JP2011253140A - Fixing device and image forming device - Google Patents

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Yasuhiro Ishihara
康弘 石原
Isao Watanabe
功 渡辺
Toshiaki Tanaka
敏明 田中
Kosuke Sasaki
孝輔 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device that uses a resistance heating layer as a heating element and can detect occurrence of heating abnormality in high probability.SOLUTION: The fixing device heat-fixes an unfixed image on a recording sheet by using Joule heat generation, and includes a cylindrical heating roller 51 having a resistance heating layer where a plurality of elongated resistive thin pieces are arranged in a circumferential direction of the roller with a gap between the adjacent resistive thin pieces and with their longitudinal ends connected to feeding electrodes formed on the whole circumferences at both ends of the roller. The fixing device further includes a temperature sensor 54 for monitoring temperatures of the resistive thin pieces respectively. Presence or absence of heating abnormality is detected based on the monitoring result of the temperature sensor 54.

Description

本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に抵抗発熱体層を発熱層として用いた定着装置における発熱異常を検出する技術に関する。   The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and more particularly to a technique for detecting a heat generation abnormality in a fixing device using a resistance heating element layer as a heating layer.

近年、プリンタ、複写機等の画像形成装置の定着装置として、通電によりジュール発熱する抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置が利用されるようになってきている。この抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に金属等の導電性材料を分散させて構成される。通電されている抵抗発熱体層に直接触れると、感電する危険があるため、感電を防止するため、抵抗発熱体層は、絶縁層で被覆されているのが一般的である。   In recent years, as a fixing device for an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a fixing device using a resistance heating element layer that generates Joule heat upon energization as a heat generating layer has been used. This resistance heating element layer is configured by dispersing a conductive material such as a metal in an insulating material such as a heat resistant resin. Since there is a risk of electric shock if the resistance heating element layer that is energized is touched directly, the resistance heating element layer is generally covered with an insulating layer in order to prevent electric shock.

特許文献１には、絶縁層で被覆された抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置が開示されている。当該定着装置においては、抵抗発熱体層に直接給電することによって発熱体が発熱するので、当該定着装置の熱効率を高くすることができ、ウォームアップ時間を短縮化することができる。   Patent Document 1 discloses a fixing device using a resistance heating element layer covered with an insulating layer as a heating layer. In the fixing device, since the heating element generates heat by supplying power directly to the resistance heating element layer, the thermal efficiency of the fixing device can be increased and the warm-up time can be shortened.

特開２００９―１０９９９７号公報JP 2009-109997 A

抵抗発熱体層は、絶縁層で被覆されているため、通常は、直接触れられることはない。しかしながら、絶縁層の厚さは数百μｍ程度と薄いため、外部から混入した異物や記録シートとの接触により、絶縁層に傷が生じ、その傷が抵抗発熱体層にまで及び、当該傷の端部周辺で局所的に電流密度が高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が高まった部分が、高温に発熱したり、傷周辺部とそれ以外の部分で温度差が生じて、定着温度に温度ムラが生じ、定着画像の画質が劣化したりする場合が生じ得る。   Since the resistance heating element layer is covered with an insulating layer, it is not usually touched directly. However, since the thickness of the insulating layer is as thin as about several hundred μm, the insulating layer is scratched by contact with foreign matter or a recording sheet mixed from the outside, and the scratch extends to the resistance heating element layer. The current density locally increases around the edge, and the part of the resistance heating element layer where the current density is increased heats up to a high temperature, or a temperature difference occurs between the periphery of the scratch and the other part. In some cases, temperature unevenness may occur and the quality of the fixed image may deteriorate.

定着装置に設けられているサーミスタやサーモスタット等の温度検知素子を用いてこの発熱異常を検出することは可能であるが、検出範囲が狭いため、発熱異常が発生する抵抗発熱体層の場所によっては、発熱異常の発生が見逃される場合が生じる。
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置において、発熱異常の発生を確率よく検出することが可能な定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 Although it is possible to detect this heat generation abnormality using a temperature sensing element such as a thermistor or thermostat provided in the fixing device, the detection range is narrow, so depending on the location of the resistance heating element layer where the heat generation abnormality occurs In some cases, the occurrence of abnormal heating is overlooked.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a fixing device using a resistance heating element layer as a heat generation layer, the fixing device capable of detecting the occurrence of heat generation abnormality with high probability and the An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including a fixing device.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、記録シート上の未定着画像を、ジュール発熱を利用して熱定着させる定着装置であって、絶縁性の周面上において、複数の細長形状をした抵抗薄片が、その長手方向両端を回転体両端の給電電極に接続した状態で、回転体周方向に間隔をあけて配列されてなる抵抗発熱体層を有する筒状回転体と、前記各抵抗薄片の温度を監視する監視手段と、前記監視手段による監視結果に基づいて、前記抵抗発熱体層の発熱異常の有無を推定する推定手段と、を備える。   In order to achieve the above object, a fixing device according to an aspect of the present invention is a fixing device that thermally fixes an unfixed image on a recording sheet using Joule heat generation, on an insulating peripheral surface, A cylindrical rotating body having a resistance heating element layer in which a plurality of elongated resistance thin pieces are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating body with both ends in the longitudinal direction connected to power supply electrodes at both ends of the rotating body Monitoring means for monitoring the temperature of each resistance flake, and estimation means for estimating the presence or absence of heat generation abnormality of the resistance heating element layer based on the monitoring result by the monitoring means.

前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の内の何れかが上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に前記発熱異常が発生したと推定することとすることができる。又、前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の最大値と最小値との差が閾値を超えた場合に前記発熱異常が発生したと推定することとすることができる。
さらに、前記筒状回転体は、無端状のベルトであることとすることができる。又、前記間隔は、１ｃｍ未満であることとすることができる。又、本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置を備える画像形成装置であることとすることができる。 The estimation means can estimate that the heat generation abnormality has occurred when any of the temperatures of the resistance slices is higher than an upper limit value or lower than a lower limit value. Further, the estimation means can estimate that the heat generation abnormality has occurred when a difference between a maximum value and a minimum value of the temperature of each resistance slice exceeds a threshold value.
Furthermore, the cylindrical rotating body can be an endless belt. The interval may be less than 1 cm. The image forming apparatus according to an aspect of the present invention may be an image forming apparatus including the fixing device.

上記構成を備えることにより、抵抗発熱体層の複数の各抵抗薄片が、絶縁性の周面上において、回転体周方向に間隔をあけて配列されているので、抵抗発熱体層の何れかの抵抗薄片に生じた傷の大きさが当該抵抗薄片の周方向の幅全体に及んでいる場合には、当該抵抗薄片には電流が流れなくなるので、当該抵抗薄片は、発熱せず、当該抵抗薄片の温度を監視することにより、容易に抵抗発熱体層に発熱異常が生じていることを検知することができる。   By providing the above configuration, each of the plurality of resistance thin pieces of the resistance heating element layer is arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating body on the insulating peripheral surface. When the size of the scratch on the resistance thin piece extends over the entire width in the circumferential direction of the resistance thin piece, no current flows through the resistance thin piece, so the resistance thin piece does not generate heat and the resistance thin piece. By monitoring this temperature, it is possible to easily detect that a heat generation abnormality has occurred in the resistance heating element layer.

又、抵抗薄片に生じた傷が小さく、当該抵抗薄片の周方向の幅全体に及んでいない場合においても、抵抗発熱体層を絶縁性の周面全体を覆う１つの層として構成した場合に比べ、傷による抵抗の増加率が大きくなり、それに応じて電流量の減少率が大きくなり、抵抗薄片を流れる電流密度が小さくなるため、１つの抵抗薄片における、傷による温度の減少量は大きくなる。その結果、傷がある場合と無い場合の温度差を大きくすることができ、その分、抵抗発熱体層における発熱異常の検出を容易にすることができる。   In addition, even when the scratch on the resistance thin piece is small and does not reach the entire circumferential width of the resistance thin piece, the resistance heating element layer is compared with the case where the resistance heating element layer is configured as one layer covering the entire insulating peripheral surface. The rate of increase in resistance due to scratches increases, the rate of decrease in current amount increases accordingly, and the current density flowing through the resistance slices decreases, so the amount of decrease in temperature due to scratches in one resistance slice increases. As a result, the temperature difference between the case where there is a scratch and the case where there is no scratch can be increased, and detection of abnormal heat generation in the resistance heating element layer can be facilitated accordingly.

ここで、前記監視手段は、前記筒状回転体の近傍の所定の位置に配置され、前記筒状回転体が回転することにより、前記各抵抗薄片が前記所定位置の近傍を通過する毎に、当該抵抗薄片の温度を検出し、検出された抵抗薄片の、前記筒状回転体の回転方向における基準位置からの相対位置を取得する位置取得手段と、前記監視手段により検出された温度が上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に、当該抵抗薄片の前記相対位置を記憶する相対位置記憶手段と、
を備えることとしてもよい。 Here, the monitoring means is disposed at a predetermined position in the vicinity of the cylindrical rotating body, and each time the resistance thin pieces pass through the vicinity of the predetermined position by rotating the cylindrical rotating body, The temperature of the resistance thin piece is detected, the position obtaining means for obtaining the relative position of the detected resistance thin piece from the reference position in the rotation direction of the cylindrical rotating body, and the temperature detected by the monitoring means is an upper limit value. A relative position storage means for storing the relative position of the resistance flake when it is higher or lower than a lower limit;
It is good also as providing.

これにより、発熱異常が推定される抵抗薄片の筒状回転体における相対位置を記憶させておくことができるので、ユーザは、当該相対位置を読み出すことにより、容易に発熱異常のある抵抗薄片の位置を特定することができる。
ここで、発熱異常が推定された場合に、前記各抵抗発熱体への給電を停止する給電制御手段を備えることとしてもよい。 Thereby, since the relative position in the cylindrical rotating body of the resistance flake in which the heat generation abnormality is estimated can be stored, the user can easily read the relative position and the position of the resistance flake having the heat generation abnormality easily. Can be specified.
Here, when a heat generation abnormality is estimated, power supply control means for stopping power supply to each of the resistance heating elements may be provided.

これにより、発熱異常が推定された場合には、各抵抗薄片への給電が停止されるので、ユーザは、発熱異常が生じている状態で記録シートの熱定着が継続して行われ、定着不良等の不具合が生じるのを未然に防止することができる。
ここで、発熱異常が推定された場合に、その旨を通知する通知手段を
備えることとしてもよい。 As a result, when a heat generation abnormality is estimated, the power supply to each resistance flake is stopped, so that the user can continue the heat fixing of the recording sheet in a state where the heat generation abnormality occurs, and the fixing failure It is possible to prevent problems such as these from occurring.
Here, when a heat generation abnormality is estimated, a notification means for notifying that may be provided.

これにより、発熱異常が推定された場合には、その旨の通知が行われるので、ユーザは、迅速に修理等の必要な処置を講じることができる。   As a result, when a heat generation abnormality is estimated, a notification to that effect is made, so that the user can quickly take necessary measures such as repair.

プリンタ１の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a printer. 定着装置５の構成を示す斜視図である。2 is a perspective view illustrating a configuration of a fixing device 5. FIG. 加熱回転体５１の両端部を除く領域における詳細な構造を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a detailed structure in a region excluding both ends of a heating rotator 51. 加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view in the direction of the rotation axis around one end of the heating rotator 51 (the end on the side where the electrode 511 is present). 制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。3 is a diagram illustrating a relationship between a configuration of a control unit 60 and main components that are controlled by the control unit 60. FIG. 制御部６０が行うベルト温度異常検出処理の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an operation of belt temperature abnormality detection processing performed by a control unit 60. ベルト温度異常検出処理の動作の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of operation | movement of a belt temperature abnormality detection process.

(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンタの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンタ１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るプリンタ１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。 (Embodiment)
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to an example in which the image forming apparatus is applied to a tandem color digital printer (hereinafter simply referred to as “printer”).
[1] Configuration of Printer First, the configuration of the printer 1 according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a printer 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the printer 1 includes an image process unit 3, a paper feed unit 4, a fixing device 5, and a control unit 60.

プリンタ１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。
以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。 When the printer 1 is connected to a network (for example, a LAN) and receives a print instruction from an external terminal device (not shown) or an operation panel (not shown), toner images of each color of yellow, magenta, cyan, and black are received based on the instruction. , And multiple transfer of these to form a full-color image, thereby executing a printing process on a recording sheet.
Hereinafter, the reproduction colors of yellow, magenta, cyan, and black are expressed as Y, M, C, and K, and Y, M, C, and K are added as subscripts to the numbers of the components related to the reproduction colors.

画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、２次転写ローラ４５などを有している。
作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。 The image processing unit 3 includes image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K, an exposure unit 10, an intermediate transfer belt 11, a secondary transfer roller 45, and the like.
Since the image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K have the same configuration, the configuration of the image forming unit 3Y will be mainly described below.
The image forming unit 3Y includes a photosensitive drum 31Y, a charger 32Y, a developing unit 33Y, a primary transfer roller 34Y, and a cleaner 35Y for cleaning the photosensitive drum 31Y. A Y-color toner image is formed on the photosensitive drum 31Y.

現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。露光部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。 The developing device 33Y faces the photosensitive drum 31Y and conveys charged toner to the photosensitive drum 31Y.
The intermediate transfer belt 11 is an endless belt, is stretched around a driving roller 12 and a driven roller 13, and is driven to rotate in the direction of arrow C. The exposure unit 10 includes a light emitting element such as a laser diode, emits laser light L for forming images of Y to K colors in response to a drive signal from the control unit 60, and each of the image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K. The photosensitive drum is exposed and scanned.

この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。 By this exposure scanning, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 31Y charged by the charger 32Y. Similarly, electrostatic latent images are formed on the photosensitive drums of the image forming units 3M, 3C, and 3K.
The electrostatic latent image formed on each photoconductor drum is developed by each developing unit of the image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K, and a toner image of a corresponding color is formed on each photoconductor drum.

形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラにより、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次1次転写された後、２次転写ローラ４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。トナー像が２次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラ７１により排紙トレイ７２に排出される。   The formed toner image is shifted on the intermediate transfer belt 11 so that the toner image is superimposed on the same position on the intermediate transfer belt 11 by the primary transfer rollers of the image forming units 3Y, 3M, 3C, and 3K. After the primary transfer sequentially, the toner images on the intermediate transfer belt 11 are secondarily transferred onto the recording sheet collectively by the action of electrostatic force by the secondary transfer roller 45. The recording sheet on which the toner image is secondarily transferred is further conveyed to the fixing device 5, and the toner image (unfixed image) on the recording sheet is heated and pressed in the fixing device 5 and thermally fixed on the recording sheet. Thereafter, the paper is discharged onto a paper discharge tray 72 by a discharge roller 71.

給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートを２次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ４４などを備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。   The paper feed unit 4 includes a paper feed cassette 41 that stores recording sheets (denoted by reference numeral S in FIG. 1), a feed roller 42 that feeds the recording sheets in the paper feed cassette 41 one by one onto the transport path 43, and a feed roller 42. A timing roller 44 and the like for taking the timing of sending the recorded sheet to the secondary transfer position 46 are provided. The number of paper feed cassettes is not limited to one and may be plural.

記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、異なる大きさ又は厚さ又は材質の記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
繰り出しローラ４２、タイミングローラ４４等の各ローラは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モータとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモータが使用される。 As the recording sheet, paper sheets (plain paper, thick paper) having different sizes and thicknesses, and film sheets such as an OHP sheet can be used. When there are a plurality of paper feed cassettes, recording sheets of different sizes, thicknesses or materials may be stored in the paper feed cassettes.
Each of the rollers such as the feeding roller 42 and the timing roller 44 is driven to rotate by a conveyance motor (not shown) as a power source through a power transmission mechanism (not shown) such as a gear or a belt. As this conveyance motor, for example, a stepping motor capable of controlling the rotational speed with high accuracy is used.

記録シートは、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて
給紙部４から２次転写位置４６に搬送され、２次転写ローラ４５により中間転写
ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に２次転写される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の構成を示す斜視図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、定着ローラ５２と、加圧ローラ５３と、を有する。加熱回転体５１は、無端状のベルトであり、その両端部に給電用の電極５１１、５１２が設けられ、両電極には電源部５００から給電ブラシ５０１、５０２を介して給電が行われる。これにより、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１が発熱する。さらに、加熱回転体５１の外周面の近傍の所定の位置（ここでは、回転軸方向の中央部付近）には、温度センサ５４が配置され、加熱回転体５１の一方の端部側（図２の左端部側）の加熱回転体５１の内周面と対向する位置には位相検知センサ５５が配置されている。 The recording sheet is conveyed from the paper feeding unit 4 to the secondary transfer position 46 in accordance with the movement timing of the toner image on the intermediate transfer belt 11, and the toner images on the intermediate transfer belt 11 are collectively collected by the secondary transfer roller 45. Secondary transfer is performed on the recording sheet.
[2] Configuration of Fixing Device FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the fixing device 5. As shown in the figure, the fixing device 5 includes a heating rotator 51, a fixing roller 52, and a pressure roller 53. The heating rotator 51 is an endless belt, and power supply electrodes 511 and 512 are provided at both ends thereof. Power is supplied to both electrodes from the power supply unit 500 through power supply brushes 501 and 502. Thereby, an electric current flows between both electrodes, and the heating rotator 51 generates heat. Further, a temperature sensor 54 is disposed at a predetermined position in the vicinity of the outer peripheral surface of the heating rotator 51 (here, in the vicinity of the central portion in the rotation axis direction), and one end side of the heating rotator 51 (FIG. 2). The phase detection sensor 55 is arranged at a position facing the inner peripheral surface of the heating rotator 51 on the left end side).

図３は、加熱回転体５１の両端部を除く領域における詳細な構造を示す断面図である。同図に示すように、両端部を除く領域においては、加熱回転体５１は、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成される。抵抗発熱体層５１４は、加熱回転体５１の周方向において複数の細長形状の層に分割（ここでは、等分割）されており、分割された細長形状の層（以下、「分割層」という。）は、それぞれ、周方向に等間隔をあけて絶縁層５１３上を周回するように配置されている。隣接する分割層間の間隙部分には、絶縁性の弾性層５１５が充填され、隣接する分割層間が絶縁状態となるように構成されている。なお、加熱回転体５１の通紙領域における定着温度に温度ムラが生じないようにするため、隣接する分割層間の間隔は、できるだけ近接している方が望ましく、数ｍｍ以下（1ｃｍ未満）とすることが望ましい。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a detailed structure in a region excluding both ends of the heating rotator 51. As shown in the figure, in the region excluding both ends, the heating rotator 51 is configured by laminating an insulating layer 513, a resistance heating element layer 514, an elastic layer 515, and a release layer 516 in this order. The resistance heating element layer 514 is divided into a plurality of elongated layers in the circumferential direction of the heating rotator 51 (here, equally divided), and is divided into elongated layers (hereinafter referred to as “divided layers”). ) Are arranged so as to circulate on the insulating layer 513 at equal intervals in the circumferential direction. A gap between adjacent divided layers is filled with an insulating elastic layer 515 so that the adjacent divided layers are in an insulating state. In order to prevent temperature unevenness in the fixing temperature in the paper passing region of the heating rotator 51, it is desirable that the distance between adjacent divided layers be as close as possible, and be several mm or less (less than 1 cm). It is desirable.

このように、抵抗発熱体層５１４を、絶縁層５１３の周面全体に1つの層として一体的に配置せず、複数の分割層に分割して絶縁層５１３に配置する構成とすることにより、抵抗発熱体層５１４に傷が生じ、その結果、発熱異常が発生した場合における、抵抗値や電流の変化を温度変化として検出しやすくすることができる。例えば、図２の符号２０１で示すように、傷の周方向の長さが、抵抗発熱体層５１４の１つの分割層の周方向の幅全体に及んでいる場合には、当該分割層には、符号２０２の×印付き矢印で示すように電流が流れないので、当該分割層は、発熱しない。従って、加熱回転体５１の外周面において、当該分割層に対応する領域の表面温度を検出することで、発熱異常を容易に検出することができる。一方、分割せず、抵抗発熱体層を絶縁層の周面全体を覆う１つの層として構成した場合には、局所的には、温度が急上昇しても、抵抗発熱体層全体としての温度は、ほとんど変化せず、傷の発生した局所を除く領域では、温度変化を検出することが困難であり、傷の発生による発熱異常を見逃してしまう可能性が高くなる。   Thus, the resistance heating element layer 514 is not integrally disposed as a single layer on the entire peripheral surface of the insulating layer 513, but is divided into a plurality of divided layers and disposed in the insulating layer 513. When the resistance heating element layer 514 is damaged, and as a result, a heat generation abnormality occurs, a change in resistance value or current can be easily detected as a temperature change. For example, as indicated by reference numeral 201 in FIG. 2, when the circumferential length of the scratch extends over the entire circumferential width of one divided layer of the resistance heating element layer 514, the divided layer includes Since no current flows as indicated by an arrow marked with × at 202, the divided layer does not generate heat. Therefore, by detecting the surface temperature of the region corresponding to the divided layer on the outer peripheral surface of the heating rotator 51, it is possible to easily detect an abnormal heat generation. On the other hand, when the resistance heating element layer is configured as one layer covering the entire peripheral surface of the insulating layer without being divided, the temperature of the entire resistance heating element layer is locally increased even if the temperature rapidly increases. However, it is difficult to detect a temperature change in a region other than the local area where the scratch is generated, with little change, and there is a high possibility that the heat generation abnormality due to the generation of the scratch is overlooked.

さらに、図２の符号２０３で示すように、傷が小さく、抵抗発熱体層５１４の１つの分割層の周方向の幅全体に及んでいない場合においても、全体を一層として場合に比べ、傷による抵抗の増加率が高くなり、それに応じて電流量の減少率が大きくなって１つの分割層を流れる電流密度がその分、小さくなるため、当該分割層における温度の減少量は大きくなる。その結果、傷の有る場合と無い場合の温度差を大きくすることができ、その分、発熱異常を温度変化として検出しやすくなる。   Furthermore, as indicated by reference numeral 203 in FIG. 2, even when the scratch is small and does not reach the entire width in the circumferential direction of one divided layer of the resistance heating element layer 514, it is caused by the scratch as compared with the case where the entire layer is a single layer. The rate of increase in resistance increases, the rate of decrease in current amount increases accordingly, and the current density flowing through one divided layer decreases accordingly, so that the amount of decrease in temperature in the divided layer increases. As a result, the temperature difference between when there is a flaw and when there is no flaw can be increased, and it becomes easier to detect an abnormal heat generation as a temperature change.

等分割される抵抗発熱体層５１４の分割層の数は、多ければ多い程、分割層の周方向の幅を小さくすることができ、それに応じて小さい傷に起因する発熱異常を効率よく検出することができる。
図４は、加熱回転体５１の一方の端部（電極５１１がある側の端部）周辺の回転軸方向の断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１の端部においては、絶縁層５１３、抵抗発熱体層５１４、電極５１１がこの順に積層されて構成される。電極５１１は、導電性の材料から構成される。電極５１１の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができる。絶縁層５１３は、加熱回転体５１の強度を補強するとともに、隣接する抵抗発熱体層５１４間が絶縁されるようにするための層であり、例えば、ポリイミド樹脂を用いることができる。 The greater the number of divided layers of the resistance heating element layer 514 that is equally divided, the smaller the circumferential width of the divided layer, and accordingly, the heat generation abnormality caused by small scratches is efficiently detected. be able to.
FIG. 4 is a cross-sectional view in the rotation axis direction around one end of the heating rotator 51 (the end on the side where the electrode 511 is present). As shown in the drawing, an insulating layer 513, a resistance heating element layer 514, and an electrode 511 are laminated in this order at the end of the heating rotator 51. The electrode 511 is made of a conductive material. As a material of the electrode 511, for example, a metal such as copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni), brass, phosphor bronze, or the like can be used. The insulating layer 513 is a layer that reinforces the strength of the heating rotator 51 and insulates between the adjacent resistance heating element layers 514. For example, a polyimide resin can be used.

抵抗発熱体層５１４は、電極５１１、５１２と電気的に接続され、電極５１１、５１２を通じて給電されることにより、ジュール熱を発生する層である。抵抗発熱体層５１４は、耐熱性樹脂等の絶縁性材料中に導電性材料を分散させて構成される。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値（又は体積抵抗率）は、導電性材料の量を調整することにより、所定の電気抵抗値（又は体積抵抗率）に調整される。   The resistance heating element layer 514 is a layer that is electrically connected to the electrodes 511 and 512 and generates Joule heat when supplied with power through the electrodes 511 and 512. The resistance heating element layer 514 is configured by dispersing a conductive material in an insulating material such as a heat resistant resin. The electric resistance value (or volume resistivity) of the resistance heating element layer 514 is adjusted to a predetermined electric resistance value (or volume resistivity) by adjusting the amount of the conductive material.

耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミドアミド樹脂、ポリエステル-イミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリ-ｐ-キシリレノン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂などを用いることができる。抵抗発熱体層５１４に用いる耐熱性樹脂として、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。   Examples of heat-resistant resins include polyimide resins, polyethylene sulfide resins, polyether ether ketone resins, polyaramid resins, polysulfone resins, polyimide amide resins, polyester-imide resins, polyphenylene oxide resins, poly-p-xylylene resins, polybenzimidazole resins, etc. Can be used. As the heat-resistant resin used for the resistance heating element layer 514, it is desirable to use a polyimide resin that exhibits excellent characteristics such as heat resistance, insulation, and mechanical strength.

導電性材料としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノコイル等を用いることができ、２種類以上の導電性材料（例えば、カーボンナノ材料と金属）を用いることとしてもよい。この場合、金属は、特に針状やフレーク状の銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）が好ましく、粒径は0.01〜10μｍが良い。これにより、カーボンナノ材料と線状に絡み合うことで均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４を成型することができる。金属が粒状や粉末状や塊状の場合、抵抗発熱体層５１４中に混在するカーボンナノ材料と絡み合わず、カーボンナノ材料と点接触することになるため、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１４が得られにくくなる。   As the conductive material, metals such as silver (Ag), copper (Cu), aluminum (Al), magnesium (Mg), nickel (Ni), carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanocoils, etc. can be used. Two or more kinds of conductive materials (for example, carbon nanomaterial and metal) may be used. In this case, the metal is preferably needle-like or flaky silver (Ag) or nickel (Ni), and the particle size is preferably 0.01 to 10 μm. Thereby, the resistance heating element layer 514 having a uniform electric resistance can be molded by being intertwined with the carbon nanomaterial linearly. When the metal is in the form of particles, powders, or lumps, the resistance heating element layer has a uniform electric resistance because it is not entangled with the carbon nanomaterial mixed in the resistance heating element layer 514 and is in point contact with the carbon nanomaterial. 514 is difficult to obtain.

抵抗発熱体層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。抵抗発熱体層５１４の電気抵抗値は、1.0×10−６〜1.0×10−２Ω・ｍ程度の範囲に設定することができるが、当該電気抵抗値は、1.0×10−５〜5.0×10−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
弾性層５１５は、記録シート上のトナー像に均一かつ柔軟に熱を伝えるための層である。弾性層５１５を設けることにより、トナー像が押しつぶされたり、トナー像が不均一に溶融されたりするのを防止し、画像ノイズの発生を防止することができる。弾性層５１５の材料としては、耐熱性と弾性とを有し、絶縁性のゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴムを用いることができる。 The thickness of the resistance heating element layer 514 is arbitrary, but is preferably about 5 to 100 μm. The electric resistance value of the resistance heating element layer 514 can be set in a range of about 1.0 × 10 −6 to 1.0 × 10 −2 Ω · m, but the electric resistance value is 1.0 × 10 −5 to 5.0 ×. It is desirable to be within the range of 10 −3 Ω · m.
The elastic layer 515 is a layer for transferring heat uniformly and flexibly to the toner image on the recording sheet. By providing the elastic layer 515, the toner image can be prevented from being crushed or the toner image can be melted non-uniformly, and image noise can be prevented from being generated. As a material of the elastic layer 515, an insulating rubber material or resin material having heat resistance and elasticity is used. For example, silicone rubber can be used.

弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは１００〜３００μｍの範囲内のものとする。弾性層５１５の厚さが１０μｍ未満では厚さ方向の十分な弾力性を得ることが難しい。また，この厚さが８００μｍを超えていると，抵抗発熱体層５１４で発生した熱を加熱回転体５１の外周面まで到達させることが難しく，伝熱効率が悪いので好ましくない。   The thickness of the elastic layer 515 is 10 to 800 μm, more preferably 100 to 300 μm. If the thickness of the elastic layer 515 is less than 10 μm, it is difficult to obtain sufficient elasticity in the thickness direction. On the other hand, if the thickness exceeds 800 μm, it is difficult to cause the heat generated in the resistance heating element layer 514 to reach the outer peripheral surface of the heating rotator 51 and the heat transfer efficiency is poor.

離型層５１６は，加熱回転体５１の最外層をなし，加熱回転体５１と記録シートとの離型性を高めるための層である。離型層５１６の材料としては、定着温度での使用に耐えられるとともにトナーに対する離型性に優れたものを使用することができる。例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。離型層５１６の厚さは５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。   The release layer 516 is an outermost layer of the heating rotator 51 and is a layer for improving the releasability between the heating rotator 51 and the recording sheet. As a material for the release layer 516, a material that can withstand use at a fixing temperature and has excellent release properties with respect to toner can be used. For example, PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer), PTFE (tetrafluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoroethylene copolymer), PFEP (tetrafluoroethylene / hexafluoroethylene) A fluororesin such as a propylene fluoride copolymer) can be used. The thickness of the release layer 516 is 5 to 100 μm, desirably 10 to 50 μm.

図２の説明に戻って、定着ローラ５２と加圧ローラ５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が図示しないフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラ５３は、加圧ローラ駆動モータ５６からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｂ方向に回転駆動される。この加圧ローラ５３の回転に伴って加熱回転体５１と定着ローラ５２が矢印Ａ方向に従動回転する。   Returning to the description of FIG. 2, the fixing roller 52 and the pressure roller 53 are axially supported at both end portions 521 and 531 in the axial direction of the core bars 522 and 532 so as to be rotatable on a bearing portion of a frame (not shown). The pressure roller 53 is rotationally driven in the direction of arrow B when the driving force from the pressure roller driving motor 56 is transmitted. As the pressure roller 53 rotates, the heating rotator 51 and the fixing roller 52 are driven to rotate in the direction of arrow A.

定着ローラ５２は、長尺で円筒状の芯金５２２の周囲を断熱層５２３で被覆されてなり、加熱回転体５１の周回経路の内側に配されている。芯金５２２は、定着ローラ５２を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５２２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。
断熱層５２３は、加熱回転体５１が発熱した熱を芯金５２２に逃がさないようにするための層である。断熱層５２３の材料としては、熱伝導率が低く、耐熱性及び弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いるのが望ましい。加熱回転体５１のたわみを許容し、ニップ幅を広くすることができるからである。断熱層５２３を、ソリッド体とスポンジ体との２層構造にしてもよい。シリコンスポンジ材を断熱層５２２として用いる場合には、その厚さを１〜１０ｍｍとするのが望ましい。さらに望ましくは、２〜７ｍｍとするのがよい。 The fixing roller 52 is formed by covering the circumference of a long cylindrical cored bar 522 with a heat insulating layer 523, and is disposed inside the circulation path of the heating rotator 51. The metal core 522 is a member that supports the fixing roller 52 and is made of a material having heat resistance and strength. As a material of the core metal 522, for example, aluminum, iron, stainless steel, or the like can be used.
The heat insulating layer 523 is a layer for preventing the heat generated by the heating rotator 51 from escaping to the cored bar 522. As a material for the heat insulating layer 523, it is desirable to use a sponge (heat insulating structure) made of a rubber material or a resin material having low thermal conductivity and heat resistance and elasticity. This is because the heating rotator 51 can be bent and the nip width can be widened. The heat insulating layer 523 may have a two-layer structure of a solid body and a sponge body. In the case where a silicon sponge material is used as the heat insulating layer 522, the thickness is desirably 1 to 10 mm. More preferably, it is 2-7 mm.

加圧ローラ５３は、円筒状の芯金５３２の周囲に、弾性層５３３を介して離型層５３４が積層されてなり、加熱回転体５１の周回経路外側に配置され、加熱回転体５１の外側から加熱回転体５１を介して定着ローラ５２を押圧して、加熱回転体５１の外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップが形成される。芯金５３２は、加圧ローラ５３を支持する部材であり、耐熱性と強度を有する材料から構成される。芯金５３２の材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等を用いることができる。   The pressure roller 53 is formed by laminating a release layer 534 around a cylindrical cored bar 532 via an elastic layer 533, and is disposed outside the circulation path of the heating rotator 51. Then, the fixing roller 52 is pressed through the heating rotator 51 to form a fixing nip having a predetermined width in the circumferential direction between the outer peripheral surface of the heating rotator 51. The metal core 532 is a member that supports the pressure roller 53 and is made of a material having heat resistance and strength. As a material of the core metal 532, for example, aluminum, iron, stainless steel, or the like can be used.

弾性層５３３は、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体で、厚さ１〜２０ｍｍの範囲内の耐熱性の高い材料で構成される。離型層５３４は、離型層５１５と同様に、加圧ローラ５３と記録シートとの離型性を高めるための層であり、離型層５１５と同様の材料及び厚さで構成することができる。
温度センサ５４は、周回駆動する加熱回転体５１の外周面の周方向の表面温度（ｔ）を所定の時間間隔で検出し、制御部６０に検出結果を出力する。検出する時間間隔は、周回駆動中に周方向に分割配置された各抵抗発熱体層５１４に対応する加熱回転体５１の外周面上の領域における表面温度を検出できる時間間隔に予め設定されている。温度センサ５４としては、例えば、赤外線検知型のサーモパイルを用いることができる。制御部６０は、表面温度の検出結果に基づいて、加熱回転体５１への通電のオン・オフを制御し、表面温度が所定の温度（例えば、定着温度）になるように制御する。 The elastic layer 533 is an elastic body such as silicone rubber or fluororubber and is made of a material having high heat resistance within a thickness range of 1 to 20 mm. Similar to the release layer 515, the release layer 534 is a layer for improving the release property between the pressure roller 53 and the recording sheet, and may be composed of the same material and thickness as the release layer 515. it can.
The temperature sensor 54 detects the surface temperature (t) in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the heating rotator 51 that is driven to rotate, and outputs a detection result to the control unit 60. The time interval to be detected is set in advance to a time interval at which the surface temperature in the region on the outer peripheral surface of the heating rotator 51 corresponding to each resistance heating element layer 514 divided and arranged in the circumferential direction during the circular drive can be detected. . As the temperature sensor 54, for example, an infrared detection type thermopile can be used. Based on the detection result of the surface temperature, the control unit 60 controls on / off of energization to the heating rotator 51 so that the surface temperature becomes a predetermined temperature (for example, a fixing temperature).

位相検知センサ５５は、発光素子と受光素子からなる光学式フォトセンサであり、加熱回転体５１が周回駆動されることにより、加熱回転体５１の端部側の内周面に設けられた不図示の反射板が、位相検知センサ５５と対向する位置に到達すると、反射板から反射される光を受光素子によって検出し、検出信号を制御部６０に出力する。
検出信号が出力される毎に、制御部６０は、時間計測を開始し、次の検出信号が入力されると、計測値をリセットする。検出信号が入力されてから次の検出信号が入力されるまでの時間は、一定時間であることから、計測値に基づいて、現時点の加熱回転体５１の回転位相（反射板が位相検知センサ５５と対向するときの位置を基準位置とした場合における、現時点の基準位置からの周方向への移動量）を算出することができる。例えば、加熱回転体５１が、1回転するのに要する時間を２秒とすると、計測値が1秒の場合には、加熱回転体５１は、基準位置から半回転分だけ周方向に移動していることになる。 The phase detection sensor 55 is an optical photosensor including a light emitting element and a light receiving element, and is provided on the inner peripheral surface on the end side of the heating rotator 51 when the heating rotator 51 is driven around. When the reflecting plate reaches a position facing the phase detection sensor 55, the light reflected from the reflecting plate is detected by the light receiving element, and a detection signal is output to the control unit 60.
Each time the detection signal is output, the control unit 60 starts time measurement, and resets the measurement value when the next detection signal is input. Since the time from when the detection signal is input to when the next detection signal is input is a fixed time, based on the measured value, the current rotation phase of the heating rotator 51 (the reflector is the phase detection sensor 55). The amount of movement in the circumferential direction from the current reference position) in the case where the position at the opposite position is set as the reference position can be calculated. For example, if the time required for the heating rotator 51 to make one rotation is 2 seconds, when the measured value is 1 second, the heating rotator 51 moves in the circumferential direction by a half rotation from the reference position. Will be.

［３］制御部の構成
図５は、制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピュータであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０４、画像データ記憶部６０５、パラメータ記憶部６０６、位相カウンタ６０７などを備える。 [3] Configuration of Control Unit FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between the configuration of the control unit 60 and main components to be controlled by the control unit 60. The control unit 60 is a so-called computer, and as shown in the figure, a CPU (Central Processing Unit) 601, a communication interface (I / F) unit 602, a ROM (Read Only Memory) 603, a RAM (Random Access Memory). 604, an image data storage unit 605, a parameter storage unit 606, a phase counter 607, and the like.

通信Ｉ／Ｆ部６０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０３には、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、操作パネル６を制御するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０２や不図示の画像読取部を介して入力された、印刷用の画像データを記憶している。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３に格納されている各種プログラムを実行することにより、画像プロセス部３、給紙部４、操作パネル６を制御し、さらに、電源部５００、温度センサ５４、位相検知センサ５５、加圧ローラ駆動モータ５６の制御により、定着装置５全体の機能を制御するとともに、定着装置５において、後述するベルト温度異常検出処理を実行する。 The communication I / F unit 602 is an interface for connecting to a LAN such as a LAN card or a LAN board. The ROM 603 stores a program for controlling the image processing unit 3, the paper feeding unit 4, the fixing device 5, and the operation panel 6.
The RAM 604 is used as a work area when the CPU 601 executes a program.
The image data storage unit 605 stores image data for printing input via the communication I / F unit 602 or an image reading unit (not shown). The CPU 601 executes various programs stored in the ROM 603 to control the image processing unit 3, the paper feeding unit 4, and the operation panel 6, and further includes a power supply unit 500, a temperature sensor 54, a phase detection sensor 55, and an additional sensor. The functions of the entire fixing device 5 are controlled by the control of the pressure roller drive motor 56, and the belt temperature abnormality detection process described later is executed in the fixing device 5.

パラメータ記憶部６０６は、後述するベルト温度異常検出処理において用いる各種の閾値等を記憶している。具体的には、加熱回転体５１の表面温度が異常発熱しているか否かを判定するための高温側の閾値を示す異常閾値（例えば、２００℃）、抵抗発熱体層５１４における傷の発生に起因する表面温度の低下を検出するための閾値を示す正常下限閾値（例えば、定着温度の下限温度を正常下限閾値とする。）、正常下限閾値を下回った回数の閾値を示す回数閾値（例えば、２回）等を記憶している。位相カウンタ６０７は、位相検知センサ５５より検出信号が入力される毎に、時間計測を開始し、次の検出信号が入力されると、計測値をリセットする。   The parameter storage unit 606 stores various threshold values used in belt temperature abnormality detection processing described later. Specifically, an abnormal threshold value (for example, 200 ° C.) indicating a high-temperature side threshold value for determining whether or not the surface temperature of the heating rotator 51 is abnormally heated, generation of scratches in the resistance heating element layer 514 A normal lower limit threshold (for example, a lower limit temperature of the fixing temperature is set as a normal lower limit threshold) indicating a threshold for detecting a decrease in the resulting surface temperature, and a count threshold (for example, a threshold of the number of times the normal temperature lower limit threshold is exceeded) (for example, 2 times) etc. The phase counter 607 starts time measurement every time a detection signal is input from the phase detection sensor 55, and resets the measurement value when the next detection signal is input.

［４］ベルト温度異常検出処理
図６は、制御部６０が行うベルト温度異常検出処理の動作を示すフローチャートである。制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の開始指示が入力され、ベルト温度異常検出処理を実行するプログラムが起動されると、正常下限閾値を下回った回数を示す変数Ｋを０に初期化し（ステップＳ６０１）、温度センサ５４より所定の時間間隔で加熱回転体５１の周方向の表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る（ステップＳ６０２）。 [4] Belt Temperature Abnormality Detection Processing FIG. 6 is a flowchart showing an operation of belt temperature abnormality detection processing performed by the control unit 60. When an instruction for starting the belt temperature abnormality detection process is input from the operation panel 6 and a program for executing the belt temperature abnormality detection process is started, the control unit 60 sets a variable K indicating the number of times that the normal lower limit threshold is exceeded to 0. Initialization is performed (step S601), and the detection result of the surface temperature (t) in the circumferential direction of the heating rotator 51 is received from the temperature sensor 54 at predetermined time intervals (step S602).

表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る毎に、制御部６０は、ｔがパラメータ記憶部６０６に記憶されている異常閾値を超えている否か、ｔが正常下限閾値を下回っているか否かについて判定する（ステップＳ６０３、ステップＳ６０４）。ｔが異常閾値を超えている場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、位相カウンタ６０７を介して計測値を取得し、当該計測値に基づいて回転位相を算出し、パラメータ記憶部６０６に算出した回転位相を記憶させ（ステップＳ６０５）、さらに、定着装置５への通電をオフにし、加熱回転体５１の加熱と回転を停止し、操作パネル６の表示部に発熱異常の発生を示す異常メッセージを表示させる（ステップ６０６）。なお。異常メッセージは、表示以外の方法、例えば、音声で通知することとしてもよい。   Each time an input of the detection result of the surface temperature (t) is received, the control unit 60 determines whether t exceeds the abnormal threshold value stored in the parameter storage unit 606, and whether t is below the normal lower limit threshold value. (Step S603, Step S604). When t exceeds the abnormal threshold value (step S603: YES), the control unit 60 acquires a measurement value via the phase counter 607, calculates a rotation phase based on the measurement value, and stores it in the parameter storage unit 606. The calculated rotation phase is stored (step S605), the energization to the fixing device 5 is turned off, the heating and rotation of the heating rotator 51 are stopped, and an abnormality indicating occurrence of heat generation abnormality on the display unit of the operation panel 6 is detected. A message is displayed (step 606). Note that. The abnormal message may be notified by a method other than display, for example, by voice.

ｔが正常下限閾値を下回っている場合（ステップＳ６０３：ＮＯ、ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、変数Ｋに１を加算し（ステップＳ６０８）、Ｋがパラメータ記憶部６０６に記憶されている回数閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ６０９）。ｔが正常下限閾値を下回っていない場合（ステップＳ６０３：ＮＯ、ステップＳ６０４：ＮＯ）、制御部６０は、変数Ｋを０に初期化する（ステップＳ６０７）。   When t is below the normal lower limit threshold (step S603: NO, step S604: YES), the control unit 60 adds 1 to the variable K (step S608), and K is stored in the parameter storage unit 606. It is determined whether or not the number of times threshold has been exceeded (step S609). When t is not less than the normal lower limit threshold (step S603: NO, step S604: NO), the control unit 60 initializes the variable K to 0 (step S607).

ｔが回数閾値を超えている場合（ステップＳ６０９：ＹＥＳ）、制御部６０は、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６の処理に移行する。ｔが回数閾値を越えていない場合（ステップＳ６０９：ＮＯ）、制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の終了指示が入力される（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）まで、制御部６０は、ステップＳ６０２の処理への移行を繰り返す。   When t exceeds the number-of-times threshold (step S609: YES), the control unit 60 proceeds to the processing of step S605 and step S606. When t does not exceed the number of times threshold (step S609: NO), the control unit 60 is instructed until an instruction to end the belt temperature abnormality detection process is input from the operation panel 6 (step S610: YES) The transition to the process of step S602 is repeated.

このように、温度センサ５４による検出が可能な位置で、抵抗発熱体層５１４の分割層に局所的な傷が発生した場合には、ステップＳ６０３の処理により当該傷の端部周辺の異常発熱を検出することにより、当該分割層における発熱異常を直接検出することができる。さらに、温度センサ５４による検出が可能な範囲外で、抵抗発熱体層５１４の分割層に局所的な傷が発生した場合には、当該傷が発生した分割層の温度は、傷による当該分割層における抵抗の増加によって、傷が未発生の正常な状態のときに比べ、電流が流れにくくなり、その結果、当該分割層を流れる電流密度が低下し、当該分割層の温度が全体として下がるので、その温度低下をステップＳ６０４の処理により検出して、当該分割層における発熱異常を推定することができる。   As described above, when a local flaw occurs in the divided layer of the resistance heating element layer 514 at a position where detection by the temperature sensor 54 is possible, abnormal heat generation around the end of the flaw is caused by the processing in step S603. By detecting, it is possible to directly detect the heat generation abnormality in the divided layer. Further, when a local flaw occurs in the divided layer of the resistance heating element layer 514 outside the range that can be detected by the temperature sensor 54, the temperature of the divided layer at which the flaw has occurred is determined by the divided layer due to the flaw. As a result of the increase in resistance, the current is less likely to flow than in a normal state where no scratch has occurred, and as a result, the current density flowing through the divided layer decreases, and the temperature of the divided layer decreases as a whole. The temperature decrease can be detected by the process of step S604, and the heat generation abnormality in the divided layer can be estimated.

従って、上記のようなベルト温度異常検出処理を行うことにより、抵抗発熱体層を分割することなく１つの層とした場合に比べ、抵抗発熱体層における傷の発生に伴う発熱異常を見逃すリスクを小さくすることができ、発熱異常をより確実に検出し、発熱異常が発生した状態で熱定着動作が継続されるのを有効に防止することができる。そして、その結果として、温度ムラが生じた状態で、未定着画像の熱定着動作が継続され、定着画像の画質が劣化する事態が生じるのを未然に防止することができるとともに、ユーザが傷端部周辺の高温に発熱した部分に触れてやけど等のけがを負ってしまうというような深刻な事態の発生を未然に防止することができる。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。 Therefore, by performing the belt temperature abnormality detection process as described above, there is a risk of overlooking the heat generation abnormality due to the occurrence of scratches in the resistance heating element layer, compared to the case where the resistance heating element layer is divided into one layer. The heat generation abnormality can be detected more reliably, and it is possible to effectively prevent the heat fixing operation from being continued in a state where the heat generation abnormality has occurred. As a result, it is possible to prevent a situation in which the thermal fixing operation of the unfixed image is continued and the image quality of the fixed image is deteriorated in a state where temperature unevenness occurs, and the user can It is possible to prevent the occurrence of a serious situation such as a burn or other injury caused by touching a portion that generates heat in the vicinity of the head.
(Modification)
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be implemented.

（１）本実施の形態においては、ベルト温度異常検出処理において、抵抗発熱体層５１４における傷の発生に起因する発熱異常を、加熱回転体５１の表面温度（ｔ）が、異常閾値を超えるか否か、正常下限閾値を下回るか否かにより推定することとしたが、傷の発生に起因して生じる加熱回転体５１の表面温度（ｔ）間の温度差を検出することにより、傷の発生を推定することとしてもよい。   (1) In the present embodiment, in the belt temperature abnormality detection process, whether the surface temperature (t) of the heating rotator 51 exceeds the abnormality threshold is determined as a heat generation abnormality caused by the occurrence of scratches in the resistance heating element layer 514. No, whether it is less than the normal lower limit threshold or not, but by detecting the temperature difference between the surface temperatures (t) of the heating rotator 51 caused by the occurrence of scratches, the occurrence of scratches May be estimated.

図７は、上記の場合の、ベルト温度異常検出処理の動作の変形例を示す図である。制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の開始指示が入力され、ベルト温度異常検出処理を実行するプログラムが起動されると、加熱回転体５１の表面温度（ｔ）の最大値を示すＴｍａｘ、ｔの最小値を示すＴminをそれぞれ初期値に設定する（ステップＳ７０１）。   FIG. 7 is a diagram showing a modification of the operation of the belt temperature abnormality detection process in the above case. When an instruction to start the belt temperature abnormality detection process is input from the operation panel 6 and a program for executing the belt temperature abnormality detection process is started, the control unit 60 sets the maximum value of the surface temperature (t) of the heating rotator 51. Tmin indicating Tmin and Tmin indicating the minimum value of t are respectively set to initial values (step S701).

ここでは、Ｔmaxの初期値をT0、Ｔminの初期値をT1とし、T0及びT1は、T0＞T1、両者の差（T0−T1）がＴmaxとＴminとの差の閾値よりも小さくなるように予め設定されているものとする。なお、閾値は、予め実験等をおこなうことにより、抵抗体発熱層５１４に傷が実際に発生した場合において検出された、ｔの最大値と最小値との差を求めることにより、決定されるものとする。   Here, the initial value of Tmax is T0, the initial value of Tmin is T1, T0 and T1 are T0> T1, and the difference between them (T0−T1) is smaller than the threshold value of the difference between Tmax and Tmin. It is assumed that it is set in advance. Note that the threshold value is determined by obtaining a difference between the maximum value and the minimum value of t, which is detected when a flaw is actually generated in the resistor heating layer 514 by performing an experiment or the like in advance. And

制御部６０は、温度センサ５４より所定の時間間隔で加熱回転体５１の表面温度（ｔ）の検出結果の入力を受取る毎に（ステップＳ７０２）、ｔがＴmaxを超えているか否か、ｔがＴminを下回っているか否かについて判定する（ステップＳ７０３、ステップＳ７０４）。
ｔがＴmaxを超えている場合には（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、Ｔmaxの値をｔに更新し（ステップＳ７０５）、ｔがＴminを下回っている場合には（ステップＳ７０３：ＮＯ、ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、Ｔminの値をｔに更新する（ステップＳ７０６）。 Each time the controller 60 receives an input of the detection result of the surface temperature (t) of the heating rotator 51 at a predetermined time interval from the temperature sensor 54 (step S702), whether t exceeds Tmax or not. It is determined whether it is below Tmin (step S703, step S704).
When t exceeds Tmax (step S703: YES), the control unit 60 updates the value of Tmax to t (step S705), and when t is lower than Tmin (step S703: NO). Step S704: YES), the value of Tmin is updated to t (Step S706).

次に、制御部６０は、ＴmaxとＴminの差分（Ｔmax−Ｔmin）が閾値を超えるか否か判定し（ステップＳ７０７）、閾値を超えている場合に（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）、位相カウンタ６０７を介して計測値を取得し、当該計測値に基づいて回転位相を算出し、パラメータ記憶部６０６に算出した回転位相を記憶させ（ステップＳ７０８）、さらに、定着装置５への通電をオフにし、加熱回転体５１の加熱と回転を停止し、操作パネル６の表示部に発熱異常の発生を示す異常メッセージを表示させる（ステップ７０９）。なお。異常メッセージは、表示以外の方法、例えば、音声で通知することとしてもよい。   Next, the control unit 60 determines whether or not the difference between Tmax and Tmin (Tmax−Tmin) exceeds a threshold value (step S707). If the difference exceeds the threshold value (step S707: YES), the phase counter 607 is set. The measurement value is obtained through the calculation, the rotation phase is calculated based on the measurement value, the calculated rotation phase is stored in the parameter storage unit 606 (step S708), the energization to the fixing device 5 is turned off, and the heating is performed. The heating and rotation of the rotating body 51 are stopped, and an abnormal message indicating the occurrence of an abnormal heat generation is displayed on the display unit of the operation panel 6 (step 709). Note that. The abnormal message may be notified by a method other than display, for example, by voice.

ステップＳ７０７における判定結果が否定的である場合には（ステップＳ７０７：ＮＯ）、制御部６０は、操作パネル６からベルト温度異常検出処理の終了指示が入力される（ステップＳ７１０：ＹＥＳ）まで、制御部６０は、ステップＳ７０２の処理への移行を繰り返す。
（２）本実施の形態では、ベルト加熱方式の定着装置を用いることとしたが、本実施の形態による効果は、抵抗発熱体層を利用した定着装置であれば、ベルト加熱方式以外の定着装置においても実現することができる。例えば、複数の抵抗発熱体層５１４の分割層を定着ローラに直接設けることとし、定着装置を定着ローラと加圧ローラとで構成することとしてもよい。 When the determination result in step S707 is negative (step S707: NO), the control unit 60 performs control until an instruction to end the belt temperature abnormality detection process is input from the operation panel 6 (step S710: YES). The unit 60 repeats the transition to the process of step S702.
(2) In this embodiment, the belt heating type fixing device is used. However, the effect of this embodiment is that the fixing device using the resistance heating element layer is a fixing device other than the belt heating type. Can also be realized. For example, a divided layer of the plurality of resistance heating element layers 514 may be provided directly on the fixing roller, and the fixing device may be configured by a fixing roller and a pressure roller.

（３）本実施の形態のベルト温度異常検出処理及び（１）の変形例では、加熱回転体５１の表面温度の検出結果（ｔ）に基づいて抵抗発熱体層５１４に発熱異常が推定される場合には、操作パネルの表示部に異常メッセージを表示させることとしたが（図６のステップ６０６、図７のステップＳ７０９）、このとき、パラメータ記憶部６０６に記憶されている回転位相に関する情報も合わせて表示させることとしてもよい。   (3) In the belt temperature abnormality detection process of this embodiment and the modification of (1), a heat generation abnormality is estimated in the resistance heating element layer 514 based on the detection result (t) of the surface temperature of the heating rotator 51. In this case, an abnormality message is displayed on the display unit of the operation panel (step 606 in FIG. 6 and step S709 in FIG. 7). At this time, information on the rotational phase stored in the parameter storage unit 606 is also displayed. It may be displayed together.

（４）本実施の形態のベルト温度異常検出処理及び（１）の変形例では、温度センサ５４により表面温度（ｔ）を直接検出し、検出結果に基づいて発熱異常の発生の有無を推定することとしたが、表面温度を指標する他のパラメータ、例えば、抵抗発熱体層５１４の各分割層を流れる電流量の変化を検出し、当該検出結果に基づいて発熱異常の発生の有無を推定することとしてもよい。   (4) In the belt temperature abnormality detection processing of this embodiment and the modification of (1), the surface temperature (t) is directly detected by the temperature sensor 54, and the presence or absence of occurrence of heat generation abnormality is estimated based on the detection result. However, another parameter indicating the surface temperature, for example, a change in the amount of current flowing through each divided layer of the resistance heating element layer 514 is detected, and the presence or absence of the occurrence of heat generation is estimated based on the detection result. It is good as well.

（５）本実施の形態では、抵抗発熱体層５１４は、周方向に等間隔をあけて複数の分割層に等分割されていることとしたが、分割の仕方は、等分割に限定されない。例えば、各分割層の周方向の幅が、異なる長さであってもよいし、各分割層間の周方向の間隔も１ｃｍを超えない範囲であれば、等間隔でなくてもよい。
（６）本実施の形態では、抵抗発熱体層５１４の各分割層の形状を細長の形状としたが、分割層の形状は細長形状に限定されない。当該形状は、絶縁層５１３の周面を、周方向に近接する間隔（1ｃｍより短い間隔）を隔てて被覆することが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。 (5) In the present embodiment, the resistance heating element layer 514 is equally divided into a plurality of divided layers at equal intervals in the circumferential direction, but the way of division is not limited to equal division. For example, the widths in the circumferential direction of the respective divided layers may be different lengths, and the circumferential distance between the divided layers may not be equal as long as it does not exceed 1 cm.
(6) In the present embodiment, the shape of each divided layer of the resistance heating element layer 514 is an elongated shape, but the shape of the divided layer is not limited to an elongated shape. The shape may be any shape as long as the peripheral surface of the insulating layer 513 can be covered with an interval close to the circumferential direction (an interval shorter than 1 cm).

本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置が備える定着装置に関し、特に抵抗発熱体を抵抗発熱体層として用いた定着装置における発熱異常を検出する技術に関する。   The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and more particularly to a technique for detecting a heat generation abnormality in a fixing device using a resistance heating element as a resistance heating element layer.

１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
６ 操作パネル
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラ
３５Ｙ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
５１ 加熱回転体
５２ 定着ローラ
５３ 加圧ローラ
５４ 温度センサ
５５ 位相検知センサ
５６ 加圧ローラ駆動モータ
６０ 制御部
７１ 排出ローラ
７２ 排紙トレイ
５００ 電源部
５０１、５０２ 給電ブラシ
５１１、５１２ 電極
５１３ 絶縁層
５１４ 抵抗発熱体層
５１５、５３３ 弾性層
５１６、５３４ 離型層
５２１、５３１ 芯金端部
５２２、５３２ 芯金
５２３ 断熱層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer 3 Image process part 3Y-3K Image forming part 4 Paper feed part 5 Fixing device 6 Operation panel 10 Exposure part 11 Intermediate transfer belt 12 Drive roller 13 Driven roller 31Y Photosensitive drum 32Y Charger 33Y Developer 34Y Primary transfer roller 35Y cleaner 41 paper feed cassette 42 feed roller 43 transport path 44 timing roller 45 secondary transfer roller 46 secondary transfer position 51 heating rotator 52 fixing roller 53 pressure roller 54 temperature sensor 55 phase detection sensor 56 pressure roller drive motor 60 Control unit 71 Discharge roller 72 Discharge tray 500 Power supply unit 501, 502 Power supply brush 511, 512 Electrode 513 Insulating layer 514 Resistance heating element layer 515, 533 Elastic layer 516, 534 Release layer 521, 531 Core metal end 522, 532 Core 523 Heat insulation layer

Claims (9)

記録シート上の未定着画像を、ジュール発熱を利用して熱定着させる定着装置であって、
絶縁性の周面上において、複数の細長形状をした抵抗薄片が、その長手方向両端を回転体両端の給電電極に接続した状態で、回転体周方向に間隔をあけて配列されてなる抵抗発熱体層を有する筒状回転体と、
前記各抵抗薄片の温度を監視する監視手段と、
前記監視手段による監視結果に基づいて、前記抵抗発熱体層の発熱異常の有無を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing device that heat-fixes an unfixed image on a recording sheet using Joule heating,
Resistive heat generation in which a plurality of elongated strips of resistive strips are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotating body, with the longitudinal ends connected to the feeding electrodes at both ends of the rotating body on the insulating peripheral surface A cylindrical rotating body having a body layer;
Monitoring means for monitoring the temperature of each resistance flake;
Based on the monitoring result by the monitoring means, estimating means for estimating the presence or absence of abnormal heating of the resistance heating element layer;
A fixing device comprising: 前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の内の何れかが上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に前記発熱異常が発生したと推定する
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。 The estimation means estimates that the heat generation abnormality has occurred when any of the temperatures of the resistance slices is higher than an upper limit value or lower than a lower limit value. The fixing device according to 1. 前記推定手段は、前記各抵抗薄片の温度の最大値と最小値との差が閾値を超えた場合に前記発熱異常が発生したと推定する
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the estimation unit estimates that the heat generation abnormality has occurred when a difference between a maximum value and a minimum value of the temperature of each resistance flake exceeds a threshold value. 前記監視手段は、前記筒状回転体の近傍の所定の位置に配置され、前記筒状回転体が回転することにより、前記各抵抗薄片が前記所定位置の近傍を通過する毎に、当該抵抗薄片の温度を検出し、
検出された抵抗薄片の、前記筒状回転体の回転方向における基準位置からの相対位置を取得する位置取得手段と、
前記監視手段により検出された温度が上限値より高くなった場合又は下限値よりも低くなった場合に、当該抵抗薄片の前記相対位置を記憶する相対位置記憶手段と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。 The monitoring means is disposed at a predetermined position in the vicinity of the cylindrical rotating body, and each time the resistance thin pieces pass through the vicinity of the predetermined position as the cylindrical rotating body rotates, the resistance thin pieces Detect the temperature of
Position acquisition means for acquiring a relative position of the detected resistance flake from a reference position in the rotation direction of the cylindrical rotating body;
When the temperature detected by the monitoring means is higher than the upper limit value or lower than the lower limit value, relative position storage means for storing the relative position of the resistance slice,
The fixing device according to claim 2, further comprising: 発熱異常が推定された場合に、前記各抵抗発熱体への給電を停止する給電制御手段を
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, further comprising: a power supply control unit that stops power supply to each of the resistance heating elements when a heat generation abnormality is estimated. 発熱異常が推定された場合に、その旨を通知する通知手段を
備えることを特徴とする請求項５記載の定着装置。 6. The fixing device according to claim 5, further comprising notification means for notifying that a heat generation abnormality is estimated. 前記筒状回転体は、無端状のベルトである
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1, wherein the cylindrical rotating body is an endless belt. 前記間隔は、１ｃｍ未満である
ことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の定着装置 The fixing device according to claim 1, wherein the interval is less than 1 cm. 請求項１〜８の何れかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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