JP6271899B2

JP6271899B2 - 画像加熱装置および画像形成装置

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Publication number: JP6271899B2
Application number: JP2013157622A
Authority: JP
Inventors: 弘紀村松; 中山　敏則; 敏則中山; 光一覚張; 高田　成明; 高田　　成明; 寛人伊東
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Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2018-01-31
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Description

本発明は、発熱素子が紙幅方向に沿って多数並んだサーマルヘッドのような分割ヒータ系の画像加熱装置およびそれを搭載した画像形成装置に関する。

画像加熱装置としては、記録材（記録媒体：以下、用紙と記す）に形成された未定着トナー像を固着画像として定着する定着装置を挙げることができる。また、用紙に半定着又は定着済みのトナー像を再加熱することにより画像の表面光沢を調整する光沢度調整装置（画像改質装置）を挙げることができる。

画像形成装置は、例えば、電子写真画像形成方式、静電記録画像形成方式、磁気記録画像形成方式などの画像形成プロセスを用いて用紙にトナー像を形成するものである。例えば、複写機、プリンタ（レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ、それらの複合機能機、ワードプロセッサなどが含まれる。

用紙（記録材）は画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、封筒、葉書、シール、樹脂製シート、ＯＨＴシート、光沢紙等が含まれる。

画像加熱装置として、セラミックヒータやハロゲンヒータ系とは異なり、発熱素子が紙幅方向に沿って多数並んだサーマルヘッドのような分割ヒータ系の装置がある。サーマルヘッドをトナー定着に用いるものとして特許文献１が挙げられる。これは、印刷データに対応してトナーがある箇所（通紙部）の発熱素子をオンし、無い箇所（非通紙部）の発熱素子をオフするというものである。分割ヒータ系の場合、紙幅が狭い小サイズジョブのときは非通紙部に対向する発熱素子に給電する必要がない。これが分割ヒータを使用する特徴でもある。

特開平８−１５２８０７号公報

しかしながら、小サイズジョブに続いて大サイズジョブを実行する場合、小サイズ時に非通紙部となっていた領域の温度が中央に比べて低過ぎる状況になっている。従って、小サイズジョブ完了後、大サイズジョブ実行前に、上記の状況に起因する、画像不良、搬送不良、紙しわの発生を抑制するために、ここを加熱して温度分布を正常化する必要性に迫られ、そのための時間を要することになる。
また、

本発明は上記の課題に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、小サイズの記録材から大サイズの記録材への幅サイズ変更が行われた際にも、ダウンタイムなどによる生産性低下を招くことなく、画像不良、搬送不良、紙しわが発生しない画像加熱処理を継続することを可能にすることにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、加熱回転体と、前記加熱回転体との間で画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する加圧回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱体であって、前記加熱回転体の長手方向に沿って並んで配設されており個々に電力投入されて発熱する複数の発熱体を有する加熱体と、装置の立ち上げの際に前記複数の発熱体の全てに対する通電を開始し、装置に導入可能な最大幅サイズの記録材よりも幅が小さい記録材を連続して導入して加熱する際に、前記加熱回転体の記録材通過部に対応している部分の温度が所定の画像定着温度に保持されるように前記記録材通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御する共に、前記加圧回転体の記録材非通過部に対応している部分の温度と当該加圧回転体の記録材通過部に対応している部分の温度との差が±２０℃の範囲に保持されるように前記記録材非通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御し、所定の設定枚数分の記録材の導入と加熱処理が終了したら前記複数の発熱体の全てに対する通電を停止させて装置をスタンバイ状態に保持する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明では、小サイズの記録材の小サイズジョブ中に、本来なら、加熱の必要のない記録材非通過部に関しても所定に加熱しておく。これにより、小サイズの記録材から大サイズ記録材への紙幅変更が行われた際にも、ダウンタイムなどによる生産性低下を招くことなく、画像不良、搬送不良、紙しわが発生しない画像加熱処理を継続することが可能となる。

参考例における定着装置の要部の拡大横断右側面模式図と制御系統のブロック図である。（ａ）は定着装置の要部の途中部分省略の正面模式図、（ｂ）はベルトの層構成を示す模式図である。参考例における画像形成装置の構成略図である。（ａ）はヒータの拡大横断面模式図、（ｂ）はヒータ基板の一方面側（表面側）に具備させた発熱体とその発熱体に対する給電路の形成パータンを示した模式図である。ヒータ基板の他方面側（表面側）の平面模式図である。加熱時間とベルト温度の関係を示すグラフである。参考例における制御における経過時間とベルト温度の関係を示すグラフである。参考例における定着装置の制御フローチャート（その１）である。参考例における定着装置の制御フローチャート（その２）である。実施例１における実験において、定着装置のヒータに対して電力の投入開始からの経過時間と加圧ローラの温度の関係を示すグラフである。加圧ローラの通紙部と非通紙部の熱膨張の形態を説明する模式図である。実施例１における定着装置の制御フローチャート（その１）である。実施例１における定着装置の制御フローチャート（その２）である。実施例１における定着装置の制御フローチャート（その３）である。実施例２の定着装置の構成説明図である。

以下に、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。なお、実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例にのみ限定されるものではなく本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。

《参考例》
［画像形成部］
図３は画像加熱装置を、未定着画像を加熱加圧定着する定着装置として搭載した画像形成装置の一例の構成略図である。この画像形成装置１は、ホスト装置２３（図１）から制御部（制御回路部）２４に入力する画像情報に対応したトナー像を電子写真技術を用いてシート状の記録材（記録媒体：以下、用紙と記す）Ｐに形成することができるカラープリンタである。

２は画像形成部であり、用紙Ｐに画像を形成するための４つの画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを有する。用紙Ｐは、給紙カセット１９または２０、もしくは手差しトレイ（マルチ給紙トレイ）２１から給送されて、レジストローラ対２２ａを含む搬送機構２２により搬送される。

各画像形成ステーションは、像担持体としての回転ドラム型の感光体４、帯電部材５、レーザスキャナ６、現像器７、一次帯電ブレード８、感光体クリーナ９を有する。画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、それぞれ、イエロ（Ｙ）色、マゼンタ（Ｍ）色、シアン（Ｃ）色、ブラック（Ｋ）色のトナー像を形成する。

更に、画像形成部２は中間転写ユニット１０を有し、画像形成ステーション３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋから中間転写ベルト１１に各色トナー像が重畳されて一次転写された合成トナー像を二次転写ローラ１２により用紙Ｐに対して一括二次転写する。レジストローラ対２２ａは、用紙Ｐの先端部を一旦受け止めて、用紙Ｐが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、中間転写ベルト１１上のトナー像と同期を取って、用紙Ｐを中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１２との間に送り込む。以上の画像形成部２の動作やカラー画像形成プロセスは周知であるので詳細な説明は割愛する。

画像形成部２で未定着のトナー像が二次転写された用紙Ｐは定着装置４０に送られ、トナー像が固着像として加熱加圧定着される。定着装置４０を出た用紙Ｐは予めのモード選択に応じてフラッパ１３により第１経路１４側または第２経路１５側に進路切り替えされる。第１経路１４に導入された用紙Ｐは装置上面側のフェイスダウントレイ１６に排出される。第２経路１５に導入された用紙Ｐは装置側面側のフェイスアップトレイ１７に排出される。

両面画像形成モードの場合は定着装置４０を出た第１面画像形成済みの用紙Ｐは一旦第１経路１４に導入されてからスイッチバック搬送されて第３の経路１８に導入される。そして、再び搬送機構２２を経由して画像形成部２に対して表裏反転された状態で再搬送される。

［定着装置］
（１）装置構成の概略説明
図１は本参考例における定着装置４０の要部の拡大横断右側面模式図と制御系統のブロック図である。図２の（ａ）は定着装置４０の要部の途中部分省略の正面模式図である。

ここで、定着装置４０若しくはその構成部材に関して、正面側とは定着装置４０を用紙入口側から見た面、背面側とはその反対側の面（用紙出口側）である。左右とは定着装置４０を正面側から見て左（一端側）または右（他端側）である。本参考例の定着装置４０においては、右側を駆動側、左側を非駆動側としている。

また、上流側と下流側は用紙搬送方向Ｘに関して上流側と下流側である。長手方向（幅方向）や用紙幅方向とは、用紙搬送路面において、用紙Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に実質平行な方向である。短手方向とは用紙搬送路面において、用紙Ｐの搬送方向Ｘに実質平行な方向である。

この定着装置４０はベルト（フィルム）加熱方式、テンションレスタイプのオンデマンド定着装置であり、左右方向を長手とする横長の装置である。定着装置４０は、大別して、加熱回転体としての可撓性を有する無端状のベルト（フィルム）４３を含むベルトユニット４１と、加圧回転体としての耐熱性で弾性を有する加圧ローラ（弾性ローラ）４２と、を有する。

ベルトユニット４１は、無端状のベルト４３、加熱体（加熱源）としてのヒータ４４、ヒータ４４を固定して保持する保持部材としてのヒータホルダ４５、加圧ステイ４６、左右両端部側の端末部材（定着フランジ）４７（Ｌ、Ｒ）などの組立て体である。

ベルト４３は用紙Ｐに熱を伝達する部材であり、左右方向に長い、全体的に可撓性を有する円筒状（筒状、エンドレス）の部材である。図２の（ｂ）は本参考例におけるベルト４３の層構成を示す模式図である。このベルト４３は、円筒状の基材層４３ａと、その基材層４３ａの外周面に形成された弾性層４３ｂと、その弾性層４３ｂの外周面に形成された表層としての離型層４３ｃと、基材層４３ａの内周面に形成された内面コート層４３ｄと、の４層複合構造である。

基材層４３ａは、クイックスタート性を向上させるために、厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料を使用できる。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属ベルトを使用できる。本参考例では、厚さが３０μｍ、直径が２５ｍｍの円筒状のニッケル金属ベルトを用いた。

弾性層４３ｂは、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料を使用できる。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。本参考例では、ゴム硬度１０度（ＪＩＳ−Ａ）、熱伝導率１．３Ｗ／ｍ・Ｋ、厚さ３００μｍのシリコーンゴムを用いた。

離型層４３ｃは厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０〜７０μｍのフッ素樹脂材料を使用できる。たとえば、例えばフッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。本参考例では、厚さ３０μｍのＰＦＡチューブを用いた。

内面コート層４３ｄは、ヒータ４４と接するため耐熱性を持つ樹脂層を使用できる。例えば、エンジニアリングプラスティックなどが挙げられる。具体的には、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が挙げられる。また、四フッ化エチレン／六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン／パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）などが挙げられる。本参考例ではポリイミドを用い、発色層を形成した後に、ワニス状態の原材料溶液を基材に塗布して焼成することで１０μｍのポリイミド内面層を形成した。

ヒータ４４、ヒータホルダ４５、加圧ステイ４６は何れも左右方向に長い部材である。ベルト４３は、ヒータ４４を固定して保持させたヒータホルダ４５と加圧ステイ４６との組立体にルーズに外嵌されている。端末部材４７（Ｌ、Ｒ）はベルト４３の一端側と他端側において加圧ステイ４６の一端部と他端部に対して装着されている。

ヒータ４４は本参考例においてはセラミックヒータである。このヒータ４４は、細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電を受けて発熱する発熱体（通電発熱抵抗体層）と、を基本構成とするもので、発熱体に対する通電により急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量のヒータである。このヒータ４４のより具体的な構造については（３）項で詳述する。

ヒータホルダ４５は耐熱樹脂製の成形品であり、外面中央部に長手に沿ってヒータ嵌め込み溝が形成されている。ヒータ４４はその溝に嵌め込まれて固定して保持されている。ヒータホルダ４５はヒータ４４を保持すると共にヒータホルダ４５と加圧ステイ４６に外嵌されているベルト４３の回転ガイド部材（バックアップ部材）として機能する。

加圧ステイ４６は剛性を有する部材であり、樹脂製のヒータホルダ４５の裏面側に押し当てることでヒータホルダ４５に長手強度を持たせ、かつヒータホルダ４５を矯正させるための部材である。本参考例においては加圧ステイ４６は横断面下向きＵ字型またはコの字型の金属型材である。

端末部材４７（Ｌ、Ｒ）は、それぞれ、左右対称形状の耐熱樹脂性の成形品であり、ベルト４３の回転時のヒータホルダ長手に沿う移動（スラスト移動）の規制およびベルト端部の内周面をガイドしてベルト周方向の形状を規制する役目をする。

即ち、端末部材４７（Ｌ、Ｒ）は、ベルト４３のスラスト移動を規制する第一規制部としての、ベルト端面を受け止めるための鍔座部４７ａを有する。また、ベルト端部に内嵌してベルト端部内面をガイドする第二規制部としての内面ガイド部４７ｂを有する。内面ガイド部４７ｂは、ベルト４３が駆動回転体としての加圧ローラ４２の回転に従動して回転する際に横断面形状がほぼ楕円形状になるそのほぼ楕円形状をベルト４３が維持するようにベルト端部内面をガイドする。

加圧ローラ４２は、ＳＵＳや鉄等の芯金（ローラ基体：パイプ材）４２ａと、その芯金周りに同心一体にローラ状に成形した弾性材層４２ｂと、さらにその外周面を被覆した離型層（表層）４２ｃと、を有する複合層構成の弾性ローラである。弾性材層４２ｂは例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム、あるいはシリコーンゴムの発泡体である。

本参考例の加圧ローラ４２は、外径２０ｍｍのＳＵＳのローラ状の芯金４２ａ上に、厚さ５ｍｍ、体積膨張率は１．０５×１０^−３℃^−１のシリコーンゴム層４２ｂを設けることで、外径３０ｍｍになっている。加圧ローラ４２は左右両端部側の回転中心軸部４２ｄが、それぞれ、定着装置枠体（フレーム）の左右の側板４８（Ｌ、Ｒ）間に軸受部材（ベアリング）４９（Ｌ、Ｒ）を介して回転可能に保持されて配設されている。

駆動側である右側の軸部４２ｄにはドライブギアＧが同心一体に配設されている。このギアＧに対して制御部２４により制御される駆動手段（モータ）Ｍの駆動力が動力伝達機構（不図示）を介して伝達される。これにより、加圧ローラ４２は駆動回転体として図１において矢印Ｒ４２の反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。

一方、ベルトユニット４１は、ヒータホルダ４５のヒータ配設部側を下向きにして、加圧ローラ４２の上側に加圧ローラ４２に対して実質平行に配列して、左右の側板４８（Ｌ、Ｒ）間に配設されている。より詳しくは、ベルトユニット４１の左右の端末部材４７（Ｌ、Ｒ）にそれぞれ設けられている縦方向のガイド溝部４７ｄが左右の側板４８（Ｌ、Ｒ）にそれぞれ設けられた縦方向のガイドスリット４８ａに係合している。

これにより、左右の端末部材４７（Ｌ、Ｒ）は、それぞれ、左右の側板４８（Ｌ、Ｒ）に対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。即ち、ベルトユニット４１が左右の側板４８（Ｌ、Ｒ）に対して上下方向にスライド移動可能に保持されている。ベルトユニット４１のヒータホルダ４５のヒータ配設部がベルト４３を介して加圧ローラ４２に対向している。

そして、左右の端末部材４７（Ｌ、Ｒ）の受圧部４７ｃがそれぞれ左右の加圧機構５０（Ｌ、Ｒ）により所定の押圧力で加圧される。即ち、ベルトユニット４１が加圧ローラ４２に対して所定の押圧力で加圧される。これにより、ヒータホルダ４５のヒータ配設部と加圧ローラ４２とがベルト４３を挟んで弾性材層４２ｂの弾性に抗して相互当接して押圧され、ベルト４３と加圧ローラ４２との間に短手方向において所定幅のニップ部Ｎが形成される。

左右の加圧機構５０（Ｌ、Ｒ）は例えば加圧バネや加圧カムなどを有する機構である。ヒータ４４はヒータホルダ４５のニップ部Ｎに対応する部位にヒータホルダ長手方向に位置している。本参考例の定着装置４０において、ヒータ４４とヒータホルダ４５がベルト４３の内面と接触するニップ形成部材である。そして、加圧ローラ４２がベルト４３を介してニップ形成部材４４・４５と共にニップ部Ｎを形成する。このように、ベルト４３の内側にヒータ４４を有し、ヒータ４４と加圧ローラ４２とがベルト４３を挟んで圧接してニップ部Ｎが形成されている。

（２）定着動作
定着装置４０の定着動作は次のとおりである。制御部２４は、所定の制御タイミングで駆動手段Ｍを起動する。この駆動手段Ｍから回転駆動伝達系（不図示）を介して加圧ローラ４２に回転駆動力が伝達される。これにより、加圧ローラ４２が矢印Ｒ４２の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。

加圧ローラ４２が回転駆動されることで、ニップ部Ｎにおいてベルト４３に加圧ローラ４２との摩擦力で回転トルクが作用する。これにより、ベルト４３が、その内面がヒータ４４の表面に密着して摺動しながら、ヒータホルダ４５と加圧ステイ４６の外回りを加圧ローラ４２の速度とほぼ対応した速度で矢印Ｒ４３の時計方向に従動回転する。ベルト４３の内面には半固形状潤滑剤が塗工されており、ニップ部Ｎにおけるヒータ４４およびヒータホルダ４５の外面とベルト４３の内面との摺動性を確保している。

このように、加圧ローラ４２はベルト４３を駆動するとともにベルト４３と協働してニップ部Ｎを形成する駆動回転体である。

また、制御部２４は電力供給部（電源部）２５からヒータ４４に対する通電を開始する。電力供給部２５からヒータ４４への電力供給は、ベルトユニット４１の左右部に装着されている一端側と他端側の電気コネクタ５１（Ｌ、Ｒ）を介してなされる。この通電によりヒータ４４は急速に昇温する。その昇温が、ヒータ４４の裏面側（上面）に設けられたサーミスタＴＨ（１〜５）によって検知される。サーミスタＴＨはＡ／Ｄコンバータ２６を介して制御部２４に接続されている。ベルト４３はヒータ４４が通電により発熱することでニップ部Ｎにおいて加熱される。

制御部２４はサーミスタＴＨからの出力を所定の周期でサンプリングしており、このように得られた温度情報を温度制御に反映させる構成となっている。つまり、制御部２４はサーミスタＴＨの出力をもとにヒータ４４の温調制御内容を決定し、電力供給部２５によって、ヒータ４４の通紙部に対応する部分の温度が目標温度（所定の設定温度）となるようにヒータ４４への通電を制御する。

上記の定着装置４０の制御状態において、画像形成部２側から未定着トナー像を担持した用紙Ｐが定着装置４０側に搬送され、ニップ部Ｎに導入される。用紙Ｐはニップ部Ｎで挟持搬送される過程でヒータ４４の熱がベルト４３を介して付与される。未定着トナー像はヒータ４４の熱とニップ部Ｎの圧力によって用紙Ｐの面に固着像として溶融定着される。ニップ部Ｎを出た用紙Ｐはベルト４３から曲率分離して定着装置４０から排出搬送されていく。制御部４０は、プリント動作が終了すると定着動作終了の指示により、電力供給部２５からヒータ４４への給電を停止させ、また、駆動手段Ｍを停止させる。

図２の（ａ）において、Ａはヒータ４４の最大発熱領域幅である。Ｂは定着装置４０に通紙可能な用紙Ｐの最大通紙幅であり、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａと同じ幅或いは少し小さい幅である。ベルト４３と加圧ローラ４２とで形成されるニップ部Ｎの全長域（＝加圧ローラ４２の長さ）はヒータ４４の最大発熱領域幅Ａよりも少し大きい幅である。

本参考例の定着装置４０においては、用紙Ｐの搬送は、用紙幅中心のいわゆる中央基準搬送でなされる。即ち、装置に通紙使用可能な大小いかなる幅サイズの用紙Ｐも、用紙Ｐの幅方向中央部がベルト４３の長手方向中央部（ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの中央部）を通過することになる。

（３）ヒータ
図４の（ａ）はヒータ４４の拡大横断面模式図、（ｂ）はヒータ基板４４ａの一方面側（表面側）に具備させた発熱体４４ｂ（１〜５）とその発熱体に対する給電路４４ｃの形成パータンを示した模式図である。

このヒータ４４はセラミックヒータである。ヒータ４４は、細長い薄板状のヒータ基板４４ａと、そのヒータ基板４４ａの一方面側に長手に沿って形成されている発熱体４４ｂ（１〜５）およびその発熱体４４ｂに対する給電路４４ｃと、その上に形成されている表面保護層４４ｄと、を有する。また、ヒータ基板４４ａの他方面側（裏面側）に配設されているヒータ温度検知部材（接触式温度計）としてのサーミスタＴＨ（１〜５）を有する。

本参考例において、ヒータ４４は表面保護層４４ｄ側がニップ部Ｎにおいてベルト４３の内面に対向する側であり、表面保護層４４ｄ側を外側にしてヒータホルダ４５の溝部に嵌め込まれてヒータホルダ４５に保持されている。

ヒータ基板４４ａは例えばアルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックス材料である。発熱体４４ｂは例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、Ｔａ_２Ｎ、ＲｕＯ_２等の通電発熱抵抗体材料をスクリーン印刷等でパターン形成して焼成した層（発熱抵抗体層）である。給電路４４ｃは例えばＡｇペースト等の導電性材料をスクリーン印刷等でパターン形成して焼成した層（導電層）である。表面保護層４４ｄは例えば耐熱ガラス等の耐熱性・電気絶縁性材料をスクリーン印刷等でパターン形成して焼成した層（電気絶縁層）である。

発熱体４４ｂは、ベルト４３の長手方向に沿って並んで配設されており個々に電力投入されて発熱する複数の発熱体（発熱素子：以下、個別発熱体と記す）４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４、４４ｂ−５の集合（列）で構成されている。本参考例においては、図４の（ｂ）のように、発熱体４４ｂは長手方向の一端側から他端側にかけて第１から第５の５つの個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４、４４ｂ−５の集合で構成されている。

隣接する個別発熱体は幅１ｍｍ程度の絶縁隙間αを介して離間させてある。各絶縁隙間αは用紙Ｐの搬送方向Ｘに対して斜めに形成して、用紙搬送方向Ｘにおいて各個別発熱体間の発熱領域をオーバーラップさせてある。これにより、用紙搬送方向Ｘにおいて各発熱体間の発熱領域の連続性を確保している。

本参考例において、第１〜第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４、４４ｂ−５の長手方向の発熱幅は表１に示すとおりである。なお、各個別発熱体の発熱幅は、各個別発熱体の短手方向中央部における長手方向寸法としている。

発熱体４４ｂに対する給電路４４ｃは、各個別発熱体に対してそれぞれ独立に通電と供給電力を制御して、各個別発熱体の発熱領域の全長域をそれぞれ所定の制御電力にて発熱させることができるような電路パターンとしてある。本参考例においては、制御部２４により電力供給部２５が制御されて、ヒータ４４の一端部側の共通電極４４ｃ−６と、他端部側の個別電極４４ｃ−１〜４４ｃ−５との間において独立して給電と供給電力量の制御がなされる。

共通電極４４ｃ−６と電力供給部２５との電気的接続はリード線２５ａと一端側の電気コネクタ５１Ｌを介してなされる。また、各個別電極４４ｃ−１〜４４ｃ−５と電力供給部２５との電気的接続はリード線２５ａと他端側の電気コネクタ５１Ｌを介してなされる。

具体的には、共通電極４４ｃ−６と第１の個別電極４４ｃ−１との間に電力供給がされることで、第１の個別発熱体４４ｂ−１の発熱領域の全長域が供給電力量に対応した発熱量にて発熱する。共通電極４４ｃ−６と第２の個別電極４４ｃ−２との間に電力供給がされることで、第２の個別発熱体４４ｂ−２の発熱領域の全長域が供給電力量に対応した発熱量にて発熱する。共通電極４４ｃ−６と第３の個別電極４４ｃ−３との間に電力供給がされることで、第３の個別発熱体４４ｂ−３の発熱領域の全長域が供給電力量に対応した発熱量にて発熱する。

また、共通電極４４ｃ−６と第４の個別電極４４ｃ−４との間に電力供給がされることで、第４の個別発熱体４４ｂ−４の発熱領域の全長域が供給電力量に対応した発熱量にて発熱する。共通電極４４ｃ−６と第５の個別電極４４ｃ−５との間に電力供給がされることで、第５の個別発熱体４４ｂ−５の発熱領域の全長域が供給電力量に対応した発熱量にて発熱する。

図４の（ｂ）において、Ｓは用紙Ｐの中央通紙基準線（仮想線）である。この中央通紙基準線Ｓは第３の個別発熱体４４ｂ−３の発熱幅のほぼ中央部に対応している。この第３の個別発熱体４４ｂ−３の発熱領域の発熱幅はＡ５サイズ用紙の縦送り幅（Ａ５縦サイズ（Ａ５Ｒ）：１４６ｍｍ）にほぼ対応している。

第２、第３、第４の３つの個別発熱体４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４の発熱領域を合わせた発熱幅はＡ４サイズ用紙の縦送り幅（Ａ４縦サイズ（Ａ４Ｒ）：２１０ｍｍ）にほぼ対応している。そして、第１〜第５の５つの個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の発熱領域を合わせた発熱幅はＡ４サイズ用紙の横送り幅（Ａ４横サイズ：２９７ｍｍ）にほぼ対応している。

本参考例では定着装置４０に通紙可能（導入可能）な用紙Ｐの最大幅サイズ（最大通紙幅）がＡ４横サイズである。そして、第１〜第５の５つの各個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の各発熱領域を合わせた全体の発熱幅がヒータ４４の最大発熱領域幅Ａであり、最大幅サイズの用紙の幅サイズであるＡ４横サイズにほぼ対応している。

本参考例では、後述するように、定着装置４０に通紙される用紙Ｐの大小の幅サイズに応じて通紙部（記録材通過部）に対応する個別発熱体と非通紙部（記録材非通過部）に対応する個別発熱体とに対する給電と供給電力量を選択的に切り替える制御構成である。

サーミスタＴＨは、図５のように、ヒータ基板４４ａの他方面側において、上記の第１〜第５の５つの個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５にそれぞれ対応する位置にヒータ基板４４ａに接触させて第１〜第５の合計５つ（ＴＨ１〜ＴＨ５）が配設されている。

第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５は、それぞれ、ヒータ４４の第１〜第５の個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対応する部分の温度を検知してその温度検知情報（検出結果）を制御部２４の温度制御手段部（温度制御機能部）にフィードバックする。制御部２４は各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ５の温度検知情報に基づいて対応する個別発熱体が存在しているヒータ部分ごとにそれぞれ目標温度となるように各個別発熱体に対する投入電力を制御する。

（４）ベルト温度と立ち上がり時間の関係
次に、ベルト４３の温度と、目標温度到達までの時間の関係について実験を行った。本実験では、図１、２、４に示されるような定着装置４０を用いた。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ヒータ４４への投入電力を、全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の５つを合わせて８００Ｗとした。また、到達目標温度をサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５の検知するヒータ温度（ベルト裏面温度：以下、ベルト温度と記す）において１８０℃（所定の第１の温度）とした。本参考例においてベルト温度１８０℃は画像定着温度である。

図６に、本実験における電力の投入開始からの経過時間とベルト温度の関係を示す。このように、ベルト温度が１００℃の場合では、目標温度（１８０℃）まで５秒で到達し、１３０℃の場合は３秒で到達することが確認された。

（５）端部の補助加熱状態と定着後の画像グロスの関係
次に、端部の補助加熱状態と定着後の画像グロスの関係について実験を行った。ここで、端部とは、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａにおいて、最大通紙幅Ｂの用紙（最大サイズ用紙）よりも幅が小さい用紙（小サイズ用紙）を通紙したときの非通紙部に対応するヒータ部分もしくはベルト部分である。用紙の搬送が中央基準搬送でなされる場合は、小サイズ用紙の通紙部の両側部にそれぞれ（最大通紙幅Ｂ−小サイズ用紙通紙幅）／２の幅の非通紙部が生じる。用紙が最大サイズ用紙の場合はヒータ４４には非通紙部は生じない。

また、端部の補助加熱とは次のとおりである。即ち、小サイズ用紙の通紙において通紙部に対応する個別発熱体に電力供給して通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度を所定の目標温度に加熱する。そして、非通紙部に対応する個別発熱体にも所定に電力を投入する制御をして非通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）も所定の温度（前記第１の温度よりも低い所定の第２の温度）に加熱することである。

定着後の画像グロスとは、小サイズ用紙の通紙後にそれよりも幅が大きい大サイズ用紙の通紙をしたときに、大サイズ用紙において先の小サイズ用紙の通紙部に対応している定着画像部分と非通紙部に対応している定着画像部分との画像グロス状態である。

本実験では、図１、２、４に示されるような定着装置４０を用いた。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ベルト４３の目標温度を１８０℃とした。

次に、ヒータ４４の通電状態について説明する。本実験では、まず目標温度の１８０℃までは、第１〜第５の全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に電力を合計で８００Ｗ印加し、ベルト４３の加熱を行った。即ち、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域（ベルト４３の最大通紙幅対応領域）を１８０℃まで昇温させた。

その後、小サイズ用紙である１４８ｍｍ幅の用紙（Ａ５縦サイズ）を用いてプリント動作する際には、その用紙の通紙部に位置する第３の発熱体４４ｂ−３に４００Ｗの電力を印加する。そして、この第３の発熱体４４ｂ−３の発熱幅に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度を１８０℃で温調する。

一方、その用紙の非通紙部に対応している第１、第２、第４、第５の発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５に対する電力投入は次の３つのケースにしてそれぞれのケースの場合における定着後の画像グロスを調べた。

ケース１：非通紙部に対応している個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５に対する電力投入をそれぞれ０Ｗとした場合（電力を投入しない場合）である。

ケース２：非通紙部に対応している発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５に対する電力投入をそれぞれ２５Ｗとした場合である。

ケース３：非通紙部に対応している発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５に対する電力投入をそれぞれ５０Ｗとした場合である。

評価方法は、以下に記す通りである。まず、小サイズ用紙としてＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ５サイズ紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を長手方向が１４８ｍｍ（Ａ５縦サイズ）となるような方向で連続して５０枚通紙した。その後、大サイズ用紙として、未定着トナーを１．２ｍｇ／ｃｍ^２を載せたＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ４サイズ用紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を長手方向が２９７ｍｍ（Ａ４横サイズ）となるような方向で通紙した。

得られた定着処理後の画像の６０^ｏグロスをハンディ型光沢度計（日本電色工業（株）社製）を用いて計測し、用紙幅方向の中央部と端部のグロス値が同程度になるまでに必要な端部の加熱時間を比較した。その結果を示すと表２の通りとなる。なお、用紙幅方向の中央部と端部とは大サイズ用紙において先の小サイズ用紙の通紙部に対応している部分と非通紙部に対応している部分である。

図７に、端部（非通紙部）の加熱条件と目標温度到達後のベルト４３の温度推移を示したグラフである。中央部（先の小サイズ用紙の通紙部に対応しているベルト部分）は１８０℃で一定であり、非通紙部はその非通紙部に対応する個別発熱体への印加電力によって、一定となる温度が異なった。

非通紙部の個別発熱体への電力印加を行わない場合、ベルト端部の温度は室温である２５℃まで低下していき、２５Ｗ電力印加した場合は１００℃、５０Ｗ電力印加した場合は１３０℃で一定となった。これら一定となる温度が異なるため、電力印加が無しの場合は次にその非通紙部を目標温度１８０℃まで昇温する為に必要な時間は１０秒となり、２５Ｗ、５０Ｗ印加して補助加熱した場合はそれぞれ５秒、３秒となる。即ち、非通紙部を補助加熱した場合は、次に、その非通紙部を目標温度まで昇温させるための必要時間が短縮していることが確認できた。

用紙のサイズ切り替え時における生産性の観点から、必要時間は３秒程度が望ましい。従って、非通紙部の個別発熱体へ５０Ｗの電力を投入することで、サイズ切り替え時の目標となる必要時間となることが確認できた。

（６）用紙のサイズ切り替えと補助加熱制御
図８（Ａ）と図８（Ｂ）は本参考例における、用紙のサイズ切り替えと補助加熱制御を含む定着装置動作制御のフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。この定着装置動作制御は制御部２４が実行する。

Ｓ１００：画像形成開始信号に基づいて画像形成部２の画像形成動作が開始される。

Ｓ１０１：定着装置４０については、所定の制御タイミングで、加圧ローラ４２の回転駆動が開始される。また、第１〜第５の全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が開始されて（長手全域ヒータＯＮ）、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃（第１の温度）まで昇温される。

本参考例においては、長手中央部の第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加される。その他の第１、第２、第４、第５の個別発熱体４３ｂ−１、４３ｂ−２、４３ｂ−４、４３ｂ−５にはそれぞれ１００Ｗの電力が印加される。そして、各個別発熱体に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度がそれぞれ１８０℃に昇温して温調されるように、第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５を含む温調系統により各個別発熱体に対する供給電力が個々に制御される。

Ｓ１０２：使用される用紙のサイズ検知がなされる。用紙のサイズ検知は、例えば、ホスト装置２３から制御部２４に使用される用紙情報が入力することでなされる。あるいは、画像形成装置１の操作部２７から制御部２４に使用者が選択指定した用紙情報が入力することでなされる。あるいは、給紙部から給紙された用紙サイズを自動検知する手段（不図示）から制御部２４に検知サイズ情報が入力することでなされる。

本参考例においては、便宜上、装置にサイズ切り換えされて使用される用紙の幅は、Ａ５縦サイズ（幅１４８ｍｍ）、Ａ４縦サイズ（２１０ｍｍ）、Ａ４横サイズ（２９７ｍｍ）の３種としている。Ａ４横サイズが大サイズ用紙幅、Ａ５縦サイズとＡ４縦サイズがそれぞれ４横サイズの大サイズ用紙幅に対して小サイズ用紙幅である。

使用される用紙サイズがＡ５縦サイズの場合はステップＳ１０３へ移行する。それ以外の幅サイズの用紙の場合は図８（Ｂ）のフローチャートへ移行する
Ｓ１０３：用紙サイズがＡ５縦サイズの場合は、その用紙の通紙部に対応している第３の個別発熱体層４４ｂ−３に４００Ｗの電力が印加されて通紙部のベルト温度が目標温度１８０℃に維持されるように温調される。

非通紙部に対応している第１、第２、第４、第５の個別発熱体層４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５にはそれぞれ５０Ｗの電力が印加されるように電力制御が行なされて非通紙部に対応しているベルト部分が補助加熱される。

Ｓ１０４：この定着装置４０の制御状態においてＡ５縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ１０５：画像形成装置の可動途中での用紙のサイズ切り替えが監視されている。

Ｓ１０６：用紙サイズが引き続きＡ５縦サイズであればステップＳ１０８へ移行する。用紙サイズがＡ４縦サイズに切り替えられた場合にはステップＳ２０７へ移行する。用紙サイズがＡ４横サイズに切り替えられた場合にはステップＳ３０７へ移行する。

Ｓ１０８：用紙サイズが引き続きＡ５縦サイズであればその用紙の通紙と定着処理が継続される。

Ｓ１０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ１１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ９９９：画像形成装置１は次の画像形成ジョブの開始信号が入力するまで、スタンバイ状態に保持される。

Ｓ２０７：ステップＳ１０６でＡ４縦にサイズ切り替えされた場合には、その用紙の通紙部に対応している第２、第３、第４の個別発熱体層４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４に対して所定の電力が印加される。そして、通紙部のベルト温度が目標温度１８０℃に維持されるように温調される。本参考例においては第３の個別発熱体層４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加され、第２と第４の個別発熱体層４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ１００Ｗの電力が印加される。

非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体層４４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ５０Ｗの電力が印加されるように電力制御が行なされて非通紙部に対応するベルト部分が補助加熱される。

Ｓ２０８：この定着装置４０の制御状態において用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ２０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ２１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ３０７：ステップＳ１０６でＡ４横サイズにサイズ切り替えされた場合には、この用紙は最大通紙幅Ｂの用紙であるから、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃まで昇温されて温調される。本参考例においては、長手中央部の第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加される。その他の第１、第２、第４、第５の個別発熱体４３ｂ−１、４３ｂ−２、４３ｂ−４、４３ｂ−５にはそれぞれ１００Ｗの電力が印加される。

そして、各個別発熱体に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度がそれぞれ１８０℃に昇温して温調されるように、第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５を含む温調系統により各個別発熱体に対する供給電力が個々に制御される。

Ｓ３０８：この定着装置４０の制御状態において用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ３０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ３１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ１０２：図８（Ｂ）を参照して、図８（Ａ）のステップＳ１０２において用紙サイズがＡ４縦サイズの場合はステップＳ４０３へ移行する。また、Ａ４横サイズの場合はステップＳ６０８へ移行する。

Ｓ４０３：Ａ４縦サイズの場合はその用紙の通紙部に対応している第２、第３、第４の個別発熱体層４４ｂ−２、４４ｂ−３、４４ｂ−４に対して所定の電力が印加されて通紙部のベルト温度が目標温度１８０℃に維持されるように温調される。本参考例においては第３の個別発熱体層４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加され、第２と第４の個別発熱体層４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ１００Ｗの電力が印加される。

非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体層４４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ５０Ｗの電力が印加されるように電力制御が行なされて非通紙部のベルト部分が補助加熱される。

Ｓ４０４：この定着装置４０の制御状態においてＡ４縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ４０５：画像形成装置の可動途中での用紙のサイズ切り替えが監視されている。

Ｓ４０６：用紙サイズが引き続きＡ４縦サイズであればステップＳ４０８へ移行する。用紙サイズがＡ４横サイズに切り替えられた場合にはステップＳ５０７へ移行する。

Ｓ４０８：用紙サイズが引き続きＡ４縦サイズであればその用紙の通紙と定着処理が継続される。

Ｓ４０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ４１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ５０７：ステップＳ１０６でＡ４横サイズにサイズ切り替えされた場合には、この用紙は最大通紙幅Ｂの用紙であるから、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃まで昇温されて温調される。本参考例においては、長手中央部の第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加される。その他の第１、第２、第４、第５の個別発熱体４３ｂ−１、４３ｂ−２、４３ｂ−４、４３ｂ−５にはそれぞれ１００Ｗの電力が印加される。

Ｓ５０８：この定着装置４０の制御状態において用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ５０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ５１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ６０８：図８（Ａ）のステップＳ１０２において用紙サイズがＡ４横サイズの場合にはステップＳ１０１の定着装置４０の制御状態においてＡ４横サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ６０９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ６１０：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示されるように定着装置４０を制御した場合の用紙のサイズ切り替え時の必要時間をまとめると、表３の通りとなる。

このように、本参考例の制御を用いることによって、用紙のサイズ切り替えに対する必要時間が３秒となることが確認できた。

（７）比較例との比較
次に、本参考例と比較例との比較を行った。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ベルトの目標温度を１８０℃とした。

評価方法としては、小サイズ用紙として、ＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ５サイズ用紙（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を長手方向が１４８ｍｍ（Ａ５縦サイズ）となるような方向で５０枚通紙した。その後、大サイズ用紙として、未定着トナーを１．２ｍｇ／ｃｍ^２を載せたＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ４サイズ用紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を長手方向が２９７ｍｍ（Ａ４横サイズ）となるような方向で通紙した。

評価としては、ハンディ型光沢度計（日本電色工業（株）社製）を用いて６０^ｏグロスを計測し、用紙幅方向の中央部と端部のグロス値が同程度になるまでに必要な端部の加熱時間を比較した。

用紙幅方向の中央部と端部とは大サイズ用紙において先の小サイズ用紙の通紙部に対応している部分と非通紙部に対応している部分である。

比較例１の定着装置：本参考例の定着装置４０において、ヒータ４４として最大発熱領域幅Ａの全長域が単一の発熱体からなるヒータを用い、端部に冷却用ファン（非通紙部冷却用ファン）を配設した定着装置である。そして、小サイズ用紙の連続プリントによって非通紙部が昇温した場合は、冷却用のファンで所定温度まで低下するまでベルトを冷却する装置となっている。

比較例２の定着装置：本参考例の定着装置４０において、小サイズ用紙の通紙の場合は非通紙部に対応する個別発熱体への電力投入を行わないように制御している。即ち、本参考例の定着装置４０において、端部（非通紙部）の補助加熱を行わない場合である。

以上の本参考例、比較例１、比較例２における、用紙サイズ変更時の必要時間（非通紙部を目標温度まで昇温させるための時間）は表４の通りとなる。中央部温度は小サイズ用紙通紙時の通紙部に対応するベルト部分の温度、端部温度は非通紙部に対応するベルト部分の温度である。

比較例１では、非通紙部が高温になった場合に長期の冷却が必要となるため、用紙サイズの変更時の必要時間は大幅に伸びた。

比較例２では、非通紙部は２５℃で維持されるが、その温度から次に目標温度である１８０℃まで昇温する為には初期の立ち上げ時間と同程度の１０秒かかり、必要時間が伸びてしまった。

これに対し、本参考例では、非通紙部に対応している個別発熱体に、ベルトの温度が比較例２よりは高く目標温度（第１の温度）よりは低い一定温度（第２の温度）で維持される。そのため、その温度（第２の温度）から次に目標温度（第１の温度）である１８０℃まで昇温する為に必要な時間は短縮していることが確認できた。

このように、小サイズ用紙から大サイズ用紙に紙幅変更が行われた際にも、ダウンタイムなどによる生産性低下を招くことなく、画像不良や用紙搬送不良が発生しない定着処理を継続することが可能となった。

《実施例１》
本実施例１は加圧ローラ４２の熱膨張に起因する課題を解消するものである。即ち、小サイズ用紙を通紙した場合に、加圧ローラの通紙部（記録材通過部）に対応する部分には用紙を介して熱が伝わり昇温する。これに対して、非通紙部（記録材非通過部）に対応するヒータ部分の発熱を行わない装置構成においては、加圧ローラの非通紙部に対応する部分加熱が行われないため昇温がほとんど起こらない。

加圧ローラ４２の弾性層４２ｂは加熱によって膨張するため、通紙部に対応するローラ部分のみが膨張して、非通紙部に対応するローラ部分ではほとんど膨張しない。中央基準で通紙を行う定着装置においては、加圧ローラ４２の通紙部の中央部のみが加熱され膨張し、非通紙部の両端部では膨張は発生しない。従って加圧ローラ４２は中央部が両端部より太いクラウン形状に近い形状となってしまう。

一般に、加圧ローラ４２はニップ領域を充分に得るために、弾性層４２ｂの厚みを大きく設定している。弾性層４２ｂの厚みが大きいほど、膨張も大きくなり、より顕著なクラウン形状となってしまう。この状態で大サイズ用紙を通紙すると、その用紙の中央領域の搬送速度が両端部領域より早くなってしまう。特に小サイズ用紙を大量に通紙した直後に、薄紙の大サイズ用紙を通紙した場合には、薄紙の大サイズ用紙は紙の剛性が小さいことと、中央部と両端部の搬送速度の違いから、紙シワが発生してしまう場合があった。

これに対し、小サイズ用紙を通紙した後は、加圧ローラ４２の温度差が小さくなり、膨張によるクラウン形状が収まるまで次のジョブを受け付けないことで対応は可能である。しかしながら、加圧ローラ４２の弾性層４２ｂは厚みが大きい事から、体積が多く、熱容量が大きいので、冷めるのに長い時間を必要とする。長い待ち時間が発生することによって、定着装置の生産性が非常に低下するという問題が発生してしまう。

本実施例１および後述する実施例２、３は上記のような加圧ローラ４２の熱膨張に起因する課題を解消するものである。本実施例１において画像形成装置１の構成と定着装置４０の構成は参考例のものと同様であるから再度の説明は省略する。

（１）通紙部と非通紙部の加圧ローラ温度の関係
用紙サイズを変えて通紙した時の加圧ローラ４２の温度推移、小サイズ用紙通紙時の加圧ローラ４２の長手中央部（通紙部）と端部（非通紙部）の温度の関係について実験を行った。本実験では参考例における定着装置４０を用いた。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ヒータ４４への投入電力を、全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の５つを合わせて８００Ｗとした。また、到達目標温度をサーミスタＴ１〜ＴＨ５の検知する定着ベルト裏面温度（以下、ベルト温度）において１８０℃とした。

図９に、本実験において定着装置４０のヒータ４４に対して電力の投入開始からの経過時間と加圧ローラ４２の温度の関係を示す。図９の（ａ）は最大サイズ用紙であるＡ４横サイズの用紙（幅２９７ｍｍ）の通紙時の温度推移である。第１〜第５の個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５のすべてに通電を行う。第１と第５の個別発熱体層４４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ１２０Ｗ、第２と第４の個別発熱体層４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗ、第３の個別発熱体層４４ｂ−３には４００Ｗの通電を行っている。

最大サイズ用紙の通紙の場合はヒータ４４の最大発熱領域Ａの全長域が通紙部であり、非通紙部は生じない。最大サイズ用紙の通紙領域では加圧ローラ温度は用紙Ｐ、ベルト４３を介してヒータ４４により加熱されて昇温する。そして、２００秒程度で約８０℃に到達する。この場合は、加圧ローラ４２の長手中央部と端部の温度がほぼ同じため、加圧ローラ４２の膨張量も中央部と端部で変わらない。

そして、図１０の（ａ）に模式的に示すように、通紙前に実線だった加圧ローラ形状は、通紙によって破線のように変わっている。熱膨張によって加圧ローラ径は大きくなっているが、中央部と端部で温度差がないため、外形形状に変化はない。

図９の（ｂ）は小サイズ用紙通紙時に、その用紙の通紙部に対応する個別発熱体にのみ電力供給し、非通紙部に対応する個別発熱体には電力供給をしなかった場合の加圧ローラ長手中央部と端部の温度推移である。具体的には、Ａ４縦サイズの用紙（幅２１０ｍｍ）を通紙した場合である。この用紙の通紙部に対応している第２、第３、第４の３つの個別発熱体３４ｂ−２、３４ｂ−３、３４ｂ−４のみに通電を行い、非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体３４ｂ−１、３４ｂ−５には通電を行わない場合である。

第３の個別発熱体３４ｂ−３には４００Ｗ、第２と第４の個別発熱体３４ｂ−２、３４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗ、第１と第５の個別発熱体３４ｂ−１、３４ｂ−５にはそれぞれに０Ｗの通電を行っている。

加圧ローラ４２の通紙部に対応する中央部では、加圧ローラ温度は用紙Ｐ、ベルト４３を介してヒータ４４により加熱されて昇温する。２００秒程度で約８０℃に到達する。加圧ローラ４２の非通紙部に対応する端部ではヒータ３４によって加熱されないため昇温しない。この場合は加圧ローラ４２の中央部と端部で温度が大きく異なるため、加圧ローラ４２の熱膨張量が中央部と端部で変わってくる。

そして、図１０の（ｂ）に模式的に示すように、通紙前に実線だった加圧ローラ形状は、通紙によって破線のように変化する。体積膨張率は１．０５×１０^−３℃^−１、温度差６５℃、弾性層４２ｂの厚みが５ｍｍの場合、外径差は約０．５ｍｍとなる。加圧ローラ４２の中央部の方が端部より半径が約０．５ｍｍ大きくなっている。

これにより、ニップ部Ｎにおいて幅方向の中央部の方が端部より用紙搬送速度が速くなる。従ってこの状態の加圧ローラ４２で薄紙の大サイズ用紙を通紙した場合には、薄紙の大サイズ用紙の剛性が小さいことと、の中央部と両端部の搬送速度の違いから、紙シワが発生してしまう場合がある。

また、ベルト４３も弾性層４３ｂを有するため、温度が上がることで膨張する。しかしながら、ベルト４３の弾性層４３ｂの厚みは３００μｍで有り、加圧ローラ４２の弾性層４２ｂの厚みは５ｍｍで有ることから、その膨張量は１／１０程度であるため、紙しわは発生しない。すなわち、ベルト４３よりも加圧ローラ４２の方が加熱時の膨張量が大きい。

図９の（ｃ）は小サイズ用紙通紙時に、非通紙部に対応する個別発熱体にも通電をした場合の加圧ローラ長手中央部と端部の温度推移である。温度推移である。具体的には、図９の（ｂ）の場合と同様に、Ａ４縦サイズの用紙を通紙した場合である。そして、この用紙の通紙部に対応している第２、第３、第４の３つの個別発熱体３４ｂ−２、３４ｂ−３、３４ｂ−４だけでなく、非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体３４ｂ−１、３４ｂ−５にも通電をした場合である。

加圧ローラ４２の通紙部である中央部では、加圧ローラは用紙Ｐ、ベルト４３を介してヒータ４４により加熱されて昇温する。２００秒程度で約８０℃に到達する。非通紙部に対応している端部では、この非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５からベルト４３を介した加熱により昇温する。加圧ローラ４２の通紙部領域は用紙Ｐとベルト４３を介して発熱体により加熱されるが、非通紙領域はベルト４３を介してのみの加熱のとなるため、非通紙領域は少ない電力で昇温する。

図９の（ｃ）において、実線は加圧ローラ長手中央部の温度推移、一点鎖線は非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５のそれぞれに３０Ｗを通電した場合の加圧ローラ４２の端部の温度推移である。二点鎖線は非通紙部に対応している第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５のそれぞれに６０Ｗを通電した場合の端部の温度推移である。

第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５に６０Ｗ通電した場合は、中央部の昇温に対し、端部がそれ以上の昇温をする。従って端部が中央部以上に熱膨張し、図１０の（ｃ）に模式的に示すように、通紙前に実線だった加圧ローラ形状は、通紙によって破線のように変化する。体積膨張率は１．０５×１０^−３℃^−１、温度差８０℃、弾性層４２ｂの厚みが５ｍｍの場合、外径差は約０．６ｍｍとなる。これにより、ニップ部幅方向において中央部の方が端部より用紙Ｐの搬送速度が遅くなる。

従って、この状態の加圧ローラ４２で薄紙の大サイズ用紙を通紙した場合には、薄紙の大サイズ用紙の剛性が小さいことと、ニップ部幅方向の中央部と両端部の用紙搬送速度の違いから、紙後端部の挙動が不安定になる。そして、ニップ部突入前に用紙がベルト４３と接触してしまい、画像不良に至る場合がある。

第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５に３０Ｗ通電した場合は、加圧ローラ長手中央部の昇温に対し、端部がほぼ同様の昇温をする。この場合は、加圧ローラ長手中央部の温度（通紙部に対応している部分の温度）と端部の温度（非通紙部に対応している部分の温度）がほぼ同じため、加圧ローラの熱膨張量も中央部と端部で変わらない。

そして、図１０の（ａ）に模式的に示すように、通紙前に実線だった加圧ローラ形状は、通紙によって破線のように変わっている。熱膨張によって加圧ローラ径は大きくなっているが、加圧ローラ長手中央部と端部で温度差がないため、外形形状に変化はない。従って、この状態の加圧ローラで薄紙の大サイズ用紙を通紙した場合には、紙シワも画像不良も発生しない。

（２）加圧ローラの中央−端部の温度差と薄紙通紙時の紙シワ、画像不良の関係
次に、加圧ローラ４２の中央（通紙部）−端部（非通紙部）の温度差と薄紙通紙時の紙シワ、画像不良の関係について実験を行った。本実験では、参考例における定着装置４０を用いた。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ベルト４３の目標温度を１８０℃とした。

評価方法は、以下に記す通りである。まず、小サイズ用紙として、ＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ４サイズの用紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を長手方向が２１０ｍｍ（Ａ４縦サイズ）となるような方向で１５０枚通紙する。通紙が終了したら直ちに大サイズ用紙としての薄紙を通紙する。その大サイズ用紙としてはＯＫプリンス上質５２．３ｇｓｍ（王子製紙（株）社製）のＡ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）を長手方向が２９７ｍｍ（Ａ４横サイズ）となるようなるような方向で５枚通紙する。

小サイズ用紙としてのＣＳ−６８０の通紙時の加圧ローラ端部（非通紙部）の温度を変化させたときに、大サイズ用紙としてのＯＫプリンス上質５２．３ｇｓｍの５枚が紙シワや画像不良が発生するかを確認する。

次に、ヒータ４４の通電状態について説明する。本実験では、上記の小サイズ用紙（Ａ４縦サイズ）の通紙時に、第２、第４の個別発熱体４４ｂ−２、４４４ｂ−４にそれぞれ８０Ｗ、第３の個別発熱体４４ｂ−３に４００Ｗ通電する。

非通紙部に対応している第１、第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５には、それぞれ、０Ｗ（電力印加なし）、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、６０Ｗを印加した。その結果を表５に示す。

加圧ローラ４２の長手方向の（中央部温度）−（端部温度）が＋２０℃を超えると紙しわが発生し、−２０℃を超えると画像不良が発生することが確認できた。したがって加圧ローラ４２の（中央部温度）−（端部温度）を±２０℃の範囲に入れることで、紙しわも画像不良も防止することが確認できた。したがって、ヒータ４４の非通紙部に対応している第１、第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５には３０Ｗ程度の電力供給が望ましい。

即ち、制御部２４は、最大幅サイズの用紙よりも幅が小さい用紙を連続して導入して加熱する際に、加圧ローラ４２の記録材非通過部に対応している部分の温度が所定の第３の温度に保持されるように記録材非通過部に対応している個別発熱体に印加する電力量を制御する。第３の温度は、加圧ローラ４２の記録材通過部に対応している部分の温度にほぼ対応している温度である。もしくは、第３の温度と加圧ローラ４２の記録材通過部に対応している部分の温度との差は±２０℃の範囲である。

（３）用紙のサイズ切り替えとヒータの加熱制御
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）は本実施例１における、用紙のサイズ切り替えとヒータの加熱制御を含む定着装置動作制御のフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。この定着装置動作制御は制御部２４が実行する。

Ｓ１０１：使用される用紙の幅サイズ検知がなされる。用紙の幅サイズ検知は、参考例の図８（Ａ）のステップＳ１０２で説明した事項と同様である。また、本実施例１においても、サイズ切り換えされて使用される用紙の幅は、Ａ４横サイズ（幅２９７ｍｍ：以下、Ａ４サイズと記す）、Ａ４縦サイズ（幅２１０ｍｍ）、Ａ５縦サイズ（幅１４８ｍｍ）の３種としている。

用紙がＡ４横サイズの場合はステップＳ１０２へ移行する。Ａ４縦サイズの場合は図１
１（Ｂ）のフローチャートへ、Ａ５縦サイズの場合は図１１（Ｃ）のフローチャートに移
行する。

Ｓ１０２：用紙サイズがＡ４横サイズの場合は、定着装置４０については、所定の制御タイミングで、加圧ローラ４２の回転駆動が開始される。また、第１〜第５の全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が開始されて（長手全域ヒータＯＮ）、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃まで昇温される。

本実施例１においては、長手中央部の第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗの電力が印加される。第１と第５の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ１２０Ｗ、第２と第４の個別発熱体４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗの電力が印加される。そして、各個別発熱体に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度がそれぞれ１８０℃に昇温して温調されるように、第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５を含む温調系統により各個別発熱体に対する供給電力が個々に制御される。

Ｓ１０３：この定着装置４０の制御状態においてＡ４横サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ１０４：画像形成装置の可動途中での用紙のサイズ切り替えが監視されている。用紙サイズが引き続きＡ４横サイズであればステップＳ１０５へ移行する。用紙サイズがＡ４縦サイズ用紙にサイズ切り替えされた場合にはステップＳ２０５へ移行する。用紙サイズがＡ５縦サイズ用紙にサイズ切り替えされた場合にはステップＳ３０５へ移行する。

Ｓ１０５：用紙サイズが引き続きＡ４横サイズであればその用紙の通紙と定着処理が継続される。

Ｓ１０８：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ１０９：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ２０５：ステップＳ１０４でＡ４縦サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ２０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗ、第２と第４の個別発熱体４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗ、第１と第５の個別発熱体４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの電力が印加される。

そして、通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度が１８０℃に昇温して温調されるように、サーミスタＴＨ２〜ＴＨ４を含む温調系統により個別発熱体４４ｂ−２〜４４ｂ−４に対する供給電力が個々に制御される。非通紙部に対応する個別発熱体４ｂ−１、４４ｂ−５に対する供給電力は１２０Ｗから３０Ｗに低減されることで、非通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）、加圧ローラ部分の温度の上昇が抑制される。

Ｓ２０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ４縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ９９９：所定の設定枚数分のＡ４縦サイズの用紙の通紙と定着処理が終了する。所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。画像形成装置１は次の画像形成ジョブの開始信号が入力するまで、スタンバイ状態に保持される。

Ｓ３０５：ステップＳ１０４でＡ５縦サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ３０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、通紙部に対応する第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗが印加される。非通紙部に対応する第１、第２、第４、第５４の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの小電力が印加される。

そして、通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度が１８０℃に昇温して温調されるように、サーミスタＴＨ３を含む温調系統により個別発熱体４４ｂ−３に対する供給電力が制御される。非通紙部に対応する個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５に対する供給電力は小電力の３０Ｗにされることで、非通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）、加圧ローラ部分の温度の上昇が抑制される。

Ｓ３０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ５縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ９９９：所定の設定枚数分のＡ５縦サイズの用紙の通紙と定着処理が終了する。所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。画像形成装置１は次の画像形成ジョブの開始信号が入力するまで、スタンバイ状態に保持される。

Ｓ１０１：図１１（Ｂ）を参照して、図１１（Ａ）のステップＳ１０１において用紙サイズがＡ４縦サイズの場合にはステップＳ４０２に移行する。

Ｓ４０２：用紙サイズがＡ４縦サイズの場合は、定着装置４０については、定着装置４０については、所定の制御タイミングで、加圧ローラ４２の回転駆動が開始される。ヒータ４４に対する電力供給に関しては、第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗ、第２と第４の個別発熱体４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗ、第１と第５の個別発熱体４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの電力が印加される。

そして、通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）の温度が１８０℃に昇温して温調されるように、サーミスタＴＨ２〜ＴＨ４を含む温調系統により個別発熱体４４ｂ−２〜４４ｂ−４に対する供給電力が個々に制御される。非通紙部に対応する個別発熱体４ｂ−１、４４ｂ−５に対する供給電力は小電力の３０Ｗとされることで、非通紙部に対応するヒータ部分（ベルト部分）、加圧ローラ部分の温度の上昇が抑制される。

Ｓ４０３：この定着装置４０の制御状態においてＡ４縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ４０４：画像形成装置の可動途中での用紙のサイズ切り替えが監視されている。用紙サイズが引き続きＡ４縦サイズであればステップＳ４０５へ移行する。用紙サイズがＡ４横サイズに切り替えられた場合にはステップＳ５０５へ移行する。用紙サイズがＡ５縦サイズに切り替えられた場合にはステップＳ６０５へ移行する。

Ｓ４０５：用紙サイズが引き続きＡ４縦サイズであるときはその用紙の通紙と定着処理が継続される。

Ｓ４０８：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ４０９：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ５０５：ステップＳ４０４でＡ４横サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ５０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、第１〜第５の全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が開始されて（長手全域ヒータＯＮ）、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃まで昇温される。

Ｓ５０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ４横サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０８、Ｓ４０９、Ｓ９９９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。画像形成装置１は次の画像形成ジョブの開始信号が入力するまで、スタンバイ状態に保持される。

Ｓ６０５：ステップＳ４０４でＡ５縦サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ６０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、通紙部に対応する第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗが印加される。非通紙部に対応する第１、第２、第４、第５４の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの小電力が印加される。

Ｓ６０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ５縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ１０１：図１１（Ｃ）を参照して、図１１（Ａ）のステップＳ１０１において用紙サイズがＡ５縦サイズの場合にはステップＳ７０２に移行する。

Ｓ７０２：用紙サイズがＡ５縦サイズの場合は、定着装置４０については、所定の制御タイミングで、加圧ローラ４２の回転駆動が開始される。通紙部に対応する第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗ、非通紙部に対応する第１、第２、第４、第５４の個別発熱体４４ｂ−１、４４ｂ−２、４４ｂ−４、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの小電力が印加される。

Ｓ７０３：この定着装置４０の制御状態において通紙されたＡ５縦サイズ用紙の定着処理が開始される。

Ｓ７０４：画像形成装置の可動途中での用紙のサイズ切り替えが監視されている。用紙サイズが引き続きＡ５縦サイズであればステップＳ７０５へ移行する。用紙がＡ４横サイズに切り替えられた場合にはステップＳ８０５へ移行する。用紙がＡ４縦サイズに切り替えられた場合にはステップＳ９０５へ移行する。

Ｓ７０５：用紙サイズが引き続きＡ５縦サイズであるときはその用紙の通紙と定着処理が継続される。

Ｓ７０８：所定の設定枚数分の用紙の通紙と定着処理が終了する。

Ｓ７０９：所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。

Ｓ８０５：ステップＳ４０４でＡ４横サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ８０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、第１〜第５の全ての個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が開始されて（長手全域ヒータＯＮ）、ヒータ４４の最大発熱領域幅Ａの全長域が１８０℃まで昇温される。

Ｓ８０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ４横サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

Ｓ７０４、Ｓ７０５、Ｓ７０８、Ｓ７０９、Ｓ９９９：所定の設定枚数分の通紙と定着処理が終了する。所定の制御タイミングで第１〜第５の全ての個別発熱体層４４ｂ−１〜４４ｂ−５に対する通電が停止され（ヒータＯＦＦ）、また加圧ローラ４２の駆動も停止される。画像形成装置１は次の画像形成ジョブの開始信号が入力するまで、スタンバイ状態に保持される。

Ｓ９０５：ステップＳ７０４でＡ４縦サイズにサイズ切り替えされる。

Ｓ９０６：ヒータ４４に対する電力供給に関しては、第３の個別発熱体４４ｂ−３には４００Ｗ、第２と第４の個別発熱体４４ｂ−２、４４ｂ−４にはそれぞれ８０Ｗ、第１と第５の個別発熱体４ｂ−１、４４ｂ−５にはそれぞれ３０Ｗの電力が印加される。

Ｓ９０７：この定着装置４０の制御状態においてＡ４縦サイズの用紙の通紙と定着処理が開始される。

小サイズ用紙であるＡ４縦サイズやＡ５縦サイズの用紙を連続して長時間通紙する場合に、加圧ローラ端部（非通紙部）の温度が上がりすぎる場合があるので、その場合には所定の比率で、電力供給をＯＦＦ／ＯＮすると良い。

また、最大サイズ用紙の通紙時は加圧ローラ端部の温度は中央部と同じになっているため、最大サイズ用紙から小サイズ用紙に切り替えた直後に端部の温度が上がり過ぎる場合がある。これに対しては、最大サイズ用紙から小サイズ用紙に切り替えた最初の所定の時間、ヒータ４４の非通紙部に対応する個別発熱体に対する供給電力を減らすと良い。

本実施例１の制御を用いることによって、加圧ローラ中央部温度−端部温度を±２０℃の範囲に入れることが可能となる。従って、加圧ローラ４２の通紙部と非通紙部の温度差が緩和されるまで待ち時間を設けることなしに、紙しわも画像不良も防止することが可能となる。

（４）比較例との比較
次に、本実施例１と比較例の比較を行った。動作条件としては、ベルト回転速度を２４８ｍｍ／ｓ、加圧力を総圧で３１４Ｎ（３２ｋｇｆ）、ベルト４３の目標温度を１８０℃とした。

評価方法は、以下に記す通りである。まず、小サイズ用紙としてＣＳ−６８０（日本製紙（株）社製）のＡ４サイズの用紙（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を長手方向が２１０ｍｍ（Ａ４縦サイズ）となるような方向で１５０枚通紙する。通紙が終了したら加圧ローラ中央部温度（通紙部温度）−端部温度（非通紙部温度）が±２０℃の範囲に入るまでの時間を計測する。薄紙大サイズ紙を通紙時に紙シワや画像不良を発生させないためには、この時間を待ち時間として設ける必要がある。

比較例１の定着装置：本実施例１の定着装置４０において、ヒータ４４として最大発熱領域幅Ａの全長域が単一の発熱体からなるヒータを用いた。

比較例２の定着装置：比較例１の定着装置の端部に冷却用のファンを配設した定着装置を用いた。そして、小サイズ用紙の連続プリントによって非通紙部が昇温した場合は、冷却用のファンで所定温度まで低下するまでベルト４３を冷却する。

比較例３の定着装置：本実施例１のような複数の個別発熱体を持ったヒータを有する定着装置を用い、小サイズ用紙の通紙の場合は非通紙部に対応する個別発熱体への電力投入を行わないように制御する。

これら本実施例１と比較例１〜３の定着装置における、必要電力量と用紙サイズの変更時の必要時間を表６にまとめると、以下の通りとなる。

比較例１では非通紙部も加熱することから、必要電力量が増えるとともに、加圧ローラ端部（非通紙部）の温度が下がるまで待ち時間が発生するため、用紙サイズの変更時の必要時間は大幅に伸びた。

比較例２では端部冷却を行うため、加圧ローラ４２も端部（非通紙部）の昇温が発生せず、用紙サイズの変更時の必要時間は発生しない。しかしながら、非通紙部も加熱すること、及び、加熱された端部を冷却することから、必要電力が増大した。

比較例３では非通紙部を加熱しないため、必要電力量は少ないが、加圧ローラ中央部の温度が下がるまで待ち時間が発生するため、用紙サイズの変更時の必要時間は大幅に伸びた。

このように、小サイズ用紙から大サイズ用紙への紙幅変更が行われた際にも、ダウンタイムなどによる生産性低下を招くことなく、紙シワや画像不良が発生しない定着処理を低い電力量で継続することが可能となった。

《実施例２》
次に、本発明にかかる第２の実施例について説明する。本実施例２は、参考例や実施例１における定着装置４０において、ヒータ４４の各個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の温度制御用の第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５を加圧ローラ４２に対して配設した構成である。

即ち、図１２の模式図に示すように、第１〜第５のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ５を、ヒータ４４の第１〜第５の各個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の発熱領域Ａ４４ｂ−１〜Ａ４４ｂ−５に対応するローラ部分の表面にそれぞれ接触させて配設したものである。そして、各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ５で各個別発熱体４４ｂ−１〜４４ｂ−５の発熱領域Ａ４４ｂ−１〜Ａ４４ｂ−５に対応するローラ部分の温度を計測し、その検出結果を制御部２４の温度制御手段部にフィードバックする構成となっている。

定着装置４０の動作は実施例１と同様であるが、本実施例２においては、小サイズ用紙の通紙時において、加圧ローラ４２の非通紙部（記録材非通過部）も通紙部（記録材通過部）とほぼ同じ温度になるように制御される。即ち、小サイズ用紙の通紙時における非通紙部に対応する個別発熱体への供給電力は、加圧ローラ４２の通紙部に対応するサーミスタの検知温度と非通紙部に対応するサーミスタの検知温度の差分がほぼ０になるように制御される。従って、加圧ローラ４２の温度は、小サイズ用紙の通紙時において、加圧ローラ４２の全域、即ち、通紙部も非通紙部とほぼ同じ温度になるように制御される。

加圧ローラ４２の通紙部の温度は、通紙される紙種（接触熱抵抗、熱伝導率、熱容量等）や画像を形成するトナー量、通紙枚数等によって変わってくる。また、非通紙部の温度も投入する電力を同じにしても、環境温度、通紙開始時の加圧ローラの温度等によって変わってくる。

しかしながら、本実施例２においては、通紙される紙種や環境温度等の条件が変わっても、加圧ローラ４２は全域が中央部と同じ温度になるように制御される。そのため、小サイズ用紙から大サイズ用紙への紙幅変更が行われた際にも、ダウンタイムなどによる生産性低下を招くことなく、紙シワや画像不良が発生しない定着処理を低い電力量で継続することが可能となった。

《実施例３》
次に、本発明にかかる第３の実施例について説明する。本実施例３では、実施例１または２と同じ定着装置４０を用いる。そして、実施例１に記載の定着装置４０の制御モードを第１の制御モードとする。即ち、小サイズ用紙の通紙の場合に、加圧ローラ４２の通紙部（記録材通過部）に対応する部分の温度と非通紙部（記録材非通過部）に対応する部分の温度との差を±２０℃の範囲に入れるようにヒータ４４の非通紙部に対応する個別発熱体への供給電力を制御する。この制御モードを第１の制御モードとする。

また、実施例１において非通紙部を加熱しない比較例３の制御モード、即ち、小サイズ用紙の通紙の場合は非通紙部に対応する個別発熱体への電力を投入しないように制御する制御モードを第２制御モードとする。

本実施例３においては、上記の第１の制御モードと第２の制御モードのいずれかを使用者が選択可能となっている。第１の制御モード第２の制御モードの選択は、ホスト装置２３の操作部、あるいは画像形成装置の操作部２７（図１）のモード選択部を使用者が操作して制御部２４に対して予めの選択指示が可能となっている。

第２の制御モードは待ち時間が発生するが、必要電力量を減らすことが可能である。従って、電力量を減らし省エネ性能を高めたい使用者は非通紙部を加熱しない第２の制御モードを選択でき、生産性を重視する使用者は実施例１に記載の第１の制御モードを選択できるようにした。またプリンタ時とコピー時で制御を切り替えても良い。

《その他の事項》
１）加熱回転体４３はローラ体の形態であってもよい。また、加熱回転体４３は複数の懸架部材間に懸回張設されて回動駆動されるエンドレスベルトの形態であってもよい。

２）加熱回転体４３を加熱体４４により外部加熱する装置構成にすることもできる。

３）加圧回転体４２はエンドレスベルトの形態にすることもできる。

４）加熱体４４は、個々の個別発熱体を電磁誘導で発熱させる構成のもの、ニクロム線により発熱させる構成のもの、ハロゲンヒータや赤外線ランプを用いて発熱させる構成のものにすることも可能である。

５）用紙搬送を片側基準にした装置構成にすることもできる。

６）本発明における画像加熱装置には、未定着トナー像（顕画剤像、現像剤像）を加熱して固着画像として定着又は仮定着する装置の他に、定着されたトナー像を再加熱してつや等の表面性を改質する装置も包含される。

７）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式でトナー像を形成する構成のものであってもよい。

８）実施例において定着装置４０は、実施例の電子写真プリンタ以外の画像形成装置、カラー複写機、ファクシミリ、カラープリンタ、これらの複合機等で実施されてもよい。即ち、実施例の定着装置及び電子写真プリンタは、上述した構成部材の組み合わせには限定されず、それぞれの代替部材で一部又は全部を置き換えた別の実施形態で実現してもよい。

９）本実施例において、大サイズ用紙の定着を行った後に小サイズ用紙の定着を行う場合は、本実施例に示されるような定着装置の動作を行わなくても良い。

１０）本実施例において、加熱源の動作のオンオフは断続的に行っても良い。

１１）本実施例において、ユーザーがこの動作を行わないよう定着装置を操作した場合は、本実施例に示すような動作を行わないようにしても良い。

４０・・画像加熱装置、４３・・加熱回転体、４２・・加圧回転体、４４・・加熱体、４４ｂ−１〜４４ｂ−５・・複数の発熱体、２４・・制御部、Ｐ・・記録材

Claims

加熱回転体と、
前記加熱回転体との間で画像を担持した記録材を挟持搬送して加熱するニップ部を形成する加圧回転体と、
前記加熱回転体を加熱する加熱体であって、前記加熱回転体の長手方向に沿って並んで配設されており個々に電力投入されて発熱する複数の発熱体を有する加熱体と、
装置の立ち上げの際に前記複数の発熱体の全てに対する通電を開始し、装置に導入可能な最大幅サイズの記録材よりも幅が小さい記録材を連続して導入して加熱する際に、前記加熱回転体の記録材通過部に対応している部分の温度が所定の画像定着温度に保持されるように前記記録材通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御する共に、前記加圧回転体の記録材非通過部に対応している部分の温度と当該加圧回転体の記録材通過部に対応している部分の温度との差が±２０℃の範囲に保持されるように前記記録材非通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御し、所定の設定枚数分の記録材の導入と加熱処理が終了したら前記複数の発熱体の全てに対する通電を停止させて装置をスタンバイ状態に保持する制御部と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
前記制御部は、予めの選択指示に基づいて、前記加圧回転体の記録材非通過部に対応している部分の温度と当該加圧回転体の記録材通過部に対応している部分の温度との差が±２０℃の範囲に保持されるように前記記録材非通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御する第１の制御モードと、当該発熱体に対して電力を投入しない第２の制御モードと、を選択的に実行することを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
前記加圧回転体の記録材非通過部に対応している部分の温度が当該加圧回転体の記録材通過部に対応している部分の温度に対応する温度に保持されるように前記記録材非通過部に対応している発熱体に投入する電力量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像加熱装置。
前記加熱回転体よりも前記加圧回転体の方が加熱時の膨張量が大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像加熱装置。
前記複数の発熱体の各発熱領域を合わせた全体の発熱幅が前記加熱体の最大発熱領域幅であり、前記最大幅サイズの記録材の幅サイズにほぼ対応していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像加熱装置。
前記加熱回転体が可撓性を有する無端状のベルトであり、前記ベルトの内側に前記加熱体を有し、前記加熱体と前記加圧回転体とが前記ベルトを挟んで圧接して前記ニップ部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像加熱装置。
前記加圧回転体が回転駆動されることで、前記ベルトが前記加熱体に対して摺動しながら従動回転することを特徴とする請求項６に記載の画像加熱装置。
前記加熱体は保持部材に固定して保持されていることを特徴とする請求項６または７に記載の画像加熱装置。
前記加圧回転体は弾性ローラであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像加熱装置。
請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱装置を有することを特徴とする画像形成装置。