WO2016052758A1

WO2016052758A1 - 画像加熱装置

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Publication number: WO2016052758A1
Application number: PCT/JP2015/078698
Authority: WO
Inventors: 真寛辻林; 菊池　伸宏
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2014-10-03
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2016-04-07
Also published as: US20170242376A1; US10054881B2

Abstract

　外部加熱ベルトの温度制御に関する。制御部は、それぞれのサーミスタの出力を用いて対応するハロゲンヒータへの通電を制御するモードと、一方のサーミスタの出力を用いることなく他方のサーミスタの出力を用いて２つのハロゲンヒータへの通電を制御するモードとを実行可能である。

Description

画像加熱装置

　本発明は、複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられて、記録材上のトナー像を加熱する画像加熱装置に関する。

　電子写真方式などの画像形成装置では、記録材に形成されたトナー像を定着装置（画像加熱装置）で加熱、加圧することによって記録材にトナー像を定着させている。定着装置には、一対の回転体が設けられており、その間のニップ部においてトナー像の定着が行われる。

　記録材にトナー像を定着させる場合、回転体から記録材へと熱が移って回転体の表面温度が低下してしまう。

　そこで、回転体を内部から加熱することに加えて、回転体を外部から加熱する方式が提案されている（特開２０１２−２９２６号公報）。具体的には、２本のローラに懸架された外部加熱ベルト（エンドレスベルト）を用いて、回転体を加熱する。２本のローラ内にはそれぞれヒータが内蔵されており、２つの温度センサが外部加熱ベルトを介してそれぞれのローラに対向配置されている。

　このような定着装置では、外部加熱ベルトと回転体とが接する加熱領域において外部加熱ベルトから回転体へと熱供給が行われる。そのため、加熱領域の上流側における外部加熱ベルトの温度に比べて、加熱領域の下流側における外部加熱ベルトの温度が低くなる傾向となる。

　このような傾向を示す構成において、外部加熱ベルトを適切な温度に制御することが求められている。

　本発明によれば、記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する第１の回転体及び第２の回転体と、前記第１の回転体の外面との当接により前記第１の回転体を加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの内部に前記第１の回転体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記エンドレスベルトを支持する第１のローラ及び第２のローラと、前記第１のローラを加熱する第１のヒータと、前記第２のローラを加熱する第２のヒータと、前記エンドレスベルトの前記第１のローラに支持されている領域の温度を検出する第１のセンサと、前記エンドレスベルトの前記第２のローラに支持されている領域の温度を検出する第２のセンサと、前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記第１のセンサの出力を用いて前記第１のヒータへの通電を制御すると共に前記第２のセンサの出力を用いて前記第２のヒータへの通電を制御する第１のモードと、前記第２のセンサの出力を用いることなく前記第１のセンサの出力を用いて前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御する第２のモードと、を実行可能である画像加熱装置が提供される。

　図１は第１実施形態に係る定着装置を適用した画像形成装置の概略構成図である。
　図２は第１実施形態の定着装置の概略構成図である。
　図３は第１実施形態の定着装置の制御系のブロック図である。
　図４は比較例の定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す図である。
　図５は第１実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。
　図６は第１実施形態の定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す図である。
　図７は定着ローラの回転方向上流側のサーミスタの検知温度と、定着ローラの回転方向下流側のサーミスタの検知温度の差を示す図である。
　図８は点灯Ｄｕｔｙとハロゲンヒータの通電時間との関係を示す図である。
　図９は第２実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。
　図１０は記録材の搬送間隔が開いた場合の定着ローラ温度の時間推移を示す図である。
　図１１は定着ローラの回転方向上流側のサーミスタの検知温度と、定着ローラの回転方向下流側のサーミスタの検知温度の差を示す図である。
　図１２は第３実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。
　図１３は比較例の定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す図である。
　図１４は第４実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。
　図１５は第４実施形態の定着ローラ温度の時間推移を示す図である。
　図１６は第５実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。
　図１７は第６実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
［画像形成装置］

　本発明の第１実施形態に係る定着装置について、図１乃至図６を用いて説明する。まず、本実施形態に係る定着装置を適用可能な画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

　まず、本画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｐは、記録材収納庫（給紙カセット）１０内に積載される形で収納されており、給紙ローラ１３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。記録材収納庫１０からの給紙は、例えば摩擦分離方式などが用いられる。給紙ローラ１３により送り出された記録材Ｐは、搬送パス１１４の途中に配置されたレジストローラ１２へと搬送される。そして、レジストローラ１２において記録材Ｐの斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｐは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ２１および二次転写外ローラ１１により形成される転写ニップであり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材上にトナー像を吸着させる。

　以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｐの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部について説明するが、各色の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで使用するトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。そこで、以下では、代表としてブラックの画像形成部Ｐｄについて説明し、その他の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃについては、説明中の符号末尾のｄを、ａ、ｂ、ｃに読み替えて説明されるものとする。

　画像形成部Ｐｄは、主に現像装置１ｄ、帯電装置２ｄ、感光ドラム３ｄ、感光ドラムクリーナ４ｄ、及び露光装置５ｄ等から構成される。図中Ｒ１方向に回転駆動される感光ドラム３ｄの表面は、帯電装置２ｄにより予め表面を一様に帯電され、その後画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置５ｄによって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム３ｄ上に形成された静電潜像は、現像装置１ｄによるトナー現像を経て可視像化される。その後、画像形成部Ｐｄと中間転写ベルト２０を挟んで対向配置される一次転写ローラ６ｄにより所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、感光ドラム３ｄ上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト２０上に一次転写される。感光ドラム３ｄ上に僅かに残った一次転写残トナーは、感光ドラムクリーナ４ｄにより回収され、再び次の作像プロセスに備える。以上説明した画像形成部Ｐｄは、図１に示す構造の場合、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４セット存在する。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。現像装置１ｄは、例えば現像剤としてトナーと磁性キャリアを混合させた二成分現像剤を使用する。

　中間転写ベルト２０について説明する。中間転写ベルト２０は、二次転写内ローラ２１、テンションローラ２２、および張架ローラ２３によって張架され、図中矢印Ｒ２方向へと搬送駆動される無端ベルトである。ここで、二次転写内ローラ２１は、中間転写ベルト２０を駆動する駆動ローラを兼ねる。画像形成部Ｐにより並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト２０上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト２０上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の二次転写残トナーは、転写クリーナ装置３０によって回収される。

　以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｐとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｐは定着装置９（像加熱装置）へと搬送され、所定の圧力と熱量が加えられて記録材上にトナー像が溶融固着される。こうして画像定着された記録材Ｐは、排紙ローラ１４により、そのまま排紙トレイ１２０上に排出されるか、もしくは両面画像形成を行うかの選択が行われる。

　両面画像形成を要する場合には、切り替え部材１１０（フラッパーなどと呼ばれる）によって、搬送経路が排紙トレイ１２０に続く経路から両面搬送パス１１１へ切り替えられ、排紙ローラ１４により搬送された記録材Ｐは両面搬送パス１１１へと搬送される。その後、給紙ローラ１３より搬送されてくる後続ジョブの記録材Ｐとのタイミングを合わせて、反転ローラ１１２によって先後端が入れ替えられ、両面パス１１３を介して再び搬送パス１１４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面の作像プロセスに関しては、上述と同様なので説明を省略する。

　また、本画像形成装置１００は操作部Ｓと制御部５０とを備える。操作部Ｓは、各種情報を表示する表示部（不図示）、ユーザ入力を受け付ける操作キー（不図示）などを有する。利用者（ユーザ）は、操作部Ｓの操作キーを用いて画像形成ジョブの開始命令を出したり、表示部に表示された中から画像の画質設定や記録材収納庫１０にセットする記録材Ｐの各種情報（例えば紙種や坪量など）を選択的に入力したりすることができる。制御部５０は、入力された情報に従って画像形成条件を決定し、該画像形成条件で画像形成を行うために本画像形成装置１００の各部を制御する。制御部５０は画像形成ジョブの実行時に、定着装置９の制御を行って所定の温度で記録材Ｐを加熱しトナー像を加熱定着させる。こうした定着装置９の制御については後述することから、ここでの詳細な説明を省略する。
［定着装置］

　次に、定着装置９の構成について図２を用いて説明する。定着装置９は、第一回転体としての定着ローラ４０と、第二回転体としての加圧ローラ４１とを備える。定着ローラ４０と加圧ローラ４１は、定着装置９のハウジング（不図示）などにボールベアリング（不図示）等を介して回転自在に軸支されている。定着ローラ４０と加圧ローラ４１は、図示を省略したが、一方の軸端に固定された歯車が歯車機構によって相互に連結され、モータ等の駆動源（不図示）によって歯車機構を介して一体に回転駆動される。

　定着ローラ４０は、円筒状に形成された金属製の芯金４０ｂに、耐熱性の弾性層４０ｃ、耐熱性の離型層４０ｄを内径側から順に重ねてなる。例えば、定着ローラ４０の芯金４０ｂは、外径７７ｍｍ、厚み６ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウム製である。弾性層４０ｃは、厚さ３ｍｍのＨＴＶ（高温加硫型）シリコンゴムからなり、芯金４０ｂの外周面を被覆している。離型層４０ｄは、トナーとの離型性向上のため、厚さ５０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、弾性層４０ｃの表面を被覆している。

　定着ローラ４０の芯金４０ｂの内部には、通電により出力制御され発熱する例えば定格電力１２００Ｗのハロゲンヒータ４０ａが、定着ローラ４０の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体にわたって非回転に配置されている。ハロゲンヒータ４０ａは、定着ローラ４０の表面温度が所定の目標温度となるように内部から定着ローラ４０を加熱する。定着ローラ４０の表面温度は、サーミスタ４２ａによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、制御部５０（図１参照）によりハロゲンヒータ４０ａがＯＮ（通電）又はＯＦＦ（非通電）制御されることで、定着ローラ４０の表面温度は所定の目標温度に調整される。

　加圧ローラ４１は、円筒状に形成された金属製の芯金４１ｂに、耐熱性の弾性層４１ｃ、耐熱性の離型層４１ｄを内径側から順に重ねてなる。例えば、加圧ローラ４１の芯金４１ｂは、外径５９ｍｍ、厚み５ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウム製である。弾性層４１ｃは、厚さ１ｍｍのＨＴＶシリコンゴムからなり、芯金４１ｂの外周面を被覆している。離型層４１ｄは、厚さ５０μｍのフッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）からなり、弾性層４１ｃの表面を被覆している。

　加圧ローラ４１の芯金４１ｂの内部には、通電により発熱する例えば定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ４１ａが、加圧ローラ４１の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体にわたって非回転に配置されている。ハロゲンヒータ４１ａは、加圧ローラ４１の表面温度が所定温度となるように内部から加圧ローラ４１を加熱する。加圧ローラ４１の表面温度は、サーミスタ４２ｂによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、制御部５０（図１参照）によりハロゲンヒータ４１ａがＯＮ‐ＯＦＦ制御されることで、加圧ローラ４１の表面温度は例えば１００度などの一定温度に調整される。

　上述の加圧ローラ４１は、定着ローラ４０に所定圧力、例えば７８４Ｎ（約８０ｋｇ）の圧力で圧接されることにより、定着ローラ４０と定着ニップ部Ｎ１を形成する。記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎ１で挟持搬送されることで加熱及び加圧される。そのため、定着ローラ４０と加圧ローラ４１とが定着ニップ部Ｎ１で同一方向に回転するように、定着ローラ４０は図中矢印Ｒ３方向に、加圧ローラ４１は図中矢印Ｒ４方向に回転される。また、加圧ローラ４１は、不図示の加圧着脱機構により、定着ローラ４０を圧接した着状態と、定着ローラ４０から離した脱状態に移動可能である。加圧ローラ４１の着脱状態は、制御部５０によって判断される。
［クリーニングユニット］

　また、定着装置９は、定着ローラ４０の清掃部材としてクリーニングユニット６０を備える。クリーニングユニット６０は、不織布であるクリーニングウェブ６１と、回収ローラ６２と、ウェブローラ６３とを有する。回収ローラ６２は、例えば直径２０ｍｍに形成されたステンレス製の円筒部材である。回収ローラ６２は、定着ローラ４０の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体にわたって定着ローラ４０に当接した状態で回転可能に設けられ、記録材Ｐに定着されずに定着ローラ４０上に付着したトナーを回収する。回収ローラ６２は、定着ローラ４０に常時当接され、定着ローラ４０に従動回転する。

　ウェブローラ６３はクリーニングウェブ６１を支持し、該支持したクリーニングウェブ６１を例えば約４０Ｎの力で回収ローラ６２へ押圧する。クリーニングウェブ６１は回収ローラ６２へ押圧されることで、回収ローラ６２上の定着ローラ４０から回収されたトナーを拭い取る。クリーニングウェブ６１は一方向（図中矢印Ｘ方向）に巻き取られるので、回収ローラ６２との当接面にはクリーニングウェブ６１のトナーを拭っていない新しい面が常時供給される。ウェブローラ６３は、不図示のウェブ着脱機構により、回収ローラ６２を圧接した着状態と、回収ローラ６２から離した脱状態に移動可能である。なお、回収ローラ６２は、ウェブローラ６３が脱状態では約１０Ｎの押圧で、ウェブローラ６３が着状態ではウェブ着脱機構の押圧力４０Ｎを加えた約５０Ｎの力で定着ローラ４０に押圧される。ウェブローラ６３の着脱状態は、制御部５０によって判断される。
［外部加熱ユニット］

　画像形成装置では、厚紙など坪量（単位面積当たり重量）の大きな記録材でも、高い生産性（単位時間当たりのプリント枚数）を求められる。坪量の大きな記録材で生産性を上げるためには、定着装置９における加熱処理のスピードを高速化することが望ましい。しかし、坪量の大きな記録材は熱を多く奪うため、定着に要する熱量が坪量の低い記録材に比べて大きくなる。そこで、図２に示すように、定着装置９は外部加熱装置としての外部加熱ユニット８０を備え、必要に応じて外部加熱ユニット８０により外部から定着ローラ４０を加熱する。より具体的には、外部加熱ユニット８０は、定着ローラ４０から記録材Ｐにより多くの熱が移った場合に、定着ローラ４０内のハロゲンヒータ４０ａと加圧ローラ４１内のハロゲンヒータ４１ａでは供給が遅れる分の熱量を素早く補うために設けられる。外部加熱ユニット８０（詳しくは外部加熱ベルト８０ｅ）は、定着ローラ４０と接触して定着ローラ４０を加熱する。

　外部加熱ユニット８０は、外部加熱ベルト８０ｅと、外部加熱ベルト８０ｅを張架する第一ローラとしての外部加熱ローラ８０ａ及び第二ローラとしての外部加熱ローラ８０ｂと、外部加熱手段としてのハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄとを有する。ベルト部材としての外部加熱ベルト８０ｅは、例えば無端ベルト状に形成されたステンレスなどの金属製の基材の上に、フッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）等からなる耐熱性の摺動層が被覆されたものである。外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂは、定着ローラ４０や加圧ローラ４１と同様に、例えば円筒状に形成されたアルミニウムなどの金属製の芯金の上に、フッ素樹脂（例えばＰＦＡチューブ）等からなる耐熱性の摺動層が被覆されたものである。

　外部加熱ユニット８０は、ベルト着脱機構５７（後述の図３参照）により定着ローラ４０を外部加熱ベルト８０ｅで圧接した着状態と、定着ローラ４０から外部加熱ベルト８０ｅを離した脱状態に移動可能である。外部加熱ユニット８０の着脱状態は、制御部５０によって判断される。

　外部加熱ユニット８０が着状態である場合、外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂは定着ローラ４０に外部加熱ベルト８０ｅを介して所定圧力で圧接される。そして、外部加熱ベルト８０ｅは定着ローラ４０の表面に接触し、外部加熱接触部Ｎ２を形成する。即ち、外部加熱ベルト８０ｅは、定着ローラ４０と幅広の外部加熱接触部Ｎ２を形成して、定着ローラ４０へ供給する熱量を大きくするために設けられている。

　外部加熱ベルト８０ｅ及び外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂは、定着ローラ４０に従動回転する（図中矢印Ｒ５方向）。これら外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂは、外部加熱ベルト８０ｅの回転方向に関して外部加熱接触部Ｎ２を挟むように配置される。そして、このうちの外部加熱ローラ８０ａが外部加熱接触部Ｎ２の上流に隣接するように、外部加熱ローラ８０ｂが外部加熱接触部Ｎ２の下流に隣接するように、それぞれ配置されている。つまり、外部加熱ローラ８０ａは、定着ローラ４０の回転方向（図中矢印Ｒ３方向）に関し、外部加熱ローラ８０ｂよりも上流側であって外部加熱接触部Ｎ２より上流に配置されている。

　外部加熱ローラ８０ａの内部には、第一加熱手段として、通電により発熱する例えば定格電力１５００Ｗのハロゲンヒータ８０ｃが、外部加熱ローラ８０ａの幅方向ほぼ全体にわたって固定配置されている。外部加熱ローラ８０ｂの内部には、第二加熱手段として、通電により発熱する例えば定格電力１５００Ｗのハロゲンヒータ８０ｄが、外部加熱ローラ８０ｂの幅方向ほぼ全体にわたって固定配置されている。本実施形態では、各ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄへは各々の定格電力と同じ電力が供給される。なお、上述の幅方向は、外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂの長手方向、回転軸線方向でもある。

　また、外部加熱ユニット８０は、第一温度検知手段としてのサーミスタ８１ａ及び第二温度検知手段としてのサーミスタ８１ｂを有する。サーミスタ８１ａは、外部加熱ベルト８０ｅの外周面のうち定着ローラ４０の回転方向上流側で外部加熱ローラ８０ａと接触する位置に設けられ、外部加熱ローラ８０ａが外部加熱ベルト８０ｅに接触する領域の外部加熱ベルト８０ｅの温度を検知する。サーミスタ８１ｂは、外部加熱ベルト８０ｅの外周面のうち定着ローラ４０の回転方向下流側で外部加熱ローラ８０ｂと接触する位置に設けられ、外部加熱ローラ８０ｂが外部加熱ベルト８０ｅに接触する領域の外部加熱ベルト８０ｅの温度を検知する。
［制御部］

　制御手段としての制御部５０（図１参照）は、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を所定の目標温度に調整するために、サーミスタ８１ａ、８１ｂにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄをＯＮ‐ＯＦＦ制御する。ただし、制御部５０は画像形成準備時に、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃを、サーミスタ８１ｂにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄを、それぞれＯＮ‐ＯＦＦ制御する。また、制御部５０は画像形成時に、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御する。

　ここで、画像形成時とは、記録材Ｐに画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの入力）後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間（非画像形成時）を含む期間である。画像形成準備時とは、画像形成装置１００の電源がオンされているが、画像形成ジョブが実行されていない状態である。上述したように、画像形成時とは、前回転動作から、画像形成期間、紙間、後回転を含む一連の動作であるため、画像形成準備時とは、画像形成装置１００の電源がオンされている状態でこの一連の動作を実行していない期間のことを言う。また、画像形成準備時はスタンバイ時（スタンバイ状態）を含み、スタンバイ時（スタンバイ状態）とは、画像形成装置１００の電源オン後又は画像形成後に、上記画像形成時の一連の動作が可能な状態でプリント信号の受信を待機している状態である。

　制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄをＯＮ‐ＯＦＦ制御することで、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を所定の目標温度に調整する。表１に、スタンバイ時と画像形成時に用いる定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの目標温度（表中では設定温度と記す）をそれぞれ示す。制御部５０は、上述したようにハロゲンヒータ４０ａ、４１ａと、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄそれぞれのＯＮ‐ＯＦＦを制御して、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を表１に示した目標温度に調整する。表１に示すように、定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの目標温度は記録材Ｐの坪量に応じて決まる。

　次に、定着装置９の制御について図３乃至図６を用いて説明する。まず、図３に定着装置９の制御系のブロック図を示す。制御部５０は定着装置９の各部を制御する例えばＣＰＵ等を含むコンピュータであり、図３に示すようにメモリ５１を有する。メモリ５１はＲＯＭやＲＡＭ等であり、本画像形成装置１００を制御するための各種プログラムやデータ等を格納する。また、メモリ５１は、プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶することもできる。制御部５０は不図示のインタフェースを介して操作部Ｓ（図１参照）に接続され、ユーザによる画像形成ジョブなどの各種プログラムの実行開始操作や各種データ入力などを受け付ける。制御部５０は、画像形成ジョブの実行に応じて、不図示のインタフェースを介して接続された後述する各部を制御して定着装置９を動作させる。

　制御部５０には、ベルト着脱機構５７が接続されている。ベルト着脱機構５７は、外部加熱ユニット８０を定着ローラ４０に対し接離可能に移動する。これにより、定着装置９は、定着ローラ４０と外部加熱ベルト８０ｅとが圧接した着状態、又は定着ローラ４０と外部加熱ベルト８０ｅとが離れた脱状態のいずれかの状態になる。

　制御部５０は、モータコントローラ５２及びモータドライバ５３を介して複数の駆動モータ５４をそれぞれ個別に制御する。各駆動モータ５４は、制御部５０による制御に応じて定着ローラ４０、加圧ローラ４１をそれぞれ所定方向に且つ所定速度で回転駆動する。また、制御部５０は、ヒータコントローラ５５及びヒータドライバ５６を介してハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄをそれぞれ個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する。既に述べたように、ハロゲンヒータ４０ａの制御に応じて定着ローラ４０の表面温度が調整され、ハロゲンヒータ４１ａの制御に応じて加圧ローラ４１の表面温度が調整される。また、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの制御に応じて、外部加熱ベルト８０ｅの表面温度が調整される。

　制御部５０には、不図示のインタフェースを介してサーミスタ４２ａ、４２ｂ、８１ａ、８１ｂが接続されている。制御部５０は、サーミスタ４２ａから定着ローラ４０の表面温度（以下、便宜的に定着ローラ温度と記す）を、サーミスタ４２ｂから加圧ローラ４１の表面温度を取得する。また、制御部５０は、サーミスタ８１ａから外部加熱ベルト８０ｅの定着ローラ回転方向上流側の表面温度（以下、便宜的に外部加熱上流温度と記す）を取得する。さらに、制御部５０は、サーミスタ８１ｂから外部加熱ベルト８０ｅの定着ローラ回転方向下流側の表面温度（以下、便宜的に外部加熱下流温度と記す）を取得する。制御部５０は、サーミスタ４２ａ、４２ｂ、８１ａ、８１ｂにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄをＯＮ‐ＯＦＦ制御して、定着ローラ４０の表面温度を所定の目標温度に調整する制御を行う。

　ここで、図４に、比較例の定着装置を用いて多数枚の厚紙（一例として坪量２５０ｇ／ｍ^２）に画像形成が行われた場合の、サーミスタ４２ａ、８１ａ、８１ｂにより検知された定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す。比較例の定着装置では、外部加熱ユニット８０に関し、サーミスタ８１ａにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃの制御を行い、サーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄの制御を行う。図４において、縦軸は表面温度を表し、横軸は時間を表す。この場合の画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０度、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ（第一目標温度）及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ（第二目標温度）は２１５度である（表１参照）。なお、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度は常時１００度である。

　図４に示すように、画像形成時に、定着ローラ温度、外部加熱上流温度は、それぞれ目標温度である１７０度、２１５度に達している。画像形成時の定着ローラ温度、外部加熱上流温度は多少変動しながら推移しているが、これはハロゲンヒータ４０ａ、８０ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御に応じて所定の温度リップルをもって各表面温度が変動し得ることを示している。

　他方、画像形成時に、外部加熱下流温度は目標温度である２１５度に達することなく、目標温度以下で推移している。これは、外部加熱接触部Ｎ２で熱の供給が行われ、外部加熱接触部Ｎ２を通過した直後である定着ローラ回転方向下流側の表面温度は、外部加熱接触部Ｎ２よりも前の定着ローラ回転方向上流側の表面温度よりも低くなるからである。即ち、外部加熱上流温度が目標温度２１５度に達すれば、ハロゲンヒータ８０ｃはＯＦＦされるので、外部加熱ベルト８０ｅに与えられる熱量が減る。その結果、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０に与える熱量は、外部加熱ベルト８０ｅが外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂから受ける熱の総量よりも大きくなるので、外部加熱下流温度は目標温度２１５度に達することがない。外部加熱下流温度が目標温度２１５度に達しないことから、ハロゲンヒータ８０ｄはＯＦＦされることなくＯＮされた状態が続く。なお、外部加熱下流温度についても多少変動しながら推移しているが、これは定着ローラ４０から記録材Ｐへと熱が移ることに応じた熱変動を示す。

　ハロゲンヒータ８０ｄがＯＦＦされることなくＯＮされた状態が続くと、画像形成後に、特に外部加熱ローラ８０ｂの温度が急激に上がり、外部加熱下流温度が高温側に大きくオーバーシュートし得る。画像形成ジョブの実行の都度、外部加熱下流温度がオーバーシュートして高温になる状態が繰り返されると、熱劣化により定着ローラ４０や外部加熱ローラ８０ｂさらには外部加熱ベルト８０ｅが破損する恐れが大きい。

　この問題を解決するための１つの方法として、画像形成時には外部加熱上流温度と外部加熱下流温度とを異なる温度、具体的には外部加熱上流温度よりも外部加熱下流温度を低い温度に設定することが考えられる。しかしながら、外部加熱上流温度と外部加熱下流温度の温度差は紙種や紙間によって異なり、上記の方法は多種多様な紙種や紙間に対応できないことから採用し難い。

　そこで、本画像形成装置１００では、画像形成時にはサーミスタ８１ａにより検知された温度のみに基づきハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの両方を同時にＯＮ／ＯＦＦ制御するようにした。以下、図２や図３を適宜参照しながら、図５及び図６を用いて説明する。図５は、定着装置の制御（モード）を示すフローチャートである。この定着装置の制御は、制御部５０により装置本体の電源オンにあわせて開始され、画像形成ジョブの終了にあわせて終了される。なお、ここでは、ユーザが坪量２５０ｇ／ｍ^２の厚紙を紙種に設定したうえで、多数枚の厚紙に連続して画像形成を行う画像形成ジョブを実行する場合を例に説明する。

　図５に示すように、制御部５０は、スタンバイ時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｓ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｓ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｓ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｓを設定する（Ｓ１）。上述の表１からすると、スタンバイ時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｓは１６５度に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｓ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｓは１９０度に設定される。また、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｓは１００度に設定される。

　制御部５０は、定着装置９の各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄへの通電を開始する（Ｓ２）。即ち、制御部５０は、ヒータコントローラ５５及びヒータドライバ５６を介してハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄを通電（ＯＮ）する制御を行う。制御部５０は上記通電後、定着ローラ４０の表面温度、外部加熱ベルト８０ｅの上流側表面温度及び下流側表面温度、加圧ローラ４１の表面温度がそれぞれ目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓに到達したか否かを判定する（Ｓ３）。この判定は、各サーミスタ４２ａ、８１ａ、８１ｂ、４２により検知された温度との比較に基づいて行われる。制御部５０は、上記各表面温度が目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓに到達するまで、当該Ｓ３の処理を繰り返して待機する（Ｓ３のＮＯ）。即ち、制御部５０は、サーミスタ８１ａによる検知温度が目標温度Ｔｅｘ１ｓ（第一目標温度）になるようにハロゲンヒータ８０ｃへの通電を制御する。また、制御部５０は、サーミスタ８１ｂによる検知温度が目標温度Ｔｅｘ１ｓ（第二目標温度）になるようにハロゲンヒータ８０ｄへの通電を制御する。このようにして、画像形成準備時には定着ローラ４０の予備加熱が行われる。

　上記各表面温度がそれぞれ目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓに到達した場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部５０は、定着装置９をスタンバイ状態に移行し（Ｓ４）、定着ローラ４０を画像形成時よりも遅い速度で回転開始する（Ｓ５）。制御部５０は、モータコントローラ５２及びモータドライバ５３を介して駆動モータ５４を制御し、例えば定着ローラ４０を画像形成時の所定速度（例えば５００ｍｍ／ｓｅｃ）の半分の速度で回転させる。また、制御部５０は、定着装置９がスタンバイ時（スタンバイ状態）である場合、目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓを維持するように各ハロゲンヒータをＯＮ／ＯＦＦ制御して温度調整する。

　制御部５０は、プリント信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６）。制御部５０は、プリント信号を受信するまで、当該Ｓ６の処理を繰り返して待機する（Ｓ６のＮＯ）。プリント信号を受信した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、制御部５０は画像形成を開始する（Ｓ７）。そして、制御部５０は、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐに、各目標温度を変更する（Ｓ８）。上述の表１からすると、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０度に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐは２１５度に変更される。なお、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐは１００度のままである。

　制御部５０は、画像形成時の所定速度（例えば５００ｍｍ／ｓｅｃ）まで増速するように定着ローラ４０を回転駆動する（Ｓ９）。また、制御部５０は、画像書き出し信号（以下、Ｉ−Ｔｏｐ信号と記す）の受信（Ｓ１０）に応じて、Ｉ−Ｔｏｐ信号の受信時間を基準時間として記録材Ｐの給紙を開始する（Ｓ１１）。この際には、上記のＳ８で変更した目標温度に、定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度、加圧ローラ４１の表面温度が到達したか否かに関わらず記録材Ｐの給紙を開始してよい。これは以下の理由による。即ち、目標温度に到達するとハロゲンヒータがＯＦＦされて、その後に記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ１に到達することがある。その場合は各ローラの芯金温度が低下しているため、特に記録材Ｐが連続して搬送されると、定着ローラ温度は記録材Ｐにトナーを定着するのに必要な所定温度つまりは目標温度を下回り得る。こうした定着ローラ温度の温度低下による記録材Ｐに対するトナー定着不良を避けるためである。

　制御部５０は給紙を開始すると、Ｉ−Ｔｏｐ信号の受信時間を基準として記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ１に到達するまえに、外部加熱ベルト８０ｅと加圧ローラ４１とウェブローラ６３とを定着ローラ４０に押圧して接触させる（Ｓ１２）。即ち、外部加熱ベルト８０ｅと加圧ローラ４１とウェブローラ６３は、ベルト着脱機構、加圧着脱機構、ウェブ着脱機構により、それぞれが定着ローラ４０に接した状態つまりは着状態に移動される。

　そして、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱上流温度を検知するサーミスタ８１ａにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅが着状態であることを検知すると、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御するように切り替える。より詳しくは、定着ローラ４０の回転方向下流側のハロゲンヒータ８０ｄが、定着ローラ４０の回転方向上流側のサーミスタ８１ａの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御されるように切り替えられる。この場合、制御部５０は、サーミスタ８１ａによる検知温度が目標温度Ｔｅｘ１ｓになるようにハロゲンヒータ８０ｃへの通電を制御すると同時にハロゲンヒータ８０ｄへの通電を制御する。なお、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を上記のようにサーミスタ８１ａのみに切り替えた場合でも、制御部５０は外部加熱下流温度に異常がないかをサーミスタ８１ｂにより検知される温度に基づいて監視する。制御部５０は外部加熱下流温度に異常があった場合、例えば操作部Ｓの表示部にエラーを表示してユーザに通知する。

　制御部５０は、画像形成終了信号を受信したか否かを判定する（Ｓ１４）。画像形成終了信号を受信した場合（Ｓ１４のＹＥＳ）、制御部５０は、各目標温度をスタンバイ時の目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓへ変更する（Ｓ１５）。そして、制御部５０は、ベルト着脱機構、加圧着脱機構、ウェブ着脱機構により、外部加熱ユニット８０、加圧ローラ４１、ウェブローラ６３を定着ローラ４０から離間させて脱状態にする（Ｓ１６）。即ち、定着装置９をスタンバイ状態に移行する。スタンバイ状態の場合にこれらが着状態のままであると、定着ニップ部Ｎ１や外部加熱接触部Ｎ２での弾性層の変形又は歪みが残存し、画像形成時に横スジや光沢スジ（光沢ムラ）等が発生して画像品質が低下し得る。これを避けるため、スタンバイ状態では、外部加熱ユニット８０、加圧ローラ４１、ウェブローラ６３を定着ローラ４０から離間させている。

　制御部５０は定着装置９をスタンバイ状態に移行させると、上記のＳ１３で変更したサーミスタ８１ａのみによる外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を変更前に戻す（Ｓ１７）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅが脱状態であると検知すると、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を元に戻す。つまり、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱上流温度を検知するサーミスタ８１ａにより検知された温度のみに基づいて行うのではなく、サーミスタ８１ａ及びサーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいて行うように戻す。こうして、外部加熱ベルト８０ｅが脱状態である場合、サーミスタ８１ａにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃの制御が行われ、サーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄの制御が行われる。

　図６に、本実施形態の定着装置９を用いて多数枚の厚紙（一例として坪量２５０ｇ／ｍ^２）に画像形成が行われた場合の、サーミスタ４２ａ、８１ａ、８１ｂにより検知された定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す。図６において、縦軸は表面温度を表し、横軸は時間を表す。

　図６を上述した図４と比較して理解できるように、本実施形態の定着装置９においても、画像形成時には、定着ローラ温度、外部加熱上流温度は、それぞれ目標温度である１７０度、２１５度に達している。また、画像形成時、定着ローラ温度、外部加熱上流温度はそれぞれハロゲンヒータ４０ａ、８０ｃのＯＮ‐ＯＦＦ制御に応じて、所定の温度リップルをもって多少変動しながら推移している。他方、外部加熱下流温度はハロゲンヒータ８０ｄのＯＮ‐ＯＦＦ制御に応じて、目標温度である２１５度に達することなく目標温度以下で推移している。そして、後回転動作時には、外部加熱ローラ８０ｂの表面温度がオーバーシュートして上昇することを抑制できていることが分かる。

　以上のように、画像形成時には、定着ローラ４０の回転方向下流側のハロゲンヒータ８０ｄが、定着ローラ４０の回転方向上流側のサーミスタ８１ａの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御される。即ち、画像形成時には、定着ローラ４０の回転方向上流側のベルト表面温度に比べて温度が低くなる、外部加熱接触部Ｎ２を通過した後の外部加熱ベルト８０ｅの表面温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｄのＯＮ／ＯＦＦ制御を行わないようにした。こうすると、二個の外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂ各々への供給電力に偏りが生じず、これらは同じように加熱される。そのため、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅが停止した際に、外部加熱ローラ８０ｂの表面温度が急激に上がることがない。つまり、特に外部加熱ローラ８０ｂの表面温度がオーバーシュートして上昇することを抑制できる。これにより、熱劣化による定着ローラ４０や外部加熱ローラ８０ｂさらには外部加熱ベルト８０ｅが破損する恐れを減らせる。また、定着ムラ、光沢ムラ、色ムラなどの画像不良が生じる可能性を低くすることができる。
＜第２実施形態＞

　ところで、ユーザは設定した坪量よりも坪量の大きな記録材Ｐを記録材収納庫１０に誤ってセットして、画像形成ジョブを実行することがある。例えば、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙を設定したにも関わらず、坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙と坪量２４０ｇ／ｍ^２の厚紙とを混在させたような場合である。この場合、坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙に引き続き坪量２４０ｇ／ｍ^２の厚紙が搬送されるので、普通紙の後に厚紙への画像形成が連続して行われる。画像形成時に記録材Ｐが普通紙から厚紙に変わると、定着ローラ４０から記録材Ｐに移る熱量が増す。そのため、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０への熱供給が追い付かなくなり、結果として、定着ローラ４０の表面温度が定着に必要な目標温度よりも低いまま厚紙への画像形成が行われる。以下、この点について説明する。

　まず、表２に、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が設定されたにも関わらず、画像形成時に坪量８１ｇ／ｍ^２以上の記録材Ｐが搬送されて、定着ローラ４０の表面温度が最も低くなった場合の最下点温度を、記録材Ｐの坪量毎に示す。

　ユーザ設定と同じ坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が搬送されている場合、サーミスタ８１ａ、８１ｂに検知される外部加熱上流温度及び外部加熱下流温度が２１０度（表１参照）になるように、各ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは個別に制御される。ただし、多数枚の記録材Ｐへの画像形成に伴い、サーミスタ８１ｂにより検知される外部加熱下流温度は徐々に低下し、例えば２０８度に維持される。これは、外部加熱接触部（ニップ）で外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０に熱が供給されることによる。そして、坪量が大きくなるにつれて定着ローラ４０から記録材Ｐへ移る熱が多くなるため、表２に示すように、ユーザ設定された坪量よりも搬送された記録材Ｐの坪量が大きければ大きいほど、サーミスタ８１ｂにより検知される外部加熱下流温度は低くなる。

　図７は、坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙に引き続き坪量２４０ｇ／ｍ^２の厚紙が搬送されて画像形成が行われた場合の、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）を示した図である。

　図７に示すように、坪量８１ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送され画像形成が開始されると、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は０度の状態から徐々に広がって温度差２度に維持される。この温度差は、記録材Ｐへの熱移動により温度の低下する定着ローラ４０へ外部加熱ベルト８０ｅから熱が供給されることに伴い生じるため、坪量が同じ記録材Ｐが連続して搬送されている場合には変化せずに安定する。しかし、坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送されると、定着ローラ温度がより低くなり、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給する熱が増える。そうすると、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が坪量８１ｇ／ｍ^２の記録材Ｐの場合に比べて低下することから、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が１０度に広がる。

　表３に、記録材Ｐへのトナー定着に適正な定着ローラ４０の表面温度の上限温度（許容上限温度）と下限温度（定着可能温度）とを、記録材Ｐの坪量毎に示す。

　上述のように、例えばユーザ設定が坪量８１ｇ／ｍ^２である場合に坪量の大きい記録材Ｐが搬送されると、定着ローラ４０の表面温度はトナー定着に必要な定着可能温度を下回ってしまう。即ち、ユーザ設定が坪量８１ｇ／ｍ^２の場合に坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送されてしまうと、定着ローラ４０の最下点温度が１５０度となり（表２参照）、坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐのときの定着可能温度１５７度（表３参照）を下回る。

　ところが、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度のままでは、トナー像が記録材Ｐに定着されずに、そのトナーが定着ローラ４０に付着するコールドオフセットと呼ばれる現象が発生し、これが画像不良を生じさせる原因となり得る。また、定着ローラ４０に付着したトナーが後続の記録材Ｐに付着すると、画像汚れとなる。さらに、ユーザがコールドオフセットの発生に気付かずに画像形成を継続した場合には、定着ローラ４０の他にクリーニングユニット６０や外部加熱ベルト８０ｅなどにもトナーは付着し得る。そうした状態で、定着装置９の動作が停止され定着装置９、より具体的には定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどが冷えると、それらに付着したトナーが固着する。それらにトナーが固着すると、定着装置９が再動作された際に、定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどを傷つける恐れが大きい。それ故に、ユーザ設定された記録材Ｐの各種情報（例えば坪量）と異なる記録材Ｐが画像形成時に搬送されたような場合には、定着ローラ４０の表面温度を少なくとも定着可能温度を上回る温度まで上げる必要がある。しかし、上述した第１実施形態のように、画像形成時に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度をサーミスタ８１ａのみで制御するようにした場合、定着ローラ４０の表面温度を定着可能温度を上回る温度まで上げるのが難しくなる。

　そこで、以下では、上記問題を解決する第２実施形態に係る定着装置について説明する。ただし、第２実施形態に係る定着装置９の構成及び制御系については上述した第１実施形態と同様であることから（図２、図３参照）、説明を省略する。

　ここで、表４に、スタンバイ時と画像形成時に用いる定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの各目標温度（表中では設定温度と記す）を示す。制御部５０は、上述したようにハロゲンヒータ４０ａ、４１ａと、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄそれぞれのＯＮ‐ＯＦＦを制御して、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を表４に示した目標温度に調整する。表４から理解できるように、定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの各目標温度は記録材Ｐの坪量に応じて決まる。また、外部加熱ヒータつまりはハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙ（点灯比率）は記録材Ｐの坪量ごとに異なる。なお、第２実施形態に係る定着装置では、制御部５０はハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄを点灯Ｄｕｔｙに従って通電する制御を行う。

　上記の「点灯Ｄｕｔｙ」とは、予め決められた所定時間（例えば５秒間）にわたるハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄへの通電を１００％とした場合の、所定時間のうちハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄに実際に通電する時間の割合を表す。図８に、点灯Ｄｕｔｙとハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの通電時間と非通電時間との関係を示した。図８の縦軸は点灯Ｄｕｔｙ（％）を表し、横軸は時間（秒）を表す。図８に示すように、例えば点灯Ｄｕｔｙが６０％である場合、５秒間の内の最初の３秒間は通電され（ＯＮ）、残りの２秒間は通電されない（ＯＦＦ、非通電）ことを表す。

　図９は、第２実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。ただし、上述の図５に示した制御と説明の重複する部分については説明を省略する。また、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が設定されているにも関わらず、画像形成時に坪量２４０ｇ／ｍ^２の厚紙が搬送された場合を例に説明する。

　図９に示すように、制御部５０はＳ１の処理の実行後、定着装置９の各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄへの通電を開始する（Ｓ２）。ただし、ここでのハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙは、ユーザが設定した坪量に関わらず１００％とする。つまり、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは常時通電される。その後、制御部５０は、Ｓ３~Ｓ７の各処理を実行する。

　制御部５０は、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐに、各目標温度を変更する（Ｓ８）。上述の表４からすると、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０度に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐは２１０度に変更される。加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐは、１００度である。この際に、坪量８１ｇ／ｍ^２の設定に従って点灯Ｄｕｔｙを４０％にして、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄを通電する。つまり、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは３秒間隔で２秒間ずつ繰り返し通電される。

　制御部５０は、Ｓ９~Ｓ１２の各処理の実行後に、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱上流温度を検知するサーミスタ８１ａにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの着状態を検知すると、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御可能にする。ただし、この第２実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄは同時にＯＮ制御されても、これらヒータ８０ｃ、８０ｄはそれぞれ点灯Ｄｕｔｙに従って通電（ＯＮ）と非通電（ＯＦＦ）が所定時間間隔で繰り返される。このようにして、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度がオーバーシュートするのを抑制する。

　制御部５０は、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第一所定値としての温度差Ｔｕｐ（例えば４度）より大きいか否かを判定する（Ｓ２１）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第一所定値以下つまり所定の温度差Ｔｕｐ以下である場合（Ｓ２１のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを４０％から変更することなく画像形成を継続する（Ｓ２２）。即ち、この揚合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく低下しておらず、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が小さい。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度になる恐れが小さく、定着ローラ４０の表面温度を高くするために外部加熱下流温度を上げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行う必要がない。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２３）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ２３のＮＯ）、上記Ｓ２１の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ２３のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ２４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、制御部５０は、上述した図５のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。即ち、制御部５０は、各目標温度をスタンバイ時の目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓへ変更する（Ｓ１５）。制御部５０は、外部加熱ユニット８０、加圧ローラ４１、ウェブローラ６３を定着ローラ４０から離間させて脱状態にする（Ｓ１６）。制御部５０は、サーミスタ８１ａのみによる外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を変更前に戻す（Ｓ１７）。

　他方、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐより大きい場合（Ｓ２１のＹＥＳ）、制御部５０はハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄのうち、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする（Ｓ２５）。例えば、４０％であった点灯Ｄｕｔｙを１００％にアップする。即ち、この場合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく低下しており、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が大きくなっている。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度になる恐れがある。そこで、定着ローラ４０の表面温度を高くするために、外部加熱下流温度を上げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行っている。

　制御部５０は、Ｓ２５の処理後、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐ以下か否かを判定する（Ｓ２６）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐより大きい場合（Ｓ２６のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを変更後の１００％から元に戻すことなく画像形成を継続する（Ｓ２７）。つまり、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐより大きい間は、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度になる恐れがあるので、引き続き外部加熱下流温度を上げる必要がある。そのために、ハロゲンヒータ８０ｄを変更後のアップした点灯Ｄｕｔｙに従って通電する。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２８）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ２８のＮＯ）、上記Ｓ２６の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、後回転動作行って（Ｓ２４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、既に述べたように図５のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。

　上記Ｓ２６の処理において、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐ以下である場合（Ｓ２６のＹＥＳ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを変更前の点灯Ｄｕｔｙに戻す（Ｓ２９）。例えば、１００％であった点灯Ｄｕｔｙを４０％にダウンする。即ち、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行うが故に（Ｓ２５参照）、外部加熱下流温度が上がり、定着ローラ４０の表面温度は定着可能温度を上回る温度になる。しかし、定着ローラ４０の表面温度をさらに高くしてしまうと、定着ローラ４０等は破損し得る。そこで、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンして元に戻すことによって、定着ローラ４０の表面温度のさらなる上昇を抑制している。制御部５０は、Ｓ２９の処理後、上記Ｓ２１の処理に戻ってＳ２１~Ｓ２９の処理を繰り返す。

　以上のように、第２実施形態でも、画像形成時に、定着ローラ４０の回転方向下流側のハロゲンヒータ８０ｄは、定着ローラ４０の回転方向上流側のサーミスタ８１ａの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御される。そして、二つのサーミスタ８１ａと８１ｂの検知温度の差に基づいて、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給される熱量が不足している場合、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行う。これにより、画像形成時に記録材Ｐが例えば普通紙から厚紙に変わり、定着ローラ４０から記録材Ｐに移る熱量が増したとしても、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０に対して十分な熱供給を行うことができる。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着に必要な目標温度よりも低いまま厚紙への画像形成が行われることがない。したがって、コールドオフセットが発生して画像不良が生じ難い。

　なお、第２実施形態では、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐより大きい場合にハロゲンヒータ８０ｄのみ点灯Ｄｕｔｙを変更したが（Ｓ２５参照）、これに限らず、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更してよい。その場合、上記Ｓ２６の処理において、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐ以下となれば、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更前の点灯Ｄｕｔｙに戻す（Ｓ２９）。
＜第３実施形態＞

　ところで、画像形成時に記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開くと、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数が減少することから、定着ローラ４０の表面温度の低下が想定よりも小さくなる。そうなると、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０への熱供給が過多になってしまい、定着ローラ４０の表面温度が目標温度よりも高くなり得る。目標温度よりも高い温度で記録材Ｐに定着されたトナー像は、光沢や濃度が不均一となりやすい。また、定着ローラ４０の表面温度が高いと、トナーの粘度が記録材Ｐへ定着する適正粘度よりも小さくなる。その場合、トナー像が記録材Ｐに定着されずに定着ローラ４０にトナーが付着するホットオフセットと呼ばれる現象が発生し、上述したようなコールドオフセットが発生した場合と同様の問題が生じ得る。以下、この点について図１０及び図１１を用いて説明する。

　図１０に、画像形成時に記録材Ｐ（一例として坪量８１ｇ／ｍ^２）の搬送間隔が所定時間よりも開いた場合の、定着ローラ４０の表面温度の時間推移を示す。この場合、画像形成時には、定着ローラ４０の表面温度（定着ローラ温度）が目標温度１７０度になるように（表４参照）、各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄは制御される。しかしながら、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開いてしまうと、定着ローラ４０から記録材Ｐへと移る単位時間当たりの熱量は減少する。これに伴い、定着ローラ４０に供給される熱量が相対的に多くなるので、図１０に示すように、定着ローラ４０の表面温度が徐々に上昇しトナー定着に適正な許容上限温度である１８０度（表３参照）を超えてしまう。そうなると、ホットオフセットと呼ばれる現象が発生し画像不良が生じる原因となる。

　図１１は、画像形成時に記録材Ｐ（一例として坪量８１ｇ／ｍ^２）の搬送間隔が所定時間よりも開いた場合の、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）を示した図である。

　図１１に示すように、所定の時間間隔で記録材Ｐが搬送された場合には、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数に変わりなく、定着ローラ４０の表面温度は想定通りに低下する。そのため、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は２度で維持される。既に述べたように、この温度差は、記録材Ｐへの熱移動により温度の低下する定着ローラ４０に対して外部加熱ベルト８０ｅから熱が供給されることに伴い生じる。そのため、所定の搬送間隔で記録材Ｐが搬送されていれば、記録材Ｐへの熱移動と外部加熱ベルト８０ｅからの熱供給が定着ローラ４０において均衡して、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は変化することなく安定する。

　ところが、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開き、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数が減ると、図１１に示すように温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は徐々に小さくなる。これは、記録材Ｐの搬送間隔が開くことによって、定着ローラ４０の表面温度が上昇するからである。即ち、記録材Ｐへ移動する熱量が減ることで定着ローラ４０の表面温度が高くなり、これに伴い外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給する熱量が減る。そうすると、外部加熱ベルト８０ｅの表面温度が下がることなく高いまま、サーミスタ８１ｂによって温度検知される。この場合、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１は変わらずともサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２が相対的に上がることから、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は小さくなる。

　画像形成時に温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が小さくなる、つまり定着ローラ４０の表面温度が上昇すると、ホットオフセットが発生して画像不良が生じ得る。それ故に、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開いたような場合には、定着ローラ４０の表面温度を少なくとも許容上限温度を下回る温度まで下げる必要がある。しかし、上述した第１実施形態のように、画像形成時に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度をサーミスタ８１ａのみで制御するようにした場合、定着ローラ４０の表面温度を許容上限温度を下回る温度まで下げるのが難しくなる。

　そこで、以下では、上記問題を解決する第３実施形態に係る定着装置について説明する。ただし、第３実施形態に係る定着装置９の構成及び制御系については上述した第１実施形態と同様であることから（図２、図３参照）、説明を省略する。

　図１２は、第３実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。ただし、上述の図５に示した制御と説明の重複する部分については説明を省略する。また、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が画像形成時に用いられた場合を例に説明する。

　図１２に示すように、制御部５０はＳ１の処理の実行後、定着装置９の各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄへの通電を開始する（Ｓ２）。ただし、ここでのハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙは、１００％とする。その後、制御部５０は、Ｓ３~Ｓ７の各処理を実行する。

　制御部５０は、Ｓ９~Ｓ１２の各処理の実行後に、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱上流温度を検知するサーミスタ８１ａにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの着状態を検知すると、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御可能にする。ただし、この第３実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄが同時にＯＮ制御されても、これらヒータ８０ｃ、８０ｄはそれぞれ点灯Ｄｕｔｙに従って通電（ＯＮ）と非通電（ＯＦＦ）が所定時間間隔で繰り返される。このようにして、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度がオーバーシュートするのを抑制する。

　制御部５０は、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第二所定値としての温度差Ｔｄｏｗｎ（例えば０．３度）以下であるか否かを判定する（Ｓ３１）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎよりも大きい場合（Ｓ３１のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを４０％から変更することなく画像形成を継続する（Ｓ３２）。即ち、この場合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく上昇しておらず、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が小さくない。そのため、定着ローラ４０の表面温度が許容上限温度を上回る高い温度になる恐れが小さく、定着ローラ４０の表面温度を低くするために外部加熱下流温度を下げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行う必要がない。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ３３）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ３３のＮＯ）、上記Ｓ３１の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ３３のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ３４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、既に述べたように図５のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。

　他方、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第二所定値以下つまり所定の温度差Ｔｄｏｗｎ以下である場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、制御部５０はハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄのうち、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする（Ｓ３５）。例えば、４０％であった点灯Ｄｕｔｙを０％にダウンする。点灯Ｄｕｔｙが０％である場合、ハロゲンヒータ８０ｄはＯＮされない。即ち、この場合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく上昇し、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が小さくなっている。そのため、定着ローラ４０の表面温度が許容上限温度を上回る高い温度になる恐れがある。そこで、定着ローラ４０の表面温度を低くするために、外部加熱下流温度を下げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行っている。

　制御部５０は、Ｓ３５の処理後、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎより大きいか否かを判定する（Ｓ３６）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎ以下である場合（Ｓ３６のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを変更後の０％から元に戻すことなく画像形成を継続する（Ｓ３７）。つまり、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎ以下である間は、定着ローラ４０の表面温度が許容上限温度を上回る高い温度になる恐れがあるので、引き続き外部加熱下流温度を下げる必要がある。そのために、ハロゲンヒータ８０ｄを変更後のダウンした点灯Ｄｕｔｙに従って通電する。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ３８）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ３８のＮＯ）、上記Ｓ３６の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ３８のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ３４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、既に述べたように図５のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。

　上記Ｓ３６の処理において、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎよりも大きい場合（Ｓ３６のＹＥＳ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを変更前の点灯Ｄｕｔｙを元に戻す（Ｓ３９）。例えば、０％であった点灯Ｄｕｔｙを４０％にアップする。即ち、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行うが故に（Ｓ３５参照）、外部加熱下流温度が下がり、定着ローラ４０の表面温度は許容上限温度よりも低い温度になる。しかし、定着ローラ４０の表面温度をさらに低くしてしまうと、定着可能温度を下回る低い温度になる恐れがある。そこで、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップして元に戻すことによって、定着ローラ４０の表面温度のさらなる下落を抑制している。制御部５０は、Ｓ３９の処理後、上記Ｓ３１の処理に戻ってＳ３１~Ｓ３９の処理を繰り返す。

　以上のように、第３施形態でも、画像形成時に、定着ローラ４０の回転方向下流側のハロゲンヒータ８０ｄは、定着ローラ４０の回転方向上流側のサーミスタ８１ａの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃと同時にＯＮ−ＯＦＦ制御される。そして、二つのサーミスタ８１ａ、８１ｂの検知温度の差に基づいて、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給される熱量が過多である場合、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行う。これにより、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開き、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数が減ったとしても、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０に対して最適な熱供給を行うことができる。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着に必要な目標温度よりも高いまま画像形成が行われることがない。したがって、ホットオフセットの発生に伴う画像不良は生じ難い。

　なお、第３実施形態では、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎ以下である場合にハロゲンヒータ８０ｄのみ点灯Ｄｕｔｙを変更したが（Ｓ３５参照）、これに限らず、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更してよい。その場合、上記Ｓ３６の処理において、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎよりも大きくなれば、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更前の点灯Ｄｕｔｙに戻す（Ｓ３９）。

　なお、上述の第１~第３実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄについて同じ定格電力のものを使用したが、これに限らず、定格電力が異なるヒータを用いてもよい。その場合、ハロゲンヒータ８０ｄはハロゲンヒータ８０ｃよりも低い定格電力のヒータを用いる。これは、ハロゲンヒータ８０ｄの定格電力がハロゲンヒータ８０ｃよりも大きいと、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度がオーバーシュートするのを抑制することが難しくなるからである。即ち、ハロゲンヒータ８０ｄの定格電力が大きいと、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄもＯＮ‐ＯＦＦ制御するようにしたにも関わらず、ハロゲンヒータ８０ｄの出力は大きくなる。そうなると、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度はオーバーシュートし得る。これを避けるため、定格電力がハロゲンヒータ８０ｃの定格電力以下であるハロゲンヒータ８０ｄを用いている。また、各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄは特定の配光分布を持つ１つのヒータであってよいが、これに限らず、異なる配光分布を持つヒータを複数有するものであってもよい。

　なお、上述の第１~第３実施形態では、内部にハロゲンヒータ４０ａを具備した定着ローラ４０を採用したが、定着ローラ４０にヒータを具備せず、外部加熱ユニット８０のみで定着ローラ４０を加熱する構成であってもよい。また、上述の実施形態では、内部にハロゲンヒータ４１ａを具備した加圧ローラ４１を採用したが、加圧ローラ４１にヒータを具備しない構成であってもよい。さらに、芯金上に弾性層を具備した加圧ローラ４１を採用したが、これに限らず、加圧ベルトや、又は弾性層の無い加圧ローラ及び加圧ベルト等の他の形態であってもよい。

　なお、上述の第１~第３実施形態では、加熱手段としてハロゲンヒータを採用した。しかし、加熱手段としては、ハロゲンヒータ以外の電磁誘導加熱方式や面状発熱体等の他の加熱手段であってもよい。また、上述の第１~第３実施形態では、各ハロゲンヒータへは各々の定格電力と同じ電力が供給される。但し、定格電力未満の電力を供給する場合であっても、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄに供給する最大電力を同じにし、必要に応じて点灯Ｄｕｔｙを変更すれば良い。
＜第４実施形態＞
［画像形成装置］

　第４実施形態に係る定着装置を適用可能な画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

　次に、定着装置９の構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、定着装置９は、第一回転体としての定着ローラ４０と、第二回転体としての加圧ローラ４１とを備える。定着ローラ４０と加圧ローラ４１は、定着装置９のハウジング（不図示）などにボールベアリング（不図示）等を介して回転自在に軸支されている。定着ローラ４０と加圧ローラ４１は、図示を省略したが、一方の軸端に固定された歯車が歯車機構によって相互に連結され、モータ等の駆動源（不図示）によって歯車機構を介して一体に回転駆動される。

　加圧ローラ４１の芯金４１ｂの内部には、通電により発熱する例えば定格電力４００Ｗのハロゲンヒータ４１ａが、加圧ローラ４１の幅方向（長手方向、軸線方向）ほぼ全体にわたって非回転に配置されている。ハロゲンヒータ４１ａは、加圧ローラ４１の表面温度が所定温度となるように内部から加圧ローラ４１を加熱する。加圧ローラ４１の表面温度は、サーミスタ４２ｂによって検出される。そして、この検出温度に基づいて、制御部５０（図１参照）によりハロゲンヒータ４１ａがＯＮ‐ＯＦＦ制御されることで、加圧ローラ４１の表面温度は例えば１００℃などの一定温度に調整される。

　画像形成装置では、厚紙など坪量（単位面積当たり重量）の大きな記録材でも、高い生産性（単位時間当たりのプリント枚数）を求められる。坪量の大きな記録材で生産性を上げるためには、定着装置９における加熱処理のスピードを高速化する必要がある。しかし、坪量の大きな記録材は熱を多く奪うため、定着に要する熱量が坪量の低い記録材に比べて大きくなる。そこで、図２に示すように、定着装置９は外部加熱装置としての外部加熱ユニット８０を備え、必要に応じて外部加熱ユニット８０により外部から定着ローラ４０を加熱する。より具体的には、外部加熱ユニット８０は、定着ローラ４０から記録材Ｐにより多くの熱が移った場合に、定着ローラ４０内のハロゲンヒータ４０ａと加圧ローラ４１内のハロゲンヒータ４１ａでは供給が遅れる分の熱量を素早く補うために設けられる。外部加熱ユニット８０（詳しくは外部加熱ベルト８０ｅ）は、定着ローラ４０と接触して定着ローラ４０を加熱する。

　外部加熱ユニット８０は、ベルト着脱機構（後述の図３参照）により定着ローラ４０を外部加熱ベルト８０ｅで圧接した着状態と、定着ローラ４０から離した脱状態に移動可能である。外部加熱ユニット８０の着脱状態は、制御部５０によって判断される。

　ここで、画像形成時とは、記録材Ｐに画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの入力）後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間（非画像形成時）を含む期間である。画像形成準備時とは、画像形成装置１００の電源がオンされているが、画像形成ジョブが実行されていない状態である。上述したように、画像形成時とは、前回転動作から、画像形成期間、紙間、後回転を含む一連の動作であるため、画像形成準備時とは、画像形成装置１００の電源がオンされている状態でこの一連の動作を実行していない期間のことを言う。また、画像形成準備時はスタンバイ時（又はスタンバイ状態）を含み、スタンバイ時（スタンバイ状態）とは、画像形成装置１００の電源オン後又は画像形成後に、上記画像形成時の一連の動作が可能な状態でプリント信号の受信を待機している状態である。

　制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄをＯＮ‐ＯＦＦ制御することで、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を所定の目標温度に調整する。表１に、スタンバイ時と画像形成時に用いる定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの目標温度（表中では設定温度と記す）をそれぞれ示す。制御部５０は、上述したようにハロゲンヒータ４０ａ、４１ａと、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄそれぞれのＯＮ‐ＯＦＦを制御して、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を表１に示した目標温度に調整する。表５に示すように、定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの目標温度は記録材Ｐの坪量に応じて決まる。

　次に、定着装置９の制御について説明する。まず、図３に定着装置９の制御系のブロック図を示す。制御部５０は定着装置９の各部を制御する例えばＣＰＵ等を含むコンピュータであり、図３に示すようにメモリ５１を有する。メモリ５１はＲＯＭやＲＡＭ等であり、本画像形成装置１００を制御するための各種プログラムやデータ等を格納する。また、メモリ５１は、プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶することもできる。制御部５０は不図示のインタフェースを介して操作部Ｓ（図１参照）に接続され、ユーザによる画像形成ジョブなどの各種プログラムの実行開始操作や各種データ入力などを受け付ける。制御部５０は、画像形成ジョブの実行に応じて、不図示のインタフェースを介して接続された後述する各部を制御して定着装置９を動作させる。

　制御部５０は、モータコントローラ５２及びモータドライバ５３を介して複数の駆動モータ５４をそれぞれ個別に制御する。各駆動モータ５４は、制御部５０による制御に応じて定着ローラ４０、加圧ローラ４１をそれぞれ所定方向に且つ所定速度で回転駆動する。また、制御部５０は、ヒータコントローラ５５及びヒータドライバ５６を介してハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄをそれぞれ個別にＯＮ‐ＯＦＦ制御する。既に述べたように、ハロゲンヒータ４０ａの制御に応じて定着ローラ４０の表面温度が調整され、ハロゲンヒータ４１ａの制御に応じて加圧ローラ４１の表面温度が調整される。また、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの制御に応じて、外部加熱ベルト８０ｅの表面温度が調整される。

　ここで、図１３に、比較例の定着装置を用いて多数枚の厚紙（一例として坪量２５０ｇ／ｍ^２）に画像形成が行われた場合の、サーミスタ４２ａ、８１ａ、８１ｂにより検知された定着ローラ温度、外部加熱上流温度、外部加熱下流温度の時間推移を示す。比較例の定着装置では、外部加熱ユニット８０に関し、サーミスタ８１ａにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃの制御を行い、サーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄの制御を行う。図１３において、縦軸は表面温度を表し、横軸は時間を表す。この場合の画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０℃、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ（第一目標温度）及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ（第二目標温度）は２１５℃である（表１参照）。なお、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度は常時１００℃である。

　図１３に示すように、記録材Ｐがトナー定着のために定着ニップ部Ｎ１に突入すると（搬送開始時間参照）、定着ローラ４０から記録材Ｐに熱が移り、定着ローラ温度は低下する。定着ローラ温度が低下すると、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ熱が供給されることから、外部加熱上流温度及び外部加熱下流温度も低下する。外部加熱下流温度は定着ローラ温度の低下に追従して、つまり記録材Ｐの定着ニップ部Ｎ１への突入と同時に低下している。これに対し、外部加熱上流温度は記録材Ｐの定着ニップ部Ｎ１への突入と同時に低下しておらず、定着ニップ部Ｎ１への突入から遅れて低下している。

　サーミスタ８１ｂは定着ローラ４０の回転方向下流に配置され、定着ローラ４０へ熱供給を行った直後の外部加熱ベルト８０ｅの表面温度（外部加熱下流温度）を検知するため、定着ローラ４０の表面温度の低下に対する追従性がよい。したがって、記録材Ｐの定着ニップ部Ｎ１への突入と同時に低下している外部加熱下流温度が検知される。他方、サーミスタ８１ａは定着ローラ４０の回転方向上流に配置され、定着ローラ４０へ熱供給を行った後に外部加熱ローラ８０ａ、８０ｂによって温度回復された外部加熱ベルト８０ｅの表面温度（外部加熱下流温度）を検知する。そのため、定着ローラ４０の温度低下に対する追従性がよくなく、ハロゲンヒータ８１ｄへの電力投入が遅れる。したがって、記録材Ｐの定着ニップ部Ｎ１への突入から遅れて低下している外部加熱上流温度が検知される。

　外部加熱上流側のハロゲンヒータ８１ｄへの電力投入が遅れてしまうと、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度より低くなり得る。定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度になると、トナー像が記録材Ｐに定着されずに、そのトナーが定着ローラ４０に付着するコールドオフセットと呼ばれる現象が発生し、これが画像不良を生じさせる原因となり得る。また、定着ローラ４０に付着したトナーが後続の記録材Ｐに付着すると、画像汚れとなる。さらに、ユーザがコールドオフセットの発生に気付かずに画像形成を継続した場合には、定着ローラ４０の他にクリーニングユニット６０や外部加熱ベルト８０ｅなどにもトナーは付着し得る。そうした状態で、定着装置９の動作が停止され定着装置９、より具体的には定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどが冷えると、それらに付着したトナーが固着する。それらにトナーが固着すると、定着装置９が再動作された際に、定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどを傷つける恐れが大きい。

　そこで、定着ローラ４０の表面温度が急激に低下し得るような場合に、定着ローラ４０の表面温度の低下に対する追従性をよくして、定着ローラ４０の表面温度を少なくとも定着可能温度を上回る温度まで早急に上昇させる必要がある。

　本画像形成装置１００では、画像形成時にはサーミスタ８１ｂにより検知された温度のみに基づきハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御するようにした。以下、図２や図３を適宜参照しながら、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、定着装置の制御（モード）を示すフローチャートである。この定着装置の制御は、制御部５０により装置本体の電源オンにあわせて開始され、画像形成ジョブの終了にあわせて終了される。なお、ここでは、ユーザが坪量２５０ｇ／ｍ^２の厚紙を紙種に設定したうえで、多数枚の厚紙に連続して画像形成を行う画像形成ジョブを実行する場合を例に説明する。

　図１４に示すように、制御部５０は、スタンバイ時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｓ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｓ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｓ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｓを設定する（Ｓ１）。上述の表１からすると、スタンバイ時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｓは１６５℃に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｓ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｓは１９０℃に設定される。また、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｓは１００℃に設定される。

　上記各表面温度がそれぞれ目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓに到達した場合（Ｓ３のＹＥＳ）、制御部５０は、定着装置９をスタンバイ状態に移行し（Ｓ４）、定着ローラ４０を画像形成時よりも遅い速度で回転開始する（Ｓ５）。制御部５０は、モータコントローラ５２及びモータドライバ５３を介して駆動モータ５４を制御し、例えば定着ローラ４０を画像形成時の所定速度（例えば５００ｍｍ／ｓｅｃ）の半分の速度で回転させる。また、制御部５０は、定着装置９がスタンバイ時（スタンバイ状態）である場合、目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓを維持するように各ハロゲンヒータをＯＮ‐ＯＦＦ制御して温度調整する。

　制御部５０は、プリント信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６）。制御部５０は、プリント信号を受信するまで、当該Ｓ６の処理を繰り返して待機する（Ｓ６のＮＯ）。プリント信号を受信した場合（Ｓ６のＹＥＳ）、制御部５０は画像形成を開始する（Ｓ７）。そして、制御部５０は、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐに、各目標温度を変更する（Ｓ８）。上述の表１からすると、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０℃に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐは２１５℃に変更される。なお、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐは１００℃のままである。

　そして、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱下流温度を検知するサーミスタ８１ｂにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅが着状態であることを検知すると、サーミスタ８１ｂにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御するように切り替える。より詳しくは、定着ローラ４０の回転方向上流側のハロゲンヒータ８０ｃが、定着ローラ４０の回転方向下流側のサーミスタ８１ｂの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｄと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御されるように切り替えられる。この場合、制御部５０は、サーミスタ８１ａによる検知温度が目標温度Ｔｅｘ１ｓになるようにハロゲンヒータ８０ｃへの通電を制御すると同時にハロゲンヒータ８０ｄへの通電を制御する。なお、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を上記のようにサーミスタ８１ｂのみに切り替えた場合でも、制御部５０は外部加熱上流温度に異常がないかをサーミスタ８１ａにより検知される温度に基づいて監視する。制御部５０は外部加熱上流温度に異常があった場合、例えば操作部Ｓの表示部にエラーを表示してユーザに通知する。

　制御部５０は定着装置９をスタンバイ状態に移行させると、上記のＳ１３で変更したサーミスタ８１ｂのみによる外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を変更前に戻す（Ｓ１７）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅが脱状態であると検知すると、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を元に戻す。つまり、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱下流温度を検知するサーミスタ８１ｂにより検知された温度のみに基づいて行うのではなく、サーミスタ８１ａ及びサーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいて行うように戻す。こうして、外部加熱ベルト８０ｅが脱状態である場合、サーミスタ８１ａにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃの制御が行われ、サーミスタ８１ｂにより検知された温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｄの制御が行われる。

　図１５に、本実施形態の定着装置９を用いて多数枚の厚紙（一例として坪量２５０ｇ／ｍ^２）に画像形成が行われた場合の、サーミスタ４２ａにより検知された定着ローラ温度の時間推移を示す。ただし、説明を理解しやすくするために、比較例の定着装置を用いて多数枚の厚紙（一例として坪量２５０ｇ／ｍ^２）に画像形成が行われた場合の、サーミスタ４２ａにより検知された定着ローラ温度の時間推移も示している。図１５において、縦軸は表面温度を表し、横軸は時間を表す。

　記録材Ｐがトナー定着のために定着ニップ部Ｎ１に突入すると（搬送開始時間参照）、定着ローラ４０から記録材Ｐに熱が移るので定着ローラ温度は低下する。図１５から理解できるように、本実施形態の定着装置９では定着ローラ温度が約１６０℃当たりまでしか低下していないが、比較例の定着装置では定着ローラ温度が約１５５℃当たりまで低下している。即ち、本実施形態の定着装置９では、定着ローラの表面温度の低下を抑制できていることが分かる。

　以上のように、画像形成時には、定着ローラ４０の回転方向上流側のハロゲンヒータ８０ｃが、定着ローラ４０の回転方向下流側のサーミスタ８１ｂの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｄと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御される。即ち、画像形成時には、定着ローラ４０の回転方向下流側のベルト表面温度に比べて温度低下の遅れる、定着ローラ４０の回転方向上流側のベルト表面温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃのＯＮ‐ＯＦＦ制御を行わないようにした。こうすると、外部加熱ベルト８０ｅから特には定着ローラ４０の回転方向上流側のハロゲンヒータ８０ｃから、定着ローラ４０への熱供給を早急に行うことができる。そのため、定着ローラ４０の表面温度が急に低下し得る場合であっても、定着ローラの表面温度の低下を抑制できる。これにより、定着ムラ、光沢ムラ、色ムラなどの画像不良が生じる可能性を低くすることができる。
＜第５実施形態＞

　まず、表６に、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が設定されたにも関わらず、画像形成時に坪量８１ｇ／ｍ^２以上の記録材Ｐが搬送されて、定着ローラ４０の表面温度が最も低くなった場合の最下点温度を、記録材Ｐの坪量毎に示す。

　ユーザ設定と同じ坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が搬送されている場合、サーミスタ８１ａ、８１ｂに検知される外部加熱上流温度及び外部加熱下流温度が２１０℃（表１参照）になるように、各ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは個別に制御される。ただし、多数枚の記録材Ｐへの画像形成に伴い、サーミスタ８１ｂにより検知される外部加熱下流温度は徐々に低下し、例えば２０８℃に維持される。これは、外部加熱接触部（ニップ）で外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０に熱が供給されることによる。そして、坪量が大きくなるにつれて定着ローラ４０から記録材Ｐへ移る熱が多くなるため、表２に示すように、ユーザ設定された坪量よりも搬送された記録材Ｐの坪量が大きければ大きいほど、サーミスタ８１ｂにより検知される外部加熱下流温度は低くなる。

　図７に示すように、坪量８１ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送され画像形成が開始されると、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は０℃の状態から徐々に広がって温度差２℃に維持される。この温度差は、記録材Ｐへの熱移動により温度の低下する定着ローラ４０へ外部加熱ベルト８０ｅから熱が供給されることに伴い生じるため、坪量が同じ記録材Ｐが連続して搬送されている場合には変化せずに安定する。しかし、坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送されると、定着ローラ温度がより低くなり、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給する熱が増える。そうすると、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が坪量８１ｇ／ｍ^２の記録材Ｐの場合に比べて低下することから、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が１０℃に広がる。

　表７に、記録材Ｐへのトナー定着に適正な定着ローラ４０の表面温度の上限温度（許容上限温度）と下限温度（定着可能温度）とを、記録材Ｐの坪量毎に示す。

　上述のように、例えばユーザ設定が坪量８１ｇ／ｍ^２である場合に坪量の大きい記録材Ｐが搬送されると、定着ローラ４０の表面温度はトナー定着に必要な定着可能温度を下回ってしまう。即ち、ユーザ設定が坪量８１ｇ／ｍ^２の場合に坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐが搬送されてしまうと、定着ローラ４０の最下点温度が１５０℃となり（表２参照）、坪量２４０ｇ／ｍ^２の記録材Ｐのときの定着可能温度１５７℃（表６参照）を下回る。

　ところが、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度のままでは、既に述べたように、トナー像が記録材Ｐに定着されずに、そのトナーが定着ローラ４０に付着するコールドオフセットと呼ばれる現象が発生し画像不良を生じさせ得る。また、定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどに付着したトナーが固着すると、定着ローラ４０、クリーニングユニット６０、外部加熱ベルト８０ｅなどを傷つけ得る。それ故に、ユーザ設定された記録材Ｐの各種情報（例えば坪量）と異なる記録材Ｐが画像形成時に搬送されたような場合には、定着ローラ４０の表面温度を少なくとも定着可能温度を上回る温度まで上げる必要がある。

　そこで、以下では、上記問題を解決する定着装置について説明する。ただし、本実施形態に係る定着装置９の構成及び制御系については上述した第４実施形態と同様であることから（図２、図３参照）、説明を省略する。

　ここで、表８に、スタンバイ時と画像形成時に用いる定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの各目標温度（表中では設定温度と記す）を示す。制御部５０は、上述したようにハロゲンヒータ４０ａ、４１ａと、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄそれぞれのＯＮ‐ＯＦＦを制御して、外部加熱ベルト８０ｅひいては定着ローラ４０の表面温度を表４に示した目標温度に調整する。表４から理解できるように、定着ローラ４０及び外部加熱ベルト８０ｅの各目標温度は記録材Ｐの坪量に応じて決まる。また、外部加熱ヒータつまりはハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙ（点灯比率）は記録材Ｐの坪量ごとに異なる。なお、第２実施形態に係る定着装置では、制御部５０はハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄを点灯Ｄｕｔｙに従って通電する制御を行う。

　図１６は、第２実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。ただし、上述の図１４に示した制御と説明の重複する部分については説明を省略する。また、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が設定されているにも関わらず、画像形成時に坪量２４０ｇ／ｍ^２の厚紙が搬送された場合を例に説明する。

　図１６に示すように、制御部５０はＳ１の処理の実行後、定着装置９の各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄへの通電を開始する（Ｓ２）。ただし、ここでのハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙは、ユーザが設定した坪量に関わらず１００％とする。つまり、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは常時通電される。その後、制御部５０は、Ｓ３~Ｓ７の各処理を実行する。

　制御部５０は、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐ、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐ、加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐに、各目標温度を変更する（Ｓ８）。上述の表４からすると、画像形成時に用いる、定着ローラ温度の目標温度Ｔｒｐは１７０℃に、外部加熱上流温度の目標温度Ｔｅｘ１ｐ及び外部加熱下流温度の目標温度Ｔｅｘ２ｐは２１０℃に変更される。加圧ローラ４１の表面温度の目標温度Ｔｂｐは、１００℃である。この際に、坪量８１ｇ／ｍ^２の設定に従って点灯Ｄｕｔｙを４０％にして、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄを通電する。つまり、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄは３秒間隔で２秒間ずつ繰り返し通電される。

　制御部５０は、Ｓ９~Ｓ１２の各処理の実行後に、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱下流温度を検知するサーミスタ８１ｂにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの着状態を検知した場合、サーミスタ８１ｂにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御可能にする。ただし、この第２実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄが同時にＯＮ制御されても、これらヒータ８０ｃ、８０ｄはそれぞれ点灯Ｄｕｔｙに従って通電（ＯＮ）と非通電（ＯＦＦ）が所定時間間隔で繰り返されることになる。これにより、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度がオーバーシュートするのを抑制できる。

　制御部５０は、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第一所定値としての温度差Ｔｕｐ（例えば４℃）より大きいか否かを判定する（Ｓ２１）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第一所定値以下つまり所定の温度差Ｔｕｐ以下である場合（Ｓ２１のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを４０％から変更することなく画像形成を継続する（Ｓ２２）。即ち、この場合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく低下しておらず、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が小さい。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着可能温度を下回る低い温度になる恐れが小さく、定着ローラ４０の表面温度を高くするために外部加熱下流温度を上げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行う必要がない。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２３）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ２３のＮＯ）、上記Ｓ２１の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ２３のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ２４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、制御部５０は、上述した図１４のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。即ち、制御部５０は、各目標温度をスタンバイ時の目標温度Ｔｒｓ、Ｔｅｘ１ｓ、Ｔｅｘ２ｓ、Ｔｂｓへ変更する（Ｓ１５）。制御部５０は、外部加熱ユニット８０、加圧ローラ４１、ウェブローラ６３を定着ローラ４０から離間させて脱状態にする（Ｓ１６）。制御部５０は、サーミスタ８１ａのみによる外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を変更前に戻す（Ｓ１７）。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ２８）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ２８のＮＯ）、上記Ｓ２６の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ２８のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ２４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、既に述べたように図１４のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。

　以上のように、第２実施形態でも、画像形成時に、定着ローラ４０の回転方向上流側のハロゲンヒータ８０ｃは、定着ローラ４０の回転方向下流側のサーミスタ８１ｂの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｄと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御される。そして、二つのサーミスタ８１ａと８１ｂの検知温度の差に基づいて、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給される熱量が不足している場合、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをアップする制御を行う。これにより、画像形成時に記録材Ｐが例えば普通紙から厚紙に変わり、定着ローラ４０から記録材Ｐに移る熱量が増したとしても、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０に対して十分な熱供給を行うことができる。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着に必要な目標温度よりも低いまま厚紙への画像形成が行われることがない。したがって、コールドオフセットが発生して画像不良が生じ難い。

　なお、第５実施形態では、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐより大きい場合にハロゲンヒータ８０ｄのみ点灯Ｄｕｔｙを変更したが（Ｓ２５参照）、これに限らず、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更してよい。その場合、上記Ｓ２６の処理において、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｕｐ以下となれば、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄ両方の点灯Ｄｕｔｙを変更前の点灯Ｄｕｔｙに戻す（Ｓ２９）。
＜第６実施形態＞

　図１０に、画像形成時に記録材Ｐ（一例として坪量８１ｇ／ｍ^２）の搬送間隔が所定時間よりも開いた場合の、定着ローラ４０の表面温度の時間推移を示す。この場合、画像形成時には、定着ローラ４０の表面温度（定着ローラ温度）が目標温度１７０℃になるように（表４参照）、各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄは制御される。しかしながら、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開いてしまうと、定着ローラ４０から記録材Ｐへと移る単位時間当たりの熱量は減少する。これに伴い、定着ローラ４０に供給される熱量が相対的に多くなるので、図１０に示すように、定着ローラ４０の表面温度が徐々に上昇しトナー定着に適正な許容上限温度である１８０℃（表３参照）を超えてしまう。そうなると、ホットオフセットと呼ばれる現象が発生し画像不良が生じる原因となる。

　図１１に示すように、所定の時間間隔で記録材Ｐが搬送された場合には、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数に変わりなく、定着ローラ４０の表面温度は想定通りに低下する。そのため、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は２℃で維持される。既に述べたように、この温度差は、記録材Ｐへの熱移動により温度の低下する定着ローラ４０に対して外部加熱ベルト８０ｅから熱が供給されることに伴い生じる。そのため、所定の搬送間隔で記録材Ｐが搬送されていれば、記録材Ｐへの熱移動と外部加熱ベルト８０ｅからの熱供給が定着ローラ４０において均衡して、温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）は変化することなく安定する。

　そこで、以下では、上記問題を解決する本実施形態に係る定着装置について説明する。ただし、本実施形態に係る定着装置９の構成及び制御系については上述した第４実施形態と同様であることから（図２、図３参照）、説明を省略する。

　図１７は、本実施形態の定着装置の制御を示すフローチャートである。ただし、上述の図１４に示した制御と説明の重複する部分については説明を省略する。また、記録材Ｐとして坪量８１ｇ／ｍ^２の普通紙が画像形成時に用いられた場合を例に説明する。

　図１７に示すように、制御部５０はＳ１の処理の実行後、定着装置９の各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄへの通電を開始する（Ｓ２）。ただし、ここでのハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙは、１００％とする。その後、制御部５０は、Ｓ３~Ｓ７の各処理を実行する。

　制御部５０は、Ｓ９~Ｓ１２の各処理の実行後に、外部加熱ベルト８０ｅの温度制御を、外部加熱下流温度を検知するサーミスタ８１ｂにより検知された温度のみに基づいて行うように変更する（Ｓ１３）。即ち、制御部５０は、外部加熱ベルト８０ｅの着状態を検知すると、サーミスタ８１ｂにより検知した温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄの両方を同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御可能にする。ただし、この第３実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ及びハロゲンヒータ８０ｄが同時にＯＮ制御されても、これらヒータ８０ｃ、８０ｄはそれぞれ点灯Ｄｕｔｙに従って通電（ＯＮ）と非通電（ＯＦＦ）が所定時間間隔で繰り返される。このようにして、画像形成後に外部加熱ベルト８０ｅの表面温度がオーバーシュートするのを抑制する。

　制御部５０は、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１とサーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が第二所定値としての温度差Ｔｄｏｗｎ（例えば０．３℃）以下であるか否かを判定する（Ｓ３１）。温度差（Ｔｅｘ１−Ｔｅｘ２）が所定の温度差Ｔｄｏｗｎよりも大きい場合（Ｓ３１のＮＯ）、制御部５０は、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄの点灯Ｄｕｔｙを４０％から変更することなく画像形成を継続する（Ｓ３２）。即ち、この場合には、サーミスタ８１ｂの検知温度Ｔｅｘ２の温度が大きく上昇しておらず、サーミスタ８１ａの検知温度Ｔｅｘ１との温度差が小さくない。そのため、定着ローラ４０の表面温度が許容上限温度を上回る高い温度になる恐れが小さく、定着ローラ４０の表面温度を低くするために外部加熱下流温度を下げる制御つまりハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行う必要がない。

　制御部５０はプリント終了信号を受信したか否かを判定し（Ｓ３８）、プリント終了信号を受信していない場合には（Ｓ３８のＮＯ）、上記Ｓ３６の処理に戻る。プリント終了信号を受信した場合には（Ｓ３８のＹＥＳ）、後回転動作を行って（Ｓ３４）、当該処理を終了する。ここでの後回転動作では、既に述べたように図１４のＳ１５~Ｓ１７の処理を実行する。

　以上のように、第３施形態でも、画像形成時に、定着ローラ４０の回転方向上流側のハロゲンヒータ８０ｃは、定着ローラ４０の回転方向下流側のサーミスタ８１ｂの検知温度に基づいて、ハロゲンヒータ８０ｄと同時にＯＮ‐ＯＦＦ制御される。そして、二つのサーミスタ８１ａ、８１ｂの検知温度の差に基づいて、外部加熱ベルト８０ｅから定着ローラ４０へ供給される熱量が過多である場合、ハロゲンヒータ８０ｄの点灯Ｄｕｔｙをダウンする制御を行う。これにより、記録材Ｐの搬送間隔が所定時間よりも開き、単位時間当たりに定着ニップ部Ｎ１に搬送される記録材Ｐの枚数が減ったとしても、外部加熱ユニット８０から定着ローラ４０に対して最適な熱供給を行うことができる。そのため、定着ローラ４０の表面温度が定着に必要な目標温度よりも高いまま画像形成が行われることがない。したがって、ホットオフセットの発生に伴う画像不良は生じ難い。

　なお、上述の第４~第６実施形態では、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄについて同じ定格電力のものを使用したが、これに限らず、定格電力が異なるヒータを用いてもよい。その場合、ハロゲンヒータ８０ｃはハロゲンヒータ８０ｄの定格電力以下のヒータを用いる。これは、ハロゲンヒータ８０ｃの定格電力がハロゲンヒータ８０ｄよりも大きいと、定着ローラ４０の表面温度が急に低下した場合に、外部加熱ベルト８０ｅを定着ローラ４０の回転方向上流側で過剰に加熱し得るからである。即ち、ハロゲンヒータ８０ｃの定格電力が大きい場合、サーミスタ８１ｂにより検知した温度に基づいてハロゲンヒータ８０ｃをＯＮ‐ＯＦＦ制御すると、サーミスタ８１ａにより検知した温度に基づく場合よりもハロゲンヒータ８０ｃの出力は大きくなる。そうなると、定着ローラ４０の表面温度が急に低下した場合には、定着ローラ４０の表面温度の低下を抑制できるが、必要以上に外部加熱ベルト８０ｅを加熱してしまい、熱劣化等を生じさせ得る。これを避けるため、定格電力がハロゲンヒータ８０ｄの定格電力以下であるハロゲンヒータ８０ｃを用いている。また、各ハロゲンヒータ４０ａ、４１ａ、８０ｃ、８０ｄは特定の配光分布を持つ１つのヒータであってよいが、これに限らず、異なる配光分布を持つヒータを複数有するものであってもよい。

　なお、上述の第４~第６実施形態では、内部にハロゲンヒータ４０ａを具備した定着ローラ４０を採用したが、定着ローラ４０にヒータを具備せず、外部加熱ユニット８０のみで定着ローラ４０を加熱する構成であってもよい。また、上述の実施形態では、内部にハロゲンヒータ４１ａを具備した加圧ローラ４１を採用したが、加圧ローラ４１にヒータを具備しない構成であってもよい。さらに、芯金上に弾性層を具備した加圧ローラ４１を採用したが、これに限らず、加圧ベルトや、又は弾性層の無い加圧ローラ及び加圧ベルト等の他の形態であってもよい。

　なお、上述の第４~第６実施形態では、加熱手段としてハロゲンヒータを採用した。しかし、加熱手段としては、ハロゲンヒータ以外の電磁誘導加熱方式や面状発熱体等の他の加熱手段であってもよい。また、上述の第４~第６実施形態では、各ハロゲンヒータへは各々の定格電力と同じ電力が供給される。但し、定格電力未満の電力を供給する場合であっても、ハロゲンヒータ８０ｃ、８０ｄに供給する最大電力を同じにし、必要に応じて点灯Ｄｕｔｙを変更すれば良い。

　本発明によれば、外部加熱ベルトを適切な温度に制御することができる画像加熱装置が提供される。

Claims

記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する第１の回転体及び第２の回転体と、
　前記第１の回転体の外面との当接により前記第１の回転体を加熱するエンドレスベルトと、
　前記エンドレスベルトの内部に前記第１の回転体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記エンドレスベルトを支持する第１のローラ及び第２のローラと、
　前記第１のローラを加熱する第１のヒータと、
　前記第２のローラを加熱する第２のヒータと、
　前記エンドレスベルトの前記第１のローラに支持されている領域の温度を検出する第１のセンサと、
　前記エンドレスベルトの前記第２のローラに支持されている領域の温度を検出する第２のセンサと、
　前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御するコントローラと、を有し、
　前記コントローラは、前記第１のセンサの出力を用いて前記第１のヒータへの通電を制御すると共に前記第２のセンサの出力を用いて前記第２のヒータへの通電を制御する第１のモードと、前記第２のセンサの出力を用いることなく前記第１のセンサの出力を用いて前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御する第２のモードと、を実行可能である画像加熱装置。
前記第１の回転体の外面に当接した当接位置と前記第１の回転体の外面から離間した離間位置とを取り得るように前記第１の回転体に対し前記エンドレスベルトを相対移動させる移動機構を有し、前記コントローラは、前記エンドレスベルトが前記離間位置にあるとき前記第１のモードを実行し、前記エンドレスベルトが前記当接位置にあるとき前記第２のモードを実行する請求項１の画像加熱装置。
前記エンドレスベルトは、前記当接位置にあるときは前記第１の回転体に従動回転し、且つ、前記離間位置にあるときは回転が停止されるように構成されている請求項２の画像加熱装置。
記録材上のトナー像を加熱するためのニップ部を形成する第１の回転体及び第２の回転体と、
　前記第１の回転体の外面との当接により前記第１の回転体を加熱するエンドレスベルトと、
　前記エンドレスベルトの内部に前記第１の回転体の回転方向に沿ってこの順に配置され、前記エンドレスベルトを支持する第１のローラ及び第２のローラと、
　前記第１のローラを加熱する第１のヒータと、
　前記第２のローラを加熱する第２のヒータと、
　前記エンドレスベルトの前記第１のローラに支持されている領域の温度を検出する第１のセンサと、
　前記エンドレスベルトの前記第２のローラに支持されている領域の温度を検出する第２のセンサと、
　前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御するコントローラと、を有し、
　前記コントローラは、前記第１のセンサの出力を用いて前記第１のヒータへの通電を制御すると共に前記第２のセンサの出力を用いて前記第２のヒータへの通電を制御する第１のモードと、前記第１のセンサの出力を用いることなく前記第２のセンサの出力を用いて前記第１のヒータ及び前記第２のヒータへの通電を制御する第２のモードと、を実行可能である画像加熱装置。
前記第１の回転体の外面に当接した当接位置と前記第１の回転体の外面から離間した離間位置とを取り得るように前記第１の回転体に対し前記エンドレスベルトを相対移動させる移動機構を有し、前記コントローラは、前記エンドレスベルトが前記離間位置にあるとき前記第１のモードを実行し、前記エンドレスベルトが前記当接位置にあるとき前記第２のモードを実行する請求項４の画像加熱装置。
前記エンドレスベルトは、前記当接位置にあるときは前記第１の回転体に従動回転し、且つ、前記離間位置にあるときは回転が停止されるように構成されている請求項５の画像加熱装置。