(57)【要約】【課題】定着部材の中央部と端部における温度条件を素早く印刷可能なように整えることができ、待ち時間を短縮することができるとともに、良好な定着品質を維持する。【解決手段】定着ベルトを加熱するヒータは中央ヒータ３５ａと端部ヒータ３５ｂからなり、各ヒータの発熱領域に対応して温度センサ３６Ａ，３６Ｂが配置される。中央ヒータ３５ａと端部ヒータ３５ｂに供給する電力を所定の最大値に規制する規制ｄｕｔｙが個別に設定可能に設けられる。各ヒータにおける所定の加熱状態が一定時間継続した場合、各ヒータのうちの目標温度と現在温度との差が大きい方のヒータに対して優先的に電力を配分するように各ヒータの規制ｄｕｔｙを変更する。これにより、目標温度への到達時間を短縮するとともに、温度落ち込みやオーバーシュートを防止できる。【選択図】図３
2014081424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材を加熱する複数の加熱手段への通電を、各加熱手段に対応して設けた温度検知手段の検知出力に基づき制御して定着温度を制御する定着装置において、
前記各加熱手段に供給する電力を所定の最大値に規制する規制ｄｕｔｙが各加熱手段に対応して個別に設定可能に設けられ、
前記各加熱手段における所定の加熱状態が一定時間継続した場合、前記各加熱手段のうちの目標温度と現在温度との差が最も大きい加熱手段に対して優先的に電力を配分するように各加熱手段の規制ｄｕｔｙを変更することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数の加熱手段が、用紙搬送方向と直交する方向における中央部を加熱するための中央加熱手段と、用紙搬送方向と直交する方向における端部を加熱するための端部加熱手段であることを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
立ち上げ時及び待機時は前記中央加熱手段の規制ｄｕｔｙ＜前記端部加熱手段の規制ｄｕｔｙであり、通紙時は前記中央加熱手段の規制ｄｕｔｙ＞前記端部加熱手段の規制ｄｕｔｙであ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】
前記加熱手段の目標温度と現在温度の差が所定値以上となった場合に規制ｄｕｔｙの変更を許容することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
現在の規制ｄｕｔｙによる制御が所定回数に達した場合に規制ｄｕｔｙの変更を許容することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記規制ｄｕｔｙの変更を判断する周期が可変であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置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、未定着画像を記録媒体上に定着させる定着装置および定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、未定着トナー像が転写された記録媒体を定着部材と加圧部材とで挟持しながら搬送し、熱と圧力とを加えることで未定着トナー像を記録媒体上に定着させる定着装置が広く用いられている。
【０００３】
この種の定着装置として、定着部材に無端状のベルトを用いたベルト定着装置がある。図６、図７は、従来のベルト定着装置の一例を示すものである。この図に示す定着装置１５０は、装置筐体内に定着ローラ１５１、加圧ローラ１５２、加熱ローラ１５４及び定着ベルト１５５等を備えている。加熱ローラ１５４は複数のヒータからなる定着ヒータ１５３を内蔵し、加熱ローラ１５４と定着ローラ１５１との間に耐熱性弾性材料からなる定着ベルト１５５が張架され、定着ローラ１５１と対向する加圧ローラ１５２とでニップを形成している。定着ベルト１５５の内面にテンションローラ１５７が当接しており、定着ベルト１５５に適当な張力が付与されている。
【０００４】
このようなベルト定着装置は、ヒートロール方式のものに比べて熱効率に優れているが、更なる立ち上げ時間短縮および消費電力低減を実現すべく、定着装置の低熱容量化が求められている。
【０００５】
そこで、加熱手段（ヒータ）を内包するパイプにベルトを摺動させながらベルトを加熱し、加圧部材とのニップに記録部材を送り込み狭持搬送しながら定着を行う定着装置が、例えば特開２００７−３３４２０５号公報（特許文献１）、特開２００８−１５８４８２号公報（特許文献２）、特開２００９−００３４１０号公報（特許文献３）等において提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような低熱容量化した定着装置では、定着部材であるベルトの中央部及び端部（用紙幅方向）共に冷えている状態や、連続印刷をして通紙領域外の温度が上昇した状態など、様々な状態があり、再度印刷する際に（次の印刷を行う際に）、ベルトの中央部と端部で必要とする熱量が異なるために、中央部と端部の温度条件が整うまでに時間を要するという問題がある。また、定着部材であるベルトの熱容量が小さいために、定着装置に蓄熱させることが難しく、連続通紙時に温度が落ち込んでしまうことがあるという問題もある。
【０００７】
本発明は、低熱容量化した定着装置における上述の問題を解決し、定着部材の中央部と端部における温度条件を素早く印刷可能なように整えることができ、待ち時間を短縮することができるとともに、良好な定着品質を維持することのできる定着装置および画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題は、本発明により、定着部材を加熱する複数の加熱手段への通電を、各加熱手段に対応して設けた温度検知手段の検知出力に基づき制御して定着温度を制御する定着装置において、前記各加熱手段に供給する電力を所定の最大値に規制する規制ｄｕｔｙが各加熱手段に対応して個別に設定可能に設けられ、前記各加熱手段における所定の加熱状態が一定時間継続した場合、前記各加熱手段のうちの目標温度と現在温度との差が最も大きい加熱手段に対して優先的に電力を配分するように各加熱手段の規制ｄｕｔｙを変更することにより解決される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、定着加熱手段の規制ｄｕｔｙを適切に変更することができるため、定着装置における目標温度への到達時間を短縮して待ち時間を短くするとともに、画像形成装置全体の消費電力を一定以下に抑制することができる。また、規制ｄｕｔｙの適切な変更制御により、定着部材の温度落ち込みやオーバーシュートを防止することができる。
【００１０】
さらに、連続通紙時の用紙によって熱が奪われる状況に際し、中央部と端部の温度がより低下している方に（温度がより低下している方の加熱手段に対して）電力をより多く分配するため、温度の落ち込みを防いで良好な定着性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】定着装置の要部構成を示す断面図である。
【図３】その定着装置が備えるヒータの発熱領域を示す模式図である。
【図４】定着部材の周方向の温度ムラについて説明する図である。
【図５】実施形態における規制ｄｕｔｙの変更制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】従来の定着装置の一例における断面構成図である。
【図７】その定着装置の要部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る定着装置およ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、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す断面図である。この図に示すカラープリンタは、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に４個の作像ユニット１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を配設している。各作像ユニット１（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は扱うトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックと異なるのみで構成は同一であり、以下の説明では、参照符号におけるａ，ｂ，ｃ，ｄの添え字を適宜省略して説明する。
【００１３】
各作像ユニット１は像担持体としての感光体ドラム２を具備している。この感光体ドラム２の周りには、帯電手段３、現像装置４、クリーニング手段５等が配置され、さらに各感光体ドラム２に対向するように中間転写ベルト７の内側に一次転写手段としての転写ローラ８が設けられている。各作像ユニット１においては、感光体ドラム２と帯電手段３及びクリーニング手段５を含む部分をプロセスカートリッジとしてプリンタ本体に着脱可能に設けている。
【００１４】
中間転写ベルト７は、支持ローラ１５ａ，１５ｂ等に張架され、図中反時計回りに走行駆動される。左側の支持ローラ１５ａの外側に位置して、中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置７０が配置されている。中間転写ベルト７の上方スペースには、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナーを収納したトナーボトル２０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が配置される。
【００１５】
４個の作像ユニット１が並んだタンデム作像部の下方には光書き込み装置６が配置される。この光書き込み装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有しており、各色トナーの画像データに基づいて各感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１６】
装置本体の最下方は給紙部として構成され、記録媒体を収納する給紙トレイ５０が配置されている。給紙トレイ５０の右側には給紙トレイに積載された用紙を送り出す給紙ローラ５１があり、分離パッド等を用いて用紙を一枚ずつに分離する。給紙ローラ５１の上方（用紙搬送方向の下流側）にはレジストローラ５５が設けられている。レジストローラ５５の上方には、二次転写手段としての転写ローラ１８が、転写対向ローラとしての支持ローラ１５ｂに対向して設けられ、二次転写部を形成している。
【００１７】
二次転写部の上側には定着装置３０が設けられている。定着装置については後に詳述するが、二次転写部にて未定着トナー像が転写された記録媒体を加熱・加圧することにより定着する。定着装置３０の上方には排紙ローラ６０が設けられている。
【００１８】
上記のように構成されたカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１の感光体ドラム２が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム２の表面が帯電手段３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置６からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム２表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置４から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
【００１９】
また、中間転写ベルト７が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１において一次転写ローラ８の作用により感光体ドラム２から中間転写ベルト７に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト７はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
【００２０】
なお、作像ユニット１のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒ユニット１ｄを用いて画像形成を行う。
【００２１】
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段５によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。
【００２２】
一方、給紙トレイ５０から用紙が給送され、レジストローラ対５５によって、中間転写ベルト７上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。転写バイアスが印加された二次転写ローラ１８によって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置３０を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ６０により装置本体の上面に構成された排紙トレイに排出される。
【００２３】
図２は、定着装置３０の要部構成を示す断面図である。
この図に示すように、定着装置のユニット内部には、定着ベルト３１、ニップ形成部材３２、加圧ローラ３３、パイプ状熱伝導体３４、定着ヒータ３５、温度検知手段３６等が備えられている。
【００２４】
定着ベルト３１は、可撓性を有する無端ベルト（もしくはフィルム）であり、その定着ベルト３１のループ内に配置されたパイプ状熱伝導体３４は、薄肉金属パイプにより構成された熱伝導体であり、支持体３７に取り付けられて固定支持される。パイプ状熱伝導体３４の、加圧ローラ３３に対向する個所は内側に凹んだ凹部として設けられ、該凹部にニップ形成部材３２が装着保持される。そのニップ形成部材３２に対して、定着ベルト３１を間に挟んで加圧ローラ３３が圧接され、定着ニップを形成している。
【００２５】
パイプ状熱伝導体３４の内部には、熱源としての定着ヒータ３５が配設されている。本実施形態では、定着ヒータ３５としてハロゲンヒータ（ハロゲンランプ）を用いている。また、図３により後述するように、本実施形態の定着ヒータ３５は、発熱領域を異ならせた複数のヒータからなる。定着ヒータ３５が発熱することによってパイプ状熱伝導体３４を介して定着ベルト３１を加熱する。
【００２６】
また、加圧ローラ３３は、図示しない駆動手段により図２において時計回りに回転駆動され、その加圧ローラ３３によって定着ベルト３１が図２において反時計回りに回転される。定着ベルト３１が回転する際に、定着ベルト３１はパイプ状熱伝導体３４及びニップ形成部材３２に摺動しながら回転する。
【００２７】
定着ヒータ３５は中央ヒータ３５ａと端部ヒータ３５ｂに分かれており、それぞれ温度センサ３６Ａ，３６Ｂを用いて制御される。図３に各ヒータの発熱領域を示すが、中央ヒータ３５ａは、用紙幅方向の中央部に対応する発熱領域（発熱電気抵抗部分）３５aｗを有している。また、端部ヒータ３５ｂは、用紙幅方向の両端部側に対応する二つの発熱領域（発熱電気抵抗部分）３５ｂｗ，３５ｂｗを有している。転写紙のサイズによってヒータの点灯ＤＵＴＹを異ならせることによって端部温度上昇を抑制し、無駄な電力を省くことができる。また一本ヒータでなく２本に分けることによりフリッカー対策としても有効である。
【００２８】
大きなサイズの紙のときは中央ヒータ３５ａと端部ヒータ３５ｂともに同じようなＤＵＴＹで使用するが、小サイズ転写紙では端部ヒータのＤＵＴＹを著しく下げ、無駄な部分の加熱と消費電力を抑制することができる。なお本例では、定着ベルト３１の内側からパイプ状熱伝導体３４によって加熱しているが、ベルトの外側から非接触加熱（ハロゲンヒータなどの輻射熱）してもよい。また、本例ではヒータの数を２本としているが、回転停止時専用のヒータを設けるなど、ヒータ本数を増加してもよい。
【００２９】
また図３に示すように、温度検知手段３６として、２つの温度センサ３６Ａ，３６Ｂを備えており、中央ヒータ３５ａの発熱領域３５aｗに対応する位置に温度センサ３６Ａを、また、端部ヒータ３５ｂの一方側の発熱領域３５ｂｗに対応する位置に温度センサ３６Ｂを、それぞれ配置している。また、本例では、温度センサ３６Ａとしてサーモパイルを、温度センサ３６Ｂとして非接触サーミスタを用いている。すなわち、定着ヒータ３５の中央ヒータはサーモパイルで、端部ヒータは非接触サーミスタで温度制御している。
【００３０】
サーモパイルは熱電対を多数直列につないだ温接合部に対象物から放射される赤外線を集光することにより、冷接合部との温度差に応じた起電力を発生する、時間応答の良いセンサである。サーモパイル自身の温度（特に冷接合部の温度）変化を補うために雰囲気センサを持っている。
【００３１】
非接触サーミスタは温度によって抵抗値が変化するサーミスタ対であり、対象物の温度を検出する検知センサと検知センサの周囲温度を検出する雰囲気センサからなっている。雰囲気センサの検出値によって検知センサの検出温度を補正できるようになっている。非接触サーミスタはサーモパイルよりも安価であるが、応答性が劣る。
【００３２】
本例では定着ヒータを２本構成としているため温度センサを２つとしているが、ヒータをさらに増加させる場合は温度センサの数を増やしてもよい。またサーモパイルや非接触サーミスタでなくとも定着性を維持できるような温度センサがあればそれを用いてもよい。部品公差などによって定着部材と非接触センサの距離が変わってしまい、雰囲気温度の設定値からのズレが許容できない場合に、雰囲気温度が設定値に入るよう非接触センサと定着部材との距離を調整できるよう非接触センサのネジ止めの際にスペーサなどをかませてもよい。
【００３３】
ニップ形成部材３２と加圧ローラ３３は適当な面圧とニップ幅を持つように、ゴムのような弾性体かスポンジなどの発泡体を用いる。本実施例ではニップ形成部材３２を１０ｍｍ幅のゴム部材とし、加圧ローラ３３は表面に３ｍｍほどの厚みのゴムを用いた硬度６０Ｈｓ程度で径は３０ｍｍ程度である。
【００３４】
定着ベルト３１はニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトかポリイミド樹脂などを用いた無端ベルト（もしくはフィルム）である。離型性を持たせるためにベルト表面はＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂層をもっている。
【００３５】
パイプ状熱伝導体３４のパイプには、アルミ，又は鉄，ステンレスなどの金属を用いる。実施例のパイプ状熱伝導体３４は定着ベルト３１よりも１ｍｍ直径の小さい円形としているが、角型や、その他の断面形状であってもよい。また、実施例では加熱手段（熱源）３５はハロゲンヒータを用いているが、カーボンヒータや誘導加熱手段などでもよい。
【００３６】
以上のような構成を持つ定着装置３０において、温度検知手段３６の出力に応じた定着ヒータ３５の点灯率を制御する（加熱手段における単位時間当たりの電力量もしくは点灯時間を制御する）ことにより、定着プロセスに必要な温度制御を行っている。
【００３７】
ところで、本実施形態の画像形成装置においては、装置全体の消費電力を一定以下に抑えるために、作像部、給紙部、（および、備えている場合にはスキャナ、フィニッシャ）などの動作状態を監視し、それぞれの動作状態によって定着部で使用可能な電力（ヒータの最大点灯率＝規制ｄｕｔｙ）が規制されている。
【００３８】
例えば、装置を立ち上げるときには初期状態として様々な状態がある。その日初めての印刷を行う場合には定着装置は中央・端部ともに室温まで冷えており、定着立ち上げ時には、端部（通紙方向と直交する方向の端部）からの放熱が大きいために端部ヒータにはより大きな電力が必要である。一方、一旦定着ユニットが温まってしまえば、端部からの放熱は少なく、特に連続通紙後などは通紙域外の端部温度上昇により、次の印刷時には中央ヒータよりも端部ヒータの必要電力は小さい。このような場合にリアルタイムで中央ヒータと端部ヒータの規制ｄｕｔｙを変更することにより、中央ヒータ３５ａ及び端部ヒータ３５ｂとも、より早く目標温度に到達でき、待ち時間が短縮でき、消費電力を抑制できる。
【００３９】
ここで、図４を参照して、定着部材の周方向の温度ムラについて説明する。
定着ベルト温度が目標温度に達するまでは、定着ヒータ１３５が点灯し続けているため、回転する定着ベルト１３１は周方向全体が加熱され、周方向の温度ムラができない。そのため、温度検知手段（図示せず）の出力、すなわち検知温度を平均化する必要はない。
【００４０】
一方、定着温度が目標温度に達した定着立ち上がり後には、定着温度を目標温度（設定温度）に維持するために定着ヒータ１３５が点灯と消灯を繰り返す。そのため、定着ベルト１３１には加熱される部分と加熱されない部分ができ、周方向の温度ムラができる。周方向の温度ムラが生じている定着ベルト１３１を温度検知手段（図示せず）で検知すると、当然、検知出力も変動することになり、上記規制ｄｕｔｙを変更するかしないか判断するための現在検知温度がだまされてしまう事がある。例えば待機状態で回転せずにヒータ点灯している場合、定着ベルトのある一部分だけが加熱されている状態から回転を始めたときに加熱されていない部分で温度を検出し、規制ｄｕｔｙを変更すると、全体として熱量が不足していることを判別することができずに、温度落ち込みや温度オーバーシュートの原因となる。これを防ぐためには、温度検知手段（図示せず）の出力、すなわち検知温度を平均化することが有効である。
【００４１】
本実施形態においては、定着ベルト３１の回転状態（実施例では、定着ベルト３１を従動回転させる加圧ローラ３３の駆動状態）に同期して、温度検知手段３６により検知した温度を平均化して規制ｄｕｔｙの変更制御に用いるようにしている。なお、検知温度の平均化は、例えば０．１秒周期で検知しているとして、定着部材の回転速度が１回転／秒の場合には１０回（１回転分）の平均をとる。あるいは、定着部材の回転速度が２回転／秒の場合には５回（１回転分）の平均をとるようにする。
【００４２】
検知温度を平均化することで、定着部材（定着ベルト３１）が全体として温度不足の状態にあるか、周方向の温度ムラによりある一部分だけ加熱された状態にあるか判別でき、温度落ち込みや温度オーバーシュートすること無しに、適切な規制ｄｕｔｙの変更ができる。
【００４３】
図５は、本実施形態における規制ｄｕｔｙの変更制御の一例を示すフローチャートである。ここでは定着ヒータ３５が中央ヒータ３５ａと端部ヒータ３５ｂの２本構成の実施例において、各ヒータに対応して設けられた温度センサ３６Ａ，３６Ｂによる検知温度が、それぞれ目標温度から２０ｄｅｇ（２０℃）以上低い場合に、検知温度がより低い方のヒータに対して電力を多く配分する制御例を示している。なお、規制ｄｕｔｙの変更の有無を判断する周期は２秒とし、ｄｕｔｙの変更率（変更の程度）は５％に設定している。また、変更上限値及び変更下限値が、中央ヒータ３５ａ及び端部ヒータ３５ｂのそれぞれに対して設定されている場合である。
【００４４】
図５のフローチャートにおいて、まず、定着ベルトが回転しているかどうかを見る（Ｓ１）。次に、現在の規制ｄｕｔｙの値で３回以上制御が実施されたかどうかを判断する（Ｓ２）。ここでの判断が「Ｙｅｓ」の場合は、すなわち、「加熱手段の、ある点灯状態が一定時間以上続いた」場合としてＳ３以降に進み、（条件によって）規制ｄｕｔｙを変更する。
【００４５】
そして、中央の温度センサ３６Ａが検知する現在温度が定着目標温度より２０℃以上低いかどうかを見る（Ｓ３）。中央部の現在温度が目標温度より２０℃以上低い場合は、次に端部の温度センサ３６Ｂによる検知温度が定着目標温度より２０℃以上低いかどうかを見る（Ｓ４）。端部の現在温度も目標温度より２０℃以上低ければ、中央の温度センサ３６Ａと端部の温度センサ３６Ｂの検知温度を比較し（Ｓ５）、中央部の方が低ければ、中央ヒータ３５ａの現在の規制ｄｕｔｙに５％を加えた値が規制上限ｄｕｔｙ以下であるかどうかを判断する（Ｓ６）。中央ヒータの規制ｄｕｔｙ＋５％が規制上限ｄｕｔｙ以下であれば、端部ヒータ３５ｂの現在の規制ｄｕｔｙから５％を引いた値が規制下限ｄｕｔｙ以上であるかどうかを判断する（Ｓ７）。ここでの判断結果が「Ｙｅｓ」であれば、中央ヒータ３５ａの規制ｄｕｔｙを現在値＋５％に変更するとともに、端部ヒータ３５ｂの規制ｄｕｔｙを現在値−５％に変更する（Ｓ９）。一方、Ｓ６及びＳ７での判断結果が「Ｎｏ」であれば、中央及び端部ヒータ共に、現状の規制ｄｕｔｙを維持する（Ｓ９）。そして、２秒経過するのを待ち（Ｓ１０）、Ｓ１に戻る。
【００４６】
また、Ｓ３で中央部の現在温度が目標温度より２０℃以上低くない（判断結果が「Ｎｏ」の）場合は、Ｓ１１に進んで端部の温度センサ３６Ｂによる検知温度が定着目標温度より２０℃以上低いかどうかを見る（Ｓ１１）。端部の現在温度が目標温度より２０℃以上低ければ、端部ヒータ３５ｂの現在の規制ｄｕｔｙに５％を加えた値が規制上限ｄｕｔｙ以下であるかどうかを判断し（Ｓ１２）、次に中央ヒータ３５ａの現在の規制ｄｕｔｙから５％を引いた値が規制下限ｄｕｔｙ以上であるかどうかを判断する（Ｓ１３）。ここでの判断結果が「Ｙｅｓ」であれば、中央ヒータ３５ａの規制ｄｕｔｙを現在値−５％に変更するとともに、端部ヒータ３５ｂの規制ｄｕｔｙを現在値＋５％に変更する（Ｓ１４）。一方、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３での判断結果が「Ｎｏ」の場合は現状の規制ｄｕｔｙを維持する（Ｓ１５）。そして、２秒経過するのを待ち（Ｓ１６）、Ｓ１に戻る。
【００４７】
また、Ｓ４で端部の現在温度が目標温度より２０℃以上低くない（判断結果が「Ｎｏ」の）場合は、Ｓ１７に進んで中央ヒータ３５ａの現在の規制ｄｕｔｙに５％を加えた値が規制上限ｄｕｔｙ以下であるかどうかを判断する（Ｓ１７）。中央ヒータの規制ｄｕｔｙ＋５％が規制上限ｄｕｔｙ以下であれば、端部ヒータ３５ｂの現在の規制ｄｕｔｙから５％を引いた値が規制下限ｄｕｔｙ以上であるかどうかを判断する（Ｓ１８）。ここでの判断結果が「Ｙｅｓ」であれば、中央ヒータ３５ａの規制ｄｕｔｙを現在値＋５％に変更するとともに、端部ヒータ３５ｂの規制ｄｕｔｙを現在値−５％に変更する（Ｓ１９）。一方、Ｓ１７及びＳ１８での判断結果が「Ｎｏ」であれば、中央及び端部ヒータ共に、現状の規制ｄｕｔｙを維持する（Ｓ２０）。そして、２秒経過するのを待ち（Ｓ２１）、Ｓ１に戻る。
【００４８】
また、Ｓ５で、中央部温度が端部温度よりも低くない（中央部温度≧端部温度）場合はＳ２２に進み、端部ヒータ３５ｂの現在の規制ｄｕｔｙに５％を加えた値が規制上限ｄｕｔｙ以下であるかどうかを判断し（Ｓ２２）、次に中央ヒータ３５ａの現在の規制ｄｕｔｙから５％を引いた値が規制下限ｄｕｔｙ以上であるかどうかを判断する（Ｓ２３）。ここでの判断結果が「Ｙｅｓ」であれば、中央ヒータ３５ａの規制ｄｕｔｙを現在値−５％に変更するとともに、端部ヒータ３５ｂの規制ｄｕｔｙを現在値＋５％に変更する（Ｓ２４）。一方、Ｓ２２及びＳ２３での判断結果が「Ｎｏ」の場合は現状の規制ｄｕｔｙを維持する（Ｓ２５）。そして、２秒経過するのを待ち（Ｓ２６）、Ｓ１に戻る。
【００４９】
このような制御により、定着ヒータ３５（本例では中央ヒータ３５ａ及び端部ヒータ３５ｂ）の規制ｄｕｔｙを適切に変更することができる。そのため、定着装置における目標温度への到達時間を短縮して待ち時間を短くするとともに、画像形成装置全体の消費電力を一定以下に抑制することができる。また、規制ｄｕｔｙの適切な変更制御により、定着部材の温度落ち込みやオーバーシュートを防止することができる。
【００５０】
さらに、連続通紙時の用紙によって熱が奪われる状況に際し、中央部と端部の温度がより低下している方に（温度がより低下している方のヒータに対して）電力をより多く分配するため、温度の落ち込みを防いで良好な定着性を維持することができる。
【００５１】
なお、画像形成装置の立ち上がった状態から通紙が開始されるなど、マシンステータスが変わったときに、上記制御により変更した規制ｄｕｔｙを初期値に戻すようにしてもよい。
【００５２】
画像形成装置全体の消費電力を一定以下に抑えるために、作像部、スキャナー、フィニッシャーなどの動作状態を監視し、それぞれの動作状態によって定着で使用可能な電力（ヒータの最大点灯率）を算出する制御は従来から行われているが、上記説明した本発明においては、定着で使用可能な電力を複数ヒータにそれぞれ分配する場合に、一番早く目標温度に到達できるように、目標温度との差が一番大きい状態にある部分のヒータに優先的に電力を配分する。例えば中央ヒータと端部ヒータの２本構成の場合、立ち上げ時には定着ユニットが冷めており雰囲気温度も低いので、端部からの放熱が大きいために端部にはより大きな電力が必要である。しかし一旦定着ユニットが温まってしまえば、端部からの放熱は少なく、特に連続通紙後などは通紙域外の端部温度上昇により、次の印刷時には中央ヒータよりも端部ヒータの必要電力は小さい。このような場合にリアルタイムで中央ヒータと端部ヒータの規制ｄｕｔｙを制御することにより、中央部および端部ともより早く目標温度に到達でき、待ち時間が短縮できるとともに、消費電力を抑制することもできる。
【００５３】
また、定着ローラの一部分を加熱する制御の場合には、加熱されている部分と加熱されていない部分のムラで規制ｄｕｔｙを変更するかしないか判断する現在検知温度がだまされてしまう事がある（的確な温度検知を行うことができない）。そこで、定着部材の回転状態に応じて検知温度を平均化することにより、定着部材が全体として温度不足の状態にあるか、周方向の温度ムラによりある一部分だけ加熱された状態にあるか判別でき、適切な規制ｄｕｔｙの変更を行なうことができる。
【００５４】
また、連続通紙時の温度落ち込みに対して、中央と端部の足りない方により電力を多く分配することにより良好な定着性を維持できる。
さらに、複数ヒータの規制ｄｕｔｙの上限値及び下限値を設定可能とすることによって、マシンステータスに応じて規制ｄｕｔｙの上限値及び下限値を変更できる。すなわち、立ち上げ時は、用紙幅方向の端部で温度が低下しやすく、通紙時には端部で温度が上昇し易いが、マシンステータスに応じて複数ヒータの規制ｄｕｔｙの上限値及び下限値を変更することにより、立ち上げ時はより早く目標温度に到達でき、通紙時には温度落ち込みからより早く回復できる。
【００５５】
複数ヒータの規制ｄｕｔｙの上限値及び下限値の設定例は、立ち上げ時は「中央ヒータの規制ｄｕｔｙ」＜「端部ヒータの規制ｄｕｔｙ」とし、印刷中は「中央ヒータの規制ｄｕｔｙ」＞「端部ヒータの規制ｄｕｔｙ」とし、待機時は「中央ヒータの規制ｄｕｔｙ」＜「端部ヒータの規制ｄｕｔｙ」とする。
【００５６】
また、定着部材の温度が、通紙中や待機中も小さいが目標温度から離れることがある（温度リップル）。このときには規制ｄｕｔｙを制御する必要は無い。規制ｄｕｔｙを変更したいのは目標温度から（所定温度以上）温度落ち込みする場合と目標温度に向かって立ち上げているときなので、規制ｄｕｔｙを変更する条件として、定着部材の温度が目標温度から所定温度以上離れた場合など、所定の温度条件を上記規制ｄｕｔｙを変更する条件として持つことにより、必要が無い場合に規制ｄｕｔｙが変更されてしまうことが無く、目標温度から大きく離れたときのみ規制ｄｕｔｙを変更することができる。
【００５７】
また、現在の規制ｄｕｔｙで所定回数（図５の例では３回）連続して制御したら、規制ｄｕｔｙを変更し始める（変更を許容する）ことにより、適切な温度制御が可能である。すなわち、定着部材の温度制御が適切にできているときは規制ｄｕｔｙによって頭打ちされることなくヒータは点灯している。しかし、目標温度から温度が落ち込む場合と、目標温度に向かって立ち上げているときは、規制ｄｕｔｙによって頭打ちになっている（ヒータの点灯が制限される）ため、規制ｄｕｔｙが所定回数出力されたら電力が不足していると判断して規制ｄｕｔｙを変更することにより、定着部材の温度低下を抑制できるとともに、素早い立ち上げを行なうことが可能となる。
【００５８】
また、規制ｄｕｔｙを変更するか否かを判断する周期を変更可能とすると好適である。すなわち、定着部材の現在温度が目標温度に近づいてきたら、すばやく元の規制ｄｕｔｙに戻すことにより、定着部材温度のオーバーシュートを防ぐことができる。
【００５９】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヒータの本数やヒータの位置（ベルトループの内側、外側）などは適宜設定できるものである。また、加圧側に加熱手段を有していても良い。制御ＤＵＴＹの数値や、目標温度（定着設定温度）、あるいは目標温度との比較で制御に用いる温度の値などは一例である。定着装置の構成も、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
【００６０】
また、画像形成装置においては作像部の構成も任意であり、タンデム作像部における色の並び順等は任意である。タンデム方式以外の構成も可能である。また、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機等、任意の形態を採用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１        作像ユニット
２        感光体ドラム
７        中間転写ベルト
３０      定着装置
３１      定着ベルト（定着部材）
３２      ニップ形成部材
３３      加圧ローラ
３４      、パイプ状熱伝導体
３５      定着ヒータ
３５ａ    中央ヒータ
３５ｂ    端部ヒータ
３６      温度検知手段
３６Ａ    中央温度センサ
３６Ｂ    端部温度センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００７−３３４２０５号公報
【特許文献２】特開２００８−１５８４８２号公報
【特許文献３】特開２００９−００３４１０号公報
【図１】
2014081424.tif 000003
【図２】
2014081424.tif 000004
【図３】
2014081424.tif 000005
【図４】
2014081424.tif 000006
【図５】
2014081424.tif 000007
【図６】
2014081424.tif 000008
【図７】
2014081424.tif 000009