JP7147407B2 - 定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、シートに転写されたトナー像を該シートに定着させる定着装置を備えている。

この定着装置は、回転可能な円筒部の内部に加熱装置を内蔵した定着ローラーと、この定着ローラーに圧接されてニップ部を形成する加圧ローラーとを備えている。この定着ローラーと加圧ローラーとの間にトナー像を形成したシート（用紙又はＯＨＰ等）が通過すると、その際に、トナー像が加熱及び加圧されて該シートに定着される。

上記加熱装置として、定着ローラーの軸方向の中央部を主に加熱する中央部ヒーターと、定着ローラーの軸方向の端部を主に加熱する端部ヒーターとを備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。定着ローラーの表面近傍には、軸方向の中央部と端部とにそれぞれ温度検知センサーが固定配置されている。そして、上記加熱装置では、各温度検知センサーによる検知温度を基に、定着ローラーの中間部よりも両端部の温度が高くなるように各ヒーターを制御している。これにより、シートに逆クラウン形状を付与して、しわの発生を防止できるとされている。

このように中央部ヒーターと端部ヒーターとを備えた定着装置では、一般的に、シートの幅サイズに応じて中央部ヒーターと端部ヒーターとの加熱比率を変更する加熱比率制御が実行される。定着ローラーにおけるシートの非通過領域（つまりシート通過領域の幅方向外側の領域）では、シートに熱が奪われないので過昇温が生じ易い。そこで、この過昇温を防止するべく加熱比率制御を実行することが提案されている。

図１６は、加熱比率制御が実行される従来の定着装置において、中央部ヒーターの配熱分布及び端部ヒーターの配熱分布を示したグラフである。中央部ヒーターは定着ローラーの中央部の配熱（発熱量）が多く、端部ヒーターは定着ローラーの端部の配熱（発熱量）が多く設定されている。

そして、上記加熱比率制御では、例えばシートの幅サイズが小さいほど端部ヒーターの点灯比率を下げるようにしている。図１７は、この加熱比率制御が実行された場合の定着ローラーの表面の温度分布を示したグラフである。Ａ４～Ａ６サイズのいずれのシートを使用した場合も、定着ローラーの表面におけるシートの非通過領域の温度が閾温度以下に抑制されている（過昇温が防止されている）ことがわかる。

特開２００７－００３７９７号公報

上述したようにシートの幅サイズに応じて二つのヒーターによる加熱比率を変更する加熱比率制御では、定着処理を行うシートのシートサイズを識別する必要がある。シートサイズの識別に際しては、例えば、ユーザーがシートをトレイにセットした際に操作する幅規制カーソルの位置を検出したり、ユーザーがタッチパネル等を操作して入力したシートサイズを検出したり、シートの幅サイズを光センサー等により自動検出したりすることが考えられる。

しかし、前者二つのように、ユーザーの手動操作を基にシートサイズを識別するようにした場合、ユーザーが設定したシートサイズと、実際の印刷シートのシートサイズとが一致しないことがある。具体的には、印刷しようとするシートのサイズがＡ６サイズであるにも拘わらず、Ａ４サイズのシートに対応する手動操作（カーソル操作又はタッチパネル操作等）行う等が考えられる。

この場合、Ａ４サイズ（誤ったサイズ）に対応した加熱比率制御が実行されるので、Ａ６サイズ（正しいサイズ）に対応した加熱比率制御が実行される場合に比べて端部ヒーター（サブヒーター）の加熱比率が高くなってしまう。この結果、定着ローラー（定着回転体）におけるシートの非通過領域が過度に加熱されて過昇温を生じ、延いては、定着回転体の熱劣化による寿命低下等の問題が生じる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱比率制御を実行する定着装置において、ユーザーが手動操作により設定したシートサイズと実際に使用するシートのシートサイズとが異なる場合に、定着回転体におけるシートの非通過領域の温度が過度に上昇するのを防止することにある。

本発明に係る定着装置は、定着回転体と、該定着回転体を加熱する加熱部と、上記定着回転体に圧接されてシートが通過するニップ部を形成する加圧回転体と、使用予定のシートのシートサイズに関連する手動操作を検知することで、予め定めた複数の定形サイズの中から該使用予定のシートのシートサイズを識別するサイズ識別部と、上記定着回転体の表面の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーによる検知温度が目標温度になるように上記加熱部を制御するとともに、上記サイズ識別部にて識別されたシートサイズが小さいほど、上記加熱部による上記定着回転体の軸方向の端部側の加熱比率を中央部側に比べて低下させる加熱制御部と、を備えている。

そして、上記温度センサーを上記定着回転体の軸方向に移動可能に駆動するセンサー駆動部と、上記温度センサーの位置を上記センサー駆動部によって制御するセンサー位置制御部とを備え、上記センサー位置制御部は、上記サイズ識別部により識別されたシートサイズを基準シートサイズとして、当該基準シートサイズのシートの通過領域内で、且つ、該基準シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートの非通過領域内に、上記温度センサーを位置させるセンサー位置制御を実行するように構成されている。

本発明によれば、加熱比率制御を実行する定着装置において、ユーザーが手動操作により設定したシートサイズと実際に使用するシートのシートサイズとが異なる場合に、定着回転体におけるシートの非通過領域の温度が過度に上昇するのを防止することができる。

図１は実施形態における定着装置を備えた画像形成装置を示す概略図である。 図２は定着装置を示す軸方向から見た概略図である。 図３は図２のIII方向矢視図である。 図４は、定着ローラーの加熱制御に関連する制御系の構成を示すブロック図である。 図５は、メインヒーターの配熱分布及びサブヒーターの配熱分布を示すグラフである。 図６は、操作部により設定されたシートサイズがＡ４サイズ、Ａ５サイズ又はＡ６サイズである場合の定着ローラーの表面の温度分布と、メイン温度センサーの軸方向位置とを説明するためのグラフである。 図７は、制御部における制御内容を示すフローチャートである。 図８は、従来例の定着装置において、操作部にて設定されたシートサイズがＡ４サイズであり、実際に印刷を行うシートのシートサイズがＡ６サイズである場合の定着ローラーの表面の温度分布を説明するためのグラフである。 図９は、従来例の定着装置において、操作部にて設定されたシートサイズがＡ４サイズであり、実際に印刷を行うシートのシートサイズがＡ５サイズである場合の定着ローラーの表面の温度分布を説明するためのグラフである 図１０は、従来例の定着装置において、操作部にて設定されたシートサイズがＡ５サイズであり、実際に印刷を行うシートのシートサイズがＡ６サイズである場合の定着ローラーの表面の温度分布を説明するためのグラフである 図１１は、本実施形態の定着装置における図８相当図である。 図１２は、本実施形態の定着装置における図９相当図である。 図１３は、本実施形態の定着装置における図１０相当図である。 図１４は、実施形態２を示す図７相当図である。 図１５は、実施形態３を示す図７相当図である。 図１６は、従来例を示す図５相当図である。 図１７は、従来例を示す図６相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、本実施形態における画像形成装置１を示している。画像形成装置１は、本実施形態ではモノクロレーザープリンターからなる。

この画像形成装置１は、給紙部１０、作像部２０、定着装置４０、排紙部５０、及び筐体６０を有している。給紙部１０から排紙部５０に至るシート搬送経路Ｔには、シートＳを挟持して搬送する複数の搬送ローラー対１１～１３が配置されている。

上記給紙部１０は、筐体６０内の下部に配置されている。給紙部１０は、シート状のシートＳ（記録紙やＯＨＰシート等）が収容される給紙カセット１０ａと、該給紙カセット１０ａ内のシートＳを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１０ｂとを有している。給紙カセット１０ａよりカセット外に送り出されたシートＳは、搬送ローラー対１１を介して作像部２０に供給される。

作像部２０は、感光体ドラム２１、帯電器２３、露光装置２５、現像装置２７、転写器２９、及びトナーコンテナ（図示省略）を有している。作像部２０では、帯電器２３によって感光体ドラム２１の周面を帯電させた後、露光装置２５によって感光体ドラム２１の表面に原稿画像データ（例えば、外部端末より受信した原稿画像の画像データ）に基づくレーザー光を照射することで静電潜像を形成する。感光体ドラム２１の表面に形成（担持）された静電潜像は、現像装置２７より供給されるトナーによりトナー像として現像される。現像装置２７にて現像されたトナー像は、転写器２９によって、給紙部１０から供給されるシートＳに対して転写される。該転写後のシートＳは、転写器２９の転写ローラー２９aと感光体ドラム２１とよって定着装置４０に供給される。

定着装置４０は、上記作像部２０より供給されるシートＳを定着ローラー４１（定着回転体）と加圧ローラー４２（加圧回転体）との間で加圧及び加熱することにより、当該シートＳにトナー像を定着させる。

そして、定着装置４０にてトナー像が定着されたシートＳは、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２の回転に伴って下流側へと送り出される。この送り出されたシートＳは、複数の搬送ローラー対１２，１３によって、筐体６０の上面に形成された排紙部５０に排出される。

［定着装置４０の構成］
図２及び図３に示すように、定着装置４０の定着ローラー４１は、円筒状のローラー本体４１ａを有している。ローラー本体４１ａの外周面がシートＳの印刷面（トナーが担持された面）に接触する。ローラー本体４１ａは例えばアルミ等の熱伝導率の高い材料で構成されている。ローラー本体４１ａの外周面には、表面離型層であるＰＦＡコーティングが施されている。

ローラー本体４１ａの軸方向の両端部には、回転軸を構成する支持軸４１ｂが取付けられている。この支持軸４１ｂは筐体フレーム４３の軸受部に回動可能に支持されている。定着ローラー４１は、不図示のモーターによって支持軸４１ｂを中心に図２の反時計回り方向に回転駆動される。

ローラー本体４１ａの内側空間には、軸方向に延びるメインヒーター４４及びサブヒーター４５が配置されている。メインヒーター４４及びサブヒーター４５は、例えばハロゲンヒーターにより構成されている。メインヒーター４４及びサブヒーター４５が加熱部に相当する。尚、各ヒーター４４，４５は、ハロゲンヒーターに限ったものではなく、例えばセラミックヒーター又はＩＨヒーター等で構成されていてもよい。

メインヒーター４４及びサブヒーター４５は、ローラー本体４１ａの軸方向の全体に亘って設けられている。メインヒーター４４は主に、ローラー本体４１ａの軸方向の両端部よりも内側の中間部を加熱する。サブヒーター４５は主に、ローラー本体４１ａの軸方向の両端部を加熱する。メインヒーター４４及びサブヒーター４５は後述する制御部１００により制御される。

上記加圧ローラー４２は、径方向において定着ローラー４１に対向して配置されている。加圧ローラー４２は、定着ローラー４１と平行に延びている。加圧ローラー４２は、定着ローラー４１に対してバネ等の弾性部材により圧接されている。加圧ローラー４２と定着ローラー４１との接触部は、定着処理時にシートＳが通過するニップ部Ｎを構成している。

加圧ローラー４２は、円筒状のローラー本体４２ａを有している。ローラー本体４２ａは、例えば鉄製の芯金と、弾性層であるシリコーンゴム層と、表面離型層であるＰＦＡチューブとで構成されている。ローラー本体４２ａの軸方向の両端部には、回転軸を構成する支持軸４２ｂが取付けられている。この支持軸４２ｂは筐体フレーム４３の軸受部に回動可能に支持されている。加圧ローラー４２は、定着ローラー４１の回転に従動して支持軸４２ｂを支点に回転する。

定着装置４０の定着処理時には、定着ローラー４１及び加圧ローラー４２が図２の矢印の向きに回転する。これに伴って、シートＳがニップ部Ｎを下側から上側に通過するように搬送される。この通過時には、シートＳの印刷面上のトナー像が、定着ローラー４１からの熱により溶融するとともに両ローラー４１，４２間からの圧力によりシートＳに押し付けられる。これにより、シートＳにトナー像が定着される。

［メイン温度センサー４６及びサブ温度センサー４７の配置構成］

図２及び図３に示すように、定着ローラー４１の周囲には、メイン温度センサー４６及びサブ温度センサー４７が設けられている。各温度センサー４６，４７は、定着ローラー４１の表面の温度を検知するためのものである。各温度センサー４６，４７は、例えば非接触式のサーミスタからなる。各温度センサー４６，４７は、温度検知部が定着ローラー４１の外周面に対向するように配置されている。尚、各温度センサー４６，４７として、必ずしもサーミスタを採用する必要はなく、例えば、物体から発せられる赤外線を計測することで温度を測定するサーモパイル等を採用してもよい。また、各温度センサー４６，４７は、非接触方式に限ったものではなく、温度検知部が定着ローラー４１の外周面に接触する接触方式であってもよい。

メイン温度センサー４６は、主に定着ローラー４１の軸方向の中間部（両端部よりも内側）の温度を測定する。メイン温度センサー４６は、定着ローラー４１の軸心を挟んでニップ部Ｎとは１８０°反対側に設けられている（図２参照）。メイン温度センサー４６は、定着ローラー４１の軸方向に移動可能に構成されている（図３参照）。メイン温度センサー４６の該軸方向の位置は、後述するようにユーザーが操作部１ａにて設定したシートサイズに応じて変更される。メイン温度センサー４６は、検知した温度情報を後述する制御部１００に送信する。

サブ温度センサー４７は、定着ローラー４１の軸方向の端部（例えば、最大サイズのシートＡ４よりも軸方向外側）の表面温度を検知する。サブ温度センサー４７は、メイン温度センサー４６とは異なり筐体フレーム４３内のブラケット部（図示省略）に固定されている。サブ温度センサー４７は、定着ローラー４１の軸心方向から見て、メイン温度センサー４６に対して回転上流側に９０°離間した位置に設けられている（図２参照）。サブ温度センサー４７は、温度検知部が定着ローラー４１の端部の表面に対向するように配置されている（図３参照）。サブ温度センサー４７は、検出した温度情報を後述する制御部１００に送信する。

［制御系の構成］
次に図４を参照して、メインヒーター４４及びサブヒーター４５による加熱制御に関連する制御系の構成を説明する。この制御系は、定着装置４０を含む各種機器を制御する制御部１００を含んでいる。

制御部１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ及びＲＡＭを有するマイクロコンピューターにより構成されていて、画像形成装置１の筐体６０内に設けられている。制御部１００は、サイズ識別部、センサー位置制御部、加熱制御部として機能する。

制御部１００には、操作部１ａ、上記メイン温度センサー４６及び上記サブ温度センサー４７が信号線を介して接続されている。制御部１００は、こられの機器から受信した信号を基に、上記メインヒーター４４、上記サブヒーター４５及びセンサー駆動部４９を制御する。

操作部１ａは、画像形成装置１の前側面に設けられた操作パネルに設けられている。操作部１ａは、例えばユーザーが指で操作可能な液晶式のタッチパネルや、押圧式のプッシュボタン装置により構成されている。ユーザーは、操作部１ａを操作することにより、使用予定のシートＳのシートサイズを設定可能になっている。操作部１ａは、ユーザーによる操作情報を制御部１００に送信する。制御部１００は、操作部１ａから受信した操作情報を基に、ユーザーが設定したシートサイズを識別する。

センサー駆動部４９は、メイン温度センサー４６を定着ローラー４１の軸方向に駆動するためのアクチュエーターを有している。このアクチュエーターは例えばモーター等により構成されていて、メイン温度センサー４６を直線駆動する直動機構（例えばボール螺子機構等）に連結されている。アクチュエーターは、モーターに限ったものではなく、例えば直動式の電磁ソレノイドにより構成されていてもよい。

そして、制御部１００は、操作部１ａからの信号を基に識別した使用予定のシートサイズに応じて、メイン温度センサー４６の軸方向位置をセンサー駆動部３９によって制御する。制御部１００におけるメイン温度センサー４６の位置制御の詳細は後述する。

［メインヒーター４４及びサブヒーター４５の作動制御］
制御部１００は、上記メイン温度センサー４６による検出温度が目標温度（本実施形態では例えば１８０℃）になるように、メインヒーター４４及びサブヒーター４５の作動制御を実行する。

ここで、メインヒーター４４及びサブヒーター４５の作動制御の説明に先立って、図５を参照しながら、各ヒーター４４，４５の軸方向の配熱分布（発熱量の分布）を説明する。グラフの縦軸は発熱量を百分率で表しており、横軸は定着ローラー４１の軸方向位置を表している。

このグラフに示すように、メインヒーター４４の発熱量は、定着ローラー４１の軸方向の中間部（最小サイズであるＡ６サイズの通過領域）において最大発熱量（＝１００％）となる一方、軸方向の両端部においては最大発熱量の２０％程度に低下する。

一方、サブヒーター４５の発熱量は、定着ローラー４１の軸方向の両端部（図５では、Ａ４サイズの外側端縁とＡ６サイズの外側端縁との間）において最大発熱量（＝１００％）となる一方、軸方向の中間部（最小サイズであるＡ６サイズの通過領域）においては最大発熱量の２０％程度に低下する。

このように、メインヒーター４４は、定着ローラー４１の軸方向の中央部おける配熱が高くなるように構成され、サブヒーター４５は、定着ローラー４１の軸方向の両端部における配熱が高くなるように構成されている。

制御部１００は、操作部１ａにてユーザーが設定したシートサイズ（シートの幅サイズ）が小さいほど、端部側の配熱（発熱量）が高いサブヒーター４５の点灯比率（メインヒーター４４対するサブヒーター４５の点灯比率）を低下させるように構成されている。これにより、定着ローラー４１におけるシートＳの非通過領域（端部側の領域）の過昇温を防止している。

具体的には、制御部１００は、操作部１ａからの信号を基に識別したシートサイズがＡ４サイズである場合には、メインヒーター４４とサブヒーター４５との点灯比率を５０：５０とし、識別したシートサイズがＡ５サイズである場合には、メインヒーター４４とサブヒーター４５との点灯比率を８０：２０とし、識別したシートサイズがＡ６サイズである場合には、メインヒーター４４とサブヒーター４５との点灯比率を１００：０にする。尚、点灯比率とは、メインヒーター４４とサブヒーター４５との作動時間の比率であり、点灯比率はここで開示した値には限定されない。

また、制御部１００は、サブ温度センサー４７により定着ローラー４１の軸方向の一端部の温度を検知して、この検知温度が閾温度（本実施形態では例えば２１０℃）を越えないように所定制御を実行する。この所定制御として、例えばサブヒーター４５による加熱を停止しつつ単位時間当たりの印刷枚数（生産性）を減らす等の制御が考えられる。

図６は、上述したメインヒーター４４及びサブヒーター４５の加熱比率制御を実行した場合における定着ローラー４１の表面の軸方向の温度分布を示すグラフである。縦軸は温度（℃）を表し、横軸は定着ローラー４１の軸方向位置を表している。図中の上下に延びる一点鎖線はＡ４，Ａ５，Ａ６サイズの幅方向の両側端縁の通過位置を示している。尚、縦軸、横軸及び上下に延びる一点鎖線の説明は、以下で説明する図８～図１３においても同様である。

図６において、ラインｋ１は、操作部１ａにて設定されたシートサイズがＡ４である場合を示し、ラインｋ２は操作部１ａにて設定されたシートサイズがＡ５である場合を示し、ラインｋ３は操作部１ａにて設定されたシートサイズがＡ６である場合を示している。いずれの場合も、定着ローラー４１の表面温度は、シートＳの通過領域内では１８０℃（＝目標温度）に制御され、シートＳの通過領域の外側（非通過領域）では１８０℃以上２１０℃以下に制御されている。

［メイン温度センサー４６の位置制御］
次に、制御部１００によるメイン温度センサー４６の位置制御について説明する。制御部１００は、この位置制御に際して先ず、操作部１ａからの信号を基に、ユーザーが設定したシートサイズを識別する。

そして、制御部１００は、識別したシートサイズが最小サイズでない場合（本実施形態ではＡ４サイズ又はＡ５サイズである場合）には、識別したシートサイズ（基準シートサイズ）のシートＳの通過領域の内側で、且つ識別したシートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートＳの非通過領域にメイン温度センサー４６を位置させる。

一方、制御部１００は、識別したシートサイズが最小サイズ（本実施形態ではＡ６サイズ）である場合には、最小サイズのシートＳの通過領域内で且つ該シートＳの幅方向の端部近傍にメイン温度センサー４６を位置させる。

図６中の符号Ｐ１～Ｐ３は、シートサイズに応じて変更されるメイン温度センサー４６の位置を示している。最も右側の位置Ｐ１は、操作部１ａにてＡ４サイズが設定された場合のメイン温度センサー４６の位置であり、中央の位置Ｐ２は、操作部１ａにてＡ５サイズが設定された場合のメイン温度センサー４６の位置であり、最も左側の位置Ｐ３は、操作部１ａにてＡ６サイズが設定された場合のメイン温度センサー４６の位置である。

この図の例では、位置Ｐ１は、Ａ４サイズのシートＳの外側端縁とＡ５サイズのシートＳの外側端縁との間の中央に位置している。位置Ｐ２は、Ａ６サイズのシートＳの外側端縁とＡ５サイズのシートＳの外側端縁との間の中央に位置している。位置Ｐ３は、Ａ６サイズのシートＳの外側端縁の内側近傍に位置している。

［フローチャートの説明］
図７は、上述した制御部１００における各ヒーター４４，４５の作動制御及びメイン温度センサー４６の位置制御の内容を示すフローチャートで示している。

ステップＳＡ１では、操作部１ａからの信号を基に、予め定めた複数のサイズ（本実施形態ではＡ４、Ａ５及びＡ６サイズの三つ）の中から、ユーザーが設定したシートサイズ（使用予定のシートのシートサイズ）を識別する。

ステップＳＡ２では、メイン温度センサー４６の制御位置として予め定めた三つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうち、識別したシートサイズのシートＳの通過領域内にあって且つ該識別したシートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートＳの非通過領域にある位置を特定する。そして、メイン温度センサー４６を、センサー駆動部４９によって該特定した位置に移動させる。本ステップＳＡ２の処理がセンサー位置制御に相当する。

ステップＳＡ３では、メインヒーター４４及びサブヒーター４５を、ステップＳＡ１で識別したシートサイズに対応する点灯比率で作動させる。この点灯比率は、上述のように、Ａ４サイズでは５０：５０、Ａ５サイズでは８０：２０、Ａ６サイズでは１００：０に設定される。

ステップＳＡ４では、メイン温度センサー４６による検知温度が予め定めた目標温度になるように、メインヒーター４４及びサブヒーター４５への供給電力量を制御する。供給電力量の制御は、電源に接続された電力供給回路を制御することで行われる。目標温度は、トナー像を溶融してシートＳに定着させるために最適な温度であって、例えば１８０℃に設定されている。本ステップＳＡ４の処理が終了した後はリターンする。

［作用効果］
本実施形態の作用効果を従来の問題点に言及した後に説明する。
従来の定着装置では、上記実施形態とは異なり、メイン温度センサーが定着ローラーの軸方向の中央位置に固定されていた。このため、ユーザーが操作部１ａにより設定したシートサイズと、実際に印刷が実行されるシートＳのシートサイズとが異なっていた場合に（例えば、ユーザーがシートサイズを誤入力した場合に）、定着ローラー４１におけるシートＳの非通過領域の温度が閾温度（例えば２１０℃）を越えてしまうという問題がある。

図８～図１０はこの問題の具体例を説明するためのグラフである。
図８のグラフ中の実線は、ユーザーが操作部１ａにて設定したシートサイズがＡ４サイズであるのに対し、実際に定着処理を行うシートＳがＡ６サイズである場合の温度分布を示している。尚、図８では、参考までに、ユーザー設定のシートサイズと実際に定着処理を行うシートサイズとがＡ６サイズで一致している場合を破線で示し、Ａ４サイズで一致している場合を二点鎖線で示している。

ここで、定着処理を行うシートＳがＡ６サイズである場合には、上述のようにメインヒーター４４とサブヒーター４５との点灯比率は１００：０に制御されるべきである。しかし、制御部１００は、操作部１ａを通じてユーザーが誤って設定したＡ４サイズに対応する点灯比率５０：５０で各ヒーター４４，４５の作動制御を実行してしまう。この結果、Ａ６サイズに対応した加熱比率制御が実行される場合に比べて、サブヒーター４５の点灯比率が高くなる。このため、定着ローラー４１におけるシートＳの非通過領域の温度が過度に上昇（この例では目標温度よりも２０℃上昇）して、定着ローラー４１の熱劣化を招いてしまう。

同様に図９について説明する。図９の実線は、ユーザーが操作部１ａにて設定したシートサイズがＡ４サイズであるのに対し、実際に定着処理を行うシートＳがＡ５サイズである場合の温度分布を示している。この場合も、上述した図８の場合と同様に、定着ローラー４１におけるシートＳの非通過領域の温度が過度に上昇（この例では１０℃上昇）して、定着ローラー４１の熱劣化を招いてしまう。尚、図９では、参考までに、ユーザー設定のシートサイズと実際に定着処理を行うシートサイズとがＡ５サイズで一致している場合を破線で示し、Ａ４サイズで一致している場合を二点鎖線で示している。

同様に図１０について説明する。図１０の実線は、ユーザーが操作部１ａにて設定したシートサイズがＡ５サイズであるのに対し、実際に定着処理を行うシートＳがＡ６サイズである場合の温度分布を示している。この場合も、上述した図８の場合と同様に、定着ローラー４１における非通過領域の温度が過度に上昇（この例では１０℃上昇）して、定着ローラー４１の熱劣化を招いてしまう。尚、図１０では、参考までに、ユーザー設定のシートサイズと実際に定着処理を行うシートサイズとがＡ６サイズで一致している場合を破線で示し、Ａ５サイズで一致している場合を二点鎖線で示している。

図８～図１０で説明した従来の問題点に対して、本実施形態では、メイン温度センサー４６を、操作部１ａからの情報を基に識別したシートサイズのシートＳの通過領域内で、且つ該シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートの非通過領域内に位置させるようにした。

これによれば、ユーザーが操作部１ａにて設定したシートサイズよりも、実際に定着処理を行うシートのシートサイズが小さい場合に、メイン温度センサー４６は実際に定着処理を行うシートＳの非通過領域に位置される。シートＳの非通過領域では、通過領域に比べて温度が高くなるので、この非通過領域に設けられたメイン温度センサー４６の検知温度が目標温度になるように各ヒーターの作動制御を実行することで、上述した過昇温の問題は原理的に生じ得ない。

図１１～図１３を参照してこの作用効果をより具体的に説明する。
図１１の実線は、本実施形態の定着装置４０において、ユーザーが操作部１ａによりシートサイズをＡ４サイズに設定したにも拘わらず、実際にはＡ６サイズのシートＳが使用された場合を示している。この場合、定着処理を行うシートサイズがＡ６サイズあるから、メインメインヒーター４４とサブヒーター４５との点灯比率は１００：０とするべきところ、制御部１００では、Ａ４サイズに対応する点灯比率５０：５０で各ヒーター４４，４５の作動制御を実行する。このため、実際に定着処理を行うシートＳのシートサイズ（＝Ａ６）に比して、サブ温度センサー４７の点灯比率が高くなって過昇温が発生し易い状態となる。しかし、メイン温度センサー４６は、制御部１００による位置制御の結果、実際のシートＳの非通過領域内にある位置Ｐ１に位置している。そして、制御部１００によって、このメイン温度センサー４６の検知温度が目標温度（＝１８０℃）になるように各ヒーター４４，４５の作動制御が実行される。この結果、定着ローラー４１の温度分布は、図１１の実線で示すように、シートＳの非通過領域（Ａ６サイズのシートＳの外側の領域）の過昇温が十分に抑制されたラインとなる。尚、図１１中の二点鎖線は、メインヒーター４４の位置が中央に固定された従来の定着装置を使用した場合を示しており、本実施形態（実線）では、従来例（二点鎖線）に比べて、定着ローラー４１の表面温度がシートＳの非通過領域において３０℃近く低減されていることがわかる。

同様に、図１２の実線は、本実施形態の定着装置４０において、ユーザーが操作部１ａによりシートサイズをＡ４サイズに設定したにも拘わらず、実際にはＡ５サイズのシートＳが使用された場合を示している。図１３の実線は、ユーザーが操作部１ａによりシートサイズをＡ５サイズに設定したにも拘わらず、実際にはＡ６サイズのシートＳが使用された場合を示している。いずれの場合も、メイン温度センサー４６が実際のシートＳの非通過領域に位置されるので、各図の二点鎖線で示した従来例のように非通過領域における過昇温が生じることもない。

このように、本実施形態では、ユーザーが手動操作により設定したシートサイズと実際に使用するシートＳのシートサイズとが異なる場合に、定着ローラー４１におけるシートの非通過領域の温度が過度に上昇するのを防止することができる。延いては、定着ローラー４１の熱劣化による寿命低下等の問題を回避することができる。

《実施形態２》
図１４は、実施形態２の制御部１００により実行される制御内容を示すフローチャートである。

ステップＳＢ１～ステップＳＢ４の処理は、実施形態１のステップＳＡ１～ステップＳＡ４の処理と同じであるため説明を省略する。

ステップＳＢ５では、所定時間内の各ヒーター４４，４５への供給電力量の和が所定閾量未満であるか否かを判定する。所定閾量とは、定着不良を生じることなくトナー像をシートＳに定着可能な電力量の下限値である。所定時間は、例えば１０～１５秒程度の時間に設定すればよい。本ステップＳＢ５の判定がＮＯである場合にはリターンする一方、ＹＥＳである場合にはステップＳＢ６に進む。

ステップＳＢ６では、画像形成装置１全体の印刷動作を停止する。これに伴い、定着装置４０の定着処理も停止する。

ステップＳＢ７では、ユーザーが操作部１ａにより設定したシートサイズと、実際に使用されているシートＳのシートサイズが異なるものと判断して、シートサイズを確認するよう促す報知を行う。この報知は、例えば操作パネルに設けられた表示画面にメッセージを表示することで行ってもよいし、スピーカー等を用いて音声で行うようにしてもよい。この場合、操作パネル又はスピーカーが制御部１００と協働して報知部として機能する。ステップＳＢ７の処理を後はリターンする。

［作用効果］
本実施形態２の作用効果を実施形態１と比較しながら説明する。
実施形態１では、ユーザーが設定したシートサイズと実際に使用するシートＳのシートサイズが異なっている場合には、メイン温度センサー４６がシートＳの非通過領域内（通過領域の外側）に位置することとなる。このため、定着ローラー４１のシート通過領域における温度が目標温度である１８０℃よりも低下して（図１１～図１３の実線参照）、定着不良が発生する可能性がある。

発明者等は、かかる状況化では、各ヒーター４４，４５に供給される電力量が低下することに着目して、各ヒーター４４，４５への供給電力量の和が所定閾値以下である場合には、ユーザーが操作部１ａにより設定したシートサイズと、実際に使用されているシートＳのシートサイズが異なるものと判断して、一旦印刷動作を停止する。そして、ユーザーが手動操作により設定したシートサイズを確認するよう促す報知を行う。したがって、定着不良が生じた状態で印刷動作が継続されるのを防止することができる。

《実施形態３》
図１５は、実施形態３の制御部１００により実行される制御内容を示すフローチャートである。

ステップＳＣ１～ＳＣ５の処理は、実施形態２のステップＳＢ１～ＳＢ５の処理と同様である。但し、ステップＳＣ１～ＳＣ５では、ステップＳＣ６の位置更新制御を行うために、便宜的に、操作部１ａからの信号を基に識別したシートサイズを基準シートサイズとして一時記憶するようにしている。

ステップＳＣ５の判定がＹＥＳである場合に進むステップＳＣ６では、位置更新制御を実行し、しかる後にステップＳＣ５に戻る。ステップＳＣ５で供給電力量が所定閾量以上になった後に（ステップＳＣ５の判定がＮＯになった後に）エンドに進む。

ここで、位置更新制御では、基準シートサイズを一段階小さいシートサイズに更新して、更新した基準シートサイズのシートＳの通過領域内で且つ該基準シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートＳの非通過領域内にメイン温度センサー４６を移動させる。

［作用効果］
この位置更新制御によれば、メイン温度センサー４６が位置Ｐ１にある場合に、供給電力量が所定閾量未満であるときには、基準シートサイズはＡ４サイズからＡ５サイズに更新され、メイン温度センサー４６の位置がセンサー駆動部４９によって位置Ｐ１（例えば図６参照）から位置Ｐ２に移動（更新）される。それでもなお供給電力量が所定閾量未満のままであれば、基準シートサイズはＡ５サイズからＡ６サイズに更新され、メイン温度センサー４６の位置がセンサー駆動部４９によって位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動（更新）される。

これによれば、ユーザーにシートサイズの設定間違いを意識させることなく、上述した定着ローラー４１の過昇温や定着不良の問題を回避することができる。

《他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、以下のような構成としてもよい。

上記各実施形態では、操作部１ａは、操作パネルに設けられたタッチパネル又は操作ボタン装置とされているが、これに限ったものではない。操作部１ａは、例えば手差しトレイや給紙カセット１０ａ内に設けられたシート幅規制用のカーソルであってもよい。シート幅規制カーソルは手動操作によりスライド可能であり、このカーソル位置はセンサーを介して制御部１００に送信される。

上記実施形態では、予め定めた複数の定形サイズは、Ａ４サイズ、Ａ５サイズ及びＡ６サイズの三つとされているが、これに限ったものではなく二つ又は四つ以上であってもよい。

上記各実施形態では、定着装置４０が搭載される画像形成装置１の一例としてレーザープリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではなく、複写機、ファクシミリ又はＭＦＰ(複合機)等であってもよい。

上記実施形態２及び３では、各ヒーター４４，４５への供給電力量の和が所定閾量未満であるか否かを判定するようにしているが、これに限ったものではなく、例えばメインヒーター４４（又はサブヒーター４５）への供給電力量のみに着目するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｎ ：ニップ部
Ｓ ：シート
１ ：画像形成装置
３９ ：センサー駆動部
４０ ：定着装置
４１ ：定着ローラー（定着回転体）
４２ ：加圧ローラー（加圧回転体）
４４ ：メインメインヒーター
４５ ：サブヒーター
４６ ：メイン温度センサー
４７ ：サブ温度センサー
４９ ：センサー駆動部
１００ ：制御部（センサー位置制御部、加熱制御部）

Claims (3)

1. 定着回転体と、該定着回転体を加熱する加熱部と、上記定着回転体に圧接されてシートが通過するニップ部を形成する加圧回転体と、使用予定のシートのシートサイズに関連する手動操作を検知することで、予め定めた複数の定形サイズの中から該使用予定のシートのシートサイズを識別するサイズ識別部と、上記定着回転体の表面の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーによる検知温度が目標温度になるように上記加熱部を制御するとともに、上記サイズ識別部にて識別されたシートサイズが小さいほど、上記加熱部による上記定着回転体の軸方向の端部側の加熱比率を中央部側に比べて低下させる加熱制御部と、を備えた定着装置であって、
   上記温度センサーを上記定着回転体の軸方向に移動可能に駆動するセンサー駆動部と、
   上記温度センサーの位置を上記センサー駆動部によって制御するセンサー位置制御部とを備え、
   上記センサー位置制御部は、上記サイズ識別部により識別されたシートサイズを基準シートサイズとして、当該基準シートサイズのシートの通過領域内で、且つ、該基準シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートの非通過領域内に、上記温度センサーを位置させるセンサー位置制御を実行するように構成され、
   上記センサー位置制御部によって上記センサー位置制御が実行された後、所定時間内における上記加熱部への供給電力量が所定閾量未満であるか否かを判定して、該所定閾量未満であると判定した場合に、定着処理を停止させるとともに、ユーザーが手動操作により設定したシートサイズを確認するよう促す報知を行う報知部をさらに備えている、定着装置。
2. 定着回転体と、該定着回転体を加熱する加熱部と、上記定着回転体に圧接されてシートが通過するニップ部を形成する加圧回転体と、使用予定のシートのシートサイズに関連する手動操作を検知することで、予め定めた複数の定形サイズの中から該使用予定のシートのシートサイズを識別するサイズ識別部と、上記定着回転体の表面の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーによる検知温度が目標温度になるように上記加熱部を制御するとともに、上記サイズ識別部にて識別されたシートサイズが小さいほど、上記加熱部による上記定着回転体の軸方向の端部側の加熱比率を中央部側に比べて低下させる加熱制御部と、を備えた定着装置であって、
   上記温度センサーを上記定着回転体の軸方向に移動可能に駆動するセンサー駆動部と、
   上記温度センサーの位置を上記センサー駆動部によって制御するセンサー位置制御部とを備え、
   上記センサー位置制御部は、上記サイズ識別部により識別されたシートサイズを基準シートサイズとして、当該基準シートサイズのシートの通過領域内で、且つ、該基準シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートの非通過領域内に、上記温度センサーを位置させるセンサー位置制御を実行するように構成され、
   上記加熱部は、供給される供給電力量に応じた温度で上記定着回転体を加熱するように構成され、
   上記センサー位置制御部は、上記センサー位置制御を実行した後は、所定時間内における上記加熱部への供給電力量が所定閾量未満であるか否を判定して、該所定閾量未満であると判定した場合には、上記基準シートサイズを一段階小さいシートサイズに更新して、更新した基準シートサイズのシートの通過領域内で且つ該基準シートサイズよりも一段階小さいシートサイズのシートの非通過領域内に上記温度センサーを移動させる位置更新制御を実行するように構成されている、定着装置。
3. 請求項１又は２に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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