像が定着可能な温度となるように、加熱ローラ５１の温度を制御する。

近年、画像形成装置を起動させてから印刷可能となるまでの時間であるウォームアップ時間を短縮するために、加熱ローラ５１の小径化及び薄肉化が進んでいる。具体的には、加熱ローラ５１を小径化及び薄肉化することにより、加熱ローラ５１の熱容量を小さくし、短時間で該加熱ローラ５１を所望の温度まで加熱できるようにしている。

しかしながら、小径化及び薄肉化された加熱ローラ５１では、加熱ローラ５１の断面積が小さいため、加熱ローラ５１内での熱の拡散が遅く、用紙が通過しない加熱ローラ５１の両端部分において高温状態となってしまう。その結果、定着ベルト５３が熱により破損してしまうという問題があった。以下に、図１２を参照しながら説明する。

図１２（ｂ）に示すように、ヒータ５２の加熱領域の長さよりも短い通紙幅の用紙に画像を印刷する場合、用紙が通過する領域（以下、通紙領域と称す）では、定着ベルト５３の熱が用紙に奪われる。そのため、定着ベルト５３の通紙領域の温度は低下し、該定着ベルト５３の通紙領域と接触している加熱ローラ５１の通紙領域の温度も低下する。

サーミスタ５６は、加熱ローラ５１の長手方向の略中央に設けられている。このサーミスタ５６が設けられた位置は、いずれのサイズの用紙にとっても通紙領域に該当するため、用紙が通過すると、サーミスタ５６は、必ず、加熱ローラ５１の通紙領域の温度低下を制御部に出力する。そして、温度低下を認識した制御部は、加熱ローラ５１全体の温度が低下したと判断して、加熱ローラ５１を加熱してしまう。

しかしながら、実際に温度が低下したのは、加熱ローラ５１の通紙領域のみであり、加熱ローラ５１の非通紙領域の温度は、低下していない。そのため、加熱ローラ５１が加熱されると、加熱ローラ５１の非通紙領域については、更に加熱されてしまうこととなる。加熱ローラ５１の小径化及び薄肉化が進むと、加熱ローラ５１内での熱の拡散が少なくなるので、加熱ローラ５１の非通紙領域から加熱ローラ５１の通紙領域への熱の拡散量が少なくなる。そのため、小径化及び薄肉化された加熱ローラ５１では、特に、非通紙領域において高温になりやすい。

このような問題を解決する画像形成装置として、図１３及び図１４に示す画像形成装置の定着装置が提案されている。図１３は、該定着装置の側面図である。図１４は、該定着装置の加熱ローラの正面図である。該定着装置は、加熱ローラ６１、定着ローラ６２、定着ベルト６３、加圧ローラ６４、ロングヒータ６５、ショートヒータ６６、加圧ヒータ６７、加熱サーミスタ６８、加圧サーミスタ６９、加熱サーモスタット７０及び加圧サーモスタット７１を備える。

ロングヒータ６５及びショートヒータ６６は、電流が流れることにより発熱し、加熱ローラ６１を加熱する。加熱ローラ６１は、ロングヒータ６５及びショートヒータ６６からの熱により定着ベルト６３を加熱する。定着ベルト６３は、加熱ローラ６１と定着ローラ６２との間に張り渡される。定着ローラ６２と加圧ローラ６４とは、定着ベルト６３を挟んで圧接されている。加圧ローラ６４は、図示しない動力源により回転させられることにより、定着ローラ６２を従動回転させて、定着ベルト６３を駆動させる。トナー画像が転写された用紙は、矢印の方向から加圧ローラ６４と定着ベルト６３との間を通過する。この際、定着ベルト６３からの熱及び加圧ローラ６４からの圧力により、トナー画像が用紙に定着する。

更に、加熱サーミスタ６８は、加熱ローラ６１の周面の温度を検出し図示しない制御部に出力する。また、加圧サーミスタ６９は、加圧ローラ６４の周面の温度を検出し図示しない制御部に出力する。制御部は、加熱サーミスタ６８及び加圧サーミスタ６９からの温度に基づいて、加熱ローラ６１及び加圧ローラ６４の温度を、トナー画像の定着に適した温度に制御する。

更に、加熱サーモスタット７０は、定着ベルト６３の温度を検出し、検出した温度が所定温度よりも高くなった場合には、ロングヒータ６５及びショートヒータ６６への電力の供給を遮断する回路である。同様に、加圧サーモスタット７１は、加圧ローラ６４の温度を検出し、検出した温度が所定温度よりも高くなった場合には、加圧ヒータ６７への電力の供給を遮断する回路である。これにより、制御部が熱等の影響により暴走した場合に、定着ベルト６３及び加圧ローラ６４が加熱されすぎて破損してしまうことを防止している。

前記定着装置では、加熱領域の長さが異なるロングヒータ６５とショートヒータ６６とが設けられている。ロングヒータ６５は、通紙幅が広い用紙（例えば、通紙幅が２１６ｍｍより大きい用紙）に画像が印刷されるときに用いられる。一方、ショートヒータ６６は、通紙幅が狭い用紙（例えば、通紙幅が２１６ｍｍ以下の用紙）が印刷されるときに用いられる。このように、２本のヒータが使い分けられることにより、定着ベルト６３が、加熱されすぎて破損してしまうことを防止している。以下に図１４を参照しながら説明する。

ショートヒータ６６の加熱領域よりも狭い通紙幅の用紙に対して印刷が行われる場合、ショートヒータ６６の加熱領域であって、かつ、用紙が通過しない領域（図１４のＸの領域）における加熱ローラ６１の温度は、ショートヒータ６６により上昇させられる。ただし、図１４に示す定着装置では、ショートヒータ６６の加熱領域の外側にも加熱ローラ６１が延在しているので、Ｘの領域における加熱ローラ６１の熱は、加熱されていない加熱ローラ６１の端部側へと拡散する。その結果、加熱ローラ６１の端部が加熱されすぎることにより、定着ベルト６３が破損することを防止できる。

しかしながら、前記定着装置では、ショートヒータ６６が不要に点灯してしまう問題があった。より詳細には、ショートヒータ６６は、通紙幅が狭い用紙に画像が印刷されるときのみに点灯し、加熱ローラ６１が回転していないときには点灯しない。ところが、ショートヒータ６６の動作を制御する制御部が熱等の影響により暴走した場合には、加熱ローラ６１が回転していないにも関らず、ショートヒータ６６が点灯してしまうおそれがある。

なお、特許文献１には、２種類のヒータを備えた定着器が提案されている。また、特許文献２では、定着ベルトが破損することを防止するために、定着ベルトが駆動していないときには加熱手段に通電しない画像形成装置が提案されている。
特開２０００−２５０３７４号公報 特開２００１−１４７６０７号公報

そこで、本発明の目的は、温度検出の位置から相対的に遠くに配置されたヒータと相対的に近くに配置されたヒータとを備えた画像形成装置において、ヒータを正確に制御できる画像形成装置を提供することである。

本発明は、印刷媒体にトナー画像を定着させる定着装置と、前記定着装置の動作を制御する制御手段と、保護回路と、を備え、
前記定着装置は、第１の加熱手段と、第２の加熱手段と、前記第１の加熱手段及び前記第２の加熱手段により加熱される第１の回転体と、前記第１の回転体を回転させる駆動手段と、前記第１の回転体の温度を検出し、前記第２の加熱手段よりも前記第１の加熱手段に近い位置に配置される第１の検出手段と、を含み、
前記第１の加熱手段における前記第１の回転体の回転軸方向の加熱領域は、前記第２の加熱手段における前記第１の回転体の回転軸方向の加熱領域より広く、かつ、前記第１の加熱手段の前記回転軸方向の加熱領域は前記第２の加熱手段の前記回転軸方向の加熱領域の全てを含んでおり、
前記制御手段は、前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させる場合にのみ、前記第２の加熱手段を加熱させ、
前記保護回路は、前記制御手段が、前記第１の加熱手段を用いて停止した前記第１の回転体の温度制御を行っている状態で前記第２の加熱手段を加熱させることを防止すること、
を特徴とする。

本発明によれば、保護回路が、制御手段が第１の加熱手段を用いて停止した第１の回転体の温度制御を行っている状態で第２の加熱手段を加熱させることを防止しているので、制御手段の誤動作により第２の加熱手段が不要に加熱されることが防止される。すなわち、第２の加熱手段の動作が正確に制御されるようになる。

本発明において、前記制御手段は、前記第２の加熱手段を制御する第１の制御信号、及び、前記駆動手段を制御する第２の制御信号を生成しており、前記保護回路は、前記第１の制御信号が、前記第２の加熱手段を加熱させることを示し、かつ、前記第２の制御信号が、前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させることを示す場合にのみ、該第２の加熱手段に対して、該第２の加熱手段を加熱させることを示す第３の制御信号を出力してもよい。

本発明において、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、２値の信号であって、前記保護回路は、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号に基づいて動作する論理回路であってもよい。

本発明において、前記第１の制御信号は、相対的に低い電圧のときに前記第２の加熱手段を加熱させることを示しており、前記第２の制御信号は、相対的に低い電圧のときに前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させることを示しており、前記保護回路は、ＯＲ回路からなっていてもよい。

本発明において、前記第１の検出手段は、前記第１の回転体の中心よりも鉛直方向の上側に配置されていてもよい。

本発明によれば、第１の回転体は、加熱時においてその上部の方が下部よりも高温状態になるので、第１の検出手段を、第１の回転体の中心よりも鉛直方向の上側に配置することにより、第１の検出手段は、より高温状態の部分の温度を検出できるようになる。

本発明において、前記第１の加熱手段は、前記第２の加熱手段よりも鉛直方向の上側に配置されてもよい。

本発明によれば、第１の回転体の中心よりも上側に配置された第１の検出手段に第１の加熱手段を近づけることが可能となる。

本発明において、前記定着装置は、前記第１の検出手段が所定温度以上の温度を検出した場合には、前記第１の加熱手段及び前記第２の加熱手段への電力の供給を遮断する電力遮断回路を、更に含んでいてもよい。

本発明によれば、第１の加熱手段又は第２の加熱手段の制御ができなくなった場合において、第１の加熱手段及び第２の加熱手段への電力供給を遮断することで、定着装置が加熱されすぎて破損することを防止できる。

本発明において、前記定着装置は、前記第１の回転体の周面の温度を検出する第２の検出手段を、更に含み、前記第１の加熱手段と前記第２の検出手段との距離と、前記第２の加熱手段と該第２の検出手段との距離とは、略等しくてもよい。

本発明によれば、第２の検出手段と第１の加熱手段との距離と、第２の検出手段と第２の加熱手段との距離とが略等しいので、第２の検出手段は、第１の加熱手段による温度変化と第２の加熱手段による温度変化とを略等しい精度で検出することが可能となる。

本発明において、前記定着装置は、第２の回転体と、第３の回転体と、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に無端状に張り渡され、該第１の回転体の熱を前記印刷媒体に付与する熱伝達媒体と、を更に含み、前記第３の回転体は、前記熱伝達媒体が前記第２の回転体に巻き付いている部分に接触しており、前記印刷媒体は、前記熱伝達媒体と前記第３の回転体との間を通過してもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置の構成について図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成について）
図１は、該画像形成装置１の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、印刷ジョブを受付けて紙等の印刷媒体に画像を形成する機能を有し、印刷部２、給紙部１４、ＣＰＵにより構成される制御部１８及び排紙トレイ２０を備える。

給紙部１４は、複数種類のサイズの用紙を一枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１５及び給紙ローラ１６を含む。用紙トレイ１５は、印刷前の状態の複数種類の用紙が複数枚重ねて載置される。なお、図１中では、用紙トレイ１５は１つしか記載されていないが、実際には、それぞれの用紙の種類に対応する複数の用紙トレイ１５が設けられている。給紙ローラ１６は、用紙トレイ１５に載置された紙を一枚ずつ取り出す。

印刷部２は、給紙部１４から供給されてくる用紙に画像を印刷する画像印刷手段としての役割を果たし、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）、露光制御部３、１次転写ローラ８（８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ，８Ｋ）、転写ベルト１０、駆動ローラ１１、従動ローラ１２、転写ローラ１３、クリーニングブレード１７及び定着装置１９を含む。また、画像形成ステーション３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋ）、露光装置６（６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６Ｋ）、現像装置７（７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ，９Ｋ）を含む。

感光体ドラム４の周面は、帯電器５により帯電させられる。そして、露光装置６は、露光制御部３の制御により、レーザを照射する。これにより、感光体ドラム４の周面には静電潜像が形成される。この静電潜像が形成された感光体ドラム４に対して、現像装置７の現像ローラがトナーを供給することにより、感光体ドラム４の周面にトナー画像が形成される。

前記トナー画像は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に張り渡された転写ベルト１０に転写される。そして、該トナー画像は、転写ベルト１０が駆動させられることにより、転写ローラ１３まで搬送され、転写ローラ１３により、給紙部１４から搬送されてきた用紙に転写される。

トナー画像が転写された用紙は、定着装置１９に搬送される。定着装置１９は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる定着手段としての役割を果たす。排紙トレイ２０には、印刷済みの用紙が載置される。

ここで、定着装置１９について図２及び図３を参照しながらより詳細に説明する。図２は、定着装置１９の長手方向に垂直な面における断面構造図である。図３は、図２の矢印ａの方向から加熱ローラを見た図である。

図２に示すように、定着装置１９は、第１の回転体である加熱ローラ２１、第２の回転体である定着ローラ２２、定着ベルト２３、ロングヒータ２４、ショートヒータ２５、加熱サーミスタ２６，２７，２８、第３の回転体である加圧ローラ２９、加圧ヒータ３０、加圧サーミスタ３１、加熱サーモスタット４０及び加圧サーモスタット４１を含む。

加熱ローラ２１は、長手方向の長さが３３０ｍｍで外径が２５ｍｍで肉厚０．６ｍｍのアルミニウムの筒である。加熱ローラ２１の外周面には、厚さ１５μｍのＰＴＦＥコーティングが施されている。加熱ローラ２１は、内部にロングヒータ２４及びショートヒータ２５を格納している。

ショートヒータ２５は、発光長（加熱領域の長さ）が１８０ｍｍで消費電力が７９０Ｗのハロゲンランプヒータであり、加熱ローラ２１を輻射熱により加熱する加熱手段としての役割を果たす。ロングヒータ２４は、ショートヒータ２５と平行に加熱ローラ２１内に配置され、ショートヒータ２５よりも発光長（加熱領域の長さ）が長いハロゲンランプヒータであり、加熱ローラ２１を輻射熱により加熱する加熱手段としての役割を果たす。具体的には、ロングヒータ２４の発光長（加熱領域の長さ）は２９０ｍｍであり、ロングヒータ２４の消費電力は、１１５０Ｗである。なお、図３に示すように、ロングヒータ２４とショートヒータ２５とは、それぞれの長手方向の中央が加熱ローラ２１の長手方向の中央に略一致するように配置される。

定着ローラ２２は、直径が３０ｍｍのローラであり、直径２２ｍｍの金属棒の周囲に４ｍｍの厚みのゴム層と２ｍｍの厚みのスポンジ層とが巻きつけられて構成される。該定着ローラ２２と加熱ローラ２１との間には、定着ベルト２３が無端状に張り渡される。定着ベルト２３は、４５μｍの厚さのニッケル基材上に２００μｍの厚さのゴム層及び３０μｍの厚さのＰＦＡがコーティングされた環状のベルトであり、加熱ローラ２１の熱を用紙に付与する熱伝達媒体としての役割を果たす。なお、定着ベルト２３は、加熱ローラ２１及び定着ローラ２２から外して円形にしたときに直径が６０ｍｍとなる長さを有する。

加熱サーミスタ２６，２７，２８はそれぞれ、図２に示すように、加熱ローラ２１の外周面の温度を検出する検出手段としての役割を果たし、加熱ローラ２１、定着ベルト２３及び定着ローラ２２に囲まれた領域において、加熱ローラ２１に接触するように配置される。

加熱サーミスタ２６は、図３に示すように、ショートヒータ２５の加熱領域の両端よりも長手方向の内側に配置される。より詳細には、加熱サーミスタ２６は、ショートヒータ２５の長手方向の中央近傍（中央から１０ｍｍずれた位置）に配置され、加熱ローラ２１の外周面の温度を検出する。

加熱サーミスタ２７は、図３に示すように、ショートヒータ２５の加熱領域の両端よりも長手方向に外側であって、かつ、ロングヒータ２４の加熱領域の端部よりも長手方向の内側に配置される。より詳細には、加熱サーミスタ２７は、ショートヒータ２５の長手方向の中央から加熱サーミスタ２６と同じ方向に１４０ｍｍずれた位置に配置され、加熱ローラ２１の温度を検出する。

加熱サーミスタ２８は、図３に示すように、ショートヒータ２５の加熱領域の両端よりも長手方向の内側であって、かつ、画像形成装置１が画像を印刷できる最小幅の用紙の中央がショートヒータ２５の長手方向の中央と一致するように配置された場合において、該用紙の両端よりも外側に配置される。より詳細には、加熱サーミスタ２８は、ショートヒータ２５の長手方向の中央から加熱サーミスタ２６と同じ方向に６０ｍｍずれた位置に配置され、加熱ローラ２１の外周面の温度を検出する。

加熱サーミスタ２６，２７，２８は、図１の制御部１８に対して検出した温度を出力する。制御部１８は、定着ベルト２３の温度が用紙にトナー画像を定着可能な温度となるように、加熱サーミスタ２６，２７，２８が検出した温度に基づいて、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５に供給する電力を制御する役割を果たす。

加熱サーモスタット４０は、定着ベルト２３が加熱ローラ２１に接触している部分の温度を検出することにより、加熱ローラ２１の温度を検出する検出手段としての役割を果たすと共に、所定温度（例えば、２１０℃）以上の温度を検出した場合には、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５への電力の供給を遮断する電力遮断回路としての役割を果たす。加熱サーモスタット４０は、制御部１８が熱暴走した場合や、落雷により制御部１８とロングヒータ２４及びショートヒータ２５との間に設けられたトライアックが破損してしまった場合等に、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５が加熱し続けることを防止するための回路である。加熱サーモスタット４０は、図３に示すように、加熱ローラ２１の長手方向の中央近傍に配置され、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５に対して電気的に直列に接続される。

加圧ローラ２９は、定着ベルト２３が定着ローラ２２に巻き付いている部分に圧接するように配置される。そして、用紙が定着ベルト２３と加圧ローラ２９との間を矢印ｂの方向から通過することにより、該用紙に加熱及び加圧が施されて、トナー画像が該用紙に定着する。加圧ローラ２９は、直径が３５ｍｍのローラであり、直径２５ｍｍの金属棒の周囲に２．５ｍｍの厚みのゴム層が形成され、ゴム層の表面に３０μｍの厚みのＰＦＡがコーティングされることにより構成される。加圧ヒータ３０は、加圧ローラ２９内部に設けられ、該加圧ローラ２９を加熱する役割を果たす。該加圧ヒータ３０の発光長（加熱領域の長さ）は２９０ｍｍであり、加圧ヒータ３０の消費電力は、２３０Ｗである。加圧サーミスタ３１は、加圧ローラ２９の外周面にわずかな隙間を有した状態で対向するように配置され、加圧ローラ２９の外周面の温度を検出する検出手段としての役割を果たす。

加圧サーモスタット４１は、加圧ローラ２９の温度を検出する検出手段としての役割を果たすと共に、所定温度以上の温度を検出した場合には、加圧ヒータ３０への電力の供給を遮断する電力遮断回路としての役割を果たす。加圧サーモスタット４１は、制御部１８が熱暴走した場合や、落雷により制御部１８と加圧ヒータ３０との間に設けられたトライアックが破損してしまった場合等に、加圧ヒータ３０が加熱し続けることを防止するための回路である。

次に、定着装置１９のロングヒータ２４、ショートヒータ２５、加熱サーミスタ２６，２７，２８及び加熱サーモスタット４０の最も好ましい位置関係について、図２を参照しながら説明する。

まず、加熱サーミスタ２６，２７，２８の位置の詳細について説明する。前記の通り、加熱サーミスタ２６，２７，２８は、加熱ローラ２１の外周面の温度を検出して制御部１８に出力する役割を果たす。加熱サーミスタ２６，２７，２８が検出した温度は、定着ベルト２３がトナー画像を用紙に定着可能な温度になるように、制御部１８において利用される。そのため、加熱サーミスタ２６，２７，２８の検出精度は、画像形成装置１の印刷品位に大きく影響する。したがって、加熱サーミスタ２６，２７，２８は、できるだけ精度良く加熱ローラ２１の温度を検出できるように配置されることが望ましい。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、加熱サーミスタ２６，２７，２８は、加熱ローラ２１、定着ローラ２２及び定着ベルト２３に囲まれた領域において、加熱ローラ２１に水平方向から接触するように配置される。これにより、加熱サーミスタ２６，２７，２８は、加熱ローラ２１の温度を直接に検出することが可能となる。

次に、加熱サーモスタット４０の位置の詳細について説明する。前記の通り、加熱サーモスタット４０は、ロングヒータ２４又はショートヒータ２５を制御部１８が制御できない状態に陥ったときに、定着ベルト２３が破損することを防止するために、ロングヒータ２４又はショートヒータ２５への電力の供給を遮断する回路である。加熱サーモスタット４０は、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５に対して電気的に直列に接続されている。そのため、該加熱サーモスタット４０には、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５に印加される電圧と同じ１００Ｖの電圧が印加されている。一方、前記加熱サーミスタ２６，２７，２８は、加熱ローラ２１の温度を検出するのみであるので、５Ｖの電圧が印加されるだけで足りる。すなわち、加熱サーモスタット４０と加熱サーミスタ２６，２７，２８とは、全く異なる電圧により動作しており、これらに電力を供給する配線も全く異なる。

したがって、加熱サーモスタット４０は、加熱ローラ２１、定着ローラ２２及び定着ベルト２３に囲まれた領域のような限られたスペースに配置されるよりも、該領域外に配置されることが好ましい。そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、加熱サーモスタット４０は、加熱ローラ２１の外周であって、定着ベルト２３が巻きつけられた部分に対向するように配置される。

ただし、加熱サーモスタット４０が定着ベルト２３に接触するように配置されると、定着ベルト２３に傷がついてしまい、画像形成装置１の画質が著しく低下してしまう。そこで、加熱サーモスタット４０は、定着ベルト２３に対して、所定の隙間（例えば、１ｍｍ）を空けた状態で配置される。

ところで、前記のように、加熱サーモスタット４０と定着ベルト２３との間に所定の隙間が空けられると、加熱サーモスタット４０は、定着ベルト２３の温度を直接検出するのではなく、定着ベルト２３により暖められた空気の温度を検出することになる。暖められた空気は、上昇するので、加熱サーモスタット４０は、加熱ローラ２１の中心よりも鉛直方向の上側に配置されることが好ましい。これは、定着ベルト２３が加熱により破損することを防止する観点からすれば、加熱サーモスタット４０は、定着ベルト２３の温度が高くなりやすい部分の温度を検出することが好ましいからである。

ただし、加熱サーモスタット４０は、加熱ローラ２１の頂点よりも少し下側の定着ベルト２３の温度を検出することが好ましい。以下に詳しく説明する。

本実施形態に係る画像形成装置１では、ウォームアップ時間を短縮するために、加熱ローラ２１を小径化している。加熱ローラ２１が小径化すると、図２に示すように、定着ローラ２２の半径よりも加熱ローラ２１の半径の方が小さくなってしまう。そして、定着ローラ２２の半径よりも加熱ローラ２１の半径が小さくなってしまうと、加熱ローラ２１の頂点部分では、加熱ローラ２１と定着ベルト２３とが離れてしまうことがある。その結果、定着ベルト２３は、加熱ローラ２１の頂点よりも、加熱ローラ２１の頂点の少し下側の方が高温になる。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置１では、加熱ローラ２１の頂点部分よりも少し下側に位置する定着ベルト２３における温度を検出するように、加熱サーモスタット４０を配置している。なお、加熱サーモスタット４０は、定着ベルト２３と加熱ローラ２１とが離れる直前の位置の温度を検出するように配置されることが最も好ましい。

次に、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５の位置の詳細について説明する。前記のように、加熱サーミスタ２６，２７，２８が加熱ローラ２１の側方に配置され、加熱サーモスタット４０が加熱ローラ２１の上方に配置された場合、図２に示すように、ロングヒータ２４は、ショートヒータ２５よりも鉛直方向の上側に配置されることが好ましい。このように、ロングヒータ２４と加熱サーモスタット４０との距離を、ショートヒータ２５と加熱サーモスタット４０との距離以下にすることで、ロングヒータ２４が点灯した場合にショートヒータ２５によってできる影と、加熱サーモスタット４０が温度を検出する位置とが重ならなくなる。その結果、ロングヒータ２４が点灯しているときに、加熱サーモスタット４０が温度を検出している位置よりも影となっていない部分が高温となって、定着ベルト２３の影となっていない部分が熱により破損してしまうことを防止できる。

更に、図２に示すように、ロングヒータ２４から加熱サーミスタ２６，２７，２８までの距離と、ショートヒータ２５から加熱サーミスタ２６，２７，２８までの距離とを略等しくすることにより、加熱サーミスタ２６，２７，２８は、ロングヒータ２４が発生した熱による温度上昇と、ショートヒータ２５が発生した熱による温度上昇とを略等しい精度で検出することができるようになる。その結果、ロングヒータ２４が用いられる通紙幅が広い用紙に対して印刷される場合の印刷品位と、ショートヒータ２５が用いられる通紙幅が狭い用紙に対して印刷される場合の印刷品位とを略等しくすることができる。

（画像形成装置の動作について）
以上のように構成された画像形成装置１について、以下にその動作について説明する。該画像形成装置１の動作は、ウォームアップ動作、待機動作及び印刷動作の３つの動作からなる。ウォームアップ動作は、画像形成装置１のスイッチがオンの状態にされてから、加熱ローラ２１と加圧ローラ２９とが所定の温度まで加熱されて、印刷可能な状態になるまでに、画像形成装置１において行われる動作である。待機動作は、ウォームアップ動作が完了した後、ユーザにより印刷指示が行われるまでの間に、画像形成装置１において行われる動作である。印刷動作は、ユーザにより印刷指示が行われて、画像形成装置１が用紙に画像を印刷する動作である。

（ウォームアップ動作について）
まず、ウォームアップ動作について図４を参照しながら説明する。図４は、ウォームアップ動作の際に、制御部１８が行う動作を示したフローチャートである。

本処理は、画像形成装置１のスイッチがユーザによりオフからオンに切り替えられることにより開始する。スイッチがオンに切り替えられると、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１及び加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２を読み取る（ステップＳ１）。ここで、加圧サーミスタ３１は、加圧ローラ２９に接触していないので、加圧ローラ２９の実際の温度よりも低い温度を検出する。そこで、制御部１８は、加圧サーミスタ３１が実際に検出した検出温度に対して、加圧ローラ２９の実際の温度に近づけるよう補正を行って、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２とする。

次に、制御部１８は、加圧ローラ２９を図示しないモータを駆動させることにより回転させる（ステップＳ２）。加圧ローラ２９の回転を開始させた制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が、目標温度である所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、制御部１８は、加熱ローラ２１の加熱の要否を判断する。なお、該所定温度Ｔｓｅｔ１の一例は、１９０℃である。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、本処理はステップＳ４に進む。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、本処理はステップＳ５に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０を消灯させると共に、ロングヒータ２４を点灯させる（ステップＳ４）。なお、加圧ヒータ３０が既に消灯状態又はロングヒータ２４が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０の消灯状態又はロングヒータ２４の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ８に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、制御部１８は、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が、目標温度である所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５では、制御部１８は、加圧ローラ２９の加熱の要否を判断している。なお、該所定温度Ｔｓｅｔ２の一例は、１５０℃である。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、本処理はステップＳ６に進む。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、本処理はステップＳ７に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４を消灯させると共に、加圧ヒータ３０を点灯させる（ステップＳ６）。なお、ロングヒータ２４が既に消灯状態にある又は加圧ヒータ３０が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４の消灯状態又は加圧ヒータ３０の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ８に進む。

ここで、ステップＳ１〜ステップＳ４では、定着ローラ２２と定着ベルト２３とが、加圧ローラ２９により従動回転させられると共に、定着ベルト２３を介して加熱ローラ２１も従動回転させられる。更に、ロングヒータ２４が点灯しているので、加熱ローラ２１は、ロングヒータ２４により加熱される。そして、加熱ローラ２１の熱は、定着ベルト２３に伝わり、該定着ベルト２３が加熱される。定着ベルト２３の熱は、加圧ローラ２９に伝わり、加圧ローラ２９が加熱される。なお、ステップＳ６では、加圧ローラ２９は、加圧ヒータ３０により加熱される。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４及び加圧ヒータ３０を消灯させる（ステップＳ７）。なお、ロングヒータ２４又は加圧ヒータ３０が既に消灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４又は加圧ヒータ３０の消灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が、トナー画像を定着することができる所定温度Ｔｒｅｄ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ８）。この所定温度Ｔｒｅｄ１の一例は、１８５℃である。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｒｅｄ１以上である場合には、本処理はステップＳ９に進む。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｒｅｄ１以上でない場合には、本処理はステップＳ１０に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｒｅｄ１以上である場合には、制御部１８は、加熱ローラ２１がトナー画像を定着可能な状態となったことを示す加熱レディフラグを立てる（ステップＳ９）。この後、本処理はステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、制御部１８は、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が、トナー画像を定着することができる所定温度Ｔｒｅｄ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。この所定温度Ｔｒｅｄ２の一例は、１３５℃である。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｒｅｄ２以上である場合には、本処理はステップＳ１１に進む。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｒｅｄ２以上でない場合には、本処理はステップＳ１２に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｒｅｄ２以上である場合には、制御部１８は、加圧ローラ２９がトナー画像を定着可能な状態となったことを示す加圧レディフラグを立てる（ステップＳ１１）。この後、本処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、制御部１８は、加熱レディフラグ及び加圧レディフラグの両方が立っているか否かを判定する（ステップＳ１２）。加熱レディフラグ及び加圧レディフラグの両方が立っている場合には、ウォームアップ動作は終了する。この後、待機動作へと移行する。一方、加熱レディフラグ及び加圧レディフラグの両方が立っていない場合には、本処理はステップＳ１に戻る。この場合、加熱レディフラグ及び加圧レディフラグの両方が立つまで、ステップＳ１〜ステップＳ１２の処理が繰り返される。

（待機動作について）
以下に、図５を参照しながら待機動作について説明を行う。図５は、待機動作の際に制御部１８が行う動作を示したフローチャートである。

まず、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１及び加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２を読み取る（ステップＳ１４）。ここで、加圧サーミスタ３１は、加圧ローラ２９に接触していないので、加圧ローラ２９の実際の温度よりも低い温度を検出する。そこで、制御部１８は、加圧サーミスタ３１が実際に検出した検出温度に対して、加圧ローラ２９の実際の温度に近づけるよう補正を行って、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２とする。

次に、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が、加熱ローラ２１の加熱を停止すべき所定温度Ｔｓｔｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。なお、該所定温度Ｔｓｔｐ１の一例は、１９０℃である。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｔｐ１以上である場合には、本処理はステップＳ１６に進む。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｔｐ１以上でない場合には、本処理はステップＳ１７に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｔｐ１以上である場合には、制御部１８は、加熱ローラ２１の加熱を停止すべき所定温度Ｔｓｔｐ１に加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が到達したことを示す加熱停止温度到達フラグを立てる（ステップＳ１６）。この後、本処理はステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、制御部１８は、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が、加圧ローラ２９の加熱を停止すべき所定温度Ｔｓｔｐ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。なお、該所定温度Ｔｓｔｐ２の一例は、１５０℃である。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｔｐ２以上である場合には、本処理はステップＳ１８に進む。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｔｐ２以上でない場合には、本処理はステップＳ１９に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｔｐ２以上である場合には、制御部１８は、加圧ローラ２９の加熱を停止すべき所定温度Ｔｓｔｐ２に加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が到達したことを示す加圧停止温度到達フラグを立てる（ステップＳ１８）。この後、本処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、制御部１８は、加熱停止温度到達フラグ及び加圧停止温度到達フラグの両方が立っているか否かを判定する（ステップＳ１９）。加熱停止温度到達フラグ及び加圧停止温度到達フラグの両方が立っている場合には、本処理はステップＳ２０に進む。加熱停止温度到達フラグ及び加圧停止温度到達フラグの両方が立っていない場合には、本処理はステップＳ２１に進む。

加熱停止温度到達フラグ及び加圧停止温度到達フラグの両方が立っている場合には、制御部１８は、図示しないモータを停止させて、加圧ローラ２９の回転を停止させる（ステップＳ２０）。なお、制御部１８は、加圧ローラ２９の回転が既に停止している場合には、停止状態を維持する。この後、本処理はステップＳ２２に進む。

加熱停止温度到達フラグ及び加圧停止温度到達フラグの両方が立っていない場合には、制御部１８は、図示しないモータを駆動させて、加圧ローラ２９を回転させる（ステップＳ２１）。なお、制御部１８は、加圧ローラ２９が既に回転している場合には、回転状態を維持する。この後、本処理はステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２では、制御部１８は、加熱ローラ２１の加熱の要否を判断する。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、本処理はステップＳ２３に進む。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、本処理はステップＳ２４に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０を消灯させると共に、ロングヒータ２４を点灯させる（ステップＳ２３）。なお、加圧ヒータ３０が既に消灯状態又はロングヒータ２４が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０の消灯状態又はロングヒータ２４の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ２７に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、制御部１８は、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が、目標温度である所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４では、制御部１８は、加圧ローラ２９の加熱の要否を判断している。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、本処理はステップＳ２５に進む。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、本処理はステップＳ２６に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４を消灯させると共に、加圧ヒータ３０を点灯させる（ステップＳ２５）。なお、ロングヒータ２４が既に消灯状態にある又は加圧ヒータ３０が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４の消灯状態又は加圧ヒータ３０の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ２７に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４及び加圧ヒータ３０を消灯させる（ステップＳ２６）。なお、ロングヒータ２４又は加圧ヒータ３０が既に消灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４又は加圧ヒータ３０の消灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７において、制御部１８は、印字信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。この印字信号は、ユーザが画像形成装置１のメカニカルキーやタッチパネルを操作して、用紙のサイズを指定して印刷指示を行うこと等により、制御部１８に対して送信される信号である。印字信号が入力されていない場合には、本処理はステップＳ１４に戻る。この場合、印字信号が入力されるまで、制御部１８は、ステップＳ１４〜ステップＳ２７の待機動作を繰り返す。一方、印字信号が入力された場合には、本処理は終了し、印刷動作へと移行する。以上のような待機動作により、定着装置１９は、定着可能な状態に維持される。

（印刷動作について）
次に、図６を参照しながら印刷動作について説明する。図６は、印刷動作の際に制御部１８が行う動作を示したフローチャートである。

本動作は、ユーザが画像形成装置１のメカニカルキーやタッチパネルなどを操作して印刷指示を行うこと等により開始される。なお、ユーザは、印刷指示を行う際に、印刷する用紙のサイズを指定する。応じて、制御部１８は、図５のステップＳ２７において、印字信号としてこの印刷指示を受付ける。

次に、制御部１８は、受付けた印字信号に基づいて、印刷対象の用紙サイズを特定する（ステップＳ２８）。次に、制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１及び加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２を読み取る（ステップＳ２９）。ここで、加圧サーミスタ３１は、加圧ローラ２９に接触していないので、加圧ローラ２９の実際の温度よりも低い温度を検出する。そこで、制御部１８は、加圧サーミスタ３１が実際に検出した検出温度に対して、加圧ローラ２９の実際の温度に近づけるよう補正を行って、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２とする。

次に、制御部１８は、加圧ローラ２９を図示しないモータを駆動させることにより回転させる（ステップＳ３０）。加圧ローラ２９の回転を開始させた制御部１８は、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が、目標温度である所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低いか否かを判定する（ステップＳ３１）。ステップＳ３１では、制御部１８は、加熱ローラ２１の加熱の要否を判断する。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、本処理はステップＳ３２に進む。加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、本処理はステップＳ３５に進む。

加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低い場合には、制御部１８は、ステップＳ２８において特定した用紙サイズの通紙幅が、２１７ｍｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。ステップＳ３２では、制御部１８は、ロングヒータ２４又はショートヒータ２５のいずれを用いて定着を行うかを、用紙の通紙幅に基づいて決定する。通紙幅が２１７ｍｍ未満である場合には、本処理はステップＳ３３に進む。通紙幅が２１７ｍｍ未満でない場合には、本処理はステップＳ３４に進む。

通紙幅が２１７ｍｍ未満である場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０及びロングヒータ２４を消灯させると共に、ショートヒータ２５を点灯させる（ステップＳ３３）。なお、加圧ヒータ３０及びロングヒータ２４が既に消灯状態又はショートヒータ２５が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０及びロングヒータ２４の消灯状態又はショートヒータ２５の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ３８に進む。

通紙幅が２１７ｍｍ未満でない場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５を消灯させると共に、ロングヒータ２４を点灯させる（ステップＳ３４）。なお、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５が既に消灯状態又はロングヒータ２４が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５の消灯状態又はロングヒータ２４の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ３８に進む。

ステップＳ３１において、加熱サーミスタ２６の検出温度Ｔ１が所定温度Ｔｓｅｔ１よりも低くない場合には、制御部１８は、加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が、目標温度である所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５では、制御部１８は、加圧ローラ２９の加熱の要否を判断する。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、本処理はステップＳ３６に進む。加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、本処理はステップＳ３７に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低い場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５を消灯させると共に、加圧ヒータ３０を点灯させる（ステップＳ３６）。なお、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５が既に消灯状態又は加圧ヒータ３０が既に点灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５の消灯状態又は加圧ヒータ３０の点灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ３８に進む。

加圧サーミスタ３１の検出温度Ｔ２が所定温度Ｔｓｅｔ２よりも低くない場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５を消灯させる（ステップＳ３７）。なお、ロングヒータ２４、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５が既に消灯状態にある場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４、加圧ヒータ３０及びショートヒータ２５の消灯状態を維持する。この後、本処理はステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８において、制御部１８は、次に印刷すべき用紙があるか否かを判定する（ステップＳ３８）。印刷がある場合には、本処理は、ステップＳ２８に戻る。この場合、ユーザが行った印刷指示の印刷が全て終了するまで、ステップＳ２８〜ステップＳ３８の処理が繰り返される。一方、用紙がない場合には、本処理は、図５に示すウォームアップ動作へと移行する。以上で、印刷動作についての説明を終了する。

（保護回路について）
画像形成装置１において、ロングヒータ２４は、待機動作では、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が停止した状態で点灯し、印刷動作では、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転している状態で点灯する。一方、ショートヒータ２５は、ウォームアップ動作及び待機動作では点灯せず、印刷動作のみに点灯する。そのため、制御部１８は、ショートヒータ２５を点灯させるときには、常に加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１を回転させる。

しかしながら、熱等の影響により制御部１８が暴走した場合、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転していないにもかかわらず、ショートヒータ２５が点灯してしまうおそれがある。そこで、画像形成装置１では、制御部１８と定着装置１９との間に保護回路４３を設けて、このような誤動作を防止している。以下に、図７及び図８を参照しながら保護回路４３について説明する。図７は、保護回路４３及びその周辺の構成を示したブロック図である。図８は、保護回路４３の入力と出力との関係を示した図である。

図７には、制御部１８、保護回路４３、加圧ローラ駆動部４４、ショートヒータ駆動回路４５、加圧ローラ２９及びショートヒータ２５が記載されている。制御部１８は、加圧ローラ駆動部４４及びショートヒータ駆動回路４５を制御する役割を果たす。具体的には、制御部１８は、ショートヒータ駆動回路４５を制御する制御信号Ｓｉｇ１及び加圧ローラ駆動部４４を制御する制御信号Ｓｉｇ２を生成して出力する。

制御信号Ｓｉｇ１及び制御信号Ｓｉｇ２は、２値の信号であり、相対的に高い電圧（以下、ハイレベル又はＨと称す）と相対的に低い電圧（以下、ローレベル又はＬと称す）との２つの状態を有する。本実施形態では、制御信号Ｓｉｇ１がハイレベルのときには、ショートヒータ２５を消灯させることを意味し、Ｓｉｇ１がローレベルのときには、ショートヒータ２５を点灯させることを意味する。また、制御信号Ｓｉｇ２がハイレベルのときには、加圧ローラ２９を停止させることを意味し、制御信号Ｓｉｇ２がローレベルのときには、加圧ローラ２９を回転させることを意味する。

保護回路４３は、制御部１８が、加熱ローラ２１を停止させた状態でショートヒータ２５を点灯させることを防止する役割を果たす。そこで、保護回路４３は、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ１と、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ２とが出力されてきたときのみに、ショートヒータ２５を点灯させることを示すローレベルの制御信号Ｓｉｇ３を、ショートヒータ駆動回路４５に出力する。このような動作を実現するために、保護回路４３は、図７に示すように、ＯＲ回路からなる論理回路により構成されている。保護回路４３がＯＲ回路により構成された場合、保護回路４３への入力信号である制御信号Ｓｉｇ１及び制御信号Ｓｉｇ２と、保護回路４３からの出力信号である制御信号Ｓｉｇ３との関係は、図８に示すような関係となる。

加圧ローラ駆動部４４は、制御信号Ｓｉｇ２により導通／遮断されるスイッチと、該スイッチに接続されたモータとにより構成される。加圧ローラ駆動部４４は、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ２が制御部１８から出力されてきた場合、前記スイッチを導通してモータを回転させることにより、加圧ローラ２９を回転させる。この加圧ローラ２９が回転すると、定着ローラ２２が従動回転させられると共に、定着ベルト２３を介して加熱ローラ２１も従動回転させられる。すなわち、加圧ローラ駆動部４４、加圧ローラ２９、定着ローラ２２及び定着ベルト２３は、加熱ローラ２１の駆動手段としての役割を果たす。

一方、加圧ローラ駆動部４４は、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ２が制御部１８から出力されてきた場合、前記スイッチを遮断してモータを停止させることにより、加圧ローラ２９を停止させる。

ショートヒータ駆動回路４５は、制御信号Ｓｉｇ３により導通／遮断されるトライアック等のスイッチを含んだ回路により構成される。ショートヒータ駆動回路４５は、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ３が入力されてきた場合、ショートヒータ２５を点灯させる。一方、ショートヒータ駆動回路４５は、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ３が入力されてきた場合、ショートヒータ２５を消灯させる。

以上のように構成された保護回路４３の動作について、以下に、制御部１８が通常の動作を行っている場合と、制御部１８が熱等の影響で暴走している場合とに場合分けをして説明を行う。

まず、制御部１８が通常の動作を行っている場合に保護回路４３が行う動作について説明する。この場合には、制御部１８は、図４〜図６に示すフローチャートに従って処理を行う。具体的には、ショートヒータ２５を点灯させる場合には、制御部１８は、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ１及びローレベルの制御信号Ｓｉｇ２を生成及び出力する（ｃａｓｅ１）。保護回路４３は、図８に示すように、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ３をショートヒータ駆動回路４５に出力する（ｃａｓｅ１）。これにより、ショートヒータ２５が点灯すると共に、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転する。

また、待機動作において、ロングヒータ２４を点灯する場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４を点灯させると共に、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ１及びハイレベルの制御信号Ｓｉｇ２を出力する（ｃａｓｅ４）。保護回路４３は、図８に示すように、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ３をショートヒータ駆動回路４５に出力する（ｃａｓｅ４）。これにより、ロングヒータ２４が点灯し、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が停止し、ショートヒータ２５が消灯する。

また、印刷動作において、ロングヒータ２４を点灯する場合には、制御部１８は、ロングヒータ２４を点灯させると共に、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ１及びローレベルの制御信号Ｓｉｇ２を出力する（ｃａｓｅ３）。保護回路４３は、図８に示すように、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ３をショートヒータ駆動回路４５に出力する（ｃａｓｅ３）。これにより、ロングヒータ２４が点灯し、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転し、ショートヒータ２５が消灯する。

次に、制御部１８が熱等の影響により暴走した場合における保護回路４３の動作について説明する。ショートヒータ２５が点灯する場合には加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転するように、制御部１８は、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ１及びローレベルの制御信号Ｓｉｇ２を生成する（ｃａｓｅ１）。しかしながら、制御部１８は、熱等の影響により暴走すると、ローレベルの制御信号Ｓｉｇ１及びハイレベルの制御信号Ｓｉｇ２を生成する場合がある（ｃａｓｅ２）。このような場合、保護回路４３は、図８に示すように、ハイレベルの制御信号Ｓｉｇ３をショートヒータ駆動回路４５に出力する（ｃａｓｅ２）。これにより、加圧ローラ２９及び加熱ローラ２１が回転していない状態で、ショートヒータ２５が点灯することを防止できる。

（実験結果について）
本実施形態に係る画像形成装置１が奏する効果をより明確にするために、本願発明者は実験を行った。そこで、以下に、該実験について図面を参照しながら説明する。図９は、定着装置１９のロングヒータ２４又はショートヒータ２５の制御が不可能になった場合において、加熱サーモスタット４０が電力の供給を遮断したときに、加熱ローラ２１の加熱サーミスタ２６部分の温度を示したグラフである。

まず、実験条件について説明する。実験には、３種類の定着装置を用いた。第１の定着装置は、図２に示す本実施形態に係る画像形成装置１に搭載された定着装置１９である。該定着装置１９の詳細な構成については既に説明を行ったので省略する。

第２の定着装置は、図１３に示す構成を有する従来の定着装置である。第１の定着装置と第２の定着装置との相違点は、第１の定着装置の方が第２の定着装置よりも加熱ローラが小径化及び薄肉化されている点及びロングヒータとショートヒータとの位置関係が逆転している点である。具体的には、加熱ローラ６１は、外径３１ｍｍ、長さ３３０ｍｍ及び厚み１．３ｍｍの形状を有するアルミ中空芯金の表面に１５μｍのＰＴＦＥコートが施されたものである。定着ローラ６２は、外径２２ｍｍの鉄中実芯金の周囲に厚み４ｍｍのゴム層と厚み２ｍｍのスポンジ層とを形成して外形３０ｍｍとしたものである。定着ベルト６３は、外径が６５ｍｍの円を形成する長さを有し、厚み４５μｍのニッケル基材状に、厚み２００μｍのゴム層及び厚み３０μｍのＰＦＡ層が形成されたものである。ロングヒータ６５は、発光長２９０ｍｍ、消費電力９９９Ｗのハロゲンランプヒータである。ショートヒータ６６は、発光長１８０ｍｍ、消費電力７９０Ｗのハロゲンランプヒータである。加熱サーミスタ６８及び加熱サーモスタット７０は、図２の加熱サーミスタ２６及び加熱サーモスタット４０と同じ位置に配置される。

第３の定着装置は、図１３に示す構成を有する定着装置において、各構成要素を第１の定着装置と同じにしたものである。すなわち、第１の定着装置と第３の定着装置との相違点は、ロングヒータとショートヒータとの位置関係が逆転している点のみである。なお、第３の定着装置では、第２の定着装置と同様の構成については同じ参照符号を付してある。

以上の３種類の定着装置において、加熱サーモスタット４０，７０が、設定温度２１０℃で動作し、電力供給を遮断するまで、ロングヒータ２４，６５を加熱した。そして、加熱サーモスタット４０，７０が、設定温度２１０℃で動作したとき、加熱ローラ２１，６１の加熱サーミスタ２６，６８部分の温度を調べた。

図９に示す実験結果によれば、第２の定着装置のロングヒータ６５を点灯した場合において、加熱サーモスタット７０が、設定温度２１０℃で動作したとき、加熱ローラ６１の加熱サーミスタ６８部分の温度は５５０℃になった。一方、第３の定着装置のロングヒータ６５を点灯した場合において、加熱サーモスタット７０が、設定温度２１０℃で動作したとき、加熱ローラ６１の加熱サーミスタ６８部分の温度は９００℃になった。これらの実験結果を比較すると、加熱ローラ６１を小径化及び薄肉化すれば、ロングヒータ６５の点灯時において、加熱ローラ６１の温度が上昇することが理解できる。すなわち、加熱ローラ６１を小径化及び薄肉化すれば、ロングヒータ６５の点灯時において、定着ベルト６３が熱により破損する可能性が高くなることが理解できる。

一方、第１の定着装置のロングヒータ２４を点灯した場合において、加熱サーモスタット４０が、設定温度２１０℃で動作したとき、加熱ローラ２１の加熱サーミスタ２６部分の温度は５００℃になった。これにより、小径化及び薄肉化された加熱ローラ２１が用いられたとしても、ロングヒータ２４をショートヒータ２５よりも加熱サーモスタット４０の近くに配置することにより、加熱ローラ２１が加熱されすぎることを防止できることが理解できる。

（効果）
以上のように、画像形成装置１によれば、ロングヒータ２４をショートヒータ２５よりも加熱サーモスタット４０の近くに配置すれば、ロングヒータ２４の点灯時にショートヒータ２５により形成される影が、加熱サーモスタット４０が温度を検出している位置に重なることがなくなる。その結果、定着ベルト２３の影になっていない部分の温度が、加熱サーモスタット４０が温度を検出している部分よりも高温となってしまい、熱により破損してしまうことを防止できる。

ところで、ロングヒータ２４をショートヒータ２５よりも加熱サーモスタット４０の近くに配置すると、ショートヒータ２５が点灯したとき、ロングヒータ２４の影が、加熱サーモスタット４０が温度を検出している位置に重なってしまう。そのため、定着ベルト２３の影になっていない部分が高温となってしまうおそれがある。特に、制御部１８が暴走している場合には、加熱ローラ２１が回転していない状態でショートヒータ２５が点灯してしまい、定着ベルト２３の影と重なっていない部分が集中的に加熱されてしまうことがある。

そこで、画像形成装置１では、保護回路４３は、加熱ローラ２１が回転していない状態においてショートヒータ２５が点灯することを防止している。これにより、制御部１８が暴走したとしても、加熱ローラ２１が回転していない状態ではショートヒータ２５が点灯しなくなり、定着ベルト２３の影と重なっていない部分が集中的に加熱されて破損することを防止できる。

更に、制御部１８は、待機動作では、加熱ローラ２１、定着ローラ２２、定着ベルト２３及び加圧ローラ２９を回転させずに、ロングヒータ２４を点灯する。そのため、これらの部材間での摩擦による摩耗が低減され、画像形成装置１の寿命を長くできる。

（変形例について）
なお、保護回路４３は、ＯＲ回路であると説明したが、保護回路４３の回路構成はこれに限らない。例えば、制御信号Ｓｉｇ１がハイレベルのときに、ショートヒータ２５が点灯し、制御信号Ｓｉｇ２がハイレベルのときに、加圧ローラ２９が回転する場合には、保護回路４３は、ＡＮＤ回路で構成される。

なお、定着装置１９において、加熱サーモスタット４０は、加熱ローラ２１の上側に設けられることが好ましいと説明したが、加熱サーモスタット４０の位置はこれに限らない。加熱サーモスタット４０の感度が十分である場合には、図１０に示すように、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５を挟んで加熱サーミスタ２６と対向するように、加熱サーモスタット４０が配置されてもよい。このとき、加熱サーモスタット４０からロングヒータ２４までの距離と、加熱サーモスタット４０からショートヒータ２５までの距離とが略等しくなるように配置されることが好ましい。これにより、ロングヒータ２４が点灯したときにショートヒータ２５により形成される影と、加熱サーモスタット４０が温度を検出する位置とが重ならなくなると共に、ショートヒータ２５が点灯したときにロングヒータ２４により形成される影と、加熱サーモスタット４０が温度を検出する位置とが重ならなくなる。その結果、加熱サーモスタット４０は、ロングヒータ２４が発生した熱による加熱ローラ２１の温度変化と、ショートヒータ２５が発生した熱による加熱ローラ２１の温度変化とを略等しい精度で検出することができるようになる。

また、図１１に示すように、ロングヒータ２４及びショートヒータ２５は、それぞれの加熱サーモスタット４０への距離が等しくなるように、水平方向に並ぶように配置されてもよい。このような配置によっても、加熱サーモスタット４０は、ロングヒータ２４が発生した熱による加熱ローラ２１の温度変化と、ショートヒータ２５が発生した熱による加熱ローラ２１の温度変化とを略等しい精度で検出することができるようになる。

なお、加熱ローラ２１は、加熱ローラ２１の頂点が定着ローラ２２の頂点よりも鉛直方向の上側に位置するように配置されることが好ましい。これにより、加熱ローラ２１の頂点に定着ベルト２３が接触するようになり、加熱時に最も温度が高くなりやすい加熱ローラ２１の頂点部分の温度を、加熱サーモスタット４０が検出することができるようになる。その結果、より効果的に定着ベルト２３が熱により破損することを防止できる。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１では、加熱ローラ２１を加熱するためにロングヒータ２４及びショートヒータ２５が用いられているが、ロングヒータ２４が２本用いられてもよい。この場合、加熱サーモスタット４０に近い方のロングヒータ２４は、加熱ローラ２１が回転している状態であっても回転していない状態であっても点灯し、加熱サーモスタット４０に遠い方のロングヒータ２４は、加熱ローラ２１が回転している状態にのみ点灯する。

なお、前記のようにロングヒータ２４が２本用いられた場合における加熱サーモスタット４０の動作温度は、ロングヒータ２４とショートヒータ２５とが用いられた場合における加熱サーモスタット４０の動作温度と同じでよい。ロングヒータ２４は、ショートヒータ２５に比べて発熱量が大きい。しかしながら、加熱サーモスタット４０に近い方のロングヒータ２４は、加熱ローラ２１の回転時にしか点灯しない。加熱ローラ２１が回転しているときにおける定着ベルト２３の温度の上昇速度は、加熱ローラ２１が停止しているときにおける定着ベルト２３の温度の上昇速度に比べて遅い。更に、定着ベルト２３が回転しているため、定着ベルト２３の全体にわたって温度分布が一様となっている。そのため、前記のようにロングヒータ２４が２本用いられた場合における加熱サーモスタット４０の動作温度と、ロングヒータ２４とショートヒータ２５とが用いられた場合における加熱サーモスタット４０の動作温度とが同じであっても、定着ベルト２３等が破損することはない。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１において、ロングヒータ２４と加熱サーモスタット４０との距離とは、ロングヒータ２４の長手方向に対する垂直断面の中心点から加熱サーモスタット４０の検出部分までの距離を示す。同様に、ショートヒータ２５と加熱サーモスタット４０との距離とは、ショートヒータ２５の長手方向に対する垂直断面の中心点から加熱サーモスタット４０の検出部分までの距離を示す。

また、本実施形態に係る画像形成装置１において、ロングヒータ２４と加熱サーミスタ２６との距離とは、ロングヒータ２４の長手方向に対する垂直断面の中心点から加熱サーミスタ２６の検出部分までの距離を示す。同様に、ショートヒータ２５と加熱サーミスタ２６との距離とは、ショートヒータ２５の長手方向に対する垂直断面の中心点から加熱サーミスタ２６の検出部分までの距離を示す。

なお、定着装置１９の加熱サーミスタ２６，２７，２８には、サーミスタの代わりに熱電対が用いられてもよい。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１は、モノクロ印刷の複写機、カラー印刷の複写機、プリンタ、ＦＡＸ或いはこれらの複合機のいずれであってもよい。

画像形成装置の全体構成を示した図である。 定着装置の長手方向に垂直な面における断面構造図である。 加熱ローラの構成図である。 ウォームアップ動作の際に制御部が行う動作を示したフローチャートである。 待機動作の際に制御部が行う動作を示したフローチャートである。 印刷動作の際に制御部が行う動作を示したフローチャートである。 保護回路及びその周辺の構成を示したブロック図である。 保護回路の入力と出力との関係を示した図である。 定着装置のロングヒータ又はショートヒータの制御が不可能になった場合において、加熱サーモスタットが電力の供給を遮断したときに、加熱ローラの加熱サーミスタ部分の温度を示したグラフである。 定着装置の変形例を示した図である。 定着装置の変形例を示した図である。 一般的な画像形成装置の定着装置の構成図である。 従来の定着装置の側面図である。 従来の定着装置の加熱ローラの正面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 印刷部
１８ 制御部
１９ 定着装置
２０ 排紙トレイ
２１ 加熱ローラ
２２ 定着ローラ
２３ 定着ベルト
２４ ロングヒータ
２５ ショートヒータ
２６，２７，２８ 加熱サーミスタ
２９ 加圧ローラ
３０ 加圧ヒータ
３１ 加圧サーミスタ
４０ 加熱サーモスタット
４１ 加圧サーモスタット
４３ 保護回路
４４ 加圧ローラ駆動部
４５ ショートヒータ駆動回路

Claims (9)

1. 印刷媒体にトナー画像を定着させる定着装置と、
   前記定着装置の動作を制御する制御手段と、
   保護回路と、
   を備え、
   前記定着装置は、
   第１の加熱手段と、
   第２の加熱手段と、
   前記第１の加熱手段及び前記第２の加熱手段により加熱される第１の回転体と、
   前記第１の回転体を回転させる駆動手段と、
   前記第１の回転体の温度を検出し、前記第２の加熱手段よりも前記第１の加熱手段に近い位置に配置される第１の検出手段と、
   を含み、
   前記第１の加熱手段における前記第１の回転体の回転軸方向の加熱領域は、前記第２の加熱手段における前記第１の回転体の回転軸方向の加熱領域より広く、かつ、前記第１の加熱手段の前記回転軸方向の加熱領域は前記第２の加熱手段の前記回転軸方向の加熱領域の全てを含んでおり、
   前記制御手段は、前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させる場合にのみ、前記第２の加熱手段を加熱させ、
   前記保護回路は、前記制御手段が、前記第１の加熱手段を用いて停止した前記第１の回転体の温度制御を行っている状態で前記第２の加熱手段を加熱させることを防止すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の加熱手段を制御する第１の制御信号、及び、前記駆動手段を制御する第２の制御信号を生成しており、
   前記保護回路は、前記第１の制御信号が、前記第２の加熱手段を加熱させることを示し、かつ、前記第２の制御信号が、前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させることを示す場合にのみ、該第２の加熱手段に対して、該第２の加熱手段を加熱させることを示す第３の制御信号を出力すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、２値の信号であって、
   前記保護回路は、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号に基づいて動作する論理回路であること、
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の制御信号は、相対的に低い電圧のときに前記第２の加熱手段を加熱させることを示しており、
   前記第２の制御信号は、相対的に低い電圧のときに前記駆動手段に前記第１の回転体を回転させることを示しており、
   前記保護回路は、ＯＲ回路からなること、
   を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の検出手段は、前記第１の回転体の中心よりも鉛直方向の上側に配置されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記第１の加熱手段は、前記第２の加熱手段よりも鉛直方向の上側に配置されていること、
   を特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記定着装置は、
   前記第１の検出手段が所定温度以上の温度を検出した場合には、前記第１の加熱手段及び前記第２の加熱手段への電力の供給を遮断する電力遮断回路を、
   更に含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記定着装置は、
   前記第１の回転体の周面の温度を検出する第２の検出手段を、
   更に含み、
   前記第１の加熱手段と前記第２の検出手段との距離と、前記第２の加熱手段と該第２の検出手段との距離とは、略等しいこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記定着装置は、
   第２の回転体と、
   第３の回転体と、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に無端状に張り渡され、該第１の回転体の熱を前記印刷媒体に付与する熱伝達媒体と、
   を更に含み、
   前記第３の回転体は、前記熱伝達媒体が前記第２の回転体に巻き付いている部分に接触しており、
   前記印刷媒体は、前記熱伝達媒体と前記第３の回転体との間を通過すること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。

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