JP6918450B2 - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や、記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。

電子写真方式、静電記録方式等を用いる画像形成装置に備えられる像加熱装置として、定着フィルムと、定着フィルム内面に接触するヒータと、定着フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。この像加熱装置を搭載する画像形成装置において、記録材の搬送方向に直交する方向（以下、長手方向と称する）における最大通紙可能幅より狭いサイズの記録材を連続で画像形成する（以下、連続プリントと称する）と、いわゆる非通紙部昇温が発生する。すなわち、ニップ部の長手方向において記録材が通過しない領域（以下、非通紙部と称する）の各パーツの温度が徐々に上昇するという現象である。像加熱装置としては、非通紙部の温度が装置内の各部材の耐熱温度を超えないようにする必要がある。そのため、連続プリントのスループット（１分当たりにプリントできる枚数）を低下させる（以下、スループットダウンと称する）ことによって非通紙部昇温を抑制するという方法がしばしば用いられる。

これに対して、できるだけスループットを低下させることなく非通紙部昇温を抑制する手法の一つとして特許文献１で提案されている手法が挙げられる。特許文献１の手法は、ヒータの基板上の発熱抵抗体（以下、発熱体と称する）を正の抵抗温度特性を有する材質で形成し、発熱体に対して記録材の搬送方向（以下、短手方向と称する）に電流が流れるようにする手法（以下、搬送方向通電と称する）である。正の抵抗温度特性は、温度が上がると抵抗値が上がる特性である。この手法においては、非通紙部の温度が上昇すると非通紙部の発熱体の抵抗値が上昇し、非通紙部の発熱体に流れる電流が抑制されることにより非通紙部昇温を抑制する。

また、導電体と発熱体の組からなる発熱ブロックを、ヒータ長手方向の記録材サイズに対応する位置で分割し、分割した各発熱ブロックに供給する電力を独立に制御する手法もある（特許文献２）。記録材の幅方向における両端部の発熱ブロックに対しては、必要となる場合以外、電力を供給しないことによって、特許文献１の手法よりも一層効果的に非通紙部昇温を抑制することができる。

特開２０１１−１５１００３号公報 特開２０１４−５９５０８号公報

このような発熱ブロックを分割したヒータにおいて、各発熱ブロックの分割位置と記録材の端部位置とが一致しないサイズの記録材（例えばＢ５紙）をプリントする場合がある。この場合、非通紙部が発熱して温度が上昇し、記録材のサイズによってはスループットダウンする可能性がある。例えば、小サイズの記録材の後に大サイズの記録材をプリントする際に、小サイズの記録材をプリントしたときに発生した長手方向における温度分布の不均一に起因して、大サイズの記録材に画像不良が発生する場合がある。不均一な温度分
布における高温部では、トナー画像が過度に溶融することに起因してエンドレスベルト上にトナー画像が転移し、定着フィルムの周回後に画像汚れとして記録材上に転移する「高温オフセット」と称する現象が発生する可能性がある。また、不均一な温度分布における低温部では、トナー画像が溶融不足になることにより、「定着不良」と称する現象が発生する可能性がある。これら画像不良を防止するために、長手方向の温度を均一にするための待機時間を設ける必要があった。

本発明の目的は、多様な紙幅の記録材に対してスループットダウンを最小化し、待機時間の増大を抑制する技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
第１回転体と、
前記第１回転体の外周面に接触する第２回転体であって、前記第１回転体との間にニップ部を形成する第２回転体と、
基板と、記録材の搬送方向において異なる前記基板上の位置に前記基板の長手方向に沿って設けられた２つの導電体、前記２つの導電体の間に設けられ前記２つの導電体と電気的に接続されている発熱体、を含む発熱ブロックと、を有し、前記長手方向に複数並んだ前記発熱ブロックにより前記第１回転体を加熱するヒータと、
前記複数の発熱ブロックに供給する電力を個々に制御する制御部と、
を備え、
前記ヒータは、前記第１回転体の内部空間に配置されており、
前記ニップ部において記録材を搬送しつつ、前記ヒータによって加熱された前記第１回転体の熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材が通過する前記ニップ部の領域を第１領域、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材が通過しない前記ニップ部の領域を第２領域とした場合、前記複数の発熱ブロックのうち、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域の全域が、前記第１領域となる発熱ブロックを第１発熱ブロック、前記複数の発熱ブロックのうち、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域が、記録材の搬送方向と平行である記録材の端部が通過することにより、前記第１領域と前記第２領域の境界を含む領域となる発熱ブロックを第２発熱ブロックとすると、
前記第２発熱ブロックの温度を検知する第１温度検知素子をさらに備え、
前記制御部は、前記第１発熱ブロックに第１の電力を供給し、前記第２発熱ブロックに第２の電力を供給し、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅と、前記１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数と、に応じて前記第２の電力を制御することにより、前記第１の電力以下
である前記第２の電力を前記第２発熱ブロックに供給し、前記第１温度検知素子の検知温度に応じて、前記ニップ部に搬送された記録材の後端から、次に前記ニップ部に搬送される記録材の先端までの距離を制御することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が上記像加熱装置であることを特徴とする。

本発明によれば、多様な紙幅の記録材に対してスループットダウンを最小化し、待機時間の増大を抑制することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の説明図 実施例１の定着装置の断面図 実施例１のヒータ構成図 実施例１の発熱ブロックと単位長さ当たりの供給電力の関係を示した図 実施例１のヒータ制御回路図 実施例１のヒータ制御フローチャート 実施例１の制御を用いた場合の非通紙部昇温とスループット推移 実施例２のヒータ制御回路図 実施例２のヒータ制御フローチャート 実施例２の制御を用いない場合の非通紙部昇温とスループット推移 実施例２の制御を用いた場合の非通紙部昇温とスループット推移 実施例３の定着装置の断面図 実施例３のヒータ構成図 実施例３の発熱ブロックと単位長さ当たりの供給電力の関係を示した図 実施例３のヒータ制御回路図 実施例３と比較例のヒータ摺動面上の長手温度分布の比較 実施例３のヒータ制御フローチャート 実施例４のヒータ構成図 実施例４の発熱ブロックと単位長さ当たりの供給電力の関係を示した図 実施例４のヒータ制御回路図 実施例４と比較例のヒータ摺動面上の長手温度分布の比較 実施例４のヒータ制御フローチャート 従来制御によるＢ６紙連続プリント後のヒータ摺動面上の長手温度分布

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
（本実施例における定着装置の全体構成）
図１は、電子写真記録技術を用いた画像形成装置（以降、レーザプリンタと記述する）１００の模式的断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。

プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光体１９を走査する。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器１７からトナーが供給され、感光体１９上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。感光体１９、帯電ローラ１６及び現像器１７は、トナー収容室を含むプロセスカートリッジ１５として一体化され、レーザプリンタ１００の本体に対して着脱自在に構成されている。一方、給紙カセット１１に積載された記録材としての記録紙Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録材Ｐは、感光体１９上のトナー画像が感光体１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは画像形成装置における定着部としての像加熱装置である定着装置２００で加熱されてトナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、ローラ２６、２７によってレーザプリンタ１００上部のトレイに排出される。なお、１８は感光体１９を清掃するクリーナ、２８は記録材Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録材規制板を有する給紙トレイ（手差しトレイ）である。給紙トレイ２８は定型サイズ以外のサイズの記録材Ｐにも対応するために設けられている。２９は給紙トレイ２８から記録材Ｐを給紙するピックアップローラ、３０は定着装置２００等を駆動するモータである。商用の交流電源４０１に接続された、制御回路４００から、定着装置２００へ電力供給している。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。

本実施例のレーザプリンタ１００は複数の記録材サイズに対応している。給紙カセット１１には、Ｌｅｔｔｅｒ紙（２１５．９ｍｍ×２７９．４ｍｍ）、Ｌｅｇａｌ紙（２１５．９ｍｍ×３５５．６ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）をセットできる。さらに、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（１８４．１５ｍｍ×２６６．７ｍｍ）、Ｂ５紙（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）をセットできる。また、給紙トレイ２８から、Ａ６紙（１０５ｍｍ×１４８ｍｍ）、Ｂ６紙（１２８ｍｍ×１８２ｍｍ）といった定型紙やＤＬ封筒（１１０ｍｍ×２２０ｍｍ）、ＣＯＭ１０封筒（１０４．７７ｍｍ×２４１．３ｍｍ）等の不定型紙を給紙し、プリントできる。本実施例のレーザプリンタ１００は、基本的に紙を縦送りする（長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）レーザプリンタである。本実施例のレーザプリンタ１００がプリント可能な記録材の幅（以下、紙幅と称する）のうち、最も大きな紙幅は２１５．９ｍｍであり、最も小さな紙幅は７６．２ｍｍである。

本実施例におけるレーザプリンタ１００のプロセススピードは３３０ｍｍ／ｓであり、画像形成された紙の後端から、次に画像形成される紙の先端までの距離（以下、紙間と称する）は通常５０ｍｍである。例えばＢ５紙を連続プリントした場合、６４．３ｐｐｍ（ｐａｇｅ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅｓ）のスループットを出すことができる。

図２は、定着装置２００の模式的断面図である。定着装置２００は、定着フィルム（エンドレスベルトとも言う）としての筒状のフィルム２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、フィルム２０２を介してヒータ３００に対向する加圧部材としての加圧ローラ２０８と、を有する。これら記録材に形成された画像の加熱にかかわる、定着フィルム２０２、ヒータ３００、加圧ローラ２０８等の構成が、本発明における像加熱部に対応する。ヒータ３００と加圧ローラ２０８との対向部において、フィルム２０２と加圧ローラ２０８との間に定着ニップ部Ｎが形成される。フィルム２０２のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。また、フィルム２０２の表層には耐熱ゴム等の弾性層を設けても良い。フィルム２０２とヒータ３００の内接面には、両者の摺動性を向上させるために不図示の潤滑剤が塗布されている。潤滑剤はヒータ３００から付与えられる熱によって軟化し、フィルム２０２とヒータ３００にかかるトルクを低減させる効果がある。加圧ローラ２０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の弾性層２１０を有する。ヒータ３００は耐熱樹脂製の保持部材２０１に保持されている。保持部材２０１はフィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ２０８はモータ３０から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、フィルム２０２が従動して回転する。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつヒータ３００の熱を利用して加熱されて定着処理される。

ヒータ３００は、セラミック製の基板３０５上に、導電体３０１、導電体３０３、発熱抵抗体３０２が設けられた構成を有している。導電体３０１は、導電体Ａとして、基板３０５上にヒータ長手方向に沿って設けられている。導電体３０３は、導電体Ｂとして、導電体３０１とはヒータ短手方向で異なる位置にヒータ長手方向に沿って設けられている。発熱抵抗体３０２は、発熱体として、正の抵抗温度係数（以下、ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｒａｔｅ）と称する）を有し、導電体３０１と導電体３０３の間に設けられている。ヒータ３００は、さらに、上述した発熱抵抗体３０２、導電体３０１、導電体３０３を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７を有する。ヒータ基板３０５の裏面側には、温度検知素子として、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４が当接している。ヒータ基板３０５の裏面側には、ヒータが異常昇温したときに作動して発熱領域への給電ラインを遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１２も当接している。ステー２０４は、保持部材２０１に不図示のバネの圧
力を加えるための金属製のステーである。

図３は、実施例１のヒータ３００の構成図を示しており、発熱領域の中央部を基準にＢ５紙を縦方向搬送する場合を例として示している。異なる用紙を搬送する際の基準位置を記録材（用紙）搬送基準位置Ｘとして定義する。

ヒータ３００の発熱抵抗体は、発熱ブロック３０２−１、発熱ブロック３０２−２、発熱ブロック３０２−３の３個に分割されている。発熱ブロック３０２−２の長手方向の幅は１５２ｍｍであり、Ａ５紙の紙幅に対応している。また、発熱ブロック３０２−１、３０２−３の長手方向の幅は各３４ｍｍである。３個の発熱ブロック３０２−１、３０２−２、３０２−３は、長手方向の全体の幅を２２０ｍｍとしており、Ｌｅｔｔｅｒ紙の紙幅に対応している。すなわち、ヒータの幅はプリント可能な最大幅（画像形成可能な最大幅）よりも大きくされており、記録材の位置が長手方向にずれたような場合でも定着処理が行えるように構成されている。導電体３０１は、導電体Ａとして、３個の発熱ブロック３０２−１、３０２−２、３０２−３に沿って設けられている。一方、導電体３０３は、導電体Ｂとして、導電体３０３−１、３０３−２、３０３−３の３個に分割されており、それぞれが発熱ブロック３０２−１、３０２−２、３０２−３に沿って設けられている。Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４は、ヒータ３００に電力を供給するために用いる電極である。すなわち、各発熱ブロックは、導電体Ａと導電体Ｂと発熱体の組からなり、長手方向Ｘに分割され、それぞれ独立制御可能に構成されている。発熱体は長手方向Ｘと直交する短手方向Ｙにおける幅が長手方向Ｘ全域にわたって一定であり、各発熱ブロック毎に通電量の比率を変化させることで、発熱ブロック間における発熱の程度（比率）を変化させることができるように構成されている。

ヒータ３００の裏面には前述した、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４、安全素子２１２が当接している。ヒータ３００の温度制御はサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。サーミスタＴＨ１、安全素子２１２は、定着ニップ部Ｎの長手方向において、本実施例のプリンタがプリント可能な最小の紙幅７６．２ｍｍの記録材Ｐが通過する領域（以下、通紙部と称する）に配置されている。サーミスタＴＨ４は、発熱ブロック３０２−２の発熱領域の端部温度を検出しており、Ａ５紙（紙幅１４８ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ２は発熱ブロック３０２−１の発熱領域の端部温度を検出しており、サーミスタＴＨ３は発熱ブロック３０２−３の発熱領域の端部温度を検出している。サーミスタＴＨ２、ＴＨ３は、Ｌｅｔｔｅｒ紙（紙幅２１５．９ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。

２２０ｍｍの発熱領域の長さを有するヒータ３００に、紙幅１８２ｍｍのＢ５紙を縦方向搬送する場合、発熱領域の両端部に１９ｍｍの非通紙部が生じる。ヒータ３００の温度制御は通紙部に配置されているサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われており、非通紙部では紙に熱を奪われないため、非通紙部の温度が通紙部に比べて上昇する。発熱ブロック３０２−１、３０２−２、３０２−３のＴＣＲは１０００ｐｐｍ／℃であり、搬送方向通電で発熱する。

図４には、本実施例における各発熱ブロックへの長手方向の単位長さ当たりの供給電力の関係を示している。本実施例におけるヒータは、記録材Ｐがその発熱範囲の全域を通過することを特徴とする発熱ブロックＣとして、発熱ブロック３０２−２を有している。また、本実施例におけるヒータは、記録材Ｐがその発熱範囲の一部を通過することを特徴とする発熱ブロックＤとして、発熱ブロック３０２−１、３０２−３を有している。発熱ブロック３０２−２へは長手方向の単位長さ当たりの供給電力（以下、長手単位電力と称する）Ｗｃが、発熱ブロック３０２−１、３０２−３へは長手単位電力Ｗｄが、それぞれ供給されている。

図５は、実施例１における電力制御手段（電力制御部）としてのヒータ制御回路図を示す。４０１はレーザプリンタ１００に接続される商用の交流電源である。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１６及びトライアック４２６の通電／遮断により行われる。ヒータ３００への電力供給は電極Ｅ１〜Ｅ４を介して行われており、本例では、発熱ブロック３０２−１の抵抗値を６４．６Ω、発熱ブロック３０２−２の抵抗値を１４．５Ω、発熱ブロック３０２−３の抵抗値を６４．６Ωとして説明する。

ゼロクロス検知部４３０は、交流電源４０１のゼロクロスを検知する回路であり、ＣＰＵ４２０にＺＥＲＯＸ信号を出力している。ＺＥＲＯＸ信号は、ヒータ制御に用いており、ゼロクロス回路の一例として、特開２０１１−１８０２７に記載されている方法を使用できる。リレー４４０は、故障などによるヒータ３００の過昇温を、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４で検知した場合の、ヒータ３００への電力供給を遮断する手段として用いる。

トライアック４１６の動作について説明する。抵抗４１３、４１７はトライアック４１６のためのバイアス抵抗で、フォトトライアックカプラ４１５は一次・二次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。そして、フォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードに通電することによりトライアック４１６をオンさせる。抵抗４１８は、フォトトライアックカプラ４１５の発光ダイオードの電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ４１９によりフォトトライアックカプラ４１５をオン／オフする。トランジスタ４１９は、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。トライアック４１６が通電状態になると、発熱ブロック３０２−２に電力が供給され、１４．５Ωの抵抗に電力が供給される。

トライアック４２６の回路動作はトライアック４１６と同じため説明を省略する。すなわち、抵抗４２３、４２７、４２８は抵抗４１３、４１７、４１８に、フォトトライアックカプラ４２５はフォトトライアックカプラ４１５に、トランジスタ４２９はトランジスタ４１９に、それぞれ対応する。トライアック４２６は、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ２信号に従って動作する。トライアック４２６が通電状態になると、発熱ブロック３０２−１（６４．６Ω）、発熱ブロック３０２−３（６４．６Ω）に電力が供給される。この二つの発熱ブロックは並列接続されているため、３２．３Ωの抵抗に電力が供給される。

サ−ミスタＴＨ１によって検知される温度は、不図示の抵抗との分圧がＴＨ１信号としてＣＰＵ４２０で検知されている。サーミスタＴＨ２〜サーミスタＴＨ４も、同様の方法で、ＣＰＵ４２０で検知されている。ＣＰＵ４２０の内部処理では、サーミスタＴＨ１の検知温度とヒータ３００の設定温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。更に供給する電力に対応した位相角（位相制御）、波数の（波数制御）制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４１６及び、トライアック４２６を制御している。

また、ＣＰＵ４２０サーミスタＴＨ２〜ＴＨ４によって検知される温度に基づき、非通紙部の温度が上昇しているかどうかを判断する。サーミスタＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４の温度が、所定の上限値ＴＨＭａｘを超えたことを検知すると、ＣＰＵ４２０はプリント時の紙間を１００ｍｍ延長し、スループットダウンする。通常の状態からのスループットダウンの場合、紙間は５０．６ｍｍから１５０．６ｍｍに広がる。このとき、例えばＢ５紙の場合はスループットが６４．３ｐｐｍから４９ｐｐｍに低下する。

（本実施例における定着装置の制御フローチャート）
図６は、本実施例に記載の画像形成装置において、１５２．１ｍｍ以上の紙幅の記録材をプリントする際の、ＣＰＵ４２０による、定着装置２００の制御シーケンスを説明する
フローチャートである。Ｓ５０１でプリント供給要求が発生すると、Ｓ５０２では、画像形成の紙間を５０．６ｍｍに設定する。Ｓ５０３では、通電比率Ｗｃ：Ｗｄを当該ジョブにおける記録材Ｐの紙幅、通紙枚数に基づいて設定する。具体的には表１に基づいて設定する。

［表１］

表１に記載の、紙幅が２０６ｍｍ〜２１５．９ｍｍの記録材においては、非通紙部が狭い。そのため、発熱ブロック３０２−１、３０２−３の電力Ｗｄを発熱ブロック３０２−２の電力Ｗｃに比べて低くすると、記録材の長手方向端部付近の温度が低下し、定着不良が発生してしまう可能性がある。このため、通紙枚数によらず通電比率は１００：１００に制御する。

表１に記載の、紙幅が１５２．１ｍｍ〜１７７．９ｍｍ、及び１７８ｍｍ〜２０５．９ｍｍの記録材においては、連続プリントの１枚目〜１０枚目では通紙部と非通紙部の温度差が小さい。そのため、このタイミングでＷｄを低くしてしまうと、記録材の長手方向端部付近で定着不良が発生してしまう可能性があることから、１枚目〜１０枚目では通電比率はＷｃ：Ｗｄ＝１００：１００に制御する。連続プリントの１１枚目からは徐々に通紙部と非通紙部の温度差が大きくなるため、非通紙部の熱が通紙部に拡散するようになる。したがって、ＷｄをＷｃに比べて低くしても、記録材の長手方向端部付近で定着性を確保できるようになることから、Ｗｃに対するＷｄの比率Ｗｄ／Ｗｃを小さくしている。本実施例では、定着不良が発生してしない範囲内において、通紙枚数が増えるにしたがってＷｄの下げ幅を段階的に大きくしている。また、紙幅が小さくなるほど、非通紙部の幅が通紙部に比べて相対的に大きくなるため、非通紙部の温度の上昇が大きくなる。このため、紙幅が１７８ｍｍ〜２０５．９ｍｍの記録材よりも１５２．１ｍｍ〜１７７．９ｍｍの記録材の方が、Ｗｃに対するＷｄの比率Ｗｄ／Ｗｃを小さくしている。

Ｓ５０４では設定した通電比率を用いて、Ｓ５０２もしくはＳ５０６で設定した紙間にて画像形成を行う。Ｓ５０５では、サーミスタＴＨ２、サーミスタＴＨ３、サーミスタＴＨ４が、ＣＰＵ４２０に設定されている最大温度ＴＨＭａｘをそれぞれ超えていないか判断する。超えていない場合は、Ｓ５０７でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ５０３へと進む。超えている場合は、Ｓ５０６に移行し、紙間を１００ｍｍ延長する。例えば、Ｂ５紙が通常の紙間でプリントされていた場合には、６４．３ｐｐｍから４９ｐｐｍにスループットダウンする。その後、Ｓ５０７でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ５０３へと進む。以上の処理を繰り返し行い、Ｓ５０７でプリントジョブの終了を検知すると、画像形成の制御シーケンスを終了する。

（本実施例の効果検証）
図２３を参照して、まず、本発明の課題について再度詳細に説明する。図２３のグラフの実線のプロットに図３のヒータを搭載した定着装置を用いてＢ６紙をプリントした直後のヒータの摺動面の長手方向の温度分布を示す。中央の発熱ブロック３０２−２の長手方向幅よりも幅の小さい記録材を連続プリントした場合、中央の発熱ブロック３０２−２の非通紙部の温度が上昇する。また、両端部の発熱ブロック３０２−１、３０２−３を発熱させない場合、発熱ブロック３０２−１、３０２−３の領域においては前述の中央の発熱
ブロック３０２−２の非通紙部温度に比べて温度差が大きくなる。したがって、長手方向における温度分布が不均一な状態となる。

このような状態において、次に画像形成する記録材の長手方向の幅が前の画像形成時よりも大きい場合、前述の不均一な温度分布に起因する画像不良が発生する可能性がある。高温部においては、トナー画像が過度に溶融することに起因して定着フィルム上にトナー画像が転移し、定着フィルムの周回後に画像汚れとして記録材上に転移する「高温オフセット」と称する現象が発生する可能性がある。また低温部においては、トナー画像が溶融不足になることにより、「定着不良」と称する現象が発生する可能性がある。

これら画像不良を防止するために、長手方向の温度を均一にするための待機時間を設ける必要がある。図２３のグラフの破線のプロットは、Ｂ６紙をプリントした後に所定の待機時間を経過した後にＬｅｔｔｅｒ紙を画像形成する際の、ヒータの摺動面の長手方向の温度分布を示している。長手方向の温度は均一になっており、この状態で例えばＬｅｔｔｅｒ紙をプリントしても高温オフセットや定着不良が発生することは無い。しかしながらこのような待機時間は、ユーザにとってデメリットとなる。

図７に本実施例における定着装置の制御を用いた場合と、用いなかった場合のサーミスタＴＨ２の温度推移とスループットの推移を示している。図７（Ａ）は、Ｂ５サイズの記録材Ｐを１００枚通紙したときのサーミスタＴＨ２の温度推移を示している。点線で示されたプロットが本実施例の制御を用いなかった場合で、実線のプロットが本実施例の制御を用いた場合のプロットである。本実施例における定着装置の制御を用いなかった場合とは、用紙幅が１５２．１ｍｍ以上のときに通電比率Ｗｃ：Ｗｄを１００：１００のまま制御している場合のことである。

本実施例の制御を用いなかった場合では、３０枚目でサーミスタＴＨ２の最大温度ＴＨＭａｘを超えている。このため、図７（Ｂ）に示すように３０枚目でスループットが６４．３ｐｐｍから４９ｐｐｍに低下している。本実施例の制御を用いた場合では、図７（Ｃ）に示すように、１００枚に渡ってサーミスタＴＨ２の最大温度ＴＨＭａｘを超えることはないため、スループットは最後まで６４．３ｐｐｍのまま推移している。

以上に示すように本実施例の制御を用いた場合、Ｗｃに対してＷｄを下げることで、画像形成時のスループットを最大化することが可能となる。

［実施例２］
次にレーザプリンタ１００の定着装置におけるヒータ制御回路及び制御方法を変更した実施例２を説明する。実施例１とは、３つの発熱ブロックそれぞれを独立に電力制御でき、それぞれの通電比率を当該ジョブにおける発熱ブロックのサーミスタの検知温度に基づいて制御するという点で異なる。実施例１と同様の構成については説明を省略する。

本実施例におけるサーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４の配置は実施例１と同様で、図３に示されている。ヒータ３００の温度制御はサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。サーミスタＴＨ４は、発熱ブロック３０２−２の発熱領域の端部温度を検出しており、Ａ５紙（紙幅１４８ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ２は発熱ブロック３０２−１の発熱領域の端部温度を検出しており、サーミスタＴＨ３は発熱ブロック３０２−３の発熱領域の端部温度を検出している。サーミスタＴＨ２、ＴＨ３は、Ｌｅｔｔｅｒ紙（紙幅２１５．９ｍｍ）の非通紙部となる位置に配置されている。

図８に実施例２のヒータ制御回路図を示す。実施例１はトライアックが２つであったの
に対し、実施例２ではトライアックが３つになっている点で異なる。ヒータ３００の電力制御は、トライアック９１６、９２６、９３６の通電／遮断により行われる。トライアック９１６、９２６、９３６が通電状態になると、発熱ブロック３０２−１、３０２−２、３０２−３にそれぞれ電力が供給される。トライアック９１６、９２６、９３６の回路動作も、実施例１のトライアック４１６と同様であるため、説明を省略する。なお、図８では各トライアックの駆動回路を省略して示している。以降は、発熱ブロック３０２−１への長手単位電力をＷｄＬ、発熱ブロック３０２−３への長手単位電力をＷｄＲ、発熱ブロック３０２−２への長手単位電力をＷｃとして説明する。本実施例においては、発熱ブロック３０２−１〜３０２−３は全て独立に供給電力を制御できる。

また、通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ、及びＷｃ：ＷｄＲは、それぞれサーミスタＴＨ２、及びＴＨ３の検知温度に基づいて段階的に変更される。表２に示すように、通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ、及びＷｃ：ＷｄＲの変更はそれぞれ通電比率レベルＸＬ、及びＸＲを切り替えることにより行われ、各通電比率レベルには通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ、及びＷｃ：ＷｄＲの値が対応付けられている。サーミスタＴＨ２、ＴＨ３の検知温度が、ＴＨＭａｘよりも低い値に設定されている通電比率切り替え閾値ＴＨＷを上回った場合に、ＣＰＵ４２０はＷｃに対するＷｄＬ、ＷｄＲの比率ＷｄＬ／Ｗｃ、ＷｄＲ／Ｗｃを小さくするようにＸＬ、ＸＲの変更を行う。

［表２］

図９は、本実施例に記載の画像形成装置において、１５２．１ｍｍ以上の紙幅の記録材をプリントする際の、ＣＰＵ４２０による、定着装置２００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ９０１でプリント要求が発生すると、Ｓ９０２では、画像形成の紙間を５０．６ｍｍに設定し、通電比率レベルＸＬ、ＸＲをレベル１に設定する。Ｓ９０３では、設定した通電比率レベルＸＬ、ＸＲに対応する通電比率を表２に基づいて決定し、Ｓ９０２もしくはＳ９０７で設定した紙間にて画像形成を行う。

表２では、サーミスタＴＨ２もしくはＴＨ３が通電比率切り替え閾値ＴＨＷを上回るたびに通電比率レベルを切り替える。左右の発熱ブロック３０２−１と３０２−３は各々独立に通電比率レベルの切り替え判断を行う。このため、記録材の搬送基準の位置が長手方向にずれて発熱ブロック３０２−１と発熱ブロック３０２−３の非通紙部の温度に差がついても（以下、左右差と称する）、差を打ち消す方向に通電比率を制御することが可能である。

サーミスタＴＨ２が閾値ＴＨＷを上回った場合は、発熱ブロック３０２−２に対する発熱ブロック３０２−１の通電比率を小さくする。一方、サーミスタＴＨ３が閾値ＴＨＷを上回った場合は、発熱ブロック３０２−２に対する発熱ブロック３０２−３の通電比率を小さくする。閾値ＴＨＷは通電比率レベルごとに設定されており、レベル１に対してはＴＨＷ１、レベル２に対してはＴＨＷ２、レベル３に対してはＴＨＷ３が設定されている。ＴＨＷ１、ＴＨＷ２、ＴＨＷ３、ＴＨＭａｘの大小関係は、ＴＨＷ１＜ＴＨＷ２＜ＴＨＷ３＜ＴＨＭａｘとなっている。

Ｓ９０４では、ＸＬがレベル３以下の状態かつサーミスタＴＨ２の検知温度がＴＨＷ以上の値になるか、もしくはＸＲがレベル３以下の状態かつサーミスタＴＨ３の検知温度が
ＴＨＷ以上の値になった場合は、Ｓ９０６に進む。ならなかった場合はＳ９０７に進む。
Ｓ９０５では、サーミスタＴＨ２の検知温度がＴＨＷ以上の値になった場合はＸＬを１上げる。サーミスタＴＨ３の検知温度がＴＨＷ以上の値になった場合はＸＲを１上げる。
Ｓ９０６では、サーミスタＴＨ２、サーミスタＴＨ３、サーミスタＴＨ４が、ＣＰＵ４２０に設定されている最大温度ＴＨＭａｘをそれぞれ超えていないか判断する。超えていなかった場合には、Ｓ９０８でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ９０３へと進み、超えている場合には、Ｓ９０８に移行し、紙間を１００ｍｍ延長する。例えば、Ｂ５紙が通常の紙間でプリントされていた場合には、６４．３ｐｐｍから４９ｐｐｍにスループットダウンする。その後、Ｓ９０８でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ９０３へと進む。

Ｓ９０３からＳ９０８の例として、連続プリントの１枚目は通電比率レベル１からスタートし、通電比率１００：１００の状態で連続プリントを行う場合について説明する。サーミスタＴＨ２もしくはＴＨ３の検知温度が通電比率切り替え閾値ＴＨＷ１を上回ると、該当のサーミスタが配置された発熱ブロックの通電比率レベルＸＬもしくはＸＲがレベル２に移行する。通電比率レベル２では、通電比率Ｗｃ：Ｗｄを１００：９０に変更して連続プリントを行う。その後サーミスタＴＨ２もしくはＴＨ３の検知温度が通電比率切り替え閾値ＴＨＷ２を上回ると、通電比率レベルＸＬもしくはＸＲはレベル３に移行し、閾値ＴＨＷ３を上回ると、レベル４と段階的に移行する。

以上の処理を繰り返し行い、Ｓ９０８でプリントジョブの終了を検知すると、画像形成の制御シーケンスを終了する。

（本実施例の効果検証）
発明の効果検証として、記録材の長手方向の中央位置が搬送基準Ｘに対して発熱ブロック３０２−３の方向にずれている状態において、Ｂ５サイズの記録材Ｐを１００枚通紙した場合について説明する。

図１０（Ａ）は、本実施例におけるサーミスタＴＨ２およびＴＨ３の温度推移を示している。破線で示されたプロットがサーミスタＴＨ２の検知温度のプロットで、実線で示されたプロットがサーミスタＴＨ３の検知温度のプロットである。記録材の発熱ブロック３０２−３の方向にずれているため、発熱ブロック３０２−１の側の非通紙部の長さが大きくなり、発熱ブロック３０２−３の側の非通紙部の長さが小さくなっている。このため、サーミスタＴＨ２の検知温度が、サーミスタＴＨ３の検知温度よりも早く上昇している。

図１０（Ｂ）に、通電比率レベルＸＬ、ＸＲの推移をそれぞれ破線、実線で示している。本実施例においては、サーミスタＴＨ２、ＴＨ３の検知温度に基づいてそれぞれ通電比率レベルＸＬ、ＸＲの制御を行っている。この場合、サーミスタＴＨ２の検知温度は１０枚目で閾値ＴＨＷ１を超えて通電比率レベルがレベル２に切り替わる。以降もサーミスタＴＨ２の検知温度が閾値ＴＨＷ２、ＴＨＷ３を超えるたびに通電比率レベルＸＬが上がるため、サーミスタＴＨ２の検知温度の上昇幅は小さくなる。このため、１００枚通紙後もサーミスタＴＨ２、ＴＨ３は最大温度ＴＨＭａｘを超えていない。図１０（Ｃ）に示すように、スループットは１００枚目まで６４．３ｐｐｍのまま推移している。

本実施例の比較例として、図１１に、発熱ブロック３０２−１と３０２−３を独立に制御しない場合における、サーミスタＴＨ２およびＴＨ３の温度推移とスループットの推移を示している。図１１（Ａ）は、比較例におけるサーミスタＴＨ２およびＴＨ３の温度推移を示している。破線で示されたプロットがサーミスタＴＨ２の検知温度のプロットで、実線で示されたプロットがサーミスタＴＨ３の検知温度のプロットである。また、図１１（Ｂ）に、通電比率レベルの推移を示している。比較例においては、記録材の長手方向端
部付近で定着性を確保するために、検知温度の低い方のサーミスタの検知温度に基づいて通電比率の制御を行っている。この場合、サーミスタＴＨ３の検知温度は１８枚目で閾値ＴＨＷ１を超えて通電比率レベルがレベル２に切り替わるものの、サーミスタＴＨ２の検知温度はＴＨＭａｘの近くまで温度上昇し、２０枚目でサーミスタＴＨ２の最大温度ＴＨＭａｘを超えている。このため、図１１（Ｃ）に示すように２０枚目でスループットが６４．３ｐｐｍから４９ｐｐｍに低下している。

以上説明したように、本実施例では、発熱ブロック３０２−１と発熱ブロック３０２−３の各々に電極を設けて、それぞれの発熱領域の端部温度を、サーミスタＴＨ２もしくはＴＨ３で検知して、その検知温度に基づいて通電比率を制御する。これにより、記録材の搬送基準の位置が長手方向にずれて、左右の発熱ブロックの非通紙部の温度に左右差がついても、画像形成のスループットを維持することが可能となる。

［実施例３］
実施例３では、発熱ブロックがヒータの長手方向に７分割されたヒータを用いて、印刷ジョブ後のヒータの長手方向の温度を短時間で均熱化して、次の画像形成までの待機時間を削減できる制御方法について説明する。実施例１と同様の構成については説明を省略する。

図１２の定着装置６００にはヒータ７００が搭載されている。ヒータ７００は、セラミック製の基板７０５上に、導電体７０１、導電体７０３、発熱抵抗体７０２が設けられた構成を有している。導電体７０１は、導電体Ａとして、基板７０５の長手方向に沿って設けられている。導電体７０３は、導電体Ｂとして、導電体７０１とは基板７０５の短手方向の異なる位置に、基板７０５の長手方向に沿って設けられている。発熱抵抗体７０２は、発熱体として、正のＴＣＲを有し、導電体７０１と導電体７０３の間に設けられている。また、ヒータ７００はさらに、上述した発熱体７０２、導電体７０１、導電体７０３を覆う絶縁性の表面保護層７０７を有している。

図１３は、本実施例のヒータ７００の構成図、及びサーミスタと安全素子の配置図を示しており、発熱領域の長手中央を基準として記録材ＰとしてＢ６紙（１２８ｍｍ×１８２ｍｍ）を縦方向に搬送する例を示している。発熱体７０２は、７個の発熱ブロック７０２−１〜７０２−７に分割されており、ＴＣＲは１０００ｐｐｍ／℃の材料を用いている。

発熱ブロックＣとしての発熱ブロック７０２−４は、記録材Ｐが発熱ブロックの全域を通過することを特徴とする。本実施例において、発熱ブロック７０２−４の形成領域の長さは１１４ｍｍに設定している。

発熱ブロックＤとしての発熱ブロック７０２−３、７０２−５は、記録材Ｐが発熱ブロックの一部を通過することを特徴とし、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向における端部（以下、左右端部と称する）が通過する発熱ブロックである。本実施例において、発熱ブロック７０２−３〜７０２−５の形成領域の長さは１５２ｍｍに設定しており、Ｂ６紙を搬送させたとき、その左右端部は発熱ブロック７０２−３、７０２−５の端部から内側１２ｍｍ位置を通過する。

発熱ブロックＥとしての発熱ブロック７０２−２と７０２−６は、前述の発熱ブロックＤに隣接して配置された発熱ブロックである。発熱ブロック７０２−２〜７０２−６の形成領域の長さは１８８ｍｍに設定している。

発熱ブロックＦとしての発熱ブロック７０２−１と７０２−７は、前述の発熱ブロックＥの外側に配置された発熱ブロックである。本実施例においてＢ６紙を搬送させたとき、
非通紙領域の発熱ブロックの中で最も外側に位置する。発熱ブロック７０２−１〜７０２−７の形成領域の長さは２２０ｍｍに設定している。

それぞれの発熱ブロックは、後述のヒータ制御回路から電極Ｅ１〜Ｅ８と導電体７０１と導電体７０３を介して通電され発熱する。

ヒータ７００の裏面にはサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５及び、安全素子２１２が配置されている。サーミスタＴＨ１、安全素子２１２は、最小通紙サイズである７６．２ｍｍの記録材Ｐの通紙領域内に配置されている。ヒータ７００の温度制御はサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。サーミスタＴＨ５は発熱ブロック７０２−４の発熱領域の端部温度を検出しており、ＤＬ封筒（紙幅１１０ｍｍ）の非通紙部となる位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ４は発熱ブロック７０２−３の発熱領域の端部温度を検出しており、Ａ５紙（紙幅１４８ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ３は発熱ブロック７０２−６の発熱領域の端部温度を検出しており、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（紙幅１８４．１５ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ２は発熱ブロック７０２−１の発熱領域の端部温度を検出しており、Ｌｅｔｔｅｒ紙（紙幅２１５．９ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。

図１４には、本実施例の発熱ブロックと単位長さ当たりの供給電力の関係を示している。本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＣとして発熱ブロック７０２−４を有しており、発熱ブロック７０２−４へは長手単位電力Ｗｃが供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＤとして発熱ブロック７０２−３、７０２−５を有しており、発熱ブロック７０２−３、７０２−５へは長手単位電力Ｗｄが供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＥとして発熱ブロック７０２−２、７０２−６を有しており、発熱ブロック７０２−２、７０２−６へは長手単位電力Ｗｅが供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＦとして発熱ブロック７０２−１、７０２−７を有しており、発熱ブロック７０２−１、７０２−７へは長手単位電力Ｗｆが供給される。

図１５に実施例３のヒータ制御回路図を示す。実施例１は発熱ブロックが３個であったのに対し、実施例３は発熱ブロックが７個になり、トライアックが４つになっている点で異なる。ヒータ７００の電力制御は、トライアック８１６、トライアック８２６、トライアック８３６、トライアック８４６の通電／遮断により行われる。ヒータ７００への電力供給は電極Ｅ１〜Ｅ８を介して行われる。発熱ブロック７０２−１、７０２−７の抵抗値を１３７．４Ω、発熱ブロック７０２−２、７０２−６の抵抗値を１２２．１Ω、発熱ブロック７０２−３、７０２−５の抵抗値を１１５．７Ω、発熱ブロック７０２−４の抵抗値を１９．３Ωとして以下説明する。

（本実施例における制御方法と効果検証）
本実施例における制御は、記録材の左右端部が通過する発熱ブロックＤの長手単位電力Ｗｄよりも、それに隣接し記録材の通過しない発熱ブロックＥの長手単位電力Ｗｅを小さくすることによって、内側の発熱ブロックＤの熱を外側に逃がすことを特徴とする。また、記録材の通過しない発熱ブロックのうち、記録材の左右端部が通過する発熱ブロックＤに隣接する記録材の通過しない発熱ブロックＥの長手単位電力Ｗｅよりも、その外側の発熱ブロックＦの長手単位電力Ｗｆを大きくする。こうすることによって、長手方向端部の温度低下を防止することを特徴とする。具体的には、各発熱ブロックへの長手単位電力の関係を、Ｗｄ＞Ｗｅ、かつＷｆ＞Ｗｅとなるように制御する。

本実施例の制御における第１の効果として、非通紙部のピーク温度を効果的に低減させ
ることができる。記録材ＰとしてのＢ６紙を搬送させたとき、非通紙部昇温のピーク位置はＢ６紙の左右端部と発熱ブロック７０２−３、７０２−５の両端部の間となる。しかし、その外側に位置する発熱ブロック７０２−２、７０２−６の発熱を抑制することにより非通紙部のピーク温度との温度勾配が大きくなるため、ピーク位置の熱が短時間で拡散して均熱化できる。

本実施例の制御における第２の効果として、ヒータ７００の長手方向端部における温度低下を防止することができる。長手方向両端部に位置する発熱ブロック付近の定着部材は、その内側に位置する発熱ブロック付近に比べて放熱しやすい。したがって、発熱ブロック７０２−１、７０２−７をその内側の発熱ブロック７０２−２、７０２−６より多く発熱させることにより、長手方向端部の温度低下を防止して短時間で均熱化できる。

本実施例の制御例として、図１６（Ａ）に、Ｗｃ：Ｗｄ：Ｗｅ：Ｗｆ＝１００：７０：１０：４０とし、Ｂ６紙を１００枚連続プリントした場合における１００枚目のヒータ７００の長手方向の温度分布を示す。本実施例ではヒータ７００の長手方向は均熱化されており、温度の高低差ΔＴが小さいため、後述の比較例よりも待機時間が短くて済む。

本実施例の比較例として、図１６（Ｂ）の実線プロットにＷｃ：Ｗｄ：Ｗｅ：Ｗｆ＝１００：７０：７０：７０、破線プロットにＷｃ：Ｗｄ：Ｗｅ：Ｗｆ＝１００：７０：１０：１０とし、本実施例と同条件でプリントした場合のヒータ長手方向温度分布を示す。比較例の実線プロットにおいては、ヒータ７００の温度の高低差ΔＴ１が大きく、非通紙部昇温のピーク部分の温度上昇が大きい。また、比較例の破線プロットにおいては、ヒータ７００の温度の高低差ΔＴ２が大きく、長手方向端部の温度低下が大きい。このため、次の画像形成までの待機時間を長くして、ヒータ７００の長手方向を均熱化することにより、高温オフセットや定着不良を防止する必要がある。

（本実施例における定着装置の制御フローチャート）
図１７は、本実施例に記載の画像形成装置において、紙幅が１１４．１ｍｍ以上１５２ｍｍ以下の記録材をプリントする際の、ＣＰＵ４２０による、定着装置２００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ７０１でプリント要求が発生すると、Ｓ７０２では、画像形成の紙間を５０．６ｍｍに設定する。Ｓ７０３では、通電比率Ｗｃ：Ｗｄ：Ｗｅ：Ｗｆを当該ジョブにおける記録材の紙幅、通紙枚数に基づいて設定する。具体的には表３に基づいて設定する。

［表３］

表３に記載の、紙幅が１３２．１ｍｍ〜１５２ｍｍの記録材においては、発熱ブロック７０２−３における非通紙領域が狭いため、通紙部と非通紙部の温度差は小さい。このような状態において、発熱ブロック７０２−１、７０２−２、７０２−６、７０２−７の温度が過度に低下してフィルム２０２の回転が不安定にならないように、通紙枚数によらず通電比率Ｗｃ：Ｗｄ：Ｗｅ：Ｗｆは１００：１００：３０：４０に制御する。

表３に記載の、紙幅が１１４．１ｍｍ〜１３２ｍｍの記録材においては、発熱ブロック７０２−３、７０２−５における非通紙領域は上述の紙幅の条件よりも広くなり、通紙部と非通紙部温度の温度差は大きくなる。そこで、実施例１と同様にＷｃに対するＷｄの比
率Ｗｄ／Ｗｃを小さくしていることに加え、連続プリント１１枚目以降においてＷｆに対するＷｅの比率Ｗｅ／Ｗｆを小さくしている。これにより、発熱ブロック７０２−３、７０２−５の非通紙部の温度のピーク位置と、発熱ブロック７０２−２、７０２―６の領域内の温度勾配が大きくなるように投入電力を制御している。これによって、非通紙部の温度のピーク位置周辺の熱を発熱ブロック７０２−２と７０２−６側へ移動させることができる。本実施例では、フィルム２０２の回転安定性が阻害されない範囲内において、通紙枚数が増えるにしたがってＷｅの下げ幅を段階的に大きくしている。

また、表３では、紙幅に関わらず発熱ブロック７０２−１、７０２−７の電力ＷｆをＷｅに比べて大きくしている。これは、発熱ブロック７０２−１、７０２−７の長手方向端部における放熱が、それより内側の発熱ブロックにおける放熱よりも大きいからである。本実施例では、ＷｆをＷｃの４０％の値とすることで長手方向端部における放熱分を補っている。

Ｓ７０４では設定した通電比率を用いて、Ｓ７０２もしくはＳ７０６で設定した紙間にて画像形成を行う。
Ｓ７０５ではＣＰＵ４２０に設定されている、サーミスタＴＨ２、サーミスタＴＨ３、サーミスタＴＨ４が最大温度ＴＨＭａｘをそれぞれ超えていないか判断する。超えていない場合は、Ｓ７０７でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ７０３へと進む。超えた場合には、Ｓ７０６に移行し、紙間を１００ｍｍ延長し、Ｓ７０７でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ７０３へと進む。
以上の処理を繰り返し行い、Ｓ７０７でプリントジョブの終了を検知すると、画像形成の制御シーケンスを終了する。

以上説明したように、本実施例では、記録材Ｐのサイズに応じて非通紙領域の発熱ブロックに対する供給電力を調整することにより、連続プリントにおけるヒータの均熱化を図ることができる。したがって、連続プリント後に均熱化のための待機時間を削減することが可能となる。なお、本実施例では発熱ブロックＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを含む構成を説明したが、発熱ブロックＣは含まずにＤ、Ｅ、Ｆのみを含む構成に対しても、本実施例の制御方法を用いれば同様の効果が得られる。

［実施例４］
次に実施例３のレーザプリンタ１００の定着装置のヒータ制御回路と制御方法を変更した実施例４を説明する。実施例３とは、７つの発熱ブロックそれぞれを独立に電力制御でき、全ての発熱ブロックに対して温度を検出するサーミスタが設置されている点で異なる。またそれぞれの通電比率を当該ジョブにおける発熱ブロックのサーミスタの検知温度に基づいて制御するという点でも異なる。実施例３と同様の構成については説明を省略する。

図１８には実施例４のヒータ７００の構成図を示している。ヒータ７００の裏面には温度検知手段としてのサーミスタＴＨ１〜ＴＨ８及び、安全素子２１２が当接している。ヒータ７００の温度制御はサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。サーミスタＴＨ１、安全素子２１２は、定着ニップ部Ｎの長手方向において、本実施例のプリンタがプリント可能な最小の紙幅７６．２ｍｍの記録材Ｐの通紙部に配置されている。ヒータ７００の温度制御はサーミスタＴＨ１の出力に基づいて行われている。サーミスタＴＨ５は発熱ブロック７０２−４の発熱領域の端部温度を検出しており、ＤＬ封筒（紙幅１１０ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ４、ＴＨ６は発熱ブロック７０２−３、７０２−５の発熱領域の端部温度を検出しており、Ａ５紙（紙幅１４８ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。サーミスタＴＨ３、ＴＨ７は発熱ブロック７０２−２、７０２−６の発熱領域の端部温度を検出しており、Ｅｘｅｃ
ｕｔｉｖｅ紙（紙幅１８４．１５ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。Ｌｅｔｔｅｒ紙（紙幅２１５．９ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。また、サーミスタＴＨ２、ＴＨ８は発熱ブロック７０２−１、７０２−７の発熱領域の端部温度を検出しており、Ｌｅｔｔｅｒ紙（紙幅２１５．９ｍｍ）の非通紙部となるような位置に配置されている。

図１９には、本実施例の発熱ブロックと単位長さ当たりの供給電力の関係を示している。本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＣとして発熱ブロック７０２−４を有しており、発熱ブロック７０２−４へは長手単位電力Ｗｃが供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＤとして発熱ブロック７０２−３、７０２−５を有しており、発熱ブロック７０２−３へは長手単位電力ＷｄＬが供給され、発熱ブロック７０２−５へは長手単位電力ＷｄＲが供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＥとして発熱ブロック７０２−２、７０２−６を有しており、発熱ブロック７０２−２へは長手単位電力ＷｅＬが、７０２−６へは長手単位電力ＷｅＲが、それぞれ供給される。また、本実施例におけるヒータは、発熱ブロックＦとして発熱ブロック７０２−１、７０２−７を有しており、発熱ブロック７０２−１へは長手単位電力ＷｆＬが、７０２−７へは長手単位電力ＷｆＲが、それぞれ供給される。

図２０に実施例４のヒータ制御回路図を示す。実施例３とはトライアックが７つになっている点で異なる。ヒータ３００の電力制御は、トライアック１０１６、１０２６、１０３６、１０４６、１０５６、１０６６、１０７６の通電／遮断により行われる。トライアック１０１６、１０２６、１０３６、１０４６、１０５６、１０６６、１０７６が通電状態になると、発熱ブロック７０２−１、７０２−２、７０２−３、７０２−４、７０２−５、７０２−６、７０２−７にそれぞれ電力が供給される。トライアック１０１６、１０２６、１０３６、１０４６、１０５６、１０６６、１０７６の回路動作も、実施例１のトライアック４１６と同様であるため、説明を省略する。なお、図２０では各トライアックの駆動回路を省略して示している。発熱ブロック７０２−４への長手単位電力をＷｃとして、発熱ブロック７０２−３、７０２−５への長手単位電力をそれぞれＷｄとして、以下説明する。また、発熱ブロック７０２−２、７０２−６への長手単位電力をそれぞれＷｅとして、発熱ブロック７０２−１、７０２−７への長手単位電力をそれぞれＷｆとして以下説明する。本実施例においては、発熱ブロック７０２−１〜７０２−７は全て独立に供給電力を制御できる。

（本実施例における制御方法と効果検証）
本実施例においては、通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ、及びＷｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲは、それぞれサーミスタＴＨ２とＴＨ３の検知温度差分ΔＴＨ２３、及びサーミスタＴＨ７とＴＨ８の検知温度差分ΔＴＨ７８に基づいて段階的に変更される。通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ、及びＷｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲの変更はそれぞれ通電比率レベルＸＬ、及びＸＲを切り替えることにより行われる。各通電比率レベルには通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ、及びＷｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲの値が対応付けられている。ΔＴＨ２３、ΔＴＨ７８が、通電比率切り替え閾値ΔＴＨＷを上回った場合に、ＣＰＵ４２０はそれぞれ比率ＷｅＬ／ＷｆＬ、ＷｅＲ／ＷｆＲを小さくするようにＸＬ、ＸＲの変更を行う。

次に、発明の効果検証として、記録材の長手方向の中央位置が搬送基準Ｘに対して発熱ブロック７０２−７の方向にずれている状態において、Ｂ６サイズの記録材を１００枚通紙した場合について説明する。本実施例の制御例として、図２１（Ａ）に、Ｗｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ＝１００：７０：１０：４０とし、Ｗｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲ＝１００：９０：２０：４０とし、１００枚目のヒータ７００の長手方向の温度分布を示す。本実施例のように左右の通電比率レベルを独立に制御することによって、発熱ブロック７
０２−２の発熱量を後述の比較例に比べて小さくすることができる。これによって均熱化されており、温度の高低差ΔＴＬ、ΔＴＲが小さいため、後述の比較例よりも待機時間が短くて済む。

本実施例の比較例として、図２１（Ｂ）にＷｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ＝Ｗｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲ＝１００：９０：２０：４０として本実施例と同じ条件でプリントした場合におけるヒータ７００の長手方向における温度を示す。比較例においては、ヒータ７００の長手方向右側の温度の高低差ΔＴＲは小さいが、左側の温度の高低差ΔＴＬが大きいため、次の画像形成までの待機時間を長くして均熱化することにより高温オフセットと定着不良を防止する必要がある。

（本実施例における定着装置の制御フローチャート）
図２２は、本実施例に記載の画像形成装置において、紙幅が１１４．１ｍｍ以上１５２ｍｍ以下の記録材をプリントする際の、ＣＰＵ４２０による、定着装置２００の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ１００１でプリント要求が発生すると、Ｓ１００２では、画像形成の紙間を５０．６ｍｍに設定し、通電比率レベルＸＬ、ＸＲをレベル１に設定する。Ｓ１００３では、設定した通電比率レベルＸＬ、ＸＲに対応する通電比率を表４に基づいて決定し、Ｓ１００２もしくはＳ１００７で設定した紙間にて画像形成を行う。

［表４］

表４では、ΔＴＨ２３とΔＴＨ７８が、通電比率切り替え閾値ΔＴＨＷを上回るたびに、通電比率レベルを切り替え、両端部の発熱ブロック７０２−２、７０２−６の発熱量を小さくしている。左右の発熱ブロック７０２−２と７０２−６は、各々独立に通電比率レベルの切り替え判断を行う。このため、記録材の搬送基準の位置が長手方向にずれて発熱ブロック７０２−３と発熱ブロック７０２−５の非通紙部の温度に左右差がついても、左右差を打ち消す方向に通電比率を制御することが可能である。

ΔＴＨ２３が閾値ΔＴＨＷを上回った場合は発熱ブロック７０２−１に対する発熱ブロック７０２−２の発熱量を小さくし、ΔＴＨ７８が閾値ΔＴＨＷを上回った場合は発熱ブロック７０２−７に対する発熱ブロック７０２−６の発熱量を小さくしている。

例えばＢ６紙（１２８ｍｍ幅）を連続プリントする場合、連続プリントの１枚目は通電比率レベル１からスタートし、通電比率１００：１００：３０：４０の状態で連続プリントを行う。左右どちらかの検知温度差分が通電比率切り替え閾値ΔＴＨＷを上回ると、該当のサーミスタが配置された発熱ブロックの通電比率レベルＸＬ、もしくはＸＲがレベル２に移行する。通電比率レベル２では、通電比率Ｗｃ：ＷｄＬ：ＷｅＬ：ＷｆＬ、もしくはＷｃ：ＷｄＲ：ＷｅＲ：ＷｆＲを１００：９０：２０：４０に変更して連続プリントを行う。その後、通電比率切り替え閾値ΔＴＨＷを上回る度に、通電比率レベルはレベル３、レベル４と段階的に移行する。これは、発熱ブロック７０２−３、７０２−５の非通紙部昇温の進行で発熱ブロック７０２−３、７０２−５の非通紙部の熱が発熱ブロック７０２−２、７０２−６に移動して発熱ブロック７０２−２、７０２−６が昇温し、検知温度差分が大きくなるためである。

Ｓ１００４では、ＸＬがレベル３以下の状態かつΔＴＨ２３がΔＴＨＷ以上の値になるか、もしくはＸＲがレベル３以下の状態かつΔＴＨ７８がＴＨＷ以上の値になった場合は、Ｓ１００５に進む。ならなかった場合はＳ１００６に進む。
Ｓ１００５では、ΔＴＨ２３がΔＴＨＷ以上の値になった場合はＸＬを１上げる。ΔＴＨ７８がＴＨＷ以上の値になった場合はＸＲを１上げる。
Ｓ１００６では、サーミスタＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５、ＴＨ６、ＴＨ７、ＴＨ８が、ＣＰＵ４２０に設定されている最大温度ＴＨＭａｘをそれぞれ超えていないか判断する。超えていなかった場合には、Ｓ１００８でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ１００３へと進む。超えている場合には、Ｓ１００７に移行し、紙間を１００ｍｍ延長する。その後、Ｓ１００８でプリントジョブの終了有無を判断し、終了で無い場合はＳ１００３へと進む。
以上の処理を繰り返し行い、Ｓ１００８でプリントジョブの終了を検知すると、画像形成の制御シーケンスを終了する。

以上説明したように、本実施例では、サーミスタＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ７、ＴＨ８の検知温度に基づいて通電比率を左右独立に制御する。こうすることにより、記録材の搬送基準の位置が長手方向にずれて左右の発熱ブロックの非通紙部の温度に左右差がついても、左右差を打ち消す方向に通電比率を制御することが可能である。また、連続プリントにおけるヒータの均熱化を図ることができるため、連続プリント後に均熱化のための待機時間を削減することが可能となる。

なお、本実施例では非通紙領域の発熱ブロック７０２−１、７０２−２、７０２−６、７０２−７に配置されたサーミスタＴＨ２とＴＨ３あるいはサーミスタＴＨ７とＴＨ８の検知温度差分に応じて各発熱ブロックの通電比率を切り替える制御について説明した。しかし、これに限らず、サーミスタＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ７、ＴＨ８の検知温度に基づいてそれぞれの発熱ブロックを温度制御することにより、発熱ブロック７０２−２、７０２−６への供給電力Ｗｅを下げて発熱を抑制してもよい。あるいは発熱ブロック７０２−１、７０２−７供給電力Ｗｆを上げて発熱を促進したりしても同様の効果が得られる。

また、発熱ブロック７０２−３、７０２−５の端部に配置されたサーミスタＴＨ４、ＴＨ６の検知温度が閾値を超えた場合に発熱ブロック７０２−２と７０２−４の発熱を抑えるように通電比率を切り替えてもよい。

［その他の実施例］
前述の実施例１、実施例２、実施例３、実施例４では、記録材の通紙を中央搬送基準で行うものとしたが、片側搬送基準で行なう構成のものであっても同様の効果が得られる。
また中央搬送基準では、実施例１、実施例２に関しては分割数が４分割以上、実施例３、実施例４に関しては５分割以上であっても同様の効果が得られる。片側搬送基準では実施例１、実施例２に関しては分割数が２分割以上、実施例３、実施例４に関しては３分割以上であっても同様の効果が得られる。
また実施例１、実施例２、実施例３、実施例４では、正のＴＣＲを有する発熱体を有するとしたが、０または負のＴＣＲを有する発熱体においても同様の効果が得られる。

２００…定着装置、２０２…筒状のフィルム、３００…ヒータ、３０２…発熱抵抗体、３０２−１〜３０２−３…発熱ブロック、３０５…基板、４００…制御回路、４２０…ＣＰＵ

Claims (12)

1. 第１回転体と、
   前記第１回転体の外周面に接触する第２回転体であって、前記第１回転体との間にニップ部を形成する第２回転体と、
   基板と、記録材の搬送方向において異なる前記基板上の位置に前記基板の長手方向に沿って設けられた２つの導電体、前記２つの導電体の間に設けられ前記２つの導電体と電気的に接続されている発熱体、を含む発熱ブロックと、を有し、前記長手方向に複数並んだ前記発熱ブロックにより前記第１回転体を加熱するヒータと、
   前記複数の発熱ブロックに供給する電力を個々に制御する制御部と、
   を備え、
   前記ヒータは、前記第１回転体の内部空間に配置されており、
   前記ニップ部において記録材を搬送しつつ、前記ヒータによって加熱された前記第１回転体の熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
   １つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材が通過する前記ニップ部の領域を第１領域、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材が通過しない前記ニップ部の領域を第２領域とした場合、前記複数の発熱ブロックのうち、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域の全域が、前記第１領域となる発熱ブロックを第１発熱ブロック、前記複数の発熱ブロックのうち、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域が、記録材の搬送方向と平行である記録材の端部が通過することにより、前記第１領域と前記第２領域の境界を含む領域となる発熱ブロックを第２発熱ブロックとすると、
   前記第２発熱ブロックの温度を検知する第１温度検知素子をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１発熱ブロックに第１の電力を供給し、前記第２発熱ブロックに第２の電力を供給し、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅と、前記１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数と、に応じて前記第２の電力を制御することにより、前記第１の電力以下である前記第２の電力を前記第２発熱ブロックに供給し、前記第１温度検知素子の検知温度に応じて、前記ニップ部に搬送された記録材の後端から、次に前記ニップ部に搬送される記録材の先端までの距離を制御することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記制御部は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅が第１の幅である場合の前記第２の電力が、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅が前記第１の幅よりも大きい第２の幅である場合の前記第２の電力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記制御部は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数が第１の枚数である場合の前記第２の電力が、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数が前記第１の枚数よりも少ない第２の枚数である場合の前記第２の電力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
4. 前記第２発熱ブロックは、前記長手方向において前記第１発熱ブロックの隣に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
5. 前記長手方向において一方の隣に前記第１発熱ブロックが設けられた前記第２発熱ブロックを、前記基板の厚み方向に見た場合、前記第２発熱ブロックの領域の中央よりも前記第１発熱ブロックとは反対の側の領域に重なる領域に前記第１温度検知素子が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
6. 前記複数の発熱ブロックのうち、前記長手方向において一方の隣に前記第１発熱ブロックが設けられた前記第２発熱ブロックの他方の隣に設けられた発熱ブロックであり、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域の全域が、前記第２領域となる発熱ブロックを第３発熱ブロック、
   前記長手方向において、一方の隣に前記第２発熱ブロックが設けられた前記第３発熱ブロックの他方の隣に設けられた発熱ブロックであり、１つの発熱ブロックが加熱する前記第１回転体の領域に対応する前記ニップ部の領域の全域が、前記第２領域となる発熱ブロックを第４発熱ブロックとすると、
   前記制御部は、前記第３発熱ブロックに供給する第３の電力を前記第２の電力よりも小さくなるように制御し、前記第４発熱ブロックに供給される第４の電力を前記第３の電力よりも大きく、且つ、前記第２の電力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
7. 前記制御部は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅が第１の幅である場合の前記第３の電力は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の前記長手方向における幅が前記第１の幅よりも大きい第２の幅である場合の前記第４の電力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
8. 前記制御部は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数が第１の枚数である場合の前記第３の電力は、１つのプリントジョブにおいて前記ニップ部に搬送される記録材の枚数が前記第１の枚数よりも少ない第２の枚数である場合の前記第４の電力よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
9. 前記第３発熱ブロックの温度を検知する第２温度検知素子と、前記第４発熱ブロックの温度を検知する第３温度検知素子をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２温度検知素子の検知温度および前記第３温度検知素子の検知温度に応じて、前記ニップ部に搬送された記録材の後端から、次に前記ニップ部に搬送される記録材の先端までの距離を制御することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
10. 前記ヒータの記録材の搬送方向における幅は、記録材の搬送方向に対して直交する前記基板の長手方向の全域にわたって一定であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の像加熱装置。
11. 前記第１回転体は筒状のフィルムであり、前記第２回転体は前記フィルムの外周面に接触するローラであり、前記ヒータは前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記ローラで前記フィルムを挟持しており、記録材上の画像は前記フィルムと前記ローラの間に形成されたニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の像加熱装置。
12. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
    記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
    を有する画像形成装置において、
    前記定着部が請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
    

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