(57)【要約】【課題】像加熱装置の使用量によらず記録材のシワ発生を抑制し、長寿命化と省電力化を両立することができる技術を提供する。【解決手段】記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを備えた加熱部材と、加熱部材に圧接してニップ部を形成し、かつ回転する加圧部材であって、長手方向における中央部から端部に向かって周長が長い加圧部材と、複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、を有し、記録材に形成された画像をヒータの熱によって加熱する像加熱装置において、ニップ部の一部が、記録材上の画像領域が通過する画像加熱領域となり、残りの部分が、記録材上の画像がない領域が通過する非画像加熱領域となる場合、制御部は、複数の発熱体のうち、非画像加熱領域に対応する発熱体を、像加熱装置の使用量に基づいて設定される制御目標温度を維持するように制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを備えた加熱部材と、
前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、かつ回転する加圧部材であって、前記長手方向における中央部から端部に向かって周長が長い加圧部材と、
前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を有し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱装置において、
前記ニップ部の一部が、記録材上の画像領域が通過する画像加熱領域となり、残りの部分が、記録材上の画像がない領域が通過する非画像加熱領域となる場合、前記制御部は、前記複数の発熱体のうち、前記非画像加熱領域に対応する発熱体を、像加熱装置の使用量に基づいて設定される制御目標温度を維持するように制御することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記非画像加熱領域の時の前記制御目標温度は、像加熱装置の使用量が増えるほど高い温度に設定されることを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記非画像加熱領域の時の前記制御目標温度は、前記画像加熱領域の時の制御目標温度よりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記非画像加熱領域が前記長手方向における前記加圧部材の端部に近いほど、前記制御部は、前記非画像加熱領域の時の前記制御目標温度を高い温度に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記制御部が前記複数の加熱領域の温度の制御に用いる情報を取得する取得部を備え、
前記取得部は、前記使用量を、像加熱装置が前記画像の加熱を行った記録材の積算枚数、または前記加圧部材の積算走行距離から取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記複数の加熱領域のそれぞれの熱履歴に関する情報を取得し、
前記非画像加熱領域の時の前記制御目標温度は、前記使用量に加えて、前記非画像加熱領域における前記熱履歴に関する情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項５に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記非画像加熱領域の時の前記制御目標温度は、前記非画像加熱領域における加熱の頻度が高いほど高い温度となるように設定されることを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記熱履歴に関する情報は、前記加熱領域における、制御目標温度、加熱制御された時間、前記発熱体で消費される電力量、の少なくとも一つに基づいて取得されることを特徴とする請求項６または７に記載の像加熱装置。
【請求項９】
前記加熱部材は、内面が前記ヒータに接触しつつ回転する筒状のフィルムを有し、記録材上の画像は前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項１〜９のいずれか１項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を利用したプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することにより、トナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置等の像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）に用いられる定着器や光沢付与装置の像加熱装置において、近年、省電力化の要請から、記録材上に形成された画像部を選択的に加熱する方式が提案されている（特許文献１）。この方法においてヒータは、記録材の搬送方向に直交する長手方向に対して複数の発熱体を設置し、記録材上の画像情報に応じて、各発熱体を選択的に発熱制御する。すなわち、記録材上に画像が無い非画像領域の制御温度を、記録材上に画像がある画像領域の制御温度よりも低く設定することで、像加熱装置の省電力化を図っている。
また、定着部材と共に定着ニップ部を形成する加圧回転体としての加圧ローラを、所謂、逆クラウン形状にする方式が提案されている（特許文献２）。上述の長手方向に対して加圧ローラの外径を、中央部から端部にむけて徐々に大きくする形状である。この方式によって、記録材をニップ部で搬送する際に、長手方向の中央部に比べて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、ニップ部における記録材の歪みや撓みの発生を抑制し、記録材のシワ発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０５９９９２号公報
【特許文献２】特開平４−２７４４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、像加熱装置の使用量が増えるにしたがい、上述の加圧ローラの逆クラウン量（端部の最大径と中央部の最小径との差）は徐々に減少し、記録材のシワ発生を抑制する効果が薄れるため、像加熱装置の寿命を決める一因となる。
【０００５】
本発明の目的は、像加熱装置の使用量によらず記録材のシワ発生を抑制し、長寿命化と省電力化を両立することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを備えた加熱部材と、
前記加熱部材に圧接してニップ部を形成し、かつ回転する加圧部材であって、前記長手方向における中央部から端部に向かって周長が長い加圧部材と、
前記複数の発熱体へ供給する電力を個々に制御する制御部と、
を有し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱によって加熱する像加熱装置において、
前記ニップ部の一部が、記録材上の画像領域が通過する画像加熱領域となり、残りの部分が、記録材上の画像がない領域が通過する非画像加熱領域となる場合、前記制御部は、前記複数の発熱体のうち、前記非画像加熱領域に対応する発熱体を、像加熱装置の使用量に基づいて設定される制御目標温度を維持するように制御することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が上記の像加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、像加熱装置の使用量によらず記録材のシワ発生を抑制し、省電力化と長寿命化を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図
【図２】実施例１の像加熱装置の断面図
【図３】実施例１のヒータ構成図
【図４】実施例１のヒータ制御回路図
【図５】実施例１の加熱領域の説明図
【図６】実施例１の加熱領域の分類に関する具体例の説明図
【図７】実施例１の加熱領域の分類と制御温度を決定するフローチャート
【図８】実施例１の制御温度の設定値の説明図
【図９】実施例１の積算通紙枚数による加圧ローラの外径推移の説明図
【図１０】実施例１の補正温度の設定値の説明図
【図１１】実施例１の応用例の加熱領域の分類に関する具体例の説明図
【図１２】実施例１の応用例の加熱領域の分類と制御温度を決定するフローチャート
【図１３】実施例１の応用例の制御温度の設定値の説明図
【図１４】実施例１の応用例の加熱領域の分類に関する具体例の説明図
【図１５】実施例１の応用例の制御温度の設定値の説明図
【図１６】実施例２の補正温度の設定値の説明図
【図１７】実施例２の応用例の加熱領域の分類に関する具体例の説明図
【図１８】実施例２の積算通紙枚数による熱履歴の推移の説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体構成
図１を参照して画像形成装置の全体構成について概要説明する。図１は、画像形成装置の概略正面断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここでは電子写真方式を利用して記録材Ｐ上に画像を形成するレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【００１１】
画像形成装置１００は、ビデオコントローラ１２０と制御部１１３を備える。ビデオコントローラ１２０は、記録材に形成される画像の情報を取得する取得部として、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理するものである。制御部１１３は、ビデオコントローラ１２０と接続されており、ビデオコントローラ１２０からの指示に応じて画像形成装置１００を構成する各部を制御するものである。ビデオコントローラ１２０が外部装置からプリント指示をうけると、以下の動作
で画像形成が実行される。
【００１２】
画像形成装置本体１００がプリント信号を受信すると、その画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光ドラム１９表面を走査する。これにより感光ドラム１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像ローラ１７からトナーが供給されることで、感光ドラム１９上の静電潜像は、トナー画像（トナー像）として現像される。一方、給紙カセット１１に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ対１３によってレジストローラ対１４に向けて搬送される。更に、記録材Ｐは、感光ドラム１９上のトナー画像が感光ドラム１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光ドラム１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは像加像装置、像加熱部としての定着装置２００で加熱され、トナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、搬送ローラ対２６、２７によって画像形成装置１００上部のトレイに排出される。ドラムクリーナ１８は感光ドラム１９に残存するトナーを清掃する。記録材Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録材規制板を有する給紙トレイ２８（手差しトレイ）は、定型サイズ以外のサイズの記録材Ｐにも対応するために設けられている。ピックアップローラ２９は、給紙トレイ２８から記録材Ｐを給紙する。画像形成装置本体１００は、定着装置２００等を駆動するモータ３０を有する。商用の交流電源４０１に接続されたヒータ駆動手段、通電制御部としての制御回路４００は、定着装置２００へ電力供給を行う。上述した、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像ローラ１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。また、本実施例では、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、現像ローラ１７を含む現像ユニット、ドラムクリーナ１８を含むクリーニングユニットが、プロセスカートリッジ１５として画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能に構成されている。
【００１３】
２．像加熱装置の構成
図２は、本実施例の像加熱装置としての定着装置２００の模式的断面図である。定着装置２００は、エンドレスベルトとしての定着フィルム２０２と、定着フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム２０２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０８と、金属ステー２０４と、を有する。本実施例における定着フィルム２０２、ヒータ３００、及び定着フィルム２０２内側に配置される各種構成が、本発明における加熱部材に相当し、加圧ローラ２０８が加圧部材に相当する。
【００１４】
定着フィルム２０２は、筒状に形成された複層耐熱フィルムであり、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属を基層としている。また、定着フィルム２０２の表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。更に、特にカラー画像を形成する装置では、画質向上のため、上記基層と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱ゴムを弾性層として形成してもよい。本実施例の定着フィルム２０２は、外径が２４ｍｍ、基層はポリイミドで形成し厚みは７０μｍ、弾性層はシリコーンゴムで形成し厚みは２００μｍ、離型層はＰＦＡで形成し厚みは１５μｍとした。
【００１５】
加圧ローラ２０８は、鉄やＳＵＳ、アルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層２１０を有する。また、加圧ローラ２０８の表面にはトナーの付着防止のため、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層２１１を形成してある。本実施例において、加圧ローラ２０８の外径は、最小径（最小周長）となる中央部において２５
ｍｍであり、両端部に向かうにしたがって徐々に拡径し、最大径（最大周長）となる端部において２５．１６ｍｍとなっている。すなわち、本実施例の加圧ローラ２０８は、いわゆる逆クラウン形状を有している。かかる形状により加圧ローラ２０８の中央部と両端部とで周速差が生じることで、定着ニップ部Ｎに挟持される記録材Ｐに、記録材Ｐの搬送方向と直交する長手方向の中央部から両端部に向かって適度な張力が与えられる。記録材Ｐに長手中央から端部方向へ引き延ばす力が付与されることで、記録材Ｐにシワが発生するのが抑制され、定着ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの搬送性を安定させることができる。芯金２０９は、ＳＵＳで形成し、その外径は１７ｍｍで一定である。芯金２０９の外周に形成される弾性層２１０は、シリコーンゴムで形成し、厚みは中央部において４ｍｍであり、両端部に向かうにしたがって徐々に厚みが増し、両端部において４．０８ｍｍとなっている。すなわち、弾性層２１０の層厚が軸方向に変化することで、加圧ローラ２０８は逆クラウン形状に構成されている。弾性層２１０の表面に形成される離型層２１１は、ＰＦＡで形成し、厚みは２０μｍとした。
【００１６】
ここで、加圧ローラ２０８の逆クラウン形状の程度は、逆クラウン量として次のように定義される。
（逆クラウン量）＝（加圧ローラ２０８の両端部の外径）―（加圧ローラ２０８の中央部の外径）
加圧ローラ２０８は、ヒータ３００の熱により膨張変形を生じ、特に長手方向の両端部においては、昇温のし易さから、加熱が進むほど逆クラウン量が増大する傾向がある。一方で、端部昇温の弊害を抑制する観点あるいは省エネの観点から、定着ニップ部Ｎの端部における制御温度を低く抑える制御が採用される場合がある。かかる制御の結果、加圧ローラ２０８の端部における加熱が抑制され、記録材の搬送性を担保する上で必要となる逆クラウン量を確保できなくなる場合がある。
【００１７】
ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２０１に保持されており、定着ニップ部Ｎ内に設けられた加熱領域Ａ１〜Ａ７（詳細は後述する）を加熱することで、定着フィルム２０２を加熱する。ヒータ保持部材２０１は定着フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。ヒータ３００には、定着ニップ部Ｎの反対側に電極Ｅが設けられており、電気接点Ｃより電極Ｅに給電を行っている。金属ステー２０４は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８向けて付勢する。これにより、加圧ローラ２０８が加熱部材の一部としての定着フィルム２０２に圧接して定着ニップ部が形成される。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１２が、ヒータ３００に直接、もしくはヒータ保持部材２０１を介して間接的に当接している。
【００１８】
加圧ローラ２０８は、モータ３０から動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、定着フィルム２０２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２０２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。また、定着フィルム２０２の摺動性を確保し安定した従動回転状態を得るために、ヒータ３００と定着フィルム２０２の間には、耐熱性の高い摺動グリース（不図示）を介在させている。
【００１９】
３．ヒータの構成
図３を用いて、本実施例におけるヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の断面図、図３（Ｂ）はヒータ３００の各層の平面図、図３（Ｃ）はヒータ３００への電気接点Ｃの接続方法を説明する図である。図３（Ｂ）には、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘを示してある。本実施例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐはその搬送方向に直交する方向における中心線が搬送基準位置Ｘを沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ
３００の断面図となっている。
【００２０】
ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、基板３０５上に設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１と、摺動面層１を覆う摺動面層２と、より構成される。
【００２１】
裏面層１は、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）を有する。導電体３０１は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂに分離されており、導電体３０１ｂは、導電体３０１ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。また、裏面層１は、導電体３０１ａ、３０１ｂに平行して設けられた導電体３０３（３０３−１〜３０３−７）を有する。導電体３０３は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂの間にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。
【００２２】
更に、裏面層１は、通電により発熱する発熱抵抗体である、発熱体３０２ａ（３０２ａ−１〜３０２ａ−７）と発熱体３０２ｂ（３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）を有する。発熱体３０２ａは、導電体３０１ａと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ａと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。発熱体３０２ｂは、導電体３０１ｂと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ｂと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。
【００２３】
導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとから構成される発熱部位は、ヒータ３００の長手方向に対し７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）に分割されている。すなわち、発熱体３０２ａは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つの領域に分割されている。また、発熱体３０２ｂは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。更に、導電体３０３は、発熱体３０２ａ、３０２ｂの分割位置に合わせて、導電体３０３−１〜３０３−７の７つの領域に分割されている。７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）は、各ブロックにおける発熱抵抗体への電力が個別に制御されることで、それぞれの発熱量が個別に制御される。
【００２４】
本実施例の発熱範囲は、発熱ブロックＨＢ１の図中左端から発熱ブロックＨＢ７の図中右端までの範囲であり、その全長は２２０ｍｍである。また、各発熱ブロックの長手方向長さは、すべて同じ約３１ｍｍとしているが、長さを異ならせても構わない。
【００２５】
また、裏面層１は、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体３０３−１〜３０３−７の領域内に設けられており、導電体３０３−１〜３０３−７を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７それぞれに電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ３００の長手方向端部に導電体３０１に接続するよう設けられており、導電体３０１を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。本実施例ではヒータ３００の長手方向両端に電極Ｅ８−１、Ｅ８−２を設けているが、例えば、電極Ｅ８−１のみを片側に設ける構成でも構わない。また、導電体３０１ａ、３０１ｂに対し共通の電極で電力供給を行っているが、導電体３０１ａと導電体３０１ｂそれぞれに個別の電極を設け、それぞれ電力供給を行っても構わない。
【００２６】
裏面層２は、絶縁性を有する表面保護層３０７より構成（本実施例ではガラス）されており、導電体３０１、導電体３０３、発熱体３０２ａ、３０２ｂを覆っている。また、表面保護層３０７は、電極Ｅの箇所を除いて形成されており、電極Ｅに対して、ヒータの裏面層２側から電気接点Ｃを接続可能な構成となっている。
【００２７】
摺動面層１は、基板３０５において裏面層１が設けられる面とは反対側の面に設けられており、各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の温度を検知する検知手段としてサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、およびＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）を有している。サーミスタＴＨは、ＰＴＣ特性、若しくはＮＴＣ特性（本実施例ではＮＴＣ特性）を有した材料から成り、その抵抗値を検出することにより、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。
【００２８】
また、摺動面層１は、サーミスタＴＨに通電しその抵抗値を検出するため、導電体ＥＴ（ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、およびＥＴ２−５〜ＥＴ２−７）と導電体ＥＧ（ＥＧ１、ＥＧ２）とを有している。導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４は、それぞれサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続されている。導電体ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７は、それぞれサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続されている。導電体ＥＧ１は、４つのサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＧ２は、３つのサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＴおよび導電体ＥＧは、それぞれヒータ３００の長手に沿って長手端部まで形成され、ヒータ長手端部において不図示の電気接点を介して制御回路４００と接続されている。
【００２９】
摺動面層２は、摺動性と絶縁性を有する表面保護層３０８より構成（本実施例ではガラス）されており、サーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うとともに、定着フィルム２０２内面との摺動性を確保している。また、表面保護層３０８は、導電体ＥＴおよび導電体ＥＧに対して電気接点を設けるために、ヒータ３００の長手両端部を除いて形成されている。
【００３０】
続いて、各電極Ｅへの電気接点Ｃの接続方法を説明する。図３（Ｃ）は、各電極Ｅへ電気接点Ｃを接続した様子をヒータ保持部材２０１側から見た平面図である。ヒータ保持部材２０１には、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対応する位置に貫通孔が設けられている。各貫通孔位置において、電気接点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ７、およびＣ８−１、Ｃ８−２）が、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対して、バネによる付勢や溶接などの手法によって電気的に接続されている。電気接点Ｃは、金属ステー２０４とヒータ保持部材２０１の間に設けられた不図示の導電材料を介して、後述するヒータ３００の制御回路４００と接続されている。
【００３１】
４．ヒータ制御回路の構成
図４は、実施例１のヒータ３００の制御回路４００の回路図を示す。４０１は、画像形成装置１００に接続される商用の交流電源である。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１１〜トライアック４１７の通電／遮断により行われる。トライアック４１１〜４１７は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ７信号に従って動作する。トライアック４１１〜４１７の駆動回路は省略して示してある。ヒータ３００の制御回路４００は、７つのトライアック４１１〜４１７によって、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を個々に独立制御可能な回路構成となっている。ゼロクロス検知部４２１は、交流電源４０１のゼロクロスを検知する回路であり、ＣＰＵ４２０にＺＥＲＯＸ信号を出力している。ＺＥＲＯＸ信号は、トライアック４１１〜４１７の位相制御や波数制御のタイミングの検出等に用いている。
【００３２】
ヒータ３００の温度検知方法について説明する。ヒータ３００の温度検知は、サーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、ＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）によって行われる。サーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４と抵抗４５１〜４５４との分圧がＴｈ１−１〜Ｔｈ１−４信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈ１−１〜Ｔｈ１−４信号を温度に変換している。同様に、サーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７と抵抗４６５〜４６７との分圧が、Ｔｈ２−５〜Ｔｈ２−７信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈ２−５〜Ｔｈ２−７信号を温度に変換している。
【００３３】
ＣＰＵ４２０の内部処理では、後述する各発熱ブロックの制御温度（制御目標温度）ＴＧＴｉと、サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御（比例積分制御）により、供給するべき電力を算出している。更に、供給する電力を、電力に対応した位相角（位相制御）や、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４１１〜４１７を制御している。ＣＰＵ４２０は、本発明における制御部、取得部として、ヒータ３００の温調制御にかかわる各種演算や通電制御等を実行する。
【００３４】
リレー４３０、リレー４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。リレー４３０、リレー４４０の回路動作を説明する。ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４３３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに通電され、リレー４３０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４３０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。同様に、ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４４３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに通電され、リレー４４０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４４０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。なお、抵抗４３４、抵抗４４４は電流制限抵抗である。
【００３５】
リレー４３０、リレー４４０を用いた安全回路の動作について説明する。サーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部４３２を動作させ、ラッチ部４３２はＲＬＯＦＦ１信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ１信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４３０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。尚、ラッチ部４３２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ１信号をオープン状態の出力にしている。同様に、サーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させ、ラッチ部４４２はＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ２信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４４０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。同様に、ラッチ部４４２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ２信号をオープン状態の出力にしている。
【００３６】
５．加熱領域の設定
図５は、本実施例における加熱領域Ａ１〜Ａ７を示す図であり、ＬＥＴＴＥＲサイズ紙の紙幅と対比して表示している。加熱領域Ａ１〜Ａ７は、定着ニップ部Ｎ内の、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応した位置に設けられており、発熱ブロックＨＢｉ（ｉ＝１〜７）の発熱により、加熱領域Ａｉ（ｉ＝１〜７）がそれぞれ加熱される。加熱領域Ａ１〜Ａ７の全長は２２０ｍｍであり、各領域はこれを均等に７分割したものである（Ｌ＝３１．４ｍｍ）。
【００３７】
図６を参照して、加熱領域Ａｉの分類について具体例を挙げて説明する。記録材ＰはＬＥＴＴＥＲサイズ（以下、ＬＴＲサイズ）であり、加熱領域Ａ１から加熱領域Ａ７までの範囲を通過する。加熱領域Ａ１から加熱領域Ａ７に対して、図６（Ａ）に示す位置に記録材Ｐ、及び画像が存在する。ここで、記録材Ｐのヒータ長手方向における両端部をＰＥとする。図６（Ｂ）に加熱領域Ａｉの分類を示す。画像データ（画像情報）から、加熱領域Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６は、画像範囲（記録材上の画像が存在する範囲）が通過するため画像加熱領域ＡＩに分類される。一方、加熱領域Ａ１、Ａ７は、画像範囲が通過し
ない、すなわち、記録材上において画像が形成されない非画像部のみが通過する部分のため非画像加熱領域ＡＰに分類される。
【００３８】
６．ヒータ制御方法の概要
続いて、本実施例のヒータ制御方法、すなわち発熱ブロックＨＢｉ（ｉ＝１〜７）の発熱量制御方法を説明する。発熱ブロックＨＢｉの発熱量は、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力によって決まる。発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を大きくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が大きくなり、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を小さくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が小さくなる。発熱ブロックＨＢｉへの供給電力は、発熱ブロック毎に設定される制御温度ＴＧＴｉ（ｉ＝１〜７）と、サーミスタの検知温度に基づき算出される。本実施例では、各サーミスタの検知温度が各発熱ブロックの制御温度ＴＧＴｉと等しくなるよう、ＰＩ制御（比例積分制御）によって供給電力が算出される。
【００３９】
図７は、本実施例の加熱領域の分類と制御温度を決定するフローチャートである。図７に示すように、各加熱領域Ａｉ（ｉ＝１〜７）は、画像加熱領域ＡＩと非画像加熱領域ＡＰとに分類される。加熱領域Ａｉの分類は、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる画像データ（画像情報）と記録材情報（記録材サイズ）とに基づいて行われる。
【００４０】
加熱領域Ａｉは画像データ（画像情報）から画像範囲か否か判断される（図７：Ｓ１００２）。画像範囲の場合は加熱領域Ａｉを画像加熱領域ＡＩと分類し（図７：Ｓ１００３）、画像範囲でない場合は加熱領域Ａｉを非画像加熱領域ＡＰと分類する（図７：Ｓ１００４）。画像加熱領域ＡＩと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＴＡＩと設定する（図７：Ｓ１００５）。ここで、ＴＡＩは画像加熱領域の基準温度（以下、画像部基準温度ＴＡＩ）であり、未定着画像を記録材Ｐに定着させるために適切な温度として設定する。画像部基準温度ＴＡＩは、記録材Ｐの坪量や表面性等の記録材Ｐの種類や、画像の濃度や画素の密度など画像情報、定着装置２００の蓄熱量に応じて可変とすることが望ましい。本実施例において、記録材Ｐが普通紙の場合、画像部基準温度ＴＡＩは２００℃とする。
【００４１】
次に、加熱領域Ａｉが非画像加熱領域ＡＰと分類された場合について説明する。加熱領域Ａｉが非画像加熱領域ＡＰと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＴＡＰ＋ＨＡｉと設定する（図７：Ｓ１００６）。ここで、ＴＡＰは非画像加熱領域の基準温度（以下、非画像部基準温度ＴＡＰ）、ＨＡｉは補正温度である。非画像部基準温度ＴＡＰは画像部基準温度ＴＡＩよりも低い温度として設定することで、非画像加熱領域ＡＰにおける発熱ブロックＨＢｉの発熱量を画像加熱領域ＡＩより下げ、定着装置２００の省電力化を図っている。非画像部基準温度ＴＡＰは、記録材Ｐの坪量や表面性等の記録材Ｐの種類や、定着装置２００の蓄熱量に応じて可変とすることが望ましい。非画像部基準温度ＴＡＰ、補正温度ＨＡｉについては、次項で詳細に説明する。
【００４２】
７．ヒータ制御方法の詳細
本項では、前項で述べた非画像部基準温度ＴＡＰ、補正温度ＨＡｉについて、具体例を用いて説明する。
【００４３】
まず、非画像部基準温度ＴＡＰについて説明する。図６（Ａ）に示す記録材Ｐ（ＬＴＲサイズ：紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量７５ｇ／ｍ２）を通紙した場合、画像情報から図６（Ｂ）に示すように、加熱領域Ａ２〜Ａ６を画像加熱領域ＡＩと判定し、加熱領域Ａ１、Ａ７は非画像加熱領域ＡＰと判定する。
【００４４】
各加熱領域の制御温度を図８（Ａ）に、加圧ローラ２０８外径を図８（Ｂ）に示す。ま
た、図８において、加熱領域Ａ１、Ａ７の制御温度ＴＧＴ１、ＴＧＴ７を１３０℃（図中実線）、１００℃（図中長破線）、７０℃（図中短破線）に設定した場合の違いを示している。加熱領域Ａ２〜Ａ６は、画像加熱領域ＡＩであるため、前項より制御温度ＴＧＴｉは２００℃とする。加熱領域Ａ１、Ａ７は、非画像加熱領域ＡＰであり、その制御温度ＴＧＴｉが低いほど、定着装置２００の消費電力は小さくなる。しかし、加圧ローラ２０８端部の外径は小さくなり、それに伴い加圧ローラ２０８の逆クラウン量も小さくなるため、記録材Ｐのシワを抑制する効果が低下してしまう。
一方、加熱領域Ａ１、Ａ７の制御温度ＴＧＴｉが高いほど、加圧ローラ２０８端部の外径は大きくなり、それに伴い加圧ローラ２０８の逆クラウン量も大きくなるため、記録材Ｐのシワ抑制効果は高くなる。しかし、定着装置２００の消費電力は増加してしまう。
【００４５】
本実施例の構成では、実験により加圧ローラ２０８の逆クラウン量が１１０μｍ（図８：１点鎖線）未満になると記録材Ｐのシワが発生することが分かっている。すなわち、記録材Ｐのシワの発生を防ぐために最低限確保しなければならない逆クラウン量が、本実施例では１１０μｍとなる。図８（Ｂ）に示すように、非画像部の制御温度が７０℃の場合、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１００μｍとなり、記録材Ｐのシワが発生する。非画像部の制御温度が１００℃の場合、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１３０μｍとなり、記録材Ｐのシワは発生しない。非画像部の制御温度が１３０℃の場合も、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１６０μｍとなり、記録材のシワは発生しない。しかし、非画像部の制御温度が１００℃の場合と比べて、定着装置２００の消費電力は増加する。
【００４６】
よって、記録材のシワ抑制と定着装置２００の省電力化を考慮し、本実施例では、記録材Ｐのシワ発生防止に最低限必要な逆クラウン量を維持可能な温度としての非画像部基準温度ＴＡＰは１００℃とする。非画像部基準温度ＴＡＰを画像部基準温度ＴＡＩと比べて１００℃低い温度に設定することで、定着装置２００の省電力化を図りつつ、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１１０μｍ以上となるため、記録材Ｐのシワ発生を抑制できる。
【００４７】
次に、定着装置２００の使用量を反映した補正量としての補正温度ＨＡｉについて説明する。定着装置２００は、積算通紙枚数（画像の加熱を行った記録材の積算枚数）が増えるにしたがって、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は徐々に減少し、それに伴い記録材Ｐのシワ発生を抑制する効果が弱くなる。そのため、積算通紙枚数の増加による加圧ローラ２０８の逆クラウン量の変化を予測して、記録材Ｐのシワが発生しない範囲まで、非画像加熱領域の制御温度を上げることが必要である。そのため、加熱領域Ａｉが非画像加熱領域ＡＰと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＴＡＰ＋ＨＡｉと設定し（図７：Ｓ１００６）、補正温度ＨＡｉを積算通紙枚数に応じて設定する。こうすることで、積算通紙枚数によらず記録材Ｐのシワ発生を抑制することができる。図９（Ａ）に非画像加熱領域の制御温度を１００℃とした場合の、記録材Ｐの積算通紙枚数と加圧ローラ２０８外径の変化を示す。図９（Ａ）において、積算通紙枚数を０Ｋ枚（図中実線）、１００Ｋ枚通紙後（図中長破線）、１５０Ｋ枚通紙後（図中短破線）に設定した場合の違いを示している。積算通紙枚数が０Ｋ枚では加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１３０μｍであり、記録材Ｐのシワは発生しない。しかし、積算通紙枚数が増えるにつれて加圧ローラ２０８の逆クラウン量も徐々に減少する。１００Ｋ枚通紙後では逆クラウン量は１１５μｍであり、記録時材Ｐのシワは発生しない。１５０Ｋ枚通紙後では逆クラウン量は１０７μｍとなり、逆クラウン量が１１０μｍ（図９：１点鎖線）未満となるため記録材Ｐのシワが発生する。よって、積算通紙枚数の増加による加圧ローラ２０８の外径変化、すなわち逆クラウン量の変化に応じて、補正温度ＨＡｉを設定する。
【００４８】
本実施例にける積算通紙枚数と補正温度ＨＡｉの関係を図１０（Ａ）に示す。図１０（Ａ）に示すように、補正温度ＨＡｉを積算通紙枚数が０Ｋ枚では０℃、１５０Ｋ枚通紙後では１５℃と設定する。それにより、非画像加熱領域の制御温度（ＴＧＴ１、ＴＧＴ７）
は、積算通紙枚数が０Ｋ枚では１００℃、１５０Ｋ枚通紙後では１１５℃となる。図９（Ｂ）に積算通紙枚数が１５０Ｋ枚における、非画像加熱領域の制御温度（ＴＧＴ１、ＴＧＴ７）が１００℃と１１５℃の加圧ローラ２０８外径を示す。図９（Ｂ）に示すように、積算通紙枚数が１５０Ｋ枚にて非画像加熱領域の制御温度（ＴＧＴ１、ＴＧＴ７）を補正温度ＨＡｉの加算により上げたことで、加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１２０μｍとなる。したがって、逆クラウン量が１１０μｍ以上となるため、記録材Ｐのシワ発生を抑制できる。また、積算通紙枚数が１５０Ｋ枚においても、画像加熱領域の制御温度（ＴＧＴ２〜ＴＧＴ６）と比べて、非画像加熱領域の制御温度（ＴＧＴ１、ＴＧＴ７）は８５℃低い温度に設定される。本実施例の定着装置２００の設計寿命は１００Ｋ枚である。本実施例の定着装置２００は、積算通紙枚数が設計寿命の１００Ｋ枚よりも５０Ｋ枚増えた場合でも、記録材Ｐのシワ発生を抑制できるため、定着装置２００の寿命を５０Ｋ枚延ばすことができる。よって、本実施例の構成を用いることで、定着装置２００の省電力化と長寿命化を両立させることができる。
【００４９】
本実施例において、上述の通り、非画像加熱領域の制御温度を適切な範囲に設定するためには、加圧ローラ２０８の逆クラウン量を予測する必要がある。加圧ローラ２０８の逆クラウン量の予測は、通紙枚数以外の方法で予測してもよい。例えば、図１０（Ｂ）に示すように、定着装置２００の積算走行距離から加圧ローラ２０８の逆クラウン量を予測し、補正温度ＨＡｉを設定することが可能である。また、使用環境の情報（雰囲気温度、雰囲気湿度）、記録材Ｐの情報（坪量、表面性）より、補正温度ＨＡｉを補正してもよい。
【００５０】
図１１を参照して、本実施例の応用例を説明する。本応用例は、図１１（Ａ）に示す記録材Ｐ（ＬＴＲサイズ：紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量７５ｇ／ｍ２）を通紙した場合の制御例である。本応用例では、画像情報から図１１（Ｂ）に示すように、加熱領域Ａ４を画像加熱領域ＡＩと判定し、加熱領域Ａ４以外の加熱領域は非画像加熱領域ＡＰと判定する。
【００５１】
図１２に、本応用例における加熱領域の分類と制御温度を決定するシーケンスを示す。図１２に示すように、非画像加熱領域ＡＰが加熱領域Ａ２、または加熱領域Ａ６の場合、制御温度はＴＧＴｉ＝ＴＡＰ＋（２／３×ＨＡｉ）（図１２：Ｓ１０２９）とする。また、非画像加熱領域ＡＰが加熱領域Ａ３〜Ａ５の場合、制御温度はＴＧＴｉ＝ＴＡＰ＋（１／３×ＨＡｉ）（図１２：Ｓ１０３０）とする。すなわち、長手方向中央部から端部に向かって、補正温度ＨＡｉが大きくなるように設定する。
【００５２】
図１３に、本応用例の制御温度の例として、積算通紙枚数が１５０Ｋ枚における定着装置２００にて、図１１に示す記録材Ｐをプリントした場合の各加熱領域の制御温度を示す。図１２に示すシーケンスに従い、加熱領域Ａ１、Ａ７（に対応する発熱ブロックＨＢ１、ＨＢ７）の制御温度ＴＧＴ１、ＴＧＴ７は１１５℃、加熱領域Ａ２，Ａ６（に対応する発熱ブロックＨＢ２、ＨＢ６）の制御温度ＴＧＴ２、ＴＧＴ６は１１０℃、加熱領域Ａ３，Ａ５（に対応する発熱ブロックＨＢ３、ＨＢ５）の制御温度ＴＧＴ３、ＴＧＴ５は１０５℃となる。すなわち、長手方向中央部から端部に向かって、非画像加熱領域の制御温度が段階的に上がるように設定される。そうすることで、記録材Ｐのシワ発生を抑制しつつ、長手方向中央部の非画像加熱領域（Ａ２，Ａ３，Ａ５、Ａ６）の制御温度を低くすることができ、定着装置２００の消費電力を低減することができる。応用例に示すように、実施例１の構成を用いることで、記録材のサイズや画像情報に応じて、非画像加熱領域ＡＰの制御温度に対する補正温度を細かく設定をすることができるため、定着装置２００の省電力化と高寿命化の両立を図ることができる。
【００５３】
なお、本応用例の制御は紙間や非画像領域の温調制御にも用いてもよい。例えば、図１４に示す記録材Ｐを通紙した場合、線Ａは記録材Ｐ中の画像領域、線Ｂは記録材Ｐ中の非
画像領域、線Ｃは紙間領域の位置を示し、線Ａ〜Ｃの位置における各加熱領域の制御温度を図１５に示す。線Ａの位置では長手中央部の画像領域を定着させるために、長手中央部の制御温度を高くする必要があるため、各加熱領域の制御温度を自由に設定することができない。一方、線Ｂ、線Ｃの位置では画像領域が無く、定着性を考慮する必要が無いため、各加熱領域の制御温度を自由に設定することができる。図１５に示すように、線Ｂ、線Ｃの位置にて、画像領域が無いため各加熱領域の制御温度を低く設定し、長手方向の中央部に比べて端部に向かって制御温度を徐々に高く設定する。それにより、制御温度を低くすることで消費電力を低減しつつ、加圧ローラ２０８の外径形状を逆クラウン形状とすることができ、記録材Ｐのシワ発生を抑制することができる。よって、非画像領域、紙間領域にて上述の通り、非画像加熱領域ＡＰの制御温度に対する補正温度を細かく設定をすることで、定着装置２００の省電力化と長寿命化の両立を図ることができる。
【００５４】
なお、加圧ローラ２０８は逆クラウン形状であり、長手中央部と比べて長手両端部の外径が大きいため、加圧力により加圧ローラ２０８にかかるストレスは、長手中央部と比べて長手両端部の方が大きい。それにより、加圧ローラ２０８の長手両端部は、長手中央部と比べて外径変化しやすく、逆クラウン量の減少量が大きい。そのため、加圧ローラ２０８の長手両端部である加熱領域Ａ１、Ａ７の補正温度ＨＡｉは、他の加熱領域の補正温度と比べて高い温度に設定しても良い。加熱領域Ａ１、Ａ７が非画像加熱領域である場合、例えば、制御温度をＴＧＴ１ｏｒ  ７＝ＴＡＰ＋ＨＡｉ×１．２と設定する。それにより、加熱領域Ａ１、Ａ７の補正温度を大きくすることができ、加圧ローラ２０８の逆クラウン量を所望の範囲に設定することが可能である。
【００５５】
８．発明の効果
下記に示す具体例をあげて、本発明の効果について説明する。比較例を用いて、本実施例の構成と比較する実験を行い、本実施例の効果を確認した。比較実験について説明する。
定着装置２００にて、記録材Ｐ（ＬＴＲサイズ：紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量７５ｇ／ｍ２）を１５０Ｋ枚プリントし、定着装置２００の積算通紙枚数を１５０Ｋ枚とする。次に、図６に示す記録材Ｐ（ＬＴＲサイズ：紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量７５ｇ／ｍ２）を１０枚プリントした場合の記録材Ｐのシワ発生頻度を、実施例１の構成と比較例の構成で比較する。
【００５６】
ここで、実施例１の構成では、図７に示すフローに従い、加熱領域Ａ１、Ａ７は、非画像加熱領域ＡＰに判定され（図７：Ｓ１００４）、制御温度ＴＧＴｉはＴＧＴｉ＝ＴＡＰ＋ＨＡｉと設定する（図７：Ｓ１００６）。加熱領域Ａ２〜Ａ６は画像加熱領域ＡＩと判定され（図７：Ｓ１００３）、制御温度ＴＧＴｉはＴＧＴｉ＝ＴＡＩと設定する（図７：Ｓ１００５）。
一方、比較例１の構成では、補正温度ＨＡｉを加算せず、非画像加熱領域であるＡ１、Ａ７の制御温度は、ＴＧＴｉ＝ＴＡＰと設定する。加熱領域は画像加熱領域Ａ２〜Ａ６の制御温度は実施例１の構成と同じく、ＴＧＴｉ＝ＴＡＩと設定する。比較例２の構成では、加熱領域Ａ１〜Ａ７の画像有無を判断せず、制御温度をＴＧＴｉ＝ＴＡＩと設定する。
【００５７】
上述の比較実験の結果を表１に示す。表１より、比較例１の構成では１０枚中５枚にて記録材Ｐに軽微にシワが発生した。一方、実施例１の構成では記録材Ｐにシワは発生しなかった。実施例１の構成は、加熱領域Ａ１、Ａ７の制御温度に補正温度ＨＡｉが加算される。そのことにより、加熱領域Ａ１、Ａ７の制御温度が上がり、記録材Ｐに中央領域から端部ＰＥ方向へ引き延ばす力が作用したため、記録材Ｐのシワ発生を抑制することができた。実施例１の定着装置２００は、積算通紙枚数が設計寿命の１００Ｋ枚よりも５０Ｋ枚増えた場合でも、記録材Ｐのシワ発生を抑制できるため、定着装置２００の寿命を５０Ｋ枚延ばすことができた。また、比較例２の構成では、記録材Ｐにシワは発生しなかったが
、プリント中の平均電力は７７０Ｗであり、実施例１と比較して７０Ｗ電力が多くなった。これは、加熱領域Ａ１、Ａ７の制御温度が比較例２と比べて実施例１の方が低く、プリント中の消費電力が実施例１の方が低いためである。以上の比較実験により、本実施例の構成は、記録材Ｐのシワ発生を抑制し、長寿命化と省電力化を両立する効果があることを確認できた。
【００５８】
（表１）
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【００５９】
［実施例２］
本発明の実施例２について説明する。実施例２は加熱領域Ａｉの熱履歴の情報を用いることで、加圧ローラ２０８の逆クラウン量の予測精度を高め、記録材Ｐのシワ発生をより抑制する構成である。実施例２の画像形成装置１００及び定着装置２００の基本的な構成は実施例１と同じである。従って、実施例２において、特に説明しない事項は実施例１と同様である。
【００６０】
実施例１では像加熱装置の積算通紙枚数、または積算走行距離に応じて補正温度ＨＡｉを設定していた。しかし、実施例１の構成では、加圧ローラ２０８の逆クラウン量の予測値にズレが生じる場合があった。例えば、加熱領域Ａｉの制御温度ＴＧＴｉが高い温度になるほど、加圧ローラ２０８の熱劣化はより進行するため、逆クラウン量の減少量が大きくなる。
【００６１】
そこで、実施例２では、加熱領域Ａｉの熱履歴カウント値ＨＣｉに応じて、補正温度ＨＡｉを設定する。ここで、熱履歴カウント値ＨＣｉは、加熱領域Ａｉの熱履歴を表す数値である。熱履歴カウント値ＨＣｉは、制御温度、加熱時間、通電比率、電力量等の情報から加熱領域Ａｉの熱履歴をカウントして算出する値である。本実施例では、下式により熱履歴カウント値ＨＣｉを算出する。
ＨＣｉ＝ＴＧＴｉ×ｔｈｅａｔ  （式１）
【００６２】
ここで、ｔｈｅａｔは制御温度ＴＧＴｉで加熱制御している時間を示す。式１より、本実施例では、加熱領域Ａｉの制御温度と基準温度の温度差に、加熱制御している時間を乗算して熱履歴カウント値ＨＣｉを算出する。加熱領域Ａｉにて制御温度が高いほど、また加熱制御する時間が長い程、熱履歴カウント値ＨＣｉは大きな値となるように設定する。
【００６３】
上述の熱履歴カウント値ＨＣｉに応じて、補正温度ＨＡｉを設定する。本実施例における熱履歴カウント値ＨＣｉと補正温度ＨＡｉの関係を図１６に示す。熱履歴カウント値ＨＣｉが大きいほど、加圧ローラ２０８の熱劣化が進行するため、加圧ローラ２０８の逆クラウン量も減少する。よって、熱履歴カウント値ＨＣｉは加圧ローラ２０８の逆クラウン量の減少量と相関があり、熱履歴カウント値ＨＣｉが大きいほど、補正温度ＨＡｉも高い温度に設定する。
【００６４】
本実施例の応用例として、図１７（Ａ）に示す記録材Ｐ（ＬＴＲサイズ：紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量７５ｇ／ｍ２）を１５０Ｋ枚通紙した場合を例に説明する。画像情報から図１７（Ｂ）に示すように、加熱領域Ａ１〜Ａ６を画像加熱領域ＡＩと判定し
、加熱領域Ａ７は非画像加熱領域ＡＰと判定する。記録材Ｐの右端部に画像が無いのは、実使用状況では左詰め画像がプリントされる機会が多く、実使用状況に近い条件で検証するためである。
【００６５】
図１８（Ａ）に記録材Ｐの積算通紙枚数に対する加熱領域Ａｉの熱履歴カウント値ＨＣｉの推移を示し、図１８（Ｂ）に１５０Ｋ枚通紙後の加圧ローラ２０８の外径形状を示す。図１８（Ａ）において、実線は画像加熱領域であるＡ１の熱履歴カウント値ＨＣｉの推移を示し、点線は非画像加熱領域であるＡ７の熱履歴カウント値ＨＣｉの推移を示す。積算通紙枚数が１５０Ｋ枚における、加熱領域Ａ１の熱履歴カウント値ＨＣ１は１．５×１０７℃・ｓであり、逆クラウン量は１０７μｍである。加熱領域Ａ７の熱履歴カウント値ＨＣ７は７．５×１０６℃・ｓであり、逆クラウン量は１１９μｍである。積算通紙枚数が１５０Ｋ枚における熱履歴カウント値ＨＣｉは、加熱領域Ａ７と比べ加熱領域Ａ１の方が大きく、逆クラウン量は加熱領域Ａ７と比べ加熱領域Ａ１の方が小さい。この理由を以下に説明する。
【００６６】
加熱領域Ａ１の制御温度は画像部基準温度ＴＡＩであり、本実施例では２００℃である。加熱領域Ａ７の制御温度は非画像部基準温度ＴＡＰであり、本実施例では１００℃である。両基準温度を比較すると、画像部基準温度ＴＡＩの方が温度は高い。よって、プリント中の加熱量は加熱領域Ａ７と比べて加熱領域Ａ１の方が高くなるため、熱履歴カウント値ＨＣｉも加熱領域Ａ１の方が高い値となる。加熱領域Ａｉの制御温度が高いほど、加圧ローラ２０８の熱劣化も進行し、逆クラウン量の減少量も大きくなるため、加熱領域Ａ１の方が加熱領域Ａ７と比べて逆クラウン量が小さくなる。
【００６７】
上述の積算通紙枚数が１５０Ｋ枚の定着装置２００にて、図６に示す記録材Ｐをプリントした場合、加熱領域Ａ１及び加熱領域Ａ７は非画像加熱領域ＡＰと判定される。加熱領域Ａ１の熱履歴カウント値ＨＣ１は１．５×１０７℃・ｓであり、図１６から加熱領域Ａ１の補正温度ＨＡ１は１５℃となる。加熱領域Ａ７の熱履歴カウント値ＨＣ７は７．５×１０６℃・ｓであり、図１６から加熱領域Ａ７の補正温度ＨＡ７は７．５℃となる。図６に示す記録材Ｐをプリントした場合の加圧ローラ２０８の外径形状を図１８（Ｂ）に示し、上述の補正温度を加算しない場合（図中実線）と上述の補正温度を加算する場合（図中長破線）の違いを示している。図１８（Ｂ）より、上述の補正温度を加算しない場合、加熱領域Ａ１の加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１０７μｍ、加熱領域Ａ７の逆クラウン量は１１９μｍとなる。加熱領域Ａ１の逆クラウン量は１１０μｍ（図１８（Ｂ）：１点鎖線）未満のため記録材Ｐのシワが発生する。一方、上述の補正温度を加算する場合、加熱領域Ａ１の加圧ローラ２０８の逆クラウン量は１２０μｍ、加熱領域Ａ７の逆クラウン量は１２５μｍとなる。両端部とも逆クラウン量は１１０μｍ以上となるため記録材Ｐのシワ発生を抑制することができる。
【００６８】
なお、熱履歴カウント値ＨＣｉは、加熱領域Ａｉの加圧ローラ温度を予測して、その予測値に基づいて算出してもよい。例えば、記録材の坪量が大きい場合、記録材の熱容量が大きいため、プリント後の加圧ローラ温度は、記録材の坪量が小さい場合と比べて小さくなる。そのため、加熱領域Ａｉの制御温度や、加熱制御時間、制御温度記録材の坪量や、プリント速度等の情報より加熱領域Ａｉの加圧ローラ温度を予測し、その予測値に基づいて熱履歴カウント値ＨＣｉを設定しても良い。
【００６９】
本実施例の構成を用いることで、本応用例に示すような熱履歴の差により長手方向左右で加圧ローラ２０８の逆クラウン量が異なるケースにおいても、熱履歴カウント値ＨＣｉから加圧ローラ２０８の逆クラウン量を予測することが可能である。それにより、積算通紙枚数が定着装置２００の設計寿命である１００Ｋ枚よりも５０Ｋ枚増えた場合でも、記録材Ｐのシワ発生を抑制できる。すなわち、定着装置２００の寿命を５０Ｋ枚延ばすこと
ができる。よって、本実施例の構成を用いることで、定着装置２００の省電力化と長寿命化を両立させることができる。
【００７０】
上記各実施例及び応用例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００…画像形成装置本体、２００…定着装置、３００…ヒータ、３０２ａ−１〜３０２ａ−７、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７…発熱体、Ａ１〜Ａ７…加熱領域
【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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【図１７】
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【図１８】
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