(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写シートの現像面に接触可能な第１回転体と、
前記第１回転体に圧接された状態で回転可能に支持された第２回転体と、
前記第１回転体の軸方向の中央部を加熱する発熱部を有する第１加熱部と、
前記第１回転体の前記中央部よりも前記軸方向の外側の両端部を加熱する発熱部を有する第２加熱部と、
前記第１回転体の前記中央部の表面温度を検知する第１温度検知部と、
前記第１回転体の前記両端部の一方の表面温度を検知する第２温度検知部と、
前記第１温度検知部による検知温度が前記中央部の目標温度Ｔcになるように前記第１加熱部を駆動し、前記第２温度検知部による検知温度が前記両端部の目標温度Ｔｅになるように前記第２加熱部の駆動を制御する温度制御部と、を備え、
前記温度制御部は、
前記被転写シートの厚みが第１閾値以上のときに、前記第１回転体及び前記第２回転体がクラン形状となるように前記目標温度Ｔcを前記目標温度Ｔeよりも高く設定して前記第１加熱部及び前記第２加熱部それぞれの駆動を制御し、
前記被転写シートの厚みが前記第１閾値未満のときに、前記第１回転体及び前記第２回転体が逆クラン形状となるように前記目標温度Ｔcを前記目標温度Ｔeよりも低く設定して前記第１加熱部及び前記第２加熱部それぞれの駆動を制御する定着装置。
【請求項２】
前記温度制御部は、前記第１温度検知部による検知温度が異常を示す第２閾値未満のときに前記第２温度検知部による検知温度に基づいて前記中央部が前記目標温度Ｔcに前記両端部が前記目標温度Ｔeになるように前記第１加熱部及び前記第２加熱部をＰＩＤ制御で駆動させ、前記第１温度検知部による検知温度が前記第２閾値以上のときに前記第１温度検知部による検知温度に基づいて前記中央部が前記目標温度Ｔcになるように前記第１加熱部をＰＩＤ制御で駆動させ、前記第２温度検知部による検知温度に基づいて前記両端部が前記目標温度Ｔeになるように前記第２加熱部をＰＩＤ制御で駆動させる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記温度制御部は、前記第１加熱部及び前記第２加熱部へ通電される駆動電流のデューティ比を制御するものであり、前記第２加熱部は、前記デューティ比が０％の前記駆動電流又は前記デューティ比が２５％〜１００％の範囲内の前記駆動電流によって加熱制御される請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１閾値は、前記被転写シートの厚みを示す予め定められた第１設定値、及び前記第１設定値よりも薄い厚みを示す予め定められた第２設定値を含み、
前記温度制御部は、前記被転写シートの厚みが前記第１設定値以上のときに前記中央部の前記目標温度Ｔcを前記両端部の前記目標温度Ｔeよりも高く設定し、前記被転写シートの厚みが前記第２設定値未満のときに前記中央部の前記目標温度Ｔcを前記両端部の前記目標温度Ｔeよりも低く設定する請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１設定値は、坪量表示で１００ｇ／ｍ2又はこの数値に対応する厚さであり、前記第２設定値は、坪量表示で８０ｇ／ｍ2又はこの数値に対応する厚さである請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の定着装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の加熱部によって加熱される第１回転体とこれに圧接される第２回転体とを備えた定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、印刷用紙に転写されたトナー像を印刷用紙（被転写シート）に定着させる定着装置を備えている。前記定着装置は、加熱ローラー（第１回転体）と加圧ローラー（第２回転体）とを備えており、これらのローラーは互いに圧接された状態で回転可能に支持されている。前記加熱ローラーと前記加圧ローラーとの間に印刷用紙が通紙されると、その際に前記加熱ローラーから熱が伝達され、これにより、前記トナー像が溶融して印刷用紙に画像が定着する。
【０００３】
前記加熱ローラーを加熱する加熱装置として、従来、前記加熱ローラーの中央部を加熱する中央部ヒーターと、前記加熱ローラーにおける前記中央部の外側の端部を加熱する端部ヒーターとを備えた構成が知られている。二本のヒーターを備えた定着装置では、定着時の押圧力によって印刷用紙にしわが生じることを防止するために、加熱ローラーの長手方向に温度分布が生じるように各ヒーターが駆動される。具体的には、加熱ローラーの中央部よりも両端部の温度が高くなるように各ヒーターを駆動させている。これにより、加熱ローラーから伝達された熱によって、加圧ローラーが逆クラウン形状となり、印刷用紙が通紙されたときに、印刷用紙が両端部へ引っ張られ、しわの発生が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、全ての種類の印刷用紙に対して加圧ローラーを逆クラウン形状にするべく加熱ローラーの端部を高温に加熱すると、以下の問題が生じ得る。例えば、しわが生じ難い所謂厚紙は、薄い印刷用紙よりも定着時の熱吸収量が大きく、薄い印刷用紙よりも多くの熱エネルギーを要する。そのため、厚紙に定着処理を行う場合は、薄い印刷用紙を通紙させるときの加熱温度よりも高い温度で加熱ローラーが加熱される。このような場合に加熱ローラーの端部が中央部よりも高温にされると、厚紙におけるしわの発生が防止できても、装置内部の温度が過剰に上昇し、周辺部材を熱膨張させたり、場合によっては熱によって周辺部材が変形したりするという悪影響が生じる。また、厚紙に対する定着処理時は加熱ローラーが高温に加熱されるため、更にその両端部が中央部よりも高い温度に加熱されると、エネルギー消費量も増大する。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、印刷用紙などの被転写シートにトナー像を定着するときのしわの発生を抑制することができ、しかも、内部温度の高温化や電力消費量の増大を防止することが可能な定着装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の局面に係る定着装置は、第１回転体と、第２回転体と、第１加熱部と、第２加熱部と、第１温度検知部と、第２温度検知部と、温度制御部とを備える。前記第１回転体は、被転写シートの現像面に接触可能に構成されている。前記第２回転体は、前記第１回転体に圧接された状態で回転可能に支持されている。前記第１加熱部は、前記第１回転体の軸方向の中央部を加熱する発熱部を有する。前記第２加熱部は、前記第１回転体の前記中央部よりも前記軸方向の外側の両端部を加熱する発熱部を有する。前記第１温度検知部は、前記第１回転体の前記中央部の表面温度を検知する。前記第２温度検知部は、前記第１回転体の前記両端部の一方の表面温度を検知する。前記温度制御部は、前記被転写シートの厚みが第１閾値以上のときに前記中央部の目標温度Ｔcを前記両端部の目標温度Ｔeよりも高く設定し、前記被転写シートの厚みが前記第１閾値未満のときに前記中央部の目標温度Ｔcを前記両端部の目標温度Ｔeよりも低く設定する。そして、前記温度制御部は、前記第１温度検知部による検知温度が前記目標温度Ｔcになるように前記第１加熱部を駆動し、前記第２温度検知部による検知温度が前記目標温度Ｔｅになるように前記第２加熱部の駆動を制御する。
【０００８】
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記定着装置を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、印刷用紙などの被転写シートにトナー像を定着するときのしわの発生を抑制することができ、しかも、内部温度の高温化や電力消費量の増大を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示す定着装置の加熱ローラーの構成を示す図である。
【図４】図１に示す画像形成装置が備える制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す制御部によるＰＩＤ温度制御で使用される電流のデューティ比を示す図である。
【図６】図４に示す制御部による温度制御で使用される加熱ローラーの設定温度を示す図である。
【図７】図４に示す制御部によって実行される温度制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１２】
［画像形成装置１０］
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成を示す模式図である。図１に示されるように、画像形成装置１０は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、複数の画像形成部１〜４と、中間転写ベルト５と、レジスト検出センサー６と、駆動ローラー７Ａと、従動ローラー７Ｂと、二次転写装置１５と、定着装置１６（本発明の定着装置の一例）と、制御部８と、給紙トレイ１７と、排紙トレイ１８とを備えている。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の具体例は、例えばプリンターや複写機、ファクシミリ、これらの各機能を備えた複合機である。また、画像形成装置１０は、カラー画像を形成可能なものであるが、本発明の画像形成装置は、モノクロの画像を形成可能に構成されたものであってもよい。
【００１３】
画像形成部１〜４は、並設された複数の感光体ドラム１１〜１４それぞれに色の異なるトナー像を所謂電子写真方式によって形成し、そのトナー像を走行中（移動中）の中間転写ベルト５へ順次重ね合わせて転写する。図１に示される例では、中間転写ベルト５の移動方向（矢印１９方向）の下流側から順に、ブラック用の画像形成部１、イエロー用の画像形成部２、シアン用の画像形成部３、及びマゼンタ用の画像形成部４がその順番で一列に配置されている。
【００１４】
画像形成部１〜４それぞれは、トナー像を担持する感光体ドラム１１〜１４、その感光体ドラム１１〜１４の表面を帯電させる帯電装置２１〜２４、帯電された感光体ドラム１１〜１４の表面を露光して光を走査することにより静電潜像を形成する露光装置３１〜３４、感光体ドラム１１〜１４上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置４１〜４４、感光体ドラム１１〜１４上のトナー像を中間転写ベルト５に転写する一次転写装置５１〜５４等を備えている。なお、図１には示されていないが、各画像形成部１〜４及び中間転写ベルト５は、感光体ドラム１１〜１４及び中間転写ベルト５上の残存トナー像を除去するクリーニング装置を備えている。
【００１５】
中間転写ベルト５は、例えばポリイミド樹脂やウレタンゴムなどの弾性層及びフッ素樹脂などの離型層を積層した無端環状のベルトである。中間転写ベルト５は、駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー７Ａは定着装置１６に近い位置（図１において右側）に配置されており、従動ローラー７Ｂは定着装置１６から離れた位置（図１において左側）に配置されている。駆動ローラー７Ａの表面は中間転写ベルト５との摩擦力を高めるために例えばゴムやウレタンのような素材で形成されている。駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって支持されることにより、中間転写ベルト５は、その表面が各感光体ドラム１１〜１４の表面に接しながら移動可能となる。そして、中間転写ベルト５は、その表面が感光体ドラム１１〜１４と一次転写装置５１〜５４との間を通過する際に、感光体ドラム１１〜１４からトナー像が順に重ね合わせて転写される。
【００１６】
二次転写装置１５は、中間転写ベルト５に転写されたトナー像を給紙トレイ１７から搬送されてきた印刷用紙に転写するものである。トナー像が転写された印刷用紙は、図示しない搬送部によって定着装置１６に搬送される。
【００１７】
［定着装置１６］
以下、図２及び図３を参照して定着装置１６について説明する。ここで、図３（Ａ）は、加熱ローラー７１と温度センサー７８（７８Ａ，７８Ｂ）の配置位置を示す図であり、図３（Ｂ）は、加熱ローラー７１の内部の構成を示す図である。図２に示されるように、定着装置１６は、加熱ローラー７１（本発明の第１回転体の一例）と、加圧ローラー７２（本発明の第２回転体の一例）と、温度センサー７８Ａ（本発明の第１温度検知部の一例）と、温度センサー７８Ｂ（本発明の第２温度検知部の一例）と、を備えている。
【００１８】
加熱ローラー７１は、円筒形状に形成されたローラー本体７１Ａを有する。ローラー本体７１Ａのローラー面が定着時に印刷用紙の現像面（トナー像が付着している面）に接触される。ローラー本体７１Ａは、熱伝導率の高い材料で形成されており、例えば、アルミどの金属で形成されている。ローラー本体７１Ａの両端部には回転時の回動軸となる支軸７１Ｂ（図３参照）が取り付けられている。支軸７１Ｂが定着装置１６のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。これにより、加熱ローラー７１が回転可能となる。図１に示されるように、加熱ローラー７１は、印刷用紙の搬送経路（図１において破線矢印で示される経路）よりも中間転写ベルト５側に配置されており、ローラー本体７１Ａのローラー面が印刷用紙の現像面に接触可能な位置に配置されている。
【００１９】
図２に示されるように、加熱ローラー７１は、メインヒーター７５（本発明の第１加熱部の一例）と、サブヒーター７６（本発明の第２加熱部の一例）とを有する。加熱ローラー７１のローラー本体７１Ａは、メインヒーター７５及びサブヒーター７６によって内部から加熱される。メインヒーター７５及びサブヒーター７６は、ローラー本体７１Ａの内部に設けられている。メインヒーター７５は、ローラー本体７１Ａの中央部８０Ｃを加熱するためのものであり、図３（Ｂ）に示されるように、中央部８０Ｃに対応して配置されたハロゲンランプなどの発熱部７５Ａを有する。サブヒーター７６は、ローラー本体７１Ａの中央部８０Ｃよりも軸方向の外側の端部８０Ｅを加熱するためのものであり、図３（Ｂ）に示されるように、両方の端部８０Ｅそれぞれに対応して配置されたハロゲンランプなどの発熱部７６Ａを有する。
【００２０】
ローラー本体７１Ａは、定着装置１６で定着可能な最大幅の印刷用紙と接触可能な長さに形成されている。本実施形態では、Ａ３サイズ（４２０ｍｍ×２９７ｍｍ）の印刷用紙が定着装置１６で定着可能であり、ローラー本体７１Ａは、Ａ３サイズの短手寸法（２９７ｍｍ）よりも長く形成されている。このようなローラー本体７１Ａに対して、メインヒーター７５の発熱部７５Ａは、ローラー本体７１Ａの軸方向の中心を基準にＡ４サイズ（２９７ｍｍ×２１０ｍｍ）の短手寸法と同じ長さの中央部８０Ｃを加熱可能に構成されている。また、ローラー本体７１Ａに対して、サブヒーター７６の発熱部７６Ａは、ローラー本体７１Ａの中央部８０Ｃの軸方向の外縁からローラー本体７１Ａの軸方向の端縁に至る端部８０Ｅを加熱可能に構成されている。
【００２１】
加圧ローラー７２は、加熱ローラー７１に対向配置されている。加圧ローラー７２は、加熱ローラー７１に平行であって、加熱ローラー７１の表面に圧接された状態で回転可能に支持されている。加圧ローラー７２は、中心に支軸７２Ａを有しており、支軸７２Ａが定着装置１６のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。これにより、加圧ローラー７２が回転可能となる。加圧ローラー７２は、制御部８のモータードライバー６６（図４参照）によって駆動制御されるモーター６７（図４参照）に不図示の駆動伝達機構を介して連結されている。加圧ローラー７２は、モーター６７が回転駆動されることによって、その回転駆動力が伝達されて、所定方向へ回転する。本実施形態では、加圧ローラー７２は、図２において時計回転方向（矢印４７参照）へ回転される。加圧ローラー７２の支軸７２Ａには弾性を有するシリコンや多孔質ゴムなどの筒形状の弾性部７２Ｂが設けられている。加圧ローラー７２は、加熱ローラー７１に対してバネなどによって圧接されている。これにより、弾性部７２Ｂがローラー本体７１Ａによって弾性変形して湾曲状に凹まされたニップ部８２が形成される。
【００２２】
定着装置１６においては、印刷用紙はニップ部８２を下から上へ抜けるように搬送される。回転駆動される加圧ローラー７２の圧接により、加熱ローラー７１が従動して、図２において反時計回転方向（矢印４６参照）へ回転される。このため、ニップ部８２に進入した印刷用紙は、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２によって挟持されつつ、熱の供給を受けながら、上方へ搬送される。このときに、加熱ローラー７１から供給された熱によって、印刷用紙のトナー像が溶融して、印刷用紙に定着する。
【００２３】
温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、加熱ローラー７１の周辺に設けられている。温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、加熱ローラー７１の表面の温度を検知するためのものである。温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、加熱ローラー７１の下方に設けられたフレーム７９に取り付けられている。温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、加熱ローラー７１と加圧ローラー７２との接触部分であるニップ部８２よりも矢印４６で示される回転方向の上流側に配置されている。これにより、温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、ニップ部８２で印刷用紙に熱が奪われる前の加熱ローラー７１の表面温度を検知可能である。
【００２４】
本実施形態では、温度センサー７８Ａ，７８Ｂとして、物体から発せられる赤外線を計測することで温度を測定する非接触式の温度センサーが採用される。温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、前記赤外線を検出するセンサーヘッド８７がローラー本体７１Ａのローラー面に対向するように配置されている。なお、温度センサー７８Ａ，７８Ｂは、加熱ローラー７１の表面温度の表面温度を検知するために用いられるものであれば、如何なるタイプのものでも適用可能であり、非接触式のものでなく、接触式のものであってもかまわない。
【００２５】
温度センサー７８Ａは、加熱ローラー７１の軸方向の中央部８０Ｃの表面温度を検知するためのものである。そのため、温度センサー７８Ａのセンサーヘッド８７は、ローラー本体７１Ａの軸方向の中央のローラー面に対向する位置に配置されている。温度センサー７８Ａから出力されるセンサー信号は、制御部８に送出されて、制御部８が前記センサー信号に基づいて中央部８０Ｃの表面温度を算出する。
【００２６】
温度センサー７８Ｂは、加熱ローラー７１の軸方向の端部８０Ｅの表面温度を検知するためのものである。そのため、温度センサー７８Ｂのセンサーヘッド８７は、ローラー本体７１Ａの軸方向の一方端（図３（Ａ）の右側端部）のローラー面に対向する位置に配置されている。温度センサー７８Ｂから出力されるセンサー信号は、制御部８に送出されて、制御部８が前記センサー信号に基づいて端部８０Ｅの表面温度を算出する。
【００２７】
［制御部８］
制御部８は、画像形成装置１０を統括的に制御するものであり、図４に示されるように、ＣＰＵ６１とＲＯＭ６２とＲＡＭ６３とからなる演算部６４、モータードライバー６６、ＰＩＤ制御部６５、及びセンサー処理部６９などを有している。演算部６４では、ＣＰＵ６１によってＲＯＭ６２に格納された所定のプログラムにしたがった各種処理が実行される。また、ＰＩＤ制御部６５では、演算部６４からの制御信号を受けることによって、メインヒーター７５及びサブヒーター７６を駆動させて加熱ローラー７１の表面温度を制御する後述の温度制御が行われる。なお、制御部８の演算部６４やＰＩＤ制御部６５によって、本発明の温度制御部が実現される。
【００２８】
本実施形態では、後述の温度制御に用いられる閾値やルックアップテーブルなどのデータがＲＯＭ６２に格納されている。具体的には、図７のフローチャートにおけるステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９のＰＩＤ制御で用いられる駆動電流のデューティ比を含むルックアップテーブル１０１（図５参照）がＲＯＭ６２に格納されている。また、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ１９のＰＩＤ制御の目標温度の設定値を決定するためのテーブルデータ１０２（図６参照）がＲＯＭ６２に格納されている。また、ステップＳ１５の判定に用いられる異常閾値ＰがＲＯＭ６２に格納されている。
【００２９】
また、画像形成装置１０に対して外部から印刷対象である印刷用紙の用紙サイズが入力された場合に、その用紙サイズを示すサイズ情報がＲＡＭ６３に記憶される。また、画像形成装置１０に対して外部から印刷対象である印刷用紙の厚みに関する厚み情報が入力された場合に、その厚み情報がＲＡＭ６３に記憶される。なお、前記サイズ情報は、例えば、コピー動作が行われる際に、画像形成装置１０が備える操作表示部（不図示）から印刷用紙のサイズが指定された場合に生成されて、ＲＡＭ６３に記憶される。また、プリント動作が行われる際に、コンピューターにインストールされたプリンタードライバーからユーザーによって印刷用紙の用紙サイズが指定されると、印刷ジョブとともに転送された前記サイズ情報がＲＡＭ６３に記憶される。前記厚み情報は、プリント動作が行われる際に、前記プリンタードライバーからユーザーによって用紙サイズとともに厚み情報が指定されると、印刷ジョブとともに転送された前記厚み情報がＲＡＭ６３に記憶される。
【００３０】
ここで、図５に示されるルックアップテーブル１０１について説明する。ルックアップテーブル１０１には、メインヒーター７５を駆動させるための駆動電流のデューティ比を示すテーブルＴＢ１が含まれている。テーブルＴＢ１は、デューティ比が０％〜１００％まで５％刻みの複数のデューティ比を含んでいる。また、ルックアップテーブル１０１には、サブヒーター７６を駆動させるための電流のデューティ比を示すテーブルＴＢ２〜ＴＢ６が含まれている。テーブルＴＢ２〜ＴＢ６は、デューティ比が０％と、デューティ比が２５％〜１００％までの複数のデューティ比を含んでいる。ここで、テーブルＴＢ２〜ＴＢ６に０％〜２５％未満のデューティ比が含まれていないのは、サブヒーター７６がこの範囲のデューティ比で温度制御されないことを意味する。つまり、サブヒーター７６は、デューティ比が０％の駆動電流、又は、デューティ比が２５％〜１００％までの範囲の駆動電流で温度制御され、０％〜２５％未満のデューティ比の駆動電流による温度制御が禁止されている。このようにデューティ比の低い範囲での温度制御を禁止することにより、高調波などの影響によるノイズなどの発生が抑制される。
【００３１】
テーブルＴＢ２〜ＴＢ６は、印刷対象の印刷用紙の幅サイズに対応して定められている。具体的には、テーブルＴＢ２は、幅サイズが２８０ｍｍ以上の印刷用紙（例えばＡ３サイズの用紙など）に画像を形成するときに用いられる複数のデューティ比を含んでいる。テーブルＴＢ３は、幅サイズが２６０ｍｍ以上２８０ｍｍ未満の印刷用紙（例えばレターサイズの用紙など）に画像を形成するときに用いられる複数のデューティ比を含んでいる。テーブルＴＢ４は、幅サイズが２１０ｍｍ以上２６０ｍｍ未満の印刷用紙（例えばＡ４サイズやＢ４サイズの用紙など）に画像を形成するときに用いられる複数のデューティ比を含んでいる。テーブルＴＢ５は、幅サイズが１６０ｍｍ以上２１０ｍｍ未満の印刷用紙（例えばＢ５サイズの用紙など）に画像を形成するときに用いられる複数のデューティ比を含んでいる。そして、テーブルＴＢ５は、幅サイズが１６０ｍｍ未満の印刷用紙（例えばＡ５サイズ以下の用紙など）に画像を形成するときに用いられる複数のデューティ比を含んでいる。後述する温度制御においていずれのテーブルＴＢ１〜ＴＢ６を使用するかは、外部から入力された前記サイズ情報に基づいて制御部８が決定する。
【００３２】
なお、幅サイズが２８０ｍｍ以上の印刷用紙に対する温度制御に適用されるテーブルＴＢ１及びテーブルＴＢ２において破線で囲まれた範囲Ａ１１及びＡ１２のデューティ比は、互いに対応関係にある２つのデューティ比が一つの制御情報として利用される場合がある。例えば、後述のステップＳ１６では、サブヒーター７６に対するＰＩＤ制御に用いるデューティ比としてテーブルＴＢ２の範囲Ａ１１から９０％が設定されると、その数値に対応するデューティ比８５％がテーブルＴＢ１の範囲Ａ１１から設定される。また、サブヒーター７６に対するＰＩＤ制御に用いるデューティ比としてテーブルＴＢ２の範囲Ａ１２から３０％が設定されると、その数値に対応するデューティ比５０％がテーブルＴＢ１の範囲Ａ１２から設定される。
【００３３】
次に、図６に示されるテーブルデータ１０２について説明する。テーブルデータ１０２は、印刷用紙の厚み情報（図６では坪量で示されている。）と、その厚み情報に対応する中央部８０Ｃの目標温度Ｔｃ、及び端部８０Ｅの目標温度Ｔｅが定められている。ここで、目標温度Ｔｃは、メインヒーター７５に対してＰＩＤ制御が行われるときの目標温度であり、テーブルデータ１０２では、厚み情報に応じて複数の設定値が用意されている。また、目標温度Ｔｅは、サブヒーター７６に対してＰＩＤ制御が行われるときの目標温度であり、テーブルデータ１０２では、厚み情報に応じて複数の設定値が用意されている。図６に示されるように、厚み情報としての坪量Ｍが６０ｇ／ｍ２未満のときは、目標温度Ｔｃは１６０℃に設定され、目標温度Ｔｅは目標温度Ｔｃよりも２０℃高い１８０℃に設定される。同様に、坪量Ｍが６０ｇ／ｍ２以上８０ｇ／ｍ２未満のときは、目標温度Ｔｃは１７０℃、目標温度Ｔｅは１９０℃に設定される。坪量Ｍが８０ｇ／ｍ２（第２設定値に相当）以上であり１００ｇ／ｍ２（第１設定値に相当）未満のときは、目標温度Ｔｃ及び目標温度Ｔｅともに１８０℃に設定される。坪量Ｍが１００ｇ／ｍ２以上１２０ｇ／ｍ２未満のときは、目標温度Ｔｃは１８５℃、目標温度Ｔｅは目標温度Ｔｃよりも１０℃低い１７５℃に設定される。坪量Ｍが１２０ｇ／ｍ２以上１６０ｇ／ｍ２未満のときは、目標温度Ｔｃは１９０℃、目標温度Ｔｅは１７０℃に設定される。坪量Ｍが１６０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２未満のときは、目標温度Ｔｃは１９５℃、目標温度Ｔｅは１７５℃に設定される。坪量Ｍが２００ｇ／ｍ２以上のときは、目標度Ｔｃは２００℃、目標度Ｔｅは１８０℃に設定される。
【００３４】
なお、坪量Ｍが８０ｇ／ｍ２未満の印刷用氏は、一般に、厚みの薄い用紙であり、加圧ローラー７２がフラットな形状であっても定着時にしわが生じやすい用紙である。また、坪量Ｍが８０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２未満の印刷用氏は、一般的に多用されている普通紙と称される用紙であり、加圧ローラー７２がフラットな形状であればしわは生じ難い用紙である。また、坪量Ｍが１００ｇ／ｍ２以上の印刷用氏は、一般に厚紙と称されている用紙であり、加圧ローラー７２がクラウン形状であってもしわが生じ難い用紙である。
【００３５】
演算部６４は、ＰＩＤ制御部６５に電気的に接続されている。演算部６４からの制御信号によって、ＰＩＤ制御部６５によるメインヒーター７５及びサブヒーター７６を用いた加熱ローラー７１の温度制御が行われる。演算部６４は、前記制御信号として、ＰＩＤ制御部６５によるＰＩＤ制御に用いる目標温度Ｔｃ，Ｔｅや、サブヒーター７６のＰＩＤ制御に用いるテーブルＴＢ２〜ＴＢ６を示す情報や、メインヒーター７５のＰＩＤ制御に用いるテーブルＴＢ１を示す情報などをＰＩＤ制御部６５に送出する。
【００３６】
モータードライバー６６及びセンサー処理部６９は、例えば、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路や内部メモリなどで構成されている。モータードライバー６６はモーター６７に電気的に接続されている。モータードライバー６６は、演算部６４からの指示信号に基づいて、モーター６７を駆動制御することにより駆動ローラー７Ａの回転や加圧ローラー７２の回転を制御する。センサー処理部６９は、温度センサー７８Ａ，７８Ｂに電気的に接続されている。センサー処理部６９は、温度センサー７８Ａ，７８Ｂから入力されたセンサー信号をデジタル信号に変換する。演算部６４は、センサー処理部６９で変換された信号に基づいて、温度センサー７８Ａ，７８Ｂを用いて検知された加熱ローラー７１の中央部８０Ｃ及び端部８０Ｅの表面温度を求める。なお、モータードライバー６６及びセンサー処理部６９は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものに限られず、例えば、ＣＰＵ６１によって所定のプログラムが実行されることで実現されてもよい。
【００３７】
ＰＩＤ制御部６５は、演算部６４から受けた制御信号及びこの制御信号に含まれている情報に基づいて、メインヒーター７５及びサブヒーター７６の駆動をＰＩＤ制御する。本実施形態では、ＰＩＤ制御部６５は、中央部８０Ｃの表面温度が所定の閾値未満である場合に、温度センサー７８Ｂで検知された端部８０Ｅの温度に基づいて、メインヒーター７５及びサブヒーター７６の駆動をＰＩＤ制御する。以下、この制御を第１制御と称する。一方、ＰＩＤ制御部６５は、中央部８０Ｃの表面温度が所定の閾値以上である場合に、温度センサー７８Ａで検知された中央部８０Ｃの温度に基づいてメインヒーター７５の駆動をＰＩＤ制御し、温度センサー７８Ｂで検知された端部８０Ｅの温度に基づいてサブヒーター７６の駆動をＰＩＤ制御する。以下、この制御を第２制御と称する。本実施形態では、前記閾値は、中央部８０Ｃにおける異常温度を示す異常閾値Ｐが適用される。つまり、中央部８０Ｃの温度が異常温度とみなされるまでは前記第１制御が行われ、中央部８０Ｃの温度が異常温度とみなされると前記第２制御が行われて、メインヒーター７５とサブヒーター７６とが独立して駆動制御される。
【００３８】
［温度制御］
次に、図７のフローチャートを参照して、制御部８によって実行される温度制御の手順の一例について説明する。この温度制御は、画像形成時に加熱ローラー７１の温度を所定の目標温度に昇温したり、所定の目標温度を維持するように保温したりする制御である。図中のＳ１１、Ｓ１２、・・・は処理手順（ステップ）の番号を表している。各ステップにおける処理は、制御部８によって、より詳細には演算部６４のＣＰＵ６１がＲＯＭ６２内のプログラムを実行することにより、或いは、ＰＩＤ制御部６５によって行われる。なお、以下の説明においては、外部のコンピューターから印刷ジョブとともに印刷対象の印刷用紙の用紙サイズとしてＡ３サイズが指定された場合の処理例を中心に説明する。
【００３９】
制御部８は、外部から印刷ジョブが入力されると、加熱ローラー７１の各ヒーター７５，７６の駆動を制御して、温度制御を開始する。まず、ステップＳ１１では、サブヒーター７６のＰＩＤ制御に使用するデューティ比がルックアップテーブル１０１から選択される。本処理例では、印刷対象をＡ３サイズの印刷用紙として説明する。したがって、ステップＳ１１では、Ａ３サイズを示すＡ３サイズ情報に対応するテーブルＴＢ２がルックアップテーブル１０１から選択されて、ＰＩＤ制御に使用するデューティ比として設定される。なお、前記Ａ３サイズ情報は、前記印刷ジョブとともに外部のコンピューターから入力される。
【００４０】
次のステップＳ１２では、前記印刷ジョブに印刷対象である印刷用紙の厚み示す厚み情報（坪量）が含まれているかどうかを判定する。ここで、前記厚み情報が含まれていない場合は、デフォルト設定された目標温度が設定されて、ヒーター７５，７６の駆動が制御される。一方、ステップＳ１２おいて前記厚み情報が含まれていると判定された場合は、次のステップ１３において、メインヒーター７５及びサブヒーター７６のＰＩＤ制御に使用する目標温度がテーブルデータ１０２から選択される。例えば、前記厚み情報として坪量Ｍが１５０ｇ／ｍ２を示す情報が含まれている場合は、テーブルデータ１０２から中央部８０Ｃの目標温度Ｔｃとして１９０℃が設定され、端部８０Ｅの目標温度Ｔｅとして１７０℃が設定される。本実施形態では、印刷用紙の坪量Ｍが１００ｇ／ｍ２以上のときに中央部８０Ｃの目標温度Ｔcが端部８０Ｅの目標温度Ｔeよりも高く設定される（テーブルデータ１０２参照）。また、前記厚み情報として坪量Ｍが７０ｇ／ｍ２を示す情報が含まれている場合は、テーブルデータ１０２から中央部８０Ｃの目標温度Ｔｃとして１７０℃が設定され、端部８０Ｅの目標温度Ｔｅとして１９０℃が設定される。本実施形態では、印刷用紙の坪量Ｍが８０ｇ／ｍ２未満のときに中央部８０Ｃの目標温度Ｔcが端部８０Ｅの目標温度Ｔeよりも低く設定される（テーブルデータ１０２参照）。ここで、前記印刷ジョブの送信元であるコンピューターにおいてプリンタードライバーなどから印刷対象である用紙の種類（普通紙、厚紙、超厚紙、はがき、封筒など）が選択可能である場合は、用紙の種類別に坪量を対応づけておくことで、用紙の種類が前記印刷ジョブとともに入力されたときに、前記厚み情報を得ることができる。なお、前記厚み情報の指標として坪量を用いずに、それ以外の指標となるパラメーターを用いてもよい。
【００４１】
次のステップＳ１４では、制御部８は、温度センサー７８Ａの検知温度に基づいて、中央部８０Ｃの温度が異常温度を示す前記異常閾値Ｐ以上であるかどうかを判定する。ここで、中央部８０Ｃの温度が前記異常閾値Ｐ以上であり、過剰に高い温度であると判定されると、制御部８はステップ１７以降の処理を行う。一方、中央部８０Ｃの温度が前記異常閾値Ｐ未満であると判定されると、制御部８は、ステップＳ１５以降の処理を行う。
【００４２】
処理がステップＳ１４からステップＳ１５に進むと、制御部８は、前記第１制御を行う。具体的には、制御部８は、温度センサー７８Ｂで検知された検知温度（端部８０Ｅの温度）に基づいて、メインヒーター７５及びサブヒーター７６の駆動をＰＩＤ制御する（Ｓ１５）。
【００４３】
例えば、しわの生じやすい薄い印刷用紙に定着処理を行う場合、ステップＳ１３では、目標温度Ｔｃが目標温度Ｔｅよりも低い温度に設定される。この場合、ステップＳ１５における前記第１制御では、ルックアップテーブル１０１における範囲Ａ１２から各ヒーター７５，７６に適用されるデューティ比が設定される。例えば、温度センサー７８Ｂによる検知温度に基づいてサブヒーター７６の駆動電流のデューティ比が３０％に設定されると、その数値に対応するデューティ比５０％がメインヒーター７５の駆動電流のデューティ比として設定される。同様に、サブヒーター７６の駆動電流のデューティ比が６０％に設定されると、その数値に対応するデューティ比７５％がメインヒーター７５の駆動電流のデューティ比として設定される。このように設定されたデューティ比によって各ヒーター７５，７６が温度制御されることにより、中央部８０Ｃが目標温度Ｔｃとなるように制御され、端部８０Ｅが目標温度Ｔｃよりも高い目標温度Ｔｅとなるように制御される。このように温度制御されることにより、端部８０Ｅの温度が中央部８０Ｃよりも高くなり、その結果、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２が逆クラウン形状になって、しわの発生が抑制される。
【００４４】
また、例えば、しわの生じ難い厚紙に定着処理を行う場合、ステップＳ１３では、目標温度Ｔｃが目標温度Ｔｅよりも高い温度に設定される。この場合、ステップＳ１５における前記第１制御では、ルックアップテーブル１０１における範囲Ａ１１から各ヒーター７５，７６に適用されるデューティ比が設定される。例えば、温度センサー７８Ｂによる検知温度に基づいてサブヒーター７６の駆動電流のデューティ比が９０％に設定されると、その数値に対応するデューティ比８５％がメインヒーター７５の駆動電流のデューティ比として設定される。このように設定されたデューティ比によって各ヒーター７５，７６が温度制御されることにより、中央部８０Ｃが目標温度Ｔｃとなるように制御され、端部８０Ｅが目標温度Ｔｃよりも低い目標温度Ｔｅとなるように制御される。このように温度制御されることにより、端部８０Ｅの温度が中央部８０Ｃよりも低くなり、その結果、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２がクラウン形状になる。各ローラー７１，７２がクラウン形状になっても、厚紙はその腰の強さによってしわが生じ難い。一方、薄い用紙に比べて加熱ローラー７１の目標温度が高い値に設定されているため、定着装置１６の周辺の温度が高められるが、上述したように、端部８０Ｅの温度が低く設定されているため、従来のように端部８０Ｅを高く設定する場合に比べて、或いは、加熱ローラー７１全体を均一な温度にする場合に比べて、装置内部の温度上昇を抑制することができる。なお、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２は、軸方向の両端部で回転支持されているため、この支持構造に加えて各ローラー７１，７２が互いに圧接された構造の場合、撓みの影響により、端部８０Ｅは中央部８０Ｃよりもニップ幅が大きい。それゆえに、端部８０Ｅの温度が低く設定されても、中央部８０Ｃと同様に端部８０Ｅにおいても確実にトナー像の定着が行われる。
【００４５】
一方、処理がステップＳ１４からステップＳ１７に進むと、制御部８は、前記第２制御を行う。具体的には、制御部８は、温度センサー７８Ａで検知された検知温度（中央部８０Ｃの温度）に基づいてメインヒーター７５の駆動をＰＩＤ制御し（Ｓ１７）、温度センサー７８Ｂで検知された検知温度（端部８０Ｅの温度）に基づいてサブヒーター７６の駆動をＰＩＤ制御する（Ｓ１８）。この場合、前記第１制御が継続されると、中央部８０Ｃが継続して異常温度のままに維持されるか、或いはそれ以上に高温にされるため、ステップＳ１７及びステップＳ１８では、メインヒーター７５のＰＩＤ制御とサブヒーター７６のＰＩＤ制御とが独立して行われる。これにより、中央部８０Ｃの温度が異常温度となることを防止できる。
【００４６】
ステップＳ１５又はステップＳ１８の処理後は、ステップＳ１６に進み、制御部８は、印刷が終了したかどうかを判定する。ここで、印刷終了と判定されると一連の温度制御が終了する。一方、印刷がまだ継続していると判定された場合は、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４以降の処理が繰り返される。
【００４７】
このように制御部８による温度制御が行われるため、印刷用紙の厚みに応じて、加熱ローラー７１の中央部８０Ｃの温度と端部８０Ｅの温度とを異ならせることができる。つまり、厚紙に対して定着処理を行う場合は、中央部８０Ｃの温度よりも端部８０Ｅの温度を低くすることができる。これにより、装置内の温度の過剰な上昇を抑制でき、消費電力を抑えることができる。また、薄い用紙に対して定着処理を行う場合は、中央部８０Ｃの温度よりも端部８０Ｅの温度を高くすることができる。これにより、加熱ローラー７１及び加圧ローラー７２が逆クラウン形状になり、薄い用紙におけるしわの発生が防止できる。
【００４８】
なお、上述の実施形態では、Ａ３サイズの印刷用紙に適用される温度制御の例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、印刷対象の印刷用紙がＡ３サイズよりも小さいサイズや大きいサイズズであっても前記第１制御（Ｓ１５）を適用可能である。例えば、レターサイズの印刷用紙に印刷される場合、前記ステップＳ１５の前記第１制御では、サブヒーター７６の駆動電流のデューティ比がテーブルＴＢ２の９０％〜１００％のいずれかから設定されると、その設定された数値に対応するメインヒーター７５の駆動電流のデューティ比がテーブルＴＢ１の８５％〜９５％から設定される。また、サブヒーター７６の駆動電流のデューティ比がテーブルＴＢ２の０％〜６０％のいずれかから設定されると、その設定された数値に対応するメインヒーター７５の駆動電流のデューティ比が５％〜７５％から設定される。ここで、前記第１制御において設定可能なデューティ比の範囲は単なる一例であり、必要に応じて前記デューティ比の範囲は変更可能である。
【００４９】
また、上述の実施形態では、中央部８０Ｃの検知温度が異常閾値Ｐ未満のときに前記第１制御を行い、異常閾値Ｐ以上のときに前記第２制御を行うこととしたが、本発明はこれに限られない。例えば、端部８０Ｅの検知温度が異常閾値Ｐ未満のときに前記第１制御を行い、異常閾値Ｐ以上のときに前記第２制御を行ってもよい。
【００５０】
また、上述の実施形態では、メインヒーター７５及びサブヒーター７６が加熱ローラー７１に内蔵された構成について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、外部から加熱ローラー７１の表面を加熱する構成であってもよい。また、メインヒーター７５及びサブヒーター７６は単なる加熱部の一例であり、これに代えて、種々の加熱装置を適用可能である。例えば、メインヒーター７５及びサブヒーター７６として、電磁誘導を利用する誘導加熱方式によって加熱する構成のものを適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
８：制御部
１０：画像形成装置
１６：定着装置
６４：演算部
６５：ＰＩＤ制御部
７１：加熱ローラー
７２：加圧ローラー
７５：メインヒーター
７６：サブヒーター
７８Ａ，７８Ｂ：温度センサー
【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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