JP6516632B2 - 画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式などの複合機、複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に搭載される定着装置として好適な画像加熱装置に関するものである。

画像形成装置において、画像形成部で形成された未定着画像（トナー画像）を定着させる手段として、発熱源を有する定着部材と定着部材に押し当てられる加圧部材からなる定着手段によってトナーを記録材に溶着させる熱定着が広く用いられている。ここで、記録材としては、転写シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙などが用いられる。

そして、近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点から、ベルト（フィルム）加熱方式の定着装置が実用化されている。例えば、加熱部材としてのセラミックヒータと、加圧部材としての加圧ローラとの間に伝熱部材としての薄肉の定着ベルト（フィルム）を挟ませて圧接ニップ部を形成させ、未定着トナー画像を形成担持させた記録材を挟持搬送させる。これにより、定着ベルト（フィルム）を介してセラミックヒータの熱を与えながら、定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を記録材面に定着させる。

このようにベルト（フィルム）加熱方式の定着装置は、薄肉で熱容量が小さく、かつ熱応答性が良いため、ヒータの熱応答を効率良く定着ニップ部内に反映することができる。更に、ヒータＯＮから短時間で定着温度に到達することができ、これらの効果によって省電力化を実現している。

しかしながら、例えばステイプルが付いたままの裏紙の通紙によって定着ベルト（フィルム）の長手方向端部にクラックが発生した場合、画像不良が生じたり、発生したクラックが耐久により進行して他の部品へ損傷を及ぼす可能性がある。このため、定着ベルト（フィルム）の異常としてクラックを早期に検出する必要がある。

そこで、定着ベルト（フィルム）の内面の温度を検知するサーミスタを配置し、サーミスタの検知温度が予め決められた所定の温度より下回った時、定着装置の異常を検出する技術が提案されている（特許文献１）。

また、定着ベルト（フィルム）の通紙部領域と非通紙部領域の内面の温度を検知するサーミスタをそれぞれ配置し、それらの温度差の絶対値を演算し、予め設定した所定温度差となった時、定着フィルムのクラックを検知する技術が提案されている（特許文献２）。特許文献２の制御の場合、検知対象となったサーミスタが十分低温まで至らずとも、所定の温度差がつけば検知対象と見做せるので、比較的早期に定着装置の動作を停止することが可能である。

特開２０１０−１３４０３５号公報 特開２０１４−１０３１９号公報

しかしながら、特許文献１で提案されているような検知手段では、定着ベルト（フィルム）にクラックが発生した際、検知温度が所定の温度に至るまでに時間がかかるため、定着ベルト（フィルム）にクラックが入った状態で動作し続ける期間が生じてしまう。この場合、定着ベルト（フィルム）が正常時の回転軌跡から外れて回転することにより、定着ベルト（フィルム）以外の部品を傷つけてしまうという課題がある。

また、特許文献２で提案されているような検知手段では、通紙基準位置から長手方向(定着フィルムの回転軸方向）に用紙がずれた位置にセットされる(片寄せ通紙)などの動作が行われた場合、以下に示すように誤検知をしてしまうという課題がある。即ち、定着ベルト（フィルム）の長手方向の温度分布が非対称になり、定着フィルムにクラックが発生していない場合でも、各サーミスタの検知温度差分が所定の温度以上になってしまう可能性があり、クラックが発生したと誤検知をしてしまうという課題がある。

本発明の目的は、無端状のベルトの異常を初期段階で報知でき、かつ誤検知を防ぐことができる画像加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像加熱装置は、シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの長手方向一端部の温度を検出する第１の検出器と、前記エンドレスベルトの長手方向他端部の温度を検出する第２の検出器と、前記第１の検出器と前記第２の検出器による検出温度差の単位時間当たりの変化量に基づいて、エラーの発生を報知するか否かを制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、無端状のベルトの異常を初期段階で報知でき、かつ誤検知を防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置の断面図 本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面図 本発明の実施形態に係る定着装置の断面図 本発明の実施形態におけるクラックが入った場合の定着装置の概略図 本発明の実施形態におけるフローチャート 本発明の実施形態における異常報知の図 本発明の実施形態におけるサーミスタ検知温度推移のグラフ 本発明の実施形態における片寄せ通紙時のサーミスタ検知温度推移グラフ

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を用いて説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図２は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置５００の断面図である。上下斜め方向に並設した４個のカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）は、電子写真感光体としての感光体ドラム１（１ａ〜１ｄ）を有する感光体ドラムユニット２６（２６ａ〜２６ｄ）と、現像ユニット４（４ａ〜４ｄ）を備える。

感光体ドラム１は、駆動部材（不図示）によって、図２中の時計回り（Ｑ方向）に回転駆動される。また、感光体ドラム１の周囲には、その回転方向の順に、クリーニング部材６（６ａ〜６ｄ）、帯電ローラ２（２ａ〜２ｄ）、現像ユニット４が配置される。クリーニング部材６は、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５上に転写した後、感光体ドラム１上に残留したトナー剤を除去するものである。クリーニング部材６によって除去されたトナー剤は、感光体ユニット２６（２６ａ〜２６ｄ）内の除去トナー室に回収される。

また、帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するものである。帯電ローラ２によって感光体ドラム１の表面が帯電された後、スキャナユニット（露光手段）３からユニット開口３２（３２ａ〜３２ｄ）を通じて、感光体ドラム１の表面にレーザ光が露光される。これにより、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。尚、本実施形態においては、スキャナユニット３は、カートリッジ７の下方に配置されている。

また、現像ユニット４は、感光ドラム１の上に形成された静電潜像にトナー剤を供給して、静電潜像をトナー像として現像するためのものである。現像ユニット４には、感光体ドラム１と当接して感光体ドラム１の表面にトナー剤を供給する現像ローラ２５（２５ａ〜２５ｄ）と現像ローラ２５に当接して現像ローラ２５にトナー剤を供給する供給ローラ３４（３４ａ〜３４ｄ）が備えられる。

ここで、記録材Ｓに画像を形成する際は、まずスキャナユニット３によって感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像がカートリッジ７によってトナー像として現像され、中間転写ベルト５に転写される。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、テンションローラ１１に張架され、図２中の矢印Ｒ方向に駆動する。また、各感光体ドラム１に対向して、中間転写ベルト５の内側に一次転写ローラ１２（１２ａ〜１２ｄ）が配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加される構成となっている。例えば負極性に帯電したトナー剤を用いる場合は、一次転写ローラ１２に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト５上にトナー像が一次転写される。

そして、中間転写ベルト５に４色のトナー像が重なった状態で二次転写部１５まで搬送される。この際、記録材Ｓへの二次転写後に中間転写ベルト５上に残ったトナー剤は、転写ベルトクリーニング装置２３によって除去され、除去されたトナー剤は、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、廃トナー回収容器（不図示）で回収される。

一方、上記で説明した画像形成動作と同期して、給送装置１３やレジストローラ対１７等からなる搬送機構によって、記録材Ｓが二次転写部１５へ向けて給送される。給送装置１３は、複数の記録材Ｓを収納する給送カセット２４と、記録材Ｓを給送する給送ローラ８と、給送された記録材Ｓを搬送する搬送ローラ対１６とを有している。

給送カセット２４は、画像形成装置１から着脱自在に構成されている。ユーザは給送カセット２４を引き抜き、画像形成装置１から取り外した後、記録材Ｓをセットし画像形成装置１へ挿入することで記録材Ｓの補給が完了する。

給送カセット２４に収納された記録材Ｓのうち、最上位に位置する記録材Ｓには、給送ローラ８が圧接し、給送ローラ８の回転とともに分離パッド９によって一枚ずつ分離されて（摩擦片分離方式）記録材Ｓが搬送される。そして、給送装置１３から搬送された記録材Ｓは、レジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。二次転写部１５においては、二次転写ローラ１８に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された記録材Ｓに、中間転写ベルト５上の４色のトナー像を二次転写することが可能である。

そして、記録材Ｓは二次転写部１５から給送されて定着装置４０へと搬送され、記録材Ｓに転写された画像に熱、圧力を加えて画像を記録材Ｓ上に定着させる。その後、トナー像が定着された記録材Ｓは、排出ローラ対１９によって排出トレイ２０に排出される。

（画像加熱装置）
次に、本実施形態における画像加熱装置としての定着装置４０の構成について説明する。記録材上の画像をニップ部にて加熱して定着する本実施形態における定着装置４０は、円筒状の薄肉金属の基層上に弾性層が形成された無端状のベルト（エンドレスベルト）としての定着フィルム１０１を用いたベルト（フィルム）加熱方式、加圧ローラ駆動方式の定着装置である。図１に本実施形態における定着装置４０の断面図（図２のＡ−Ａ断面図）、図３に定着装置４０の断面図（図１のＢ−Ｂ断面）を示す。

図３において、定着装置４０は、加圧部材として加圧ローラ１０６と、加熱部材としてセラミックヒータ１００と、定着部材として円筒状の定着フィルム１０１を備える。また、円筒状の定着フィルム両端部に設置され、フィルム長手方向の移動量を規制する定着フランジ１０４と、定着フィルム１０１を挟んで加圧ローラ１０６との間にニップ部Ｎを形成させる圧接部材１０３を備える。更に、圧接部材１０３の強度を確保するために定着フィルム内面側に配置されるステー１０２を備える。

（フィルムユニット）
ここで、この定着フィルム１０１、セラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１００、圧接部材１０３、ステー１０２、サーミスタ１０５、定着フランジ１０４をまとめたものをフィルムユニット１１１とする。

１）定着フィルム
定着フィルム１０１は、記録材Ｐに熱を伝達する発熱部材として円筒状の耐熱性の定着フィルムであり、圧接部材１０３にルーズに外嵌させてある。定着フィルム１０１は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性のあるものが望ましい。具体的には、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰの単層、あるいはポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等の外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングした複合層フィルムが使用できる。また、金属製のものにすることもできる。

２）ヒータ
１００は加熱手段としてのヒータである。このヒータ１００は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。このヒータ１００は、圧接部材１０３の下面に長手方向に沿って具備された嵌め込み溝１０３ａ内に嵌め込まれ支持される。

３）圧接部材
圧接部材１０３は記録材搬送方向に交差する方向を長手方向とする横断面略半円弧状の耐熱性・断熱性の部材である。圧接部材１０３は、定着フィルム１０１のバックアップ、加圧ローラ１０６と圧接することで形成されるニップ部Ｎの加圧、定着フィルム１０１の回転時の搬送安定性を図る役目をする。そして、圧接部材１０３は、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。

４）ステー
ステー１０２は、比較的柔軟な樹脂製の圧接部材１０３の裏面に押し当てることで圧接部材１０３に長手強度を持たせ、かつ圧接部材１０３を矯正させるための部材である。

５）サーミスタ
温度検知手段としてのサーミスタ１０５は、定着ベルト（フィルム）の幅方向（長手方向）における所定位置の温度を定着ベルト内側において検知するもので、定着フィルム内面温度を検出して制御部Ｑ（図１）へフィードバックする。サーミスタ１０５は、定着フィルム内面に接触して温度を検知する温度検知素子部１０５ａと、温度検知素子部１０５ａを所定の接触圧で定着フィルムに付勢するための弾性を有する板バネ部１０５ｂを備える。更にサーミスタ１０５は、圧接部材１０３に固定して取付け保持するための保持部１０５ｃを備える。この板バネ部１０５ｂはステンレス製であり、温度検知素子部１０５ａの導通経路にもなっている。

６）定着フランジ
図３および図１に示す定着フランジ１０４は、圧接部材１０３とステー１０２との組立体の両端に嵌め込まれ、定着フィルム１０１の回転を案内すると共に、定着フィルム１０１の抜け出しを防止している。図１で、定着フィルム１０１の両端に配置された定着フランジ１０４には、定着フレーム１１２に対して回転可能に取り付けられた加圧板（不図示）により加圧力が与えられ、フィルムユニット１１１と加圧ローラ１０６とを図１の矢印Ｐ方向に加圧する。

（加圧部材）
図３で、加圧部材としての加圧ローラ１０６は、画像形成装置５００内に取付けられた不図示の定着モータによって駆動を伝達されることで駆動回転し、定着フィルム１０１が加圧ローラ１０６に対して従動することで図３の矢印Ｅ方向に回転させられる。

加圧ローラ１０６は、金属製の芯金１０６ａと、芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層とで構成されており、表層に離型層を設けてある。例えば、離型層はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。

芯金１０６ａの両端部にＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる軸受部材１１３（図１）を装着し、定着フレーム１１２の側板に回転自由に保持させて配設してある。

（サーミスタ配置）
本実施形態において、サーミスタ１０５は、図１において破線で示した定着フィルム１０１の長手方向に沿って３つ配置され、長手方向Ｆ側を１０５Ｆ、中央を１０５Ｃ、長手方向Ｒ側を１０５Ｒとする。サーミスタ１０５Ｃは定着装置４０の温調を制御する役割のサーミスタで、検知温度によってヒータ１００への通電を制御している。サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒは、第１の検出器と第２の検出器として、定着フィルム１０１の長手方向両端側に、長手方向の中心部に対し対称配置されている。具体的には、サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒは、長手方向において中心部からそれぞれ１５３ｍｍの位置に対称配置されている。

用紙（シート）の搬送が中央基準である場合、最大サイズ用紙を流したときに用紙が中央基準位置を通っていれば、端部サーミスタの検知温度が両方とも一定の温度（１７０℃）で維持される。そして、用紙が片寄った位置を通っていれば、片方のサーミスタの検知温度だけが徐々に上昇していく。

（クラック検知制御構成）
次に、本実施形態における定着装置４０の通紙中に定着フィルム１０１にクラックが発生した場合に、サーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒの検知温度に関連してクラック発生を検知する制御構成について説明する。本実施形態では、用紙の搬送が中央基準として、図４に示すように定着フィルム１０１のＦ側の端部のみにクラックが発生した場合を例に説明する。定着フィルム長手方向のクラック長さをＷ、周方向のクラック長さをＬとする。

通紙中（本実施形態では１０５ｇｓｍのＡ４サイズ）に定着フィルム１０１にクラックが発生し、長手方向のクラック長さＷがサーミスタ１０５Ｆの位置に達する場合を考える。すると、サーミスタ１０５Ｆは定着フィルム１０１の内面との当接不良または、定着フィルムから露出することとなり、その結果サーミスタ１０５Ｆの検知温度は急激に低下する。

一方、サーミスタ１０５Ｆと長手方向対称位置に設置されているサーミスタ１０５Ｒは、温調制御によって一定に温調された定着フィルム内面の温度を検知し続けるため、検知温度は略一定温度（本実施形態では１９０℃程度）を維持する。

この時、サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの温度差分が増大する。そして、本実施形態では、この温度差分の増大の時間変化率が所定の値より大きい場合にクラックを検知する。サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの温度差分ではなく、温度差分の時間変化率でクラックを検知する理由は、検知の即時性と、誤検知の防止の観点において優れているためであり、これについては後に詳述する。

具体的な検知制御の内容は、サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの温度差分をΔＴとし、ΔＴの１秒間当りの増減をΔＴ／ｓとして、ΔＴ／ｓ＞１０℃／ｓの時にクラックと判定する。

（検知制御フローチャート）
次に、本実施形態における定着フィルム１０１のクラック発生を検知する制御について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態における定着装置４０以外の制御に関してはここでは省略する。

図５で、先ず、ジョブがスタートする（Ａ）。そして、定着装置４０のヒータ１００に通電を行い、定着モータを回転させて定着装置４０の立上げを行う（Ｂ）。次に、サーミスタ１０５Ｆ、Ｃ、Ｒが正常に動作しているか確認をする（Ｃ）。もし正常に動作していない場合は、定着装置４０もしくはサーミスタ１０５Ｆ、Ｃ、Ｒに異常があるので画像形成装置を停止する（Ｏ）。サーミスタ１０５Ｆ、Ｃ、Ｒが正常に動作している場合は、定着装置４０に通紙を開始する（Ｄ）。

ここで、本実施形態における定着フィルム１０１のクラック発生を検知する制御に関しては、クラック発生の有無の判定を１秒毎に行なう（差分温度ΔＴのデータ取りは０．１秒毎に行なわれるため、判定を行う１秒毎に１０回分のデータ取りがされる）。

図５で、通紙が開始された場合、１秒間クラック発生の判定（１秒の間にクラック発生の有無を判定）の基準値となる初回のサーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの差分温度変数をＴ’と定義し、初期値０を代入する。また、経過時間カウンタをｔと定義し、初期値０を代入する（Ｅ）。ここで、経過時間が１秒を経過していた場合は（Ｅ）へ、１秒未満の場合は（Ｇ）へ移行する（Ｆ）。

そして、０．１秒毎にその時点でのサーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの検知温度をそれぞれ記録する（Ｇ）。更に、（Ｇ）で検知した各温度の差分の絶対値を演算し、差分温度ΔＴに代入する（Ｈ）。検知タイミングの初回の場合（ｔ＝０）に限り、（Ｈ）で演算したΔＴをＴ’に代入する。このＴ’は、１秒間、ΔＴがどの程度増減したかを比較するための基準値となる。１秒間検知ループの初回以外は、Ｔ’の値は更新せず固定された値（（Ｈ）で演算したΔＴ）として、次ステップへ進む（Ｉ）（Ｊ）。

そして、１秒間クラック発生の判定（１秒の間にクラック発生の有無を判定）として、ΔＴがＴ’に対し１０℃を超えているか否かを判定する（Ｋ）。もし超えている場合（１秒の間にデータ取りされる１０回分の差分温度ΔＴのいずれかが該当する場合）は、１秒の間に定着フィルム１０１にクラックが生じたと判定し、画像形成装置を即時停止する（Ｏ）。

一方、ΔＴがＴ’に対し１０℃を超えていない場合（１秒の間にデータ取りされる１０回分の差分温度ΔＴのいずれも該当しない場合）は、１秒の間に定着フィルム１０１にクラックが生じていないと判定する。そして、経過時間カウンタｔを０．１秒加算（これにより差分温度ΔＴの新たなデータが一つ加わる）して次のステップへ進む（Ｌ）。そして、このＥ〜Ｌを通紙終了（Ｍ）まで繰り返す。

ここで、（Ｏ）の画像形成装置の停止に至った場合には、図６に示すような表示を画像形成装置に搭載のパネル（不図示）、もしくは画像形成装置に接続されているＰＣのモニター（不図示）に表示することで、画像形成装置の異常をユーザに報知する。即ち、（Ｋ）におけるステップで、ΔＴがＴ’に対し１０℃を超えている場合は、定着フィルムにクラックが生じたと判定し、ユーザーに警告として報知されることとなる。

（本実施形態の検知制御におけるサーミスタ検知温度推移）
本実施形態において、通紙中にクラックが発生し、定着フィルム１０１の異常を検知するまでのサーミスタの検知温度に関して、図７中のＵ、Ｖ、Ｗの状態を用いて説明する。図７は、本実施形態におけるサーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒ、１０５Ｃの検知温度及びサーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒの検知温度差ΔＴとΔＴの時間変化率ΔＴ／ｓを表したグラフである。横軸に時間ｔ［ｓ］、第１縦軸（図７の左側）にサーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒ、１０５Ｃ及びΔＴの検知温度Ｔｈ［℃］、第２縦軸（図７の右側）にΔＴの時間変化率ΔＴ／ｓの検知温度［℃］を表す。

先ず、Ｕについて説明する。定着フィルム１０１にクラックが発生していない状態で、定着装置４０が通紙中の状態を示す。サーミスタ１０５Ｃは温調温度である１７０℃近傍で推移し、１０５Ｆ、１０５Ｒの検知温度は１９０℃近傍で推移している。また、この状態のΔＴの検知温度差は５℃以内であり、ΔＴ／ｓは１℃／ｓ以内である。

次に、Ｖについて説明する。Ｕの状態から通紙中に定着フィルム１０１にクラックが発生した状態を示す。サーミスタ１０５Ｆの検知温度が急激に下がり、ΔＴとΔＴ／ｓが急激に上昇している。最後に、Ｗについて説明する。Ｖの状態からΔＴ／ｓが１０℃／ｓを超えたタイミングで、定着フィルム１０１にクラックが発生した状態であると報知し、画像形成装置を停止する。

（本実施形態における検知制御の有効性テスト）
通紙中の定着装置異常を検知する従来制御として、サーミスタの検知温度が温調制御中（図７のＵに相当）に異常低温を検知した時（本実施形態であれば８０℃程度）がある。また、サーミスタの検知温度差（差分温度差ΔＴ）が異常なほど増加した場合（図７に示す差分温度ΔＴが例えば５０℃程度）が挙げられる。このような従来制御と、本実施形態における制御（図７の差分温度時間変化率ΔＴ／ｓ）との比較を、以下の項目で確認した。

（１）検知の即時性
定着フィルムにクラックが発生した状態で動作を継続することは様々な弊害の発生を孕むため、検知後即時装置の停止が望ましい。この観点から、上記３つの制御に関して有効性の比較を行った。図７に示すクラック発生後の各温度推移を確認すると、最も素早くクラックを検知しているのは本実施形態における制御の３秒程度であり、次いで差分温度差ΔＴが５０℃に達することを検知する従来制御の７秒程度である。そして、最も遅いのが、サーミスタ１０５Ｆが８０℃を下回ることを検知する従来制御で、先の２つの制御と比較して長時間を要することが確認された。

（２）誤検知の防止性
次に、各サーミスタの差分温度をそのまま利用する従来制御と、各サーミスタの差分温度の時間変化率を利用する本実施形態の制御に関して、次の状況における誤検知性を比較テストした。本比較テストでは、連続通紙ジョブにおいて、定着フィルム長手方向に対し、片側に記録材（記録紙）を寄せて通紙（片寄せ通紙）を行った。なお、本実施形態において用いた用紙は、１０５ｇｓｍのＡ４サイズである。

図８は、上記片寄せ通紙時のサーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒ、１０５Ｃの検知温度、及びサーミスタ１０５Ｆ、１０５Ｒの検知温度差ΔＴ、ΔＴの時間変化率ΔＴ／ｓそれぞれの推移を表したグラフである。

記録材（記録紙）を通過させる際、定着フィルムにおける記録材（記録紙）の通過領域（通紙領域）は記録材が熱を奪っていくが、非通過領域（非通紙領域）は記録材が熱を奪っていかないため、通紙領域に対して温度が高くなってしまう（非通紙部昇温）。ここで、記録材（記録紙）をサーミスタ１０５Ｒ側に寄せて通紙する場合、上記非通紙部昇温によって最も温度の高くなる部分が長手方向に対し非対称になり、サーミスタ１０５Ｆと１０５Ｒの検知温度に差が生じる。図８におけるサーミスタ１０５Ｆと１０５Ｒの検知温度の差は、この理由により生じている。

このような片寄せ通紙による検知温度差が生じた場合、各サーミスタの差分温度をそのまま利用する従来制御では、定着フィルムにクラックが発生していない場合においても５０℃に達してしまう場合がある（図８）。即ち、この場合、定着フィルムにクラックが発生したと誤検知してしまうことになる。しかしながら、各サーミスタの差分温度の時間変化率を利用する本実施形態の制御では、このような誤検知が無いことが確認された。

（３）総合検知性能
上記より、サーミスタ１０５Ｆとサーミスタ１０５Ｒの温度差分ΔＴの１秒間当りの増減ΔＴ／ｓを利用する本実施形態を画像形成装置５００に適用するとき、定着フィルムのクラック検知の即時性が優れ、誤検知の防止性も優れていることが確認された。

（本実施形態の効果）
本実施形態を適用した定着装置であれば、定着フィルムに発生したクラックが他の部品へ損傷を及ぼす前に、誤検知することなく定着フィルムのクラックを素早く検出することが可能となる。そのため、定着フィルムにクラックが発生した場合には、定着フィルムまたは定着フィルムと接触している部品（例えば加圧ローラ）のみを交換することで対応可能となり、ランニングコスト、ダウンタイムの低減や、装置の信頼性向上を図ることが出来る。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、通紙中に定着フィルムにクラックが発生し、長手方向のクラック長さＷがサーミスタ１０５Ｆの位置に達する場合について説明したが、クラック長さＷがサーミスタ１０５Ｆの位置に達しなくても同様の検知が可能である。即ち、図７に示すようにクラックが発生すると、サーミスタ１０５Ｆ検知温度は、サーミスタ１０５Ｒ検知温度に比べ、より急に温度低下する。そして、差分温度ΔＴの時間変化率ΔＴ／ｓが１０℃を超えるときにクラッチ検知ができる。

なお、上述した実施形態では、定着フィルム１０１のＦ側にクラックが発生した場合を例に説明したが、クラックの発生がＲ側の場合であってもＦ側のクラックが発生した場合と同様にサーミスタ１０５Ｒで検知可能である。

（変形例２）
上述した実施形態では、第１及び第２の温度検知部材のそれぞれの検知温度の温度差を演算し、演算された前記温度差の時間変化率を基に、制御部が定着フィルムの異常を報知（クラックの発生）したが、本発明はこれに限られない。第１及び第２の温度検知部材のそれぞれの検知温度の少なくとも一方の時間変化率を基に、制御部が定着フィルムの異常を報知（クラックの発生）しても良い。

更には、第１及び第２の温度検知部材という複数の温度検知部材ではなく、１つの温度検知部材を設け、その検知温度の時間変化率を基に、制御部が定着フィルムの異常を報知（クラックの発生）しても良い。但し、複数の温度検知部材の検知温度の時間変化率を基に定着フィルムの異常を報知（クラックの発生）した方が、クラックの発生する場所に依らず、かつ複数の温度検知部材の検知温度の差分温度の時間変化率を利用することでより速やかに検知でき、より好ましい。

（変形例３）
上述した実施形態では、幅方向の一方の端部側のサーミスタ１０５Ｆと幅方向の他方の端部側のサーミスタ１０５Ｒとの差分温度の時間変化率による制御を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、サーミスタ１０５Ｆ（もしくはサーミスタ１０５Ｒ）と幅方向の中央部の中央サーミスタ１０５Ｃとの差分温度の時間変化率による制御としても良い。また、温度検知素子を本実施形態以上に複数備える定着装置構成において、少なくとも一方の温度検知素子が非通紙部近傍となるようなペアとなる組み合わせであれば、該サーミスタペアの差分温度の時間変化率による制御とすることができる。

（変形例４）
本発明に係る画像加熱装置は、検知温度の時間変化率を基に定着フィルムの異常を報知する制御部を備えるものであり、この制御部は画像形成に係る制御と画像加熱（定着）に係る制御を兼用する制御部（画像形成装置に備わるＣＰＵ）である場合に限られない。即ち、専ら定着に係る制御を行う制御部であっても良い。

そして、本発明に係る画像加熱装置は、画像形成装置の内部に固設されているものに限らず、ユニット化されて画像形成装置の外部へ取り外し交換できるものであっても良い。この場合、制御部を含めて取り外し交換されるものでも良いし、制御部を除いて取り外し交換されるものでも良い。また、本発明に係る画像加熱装置は、画像形成装置とは独立して、画像加熱装置単独で用いられるものであっても良い。

（変形例５）
上述した実施形態では、無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。

また、上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてでなく対向体としての回転体が定着回転体としての定着ベルト（フィルム）から加圧される場合にも同様に適用できる。ここで、対向体とは、定着回転体に対向し、定着回転体と圧接して定着ニップ部を形成し、移動する記録材を定着ニップ部で挟持する部材である。

また、上述した実施形態では、加圧体として定着回転体と共に回転する加圧用回転体を示したが、本発明はこれに限られず、加圧体として固定された平板状の加圧パッドに適用可能である。

また、上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置にも同様に適用可能である。

１０１・・定着フィルム、１０５、１０５Ｆ、１０５Ｒ・・サーミスタ、Ｑ・・制御部

Claims (11)

1. シート上のトナー像を加熱するエンドレスベルトと、
   前記エンドレスベルトの長手方向一端部の温度を検出する第１の検出器と、
   前記エンドレスベルトの長手方向他端部の温度を検出する第２の検出器と、
   前記第１の検出器と前記第２の検出器による検出温度差の単位時間当たりの変化量に基づいて、エラーの発生を報知するか否かを制御する制御部と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記制御部は、前記単位時間当たりの変化量が所定値を上回った場合、前記エラーの発生を報知することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
3. 前記制御部は、前記単位時間当たりの変化量が前記所定値以下の場合、前記エラーの発生を報知しないことを特徴とする請求項２に記載の画像加熱装置。
4. 前記制御部は、前記単位時間当たりの変化量が所定値を上回った場合、前記エラーの発生を報知するとともに、画像加熱処理の実行を禁止させることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
5. 前記制御部は、前記単位時間当たりの変化量が前記所定値以下の場合、前記エラーの発生を報知せず、画像加熱処理の実行を許容することを特徴とする請求項４に記載の画像加熱装置。
6. 前記制御部は、画像加熱処理の実行中に前記単位時間当たりの変化量が所定値を上回った場合、前記エラーの発生を報知するとともに、前記画像加熱処理の実行を中断させることを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
7. 前記制御部は、前記画像加熱処理の実行中に前記単位時間当たりの変化量が前記所定値以下の場合、前記エラーの発生を報知せず、前記画像加熱処理の実行を継続させることを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
8. 前記エンドレスベルトの長手方向に細長く前記エンドレスベルトを加熱する板状のヒータを有し、前記第１の検出器と前記第２の検出器は前記ヒータに設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
9. 前記エラーとは、前記エンドレスベルトの破損であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
10. 前記エンドレスベルトとの間でシートを挟持搬送する回転体であって、前記エンドレスベルトを回転駆動する回転体を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
11. 前記エンドレスベルトの長手方向一端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向他端から一端に向かう方向への移動を規制する第１の規制部と、前記エンドレスベルトの長手方向他端と突き当たり可能に設けられ前記エンドレスベルトの長手方向一端から他端に向かう方向への移動を規制する第２の規制部と、を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の画像加熱装置。