(57)【要約】【課題】  複数の加熱体を１つのセンサの出力に基づいて制御することにより低コスト化を図るとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測できる定着装置を提供する。【解決手段】  定着装置は、未定着の画像に接触して回転する定着部材と、定着部材との間においてニップ部を形成する加圧部材と、定着部材を加熱する複数の熱源と、複数の温度検知素子を有し、定着部材の軸方向の複数の位置の温度を検知するセンサと、センサの出力に基づいて複数の熱源を制御するとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測する制御部と、を備える。【選択図】  図５
2016085274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着の画像に接触して回転する定着部材と、
前記定着部材との間においてニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着部材を加熱する複数の熱源と、
複数の温度検知素子を有し、前記定着部材の軸方向の複数の位置の温度を検知するセンサと、
前記センサの出力に基づいて複数の前記熱源を制御するとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測する制御部と、
を備える定着装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記定着部材の前記センサによる測定点のうち、隣接する測定点における検知温度の差に基づいて前記記録媒体の紙幅を予測する請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御部は、
予測した前記紙幅に基づいて単位時間当たりの通紙枚数を制御する請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記熱源の前記定着部材への加熱範囲を規制する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材を変位させる遮蔽部材駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、
予測された前記紙幅に基づいて前記遮蔽部材駆動部によって前記遮蔽部材を変位させる請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記センサの出力に基づいて通紙される記録媒体の紙幅及び前記記録媒体の前記定着部材の軸方向のずれ幅を予測する請求項１に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御部は、
予測された前記ずれ幅に基づいて単位時間当たりの通紙枚数を制御する請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記熱源の前記定着部材への加熱範囲を規制する遮蔽部材と、
前記遮蔽部材を変位させる遮蔽部材駆動部と、
をさらに備え、
前記制御部は、
予測された前記ずれ幅に基づいて前記遮蔽部材駆動部によって前記遮蔽部材を変位させる請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記制御部は、
予測された前記ずれ幅が閾値を超えた場合、アラームの出力を指示する請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記センサの複数の前記温度検知素子からの出力を順に一つずつ処理する一つの演算回路をさらに備える請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の定着装置を備える画像形成装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化について市場の要求が強くなってきている。
【０００３】
画像形成装置では、電子写真記録、静電記録、磁気記録等の画像形成プロセスにより、像坦持体に現像材像が形成される。この現像材像は、記録材シート、印刷紙、感光紙、静電記録媒体などの記録媒体に転写される。記録媒体に転写された現像材像は、定着装置によって加熱、加圧され、記録媒体に定着される。この定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００４】
このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置（例えば、特許文献１。）や、セラミックヒータを用いたサーフ定着乃至フィルム定着の定着装置（例えば、特許文献２）が知られている。
【０００５】
いずれの方式においても、近年は省エネ化のために熱容量の非常に少ない定着ローラ、乃至定着ベルトが用いられている。
【０００６】
従来の定着装置は、定着ローラの温度は、定着ローラの端部に一つ及び中央部に一つの温度センサを有し、この温度センサの出力に基づいて定着ローラを加熱するヒータの過剰な加熱を防止していた。
【０００７】
従って、複数のセンサを使用するため、製造コストの上昇を招いていた。また、定着ローラの長手方向の加熱むらを検知しにくいため、加熱むらを防ぐための生産性、すなわち単位時間当たりの通紙枚数の制御を行うことが困難であった。
【０００８】
ここで、定着ローラの長手方向の加熱むらを防ぐための生産性の制御のためには、通紙される記録媒体のサイズを検知する必要がある。定着ローラは長手方向において通紙される記録媒体の両脇の温度が高くなるからである。
【０００９】
この点に関し、定着ベルトの周面において発熱する領域全てを網羅するように、異常発熱の発生を検出する温度センサを備え、制御部が、この温度センサにより異常発熱部を検出した場合、ヒータへの給電を停止する定着装置が提案されている（例えば、特許文献３）。
【００１０】
しかし、この技術によっては異常発熱しか検知せず、加熱体の温度制御を行うものでないため、加熱体の温度制御用の温度センサが依然として必要である。従って、製造コストの上昇を招いていた。
【００１１】
さらに、通紙される記録媒体の紙幅が予測できれば、温度制御をより好適に行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑み、複数の加熱体を１つのセンサの出力に基づいて制御することにより低コスト化を図るとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測できる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明は、未定着の画像に接触して回転する定着部材と、定着部材との間においてニップ部を形成する加圧部材と、定着部材を加熱する複数の熱源と、複数の温度検知素子を有し、定着部材の軸方向の複数の位置の温度を検知するセンサと、センサの出力に基づいて複数の熱源を制御するとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測する制御部と、を備える定着装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の加熱体を１つのセンサの出力に基づいて制御することにより低コスト化を図るとともに、通紙される記録媒体の紙幅を予測できる定着装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の構成例を示す図である。
【図２】定着装置の構成を示す断面図である。
【図３】遮光板の外観斜視図である。
【図４】センサの定着ローラに対する配置位置を示す図である。
【図５】センサの温度検知範囲を示す図である。
【図６】一つのセンサによって定着ローラの長手方向の一端から他端にかけて温度検知を行う場合の配置例を示す図である。
【図７】記録媒体の紙幅及び軸方向のずれの検知方法を示す図である。
【図８】センサを用いた回路構成の第１の例を示す図である。
【図９】センサを用いた回路構成の第２の例を示す図である。
【図１０】センサを用いた回路構成の第３の例を示す図である。
【図１１】紙幅テーブルの例を示す図である。
【図１２】ずれ幅テーブルの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る定着装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１の例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１の一例としてのプリンタは、給紙手段４と、一対のレジストローラ６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写手段１０と、定着装置２０と、を有している。
【００１８】
給紙手段４は、記録媒体としての用紙Ｐが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６と、を有している。給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｐはレジストローラ６において一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミング、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングによりレジストローラ６によって転写部位Ｎへ送られる。
【００１９】
感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー２５と、現像ローラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４と、が配置されている。
【００２０】
帯電ローラ１８と現像手段２２の間において、ミラー２５を介して感光体ドラム８の上の露光部２６に露光光線Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
【００２１】
本実施形態に係るプリンタにおける画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光線Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
【００２２】
この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。
【００２３】
感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｐａ上に転写手段１０による転写バイアス電圧の印加により転写される。
【００２４】
トナー像を担持した用紙Ｐは定着装置２０へ向けて搬送され、定着装置２０で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出され、積載される。
【００２５】
定着装置２０は、熱源によって加熱され、用紙Ｐを加熱する定着ローラ３０１と、定着ローラ３０１に対向して配置され、用紙Ｐを定着ローラ３０１の方向に加圧する加圧ローラ３１０と、を備える。用紙Ｐは定着ローラ３０１と加圧ローラ３１０によって形成されるニップ部に通紙され、定着される。
【００２６】
転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にクリーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃される。
【００２７】
その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００２８】
図２は本発明の定着装置２０の一実施形態を示す構成図である。図２に示すように、定着装置２０は、熱源であるヒータ３０２によって加熱される定着部材である定着ローラ３０１と、定着ローラ３０１に対向して配置される加圧部材である加圧ローラ３１０と、を備える。
【００２９】
定着ローラ３０１は、ヒータ３０２の光を反射する反射部材３２２と、ヒータ３０２の光を遮り、熱源の定着部材への加熱範囲を規制する遮蔽部材である遮光板３２１と、を備える。定着ローラ３０１はヒータ３０２により加熱される中空形状であって、トナー像を加熱、溶融する。以下、定着ローラ３０１の長手方向、すなわち図２の奥行き方向を軸方向、定着ローラ３０１の回転方向を周方向とも称する。
【００３０】
加圧ローラ３１０は、定着ローラ３０１の方向に付勢され、定着部材との間にニップ部を形成する。
【００３１】
定着装置２０はまた、定着ローラ３０１の温度を検知するセンサ２０Ｓと、遮光板３２１を駆動させる遮蔽部材駆動部である遮光板駆動部４０３と、加圧ローラ３１０を駆動させる駆動部４０２と、制御部４０１と、記憶部４０４と、を備える。
【００３２】
本実施形態では、薄肉化され弾性変形するローラを定着ローラ３０１、弾性変形するローラよりも剛性の高いローラが加圧ローラ３１０である例を説明するが、反対に、定着ローラ３０１に剛性の高いローラ、加圧ローラ３１０に弾性変形する中空形状のローラを用いても良い。
【００３３】
定着ローラ３０１は、図２中の矢印方向に回転する薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には熱源としてのヒータ３０２が配置される。また、定着ローラ３０１は、円筒状の芯金部３０３の上に、弾性層３０４、離型層３０５をこの順に積層させた多層構造体であって、加圧ローラ３１０と当接してニップ部を形成する。
【００３４】
定着ローラ３０１の最内側の芯金部３０３は、例えば、ＳＵＳ３０４等の鉄系材料で形成される。また、他に、Ｃｕ，Ｎｉ，ＰＩなどを用いても良い。
【００３５】
定着ローラ３０１の芯金部３０３の内側には、熱源としてのヒータ３０２が設けられる。ヒータ３０２としては、例えば、ハロゲンヒータ、面状ヒータ等を用いることができる。また、電磁誘導過熱手段を用いて、定着ローラ３０１の外周側から定着ローラ３０１を加熱する構成であっても良い。
【００３６】
定着ローラ３０１は、画像形成装置１が備える電源部により出力制御されたヒータ３０２によって加熱され、その表面から用紙Ｐの上の未定着のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ３０２の出力制御は、定着ローラ３０１の表面温度を検知可能に設けられるセンサ２０Ｓである温度検知手段（サーモパイルアレイなど）による検知結果に基づいて行われる。このヒータ３０２の出力制御によって、定着ローラ３０１の温度、すなわち定着温度を所望の温度に制御することができる。
【００３７】
反射部材３２２は、３０２と対向するようにステーに固定支持されている。従って、反射部材３２２は定着ローラ３０１が回転しても相対的に回転しない。反射部材３２２は、ヒータ３０２からの輻射熱を定着ローラ３０１へ反射することにより、熱がステー等に伝達されるのを抑制し、定着ローラ３０１を効率良く加熱すると共に省エネルギー化を図っている。
【００３８】
反射部材３２２の材料としては、アルミニウムやステンレス等が用いられる。特に、アルミニウム製の基材に輻射率の低い（反射率の高い）銀を蒸着したものを用いた場合、定着ベルト２１の加熱効率を向上させることが可能である。
【００３９】
遮光板３２１は、厚さ０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの金属板を、定着ベルト２１の内周面に沿った円弧状の断面形状に形成して構成されている。また、遮光板３２１は、定着ベルト２１とヒータ３０２の間を周方向に移動可能となっている。
【００４０】
定着ローラ３０１の周方向領域に、ヒータ３０２と対向し、ヒータ３０２に直接加熱される被加熱領域と、ヒータ３０２との間に、側板等に固定された他部材（反射部材３２２、ステー等）が介在し、ヒータ３０２に直接加熱されない非加熱領域とが形成される。熱遮蔽する必要がある場合、定着装置２０は制御部４０１によって遮光板駆動部４０３を駆動させ、遮光板３２１を被加熱領域側の一箇所もしくは複数個所に設定された遮蔽位置に配置する。一方、熱遮蔽の必要がない場合、定着装置２０は制御部４０１によって遮光板駆動部４０３を駆動させ、遮光板３２１を非加熱領域側に回動させて移動させて遮光板３２１の全体を反射部材３２２やステーの裏側へ退避させる。
【００４１】
定着装置２０は、遮光板３２１を回動させることにより、定着ローラ３０１の被加熱領域の面積を変更してヒータ３０２から定着ローラ３０１に照射される輻射熱の熱量を調整する。遮光板３２１は耐熱性を要するため、その素材には、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属材料、又はセラミックを用いることが好ましい。
【００４２】
定着ローラ３０１の弾性層３０４としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料が用いられる。定着ローラ３０１の芯金上に弾性層３０４を設けることで、ニップ部を通過した後の用紙Ｐの分離性が向上するとともに、カラー画像を形成するときの出力画像の光沢性が向上する。
【００４３】
また、定着ローラ３０１の離型層３０５としては、例えば、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等を用いることができる。定着ローラ３０１の表層に離型層３０５を設けることにより、トナー像Ｔに対する離型性（剥離性）が担保されることになる。
【００４４】
また、加圧ローラ３１０は、芯金部３１１と、弾性層３１２と、離型層３１３と、を備える。芯金部３１１は剛体であり、弾性層３１２、離型層３１３は、定着ローラ３０１と同様に構成されるものであればよい。加圧ローラ３１０は、不図示の加圧手段によって定着ローラ３０１に圧接され、加圧ローラ３１０と定着ローラ３０１との間に、ニップ部が形成される。
【００４５】
定着ローラ３０１と加圧ローラ３１０とのニップ部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板が配設される。
【００４６】
制御部４０１は、センサ２０Ｓの出力に基づいて、ヒータ３０２、駆動部４０２、及び遮光板駆動部４０３を制御する。駆動部４０２が加圧ローラ３１０を矢印Ｘ１に示す方向に回転させると、加圧ローラ３１０に接触する定着ローラ３０１は従動して矢印Ｘ２に示す方向に回転する。
【００４７】
センサ２０Ｓは、温度を検知する温度検知素子を複数備えるアレイ型の温度センサを用いることができる。具体的には、センサ２０Ｓは温度検知素子に非接触にて検知対象の温度を検知するサーモパイルを用いたサーモパイルアレイを用いることができる。
【００４８】
センサ２０Ｓは、さらに複数の温度検知素子の出力からなるパラレル信号をシリアル信号に変換して出力するシフトレジスタを備えていてもよい。制御部４０１は、センサ２０Ｓから入力した信号に基づいて、温度検知素子ごとに検知した温度を判定することが可能である。
【００４９】
また、センサ２０Ｓは温度検知素子が直線的に配列されたリニアサーモパイルアレイを用いることが望ましい。リニアサーモパイルアレイの長手方向を定着部の長手方向と平行になるようにセンサ２０Ｓを配置することにより、定着部の長手方向全域、すなわち定着部が記録媒体Ｐを加熱する領域の一端から他端にかけての全域について温度を検知することが可能となるからである。
【００５０】
リニアサーモパイルアレイの代わりに、温度検知素子が矩形に配置されたエリアサーモパイルアレイを用いることもできる。
【００５１】
本実施形態においては、センサ２０Ｓはサーモパイルアレイを用い、その検知範囲が加熱体である定着ローラ３０１の長手方向全域を網羅するように配置される。従って、定着ローラ３０１の温度制御と、局所的な温度むらによる定着品質低下両方に対応することができる。
【００５２】
制御部４０１は、記録媒体のサイズごとにセンサ２０Ｓが検知した定着ローラ３０１の温度又は連続通紙時間に基づいて、遮光板３２１による遮光範囲を制御するように構成することもできる。
【００５３】
例えば、制御部４０１は、Ａ３サイズの記録媒体を定着している場合、検知温度が閾値温度を超えた場合、又は連続通紙枚数が閾値枚数を超えた場合、遮光板駆動部４０３を制御して遮光板３２１を回動させ、遮光範囲を広くするためにＡ４サイズ用の遮光板３２１の位置にするように制御することもできる。
【００５４】
この場合、記憶部４０４は検知温度ごとの遮光板３２１の位置を格納するテーブル及び連続通紙枚数ごとに遮光板３２１の位置を格納するテーブルを記憶し、制御部４０１はこれらのテーブルを参照して遮光板３２１の位置を判定する。
【００５５】
図３は、遮光板３２１の外観斜視図である。図３に示すように、遮光板３２１は、側面に切欠き部３２１Ａを有する円柱形状をなす。切欠き部３２１Ａは、遮光板３２１の長手方向全域にわたって切欠いた第１の切欠き部と、遮光板３２１の長手方向の一部である長さＷ２を切欠いた第２の切欠き部と、第２の切欠き部より短い長さＷ１を切欠いた第３の切欠き部と、を備える。
【００５６】
従って、遮光板３２１が回動すると、定着ローラ３０１に対するヒータ３０２の加熱領域が増減する。
【００５７】
図４は、センサ２０Ｓの定着ローラ３０１に対する配置位置を示す図である。図３に示すように、定着装置２０は、定着部材である定着ローラ３０１の長手方向の温度分布を検知するようにセンサ２０Ｓを備えることができる。センサ２０Ｓは、温度検知素子の配列方向が定着ローラ３０１の長手方向と平行になるように配置されることが望ましい。
【００５８】
センサ２０Ｓを一つだけ用いる場合には、センサ２０Ｓは定着ローラ３０１の長手方向の中央部分より定着ローラ３０１の長手方向端部方向にずらして配置される。
【００５９】
図５は、センサ２０Ｓの温度検知範囲を示す図である。図５に示すように、ヒータ３０２は、定着ローラ３０１の中央部分を加熱する中央ヒータ３０２Ａと、定着ローラ３０１の両端部をそれぞれ加熱する二つの端部ヒータ３０２Ｂと、を備える。
【００６０】
定着ローラ３０１の長手方向の中央部分より定着ローラ３０１の長手方向端部方向にずらして配置した場合、センサ２０Ｓの温度検知素子のうち、ある温度検知素子が一つの端部ヒータ３０２Ｂに対応する領域４０１Ａの温度を検知する。また、他の温度検知素子が中央ヒータ３０２Ａに対応する領域４０１Ｂの温度を検知する。
【００６１】
従って、従来の２つの温度検知部を用いていたが、一つのセンサ２０Ｓによってヒータ３０２の制御を行うことが可能となる。
【００６２】
制御部４０１は、センサ２０Ｓの温度検知結果をフィードバックして各加熱体、すなわち中央ヒータ３０２Ａ及び端部ヒータ３０２Ｂへの電力供給を制御し、検知した温度が所定の目標温度となるように定着ローラ３０１の加熱度合いを調整する。
【００６３】
図６は、一つのセンサ２０Ｓによって定着ローラ３０１の長手方向の一端から他端にかけて温度検知を行う場合の配置例を示す図である。図６に示すように、一つのセンサ２０Ｓによって定着ローラ３０１の長手方向の一端から他端にかけて温度検知を行う場合、センサ２０Ｓと定着ローラ３０１との距離を長くする。また、併せてセンサ２０Ｓに広角レンズを設置することもできる。
【００６４】
このように配置した場合、センサ２０Ｓの温度検知素子のうち、ある温度検知素子が一つの端部ヒータ３０２Ｂに対応する領域５０１Ａの温度を検知する。また、他の温度検知素子が中央ヒータ３０２Ａに対応する領域５０１Ｂの温度を検知する。さらに他の温度検知素子が他の端部ヒータ３０２Ｂに対応する領域５０１Ｃの温度を検知する。
【００６５】
従って、従来の２つの温度検知部では検知できなかった方の端部ヒータ３０２Ｂに対応する領域も温度検知を行うことが可能となり、二つの端部ヒータ３０２Ｂを独立して温度制御することが可能となる。
【００６６】
図７は、記録媒体の紙幅及び軸方向のずれの検知方法を示す図である。縦軸は、温度を、横軸は定着ローラ３０１の一端からの距離を示す。
【００６７】
図７に示すように、記録媒体が通紙された場合、記録媒体によって定着ローラ３０１の温度が奪われるため、記録媒体の幅に相当する部分は温度が低くなる。従って、この低くなった部分の幅を検知することにより記録媒体の幅を検知することが可能となる。
【００６８】
制御部４０１は、温度が高い部分の間にあるこの部分より温度が低い部分の温度検知素子の数を検知することにより通紙された記録媒体の幅を検知する。また、一つの印刷ジョブでは同じサイズの記録媒体が続けて通紙されることが通常であるため、定着装置２０は検知された記録媒体の紙幅を次に通紙される記録媒体の紙幅として予測する。
【００６９】
記録媒体が、軸方向の中央に通紙された場合、記録媒体は範囲７０１Ａを通過するため、センサ２０Ｓが検知する温度分布はグラフ７０１のように、定着ローラ３０１の中央部分に対して左右対称となる。これに対し、例えば記録媒体が図７に向かって左側にずれた場合、記録媒体は範囲７０２Ａを通過する。従って、センサ２０Ｓが検知する温度分布はグラフ７０２のように、定着ローラ３０１の中央部分に対して左右対称とならず、図７に向かって左側にずれて現れる。
【００７０】
制御部４０１は、記憶部４０４に予め格納される中央部分に通紙する場合の温度分布と、センサ２０Ｓが検知した温度分布とを比較することにより、記録媒体の通紙における軸方向のずれの程度を判定する。
【００７１】
図８は、センサ２０Ｓを用いた回路構成の第１の例を示す図である。図８に示すように、センサ２０Ｓが有する複数の温度検知素子８１０と、基準点温度８０１は基準接点８０２に接続する。そして、各温度検知素子８１０の出力は、基準点温度８０１の出力とともに、それぞれ一つの演算回路８０３に入力され、処理される。
【００７２】
演算回路８０３は、基準点温度８０１の出力に基づいて、温度検知素子８１０が出力したアナログ信号をディジタル信号に変換し、スイッチング回路を経て制御部４０１に出力する。
【００７３】
スイッチング回路は、制御部４０１に接続する演算回路８０３を順に切り替える。従って、制御部４０１は各温度検知素子８１０が検知した温度を順に一つずつ入力することが可能となる。
【００７４】
この例の場合、スイッチング回路のスイッチング時間が長く、問題となる場合には、温度検知素子８１０のうち、一部の温度検知素子８１０を使用するようにスイッチング回路を構成することもできる。この場合、利用する温度検知素子８１０を２つにすることも可能である。
【００７５】
図９は、センサ２０Ｓを用いた回路構成の第２の例を示す図である。図９に示すように、センサ２０Ｓが有する複数の温度検知素子８１０と、基準点温度８０１は基準接点８０２に接続する。そして、各温度検知素子８１０の出力は、基準点温度８０１の出力とともに、一つの演算回路８０３に入力され、処理される。
【００７６】
基準接点８０２は、接続する温度検知素子８１０を順に切り替えるスイッチング回路を内蔵する。従って、演算回路８０３にはスイッチングされた一つずつの温度検知素子８１０からの出力が順番に入力される。
【００７７】
演算回路８０３は、基準点温度８０１の出力に基づいて、温度検知素子８１０が出力したアナログ信号をディジタル信号に変換し、制御部４０１に出力する。
【００７８】
この例の場合、演算回路８０３が一つで済むため、製造コストを安くすることができる。
【００７９】
図１０は、センサ２０Ｓを用いた回路構成の第３の例を示す図である。図１０に示すように、センサ２０Ｓが有する複数の温度検知素子８１０と、基準点温度８０１は基準接点８０２に接続する。
【００８０】
温度検知素子８１０からの各出力信号は、パラレル信号をシリアル信号に変換するシフトレジスタ８０４に出力される。シフトレジスタ８０４は制御部４０１からの指示に基づいて、温度検知素子８１０からのパラレル信号をシリアル信号に変換して増幅素子８０５に出力する。
【００８１】
温度検知素子８１０、シフトレジスタ８０４、および増幅素子８０５は一つの部品として構成されていてもよい。
【００８２】
増幅素子８０５は、入力信号を増幅して演算回路８０３に出力する。演算回路８０３は、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ８０６を内蔵しており、入力信号をディジタル信号に変換して制御部４０１に出力する。
【００８３】
この構成の場合、回路構成がさらに単純になり、製造コストをさらに低く抑えることができ、スイッチングを行わないためスイッチングに要する時間がほとんど問題とならなくなるという利点がある。
【００８４】
図１１は、記憶部４０４が記憶する紙幅テーブルの例を示す図である。図１１に示すように、記憶部４０４は、紙幅ごとに遮光板の位置及び定着装置２０への後続する記録媒体の通紙の間隔である通紙タイミングを格納する紙幅テーブルを記憶する。
【００８５】
各データの例は、紙幅が「小：はがき〜Ｂ５」、遮光板位置が図３に示した幅Ｗ１を示す「狭い」、通紙タイミングがデフォルトの速度である「標準」より遅いタイミングを示す「遅い」である。
【００８６】
次に、定着装置２０の動作について説明する。
【００８７】
制御部４０１は、センサ２０Ｓの出力に基づいて紙幅を予測する。具体的には、制御部４０１は定着ローラ３０１の軸方向の各温度測定点のうち、それぞれ隣接する測定点における検知温度の差に基づいて紙サイズを予測する。
【００８８】
定着ローラ３０１は通紙された部分だけ記録媒体に熱が奪われ、温度が下がる。従って、制御部４０１は隣接する測定点の検知温度を比較し、温度差が閾値以上であった場合にその測定点が記録媒体の端部であると判定する。
【００８９】
或いは、制御部４０１は、センサ２０Ｓから定着ローラ３０１の一端から他端に向かって順に温度検知素子８１０によって検知された温度を入力する。制御部４０１は、ある入力された温度と、これに後続して検知された温度、すなわち最初の温度を検知した温度検知素子８１０と隣接する温度検知素子８１０が検知した温度を比較する。
【００９０】
制御部４０１は、ある温度検知素子８１０が検知した温度よりこの温度検知素子８１０に隣接する温度検知素子８１０が検知した温度が閾値温度以上に高い場合、さらに次の温度検知素子８１０からの検知温度を読み込む。
【００９１】
制御部４０１は、ある温度検知素子８１０が検知した温度よりこの温度検知素子８１０に隣接する温度検知素子８１０が検知した温度が閾値温度以上に低い場合、今まで読み込んだ温度のうち最も高い温度であるピーク温度を検知した温度検知素子８１０に対応する位置を記録媒体の一端として判定し、記憶部４０４に格納する。
【００９２】
制御部４０１は、さらに続けて温度検知素子８１０が検知した温度を読み続け、次にピーク温度を検知した場合、このピーク温度を検知した温度検知素子８１０に対応する位置を記録媒体の他端として判定し、記憶部４０４に格納する。
【００９３】
制御部４０１は、上記のようにして格納した記録媒体の両端を検知した各温度検知素子８１０の間隔に基づいて記録媒体のサイズを判定する。
【００９４】
さらに、定着装置２０は定着装置２０への紙送りのタイミングを制御するように構成することも可能である。
【００９５】
具体的には、制御部４０１は判定した紙幅に基づいて紙幅テーブルを検索し、通紙タイミングを読み出す。制御部４０１は読み出した通紙タイミングに基づいて定着装置２０への通紙のタイミングを変更する。この変更は、制御部４０１が画像形成装置１の単位時間当たりの画像形成枚数を変更することにより行われる。
【００９６】
制御部４０１は、紙幅が狭いほど、紙送りのタイミングを遅らせ、先に定着装置２０に通紙された記録媒体が定着装置２０を抜けてから次の記録媒体が定着装置２０に通紙されるまでの時間間隔を長くする。制御部４０１は定着装置に記録媒体が通紙されていない場合、ヒータ３０２を消灯するように制御することができる。この場合、生産性、すなわち単位時間当たりの通紙枚数が下がり、ヒータ３０２の単位時間当たりの点灯率が下がる。
【００９７】
従って、記録媒体の紙幅範囲以外の定着ローラ３０１の領域が耐熱温度を超えて上昇することを避けることが可能となる。
【００９８】
制御部４０１は、判定した紙幅に基づいて、遮光板３２１の位置を変更するように構成することもできる。
【００９９】
具体的には、制御部４０１は判定した紙幅に基づいて紙幅テーブルを検索し、遮光板位置を読み出す。制御部４０１は読み出した遮光板位置に基づいて遮光板駆動部４０３を駆動させ、遮光板３２１の位置を変更する。
【０１００】
制御部４０１は、紙幅が狭いほど、遮光範囲が広くなるように遮光板３２１を変位させる。
【０１０１】
また、制御部４０１は、上記の制御に加えて、第１の実施形態し示した複数の加熱体の加熱温度の制御を併せて行うことができる。この場合、記憶部４０４は紙幅テーブルの他にヒータ制御テーブルも記憶する。
【０１０２】
以上述べたように、本実施形態の定着装置２０は、複数の温度検知素子８１０を有し、定着ローラ３０１の長手方向の温度分布を検知するセンサ２０Ｓと、センサ２０Ｓの出力に基づいて記録媒体の紙幅を判定し、この紙幅に基づいて定着装置への通紙タイミングを制御することにより単位時間当たりの通紙枚数を制御する。
【０１０３】
従って、製造コストを下げつつ、定着部材の加熱むらによる定着不良を効率的に防止できる定着装置を提供することができるという効果がある。
【０１０４】
（第２の実施形態）
本実施形態の定着装置２０の構成は第１の実施形態の定着装置２０の構成と同様である。本実施形態においては、記憶部４０４は記録媒体の中心位置からのずれ幅ごとに遮光板３２１及び通紙タイミングを格納するずれ幅テーブルを記憶する。
【０１０５】
図１２は、ずれ幅テーブルの例を示す図である。図１２に示すように、ずれ幅テーブルは、定着装置２０に通紙された記録媒体の定着ローラ３０１の中心からのずれ幅ごとに遮光板３２１の位置を示す遮光板位置と、定着装置２０への後続する記録媒体の通紙の間隔である通紙タイミングとを格納する。
【０１０６】
各データの例は、ずれ幅が「小」、遮光板位置が図３に示した幅Ｗ１を示す「狭い」、通紙タイミングがデフォルトの速度である「標準」より速いタイミングを示す「速い」である。
【０１０７】
次に、定着装置２０の動作について説明する。
【０１０８】
制御部４０１は、第１の実施形態における動作と同様の動作によって通紙される記録媒体の紙幅を予測する。
【０１０９】
制御部４０１はこの紙幅に基づいて記録媒体の幅方向、すなわち定着ローラ３０１の軸方向の中心を算出する。具体的には、上述の二つのピーク温度の位置の中心を記録媒体の幅方向の位置と判定する。
【０１１０】
制御部４０１は、算出した記録媒体の中心の定着ローラ３０１における位置と、予め格納されている定着ローラ３０１の軸方向の中心との距離をずれ幅として判定する。
【０１１１】
制御部４０１は、判定したずれ幅に基づいてずれ幅テーブルを検索し、通紙タイミングを読み出す。制御部４０１は読み出した通紙タイミングに基づいて定着装置２０への通紙のタイミングを変更する。制御部４０１は、ずれ幅が大きいほど通紙タイミングを遅らせる。
【０１１２】
さらに、制御部４０１はずれ幅が閾値を超えた場合、画像形成装置１が備えるコントロールパネルなどの入出力部にアラームを出力する。このアラームは、例えば「給紙カセットの用紙の位置を確認してください。」などの、ユーザに給紙トレイ１４の記録媒体の位置を中心に揃えなおすことを促す旨の表示とすることができる。
【０１１３】
制御部４０１は、判定したずれ幅に基づいて、遮光板３２１の位置を変更するように構成することもできる。
【０１１４】
具体的には、制御部４０１は判定したずれ幅に基づいてずれ幅テーブルを検索し、遮光板位置を読み出す。制御部４０１は読み出した遮光板位置に基づいて遮光板駆動部４０３を駆動させ、遮光板３２１の位置を変更する。
【０１１５】
制御部４０１は、ずれ幅が小さいほど、遮光範囲が広くなるように、すなわち記録媒体のサイズに合った遮光範囲にするように遮光板３２１を変位させる。
【０１１６】
また、制御部４０１は、上記の制御に加えて、第１の実施形態し示した複数の加熱体の加熱温度の制御を併せて行うことができる。この場合、記憶部４０４はずれ幅テーブルの他にヒータ制御テーブルも記憶する。
【０１１７】
以上述べたように、本実施形態の定着装置２０は、複数の温度検知素子８１０を有し、定着ローラ３０１の長手方向の温度分布を検知するセンサ２０Ｓと、センサ２０Ｓの出力に基づいて記録媒体のずれ幅を判定し、このずれ幅に基づいて定着装置２０への通紙タイミングを制御することにより単位時間当たりの通紙枚数を制御する。
【０１１８】
従って、製造コストを下げつつ、定着部材の加熱むらによる定着不良を効率的に防止できるとともに、より効率の良い通紙タイミングにて定着を行える定着装置を提供することができるという効果がある。
【０１１９】
以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の定着装置及び画像形成装置は上記実施形態の構成に限定されるものでない。
【０１２０】
当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の定着装置及び画像形成装置を適宜改変することができる。このような改変によってもなお本発明の定着装置及び画像形成装置の構成を具備する限り、もちろん、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２１】
１：画像形成装置
８：感光体ドラム
１０：転写手段
２０：定着装置
２０Ｓ：センサ
３０１：定着ローラ
３０２：熱源
３１０：加圧ローラ
３２１：遮光板
４０１：制御部
４０２：駆動部
４０３：遮光板駆動部
４０４：記憶部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２２】
【特許文献１】特許第４８１８８２６号公報
【特許文献２】特許第２８６１２８０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７７７９０号公報
【図１】
2016085274.tif 000003
【図２】
2016085274.tif 000004
【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】
2016085274.tif 000011
【図１０】
2016085274.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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