(57)【要約】【課題】ステイが蓄熱状態になったことを検出し、ステイの蓄熱状態に起因して定着ベルトの温度とニップ部材の温度との乖離が生じることを抑制する。【解決手段】画像形成装置は、定着ベルト、発熱体、ニップ部材、ステイ、ニップ部材に配置された第１温度センサおよび第２温度センサ、回転体、制御部を備える。制御部は、発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行し、第１温度制御の実行中において、第２温度センサによって検知される第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたと判断した場合、第１温度制御を停止し、単位時間当たりの通電量を、停止した第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御の実行に切り替える。【選択図】図６
2017067826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内周側に配置された発熱体と、
前記定着ベルトの幅方向に延び、前記定着ベルトの内周面に摺接し、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、
前記定着ベルトの内周側に配置され、前記ニップ部材を支持するステイと、
前記ニップ部材に配置された第１温度センサと、
前記第１温度センサと所定間隔を隔てて前記ニップ部材に配置された第２温度センサと、
前記ニップ部材との間で前記定着ベルトを挟み、前記定着ベルトとの間でシートを搬送する回転体と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、前記第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行し、
前記第１温度制御の実行中において、前記第２温度センサによって検知される第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたか否かを判断し、
前記切替条件が満たされたと判断した場合、前記第１温度制御を停止し、前記単位時間当たりの通電量を、停止した前記第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御の実行に切り替える、画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記第２検知温度が基準温度範囲内であるか否かを判断し、前記第２検知温度が前記基準温度範囲内であると判断した場合、前記第２検知温度の所定時間当たりの変動量が前記変動範囲内であると判断する、画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置であって、
前記第１温度センサは、前記ニップ部材の前記幅方向中央部寄りの位置に配置され、
前記第２温度センサは、前記ニップ部材の前記幅方向端部寄りの位置に配置され、
前記制御部は、
前記定着ベルトと前記回転体との間を通過するシートの前記幅方向における幅が狭いほど、前記基準温度範囲の下限値を高くする、画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記第２検知温度の変化勾配が基準勾配範囲内であるか否かを判断し、前記第２検知温度の変化勾配が前記基準勾配範囲内であると判断した場合、前記第２検知温度の所定時間当たりの変動量が前記変動範囲内であると判断する、画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記切替条件は、前記第２検知温度の所定時間当たりの変動量が前記変動範囲内である状態が規定時間継続することを含む、画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置であって、
前記規定時間は、基準枚数以上のシートが、前記定着ベルトと前記回転体との間を通過する時間である、画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記発熱体への前記単位時間当たりの通電量を高くしてから基準時間が経過した場合、前記第２温度制御を停止し、前記第１温度制御を再開する、画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記定着ベルトと前記回転体との間を通過させるシートの有無を判断し、前記基準時間内において、前記定着ベルトと前記回転体との間を通過させるシートが無いと判断した場合、前記第２温度制御を停止し、前記第１温度制御を再開する、画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、さらに、
前記定着ベルトと前記回転体との間の位置よりもシートの通過方向上流側に配置されるシートセンサが備えられ、
前記制御部は、
前記シートセンサからの信号に基づき、前記定着ベルトと前記回転体との間を通過させるシートの有無を判断する、画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記切替条件が満たされたと判断してから前記定着ベルトと前記回転体との間を通過するシートの通過枚数が閾値以上になった場合、前記通過枚数が前記閾値未満である場合に比べて、前記単位時間当たりの通電量を高くする、画像形成装置。
【請求項１１】
環状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配置された発熱体と、前記定着ベルトの幅方向に延び、前記定着ベルトの内周面に摺接し、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、前記定着ベルトの内周側に配置され、前記ニップ部材を支持するステイと、前記ニップ部材に配置された第１温度センサと、前記第１温度センサと所定間隔を隔てて前記ニップ部材に配置された第２温度センサと、前記ニップ部材との間で前記定着ベルトを挟み、前記定着ベルトとの間でシートを搬送する回転体と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
前記発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、前記第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行する工程と、
前記第１温度制御の実行中において、前記第２温度センサによって検知される第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたか否かを判断する工程と、
前記切替条件が満たされたと判断した場合、前記第１温度制御を停止し、前記単位時間当たりの通電量を、停止した前記第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御の実行に切り替える工程と、を備える、画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
環状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの内周側に配置された発熱体と、
前記定着ベルトの幅方向に延び、前記定着ベルトの内周面に摺接し、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、
前記定着ベルトの内周側に配置され、前記ニップ部材を支持するステイと、
前記ニップ部材に配置された第１温度センサと、
前記第１温度センサと所定間隔を隔てて前記ニップ部材に配置された第２温度センサと、
前記ニップ部材との間で前記定着ベルトを挟み、前記定着ベルトとの間でシートを搬送する回転体と、を備える画像形成装置に、
前記発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、前記第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行する処理と、
前記第１温度制御の実行中において、前記第２温度センサによって検知される第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたか否かを判断する処理と、
前記切替条件が満たされたと判断した場合、前記第１温度制御を停止し、前記単位時間当たりの通電量を、停止した前記第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御の実行に切り替える処理と、を実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される技術は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
環状の定着ベルトと、定着ベルトの内周側に配置された発熱体と、定着ベルトの内周面と発熱体との間に配置され、定着ベルトの幅方向に延びているニップ部材と、定着ベルトの内周側に配置され、ニップ部材を支持するステイと、ニップ部材に配置された温度センサと、ニップ部材との間で定着ベルトを挟み、前記定着ベルトとの間でシートを搬送する回転体と、を有する定着器を備える画像形成装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この画像形成装置では、発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、温度センサからの信号に基づく検知温度を目標温度に近づける温度制御が実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３３２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の画像形成装置では、上記の温度制御の実行中において、例えばシートが定着ベルトと回転体との間を通過したことにより定着ベルトの温度が低下しても、ニップ部材の温度は低下せずに高温に維持される場合がある。このようにニップ部材が高温に維持されると、ニップ部材に配置された温度センサの検知温度も高温に維持される。このため、例えば、定着ベルトの温度が低下しているにもかかわらず、この検知温度に基づき発熱体への通電が停止されて定着器の定着性能が低下するなどの問題が生じることがある。
【０００５】
本明細書では、上述した課題の少なくとも一部を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示される画像形成装置は、環状の定着ベルトと、前記定着ベルトの内周側に配置された発熱体と、前記定着ベルトの幅方向に延び、前記定着ベルトの内周面に摺接し、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、前記定着ベルトの内周側に配置され、前記ニップ部材を支持するステイと、前記ニップ部材に配置された第１温度センサと、前記第１温度センサと所定間隔を隔てて前記ニップ部材に配置された第２温度センサと、前記ニップ部材との間で前記定着ベルトを挟み、前記定着ベルトとの間でシートを搬送する回転体と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、前記第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行し、前記第１温度制御の実行中において、前記第２温度センサによって検知される第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたか否かを判断し、前記切替条件が満たされたと判断した場合、前記第１温度制御を停止し、前記単位時間当たりの通電量を、停止した前記第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御の実行に切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
上述の定着ベルトの温度が低下しても、ニップ部材の温度は低下せずに高温に維持される原因は次のことが想定される。発熱体の温度制御が開始され、発熱体からの熱がステイに伝達されるようになると、その伝達された熱がステイに吸収され、ステイの熱容量に応じた熱量がステイに蓄積されていく。このようにステイが蓄熱状態になると、周囲温度が変化してもステイの温度は変化し難くい安定状態になり、このステイからの熱伝達により、ニップ部材の温度も変化し難くい安定状態になる。このため、ステイが蓄熱状態になると、定着ベルトの温度とニップ部材の温度との乖離が生じると想定される。
【０００８】
そして、本願発明者は、ニップ部材の幅方向において互いに異なる位置に配置された第１温度センサおよび第２温度センサを備える画像形成装置を用いて実験等を行った結果、第１温度制御に利用されない第２温度センサによって検知される第２検知温度に基づき、ステイが蓄熱状態になったことを検出することができることを見出した。具体的には、上記画像形成装置に、発熱体への単位時間当たりの通電量を調整することにより、第１温度センサによって検知される第１検知温度を目標温度に近づける第１温度制御を実行させつつ、ステイの温度と第２検知温度との変化を観察した。その結果、ステイが蓄熱状態になると、第２検知温度の変動量が比較的に小さい安定状態になることが判明した。
【０００９】
そこで、本画像形成装置では、第１温度制御の実行中において、第２検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内になることを含む切替条件が満たされたと判断された場合、第１温度制御が停止され、発熱体への単位時間当たりの通電量を、停止した第１温度制御の実行時よりも高くする第２温度制御が実行される。これにより、ステイの温度変化を直接検知することなく、ステイが蓄熱状態になったことを検出し、ステイの蓄熱状態に起因して定着ベルトの温度とニップ部材の温度との乖離が生じることを抑制することができる。
【００１０】
本明細書によって開示される技術は、種々の形態で実現することが可能である。例えば、画像形成装置の制御方法、定着器の制御方法、画像形成装置、定着器、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態のプリンタ１０の全体構成を示す概略図である。
【図２】定着器７００の構成を示す概略図である。
【図３】定着器７００の構成を示す斜視図である。
【図４】プリンタ１０の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】センター検知温度、サイド検知温度、ステイ温度、ベルト温度、および、サイド検知温度の変化勾配の推移を示すグラフである。
【図６】温度制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一実施形態のプリンタ１０について説明する。図１は、プリンタ１０の全体構成を示す概略図である。図１には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｚ軸正方向を上方向と呼び、Ｚ軸負方向を下方向と呼び、Ｘ軸正方向を前方向と呼び、Ｘ軸負方向を後ろ方向と呼び、Ｙ軸正方向を右方向と呼び、Ｙ軸負方向を左方向と呼ぶものとする。図２以降についても同様である。
【００１３】
プリンタ１０は、１色（例えばブラック）のトナー（現像剤）を用いて、例えば記録用紙やＯＨＰシート等のシートＷに画像を形成する電子写真式のプリンタである。プリンタ１０は、画像形成装置の一例である。
【００１４】
図１に示すように、プリンタ１０は、筐体１００と、シート供給部２００と、画像形成部４００とを備える。筐体１００は、シート供給部２００と画像形成部４００とを収容する。また、筐体１００の上面には、排出口１１０と、排出トレイ１２０とが形成されており、筐体１００内の排出口１１０付近に排出ローラ１３０が設けられている。
【００１５】
シート供給部２００は、トレイ２１０と、ピックアップローラ２２０と、搬送ローラ２３０と、レジストレーションローラ２４０とを備える。トレイ２１０は、シートＷを収容する収容体である。ピックアップローラ２２０は、トレイ２１０に収容されたシートＷを１枚ずつ取り出す。搬送ローラ２３０は、取り出されたシートＷをレジストレーションローラ２４０に向けて搬送する。レジストレーションローラ２４０は、搬送ローラ２３０によって搬送されるシートＷの斜行補正を行い、シートＷを画像形成部４００に向けて搬送する。以下、シート供給部２００から画像形成部４００に向けてシートＷが搬送される方向を、搬送方向という。
【００１６】
画像形成部４００は、露光部５００と、プロセス部６００と、定着器７００とを備える。露光部５００は、レーザ光Ｌ（光ビーム）を、プロセス部６００に備えられた感光体６１０に照射する。
【００１７】
プロセス部６００は、感光体６１０と、帯電部６２０と、現像部６３０と、転写ローラ６４０とを備える。感光体６１０は、回転可能に設けられたドラム状の部材である。帯電部６２０は、感光体６１０の表面に対向するように配置され、感光体６１０の表面を一様に帯電させる。現像部６３０は、トナーを収容し、感光体６１０の表面にトナーを供給する。転写ローラ６４０は、感光体６１０に対向するように配置されている。
【００１８】
帯電部６２０により帯電された感光体６１０の表面に、露光部５００からのレーザ光Ｌが照射されると、感光体６１０の表面に静電潜像が形成される。現像部６３０によって感光体６１０の表面にトナーが供給されると、感光体６１０の表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像が形成される。感光体６１０の表面に形成されたトナー像は、電圧が印加された転写ローラ６４０によって、感光体６１０と転写ローラ６４０とが対向する位置を通過するシートＷ上に転写される。
【００１９】
定着器７００は、プロセス部６００を通過したシートＷを加熱し、シートＷに転写されたトナー像をシートＷに定着させる。これにより、シートＷに画像が形成される。定着器７００の構成については後述する。
【００２０】
プリンタ１０は、さらに、シートセンサ１７０を備える。シートセンサ１７０は、レジストレーションローラ２４０とプロセス部６００（感光体６１０と転写ローラ６４０との間の転写位置）との間の搬送経路にシートＷが有るか否かに応じた信号を出力する。
【００２１】
図２は、定着器７００の構成を示す概略図であり、図３は、定着器７００の外観構成を示す斜視図である。定着器７００は、定着ベルト７１０と、ハロゲンヒータ７２０と、ニップ部材７３０と、反射部材７４０と、加圧ローラ７５０と、ステイ７６０と、サーミスタ７７０とを備える。なお、ハロゲンヒータ７２０は、発熱体の一例であり、加圧ローラ７５０は、回転体の一例である。
【００２２】
定着ベルト７１０は、シートＷの搬送方向に直交する水平方向（Ｙ軸方向）に延びた筒状の帯体であり、当該水平方向に沿った軸周りに回転可能に設けられている。なお、定着ベルト７１０は、金属製であり、例えば、ステンレス鋼やニッケルなどから形成されている。ハロゲンヒータ７２０は、図示しない交流電源からの電力供給を受けることにより発熱する発熱体であり、定着ベルト７１０の内周面側において、定着ベルト７１０から離間した位置に配置されている。
【００２３】
ニップ部材７３０は、定着ベルト７１０の幅方向（Ｙ軸方向）に沿って延びた板状の部材であり、定着ベルト７１０とハロゲンヒータ７２０との間に配置されている。なお、ニップ部材７３０は、金属製であり、例えば、アルミニウムなどから形成されている。また、ニップ部材７３０は、ベース部７３１と突出部７３２とを含む。ベース部７３１は、ハロゲンヒータ７２０に対向して配置されており、その下面が定着ベルト７１０の内周面に接している。突出部７３２は、ベース部７３１の後端部から後方に突出するように形成されている。突出部７３２は、図３に示すように、ベース部７３１の後端部の幅方向中央部寄りの位置と右端部寄りの位置とにそれぞれ１つずつ、合計２つ設けられている。
【００２４】
図２に示すように、反射部材７４０は、定着ベルト７１０の内周面側において、ハロゲンヒータ７２０から離間した位置に配置されている。反射部材７４０は、ハロゲンヒータ７２０の外周の一部の領域であって、ニップ部材７３０に対向する対向領域を除く領域を囲むように略Ｕ字状に湾曲した板状の部材である。なお、反射部材７４０は、金属製であり、例えば、アルミニウムなどから形成されており、鏡面加工が施されている。
【００２５】
ステイ７６０は、反射部材７４０の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）の鋼板であり、ハロゲンヒータ７２０の外周の一部の領域であって、ニップ部材７３０に対向する対向領域を除く領域を囲みつつ、反射部材７４０を覆うように配置されている。ステイ７６０は、ニップ部材７３０との間で、反射部材７４０のフランジ部７４２を挟んでいる。これにより、上下方向における反射部材７４０の位置ずれが抑制されている。なお、ステイ７６０と反射部材７４０との間には、空間部Ｓが形成されている。空間部Ｓにある空気は、外部に流れ出にくいので、この空気が温められることで保温層として作用し、ニップ部材７３０の加熱効率を向上させることができる。
【００２６】
加圧ローラ７５０は、定着ベルト７１０を挟んで、ニップ部材７３０と対向するように配置されている。加圧ローラ７５０は、定着ベルト７１０の幅方向に略平行な回転軸周りに回転可能に設けられている。加圧ローラ７５０は、ニップ部材７３０に向けて押圧されており、これにより、定着ベルト７１０と加圧ローラ７５０との間にニップ部Ｐが形成されている。
【００２７】
サーミスタ７７０は、ニップ部材７３０の温度を検出する温度センサである。サーミスタ７７０は、定着ベルト７１０の内周面側で、且つ、反射部材７４０の外側において、ニップ部材７３０の上記２つの突出部７３２のぞれぞれの上に１つずつ配置されている。つまり、サーミスタ７７０は、定着ベルト７１０の幅方向中央部寄りの位置に１つと、定着ベルト７１０の幅方向右端部寄りの位置に１つ配置されている。以下、幅方向中央部寄りの位置に配置されたサーミスタをセンターサーミスタ７７０Ａといい、幅方向右端部寄りの位置に配置されたサーミスタをサイドサーミスタ７７０Ｂという。センターサーミスタ７７０Ａは、第１温度センサの一例であり、サイドサーミスタ７７０Ｂは、第２温度センサの一例である。
【００２８】
ハロゲンヒータ７２０が発熱すると、ニップ部材７３０は、ハロゲンヒータ７２０からの輻射熱を受けて加熱され、熱を、定着ベルト７１０を介して加圧ローラ７５０側に伝達する。また、反射部材７４０によってハロゲンヒータ７２０からの輻射熱をニップ部材７３０に集めることで、ハロゲンヒータ７２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ部材７３０および定着ベルト７１０を速やかに加熱することができる。
【００２９】
加圧ローラ７５０が回転駆動されると、定着ベルト７１０（またはシートＷ）との摩擦力により定着ベルト７１０が従動回転する。トナー像が転写されたシートＷは、加熱された定着ベルト７１０と加圧ローラ７５０との間のニップ部Ｐを搬送されることでトナー像が熱定着されることとなる。
【００３０】
図４は、プリンタ１０の電気的構成を示すブロック図である。プリンタ１０は、上述のシート供給部２００、画像形成部４００等に加え、コントローラ８００と、モータ８１１と、表示部８２０と、操作部８３０と、通信インターフェース８４０とを備える。コントローラ８００は、制御部の一例である。
【００３１】
コントローラ８００は、ＣＰＵ８０１と、ＲＯＭ８０２と、ＲＡＭ８０３と、不揮発性メモリ８０４と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）８０５と、モータ駆動部８１０とを有する。ＲＯＭ８０２には、プリンタ１０を制御するための制御プログラムや各種設定情報等が記憶されている。ＲＡＭ８０３は、ＣＰＵ８０１が各種のプログラムを実行する際の作業領域や、データの一時的な記憶領域として利用される。不揮発性メモリ８０４は、ＮＶＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能なメモリである。ＡＳＩＣ８０５は、画像処理等のためのハード回路である。ＣＰＵ８０１は、ＲＯＭ８０２から読み出した制御プログラムや各種センサから送られる信号に従って、プリンタ１０の各構成要素を制御する。モータ駆動部８１０は、モータ８１１を駆動する。また、コントローラ８００は、シートセンサ１７０から出力される信号に基づき、ニップ部Ｐの搬送方向上流側にシートＷが有るか否かを判断する。また、コントローラ８００は、センターサーミスタ７７０Ａから出力される信号に基づき、ニップ部材７３０の幅方向中央部寄りのセンター検知温度を取得し、サイドサーミスタ７７０Ｂから出力される信号に基づき、ニップ部材７３０の幅方向右端部寄りのサイド検知温度を取得する。センター検知温度は、第１検知温度の一例であり、サイド検知温度は、第２検知温度の一例である。
【００３２】
モータ８１１は、上述のピックアップローラ２２０、レジストレーションローラ２４０、感光体６１０、および、定着器７００の加圧ローラ７５０等を回転駆動するモータである。表示部８２０は、例えば液晶ディスプレイ等で構成されており、コントローラ８００からの指示に応じて、各種情報を表示する。操作部８３０は、ユーザによる操作を受け付ける各種のボタン等を有する。通信インターフェース８４０は、外部デバイスとの通信を可能にするハードウェアである。通信インターフェース８４０は、例えば、ネットワークインターフェース、シリアル通信インターフェース、パラレル通信インターフェース等である。
【００３３】
次に、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離と、ステイ７６０の蓄熱状態の検出とについて説明する。図５は、検知温度に基づく温度制御中に、所定時間内に複数枚以上（例えば１分間に１００枚以上）のシートＷが順次、ニップ部Ｐを通過しているときにおけるセンター検知温度、サイド検知温度、ステイ温度、ベルト温度、および、サイド検知温度の変化勾配の推移を示すグラフである。検知温度に基づく温度制御は、コントローラ８００が、センターサーミスタ７７０Ａによるセンター検知温度が、熱定着に適した目標温度（例えば１８０℃）に近づくように、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量を調整するヒータ温度制御であり、第１温度制御の一例である。ステイ温度は、ステイ７６０の温度の実測値であり、ベルト温度は、定着ベルト７１０の温度の実測値である。
【００３４】
図５のベルト温度のグラフから分かるように、ベルト温度は、シートＷがニップ部Ｐを通過するごとに徐々に低下していく。これは、定着ベルト７１０の熱が、ニップ部Ｐを通過するシートＷによって奪われるからである。一般に、定着ベルト７１０の熱容量は小さいため、定着ベルト７１０の温度は、シートＷが通過することによって低下し易い。これに対して、図５のセンター検知温度のグラフから分かるように、センター検知温度は低下していない。これは、ニップ部材７３０の幅方向中央部寄りの温度が低下していないことを意味する。すなわち、定着ベルト７１０の温度が低下しても、ニップ部材７３０の温度は低下せずに高温に維持されている。そうすると、定着ベルト７１０の温度が低下しているにもかかわらず、高温に維持されたセンター検知温度に基づき、ハロゲンヒータ７２０への通電が停止され、その結果、定着器７００の定着性能が低下するなどの問題が生じることがある。
【００３５】
この原因は、次のことが想定される。上記検知温度に基づく温度制御が開始され、ハロゲンヒータ７２０からの熱がステイ７６０に伝達されるようになると、その伝達された熱がステイ７６０に吸収され、ステイ７６０の熱容量に応じた熱量がステイ７６０に蓄積されていく。このようにステイ７６０が蓄熱状態になると、周囲温度が変化してもステイ７６０の温度は変化し難くい安定状態になり、このステイ７６０からの熱伝達により、ニップ部材７３０の温度も変化し難くい安定状態になる。このため、定着ベルト７１０が回転駆動された状態で、ステイ７６０が蓄熱状態になると、定着ベルト７１０の温度とニップ部材７３０の温度との乖離が生じると想定される。
【００３６】
ここで、図５の各グラフから分かるように、ステイ７６０が蓄熱状態、すなわち、ステイ温度の変化が所定幅以内となる安定状態になると（図５の時間ｔ１参照）、ベルト温度とセンター検知温度（ニップ部材７３０の温度）との乖離が顕著になり始め、ベルト温度が低下しているにも関わらず、サイド検知温度は、変化勾配が所定の勾配範囲内になる安定状態になっている。従って、検知温度に基づく温度制御に利用されないサイドサーミスタ７７０Ｂによって検知されるサイド検知温度が安定状態であるか否かの判断結果に基づき、ステイ７６０が蓄熱状態になったことと、ベルト温度とセンター検知温度（ニップ部材７３０の温度）との乖離が生じたこととを検出することができる。
【００３７】
次に、コントローラ８００による温度制御処理について説明する。コントローラ８００は、例えば、操作部８３０や通信インターフェース８４０を介して、シートＷに画像を形成するための印刷指令を受け付けると、温度制御処理を開始する。
【００３８】
図６は、温度制御処理を示すフローチャートである。まず、コントローラ８００は、連続的にニップ部Ｐを通過したシートＷの枚数である連続枚数をゼロにリセットし、上述の検知温度に基づく温度制御を開始する（Ｓ１０）。具体的には、コントローラ８００は、センター検知温度と目標温度との差に応じて、デューティ比の値を変更することにより、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量を調整する。デューティ比は、所定時間に対し、ハロゲンヒータ７２０を通電状態にしている通電時間の割合を示す通電デューティ比（通電比率）、換言すればヒータ加熱率である。次に、コントローラ８００は、受け付けられた印刷指令において、画像を形成するシートＷのサイズが通常サイズ（例えばＡ４サイズ）に設定されているか、通常サイズよりも定着ベルト７１０の上記幅方向における幅が狭い小サイズ（例えばＡ５サイズや葉書サイズ）に設定されているかを判断する（Ｓ２０）。通常サイズのシートＷは、ニップ部Ｐを通過する際、ニップ部材７３０の幅方向中央部に摺接する定着ベルト７１０の中央領域と、ニップ部材７３０の幅方向右端部に摺接する定着ベルト７１０の右端領域との両方に接触する。一方、小サイズのシートＷは、ニップ部Ｐを通過する際、定着ベルト７１０の中央領域に接触するが、定着ベルト７１０の右端領域に接触しない。このため、小サイズのシートＷがニップ部Ｐを通過する際、定着ベルト７１０の中央領域に比べて、定着ベルト７１０の右端側領域が高温になる、いわゆる端部昇温が生じることがある。
【００３９】
コントローラ８００は、通常サイズが設定されていると判断した場合、次のＳ５０の判断に使用する温度閾値を、目標温度より低い第１温度閾値（図５参照  例えば１５２℃）に設定し（Ｓ３０）、Ｓ５０に進む。図５に示すように、ステイ７６０が蓄熱状態であり、かつ、通常サイズのシートＷがニップ部Ｐを通過するとき、サイド検知温度は、所定の温度範囲ΔＴ（図５参照）内で変化する。第１温度閾値は、その温度範囲ΔＴの下限値ＴＨ１（図５参照）である。第１温度閾値は、基準範囲の下限値の一例であり、この第１温度閾値以上の温度範囲は、基準範囲の一例である。
【００４０】
一方、コントローラ８００は、小サイズが設定されていると判断した場合、温度閾値を、第１温度閾値に所定温度α（例えば３０℃）だけ加算した第２温度閾値に設定し（Ｓ４０）、Ｓ５０に進む。所定温度αは、通常サイズのシートＷがニップ部Ｐを通過しているときと、小サイズのシートＷがニップ部Ｐを通過しており、端部昇温が生じているときとにおけるサイド検知温度の温度差である。すなわち、コントローラ８００は、Ｓ２０からＳ４０の処理において、ニップ部Ｐを通過するシートＷの幅方向における幅が狭いほど、温度閾値を高くする。なお、第１温度閾値および第２温度閾値は、プリンタ１０の固体差等によって異なることがあり、実験結果等から特定することができる。
【００４１】
Ｓ５０では、コントローラ８００は、サイド検知温度を取得し、その取得したサイド検知温度が上記温度閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ５０）。この判断条件は、切替条件の一例である。サイド検知温度が上記温度閾値以上であれば、定着ベルト７１０が蓄熱状態である可能性が高く、サイド検知温度が上記温度閾値未満であれば、定着ベルト７１０が蓄熱状態でない可能性が高い。コントローラ８００は、サイド検知温度が上記温度閾値以上であると判断した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、Ｓ７０に進む。一方、コントローラ８００は、サイド検知温度が上記温度閾値未満であると判断した場合（Ｓ５０：ＮＯ）、サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲ΔＶ内であるか否かを判断する（Ｓ６０）。この判断条件は、切替条件の一例である。基準勾配範囲ΔＶは、ステイ７６０が蓄熱状態であり、かつ、シートＷがニップ部Ｐを通過するときにおけるサイド検知温度の変化勾配の変動範囲である。なお、基準勾配範囲ΔＶは、プリンタ１０の固体差等によって異なることがあり、実験結果等から特定することができる。サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲ΔＶ内であれば、定着ベルト７１０が蓄熱状態である可能性が高く、サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲ΔＶ内でなければ、定着ベルト７１０が蓄熱状態でない可能性が高い。コントローラ８００は、サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲内であると判断した場合（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ７０に進む。
【００４２】
Ｓ６０において、サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲ΔＶ内でないと判断された場合（Ｓ６０：ＮＯ）、定着ベルト７１０が蓄熱状態でなく、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離が生じてない。このため、コントローラ８００は、連続枚数をゼロにリセットし（Ｓ８０）、検知温度に基づく温度制御を続行しつつ（Ｓ９０）、印刷指令にて指定された全ページの印刷を完了したか否かを判断する（Ｓ１００）。コントローラ８００は、印刷を完了していないと判断した場合（Ｓ１００：ＮＯ）、Ｓ２０に戻り、印刷を完了したと判断した場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、本温度制御処理を終了する。
【００４３】
Ｓ７０では、コントローラ８００は、シートセンサ１７０から出力された信号に基づき、シートＷの連続通過中であるか否かを判断する（Ｓ７０）。シートＷの連続通過とは、所定時間内にニップ部Ｐを通過するシートＷの枚数が基準枚数以上であることであり、例えば、１分間にニップ部Ｐを通過するシートＷの枚数が１００枚以上であることである。すなわち、コントローラ８００は、Ｓ５０〜Ｓ７０の処理において、ステイ７６０が蓄熱状態であり、かつ、シートＷの連続通過中であるか否かを判断する。ステイ７６０が蓄熱状態であっても、シートＷがニップ部Ｐを通過する時間間隔が比較的に長ければ、定着ベルト７１０がシートＷによって奪われる単位時間当たりの熱量は少ないため、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離は比較的に小さいからである。従って、コントローラ８００は、シートＷの連続通過中でないと判断した場合（Ｓ７０：ＮＯ）、検知温度に基づく温度制御を続行する（Ｓ９０）。
【００４４】
一方、コントローラ８００は、シートＷの連続通過中であると判断した場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、連続枚数に１加算し（Ｓ１１０）、その連続枚数が規定枚数（例えば３枚）以上であるか否かを判断する（Ｓ１２０）。この判断条件は、切替条件の一例である。ステイ７６０が蓄熱状態であり、かつ、シートＷの連続通過中であっても、連続枚数が少ない場合、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離は比較的に小さいからである。従って、コントローラ８００は、連続枚数が規定枚数未満であると判断した場合（Ｓ１２０：ＮＯ）、検知温度に基づく温度制御を続行する（Ｓ９０）。
【００４５】
一方、コントローラ８００は、連続枚数が規定枚数以上であると判断した場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、検知温度に基づく温度制御を停止し（Ｓ１３０）、次のＳ１５０で実行する独立温度制御のデューティ比の設定値を、連続枚数の現在値に応じて増加させる（Ｓ１４０）。具体的には、コントローラ８００は、連続枚数の現在値が閾値（例えば５枚）以上である場合、閾値未満である場合に比べて、独立温度制御のデューティ比の設定値を高い値にする。独立温度制御のデューティ比の設定値は、Ｓ１３０で検知温度に基づく温度制御を停止したとき、または、上述のＳ５０，Ｓ６０，Ｓ１２０の切替条件が満たされたと判断されたときに検知温度に基づく温度制御において設定されていたデューティ比より高い値である。
【００４６】
次に、コントローラ８００は、Ｓ１４０で設定されたデューティ比の設定値に基づく独立温度制御を開始する（Ｓ１５０）。独立温度制御は、センター検知温度に関係なく、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量を、Ｓ１３０で検知温度に基づく温度制御を停止するとき等の単位時間当たり通電量よりも高くする温度制御であり、第２温度制御の一例である。これにより、センター検知温度に基づく温度制御を継続した場合に比べて、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離を抑制することができる。
【００４７】
その後、コントローラ８００は、独立温度制御を開始してから基準時間（例えば３秒）が経過したか否かを判断する（Ｓ１６０）。コントローラ８００は、基準時間が経過したと判断した場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、独立温度制御を停止し（Ｓ１８０）、検知温度に基づく温度制御を再開する（Ｓ９０）。一方、コントローラ８００は、基準時間が経過していないと判断した場合（Ｓ１６０：ＮＯ）、この後にニップ部Ｐを通過する次のシートＷが有るか否かを判断する（Ｓ１７０）。例えば、コントローラ８００は、上記印刷指令にて指定された全ページの印刷を完了していない場合、次のシートＷが有ると判断し、全ページの印刷を完了した場合、次のシートＷが無いと判断する。次のシートＷが無ければ、定着ベルト７１０とニップ部材７３０との温度の乖離に即時に対応する必要がないからである。従って、コントローラ８００は、次のシートＷが無いと判断した場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、基準時間が経過していなくても、独立温度制御を停止し（Ｓ１８０）、検知温度に基づく温度制御を再開する（Ｓ９０）。また、コントローラ８００は、次のシートＷが有ると判断した場合（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、Ｓ１６０に戻る。
【００４８】
本実施形態によれば、検知温度に基づく温度制御の実行中において、サイド検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内になることを含む切替条件が満たされたと判断された場合、検知温度に基づく温度制御が停止され、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量を、停止した検知温度に基づく温度制御の実行時よりも高くする独立温度制御が実行される。これにより、ステイ７６０の温度変化を直接検知することなく、ステイが蓄熱状態になったことを検出し、ステイ７６０の蓄熱状態に起因して定着ベルト７１０の温度とニップ部材７３０の温度との乖離が生じることを抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、サイド検知温度が基準温度範囲内であるか否かを判断したり、サイド検知温度の変化勾配が基準勾配範囲内であるか否かを判断したりすることにより、ステイ７６０の温度変化を直接検知することなく、ステイ７６０が蓄熱状態になったことを検出することができる。また、コントローラ８００は、Ｓ２０からＳ４０の処理において、ニップ部Ｐを通過するシートＷの幅方向における幅が狭いほど、温度閾値を高くする。これにより、端部昇温による影響を抑制しつつ、ステイ７６０が蓄熱状態になったことを検出することができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、ステイ７６０の蓄熱状態が検出されたら直ぐに独立温度制御に切り替えられるのでなく、ステイ７６０の蓄熱状態が規定時間継続したこと、具体的には、規定枚数以上のシートＷがニップ部Ｐを通過したことを条件に、独立温度制御に切り替えられる。これにより、必要以上に独立温度制御に切り替えられることを抑制することができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、独立温度制御を開始してから基準時間が経過した場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、独立温度制御が停止され（Ｓ１８０）、検知温度に基づく温度制御が再開される（Ｓ９０）。これにより、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量が高くなった状態が継続されることが抑制され、定着ベルト７１０が過剰加熱状態になることを抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、独立温度制御の開始後、次のシートＷが無いと判断された場合（Ｓ１７０：ＮＯ）、基準時間が経過していなくても、独立温度制御が停止され（Ｓ１８０）、検知温度に基づく温度制御が再開される（Ｓ９０）。これにより、次のシートＷが無いにもかかわらず、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量が高くなった状態が長時間継続されることに起因して定着ベルト７１０が過剰加熱状態になることを抑制することができる。また、シートＷの有無に応じた信号を出力するシートセンサ１７０からの信号に基づき、連続通過であるか否かを判断することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、コントローラ８００は、連続枚数の現在値が閾値以上である場合、閾値未満である場合に比べて、独立温度制御のデューティ比の設定値を高い値にする。これにより、シートＷの通過枚数が増加することに伴って、定着ベルト７１０の温度とニップ部材７３０の温度との乖離が増大することを抑制することができる。
【００５４】
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【００５５】
上記実施形態において、第１温度センサおよび第２温度センサとして、センターサーミスタ７７０Ａおよびサイドサーミスタ７７０Ｂを例示したが、ニップ部材７３０における各温度センサの配置位置はこれらに限定されない。第１温度センサおよび第２温度センサは、ニップ部材７３０の互いに異なる位置に配置された２つの温度センサであって、一方の温度センサの検知温度に基づきヒータの温度制御が実行される構成であれば、ヒータの温度制御に利用されない他方の温度センサの検知温度に基づき、ステイの蓄熱状態を検出することができる。
【００５６】
また、上記実施形態の処理（図６）において、一部のステップの内容を変更したり、一部のステップを省略したり、他のステップと順番を入れ替えたりしてもよい。例えば、Ｓ２０〜Ｓ４０の処理と、Ｓ１７０の処理と、Ｓ１２０の処理と、Ｓ１４０の処理と、Ｓ１７０の処理との少なくとも１つの処理を省略してもよい。
【００５７】
また、Ｓ２０からＳ４０の処理において、幅方向の幅が互いに異なる３種類以上のサイズのシートＷに対して、幅方向における幅が狭いほど、温度閾値を３段階以上に高くしてもよい。また、Ｓ５０の処理において、サイド検知温度を、温度範囲ΔＴの上限値および下限値と比較して、ステイ７６０が蓄熱状態であることを検出してもよい。また、Ｓ５０およびＳ６０の処理のいずれか一方だけの判断結果に基づき、ステイ７６０が蓄熱状態であることを検出してもよい。
【００５８】
第２温度制御は、センサ検知温度に関係なく、デューティ比の値を高くする独立温度制御（図６のＳ１５０参照）に限定されず、例えば、検知温度に基づく温度制御を続行しつつ、切替条件を満たすと判断したときに比べて、目標温度を高くすることにより間接的にデューティ比を高くして、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たり通電量を高くする制御でもよい。
【００５９】
上記実施形態の処理（図６）において、コントローラ８００は、Ｓ５０またはＳ６０の判断により、ステイ７６０が蓄熱状態であると判断した場合、Ｓ７０、Ｓ１１０、Ｓ１２０の処理を実行せずに、ステイ７６０の蓄熱状態が規定時間継続したことを条件に、Ｓ１３０に進んでもよい。また、独立温度制御を開始してから基準時間が経過した場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、検知温度に基づく温度制御を再開するのではなく、独立温度制御において設定されているデューティ比の値をより低い固定値にしてもよい。
【００６０】
上記実施形態では、コントローラ８００は、図６の温度制御処理において、サイド検知温度に基づき、ステイ７６０の蓄熱状態を検出した（Ｓ５０、Ｓ６０）が、これに限定されず、例えば、ステイ７６０の温度に応じた信号を出力する温度センサを設けて、コントローラ８００は、Ｓ２０〜Ｓ６０の処理の代わりに、この温度センサからの信号に基づき、Ｓ７０以下の処理を実行してもよい。例えば、次のような画像形成装置でもよい。
環状の定着ベルト７１０と、定着ベルト７１０の内周側に配置されたハロゲンヒータ７２０（発熱体）と、定着ベルト７１０の幅方向に延び、定着ベルト７１０の内周面に摺接し、ハロゲンヒータ７２０からの輻射熱を受けるニップ部材７３０と、定着ベルト７１０の内周側に配置され、ニップ部材７３０を支持するステイ７６０と、ニップ部材に配置されたセンターサーミスタ７７０Ａ（第１温度センサ）と、ステイ７６０の温度に応じた信号を出力する第３温度センサ（図示せず）と、ニップ部材７３０との間で定着ベルト７１０を挟み、定着ベルト７１０との間でシートＷを搬送する加圧ローラ７５０（回転体）と、コントローラ８００（制御部）と、を備え、コントローラ８００は、ハロゲンヒータ７２０への単位時間当たりの通電量を調整することにより、センターサーミスタ７７０Ａによって検知されるセンター検知温度（第１検知温度）を目標温度に近づける検知温度に基づく温度制御（第１温度制御）を実行し、検知温度に基づく温度制御の実行中において、第３温度センサによって検知される第３検知温度の所定時間当たりの変動量が変動範囲内であることを含む切替条件が満たされたか否かを判断し、切替条件が満たされたと判断した場合、検知温度に基づく温度制御を停止し、単位時間当たりの通電量を、停止した検知温度に基づく温度制御の実行時よりも高くする独立制御（第２温度制御）の実行に切り替える、プリンタ１０（画像形成装置）。
【００６１】
上記実施形態のプリンタ１０の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。上記実施形態では、プリンタ１０は、１色（ブラック）のトナーを用いて印刷を行うとしているが、印刷に用いられるトナー色の種類や色数はこれに限られない。
【００６２】
また、画像形成装置は、プリンタ単体に限らず、複写機、ファクシミリ装置や複合機でもよい。これらの複写機等にも本発明を適用することができる。なお、定着ベルトの温度が低下する要因は、シートが通過する場合に限定されない。例えば、定着ベルトと回転体との間に搬送ベルトが介在する画像形成装置では、この搬送ベルトが回転することによっても、定着ベルトの温度が低下することがある。
【００６３】
上記実施形態では、感光体として、ローラ体の感光体６１０を例示したが、感光体は、これに限らず、例えば、感光体ベルト等のベルト体でもよい。
【００６４】
また、上記実施形態において１つのＣＰＵ８０１が実行する処理は、複数のＣＰＵや１つまたは複数のＡＳＩＣ、１つまたは複数のＣＰＵと１つまたは複数のＡＳＩＣとの組み合わせによって実行されるとしてもよい。コントローラ８００は、ＣＰＵ８０１といったプリンタ１０の制御に利用されるハードウェアをまとめた総称であり、プリンタ１０に存在する単一のハードウェアであるとは限らない。
【符号の説明】
【００６５】
１０：プリンタ  １７０：シートセンサ  ７００：定着器  ７１０：定着ベルト  ７２０：ハロゲンヒータ  ７３０：ニップ部材  ７５０：加圧ローラ  ７６０：ステイ  ７７０Ａ：センターサーミスタ  ７７０Ｂ：サイドサーミスタ  ８００：コントローラ  Ｐ：ニップ部  ＴＨ１：下限値  ΔＶ：基準勾配範囲  Ｗ：シート
【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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