JP6051781B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、定着装置およびこれを用いた画像形成装置に関し、特に、定着装置の加熱回転体における非通紙領域の異常昇温を抑制する技術に関する。
プリンター、複写機等の画像形成装置は、加熱ローラーにより記録シート上のトナー像を加熱・加圧して定着させる定着装置を備えている。
通常、加熱ローラーは、熱源により加熱され、温度センサーにより加熱ローラーのほぼ中央部の表面温度を検出し、この温度が所定の定着温度になるように制御されている。
加熱ローラーのうち、記録シートが通紙される部分（通紙領域）は、記録シートに多く熱を奪われ、通紙されない部分（非通紙領域）は、熱がほとんど奪われない。そのため、通紙領域の温度を定着温度に維持するため加熱ローラーの回転軸方向（以下、「長手方向」という。）全域を加熱していくと、非通紙領域の温度が異常に昇温して、加熱ローラーやその周辺部品の耐久性を劣化させる結果となる。また、小サイズの記録シートを連続通紙した後、大サイズの記録シートを通紙すると、小サイズの記録シートの非通紙領域における異常昇温の箇所に接触した大サイズの記録シートのトナーが、高温になり過ぎて加熱ローラー表面に付着する現象（ホットオフセット）が生じ、画像不良の原因となる。
通常、加熱ローラーは、熱源により加熱され、温度センサーにより加熱ローラーのほぼ中央部の表面温度を検出し、この温度が所定の定着温度になるように制御されている。
加熱ローラーのうち、記録シートが通紙される部分（通紙領域）は、記録シートに多く熱を奪われ、通紙されない部分（非通紙領域）は、熱がほとんど奪われない。そのため、通紙領域の温度を定着温度に維持するため加熱ローラーの回転軸方向（以下、「長手方向」という。）全域を加熱していくと、非通紙領域の温度が異常に昇温して、加熱ローラーやその周辺部品の耐久性を劣化させる結果となる。また、小サイズの記録シートを連続通紙した後、大サイズの記録シートを通紙すると、小サイズの記録シートの非通紙領域における異常昇温の箇所に接触した大サイズの記録シートのトナーが、高温になり過ぎて加熱ローラー表面に付着する現象（ホットオフセット）が生じ、画像不良の原因となる。
そこで、例えば、励磁コイルで発生した交番磁界により加熱ローラーの発熱層に渦電流を生じさせてジュール発熱させる電磁誘導加熱方式の定着装置においては、励磁コイルの非通紙領域に対応する部分に消磁コイルを配して、非通紙領域における最高温度が所定温度に上昇するまでに消磁コイルを短絡させてオンの状態にすることにより、励磁コイルの磁界を打ち消す磁界を発生させて磁束密度を低下させ、これにより非通紙領域における昇温を抑制する構成が一般的である。
ところが、通常、非通紙領域の長手方向における温度分布は一様ではなく、山なりになっており、そのピークの位置は、通紙する記録シートの幅（以下、単に「通紙幅」という。）によって異なっている。
消磁コイルを動作させるタイミングを決定すべく、各通紙幅ごとに非通紙領域のピーク位置の温度（以下、「ピーク温度」という。）を複数の温度センサーで検出することが考えられるが、そうするとコストアップが避けられない。
消磁コイルを動作させるタイミングを決定すべく、各通紙幅ごとに非通紙領域のピーク位置の温度（以下、「ピーク温度」という。）を複数の温度センサーで検出することが考えられるが、そうするとコストアップが避けられない。
そこで、例えば、非通紙領域の特定の１箇所のみに温度センサー（端部温度センサー）を配して、通紙する記録シートの通紙幅と当該端部温度センサーの検出結果から、非通紙領域における長手方向の温度分布を推定し、これによりピーク温度が所定温度になる前に消磁コイルをオンにするように制御する方法が提案されている。
しかしながら、上記提案に係る方法では、定着装置の使用状態（蓄熱状態）を全く考慮しておらず、端部温度センサーの検出結果と記録シートの通紙幅からのみでは、十分に非通紙領域におけるピーク温度を抑制できないおそれがあることが判明した。
そのため、最悪の場合には、非通紙領域におけるピーク温度が加熱ローラーを始め、定着装置を構成する各部材の耐熱温度を超えるおそれもあり、定着装置の耐久性の劣化や画像不良を惹起する。
そのため、最悪の場合には、非通紙領域におけるピーク温度が加熱ローラーを始め、定着装置を構成する各部材の耐熱温度を超えるおそれもあり、定着装置の耐久性の劣化や画像不良を惹起する。
このような非通紙領域における異常昇温の問題は、上記電磁誘導式の定着装置のみならず、他の加熱方式においても多かれ少なかれ生じる。
本願発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、加熱回転体の温度を検出するための温度センサーの数を増やすことなく、的確に非通紙領域の異常昇温を抑制することが可能な定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本願発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、加熱回転体の温度を検出するための温度センサーの数を増やすことなく、的確に非通紙領域の異常昇温を抑制することが可能な定着装置および当該定着装置を備えた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、本発明の一態様に係る定着装置は、加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行し、さらに、強度分布のパターンを切り替える際に第２の温度検出手段により検出されるべき温度を、パターン切替温度として前記記録シートのサイズ情報に関連付けて格納する基本テーブルを保持し、前記第２の制御において、前記基本テーブルのパターン切替温度を前記蓄熱情報に基づいて補正し、補正されたパターン切替温度に基づいて前記強度分布のパターンを切り替えるタイミングを決定することを特徴とする。
また、本発明の別の態様は、上記定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。
加熱手段を前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能に構成すると共に、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段を備えており、制御手段は、加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段の検出結果と、記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替えるようにしているので、装置の使用状態（蓄熱状態）を反映した制御を行うことが可能となり、的確に非通紙領域における異常昇温を抑制することができる。
これにより定着装置の耐久性が増すと共に、ホットオフセットの発生による画像不良も生じにくくなる。
本発明の別の一態様に係る定着装置は、加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行し、前記蓄熱情報取得手段により取得される蓄熱情報として、ウォームアップ開始時に第１の温度検出手段により検出された温度、第１の温度検出手段により検出された温度の上昇率およびウォームアップ開始からの経過時間が含まれることを特徴とする。
本発明のさらに別の一態様に係る定着装置は、加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段と、定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段とを備え、前記制御手段は、第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報と前記位置ずれ情報とに基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とする。
本発明の別の一態様に係る定着装置は、加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行し、前記蓄熱情報取得手段により取得される蓄熱情報として、ウォームアップ開始時に第１の温度検出手段により検出された温度、第１の温度検出手段により検出された温度の上昇率およびウォームアップ開始からの経過時間が含まれることを特徴とする。
本発明のさらに別の一態様に係る定着装置は、加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段と、定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段とを備え、前記制御手段は、第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報と前記位置ずれ情報とに基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とする。
また、ここで、前記蓄熱情報取得手段により取得される蓄熱情報として、ウォームアップ開始時に第１の温度検出手段により検出された温度、第１の温度検出手段により検出された温度の上昇率およびウォームアップ開始からの経過時間が含まれることとしてもよい。
さらに、定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に加えて、前記位置ずれ情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度の分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とすることとしてもよい。
さらに、定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段を備え、前記制御手段は、前記第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に加えて、前記位置ずれ情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度の分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とすることとしてもよい。
また、前記加熱手段は、加熱回転体の回転軸方向に沿って配された励磁コイルから発する交番磁界により加熱回転体に含まれる発熱層を誘導加熱する方式であって、非通紙領域に該当する領域に消磁コイルを配して、当該消磁コイルの駆動をオン・オフ制御することにより、回転軸方向における加熱強度の分布のパターンが切り替えられることとしてもよい。
また、前記加熱手段は、通電により加熱回転体の回転軸方向における異なる範囲を加熱する複数の発熱体を含み、通電する発熱体を選択することにより回転軸方向における加熱強度の分布のパターンが切り換えられることとしてもよい。
＜実施の形態１＞
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
（１）プリンターの構成
図１は、本実施の形態に係るプリンター１の構成を示す図である。
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラープリンター（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
（１）プリンターの構成
図１は、本実施の形態に係るプリンター１の構成を示す図である。
同図に示すように、プリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着器５、制御部６０等を備えている。
プリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）からプリントジョブを受け付けると、そのプリント条件に従ってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
プリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）からプリントジョブを受け付けると、そのプリント条件に従ってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、二次転写ローラー４５などを有している。作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像するものである。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像するものである。
露光部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。
各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成される。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に周回駆動される。
上記各感光体ドラム上に形成された形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一次転写ローラーについては、符号を省略している。）により、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写されてカラーのトナー像が形成される。
中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ａ方向に周回駆動される。
上記各感光体ドラム上に形成された形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一次転写ローラーについては、符号を省略している。）により、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写されてカラーのトナー像が形成される。
給紙部４は、記録シートＰを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートＰを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２と、繰り出された記録シートを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。給紙カセット４１は、内部の仕切板（不図示）が移動可能であって、サイズの異なる記録シートを収納できるようになっている。
なお、給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。給紙カセットが複数ある場合には、給紙カセットごとにサイズの異なる記録シートを収納することとしてもよい。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートを二次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、二次転写ローラー４５により中間転写ベルト１１上のカラートナー像が一括して記録シート上に二次転写される。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートを二次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、二次転写ローラー４５により中間転写ベルト１１上のカラートナー像が一括して記録シート上に二次転写される。
トナー像が二次転写された記録シートは、さらに定着器５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着器５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
なお、モノクロ画像のプリントの際には、４つの作像部のうち作像部３Ｋのみ動作させる。
なお、モノクロ画像のプリントの際には、４つの作像部のうち作像部３Ｋのみ動作させる。
制御部６０は、画像プロセス部３、給紙部４、定着器５などを統一的に制御し、円滑なプリント動作を実行させる。
本実施の形態において、プリンター１のシステム速度は、たとえば３１０［ｍｍ／秒］であって、生産性は、Ａ４サイズ横通しで７０［枚／分］である。
（２）定着器の構成
図２は、定着器５の要部とその制御系統を示す図であり、定着器５は、長手方向における消磁コイル５０ｂ、５０ｃの重なった位置における断面で示されている。
本実施の形態において、プリンター１のシステム速度は、たとえば３１０［ｍｍ／秒］であって、生産性は、Ａ４サイズ横通しで７０［枚／分］である。
（２）定着器の構成
図２は、定着器５の要部とその制御系統を示す図であり、定着器５は、長手方向における消磁コイル５０ｂ、５０ｃの重なった位置における断面で示されている。
図２に示すように、定着器５は、加熱回転体としての加熱ローラー５１と、加圧ローラー５２と、磁束発生部５３と、中央温度センサーＳ１、端部温度センサーＳ２などを備える。
加熱ローラー５１は、円柱状の軸心５１１を有する芯金５１２の周面に弾性体層５１３を形成してなり、弾性体層５１３のさらに外周面には、電磁誘導発熱層５１４、離型層５１５が積層され、全体として外径が３５ｍｍとなっている。
加熱ローラー５１は、円柱状の軸心５１１を有する芯金５１２の周面に弾性体層５１３を形成してなり、弾性体層５１３のさらに外周面には、電磁誘導発熱層５１４、離型層５１５が積層され、全体として外径が３５ｍｍとなっている。
芯金５１２は、ＳＵＳからなる。弾性体層５１３は、シリコーンスポンジからなる。 電磁誘導発熱層５１４は、磁束発生部５３から発せられる磁束により発熱するものであり、肉厚が０．２ｍｍであって、ニッケルまたはＳＵＳなどの材料によって銅からなる層を挟む構成になっており、このように発熱層として低抵抗材料である銅を採用することにより、従来のニッケル単層のものと比較して発熱効率を１５％〜３０％向上させることができる。
離型層５１５は、厚み３０μｍのＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）チューブからなり、加熱ローラー５１の表面の離型性を高める役割をしている。
加圧ローラー５２は、加熱ローラー５１と平行に配され、芯金５２１の周面に、弾性体層５２２、離型層５２３がこの順で積層されており、全体の外径が３０ｍｍ程度のソフトローラーとして構成される。
加圧ローラー５２は、加熱ローラー５１と平行に配され、芯金５２１の周面に、弾性体層５２２、離型層５２３がこの順で積層されており、全体の外径が３０ｍｍ程度のソフトローラーとして構成される。
芯金５２１は、アルミニウム材料で形成された肉厚１０ｍｍの円筒材料からなり、弾性体層５２２は、厚さ２〜３ｍｍのシリコーンゴム層である。また、離型層５２３は、厚み３０μｍのＰＦＡチューブからなる。
なお、加熱ローラー５１および加圧ローラー５２の各軸部の両端は、それぞれの不図示の支持枠にボールベアリングなどの軸受を介して回転自在に軸支されており、加圧ローラー５２を弾性部材を有する公知の加圧機構により加熱ローラー５１側に付勢することにより、加熱ローラー５１と加圧ローラー５２間に定着ニップ部Ｎが形成されている。
なお、加熱ローラー５１および加圧ローラー５２の各軸部の両端は、それぞれの不図示の支持枠にボールベアリングなどの軸受を介して回転自在に軸支されており、加圧ローラー５２を弾性部材を有する公知の加圧機構により加熱ローラー５１側に付勢することにより、加熱ローラー５１と加圧ローラー５２間に定着ニップ部Ｎが形成されている。
加熱ローラー５１は、不図示のモーターを動力源とし、歯車ギアなどの動力伝達機構を介して回転駆動され、加圧ローラー５２は、加熱ローラー５１の回転に従動して回転駆動される。逆に加圧ローラー５２の法をモーターで駆動させて、加熱ローラー５１を従動回転させても構わない。
磁束発生部５３は、電磁誘導コイル５０ａ、消磁コイル５０ｂ、５０ｃと、これらを保持するコイルボビン５３１などからなり、加熱ローラー５１の軸方向に沿って配置される。
磁束発生部５３は、電磁誘導コイル５０ａ、消磁コイル５０ｂ、５０ｃと、これらを保持するコイルボビン５３１などからなり、加熱ローラー５１の軸方向に沿って配置される。
コイルボビン５３１は、加熱ローラー５１に対向する部分が加熱ローラーの周方向に沿って円弧状に湾曲するとともに、加熱ローラー５１の周面と電磁誘導コイル５０ａとの距離が所定の間隔となるように定着器５のハウジング（不図示）に保持されている。
電磁誘導コイル５０ａ、消磁コイル５０ｂ、５０ｃは、例えば、それぞれ表面に融着層と絶縁層を有する銅線が、複数回巻かれて構成される。
電磁誘導コイル５０ａ、消磁コイル５０ｂ、５０ｃは、例えば、それぞれ表面に融着層と絶縁層を有する銅線が、複数回巻かれて構成される。
好ましくは、リッツ線を横長扁平のシート状巻きコイルとなるように巻回してなる電磁誘導コイル５０ａに同様にして形成した消磁コイル５０ｂ、５０ｃを重ねて、コイルボビン５３１等と共に、電気絶縁性の樹脂によって一体的にモールドして形成される。
電磁誘導コイル５３１は、後述のＩＨ電源６から高周波電力の供給を受けて、加熱ローラー５１の電磁誘導発熱層５１３を発熱させるための交番磁束を発生させる。
電磁誘導コイル５３１は、後述のＩＨ電源６から高周波電力の供給を受けて、加熱ローラー５１の電磁誘導発熱層５１３を発熱させるための交番磁束を発生させる。
中央コア５３２および一対の端部コア５３３は、それぞれ高透磁率のフェライトなどからなり、電磁誘導コイル５０ａにより発生された磁束を加熱ローラー５１方向に効率的に導くものである。
加熱ローラー５１の表面に導かれた磁束は、加熱ローラー５１の電磁誘導発熱層５１３の磁束発生部５３に対向する部分を主として通過し、この部分に渦電流を発生させて電磁誘導発熱層５１３を誘導加熱する。これにより、加熱ローラー５１の長手方向全体が加熱される。
加熱ローラー５１の表面に導かれた磁束は、加熱ローラー５１の電磁誘導発熱層５１３の磁束発生部５３に対向する部分を主として通過し、この部分に渦電流を発生させて電磁誘導発熱層５１３を誘導加熱する。これにより、加熱ローラー５１の長手方向全体が加熱される。
図３は、定着ローラー５１、加圧ローラー５２および、磁束発生部５３における電磁誘導コイル５０ａ、消磁コイル５０ｂ、５０ｃの位置関係を示す概略斜視図である。
同図に示すように電磁誘導コイル５０ａは、加熱ローラー５１の長手方向におけるほぼ全域を覆うように配され、その両端部に重なるようにして大小の一対の消磁コイル５０ｂ、消磁コイル５０ｃが配設されている。
同図に示すように電磁誘導コイル５０ａは、加熱ローラー５１の長手方向におけるほぼ全域を覆うように配され、その両端部に重なるようにして大小の一対の消磁コイル５０ｂ、消磁コイル５０ｃが配設されている。
本実施の形態では、小さい方の一対の消磁コイル５０ｃ間の距離は、２７０ｍｍに設定され、大きい方の一対の消磁コイル５０ｂの間隔は、２１５ｍｍに設定されている。
また、中央温度センサーＳ１は、定着ローラー５１の長手方向のほぼ中央部に配され、端部温度センサーＳ２は、定着ローラー５１の長手方向における一方の端部に配される。共に接触型の接触型サーミスターからなり、不図示の支持部材により定着器５のハウジングに保持されて各位置で軽く加熱ローラー５１の周面に接触して、加熱ローラー５１の表面温度を検出するようになっている。
また、中央温度センサーＳ１は、定着ローラー５１の長手方向のほぼ中央部に配され、端部温度センサーＳ２は、定着ローラー５１の長手方向における一方の端部に配される。共に接触型の接触型サーミスターからなり、不図示の支持部材により定着器５のハウジングに保持されて各位置で軽く加熱ローラー５１の周面に接触して、加熱ローラー５１の表面温度を検出するようになっている。
なお、中央温度センサーＳ１の長手方向における検出位置は、本プリンター１で画像形成可能な最小サイズの記録シートの通紙領域を検出できる位置であればよく、端部温度センサーＳ２の検出位置は、プリンター１で画像形成可能な最大サイズの記録シート通紙時の非通紙領域を検出できる位置であればよい。
図２に戻り、中央温度センサーＳ１、端部温度センサーＳ２の検出値は、制御部６０に送られ、制御部６０は、それらの検出値に基づき、ＩＨ電源６を制御して電磁誘導コイル５０ａの出力を変化させて定着ローラー５１の温度を所望の温度になるように制御すると共に、リレースイッチからなる消磁コイル駆動部５４を介して、消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御して定着ローラー５１の非通紙領域に異常昇温が発生しないようにする。詳しくは後述する。
図２に戻り、中央温度センサーＳ１、端部温度センサーＳ２の検出値は、制御部６０に送られ、制御部６０は、それらの検出値に基づき、ＩＨ電源６を制御して電磁誘導コイル５０ａの出力を変化させて定着ローラー５１の温度を所望の温度になるように制御すると共に、リレースイッチからなる消磁コイル駆動部５４を介して、消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御して定着ローラー５１の非通紙領域に異常昇温が発生しないようにする。詳しくは後述する。
（３）制御部の構成
図４は、上記制御部６０の具体的な構成と、制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
図４に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６０３、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０４、画像データ記憶部６０５、消磁コイル切替テーブル記憶部６０６、補正テーブル記憶部６０７、通電タイマー６０８などを備えている。
図４は、上記制御部６０の具体的な構成と、制御部６０による制御対象となる主構成要素との関係を示すブロック図である。
図４に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６０３、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０４、画像データ記憶部６０５、消磁コイル切替テーブル記憶部６０６、補正テーブル記憶部６０７、通電タイマー６０８などを備えている。
ＣＰＵ６０１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着器５、ＩＨ電源６、操作パネル７等を制御するためのプログラムを実行する。
ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１により実行される各種プログラムを格納するストレージである。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１がプログラムを実行するときのワークエリアである。通信Ｉ／Ｆ部６０４は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０４を介して入力された印刷用の画像データを記憶する。
ＲＯＭ６０２は、ＣＰＵ６０１により実行される各種プログラムを格納するストレージである。ＲＡＭ６０３は、ＣＰＵ６０１がプログラムを実行するときのワークエリアである。通信Ｉ／Ｆ部６０４は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０４を介して入力された印刷用の画像データを記憶する。
また、消磁コイル切替テーブル記憶部６０６、補正テーブル記憶部６０７は、それぞれ不揮発性メモリからなり、後述する定着温度制御において使用する各種テーブルを記憶する。本実施の形態では、便宜上これらのテーブルの記憶部をＲＯＭ６０２と別個に設けたが、もちろんＲＯＭ６０２の記憶領域を使用して記憶しても構わない。
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部３、給紙部４などを統一的に制御（プリント制御）し、円滑なプリント動作を実行させると共に、定着器５における加熱ローラー５１の表面温度が目標の温度に維持されるように制御し、あるいは非通紙領域におけるピーク温度が異常昇温しないように消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。
ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２から必要なプログラムを読み出して、画像プロセス部３、給紙部４などを統一的に制御（プリント制御）し、円滑なプリント動作を実行させると共に、定着器５における加熱ローラー５１の表面温度が目標の温度に維持されるように制御し、あるいは非通紙領域におけるピーク温度が異常昇温しないように消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。
操作パネル７は、プリンター１の前面上部の操作しやすい位置に設けられている。この操作パネル７は、複数の入力キーと液晶表示部を備え、液晶表示部の表面にはタッチパネルが積層されている。タッチパネルからのタッチ入力または入力キーからのキー入力により、ユーザーからの指示を受け付け、制御部６０に通知する。
（４）定着温度制御の内容
まず、制御部６０により実行される加熱ローラー５１の定着温度制御の概要について説明する。
（４）定着温度制御の内容
まず、制御部６０により実行される加熱ローラー５１の定着温度制御の概要について説明する。
図５（ａ）は、プリンター１に電源を投入して通電してから３０分経過した後における加熱ローラー５１の長手方向における位置と温度の関係（以下、単に「温度分布」という。）を示すグラフである。
白抜きの四角（□）のプロットは、通紙前の温度分布を示し、黒塗りの四角（■）のプロットは、その後、通紙領域の温度を定着温度（１８０℃）に維持しつつ、Ａ４Ｔサイズ（Ａ４サイズをその縦方向に搬送したときのサイズ）を連続通紙して、端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃になったときの温度分布を示す。
白抜きの四角（□）のプロットは、通紙前の温度分布を示し、黒塗りの四角（■）のプロットは、その後、通紙領域の温度を定着温度（１８０℃）に維持しつつ、Ａ４Ｔサイズ（Ａ４サイズをその縦方向に搬送したときのサイズ）を連続通紙して、端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃になったときの温度分布を示す。
また、白抜きの丸（○）は、中央温度センサーＳ１の検出位置を示し、ばつ（×）は、端部温度センサーＳ２の検出位置を示す（本例では、センター位置より左側１６０ｍｍの位置を検出するように設置）。
同図に示すように、通電開始３０分経過した場合、通紙前では、加熱ローラー５１の温度分布が安定してほぼ平坦となる。両端部がやや温度が下がっているのは、端部から放熱が生じやすいためである。
同図に示すように、通電開始３０分経過した場合、通紙前では、加熱ローラー５１の温度分布が安定してほぼ平坦となる。両端部がやや温度が下がっているのは、端部から放熱が生じやすいためである。
そして、Ａ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙すると、通紙領域の熱が記録シートに奪われて温度が低下しようとするが、制御部６０は、中央温度センサーＳ１の検出温度により、磁束発生部５３への電力を増加して、通紙領域の温度が定着温度に維持されるように制御するため、通紙領域の温度はほぼ定着温度に維持されている。
ところが、両端部の非通紙領域においては、記録シートにより熱が奪われないため徐々に温度が高くなるが、両縁部では周辺部位への放熱により、また、通紙領域に近い部分では、より低い温度の低い通紙領域に熱が流れるため、非通紙領域における温度分布の変化は、図５（ａ）の黒塗り四角（■）のプロットで示すようにほぼ左右対称な山なり形状となる。
ところが、両端部の非通紙領域においては、記録シートにより熱が奪われないため徐々に温度が高くなるが、両縁部では周辺部位への放熱により、また、通紙領域に近い部分では、より低い温度の低い通紙領域に熱が流れるため、非通紙領域における温度分布の変化は、図５（ａ）の黒塗り四角（■）のプロットで示すようにほぼ左右対称な山なり形状となる。
同図では、丁度端部温度センサーＳ２が２００℃で検出されたときの温度分布の実験データが示されており、このときの非通紙領域における最高温度（以下、「ピーク温度」という。）は、約２２０℃に達している。
このピーク温度の位置は、非通紙領域の長手方向の長さ、すなわち、通紙する記録シートの通紙幅により異なり、通紙幅が小さいほど、中央寄りに移動し、通紙幅が大きくなるほど外側に移動する。
このピーク温度の位置は、非通紙領域の長手方向の長さ、すなわち、通紙する記録シートの通紙幅により異なり、通紙幅が小さいほど、中央寄りに移動し、通紙幅が大きくなるほど外側に移動する。
そこで、従来では、記録シートの通紙幅に応じた温度分布を予め実験により求めておけば、ピーク温度が、許容されるべき上限温度となるときの端部温度センサーＳ２の温度（閾値温度）が求められるので、通紙幅と当該サイズに応じた閾値温度を関連付けたテーブルを準備しておき、制御部６０は、通紙幅サイズ毎に対応する閾値温度を読出し、端部温度センサーＳ２の値が当該閾値温度に達すると、非通紙領域のピーク温度が上限温度に達すると推定して、対応する消磁コイルをオンにする制御を実行していた。
しかしながら、同じ通紙幅サイズの記録シートであっても装置の使用状況によっては、予想以上に温度分布に大きく差異が生じることが判明した。
図５（ｂ）は、そのことを示す実験データであり、朝一番にプリンター１に電源を投入してウォームアップ完了直後の加熱ローラー５１の長手方向における温度分布を示すグラフである。
図５（ｂ）は、そのことを示す実験データであり、朝一番にプリンター１に電源を投入してウォームアップ完了直後の加熱ローラー５１の長手方向における温度分布を示すグラフである。
白抜きの菱形（◇）のプロットは、通紙前の温度分布を示し、黒塗りの菱形（◆）のプロットは、その後、通紙領域の温度を定着温度（１８０℃）に維持しつつ、Ａ４Ｔサイズを連続通紙して、端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃になったときの温度分布を示す。
同グラフを見てまず理解できるのは、通紙前の温度分布において、両端部における温度の落ち込みが大きいということである。これは、まだ、定着器５における加熱ローラー５１周囲の部材が温まっておらず、特に加熱ローラー５１の両端からの放熱量が多いことに起因する。
同グラフを見てまず理解できるのは、通紙前の温度分布において、両端部における温度の落ち込みが大きいということである。これは、まだ、定着器５における加熱ローラー５１周囲の部材が温まっておらず、特に加熱ローラー５１の両端からの放熱量が多いことに起因する。
この状態でＡ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙すると、やはり両端は放熱量が多く温度上昇が鈍い。そのため、温度分布はピークがやや急峻になり端部温度センサーＳ２の検出位置で２００℃になった時点では、もうすでにピーク温度は、２５０℃まで達している。
つまり、同じ通紙幅の記録シートを通紙しても、そのときの定着器５の温まりの程度、すなわち蓄熱状態によっては、加熱ローラー５１の非通紙領域における温度分布が大きく異なるため、従来のシートの通紙サイズや端部温度センサーＳ２のみによっては、十分な制御が行えないということが分かる。
つまり、同じ通紙幅の記録シートを通紙しても、そのときの定着器５の温まりの程度、すなわち蓄熱状態によっては、加熱ローラー５１の非通紙領域における温度分布が大きく異なるため、従来のシートの通紙サイズや端部温度センサーＳ２のみによっては、十分な制御が行えないということが分かる。
そこで、本実施の形態では、定着器５の実質的な蓄熱状態を示す指標値を求め、この指標値に基づき従来の閾値温度を補正して、消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより非通紙領域における異常昇温の発生を的確に抑制できるようにしている。
以下、本実施の形態に係る定着器における定着温度制御の具体的な内容について、図６のフローチャートに基づき説明する。
以下、本実施の形態に係る定着器における定着温度制御の具体的な内容について、図６のフローチャートに基づき説明する。
このフローチャートは、プリンター１全体の動作を制御するメインフローチャート（不図示）のサブルーチンとして、ウォームアップの開始のタイミングにおいて、制御部６０により実行されるものである。
まず、消磁コイル５０ｂ、５０ｃを全てＯＦＦ状態にして、磁束発生部５３の電磁誘導コイル５０ａの最大出力にてウォームアップを開始する（ステップＳ１１）。このウォームアップ開始時における中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ１を取得し（ステップＳ１２）、同時に通電タイマー６０８（図４）による計時を開始する。
まず、消磁コイル５０ｂ、５０ｃを全てＯＦＦ状態にして、磁束発生部５３の電磁誘導コイル５０ａの最大出力にてウォームアップを開始する（ステップＳ１１）。このウォームアップ開始時における中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ１を取得し（ステップＳ１２）、同時に通電タイマー６０８（図４）による計時を開始する。
その後２秒が経過するのを待って、中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ２を取得し（ステップＳ１４：ＹＥＳ、ステップＳ１５）、上記検出温度Ｔ１、Ｔ２の差分ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）を求めて（ステップＳ１６）、その値をＲＡＭ６０３に保持する。なお、少なくともこの２秒間は、ＩＨ電源６から予め決定された固定の電力が電磁誘導コイル５０ａに供給されるように制御部６０によって制御される。
そして、ウォームアップが完了したか否かを判定する（ステップＳ１７）。この判定は、中央温度センサーＳ１による検出温度が目標とする定着温度（本実施の形態では「１８０℃」）に到達したか否かで判定できる。
ウォームアップが完了すれば（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、定着温度よりやや低い温度（本実施の形態のでは「１６０℃」）で加熱ローラー５１の温度を維持するスタンバイ制御を実行する（ステップＳ１８）。
ウォームアップが完了すれば（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、定着温度よりやや低い温度（本実施の形態のでは「１６０℃」）で加熱ローラー５１の温度を維持するスタンバイ制御を実行する（ステップＳ１８）。
ユーザーからプリントジョブを受け付けると、制御部６０からプリント信号が出力され（ステップＳ１９）、プリント制御が開始される（ステップＳ２０）。この際、中央温度センサーＳ１の検出温度を参照して、加熱ローラー５１の通紙領域における表面温度が目標の定着温度に維持する制御が実行される。
なお、「プリント制御」は、プリントジョブから画像データを読み出して、画像プロセス部３、給紙部４を動作させて記録シート上にトナー像を形成するための制御をいい、本来メインフローチャートで実行されるべきものであるが、制御部６０で実行される制御の時間的な流れが理解しやすいように敢えてこのフローチャートに挿入している。
なお、「プリント制御」は、プリントジョブから画像データを読み出して、画像プロセス部３、給紙部４を動作させて記録シート上にトナー像を形成するための制御をいい、本来メインフローチャートで実行されるべきものであるが、制御部６０で実行される制御の時間的な流れが理解しやすいように敢えてこのフローチャートに挿入している。
このプリント制御に際し、プリントジョブのヘッダに付されたプリント条件に関するデータから、記録シートのサイズ（例えば、Ａ４Ｔサイズ）に関する情報を取得する（ステップＳ２１）。
そして、消磁コイル切替テーブル記憶部６０６から、消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御するために用意された消磁コイル切替基本テーブルを読み出す。
そして、消磁コイル切替テーブル記憶部６０６から、消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮ／ＯＦＦ制御するために用意された消磁コイル切替基本テーブルを読み出す。
図９（ａ）（ｂ）は、当該消磁コイル切替基本テーブルの一例を示すものである。
各テーブルは、プリンター１を、３５℃未満の環境温度の下に長時間放置した後に、通電してウォームアップを開始し、当該ウォームアップ開始から１２００秒（２０分）経過して、定着器５の各部品が十分定着温度付近に温まった後に、通紙幅の異なる記録シートをそれぞれ連続通紙する実験を繰り返して得られたものである。
各テーブルは、プリンター１を、３５℃未満の環境温度の下に長時間放置した後に、通電してウォームアップを開始し、当該ウォームアップ開始から１２００秒（２０分）経過して、定着器５の各部品が十分定着温度付近に温まった後に、通紙幅の異なる記録シートをそれぞれ連続通紙する実験を繰り返して得られたものである。
この実験は、各記録シートの通紙幅に対応する非通紙領域のピーク温度の発生する位置には別途温度センサーを配してなされた。
図９（ａ）は、消磁コイルをＯＮに切替える際に参照される基本テーブル（消磁コイルＯＮ切替テーブル）であり、記載されている温度は、連続通紙により非通紙領域の温度が上昇してピーク温度が、耐熱温度（例えば、２３０℃）に到達したときの端部温度センサーＳ２の実測値に基づき決定された温度である。この閾値温度は、端部温度センサーＳ２の実測値より安全率を見越してやや低めに設定されている。
図９（ａ）は、消磁コイルをＯＮに切替える際に参照される基本テーブル（消磁コイルＯＮ切替テーブル）であり、記載されている温度は、連続通紙により非通紙領域の温度が上昇してピーク温度が、耐熱温度（例えば、２３０℃）に到達したときの端部温度センサーＳ２の実測値に基づき決定された温度である。この閾値温度は、端部温度センサーＳ２の実測値より安全率を見越してやや低めに設定されている。
記録シートの通紙幅が、２６５ｍｍ以上、および２４０ｍｍ以上２６５未満の場合には、消磁範囲の大きな消磁コイル５０ｂは、通紙領域の一部と重なっているので、ＯＦＦの状態のままであり、テーブルの該当する欄には閾値温度は記されていない。
反対に記録シートの通紙幅Ｗが、最下欄の１９０ｍｍ未満の場合には、その分非通紙領域が大きく、消磁コイル５０ｂ、５０ｃともに常時ＯＮにしておいても、通紙領域における温度制御には影響がない。
反対に記録シートの通紙幅Ｗが、最下欄の１９０ｍｍ未満の場合には、その分非通紙領域が大きく、消磁コイル５０ｂ、５０ｃともに常時ＯＮにしておいても、通紙領域における温度制御には影響がない。
通紙幅Ｗが、１９０ｍｍ以上２１５ｍｍ未満の場合には、それよりもやや非通紙領域が狭くなるので、消磁コイル５０ｃのみを常時ＯＮにして、消磁コイル５０ｂは、端部温度センサーＳ２の検出温度が１９５℃になったときに、ＯＮにするように設定している。
図１０は、定着器５が十分温まった状態で、Ａ４Ｔサイズを連続通紙したとき加熱ローラー５１の長手方向の温度分布を示す図である。端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃のとき、ピーク温度が２２０℃を超えていないので、このとき消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮにすることにより、ピーク温度がそれ以上に加熱されるのが抑制される。
図１０は、定着器５が十分温まった状態で、Ａ４Ｔサイズを連続通紙したとき加熱ローラー５１の長手方向の温度分布を示す図である。端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃のとき、ピーク温度が２２０℃を超えていないので、このとき消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮにすることにより、ピーク温度がそれ以上に加熱されるのが抑制される。
図９（ｂ）は、消磁コイルをＯＦＦに切替える際に参照される基本テーブル（消磁コイルＯＦＦ切替テーブル）の例を示している。
これは、消磁コイルをＯＮさせるとその部分における電磁誘導コイル５０ａ磁束密度が小さくなって、対応する部分の温度が低下してくるので（図１０の破線のグラフ参照）、所定温度のときにＯＮ状態の消磁コイルをＯＦＦにするための温度を設定している。消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮのまま放置すると、非通紙領域の温度がさらに低下し、これにより通紙領域の熱が奪われて通紙領域の端部で温度が低下し定着不良が生じるおそれがあるからである。この観点から、各通紙幅に対して消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＦＦにするための適当な閾値温度が決定されている。
これは、消磁コイルをＯＮさせるとその部分における電磁誘導コイル５０ａ磁束密度が小さくなって、対応する部分の温度が低下してくるので（図１０の破線のグラフ参照）、所定温度のときにＯＮ状態の消磁コイルをＯＦＦにするための温度を設定している。消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮのまま放置すると、非通紙領域の温度がさらに低下し、これにより通紙領域の熱が奪われて通紙領域の端部で温度が低下し定着不良が生じるおそれがあるからである。この観点から、各通紙幅に対して消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＦＦにするための適当な閾値温度が決定されている。
なお、図９（ｂ）のテーブルにおいて「−」が記載されている欄は、ＯＦＦに切り替える必要がないことを示している。これらは、そもそも該当する消磁コイルをＯＮにしていないか、非通紙領域が消磁範囲よりも十分大きいため、常時ＯＮしておいても通紙領域の温度制御に影響を与えるおそれがないからである。
図６に戻り、次のステップＳ２３において、上記基本テーブルの閾値温度の補正量を取得する処理を実行する。
図６に戻り、次のステップＳ２３において、上記基本テーブルの閾値温度の補正量を取得する処理を実行する。
上述のように図９の基本テーブルは、室温が３５℃未満の環境で十分放置された状態で通電を開始してから２０分経過後の定着器５全体が十分温まった状態での実験データに基づくものである。
しかしながら、図５（ｂ）によって説明したように、ウォームアップが完了して加熱ローラー５１が定着温度に達しても、定着器５の蓄熱が十分でない状態で連続通紙を実行すると、非通紙領域の温度分布における温度ピークがより急峻になっていく傾向にあり、端部温度センサーＳ２の温度が、図９（ａ）のテーブルに示す閾値温度よりも小さな値で、ピーク温度が耐熱温度を超えるおそれがある。
しかしながら、図５（ｂ）によって説明したように、ウォームアップが完了して加熱ローラー５１が定着温度に達しても、定着器５の蓄熱が十分でない状態で連続通紙を実行すると、非通紙領域の温度分布における温度ピークがより急峻になっていく傾向にあり、端部温度センサーＳ２の温度が、図９（ａ）のテーブルに示す閾値温度よりも小さな値で、ピーク温度が耐熱温度を超えるおそれがある。
そこで、本実施の形態では、定着器５の蓄熱状態の程度により、上記基本テーブルの閾値温度の補正量を求め、当該補正後の閾値温度によって、各消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するようにしている。
図７は、図６のステップＳ２３における閾値温度補正量取得処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
図７は、図６のステップＳ２３における閾値温度補正量取得処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
まず、定着器５の蓄熱状態を指標するものとして通電タイマー６０８によるウォームアップ開始からの経過時間（以下、この間、定着器５の温度が徐々に上昇して蓄熱されていくので、以下では「蓄熱時間」という。）を取得する（ステップＳ１０１）。
そして、検出温度Ｔ１および温度差ΔＴに基づき、上記蓄熱時間を補正し（ステップＳ１０２）、この補正された蓄熱時間に基づいて、図９（ａ）（ｂ）の消磁コイル切替基本ンテーブルにおける各閾値温度の補正量を求めるようにしている（ステップＳ１０３）。
そして、検出温度Ｔ１および温度差ΔＴに基づき、上記蓄熱時間を補正し（ステップＳ１０２）、この補正された蓄熱時間に基づいて、図９（ａ）（ｂ）の消磁コイル切替基本ンテーブルにおける各閾値温度の補正量を求めるようにしている（ステップＳ１０３）。
すなわち、図１１（ａ）は、室温が３５℃未満の環境で十分放置された状態から装置に通電してウォームアップ開始してからの蓄熱時間（横軸）と閾値温度補正量（縦軸）との相関関係を概略的に示すグラフであり、予め実験もしくはシミュレーションにより求められ、テーブル化されて補正テーブル記憶部６０７に格納されている。
連続通紙が、もし、ウォームアップ開始から１２００秒以降に実行されたのであるならば、定着器５は十分蓄熱されているので、その前提条件は図９（ａ）（ｂ）と同じとなり、閾値温度補正量は「０」となる。そのため、図９（ａ）（ｂ）のテーブルの値がそのまま使用できる。
連続通紙が、もし、ウォームアップ開始から１２００秒以降に実行されたのであるならば、定着器５は十分蓄熱されているので、その前提条件は図９（ａ）（ｂ）と同じとなり、閾値温度補正量は「０」となる。そのため、図９（ａ）（ｂ）のテーブルの値がそのまま使用できる。
しかし、連続通紙が、例えば、蓄熱時間６００秒で実行されれば、そのときの補正量（約１０．５℃）だけ閾値温度を下げる補正を行う。
例えば、現在通紙している記録シートサイズが、Ａ４Ｔサイズであるならば、図９（ａ）の基本テーブルによれば、基本となる閾値温度は、「１９５℃」であるが、実際の消磁コイル５０ｂをＯＮにするタイミングは、１９５℃から１０．５℃だけ減じた１８４．５℃のときに実行される。
例えば、現在通紙している記録シートサイズが、Ａ４Ｔサイズであるならば、図９（ａ）の基本テーブルによれば、基本となる閾値温度は、「１９５℃」であるが、実際の消磁コイル５０ｂをＯＮにするタイミングは、１９５℃から１０．５℃だけ減じた１８４．５℃のときに実行される。
このような蓄熱状態を考慮して、消磁コイルの切替基本テーブルにおける閾値温度を補正することにより、ピーク温度の抑制効果を、より向上させることが可能となる。
ただし、図１１（ａ）は、あくまでも電源ＯＦＦ後、長時間放置された状態の装置に電源投入してウォームアップ開始したことを前提としているので、それ以外の条件下でウォームアップが開始された場合には調整を要する。そこで、本実施の形態では、さらに、ウォームアップ開始時における定着器５の温まり具合（蓄熱状態）の程度を推定して、上記閾値温度補正量をより正確に求めるようにしている。
ただし、図１１（ａ）は、あくまでも電源ＯＦＦ後、長時間放置された状態の装置に電源投入してウォームアップ開始したことを前提としているので、それ以外の条件下でウォームアップが開始された場合には調整を要する。そこで、本実施の形態では、さらに、ウォームアップ開始時における定着器５の温まり具合（蓄熱状態）の程度を推定して、上記閾値温度補正量をより正確に求めるようにしている。
このウォームアップ開始時おける定着器５の蓄熱状態は、ウォームアップ開始時における中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ１（図６のステップＳ１２参照）、およびウォームアップ開始直後の温度の上昇率（同図ステップＳ１６参照）によって、推定することができる。
すなわち、検出温度Ｔ１には加熱ローラー５１の通紙領域における蓄熱状態が反映されている。そして、加圧ローラー５２、磁束発生部５３、ハウジングなど加熱ローラー５１の周辺の部材も加熱ローラー５１の通紙領域と同程度に温まっていれば、加熱ローラー５１加熱時において加熱ローラー５１から外部に逃げる放熱量が少ないので、通紙領域の温度上昇率は大きくなるし、反対に、周辺部材の温まり状態が悪ければ、放熱量が多いため、通紙領域の温度上昇率が小さくなる。
すなわち、検出温度Ｔ１には加熱ローラー５１の通紙領域における蓄熱状態が反映されている。そして、加圧ローラー５２、磁束発生部５３、ハウジングなど加熱ローラー５１の周辺の部材も加熱ローラー５１の通紙領域と同程度に温まっていれば、加熱ローラー５１加熱時において加熱ローラー５１から外部に逃げる放熱量が少ないので、通紙領域の温度上昇率は大きくなるし、反対に、周辺部材の温まり状態が悪ければ、放熱量が多いため、通紙領域の温度上昇率が小さくなる。
図１１（ｂ）は、上記加熱ローラー５１の初期温度Ｔ１と温度上昇率（ここでは、温度上昇率を指標する値として２秒間における温度変化量ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１を用いて示している。）により、図１１（ａ）における蓄熱時間を補正するためのテーブルである。
同テーブルにおいて左上の欄ほど、ウォームアップ開始時おける定着器５の蓄熱状態が悪く、右下にいくほど蓄熱状態がよくなる。
同テーブルにおいて左上の欄ほど、ウォームアップ開始時おける定着器５の蓄熱状態が悪く、右下にいくほど蓄熱状態がよくなる。
初期温度Ｔ１が３５℃未満で、２秒間の温度差ΔＴが１０℃未満の場合には、図９（ａ）のグラフを取得した初期条件とほぼ同じなので、蓄熱時間の補正量も「０」となり、図９（ａ）のデータがそのまま利用できる。
反対に、例えば初期温度Ｔ１が１２０≦Ｔ１＜１５０℃で、温度差ΔＴが、２５≦ΔＴ＜３０であるような場合には、前回の連続通紙後ＩＨ電源６をＯＦＦにしてからあまり時間が経過しておらず、ウォームアップ開始時にそれだけ定着器５が温まっていたことになるので、その温まりの程度を図１１（ａ）の蓄熱時間に換算した時間（１５０秒）を同テーブルから補正量として読み取って、これを通電タイマーによる計時時間にプラスして蓄熱時間を補正する（ステップＳ１０２）。
反対に、例えば初期温度Ｔ１が１２０≦Ｔ１＜１５０℃で、温度差ΔＴが、２５≦ΔＴ＜３０であるような場合には、前回の連続通紙後ＩＨ電源６をＯＦＦにしてからあまり時間が経過しておらず、ウォームアップ開始時にそれだけ定着器５が温まっていたことになるので、その温まりの程度を図１１（ａ）の蓄熱時間に換算した時間（１５０秒）を同テーブルから補正量として読み取って、これを通電タイマーによる計時時間にプラスして蓄熱時間を補正する（ステップＳ１０２）。
そして、この補正された実質的な蓄熱時間に基づいて図１１（ａ）のグラフにより閾値温度補正量を求める（ステップＳ１０３）。
具体的に、通電タイマーで計測されたウォームアップ開始からの経過時間が６００秒のときに通紙を開始したのであれば、上記の例における補正量１５０秒を加えた７５０秒を、図１１（ａ）の実験条件における実質的な蓄熱時間として、同グラフから、閾値温度の補正量（約−７．５℃）を取得し、この値をＲＡＭ６０３に保持する。
具体的に、通電タイマーで計測されたウォームアップ開始からの経過時間が６００秒のときに通紙を開始したのであれば、上記の例における補正量１５０秒を加えた７５０秒を、図１１（ａ）の実験条件における実質的な蓄熱時間として、同グラフから、閾値温度の補正量（約−７．５℃）を取得し、この値をＲＡＭ６０３に保持する。
その後、図６のフローチャートにリターンし、ステップＳ２４の消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。
図８は、この消磁コイルＯＮ／ＯＦＦ制御のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
まず、全ての消磁コイルがＯＦＦの状態であるか否かを確認し（ステップＳ２０１）、そうであれば、消磁コイルＯＮ切替テーブル（図９（ａ））を参照して（ステップＳ２０２）、現在通紙している記録シートの通紙幅における各消磁コイル５０ｂ、５０ｃの閾値温度の欄を読み取る。
図８は、この消磁コイルＯＮ／ＯＦＦ制御のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
まず、全ての消磁コイルがＯＦＦの状態であるか否かを確認し（ステップＳ２０１）、そうであれば、消磁コイルＯＮ切替テーブル（図９（ａ））を参照して（ステップＳ２０２）、現在通紙している記録シートの通紙幅における各消磁コイル５０ｂ、５０ｃの閾値温度の欄を読み取る。
通紙幅は、図６のステップＳ２１で取得している。今、Ａ４Ｔサイズであれば、該当する通紙幅Ｗの欄（１９０≦Ｗ＜２１５）における消磁コイル（大）、消磁コイル（小）は、それぞれ１９５℃、常時ＯＮとなっている。
そして、閾値温度の値を図７のステップＳ１０３で求めた閾値温度補正量で補正する（ステップＳ２０３）。上記の例では、消磁コイル（大）の閾値温度は、１９５℃−７．５℃＝１８７．５℃と補正される。
そして、閾値温度の値を図７のステップＳ１０３で求めた閾値温度補正量で補正する（ステップＳ２０３）。上記の例では、消磁コイル（大）の閾値温度は、１９５℃−７．５℃＝１８７．５℃と補正される。
消磁コイル（小）は、「常時ＯＮ」なので、補正の必要はない。
そして、ステップＳ２０４で、端部温度センサーＳ２による検出温度が、上記補正後の閾値温度以上になったか否かを判定する。但し、上記例では、但し消磁コイル５０ｃについては、「常時ＯＮ」なので、即座にＯＮにすべきものと判定する。
ステップＳ２０４においてＹＥＳと判定されれば、ＯＮにすべき対象となる消磁コイルをＯＮに切り替えて（ステップＳ２０５）、図６のフローチャートにリターンする。
そして、ステップＳ２０４で、端部温度センサーＳ２による検出温度が、上記補正後の閾値温度以上になったか否かを判定する。但し、上記例では、但し消磁コイル５０ｃについては、「常時ＯＮ」なので、即座にＯＮにすべきものと判定する。
ステップＳ２０４においてＹＥＳと判定されれば、ＯＮにすべき対象となる消磁コイルをＯＮに切り替えて（ステップＳ２０５）、図６のフローチャートにリターンする。
また、ステップＳ２０１において、いずれかの消磁コイルがＯＮであると判定されれば（ステップＳ２０１：ＮＯ）、消磁コイルＯＦＦ切替テーブル（図９（ｂ））を参照して（ステップＳ２０６）、その該当する通紙幅の閾値温度を補正して（ステップＳ２０７）、端部温度センサーＳ２の検出温度が補正された閾値温度以下であれば（ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、ＯＮ状態の消磁コイルをＯＦＦに切り替えて（ステップＳ２０９）、図６のフローチャートにリターンする。
なお、本例では、消磁コイルＯＦＦ切替テーブルにおける閾値温度の補正量も、消磁コイルＯＮ切替テーブルの閾値温度の補正量と同じ値を用いている。厳密にいえば両者の補正量は同一ではないが、誤差の範囲内であると考えられ、また、消磁コイルＯＦＦ時の閾値温度は直接異常昇温には影響しないので、多少の差異があってもあまり問題はない。もっとも図１１（ａ）、（ｂ）と同様なグラフやテーブルを消磁コイルＯＦＦ切替テーブルについても同様に準備してもよい。
そして、図６のステップＳ２５でプリントジョブが終了したか否かを判定し、終了していなければ（ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ１９で次の頁についてのプリント信号を受信すると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２０〜Ｓ２５の処理を繰り返し、ステップＳ２５でプリントジョブが終了したと判定されたときは（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、スタンバイ制御に切り替えられ（ステップＳ１８）、その後、次のプリントジョブについてのプリント信号がない場合には、所定時間経過するまでスタンバイ制御を維持し（ステップＳ１９：ＮＯ、ステップＳ２６：ＮＯ、ステップＳ１８）、プリント信号がないまま、所定時間を経過すれば（ステップＳ１９：ＮＯ、ステップＳ２６：ＹＥＳ）、ＩＨ電源オフして（ステップＳ２７）、不図示のメインフローチャートにリターンする。
なお、消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦの動作は、ＩＨ電源６の出力がゼロクロスとなるタイミングに合わせて実行されるのが望ましい。電磁誘導コイル５０ａの発生する交番磁界により消磁コイル５０ｂ、５０ｃに大電流が発生している際に、消磁コイル駆動部５４を動作させると内部のリレースイッチの耐久性が著しく低下してしまうからである。
また、図６のステップＳ１８におけるスタンバイ制御においては、通紙しないため非通紙領域におけるピーク温度が異常昇温するという事態は発生しないと考えられるが、念のため、消磁コイルＯＮ切替テーブル（図９（ａ））において、スタンバイ制御のときにおける消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ切替えの閾値温度を、例えば１８０℃に設定し、消磁コイルＯＦＦ切替テーブル（図９（ｂ））において、スタンバイ制御のときにおける消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＦＦ切替え閾値温度を、例えば、１６０℃に設定して、スタンバイ制御の際にも消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行するようにしても構わない。
以上、本実施の形態による定着温度制御によれば、基本となる消磁コイルＯＮ切替温度テーブルもしくは消磁コイルＯＦＦ切替温度テーブルにおける各閾値温度を、定着器５の実質的な蓄熱状態に基づき補正した上で、当該補正後の閾値温度と、端部温度センサーＳ２の検出温度を比較して、消磁コイル５０ｂ、５０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御するので、非通紙領域におけるピーク温度が上限を超えて耐久性を劣化させたり、ホットオフセットによる画像不良を惹起することなく、また、非通紙領域の温度が必要以上に低くなって、通紙領域の温度を奪って定着不良が発生するようなこことがなくなる。
＜実施の形態２＞
（１）本実施の形態２では、図９（ａ）（ｂ）に示す、基本となる消磁コイルＯＮ切替テーブルもしくは消磁コイルＯＦＦ切替テーブルにおける各閾値温度の補正を実施の形態１における定着器５の蓄熱状態に加えて、定着器５を記録シートが通過すべき幅方向の正規の位置（例えば、中央通紙の場合、記録シートの幅方向の中央が、設計上のセンター位置に重なって通紙される位置）に対する幅方向のずれ量（以下、「通紙位置シフト量」という。）によっても補正している点が異なる。
（１）本実施の形態２では、図９（ａ）（ｂ）に示す、基本となる消磁コイルＯＮ切替テーブルもしくは消磁コイルＯＦＦ切替テーブルにおける各閾値温度の補正を実施の形態１における定着器５の蓄熱状態に加えて、定着器５を記録シートが通過すべき幅方向の正規の位置（例えば、中央通紙の場合、記録シートの幅方向の中央が、設計上のセンター位置に重なって通紙される位置）に対する幅方向のずれ量（以下、「通紙位置シフト量」という。）によっても補正している点が異なる。
そのため、本実施の形態では、定着器５より記録シート搬送方向上流側に通紙位置シフト量を検出するシフト量検出センサーＳ３（図１で破線で示されている。）が設けられている。
このシフト量検出センサーＳ３は、例えば、適当な画素数のＣＣＤラインセンサーを、その長手方向が、記録シートの幅方向と平行であって、かつ、全てのサイズの記録シートの幅方向の一方の端部が検出可能な位置に配し、これにより通過する記録シートの端部を撮像する構成とすることができる。
このシフト量検出センサーＳ３は、例えば、適当な画素数のＣＣＤラインセンサーを、その長手方向が、記録シートの幅方向と平行であって、かつ、全てのサイズの記録シートの幅方向の一方の端部が検出可能な位置に配し、これにより通過する記録シートの端部を撮像する構成とすることができる。
制御部６０は、撮影された記録シートの端部の画像データを画像処理することにより、そのエッジ部（記録シートの端）の位置を検出し、その位置と、本来当該サイズの記録シートが正規の位置を通過したときのエッジ部の位置（この位置は予めシートサイズごとに求められてＲＯＭ６０２内に格納されている）との差を算出して通紙位置シフト量を求めることができる。
図１２（ａ）において、実線（ア）は、記録シートが正規の位置を通過するときの温度分布を示しており、縦実線（ウ）は、このときの記録シートの端の位置を示す。
破線（イ）は、記録シートが正規の位置から端部温度センサーＳ２のある位置と反対方向（正方向）に８ｍｍシフトした位置を通過するときの温度分布を示しており、縦の一点鎖線（エ）が、このときの記録シートの端の位置を示す。
破線（イ）は、記録シートが正規の位置から端部温度センサーＳ２のある位置と反対方向（正方向）に８ｍｍシフトした位置を通過するときの温度分布を示しており、縦の一点鎖線（エ）が、このときの記録シートの端の位置を示す。
また、破線（オ）は、端部温度センサーＳ２の検出位置を示す。
なお、本例では、レターサイズ（ＬＴＲ）の記録シートを横通しで通紙して実験した（以下、図１２の説明において同じ。）。
同図に示すように、図１２（ａ）では、ピーク温度がほぼ同じであるにもかかわらず、記録シートのシフトに伴ってそのピーク位置も右方向にシフトするため、端部温度センサーＳ２の検出位置の温度が約２５℃も異なる。
なお、本例では、レターサイズ（ＬＴＲ）の記録シートを横通しで通紙して実験した（以下、図１２の説明において同じ。）。
同図に示すように、図１２（ａ）では、ピーク温度がほぼ同じであるにもかかわらず、記録シートのシフトに伴ってそのピーク位置も右方向にシフトするため、端部温度センサーＳ２の検出位置の温度が約２５℃も異なる。
図１２（ｂ）は、シフトしている場合にも端部温度センサーＳ２での検出温度が正規位置の検出温度が２００℃になる場合の温度分布（破線（オ））を示している。
このようにシフトした場合には、端部温度センサーＳ２の検出温度が同じ２００℃でも、シフトした場合のピーク温度は、２３０℃となり正規通紙の場合のピーク温度２１０℃より２０℃も高くなっている。
このようにシフトした場合には、端部温度センサーＳ２の検出温度が同じ２００℃でも、シフトした場合のピーク温度は、２３０℃となり正規通紙の場合のピーク温度２１０℃より２０℃も高くなっている。
図１３（ａ）は、端部温度センサーＳ２の検出温度が２００℃のときにおける、ピーク温度の値と通紙位置シフト量との関係を示すグラフである。
位置シフト量が正の場合が、非通紙領域が大きくなる方向（図１２（ａ）の右方向へのシフトを示し、位置シフト量が負の場合は、その反対方向へのシフトを示している。
同グラフに示すように通紙位置が右方向にシフトするとピーク温度が高くなり、反対に通紙位置が左方向にシフトすると実際のピーク温度が低くなる。
位置シフト量が正の場合が、非通紙領域が大きくなる方向（図１２（ａ）の右方向へのシフトを示し、位置シフト量が負の場合は、その反対方向へのシフトを示している。
同グラフに示すように通紙位置が右方向にシフトするとピーク温度が高くなり、反対に通紙位置が左方向にシフトすると実際のピーク温度が低くなる。
また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）における上記ピーク温度のばらつきをグラフ化したものである。
両図に示すようにピーク温度の変化はほぼ線形比例に近いが、通紙位置が端部温度センサーＳ２側にシフトしたときのピーク温度の変化量は、通紙位置が端部温度センサーＳ２と反対側にシフトしたときのピーク温度の変化量より小さくなっているのが分かる。これは非通紙領域が狭くなるほど、その中での温度分布のピークの移動できる範囲が限られてくるからであると考えられる。
両図に示すようにピーク温度の変化はほぼ線形比例に近いが、通紙位置が端部温度センサーＳ２側にシフトしたときのピーク温度の変化量は、通紙位置が端部温度センサーＳ２と反対側にシフトしたときのピーク温度の変化量より小さくなっているのが分かる。これは非通紙領域が狭くなるほど、その中での温度分布のピークの移動できる範囲が限られてくるからであると考えられる。
このように通紙位置シフト量の大きさによって、実際のピーク温度の位置が異なる以上、それに合わせて、端部温度センサーＳ２の位置での消磁コイル切替基本テーブルにおける閾値温度もそれに合わせて補正しなければならない。
図１４は、図１１に相当する蓄熱時間と閾値温度の補正量との関係を、シフト量が、−８ｍｍ、０ｍｍ、８ｍｍの場合について、求めたときのグラフである。
図１４は、図１１に相当する蓄熱時間と閾値温度の補正量との関係を、シフト量が、−８ｍｍ、０ｍｍ、８ｍｍの場合について、求めたときのグラフである。
これと同様な補正用グラフを、通紙位置シフト量が−１０ｍｍから＋１０ｍｍまで１ｍｍごとに求めてテーブル化してＲＯＭ６０２内に格納しておき、このグラフと、位置シフト量、およびウォームアップ開始からの経過時間を初期温度Ｔ１および温度差ΔＴから補正してなる実質的蓄熱時間とから、閾値温度の補正量を得ることができる。
もっとも、図１３（ｂ）で述べたように、通紙位置シフト量とピーク温度のズレ量は、ほぼ線形比例の関係にあるため、すべての通紙位置シフト量について図１４の関係を求めなくても代表的な通紙位置シフト量についてだけ実験により求め、残りの通紙位置シフト量については、線形補間により閾値温度補正量を求めるようにしても構わない。
（２）定着温度制御
以下、実施の形態２における定着温度制御の内容について、フローチャートに基づき説明する。
もっとも、図１３（ｂ）で述べたように、通紙位置シフト量とピーク温度のズレ量は、ほぼ線形比例の関係にあるため、すべての通紙位置シフト量について図１４の関係を求めなくても代表的な通紙位置シフト量についてだけ実験により求め、残りの通紙位置シフト量については、線形補間により閾値温度補正量を求めるようにしても構わない。
（２）定着温度制御
以下、実施の形態２における定着温度制御の内容について、フローチャートに基づき説明する。
図１５は、実施の形態１における定着温度制御（図６）のフローチャートと異なる部分の説明をするための部分的なフローチャートである。
ステップＳ２０のプリント制御に際し、記録シートのサイズと蓄熱状態量の取得（ステップＳ２１、Ｓ２２）に合わせて、上記シフト量センサーＳ３により通紙位置シフト量を取得する（ステップＳ３１）。
ステップＳ２０のプリント制御に際し、記録シートのサイズと蓄熱状態量の取得（ステップＳ２１、Ｓ２２）に合わせて、上記シフト量センサーＳ３により通紙位置シフト量を取得する（ステップＳ３１）。
そして、記録シートサイズ、蓄熱状態量、通知位置シフト量に基づき、消磁コイル切替基本テーブルにおける閾値温度の補正量を求める閾値温度補正処理を実行する（ステップＳ３２）。
図１６は、この閾値温度補正処理のサブルーチンの内容を示すものであって、図７とステップ番号の同じものは同じ内容を示す。
図１６は、この閾値温度補正処理のサブルーチンの内容を示すものであって、図７とステップ番号の同じものは同じ内容を示す。
まず、定着器５の蓄熱状態を指標するものとして通電タイマーによるウォームアップ開始からの経過時間（蓄熱時間）を取得する（ステップＳ１０１）。
そして、ウォームアップ開始時における中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ１（図６のステップＳ１２参照）、およびウォームアップ開始直後の温度上昇時における温度差ΔＴ（同図ステップＳ１６参照）によって定着器５の温まり具合の程度（蓄熱状態）を推定し、図１１（ｂ）の補正テーブルに基づき上記蓄熱時間を補正する（ステップＳ１０２）。
そして、ウォームアップ開始時における中央温度センサーＳ１の検出温度Ｔ１（図６のステップＳ１２参照）、およびウォームアップ開始直後の温度上昇時における温度差ΔＴ（同図ステップＳ１６参照）によって定着器５の温まり具合の程度（蓄熱状態）を推定し、図１１（ｂ）の補正テーブルに基づき上記蓄熱時間を補正する（ステップＳ１０２）。
そして、通紙位置シフト量に応じた蓄熱時間と閾値温度補正量の関係を示すグラフ（図１４参照）を選択する（ステップＳ１２１）。
ステップＳ１２１で選択したグラフに基づき、閾値温度補正量を取得する（ステップＳ１０３）。
その後、図１５のフローチャートにリターンして、上記閾値温度補正量に基づきステップＳ２４の消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。このステップＳ２４の処理については実施の形態１と全く同じなので説明を省略する。
ステップＳ１２１で選択したグラフに基づき、閾値温度補正量を取得する（ステップＳ１０３）。
その後、図１５のフローチャートにリターンして、上記閾値温度補正量に基づきステップＳ２４の消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ制御を実行する。このステップＳ２４の処理については実施の形態１と全く同じなので説明を省略する。
以上、本実施の形態においては、実施の形態における記録シートの通紙幅および蓄熱状態量に加えて、定着器５に通紙される記録シートの通紙位置シフト量に基づき、消磁コイルのＯＮ／ＯＦＦ制御の基本テーブルの閾値温度の補正を行ったので、特に、給紙カセットから４１から定着器５までの搬送路が長く、搬送中に記録シートが幅方向に位置ずれするような場合において、端部温度センサーＳ２の検出値に基づき非通紙領域のピーク温度がその上限値を上回らないように的確に制御することが可能となる。
図１７は、本実施の形態による非通紙領域におけるピーク温度抑制の効果を示すための実験データであり、Ａ４縦通しで連続通紙した場合におけるピーク温度の到達値をプロットしたものである。
（ア）のグラフは、消磁コイルＯＮ切替テーブル（図９（ａ）参照）の閾値温度を一切補正がない場合（従来技術）において、朝一番にウォームアップ開始直後に連続通紙したときピーク温度を示しており、特に通紙位置シフト量が８ｍｍの際には、ピーク温度が２５０℃を大きく超えている。
（イ）のグラフは、同じく従来技術において、通電後３０分経過した後に連続通紙したときのピーク温度を示している。通紙位置シフト量が８ｍｍの際には、やはりピーク温度が耐熱温度の２３０℃を超えている。
（ウ）のグラフは、朝一番にウォームアップ開始直後に連続通紙したとき、本実施の形態２（消磁コイルＯＮ切替テーブルの閾値温度を、装置の蓄熱状態および通紙位置シフト量によって補正）による消磁コイルのＯＮ制御した場合におけるピーク温度を示す。図に示すようにピーク温度が２２０℃から２３０℃の範囲内に収まっている。
（エ）のグラフは、通電後３０分経過した後に連続通紙したとき、同じく実施の形態２において、消磁コイルのＯＮ制御した場合におけるピーク温度を示す。（ウ）の場合よりもさらにピーク温度が抑制されているのが分かる。
（ア）のグラフは、消磁コイルＯＮ切替テーブル（図９（ａ）参照）の閾値温度を一切補正がない場合（従来技術）において、朝一番にウォームアップ開始直後に連続通紙したときピーク温度を示しており、特に通紙位置シフト量が８ｍｍの際には、ピーク温度が２５０℃を大きく超えている。
（イ）のグラフは、同じく従来技術において、通電後３０分経過した後に連続通紙したときのピーク温度を示している。通紙位置シフト量が８ｍｍの際には、やはりピーク温度が耐熱温度の２３０℃を超えている。
（ウ）のグラフは、朝一番にウォームアップ開始直後に連続通紙したとき、本実施の形態２（消磁コイルＯＮ切替テーブルの閾値温度を、装置の蓄熱状態および通紙位置シフト量によって補正）による消磁コイルのＯＮ制御した場合におけるピーク温度を示す。図に示すようにピーク温度が２２０℃から２３０℃の範囲内に収まっている。
（エ）のグラフは、通電後３０分経過した後に連続通紙したとき、同じく実施の形態２において、消磁コイルのＯＮ制御した場合におけるピーク温度を示す。（ウ）の場合よりもさらにピーク温度が抑制されているのが分かる。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態では、定着器５として、消磁コイル５０ｂ、５０ｃの２種類のサイズの消磁コイルを設けたが、使用する記録シートのサイズが少なければ、１種類のサイズでも構わないし、反対にさらに他種類のサイズについて、細かく非通紙領域の異常温度を制御するため、必要に応じ３種類以上のサイズの消磁コイルを設けても構わない。それらの消磁コイルの種類に応じて、消磁コイル切替基本テーブル（図９（ａ）（ｂ）））が修正される。
（２）上記実施の形態における各補正用のテーブルは、各記録シートのサイズに共通であったが、各記録シートサイズごとに補正用テーブルを設けておけば、さらにきめ細かい定着温度制御が可能となる。
（３）上記実施の形態では、消磁コイル５０ｂ、５０ｃのみで、非通紙領域が異常昇温するのを抑制するようにした。しかし、例えば、Ａ５Ｔサイズのような通紙幅が極端に小さな記録シートの通紙をする場合には、その非通紙領域を上記消磁コイル５０ｂ、５０ｃではとてもカバーしきれない。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
（１）上記実施の形態では、定着器５として、消磁コイル５０ｂ、５０ｃの２種類のサイズの消磁コイルを設けたが、使用する記録シートのサイズが少なければ、１種類のサイズでも構わないし、反対にさらに他種類のサイズについて、細かく非通紙領域の異常温度を制御するため、必要に応じ３種類以上のサイズの消磁コイルを設けても構わない。それらの消磁コイルの種類に応じて、消磁コイル切替基本テーブル（図９（ａ）（ｂ）））が修正される。
（２）上記実施の形態における各補正用のテーブルは、各記録シートのサイズに共通であったが、各記録シートサイズごとに補正用テーブルを設けておけば、さらにきめ細かい定着温度制御が可能となる。
（３）上記実施の形態では、消磁コイル５０ｂ、５０ｃのみで、非通紙領域が異常昇温するのを抑制するようにした。しかし、例えば、Ａ５Ｔサイズのような通紙幅が極端に小さな記録シートの通紙をする場合には、その非通紙領域を上記消磁コイル５０ｂ、５０ｃではとてもカバーしきれない。
この場合には、上記消磁コイル５０ｂ、５０ｃをＯＮにすることに加えて、システム速度を、例えば９０％の速度に落としてプリントするようにすればよい。これにより、生産性は少し低下するが、加圧ローラー５２の温度推移が高くなり、通紙により加熱ローラー５１から記録シートに奪われる単位時間当りの熱量が少なくなるので、ＩＨ電源６から供給する電力をそれだけ落とすことができ、これにより非通紙領域の昇温を抑制することができるからである。
（４）なお、上記実施の形態における各テーブルにおける数値などは、あくまでも本発明を説明するための実施例の一例であって、具体的には、装置の仕様、定着器の構成部品、磁束発生部の加熱能力などにより、予め実験により最適な値が決定されるべきものである。
（５）上記実施の形態では、加熱ローラー５１の表面温度を検知する中央温度センサーＳ１、端部温度センサーＳ２として接触型サーミスターを使用したが、温度センサーの種類は、これだけに限らず、他の種類の温度センサー（例えば、非接触型サーミスター）も使用可能である。
（６）上記実施の形態では、加熱回転体として、電磁誘導発熱層５１３を有する加熱ローラー５１を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、電磁誘導発熱層を有する定着ベルトの内側に、別体のローラーを遊挿した構成とすることもできる。
（４）なお、上記実施の形態における各テーブルにおける数値などは、あくまでも本発明を説明するための実施例の一例であって、具体的には、装置の仕様、定着器の構成部品、磁束発生部の加熱能力などにより、予め実験により最適な値が決定されるべきものである。
（５）上記実施の形態では、加熱ローラー５１の表面温度を検知する中央温度センサーＳ１、端部温度センサーＳ２として接触型サーミスターを使用したが、温度センサーの種類は、これだけに限らず、他の種類の温度センサー（例えば、非接触型サーミスター）も使用可能である。
（６）上記実施の形態では、加熱回転体として、電磁誘導発熱層５１３を有する加熱ローラー５１を用いた構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、電磁誘導発熱層を有する定着ベルトの内側に、別体のローラーを遊挿した構成とすることもできる。
また、当該定着ベルトを用いる場合、ローラーに変えて、加圧ローラー５２からの押圧力を受け止める固定の部材を定着ベルトの内側に配するようにしても良い。
加熱回転体の表面を押圧して定着ニップを形成するため、上記実施の形態では加圧ローラーを用いたが、長手方向に延びる板状の押圧部材であっても構わない。ただし、この場合には、押圧部材の加熱回転体と接触する面に耐摩耗、低摩擦化のための表面処理を施すのが望ましい。
（７）また、上記実施の形態では、定着器５における加熱方式として電磁誘導方式を用いて、消磁コイルにより非通紙領域における加熱能力を低下させて、長手方向の加熱強度の分布のパターンを変更できるようにしたが、他の加熱方式であっても通紙領域における加熱能力に対し非通紙領域における加熱能力を低下させる機能を有しさえすれば構わない。
加熱回転体の表面を押圧して定着ニップを形成するため、上記実施の形態では加圧ローラーを用いたが、長手方向に延びる板状の押圧部材であっても構わない。ただし、この場合には、押圧部材の加熱回転体と接触する面に耐摩耗、低摩擦化のための表面処理を施すのが望ましい。
（７）また、上記実施の形態では、定着器５における加熱方式として電磁誘導方式を用いて、消磁コイルにより非通紙領域における加熱能力を低下させて、長手方向の加熱強度の分布のパターンを変更できるようにしたが、他の加熱方式であっても通紙領域における加熱能力に対し非通紙領域における加熱能力を低下させる機能を有しさえすれば構わない。
例えば、ハロゲンヒーター式の定着器であっても、図１８に示すように中空円筒状の金属製の加熱ローラーの内部に、中央の通紙領域にヒーターが集中した第１ヒーター８１１と、両端部の非通紙領域にヒーターが集中した第２ヒーター８１２を挿入し、ウォームアップ時は双方のハロゲンヒーター８１１、８１２に通電し、非通紙領域における異常昇温を抑制する際には、ハロゲンヒーター８１２への通電を停止するようにしてもよい。
（８）上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型カラープリンターを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、定着器を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンターなどに適用することができる。
（８）上記実施の形態では、画像形成装置として、タンデム型カラープリンターを用いて説明したが、本発明の適用範囲は、これに限らず、定着器を有する複写機、ファクシミリ装置、プリンターなどに適用することができる。
また、上記実施の形態及び変形例の内容は、可能な限り組み合わせても構わない。
本発明は、定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、定着装置の温度制御の技術に利用できる。
１ プリンター
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着器
６ ＩＨ電源
５０ａ 電磁誘導コイル
５０ａ、５０ｂ 消磁コイル
５１ 加熱ローラー
５２ 加圧ローラー
５３ 磁束発生部
６０ 制御部
６０６ 消磁コイル切替テーブル記憶部
６０７ 補正テーブル記憶部
６０８ 通電タイマー
Ｓ１ 中央温度センサー
Ｓ２ 端部温度センサー
Ｓ３ シフト量検出センサー
３ 画像プロセス部
４ 給紙部
５ 定着器
６ ＩＨ電源
５０ａ 電磁誘導コイル
５０ａ、５０ｂ 消磁コイル
５１ 加熱ローラー
５２ 加圧ローラー
５３ 磁束発生部
６０ 制御部
６０６ 消磁コイル切替テーブル記憶部
６０７ 補正テーブル記憶部
６０８ 通電タイマー
Ｓ１ 中央温度センサー
Ｓ２ 端部温度センサー
Ｓ３ シフト量検出センサー
Claims (8)
- 加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、
前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、
前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、
記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、
装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、
前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、
第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行し、
さらに、強度分布のパターンを切り替える際に第２の温度検出手段により検出されるべき温度を、パターン切替温度として前記記録シートのサイズ情報に関連付けて格納する基本テーブルを保持し、
前記第２の制御において、前記基本テーブルのパターン切替温度を前記蓄熱情報に基づいて補正し、補正されたパターン切替温度に基づいて前記強度分布のパターンを切り替えるタイミングを決定することを特徴とする定着装置。 - 加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、
前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、
前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、
記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、
装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、
前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、
第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行し、
前記蓄熱情報取得手段により取得される蓄熱情報として、ウォームアップ開始時に第１の温度検出手段により検出された温度、第１の温度検出手段により検出された温度の上昇率およびウォームアップ開始からの経過時間が含まれることを特徴とする定着装置。 - 加熱回転体の周面に、押圧部材を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップに未定着像を担持した記録シートを通紙して定着する定着装置であって、
前記加熱回転体の回転軸方向における加熱強度の分布を複数のパターンに切り替えて加熱可能な加熱手段と、
前記加熱回転体の通紙領域における表面温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記加熱回転体の非通紙領域における表面温度を検出する第２の温度検出手段と、
記録シートの前記回転軸方向におけるサイズ情報を取得するサイズ情報取得手段と、
装置の蓄熱状態を指標する蓄熱情報を取得する蓄熱情報取得手段と、
前記加熱手段に供給する電力および加熱強度の分布のパターンの切り替えを制御する制御手段と、
定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段と
を備え、
前記制御手段は、
第１の温度検出手段の検出結果に基づき、通紙領域が目標定着温度に維持されるように制御する第１の制御を行うと共に、
第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報と前記位置ずれ情報とに基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とする定着装置。 - 前記蓄熱情報取得手段により取得される蓄熱情報として、ウォームアップ開始時に第１の温度検出手段により検出された温度、第１の温度検出手段により検出された温度の上昇率およびウォームアップ開始からの経過時間が含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 - 定着ニップを通過する記録シートの前記回転軸方向における正規の通紙位置からの位置ずれ量を取得する位置ずれ情報取得手段を備え、
前記制御手段は、前記第２の温度検出手段の検出結果と記録シートのサイズ情報と装置の蓄熱情報に加えて、前記位置ずれ情報に基づき、非通紙領域におけるピーク温度が所定温度よりも高くならないように前記加熱手段の加熱強度の分布のパターンを切り替える第２の制御を実行することを特徴とする請求項１、２または４に記載の定着装置。 - 前記加熱手段は、
加熱回転体の回転軸方向に沿って配された励磁コイルから発する交番磁界により加熱回転体に含まれる発熱層を誘導加熱する方式であって、
非通紙領域に該当する領域に消磁コイルを配して、当該消磁コイルの駆動をオン・オフ制御することにより、回転軸方向における加熱強度の分布のパターンが切り替えられること
を特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記加熱手段は、
通電により加熱回転体の回転軸方向における異なる範囲を加熱する複数の発熱体を含み、通電する発熱体を選択することにより回転軸方向における加熱強度の分布のパターンが切り換えられること
を特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の定着装置。 - 前記請求項１から７までのいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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| JP2012240859A JP6051781B2 (ja) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 定着装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2012240859A JP6051781B2 (ja) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 定着装置および画像形成装置 |
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-
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