JP7305357B2

JP7305357B2 - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP7305357B2
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Inventors: 豊佐藤; 一洋道田; 康平若津; 亞弘吉田
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Description

本発明は、定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタには記録材に形成したトナー像を加熱定着する定着装置が搭載されている。このような定着装置において、画像形成装置で印刷できる最大サイズの記録材の幅より狭い幅の記録材（以下、小サイズ紙という）を連続印刷すると、次のような現象が発生する。すなわち、定着ニップ部の長手方向において小サイズ紙が通過しない領域（以下、非通紙部という）の温度が徐々に上昇するという現象（以下、非通紙部昇温という）が発生する。非通紙部の温度が高くなり過ぎると装置内の各部品に様々な影響を与え、非通紙部昇温が生じている状態で小サイズ紙よりも幅の広い大サイズ紙に印刷を行うと、小サイズ紙の場合の非通紙部に相当する領域で高温オフセットという現象が発生するおそれがある。

このような非通紙部昇温を防止する構成として、例えば特許文献１では、次のような構成が開示されている。すなわち、異なる長さの発熱体を複数備え、切替えリレーにより電力を供給する発熱体を排他的に切り替えることで、記録材のサイズに応じた長さの発熱体を選択的に用いる構成が開示されている。

特開２００１－１００５５８号公報

しかしながら、発熱体の長さと記録材のサイズは必ずしも一致するわけではなく、異なる長さの発熱体の中間のサイズの記録材（以下、中間サイズ紙という）を定着ニップ部において通過させる場合がある。このような場合には非通紙部昇温の発生を抑制するために、例えば単位時間当たりに通過させる記録材の枚数（以下、通紙枚数という）（以下、スループットという）を下げる等の手段が取られていた。このため、中間サイズ紙においてもスループットを下げることなく非通紙部昇温の発生を抑制することが求められている。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。

（１）細長い基板と、複数の第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも前記基板の長手方向の長さが短い第２の発熱体と、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体とを少なくとも有するヒータと、電力が供給される発熱体を、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、及び前記第３の発熱体のいずれかに切り替える切替手段と、前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、記録材上の未定着のトナー像に定着処理を行う定着装置であって、前記基板の短手方向において、一方の前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、他方の前記第１の発熱体の順に前記基板上に配置されており、前記制御手段は、記録材の前記長手方向における長さが第１の長さである場合は、前記第１の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが前記第１の長さより短い第２の長さである場合は、前記第２の発熱体、又は前記第３の発熱体のいずれか一方により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが第３の長さである場合は、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、又は前記第１の発熱体と前記第３の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、前記第３の長さは、前記第１の長さより短く、前記第２の長さより長いことを特徴とする定着装置。
（２）第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、を少なくとも有するヒータと、電力が供給される発熱体を、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体のいずれか一方に切り替える切替手段と、前記切替手段を制御する制御手段と、を備え、記録材上の未定着のトナー像に定着処理を行う定着装置であって、前記制御手段は、記録材の前記長手方向における長さが第１の長さである場合は、前記第１の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが前記第１の長さより短い第２の長さである場合は、前記第２の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが第３の長さである場合は、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、前記第３の長さは、前記第１の長さより短く、前記第２の長さより長く、前記制御手段は、記録材に連続して前記定着処理が行われている間は記録材の枚数に応じて増加し、連続した前記定着処理が終了した後は前記ヒータの温度の低下に応じて減少するようにカウントされるカウント値、及び、記録材の幅及び長さの情報に基づいて、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えるタイミングを設定し、前記記録材の前記幅に基づいて前記第１の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第１の発熱体と前記記録材とが接しない部分において発生する温度上昇の第１の程度を求め、前記記録材の前記幅に基づいて前記第２の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第２の発熱体によって前記記録材を加熱しない部分の前記定着処理のために要する熱の程度及び前記接しない部分を冷却する程度である第２の程度を求め、前記第１の程度及び前記第２の程度に基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする定着装置。
（３）記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により記録材に形成された前記未定着のトナー像を記録材上に定着させる前記（１）又は前記（２）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

実施例１～４の画像形成装置の全体構成図実施例１～４の画像形成装置の制御ブロック図実施例１～３の定着装置の長手方向の中央部付近の断面模式図実施例１～３のヒータの模式図及び断面図、定着装置の電力制御部の模式図実施例１の印刷処理を示すフローチャート実施例１の発熱体５４ｂの切替えタイミングを示すグラフ実施例１のヒータと用紙の長手方向の位置関係を示す図実施例１の印刷枚数と非通紙部温度の関係を示すグラフ実施例１に対する比較例のヒータと用紙の長手方向の位置関係を示す図実施例１に対する比較例の印刷枚数と非通紙部温度の関係を示すグラフ実施例２の印刷処理を示すフローチャート実施例２の発熱体５４ｂの切替えタイミングを示すグラフ実施例２の印刷枚数と非通紙部温度の関係を示すグラフ実施例３の印刷処理を示すフローチャート実施例３の発熱体５４ｂの切替えタイミングを示すグラフ実施例３の印刷枚数と非通紙部温度の関係を示すグラフ実施例４の定着装置の長手方向の中央部付近の断面模式図実施例４のヒータ、均熱部材、用紙の長手方向の位置関係を示す図、印刷枚数と非通紙部温度を示すグラフ変形例に記載のヒータ及びヒータ制御回路を示す図変形例に記載のヒータ及びヒータ制御回路の電流経路を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例においても、記録紙を定着ニップ部に通すことを、通紙するともいう。また、定着ニップ部の長手方向において小サイズ紙が通過しない領域を非通紙部といい、非通紙部の温度が徐々に上昇するという現象を、非通紙部昇温という。

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

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

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

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

次に実施例１の画像形成装置の画像形成動作を説明する。画像形成装置は待機状態時に印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートする。感光ドラム１や中間転写ベルト１３等はメインモータ（不図示）によって所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。実施例１では、プロセススピードは例えば１００ｍｍ／ｓ（ミリメートル毎秒）である。感光ドラム１ａは、帯電高電圧電源２０ａにより電圧が印加された帯電ローラ２ａによって一様に帯電され、続いて露光装置１１ａから照射された走査ビーム１２ａによって画像情報に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像ローラ４ａに塗布される。そして、現像ローラ４ａには、現像高電圧電源２１ａより所定の現像電圧が供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像ローラ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーが付着することによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（例えば、Ｙ（イエロー））のトナー像が形成される。他の色Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各ステーション（プロセスカートリッジ９ｂ～９ｄ）も同様に動作する。各色の１次転写位置間の距離に応じて、一定のタイミングでコントローラ（不図示）からの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像が各感光ドラム１ａ～１ｄ上に形成される。それぞれの１次転写ローラ１０ａ～１０ｄにはトナーと逆極性の直流高電圧が印加される。以上の工程により、順に中間転写ベルト１３にトナー像が転写されていき（以下、１次転写という）、中間転写ベルト１３上に多重トナー像が形成される。

その後、トナー像の作像に合わせて、カセット１６に積載されている記録材である用紙Ｐは、給紙ソレノイド（不図示）によって回転駆動される給紙ローラ１７により給送（ピックアップ）される。給送された用紙Ｐは搬送ローラによりレジストレーションローラ（以下、レジストローラという）１８に搬送される。用紙Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期して、レジストローラ１８によって中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５との当接部である転写ニップ部へ搬送される。レジストローラ１８には、用紙Ｐの有無を検知するレジセンサ（不図示）が設けられている。２次転写ローラ２５には２次転写高電圧電源２６により、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して用紙Ｐ上（記録材上）に転写される（以下、２次転写という）。用紙Ｐ上に未定着のトナー像が形成されるまでに寄与した部材（例えば、感光ドラム１等）は画像形成手段として機能する。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留したトナーは、クリーニングユニット２７によって清掃される。２次転写が終了した後の用紙Ｐは、定着手段である定着装置５０へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として排出トレー３０へと排出される。定着装置５０のフィルム５１、ニップ形成部材５２、加圧ローラ５３、ヒータ５４については後述する。センサＳは、定着装置５０に対して用紙Ｐの搬送方向における下流側に設けられ、用紙Ｐの通過を検知するセンサである。

複数枚の用紙Ｐに連続して印刷する印刷モード（連続ジョブ）においては、先行する用紙Ｐの後端と後続の用紙Ｐの先端との距離が各実施例における設定値になるよう中間転写ベルト１３上のトナー像Ｔと用紙Ｐとが同期して搬送され、印刷が行われる。

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

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

エンジンコントローラ９２にはＣＰＵ９４、メモリ９５等が搭載されており、予めプログラムされた動作を行う。ＣＰＵ９４は、タイマ９４ａを有するものとする。メモリ９５には、後述する発熱体の切替えタイミングに関する情報（後述する表１等）が記憶されている。高電圧電源９６は上述の帯電高電圧電源２０、現像高電圧電源２１、１次転写高電圧電源２２、２次転写高電圧電源２６から構成される。また、電力制御部９７は双方向サイリスタ（以下、トライアックという）５６、電力を供給する発熱体を排他的に選択する切替手段としての発熱体切り替え器５７等から構成される。電力制御部９７は、定着装置５０において発熱する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。実施例１において発熱体切り替え器５７は例えばＣ接点リレーである。

また、駆動装置９８はメインモータ９９、定着モータ１００等から構成される。またセンサ１０１は定着装置５０の温度を検知する定着温度センサ５９、フラグを有し用紙Ｐの有無を検知する紙有無センサ１０２等からなり、センサ１０１の検知結果はＣＰＵ９４に送信される。上述したセンサＳは、紙有無センサ１０２の１つである。ＣＰＵ９４は画像形成装置内のセンサ１０１の検知結果を取得し、露光装置１１、高電圧電源９６、電力制御部９７、駆動装置９８を制御する。これにより、ＣＰＵ９４は、静電潜像の形成、現像されたトナー像の転写、用紙Ｐへのトナー像の定着等を行い、露光データがトナー像として用紙Ｐ上に印刷される画像形成工程の制御を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なるサイズの用紙Ｐを連続して印刷することが可能で、後述するヒータ５４（図３等参照）を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。

［定着装置］
次に、実施例１における定着装置５０の構成について図３、図４を用いて説明する。ここで、長手方向とは、後述する用紙Ｐの搬送方向と略直交する加圧ローラ５３の回転軸方向のことである。また、搬送方向に略直交する方向（長手方向）の用紙Ｐの長さを幅という。図３は、定着装置５０の断面模式図、図４（ａ）はヒータ５４の模式図、図４（ｂ）はヒータ５４の断面模式図、図４（ｃ）は電力制御部９７の回路模式図である。また、図４（ｂ）は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の長手方向の中心線（図４（ａ）中の一点鎖線で示すａ）におけるヒータ５４の断面を示す図である。

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

第１の回転体であるフィルム５１は加熱回転体としての定着フィルムである。実施例１では、フィルム５１は、基層、弾性層、離型層の３層からなる。基層として、例えばポリイミドを用いている。基層の上に、シリコーンゴムからなる弾性層、ＰＦＡからなる離型層を用いている。基層の厚みは例えば５０μｍ、弾性層の厚みは例えば２００μｍ、離型層の厚みは例えば２０μｍである。フィルム５１の外径は例えば１８ｍｍである。フィルム５１の回転によるニップ形成部材５２及びヒータ５４とフィルム５１との間に生じる摩擦力を低減するために、フィルム５１の内面には、グリスが塗布されている。

ニップ形成部材５２はフィルム５１を内側からガイドするとともに、フィルム５１を介して加圧ローラ５３との間で定着ニップ部Ｎを形成する役割を果たす。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。フィルム５１はこのニップ形成部材５２に対して外嵌されている。第２の回転体である加圧ローラ５３は加圧回転体としてのローラである。加圧ローラ５３は、鋼からなる芯金５３ａ、シリコーンゴムからなる弾性層５３ｂ、ＰＦＡ材料からなる離型層５３ｃ、からなる。芯金５３ａの直径は例えば１２ｍｍ、弾性層５３ｂの厚みは例えば３ｍｍ、離型層５３ｃの厚みは例えば５０μｍである。加圧ローラ５３の直径は例えば２０ｍｍである。加圧ローラ５３は、両端を回転可能に保持されており、定着モータ１００（図２参照）によって回転駆動される。また、加圧ローラ５３の回転により、フィルム５１は従動回転する。加熱部材であるヒータ５４は、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内面と接している。基板５４ａ、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、保護ガラス層５４ｅ、定着温度センサ５９については後述する。

（ヒータ）
ヒータ５４について、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて詳しく説明する。ヒータ５４は、アルミナからなる基板５４ａ、銀ペーストからなる発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ３、ガラスからなる保護ガラス層５４ｅ、からなる。基板５４ａ上に、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ３が形成され、その上に発熱体５４ｂ１、５４ｂ２とフィルム５１との絶縁を確保するために保護ガラス層５４ｅが形成されている。発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２を区別なく発熱体５４ｂと表記することもある。基板５４ａの長さ（長手方向の長さ）は例えば２５０ｍｍ、幅（短手方向の長さ）は例えば７ｍｍ、厚みは例えば１ｍｍである。発熱体５４ｂ、導体５４ｃの厚みは例えば１０μｍ、接点５４ｄの厚みは例えば２０μｍ、保護ガラス層５４ｅの厚みは例えば５０μｍである。

第１の発熱体である発熱体５４ｂ１と第２の発熱体である発熱体５４ｂ２とは、長手方向の長さ（以下、サイズともいう）が異なっている。実施例１のヒータ５４は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を少なくとも有している。具体的には、発熱体５４ｂ１の長手方向の長さがＬ１であり、発熱体５４ｂ２の長手方向の長さがＬ２であり、長さＬ１と長さＬ２は、Ｌ１＞Ｌ２の関係になっている。発熱体５４ｂ１の長手方向における長さＬ１は、例えばＬ１＝２２２ｍｍである。発熱体５４ｂ２の長手方向における長さＬ２は、例えばＬ２＝１８５ｍｍである。発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の抵抗値はそれぞれ例えば２０Ω、２４Ωとする。発熱体５４ｂ１の長さＬ１は、この画像形成装置によって印刷する（又は、搬送する）ことが可能な用紙Ｐのうち最大の幅（以下、最大通紙幅という）を有する用紙Ｐを定着可能な長さになっている。発熱体５４ｂ１は導体５４ｃを介して接点５４ｄ１、５４ｄ３に電気的に接続されており、発熱体５４ｂ２は導体５４ｃを介して接点５４ｄ２、５４ｄ３に電気的に接続されている。すなわち、接点５４ｄ３は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２に共通して接続されている接点である。

定着温度センサ５９は、基板５４ａに対して保護ガラス層５４ｅと反対の面に位置し、かつ発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の長手方向における中心位置ａに設置され、基板５４ａに２００ｇｆ（グラム重）で押圧されている。定着温度センサ５９は例えばサーミスタであり、ヒータ５４の温度を検知し、検知結果をＣＰＵ９４に出力する。ＣＰＵ９４は、定着温度センサ５９の検知結果に基づいて、定着処理時の温度を制御する。実施例１では、電力制御部９７は、例えば１８０℃で定着装置５０の温度制御を行う。

（電力制御部）
図４（ｃ）は定着装置５０の制御回路である電力制御部９７の模式図である。定着装置５０の電力制御部９７は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２（ヒータ５４）、交流電源５５、トライアック５６、発熱体切り替え器５７からなる。トライアック５６は、交流電源５５から発熱体５４ｂ１、５４ｂ２へ電力を供給する際に導通し、交流電源５５から発熱体５４ｂ１、５４ｂ２への電力の供給を遮断する際に非導通となる。トライアック５６は、電力のヒータ５４への供給を接続又は遮断する接続手段として機能する。ＣＰＵ９４は定着温度センサ５９の検知結果である温度情報に基づいて、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を目標温度（例えば上述した１８０℃）に制御するために必要な電力を算出し、トライアック５６を導通又は非導通に制御する。

また、発熱体切り替え器５７は、実施例１では例えばＣ接点リレーである。具体的には、発熱体切り替え器５７は、交流電源５５に接続された接点５７ａと、接点５４ｄ１に接続された接点５７ｂ１と、接点５４ｄ２に接続された接点５７ｂ２と、を有する。発熱体切り替え器５７は、ＣＰＵ９４の制御によって、接点５７ａと接点５７ｂ１とが接続された状態と、接点５７ａと接点５７ｂ２とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。発熱体切り替え器５７の切替えによって、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２のどちらに電力を供給するかを排他的に選択する。すなわち、発熱体切り替え器５７は、ヒータ５４を発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２のいずれか一方に切り替える。発熱体切り替え器５７はＣＰＵ９４からの信号を受けて切替えを行う。Ｃ接点リレーである発熱体切り替え器５７の接点溶着を防止するため、発熱体切り替え器５７の切替えは、トライアック５６が非導通となっている状態（発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２への電力供給が遮断されている状態）で行われる。

［発熱体の切替え動作］
実施例１では、紙間時間において発熱体５４ｂの切替えが行われる。ここで、紙間時間とは、先行する用紙Ｐ（第１の記録材）の後端が定着ニップ部Ｎを通過した時点から、用紙Ｐに連続して定着ニップ部Ｎを通過する後続の用紙Ｐ（第２の記録材）の先端が定着ニップ部Ｎに突入するまでの時間をいう。また、紙間とは、先行する用紙Ｐの後端と後続の用紙Ｐの先端との間の距離をいう。以下、紙間時間において発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替える動作を説明する。

ＣＰＵ９４は、先行する用紙Ｐの先端が定着ニップＮの下流側に設けられたセンサＳを通過した時間を、センサＳの検知結果に基づき取得する。ＣＰＵ９４は、先行する用紙Ｐの先端がセンサＳを通過した時間、用紙Ｐの搬送方向における長さ及びプロセススピードに基づいて、この用紙Ｐの後端が定着ニップ部を通過するタイミングｔ１を算出する。ＣＰＵ９４は、タイマ９４ａを参照し、先行する用紙Ｐの後端が定着ニップ部Ｎを通過するタイミングｔ１になった時点、言い換えれば紙間になった時点で、電力制御部９７を介してトライアック５６をオフし、発熱体５４ｂ１への電力の供給を遮断する。

ＣＰＵ９４は、タイミングｔ１から２０ｍｓが経過したタイミングｔ２に、電力制御部９７を介して発熱体切り替え器５７に発熱体５４ｂの切り替え信号を送信する。そうすると、タイミングｔ２から更に２００ｍｓが経過したタイミングｔ３に、発熱体切り替え器５７による発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２への切替えが完了する。ＣＰＵ９４は、タイミングｔ３から１００ｍｓ経過したタイミングｔ４に、トライアック５６を用いて発熱体５４ｂ２への電力の供給を開始する。ここでは、発熱体切り替え器５７の動作時間に誤差が生じた場合であっても確実に発熱体切り替え器５７の接点溶着を回避するために、タイミングｔ３からタイミングｔ４の間に１００ｍｓを設けている。タイミングｔ１からタイミングｔ４までの合計時間は３２０ｍｓ（＝２０ｍｓ＋２００ｍｓ＋１００ｍｓ）であり、この時間が紙間時間に収まるように設定される。これは、タイミングｔ１からタイミングｔ４までの時間が紙間時間よりも長くなると、次のような現象が起こるからである。すなわち、タイミングｔ４になるまで後続する用紙Ｐの先端付近を発熱体５４ｂ２によって加熱することができなくなり、後続の用紙Ｐにおいて定着不良が発生するおそれがあるためである。

ここで、発熱体５４ｂ１の長手方向の長さ（以下、幅という）以下であり発熱体５４ｂ２の幅以上である幅（以下、紙幅という）を有する用紙Ｐを中間サイズ紙という。ただし、中間サイズ紙の中でもＡ４サイズの紙幅２１０ｍｍ以上の紙幅の用紙Ｐ（Ａ４サイズ、ＬＴＲ（レター）サイズ、ＬＧＬ（リーガル）サイズ等）を大サイズ紙という。また、発熱体５４ｂ２の幅未満である用紙Ｐを小サイズ紙という。

［印刷動作］
図５はＣＰＵ９４が印刷命令を受けてから印刷を終了するまでのシーケンスを示したものである。実施例１では、用紙Ｐの紙サイズ情報と後述するカウント値とに基づいて、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。実施例１における紙サイズ情報とは、ＰＣ１１０に入力された用紙Ｐの定型サイズの情報（以下、定型サイズ情報という）である。

ＣＰＵ９４は、印刷命令を受信するとステップ（以下、Ｓとする）７０１以降の処理を実行する。Ｓ７０１でＣＰＵ９４は、ＰＣ１１０から用紙Ｐの紙サイズ情報、すなわち実施例１では定型サイズ情報を取得する。Ｓ７０２でＣＰＵ９４は、後述するカウント値を取得する。Ｓ７０３でＣＰＵ９４は、Ｓ７０１で取得した紙サイズ情報（実施例１では定型サイズ情報）とＳ７０２で取得したカウント値とに応じて、発熱体５４ｂの切替えタイミングを示す後述する表１を参照し、発熱体５４ｂの切替えタイミングを取得する。Ｓ７０４でＣＰＵ９４は、Ｓ７０３で取得した発熱体５４ｂの切替えタイミングに従ってヒータ５４を制御しつつ、用紙Ｐへの印刷を行う。なお、ここでいう印刷とは、主に、複数の用紙Ｐに連続して行う印刷をいう。

（発熱体５４ｂの切替えタイミング）
ＣＰＵ９４は、Ｓ７０３において、図５のシーケンスにより選択される大サイズ紙、中間サイズ紙、及び小サイズ紙を定着ニップ部Ｎにおいて通過させる際、言い換えれば用紙Ｐに定着処理を行う際に次の情報を取得する。すなわち、ＣＰＵ９４は、複数の用紙Ｐへの定着処理における発熱体５４ｂの切替えタイミングを、メモリ９５に記憶された表１の情報を参照することにより取得する。

表１は大サイズ紙、中間サイズ紙及び小サイズ紙の代表的な定型サイズ紙と、発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２に電力を供給する枚数の比率の一覧を示した表である。表１の１列目には用紙Ｐのサイズ分類（大サイズ紙等）、２列目には定型サイズ紙の名称（Ａ４等）、３列名には用紙Ｐのサイズ（Ａ４の場合は、幅Ｗ＝２１０ｍｍ、長さＺ＝２９７ｍｍ等）を示す。表１の４列目にはＣｏｌｄ状態からプリントを開始する場合に強制的に発熱体５４ｂ１を用いて印刷する所定枚数（Ａ４の場合は３枚等）を示す。なお、Ｃｏｌｄ状態とは、印刷を開始する前の時点で、後述するカウント値が後述する第１の目標カウント値（所定値）未満（所定値未満）の場合をいう。なお、カウント値が第１の目標カウント値以上（所定値以上）の場合をＨｏｔ状態という。表１の５列目には、電力を供給する枚数の比率を示し、この比率は、ゾーン１とゾーン２とに分けられる。また、各ゾーンにおいて、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とが用いられる用紙Ｐの枚数の比率が示される。例えば、中間サイズ紙でかつゾーン１の場合は、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２との比率は５対１である。これは、５枚の用紙Ｐに発熱体５４ｂ１を用いて定着処理が行われ、その後１枚の用紙Ｐに発熱体５４ｂ２を用いて定着処理が行われる、という処理が繰り返されることを表す。なお、表１に示す情報、すなわち、紙サイズ情報及びカウント値に基づく発熱体５４ｂの切替え制御、言い換えればどの発熱体５４ｂを何枚の用紙Ｐに対して用いるかをパターン化した情報を、以下、発熱体パターンということもある。表１では、カウント値が第１の目標カウント値以上となった場合に、カウント値が第１の目標カウント値未満の場合よりも、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行う用紙Ｐの枚数が少なくなるように設定されている。

表１の大サイズ紙の行に示すように、比率の列において、発熱体５４ｂ１では「１」、発熱体５４ｂ２では「－」と表記されているのは、発熱体５４ｂ１のみを用いて印刷が行われ、発熱体５４ｂ２を用いた印刷は行われないことを表している。中間サイズ紙では、比率の列において、発熱体５４ｂ１では「５」、発熱体５４ｂ２では「１」と表記されている場合（ゾーン１）、発熱体５４ｂ１のみを用いて５枚印刷が行われ、次に発熱体５４ｂ２のみを用いて１枚印刷が行われることを表している。

小サイズ紙では、比率の列において、発熱体５４ｂ１では「－」、発熱体５４ｂ２では「１」と表記されている。ここで、小サイズ紙では発熱体５４ｂ１が「－」となっているが、Ｃｏｌｄ状態から印刷を開始する際には、最初の３枚は強制的に発熱体５４ｂ１を用いて印刷が行われ、その後は発熱体５４ｂ２のみを用いて印刷が行われることを意味している。最初の３枚に対して強制的に発熱体５４ｂ１を使用して印刷が行われる理由は、次の理由による。すなわち、このようにすることで、発熱体５４ｂ１によって定着ニップ部Ｎ内の長手方向における全領域に均一に熱を伝え、フィルム５１の内面のグリスを均一に軟化させる。これにより、フィルム５１とヒータ５４との間の摺動負荷が不均一になることによるフィルム５１の変形を防止するためである。小サイズ紙の４枚目以降で発熱体５４ｂ２を使用する理由は、非通紙部が広い発熱体５４ｂ１よりも非通紙部が狭い発熱体５４ｂ２を用いることで可能な限り非通紙部昇温の発生量を抑え、小サイズ紙の生産スピードを高めるためである。

次にＣＰＵ９４によって用紙Ｐが中間サイズ紙と判断された場合について説明する。実施例１で用いた中間サイズ紙は１６Ｋサイズ（幅１９５ｍｍ、長さ２６７ｍｍ）の用紙Ｐである。上述したフィルム５１の変形を防止する観点から、いずれの定型サイズ紙においてもＣｏｌｄ状態から印刷する際には強制的に発熱体５４ｂ１を用いて３枚印刷される。また、中間サイズ紙を印刷する際には、ゾーン１とゾーン２といった各ゾーンに応じた発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。例えば、ゾーン１では、発熱体５４ｂ１を用いて５枚の中間サイズ紙に定着処理が行われた後、発熱体５４ｂ２を用いて１枚の中間サイズ紙に定着処理が行われる。また例えば、ゾーン２では、発熱体５４ｂ１を用いて４枚の中間サイズ紙に定着処理が行われた後、発熱体５４ｂ２を用いて１枚の中間サイズ紙に定着処理が行われる。

［表１の切替えタイミングを用いた連続印刷］
図６はＣＰＵ９４が表１を参照して連続印刷を行った場合の発熱体５４ｂの切替え動作を説明する図である。図６で（ｉ）は大サイズ紙に連続印刷を行った場合を示す。図６で（ｉｉ）、（ｉｉｉ）は中間サイズ紙に連続印刷を行った場合で、（ｉｉ）はＣｏｌｄ状態から印刷を開始した場合を示し、（ｉｉｉ）はＨｏｔ状態から印刷を開始した場合を示す。図６で（ｉｖ）は小サイズ紙に連続印刷を行った場合を示す。いずれも、黒丸は発熱体５４ｂ１を用いたことを示し、白丸は発熱体５４ｂ２を用いたことを示し、横軸は印刷枚数を示す。

次にカウント予測方式とゾーンについて説明する。実施例１では定着装置５０の各部材（フィルム５１、加圧ローラ５３、ニップ形成部材５２等）の温度を予測するために、カウント予測方式を採用している。カウント値は、１枚の用紙Ｐに定着処理を行う毎に＋１だけ加算され、定着処理が行われる用紙Ｐの枚数が多いほどカウント値は大きくなる。一方、連続印刷の定着処理が終了した後の待機状態では、定着装置５０の各部材が自然と冷えていくのに対応して、カウント値も時間の経過と共にカウントダウンされる。具体的には、事前に定着装置５０の各部材の冷却特性を調べておき、経過時間を関数とした演算式を用いてカウント値が減算される。カウント値は、用紙Ｐに連続して定着処理が行われている間は用紙Ｐの枚数に応じて増加し、連続した定着処理が終了した後はヒータ５４の温度の低下に応じて減少するようにカウントされる。このように、カウント値を管理することにより、定着装置５０の各部材の温度を予測することができる。カウント値の管理はＣＰＵ９４により行われる。カウント値は上述したようにＣｏｌｄ状態とＨｏｔ状態の判断に用いられるほか、以下に説明するゾーン１、ゾーン２の判断にも用いられる。

実施例１では、カウント値が０の状態から第１の目標カウント値までの間をゾーン１といい、第１の目標カウント値から第２の目標カウント値までの間をゾーン２といい、各ゾーンに合わせて発熱体５４ｂの切替え頻度（表１の比率）を変化させる。なお、ゾーンは２つに限定することはなく、複数設けてもよい。実施例１では、第１の目標カウント値を例えば３０、第２の目標カウント値を例えば１００とする。Ｃｏｌｄ状態（カウント値が０）から印刷が開始されると、３０枚印刷した時点でカウント値が第１の目標カウント値である３０に到達する。このため、３０枚目でゾーン１が終了し、３１枚目からはゾーン２に切り替わる。すなわち、ＣＰＵ９４は、カウント値が第１の目標カウント値に到達した時点で非通紙部昇温が高温になったと判断し、発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替える。

図６では、合計５０枚の印刷を行っているため、用紙Ｐの印刷が５０枚に到達した時点ではカウント値は５０であり、第２の目標カウント値である１００に到達しないため、ゾーン２のまま終了している。なお、連続印刷が１００枚を超える場合には、カウント値が第２の目標カウント値である１００に到達したタイミングで、言い換えれば１００枚目でゾーン２が終了し、１０１枚目から再びゾーン１に切り替わる。すなわち、ＣＰＵ９４は、カウント値が第２の目標カウント値に到達した時点で非通紙部の昇温が緩和されたと判断し、再び発熱体５４ｂ２から発熱体５４ｂ１へと切り替える。

また、図６に示すように、中間サイズ紙の印刷開始前のカウント値が３０未満の場合、すなわち、Ｃｏｌｄ状態である場合と、３０以上の場合、すなわち、Ｈｏｔ状態である場合とで、異なる切替えタイミングを設けている。この理由は、Ｃｏｌｄ状態に比べてＨｏｔ状態の方がフィルム５１の非通紙部の表面温度が高い傾向にあるため、Ｈｏｔ状態のときはＣｏｌｄ状態のときよりも発熱体５４ｂの切替え頻度を高くして非通紙部昇温を抑制する必要があるためである。図６（ｉｉｉ）のＨｏｔ状態のときは、印刷開始前にカウント値が３０以上であるのでゾーン２と判断され、ゾーン２の発熱体５４ｂの切替えタイミングで印刷が行われる。なお、図６（ｉｉｉ）では、例えば印刷開始前のカウント値を３０とすると、その後５０枚の連続印刷が行われカウント値が８０となるが、第２の目標カウント値である１００未満であるため、ゾーン２のまま終了している。

（中間サイズ紙を５０枚印刷した場合）
実施例１ではＣｏｌｄ状態から５０枚印刷した場合について説明する。図６（ｉｉ）に示すように、Ｃｏｌｄ状態のとき、ゾーン１においては発熱体５４ｂ１を使用して５枚印刷が行われた後、発熱体５４ｂ２に切り替えて１枚印刷が行われ、再び発熱体５４ｂ１に切り替えるというシーケンスで印刷が行われる。カウント値が３０以上になると第１の目標カウント値以上となるため、ゾーン１からゾーン２に切り替わる。続いてゾーン２においては発熱体５４ｂ１を使用して４枚印刷が行われた後、発熱体５４ｂ２に切り替えて１枚印刷が行われ、再び発熱体５４ｂ１に切り替えるというシーケンスで５０枚まで印刷が行われる。図６（ｉｉｉ）に示すＨｏｔ状態の場合は、印刷開始からゾーン２のシーケンスで５０枚まで印刷が行われる。また、実施例１では、紙間時間を４５０ｍｓとし、１６Ｋサイズの中間サイズ紙を１分間で１９枚の生産スピードで印刷する。

図７はヒータ５４と用紙Ｐの長手方向における位置関係を示した図である。特に、中間サイズ紙の用紙Ｐとして、１６Ｋサイズ（幅Ｗ＝１９５ｍｍ、長さＺ＝２６７ｍｍ）を示している。実施例１では、発熱体５４ｂ１の長さＬ１＝２２２ｍｍであり、用紙Ｐの幅Ｗ＝１９５ｍｍであるので、発熱体５４ｂ１の両端部のそれぞれ幅Ｈ＝１３．５ｍｍの領域において非通紙部昇温が発生する。幅Ｈは非通紙部の幅であり、以下、非通紙部幅Ｈという。

図８は、図６（ｉｉ）の中間サイズ紙をＣｏｌｄ状態から印刷開始した場合で、図７の非通紙部昇温が発生する幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度をサーモビューアで測定し、印刷枚数毎にプロットしたグラフである。黒丸は発熱体５４ｂ１を用いたことを示し、白丸は発熱体５４ｂ２を用いたことを示す。図８の横軸には印刷枚数（枚）を示し、縦軸には非通紙部温度（℃）を示す。１枚目から５枚目までは発熱体５４ｂ１を用いているため非通紙部幅Ｈにおいて非通紙部昇温が発生し、５枚目時点で約１９６℃まで昇温している。その後、６枚目は発熱体５４ｂ２のみを用いている。図７において発熱体５４ｂ２の長さＬ２はＬ２＝１８５ｍｍであり、用紙Ｐの幅ＷがＷ＝１９５ｍｍであるので、発熱体５４ｂ２の各端部は用紙Ｐの各端部よりもそれぞれＭ＝５ｍｍだけ短い。以下、Ｍを非加熱幅Ｍという。したがって、発熱体５４ｂ２による非通紙部は存在しないため、６枚目では非通紙部昇温が発生しない。

また図７に示す用紙Ｐの両端部の各領域Ｋでは、発熱体５４ｂ２が用紙Ｐを直接加熱することができない領域（以下、非加熱領域Ｋという）である。このように、６枚目の印刷においては非加熱領域Ｋが生じるため、５枚目までに幅Ｈの領域で発生していた非通紙部昇温による熱がフィルム５１、加圧ローラ５３及びヒータ５４等を介して用紙Ｐの非加熱領域Ｋへと伝導する。これにより、幅Ｈの領域の温度を低下させることができる。この結果、図８に示すように、６枚目を定着ニップ部Ｎにおいて通過させることで、フィルム５１の非通紙部の温度を約１７４℃まで低下させることができる。また、非加熱領域Ｋは発熱体５４ｂ２によって直接加熱することはできないが、上述したように、幅Ｈで発生している非通紙部昇温の熱を利用することにより、用紙Ｐの非加熱領域Ｋにおいても良好な定着性を得ることができる。以後、上述した制御により５０枚まで印刷を行ったところ、フィルム５１の非通紙部の最高温度を約２２６℃に抑えることができ、フィルム５１の破損を防止するための目標温度である２３５℃（図８中破線）を下回らせることができる。

以上、実施例１の制御を行うことにより、良好な定着性を確保しながら非通紙部昇温を抑制することができるため、中間サイズ紙である１６Ｋサイズ紙を１分間で１９枚という高い生産スピードで５０枚連続印刷することができる。このため、中間サイズ紙５０枚を連続印刷するために要した時間は、約１５６秒であった。

（比較例１）
比較例１で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を用いて説明する。図９は比較例１で使用したヒータ５４と用紙Ｐの長手方向における位置関係を示したものである。比較例１で使用したヒータ５４は従来から用いられる基本的な構成をしたものであり、２本の発熱体５４ｂ３はともに実施例１の発熱体５４ｂ１と同じ長さＬ１＝２２２ｍｍとなっている。２本の発熱体５４ｂ３は導体５４ｃにより電気的に直列に接続されており、接点５４ｄ４と接点５４ｄ５との間に電力を供給することで２本の発熱体５４ｂ３が発熱する。電気的に直列に接続された２本の発熱体５４ｂ３の合計の抵抗値を２０Ωとする。

比較例１では、実施例１と同じく１６Ｋサイズ紙を連続して５０枚印刷する際に発熱体５４ｂ３のみを使用した場合について説明する。比較例１では発熱体５４ｂ３の長さを実施例１と同じくＬ１＝２２２ｍｍとしたことから、１６Ｋサイズ紙の幅Ｗが幅Ｗ＝１９５ｍｍであるので、実施例１と同じく幅Ｈ＝１３．５ｍｍの領域で非通紙部昇温が発生する。なお、比較例１では発熱体５４ｂ２のような発熱体５４ｂ３よりも幅の狭い発熱体がないため、非加熱幅Ｍは存在しない。

図１０は比較例１のヒータ５４を用いて１６Ｋサイズ紙を５０枚連続印刷した場合の、非通紙部幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度を印刷枚数毎にプロットしたグラフである。黒丸は発熱体５４ｂ３を用いたことを示す。図１０の横軸、縦軸等は図８と同様である。ゾーン１で示された１枚目から１０枚目までは、実施例１と同様に紙間時間４５０ｍｓ、１分間に１９枚の生産スピード（生産性）で印刷を行った。しかしながら、非通紙部温度が１０枚目で２２０℃に到達してしまったため、ゾーン２で示された１１枚目からは紙間時間を１５００ｍｓに拡大し、１分間に１４枚の生産スピードに落とすことで非通紙部昇温を抑制しなければならなかった。その結果、比較例１では、中間サイズ紙に５０枚連続印刷するために要した時間は、約１９８秒となった。

以上説明したように、実施例１では、中間サイズ紙を印刷する際に、用紙Ｐの紙サイズ情報とカウント値とに応じて発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とを切り替える制御を行う。具体的には、発熱体５４ｂに電力が供給されている状態において、発熱体５４ｂ１により第１の枚数の用紙Ｐの定着処理を行う。発熱体切り替え器５７により、発熱体５４ｂ１に電力が供給されている状態から発熱体５４ｂ２に電力が供給されている状態に切り替えられた状態において、発熱体５４ｂ２により第１の枚数より少ない第２の枚数の用紙Ｐに定着処理を行う。これにより、非通紙部昇温を抑制することができ、スループットを下げることを防止することができるため、比較例１の構成よりも５０枚印刷する時間を４２秒短縮することができる。

以上、実施例１によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

実施例２で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。図１１は印刷命令を受けてから印刷を終了するまでのシーケンスを示したものである。図１１のＳ８０１、Ｓ８０２、Ｓ８０４の処理は、実施例１の図５のＳ７０１、Ｓ７０２、Ｓ７０４の処理と同様であり、説明を省略する。なお、実施例２では、Ｓ８０１で取得する紙サイズ情報は用紙Ｐの幅（長手方向の長さ）の情報である。Ｓ８０３でＣＰＵ９４は、Ｓ８０１で取得した紙サイズ情報である用紙Ｐの幅の情報とＳ８０２で取得したカウント値とに応じて、発熱体５４ｂの切替え制御（発熱パターン）を参照し取得する。上述したように、実施例２における紙サイズ情報は用紙Ｐの幅の情報（以下、紙幅情報という）である。実施例２では、ＰＣ１１０に紙幅情報が入力されることにより、表２に示した紙幅Ｗに対応した発熱体５４ｂの切替えタイミングが設定される。

表２の１列目には用紙Ｐのサイズ分類（大サイズ紙等）、２列目には用紙Ｐの紙幅Ｗ（ｍｍ）（例えば２１０＞Ｗ≧２０８等）を示す。表２の３列目にはＣｏｌｄ状態からプリントを開始した場合に強制的に発熱体５４ｂ１を用いて印刷する枚数（例えば３枚等）を示す。実施例１と同じくフィルム５１の変形を防止する観点から、いずれの紙幅ＷにおいてもＣｏｌｄ状態から印刷する際には強制的に発熱体５４ｂ１を例えば３枚印刷する。表２の４列目には、電力を供給する枚数の比率を示し、この比率は、実施例１の表１と同様にゾーン１とゾーン２とに分けられる。また、各ゾーンにおいて、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とが用いられる用紙Ｐの枚数の比率が示される。

実施例２では、定型サイズ紙以外の中間サイズ紙が指定された場合でも、取得した紙幅情報に対応した発熱体５４ｂの切替えタイミングが適用されることを特徴とする。なお、紙幅情報に加えて用紙Ｐの搬送方向における長さの情報も含めることで、紙サイズのエリアを複数設け、そのエリア毎に最適な発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する方法をとってもよい。

［表２の切替え制御を用いた連続印刷］
実施例２で用いた用紙Ｐは紙幅Ｗが１６Ｋサイズ紙と同じ幅１９５ｍｍ、長さＺがＬＧＬサイズと同じ３５５．６ｍｍの用紙Ｐである。この用紙ＰをＣｏｌｄ状態から連続して５０枚印刷する場合について説明する（後述する図１３）。図１２は、中間サイズ紙について、ＣＰＵ９４が表２を参照して連続印刷を行った場合の、Ｃｏｌｄ状態及びＨｏｔ状態における発熱体５４ｂの切替え動作を説明する図である。図１２で（ｉ）、（ｉｉ）は中間サイズ紙に連続印刷を行った場合で、（ｉ）はＣｏｌｄ状態から印刷を開始した場合を示し、（ｉｉ）はＨｏｔ状態から印刷を開始した場合を示す。また、紙間時間は実施例１が４５０ｍｓであったのに対して実施例２では５５０ｍｓと長めに設定され、実施例２の中間サイズ紙を１分間で１４枚の生産スピードで印刷する。

ＣＰＵ９４は、紙幅情報に基づき紙幅ＷをＷ＝１９５ｍｍとして取得し、表２からゾーン１では発熱体５４ｂ１を用いて４枚の中間サイズ紙に定着処理を行い、その後発熱体５４ｂ２を用いて１枚の中間サイズ紙に定着処理を行うという制御を行う。また、表２からゾーン２では発熱体５４ｂ１を用いて３枚の中間サイズ紙に定着処理を行い、その後発熱体５４ｂ２を用いて１枚の中間サイズ紙に定着処理を行うという制御を行う。なお、その他（黒丸等、カウント値、第１の目標カウント値等）については実施例１と同様である。

図１３は図７の非通紙部幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度を印刷枚数毎にプロットしたグラフであり、横軸、縦軸等は実施例１の図８と同様である。上述した制御（表２の切替え制御）を用いて５０枚の中間サイズ紙に連続印刷を行ったところ、図１３に示すように、フィルム５１の非通紙部の最高温度を約２２６℃に抑えることができる。また、実施例１と同様に、５０枚の中間サイズ紙の全ての非加熱領域Ｋにおいて良好な定着性が得られている。

以上、実施例２の制御を行うことにより、長さがＬＧＬサイズと同様に長く非通紙部昇温の影響が大きい中間サイズ紙であっても、良好な定着性を確保しながら非通紙部昇温を抑制することができる。そして、このような中間サイズ紙においても、１分間で１４枚という高い生産スピードを保ちつつ、５０枚の連続印刷を行うことができる。このように、実施例２によれば、紙幅情報を活用して紙幅情報に対応した発熱体５４ｂの切替えタイミングを適用することで、紙幅Ｗによらず高い生産スピードを得ることができる。

以上、実施例２によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

実施例３で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。図１４は印刷命令を受けてから印刷を終了するまでのシーケンスを示したものである。図１４のＳ９０１、Ｓ９０２、Ｓ９０４の処理は、実施例１の図５のＳ７０１、Ｓ７０２、Ｓ７０４の処理と同様であり、説明を省略する。Ｓ９０３でＣＰＵ９４は、Ｓ９０１で取得した紙サイズ情報とＳ９０２で取得したカウント値とに応じて、発熱体５４ｂの切替え制御（発熱パターン）を参照し取得する。

実施例３における紙サイズ情報は、図７に示す非通紙部幅Ｈと用紙Ｐの長さＺとの積（Ｈ×Ｚ）、及び、非加熱幅Ｍと用紙Ｐの長さＺとの積（Ｍ×Ｚ）すなわち非加熱領域Ｋの面積である。より具体的には、ＰＣ１１０に紙サイズ情報が入力されることにより、ＣＰＵ９４は発熱体５４ｂ１の長さＬ１及び発熱体５４ｂ２の長さＬ２と比較して非通紙部幅Ｈと非加熱幅Ｍとを算出することができる。また、ＣＰＵ９４は、紙サイズ情報から用紙Ｐの長さＺの情報を取得することにより、用紙Ｐを１枚印刷したときの用紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する時間を算出することができる。実施例３では、用紙Ｐの長さＺから用紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過する時間を算出することなく、単に用紙Ｐの長さＺを用いている。

これらの情報が得られることにより、ＣＰＵ９４は、用紙Ｐを１枚印刷する毎に定着ニップ部Ｎで発生する非通紙部昇温の程度Ｅ１と、非加熱領域Ｋの定着に必要な熱の程度及び非加熱幅Ｈを冷却する程度である程度Ｅ２とを予測することができる。実施例３では、程度Ｅ１をＥ１＝非通紙部幅Ｈ×用紙Ｐの長さＺとして予測し、程度Ｅ２をＥ２＝非加熱幅Ｍ×用紙Ｐの長さＺとして予測する。第１の程度である程度Ｅ１は、用紙Ｐの幅に基づいて発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行った場合に発熱体５４ｂ１と用紙Ｐとが接しない部分（非通紙部）において発生する温度上昇の程度である。第２の程度である程度Ｅ２は、用紙Ｐの幅に基づいて発熱体５４ｂ２を用いて定着処理を行った場合に発熱体５４ｂ２によって用紙Ｐを加熱しない部分（非加熱領域Ｋ）に要する熱の程度及び非通紙部を冷却する程度である。このように、実施例３の構成を用いることで、定型サイズ紙以外のいかなるサイズの中間サイズ紙であっても、程度Ｅ１及び程度Ｅ２を求めることにより最適なパフォーマンスが得られるように発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定することができる。

［表３の切替え制御を用いた連続印刷］
以下、実施例３の中間サイズ紙を連続印刷する場合を例にして実施例３の制御について具体的に説明する。実施例３で用いた用紙Ｐは紙幅Ｗが１６Ｋサイズ紙と同じ幅の１９５ｍｍ、長さＺがＬＧＬサイズの半分である１７８ｍｍの用紙Ｐである。この用紙ＰをＣｏｌｄ状態から連続して５０枚印刷する。印刷を開始する前に、ＣＰＵ９４は、ＰＣ１１０に入力された紙サイズ情報から、非通紙部幅Ｈ＝１３．５ｍｍ、非加熱幅Ｍ＝５ｍｍを算出する。更にＣＰＵ９４は、それらの値を用いて程度Ｅ１＝非通紙部幅Ｈ×用紙Ｐの長さＺ＝２４０３ｍｍ^２、程度Ｅ２＝非加熱幅Ｍ×用紙Ｐの長さＺ＝８９０ｍｍ^２を算出する。

表３は、ゾーン１及びゾーン２において、非通紙部昇温を抑制する観点と非加熱領域Ｋで良好な定着性が得られるという観点から、設定された表である。すなわち、発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２へと切り替えるべきＥ１目標積算値と、発熱体５４ｂ２から発熱体５４ｂ１へと切り替えるべきＥ２目標積算値を記した表である。ここで、Ｅ１目標積算値とは、発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２へと切り替えるべき程度Ｅ１の積算値（以下、Ｅ１積算値という）をいう。Ｅ２目標積算値とは、発熱体５４ｂ２から発熱体５４ｂ１へと切り替えるべき程度Ｅ２の積算値をいう。表３の１列目には各積算値を示し、２列目にはゾーン１における各積算値の目標積算値を示し、３列目にはゾーン２における各目標積算値を示す。例えば、ゾーン１では、Ｅ１積算値のＥ１目標積算値は２００００ｍｍ^２であり、Ｅ２積算値のＥ２目標積算値は２０００ｍｍ^２である。ＣＰＵ９４は、これらの目標積算値に対して、連続印刷のｎ枚目で目標積算値に到達し、ｎ＋１枚目で目標積算値を超えるということを算出することにより、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。

具体的には、実施例３のゾーン１において、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理が行われた場合には、上述した程度Ｅ１＝２４０３ｍｍ^２の場合、ｎ＝８枚のときにＥ１積算値＝１９２２４ｍｍ^２（＝２４０３ｍｍ^２×８枚）と算出される。また、ｎ＋１＝９枚のときにＥ１積算値＝２１６２７ｍｍ^２（＝２４０３ｍｍ^２×９枚）と算出される。以上のことから、ＣＰＵ９４は、表３のゾーン１におけるＥ１積算値のＥ１目標積算値である２００００以下となるｎ＝８枚目に印刷枚数が到達したときに、発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替えるように、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。

同じく実施例３のゾーン１において、発熱体５４ｂ２を用いて定着処理が行われた場合には、上述した程度Ｅ２＝８９０ｍｍ^２の場合、ｎ＝２枚のときにＥ２積算値＝１７８０ｍｍ^２（＝８９０ｍｍ^２×２枚）と算出される。また、ｎ＋１＝３枚のときにＥ２積算値＝２６７０ｍｍ^２（＝８９０ｍｍ^２×３枚）と算出される。以上のことから、ＣＰＵ９４は、表３のゾーン１におけるＥ２積算値のＥ２目標積算値である２０００以下となるｎ＝２枚目に印刷枚数が到達したときに、発熱体５４ｂ２から発熱体５４ｂ１に切り替えるように、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。

更に、ゾーン２においては、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理が行われた場合には、上述した程度Ｅ１＝２４０３ｍｍ^２の場合、ｎ＝７枚のときにＥ１積算値＝１６８２１ｍｍ^２（＝２４０３ｍｍ^２×７枚）と算出される。また、ｎ＋１＝８枚のときにＥ１積算値＝１９２２４ｍｍ^２（＝２４０３ｍｍ^２×８枚）と算出される。以上のことから、ＣＰＵ９４は、表３のＥ１積算値のＥ１目標積算値である１８０００以下となるｎ＝７枚目に印刷枚数が到達したときに発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替えるように、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。また、ゾーン２において、発熱体５４ｂ２を用いて連続印刷を行った場合には、Ｅ２目標積算値がゾーン１のＥ２目標積算値と同じ２０００である。このため、ＣＰＵ９４は、ゾーン１と同じくｎ＝２枚のときに発熱体５４ｂ２から発熱体５４ｂ１に切り替えるように、発熱体５４ｂの切替えタイミングを設定する。

このように印刷を開始する前に、ＣＰＵ９４は、程度Ｅ１と程度Ｅ２を算出し、表３の各目標積算値と比較することで発熱体５４ｂを切り替えるべき枚数ｎを算出する。その結果、図１５に示すような発熱体５４ｂの切替えタイミングが決定される。図１５で（ｉ）、（ｉｉ）は中間サイズ紙に連続印刷を行った場合で、（ｉ）はＣｏｌｄ状態から印刷を開始した場合を示し、（ｉｉ）はＨｏｔ状態から印刷を開始した場合を示す。なお、Ｈｏｔ状態から印刷する場合はＣｏｌｄ状態のゾーン２を適用している。図１５（ｉ）に示すように、中間サイズ紙にＣｏｌｄ状態から定着処理を行う場合、ゾーン１では発熱体５４ｂ１を用いて８枚の中間サイズ紙に定着処理が行われ、次に発熱体５４ｂ２を用いて２枚の中間サイズ紙に定着処理が行われる。ＣＰＵ９４はカウント値が３０以上となると、ゾーン１からゾーン２へと移行する。言い換えれば、ＣＰＵ９４は、用紙Ｐに連続して定着処理を行っている間に、カウント値が３０以上となった場合は、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２との切替えタイミングを変更する。

ゾーン２では、発熱体５４ｂ１を用いて７枚の中間サイズ紙に定着処理が行われ、次に発熱体５４ｂ２を用いて２枚の中間サイズ紙に定着処理が行われる。図１５（ｉｉ）に示すように、中間サイズ紙にＨｏｔ状態から定着処理を行う場合、印刷開始からゾーン２であり、発熱体５４ｂ１を用いて７枚の中間サイズ紙に定着処理が行われ、次に発熱体５４ｂ２を用いて２枚の中間サイズ紙に定着処理が行われる。

また、実施例３では、紙間時間は、例えば紙間時間＝０．０８３４×Ｅ１＋１４９．４（単位はｍｓ）のように、程度Ｅ１に基づいて算出される。実施例３の中間サイズ紙の場合、程度Ｅ１＝２４０３ｍｍ^２であることから、紙間時間は３５０ｍｓとなる。この計算式は、非通紙部昇温の程度Ｅ１から最適な紙間時間を求めたものである。この結果、実施例３の制御を行うことで、１分間で２８枚という生産スピードで中間サイズ紙の連続印刷が行われる。

ここで、実施例２の制御を用いて実施例３のＬＧＬサイズの半分の長さの中間サイズ紙を印刷した場合について説明する。実施例２の制御は紙幅情報に基づいているため、実施例３の中間サイズ紙においても実施例２と同じ発熱体５４ｂの切替え頻度及び紙間（５５０ｍｓ）が設定され、その紙間時間から１分間で２５枚という生産スピードで印刷が行われる。なお、実施例２の表２では、紙幅Ｗ（＝１９５ｍｍ）の中間サイズ紙の「２００＞Ｗ≧１９４」のゾーン１（発熱体５４ｂ１が４、発熱体５４ｂ２が１）とゾーン２（発熱体５４ｂ１が３、発熱体５４ｂ２が１）が用いられる。

図１６（ｂ）は実施例３の中間サイズ紙に対して実施例２の制御を用いた場合の図７の非通紙部幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度を印刷枚数毎にプロットしたグラフである。図１６（ｂ）に示すように、中間サイズ紙を５０枚連続印刷している際に非通紙部の最高温度を１９３℃と非常に低く抑えることができている。この理由は発熱体５４ｂの切替え頻度の高さと長い紙間時間（５５０ｍｓ）を用いていること、更に中間サイズ紙の長さがＬＧＬサイズの半分と短いことから１分あたりの紙間時間が多く得られるため、定着ニップ部Ｎを冷却する機会が増えたことである。

しかしながら、発熱体切り替え器５７の耐久性の観点から、切替え回数の増加は望ましくなく、最小限の切替え回数に留めることが望ましい。更に、１分あたりの印刷の生産スピードを向上させるといった観点から、必要最小限の紙間時間を設定することが望ましい。以上のような観点を鑑みて、実施例３の構成がより望ましいケースがあると考えられる。

図１６（ａ）は実施例３の制御を用いて中間サイズ紙を５０枚連続印刷した場合の図７の非通紙部幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度を印刷枚数毎にプロットしたグラフである。フィルム５１の非通紙部の最高温度は、フィルム５１の破壊が発生しない２２６℃に抑えることができる。また、実施例１と同様に、５０枚全ての中間サイズ紙の非加熱領域Ｋにおいて良好な定着性が得られる。

以上、実施例３の構成により、中間サイズ紙の紙幅Ｗ及び長さＺに最適な発熱体５４ｂの切替え頻度と紙間時間とを設定することができ、非加熱領域Ｋにおける良好な定着性を確保しながら非通紙部昇温を抑制することができる。上述したように、実施例２の紙幅情報に基づいて制御を行った場合は、実施例３の中間サイズ紙を１分間で２５枚という生産スピードで印刷することができる。これに対して、実施例３の制御を行った場合は、１分間で２８枚という生産スピードで印刷することができ、更なる生産スピードの向上を実現できる。また、中間サイズ紙の５０枚の印刷中における発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２との切替え頻度は、実施例２の制御では２１回であったのに対し、実施例３では１０回まで減らすことができる。

以上、実施例３によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

実施例４で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。図１７は実施例４の定着装置５０の断面模式図を示している。実施例１と異なり実施例４ではヒータ５４の裏面とニップ形成部材５２との間に均熱部材１２０を設けている。均熱部材１２０は、発熱体５４ｂ１の長手方向における端部と発熱体５４ｂ２の長手方向における端部とを接続する部材である。なお、その他の構成については実施例１の図３と同様であり、説明を省略する。

図１８（ａ）はヒータ５４の長手方向における均熱部材１２０の位置を示した図であり、説明上、ヒータ５４とは搬送方向において位置をずらして示している。なお、図７で説明した構成と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略する。均熱部材１２０は、発熱体５４ｂ１の端部から発熱体５４ｂ２の端部までの位置に設けられている。均熱部材１２０の材質としては、例えば、熱伝導率が２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のアルミ板（ＪＩＳ合金呼称：Ａ１０５０）が用いられる。均熱部材１２０のサイズは、長手方向の長さが１８．５ｍｍ、搬送方向の長さＳがＳ＝７ｍｍ（ヒータ５４の幅と同じ）、厚み０．３ｍｍである。均熱部材１２０の一部は折り曲げられ、位置決め部（不図示）が形成されており、その位置決め部によって均熱部材１２０はニップ形成部材５２に取り付けられている。実施例４の構成を用いることで、均熱部材１２０によって非通紙部幅Ｈにおける非通紙部昇温の熱を効率よく非加熱領域Ｋへと伝熱することができるため、非通紙部昇温の緩和効果と非加熱領域Ｋの定着性向上効果の２つの効果が得られる。

実施例４では、実施例１と同じ１６Ｋサイズの中間サイズ紙を連続して５０枚印刷する場合について説明する。また、実施例１と同じく１６Ｋサイズという定型サイズを印刷するという情報に基づいて、実施例１と同様の発熱体５４ｂの切替えタイミングを用いてＣｏｌｄ状態から５０枚印刷を行った。ただし、均熱部材１２０による非通紙部昇温の緩和効果を鑑みて、実施例１の紙間時間が４５０ｍｓであったのに対し、実施例４では紙間時間を３３０ｍｓとした。その結果、１分間あたりの生産スピードは実施例１が１９枚であったのに対し、実施例４では２０枚に向上した。

図１８（ｂ）は図１８（ａ）の非通紙部幅Ｈの位置に相当するフィルム５１の表面温度の最高温度を印刷枚数毎にプロットしたグラフである。均熱部材１２０を有する構成で、上述した制御（表１の制御）を用いて５０枚まで中間サイズ紙の連続印刷を行ったところ、フィルム５１の非通紙部の最高温度を２１７℃に抑えられている。また、実施例１と同等以上に、５０枚全ての用紙Ｐの非加熱領域Ｋにおいて良好な定着性が得られた。

なお、実施例４で説明した発熱体５４ｂの切替え制御の方法は一例であり、各種中間サイズ紙の定型サイズ、紙幅Ｗ、又は紙幅Ｗと紙の長さＺの両方に最適に設定された制御を用いればよい。すなわち、均熱部材１２０を有する構成に実施例１から実施例３で説明した制御を適用してもよい。また、発熱体５４ｂの長さや本数、均熱部材１２０の厚み、長さ等は一例であり、記載された数値に限定されるものではない。また、均熱部材１２０の材質は実施例４で説明したアルミ以外の金属やグラファイトシートのような高熱伝導シートでもよい。

以上、実施例４によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

［変形例］
更に、発熱体５４ｂの長さや本数は、上述した実施例で記載された数値に限定されるものではない。例えば、図１９に示すように、異なる３種類の長さの発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２、及び発熱体５４ｂ３をそれぞれ２本、１本及び１本設けたヒータ５４であってもよい。なお、変形例においては、発熱体５４ｂ２及び発熱体５４ｂ３が第２の発熱体として機能し、詳細には、発熱体５４ｂ２が第３の発熱体、発熱体５４ｂ３が第４の発熱体として機能する。発熱体５４ｂ１は、基板５４ａの短手方向の一方の端部に配置された一方の発熱体５４ｂ１と、他方の端部に配置された他方の発熱体５４ｂ１とである。基板５４ａの短手方向において、一方の発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２、発熱体５４ｂ３、他方の発熱体５４ｂ１の順に配置されている。

変形例の加熱装置に用いられるヒータ及びヒータ制御回路である電力制御部９７を図１９に示す。図１９（ａ）にヒータ５４及び電力制御部９７を示し、図１９（ｂ）にヒータ５４のｐ－ｐ’断面を示す。ヒータ５４は主としてセラミック等で形成された基板５４ａの上（基板上）に実装された発熱体５４ｂ１～５４ｂ３、接点５４ｄ１～５４ｄ４、絶縁ガラス等の保護ガラス層５４ｅで構成される。発熱体５４ｂ１～５４ｂ３は、商用交流電源等の交流電源５５からの電力供給により発熱する抵抗体である。第１の接点である接点５４ｄ１及び第２の接点である接点５４ｄ２は、基板５４ａの長手方向における一方の端部に設けられる。第３の接点である接点５４ｄ３及び第４の接点である接点５４ｄ４は、基板５４ａの長手方向における他方の端部に設けられる。このように、基板５４ａの両端部に設けられる接点（電極）の数を、例えば２ずつと同じにする。保護ガラス層５４ｅは、交流電源５５にほぼ同電位である発熱体５４ｂ１～５４ｂ３からユーザーを絶縁するために設けられる。

例えば、発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２及び発熱体５４ｂ３の長さは、それぞれレターサイズの幅２１５．９ｍｍ、Ｂ５サイズの幅１８２ｍｍ及びＡ５サイズの幅１４８ｍｍよりも数ｍｍ程度長く設定される。このように、発熱体５４ｂを複数設けておくことにより、より様々なサイズの中間サイズ紙に対応することができるようになる。すなわち、レターサイズとＢ５サイズとの間の中間サイズ紙を通紙する場合は、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とを交互に切り替えればよい。また、Ｂ５サイズとＡ５サイズとの間の中間サイズ紙を通紙する場合は、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３とを交互に切り替えればよい。

接点５４ｄ１は、第１のスイッチ手段であるトライアック５６ａを介して交流電源５５の第１の極に接続される。接点５４ｄ２は、第２のスイッチ手段であるトライアック５６ｂを介して交流電源５５の第１の極に接続される。接点５４ｄ３は、第３のスイッチ手段であるトライアック５６ｃを介して交流電源５５の第１の極に接続される。接点５４ｄ４はトライアック等を介することなく交流電源５５の第２の極に接続される。接点５４ｄ２と接点５４ｄ４とは、第１の切替手段であるａ接点構成の電磁リレー５７ａを介して接続される。電磁リレー５７ａは、接点５４ｄ２と接点５４ｄ４との電気的な経路（電力供給経路）を接続状態（以下、短絡状態ともいう）又は開放状態にする。

次に、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２、及び発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３、をそれぞれ交互に切り替えて電力供給を行う場合の方法を説明する。図２０に、３種類の長さの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２及び５４ｂ３を設けたヒータ５４と電力制御部９７を用いる場合の、発熱体５４ｂ１～５４ｂ３への３通りの電流経路（電気的な経路であり電力供給経路でもある）を示す。なお、図２０に示す電流経路はほんの一例であり、その他の電流経路構成でも構わない。

（発熱体５４ｂ１への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ１に電力供給する場合の電流は、図２０（ａ）の太線で示すルートで流れる。ヒータ５４の温度をサーミスタ等の温度検知素子（不図示）で検知し、その温度情報に基づいてマイクロコンピュータ（不図示）からの指示に基づきトライアック５６ａが動作することで発熱体５４ｂ１が所定温度になるように制御される。発熱体５４ｂ１への電力供給はトライアック５６ｂ、５６ｃ及びａ接点構成の電磁リレー５７ａに依らない。すなわち、発熱体５４ｂ１に電力供給する場合には、電磁リレー５７ａは開放状態であっても短絡状態であってもよい。なお、図２０（ａ）では、一例として電磁リレー５７ａは開放状態となっている。

（発熱体５４ｂ２への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ２に電力供給する場合の電流は、図２０（ｂ）の太線で示すルートで流れる。発熱体５４ｂ２に電力供給を行う場合には、ａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点を開放状態に設定する。開放状態のａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点インピーダンスは発熱体５４ｂ２より十分に大きいため、ａ接点構成の電磁リレー５７ａにはほぼ電流が流れず発熱体５４ｂ２のみを発熱させることができる。発熱体５４ｂ２に供給される電力はトライアック５６ｂにより制御される。

（発熱体５４ｂ３への電力供給）
交流電源５５から発熱体５４ｂ３に電力供給する場合の電流は、図２０（ｃ）の太線で示すルートで流れる。発熱体５４ｂ３に電力供給を行う場合には、ａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点を短絡状態に設定することで、電流はほぼ全て発熱体５４ｂ３に流れる。短絡状態のａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点インピーダンスは発熱体５４ｂ２より十分に小さいため、発熱体５４ｂ２に電流がほぼ流れず発熱体５４ｂ３のみを発熱させることができる。発熱体５４ｂ３に供給される電力はトライアック５６ｃにより制御される。

［電力供給経路の切り替え］
発熱体５４ｂ１への電力供給経路（図２０（ａ））と発熱体５４ｂ２への電力供給経路（図２０（ｂ））との切り替えは、予めａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点を開放状態にしておく。これにより、トライアック５６ａとトライアック５６ｂの無接点スイッチのみによって独立して制御することができる。したがって、電力供給経路（図２０（ａ））と電力供給経路（図２０（ｂ））との間をシームレスに状態遷移したり、電力供給経路（図２０（ａ））とともに電力供給経路（図２０（ｂ））を使用したりすることが可能である。

発熱体５４ｂ１への電力供給経路（図２０（ａ））と発熱体５４ｂ３への電力供給経路（図２０（ｃ））も同様である。上述したように、電力供給経路（図２０（ａ））では、電磁リレー５７ａは開放状態でも短絡状態でもよい。このため、予めａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点を短絡状態にしておけば、以下のようなことが可能である。すなわち、電力供給経路（図２０（ａ））と電力供給経路（図２０（ｃ））との間をシームレスに状態遷移したり、電力供給経路（図２０（ａ））とともに電力供給経路（図２０（ｃ））を使用したりすることが可能である。

一方、発熱体５４ｂ２の電力供給経路（図２０（ｂ））と発熱体５４ｂ３の電力供給経路（図２０（ｃ））とを切り替える際には、ａ接点構成の電磁リレー５７ａの状態を切り替えなければならない。このため、電力供給経路（図２０（ｂ））とともに発熱体５４ｂ３への電力供給経路（図２０（ｃ））は使用できない。すなわち、電力供給経路（図２０（ｂ））及び電力供給経路（図２０（ｃ））のいずれか一方しか使用できず、これらは排他的である。

しかし電力供給経路（図２０（ｂ））と電力供給経路（図２０（ｃ））の間を遷移させたい場合は、次のように実施すればよい。例えば、電力供給経路（図２０（ｂ））→電力供給経路図（図２０（ａ））→電力供給経路（図２０（ｃ））や、電力供給経路（図２０（ｃ））→電力供給経路（図２０（ａ））→電力供給経路（図２０（ｂ））というように状態遷移させればよい。いずれも、電力供給経路（図２０（ｂ））と電力供給経路（図２０（ｃ））との間に、電力供給経路（図２０（ａ））を経由させればよい。電力供給経路（図２０（ａ））が使用されている間に、ａ接点構成の電磁リレー５７ａの状態を開放状態から短絡状態へ、又は短絡状態から開放状態へ切り替えておく。これにより、ａ接点構成の電磁リレー５７ａの接点の状態が安定するまで待つために、ヒータ５４への電力供給が停止されて用紙Ｐに必要な熱量を供給できないというような事態を防ぐことができる。

電磁リレー５７ａは、ａ接点構成の電磁リレーに限らず、ｂ接点構成の電磁リレー、ｃ接点構成の電磁リレー等、有接点スイッチを用いても構わない。更に、電磁リレー５７ａは、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）、フォトモスリレー、トライアック等の無接点スイッチを用いても構わない。

以上、変形例によれば、定着ニップ部に中間サイズ紙を通過させた場合でも、スループットを下げることなく非通紙部昇温を抑制することができる。

５０定着装置
５４ヒータ
５４ｂ１、５４ｂ２発熱体
５７発熱体切り替え器
９４ＣＰＵ
Ｐ用紙

Claims

細長い基板と、複数の第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも前記基板の長手方向の長さが短い第２の発熱体と、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第３の発熱体とを少なくとも有するヒータと、
電力が供給される発熱体を、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、及び前記第３の発熱体のいずれかに切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御する制御手段と、
を備え、記録材上の未定着のトナー像に定着処理を行う定着装置であって、
前記基板の短手方向において、一方の前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、他方の前記第１の発熱体の順に前記基板上に配置されており、
前記制御手段は、記録材の前記長手方向における長さが第１の長さである場合は、前記第１の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが前記第１の長さより短い第２の長さである場合は、前記第２の発熱体、又は前記第３の発熱体のいずれか一方により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが第３の長さである場合は、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、又は前記第１の発熱体と前記第３の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、
前記第３の長さは、前記第１の長さより短く、前記第２の長さより長いことを特徴とする定着装置。
前記制御手段は、記録材に連続して前記定着処理が行われている間は記録材の枚数に応じて増加し、連続した前記定着処理が終了した後は前記ヒータの温度の低下に応じて減少するようにカウントされるカウント値に基づいて、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体、又は前記第１の発熱体と前記第３の発熱体を切り替えるタイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記制御手段は、記録材の定型サイズの情報と前記カウント値とに基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記制御手段は、記録材の幅の情報と前記カウント値とに基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記制御手段は、記録材の幅及び長さの情報と前記カウント値とに基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
前記制御手段は、
前記記録材の前記幅に基づいて前記第１の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第１の発熱体と前記記録材とが接しない部分において発生する温度上昇の第１の程度を求め、
前記記録材の前記幅に基づいて前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体によって前記記録材を加熱しない部分の前記定着処理のために要する熱の程度及び前記接しない部分を冷却する程度である第２の程度を求め、
前記第１の程度及び前記第２の程度に基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
前記制御手段は、先行して前記定着処理が行われる第１の記録材の後端と前記第１の記録材に連続して定着処理が行われる後続の第２の記録材の先端との間の距離に応じた時間を、前記第１の程度に基づいて決定することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記記録材に連続して前記定着処理を行う前に、前記カウント値が所定値未満である場合には、前記第１の発熱体を用いて所定枚数の記録材に前記定着処理を行ってから設定した前記タイミングに従って前記切替手段を制御することを特徴とする請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記記録材に連続して前記定着処理を行っている間に、前記カウント値が前記所定値以上となった場合は、前記タイミングを変更することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記カウント値が前記所定値以上となった場合に、前記カウント値が前記所定値未満の場合よりも、前記第１の発熱体を用いて前記定着処理を行う前記記録材の枚数が少なくなるように前記タイミングを変更することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記記録材に連続して前記定着処理を行う前に、前記カウント値が前記所定値以上である場合には、設定した前記タイミングに従って前記切替手段を制御することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の発熱体の前記長手方向における端部と前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体の前記長手方向における端部とを接続する均熱部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の発熱体に電力が供給されている状態において、前記第１の発熱体により第１の枚数の記録材の定着処理を行い、
前記切替手段により、前記第１の発熱体に電力が供給されている状態から前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体に電力が供給されている状態に切り替えられた状態において、前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体により前記第１の枚数より少ない第２の枚数の記録材に定着処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の定着装置。
一方の前記第１の発熱体及び他方の前記第１の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第１の接点と、
一方の前記第１の発熱体、他方の前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第４の接点と、
前記第２の発熱体及び前記第３の発熱体の一方の端部が電気的に接続された第２の接点と、
前記第３の発熱体の他方の端部が電気的に接続された第３の接点と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の発熱体の前記長手方向の長さは、ＬＴＲサイズの記録材の前記長手方向の長さに対応した長さであり、前記第２の発熱体又は前記第３の発熱体の前記長手方向の長さは、Ｂ５サイズの記録材の前記長手方向に対応した長さであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の定着装置。
第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、を少なくとも有するヒータと、
電力が供給される発熱体を、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体のいずれか一方に切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御する制御手段と、
を備え、記録材上の未定着のトナー像に定着処理を行う定着装置であって、
前記制御手段は、記録材の前記長手方向における長さが第１の長さである場合は、前記第１の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが前記第１の長さより短い第２の長さである場合は、前記第２の発熱体により前記定着処理を行わせ、記録材の前記長手方向における長さが第３の長さである場合は、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えて前記定着処理を行わせ、
前記第３の長さは、前記第１の長さより短く、前記第２の長さより長く、
前記制御手段は、
記録材に連続して前記定着処理が行われている間は記録材の枚数に応じて増加し、連続した前記定着処理が終了した後は前記ヒータの温度の低下に応じて減少するようにカウントされるカウント値、及び、記録材の幅及び長さの情報に基づいて、前記第１の発熱体と前記第２の発熱体を切り替えるタイミングを設定し、
前記記録材の前記幅に基づいて前記第１の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第１の発熱体と前記記録材とが接しない部分において発生する温度上昇の第１の程度を求め、前記記録材の前記幅に基づいて前記第２の発熱体を用いて前記定着処理を行った場合に前記第２の発熱体によって前記記録材を加熱しない部分の前記定着処理のために要する熱の程度及び前記接しない部分を冷却する程度である第２の程度を求め、前記第１の程度及び前記第２の程度に基づいて、前記タイミングを設定することを特徴とする定着装置。
前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、
前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、
を備えることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の定着装置。
前記第１の回転体は、フィルムであることを特徴とする請求項１７に記載の定着装置。
前記ヒータは、前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記第２の回転体により前記フィルムを挟持しており、記録材上の画像は前記フィルムと前記第２の回転体の間に形成されたニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１８に記載の定着装置。
記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により記録材に形成された前記未定着のトナー像を記録材上に定着させる請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。