JP2015014645A - 定着装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着不良が生じることを防止することができる定着装置を提供すること。
【解決手段】加圧と加熱とによって未定着画像を記録紙上に定着させる定着装置であって、加熱部材が記録紙の搬送方向と直交する幅方向に沿って７つに分割された加熱領域をそれぞれ加熱する抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇで構成され、定着ベルト温度を検知するサーミスタ６８ａ〜６８ｇを各加熱領域ごとに設け、加熱制御手段は、通紙パターンが第２の通紙パターンである場合には、紙幅内に位置するサーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御する。
【選択図】図９

Description

本発明は、定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、記録紙上に転写されたトナー像を熱と圧力とにより当該記録紙上に定着させる定着装置が設けられている。

従来、この種の定着装置として、記録紙に付着したトナー像を定着させる定着部材と、定着部材の長手方向の中央部を加熱する中央部加熱用発熱体と、定着部材の長手方向の両端部を加熱する両端部加熱用発熱体とを備え、これら発熱体が定着部材に内蔵されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、この定着装置は、定着部材の長手方向の中央部および端部の表面温度を個別に検出する温度センサと、該温度センサの検出温度に基づき中央部加熱用発熱体と両端部加熱用発熱体の加熱制御を行う制御部と、記録紙の紙幅を検知する紙幅検知部とをさらに備えている。

この定着装置では、紙幅検知部で検知された紙幅に応じて、制御部が定着部材の必要部分のみ、すなわち定着部材の紙幅に対応する部分のみが所定温度となるよう中央部加熱用発熱体と両端部加熱用発熱体とを加熱制御するようになっている。

上記定着装置によれば、記録紙が通過しない定着部材の両端部の不要な加熱を防止することで不要な電力消費を抑制できるとともに、ユーザによる紙幅の設定ミスによる定着部材の両端部の定着温度不足に伴う定着不良を防止できる。

しかしながら、上述した従来の定着装置にあっては、定着装置のニップ部を通紙する記録紙の紙幅が、定着部材の端部の表面温度を検出する温度センサの検知可能な範囲内か範囲外かによって制御部による加熱制御が不安定になるという問題があった。

例えば、図１３に示すように、記録紙の紙幅が定着部材の端部の表面温度を検出する温度センサ１０４の検出可能な範囲外であった場合には、温度センサ１０４の検出範囲Ａ（反対側の対応範囲Ａ´）においては両端部加熱用発熱体１０２の熱が記録紙に奪われない。このため、検出範囲Ａ（対応範囲Ａ´）に対応する部分の定着部材の温度が、他の部分（例えば、中央部加熱用発熱体１０１により加熱される部分）と比較して上昇してしまう。

したがって、制御部は、こうした検出範囲Ａ（対応範囲Ａ´）に対応する部分の過昇温を防止するために両端部加熱用発熱体１０２による加熱を停止する制御を行う。

ところが、両端部加熱用発熱体１０２による加熱を停止すると、両端部加熱用発熱体１０２によって加熱され、かつ記録紙が通紙される領域Ｂ（反対側の対応領域Ｂ´）は、記録紙に熱を奪われることから、その温度が低下してしまう。つまり、検出範囲Ａ（対応範囲Ａ´）に対応する部分の過昇温防止のための両端部加熱用発熱体１０２による加熱停止に伴って、本来、定着温度に確保されるべき領域Ｂ（対応領域Ｂ´）についてまでも、その温度が低下してしまう。

この結果、従来の定着装置では、定着部材の温度が低下し、定着不良を引き起こすおそれがあった。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、定着不良が生じることを防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、上記目的を達成するため、未定着画像を担持した記録紙に接触して回転する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材を制御する加熱制御手段とを備え、前記加圧部材による加圧と前記加熱部材による加熱とによって前記定着ニップ部を通過する前記記録紙上の前記未定着画像を定着させる定着装置であって、前記加熱部材は、前記記録紙の搬送方向と直交する幅方向に沿って少なくとも３つ以上に分割された加熱領域をそれぞれ加熱する複数の熱源で構成され、前記加熱部材あるいは前記定着部材の温度を検知する温度検知手段を、前記加熱領域ごとに設け、前記加熱制御手段は、前記定着ニップ部に通紙される前記記録紙が前記加熱領域のうち少なくとも一の加熱領域の一部を通紙領域、残りを非通紙領域とする紙幅を有するとき、前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段が前記非通紙領域側に位置する場合には、前記紙幅内に位置する他の加熱領域に対応する前記温度検知手段の検知結果に基づき前記一の加熱領域に対応する前記熱源を制御する構成を有する。

本発明によれば、定着不良が生じることを防止することができる定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る定着装置の外観図である。 本発明の第１の実施の形態に係る加熱部材を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示している。 本発明の第１の実施の形態に係る第１の通紙パターンの加熱部材と紙幅との関係を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示している。 本発明の第１の実施の形態に係る第１の通紙パターンの加熱部材と定着ベルト温度との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る第２の通紙パターンの加熱部材と紙幅との関係を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示している。 従来の加熱部材と定着ベルト温度との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る第２の通紙パターンの加熱部材と定着ベルト温度との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るサーミスタの配置を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ記録紙の幅方向に沿って非画像領域を有する画像形成パターンを示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ記録紙の搬送方向に沿って非画像領域を有する画像形成パターンを示す図である。 従来の定着装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る定着装置が適用された画像形成装置の一例としてのプリンタの全体構成の概略図である。なお、本実施の形態に係る定着装置は、例えばプリンタ以外に、複写機やコピー機あるいはプリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有するＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）等の画像形成装置 にも適用可能である。

図１に示すように、プリンタ１は、給紙手段２と、レジストローラ対３と、像担持体としての感光体ドラム４と、転写手段５と、定着装置６とを含んで構成されている。

給紙手段２は、記録材としての記録紙Ｐが積載状態で収容される給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１に収容された記録紙Ｐのうち最上位のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ２２とを有している。

給紙コロ２２によって送り出された記録紙Ｐは、レジストローラ対３で一旦停止され、姿勢ずれを矯正される。

レジストローラ対３は、姿勢ずれが矯正された記録紙Ｐを感光体ドラム４の回転に同期するタイミングで、すなわち感光体ドラム４上に形成されたトナー像の先端と記録紙Ｐの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングで転写部位Ｎに送り出すようになっている。

感光体ドラム４の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電ローラ４１、図示しない露光手段の一部を構成するミラー４２、現像ローラ４３ａを備えた現像手段４３、転写手段５、クリーニングブレード４４ａを備えたクリーニング手段４４等が配置されている。

帯電ローラ４１は、感光体ドラム４の表面を均一に帯電するようになっている。

感光体ドラム４上には、帯電ローラ４１と現像手段４３との間に露光部４ａが設けられ、図示しない露光手段から出射された露光光Ｌｂがミラー４２を介して感光体ドラム４上の露光部４ａに照射され、走査されるようになっている。

感光体ドラム４は、その表面が帯電された状態で画像情報に基づく露光光Ｌｂが照射されることにより形成すべき画像に対応した静電潜像を形成するようになっている。

現像手段４３は、静電潜像が形成された感光体ドラム４上にトナーを供給してトナー像を形成するようになっている。

転写手段５は、感光体ドラム４上に形成されたトナー像を転写バイアス印加により記録紙Ｐ上に転写するようになっている。

クリーニング手段４４は、感光体ドラム４上に残った残留トナーをクリーニングブレード４４ａによって掻き落とすようになっている。

定着装置６は、未定着画像を担持した記録紙Ｐに接触して回転する定着部材としての定着ベルト６１と、定着ベルト６１との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ６２と、定着ベルト６１を加熱する加熱部材６３（図２参照）とを含んで構成されている。定着装置６は、加圧ローラ６２による加圧と加熱部材６３による加熱とによって定着ニップ部ＳＮを通過する記録紙Ｐ上の未定着画像を定着させるようになっている。定着装置６の詳細については、後述する。

このように構成されたプリンタ１における画像形成動作は、次の通り行われる。

すなわち、感光体ドラム４が回転を始めると、感光体ドラム４の表面が帯電ローラ４１により均一に帯電される。その後、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部４ａに照射、走査され、形成すべき画像に対応した静電潜像が感光体ドラム４上に形成される。

次いで、形成された静電潜像は、感光体ドラム４の回転により現像手段４３へと移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、感光体ドラム４上にトナー像が形成される。

感光体ドラム４上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた記録紙Ｐ上に転写手段５による転写バイアス印加により転写される。

トナー像を担持した記録紙Ｐは、定着装置６に向けて搬送され、定着装置６で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。

転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム４上に残った残留トナーは、感光体ドラム４の回転に伴ってクリーニング手段４４に至り、このクリーニング手段４４を通過する間にクリーニングブレード４４ａにより掻き落とされて清掃される。

その後、感光体ドラム４上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。

次に、図２を参照して、定着装置６の詳細について説明する。

図２に示すように、定着装置６は、上述した定着ベルト６１、加圧ローラ６２および加熱部材６３に加えて、押圧ローラ６４と、電源６５と、加熱制御手段６６とを備えている。

定着ベルト６１は、外径が４０ｍｍで厚みが４０μｍのＳＵＳ製の基体６１ａと、この基体６１ａの表面に被覆された弾性層６１ｂとを有している。弾性層６１ｂは、シリコーンゴムで形成されており、厚みは１００μｍである。なお、基体６１ａは、ポリイミドとしてもよい。

定着ベルト６１の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層６１ｃが形成されている。

また、定着ベルト６１の内部には、ベルト支持部材７０が設けられている。定着ベルト６１は、このベルト支持部材７０によって回転可能に支持されている。ベルト支持部材７０は、定着ベルト６１の長手方向（搬送方向と直交する幅方向）の両端に対向する位置に設けられたプリンタ１の図示しない側板に支持されている。

さらに、定着ベルト６１の内部の定着ニップ部ＳＮに対応する箇所には、加圧ローラ６２とともに定着ニップ部ＳＮを形成するニップ形成部材７１が設置されている。このニップ形成部材７１は、上述のベルト支持部材７０に支持されている。

加圧ローラ６２は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金６２ａと、この芯金６２ａの表面に被覆された弾性層６２ｂとを有している。

弾性層６２ｂは、シリコーンゴムで形成されており、厚みは５ｍｍである。弾性層６２ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。

加圧ローラ６２は、図示しないコイルスプリングなどの加圧手段により定着ベルト６１に所定の圧力で接している。

加熱部材６３は、ステー部材７３に取り付けられ、定着ベルト６１の内周に接触できる位置に配置されている。加熱部材６３は、基材がセラミックスでできた抵抗発熱ヒータで構成されている。加熱部材６３の詳細については、後述する。

押圧ローラ６４は、外径が１５ｍｍないし３０ｍｍで、外径が８ｍｍの鉄製の芯金６４ａと、この芯金６４ａの表面に被覆された弾性層６４ｂとを有している。弾性層６４ｂは、シリコーンゴムで形成されており、厚みは３．５ｍｍないし１１ｍｍである。弾性層６４ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。

押圧ローラ６４は、定着ベルト６１を挟んで加熱部材６３と対向する位置で、図示しないコイルスプリングなどの加圧手段により定着ベルト６１に所定の圧力で接している。これにより、定着ベルト６１と加熱部材６３の接触状態が良好に保たれる。なお、定着ベルト６１と加熱部材６３の接触状態が良好に保つ機構としては、押圧ローラ６４に限らず、パッドやブラシなど、定着ベルト６１と加熱部材６３の接触状態が良好に保たれる機構であればどのような機構であっても構わない。

電源６５は、抵抗発熱ヒータで構成された加熱部材６３に接続され、加熱制御手段６６からの制御信号に応じて加熱部材６３に電力を供給するようになっている。

加熱制御手段６６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成されており、後述するサーミスタ６８ａ〜６８ｇおよび電源６５に接続されている。サーミスタ６８ａ〜６８ｇは、加熱部材６３によって加熱される加熱領域の温度を検知するものである。

また、加熱制御手段６６には、記録紙Ｐの紙幅を検知する紙幅検知手段としての紙幅検知センサ６７が接続されている。紙幅検知センサ６７は、例えば給紙トレイ２１（図１参照）内に配置され、給紙トレイ２１に収容された記録紙Ｐの紙幅を検知するものである。

加熱制御手段６６は、サーミスタ６８ａ〜６８ｇおよび紙幅検知センサ６７の検知結果に応じて電源６５を制御して加熱部材６３の加熱状態を制御、すなわち加熱制御するようになっている。

次に、図３、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、加熱部材６３の詳細について説明する。

図３に示すように、加熱部材６３は、記録紙Ｐの搬送方向と直交する幅方向（定着ベルト６１の長手方向）に沿って少なくとも３つ以上（本実施の形態では７つ）に分割して配置された加熱領域をそれぞれ加熱する複数の抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇで構成されている。

ここで、加熱領域とは、各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇがそれぞれ加熱する定着ベルト６１の内周面の特定の領域であって、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの発熱領域に対向（接触）する定着ベルト６１の内周面領域である。なお、以下においては、説明の便宜上、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの発熱領域を加熱領域と称する場合がある。

これら各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇは、図４（ａ）に示すように、それぞれ独立して電源６５に接続されており、加熱制御手段６６によってその加熱状態が独立して制御できるようになっている。すなわち、各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇは、それぞれ独立して定着ベルト６１の各々の対応する加熱領域を独立して加熱することができる。本実施の形態における抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇは、それぞれ本発明に係る熱源を構成する。

図４（ｂ）に示すように、各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの裏面（発熱領域を有するベルト接触面側と反対側の面）には、それぞれサーミスタ６８ａ〜６８ｇが取り付けられている。すなわち、サーミスタ６８ａ〜６８ｇは、各加熱領域ごとに設けられている。また、各サーミスタ６８ａ〜６８ｇは、各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの裏面において、それぞれ定着ベルト６１の長手方向の中央に配置されている。

各サーミスタ６８ａ〜６８ｇは、各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの発熱領域あるいは定着ベルト６１の加熱領域の温度（定着ベルト温度）を検知するようになっている。加熱制御手段６６は、各サーミスタ６８ａ〜６８ｇで検知された各加熱領域の温度に基づき定着ベルト６１の温度を所望の温度に制御するようになっている。本実施の形態におけるサーミスタ６８ａ〜６８ｇは、本発明に係る温度検知手段を構成する。

次に、図５（ａ）、（ｂ）〜図９を参照して、加熱制御手段６６により実行される各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの加熱制御について説明する。

まず、上述の加熱制御を行うにあたっては、定着装置６に通紙される記録紙Ｐの紙幅に応じて第１の通紙パターン（図５（ａ）参照）と第２の通紙パターン（図７参照）とがあり、これら通紙パターンごとにその加熱制御内容が異なる。

第１の通紙パターンは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、定着ニップ部ＳＮに通紙される記録紙Ｐが、各加熱領域（発熱領域）のうち少なくとも一の加熱領域（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各加熱領域）の一部を通紙領域、残りを非通紙領域とする紙幅を有するとき、上記一の加熱領域に対応するサーミスタ（本実施の形態では、サーミスタ６８ｂ、６８ｆ）が通紙領域側、すなわち紙幅内に位置する場合である。

一方、第２の通紙パターンは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、定着ニップ部ＳＮに通紙される記録紙Ｐが、各加熱領域（発熱領域）のうち少なくとも一の加熱領域（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各加熱領域）の一部を通紙領域、残りを非通紙領域とする紙幅を有するとき、上記一の加熱領域に対応するサーミスタ（本実施の形態では、サーミスタ６８ｂ、６８ｆ）が非通紙領域側、すなわち紙幅外に位置する場合である。なお、第２の通紙パターンにおける記録紙Ｐの紙幅は、第１の通紙パターンにおける記録紙Ｐの紙幅よりも小さい。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱制御手段６６は、通紙パターンが第１の通紙パターンである場合には、上記一の加熱領域（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各加熱領域）に対応するサーミスタ（本実施の形態では、サーミスタ６８ｂ、６８ｆ）の検知結果に基づき上記一の加熱領域に対応する抵抗発熱ヒータ（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆ）を制御する。

ここで、図６は、第１の通紙パターンで定着装置６の通紙後、所定時間（例えば、１分）経過後の定着ベルト６１の表面の温度（定着ベルト温度）分布を示したものである。

また、図６における領域Ｃは、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各発熱領域内で、かつ定着ベルト６１の熱が記録紙Ｐに奪われる領域である。これに対し、図６における領域Ｃ´は、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各発熱領域内で、かつ定着ベルト６１の熱が記録紙Ｐに奪われない領域である。

第１の通紙パターンにおいて上述のような制御を行うと、図６に示すように、領域Ｃにおいては、抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの各加熱領域と同様、目標の定着ベルト温度（例えば１６０℃）に制御されている。これは、領域Ｃにおいては、抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｄ、６３ｅの各加熱領域と同様、記録紙Ｐに熱が奪われるからである。

これに対して、領域Ｃ´においては、非通紙領域であるため領域Ｃに比べて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの熱が余り、定着ベルト温度が例えば１８０℃程度まで上昇してしまう。

このように、第１の通紙パターンでは、サーミスタ６８ｂ、６８ｆが領域Ｃ内に位置するため、加熱領域を目標の定着ベルト温度（例えば１６０℃）に制御しようとすると、領域Ｃ´における定着ベルト温度が上昇してしまう。しかし、上昇した定着ベルト温度は、定着ベルト６１の耐熱温度（例えば２３０℃）以下であるため、特に問題はないこととなる。

一方、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱制御手段６６は、通紙パターンが第２の通紙パターンである場合には、記録紙Ｐの紙幅（通紙領域）内に位置する他の加熱領域（本実施の形態では、例えば抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｄ、６３ｅのいずれかの加熱領域）に対応するサーミスタ（本実施の形態では、サーミスタ６８ｄ）の検知結果に基づき上記一の加熱領域に対応する抵抗発熱ヒータ（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆ）を制御する。

ここで、図８は、本実施の形態のような制御を行わない、つまり第２の通紙パターンにおいてサーミスタ６８ｂ、６８ｆの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御する、従来の加熱部材６３と定着ベルト温度との関係を示したものである。また、図８は、第２の通紙パターンで定着装置６の通紙後、所定時間（例えば、１分）経過後の定着ベルト６１の表面の温度（定着ベルト温度）分布を示したものである。なお、図８では、従来の制御について説明するが、説明の便宜上、符号は本実施の形態と同様としている。

図８に示すように、第２の通紙パターンにおいて、領域Ｄは、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各発熱領域内で、かつ定着ベルト６１の熱が記録紙Ｐに奪われる領域である。これに対し、領域Ｄ´は、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの各発熱領域内で、かつ定着ベルト６１の熱が記録紙Ｐに奪われない領域である。したがって、領域Ｄ´は、領域Ｄに比べて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの熱が余剰となるため、定着ベルト温度が上昇しやすい状況となっている。

このため、領域Ｄ´に位置するサーミスタ６８ｂ、６８ｆの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを目標の定着ベルト温度（例えば１６０℃）に制御すると、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの発熱量が他の抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｄ、６３ｅと比べて少なくなってしまう。これにより、記録紙Ｐに熱が奪われる領域Ｄにおける定着ベルト温度は、目標の定着ベルト温度よりも低下してしまう。

ここで、領域Ｄは、記録紙Ｐが通紙される領域であるため、上述のように定着ベルト温度が低下し過ぎると、トナーが定着せず、定着不良を発生させてしまうおそれがある。例えば、トナーが定着する下限温度（最低温度）が１４０℃であるとき、定着ベルト温度が１３０℃まで低下してしまうと、１４０℃以下となっている領域Ｄでは定着不良が発生するおそれがある。

そこで、本実施の形態では、上述したような領域Ｄでの定着不良の発生を防止するために、第２の通紙パターンにおいてサーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御するようにした。

図９は、本実施の形態に係る制御を行った場合の加熱部材６３と定着ベルト温度との関係を示したものであって、第２の通紙パターンで定着装置６の通紙後、所定時間（例えば、１分）経過後の定着ベルト温度分布を示したものである。

図９に示すように、本実施の形態では、上述の制御を行うことで抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの発熱量が抵抗発熱ヒータ６３ｄと同程度となる。この結果、領域Ｄにおける定着ベルト温度の低下が抑制される。

一方で、領域Ｄ´においては、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの発熱量が余剰となり、定着ベルト温度が上昇する。しかし、上昇した定着ベルト温度は、定着ベルト６１の耐熱温度（例えば２３０℃）以下であるため、特に問題はないこととなる。このとき、サーミスタ６８ｂ、６８ｆの検知温度は、目標の定着ベルト温度よりも高い状態で推移する。

また、図９においては、領域Ｄの定着ベルト温度が目標の定着ベルト温度に対して若干ずれている。これは、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆと抵抗発熱ヒータ６３ｄの加熱タイミングは同じであるが、これら抵抗発熱ヒータ間にはもともと抵抗値のばらつきがあるため、同一時間、加熱しても（電流を流しても）、発熱量がずれてしまうことによる。

本実施の形態では、第２の通紙パターンにおいてサーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御する分だけ、領域Ｄにおける実際の定着ベルト温度と目標の定着ベルト温度と間にずれが生ずるが、図９に示すように定着品質（画質、定着性）には問題ない範囲に収まっている。

また、加熱制御手段６６は、図示はしていないが、画像形成動作を実行する本体制御部に接続されている。この本体制御部は、サーミスタ６８ｂ、６８ｆによって検知された定着ベルト温度が予め定められた所定温度以上となったことを条件に、記録紙間の間隔を広げるよう、定着ベルト温度が所定温度未満の場合と比較して画像形成速度を低下させる制御を行う。これにより、記録紙間の間隔が広がることで定着装置６における非通紙時間が画像形成動作を低下させる前と比べて多くなり、定着ベルト温度の過昇温が防止される。

以上のように、本実施の形態に係る定着装置６は、通紙パターンが第１の通紙パターンである場合には、サーミスタ６８ｂ、６８ｆの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御するよう構成されている。このため、第１の通紙パターンでは、定着ベルト温度の低下を防止することができ、定着不良の発生を防止することができる。

また、本実施の形態に係る定着装置６は、通紙パターンが第２の通紙パターンである場合には、サーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御するよう構成されている。このため、第２の通紙パターンでは、特に記録紙Ｐに熱が奪われる領域Ｄにおける定着ベルト温度の低下を抑制することができる。したがって、従来、定着ベルト温度の低下に起因した定着不良が生じるおそれのあった領域Ｄにおいて目標の定着ベルト温度に近づけることができ、定着不良の発生を防止することができる。

なお、本実施の形態では、各サーミスタ６８ａ〜６８ｇを各抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの裏面において、それぞれ定着ベルト６１の長手方向の中央に配置した例について説明したが、これに限らず、図１０に示す配置としてもよい。

すなわち、図１０に示すように、各サーミスタ６８ａ〜６８ｇ（ただし、サーミスタ６８ｄは除く）は、それぞれ定着ベルト６１の長手方向の中央（中央線Ｏ_１）を基準に、各加熱領域の長手方向の中央（中央線Ｏ_２）よりも外側に配置されるのが好ましい。

これにより、種々の紙幅の記録紙Ｐに対して第１の通紙パターンとなることを抑制することができる。このため、第１の通紙パターンで説明したような非通紙領域の定着ベルト温度の上昇を抑制することができる。したがって、定着ベルト６１の耐熱性能に影響が生じるような温度（耐熱温度）まで定着ベルト温度が上昇する可能性を減らすことができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態は、第１の実施の形態とは、第２の通紙パターンにおける抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱制御に用いられるサーミスタが異なるが、他の構成は同一である。したがって、以下においては、図１から図９に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

第１の実施の形態では、他の加熱領域は抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｄ、６３ｅのいずれかの加熱領域として説明したが、本実施の形態では他の加熱領域は抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆに隣接する抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｅの加熱領域である。

したがって、加熱制御手段６６は、通紙パターンが第２の通紙パターンである場合には、記録紙Ｐの紙幅（通紙領域）内に位置する他の加熱領域（本実施の形態では、抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｅの加熱領域）に対応するサーミスタ（本実施の形態では、サーミスタ６８ｃ、６８ｅ）の検知結果に基づき上記一の加熱領域に対応する抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御する。

抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの単位時間あたりの発熱量と他の抵抗発熱ヒータの単位時間あたりの発熱量とは、各部品のばらつき等のためずれてしまう。このため、サーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御した場合には、徐々に抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱領域の温度は目標の定着ベルト温度からずれていってしまう。

ここで、定着ベルト６１や抵抗発熱ヒータは、長手方向にも伝熱するので、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱領域の温度の影響は抵抗発熱ヒータ６３ｃ、６３ｅの加熱領域にも伝わり、隣接するサーミスタ６８ｃ、６８ｅの検知温度に影響を与える。こうした影響は、抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱領域の温度が目標の定着ベルト温度からずれにくくする方向に働く。

したがって、隣接するサーミスタ６８ｃ、６８ｅの検知結果に基づき加熱制御を行えば、サーミスタ６８ｄで制御するよりも目標の定着ベルト温度に対する抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱領域の温度のずれを小さく抑えることができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

本実施の形態は、第１の実施の形態とは、異なる紙幅の記録紙Ｐが混在した状態で通紙される点を考慮した点で異なるが、他の構成は同一である。したがって、以下においては、図１から図９に示した第１の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

第１の実施の形態では、通紙パターンに応じてサーミスタ６８ｂ、６８ｆまたはサーミスタ６８ｄのいずれかを用いて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱を行うようにしたが、本実施の形態では、通紙パターンが第１の通紙パターンか第２の通紙パターンかに関わらず、常に長手方向中央に配置されるサーミスタ６８ｄの検知結果を用いて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御するようにした。

すなわち、同一の印刷ジョブ内において紙幅検知センサ６７（図２参照）により検知された記録紙Ｐの紙幅が２種以上であって、第１の通紙パターンと第２の通紙パターンの記録紙Ｐが混在する場合に、加熱制御手段６６は、常に、紙幅内に位置するサーミスタ６８ｄの検知結果に基づき抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御する。

例えば、第１の実施の形態では、奇数枚目は第１の通紙パターン、偶数枚目は第２の通紙パターンのように紙幅の異なる記録紙Ｐが交互に通紙される場合、加熱制御手段６６は、奇数枚目はサーミスタ６８ｂ、６８ｆ、偶数枚目はサーミスタ６８ｄの検知結果を用いて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱制御を行うこととなる。

これでは、一枚ごとに温度を検知する場所が変わるため、検知温度が不連続となり加熱制御が不安定となる。特に、一般的に用いられているＰＩＤ制御を行う場合、ある瞬間のヒータ加熱量を決定するためには、今回と前回の検知温度が必要となるため検知温度が不連続になると適切に加熱制御を行うことができない。

本実施の形態では、常に長手方向中央に配置されるサーミスタ６８ｄの検知結果を用いて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆを制御するので、検知温度が不連続となることがなく、適切に加熱制御を行うことができる。この点、第２の実施の形態のように隣接するサーミスタ６８ｃ、６８ｅの検知結果を用いた場合には、大きなサイズ差のある記録紙Ｐが交互に通紙されると、やはり検知温度が不連続となってしまう。したがって、常に長手方向中央、すなわち通紙領域の中央に配置されたサーミスタ６８ｄの検知結果を用いて抵抗発熱ヒータ６３ｂ、６３ｆの加熱制御を行うことが好ましい。

なお、上述の各実施の形態では、通紙パターンの別による抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの加熱制御について説明してきたが、これとは別に記録紙Ｐに形成された画像領域に基づき抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの加熱割合を変更するようにしてもよい。

例えば、図１１（ａ）は、記録紙Ｐ上に図中、矢印で示す搬送方向の先端側から順に、画像領域ａ、非画像領域ｂ、画像領域ｃが存在する画像形成パターンを示したものである。この場合、画像領域ａと画像領域ｃでは、定着は必要であるが、非画像領域ｂでは定着対象のトナーが存在しないので定着の必要はない。

このため、加熱制御手段６６は、本体制御部から画像情報が入力されると、非画像領域ｂに対応する定着ベルト６１の部位の温度が、画像領域ａ、ｃに対応する定着ベルト６１の部位の温度よりも低くなるよう、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの通電量を制御する。ここで、画像領域ａ、ｃおよび非画像領域ｂに対応するとは、定着ベルト６１が密着する位置という意味である。

すなわち、加熱制御手段６６は、まず画像領域ａに対応する部位で抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇの全加熱領域において定着温度が得られるよう、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇに電力を供給する。次いで、非画像領域ｂに対応する部位では、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの供給電力を遮断あるいは低減する。その後、画像領域ｃに対応する部位では、再度、定着温度が得られるよう抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇに電力を供給する。

このとき、実際の抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの供給電力は、図中の斜線部で示すように画像領域ａあるいは画像領域ｃが定着ニップ部ＳＮに入るよりも前の部分（予備加熱領域という）を予備的に加熱するように供給される。この予備加熱領域は、主に加熱部材６３の周方向の発熱長さや、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇ自身の昇温時間のために必要となる領域である。こうした予備加熱領域は、省エネの観点から可能な限り小さい方が望ましい。

なお、図１１（ｂ）に示す画像形成パターンにおいても、図１１（ａ）と画像領域ｃがない点で異なるが、基本的には上述した例と同様に抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの供給電力の制御を行う。

また、図１２（ａ）は、記録紙Ｐ上に図中、矢印で示す搬送方向と直交する幅方向（定着ベルト６１の長手方向）に、画像領域ａ、非画像領域ｂが存在する画像形成パターンを示したものである。

このような場合にあっても、加熱制御手段６６は、非画像領域ｂに対応する定着ベルト６１の部位の温度が、画像領域ａに対応する定着ベルト６１の部位の温度よりも低くなるように抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの通電量を制御する。

すなわち、加熱制御手段６６は、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇのうち、画像領域ａに対応する抵抗発熱ヒータの加熱領域において定着温度が得られるよう、当該抵抗発熱ヒータに電力を供給する。一方で、抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇのうち、非画像領域ｂに対応する抵抗発熱ヒータに対しては、供給電力を遮断あるいは低減する。このような例においても、上記図１１に示した例と同様、図中の斜線部で示す予備加熱領域が必要となる。

なお、図１２（ｂ）に示す画像形成パターンにおいても、図１２（ａ）と画像領域ｃがある点で異なるが、基本的には上述した例と同様に抵抗発熱ヒータ６３ａ〜６３ｇへの供給電力の制御を行う。ただし、この場合、画像領域ｃは、記録紙Ｐの幅方向全域に亘って形成されているので、図１１（ａ）に示した例と同様の制御を行うことが好ましい。

１ プリンタ（画像形成装置）
６ 定着装置
６１ 定着ベルト（定着部材）
６２ 加圧ローラ（加圧部材）
６３ 加熱部材
６３ａ〜６３ｇ 抵抗発熱ヒータ（熱源）
６５ 電源
６６ 加熱制御手段
６７ 紙幅検知センサ（紙幅検知手段）
６８ａ〜６８ｇ サーミスタ（温度検知手段）
Ｐ 記録紙

特開２０１２−１８９７１９号公報

Claims (8)

1. 未定着画像を担持した記録紙に接触して回転する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱部材と、前記加熱部材を制御する加熱制御手段とを備え、前記加圧部材による加圧と前記加熱部材による加熱とによって前記定着ニップ部を通過する前記記録紙上の前記未定着画像を定着させる定着装置であって、
   前記加熱部材は、前記記録紙の搬送方向と直交する幅方向に沿って少なくとも３つ以上に分割された加熱領域をそれぞれ加熱する複数の熱源で構成され、
   前記加熱部材あるいは前記定着部材の温度を検知する温度検知手段を、前記加熱領域ごとに設け、
   前記加熱制御手段は、前記定着ニップ部に通紙される前記記録紙が前記加熱領域のうち少なくとも一の加熱領域の一部を通紙領域、残りを非通紙領域とする紙幅を有するとき、前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段が前記非通紙領域側に位置する場合には、前記紙幅内に位置する他の加熱領域に対応する前記温度検知手段の検知結果に基づき前記一の加熱領域に対応する前記熱源を制御することを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱制御手段は、前記定着ニップ部に通紙される前記記録紙が前記加熱領域のうち少なくとも一の加熱領域の一部を通紙領域、残りを非通紙領域とする紙幅を有するとき、前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段が前記通紙領域側に位置する場合には、前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段の検知結果に基づき前記一の加熱領域に対応する前記熱源を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記他の加熱領域は、前記一の加熱領域に隣接する加熱領域であることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記温度検知手段は、それぞれ前記定着部材の前記幅方向の中央を基準に、各加熱領域の前記幅方向の中央よりも外側に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記熱源は、抵抗発熱ヒータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の定着装置と、
   前記記録紙の紙幅を検知する紙幅検知手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 同一の印刷ジョブ内において前記紙幅検知手段により検知された前記記録紙の紙幅が２種以上であって、前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段が前記非通紙領域側に位置する場合と前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段が前記通紙領域側に位置する場合とが混在する場合に、前記加熱制御手段は、常に、前記紙幅内に位置する他の加熱領域に対応する前記温度検知手段の検知結果に基づき前記一の加熱領域に対応する前記熱源を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記一の加熱領域に対応する前記温度検知手段によって検知された前記定着部材の温度が予め定められた所定温度以上となったことを条件に、前記記録紙間の間隔を広げるよう、前記定着部材の温度が前記所定温度未満の場合と比較して画像形成速度を低下させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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