JP2007310255A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラの温度リップルを小さくし定着不良が生じにくくする。
【解決手段】 本画像形成装置１００では、第２温度検知手段７５により検知された温度Ｔに基づいて、メインヒータ７２ｂおよびサブヒータ７２ｃのオンオフ状態を規定するための通電パターンＰ１，Ｐ２が制御装置７６により設定される。この通電パターンＰ１，Ｐ２に基づいて、メインヒータ７２ｂおよびサブヒータ７２ｃの通電状態が制御装置７６により制御される。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、主に、画像読み取り装置と印刷装置とを備えている。画像読み取り装置は原稿の画像情報を読み取るためのものであり、印刷装置は画像読み取り装置で読み取った画像情報に応じて紙等の転写材上に画像を形成するためのものである。印刷装置は、画像形成部と転写材を搬送する転写材搬送部とを有している。画像形成部は、主に、感光体ドラムと、帯電器と、露光器と、現像装置と、定着装置とからなっている。この画像形成部では、まず、帯電器が感光体ドラムの表面を帯電させる。そして、露光器が、画像読み取り装置により読み取られた画像情報に応じて、帯電器により帯電させられた感光体ドラムの表面に露光を施す。これにより、感光体ドラムの表面には静電潜像が形成される。次に、現像装置において、現像ローラがトナーを感光体ドラムの表面の静電潜像に付着させる。そして、感光体ドラムの表面に形成されたトナー像が、転写材搬送部により搬送されてきた用紙に転写される。最後に、定着装置において、用紙に転写されたトナー像が加熱加圧されることにより、画像形成が行われる。

上記のような画像形成装置では、一般的に、ヒータを内蔵した定着ローラと定着ローラに圧接させた加圧ローラとの間に、未定着トナー像が転写された用紙を通過させることにより、トナー像を用紙に定着させる熱ローラ方式の定着装置が用いられることが多い。このような定着装置では、定着ローラに２つ以上のヒータを内蔵し、定着ローラの表面温度を部分的に上昇させることにより、省エネルギー化が図られている。たとえば、原稿載置台中央において原稿の位置合わせを行うタイプの画像形成装置の場合、定着ローラには、定着ローラの軸方向中央部を加熱するメインヒータと、軸方向両端部それぞれを加熱するサブヒータとが内蔵されることが多い。この場合、用紙が縦方向に搬送されるときには中央部を加熱するヒータのみを通電させることにより、トナーの定着処理が行われる。これにより、節電すなわち省エネルギー化が図られている。

また、一般的には、定着ローラの表面温度を管理するために、温度検知手段たとえばサーミスタ温度計が定着ローラ表面に設けられている。また、定着ローラの表面温度をより精度良く管理するために、定着ローラ表面の通紙領域に接触式のサーミスタ温度計が設けられる場合がある。このように、接触式のサーミスタ温度計を定着ローラ表面に取り付けると、サーミスタ温度計との摺擦によって定着ローラ表面が傷ついてしまうおそれがある。定着ローラ表面が傷ついてしまった場合、定着ローラからの用紙の剥離性能が低下してしまうおそれがある。また、サーミスタ温度計を定着ローラ表面に取り付けると、サーミスタ温度計に未定着トナーが付着してしまい、コピー画像の汚れが発生したり温度検知精度が低下してしまうおそれがある。そこで、このような不具合を防止するため、通紙領域の定着ローラ表面には非接触状態の温度検知手段たとえばサーミスタ温度計を設け、この非接触状態のサーミスタ温度計により検知された温度により、定着ローラの表面温度を制御することが行われている（特許文献１を参照）。
特開２００３−４３８５２

従来の画像形成装置の定着装置では上記のような省エネルギー化が図られてはいるものの、昨今の更なる省エネルギー化に対応する必要性から、近年では、定着ローラのウォームアップに要する時間の短縮のために定着ローラの低熱容量化が進められてきた。これにより、近年では、定着ローラには、金属製の薄肉筒状部材が用いられることが多い。しかしながら、定着ローラを金属製の薄肉筒状部材にすると、定着ローラの熱容量が小さくなり、定着ローラのウォームアップに要する時間を短縮することができるものの、材質によっては熱伝導性が悪くなり軸方向に熱伝達がしにくくなる。このため、ヒータに発熱ムラが定着ローラ表面の温度ムラとなってしまうおそれがある。言い換えると、定着ローラの温度リップルが大きくなってしまい、定着不良を起こしてしまうおそれがある。

以上のことから、定着ローラを金属製の薄肉筒状部材にするような場合は、従来以上に精度よく温度制御を行うことが必要となる。しかしながら、非接触センサーが用いられた場合、非接触センサーは定着ローラ表面の温度を直接的に検知するわけではないので、定着ローラ表面の温度をリアルタイムに検知することが難しい。このため、定着ローラ表面の温度が非接触センサーに検知されたときには、実際の定着ローラ表面の温度が、非接触センサーに検知された温度とは異なる温度になっているおそれがある。これにより、状況によっては、実際の定着ローラ表面の温度が、定着可能範囲の温度を超えてしまったり、定着可能範囲の温度を下回ってしまったりするおそれがある。すると、定着ローラの温度リップルが大きくなってしまい、定着不良を起こしてしまうおそれがある。

本発明では、定着ローラの温度リップルを小さくし定着不良が生じにくくすることにある。

請求項１に係る画像形成装置は、定着装置本体と、定着ローラと、加圧ローラと、第１温度検知手段と、第２温度検知手段と、制御装置とを備えている。定着装置本体は、画像形成装置本体に装着されている。定着ローラは、定着装置本体に回転自在に装着される。この定着ローラには、通紙領域の一部を加熱するメインヒータと、メインヒータが加熱する通紙領域の一部を除く通紙領域の一部、又は非通紙領域の一部を加熱するサブヒータとが内蔵されている。加圧ローラは、定着装置本体に回転自在に装着されており、トナー像が転写された転写紙を定着ローラに加圧する。第１温度検知手段は、定着ローラの通紙領域の温度を間接的に検知する。第２温度検知手段は、定着ローラの非通紙領域の温度を直接的に検知する。制御装置は、第１温度検知手段により検知された温度に基づいて、メインヒータの通電状態を制御する。また、制御装置は、第２温度検知手段により検知された温度に基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンを設定する。そして、この通電パターンに基づいて、メインヒータおよびサブヒータの通電状態を制御する。

この画像形成装置では、第２温度検知手段により検知された温度に基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンが制御装置により設定される。そして、この通電パターンに基づいて、メインヒータおよびサブヒータの通電状態が制御装置により制御される。なお、第１温度検知手段により検知された温度が過剰に高い温度（しきい値温度）以上であると制御装置に認識された場合には、メインヒータの通電状態が制御装置により制御される。このようにメインヒータおよびサブヒータが制御装置により制御されている状態において、定着ローラと加圧ローラとの間にトナー像が転写された転写紙が搬送されると、定着ローラと加圧ロータとの間において転写紙が定着ローラにより加熱され加圧ローラにより加圧される。これにより、トナー像が転写紙に定着する。

ここでは、第２温度検知手段により直接的に検知された温度に基づいてメインヒータおよびサブヒータの通電パターンが制御装置により設定され、この通電パターンに基づいてメインヒータおよびサブヒータの通電状態が制御装置により制御されるので、定着ローラ表面の温度を制御装置により精度良く制御することができる。これにより、定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができる。すなわち、定着ローラの温度リップルを小さくすることができ、定着不良が生じにくくすることができる。

請求項２に係る画像形成装置では、請求項１に記載の画像形成装置において、制御装置が、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段を有している。そして、第１判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された場合に、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定される。

この場合、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された場合に、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが制御装置により設定されるので、メインヒータおよびサブヒータを同じタイミングでオン状態にする通電パターンで発生する一時的な電源電圧の低下を防止することができる。これにより、一時的な電源電圧の低下に伴う定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができ、定着ローラの温度リップルを小さくすることができる。

請求項３に係る画像形成装置では、請求項１に記載の画像形成装置において、制御装置が、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段と、第２温度検知手段により検知された温度が定着下限温度であるか否かを判断する第２判断手段とを有している。そして、第１判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、第２判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着下限温度であると判断された場合、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定される。

この場合、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、第２温度検知手段により検知された温度が定着下限温度であると判断された場合、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが制御装置により設定されるので、メインヒータおよびサブヒータを同じタイミングでオン状態にする通電パターンで発生する一時的な電源電圧の低下を防止することができる。これにより、一時的な電源電圧の低下に伴う定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができ、定着ローラの温度リップルを小さくすることができる。

請求項４に係る画像形成装置では、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、制御装置が、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度より低いか否かを判断する第３判断手段を有している。そして、第３判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度より低いと判断された場合に、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定される。

この場合、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度より低いと判断された場合に、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定されるので、メインヒータおよびサブヒータを同じタイミングでオン状態にする通電パターンで発生する一時的な電源電圧の低下を防止することができる。これにより、一時的な電源電圧の低下に伴う定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができ、定着ローラの温度リップルを小さくすることができる。

請求項５に係る画像形成装置では、請求項２から４のいずれかに記載の画像形成装置において、制御装置が、メインヒータがオン状態であるときにサブヒータがオフ状態からオン状態になりオン状態からオフ状態になるような第１通電パターンを通電パターンとして設定する。

この場合、メインヒータがオン状態であるときにサブヒータがオフ状態からオン状態になりオン状態からオフ状態になるような第１通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定されるので、一時的な電源電圧の低下を効果的に防止することができる。これにより、一時的な電源電圧の低下に伴う定着ローラ表面の温度変化を効果的に小さくすることができる。すなわち、定着ローラの温度リップルを効果的に小さくすることができる。

請求項６に係る画像形成装置では、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置において、制御装置が、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段と、第２温度検知手段により検知された温度が定着上限温度であるか否かを判断する第４判断手段とを有している。そして、第１判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、第４判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度が定着上限温度であると判断された場合、メインヒータをオン状態にしサブヒータをオフ状態にする第２通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定される。

この場合、第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、第２温度検知手段により検知された温度が定着上限温度であると判断された場合、メインヒータをオン状態にしサブヒータをオフ状態にする第２通電パターンが通電パターンとして制御装置により設定されるので、上記に示した一時的な電源電圧の低下に伴う定着ローラ表面の温度変化が生じることはない。また、この場合は、メインヒータのみがオン状態となるので、定着ローラ表面の温度を速やかに定着可能範囲内の温度に低下させることができる。

請求項７に係る画像形成装置では、請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置において、定着ローラのメインヒータが、ローラ軸方向の中央部の少なくとも一部を加熱し、定着ローラのサブヒータが、ローラ軸方向の少なくともいずれか一方の端部を加熱する。

この場合、定着ローラのローラ軸方向の中央部の少なくとも一部がメインヒータにより加熱され、定着ローラのローラ軸方向の少なくともいずれか一方の端部がサブヒータにより加熱される。たとえば、原稿載置台の中央において原稿の位置合わせを行う場合は、定着ローラのローラ軸方向の両端部がサブヒータにより加熱される。一方で、原稿載置台の片側において原稿の位置合わせを行う場合は、定着ローラのローラ軸方向の端部がサブヒータにより加熱される。このように定着ローラを加熱することにより、定着ローラの非通紙領域の温度リップルを小さくすることができ、定着ローラの表面温度を均一に維持することができる。

本発明によれば、第２温度検知手段により直接的に検知された温度に基づいてメインヒータおよびサブヒータの通電パターンが制御装置により設定され、この通電パターンに基づいてメインヒータおよびサブヒータの通電状態が制御装置により制御されるので、定着ローラ表面の温度を制御装置により精度良く制御することができる。これにより、定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができる。すなわち、定着ローラの温度リップルを小さくすることができ、定着不良が生じにくくすることができる。

［カラープリンタの全体構成］
図１は本発明の一実施形態が採用されたカラープリンタの概略構成を示す図である。カラープリンタ１００は、図１に示すように、主に、カラープリンタ本体１１と、画像形成部１０と、トナーコンテナ８と、トナー補給パイプ１３とを備えている。画像形成部１０は、カラープリンタ本体１１のほぼ中央に設けられている。

画像形成部１０は、感光体ドラム１、帯電装置２、ロータリ式現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、およびレーザユニット１２を備えている。帯電装置２、ロータリ式現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、およびレーザユニット１２は、感光体ドラム１の周囲に配設されている。なお、感光体ドラム１の用紙搬送方向下流側には、定着装置７が配設されている。定着装置７は、転写されたトナー像を転写材に定着させるための装置である。また、画像形成部１０の下部には給紙部２０が設けられており、給紙部からの給紙方向には給紙ローラ９が配設されている。

感光体ドラム１は、カラープリンタ本体１１の内部に回転自在に装着されている。感光体ドラム１の表面には、レーザユニット１２によって静電潜像が形成される。帯電装置２は、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１を一様に帯電させるための装置である。

ロータリ式現像装置４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１表面にトナーを供給してトナー像を感光体ドラム１に形成する装置である。ロータリ式現像装置４は、カラープリンタ本体１１の内部に回転自在に装着されている。ロータリ式現像装置４は、ロータリラック４０と、複数の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂとを備えている。ロータリラック４０は、図示しない回転手段により回転軸４１を中心に回転しながら、複数の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂそれぞれを感光体ドラムに対向する現像位置に順次移動させて現像を行わせるものである。複数の現像器のうち、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、およびブラック現像器４Ｂは、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂの順にロータリラック４０の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約９０度の間隔で配置されている。

転写装置５は、感光体ドラム１のトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、二次転写対向ローラ５４、二次転写ローラ５６を備えている。中間転写ベルト５１は、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、および二次転写対向ローラ５４のそれぞれに巻きかけられている。この中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５５の駆動力により、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、および二次転写対向ローラ５４のまわりを回転させられる。このような中間転写ベルト５１には、感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写され、転写されたトナー像が一時的に保持される。二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１の外周面において二次転写対向ローラ５４に対向する位置に配置されている。この二次転写ローラ５６では、トナー像が転写材に二次転写される。

クリーニング装置６は、感光体ドラム１に残留した残留現像剤などの付着物を除去するための装置であって、本カラープリンタ１００ではクリーニングブレードが設けられている。

レーザユニット１２は、カラープリンタ本体１１の内部に装着されている。このレーザユニット１２は、コントローラ（図示しない）で処理された画像情報に基づいて、感光ドラム１上を走査し感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。レーザーユニット１２は、図示しない、半導体レーザ、各種のレンズ、ポリゴンミラー、ミラー回転モータなどから構成されている。

トナーコンテナ８は、ロータリ式現像装置４にトナーを供給するための容器である。トナーコンテナ８は、図１に示すように、イエロー用コンテナ８Ｙ、マゼンタ用コンテナ８Ｍ、シアン用コンテナ８Ｃ、およびブラック用コンテナ８Ｂのような複数のコンテナからなっている。これら複数のコンテナ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂは、感光体ドラム１の上方（図１の上方）において、感光体ドラム１の回転軸方向すなわちロータリ式現像装置４の回転軸方向に並べて配置されており、カラープリンタ本体１１の内部に装着されている。

複数のトナー補給パイプ１３は、トナー補給チューブ１３ａを有しており、このトナー補給チューブ１３ａを介してトナーコンテナ８に装着されており、レーザユニット１２と感光体ドラム１との間に配置されている。ここでは、４つのトナー補給パイプ１３それぞれが、トナー補給チューブ１３ａを介して複数のコンテナ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂぞれぞれに装着されており、ロータリ式現像装置４の回転軸方向に並べて配置されている。たとえば、４つのトナー補給パイプ１３は、トナー補給パイプ１３Ｙ、トナー補給パイプ１３Ｍ、トナー補給パイプ１３Ｃ、トナー補給パイプ１３Ｂの順に図１の奥側から手前側に、ロータリ式現像装置４の回転軸方向に並べて配置されている。これら４つのトナー補給パイプ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂはそれぞれがロータリ式現像装置４に所定の回転位置で挿入されることにより、ロータリ式現像装置４に各色トナーが補給される。

［定着装置の構成と制御］
定着装置７は、図１から図３に示すように、定着装置本体７１と、定着ローラ７２と、加圧ローラ７３と、第１温度検知手段７４と、第２温度検知手段７５と、制御装置７６とを備えている。定着装置本体７１は、カラープリンタ本体１１の内部に装着されている。

定着ローラ７２は、転写紙に転写されたトナーを加熱して転写紙上のトナー像を定着させるためのものである。定着ローラ７２は、円筒状の金属製の定着ローラ本体７２ａと、定着ローラ本体７２ａ表面の通紙領域Ａの一部を加熱するメインヒータ７２ｂと、メインヒータ７２ｂが加熱する通紙領域Aの部分を除く定着ローラ本体７２ａ表面の通紙領域Ａの一部又は定着ローラ本体７２ａ表面の非通紙領域Ｂの一部を加熱するサブヒータ７２ｃとを有している。

ここでは、原稿載置台の中央において原稿の位置合わせを行う場合に用いられる定着ローラ７２を例に説明を行う。なお、原稿載置台の片側において原稿の位置合わせを行う場合は、後述するメインヒータ７２ｂが、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の中央部から一端部までの間において、定着ローラ本体７２ａの内部に装着されることになる。そして、後述するサブヒータ７２ｃが、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の他端部において、定着ローラ本体７２ａの内部に装着されることになる。

定着ローラ本体７２ａは、定着装置本体７１に回転自在に装着されている。ここでは、定着ローラ本体７２ａは、スチール製で薄肉筒状に形成されている。

メインヒータ７２ｂは、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の中央部において、定着ローラ本体７２ａの内部に装着されている。そして、このメインヒータ７２ｂによって定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の中央部が加熱されたときに、定着ローラ本体７２ａ表面の中央部の温度が上昇する。この定着ローラ本体７２ａ表面の中央部の温度上昇に応じて、定着ローラ本体７２ａ表面の中央部から両端部に向けて温度が伝達する。なお、メインヒータ７２ｂは、スイッチ１７２ｂによってオンオフ状態が切り換えられる。

サブヒータ７２ｃは、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の両端部それぞれにおいて、定着ローラ本体７２ａの内部に装着されている。そして、このサブヒータ７２ｃによって定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の両端部が加熱されたときに、定着ローラ本体７２ａ表面の通紙領域Ａの両端部および非通紙領域Ｂの温度が上昇する。この定着ローラ本体７２ａ表面の両端部の温度上昇に応じて、定着ローラ本体７２ａ表面の両端部から中央部に向けて温度が伝達する。なお、サブヒータ７２ｃは、スイッチ１７２ｃによってオンオフ状態が切り換えられる。

加圧ローラ７３は、メインヒータ７２ｂおよびサブヒータ７２ｃを内蔵した定着ローラ７２に圧接した状態で、定着装置本体７１に回転自在に装着されている。この加圧ローラ７３と上記の定着ローラ７２との間を、トナー像が転写された転写紙が通過するときに、転写紙に転写されたトナーが転写紙上で定着ローラ７２により加熱されながら加圧ローラ７３により加圧される。これにより、転写紙に転写されたトナーが転写紙上に定着される。

第１温度検知手段７４は、定着ローラ７２表面に対向して設けられている。たとえば、第１温度検知手段７４は、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の中央部表面から所定の間隔を隔てて定着装置本体７１に装着されている。ここでは、第１温度検知手段７４として、非接触型センサーたとえば非接触型サーミスタ温度計が用いられている。この第１温度検知手段７４によって、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の中央部表面の温度が間接的に検知される。そして、この検知された温度が、定着ローラ７２の通紙領域Ａの温度として制御装置７６に認識される。

第２温度検知手段７５は、定着ローラ７２表面に隣接して設けられている。たとえば、第２温度検知手段７５は、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の端部表面に接触した状態で定着装置本体７１に装着されている。ここでは、第２温度検知手段７５として、接触型センサーたとえば接触型サーミスタ温度計が用いられている。この第２温度検知手段７５によって、定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の端部表面の温度が直接的に検知される。そして、この検知された温度が、定着ローラ７２の非通紙領域Ｂの温度として制御装置７６に認識される。なお、ここでは、第２温度検知手段７５が定着ローラ本体７２ａのローラ軸方向の端部表面に接触しているが、第２温度検知手段７５が定着ローラ本体７２ａ表面に接触していても、定着ローラ表面の微細きず等による画像汚れは生じない。

制御装置７６は、図３に示すように、第１温度検知手段７４および第２温度検知手段７５からの検知温度データが入力される入力端子７６ａと、各種データや各種データを処理するためのプログラムデータ等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）７６ｂと、入力端子７６ａに入力された検知温度データに基づいて各種データを処理するＣＰＵ（Central Processing Unit）７６ｃと、各種データを一時的に格納したり処理結果を一時的に記録したりするためのＲＡＭ（Random Access Memory）７６ｄと、ＣＰＵ７６ｃにより処理されたデータが出力される出力端子７６ｅと、を有している。

制御装置７６は、第１温度検知手段７４により検知された温度に基づいて、メインヒータ７２ｂの通電状態を制御する。具体的には、制御装置７６では、入力端子７６ａに入力された第１温度検知手段７４により検知された検知温度データに基づいて、メインヒータ７２ｂの通電状態がＣＰＵ７６ｃにより制御される。より具体的には、制御装置７６では、入力端子７６ａに入力された第１温度検知手段７４により検知された検知温度データが示す温度が過剰に高い温度（しきい値温度）Ｔｍａｘに到達したとＣＰＵ７６ｃに認識された場合に、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオフ信号が出力され、メインヒータ７２ｂがオフ状態になるように制御される。このとき、サブヒータがオン状態であれば、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへもスイッチオフ信号が出力され、サブヒータ７２ｃがオフ状態になるように制御される。このような制御を行うことにより、定着ローラ７２の温度たとえば定着ローラ本体７２ａの温度が過剰に上昇しすぎないようにすることができる（図５の破線部分を参照）。

また、制御装置は、第２温度検知手段により検知された温度Ｔに基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンを設定する。具体的には、図４に示すように、制御装置では、入力端子に連続的に入力される第２温度検知手段により検知された検知温度データに基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンが第１通電パターンＰ１および第２通電パターンＰ２のいずれか一方に設定される。より具体的には、制御装置では、第２温度検知手段により検知された検知温度データを所定の時間間隔でＣＰＵに認識させ、ＣＰＵに認識された検知温度データに基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンが第１通電パターンＰ１および第２通電パターンＰ２のいずれか一方にＣＰＵにより設定される。なお、ここでは、通電パターンすなわち第１通電パターンＰ１および第２通電パターンＰ２はＲＯＭに記録されており、ＣＰＵに認識された検知温度データに対応する通電パターンが、ＣＰＵによりＲＯＭから読み出されＣＰＵに認識される。

このように通電パターがＣＰＵに認識されると、この通電パターンに基づいて、制御装置は、メインヒータおよびサブヒータの通電状態を制御する。具体的には、制御装置では、ＣＰＵに認識された通電パターンに基づいて、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態がＣＰＵにより制御される。このような制御を行うことにより、第２温度検知手段により直接的に検知された定着ローラの温度たとえば定着ローラ本体の温度変化をＣＰＵに所定の時間間隔でモニターさせながら、メインヒータおよびサブヒータのオンオフ状態を制御することができる。

ここでは、基本的には、上述した第１温度検知手段により間接的に検知された定着ローラ本体の温度に対する制御は、定着ローラ本体の温度が過剰に高い温度Ｔｍａｘ以上になった場合の極度の定着不良を防止するために、制御装置たとえばＣＰＵにおいて実行される。すなわち、第１温度検知手段により間接的に検知された定着ローラ本体の温度が過剰に高い温度Ｔｍａｘ以上になった場合に、メインヒータ７２ｂがオフ状態に設定される。一方で、第２温度検知手段により直接的に検知された定着ローラ本体の温度の制御は、定着ローラ本体の温度が許容範囲内の温度（Ｔ＜Ｔｍａｘ）である場合の定着不良を防止するために、制御装置たとえばＣＰＵにおいて実行される。

なお、上記に示した許容範囲内の温度には、後述する定着可能範囲内の温度が含まれている。すなわち、許容範囲内の温度と定着可能範囲内の温度との関係は、たとえば、図５に示すように、「Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔｍａｘ」となっている。

以下に、メインヒータの温度制御手順およびサブヒータの温度制御手順を示すフローを、図６を参照しながら説明する。

制御装置たとえばＣＰＵは、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段を有している。また、制御装置たとえばＣＰＵは、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着下限温度であるか否かを判断する第２判断手段とを有している。また、制御装置たとえばＣＰＵは、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より低いか否かを判断する第３判断手段を有している。さらに、制御装置たとえばＣＰＵは、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着上限温度であるか否かを判断する第４判断手段とを有している。

まず、第１判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）であるか否かがＣＰＵにより判断される（Ｓ１）。そして、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）でないとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ１でＮｏ）、第３判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より低いか否かがＣＰＵにより判断される（Ｓ２）。そして、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より低いとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ２でＹｅｓ：Ｔ＜Ｔ１の場合）、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンＰ１が通電パターンとしてＣＰＵにより設定される（Ｓ３）。一方で、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より低くないとＣＰＵにより判断された場合、すなわち第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より高いとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ２でＹｅｓ）、後述するステップ（Ｓ１１）が実行される。

ここでは、第１通電パターンＰ１は、図？に示すようなパターンに設定されており、この第１通電パターンＰ１はＲＯＭに記録されている。この第１通電パターンＰ１が設定されると（Ｓ３）、まず、メインヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオン信号が出力され、メインヒータが通電状態になる（Ｓ４）。そして、メインヒータのスイッチオン信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば０．３秒後に、サブヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオン信号が出力され、サブヒータが通電状態になる（Ｓ５）。次に、サブヒータのスイッチオン信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば？秒後に、サブヒータを非通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオフ信号が出力され、サブヒータが非通電状態になる（Ｓ６）。そして、サブヒータのスイッチオフ信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば３秒後に、メインヒータを非通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオフ信号が出力され、メインヒータが非通電状態になる（Ｓ７）。

このように、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度より低いとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ１でＮｏ、Ｓ２でＹｅｓ：Ｔ＜Ｔ１の場合）は、第１通電パターンＰ１が通電パターンとしてＣＰＵにより設定され、この第１通電パターンＰ１を用いた制御が繰り返し実行される。

続いて、第１判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着可能範囲内の温度（Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２）であるとＣＰＵにより判断されると（Ｓ１でＹｅｓ）、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンＰ１が通電パターンとしてＣＰＵにより設定される（Ｓ８）。この第１通電パターンＰ１が設定されると（Ｓ８）、まず、メインヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオン信号が出力され、メインヒータが通電状態になる（Ｓ９）。そして、メインヒータのスイッチオン信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば０．３秒後に、サブヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオン信号が出力され、サブヒータが通電状態になる（Ｓ１０）。

そして、第４判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着上限温度Ｔ２以上であるか否かがＣＰＵにより判断される（Ｓ１１）。第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着上限温度Ｔ２以上でないとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ１１でＮｏ）、メインヒータおよびサブヒータがオン状態で維持される（Ｓ９）。一方で、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着上限温度Ｔ２以上であるとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ１１でＹｅｓ：Ｔ≧Ｔ２の場合）、サブヒータを非通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオフ信号が出力され、サブヒータが非通電状態になる（Ｓ１２）。そして、サブヒータのスイッチオフ信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば３秒後に、メインヒータを非通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオフ信号が出力され、メインヒータが非通電状態になる（Ｓ１３）。すると、メインヒータをオン状態にしサブヒータをオフ状態にする第２通電パターンＰ２が通電パターンとしてＣＰＵにより設定される（Ｓ１４）。

ここでは、第２通電パターンＰ２は、図４に示すようなパターンに設定されており、この第２通電パターンＰ２はＲＯＭに記録されている。この第２通電パターンＰ２が設定されると（Ｓ１４）、メインヒータが通電状態である場合は、メインヒータの通電状態が維持される。また、メインヒータが非通電状態である場合は、メインヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオン信号が出力され、メインヒータが通電状態になる（Ｓ１５）。このメインヒータの通電状態は、次のステップ（Ｓ１６）が実行されるまで継続的に維持される。一方で、このときのサブヒータは非通電状態である。しかしながら、サブヒータが通電状態であるとＣＰＵに認識された場合は、サブヒータを非通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオフ信号が出力され、サブヒータが非通電状態なる。

続いて、第２判断手段において、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着下限温度Ｔ１以下（Ｔ≦Ｔ１）であるか否かがＣＰＵにより判断される（Ｓ１６）。そして、第２温度検知手段により検知された温度Ｔが定着下限温度Ｔ１以下であるとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ１６でＹｅｓ：Ｔ≦Ｔ１の場合）、メインヒータとサブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンＰ１が通電パターンとしてＣＰＵにより設定される（Ｓ１７）。

この第１通電パターンＰ１が設定されると（Ｓ１７）、まず、メインヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂへとスイッチオン信号が出力され、メインヒータが通電状態になる（Ｓ１８）。そして、メインヒータのスイッチオン信号が出力されてから所定の時間が経過した後たとえば０．３秒後に、サブヒータを通電状態にするための命令がＣＰＵから発行される。すると、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｃへとスイッチオン信号が出力され、サブヒータが通電状態になる（Ｓ１９）。

ここで、カラープリンタ１００が電源オフされたとき等のヒータオフ命令が発行されたか否かがＣＰＵにより判断される（Ｓ２０）。そして、ヒータオフ命令が発行されたとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ２０でＹｅｓ）、出力端子７６ｅからスイッチ１７２ｂ，１７２ｃへとスイッチオフ信号が出力され、メインヒータおよびサブヒータが非通電状態になる（Ｓ２１）。一方で、ヒータオフ命令が発行されていないとＣＰＵにより判断された場合（Ｓ２０でＮｏ）、再度、ステップ（Ｓ１１）が実行される。

このような制御を制御装置に繰り返し実行させることにより、定着ローラ表面の温度を安定的に維持することができ、定着ローラ表面の温度変化を小さくすることができる。すなわち、定着ローラの温度リップルを小さくすることができ、定着不良が生じにくくすることができる。

本発明の一実施形態によるカラープリンタの概略断面図。 定着装置の概略構成図 定着装置の制御ブロック図。 通電パターンを説明するための図。 検知された温度と通電パターンとの関係を示す図。 以下に、メインヒータおよびサブヒータの温度制御手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１ カラープリンタ本体（画像形成装置本体）
７１ 定着装置本体
７２ｂ メインヒータ
７２ｃ サブヒータ
Ａ 通紙領域
Ｂ 非通紙領域
７２ 定着ローラ
７３ 加圧ローラ
７４ 第１温度検知手段
７５ 第２温度検知手段
７６ 制御装置
７６ｃ ＣＰＵ
１７２ｂ，１７２ｃ スイッチ
Ｔ 第２温度検知手段７５により検知された温度
Ｔ１ 定着下限温度
Ｔ２ 定着上限温度
Ｐ１ 第１通電パターン
Ｐ２ 第２通電パターン

Claims (7)

1. 画像形成装置本体に装着される定着装置本体と、
   前記定着装置本体に回転自在に装着され、通紙領域の一部を加熱するメインヒータと、前記メインヒータが加熱する前記通紙領域の一部を除く通紙領域の一部又は非通紙領域の一部を加熱するメインヒータと、通紙領域および非通紙領域の少なくともいずれか一方の少なくとも一部を加熱するサブヒータとが内蔵された定着ローラと、
   前記定着装置本体に回転自在に装着され、トナー像が転写された転写紙を前記定着ローラに加圧する加圧ローラと、
   前記定着ローラの前記通紙領域の温度を間接的に検知する第１温度検知手段と、
   前記定着ローラの前記非通紙領域の温度を直接的に検知する第２温度検知手段と、
   前記第１温度検知手段により検知された温度に基づいて前記メインヒータの通電状態を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記第２温度検知手段により検知された温度に基づいて、前記メインヒータおよび前記サブヒータのオンオフ状態を規定するための通電パターンを設定し、前記通電パターンに基づいて、前記メインヒータおよび前記サブヒータの通電状態を制御する、
   画像形成装置。
2. 前記制御装置は、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段を有し、
   前記第１判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された場合に、前記制御装置は、前記メインヒータと前記サブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンを前記通電パターンとして設定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御装置は、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段と、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着下限温度であるか否かを判断する第２判断手段とを有し、
   前記第１判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、前記第２判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着下限温度であると判断された場合に、前記制御装置は、前記メインヒータと前記サブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンを前記通電パターンとして設定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御装置は、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度より低いか否かを判断する第３判断手段を有し、
   前記第３判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度より低いと判断された場合に、前記制御装置は、前記メインヒータと前記サブヒータとを異なるタイミングでオン状態又はオフ状態にする第１通電パターンを前記通電パターンとして設定する、
   請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御装置は、前記メインヒータがオン状態であるときに前記サブヒータがオフ状態からオン状態になり前記オン状態から前記オフ状態になるような前記第１通電パターンを前記通電パターンとして設定する、
   請求項２から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御装置は、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であるか否かを判断する第１判断手段と、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着上限温度であるか否かを判断する第４判断手段とを有し、
   前記第１判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着可能範囲内の温度であると判断された後に、前記第４判断手段において、前記第２温度検知手段により検知された温度が定着上限温度であると判断された場合に、前記制御装置は、前記メインヒータをオン状態にし前記サブヒータをオフ状態にする第２通電パターンを前記通電パターンとして設定する、
   請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記定着ローラの前記メインヒータは、ローラ軸方向の中央部の少なくとも一部を加熱し、前記定着ローラの前記サブヒータは、ローラ軸方向の少なくともいずれか一方の端部を加熱する、
   請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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