(57)【要約】 【課題】  幅が狭く分厚い様々な記録材に対しても、定着装置に決定的なダメージを与えることなく、好適なスループットにて連続プリントを実行できるようにする。【解決手段】  画像形成装置は、定着装置における非通紙領域の温度上昇指数と、記録材の長さに応じて、非通紙領域の昇温を一定範囲内に抑えることが可能で、かつ好適な最大のスループットを決定し、決定されたスループットで画像を形成する。【選択図】  図７
2006030410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に対して画像を形成する画像形成装置であって、
記録材を搬送する搬送手段と、
前記記録材の長さを測定する測定手段と、
搬送されてきた前記記録材に対して未定着の現像材による像を加熱して定着する加熱定着手段と、
通紙可能なすべてのサイズの記録材が通過する前記加熱定着手段の通常通紙領域の温度を検出する第１の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された温度に従って、前記加熱定着手段の定着温度を制御する定着温度制御手段と、
通紙可能な最小の記録材が通過しない前記加熱定着手段の非通紙領域の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第２の温度検出手段により検出された複数の前記温度から温度上昇指数を算出する算出手段と、
算出された前記温度上昇指数および前記記録材の長さに応じて、前記非通紙領域の昇温を一定範囲内に抑えることが可能な好適なスループットを決定する決定手段と、
決定されたスループットへと前記画像形成装置のスループットを変更するスループット制御手段と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記決定手段は、
前記第２の温度検出手段により検出された前記記録材の先端部が通過したときの温度、前記温度上昇指数および前記記録材の長さから、該記録材における後端部における温度を予測する予測する温度予測手段を含み、
前記スループット制御手段は、
予測された前記後端部の温度が所定のしきい値以上である場合に、前記画像形成装置におけるスループットを下げるように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録材の特定位置を検出する位置検出手段をさらに備え、
前記第２の温度検出手段は、前記特定の位置が検出されたときの前記非通紙領域の温度を検出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の温度検出手段は、前記非通紙領域のうち前記記録材の通紙による最高温度を取得可能な位置に配置されることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材に対して画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記記録材の長さを測定する測定工程と、
搬送されてきた前記記録材に対して未定着の現像材による像を加熱して定着する加熱定着手段の領域のうち、通紙可能なすべてのサイズの記録材が通過する常通紙領域の温度を検出する第１の温度検出工程と、
前記第１の温度検出工程により検出された温度に従って、前記加熱定着手段の定着温度を制御する定着温度制御工程と、
通紙可能な最小の記録材が通過しない前記加熱定着手段の非通紙領域の温度を検出する第２の温度検出工程と、
前記第２の温度検出工程により検出された複数の前記温度から温度上昇指数を算出する算出工程と、
算出された前記温度上昇指数および前記記録材の長さに応じて、前記非通紙領域の昇温を一定範囲内に抑えることが可能な好適なスループットを決定する決定工程と、
決定されたスループットへと前記画像形成装置のスループットを変更するスループット制御工程と
を含む画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
前記決定工程は、
前記第２の温度検出工程により検出された前記記録材の先端部が通過したときの温度、前記温度上昇指数および前記記録材の長さから、該記録材における後端部における温度を予測する予測する温度予測工程を含み、
前記スループット制御工程は、
予測された前記後端部の温度が所定のしきい値以上である場合に、前記画像形成装置におけるスループットを下げるように制御する制御工程を含む
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項７】
前記記録材の特定位置を検出する位置検出工程をさらに備え、
前記第２の温度検出工程は、前記特定の位置が検出されたときの前記非通紙領域の温度を検出する工程を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
前記第２の温度検出工程は、前記非通紙領域のうち前記記録材の通紙による最高温度を取得可能な位置に配置される温度センサによって実行されることを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱定着処理により画像を形成する画像形成装置およびその制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、記録材に形成・担持させた未定着トナー像を固着像として記録材に加熱定着させる定着装置が用いられている。
【０００３】
とりわけ、フィルム加熱方式の定着装置（特許文献１）によれば、加熱体と、この加熱体と摺動する定着フィルムと、この定着フィルムを介して加熱体に圧接して定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有している。未定着トナー像を形成・担持させた記録材を定着ニップ部に導入して挟持搬送する際に、定着フィルムを介した加熱体からの熱により、トナー像を永久画像として記録材に定着させる。
【０００４】
上記のような定着装置には加熱定着させる温度を制御するためのサーミスタを用いることが多い。サーミスタにより検出された温度に従って、温調回路が加熱体に対する電力供給を制御することで、定着ニップ部の温度を所定の定着温度に維持している。
【０００５】
ところで、特許文献２において指摘されているように、この種の定着装置には「非通紙領域昇温」の問題が付きまとう。最大サイズの記録材よりも小さいサイズの記録材を定着装置に通紙すると、定着ニップ部には非通紙領域が生じる。非通紙領域では、熱が記録材の加熱に消費されず蓄熱されていくため、非通紙領域の温度は、通常の通紙領域における所定の定着温度よりも昇温してしまう。これが非通紙領域昇温と呼ばれる現象である。
【０００６】
この非通紙領域の昇温が許容以上に高くなると、定着装置の構成部材に熱損・劣化トラブルを生じさせ、定着装置の耐久性を低下させてしまう。とりわけ、定着フィルムの回転摺動性を高めるために、ヒータやガイド部材との間に使用されているグリスには、決定的なダメージを与えかねない。グリスがダメージを受ければ、定着フィルム、ヒータおよびガイド部材にもダメージが及ぶことはいうまでもない。
【０００７】
加えて、小サイズの記録材を連続通紙することで非通紙領域昇温が発生している状態で、大サイズの記録材を通紙すると、非通紙領域昇温によって記録材の端部にホットオフセット等が発生する。
【０００８】
この問題を解決するために、特許文献２では、定着装置に記録材の通紙させたときの温度が所定のしきい値以上になると、一律に最小スループットまで下げることで、非通紙領域昇温の問題を回避する発明が提案されている。これは、非通紙領域昇温から定着装置を保護する点では非常に優れている。
【特許文献１】特開平４−４４０７５号公報。
【特許文献２】特開２００１−２８２０３９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、記録材の長さや温度上昇率の違いを無視して、一律に最小スループットまで低下させてしまうと、ときには必要以上にスループットを低下させてしまうことがある。たとえば、名刺幅のロングナロー紙（９０ｍｍＸ３５５．６ｍｍ）が通紙される場合など、最悪の事態を想定して一律に最小スループットまで下げてしまうと、比較的に非通紙領域昇温が発生しにくいＤＶＤカバー記録材（１７４ｍｍＸ２７２ｍｍ）などでは必要以上にスループットが低下してしまうことになる。
【００１０】
図１０は、記録材の幅や長さの違いによる非通紙領域の温度上昇の一例を示した図である。（ａ）は、ＤＶＤカバー記録材（１７４ｍｍＸ２７２ｍｍ）を通紙した際の非通紙領域における温度上昇を示している。（ｂ）は、（ａ）の場合と同一のスループットにて名刺幅のロングナロー紙（９０ｍｍＸ３５５．６ｍｍ）通紙した際の非通紙領域における温度上昇を示している。
【００１１】
図から明らかなように、ＤＶＤカバー記録材の後端における温度Ｔ２は、名刺幅のロングナロー紙の後端における温度Ｔ１よりもずっと低いため、ＤＶＤカバー記録材であれば、もっとスループットを上昇させる余裕があるといえる。
【００１２】
従って、種々のロングナロー紙が通紙されたとしても、それぞれ長さや温度上昇率に応じて好適にスループットを制御することが望ましいといえる。
【００１３】
そこで、本発明は、このような課題および他の課題を解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、定着装置における非通紙領域の温度上昇指数と、記録材の長さに応じて、非通紙領域の昇温を一定範囲内に抑えることが可能な最大のスループットを決定し、決定されたスループットで画像を形成する画像形成装置とその制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、非通紙領域の昇温を一定範囲内に抑えることが可能で、かつ好適なスループットによって画像を形成するようにしたので、幅が狭く分厚い様々な記録材に対しても、定着装置に決定的なダメージを与えることなく、好適なスループットにて連続プリントを実行できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の上位概念、中位概念および下位概念の理解に役立つ一実施形態を示す。なお、以下の実施形態に含まれる概念について、そのすべてが特許請求の範囲に記載されているとは限らない。ただし、これは特許発明の技術的範囲から意識的に除外したのではなく、特許発明と均等の関係にあるため特許請求の範囲には記載していない場合があることを理解していただきたい。
【００１７】
［第１の実施形態］
図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。画像形成装置１００において、給紙カセット１０１に積載されているシート材１０２は、カセット給紙ローラ１０３によって給紙される。シート材１０２は、搬送ローラ１０４によって、搬送路１０５上へ給紙される。給紙センサ１０７は、シート材の先端と後端などシート材の特定の位置を検出する。レジストローラ１０６は、シート材の先端位置を調整しつつ、転写ローラ１０８および感光ドラム１０９へ搬送する。転写ローラ１０８と感光ドラム１０９とによってトナー像を転写されたシート材は、定着装置へと搬送される、定着装置は、トナー像をシート材に定着させるための加圧ローラ１１０、定着フィルム１１１、セラミックヒータ１２０を含んでいる。加圧定着されたシート材は、排紙ローラ１１２によって排紙される。
【００１８】
制御ユニット１１３には、後述するようにＣＰＵなどが含まれている。ＣＰＵは、温調回路の一部であるヒータ駆動回路１１４を制御してセラミックヒータ１２０の温度を制御する。
【００１９】
図２は、実施形態に係る定着装置の全体的な概略構成を示す図である。図３は、実施形態に係る定着装置の概略的な横断面図である。
【００２０】
２２１は加熱手段としての加熱ユニットであり、加圧手段としての弾性加圧ローラ１１０に相互圧接されている。加熱ユニット２２１は、主に加熱体（発熱体）としてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）１２０、横断面が略半円弧状かつ樋型のフィルムガイド部材（以下、ステーと記す。）２２３、円筒状の耐熱性フィルム（以下、定着フィルムと記す。）１１１等から構成されている。
【００２１】
ヒータ１２０は、図３において紙面に垂直方向を長手とする横長で、全体に低熱容量であり、通電のＯＮ・ＯＦＦに対応して応答性よく迅速に昇温・降温する。
【００２２】
ステー２２３は、耐熱性、電気絶縁性を有し、かつ高い加重に耐えられる剛性材料であることが望ましい。たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等で構成される。ヒータ１２０は、このステー２２３の下面の略中央部にガイド部材の長手に沿って設けられた溝部内に、表面側を外向にして嵌入させて固定支持させてある。
【００２３】
円筒状の定着フィルム１１１は、たとえば、厚さ４０μｍ〜１００μｍ程度の耐熱性のフィルムである。たとえば、ポリイミドなどの基材フィルム上にＰＦＡやＰＴＦＥ等の離型性の耐熱樹脂を被覆したフィルムであり、上記のようにヒータ１２０を固定支持させたステー２２３にルーズに外嵌させてある。
【００２４】
弾性加圧ローラ（以下、加圧ローラと記す）１１０は、芯金３２５ａと、該芯金に同心一体に設けたシリコーンゴム等の弾性・耐熱性材料のローラ層３２５ｂと、表面層３２５ｃを備え、芯金３２５ａの両端部をそれぞれ装置の不図示の手前側と奥側のシャーシ側板間に軸受を介して回転自由に支持させてある。
【００２５】
そしてヒータ１２０を下面側に支持させ、円筒状定着フィルム１１１を外嵌させたステー２２３は、加圧ローラ１１０の上側に位置する。ヒータ１２０は、加圧ローラ１１０の上面に対向させて配置されている。ステー２２３は、加圧手段にて加圧ローラ１１０の上面に対して所定の押圧力をもって圧接させた状態に保持する。これにより、ヒータ１２０の下面と加圧ローラ１１０の上面との間に定着フィルム１１１を挟んで所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００２６】
加圧ローラ１１０は、定着器駆動手段としての定着器駆動用モータＭにより矢印の方向（図の反時計方向）に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ１１０の回転力は、定着ニップ部Ｎにおける圧接摩擦力を通じて定着フィルム１１に作用する。定着フィルム１１１は、その内面が定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１２０の下面に密着して摺動しながら、矢印の時計方向に回転する（これを加圧ローラ駆動方式と呼ぶ。）。
【００２７】
ステー２２３は、ヒータ１２０を保持するとともに定着フィルム１１１の回転時の搬送安定性を図るフィルムガイドの役目をしている。定着フィルム１１１との回転摺動性を高めるために、定着フィルム１１１と、ヒータ１２０及びステー２２３の外周面との間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させている。
【００２８】
加圧ローラ１１０が回転駆動され、それに伴って定着フィルム１１１がステー２２３の外回りを回転する。ヒータ１２０に通電がなされることで、ヒータ１２０の発熱で定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がり、温調された状態になると、定着ニップ部Ｎに未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入される。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐのトナー像担持面側が定着フィルム１１１の外面に密着し、挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ１２０の熱が定着フィルム１１１を介して記録材Ｐに付与され、記録材Ｐ上の未定着トナー像ｔが加熱加圧定着される。
【００２９】
図４は、実施形態に係るヒータ部の構成例を示す図である。図４の（ａ）は、ヒータ１２０の表面側の一部切欠きに係る平面図であり、（ｂ）は、その裏面側の平面図である。このヒータ１２０は全体に低熱容量の略平板状であり、下記のような部材・部分等を備える。
【００３０】
定着ニップ部Ｎにおける記録材搬送方向に対して直交する方向を長手とする横長で、薄肉で、耐熱性・低熱容量・良熱伝導性・電気絶縁性の細長平板状のヒータ基板ａ。ヒータ基板ａの表面側（定着フィルム１１１と対面する側の面、定着ニップ部に面する側）に基板長手に沿って形成具備させた、通電により発熱する通電発熱抵抗体ｃ。通電発熱抵抗体ｃに対する給電用電極部ｂ・ｅと連絡電路ｄ。通電発熱抵抗体ｃと連絡電路ｄ部分をオーバーコートさせた耐熱性・絶縁性のヒータ表面保護層ｆ。ヒータ基板ａの裏面側に設けた、第一の温度検出手段としてのメインサーミスタ（主サーミスタ）ｊと第二の温度検出手段であるサブサーミスタ（補助サーミスタ）ｓ。ヒータ基板ａの表面側と裏面側に設けた、検温用電極部ｇ・ｈ・ｍ・ｎ・ｐ・ｑと連絡電路ｉ・ｋ・ｒ。
【００３１】
ヒータ基板ａは、たとえば、アルミナ（酸化アルミニウム、Ａｌ2 Ｏ3 ）からなるセラミック材基板である。
【００３２】
通電発熱抵抗体ｃは、たとえば、銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｂ）、Ｔａ2 Ｎ等の電気抵抗材料ペースト（抵抗ペースト）をヒータ基板表面に基板長手に沿ってスクリーン印刷等によりパターン塗工し、焼成することで形成したものである。
【００３３】
給電用電極部ｂ・ｅは、ヒータ基板表面側の長手一端側に併設してあり、一方の給電用電極部ｂは通電発熱抵抗体ｃの一端部に導電延長部を介して電気的に導通させてある。他方の給電用電極部ｅは通電発熱抵抗体ｃに並行させてヒータ基板表面に設けた連絡電路ｄを介して通電発熱抵抗体ｃの他端部に電気的に導通させてある。
【００３４】
上記により、給電用電極部ｂ→通電発熱抵抗体ｃ→連絡電路ｄ→給電用電極部ｅの直列電路（ＡＣライン）が構成される。
【００３５】
検温用電極部ｇ・ｈ・ｍ・ｎ・ｐ・ｑのうち電極部ｇ・ｎ・ｐの３つはヒータ基板表面側の長手他端側に併設してあり、残りの電極部ｈ・ｍ・ｑの３つはヒータ基板裏面側に上記電極部ｇ・ｎ・ｐと表裏対応の位置に併設してあり、表裏対応の電極部ｇとｈ、電極部ｎとｍ、電極部ｐとｑをそれぞれスルーホールで導通させてある。
【００３６】
前記したように本例の画像形成装置の給紙は中央基準搬送であり、Ａは最大幅サイズ記録材の通紙領域、Ｂは最小幅サイズ記録材の通紙領域、Ｃは最小幅サイズ記録材が通紙されたときに生じる非通紙領域（最大幅サイズ記録材の通紙領域Ａとの差領域）である。
【００３７】
メインサーミスタｊは、画像形成装置１００に通紙可能なすべての記録材が必ず通過する通常通紙領域に配設される。本例では最小幅サイズ記録材の通紙領域Ｂに対応するヒータ基板裏面領域内の任意の場所に配設している。
【００３８】
一方、サブサーミスタｓは、画像形成装置１００に通紙可能な最大幅の記録材Ｐｍａｘは通過するが、通紙可能な最小幅の記録材が通過しない非通紙領域に配設される。本例では非通紙領域に対応するヒータ基板裏面領域内の任意の場所にサブサーミスタｓを配設している。
【００３９】
メインサーミスタｊ及びサブサーミスタｓの設置方法としては、ヒータ基板裏面に耐熱性の接着材で接着する方法や、バネ性部材の圧力を利用して押し付けて設置する方法等がある。
【００４０】
メインサーミスタｊは、連絡電路ｉとｋを介して電極部ｈとｍに電気的に導通させてある。またサブサーミスタｓは連絡電路ｋとｒを介して電極部ｍとｑに電気的に導通させてある。
【００４１】
上記により、電極部ｇ→電極部ｈ→連絡電路ｉ→メインサーミスタｊ→連絡電路ｋ→電極部ｍ→電極部ｎの直列電路（第一のＤＣライン）、及び電極部ｎ→電極部ｍ→連絡電路ｋ→サブサーミスタｓ→連絡電路ｒ→電極部ｑ→電極部ｐの直列電路（第二のＤＣライン）が構成される。
【００４２】
上記において、電極部ｂ・ｅ・ｇ・ｈ・ｍ・ｎ・ｐ・ｑ、連絡電路ｄ・ｉ・ｋ・ｒ、スルーホールの導電部は、たとえば、銀ペースト等の電気導通体材料をスクリーン印刷等によりパターン塗工し、焼成する等により形成される。
【００４３】
ヒータ表面保護層ｆは本例では耐熱ガラスコート層であり、ヒータ基板ａの表面側において、電極部ｂ・ｅ・ｇ・ｎ・ｐの部分を除いて通電発熱抵抗体ｃと連絡電路ｄを覆わせて形成してある。
【００４４】
上記のヒータ１２０はその表面側（通電発熱抵抗体ｃを具備させたヒータ基板表面側）を外側にしてステー２２３の下面に長手に沿って形成具備させたヒータ嵌め込溝内に嵌め込んである。
【００４５】
給電用コネクタ２２６がステー２２３の一端側の延長張り出し部２２３ａに組み付けられる。また、検温用コネクタ２２７がステー２２３の他端側の延長張り出し部２２３ｂに組み付けられる。２２６ａは給電回路と給電用コネクタ２２６とを連絡させている給電ケーブル線、２２７ａは制御ユニットと検温用コネクタ２２７連絡させている信号ケーブル線である。
【００４６】
このようにして、給電用コネクタ２２６を介して商用電源・ＡＣドライバ等からなる給電回路から、給電ケーブル線２２６ａおよび給電用コネクタ２２６を介してヒータ１２０のＡＣラインの給電用電極部ｂ・ｅに給電することでＡＣラインの通電発熱抵抗体ｃが発熱してヒータ１２０の所定の有効加熱長さ領域が迅速に昇温する。
【００４７】
メインサーミスタｊ及びサブサーミスタｓでそれぞれ検出されるヒータ温度情報が、第一のＤＣラインの検温用電極部ｇ・ｎ、第二のＤＣラインの検温用電極部ｎ・ｐから検温用コネクタ２２７・信号ケーブル線２２７ａを介して制御ユニットに入力される。
【００４８】
制御手段はメインサーミスタｉ及びサブサーミスタｓからのヒータ温度情報に基づいて給電回路を制御（ＡＣ電圧の位相・波数制御等）してヒータ１２０の温度を所定に温調する、また所定のプリンタ制御、定着器駆動制御をする。
【００４９】
図５は、実施形態に係るヒータ１２０を加熱駆動するために必要とされる電気回路の例を示す図である。この電気回路は、上述の制御ユニット１１３とヒータ駆動回路１１４に相当する。メインサーミスタｊ、サブサーミスタｓはそれぞれ、一方の端がＧＮＤに接続され、他方の端がプルアップ抵抗５３１・５３２を介して制御ユニット１１３のアナログ電圧検知端子に入力される。制御ユニット１１３は、それぞれの端子に入力された電圧を測定することによって、各サーミスタｊ・ｓの温度を検知することができる。一方、制御ユニット１１３からは駆動信号が出力され、駆動信号がＯＦＦの時はトランジスタ５３３もオフされ、ヒータ１２０の通電発熱抵抗体ｃには電力は供給されず加熱されない。駆動信号がオンの場合はトランジスタ５３３を介してフォトトライアックカプラ５３４の発光側が発光する。それに従い、受光側に電流が流れ始めるとトライアック５３５がオン状態となり、電源５３６からヒータ１２０の通電発熱抵抗体ｃに電力が供給され加熱される。制御ユニット１１３は、メインサーミスタｊまたはサブサーミスタｓから供給される電圧が、あらかじめ決められた温度に対応する電圧と一致するように、駆動信号のオン・オフを制御する。
【００５０】
図６は、幅が狭い記録材が通紙されたときに生じる非通紙領域昇温を説明するための図である。図６の（ａ）は、通紙可能な記録材のうち最大幅サイズの記録材Ｐmax とヒータ１２０のメインサーミスタｊ及びサブサーミスタｓの位置関係を示している。（ｂ）は通紙可能な最小幅サイズの記録材Ｐmin とヒータ１２０のメインサーミスタｊ及びサブサーミスタｓの位置関係を示している。（ｃ）は最小幅サイズの記録材Ｐmin が通紙された場合のヒータ１２０の長手に沿う温度分布（＝定着ニップ部Ｎの長手沿う温度分布）例を示す。
【００５１】
幅が狭い記録材が通紙された場合は、定着ニップ部Ｎにおいて、記録材の厚みによって記録材幅方向の端部のすぐ外側ではヒータ１２０と加圧ローラ１１０の間に空間が生まれ、ヒータ１２０の熱が記録材にも加圧ローラ１１０にも伝達されない領域が生まれる。そのために（ｃ）のイおよびロで示されるこの領域は、メインサーミスタｊを用いて目標温度（第一の温度、所定の定着温度）に温調している場合、図のように温度が上昇することになる。たとえば、目標温度が２００℃で連続通紙がなされたような場合には、領域イおよびロでの温度は３００℃の高温に達することもある。
【００５２】
ヒータ１２０の非通紙領域Ｃ（ヒータ端部）が、このような高温になった状態で定着装置の駆動を停止すると、その後しばらく温度が上昇するため、加圧ローラ１１０やステー２２３の熱劣化につながる。また、ヒータ端部がこのように高温になった状態で幅の広い記録材を通紙使用すると、温度が高すぎることによるホットオフセット等が発生する。
【００５３】
すなわち、制御ユニット１１３は、定着ニップ部Ｎに記録材が通過する期間においては記録材に与える熱量の分だけ余計に印加電力が大きくなるように制御を行って、ヒータ１２０の温度を所定の目標温度に一定に保つように制御を行なう。この時、定着ニップ部Ｎに幅の狭い記録材が通過する場合においては記録材が通過しない非通紙領域Ｃに対応しているヒータ端部の温度が上昇してしまう。ヒータ端部の温度が上昇しすぎると、ヒータ１２０やヒータ１２０に接している定着フィルム１１１や加圧ローラ１１０、ステー２２３といった部材の温度が上がりすぎて、溶けて変形、変質してしまいそれ以後、正常な機能を果たせなくなってしまう。
【００５４】
なお、図６（ｃ）から明らかなように、サブサーミスタｓの配置位置は、定着装置の保護の観点から、非通紙領域内で最も温度が高くなるイまたはロの位置であることが望ましい。この位置は、各画像形成ごとに経験的に求めることができる。なお、推定演算など使用することで結果として、非通紙領域内の最高温度を測定できるのであれば、サブサーミスタｓを他の位置に配置してもよい。
【００５５】
図７は、実施形態に係る制御ユニットの例示的なブロック図である。ＣＰＵ７０１は、ＲＯＭ７０３に記憶されている制御プログラム７２０に従って画像系背装置の各機能を統合的に制御する中央演算処理回路である。ＲＡＭ７０２は、ワークエリアとして機能し、たとえば、検出温度データ７１０、記録材の長さデータ７１１、算出された温度上昇率７１２、しきい値データ７１３などが記憶されている。しきい値データ７１３は、ＲＯＭ７０３に記憶されていてもよい。センサＩＦ７０４は、上述のサーミスタｊ、ｓからの信号を温度データに変換する回路や、給紙センサ１０７からの記録材の検知信号を受信する回路などを含んでいる。搬送機構の駆動回路７０６は、ＣＰＵ７０１により決定されたスループットに応じて搬送速度を切り替える回路である。
【００５６】
図８は、実施形態に係るスループット制御処理の例示的なフローチャートである。ステップＳ８０１において、ＣＰＵ７０１は、給紙センサ１０７により記録材が検出されている時間を測定し、測定された検出時間に搬送速度を乗算することで記録材の長さを算出する。長さのデータはＲＡＭ７０２に記憶される。
【００５７】
ステップＳ８０２において、ＣＰＵ７０１は、記録材（用紙）の先端が定着装置に突入したか否かを判定する。たとえば、給紙センサ１０７により記録材の先端が検出されてから一定時間が過ぎると、記録材（用紙）の先端が定着装置に突入したと判定する。この一定時間は、定着装置と給紙センサ１０７との間の距離を現在の搬送速度で除算することで算出できる。現在の搬送速度は、ＣＰＵ７０１によって、現在のスループットに基づいて管理されている。
【００５８】
ステップ８０３において、ＣＰＵ７０１は、記録材の先端が定着装置に到達したときにサブサーミスタｓにより検出された温度Ｔｓｕｂ１を、センサＩＦ７０４を介して取得し、ＲＡＭ７０２に記憶する。
【００５９】
ステップＳ８０４において、ＣＰＵ７０１は、しきい値７１３のうち第１の温度しきい値Ｔｔｈ１を読み出し、記録材の先端突入時の検出温度Ｔｓｕｂ１と比較する。Ｔｓｕｂ１がしきい値Ｔｔｈ１未満であれば、ステップＳ８０５に進む。Ｔｓｕｂ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であれば、ステップＳ８３０に進み、スループットを最小に設定する。これにより、定着装置の非通紙領域の温度上昇を抑制し、定着装置にダメージを与えることを防止する。
【００６０】
ここで、しきい値Ｔｔｈ１は、たとえば２６０℃に設定する。この値は、定着フィルム部の構成などに依存するものである。たとえば、定着フィルムに使用されるグリスの耐熱限界温度が３００℃であれば、しきい値として２６０℃を採用すればよい。４０℃の余裕をもたせるのは、記録材の先端部が検出されてから後端部が通過するまでに昇温が発生するため、この昇温の分だけ余裕をもたせているのである。このようにして、記録材の先端部が到達した段階ですでに危険な温度になっている場合は、スループットをできる限り低下させることで、定着装置を保護する。たとえば、２ｐｐｍまでスループットを下げる。
【００６１】
ステップＳ８０５において、ＣＰＵ７０１は、記録材の後端が定着装置を抜けたかどうかを判定する。たとえば、給紙センサ１０７により先端が検出されてから所定時間になったかどうかを判定する。この所定時間は、定着装置と給紙センサ１０７との間の距離に記録材の長さを加算し、その和を現在の搬送速度で除算して得られる時間である。所定時間になった場合、すなわち後端が定着装置を抜けると次のステップに進む。
【００６２】
ステップＳ８０６において、ＣＰＵ７０１は、サブサーミスタｓの温度上昇率を算出し、算出された温度上昇率ｄｔがしきい値以下であるかどうかを判定する。温度上昇率は、たとえば、記録材の先端が定着装置に到達したときの検出温度Ｔｓｕｂ１と、その後端が定着装置を抜けたときの検出温度ＴｓｕｂＥとの差を、記録材の先端が定着装置に到達してから後端が抜けたときまでに要した時間で除算することで得られる。あるいは、記録材の先端部から検出されてから一定期間内における検出温度の平均値と、それ以降の一定期間内に検出された検出温度との差に基づいて、温度上昇率を算出してもよい。なお、温度上昇率を用いる代わりに、この差と温度上昇しきい値と比較するようにしてもよい。これらは温度上昇指数とも表現することも可能だろう。
【００６３】
温度上昇率の判定しきい値は、通常（最大）スループット（たとえば３５ｐｐｍなど）で画像形成したとしても、非通紙領域の昇温を一定範囲内（上述の危険温度以下）に抑えることができるように設定される。たとえば、１０（℃／秒）のように決定される。判定の結果、温度上昇率がしきい値以下であれば、ステップＳ８０７に進み、通常（最大）スループット（たとえば３５ｐｐｍなど）で画像形成する。一方、温度上昇率がしきい値を超える場合は、ステップＳ８０８に進む。最大スループットは機種ごとに異なることはいうまでもない。
【００６４】
ステップＳ８０８において、ＣＰＵ７０１は、記録材の後端が定着装置を抜けたときの検出温度ＴｓｕｂＥが第２の温度しきい値Ｔｔｈ２未満であるかどうかを判定する。しきい値Ｔｔｈ２も、定着装置の構成に依存して決定されるが、この例では、２４０℃とする。この値は、温度上昇率とスループットとの関係で決定されるものである。具体的には、温度上昇率が上述のしきい値を超えたとしても、スループットをある程度低下させれば、危険温度に至らないような温度となる。スループットを２０ｐｐｍにすれば、しきい値Ｔｔｈ２は２４０℃となる。
【００６５】
判定の結果、検出温度ＴｓｕｂＥが第２の温度しきい値Ｔｔｈ２未満であれば、ステップＳ８０９に進み、画像形成装置のスループットを、最大スループットよりも低いスループットＡに設定する。たとえば、２０ｐｐｍに設定する。これにより、非通紙領域の温度上昇を抑制し、定着装置のダメージを防止できる。また、スループットも両立させることができる。また、２０ｐｐｍであれば、ユーザがスループットの低下を感じにくい値でもあり、好ましいだろう。
【００６６】
一方、検出温度ＴｓｕｂＥが第２の温度しきい値Ｔｔｈ２以上であれば、ステップＳ８１０に進み、スループットＡよりも低いスループットＢに設定する。たとえば、５ｐｐｍの如くである。これにより、非通紙領域の温度上昇を抑制し、定着装置のダメージを防止できる。また、スループットも両立させることができる。
【００６７】
その後、ステップＳ８１１に進み、プリントが終了したか否かを判定する。終了でなければ、ステップＳ８０１へと戻る。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録材の長さと温度上昇指数を考慮することで、定着装置にダメージを与えない範囲で好適なスループットを決定することができる。
【００６９】
なお、上述の実施形態では、２つの温度しきい値（２６０℃と２４０℃など）を用いて、スループットを決定していたが、３以上の温度しきい値を用いてもよい。３以上の温度しきい値を用いれば、それに応じて細かくスループットを決定することができるため、検出温度に応じてより好適にスループットを決定することができるだろう。
【００７０】
また、給紙センサ１０７によって、記録材の先端や後端など特定の位置を検出するようにしたので、記録材の長さの検出を精度良く行なえ、ひいては、スループットの制御を精度良く実行できるようになろう。
【００７１】
また、サブサーミスタｓを、非通紙領域のうち記録材の通紙による最高温度を取得可能な位置に配置するようにすれば、定着装置を非通紙領域昇温の被害から保護しやすくなろう。
【００７２】
［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態に係るスループット制御処理の例示的なフローチャートである。なお、既に説明した処理については、同一の参照符号を付すことで極力説明を省略するようにする。初めに上述したステップＳ８０１ないしステップＳ８０４を実行する。ステップＳ８０４において、記録材の先端突入時の検出温度Ｔｓｕｂ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であれば、ステップＳ９０１に進む。未満であれば、ステップＳ９０４に進む。
【００７３】
ステップＳ９０１において、ＣＰＵ７０１は、記録材の後端が定着装置を向けるときの温度を予測する。たとえば、ＣＰＵ７０１は、記録材の先端が検出されてからの検出温度を監視し、複数の検出温度から温度上昇率を算出する。そして、記録材の長さと現在の搬送速度の値から、記録材の後端が定着装置を抜けるまでの所要時間を算出する。この所要時間に温度上昇率を乗算することで、上昇温度を算出する。さらに、現在の検出温度に予測上昇温度を加算することで、後端における温度を予測できる。
【００７４】
ステップＳ９０２において、ＣＰＵ７０１は、後端における予測温度が危険温度（たとえば、３００℃など）とならない最大のスループットを設定する。たとえば、５ｐｐｍなどに設定する。
【００７５】
ステップＳ９０３において、ＣＰＵ７０１は、設定されたスループットにて搬送機構を駆動するよう駆動回路７０６に命令を送出する。これにより連続プリントを実行する。
【００７６】
Ｔｓｕｂ１＜Ｔｔｈ１であれば、ステップＳ９０４に進み、サブサーミスタｓの温度上昇率を算出し、算出された温度上昇率ｄｔが所定のしきい値以下であるかどうかを判定する。所定のしきい値以下であればステップＳ９０５に進み、所定のしきい値を超えていればステップＳ９０６に進む。
【００７７】
ステップＳ９０５において、ＣＰＵ７０１は、記録材の後端が定着装置を抜けたかどうかを判定する。記録材の後端が定着装置を抜けていなければステップＳ８０４に戻る。一方、抜けていれば、ステップＳ８０７に進み、通常（最大）のスループットにて連続プリントを実行する。
【００７８】
ステップＳ９０６において、ＣＰＵ７０１は、記録材の後端が定着装置を通過する際のサブサーミスタｓの検出温度を予測し、予測された検出温度がしきい値Ｔｔｈ３未満であるかどうかを判定する。Ｔｔｈ３は、たとえば、２８０℃などである。Ｔｔｈ３は、ステップＳ９０７やステップＳ９０８で決定されるスループットとの関係で決定される。すなわち、後端通過時の予測温度がＴｔｈ３未満であれば、危険温度に対して余裕があるのでスループットＣ（たとえば２５ｐｐｍ）とし、予測温度がＴｔｈ３を超えていれば、危険温度に対して余裕がないので、スループットＣよりも低いスループットＤ（たとえば１０ｐｐｍ）とする。これらの例示した数値は、危険温度が３００℃で、かつＴｔｈ３が２８０℃の場合に実験から算出された好適な数値である。
【００７９】
ちなみに、最大スループットＸの概ね５５％ないし７０％（より好ましくは約７０％程度）であれば、ユーザがスループットの低下を気にしないことが実験からわかっているの。よって、最大スループットＸが３５ｐｐｍであれば、スループットＣは約２５ｐｐｍとなる。
【００８０】
判定の結果、Ｔｔｈ３未満であれば、ステップＳ９０７に進み、ＣＰＵ７０１は、スループットＣに設定する。一方、Ｔｔｈ３を超えていれば、ステップＳ９０８に進み、ＣＰＵ７０１は、スループットＤに設定する。スループットＣはスループットＤよりも値が大きい。
【００８１】
この例では、予測温度との比較に使用するしきい値としてＴｔｈ３だけを用いているが、より多くのしきい値（たとえばＴｔｈ４、Ｔｔｈ５、・・・・）を使用してもよい。この場合は、より詳細にスループットを決定することができるようになろう。
【００８２】
以上説明したように本実施形態によれば、記録材の先端が定着装置に到達した際に、非通紙領域に配置されたサブサーミスタｓの温度、温度上昇指数および記録材の長さを測定することで、記録材の後端が定着装置を抜ける際のサブサーミスタｓの温度を予測する。そして、予測された温度に応じて好適なスループットを決定するので、非通紙領域の昇温に伴う定着装置への決定的なダメージを防止しつつ、好適なスループットにて画像形成を実行できるようになる。
【００８３】
［他の実施形態］
以上、様々な実施形態を詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。たとえば、プリンタ、複写機、複合機及びファクシミリ装置の如くである。
【００８４】
なお、本発明は、前述した実施形態の各機能を実現するソフトウェアプログラム（本実施形態では図８または９に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム若しくは装置に対して直接または遠隔から供給し、そのシステム若しくは装置に含まれるコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００８５】
従って、本発明の機能・処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、上記機能・処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明の一つである。
【００８６】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【００８７】
プログラムを供給するための記録媒体としては、たとえば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００８８】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明の構成要件となる場合がある。
【００８９】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００９０】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００９１】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係る定着装置の全体的な概略構成を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る定着装置の概略的な横断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るヒータ部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、実施形態に係るヒータ１２０を加熱駆動するために必要とされる電気回路の例を示す図である。
【図６】図６は、幅が狭い記録材が通紙されたときに生じる非通紙領域昇温を説明するための図である。
【図７】図７は、実施形態に係る制御ユニットの例示的なブロック図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るスループット制御処理の例示的なフローチャートである。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るスループット制御処理の例示的なフローチャートである。
【図１０】図１０は、記録材の幅や長さの違いによる非通紙領域の温度上昇の一例を示した図である。
【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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