JP7059013B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着器、あるいは記録材上の定着済み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。また、この像加熱装置を備える画像形成装置に関する。

像加熱装置として、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触するヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成するローラと、を有する装置がある。この像加熱装置を搭載する画像形成装置で小サイズ紙を連続プリントすると、ニップ部長手方向において紙が通過しない領域（非通紙部）の温度が徐々に上昇するという現象（非通紙部昇温）が発生する。像加熱装置としては、非通紙部の温度が装置内の各部材の耐熱温度を超えないようにする必要がある。非通紙部昇温を抑制する手法の一つとしては、ヒータ上の発熱抵抗体をヒータ長手方向において複数のグループ（発熱ブロック）に分割し、記録材のサイズに応じてヒータの発熱分布（加熱領域）を切換える装置が提案されている（特許文献１）。上記装置では、記録材が通過する通紙部の温度は、トナー画像を定着させるために必要な温度に制御し、非通紙部の温度は、省エネルギーなどの観点から、制御温度を低く、あるいは発熱ＯＦＦとし、フィルムが回転するために必要な下限温度で制御している。複数に分割された発熱ブロックには、それぞれ発熱体の温度を検知するための検知部材が配置され、その検知結果に基づいて発熱量を制御する。記録材の端部位置に該当する発熱ブロックでは、１つの発熱ブロックの中で通紙部と非通紙部ができ、長手方向に温度差が生じる。そのため、１つの発熱ブロックごとに長手位置の異なる複数の温度検知手段を配置し、各部分の温度を検知して制御に使用する例も提案されている（特許文献２）。この場合、複数ある温度検知手段のうち、記録材の長手方向の搬送基準位置に近い温度検知手段の温度に基づいて発熱ブロックを制御する方法が提案されている。

特開２０１４－５９５０８号公報 特願２０１７－４１７４３号公報

しかしながら、分割された発熱ブロックのうち非通紙部に該当する発熱ブロックを、複数配置された温度検知手段のうち搬送基準位置に近い検知部材で制御すると、通紙基準から遠い部分でフィルムが回転するために必要な下限温度を下回ってしまう場合がある。搬送基準位置に近い温度検知手段は、高温である通紙域の温度や非通紙部昇温の影響を受け、制御温度よりも高い温度を検知する。そのため、搬送基準位置に近い温度検知手段で制御すると、制御温度に収束させるために電力を絞ってしまい、非通紙部昇温の影響を受けていない搬送基準位置から遠い部分で、制御温度を下回ってしまう。非通紙部に該当する発熱ブロックの制御温度はフィルムが回転するために必要な下限温度に設定しているため、制御温度を下回った部分ではフィルムの回転を補助するためのグリスの粘度が上昇してトルクが増大し、フィルムが回転しにくくなる。その結果、記録材の搬送不良が発生することが懸念される。

本発明の目的は、複数の発熱ブロックのそれぞれの温度を長手方向全域で適切に制御し、記録材の搬送を安定させることができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域を加熱するための前記通電を、前記非通過加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
複数の記録材にそれぞれ形成された画像に対して連続的に加熱を行う場合において、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域に配置された複数の温度検知素子のなかで記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、記録材の搬送間隔を制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
前記通電制御部は、
前記複数の加熱領域のうちの記録材が通過しない非通過加熱領域のうち、記録材が通過する通過加熱領域と隣接する隣接加熱領域を加熱するための前記通電を、
前記隣接加熱領域に配置された複数の温度検知素子のなかで記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、
前記非通過加熱領域のうち前記通過加熱領域と隣接しない非隣接加熱領域を加熱する際の目標温度よりも高く、前記通過加熱領域を加熱する際の目標温度よりも低い温度を目標温度として、制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部で
あって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
前記通電制御部は、
前記複数の加熱領域のうちの記録材が通過しない非通過加熱領域のうち、記録材が通過する通過加熱領域と隣接しない非隣接加熱領域を加熱するための前記通電を、
前記非通過加熱領域のうち前記通過加熱領域と隣接する隣接加熱領域に配置された複数の温度検知素子のなかで記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、
前記隣接加熱領域を加熱する際の目標温度よりも高く、前記通過加熱領域を加熱する際の目標温度よりも低い温度を目標温度として、制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過しない非画像加熱領域を加熱するための前記通電を、前記非画像加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
複数の記録材にそれぞれ形成された画像に対して連続的に加熱を行う場合において、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過しない非画像加熱領域に配置された複数の温度検知素子のなかで記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、記録材の搬送間隔を制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記複数の加熱領域のそれぞれの温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子の検知温度に基づいて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子は、前記複数の加熱領域のそれぞれに複数配置されており、
前記通電制御部は、
前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過しない非画像加熱領域を加熱するための前記通電を、
前記非画像加熱領域と隣接する加熱領域の両方が記録材に形成された画像が通過する画像加熱領域である場合、前記非画像加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、隣接する前記画像加熱領域のうち通過するトナーの量が多い方の前記画像加熱領域に最も近い温度検知素子の検知温度に基づいて、制御し、
前記非画像加熱領域と隣接する加熱領域の両方が前記画像加熱領域でない場合、前記非画像加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記画像から最も遠い温度検知素子の検知温度に基づいて、制御する
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が上記像加熱装置であることを特徴とする。

本発明によれば、複数の発熱ブロックのそれぞれの温度を長手方向全域で適切に制御し、記録材の搬送を安定させることができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の断面図 実施例１の定着装置の断面図 実施例１のヒータ構成図 実施例１の比較例の温度分布 実施例１を表すフローチャート 実施例１の温度分布 実施例２を表すフローチャート 実施例２の温度分布 実施例３を表すフローチャート 実施例３の温度分布 実施例４を表すフローチャート 実施例４の温度分布 実施例５で通紙するトナー画像 実施例５の比較例の温度分布 実施例５を表すフローチャート 実施例５の温度分布 実施例５で通紙するトナー画像の別の例 実施例６の温度分布 実施例６を表すフローチャート

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］
図１は、本発明の実施例の画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成するレーザプリンタである。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光体１９を走査する。これにより感光体１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像器１７からトナーが供給され、感光体１９上に画像情報に応じたトナー画像が形成される。一方、給紙カセット１１に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、ローラ１３によってレジストローラ１４に向けて搬送される。さらに記録材Ｐは、感光体１９上のトナー画像が感光体１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光体１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）２００で加熱されてトナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、ローラ２６、２７によってレーザプリンタ１００上部のトレイに排出される。なお、１８は感光体１９を清掃するクリーナである。商用の交流電源４０１に接続された制御手段（通電制御部）としての制御回路４００から定着装置２００へ電力供給している。上述した、感光体１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像器１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。１５は交換ユニットとしてのカートリッジを示している。

本実施例のレーザプリンタ１００は複数の記録材サイズに対応している。給紙カセット１１には、Ｌｅｔｔｅｒ紙（約２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）、Ａ４紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）、Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ紙（約１８４ｍｍ×２６７ｍｍ）、Ａ５紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）等をセットできる。

本実施例のプリンタは、基本的に紙を縦送りする（紙の長辺が搬送方向と平行になるように搬送する）レーザプリンタである。尚、紙を横送りするプリンタについても、本提案の構成を同様に適用できる。そして、装置が対応している定型の記録材の幅（カタログ上の記録材の幅）のうち最も大きな（幅が大きな）記録材はＬｅｔｔｅｒ紙であり、幅は約２１６ｍｍである。また、上記の画像形成装置は、単色のモノクロトナーを使用したモノクロレーザプリンタを代表例に説明を行っているが、これに限られるものではない。例えば、２色以上のカラートナーを中間転写ベルトを介して記録材上に転写し画像形成するタンデム方式等のカラーレーザプリンタに本発明を適用することも可能である。

図２は、本実施例に係る像加熱装置としての定着装置２００の模式的断面図である。定着装置２００は、加熱回転体である筒状のフィルム２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ１１００と、フィルム２０２を介してヒータ１１００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ（加圧回転体）２０８と、を有する。フィルム２０２のベース層の材質は、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属である。また、フィルム２０２には耐熱ゴム等の弾性層や、耐熱樹脂からなる離型層を設けても良い。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１１００は、液晶ポリマーのような耐熱樹脂製の保持部材２０１に保持されている。保持部材２０１は、フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。

上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記複数の温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体によって加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体へ供給される電力を、前記非通過加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
を備える像加熱装置において、
前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体に加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過しない非画像加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体に供給される電力を、前記非画像加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過する画像加熱領域から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部は、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体とを有するヒータと、を有し、前記ヒータの熱を利用して前記記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
前記複数の温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
を有し、
前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体によって加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域を加
熱するために前記複数の発熱体へ供給される電力を、前記非通過加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする。

加圧ローラ２０８は、動力源としてのモータ３０から動力を受けて矢印方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、フィルム２０２が従動して回転する。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。このように、定着装置２００は、筒状のフィルム２０２と、フィルム２０２の内面に接触するヒータ１１００と、を有し、フィルム２０２を介したヒータ１１００の熱で記録材に形成された画像を加熱する。

ヒータ１１００は、セラミック製の基板１１０５と、基板１１０５上に設けられ電力を供給することによって発熱する発熱抵抗体（発熱体）（図３参照）を有する。基板１１０５の定着ニップ部Ｎの面（第１の面）には、フィルム２０２の摺動性を確保するため、ガラス製の表面保護層１１０８が設けられている。基板１１０５の定着ニップ部Ｎ側の面とは反対側の面（第２の面）には、発熱抵抗体を絶縁するため、ガラス製の表面保護層１１０７が設けられている。第２の面には電極（ここでは代表としてＥ１４を示してある）が露出しており、給電用の電気接点（ここでは代表としてＣ１４を示してある）が電極に接触することにより発熱抵抗体が電気的に交流電源４０１と接続される。なお、ヒータ１１００の詳細な説明は後述する。

２１２は、ヒータ１１００の異常発熱により作動してヒータ１１００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の保護素子である。保護素子２１２は、ヒータ１１００に当接、若しくはヒータ１１００に対して若干のギャップを設けて配置されている。２０４は、保持部材２０１に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーであり、保持部材２０１、及びヒータ１１００を補強する役目もある。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、実施例１のヒータ１１００の構成図を示している。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示す記録材Ｐの搬送基準位置Ｘ付近のヒータ１１００の断面図を示している。図３（Ｂ）は、ヒータ１１００の各層の平面図を示している。図３（Ｃ）は、ヒータ１１００を保持する保持部材の平面図である。
本実施例のプリンタは、記録材の幅方向（搬送方向に対して直交する方向）の中央を搬送基準位置Ｘに合わせて搬送する中央基準のプリンタである。

次にヒータ１１００の構成を詳述する。フィルム２０２と接触するヒータ面とは反対側のヒータ面であるヒータ１１００の裏面層１には、第１の導電体１１０１と第２の導電体１１０３と発熱抵抗体（発熱体）１１０２との組からなる発熱ブロックがヒータ１１００の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ１１００は、合計７つの発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７を有し、その長手方向に７つに分割された加熱領域を選択的に組み合わせることで、記録材のサイズに応じた種々の発熱範囲を形成する。発熱ブロックの独立制御に関しては後述する。

各発熱ブロックは、夫々、基板の長手方向に沿って設けられている第１の導電体１１０１と、第１の導電体１１０１とは基板の短手方向（長手方向と直交する方向）で異なる位置で基板の長手方向に沿って設けられている第２の導電体１１０３と、を有する。更に第１の導電体１１０１と第２の導電体１１０３の間に設けられており第１の導電体１１０１と第２の導電体１１０３を介して供給される電力により発熱する発熱抵抗体１１０２を有する。
各発熱ブロックの発熱抵抗体１１０２は、ヒータ１１００の短手方向における基板中央を基準に、互いに対称な位置に形成された発熱抵抗体１１０２ａ、及び発熱抵抗体１１０２ｂに分かれている。また、第１の導電体１１０１は、発熱抵抗体１１０２ａと接続され
た導電体１１０１ａと、発熱抵抗体１１０２ｂと接続された導電体１１０１ｂに分かれている。発熱抵抗体１１０２ａ、及び発熱抵抗体１１０２ｂが基板中央を基準に互いに対称な位置に形成されている。

ヒータ１１００は７つの発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７を有するので、発熱抵抗体１１０２ａは１１０２ａ－１～１１０２ａ－７の７つに分かれている。同様に、発熱抵抗体１１０２ｂは１１０２ｂ－１～１１０２ｂ－７の７つに分かれている。更に、第２の導電体１１０３も１１０３－１～１１０３－７の７つに分かれている。なお、発熱抵抗体１１０２ａ－１～１１０２ａ－７が、基板１１０５内において記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置されており、発熱抵抗体１１０２ｂ－１～１１０２ｂ－７が基板１１０５内において記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。

ヒータ１１００の裏面層２には、発熱抵抗体１１０２、第１の導電体１１０１、及び第２の導電体１１０３を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層１１０７が設けられている。但し、表面保護層１１０７は、給電用の電気接点Ｃ１１～Ｃ１７、Ｃ１８－１、Ｃ１８－２が接触する電極部Ｅ１１～Ｅ１７、Ｅ１８－１、Ｅ１８－２は覆っていない。電極Ｅ１１～Ｅ１７は、夫々、第２の導電体１１０３－１～１１０３－７を介して、発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７に電力供給するための電極である。電極Ｅ１８－１、Ｅ１８－２は、第１の導電体１１０１ａ、１１０１ｂを介して発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７に電力給電するための電極である。

ところで、導電体の抵抗値はゼロではないため、ヒータ１１００の長手方向における発熱分布に影響を与える。そこで、第１の導電体１１０１ａ、１１０１ｂ、及び第２の導電体１１０３－１～１１０３－７の電気抵抗の影響を受けても発熱分布が不均一にならないように、電極Ｅ１８－１、及びＥ１８－２はヒータ１１００の長手方向の両端部に分けて設けてある。

図２に示したように、ステー２０４と保持部材２０１の間の空間には、安全素子２１２、電気接点Ｃ１１～Ｃ１７、Ｃ１８－１、Ｃ１８－２が設けられている。図３（Ｃ）に示すように、保持部材２０１には、電極Ｅ１１～Ｅ１７、Ｅ１８－１、Ｅ１８－２に接続される電気接点Ｃ１１～Ｃ１７、Ｃ１８－１、Ｃ１８－２を通す孔ＨＣ１１～ＨＣ１７、ＨＣ１８－１、ＨＣ１８－２が設けられている。また、保持部材２０１には保護素子２１２の感熱部を通す孔Ｈ２１２も設けられている。電気接点Ｃ１１～Ｃ１７、Ｃ１８－１、Ｃ１８－２は、バネによる付勢や溶接等の手法によって、対応する電極と電気的に接続されている。保護素子２１２もバネによって付勢されて、その感熱部が表面保護層１１０７に接触している。各電気接点は、ステー２０４と保持部材２０１の間の空間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電部材を介して、ヒータ１１００の制御回路と接続している。

ヒータ１１００の裏面に電極を設けることで、第２の導電体１１０３－１～１１０３－７各々に電気的に接続する配線の為の領域を基板１１０５上に設ける必要がないため、基板１１０５の短手方向の幅を短くすることができる。そのため、ヒータのサイズアップを抑えることができる。なお、図３（Ｂ）に示すように、電極Ｅ１２～Ｅ１６は、基板の長手方向において発熱抵抗体が設けられた領域内に設けられている。

後述するが、本例のヒータ１１００は、複数の発熱ブロックを独立して制御することにより、種々の発熱分布（加熱領域）を形成可能になっている。例えば、記録材のサイズに応じた発熱分布を設定できる。更に、発熱抵抗体１１０２はＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する材料で形成されている。ＰＴＣを有する材料を用いることで、記録材の端部と発熱ブロックの境界とが一致していないケースでも非通紙部の昇温を抑えることができる。

ヒータ１１００の摺動面側の摺動面層１には、各発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７の温度を検知するための複数のサーミスタＴ１－Ｃ～Ｔ７－Ｃ、Ｔ１－Ｅ～Ｔ３－Ｅ、Ｔ４－Ｅ１、Ｔ４－Ｅ２、Ｔ５－Ｅ～Ｔ７－Ｅが形成されている。摺動面とはヒータ１１００においてフィルム２０２と接触する側の面のことである。サーミスタ（温度検知素子）の材料は、ＴＣＲ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が正又は負に大きい材料であれば良い。本例ではＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する材料を基板上に薄く印刷して温度検知手段であるサーミスタを構成した。このサーミスタを使用して、フィルムが目標温度になるように制御を行う。

各発熱ブロックに対するサーミスタ配置について説明する。
図３（Ｂ）に示すように１つの発熱ブロックに対してサーミスタが複数配置されている。例えば発熱ブロックＨＢ１５に対して、２つのサーミスタＴ５－ＣとサーミスタＴ５－Ｅが設置されており、抵抗値検出用の導電パターンＥＴ５－Ｃ、ＥＴ５－Ｅと、共通導電パターンＥＧ１１によって、それぞれ温度検出可能な構成となっている。

本実施例の構成では、サーミスタＴ５－Ｃを発熱ブロックＨＢ１４に隣接する側の端部領域に配置し、サーミスタＴ５－Ｅを発熱ブロックＨＢ１６に隣接する側の端部領域に配置している。紙サイズによっては、発熱ブロックＨＢ１５の中を紙端が通過する場合がある。その際、サーミスタＴ５－Ｃは、紙幅が変わっても、なるべく通紙域内になるように、通紙基準に近い端部に配置している。逆に、サーミスタＴ５－Ｅは、なるべく非通紙域になるように通紙基準から遠い端部に配置している。

同様に、各発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７に対して、通紙基準に近いサーミスタＴ１－Ｃ～Ｔ７－Ｃ、及び通紙基準から遠いサーミスタＴ１－Ｅ～Ｔ３－Ｅ、Ｔ４－Ｅ１、Ｔ４－Ｅ２、Ｔ５－Ｅ～Ｔ７－Ｅが各々配置されている。
尚、サーミスタの長手位置に関しては、本実施例のものに限らない。例えば、サーミスタＴ１－Ｃ～Ｔ７－Ｃを各発熱ブロックの長手中央に配置するような構成でも構わない。

基板１１０５の定着ニップ部Ｎの側の面（摺動面層２）には、フィルム２０２の摺動性を確保するため、絶縁性（本実施例はガラス製）の表面保護層１１０８がコーティングにより形成されている。表面保護層１１０８は、サーミスタ、導電パターン、及び共通導電パターンを覆っている。しかしながら、電気接点との接続を確保するため、図３（Ｂ）に示すように、ヒータ１１００の両端部で、導電パターンの一部、及び共通導電パターンの一部は露出させている。

分割された発熱ブロックのうち、記録材が通過する発熱ブロックは「通紙部」の目標温度に設定し、フィルム温度が記録材にトナー像を定着させるために必要な目標温度になるように制御を行う。一方、記録材が通過しない発熱ブロックは、「非通紙部」の目標温度に設定し、省エネルギーのためになるべく低い温度に設定（該発熱ブロックに対応する発熱体に供給する電力量を小さく）する。

（表１）

しかしながら、「非通紙部」の目標温度を低く設定しすぎると、フィルム２０２とヒータ１１００の摺動面に塗布しているグリスの摺動性が失われてトルクが増大し、フィルム２０２が回転しにくくなる。その結果、記録材の搬送が安定しなくなることが懸念される。本実施例の構成では、フィルム２０２の温度が１１０℃を下回るとフィルム２０２の回転に支障をきたすため、そこに１０℃のマージンを持たせ、「非通紙部」の目標温度を１２０℃としている。

本実施例の比較例として、従来例のように、記録材の幅（定着装置長手方向の通紙幅）によらず、通紙基準に近い側のサーミスタで各発熱ブロックを温調する場合について説明する。各発熱ブロックの温調に使用するサーミスタは、下表２のようになる。

（表２）

この例において、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ幅）の紙を連続通紙する場合を考える。本実施例で使用するプリンタは、Ａ５サイズの紙を毎分７０枚（＝７０ｐｐｍ：Ｐａｐｅｒ Ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）通紙することができるプリンタである。このときの各発熱ブロックの目標温度、およびフィルム温度の長手分布を図４に示す。なお、通紙基準に対して左右対称であるため、発熱ブロックＨＢ１４～ＨＢ１７を用いて説明する。

図４（ａ）は、発熱ブロックとサーミスタ、Ａ５紙の長手位置関係を表した概略図である。各発熱ブロックの中で、温調に使用しているサーミスタを網掛けして表記している。
図４（ｂ）は、Ａ５紙を数枚通紙した時点における長手方向の温度分布であり、実線が目標温度、破線がフィルム温度の分布である。発熱ブロックのうち、Ａ５紙が通過する発熱ブロックＨＢ１４、ＨＢ１５は、印字されるトナー画像を定着させるための温度で制御される（本実施例では１７０℃としている）。Ａ５紙の紙端部位置に該当する発熱ブロックＨＢ１５は、Ａ５紙の通紙域内となるサーミスタＴ５－Ｃが１７０℃となるように温調されるため、Ａ５紙の非通紙部では、非通紙部昇温の影響により、フィルム温度が目標温度よりも高い温度となる。

非通紙部に該当する発熱ブロックＨＢ１６、ＨＢ１７は、省エネルギーのために低い温度で制御している（本実施例では１２０℃としている）。しかし、発熱ブロックＨＢ１５の非通紙部昇温が発熱ブロックＨＢ１６にも流入するため、発熱ブロックＨＢ１５に隣接したサーミスタＴ６－Ｃも非通紙部昇温の影響を受け、非通紙部目標温度よりも高い温度を検知してしまう。発熱ブロックＨＢ１６は、サーミスタＴ６－Ｃの温度が非通紙部目標温度になるように制御されるため、発熱量が小さくなる。そのため、通紙を継続していくと、フィルム温度は図４（ｃ）の破線に示したような分布となり、発熱ブロックＨＢ１６の一部でフィルム２０２が回転するための下限温度である１１０℃より低い１００℃まで温度が下がってしまう。その結果、フィルム２０２の回転を補助するグリスの摺動性が失われてトルクが増大し、フィルム２０２が回転しにくくなり、記録材Ｐの搬送が安定しなくなる可能性がある。

この課題を解決するために、本実施例では、図５のフローチャートに示すように、記録材の幅情報を使用し、温調に使用するサーミスタの切り替えを行う。すなわち、プリント開始（画像形成開始）のジョブを受け取ると、画像形成装置の制御部は、記録材の幅情報を取得し（Ｓ１０２）、各発熱ブロックについて通紙領域が含まれるか否か確認する（Ｓ１０３）。通紙部に該当する発熱ブロック（通過加熱領域）は通紙基準に近いサーミスタで温調するように設定し（Ｓ１０４）、非通紙部に該当する発熱ブロック（非通過加熱領域）は通紙基準から遠いサーミスタで温調するように設定する（Ｓ１０５）。この制御を記録材のサイズが変更される度に実行する（Ｓ１０６）。表３に、本実施例における、紙幅と各発熱ブロックを制御するサーミスタの相関表を示す。

（表３）

表３に示すように、
記録材の幅ＷがＷ＞２１０ｍｍの場合は、全発熱ブロックが通紙部となるため、各発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１７は各発熱ブロックにおいて通紙基準に近いサーミスタにより制御を行う。
記録材の幅Ｗが１８５ｍｍ＜Ｗ≦２１０ｍｍの場合は、記録材が通過する発熱ブロックである発熱ブロックＨＢ１２～ＨＢ１６は各発熱ブロックにおいて通紙基準に近いサーミスタＴ２－Ｃ～Ｔ６－Ｃにより制御を行う。また、非通紙部に該当する発熱ブロックＨＢ１１、ＨＢ１７は、通紙基準から遠いサーミスタＴ１－Ｅ、Ｔ７－Ｅで制御する。
記録材の幅Ｗが１０５ｍｍ＜Ｗ≦１８５ｍｍの場合は、記録材が通過する発熱ブロックである発熱ブロックＨＢ１３～ＨＢ１５は各発熱ブロックにおいて通紙基準に近いサーミスタＴ３－Ｃ～Ｔ５－Ｃにより制御を行う。また、非通紙部に該当する発熱ブロックＨＢ１１、ＨＢ１２、ＨＢ１６、ＨＢ１７は、通紙基準から遠いサーミスタＴ１－Ｅ、Ｔ２－Ｅ、Ｔ６－Ｅ、Ｔ７－Ｅで制御する。
記録材の幅がＷ≦１０５ｍｍの場合は、記録材が通過する発熱ブロックである発熱ブロックＨＢ１４は通紙基準に近いサーミスタＴ４－Ｃにより通電制御を行う。それ以外の発熱ブロックＨＢ１１～ＨＢ１３、ＨＢ１５～ＨＢ１７は非通紙部に該当するため、通紙基準から遠いサーミスタＴ１－Ｅ～Ｔ３－Ｅ、Ｔ５－Ｅ～Ｔ７－Ｅで制御する。

本実施例の制御を行った場合に、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ幅）の紙を連続通紙した場合を考える。図６（ａ）は、本実施例の制御を行った場合における発熱ブロックとサーミスタ、Ａ５紙の長手位置関係を表した概略図である。各発熱ブロックの中で、温調に使用しているサーミスタを網掛けして表記している。比較例（図４）とは、発熱ブロックＨＢ１６、ＨＢ１７の温調に使用するサーミスタが異なっている。

発熱ブロックの目標温度、およびフィルム温度の長手分布を図６（ｂ）に示す。なお、通紙基準に対して左右対称であるため、発熱ブロックＨＢ１４～ＨＢ１７を用いて説明する。数枚時点の温度分布は図４（ｂ）と同じであり、発熱ブロックＨＢ１５のうちＡ５紙の非通紙部では、非通紙部昇温の影響により、フィルム温度が目標温度よりも高い温度と
なる。この非通紙部昇温が発熱ブロックＨＢ１６にも流入するため、発熱ブロックＨＢ１５に隣接したサーミスタＴ６－Ｃも非通紙部昇温の影響を受け、非通紙部目標温度よりも高い温度を検知してしまう。一方、発熱ブロックＨＢ１５から遠いサーミスタＴ６－Ｅの部分では、非通紙部昇温の影響を受けず、非通紙部目標温度と同じ１２０℃となっている。
本実施例では、発熱ブロックＨＢ１６をサーミスタＴ６－Ｅで制御する。そのため、通紙を継続しても発熱ブロックＨＢ１６の発熱量は変化せず、図６（ｃ）に示したように、発熱ブロックＨＢ１６全域で常に目標温度以上を保持できる。

なお、搬送基準線Ｘに対して長手反対側にある発熱ブロックＨＢ１２においても同様の効果を得ることができる。そのため、フィルム温度が非通紙部目標温度を下回った場合に発生する記録材の搬送不良を防止することが可能となる。

本実施例のプリンタは、ユーザーが設定した紙の幅情報を、通紙開始前に取得している。紙の幅情報を取得する方法としては、給紙カセットおよび給紙トレイに紙幅センサを設けて判定する方法、紙搬送経路上に設けられたフラグ等のセンサを用いて判定する方法等を選択することができる。
搬送経路上で幅情報を取得する場合は、先ず、プリント開始時点は全ての発熱ブロックを通紙基準に近いサーミスタで温調制御を行う。そして、紙がセンサ位置まで到達し、紙幅情報が確定した時点で、非通紙部に該当する発熱ブロックの制御を通紙基準から遠いサーミスタに切り替える。こうすることで、同様の効果を得ることができる。

また、本実施例では、非通紙部の温調に使用するサーミスタを、紙幅情報が確定した時点で通紙基準から遠いサーミスタに制御を切り替える例について説明したものの、切り替えるタイミングは紙幅情報が確定した時点でなくても構わない。例えば、最初は通紙基準に近いサーミスタで温調を行い、通紙基準から遠いサーミスタが所定温度を下回った時点で制御を切り替えるような方法でも構わない。

なお、本実施例では記録材の搬送基準位置が画像形成装置の長手中央にある中央基準について説明したものの、基準位置が中央になく、記録材を片側に寄せて搬送するような装置においても、本実施例と同じ制御をすることで同様の効果を得ることができる。また、本実施例は通紙部の目標温度を１７０℃、非通紙部の目標温度を１２０℃に設定しているが、目標温度についても本実施例の温度に限るものではない。

以上説明したように、非通紙部に該当する発熱ブロックの温度を、通紙基準から遠いサーミスタで制御することにより、発熱ブロックの長手全域でフィルムが回転する下限温度以上に保持することができ、安定した記録材の搬送が可能となる。

［実施例２］
実施例１として、非通紙部に該当する発熱ブロックでは通紙基準から遠い領域でフィルム温度が低くなるため、制御に使用するサーミスタを通紙基準から遠いサーミスタに切り替えることで、所定温度を保持する方法について説明した。実施例２では、表２に示したものと同じく、温調に使用するサーミスタを通紙基準に近いサーミスタから切り替えず、他の方法で各発熱ブロックを所定温度以上に保持する例について説明する。なお、本体構成など、実施例１と同じ項目については説明を省略する。

実施例１と同じく、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ幅）の紙を連続通紙する場合を考える。Ａ５紙の通紙を続けていくと、図４（ｃ）に示したように、非通紙部に該当する発熱ブロックの通紙基準から遠い位置で、フィルム表面温度が非通紙部目標温度を下回ってしまう。その対策として、本実施例では、図７のフローチャートに示すように、非通紙部に該当す
る発熱ブロック内の通紙基準から遠いサーミスタの検知温度を監視しておく（Ｓ２０１）。そして、所定温度を下回ったら給紙間隔を開ける（スループットダウン）制御を行う（Ｓ２０２）。

本実施例も、左右対称であるため、発熱ブロックＨＢ１４～ＨＢ１７を使用して説明する。Ａ５紙を通紙する場合には、非通紙部に該当する発熱ブロックＨＢ１６の通紙基準から遠いサーミスタであるサーミスタＴ６－Ｅの温度を監視しておく。そして、サーミスタＴ６－Ｅの検知温度が非通紙部目標温度の１２０℃を下回った場合には、給紙間隔（複数の記録材に連続的に画像形成を行う際の記録材の搬送間隔）を開ける対策を行う。具体的には、サーミスタＴ６－Ｅの温度が１２０℃を下回った際に、Ａ５紙のスループットを７０ｐｐｍから３５ｐｐｍに落とす制御を行う。

図８（ａ）に発熱ブロックとサーミスタ、Ａ５紙の長手位置関係を表した概略図を、図８（ｂ）にＡ５を数枚流した時点の目標温度とフィルム温度の長手分布を、図８（ｃ）にスループットダウン後の目標温度とフィルム温度の長手分布を示す。スループットを落とすと、通紙部の目標温度を下げることができる。これは、スループットが下がることで紙間が広くなり、加圧ローラなどの部材が蓄熱するため、フィルム温度を低くしても、他の部材からの熱によってトナー像を定着できるためである。本実施例では、３５ｐｐｍで通紙する場合の通紙部の目標温度を１４０℃としている。

通紙部の目標温度を１４０℃、非通紙部を１２０℃とすることで、通紙部と非通紙部の目標温度差が小さくなり、発熱ブロックＨＢ１５から発熱ブロックＨＢ１６に流入する熱量が低下する。また、スループットダウンして紙間を広くすることで、発熱ブロックＨＢ１５の非通紙部昇温が緩和される。以上の２つの効果により、７０ｐｐｍで通紙した場合と比較して、発熱ブロックＨＢ１５から発熱ブロックＨＢ１６に流入する熱量は格段に小さくなる。その結果、図８（ｃ）に示したように、サーミスタＴ６－Ｃの位置においても、フィルム温度は目標温度の１２０℃からほとんど変化しなくなる。そのため、発熱ブロックＨＢ１６の温調をサーミスタＴ６－Ｃで制御しても発熱量を小さくすることはなく、発熱ブロックＨＢ１６の全域で目標温度の１２０℃以上を保持できるようになる。

実施例２の手段を選択するメリットとして、像加熱装置に使用できる部材の選択肢が広がることが挙げられる。実施例１の方法をとる場合、発熱ブロックＨＢ１６の温度を全域で所定温度以上に保持できるものの、発熱ブロックＨＢ１５の非通紙部温度が高くなる傾向にある。そのため、非通紙部昇温の影響を受ける部材の耐熱温度を確保する必要がある。一方で、実施例２の方法をとる場合、発熱ブロックＨＢ１５の非通紙部昇温を緩和できるため、耐熱温度が低い部材を選択することが可能になる。

［実施例３］
非通紙部に該当する発熱ブロックの温調に使用するサーミスタを通紙基準に近いサーミスタから切り替えず、通紙基準から遠いサーミスタが所定温度を下回った場合に行う対策には、スループットダウン以外の手段を取ることもできる。実施例３において実施例１，２と共通する事項については説明を省略する。

本実施例では、図９のフローチャートに示したように、非通紙部に該当する発熱ブロックの通紙基準から遠いサーミスタが所定温度を下回った場合（Ｓ３０１）に、目標温度を高く設定し直す制御（Ｓ３０２）を行う。この方法でＡ５紙を連続通紙した場合について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、発熱ブロックとサーミスタ、Ａ５紙の長手位置関係を表した概略図を示す。図１０（ｂ）は、Ａ５紙を数枚流した時点の目標温度とフィルム温度の長手分布を示す。図１０（ｃ）は、目標温度変更後の目標温度およびフィルム温度の長手分布を示す。

Ａ５紙を通紙して図１０（ｂ）のような温度分布になったことで、サーミスタＴ６－Ｃによる温調で発熱量が絞られ、サーミスタＴ６－Ｅの温度が所定温度を下回る。その際に、発熱ブロックＨＢ１６（隣接加熱領域）の目標温度を、「通紙部」（通過加熱領域）の目標温度である１７０℃と、「非通紙部」（非隣接加熱領域）の目標温度である１２０℃の間の温度である１４０℃に変更している。そこから通紙を継続すると、図１０（ｃ）に示したように、温調を行っているサーミスタＴ６－Ｃ位置では、新たに設定された発熱ブロックＨＢ１６の目標温度である１４０℃になるように制御される。一方、サーミスタＴ６－Ｅの位置は１４０℃を下回るものの、「非通紙部」の目標温度と同じ１２０℃付近を維持することができている。そのため、発熱ブロックＨＢ１６の長手全域で１２０℃以上を維持でき、記録材の搬送不良を防止することができる。

［実施例４］
実施例４では、非通紙部に該当する発熱ブロックの温調に使用するサーミスタを通紙基準に近いサーミスタから切り替えず、通紙基準から遠いサーミスタが所定温度を下回った場合に行う対策の更に別の手段を提案する。実施例４において実施例１～３と共通する事項については説明を省略する。本実施例では、図１１のフローチャートに示したように、非通紙部に該当する発熱ブロックの通紙基準から遠いサーミスタが所定温度を下回った場合（Ｓ４０１）に、隣接する発熱ブロックの目標温度を高くして補助する制御（Ｓ４０２）を行う。この方法でＡ５紙を連続通紙した場合について図１２を参照して説明する。図１２（ａ）は、発熱ブロックとサーミスタ、Ａ５紙の長手位置関係を表した概略図を示す。図１２（ｂ）は、Ａ５を数枚流した時点の目標温度とフィルム温度の長手分布を示す。図１２（ｃ）は、目標温度変更後の目標温度およびフィルム温度の長手分布を示す。

Ａ５紙を通紙して図１２（ｂ）のような温度分布になったことで、サーミスタＴ６－Ｃによる温調で発熱量が絞られ、サーミスタＴ６－Ｅの温度が所定温度を下回る。その際に、サーミスタＴ６－Ｅに隣接する発熱ブロックＨＢ１７の目標温度を「通紙部」と同じ１７０℃まで上げている。その結果、図１２（ｃ）に示すように、発熱ブロックＨＢ１７の熱が発熱ブロックＨＢ１６に流入し、発熱ブロックＨＢ１６全域で１２０℃以上を維持できている。

以上説明してきたように、非通紙部に該当する発熱ブロックの通紙基準から遠いサーミスタの温度を監視しておき、所定温度を下回った際に対策を行うことで、発熱ブロック全域を所定温度以上に保持することができ、記録材の搬送不良を防止することができる。

［実施例５］
本実施例では、記録材の幅ではなく、記録材上に形成されるトナー画像の幅によって温度制御を切り替える例について説明する。本体構成など、実施例１と同様のものについては、説明を省略する。

長手方向に分割された発熱ブロックを有する定着装置では、通紙域中のトナー画像の有無に応じて温調することで、省エネルギー化を図る制御を行っている。すなわち、通紙域の中でも、トナー画像がある部分では、トナー画像を定着するために必要な温度まで上げ、トナー画像が無い部分では、フィルムが回転する下限温度まで温度を下げる。
例えば、図１３に示したような幅２１６ｍｍのＬｅｔｔｅｒ紙に、幅１４８ｍｍの画像を印刷する場合、画像が通過する発熱ブロックＨＢ１３～ＨＢ１５（画像加熱領域）は、トナー画像を定着させるための画像部目標温度（１７０℃）に制御する。一方、画像が通過しない発熱ブロックＨＢ１１、ＨＢ１２、ＨＢ１６、ＨＢ１７（非画像加熱領域）は、フィルム２０２が回転するために必要な下限温度である非画像部目標温度（１２０℃）で制御する。

従来例では、発熱ブロックの全域が画像部となる発熱ブロックＨＢ１４は、通紙基準位置Ｘに近いサーミスタＴ４－Ｃで温度制御を行っている。また、発熱ブロックの一部が画像部となる発熱ブロックＨＢ１３、ＨＢ１５は、印字域の定着性を確保するために、印字域に含まれるサーミスタＴ３－Ｃ、Ｔ５－Ｃで温度制御を行っている。さらに、発熱ブロック全域が非画像部となるＨＢ１１、ＨＢ１２，ＨＢ１６，ＨＢ１７については、通紙基準Ｘに近いＴ１－Ｃ、Ｔ２－Ｃ、Ｔ６－Ｃ、Ｔ７－Ｃで温度制御を行っている。しかしながら、非画像部の発熱ブロックを、従来例のように、通紙基準Ｘに使いサーミスタで制御する場合、実施例１で説明した従来例と同様の問題が発生してしまう。

図１４（ａ）に、従来の制御を使用して、図１３のような幅２１６ｍｍのＬｅｔｔｅｒ紙に、幅１４８ｍｍの画像を印刷した場合の、紙と画像幅、サーミスタ位置の長手位置関係を表した概略図を示す。また、図１４（ｂ）に、上記Ｌｅｔｔｅｒ紙を数枚流した時点の目標温度とフィルム温度の長手分布を示す。さらに、図１４（ｃ）に、通紙を継続した後の目標温度およびフィルム温度の長手分布を示す。本例も通紙基準に対して左右対称であるため、発熱ブロックＨＢ１４～ＨＢ１７を用いて説明する。なお、図１４（ａ）において、温調に使用するサーミスタは網掛けして図示している。

発熱ブロックのうち、画像が通過する発熱ブロックＨＢ１４、ＨＢ１５は、トナー画像を定着させるための温度（画像部目標温度：１７０℃）で制御される。ここで、画像の端部位置が通過する発熱ブロックＨＢ１５は、画像内となるサーミスタＴ５－Ｃが１７０℃となるように温調される。

トナー画像がある領域では、紙とトナーの両方にフィルムの熱が奪われるものの、トナー画像が無い領域では、紙だけに熱が奪われるため、熱の消費が少ない。そのため、図１４（ｂ）に示すように、発熱ブロックＨＢ１５の画像がない部分では、フィルム温度が目標温度よりも高温となる。

非通紙部に該当する発熱ブロックＨＢ１６、ＨＢ１７は、省エネルギーのためにフィルムが回転する下限温度（非画像部目標温度：１２０℃）で制御している。しかし、発熱ブロックＨＢ１６よりも高温であり、かつ非画像部で昇温している発熱ブロックＨＢ１５の熱が発熱ブロックＨＢ１６にも流入するため、発熱ブロックＨＢ１５に隣接したサーミスタＴ６－Ｃは、目標温度よりも高い温度を検知してしまう。発熱ブロックＨＢ１６は、サーミスタＴ６－Ｃの温度が非画像部目標温度になるように制御されるため、発熱量が小さくなり、通紙を継続していくと、図１４（ｃ）に示したような温度分布となる。サーミスタＴ６－Ｅ付近では、フィルム２０２が回転するための下限温度である１１０℃より低い１００℃まで温度が下がっている。そのため、フィルム２０２の回転を補助するグリスの粘性が失われてトルクが増大し、フィルム２０２が回転しにくくなり、記録材Ｐの搬送不良が発生することが懸念される。

この課題を解決するために、本実施例では、図１５のフローチャートに示すように、非画像部に該当する発熱ブロックを温調するサーミスタを、画像から遠いサーミスタに切り替える制御を行う。すなわち、プリント開始（画像形成開始）のジョブを受け取ると、画像形成装置の制御部は、記録材の形成する画像情報を取得し（Ｓ５０２）、各発熱ブロックについて画像が通過する画像部が含まれるか否か確認する（Ｓ５０３）。画像部に該当する発熱ブロックは通紙基準に近いサーミスタで温調するように設定し（Ｓ５０４）、非画像部に該当する発熱ブロックは通紙基準から遠いサーミスタで温調するように設定する（Ｓ５０５）。この制御を画像変更される度に実行する（Ｓ５０６）。

図１６（ａ）に、本制御を用いて通紙した際の、紙と画像幅、サーミスタ位置の長手位
置関係を表した概略図を示す。図１６（ｂ）に、数枚通紙した時点の目標温度とフィルム温度の長手分布を示す。さらに、図１６（ｃ）に、通紙を継続した後の目標温度およびフィルム温度の長手分布を示す。なお、図１６（ａ）でも、温調に使用するサーミスタは網掛けして図示している。

図１６（ｂ）に示すように、数枚通紙した時点の目標温度は図１４（ｂ）と同じである。発熱ブロックＨＢ１６の中で、高温の発熱ブロックＨＢ１５に隣接するサーミスタＴ６－Ｃでは、発熱ブロックＨＢ１５の熱が流入するため、目標温度よりも高い温度を検知してしまう。一方、発熱ブロックＨＢ１５から遠いサーミスタＴ６－Ｅの部分では影響を受けず、目標温度と同じ温度となっている。そのため、発熱ブロックＨＢ１６を画像から遠いサーミスタＴ６－Ｅで制御すると、通紙を継続しても発熱量は変化せず、図１６（ｃ）に示したように、発熱ブロックＨＢ１６全域で常に目標温度以上を保持できる。なお、搬送基準線Ｘに対して長手反対側にある発熱ブロックＨＢ１２においても同様の効果を得ることができる。以上説明したように、非画像部に該当する発熱ブロックを画像から遠いサーミスタで制御することで、フィルム温度が所定温度を下回ったことで発生する問題を回避することができる。

本実施例では、左右対称の画像が通紙された場合について説明したが、左右対称ではない場合についても、同様の制御を使用することができる。例えば、図１７のように、Ｌｅｔｅｅｒ紙の左右どちらか一方にのみ画像が印刷される場合についても、同様の対策を使用できる。図１７においても、温調に使用するサーミスタを網掛けして図示している。発熱ブロックの全域が画像部となる発熱ブロックＨＢ１２は通紙基準に近いサーミスタＴ２－Ｃを制御に使用し、発熱ブロックの一部が画像部となる発熱ブロックＨＢ１１、ＨＢ１３は画像部となるサーミスタＴ１－Ｃ、Ｔ３－Ｅを制御に使用する。そして、発熱ブロックの全域が非画像部となる発熱ブロックＨＢ１４～ＨＢ１７は画像部から遠いサーミスタＴ４－Ｅ２、Ｔ５－Ｅ～Ｔ７－Ｅを使用する。これにより、発熱ブロックＨＢ１３の熱が流入する発熱ブロックＨＢ１４でも長手全域でフィルム温度を目標温度以上に保持することができ、全ての発熱ブロックを目標温度以上に保持できる。

なお、本実施例では、温調に使用するサーミスタを、画像情報が確定した時点で切り替えているものの、切り替えるタイミングは画像情報が確定した時点でなくても構わない。例えば、最初は通紙基準に近いサーミスタで温調を行い、画像部から遠いサーミスタが所定温度を下回った時点で制御を切り替えるような方法でも同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、非画像部に該当する発熱ブロックの温度を、画像部から遠いサーミスタで制御することにより、発熱ブロックの長手全域でフィルムの目標温度以上に保持することができ、記録材の搬送不良を防止することができる。

［実施例６］
本実施例では、記録材上に形成されるトナー画像の幅、およびトナー量によって温度制御を切り替える例について説明する。本体構成など、上記実施例と同様のものについては、説明を省略する。

長手方向に分割された発熱ブロックを有する定着装置では、通紙域中のトナー画像の有無に応じて温調することで、省エネルギー化を図る制御を行っている。すなわち、通紙域の中でも、トナー画像がある部分では、トナー画像を定着するために必要な温度まで上げ、トナー画像が無い部分では、フィルムが回転する下限温度まで温度を下げる。また、トナー画像がある領域の中でも、トナー量が少ない領域は、目標温度を低くしても定着可能であるため、トナー量に応じた最適な温調を行うことで、省エネルギーを達成している。

本実施例の画像形成装置では、印刷開始時に記録材上に印刷される画像のトナー量情報および位置情報を取得し、長手に分割された各発熱体に対して最適な温調を与えることで、使用する電力を最小化している。
具体的には、通紙する画像を単位面積（例：１０ｍｍ×１０ｍｍ）ごとに分割し、そのうちの何％の面積にトナーが印刷されるかを印字率Ｘとして計算する。計算した印字率がどの発熱ブロックの位置に該当するかを計算し、各発熱ブロックに含まれる単位面積の中で、最も高い印字率をその発熱ブロックの温度制御に使用する印字率（発熱ブロックＨＢ－Ｘ）とする。各発熱ブロックは、発熱ブロックＨＢ－Ｘの値に応じて下表４の目標温度で制御される。

（表４）

このような例においても、フィルム温度が常に所定温度を上回るように、温調に使用するサーミスタを規定する必要がある。

例として、図１８のように、Ｌｅｔｔｅｒ用紙に印字率１００％の画像と印字率１５％の文字が混在している場合について説明する。図１８（ａ）として、紙と画像、発熱ブロック、サーミスタ位置の長手位置関係を、図１８（ｂ）として、各発熱ブロックの目標温度とフィルム表面温度を示す。なお、各発熱ブロックの温調に使用するサーミスタを網掛けして示している。

発熱ブロックＨＢ１１、ＨＢ１４、ＨＢ１５は、発熱ブロック中を印字率１００％の画像が通過するため、印字率１００％に対応した温度である１７０℃で制御する。発熱ブロックＨＢ１４については、発熱ブロック中を印字率１５％の文字と１００％の画像の両方が通過しているものの、定着させるために必要な熱量が大きい、１００％の画像を定着させるための温度を使用する。発熱ブロックＨＢ１３は、１５％の文字を定着させるため、１５０℃で温調する。発熱ブロックＨＢ１２、ＨＢ１６、ＨＢ１７については、発熱ブロック中をトナー画像が通過しないため、フィルムが回転する最低温度に近い１２０℃に設定する。

次に、温調に使用するサーミスタについて説明する。トナー画像が通過する発熱ブロックについては、発熱ブロック中にあるサーミスタのうち、印字率が高い領域に該当するサーミスタを使用する。これは、印字率が高い領域の方が、トナーに熱を奪われてフィルム温度が下がるため、サーミスタが検知する温度も低くなってしまうからである。フィルム温度が低い部分で制御することで、発熱ブロック全域の温度を保持することが可能となる。

例えば、発熱ブロックＨＢ１１は１００％の画像部に該当するサーミスタＴ１－Ｅと０％の非画像部に該当するＴ１－Ｃの２つのサーミスタが存在する。このうち、サーミスタＴ１－Ｅの方が温度を低く検知するため、サーミスタＴ１－Ｅで温調することで、所定温度以上を保持することができる。同様に、発熱ブロックＨＢ１３、ＨＢ１５についても、印字率が高いサーミスタＴ３－Ｃ、Ｔ５－Ｃを使用する。

トナー画像が通過しない発熱ブロックは、基本的には実施例５と同じく、画像から遠い方のサーミスタを使用する。発熱ブロックＨＢ１６、ＨＢ１７では、画像から遠いサーミスタＴ６－Ｅ、Ｔ７－Ｅを使用している。なお、図１８の発熱ブロックＨＢ１２のように、自身はトナー画像が通過しなくても、トナー画像が通過する発熱ブロックに挟まれている場合には、隣接する発熱ブロックの目標温度を比較し、低い発熱ブロックに隣接したサーミスタを使用する。発熱ブロックＨＢ１２には、１７０℃で温調している発熱ブロックＨＢ１１と、１５０℃で温調している発熱ブロックＨＢ１３の熱が流入する。発熱ブロックＨＢ１２との目標温度差が大きいほど流入する熱量は大きくなるため、目標温度が高い側の発熱ブロックに隣接するサーミスタで温調すると、発熱量を絞って目標温度を下回りやすくなってしまう。そのため、目標温度が低い発熱ブロックに隣接するサーミスタを温調に使用することで、発熱量の低下を防ぐことができる。すなわち、発熱ブロックＨＢ１２では、１５０℃で温調している発熱ブロックＨＢ１３に隣接するサーミスタＴ２－Ｃを使用する。

上記内容をフローチャートにまとめると、図１９のようになる。すなわち、画像が含まれる発熱ブロックについては、印字率に応じた目標温度で、印字率の高い領域に配置されたサーミスタを用いて温調制御を行う（Ｓ６０１）。画像が含まれない発熱ブロックについては、隣接する２つの発熱ブロックが両方とも画像を含む発熱ブロックか否か確認する（Ｓ６０２）。両隣が画像を含む発熱ブロックの場合には、両発熱ブロックのうち印字率が低い方の発熱ブロックに近い位置にあるサーミスタを用いて、非画像部の目標温度で温調制御を行う（Ｓ６０３）。両隣のいずれか一方あるいは両方が画像を含まない発熱ブロックの場合には、画像から遠い方のサーミスタを用いて、非画像部の目標温度で温調制御を行う（Ｓ６０４）。

図１８の例では説明していないものの、サーミスタ位置には画像が無いものの、発熱ブロックの一部には画像があるような場合については、画像に近いサーミスタを使用して温調を行うことで、発熱ブロック全域を目標温度以上に保持できる。また、発熱ブロックの中に、サーミスタ位置よりも印字率が高い画像が存在する場合には、印字率が高い位置に近い方のサーミスタを用いて温調を行う方が好適である。

以上説明したように、画像位置とトナー量情報に応じて、各発熱ブロックの温調を切り替える構成において、温調に使用するサーミスタを切り替えることで、各発熱ブロックの目標温度を維持することができ、記録材の搬送不良を防止できる。
なお、画像の位置情報やトナー量情報を用いる場合に、各発熱ブロックを目標温度以上に保持する方法としては、上記方法に限らない。実施例２で説明したように、サーミスタ温度を監視しておき、所定温度を下回った際に対策を行う方法でも構わない。

上記各実施例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。

２００…定着装置、１１００…ヒータ、１１０１、１１０３…導電体、１１０２…発熱抵抗体、１１０５…ヒータ基板、ＨＢ１１～ＨＢ１７…発熱ブロック、Ｔ１－Ｃ～Ｔ７－Ｃ、Ｔ１－Ｅ～Ｔ７－Ｅ…サーミスタ

Claims (8)

1. 基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
   前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
   前記複数の温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
   を備える像加熱装置において、
   前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体によって加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
   前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体へ供給される電力を、前記非通過加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする像加熱装置。
2. 前記通電制御部は、前記非通過加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体に供給される電力を、前記搬送基準位置から最も遠い前記温度検知素子によって検知された温度に基づいて、前記複数の加熱領域のうち前記記録材が通過する通過加熱領域を加熱する際の目標温度よりも低い温度を目標温度として、制御することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
3. 前記通電制御部は、前記非通過加熱領域を加熱するための前記発熱体に供給する電力量を、前記搬送基準位置から最も遠い前記温度検知素子によって検知された温度に基づいて、前記複数の加熱領域のうち前記記録材が通過する通過加熱領域を加熱するための前記発熱体に供給する電力量よりも小さい電力量に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
4. 基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と
   、
   前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
   前記温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
   を備える像加熱装置において、
   前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体に加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
   前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過しない非画像加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体に供給される電力を、前記非画像加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記複数の加熱領域のうち記録材に形成された画像が通過する画像加熱領域から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする像加熱装置。
5. 前記通電制御部は、前記非画像加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体に供給される電力を、前記画像加熱領域から最も遠い前記温度検知素子によって検知された温度に基づいて、前記画像加熱領域を加熱する際の目標温度よりも低い温度を目標温度として、制御することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
6. 前記通電制御部は、前記非画像加熱領域を加熱するための前記発熱体に供給する電力量を、前記画像加熱領域から最も遠い前記温度検知素子によって検知された温度に基づいて、前記画像加熱領域を加熱するための前記発熱体に供給する電力量よりも小さい電力量に制御することを特徴とする請求項４または５に記載の像加熱装置。
7. 内面が前記ヒータに接触しつつ回転する筒状のフィルムを有し、前記記録材上の画像は前記筒状のフィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の像加熱装置。
8. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
   前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着する定着部と、
   を有する画像形成装置において、
   前記定着部は、
   基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体とを有するヒータと、を有し、前記ヒータの熱を利用して前記記録材に形成された画像を加熱する像加熱部と、
   前記複数の発熱体の温度を検知する複数の温度検知素子と、
   前記複数の温度検知素子のそれぞれによって検知された温度に基づいて、前記複数の発熱体に加熱される複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体に供給される電力を選択的に制御する通電制御部と、
   を有し、
   前記複数の温度検知素子のうち少なくとも２つの温度検知素子が、前記複数の発熱体によって加熱される前記複数の加熱領域のそれぞれに配置されており、
   前記通電制御部は、前記複数の加熱領域のうち記録材が通過しない非通過加熱領域を加熱するために前記複数の発熱体へ供給される電力を、前記非通過加熱領域に配置された前記複数の温度検知素子のうち、前記記録材の搬送基準位置から最も遠い温度検知素子によって検知された温度に基づいて、制御することを特徴とする画像形成装置。

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