JP2023125553A - 画像形成システム及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着された定着ユニットに応じた定着動作が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材に画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、を備える画像形成システムであって、装置本体には、第１のヒータと、第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子と、を備える第１の定着ユニットと、第１のヒータと異なる第２のヒータと、第２のヒータの温度を検知する第１の数より少ない第２の数の第２の温度検知素子と、を備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着可能であり、制御部は、第１の定着ユニットの装着時には、第１の温度検知素子により検知された第１の温度情報に基づいて定着動作を制御し、第２の定着ユニットの装着時には、第２の温度検知素子により検知された第２の温度情報に基づいて定着動作を制御する。【選択図】図１０

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、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。

複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着器等の像加熱装置は、画像形成装置で通紙可能な最大サイズの記録材（大サイズ紙）よりも幅の狭い記録材（小サイズ紙）を連続プリントすると、非通紙部昇温が発生することがある。非通紙部昇温とは、記録材の搬送方向に直交する幅方向（ヒータの長手方向）において記録材が通過しない領域の温度が徐々に上昇するという現象である。この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がある。そこで、特許文献１では、定着器をユニット化し、ユーザが使用する記録材の種類や大きさに合わせて専用の定着ユニットを入れ替えてプリントを実行することを可能にした画像形成装置が提案されている。

特開２０１１－５６９４５号公報

画像形成装置は、装着された定着ユニットの種類に応じた定着動作をすることを求められる。

本発明の目的は、装着された定着ユニットに応じた定着動作が可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成システムは、
記録材に画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
を備える画像形成システムであって、
前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であり、
前記第１の定着ユニットは、
前記第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子を有し、
前記第２の定着ユニットは、
前記第２のヒータの温度を検知する前記第１の数より少ない第２の数の第２の温度検知素子を有し、
前記制御部は、
前記第１の定着ユニットが装着された場合、前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度情報に基づいて前記定着動作を制御し、
前記第２の定着ユニットが装着された場合、前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度情報に基づいて前記定着動作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を備えた装置本体と、
記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
を備える画像形成システムであって、
前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であり、
前記第１の定着ユニットは、
前記第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子を有し、
前記第２の定着ユニットは、
前記第２のヒータの温度を検知する第２の数の第２の温度検知素子を有し、
前記制御部は、前記装置本体に装着された定着ユニットが、前記第１の定着ユニットであるのか、又は前記第２の定着ユニットであるのかを、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数に基づき判別することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成システムは、
記録材にトナー画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
を備える画像形成システムであって、
前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であり、
前記第１の定着ユニットは、
前記第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子を有し、
前記第２の定着ユニットは、
前記第２のヒータの温度を検知する第２の数の第２の温度検知素子を有し、
前記制御部は、前記装置本体に装着された定着ユニットが、前記第１の定着ユニットであるのか、又は前記第２の定着ユニットであるのかを、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータに通電したときに前記ヒータが有する温度検知素子が検知する温度の昇温速度に基づいて判別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、
ヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、を備える定着ユニットと、
記録材に画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、前記定着ユニットが備える前記温度検知素子の数に基づき、前記定着ユニットの種類を判別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を備えた装置本体と、
ヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、を備え、前記装置本体に装着される定着ユニットと、
を備える画像形成装置において、
前記装置本体は、第１の数の接続部を備え、
前記定着ユニットは、第２の数の前記温度検知素子を備え、
前記第１の数は前記第２の数より多く、前記第１の数の接続部の一部が前記第２の数の温度検知素子と接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、装着された定着ユニットに応じた定着動作が可能な画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置の概略断面図 定着器Ａの概略断面図 加熱ヒータの構成図 定着器Ｂの概略断面図 加熱ヒータの構成図 実施例１の電気回路構成図 実施例１の電気回路構成図 実施例１の定着フィルムの温度推移を示す図 実施例１の定着フィルムの温度推移を示す図 実施例１の制御フロー図 実施例２の電気回路構成図 実施例２の電気回路構成図 実施例２の制御フロー図 実施例３のヒータの温度推移を示す図 実施例３の温度検知手段の詳細図 実施例３の制御フロー図

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）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例における電子写真方式の画像形成装置の例示的な構成図である。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、ここでは電子写真方式を利用して記録材Ｐ上に画像を形成するレーザプリンタに適用した場合について説明する。なお、本実施例では、いわゆるタンデム型の４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のトナーを用いたカラーレーザプリンタを例示するが、本発明が適用可能な画像形成装置の種類はこれに限定されない。例えば、単一の画像形成部を備えるモノクロプリンタに対しても本発明は適用可能である。

画像形成装置１００は、ビデオコントローラ１２０と制御部１１３を備える。ビデオコントローラ１２０は、記録材に形成される画像の情報を取得する取得部として、ホストコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理するものである。制御部１１３は、ビデオコントローラ１２０と接続されており、ビデオコントローラ１２０からの指示に応じて画像形成装置を構成する各部を制御するものである。

画像形成装置１００は、色毎に画像形成部としての画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有している。例として、イエローにおける画像形成ステーションＳＹは、プロセスカートリッジ１０１Ｙと、中間転写ベルト１０３と、中間転写ベルト１０３を介してプロセスカートリッジ１０１Ｙと反対側に配置されている１次転写ローラ１０５Ｙと、から構成される。中間転写ベルト１０３は、図示矢印Ａ方向に回転し、各画像形成ステーションＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、中間転写ベルト１０３の回転方向に並んで配置されており、形成する色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合はいずれかの色用に設けられた要素であることを表すための添え字Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。

プロセスカートリッジ１０１は、像担持体としての感光ドラム１０４を有する。感光ドラム１０４は、不図示の駆動手段により時計回りに回転駆動される。帯電ローラ１０６は、不図示の高圧電源から高圧を印加されることで感光ドラム１０４表面を均一に帯電する。次に、露光手段としてのスキャナユニット１０７が、ビデオコントローラ１２０に入力される画像情報を元に感光ドラム１０４へレーザを照射し、感光ドラム１０４表面に静電潜像を形成する。現像剤供給手段としての現像ローラ１０８は、不図示の駆動手段によって反時計回りに回転しており、表面にコートされた電荷を帯びた現像剤としてのトナーが感光ドラム１０４表面の静電潜像に沿って付着することで静電潜像が可視像になる。以下、トナーによる可視像をトナー画像（トナー像）と表記する。感光ドラム１０４の基層は接地されており、１次転写ローラ１０５には不図示の高圧電源によりトナーと逆極性の電圧が印加されている。そのため１次転写ローラ１０５と感光ドラム１０４の間のニップで転写電界が形成され、トナー画像が感光ドラム１０４から中間転写ベルト１０３へ転写する。

図１に示すように、中間転写ベルト１０３が図示矢印Ａ方向に回転することで、各色の画像ステーションＳで生成されたトナー画像が中間転写ベルト１０３上に形成され搬送される。給紙カセット１０９には、記録材Ｐが積載収納されている。ビデオコントローラ１２０が外部装置からプリント指示を受けると、画像形成装置１００は、記録材Ｐを給送ローラ１０２で給送して、中間転写ベルト１０３に向けて搬送する。記録材Ｐは、レジストローラ対１１４を介して、２次転写ローラ１１０と２次転写対向ローラ１１１（中間転写ベルト１０３）との間に形成される当接ニップ部に所定のタイミングで搬送される。具体的には、中間転写ベルト１０３上のトナー画像先端部と記録材Ｐの先端部が重なるタイミングで搬送される。記録材Ｐが２次転写ローラ１１０と２次転写対向ローラ１１１の間で狭持搬送される間、２次転写ローラ１１０には不図示の電源装置からトナーと逆極性の電圧が印加される。２次転写対向ローラ１１１が接地されているため、２次転写ローラ１１０と２次転写対向ローラ１１１の間には転写電界が形成される。この転写電界により中間転写ベルト１０３から記録材Ｐへとトナー画像が転写する。記録材Ｐは、２次転写ローラ１１０と２次転写対向ローラ１１１の間のニップを通過した後、定着装置２００にてヒータの熱を利用した加熱処理と定着ニップによる加圧処理を受ける。これにより記録材Ｐ上のトナー画像は記録材Ｐに定着する。その後、記録材Ｐは排紙トレイ１１５へ搬送され、画像形成プロセスは完了する。

制御部１１３は、定着装置２００の温度制御プログラムを記憶する記憶部を有している。

ここで、本実施例では、記録材に定着済み画像を形成する動作、すなわち、各画像ステーションによる未定着のトナー画像の記録材Ｐ上への形成動作と、定着装置２００によるトナー画像の記録材Ｐへの定着動作と、を合わせた動作を、画像形成動作とする。

なお、本実施例においては、記録材Ｐの搬送方向に直交する幅方向における最大通紙幅が２１６ｍｍの画像形成装置を使用しており、Ｌｅｔｔｅｒサイズ（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）の記録材をプリントすることが可能である。

本実施例の画像形成装置１００は、構成（種類）が互いに異なる複数種類の定着装置（定着ユニット）２００のうちの一つを、選択的に装置本体に装着可能に構成されている。本実施例では、２種類の定着装置２００（定着器Ａ、定着器Ｂ）について説明するが、３種類以上の定着装置２００を着脱可能に構成してよい。

［定着器Ａの構成］
図２は、１つ目の定着器である定着器Ａ（第１定着ユニット）の断面図である。定着器Ａは、エンドレスベルトとしての定着フィルム２０２と、定着フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム２０２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０８と、金属ステー２０４と、を有する。

定着フィルム２０２は、筒状に形成された複層耐熱フィルムであり、厚みが５０～１００μｍ程度のポリイミド等の耐熱樹脂、または厚みが２０～５０μｍ程度のステンレス等の金属を基層として用いることができる。また、定着フィルム２０２の表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、離型層を形成する。離型層は、厚みが１０～５０μｍ程度のテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して形成する。更に、特にカラー画像を形成する装置では、画質向上のため、上記基層と離型層の間に、弾性層として厚みが１００～４００μｍ程度、熱伝導率が０．２～３．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度のシリコーンゴム等の耐熱ゴムを設けても良い。本実施例では、熱応答性や画質、耐久性等の観点から、基層として厚み６０μｍのポリイミド、弾性層として厚み３００μｍのシリコーンゴム、離型層として厚み３０μｍのＰＦＡを用いている。

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材質の弾性層２１０を有する。ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２０１に保持されており、定着フィルム２０２を加熱する。ヒータ保持部材２０１は、定着フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。金属ステー２０４は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８に向けて付勢する。加圧ローラ２０８は、モータ３０から動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、定着フィルム２０２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２０２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。

ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５上に設けられた発熱体によって加熱されるヒータである。ヒータ３００は、定着ニップ部Ｎの側に設けられた表面保護層３０８と、定着ニップ部Ｎの反対側に設けられた表面保護層３０７が設けられている。定着ニップ部Ｎの反対側に設けられた電極（ここでは代表として電極Ｅ３を示してある）と、電気接点（ここでは代表として電気接点Ｃ３を示してある）が複数設けられており、各電気接点から各電極に給電を行っている。

［定着器Ａのヒータ構成］
図３は、定着器Ａのヒータ３００の構成図を示している。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示す搬送基準位置Ｘにおける断面図を示してある。搬送基準位置Ｘは、記録材Ｐを搬送する際の基準位置として定義する。本実施例では、記録材Ｐの幅方向における中央部が、搬送基準位置Ｘを通過するように搬送される。

アルミナ製の基板３０５のサイズは、長手方向２３０ｍｍ、幅方向８ｍｍ、厚みが１ｍｍである。また、基板３０５の裏面層側の面上には、第１の導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）と第２の導電体３０３が設けられる。第１の導電体３０１は、基板３０５上にヒータ３００の長手方向に沿って設けられる。第２の導電体３０３（搬送基準位置Ｘでは３０３－３）は、基板３０５上に、第１の導電体３０１とヒータ３００の短手方向の異なる位置で、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられる。第１の導電体３０１は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された導電体３０１ａと、下流側に配置された導電体３０１ｂに分離されている。

更に、ヒータ３００は、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３の間に設けられており、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３を介して供給する電力により発熱する発熱体３０２を有する。発熱体３０２は、本実施例では記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された発熱体３０２ａ（搬送基準位置Ｘでは３０２ａ－３）と、下流側に配置された発熱体３０２ｂ（搬送基準位置Ｘでは３０２ｂ－３）に分離されている。また、ヒータ３００の裏面層２には、発熱体３０２、第１の導電体３０１、及び第２の導電体３０３（搬送基準位置Ｘでは３０３－３）を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７が電極部Ｅ（搬送基準位置ＸではＥ３）を避けて設けられている。また、導電体３０１、導電体３０３、発熱体３０２はともに厚み１０μｍでスクリーン印刷した。

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の裏面層１には、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３と発熱体３０２の組からなる発熱ブロックがヒータ３００の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ３００は、ヒータ３００の長手方向に、合計５つの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５を有する。発熱ブロックＨＢ１の図中の左端から、発熱ブロックＨＢ５の図中の右端までが発熱領域であり、その長さは２２０ｍｍである。発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５は、ヒータ３００の短手方向に対称に形成された、発熱体３０２ａ－１～３０２ａ－５、及び発熱体３０２ｂ－１～３０２ｂ－５によって、それぞれ構成されている。裏面層１における第１の導電体３０１は、発熱体（３０２ａ－１～３０２ａ－５）と接続する導電体３０１ａと、発熱体（３０２ｂ－１～３０２ｂ－５）と接続する導電体３０１ｂによって構成されている。同様に、第２の導電体３０３は、５つの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に対応するため、導電体３０３－１～３０３－５の５本に分割されている。

電極Ｅ１～Ｅ５はそれぞれ、導電体３０３－１～３０３－５を介して、発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に電力供給するために用いる電極である。電極Ｅ８－１、及びＥ８－２は、導電体３０１ａ、及び導電体３０１ｂを介して、５つの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に電力供給するために用いる共通の電気接点と接続するために用いる電極である。本実施例では、長手方向の両端に電極Ｅ８－１、Ｅ８－２を設けているが、例えば電極Ｅ８－１のみを片側に設ける構成でも良いし、記録材搬送方向の上下流で別々の電極を設けても良い。

また、ヒータ３００の裏面層２の表面保護層３０７は、電極Ｅ１～Ｅ５、Ｅ８－１、及びＥ８－２の箇所を除いて形成されている。かかる構成により、ヒータ３００の裏面層側から、各電極に電気接点Ｃ１～Ｃ５、Ｃ８－１、及びＣ８－２を接続可能となっており、ヒータ３００の裏面層側から電力供給可能である。また、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、他の前記発熱ブロックに供給する電力を独立に制御可能な構成となっている。ヒータ３００の裏面に電極を設けることで、基板３０５上で導電パターンによる配線を行う必要がないため、基板３０５の短手方向の幅を短くすることができる。そのため、基板３０５の材料コストの低減や、基板３０５の熱容量低減によるヒータ３００の温度上昇にかかる立ち上げ時間を短縮する効果を得ることができる。なお、電極Ｅ１～Ｅ５は、基板の長手方向において発熱体が設けられた領域内に設けられている。

ヒータ３００の摺動面（定着フィルムと接触する側の面）側の摺動面層２には、摺動性のある表面保護層３０８（本実施例ではガラス）を有する。表面保護層３０８は、ヒータ３００の両端部を除き、少なくとも定着フィルム２０２と摺動する領域に設けてある。表面保護層３０８に被覆されないヒータ３００の両端部には、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１－１～ＥＴ１－３、ＥＴ２－４～ＥＴ２－５、及びサーミスタの共通導電体ＥＧ１、ＥＧ２に電気接点が設けられる。摺動面層１には、ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５ごとの温度を検知する温度検知素子として、ＰＴＣ特性、若しくはＮＴＣ特性（本実施例ではＮＴＣ特性）を有した材料を基板上に薄く形成した、サーミスタＴ１
～Ｔ５が設置されている。発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５の全てにサーミスタを有しているため、サーミスタの抵抗値を検出することにより、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。

図３（Ｃ）に示すように、ヒータ３００の保持部材２０１には、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ８－１、及びＥ８－２と、電気接点Ｃ１～Ｃ５、Ｃ８－１、及びＣ８－２を接続するための穴が設けられている。ステー２０４と保持部材２０１の間には、前述した、電気接点Ｃ１～Ｃ５、Ｃ８－１、及びＣ８－２が設けられている。電極Ｅ１～Ｅ５、Ｅ８－１及びＥ８－２に接触する電気接点Ｃ１～Ｃ５、Ｃ８－１、及びＣ８－２は、バネによる付勢や溶接等の手法によって、それぞれヒータの電極部と電気的に接続されている。各電気接点は、ステー２０４と保持部材２０１の空間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電材料を介して、後述するヒータ３００の制御回路６００と接続している。また、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１－１～ＥＴ１－３、ＥＴ２－４～ＥＴ２－５、及びサーミスタの共通導電体ＥＧ１、ＥＧ２に設けられた電気接点も、後述する制御回路６００と接続されている。

［定着器Ｂの構成］
図４は、本実施例の用いる２つ目の定着器である定着器Ｂ（第２定着ユニット）の断面図である。図２の定着器Ａとの違いはヒータであり、その他の構成は同じであるので説明を省略する。定着器Ｂのヒータ４００は、セラミックス製の基板４０１上に設けられた発熱体によって加熱されるヒータである。ヒータ４００は、定着ニップ部Ｎの側に表面保護層４０２が設けられている。定着ニップ部Ｎの反対側には不図示の電極と電気接点が設けられており、電気接点から電極に給電を行っている。ヒータ４００の詳細の説明は図５で行う。また、ヒータ４００の温度を検知する温度検知素子としてのサーミスタ２１２が、ヒータ４００に直接に当接している。

［定着器Ｂのヒータ構成］
図５は、定着器Ｂのヒータ４００の構成図を示している。図５（Ａ）は、ヒータ４００の断面図である。アルミナ基板４０１のサイズは、長手方向２３０ｍｍ、幅方向８ｍｍ、厚みが１ｍｍであり、発熱体４０３を厚み１０μｍでスクリーン印刷した。また、ガラスからなる保護層４０２を厚み５０μｍでスクリーン印刷した。また、図５（Ｂ）は、ヒータ４００を定着ニップ部Ｎ側から見た平面図である。アルミナ基板４０１の端部には電極としての導電パターン４０４、４０５を形成している。発熱体４０３は、２本の発熱体が導電パターン４０６を介して直列接続されている。導電パターン４０４、４０５へ給電することで発熱体４０３が加熱される。

［ヒータ制御回路の構成］
図６は、本実施例における定着器の制御回路の回路図であり、画像形成装置に定着器Ａが装着された場合の回路図である。図６の破線で囲まれた部分が定着器Ａの回路図を示している。ＣＰＵ４２０は、画像形成装置の制御部１１３の一部の構成要素であり、制御回路の駆動を担っている。画像形成装置１００に接続された商用の交流電源４２２からヒータ３００への電力制御は、半導体スイッチング素子であるトライアック４１１～トライアック４１５の通電／遮断により行われる。トライアック４１１～４１５は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１～ＦＵＳＥＲ５信号に従って動作する。トライアック４１１～４１５の駆動回路は省略して示してある。ヒータ３００の制御回路は、５つのトライアック４１１～４１５によって、５つの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５を独立制御可能な回路構成となっている。

ゼロクロス検知部４２１は、交流電源４２２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、トライアック４１１～４
１５の位相制御や波数制御のタイミングの検出等に用いている。

次にヒータ３００の温度検知方法について説明する。サ－ミスタＴ１～Ｔ５によって検知される温度は、サ－ミスタＴ１～Ｔ５と抵抗４５１～４５５との分圧が、Ｔｈ１～Ｔｈ５信号としてＡＤコンバータ４２３で検知されている。ＡＤコンバータ４２３は、Ｔｈ１～Ｔｈ５のアナログ電圧信号を離散化してディジタル信号に変換し、温度情報としてのディジタル情報をＣＰＵ４２０へシリアル通信により送信する。

ＣＰＵ４２０の内部処理では、各発熱ブロックの設定温度と、サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ（比例・積分）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）や、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４１１～４１５を制御している。リレー４３０、リレー４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。

図７は、本実施例における定着器の制御回路の回路図であり、画像形成装置に定着器Ｂが装着された場合の回路図である。図７の破線で囲まれた部分が定着器Ｂの回路図を示している。定着器Ｂのヒータ４００の電力制御は、トライアック４１１の通電／遮断により行われる。トライアック４１１は、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１信号に従って動作する。ヒータ４００は発熱体４０３の１系統のみであるので、トライアック４１２～４１５は定着器Ｂへは接続されない（絶縁されている）。ヒータ４００の温度検知方法は、サーミスタ２１２によって検知される。サーミスタ２１２によって検知された温度は、サ－ミスタ２１２と抵抗４５６との分圧が、Ｔｈ１信号としてＡＤコンバータ４２３で検知される。ＡＤコンバータ４２３は、Ｔｈ１のアナログ電圧信号を離散化してディジタル信号に変換し、温度情報としてのディジタル情報をＣＰＵ４２０へシリアル通信により送信する。その他の制御回路構成は図６と同じであるので説明を省略する。

［ヒータ制御方法の概要］
本実施例の画像形成装置は、装置本体に装着された定着ユニットの種類に応じて異なる制御内容の画像形成動作を実行する。

第１の定着ユニットとしての定着器Ａのヒータ３００は、記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に分かれ、それぞれ個別に発熱を制御可能な複数の発熱ブロックを有している。これに対し、第２の定着ユニットとしての定着器Ｂのヒータ４００は、幅方向のサイズが最大の記録材のサイズに対応した単一の発熱ブロックを有した構成となる。定着器Ａでは、制御目標温度を、定着器Ａを通過する記録材Ｐのサイズに応じて、複数の発熱ブロックのそれぞれで個別に設定する。例えば、サイズが最大の記録材が定着器Ａを通過する場合には、制御目標温度を、複数の発熱ブロックのそれぞれで同じ温度に設定してよい。例えば、最大サイズよりも幅が狭い記録材の定着では、幅方向の端にある発熱ブロックの制御目標温度を、その発熱ブロックよりも幅方向内側の発熱ブロックの制御目標温度よりも低い温度に設定してよい。以下、具体的な制御内容について説明する。

定着器Ａが装着された場合、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる印刷条件に応じて、ヒータ３００の５つの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５それぞれへの供給電力を最適に制御して選択的に加熱する構成である。発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５それぞれへの供給電力は、各発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に対する、加熱パラメータとしての制御目標温度（以下、制御温度ＴｇｔＡ）を参照して、制御部１１３にて決定される。

発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に対応するサ－ミスタＴ１～Ｔ５の検知温度が、それぞれの発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５に対して設定される制御温度ＴｇｔＡと等しくなるように
温調制御される。

画像形成装置に定着器Ｂが装着された場合、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる印刷条件に応じて、ヒータ４００の発熱体４０３へ電力が供給される。供給電力は、発熱体４０３に対する加熱パラメータとしての制御目標温度（以下、制御温度ＴｇｔＢ）を参照して、制御部１１３にて決定される。

また、サ－ミスタ２１２の検知温度がヒータ４００に対して設定される制御温度ＴｇｔＢと等しくなるように温調制御される。

ここで、定着器Ａの制御温度ＴｇｔＡと、定着器Ｂの制御温度ＴｇｔＢは、異なる値になる。理由は、定着器ＡではサーミスタＴ１～Ｔ５がセラミック製の基板３０５と定着フィルム２０２の間に設置されているのに対して、定着器Ｂでは、セラミック製の基板４０２の裏面（定着フィルムとは反対側）に設置されているからである。つまり、記録材Ｐの未定着トナーを加熱定着するために、定着ニップ部Ｎを最適な温度にする場合、定着器ＡではサーミスタＴ１～Ｔ５が定着ニップ部Ｎに近い位置に設定されているので、比較的高い温度を検知する。一方で、定着ニップ部Ｎの温度が同じであっても、定着器Ｂではサーミスタ２１２が定着ニップ部Ｎから離れた位置に設置されているので、比較的低い温度を検知する。このため本実施例では制御温度ＴｇｔＡは、制御温度ＴｇｔＢより高い温度に設定される。

［紙サイズ毎の印刷速度の制御］
本実施例の画像形成装置において通紙可能な記録材の種類には、最大幅の記録材（大サイズ紙）としてＬｅｔｔｅｒ紙（２１６ｍｍ幅）と、これより幅が狭い記録材であるＥｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（１８４ｍｍ幅）と、が含まれる。これらＬｅｔｔｅｒ紙とＥｘｅｃｕｔｉｖｅ紙をそれぞれ複数枚連続的にプリントする際における、定着器を単位時間当たりに通過する枚数として、１分間当たりの印刷枚数（以下、スループットと記す）の制御について説明する。

定着器Ａが画像形成装置に装着された場合は、紙サイズ毎に発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５の制御温度を変えることでＬｅｔｔｅｒ紙、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙ともに同じスループットでプリントすることが可能となる。これは、Ｌｅｔｔｅｒ紙の場合は、発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５の長手全域を紙が通過するので、全ての発熱ブロックを同じ制御温度に設定することで良好な定着性が得られる。一方、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙の場合、紙が通過する領域は発熱ブロックＨＢ２～ＨＢ４（発熱ブロックＨＢ２～ＨＢ４の長さは１８８ｍｍ）であり、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５は紙が通過しない非通紙部領域となる。仮に発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５の制御温度を全て同じ温度に設定した場合、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５の領域の温度が他の領域より高い温度になり、定着フィルム等の耐熱温度を越えてしまう可能性がある。よって、本実施例では、Ｅｃｅｃｕｔｉｖｅ紙を通紙するときの発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５（第１の発熱ブロック）の制御温度を、発熱ブロックＨＢ２～ＨＢ４（第２の発熱ブロック）の制御温度より低い温度に設定する。こうすることで、上述の通りＬｅｔｔｅｒ紙と同じスループットでプリントすることが可能となる。

Ｌｅｔｔｅｒ紙、及びＥｘｅｃｕｔｉｖｅ紙を５０ｐｐｍ（ｐａｇｅｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）のスループットでプリントとしたときの発熱ブロックの制御温度（所定の制御目標温度）を表１に示す。

［表１］定着器Ａの制御温度

このときの定着フィルムの温度推移を図８に示す。図８（Ａ）は、Ｌｅｔｔｅｒ紙をプリントしたときであり、発熱ブロックＨＢ１～ＨＢ５まで全て通紙領域であり、通紙領域での定着フィルムの表面温度は１７０℃で一定となっており、耐熱温度以下に維持されている。一方、図８（Ｂ）は、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙をプリントしたときであり、実線で示す通紙領域のフィルム温度は図８（Ａ）と同じである。また、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５は非通紙部の領域となり、発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５の制御温度が１８０℃と低い温度に設定された結果、破線で示す非通紙部領域のフィルム温度はプリントの初期では低目の温度で推移する。しかしながら、非通紙部昇温の影響で徐々に温度が上昇し、最終的には通紙部のフィルム温度と同程度になる。また、全ての領域で定着フィルム温度は耐熱温度以下に維持されている。

定着器Ｂが画像形成装置に装着された場合は、紙サイズによらずヒータ４００の制御目標温度は１つの温度に設定される。

Ｌｅｔｔｅｒ紙、及びＥｘｅｃｕｔｉｖｅ紙をプリントしたときのヒータ４００の制御温度と、紙サイズ毎に設定したスループットを表２に示す。

［表２］定着器Ｂの制御温度、及びスループット

前述した通り、通紙領域において、定着器Ａの制御温度は、定着器Ｂの制御温度より高い設定にしている。例えば、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙をプリントする際において通紙領域となる定着器Ａの発熱ブロックＨＢ２～ＨＢ４の制御温度は、定着器Ｂの制御温度（２００℃）より高い温度（２２０℃）に設定される。一方、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙をプリントする際において非通紙領域となる定着器Ａの発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ５の制御温度は、定着器Ｂの制御温度（２００℃）より低い温度（１８０℃）に設定される。

Ｌｅｔｔｅｒ紙を５０ｐｐｍでプリントしたときの定着フィルムの温度推移は図８（Ａ）であり、定着器Ａの温度推移と全く同じである。次に、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙を２０ｐｐｍでプリントする場合、記録材の搬送速度はＬｅｔｔｅｒ紙と同じ速度に設定しているが、記録材を供給する間隔を延長して１分間に２０枚の処理枚数にしている。また、ヒータ４００の制御温度はＬｅｔｔｅｒ紙と同じ温度に設定する。スループットを２０ｐｐｍとしたことにより、定着ニップ部Ｎに記録材が挟持されていな時間（以下、紙間と記す）が長くなる。紙間の間はヒータで発生した熱が紙へ供給されないため、より少ない電力でヒータの温度を２００℃に制御することができる。したがって、紙間では非通紙部でも投入される電力が少ないことにより、非通紙部昇温が抑制される。

このときの定着フィルムの温度推移を図９（Ａ）に示す。実線で示す通紙領域の定着フィルム温度は、１７０℃一定で推移する一方で、非通領域の定着フィルム温度は非画像部
昇温の影響が出ている。しかしながら、スループットを２０ｐｐｍにしているため、昇温速度を抑制することができているので、定着フィルムの耐熱温度以下に抑制することができている。

仮に、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙を５０ｐｐｍでプリントしたときの定着フィルムの温度推移を図９（Ｂ）に示す。この場合はスループットが多いので紙間の時間が短くなり、単位時間当たりに紙へ供給しなければならない電力が増加する。一方で非通紙領域では紙が通過しないため供給された電力は、全て定着器を加熱するエネルギーとなるため定着フィルム温度が高くなる。したがって、定着器Ｂで小サイズ紙をプリントする場合は、スループットを下げることが効果的となる。

［定着器の判別方法、及びプリント動作］
図１０は、本実施例における定着器の判別方法、及びプリント制御のフローチャートである。Ｓ１０１で、画像形成装置の電源がオンされると画像形成装置の初期化動作が開始される。この初期化動作中にＣＰＵ４２０は、受信部として、定着器内のＡＤコンバータ４２３からシリアル通信によりサーミスタの信号を受け取る。次に、Ｓ１０２で、ＣＰＵ４２０は、装置本体に装着された定着ユニットに備えられたサーミスタの数を取得する取得手段として、受け取ったサーミスタの信号のディジタル情報を解析しサーミスタ信号の数をカウントする。

本実施例の画像形成装置は定着器Ａと定着器Ｂが装着可能であり、それぞれの定着器に具備されているサーミスタの数が違う。よって、ＡＤコンバータ４２３からＣＰＵ４２０へ送信されるサーミスタ信号の数が異なることにより、装置本体に装着された定着ユニットの種類、すなわち、定着器Ａと定着器Ｂのどちらが装置本体に装着されたかの判定、判別が可能となる。Ｓ１０３でサーミスタ信号の数が２個以上であれば、Ｓ１０４で画像形成装置に定着器Ａが装着されたと判定する。一方、Ｓ１０３でサーミスタ信号の数が２個未満であれば、Ｓ１０５で画像形成装置に定着器Ｂが装着されたと判定する。以上の動作を画像形成装置の初期化動作中に終了する。

次に、Ｓ１０６でプリント開始要求が発生した場合、Ｓ１０７でプリント条件を判断する。Ｓ１０７でプリントの条件が大サイズ紙であった場合はＳ１０８へ遷移する。Ｓ１０８では画像形成装置に装着された定着器の判定結果に基づいて、定着器Ａが装着されていた場合は、Ｓ１０９で制御温度をＴｇｔＡ（２２０℃）に設定する。一方、Ｓ１０８で判定結果が定着器Ｂであった場合は、Ｓ１１０で制御温度をＴｇｔＢ（２００℃）に設定する。次に、Ｓ１０７でプリントの条件が小サイズ紙であった場合はＳ１１１へ遷移する。

Ｓ１１１では画像形成装置に装着された定着器の判定結果に基づいて、定着器Ａが装着されていた場合は、Ｓ１１２でプリントされる紙サイズに応じて、発熱ブロック毎に最適な制御温度が設定される。具体例には、通紙部である発熱ブロックＨＢ２～ＨＢ４は２２０℃、非通紙部である発熱ブロックＨＢ１とＨＢ５は１８０℃に設定される。一方、Ｓ１１１で判定結果が定着器Ｂであった場合は、Ｓ１１３で制御温度がＴｇｔＢ（２００℃）に設定され、Ｓ１１５でスループットが第二のスループットである２０ｐｐｍに設定される。また、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１２のいずれかに遷移していた場合は、Ｓ１１４で第一のスループットである５０ｐｐｍに設定される。最後にＳ１１６でプリントが実行される。

以上説明してきたように、本実施例では複数種類の定着器が装着可能な画像形成装置において、ユーザが装着した定着器に応じてヒータの温度制御やスループット制御を変更することで良好な定着性が得られる。また、これらの定着器の種類を自動で判別することで、ユーザが設定した紙サイズに応じて最適な定着制御温度やスループットを設定してプリ
ントが実行できる。さらに、定着器に必須のパーツであるサーミスタの信号を用いることで、装着された定着器の判別に特化した専用デバイスが不要となる。

本実施例では、定着器Ａの定着動作の制御において、記録材のサイズに応じた制御を例示したが、記録材に形成される画像情報に応じて、発熱ブロック毎の制御目標温度を調整する制御を行ってもよい。すなわち、画像を形成しない非画像部の温度を画像部の温度に比べて低くする制御である。かかる制御によっても、端部昇温の抑制を図ることができるとともに、使用電力の抑制を図ることができる。

また、本実施例では、装置本体に装着可能な定着ユニットの種類として、２種類の定着器を例示したが、種類の数は３種類以上であってもよい。このように複数の定着ユニットを選択的に取換可能な画像形成システムにおいては、図７に示すように、定着ユニットのサーミスタと電気的に接続される装置本体の接続部の数を、一つの定着ユニットが備えるサーミスタの最大数と少なくとも同数設ければよい。

（実施例２）
本発明の実施例２に係る画像形成装置は、構成が違う複数種類の定着器が装着可能であり、本実施例では装着された定着器の判別方法として、特定のサーミスタ信号を用いる。また、実施例２の画像形成装置は、実施例１と同様に、図２に示す定着器Ａと、図４に示す定着器Ｂが装着可能である。また、実施例２の画像形成装置、定着器、および加熱ヒータの構成は実施例１と同様であり、説明を省略する。

［ヒータ制御回路の構成］
図１１は、本実施例における定着器の制御回路の回路図であり、画像形成装置に定着器Ａが装着された場合の回路図である。図１１の破線で囲まれた部分が定着器Ａの回路図を示している。

実施例１との違いはヒータ３００の温度検知方法であり、その他の回路構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。サ－ミスタＴ１～Ｔ５によって検知される温度は、サ－ミスタＴ１～Ｔ５と抵抗４５１～４５５との分圧が、Ｔｈ１～Ｔｈ５信号としてＣＰＵ４２０へ直接つながっている。すなわち、ＣＰＵ４２０は、定着器Ａが備える複数のサーミスタＴ１～Ｔ５と個々に接続されることで、個々のサーミスタに対応した複数の温度検知回路を形成される。かかる複数の温度検知回路を介して個々にサーミスタＴ１～Ｔ５の出力値がＣＰＵ４２０へ出力される。ＣＰＵ４２０は、Ｔｈ１～Ｔｈ５のアナログ電圧信号を離散化してディジタル信号に変換し、ヒータ３００の温度制御の演算に用いる。

図１２は、本実施例における定着器の制御回路の回路図であり、画像形成装置に定着器Ｂが装着された場合の回路図である。図１２の破線で囲まれた部分が定着器Ｂの回路図を示している。

実施例１との違いはヒータ４００の温度検知方法であり、その他の回路構成は実施例１と同様であるので説明を省略する。サ－ミスタ２１２によって検知される温度は、サ－ミスタ２１２と抵抗４５６との分圧をＴｈ１信号としておあり、またＴｈ２～Ｔｈ５は接地された状態でＣＰＵ４２０へ直接つながっている。すなわち、ＣＰＵ４２０は、定着器Ｂが備えるサーミスタ２１２と接続される第１の温度検知回路と、接続対象の温度検知素子が存在せず接地電位に相当する値が出力される第２の温度検知回路と、が形成されることになる。ＣＰＵ４２０は、Ｔｈ１～Ｔｈ５のアナログ電圧信号を離散化してディジタル信号に変換し、ヒータ４００の温度制御の演算に用いる。Ｔｈ２～Ｔｈ５の信号は接地されているのでＣＰＵ４２０では０［Ｖ］として検知される。また、本実施例のサーミスタはＮＴＣ特性を有しているので、ヒータ４００の温度が高くなるとサーミスタ２１２の抵抗
は小さくなる。従って、図１２の回路上では抵抗４５６（固定値）とサーミスタ２１２が直列に接続されているため、ヒータ４００の温度が高くなるとＴｈ１の電位は小さくなる。

［定着器の判別方法］
本実施例の画像形成装置に定着器Ａが装着された場合、ヒータ３００の温度が何度であってもサーミスタＴ１～Ｔ５の抵抗値は０［Ω］より大きな値を持つので、Ｔｈ１～Ｔｈ５の電位は０［Ｖ］より大きな値となる。一方で、定着器Ｂが装着された場合は、ヒータ４００の温度が何度であってもサーミスタ２１２の抵抗値は０［Ω］より大きな値を持つので、Ｔｈ１の電位は０［Ｖ］より大きな値となる。しかし、Ｔｈ２～Ｔｈ５は接地されているので電位は０［Ｖ］である。したがって、ＣＰＵ４２０でＴｈ２～Ｔｈ５信号のいずれかの電位が０［Ｖ］であった場合は、画像形成装置に定着器Ｂが装着されたと判別できる。一方、ＣＰＵ４２０でＴｈ２～Ｔｈ５信号の電位がいずれも０［Ｖ］より大きいときは、定着器Ａが装着されたと判別できる。

図１３は、本実施例における定着器の判別方法、及びプリント制御のフローチャートである。Ｓ１０１で画像形成装置の電源がオンされると画像形成装置の初期化動作が開始される。この初期化動作中にＳ２０２でＣＰＵ４２０は、定着器に接続されたサーミスタの信号の電圧を取得する。次にＳ２０３でＣＰＵ４２０は、取得したサーミスタの信号の中でＴｈ２～Ｔｈ５の信号が何れも０［Ｖ］より大きい場合はＳ１０４で装着された定着器が定着器Ａであると判定する。一方、Ｓ２０３でＴｈ２～Ｔｈ５の信号が何れも０［Ｖ］であれば、Ｓ１０５で画像形成装置に定着器Ｂが装着されたと判定する。以上の動作を画像形成装置の初期化動作中に終了する。これ以降のフローチャートは実施例１と同様であるため説明を省略する。

以上説明してきたように、本実施例では複数種類の定着器が装着可能な画像形成装置において、ユーザが装着した定着器を自動で判別し、またユーザが設定した紙サイズに応じて最適な定着制御温度やスループットを設定してプリントが実行できる。また、定着器には必須のパーツであるサーミスタの信号を用いることで、装着された定着器の判別に特化した専用デバイスが不要となる。

（実施例３）
本発明の実施例３では、装着された定着器の判別方法として、ヒータを加熱したときにサーミスタが検知する温度の昇温速度の違いを用いる。また、実施例３の画像形成装置は、実施例１と同様に、図２に示す定着器Ａと、図４に示す定着器Ｂが装着可能である。また、実施例３の画像形成装置、定着器、および加熱ヒータの構成は実施例１と同様であり、説明を省略する。

図１４は、定着器Ａのヒータ３００、及び定着器Ｂのヒータ４００に一定の電力を投入したときにそれぞれのサーミスタが検知する温度プロファイルである。ヒータの温度が室温の状態から一定の電力を投入し制御温度に到達するとＰＩ制御に移行する。また、定着器Ａと定着器Ｂへ投入している電力は同じであるが、定着器Ａの方がサーミスタが検知する温度としては昇温速度が速くなった。この理由について説明する。定着器Ａのサーミスタは、図３に示すサーミスタＴ１～Ｔ５であり、セラミックの基板３０５にスクリーン印刷で厚さ１０μｍ、幅１ｍｍで印刷されている。したがって、サーミスタＴ１～Ｔ５は、熱容量が非常に小さいため温度の変化に対する感度が高く、熱応答を早くすることができる。図１５に、定着器Ｂのサーミスタ２１２の詳細な断面図を示す。サーミスタ２１２の構成としては、温度を感知するサーミスタ素子２１３とサーミスタ素子２１３を保持するためのセラミックペーパー２１４、表面の保護層としてのポリイミドフィルム２１５からなる。また、サーミスタ素子２１３は、直径が１ｍｍ程度であり、熱容量としてはサーミ
スタＴ１～Ｔ５と比べると大きな値になる。よって、サーミスタ２１２の熱応答はやや遅くなってしまう。このサーミスタＴ１～Ｔ５とサーミスタ２１２の熱応答の違いによって、図１４に示すように昇温速度が異なる結果となった。本実施例で定着器に投入する電力を９００［Ｗ］とした場合、定着器Ａの昇温の傾きα１は、１３５（℃／ｓｅｃ）であり、定着器Ｂの昇温の傾きα２は、１１７（℃／ｓｅｃ）となった。

［定着器の判別方法］
本実施例ではサーミスタが検知する温度で、ヒータに一定の電力を投入したときの昇温速度の差から装着された定着器の種類を判別する。画像形成装置の電源がオンされたときの初期動作として、ヒータに一定の電力を投入する。その後、所定時間が経過したときのそれぞれのサーミスタ温度を検知し、温度が所定の閾値以上であれば定着器Ａが装着されたと判別できる。一方、温度が所定の閾値未満であれば定着器Ｂが装着されたと判別できる。

図１６は、本実施例における定着器の判別方法、及びプリント制御のフローチャートである。Ｓ１０１で画像形成装置の電源がオンされると画像形成装置の初期化動作が開始される。この初期化動作中にＳ３０２でヒータに一定の電力（９００［Ｗ］）を投入する。次にＳ３０３では、電源オン時のサーミスの初期温度と、ヒータに電力が投入されて所定の時間が経過した後のサーミスタの温度から、昇温カーブの傾きαを計算する。この傾きαが、昇温速度の所定の閾値として１２５（℃／ｓｅｃ）以上であった場合は、Ｓ１０４で装着された定着器が定着器Ａであると判定する。一方、Ｓ３０３で傾きαが１２５（℃／ｓｅｃ）未満であれば、Ｓ１０５で画像形成装置に定着器Ｂが装着されたと判定する。以上の動作を画像形成装置の初期化動作中に終了する。これ以降のフローチャートは実施例１と同様であるため説明を省略する。

以上説明してきたように、本実施例では複数種類の定着器が装着可能な画像形成装置において、ユーザが装着した定着器を自動で判別し、またユーザが設定した紙サイズに応じて最適な定着制御温度やスループットを設定してプリントが実行できる。また、定着器には必須のパーツであるサーミスタの信号を用いることで、装着された定着器の判別に特化した専用デバイスが不要となる。

１００…画像形成装置（装置本体）、２００…定着装置、３００、４００…ヒータ、４２０…ＣＰＵ、Ｔ１～Ｔ５、２１２…サーミスタ

Claims (21)

1. 記録材に画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
   記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
   を備える画像形成システムであって、
   前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であり、
   前記第１の定着ユニットは、
   前記第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子を有し、
   前記第２の定着ユニットは、
   前記第２のヒータの温度を検知する前記第１の数より少ない第２の数の第２の温度検知素子を有し、
   前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが装着された場合、前記第１の温度検知素子により検知された第１の温度情報に基づいて前記定着動作を制御し、
   前記第２の定着ユニットが装着された場合、前記第２の温度検知素子により検知された第２の温度情報に基づいて前記定着動作を制御することを特徴とする画像形成システム。
2. 前記第１のヒータは、記録材の搬送方向と直交する幅方向に分かれ、それぞれ個別に発熱を制御可能な複数の発熱ブロックを有し、
   前記第２のヒータは、前記幅方向のサイズが最大の記録材の前記サイズに対応した単一の発熱ブロックを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
3. 前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合において、
   前記定着動作における制御目標温度を、前記第１の定着ユニットを通過する記録材の前記幅方向のサイズに応じて、前記複数の発熱ブロックのそれぞれで個別に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成システム。
4. 前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合であって、前記サイズが最大の記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合において、
   前記定着動作における制御目標温度を、前記複数の発熱ブロックのそれぞれで同じ温度に設定することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成システム。
5. 前記制御部は、
   前記サイズが最大の記録材が前記定着ユニットを通過する場合において、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合に設定する前記定着動作における制御目標温度を、前記第２の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合に設定する前記制御目標温度よりも高い温度に設定することを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の画像形成システム。
6. 前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合であって、前記サイズが最大の記録材よりも前記サイズが狭い記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合において、
   前記複数の発熱ブロックのうち、前記幅方向の端に配置された第１の発熱ブロックの前記定着動作における制御目標温度を、前記幅方向において前記第１の発熱ブロックより
   も内側に配置された第２の発熱ブロックの前記制御目標温度よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の画像形成システム。
7. 前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合において、
   前記サイズが最大の記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合に設定する前記第１の発熱ブロックの前記制御目標温度と、前記サイズが最大の記録材よりも前記サイズが狭い記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合に設定する前記第１の発熱ブロックの前記制御目標温度と、を同じ温度に設定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。
8. 前記制御部は、
   前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合において、
   前記サイズが最大の記録材よりも前記サイズが狭い記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合に設定する前記第２の発熱ブロックの前記制御目標温度を、前記サイズが最大の記録材が前記第１の定着ユニットを通過する場合に設定する前記第２の発熱ブロックの前記制御目標温度よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成システム。
9. 前記制御部は、
   前記第２の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合であって、前記サイズが最大の記録材よりも前記サイズが狭い記録材が前記第２の定着ユニットを通過する場合において、
   前記第２の定着ユニットにおいて設定する制御目標温度を、前記第１の定着ユニットにおいて前記第１の発熱ブロックに設定される制御目標温度よりも高く、前記第１の定着ユニットにおいて前記第２の発熱ブロックに設定される制御目標温度よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の画像形成システム。
10. 前記制御部は、前記定着ユニットを通過する複数の記録材の単位時間当たりに通過する記録材の数が、前記第１の定着ユニットが前記装置本体に装着された場合と、前記第２の定着ユニットが前記装置本体に装着された場合と、で異なるように前記定着動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
11. 前記第１のヒータは、記録材の搬送方向と直交する幅方向に分かれ、それぞれ個別に発熱を制御可能な複数の発熱ブロックを有し、
    前記第２のヒータは、前記幅方向のサイズが最大の記録材の前記サイズに対応した単一の発熱ブロックを有し、
    前記制御部は、
    前記第２の定着ユニットが前記装置本体に装着されている場合において、
    前記サイズが最大の記録材よりも前記サイズが狭い記録材が前記第２の定着ユニットを通過する場合に設定する前記単位時間当たりに通過する記録材の数を、前記サイズが最大の記録材が前記第２の定着ユニットを通過する場合に設定する前記単位時間当たりに通過する記録材の数よりも小さい数に設定することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成システム。
12. 記録材に画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
    記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
    を備える画像形成システムであって、
    前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であ
    り、
    前記第１の定着ユニットは、
    前記第１のヒータの温度を検知する第１の数の第１の温度検知素子を有し、
    前記第２の定着ユニットは、
    前記第２のヒータの温度を検知する第２の数の第２の温度検知素子を有し、
    前記制御部は、前記装置本体に装着された定着ユニットが、前記第１の定着ユニットであるのか、又は前記第２の定着ユニットであるのかを、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数に基づき判別することを特徴とする画像形成システム。
13. 前記制御部は、前記温度検知素子からの信号を受信するための受信部を備え、前記装置本体に装着された前記定着ユニットに備えられた前記温度検知素子から前記受信部が受信する信号の数に基づいて、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数を取得することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成システム。
14. 前記制御部は、前記ヒータに通電したときに前記温度検知素子が出力する出力値に基づいて、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数を取得することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成システム。
15. 前記第２の数は、前記第１の数よりも少なく、
    前記制御部は、前記第１の数の前記第１の温度検知素子と個々に接続される複数の温度検知回路を備え、
    前記複数の温度検知回路は、前記第２の数の前記第２の温度検知素子とも接続される第１の温度検知回路と、前記第２の温度検知素子とは接続されない第２の温度検知回路と、を含み、
    前記制御部は、前記ヒータに通電したときに前記第２の温度検知回路によって検知される出力値に基づいて、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数を取得することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成システム。
16. 前記制御部は、前記ヒータに通電したときに前記第２の温度検知回路によって検知される出力値が接地電位に相当する値の場合、前記装置本体に装着された前記定着ユニットが備えるヒータが有する温度検知素子の数が前記第２の数であるとして、前記第２の定着ユニットが前記装置本体に装着されたと判別することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成システム。
17. 記録材にトナー画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
    記録材に形成された画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
    を備える画像形成システムであって、
    前記装置本体には、第１のヒータを備える第１の定着ユニットと、前記第１のヒータと異なる第２のヒータを備える第２の定着ユニットと、を選択的に装着することが可能であり、
    前記第１の定着ユニットは、
    前記第１のヒータの温度を検知する第１の温度検知素子を有し、
    前記第２の定着ユニットは、
    前記第２のヒータの温度を検知する第２の温度検知素子を有し、
    前記制御部は、前記装置本体に装着された定着ユニットが、前記第１の定着ユニットであるのか、又は前記第２の定着ユニットであるのかを、前記装置本体に装着された定着ユニットが備えるヒータに通電したときに前記ヒータが有する温度検知素子が検知する温度の昇温速度に基づいて判別することを特徴とする画像形成システム。
18. 前記第２の温度検知素子は、前記第１の温度検知素子よりも熱容量が大きく、
    前記第１のヒータは、記録材の搬送方向と直交する幅方向に分かれ、それぞれ個別に発熱を制御可能な複数の発熱ブロックを有し、
    前記第２のヒータは、前記幅方向のサイズが最大の記録材の前記サイズに対応した単一の発熱ブロックを有し、
    前記制御部は、前記昇温速度が、所定の閾値以上の場合には、前記装置本体に装着された前記定着ユニットが前記第１の定着ユニットであると判別し、所定の閾値より小さい場合には、前記装置本体に装着された前記定着ユニットが前記第２の定着ユニットであると判別することを特徴とすることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成システム。
19. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
    ヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、を備える定着ユニットと、
    記録材に画像を定着する定着動作を制御する制御部と、
    を備える画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記定着ユニットが備える前記温度検知素子の数に基づき、前記定着ユニットの種類を判別することを特徴とする画像形成装置。
20. 記録材に画像を形成する画像形成部を備えた装置本体と、
    ヒータと、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、を備え、前記装置本体に装着される定着ユニットと、
    を備える画像形成装置において、
    前記装置本体は、第１の数の接続部を備え、
    前記定着ユニットは、第２の数の前記温度検知素子を備え、
    前記第１の数は前記第２の数より多く、前記第１の数の接続部の一部が前記第２の数の温度検知素子と接続されていることを特徴とする画像形成装置。
21. 前記ヒータは、前記記録材の搬送方向と直交する幅方向のサイズが最大の記録材の前記サイズに対応した単一の発熱ブロックを有することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。

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