(57)【要約】【課題】搬送方向に直角な方向の長さが短い記録材を高速度で加熱処理した場合でも、回転部材の温度が安定して画像品質のばらつきが小さい画像を出力できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御回路部５０は、Ａ４サイズ横送り普通紙に対してメインサーミスタ制御を選択し、搬送方向に直角な方向の長さがＡ４サイズ横送り普通紙よりも小さな幅狭紙に対してサブサーミスタ制御を選択する。メインサーミスタ制御では、Ａ４サイズ横送り普通紙が接触する範囲の内側でヒータ１００の温度を検出するメインサーミスタ２３の出力に基づいてヒータ１００の加熱出力を制御する。サブサーミスタ制御では、Ａ４サイズ横送り普通紙が接触する範囲の外側でヒータ１００の温度を検出するサブサーミスタ２５の出力に基づいてヒータ１００の加熱出力を制御する。【選択図】図２
2013246404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の画像面に接触して回転する回転部材と、
前記回転部材を加熱する加熱手段と、
搬送方向に直角な方向の記録材の端部が前記回転部材を通過する位置が規定される所定の第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の内側で前記回転部材の温度を直接的又は間接的に検出する第一温度検出手段と、
前記第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の外側で前記回転部材の温度を直接的又は間接的に検出する第二温度検出手段と、
前記第一温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第一モードと前記第二温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第二モードとを実行可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第一記録材条件においては前記第一モードを選択し、記録材の搬送方向に直角な方向の端部が前記第一温度検出手段の検出位置を通過する第二記録材条件においては前記第二モードを選択することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
記録材の画像面に接触して回転する回転部材と、
前記回転部材に接触して前記回転部材を加熱する加熱手段と、
搬送方向に直角な方向の長さが第一長さの記録材が接触する範囲の内側で前記加熱手段の温度を検出する第一温度検出手段と、
搬送方向に直角な方向の長さが前記第一長さの記録材が接触する範囲の外側で前記加熱手段の温度を検出する第二温度検出手段と、
前記第一温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第一モードと前記第二温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第二モードとを実行可能な制御手段と、を備え、
前記制御手段は、搬送方向に直角な方向の長さが第一長さの記録材に対しては前記第一モードを選択し、搬送方向に直角な方向の長さが前記第一長さよりも小さい第二長さの記録材に対しては前記第二モードを選択することを特徴とする像加熱装置。
【請求項３】
前記回転部材は、記録材の画像面に外側面を接触して回転するベルト部材であって、
前記加熱手段は、前記ベルト部材の内側面に接触して前記ベルト部材を加熱するヒータ部材であって、
前記第一温度検出手段は、前記ヒータ部材における搬送方向に直角な方向の前記回転部材の中央から外れた位置に配置され、
前記第二温度検出手段は、前記ヒータ部材における搬送方向に直角な方向の前記回転部材の端部に配置されることを特徴とする請求項２記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第二モードでは、前記第二温度検出手段を用いた温度調整の目標温度を、記録材が加熱されるごとに段階的に引き上げることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記目標温度の引き上げ幅を、記録材が加熱されるごとに小さくすることを特徴とする請求項４記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第二モードでは、前記第二温度検出手段を用いた温度調整の目標温度を、１枚の記録材の通過中に次第に引き上げることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記目標温度の引き上げ幅を、１枚の記録材の終わりに近づくほど小さくすることを特徴とする請求項６記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記制御手段は、記録材の厚みが大きいほど前記目標温度の引き上げ幅が大きくなるように、記録材の種類に応じて温度調整の目標温度を変更することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に接触する回転部材の温度を回転部材の加熱部側で間接的に検出して温度調整する像加熱装置、詳しくは搬送方向に直角な方向の長さが短い記録材を加熱処理する際の回転部材の表面温度の変動を抑制する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を形成して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を定着装置で加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置が広く用いられている。像加熱装置は、トナー像を定着させる定着装置の外に、半定着画像又は定着済み画像を加熱加圧して画像の表面状態を調整する画像加熱装置を含む。像加熱装置は、記録材の画像面に接触して回転する回転部材（ローラ部材又はベルト部材）に別の回転部材（ローラ部材又はベルト部材）を当接させて記録材のニップ部を構成する。回転部材は、加熱部（ローラ部材又は摺擦部材）を接触させて加熱される。
【０００３】
近年、定着装置の小型化、部品点数の削減が進んで、加熱部に配置した第一温度検出素子を用いて間接的に回転部材の温度を検出して温度制御する定着装置が実用化されている（特許文献１）。
【０００４】
特許文献２では、普通紙の通紙領域（搬送方向に直角な方向の長さ）の中央に対応する加熱部に第一温度検出素子を配置して、第一温度検出素子の検出温度が所定値になるように加熱部の加熱出力を調整している。また、普通紙の通紙領域の外側に第二温度検出素子を配置して非通紙部昇温を検出している。そして、第二検出素子の検出温度が所定温度に達すると、記録材の毎分加熱処理枚数を減らして、非通紙部昇温を低下させている（表１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９３２２５号公報
【特許文献２】特開２００７−７９０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
種々の理由によって第一温度検出素子が、搬送方向に直角な方向の回転部材の中央から外れた位置に配置される場合がある。そのような像加熱装置において、搬送方向に直角な方向の記録材の長さが短い記録材を加熱処理すると、回転部材の表面温度の変動が大きくなって定着画像の品質（光沢度）がばらつき易くなることが判明した。特に、記録材の端部が第一温度検出素子よりも中央側を通過するような記録材を高速度で加熱処理した場合、回転部材の表面温度の変動幅が大きくなることが判明した。記録材の端部が第一温度検出素子よりも中央側を通過する事態は、記録材ごとの通過位置を搬送方向に直角な方向にシフトさせて記録材のエッジによる微細な傷を集中させない制御を行う場合にも起こり得る。
【０００７】
本発明は、搬送方向に直角な方向の長さが短い記録材を高速度で加熱処理した場合でも、回転部材の温度が安定して画像品質のばらつきが小さい画像を出力できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の像加熱装置は、記録材の画像面に接触して回転する回転部材と、前記回転部材を加熱する加熱手段と、搬送方向に直角な方向の記録材の端部が前記回転部材を通過する位置が規定される所定の第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の内側で前記回転部材の温度を直接的又は間接的に検出する第一温度検出手段と、前記第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の外側で前記回転部材の温度を直接的又は間接的に検出する第二温度検出手段と、前記第一温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第一モードと前記第二温度検出手段の出力に基づいて前記加熱手段の加熱出力を制御する第二モードとを実行可能な制御手段と、を備えるものである。そして、前記制御手段は、前記第一記録材条件においては前記第一モードを選択し、記録材の搬送方向に直角な方向の端部が前記第一温度検出手段の検出位置を通過する第二記録材条件においては前記第二モードを選択する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の像加熱装置では、第二記録材条件による加熱処理では、通過／非通過による検出温度の下降／上昇が第一温度検出手段よりも少ない第二温度検出手段の検出温度に基づいて加熱手段の加熱出力を調整する。このため、第二記録材条件の加熱処理において検出温度の変動幅が大きい第一温度検出手段の検出温度を用いるよりも加熱部の加熱出力が安定し、回転部材の表面温度の変動幅が小さくなる。
【００１０】
したがって、搬送方向に直角な方向の長さが短い記録材を高速度で加熱処理した場合でも回転部材の温度が安定して画像品質のばらつきが小さい画像を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】定着装置の回転軸線方向に垂直な断面構成の説明図である。
【図３】定着装置を記録材の搬送方向から見た断面構成の説明図である。
【図４】ヒータと温度検知素子と遮断器と記録材の配置関係の説明図である。
【図５】Ａ４サイズ横送り時における定着ベルトの温度変化の説明図である。
【図６】幅の狭い記録材における図４の関係の説明図である。
【図７】幅の狭い記録材における定着ベルトの温度変化の説明図である。
【図８】幅の狭い記録材を通紙した場合の非通紙部昇温の説明図である。
【図９】実施例１の温度制御におけるベルト表面温度の変化の説明図である。
【図１０】実施例１の温度制御のフローチャートである。
【図１１】実施例２の温度制御におけるベルト表面温度の変化の説明図である。
【図１２】実施例２の温度制御のフローチャートである。
【図１３】実施例１の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。
【図１４】実施例３の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。
【図１５】実施例４の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。
【図１６】実施例４の温度制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、温度制御に用いる温度センサ付近を記録材の搬送幅の端部が通過しないように複数の温度センサを使い分ける限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１３】
従って、画像形成装置のみならず、ユニット化された単独の像加熱装置としても実施できる。像加熱装置は、定着装置の他に、画像の光沢や表面性を調整する表面加熱装置を含む。
【００１４】
トナー像を転写された記録材を加熱加圧して画像を記録材に定着させる画像形成装置であれば、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【００１５】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト３１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１６】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１１（Ｙ）にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１１（Ｍ）にマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム１１（Ｃ）、１１（Ｋ）にそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に順次一次転写される。
【００１７】
記録材Ｐは、記録材カセット２０から１枚ずつ取り出されてレジストローラ２３で待機する。記録材Ｐは、レジストローラ２３によって中間転写ベルト３１上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト３１からトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置４０へ搬送され、定着装置４０で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、排出ローラ６３によって外部トレイ６４へ排出される。
【００１８】
一方、記録材Ｐの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によって一方の面のトナー像を定着された記録材Ｐは、フラッパ６１によって上方へ案内される。記録材Ｐは、搬送路７３によってスイッチバック搬送されることにより表裏反転され、その後、両面搬送路７０を搬送されて、レジストローラ２３で待機する。そして、二次転写部Ｔ２で他方の面にもトナー像を形成されて、定着装置４０によってトナー像を定着された後に、外部トレイ６４へ排出される。
【００１９】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１４（Ｙ）、１４（Ｍ）、１４（Ｃ）、１４（Ｋ）で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫに関する重複した説明を省略する。
【００２０】
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１１の周囲に、コロナ帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、転写ブレード１７、及びドラムクリーニング装置１５を配置している。
【００２１】
コロナ帯電器１２は、感光ドラム１１の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置１３は、レーザービームを走査して感光ドラム１１に画像の静電像を書き込む。現像装置１４は、静電像を現像して感光ドラム１１にトナー像を形成する。転写ブレード１７は、電圧を印加されて感光ドラム１１のトナー像を中間転写ベルト３１へ一次転写させる。
【００２２】
＜定着装置＞
図２は定着装置の回転軸線方向に垂直な断面構成の説明図である。図３は定着装置を記録材の搬送方向から見た断面構成の説明図である。
【００２３】
像加熱装置の小型化・低コスト・省エネルギー化を実現するため、定着装置４０は、ベルト定着方式を採用して被加熱部の熱容量を小さくしている。ベルト定着方式は、加熱回転体と加圧回転体のニップ部に発熱体としてのセラミックヒータを配置し、定着ベルトを介してセラミックヒータの熱を与えながらニップ部の加圧力で未定着トナー画像を記録材面に定着させる。ベルト定着方式は、セラミックヒータ及び定着ベルトの熱容量が小さいため、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能温度までの待ち時間が短いクイックスタート性に優れる。スタンバイ時の消費電力が大幅に小さい省電力の利点もある。反面、被加熱部の熱容量が小さいベルト定着方式は、セラミックヒータの加熱出力に対する温度応答性が高く、安定的な温度調整が難しい。
【００２４】
図２に示すように、定着ベルト２０は、円筒状のエンドレスベルトである。定着ベルト２０は、バックアップ部材１６の外側にルーズに被せられている。定着ベルト２０の内面にはグリスが塗布されている。これにより、バックアップ部材１６と定着ベルト２０内面との摩擦係数を下げて、定着ベルト２０内面の磨耗を低減している。
【００２５】
定着ベルト２０は、熱伝導率が高く引張り強度が高い金属層に重ねて熱伝導率の高いゴム材料の弾性層を形成し、表面にフッ素樹脂の離型層を形成して内径φ２５ｍｍの無端状に形成されている。定着ベルト２０の金属層は、厚さ５０μｍのステンレス材料である。定着ベルト２０の弾性層は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋのシリコンゴムである。定着ベルト２０の離型層は、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブである。
【００２６】
加圧ローラ２２は、定着ベルト２０との間でニップ部Ｎを形成する。加圧ローラ２２は、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ２２と圧接された関係にある定着ベルト２０は、加圧ローラ２２に従動して所定の速度で回転する。加圧ローラ２２は、鉄、アルミ等の円筒材料で形成された軸部材２２ａの外側に柔軟なゴム材料の弾性層２２ｂを形成し、弾性層２２ｂの表面を離型層２２ｃで覆って積層された多層構造である。加圧ローラ２２は、外径φ２５ｍｍに形成されている。加圧ローラ２２の軸部材２２ａは、外径φ１０ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミ管を用いている。加圧ローラ２２の弾性層２２ｂは、肉厚３ｍｍ、アスカー硬度６４°のシリコンゴムである。加圧ローラ２２の離型層２２ｃは、厚み５０μｍのＰＦＡチューブである。
【００２７】
ヒータ１００は、セラミックヒータを用いた加熱体である。ヒータ１００は、低熱容量のヒータであるため、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する。ヒータ１００は、図面に垂直な方向を長手とする厚さ６００μｍの細長薄板状の絶縁性セラミック基板の基板面に、導電性セラミックの発熱抵抗体層を形成して、表面をガラス絶縁層で覆って構成される。ヒータ１００は、バックアップ部材１６の下面に長手方向に沿って形成された溝部に嵌め入れて耐熱性接着剤等により固定している。ヒータ１００は、ヒータ表面側をバックアップ部材１６の下面に下向きに露呈させている。バックアップ部材１６は、ヒータ１００を固定支持する。
【００２８】
バックアップ部材１６は、定着ベルト２０内部に配置されて、定着ベルト２０を加圧ローラ２２方向へ加圧付勢する。バックアップ部材１６は、横断面略半円弧状樋型で、図面に垂直方向を長手とする耐熱性樹脂等の断熱性部材である。バックアップ部材１６は、省エネルギーの観点から支持ステー１７への熱伝導の少ない材料を用いるのが望ましく、耐熱ガラスや、ポリカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂が用いられる。ここでは、住友化学（株）製の液晶ポリマー、スミカスーパーＥ５２０４Ｌを用いた。
【００２９】
支持ステー１７は、ニップ部を長手方向の全域で連続的に加圧するバックアップ部材１６をその全長にわたって支持する。支持ステー１７は、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましく、ここでは、ステンレス鋼材ＳＵＳ３０４を用いている。
【００３０】
図３に示すように、加圧ローラ２２の芯金３２ａの両端部は、奥側と手前側の側板３４に軸受３５を介して回転可能に軸受保持されている。
【００３１】
定着フランジ４００は、定着ベルト２０の長手方向移動および周方向の形状を規制する左右の規制部材である。支持ステー１７の左右の外方延長腕部１７ａにそれぞれ左右の定着フランジ４００が嵌着されている。支持ステー１７は、左右の定着フランジ４００によって両持ち支持された梁構造である。
【００３２】
左右の定着フランジ４００の加圧部４００ｂと加圧アーム４１との間に加圧バネ４２が縮設されている。加圧バネ４２の加圧力は、片側が１５６．８Ｎ、総加圧力が３１３．６Ｎ（３２ｋｇｆ）である。左右の加圧バネ４２は、定着フランジ４００、支持ステー１７、バックアップ部材１６を介して、定着ベルト２０を加圧ローラ２２の上面に対して所定の押圧力で加圧して、記録材搬送方向に所定長さのニップ部Ｎを形成する。
【００３３】
図２に示すように、制御回路部５０は、駆動モータ５３を制御して加圧ローラ２２を回転駆動する。加圧ローラ２２の回転に伴って円筒状の定着ベルト２０が従動回転する。その後、制御回路部５０は、電源部５２を制御してヒータ１００の発熱抵抗体層に通電を行う。制御回路部５０は、定着ベルト２０の温度が設定温度に立ち上がるのを待って、ニップ部Ｎに未定着トナー像を担持した記録材Ｐを送り込む。記録材Ｐは、入り口ガイド２３に沿って案内されてニップ部Ｎに導入される。
【００３４】
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ベルト２０の外面に密着し、記録材Ｐが定着ベルト２０と共に移動する。ニップ部Ｎによる挟持搬送過程において、ヒータ１００の発熱抵抗体層で発生した熱が記録材Ｐに付与され、未定着トナー像ｔが記録材Ｐ上に溶融定着される。ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは、定着ベルト２０から曲率分離されて不図示の定着排紙ローラに受け渡される。
【００３５】
＜遮断器＞
図４はヒータと温度検知素子と遮断器と記録材の配置関係の説明図である。図４に示すように、遮断器２４は、検出温度が所定温度に達すると、バイメタルを用いた接点を開いてヒータ１００に対する通電を遮断するための温度スイッチである。遮断器２４は、バックアップ部材１６のヒータ１００が配置される反対側の面に配置されて、ヒータ１００には直接接触しない。バックアップ部材１６の非通紙部昇温の影響による誤動作を避けるため、遮断器２４は必ず通紙域内に設ける。遮断器２４は、非通紙部昇温の影響によって遮断器２４が誤動作しないように、バックアップ部材１６の長手方向の中央に定めた通紙基準中心に配置される。
【００３６】
＜サーミスタ＞
図４に示すように、メインサーミスタ２３及びサブサーミスタ２５は、定着ベルト２０に接触する反対側でヒータ１００に当接させて配置した温度センサである。メインサーミスタ２３及びサブサーミスタ２５は、Ａ／Ｄコンバータ５１を介して、制御回路部５０に接続される。
【００３７】
メインサーミスタ２３は、ヒータ１００の温度をモニタしてヒータ１００の加熱出力にフィードバックして定着ベルト２０の温度調整を行うために適切に配置される。メインサーミスタ２３はヒータ１００の裏面に当接している。使用頻度の高いＡ４やレターサイズよりも幅の狭い小サイズ紙を通紙する場合においても、通紙による定着ベルト２０の温度低下を検知できるように、メインサーミスタ２３は、ヒータ１００の長手方向の中央部に配置することが望ましい。しかし、遮断器２４がヒータ１００の長手方向の中央部に配置されているため、メインサーミスタ２３は、長手方向の中央部から外れた位置に配置される。遮断器２４と接触しない範囲で可能な限り中心側に配置した結果、メインサーミスタ２３は、通紙基準中心から３５ｍｍずらせた位置に配置している。
【００３８】
サブサーミスタ２５は、Ａ４サイズ横送りの記録材の外側でヒータ１００の温度をモニタして、定着装置４０の生産性にフィードバックして定着ベルト２０の非通紙部昇温を抑制するために適切に配置される。サブサーミスタ２５は、長手方向の通紙基準中央から１４６ｍｍの位置に配置される。
【００３９】
【表１】
2013246404.tif 000003
【００４０】
表１に示すように、Ａ４サイズ横送りの記録材を用いた画像形成時、サブサーミスタ２５の検出温度が２００℃に達すると、生産性が１レベル低下される。その後、サブサーミスタ２５の検出温度がさらに２００℃に達すると、生産性がさらに１レベル低下される。サブサーミスタ２５の検出温度が２００℃に近い温度に保たれるように、画像形成装置１における画像の間隔（紙間）が調整される。これにより、定着ベルト２０の非通紙部昇温を２００℃以下に保ちつつ、最大の生産性で画像形成を実行できる。
【００４１】
＜温度調整制御＞
図５はＡ４サイズ横送り時における定着ベルトの温度変化の説明図である。図２に示すように、記録材Ｐがニップ部Ｎを通過する際に熱を奪っていくため、ヒータ１００の温度が低下する。これでは、記録材の搬送方向の先端部と後端部とでトナー像の加熱温度に差ができて、記録材の搬送方向の先端部と後端部とで光沢差が生じてしまう。
【００４２】
また、記録材Ｐの後端部では、定着ベルト２０の温度が不足して記録材Ｐから定着ベルト２０へトナーが移転する低温オフセットが発生し易くなる。しかし、これを回避するために、定着ベルト２０の温度を恒常的にかさ上げすると、記録材Ｐの先端部で定着ベルト２０の温度が過剰になって、記録材Ｐから定着ベルト２０へトナーが移転する高温オフセットが発生し易くなる。そこで、制御回路部５０は、電源部５２を制御して定着装置４０の温度調整を実行する。
【００４３】
制御回路部５０は、選択された記録材種に応じて、記録材Ｐがニップ部Ｎを通過する前に予め設定されているヒータ目標温度になるよう、ヒータ１００へ電力を供給して発熱させる。制御回路部５０は、メインサーミスタ２３の出力をもとに、ヒータ１００のへの通電制御内容を決定し、電源部５２からヒータ１００へ供給する通電を制御する。制御回路部５０は、メインサーミスタ２３から出力されるアナログ電圧信号を所定の周期でサンプリングしている。サンプリングは、記録材Ｐがニップ部Ｎを通過するのにかかる時間に対して極めて短い周期時間で行われる。制御回路部５０は、サンプリングを通じて得られた温度情報を、ヒータ１００の通電制御に直ちに反映させて、検知温度とヒータ目標温度の差分を埋めるべく、ヒータ１００への通電を制御する。
【００４４】
＜通常幅の記録材と幅の狭い記録材＞
図６は幅の狭い記録材における図４の関係の説明図である。図７は幅の狭い記録材における定着ベルトの温度変化の説明図である。図８は幅の狭い記録材を通紙した場合の非通紙部昇温の説明図である。
【００４５】
図４に示すように、Ａ４サイズ横送りの場合、メインサーミスタ２３は、通紙部に位置しているため、制御回路部５０は、通紙によって低下したヒータ１００の温度を検知して適宜電力投入がなされるよう制御できる。しかし、小サイズ紙の中でも特に幅の狭い幅狭紙が通過する領域内にメインサーミスタ２３及び遮断器２４を配置することは、配置スペースの観点から困難であるため、メインサーミスタ２３の位置は、幅狭紙が通過する領域の外側の非通紙部になる。その際、メインサーミスタ２３の検出温度は、非通紙部昇温の影響を受けるため、制御回路部５０は、ヒータ１００の温度検出／電力制御を正確に行えなくなる。
【００４６】
幅狭紙を通紙する場合、幅狭紙が通過する通紙部と幅狭紙が通過しない非通紙部とでは、幅狭紙によって奪われる熱量が大きく異なるため、非通紙部の温度が上昇する。メインサーミスタ２３が非通紙部に位置しているため、通紙によって低下するヒータ１００の温度を実際よりも高く検出してしまう。制御回路部５０は、実際よりも高い検出温度に基づいて、ヒータ１００の発熱量が不足しているにもかかわらず、ヒータ１００への投入電力を絞ってしまう。その結果、メインサーミスタ２３と紙端部が一致する幅狭紙が通紙されると、未定着トナー像を記録材に定着させるために必要なヒータ１００の温度が確保できず、定着不良が発生する。
【００４７】
また、紙端部がメインサーミスタ２３の位置に一致するような小サイズ紙が通紙された場合、紙サイズの紙の公差や紙の斜行やレジ精度の影響により、メインサーミスタ２３が通紙部になったり非通紙部になったりすることがある。このため、メインサーミスタ２３の検出温度が変動して温度制御が不安定になり、それに追従して、定着ベルト２０の表面温度も変動する。そこで、紙端部がメインサーミスタ２３の位置と一致した場合でも、安定したヒータ１００の温度制御を可能にする方法が望まれている。
【００４８】
表２はＡ４サイズ横送りの記録材の加熱処理における温度調整制御のテーブルである。表２は、記録材の種類に応じて設定される通紙速度（プロセススピード）と定着装置４０のヒータ１００の温度調整の目標温度のテーブルである。実際には、表２に示されない他の種類の記録材についてもそれぞれ異なる設定がされ、温度湿度等に応じてさらに細かいテーブルが設定される。しかし、ここでは、説明を簡単にするため、表２に記載された種類の記録材に限定して説明する。
【００４９】
【表２】
2013246404.tif 000004
【００５０】
図４に示すように、Ａ４サイズ横送りの普通紙（８０ｇ／ｍ２）に画像形成する場合、表１に示す温度制御を適用することで、低温オフセットも高温オフセットも発生することなく、定着装置４０は記録材の必要な搬送性及び分離性が満たされる。定着装置４０の画像形成が可能な記録材搬送方向の長さは３００ｍｍである。Ａ４サイズ横送りの普通紙（８０ｇ／ｍ２）に画像形成する場合、表２に示す温度制御を適用することで、連続画像形成の最初から最後まで、安定した温度プロファイルが得られた。連続画像形成の最初から最後まで、ヒータ１００の温度が略一定に保たれ、定着画像の品質に問題を発生させることなく画像形成が完了した。
【００５１】
図５に示すように、安立計器（株）の熱電対素子を定着ベルト２０の表面中央部に当接させて連続画像形成時の定着ベルト２０の表面温度を測定した。表１に示すように、普通紙の目標温度である２２０℃でヒータ１００が温度調整された結果、定着ベルト２０の表面温度は、狙いどおりの温度（１６５℃）で制御されていた。
【００５２】
図６に示すように、次に、表１に示す温度制御を適用して、幅狭紙Ｐ’に画像形成を行って、画像形成の最初から最後まで温度プロファイルを測定した。図６は定着装置４０において搬送幅７０ｍｍの幅の狭い普通紙Ｐ’を通紙した状態である。幅の狭い記録材Ｐ’は、坪量８０ｇ／ｍ２、紙幅７０ｍｍ、搬送方向長さ２９７ｍｍである。ヒータ１００の温度制御に用いるメインサーミスタ２３は、通紙基準中心から３５ｍｍ離れているため、定着装置４０においては、幅７０ｍｍ以下の記録材Ｐ’を幅の狭い記録材に分類する。定着装置４０において、通紙される記録材Ｐ’の搬送方向に直角な搬送幅方向の最小幅は、メインサーミスタ２３の位置と記録材Ｐ’の端部とが一致する７０ｍｍである。
【００５３】
表１に示す温度制御を定着装置４０に実行させて、幅の狭い普通紙Ｐ’に画像形成して、図５と同様に各温度プロファイルを測定した。
【００５４】
図７に示すように、この場合、画像形成の開始後、次第に定着ベルト２０の温度が低下する傾向が確認された。幅の狭い普通紙Ｐ’を通紙した場合、図５の温度プロファイルと比べ、定着ベルト１００の表面温度が次第に低下する。メインサーミスタ２３の位置と記録材の幅方向の縁領域が一致するような幅狭紙（７０〜７２ｍｍ：紙公差、斜行、レジ精度を考慮して＋２ｍｍとする）を通紙すると、定着ベルト２０の通紙部の表面温度は、狙い温度に対して不安定に推移する。
【００５５】
図８に示すように、幅狭紙Ｐ’の連続画像形成における定着ベルト２０の温度低下及び温度不安定の理由は、通紙された記録材Ｐ’の紙公差や斜行やレジ精度によってメインサーミスタ２３が通紙域になったり非通紙域になったりすることである。通紙によるヒータ１００の温度低下と、記録材Ｐ’の外側における非通紙部昇温の影響によってメインサーミスタ２３の検出温度がバラついてしまうことである。
【００５６】
図４に示すように、メインサーミスタ２３が通紙域の場合は、検出温度の低下に伴ってヒータ１００へ通電がされる。しかし、図８に示すように、メインサーミスタ２３が非通紙部の場合は、検出温度の上昇に伴ってヒータ１００への通電が絞られてしまう。このため、図７に示すように、メインサーミスタ２３の検出温度がバラついてくる。
【００５７】
これに対して、メインサーミスタ２３の検出温度がバラついていても、記録材Ｐ’の搬送幅方向の縁から遠いサブサーミスタ２５の検出温度は安定している。そこで、以下の実施例では、メインサーミスタ２３の検出温度が不安定になると推定される画像形成条件に対しては、サブサーミスタ２５を用いてヒータ１００の温度調整を実行する。以下の実施例では、画像形成装置１及び定着装置４０の構成及び運転条件は共通であって、定着装置の温度制御の一部のみがそれぞれ異なる。このため、画像形成装置１および定着装置４０に関する重複した説明を省略する。
【００５８】
＜実施例１＞
図９は実施例１の温度制御におけるベルト表面温度の変化の説明図である。図１０は実施例１の温度制御のフローチャートである。メインサーミスタ制御では、通紙される記録材の紙端部がヒータ温度制御をしているメインサーミスタ２３と同位置にある場合、紙公差や斜行やレジ精度によりメインサーミスタ２３が非通紙部になったり、通紙部になったりする。この場合、通紙によって低下するヒータ温度を検知できず、また、非通紙部昇温の影響を受けるため、実際より高い温度を検知してしまい、結果、定着ベルト２０の表面温度をベルト目標温度に保てなくなって、トナーの低温オフセットを発生させてしまう。
【００５９】
そこで、実施例１では、幅狭紙の場合には、サブサーミスタ２５でヒータ温度調整を行い、幅狭紙の情報を元にサブサーミスタ温度調整時のヒータ目標温度より所定の温度高くする。これにより、メインサーミスタ２３と紙端部が同位置にあるような幅狭紙が選択された場合でも、定着ベルト２０の表面温度をベルト目標温度近傍で制御可能となり、低温オフセットを防ぐことが可能となる。
【００６０】
図２に示すように、回転部材（ベルト部材）の一例である定着ベルト２０は、記録材の画像面に外側面を接触して回転する。加熱部（ヒータ部材）の一例であるヒータ１００は、定着ベルト２０の内側面に接触して定着ベルト２０を加熱する。
【００６１】
第一温度検出手段の一例であるメインサーミスタ２３は、搬送方向に直角な方向の記録材の端部が定着ベルト２０を通過する位置が規定される所定の第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の内側に配置される。メインサーミスタ２３は、搬送方向に直角な方向の長さが第一長さの記録材の一例であるＡ４サイズ横送り普通紙が接触する範囲の内側でヒータ１００の温度を検出する。メインサーミスタ２３は、搬送方向に直角な方向の定着ベルト２０の中央から外れた位置に配置される。
【００６２】
第二温度検出手段の一例であるサブサーミスタ２５は、第一記録材条件において搬送方向に直角な方向の記録材が接触する範囲の外側に配置される。サブサーミスタ２５は、Ａ４サイズ横送り普通紙が接触する範囲の外側でヒータ１００の温度を検出する。メインサーミスタ２３及びサブサーミスタ２５は、それぞれの位置で定着ベルト２０の温度を直接的又は間接的に検出する。
【００６３】
制御手段の一例である制御回路部５０は、第一モードの一例であるメインサーミスタ制御と第二モードの一例であるサブサーミスタ制御とを選択して実行可能である。制御回路部５０は、第一記録材条件においてはメインサーミスタ制御を選択し、記録材の搬送方向に直角な方向の端部がメインサーミスタ２３の検出位置を通過する第二記録材条件においては第二モードを選択する。
【００６４】
制御回路部５０は、Ａ４サイズ横送り普通紙に対してメインサーミスタ制御を選択する。メインサーミスタ制御では、メインサーミスタ２３の出力に基づいてヒータ１００の加熱出力を制御する。制御回路部５０は、搬送方向に直角な方向の長さがＡ４サイズ横送り普通紙よりも小さな第二長さの記録材の一例である幅狭紙に対してサブサーミスタ制御を選択する。サブサーミスタ制御では、サブサーミスタ２５の出力に基づいてヒータ１００の加熱出力を制御する。
【００６５】
制御回路部５０は、非通紙部昇温を考慮して、記録材の厚みが大きいほどサブサーミスタ２５を用いた温度調整の目標温度の引き上げ幅が大きくなるように、記録材の種類に応じて温度調整の目標温度を変更する。
【００６６】
図２に示すように、実施例１では、互いに圧接させた定着ベルト２０と加圧ローラ１７のニップ部Ｎに記録材Ｐを通過させて、定着ベルト２０の熱を記録材Ｐに付与する。図４、図８に示すように、メインサーミスタ２３は、最大サイズ記録材幅より内側で最小サイズ記録材幅と同位置に配置されてヒータ１００の長手方向の中央部の温度を検出する。サブサーミスタ２５は、ヒータ１００の長手方向の端部の温度を検出する。
【００６７】
制御回路部５０は、搬送幅方向の端部がメインサーミスタ２３の位置に対して所定の範囲にある記録材の場合には、サブサーミスタ２５の検出温度に基づいてヒータ１００の温度制御を行う。それ以外の記録材の場合には、メインサーミスタ２３の検出温度に基づいてヒータ１００の温度制御を行う。
【００６８】
具体的には、搬送幅が７０〜７２ｍｍの記録材をユーザが選択して画像形成を開始した場合、サブサーミスタ２５を用いてヒータ１００の温度制御を実行する。サブサーミスタ２５を用いてヒータ１００の温度を周期的にサンプリングし、検出温度とヒータ目標温度の差分を埋めるべく、ヒータ１００への通電を制御して、定着ベルト２０の温度変動を軽減する。メインサーミスタ２３の検出温度を用いる通常のメインサーミスタ制御の場合よりも非通紙部昇温を考慮して一定温度だけ高い温度調整のヒータ目標温度を設定して、サブサーミスタ２５を用いたサブサーミスタ制御を実行する。
【００６９】
表３は実施例１におけるサブサーミスタ制御のヒータ目標温度の加算値テーブルである。表２に示すベルト温度低下要因因子を考慮したヒータ目標温度の各数値に、表３のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）を加算して、サブサーミスタ制御のヒータ目標温度が設定される。
【００７０】
【表３】
2013246404.tif 000005
【００７１】
表３に示すように、定着装置４０で、搬送幅７０〜７２ｍｍの記録材を通紙する場合、表２の各条件におけるヒータ目標温度に対して「記録材坪量」と「記録材搬送方向長さ」とによる非通紙部昇温を考慮したヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）が加算される。
ヒータ目標温度加算値ΔＤ＝（該当する上記テーブル値）×（記録材の搬送方向長さｍｍ）／３００ｍｍ
【００７２】
定着装置４０の場合、表１の各通紙条件において低温・高温オフセットを発生させない温度領域として、定着ベルト２０の狙い温度１６５℃に対して−３℃以上＋１０℃以下を許容している。このため、上述したように、熱電対素子を定着ベルト２０の表面中央部に当接させて連続画像形成時の定着ベルト２０の表面温度を測定し、許容温度領域に収まるようにヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）を実験的に求めてテーブル化した。
【００７３】
図９に示すように、普通紙について、サブサーミスタ２５の検出温度が表２のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）を加算した表２のヒータ目標温度となるようにサブサーミスタ制御を実行して、１枚の画像形成中の定着ベルト２０の温度推移を測定した。表２のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）を表１のヒータ目標温度に反映してヒータ１００の温度調整を実施することで、普通紙について、定着ベルト２０の狙い温度１６５℃に対して−３℃以上＋１０℃以下に温度制御できることを確認した。図７に示すメインサーミスタ制御に比較して、サブサーミスタ制御では、定着ベルト表面温度が狙い温度を下回らずに通紙完了できることを確認した。
【００７４】
薄紙および厚紙の各通紙条件でも、同様に、表２のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）を反映してサブサーミスタ制御を行うことで、定着ベルト２０の表面温度の狙い温度を上回ることを確認した。しかし、ここでは、各紙種毎、その他の画像形成条件毎の実験の詳細は省略する。
【００７５】
図２を参照して図１０に示すように、制御回路部５０は、画像形成ジョブを受信して記録材情報を取得する（Ｓ１１）。制御回路部５０は、記録材情報として、「紙種」「坪量」「記録材幅方向長さ」「記録材搬送方向長さ」の情報を得る。制御回路部５０は、取得した記録材情報に基づいて、選択された記録材が幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）か否か判別する（Ｓ１２）。
【００７６】
制御回路部５０は、記録紙幅方向長さが７０〜７２ｍｍなら（Ｓ１２のＹｅｓ）、表２に従ってヒータ目標値加算値（ΔＤ）を決定する。制御回路部５０は、表１の通常温度調整制御のヒータ目標温度に表２のヒータ目標値加算値（ΔＤ）を足し合わせて、サブサーミスタ２５で検出されるヒータ目標温度を求めて、幅狭紙用のヒータ目標温度を設定する（Ｓ１３）。
【００７７】
幅狭紙とは、搬送方向に直角な方向の記録材長さである搬送幅が７０〜７２ｍｍの記録材である。メインサーミスタ２３の配置位置に記録材の搬送幅のエッジが位置する７０ｍｍに、紙公差、斜行、レジ精度を考慮して＋２ｍｍの範囲までを幅の狭い記録材としている。幅狭紙が選択された時、通常のメインサーミスタ制御は、幅狭紙用のサブサーミスタ制御に切り替わり、非通紙部昇温を考慮した表２に基づいて、ヒータ目標温度がかさ上げされる。
【００７８】
制御回路部５０は、搬送幅が７０〜７２ｍｍ以外なら（Ｓ１２のＮｏ）、幅狭紙ではない（７０〜７２ｍｍ以外）記録材Ｐが選択されたので、表１のヒータ目標値を設定して、通常のメインサーミスタ制御を実行する（Ｓ１４）。制御回路部５０は、表２のみ（Ｓ１４）、又は表２、３（Ｓ１３）に基づいて設定されたヒータ目標温度で通紙を開始する（Ｓ１５）。
【００７９】
実施例１では、紙端部がメインサーミスタ２３の位置と一致するようなサイズの幅狭紙が選択された場合、サブサーミスタ２５により温度制御を実施する。そして、ヒータ１００の目標温度に対し非通紙部昇温分を考慮して温度調整の目標温度を加算する制御を行う。幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）が選択された場合、その通紙条件を考慮して、ヒータ温度調整をサブサーミスタ２５で行い、ヒータ目標温度に所定の値を加算する。これにより、通常のメインサーミスタ制御では、図７に示すように、定着ベルト２０の温度を狙い温度よりも著しく低下させてしまうのに対し、実施例１では、図９に示すように、狙い温度を下回らない温度制御が可能となる。これにより、定着不良の発生を防ぐことを可能にする。
【００８０】
なお、表３のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）は、画像形成装置１のプロセススピード、画像間隔（通紙間隔）、定着装置４０の装置構成によって達成される値であり、一意的に決まるものではない。実施例１で用いた数値は、実験によって最適化された数値である。表３のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）は、定着装置４０の構成、運転条件などによって異なるため、一意的には決まらない。
【００８１】
＜実施例２＞
図１１は実施例２の温度制御におけるベルト表面温度の変化の説明図である。図１２は実施例２の温度制御のフローチャートである。実施例２では、実施例１と同様に、メインサーミスタ２３の配置位置を記録材の端部が通過するような幅狭紙で画像形成が実行される場合は、通常のメインサーミスタ制御を幅狭紙用のサブサーミスタ制御に切り替える。しかし、実施例１では、サブサーミスタ制御におけるヒータ目標温度を最初から最後まで一定とした。これに対して、実施例２では、連続画像形成時の非通紙部昇温の進行に合わせて、サブサーミスタ制御におけるヒータ目標温度を徐々に引き上げて最終的に表２の値を反映したヒータ目標温度に収束させる。具体的には、幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）が選択された場合、ヒータ目標温度に表２の数値を足し合わせる操作を段階的に行う。
【００８２】
図９に示すように、実施例１では、幅狭紙におけるヒータ目標温度を所定の値まで単純に引き上げるので、記録材がニップ部Ｎへ突入した時の定着ベルト２０温度が狙いの温度に対し高い温度まで上昇する可能性がある。その結果、記録材の先端部と後端部とで光沢ムラが発生する可能性がある。
【００８３】
そこで、定着装置４０において、１枚の記録材の通紙中に、表２のヒータ目標値加算値（ΔＤ）まで、ヒータ目標温度加算値を段階的に引き上げる実験を各通紙条件において実行した。その結果、定着ベルト２０表面温度は、狙いの温度から大きく逸脱しなくなり、定着ベルト２０の表面温度を狙い値の近傍で制御可能となった。
【００８４】
実施例２では、制御回路部５０は、サブサーミスタ制御では、サブサーミスタ２５を用いた温度調整の目標温度を、１枚の記録材の通過中に次第に引き上げる。また、制御回路部５０は、サブサーミスタ２５を用いた温度調整の目標温度の引き上げ幅を、１枚の記録材の終わりに近づくほど小さくする。
【００８５】
具体的には、搬送幅が上記の範囲に該当する記録材のニップ通過時間をｔとし、記録材の搬送方向長さをｘとし、通紙速度をｖとし、０．２ｓ毎にヒータ目標温度を引き上げて合計の引き上げ回数をｎとする。表２に示す各記録材におけるヒータ目標値加算値（ΔＤ）をｎで割った値をヒータ目標温度の段階的引き上げにおける１回の引き上げ幅とする。これにより、幅狭紙がニップ部Ｎを通過するまでにヒータ目標温度はヒータ目標値加算値（ΔＤ）まで加算される。
ｎ＝ｔ／０．２
ｔ＝ｘ／ｖ
【００８６】
図１１に示すように、サブサーミスタ２５の検出温度が表１のヒータ目標温度から段階的に表２のヒータ目標温度加算値ΔＤ（℃）まで加算されるようにサブサーミスタ制御を実行して、画像形成中の定着ベルト２０の温度推移を測定した。図１１は、図７、図９で示された幅狭紙（普通紙）の画像形成と同じ条件で、且つ、その場合において実施例２のヒータ目標温度段階引き上げを実施した際の実験結果である。
【００８７】
実施例２の制御によれば、図７に示すように定着ベルト２０の表面温度が狙い値を下回ってしまうことがない。また、実施例２の制御によれば、図９に示すように定着ベルト２０の表面温度が狙い値の１６５℃を大きく超える温度上昇を引き起こすことが無い。実施例２の制御によれば、記録材Ｐがニップ部Ｎを通過する間に段階的にヒータ目標温度を引き上げるようにヒータ１００の温度調整を実施することで、図１１に示すように定着ベルト２０の表面温度が狙い値の１６５℃近傍で制御できる。実施例２の制御によれば、図９に示す定着ベルト２０の温度のオーバーシュートを解消できるため、実施例１の制御に比較して、普通紙について、定着ベルト表面温度が狙い温度の１６５℃に近い範囲で制御できる。その結果、定着画像に光沢ムラやトナーオフセットによる画像不良が発生しない。
【００８８】
図２を参照して図１２に示すように、制御回路部５０は、画像形成ジョブを受信して記録材情報を取得する（Ｓ２１）。制御回路部５０は、記録材情報として、「紙種」「坪量」「記録材幅方向長さ」「記録材搬送方向長さ」の情報を得る。制御回路部５０は、取得した記録材情報に基づいて、選択された記録材が幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）か否か判別する（Ｓ２２）。制御回路部５０は、記録紙幅方向長さが７０〜７２ｍｍなら（Ｓ２２のＹｅｓ）、表２に従ってヒータ目標値加算値（ΔＤ）を決定する（Ｓ２３）。制御回路部５０は、選択された幅狭紙のニップ通過時間をｔとして、ヒータ目標温度引き上げ回数ｎを決定する（Ｓ２４）。制御回路部５０は、幅狭紙がニップ通過時０．２ｓ毎にヒータ目標温度をΔＤ／ｎ℃引き上げる（Ｓ２５）。
【００８９】
制御回路部５０は、幅狭紙が選択された時のヒータ目標温度を決定し、所定の温度まで段階的に引き上げる。記録材Ｐがニップ部Ｎを通過し終わる時点で表１の通常温度調整制御のヒータ目標温度に表２のヒータ目標値加算値（ΔＤ）を足し合わせたヒータ目標温度となるように、０．２秒ごとに、サブサーミスタ２５で検出されるヒータ目標温度を上昇させる（Ｓ２５）。
【００９０】
制御回路部５０は、搬送幅が７０〜７２ｍｍ以外なら（Ｓ２２のＮｏ）、幅狭紙ではない（７０〜７２ｍｍ以外）記録材Ｐが選択されたので、表１のヒータ目標値を設定して、通常のメインサーミスタ制御を実行する（Ｓ２６）。制御回路部５０は、表１のみ（Ｓ２６）、又は表１、２（Ｓ２５）に基づいて設定されたヒータ目標温度で通紙を開始する（Ｓ２７）。
【００９１】
実施例２では、記録材の搬送幅方向の端部がメインサーミスタ２３の位置に対して所定の範囲に該当する幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）に画像形成を行う場合について、検出温度の安定を優先させてサブサーミスタ制御を実行する。実施例２では、サブサーミスタ制御で用いるヒータ目標温度を記録材Ｐがニップ部Ｎの通過中に段階的に引き上げる。ヒータ目標温度に所定の値を加算する１回の加算値が決定され、１回の加算値を０．２秒ごとにｎ回加算して、ヒータ目標温度を通紙中に段階的に引き上げていく。
【００９２】
実施例２によれば、実施例１で説明した加算値を単純に足し上げた温度をサブサーミスタ２５のヒータ目標温度に設定する場合に比較して、定着ベルト２０の表面温度の狙い値から高い温度に昇温してしまうことを防ぎ、狙い値近傍での温度制御が可能となる。
【００９３】
＜実施例３＞
図１３は実施例１の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。図１４は実施例３の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。実施例１、２では、幅狭紙の紙種、坪量に応じて、サブサーミスタ２５での温度調整制御におけるヒータ目標温度に表３に応じた値を加算することで、トナーの低温オフセットを防いでいる。実施例１、２の制御は、幅狭紙が１枚のみ通紙される場合、または、連続通紙の際の１枚目に対し有効な制御である。しかし、実施例１、２の制御は、幅狭紙を２枚以上連続で通紙する場合、２枚目以降の幅狭紙がニップ部Ｎを通過する際の定着ベルト２０の表面温度が目標温度を下回ってしまう。
【００９４】
これに対して、実施例３では、実施例１、２と同様に、搬送幅方向の記録材端部がメインサーミスタ２３の位置と一致するような幅狭紙に画像形成を行う場合に、サブサーミスタ２５の検出温度に基づいてヒータ１００の温度制御を行う。しかし、実施例３では、実施例１、２とは異なり、幅狭紙で２枚以上連続して画像形成を行う場合、サブサーミスタ制御に用いるヒータ目標温度を各枚毎に所定の温度分加算する。実施例３では、ヒータ目標温度を画像形成ごとに段階的に上昇させるので、幅狭紙を連続通紙する場合でも、低温オフセット等の画像不良を発生させないで済む。
【００９５】
図１３に示すように、実施例１の制御を適用して連続３枚の画像形成を実行した場合の定着ベルト２０の温度推移を測定した。実施例１では、幅狭紙の紙種、坪量に応じて、サブサーミスタ２５での温度調整制御におけるヒータ目標温度に表２に応じた値を加算して定着ベルト２０の表面温度が許容範囲を下回らないようにしている。実施例１の制御は、幅狭紙が１枚のみ通紙される場合、または、連続通紙の際の１枚目に対し有効な制御である。
【００９６】
しかし、実施例１の制御は、幅狭紙を２枚以上連続で通紙する場合、２枚目以降の幅狭紙がニップ部Ｎを通過する際の定着ベルト２０の表面温度が目標温度を下回ってしまう。２枚目以降の幅狭紙が通紙されると、定着ベルト２０の表面温度が目標温度を割り込んでしまう。２枚目以降の幅狭紙に対してトナーの溶融が不十分なためにトナー像が定着ベルト２０に付着する低温オフセットが発生し易くなっている。これを防ぐためには、サブサーミスタ制御を適用して幅狭紙に連続画像形成する場合、２枚目、３枚目各々にもヒータ目標温度を増加させていく必要がある。
【００９７】
表３で示したヒータ目標温度加算値ΔＤは、定着装置４０において幅狭紙の通紙の際、紙後端がニップを出る時のベルト温度がほぼベルト目標温度と同値になるよう設定されている。そこで、実施例３では、単純に連続通紙の２枚目以降も、１枚目と同様ΔＤをヒータ目標温度に加算していく制御にした。これにより、連続通紙においても前記目標を達成可能と考えられる。
【００９８】
実施例３では、記録材の搬送幅方向の端部がメインサーミスタ２３の位置に対して所定の範囲にあるような記録材に対して連続画像形成を行う場合に、ヒータ目標温度を各枚毎に上げていく。このため、低温オフセット等の画像不良を発生させないで済む。
【００９９】
＜実施例４＞
図１５は実施例４の温度制御における連続画像形成時のベルト表面温度の変化の説明図である。図１６は実施例３の温度制御のフローチャートである。実施例３の制御では、図１４に示すように、連続通紙によってΔＤを加算していき、ヒータ１００の表面温度が高温になっていくと、非通紙部昇温の影響が頭打ちに近付いていくため、相対的に定着ベルト２０の表面温度が過昇温する場合がある。そこで、実施例４では、定着ベルト２０の表面温度の過昇温を防ぐために、画像形成ごとにヒータ目標温度の増加分を抑えていく。
【０１００】
実施例４では、制御回路部５０は、サブサーミスタ制御では、サブサーミスタ２５を用いた温度調整の目標温度を、記録材が加熱されるごとに段階的に引き上げる。また、制御回路部５０は、サブサーミスタ２５を用いた温度調整の目標温度の引き上げ幅を、記録材が加熱されるごとに小さくする。
【０１０１】
実施例４では、幅狭紙が選択され、且つ、通紙枚数が２枚以上選択された場合、サブサーミスタ制御を実行して、サブサーミスタ２５の検出温度がヒータ目標温度に収束するようにヒータ１００をＯＮ／ＯＦＦ制御する。そして、幅狭紙がニップ部Ｎを通過する際のヒータ目標温度の増加方法は、実施例２で説明したように、定着ベルト２０の表面温度がよりベルト目標温度近傍で推移するよう、ヒータ目標温度を段階的に引き上げる。
【０１０２】
実施例４では、定着装置４０を用いて実験を行った結果、連続通紙Ｎ枚目のヒータ目標温度加算値をΔＤ＿Ｎとし、以下の式による加算値を用いる。Ｎは自然数である。
ΔＤ＿Ｎ＝（０．９）（Ｎ−１）×ΔＤ＿（Ｎ−１）…（１）
ΔＤ＿０＝ΔＤ
【０１０３】
図１５に示すように、図１４で示された幅狭紙の通紙と同じ通紙条件で、上述の（１）式を反映した場合の各温度推移を測定した。実施例４の制御によれば、図１４のように必要以上にヒータ目標温度を増加させないため、定着ベルト２０の表面温度をベルト目標温度近傍で制御できる。
【０１０４】
図２を参照して図１６に示すように、制御回路部５０は、画像形成ジョブを受信して記録材情報を取得する（Ｓ３１）。制御回路部５０は、記録材情報として、「紙種」「坪量」「記録材幅方向長さ」「記録材搬送方向長さ」の情報を得る。制御回路部５０は、通紙ＪＯＢにおける通紙枚数情報を取得。全通紙枚数をＮａｌｌと定義する（Ｓ３２）。制御回路部５０は、通紙枚数をＮと定義し、初期枚数のＮ＝１をカウントする（Ｓ３３）。
【０１０５】
制御回路部５０は、取得した記録材情報に基づいて、選択された記録材が幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）か否か判別する（Ｓ３４）。制御回路部５０は、記録紙幅方向長さが７０〜７２ｍｍなら（Ｓ３４のＹｅｓ）、表１に従ってヒータ目標温度を決定するとともに、表２に従ってヒータ目標値加算値（ΔＤ）を決定し、式（１）により、ΔＤ＿Ｎを算出する（Ｓ３５）。制御回路部５０は、選択された幅狭紙のニップ通過時間をｔとして、ヒータ目標温度引き上げ回数ｎを決定する（Ｓ３６）。
【０１０６】
制御回路部５０は、幅狭紙がニップ通過時０．２ｓ毎にヒータ目標温度を（ΔＤ＿Ｎ）／ｎ℃引き上げる（Ｓ３７）。制御回路部５０は、記録紙幅方向長さが７０〜７２ｍｍ以外なら（Ｓ３４のＮｏ）、幅狭紙ではない記録材Ｐが選択されたので、表２のヒータ目標温度をそのまま設定する（Ｓ３８）。
【０１０７】
制御回路部５０は、表１のみ（Ｓ３４のＮｏ）、又は表１、２及びヒータ目標温度加算値ΔＤ＿Ｎ（Ｓ３４のＹｅｓ）に基づいて設定されたヒータ目標温度で通紙を開始する（Ｓ３９）。制御回路部５０は、現在の通紙枚数がＮａｌｌになったか否か判定する（Ｓ４０）。
【０１０８】
制御回路部５０は、Ｎ＝Ｎａｌｌであればエンドへ行く（Ｓ４０のＹｅｓ）。制御回路部５０は、Ｎ＜Ｎａｌｌであれば通紙枚数カウンタを１加えてＮ＝Ｎ＋１として（Ｓ４１）、次の画像形成を実行する（Ｓ４３〜Ｓ４０）。
【０１０９】
実施例４の制御によれば、幅狭紙を連続通紙する場合、その通紙条件と枚数を考慮して、サブサーミスタ制御のヒータ目標温度に所定の値加算する加算値が決定されて、連続通紙の各枚毎に定着ベルト２０の表面温度をベルト目標温度近傍に推移させる。このため、連続通紙の各枚毎に加算値を適切に決定、加算して、幅狭紙の連続通紙においてもベルト目標温度近傍でベルト表面温度を制御可能である。幅狭紙（７０〜７２ｍｍ）の連続通紙が選択された場合においても、定着問題を起こすことなく通紙を完了する事が可能となる。
【０１１０】
これに対して、従来のメインサーミスタ制御では、幅狭紙の通紙１枚目から、定着ベルト２０表面温度をベルト目標温度以上に保てない。実施例１、２のサブサーミスタ制御では、幅狭紙の連続通紙の２枚目以降から、定着ベルト２０表面温度をベルト目標温度以上に保てない。
【０１１１】
なお、実施例４で用いた数値は実験によって最適化されたものであり、定着装置４０の構成などによって最適な数値は異なり、一意的に決まるものではない。
【符号の説明】
【０１１２】
１１  感光ドラム、１２  コロナ帯電器、１３  露光装置
１４  現像装置、１６  バックアップ部材、１７  支持ステー
２０  定着ベルト、２２  加圧ローラ、２３  メインサーミスタ
２４  遮断器、２５  サブサーミスタ、４０  定着フランジ
５０  制御回路部、５２  電源部、５３  駆動モータ
１００  ヒータ
【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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