(57)【要約】      （修正有）【課題】直列接続状態と並列接続状態のどちらであっても、同等の定着性を得ることのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】基板上に第１の抵抗発熱体Ｈ１と第２の抵抗発熱体Ｈ２を有し、商用電源電圧に応じて第１の抵抗発熱体Ｈ１と第２の抵抗発熱体Ｈ２を直列あるいは並列接続とし、並列接続の場合は直列接続よりも制御目標温度を高くする等、ヒータの制御温度等の定着条件を変える。【選択図】図３
2012123330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
基板上に商用電源から供給される電力によって発熱する第１の抵抗発熱体と第２の抵抗発熱体を有するヒータと、一面が前記ヒータと摺動し他面が未定着画像を担持する記録材と接触するフィルムと、前記フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送しつつ加熱する定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に応じて商用電源から前記第１の抵抗発熱体と前記第２の抵抗発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、を有し、商用電源の電圧に応じて前記第１の抵抗発熱体と前記第２の抵抗発熱体を直列接続または並列接続に切り換える定着部と、
を有する画像形成装置において、
直列接続の場合と並列接続の場合で定着条件が異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着条件は前記ヒータの制御目標温度であり、並列接続の場合は直列接続の場合よりも前記制御目標温度を高く設定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】
最小サイズの記録材が通過しない領域の前記ヒータの温度を検知する第２の温度検知素子を有し、前記第２の温度検知素子の検知温度が所定のしきい値温度に達すると記録材の搬送間隔を広げる制御を行い、前記しきい値温度が直列接続の場合と並列接続の場合で異なることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、ヒータ及びヒータと摺動しつつ移動するフィルムを用いたフィルム加熱方式の定着部を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用電源の電圧が１００Ｖ系（例えば、１００Ｖ〜１２７Ｖ）の地域用の画像形成装置を、２００Ｖ系（例えば、２００Ｖ〜２４０Ｖ）の地域で使用する場合、定着部のヒータに供給可能な最大電力は４倍になる。ヒータに供給可能な最大電力が大きくなると、位相制御や波数制御などのヒータの電力制御で生じる高調波電流やフリッカ等が顕著となる。また、定着部が熱暴走した際に生じる電力が４倍に増加するため、より応答性の早い回路が必要になる。そのため、一つの装置を商用電源電圧が１００Ｖの地域と２００Ｖ地域で使用する場合、地域毎に別々の抵抗値のヒータを取り付ける場合が多い。
【０００３】
一方、１００Ｖの商用電源電圧が供給される地域と、２００Ｖの商用電源電圧が供給される地域で共用できるユニバーサルな装置を実現する手段として、リレーなどスイッチ手段を用いて、ヒータの抵抗値を切り替える方法が提案されている。特許文献１には、ヒータの基板上に第１及び第２の抵抗発熱体を有し、第１及び第２の抵抗発熱体を直列に接続する第１の動作状態と並列に接続する第２の動作状態に切り替え可能とすることで商用電源電圧に応じてヒータの抵抗値を切り替え、商用電源電圧が１００Ｖの地域と２００Ｖの地域で共用できる装置とすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９９７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
商用電源電圧に応じて第１及び第２の抵抗発熱体を直列接続状態と並列接続状態に切り替える方法では、ヒータの発熱領域を変えずに、ヒータの抵抗値を切り替えることができる。換言すると、１００Ｖの地域と２００Ｖの地域どちらで使っても二本の抵抗発熱体が発熱するので、定着ニップ部の記録材搬送方向の温度分布が使用地域に拘らず同じになる。このため、トナー画像の定着性が装置を使用する地域に左右されないというメリットがある。
【０００６】
しかしながら、直列接続状態と並列接続状態で、ヒータの短手方向の発熱分布に差が生じ、定着後のトナー画像の品質に差異が生じるケースがあることがわかった。この原因を調べたところ、定着ニップ部内のフィルム回転方向における温度分布が、直列接続の場合と並列接続の場合で異なることが要因であることがわかった。フィルム加熱方式の定着装置は、フィルムの回転によってヒータで発熱した熱が下流側に運ばれるため、回転動作時の定着ニップ部内の下流部の温度は上流部より高くなる傾向にある。通常、抵抗発熱体はＴＣＲ（温度抵抗係数）がゼロではないので、温度が変わると抵抗値も変わる。二本の抵抗発熱体の抵抗値が異なってしまうと、直列接続の場合と並列接続の場合で、各々の抵抗発熱体に流れる電流量が変わり、発熱分布が変わってしまう。その結果、ニップ部に通紙された記録材に与えられる熱量も直列接続の場合と並列接続の場合で異なり、定着性などの画像品質に影響する場合があった。特に、ＴＣＲ（温度抵抗係数）の大きい抵抗発熱体を用いる場合、この差は顕著になる。
【０００７】
本発明の目的は、商用電源電圧に応じて抵抗発熱体を直列接続と並列接続に切り替えられる装置において、接続状態にかかわらず定着性を均等にできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するための本発明は、記録材に画像を形成する画像形成部と、基板上に商用電源から供給される電力によって発熱する第１の抵抗発熱体と第２の抵抗発熱体を有するヒータと、一面が前記ヒータと摺動し他面が未定着画像を担持する記録材と接触するフィルムと、前記フィルムを介して前記ヒータと共に記録材を挟持搬送しつつ加熱する定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記ヒータの温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度に応じて商用電源から前記第１の抵抗発熱体と前記第２の抵抗発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、を有し、商用電源の電圧に応じて前記第１の抵抗発熱体と前記第２の抵抗発熱体を直列接続または並列接続に切り換える定着部と、を有する画像形成装置において、直列接続の場合と並列接続の場合で定着条件が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
商用電源電圧に応じて抵抗発熱体を直列接続と並列接続に切り替えられる装置において、接続状態にかかわらず定着性を均等にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の画像形成装置の断面図
【図２】本発明の定着装置の断面図
【図３】実施例１のヒータ及び電圧検知部の説明図
【図４】ヒータの発熱分布を表す模式図
【図５】ヒータ温度、紙表面温度、画像評価結果を示す図
【図６】ヒータ寸法、紙寸法、ヒータ温度分布を示す図
【図７】ヒータの温度分布を表す模式図
【図８】ヒータ寸法、紙寸法を示す図
【図９】幅の小さい記録材を通紙する時の制御フローチャート
【図１０】幅の大きい記録材を通紙する時の制御フローチャート
【図１１】実施例２と比較例との制御内容を示す表
【図１２】比較例１の画像形成装置における通紙間隔とヒータ温度を示す図
【図１３】実施例２の画像形成装置における通紙間隔とヒータ温度を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
図１は電子写真記録技術を用いた画像形成装置（本例ではモノクロプリンタ）の断面図である。記録材Ｐにトナー画像を形成する画像形成部は、感光体１、帯電部材２、画像情報に応じてレーザー光Ｌを出射するレーザスキャナ３、現像器４、転写部材５、感光体をクリーニングするクリーナ７を有する。８はレーザスキャナによる走査開始タイミングのトリガとなる記録材検知トップセンサである。以上の画像形成部の動作は周知であるので説明は割愛する。画像形成部で未定着トナー画像が転写された記録材Ｐは定着部１００に送られ、トナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。なお、９は定着部１００を通過した記録材を検知する排紙センサである。
【００１２】
図２は定着装置（定着部）１００の断面図である。定着装置１００は、筒状のフィルム（エンドレスベルト）１０２と、フィルム１０２の内面（一面）に接触するヒータ３００と、フィルム１０２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（ニップ部形成部材、加圧部材）１０８と、を有する。フィルム１０２は、ポリイミド、ポリアミド、ＰＥＥＫ等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属からなる厚さ３０〜７０μｍの基層上に、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる厚さ５〜３０μｍの離型層を設けたものである。加圧ローラ１０８は、鉄やアルミニウム等からなる芯金１０９と、シリコーンゴム等からなる厚さ２〜４ｍｍの弾性層１１０を有する。ヒータ３００は、幅５〜１２ｍｍ、厚さ０．５〜１ｍｍのアルミナ等からなるセラミック製のヒータ基板１０５と、基板１０５上に例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）等を用いて形成された抵抗発熱体Ｈ１（第１の抵抗発熱体）及び抵抗発熱体Ｈ２（第２の抵抗発熱体）と、抵抗発熱体Ｈ１及びＨ２を覆う厚さ０．０５〜０．１ｍｍの絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層１０７を有する。ヒータ３００はＬＣＰ（液晶ポリマ）等の耐熱樹脂製の保持部材１０１に保持されている。保持部材１０１はフィルム１０２の回転を案内するガイド機能も有している。加圧ローラ１０８は、加圧手段（不図示）により総圧１０〜３０ｋｇｆの圧力でフィルム１０２を介してヒータ３００方向に加圧されることにより、幅５〜１１ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成する。また、加圧ローラ１０８は、不図示のモータから動力を受けて矢印方向に回転する。そして加圧ローラ１０８が回転することによってフィルム１０２がヒータと摺動しつつ従動して回転する。
【００１３】
ヒータ基板１０５の裏面側の通紙領域にはサーミスタ等の温度検知素子１１１が当接している。温度検知素子１１１の検知温度に応じて商用交流電源からヒータ（正確には抵抗発熱体）へ供給する電力が制御される。未定着トナー画像を担持する記録材Ｐは、定着ニップ部Ｎで挟持搬送されつつ加熱されて定着処理される。番号１０４は保持部材１０１に不図示のバネの圧力を加えるための金属製のステーである。
【００１４】
本例では、厚さ６０μｍのポリイミドからなる基層上に、厚さ１５μｍのＰＦＡ樹脂からなる離型層を設けたφ２４のフィルム１０２と、φ１８のアルミニウムからなる芯金の上に、厚さ３ｍｍのシリコーンゴムからなる弾性層、厚さ５０μｍのＰＦＡからなる離型層を設けたφ２４の加圧ローラ１０８を用い、総圧１５ｋｇｆにて加圧して７ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成した。また、記録材Ｐの搬送速度が２３６ｍｍ／ｓｅｃとなるように加圧ローラ１０８を回転制御し、ＬＴＲサイズ紙に対して紙間４０ｍｍであり、プリント速度４２ｐｐｍで通紙可能とする。
【００１５】
図３（ａ）、（ｂ）は実施例１に用いるヒータ３００を説明するための概略図である。ヒータ３００は、幅１０ｍｍのアルミナ基板１０５上に、抵抗発熱体のパターンで形成された抵抗発熱体Ｈ１、Ｈ２を有している。導電パターン３０３には電力供給用のコネクタが接続される電極部があり、商用電源２０からの電力をヒータ３００の第１の抵抗発熱体Ｈ１、及び第２の抵抗発熱体Ｈ２に供給する。なお、抵抗発熱体Ｈ１及びＨ２は、いずれも抵抗値が２０Ω、ＴＣＲが１０００ｐｐｍ／℃のものを用いた。
【００１６】
本例の定着装置は、電源電圧検知部４０１により商用電源の電圧を検知し、ＣＰＵ１０が電源電圧に応じてリレー制御部４０２を制御することによりヒータへの通電路を直列または並列に切り換える。電源電圧検知部４０１は、電圧実効値の範囲が１００Ｖ系（例えば１００Ｖ〜１２７Ｖ）か、２００Ｖ系（例えば２００Ｖ〜２４０Ｖ）のどちらかを判断する。検知電圧が２００Ｖ系の場合、抵抗発熱体Ｈ１とＨ２を直列に、１００Ｖ系の場合は抵抗発熱体Ｈ１とＨ２を並列に接続する。
【００１７】
すなわち、電源電圧検知部が２００Ｖ系と判断した場合、図３（ａ）のように、リレー制御部４０２によって第１の抵抗発熱体Ｈ１と第２の抵抗発熱体Ｈ２は直列に接続され、ヒータの総抵抗値が４０Ωとなるようにする。一方、電源電圧検知部が１００Ｖ系と判断した場合は、図３（ｂ）のように、リレー制御部４０２によって第１の抵抗発熱体Ｈ１と第２の抵抗発熱体Ｈ２は並列に接続され、ヒータの総抵抗値が１０Ωとなるようにする。このように１００Ｖ系と２００Ｖ系で総抵抗値を切り替えることで、１００Ｖ系と２００Ｖ系で投入される最大電力を同等とすることができる。
【００１８】
一方、本例の定着装置では、定着条件の一つである定着時の制御目標温度を、直列接続と並列接続で異なるように設定する。ＣＰＵ１０は温度検知素子１１１の検知温度が制御目標温度を維持するように半導体駆動素子（トライアック）１１を駆動する。このような構成とすることで、ヒータの電力制御で生じる高調波電流やフリッカ等の悪化を防止できるとともに、直列／並列の接続方法に拘らず同等の定着性を得ることが可能となる。
【００１９】
次に、定着動作の際におけるヒータの発熱について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、定着動作時（最大電力を投入した場合の電力投入開始から５秒後）のヒータの短手方向（フィルム回転方向）の温度分布と発熱分布の違いを説明した図である。図４（ａ）は、直列接続および並列接続のそれぞれについて、ヒータ部分の短手方向の温度分布を、図４（ｂ）は、Ｈ１、Ｈ２の発熱量を示す。図４（ｃ）は、Ｈ１とＨ２の、温度、抵抗値、発熱量を表にまとめたものである。
【００２０】
図４に示したように最大電力を投入した場合で比較すると、電力投入開始から５秒後には、抵抗発熱体Ｈ１とＨ２の温度は、Ｈ１、Ｈ２の順に、直列接続の場合は１８９℃、２６８℃、並列接続の場合は１９０℃、２６１℃である。下流側の温度が上流側に比べ高く、最高温度で７℃の差が生じている。この時のＨ１とＨ２の抵抗値は、ＴＣＲの影響により、直列、並列共に下流側の抵抗値のほうが高い状態となっている（上流／下流≒約２４．９Ω／約２３．３Ω）。Ｈ１とＨ２の発熱量は、直列接続の場合は４８４Ｗと５１６Ｗ、並列接続の場合は５１５Ｗと４８５Ｗであり、直列接続の場合は下流側の発熱量が多く、並列接続の場合は上流側の発熱量が多い状態となっている。すなわち、接続状態によってＨ１とＨ２の発熱量や温度分布が異なっている。
【００２１】
接続状態の違いによって、発熱量と温度分布に差異が生じる理由としては、以下のように考えられる。フィルム方式の定着装置は、フィルムの回転によって回転方向下流側に熱が運ばれるため、回転動作時のヒータ下流部の温度は上流部より高くなる。このとき、下流部に位置する発熱体Ｈ２は、上流部の発熱体Ｈ１より温度が高くなるため、ＴＣＲの影響によりＨ２の抵抗はＨ１より高くなる（ＴＣＲが正の場合）。直列接続の場合は、上流（Ｈ１）と下流（Ｈ２）で同じ量の電流が流れるため、抵抗値の高い抵抗発熱体Ｈ２の発熱量が抵抗発熱体Ｈ１より多くなるのに対し、並列接続の場合は、上流（Ｈ１）と下流（Ｈ２）で別々の電流経路となるため、抵抗の高い抵抗発熱体Ｈ２には電流が流れにくくなる。このため接続状態の違いによって発熱量に差異が生じる。なお、図４は、定着動作開始時の最大電力が投入された場合であり、複数枚の記録材を連続通紙した時や、投入電力が小さくなる紙種や通紙モードの場合、温度分布の差は小さくなる方向である。
【００２２】
本例のようにヒータの短手方向の中央部（抵抗発熱体Ｈ１とＨ２の中央部）で温度を検知し制御する構成では、直列接続の場合と並列接続の場合で制御目標温度を同じ温度とすると、直列接続の場合のほうが並列接続の場合よりもヒータ下流部温度（最高温度）が高くなる。このため、定着時における紙の温度も直列接続の方が高くなる。その結果、直列接続と並列接続で、画像パターンや紙種によってはトナーのホットオフセットや、定着性などの画像品質に差異が生じる場合がある。
【００２３】
このため、本例の定着装置では、直列接続の場合の制御目標温度を並列接続の場合より低くなるように設定し、紙に付与する熱量が同等となるようにしている。このように設定することで、接続状態を切り替えて使用した場合においても、紙に与える熱量（紙の温度）を同じとすることができ、直列接続の場合と並列接続の場合で同等で良好な画像品質を得ることができる。
【００２４】
図５は、２００Ｖ系／１００Ｖ系（直列接続／並列接続）で画出し評価を行ったときの、ヒータの温度変化、及び記録材の温度、画像評価（定着性試験、トナーオフセット評価）結果を示したものである。図５（ａ）は、本例の定着装置の画像形成動作時における、駆動開始からのヒータの温度変化を示す図である。図５（ｂ）は、定着ニップＮ通過時の紙表面部の温度変化を示したものである。図５（ｃ）は、画像評価結果を示す表である。
【００２５】
本例では、１００Ｖ時（並列接続）の制御目標温度を１７５℃、２００Ｖ時（直列接続）の制御目標温度を１７０℃として、２００Ｖ系の制御目標温度を１００Ｖ系に対して５度低くなるように設定した。なお、図５（ｂ）と図５（ｃ）には、比較例として、直列接続の場合と並列接続の場合で制御目標温度を変更しなかった時の結果（比較例１は、並列接続、直列接続ともに１７５℃、比較例２は並列接続、直列接続ともに１７０℃の場合）も示している。
【００２６】
図５に示したように、定着動作の際のヒータの温度変化は、動作開始によって室温から制御目標温度に昇温し、それぞれの制御目標温度（直列接続のほうが５度低く）に維持された状態で、通紙（定着動作）が行われる。また、直列接続と並列接続ともに紙温度は１１０℃で同じとなっており、温度差などによる画像不良の発生を抑制して、良好な画像品質が得られた。一方、比較例（１）では、直列接続の紙温度が１２０℃で、並列接続（１１０℃）に比べ高くなり、ホットオフセットが悪化した。比較例（２）では、並列接続の紙温度が１００℃で、直列接続（１１０℃）に比べ低くなり、定着性が悪化した。
【００２７】
なお、本例では、定着条件として、定着時の制御目標温度を異なるように設定したが、定着条件としては、例えば、立ち上がり時の前回転の時間や温度、連続通紙時における紙間時間や紙間時の制御温度、環境補正値、ヒータの点灯比率、プロセス速度、加圧力などを、直／並列の切り換えに応じてそれぞれあるいは組み合わせて変更して、接続状態が異なる場合においても定着性等の画像品質を同等とする構成としてもよい。
【００２８】
直列／並列の接続状態の違いによるヒータの発熱量や、紙に与える熱量は、プロセス条件、ヒータ発熱体材質（ＴＣＲ）、定着ニップ幅、温度検知位置などの装置構成によってそれぞれ異なる。このため、最適な定着条件はそれぞれの装置構成に応じて決定すればよい。
【００２９】
（実施例２）
以下、実施例２について説明する。図６に示したヒータ３００は、アルミナ基板１０５上に抵抗発熱体のパターンＨ１、Ｈ２を有している。Ｈ１、Ｈ２の長手幅Ｗ２は２２０ｍｍとなっており、記録材Ｐの移動方向Ｍと交差する方向に形成されている。この長手幅Ｗ２は、本画像形成装置で使用できる最大サイズであるＬＴＲサイズ短手幅２１５．９ｍｍの全幅を十分に加熱することが可能な幅である。定着実行時には、使用記録材のサイズ幅の大小にかかわりなく、抵抗発熱体パターンＨ１、Ｈ２の全域が通電発熱する構成となっている。上記のようなヒータ構成では、使用記録材５１のサイズ幅Ｗ１（以後「通紙領域」と記述する）が抵抗発熱体パターンＨ１、Ｈ２の幅Ｗ２より小さい場合は、使用記録材のサイズ幅Ｗ１と、Ｈ１及びＨ２の幅Ｗ２と、の差Ｗ３、Ｗ４が生じてしまう。幅Ｗ１は、Ａ５サイズの場合はＷ１＝１４８ｍｍとなる。発熱体Ｈ１とＨ２の長手幅（以後「発熱領域」と記述する）Ｗ２は常に２２０ｍｍとなっており、Ｗ２と通紙領域Ｗ１には、記録材が通過しない差領域Ｗ３とＷ４（以後「非通紙領域」と記述する）が存在する。
【００３０】
ここで、サーミスタ（第１の温度検知素子）１１１は、画像形成装置に使用可能な最小サイズ（本例ではＡ５サイズ）の記録材の通過領域のヒータ温度を検知している。サーミスタ１１１が制御目標温度１７５℃を維持するようにヒータ３００への供給電力を制御した状態でＡ５サイズの記録材を定着処理する状況について説明する。抵抗発熱体パターンＨ１とＨ２は、発熱領域Ｗ２において発熱し、通紙領域Ｗ１の熱エネルギーは画像定着のために消費されてゆく。しかし非通紙領域Ｗ３とＷ４部分の熱エネルギーは、ほとんど消費されず定着器内部に蓄熱する。そのため、ヒータ温度の長手分布ＴＨのように、点線Ａに代表される通紙領域の温度は１７５℃に制御され、点線Ｂ部分に代表される非通紙部が過昇温する。この状態を非通紙部昇温と呼ぶ。ヒータの非通紙領域の温度は第２の温度検知素子であるサブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂによって検知できる。サブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂは、画像形成装置に使用可能な最小サイズの記録材（本例ではＡ５サイズ）の非通紙部のヒータ温度を検知している。非通紙部昇温の状態が続くと、ヒータ１０５は図２中のヒータ保持部材１０１の耐熱温度を超えてしまうおそれがある。例えばデュポン社のゼナイト７７５５（商品名）製のヒータ保持部材１０１の最大使用可能温度は、約３００℃であるため、ヒータ温度が３００℃を超えることのないように制御する必要がある。
【００３１】
まず、ヒータの短手方向の温度分布について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、Ａ５サイズの記録材を１０枚連続して定着処理した場合のヒータ長手方向中央（図６の点線Ａの位置）の温度分布を示している。図７（ｂ）は、Ａ５サイズの記録材を１０枚連続して定着処理した場合のヒータの非通紙領域（図６の点線Ｂの位置）の温度分布を示している。図７（ａ）と図７（ｂ）の実線は直列接続時、点線は並列接続時の温度分布である。図７（ａ）の位置では、ヒータ下流側において、直列接続時は最大温度２６３℃、並列接続時は最大温度２５８℃となっており、５℃差が生じている。図７（ｂ）の位置も、ヒータ下流側において、直列接続時は最大温度３００℃、並列接続時は最大温度２９３℃となっており、７℃の差が生じている。接続状態の違いによって、温度分布に差異が生じる理由は実施例１で説明した理由と同じである。
【００３２】
そこで、メインサーミスタ１１１の検知温度が制御目標温度を維持するようにヒータを制御しつつ、サブサーミスタ１１２Ａまたは１１２Ｂの検知温度の少なくとも一方が所定のしきい値温度に達すると記録材の搬送間隔を広げる通紙間隔制御を行う。また、しきい値温度が直列接続の場合と経いれいつ接続の場合で異なっている。具体的には、並列接続におけるしきい値温度（第１のしきい値温度）を、直列接続におけるしきい値温度（第２のしきい値温度）よりも高く設定している。
【００３３】
以下、実施例２における定着器構成と制御内容について、詳細に説明する。図８に、ヒータ１０５における、メインサーミスタ１１１と、サブサーミスタ１１２Ａ及び１１２Ｂと紙サイズの位置関係図を示す。短手方向には、各サーミスタは中心線Ｓ上に配置され、長手方向には、メインサーミスタ１１１は、長手中央位置（通紙基準）に配置されている。また、サブサーミスタ１１２Ａ、１１２Ｂは、通紙基準に対して対称な距離で、かつＡ４幅の記録材の通紙域（Ａ４サイズ通紙域）内の端部に配置されている。サブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂは、Ａ４サイズの記録材より幅の狭い記録材、例えば、Ｂ５サイズやＡ５サイズの記録材に対しては、非通紙域に配置されている。２個のサブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂは、Ａ４サイズの記録材を通紙基準に合わせて通紙した時は、共に通紙域内となる。それに対し、Ａ４サイズの記録材が通紙基準からずれた状態で通紙された場合、サブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂはいずれか一方が通紙部となり、他方は非通紙部となる。この時、非通紙部のサブサーミスタ１１２Ａ、１１２Ｂのみが異常昇温することになるため、異常状態として検知できる。
【００３４】
Ｂ５サイズやＡ５サイズのように幅の小さい記録材（以下、小サイズ紙）が連続通紙されるにつれて、非通紙部の温度を検知しているサブサーミスタ１１２Ａ、１１２Ｂの検知温度は、記録材による熱の奪取がないために上昇し続ける。本制御では、２個のサブサーミスタ１１２Ａと１１２Ｂのうち、温度の高いほうを検知結果Ｔｓｕｂとして採用する。非通紙部昇温の対策として、一定時間通紙せずに定着器を空回転させて非通紙部温度が低下するまで通紙を延期する制御が有効である。この制御の詳細に関して、図９の制御フローチャートで説明する。
【００３５】
まず、（Ｓ１）一連の印刷ジョブが開始されると、（Ｓ２）給送間隔初期値Ｆ＝Ｆ０（０．１７秒、４２ｐｐｍ）、サブサーミスタしきい温度Ｔｔｈが設定される。（Ｓ３）所定タイミングでヒータ通電及び給紙をおこない、（Ｓ４）設定給紙間隔Ｆで給紙し、（Ｓ５）印刷制御に移行する。ここで、サブサーミスタしきい温度Ｔｔｈは、デュポン社のゼナイト７７５５（商品名）製のヒータ保持部材１０１の最大使用可能温度３００℃から、１０℃マージンをとって、ヒータ最大温度が２９０℃以下になるような適切な値を選択して制御する必要がある。また、（Ｓ７）マージンが５℃に減って２９５℃以上になった場合は、エラーを検知し印字動作を終了する。
【００３６】
なお、１００Ｖ時（並列接続時）のしきい温度（以後Ｔｔｈ１と記述する）を２１６℃に、２００Ｖ時（直列接続時）のしきい温度（以後Ｔｔｈ２と記述する）を２０９℃に設定してある。Ｔｔｈ１をＴｔｈ２に対して７℃高くなるように設定した。図７（ｂ）に示すように、並列接続時は、ヒータ上面温度が最大２９３℃となるとき、サブサーミスタが取り付けてあるヒータ位置５ｍｍの地点（点線Ｃ２の位置）ではヒータ温度＝２１９℃となっている。従って温度差は７４℃となる。マージンを１０℃確保した場合、ヒータ最大温度が２９０℃の時、サーミスタ位置は２１６℃となる。よって、Ｔｔｈ１＝２１６℃とした。同様にしてＴｔｈ２＝２０９℃とした。
【００３７】
また、エラー検知温度も同様の方法によって決定した。１００Ｖ時のサブサーミスタエラー検知温度（以後Ｔｌｉｍ１と記述する）を２２１℃に、２００Ｖ時（直列接続）のサブサーミスタエラー検知温度（以後Ｔｌｉｍ２と記述する）を２１４℃として、Ｔｌｉｍ１を、Ｔｌｉｍ２に対して７℃高くなるように設定した。決定理由としてヒータ最大温度３００℃に対して、マージンを５℃確保して、ヒータ上面温度を最大２９５℃とするとき、サーミスタの取り付けてあるヒータ位置５ｍｍの地点（点線Ｃ１の位置）ではＴｌｉｍ１＝２２１℃、Ｔｌｉｍ２＝２１４℃にするのが望ましいからである。
【００３８】
以上のように実施例２では、１００Ｖ時（並列接続）のしきい温度Ｔｔｈ１を２００Ｖ時（直列接続）のしきい温度Ｔｔｈ２より高くなるように設定している。このように設定することで、接続状態を切り替えて使用した場合においても、ヒータの最大温度を同等とすることができ、直列接続と並列接続で同等の単位時間当たりの出力枚数を達成することが出来る。また、１００Ｖ時のエラー検知温度Ｔｌｉｍ１を２００Ｖ時のエラー検知温度Ｔｌｉｍ２より高くなるように設定している。
【００３９】
以上の考え方に基づいて、１００Ｖ時と２００Ｖ時で各々しきい値Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ２（Ｔｔｈ１＞Ｔｔｈ２）を決定し、（Ｓ６）においてサブサーミスタの検出温度Ｔｓｕｂのモニタ値がＴｔｈを超えた時点で次のステップに進む。（Ｓ７）更にサブサーミスタの検出温度Ｔｓｕｂをモニタし、ＴｓｕｂがＴｌｉｍを超えていない場合、Ｓ８に進む。ＴｓｕｂがＴｌｉｍを超えた場合、エラーを検知して印字を終了する。（Ｓ８）次の記録材以降の給送間隔ＦをＦ０→Ｆ１→Ｆ２→Ｆ３→・・・と順次変更する。実施例２においては、給送間隔Ｆの初期値Ｆ０は０．１７秒（４２ｐｐｍ）であり、Ｔｔｈを超える毎にＦ０→Ｆ１＝１．７４秒（２０ｐｐｍ）→Ｆ２＝４．７秒（１０ｐｐｍ）→Ｆ３＝１０．７秒（５ｐｐｍ）というように給送間隔を順に切り替えることによって、必要最小限の時間だけ、通紙せずに定着器を空回転させて非通紙部温度が低下するまで通紙を延期する。それによって、ヒータの最大温度をヒータ保持部材１０１の耐熱温度以下に制御することが出来る。
【００４０】
ＬＴＲまたはＡ４サイズの通紙中は、メインサーミスタ１１１の検知温度が一定（例えば１７５℃）となるようにヒータ１０５への通電が制御される。この場合、長手方向の幅のほぼ全域が通紙域となるため、非通紙領域は極めて小さく、上述したような非通紙部昇温は生じない。
【００４１】
しかし、小サイズの記録材を通紙し、非通紙部昇温してから大サイズ用紙を通紙する場合は、定着器端部で温度が高いことによって記録材端部にホットオフセットが発生することがある。これを防止するため、サブサーミスタ１１２Ａ、サブサーミスタ１１２Ｂは、画像形成動作が始まる前に、メインサーミスタとの温度差が所定の値以下であることを監視する。もしもメインサーミスタとの温度差が所定の値以上である場合、温度の高い端部においてホットオフセットなどの画像不良が発生してしまうことがあるため、それら弊害を回避する制御を実行する。
【００４２】
より具体的には、図１０に示すフローチャートのように、（Ｓ１）印字前にメインサーミスタとサブサーミスタの温度差ΔＴが所定の温度Ｔ１（本例では３０℃としている）以上であるかを検知して、（ステップＳ２→Ｓ３）Ｔ１℃以上であった場合には次の紙の給紙を遅らせる。次の用紙の給紙を遅らせて非通紙領域が十分冷えるまで、定着ニップ部に用紙が突入しないように制御する。したがって、サブサーミスタの温度即ち非通紙部の温度がある一定の温度以上にあがらないように制御される。（ステップＳ１→Ｓ３）Ｔ１℃未満であった場合には通常通り印字動作を継続する。
【００４３】
（比較例）
本実施例に対する比較例として、サブサーミスタしきい値Ｔｔｈ１＝Ｔｔｈ２＝２０９℃と同一にする場合を比較例とした。なお、この場合のメインサーミスタ制御温度（ヒータ制御目標温度）は、実施例１に基づくものとする。図１１に実施例２と、比較例の、メインサーミスタ制御目標温度とサブサーミスタしきい温度Ｔｔｈの関係を表に示す。
【００４４】
図１２は、比較例１の画像形成装置において、Ａ５サイズ紙を連続通紙した場合のサブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂと、ヒータ上面の最大温度Ｔｍａｘの時間変化と、通紙間隔を図示したものである。図１２（ａ）は１００Ｖ時を示している。サブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈ１は、直列接続と同じ２０９℃に設定されている。しかし、ヒータの温度分布は直列接続と異なっているため、Ｔｍａｘが２９０℃に到達する前である４枚目において、サブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂがサブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈ１に到達し、図９のフローチャートＳ６で示すフローにより通紙間隔をＦ０からＦ１に変更している。次に、７枚目に再びサブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂがサブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈ１に到達し、通紙間隔をＦ１からＦ２に変更している。結果として、点線に示す時間Ｔにおいて（ａ）は９枚しか通紙することが出来なかった。図１２（ｂ）は２００Ｖ時を示している。１枚目から５枚目は通紙間隔Ｆ０で通紙しており、５枚目においてサブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂがサブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈ２に到達し、通紙間隔をＦ０からＦ１に変更する。次に、９枚目に再びサブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂがサブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈ２に到達し、通紙間隔をＦ１からＦ２に変更している。その結果、ヒータ上面の最大温度Ｔｍａｘは２９０℃を超えないように制御されており、時間Ｔの間に１０枚を通紙している。よって、比較例では、１００Ｖ時と２００Ｖ時で通紙性能が同等とならず、（ａ）のケースにおいて画像形成装置の性能が充分発揮されていない。
【００４５】
図１３は、実施例２の画像形成装置において、Ａ５サイズ紙を連続通紙した場合のサブサーミスタ検知温度Ｔｓｕｂと、ヒータ上面の最大温度Ｔｍａｘの時間変化と、通紙間隔を図示したものである。
【００４６】
図１３（ａ）は１００Ｖ時を示している。比較例と異なり、サブサーミスタしきい値温度Ｔｔｈが６℃高い２１６℃に設定されている。その結果、ヒータ上面の最大温度Ｔｍａｘは２９０℃を超えないように制御されつつ、時間Ｔの間に１０枚を通紙している。図１３（ｂ）は２００Ｖ時を示している。メインサーミスタ制御目標温度、サブサーミスタしきい値温度共に比較例の２００Ｖ時と同じであるため、図１２（ｂ）と同じ温度変化、通紙間隔となっており、（ａ）と同じく時間Ｔの間に１０枚を通紙している。結果として、実施例２では、直列接続と並列接続でヒータ上面の最大温度Ｔｍａｘ以下に制御しつつ、単位時間当たりの出力枚数を同等とすることが出来る。このように、直列／並列の接続状態にかかわらず、画像形成装置の通紙性能を損なうことなく、ヒータ最大温度をヒータ保持部材１０１の耐熱温度以下に制御することが出来る。
【符号の説明】
【００４７】
１１  トライアック
１００  定着装置
１０５  基板
１１１  温度検知素子
１１２Ａ  サブサーミスタ１
１１２Ｂ  サブサーミスタ２
３００  ヒータ
４０１  電源電圧検知部
４０２  リレー制御部
Ｈ１  第１の抵抗発熱体
Ｈ２  第２の抵抗発熱体
【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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