JP2021043248A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ニップ部における通紙部と非通紙部との温度差を小さくし、画像不良の発生を低減すること。【解決手段】発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２に電力を供給する小サイズ印刷１、又は発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ３に電力を供給する小サイズ印刷２で動作することが可能な画像形成装置であって、小サイズ印刷１において発熱体５４ｂ２に供給される電力に対する発熱体５４ｂ１に供給される電力の割合である電力比率Ｒ１は、小サイズ印刷２において発熱体５４ｂ３に供給される電力に対する発熱体５４ｂ１に供給される電力の割合である電力比率Ｒ２よりも大きい。【選択図】図５

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用する画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置には、異なる長さの発熱体を複数備える定着装置が搭載されている場合がある。電力の供給が行われる発熱体を切り替えることで、用紙のサイズに応じた長さの発熱体を選択的に用いて非通紙部昇温を防止する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、非通紙部昇温とは、発熱体の長手方向の長さよりも短い幅の用紙Ｐに定着処理を行っている場合に、発熱体と用紙とが接しない非通紙部において温度が上昇する現象をいう。

特開２０１３−２３５１８１号公報

幅の小さい用紙に印刷を行うときに、定着装置が十分に温まった（暖気されている）状態であれば、幅の小さい発熱体によって記録材を加熱することで定着処理が可能となる。しかし、定着装置が温まっていない状態では、幅の小さい用紙に定着処理を行う場合であっても、定着フィルムの変形を防止する観点から幅の大きい発熱体を使用することが必要な場合がある。この場合、幅の大きい発熱体を用いて幅の小さい用紙に定着処理を行うことで非通紙部昇温が大きくなる。非通紙部昇温が過度に大きくなると、非通紙部の部材が劣化することによる画像不良が発生したり、直後に幅の広い用紙に定着処理を行うと、直前に定着処理が行われていた幅の狭い用紙の非通紙部領域において、高温オフセットが発生したりするおそれがある。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、定着ニップ部における通紙部と非通紙部との温度差を小さくし、画像不良の発生を低減することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体と、を有するヒータと、前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、温度検知手段と、を有する定着装置と、前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記ヒータの温度を制御する制御手段と、を備え、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体に電力を供給する第１のモード、又は前記第１の発熱体及び前記第３の発熱体に電力を供給する第２のモードで動作することが可能な画像形成装置であって、前記第１のモードにおいて前記第２の発熱体に供給される電力に対する前記第１の発熱体に供給される電力の割合である第１の電力比率は、前記第２のモードにおいて前記第３の発熱体に供給される電力に対する前記第１の発熱体に供給される電力の割合である第２の電力比率よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、定着ニップ部における通紙部と非通紙部との温度差を小さくし、画像不良の発生を低減することができる。

実施例１〜２の画像形成装置の構成を示す断面図 実施例１〜２の画像形成装置のブロック図 実施例１〜２の定着装置の長手方向の中央部付近の断面模式図 実施例１〜２のヒータの模式図 実施例１の電力制御回路の模式図 実施例１の３種類の発熱体５４ｂに対する３通りの電流経路を示した模式図 実施例１〜２の暖気指数の計数処理を示すフローチャート 実施例１の印刷画像を示す図 実施例１のその他の電力制御回路の模式図 実施例２の定着フィルムの温度を示す概略図

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の実施例において、記録紙を定着ニップ部に通すことを、通紙するという。また、発熱体が発熱している領域で、記録紙が通紙していない領域を非通紙領域（又は非通紙部）といい、記録紙が通紙している領域を通紙領域（又は通紙部）という。更に、非通紙領域が通紙領域に比べて温度が高くなってしまう現象を、非通紙部昇温という。

［全体構成］
図１は実施例１の定着装置を搭載した一例の画像形成装置である、インライン方式のカラー画像形成装置を示す構成図である。図１を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。なお、第１ステーションをイエロー（Ｙ）色のトナー画像形成用のステーション、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。また、第３ステーションをシアン（Ｃ）色のトナー画像形成用のステーション、第４ステーションをブラック（Ｋ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。

第１ステーションで、像担持体である感光ドラム１ａは、ＯＰＣ感光ドラムである。感光ドラム１ａは金属円筒上に感光して電荷を生成するキャリア生成層、発生した電荷を輸送する電荷輸送層等からなる機能性有機材料が複数層積層されたものであり、最外層は電気的導電性が低くほぼ絶縁である。帯電手段である帯電ローラ２ａが感光ドラム１ａに当接され、感光ドラム１ａの回転に伴い、従動回転しながら感光ドラム１ａ表面を均一に帯電する。帯電ローラ２ａには直流電圧又は交流電圧を重畳した電圧が印加され、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａ表面とのニップ部から、回転方向の上流側及び下流側の微小な空気ギャップにおいて放電が発生することにより感光ドラム１ａが帯電される。クリーニングユニット３ａは、後述する転写後に感光ドラム１ａ上に残ったトナーをクリーニングするユニットである。現像手段である現像ユニット８ａは、現像ローラ４ａ、非磁性一成分トナー５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなる。感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、クリーニングユニット３ａ、現像ユニット８ａは、画像形成装置に対して着脱自在な一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。

露光手段である露光装置１１ａは、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニット又はＬＥＤ（発光ダイオード）アレイから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。また、帯電ローラ２ａは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電高電圧電源２０ａに接続されている。現像ローラ４ａは、現像ローラ４ａへの電圧供給手段である現像高電圧電源２１ａに接続されている。１次転写ローラ１０ａは、１次転写ローラ１０ａへの電圧供給手段である１次転写高電圧電源２２ａに接続されている。以上が第１ステーションの構成であり、第２、第３、第４ステーションも同様の構成をしている。他のステーションについて、第１ステーションと同一の機能を有する部品は同一の符号を付し、符号の添え字にステーションごとにｂ、ｃ、ｄを付している。なお、以下の説明において、特定のステーションについて説明する場合を除き、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。

中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写対向ローラ１５、テンションローラ１４、補助ローラ１９の３本のローラにより支持されている。テンションローラ１４のみバネで中間転写ベルト１３を張る方向の力が加えられており、中間転写ベルト１３に適当なテンション力が維持されるようになっている。２次転写対向ローラ１５はメインモータ（不図示）からの回転駆動を受けて回転し、外周に巻かれた中間転写ベルト１３が回動する。中間転写ベルト１３は感光ドラム１ａ〜１ｄ（例えば、図１では反時計回り方向に回転）に対して順方向（例えば、図１では時計回り方向）に略同速度で移動する。また、中間転写ベルト１３は、矢印方向（時計回り方向）に回転し、１次転写ローラ１０は中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と反対側に配置されて、中間転写ベルト１３の移動に伴い従動回転する。中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と１次転写ローラ１０とが当接している位置を１次転写位置という。補助ローラ１９、テンションローラ１４及び２次転写対向ローラ１５は電気的に接地されている。なお、第２〜第４ステーションも１次転写ローラ１０ｂ〜１０ｄは第１ステーションの１次転写ローラ１０ａと同様の構成としているので説明を省略する。

次に実施例１の画像形成装置の画像形成動作を説明する。画像形成装置は待機状態時に印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートする。感光ドラム１や中間転写ベルト１３等はメインモータ（不図示）によって所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電高電圧電源２０ａにより電圧が印加された帯電ローラ２ａによって一様に帯電され、続いて露光装置１１ａから照射された走査ビーム１２ａによって画像情報（画像データともいう）に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像ローラ４ａに塗布される。そして、現像ローラ４ａには、現像高電圧電源２１ａより所定の現像電圧が供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像ローラ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーが付着することによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（例えば、Ｙ（イエロー））のトナー像が形成される。他の色Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各ステーション（プロセスカートリッジ９ｂ〜９ｄ）も同様に動作する。各色の１次転写位置間の距離に応じて、一定のタイミングでコントローラ（不図示）からの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像が各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される。それぞれの１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにはトナーと逆極性の直流高電圧が印加される。以上の工程により、順に中間転写ベルト１３にトナー像が転写されていき（以下、１次転写という）、中間転写ベルト１３上に多重トナー像が形成される。

その後、トナー像の作像に合わせて、カセット１６に積載されている記録材である用紙Ｐは、搬送経路Ｙに沿って搬送される。具体的には、用紙Ｐは給紙ソレノイド（不図示）によって回転駆動される給紙ローラ１７により給送（ピックアップ）される。給送された用紙Ｐは搬送ローラによりレジストレーションローラ（以下、レジストローラという）１８に搬送される。レジストローラ１８の下流側にはレジストレーションセンサ（以下、レジセンサという）１０３が配置されている。レジセンサ１０３は、用紙Ｐの先端が到着すると用紙Ｐの「有り」を検知し、用紙Ｐの後端が通過すると用紙Ｐの「無し」を検知する。

用紙Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期して、レジストローラ１８によって中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５との当接部である転写ニップ部へ搬送される。２次転写ローラ２５には２次転写高電圧電源２６により、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して用紙Ｐ上（記録材上）に転写される（以下、２次転写という）。用紙Ｐ上に未定着のトナー像が形成されるまでに寄与した部材（例えば、感光ドラム１等）は画像形成手段として機能する。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留したトナーは、クリーニングユニット２７によって清掃される。２次転写が終了した後の用紙Ｐは、定着手段である定着装置５０へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として排出トレー３０へと排出される。画像形成動作が開始されてから用紙Ｐが定着ニップ部に至るまでの時間は例えば約９秒であり、用紙Ｐが排出されるまでの時間は例えば約１２秒である。定着装置５０のフィルム５１、ニップ形成部材５２、加圧ローラ５３、ヒータ５４については後述する。

複数枚の用紙Ｐに連続して画像を印刷する印刷モードを、以下、連続印刷や連続ジョブという。連続印刷において、先行して印刷が行われる用紙Ｐ（以下、先行紙という）の後端と先行紙に続いて印刷が行われる後続の用紙Ｐ（以下、後続紙という）の先端との間を紙間という。実施例１では、Ａ４サイズ紙の連続印刷において、紙間の距離が例えば３０ｍｍになるように、中間転写ベルト１３上のトナー像と用紙Ｐとが同期して搬送され、印刷が行われる。実施例１の画像形成装置は、各部材と用紙Ｐとの搬送方向に直交する方向（後述する、長手方向）における中央の位置を一致させて印刷動作を行う中央基準の画像形成装置である。したがって、搬送方向に直交する方向の長さが大きい用紙Ｐの印刷動作であっても、搬送方向に直交する方向の長さが小さい用紙Ｐの印刷動作であっても、各用紙Ｐの中央位置は一致する。

［画像形成装置のブロック図］
図２は画像形成装置の動作を説明するブロック図であり、この図を参照しながら画像形成装置の印刷動作について説明する。ホストコンピュータであるＰＣ１１０は、画像形成装置の内部にあるビデオコントローラ９１に対して印刷指令を出力し、印刷画像の画像データをビデオコントローラ９１に転送する役割を担う。

ビデオコントローラ９１はＰＣ１１０から入力された画像データを露光データに変換し、エンジンコントローラ９２内にある露光制御装置９３に転送する。露光制御装置９３はＣＰＵ９４から制御され、露光データのオンオフ、露光装置１１の制御を行う。露光データのサイズは画像サイズによって決定される。制御手段であるＣＰＵ９４は印刷指令を受信すると画像形成シーケンスをスタートさせる。

エンジンコントローラ９２にはＣＰＵ９４、メモリ９５等が搭載されており、予めプログラムされた動作を行う。高電圧電源９６は上述の帯電高電圧電源２０、現像高電圧電源２１、１次転写高電圧電源２２、２次転写高電圧電源２６から構成される。また、電力制御部９７は３つの双方向サイリスタ（以下、トライアックという）５６ａ、５６ｂ、及び５６ｃを有している。電力制御部９７は、電力を供給する電力供給路を切り替えることによって発熱体５４ｂ２と発熱体５４ｂ３を切り替える切替手段である発熱体切り替え器５７等も有している。電力制御部９７は、定着装置５０において発熱する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。実施例１において、発熱体切り替え器５７は、例えばａ接点リレーである。

また、駆動装置９８はメインモータ９９、定着モータ１００等から構成される。またセンサ１０１は定着装置５０の温度を検知する定着温度センサ５９、フラグを有し用紙Ｐの有無を検知する紙有無センサ１０２等からなり、センサ１０１の検知結果はＣＰＵ９４に送信される。なお、レジセンサ１０３は紙有無センサ１０２に含まれる場合もある。ＣＰＵ９４は画像形成装置内のセンサ１０１の検知結果を取得し、露光装置１１、高電圧電源９６、電力制御部９７、駆動装置９８を制御する。これにより、ＣＰＵ９４は、静電潜像の形成、現像されたトナー像の転写、用紙Ｐへのトナー像の定着等を行い、露光データがトナー像として用紙Ｐ上に印刷される画像形成工程の制御を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なる幅の用紙Ｐを印刷することが可能で、後述するヒータ５４を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。

［定着装置］
次に、実施例１における定着装置５０の構成について図３を用いて説明する。ここで、長手方向とは、後述する用紙Ｐの搬送方向と略直交する加圧ローラ５３の回転軸方向のことである。また、搬送方向に略直交する方向（長手方向）の用紙Ｐの長さや発熱体の長さを幅という。図３は、定着装置５０の断面模式図である。また、図４（ａ）はヒータ５４の模式図、図４（ｂ）はヒータ５４の断面模式図、図５は定着装置５０のヒータ５４の電力制御部９７の回路模式図である。また、図４（ｂ）は、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３の長手方向の中心線であり、定着装置５０に搬送される用紙Ｐの長手方向の中心線（図４（ａ）中一点鎖線ａ）におけるヒータ５４の断面を示す図である。以下、線ａを基準線ａという。

図３左側から未定着のトナー像Ｔｎを保持した用紙Ｐが、定着ニップ部Ｎにおいて図中左から右に向けて搬送されながら加熱されることにより、トナー像Ｔｎが用紙Ｐに定着される。実施例１における定着装置５０は、円筒状のフィルム５１と、フィルム５１を保持するニップ形成部材５２と、フィルム５１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３と、用紙Ｐを加熱するためのヒータ５４とにより構成されている。

第１の回転体であるフィルム５１は加熱回転体としての定着フィルムである。実施例１では、基層として、例えばポリイミドを用いている。基層の上に、シリコーンゴムからなる弾性層、ＰＦＡからなる離型層を用いている。フィルム５１の内径は１８ｍｍであり、フィルム５１の外周長はおよそ５８ｍｍである。フィルム５１の回転によるニップ形成部材５２及びヒータ５４とフィルム５１との間に生じる摩擦力を低減するために、フィルム５１の内面には、グリスが塗布されている。

ニップ形成部材５２はフィルム５１を内側からガイドするとともに、フィルム５１を介して加圧ローラ５３との間で定着ニップ部Ｎを形成する役割を果たす。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。フィルム５１はこのニップ形成部材５２に対して外嵌されている。第２の回転体である加圧ローラ５３は加圧回転体としてのローラである。加圧ローラ５３は、芯金５３ａ、弾性層５３ｂ、離型層５３ｃからなる。加圧ローラ５３は、両端を回転可能に保持されており、定着モータ１００（図２参照）によって回転駆動される。また、加圧ローラ５３の回転により、フィルム５１は従動回転する。加熱部材であるヒータ５４は、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内面と接している。基板５４ａ、発熱体５４ｂ１ａ（５４ｂ１）、５４ｂ１ｂ（５４ｂ１）、５４ｂ２、５４ｂ３、保護ガラス層５４ｅ、定着温度センサ５９については後述する。

（ヒータ）
ヒータ５４について、図４（ａ）を用いて詳しく説明する。ヒータ５４は、基板５４ａ、第１の発熱体である発熱体５４ｂ１ａ、第４の発熱体である発熱体５４ｂ１ｂ、第２の発熱体である発熱体５４ｂ２、第３の発熱体である発熱体５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１〜５４ｄ４、保護ガラス層５４ｅからなる。以下、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３を総称して発熱体５４ｂということもある。また、長手方向の長さが略同じ長さである発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂを総称して発熱体５４ｂ１ということもある。基板５４ａは、セラミックであるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いている。セラミック基板としてはアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等が広く知られている。中でも、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）は価格的にも安く工業的に入手容易である。また、基板５４ａには、強度面に優れる金属を用いてもよく、金属基板としては、ステンレス（ＳＵＳ）が価格的にも強度的にも優れており好適に用いられる。基板５４ａとしてセラミック基板、金属基板のいずれを用いる場合においても、導電性を有する場合は絶縁層を設けて使用すればよい。基板５４ａ上に、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１〜５４ｄ４が形成されている。そして、その上に発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３とフィルム５１との絶縁を確保するために保護ガラス層５４ｅが形成されている。

発熱体５４ｂは、長手方向の長さ（以下、サイズともいう）が異なっている。発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂの長手方向の長さが第１の長さであるＬ１＝２２２ｍｍであり、発熱体５４ｂ２の長手方向の長さが第２の長さであるＬ２＝１８８ｍｍであり、発熱体５４ｂ３の長手方向の長さが第３の長さであるＬ３＝１５４ｍｍである。長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係になっている。

また、実施例１の画像形成装置において使用することができる用紙Ｐの中で最も大きい紙幅（以下、最大紙幅という）は２１６ｍｍであり、最も小さい紙幅（以下、最小紙幅という）は７６ｍｍである。したがって、Ｌ１は、発熱体５４ｂ１によって最大紙幅（２１６ｍｍ）の画像サイズ（２０６ｍｍ）を定着可能な長さになっている。発熱体５４ｂ１は導体５４ｃを介して第２の接点である接点５４ｄ２、第４の接点である５４ｄ４に電気的に接続されており、発熱体５４ｂ２は導体５４ｃを介して接点５４ｄ２、５４ｄ３に電気的に接続されている。発熱体５４ｂ３は導体５４ｃを介して第１の接点である接点５４ｄ１、第３の接点である５４ｄ３に電気的に接続されている。ここで、発熱体５４ｂ１ａと発熱体５４ｂ１ｂとは同じ長さであり、必ず略同時に使用される。発熱体５４ｂ１ａは、基板５４ａの短手方向の一方の端部に設けられ、発熱体５４ｂ１ｂは、基板５４ａの短手方向の他方の端部に設けられる。発熱体５４ｂ２、５４ｂ３は、基板５４ａの短手方向において発熱体５４ｂ１ａと発熱体５４ｂ２ｂとの間に、短手方向中心に対して対称に設けられる。

定着温度センサ５９は、サーミスタである。構成について図４（ｂ）を参照しながら説明する。温度検知手段である定着温度センサ５９は、メインサーミスタ素子５９ａ、ホルダ５９ｂ、セラミックペーパー５９ｃ、絶縁樹脂シート５９ｄで構成される。セラミックペーパー５９ｃは、ホルダ５９ｂとメインサーミスタ素子５９ａとの間の熱伝導を阻害する役割を果たす。絶縁樹脂シート５９ｄは、メインサーミスタ素子５９ａを物理的、電気的に保護する役割を果たす。メインサーミスタ素子５９ａは、ヒータ５４の温度に応じて出力値が変化する温度検知手段であり、ジュメット線（不図示）と配線によりＣＰＵ９４に接続される。メインサーミスタ素子５９ａはヒータ５４の温度を検知して検知結果をＣＰＵ９４に出力する。

定着温度センサ５９は、基板５４ａに対して保護ガラス層５４ｅと反対の面に位置し、かつ発熱体５４ｂの長手方向における基準線ａの位置（中央に対応する位置）に設置され、基板５４ａと接している。ＣＰＵ９４は、定着温度センサ５９の検知結果に基づいて、定着処理時の温度を制御する。以上がメインサーミスタである定着温度センサ５９の構成についての説明である。

［電力制御部］
図５は定着装置５０のヒータ５４と電力制御部９７の電力制御回路の模式図である。定着装置５０の電力制御回路は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３、交流電源５５、トライアック５６ａ、トライアック５６ｂ、トライアック５６ｃ、発熱体切り替え器５７からなる。接点５４ｄ１はトライアック５６ｃに接続され、トライアック５６ｃを介して交流電源５５の第１の極に接続されている。接点５４ｄ２は発熱体切り替え器５７、及び交流電源５５の第２の極に接続されている。接点５４ｄ３はトライアック５６ｂ、及び発熱体切り替え器５７に接続され、トライアック５６ｂを介して交流電源５５の第１の極に接続されている。接点５４ｄ４はトライアック５６ａに接続され、トライアック５６ａを介して交流電源５５の第１の極に接続されている。なお、発熱体切り替え器５７によって電力供給路を切り替えることによって発熱する発熱体５４ｂが切り替わるため、電力供給路を切り替えることを、発熱体５４ｂを切り替えるとも表現する。実施例１では、発熱体切り替え器５７は、具体的にはａ接点構成の電磁リレーである。トライアック５６ａ、５６ｂ、５６ｃは、導通又は非導通となることで、交流電源５５から発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３への電力の供給又は電力供給の遮断を行うトライアックである。ＣＰＵ９４は、メインサーミスタ素子５９から報知される温度情報に基づいてヒータ５４を所定の温度（定着に必要な目標温度）にするために必要な電力を算出し、トライアック５６ａ、５６ｂ、５６ｃの導通／非導通の指示を行う。電磁リレーである発熱体切り替え器５７は、エンジンコントローラ９２の制御によって、接点５４ｄ２と接点５４ｄ３とが接続された状態と、遮断された状態と、のいずれか一方の状態となる。

［電力供給経路］
次に発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２、及び発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３を交互に切り替えて電力を供給する方法を説明する。図６に、３種類の長さの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３を設けたヒータ５４、発熱体５４ｂ１〜５４ｂ３への３通りの電流経路（電気的な経路であり電力供給経路でもある）を示す。なお、図６に示す電流経路はほんの一例であり、その他の電流経路構成でも構わない。

（発熱体５４ｂ１への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ１に電力供給する場合の電流は、図６（ａ）の太線で示すルートで流れる。定着温度センサ５９（図６には不図示）はヒータ５４の温度を検知し、ＣＰＵ９４は検知した温度情報に基づいて、定着温度センサ５９の検知結果が所定温度になるようにトライアック５６ａを動作させる。これにより、発熱体５４ｂ１への電力供給が制御される。発熱体５４ｂ１への電力供給はトライアック５６ｂ、５６ｃ及びａ接点構成の電磁リレーである発熱体切り替え器５７の状態に依らない。すなわち、発熱体５４ｂ１に電力供給する場合には、発熱体切り替え器５７は開放状態であっても短絡状態であってもよい。なお、図６（ａ）では、一例として発熱体切り替え器５７は開放状態となっている。

（発熱体５４ｂ２への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ２に電力供給する場合の電流は、図６（ｂ）の太線で示すルートで流れる。発熱体５４ｂ２に電力供給を行う場合には、ａ接点構成の電磁リレーである発熱体切り替え器５７の接点を開放状態に設定する。開放状態のａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点インピーダンスは発熱体５４ｂ２より十分に大きいため、ａ接点構成の発熱体切り替え器５７にはほぼ電流が流れず発熱体５４ｂ２のみを発熱させることができる。発熱体５４ｂ２に供給される電力はトライアック５６ｂにより制御される。

（発熱体５４ｂ３への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ３に電力供給する場合の電流は、図６（ｃ）の太線で示すルートで流れる。発熱体５４ｂ３に電力供給を行う場合には、ａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点を短絡状態に設定することで、電流はほぼ全て発熱体５４ｂ３に流れる。短絡状態のａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点インピーダンスは発熱体５４ｂ２より十分に小さいため、発熱体５４ｂ２に電流がほぼ流れず発熱体５４ｂ３のみを発熱させることができる。発熱体５４ｂ３に供給される電力はトライアック５６ｃにより制御される。

［電力供給経路の切り替え］
発熱体５４ｂ１への電力供給経路（図６（ａ））と発熱体５４ｂ２への電力供給経路（図６（ｂ））との切り替えは、予めａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点を開放状態にしておく。これにより、トライアック５６ａとトライアック５６ｂの無接点スイッチのみによって独立して制御することができる。したがって、電力供給経路（図６（ａ））と電力供給経路（図６（ｂ））との間をシームレスに状態遷移したり、電力供給経路（図６（ａ））とともに電力供給経路（図６（ｂ））を使用したりすることが可能である。

発熱体５４ｂ１への電力供給経路（図６（ａ））と発熱体５４ｂ３への電力供給経路（図６（ｃ））も同様である。上述したように、電力供給経路（図６（ａ））では、発熱体切り替え器５７は開放状態でも短絡状態でもよい。このため、予めａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点を短絡状態にしておけば、以下のようなことが可能である。すなわち、電力供給経路（図６（ａ））と電力供給経路（図６（ｃ））との間をシームレスに状態遷移したり、電力供給経路（図６（ａ））とともに電力供給経路（図６（ｃ））を使用したりすることが可能である。

一方、発熱体５４ｂ２の電力供給経路（図６（ｂ））と発熱体５４ｂ３の電力供給経路（図６（ｃ））とを切り替える際には、ａ接点構成の発熱体切り替え器５７の状態を切り替えなければならない。このため、電力供給経路（図６（ｂ））とともに発熱体５４ｂ３への電力供給経路（図６（ｃ））は使用できない。すなわち、電力供給経路（図６（ｂ））及び電力供給経路（図６（ｃ））のいずれか一方しか使用できず、これらは排他的である。

しかし、電力供給経路（図６（ｂ））と電力供給経路（図６（ｃ））との間を遷移させたい場合は、次のように実施すればよい。例えば、電力供給経路（図６（ｂ））→電力供給経路図（図６（ａ））→電力供給経路（図６（ｃ））や、電力供給経路（図６（ｃ））→電力供給経路（図６（ａ））→電力供給経路（図６（ｂ））というように状態遷移させればよい。いずれも、電力供給経路（図６（ｂ））と電力供給経路（図６（ｃ））との間に、電力供給経路（図６（ａ））を経由させればよい。電力供給経路（図６（ａ））が使用されている間に、言い換えれば、発熱体５４ｂ１に電力が供給されている間に、ａ接点構成の発熱体切り替え器５７の状態を開放状態から短絡状態へ、又は短絡状態から開放状態へ切り替えておく。これにより、ａ接点構成の発熱体切り替え器５７の接点の状態が安定するまで待つために、ヒータ５４への電力供給が停止されて用紙Ｐに必要な熱量を供給できないというような事態を防ぐことができる。

［用紙のサイズに応じた発熱体の選択］
表１を用いて大サイズ紙への印刷を行う場合と小サイズ紙への印刷を行う場合の発熱体の選択を説明する。

表１は、各ケースの用紙Ｐの幅（用紙幅）及び選択される発熱体を示す。２列目には、ケース１として大サイズ印刷の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示し、３列目には、ケース２として小サイズ印刷１の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示す。４列目には、ケース３として小サイズ印刷２の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示す。実施例１では、ユーザーから指定された用紙Ｐの幅が１８２ｍｍより大きく２１６ｍｍ以下の用紙Ｐを大サイズ紙といい、大サイズ紙に印刷を行うことを大サイズ印刷といい、発熱体５４ｂの選択、制御を行う。表１のケース１の大サイズ印刷では、発熱体５４ｂ１のみを発熱させる。

一方で、小サイズ印刷では全幅の発熱体５４ｂ１に加えて、この紙幅を包含する最小幅の発熱体も点灯させる。ただし、用紙Ｐの長手方向における搬送位置の誤差などを鑑みて発熱体５４ｂの両端から３ｍｍ内に端部を有する紙幅の小サイズ紙に印刷する場合にはより幅の広い発熱体を選択する。

具体的には、ユーザーから指定された用紙Ｐの幅が１４８ｍｍより大きくて１８２ｍｍ以下の用紙Ｐを小サイズ紙１といい、小サイズ紙１に印刷を行うことを小サイズ印刷１といい、発熱体５４ｂの選択と制御を行う。表１のケース２の小サイズ印刷１に該当する代表的な用紙ＰのサイズとしてはＢ５サイズがある。小サイズ印刷１では発熱体５４ｂ１とともに発熱体５４ｂ２を発熱させる。また、ユーザーから指定された用紙の幅が７６ｍｍ以上で１４８ｍｍ以下の用紙Ｐを小サイズ紙２といい、小サイズ紙２に印刷を行うことを小サイズ印刷２といい、発熱体５４ｂの選択と温度制御を行う。表１のケース３の小サイズ印刷２に該当する代表的な用紙ＰのサイズとしてはＡ５サイズやＡ６サイズがある。小サイズ印刷２では、発熱体５４ｂ１とともに発熱体５４ｂ３を発熱させる。

小サイズ印刷（ケース２及びケース３）では、全幅の発熱体５４ｂ１と、幅狭の発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３とは、次のように温度制御が行われる。すなわち、定着装置５０の暖気レベルに応じて予め決定された電力比率のもとで、定着温度センサ５９の検知温度が予め決められた目標温度となるように温度制御が行われる。実施例１では、発熱体５４ｂ１とともに発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３を発熱させる構成を用いて説明する。しかし、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２、又は発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３を、交互に排他的に発熱させる構成であってもよい。

定着装置５０の暖気レベルは、定着装置５０の昇温具合の程度（加熱状態、昇温の度合い）を表す指標である。表２を用いて実施例１での暖気レベルの設定方法を説明する。暖気レベルは、例えば、定着装置５０が冷えた状態を指す暖気レベル１から、熱的に飽和しているとみなせる暖気レベル５の５段階に分けられる。暖気レベルの各段階には、暖気指数が割り当てられる。暖気レベルはプリントモードに応じた暖気指数の加算によって決定され、暖気指数が２０を超えると次の暖気レベルに移行される。

表２は、１行目に暖気レベル、２行目に暖気指数、３行目に温度検知の閾値（温度検知閾値）をそれぞれ示す。２列目は暖気レベル１の暖気指数と温度検知閾値を示し、３列目は暖気レベル２の暖気指数と温度検知閾値を示す。４列目は暖気レベル３の暖気指数と温度検知閾値を示し、５列目は暖気レベル４の暖気指数と温度検知閾値を示し、６列目は暖気レベル５の暖気指数と温度検知閾値を示す。例えば、加算によって決定された暖気指数が２５の場合は、暖気レベルは２であり、温度検知の閾値は６０℃以上である。

［暖気レベルの決定処理］
暖気レベルの決定方法について、図７の暖気レベルの決定処理を示すフローチャートを用いて説明する。ＣＰＵ９４は、プリント信号を受信するとステップ（以下、Ｓとする）７０１以降の処理を実施する。暖気レベルの決定方法は、直前の印刷ジョブからの経過時間に応じて、大きく２つの方法に分けられる。

Ｓ７０１でＣＰＵ９４は、プリンタがプリント信号を受信した時点で直前に実施された印刷ジョブ（以下、前ジョブという）が終了してからの経過時間が１分以内であるか否かを判断する。Ｓ７０１でＣＰＵ９４は、経過時間が１分以内であると判断した場合、処理をＳ７０２に進め、経過時間が１分を超えていると判断した場合、処理をＳ７０５に進める。Ｓ７０２でＣＰＵ９４は、前ジョブ時の暖気指数、すなわち直前の暖気指数を参照する。なお、直前の暖気指数は、例えば前ジョブで求められた暖気指数がメモリ９５に保存されているものとする。Ｓ７０３でＣＰＵ９４は、Ｓ７０２で参照した暖気指数に１０を加算する。Ｓ７０４でＣＰＵ９４は、Ｓ７０３で１０加算された暖気指数から表２に基づき暖気レベルを決定する。例えば、１０加算された暖気指数が２５である場合、ＣＰＵ９４は表２に基づいて暖気レベルを２と決定する。

Ｓ７０５でＣＰＵ９４は、前ジョブから時間が経過しているため、定着温度センサ５９により検知した温度を参照し、表２に基づき暖気指数を決定する。Ｓ７０４でＣＰＵ９４は、Ｓ７０５で決定した暖気指数と表２とに基づき暖気レベルを決定する。例えば、定着温度センサ５９により検知した温度が６０℃であった場合、ＣＰＵ９４は表２に基づいて暖気指数を例えば２０と決定し、暖気レベルを２と決定する。Ｓ７０３で加算された又はＳ７０５で決定された暖気指数は、後述するＳ７０９の処理に用いられる。

Ｓ７０６でＣＰＵ９４は、Ｓ７０４で決定された暖気レベルからテーブルを参照し発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２、又は発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３の電力比率を決定する。電力比率を決定する際のテーブルについては後述する。Ｓ７０７でＣＰＵ９４は、Ｓ７０６で決定した電力比率を用いてプリント動作を開始する。Ｓ７０８でＣＰＵ９４は、受信したプリント信号により指示された枚数の用紙Ｐに印刷を行い、用紙Ｐに定着処理を施し排出する。Ｓ７０９でＣＰＵ９４は、印刷を１枚する毎、言い換えれば用紙Ｐを１枚、定着装置５０に通紙させる毎に暖気指数に１を加算する。なお、ＣＰＵ９４は加算した暖気指数の情報を例えばメモリ９５に保存する。Ｓ７１０でＣＰＵ９４は、定着装置５０に通紙させた用紙Ｐが指示された印刷ジョブの連続印刷における最後の用紙Ｐ（ラスト紙）であるか否かを判断する。Ｓ７１０でＣＰＵ９４は、連続印刷の最後の用紙Ｐであると判断した場合、Ｓ７１１でプリント動作を終了し、処理を終了する。Ｓ７１０でＣＰＵ９４は、連続印刷の最後の用紙Ｐではないと判断した場合、処理をＳ７１２に進める。Ｓ７１２でＣＰＵ９４は、Ｓ７０９で１加算した暖気指数と表２とに基づいて暖気レベルを決定する。Ｓ７１３でＣＰＵ９４は、Ｓ７１２で決定した暖気レベルと後述するテーブルとに基づいて、次の印刷（具体的には定着処理）のための電力比率を決定し、処理をＳ７０８に戻す。このように、連続印刷の場合には、印刷毎に暖気指数の加算、暖気レベルの決定、電力比率の決定、そして定着・排出を繰り返す。

（フィルムの変形について）
ここで、小サイズ紙であっても、幅の長い発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２を用いて定着処理を行う理由は、次のとおりである。すなわち、定着ニップ部Ｎ内の長手方向全体に均一に熱を伝え、フィルム５１内面のグリスを均一に軟化させることで、フィルム５１の変形を防止するためである。

フィルム５１の変形が発生する理由について、小サイズ印刷１を例にして詳細を説明する。定着装置５０が冷えた状態から幅の短い発熱体５４ｂ２のみを用いて定着動作を行った場合、発熱体５４ｂ２の長手方向の外側（両端側）と内側（中央部側）の領域でグリスの粘度に差が生じる。これにより、フィルム５１に捻じれる力が加わり、フィルム５１に変形が生じる場合がある。定着ニップ部Ｎの長手方向で発熱体５４ｂ２が存在する領域では、発熱体５４ｂ２への電力供給により温度が上昇する。これにより、グリスの粘度が低下することでフィルム５１とヒータ５４との間の摺動負荷は低下する。

一方、定着ニップ部Ｎの長手方向で発熱体５４ｂ２が存在せず、発熱体５４ｂ１のみが存在する領域では、発熱体５４ｂ２に電力を供給しても定着ニップ部Ｎ内の温度は大きく上昇しない。したがって、グリスの粘度は高いまま維持されており、摺動負荷は高いままで低下しない。以上のことから、フィルム５１が加圧ローラ５３によって従動回転するときに、発熱体５４ｂ２が存在する長手方向における中央部と存在しない長手方向における両端部とでは、フィルム５１の回転速度に差を生じさせるような力が加わる。これによって、フィルム５１の強度が十分に高くない場合には、フィルム５１は捻じれて変形してしまうおそれがある。これは、発熱体５４ｂ１のみが存在する幅が広い小サイズ印刷２でより顕著である。

上述したようにフィルム５１の変形を防止するために全幅の発熱体５４ｂ１を点灯する必要性がある一方で、全幅の発熱体５４ｂ１は小サイズ紙に対する非通紙部領域が大きいために非通紙部昇温が大きくなりやすい。そこで、小サイズ印刷１と小サイズ印刷２では、全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３に対する電力比率を異ならせることが実施例１の特徴である。ここで、小サイズ印刷１における小サイズの発熱体５４ｂ２に供給される電力に対する全幅の発熱体５４ｂ１に供給される電力の割合を電力比率Ｒ１とする。小サイズ印刷２における小サイズの発熱体５４ｂ３に供給される電力に対する全幅の発熱体５４ｂ１に供給される電力の割合を電力比率Ｒ２とする。このとき、小サイズ印刷１における電力比率Ｒ１よりも、小サイズ印刷２における電力比率Ｒ２を小さくする（Ｒ１＞Ｒ２）。

実施例１では、表３に示す小サイズ印刷１での電力比率Ｒ１と小サイズ印刷２の電力比率Ｒ２で発熱体５４ｂに電力を供給する。表３は電力比率を決定する際のテーブルである。ここで、小サイズ印刷１は第１のモードに相当し、小サイズ印刷２は第２のモードに相当する。

表３は小サイズ印刷１の電力比率Ｒ１と小サイズ印刷２の電力比率Ｒ２とを決定する際のテーブルである。表２で説明した暖気レベル１〜５に対して電力比率Ｒ１、Ｒ２（％）が設定されている。例えば、暖気レベル１において小サイズ印刷１における全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ２に対する電力比率Ｒ１は略５０％に設定されている。同じ暖気レベル１における小サイズ印刷２における全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ３に対する電力比率Ｒ２は略４５％（＜５０％）に設定されている。同じレベルの暖気レベルについて、電力比率Ｒ２が電力比率Ｒ１よりも小さくなるように設定されている。その他の暖気レベルにおいても、小サイズ印刷１での電力比率Ｒ１よりも小サイズ印刷２での電力比率Ｒ２の方が小さい。

小サイズ印刷２は小サイズ印刷１に比べて幅の狭い用紙Ｐに印刷するため、全幅の発熱体５４ｂ１に対する非通紙部の幅が大きい。定着温度センサ５９は中央付近の通紙部にあるので、小サイズ紙の通紙によって定着温度センサ５９のある位置の温度は低下する。つまり温度制御は通紙部で行われるために、通紙部のフィルム５１の温度は目標温度となるように制御される。一方、通紙部にある定着温度センサ５９によって通紙部と同様に発熱体５４ｂ１から熱の供給を受ける非通紙部は、用紙Ｐによって熱が奪われることがないために、通紙部に比べて高温になる。小サイズ印刷２では小サイズ印刷１に比べて非通紙部の幅が大きいために非通紙部の昇温も大きくなりやすい。そのため、小サイズ印刷２では小サイズ印刷１よりも発熱体５４ｂ１の点灯比率（言い換えれば電力比率）を下げることによって、非通紙部のフィルム５１の昇温を抑制することができる。

＜効果＞
実施例１と比較例とを用いて、上述した非通紙部の昇温を抑制する効果を説明する。比較例は実施例１と同じ構成で、小サイズ印刷１における全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ２に対する電力比率と小サイズ印刷２における全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ３に対する電力比率とを同一とした画像形成装置である。比較例では、小サイズ印刷１、小サイズ印刷２共に表３の電力比率Ｒ１を用いている。

評価方法を説明する。実施例１、比較例において、Ａ５サイズ、坪量６４ｇ／ｍ^２の用紙（例えば、キヤノン製ＰＢ ＰＡＰＥＲ）を所定の枚数を連続印刷した直後に、Ａ４サイズの同紙種を１枚印刷する評価をＡ５サイズ紙の印刷枚数を変えながら行った。Ａ５サイズの印刷画像としては、印字率５％の文字画像を用いた。図８は用紙と画像を説明する図である。Ａ４サイズ紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の印刷画像としては、図８に示すように用紙Ｐの先端５８ｍｍにブラック（Ｂｋ）単色の５０％ハーフトーン画像を印刷し、先端５８ｍｍ以後にイエロー（Ｙ）単色の印字率１００％のベタ画像を印刷した。なお、搬送方向の先端、後端、搬送方向に直交する方向の両端（左端、右端）に、それぞれ５ｍｍの余白を設けた。Ａ４サイズ紙の印刷画像の両端部（Ａ５サイズ紙の非通紙部）に高温オフセット画像が発生した場合を×、発生しなかった場合を○として評価した。表４に評価結果を示す。

表４には、実施例１と比較例のＡ５サイズ紙の通紙枚数（１〜１００）と高温オフセット画像の発生の有無を示している。実施例１の構成においては、いずれのＡ５サイズ紙、Ｂ５サイズ紙の印刷枚数（１枚〜１００枚）であっても、後続するＡ４サイズ紙に高温オフセット画像は発生しなかった。一方、比較例の構成では、Ａ５サイズ紙の印刷枚数が８枚以上になると直後のＡ４サイズ紙の印刷において、Ａ５サイズの外側に当たる領域で高温オフセット画像が発生した。ここでは、比較例として小サイズ印刷１と小サイズ印刷２の電力比率を表３の電力比率Ｒ１に設定したため小サイズ印刷２であるＡ５サイズ紙の後のＡ４サイズ紙で高温オフセットが発生した。しかし、小サイズ印刷１と小サイズ印刷２の電力比率を表３の電力比率Ｒ２とすると、今度は、小サイズ印刷１であるＢ５サイズ紙の後のＡ４サイズ紙で低温オフセットが発生しやすくなる。

以上、説明したように、実施例１では、少なくとも長手方向の幅の異なる３つの発熱体、最大通紙幅の用紙に対応する全幅の第１の発熱体と第１の発熱体よりも幅の狭い第２の発熱体とさらに幅の狭い第３の発熱体とを有する構成である。小サイズ紙への定着動作に際しては小サイズ紙の幅に応じて、第１の発熱体と第２の発熱体、又は第１の発熱体と第３の発熱体を同時に発熱させる構成において、電力比率を次のように設定する。すなわち、第１の発熱体と第２の発熱体の組み合わせによってなされる定着動作の際の第１の発熱体の電力比率は、第１の発熱体と第３の発熱体の組み合わせによってなされる定着動作の際の第１の発熱体の電力よりも大きく設定する。これによって、より幅の狭い用紙に定着を行う第１発熱体と第３の発熱体の組み合わせにおいても、第１の発熱体に対する非通紙部昇温を軽減することができる。その結果、小サイズ印刷を通紙した直後の加圧ローラ５３とフィルム５１の通紙部と非通紙部との温度差を小さくすることができるため、高温オフセットの発生を軽減することができる。

［他の電力制御部］
実施例１では、３つの発熱体５４ｂのそれぞれに、別個のトライアック５６を用いて電力を供給する構成を説明した。しかしながら、発熱体５４ｂへの電力の供給方法はこれに限るものではない。図９は他の電力制御部の構成を示す図であり、図５と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。例えば、図９に示すように、発熱体５４ｂ１にトライアック５６ａを接続し、発熱体５４ｂ２及び発熱体５４ｂ３は１つのトライアック５６ｂからＣ接点リレーである発熱体切り替え器５７ａを用いて発熱体５４ｂを切り替える構成であってもよい。

以上、実施例１によれば、定着ニップ部における通紙部と非通紙部との温度差を小さくし、画像不良の発生を低減することができる。

実施例２で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。実施例２では、図９に示すように発熱体５４ｂ１に第１の接続手段であるトライアック５６ａを接続し、発熱体５４ｂ２と発熱体５４ｂ３とを切り替える発熱体切り替え器５７ａとしてのＣ接点リレーによって選択する構成である。発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３への電力供給はトライアック５６ｂによって行う。

［紙サイズに対する発熱体選択］
実施例２の画像形成装置では、印刷される用紙Ｐの幅に対する発熱体５４ｂの選択が実施例１とは異なる。表５を用いて、大サイズ紙への印刷を行う場合と、紙幅の異なる小サイズ紙へ印刷を行う場合の発熱体５４ｂの選択を説明する。

表５は、対応する用紙Ｐの幅と選択される発熱体５４ｂを示し、２列目には、ケース４として大サイズ印刷の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示し、３列目には、ケース５として小サイズ印刷３の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示す。４列目には、ケース６として小サイズ印刷４の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示し、５列目には、ケース７として小サイズ印刷５の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示す。６列目には、ケース８として小サイズ印刷６の場合の用紙幅及び選択される発熱体を示す。なお、小サイズ印刷３及び小サイズ印刷４は第１のモードに相当し、小サイズ印刷５及び小サイズ印刷６は第２のモードに相当する。

実施例２ではユーザーから指定された用紙Ｐの幅が１９８ｍｍより大きいプリントを大サイズ印刷とし、発熱体５４ｂの選択と制御を行う。表５中のケース４の大サイズ印刷では発熱体５４ｂ１のみを発熱させる。一方で、小サイズ印刷では全幅の発熱体５４ｂ１に加えて、用紙Ｐの幅に応じて発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３を発熱させる。具体的には、ユーザーから指定された用紙Ｐの幅が１６４ｍｍより大きくて１９８ｍｍ以下のプリントでは発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２を使用する。その中でも用紙Ｐの幅が１８２ｍｍより大きいプリントを小サイズ印刷３（表５中のケース５）とし、１６４ｍｍより大きくて１８２ｍｍ以下のプリントを小サイズ印刷４（表５中のケース６）とする。

更に、指定された用紙Ｐの幅が７６ｍｍ以上で１６４ｍｍ以下のプリントでは発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３を使用する。その中でも用紙Ｐの幅が１４８ｍｍより大きいプリントを小サイズ印刷５（表５中のケース７）とし、７６ｍｍ以上で１４８ｍｍ以下のプリントを小サイズ印刷６（表５中のケース８）とする。

ここで、図４で説明したように、Ｌ２＝１８８ｍｍであるため、ケース５では用紙Ｐの幅が発熱体５４ｂ２の幅よりも大きくなる場合がある。また、Ｌ３＝１５４ｍｍであるため、ケース７では用紙Ｐの幅が発熱体５４ｂ３の幅よりも大きくなる場合がある。つまり、小サイズ印刷３では、用紙Ｐの両端が発熱体５４ｂ２の外側にある場合においても全幅の発熱体５４ｂ１だけでなく、発熱体５４ｂ２も併せて使用する。同様に小サイズ印刷５でも用紙Ｐの両端が発熱体５４ｂ３の外側にある場合においても全幅の発熱体５４ｂ１だけでなく、発熱体５４ｂ３も併せて使用する。なお、これらそれぞれの場合においても、トナー像が用紙Ｐ上にあり得る画像領域は発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３の内側に位置する。言い換えれば、小サイズ印刷３では、用紙Ｐの紙幅が発熱体５４ｂ２の幅よりも大きい場合があるが、最大画像形成幅は発熱体５４ｂ２の幅よりも小さい。小サイズ印刷５では、用紙Ｐの紙幅が発熱体５４ｂ３の幅よりも大きい場合があるが、最大画像形成幅は発熱体５４ｂ３の幅よりも小さい。ここで、最大画像形成幅とは、用紙Ｐに形成されるトナー像のうち幅が最も大きいものをいう。これにより、小サイズ印刷３や小サイズ印刷５に対応する紙幅の印刷において実施例１の効果に加え非通紙部に供給する熱量を低減することが可能になり、印刷の生産性を高めることができる。

ここで、小サイズ印刷３と小サイズ印刷４又は小サイズ印刷５と小サイズ印刷６とでは全幅の発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３の２つの発熱体の電力比率が異なる。小サイズ印刷４及び小サイズ印刷６それぞれの全幅の発熱体５４ｂ１の発熱体５４ｂ２又は発熱体５４ｂ３に対する電力比率Ｒ４又は電力比率Ｒ６は、実施例１の電力比率Ｒ１、Ｒ２と同一である。小サイズ印刷３から小サイズ印刷６における電力比率Ｒを表６に示す。

表６に示すように、小サイズ印刷３及び小サイズ印刷５における全幅の発熱体５４ｂ１の
電力比率Ｒ３、Ｒ５は、小サイズ印刷４及び小サイズ印刷６の電力比率Ｒ４、Ｒ６よりも
大きい（Ｒ３＞Ｒ４、Ｒ５＞Ｒ６）。この理由を、小サイズ印刷３を例に説明する。幅１９８ｍｍの用紙Ｐに印刷する場合には、発熱体５４ｂ２の外側に用紙Ｐの端部がある。用紙Ｐの両端付近に存在するトナー像を定着するためには、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２から通紙部に供給される熱量だけでなく、発熱体５４ｂ１から非通紙部に供給される熱量が必要となる。

図１０を用いて詳細を説明する。図１０中の（ａ）は上で例に挙げた幅１９８ｍｍの用紙Ｐを実施例２で説明する電力比率Ｒ３に設定してプリントした場合のフィルム５１の長手方向の温度分布の概略図である。一方で、図１０中の（ｂ）は電力比率Ｒ１の設定でプリントした場合のフィルム５１の長手方向の温度分布の概略図である。図１０（ａ）、（ｂ）は、横軸に長手方向の位置を示し、縦軸にフィルム５１の温度（フィルム温度）を示す。横軸は、図１０の最上部に図示したヒータ５４の発熱体５４ｂに対応している。

図１０中の領域Ａは非通紙部である。図１０中の領域Ｂは発熱体５４ｂ２の外側の通紙部である。実施例２において領域Ｂは非画像部である。図１０中の領域Ｃはトナー像が形成されうる画像部である。領域Ａ及び領域Ｂは基本的に発熱体５４ｂ１から熱が供給され、領域Ｃは発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２の両方から熱が供給される。また、領域Ｂ及び領域Ｃは通紙部であるために、通紙されている用紙Ｐによって熱を奪われる領域である。図１０中の（ｂ）では領域Ｂにおいて用紙Ｐによって熱を奪われるにもかかわらず、発熱体５４ｂ１の電力比率Ｒ１が低いためにフィルム５１の温度が低下する。この影響を受けることにより隣接する領域Ｃの端部にトナー像が存在する場合には、定着不良が発生する場合がある。一方で、図１０中の（ａ）で示す実施例２で発熱体５４ｂ１の電力比率Ｒ３を高めた場合には、領域Ｂへの熱供給量が多いためにフィルム５１の温度の低下が緩和し定着不良の発生が軽減される。

以上、説明したように、実施例２では、少なくとも長手方向の幅の異なる３つの発熱体、最大通紙幅の用紙に対応する全幅の第１の発熱体と第１の発熱体よりも幅の狭い第２の発熱体とさらに幅の狭い第３の発熱体とを有する。小サイズ紙への定着動作に際しては小サイズ紙の幅に応じて、第１の発熱体と第２の発熱体又は第１の発熱体と第３の発熱体を略同時に発熱させる構成である。印刷する小サイズ紙の両端が第２の発熱体又は第３の発熱体の外側にある場合であっても、画像形成可能な領域が第２の発熱体又は第３の発熱体の内側にある場合には、第１の発熱体と第２の発熱体又は第３の発熱体を使用して定着処理を行う。これにより、上述した紙幅の小サイズ紙の印刷における非通紙部昇温を低減し、印刷の生産性を高めつつ、小サイズ紙を印刷することによって発生する高温オフセットを軽減することができる。

以上、実施例２によれば、定着ニップ部における通紙部と非通紙部との温度差を小さくし、画像不良の発生を低減することができる。

５１ フィルム
５３ 加圧ローラ
５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３ 発熱体
９４ ＣＰＵ

Claims (12)

1. 第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体と、を有するヒータと、前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、温度検知手段と、を有する定着装置と、
   前記温度検知手段の検知結果に基づいて前記ヒータの温度を制御する制御手段と、
   を備え、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体に電力を供給する第１のモード、又は前記第１の発熱体及び前記第３の発熱体に電力を供給する第２のモードで動作することが可能な画像形成装置であって、
   前記第１のモードにおいて前記第２の発熱体に供給される電力に対する前記第１の発熱体に供給される電力の割合である第１の電力比率は、前記第２のモードにおいて前記第３の発熱体に供給される電力に対する前記第１の発熱体に供給される電力の割合である第２の電力比率よりも大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１のモードにおいて印刷される記録材は、前記長手方向における長さである紙幅が前記第２の発熱体の前記長手方向の長さよりも短く、
   前記第２のモードにおいて印刷される記録材は、前記紙幅が前記第３の発熱体の前記長手方向の長さよりも短い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のモードにおいて記録材に形成されるトナー像の中で最大のトナー像の前記長手方向における幅である最大画像形成幅は、前記第２の発熱体の前記長手方向の長さよりも短く、
   前記第２のモードにおいて記録材に形成される前記最大画像形成幅は、前記第３の発熱体の前記長手方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１のモードにおいて、前記第２の発熱体の前記長手方向の長さよりも長い紙幅の記録材に印刷を行う場合の前記第１の電力比率は、前記第２の発熱体の前記長手方向の長さよりも短い紙幅の記録材に印刷を行う場合の前記第１の電力比率よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２のモードにおいて、前記第３の発熱体の前記長手方向の長さよりも長い紙幅の記録材に印刷を行う場合の前記第２の電力比率は、前記第３の発熱体の前記長手方向の長さよりも短い紙幅の記録材に印刷を行う場合の前記第２の電力比率よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記ヒータは、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、及び前記第３の発熱体が配置される基板を備え、
   前記第１の発熱体は、前記基板の短手方向の一方の端部に配置され、
   前記第１の発熱体と対称となるように前記基板の前記短手方向の他方の端部に配置された第４の発熱体を有し、
   前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体は、前記基板の前記短手方向において前記第１の発熱体と前記第４の発熱体との間に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第２の発熱体と前記第３の発熱体は、前記基板の前記短手方向において対称となるように配置されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の発熱体及び前記第４の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
   前記第１の発熱体、前記第４の発熱体及び前記第２の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
   前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
   前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
   を備えることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の回転体は、フィルムであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記ヒータは、前記フィルムの内面に接するように設けられており、
    前記ニップ部は、前記フィルムを介して前記ヒータと前記第２の回転体により形成されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記第２の発熱体は、前記第１の発熱体とともに電力が供給され、
    前記第３の発熱体は、前記第１の発熱体とともに電力が供給されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記第２の発熱体と前記第３の発熱体とは排他的に電力が供給されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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