JP2012247552A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗発熱層における傷等の異常が生じたことを精度よく的確に検出する。
【解決手段】抵抗発熱層を有する加熱ベルトの周面に加圧ローラーを押圧してニップ部を形成し、ニップ部に、未定着画像が形成された記録シートを通過させて熱定着させる定着装置において、加熱ベルトの外周面を、回転軸方向に沿って分割された複数の領域の温度をそれぞれ測定する温度センサーが設けられている。制御部は、加熱ベルトを回転させて抵抗発熱層に所定の電力を供給した状態で、各領域のそれぞれ毎に、加熱ベルトの外周面の温度を周方向の全周にわたって測定できるタイミングで温度センサーの測定温度をサンプリングし（Ｓ１１）、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて、抵抗発熱層に周方向に沿った異常が生じているかを判定する（Ｓ１２〜Ｓ１５）。
【選択図】図６

Description

本発明は、記録シート上に形成された未定着画像を加熱して記録シートに定着させる定着装置、及び、そのような定着装置を備えた画像形成装置に関する。

プリンター、複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、画像データーに対応したトナー画像を記録紙、ＯＨＰシート等の記録シートに転写した後に定着装置で定着する構成になっている。定着装置は、記録シート上のトナー画像を加熱して加圧することにより記録シートに定着する。
特許文献１には、ハロゲンヒーター等の加熱手段によって加熱される加熱ローラーの表面温度を、赤外線センサーによって検出して所定温度に制御する定着装置が開示されている。この定着装置では、赤外線センサーが、加熱ローラーの軸方向に沿って移動可能な状態で配置されており、加熱ローラーの軸方向における複数位置の表面温度を、１つの赤外線センサーによって検出して、測定された表面温度のバラつきに基づいて、ハロゲンヒーター等の加熱手段を制御する構成になっている。

また、近年、定着装置の加熱手段には、通電によって発熱する抵抗発熱体を用いる方式が採用されることもある。この方式では、例えば、周回移動（回転）する加熱ベルトに抵抗発熱体を設けて、加熱ベルトの外周面と加圧ローラーとを押し付けて定着ニップを形成し、記録シートが定着ニップを通過するように構成される。
加熱ベルトに設けられた抵抗発熱体には、加熱ベルトの周回移動方向とは直交する幅方向（回転軸方向）の両側の端部間に電力が供給されるようになっている。抵抗発熱層は、幅方向に沿って電流が流れることによりジュール熱を発生する。抵抗発熱層に発生した熱は、定着ニップを通過する記録シートに与えられる。これにより、記録シート上のトナー画像が加熱されて定着される。

このような定着装置では、熱源である加熱ベルトの熱容量が小さいために、ウォームアップ時間を短くすることができる。しかも、加熱ベルトの抵抗発熱層から記録シートまでの距離が短いために、抵抗発熱層に生じた熱を効率よく記録シートに与えることができる。従って、ウォームアップ時および定着動作時の両方においてエネルギーの消費量を低減することができる。

特開２０００−２２７７３２号公報

抵抗発熱層を有する加熱ベルトを用いた定着装置では、ジャム発生時における不適切なジャム処理、記録シートに付着した異物等によって、加熱ベルトに設けられた抵抗発熱層が損傷するおそれがある。抵抗発熱層に生じた損傷が加熱ベルトの周方向（抵抗発熱層での電流が流れる方向（加熱ベルトの幅方向）に対して交差する方向）に沿った状態になっていると、損傷部の周辺部において局所的な高温状態になる。

これは、以下の理由による。すなわち、抵抗発熱層に周方向に沿った損傷が生じると、損傷部の周辺において電流は加熱ベルトの幅方向に沿って流れることができず、損傷部を迂回するように流れる。これにより、抵抗発熱層における周方向の両側の端部の周辺部において局所的に電流が集中し、それぞれの端部の周辺部において電流密度が増加する。その結果、損傷部の両側の端部の周辺部が過熱状態になって、局所的な高温状態になる。

このように、加熱ベルトが局所的に高温になると、高温オフセット等の画像ノイズが発生するおそれがある。また、加熱ベルトの周方向に沿って長い損傷が生じると、損傷部の両側の端部の周辺部において電流密度がさらに上昇し、異常高温状態になるおそれがある。この場合には、加熱ベルトに圧接された加圧ローラーの表面が溶融する等のダメージを受ける可能性がある。

このために、加熱ベルトの抵抗発熱層に傷等の損傷が生じたことを検出して、画像ノイズの発生、加圧ローラーの損傷等を未然に防止することが好ましい。
前述したように、抵抗発熱層に生じた周方向の傷の場合、傷の両側の端部の周辺部において局所的に高温になることから、局所的に高温になった部分を検出することができれば、抵抗発熱層に傷が生じていると判定することができる。

例えば、特許文献１に記載された赤外線センサーは、対向する加熱ベルトの表面部分における一定の範囲（加熱ベルトの幅方向における一か所の一定面積の範囲）を測定領域として、その測定領域内の平均温度を検出するようになっている。このような赤外線センサーによって、回転状態になった加熱ベルトの表面に対して測定領域を全周にわたって相対的に移動させる間に、所定のサンプリングタイミングによって得られた測定温度の平均値が、予め設定された閾値温度よりも高温になっていれば、測定領域内において抵抗発熱層に損傷が生じていると判定することができる。

しかし、この場合、赤外線センサーは、一定面積の測定領域内の温度を平均化して検出するために、抵抗発熱層に生じた傷の両側の端部の周辺部において局所的に閾値温度以上の高温になっていても、サンプリングタイミングにおける赤外線センサーの測定領域が、局所的な高温部分に対して広くなっていると、そのサンプリングタイミングでの測定領域の測定温度（平均温度）は、局所的な高温部分の実際の温度よりも低くなり、加熱ベルトの表面の全周にわたる平均温度が所定の閾値以上にならないおそれがある。この場合には、抵抗発熱層に損傷が生じているにもかかわらず、損傷を検出できない。

さらに、抵抗発熱層に損傷部が生じていることを検出できた場合にも、周方向に沿った損傷部の長さについては不明である。このために、抵抗発熱層に生じた損傷部の周方向に沿った長さが短く、加圧ローラーにダメージを与えるおそれがないような場合に、定着動作が停止されることによって、画像形成装置の使用が制限されるおそれがある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、抵抗発熱層における傷等の異常が生じたことを、高精度で的確に判定することができる定着装置を提供することにある。本発明の他の目的は、そのような定着装置を有する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、抵抗発熱層を有する加熱回転体の外周面に加圧部材を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に、未定着画像が形成された記録シートを通過させて熱定着させる定着装置であって、前記加熱回転体の外周面を回転軸方向に沿って分割して得られる複数の領域のそれぞれの温度を測定する温度測定手段と、前記加熱回転体を回転させて前記抵抗発熱層に所定の電力を供給した状態で、前記複数の領域のそれぞれ毎に、前記加熱回転体の外周面の温度を全周にわたって測定できるタイミングで前記温度測定手段の測定温度をサンプリングして、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて、前記抵抗発熱層に周方向に沿った異常が生じていることを判定する異常判定手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記定着装置を有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置では、加熱回転体の外周面の温度を周方向の全周にわたって測定できるタイミングで温度測定手段による測定温度をサンプリングし、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて、抵抗発熱層に周方向に沿った異常が生じていることを判定しているために、抵抗発熱層に周方向に沿った異常が発生していることを高精度で的確に判定することができる。

好ましくは、前記異常判定手段は、前記最大値と最小値との差が、予め設定された所定値以上になっている場合に、前記異常が生じていると判定することを特徴とする。
好ましくは、前記異常判定手段は、前記所定の電力を供給した状態で異常が生じていると判定されない場合に、所定の電力よりも大きい電力を供給した状態で、前記温度測定手段による前記各領域のそれぞれの温度を再度サンプリングして、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて異常が生じていることを判定することを特徴とする。

好ましくは、前記異常判定手段は、前記加熱回転体を、定着動作を実行する場合の回転速度よりも低下させた状態で回転させて、前記温度測定手段による前記各領域の温度のサンプリングを実行することを特徴とする。
好ましくは、前記異常判定手段は、定着動作の実行時に異常が生じていることを判定することを特徴とする。

好ましくは、前記異常判定手段は、定着動作の実行時以外に、前記抵抗発熱層に供給される電力量を、定着動作の実行時に供給される電力量よりも増加させた状態で、異常が生じていることを判定することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターの構成を説明するための模式図である。 図１に示すプリンターに設けられた定着装置における主要部の構成を説明するための模式的な斜視図である。 図２に示す定着装置における主要部の構成を説明するための模式的な横断面図である。 図２に示す定着装置に設けられた加熱ベルトの周回移動方向とは直交する方向である幅方向（回転軸方向）の一方の端部の縦断面図である。 図２に示す定着装置を制御する制御系の主要部の構成を説明するためのブロック図である。 図５に示す制御部によって実行される異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、異常判定制御に使用される温度センサーの１つの測定領域において、加熱ベルトの周方向に沿って短い傷および長い傷のそれぞれが生じた場合における測定温度のサンプリングタイミングの一例を示す模式図、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）に示されたそれぞれの傷の周辺部分の温度を示すグラフである。 本発明の他の実施形態における異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。 本発明のさらに他の実施形態における異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。

［実施形態１］
以下、本発明に係る定着装置を備えた画像形成装置の実施形態について説明する。
＜画像形成装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターの構成を説明するための模式図である。このプリンターは、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置等から入力される画像データー等に基づいて、周知の電子写真方式により、モノクロの画像を、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートに形成する。

図１に示すプリンターは、矢印Ａで示す方向に回転駆動される感光体ドラム１１を有しており、感光体ドラム１１の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シートＳ上に形成するための帯電装置１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ローラー１５が、回転方向の上流側から下流側にかけて順番に設けられている。
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の最上部に対して回転方向下流側の位置に対向するように配置されており、回転される感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。

帯電装置１２によって一様に帯電された感光体ドラム１１の表面は、露光装置１３から照射されるレーザー光Ｌにて露光される。
露光装置１３にはレーザーダイオードが設けられており、外部機器から入力される画像データーが、図示しない制御部によってレーザーダイオードの駆動信号に変換され、その駆動信号によって、露光装置１３のレーザーダイオードが駆動される。これにより、露光装置１３からは画像データーに対応したレーザー光Ｌが感光体ドラム１１の表面に照射され、感光体ドラム１１の表面上に静電潜像が形成される。

露光装置１３からレーザー光Ｌが照射される感光体ドラム１１の表面位置に対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側に対向する位置には、現像装置１４が配置されている。この現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。これにより、感光体ドラム１１の表面上の静電潜像はトナー画像として可視化される。

現像装置１４の下方には、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートＳを複数枚収容できる記録シートカセット２１が設けられている。また、感光体ドラム１１の下方には、記録シートカセット２１内の記録シートＳを１枚ずつ繰り出す給紙ローラー２２が設けられている。給紙ローラー２２によって記録シートカセット２１から繰り出された記録シートＳは、給紙ローラー２２の上方に位置する感光体ドラム１１に向けて搬送される。

給紙ローラー２２と感光体ドラム１１との間には、タイミングローラー対２３が設けられている。タイミングローラー対２３は、記録シートカセット２１から繰り出された記録シートＳを、感光体ドラム１１の回転に同期して感光体ドラム１１の表面に接するように搬送する。
感光体ドラム１１の側方には転写ローラー１５が設けられている。転写ローラー１５は、感光体ドラム１１に圧接されており、感光体ドラム１１の回転に追従して矢印Ｂで示す方向に回転する。転写ローラー１５と感光体ドラム１１との間には転写ニップが形成されており、記録シートＳは、タイミングローラー対２３によって、感光体ドラム１１の回転に同期して転写ニップへ搬送される。

転写ニップを通過する記録シートＳには、転写ローラー１５に印加された転写電圧によって生成された転写電界の作用により、感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像が転写された記録シートＳは、剥離爪１６によって感光体ドラム１１から剥離されて定着装置３０へ搬送される。
定着装置３０では、記録シートＳ上の未定着のトナー画像が加熱されて記録シートＳに加圧される。これにより、トナー画像が記録シートＳ上に定着される。トナー画像が定着された記録シートＳは、排紙ローラー２４によって、排紙トレイ１９上に排出される。

感光体ドラム１１の上方には、クリーナー１７が配置されており、トナー画像が転写された後の感光体ドラム１１の表面に残留するトナーが、クリーナー１７によって除去される。クリーナー１７によって残留トナーが除去された感光体ドラム１１の表面は、イレーサー１８によって残留電荷が消去されるようになっている。残留電荷が消去された感光体ドラム１１は、次の画像形成指示によって、帯電装置１２にて表面が帯電され、その後、上述した動作と同様の動作が繰り返されることにより、記録シート上にトナー画像を形成する。

＜定着装置の構成＞
図２は、定着装置３０における主要部の構成を説明するための模式的な斜視図、図３は、その模式的な横断面図である。なお、定着装置３０では、図１に示すように、記録シートは、下方から上方に向って通過するが、図２においては記録シートの通過方向が、紙面の手前側から奥側になるように、図３においては紙面の右側から左側になるように、定着装置３０をそれぞれ示している。

図２および図３に示すように、定着装置３０は、加圧部材としての加圧ローラー３２と、加圧ローラー３２に外周面が押圧された状態で回転（周回移動）するように配置された加熱ベルト３１と、加熱ベルト３１の回転域（周回移動域）の内部に配置されて加熱ベルト３１の内周面を押圧する定着ローラー３３とを備えている。
加熱ベルト（加熱回転体）３１には、電力が供給されることによって発熱する抵抗発熱層３１ｂ（図４参照）が設けられている。加熱ベルト３１は、抵抗発熱層３１ｂが発熱することによって加熱状態になり、加熱状態で周回移動する。

加熱ベルト３１は、例えば、周回移動方向と直交する回転軸方向（幅方向）の長さが、加圧ローラー３２の外周面における軸方向長さにほぼ等しく、また、加圧ローラー３２の直径よりも若干大きな直径を有する円筒形状になっている。加熱ベルト３１と加圧ローラー３２とは、それぞれの回転軸同士が平行な状態で、加熱ベルト３１の外周面と加圧ローラー３２の外周面とが相互に圧接されている。加熱ベルト３１と加圧ローラー３２とは、相互に圧接されることによって、記録シートＳが通過する定着ニップＮを形成している。

図４は、加熱ベルト３１の周回移動方向とは直交する方向である軸方向の一方の端部の横断面図である。加熱ベルト３１は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）によって一定の厚さの円筒形状に構成された補強層３１ａを有しており、補強層３１ａの外周面上には、抵抗発熱層３１ｂが全周にわたって積層されている。
抵抗発熱層３１ｂは、軸方向の両側の端部における外周面上に、抵抗発熱層３１ｂに対して通電するための電極部３１ｇがそれぞれ全周にわたって設けられている。各電極部３１ｇは、それぞれ、定着ニップＮよりも軸方向の両側（外側）に配置されている。各電極部３１ｇの外周面には、各電極部３１ｇに対して電力を供給する給電部材３７がそれぞれ導電状態で圧接されている。

両電極部３１ｇの間に位置する抵抗発熱層３１ｂの外周面には、弾性層３１ｃが積層されており、この弾性層３１ｃの外周面上に離型層３１ｄが積層されている。
図２に示すように、給電部材３７のそれぞれには、商用の交流電源３４から供給される交流電力が電力調整部３５によって所定の電力に調整されて、ハーネスを介して供給されるようになっている。

各給電部材３７は、例えば、カーボン粉と、銅粉等の粉体を混合して焼成した導電ブラシによって構成されている。各給電部材３７は、加熱ベルト３１が回転することによって、それぞれが圧接された電極部３１ｇに摺接する。これにより、相互に圧接された給電部材３７と、電極部３１ｇとの導電状態が維持される。
なお、各給電部材３７としては、導電ブラシに限るものではなく、電極部３１ｇとの摺接によって導電状態を維持できる構成になっていればよい。例えば、給電部材３７を、金属等の導電体で構成してもよく、また、絶縁体等の表面にＣｕ、Ｎｉ等をメッキした構成とすることも可能である。さらに、各給電部材３７は、周回移動する電極部３１ｇのそれぞれに接触した状態で回転するローラー等のような回転体としてもよい。

加熱ベルト３１には、加圧ローラー３２が圧接された外周面の位置から、周方向に１８０度離れた外周面に対向して、加熱ベルト３１の外周面の温度を測定する温度センサー３６が設けられている。温度センサー３６は、対向する加熱ベルト３１の外周面の温度を、幅方向の全域を複数の領域に分割した場合におけるそれぞれの領域毎に、個別に測定できるように構成されている。

温度センサー３６は、例えば、複数のサーモパイルを直線状に配列して集積化したマルチアレイサーモパイルを有しており、個々のサーモパイルの配列方向が加熱ベルト３１の幅方向に沿うように、加熱ベルト３１の表面（外周面）における幅方向の中央部に対向して設けられている。
温度センサー３６は、集積化された複数のサーモパイルのそれぞれの測定領域３６ａが、加熱ベルト３１における幅方向の両側の各電極部３１ｇを除く外周面上において、それぞれほぼ等しい面積で、加熱ベルト３１の幅方向全域に亘って隙間なく並ぶように、加熱ベルト３１の表面から所定の距離をあけて配置されている。温度センサー３６の各サーモパイルは、加熱ベルト３１の外周面における所定面積の測定領域３６ａの全体の平均温度を測定する。温度センサー３６によって測定される加熱ベルト３１の表面温度は、加熱ベルト３１に損傷等の異常が生じていることを検出するため、および、加熱ベルト３１の表面温度が所定値になるように制御するために使用される。

温度センサー３６における各サーモパイルの測定領域３６ａは、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに生じた損傷等の異常を、その発生位置にかかわらずに検出するために、加熱ベルト３１の両電極部３１ｇ間の幅方向のほぼ全域にわたって連続している必要がある。この場合、隣接する測定領域３６ａの端部同士が相互に重なった状態になっていてもよく、また、隣接する測定領域３６ａの端部同士が重なることなく接した状態になっていてもよい。

なお、温度センサー３６における各サーモパイルの測定領域３６ａの数は、特に限定されるものではなく、加熱ベルト３１の幅方向長さ、各測定領域３６ａの面積、必要とされる測定精度等に基づいて、適宜、設定される。測定領域３６ａの個数は、通常、５〜２０個程度である。
また、温度センサー３６としては、複数のサーモパイルが集積化されたマルチサーモパイルアレイを用いる構成に限らず、サーモパイル単体を、加熱ベルト３１の幅方向に沿って並べる構成としてもよい。さらに、測定領域３６ａが多くなる場合には、サーモパイルの個数を増加してもよく、あるいは、所定個数のサーモパイルをそれぞれ有する複数のマルチサーモパイルアレイを加熱ベルト３１の幅方向に沿って並べて使用してもよい。

なお、温度センサー３６として、複数のマルチアレイサーモパイルを用いる構成の場合には、個々のサーモパイルの視野角が広いことから、マルチアレイサーモパイルの個数を減らすことができる。これにより、温度センサー３６を小型化することができ、省スペース化が可能である。
温度センサー３６としては、サーモパイル、マルチアレイサーモパイルを用いる構成に限らず、サーモグラフィを用いる構成等であってもよい。いずれの場合にも、温度センサー３６は、定着ニップＮを形成する加熱ベルト３１の外周面の温度を幅方向の全域にわたって検出できる複数の測定領域を有している。

なお、温度センサー３６として、サーモパイル、マルチアレイサーモパイル、サーモグラフィのいずれを用いる場合、加熱ベルト３１の表面に対向して固定した状態で、加熱ベルト３１の表面における温度を幅方向の所定範囲にわたって測定できる。従って、温度センサー３６を移動させる機構を設ける必要がなく、温度センサー３６を移動させる機構の故障等による信頼性が低下するおそれがない。

また、温度センサー３６を加熱ベルト３１の表面に対向して固定する構成に代えて、例えば、１つのサーモパイルを、加熱ベルト３１の幅方向に沿って移動させる構成、あるいは、１つのサーモパイルの測定範囲が加熱ベルト３１の幅方向に沿って往復移動するようにサーモパイルを揺動（首振り運動）させる構成としてもよい。
さらに、１つのサーモパイルを加熱ベルト３１の周辺において固定して、加熱ベルト３１の幅方向に沿って照射される光が、固定されたサーモパイルに向けて反射されるように構成してもよい。この場合には、例えば、反射鏡を高速で移動させる反射装置を用いることができる。このように、反射鏡を高速で移動させる反射装置を用いることによって、温度センサー３６自体を高速で移動させる場合に比べて簡潔な構成とすることができ、反射装置の故障等の発生を抑制することができる。

加熱ベルト３１における補強層３１ａ上に設けられた抵抗発熱層３１ｂは、耐熱性樹脂に、導電性フィラーおよび高イオン導電体粉末を一様に分散させて所定の円筒形状に成型されたものであり、全周にわたって一様な電気抵抗率に調整されている。
抵抗発熱層３１ｂを構成する耐熱性樹脂としては、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等が使用されるが、ＰＩが最も耐熱性に優れているために好ましい。なお、本実施形態では、ＰＩを用いている。

導電性フィラーとしては、電気抵抗率が低い（導電性が高い）金属材料の粉末と、電気抵抗率が高い（導電性が低い）炭素化合物粉末とを用いることが好ましい。高イオン導電体粉末としては、ヨウ化銀（ＡｇＩ）、ヨウ化銅（ＣｕＩ）等の無機化合物中の高イオン導電体粉末を用いることが好ましい。金属材料の粉末としては、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｎｉ等の金属材料の微粒子が好適である。炭素化合物粉末としては、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノファイバ、カーボンナノチューブが好適である。

高イオン導電体粉末は、抵抗発熱層３１ｂの機械的強度を低下させるおそれはないが、高イオン導電体粉末および高抵抗の炭素化合物粉末だけでは、商用電源を用いた５００〜１５００Ｗ程度の電力を使用する定着装置の場合に、抵抗発熱層３１ｂの電気抵抗率を所定の発熱量になるように調整することが容易でない。このために、低抵抗の金属粉末も用いられる。このように、金属粉末と、炭素化合物粉末と、高イオン導電体粉末とを用いることにより、機械的強度を低下させることなく、抵抗発熱層３１ｂを所定の電気抵抗率に容易に調整することができる。

なお、低抵抗の金属粉末、高抵抗の炭素化合物粉末、高イオン導電体粉末のそれぞれは、２種類以上の材料によって構成してもよい。
また、低抵抗の金属粉末、高抵抗の炭素繊維粉末、高イオン導電体粉末のそれぞれは、繊維状になっていることが好ましい。金属粉末、炭素繊維粉末、高イオン導電体粉末のそれぞれが繊維状になっていることによって、それぞれが接触する確率が高くなり、パーコレーションしやすくなるためである。

高イオン導電体粉末としてヨウ化銀（ＡｇＩ）またはヨウ化銅（ＣｕＩ）を用いると、抵抗変化率が大きく変化して急激に抵抗値が低下する温度（相転移点）が存在するために、非通紙領域における過昇温を防止する効果は顕著になる。ＡｇＩの場合、相転移点は、通常１４７℃であるが、ＡｇＩの粒径に依存するために、粒径が小さいほど低温にすることができる。ＣｕＩの場合も同様である。

従って、定着温度に応じて、ＡｇＩまたはＣｕＩとして混合する材料の粒径を適宜選択することにより、所定の相転移点とすることができる。特に、材料の粒径が小さい場合には、硝酸銀（ＡｇＮＯ_３）水溶液、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）水溶液および銀イオン伝導性の有機ポリマーであるＰＶＰ（Poly-N−vinyl-２-pyrrolidone）の水溶液を、常温および常圧下において、混合、ろ過、乾燥するという簡便な方法によって、ＡｇＩまたはＣｕＩを合成することができる。また、溶液の濃度、混合手順を変更することによって、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲で、異なるサイズのナノ粒子とすることができる。

金属粉末の粒径は、０．０１〜１０μｍ程度が好ましく、このような粒径とすることにより、高抵抗である炭素化合物粉末および高イオン導電体粉末は、全体にわたって線状に絡み合い、全体として均一な電気抵抗率を有する抵抗発熱層３１ｂとすることができる。
耐熱性樹脂中に分散される導電性フィラーは、耐熱性樹脂に対して、低抵抗の金属粉末が、５０〜３００重量％、高抵抗の炭素化合物粉末および高イオン導電体粉末は、５〜１００重量％であることが好ましい。金属粉末、炭素化合物粉末、高イオン導電体粉末のそれぞれは、いずれも、３００重量％よりも多くなると、抵抗発熱層３１ｂの電気抵抗率が低下しすぎるおそれがあり、５０重量％よりも少なくなると、抵抗発熱層３１ｂの電気抵抗率が高くなりすぎるおそれがある。このように、３００重量％よりも多くなる場合および５０重量％よりも少なくなる場合のいずれにおいても、所定の体積抵抗率に調整することは容易でないので、５０〜３００重量％とすることが好ましい。

抵抗発熱層３１ｂの厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が好ましい。
抵抗発熱層３１ｂの電気抵抗率は、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力、印加される電圧、抵抗発熱層３１ｂの厚さ、定着ローラー３３の直径および軸方向長さ等に基づいて、任意に設定されるが、好ましくは、１．０×１０^−６〜１．０×１０^−２Ω・ｍ程度、より好ましくは、１．０×１０^−５〜５．０×１０^−３Ω・ｍ程度である。

なお、抵抗発熱層３１ｂの体積抵抗率を調整するために、金属合金、金属間化合物等の導電性粒子を適宜混入してもよい。また、抵抗発熱層３１ｂの機械的強度を向上させるために、ガラスファイバー、ウィスカ（金属の針状単結晶）、酸化チタン、チタン酸カリウム等を混入してもよい。
さらに、抵抗発熱層３１ｂの熱伝導率を向上させるために、窒化アルミニウム、アルミナ等を混入してもよい。

また、抵抗発熱層３１ｂを安定的に製造するために、イミド化剤、カップリング剤、界面活性剤、消泡剤等を混入してもよい。
抵抗発熱層３１ｂは、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを有機溶媒中で重合して得られるポリイミドワニスに導電性フィラーを均一に分散させた状態で、円柱形状の金型に塗布してイミド転化させることによって製造することができる。

加熱ベルト３１の弾性層３１ｃは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の高耐熱性の弾性体によって構成されている。本実施形態では、弾性層３１ｃとしてシリコーン（Ｓｉ）ゴムを用いている。
加熱ベルト３１の離型層３１ｄは、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）樹脂）、ＥＴＦＥ（４フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティング等によって、離型性が付与されている。離型層３１ｄの厚さは、５〜１００μｍ程度が好ましい。フッ素系チューブとしては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製の商品名「ＰＦＡ３５０−Ｊ」、「４５１ＨＰ−Ｊ」、「９５１ＨＰ Ｐｌｕｓ」等が好適である。

離型層３１ｄは、定着ニップＮを通過する際に接触した記録シートＳが容易に剥離されるような剥離性を有している。
この離型層３１ｄは、例えば、水との接触角が９０°以上、好ましくは１１０°以上であって、表面粗さＲａが０．０１〜５０μｍ程度が好ましい。離型層３１ｄは、導電性であってもよい。本実施形態では、離型層３１ｄとしてＰＦＡを用いている。

補強層３１ａ、抵抗発熱層３１ｂ、弾性層３１ｃおよび離型層３１ｄのそれぞれは、所定の厚さになっており、これらによって構成された加熱ベルト３１は、加圧ローラー３２が圧接されていない状態で、所定の直径の円筒形状を維持する剛性を有している。加熱ベルト３１は、加圧ローラー３２が圧接されることによる定着ローラー３３の変形に追従して、加圧ローラー３２の外周面に沿った湾曲状態に変形する。

なお、加熱ベルト３１は、上述したような４層構造に限るものではなく、抵抗発熱層３１ｂと離型層３１ｄとの２層構造であってもよい。また、いずれの場合にも、絶縁のためにＰＩ、ＰＰＳ等の樹脂層をさらに設ける構成であってもよい。なお、いずれの場合にも、抵抗発熱層３１ｂは、離型層３１ｄよりも内周側に位置していればよい。
各電極部３１ｇを構成する導電体は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、真鍮、リン青銅等の金属を、抵抗発熱層３１ｂに対して直接、化学メッキあるいは電気メッキすることによって形成することができる。

なお、各電極部３１ｇを金属のメッキによって形成する場合は、２種類の金属によってメッキすることが好ましい。例えば、抵抗発熱層３１ｂに対して、Ｃｕを、直接、化学メッキした後に、Ｃｕ上にＮｉを電気メッキすることによって各電極部３１ｇを形成することができる。
また、各電極部３１ｇは、このような構成に限定されず、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属箔を、導電性接着剤により、抵抗発熱層３１ｂ上に接着することによって形成してもよい。

さらには、抵抗発熱層３１ｂ上に、導電性インク、導電性ペーストを塗布することによって各電極部３１ｇを形成してもよい。また、導電性テープを、抵抗発熱層３１ｂに貼り付けることによっても、各電極部３１ｇを形成することができる。
加熱ベルト３１の周回移動域内に設けられた定着ローラー３３は、軸心部に設けられた芯金３３ａと、芯金３３ａの外周面に積層された弾性層３３ｂとを有している。芯金３３ａの両側の各端部は、弾性層３３ｂの両側の端部からそれぞれ外側に突出した状態になっている。

芯金３３ａは、一定の直径の軸体に、直径が１０〜３０ｍｍ程度のアルミニウム、鉄等の金属製の円柱体（中実体または中空体）が嵌合された構成になっており、軸体の両側の各端部は、円柱体における軸方向の両側の各端部からそれぞれ突出している。弾性層３３ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性に優れた弾性材料によって構成されている。弾性層３３ｂの軸方向長さは、加熱ベルト３１の軸方向長さにほぼ等しくなっている。

加圧ローラー３２は、芯金３２ａと、芯金３２ａの外周面に積層された弾性層３２ｂと、弾性層３２ｂの外周面に積層された離型層３２ｃとを有している。加圧ローラー３２の外径は、２０〜１００ｍｍ程度になっている。
加圧ローラー３２の芯金３２ａは、定着ローラー３３の芯金３３ａと同様に、一定の直径の軸体に、直径が１０〜３０ｍｍ程度のアルミニウム、鉄等の金属製の円柱体が嵌合された構成になっている。弾性層３２ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の高耐熱性の弾性体によって、１〜２０ｍｍ程度の厚さになっている。

離型層３２ｃは、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）樹脂）、ＥＴＦＥ（４フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂）等のフッ素系チューブ、フッ素系コーティング等の記録シートに対する離型性を有する材料によって構成されており、例えば、５〜１００μｍ程度の厚さになっている。なお、離型層は、トナーのオフセットを防止するために導電性であってもよい。

加圧ローラー３２は、定着ローラー３３に平行な状態で、図示しない付勢手段（例えば引っ張りバネ）によって、加熱ベルト３１に向って付勢されている。これにより、加圧ローラー３２の外周面が、加熱ベルト３１の外周面に圧接されて、加熱ベルト３１が定着ローラー３３に押し付けられている。加熱ベルト３１と加圧ローラー３２との圧接部には、記録シートＳが通過する定着ニップＮが形成されている。

加圧ローラー３２は、図２に示すように、定着モーター３８によって、図２に矢印Ｄ１で示す方向に回転駆動されるようになっている。加熱ベルト３１は、加圧ローラー３２と定着ローラー３３とに圧接されていることにより、加圧ローラー３２の回転に追従して、図２に矢印Ｄ２で示す方向に回転（周回移動）する。加熱ベルト３１に圧接された定着ローラー３３は、加熱ベルト３１の回転に追従して同じ方向に回転する。

なお、定着装置３０は、加圧ローラー３２を回転駆動させる構成に代えて、定着ローラー３３を定着モーター３８によって回転させる構成としてもよい。あるいは、加圧ローラー３２および定着ローラー３３の両方を定着モーター３８によって回転させる構成としてもよい。
定着ニップＮには、加圧ローラー３２および加熱ベルト３１が回転された状態で、しかも、交流電源３４から電力調整部３５を介して供給される電流によって加熱ベルト３１が加熱された状態で、記録シートＳが搬送される。記録シートＳは、定着ニップＮを通過する間に、加熱状態になった加熱ベルト３１によって加圧および加熱されることにより、当該記録シートＳ上の未定着のトナー画像が定着される。

＜定着装置の動作＞
このような構成の定着装置では、プリントジョブの実行が指示されると、定着モーター３８が駆動されて、加圧ローラー３２が回転される。これにより、加熱ベルト３１が周回移動（回転）される。また、交流電源３４の交流電力が、電力調整部３５によって調整されて、両給電部材３７間に印加される。これにより、抵抗発熱層３１ｂに所定の電力が供給される。なお、加熱ベルト３１が回転されていない状態では、交流電源３４の交流電力は、両給電部材３７には印加されない。

両給電部材３７に電力が印加される場合、一方の給電部材３７に供給される電流が、当該給電部材３７に圧接された電極部３１ｇから抵抗発熱層３１ｂを通って他方の電極部３１ｇおよび給電部材３７に流れる。これにより、抵抗発熱層３１ｂは発熱し、加熱ベルト３１の全体が発熱状態になる。
加熱ベルト３１が所定の表面温度に発熱した状態になると、加熱ベルト３１と加圧ローラー３２とが圧接された定着ニップＮに、トナー画像が転写された記録シートＳが搬送される。そして、記録シートＳが定着ニップＮを通過する間に、記録シートＳ上のトナー画像が加熱および加圧されることによって、記録シートＳ上に定着される。

このような定着動作の間に、温度センサー３６によって検出される加熱ベルト３１の幅方向中央部の表面温度に基づいて、交流電源３４から各給電部材３７に供給される電力量が、電力調整部３５によって調整されて、加熱ベルト３１は、所定の定着温度とされる。
また、温度センサー３６のそれぞれのサーモスタットによってそれぞれの測定領域３６ａ毎に測定される加熱ベルト３１の表面温度に基づいて、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、傷等の異常が発生していることを判定する異常判定制御が実行される。

＜制御系の構成＞
図５は、定着装置３０を制御する制御系の主要部の構成を説明するためのブロック図である。定着装置３０は、プリンター全体を制御する制御部６０によって制御される。なお、制御部６０は、定着装置３０に設けられていてもよい。
制御部６０には、定着装置３０に設けられた温度センサー３６の出力が与えられている。また、制御部６０は、各給電部材３７に供給される電力量を調整する電力調整部３５、加圧ローラー３２を回転させて発熱ベルト３１を周回移動させる定着モーター３８のそれぞれを制御するように構成されている。

なお、温度センサー３６からは、それぞれの測定領域３６ａ毎に測定された加熱ベルト３１の表面温度を出力しており、制御部６０は、それぞれの測定領域３６ａ毎に出力された測定温度に基づいて、加熱ベルト３１における傷等の異常が生じているかを判定するようになっている。制御部６０は、異常判定制御の結果、加熱ベルト３１に、傷等の異常が生じていると判定された場合には、操作パネル（図示せず）に設けられた液晶ディスプレイ等の表示装置２８に判定結果を表示するようになっている。

また、制御部６０は、温度センサー３６における所定のサーモパイルによって、加熱ベルト３１の幅方向中央部の表面温度を検出し、検出された表面温度に基づいて、加熱ベルト３１が予め設定された所定の温度になるように、電力調整部３５を制御するようになっている。これにより、各給電部材３７を介して抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量が調整されて、加熱ベルト３１の表面温度が所定の温度とされる。

なお、温度センサー３６によって検出される加熱ベルト３１の表面温度が、予め設定された異常高温状態になった場合には、加熱ベルト３１に対する電力の供給が停止されるように、制御部６０は、電力調整部３５を制御する。加熱ベルト３１に対する電力の供給を停止する場合の加熱ベルト３１の表面温度は、加熱ベルト３１の寸法、材料等によって異なるが、通常、２６０℃以上の高温である。

なお、温度センサー３６によって検出される加熱ベルト３１の表面温度に基づいて、交流電源３４から各給電部材３７に供給される電力量を電力調整部３５によって調整する構成に限らず、例えば、温度センサー３６とは別に、加熱ベルト３１の幅方向の中央部における表面温度を検出する温度センサーを設けて、その温度センサーの検出結果に基づいて電力調整部３５を制御して、各給電部材３７に供給される電力量を調整する構成としてもよい。

＜異常判定制御＞
図６は、制御部６０によって実行される加熱ベルト３１の異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。異常判定制御は、予め設定された所定のタイミングで実行される。異常判定制御の実行タイミングは、プリント動作が実行されている場合、プリント動作が実行されていない場合のどちらでもよい。

なお、異常判定制御をプリント動作中以外に実行する場合には、プリント動作中と同様に、定着モーター３８を駆動して、加圧ローラー３２の回転により加熱ベルト３１を回転させるとともに、加熱ベルト３１の表面温度が、通常（普通紙）の定着動作時と同様になるように、電力調整部３５を制御する。
異常判定制御が開始されると、制御部６０は、温度センサー３６における全てのサーモパイルのそれぞれ毎に、加熱ベルト３１が１回転または複数回転する間に、一定の間隔で複数回にわたるタイミングで測定温度をサンプリングする（図６のステップＳ１１参照、以下同様）。この場合、各サーモパイルの個々のサンプリングタイミング時における測定領域３６ａが、加熱ベルト３１の周方向に一部が重なった状態で、加熱ベルト３１の外周面の全周（１周）にわたって連続するように設定される。１つのサーモパイルにおけるサンプリング回数は、例えば、加熱ベルト３１の１回転当たり、５〜１０回程度である。

なお、加熱ベルト３１の１回転当たりのサーモパイルによる測定温度のサンプリング回数は、加熱ベルト３１が１回転する毎に、加熱ベルト３１の外周面における測定領域３６ａが周方向にずれた状態になるように設定することが好ましい。このように設定することにより、加熱ベルト３１が１回転する毎に、測定領域３６ａによって測定される加熱ベルト３１の表面位置が異なるために、ノイズの影響を抑制することができ、加熱ベルト３１の全周における影響温度状況を高精細に検出することができる。

それぞれのサーモパイル毎に、所定回数の測定温度のサンプリングが終了すると、サンプリングされた全ての測定温度から最大値（最高温度）Ｔｍａｘおよび最小値（最低温度）Ｔｍｉｎをそれぞれのサーモパイル毎に抽出する（ステップＳ１２）。
次いで、それぞれのサーモパイル毎に、抽出された測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴを演算する（ステップＳ１３）。全てのサーモパイルに対して、測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴが演算されると、演算されたそれぞれの温度差ΔＴが、第１閾値Ｔａ以上になっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。

この場合の第１閾値Ｔａは、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長に対して２０％（加熱ベルト３１の周長が１００ｍｍの場合には２０ｍｍ）の長さの傷が生じている場合に、測定領域３６ａを加熱ベルト３１に対して相対的に移動させて全周にわたってサーモパイルによる測定温度をサンプリングしたときに得られた実際の測定温度における最高温度と最低温度との差（２０℃程度）に設定されている。

ステップＳ１４における温度差ΔＴと第１閾値Ｔａとの比較の結果、全てのサーモパイルにおいて、温度差ΔＴが第１閾値Ｔａよりも小さい場合には（ステップＳ１４において「ＮＯ」）、そのサーモパイルの測定領域３６ａが加熱ベルト３１の表面を相対的に移動した範囲内において、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１における周長の２０％未満の短い傷が生じているか、または、傷が生じていないと判定する。この場合には、そのまま、異常判定制御を終了する。

このように、抵抗発熱層３１ｂに生じた傷が加熱ベルト３１における周長の２０％未満の短い長さの場合、または、傷が生じていない場合には、加熱ベルト３１の表面温度は、加圧ローラー３２が損傷するような高温状態になるおそれがないために、定着動作を継続して実行しても、加圧ローラー３２が損傷するおそれがない。従って、警告等を表示することなく異常判定制御を終了することによって、プリント動作を継続して実行できる状態とする。

これに対して、ステップＳ１４において、いずれかのサーモパイルの温度差ΔＴが第１閾値Ｔａ以上になっている場合には（ステップＳ１４において「ＹＥＳ」）、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、そのサーモパイルの測定領域３６ａが加熱ベルト３１の表面を相対的に移動した範囲内において、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の２０％以上の長い傷が生じていると判定し、そのような長い傷が生じていることを、操作パネルに設けられた表示部２８に表示する（ステップＳ１５）。この場合、プリント動作を禁止する必要があることも同時に表示する。

なお、抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１における周長の２０％以上の長い傷が生じていると判定される場合には、給電部材３７を介して加熱ベルト３１に電力が供給されないように電力調整部３５を制御する構成、あるいは、加熱ベルト３１への電力の供給の停止と、定着モーター３８の回転の停止とを同時に行って、定着動作を禁止する構成としてもよい。この場合には、プリント動作を禁止する必要があることの表示に代えて、プリント動作が禁止されたことを表示部２８に表示すればよい。

このように、抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の２０％以上の長い傷が生じていると判定される場合に定着動作を禁止する構成とすることにより、加熱ベルト３１が局所的に高温になることによって加圧ローラー３２が損傷することを確実に防止することができる。
次に、温度センサー３６の全てのサーモパイル毎に、抽出された測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴに基づいて、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、所定長さ以上の傷が生じていることを判定できる理由について説明する。

加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周方向に沿った傷が発生した場合、傷が発生した部分では、電流は、加熱ベルト３１の幅方向に沿って流れることができず、その傷を迂回するように電流が流れる。これにより、傷の両側の端部（周方向の両側の各端部）の周辺部における電流量が増加し、それぞれの端部の周辺部の発熱量が増加する。その結果、傷の両側の端部の周辺部では、中央部の周辺部よりも高温になる。

図７（ａ）および（ｂ）は、温度センサー３６における１つのサーモパイルの測定領域３６ａが周方向に移動する範囲において、加熱ベルト３１の周方向に沿った短い傷Ｋａと長い傷Ｋｂとがそれぞれ生じた場合に、短い傷Ｋａおよび長い傷Ｋｂのそれぞれを測定領域内に含むサーモパイルによって所定のタイミングで測定温度をサンプリングした場合の模式図である。

なお、加熱ベルト３１の周回移動方向（回転方向）は、矢印Ｄ１で示す方向になっている。また、短い傷Ｋａおよび長い傷Ｋｂは、回転方向下流側に位置する端部が加熱ベルト３１の幅方向に揃った状態になっている。但し、それぞれの傷ＫａおよびＫｂは、加熱ベルト３１の周長の約３０％（加熱ベルト３１の周方向長さが１００ｍｍの場合には約３０ｍｍ）よりも長くなっている
図７（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）に示された短い傷Ｋａおよび長い傷Ｋｂのそれぞれの周辺部における加熱ベルト３１の実際の表面温度を示すグラフである。なお、図７（ｃ）における実線（細線）は、短い傷Ｋａの周辺部における温度を示しており、一点鎖線（太線）は、長い傷Ｋｂの周辺部における温度を示している。

図７（ｃ）に示すように、加熱ベルト３１は、傷ＫａおよびＫｂのそれぞれの長手方向両側の各端部の周辺部において最も高温になり、長手方向の中央部の周辺部において最も低温になっている。
図７（ｃ）に示すように、傷ＫａおよびＫｂのそれぞれが測定領域３６ａ内に位置するサーモパイルは、５回のタイミング（第１番目〜第５番目のサンプリングタイミングＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５）で測定領域３６ａ内の測定温度をサンプリングしている。この場合、第３番目のサンプリングタイミングＳＰ３における測定領域３６ａの中心が、短い傷Ｋａの長手方向の中央に一致している。

第１番目〜第５番目の各サンプリングタイミングＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、ＳＰ４、ＳＰ５におけるそれぞれの測定領域３６ａを、図７（ａ）および（ｂ）のそれぞれに示している。なお、図７（ａ）において、短い傷Ｋａにおける第１〜第５番目のサンプリングタイミングでのそれぞれの測定領域３６ａを、ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３、ＲＡ４、ＲＡ５として示し、図７（ｂ）において、長い傷Ｋｂにおける第１〜第５番目のサンプリングタイミングでのそれぞれの測定領域３６ａを、ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３、ＲＢ４、ＲＢ５として示している。

また、第１〜第５番目の測定領域ＲＡ１、ＲＡ２、ＲＡ３、ＲＡ４、ＲＡ５における測定温度（それぞれの測定領域における全体の平均温度）を、それぞれ、ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３、ＴＡ４、ＴＡ５とし、図７（ｃ）のグラフにおいて△印で示している。また、第１〜第５番目の測定領域ＲＢ１、ＲＢ２、ＲＢ３、ＲＢ４、ＲＢ５における測定温度（それぞれの測定領域における全体の平均温度）を、それぞれ、ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、ＴＢ４、ＴＢ５とし、図７（ｃ）のグラフにおいて×印で示している。

第１番目のサンプリングタイミングＳＰ１に対応した第１測定領域ＲＡ１は、短い傷Ｋａにおける回転方向下流側の端部の周辺部の局所的に高温になった領域（図７（ａ）および図７（ｃ）に破線で示す高温領域ＡＨａ）を含んでいるが、高温領域ＡＨａとは周方向にずれた状態になっており、この高温領域ＡＨａよりも低い温度の領域を広く含んでいる。これにより、その測定温度ＴＡ１（第１測定領域ＲＡ１の平均温度）は、高温領域ＡＨａの実際の温度よりも低くなっている。この測定温度ＴＡ１は、例えば、２００℃程度になっている。

次の第２番目のサンプリングタイミングＳＰ２に対応した第２測定領域ＲＡ２も、短い傷Ｋａにおける回転方向下流側の端部の周辺部の高温領域ＡＨａを含んでいるが、高温領域ＡＨａよりも低い温度の領域を広く含んでいるために、その測定温度ＴＡ２（第２測定領域ＲＡ２全体の平均温度）も、高温領域ＡＨａにおける実際の温度よりも低くなっている。

さらに、短い傷Ｋａにおける長手方向の中央部を含む第３番目のサンプリングタイミングＳＰ３に対応した第３測定領域ＲＡ３では、局所的に低温になった領域（低温領域ＡＬａ）を含んでいるが、第３測定領域ＲＡ３が低温領域ＡＬａよりも高温になった領域を広く含んでいるために、その測定温度ＴＡ３（第３測定領域ＲＡ３の平均温度）は、実際の低温領域ＡＬａの温度よりも高く、例えば、１６０℃になっている。但し、この場合、第３測定領域ＲＡ３の中心位置が、短い傷Ｋａにおける長手方向の中央部に一致していることにより、第３測定領域ＲＡ３は、低温領域ＡＬａとの温度差が小さな周囲の領域を広く含んでいるために、測定温度ＴＡ３と実際の温度との差は小さくなっている。

第４番目のサンプリングタイミングＳＰ４に対応した第４測定領域ＲＡ４は、短い傷Ｋａにおける回転方向上流側の端部の周辺部の高温領域ＡＨａを含んでいるが、高温領域ＡＨａよりも低い温度の領域を広く含んでいることから、第２測定領域ＲＡ２における測定温度ＴＡ２と同程度の測定温度ＴＡ４になっている。
さらに、第５番目のサンプリングタイミングＳＰ５に対応した第５測定領域ＲＡ５においても、短い傷Ｋａにおける回転方向上流側の端部の高温領域ＡＨａを含んでいるが、高温領域ＡＨａよりも低い温度の領域を広く含んでいることから、第１測定領域ＲＡ１における測定温度ＴＡ１と同程度の測定温度ＴＡ５（２００℃程度）になっている。

この場合、第１サンプリングタイミングＳＰ１での測定温度ＴＡ１（高温領域ＡＨａを含む第１測定領域ＲＡ１の平均温度）が最高温度（最大値）Ｔｍａｘになっている。また、第３サンプリングタイミングＳＰ３での測定温度ＴＡ３（低温領域を含む第３測定領域ＲＡ３の平均温度）が最低温度（最小値）Ｔｍｉｎになっている。最高温度Ｔｍａｘ（＝ＴＡ１）と最低温度Ｔｍｉｎ（＝ＴＡ３）との温度差ΔＴＡは、４０℃程度になっている。

長い傷Ｋｂの場合も同様であり、長い傷Ｋｂにおける回転方向下流側の端部周辺部の高温領域ＡＨｂを含む第１番目のサンプリングタイミングＳＰ１時の測定領域ＲＢ１の測定温度ＴＢ１は、例えば、２２０℃程度の高温になっている。
第２番目のサンプリングタイミングＳＰ２に対応した測定領域ＲＢ２（高温領域ＡＨｂを含む）の測定温度ＴＢ２は、傷Ｋｂにおける端部から中央部の低温領域ＡＬｂにかけて順次低温になっている部分を含んでいることから、測定温度ＴＢ１よりも低くなっている（例えば１６０℃）。

さらに、長い傷Ｋｂにおける長手方向の中央部の低温領域ＡＬｂを含む第３番目のサンプリングタイミングＳＰ３に対応した測定領域ＲＢ３では、低温領域ＡＬｂよりも高い温度の領域を広く含んでいることから、測定温度ＴＢ２よりも低い測定温度ＴＢ３（例えば１６０℃）になっている。なお、長い傷Ｋｂにおける長手方向の中央部周辺部の低温領域ＡＬｂの実際の温度は、１４０℃程度である。

第４番目のサンプリングタイミングＳＰ４に対応した測定領域ＲＢ４は、長い傷Ｋｂにおける回転方向中央部周辺部である低温領域ＡＬｂを含んでいるが、この低温領域ＡＬｂよりも高い温度の領域を広く含んでいることから、低温領域ＡＬｂよりも高い温度になっている。
第５番目のサンプリングタイミングＳＰ５に対応した測定領域ＲＢ５（高温領域ＡＨｂを含む）においては、第１番目のサンプリングタイミングＳＰ１における測定温度ＴＢ１と同程度の測定温度ＴＢ５（２２０℃程度）になっている。

この場合、第１番目のサンプリングタイミングＳＰ１での測定温度ＴＢ１（高温領域ＡＨｂを含む第１測定領域ＲＢ１における平均温度）が最高温度（最大値）Ｔｍａｘになっており、また、第３番目のサンプリングタイミングＳＰ３での測定温度ＴＢ３（第３測定領域ＲＢ３における平均温度）が最低温度（最小値）Ｔｍｉｎになっている。最高温度Ｔｍａｘ（＝ＴＢ１）と最低温度Ｔｍｉｎ（＝ＴＢ３）との温度差ΔＴＢは、６０℃程度になっている。

このように、傷の周辺部における局所的な高温領域（ＡＨａおよびＡＨｂ）と低温領域（ＡＬａおよびＡＬｂ）とのそれぞれの温度差（ΔＴＡおよびΔＴＢ）は、加熱ベルト３１の周方向長さが長い傷Ｋｂの方が、短い傷Ｋａよりも大きくなる（ΔＴＢ＞ΔＴＡ）。これは、長い傷の場合、短い傷の場合よりも、電流の迂回量が大きくなるために、中央部における電流密度がより低くなるとともに、両側の端部における電流密度が高くなるからである。

このことから、それぞれのサーモパイルの測定領域３６ａが、加熱ベルト３１の全周にわたって相対的に移動する間にサンプリングされた測定温度における最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差（ΔＴＡ、ΔＴＢ）が予め設定された所定の温度以上になっている場合には、加熱ベルト３１の周方向に沿った所定の長さ以上の傷による局所的な高温領域（ＡＨａおよびＡＨｂ）および低温領域（ＡＬａおよびＡＬｂ）が生じているものとして、抵抗発熱層３１ｂに所定の長さ以上の傷が生じていると判定することができる。

通常、加熱ベルト３１の周長の３０％程度の長さ（加熱ベルト３１の周方向長さが１００ｍｍの場合には３０ｍｍ程度）の傷の場合には、加圧ローラー３２に損傷を与える可能性がある。このことから、本実施形態では、加熱ベルト３１の周長の２０％程度の長さ（加熱ベルト３１の周方向長さが１００ｍｍの場合には２０ｍｍ程度）の傷に対応した温度差（２０℃程度）以上になっている場合には、加圧ローラー３２に損傷を与えるおそれのある傷が生じているものと判定するようにしている。

なお、測定領域３６ａは、傷Ｋａ、Ｋｂの長手方向の両側の端部の周辺部における高温領域ＡＨａ、ＡＨｂよりも広く、高温領域ＡＨａよりも低い温度の領域を広く含んでいる。このために、傷の端部周辺部の高温領域（ＡＨａ、ＡＨｂ）を含んだ測定領域（ＲＡ１およびＲＡ５、ＲＢ２およびＲＢ５）の測定温度（ＴＡ１およびＴＡ５、ＴＢ２およびＴＢ５）は、当該測定領域の全体の平均温度になることによりに、高温領域（ＡＨａ、ＡＨｂ）における実際の温度よりも低くなる。

このことから、例えば、第１〜第５番目のサンプリングタイミングＳＰ１〜ＳＰ５のそれぞれの第１〜第５の測定領域ＲＡ１〜ＲＡ５、ＲＢ１〜ＲＢ５における測定温度ＴＡ１〜ＴＡ５、ＴＢ１〜ＴＢ５の最高温度（ＴＡ１、ＴＢ５）が、予め設定された所定の閾値温度以上になっている場合に傷Ｋａ、Ｋｂが生じていると判定する構成にすると、閾値温度の設定によっては、傷Ｋａ、Ｋｂが生じていることを正確に判定できないおそれがある。

本実施形態では、測定温度ＴＡ１〜ＴＡ５、ＴＢ１〜ＴＢ５の最高温度に基づいてではなく、最高温度と最低温度との温度差ΔＴに基づいて、周方向の長さが所定値以上の傷が生じていることを判定しているために、周方向の長さが所定値以上の傷が生じていることを、的確に検出することができる。
なお、第１閾値Ｔａは、加熱ベルト３１における抵抗発熱層３１ｂの物性、寸法等によって変化するために、実験等に基づいて、適宜、設定される。

また、本実施形態では、異常判定制御をプリント動作中以外に実行する場合には、上述したように、加熱ベルト３１が普通紙に対する定着動作を実行する際の定着温度になるように、抵抗発熱層３１ｂに対して電力を供給する構成としたが、このような構成に代えて、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量を、普通紙に対する定着動作を実行する場合よりも増加させた状態で異常判定制御を実行するようにしてもよい。

この場合には、抵抗発熱層３１ｂに傷が生じている場合に、所定のタイミングでサンプリングされた測定温度における最大値と最小値との温度差が、上記の説明の場合よりも大きくなるために、所定の長さ以上の傷を、さらに精度よく検出することができる。なお、この場合には、第１閾値Ｔａは、上記の場合とは異なった値になり、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量に基づいて設定される。

さらに、この場合には、ステップＳ１４において、加熱ベルト３１の周長の２０％以上の長さの傷が生じていないと判定された場合には（ステップＳ１４において「ＮＯ」）、その後に、ステップＳ１３にて得られた温度差ΔＴに基づいて、比較的短い傷が生じていることを判定する処理を実行するようにしてもよい。
この場合には、ステップＳ１３にて得られた温度差ΔＴは、第１閾値Ｔａよりも低温であり、しかも、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力のリップル等の影響によって生じる加熱ベルト３１表面の温度ムラ（温度差）によって傷が生じているものと誤判定されない第２閾値Ｔｂと比較される。この第２閾値Ｔｂは、例えば、抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の１０％程度の周方向に沿った傷が形成された場合に、傷を含む周辺部の全周にわたる表面の実際の温度における最高温度と最低温度との差（１０℃程度）に設定されている。

従って、ステップＳ１３にて得られた温度差ΔＴが第２閾値Ｔｂ以上になっている場合には、抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の１０％程度の周方向に沿った傷が生じていると判定することができる。この場合、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力のリップル等の影響によって生じる加熱ベルト３１表面の温度ムラ（温度差）が発生しても、その温度ムラによっては、抵抗発熱層３１ｂに傷が生じていると誤って判定するおそれがない。

［実施形態２］
図８は、本実施形態２における異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態２の異常判定制御も、実施形態１における異常判定制御と同様に、プリント動作中、プリント動作中以外のいずれにおいても、実行することができる。
本実施形態の異常判定制御では、まず、前記実施形態１と同様に、記録シートＳとして厚紙でない普通紙を用いたプリント時の定着動作を実行する場合に加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給される電力と同様の電力が加熱ベルト３１に供給されるように、電力調整部３５を制御した状態として、加熱ベルト３１を回転させる。そして、実施形態１と同様のサンプリングタイミングで、全てのサーモパイルのそれぞれの測定温度をサンプリングする（図８のステップＳ２１参照、以下同様）。

なお、記録シートＳとして普通紙を用いたプリント動作中に異常判定制御を実行する場合には、電力調整部３５は、定着動作のために必要とされる電力を加熱ベルト３１に供給するために、特に、電力調整部３５を調整する必要はない。
次いで、制御部６０は、図６に示すフローチャートのステップＳ１２〜Ｓ１４と同様に、それぞれのサーモパイル毎に、サンプリングされた測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとを抽出して（ステップＳ２２）、抽出された最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴを演算し（ステップＳ２３）、演算された温度差ΔＴを、予め設定された所定の温度である第１閾値Ｔａと比較する（ステップＳ２４）。この第１閾値Ｔａは、実施形態１における第１閾値Ｔａと同じである。

いずれかのサーモパイルにおいて、温度差ΔＴが第１閾値Ｔａ以上になっている場合には（ステップＳ２４において「ＹＥＳ」）、実施形態１と同様に、そのサーモパイルの測定領域３６ａが加熱ベルト３１の表面を相対的に移動した範囲内において、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の２０％以上の長い傷が生じていると判定し、そのような長い傷が生じていることを、操作パネルに設けられた表示部２８に表示する（ステップＳ２５）。

これに対して、ステップＳ２４にて得られた温度差ΔＴと第１閾値Ｔａとの比較の結果、温度差ΔＴが第１閾値Ｔａよりも小さい場合には（ステップＳ２４において「ＮＯ」）、抵抗発熱層３１ｂに加熱ベルト３１の周長の２０％未満の傷が生じているかを判定する処理が実行される。
このために、まず、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給される電力が、記録シートＳとして普通紙を用いた定着動作時よりも増加するように、電力調整部３５を制御する。このような状態で、ステップＳ２１と同様のサンプリングタイミングで、全てのサーモパイルの測定温度をサンプリングする（ステップＳ２６）。この場合、例えば、普通紙に対するトナー画像を定着させる場合よりも、２０％程度、電力が増加した状態とされる。

なお、プリント動作を実行中に異常判定制御が実行されている場合には、プリントジョブが終了した時点で、このステップＳ２６以降、ステップＳ３０までの処理が実行される。
次いで、ステップＳ２２〜Ｓ２４と同様に、それぞれのサーモパイル毎に、サンプリングされた測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとを抽出して（ステップＳ２７）、抽出された最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴを演算し（ステップＳ２８）、演算された温度差ΔＴを、予め設定された所定の温度である第２閾値Ｔｂと比較する（ステップＳ２９）。この第２閾値Ｔｂは、実施形態１において説明した第２閾値Ｔｂと同様であり、抵抗発熱層３１ｂに、加熱ベルト３１の周長の１０％程度の周方向に沿った傷が形成された場合に、傷を含む周辺部の全周にわたる表面の実際の温度における最高温度と最低温度との差（１０℃程度）に設定されている。

ステップＳ２９における比較の結果、温度差ΔＴが第２閾値Ｔｂ未満の場合には（ステップＳ２９において「ＮＯ」）、抵抗発熱層３１ｂに傷が生じていないと判定し、そのまま、異常判定制御を終了する。
これに対して、温度差ΔＴが第２閾値Ｔｂ以上の場合には（ステップＳ２９において「ＹＥＳ」）、加圧ローラー３２に損傷を与えるおそれがない程度の小さな傷が生じているものと判定して、定着動作を実行しても加圧ローラーにダメージを与えるおそれのない小さな傷（加熱ベルト３１の周長の１０％程度の長さの傷）が加熱ベルト３１に生じていることを、操作パネルに設けられた表示部２８に表示する（ステップＳ３０）。これにより、抵抗発熱層３１ｂに小さな傷が発生していることによって、将来的に加圧ベルト３２にダメージを与えるような傷になる可能性あることをユーザに知らせることができる。なお、この場合には、通常の定着動作を実行しても問題はないために、定着動作を禁止する必要はない。

このように、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに供給される電力を増加させた状態で、各サーモパイルにおける測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴを第２閾値Ｔｂと比較することにより、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力のリップルの影響によって生じた温度差により傷が生じていることを誤判定するおそれがない。従って、加熱ベルト３１における周長の１０％未満の短い傷を正確に検出することができる。

なお、本実施形態２においては、ステップＳ２９において、加熱ベルト３１の周長の１０％程度の長さの傷が抵抗発熱層３１ｂに生じていると判定された場合には（ステップＳ２９において「ＹＥＳ」）、さらに、普通紙に対する定着動作を実行する場合よりも抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量が増加した場合に、その増加した電力量によっては、抵抗発熱層３１ｂに生じた傷による加熱ベルト３１の温度上昇により加圧ローラー３２に対してダメージを与えるおそれがあるかを判定する処理を追加してもよい。

この場合には、ステップＳ２８で得られた温度差ΔＴを第３閾値Ｔｃと比較する。この第３閾値Ｔｃは、抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量が、普通紙に対する定着動作時よりも２０％程度増加すると、抵抗発熱層３１ｂに生じた傷の周辺部における高温領域の温度が、加圧ローラー３２に対してダメージを与えるおそれがあると判定することができる温度差（例えば１５℃程度）に設定される。

このような温度差では、例えば、加熱ベルト３１における周方向長さの１５％以上の長さの傷が生じており、厚紙に対する定着動作を実行するために抵抗発熱層３１ｂに供給される電力量を増加させると、加圧ローラー３２に対してダメージを与えるおそれがある。このために、表示部２８には、厚紙によるプリント動作の禁止が表示される。この場合には、厚紙によるプリント動作が実行できないように構成してもよい。

［実施形態３］
図９は、本実施形態３における異常判定制御の処理手順を示すフローチャートである。本実施形態３の異常判定制御は、プリント動作が実行されていない間に実行される。
本実施形態３の異常判定制御では、まず、加熱ベルト３１の回転速度（周回移動速度）を、プリント動作時よりも低速になるように、定着モーター３８を制御する（図９のステップＳ１０参照、以下同様）。そして、図６のフローチャートに示すステップＳ１１〜Ｓ１５と同様の処理手順によって、全てのサーモパイルの測定温度を所定のタイミングでサンプリングし、サンプリングされた測定温度の最大値Ｔｍａｘと最小値Ｔｍｉｎとの温度差ΔＴに基づいて、加熱ベルト３１の抵抗発熱層３１ｂに所定の長さ以上の傷が生じているかを判定して、所定の長さ以上の傷が生じている場合に、そのことを表示部２８に表示する。

ステップＳ１１〜Ｓ１５の一連の処理が終了すると、ステップＳ１６に進み、加熱ベルト３１の回転速度が、プリント動作時における通常モードになるように、定着モーター３８を制御して、異常判定制御を終了する。
本実施形態３では、異常判定制御を、加熱ベルト３１の回転速度（周回移動速度）が、通常のプリント動作時よりも低速にして行っているために、温度センサー３６の全てのサーモパイルにおける測定温度を、実施形態１の場合と同じタイミングでサンプリングすると、加熱ベルト３１の１回転（１周）当たりのサンプリング回数は、実施形態１の場合よりも増加する。これにより、加熱ベルト３１の表面温度を、全周にわたって高密度で測定することができ、抵抗発熱層３１ｂに傷が生じていることの判定、および、傷の長さの判定を高精度で実行することができる。

［変形例］
なお、上記の実施形態では、定着ローラー３３と加熱ベルト３１とをそれぞれ別体として、加熱ベルト３１の周回移動域内に定着ローラー３３を配置する構成としたが、このような構成に限らず、定着ローラー３３の外周面に抵抗発熱層３１ｂを一体的に設けることによって加熱回転体を構成してもよい。

さらには、加熱ベルト３１に加圧手段としての加圧ローラー３２を圧接させて定着ニップＮを形成する構成であったが、定着ニップＮを形成するための加圧手段は、加圧ローラー３２に限らずベルトを用いてもよい。さらには、加圧手段は、加圧ローラー３２、ベルト等のように回転している必要がなく、固定的に設けられた加圧部材等を用いてもよい。
さらに、上記の実施形態では、定着装置３０の電源として、商用の交流電源を用いる構成であったが、直流電源を用いる構成であってもよい。

また、本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像を形成するプリンターに限るものではなく、タンデム型等のカラープリンターであってもよい。さらには、プリンターに限らず、複写機、複合機（ＭＦＰ）、ＦＡＸ等（いずれの場合にも、カラー画像用、モノクロ画像用のいずれであってもよい）にも適用できる。

本発明は、電流が流れることによって発熱する抵抗発熱層に異常が生じたことを的確に検出する技術として有用である。

３０ 定着装置
３１ 加熱ベルト
３１ａ 補強層
３１ｂ 抵抗発熱層
３１ｃ 弾性層
３１ｄ 離型層
３１ｇ 電極部
３２ 加圧ローラー
３３ 定着ローラー
３４ 交流電源
３７ 給電部材

Claims (7)

1. 抵抗発熱層を有する加熱回転体の外周面に加圧部材を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に、未定着画像が形成された記録シートを通過させて熱定着させる定着装置であって、
   前記加熱回転体の外周面を回転軸方向に沿って分割して得られる複数の領域のそれぞれの温度を測定する温度測定手段と、
   前記加熱回転体を回転させて前記抵抗発熱層に所定の電力を供給した状態で、前記複数の領域のそれぞれ毎に、前記加熱回転体の外周面の温度を全周にわたって測定できるタイミングで前記温度測定手段の測定温度をサンプリングして、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて、前記抵抗発熱層に周方向に沿った異常が生じていることを判定する異常判定手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記異常判定手段は、前記最大値と最小値との差が、予め設定された所定値以上になっている場合に、前記異常が生じていると判定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記異常判定手段は、前記所定の電力を供給した状態で異常が生じていると判定されない場合に、所定の電力よりも大きい電力を供給した状態で、前記温度測定手段による前記各領域のそれぞれの温度を再度サンプリングして、サンプリングされた測定温度の最大値と最小値との差に基づいて異常が生じていることを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記異常判定手段は、前記加熱回転体を、定着動作を実行する場合の回転速度よりも低下させた状態で回転させて、前記温度測定手段による前記各領域の温度のサンプリングを実行することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
5. 前記異常判定手段は、定着動作の実行時に異常が生じていることを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記異常判定手段は、定着動作の実行時以外に、前記抵抗発熱層に供給される電力量を、定着動作の実行時に供給される電力量よりも増加させた状態で、異常が生じていることを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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