(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着像を担持する記録材を電源からの電力の供給を受けて加熱する加熱部材と、上記加熱部材に接触摺動する帯状のフィルム部材と、上記フィルム部材を介して上記加熱部材に圧接してニップ領域を形成する加圧部材と、上記加熱部材の記録材の搬送方向の中央で且つ最小通紙幅内の温度を検知する第１の温度検知素子と、上記加熱部材の上記搬送方向の中央で且つ最小通紙幅外の上記加熱部材の温度を検知する第２の温度検知素子と、を有する温度検知手段と、上記第１の温度検知素子によって検知された温度を目標温度に維持するよう上記電源から上記加熱部材への電力供給を制御する制御手段と、を備え、
記録材を上記ニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を記録材に定着させる定着装置において、
上記加熱部材の上記搬送方向の中央に、上記加熱部材の長手方向に沿って設けられている第１の発熱体と、上記第１の発熱体よりも上記搬送方向の上流に設けられ、上記第１の発熱体よりも上記長手方向に長い第２の発熱体を有し、
上記制御手段は、上記第２の温度検知素子によって検知された温度が設定温度以上であるという第１の条件を満たし、更に連続定着処理時に定着開始からの定着された記録材の枚数が設定枚数以上であるという第２の条件を満たした際に、上記第２の発熱体への供給電力比率を第２の条件を満たす前よりも小さくする制御をするよう設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
上記供給電力比率を第２の条件を満たす前より小さくする制御は、上記第２の発熱体へ供給電力を遮断するよう設定されていることとする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
上記供給電力比率は、定着処理条件に対応して設定されていることとする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
上記制御手段の上記設定温度及び上記設定枚数が定着条件に対応して設定されていることとする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項５】
一連の画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に記録する画像形成装置であって、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置に用いられる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式、静電記録方式等の画像形成装置に用いられる定着装置としては、熱ローラー方式やフィルム加熱方式の装置が広く用いられている。特に、スタンバイ時に定着装置に電力を供給せず消費電力を極力低く抑えた方法、詳しくは、フィルム部材を介して加熱部材に圧接する加圧部材によって形成されるニップ領域に記録材を通紙しながら加熱及び加圧することにより上記記録材上の未定着像としてのトナー像を上記記録材上に定着させるフィルム加熱方式による加熱定着方法が特開昭６３−３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８０号公報等に提案されている。
【０００３】
図１０は、フィルム加熱方式を採用する定着装置の一例の要部の概略構成図である。
【０００４】
かかる定着装置にあっては、図１０に示すように、ステイホルダー（支持体）１１２に固定支持させた加熱部材たるヒータ１１１と、薄肉で耐熱性のフィルム部材たる定着フィルム１１３と、フィルム部材１１３を介してヒータ１１１に圧接して所定のニップ幅のニップ領域（以下、定着ニップ部という）Ｎを形成する加圧部材たる弾性の加圧ローラ１２０とを有している。
【０００５】
定着フィルム１１３は、駆動手段（図示せず）或は加圧ローラ１２０の回転力により、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１１１面に密着摺動しつつ矢印ａの方向に搬送移動される、円筒状或はエンドレスベルト状、若しくはロール巻きの有端ウェブ状の部材である。
【０００６】
ヒータ１１１は、電源（図示せず）からの電力の供給を受けて発熱し所定の温度に温調される。
【０００７】
ヒータ１１１を所定の温度に加熱・温調させ、定着フィルム１１３を矢印の方向に搬送移動させた状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム１１３と加圧ローラ１２０との間に被加熱材としての未定着のトナー像ｔを形成担持させた記録材Ｐを導入すると、記録材Ｐは定着フィルム１１３の面に密着して定着フィルム１１３とともに定着ニップ部Ｎを挟持搬送される。この定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ及びトナー像ｔがヒータ１１１により定着フィルム１１３を介して加熱されて記録材Ｐ上のトナー像ｔが加熱定着される。記録材Ｐの定着ニップ部Ｎを通過した部分は定着フィルム１１３の面から剥離されて搬送される。
【０００８】
加熱部材としてのヒータ１１１には一般にセラミックヒータが使用される。例えば、ヒータ１１１は、アルミナ等の電気絶縁性・良熱伝導性・低熱容量のセラミック製の基板１１１ａの面（定着フィルム１３と対面する側の面）に、基板１１１ａの長手方向（記録材Ｐの搬送方向に垂直な方向）に沿って銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｂ）やＴａ2Ｎ等の発熱抵抗層１１１ｂをスクリーン印刷等で形成具備させ、更に基板１１１ａの発熱抵抗層１１１ｂ形成面を薄肉のガラス保護層１１１ｃで覆ってなるものである。
【０００９】
このセラミックヒータであるヒータ１１１は、発熱抵抗層１１１ｂに電力供給されることにより発熱抵抗層１１１ｂが発熱してセラミック製の基板１１１ａ・ガラス保護層１１１ｃを加熱しヒータ１１全体が急速昇温する。このヒータ１１１の昇温がヒータ１１１背面に配置された温度検知手段１１４により検知されて制御手段たる通電制御部（図示せず）へフィードバックされる。上記通電制御部は、温度検知手段１１４で検知されるヒータ１１１の温度が所定のほぼ一定温度（定着温度）に維持されるように発熱抵抗層１１１ｂに供給される電力を制御する。このようにして、ヒータ１１１は加熱され所定の定着温度に温調されることとなる。
【００１０】
定着フィルム１１３は、定着ニップ部Ｎにおいてヒータ１１１の熱を効率よく被加熱材としての記録材Ｐに与えるため、厚みが２０〜７０μｍとかなり薄く形成されている。この定着フィルム１１３は、フィルム基層、プライマー層、離型性層の３層構成で構成されており、上記フィルム基層側がヒータ１１１側であり、上記離型性層側が加圧ローラ１２０側である。上記フィルム基層は、ヒータ１１１のガラス保護層１１１ｃより絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等であり、耐熱性、高弾性を有している。又、上記フィルム基層により定着フィルム１１３全体の引裂強度等の機械的強度を保っている。上記プライマー層は、厚み２〜６μｍ程度の薄い層で形成されている。上記離型性層は、定着フィルム１１３に対するトナーオフセット防止層であり、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚み１０μｍ程度に上記プライマー層を被覆して形成されている。
【００１１】
又、ステイホルダー１１２は、例えば耐熱性プラスチック製部材より形成され、ヒータ１１１を保持するとともに定着フィルム１１３の搬送ガイドも兼ねている。
【００１２】
このような定着用の薄い定着フィルム１１３を用いたフィルム加熱方式の加熱装置においては、セラミック製のヒータ１１１の高い剛性のために、弾性層１２２を有している加圧ローラ１２０がこれを圧接させたヒータ１１１の扁平下面にならって圧接部で扁平になって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成し、定着ニップ部Ｎのみを加熱することでクイックスタートの加熱定着を実現している。
【００１３】
ここで、上述の構成の定着装置において、ヒータ１１１の発熱抵抗層１１１ｂと加圧ローラ１２０との配置関係を図１１を用いて説明する。
【００１４】
図１１に示すように、ヒータ１１１の発熱抵抗層１１１ｂの長手方向での幅Ｗは、定着フィルム１１３を介して当接される加圧ローラ１２０の弾性層１２２の同方向での幅Ｄに比べ若干狭い幅で形成されている。これは、発熱抵抗層１１１ｂが同方向で加圧ローラ１２０よりはみ出ることによって局所的に昇温しその熱応力により破損するのを防止するためである。又、発熱抵抗層１１１ｂは、トナー像ｔを形成担持させた記録材Ｐの通紙領域より十分広い幅で形成されている。これにより、端部温度だれ（ヒータ１１１の長手方向の端部の通電用電気接点及びコネクタ等への熱のリークによるもの）の影響をなくすことができ、これにより記録材Ｐ全面にわたって良好な定着性が得られる。更に、発熱抵抗層１１１ｂの通紙域端部の幅を絞り、端部の発熱量を上げ、端部の定着性を補う場合もある。
【００１５】
これにより、ヒータ１１１の発熱抵抗層１１１ｂからの熱は、定着フィルム１１３と加圧ローラ１２０との間を搬送される記録材Ｐに与えられ、記録材Ｐ上のトナー像ｔを溶融し、固着するために作用する。
【００１６】
又、本例は、画像形成装置本体の記録材通紙領域の長手方向中央に記録材搬送基準Ｓを設けた中央基準の装置である。
【００１７】
更に、図１１に示すように、ヒータ１１１背面には、サーミスタ等の温度検知手段１１４と、暴走時にヒータ１１１の発熱抵抗層１１１ｂへの電力供給をシャットダウンするための温度ヒューズ或はサーモスイッチ等のサーモプロテクター１１５とが当接されており、これらは画像形成装置が搬送可能な最小幅の記録材Ｐの搬送域内（最小通紙幅内）に配置されている。
【００１８】
ここで、温度検知手段１１４については、画像形成装置本体が搬送可能な最小幅の記録材Ｐが搬送された場合であっても、記録材Ｐ上のトナー像ｔを定着不良、高温オフセット等の問題を起こさずに適度な定着温度で加熱定着するために、最小通紙幅内に設けられている。一方、サーモプロテクター１１５についても、最小幅の記録材Ｐが搬送された場合に非通紙領域において、通紙領域よりも熱抵抗が小さい非通紙領域で過加熱されることにより、通常の搬送時であってもサーモプロテクター１１５が誤動作して通電をシャットアウトする等の問題を引き起こさないために、最小通紙幅内に設けられている。
【００１９】
ところで、サーモプロテクター１１５をヒータ１１１背面に当接することにより、発熱抵抗層１１１ｂで発生した熱量がサーモプロテクター１１５に奪われて、記録材Ｐに十分な熱量が与えられなくなり、サーモプロテクター１１５の当接位置において定着不良を起こすことがある。これを防ぐために発熱抵抗層１１１ｂのサーモプロテクター１１５当接対応位置１１１ｂ′において、図１１に示すように、ヒータ１１１の発熱抵抗層１１１ｂの一部の幅を若干狭めて、上記当接位置の抵抗値を他の部分より大きくすることで発熱量を確保している。これにより記録材Ｐへの給熱量を長手方向にわたって一定とし、定着むらのない良好な加熱定着を実現している。ここで、温度検知手段１１４も同様にヒータ１１１背面に当接させているため、同様に発熱抵抗層１１１ｂによって発した熱が温度検知手段１１４に奪われることが懸念されるが、チップサーミスタ等熱容量の小さい温度検知手段１１４を用いることにより、ヒータ１１１から奪われる熱量を小さく抑えることができる。このため、サーモプロテクター１１５と同様の上記のような対策を取らなくても、長手方向において記録材の定着均一性を損ねることなく均一な定着が可能となる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の定着装置においては、サイズ（紙幅）の異なる紙（記録材）をニップ領域に連続通紙した場合、通紙部と非通紙部では通紙によってヒータから奪われる熱量が大きく異なるため、紙に熱量が奪われない非通紙部の温度は通紙していくにしたがって徐々に上昇（以下、非通紙部昇温という）していく。このため、小サイズ紙通紙時はスループットを下げる等の方法により対応していた。スループットを低下させる方法としては、非通紙部昇温が最も悪い条件（小サイズの厚紙等）でも問題ない枚数で一律スループットを下げる方法や、非通紙部にサーミスタ等の温度検知部材を設け、所定温度に到達すると、スループット等を低下させる方法等が採用されている。
【００２１】
しかしながら、大量に小サイズ紙を定着ニップ部に連続通紙した場合、非通紙部の温度は加圧ローラの回転により定着ニップ部の通紙方向下流側に移動し高温部ができてしまう。この高温部が、定着フィルムの表面や内面の摩耗を促進し、定着フィルムの表面離型性低下によるオフセット画像やフィルム摺動抵抗アップによる紙搬送不良（スリップジャム等）が発生する虞がある。
【００２２】
又、より積極的に非通紙部昇温を抑え、小サイズ紙の連続定着処理能力を向上させるために、紙サイズに対応した発熱体を複数設け、紙サイズに応じて発熱体を切り替えるゾーンヒーティングと呼ばれる方法が採用されている。この方法では、小サイズ紙通紙後の大サイズ紙の定着性を確保するために、小サイズ紙通紙時でも非通紙部を所定の比率で暖める構成がとられるため、小サイズ紙を大量に通紙した場合、非通紙部の温度は徐々に上昇し、定着フィルムに上述と同様のダメージを与え、オフセット画像や搬送不良（スリップジャム等）が発生する虞がある。
【００２３】
そこで、本発明は、ニップ領域の記録材搬送方向における温度分布の均一化を図りつつニップ領域の非通紙部の過昇温を防止し、オフセット画像やスリップジャム等の不具合を発生させることなく良好な定着性を得ることができる定着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置の提供を目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
未定着像を担持する記録材を電源からの電力の供給を受けて加熱する加熱部材と、上記加熱部材に接触摺動する帯状のフィルム部材と、上記フィルム部材を介して上記加熱部材に圧接してニップ領域を形成する加圧部材と、上記加熱部材の記録材の搬送方向の中央で且つ最小通紙幅内の温度を検知する第１の温度検知素子と、上記加熱部材の上記搬送方向の中央で且つ最小通紙幅外の上記加熱部材の温度を検知する第２の温度検知素子と、を有する温度検知手段と、上記第１の温度検知素子によって検知された温度を目標温度に維持するよう上記電源から上記加熱部材への電力供給を制御する制御手段と、を備え、
記録材を上記ニップ領域で挟持搬送しながら加熱及び加圧することにより上記未定着像を記録材に定着させる定着装置において、
上記加熱部材の上記搬送方向の中央に、上記加熱部材の長手方向に沿って設けられている第１の発熱体と、上記第１の発熱体よりも上記搬送方向の上流に設けられ、上記第１の発熱体よりも上記長手方向に長い第２の発熱体を有し、
上記制御手段は、上記第２の温度検知素子によって検知された温度が設定温度以上であるという第１の条件を満たし、更に連続定着処理時に定着開始からの定着された記録材の枚数が設定枚数以上であるという第２の条件を満たした際に、上記第２の発熱体への供給電力比率を第２の条件を満たす前よりも小さくする制御をするよう設定されていることを特徴とする定着装置。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面に基づき説明する。
（第一の参考形態）
先ず、本発明の第一の参考形態について説明する。
【００３１】
図１は、本参考形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３２】
かかる画像形成装置は、図１に示すように、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基盤上に形成されてなる感光ドラム１を備えている。
【００３３】
かかる画像形成装置にあっては、先ず、感光ドラム１が矢印の方向に回転駆動され、感光ドラム１の表面が帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。次に、感光ドラム１の表面には、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３による走査露光が施され静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法等が用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００３４】
現像装置４によって可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。このとき、記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５とによって一定の加圧力で挟持搬送される。
【００３５】
このトナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置６へと搬送され、該トナー像が記録材Ｐ上に永久画像として定着される。一方、転写後の感光ドラム１上に残存する残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。
【００３６】
図２は、本参考形態の画像形成装置に備えられる定着装置６の概略構成を示す模式的断面図である。
【００３７】
定着装置６は、図２に示すように、定着部材１０と、定着部材１０に圧接する加圧部材たる加圧ローラ２０とを備えている。
【００３８】
定着部材１０は、熱容量の小さなフィルム部材たる定着フィルム１３と、定着フィルム１３の内部に具備された加熱部材たるヒータ１１と、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱性のステイホルダー１２とを有している。
【００３９】
定着フィルム１３は、クイックスタートを可能にするために１００μｍ以下の厚みで耐熱性、熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフィルムである。又、長寿命の加熱定着装置を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れたフィルムとして、２０μｍ以上の厚みが必要である。よって、定着フィルム１３の厚みとしては２０μｍ以上１００μｍ以下が最適である。更に、オフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。
【００４０】
ヒータ１１は、電源（図示せず）からの電力を受けて発熱し、ヒータ１１背面に設けられた温度検知手段１４によって通紙領域の温度が検知され、該温度が所定温度になるよう通電制御手段によって上記電源からの電力供給が制御される。これにより、記録材上のトナー像を溶融、定着させるニップ部の加熱を行う。又、ヒータ１１は、高熱伝導であるＡｌ２Ｏ３又はＡｌＮからなる基板１１ａと、発熱抵抗層１１ｂと、薄肉のガラス保護層１１ｃとを有している。本参考形態では、背面加熱型の加熱ヒータを使用した。又、ヒータ１１の発熱抵抗層１１ｂは、２本の普通サイズ紙用の発熱体１１ｂ１，１１ｂ３と、１本の小サイズ紙用の発熱体１１ｂ２とを有している。
【００４１】
ステイホルダー１２は、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されており、ヒータ１１を保持し、定着フィルム１３が余裕をもってルーズに外嵌されて矢印の方向に回転自在に配置されている。又、定着フィルム１３は、内部のヒータ１１及びステイホルダー１２に摺擦しながら回転するため、ヒータ１１及びステイホルダー１２と定着フィルム１３の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、ヒータ１１及びステイホルダー１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより、定着フィルム１３はスムーズに回転することが可能となる。
【００４２】
加圧ローラ２０は、芯金２１と、芯金２１の外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム或はシリコーンゴムを発泡して形成された弾性層２２とを有しており、更に弾性層２２の上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層を形成してもよい。又、加圧ローラ２０は、定着部材１０に向けて加圧手段（図示せず）により長手方向両端部から加熱定着に必要なニップ領域を形成するべく十分に加圧されており、駆動手段（図示せず）からの回転駆動力が芯金２１の長手方向端部に伝達されて矢印の方向に回転駆動される。これにより、定着フィルム１３は、加圧ローラ２０によってステイホルダー１２の外側を図中矢印方向に従動回転される。或は、定着フィルム１３の内部に駆動ローラ（図示せず）を設け、該駆動ローラからの回転駆動力により定着フィルム１３を回転させてもよい。
【００４３】
本参考形態の画像形成装置のプロセススピードは１５１ｍｍ／ｓ、スループット２４ｐｐｍ（Ａ４）である。
【００４４】
本参考形態のヒータ１１は、図３に示すように、Ａ４、ＬＴＲ等の幅が広い紙のための発熱体１１ｂ１，１１ｂ３（長さ２２４．８ｍｍ）と、ｃｏｍ１０、ＤＬ等の封筒用の発熱体１１ｂ２（長さ１１２ｍｍ）とを有する。Ａ４、ＬＴＲ用の発熱体を２本（１１ｂ１，１１ｂ３）有する理由は、２本の発熱体の通電位相をずらし、一度に流れる電流値を減少させることにより電気ノイズ（フリッカー、高調波歪み）を低減させるためである。
【００４５】
上記２系統の発熱体を、定着ニップ部Ｎに通紙される記録材の紙幅を検知する搬送路内の紙幅センサー（図示せず）によって検知された紙幅に対応して電源からの電力供給を切り替え制御することにより、ヒータ１１の非通紙部昇温の防止が図られている。又、Ｂ５及びＡ５サイズ紙等の中間サイズの紙の定着処理に際しては、非通紙領域に設けた温度検知素子たるサーミスタ１５によりヒータ１１の非通紙部の温度を検知し、該温度に対応してスループットを低下させる制御を行う。
【００４６】
しかしながら、定着ニップ部ＮにＢ５、Ａ５サイズ紙を連続で多量に通紙していくと、ヒータ１１の非通紙部の熱が加圧ローラ２０の回転により定着ニップ部Ｎの通紙方向下流側に移動し、図４のような温度分布となる。この定着ニップ部Ｎの通紙方向下流側の高温部により、定着フィルム１３の表層及び内面の摩耗が促進され、定着フィルム１３表層の離型性低下によるオフセットや定着フィルム１３内面の摺動不良による搬送不良（スリップジャム等）が発生する虞がある。
【００４７】
そこで、本参考形態では、Ｂ５、Ａ５サイズ紙系に対して端部サーミスタ１５の検知温度情報とプリント枚数（定着処理回数）情報とにより、定着ニップ部Ｎの通紙中に通電される発熱体を１１ｂ１，１１ｂ３から１１ｂ１のみに切り換える制御を行う。
【００４８】
本参考形態における定着ニップ部Ｎの通紙中に通電される発熱体の切り換え制御のアルゴリズムについて図５に基づき説明する。
【００４９】
先ず、効率よく定着ニップ部Ｎを加熱するために発熱体１１ｂ1，１１ｂ3に電力が供給され、定着装置６が立ち上げられる（ｓｔｅｐ１０１）。その後、上述の紙幅センサーによって検知された紙幅が大サイズ紙（ｃｏｍ１０、ＤＬ等以外）であると判断された場合（ｓｔｅｐ１０２）、発熱体１１ｂ1，１１ｂ3に電力が供給された状態で加熱定着を行う。次に、プリント中に端部サーミスタ１５によって検知された温度が設定温度たるしきい値温度Ｔ（２３０℃）を超えているかを判断し（ｓｔｅｐ１０３）、超えていればプリント枚数が設定枚数たる６１枚以上であるか否かの判断がなされる（Ｓｔｅｐ１０４）。上記の両条件を満たした場合、定着ニップ部Ｎの通紙方向下流側の発熱体１１ｂ3に供給される電力がカットされ、発熱体１１ｂ1のみが電力供給状態に切り替えられる（ｓｔｅｐ１０５）。
【００５０】
上述の本参考形態における制御により、図６に示すように、Ｂ５、Ａ５系サイズ紙プリント中の非通紙部の定着ニップ部Ｎの通紙方向下流側の温度を低下させることができる。
【００５１】
かかる制御によりＢ５、Ａ５サイズ紙の通紙耐久を行った結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0004659204.tif 000002
【００５３】
尚、表１において、オフセット及びスリップジャムレベルに関する結果を示しており、×は不良、△はやや不良、○は良好を示している。
【００５４】
表１からわかるように、かかる制御を行うことにより、Ｂ５、Ａ５系小サイズ紙を定着ニップ部Ｎに通紙した場合の耐久性が向上することがわかる。又、定着性の評価を行った結果、プリント枚数が６１枚以上と定着装置が十分に暖まった状態では、発熱体１１ｂ1のみの通電でも良好な定着性を得ることができた。
【００５５】
尚、本参考形態では、加熱部材の端部温度情報とプリント枚数との両方の情報に基づき発熱体の切り替え制御を行ったが、どちらか一方のみの情報で制御を行った場合でもほぼ同様の効果が得られる。又、本実施形態では、最大通紙幅がＡ４、ＬＴＲ系のプリンターについて述べたが、Ａ３やそれ以上のサイズ用のプリンターにも適用可能である。
【００５６】
よって、本参考形態によれば、端部サーミスタ１５によって検知された温度と、プリント枚数との両方の情報に対応して電源から各発熱体への供給電力量比率の切り替え制御をするようになっているので、定着ニップ部Ｎの非通紙部を過昇温させることなく、定着性を満足させることが可能となり、定着装置の寿命を通じて良好な定着性能を保つことができる。
【００５７】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、ｃｏｍ１０、ＤＬ封筒等の小サイズ紙専用の発熱体１１ｂ2を用いるゾーンヒーティング時の各発熱体１１ｂ1，１１ｂ2，１１ｂ3の切り替え制御について説明する。尚、その他の条件は前記実施形態と同様である。
【００５９】
ｃｏｍ１０、ＤＬ封筒等の小サイズ紙をプリントする場合は、小サイズ紙の幅に対応した発熱体１１ｂ2に電力供給すると同時に大サイズ紙用の発熱体１１ｂ1にも電力供給し、小サイズ紙プリント後の大サイズ紙の定着性を確保している。この場合、通紙部と非通紙部の発熱比（通紙部/非通紙部）を１.４〜５.０程度に設定するのが適当である。しかし、上述のようにゾーンヒーティングを行った場合でもｃｏｍ１０、ＤＬ封筒等を大量に通紙した場合、非通紙部の温度は徐々に上昇していき、上述の実施形態同様に定着フィルムにダメージを与えてしまう虞がある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、端部サーミスタ１５によって検知された温度と、プリント枚数との両方の情報に対応して、電源から発熱体１１ｂ1，１１ｂ2への供給電力量比率の制御を行う。
【００６１】
本実施形態における電源から発熱体１１ｂ1，１１ｂ2への供給電力量比率の制御のアルゴリズムについて図７に基づき説明する。
【００６２】
先ず、効率よく転着ニップ部Ｎを加熱するために発熱体１１ｂ1，１１ｂ3に電力供給され、定着装置６が立ち上げられる（ｓｔｅｐ２０１）。その後、上述の紙幅センサーによって検知された紙幅が小サイズ紙（ｃｏｍ１０、ＤＬ封筒等）であると検知された場合（ｓｔｅｐ２０２）、発熱体１１ｂ1，１１ｂ2に電力が供給された状態で加熱定着を行う（ｓｔｅｐ２０３）。その後、小サイズ紙の通紙中に非通紙部温度がしきい値温度Ｔｍａｘ（２１５℃）を超えているかを判断し（ｓｔｅｐ２０４）、超えていれば、プリント枚数が６１枚以上であるかを判断する（ｓｔｅｐ２０５）。これら両方の条件を満たしていれば、電力供給される発熱体を１１ｂ1，１１ｂ2から１１ｂ2のみに切り替える（ｓｔｅｐ２０６）。その後、非通紙部温度がしきい値温度Ｔｍｉｎ（１５０℃）を下回っていないかを判断し（ｓｔｅｐ２０７）、下回っている場合は電力供給される発熱体を１１ｂ2のみから１１ｂ1，１１ｂ2に切り替える（ｓｔｅｐ２０８）。
【００６３】
上述の本実施形態の制御を行った時の、非通紙部の検知温度を図８に示す。
【００６４】
図８から分かるように、かかる制御により非通紙部の温度が２１５℃以下に制御されていることが分かる。
【００６５】
かかる制御を行って、封筒（ｃｏｍ１０、ＤＬ封筒）の通紙耐久を行った結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
0004659204.tif 000003
【００６７】
尚、表２において、オフセット及びスリップジャムレベルに関する結果を示しており、×は不良、△はやや不良、○は良好を示している。
【００６８】
表２に示すように、かかる制御を行わない場合には定着装置の寿命到達前にオフセットやスリップジャムが発生するのに対して、かかる制御を実施することによって、定着装置が寿命に到達するまでオフセットやスリップジャム等の問題が発生しない。又、かかる制御を行った場合でもプリント枚数が６１枚以上のように定着装置が暖まった状態では、発熱体１１ｂ2のみの通電だけでも良好な定着性を得ることができた。
【００６９】
尚、本実施形態では、端部温度情報とプリント枚数との両方の情報に対応して発熱体への電力供給の切り換え制御を行ったが、どちらか一方の情報のみの情報で制御を行った場合でもほぼ同様の効果が得られる。又、本実施形態では、最大通紙幅がＡ４、ＬＴＲ系のプリンターについて述べたが、Ａ３やそれ以上のサイズ用のプリンターにも適用可能である。
【００７０】
よって、本実施形態によれば、小サイズ紙をゾーンヒーティングにより加熱定着する場合に端部サーミスタ温度情報とプリント枚数情報とに対応して、電力供給される発熱体の切り替えを行うことにより、非通紙部を過度に昇温させることなく、定着性を満足させることが可能となり、定着装置寿命を通じて良好な定着装置性能を保つことができる。
【００７１】
（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と導世の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態では、定着条件たる定着モードとしてローモード（定着温度を低く設定するモード）、ノーマルモード（デフォルト）、ハイモード（定着温度を高く設定するモード）を有する場合に、ハイモードでは上述の実施形態の発熱体切り替え制御を行わず、ローモードでは発熱体切り替え制御のしきい値温度Ｔｍａｘ、Ｔｍｉｎを低く変更する制御を行う。尚、その他の条件は上述の実施形態と同様である。
【００７３】
上述の第二の実施形態の制御を行った場合、表面が平滑な封筒の定着性は確保できたが、表面に凹凸があるボンド紙及びレイド紙封筒の定着性は若干低下してしまう。
【００７４】
そこで、ハイモードでは、電力供給される発熱体の切り替えを行わず、ヒータ温度を高く保ち定着性を確保する。
【００７５】
又、ノーマルモードは低温環境等での使用も考慮した設定となっているため、空調された安定した環境で使用する場合や薄紙等の小サイズ紙を使用する場合は、ローモードでも良好な定着性を得ることができる。そこで、ローモードでは第二の実施形態の発熱体切り替え制御のしきい値温度Ｔｍａｘ、Ｔｍｉｎを低く設定し、ヒータ温度を可能な限り低く抑えることにより定着装置の長寿命化を図る。
【００７６】
本実施形態の制御を図９を用いて説明する。
【００７７】
先ず、効率よく定着ニップ部Ｎを加熱するために発熱体１１ｂ1，１１ｂ3に電力供給され、定着装置６を立ち上げられる（ｓｔｅｐ３０１）。次に、上述の紙幅センサーによって検知された紙幅が小サイズ紙（ｃｏｍ１０、ＤＬ封筒等）であると検知された場合（ｓｔｅｐ３０２）、発熱体１１ｂ1，１１ｂ2に電力供給された状態で加熱定着を行う（ｓｔｅｐ３０３）。定着モードがローモード、ノーマルモード、ハイモードのいずれであるかを判断し（ｓｔｅｐ３０４）、ハイモードの場合は、電力供給される発熱体の切り替え制御を行わず、発熱体１１ｂ1，１１ｂ2に電力供給された状態で加熱定着を行う（ｓｔｅｐ３０５）。ノーマルモードの場合は、上述の第二の実施形態と同様の制御を行う（ｓｔｅｐ３０６）。ローモードの場合は、しきい値温度を変更して電力供給される発熱体の切り替え制御を行う。小サイズ紙の通紙中に非通紙部温度がしきい値温度Ｔｍａｘ（２０５℃）を超えていないかを判断し（ｓｔｅｐ３０７）、超えていれば、プリント枚数が６１枚以上であるかを判断し（ｓｔｅｐ３０８）、これら両方の条件を満たした場合、電力供給される発熱体１１ｂ1，１１ｂ2から発熱体１１ｂ2のみに切り替える（ｓｔｅｐ３０９）。その後、非通紙部温度がしきい値温度Ｔｍｉｎ（１４０℃）を下回っていないかを判断し（ｓｔｅｐ３１０）、下回っている場合は電力供給される発熱体１１ｂ2のみから発熱体１１ｂ1，１１ｂ2に切り替える（ｓｔｅｐ３１１）。
【００７８】
かかる制御により、ボンド紙、レイド紙封筒の定着性を確認した結果、ハイモードを指定することにより良好な定着性を得ることができた。但し、ボンド紙、レイド紙等の特殊な封筒の定着性を確保するために、ハイモードでの定着装置の寿命が短くなるが、通常のノーマルモードでは定着装置の寿命を通じて良好な定着性能を得ることができる。
【００７９】
又、空調された安定した環境での使用や薄紙の小サイズ紙を使用した場合に、ローモードを指定することによって、定着装置寿命が３０〜５０％程度延命されることが確認された。
【００８０】
尚、本実施形態では、定着モードによってしきい値温度の変更を行ったが、プリント枚数しきい値の変更等の方法によっても同様な効果が得られる。
【００８１】
よって、本実施形態によれば、電力供給される各発熱体の切り替え制御の実施の有無やしきい値温度又はしきい値枚数を定着モードにより変更することにより、平滑紙を使用する通常モードでの耐久性と凹凸紙を使用する特殊な場合の定着性確保の両立及びローモードでの定着装置の長寿命化が可能となった。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願にかかる第一の発明によれば、記録材の搬送方向に順次並んで配設された複数の発熱体に、最大通紙幅内且つ最小通紙幅外の加熱部材の温度と連続定着処理時の定着開始からの定着回数との少なくとも一方の情報に対応したそれぞれの供給電力量比率で、電源から電力供給されるようになっているので、ニップ領域の記録材搬送方向における温度分布の均一化を図りつつニップ領域の非通紙部の過昇温を防止し、オフセット画像やスリップジャム等の不具合を発生させることなく良好な定着性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の参考形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】  図１の画像形成装置に備えられる定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】  図２の定着装置に備えられる加熱部材の概略構成を示す図である。
【図４】  従来における小サイズ紙の連続定着処理時のニップ領域の記録材の搬送方向での温度分布を示す図である。
【図５】  本発明の第一の参考形態における加熱部材の各発熱体の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】  本発明の第一の参考形態における小サイズ紙の連続定着処理時のニップ領域の記録材の搬送方向での温度分布を示す図である。
【図７】  本発明の第二の実施形態における加熱部材の各発熱体の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】  本発明の第二の実施形態における連続定着処理時の定着開始からの定着回数とニップ領域の非通紙部の温度との関係を示すグラフである。
【図９】  本発明の第三の実施形態における加熱部材の各発熱体の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図１０】  従来の定着装置の要部の概略構成を示す模式的断面図である。
【図１１】  図１０の定着装置に備えられた加熱部材の概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
６  定着装置
１１  ヒータ（加熱部材）
１１ｂ（１１ｂ１，１１ｂ２，１１ｂ３）  発熱抵抗層（発熱体）
１３  定着フィルム（フィルム部材）
１４  温度検知手段
１５  サーミスタ（温度検知素子）
２０  加圧ローラ（加圧部材）
Ｎ  定着ニップ部（ニップ領域）
Ｐ  記録材
ｔ  トナー像（未定着像）
【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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