JP2017058415A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置しなくても各発熱ゾーンの温度をモニタできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】基板と、基板上に設けられた第１発熱体と、基板の長手方向において第１発熱体とは異なる位置に設けられており、第１発熱体とは独立して制御される第２発熱体と、を有するヒータを有し、ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を記録材に加熱定着する定着部と、第１発熱体及び第２発熱体への通電を制御する通電制御部と、第２発熱体の抵抗値を検知する抵抗値検知部と、抵抗値検知部が検知した抵抗値と、第２発熱体の抵抗温度特性と、に基づいて、第２発熱体が設けられた第２発熱領域の温度を取得する温度取得部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置には、記録材に形成されたトナー画像を記録材に加熱定着する定着装置が搭載されている。

ところで、画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、定着装置の記録材が通過しない領域の温度が徐々に上昇する現象（非通紙部昇温）が発生する。非通紙部の温度が高くなり過ぎると、装置内の各パーツへダメージを与えることもあるので、非通紙部の温度が高くなり過ぎないような対策が必要となる。

特許文献１には、ヒータの発熱ゾーンをヒータ長手方向に複数に分割して、各発熱ゾーン（発熱ブロック）を独立に通電制御可能な構成とすることが記載されている。この構成により、非通紙部の昇温を抑えている。

特開２０１４−５９５０８号公報

ところで、装置で利用される記録材のサイズは多いので、定着処理に不必要な発熱ゾーンを発熱させない制御を行っても、通紙される記録材のサイズとヒータの発熱分布が一致しないケースもある。両者が一致しない場合、複数の発熱ゾーンの中には、記録材が通過する領域と通過しない領域が生じる発熱ゾーンも存在する。記録材が通過する領域と通過しない領域が生じる発熱ゾーンには非通紙部昇温が生じる。つまり、ヒータの発熱ゾーンをヒータ長手方向に複数に分割する構成を採用しても、非通紙部昇温を完全に抑えるのは難しいのである。したがって、各発熱ゾーンの温度を監視し、異常な温度に達したらプリント動作を停止させる等の対策が必要になってくる。そこで、各発熱ゾーンの温度を監視するため、発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置する構成が考えられる。

しかしながら、発熱ゾーンの数が多くなると、温度検知素子の数も多くなり、発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置するのが難しくなる。

本発明は、発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置しなくても各発熱ゾーンの温度をモニタできる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
基板と、前記基板上に設けられた第１発熱体と、前記基板の長手方向において前記第１発熱体とは異なる位置に設けられており、前記第１発熱体とは独立して制御される第２発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を記録材に加熱定着する定着部と、
前記第１発熱体及び前記第２発熱体への通電を制御する通電制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記第２発熱体の抵抗値を検知する抵抗値検知部と、
前記抵抗値検知部が検知した抵抗値と、前記第２発熱体の抵抗温度特性と、に基づいて、前記第２発熱体が設けられた第２発熱領域の温度を取得する温度取得部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置しなくても各発熱ゾーンの温度をモニタできる。

実施例１の画像形成装置の断面図 実施例１の定着装置の断面図 実施例１のヒータの構成図 実施例１の電力制御回路図 実施例１における加熱幅と紙幅の関係を示す模式図 小サイズを連続印字した際のフィルム長手温度分布を示す図 ＰＴＣ特性を有する発熱抵抗体の電気抵抗率ρと温度Ｔの相関図 実施例１の定着装置１０の制御シーケンスを示すフローチャート 実施例１の変形例１のヒータの構成図 実施例１の変形例２のヒータの構成図 実施例１の変形例３のヒータの構成図 ＮＴＣ特性を有する発熱抵抗体の電気抵抗率ρと温度Ｔの相関図 実施例１の変形例４のヒータの構成図 実施例２の定着装置１０の制御シーケンスを示すフローチャート 小サイズを連続印字した際のフィルム長手温度分布を示す図 実施例２の定着装置１０の制御シーケンスを示すフローチャート 小サイズを連続印字した際のフィルム長手温度分布を示す図 小サイズを連続印字した際のフィルム長手温度分布を示す図 実施例３における温度検知方法を説明する図 実施例３の電力制御回路図

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］
＜画像形成装置（プリンタ）＞
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置としてのレーザビームプリンタ（以下ではプリンタと記す）の概略構成を示す模式的断面図である。１は感光ドラムである。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、レーザスキャナ３によって画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームＬによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。そして現像装置４は、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像（現像剤像）を感光ドラム１上に現像する。その後、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５と感光ドラム１との圧接部である転写ニップ部において、給紙カセット６から所定のタイミングで給紙ローラ７により搬送された被加熱材である記録材Ｐに転写される。このとき感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と、記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するように、搬送ローラ１１によって搬送される記録材の先端をトップセンサ１２によって検知し、タイミングを
合わせている。転写ニップ部に所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。本実施例では、画像形成装置の装置構成において、記録材上にトナー像を形成する工程にかかわる構成を画像形成部とする。トナー像が転写された記録材Ｐは定着装置１０（定着部）へと搬送され、定着装置１０においてトナー像は記録材に加熱定着される。その後、記録材Ｐは排紙トレイ上に排紙される。

本実施例のプリンタは複数の記録材サイズに対応している。給紙カセット６には、Ｌｅｔｔｅｒ紙（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）、Ｌｅｇａｌ紙（約２１６ｍｍ×３５６ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（約１８４ｍｍ×２６７ｍｍ）をセットできる。更に、Ｂ５紙（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）をセットできる。

また、給紙トレイ８から、ＤＬ封筒（１１０ｍｍ×２２０ｍｍ）、ＣＯＭ１０封筒（約１０５ｍｍ×２４１ｍｍ）を含む不定型紙をＭＰ給紙ローラ９により給紙し、プリントできる。本実施例のプリンタは、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。そして、装置が対応している定型の記録材の幅（カタログ上の記録材の幅）のうち最も大きな（幅が大きな）幅を有する記録材は、Ｌｅｔｔｅｒ紙及びＬｅｇａｌ紙であり、これらの幅は約２１６ｍｍである。装置が対応する最大サイズよりも小さな紙幅の記録材Ｐを、本実施例では小サイズ紙と定義する。

＜定着装置＞
図２を参照して、本実施例における定着装置１０について説明する。図２は、定着装置１０の断面図である。定着装置は、筒状のフィルム２１（エンドレスフィルム）と、フィルム２１の内面に接触するヒータ３００と、ヒータ３００と共にフィルム２１を介して定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ３０と、を有する。

フィルム２１は、基層２１ａと、基層の外側に形成された離型層２１ｂを有する。基層２１ａは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）等の耐熱性樹脂、又はＳＵＳ（ｓｔｅｅｌ ｕｓｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）等の金属で形成される。本実施例では、厚さ６５μｍのポリイミドを使用している。離型層２１ｂは、ＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＰＦＡ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｙｌ ｖｉｎｙｌ
ｅｔｈｅｒ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ＦＥＰ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合あるいは単独で被覆して形成される。本実施例では厚さ１５μｍのＰＦＡを被覆している。本実施例のフィルム２１の長手方向の長さは２４０ｍｍとしており、外径は２４ｍｍである。

フィルムガイド２３は、フィルム２１が回動する際のガイド部材であり、フィルムガイド２３の外側にはフィルム２１がルーズに外嵌されている。またフィルムガイド２３は、ヒータ３００を支持するヒータ支持体としての役割も有する。フィルムガイド２３は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂で形成されている。

加圧部材としての加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、芯金の外側に形成された弾性層３０ｂと、を有する。芯金３０ａは、ＳＵＳ、ＳＵＭ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｍａｃｈｉｎｅｒｂｉｌｉｔｙ）、Ａｌ等の金属で形成される。弾性層３０ｂは、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡して形成させたもので形成される。弾性層３０ｂの外側には離型層３０ｃを有し、フッ素樹脂であるＰＦＡを５０μｍ厚で形成した。本実施例の加圧ローラ３０の外径は２５ｍｍであり、弾性層３０ｂは肉厚３．５ｍｍのシリコーンゴムで形成されている。また加圧ローラ３０において弾性層３０ｂの長
手方向の長さは２３０ｍｍである。

ステー４０は、フィルムガイド２３に対し、加圧ローラ３０に向かう方向の圧力を不図示のバネにより加え、記録材Ｐ上のトナーを加熱定着する定着ニップ部Ｎを、フィルム２１と加圧ローラ３０との間に形成するための部材であり、高剛性の金属が用いられる。

加圧ローラ３０は、芯金３０ａの長手方向の端部に設けられたギア（不図示）に駆動源（不図示）から駆動力が伝達されて回転する。フィルム２１は、定着ニップ部Ｎにおいて回転する加圧ローラ３０から受ける摩擦力で加圧ローラ３０に従動して回転する。

ヒータ３００の温度検知素子（温度検知部）としてのサーミスタＴＨ１は、ヒータ３００の裏面側（フィルム２１と接触する面とは反対側の面）に当接している。

＜ヒータ＞
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、実施例１のヒータ３００の構成図を示す。図３（Ａ）には、ヒータ３００の短手方向（記録材搬送方向に平行な方向）の１断面（図３（Ｂ）のＺ−Ｚ断面）の図を示してある。ヒータ３００の裏面層１には、基板３０５上にヒータ３００の長手方向（記録材搬送方向と直交する方向）に沿って設けられている第１導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）が設けられている。更に基板３０５上に第１導電体３０１とはヒータ３００の短手方向で異なる位置でヒータ３００の長手方向に沿って設けられている第２導電体３０３（３０３−１、３０３−２、３０３−３）が設けられている。第１導電体３０１は、記録材Ｐの搬送方向の上流側の導電体３０１ａと、下流側の導電体３０１ｂに分けて配置されている。

発熱抵抗体（発熱体）３０２（３０２ａ、３０２ｂ）は、第１導電体３０１と第２導電体３０３の間に設けられており、第１導電体３０１と第２導電体３０３を介して供給する電力により発熱する。発熱抵抗体３０２は、記録材Ｐの搬送方向上流側の発熱抵抗体３０２ａ（３０２ａ−１、３０２ａ−２、３０２ａ−３）と、下流側の発熱抵抗体３０２ｂ（３０２ｂ−１、３０２ｂ−２、３０２ｂ−３）に、分けて配置している。

ヒータ３００の短手方向の発熱分布が非対称になると、ヒータ３００が発熱した際に基板３０５に生じる応力が大きくなる。基板３０５に生じる応力が大きくなると、基板３０５に割れが生じる場合がある。そのため発熱抵抗体３０２を搬送方向の上流側の発熱抵抗体３０２ａと、下流側の発熱抵抗体３０２ｂに分けて配置し、ヒータ３００の短手方向の発熱分布が、短手方向の中心Ｙに対して対称になるようにしている。

ヒータ３００の裏面層２には、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が設けられている。また、ヒータ３００の摺動面（フィルム２１と接触する面）の層１には、摺動性のあるガラスやポリイミドのコーティングによる表面保護層３０８を有する。

図３（Ｂ）には、ヒータ３００の各層の平面図を示してある。ヒータ３００は、裏面層１に、第１導電体３０１と第２導電体３０３と発熱抵抗体３０２の組からなる発熱ブロックをヒータ３００長手方向で複数有する。一例として本実施例のヒータ３００では、ヒータ３００の長手方向の中央部と両端部に、合計３つの発熱ブロックを有する。発熱ブロック３０２−１は、ヒータ３００の短手方向に対称に形成された、発熱抵抗体（第２発熱体）３０２ａ−１、３０２ｂ−１で構成されている。同様に、発熱ブロック３０２−２は、発熱抵抗体（第１発熱体）３０２ａ−２、３０２ｂ−２で構成されており、発熱ブロック３０２−３は、発熱抵抗体（第２発熱体）３０２ａ−３、３０２ｂ−３で構成されている。第２発熱体は第１発熱体とは独立して制御される。

第１導電体３０１は、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。第１導電体３０１は、発熱抵抗体（３０２ａ−１、３０２ａ−２、３０２ａ−３）と接続する導電体３０１ａと、発熱抵抗体（３０２ｂ−１、３０２ｂ−２、３０２ｂ−３）と接続する導電体３０１ｂによって構成されている。ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている第２導電体３０３は、導電体３０３−１、３０３−２、３０３−３の３本に分かれた構成となっている。第１導電体３０１、第２導電体３０３の材料にはＡｇを用い、発熱抵抗体３０２の材料にはＲｕＯ２（酸化ルテニウム）を主体とした導電剤とガラス等の成分からなるＰＴＣ特性（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する発熱抵抗体を用いた。

電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４−１、Ｅ４−２は、交流電源ＡＣから電力を供給するための電気接点と接続される。電極Ｅ１は、導電体３０３−１を介して発熱ブロック３０２−１（３０２ａ―１、３０２ｂ−１）に通電するための電極である。同様に電極Ｅ２は、導電体３０３−２を介して発熱ブロック３０２−２（３０２ａ―２、３０２ｂ−２）に通電するために用いる電極である。電極Ｅ３は、導電体３０３−３を介して発熱ブロック３０２−３（３０２ａ―３、３０２ｂ−３）に通電するための電極である。電極Ｅ４−１、Ｅ４−２は、導電体３０１ａ、導電体３０１ｂを介して３つの発熱ブロック３０２−１〜３０３−３に電力通電するための共通の電極である。

ところで、導電体の抵抗値はゼロではないため、導電体の抵抗がヒータ３００の長手方向の発熱分布に影響を与える。そこで、導電体３０３−１、３０３−２、３０３−３、３０１ａ、３０１ｂの電気抵抗の影響を受けても、ヒータ３００の長手方向に均一な発熱分布が得られるように、電極Ｅ４−１、Ｅ４−２はヒータ３００の長手方向の両端に設けてある。

また、ヒータ３００の裏面層２の表面保護層３０７は、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４−１、Ｅ４−２の箇所を除いて形成されており、ヒータ３００の裏面側から、各電極に電気接点を接続可能な構成となっている。本実施例では、ヒータ３００の裏面に電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４−１、Ｅ４−２を設け、ヒータ３００の裏面側から電力供給可能な構成にしてある。また、複数の発熱ブロックのうちの少なくとも一つの発熱ブロックに供給する電力と、他の発熱ブロックに供給する電力の比率を、後述するように変更可能な構成となっている。なお、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、基板の長手方向において発熱抵抗体が設けられた領域内に設けられている。また、ヒータ３００の摺動面層１の表面保護層３０８は、フィルム２１と摺動する領域に設けてある。

フィルムガイド２３には、サーミスタ（温度検知素子）ＴＨ１、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４−１、Ｅ４−２の電気接点のために不図示の穴が設けられている。電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４−１、Ｅ４−２は、ケーブルや薄い金属板等の導電材料を介して、交流電源ＡＣと接続している。サーミスタ（温度検知素子）ＴＨ１は後述する制御回路４００と接続されている。

サーミスタＴＨ１は記録材Ｐの搬送基準位置Ｘに対して、基板長手方向の電極Ｅ４−１側に３０ｍｍ離れた場所（Ｚ−Ｚと同位置）であり、基板短手方向の中心位置に配置した。

図４を参照して、ヒータ３００への電力制御について説明する。図４は、電力制御回路図である。定着処理中、通電制御部としての制御回路４００は、サーミスタＴＨ１の検知温度が所定の制御目標温度を維持するようにトライアックＡ及びトライアックＢを制御する。発熱ブロック３０２−２に供給する電力（トライアックＡをＯＮする時間であるデュ
ーティ比）と、発熱ブロック３０２−１及び３０２−３に供給する電力（トライアックＢをＯＮする時間であるデューティ比）と、の比率は記録材のサイズ情報等に応じて設定される。なお、本実施例において、制御回路４００は、画像形成装置の各構成の動作（感光ドラム１や給紙ローラ７等の回転動作等）を制御し、後述する故障回避動作を実行する動作制御部としても機能する。トライアックＡ及びトライアックＢを制御することにより、発熱ブロック３０２−２の発熱領域である発熱ゾーンＡと、その両隣に設けられた発熱ブロック３０２−１、３０２−３の発熱領域である発熱ゾーンＢを独立に制御することが可能である。

また、電力制御回路中には、第２発熱体（３０２ａ−１、３０２ｂ−１、３０２ａ−３、３０２ｂ−３）に流れる電流Ｉ_Ｂを検知する電流検知回路５０３と、第２発熱体に掛る電圧Ｖ_Ｂを検知する電圧検知回路５０４が設けられている。これらの検知回路を用いて第２発熱体の抵抗値を検知するが、詳細は後述する。

ここで、発熱ゾーンＡを構成する長手中央の発熱ブロック３０２−２の長手幅Ｗ_２は、１５７ｍｍである。また、発熱ゾーンＢを構成する長手両端の発熱ブロック３０２−１の長手幅Ｗ_１は、３１．５ｍｍ、発熱ブロック３０２−３の長手幅Ｗ_３は、３１．５ｍｍである。主に発熱ゾーンＡに対して通電を行う場合、発熱ゾーンＡの長手幅は１５７ｍｍ（＝Ｗ_２）であり、記録材の幅が１５７ｍｍより狭い紙を加熱するのに好適である。具体的には、本実施例では、Ａ５紙、ＤＬ封筒、ＣＯＭ１０封筒、及び１５７ｍｍより幅の狭い不定型紙などが挙げられる。また、発熱ゾーンＡ及び発熱ゾーンＢの双方に対して通電を行う場合、発熱ゾーンＡと発熱ゾーンＢを合わせた長手幅は２２０ｍｍ（＝Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ_３）であり、記録材の幅が２２０ｍｍより狭く１５７ｍｍより大きい紙を加熱するのに好適である。具体的には、本実施例では、Ｌｅｔｔｅｒ紙、Ｌｅｇａｌ紙、Ａ４紙、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙、Ｂ５紙などが挙げられる。

図５を参照して、記録材Ｐのサイズによってヒータ３００の発熱ゾーンを切換える方法ついて説明する。図５（Ａ）は、発熱ゾーンＡ及び発熱ゾーンＢ双方に電力供給を行う場合の非通紙部昇温を説明する図である。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。

給紙カセット６は、記録材Ｐの位置を規制する位置規制板を有しており、積載された記録材Ｐのサイズごとに所定の位置から記録材Ｐを給紙し、定着装置１０の所定の位置を記録材Ｐが通過するように搬送している。同様に、給紙トレイ８も記録材Ｐの位置を規制する位置規制板を有しており、定着装置１０の所定の位置を記録材Ｐが通過するように搬送している。なお、本実施例のプリンタは、記録材の幅方向中央を、ヒータ長手方向の中央に設定された搬送基準Ｘに合わせて記録材を搬送する中央基準の画像形成装置である。

ヒータ３００は、Ｌｅｔｔｅｒ紙を縦方向搬送する場合に対応するため、紙幅約２１６ｍｍに対して、２２０ｍｍの発熱領域の長さを有している。長さ２２０ｍｍの発熱領域を有するヒータ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の非通紙領域が生じる。ヒータ３００への電力制御は通紙部の中央付近に設けられたサーミスタＴＨ１の検知温度が目標温度を維持するように行われるが、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。

図５（Ａ）に示すように、記録材ＰがＢ５サイズ紙の場合、記録材Ｐの端部は両端部の発熱ゾーンＢの一部領域を通過し、両端部夫々１９ｍｍの非通紙部が生じる。発熱抵抗体３０２のうち非通紙部に対応する領域部分は、記録材Ｐに熱が奪われないため、通紙部に対応する領域部分に対して相対的に温度が高くなる。しかしながら、発熱抵抗体３０２がＰＴＣ特性であるため、発熱抵抗体３０２において非通紙部に対応する部分の抵抗値は通
紙部に対応する部分よりも高くなり、電流が流れにくくなる。この原理によりある程度非通紙部の昇温を抑えることができる。

図５（Ｂ）は、ヒータ３００の中央部の発熱ゾーンＡのみに電力供給を行う場合の非通紙部昇温を説明する図である。ここで、発熱ゾーンＢにも、発熱ゾーンＢの抵抗検知のため発熱に寄与しない程度の微小な通電は行っている（１秒間に５ｍｓｅｃ程度）。図５（Ｂ）は、発熱領域の中央部を基準に、幅１１０ｍｍのＤＬサイズ封筒を縦方向搬送する場合を例として示している。ヒータ３００の発熱ゾーンＡは、Ａ５紙を縦方向搬送する場合に対応するため、紙幅１４８ｍｍに対して、１５７ｍｍの発熱領域の長さを有している。長さ１５７ｍｍの発熱ゾーンＡに対して、幅１１０ｍｍのＤＬサイズの封筒を縦方向搬送する場合、発熱ゾーンＡ内の両端部に２３．５ｍｍの非通紙領域が生じる。ヒータ３００の制御は通紙部の中央付近に設けられたサーミスタ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。

図５（Ｂ）の状態では、まず、発熱ゾーンＡのみに電力供給を行うことによって、非通紙領域の影響を低減することができる。一般的に非通紙領域が長いほど、非通紙部昇温が悪化するため、ＰＴＣ特性の発熱抵抗体３０２に搬送方向通電する効果だけでは、非通紙部昇温を十分に抑制できなくなる場合がある。そこで、図５（Ｂ）で示すように、発熱領域をできるだけ短くする方法が有効である。また、中央の発熱ゾーンＡ内の両端部２３．５ｍｍの非通紙領域は、図５（Ａ）と同様の原理で昇温を抑えることができる。

しかしながら、図５（Ａ）、図５（Ｂ）の場合ともに非通紙部昇温を完全に無くすことはできない。非通紙部の温度が高くなると装置の故障につながる。従って非通紙部の温度を検知する必要がある。

図６は、紙坪量７５ｇ／ｍ^２のＢ５サイズ紙を３０枚連続印字後の非通紙部昇温の様子を示す。Ｂ５サイズ紙なので発熱ゾーンはＡ＋Ｂである。フィルム２１の非通紙部が昇温していることが分かる。発熱ゾーンＢに温度検知素子を配置すれば非通紙部昇温は検知できるが、装置の大型を招いてしまう。一方、温度検知素子を発熱ゾーンＢに配置しない場合、発熱ゾーンＡの温度検知素子ＴＨ１を用いて発熱ゾーンＢの温度を検知することは困難である。

そこで、本実施例では発熱抵抗体のＰＴＣ特性を利用し、発熱ゾーンＢの抵抗値を検知することで、発熱ゾーンＢの温度を算出する。本実施例で使用する発熱抵抗体の抵抗値について説明する。発熱ゾーンＡには、発熱抵抗体３０２ａ−２と発熱抵抗体３０２ｂ−２が並列接続されており、発熱ゾーンＡにおける合成抵抗値はＲ_Ａ０＝１４Ω（２３℃時）である。また、発熱ゾーンＢには、発熱抵抗体３０２ａ−１、３０２ｂ−１、３０２ａ−３、３０２ｂ−３が並列接続されているため、発熱ゾーンＢにおける合成抵抗値はＲ_Ｂ０＝３５Ω（２３℃時）である。

図４に示すように、本実施例のプリンタは、発熱ゾーンＢへの通電電流Ｉ_Ｂを検知する電流検知回路５０３、印加電圧Ｖ_Ｂを検知する電圧検知回路５０４を有する。これらの検知回路により、通電制御中の発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂ（＝Ｖ_Ｂ／Ｉ_Ｂ）を算出することが可能である。本実施例では、制御回路４００が有する演算回路部と、電流検知回路５０３、電圧検知回路５０４が、抵抗値検知部に対応する。ここで検知する発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂは、発熱抵抗体に通電するための回路全体の抵抗であり、導体の抵抗、電極の抵抗、ケーブルの抵抗を含むものの、発熱抵抗体の抵抗が支配的である。したがって、発熱抵抗体の抵抗値を、対応する発熱ゾーンにおける抵抗値とみなすことができる。

次に本実施例の特徴であるヒータ３００の発熱抵抗体３０２の温度抵抗特性を用いた温
度検知方法、及び制御方法について説明する。本実施例では、制御回路４００に設けられた演算回路部が、温度取得部に対応する。発熱抵抗体３０２は、前述のようにＰＴＣ特性を有し、温度抵抗係数（ＴＣＲ＝Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は１５００ＰＰＭ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ）である。また、ＴＣＲ値は式（１）で示すことができる。なお、発熱抵抗体３０２のＴＣＲは不図示のメモリに格納されている。

ＴＣＲ＝（Ｒ−Ｒ_０）／Ｒ_０×１／（Ｔ−Ｔ_０）×１０^６ （１）
ここで、Ｒは、温度Ｔにおける抵抗値、Ｒ_０は、基準温度Ｔ_０における基準抵抗値である。

従って、本実施例において発熱ゾーンＢの現在の温度Ｔ_Ｂは式（１）を変形して、式（２）により求めることができる。なお、Ｒ_Ｂは発熱ゾーンＢの発熱抵抗体の現在の抵抗値、Ｒ_Ｂ０は発熱ゾーンＢの発熱抵抗体の基準温度Ｔ０における抵抗値である。また、Ｉ_Ｂは発熱ゾーンＢに流れる現在の電流値、Ｖ_Ｂは発熱ゾーンＢに掛る現在の電圧値である。

Ｔ_Ｂ＝（Ｒ_Ｂ−Ｒ_Ｂ０）／（Ｒ_Ｂ×ＴＣＲ）＋Ｔ_０
＝〔（Ｖ_Ｂ／Ｉ_Ｂ）―Ｒ_Ｂ０〕／〔（Ｖ_Ｂ／Ｉ_Ｂ）×ＴＣＲ〕＋Ｔ_０
＝〔（Ｖ_Ｂ／Ｉ_Ｂ）―３５〕／〔（Ｖ_Ｂ／Ｉ_Ｂ）×１５００×１０^−６〕＋２３ （２）
ここで、温度Ｔ_Ｂは、ヒータ３００の裏面側の最外層の温度とする。

図７は、本実施例における発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂと温度Ｔ_Ｂの関係を示す図である。発熱ゾーンＢの抵抗値は、前述のように室温２３℃（Ｔ_０）における基準抵抗Ｒ_Ｂ０＝３５Ωであり、記録材へのトナーの高温オフセットが懸念される温度Ｔ_ＢＨ＝２３０℃においてＲ_ＢＨ＝４５．９Ωとなる。反対に温度が低く定着不良が懸念される温度Ｔ_ＢＬ＝１７０℃において、Ｒ_ＢＬ＝４２．７Ωとなる。ここで、本実施例において温度検知素子を持たない発熱ゾーンＢの温度は、抵抗値Ｒ_Ｂを検出することにより検知可能であり、抵抗値Ｒ_Ｂから算出する温度Ｔ_Ｂが所定の範囲内に入っている状態で印字動作を行っているかを監視することが可能である。

図８は、制御回路４００による定着装置１０の制御シーケンスを説明するフローチャートである。Ｓ５０１でプリント要求が発生すると、画像形成プロセススピード１９０ｍｍ／ｓｅｃとなるように加圧ローラ３０が回転動作を開始する。Ｓ５０２において、記録材の幅が所定の幅以上か否か、具体的には、１５７ｍｍ以上か否かを判断する。本実施例のプリンタでは、Ｌｅｔｔｅｒ紙、Ｌｅｇａｌ紙、Ａ４紙、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙、Ｂ５紙、及び給紙トレイ８から給紙される１５７ｍｍ以上の幅の不定型紙の場合にＳ５０３に移行する。そして、トライアックＡとトライアックＢの通電比率を１：１に設定する（図５（Ａ）の状態）。

記録材の幅が１５７ｍｍより狭い場合（本実施例では、Ａ５紙、ＤＬ封筒、ＣＯＭ１０封筒、及び１５７ｍｍより幅の狭い不定型紙）には、Ｓ５０４に移行する。そして、トライアックＡとトライアックＢの通電比率を１：０に設定する（図５（Ｂ）の状態）。

尚、Ｓ５０３の記録材の幅の判断方法としては、給紙カセット６や給紙トレイ８に設けた紙幅センサを用いる方法、記録材Ｐ搬送経路上に設けたフラグ等のセンサを用いる方法等、どのような方法でも構わない。他の方法として、ユーザが設定した記録材Ｐの幅情報に基づく方法、記録材Ｐに画像形成を行う画像情報に基づく方法等がある。

Ｓ５０５では設定した通電比率を用いて、サーミスタＴＨ１の検知温度が目標設定温度
２００℃を保つように制御しながら定着処理を行う。すなわち、発熱ゾーンＡの温度が、所定の温度範囲に収まるように、具体的には、２００℃程度の温度で維持されるように、ヒータへの通電が制御される。

Ｓ５０６では、発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂが所定の低温閾値より低いか否かを判断する。すなわち、Ｔ_Ｂ≧Ｔ_ＢＬの場合はＳ５０７へ、Ｔ_Ｂ＜Ｔ_ＢＬの場合はＳ５０８へ移行する。Ｓ５０８へ移行した場合は、定着装置１０の故障、或いは記録材Ｐのサイズの誤検知やユーザの誤設定の場合があるとし、故障回避動作として、印字動作（記録材の搬送）を停止し（異常低温停止）、Ｓ５１４において印字動作を停止する。

Ｓ５０７では、発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂが所定の高温閾値を超えているか否かを判断する。すなわち、Ｔ_Ｂ≦Ｔ_ＢＨの場合はＳ５０９へ、Ｔ_Ｂ＞Ｔ_ＢＨの場合はＳ５１０へ移行する。Ｓ５０９ではプリントＪＯＢの終了を判断し、プリントが継続する場合は再びＳ５０６〜Ｓ５０９の一連のフローをループする。Ｓ５０９でプリントＪＯＢの終了を検出した場合はＳ５１４でプリントＪＯＢを終了する。

Ｓ５１０へ移行した場合は、非通紙部の温度が所定の上限値を超えていると判断し、故障回避動作として、記録材を連続的に搬送する場合の記録材Ｐの給紙間隔を２倍に設定する。記録材Ｐの給紙間隔を２倍に拡大することで非通紙部の昇温を抑制する。あるいは画像形成プロセススピードを半速に設定する（記録材の搬送速度を半分の速度まで遅くする）ことで記録材Ｐの出力間隔を２倍にしても良い。

Ｓ５１１でＴ_Ｂ＞Ｔ_ＢＨの継続時間（継続期間）が所定の期間（１５ｓｅｃ）未満であれば、Ｓ５１２でプリントＪＯＢの終了を検知するまで定着処理を継続する。またＴ_Ｂ＞Ｔ_ＢＨの状態が所定の期間以上継続する、すなわち１５ｓｅｃ以上継続する場合は（Ｓ５１１）、定着装置１０の故障、或いは記録材Ｐのサイズの誤検知やユーザの誤設定の場合があると判断する。そして、故障回避動作として、Ｓ５１３において印字動作（記録材の搬送）を停止する（異常高温停止）。

なお、本実施例では異常を検知するための温度閾値Ｔ_ＢＬ、Ｔ_ＢＨに関して固定の値を用いたが、記録材Ｐの幅や坪量に応じて変更しても良い。

以上のように、温度検知素子を配置していない発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂから発熱ゾーンＢの温度検知が可能となる。これにより発熱ゾーン毎に温度検知素子を配置しなくても各発熱ゾーンの温度をモニタできる画像形成装置を提供できる。

なお、本実施例では、記録材の幅方向中央を、ヒータ長手方向の中央に設定された搬送基準Ｘに合わせて記録材を搬送する中央基準の画像形成装置を例にして説明した。しかしながら、本例のような温度検知方法は、ヒータの長手方向一端（ヒータ長手方向における発熱領域の一端）を搬送基準に設定し、記録材搬送方向と平行な記録材の一辺を搬送基準に合わせて記録材を搬送する片側基準の画像形成装置に適用してもよい。この場合のヒータは、記録材のサイズに拘らず発熱させる発熱ゾーン（発熱ブロック）Ａを、ヒータの搬送基準側の端部に設け、発熱ゾーンＢを発熱ゾーンＡよりも搬送基準から遠い位置に設けた構成になる。このことは、以下の変形例や実施例も同様である。

（変形例１）
図９は、本実施例の変形例１に係るヒータの構成を示す模式図である。本実施例の変形例１として、図９のような構成にしても良い。すなわち、発熱抵抗体を間引いて断続的に形成し導体に対して並列接続している。具体的には、各発熱ブロックを形成する発熱抵抗体を、基板上において記録材搬送方向（短手方向）の両側に配置された導電体対の間を、
短手方向に対して傾斜した方向に延びる発熱体が長手方向に間隔を空けて複数配置された発熱体群として構成する。そして、各発熱体群は、発熱体群全体の発熱領域に長手方向に隙間が形成されないように、隣接する発熱体の発熱範囲が長手方向に互いに重なる、すなわち、短手方向に見たときに互いにオーバーラップする領域を有するように各発熱体が配置される。

このように発熱抵抗体の面積を減らすことにより、本実施例と同等の発熱量をよりシート抵抗の低い発熱抵抗体ペースト材料を用いて実現することが可能である。一般的にＰＴＣ特性を有する発熱抵抗体ペースト材料は、シート抵抗が低い程ＰＴＣ特性が高く、本実施例のように発熱抵抗体の抵抗温度特性を用いて温度検知を行う場合には、ＴＣＲ値の絶対値が大きい程検知精度の向上を図ることが可能である。また、並列接続した各々の発熱抵抗体は、短手方向に対して斜めに形成することにより、各長手方向における発熱量を均一にすることができる。用いる発熱抵抗体のシート抵抗値に応じて、本実施例を含めて、より好適な構成を選択すれば良い。すなわち、ヒータ短手方向において異なる位置に配置した導電体対による通電の形態を維持しつつ、かつ、ヒータ全体の発熱領域を長手方向に隙間なく形成しつつ、発熱抵抗体の形成面積の低減を図ることができる構成であれば種々の構成を採用することができる。

（変形例２）
図１０は、本実施例の変形例１に係るヒータの構成を示す模式図である。本実施例の変形例２として、図１０のような構成にしても良い。すなわち発熱抵抗体、導電体、及び電極を、フィルム２１の摺動面側（摺動面層１）、すなわち、基板３０５においてフィルム２１と対向する面、に配置する構成である。変形例２の構成を用いることで、発熱抵抗体からの発熱をフィルム２１に対してより速く伝達することが可能であるため、定着装置をより速く加熱でき、ＦＰＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を削減することができる。プリンタ本体サイズの制約やＦＰＯＴなどの要求性能を鑑みて、本実施例を含めて、より好適な構成を選択すれば良い。

（変形例３）
図１１は、本実施例の変形例１に係るヒータの構成を示す模式図である。本実施例の変形例３として、図１１のような構成にしても良い。本実施例では発熱抵抗体に対して搬送方向通電を行う構成であったが、変形例３では発熱抵抗体に対して長手方向に通電を行う構成である。また本実施例ではＰＴＣ特性の発熱抵抗体を用いていたが、変形例３ではＮＴＣ特性（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）の発熱抵抗体を用いた。ＮＴＣ特性の発熱抵抗体を長手方向に通電する構成で用いることで、ＰＴＣ特性の発熱抵抗体を搬送方向通電構成で用いることと同様の効果を得ることが可能である。すなわち昇温した箇所の抵抗がＮＴＣ特性の場合は小さくなるため、長手方向に通電をした場合は他の箇所よりも発熱量が減少し、昇温を低減する効果を得ることが可能である。

図１２は、ＮＴＣ特性を有する発熱抵抗体の電気抵抗率ρと温度Ｔの相関図である。ＮＴＣ特性の発熱抵抗体を用いても、図１２に示すように発熱抵抗体の抵抗値から温度を検知することが可能である。用いる発熱抵抗体の温度抵抗特性（ＴＣＲ）に応じて、本実施例を含めて、より好適な構成を選択すれば良い。

（変形例４）
図１３は、本実施例の変形例１に係るヒータの構成を示す模式図である。本実施例の変形例４として、図１３のような構成にしても良い。すなわち、中央の発熱ブロック（第１発熱体）の発熱領域を拡大するための発熱ブロック（第２発熱体）を長手方向に複数設け、を独立制御可能な発熱ゾーン数をより多く設けた構成である。

記録材の搬送基準位置Ｘを含む長手中央に配置された発熱ブロック（発熱体３０２ａ−４、３０２ｂ−４）は、電極Ｅ４、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−４を介して通電されて発熱し、１１５ｍｍの発熱領域を形成する。その両側に２つの発熱ブロックが配置されている。２つの発熱ブロックの一方（発熱体３０２ａ−３、３０２ｂ−３）は、電極Ｅ３、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−３を介して通電されて発熱する。他方の発熱ブロック（発熱体３０２ａ−５、３０２ｂ−５）は、電極Ｅ５、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−５を介して通電されて発熱する。これら３つの発熱ブロックにより１５７ｍｍの発熱領域が形成される。さらにその両側に２つの発熱ブロックが配置されている。２つの発熱ブロックの一方（発熱体３０２ａ−２、３０２ｂ−２）は、電極Ｅ２、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−２を介して通電されて発熱する。他方の発熱ブロック（発熱体３０２ａ−６、３０２ｂ−６）は、電極Ｅ６、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−６を介して通電されて発熱する。これら５つの発熱ブロックにより１９０ｍｍの発熱領域が形成される。そのさらに両側に２つの発熱ブロックが配置されている。２つの発熱ブロックの一方（発熱体３０２ａ−１、３０２ｂ−１）は、電極Ｅ１、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−１を介して通電されて発熱する。他方の発熱ブロック（発熱体３０２ａ−７、３０２ｂ−７）は、電極Ｅ７、Ｅ８−１、Ｅ８−２、第１導電体３０１ａ、３０１ｂ、第２導電体３０３−７を介して通電されて発熱する。これら７つの発熱ブロックにより２２０ｍｍの発熱領域が形成される。

このように、より細分化した発熱ゾーンを有することで、通紙部への選択的な通電制御をより緻密に行うことが可能となるため、紙サイズによってはより非通紙部昇温を低減する効果がある。また発熱抵抗体の温度抵抗特性を用いた温度検知を行う際において、発熱ゾーンをより多く分割することで各発熱ゾーンの長手範囲を短くし、より局所的な昇温を検知することが可能となる。対応する紙サイズや定着装置構成の制約やコストを鑑みて、本実施例を含めて、より好適な構成を選択すれば良い。

［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。ここでは、主として実施例２において実施例１と異なる点について説明し、実施例１と同様の構成については説明を省略する。実施例２においてここで特に説明しない事項は実施例１と同様である。

図１４は、実施例２の定着装置１０の制御シーケンスを示すフローチャートである。実施例１では、記録材の幅に応じて予め定めたトライアックＡ及びトライアックＢへの通電比率を用い、且つサーミスタＴＨ１に基づいて各発熱ゾーンへの通電を制御していた。本実施例では、図１４に示すように、記録材の幅が１５７ｍｍよりも小さい場合に限り、トライアックＡとトライアックＢをそれぞれ独立制御する。具体的には、トライアックＡへの通電制御はサーミスタＴＨ１に基づいて行い、トライアックＢへの通電制御は発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂに基づき、抵抗値Ｒ_Ｂから求める温度Ｔ_Ｂが一定になるように行う（Ｓ５１５）。

ここで記録材の幅が１５７ｍｍ以上の場合は、実施例と同様に、トライアックＡとトライアックＢの通電比率は１：１である（Ｓ５０３）。図１４のフローチャートにおけるＳ５１５以外のステップは、図８のフローチャートのＳ５００〜Ｓ５１４と同様である。

図１５（Ａ）は、実施例１の通電比率制御を用いた場合の紙坪量７５ｇ／ｍ^２のＡ５サイズ紙を３０枚連続印字後のフィルム２１及び加圧ローラ３０の長手温度分布を示す。トライアックＡとトライアックＢの通電比率は１：０である。フィルム２１及び加圧ローラ
３０の両端部の表面温度が非常に低いことが分かる。加圧ローラ３０は、弾性層３０ｂの熱膨張により外径が変動し、図１５（Ａ）のように両端部の表面温度が長手中央部よりも非常に低い場合には、加圧ローラ３０の長手中央部と長手両端部の外径差が大きくなる。この加圧ローラ３０の外径差により、加圧ローラ３０に従動して回転するフィルム２１が捩れてしまい、安定して回転することができない可能性がある。

図１５（Ｂ）は、実施例２の制御、即ち、発熱ゾーンＡはサーミスタＴＨ１の検知温度を用いて、発熱ゾーンＢは算出した温度Ｔ_Ｂを用いて、夫々のゾーンを制御した場合の紙坪量７５ｇ／ｍ^２のＡ５サイズ紙を３０枚連続印字後のフィルム２１の長手温度分布を示す。ここで、発熱ゾーンＢの抵抗値Ｒ_Ｂの制御ターゲットＲ_ＢＴＧＴを４４．３Ωとして、ヒータ裏面において約２００℃になるように制御した。その結果、加圧ローラ３０の非通紙部の温度を通紙部と同等に保っており、加圧ローラ３０の長手中央部と長手両端部の外径差が小さくなり、フィルム２１を安定的に回転させることが可能となった。

本実施例では、記録材の幅に応じて、トライアックＢの制御を、サーミスタＴＨ１の検知温度に基づいて行うか、抵抗値Ｒ_Ｂに基づいて行うかを選択したが、記録材の幅によらず抵抗値Ｒ_Ｂに基づいてトライアックＢを制御しても良い。すなわち、図１６のフローチャートに示すように、図１４のフローチャートからＳ５０２、５０３、５０５を削除したフローにしてもよい。

図１７（Ａ）に示すように、特に坪量１０５ｇ／ｍ^２以上の厚紙など、非通紙部昇温が厳しく（Ｈ１、Ｈ２）、定着部材（フィルム２３や加圧ローラ３０）へのダメージが懸念される。このような場合には、本通電制御（図１６）を行うことにより、常に非通紙部の温度を適切な温度に制御することができる。その結果、図１７（Ｂ）に示すように、非通紙部昇温を大幅に低減することができる（Ｈ１´、Ｈ２´）。

実施例１による通電制御（図８）、若しくは実施例２による通電制御（図１４又は図１６）に関して、対応する紙サイズや紙坪量、定着装置構成の制約やコストを鑑みて、より好適な通電制御を選択すれば良い。

［実施例３］
本発明の実施例３について説明する。ここでは、主として実施例３において実施例１、２と異なる点について説明し、実施例１、２と同様の構成については説明を省略する。実施例３においてここで特に説明しない事項は実施例１、２と同様である。実施例１の定着装置は、発熱ゾーンＢの発熱抵抗体の、抵抗温度特性と抵抗値に基づいて発熱ゾーンＢの温度を検知した。これに対し、本実施例では通紙部に配置した温度検知素子ＴＨ１と、温度検知素子を有する発熱ゾーンＡと温度検知素子の無い発熱ゾーンＢの発熱抵抗体の抵抗値の差分から、発熱ゾーンＢの温度を検知する。

図２０は実施例３の電力制御回路である。この回路は、図４（実施例１）の電力制御回路に対して、発熱ゾーンＡに対応する電流検知回路５０１と電圧検知回路５０２が追加されている点が異なる。

本実施例における、発熱ゾーンＢの温度検知方法を説明する。ここでは発熱ゾーンＡに配置されたサーミスタＴＨ１による検知温度Ｔ_Ａと、発熱ゾーンＡの電気抵抗率ρ_Ａと発熱ゾーンＢの電気抵抗率ρ_Ｂの差分ρ_Δ（ρ_Δ＝ρ_Ｂ−ρ_Ａ）から、発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂを検知する。電気抵抗率ρ_Ａ、ρ_Ｂとは、ヒータ長手方向における単位エリアにおける、発熱抵抗体のヒータ短手方向の抵抗値である。電気抵抗率ρ_Ａ、ρ_Ｂは、発熱ゾーンＡの抵抗値：Ｒ_Ａ、及び発熱ゾーンＢの抵抗値：Ｒ_Ｂを用いて式（３−１）及び式（３−２）により算出する。抵抗値Ｒ_Ａは、抵抗値Ｒ_Ｂの算出式と同様、電流検知回路５０１の
検知電流Ｉ_Ａと電圧検知回路５０２の検知電圧Ｖ_Ａを用いて算出できる。

ρ_Ａ＝Ｒ_ＡＤＷ_２／Ｌ （３−１）
ρ_Ｂ＝Ｒ_ＢＤ（Ｗ_１＋Ｗ_３）／Ｌ （３−２）
ここで、Ｒ_Ａ：発熱ゾーンＡの総抵抗、Ｒ_Ｂ：発熱ゾーンＢの総抵抗、Ｄ：発熱抵抗体の厚み、Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３：各発熱ゾーンのヒータ長手方向の幅、Ｌ：発熱抵抗体のヒータ短手方向の幅を示す。本実施例ではＤ＝１０μｍ、Ｌ＝１．０ｍｍであり、これらは全ての発熱ブロックにおいて同じである。また図４で示したように、発熱ブロック３０２−２の幅Ｗ_２は、１５７ｍｍである。また、発熱ブロック３０２−１の幅Ｗ_１と発熱ブロック３０２−３の幅Ｗ_３は、共に３１．５ｍｍである。

図１８は、小サイズを連続印字した際のフィルム長手温度分布を示す図であり、発熱抵抗体３０２が昇温した場合を示している。

図１９は、ＰＴＣ特性を有する発熱抵抗体の電気抵抗率ρと温度Ｔの相関図であり、本実施例における温度検知方法の一例を説明するための図である。図１９に示すように、発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂは、サーミスタＴＨ１による検知温度Ｔ_Ａ、発熱ゾーンＡの電気抵抗率ρ_Ａ、発熱ゾーンＢの電気抵抗率ρ_Ｂ、電気抵抗率の差分ρ_Δ（ρ_Δ＝ρ_Ｂ−ρ_Ａ）、発熱抵抗体のＴＣＲ特性から取得することができる。

発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂは、具体的には、式（４）のように算出する。ここで、図１９において線分Ｊは発熱ゾーンの電気抵抗率ρと温度の関係を示す。

Ｔ_Ｂ＝（ρ_Δ）／（ρ_Ａ×ＴＣＲ）＋Ｔ_Ａ
＝（ρ_Δ）／（ρ_Ａ×１５００×１０^−６）＋Ｔ_Ａ （４）
このように算出した発熱ゾーンＢの温度Ｔ_Ｂを基に、図８に示した実施例１と同様の制御シーケンスにより、ヒータ制御を行う。

実施例１ではＴ_０（２３℃）における抵抗Ｒ_Ｂ０とＴＣＲ値から発熱ゾーンＢの温度を検知した。実施例１における式（２）を電気抵抗率ρに変換すると式（５）の関係にある。

Ｔ_Ｂ＝〔（Ｒ_Ｂ−Ｒ_Ｂ０）／（Ｗ_１＋Ｗ_３）〕／〔（Ｒ_Ｂ×ＴＣＲ）／（Ｗ_１＋Ｗ_３）〕＋Ｔ_０
＝（ρ_Ｂ―ρ_Ｂ０）／（ρ_Ｂ０×ＴＣＲ）＋Ｔ_０
＝（ρ_Ｂ―ρ_Ｂ０）／（ρ_Ｂ０×１５００×１０^−６）＋Ｔ_０ （５）
本実施例における式（４）と実施例１における式（５）を比較する。実施例１では室温（２３℃）を基準温度としているため、検知温度（現在の温度）と基準温度の差が非常に大きい（Ｔ_Ｂ−Ｔ_０）。本実施例では基準温度としてＴ_Ａを用いることで検知温度と基準温度の差を小さくしている（Ｔ_Ｂ−Ｔ_Ａ）。これによりＴ_０（２３℃）における抵抗ρ_Ｂ０のバラつきや、ＴＣＲ値（図１９における線分Ｊの傾き）のバラつきによる影響を受けにくい。その一方で発熱ゾーンＡは領域が広く、ρ_Ａを用いる本実施例を用いる場合には発熱ゾーンＡの長手温度分布には配慮する必要がある。従って実施例１による温度検知方法、若しくは実施例３による温度検知方法に関して、定着装置の温度分布や発熱抵抗体のＴＣＲ特性を鑑みて、より好適な構成を選択すれば良い。

また、本実施例で説明した温度検知方法は、実施例２の発熱ゾーンＢの抵抗測定結果を用いた温度制御（図１４及び図１６）にも適用可能である。また、本実施例において図１９ではＰＴＣ特性における温度検知方法を説明したが、ＮＴＣ特性においても抵抗の温度特性から個別に温度検知素子を持たない発熱ゾーンの温度検知は可能である。これ以外も
、上記各実施例の構成は、可能な限り互いに組み合わせて適用することができる。

３００…ヒータ、３０５…基板、３０１（３０１ａ、３０１ｂ）…第１導電体、３０３（３０３−１、３０３−２、３０３−３）…第２導電体、３０２（３０２ａ−１〜３０２ａ−３、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−３）…発熱抵抗体（発熱体）、４００…制御回路、１０…定着装置、２１…フィルム

Claims (12)

1. 基板と、前記基板上に設けられた第１発熱体と、前記基板の長手方向において前記第１発熱体とは異なる位置に設けられており、前記第１発熱体とは独立して制御される第２発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を記録材に加熱定着する定着部と、
   前記第１発熱体及び前記第２発熱体への通電を制御する通電制御部と、
   を有する画像形成装置において、
   前記第２発熱体の抵抗値を検知する抵抗値検知部と、
   前記抵抗値検知部が検知した抵抗値と、前記第２発熱体の抵抗温度特性と、に基づいて、前記第２発熱体が設けられた第２発熱領域の温度を取得する温度取得部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記温度取得部は、前記第２発熱体の基準温度における抵抗値と、前記第２発熱体の現在の抵抗値と、前記第２発熱体の抵抗温度特性と、に基づいて、前記第２発熱体が設けられた領域の現在の温度を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１発熱体が設けられた前記ヒータの第１発熱領域の温度を検知する温度検知部をさらに備え、
   前記通電制御部は、前記温度検知部が検知する前記第１発熱領域の温度が所定の温度範囲に収まるように、前記第１発熱体への通電を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記抵抗値検知部は、前記第１発熱体の抵抗値も検知するものであり、
   前記温度取得部は、前記抵抗値検知部が検知した前記第１発熱体の抵抗値と前記第２発熱体の抵抗値との差分と、前記温度検知部が検知した前記第１発熱領域の温度と、に基づいて前記第２発熱領域の温度を取得することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記抵抗値検知部は、前記第２発熱体に流れる電流と前記第２発熱体に印加される電圧を検知することにより前記第２発熱体の抵抗値を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記通電制御部は、前記温度取得部が取得する前記第２発熱領域の温度が所定の温度範囲に収まるように、前記第２発熱体への通電を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記装置は更に、装置の動作を制御する動作制御部を有し、前記動作制御部は、前記第２発熱領域の温度が所定の温度範囲を超えると印字動作を停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記装置は更に、装置の動作を制御する動作制御部を有し、前記動作制御部は、前記第２発熱領域の温度が所定の高温閾値を超えると記録材の搬送間隔を広げる又は記録材の搬送速度を遅くすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第２発熱体は、前記長手方向において、前記第１発熱体の両隣りに設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第１発熱体及び前記第２発熱体は共に、前記基板の短手方向において互いに異なる位置に配置された導電体対を介して通電されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか
    １項に記載の画像形成装置。
11. 前記第１発熱体及び前記第２発熱体は、それぞれ、前記導電体対の間を、前記短手方向に対して傾斜した方向に延びる発熱体が前記長手方向に間隔を空けて複数配置された発熱体群で構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記定着部は更に、筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images