(57)【要約】【課題】発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制すること。【解決手段】発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２と、を少なくとも有するヒータ５４と、ヒータ５４により加熱されるフィルム５１と、フィルム５１とともに定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３と、発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２に電力を供給するための電力供給経路を切り替える発熱体切り替え器５７と、発熱体切り替え器５７を制御するＣＰＵ９４と、を備え、ＣＰＵ９４は、小サイズ紙に連続して印刷を行う場合に、小サイズ紙が定着ニップ部Ｎにおいて挟持されている間に、発熱体５４ｂ２に電力が供給されるように発熱体切り替え器５７による電力供給経路の切り替え動作を開始する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、を少なくとも有するヒータと、
前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、
前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、
前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給するための電力供給経路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御する第１の制御手段と、
を備え、記録材が前記ニップ部を通過することで、前記ニップ部で記録材に担持された未定着のトナー像を熱により定着する定着装置であって、
前記第１の制御手段は、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第１の記録材に連続して印刷を行う場合に、前記第１の記録材が前記ニップ部において挟持されている間に、前記第２の発熱体に電力が供給されるように前記切替手段による前記電力供給経路の切り替え動作を開始することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給する又は電力の供給を遮断する接続手段を備え、
前記第１の制御手段は、前記接続手段により前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力の供給が遮断されている状態で、前記切替手段による前記切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１の制御手段は、前記第１の記録材の搬送方向における後端の余白部の開始位置が前記ニップ部に到達したタイミング以降に、前記切替手段による前記切り替え動作を開始することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１の制御手段は、前記切り替え動作が終了した後、前記接続手段による前記第２の発熱体への電力の供給を開始してから、前記第１の回転体及び前記第２の回転体のうち外周長が長い方の部材が１周した後に前記第１の記録材に続いて前記ニップ部に突入する第２の記録材の先端が前記ニップ部に到達するように制御することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１の制御手段は、前記第１の記録材に印刷される画像の搬送方向における後端が前記ニップ部に到達したタイミング以降に、前記切替手段による前記切り替え動作を開始することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１の制御手段は、前記第１の記録材に印刷される画像の搬送方向における後端の位置から、前記第１の回転体及び前記第２の回転体のうち外周長が短い方の部材の外周長分、前記搬送方向に遡った位置が前記ニップ部に到達したタイミング以降に、前記切替手段による前記切り替え動作を開始することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項７】
入力された画像データに基づき、前記画像の前記搬送方向における前記後端を求める第２の制御手段を備え、
前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段に前記後端の情報を送信することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記第１の制御手段は、
前記後端の位置から前記第１の記録材の前記搬送方向における後端までの長さが所定の長さ以上の場合には、前記第１の記録材の後端が前記ニップ部を通過してから前記第１の記録材に続いて前記ニップ部に突入する第２の記録材の先端が前記ニップ部に到達するまでの距離である紙間を、前記定着装置において設定可能な最短の紙間となるように制御し、
前記後端の位置から前記第１の記録材の前記搬送方向における後端までの長さが前記所定の長さ未満の場合には、前記切替手段による前記切り替え動作が終了した後、前記接続手段による前記第２の発熱体への電力の供給を開始してから、前記第１の回転体及び前記第２の回転体のうち外周長が長い方の部材が１周した後に前記第２の記録材の先端が前記ニップ部に到達するように制御することを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記第１の制御手段は、指定された枚数の前記第１の記録材への印刷が終了した後、前記第１の発熱体に電力が供給されるように前記切替手段により前記切り替え動作を行うことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記第１の制御手段は、前記第１の記録材に連続して印刷を行う場合であっても、所定の枚数までは前記第１の発熱体を用いて前記第１の記録材に定着処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記第１の制御手段は、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが長い第３の記録材に連続して印刷を行う場合には、前記第１の発熱体を用いて定着処理を行うことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記第１の回転体はフィルムであることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記フィルムの内面に接するように前記ヒータは設けられており、
前記ニップ部は、前記フィルムを介して前記ヒータと前記第２の回転体とにより形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
記録材上の未定着のトナー像を定着する請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を採用する画像形成装置に搭載される定着装置、及びこの定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置には、異なる長さの発熱体を複数備える定着装置が搭載されている場合がある。切り替えリレーにより電力の供給が行われる発熱体を排他的に切り替えることで、用紙のサイズに応じた長さの発熱体を選択的に用いて非通紙部昇温を防止する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、非通紙部昇温とは、発熱体の長手方向の長さよりも短い幅の用紙Ｐに定着処理を行っている場合に、発熱体と用紙とが接しない非通紙部において温度が上昇する現象をいう。
【０００３】
切り替えリレーにより電力の供給を行う発熱体を選択する構成では、切り替えリレーの接点溶着を回避するために、ヒータに供給される電力を遮断してから接点を切り替えることが望ましい。このため、プリント中に発熱体の切り替えを行うと、発熱体の切り替え動作中は定着装置の各種構成部材の温度が低下してしまう。これに対し、連続プリント動作中の発熱体の切替えを、用紙と用紙との間（以下、紙間という）で行うことで、発熱体の切り替え動作時の電力遮断の影響を軽減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１００５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プロセス速度が速い画像形成装置では、紙間内で切り替えリレーによる接点の切り替え動作を完了するために、紙間を延長する必要があり、スループットが低下する場合がある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
【０００８】
（１）第１の発熱体と、前記第１の発熱体よりも長手方向の長さが短い第２の発熱体と、を少なくとも有するヒータと、前記ヒータにより加熱される第１の回転体と、前記第１の回転体とともにニップ部を形成する第２の回転体と、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給するための電力供給経路を切り替える切替手段と、前記切替手段を制御する第１の制御手段と、を備え、記録材が前記ニップ部を通過することで、前記ニップ部で記録材に担持された未定着のトナー像を熱により定着する定着装置であって、前記第１の制御手段は、前記第２の発熱体よりも前記長手方向の長さが短い第１の記録材に連続して印刷を行う場合に、前記第１の記録材が前記ニップ部において挟持されている間に、前記第２の発熱体に電力が供給されるように前記切替手段による前記電力供給経路の切り替え動作を開始することを特徴とする定着装置。
【０００９】
（２）記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、記録材上の未定着のトナー像を定着する前記（１）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１〜３の画像形成装置の構成図
【図２】実施例１〜３の画像形成装置のブロック図
【図３】実施例１〜３の定着装置の長手方向の中央部付近の断面模式図
【図４】実施例１〜３のヒータの模式図、電力制御回路の模式図
【図５】実施例１〜３の発熱体切り替え制御のフローチャート
【図６】実施例１の発熱体切り替え制御のタイミングチャート
【図７】実施例２の発熱体切り替え制御のタイミングチャート
【図８】実施例２、３の印刷した画像を説明する図
【図９】実施例３の発熱体切り替え制御のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
［全体構成］
図１は実施例１の定着装置を搭載した一例の画像形成装置である、インライン方式のカラー画像形成装置を示す構成図である。図１を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の動作を説明する。なお、第１ステーションをイエロー（Ｙ）色のトナー画像形成用のステーション、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。また、第３ステーションをシアン（Ｃ）色のトナー画像形成用のステーション、第４ステーションをブラック（Ｋ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。
【００１４】
第１ステーションで、像担持体である感光ドラム１ａは、ＯＰＣ感光ドラムである。感光ドラム１ａは金属円筒上に感光して電荷を生成するキャリア生成層、発生した電荷を輸送する電荷輸送層等からなる機能性有機材料が複数層積層されたものであり、最外層は電気的導電性が低くほぼ絶縁である。帯電手段である帯電ローラ２ａが感光ドラム１ａに当接され、感光ドラム１ａの回転に伴い、従動回転しながら感光ドラム１ａ表面を均一に帯電する。帯電ローラ２ａには直流電圧又は交流電圧を重畳した電圧が印加され、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａ表面とのニップ部から、回転方向の上流側及び下流側の微小な空気ギャップにおいて放電が発生することにより感光ドラム１ａが帯電される。クリーニングユニット３ａは、後述する転写後に感光ドラム１ａ上に残ったトナーをクリーニングするユニットである。現像手段である現像ユニット８ａは、現像ローラ４ａ、非磁性一成分トナー５ａ、現像剤塗布ブレード７ａからなる。感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、クリーニングユニット３ａ、現像ユニット８ａは、画像形成装置に対して着脱自在な一体型のプロセスカートリッジ９ａとなっている。
【００１５】
露光手段である露光装置１１ａは、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニット又はＬＥＤ（発光ダイオード）アレイから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。また、帯電ローラ２ａは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電高電圧電源２０ａに接続されている。現像ローラ４ａは、現像ローラ４ａへの電圧供給手段である現像高電圧電源２１ａに接続されている。１次転写ローラ１０ａは、１次転写ローラ１０ａへの電圧供給手段である１次転写高電圧電源２２ａに接続されている。以上が第１ステーションの構成であり、第２、第３、第４ステーションも同様の構成をしている。他のステーションについて、第１ステーションと同一の機能を有する部品は同一の符号を付し、符号の添え字にステーションごとにｂ、ｃ、ｄを付している。なお、以下の説明において、特定のステーションについて説明する場合を除き、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。
【００１６】
中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写対向ローラ１５、テンションローラ１４、補助ローラ１９の３本のローラにより支持されている。テンションローラ１４のみバネで中間転写ベルト１３を張る方向の力が加えられており、中間転写ベルト１３に適当なテンション力が維持されるようになっている。２次転写対向ローラ１５はメインモータ（不図示）からの回転駆動を受けて回転し、外周に巻かれた中間転写ベルト１３が回動する。中間転写ベルト１３は感光ドラム１ａ〜１ｄ（例えば、図１では反時計回り方向に回転）に対して順方向（例えば、図１では時計回り方向）に略同速度で移動する。また、中間転写ベルト１３は、矢印方向（時計回り方向）に回転し、１次転写ローラ１０は中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と反対側に配置されて、中間転写ベルト１３の移動に伴い従動回転する。中間転写ベルト１３をはさんで感光ドラム１と１次転写ローラ１０とが当接している位置を１次転写位置という。補助ローラ１９、テンションローラ１４及び２次転写対向ローラ１５は電気的に接地されている。なお、第２〜第４ステーションも１次転写ローラ１０ｂ〜１０ｄは第１ステーションの１次転写ローラ１０ａと同様の構成としているので説明を省略する。
【００１７】
次に実施例１の画像形成装置の画像形成動作を説明する。画像形成装置は待機状態時に印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートする。感光ドラム１や中間転写ベルト１３等はメインモータ（不図示）によって所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電高電圧電源２０ａにより電圧が印加された帯電ローラ２ａによって一様に帯電され、続いて露光装置１１ａから照射された走査ビーム１２ａによって画像情報（画像データともいう）に従った静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像ローラ４ａに塗布される。そして、現像ローラ４ａには、現像高電圧電源２１ａより所定の現像電圧が供給される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像ローラ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーが付着することによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（例えば、Ｙ（イエロー））のトナー像が形成される。他の色Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各ステーション（プロセスカートリッジ９ｂ〜９ｄ）も同様に動作する。各色の１次転写位置間の距離に応じて、一定のタイミングでコントローラ（不図示）からの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像が各感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される。それぞれの１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにはトナーと逆極性の直流高電圧が印加される。以上の工程により、順に中間転写ベルト１３にトナー像が転写されていき（以下、１次転写という）、中間転写ベルト１３上に多重トナー像が形成される。
【００１８】
その後、トナー像の作像に合わせて、カセット１６に積載されている記録材である用紙Ｐは、給紙ソレノイド（不図示）によって回転駆動される給紙ローラ１７により給送（ピックアップ）される。給送された用紙Ｐは搬送ローラによりレジストレーションローラ（以下、レジストローラという）１８に搬送される。レジストローラ１８の下流側にはレジストレーションセンサ（以下、レジセンサという）１０３が配置されている。レジセンサ１０３は、用紙Ｐの先端が到着してから用紙Ｐの「有り」を検知し、用紙Ｐの後端が通過すると用紙Ｐの「無し」を検知する。用紙Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期して、レジストローラ１８によって中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５との当接部である転写ニップ部へ搬送される。２次転写ローラ２５には２次転写高電圧電源２６により、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して用紙Ｐ上（記録材上）に転写される（以下、２次転写という）。用紙Ｐ上に未定着のトナー像が形成されるまでに寄与した部材（例えば、感光ドラム１等）は画像形成手段として機能する。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留したトナーは、クリーニングユニット２７によって清掃される。２次転写が終了した後の用紙Ｐは、定着手段である定着装置５０へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として排出トレー３０へと排出される。定着装置５０のフィルム５１、ニップ形成部材５２、加圧ローラ５３、ヒータ５４については後述する。
【００１９】
複数枚の用紙Ｐに連続して画像を印刷する印刷モードを、以下、連続印刷や連続ジョブという。連続印刷において、先行して印刷が行われる用紙Ｐ（以下、先行紙という）の後端と先行紙に続いて印刷が行われる後続の用紙Ｐ（以下、後続紙（第２の記録材）という）の先端との間を紙間という。実施例１では、連続印刷において、紙間の距離が例えば３０ｍｍになるように、中間転写ベルト１３上のトナー像と用紙Ｐとが同期して搬送され、印刷が行われる。
【００２０】
［画像形成装置のブロック図］
図２は画像形成装置の動作を説明するブロック図であり、この図を参照しながら画像形成装置の印刷動作について説明する。ホストコンピュータであるＰＣ１１０は、画像形成装置の内部にあるビデオコントローラ９１に対して印刷指令を出力し、印刷画像の画像データをビデオコントローラ９１に転送する役割を担う。
【００２１】
第２の制御手段であるビデオコントローラ９１はＰＣ１１０から入力された画像データを露光データに変換し、エンジンコントローラ９２内にある露光制御装置９３に転送する。露光制御装置９３はＣＰＵ９４から制御され、露光データのオンオフ、露光装置１１の制御を行う。第１の制御手段であるＣＰＵ９４は印刷指令を受信すると画像形成シーケンスをスタートさせる。
【００２２】
エンジンコントローラ９２にはＣＰＵ９４、メモリ９５等が搭載されており、予めプログラムされた動作を行う。高電圧電源９６は上述の帯電高電圧電源２０、現像高電圧電源２１、１次転写高電圧電源２２、２次転写高電圧電源２６から構成される。また、電力制御部９７は双方向サイリスタ（以下、トライアックという）５６、電力を供給する電力供給経路を切り替えることによって発熱体を切り替える切替手段である発熱体切り替え器５７等から構成される。電力制御部９７は、定着装置５０において発熱する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。実施例１において、発熱体切り替え器５７は、例えばＣ接点リレーである。また、駆動装置９８はメインモータ９９、定着モータ１００等から構成される。またセンサ１０１は定着装置５０の温度を検知する定着温度センサ５９、フラグを有し用紙Ｐの有無を検知する紙有無センサ１０２等からなり、センサ１０１の検知結果はＣＰＵ９４に送信される。なお、レジセンサ１０３は紙有無センサ１０２に含まれる場合もある。ＣＰＵ９４は画像形成装置内のセンサ１０１の検知結果を取得し、露光装置１１、高電圧電源９６、電力制御部９７、駆動装置９８を制御する。これにより、ＣＰＵ９４は、静電潜像の形成、現像されたトナー像の転写、用紙Ｐへのトナー像の定着等を行い、露光データがトナー像として用紙Ｐ上に印刷される画像形成工程の制御を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なる幅の用紙Ｐを印刷することが可能で、後述するヒータ５４を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。
【００２３】
［定着装置］
次に、実施例１における定着装置５０の構成について図３を用いて説明する。ここで、長手方向とは、後述する用紙Ｐの搬送方向と略直交する加圧ローラ５３の回転軸方向のことである。また、搬送方向に略直交する方向（長手方向）の用紙Ｐの長さを幅という。図３は、定着装置５０の断面模式図である。
【００２４】
図３左側から未定着のトナー像Ｔｎを保持した用紙Ｐが、ニップ部（以下、定着ニップ部Ｎという）において図中左から右に向けて搬送されながら加熱されることにより、トナー像Ｔｎが用紙Ｐに定着される。実施例１における定着装置５０は、円筒状のフィルム５１と、フィルム５１を保持するニップ形成部材５２と、フィルム５１とともに定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３と、用紙Ｐを加熱するためのヒータ５４とにより構成されている。
【００２５】
第１の回転体であるフィルム５１は加熱回転体としての定着フィルムである。実施例１では、フィルム５１は、基層５１ａ、弾性層５１ｂ、離型層５１ｃの３層からなる。基層５１ａには、例えばポリイミドを用いている。基層５１ａの上に、シリコーンゴムからなる弾性層５１ｂ、ＰＦＡからなる離型層５１ｃを用いている。基層５１ａの厚みは５０μｍ、弾性層５１ｂの厚みは２００μｍ、離型層５１ｃの厚みは２０μｍである。フィルム５１の外径は１８ｍｍである。フィルム５１の外周長を外周長Ｍとする。フィルム５１の回転によるニップ形成部材５２及びヒータ５４とフィルム５１との間に生じる摩擦力を低減するために、フィルム５１の内面には、グリスが塗布されている。
【００２６】
ニップ形成部材５２はフィルム５１を内側からガイドするとともに、フィルム５１を介して加圧ローラ５３との間で定着ニップ部Ｎを形成する役割を果たす。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。フィルム５１はこのニップ形成部材５２に対して外嵌されている。第２の回転体である加圧ローラ５３は加圧回転体としてのローラである。加圧ローラ５３は、鋼からなる芯金５３ａ、シリコーンゴムからなる弾性層５３ｂ、ＰＦＡ材料からなる離型層５３ｃ、からなる。芯金５３ａの直径は例えば１２ｍｍ、弾性層５３ｂの厚みは例えば３ｍｍ、離型層５３ｃの厚みは例えば５０μｍである。加圧ローラ５３の直径（外径）は例えば２０ｍｍである。加圧ローラ５３の外周長を外周長Ｋとする。加圧ローラ５３は、両端を回転可能に保持されており、定着モータ１００（図２参照）によって回転駆動される。また、加圧ローラ５３の回転により、フィルム５１は従動回転する。加熱部材であるヒータ５４は、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内面と接している。基板５４ａ、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、保護ガラス層５４ｅについては後述する。
【００２７】
（ヒータ）
ヒータ５４について、図４（ａ）、図４（ｂ）を用いて詳しく説明する。ヒータ５４は、アルミナからなる基板５４ａ、銀ペーストからなる発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、導体５４ｃ、接点５４ｄ１〜５４ｄ３、ガラスからなる保護ガラス層５４ｅ、からなる。基板５４ａ上に、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、導体５４ｃ、接点５４ｄ１〜５４ｄ３が形成され、その上に発熱体５４ｂ１、５４ｂ２とフィルム５１との絶縁を確保するために保護ガラス層５４ｅが形成されている。発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２を区別なく発熱体５４ｂと表記することもある。基板５４ａの長さ（長手方向の長さ）は例えば２５０ｍｍ、幅（短手方向の長さ）は例えば７ｍｍ、厚みは例えば１ｍｍである。発熱体５４ｂ、導体５４ｃの厚みは例えば１０μｍ、接点５４ｄの厚みは例えば２０μｍ、保護ガラス層５４ｅの厚みは例えば５０μｍである。
【００２８】
第１の発熱体である発熱体５４ｂ１と第２の発熱体である発熱体５４ｂ２とは、長手方向の長さ（以下、サイズともいう）が異なっている。実施例１のヒータ５４は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を少なくとも有している。具体的には、発熱体５４ｂ１の長手方向の長さがＬ１であり、発熱体５４ｂ２の長手方向の長さがＬ２であり、長さＬ１と長さＬ２は、Ｌ１＞Ｌ２の関係になっている。発熱体５４ｂ１の長手方向における長さＬ１は、例えばＬ１＝２２２ｍｍである。発熱体５４ｂ２の長手方向における長さＬ２は、例えばＬ２＝１８５ｍｍである。発熱体５４ｂ１は導体５４ｃを介して接点５４ｄ１、５４ｄ３に電気的に接続されており、発熱体５４ｂ２は導体５４ｃを介して接点５４ｄ２、５４ｄ３に電気的に接続されている。すなわち、接点５４ｄ３は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２に共通して接続されている接点である。
【００２９】
定着温度センサ５９は、基板５４ａに対して保護ガラス層５４ｅと反対の面に位置し、かつ発熱体５４ｂ１、５４ｂ２の長手方向における中心位置ａ（一点鎖線）に設置され、基板５４ａに２００ｇｆ（グラム重）で押圧されている。定着温度センサ５９は例えばサーミスタであり、ヒータ５４の温度を検知し、検知結果をＣＰＵ９４に出力する。ＣＰＵ９４は、定着温度センサ５９の検知結果に基づいて、定着処理時の温度を制御する。実施例１では、電力制御部９７は、例えば１８０℃で定着装置５０の温度制御を行う。
【００３０】
（電力制御部）
図４（ｃ）は定着装置５０の制御回路である電力制御部９７の模式図である。定着装置５０の電力制御部９７は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２（ヒータ５４）、交流電源５５、トライアック５６、発熱体切り替え器５７からなる。トライアック５６は、交流電源５５から電力供給経路を介して発熱体５４ｂ１、５４ｂ２へ電力を供給する際に導通（ＯＮ）し、交流電源５５から発熱体５４ｂ１、５４ｂ２への電力の供給を遮断する際に非導通（ＯＦＦ）となる。トライアック５６は、電力のヒータ５４への供給を接続又は遮断する接続手段として機能する。ＣＰＵ９４は定着温度センサ５９の検知結果である温度情報に基づいて、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２を目標温度（例えば上述した１８０℃）に制御するために必要な電力を算出し、トライアック５６を導通又は非導通に制御する。
【００３１】
また、発熱体切り替え器５７は、実施例１では例えばＣ接点リレーである。具体的には、発熱体切り替え器５７は、交流電源５５に接続された接点５７ａと、接点５４ｄ１に接続された接点５７ｂ１と、接点５４ｄ２に接続された接点５７ｂ２と、を有する。発熱体切り替え器５７は、ＣＰＵ９４の制御によって、接点５７ａと接点５７ｂ１とが接続された状態と、接点５７ａと接点５７ｂ２とが接続された状態と、のいずれか一方の状態となる。発熱体切り替え器５７の切替えによって、発熱体５４ｂ１に電力を供給するための電力供給経路と発熱体５４ｂ２に電力を供給するための電力供給経路とが、いずれか一方に切り替えられる。これにより、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２のどちらに電力を供給するかを排他的に選択する。すなわち、発熱体切り替え器５７は、ヒータ５４を発熱体５４ｂ１及び発熱体５４ｂ２のいずれか一方に切り替える。以下、発熱体切り替え器５７によって電力供給経路が切り替えられることを、発熱体５４ｂ１、発熱体５４ｂ２が切り替えられる（又は選択される）とも表現する。発熱体切り替え器５７はＣＰＵ９４からの信号を受けて切替えを行う。Ｃ接点リレーである発熱体切り替え器５７の接点溶着を防止するため、発熱体切り替え器５７の切替えは、トライアック５６が非導通となっている状態（発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２への電力供給が遮断されている状態）で行われる。実施例１では、ＣＰＵ９４が切替えの信号を出力してから発熱体切り替え器５７による切替えがなされるまでに、２００ｍｓの時間を要した。
【００３２】
ここで、発熱体５４ｂ２より長手方向の幅が短い用紙Ｐを第１の記録材である小サイズ紙といい、発熱体５４ｂ２より長手方向の幅が長い用紙Ｐを第３の記録材である大サイズ紙という。大サイズ紙に印刷が行われる場合には、定着処理には発熱体５４ｂ１が使用される。小サイズ紙に印刷が行われる場合には、フィルム５１の変形の観点から、印刷枚数に応じて、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ２とが交互に切り替えられ、定着処理に使用される。なお、実施例１では、連続印刷中の発熱体５４ｂの切り替え動作は、例えば小サイズ紙の連続印刷で行われる。
【００３３】
［大サイズ紙の連続印刷と小サイズ紙の連続印刷］
図５を用いて大サイズ紙に連続印刷を行う場合と小サイズ紙に連続印刷を行う場合とを例にして説明する。図５は、実施例１の発熱体５４ｂの切り替え制御を示すフローチャートである。実施例１では、用紙Ｐの長手方向の幅によらず、印刷動作終了時に、発熱体切り替え器５７を用いて長手方向の幅が最も長い発熱体５４ｂ１に電力供給可能な状態に切替えて処理を終了する。そのため、印刷動作の開始時には、常に発熱体切り替え器５７によって発熱体５４ｂ１が選択されており、発熱体５４ｂ１が発熱する状態となっている。
【００３４】
まず、大サイズ紙と小サイズ紙の連続印刷時に共通する動作として、印刷命令（印刷指令）がなされると、ＣＰＵ９４は、ステップ（以下、Ｓとする）１０１以降の処理を開始する。なお、上述したとおり、ＣＰＵ９４が印刷命令を受信したとき、発熱体切り替え器５７によって、電力供給経路は発熱体５４ｂ１に電力供給するように切り替えられている。Ｓ１０１でＣＰＵ９４は、定着モータ１００の起動（ＯＮ）により加圧ローラ５３の回転を開始するとともに、トライアック５６によってヒータ５４の発熱体５４ｂ１への電力供給を開始（ＯＮ）する。これによりフィルム５１が従動回転しながら昇温する。Ｓ１０２でＣＰＵ９４は、印刷を行う用紙Ｐが大サイズ紙か否かを判断する。Ｓ１０２でＣＰＵ９４は、印刷を行う用紙Ｐが大サイズ紙であると判断した場合、処理をＳ１０３に進める。Ｓ１０３でＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行う。すなわち、大サイズ紙の連続印刷を開始するときには、発熱体５４の切り替え動作は行われない。
【００３５】
Ｓ１０４でＣＰＵ９４は、印刷を行った用紙Ｐの枚数が、印刷命令で指定された印刷枚数に到達したか否かを判断する。なお、ＣＰＵ９４は、印刷枚数をカウントするカウンタ（不図示）を有し、印刷枚数をカウンタによって管理しているものとする。Ｓ１０４でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数に到達していないと判断した場合、処理をＳ１０３に戻す。
【００３６】
Ｓ１０２でＣＰＵ９４は、印刷を行う用紙Ｐが大サイズ紙ではなく小サイズ紙であると判断した場合、処理をＳ１０８に進める。Ｓ１０８でＣＰＵ９４は、受信した印刷ジョブが３枚以上の用紙Ｐに印刷を行うジョブであるか否かを判断する。Ｓ１０８でＣＰＵ９４は、３枚以上の用紙Ｐに印刷を行うジョブであると判断した場合、処理をＳ１０９に進める。Ｓ１０９でＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行う。Ｓ１１０でＣＰＵ９４は、印刷枚数が３枚に到達したか否かを判断する。Ｓ１１０でＣＰＵ９４は、印刷枚数が３枚に到達していないと判断した場合、処理をＳ１０９に戻し、印刷枚数が３枚に到達したと判断した場合、処理をＳ１１１に進める。
【００３７】
Ｓ１１１でＣＰＵ９４は、トライアック５６によって発熱体５４ｂ１への電力供給を遮断する（ＯＦＦ）。Ｓ１１２でＣＰＵ９４は、発熱体切り替え器５７によって発熱体５４ｂ２に電力が供給されるように電力供給経路を切り替える（発熱体５４ｂ２を選択）。Ｓ１１３でＣＰＵ９４は、トライアック５６によって発熱体５４ｂ２への電力供給を開始する（ＯＮ）。すなわち、小サイズ紙の３枚以上の連続印刷が行われる場合、最初の３枚の用紙Ｐに対しては発熱体５４ｂ１が用いられ、用紙Ｐの３枚目と４枚目との間で、発熱体５４ｂを発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替える動作が行われる。このように、用紙Ｐのサイズによらず、最初の数枚（所定の枚数）（上述した例では、小サイズ紙の最初の３枚）は、発熱体５４ｂ１を用いて定着動作が行われる。ここで、トライアック５６による電力供給を遮断するのは、Ｃ接点リレーである発熱体切り替え器５７の接点溶着を防止するためである。なお、実施例１では、一例として用紙Ｐの３枚目と４枚目の間で発熱体５４ｂを切り替えているが、この枚数に限定されない。例えば、用紙Ｐの種類や発熱体５４ｂの抵抗値の他、種々の条件に応じて、印刷が開始されてから何枚目で発熱体５４ｂの切り替えを行うかを設定することが可能である。
【００３８】
（フィルムの変形について）
ここで、小サイズ紙であっても、最初の数枚を長手方向の幅の長い発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行う理由は、次のとおりである。すなわち、定着ニップ部Ｎ内の長手方向全体に均一に熱を伝え、フィルム５１内面のグリスを均一に軟化させることで、フィルム５１の変形を防止するためである。
【００３９】
フィルム５１の変形が発生する理由について詳細を説明する。定着装置５０が冷えた状態から長手方向の幅の短い発熱体５４ｂ２を用いて定着動作を行った場合、発熱体５４ｂ２の長手方向の外側と内側の領域でグリスの粘度に差が生じる。これにより、フィルム５１に捻じれる力が加わり、フィルム５１に変形が生じる場合がある。定着ニップ部Ｎの長手方向で発熱体５４ｂ２が存在する領域では、発熱体５４ｂ２への電力供給により温度が上昇する。これにより、グリスの粘度が低下することでフィルム５１とヒータ５４との間の摺動負荷は低下する。一方、定着ニップ部Ｎの長手方向で発熱体５４ｂ２が存在せず、発熱体５４ｂ１のみが存在する領域では、発熱体５４ｂ２に電力を供給しても定着ニップ部Ｎ内の温度は大きく上昇しない。したがって、グリスの粘度は高いまま維持されており、摺動負荷は高いままで低下しない。以上のことから、フィルム５１が加圧ローラ５３によって従動回転するときに、発熱体５４ｂ２が存在する長手方向における中央部と存在しない長手方向における両端部とでは、フィルム５１の回転速度に差を生じさせるような力が加わる。これによって、フィルム５１の強度が十分に高くない場合には、フィルム５１は捻じれて変形してしまうおそれがある。実施例１の構成では、小サイズ紙の連続印刷において、最初の３枚は発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行い、４枚目以降は発熱体５４ｂ２を用いて定着処理を行った場合には、フィルム５１に変形が生じることはなかった。
【００４０】
図５の説明に戻る。大サイズ紙の場合には、Ｓ１０４までの処理で、すべての用紙Ｐの印刷における定着処理は発熱体５４ｂ１を用いて行われる。Ｓ１０４でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数に到達したと判断した場合、処理をＳ１０５に進める。印刷終了後、Ｓ１０５でＣＰＵ９４は、トライアック５６によって発熱体５４ｂ１への電力供給を遮断する（ＯＦＦ）。Ｓ１０６でＣＰＵ９４は、定着モータ１００を停止する（ＯＦＦ）。Ｓ１０７でＣＰＵ９４は、発熱体切り替え器５７によって発熱体５４ｂ１を選択した状態にして、処理を終了する。
【００４１】
小サイズ紙の場合には、Ｓ１０８でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数が３枚未満であると判断した場合、処理をＳ１１８に進める。Ｓ１１８でＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ１を用いて定着処理を行う。Ｓ１１９でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数（すなわち、３枚未満の枚数）に到達したか否かを判断する。Ｓ１１９でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数に到達していないと判断した場合、処理をＳ１１８に戻し、指定された印刷枚数に到達したと判断した場合、処理をＳ１２０に進める。このように、指定された印刷枚数が３枚未満の場合には、すべての印刷における定着処理は、用紙Ｐの幅によらず発熱体５４ｂ１を用いて行われる。印刷終了後、Ｓ１２０でＣＰＵ９４は、トライアック５６によって発熱体５４ｂ１への電力供給を遮断し（ＯＦＦ）、処理をＳ１０６に進める。
【００４２】
３枚以上の小サイズ紙に印刷を行う場合の、４枚目以降の処理について説明する。Ｓ１１４でＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ２を用いて用紙Ｐへの定着処理を行う。Ｓ１１５でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数に到達したか否かを判断する。Ｓ１１５でＣＰＵ９４は、指定された印刷枚数に到達していないと判断した場合、処理をＳ１１４に戻し、指定された印刷枚数に到達したと判断した場合、処理をＳ１１６に進める。Ｓ１１６でＣＰＵ９４は、トライアック５６によって発熱体５４ｂ２への電力供給を遮断する（ＯＦＦ）。Ｓ１１７でＣＰＵ９４は、発熱体切り替え器５７によって発熱体５４ｂ１に電力供給がなされるように電力供給経路を切り替えて（発熱体５４ｂ１を選択）、処理をＳ１０６に進める。なお、Ｓ１１６、Ｓ１１７の処理は、実施例１では、例えば印刷が終了した後にまだ定着モータ１００が駆動されている定着装置５０の後処理動作（以下、後回転ともいう）中に行われる。
【００４３】
実施例１では、連続印刷中に発熱体５４ｂの切り替え動作を行う場合に、用紙Ｐの後端の余白部が定着ニップ部Ｎにある（定着ニップ部Ｎを通過中である）タイミングで発熱体５４ｂの切り替え動作を開始することを特徴としている。ここで余白部とは、印刷する画像データに依らず、トナー像を形成しない領域を指し、例えば、用紙Ｐの上下左右５ｍｍの領域である。用紙Ｐの上下とは、用紙Ｐの搬送方向における先端側と後端側に対応し、用紙Ｐの左右とは、用紙Ｐの幅方向の左端と右端に対応する。また、発熱体５４ｂの切り替え動作とは、ＣＰＵ９４がトライアック５６へ電力の遮断を指示する信号を送信してから、発熱体切り替え器５７による切り替えが完了し、トライアック５６による発熱体５４ｂへの電力供給が開始されるまでを指す。
【００４４】
［発熱体切り替え動作］
図６を用いて実施例１の発熱体切り替え動作の詳細を説明する。実施例１では、先行紙が定着ニップ部Ｎにおいて挟持搬送されている状態で、発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。特に実施例１では、先行紙の後端の余白部が開始されるタイミングで発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。図６（ａ）は用紙Ｐとして小サイズ紙であるＢ５用紙（幅１８２ｍｍ、長さ２５７ｍｍ）の５枚連続印刷を行った場合のタイミングチャートである。図６（ａ）は、（ｉ）に動作状態（前回転、定着、後回転等）を示し、（ｉｉ）にＴＯＰ信号を示し、（ｉｉｉ）に画像形成動作を示す。（ｉｖ）にレジセンサ１０３の検知結果を示し、（ｖ）に定着ニップ部Ｎの状態を示し、（ｖｉ）にトライアック５６の状態を示し、（ｖｉｉ）に発熱体切り替え器５７の状態を示す。図６（ｂ）は図６（ａ）のＡＢ間を拡大した発熱体５４ｂの切り替え動作の詳細なタイミングチャートである。図６（ｂ）は、（ｉ）に動作状態（定着等）を示し、（ｉｉ）に用紙Ｐの搬送状態（何枚目の用紙Ｐか、紙間か）を示す。（ｉｉｉ）に定着ニップ部Ｎにおける用紙Ｐの有無を示し、（ｉｖ）に定着ニップ部Ｎにおける画像領域か否かの状態を示し、（ｖ）にトライアック５６の状態を示し、（ｖｉ）に発熱体切り替え器５７の状態を示す。
【００４５】
図６中において、レジセンサ１０３、定着ニップ部Ｎ、トライアック５６、発熱体切り替え器５７は、それぞれ、以下の状態を表している。レジセンサ１０３がＯＮの状態は、用紙Ｐがレジセンサ１０３よりも上流側のレジストローラ１８（以下、レジ部ともいう）で挟持搬送され、レジセンサ１０３が用紙Ｐを検知している状態である。定着ニップ部Ｎ（紙）がＯＮの状態は、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎで挟持搬送されている状態である。なお、図６（ａ）の（ｖ）も用紙Ｐが定着ニップ部Ｎで挟持搬送されているか否かを表す。定着ニップ部Ｎ（画像領域）がＯＮの状態は、画像が形成された用紙Ｐの領域が定着ニップ部Ｎで挟持搬送されている状態である。なお、搬送方向において、用紙Ｐの先端から先端の余白部が開始され、先端の余白部の終了位置から画像領域が開始される。また、搬送方向において、用紙Ｐの画像領域の終了位置から後端の余白部が開始され、用紙Ｐの後端が後端の余白部の終了位置となる。また、トライアック５６がＯＮの状態は、発熱体５４ｂ１又は発熱体５４ｂ２のいずれかに電力が供給されている状態である。発熱体切り替え器５７は、接点５７ａと接点５７ｂ１とが接続され、発熱体５４ｂ１に電力が供給される状態を選択している状態か、接点５７ａと接点５７ｂ２とが接続され、発熱体５４ｂ２に電力が供給される状態を選択している状態かを表している。発熱体切り替え器５７の接点が接点５７ｂ１と接点５７ｂ２との間で切り替え動作中の状態を「遷移状態」と表している。
【００４６】
実施例１では、図６（ｂ）に示すように、４枚以上の小サイズ紙に連続印刷を行う場合には、３枚目と４枚目の間（紙間）において、発熱体５４ｂが発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替えられる。発熱体５４の切り替え動作に際しては、連続印刷の枚数を計数し、用紙Ｐの先端に対応する画像先端信号（ＴＯＰ信号）の間隔を３枚目と４枚目との間で広げることで紙間を延長する。実施例１では、３枚目の用紙Ｐの後端の余白部の始まり部分（開始位置）が定着ニップ部Ｎの搬送方向の最も下流の位置（以下、最下流位置という）に到達したタイミング以降（時刻ｔ０以後）、次のような制御が行われる。すなわち、時刻ｔ１でＣＰＵ９４からの信号によりトライアック５６を用いて発熱体５４ｂ１への電力供給が遮断される。時刻ｔ１は、ＴＯＰ信号を基準に決定される。実施例１では、３枚目の用紙Ｐの後端の余白部の始まり部分が定着ニップ部Ｎの最下流位置に到達した後にトライアック５６により電力供給を遮断したが、これらの動作を同時に行ってもよい。すなわち、時刻ｔ０と時刻ｔ１とは同じタイミングであってもよい。
【００４７】
時刻ｔ１から２０ｍｓ経過後の時刻ｔ２に、ＣＰＵ９４は発熱体切り替え器５７に発熱体５４ｂの切り替え信号を送信する。時刻ｔ２から２００ｍｓ経過後の時刻ｔ３に、発熱体切り替え器５７によって発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２への切り替えが完了する。時刻ｔ３から１００ｍｓ経過した時刻ｔ４に、トライアック５６を用いて発熱体５４ｂ２への電力供給が開始される。ここでは、発熱体切り替え器５７の動作時間に誤差が生じた場合であっても、確実に発熱体切り替え器５７の接点溶着を回避するため、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間に１００ｍｓを確保している。したがって、一方の発熱体５４ｂの切り替え動作が開始されてから他方の発熱体５４ｂへの電力供給が開始されるまでには３２０ｍｓの時間が必要であり、その間に実施例１のプロセス速度（１００ｍｍ／ｓ）では用紙Ｐは３２ｍｍ搬送される。時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間に用紙Ｐが搬送される距離を、切り替え距離Ｉとする。実施例１では、切り替え距離Ｉは３２ｍｍである。
【００４８】
時刻ｔ４からフィルム５１と加圧ローラ５３の両方が１回転した時刻ｔ５で、４枚目の用紙Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに突入する（図６（ｂ）（ｉｉ））。実施例１では、フィルム５１よりも加圧ローラ５３の方が、外径が大きいため、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間は、加圧ローラ５３の外周長Ｋ（≒６４．８ｍｍ）分だけ進む距離に相当する時間であり、０．６４８ｓ（＝６４．８ｍｍ÷１００ｍｍ／ｓ）となる。
【００４９】
このように、実施例１は、発熱体５４ｂの切り替え動作を先行紙の後端の余白部から開始する構成である。実施例１の構成では、先行紙（の後端）が定着ニップ部Ｎを通過した後に発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する構成に比較して、先行紙へのトナーの定着性を維持したまま生産性を向上させることができる。実施例１では、発熱体５４ｂの切り替え動作を先行紙の後端の余白部から開始することで、４枚以上の小サイズ紙への印刷を５０ｍｓ速く出力することができる。
【００５０】
また、後続紙の定着ニップ部Ｎへの突入までに、フィルム５１及び加圧ローラ５３の１周分の時間を確保している。これは、発熱体５４ｂの切り替え動作中に生じるフィルム５１や加圧ローラ５３の温度低下によって発生する画像不良の発生を抑制するためである。実施例１のようにプロセス速度がある程度以上に速い画像形成装置では、ヒータ５４からフィルム５１内面に与えられた熱がフィルム５１表面に現れる前にフィルム５１の加熱部分が定着ニップ部Ｎを通過してしまう。したがって、ヒータ５４から付与された熱はフィルム５１の１周後に定着処理に寄与することになる。このため、実施例１では後続紙の先端が定着ニップ部Ｎに突入するまでに、フィルム５１及び加圧ローラ５３の１周分の時間を確保している。一方で、プロセス速度がある程度以上に遅い構成では、ヒータ５４からフィルム５１内面に与えられた熱は、加熱されたフィルム５１の位置が定着ニップ部Ｎ内を通過する前にフィルム５１表面に到達する。したがって、このような構成では、必ずしも後続紙の先端が定着ニップ部Ｎへ突入するまでにフィルム５１及び加圧ローラ５３の１周分の時間を確保する必要はなく、その分だけ紙間を縮めることで生産性を高めることができる。以上、このように実施例１では、複数の発熱体５４ｂを有し、連続印刷中に発熱体５４ｂを切り替える構成において、発熱体５４ｂの切り替え動作を先行紙の後端の余白部から開始する。これにより、先行紙の定着不良を抑制しつつ、生産性を高めることができる。
【００５１】
以上、実施例１によれば、発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５２】
実施例２で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。実施例２でも、先行紙が定着ニップ部Ｎにおいて挟持搬送されている状態で、発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。特に実施例２では、発熱体５４ｂの切り替え動作の開始タイミングを印刷する画像データの後端の非画像形成領域に応じて変更することを特徴とする。ＰＣ１１０からビデオコントローラ９１に転送された印刷画像の画像データに基づいて、ビデオコントローラ９１は画像データを露光装置１１のレーザーの発光の有無を指示するビデオデータに変換し、メモリ（不図示）に格納する。ビデオコントローラ９１は、格納されたメモリから読み出した画像データに基づきレーザーの発光指示がない後端の非画像形成領域の長さを予め判断し、エンジンコントローラ９２に通知する。エンジンコントローラ９２は、受信した画像データの後端の非画像形成領域の長さに基づき、発熱体５４ｂの切り替え動作タイミングを決定する。
【００５３】
［発熱体切り替え動作］
図７を用いて実施例２の発熱体切り替え動作の詳細を小サイズ紙であるＢ５用紙を５枚連続印刷する場合を例にして説明する。図７は小サイズ紙の５枚連続印刷を行った場合のタイミングチャートである。図７（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）は図６（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）と同様であり説明を省略する。また、図７（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉ）は図６（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉ）と同様であり説明を省略する。実施例２でも実施例１と同様に４枚以上の小サイズ紙の連続印刷では、３枚目と４枚目との間で発熱体５４ｂを発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替える。図８は、この連続印刷ジョブで印刷した３枚目の画像を示す図である。
【００５４】
ここで、用紙Ｐに対して画像が形成される領域（以下、画像形成領域という）は、用紙Ｐの搬送方向においては、用紙Ｐの先端と後端の余白部を除いた領域であり、搬送方向に直交する方向においては、用紙Ｐの左端と右端の余白部を除いた領域である。例えば、用紙Ｐにおける余白部が、先端、後端、左端、右端のいずれにおいても、５ｍｍであるとする。そうすると、搬送方向における画像形成領域は、用紙Ｐの先端の余白部が終わる位置から、用紙Ｐの後端の余白部が始まる位置までの領域となる。
【００５５】
図８に示すように、３枚目の小サイズ紙に印刷される画像は、画像の先端から１００ｍｍ（言い換えれば、用紙Ｐの先端から１０５ｍｍ）の位置までは画像データが存在する。一方、画像の先端から１００ｍｍの位置から画像の後端までの１４７ｍｍ（又は、用紙Ｐの後端まで１５２ｍｍ）は白画像（非画像形成領域）である。ここで、この画像データが存在しなくなって以降の用紙Ｐの後端までの長さ１５２ｍｍを、非画像形成領域の搬送方向の長さＬとする。図８に示す３枚目の用紙Ｐに印刷される画像の後端が定着ニップ部Ｎを通過するタイミングは、図７（ｂ）（ｉｖ）においてＯＮからＯＦＦに立下るタイミング（時刻ｔ１０）である。
【００５６】
実施例２では、図７（ｂ）に示すように、３枚目の用紙Ｐの先端から１０５ｍｍの位置が定着ニップ部Ｎの最下流位置に到達したタイミング以降（時刻ｔ１０以後）、時刻ｔ１１でトライアック５６を用いて発熱体５４ｂ１への電力供給を遮断する。時刻ｔ１１から２０ｍｓが経過した時刻ｔ１２に、ＣＰＵ９４から発熱体切り替え器５７に発熱体５４ｂの切り替え信号を送信する。時刻ｔ１２から２００ｍｓが経過した時刻ｔ１３に、発熱体切り替え器５７による発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２への切り替えが完了する。時刻ｔ１３から少なくとも１００ｍｓが経過した時刻ｔ１４で、トライアック５６を用いて発熱体５４ｂ２への電力供給を開始する。したがって、実施例２の時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までの切り替え距離Ｉも実施例１と同じく３２ｍｍである。
【００５７】
時刻ｔ１４からフィルム５１と加圧ローラ５３のうち外周長が長い方の部材が１回転した時刻ｔ１５以降で、かつ、３枚目の用紙Ｐの後端が定着ニップ部Ｎを通過した後、用紙Ｐの搬送は次のように制御される。すなわち、紙間Ｓ０である３０ｍｍに相当する時間待機して後続紙である４枚目の用紙Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに突入するように制御される。なお、実施例２では、加圧ローラ５３の外周長Ｋの方がフィルム５１の外周長Ｍよりも長い。先行紙の後端と後続紙の先端との紙間の距離３０ｍｍは、実施例１の画像形成装置や定着装置の構成で設定可能な最小の紙間（以下、最小紙間という）Ｓ０である。
【００５８】
実施例２において、画像形成装置の最小紙間Ｓ０で印刷を行うためには、以下のような関係が成り立つ必要がある。すなわち、非画像形成領域の搬送方向の長さＬ、切り替え距離Ｉ（＝３２ｍｍ）、加圧ローラ５３の外周長Ｋ（２０ｍｍ×π≒６２．８ｍｍ）の間に、Ｌ−Ｉ＋Ｓ０≧Ｋの関係が成り立つ必要がある。すなわち、実施例２では、非画像形成領域の搬送方向の長さＬが、Ｌ≧６４．８ｍｍ（＝Ｋ＋Ｉ−Ｓ０＝６２．８ｍｍ＋３２ｍｍ−３０ｍｍ）であれば、最短時間で印刷を実行できる。
【００５９】
（非画像形成領域の搬送方向の長さＬが長いとき）
実施例２では、図８の画像のように後端の非画像形成領域の搬送方向の長さＬ（＝１５２ｍｍ）は６４．８ｍｍよりも長い。すなわち、上述した関係が成り立つため、画像形成装置の最小紙間Ｓ０であっても、後続紙の先端が定着ニップ部Ｎに突入するまでの間にフィルム５１と加圧ローラ５３を１周以上加熱できる。その結果、発熱体５４ｂの切り替え動作中に生じるフィルム５１や加圧ローラ５３の温度低下によって発生する画像不良の発生を抑制することができる。
【００６０】
（非画像形成領域の搬送方向の長さＬが短いとき）
一方で、非画像形成領域の搬送方向の長さＬが６４．８ｍｍより短いような画像では、非画像形成領域の搬送方向の長さＬと切り替え距離Ｉとの差が加圧ローラ５３の外周長Ｋとなるように（Ｌ−Ｉ＝Ｋ）紙間Ｓを延長する（Ｓ＞Ｓ０）。図７（ｃ）は紙間Ｓを延長する必要がある場合のタイミングチャートである。図７（ｄ）は、この場合の発熱体切り替え動作の詳細なタイミングチャートである。図７（ｃ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）は図６（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）と同様であり説明を省略する。また、図７（ｄ）の（ｉ）〜（ｖｉ）は図６（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉ）と同様であり説明を省略する。
【００６１】
図７（ｃ）に示すように、印刷画像の非画像形成領域の搬送方向の長さＬが６４．８ｍｍより短い場合には、次のように制御する。ＣＰＵ９４は、第１ステーションで３枚目の用紙Ｐに対応する画像の画像形成動作を開始する時点で、予め紙間Ｓの延長の要否、つまり、画像後端の非画像形成領域の搬送方向の長さＬが６４．８ｍｍ以上か否かの判断が済んでいる必要がある。その上でＣＰＵ９４は、４枚目の画像形成動作を遅らせることによって、３枚目と４枚目の紙間Ｓを調整する。
【００６２】
図７（ｄ）を用いて発熱体切り替え動作の詳細を説明する。３枚目の用紙Ｐの後端の非画像形成領域が定着ニップ部Ｎの最下流位置に到達したタイミング以降（時刻ｔ１０’以後）、時刻ｔ１６でトライアック５６を用いて発熱体５４ｂ１への電力供給が遮断される。時刻ｔ１６から２０ｍｓが経過した時刻ｔ１７でＣＰＵ９４から発熱体切り替え器５７に発熱体５４ｂの切り替え信号が送信される。時刻ｔ１７から２００ｍｓが経過した時刻ｔ１８で、発熱体切り替え器５７による発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２への切り替えが完了する。時刻ｔ１８から少なくとも１００ｍｓ経過した時刻ｔ１９で、トライアック５６を用いて発熱体５４ｂ２への電力供給が開始される。時刻ｔ１９からフィルム５１と加圧ローラ５３のうち外周長が長い方（実施例２の場合は加圧ローラ５３（外周長Ｋ））の部材が１回転した時刻ｔ２０で、後続紙の先端が定着ニップ部Ｎに突入する。この場合も、実施例２の構成の最短の出力時間ほどは短くないものの、従来に比較して高い生産性を得ることができる。
【００６３】
以上説明したように、実施例２では、複数の発熱体５４ｂを有し、連続印刷中に発熱体５４ｂを切り替える構成において、印刷画像の画像データに基づき画像の後端部に非画像形成領域がある場合には、次のように制御する。すなわち、非画像形成領域の開始点が定着ニップ部Ｎに到達した時点で発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。これにより、発熱体５４ｂの切替えのために紙間Ｓを延長する必要性が減り、生産性を高めることができる。
【００６４】
以上、実施例２によれば、発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制することができる。
【実施例３】
【００６５】
実施例３で適用する画像形成装置の構成において、実施例１と同様のものには、同一符号を付し、説明を省略する。実施例３でも、先行紙が定着ニップ部Ｎにおいて挟持搬送されている状態で、発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。特に実施例３では、用紙Ｐ上のトナー像Ｔが定着ニップ部Ｎ内に存在するタイミングで発熱体５４ｂの切り替え動作を行うことを特徴とする。更に、発熱体５４ｂの切り替え動作は、印刷する画像データの最後端からフィルム５１の外周長分（外周長が短い方の部材）に相当する５６．５ｍｍ（≒１８ｍｍ×π）よりも手前の位置で行う。
【００６６】
図３で説明したように、フィルム５１上や加圧ローラ５３上にゴム層を有する構成では、ゴム層が蓄熱層として機能する。そのため、定着装置５０は、発熱体５４ｂへの電力供給が遮断された後も、フィルム５１や加圧ローラ５３が１周する間は、用紙Ｐ上のトナー像Ｔを十分に定着できるだけの熱量を用紙Ｐに供給することができる。また、実施例３のように十分にプロセス速度が速い画像形成装置においては、定着ニップ部Ｎで発熱体５４ｂがフィルム５１の内面に供給した熱量がフィルム５１の表面まで到達するのは定着ニップ部Ｎを通過した後になる。こういった理由からも用紙Ｐの後端部分でフィルム５１や加圧ローラ５３の１周分は発熱体５４ｂへの電力供給を遮断した場合でも定着不良が発生しにくい。このため、実施例３では、画像の後端から、外周長が短い方の部材の１周分、先端側に移動した（遡った）位置を発熱体５４ｂの切り替え動作の開始位置とする。
【００６７】
実施例３でも、実施例２と同様に、ＰＣ１１０からビデオコントローラ９１に転送された印刷画像の画像データから、画像データの後端の非画像形成領域の搬送方向の長さＬを算出し、エンジンコントローラ９２に送信する。エンジンコントローラ９２は、ＰＣ１１０から受信した後端の非画像形成領域の搬送方向の長さＬに基づき、発熱体５４ｂの切り替え動作タイミングを決定する。
【００６８】
［発熱体切り替え動作］
図９を用いて実施例３の発熱体５４ｂの切り替え動作の詳細を小サイズ紙であるＢ５用紙の５枚連続印刷を例にして説明する。図９は小サイズ紙の５枚連続印刷をした場合のタイミングチャートである。図９（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）は図６（ａ）の（ｉ）〜（ｖｉｉ）と同様であり説明を省略する。また、図９（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉ）は図６（ｂ）の（ｉ）〜（ｖｉ）と同様であり説明を省略する。実施例３でも実施例２と同様に４枚以上の小サイズ紙の連続印刷では、３枚目と４枚目との紙間で発熱体５４ｂを発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２に切り替える。実施例３において印刷した画像は図８で示す実施例２で印刷した画像と同じである。
【００６９】
実施例３では、３枚目の用紙Ｐの先端から４８．５ｍｍの位置が定着ニップ部Ｎの最下流位置に到達した時刻ｔ２１でトライアック５６を用いて発熱体５４ｂ１への電力供給が遮断される。この距離４８．５ｍｍは、用紙Ｐの先端から画像データの存在する１０５ｍｍまでの距離から、フィルム５１の外周長Ｍ（≒５６．５ｍｍ）を引いた距離（＝１０５ｍｍ−５６．５ｍｍ）である。時刻ｔ２１から２０ｍｓ経過した時刻ｔ２２に、ＣＰＵ９４から発熱体切り替え器５７に発熱体５４ｂの切り替え信号を送信する。時刻ｔ２２から２００ｍｓが経過した時刻ｔ２３で、発熱体切り替え器５７による発熱体５４ｂ１から発熱体５４ｂ２への切り替えが完了する。時刻ｔ２３から少なくとも１００ｍｓ経過した時刻ｔ２４でトライアック５６を用いて発熱体５４ｂ２への電力供給が開始される。時刻ｔ２４から加圧ローラ５３が１回転した時刻ｔ２５、かつ、３枚目の用紙Ｐの後端が定着ニップ部Ｎを通過した後３０ｍｍに相当する時間が経過したタイミングで、後続紙の先端が定着ニップ部Ｎに突入する。
【００７０】
実施例３において、画像形成装置の最小紙間Ｓ０で印刷を行うためには、非画像形成領域の搬送方向の長さＬ、切り替え距離Ｉ（＝３２ｍｍ）、加圧ローラ５３の外周長Ｋ、フィルム５１の外周長Ｍの間に、次のような関係が成り立つ必要がある。すなわち、Ｌ−Ｉ＋Ｍ＋Ｓ０≧Ｋの関係が成り立つ必要がある。実施例３では、Ｌ≧８．３ｍｍ（＝Ｋ＋Ｉ−Ｍ−Ｓ０＝６２．８ｍｍ＋３２ｍｍ−５６．５ｍｍ−３０ｍｍ）であれば、最短時間で印刷を実行でき、非画像形成領域の搬送方向の長さＬが短くても、最短の出力時間で印刷できる。
【００７１】
（非画像形成領域の搬送方向の長さＬが長いとき）
実施例３では、図８の画像のように後端の非画像形成領域の搬送方向の長さＬは８．３ｍｍよりも長い（Ｌ＝１４７ｍｍ）。このため、画像形成装置の最小紙間Ｓ０であっても、後続紙の先端が定着ニップ部Ｎに突入するまでの間にフィルム５１と加圧ローラ５３を１周以上加熱できる。その結果、発熱体５４ｂの切り替え動作中に生じるフィルム５１や加圧ローラ５３の温度低下によって発生する画像不良の発生を抑制することができる。
【００７２】
（非画像形成領域の搬送方向の長さＬが短いとき）
一方で、非画像形成領域の搬送方向長さＬが８．３ｍｍよりも短い画像では、非画像形成領域の搬送方向の長さＬとフィルム５１の外周長Ｍとの和と切り替え距離Ｉとの差が加圧ローラ５３の外周長Ｋとなるように（Ｌ＋Ｍ−Ｉ＝Ｋ）紙間Ｓを延長する。この場合も、実施例３の構成の最短時間ほどは短くないものの、従来例に比較して高い生産性を得ることができる。
【００７３】
以上説明したように、実施例３では、複数の発熱体５４ｂを有し連続ジョブ中に発熱体５４ｂを切り替える構成において、次のような制御を行う。すなわち、印刷画像の画像データに基づき、印刷する画像データの最後端からフィルム５１の外周長Ｍに相当する５６．５ｍｍ手前の位置で発熱体５４ｂの切り替え動作を開始する。すなわち、画像の後端からフィルム５１と加圧ローラ５３とのどちらか外周長の短い方の外周長だけ遡った位置が定着ニップ部Ｎにあるタイミングで切り替え動作を行う。これにより、発熱体５４ｂの切り替え動作のために紙間を延長する必要性が減り、生産性を高めることができる。
【００７４】
以上、実施例３によれば、発熱体への電力供給経路の切り替え動作時の生産性の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７５】
５０  定着装置
５１  フィルム
５３  加圧ローラ
５４  ヒータ
５４ｂ１、５４ｂ２  発熱体
５７  発熱体切り替え器
９４  ＣＰＵ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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