定着装置、画像形成装置及び損傷検出方法
【課題】抵抗発熱体層を発熱層とする定着装置において、異常発熱の発生を精度よく検出する。
【解決手段】記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置5であって、通電により発熱する抵抗発熱体層を有する、無端状の加熱回転体51と、抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる電源部1000と、抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する電流計1001と、抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、電流計による検出時点における実際の電流量との変化量を監視し、損傷の有無を判定する判定手段と、を備え、抵抗発熱体層は、電源部1000の電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する。
【解決手段】記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置5であって、通電により発熱する抵抗発熱体層を有する、無端状の加熱回転体51と、抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる電源部1000と、抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する電流計1001と、抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、電流計による検出時点における実際の電流量との変化量を監視し、損傷の有無を判定する判定手段と、を備え、抵抗発熱体層は、電源部1000の電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、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体として用いた定着装置における異常発熱を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター、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体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、熱利用効率を高め、ウォームアップ時間を短縮化することができる。
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。さらに、この抵抗発熱体層は、直接触れると感電する危険があるので、絶縁層で被覆されているのが一般的である。例えば、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体とする定着装置が開示されている。
【０００３】
一方、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、当該傷が、電流が流れる方向と並行でない方向（特に、電流が流れる方向と垂直方向）に生じると、電流が当該傷を避けるようにその端部周辺へ集中的に迂回するため、端部周辺の電流密度が局所的に高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が局所的に高まった部分が、高温に異常発熱することになる。
【０００４】
この異常発熱を放置しておくと、定着装置が損傷を受けるおそれがあるため、異常発熱を精度よく検出し、定着装置への電力供給を遮断する等の必要な措置を講じて定着装置の損傷がひどくならないようにする必要がある。
定着装置には、サーミスタやサーモスタット等の温度検知素子が配置されているため、抵抗発熱体層において異常発熱が発生した場合には、この温度検知素子を用いて異常発熱を検出し、定着装置の損傷を防止するための必要な措置を講じることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９―１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、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は、通常検出範囲が狭いため、異常発熱が発生する抵抗発熱体層の箇所によっては、異常発熱の発生が見逃されてしまうという問題が生じる。
この問題を解決するため、抵抗発熱体層に流れる電流を監視し、正常時と異常発熱時との電流量の変化から異常発熱の発生を検出する方法が考えられる。この方法であると、抵抗発熱体層全域を検出範囲とすることができるので、上記問題点は解消できるものの、反面、電流の変化量は微量であるため、電流検出回路における測定誤差の影響を受けやすく、異常発熱が誤検出されたり、異常発熱の発生を見逃したりする可能性が高いという新たな課題を生じる。
【０００７】
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、抵抗発熱体層全域を検出範囲としつつも異常発熱の発生を精度よく検出することが可能な定着装置、当該定着装置を備える画像形成装置、及び損傷検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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熱定着させる定着装置であって、通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトと、前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電手段と、前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出手段と、前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出手段による検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定手段と、を備え、前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する。
【０００９】
ここで、前記所定量は、前記判定手段による前記損傷の有無の判定が可能な変化量の限界値よりも大きい量であることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂において導電性フィラーが電圧印加方向に配向した構成となっていることとすることができる。
又、前記加熱ベルトは、長手方向の両端部に前記抵抗発熱体層に給電するための給電電極を有し、前記通電手段は、前記各給電電極を介して前記長手方向に電圧を印加することとすることができる。さらに、前記各給電電極は、前記加熱ベルトの全周に形成されていることとすることができる。
【００１０】
又、前記通電手段は、前記加熱ベルトの周方向に電圧を印加することにより、前記抵抗発熱体層を通電させることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層は、Ｒ２／Ｒ１の値が４以上となるように構成されてい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ことを特徴とする。又、本発明の一形態に係る損傷検出方法は、通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトを備え、記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置における抵抗発熱体層の損傷を検出する損傷検出方法であって、前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電ステップと、前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出ステップと、前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出ステップによる検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定ステップと、を含み、前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成を備えることにより、抵抗発熱体層が、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい抵抗異方性を示し、電圧印加方向と直交する方向に損傷が生じたときに検出される電流量の、損傷がない場合に流れる電流量からの変化量を、抵抗異方性が無い場合に比べ増大させるように構成されているので、損傷による異常発熱が発生した時の電流の変化量を大きくすることができ、その分、電流検出による異常発熱の検出精度をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プリンター１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の構成を示す断面図である。
【図３】加熱回転体５１の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】抵抗発熱体層５１３の微細構造をイメージ的に表した図である。
【図５】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。
【図６】制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】制御部６０が行う印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】αとＲ２／Ｒ１との関係について調べた実験結果を示す。
【図９】図８の実験条件を補足説明するための抵抗発熱体層及び給電ローラーの模式図である。
【図１０】本実施の形態に係る加熱回転体の変形例を示す斜視図である。
【図１１】加熱回転体５１Ｂの詳細な構成を示す断面図である。
【図１２】抵抗発熱体層５１３Ｂの微細構造をイメージ的に表した図である。
【図１３】抵抗発熱体層５１３Ｂについてαと電圧印加方向の体積抵抗率（Ｒ１’）に対する電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率（Ｒ２’）の比（Ｒ２’／Ｒ１’）との関係について調べた実験の実験条件を補足説明するための抵抗発熱体層及び電極の模式図である。
【図１４】本実施の形態に係る加熱回転体の別の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(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ー（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンターの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンター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ー１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンター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。
【００１４】
プリンター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）や不図示の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。
【００１５】
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次転写ローラー４５等を有している。
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次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙ等を有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。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。
【００１６】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナー１４が配置されている。露光部１０は、レーザダイオード等の発光素子を備え、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。
【００１７】
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。
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する１次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の１次転写ローラーについては、符号を省略している。）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次転写ローラー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上に熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
【００１８】
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ー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ー４４等を備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００１９】
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シート等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。
繰り出しローラー４２、タイミングローラー４４等の各ローラーは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルト等の動力伝達機構（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。
【００２０】
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次転写ローラー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（ａ）は、定着装置５の構成を示す断面図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、給電ローラー１００２、１００３と、加圧ローラー１００４と、給電ローラー１００２、１００３間に電圧を印加して通電させる電源部１０００と、加熱回転体５１（後述する抵抗発熱体層５１３）を流れる電流量を測定する電流計１００１と、給電ローラー１００２と１００３との間に加熱回転体５１の内周側に内接するように配置され、加圧ローラー１００４と定着ニップを形成する不図示の定着部材等を有する。
【００２１】
加熱回転体５１は、長尺の無端状のベルトであり、加熱回転体５１の後述する抵抗発熱体層５１３には長尺の給電ローラー１００２、１００３を介して電源部１０００から周方向に電圧が印加される。これにより、図２（ｂ）の白抜き矢印で示すように、給電ローラー１００２、１００３間を周方向に電流が流れる。
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、長手方向の中央部付近）には、不図示の温度センサーが配置されている。温度センサーは、加熱回転体５１の外周面の表面温度を検出し、制御部６０は、温度センサーの検出する温度に応じて電源部１０００から加熱回転体５１の後述する抵抗発熱体層５１３への給電を制御して加熱回転体５１の温度を制御し、加熱回転体５１の外周面の温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）になるように制御する。
【００２２】
図３は、加熱回転体５１の詳細な構成を示す断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１は、抵抗発熱体層５１３、補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成されている。
抵抗発熱体層５１３は、電源部１０００から給電ローラー１００２、１００３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５１３は、耐熱性樹脂上又は耐熱性樹脂中において、繊維状、針状又はフレーク状の導電性フィラーが周方向（電圧印加方向）に配向するように分散されて構成されている。
【００２３】
図４（ａ）は、抵抗発熱体層５１３の微細構造をイメージ的に表した図である。同図（ａ）の符号５１３は、抵抗発熱体層を、符号５１３ａは、導電性フィラーを、符号５１３ｂは、耐熱性樹脂をそれぞれ表す。同図（ａ）に示すように、導電性フィラー５１３ａは、周方向（電圧印加方向）に配向するように分散されており、これにより、抵抗発熱体層５１３においては、周方向（電圧印加方向）の方が長手方向（電圧印加方向と直交する方向）よりも導電性が高くなり、図４（ｂ）の白抜き矢印の長さで示すように電圧印加方向（Ｒｙの方向）と電圧印加方向と直交する方向（Ｒｘの方向）との間で、電気抵抗（体積抵抗率）が異なる抵抗異方性を有するように構成される（電圧印加方向（Ｒｙの方向）に比べ、電圧印加方向と直交する方向（Ｒｘの方向）の方が、電気抵抗（体積抵抗率）が大きくなるように構成される）。
【００２４】
その結果、抵抗発熱体層５１３において、電圧印加方向と直交する方向に損傷が生じたときに、抵抗異方性が無い場合に比べ、電流が損傷部を直交方向に迂回して流れにくくすることができ、その分、損傷時に流れる電流量が少なくなるので、損傷が生じた場合に流れる電流量の、損傷がない場合に流れる電流量からの変化量（電流量低下量）を大きくすることができる。
【００２５】
電圧印加方向と電圧印加方向と直交する方向の両方向における体積抵抗率の比の調整は、電圧印加方向へ配向する導電性フィラーの密度や電圧印加方向へ配向した導電性フィラーパターン間の間隔（電圧印加方向と直交する方向の間隔）を調整することにより、両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができるとともに、両方向の体積抵抗率を所定の体積抵抗率に調整することができる。
【００２６】
抵抗発熱体層５１３に用いる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等を用いることができる。その中でも、ポリイミド樹脂は、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すので、ポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００２７】
導電性フィラーとしては、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種類以上の導電性フィラー（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。
導電性フィラーの形状は、同一含有量で導電性フィラー同士が線状に絡み合い、互いに接触しやすくして、接触確率を高めるため、繊維状、針状又はフレーク状の形状が望ましい。これにより、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１３を成型することができる。
【００２８】
抵抗発熱体層５１３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５１３の体積抵抗率は、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、当該体積抵抗率は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
図３の説明に戻って、補強層５１４は、抵抗発熱体層５１３の強度を補強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。補強層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。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するゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを材料として用いることができる。
【００２９】
弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは５０〜３００μｍ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５１３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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２（ａ）の説明に戻って、加圧ローラー１００４は、芯金１００４Ａの軸方向両端部が不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラー1１００４は、駆動モータ（不図示）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。この加圧ローラー１００４の回転に伴って加熱回転体５１が矢印Ａ方向に従動回転する。
加圧ローラー１００４は、長尺の円筒状の芯金１００４Ａの周囲に、弾性層１００４Ｂを介して離型層１００４Ｃ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の外周面を介して不図示の定着部材を押圧して、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領域が形成される。
【００３２】
芯金１００４Ａは、加圧ローラー１００４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１００４Ａ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。弾性層１００４Ｂ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１００４Ｃは、離型層５１６と同様に、加圧ローラー１００４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５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
【００３３】
［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、正常電流値記憶部６０６、警告メッセージ記憶部６０７等を備える。
【００３４】
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の電源部１０００及び電流計１００１等、画像読取部７、操作パネル８を制御するためのプログラムや後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理を制御するプログラム等が格納されている。
【００３５】
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や画像読取部７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。正常電流値記憶部６０６は、正常電流値（Ｉ０）及び異常発熱基準値を記憶している。ここで、「正常電流値」とは、抵抗発熱体層５１３に損傷がない時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流値のことをいい、具体的には、加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度（例えば、１５０℃）に達した時（ウォームアップ完了時又は印刷ジョブ実行時）に抵抗発熱体層５１３を流れる電流値のことをいう。
【００３６】
又「異常発熱基準値」とは、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１３に損傷が生じ、異常発熱が発生しているか否かの判定基準となる、異常発熱時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量の、正常電流値からの変化量に相当する値のことをいう。
具体的には、抵抗発熱体層５１３において、その長手方向の全長の長さの３０％の長さに相当する損傷部を長手方向に形成した場合においてウォームアップ完了時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量の、正常電流値からの変化量に相当する値のことをいう。当該変化量は、後述するαの算出式（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を用いて算出される。上記の算出式において、Ｉ０に正常電流値を、Ｉに抵抗発熱体層５１３の長手方向の全長の長さの３０％の長さに相当する損傷部を長手方向に形成した場合に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量を代入することにより、当該変化量が算出される。
【００３７】
警告メッセージ記憶部６０７は、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断された場合に、操作パネル８に表示される警告メッセージを表示するためのデータを記憶している。具体的には、異常発熱が発生している旨のメッセージを示すデータを記憶している。
【００３８】
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、定着装置５の電源部１０００及び電流計１００１等、画像読取部７、操作パネル８等を制御したり、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理を制御したりする。
画像読取部７は、スキャナー等の画像入力装置から構成され、用紙等の記録シートに記載されている文字や図形等の情報を読取り、画像データを形成する。
操作パネル６は、複数の入力キーと液晶表示部を備え、液晶表示部の表面にはタッチパネルが積層されている。タッチパネルからのタッチ入力又は入力キーからのキー入力により、ユーザからの指示を受取り、制御部６０に通知する。
【００３９】
［４］加熱回転体の製造方法
（１）抵抗発熱体層５１３の前駆体の塗布工程
導電性フィラーをポリイミド前駆体溶液に混合し、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を調製し、調整した前駆体溶液を円筒状金型の外周面にノズルで塗布する。その際、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を、ノズルを周方向に走査しながら円筒状金型の外周面に塗布することで、導電性フィラーが周方向に配向する。さらに、円筒状の金型の外周面を円筒軸方向に所定の距離ずつ移動させ、所定距離移動する毎に、上記のように導電性フィラーを周方向にノズルで塗布する。
【００４０】
塗布後、加熱により、塗布されたポリイミド前駆体が半硬化状態になるようにする。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱することにより、ポリイミド前駆体を半硬化状態にすることができる。
ポリイミド前駆体溶液に分散される導電性フィラーの重量は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、導電性フィラーの重量が５０〜３００重量％となるように、調整される。これにより、定着装置５の発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１３の体積抵抗率を調整することができる。
【００４１】
又、周方向に塗布する導電性フィラーの密度や円筒状金型の外周面を移動させる移動距離を調整することにより、周方向（電圧印加方向）及び円筒軸方向（電圧印加方向と直交する方向）の両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
（２）補強層５１４の前駆体の塗布工程
ポリイミド前駆体溶液を補強層５１４の前駆体として、導電性フィラー塗布後の円筒状金型の外周面に塗布する。
（３）補強層５１４の成形工程
塗布された補強層５１４の前駆体を、（１）と同様にポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱して当該前駆体を成形する。
（４）ポリイミド前駆体のイミド化工程
成形されたポリイミド前駆体を加熱し、ポリイミド前駆体のイミド化を完了させる。ポリイミド前駆体の加熱は、例えば、約３５０℃で１時間程度加熱することにより、行う。これにより、両層のイミド化がほぼ同時に完了し、抵抗発熱体層５１３と補強層５１４とが形成されるとともに、両層間の接着性を高めることができる。
（５）弾性層５１５の前駆体の塗布工程
補強層５１４の外面にプライマーを塗布して乾燥した後、さらに、シリコーンゴム前駆体溶液を塗布する。プライマーとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いることができる。
【００４２】
又、シリコーンゴム前駆体溶液としては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いることができる。
（６）弾性層５１５の成形工程
塗布されたシリコーンゴム前駆体溶液を加熱して一次加硫を行い、弾性層５１５を成形する。一次加硫は、シリコーンゴム前駆体溶液を、例えば、約１５０℃のオーブンで１０分程度加熱することにより行われる。
（７）離型層５１６による弾性層５１５被覆工程
弾性層５１５との接着性をよくするために離型層５１６の内面にシリコーンゴム前駆体の付加型液状シリコーンゴムを塗布した後、当該離型層５１６で弾性層５１５を被覆する。付加型シリコーンゴムとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用いることができる。又、離型層５１６としては、例えば、ＰＦＡチューブを用いることができる。
（８）接着工程
弾性層５１５及び離型層５１６に塗布されたシリコーンゴム前駆体を加熱して二次加硫を行い、両層を接着する。二次加硫は、シリコーンゴム前駆体を例えば、約２００℃のオーブンで４時間程度加熱することにより行われる。これにより、加熱回転体５１が形成される。
［５］異常発熱検出処理
図６は、制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱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、プリンター１の電源がオンされた場合や定着装置５への給電が停止された状態（スリープ状態）に有るときに操作パネル８や通信Ｉ／Ｆ部６０２を介してユーザから印刷指示が入力された場合に、電源部１０００を介して加熱回転体５１へ給電を開始し、定着装置５のウォームアップを開始する（ステップＳ６０１）。
【００４３】
そして、制御部６０は、加熱回転体５１の外周面の近傍に配置された温度センサーの検出する温度を監視し、当該温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）に達すると、電流計１００１を介して抵抗発熱体層５１３を流れる電流量を示す電流値（Ｉ）を取得し（ステップＳ６０２）、電源部１０００への給電のオン・オフを制御して、加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度に維持されるように制御する。
【００４４】
次に、制御部６０は、正常電流値記憶部６０６に記憶されている、正常電流値（Ｉ０）を取得し、取得したＩ０及びＩに基づいて、正常電流値からの電流変化量α（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を算出し（ステップＳ６０３）、αが正常電流値記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値以上か否かを判定する（ステップＳ６０４）。
αが異常発熱基準値以上である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断し、定着装置５の電源部１０００への給電を停止し、警告メッセージ記憶部６０７に記憶されているデータに基づいて、操作パネル８の液晶表示部に異常発熱が発生している旨の警告メッセージを表示させる（ステップＳ６０５）。
【００４５】
図７は、制御部６０が行う印刷ジョブ実行時異常発熱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８や通信Ｉ／Ｆ部６０２を介してユーザから印刷指示が入力され、定着装置５のウォームアップが完了している場合（加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度に達している場合）、印刷ジョブを開始し（ステップＳ７０１）、電流計１００１を介して抵抗発熱体層５１３の電流量を示す電流値（Ｉ）を取得し（ステップＳ７０２）、正常電流値記憶部６０６に記憶されている、正常電流値（Ｉ０）を取得し、取得したＩ０及びＩに基づいて、正常電流値からの電流変化量α（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を算出し（ステップＳ７０３）、αが正常電流値記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値以上か否かを判定する（ステップＳ７０４）。
【００４６】
αが異常発熱基準値以上である場合には（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断し、定着装置５の電源部１０００への給電を停止し、警告メッセージ記憶部６０７に記憶されているデータに基づいて、操作パネル８の液晶表示部に異常発熱が発生している旨の警告メッセージを表示させる（ステップＳ７０５）。
【００４７】
一方、αが異常発熱基準値未満であり（ステップＳ７０４：ＮＯ）、印刷ジョブが完了していない場合（処理すべき印刷ジョブが残っている場合、ステップＳ７０６：ＮＯ）、制御部６０は、ステップＳ７０２の処理に移行する。
［６］αとＲｘ方向とＲｙ方向の電気抵抗比との関係
図６及び図７に示す異常発熱検出処理においては、正常電流値からの電流変化量αの大きさに応じて異常発熱の発生有無を判定しているが、αは、抵抗発熱体層５１３のＲｙ方向の体積抵抗率（Ｒ１）に対する抵抗発熱体層５１３のＲｘ方向の体積抵抗率（Ｒ２）の比Ｒ２／Ｒ１に応じて変化する。図８は、αとＲ２／Ｒ１との関係について調べた実験結果を示す。同実験は、図９に示すように、Ｒ２／Ｒ１比の異なる各抵抗発熱体層の周方向中央部付近においてＲｘ方向に、当該抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さＤに対して、０．３Ｄの長さの損傷部９１を形成し、当該抵抗発熱体層を用いて加熱回転体を形成し、ウォームアップ動作終了時における当該抵抗発熱体層を流れる電流値を測定し、当該測定結果に基づいてαを算出することにより行った。図９の符号１００２、１００３は、給電ローラーを示す。又、本実験における、各加熱回転体の抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さは、３４０ｍｍ、周方向の全周の長さは、９０ｍｍ、損傷部の長手方向の長さは、１０２ｍｍ、各加熱回転体の抵抗発熱体層への印加電圧は１００Ｖ、各抵抗発熱体層の両給電ローラー間の抵抗値は９．５Ωとした。
【００４８】
図８の実験結果が示すように、抵抗発熱体層が損傷した場合におけるαの値は、Ｒ２／Ｒ１の値が大きくなるに従って大きくなっている。このαの値が小さいと、電流計が接続されている電流検出回路における測定誤差の影響を受けやすくなり、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を精度よく検出するのが困難となる。電流検出回路における測定誤差は、用いる電流計等により異なるが、電流検出回路における測定誤差の大きさに応じて、抵抗発熱体層が損傷した場合におけるαの値が、測定誤差による変化量よりも有為に大きくなるように、図８の実験結果に基づいて抵抗発熱体層５１３のＲ２／Ｒ１の値を決定することができる。
【００４９】
例えば、本実験で用いている電流検出回路（電流計１００１が接続されている電流検出回路）における測定誤差は３％であり、異常発熱時におけるαの値が、当該測定誤差による変化量よりも有為に大きくなるようにするには、Ｒ２／Ｒ１値が少なくとも４以上となるように抵抗発熱体層５１３の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を調整することが必要となる。
【００５０】
Ｒ２／Ｒ１値が少なくとも４以上となるように抵抗発熱体層５１３の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を調整することにより、異常発熱時におけるαの値を、５％を超える値とすることができ、本実験で用いている電流検出回路における測定誤差（３％）より有為に大きくすることができるので、当該測定誤差の影響を受けることなく、図６及び図７に示す異常発熱検出処理を用いて異常発熱の発生を検出することができ、異常発熱の有無を精度よく判定することができる。
【００５１】
このように、抵抗発熱体層の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を、電流検出回路の測定誤差に応じて調整することにより、当該測定誤差の影響を受けることなく、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を、電流検出回路を用いて精度よく検出することができる。その結果、従来、測定誤差の影響により、抵抗発熱体層を流れる電流の変化を、単に電流計で測定するだけでは、検出困難であった抵抗発熱体層における異常発熱の検出を可能にすることができた。
（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。
【００５２】
（１）本実施の形態においては、加熱回転体５１の抵抗発熱体層５１３への電圧印加方向を周方向とし、抵抗発熱体層５１３中を周方向に電流が流れる構成としたが、電圧印加方向を加熱回転体の長手方向とし、加熱回転体の抵抗発熱体層中を長手方向に電流が流れる構成としてもよい。例えば、定着装置を図１０の斜視図に示すような構成としてもよい。
【００５３】
同図に示すように、定着装置５Ｂは、加熱回転体５１Ｂと、定着ローラー５２と、加圧ローラー５３と、加熱回転体５１Ｂ（後述する抵抗発熱体層５１３Ｂ）の両端部に電圧を印加して通電させる電源部５００と、加熱回転体５１Ｂ（後述する抵抗発熱体層５１３Ｂ）を流れる電流量を測定する電流計５０３と、加熱回転体５１Ｂ（後述する電極５１１、５１２）に給電するための給電部材５０１、５０２と、を有する。
【００５４】
加熱回転体５１Ｂ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から給電部材５０１、５０２を介して電圧が印加され、給電が行われる。給電部材としては、例えば、給電ブラシや給電ローラーを用いることができる。給電部材からの給電により、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１Ｂがジュール発熱する。
【００５５】
さらに、加熱回転体５１Ｂの外周面の近傍の所定の位置（ここでは、長手方向の中央部付近）には、不図示の温度センサーが配置されている。温度センサーは、加熱回転体５１Ｂの外周面の表面温度を検出し、制御部６０は、温度センサーの検出する温度に応じて電源部５００から加熱回転体５１Ｂへの給電を制御して加熱回転体５１Ｂの温度を制御し、加熱回転体５１Ｂの外周面の温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）になるように制御する。
【００５６】
図１１は、加熱回転体５１Ｂの詳細な構成を示す断面図である。同図に示すように、符号３０１で示す画像領域においては、加熱回転体５１Ｂは、本実施の形態の加熱回転体５１と同様に、抵抗発熱体層５１３、補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成されている。加熱回転体５１と同一の構成要素については、同一の番号を付しており、以下、説明を省略する
ここで、「画像領域３０１」は、記録シート上の画像が通紙される範囲に対応する加熱回転体５１上のベルト幅方向の領域を示す。なお、図１０に示す画像領域についても同様である。
【００５７】
抵抗発熱体層５１３Ｂは、電源部５００から電極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５１３は、耐熱性樹脂上又は耐熱性樹脂中において、繊維状、針状又はフレーク状の導電性フィラーが長手方向（電圧印加方向）に配向するように分散されて構成されている。
図１２は、抵抗発熱体層５１３Ｂの微細構造をイメージ的に表した図である。同図（ａ）の符号５１３Ｂは、抵抗発熱体層を、符号５１３Ｂａは、導電性フィラーを、符号５１３Ｂｂは、耐熱性樹脂をそれぞれ表す。同図（ａ）に示すように、導電性フィラー５１３Ｂａは、長手方向（電圧印加方向）に配向するように分散されており、これにより、抵抗発熱体層５１３Ｂにおいては、電圧印加方向の方が周方向（電圧印加方向と直交する方向）よりも導電性が高くなり、同図（ｂ）の白抜き矢印の長さで示すように電圧印加方向（Ｒｘの方向）と電圧印加方向と直交する方向（Ｒｙの方向）との間で、電気抵抗（体積抵抗率）が異なる抵抗異方性を示すように構成される（電圧印加方向（Ｒｘの方向）に比べ、電圧印加方向と直交する方向（Ｒｙの方向）の方が、電気抵抗（体積抵抗率）が大きくなるように構成される）。
【００５８】
一方、図１１の符号３０２ａ、３０２ｂで示す両端部の非画像領域においては、加熱回転体５１Ｂは、符号３０３ａ、３０３ｂで示す露出領域と、符号３０４ａ、３０４ｂで示す重複領域とから構成されている。
ここで、「非画像領域３０２ａ、３０２ｂ」は、記録シート上の画像が通紙されない範囲に対応する加熱回転体５１Ｂ上のベルト幅方向の領域を示す。図１０に示す非画像領域についても同様である。
【００５９】
露出領域３０３ａ、３０３ｂにおいては、電極５１１、５１２がそれぞれ単層で露出し、重複領域３０４ａ、３０４ｂにおいては、電極５１１、５１２がそれぞれ抵抗発熱体層５１３Ｂで被覆され、電極５１１と抵抗発熱体層５１３Ｂとの両層、電極５１２と抵抗発熱体層５１３Ｂとの両層がそれぞれ、重なり合って重複するように構成されている。さらに、両層の上に補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されている。
【００６０】
電極５１１、５１２は、導電性の材料から構成される。電極の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができるが、体積抵抗率が低く、耐熱性、対酸化性に優れたニッケル、ステンレス、アルミニウム等の使用が望ましい。電極の厚さは、厚い方が、剛性が高く、破壊に対して抵抗力が高いが、加圧部材により形成される定着ニップ部において変形し難くなるため、柔軟性とのバランスを考慮すると、１０〜１００μｍ、更には３０〜７０μｍ程度が望ましい。
【００６１】
図１０の説明に戻って、給電部材５０１及び５０２には、給電部材を加熱回転体５１の周回経路内側の方向に押圧する付勢部材５０１１、５０２１がそれぞれ設けられている。付勢部材としては、例えば、圧縮ばねを用いることができる。付勢部材５０１１、５０２１の押圧力により、給電部材が露出領域において電極に圧接される。
定着ローラー５２と加圧ローラー５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラー５３は、駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｄ方向に回転駆動される。この加圧ローラー５３の回転に伴って加熱回転体５１Ｂと定着ローラー５２が矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００６２】
定着ローラー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５１Ｂの周回経路の内側に配され、軸方向の長さが、加熱回転体５１Ｂの両端部の露出領域において電極５１１、５１２がそれぞれ対応する給電部材と圧接する圧接位置間の軸方向の長さより長くなるように構成されている。芯金５２２は、定着ローラー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。
【００６３】
断熱層５２３は、加熱回転体５１Ｂ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Ｂ５１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５２３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。
【００６４】
加圧ローラー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５１Ｂの周回経路外側に配置され、加熱回転体５１Ｂの外側から加熱回転体５１Ｂの外周面を介して定着ローラー５２を押圧して、加熱回転体５１Ｂの外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ領域が形成される。
芯金５３２は、加圧ローラー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。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５１６と同様に、加圧ローラー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５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
【００６５】
加熱回転体５１Ｂは、以下に示す（ａ）〜（ｋ）の工程を経て製造される。
（ａ）電極５１１、５１２の形成工程
電極形成用の金属（例えば、ニッケル、ステンレス、アルミニウム）を加工して３０〜７０μｍの厚さのリング形状の電極（電極５１１、５１２）を形成する。加工法としては、例えば、電鋳加工、へら絞り加工、プレス絞り加工等を用いることができる。又、電極形成用の金属シートを用いて、レーザ溶接によりリング形状の電極を形成することとしてもよい。
（ｂ）円筒状金型への電極５１１、５１２のセット工程
円筒状の金型の表面に離型剤を塗布して型離れを良くした後、（１）で形成したリング形状の電極５１１、５１２をそれぞれ、軸方向に所定の間隔（画像領域のベルト幅方向の長さに相当する間隔）をあけて円筒状の金型に嵌めこむことにより、電極５１１、５１２をそれぞれ円筒状金型にセットする。
（ｃ）抵抗発熱体層５１３Ｂの前駆体の塗布工程
導電性フィラーをポリイミド前駆体溶液に混合し、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を調製し、円筒状金型にセットされた電極５１１、５１２の露出領域に相当する領域をマスクした状態で、調整した前駆体溶液を円筒状金型の外周面にノズルで塗布する。その際、ノズルを円筒軸方向に走査しながら、円筒状金型を回転させてゆく。より具体的には、ノズルを円筒軸方向に走査して導電性フィラーを円筒軸方向に配向させ、さらに円筒状金型を所定の角度ずつ回転させて、１周回させ、所定の角度だけ回転する毎に、ノズルを円筒軸方向へ走査する。
【００６６】
塗布後、加熱により、塗布されたポリイミド前駆体が半硬化状態になるようにする。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱することにより、ポリイミド前駆体を半硬化状態にすることができる。
ポリイミド前駆体溶液に分散される導電性フィラーの重量は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、導電性フィラーの重量が５０〜３００重量％となるように、調整される。これにより、定着装置５Ｂの発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１３Ｂの体積抵抗率を調整することができる。
【００６７】
又、円筒軸方向に塗布する導電性フィラーの密度や円筒状金型を回転させる角度を調整することにより、円筒軸方向（電圧印加方向）及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
例えば、ノズル径、ノズル走査速度、ノズル吐出量、円筒状金型の回転速度、導電性フィラーを混合したポリイミド前駆体溶液の粘度などを調節することにより所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
（ｄ）補強層５１４の前駆体の塗布工程、（ｅ）補強層５１４の成形工程、（ｆ）ポリイミド前駆体のイミド化工程、（ｇ）弾性層５１５の前駆体の塗布工程、（ｈ）弾性層５１５の成形工程、（ｉ）離型層５１６による弾性層５１５被覆工程、（ｊ）接着工程については、本実施の形態の抵抗発熱体層５１３についての各対応する工程と同様である。
（ｋ）．マスク除去工程
円筒状金型にセットされた電極５１１、５１２のマスクを除去し、円筒状金型上に形成された加熱回転体５１Ｂを金型からはずす。
【００６８】
本変形例の抵抗発熱体層５１３Ｂについて、αと電圧印加方向の体積抵抗率（Ｒ１’）に対する電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率（Ｒ２’）の比（Ｒ２’／Ｒ１’）との関係について調べた実験結果は、本実施の形態の抵抗発熱体層５１３の場合の実験結果（図８）と同様の結果であった。当該実験は、図１３に示すように、Ｒ２’／Ｒ１’比の異なる各抵抗発熱体層の長手方向中央部付近においてＲｙ方向に、当該抵抗発熱体層の周方向の全周の長さＥに対して、０．３Ｅの長さの損傷部８１を形成し、当該抵抗発熱体層を用いて加熱回転体を形成し、ウォームアップ動作終了時における当該抵抗発熱体層を流れる電流値を測定し、当該測定結果に基づいてαを算出することにより行った。図１３の符号５１１、５１２は、電極を示す。又、本実験における、各加熱回転体の抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さは、３４０ｍｍ、周方向の全周の長さは、９０ｍｍ、損傷部の周方向の長さは、２７ｍｍ、各加熱回転体の抵抗発熱体層への印加電圧は１００Ｖ、各抵抗発熱体層の両電極間の抵抗値は９．５Ωとした。
【００６９】
（２）（１）の変形例の加熱回転体５１Ｂでは、補強層５１４を、抵抗発熱体層５１３の上に積層し、電極５１１、５１２の一部が単層で露出した構成としたが、加熱回転体の構成は、上記の構成に限定されず、他の構成であってもよい。例えば、加熱回転体の構成を図１４に示す構成とすることとしてもよい。同図において加熱回転体５１Ｃを構成する要素は、加熱回転体５１Ｂの構成要素と同一であるので、各構成要素について、加熱回転体５１の対応する構成要素と同一の番号を付与している。同図に示すように、加熱回転体５１Ｃにおいては、抵抗発熱体層５１３Ｂは、補強層５１４の上に積層され、電極５１１、５１２は、それぞれ、抵抗発熱体層５１３Ｂ上に形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プリンター、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体として用いた定着装置における異常発熱を検出する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１ プリンター
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
７ 画像読取部
８ 操作パネル
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラー
１３ 従動ローラー
１４、３５Ｙ クリーナー
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラー
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラー
４３ 搬送路
４４ タイミングローラー
４５ ２次転写ローラー
４６ ２次転写位置
５１、５１Ｂ、５１Ｃ 加熱回転体
５２ 定着ローラー
５３、１００４ 加圧ローラー
６０ 制御部
７１ 排出ローラー
７２ 排紙トレイ
５００、１０００ 電源部
５０１、５０２ 給電部材
５０３、１００１ 電流計
５１１、５１２ 電極
５１３、５１３Ｂ 抵抗発熱体層
５１４ 補強層
５１５、５３３ 弾性層
５１６、５３４、１００４Ｃ 離型層
５２１、５３１ 芯金端部
５２２、５３２、１００４Ａ 芯金
５２３、１００４Ｂ 断熱層
６０１ ＣＰＵ
６０２ 通信Ｉ／Ｆ部
６０３ ＲＯＭ
６０４ ＲＡＭ
６０５ 画像データ記憶部
６０６ 正常電流値記憶部
６０７ 警告メッセージ記憶部
１００２、１００３ 給電ローラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、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体として用いた定着装置における異常発熱を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター、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体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、熱利用効率を高め、ウォームアップ時間を短縮化することができる。
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。さらに、この抵抗発熱体層は、直接触れると感電する危険があるので、絶縁層で被覆されているのが一般的である。例えば、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体とする定着装置が開示されている。
【０００３】
一方、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、当該傷が、電流が流れる方向と並行でない方向（特に、電流が流れる方向と垂直方向）に生じると、電流が当該傷を避けるようにその端部周辺へ集中的に迂回するため、端部周辺の電流密度が局所的に高まり、抵抗発熱体層の内、電流密度が局所的に高まった部分が、高温に異常発熱することになる。
【０００４】
この異常発熱を放置しておくと、定着装置が損傷を受けるおそれがあるため、異常発熱を精度よく検出し、定着装置への電力供給を遮断する等の必要な措置を講じて定着装置の損傷がひどくならないようにする必要がある。
定着装置には、サーミスタやサーモスタット等の温度検知素子が配置されているため、抵抗発熱体層において異常発熱が発生した場合には、この温度検知素子を用いて異常発熱を検出し、定着装置の損傷を防止するための必要な措置を講じることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９―１０９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、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は、通常検出範囲が狭いため、異常発熱が発生する抵抗発熱体層の箇所によっては、異常発熱の発生が見逃されてしまうという問題が生じる。
この問題を解決するため、抵抗発熱体層に流れる電流を監視し、正常時と異常発熱時との電流量の変化から異常発熱の発生を検出する方法が考えられる。この方法であると、抵抗発熱体層全域を検出範囲とすることができるので、上記問題点は解消できるものの、反面、電流の変化量は微量であるため、電流検出回路における測定誤差の影響を受けやすく、異常発熱が誤検出されたり、異常発熱の発生を見逃したりする可能性が高いという新たな課題を生じる。
【０００７】
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、抵抗発熱体層全域を検出範囲としつつも異常発熱の発生を精度よく検出することが可能な定着装置、当該定着装置を備える画像形成装置、及び損傷検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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熱定着させる定着装置であって、通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトと、前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電手段と、前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出手段と、前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出手段による検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定手段と、を備え、前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する。
【０００９】
ここで、前記所定量は、前記判定手段による前記損傷の有無の判定が可能な変化量の限界値よりも大きい量であることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂において導電性フィラーが電圧印加方向に配向した構成となっていることとすることができる。
又、前記加熱ベルトは、長手方向の両端部に前記抵抗発熱体層に給電するための給電電極を有し、前記通電手段は、前記各給電電極を介して前記長手方向に電圧を印加することとすることができる。さらに、前記各給電電極は、前記加熱ベルトの全周に形成されていることとすることができる。
【００１０】
又、前記通電手段は、前記加熱ベルトの周方向に電圧を印加することにより、前記抵抗発熱体層を通電させることとすることができる。又、前記抵抗発熱体層は、Ｒ２／Ｒ１の値が４以上となるように構成されてい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ことを特徴とする。又、本発明の一形態に係る損傷検出方法は、通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトを備え、記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置における抵抗発熱体層の損傷を検出する損傷検出方法であって、前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電ステップと、前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出ステップと、前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出ステップによる検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定ステップと、を含み、前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成を備えることにより、抵抗発熱体層が、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい抵抗異方性を示し、電圧印加方向と直交する方向に損傷が生じたときに検出される電流量の、損傷がない場合に流れる電流量からの変化量を、抵抗異方性が無い場合に比べ増大させるように構成されているので、損傷による異常発熱が発生した時の電流の変化量を大きくすることができ、その分、電流検出による異常発熱の検出精度をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プリンター１の構成を示す図である。
【図２】定着装置５の構成を示す断面図である。
【図３】加熱回転体５１の詳細な構成を示す断面図である。
【図４】抵抗発熱体層５１３の微細構造をイメージ的に表した図である。
【図５】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。
【図６】制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】制御部６０が行う印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】αとＲ２／Ｒ１との関係について調べた実験結果を示す。
【図９】図８の実験条件を補足説明するための抵抗発熱体層及び給電ローラーの模式図である。
【図１０】本実施の形態に係る加熱回転体の変形例を示す斜視図である。
【図１１】加熱回転体５１Ｂの詳細な構成を示す断面図である。
【図１２】抵抗発熱体層５１３Ｂの微細構造をイメージ的に表した図である。
【図１３】抵抗発熱体層５１３Ｂについてαと電圧印加方向の体積抵抗率（Ｒ１’）に対する電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率（Ｒ２’）の比（Ｒ２’／Ｒ１’）との関係について調べた実験の実験条件を補足説明するための抵抗発熱体層及び電極の模式図である。
【図１４】本実施の形態に係る加熱回転体の別の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
(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ー（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンターの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンター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ー１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンター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。
【００１４】
プリンター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）や不図示の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。
【００１５】
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次転写ローラー４５等を有している。
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次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙ等を有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。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。
【００１６】
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナー１４が配置されている。露光部１０は、レーザダイオード等の発光素子を備え、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。
【００１７】
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。
形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各１次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する１次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の１次転写ローラーについては、符号を省略している。）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次転写ローラー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上に熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
【００１８】
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ー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ー４４等を備えている。給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。
【００１９】
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シート等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。
繰り出しローラー４２、タイミングローラー４４等の各ローラーは、搬送モータ（不図示）を動力源とし、歯車ギヤやベルト等の動力伝達機構（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。
【００２０】
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次転写ローラー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（ａ）は、定着装置５の構成を示す断面図である。同図に示すように、定着装置５は、加熱回転体５１と、給電ローラー１００２、１００３と、加圧ローラー１００４と、給電ローラー１００２、１００３間に電圧を印加して通電させる電源部１０００と、加熱回転体５１（後述する抵抗発熱体層５１３）を流れる電流量を測定する電流計１００１と、給電ローラー１００２と１００３との間に加熱回転体５１の内周側に内接するように配置され、加圧ローラー１００４と定着ニップを形成する不図示の定着部材等を有する。
【００２１】
加熱回転体５１は、長尺の無端状のベルトであり、加熱回転体５１の後述する抵抗発熱体層５１３には長尺の給電ローラー１００２、１００３を介して電源部１０００から周方向に電圧が印加される。これにより、図２（ｂ）の白抜き矢印で示すように、給電ローラー１００２、１００３間を周方向に電流が流れる。
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、長手方向の中央部付近）には、不図示の温度センサーが配置されている。温度センサーは、加熱回転体５１の外周面の表面温度を検出し、制御部６０は、温度センサーの検出する温度に応じて電源部１０００から加熱回転体５１の後述する抵抗発熱体層５１３への給電を制御して加熱回転体５１の温度を制御し、加熱回転体５１の外周面の温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）になるように制御する。
【００２２】
図３は、加熱回転体５１の詳細な構成を示す断面図である。同図に示すように、加熱回転体５１は、抵抗発熱体層５１３、補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成されている。
抵抗発熱体層５１３は、電源部１０００から給電ローラー１００２、１００３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５１３は、耐熱性樹脂上又は耐熱性樹脂中において、繊維状、針状又はフレーク状の導電性フィラーが周方向（電圧印加方向）に配向するように分散されて構成されている。
【００２３】
図４（ａ）は、抵抗発熱体層５１３の微細構造をイメージ的に表した図である。同図（ａ）の符号５１３は、抵抗発熱体層を、符号５１３ａは、導電性フィラーを、符号５１３ｂは、耐熱性樹脂をそれぞれ表す。同図（ａ）に示すように、導電性フィラー５１３ａは、周方向（電圧印加方向）に配向するように分散されており、これにより、抵抗発熱体層５１３においては、周方向（電圧印加方向）の方が長手方向（電圧印加方向と直交する方向）よりも導電性が高くなり、図４（ｂ）の白抜き矢印の長さで示すように電圧印加方向（Ｒｙの方向）と電圧印加方向と直交する方向（Ｒｘの方向）との間で、電気抵抗（体積抵抗率）が異なる抵抗異方性を有するように構成される（電圧印加方向（Ｒｙの方向）に比べ、電圧印加方向と直交する方向（Ｒｘの方向）の方が、電気抵抗（体積抵抗率）が大きくなるように構成される）。
【００２４】
その結果、抵抗発熱体層５１３において、電圧印加方向と直交する方向に損傷が生じたときに、抵抗異方性が無い場合に比べ、電流が損傷部を直交方向に迂回して流れにくくすることができ、その分、損傷時に流れる電流量が少なくなるので、損傷が生じた場合に流れる電流量の、損傷がない場合に流れる電流量からの変化量（電流量低下量）を大きくすることができる。
【００２５】
電圧印加方向と電圧印加方向と直交する方向の両方向における体積抵抗率の比の調整は、電圧印加方向へ配向する導電性フィラーの密度や電圧印加方向へ配向した導電性フィラーパターン間の間隔（電圧印加方向と直交する方向の間隔）を調整することにより、両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができるとともに、両方向の体積抵抗率を所定の体積抵抗率に調整することができる。
【００２６】
抵抗発熱体層５１３に用いる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等を用いることができる。その中でも、ポリイミド樹脂は、耐熱性、絶縁性及び機械的強度等に優れた特性を示すので、ポリイミド樹脂を用いるのが望ましい。
【００２７】
導電性フィラーとしては、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種類以上の導電性フィラー（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。
導電性フィラーの形状は、同一含有量で導電性フィラー同士が線状に絡み合い、互いに接触しやすくして、接触確率を高めるため、繊維状、針状又はフレーク状の形状が望ましい。これにより、均一な電気抵抗を有する抵抗発熱体層５１３を成型することができる。
【００２８】
抵抗発熱体層５１３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５１３の体積抵抗率は、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、当該体積抵抗率は、１．０×１０−５〜５．０×１０−３Ω・ｍの範囲内であることが望ましい。
図３の説明に戻って、補強層５１４は、抵抗発熱体層５１３の強度を補強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。補強層５１４の厚さは、任意であるが、５〜１００μｍ程度が望ましい。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するゴム材や樹脂材を用いる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを材料として用いることができる。
【００２９】
弾性層５１５の厚さは、１０〜８００μｍ、さらに望ましくは５０〜３００μｍ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５１３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。
【００３０】
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。
【００３１】
図２（ａ）の説明に戻って、加圧ローラー１００４は、芯金１００４Ａの軸方向両端部が不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラー1１００４は、駆動モータ（不図示）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。この加圧ローラー１００４の回転に伴って加熱回転体５１が矢印Ａ方向に従動回転する。
加圧ローラー１００４は、長尺の円筒状の芯金１００４Ａの周囲に、弾性層１００４Ｂを介して離型層１００４Ｃ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の外周面を介して不図示の定着部材を押圧して、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領域が形成される。
【００３２】
芯金１００４Ａは、加圧ローラー１００４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１００４Ａ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。弾性層１００４Ｂ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１００４Ｃは、離型層５１６と同様に、加圧ローラー１００４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５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
【００３３】
［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、正常電流値記憶部６０６、警告メッセージ記憶部６０７等を備える。
【００３４】
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の電源部１０００及び電流計１００１等、画像読取部７、操作パネル８を制御するためのプログラムや後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理を制御するプログラム等が格納されている。
【００３５】
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や画像読取部７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。正常電流値記憶部６０６は、正常電流値（Ｉ０）及び異常発熱基準値を記憶している。ここで、「正常電流値」とは、抵抗発熱体層５１３に損傷がない時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流値のことをいい、具体的には、加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度（例えば、１５０℃）に達した時（ウォームアップ完了時又は印刷ジョブ実行時）に抵抗発熱体層５１３を流れる電流値のことをいう。
【００３６】
又「異常発熱基準値」とは、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１３に損傷が生じ、異常発熱が発生しているか否かの判定基準となる、異常発熱時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量の、正常電流値からの変化量に相当する値のことをいう。
具体的には、抵抗発熱体層５１３において、その長手方向の全長の長さの３０％の長さに相当する損傷部を長手方向に形成した場合においてウォームアップ完了時に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量の、正常電流値からの変化量に相当する値のことをいう。当該変化量は、後述するαの算出式（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を用いて算出される。上記の算出式において、Ｉ０に正常電流値を、Ｉに抵抗発熱体層５１３の長手方向の全長の長さの３０％の長さに相当する損傷部を長手方向に形成した場合に抵抗発熱体層５１３を流れる電流量を代入することにより、当該変化量が算出される。
【００３７】
警告メッセージ記憶部６０７は、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理において、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断された場合に、操作パネル８に表示される警告メッセージを表示するためのデータを記憶している。具体的には、異常発熱が発生している旨のメッセージを示すデータを記憶している。
【００３８】
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、定着装置５の電源部１０００及び電流計１００１等、画像読取部７、操作パネル８等を制御したり、後述するウォームアップ時異常発熱検出処理、印刷ジョブ実行時異常発熱検出処理を制御したりする。
画像読取部７は、スキャナー等の画像入力装置から構成され、用紙等の記録シートに記載されている文字や図形等の情報を読取り、画像データを形成する。
操作パネル６は、複数の入力キーと液晶表示部を備え、液晶表示部の表面にはタッチパネルが積層されている。タッチパネルからのタッチ入力又は入力キーからのキー入力により、ユーザからの指示を受取り、制御部６０に通知する。
【００３９】
［４］加熱回転体の製造方法
（１）抵抗発熱体層５１３の前駆体の塗布工程
導電性フィラーをポリイミド前駆体溶液に混合し、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を調製し、調整した前駆体溶液を円筒状金型の外周面にノズルで塗布する。その際、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を、ノズルを周方向に走査しながら円筒状金型の外周面に塗布することで、導電性フィラーが周方向に配向する。さらに、円筒状の金型の外周面を円筒軸方向に所定の距離ずつ移動させ、所定距離移動する毎に、上記のように導電性フィラーを周方向にノズルで塗布する。
【００４０】
塗布後、加熱により、塗布されたポリイミド前駆体が半硬化状態になるようにする。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱することにより、ポリイミド前駆体を半硬化状態にすることができる。
ポリイミド前駆体溶液に分散される導電性フィラーの重量は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、導電性フィラーの重量が５０〜３００重量％となるように、調整される。これにより、定着装置５の発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１３の体積抵抗率を調整することができる。
【００４１】
又、周方向に塗布する導電性フィラーの密度や円筒状金型の外周面を移動させる移動距離を調整することにより、周方向（電圧印加方向）及び円筒軸方向（電圧印加方向と直交する方向）の両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
（２）補強層５１４の前駆体の塗布工程
ポリイミド前駆体溶液を補強層５１４の前駆体として、導電性フィラー塗布後の円筒状金型の外周面に塗布する。
（３）補強層５１４の成形工程
塗布された補強層５１４の前駆体を、（１）と同様にポリイミド前駆体が半硬化状態になるように加熱して当該前駆体を成形する。
（４）ポリイミド前駆体のイミド化工程
成形されたポリイミド前駆体を加熱し、ポリイミド前駆体のイミド化を完了させる。ポリイミド前駆体の加熱は、例えば、約３５０℃で１時間程度加熱することにより、行う。これにより、両層のイミド化がほぼ同時に完了し、抵抗発熱体層５１３と補強層５１４とが形成されるとともに、両層間の接着性を高めることができる。
（５）弾性層５１５の前駆体の塗布工程
補強層５１４の外面にプライマーを塗布して乾燥した後、さらに、シリコーンゴム前駆体溶液を塗布する。プライマーとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−４０５」を用いることができる。
【００４２】
又、シリコーンゴム前駆体溶液としては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＰ８１−Ａ６３６１」を用いることができる。
（６）弾性層５１５の成形工程
塗布されたシリコーンゴム前駆体溶液を加熱して一次加硫を行い、弾性層５１５を成形する。一次加硫は、シリコーンゴム前駆体溶液を、例えば、約１５０℃のオーブンで１０分程度加熱することにより行われる。
（７）離型層５１６による弾性層５１５被覆工程
弾性層５１５との接着性をよくするために離型層５１６の内面にシリコーンゴム前駆体の付加型液状シリコーンゴムを塗布した後、当該離型層５１６で弾性層５１５を被覆する。付加型シリコーンゴムとしては、例えば、モメンティブ・パーフォーマンス・マテリアルズ社製の「ＸＥ１５−Ｂ７３５４−４０Ｋ×２Ｓ」を用いることができる。又、離型層５１６としては、例えば、ＰＦＡチューブを用いることができる。
（８）接着工程
弾性層５１５及び離型層５１６に塗布されたシリコーンゴム前駆体を加熱して二次加硫を行い、両層を接着する。二次加硫は、シリコーンゴム前駆体を例えば、約２００℃のオーブンで４時間程度加熱することにより行われる。これにより、加熱回転体５１が形成される。
［５］異常発熱検出処理
図６は、制御部６０が行うウォームアップ時異常発熱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、プリンター１の電源がオンされた場合や定着装置５への給電が停止された状態（スリープ状態）に有るときに操作パネル８や通信Ｉ／Ｆ部６０２を介してユーザから印刷指示が入力された場合に、電源部１０００を介して加熱回転体５１へ給電を開始し、定着装置５のウォームアップを開始する（ステップＳ６０１）。
【００４３】
そして、制御部６０は、加熱回転体５１の外周面の近傍に配置された温度センサーの検出する温度を監視し、当該温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）に達すると、電流計１００１を介して抵抗発熱体層５１３を流れる電流量を示す電流値（Ｉ）を取得し（ステップＳ６０２）、電源部１０００への給電のオン・オフを制御して、加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度に維持されるように制御する。
【００４４】
次に、制御部６０は、正常電流値記憶部６０６に記憶されている、正常電流値（Ｉ０）を取得し、取得したＩ０及びＩに基づいて、正常電流値からの電流変化量α（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を算出し（ステップＳ６０３）、αが正常電流値記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値以上か否かを判定する（ステップＳ６０４）。
αが異常発熱基準値以上である場合には（ステップＳ６０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断し、定着装置５の電源部１０００への給電を停止し、警告メッセージ記憶部６０７に記憶されているデータに基づいて、操作パネル８の液晶表示部に異常発熱が発生している旨の警告メッセージを表示させる（ステップＳ６０５）。
【００４５】
図７は、制御部６０が行う印刷ジョブ実行時異常発熱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８や通信Ｉ／Ｆ部６０２を介してユーザから印刷指示が入力され、定着装置５のウォームアップが完了している場合（加熱回転体５１の外周面の表面温度が定着温度に達している場合）、印刷ジョブを開始し（ステップＳ７０１）、電流計１００１を介して抵抗発熱体層５１３の電流量を示す電流値（Ｉ）を取得し（ステップＳ７０２）、正常電流値記憶部６０６に記憶されている、正常電流値（Ｉ０）を取得し、取得したＩ０及びＩに基づいて、正常電流値からの電流変化量α（α＝（Ｉ０―Ｉ）／Ｉ０×１００）を算出し（ステップＳ７０３）、αが正常電流値記憶部６０６に記憶されている異常発熱基準値以上か否かを判定する（ステップＳ７０４）。
【００４６】
αが異常発熱基準値以上である場合には（ステップＳ７０４：ＹＥＳ）、制御部６０は、抵抗発熱体層５１３に異常発熱が発生したと判断し、定着装置５の電源部１０００への給電を停止し、警告メッセージ記憶部６０７に記憶されているデータに基づいて、操作パネル８の液晶表示部に異常発熱が発生している旨の警告メッセージを表示させる（ステップＳ７０５）。
【００４７】
一方、αが異常発熱基準値未満であり（ステップＳ７０４：ＮＯ）、印刷ジョブが完了していない場合（処理すべき印刷ジョブが残っている場合、ステップＳ７０６：ＮＯ）、制御部６０は、ステップＳ７０２の処理に移行する。
［６］αとＲｘ方向とＲｙ方向の電気抵抗比との関係
図６及び図７に示す異常発熱検出処理においては、正常電流値からの電流変化量αの大きさに応じて異常発熱の発生有無を判定しているが、αは、抵抗発熱体層５１３のＲｙ方向の体積抵抗率（Ｒ１）に対する抵抗発熱体層５１３のＲｘ方向の体積抵抗率（Ｒ２）の比Ｒ２／Ｒ１に応じて変化する。図８は、αとＲ２／Ｒ１との関係について調べた実験結果を示す。同実験は、図９に示すように、Ｒ２／Ｒ１比の異なる各抵抗発熱体層の周方向中央部付近においてＲｘ方向に、当該抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さＤに対して、０．３Ｄの長さの損傷部９１を形成し、当該抵抗発熱体層を用いて加熱回転体を形成し、ウォームアップ動作終了時における当該抵抗発熱体層を流れる電流値を測定し、当該測定結果に基づいてαを算出することにより行った。図９の符号１００２、１００３は、給電ローラーを示す。又、本実験における、各加熱回転体の抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さは、３４０ｍｍ、周方向の全周の長さは、９０ｍｍ、損傷部の長手方向の長さは、１０２ｍｍ、各加熱回転体の抵抗発熱体層への印加電圧は１００Ｖ、各抵抗発熱体層の両給電ローラー間の抵抗値は９．５Ωとした。
【００４８】
図８の実験結果が示すように、抵抗発熱体層が損傷した場合におけるαの値は、Ｒ２／Ｒ１の値が大きくなるに従って大きくなっている。このαの値が小さいと、電流計が接続されている電流検出回路における測定誤差の影響を受けやすくなり、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を精度よく検出するのが困難となる。電流検出回路における測定誤差は、用いる電流計等により異なるが、電流検出回路における測定誤差の大きさに応じて、抵抗発熱体層が損傷した場合におけるαの値が、測定誤差による変化量よりも有為に大きくなるように、図８の実験結果に基づいて抵抗発熱体層５１３のＲ２／Ｒ１の値を決定することができる。
【００４９】
例えば、本実験で用いている電流検出回路（電流計１００１が接続されている電流検出回路）における測定誤差は３％であり、異常発熱時におけるαの値が、当該測定誤差による変化量よりも有為に大きくなるようにするには、Ｒ２／Ｒ１値が少なくとも４以上となるように抵抗発熱体層５１３の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を調整することが必要となる。
【００５０】
Ｒ２／Ｒ１値が少なくとも４以上となるように抵抗発熱体層５１３の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を調整することにより、異常発熱時におけるαの値を、５％を超える値とすることができ、本実験で用いている電流検出回路における測定誤差（３％）より有為に大きくすることができるので、当該測定誤差の影響を受けることなく、図６及び図７に示す異常発熱検出処理を用いて異常発熱の発生を検出することができ、異常発熱の有無を精度よく判定することができる。
【００５１】
このように、抵抗発熱体層の電圧印加方向及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比率を、電流検出回路の測定誤差に応じて調整することにより、当該測定誤差の影響を受けることなく、抵抗発熱体層の異常発熱の有無を、電流検出回路を用いて精度よく検出することができる。その結果、従来、測定誤差の影響により、抵抗発熱体層を流れる電流の変化を、単に電流計で測定するだけでは、検出困難であった抵抗発熱体層における異常発熱の検出を可能にすることができた。
（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。
【００５２】
（１）本実施の形態においては、加熱回転体５１の抵抗発熱体層５１３への電圧印加方向を周方向とし、抵抗発熱体層５１３中を周方向に電流が流れる構成としたが、電圧印加方向を加熱回転体の長手方向とし、加熱回転体の抵抗発熱体層中を長手方向に電流が流れる構成としてもよい。例えば、定着装置を図１０の斜視図に示すような構成としてもよい。
【００５３】
同図に示すように、定着装置５Ｂは、加熱回転体５１Ｂと、定着ローラー５２と、加圧ローラー５３と、加熱回転体５１Ｂ（後述する抵抗発熱体層５１３Ｂ）の両端部に電圧を印加して通電させる電源部５００と、加熱回転体５１Ｂ（後述する抵抗発熱体層５１３Ｂ）を流れる電流量を測定する電流計５０３と、加熱回転体５１Ｂ（後述する電極５１１、５１２）に給電するための給電部材５０１、５０２と、を有する。
【００５４】
加熱回転体５１Ｂ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から給電部材５０１、５０２を介して電圧が印加され、給電が行われる。給電部材としては、例えば、給電ブラシや給電ローラーを用いることができる。給電部材からの給電により、両電極間に電流が流れて、加熱回転体５１Ｂがジュール発熱する。
【００５５】
さらに、加熱回転体５１Ｂの外周面の近傍の所定の位置（ここでは、長手方向の中央部付近）には、不図示の温度センサーが配置されている。温度センサーは、加熱回転体５１Ｂの外周面の表面温度を検出し、制御部６０は、温度センサーの検出する温度に応じて電源部５００から加熱回転体５１Ｂへの給電を制御して加熱回転体５１Ｂの温度を制御し、加熱回転体５１Ｂの外周面の温度が定着温度（例えば、１５０°Ｃ）になるように制御する。
【００５６】
図１１は、加熱回転体５１Ｂの詳細な構成を示す断面図である。同図に示すように、符号３０１で示す画像領域においては、加熱回転体５１Ｂは、本実施の形態の加熱回転体５１と同様に、抵抗発熱体層５１３、補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されて構成されている。加熱回転体５１と同一の構成要素については、同一の番号を付しており、以下、説明を省略する
ここで、「画像領域３０１」は、記録シート上の画像が通紙される範囲に対応する加熱回転体５１上のベルト幅方向の領域を示す。なお、図１０に示す画像領域についても同様である。
【００５７】
抵抗発熱体層５１３Ｂは、電源部５００から電極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５１３は、耐熱性樹脂上又は耐熱性樹脂中において、繊維状、針状又はフレーク状の導電性フィラーが長手方向（電圧印加方向）に配向するように分散されて構成されている。
図１２は、抵抗発熱体層５１３Ｂの微細構造をイメージ的に表した図である。同図（ａ）の符号５１３Ｂは、抵抗発熱体層を、符号５１３Ｂａは、導電性フィラーを、符号５１３Ｂｂは、耐熱性樹脂をそれぞれ表す。同図（ａ）に示すように、導電性フィラー５１３Ｂａは、長手方向（電圧印加方向）に配向するように分散されており、これにより、抵抗発熱体層５１３Ｂにおいては、電圧印加方向の方が周方向（電圧印加方向と直交する方向）よりも導電性が高くなり、同図（ｂ）の白抜き矢印の長さで示すように電圧印加方向（Ｒｘの方向）と電圧印加方向と直交する方向（Ｒｙの方向）との間で、電気抵抗（体積抵抗率）が異なる抵抗異方性を示すように構成される（電圧印加方向（Ｒｘの方向）に比べ、電圧印加方向と直交する方向（Ｒｙの方向）の方が、電気抵抗（体積抵抗率）が大きくなるように構成される）。
【００５８】
一方、図１１の符号３０２ａ、３０２ｂで示す両端部の非画像領域においては、加熱回転体５１Ｂは、符号３０３ａ、３０３ｂで示す露出領域と、符号３０４ａ、３０４ｂで示す重複領域とから構成されている。
ここで、「非画像領域３０２ａ、３０２ｂ」は、記録シート上の画像が通紙されない範囲に対応する加熱回転体５１Ｂ上のベルト幅方向の領域を示す。図１０に示す非画像領域についても同様である。
【００５９】
露出領域３０３ａ、３０３ｂにおいては、電極５１１、５１２がそれぞれ単層で露出し、重複領域３０４ａ、３０４ｂにおいては、電極５１１、５１２がそれぞれ抵抗発熱体層５１３Ｂで被覆され、電極５１１と抵抗発熱体層５１３Ｂとの両層、電極５１２と抵抗発熱体層５１３Ｂとの両層がそれぞれ、重なり合って重複するように構成されている。さらに、両層の上に補強層５１４、弾性層５１５、離型層５１６が、この順に積層されている。
【００６０】
電極５１１、５１２は、導電性の材料から構成される。電極の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、真鍮、リン青銅等の金属を用いることができるが、体積抵抗率が低く、耐熱性、対酸化性に優れたニッケル、ステンレス、アルミニウム等の使用が望ましい。電極の厚さは、厚い方が、剛性が高く、破壊に対して抵抗力が高いが、加圧部材により形成される定着ニップ部において変形し難くなるため、柔軟性とのバランスを考慮すると、１０〜１００μｍ、更には３０〜７０μｍ程度が望ましい。
【００６１】
図１０の説明に戻って、給電部材５０１及び５０２には、給電部材を加熱回転体５１の周回経路内側の方向に押圧する付勢部材５０１１、５０２１がそれぞれ設けられている。付勢部材としては、例えば、圧縮ばねを用いることができる。付勢部材５０１１、５０２１の押圧力により、給電部材が露出領域において電極に圧接される。
定着ローラー５２と加圧ローラー５３は、芯金５２２、５３２の軸方向両端部５２１、５３１が不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。加圧ローラー５３は、駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより矢印Ｄ方向に回転駆動される。この加圧ローラー５３の回転に伴って加熱回転体５１Ｂと定着ローラー５２が矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００６２】
定着ローラー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５１Ｂの周回経路の内側に配され、軸方向の長さが、加熱回転体５１Ｂの両端部の露出領域において電極５１１、５１２がそれぞれ対応する給電部材と圧接する圧接位置間の軸方向の長さより長くなるように構成されている。芯金５２２は、定着ローラー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。
【００６３】
断熱層５２３は、加熱回転体５１Ｂ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Ｂ５１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５２３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。
【００６４】
加圧ローラー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５１Ｂの周回経路外側に配置され、加熱回転体５１Ｂの外側から加熱回転体５１Ｂの外周面を介して定着ローラー５２を押圧して、加熱回転体５１Ｂの外周面との間に周方向に所定幅を有する定着ニップ領域が形成される。
芯金５３２は、加圧ローラー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。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５１６と同様に、加圧ローラー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５１６と同様の材料及び厚さで構成することができる。
【００６５】
加熱回転体５１Ｂは、以下に示す（ａ）〜（ｋ）の工程を経て製造される。
（ａ）電極５１１、５１２の形成工程
電極形成用の金属（例えば、ニッケル、ステンレス、アルミニウム）を加工して３０〜７０μｍの厚さのリング形状の電極（電極５１１、５１２）を形成する。加工法としては、例えば、電鋳加工、へら絞り加工、プレス絞り加工等を用いることができる。又、電極形成用の金属シートを用いて、レーザ溶接によりリング形状の電極を形成することとしてもよい。
（ｂ）円筒状金型への電極５１１、５１２のセット工程
円筒状の金型の表面に離型剤を塗布して型離れを良くした後、（１）で形成したリング形状の電極５１１、５１２をそれぞれ、軸方向に所定の間隔（画像領域のベルト幅方向の長さに相当する間隔）をあけて円筒状の金型に嵌めこむことにより、電極５１１、５１２をそれぞれ円筒状金型にセットする。
（ｃ）抵抗発熱体層５１３Ｂの前駆体の塗布工程
導電性フィラーをポリイミド前駆体溶液に混合し、導電性フィラーが分散されたポリイミド前駆体溶液を調製し、円筒状金型にセットされた電極５１１、５１２の露出領域に相当する領域をマスクした状態で、調整した前駆体溶液を円筒状金型の外周面にノズルで塗布する。その際、ノズルを円筒軸方向に走査しながら、円筒状金型を回転させてゆく。より具体的には、ノズルを円筒軸方向に走査して導電性フィラーを円筒軸方向に配向させ、さらに円筒状金型を所定の角度ずつ回転させて、１周回させ、所定の角度だけ回転する毎に、ノズルを円筒軸方向へ走査する。
【００６６】
塗布後、加熱により、塗布されたポリイミド前駆体が半硬化状態になるようにする。例えば、約１００℃のオーブンで１時間程度加熱することにより、ポリイミド前駆体を半硬化状態にすることができる。
ポリイミド前駆体溶液に分散される導電性フィラーの重量は、ポリイミド前駆体溶液中のポリイミド前駆体の固形重量に対して、導電性フィラーの重量が５０〜３００重量％となるように、調整される。これにより、定着装置５Ｂの発熱量が５００〜１５００Ｗの範囲内になるように、抵抗発熱体層５１３Ｂの体積抵抗率を調整することができる。
【００６７】
又、円筒軸方向に塗布する導電性フィラーの密度や円筒状金型を回転させる角度を調整することにより、円筒軸方向（電圧印加方向）及びその直交方向の両方向の体積抵抗率の比が、所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
例えば、ノズル径、ノズル走査速度、ノズル吐出量、円筒状金型の回転速度、導電性フィラーを混合したポリイミド前駆体溶液の粘度などを調節することにより所望の比率の抵抗発熱体層５１３を得ることができる。
（ｄ）補強層５１４の前駆体の塗布工程、（ｅ）補強層５１４の成形工程、（ｆ）ポリイミド前駆体のイミド化工程、（ｇ）弾性層５１５の前駆体の塗布工程、（ｈ）弾性層５１５の成形工程、（ｉ）離型層５１６による弾性層５１５被覆工程、（ｊ）接着工程については、本実施の形態の抵抗発熱体層５１３についての各対応する工程と同様である。
（ｋ）．マスク除去工程
円筒状金型にセットされた電極５１１、５１２のマスクを除去し、円筒状金型上に形成された加熱回転体５１Ｂを金型からはずす。
【００６８】
本変形例の抵抗発熱体層５１３Ｂについて、αと電圧印加方向の体積抵抗率（Ｒ１’）に対する電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率（Ｒ２’）の比（Ｒ２’／Ｒ１’）との関係について調べた実験結果は、本実施の形態の抵抗発熱体層５１３の場合の実験結果（図８）と同様の結果であった。当該実験は、図１３に示すように、Ｒ２’／Ｒ１’比の異なる各抵抗発熱体層の長手方向中央部付近においてＲｙ方向に、当該抵抗発熱体層の周方向の全周の長さＥに対して、０．３Ｅの長さの損傷部８１を形成し、当該抵抗発熱体層を用いて加熱回転体を形成し、ウォームアップ動作終了時における当該抵抗発熱体層を流れる電流値を測定し、当該測定結果に基づいてαを算出することにより行った。図１３の符号５１１、５１２は、電極を示す。又、本実験における、各加熱回転体の抵抗発熱体層の長手方向の全長の長さは、３４０ｍｍ、周方向の全周の長さは、９０ｍｍ、損傷部の周方向の長さは、２７ｍｍ、各加熱回転体の抵抗発熱体層への印加電圧は１００Ｖ、各抵抗発熱体層の両電極間の抵抗値は９．５Ωとした。
【００６９】
（２）（１）の変形例の加熱回転体５１Ｂでは、補強層５１４を、抵抗発熱体層５１３の上に積層し、電極５１１、５１２の一部が単層で露出した構成としたが、加熱回転体の構成は、上記の構成に限定されず、他の構成であってもよい。例えば、加熱回転体の構成を図１４に示す構成とすることとしてもよい。同図において加熱回転体５１Ｃを構成する要素は、加熱回転体５１Ｂの構成要素と同一であるので、各構成要素について、加熱回転体５１の対応する構成要素と同一の番号を付与している。同図に示すように、加熱回転体５１Ｃにおいては、抵抗発熱体層５１３Ｂは、補強層５１４の上に積層され、電極５１１、５１２は、それぞれ、抵抗発熱体層５１３Ｂ上に形成されている。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、プリンター、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体として用いた定着装置における異常発熱を検出する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１ プリンター
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
７ 画像読取部
８ 操作パネル
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラー
１３ 従動ローラー
１４、３５Ｙ クリーナー
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ １次転写ローラー
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラー
４３ 搬送路
４４ タイミングローラー
４５ ２次転写ローラー
４６ ２次転写位置
５１、５１Ｂ、５１Ｃ 加熱回転体
５２ 定着ローラー
５３、１００４ 加圧ローラー
６０ 制御部
７１ 排出ローラー
７２ 排紙トレイ
５００、１０００ 電源部
５０１、５０２ 給電部材
５０３、１００１ 電流計
５１１、５１２ 電極
５１３、５１３Ｂ 抵抗発熱体層
５１４ 補強層
５１５、５３３ 弾性層
５１６、５３４、１００４Ｃ 離型層
５２１、５３１ 芯金端部
５２２、５３２、１００４Ａ 芯金
５２３、１００４Ｂ 断熱層
６０１ ＣＰＵ
６０２ 通信Ｉ／Ｆ部
６０３ ＲＯＭ
６０４ ＲＡＭ
６０５ 画像データ記憶部
６０６ 正常電流値記憶部
６０７ 警告メッセージ記憶部
１００２、１００３ 給電ローラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、
通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトと、
前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電手段と、
前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出手段と、
前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出手段による検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定手段と、
を備え、
前記抵抗発熱体層は、前記通電手段の電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記所定量は、前記判定手段による前記損傷の有無の判定が可能な変化量の限界値よりも大きい量である
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂において導電性フィラーが電圧印加方向に配向した構成となっている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱ベルトは、長手方向の両端部に前記抵抗発熱体層に給電するための給電電極を有し、
前記通電手段は、前記各給電電極を介して前記長手方向に電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記各給電電極は、前記加熱ベルトの全周に形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記通電手段は、前記加熱ベルトの周方向に電圧を印加することにより、前記抵抗発熱体層を通電させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記抵抗発熱体層は、Ｒ２／Ｒ１の値が４以上となるように構成されている
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。
【請求項８】
請求項１〜７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。
【請求項９】
通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトを備え、記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置における抵抗発熱体層の損傷を検出する損傷検出方法であって、
前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電ステップと、
前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出ステップと、
前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出ステップによる検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定ステップと、
を含み、
前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する
ことを特徴とする抵抗発熱体層の損傷検出方法。
【請求項１】
記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置であって、
通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトと、
前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電手段と、
前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出手段と、
前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出手段による検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定手段と、
を備え、
前記抵抗発熱体層は、前記通電手段の電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記所定量は、前記判定手段による前記損傷の有無の判定が可能な変化量の限界値よりも大きい量である
ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記抵抗発熱体層は、耐熱性樹脂において導電性フィラーが電圧印加方向に配向した構成となっている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱ベルトは、長手方向の両端部に前記抵抗発熱体層に給電するための給電電極を有し、
前記通電手段は、前記各給電電極を介して前記長手方向に電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記各給電電極は、前記加熱ベルトの全周に形成されている
ことを特徴とする請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記通電手段は、前記加熱ベルトの周方向に電圧を印加することにより、前記抵抗発熱体層を通電させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記抵抗発熱体層は、Ｒ２／Ｒ１の値が４以上となるように構成されている
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。
【請求項８】
請求項１〜７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。
【請求項９】
通電により発熱する抵抗発熱体層を有し、当該抵抗発熱体層の発する熱により記録シート上の未定着画像を熱融着させる、無端状の加熱ベルトを備え、記録シート上の未定着画像を熱定着させる定着装置における抵抗発熱体層の損傷を検出する損傷検出方法であって、
前記抵抗発熱体層に電圧を印加して通電させる通電ステップと、
前記抵抗発熱体層を流れる電流量を検出する検出ステップと、
前記抵抗発熱体層に損傷がない場合に流れる電流量と、前記検出ステップによる検出時点における実際の電流量との変化量を監視することにより、前記抵抗発熱体層の損傷の有無を判定する判定ステップと、
を含み、
前記抵抗発熱体層は、電圧印加方向の体積抵抗率Ｒ１よりも、電圧印加方向と直交する方向の体積抵抗率Ｒ２の方が大きい（Ｒ１＜Ｒ２）抵抗異方性を有する
ことを特徴とする抵抗発熱体層の損傷検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−９２５７１（Ｐ２０１３−９２５７１Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３３１３１（Ｐ２０１１−２３３１３１）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]