JP6100625B2 - 定着制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着制御装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真プリンタは印刷画像に対応したトナーを紙に転写させ、転写されたトナー像を熱と圧力により紙に定着させている。従来、例えば、下記特許文献１に記載された定着制御装置及び画像形成装置では、定着制御装置における定着器の長手方向の異なる位置に、複数のヒータと複数の温度検知手段とを設け、この複数の温度検知手段を基に複数のヒータを独立して制御することで定着器の長手方向の温度の安定化を行っていた。

特開２００８−２４９７６３号公報

しかしながら、従来の定着制御装置及び画像形成装置では、以下の（ａ），（ｂ）のような課題があった。

（ａ） 室温まで冷えた状態から印刷を開始すると、定着器を保持している保持部材２１の温度が低く、かつ保持部材の熱容量が大きいため、保持部材と近接している定着器の端部で加熱不足が発生し，定着不良を起こす。

（ｂ） 上記（ａ）の対策として定着器の温度を予め高温に設定する制御方法があるが、このような定着制御装置及び画像形成装置では、消費電力が大きい。

本発明の内の第１発明の定着制御装置は、熱を供給する加熱手段と、印刷媒体が通過する通過領域と、前記通過領域の両側の前記印刷媒体が通過しない非通過領域とを有し、前記通過領域を通過させて前記熱により加熱して前記印刷媒体上の画像を定着する定着手段と、前記通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する第１温度検知手段と、前記非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力する第２温度検知手段と、前記定着手段の目標温度を前記第１検知温度及び前記第２検知温度に応じて変更し、前記定着手段の温度を前記目標温度に加熱制御する加熱制御手段と、を備え、前記加熱制御手段は、前記第１検知温度が印刷開始可能温度範囲に入っているか否かに応じて、定着前であるか定着時であるかを判断し、前記定着前であると判断した場合には、定着前用切替温度を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度および前記定着前用切替温度に基づいて前記目標温度を決定し、前記定着時であると判断した場合には、前記定着前用切替温度とは異なる定着時用切替温度を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度および前記定着時用切替温度に基づいて前記目標温度を決定する、ことを特徴とする。

第２発明の定着制御装置は、前記第１発明の定着制御装置が更に、前記定着手段を保持示する保持手段の温度を検知して第３検知温度を出力する第３温度検知手段を備え、前記加熱制御手段は、前記第１検知温度及び前記第２検知温度に応じて前記目標温度を変更し、前記目標温度を前記第３検知温度で補正することを特徴とする。

第３発明の画像形成装置は、前記第１又は第２発明の定着制御装置が搭載されたことを特徴とする。

本発明の定着制御装置及び画像形成装置によれば、定着手段の通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する第１温度検知手段と、前記定着手段の非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力する第２温度検知手段と、前記定着手段の目標温度を前記第１検知温度及び前記第２検知温度に応じて変更し、前記定着手段の温度を前記目標温度に加熱制御する加熱制御手段とを備えている。前記加熱制御手段は、前記第１検知温度が印刷開始可能温度範囲に入っているか否かに応じて定着前であるか定着時であるかを判断し、前記定着前であると判断した場合には前記第１検知温度、前記第２検知温度および定着前用切替温度に基づいて前記目標温度を決定し、前記定着時であると判断した場合には前記第１検知温度、前記第２検知温度および定着時用切替温度に基づいて前記目標温度を決定する。これにより、定着手段の加熱不足による定着不良の発生を防止しつつ、低消費電力化できる定着制御装置及び画像形成装置を提供することができる。

図１は図２の画像形成装置の構成の概略を示すブロック図である。 図２は本発明の実施例１における画像形成装置の構造の概略を示す図である。 図３は図２中の定着器６の温度制御の概要を説明するための斜視図である。 図４は図２中のベルト方式の定着器６の構造を示す断面図である。 図５は図３中のハロゲンヒータ１８Ａの構造と発熱方法とを説明するための図である。 図６は図３中の定着器６の構造とハロゲンヒータ１８Ａの発熱量の分布を説明するための図である。 図７は比較例の定着器の温度制御及び温度変化を説明するための図である。 図８は図３中の定着器６における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。 図９は図１中の定着器６の温度制御の処理を示すフローチャートである。 図１０は図３中の定着器６における温度制御及び温度変化を説明するための図である。 図１１は図３中の定着器６における温度制御及び温度変化を説明するための図である。 図１２は本発明の実施例２における画像形成装置の構成の概略を示すブロック図である。 図１３は図１２中の定着器６の温度制御の概要を説明するための斜視図である。 図１４は図１２中の定着器６のウォームアップ中における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。 図１５は図１２中の定着器６の印刷中における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。 図１６は図１２中の定着器６の温度制御の処理を示すフローチャートである。 図１７は図１２中の定着器６の温度制御及び温度変化を説明するための図である。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置の構造の概略を示す図である。

本実施例１の画像形成装置は、例えば、プリンタであり、筐体ＫＴを有している。筐体ＫＴ内には、印刷媒体としての用紙１を繰り出すホッピングローラ２と、ホッピングローラ２により繰り出された用紙１を矢印方向に搬送する用紙搬送部３ａ〜３ｄと、記録光の露光部材としての発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）ヘッド４と、記録光に応じた現像剤像としてのトナー像を形成するトナー像形成部５と、用紙１上にトナー像を定着させる定着手段としての定着器６と、が設けられている。用紙１の搬送順に、トナー像形成部５と定着器６とが配置されている。ＬＥＤヘッド４は、トナー像形成部５に隣接して配置されている。

図１は、図２の画像形成装置の構成の概略を示すブロック図である。
本実施例１の画像形成装置は、印刷動作の全体を制御する印刷制御部１０を有しており、この印刷制御部１０には、定着器６の温度を加熱制御する加熱制御部１１が内蔵されている。

印刷制御部１０には、ＬＥＤヘッド４、トナー像形成部５に現像電圧を印加するトナー像形成部電源１２、及び用紙１を搬送する用紙搬送モータ１４へ電力を供給するモータ電源１３が接続されている。

加熱制御部１１は、定着器６の温度の検知結果に基づいて、定着器６に内蔵された加熱手段としての定着ヒータ１８へ電力を供給するヒータ電源１５をオン/オフ制御するものである。加熱制御部１１には、ヒータ電源１５と、定着器６における用紙１が通過する通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する第１温度検知手段としての中央サーミスタ１６と、定着器６における通過領域の両側の用紙１が通過しない非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力する第２温度検知手段としてのサイドサーミスタ１７と、が接続されている。

実施例１の定着制御装置は、加熱制御部１１、ヒータ電源１５、定着ヒータ１８、定着器６、中央サーミスタ１６及びサイドサーミスタ１７から構成されている。この定着制御装置中の加熱制御部１１とヒータ電源１５とによって加熱制御手段が構成されている。

図３は、図２中の定着器６の温度制御の概要を説明するための斜視図である。
定着器６は、用紙１を加熱しつつ搬送する加熱部材としての加熱ローラ１９と、この加熱ローラ１９の内部に非接触に配置されて加熱ローラ１９を加熱する定着ヒータ１８（例えば、ハロゲンヒータ１８Ａ）と、加熱ローラ１９と接触して用紙１を加熱ローラ１９の方向へ加圧する加圧部材としての加圧ローラ２０と、加熱ローラ１９の通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する中央サーミスタ１６と、加熱ローラ１９の非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力するサイドサーミスタ１７と、から構成されている。

加熱ローラ１９は、直径３０ｍｍの円筒形状で、アルミニウム製の素管によって構成された基体としての芯金を有している。加熱ローラ１９は、図示しないギアを有しており、このギアが、図２に示された用紙搬送部３ａ〜３ｄにより回転駆動されることで、加熱ローラ１９が回転駆動される。

加圧ローラ２０は、図示しないばね等の弾性体により、加熱ローラ１９に圧接する向きに押し付けられている。加圧ローラ２０は、加熱ローラ１９に当接しており、この当接部分によりニップ部Ｎが形成されている。

サーミスタ１６，１７は、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する特性の素子である。加熱制御部１１は、サーミスタ１６，１７の抵抗値を検知して中央サーミスタ１６及びサイドサーミスタ１７の抵抗値から第１検知温度及び第２検知温度それぞれを算出する。中央サーミスタ１６は、加熱ローラ１９の表面で長手方向中央部に非接触に配置されている。サイドサーミスタ１７は、加熱ローラ１９の表面で長手方向の非通過領域に接触して設置されている。中央サーミスタ１６は、常に用紙１が通過する通過領域での加熱ローラ１９の表面温度を算出する。サイドサーミスタ１７は、加熱ローラ１９の長手方向端部に配置され，特に用紙１が通過しない非通過領域での加熱ローラ１９の表面温度を算出する。中央サーミスタ１６及びサイドサーミスタ１７は、第１検知温度Ｔcen及び第２検知温度Ｔsideを加熱制御部１１へそれぞれ出力するようになっている。

加熱制御部１１は、ハロゲンヒータ１８Ａへ電力を供給するヒータ電源１５へ制御信号を出力している。加熱制御部１１は、第１検知温度Ｔcen及び第２検知温度Ｔsideから加熱ローラ１９上の用紙１の端部温度Ｔendを算出し、加熱ローラ１９の中央部の温度Ｔcenが所定の目標温度になるように、ハロゲンヒータ１８Ａへ電力を供給するヒータ電源１５へ制御信号を出力してヒータ電源１５をオン/オフ制御するものである。

図４は、図２中のベルト方式の定着器６の構造を示す断面図である。
定着器６は、保持部材２１によって保持され、トナー像が形成された用紙１を加熱ローラ１９と、用紙１を加熱ローラ１９とで挟持して加圧する加圧ローラ２０と、用紙１を加圧ローラ２０とで挟持して加圧する第２の加圧部材としての加圧パッド１９ｅに懸架されて加熱ローラ１９に接触して回転する無端ベルトから構成されている定着ベルト１９ａと、を有している。

加熱ローラ１９は、図示しないギアを介して図示しない駆動モータと接続されており、この駆動モータにより回転駆動されるようになっている。加熱ローラ１９は、ばね１９ｃにより、加圧ローラ２０に圧接する向きに押し付けられている。加圧ローラ２０は、加熱ローラ１９に当接しており、この当接部分によりニップ部Ｎが形成されている。

加熱ローラ１９と加圧パッド１９ｅとは、定着ベルト１９ａの内側に配置され、定着ベルト１９ａを介して加圧ローラ２０を押圧するように構成されている。更に、加圧パッド１９ｅは、定着ベルト１９ａの走行方向（＝用紙搬送方向Ｘ）において、加圧ローラ２０より上流に配置されている。加圧パッド１９ｅは、付勢部材としてのスプリング１９ｃの付勢力により、又、加熱ローラ１９は、図示しないスプリングの付勢力により、それぞれ、定着ベルト１９ａを介して加圧ローラ２０に付勢され、ニップ部Ｎを形成するように構成されている。加熱ローラ１９は、例えば、鉄又はアルミニウム等の金属である中空パイプの芯金から構成されている。

加圧パッド１９ｅは、保持部材２１に取り付けられた加圧パッドガイド１９ｄに沿って移動可能に設けられている。加圧パッド１９ｅは、一端が加圧パッドガイド１９ｄに固定されたスプリング１９ｃにより、定着ベルト１９ａを介して加圧ローラ２０に付勢されるように構成されている。

定着ベルト１９ａは、例えば、ポリイミドによって形成された基層と、その表面に形成されたシリコーンからなる耐熱性の弾性層と、その弾性層上に形成された離型層から構成された無端フィルムである。定着ベルト１９ａは、保持部材２１に固定されたガイド部材としての定着ベルトガイド１９ｂと、加熱ローラ１９及び加圧パッド１９ｅに懸架されている。定着ベルト１９ａは、加熱ローラ１９と加圧ローラ２０とに挟持されてニップ部Ｎａを形成し、更に、加熱ローラ１９と加圧パッド１９ｅとに挟持されてニップ部Ｎｂを形成するように構成されている。

このように、２つのニップ部Ｎａ，Ｎｂが形成されているので、用紙１の通過時には、ニップ部Ｎが１つの場合に比べ、より多くの熱を用紙１に対して与えることができる。この結果、定着器６の温度を下げる、或いは、より高速の印刷が可能になるという効果がある。

更に、ニップ部Ｎｂにおける加圧ローラ２０の加熱ローラ１９に対する付勢力（＝圧力）は、ニップ部Ｎａにおける加圧パッド１９ｅの加熱ローラ１９に対する付勢力（＝圧力）よりも大きくなるように構成されている。このため、用紙１上の現像剤としてのトナーに対し、ニップ部Ｎの入口付近よりも出口付近での圧力が高くなるので、効率的、効果的にトナーを定着させることができるという効果がある。

つまり、トナーは、温度が高いほど融解が進行する性質を有している。ニップ部Ｎａを通過中の用紙１のトナーは、まだ十分加熱されていないので、融解が不十分の状態にある。ニップ部Ｎｂでは、トナーは、十分加熱されており、ここで、用紙１及びトナーを相対的に高い圧力で加圧することにより、効果的にトナーを変形させ定着させることができる。

用紙ガイド２４は、保持部材２１に固定され、トナー像形成部５から搬送される用紙１をガイドする機能を有している。分離プレート２５は、加熱ローラ１９に張り付いた用紙１を分離する分離爪であり、加熱ローラ１９に近接して配置されている。

尚、図４に示された定着ベルト１９ａは、加熱ローラ１９を内包するように設置され、加圧ローラ２０と接触するものであるが、定着ベルトを、加圧ローラ２０を内包するように配置し、加熱ローラ１９と接触するものとしても良い。

図５（ａ），（ｂ）は、図３中のハロゲンヒータ１８Ａの構造と発熱方法とを説明するための図である。

図５（ａ）は、ハロゲンヒータ１８Ａの構成を示す図であり、図５（ｂ）は、ハロゲンヒータ１８Ａの発熱量とスイッチ１８ｅのオン/オフ状態との関係を示す図である。

図５（ａ）において、ハロゲンヒータ１８Ａは、例えばタングステン等からなる発熱体としてのフィラメント１８ａと、フィラメント１８ａを保持するガラス管１８ｂと、ガラス管１８ｂの両端部に設けられた保持部材２１と電気的に絶縁するための例えばセラミック等からなる絶縁体１８ｃ１，１８ｃ２と、から構成されている。ガラス管１８ｂの中には、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスと、臭素、塩素等とが有機ハロゲン化物の状態で封入されている。

ハロゲンヒータ１８Ａは、フィラメント１８ａへの電力の供給と停止により、ガラス管１８ｂに封入された不活性ガスと、臭素、塩素等と、を有機ハロゲン化物が加熱・冷却されることで、ハロゲンとタングステンとの間にハロゲンサイクルを生じさせて、定着器６の寿命に亘り加熱機能を発揮する。ハロゲンヒータ１８Ａには、フィラメント１８ａへ供給する電力をオン/オフ制御するスイッチ１５ａを内蔵する交流のヒータ電源１５が、ヒータ配線１８ｄ１，１８ｄ２により接続されている。

スイッチ１５ａは、加熱制御部１１から出力される制御信号により、導通状態をオン／オフ制御するものである。スイッチ１５ａは、大電流を流すことができるトライアック等の半導体スイッチにより構成されている。スイッチ１５ａがオン状態のとき、ヒータ電源１５から供給される電力によりフィラメント１８ａを発熱させ、スイッチ１５ａがオフ状態のとき、ヒータ電源１５からの電力供給が停止されてフィラメント１８ａは発熱を停止する。

ヒータ電源１５から供給された電力は、配線１８ｄ１，１８ｄ２を通してフィラメント１８ａへ送られ、その電力によってフィラメント１８ａが発熱する。ガラス管１８ｂは透光性であり，フィラメント１８ａの発熱により発生した熱を透過し，加熱ローラ１９の芯金内面に熱を輻射する。ヒータ電源１５の出力電圧は、例えば、交流１００Ｖであり、フィラメント１８ａの消費電力は、例えば、１２００Ｗである。

スイッチ１５ａのオン/オフ状態とフィラメント１８ａの発熱量との関係が図５（ｂ）に示されている。ヒータ電源１５は、スイッチ１５ａのオン/オフにより、交流電力の供給と交流電力の遮断の２つの状態しか制御することができないため、加熱ローラ１９の加熱量の調整は所定期間内の加熱時間を調整することで制御される。

図６（ａ），（ｂ）は、図３中の定着器６の構造と、ハロゲンヒータ１８Ａの発熱量の分布を説明するための図である。

図６（ａ）は、加熱ローラ１９の内部には１本のハロゲンヒータ１８Ａが内蔵された構造を示す図であり、図６（ｂ）は、ハロゲンヒータ１８Ａの長手方向の発熱量分布を示す図である。

発熱ローラ１９は、用紙１を加圧ローラ２０と挟持して搬送する必要があるため、加熱ローラ１９及び加圧ローラ２０の各両端部が、保持部材２１により保持されたボールベアリング２１ａ，２１ｂにより回転可能に保持されている。そのため、ハロゲンヒータ１８Ａの発熱によって加熱ローラ１９に輻射された熱の一部は、ボールベアリング２１ａ及び保持部材２１を通して図２中の筐体ＫＴへ伝熱される。筐体ＫＴは強度が必要なため堅牢にする必要があり，その結果、加熱ローラ１９よりも熱容量が非常に大きくなる。

以上のことから，特に、定着器６全体が室温まで冷えた状態から加熱ローラ１９の加熱を開始すると、用紙１の通過領域である加熱ローラ１９の中央部の温度Ｔcenは上昇しても、加熱ローラ１９の長手方向の用紙１の端部温度Ｔendは、熱が筐体ＫＴへ放熱されることで温度が十分に上昇せずに定着不良が発生する可能性がある。この印刷開始時の定着不良を防止するために、本実施例１では、例えば、ハロゲンヒータ１８Ａ内部の端部に近いフィラメント１８ａ１，１８ａ４の抵抗値を、中央部のフィラメント１８ａ２，１８ａ３の抵抗値に較べ大きく設定することで、端部における発熱量を多く設定している。

（実施例１の動作）
本実施例１の動作について、（Ｉ）画像形成装置の動作と、（II）比較例の定着制御装置の動作と、（III）図３中の定着器６の温度差の相関関係と、（IＶ）実施例１の定着制御装置の動作と、に分けて説明する。

（Ｉ） 画像形成装置の動作
図１及び図２を参照しつつ、画像形成装置の概略の動作について説明する。

図１において、印刷指示を受けると、印刷制御部１０は、ＬＥＤヘッド４、トナー像形成部電源１２、モータ電源１３、及びヒータ電源１５を駆動する。

図２において、印刷指示を受けると、印刷制御部１０は、図示しない用紙搬送モータ１４を駆動してホッピングローラ２及び用紙搬送部３ａ，３ｂによって画像形成のタイミングに合わせて、用紙１をトナー像形成部５へ搬送する。ＬＥＤヘッド４は、印刷情報に応じた記録光をトナー像形成部５へ照射し、トナー像形成部５は照射された記録光に応じたトナー像を用紙１上に形成する。その後、用紙搬送部３ｂ，３ｃによって定着器６へ用紙１が搬送される。定着器６は、定着前のトナー像が形成された用紙１をニップ部Ｎへ迎え入れ、加熱及び加圧によって用紙１上のトナー像を定着させた後に、用紙搬送部３ｃ，３ｄによって画像を定着した用紙１を排出し、画像形成動作を終了する。

（II） 比較例の定着制御装置の動作
図７（ａ）〜（ｃ）は、比較例の定着器の温度制御及び温度変化を説明するための図である。

図７（ａ）は、加熱ローラ１９の熱容量が大きい場合の温度制御及び温度変化を示し、図７（ｂ）は、加熱ローラ１９の熱容量が小さい場合の温度制御及び温度変化を示し、更に、図７（ｃ）は、加熱ローラ１９の熱容量が小さい場合の改良した温度制御及び温度変化を示している。

先ず、図７（ａ）に示された熱容量が大きい場合は、加熱ローラ１９の熱容量が大きいので、ハロゲンヒータ１８Ａから供給された熱量が加熱ローラ１９の内部に一度蓄積される。そのため、印刷時に用紙１が定着器６に到達して加熱ローラ１９と接触すると、その蓄積された熱量が加熱ローラ１９の表面から用紙１に供給される。同時に、加熱制御部１１は、ハロゲンヒータ１８Ａを駆動させるため、ハロゲンヒータ１８Ａから加熱ローラ１９へ熱量が供給されるが、その熱量も加熱ローラ１９内部に一度蓄積されてから用紙１へ供給される。その結果、加熱ローラ１９を通した熱量の移動は、加熱ローラ１９の蓄熱量により急激な変動が抑えられるため、加熱ローラ１９の表面温度の変動が少ない。

更に、ハロゲンヒータ１８Ａの発熱量は中央よりも端部を大きく設定しているため、印刷を継続していくと徐々に用紙１端部温度Ｔendは中央部の温度Ｔcenに近づく。用紙１の端部温度Ｔendの変動が少なくなるため、例えば、印刷初期の時刻t01に、下限温度Ｔlimitを超えていればその後下限温度Ｔlimitを下回ることはない。

次に、図７（ｂ）に示された熱容量が小さい場合は、加熱ローラ１９に図７（ａ）と同ーの制御を行うと、熱容量が小さいため加熱ローラ１９の表面温度の上昇速度は速くなる。更に、印刷速度が速くなるほど単位時間に通過する用紙１が多くなることから、単位時間当たりに加熱ローラ１９から奪われる熱量も多くなる。そのため、ハロゲンヒータ１８Ａをオフさせると加熱ローラ１９から大きな熱量が奪われる。熱容量の小さい定着器６ではその内部の蓄熱量が少ないために表面温度が急速に低下する。

表面温度の急速な低下に対応するため、ハロゲンヒータ１８Ａの発熱量を大きく設定して対応しているが、温度制御としては所定温度に到達するとハロゲンヒータ１８Ａをオフさせて、所定温度まで低下してからハロゲンヒータ１８Ａをオンさせる。そのため、熱容量が小さく印刷速度の速い画像形成装置では、用紙１の端部温度Ｔendの変動が大きくなる。

用紙１の端部温度Ｔendの変動を少なくする対策として、ハロゲンヒータ１８Ａのオン/オフを細かく制御することも考えられるが、同じ電源ラインにつながれた他の電子機器へフリッカノイズ等の雑音を与えてしまう等の副作用もあるため十分ではない。そこで、端部温度Ｔendの変動を許容しても定着不良が発生しないように、定着不良を発生させない下限温度Ｔlimitよりも高くなるように目標温度を高く設定する対策が考えられるが、目標温度を高く設定すると消費電力が大きくなり、最近の省電力嗜好に合致しない。

最後に、図７（ｃ）に示された改良された温度制御及び温度変化では、温度制御の開始から時刻ｔ２までの間は、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprn＋一定温度ΔＴに設定し、時刻ｔ２以降は、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprn下げている。この温度制御の方法によると、図７（ａ），（ｂ）よりも用紙１端部温度Ｔendが下限温度Ｔlimit以上になる時間を短縮しつつ、低消費電力化できる定着制御装置及び画像形成装置を提供することができる。

しかし、図７（ａ）〜（ｃ）の比較例では、定着器６の非通過領域の温度Ｔsideが考慮されていないので、非通過領域の温度Ｔsideを考慮していない分、余裕をもって定着器６を加熱する必要があり、更に低消費電力化する余地を残している。そこで、定着器６の非通過領域の温度Ｔsideを考慮して、更に低消費電力化した本発明の実施例１の定着制御装置の動作を以下に説明する。

（III） 図３中の定着器６の温度差の相関関係
図８（ａ），（ｂ）は、図３中の定着器６における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。

図８（ａ）は、ウォームアップ中の定着器６の第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの差（ｘ）と、用紙１の端部温度Ｔendと第１検知温度Ｔcenとの差（ｙ）と、の相関を示している。図８（ｂ）は、印刷中の定着器６の第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの差（ｘ）と、用紙１の端部温度Ｔendと第１検知温度Ｔcenとの差（ｙ）と、の相関を示している。用紙１の端部温度Ｔendは、用紙端部にサーミスタを接触させて追加し、実験的に各部の相関を測定することで得られる。

図８（ａ），（ｂ）上にプロットされた点は、室温２５℃のときの実験データであり、ｘとｙには、正の１次相関がある。図８（ａ）から、ウォームアップ中のｘとｙの相関は、ｙ＝０．５５ｘであり、図８（ｂ）から、印刷中のｘとｙとの相関は、ｙ＝０．５０ｘである。

ここで、上記相関関係が得られる理由について述べる。ハロゲンヒータ１８Ａにより供給される熱は、加熱ローラ１９の中央部から、加熱ローラ１９の端部を経て、加熱ローラ１９のサイドサーミスタ１７が設置されている非通過領域を経由して、加熱ローラ１９の保持部材２１から筐体ＫＴへ流出する。各部の熱抵抗は、加熱ローラ１９の部材の厚さ、長さ、熱伝導率等の材料の特性で決定されるため固有の一定値である。更に、この流出する熱量が温度差に比例することから、中央サーミスタ１６の温度Ｔcenとサイドサーミスタ１７の温度Ｔsideの差と、流出する熱量が比例する。熱抵抗が一定のため、温度差（Ｔside−Ｔcen）と温度差（Ｔend−Ｔcen）との相関関係が得られる。相関１次係数α１はウォームアップ時（＝定着前）と印刷時（＝定着時）とで異なり、上述したように、ウォームアップ時の係数α１＝０．５５、印刷時の係数α１＝０．５０である。これはサイドサーミスタ１７が非通過領域にあるため、用紙１がないウォームアップ時と用紙１がある印刷時とで、見かけ上の熱抵抗値が変わるためである。

一般に、第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの温度差（ｘ）に対する、用紙１の端部温度Ｔendと第１検知温度Ｔcenとの温度差（ｙ）の相関１次係数をα１とすると、次の（１）式で表せる。
（Ｔend−Ｔcen）＝α１×（Ｔside−Ｔcen） ・・・（１）
（１）式を用紙１の端部温度Ｔendについて解くと、
Ｔend＝α１×（Ｔside−Ｔcen）＋Ｔcen ・・・（２）

更に、相関１次係数α１は、
α１＝（Ｔend−Ｔcen）／（Ｔside−Ｔcen） ・・・（３）
となる。加熱制御部１１は、中央サーミスタ１６が出力する第１検知温度Ｔcen及びサイドサーミスタ１７が出力する第２検知温度Ｔsideが入力されると、（２）式から、用紙１の端部温度Ｔendを算出することができる。

ここでは、実験で求めたウォームアップ用のα１＝０．５５、印刷用のα１＝０．５０を予め加熱制御部１１内の図示しないメモリに保存しておく。

次に、切替温度Ｔcold1の設定方法について説明する。
発明者は、定着器６の中央部の温度Ｔsenと用紙１の端部温度Ｔendとの温度差が１５℃以内であれば定着不良を発生しないことを、経験則として発見した。この経験則から、用紙１の端部温度Ｔendが中央部の温度Ｔcenに対して１５℃より大きくなると定着不良が発生してしまう。

そこで、中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenとサイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideから、用紙１の端部で定着不良が発生する条件を求め、この条件温度を切替温度Ｔcold1とする。中央部の温度Ｔcenと用紙１の端部温度Ｔendとの温度差が切替温度Ｔcold1を超える場合は、目標温度Ｔspを高く補正が必要である。

切替温度Ｔcold1は、以下の（４）式から算出できる。
Ｔcold1＝−１５÷α１ ・・・（４）

図８から求めたα１に基づいて（４）式から切替温度Ｔcold1を算出すると、ウォームアップ用の切替温度Ｔcold1は−２７℃、印刷用の切替温度Ｔcold1は−３０℃が得られる。

（IＶ） 実施例１の定着制御装置の動作
印刷制御部１０が印刷指示を受けると、用紙搬送手段３ａ〜３ｄにより図示しないギアを介して加熱ローラ１９を回転駆動させる。更に、定着器６の中央サーミスタ１６で検知した結果Ｔcenを補正して得られる加熱ローラ１９の温度が、予め決定しておいた印刷可能温度範囲内であるか否かを判断し、範囲内であれば用紙１の搬送を開始する。ここで、印刷可能温度範囲とは、トナーを用紙１に正常に定着させることができる温度範囲であり、下限温度としてのＴlimitと上限温度としてのＴ２を有している。下限温度Ｔlimitは、例えば、１６０℃であり、上限温度Ｔ２は、例えば、２００℃である。

加熱ローラ１９の表面温度Ｔcenが上限温度Ｔ２よりも高い温度であった場合は、加熱制御部１１は、ヒータ電源１５からハロゲンヒータ１８Ａへの電力供給を停止して加熱ローラ１９の温度を低下させる（以下、これを「クールダウン」という）。加熱ローラ１９の表面温度Ｔcenが下限温度Ｔlimitよりも低い温度であった場合は、加熱制御部１１は、ヒータ電源１５からハロゲンヒータ１８Ａへの電力供給を行うことで加熱ローラ１９の温度Ｔcenを上昇させる(以下、これを「ウォームアップ」という)。

図９は、図１中の定着器６の温度制御の処理を示すフローチャートである。
図１〜図６、及び図８を参照しつつ図９のフローに沿って、本実施例１の定着制御装置の動作について、以下説明する。

図１中の定着器６の温度制御が開始されると、ステップＳ１へ進む。ステップＳ１において、印刷制御部１０、図示しない上位からの印刷要求発生を検知し，印刷要求が検知されると（Ｙ）、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、印刷制御部１０は、上位からの印刷要求内容を加熱制御部１１へ送る。加熱制御部１１は、印刷制御部１０からの情報から最適と判断した印刷温度Ｔprnを設定し、加熱ローラ１９の表面温度Ｔcenが印刷温度Ｔprnとなるように加熱ヒータ１９の温度制御を開始し、ステップＳ３へ進む。ここで、印刷温度Ｔprnは、各印刷条件に対して最適な設定温度で、中央部と端部との温度差が１５℃以内であれば問題なく印刷できる温度であり、予め実験的に求め、印刷制御部１０内の図示しないメモリに保存しておく。尚、中央部と端部との温度差は、定着器６の構造により決められる値であり、実験的に求められる。

ステップＳ３において、加熱制御部１１は、中央サーミスタ１６及びサイドサーミスタ１７から第１検知温度Ｔcen及び第２検知温度Ｔsideを取得し、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、加熱制御部１１は、第１検知温度Ｔcenが印刷開始可能温度範囲に入っているか否かで、現在ウォームアップ中か、印刷中かを判断し、ウォームアップ中と判断した場合は（Ｙ）、ステップＳ５へ進み、印刷中と判断した場合は（Ｎ）、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ５において、加熱制御部１１は、ウォームアップ用の係数α１（例えば、０．５５）及び切替温度Ｔcold1（例えば、−２７℃）を選択し、ステップＳ７へ進む。ステップＳ６において、加熱制御部１１は、現在印刷中であると判断した場合、印刷用の係数α1（例えば、０．５０）及び切替温度Ｔcold1（例えば、−３０℃）を選択し、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、加熱制御部１１は、第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの温度差と、ステップＳ５又はＳ６で選択された切替温度Ｔcold1とを比較し、Ｔside−Ｔcen＜Ｔcold1の場合は（Ｙ）、定着器６が低温であると判断し、ステップＳ８へ進み、Ｔside−Ｔcen≧Ｔcold1の場合は（Ｎ）、定着器６は必要十分に温まっていると判断し、ステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、加熱制御部１１は、目標温度Ｔspの補正を行わず、目標温度Ｔsp＝印刷温度Ｔprnとし、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ８において、加熱制御部１１は、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprn＋ΔＴとする補正を行い、ステップＳ１０へ進む。

ここで、目標温度Ｔspの補正値ΔＴは、以下の式で求められる。
ΔＴ＝−１×（Ｔend−Ｔcen）＋１５
＝−０．５５×（Ｔside−Ｔcen）＋１５

つまり，補正後の目標温度Ｔspは以下となる。
Ｔsp＝Ｔprn＋ΔＴ＝Ｔprn−０．５５×（Ｔside−Ｔcen）＋１５

ここで、例えば、印刷温度Ｔprn＝１８０℃、第１検知温度Ｔcen＝１６０℃、第２検知温度Ｔside＝１１０℃の場合は、
Ｔsp＝１８０＋{−０．５５×（１１０−１６０）−１５}＝１９３℃
となる。

目標温度Ｔspの補正は、中央サーミスタ１６とサイドサーミスタ１７との温度差が大きいほど、定着器６が冷えていると判断してより高温に補正する。これは、温度差が大きい状態では、加熱ローラ１９を保持している保持部材２１の温度が低いと判断できるためであり、保持部材２１の温度が低いと、それに接触して保持されている加熱ローラ１９の端部から流出する熱量が大きいため、加熱ローラ１９の端部の温度が低くなる現象につながる。この温度低下を補うために、目標温度Ｔspを高く設定する。

ステップＳ１０において、印刷制御部１０は、印刷終了の命令が受け付けられないと（Ｎ）、ステップＳ３へ戻り、ステップＳ１０において、印刷終了の命令が受け付けられるまで、ステップＳ３〜Ｓ１０の処理を繰り返す。ステップＳ１０において、印刷終了の命令を受け付けると（Ｙ）、印刷制御部１０は、温度制御の処理を終了する。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、定着器６が室温まで冷えた状態で印刷要求を受けたときの図３中の定着器６の温度制御及び温度変化を説明するための図である。

図１０（ａ）は、目標温度Ｔsp、定着器６の中央部の第１検知温度Ｔcen、定着器６の非通過領域の第２検知温度Ｔside、及び用紙１の端部温度Ｔendの時間的変化を示す図である。図１０（ｂ）は、ヒータオン（ＯＮ）信号の時間的変化を示す図であり、更に、図１０（ｃ）は、第２検知温度Ｔsideから第１検知温度Ｔcenを減じた温度差の時間的変化を示す図である。

時刻ｔ０において、定着器６の各部の温度は、下限温度Ｔlimitより低温の室温になっている。この状態から印刷制御部１０が印刷要求を受けると、加熱制御部１１は、加熱ローラ１９の加熱制御を開始し、各部の温度Ｔcen，Ｔside，Ｔendが上昇を始める。

時刻ｔ１において、加熱制御部１１は、サイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideと中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenとの温度差が、切替温度Ｔcold1よりも低温であることを検知し、目標温度Ｔspの補正を開始する。その結果，加熱制御部１１は、加熱ローラ１９の表面温度Ｔcenを印刷温度Ｔprnよりも高い目標温度Ｔprn＋ΔＴに制御する。温度が上昇し印刷開始可能温度範囲に到達すると、印刷制御部１０は、印刷処理を開始する。

加熱制御部１１は、ハロゲンヒータ１８Ａの駆動制御を継続し、定着器６の中央部の温度Ｔcenを目標温度Ｔspに制御する。加熱制御部１１は、中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenとサイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideとの温度差と、切替温度Ｔcold1との比較判定と目標温度Ｔspの補正値ΔＴの計算を継続する。

時刻ｔ２において、加熱制御部１１は、サイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideと中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenとの温度差が切替温度Ｔcold1よりも高温であることを検知し、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprnへ戻し、この温度差が切替温度Ｔcold1よりも高温である限り、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprnに固定する。

時刻ｔ３において、用紙１の端部温度Ｔendは、定着不良を起こさない十分高い温度に維持されているので、目標温度Ｔspの補正を解除しても、用紙１の端部温度Ｔendが下限温度Ｔlimitを下回ることはなく、定着不良の発生はない。

図１０における用紙１の端部温度Ｔendが下限温度Ｔlimitを越え、印刷が開始できるまでの印刷開始時間は、比較例を示す図７（ａ）〜（ｃ）のいずれの印刷開始時間よりも短い。又、実施例１を示す図１０と比較例を示す図７（ｃ）とを比較すると、図１０では、Ｔside−Ｔcen＜Ｔcold1の期間で目標温度Ｔspが可変制御されているのに対し、図７（ｃ）では、温度制御の開始から時刻ｔ２まで、目標温度Ｔspが一定温度ΔＴ高く設定されている。このため、実施例１の温度制御は、図７（ｃ）に示された比較例の温度制御に較べ、低消費電力化が図られている。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、定着器６が温まった状態で印刷要求を受けたときの図３中の定着器６の温度制御及び温度変化を説明するための図である。

図１１（ａ）は、目標温度Ｔsp、定着器６の中央部の温度Ｔcen、定着器６の非通過領域の温度Ｔside及び用紙１の端部温度Ｔendの時間的変化を示す図である。図１１（ｂ）は、ヒータＯＮ信号の時間的変化を示す図である。更に、図１１（ｃ）は、第２検知温度Ｔsideから第１検知温度Ｔcenを減じた温度差の時間的変化を示す図である。

時刻ｔ０において、加熱制御部１１は、中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenとサイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideとの温度差が切替温度Ｔcold1よりも小さいので、目標温度Ｔspは印刷温度Ｔprnに固定され、補正は行わない。

時刻ｔ１において、それでも定着器６は十分に温まっているので、中央と端部の温度差も十分に小さく、時刻ｔ１〜ｔ３に亘って、用紙１の端部温度Ｔendが下限温度Ｔlimitを下回ることはなく、定着不良の発生もない。

（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（１），（２）のような効果がある。

（１） 加熱制御部１１は、定着器６上の用紙１が通過する通過領域に設けられた中央サーミスタ１６の第１検知温度Ｔcenと、非通過領域に設けられたサイドサーミスタ１７の第２検知温度Ｔsideと、の温度差に応じて目標温度Ｔspの補正を行うようにしている。これにより、定着器６が十分冷えた状態から印刷を行う場合でも、用紙１の端部における定着不良の発生を防止することができる。

（２） 用紙１の端部温度Ｔendが低い場合のみ、目標温度Ｔspを必要最小限の高温化補正を行うので、必要最小限の消費電力で印刷することができ、無駄な消費電力の増加を防止することができる。

（実施例２の構成）
本発明の実施例２の画像形成装置の構造の概略は、実施例１を示す図２と同様である。

図１２は、本発明の実施例２における画像形成装置の構成の概略を示すブロック図であり、実施例１を示す図１と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の画像形成装置は、印刷動作の全体を制御する実施例１とは機能が異なる印刷制御部１０Ａを有している。この印刷制御部１０Ａには、定着器６の温度を加熱制御する実施例１とは機能が異なる加熱制御部１１Ａが内蔵されている。

加熱制御部１１Ａは、実施例１と同様のヒータ電源１５、中央サーミスタ１６及びサーミスタ１７が接続され、更に、定着器６を保持する保持部材２１の温度を検知して第３検知温度Ｔambを出力する第３温度検知手段としてのフレームサーミスタ２７が接続されている。加熱制御部１１Ａは、第１、第２、第３検知温度Ｔcen，Ｔside，Ｔambに基づいて、ハロゲンヒータ１８Ａへ電力を供給するヒータ電源１５をオン/オフ制御して、定着器６の温度制御を行うものである。

本実施例２の定着制御装置は、加熱制御部１１Ａ、ヒータ電源１５、ハロゲンヒータ１８Ａ、定着器６、中央サーミスタ１６、サイドサーミスタ１７及びフレームサーミスタ２７から構成されている。

図１３は、図１２中の定着器６の温度制御の概要を説明するための斜視図であり、実施例１を示す図３と共通の要素には共通の符号が付されている。

本実施例２の定着制御装置では、図３に示された実施例１の定着制御装置に、新たにフレームサーミスタ２７が追加されている。このフレームサーミスタ２７は、定着器６を保持する図示しない保持部材２１にねじ等で固定されており、保持部材２１の温度を検出して第３検知温度Ｔambを加熱制御部１１Ａへ出力する。

加熱制御部１１Ａは、第３検知温度Ｔambに基づいて目標温度Ｔspを補正し、第１検知温度Ｔcen及び第２検知温度Ｔsideに基づき、定着器６の温度が補正された目標温度Ｔspになるように、ヒータ電源１５内のスイッチ１５ａをオン/オフ制御するための制御信号を出力する。

本実施例２の定着制御装置及び画像形成装置のその他の構成は、実施例１の構成と同様である。

（実施例２の動作）
本実施例２の画像形成装置の動作は、実施例１の画像形成装置の動作と同様であるので省略する。

本実施例２の動作について、（Ｉ）第３検知温度Ｔambと相関１次係数α２及び切替温度Ｔcold2の関係と、（II）実施例２の定着制御装置の動作と、に分けて説明する。

（Ｉ） 第３検知温度Ｔambと相関１次係数α２及び切替温度Ｔcold2の関係
図１４（ａ），（ｂ）は、図１２中の定着器６のウォームアップ中における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。

図１４（ａ）は、第３検知温度としてのフレーム温度Ｔamb＝２５℃、４０℃、４５℃におけるウォームアップ中の定着器６の第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの差（ｘ）と、用紙１の端部温度Ｔendと第１検知温度Ｔcenとの差（ｙ）と、の相関を示す図である。図１４（ｂ）は、フレーム温度Ｔambに対する相関１次係数α２及び切替温度Ｔcold2の変化を示す図である。

図１４（ａ）にプロットされた点は、フレーム温度Ｔamb＝２５℃、４０℃、４５℃における実験データである。フレーム温度Ｔamb＝２５℃、４０℃、４５℃における相関１次係数α２は、それぞれ０．５５、０．４９、０．４４である。フレーム温度Ｔambが高いほど、相関１次係数α２の値が小さくなることが分かる。

図１４（ｂ）は、フレーム温度Ｔambに対し、図１４（ａ）から求めたフレーム温度Ｔamb毎の相関１次係数α２と、上記（４）式にα２を代入して求めた切替温度Ｔcold2とをプロットしたものである。図１４（ｂ）にプロットされた点を直線近似すると、フレーム温度Ｔambに対する係数α２は、
α２＝−０．００５×Ｔamb＋０．６７０ ・・・（５）

フレーム温度Ｔambに対する切替温度Ｔcold2は、
Ｔcold2＝−０．３０×Ｔamb−１９．８９ ・・・（６）
となる。

図１５（ａ），（ｂ）は、図１２中の定着器６の印刷中における異なる２つの温度差間の相関を示す図である。

図１５（ａ）は、第３検知温度としてのフレーム温度Ｔamb＝２５℃、４０℃、４５℃におけるウォームアップ中の定着器６の第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの差（ｘ）と、用紙端部の温度Ｔ端部と第１検知温度Ｔcenとの差（ｙ）と、の相関を示す図である。図１５（ｂ）は、フレーム温度Ｔambに対する相関１次係数α２及び切替温度Ｔcold2の変化を示す図である。フレーム温度Ｔamb＝２５℃、４５℃における相関１次係数α２は、それぞれ０．５０、０．４６である。印刷中のウォームアップ中と同様に、フレーム温度Ｔambが高い程、相関１次係数α２の値が小さくなることが分かる。

図１５（ｂ）は、フレーム温度Ｔambに対し、図１５（ａ）から求めたフレーム温度Ｔamb毎の相関１次係数α２と、上述した（４）式にα２を代入して求めた切替温度Ｔcold2とをプロットしたものである。図１５（ｂ）のＸ−Ｙ座標上にプロットされた点を直線近似すると、フレーム温度Ｔambに対する係数α２は、
α２＝−０．００２×Ｔamb＋０．５４５ ・・・（７）

フレーム温度Ｔambに対する切替温度Ｔcold2は、
Ｔcold2＝−０．１２×Ｔamb−２７．０２ ・・・（８）
となる。

以上の結果から、現在のフレーム温度Ｔambに対して最適な係数α２と判定温度Ｔcold2を、上記（５）式〜（８）式から求めることができる。

ウォームアップ中のフレーム温度Ｔambが、例えば２２℃の場合は、（５）式、（６）式から以下のα２及びＴcold2が得られる。
α２＝−０．００５×２２＋０．６７＝０．５６
Ｔcold2＝−０．３×２２−１９．８９＝−２６．５℃

フレーム温度Ｔambが例えば、４５℃の場合は、同様に以下のα２及びＴcold2が得られる。
α２＝−０．００５×４５＋０．６７＝０．４４５
Ｔcold2＝−０．３×４５−１９．８９＝−３３℃

印刷中のフレーム温度Ｔambが、例えば２２℃の場合は、（７）式、（８）式から以下のα２及びＴcold2が得られる。
α２＝−０．００２×２２＋０．５４６＝０．５０２
Ｔcold2＝−０．１２×２２−２７．０２＝−２９．７℃

フレーム温度Ｔambが、例えば４５℃の場合は、同様に以下のα２及びＴcold2が得られる。
α２＝−０．００２×４５＋０．５４６＝０．４５６
Ｔcold2＝−０．１２×４５−２７．０２＝−３２．４℃

（II） 実施例２の定着制御装置の動作
図１６は、図１２中の定着器６の温度制御の処理を示すフローチャートであり、実施例１を示す図９と共通の要素には共通の符号が付されている。

図１２中の定着器６の温度制御が開始されると、ステップＳ１へ進み、実施例１を示す図９のフローチャート中のステップＳ１〜Ｓ３と同様の処理が行われ、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、加熱制御部１１Ａは、第１検知温度Ｔcenが印刷開始可能温度範囲に入っているか否かで、現在ウォームアップ中か、印刷中かを判断し、ウォームアップ中と判断した場合は（Ｙ）、ステップＳ５Ａへ進み、印刷中と判断した場合は（Ｎ）、ステップＳ６Ａへ進む。

ステップＳ５Ａにおいて、加熱制御部１１Ａは、現在ウォームアップ中であると判断した場合、フレーム温度Ｔambにより補正したウォームアップ用の係数α２及び切替温度Ｔcold2を選択し、ステップＳ７Ａへ進む。フレーム温度Ｔambにより補正したウォームアップ用の係数α２及び切替温度Ｔcold2は、上記（５）式、（６）式により算出される。

ステップＳ６において、加熱制御部１１Ａは、現在印刷中であると判断した場合、フレーム温度Ｔambにより補正した印刷用の係数α２及び切替温度Ｔcold2を選択し、ステップＳ７Ａへ進む。フレーム温度Ｔambにより補正した印刷用の係数α２及び切替温度Ｔcold2は、上記（７）式、（８）式により算出される。

ステップＳ７Ａにおいて、加熱制御部１１Ａは、第２検知温度Ｔsideと第１検知温度Ｔcenとの温度差と、ステップＳ５Ａ，Ｓ６Ａで算出した切替温度Ｔcold2とを比較し、Ｔside−Ｔcen＜Ｔcold2の場合は（Ｙ）、定着器６が低温であると判断し、ステップＳ８Ａへ進み、Ｔside−Ｔcen≧Ｔcold2の場合は（Ｎ）、定着器６は必要十分に温まっていると判断し、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ８Ａにおいて、ステップＳ５Ａ又はＳ６Ａで算出した係数α２と切替温度Ｔcold2を用いて、目標温度Ｔspを印刷温度Ｔprn＋ΔＴに補正する。本実施例２における補正温度ΔＴは、次の（９）式により与えられる。
ΔＴ＝α２×（Ｔside−Ｔcen）＋１５ ・・・（９）

ここで、例えば、ウォームアップ中で、印刷温度Ｔprn＝１８０℃、第１検知温度Ｔcen＝１６０℃、第２検知温度Ｔside＝１１０℃、フレーム温度Ｔamb＝２２℃の場合、ステップＳ５Ａの結果を用いると、目標温度Ｔspは、
Ｔsp＝１８０＋{−０．５６×（１１０−１６０）−１５}＝１９３℃
となる。又、フレーム温度Ｔambが４５℃でウォームアップ中の場合、ステップＳ５Ａの結果を用いると、
Ｔsp＝１８０＋{−０．４４５×（１１０−１６０）−１５}＝１８３℃
となる。

更に、フレーム温度Ｔambが２２℃で印刷中の場合は、ステップＳ６Ａの結果を用いると、
Ｔsp＝１８０＋{−０．５０２×（１１０−１６０）−１５}＝１９０℃
となる。フレーム温度Ｔambが４５℃で印刷中の場合は、ステップＳ６Ａの結果を用いると、
Ｔsp＝１８０＋{−０．４５６×（１１０−１６０）−１５}＝１８８℃
となる。

以上のことから、フレーム温度Ｔambが高いほど、より低い目標温度Ｔspに補正されることが分かる。

ステップＳ９，Ｓ１０において、図９のフローチャートと同様の処理を行い、ステップＳ１０において、印刷制御部１０Ａは、印刷終了の命令を待ち、印刷終了の命令を受け付けると（Ｙ）、温度制御の処理を終了する。

図１７（ａ）〜（ｃ）は、図１２中のフレーム温度高温時の定着器６の温度制御及び温度変化を説明するための図であり、実施例１を示す図１０に対応している。

図１７（ａ）は、目標温度Ｔsp、定着器６の中央部の温度Ｔcen、定着器６の非通過領域の温度Ｔcen及び用紙１の端部温度Ｔendの時間的変化を示す図である。図１７（ｂ）は、ヒータＯＮ信号の時間的変化を示す図である。更に、図１７（ｃ）は、第２検知温度Ｔsideから第１検知温度Ｔcenを減じた温度差の時間的変化を示す図である。

図１７（ａ）と図１０（ａ）との目標温度Ｔspを比較すると、図１７（ａ）における目標温度Ｔspの方が、図１０（ａ）における目標温度Ｔspよりも、低い温度になっている。これは、本実施例２においては、フレーム温度Ｔambに応じて算出された相関１次係数α２及び切替温度Ｔcold2を用いて、目標温度Ｔspの補正が行われているためである。

（実施例２の効果）
本実施例２によれば、定着器６の保持部材２１の温度を検知して第３検知温度Ｔambを出力するフレームサーミスタ２７が新たに追加され、加熱制御部１１Ａは、第３検知温度Ｔambの値に応じて、係数α２及び切替温度Ｔcold2を補正し、補正された係数α２及び切替温度Ｔcold2により、目標温度Ｔspの補正を行うようにしている。これにより、実施例１の効果に加え、定着器６が高温となったときに、目標温度Ｔspを必要以上に高く補正することを防止して、目標温度Ｔspを必要最小限の補正とすることで、更なる消費電力の低減が可能となる。

（変形例）
本発明は、上記実施例１、２に限定されず、種々の利用形態や変形例が可能である。この利用形態や変形例として、例えば、次の（１）〜（５）のようなものがある。

（１） 実施例１、２の定着器６では、定着ヒータ１８は、加熱ローラ１９に非接触で内蔵されたハロゲンヒータ１８Ａであるとして説明したが、定着ヒータ１８はハロゲンヒータ１８Ａに限定されない。例えば、抵抗素子から構成される面状ヒータを用いても良い。

（２） 実施例１、２では、第１〜第３の温度検知手段１６，１７，２７は、温度の増加に伴い抵抗値が減少するサーミスタであると説明したが、温度検知手段は、サーミスタに限定されず、温度の増加に伴い抵抗値が増加するポジスタや熱電対等を用いても良い。

（３） 実施例１、２では、ベルト方式の定着器６の構造を、図４に基づいて説明したが、定着器６の構造はベルト方式に限定されない。本発明の定着制御装置は、定着ベルト１９ａを用いず、加熱ローラ１９と加圧ローラ２０とにより定着するローラ方式の定着器にも適用可能である。加熱ローラ１９に弾性層をもたないモノクロ方式（単色方式）の定着器にも適用可能である。

（４） 実施例１、２では、定着器６の中央部の温度Ｔcenと用紙１の端部温度Ｔendとの温度差が１５℃以内であれば、定着不良が発生しないという経験則と、係数α１から切替温度Ｔcold1を算出している。しかし、定着器６の構造、材質、更には定着器６を保持する保持部材２１の構造、材質により、各部の熱抵抗が異なるので、定着器６及び保持部材２１等の構造、材質毎に、実験的により定着不良が発生しない条件を求め、求めた温度差の条件と係数α１から切替温度Ｔcold1を算出することができる。

（５） 実施例１、２では、プリンタを例として画像形成装置を説明したが、画像形成装置は、プリンタに限定されない。例えば、ＭＦＰ(Multifunction Peripheral)やファクシミリ装置、複写装置等にも適用可能である。

１ 用紙
２ ホッピングローラ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 用紙搬送部
４ ＬＥＤヘッド
５ トナー像形成部
６ 定着器
１０，１０Ａ 印刷制御部
１１，１１Ａ 加熱制御部
１５ ヒータ電源
１６ 中央サーミスタ
１７ サイドサーミスタ
１８ 定着ヒータ
１８Ａ ハロゲンヒータ
１９ 加熱ローラ
２０ 加圧ローラ
１９ａ 定着ベルト
２１ 保持部材
２７ フレームサーミスタ

Claims (21)

1. 熱を供給する加熱手段と、
   印刷媒体が通過する通過領域と、前記通過領域の両側の前記印刷媒体が通過しない非通過領域とを有し、前記通過領域を通過させて前記加熱手段の熱により加熱して前記印刷媒体上の画像を定着する定着手段と、
   前記通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する第１温度検知手段と、
   前記非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力する第２温度検知手段と、
   前記定着手段の目標温度を前記第１検知温度及び前記第２検知温度に応じて変更し、前記定着手段の温度を前記目標温度に加熱制御する加熱制御手段と、
   を備え、
   前記加熱制御手段は、
   前記第１検知温度が印刷開始可能温度範囲に入っているか否かに応じて、定着前であるか定着時であるかを判断し、
   前記定着前であると判断した場合には、定着前用切替温度を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度および前記定着前用切替温度に基づいて前記目標温度を決定し、
   前記定着時であると判断した場合には、前記定着前用切替温度とは異なる定着時用切替温度を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度および前記定着時用切替温度に基づいて前記目標温度を決定する
   ことを特徴とする定着制御装置。
2. 前記定着前は、前記印刷媒体に画像が定着される前の加熱制御状態であり、
   前記定着時は、前記印刷媒体に画像が定着される際の加熱制御状態であり、
   前記加熱制御手段は、
   前記定着前であると判断した場合には、さらに、定着前用１次相関係数を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度、前記定着前用切替温度および前記定着前用１次相関係数に基づいて前記目標温度を決定し、
   前記定着時であると判断した場合には、さらに、定着時用１次相関係数を選択することにより、前記第１検知温度、前記第２検知温度、前記定着時用切替温度および前記定着時用１次相関係数に基づいて前記目標温度を決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の定着制御装置。
3. 前記定着前用１次相関係数は、前記定着時用１次相関係数より大きい
   ことを特徴とする請求項２記載の定着制御装置。
4. 前記第１検知温度をＴcen 、前記第２検知温度をＴside、前記定着前用１次相関係数をα１、前記印刷媒体の端部温度をＴend とすると、
   前記加熱制御手段は、
   前記定着前である判断した場合には、Ｔend ＝α１×（Ｔside−Ｔcen ）＋Ｔcen に基づいて、前記印刷媒体の端部温度Ｔend を算出すると共に、前記第１検知温度と前記印刷媒体の端部温度との温度差と前記定着前用切替温度とを比較することにより、前記目標温度を決定し、
   前記第１検知温度をＴcen 、前記第２検知温度をＴside、前記定着時用１次相関係数をα１、前記印刷媒体の端部温度をＴend とすると、
   前記加熱制御手段は、
   前記定着時である判断した場合には、Ｔend ＝α１×（Ｔside−Ｔcen ）＋Ｔcen に基づいて、前記印刷媒体の端部温度Ｔend を算出すると共に、前記第１検知温度と前記印刷媒体の端部温度との温度差と前記定着時用切替温度とを比較することにより、前記目標温度を決定する
   ことを特徴とする請求項３記載の定着制御装置。
5. 前記加熱制御手段は、前記第１検知温度と前記第２検知温度との温度差が大きいほど、前記目標温度を高くなるように決定する
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の定着制御装置。
6. 前記定着手段は、
   前記加熱手段の熱により前記画像を加熱する加熱部材と、
   前記印刷媒体を前記加熱部材の方向へ加圧する加圧部材と、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の定着制御装置。
7. 前記定着手段は、
   前記加熱手段の熱により前記画像を加熱する加熱部材と、
   前記印刷媒体を前記加熱部材の方向へ加圧する加圧部材と、
   前記加熱部材を内包するように配置され、前記加圧部材と接触する無端ベルトと、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の定着制御装置。
8. 前記定着手段は、
   前記加熱手段の熱により前記画像を加熱する加熱部材と、
   前記印刷媒体を前記加熱部材の方向へ加圧する加圧部材と、
   前記加圧部材を内包するように配置され、前記加熱部材と接触する無端ベルトと、
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の定着制御装置。
9. 前記加熱部材は、加熱ローラであり、
   前記加圧部材は、加圧ローラである
   ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれか１項に記載の定着制御装置。
10. 前記加熱制御手段は、前記第１検知温度と前記第２検知温度との温度差から算出した前記印刷媒体の端部温度に応じて、前記目標温度を変更する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の定着制御装置。
11. 前記目標温度は、前記温度差が大きいほど高く変更される
    ことを特徴とする請求項１０記載の定着制御装置。
12. 前記加熱手段は、ハロゲンヒータである
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の定着制御装置。
13. 前記加熱手段は、面状ヒータである
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の定着制御装置。
14. 前記加熱手段は、前記印刷媒体の搬送方向に対し垂直方向に一定の長さを有し、
    前記定着手段における前記通過領域の端部の発熱量は、前記通過領域の中央部の発熱量より大きい
    ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の定着制御装置。
15. 更に、 前記定着手段を保持する保持部材の温度を検知して第３検知温度を出力する第３温度検知手段を備え、
    前記加熱制御手段は、前記第１検知温度と前記第２検知温度とに応じて前記目標温度を変更し、前記目標温度を前記第３検知温度で補正する
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の定着制御装置。
16. 前記目標温度は、前記第３検知温度が低いほど高く補正される
    ことを特徴とする請求項１５記載の定着制御装置。
17. 熱を供給する加熱手段と、
    印刷媒体が通過する通過領域と、前記通過領域の両側の前記印刷媒体が通過しない非通過領域とを有し、前記通過領域を通過させて前記加熱手段の熱により加熱されて前記印刷媒体上の画像を定着する定着手段と、
    前記通過領域の温度を検知して第１検知温度を出力する第１温度検知手段と、
    前記非通過領域の温度を検知して第２検知温度を出力する第２温度検知手段と、
    前記定着手段の目標温度を前記第１検知温度及び前記第２検知温度に応じて変更し、前記定着手段の温度を前記目標温度に加熱制御する加熱制御手段と、を備え、
    前記加熱制御手段は、
    前記第１検知温度と前記第２検知温度との差である第１温度差と、前記第１検知温度と前記印刷媒体の端部温度との差である第２温度差と、の１次相関係数が、定着開始前と定着中とで異なることを利用し、前記定着開始前と前記定着中とで、前記定着手段の前記目標温度を変更して、温度制御を行うことを特徴とする定着制御装置。
18. 前記定着開始前の１次相関係数は、前記定着中の１次相関係数より大きい
    ことを特徴とする請求項１７記載の定着制御装置。
19. 前記第１検知温度をＴcen 、前記第２検知温度をＴside、前記定着開始前の１次相関係数をα１、前記印刷媒体の端部温度をＴend とすると、
    前記加熱制御手段は、前記定着開始前において、Ｔend ＝α１×（Ｔside−Ｔcen ）＋Ｔcen に基づいて、前記印刷媒体の端部温度Ｔend を算出し、
    前記第１検知温度をＴcen 、前記第２検知温度をＴside、前記定着中の１次相関係数をα１、前記印刷媒体の端部温度をＴend とすると、
    前記加熱制御手段は、前記定着中において、Ｔend ＝α１×（Ｔside−Ｔcen ）＋Ｔcen に基づいて、前記印刷媒体の端部温度Ｔend を算出する
    ことを特徴とする請求項１８記載の定着制御装置。
20. 更に、前記定着手段を保持する保持部材の温度を検知して第３検知温度を出力する第３温度検知手段を備え、
    前記加熱制御手段は、前記第３検知温度に対する１次相関係数と、定着不良が発生しない場合の前記第１温度差である切替温度との関係に基づいて、前記第３検知温度の値に応じて前記１次相関係数及び前記下限温度を補正しつつ、前記定着手段の温度制御を行う
    ことを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のいずれか１項に記載の定着制御装置。
21. 請求項１ないし請求項２０のいずれか１項に記載の定着制御装置が搭載された
    ことを特徴とする画像形成装置。

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