定着装置および画像形成装置
【課題】非通紙領域における過剰昇温の発生を低コストで防止することが可能な定着装置を提供する。
【解決手段】加熱部材により未定着画像を熱融着する定着装置であって、加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度に達すると起動し、当該領域の過昇温を抑制する抑制装置と、加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出可能な非接触型の温度センサーと、その配置位置が加熱部材の通紙領域と対向する場合には、その検出温度に応じて、非通紙領域の温度が所定温度を超えたか否かを判定し(S1205)、超えた場合に抑制装置を起動する(S1206)制御手段と、を備え、温度センサーは、非通紙領域の温度が定着温度から所定温度までの範囲内にある場合において、検出温度と非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されている。
【解決手段】加熱部材により未定着画像を熱融着する定着装置であって、加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度に達すると起動し、当該領域の過昇温を抑制する抑制装置と、加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出可能な非接触型の温度センサーと、その配置位置が加熱部材の通紙領域と対向する場合には、その検出温度に応じて、非通紙領域の温度が所定温度を超えたか否かを判定し(S1205)、超えた場合に抑制装置を起動する(S1206)制御手段と、を備え、温度センサーは、非通紙領域の温度が定着温度から所定温度までの範囲内にある場合において、検出温度と非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置およびそのような定着装置を備えた画像形成装置に関し、特に、複数サイズの記録紙にトナー像を定着する定着装置において、非通紙領域における過昇温を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の分野においては、ウォームアップ時間の短縮化や省エネルギー化を図るため、熱容量の小さい加熱部材を用いて熱定着動作を行う定着装置が利用されるようになってきている。例えば、電磁誘導加熱方式利用した定着装置では、励磁コイルに高周波数の電流を流すことにより磁束を発生させ、低熱容量の加熱部材（厚みの薄い発熱層）を誘導加熱することにより、熱定着動作が行われる。
【０００３】
一方、このような熱容量の小さい加熱部材を用いた場合には、用紙の幅の小さい記録シート（例えば、Ａ６縦の用紙幅１０５ｍｍの記録シート）について連続的に熱定着動作を行った場合に、加熱部材の非通紙領域が過剰に昇温されやすい。加熱部材の熱容量が小さいと、記録シートの通紙により熱が奪われ、通紙領域の温度が定着温度より低下するので、当該領域の温度を定着温度に維持するように熱定着動作中、加熱部材は、随時加熱され、これにより、記録シートの通紙により熱が奪われない、加熱部材の非通紙領域が過剰に加熱され、昇温されることになる。
【０００４】
加熱部材の非通紙領域が過剰に昇温され、定着装置の耐熱温度（例えば、定着装置に一般的に用いられる耐熱部材であるシリコーンの耐熱温度２４０℃）を超えると、定着装置が熱損傷を受けるおそれがあるため、例えば、特許文献１には、電磁誘導加熱方式の定着装置において、加熱部材の非通紙領域に温度センサーを配置して、当該温度センサーの検出する温度に応じて消磁コイルを駆動させ、当該非通紙領域における昇温を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
この温度センサーは、加熱部材の表面に接触跡が形成され、当該接触跡により熱定着後の画像品質が劣化しないように、非接触型の温度センサーを用いるのが望ましい（特許文献２参照）。この場合には、加熱部材の表面の温度を直接測定できないため、検出温度を、予め実験で定めた補正係数で補正した補正値を用いて表面温度が測定される。
このように、加熱部材の非通紙領域の表面温度に応じて消磁コイルを駆動させることにより、用紙の幅の小さい記録シートについて連続的に熱定着動作を行った場合に、当該非通紙領域が過剰に昇温して、定着装置の耐熱温度を超えないように制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２１６４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−６６３４７号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加熱部材の非通紙領域の表面温度は、隣接する記録シートが通紙される通紙領域の雰囲気温度の影響を受けるため、特許文献３の図５に示すように、通紙領域の端部から幅方向にある程度離れた位置で最も高くなる。このため、用紙の幅の大きい記録シート（例えば、Ａ４横の用紙幅の記録シート）を加熱部材に通紙した場合には、非通紙領域の幅方向の長さ（通紙領域の末端から加熱部材の有効加熱領域の末端までの長さ）が、用紙幅の小さい記録シート（Ａ６縦の用紙幅の記録シート）の場合に比べ、短くなり、その分、昇温量が小さくなる。
【０００８】
従って、通紙速度がそれ程速くない速度（例えば、５５ｐｐｍ程度の速度）では、用紙幅の大きい記録シートについては、消磁コイルを駆動させなくても、加熱部材の非通紙領域の表面温度が定着装置の耐熱温度を超えることはなかった。
しかしながら、通紙速度が高速化された場合には、通紙による加熱部材の温度低下を防ぐため、より多くの熱量が加熱部材に供給されるようになるので、熱定着時における加熱部材の非通紙領域の昇温量が増大し、用紙幅の大きい記録シートの熱定着時においても加熱部材の非通紙領域の表面温度が定着装置の耐熱温度を超えてしまうという問題が生じ得る。
【０００９】
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、加熱部材の非通紙領域の近傍に非接触型の温度センサーを配置した定着装置において、用紙幅の大きい記録シートについて熱定着動作を行った場合に、加熱部材の非通紙領域に過剰昇温が発生するのを低コストで防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、加熱部材により記録シートの未定着画像を熱融着する定着装置であって、熱融着時に前記加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度を超えたときに起動し、前記非通紙領域の過昇温を抑制する過昇温抑制装置と、前記加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、前記加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出することが可能な非接触型の温度センサーと、前記温度センサーの配置位置が前記加熱部材の通紙領域と対向する場合には、当該温度センサーが検出した温度に応じて、前記非通紙領域の温度が前記所定温度を超えたか否かを判定し、前記所定温度を超えた場合に前記過昇温抑制装置を起動する制御手段と、を備え、前記温度センサーは、前記非通紙領域の温度が前記定着温度から前記所定温度までの範囲内にある場合において、当該検出温度と前記非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
前記相関関係は比例関係であることとすることができる。又、前記幅方向内側の領域は、前記最大通紙幅の領域の一方の端部からの幅方向の距離が、前記最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲にある領域であることとすることができる。又、前記最大通紙幅は、２５７ｍｍより大きく２９７ｍｍ以下であることとすることができる。又、前記近接して対向する位置は、前記加熱部材から２〜４ｍｍの距離だけ離れた位置であることとすることができる。又、前記温度センサーは、サーミスタ素子と当該サーミスタ素子と接触している集熱部材とを含むこととすることができる。
【００１２】
又、前記加熱部材は電磁誘導により発熱する発熱層を有する長尺の加熱回転体であり、幅方向に沿って前記加熱回転体と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、磁束を発生して前記発熱層を電磁誘導加熱する励磁コイルを備え、前記過昇温抑制装置は、中空環状のコイルであって、前記励磁コイルよりも幅方向の長さが短く、前記励磁コイルと中空部同士が連通するように前記励磁コイルの一部と幅方向に近接して対向配置され、前記励磁コイルが発生する磁束の一部を打ち消して前記発熱層の電磁誘導加熱を抑制する少なくとも１つの消磁コイルから構成されることとすることができる。さらに、前記温度センサーは、前記中空部同士が連通している領域に配置されていることとすることができる。
【００１３】
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を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を備えることにより、非接触型の温度センサーが加熱部材の最大通紙幅よりも幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置されている場合においても、当該温度センサーを、加熱部材の非通紙領域の温度が定着温度以上の高温側において、当該温度センサーの検出温度と非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置することにより、当該温度センサーの配置位置が加熱部材の通紙領域と対向することになる場合においても、当該温度センサーの検出温度を用いて非通紙領域の温度が過昇温抑制装置を起動する温度になったか否かを判定して過昇温抑制装置の起動を制御し、加熱部材の非通紙領域における過昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】定着装置５の構成を示す分解斜視図である。
【図３】定着装置５の要部における断面図である。
【図４】発熱ベルト５１ｂの構成を示す部分断面図である。
【図５】励磁コイル８０や消磁コイル８１〜８３を制御するための回路構成を示す図である。
【図６】端部温度センサー５５の配置と最大通紙幅との関係を示す図である。
【図７】端部温度センサー５５の具体例を示す平面図である。
【図８】通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートを定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で定着ローラー５１に１分間連続通紙した場合における、定着ローラー５１の幅方向Ｊの温度分布と、端部温度センサー５５の検出温度の幅方向Ｊの温度分布とを示す図である。
【図９】端部温度センサー５１を端部近傍範囲に配置した場合における、非通紙対応領域の温度と端部温度センサー５１の検出温度との関係を示す図である。
【図１０】図９の関係図の定着温度（１８０℃）以上の高温側における温度領域における非通紙領域の表面温度（ｔ１）と、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）との対応関係を示すテーブルである。
【図１１】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１２】制御部６０が行う消磁コイル起動制御処理の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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）や図示しない表示部を有する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、これらを記録シートへ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。
【００１８】
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、二次転写ローラー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、一次転写ローラー３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー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。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、従動ローラー１２と駆動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１２の近傍には、中間転写ベルト１１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。
【００１９】
露光部１０は、レーザー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ー光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。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。
【００２０】
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の各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一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上の同じ位置で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一次転写された後、二次転写ローラー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二次転写される。
【００２１】
トナー像が二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、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
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二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。
【００２２】
給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。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、大きさ又は厚さ又は材質の異なる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。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートをニ次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、二次転写ローラー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二次転写される。
【００２３】
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、搬送モーター（不図示）を動力源とし、歯車ギヤー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。この搬送モーターとしては、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ーが使用される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の構成を示す分解斜視図である。図３は、定着装置５の要部における断面図（図２の仮想面Ｖで切断したときの断面図）である。
定着装置５は、電磁誘導加熱方式の定着装置であり、両図に示すように、定着ローラー５１、加圧ローラー５２、磁束発生部５３、中央部温度センサー５４、端部温度センサー５５等から構成される。定着ローラー５１と加圧ローラー５２とは平行に配設されて圧接され、圧接部に定着ニップＮを形成している。
【００２４】
図３に示すように、加圧ローラー５２が、不図示の駆動モーターにより矢印Ｃ方向に回転駆動されることにより、定着ローラー５１が矢印Ｂ方向に従動回転する。なお、駆動モーターの駆動は制御部６０によって制御される。定着ローラー５１は、長尺で円柱状の芯金５１１の周囲を断熱層５１２で被覆してなるローラー本体５１ａと、ローラー本体５１ａに外嵌された発熱ベルト５１ｂとから構成される。定着ローラー５１の外径は、例えば、約３０ｍｍとすることができる。
【００２５】
芯金５１１は、定着ローラー５１を支持する部材であり、例えば図２の両端部５１１ａ、５１１ｂを除く外径が約１８ｍｍの円柱体で構成される。芯金５１１を構成する材料としては、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。芯金５１１の両端部５１１ａ、５１１ｂは、不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。
断熱層５１２は、発熱ベルト５１ｂが発熱した熱を芯金５１１に逃がさないようにするとともに、発熱ベルト５１ｂを介して加圧ローラー５２と定着ニップＮを形成するための層である。断熱層５１２の厚みは例えば、約１０ｍｍとすることができる。断熱層５１２を構成する材料としては、耐熱性及び断熱性の高いものが望ましく、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発砲弾性体やシリコーンスポンジ材等を用いることができる。
【００２６】
図４は、発熱ベルト５１ｂの構成を示す部分断面図である。同図に示すように、発熱ベルト５１ｂは、金属発熱層５１３、弾性層５１４、離型層５１５がこの順に積層されて構成される。金属発熱層５１３は、電磁誘導により発熱して発熱ベルト５１ｂを発熱させる層であり、例えば、Ｎｉ，ＳＵＳ，Ｆｅ等の磁性材料からなる。金属発熱層５１３の厚みは例えば、１０〜１００μｍとすることができる。
【００２７】
弾性層５１４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５１４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５１４の厚みは、例えば、１０〜８００μｍとすることができる。弾性層５１４を構成する材料としては、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材を用いることができる。例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどを用いることができる。
【００２８】
離型層５１５は、発熱ベルト５１ｂの最外層をなし、発熱ベルト５１ｂ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５１５の厚みは、５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。離型層５１５を構成する材料としては、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。
【００２９】
図３の説明に戻って、加圧ローラー５２は、円柱状の芯金５２１の周囲に、弾性層５２２を介して離型層５２３が積層されて構成されている。定着ローラー５１を加圧ローラー５２で押圧することにより、定着ローラー５１と加圧ローラー５２との間に、周方向に所定幅を有する定着ニップＮが形成される。加圧ローラー５２の外径は、例えば、約３５ｍｍとすることができる。
【００３０】
芯金５２１は、加圧ローラー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５２１は、例えば、図２の両端部５２１ａ、５２１ｂを除く外径が約３０ｍｍの円柱体で構成される。芯金５２１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。芯金５２１の両端部５２１ａ、５２１ｂは、不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。
【００３１】
弾性層５２２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５２３は、加圧ローラー５２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。加圧ローラー５２の大きさとしては、例えば、外径約３５ｍｍのものを用いることができる。
【００３２】
磁束発生部５３は、図２、図３に示すように、励磁コイル８０、３対の消磁コイル８１、８２、８３、コイルボビン８４、メインコア８５、裾コア８６ａ、８６ｂ等から構成される。励磁コイル８０は、定着ローラー５１の幅方向Ｊ（回転軸方向）に沿って定着ローラー５１と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、耐熱性の樹脂で被覆した細い線を束ねたリッツ線を幅方向Ｊに沿って巻回してなる。励磁コイル８０は、コイルボビン８４に保持され、不図示の高周波インバータに接続されている。励磁コイル８０は、高周波電力の供給を受けて、交番磁束を発生し、当該交番磁束が定着ローラー５１の金属発熱層５１３に導かれることにより、金属発熱層５１３が電磁誘導加熱される。
【００３３】
消磁コイル８１、８２、８３は、それぞれ、中空環状のコイルであって、励磁コイル８０よりも幅方向Ｊの長さが短く、励磁コイル８０と中空部同士が連通するように、励磁コイル８０の一部と幅方向Ｊにおいて近接して対向配置されている。各消磁コイルは、リッツ線を幅方向Ｊに沿って巻回してなる。消磁コイル８１、８２、８３は、それぞれ、幅方向Ｊの一方の端部が励磁コイル８０の外面の一部と絶縁シートを挟んで密着されている。そして、消磁コイル８２、８３は、もう一方の端部がそれぞれ、隣接する消磁コイルの幅方向Ｊの端部の外面上に絶縁シートを介して重ねられている。又、消磁コイル８１のもう一方の端部は、励磁コイル８０の外面の一部と密着又は、励磁コイル８０に近接した位置に配置されている。
【００３４】
図５は、励磁コイル８０や消磁コイル８１〜８３を制御するための回路構成を示す図である。同図に示されるように、励磁コイル８０は励磁回路９０の切替えリレー９５を介して高周波電源９４に接続されている。また、消磁コイル８１〜８３はそれぞれ切替えリレー９６〜９８に直列接続されループ回路９１〜９３を形成している。切替えリレー９５、９６〜９８は何れも制御部６０の制御下にある。
【００３５】
制御部６０は、端部温度センサー５５を介して定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を監視しており、当該表面温度が所定の制御温度（例えば、２１０℃）に達すると、通紙する記録シートのサイズに応じて対応する切替えリレー９６〜９８をオンして消磁コイル８１〜８３に逆磁束を発生させる。これによって、励磁コイル８０が発生させる磁束が打ち消されるので、非通紙対応領域における過昇温が抑制される。また、言うまでも無く、制御部６０は定着ローラー５１の通紙領域の温度を監視し、画像形成時には切替えリレー９５をＯＮして励磁コイル８０に通電し、電磁誘導加熱を行なう。
【００３６】
図３の説明に戻って、中央部温度センサー５４は、定着ローラー５１の幅方向Ｊの中央部において、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。中央部温度センサー５４としては、例えば非接触型の赤外線センサーを用いることができ、制御部６０は、中央部温度センサー５４の検出結果に基づき、当該定着ローラー５１の通紙領域の表面温度が所定の定着温度（例えば、１８０℃）になるように励磁コイル８０へ供給する電力を制御する。
【００３７】
端部温度センサー５５は、図２に示すように、励磁コイル８０の長円状の中空部と、消磁コイル８３の中空部とが連通している領域において、定着ローラー５１と近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置され、定着ローラー５１の非通紙領域の温度を監視するために使用される。
図６は、端部温度センサー５５の配置と最大通紙幅との関係を示す図である。同図に示すように、端部温度センサー５５は、幅方向Ｊにおいて、Ｂ４縦サイズ２５７ｍｍより外側で最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）より内側の領域に配置されている。端部温度センサー５５が、定着ローラー５１の最大通紙幅（ここでは、Ａ４横サイズ２９７ｍｍとする。）より幅方向Ｊにおいて内側の領域に配置されているのは、最大通紙幅より外側の領域（同図の符号ａ、ｂで示す領域）は、放熱がおこりやすく、内側の領域に比べ温度が低下する傾向があり、最大通紙幅より外側の領域に端部温度センサー５５を配置すると、通紙される記録シートのサイズによっては定着ローラー５１の非通紙領域の温度が正確に測れなくなるからである。又、最大通紙幅より外側の領域に端部温度センサー５５を配置しようとすると、そのためのスペースを確保する必要があり、スペース効率が悪くなるという問題も生じる。
【００３８】
端部温度センサー５５としては、非接触型の温度センサー、例えばサーミスタを用いることができる。非接触型温度センサーは、定着ローラー５１の表面近傍の雰囲気の温度を検出するため、定着ローラー５１の表面温度の変化が遅れて検出される。これにより定着ローラー５１の表面温度と検出温度とに時間的なズレが生じるため、定着ローラー５１の非通紙領域の温度制御には、端部温度センサー５５の検出温度（Ｔ０）ではなく、当該検出温度（Ｔ０）を、予め実験等をおこなうことにより定めた補正係数（Ａ）を用いて補正した補正温度（Ｔ＝Ａ×Ｔ０）が用いられる。
【００３９】
図７は、端部温度センサー５５の具体例を示す平面図である。同図に示すように、端部温度センサー５５は、サーミスタ素子５５１が熱の放散を阻止する集熱部材であるアルミ箔５５２上に接着され、さらにアルミ箔５５２の裏面に破損を防止するためのポリイミドテープ５５３を貼り付けることにより構成されている。
又、サーミスタ素子５５１には、リード線５５４、５５５が接続されている。
【００４０】
［３］非通紙領域の温度の監視
制御部６０は、印刷対象となる記録シートのサイズが、定着ローラー５１に通紙されたときに、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する場合には、端部温度センサー５５の検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かを監視し、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向しない場合には、検出温度を補正係数で補正した補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かを監視する。
【００４１】
ここで、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向するか否かの判定は、定着ローラー５１に記録シートを通紙した場合に、端部温度センサー５５が当該通紙領域と近接して対向することになる記録シートのサイズ（以下、「通紙対向サイズ」とい。）を予め、制御部６０に記憶させておくことにより、行うことができる。
例えば、本実施の形態では、「Ａ４横サイズ２９７ｍｍ」を通紙対向サイズとして制御部６０に記憶させることとし、印刷指示された記録シートのサイズが、記憶されている通紙対向サイズと一致する場合には、制御部６０は、「端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する」と判定し、一致しない場合には、「端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向しない」と判定することとすることができる。
【００４２】
又、印刷対象となる記録シートのサイズが、通紙対向サイズである場合に、端部温度センサー５５の検出温度を直接用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かの監視を行うのは、以下の理由による。
図８は、通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートを定着ローラー５１に定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で５００枚連続通紙した場合における、定着ローラー５１の幅方向Ｊの温度分布と、端部温度センサー５５の検出温度（定着ローラー５１の近傍の雰囲気温度）の幅方向Ｊの温度分布とを示す図である。
【００４３】
同図において縦軸は、温度（℃）を、横軸は定着ローラー５１の最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の通紙領域の幅方向Ｊの中央位置（以下、「中央位置」という。）から一方の端部に向かう幅方向Ｊの距離をそれぞれ示す。符号７１は、接触型の温度センサーを用いて測定した、定着ローラー５１の幅方向Ｊの各距離（中央位置からの各距離）における表面温度の温度分布を示し、符号７２は、端部温度センサー５５を用いて検出した、定着ローラー５１近傍の雰囲気温度の幅方向Ｊの各距離（中央位置からの各距離）における温度分布を示す。当該温度分布における端部温度センサー５５の各検出位置は、端部温度センサー５５の感温部であるサーミスタ素子の位置（図7参照）を基準としている。又、端部温度センサー５５は、各検出位置において、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。
【００４４】
又、符号７３は、最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の通紙対応領域の一方の末端の位置（中央位置からの距離が１４８．５ｍｍの位置）を示す。同図に示すように、上記の末端位置から符号Ｐの両矢印で示す範囲（中央位置からの距離が１２４ｍｍから１４８．５ｍｍの範囲（上記の末端の位置からの距離が最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲））においては、当該範囲よりも中央位置からの距離が短い範囲に比べ、検出温度が上昇している。この検出温度の上昇は、最大通紙幅より外側の非通紙領域における温度上昇の影響によるものと考えられる。従って、端部温度センサー５５を最大通紙幅の内側で符号Ｐの両矢印で示す範囲（以下、「端部近傍範囲」という。）に配置することにより、最大通紙幅より外側の非通紙領域の温度を検知することが可能になると考えられる。以下、端部温度センサー５５の配置位置は、端部温度センサー５１の感温部であるサーミスタ素子の位置を基準とする。
【００４５】
図９は、端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置した場合における、定着ローラー５１の非通紙領域の温度と端部温度センサー５５の検出温度との関係を示す図である。同図は、ウォームアップを開始してから、通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートについて、定着装置５を用いて定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で熱定着動作を所定時間（ここでは、1分間とする）行うまでの期間における、両者の温度関係を示している。ここでは、端部温度センサー５５は、中央位置からの距離が１４４ｍｍの位置（図８の符号Ｑで示す位置）に配置されている。又、端部温度センサー５５は、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。
【００４６】
同図の縦軸は、温度（℃）を、横軸は、ウォームアップを開始からの経過時間（秒）を示す。又、符号８１は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度の温度変化を、符号８２は、端部温度センサー５５の補正温度の温度変化を、符号８３は、端部温度センサー５５の検出温度の温度変化を、符号８４は、加圧ローラー５２の表面温度の温度変化をそれぞれ示す。なお、非通紙領域の温度及び加圧ローラー５２の表面温度は、接触型の温度センサーを用いて測定された。
【００４７】
符号８１と符号８２の示す温度変化を比較すると明らかなように、定着温度（１８０℃）以上の高温側の温度領域においては、端部温度センサー５５の補正温度が定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度に対応して変化しない（補正温度は、当該温度領域においてほとんど変化しない）ため、補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を推定することは困難であると考えられる。
【００４８】
一方、符号８１と符号８３の示す温度変化を比較すると、定着温度（１８０℃）以上の高温側の温度領域において、端部温度センサー５５の検出温度は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度に対応して変化する（当該検出温度は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度と正の相関関係を示している。）ため、当該検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を推定することが可能となる。
【００４９】
図１０は、図９の関係図の定着温度（１８０℃）以上の高温側における温度領域における定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度（ｔ１）と、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）との対応関係を示すテーブルである。同図に示すように両者の比（ｔ１／ｔ２）は、ほぼ一定の値（１．９５±０．４）を示しており、両者は定着温度（１８０℃）以上の高温側において比例関係にあることを示している。
【００５０】
このように、両者が比例関係にあることから、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する場合には端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置することにより、端部温度センサー５５の検出温度を用いて定着温度以上の高温側において、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を精度よく推定することができる。
又、端部温度センサー５５が通紙領域と近接して対向しない場合（非通紙領域と近接して対向する場合）には、従来通り、検出温度の補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を精度よく測定することができる。
【００５１】
［４］制御部の構成
図１１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、通紙対向サイズ記憶部６０６、閾値記憶部６０７などを備える。
【００５２】
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、画像読取部７等を制御するためのプログラム、後述する消磁コイル起動制御処理を制御するためのプログラム等が格納されている。
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。通紙対向サイズ記憶部６０６は、通紙対向サイズ（ここでは、Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）を記憶している。閾値記憶部６０７は、検出温度閾値と補正温度閾値とを記憶している。
【００５３】
ここで、「検出温度閾値」とは、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度が所定の制御温度（例えば２１０℃）に達したときにおける、端部近傍範囲に配置した端部温度センサー５５の検出温度の値のことをいい、予め製造者によって測定され、決定される。
例えば、図１０に示す対応関係を示すテーブルを用いて、定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度（２１０℃）の場合に対応する端部温度センサー５５の検出温度（１１０℃）が検出温度閾値として決定される。
【００５４】
又、「補正温度閾値」は、定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度（例えば２１０℃）に達したか否かを判定するための閾値であり、所定の制御温度と一致する。
［５］消磁コイル起動制御処理
図１２は、制御部６０が行う消磁コイル起動制御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又はネットワーク接続された外部の端末装置から通信Ｉ／Ｆ部６０２を介して印刷ジョブの実行指示を受取ると（ステップＳ１２０１）、印刷ジョブの印刷条件を参照して印刷対象となる記録シートのサイズを特定し（ステップＳ１２０２）、当該サイズが通紙対向サイズ記憶部６０６に記憶されている通紙対向サイズと一致するか否かにより、特定したサイズの記録シートを定着ローラー５１に通紙した場合に、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになるか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。
【００５５】
端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになる場合には（ステップＳ１２０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、消磁コイルのオン・オフの制御に用いる制御閾値として、閾値記憶部６０７に記憶されている検出温度閾値を選択し、実行指示された印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０４）。次に制御部６０は、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）を取得し、ｔ２が選択した検出温度閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２０５）。
【００５６】
ｔ２が検出温度閾値を超えている場合には（ステップＳ１２０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７をオフに、切替えリレー９８をオンに制御して消磁コイル８３をオン状態にし、磁束を発生させて、励磁コイル８０が発生させる磁束の一部を打ち消して定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を抑制する（ステップＳ１２０６）。
【００５７】
ｔ２が検出温度閾値を超えていない場合には（ステップＳ１２０５：ＮＯ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７、９８を全てオフにし、全ての消磁コイルをオフ状態にする（ステップＳ１２０７）。
ステップＳ１２０６又はステップＳ１２０７の処理の後、制御部６０は、実行指示された印刷ジョブが終了するまで（ステップＳ１２０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０５〜ステップＳ１２０７の処理を繰り返す。
【００５８】
ステップＳ１２０３の処理の判定結果が否定的である場合には（ステップＳ１２０３：ＮＯ）、制御部６０は、消磁コイルのオン・オフの制御に用いる制御閾値として、閾値記憶部６０７に記憶している補正温度閾値を選択し、実行指示された印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０９）。次に制御部６０は、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）を取得し、取得した検出温度（ｔ２）に基づいて予め決定された補正係数を用いて補正温度（ｔ３）を算出し、ｔ３が選択した補正温度閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２１０）。
【００５９】
ｔ３が補正温度閾値を超えている場合には（ステップＳ１２１０：ＹＥＳ）、制御部６０は、特定した記録シートのサイズに応じて切替えリレー９６〜９８の内、対応する切替えリレーをオンに制御して当該消磁コイルをオン状態にし、磁束を発生させて、励磁コイル８０が発生させる磁束の一部を打ち消して定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を抑制する（ステップＳ１２１１）。
【００６０】
ｔ３が検出温度閾値を超えていない場合には（ステップＳ１２１０：ＮＯ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７、９８を全てオフにし、全ての消磁コイルをオフ状態にする（ステップＳ１２１２）。
ステップＳ１２１１又はステップＳ１２１２の処理の後、制御部６０は、実行指示された印刷ジョブが終了するまで（ステップＳ１２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２１０〜ステップＳ１２１２の処理を繰り返す。
【００６１】
このように、端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置することにより、
用紙幅が大きく、記録シートのサイズが、定着ローラー３１に通紙した場合に、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになり、補正温度が定着ローラー５１の非通紙領域の温度と対応しない場合には、定着温度以上の高温度側において当該非通紙領域の温度と端部温度センサー５５の検出温度とが正に対応して変化するようにし、当該検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域における消磁コイルのオン・オフを制御することにより、当該非通紙領域における過昇温を防止することができる。
【００６２】
［６］ 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。
（１）本実施の形態では、端部温度センサー５５を、定着温度（１８０℃）以上の高温側において当該センサーの検出温度と、定着ローラー５１の非通紙領域の温度とが比例関係にある位置に配置することとしたが、当該非通紙領域の温度を、端部温度センサー５５を用いて推定するためには、比例関係までは必要ではなく、両者が正の相関関係を有していればよい。
【００６３】
（２）本実施の形態では、消磁コイルを用いて定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を防止することとしたが、過昇温を防止する手段は、消磁コイルに限定されず、他の冷却手段、例えば、冷却ファンを用いることとしてもよい。
又、本実施の形態では、定着装置の加熱方式を電磁誘導加熱方式としたが、当該加熱方式は、電磁誘導加熱方式に限定されず、他の加熱方式、例えば、熱容量の小さいベルト加熱方式（例えば、ヒータ加熱方式）の定着装置において、本実施の形態の、端部近傍範囲に配置した端部温度センサー５５を用いて定着ローラーの非通紙領域の温度制御を行うこととしてもよい。
【００６４】
（３）本実施の形態では、所定の制御温度を２１０℃として、消磁コイル起動制御処理の動作を行うこととしたが、当該制御温度は、定着装置の耐熱性等を考慮して定められるものであり、２１０℃に限定されず、他の制御温度、例えば、２４０℃とすることとしてもよい。
（４）本実施の形態では、定着装置５の最大通紙幅をＡ４横サイズ２９７ｍｍとしたが、最大通紙幅は、Ａ４横サイズに限定されず、さらに大きい幅、例えば、３００ｎｍ〜３２０ｍｍであってもよいし、Ａ４横サイズより小さい幅、Ｂ４縦サイズ２５７ｍｍであってもよい。この場合においても、最大通紙幅の通紙領域の末端から端部温度センサー５５が配置される配置位置までの距離の、最大通紙幅に対する比率（％）が、本実施の形態の端部近傍範囲と同一の比率（最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲）になるようにすることで、本実施の形態の場合と同様の効果が得られる。
【００６５】
（５）本発明の実施形態では、消磁コイルを定着ローラー５１の幅方向Ｊの両側に３個ずつ設けることとしたが、消磁コイルの数は、少なくとも１つ以上であればよく、本実施の形態における数に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、定着装置およびそのような定着装置を備えた画像形成装置に関し、特に、複数サイズの記録紙にトナー像を定着する定着装置において、非通紙領域における過昇温を防止する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着装置
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 従動ローラー
１３ 駆動ローラー
１４、３５Ｙ クリーナー
３１Ｙ 感光体
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
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 二次転写ローラー
４６ 二次転写位置
５１ 定着ローラー
５２ 加圧ローラー
５３ 磁束発生部
５４ 中央部温度センサー
５５ 端部温度センサー
６０ 制御部
７１ 排出ローラー
７２ 排紙トレイ
８０ 励磁コイル
８１〜８３ 消磁コイル
８４ コイルボビン
８５ メインコア
８６ａ、８６ｂ 裾コア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置およびそのような定着装置を備えた画像形成装置に関し、特に、複数サイズの記録紙にトナー像を定着する定着装置において、非通紙領域における過昇温を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の分野においては、ウォームアップ時間の短縮化や省エネルギー化を図るため、熱容量の小さい加熱部材を用いて熱定着動作を行う定着装置が利用されるようになってきている。例えば、電磁誘導加熱方式利用した定着装置では、励磁コイルに高周波数の電流を流すことにより磁束を発生させ、低熱容量の加熱部材（厚みの薄い発熱層）を誘導加熱することにより、熱定着動作が行われる。
【０００３】
一方、このような熱容量の小さい加熱部材を用いた場合には、用紙の幅の小さい記録シート（例えば、Ａ６縦の用紙幅１０５ｍｍの記録シート）について連続的に熱定着動作を行った場合に、加熱部材の非通紙領域が過剰に昇温されやすい。加熱部材の熱容量が小さいと、記録シートの通紙により熱が奪われ、通紙領域の温度が定着温度より低下するので、当該領域の温度を定着温度に維持するように熱定着動作中、加熱部材は、随時加熱され、これにより、記録シートの通紙により熱が奪われない、加熱部材の非通紙領域が過剰に加熱され、昇温されることになる。
【０００４】
加熱部材の非通紙領域が過剰に昇温され、定着装置の耐熱温度（例えば、定着装置に一般的に用いられる耐熱部材であるシリコーンの耐熱温度２４０℃）を超えると、定着装置が熱損傷を受けるおそれがあるため、例えば、特許文献１には、電磁誘導加熱方式の定着装置において、加熱部材の非通紙領域に温度センサーを配置して、当該温度センサーの検出する温度に応じて消磁コイルを駆動させ、当該非通紙領域における昇温を抑制する技術が開示されている。
【０００５】
この温度センサーは、加熱部材の表面に接触跡が形成され、当該接触跡により熱定着後の画像品質が劣化しないように、非接触型の温度センサーを用いるのが望ましい（特許文献２参照）。この場合には、加熱部材の表面の温度を直接測定できないため、検出温度を、予め実験で定めた補正係数で補正した補正値を用いて表面温度が測定される。
このように、加熱部材の非通紙領域の表面温度に応じて消磁コイルを駆動させることにより、用紙の幅の小さい記録シートについて連続的に熱定着動作を行った場合に、当該非通紙領域が過剰に昇温して、定着装置の耐熱温度を超えないように制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２１６４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−６６３４７号公報
【特許文献３】特開２００８−１３９４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加熱部材の非通紙領域の表面温度は、隣接する記録シートが通紙される通紙領域の雰囲気温度の影響を受けるため、特許文献３の図５に示すように、通紙領域の端部から幅方向にある程度離れた位置で最も高くなる。このため、用紙の幅の大きい記録シート（例えば、Ａ４横の用紙幅の記録シート）を加熱部材に通紙した場合には、非通紙領域の幅方向の長さ（通紙領域の末端から加熱部材の有効加熱領域の末端までの長さ）が、用紙幅の小さい記録シート（Ａ６縦の用紙幅の記録シート）の場合に比べ、短くなり、その分、昇温量が小さくなる。
【０００８】
従って、通紙速度がそれ程速くない速度（例えば、５５ｐｐｍ程度の速度）では、用紙幅の大きい記録シートについては、消磁コイルを駆動させなくても、加熱部材の非通紙領域の表面温度が定着装置の耐熱温度を超えることはなかった。
しかしながら、通紙速度が高速化された場合には、通紙による加熱部材の温度低下を防ぐため、より多くの熱量が加熱部材に供給されるようになるので、熱定着時における加熱部材の非通紙領域の昇温量が増大し、用紙幅の大きい記録シートの熱定着時においても加熱部材の非通紙領域の表面温度が定着装置の耐熱温度を超えてしまうという問題が生じ得る。
【０００９】
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、加熱部材の非通紙領域の近傍に非接触型の温度センサーを配置した定着装置において、用紙幅の大きい記録シートについて熱定着動作を行った場合に、加熱部材の非通紙領域に過剰昇温が発生するのを低コストで防止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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、加熱部材により記録シートの未定着画像を熱融着する定着装置であって、熱融着時に前記加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度を超えたときに起動し、前記非通紙領域の過昇温を抑制する過昇温抑制装置と、前記加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、前記加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出することが可能な非接触型の温度センサーと、前記温度センサーの配置位置が前記加熱部材の通紙領域と対向する場合には、当該温度センサーが検出した温度に応じて、前記非通紙領域の温度が前記所定温度を超えたか否かを判定し、前記所定温度を超えた場合に前記過昇温抑制装置を起動する制御手段と、を備え、前記温度センサーは、前記非通紙領域の温度が前記定着温度から前記所定温度までの範囲内にある場合において、当該検出温度と前記非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
前記相関関係は比例関係であることとすることができる。又、前記幅方向内側の領域は、前記最大通紙幅の領域の一方の端部からの幅方向の距離が、前記最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲にある領域であることとすることができる。又、前記最大通紙幅は、２５７ｍｍより大きく２９７ｍｍ以下であることとすることができる。又、前記近接して対向する位置は、前記加熱部材から２〜４ｍｍの距離だけ離れた位置であることとすることができる。又、前記温度センサーは、サーミスタ素子と当該サーミスタ素子と接触している集熱部材とを含むこととすることができる。
【００１２】
又、前記加熱部材は電磁誘導により発熱する発熱層を有する長尺の加熱回転体であり、幅方向に沿って前記加熱回転体と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、磁束を発生して前記発熱層を電磁誘導加熱する励磁コイルを備え、前記過昇温抑制装置は、中空環状のコイルであって、前記励磁コイルよりも幅方向の長さが短く、前記励磁コイルと中空部同士が連通するように前記励磁コイルの一部と幅方向に近接して対向配置され、前記励磁コイルが発生する磁束の一部を打ち消して前記発熱層の電磁誘導加熱を抑制する少なくとも１つの消磁コイルから構成されることとすることができる。さらに、前記温度センサーは、前記中空部同士が連通している領域に配置されていることとすることができる。
【００１３】
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を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成を備えることにより、非接触型の温度センサーが加熱部材の最大通紙幅よりも幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置されている場合においても、当該温度センサーを、加熱部材の非通紙領域の温度が定着温度以上の高温側において、当該温度センサーの検出温度と非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置することにより、当該温度センサーの配置位置が加熱部材の通紙領域と対向することになる場合においても、当該温度センサーの検出温度を用いて非通紙領域の温度が過昇温抑制装置を起動する温度になったか否かを判定して過昇温抑制装置の起動を制御し、加熱部材の非通紙領域における過昇温を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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。
【図２】定着装置５の構成を示す分解斜視図である。
【図３】定着装置５の要部における断面図である。
【図４】発熱ベルト５１ｂの構成を示す部分断面図である。
【図５】励磁コイル８０や消磁コイル８１〜８３を制御するための回路構成を示す図である。
【図６】端部温度センサー５５の配置と最大通紙幅との関係を示す図である。
【図７】端部温度センサー５５の具体例を示す平面図である。
【図８】通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートを定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で定着ローラー５１に１分間連続通紙した場合における、定着ローラー５１の幅方向Ｊの温度分布と、端部温度センサー５５の検出温度の幅方向Ｊの温度分布とを示す図である。
【図９】端部温度センサー５１を端部近傍範囲に配置した場合における、非通紙対応領域の温度と端部温度センサー５１の検出温度との関係を示す図である。
【図１０】図９の関係図の定着温度（１８０℃）以上の高温側における温度領域における非通紙領域の表面温度（ｔ１）と、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）との対応関係を示すテーブルである。
【図１１】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１２】制御部６０が行う消磁コイル起動制御処理の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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）や図示しない表示部を有する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、これらを記録シートへ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。
【００１８】
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、二次転写ローラー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、一次転写ローラー３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー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。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、従動ローラー１２と駆動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１２の近傍には、中間転写ベルト１１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。
【００１９】
露光部１０は、レーザー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ー光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。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。
【００２０】
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の各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一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上の同じ位置で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一次転写された後、二次転写ローラー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二次転写される。
【００２１】
トナー像が二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、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
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二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。
【００２２】
給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。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、大きさ又は厚さ又は材質の異なる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。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートをニ次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、二次転写ローラー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二次転写される。
【００２３】
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、搬送モーター（不図示）を動力源とし、歯車ギヤー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。この搬送モーターとしては、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ーが使用される。
［２］定着装置の構成
図２は、定着装置５の構成を示す分解斜視図である。図３は、定着装置５の要部における断面図（図２の仮想面Ｖで切断したときの断面図）である。
定着装置５は、電磁誘導加熱方式の定着装置であり、両図に示すように、定着ローラー５１、加圧ローラー５２、磁束発生部５３、中央部温度センサー５４、端部温度センサー５５等から構成される。定着ローラー５１と加圧ローラー５２とは平行に配設されて圧接され、圧接部に定着ニップＮを形成している。
【００２４】
図３に示すように、加圧ローラー５２が、不図示の駆動モーターにより矢印Ｃ方向に回転駆動されることにより、定着ローラー５１が矢印Ｂ方向に従動回転する。なお、駆動モーターの駆動は制御部６０によって制御される。定着ローラー５１は、長尺で円柱状の芯金５１１の周囲を断熱層５１２で被覆してなるローラー本体５１ａと、ローラー本体５１ａに外嵌された発熱ベルト５１ｂとから構成される。定着ローラー５１の外径は、例えば、約３０ｍｍとすることができる。
【００２５】
芯金５１１は、定着ローラー５１を支持する部材であり、例えば図２の両端部５１１ａ、５１１ｂを除く外径が約１８ｍｍの円柱体で構成される。芯金５１１を構成する材料としては、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。芯金５１１の両端部５１１ａ、５１１ｂは、不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。
断熱層５１２は、発熱ベルト５１ｂが発熱した熱を芯金５１１に逃がさないようにするとともに、発熱ベルト５１ｂを介して加圧ローラー５２と定着ニップＮを形成するための層である。断熱層５１２の厚みは例えば、約１０ｍｍとすることができる。断熱層５１２を構成する材料としては、耐熱性及び断熱性の高いものが望ましく、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の発砲弾性体やシリコーンスポンジ材等を用いることができる。
【００２６】
図４は、発熱ベルト５１ｂの構成を示す部分断面図である。同図に示すように、発熱ベルト５１ｂは、金属発熱層５１３、弾性層５１４、離型層５１５がこの順に積層されて構成される。金属発熱層５１３は、電磁誘導により発熱して発熱ベルト５１ｂを発熱させる層であり、例えば、Ｎｉ，ＳＵＳ，Ｆｅ等の磁性材料からなる。金属発熱層５１３の厚みは例えば、１０〜１００μｍとすることができる。
【００２７】
弾性層５１４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５１４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５１４の厚みは、例えば、１０〜８００μｍとすることができる。弾性層５１４を構成する材料としては、耐熱性と弾性とを有するゴム材や樹脂材を用いることができる。例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどを用いることができる。
【００２８】
離型層５１５は、発熱ベルト５１ｂの最外層をなし、発熱ベルト５１ｂ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５１５の厚みは、５〜１００μｍ、望ましくは１０〜５０μｍの範囲内のものとするのがよい。離型層５１５を構成する材料としては、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。
【００２９】
図３の説明に戻って、加圧ローラー５２は、円柱状の芯金５２１の周囲に、弾性層５２２を介して離型層５２３が積層されて構成されている。定着ローラー５１を加圧ローラー５２で押圧することにより、定着ローラー５１と加圧ローラー５２との間に、周方向に所定幅を有する定着ニップＮが形成される。加圧ローラー５２の外径は、例えば、約３５ｍｍとすることができる。
【００３０】
芯金５２１は、加圧ローラー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５２１は、例えば、図２の両端部５２１ａ、５２１ｂを除く外径が約３０ｍｍの円柱体で構成される。芯金５２１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。芯金５２１の両端部５２１ａ、５２１ｂは、不図示のフレームの軸受部に回転自在に軸支される。
【００３１】
弾性層５２２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５２３は、加圧ローラー５２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。加圧ローラー５２の大きさとしては、例えば、外径約３５ｍｍのものを用いることができる。
【００３２】
磁束発生部５３は、図２、図３に示すように、励磁コイル８０、３対の消磁コイル８１、８２、８３、コイルボビン８４、メインコア８５、裾コア８６ａ、８６ｂ等から構成される。励磁コイル８０は、定着ローラー５１の幅方向Ｊ（回転軸方向）に沿って定着ローラー５１と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、耐熱性の樹脂で被覆した細い線を束ねたリッツ線を幅方向Ｊに沿って巻回してなる。励磁コイル８０は、コイルボビン８４に保持され、不図示の高周波インバータに接続されている。励磁コイル８０は、高周波電力の供給を受けて、交番磁束を発生し、当該交番磁束が定着ローラー５１の金属発熱層５１３に導かれることにより、金属発熱層５１３が電磁誘導加熱される。
【００３３】
消磁コイル８１、８２、８３は、それぞれ、中空環状のコイルであって、励磁コイル８０よりも幅方向Ｊの長さが短く、励磁コイル８０と中空部同士が連通するように、励磁コイル８０の一部と幅方向Ｊにおいて近接して対向配置されている。各消磁コイルは、リッツ線を幅方向Ｊに沿って巻回してなる。消磁コイル８１、８２、８３は、それぞれ、幅方向Ｊの一方の端部が励磁コイル８０の外面の一部と絶縁シートを挟んで密着されている。そして、消磁コイル８２、８３は、もう一方の端部がそれぞれ、隣接する消磁コイルの幅方向Ｊの端部の外面上に絶縁シートを介して重ねられている。又、消磁コイル８１のもう一方の端部は、励磁コイル８０の外面の一部と密着又は、励磁コイル８０に近接した位置に配置されている。
【００３４】
図５は、励磁コイル８０や消磁コイル８１〜８３を制御するための回路構成を示す図である。同図に示されるように、励磁コイル８０は励磁回路９０の切替えリレー９５を介して高周波電源９４に接続されている。また、消磁コイル８１〜８３はそれぞれ切替えリレー９６〜９８に直列接続されループ回路９１〜９３を形成している。切替えリレー９５、９６〜９８は何れも制御部６０の制御下にある。
【００３５】
制御部６０は、端部温度センサー５５を介して定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を監視しており、当該表面温度が所定の制御温度（例えば、２１０℃）に達すると、通紙する記録シートのサイズに応じて対応する切替えリレー９６〜９８をオンして消磁コイル８１〜８３に逆磁束を発生させる。これによって、励磁コイル８０が発生させる磁束が打ち消されるので、非通紙対応領域における過昇温が抑制される。また、言うまでも無く、制御部６０は定着ローラー５１の通紙領域の温度を監視し、画像形成時には切替えリレー９５をＯＮして励磁コイル８０に通電し、電磁誘導加熱を行なう。
【００３６】
図３の説明に戻って、中央部温度センサー５４は、定着ローラー５１の幅方向Ｊの中央部において、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。中央部温度センサー５４としては、例えば非接触型の赤外線センサーを用いることができ、制御部６０は、中央部温度センサー５４の検出結果に基づき、当該定着ローラー５１の通紙領域の表面温度が所定の定着温度（例えば、１８０℃）になるように励磁コイル８０へ供給する電力を制御する。
【００３７】
端部温度センサー５５は、図２に示すように、励磁コイル８０の長円状の中空部と、消磁コイル８３の中空部とが連通している領域において、定着ローラー５１と近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置され、定着ローラー５１の非通紙領域の温度を監視するために使用される。
図６は、端部温度センサー５５の配置と最大通紙幅との関係を示す図である。同図に示すように、端部温度センサー５５は、幅方向Ｊにおいて、Ｂ４縦サイズ２５７ｍｍより外側で最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）より内側の領域に配置されている。端部温度センサー５５が、定着ローラー５１の最大通紙幅（ここでは、Ａ４横サイズ２９７ｍｍとする。）より幅方向Ｊにおいて内側の領域に配置されているのは、最大通紙幅より外側の領域（同図の符号ａ、ｂで示す領域）は、放熱がおこりやすく、内側の領域に比べ温度が低下する傾向があり、最大通紙幅より外側の領域に端部温度センサー５５を配置すると、通紙される記録シートのサイズによっては定着ローラー５１の非通紙領域の温度が正確に測れなくなるからである。又、最大通紙幅より外側の領域に端部温度センサー５５を配置しようとすると、そのためのスペースを確保する必要があり、スペース効率が悪くなるという問題も生じる。
【００３８】
端部温度センサー５５としては、非接触型の温度センサー、例えばサーミスタを用いることができる。非接触型温度センサーは、定着ローラー５１の表面近傍の雰囲気の温度を検出するため、定着ローラー５１の表面温度の変化が遅れて検出される。これにより定着ローラー５１の表面温度と検出温度とに時間的なズレが生じるため、定着ローラー５１の非通紙領域の温度制御には、端部温度センサー５５の検出温度（Ｔ０）ではなく、当該検出温度（Ｔ０）を、予め実験等をおこなうことにより定めた補正係数（Ａ）を用いて補正した補正温度（Ｔ＝Ａ×Ｔ０）が用いられる。
【００３９】
図７は、端部温度センサー５５の具体例を示す平面図である。同図に示すように、端部温度センサー５５は、サーミスタ素子５５１が熱の放散を阻止する集熱部材であるアルミ箔５５２上に接着され、さらにアルミ箔５５２の裏面に破損を防止するためのポリイミドテープ５５３を貼り付けることにより構成されている。
又、サーミスタ素子５５１には、リード線５５４、５５５が接続されている。
【００４０】
［３］非通紙領域の温度の監視
制御部６０は、印刷対象となる記録シートのサイズが、定着ローラー５１に通紙されたときに、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する場合には、端部温度センサー５５の検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かを監視し、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向しない場合には、検出温度を補正係数で補正した補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かを監視する。
【００４１】
ここで、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向するか否かの判定は、定着ローラー５１に記録シートを通紙した場合に、端部温度センサー５５が当該通紙領域と近接して対向することになる記録シートのサイズ（以下、「通紙対向サイズ」とい。）を予め、制御部６０に記憶させておくことにより、行うことができる。
例えば、本実施の形態では、「Ａ４横サイズ２９７ｍｍ」を通紙対向サイズとして制御部６０に記憶させることとし、印刷指示された記録シートのサイズが、記憶されている通紙対向サイズと一致する場合には、制御部６０は、「端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する」と判定し、一致しない場合には、「端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向しない」と判定することとすることができる。
【００４２】
又、印刷対象となる記録シートのサイズが、通紙対向サイズである場合に、端部温度センサー５５の検出温度を直接用いて定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度を超えたか否かの監視を行うのは、以下の理由による。
図８は、通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートを定着ローラー５１に定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で５００枚連続通紙した場合における、定着ローラー５１の幅方向Ｊの温度分布と、端部温度センサー５５の検出温度（定着ローラー５１の近傍の雰囲気温度）の幅方向Ｊの温度分布とを示す図である。
【００４３】
同図において縦軸は、温度（℃）を、横軸は定着ローラー５１の最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の通紙領域の幅方向Ｊの中央位置（以下、「中央位置」という。）から一方の端部に向かう幅方向Ｊの距離をそれぞれ示す。符号７１は、接触型の温度センサーを用いて測定した、定着ローラー５１の幅方向Ｊの各距離（中央位置からの各距離）における表面温度の温度分布を示し、符号７２は、端部温度センサー５５を用いて検出した、定着ローラー５１近傍の雰囲気温度の幅方向Ｊの各距離（中央位置からの各距離）における温度分布を示す。当該温度分布における端部温度センサー５５の各検出位置は、端部温度センサー５５の感温部であるサーミスタ素子の位置（図7参照）を基準としている。又、端部温度センサー５５は、各検出位置において、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。
【００４４】
又、符号７３は、最大通紙幅（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の通紙対応領域の一方の末端の位置（中央位置からの距離が１４８．５ｍｍの位置）を示す。同図に示すように、上記の末端位置から符号Ｐの両矢印で示す範囲（中央位置からの距離が１２４ｍｍから１４８．５ｍｍの範囲（上記の末端の位置からの距離が最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲））においては、当該範囲よりも中央位置からの距離が短い範囲に比べ、検出温度が上昇している。この検出温度の上昇は、最大通紙幅より外側の非通紙領域における温度上昇の影響によるものと考えられる。従って、端部温度センサー５５を最大通紙幅の内側で符号Ｐの両矢印で示す範囲（以下、「端部近傍範囲」という。）に配置することにより、最大通紙幅より外側の非通紙領域の温度を検知することが可能になると考えられる。以下、端部温度センサー５５の配置位置は、端部温度センサー５１の感温部であるサーミスタ素子の位置を基準とする。
【００４５】
図９は、端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置した場合における、定着ローラー５１の非通紙領域の温度と端部温度センサー５５の検出温度との関係を示す図である。同図は、ウォームアップを開始してから、通紙対向サイズ（Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）の記録シートについて、定着装置５を用いて定着温度１８０℃、通紙速度７５枚／分の条件で熱定着動作を所定時間（ここでは、1分間とする）行うまでの期間における、両者の温度関係を示している。ここでは、端部温度センサー５５は、中央位置からの距離が１４４ｍｍの位置（図８の符号Ｑで示す位置）に配置されている。又、端部温度センサー５５は、定着ローラー５１に近接して対向（ここでは、定着ローラー５１との間隔を約３ｍｍ（２〜４ｍｍの範囲）とする。）するように配置されている。
【００４６】
同図の縦軸は、温度（℃）を、横軸は、ウォームアップを開始からの経過時間（秒）を示す。又、符号８１は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度の温度変化を、符号８２は、端部温度センサー５５の補正温度の温度変化を、符号８３は、端部温度センサー５５の検出温度の温度変化を、符号８４は、加圧ローラー５２の表面温度の温度変化をそれぞれ示す。なお、非通紙領域の温度及び加圧ローラー５２の表面温度は、接触型の温度センサーを用いて測定された。
【００４７】
符号８１と符号８２の示す温度変化を比較すると明らかなように、定着温度（１８０℃）以上の高温側の温度領域においては、端部温度センサー５５の補正温度が定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度に対応して変化しない（補正温度は、当該温度領域においてほとんど変化しない）ため、補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を推定することは困難であると考えられる。
【００４８】
一方、符号８１と符号８３の示す温度変化を比較すると、定着温度（１８０℃）以上の高温側の温度領域において、端部温度センサー５５の検出温度は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度に対応して変化する（当該検出温度は、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度と正の相関関係を示している。）ため、当該検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を推定することが可能となる。
【００４９】
図１０は、図９の関係図の定着温度（１８０℃）以上の高温側における温度領域における定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度（ｔ１）と、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）との対応関係を示すテーブルである。同図に示すように両者の比（ｔ１／ｔ２）は、ほぼ一定の値（１．９５±０．４）を示しており、両者は定着温度（１８０℃）以上の高温側において比例関係にあることを示している。
【００５０】
このように、両者が比例関係にあることから、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向する場合には端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置することにより、端部温度センサー５５の検出温度を用いて定着温度以上の高温側において、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を精度よく推定することができる。
又、端部温度センサー５５が通紙領域と近接して対向しない場合（非通紙領域と近接して対向する場合）には、従来通り、検出温度の補正温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度を精度よく測定することができる。
【００５１】
［４］制御部の構成
図１１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、通紙対向サイズ記憶部６０６、閾値記憶部６０７などを備える。
【００５２】
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、画像読取部７等を制御するためのプログラム、後述する消磁コイル起動制御処理を制御するためのプログラム等が格納されている。
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。通紙対向サイズ記憶部６０６は、通紙対向サイズ（ここでは、Ａ４横サイズ２９７ｍｍ）を記憶している。閾値記憶部６０７は、検出温度閾値と補正温度閾値とを記憶している。
【００５３】
ここで、「検出温度閾値」とは、定着ローラー５１の非通紙領域の表面温度が所定の制御温度（例えば２１０℃）に達したときにおける、端部近傍範囲に配置した端部温度センサー５５の検出温度の値のことをいい、予め製造者によって測定され、決定される。
例えば、図１０に示す対応関係を示すテーブルを用いて、定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度（２１０℃）の場合に対応する端部温度センサー５５の検出温度（１１０℃）が検出温度閾値として決定される。
【００５４】
又、「補正温度閾値」は、定着ローラー５１の非通紙領域の温度が所定の制御温度（例えば２１０℃）に達したか否かを判定するための閾値であり、所定の制御温度と一致する。
［５］消磁コイル起動制御処理
図１２は、制御部６０が行う消磁コイル起動制御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又はネットワーク接続された外部の端末装置から通信Ｉ／Ｆ部６０２を介して印刷ジョブの実行指示を受取ると（ステップＳ１２０１）、印刷ジョブの印刷条件を参照して印刷対象となる記録シートのサイズを特定し（ステップＳ１２０２）、当該サイズが通紙対向サイズ記憶部６０６に記憶されている通紙対向サイズと一致するか否かにより、特定したサイズの記録シートを定着ローラー５１に通紙した場合に、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになるか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。
【００５５】
端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになる場合には（ステップＳ１２０３：ＹＥＳ）、制御部６０は、消磁コイルのオン・オフの制御に用いる制御閾値として、閾値記憶部６０７に記憶されている検出温度閾値を選択し、実行指示された印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０４）。次に制御部６０は、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）を取得し、ｔ２が選択した検出温度閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２０５）。
【００５６】
ｔ２が検出温度閾値を超えている場合には（ステップＳ１２０５：ＹＥＳ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７をオフに、切替えリレー９８をオンに制御して消磁コイル８３をオン状態にし、磁束を発生させて、励磁コイル８０が発生させる磁束の一部を打ち消して定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を抑制する（ステップＳ１２０６）。
【００５７】
ｔ２が検出温度閾値を超えていない場合には（ステップＳ１２０５：ＮＯ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７、９８を全てオフにし、全ての消磁コイルをオフ状態にする（ステップＳ１２０７）。
ステップＳ１２０６又はステップＳ１２０７の処理の後、制御部６０は、実行指示された印刷ジョブが終了するまで（ステップＳ１２０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０５〜ステップＳ１２０７の処理を繰り返す。
【００５８】
ステップＳ１２０３の処理の判定結果が否定的である場合には（ステップＳ１２０３：ＮＯ）、制御部６０は、消磁コイルのオン・オフの制御に用いる制御閾値として、閾値記憶部６０７に記憶している補正温度閾値を選択し、実行指示された印刷ジョブを開始する（ステップＳ１２０９）。次に制御部６０は、端部温度センサー５５の検出温度（ｔ２）を取得し、取得した検出温度（ｔ２）に基づいて予め決定された補正係数を用いて補正温度（ｔ３）を算出し、ｔ３が選択した補正温度閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２１０）。
【００５９】
ｔ３が補正温度閾値を超えている場合には（ステップＳ１２１０：ＹＥＳ）、制御部６０は、特定した記録シートのサイズに応じて切替えリレー９６〜９８の内、対応する切替えリレーをオンに制御して当該消磁コイルをオン状態にし、磁束を発生させて、励磁コイル８０が発生させる磁束の一部を打ち消して定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を抑制する（ステップＳ１２１１）。
【００６０】
ｔ３が検出温度閾値を超えていない場合には（ステップＳ１２１０：ＮＯ）、制御部６０は、切替えリレー９６、９７、９８を全てオフにし、全ての消磁コイルをオフ状態にする（ステップＳ１２１２）。
ステップＳ１２１１又はステップＳ１２１２の処理の後、制御部６０は、実行指示された印刷ジョブが終了するまで（ステップＳ１２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１２１０〜ステップＳ１２１２の処理を繰り返す。
【００６１】
このように、端部温度センサー５５を端部近傍範囲に配置することにより、
用紙幅が大きく、記録シートのサイズが、定着ローラー３１に通紙した場合に、端部温度センサー５５が定着ローラー５１の通紙領域と近接して対向することになり、補正温度が定着ローラー５１の非通紙領域の温度と対応しない場合には、定着温度以上の高温度側において当該非通紙領域の温度と端部温度センサー５５の検出温度とが正に対応して変化するようにし、当該検出温度を用いて定着ローラー５１の非通紙領域における消磁コイルのオン・オフを制御することにより、当該非通紙領域における過昇温を防止することができる。
【００６２】
［６］ 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。
（１）本実施の形態では、端部温度センサー５５を、定着温度（１８０℃）以上の高温側において当該センサーの検出温度と、定着ローラー５１の非通紙領域の温度とが比例関係にある位置に配置することとしたが、当該非通紙領域の温度を、端部温度センサー５５を用いて推定するためには、比例関係までは必要ではなく、両者が正の相関関係を有していればよい。
【００６３】
（２）本実施の形態では、消磁コイルを用いて定着ローラー５１の非通紙領域における過昇温を防止することとしたが、過昇温を防止する手段は、消磁コイルに限定されず、他の冷却手段、例えば、冷却ファンを用いることとしてもよい。
又、本実施の形態では、定着装置の加熱方式を電磁誘導加熱方式としたが、当該加熱方式は、電磁誘導加熱方式に限定されず、他の加熱方式、例えば、熱容量の小さいベルト加熱方式（例えば、ヒータ加熱方式）の定着装置において、本実施の形態の、端部近傍範囲に配置した端部温度センサー５５を用いて定着ローラーの非通紙領域の温度制御を行うこととしてもよい。
【００６４】
（３）本実施の形態では、所定の制御温度を２１０℃として、消磁コイル起動制御処理の動作を行うこととしたが、当該制御温度は、定着装置の耐熱性等を考慮して定められるものであり、２１０℃に限定されず、他の制御温度、例えば、２４０℃とすることとしてもよい。
（４）本実施の形態では、定着装置５の最大通紙幅をＡ４横サイズ２９７ｍｍとしたが、最大通紙幅は、Ａ４横サイズに限定されず、さらに大きい幅、例えば、３００ｎｍ〜３２０ｍｍであってもよいし、Ａ４横サイズより小さい幅、Ｂ４縦サイズ２５７ｍｍであってもよい。この場合においても、最大通紙幅の通紙領域の末端から端部温度センサー５５が配置される配置位置までの距離の、最大通紙幅に対する比率（％）が、本実施の形態の端部近傍範囲と同一の比率（最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲）になるようにすることで、本実施の形態の場合と同様の効果が得られる。
【００６５】
（５）本発明の実施形態では、消磁コイルを定着ローラー５１の幅方向Ｊの両側に３個ずつ設けることとしたが、消磁コイルの数は、少なくとも１つ以上であればよく、本実施の形態における数に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、定着装置およびそのような定着装置を備えた画像形成装置に関し、特に、複数サイズの記録紙にトナー像を定着する定着装置において、非通紙領域における過昇温を防止する技術として利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ プリンタ
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着装置
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 従動ローラー
１３ 駆動ローラー
１４、３５Ｙ クリーナー
３１Ｙ 感光体
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
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 二次転写ローラー
４６ 二次転写位置
５１ 定着ローラー
５２ 加圧ローラー
５３ 磁束発生部
５４ 中央部温度センサー
５５ 端部温度センサー
６０ 制御部
７１ 排出ローラー
７２ 排紙トレイ
８０ 励磁コイル
８１〜８３ 消磁コイル
８４ コイルボビン
８５ メインコア
８６ａ、８６ｂ 裾コア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱部材により記録シートの未定着画像を熱融着する定着装置であって、
熱融着時に前記加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度を超えたときに起動し、前記非通紙領域の過昇温を抑制する過昇温抑制装置と、
前記加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、前記加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出することが可能な非接触型の温度センサーと、
前記温度センサーの配置位置が前記加熱部材の通紙領域と対向する場合には、当該温度センサーが検出した温度に応じて、前記非通紙領域の温度が前記所定温度を超えたか否かを判定し、前記所定温度を超えた場合に前記過昇温抑制装置を起動する制御手段と、
を備え、
前記温度センサーは、前記非通紙領域の温度が前記定着温度から前記所定温度までの範囲内にある場合において、当該検出温度と前記非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記相関関係は比例関係である
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記幅方向内側の領域は、前記最大通紙幅の領域の一方の端部からの幅方向の距離が、前記最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲にある領域である
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】
前記最大通紙幅は、２５７ｍｍより大きく２９７ｍｍ以下である
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】
前記近接して対向する位置は、前記加熱部材から２〜４ｍｍの距離だけ離れた位置である
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。
【請求項６】
前記温度センサーは、サーミスタ素子と当該サーミスタ素子と接触している集熱部材とを含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材は電磁誘導により発熱する発熱層を有する長尺の加熱回転体であり、
幅方向に沿って前記加熱回転体と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、磁束を発生して前記発熱層を電磁誘導加熱する励磁コイルを備え、
前記過昇温抑制装置は、中空環状のコイルであって、前記励磁コイルよりも幅方向の長さが短く、前記励磁コイルと中空部同士が連通するように前記励磁コイルの一部と幅方向に近接して対向配置され、前記励磁コイルが発生する磁束の一部を打ち消して前記発熱層の電磁誘導加熱を抑制する少なくとも１つの消磁コイルから構成される
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】
前記温度センサーは、前記中空部同士が連通している領域に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜８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１】
加熱部材により記録シートの未定着画像を熱融着する定着装置であって、
熱融着時に前記加熱部材の非通紙領域の温度が、定着温度より高い所定温度を超えたときに起動し、前記非通紙領域の過昇温を抑制する過昇温抑制装置と、
前記加熱部材における最大通紙幅より幅方向内側の領域の一部と近接して対向する位置に配置され、前記加熱部材の非通紙領域の雰囲気温度を検出することが可能な非接触型の温度センサーと、
前記温度センサーの配置位置が前記加熱部材の通紙領域と対向する場合には、当該温度センサーが検出した温度に応じて、前記非通紙領域の温度が前記所定温度を超えたか否かを判定し、前記所定温度を超えた場合に前記過昇温抑制装置を起動する制御手段と、
を備え、
前記温度センサーは、前記非通紙領域の温度が前記定着温度から前記所定温度までの範囲内にある場合において、当該検出温度と前記非通紙領域の温度とが正の相関関係を示す位置に配置されている
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記相関関係は比例関係である
ことを特徴とする定着装置。
【請求項３】
前記幅方向内側の領域は、前記最大通紙幅の領域の一方の端部からの幅方向の距離が、前記最大通紙幅の８．２％に相当する長さを超えない範囲にある領域である
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】
前記最大通紙幅は、２５７ｍｍより大きく２９７ｍｍ以下である
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】
前記近接して対向する位置は、前記加熱部材から２〜４ｍｍの距離だけ離れた位置である
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。
【請求項６】
前記温度センサーは、サーミスタ素子と当該サーミスタ素子と接触している集熱部材とを含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記加熱部材は電磁誘導により発熱する発熱層を有する長尺の加熱回転体であり、
幅方向に沿って前記加熱回転体と対向するように延びる中空長円環状のコイルであって、磁束を発生して前記発熱層を電磁誘導加熱する励磁コイルを備え、
前記過昇温抑制装置は、中空環状のコイルであって、前記励磁コイルよりも幅方向の長さが短く、前記励磁コイルと中空部同士が連通するように前記励磁コイルの一部と幅方向に近接して対向配置され、前記励磁コイルが発生する磁束の一部を打ち消して前記発熱層の電磁誘導加熱を抑制する少なくとも１つの消磁コイルから構成される
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】
前記温度センサーは、前記中空部同士が連通している領域に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
請求項１〜８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。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９２５７２（Ｐ２０１３−９２５７２Ａ）
【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２０１１−２３３１３２（Ｐ２０１１−２３３１３２）
【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）】
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