(57)【要約】【課題】  異なるサイズの記録媒体を通紙しても加熱部材の温度を均一に保つことが可能な画像形成装置等を提供する。【解決手段】  制御部は、加圧ロールの温度Ｔ３を取得し（Ｓ１０１）、温度Ｔ３に基づいて加熱ロールの制御温度Ｔ０を決定する（Ｓ１０２）。そして、制御部は、加圧ロールの一端側の温度Ｔ１および他端側の温度Ｔ２を取得した後に（Ｓ１０３）、温度Ｔ１と制御温度Ｔ０との大小関係を判別する（Ｓ１０４）。温度Ｔ１が制御温度Ｔ０よりも低いときは、制御部は温度差Ｔｃ（＝Ｔ２−Ｔ１）を演算した後に（Ｓ１０５）、所定の方法でしきい値Ｔｓを決定し（Ｓ１０６）、温度差Ｔｃとしきい値Ｔｓとの大小関係を判別する（Ｓ１０７）。温度差Ｔｃの方が高いときは、小サイズ用ランプを点灯し（Ｓ１０８）、そうでないときは大サイズ用ランプを点灯する（Ｓ１０９）。【選択図】  図４
2006195081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が担持される担持体と、
前記担持体に担持されたトナー像を用紙に対して転写せしめる転写手段と、
前記転写手段の下流側に設けられ、加熱部を備えた加熱部材と、
前記加熱部材に対峙して設けられ、前記転写手段により転写されたトナー像を当該加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、
前記加圧部材の温度を検知する加圧部材温度検知部と、
前記加圧部材温度検知部により検知された温度に基づいて前記加熱部材の制御温度を決定し、当該加熱部材の温度が当該制御温度となるように前記加熱部材の加熱部を制御する制御手段と
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記加圧部材温度検知部により検知された温度が所定の温度を超えると、当該検知された温度が高くなるに従って前記制御手段により決定される制御温度が低くな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】
前記加熱部材の複数個所の温度を検出する加熱部材温度検知部を更に備え、
前記加熱部材の加熱部は、複数の加熱源からなり、
前記制御手段は、前記加熱部材温度検知部により検知された複数個所の温度に基づいて前記加熱部材の前記複数の加熱源を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４】
前記加熱部材温度検知部による前記加熱部材の温度検知は、搬送されてくる用紙のうちの最小用紙幅の用紙が通る個所、および当該最小用紙幅の用紙が通らない個所で行われることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加圧部材温度検知部は、用紙幅方向に関して、前記加熱部材温度検知部により温度が検出される個所と略同一位置であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
加圧部材と共に定着器を構成する加熱部材を所定温度に制御するための定着器の温度制御方法であって、
前記加圧部材の温度を検知し、
前記加圧部材の温度に基づき前記所定温度を決定する、定着器の温度制御方法。
【請求項７】
前記加熱部材において、第１部分の温度および当該第１部分とは軸方向の位置が異なる第２部分の温度を検知し、
前記第１部分の温度と前記第２部分の温度との差が所定のしきい値を超えているときには、当該第１部分および当該第２部分を加熱領域に含む第１の加熱状態で加熱し、
前記第１部分の温度と前記第２部分の温度との差が前記所定のしきい値を超えていないときには、当該第１部分を加熱領域に含む一方で当該第２部分を加熱領域に含まない第２の加熱状態で加熱すること
を特徴とする請求項６に記載の定着器の温度制御方法。
【請求項８】
前記加熱部材の前記第１部分は、前記定着器に搬送されてくる用紙のうちの最小幅の用紙が通る通紙領域に含まれ、
前記加熱部材の前記第２部分は、前記通紙領域以外の非通紙領域に含まれることを特徴とする請求項７に記載の定着器の温度制御方法。
【請求項９】
前記加圧部材の温度を検知する位置は、前記加圧部材の軸方向に関して当該加熱部材の前記第１部分と略同一位置であることを特徴とする請求項７に記載の定着器の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、まず有機感光体等からなる像担持体の表面に、公知の電子写真プロセスにより形成した静電潜像をトナー像担持体に現像する。次いでこのトナー像を転写装置により記録媒体（用紙など）に静電的に転写した後、定着装置によりトナー像を記録媒体に定着させることにより画像形成が行われる。
この定着装置は、一般に、回転駆動される加熱ロールと加圧ロールとからなる熱定着ロールを備えている。これらの熱定着ロール間に形成された接触幅（ニップ）部分を、トナーが転写された記録媒体が通過することにより、記録媒体に熱と圧力が加えられる。これにより、記録媒体上の未定着トナーが溶融・固着（定着）され、その後に画像形成装置外に排出される。
【０００３】
ここで、定着装置の温度制御を状況の変化に応じてより細かく行うための構成について従来から種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、記録媒体の幅方向に複数に分割された加熱領域の各々に設けられた複数の発熱体と、分割された加熱領域に対応して設けられた温度検出手段と、温度検出手段による検出結果に基づいて発熱体のＯＮ／ＯＦＦの切換えを個別に行って加熱ロールの温度を制御する温度制御手段とを備えた構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２５４４８１号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、上述した構成により、所定の温度よりも低い加熱領域の発熱体をＯＮにし、所定の温度よりも高い加熱領域の発熱体をＯＦＦにすることで、定着装置の加熱ロールの温度を一定に制御している。
しかしながら、加熱ロールの温度検出のみを行っているので、加圧ロールが加熱ロールに対して与える影響を回避できない。例えば小サイズ用紙の連続プリント時には加圧ロールにおける非通紙領域の温度が上昇し、温度上昇した加圧ロールの部分が半径方向に膨張すると、加熱ロールと加圧ロールとで形成されるニップ部分の幅（ニップ幅）が記録媒体の幅方向で変わってしまう場合がある。このようにニップ幅が部分的に変わってしまうと、例えば次のプリントで大サイズの記録媒体が通紙したときには、紙しわやオフセットが発生してしまう。
すなわち、小サイズの記録媒体が連続してニップ部分を通過する場合には、加熱ロールの軸方向に沿って通紙領域と非通紙領域とができることにより、非通紙領域における温度が過度に上昇する場合がある。非通紙領域における温度上昇を抑えるために通紙領域の温度を下げると定着不良の原因となる。従来の技術では、このような問題を十分に解決するには至ってない。
【０００６】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、異なるサイズの記録媒体を通紙しても加熱部材の温度を均一に保つことが可能な画像形成装置および定着器の制御方法を提供することにある。
また別の目的は、加熱部材が部分的に過度に温度上昇することを抑制する画像形成装置および定着器の制御方法を提供することにある。
また更に別の目的は、加熱部材が部分的に温度低下して定着不良が発生することを抑制する画像形成装置および定着器の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、トナー像が担持される担持体と、担持体に担持されたトナー像を用紙に対して転写せしめる転写手段と、転写手段の下流側に設けられ、加熱部を備えた加熱部材と、加熱部材に対峙して設けられ、転写手段により転写されたトナー像を加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、加圧部材の温度を検知する加圧部材温度検知部と、加圧部材温度検知部により検知された温度に基づいて加熱部材の制御温度を決定し、加熱部材の温度が制御温度となるように加熱部材の加熱部を制御する制御手段とを含む。
加圧部材温度検知部により検知された温度が所定の温度を超えると、当該検知された温度が高くなるに従って制御手段により決定される制御温度が低くなることを特徴とすることができる。また、加熱部材の複数個所の温度を検出する加熱部材温度検知部を更に備え、加熱部材の加熱部は、複数の加熱源からなり、制御手段は、加熱部材温度検知部により検知された複数個所の温度に基づいて加熱部材の複数の加熱源を制御することを特徴とすることができる。また、加熱部材温度検知部による加熱部材の温度検知は、搬送されてくる用紙のうちの最小用紙幅の用紙が通る個所、および最小用紙幅の用紙が通らない個所で行われることを特徴とすることができる。また、加圧部材温度検知部は、用紙幅方向に関して、加熱部材温度検知部により温度が検出される個所と略同一位置であることを特徴とすることができる。
【０００８】
他の観点から捉えると、本発明が適用される定着器の温度制御方法は、加圧部材と共に定着器を構成する加熱部材を所定温度に制御するための定着器の温度制御方法であって、加圧部材の温度を検知し、加圧部材の温度に基づき所定温度を決定するものである。
加熱部材において、第１部分の温度および第１部分とは軸方向の位置が異なる第２部分の温度を検知し、第１部分の温度と第２部分の温度との差が所定のしきい値を超えているときには、第１部分および第２部分を加熱領域に含む第１の加熱状態で加熱し、第１部分の温度と第２部分の温度との差が所定のしきい値を超えていないときには、第１部分を加熱領域に含む一方で第２部分を加熱領域に含まない第２の加熱状態で加熱することを特徴とすることができる。また、加熱部材の第１部分は、定着器に搬送されてくる用紙のうちの最小幅の用紙が通る通紙領域に含まれ、加熱部材の第２部分は、通紙領域以外の非通紙領域に含まれることを特徴とすることができる。また、加圧部材の温度を検知する位置は、加圧部材の軸方向に関して加熱部材の第１部分と略同一位置であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、異なるサイズの用紙を通紙しても加熱部材の温度を均一に保つことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図１に示す画像形成装置１は、図示しないパソコンからプリント指示があった画像を図示しない用紙（記録媒体）上に形成する画像形成部２と、画像形成部２に対して各種の用紙（記録媒体）を供給する用紙供給部３と、各装置（各部）の動作等の制御をする制御部４とを備えている。
【００１１】
まず、画像形成部２について説明する。画像形成部２は、図１に示すように、矢印方向に回転可能に配設される感光体ドラム２１と、矢印方向に回動可能に配設され、感光体ドラム２１上に形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる転写材としての中間転写ベルト２２と、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像を用紙に一括転写（二次転写）させる二次転写部２３と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置２４とを有する。
【００１２】
感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１が帯電される帯電器２５と、感光体ドラム２１上に静電潜像が書込まれるレーザ走査装置などの露光器２６と、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色成分トナーが収容されて感光体ドラム２１上の静電潜像をトナーにより可視像化する四つの現像器２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋを回転可能に取り付けた回転式の現像装置２７と、感光体ドラム２１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト２２に転写する一次転写装置２８と、転写後に感光体ドラム２１上に残留トナーを除去するドラムクリーナ２９等の電子写真用デバイスが順次配設されている。なお、現像器２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋが設けられている。
露光器２６は、画像処理部（ＩＰＳ）５から入力されたデジタル画像信号に基づいて、感光体ドラム２１上に対する静電潜像の書き込みを行う。
【００１３】
次に、用紙供給部３について説明する。用紙供給部３は、用紙を積載する複数（本実施の形態では四つ）の用紙トレイ３１，３２，３３，３４を有している。また、各用紙トレイ３１〜３４の上部には、積載された用紙に接触して上面から取り上げる引き込みロール（ナジャーロール）３５を有し、さらにその下流側には用紙を一枚ずつ捌く供給ロールおよび捌きロールからなる用紙捌き部３６と、その下流側には用紙を一旦停止させた後に所定のタイミングをもって再送するテイクアウェイロール３７とを有している。このテイクアウェイロール３７は、より下段の用紙トレイ３２〜３４から用紙が供給される場合には、その用紙を単純に用紙経路に搬送するための搬送ロールとして機能する。
このテイクアウェイロール３７の下流側に当たる用紙経路４０には、用紙をさらに下流側のロールまで搬送すると共にループ形成を行うプレレジロール４１と、一旦停止した後にタイミングを合わせて回転を再開し、二次転写部２３に対してレジストレーション調整を施しながら用紙を供給するレジストレーションロール（レジロール）４２とを有している。さらに、その下流側には、搬送ベルト４３、定着装置２４および排紙トレイ４４が順に配置されている。
【００１４】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置１の動作について図１を用いて説明する。
図１に示すように、矢印方向に回転する感光体ドラム２１を帯電器２５で一様に帯電した後、画像情報に応じて色分解と変調がなされた光ビームを露光器２６により感光体ドラム２１上に照射し、静電潜像を形成する。感光体ドラム２１の近傍には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーが収められた現像器２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋが配置され、各色に対応した静電潜像を現像し、トナー像を形成する。この各色トナー像は、一次転写装置２８により静電的に中間転写ベルト２２に転写され、各色毎に４回これを繰り返すことで、中間転写ベルト２２上にフルカラーのトナー像が形成される。
そして、異種サイズの用紙が複数のトレイに装填された用紙トレイ３１〜３４から、画像情報に応じたサイズの用紙が送り出され、二次転写部２３で形成される転写電界により中間転写ベルト２２上のフルカラートナー像を用紙に転写させる。そして、未定着のトナー像が形成された用紙は、搬送ベルト４３を経由して定着装置２４により定着される。定着装置２４により定着を終えた用紙は、排紙トレイ４４に排出される。
【００１５】
次に、定着装置２４について図２および図３を用いて説明する。
図２は、定着装置２４を説明するために定着装置２４が有する一対のロール２４ａ，２４ｂを示した説明図である。
図２に示すように、定着装置２４は、加熱ロール（加熱部材）２４ａと加圧ロール（加圧部材）２４ｂとを備えている。加熱ロール２４ａは、コア（基材）２４ｅと、このコア２４ｅを覆う弾性体層２４ｆと、この弾性体層２４ｆをさらに覆う離型層２４ｇと、コア２４ｅの中心部に設けられた加熱手段（熱源）６とを備えている。また、加圧ロール２４ｂは、コア２４ｐと、このコア（基材）２４ｐを覆う弾性体層２４ｑと、この弾性体層２４ｑをさらに覆う離型層２４ｒとを備えている。
【００１６】
より具体的に説明すると、加熱ロール２４ａは、例えば長さ３５０ｍｍのアルミニウムのコア２４ｅを有する。また、加圧ロール２４ｂは、例えば厚さ４ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニウムのコア２４ｐを有する。そして、これらコア２４ｅ，２４ｐの表面に、耐熱性シリコンゴムからなる弾性体層２４ｆ，２４ｑを被覆し、さらに弾性体層２４ｆ，２４ｑの表面に厚さ３０μｍのＰＦＡ（四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）チューブからなる離型層２４ｇ，２４ｒを被覆して、加熱ロール２４ａと加圧ロール２４ｂが形成されている。なお、加熱ロール２４ａのコア２４ｅの熱伝導率は５０Ｗ／ｍＫ以上である。
そして、加熱ロール２４ａおよび加圧ロール２４ｂは、例えば、概略外径５０ｍｍである。加熱ロール２４ａの弾性体層２４ｆのゴムを硬度３３°（ＪＩＳ−Ａ）、厚さ３ｍｍにしている。加圧ロール２４ｂの弾性体層２４ｑのゴム硬度を４５°で厚さを２ｍｍにしている。これにより、定着（一次定着）ニップは、加熱ロール２４ａに加圧ロール２４ｂが食い込む形状となる。このため、定着時にトナー画像が加熱ロール２４ａに溶融して接触しても剥離しやすくなる。
また、加熱ロール２４ａの内部には、後述するように加熱手段６が設けられている。なお、加圧ロール２４ｂのコア２４ｐの中心部に加熱手段が設けられていないが、加熱手段を設けるように構成することも考えられる。
また、本実施の形態の加熱ロール２４ａは上述したように、いわゆるソフトロールを用いているが、いわゆるハードロールを用いることも考えられる。ハードロールとしての加熱ロール２４ａは、厚さ１ｍｍ以下の鉄（Ｆｅ）のコア２４ｅと、コアの表面に設けられた離型層２４ｇとを有する。すなわち、ハードロールとしての加熱ロール２４ａの場合は、耐熱性シリコンゴムからなる弾性体層２４ｆを有しない。
【００１７】
このように構成された加熱ロール２４ａおよび加圧ロール２４ｂは、次のような作用を有する。すなわち、搬送ベルト４３により搬送されてきた用紙は、加圧ロール２４ｂにより加熱ロール２４ａに、例えば０．１〜０．８ＭＰａの圧力で押圧される。そして、用紙に保持されているトナー像のトナー樹脂が加熱溶融され、用紙に定着される。
【００１８】
図３は、加熱ロール２４ａの加熱手段（加熱部）６を説明するための説明図である。図３の（ａ）は、加熱ロール２４ａに設けられた加熱手段６の構成を説明するための図であり、（ｂ）は、加熱手段６と用紙サイズとの関係を説明するための図である。
図３の（ａ）に示すように、加熱ロール２４ａの内部には、加熱手段６として大サイズ用ランプ（加熱源）６１と、小サイズ用ランプ（加熱源）６２とが設けられている。大サイズ用ランプ６１は、加熱ロール２４ａの略全幅にわたって配設されており、また、小サイズ用ランプ６２は、加熱ロール２４ａの一端側Ａに偏って配設されている。言い換えると、加熱ロール２４ａは、大サイズ用ランプ６１および小サイズ用ランプ６２が配設されている第１の領域７１と、大サイズ用ランプ６１のみが配設されている第２の領域７２とを有する。
なお、これら大サイズ用ランプ６１および小サイズ用ランプ６２は、例えばハロゲンランプ等とすることができる。
【００１９】
図３の（ｂ）に示すように、大サイズ用ランプ６１は、Ａ３縦サイズ（２９７ｍｍ）で配光するように設けられ、また、小サイズ用ランプ６２は、Ｂ５縦サイズ（１８２ｍｍ）で配光するように設けられている。Ｂ４縦サイズ（２５７ｍｍ）は、小サイズ用ランプ６２の長さよりも長く、かつ、大サイズ用ランプ６１の長さよりも短い。なお、加熱ロール２４ａの加熱時には通常、大サイズ用ランプ６１または小サイズ用ランプ６２のいずれか一方のみにて加熱が行われる。
ここで、本実施の形態では、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、用紙への画像形成の基準位置として、用紙の搬送方向手前側や奥側を基準とするコーナーレジ（コーナーレジストレーション）ないしはサイドレジ（サイドレジストレーション）を採用しており、以下、コーナーレジを採用した場合について説明する。しかし、用紙の搬送方向中央位置を基準とするセンターレジ（センターレジストレーション）を採用する場合にも同様に適用することができる。
【００２０】
また、図３の（ａ）に示すように、定着装置２４には、加熱ロール２４ａの表面温度を検出する第１の温度検出部６３および第２の温度検出部６４が設けられている。第１の温度検出部６３は、一端側Ａ寄りに配設され、その部分の表面の温度Ｔ１を検出する。また、第２の温度検出部６４は、一端側Ａとは反対側の他端側Ｂ寄りに配設され、その部分の表面の温度Ｔ２を検出する。
第１の温度検出部６３および第２の温度検出部６４の位置を詳述すると、第１の温度検出部６３は、画像形成できる最小サイズの用紙、例えば官製はがき（１００ｍｍ×１４８ｍｍ）が通過する領域内に位置している。また、第２の温度検出部６４は、図３の（ｂ）に示すＡ３縦サイズの他端側Ｂの端部Ｂ１とＢ４縦サイズの他端側Ｂの端部Ｂ２との間に位置している。
第１の温度検出部６３の検出結果である温度Ｔ１は、加熱ロール２４ａの温度制御のために用いられる。また、第２の温度検出部６４の検出結果であるＴ２は、大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２との切換えのために用いられる。
【００２１】
また、図３の（ａ）に示すように、定着装置２４には、加圧ロール２４ｂの表面温度を検出する第３の温度検出部６５が設けられている。第３の温度検出部６５は、第１の温度検出部６３と同じ側すなわち一端側Ａ寄りに配設されている。より具体的に説明すると、第３の温度検出部６５は、加熱ロール２４ａの軸方向における第１の温度検出部６３と同じ位置に配設されている。第３の温度検出部６５は、加圧ロール２４ｂの表面温度を温度Ｔ３として検出する。
【００２２】
第１の温度検出部６３により検出された温度Ｔ１、第２の温度検出部６４により検出された温度Ｔ２、および、第３の温度検出部６５により検出された加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３の各々は、制御部４（図１参照）に送信される。そして、制御部４（図１参照）では、図示しない演算部により所定の演算を行って、大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２の制御を行う。
【００２３】
次に、制御部４による大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２の制御について図４、図５および図６を用いて説明する。
図４は、制御部４による大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２の制御手順を示すフローチャートである。また、図５は、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３に対する加熱ロール２４ａの制御温度Ｔ０との関係を示すグラフであり、縦軸が加熱ロール２４ａの制御温度Ｔ０（℃）であり、横軸が加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３（℃）である。また、図６は、定着装置２４に搬送されてきた用紙幅ｗとしきい値Ｔｓとの関係を示す表である。
図４に示すように、制御部５はまず、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３を第３の温度検出部６５から取得した後に（ステップ１０１）、温度Ｔ３に基づいて加熱ロール２４ａの制御温度Ｔ０を決定する（ステップ１０２）。この制御温度Ｔ０は、加熱ロール２４ａの一端側Ａの目標となる温度である。すなわち、加熱ロール２４ａの一端側Ａの温度Ｔ１が所定の制御温度Ｔ０になるように、制御部４（図１参照）により制御される。
【００２４】
制御温度Ｔ０について更に説明すると、この制御温度Ｔ０は、図５に示すように、温度Ｔ３が１００℃以下の場合には、１８０℃で一定である。そして、温度Ｔ３が１００℃以上の場合には、温度Ｔ３が高くなればなるほど制御温度Ｔ０が一定の割合で下がっている。このように、制御温度Ｔ０は、温度Ｔ３が１００℃となる場合を境にして変わっている。１００℃よりも高くなると、加熱ロール２４ａの制御温度Ｔ０は、温度Ｔ３が高くなるに従って低くなっていく。
この制御温度Ｔ０は、定着するトナーの溶融温度に基づいて一定の割合で定められる。例えば約１００〜１９０℃のうちの任意の値を採用することができるが、本実施の形態では、１８０℃の値を採用している。そして、温度Ｔ３が１００℃以上の場合には、制御温度Ｔ０が次の式で演算される。すなわち、
Ｔ０＝Ｔ４＋（Ｐａ−Ｐｂ×Ｔ３）
である。ここで、Ｔ４は、基準温度であり、１８０℃の値を採用することができる。この１８０℃は、１００℃以下の制御温度と同じ値である。そして、Ｐａ＝２０であり、Ｐｂ＝０．２である。
上記の計算式により演算すると、温度Ｔ３が１００℃のときには制御温度Ｔ０が１８０℃となり、基準温度Ｔ４と同じ温度になる。そして、温度Ｔ３が１２０℃のときには制御温度Ｔ０が１７６℃となり、温度Ｔ３が１４０℃のときには制御温度が１７２℃となる。
言い換えると、制御温度Ｔ０は、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３に基づいて上記の計算式により定められるが、温度Ｔ３が１００℃未満のときには、演算結果の値が基準温度Ｔ４である１８０℃よりも高温になってしまい、好ましくないので、基準温度Ｔ４と同じ温度にしている。
なお、上記計算式の代わりに、予め用意されたテーブルに沿って制御温度Ｔ０を決定することも考えられる。
【００２５】
図４に戻って、制御手順を説明する。制御温度Ｔ０が制御部４（図１参照）により決定されると、加熱ロール２４ａの一端側Ａ（第１部分）の温度Ｔ１を第１の温度検出部６３から取得し、また、加熱ロール２４ａの他端側Ｂ（第２部分）の温度Ｔ２を第２の温度検出部６４から取得する（ステップ１０３）。その後、温度Ｔ１と制御温度Ｔ０との大小関係を判別する（ステップ１０４）。この大小関係の判別によって加熱ロール２４ａを加熱すべきか否かが判断できる。具体的には、温度Ｔ１が制御温度Ｔ０よりも低い（Ｔ１＜Ｔ０）ときは、加熱ロール２４ａを加熱する必要があり、温度Ｔ１が制御温度Ｔ０と同じ（Ｔ１＝Ｔ０）とき、または高い（Ｔ１＞Ｔ０）ときには、加熱ロール２４ａを加熱する必要がない。
そして、加熱ロール２４ａを加熱する場合に、大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２のいずれで行うかを決定する必要がある。その決定の仕方は、次のステップ以降で行われる。まず、温度Ｔ１と温度Ｔ２との温度差Ｔｃ（＝Ｔ２−Ｔ１）が制御部４（図１参照）により演算された後に（ステップ１０５）、後述する方法によりしきい値Ｔｓが決定される（ステップ１０６）。そして、温度差Ｔｃとしきい値Ｔｓとの大小関係を判別する（ステップ１０７）。すなわち、温度差Ｔｃがしきい値Ｔｓよりも高い（Ｔｃ＞Ｔｓ）ときは、小サイズ用ランプ６２を点灯する（ステップ１０８）。また、温度差Ｔｃがしきい値Ｔｓと同じ（Ｔｃ＝Ｔｓ）とき、またはしきい値Ｔｓよりも低い（Ｔｃ＜Ｔｓ）ときは、大サイズ用ランプ６１が点灯する（ステップ１０９）。
なお、ステップ１０４において、温度Ｔ１が制御温度Ｔ０と同じ（Ｔ１＝Ｔ０）のとき、または高い（Ｔ１＞Ｔ０）のときには、加熱ロール２４ａを加熱する必要がないので、そのまま終了する。
【００２６】
上述したしきい値Ｔｓについて説明する。しきい値Ｔｓは、例えば加熱する用紙の幅（加熱ロール２４ａの軸方向の長さ）に基づいて予め定められた値を採用することができる。しきい値Ｔｓは予め実験により定められるが、その一例を示すと、図６に示すようになる。
すなわち、図６に示すように、用紙幅が２２１ｍｍを超えたものであれば、しきい値Ｔｓは＋３０℃であり、用紙幅が１８７ｍｍを超えて２２１ｍｍ以下であれば、しきい値Ｔｓは＋２０℃である。また、用紙幅が１５３ｍｍを超えて１８７ｍｍ以下であれば、しきい値Ｔｓは＋１５℃であり、用紙幅が１３３ｍｍを超えて１５３ｍｍ以下であれば、しきい値Ｔｓは＋１０℃である。また、用紙幅が１３３ｍｍ以下であれば、しきい値Ｔｓは０℃である。
したがって、例えば、定着装置２４に搬送されてきた用紙の用紙幅が２２１ｍｍを超えている場合に、温度差Ｔｃが３０℃（＝Ｔｓ）以下のときには、小サイズ用ランプ６２が点灯し、３０℃を超えたときには、大サイズ用ランプ６１が点灯する。その一方で、用紙幅が１３３ｍｍ以下のときは、小サイズ用ランプ６２が点灯することになる。
【００２７】
このようにして、制御部４（図１参照）は、加熱ロール２４ａの軸方向にわたる温度分布を均一にするように制御している。すなわち、加熱ロール２４ａの一端側Ａの温度Ｔ１と加熱ロール２４ａの他端側Ｂの温度Ｔ２との温度差Ｔｃ（Ｔｃ＝Ｔ２−Ｔ１）を所定のしきい値Ｔｓと比較した結果に基づいて、大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２の切換えが行われる。具体的には、制御部４（図１参照）は、温度差Ｔｃがしきい値Ｔｓ以下のときには、大サイズ用ランプ６１を点灯させる。また、温度差Ｔｃがしきい値Ｔｓを超えたときには、小サイズ用ランプ６２を点灯させる。このように温度差Ｔｃとしきい値Ｔｓとの比較結果に基づいて、大サイズ用ランプ６１と小サイズ用ランプ６２とを切り換えて、温度分布を均一に制御している。
【００２８】
上述したように加熱ロール２４ａの温度制御がなされることによる作用効果を図７を用いて説明する。
図７は、加熱ロール２４ａの温度分布を示すグラフであり、（ａ）はＡ３縦サイズの用紙が連続して搬送された場合、（ｂ）はＢ５縦サイズの用紙が連続して搬送された場合、（ｃ）はＢ４縦サイズの用紙が連続して搬送された場合を示している。図７の（ａ）〜（ｃ）は、縦軸が温度で、横軸が加熱ロール２４ａの軸方向の位置を示す。
図７の（ａ）に示すように、加熱する用紙が、例えばＡ３縦サイズで定着装置２４に搬送されてきた場合には、加熱する用紙の幅が大サイズ用ランプ６１と同じ長さになる。したがって、第１の領域７１および第２の領域７２の両方が通紙部となる。すなわち、大サイズ用ランプ６１による加熱により、用紙が通過する部分のすべてにわたって加熱される。そして、加熱される部分のすべてにわたって熱が用紙に一律に奪われるので、略均一な温度分布を実現することができる。
また、図７の（ｂ）に示すように、加熱する用紙が、例えばＢ５縦サイズで定着装置２４に搬送されてきた場合には、加熱する用紙の幅が小サイズ用ランプ６２と同じ長さになる。したがって、第１の領域７１だけが通紙部となり、第２の領域７２は非通紙部となる。すなわち、通紙部となる第１の領域７１では温度が低下し、非通紙部となる第２の領域７２では、逆に温度が上昇する。このような場合には、小サイズ用ランプ６２による加熱により、第１の領域７１の温度を上昇させるとともに、第２の領域７２の温度を低下させることができ、略均一な温度分布を実現可能である。
【００２９】
その一方で、図７の（ｃ）に示すように、加熱する用紙が、例えばＢ４縦サイズで定着装置２４に搬送されてきた場合には、加熱する用紙の幅は、大サイズ用ランプ６１や小サイズ用ランプ６２とは異なる長さとなる。すなわち、第１の領域７１と第２の領域７２の一部分７２ａとが通紙部（通紙領域）となり、第２の領域７２の他部分７２ｂが非通紙部（非通紙領域）となる。したがって、図７の（ａ）や（ｂ）とは異なり、略均一な温度分布の実現が困難になる。
【００３０】
図７の（ｃ）に示す状態についてさらに説明すると、小サイズ用ランプ６２による加熱の場合には、図７の（ｃ）に示すように、第１の領域７１では、熱が用紙に奪われても小サイズ用ランプ６２により温度低下を防ぐことができる。
一方、第２の領域７２の一部分７２ａでは、大サイズ用ランプ６１で十分に加熱しない限り、用紙に熱が奪われることにより温度低下を招いてしまう。このような事態に対して、小サイズ用ランプ６２から大サイズ用ランプ６１に切り換えることにより、第２の領域７２の一部分７２ａの温度低下を防ぐことで対応できるとも考えられる。
しかしながら、第２の領域７２の他部分７２ｂの温度上昇を招いてしまう。さらには、第２の領域７２の他部分７２ｂは、非通紙部であるので、用紙に熱が奪われることがない。したがって、第２の領域７２の他部分７２ｂの温度低下は、例えば加熱ロール２４ａの一部分７２ａへの熱伝導等の作用によるものと考えられる。このため、大サイズ用ランプ６１に切り換えることは好ましくない。
また、加熱ロール２４ａには加圧ロール２４ｂが当接しているため、用紙の連続的な定着により、加熱ロール２４ａにより加圧ロール２４ｂが加熱される。すなわち、加熱ロール２４ａのみならず加圧ロール２４ｂにも熱が蓄えられ、熱容量が大きくなる。そして、加圧ロール２４ｂから加熱ロール２４ａへの熱が伝導される場合も考えられる。
このようなことに起因して、第２の領域７２の他部分７２ｂでは、なかなか温度低下せず、第１の領域７１や第２の領域７２の一部分７２ａに比べて高温になる傾向がある。
【００３１】
第２の領域７２の他部分７２ｂが第１の領域７１や第２の領域７２の一部分７２ａに比べて高温になると、他部分７２ｂのニップ幅が大きくなる。例えば、第１の領域７１のニップ幅が５ｍｍで、第２の領域７２の他部分７２ｂのニップ幅が６ｍｍとなる場合には、ニップ幅で用紙の搬送力が変わるので、紙しわやオフセットの原因ともなり得る。また、高温により第２の領域７２の他部分７２ｂの周辺部品に対しては悪影響を与えてしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、加熱ロール２４ａに影響を与える加圧ロール２４ｂを監視し、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３を温度制御に加味することで、上述した状況を改善している。すなわち、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３が高いときには加熱ロール２４ａの制御温度Ｔ０を下げることで、第２の領域７２の他部分７２ｂの不必要な温度上昇を抑えることができる。
このような作用効果は、近年の加熱ロール２４ａのコア２４ｅ（図２参照）の薄肉化の傾向からは有益なものである。すなわち、加熱ロール２４ａ自体は、加熱をやめると表面温度は容易に下がるものであるが、加熱ロール２４ａと当接している加圧ロール２４ｂは、連続稼動によって次第に温度が上がっていく。したがって、加圧ロール２４ｂが加熱ロール２４ａの温度低下を妨げるようになる。この点で、本実施の形態では、加圧ロール２４ｂの温度を加味して加熱ロール２４ａの温度制御を行っているので、軸方向における加熱ロール２４ａの温度の均一化に寄与することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、上述したようにしきい値Ｔｓを用紙幅のみで値を決定しているが、しきい値Ｔｓは、用紙幅のほかに、用紙の枚数によっても定まるようにすると、より精度の高い温度制御が可能になる。また、加圧ロール２４ｂの温度Ｔ３が高いときには、第２の領域７２の他部分７２ｂの温度が下がり難い傾向があることから、しきい値Ｔｓを、例えば表１における一段階小さい値を採用することができる。
また、本実施の形態では、定着装置２４が加熱ロール２４ａと加圧ロール２４ｂを備えた場合について説明したが、ロール形式ではなく、ベルト形式による定着装置やロール形式とベルト形式の併用による定着装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】定着装置が有する一対のロールを示した説明図である。
【図３】加熱ロールの加熱手段を説明するための説明図である。
【図４】制御部による大サイズ用ランプと小サイズ用ランプの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】加圧ロールの温度に対する加熱ロールの制御温度との関係を示すグラフである。
【図６】定着装置に搬送されてきた用紙幅としきい値との関係を示す表である。
【図７】加熱ロールの温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
２４…定着装置、２４ａ…加熱ロール、２４ｂ…加圧ロール、６…加熱手段、６１…大サイズ用ランプ、６２…小サイズ用ランプ、６３…第１の温度検出部、６４…第２の温度検出部，６５…第３の温度検出部、７１…第１の領域、７２…第２の領域、７２ａ…一部分、７２ｂ…他部分、Ａ…一端側、Ｂ…他端側、Ｔ０…制御温度、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…温度、Ｔ４…基準温度、Ｔｃ…温度差、Ｔｓ…しきい値
【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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