特開 2024-172874 温度制御装置及び温度制御装置を備える画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172874

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】温度制御装置及び温度制御装置を備える画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/20 20060101AFI20241205BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G03G21/20

G03G15/20 555

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090901

(22)【出願日】2023-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 毅

【テーマコード（参考）】

2H033

2H270

【Ｆターム（参考）】

2H033AA18

2H033BA25

2H033BA30

2H033BB17

2H033CA02

2H033CA23

2H033CA27

2H270KA35

2H270LA24

2H270LA25

2H270LA98

2H270LA99

2H270LD05

2H270LD09

2H270MA33

2H270MA35

2H270RB09

2H270ZC03

2H270ZC04

(57)【要約】

【課題】温度推定値とセンサ温度との相関関係から障害の有無を判断し、定着器の温度上昇を防止する適正な目標温度に補正する温度制御を行う温度制御装置及び温度制御装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】温度制御装置は、定着器のヒータから熱が伝播する温度制御対象が予め設定された目標温度になるように経時に推定された温度推定値に基づき、前記ヒータに供給される電力を制御する装置であって、温度センサと第１記憶回路と第２記憶回路と温度差検出回路と目標温度補正回路とを備える。温度センサは、ヒータの温度を検出し、第１記憶回路は温度推定値を記憶し、第２記憶回路は、センサ温度を記憶する。温度差検出回路は、第１記憶回路から読み出された温度推定値と、第２記憶回路から読み出されたヒータの温度との温度差から実温度上昇分を算出し、温度補正回路は、実温度上昇分に応じて目標温度を下げる制御を行う。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

定着器のヒータから熱が伝播する温度制御対象が予め設定された目標温度になるように経時に推定された温度推定値に基づき前記ヒータに供給される電力を制御する温度制御装置であって、
前記ヒータの温度を検出する温度センサと、
任意時間に取得された前記温度推定値を記憶する第１記憶回路と、
前記温度センサが検出したセンサ温度を記憶する第２記憶回路と、
前記第１記憶回路から読み出された前記温度推定値と、前記第２記憶回路から読み出された前記ヒータの温度との温度差から実温度上昇分を算出する温度差検出回路と、
前記実温度上昇分に応じて、目標温度を下げる制御を行う目標温度補正回路と、を具備する温度制御装置。

【請求項2】

前記目標温度補正回路は、前記ヒータの温度上昇時の正常な温度制御対象の温度と現在の温度制御対象の実温度との差分からなる前記実温度上昇分に相関付けられた複数の制御補正温度を有し、現在設定される目標温度から前記実温度上昇分に応じた前記制御補正温度を減算して補正された補正目標温度を生成する、請求項１に記載の温度制御装置。

【請求項3】

前記温度差検出回路は、前記温度推定値と前記センサ温度との差分からなる第１温度上昇分と、前記実温度上昇分とが相関付けられた温度特性を有し、取得した前記温度推定値と前記センサ温度に基づき、前記温度特性から前記実温度上昇分を推定する、請求項１に記載の温度制御装置。

【請求項4】

前記温度制御装置は、さらに、
前記ヒータへの通電に基づき、前記ヒータの熱容量及び、前記定着器の熱抵抗から前記温度制御対象の前記温度推定値を推定する温度推定回路を具備する、請求項１に記載の温度制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載の前記温度制御装置を具備する画像形成装置。

【請求項6】

請求項１乃至請求項４の何れかに記載の温度制御装置の各回路による処理をプロセッサに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、温度制御装置及び温度制御装置を備える画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークプレイス等に置かれる画像形成装置は、トナー像が転写された記録媒体に熱及び、圧力を与えることにより、記録媒体にトナー像を定着させる定着器を備える。この定着器は、ヒートローラ（定着部材）の表面の温度を検出する温度センサを有している。定着器は、温度センサの検出信号に基づいて、熱部材（ランプまたはＩＨヒータ等）に供給する電力量を増減させることにより、ヒートローラの表面温度が目標値となるように制御する。

【0003】

定着器は、温度センサとヒートローラの間に異物の挟み込み又は、温度センサにトナーの汚れが付着した場合、温度センサ自体は正常であっても、正確な温度が検知できない事態が生じる。温度センサが正確な温度を検知できない場合、ヒートローラの温度と温度センサが検出する温度に差が生じ、不適切な目標値が設定されて温度が制御される。その結果、定着器の温度が上昇することで高温オフセット及びサービスコールの発生を招き、一時的に画像形成装置が稼働できない状態が生じている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－１４２３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、算出した温度推定値とセンサ温度との相関関係から検出温度の障害を判断し、定着器の温度上昇を防止するように適正な目標温度に補正する温度制御を行う温度制御装置及び温度制御装置を備える画像形成装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る温度制御装置は、定着器のヒータから熱が伝播する温度制御対象が予め設定された目標温度になるように経時に推定された温度推定値に基づき、前記ヒータに供給される電力を制御する温度制御装置であって、前記ヒータの温度を検出する温度センサと、任意時間に取得された前記温度推定値を記憶する第１記憶回路と、前記温度センサが検出したセンサ温度を記憶する第２記憶回路と、前記第１記憶回路から読み出された前記温度推定値と、前記第２記憶回路から読み出された前記ヒータの温度との温度差から実温度上昇分を算出する温度差検出回路と、前記実温度上昇分に応じて目標温度を下げる制御を行う温度補正回路と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る画像形成装置の全体的な構成例を概念的に示す図である。

【図2】図２は、温度制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】図３は、定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【図4】図４は、ＷＡＥ制御を説明するためのフローチャートである。

【図5】図５は、センタに隙間を空けた場合の実測の温度と温度推定値の温度を示す図である。

【図6】図６は、サイドに隙間を空けた場合の実測の温度と温度推定値の温度を示す図である。

【図7】図７は、センタの温度推定値ＷＡＥ、ヒートローラの実温度及び、センサ温度の温度特性を示す図である。

【図8】図８は、サイドの温度推定値ＷＡＥ、ヒートローラの実温度及び、センサ温度の温度特性を示す図である。

【図9】図９は、センタの温度特性に基づく温度上昇分の相関関係を示す図である。

【図10】図１０は、サイドの温度特性に基づく温度上昇分の相関関係を示す図である。

【図11】図１１は、ヒートローラの実温度上昇分に対する制御補正温度の設定を示す図である。

【図12】図１２は、ヒートローラの実温度上昇分と、第１温度上昇分センタと制御補正温度との相関関係を示す図である。

【図13】図１３は、ヒートローラの実温度上昇分と、第１温度上昇分サイドと制御補正温度との相関関係を示す図である。

【図14】図１４は、定着器の温度制御について説明するためのフローチャートである。

【図15】図１５は、定着器の第２の構成例を示す図である。

【図16】図１６は、第２の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【図17】図１７は、定着器の第３の構成例を示す図である。

【図18】図１８は、第３の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【図19】図１９は、定着器の第４の構成例を示す図である。

【図20】図２０は、第４の構成例定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【図21】図２１は、定着器の第５の構成例を示す図である。

【図22】図２２は、第５の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態に係る温度制御装置及び、画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の全体的な構成例を概念的に示す図、図２は、温度制御装置の構成例を示すブロック図である。

【0009】

一実施形態の温度制御装置１０１は、ヒータ通電制御回路１４と温度制御回路２５と協働して画像形成装置１に搭載される定着器２１の温度制御を、温度センサ７４が検出した定着器２１の検出温度（センサ温度）とＷＡＥ（Weighted Average control with Estimate temperature）制御で求めた温度推定値ＷＡＥとの差を用いるＷＡＥ制御による温度制御（第１温度制御）又は、温度センサ７４が検出したセンサ温度に対して相関を持つ補正値により補正した目標値による制御温度（第２温度制御）の何れかを選択して、定着器２１の温度制御を行う。

【0010】

ＷＡＥ制御は、後述するように、熱ＣＲ回路として温度制御対象の部材温度をシミュレーションする技術であり、加熱対象のヒートローラの熱容量（Ｃ）や定着器の熱抵抗（Ｒ）、定着器への投入エネルギ－等から温度制御対象となるヒートローラの表面温度を推定（計算）した定着器の温度推定値ＷＡＥを用いた温度制御である。

【0011】

図１に示す画像形成装置１は、ワークプレイス等に配置される、例えば、印刷用紙等の記録媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行うマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）である。または、画像形成装置１は、記録媒体を搬送しながら画像形成等の各種処理を行う、ＬＥＤアレイを走査する固体走査方式のプリンタ（例えばＬＥＤプリンタ）である。これらの画像形成装置１は、例えば、トナーカートリッジからトナーを受け取り、受け取ったトナーにより記録媒体に画像を形成する構成を備えている。トナーは、単色のトナーであってもよいし、シアン、マゼンダ、イエロー及び、ブラック等の複数色のカラートナーであってもよい。また、トナーは、印刷後に熱が加えられた場合、消色する消色トナーであってもよい。

【0012】

図１に示すように、画像形成装置１は、筐体１１、通信インタフェース１２、システムコントローラ１３、ヒータ通電制御回路１４、表示部１５、操作インタフェース１６、複数の用紙トレイ１７、排紙トレイ１８、搬送部１９、画像形成部２０、定着器２１、主電源スイッチ２４及び、温度制御回路２５を備える。

【0013】

筐体１１は、画像形成装置１の本体である。筐体１１は、通信インタフェース１２、システムコントローラ１３、表示部１５、操作インタフェース１６、複数の用紙トレイ１７、排紙トレイ１８、搬送部１９、画像形成部２０、定着器２１、ヒータ通電制御回路１４及び、温度制御回路２５を収容する。後述する温度制御装置１０１は、ヒータ通電制御回路１４、温度制御回路２５及び、定着器２１の温度センサ７４を用いて構成される。

【0014】

まず、画像形成装置１の制御系の構成について説明する。
通信インタフェース１２は、外部の周辺機器（上位装置等）との通信を可能にする接続機器である。通信インタフェース１２は、例えば、ＬＡＮコネクタ等による有線接続のためのネットワーク接続用端子を備える。さらに、通信インタフェース１２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）等の規格に従って他の機器と無線通信を行う機能を有してもよい。

【0015】

システムコントローラ１３は、画像形成装置１の制御を行う。システムコントローラ１３は、例えば、プロセッサ２２及び、メモリ２３を備える。
メモリ２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の読み出し専用の不揮発性メモリ、または、フラッシュＲＯＭ、ＳＳＤ（Solid State Drive）及び、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の随時書き込み及び、読み出しが可能な不揮発性メモリと、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の随時書き込み及び、読み出しが可能な揮発性メモリとが適用でき、これらのうちで適宜、組み合わせて用いる。メモリ２３は、プログラム及び、プログラムで用いられるデータ等を記憶する。また、メモリ２３は、ワーキングメモリとしても機能する。即ち、メモリ２３は、プロセッサ２２の処理中のデータ及び、プロセッサ２２が実行するプログラム等を一時的に格納する。

【0016】

プロセッサ２２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算素子を含む演算回路である。プロセッサ２２は、メモリ２３に格納されているプログラムを実行することにより、種々の動作を実行させる制御部として機能する。また、プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されているデータを用いて種々の演算処理及び、判断に関わる処理を実行する。

【0017】

さらに、例えば、プロセッサ２２は、通信インタフェース１２を介して外部機器から取得した画像に基づいて、印刷ジョブを生成する。プロセッサ２２は、生成した印刷ジョブを、メモリ２３に格納する。この印刷ジョブは、記録媒体Ｐに形成する画像を示す画像データを含む。画像データは、１枚の記録媒体Ｐに画像を形成するためのデータであってもよいし、複数枚の記録媒体Ｐに画像を形成するためのデータであってもよい。さらに、印刷ジョブは、カラー印刷かモノクロ印刷かを示す情報を含む。またさらに、印刷ジョブは、印刷部数（ページセット数）、１部当たりの印刷枚数（ページ数）等の情報を含んでいてもよい。

【0018】

また、プロセッサ２２は、生成した印刷ジョブに基づいて、搬送部１９、画像形成部２０及び、定着器２１の動作を制御するための印刷制御情報を生成する。印刷制御情報は、通紙のタイミングを示す情報を含む。プロセッサ２２は、印刷制御情報をヒータ通電制御回路１４に送信する。

【0019】

さらに、プロセッサ２２は、メモリ２３に記憶されているプログラムを実行することにより、搬送部１９及び、画像形成部２０の動作を制御するコントローラ（エンジンコントローラ）として機能する。即ち、プロセッサ２２は、搬送部１９による記録媒体Ｐの搬送の制御及び、画像形成部２０による記録媒体Ｐへの画像の形成の制御等を制御する。さらにプロセッサ２２は、ヒータ通電制御回路１４及び、温度制御回路２５に代わって、ヒータ通電制御回路１４及び、温度制御回路２５による制御動作と同等の機能をプログラム処理により実行して、定着器２１の温度制御を行うことも可能である。

【0020】

なお、画像形成装置１は、エンジンコントローラとシステムコントローラ１３とを個別に備えてもよい。この場合、エンジンコントローラが、搬送部１９による記録媒体Ｐの搬送の制御及び、画像形成部２０による記録媒体Ｐへの画像の形成の制御等を行う。また、この場合、システムコントローラ１３は、エンジンコントローラに対して、制御動作するために必要な情報を供給する。

【0021】

また、画像形成装置１は、交流電源ＡＣの交流電圧を用いて、画像形成装置１内の各構成部に直流電圧を供給するための電力変換回路を含んでいる。この電力変換回路は、プロセッサ２２及び、メモリ２３の動作に必要な直流電圧をシステムコントローラ１３に供給する。また、電力変換回路は、画像形成に必要な直流電圧を画像形成部２０に供給する。また、電力変換回路は、記録媒体の搬送に必要な直流電圧を搬送部１９に供給する。また、電力変換回路は、定着器２１のヒータ７３の駆動用の直流電圧をヒータ通電制御回路１４に供給する。ヒータ７３は、発熱体であり、例えば、ランプヒータ等が適用される。

【0022】

ヒータ通電制御回路１４は、電力ＰＣを生成し、定着器２１のヒータ７３に供給する。このヒータ通電制御回路１４は、本実施形態の温度制御装置１０１の構成要素に含まれる。ヒータ通電制御回路１４の詳細な説明については後述する。
また、温度制御回路２５は、後述するヒータ通電制御回路１４に対して、定着器２１の目標温度を補正する制御を行う。

【0023】

表示部１５は、システムコントローラ１３から入力される映像信号に応じて画面を表示するディスプレイを備える。また、システムコントローラ１３に代わって、グラフィックコントローラ等を用いてもよい。例えば、表示部１５のディスプレイには、画像形成装置１の種々の設定のための画面が表示される。
主電源スイッチ２４は、ＯＮ／ＯＦＦ操作により、画像形成装置１を駆動するための電力の供給／遮断を行うスイッチである。主電源スイッチ２４のＯＮ操作により、画像形成装置１が起動し、ＯＦＦ操作により画像形成装置１が駆動を停止する。また、この主電源スイッチ２４のＯＮ／ＯＦＦ操作により、定着器２１も起動／停止する。

【0024】

操作インタフェース１６は、以下に記載する操作部材に接続されている。操作インタフェース１６は、操作部材の操作に応じた操作信号をシステムコントローラ１３に供給する。操作部材は、例えば、タッチセンサ、テンキー、用紙フィードキー、種々のファンクションキー又は、キーボード等である。タッチセンサは、ある領域内において指定された位置を示す情報を取得する。タッチセンサは、表示部１５と一体にタッチパネルとして構成されることにより、表示部１５に表示された画面上のタッチされた位置を示す信号をシステムコントローラ１３に入力する。

【0025】

複数の用紙トレイ１７は、筐体１１に着脱可能に装着され、それぞれのカセット単位で同一サイズ又は、異なるサイズの記録媒体Ｐを収容するカセットである。用紙トレイ１７は、記録媒体Ｐを搬送部１９に供給する。また、排紙トレイ１８は、画像形成装置１から排出された記録媒体Ｐを支持するトレイである。

【0026】

次に、画像形成装置１の定着器２１におけるヒータユニットについて説明する。
図３は、定着器２１におけるヒータユニットの構成例を示す図である。
このヒータユニットにおけるヒータ７３は、ヒータ制御回路１４から供給された電力によって熱を発する複数の熱源としての発熱体で構成する。図１及び図３に示す第１の構成例の定着器２１におけるヒータ７３は、２つの熱源（発熱体）としてのセンタヒータ７３ａとサイドヒータ７３ｂとを有する。センタヒータ７３ａ及びサイドヒータ７３ｂは、例えば、ハロゲンヒータ、ランプヒータ、ＩＨヒータ及び、抵抗加熱ヒータ等を用いることができる。

【0027】

この定着器２１におけるヒータ７３は、センタヒータ７３ａとサイドヒータ７３ｂとの２つのヒータで構成する。センタヒータ７３ａは、ヒートローラ７１における回転軸方向の中央部（センタ領域Ｃ）を加熱する。サイドヒータ７３ｂは、ヒートローラ７１における回転軸方向の中央部以外の周辺部（サイド領域Ｓ）を加熱する。印刷媒体Ｐは、図３に示す搬送方向Ｆへ搬送される。例えば、センタ領域Ｃとサイド領域の長さとは、印刷媒体Ｐとして使用する媒体のサイズに応じて設定しても良い。

【0028】

センタヒータ７３ａ及びサイドヒータ７３ｂは、それぞれシステムコントローラ１３の制御によって供給される電力によって発熱する。センタヒータ７３ａ及びサイドヒータ７３ｂの消費電力は、例えば、６００Ｗである。

【0029】

システムコントローラ１３は、ヒートローラ７１の回転軸方向（印刷媒体Ｐの搬送方向Ｆ）に幅の狭い印刷媒体Ｐに対して定着処理を実行する場合、ヒートローラ７１のセンタ領域Ｃを加熱する。システムコントローラ１３は、ヒートローラ７１のセンタ領域Ｃを加熱する場合、ヒータ制御回路１４によるセンタヒータ７３ａへの電源供給を行い、サイドヒータ７３ｂへの電源供給を停止する。

【0030】

また、システムコントローラ１３は、ヒートローラ７１の回転軸方向（印刷媒体Ｐの搬送方向Ｆ）に幅が広い印刷媒体Ｐに対して定着処理を実行する場合、ヒートローラ７１の全体（センタ領域Ｃとサイド領域Ｓとの両方）を加熱する。システムコントローラ１３は、ヒートローラ７１の全体を加熱する場合、ヒータ制御回路１４によりセンタヒータ７３ａとサイドヒータ７３ｂとの両方を作動させる。

【0031】

温度センサ７４ａ及び温度センサ７４ｂは、ヒートローラ７１の表面に接触する接触部（検知部）を有し、接触部が接触する部位の温度を検出する。温度センサ７４ａ及び温度センサ７４ｂは、例えば、サーミスタである。温度センサ７４ａ及び温度センサ７４ｂは、ヒートローラ７１の回転軸と平行に配列される。図３に示す第１の構成例において、温度センサ７４ａは、ヒートローラ７１の回転軸方向におけるセンタ領域（回転軸方向に３分割した場合の中央部分）Ｃの温度を検知する。温度センサ７４ｂは、ヒートローラ７１の回転軸方向におけるサイド領域（回転軸方向に３分割した場合の何れかのサイド部分）Ｓの温度を検知する。

【0032】

各温度センサ７４ａ、７４ｂは、それぞれヒートローラ７１の表面に接触する接触部（検知部）を有する。温度センサ７４ａは、検知部がヒートローラ７１のセンタ領域Ｃの表面に接触することによりヒートローラ７１のセンタ領域Ｃの温度を検知する。温度センサ７４ｂは、検知部がヒートローラ７１のサイド領域Ｓの表面に接触することにより、ヒートローラ７１のサイド領域Ｓの温度を検知する。

【0033】

各温度センサ７４ａ、７４ｂは、温度検出結果を示す温度検出結果信号を温度制御回路２５及びヒータ通電制御回路１４に供給する。ヒータ通電制御回路１４は、ヒートローラ７１のセンタ領域Ｃを加熱する場合、温度センサ７４ａが検知する温度に基づいてセンタヒータ７３ａを作動させる。システムコントローラ１３は、ヒートローラ７１全体を加熱する場合、温度センサ７４ａ、７４ｂが検知する温度に基づいてセンタヒータ７３ａとサイドヒータ７３ｂとを作動させる。

【0034】

次に、画像形成装置１の記録媒体Ｐを搬送する構成について説明する。
搬送部１９は、画像形成装置１内で記録媒体Ｐを搬送する機構である。図１に示すように、搬送部１９は、複数の搬送路を備える。例えば、搬送部１９は、給紙搬送路３１及び、排紙搬送路３２を備える。

【0035】

給紙搬送路３１及び、排紙搬送路３２は、それぞれ複数のモータ、複数のローラ及び、複数のガイドにより構成される。複数のモータは、システムコントローラ１３の制御に基づいて、軸を回転させることにより、軸の回転に従動するローラを回転させる。複数のローラは、回転することにより記録媒体Ｐを移動させる。複数のガイドは、搬送時の記録媒体Ｐの斜行等を防止する。

【0036】

給紙搬送路３１は、各用紙トレイ１７からピックアップローラ３３により記録媒体Ｐを取り込み、取り込んだそれぞれの記録媒体Ｐを画像形成部２０に供給する。
排紙搬送路３２は、画像が形成された記録媒体Ｐを、筐体１１から排出する搬送路である。排紙搬送路３２によって排出された記録媒体Ｐは、排紙トレイ１８に収容される。

【0037】

次に、画像形成部２０について説明する。
画像形成部２０は、プロセッサ２２により生成された印刷ジョブに基づいて、記録媒体Ｐに画像を形成する。画像形成部２０は、複数のプロセスユニット４１、複数の露光器４２及び、転写機構４３を備える。画像形成部２０は、プロセスユニット４１毎に、露光器４２を備える。なお、複数のプロセスユニット４１及び複数の露光器４２は、それぞれ同じ構成である。

【0038】

まず、プロセスユニット４１について説明する。
プロセスユニット４１は、異なる色のトナーを供給するトナーカートリッジが接続され、トナー像を形成する。複数のプロセスユニット４１は、トナーの色ごとに設けられ、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー及び、ブラック等のカラートナーにそれぞれ対応する。トナーカートリッジは、トナー収容容器及び、トナー送出機構を備える。トナー収容容器は、収容するトナーを供給する容器である。トナー送出機構は、トナー収容容器内のトナーを送り出すスクリュー等により構成される機構である。

【0039】

以下、１組のプロセスユニット４１及び、露光器４２を代表例として説明する。
プロセスユニット４１は、感光ドラム５１、帯電チャージャ５２及び、現像器５３を備える。
感光ドラム５１は、円筒状のドラムと、ドラムの外周面に形成された感光層とで構成される感光体である。感光ドラム５１は、ギヤ及びベルト等を用いて構成される駆動機構によって一定の速度で回転する。

【0040】

帯電チャージャ５２は、感光ドラム５１の表面を一様に帯電させる。例えば、帯電チャージャ５２は、帯電ローラを用いて、感光ドラム５１に電圧（現像バイアス電圧）を印加することにより、感光ドラム５１を一様な負極性の電位（コントラスト電位）に帯電させる。帯電ローラは、感光ドラム５１に対して所定の圧力を加えた状態で、感光ドラム５１の回転に従動して回転する。

【0041】

現像器５３は、トナーを感光ドラム５１に付着させる装置である。現像器５３は、現像剤容器、撹拌機構、現像ローラ、ドクターブレード及び、オートトナーコントロール（ＡＴＣ）センサ等を備える。現像剤容器は、トナーカートリッジから送り出されたトナーを受け取り、収容する容器である。現像剤容器内には、予めキャリアが収容されている。トナーカートリッジから送り出されたトナーは、撹拌機構によってキャリアと撹拌されることにより、トナーとキャリアとが混合された現像剤を構成する。キャリアは、現像器５３の製造時に現像剤容器内に収容される。

【0042】

これらのうち、現像ローラは、現像剤容器内で回転し、表面に現像剤を付着させる。ドクターブレードは、現像ローラの表面と所定の間隔を隔てて配置された部材である。ドクターブレードは、回転する現像ローラの表面に付着した現像剤の頂部側を部分的に除去する。これにより、現像ローラの表面に、ドクターブレードと現像ローラの表面との間隔に応じた一定の厚さの現像剤の層が形成される。

【0043】

ＡＴＣセンサは、例えば、コイルを有し、コイルに生じた電圧値を検出する磁束センサである。ＡＴＣセンサの検出電圧は、現像剤容器内のトナーからの磁束の密度により変化する。即ち、システムコントローラ１３は、ＡＴＣセンサの検出電圧に基づき、現像剤容器に残っているトナーのキャリアに対する濃度比（トナー濃度比）を判断する。システムコントローラ１３は、トナー濃度比に基づいて、トナーカートリッジの送出機構を駆動するモータを動作させ、トナーカートリッジから現像器５３の現像剤容器にトナーを送り出させる。

【0044】

次に、露光器４２について説明する。
露光器４２は、複数の発光素子を備える。露光器４２は、発光素子から光を、帯電した感光ドラム５１に照射することにより、感光ドラム５１上に潜像を形成する。発光素子は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等である。１つの発光素子は、感光ドラム５１上の１点に光を照射するように構成されている。複数の発光素子は、感光ドラム５１の回転軸と平行な方向である主走査方向に配列されている。

【0045】

露光器４２は、主走査方向に配列された複数の発光素子により感光ドラム５１上に光を照射することにより、感光ドラム５１上に１ライン分の潜像を形成する。さらに、露光器４２は、回転する感光ドラム５１に連続して光を照射することにより、複数ラインの潜像を形成する。

【0046】

上述した構成のプロセスユニット４１は、帯電チャージャ５２により帯電された感光ドラム５１の表面に、露光器４２から光が照射されると、静電潜像が形成される。さらに、現像ローラの表面に形成された現像剤の層が、感光ドラム５１の表面に近接すると、現像剤に含まれるトナーが、感光ドラム５１の表面に形成された潜像に付着する。これにより、感光ドラム５１の表面にトナー像が形成される。

【0047】

次に、転写機構４３について説明する。
転写機構４３は、感光ドラム５１の表面に形成されたトナー像を、記録媒体Ｐに転写する。転写機構４３は、例えば、１次転写ベルト６１、２次転写対向ローラ６２、複数の１次転写ローラ６３及び、２次転写ローラ６４を備える。

【0048】

１次転写ベルト６１は、２次転写対向ローラ６２及び、複数の巻付ローラに巻き付けられた無端ベルトである。１次転写ベルト６１は、内側の面（内周面）が２次転写対向ローラ６２及び、複数の巻付ローラに接触し、外側の面（外周面）がプロセスユニット４１の感光ドラム５１と対向する。

【0049】

２次転写対向ローラ６２は、駆動源としてモータを用いて回転される。２次転写対向ローラ６２は、回転することにより、１次転写ベルト６１を所定の搬送方向に搬送する。複数の巻付ローラは、自由に回転可能に構成されている。複数の巻付ローラは、２次転写対向ローラ６２による１次転写ベルト６１の移動に従って回転する。

【0050】

複数の１次転写ローラ６３は、それぞれがプロセスユニット４１の感光ドラム５１に１次転写ベルト６１を接触させる。具体的には、複数の１次転写ローラ６３は、それぞれ対応するプロセスユニット４１の感光ドラム５１と、１次転写ベルト６１を挟んで対向する位置に設けられている。１次転写ローラ６３は、１次転写ベルト６１の内周面側に接触し、１次転写ベルト６１を感光ドラム５１側に変位させる。これにより、１次転写ローラ６３は、１次転写ベルト６１の外周面を感光ドラム５１に接触させる。

【0051】

２次転写ローラ６４は、１次転写ベルト６１を挟んで２次転写対向ローラ６２と対向する位置に設けられる。２次転写ローラ６４は、１次転写ベルト６１の外周面に接触し、且つ圧力を加える。これにより、２次転写ローラ６４と１次転写ベルト６１の外周面とが密着する転写ニップが形成される。２次転写ローラ６４は、記録媒体Ｐが通過する際に、転写ニップを通過する記録媒体Ｐを１次転写ベルト６１の外周面に押し当てる。

【0052】

２次転写ローラ６４及び、２次転写対向ローラ６２は、回転することにより、給紙搬送路３１から供給された記録媒体Ｐを挟んだ状態で搬送する。これにより、記録媒体Ｐが転写ニップを通過する。

【0053】

前述した構成の転写機構４３は、１次転写ベルト６１の外周面が感光ドラム５１に接触すると、感光ドラムの表面に形成されたトナー像が１次転写ベルト６１の外周面に転移する。画像形成部２０が複数のプロセスユニット４１を備える場合、１次転写ベルト６１は、複数のプロセスユニット４１の感光ドラム５１から外周面にトナー像が転写される。その転写されたトナー像は、１次転写ベルト６１によって、２次転写ローラ６４と１次転写ベルト６１の外周面とが密着した転写ニップまで搬送される。転写ニップに記録媒体Ｐが存在する場合、１次転写ベルト６１の外周面に転写されたトナー像は、転写ニップにおいて、記録媒体Ｐに転写される。

【0054】

定着器２１は、トナー像が転写された記録媒体Ｐに、トナー像を定着させる。定着器２１は、システムコントローラ１３と温度制御装置１０１の制御に基づいて動作する。定着器２１は、前述したように、温度センサ７４、ヒートローラ７１、加圧ローラ７２、ヒータユニット７６等を有する。ヒートローラ７１は、モータ等の駆動源により回転される。ヒータ７３は、ヒータ通電制御回路１４から供給された電力ＰＣによって発熱する。温度センサ７４（７４ａ，７４ｂ）は、ヒートローラ７１の回転軸と平行に複数配列され、ヒートローラ７１の表面の温度を検出する。温度センサ７４は、例えば、接触タイプのサーミスタ等のセンサ素子であり、勿論、他の温度センサであってもよい。本実施形態では、温度センサ７４から出力された検出信号の設定時間（又は、単位時間）あたりの平均値を１つの検出信号として用いている。

【0055】

次に、図１及び図２を参照して温度制御装置１０１について説明する。
温度制御装置１０１は、ヒータ通電制御回路１４と、温度制御回路２５と、温度センサ７４とで構成される。尚、この例において、温度制御回路２５は、演算処理回路として独立して設けた例を示しているが、特に限定されるものではなく、画像形成装置１のシステムコントローラ１３のプロセッサ２２内に設けてもよいし、又は、その他の制御回路内に設けてもよい。ヒータ通電制御回路１４には、温度センサ７４により検出されたセンサ温度Ｔｄが入力される。

【0056】

ヒータ通電制御回路１４は、電力ＰＣを生成し、定着器２１のヒータ７３に供給する。ヒータ７３は、電力ＰＣの電力量に応じて発熱量が調整され、ヒートローラ７１の温度を制御する。このヒータ通電制御回路１４は、センサ温度Ｔｄと、温度の推定履歴ＰＲＥＶと、通電パルスＰｓと、に基づいて、定着器２１のヒータ７３への電力量を調整する。このような制御を、ＷＡＥ（Weighted Average control with Estimate temperature）制御と称している。ヒータ通電制御回路１４は、温度推定回路８１、推定履歴保持回路８２、高周波成分抽出回路８３、係数加算回路８４、目標温度出力回路８５、差分比較回路８６、制御信号生成回路８７及び、電源回路８８を含む。尚、ヒータ通電制御回路１４の温度推定回路８１、推定履歴保持回路８２、高周波成分抽出回路８３、係数加算回路８４、目標温度出力回路８５、差分比較回路８６及び、制御信号生成回路８７は、それぞれ電気回路により構成されていてもよいし、ソフトウエア（プログラム）により構成され、コンピュータにより実行させてもよい。

【0057】

温度推定回路８１は、ヒートローラ７１の表面の温度を推定する温度推定処理を行う。温度推定回路８１は、センサ温度Ｔｄ、推定履歴ＰＲＥＶ及び、通電パルスＰｓに基づいて、温度推定結果ＥＳＴを生成する。この温度推定結果ＥＳＴは、高周波成分抽出回路８３へ出力される。

【0058】

推定履歴保持回路８２は、温度推定結果ＥＳＴの履歴を保持する。推定履歴保持回路８２は、温度推定結果ＥＳＴの履歴（過去の温度推定結果ＥＳＴ）である推定履歴ＰＲＥＶを温度推定回路８１に出力する。
高周波成分抽出回路８３は、温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を抽出するハイパスフィルタ処理を行う。高周波成分抽出回路８３は、抽出した高周波成分を示す信号である高周波成分ＨＰＦを係数加算回路８４に出力する。

【0059】

係数加算回路８４は、温度センサ７４からのセンサ温度Ｔｄに対して、補正である係数加算処理を行う。係数加算回路８４には、センサ温度Ｔｄと、高周波成分抽出回路８３から高周波成分ＨＰＦとが入力される。係数加算回路８４は、高周波成分ＨＰＦに基づいてセンサ温度Ｔｄを補正する。具体的には、係数加算回路８４は、高周波成分ＨＰＦと予め設定された係数とを乗算して、センサ温度Ｔｄに加算し、温度推定値ＷＡＥを算出する。係数加算回路８４は、温度推定値ＷＡＥを差分比較回路８６へ出力する。

【0060】

目標温度出力回路８５は、予め設定された目標温度ＴＧＴを差分比較回路８６に出力する。
差分比較回路８６は、差分計算処理を行う。差分比較回路８６は、目標温度出力回路８５からの目標温度ＴＧＴと、係数加算回路８４からの推定値ＷＡＥとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成回路８７に出力する。また、差分比較回路８６は、後述する温度制御回路２５の目標温度補正回路９４からの制御切替信号ＳＷを受けたとき、目標温度ＴＧＴと推定値ＷＡＥとの差分に代えて、温度センサ７４からのセンサ温度Ｔｄと目標温度ＴＧＴとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成回路８７に出力する。

【0061】

制御信号生成回路８７は、差分ＤＩＦに基づいて、ヒータ７３への通電を制御するためのパルス信号である通電パルスＰｓを生成する。制御信号生成回路８７は、通電パルスＰｓを電源回路８８及び、温度推定回路８１に出力する。

【0062】

電源回路８８は、通電パルスＰｓに基づいて、ヒータ７３に電力ＰＣを供給する。電源回路８８は、供給される直流電圧を用いて、定着器２１のヒータ７３への通電を行う。電源回路８８は、例えば、通電パルスＰｓに基づき、直流電圧がヒータ７３に供給される状態と供給されない状態とを切り替えることにより、ヒータ７３に電力ＰＣを供給する。即ち、電源回路８８は、通電パルスＰｓに応じて、定着器２１のヒータ７３への通電時間を可変する。

【0063】

なお、電源回路８８は、定着器２１と一体に構成されていてもよい。即ち、ヒータ通電制御回路１４は、電力ＰＣをヒータ７３に供給するのではなく、通電パルスＰｓを定着器２１のヒータ７３の電源回路に供給する構成であってもよい。

【0064】

次に、温度制御回路２５は、第１記憶回路９１と、第２記憶回路９２と、温度差検出回路９３と、目標温度補正回路９４とで構成される。尚、温度制御回路２５を構成する各回路による演算処理は、これらの演算を行うプログラムに置き換えることが可能である。これらのプログラムは、システムコントローラ１３が搭載するプロセッサ２２によって処理されて、後述する温度制御回路２５の各構成部と同等の処理（温度制御及び目標温度補正）を行うことができる。

【0065】

これらの構成において、第１記憶回路９１は、後述するＷＡＥ制御における係数加算回路８４から出力される温度推定値ＷＡＥを記憶する。第２記憶回路９２は、温度センサ７４から検出されたセンサ温度Ｔｄを記憶する。温度差検出回路９３は、第１記憶回路９１から読み出された温度推定値ＷＡＥと、第２記憶回路９２から読み出されたヒータ７３のセンサ温度Ｔｄとの温度差から実際の温度上昇分を推定する。

【0066】

目標温度補正回路９４は、温度上昇分から後述する相関関係に基づき、差分比較回路８６に制御切替信号ＳＷを出力すると共に、制御補正温度を推定し、現在の目標温度を降温した補正目標温度Ｔａｄを目標温度出力回路８５へ出力する。具体的には、目標温度補正回路９４は、ヒータ７３の温度上昇時の正常な温度制御対象の温度と、制御対象となる現在の温度制御対象の実温度との差分からなる実温度上昇分に相関付けられた図１１に示すような複数の制御補正温度を設定する。そして、現在設定されている目標温度から実温度上昇分に応じた制御補正温度（－５℃～）を減算して補正された補正目標温度Ｔａｄを生成する。目標温度出力回路８５は、補正目標温度Ｔａｄからなる目標温度ＴＧＴを差分比較回路８６に出力する。

【0067】

［ＷＡＥ制御］
次に、図４に示すフローチャートを参照して、ＷＡＥ制御について詳細に説明する。
ヒータ通電制御回路１４は、種々の初期値の設定を行う（ＡＣＴ１）。例えば、ヒータ通電制御回路１４は、システムコントローラ１３からの信号に基づいて、係数加算回路８４における係数及び、目標温度出力回路８５の目標温度ＴＧＴ等を設定する。

【0068】

ヒータ通電制御回路１４の温度推定回路８１は、温度センサ７４からのセンサ温度Ｔｄ、推定履歴保持回路８２から推定履歴ＰＲＥＶ及び、制御信号生成回路８７から通電パルスＰｓをそれぞれ取得する（ＡＣＴ２）。尚、温度センサ７４は、自身の熱容量や感温素材の特性の影響により、温度変化の応答性が遅い場合があると、センサ温度Ｔｄがローラ温度推定値に対して遅延した状態で検出される又は、平滑化された状態で検出される。

【0069】

次に、温度推定回路８１は、温度推定処理を行う（ＡＣＴ３）。即ち、温度推定回路８１は、センサ温度Ｔｄ、推定履歴ＰＲＥＶ及び、通電パルスＰｓに基づいて、温度推定結果ＥＳＴを生成する。温度推定回路８１は、温度推定結果ＥＳＴを高周波成分抽出回路８３及び、推定履歴保持回路８２に出力する。

【0070】

一般に、熱の移動は、電気回路のＣＲ時定数で等価に表現することができる。熱容量は、コンデンサＣに置き換えられる。熱伝達の抵抗は、抵抗Ｒに置き換えられる。また、熱源は、直流電圧源に置き換えられる。温度推定回路８１は、ヒータ７３への通電量とヒートローラ７１の熱容量等を、予め各素子の値が設定されたＣＲ回路に適用して、ヒートローラ７１に与えられた熱量を推定する。温度推定回路８１は、ヒートローラ７１に与えられた熱量と、センサ温度Ｔｄと、推定履歴ＰＲＥＶとに基づいて、ヒートローラ７１の表面温度を推定し、温度推定結果ＥＳＴを出力する。

【0071】

温度推定回路８１は、通電パルスＰｓに基づいて、直流電圧源からの通電／遮断が繰り返され、その入力電圧パルスに応じてＣＲ回路が動作し、出力電圧が発生する。これにより温度制御対象であるヒートローラ７１の表面に伝播した熱を推定することができる。即ち、温度推定回路８１が出力する温度推定結果ＥＳＴは、加熱部材の熱容量（Ｃ）や定着器の熱抵抗（Ｒ）、定着器への投入エネルギ－等から実際の加熱部材表面温度を推定している。このため、投入エネルギー（供給電力）の増加によりヒートローラ７１の表面温度が加熱されて温度が上昇すると、温度推定結果ＥＳＴも大きくなる。尚、ヒートローラ７１の熱は、定着器２１内の空間（ヒートローラ７１の外回路）を介して、外部環境に流出している。このため、温度推定回路８１は、ヒートローラ７１から外部環境への熱の流出を推定するためのＣＲ回路をさらに備える。また、温度推定回路８１は、ヒートローラ７１から定着器２１内の空間に流れる熱量を推定するためのＣＲ回路をさらに備えていてもよい。

【0072】

高周波成分抽出回路８３は、温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を抽出するハイパスフィルタ処理を行う（ＡＣＴ４）。温度推定結果ＥＳＴの高周波成分を示す信号である高周波成分ＨＰＦは、実際のヒートローラ７１の表面温度の変化を追従する。
次に、係数加算回路８４は、センサ温度Ｔｄに対して補正である係数加算処理を行う（ＡＣＴ５）。この係数加算回路８４は、高周波成分ＨＰＦと予め設定された係数とを乗算し、係数が乗算された高周波成分ＨＰＦをセンサ温度Ｔｄに加算し、温度推定値ＷＡＥを算出する。例えば、係数が１である場合、係数加算回路８４は、センサ温度Ｔｄに高周波成分ＨＰＦをダイレクトに加算する。また、例えば、係数が０．１である場合、係数加算回路８４は、高周波成分ＨＰＦの１０分の１の値をセンサ温度Ｔｄに加算する。この場合、高周波成分ＨＰＦの効果は、ほとんど無くなり、センサ温度Ｔｄに近くなる。また、例えば、係数が１以上である場合、高周波成分ＨＰＦの効果をより強く表現することができる。係数加算回路８４において設定される係数は、あまり極端な値ではなく、１近傍の値が良いという実験結果が出ている。

【0073】

ＷＡＥ制御では、センサ温度Ｔｄと温度推定結果ＥＳＴの高周波成分ＨＰＦとに基づき、ヒートローラ７１の表面温度の細かな温度の変化を推定する。温度推定値ＷＡＥは、ヒートローラ７１の表面温度を適切に追従した値となる。
差分比較回路８６は、目標温度出力回路８５からの制御補正温度Ｔａｄを含む目標温度ＴＧＴと、係数加算回路８４からの温度推定値ＷＡＥとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成回路８７に出力する（ＡＣＴ６）。

【0074】

制御信号生成回路８７は、差分ＤＩＦに基づいて、通電パルスＰｓを生成する。制御信号生成回路８７は、通電パルスＰｓを電源回路８８及び、温度推定回路８１に出力する（ＡＣＴ７）。電源回路８８は、通電パルスＰｓに基づいて、ヒータ７３に電力ＰＣを供給する。

【0075】

上述した差分ＤＩＦは、目標温度ＴＧＴと、温度推定値ＷＡＥとの関係を示している。例えば、この関係が温度推定値ＷＡＥ＞目標温度ＴＧＴである場合、通電パルスＰｓの幅を狭める又は、頻度を少なくする等の制御を施すことにより、ヒータ７３への通電量が減少し、ヒートローラ表面温度が下がる。また、この関係が温度推定値ＷＡＥ＜目標温度ＴＧＴである場合、通電パルスＰｓの幅を広める又は、頻度を上げる等の制御を施すことにより、ヒータ７３への通電量が増加し、ヒートローラ表面温度が上がる。

【0076】

尚、差分ＤＩＦは、温度推定値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの上下関係だけでなく、どれだけ離れているかも把握できる。例えば、差分ＤＩＦ（の絶対値）が大きい値である場合、温度推定値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの乖離が大きいため、前述した制御を大きく変化させてもよい。また例えば、差分ＤＩＦ（の絶対値）が小さい値である場合、温度推定値ＷＡＥと目標温度ＴＧＴとの乖離が小さいため、上記の制御を緩やかに行ってもよい。

【0077】

システムコントローラ１３のプロセッサ２２は、ＷＡＥ制御を終了するか否か判断する（ＡＣＴ８）。プロセッサ２２は、ＡＣＴ８において、ＷＡＥ制御を終了せずに継続すると判断した場合（ＡＣＴ８：ＮＯ）、前述したＡＣＴ２の処理に移行する。一方、プロセッサ２２は、主電源スイッチ２４のＯＦＦ操作による装置の停止に従い、ＷＡＥ制御を終了すると判断した場合（ＡＣＴ８：ＹＥＳ）、処理ルーチンを終了する。

【0078】

このように、ヒータ通電制御回路１４は、あるサイクル（当該サイクル）の処理を行う場合、１つ前のサイクルにおける値（通電パルスＰｓ及び、温度推定結果ＥＳＴ：推定履歴ＰＲＥＶ）と、当該サイクルにおけるセンサ温度Ｔｄとに基づいて、ＷＡＥ制御を行う。即ち、ヒータ通電制御回路１４は、次のサイクルで値を継承する。ヒータ通電制御回路１４は、温度推定計算を前回の計算の履歴をもとに再計算する。したがって、ヒータ通電制御回路１４は、稼働中に常に計算を行っている。ヒータ通電制御回路１４において、計算結果は、メモリ等に保持され、次のサイクルの計算で再利用される。

【0079】

［目標温度補正処理］
次に、本実施形態の温度制御装置による定着器の温度制御について説明する。
以下に記載する構成部位の仕様又は設計に関する数値、隙間距離、温度及び、温度推定値は、説明のために適宜に設定された一例であり、特に限定されたものではない。また、以下の説明において、「センタ」は、ヒートローラ７１の中央部分及び、該中央部分に接している位置又は対向する位置を示すものとする。「サイド」は、ヒートローラ７１の中央部分を挟んで両側の端部分、及び該両側の端部分に接している位置又は対向する位置を示すものとする。

【0080】

図５は、ヒートローラ７１とセンタの温度センサ７４ａとの接触面の間に隙間を空けた場合のそれぞれの実測の温度と温度推定値の温度を示す表である。これらの隙間は、異物が挟まった状態又は、汚れの付着が生じた場合の隙間を想定している。図７は、図５に示した「温度推定値ＷＡＥセンタ」、「ヒートローラの実温度センタ」及び、「センサ温度センタ」の温度変化の推移をヒートローラ７１とセンタの温度センサ７４ａとの温度特性として示している。

【0081】

図５における温度検出では、設定した隙間（第１隙間～第３隙間）毎に、目標温度（制御温度）を１６０℃に設定し、ウォーミングアップによるヒートローラ７１の加熱が終了し、ＷＡＥ制御が開始してから４０秒の待機時間を経過後に、熱電対（ヒートローラ表面温度を実際に測定）による温度検出を２０秒間計測して、その平均温度を検出値としている。この待機時間は、本実施形態における任意の設定時間であり、定着器の種類によって異なり、限定されたものではない。

【0082】

本実施形態で用いた一例となる定着器２１の構成は、ヒートローラ（Ｈ／Ｒ）７１の直径：Φ３０ｍｍ（芯金肉厚：０．６ｍｍ）、加圧ローラ（Ｐ／Ｒ）７２の直径：Φ３０ｍｍ、Ｐ／Ｒ加圧：１５０Ｎ、制御温度（待機状態時）のヒートローラセンタ１６０℃／ヒートローラサイド１５５℃、周速：２１０ｍｍ／ｓｅｃの仕様及び特性を有し、記録媒体サイズＡ４、単位時間当たりの処理枚数を４５枚／分とする。また、前述したように、ヒートローラ７１内部には、ヒートローラ７１の中央部を温めるセンタヒータ７３ａと、ヒートローラ７１の両端側を温めるサイドヒータ７３ｂ，７３ｃを備え、それぞれがヒートローラ７１を加熱する。センタヒータ７３ａとサイドヒータ７３ｂ，７３ｃは、個々に温度制御することも可能である。

【0083】

図５に示す表の各項目において、「温度センサ（センタ）とヒートローラとの距離」は、ヒートローラ７１とセンタの温度センサ７４ａとの隙間距離「０ｍｍ」の第１隙間Ｃ１、隙間距離「０．２１ｍｍ」の第２隙間Ｃ２及び、隙間距離「０．４２ｍｍ」の第３隙間Ｃ３の３パターンを示している。これらの隙間は、第１隙間Ｃ１は接触状態、第２隙間Ｃ２は、異物と仮定するカプトンテープを３枚（０．０７ｍｍ×３）及び、第３隙間Ｃ３は、カプトンテープを６枚（０．０７ｍｍ×６）を重ねて挟み込むことで、それぞれの離間距離を作り出している。本実施形態では、異物としてカプトンテープを用いたが、これに限定されるものではなく、熱による変形や溶着が生じない物質であれば用いることができる。

【0084】

また、「ヒートローラの実温度センタ」は、外部の熱電対（サーミスタ）をヒートローラ７１の中央部分に装着して実測した温度である。「センサ温度センタ」は、ヒートローラ７１の中央部分に配置される温度センサ７４ａにより検出された温度である。「温度推定値ＷＡＥセンタ」は、前述の隙間を挟んで温度センサ７４ａにより検出されたセンサ温度Ｔｄを用いて、ヒータ通電制御回路１４内の係数加算回路８４から出力されたＷＥＡ制御に用いる温度推定値である。「第１温度上昇分センタ」は、温度推定値ＷＡＥセンタ－センサ温度センタの差分である。「第２温度上昇分センタ」は、ヒートローラ７１の実温度センタ－センサ温度センタの差分である。「実温度上昇分センタ」は、予め測定した正常なヒートローラの温度センタ－現在のヒートローラの実温度センタとの差分である。

【0085】

図５及び図７を参照して、ヒートローラ７１と温度センサ７４ａに隙間が生じた際の温度特性について説明する。ＷＡＥ制御において、その隙間が生じていた場合には、目標温度を１６０℃に設定しても、温度センサ７４ａが実際の温度より低く検知することにより温度推定値ＷＡＥを大きくして、現在の温度よりも昇温させようとセンタヒータ７３ａによる加熱が行われる。

【0086】

第１隙間Ｃ１（０ｍｍ）と第３隙間Ｃ３（０．４２ｍｍ）を比較すると、「センサ温度センタ」は、１６２℃～１６３℃であり、ほぼ一定温度を示しているが、熱電対から得られた「ヒートローラの実温度センタ」は、１７０．２℃から１８９．６℃に上昇し、「推定値ＷＡＥセンタ」も、１７２．９℃から２０３．５℃に上昇している。従って、推定値ＷＡＥセンタとセンサ温度センタとの温度差に応じて、ヒートローラ７１と温度センサ７４ａとの間に異物が挟まっている、又は、ヒートローラ７１と温度センサ７４ａの何れか又は両方に汚れが付着している等の異常が発生しているものと判断することができる。

【0087】

次に、図６は、ヒートローラ７１と両サイドの温度センサ７４ｂとの接触面の間に隙間を空けた場合のそれぞれの実測の温度と温度推定値の温度を示す表である。図８は、図６に示した「温度推定値ＷＡＥサイド」、「ヒートローラの実温度サイド」及び、「センサ温度サイド」の温度変化の推移をヒートローラ７１の両端側と温度センサ７４ｂとの温度特性として示している。尚、図６における温度検出は、図５の例と同等であり、ヒートローラ７１のウォーミングアップ終了後で、ＷＡＥ制御を開始してから４０秒の待機時間を経過後に、熱電対による温度検出を２０秒間計測して、その平均温度を検出値としている。

【0088】

図６に示す表の各項目は、「センタ」と「サイド」が異なる以外、図５に示した項目と同一である。「温度センサ（サイド）とヒートローラとの距離」は、ヒートローラ７１とサイドの温度センサ７４ｂとの隙間距離「０ｍｍ」の第１隙間Ｓ１、隙間距離「０．２１ｍｍ」の第２隙間Ｓ２及び、隙間距離「０．４２ｍｍ」の第３隙間Ｓ３の３パターンである。これらの隙間は、上述したように、異物と仮定するカプトンテープを重ねて挟み込むことで作られている。

【0089】

図６及び図８を参照して、ヒートローラ７１と温度センサ７４ｂに隙間が生じた際の温度特性について説明する。ＷＡＥ制御において、それらの隙間が生じていた場合には、目標温度を１５５℃に設定しても、温度センサ７４ｂが実際の温度より低く検知するため、温度推定値ＷＡＥを大きくして、現在の温度よりも昇温させようとヒータ７３による加熱が行われる。

【0090】

図６において、第１隙間Ｓ１（０ｍｍ）と第３隙間Ｓ３（０．４２ｍｍ）を比較すると、「センサ温度サイド」は、１５７℃のほぼ一定温度を示しているが、熱電対から得られた「ヒートローラの実温度サイド」は、１６２℃から１８１．２℃に上昇し、温度推定値ＷＡＥサイドも、１８３．６℃から２２０．７℃に上昇している。従って、温度推定値ＷＡＥサイドとセンサ温度サイドとの温度差が予め任意に設定した閾値を超えることで、ヒートローラ７１と温度センサ７４ｂとの間に異物が挟まっている、又は、ヒートローラ７１と温度センサ７４ｂの何れか又は両方に汚れが付着している等の異常が発生しているものと判断することができる。

【0091】

次に、図９は、図５に示す温度特性に基づく温度上昇分の相関関係を示す図（相関図）である。図９において、横軸は、図５に示す「第１温度上昇分センタ」（であり、縦軸は、「実温度上昇分センタ」である。例えば、図９に示す相関から一次式の温度センサ７４ａにおける相関式（ｙ＝０．６３ｘ－６．４９）を求めることもできる。温度差検出回路９３は、温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄとの差分からなる第１温度上昇分と、実温度上昇分と、が相関付けられた図９に示す温度上昇分の相関関係（傾きの温度特性）を有し、取得した温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄに基づき、図９に示す相関関係から記実温度上昇分を推定することができる。

【0092】

また、同様に図１０は、図６に示す温度特性に基づく温度上昇分の相関関係を示す図（相関図）である。図１０において、横軸は、図６に示す「第１温度上昇分サイド」であり、縦軸は、「実温度上昇分サイド」である。例えば、図１０に示す相関から一次式の温度センサ７４ａにおける相関式（ｙ＝０．５０ｘ－１３．７８）を求めることもできる。

【0093】

図９及び図１０に示す相関関係から、例えば、温度推定値ＷＡＥと、センサ温度が分かれば、その差分から、ヒートローラ７１の実温度及び、実温度上昇分を推定することができる。
また、図１１は、ヒートローラ７１の実温度上昇分に対する制御補正温度の設定を示す図である。本実施形態に用いた温度センサ７４の検出値に対する温度ばらつきは、基準温度に対して、±５℃とする。勿論、この数値は、温度センサによって異なり、限定されるものではない。

【0094】

図１１に示すように、図９及び図１０からヒートローラ７１の実温度上昇分として目標温度から０～±５℃が推定された場合には、上述の温度ばらつきに基づき、正常であると判断し、ＷＡＥ制御を継続する。尚、実温度が－５℃に温度下降した場合など、温度上昇していない場合には、ヒートローラ７１は適宜、加熱される。

【0095】

実温度上昇分が５℃を超えた時点から温度補正が実行される。即ち、ＷＡＥ制御を中止して、温度センサ７４のセンサ温度Ｔｄに対して相関を持つ補正値により補正した目標値による温度制御に切り換えられる。さらに、実温度上昇分が５～１０℃に推定された場合、制御補正温度を－５℃として、現在の目標温度から－５℃を降温させた目標温度に補正する。以下同様に、実温度上昇分が１０～１５℃の場合、制御補正温度を－１０℃として、現在の目標温度から－１０℃を降温させた目標温度に補正し、実温度差が１５～２０℃の場合、制御補正温度は、－１５℃として、現在の目標温度から－１５℃を降温させた目標温度に補正する。以降、実温度上昇分が５℃を変化する毎に、－５℃を降温させた目標温度に補正する。

【0096】

次に、図１２及び図１３は、制御補正温度を設定するための図である。ここでは、ヒートローラ７１の実温度上昇分と、第１温度上昇分（温度推定値ＷＡＥ－センサ温度としての差分）と制御補正温度とが相関付けられた相関関係を示している。図１２は、ヒートローラ７１の実温度上昇分と、第１温度上昇分センタと制御補正温度とが相関付けられた相関関係を示している。図１３は、ヒートローラ７１の実温度上昇分と、第１温度上昇分サイドと制御補正温度とが相関づけられた相関関係を示している。ここでは、ＷＡＥ制御に代わって、検出されたセンサ温度に相関付けられた制御補正温度を用いて補正した目標温度による温度制御（第２温度制御）を行う。

【0097】

図１２に示すヒートローラ７１のセンタの制御補正温度の設定において、例えば、図９に示した実温度上昇分ｔｂが５℃の場合には、第１温度上昇分センタが約１８．１℃となる。以降、第１温度上昇分センタの温度は、実温度上昇分が１０℃の場合は約２５．９℃、実温度上昇分が１５℃の場合は約３３．８℃、実温度上昇分が２０℃の場合は約４１．７℃となる。

【0098】

図１３に示すヒートローラ７１のサイドの制御補正温度の設定において、例えば、図１０に示した実温度上昇分ｔｂが５℃の場合には、第１温度上昇分サイドが約３７．４℃となる。以降、第１温度上昇分サイドの温度は、実温度上昇分が１０℃の場合は約４７．３℃、実温度上昇分が１５℃の場合は約５７．３℃、実温度上昇分が２０℃の場合は約６７．２℃となる。

【0099】

図１２及び図１３を参照することで、センタ又はサイドの温度は、共に第１温度上昇分ｔａから実温度上昇分ｔｂが何℃であるか推定でき、さらに、推定された実温度上昇分から制御補正温度を求めることができる。一例として、ＷＡＥ制御で求めた温度推定値ＷＡＥセンタ－センサ温度センタの温度差である第１温度上昇分センタｔａが２５℃であった場合は、汚れの付着や異物の挟み込み等の異常により生じた実温度上昇分ｔｂは、目標温度より昇温側へ５℃を超えて１０℃以下（５＜ｔｂ≦１０）の間に昇温していると判断する。このように実温度上昇分ｔｂが昇温した場合には、現在のＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止し、検出されたセンサ温度に相関を持つ制御補正温度を用いて補正した目標温度による温度制御（第２温度制御）を行う。具体的に、この一例においては、現在の目標温度から制御補正温度－５℃を減算した補正目標温度を設定して温度制御を行う。

【0100】

また、図１３において、温度推定値ＷＡＥサイド－センサ温度サイドの温度差である第１温度上昇分サイドｔａが５０℃であった場合は、温度センサ７４ｂに汚れ付着して、実温度上昇分ｔｂは、目標温度より昇温側へ１０℃を超えて１５℃以下（１０＜ｔｂ≦１５）の間に昇温していると判断する。このように実温度上昇分ｔｂが昇温した場合には、現在のＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止し、現在の目標温度から制御補正温度－１５℃減算した補正目標温度を設定して、温度センサ７４を用いた温度制御（第２温度制御）に切り換える。このように相関関係から温度差の応じた正確な補正値を求めることができた。

【0101】

次に、図１４に示すフローチャートを参照して、本実施形態の温度制御装置１０１による温度補正を含む温度制御について説明する。この例では、温度制御装置１０１は、画像形成装置１に搭載された構成例とする。

【0102】

まず、画像形成装置１は、主電源スイッチ２４のオンにより装置が起動する（ＡＣＴ１１）。画像形成装置１のシステムコントローラ１３は、印刷を実行するために、各構成部をイニシャル状態にする。この時、温度制御装置１０１のヒータ通電制御回路１４は、ヒータ７３に電力を供給してヒートローラ７１を加熱して、印刷を開始するためのウォーミングアップが開始される。そのウォーミングアップが終了したと共に、ＷＡＥ制御を開始し（ＡＣＴ１２）、待機時間のカウントを開始する。

【0103】

次に、システムコントローラ１３は、温度センサ７４（７４ａ，７４ｂ）が検出したセンサ温度が４０℃以下か否かを判断する（ＡＣＴ１３）。このＡＣＴ１３の判断で、センサ温度が４０℃より高い場合には（ＮＯ）、温度センサ７４に付着した汚れや異物の挟み込みの有無が正確に判断できないため、ＷＡＥ制御による第１温度制御を継続し、第２温度制御による制御モードには切り換えないと判断する。尚、第２温度制御は、前述した図５乃至図１３に示したように、検出されたセンサ温度に相関を持つ制御補正温度を用いて補正した目標温度による温度制御を行うものである。一方、ＡＣＴ１３の判断で、温度センサ７４が検出したセンサ温度が４０℃以下であった場合には（ＹＥＳ）、第２温度制御による制御モードに切り換えることが可能であると判断する。

【0104】

次に、記録媒体への印刷指示を受信したか否かを判断する（ＡＣＴ１４）。ＡＣＴ１４の判断で、印刷指示を受信した場合には（ＹＥＳ）、ＷＡＥ制御を継続させる中で記録媒体に印刷を行う。一方、ＡＣＴ１４の判断で、印刷指示を受信していない場合には（ＮＯ）、ＷＡＥ制御の開始時からカウントした待機時間が４０秒を経過したか否かを判断する（ＡＣＴ１５）。

【0105】

このＡＣＴ１５の判断において、待機時間が４０秒未満であれば（ＮＯ）、時間のカウントを継続し、待機時間が４０秒を経過していれば（ＹＥＳ）、センタ及びサイドの温度推定値ＷＡＥセンタ及び温度推定値ＷＡＥサイドの第１記憶回路９１への記憶を開始する。同時に、センタ及びサイドの温度センサ７４ａ，７４ｂが検出したセンサ温度Ｔｄの上記温度推定値ＷＡＥ（センタ、サイド）と同じタイミングでの第２記憶回路９２への記憶を開始する（ＡＣＴ１６）。これらの記憶を開始すると共に、記憶時間のカウントを開始する。尚、これらの記憶におけるサンプリングのタイミングは、適宜設定する。

【0106】

次に、温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄの記憶を開始してから２０秒が経過したか否かを判断する（ＡＣＴ１７）。ＡＣＴ１７の判断で、２０秒が経過していないならば（ＮＯ）、温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄを記憶することを継続する。一方、ＡＣＴ１７の判断で、２０秒が経過したならば（ＹＥＳ）、その２０秒間における温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄのそれぞれの平均値を算出して、第１記憶回路９１及び第２記憶回路９２に記憶させる（ＡＣＴ１８）。尚、温度推定値ＷＡＥとセンサ温度Ｔｄの記憶中に印刷指示を受信した場合には、これらの記憶動作を中止して、記録媒体への印刷を実行し、その後、再度、待機時間のカウントを行う。

【0107】

次に、温度差検出回路９３は、第１記憶回路９１から温度推定値ＷＡＥセンタを読み出し、第２記憶回路９２からセンサ温度センタを読み出して、第１温度上昇分センタ（温度推定値ＷＡＥ－センサ温度の差分）ｔａＣを求める。この第１温度上昇分センタｔａＣが予め設定した閾値温度ｔｈＣよりも高いか否かを判断する（ＡＣＴ１９）。ここでは、閾値温度ｔｈは、センタの閾値温度ｔｈＣが「１８．１℃」に設定され、後述するサイドの閾値温度ｔｈＳが「３７．４℃」に設定されている。勿論、これらの閾値温度は、適宜設定される温度であり、限定されるものではない。

【0108】

このＡＣＴ１９の判断において、第１温度上昇分センタｔａＣが予め設定した閾値温度ｔｈＣである１８．１℃以下であれば（ＮＯ）、定着器２１のヒートローラ７１と温度センサ７４ａは、正常であると判断して、ＷＡＥ制御を継続する。一方、ＡＣＴ１９の判断において、第１温度上昇分センタｔａＣが予め設定した閾値温度１８．１℃よりも高ければ（ＹＥＳ）、センタの温度センサ７４ａに汚れが付着している又は、ヒートローラ７１との間に異物が挟まっている等の異常が発生しているものと判断して、センタのＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止するべく、差分比較回路８６へ制御切替信号ＳＷを出力する（ＡＣＴ２０）。この制御切替信号ＳＷを受けて、差分比較回路８６は、係数加算回路８４からの温度推定値ＷＡＥと目標温度出力回路８５からの目標温度ＴＧＴとの差分ＤＩＦの算出を停止する。これにより、センタのＷＡＥ制御（第１温度制御）が停止する。

【0109】

センタのＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止した後、前述した温度センサにより温度制御を行う第２温度制御に切り換えて、センタにおける目標温度を補正する制御温度補正（目標温度を降温する補正）を行う（ＡＣＴ２１）。例えば、目標温度補正回路９４において、図１１及図１２に示す温度の相関関係を利用して、算出された第１温度上昇分ｔａが「２０℃」（１８．１＜ｔａ≦２５．９）であった場合には、実温度上昇分として、５＜ｔｂ≦１０に該当し、制御補正温度は「－５℃」が得られる。よって、現在の目標温度から－５℃を減算した補正目標温度Ｔａｄを算出し、目標温度出力回路８５に出力する。目標温度出力回路８５は、補正目標温度Ｔａｄからなる目標温度ＴＧＴとして、差分比較回路８６に出力する。差分比較回路８６は、目標温度ＴＧＴとセンタにおけるセンサ温度Ｔｄとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成回路８７に出力する。

【0110】

次に、ＡＣＴ２１において、目標温度を補正する制御温度補正が行われると、サービスマンに対して、定着器２１の温度制御に異常が発生してことを通知する（ＡＣＴ２２）。その通知内容として、具体的に、ヒートローラ７１と温度センサ７４との間に不具合が生じていることを示唆してもよい。

【0111】

このＡＣＴ２２における通知後に、引き続き、温度推定値ＷＡＥサイドとセンサ温度サイドの差分から第１温度上昇分サイドｔａＳを求める。この第１温度上昇分サイドｔａＳが予め設定した閾値温度ｔｈＳよりも高いか否かを判断する（ＡＣＴ２３）。ここでは、前述したように、サイドの閾値温度ｔｈＳが「３７．４℃」に設定されている。

【0112】

このＡＣＴ２３の判断において、第１温度上昇分サイドｔａＳが予め設定した閾値温度ｔｈＳである３７．４℃以下であれば（ＮＯ）、定着器２１のヒートローラ７１と温度センサ７４ｂは、正常であると判断して、ＷＡＥ制御を継続する。一方、ＡＣＴ２３の判断において、第１温度上昇分サイドｔａが予め設定した閾値温度３７．４℃よりも高ければ（ＹＥＳ）、サイドの温度センサ７４ｂに汚れが付着している又は、ヒートローラ７１との間に異物が挟まっている等の異常が発生しているものと判断して、サイドのＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止するべく、差分比較回路８６へ制御切替信号ＳＷを出力する（ＡＣＴ２４）。この例では、温度センサ７４ｂの何れか一方に異常が発生した場合であっても、両サイドの温度センサ７４ｂの両方に異常があったものとして、一体的に扱っている。

【0113】

この制御切替信号ＳＷを受けて、差分比較回路８６は、係数加算回路８４からの温度推定値ＷＡＥと目標温度出力回路８５からの目標温度ＴＦＴとの差分の算出を停止することで、サイドのＷＡＥ制御（第１温度制御）を停止することになる。その後、前述した第２温度制御に切り換え、サイドにおける目標温度を補正する制御温度補正（目標温度を降温する補正）を行う（ＡＣＴ２５）。例えば、目標温度補正回路９４において、図１１及図１３に示す温度の相関関係を利用して、算出された第１温度上昇分ｔａが「５０℃」（４７．３＜ｔａ≦５７．３）であった場合には、実温度上昇分として、１０＜ｔｂ≦１５に該当し、制御補正温度は「－１０℃」が得られる。よって、現在の目標温度から－１０℃を減算した補正目標温度Ｔａｄを算出し、目標温度出力回路８５に出力する。目標温度出力回路８５は、補正目標温度Ｔａｄからなる目標温度ＴＧＴとして、差分比較回路８６に出力する。差分比較回路８６は、この目標温度ＴＧＴとサイドにおけるセンサ温度Ｔｄとの差分ＤＩＦを算出し、制御信号生成回路８７に出力する。

【0114】

次に、ＡＣＴ２５において、目標温度を補正する制御温度補正が行われると、サービスマンに対して、定着器２１の温度制御に異常が発生してことを通知する（ＡＣＴ２６）。その通知内容として、具体的に、ヒートローラ７１と温度センサ７４との間に不具合が生じていることを示唆してもよい。

【0115】

以上のように、本実施形態の温度制御装置によれば、サービスマンが対応するまで、温度センサによる目標温度の降温補正による温度制御は、継続して行われる。温度制御装置をこのように構成することにより、センタ、サイドの温度センサに生じる異常を検知して適正な温度制御を行うことで、定着器２１に生じる高温オフセットやサービスコール等の緊急的に装置が停止する故障を未然に防止することができる。

【0116】

尚、図１４に示すフローチャートにおいて、記録媒体を通紙させることにより、温度センサ７４に付着していた汚れが落ちた場合又は、挟まっていた異物が外れ出た場合には、第１温度上昇分が正常と判断される規定温度以内になるため、制御補正温度による補正無し判断から、温度センサを利用した第２温度制御からＷＡＥ制御に復帰するステップを組み入れてもよい。

【0117】

また、本実施形態の画像形成装置は、インターネット等のネットワークを介して外部の機器、例えば、自宅や出先機関等のワークプレイスにあるパソコンと通信可能に接続され、パソコンの遠隔操作により種々の情報の印刷や保守管理の実施が可能である。そのパソコンに前述した保守管理結果のワーニング情報を表示させることもできる。
［定着器の第２の構成例］
次に、本実施形態に係る画像形成装置１に適用可能な定着器の第２の構成例について説明する。図１５は、定着器の第２の構成例を示す図である。また、図１６は、第２の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【0118】

定着器２１は、温度センサ７４、定着部材としての筒状フィルムからなるヒートローラ７１、加圧ローラ７２、ヒータ（ヒータ、例えば、ランプヒータ）７３及び、ヒータ基板７５等を有する。加圧ローラ７２は、ヒートローラ７１との間でニップを形成する。ヒートローラ７１と加圧ローラ７２は、ニップに進入した記録媒体Ｐを加圧しながら加熱する。温度センサ７４は、サーミスタ等の接触式の温度検出素子が用いられ、センタ温度センサ７４ａと、２つのサイド温度センサ７４ｂ、７４ｃとを備える。

【0119】

ヒータユニット７６は、ヒータ７３及びヒータ基板７５等で構成される。ヒータ７３は、例えば、ハロゲンヒータ、ランプヒータ、ＩＨヒータ及び、抵抗加熱ヒータ等を用いることができる。ヒータ基板７５は、金属材料又はセラミック材料等を用いて、長細い長方形の板状に形成される。ヒータ基板７５は、ヒートローラ７１の径方向の内側に配置される。ヒータ基板７５の長方形の長辺は、ヒートローラ７１の軸方向に沿った方向とする。

【0120】

本実施形態のヒータ７３は、一例として、３分割されたセンタヒータ７３ａ、サイドヒータ７３ｂ及び、サイドヒータ７３ｃで構成される。これらのヒータ７３ａ、７３ｂ、７３ｃは、用紙搬送方向と直交する方向（ヒータ基板７５の長手方向）に並べて配置される。センタヒータ７３ａの中央位置と、ニップを通過する記録媒体Ｐの幅方向（搬送方向に直交する方向）における中央位置とが一致するように、センタヒータ７３ａが配置される。２つのサイドヒータ７３ｂとサイドヒータ７３ｃは、センタヒータ７３ａの長手方向の両端に隣接するように配置される。

【0121】

ヒータ７３のうちのセンタヒータ７３ａは、第１熱源とし、サイドヒータ７３ｂ及びサイドヒータ７３ｃは、第２熱源とする。センタヒータ７３ａは、図１５に示すように、矢印の用紙搬送方向と直交する方向において、センタ領域Ｃを中心に熱を供給する。但し、センタヒータ７３ａのみを発熱させた場合であっても、伝熱によりサイド領域Ｓの温度も上昇する。サイドヒータ７３ｂとサイドヒータ７３ｃは、図１５に示すように、用紙搬送方向と直交する方向において、それぞれのサイド領域Ｓを中心に熱を供給する。

【0122】

また、温度センサ７４ａは、センタヒータ７３ａが加熱するセンタ領域Ｃの温度を主として検出する。また、温度センサ７４ｂ，７４ｃは、サイドヒータ７３ｂ，７３ｃが加熱するそれぞれのサイド領域Ｓの温度を主として検出する。このような定着器２１は、上述したＷＡＥ制御により加熱を制御することが可能である。

【0123】

以上のように、図１５及び図１６に示す定着器２１においても、上述したＷＡＥ制御が可能である。このため、図１５及び図１６に示す定着器２１を備える画像形成装置１についても、上述したようなＷＡＥ推定値を用いた温度制御を実施することができる。
［定着器の第３の構成例］
次に、本実施形態に係る画像形成装置１に適用可能な定着器の第３の構成例について説明する。図１７は、定着器の第３の構成例を示す図である。また、図１８は、第３の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【0124】

図１７に示すように、定着器１２１は、温度センサ７４（７４ａ、７４ｂ）、定着部材（定着回転体）としての筒状フィルム１７１、加圧ローラ１７２、ヒータ及びヒータ基板１７５等を有する。加圧ローラ１７２は、筒状フィルム１７１との間でニップを形成する。筒状フィルム１７１と加圧ローラ１７２は、ニップに進入した印刷媒体Ｐを加圧しながら加熱する。

【0125】

ヒータユニットは、ヒータ１７３及びヒータ基板１７５などを有する。ヒータ基板１７５は、金属材料又はセラミック材料などで形成される。ヒータ基板１７５は、長細い長方形の板状に形成される。ヒータ基板１７５は、筒状フィルム１７１の径方向の内側に配置される。ヒータ基板１７５は、筒状フィルム１７１の軸方向を長手方向とする。

【0126】

ヒータ１７３は、複数のヒータ１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃを含む。ヒータ１７３は、ヒータ基板１７５に配置された状態で、筒状フィルム１７２の内面に接するように設けられる。これらのセンタヒータ１７３ａ、サイド１７３ｂ、サイド１７３ｃの各々は、交流電源からの電力供給により発熱する抵抗体である。

【0127】

センタヒータ１７３ａは、搬送方向に直交する方向における印刷媒体Ｐの幅（用紙幅）が最大の印刷媒体Ｐにトナーを定着するために用いる。センタヒータ１７３ａは、最大の用紙幅に対応する幅を有する。センタヒータ１７３ａは、ヒータ基板１７５において、印刷媒体Ｐの搬送方向の上流側と下流側とに配置される。

【0128】

センタヒータ１７３ｂは、印刷媒体Ｐの搬送方向に直交する方向において、センタヒータ１７３ａよりも短いヒータである。ヒータ１７３ｃは、印刷媒体Ｐの搬送方向に直交する方向において、センタヒータ１７３ｂよりもさらに短いヒータである。センタヒータ１７３ａがメインヒータであり、センタヒータ１７３ｂ及び１７３ｃがサブヒータである。メインヒータとサブヒータとは、印刷媒体Ｐの用紙幅に応じてオンオフが制御される。

【0129】

以上のように、図１７及び図１８に示す定着器１２１についても、上述したＷＡＥ制御が可能である。このため、図１７及び図１８に示す定着器１２１を備える画像形成装置は、上述したようなＷＡＥ推定値を用いた温度制御が実施できる。
［定着器の第４の構成例］
次に、本実施形態に係る画像形成装置１に適用可能な定着器の第４の構成例について説明する。図１９は、定着器の第４の構成例を示す図である。また、図２０は、第４の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。
図１９に示すように、定着器２２１は、温度センサ７４（７４ａ、７４ｂ）、定着部材（定着回転体）としての筒状フィルム２７１、加圧ローラ２７２、ヒータ２７３及びヒータ基板２７５などを有する。加圧ローラ２７２は、筒状フィルム２７１との間でニップを形成する。筒状フィルム２７１と加圧ローラ２７２は、ニップに進入した印刷媒体Ｐを加圧しながら加熱する。

【0130】

ヒータユニットは、ヒータ２７３（２７３ａ、２７３ｂ）及びヒータ基板２７５などを有する。ヒータ基板２７５は、金属材料又はセラミック材料などで形成される。ヒータ基板２７５は、長細い長方形の板状に形成される。ヒータ基板２７５は、筒状フィルム２７１の径方向の内側に配置される。ヒータ基板２７５は、筒状フィルム２７１の軸方向を長手方向とする。

【0131】

ヒータ２７３は、複数のヒータ２７３ａ、２７３ｂを含む。ヒータ２７３は、ヒータ基板２７５に配置された状態で、筒状フィルム２７１の内面に接するように設ける。センタヒータ２７３ａ、サイド２７３ｂの各々は、例えば、交流電源からの電力供給により発熱する抵抗体である。

【0132】

センタヒータ２７３ａは、搬送方向に直交する方向における印刷媒体Ｐの最大幅に対応する幅を有する。センタヒータ２７３ａは、図２０に示すように、搬送方向に直交する方向における中央部で搬送方向に対する幅が大きく、端部で搬送方向に対する幅が小さい。センタヒータ２７３ａは、センタ領域Ｃを重点的に加熱するように構成されたメインヒータである。また、ヒータ２７３ｂは、搬送方向に直交する方向における中央部で搬送方向に対する幅が小さく、端部で搬送方向に対する幅が大きい。ヒータ２７３ｂは、サイド領域Ｓを重点的に加熱するように構成されたサブヒータである。メインヒータとサブヒータとは、印刷媒体Ｐの用紙幅に応じてオンオフが制御される。

【0133】

以上のように、図１９及び図２０に示す定着器２２１においても、上述したＷＡＥ制御が可能である。これにより、図１９及び図２０に示す定着器２２１を備える画像形成装置１は、上述したようなＷＡＥ推定値を用いた温度制御を実施することができる。
［定着器の第５の構成例］
次に、本実施形態に係る画像形成装置１に適用可能な定着器の第５の構成例について説明する。図２１は、定着器の第５の構成例を示す図である。また、図２２は、第５の構成例の定着器におけるヒータユニットの構成例を示す図である。

【0134】

図２１に示すように、定着器３２１は、温度センサ７４（７４ａ、７４ｂ）、定着部材としてのヒートローラ３７１、加圧ローラ３７２、及び、誘導加熱コイル３７３等を有する。加圧ローラ３７２は、ヒートローラ３７１との間でニップを形成する。ヒートローラ３７１と加圧ローラ３７２とは、ニップに進入した印刷媒体Ｐを加圧しながら加熱する。

【0135】

誘導加熱コイル３７３は、定着部材としてのヒートローラ３７１を加熱する熱源の例である。誘導加熱コイル３７３は、中央コイル３７３ａと端部コイル３７３ｂとで構成される。中央コイル３７３ａと端部コイル３７３ｂとは、ヒートローラ３７１の内部に用紙の搬送方向と直交する方向（ヒートローラ３７１の回転軸方向）に並べて配置される。中央コイル３７３ａは、ニップを通過する印刷媒体Ｐの幅方向（搬送方向に直交する方向）における中央位置が合うように配置される。端部コイル３７３ｂは、中央コイル３７３ａの両脇に並べて配置される。

【0136】

中央コイル３７３ａは、第１の熱源の例である。この中央コイル３７３ａは、図２２に示すように、用紙搬送方向と直交する方向において、ヒートローラ３７１のセンタ領域Ｃを加熱する。端部コイル３７３ｂは、第２の熱源の例である。端部コイル３７３ｂは、図２２に示すように、用紙搬送方向と直交する方向において、ヒートローラ３７１のサイド領域Ｓを加熱する。

【0137】

温度センサ７４ａ、７４ｂは、前述した第１の構成例の定着器２１と同様に、サーミスタなどの接触式の温度検知装置である。温度センサ７４ａは、ヒートローラ３７１のセンタ領域Ｃの温度を検知する。また、温度センサ７４ｂは、ヒートローラ３７１のサイド領域Ｃの温度を検知する。

【0138】

以上のように、図２１及び図２２に示す定着器３２１についても、上述したＷＡＥ制御が可能である。このため、図２１及び図２２に示す定着器３２１を備える画像形成装置１では、上述したようなＷＡＥ推定値を用いた温度制御を実施することができる。

【0139】

その他、本発明の一態様は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この一態様は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この一態様やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0140】

１…画像形成装置、１１…筐体、１２…通信インタフェース、１３…システムコントローラ、１４…ヒータ通電制御回路、１５…表示部、１６…操作インタフェース、１７…用紙トレイ、１８…排紙トレイ、１９…搬送部、２０…画像形成部、２１…定着器、２２…プロセッサ、２３…メモリ、２４…主電源スイッチ、２５…温度制御回路、３１…給紙搬送路、３２…排紙搬送路、３３…ピックアップローラ、４１…プロセスユニット、４２…露光器、４３…転写機構、５１…感光ドラム、５２…帯電チャージャ、５３…現像器、６１…１次転写ベルト、６２…２次転写対向ローラ、６３…１次転写ローラ、６４…２次転写ローラ、７１…ヒートローラ、７２…加圧ローラ、７３…ヒータ、７３ａ…センタヒータ、７３ｂ…サイドヒータ、７３ｃ…サイドヒータ、７４…温度センサ、７４ａ，７４ｂ，７４ｃ…温度センサ、７５…ヒータ基板、７６…ヒータユニット、８１…温度推定回路、８２…推定履歴保持回路、８３…高周波成分抽出回路、８４…係数加算回路、８５…目標温度出力回路、８６…差分比較回路、８７…制御信号生成回路、８８…電源回路、９１，９２…記憶回路、９３…温度差検出回路、９４…目標温度補正回路、１０１…温度制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】