(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するローラと、
前記ヒータの制御を行う制御部と、
を備え、
前記ヒータは、基板と、前記基板に設けられた第１の発熱抵抗体と、前記基板に前記フィルムの母線方向に直交する方向に関し前記第１の発熱抵抗体と並んで設けられた第２の発熱抵抗体と、を有し、前記母線方向に関し前記第２の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率は、前記第１の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率よりも大きく、
前記制御部は、前記第１の発熱抵抗体と、前記第２の発熱抵抗体と、に供給する電力を独立に制御し、
前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記制御部は、前記フィルムの母線方向に関し前記ヒータの中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率を１より大きい第１の比率に設定する第１のヒータ制御と、前記比率を前記第１の比率よりも小さい第２の比率に設定する第２のヒータ制御と、を実行可能であり、
前記制御部は、前記ニップ部で搬送する記録材の積算枚数が所定枚数を超えた場合、画像形成開始信号の受信から前記第１のヒータ制御を実行し、前記画像形成開始信号の受信の後の最初の記録材が前記ニップ部に到達するまでに前記第１のヒータ制御から前記第２のヒータ制御に切り替えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１の比率は、前記積算枚数が多い程大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するローラと、
前記ヒータの制御を行う制御部と、
前記フィルムの母線方向において前記フィルムの中央部の温度を検知する第１の温度検知部材と、
前記フィルムの母線方向において前記ヒータの端部の温度を検知する第２の温度検知部材と、
前記第１の温度検知部材の検知温度が目標温度になるように前記ヒータに電力を供給する制御部と、
を備え、
前記ヒータは、基板と、前記基板に設けられた第１の発熱抵抗体と、前記基板に前記母線方向に直交する方向に関し前記第１の発熱抵抗体と並んで設けられた第２の発熱抵抗体と、を有し、前記母線方向に関し前記第２の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率は、前記第１の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率よりも大きく、
前記制御部は、前記第１の発熱抵抗体と、前記第２の発熱抵抗体と、に供給する電力を独立に制御し、
前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記制御部は、前記フィルムの母線方向に関し前記ヒータの中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率を１より大きい第１の比率に設定する第１のヒータ制御と、前記比率を前記第１の比率よりも小さい第２の比率に設定する第２のヒータ制御と、を実行可能であり、
前記制御部は、前記ニップ部で搬送している間の前記第２の温度検知部で検知される最高温度に応じた値を前記ニップ部で記録材を搬送する毎に積算した熱履歴積算カウントが所定数を超えたとき、前記装置の画像形成開始信号の受信から前記第１のヒータ制御を実行し、前記画像形成開始信号の受信の後の最初の記録材が前記ニップ部に到達するまでに前記第１のヒータ制御から前記第２のヒータ制御に切り替えることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記第１の比率は、前記熱履歴積算カウントが多い程大きいことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ローラの外径は、前記母線方向に関し中央部よりも端部の方が大きいことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置（定着器）として、フィルム加熱方式の定着装置が知られている。この定着装置は、セラミックス製の基板上に通電発熱抵抗層を有するヒータと、このヒータに接触しつつ移動する筒状の定着フィルムと、定着フィルムを介してヒータとニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。未定着トナー画像を担持する記録材は定着装置のニップ部で挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。
【０００３】
この定着装置は、定着フィルムとして熱容量の小さい部材を用いているため、ヒータへの通電を開始し定着可能温度まで昇温するのに要する時間が短いというメリットがある。従って、この定着装置を搭載するプリンタは、プリント指令の入力後、１枚目の画像を出力するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ  Ｐｒｉｎｔ  Ｏｕｔ  Ｔｉｍｅ)を短くできる。また、この定着装置は、プリント指令を待つ待機中の消費電力が少ないというメリットもある。
【０００４】
ところで、定着フィルムを用いた定着装置は、上記したように出来うる限り熱容量を抑えた構成となっているため、定着フィルムの記録材搬送方向と直交する長手方向への熱伝導効率が低下し易い。そのため、記録材を連続プリントすると、定着フィルムの長手方向において記録材の搬送領域内ではヒータの熱は記録材上のトナー画像の定着に消費されるが、記録材の非搬送領域ではヒータの熱が消費されない。そのため、定着フィルムの長手方向端部では異常に昇温する、いわゆる非通紙部昇温が発生するという課題があった。
【０００５】
また、定着装置が十分冷えた状態から定着動作を開始した場合に、ヒータの熱は定着ニップ部を加熱するものの、同時に定着フィルムの長手方向端部へ放熱してしまう。このような場合、定着フィルムの長手方向端部では記録材が定着装置に突入する際に長手方向端部の温度が低いため、定着フィルムの長手方向中央部に比べ定着性能が劣るという課題もあった。
【０００６】
このような課題を解決するために、特許文献１では、ヒータ上に独立に通電可能な２本の通電発熱抵抗層を形成し、一方の通電発熱抵抗層の長手端部の発熱量を他方の通電発熱抵抗層の端部の発熱量よりも大きくしている。そしてこれら２本の通電発熱抵抗層に対する通電比率を変化させ、記録材通紙中のヒータ長手方向の温度分布を調整する方式が開示されている。
【０００７】
即ち、複数枚の記録材を連続して定着装置に通紙（導入）する際には、通紙する記録材の長手方向の幅に応じて、初期の通電発熱抵抗層の通電比を決定する。そして幅の広い記録材を通紙する場合ほど、上記長手端部の発熱量の小さい通電発熱抵抗層に対する長手端部の発熱量の大きい通電発熱抵抗層への通電比を大きくする。そして通紙枚数に応じて段階的に上記の長手端部の発熱量の大きい通電発熱抵抗層への通電比を減じていく。そうすることで、記録材通紙初期数枚における、長手端部の熱量不足や、連続通紙時の非通紙部の過度の昇温を抑制する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３４１６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のようなフィルム加熱方式の定着装置における加圧ローラとして、加圧ローラの長手方向において、中央部から端部にむけてその外径が大きくなる、いわゆる逆クラウン形状に形成したものを用いることが良く知られている。これは、記録材を定着ニップ部で挟持搬送する際に、定着ニップ部の長手中央部に比べて長手端部にいくほど記録材を相対的に速く搬送することによって、定着ニップ部中での記録材のゆがみやたわみをなくし、紙しわの発生を抑制するためである。
【００１０】
しかしながら、加圧ローラを逆クラウン形状に形成したとしても、特に吸湿した記録材を定着装置に通紙した場合、その中でも特に、坪量の小さい薄紙を通紙した場合には紙しわが発生しやすくなる傾向があった。
【００１１】
図１６に従来の定着装置に用いられる、新品の加圧ローラの初期状態での長手外径形状と、定着装置に組み込んで記録材を２０万枚通紙した後の加圧ローラの長手外径形状を示す。加圧ローラの長手外径形状の測定は加圧ローラが室温状態で十分冷えている状態で行った。加圧ローラは、加圧ローラの長手中心に対して左右で対称な形状をしていることから、図１６には長手中心から片側の長手端部での外径形状の様子を示した。さらに、長手中心での外径を基準にして、長手中心での外径差を縦軸にとり、長手中心位置から片側の端部までの長手位置を横軸にとってある。
【００１２】
図１６に示したように、新品の加圧ローラは初期の長手外径はきれいな逆クラウン形状になっており、長手中央に対する長手端部付近の外径も十分大きい。これに対し、２０万枚通紙後の加圧ローラの長手外径は特に長手端部にいくほど長手中心との外径差が新品の加圧ローラに比べて小さくなっていることが分かる。
【００１３】
これは、近年のＬＢＰの高速化、大量印刷化により、記録材の定着動作には大きな熱が与えられ、また高温状態で連続して多くの記録材が通紙されるため、物理的、熱的に加圧ローラの長手外径形状が変化しまうことが原因である。また、記録材の記録材搬送方向と直交する幅方向の端部のコバ部付近において、非通紙部昇温によって温度が高い状態で記録材の通紙が行われたことの影響である。
【００１４】
このように、特に長手端部で初期よりも外径が小さくなった加圧ローラが組み込まれた定着装置に吸湿した記録材を通紙した場合には、加圧ローラの長手中央部と長手端部の記録材搬送速度差が小さいために、紙しわが発生する場合があった。ここで、加圧ローラの長手中央部とは長手位置の０〜９０ｍｍの位置を示し、長手端部とは９０〜１１０ｍｍの位置を示す。
【００１５】
そこで、定着装置として想定以上の多くの記録材が通紙されても紙しわが発生しないように、加圧ローラの初期の逆クラウン形状を大きくすることが考えられる。
【００１６】
しかしながら、その場合、逆に定着装置の使用初期の場合に、加圧ローラの長手中央部に比べて長手端部の記録材搬送速度が大きくなりすぎ、記録材の幅方向端部で定着フィルムとの擦れ画像等の画像不良が発生してしまう。また、定着装置の使用初期の状態から加圧ローラの長手中央部と長手端部の記録材搬送速度に大きな差をつけすぎると、その速度差によって、定着フィルムに捩れを発生させやすくなってしまうという課題があった。
【００１７】
さらに、紙しわの発生しやすい場合として、定着装置が室温状態（２５℃）まで十分冷えた状態から記録材を通紙する場合が挙げられる。このような場合、定着装置全体が冷えた状態にあるために、ヒータの通電発熱抵抗層に通電することによって発熱した熱は、定着フィルムを介して定着ニップ部を加熱するものの、ヒータの長手端部では放熱によって熱が逃げてしまう。
【００１８】
そのため、記録材が定着装置に突入する直前の加圧ローラの長手方向の温度分布は長手中央部では温度が高く、長手端部で温度が低い状態となる。この場合、加圧ローラの熱膨張による外径変化は、長手中央部の方が大きく、長手端部の方が小さくなる。すなわち、逆クラウン形状（中央部よりも端部の方が外径が大きい）を打ち消すように加圧ローラが膨張してしまう。そのため、より、紙しわが発生しやすくなってしまう。
【００１９】
特許文献１のような構成で、記録材の連続通紙初期のヒータの長手方向の発熱分布を長手端部で極端に発熱量が多いようにすれば、加圧ローラが室温状態ですでに逆クラウン形状が小さくなっている場合に熱膨張によって逆クラウン形状を復活させることはできる。そのため紙しわの発生防止に効果がある。
【００２０】
しかしながら、逆に定着装置としてまだあまり記録材の通紙が行われておらず、加圧ローラが室温状態で逆クラウン形状を保った状態の場合には、ヒータの長手端部の発熱量が多くなりすぎ、加圧ローラの長手端部が過剰に膨張してしまう。この場合には、上記したように、加圧ローラの長手中央部に対して長手端部での記録材搬送速度が速くなりすぎ、定着フィルムとの擦れ画像等の問題が生じてしまう場合があった。
【００２１】
これまで説明してきたように、画像形成装置に搭載したフィルム加熱方式の定着装置を用いる場合には、以下の２つの課題を両立させることが求められる。
【００２２】
１つは、定着装置としての使用状態が進んだ状況（言い換えれば、耐久後）の加圧ローラの逆クラウン形状が小さくなった定着装置において、吸湿した記録材を定着装置が十分冷えた状態から通紙した場合でも紙しわの発生を抑制することである。
【００２３】
他の１つは、定着装置としての使用状態は初期の状態（言い換えれば、耐久初期）の加圧ローラの逆クラウン形状がまだ大きい場合の定着装置における記録材通紙時の擦れ画像等の画像不良の発生を抑制することである。
【００２４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録材の皴の抑制と、画質劣化の抑制と、を両立できる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するローラと、
前記ヒータの制御を行う制御部と、
を備え、
前記ヒータは、基板と、前記基板に設けられた第１の発熱抵抗体と、前記基板に前記フィルムの母線方向に直交する方向に関し前記第１の発熱抵抗体と並んで設けられた第２の発熱抵抗体と、を有し、前記母線方向に関し前記第２の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率は、前記第１の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率よりも大きく、
前記制御部は、前記第１の発熱抵抗体と、前記第２の発熱抵抗体と、に供給する電力を独立に制御し、
前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記制御部は、前記フィルムの母線方向に関し前記ヒータの中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率を１より大きい第１の比率に設定する第１のヒータ制御と、前記比率を前記第１の比率よりも小さい第２の比率に設定する第２のヒータ制御と、を実行可能であり、
前記制御部は、前記ニップ部で搬送する記録材の積算枚数が所定枚数を超えた場合、画像形成開始信号の受信から前記第１のヒータ制御を実行し、前記画像形成開始信号の受信の後の最初の記録材が前記ニップ部に到達するまでに前記第１のヒータ制御から前記第２のヒータ制御に切り替えることを特徴とする。
また、本発明に係る定着装置は、
筒状のフィルムと、
前記フィルムの内面に接触するヒータと、
前記フィルムを介して前記ヒータと共にニップ部を形成するローラと、
前記ヒータの制御を行う制御部と、
前記フィルムの母線方向において前記フィルムの中央部の温度を検知する第１の温度検知部材と、
前記フィルムの母線方向において前記ヒータの端部の温度を検知する第２の温度検知部材と、
前記第１の温度検知部材の検知温度が目標温度になるように前記ヒータに電力を供給する制御部と、
を備え、
前記ヒータは、基板と、前記基板に設けられた第１の発熱抵抗体と、前記基板に前記母線方向に直交する方向に関し前記第１の発熱抵抗体と並んで設けられた第２の発熱抵抗体と、を有し、前記母線方向に関し前記第２の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率は、前記第１の発熱抵抗体の中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率よりも大きく、
前記制御部は、前記第１の発熱抵抗体と、前記第２の発熱抵抗体と、に供給する電力を独立に制御し、
前記ニップ部でトナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記トナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記制御部は、前記フィルムの母線方向に関し前記ヒータの中央部の発熱量に対する端部の発熱量の比率を１より大きい第１の比率に設定する第１のヒータ制御と、前記比率を前記第１の比率よりも小さい第２の比率に設定する第２のヒータ制御と、を実行可能であり、
前記制御部は、前記ニップ部で搬送している間の前記第２の温度検知部で検知される最高温度に応じた値を前記ニップ部で記録材を搬送する毎に積算した熱履歴積算カウントが所定数を超えたとき、前記装置の画像形成開始信号の受信から前記第１のヒータ制御を実行し、前記画像形成開始信号の受信の後の最初の記録材が前記ニップ部に到達するまでに前記第１のヒータ制御から前記第２のヒータ制御に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、記録材の皴の抑制と、画質劣化の抑制と、を両立できる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の４つの画像形成部と定着装置を表す概略構成模式図
【図２】（ａ）は定着装置の横断側面概略構成図、（ｂ）は定着装置の概略構成を表す外観斜視図
【図３】ヒータの表面側からの概略構成を表す上面図、及びヒータの通電制御系のブロック図
【図４】加圧ローラの長手方向外径形状の説明図
【図５】加圧ローラの外径の熱膨張の説明図
【図６】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の温度分布図（その１）
【図７】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状図（その１）
【図８】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の温度分布図（その２）
【図９】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状図（その２）
【図１０】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の温度分布図（その３）
【図１１】記録材の定着ニップ部突入直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状図（その３）
【図１２】記録材の通紙に伴う、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの逆クラウン量の減少を表す図
【図１３】実施例１に係る定着装置の通電制御部によるヒータ通電比率変更制御のフローチャート
【図１４】実施例２に係る定着装置の通電制御部によるヒータ通電比率変更制御のフローチャート
【図１５】ヒータの変形例を示す図であって、ヒータの表面側からの概略構成を表す上面図
【図１６】従来の定着装置の加圧ローラの長手方向の外径形状を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
[実施例１]
（１）画像形成装置例
図１は本実施例１に係る画像形成装置の４つの画像形成部と定着装置の概略構成図である。この画像形成装置は電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。この画像形成装置の記録材の搬送基準は、記録材の搬送方向と直交する長手方向において、記録材搬送通路の長手方向中央と記録材の長手方向中央を一致させて記録材の搬送を行なう中央搬送基準である。
【００３０】
本実施例に示す画像形成装置は、４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。４つの画像形成部として、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｂｋと、を備えている。
【００３１】
各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、それぞれ、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有している。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、クリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが設置されている。
【００３２】
帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の上方には、露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには、それぞれ、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【００３３】
画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの外周面（表面）と中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト４０の外周面（表面）とを当接させて１次転写部Ｎを形成している。
【００３４】
中間転写ベルト４０は、駆動ローラ４１と、支持ローラ４２と、２次転写対向ローラ４３に張架され、駆動ローラ４１の回転によって矢印方向に回転（移動）される。１次転写用の各転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、各１次転写ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト４０を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと対向するように配置されている。２次転写ローラ４４は、中間転写ベルト４０を介して二次転写対向ローラ４３と対向するように配置され、２次転写ローラ４４の外周面と中間転写ベルト４０表面とが当接して２次転写部Ｍを形成している。
【００３５】
中間転写ベルト４０の駆動ローラ４１近傍の外側には、中間転写ベルト４０表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置４５が設けられている。２次転写部Ｍの記録材Ｐの搬送方向下流側には定着装置１２が設けられている。
【００３６】
本実施例の画像形成装置は、ホストコンピュータなどの外部装置（不図示）から出力される画像形成開始信号を受信すると、モータ（不図示）が回転駆動して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを矢印方向へ所定の周速度（プロセススピード）で回転させる。そしてこの各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの外周面（表面）を帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで所定の極性・電位に一様に帯電する。本実施例では感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面は負極性に帯電される。
【００３７】
各露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは、外部装置から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換する。そしてこの変換された光信号であるレーザ光を帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。
【００３８】
静電潜像が形成された感光ドラム２ａ表面上に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを感光ドラム２ａ表面の帯電電位に応じて静電吸着させる。この静電吸着により静電潜像をイエロートナーにより顕像化し、イエロートナー画像とする。このイエロートナー画像は、１次転写部Ｎにて１次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された転写ローラ５ａにより、回転している中間転写ベルト４０表面上に１次転写される。
【００３９】
イエロートナー画像が転写された中間転写ベルト４０は画像形成部１Ｍ側に回転される。そして画像形成部１Ｍにおいても同様にして感光ドラム２ｂ表面にマゼンタトナー像が形成され、このマゼンタトナー像が１次転写部Ｎにて中間転写ベルト４０表面上のイエロートナー画像上に重ね合わせて転写される。
【００４０】
以下同様にして中間転写ベルト４０上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー画像上に、画像形成部１Ｃ，１Ｂｋの感光ドラム２ｃ、２ｄ表面に形成されたシアン、ブラックのトナー画像を各１次転写部Ｎにて順次重ね合わせる。これによりフルカラーのトナー画像が中間転写ベルト４０表面上に形成される。
【００４１】
そして、中間転写ベルト４０上のフルカラーのトナー画像先端が２次転写部Ｍに移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ４６により記録材Ｐを２次転写部Ｍに搬送する。この記録材Ｐに、２次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性））が印加された２次転写ローラ４４によりフルカラーのトナー画像が一括して２次転写される。
【００４２】
フルカラーのトナー画像を担持する記録材Ｐは定着装置（定着器）１２に搬送される。そしてこの定着装置１２の定着スリーブ２０と加圧ローラ２２とで形成される定着ニップ部（ニップ部）Ｎｔで挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材Ｐ上のフルカラーの未定着トナー画像は記録材Ｐに加熱定着される。定着ニップ部Ｎｔを出た記録材Ｐは排出ローラ（不図示）によって排出トレイ（不図示）に排出される。
【００４３】
上記の１次転写時において、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に残留している１次転写残トナーはドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより除去されて回収される。また、２次転写後に中間転写ベルト４０表面上に残った２次転写残トナーはベルトクリーニング装置４５により除去されて回収される。
【００４４】
（２）定着装置１２
以下の説明において、定着装置及びこの定着装置を構成する部材に関し、長手方向とは記録材搬送方向と直交する方向をいう。短手方向とは記録材搬送方向と平行な方向をいう。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。記録材に関し、幅方向とは記録材搬送方向と直交する方向をいう。幅とは幅方向の寸法である。
【００４５】
図２において、（ａ）は定着装置の横断側面概略構成図、（ｂ）は定着装置の概略構成を表す外観斜視図である。図３はヒータの表面側からの概略構成を表す上面図、及びヒータの通電制御系のブロック図である。本例の定着装置１２は、定着フィルム加熱方式、加圧ローラ駆動方式（テンションレスタイプ）の定着装置である。
【００４６】
定着装置１２は、筒状の定着回転部材としての定着スリーブ２０と、定着スリーブ２０の内面と接触して定着スリーブを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１６を有している。また定着装置１２は、定着スリーブ２０の内側でヒータ１６を支持する支持部材としてのヒータホルダ１７と、定着スリーブ２０を介してヒータ１６とともに定着ニップ部（ニップ部）Ｎを形成する加圧回転部材としての加圧ローラ２２などを有している。定着スリーブ２０とヒータ１６とヒータホルダ１７と加圧ローラ２２は何れも長手方向に長い部材である。
【００４７】
本実施例のヒータ１６は裏面発熱型のヒータである。図２（ａ）、図４において、１００はアルミナ、窒化アルミ等のセラミック材料により形成される高熱伝導性の細長い基板である。この基板１００は定着ニップ部Ｎｔの幅よりも幅が広く形成してある。
【００４８】
基板１００の定着スリーブ２０側の面（裏面）には、基板１００の長手方向に沿って、例えば銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ）等の導電材料からなる第１の通電発熱抵抗層１０１と、第２の通電発熱抵抗層１０２がスクリーン印刷等により形成してある。
【００４９】
また基板１００裏面の長手方向一端部には、第１の通電発熱抵抗層１０１に通電するための電極部１０４と、第２の通電発熱抵抗層１０２に通電するための電極部１０５がスクリーン印刷等により形成してある。
【００５０】
また基板１００裏面の長手方向他端部には、第１の通電発熱抵抗層１０１及び第２の通電発熱抵抗層１０２に通電するための共通電極部１０３がスクリーン印刷等により形成してある。また基板１００の裏面には、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２を覆うようにガラス等からなる絶縁保護層１０６が形成してある。
【００５１】
第１の通電発熱抵抗層１０１には、第１の電力供給手段としての第１のトライアック３１が共通電極部１０３と電極部１０４を介して電気的に接続されている。第２の通電発熱抵抗層１０２には、第２の電力供給手段としての第２のトライアック３２が共通電極部１０３と電極部１０５を介して電気的に接続されている。そしてこの第１のトライアック３１と第２のトライアック３２には、通電制御手段としての通電制御部３０が電気的に接続されている。通電制御部３０はＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどのメモリとからなっている。
【００５２】
図３において、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２はともに長さ２２３ｍｍで形成されている。第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２のうち、第１の通電発熱抵抗層１０１は商用電源（電源）Ｇから第１のトライアック３１を通じて共通電極部１０３と電極部１０４との間に給電されることにより発熱する。通電発熱抵抗層１０２は商用電源Ｇから第２のトライアック３２を通じて共通電極部１０３と電極部１０５との間に給電されることにより発熱する。
【００５３】
第２の通電発熱抵抗層１０２は、第２の通電発熱抵抗層１０２の長手方向で不均一な抵抗値分布を有するように形成してある。即ち、第２の通電発熱抵抗層１０２は、第２の通電発熱抵抗層１０２の長手方向両側の端部（以下、長手端部と記す）１０２ｅの単位長さあたりの抵抗値を長手端部間の長手方向中央部（以下、長手中央部と記す）１０２ｃに比べて高くなるように形成してある。
【００５４】
本実施例では、図３に示されるように、第２の通電発熱抵抗層１０２の長さ２２３ｍｍのうち長手端部１０２ｅの長さ２０ｍｍの領域において、同一ペーストの通電発熱抵抗層１０２の幅を長手中央部１０２ｃの幅よりも絞って狭くしている。これにより長手端部１０２ｅの長さ２０ｍｍの領域だけ長手中央部１０２ｃに比べて単位長さあたりの抵抗値を高く設定している。本実施例では長手中央部１０２ｃの単位長さあたりの抵抗値を１００％とすると、長手端部１０２ｅの単位長さあたりの抵抗値は１２０％となっている。
【００５５】
つまり、第２の通電発熱抵抗層１０２は、第２の通電発熱抵抗層１０２の長手方向の単位長さあたりの発熱量が長手中央部１０２ｃに比べて長手端部１０２ｅが大きくなるように構成してある。第２の通電発熱抵抗層１０２に対し、第１の通電発熱抵抗層１０１の単位長さあたりの抵抗値分布は長手方向にわたり均一である。つまり、第１の通電発熱抵抗層１０１は、第１の通電発熱抵抗層１０１の長手方向の単位長さあたりの発熱量が等しくなるように構成してある。
【００５６】
また本実施例では、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の長手方向全体での抵抗値はほぼ同様となるように形成してある。即ち、第１の通電発熱抵抗層１０１の共通電極部１０３と電極部１０４との間の抵抗値と、第２の通電発熱抵抗層１０２の共通電極部１０３と電極部１０５との間の抵抗値は同じである。この結果、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２に同等のデューティー比で通電を行った場合には、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の長手全体での発熱量は同等となる。
【００５７】
定着スリーブ２０は、エンドレスベルト状の基層（不図示）の外周面上に弾性層（不図示）を設けた構成としてある。ヒータホルダ１７は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で横断面略半円弧状樋型に形成してある。ヒータホルダ１７の定着スリーブ２０の内周面（内面）と接触する外周半円弧面の短手方向中央には長手方向に沿って溝が設けられており、ヒータ１６はそのヒータホルダ１７の溝に嵌合されて支持されている。そしてヒータ１６を支持させたヒータホルダ１７の外周に定着スリーブ２０をルーズに外嵌させている。
【００５８】
ヒータホルダ１７の外周半円弧面は定着スリーブ２０の回転動作状態において定着スリーブ２０内面をガイドする役割を果たす。
【００５９】
加圧ローラ２２は、ステンレス製の金属製芯金２２ａの外周面上に、射出成型によりシリコーンゴム層からなる弾性層２２ｂを形成し、その弾性層２２ｂの外周面上に離型層２２ｃとしてＰＦＡ樹脂チューブを被覆して構成したものである。弾性層２２ｂの厚みは約３．５ｍｍである。離型層２２ｃの厚みは７０μｍである。加圧ローラ２２の弾性層２２ｂ及び離型層２２ｃの長さは２３１ｍｍである。つまり、弾性層２２ｂ及び離型層２２ｃは、弾性層２２ｂ及び離型層２２ｃの長手方向の中心から左右の端部へそれぞれ１１５．５ｍｍの長さとなっている。
【００６０】
この加圧ローラ２２は、定着スリーブ２０の下方で定着スリーブ２０と並列に配置されている。そして芯金２２ａの長手方向両端部を定着装置１２の装置フレーム２４の奥側と手前側の側板（不図示）に軸受（不図示）を介して回転可能に支持させている。また装置フレーム２４の奥側と手前側の側板には、定着スリーブ２０の長手方向両端から外側に突出しているヒータホルダ１７の両端部を支持させている。
【００６１】
そしてこの定着スリーブ２０の両端部を加圧機構（不図示）により片側１２２．５Ｎ（１２．５ｋｇｆ）、総圧２４５Ｎ（２５ｋｇｆ）の力で加圧ローラ２２の軸線方向と直交する径方向に附勢している。この附勢力によりヒータ１６を定着スリーブ２０を介して加圧ローラ２２の外周面（表面）に加圧することにより弾性層２２ｂを径方向に所定量弾性変形させている。
【００６２】
これにより定着スリーブ２０の外周面（表面）と加圧ローラ２２表面とでトナー画像の加熱定着に必要な所定幅の定着ニップ部（ニップ部）Ｎｔを形成している。つまり、加圧ローラ２２は定着スリーブ２０を介してヒータ１６とともに定着ニップ部Ｎｔを形成している。
【００６３】
図２（ｂ）において、１８は温度検知部材としてのメインサーミスタであり、１９ａ，１９ｂは温度検知部材としての２つのサブサーミスタである。図２（ａ）では、２つのサブサーミスタ１９ａ，１９ｂは同じ視線上にあるため、１つのサブサーミスタ１９ａしか図示していない。
【００６４】
メインサーミスタ１８は、定着スリーブ２０内面に弾性的に接触するように配設されて定着スリーブ２０内面の温度を検知する。このメインサーミスタ１８は、ヒータホルダ１７に固定支持させたステンレス製のアーム２５の先端にサーミスタ素子を取り付けたものである。
【００６５】
このように構成されたメインサーミスタ１８は、アーム２５が弾性揺動することにより、定着スリーブ２０内面の動きが不安定になった状態においても、サーミスタ素子が定着スリーブ２０内面に常に接する状態に保たれる。サブサーミスタ１９ａ，１９ｂは、ヒータ１６の基板１００においてヒータホルダ１７側の面（表面）に接触するように配設されてヒータ１６表面の温度を検知する。
【００６６】
メインサーミスタ１８は定着スリーブ２０の長手中央付近に配設されている。サブサーミスタ１９ａ，１９ｂはヒータ１６の長手中心から等距離の端部位置（長手中心から９９ｍｍの両端部）に配設されている。即ち、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂは、ヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１００と第２の通電発熱抵抗層１０２の長手方向の中心から等距離離れた位置に配設されている。
【００６７】
図２（ａ）において、２３と２６は装置フレーム２４に組付けた入り口ガイドと定着排紙ローラである。入り口ガイド２３は、二次転写ニップＭを抜けた記録材Ｐを定着ニップ部Ｎｔに導くためのものである。この入り口ガイド２３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂により形成されている。定着排紙ローラ２６は、定着ニップ部Ｎを出た記録材Ｐを排出ローラに搬送するためのものである。
【００６８】
（３）定着装置１２の加熱定着動作
本実施例の定着装置１２は、上述のモータの回転駆動により加圧ローラ２２が矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転される。この加圧ローラ２２の回転は、定着ニップ部Ｎｔにおいて、加圧ローラ２２表面と定着スリーブ２０表面との摩擦力により定着スリーブ２０表面に伝わる。これにより定着スリーブ２０は定着スリーブ２０内面がヒータ１６の絶縁保護層１０６の表面と接触しながら加圧ローラ２２の回転に追従して矢印方向へ回転する。定着スリーブ２０内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ１７の外周半円弧面及び絶縁保護層１０６表面と定着スリーブ２０内面との摺動性を確保している。
【００６９】
通電制御部３０は、画像形成開始信号を受信すると、第１のトライアック３１と第２のトライアック３２をそれぞれオンする。そして第１のトライアック３１と第２のトライアック３２はそれぞれ対応する通電発熱抵抗層１０１，１０２に対して同じデューティー比（１００％）で通電（給電）を開始する。これにより第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２が発熱してヒータ１６は急速に昇温する。そしてこのヒータ１６の熱により定着スリーブ２０は基層、弾性層の順に加熱される。
【００７０】
また通電制御部３０はメインサーミスタ１８からの検知温度（温度情報）を取り込む。そしてこの検知温度に基づいて、第１のトライアック３１と第２のトライアック３２から対応する通電発熱抵抗層１０１，１０２に印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御し、定着スリーブ２０の温度を所定の定着温度（目標温度）に維持する。
【００７１】
加圧ローラ２２が回転され、かつヒータ１６が所定の定着温度に維持された温調状態において、未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐはトナー画像担持面を上向きにして入り口ガイド２３により案内され定着ニップ部Ｎｔに通紙（導入）される。
【００７２】
この記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎｔで記録材Ｐのトナー画像担持面側が定着スリーブ２０表面に密接し、定着スリーブ２０と共に定着ニップ部Ｎｔを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ１６の熱が定着スリーブ２０を介して記録材Ｐに付与される。これにより記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔは加熱・加圧され溶融して記録材上に加熱定着される。定着ニップ部Ｎｔを出た記録材Ｐは、定着スリーブ２０表面から曲率分離され、定着排紙ローラ２６で排出される。
【００７３】
（４）ヒータ１６の第２の通電発熱抵抗層１０２の発熱分布の説明
上述のようにヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２に同等のデューティー比で通電を行った場合には、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の長手全体での発熱量は同等となる。
【００７４】
しかしながら、第２の通電発熱抵抗層１０２は長手端部の発熱量が大きいため、ヒータ１６の長手方向の単位長さあたりの発熱分布としては、長手中央部１０２ｃの発熱量よりも長手端部１０２ｅの発熱量が大きくなる。
【００７５】
この結果、第１の通電発熱抵抗層１０１へのデューティー比と第２の通電発熱抵抗層１０２へのデューティー比を変動させることにより、ヒータ１６の長手端部の発熱分布を変化させることが可能である。即ち、第１の通電発熱抵抗層１０１へのデューティー比に対して、第２の通電発熱抵抗層１０２へのデューティー比を大きくするほど、ヒータ１６としては長手端部の発熱量が大きくなる。
【００７６】
（５）加圧ローラ２２の逆クラウン形状の説明
ここで、本実施例における加圧ローラ２２の逆クラウン量について説明する。図４に本実施例における典型的な加圧ローラ２２の所定の室温状態（２５℃）での長手方向の外径形状を示す。図４では、加圧ローラ２２の長手方向の中心（以下、長手中心と記す）の外径約２５ｍｍに対しての差を縦軸にとってある。横軸には加圧ローラ２２の長手中心からの長手位置をとっている。加圧ローラ２２は長手中心に対して左右に対称な形状に形成されていることから、図４に長手中心から片側の長手端部までの外径の様子を示した。
【００７７】
図４より、長手中央から長手端部に向かって外径が大きくなっており、加圧ローラ２２は逆クラウン形状をしていることが分かる。本実施例では、例えば、長手中央から長手端部へ１０５ｍｍ離れた長手位置での外径は、長手中央の外径に対し、約１０５μｍ大きい。
【００７８】
（６）加圧ローラ２２の熱膨張による外径変化の説明
図５に加圧ローラ２２を加熱した場合の加圧ローラ２２の外径を測定した結果を示す。
【００７９】
図５では、加圧ローラ２２の熱膨張による外径の変化を縦軸にとり、加圧ローラ２２の加熱温度を横軸にとっている。加圧ローラ２２の外径測定は、加圧ローラ２２において、長手中心、長手中心から長手端部へ１０５ｍｍ離れた長手位置即ちＬＴＲサイズ紙（幅２１６ｍｍ）の端から３ｍｍ内側の長手位置で行った。図５より、破線にて示す長手中心、実線にて示す長手端部からともに加圧ローラ２２の温度が高くなるほど、加圧ローラ２２の弾性層２２ｂの熱膨張により線形的に外径が大きくなっていることが分かる。
【００８０】
室温状態での外径に長手中央と長手端部で差があるのは、加圧ローラ２２はもともと逆クラウン形状であり、長手中央近傍の長手中央部が相対的に長手端部よりも外径が小さいためである。図５の結果から、長手中央部、長手端部ともに加圧ローラ２２の温度が上昇するにつれて、６μｍ／℃で熱膨張することが分かる。
【００８１】
（７）加圧ローラ２２の長手方向における温度分布と外径形状の説明
本実施例では、従来例と同じように、記録材Ｐを定着ニップ部Ｎｔに連続して通紙した連続通紙枚数に応じて、表１のように第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を変化させている。
【００８２】
表１中では、ヒータ１６の長手方向に渡って単位長さあたりの抵抗値が均一な第１の通電発熱抵抗層１０１への通電に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を示している。そのため、表１中で、通電比が１００％となっている場合、第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２に１００％のデューティー比で通電しているということではない。第１の通電発熱抵抗層１０１へ所定のデューティー比で通電がなされている場合に、第２の通電発熱抵抗層１０２へも同様のデューティー比で通電がなされているということである。
【００８３】
さらに、表１中で、通電比が８０％となっている場合には、第１の通電発熱抵抗層１０１へのデューティ比の０．８倍のデューティー比で第２の通電発熱抵抗層１０２への通電が行われるということである。つまり、通電比とは、第１の通電発熱抵抗層１０１への通電に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比である。
【００８４】
表１は本実施例における定着装置１２を搭載している画像形成装置で通紙可能な最大幅の記録材であるＬＴＲサイズ（幅２１６ｍｍ）を定着ニップ部Ｎｔに通紙する場合の例である。
【００８５】
また、本実施例では、記録材Ｐが定着装置１２中を搬送されるスピードは２４０ｍｍ／ｓｅｃであり、記録材Ｐを連続通紙した場合には定着ニップ部Ｎｔへの記録材Ｐの通紙枚数は１分間に４０枚である。
【００８６】
【表１】
0005943559.tif 000002
【００８７】
上記のような条件で、新品状態の加圧ローラ（以下、加圧ローラＡと記す）と、約２０万枚を通紙した後の加圧ローラ（以下、加圧ローラＢと記す）を用いて比較を行った。
【００８８】
定着ニップ部Ｎｔに通紙される記録材Ｐとして、記録材Ｐにしわが発生し易い条件である、高温多湿の環境下で４８時間以上放置して十分吸湿した記録材を用いている。記録材Ｐの種類は坪量７５ｇ／ｍ２の普通紙である。以下の説明において、記録材Ｐとしての上記普通紙に発生したしわを紙しわと記す。
【００８９】
以下、まず従来方式において、３つの場合における比較実験について説明を行い、次に、その３つの比較実験の結果を踏まえて構成される本実施例の定着装置１２の説明を行う。
【００９０】
（比較実験１）
加圧ローラＡを組み込んだ定着装置を搭載した画像形成装置と、加圧ローラＢを組み込んだ定着装置を搭載した画像形成装置を用いて、表１に示す通電比で通電制御を行い記録材をそれぞれの定着装置の定着ニップ部に通紙した。上記二つの画像形成装置は定着装置を除いて同じ構成、仕様のものである。記録材の定着ニップ部への通紙は定着装置のヒータが室温状態（２５℃）まで十分冷えた状態から行った。
【００９１】
その結果、加圧ローラＡを使用した場合には紙しわは発生しなかった。一方、加圧ローラＢを使用した場合には、１枚目の記録材で紙しわが発生し、２枚目以降は発生しなかった。
【００９２】
本結果について考察する。図６に今回の記録材通紙時において、１枚目の記録材が定着ニップ部へ突入する直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手温度分布を示す。ここで、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの温度分布は長手方向で左右対称であるため、図６には長手中心から片側の長手端部までの長手温度分布の様子のみを示している。図６において、縦軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの温度を示し、横軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手中央から片側の長手端部までの長手位置を示している。
【００９３】
加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手温度分布は、加圧ローラの外径形状には影響されないため、加圧ローラＡ、加圧ローラＢの場合とも同様であった。図６より、加圧ローラの長手中央部（長手位置の０〜９０ｍｍの領域）に対し、長手端部（長手位置の９０〜１１０ｍｍの領域）は温度が低くなっていることが分かる。
【００９４】
これは、定着装置のヒータを冷えた状態（室温状態）から立ち上げた場合には、ヒータの熱が長手端部方向へ放熱され、長手端部の温度が上昇しにくいためである。この場合の加圧ローラの長手方向の外径形状は、長手中央部に比べ、長手端部において加圧ローラの弾性層の熱膨張が小さいため、室温状態の場合よりも長手中央部と長手端部との外径差が小さくなる。
【００９５】
図５の結果と図６の温度分布からこのときの加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状を求めることができる。その結果を図７に示す。図７には、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢについて、記録材が定着ニップ部に突入する直前の長手方向の外径形状を示す。
【００９６】
また、図７に、あわせて室温状態での長手方向の外径形状も示してある。また、図７では、これまでと同様、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手中心から片側の長手端部までの外径形状の様子を示し、長手中心での外径を基準にして、長手中心での外径差を縦軸にとり、横軸には長手中央から片側の長手端部までの長手位置をとっている。
【００９７】
図７において、長手中央部（長手位置の０〜９０ｍｍの領域）は、温度分布が同様であるため、室温状態でも加熱状態でも加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの外径形状は同様である。長手端部（長手位置の９０〜１１０ｍｍの領域）に関しては、以下の通りである。加圧ローラＡの場合には、記録材の定着ニップ部突入直前の長手方向の温度分布が長手端部で下がっていたとしても、長手端部で室温状態でのもともとの外径が大きいため、逆クラウン形状は保たれている。
【００９８】
これに対し、加圧ローラＢの場合には、室温状態でのもともとの外径が長手中央部に比べて長手端部で十分大きくなっていない。これに加え、室温状態では、長手方向の温度分布が長手端部で低いため、長手端部ではその少し内側の領域よりも加圧ローラの熱膨張量が小さく、外径は記録材の定着ニップ部突入直前の長手方向における少し内側の領域よりも小さくなってしまっている。
【００９９】
具体的には、加圧ローラＢにおいて、室温状態では、長手中央から長手位置９０ｍｍ付近での外径が最も大きく長手中央に対し４０μｍ程度大きい。しかしながら、記録材の定着ニップ部突入直前では、長手中央から長手位置１０５ｍｍ付近の外径は小さくなり、長手中央に対し約２０μｍ大きい程度である。長手中央から長手位置１０５ｍｍの位置は、ＬＴＲサイズの記録材を定着ニップ部に通紙した場合の記録材端付近である。
【０１００】
図７に示す記録材の定着ニップ部突入直前の状態から記録材が定着ニップ部に突入すると、加圧ローラＢの場合には、長手方向における記録材の搬送速度が長手端部で遅くなる領域ができ、紙しわが発生する。この紙しわの発生は最初の１枚目だけであり、２枚目以降は発生しない。一方、加圧ローラＡの場合には、長手方向における記録材の搬送速度が長手端部で遅くなる領域はできず、紙しわは発生しない。
【０１０１】
ここで、加圧ローラＢを用いた場合でも、２枚目以降の記録材で紙しわが発生しない理由を説明しておく。記録材の定着ニップ部突入直前までは、言うまでも無く、定着ニップ部中に記録材がない。
【０１０２】
しかしながら、記録材が定着ニップ部に突入した後は、加圧ローラＢの熱が記録材に奪われるため、加圧ローラＢの長手方向において、記録材の搬送領域内の温度は下がる。１枚目の記録材によって熱を奪われた後、２枚目の記録材が定着ニップ部に突入する直前には、加圧ローラＢの長手方向の温度分布は長手端部の方が高くなる。
【０１０３】
そのため、熱膨張による長手方向の外径形状は長手端部ほど逆クラウン量が大きくなるようになる。このため、記録材が連続通紙される場合には、１枚目で紙しわが発生しやすく２枚目以降は紙しわが発生しにくい。即ち、紙しわを抑制するには、記録材の定着ニップ部突入直前までに加圧ローラの外径形状を長手端部ほど大きな形状にできていれば良い。
【０１０４】
（比較実験２）
次に、比較実験１の二つの画像形成装置を用いて、下記のような実験を行った。表１の記録材の定着ニップ部突入までにおける、第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を１３０％に変更した状態でそれぞれの定着装置の定着ニップ部に記録材の通紙を行った。その他の条件は比較実験１と同様である。この場合、加圧ローラＡを用いた場合も加圧ローラＢを用いた場合も紙しわは発生しなかった。
【０１０５】
本結果について考察する。図８に記録材が定着ニップ部に突入する直前における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の温度分布を示す。図８において、縦軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの温度を示し、横軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手中央から片側の長手端部までの長手位置を示している。加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手温度分布は、図６と同様に、加圧ローラＡと加圧ローラＢで差はなく同様である。
【０１０６】
しかしながら、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手端部における温度が高くなっているのが分かる。これは第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２の通電比を高くしたため、ヒータ１６の発熱量が長手端部において大きくなったためである。
【０１０７】
比較実験１の場合と同様に、図５の結果と図８の温度分布からこのときの加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状を求めると図９のようになる。図９では、図７と同様に、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手中心から片側の長手端部までの外径形状の様子を示し、長手中心での外径を基準にして、長手中心での外径を縦軸にとり、横軸には長手中央から片側の長手端部までの長手位置をとっている。
【０１０８】
図８に示すように、長手端部において加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの温度が高くなっているため、長手端部における加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの熱膨張は長手中央部よりも大きい。そのため、図９に示すように、加圧ローラＢに関しても、記録材の定着ニップ部突入直前では、長手端部の外側へいくほど逆クラウン量が大きくなっている。よって、記録材の定着ニップ部突入直前の状態から記録材が定着ニップ部に突入した場合には、長手方向における記録材の搬送速度は長手端部へ行くほど速くなる。そのため紙しわは発生しない。
【０１０９】
加圧ローラＡの場合には、加圧ローラＢに比べて長手端部の逆クラウン量が大きくなっているため、紙しわが発生しないことは言うまでもない。
【０１１０】
（比較実験３）
次に、比較実験１の二つの画像形成装置を用いて、比較実験２と同様の通電比で通電制御を行い、定着装置が十分温まった状態から定着ニップ部に記録材の通紙を行った。ここで、定着装置が十分温まった状態とは、ＬＴＲサイズの記録材を連続で１００枚通紙した直後の状態を示す。この場合、加圧ローラＡを用いた場合に、記録材通紙の初期数枚で記録材の搬送速度が長手端部で速すぎることに起因する、定着スリーブとの擦れ画像が発生してしまった。加圧ローラＢを用いた場合には、前記の擦れ画像は発生しなかった。
【０１１１】
本結果について考察する。図１０に比較実験１、比較実験２の場合と同様に、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの記録材の定着ニップ部突入直前における長手方向の温度分布を示す。図１０において、縦軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの温度を示し、横軸は加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手中央から片側の長手端部までの長手位置を示している。加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手温度分布は、図８と同様に、加圧ローラＡと加圧ローラＢで差はなく同様である。
【０１１２】
また、図１１に図５の結果と図１０の温度分布から求まる、加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の外径形状を示す。図１０から分かるように、もともと加圧ローラＡ及び加圧ローラＢが温まっていて、長手端部からの熱の逃げもおさまっている。この状態から定着装置のヒータを立ち上げるため、記録材が定着ニップ部に突入する直前の加圧ローラＡ及び加圧ローラＢの長手方向の温度分布は長手端部の方が高くなっている（図１１参照）。
【０１１３】
この場合、加圧ローラＡの場合にはもともとの逆クラウン形状が大きいことに加え、長手端部で温度が高いため、長手端部の熱膨張が非常に大きくなる。結果として長手端部における外径は長手中心に比べて非常に大きくなってしまう。
【０１１４】
図１１に示すように、具体的には、加圧ローラＡの場合、記録材の定着ニップ部突入直前では、長手中心から長手位置１０５ｍｍの位置での外径は長手中心と比べて１６０μｍ以上大きくなる。即ち、加圧ローラＡの長手中心と長手位置１０５ｍｍの位置との外径差は１６０μｍ以上となる。この状態から記録材が定着ニップ部に突入すると、加圧ローラＡの長手中央部（長手位置の０〜９０ｍｍの領域）に対する長手端部（長手位置の９０〜１１０ｍｍの領域）の記録材搬送速度が速すぎる状態となり、上記の擦れ画像が発生してしまう場合があった。
【０１１５】
加圧ローラＢの場合には、長手端部（長手位置の９０〜１１０ｍｍの領域）におけるもともとの逆クラウン形状が小さいため、記録材の定着ニップ部突入直前に、加圧ローラＢが熱膨張したとしても、極端に長手端部の外径が大きくなることはない。加圧ローラＢの場合、記録材の定着ニップ部突入直前では、長手中心から長手位置１０５ｍｍの位置での外径は長手中心に対して約１０５μｍ大きい。よって上記の擦れ画像は発生しない。
【０１１６】
（８）通電比（通電比率）変更制御の説明
以上の結果から、本実施例では、定着装置１２の定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの積算枚数に基づいて加圧ローラ２２の室温状態での逆クラウン量の減少を予測する。そして加圧ローラ２２の室温状態での逆クラウン量が小さくなっていると判断される場合には、表１における、記録材の定着ニップ部突入直前までの第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比（通電比率）を変更することとした。
【０１１７】
また、上記通電比は、定着装置１２が十分温まった状態から記録材の通紙を行った場合でも、上記擦れ画像が発生しないように設定してある。ここで、積算枚数とは、定着装置１２の定着ニップ部Ｎｔに初めて記録材Ｐが通紙されてから、その後定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの枚数を足し合わせてカウントした値である。これから、新たな記録材Ｐの定着動作を行う場合に、その定着動作を行うジョブの１枚目の記録材Ｐがこれまで定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの１万枚目だった場合、そのときの記録材Ｐの積算枚数としては、９９９９枚である。
【０１１８】
ここで、定着装置１２の定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの積算枚数とそのときの加圧ローラ２２の室温状態での逆クラウン量の関係を図１２に示す。図１２において、加圧ローラ２２の逆クラウン量（μｍ）を縦軸にとり、横軸に定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの積算枚数をとっている。図１２に示す逆クラウン量は、加圧ローラ２２の長手中央から長手位置１０５ｍｍの位置における逆クラウン量である。
【０１１９】
図１２に示すように、加圧ローラ２２の逆クラウン量は、定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐの積算枚数が増えるに従い、リニアに減少していることがわかる。加圧ローラ２２の逆クラウン量の測定は、使用初期状態で長手端部１０５ｍｍの位置での外径が長手中心に比べて１０５μｍ大きい加圧ローラを用い、同一種の記録材を連続通紙した場合の結果である。即ち、加圧ローラとして、外径の長手中心と長手端部との外径差が１０５μｍのものを用いた。そして記録材として、坪量７５ｇ／ｍ２のＬＴＲサイズ普通紙を用いた。
【０１２０】
図１２の結果に従い、定着ニップ部Ｎｔに通紙された記録材Ｐ即ち定着ニップ部を通過した記録材の積算枚数に応じて、ヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層（他の通電発熱抵抗層）１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を表２のように決定した。表２において、０〜５００００枚、５０００１〜１０００００枚、１００００１〜１５００００枚、１５０００１〜２０００００枚、２００００１枚〜は、それぞれ、通電比変更用積算枚数である。通電比変更用積算枚数とは、加圧ローラ２２の長手方向の記録材搬送領域における外径差を、紙しわの発生と擦れ画像の発生を抑制できるように所定の一定範囲に維持可能な設定積算枚数をいう。
【０１２１】
ここで、具体例を挙げて、本実施例の定着装置１２における通電比変更制御を説明する。以下に説明する通電比変更制御は通電制御部３０により行われる。図１３は通電制御部３０による通電比変更制御のフローチャートである。
【０１２２】
図１３において、Ｓ１では、定着装置１２の定着ニップ部Ｎｔの記録材搬送方向排出口に配設された記録材通過センサ３３からの出力信号を取り込む。
【０１２３】
Ｓ２では、その記録材通過センサ３３からの出力信号をカウントして定着ニップ部Ｎｔを通過した記録材Ｐの枚数を積算する。
【０１２４】
Ｓ３では、記録材Ｐの積算枚数が所定の通電比変更用積算枚数以上か否かを判断する。積算枚数が所定の通電比変更用積算枚数以上であればＳ４に進む。
【０１２５】
Ｓ４では、所定の通電比変更用積算枚数と対応する第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の通電比を求める。そしてその通電比に応じた通電量で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２にそれぞれ独立に通電するように第１のトライアック３１と第２のトライアック３２を制御する。
【０１２６】
これにより第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電がそれぞれ独立に制御され、ヒータ１６の長手方向における単位長さあたりの発熱量が変更可能となる。
【０１２７】
ここで、Ｓ３とＳ４の処理を詳述する。室温状態から定着装置１２を動作させる場合、画像形成開始信号受信から記録材Ｐの定着ニップ部突入直前までのほとんどの期間は、ヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２には投入可能な全電力が通電される。本実施例では約１０００Ｗである。
【０１２８】
ここで、表２の積算枚数が０〜５００００枚の場合は、第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を１００％としている。このとき、第１の通電発熱抵抗層１０１及び第２の通電発熱抵抗層１０２には同様の電力が通電されているという意味である。具体的にはそれぞれの通電発熱抵抗層１０１，１０２に約５００Ｗずつ、合計で１０００Ｗが投入されていることになる。
【０１２９】
また、表２の積算枚数が２００００１枚よりも多い場合には、第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比は１４０％としている。この場合、第１の通電発熱抵抗層１０１へ投入される電力は約４２０Ｗである。第２の通電発熱抵抗層１０２へ投入される電力は約５８０Ｗである。即ち、第１の通電発熱抵抗層１０１に対して第２の通電発熱抵抗層１０２には、通電比（デューティー比）１４０％で両方の通電発熱抵抗層１０１，１０２の合計で約１０００Ｗが投入されることになる。
【０１３０】
以降、通紙時においても、表２中の通電比は、第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比である。そしてその２本の通電発熱抵抗層１０１，１０２の合計で１０００Ｗを超えない範囲で表２中の通電比となるようにそれぞれの通電発熱抵抗層１０１，１０２への通電量を決定する。
【０１３１】
そしてその決定した通電量に応じた通電量変更指令信号を第１のトライアック３１と第２のトライアック３２に出力する。これにより、第１のトライアック３１は通電量変更指令信号に応じたデューティー比で第１の通電発熱抵抗層１０１に通電を行い、第２のトライアック３２は通電量変更指令信号に応じたデューティー比で第２の通電発熱抵抗層１０２に通電を行う。
【０１３２】
【表２】
0005943559.tif 000003
【０１３３】
表２のような通電比でヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を制御する。これにより、定着装置１２が室温状態まで十分冷えた状態から記録材Ｐの通紙を行っても、定着装置１２としての記録材通紙の積算枚数が多い場合、紙しわの発生を抑制することができる。即ち、加圧ローラの室温状態での長手端部の逆クラウン量が小さくなっている場合でも、記録材の定着ニップ部への突入直前における加圧ローラの逆クラウン形状を加圧ローラの熱膨張によって確保することができるため、紙しわの発生を抑制することができる。
【０１３４】
本実施例では、記録材Ｐの積算枚数に応じて第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を変更するのは、画像形成開始信号受信から記録材Ｐの定着ニップ部突入直前までの期間のみとした。これは、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎｔに突入するまでに加圧ローラ２２の長手外径形状を逆クラウン形状に保っておけば、以降、記録材Ｐを連続通紙しても紙しわは発生しないためである。
【０１３５】
記録材Ｐが連続通紙される場合には、前述したように非通紙部昇温が懸念される。そのため、本実施例では、記録材Ｐの連続通紙時には、記録材Ｐの定着ニップ部突入直前までの期間以外は、上記の表２の、積算枚数に応じた第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比の変更は行わないこととした。
【０１３６】
本実施例では、ＬＴＲサイズの記録材を通紙する場合で説明したが、予め通紙される記録材の幅が分かっている場合には、記録材の幅にあわせて、上記表２中の、第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を設定すればよい。また、記録材センサ３３の出力信号を用いて定着ニップ部Ｎｔを通過した記録材の積算枚数を求めているが、ユーザーが入力した画像形成枚数を記録材の積算枚数として用いてもよい。或いは加圧ローラ２２や定着スリーブ２０の回転数と記録材の記録材搬送方向の長さとの関係を用いて記録材の積算枚数を求めてもよい。
【０１３７】
ＬＴＲサイズよりも幅の狭い記録材、例えばＡ４サイズやＢ５サイズ等の記録材が通紙される場合には、記録材の定着ニップ部突入直前までの第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を記録材の通紙中よりも高く設定する。このように通電比自体を記録材の幅に合わせて設定することにより、上記ＬＴＲサイズの記録材を通紙する場合と同様の紙しわ抑制効果を得ることができる。
【０１３８】
本実施例によれば、記録材の定着ニップ突入直前までのヒータの長手方向の発熱分布を最適化でき、加圧ローラの熱膨張によって逆クラウン形状を正常化できるので、定着装置の耐久状況によらず、紙しわの発生を弊害なく抑制することが可能となる。
【０１３９】
[実施例２]
定着装置１２の他の例を説明する。本実施例の定着装置１２では、ヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を、記録材通紙の積算枚数ではなく、熱履歴に基づいて設定する。
【０１４０】
実施例１では、記録材Ｐの通紙の積算枚数に応じて、加圧ローラ２２の逆クラウン形状が小さくなることを説明したが、より正確には、加圧ローラ２２の逆クラウン形状は、加圧ローラ２２の温度が高い状態で使用された場合に、より悪化することが知られている。
【０１４１】
ここで、加圧ローラ２２の温度が高い状態で記録材Ｐの通紙が行われる場合としては、例えば、幅の狭い記録材Ｐを通紙した場合が挙げられる。すなわち、本実施例のように、通紙可能な記録材Ｐの最大幅がＬＴＲサイズ（２１６ｍｍ）の場合には、それよりも幅の狭い記録材である、Ａ４サイズ、Ｂ５サイズ、Ａ５サイズ等の記録材Ｐの通紙が行われる場合である。
【０１４２】
このような幅の狭い記録材Ｐが通紙される場合には、記録材Ｐの幅に対して、ヒータ１６上の通電発熱抵抗層１０１，１０２の方が長いため、非通紙部昇温が大きい。また、加圧ローラ２２の長さに対しても記録材Ｐの幅が小さいため、ヒータの熱が定着スリーブ２０を通して、記録材Ｐに奪われずに加圧ローラ２２に直接伝わることとなる。そのため、加圧ローラ２２の特に長手端部は高温の状態で使用されることとなる。結果、ＬＴＲサイズの記録材Ｐを通紙する場合よりも加圧ローラ２２の逆クラウン量は小さくなりやすい。
【０１４３】
また、同じ幅の記録材Ｐを通紙する場合でも、通紙される記録材Ｐの厚みや坪量によっても、加圧ローラ２２の温度、特に長手端部の温度は異なってくる。
【０１４４】
本実施例では、実施例１のように定着ニップ部に通紙された記録材の積算枚数を単純に足しあわせていくのではなく、加圧ローラに与えられた熱量を予測し、それをもとにヒータ上の第１の通電発熱抵抗層と第２の通電発熱抵抗層への通電比を設定する。
【０１４５】
本実施例において、画像形成装置の構成は実施例１の画像形成装置と同じであり、定着装置１２の構成も実施例１の定着装置１２と同じであるため、再度の説明を省略する。
【０１４６】
本実施例の定着装置１２は、ヒータ１６の基板１００の裏面において長手中心から左右９９ｍｍの位置にサブサーミスタ１９ａ，１９ｂが配設されており、このサブサーミスタ１９ａ，１９ｂでヒータ１６の温度を検知する構成としてある。即ち、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂでヒータ１６の温度を検知する点を除いて、実施例１の定着装置１２と同じ構成となっている。
【０１４７】
表３に本実施例の定着装置１２を用いて、ＬＴＲサイズの記録材を連続５００枚通紙した場合と、Ａ４サイズの記録材を５００枚連続通紙した場合と、Ｂ５サイズの記録材を５００枚連続通紙した場合のサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度を示す。
【０１４８】
ＬＴＲサイズの記録材の幅は２１６ｍｍである。Ａ４サイズの記録材の幅は２１０ｍｍである。Ｂ５サイズの記録材の幅は１８２ｍｍである。通紙した記録材Ｐは、サイズのみ異なるものであり、坪量は７５ｇ／ｍ２の普通紙である。また、記録材の通紙はＬＴＲサイズ、Ａ４サイズの場合には搬送速度２４０ｍｍ／ｓｅｃで４０枚／分の速度で行った。Ｂ５サイズの場合には、４０ｐｐｍでの通紙では非通紙部昇温が厳しいため、搬送速度は同様で、紙間のみ延長して２０枚／分の速度で通紙した。
【０１４９】
表３中には、５００枚の連続通紙のうち、１枚目が定着装置に通紙されているときのサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度の最大値と５００枚目の記録材Ｐが定着装置に通紙されているときのサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度の最大値を示してある。また、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂはヒータ１６上に長手中心に対して左右対称に配設されているため、その検知温度はほぼ同様である。そのため、表３中ではサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度の平均値を示す。
【０１５０】
【表３】
0005943559.tif 000004
【０１５１】
表３：記録材サイズとサブサーミスタ温度
表３の結果のように、定着装置１２に通紙される記録材の幅が狭いほど、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度は高くなる。また、記録材を連続通紙した場合には、記録材の幅が狭いほど、通紙初期に対する通紙後期のサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの最大検知温度の上昇が大きい。
【０１５２】
ＬＴＲサイズの場合には、５００枚の連続通紙中は何枚目の記録材通紙中においても、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度の最大値はほぼ一定で２２１℃であった。サブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度が上記のように記録材のサイズによって異なるということは、加圧ローラ２２へ与えられる熱量も記録材のサイズによって異なるということである。加圧ローラ２２自体の温度を測定してはいないものの、加圧ローラ２２へ与えられる熱量の予測としてはサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度は有効である。
【０１５３】
本結果は、以下のことを示している。即ち、ＬＴＲサイズの記録材のみが通紙される場合には、加圧ローラ２２（特に長手端部における）の熱履歴は通紙された記録材の積算枚数に比例する。しかしながら、幅の狭い記録材の通紙が混在した場合には、記録材の積算枚数のみでは加圧ローラ２２への熱履歴の予測は難しいことを示している。
【０１５４】
また、積算枚数に応じた通電制御を行った場合に、それ以前までの記録材の通紙において、幅の狭い記録材が多く通紙されていた場合には、想定よりも加圧ローラ２２の逆クラウン量が小さくなってしまっていて、紙しわの発生を抑制しきれない場合もあった。
【０１５５】
以上の結果から、本実施例では、加圧ローラ２２の熱履歴として、
Ｔｈ＝記録材１枚通紙中のサブサーミスタの検知温度の最大値／１００とし、記録材が１枚定着ニップ部に通紙されるごとにＴｈを足し合わせていくこととした。本積算値を以下では熱履歴積算カウントと記す。
【０１５６】
即ち、ＬＴＲサイズの記録材が１００枚連続通紙された場合には、Ｔｈ＝２２０／１００＝２．２であるため、熱履歴積算カウントとして２．２×１００＝２２０が追加されることとなる。
【０１５７】
上記の熱履歴積算カウントに応じて、以下の表４のように本実施例の定着装置１２におけるヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電比を設定した。表４中の通電比は、実施例１と同様に第１の通電発熱抵抗層１０１の通電比に対する、第２の通電発熱抵抗層１０２の通電比である。また、表４は、表中の熱履歴積算カウントの状態から、新規にＬＴＲサイズの記録材Ｐを通紙する場合の例である。
【表４】
0005943559.tif 000005
【０１５８】
表４において、０〜１１００００、１１０００１〜２２００００、２２０００１〜３３００００、３３０００１〜４４００００、４４０００１〜は、それぞれ、後述の通電比変更用積算カウントである。通電比変更用積算カウントとは、加圧ローラ２２の長手方向の記録材搬送領域における外径差を、紙しわの発生と擦れ画像の発生を抑制できるように所定の一定範囲に維持可能な熱履歴変更積算値をいう。
【０１５９】
本実施例の定着装置１２における通電比変更制御を説明する。以下に説明する通電比変更制御は通電制御部３０により行われる。図１４は通電制御部３０による通電比変更制御のフローチャートである。
【０１６０】
図１４において、Ｓ１１では、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂからの出力信号を取り込む。
【０１６１】
Ｓ１２では、そのサブサーミスタ１９ａ，１９ｂからの出力信号に基づいて熱履歴積算カウントを求める。
【０１６２】
Ｓ１３では、Ｓ１２で求めた熱履歴積算カウントが所定の通電比変更用積算カウント以上か否かを判断する。熱履歴積算カウントが所定の通電比変更用積算カウント以上であればＳ１４に進む。
【０１６３】
Ｓ４では、所定の通電比変更用積算カウントと対応する第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の通電比を求める。そしてその通電比に応じた通電量で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２にそれぞれ独立に通電するように第１のトライアック３１と第２のトライアック３２を制御する。
【０１６４】
これにより第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電がそれぞれ独立に制御され、ヒータ１６の長手方向における単位長さあたりの発熱量が変更可能となる。
【０１６５】
ここで、Ｓ１３とＳ１４の処理を詳述する。表４中の熱履歴積算カウントはＬＴＲサイズの記録材のみ通紙されてきた場合には、Ｔｈ＝２．２であるため、実施例１の表２中の積算枚数と同様となる。それに対し、同じ枚数の記録材が通紙されてきたとしても、幅の狭い記録材の通紙が混在していた場合にはＴｈの値はＬＴＲサイズの記録材通紙時よりも大きくなるため、熱履歴積算カウントの進みは早くなる。
【０１６６】
ＬＴＲサイズの記録材のみではなく、幅の狭い記録材が通紙されてきた場合には、ＬＴＲサイズの記録材のみが通紙されてきた場合よりも、加圧ローラ２２の長手端部の外径は小さくなっているものの、熱履歴積算カウントはより大きな値になっている。そのため、通電比の変更も積算枚数に応じて変更する場合よりも早い段階で次のレベルに進む。よって、幅の狭い記録材が多く通紙されてきた場合においても、紙しわの発生を正確に抑制することができる。
【０１６７】
ここで、表４中では、熱履歴積算カウントの状態からＬＴＲサイズの記録材を新たに通紙する場合の例である。実施例１の場合と同様、例えばＡ４サイズやＢ５サイズ等の記録材Ｐが通紙されることが分かっている場合には、記録材の定着ニップ部突入直前までの第１の通電発熱抵抗層に対する、第２の通電発熱抵抗層への通電比を記録材の通紙中よりも高く設定する。このように通電比自体を記録材の幅に合わせて設定することにより、上記ＬＴＲサイズの記録材を通紙する場合と同様の紙しわ抑制効果を得ることができる。
【０１６８】
[実施例３]
定着装置１２の他の例を説明する。本実施例においても、画像形成装置の構成は実施例１の画像形成装置と同じであり、定着装置１２の構成も実施例１の定着装置１２と同じであるため、再度の説明を省略する。
【０１６９】
本実施例では、幅の狭い記録材Ｐの通紙後に、定着ニップ部Ｎｔに通紙された幅の狭い記録材Ｐよりも幅の広い記録材Ｐを通紙する場合の例を説明する。
【０１７０】
実施例２でも説明したように、幅の狭い記録材を通紙した場合には、非通紙部の昇温の影響で、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度、加圧ローラ２２の長手端部の温度ともに幅の広い記録材を通紙した場合よりも高くなる。
【０１７１】
このように、幅の狭い記録材の通紙直後に幅の広い記録材を通紙する場合に、記録材の定着ニップ部突入直前までの第１の通電発熱抵抗層に対する、第２の通電発熱抵抗層への通電比を変更すると、以下の画像不良が発生する場合があった。即ち、紙しわは発生しないものの、記録材通紙の初期数枚で記録材の搬送速度が長手端部で速すぎることに起因する、定着スリーブ２０表面との擦れ画像が発生してしまう場合があった。
【０１７２】
通紙された記録材の積算枚数が多い、或いは、熱履歴積算カウントが大きい場合には、加圧ローラ２２の長手中央部と長手端部との外径差は小さくなっている。しかしながら、幅の狭い記録材の通紙後には、非通紙部昇温の影響で加圧ローラ２２の長手端部の温度は高くなっている。このため、加圧ローラ２２の長手端部における外径も新品状態、或いはその新品状態の加圧ローラ２２の長手端部における外径以上の大きさになっている。
【０１７３】
この状態から、幅の広い記録材Ｐを実施例１及び実施例２で示したような通電制御を行って通紙すると、加圧ローラ２２の長手中央部と長手端部との外径差が大きくなりすぎる。そのため、定着スリーブ２０表面との擦れ画像等の弊害が発生してしまう場合があった。
【０１７４】
本実施例では、幅の狭い記録材の通紙後に、所定時間内に直前に通紙された記録材よりも幅の広い記録材を通紙する場合には、その時点での積算枚数によらず、初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行う。或いは、幅の狭い記録材の通紙後に、所定時間内に直前に通紙された記録材よりも幅の広い記録材を通紙する場合には、その時点での熱履歴積算カウントによらず、初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行う。所定時間内とは、加圧ローラ２２の長手方向の記録材搬送領域にける外径差を、紙しわの発生と擦れ画像の発生を抑制できるように所定の一定範囲に維持可能な設定時間内をいう。
【０１７５】
即ち、幅の狭い記録材の通紙後、所定時間内である１分以内に幅の広い記録材の通紙が行われる場合には、初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行う。ここで、初期の通電比設定とは、表２の積算枚数、或いは表４の熱履歴積算カウントが最小の場合の通電比設定をいう。
【０１７６】
このような場合には、実施例１及び実施例２のような通電制御を行わなくても、直前の幅の狭い記録材の通紙によって加圧ローラ２２の逆クラウン形状は一定以上になっているため、紙しわは発生しない。さらに、幅の広い記録材の定着ニップ部突入直前までの通電制御は初期設定であるため、加圧ローラ２２の長手端部の発熱量が大きくなりすぎることはない。その結果、加圧ローラ２２の長手中央部と長手端部との外径差が大きくなりすぎることによる画像不良の発生も抑制できる。
【０１７７】
本実施例の定着装置１２において、例えば、幅の広い記録材を通紙する際に、通電制御部３０は、定着装置１２の動作直前のサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度をモニタする。そしてその温度が所定の定着温度よりも大きい場合、直前に幅の狭い記録材が通紙されたとみなし、同様の初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行なう。
【０１７８】
このようにサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度に基づいて、同様の初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行っても、同様の作用効果が得られる。
【０１７９】
また、実施例１のように、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂとメインサーミスタ１８とでヒータ１６の温度を検知する構成の定着装置の場合には、同様の初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行ってもよい。即ち、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度とメインサーミスタ１８の検知温度との差から、加圧ローラの長手端部の温度が有意に高いと判断される場合に、同様の初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層と第２の通電発熱抵抗層への通電を行う。
【０１８０】
このようにサブサーミスタ１９ａ，１９ｂの検知温度とメインサーミスタ１８の検知温度とに基づいて、同様の初期の通電比設定で第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２への通電を行っても、同様の作用効果が得られる。
【０１８１】
[他の実施例]
実施例１〜３では、ヒータ１６の例として、図３に示すように、記録材搬送方向と直交する長手方向で記録材搬送方向に並列に配設された少なくとも２つの通電発熱抵抗層１０１，１０２を有する構成のヒータを説明した。
【０１８２】
しかしながら、ヒータ１６は図３に示す構成のものに限定されるものではない。例えば、第１の通電発熱抵抗層１０１は、必ずしも長手方向の単位長さあたりの抵抗値が略均一でなくとも良い。また、第２の通電発熱抵抗層１０２は、図１５（ａ）に示すように、長手端部１０２ｅのみが発熱するような構成であって、長手中央部１０２ｃは導電層とした構成のものを用いても良い。
【０１８３】
また、図１５（ｂ）に示すように、ヒータ１６の第１の通電発熱抵抗層１０１と第２の通電発熱抵抗層１０２の幅が長手方向で漸近的に変化するテーパー形状であってもよい。第１の通電発熱抵抗層１０１は長手端部に向かって連続的に幅が広くなっていき、単位長さあたりの抵抗値が小さくなっていくため、長手中央部の発熱量が大きい。第２の通電発熱抵抗層１０２は長手端部に向かって連続的に幅が狭くなっていき、単位長さあたりの抵抗値大きくなるため、長手端部の発熱量が大きい。
【０１８４】
実施例１〜３では、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂでヒータ１６の温度を検知する例を説明したが、サブサーミスタ１９ａ，１９ｂで定着スリーブ２０内面の温度を検知するように構成してもよい。この場合、メインサーミスタ１８のようにアーム２５の先端にサブサーミスタ１９ａ，１９ｂを取り付けて定着スリーブ２０内面に接触させる。
【符号の説明】
【０１８５】
１２  定着装置、１６  ヒータ、１８  メインサーミスタ、１９ａ，１９ｂ  サブサーミスタ、２０  定着スリーブ、２２  加圧ローラ、３３  通電制御部、１０１  第１の通電発熱抵抗層、１０２  第２の通電発熱抵抗層、Ｎｔ  定着ニップ部、Ｐ  記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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