(57)【要約】【課題】異なった配熱分布（配光分布）を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御する。【解決手段】温度制御器５１の後段に、ヒータ間干渉除去装置５５を設ける。中央ヒータ４１ａのデューティｄ１に、端部ヒータ４１ｂのデューティｄ２に係数αを乗じた値を減算した修正デューティｄ１ｒを電源回路５２ａに投入し、端部は、端部ヒータ４１ｂのデューティｄ２に、中央ヒータ４１ａのデューティｄ１に係数βを乗じた値を減算した修正デューティｄ２ｒを電源回路５２ｂに投入し、中央ヒータ４１ａ及び端部ヒータ４１ｂを発熱させて定着ローラ２１を加熱する。【選択図】図８
2018156054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接されてニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する記録材を通過させて未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、
前記定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、
前記定着部材の軸方向端部を加熱する第二の熱源と、
前記定着部材の軸方向中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、
前記定着部材の軸方向端部の温度を検出する第二の温度検出手段と、
を有し、
前記各熱源間での干渉を取り除く熱源間干渉除去装置を設けたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記熱源間干渉除去装置は、
前記定着部材加熱時の軸方向中央部目標温度と前記第一の温度検出手段による検出温度の偏差と、前記定着部材加熱時の軸方向端部目標温度と前記第二の温度検出手段による検出温度の偏差とに基づいて前記第一の熱源の発熱率および前記第二の熱源の発熱率を算出し、
前記算出した前記第一の熱源の発熱率から、前記第二の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算し、前記算出した前記第二の熱源の発熱率から、前記第一の熱源の発熱率に所定の係数を乗じた値を減算する処理を行い、
前記第一の熱源の発熱率および前記第二の熱源の発熱率を補正する
ことを特徴とする、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱源間干渉除去装置は、
前記第一の熱源の昇温勾配＝Ａ１１×第一の熱源の発熱率＋Ａ１２×第二の熱源の発熱率
前記第二の熱源の昇温勾配＝Ａ２１×第一の熱源の発熱率＋Ａ２２×第二の熱源の発熱率
としたとき、
前記第一の熱源の発熱率修正値＝（第一の熱源の発熱率）−（第二の熱源の発熱率）×（Ａ１２／Ａ１１）
前記第二の熱源の発熱率修正値＝（第二の熱源の発熱率）−（第一の熱源の発熱率）×（Ａ２１／Ａ２２）
と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】
前記熱源間干渉除去装置による干渉除去を、定着動作時に実行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】
前記熱源がハロゲンヒータであ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】
前記定着部材が定着ベルトであり、前記第一の温度検出手段がサーモパイル、前記第二の温度検出手段が前記定着部材に接触配置されるサーミスタ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、記録媒体に画像を定着する定着装置及び定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ・複写機・ファクシミリなどの画像形成装置に対し、近年、省エネルギー化・高速化についての市場要求が高まってきている。
画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式または直接方式により未定着トナー画像が記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録材に形成される。未定着トナー画像を定着させるための定着装置としては、熱ローラ方式、フィルム加熱方式、電磁誘導加熱方式等の接触加熱方式の定着装置が広く採用されている。
【０００３】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより形成したトナー画像（未定着トナー像）を、直接もしくは中間転写体を介して記録材シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に転写し、このトナー像を担持した記録媒体を定着装置に通してトナー像を記録媒体上に定着している。
【０００４】
未定着トナー画像を定着させる定着装置としては、熱と圧力によりトナー像を記録材（記録媒体）上に固定する熱定着装置が広く採用されている。このような定着装置の代表的なものでは、定着部材と加圧部材、例えば定着ローラと加圧ローラとを所定の圧力で当接させた状態で対峙させ、この当接した箇所にトナー像を有する用紙を搬送することで、定着および加圧ローラにより未定着トナー像を用紙に定着している。このような定着装置にて用いられる定着ローラには、その内部にハロゲンランプ等のヒータ部材を収容し、このヒータ部材により定着ローラを均一に加熱させる方法が一般的に用いられている。
【０００５】
ところが、これらの画像形成装置においては、画像形成のために搬送される用紙のサイズが一定ではない。例えば、Ａ３サイズ（２９７×４２０ｍｍ）から官製はがきのサイズ（１００×１４８ｍｍ）まで等、各種のサイズからなる用紙が搬送され、定着装置にて定着が実行される。このとき、大サイズ（例えばＡ３サイズ）の用紙に対しても十分な定着を行うために、大サイズの用紙に対応させてヒータ部材を形成し、定着ローラの軸方向に十分に伸ばした状態（例えばＡ３サイズの短手２９７ｍｍを十分にカバーする状態）でヒータ部材を配置することが一般的である。
【０００６】
しかしながら、上述のように、大サイズの用紙に合わせてヒータ部材を形成した場合に、はがきサイズやＢ５サイズ等の小サイズの用紙を連続的に定着装置に搬送すると、小サイズの用紙が通過する部分だけの温度が低下し、他の部分の温度が規定値以上に上昇するという問題が生じてしまう。そこで、定着ローラの軸方向に対して、加熱作用部分の長いヒータ部材と、加熱作用部分が短いヒータ部材とを、搬送される大サイズおよび小サイズの用紙に応じてそれぞれ設け、その用紙の搬送される位置に加熱部分が位置するように、それぞれのヒータ部材を配置する方法が既に知られている。
【０００７】
また、上記のような用紙サイズにより複数の発熱体（ヒータ部材）を使い分ける定着装置では、それぞれの発熱箇所（用紙通過域）に対応する位置に温度検知手段が設けられている。この温度検知手段としては例えばサーミスタが採用され、このセンサにより測定される定着ローラの表面温度から、ヒータに対する温度制御が実行される。
【０００８】
しかしながら、複数の発熱体は、小サイズの用紙部を暖める発熱体であっても、小サイズの用紙の非通紙部も加熱する問題があった。そのために、中央部を加熱しようと中央ヒータを点灯させると、端部も加熱し、逆に、端部を加熱しようと端部ヒータを加熱すると、中央をも加熱する問題があった。
【０００９】
これに対し、特許文献１（特開２０１５−７７５５号公報）には、定着ローラの軸方向中央部と、端部を加熱する複数のヒータを有するもので、移動式の反射部材を設けて、小サイズ印字時は、特定部位のみの加熱を可能とする定着装置が開示されている。
【００１０】
この特許文献１の定着装置において、反射部材で覆った部位はヒータが発光しているが定着部材の加熱には使用されておらず、ヒータ間の干渉を防止するという問題は解決できるが、反射板で覆うことにより、ヒータ発光した定着部材の加熱に使用されないエネルギーがあるため、無駄なエネルギーを消費するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、異なった配熱分布（配光分布）を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御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】
【００１２】
この課題を解決するため、本発明は、回転可能な定着部材と、前記定着部材に圧接されてニップ部を形成する加圧部材とを備え、前記ニップ部に未定着トナー画像を担持する記録材を通過させて未定着トナー画像を記録材に定着する定着装置において、前記定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、前記定着部材の軸方向端部を加熱する第二の熱源と、前記定着部材の軸方向中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、前記定着部材の軸方向端部の温度を検出する第二の温度検出手段と、を有し、前記各熱源間での干渉を取り除く熱源間干渉除去装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
定着部材の軸方向中央部を加熱する第一の熱源と、軸方向端部を加熱する第二の熱源の点灯を、定着部材の中央部加熱、端部加熱に有効に利用できる。このため、所望の領域を効率良く加熱することができ、かつ、無駄な電力を消費することのない熱源制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態にかかる定着装置の概略断面図である。
【図３】定着装置が有する複数ヒータの配置を示す図である。
【図４】各ヒータの配熱分布例を示す模式図である。
【図５】装置立ち上げ時の定着ローラの昇温状態を示すグラフである。
【図６】ヒータデューティについて説明する模式図である。
【図７】実施形態における複数のヒータを独立して点灯（発熱）させたときの、定着ローラ軸方向における中央と端部の昇温例を示す図である。
【図８】本発明の特徴的な構成を示す制御ブロック図である。
【図９】第２実施形態の定着装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る定着装置は、複数の熱源である発熱体（ヒータ）を有しており、ヒータ間での加熱部位の干渉を取り除くヒータ間干渉除去装置を設けることにより、干渉を除去できることを特徴としている。この本発明の特徴について、以下に詳細に説明する。
【００１６】
本発明では、定着部材を加熱する発熱体としての中央ヒータと端部ヒータのヒータデューティ（単位時間あたりのヒータ点灯時間比率＝発熱率と規定する）と定着部材の中央部昇温勾配、端部昇温勾配の関係を定式化し、２＊２行列で関係づけることで、
（中央昇温勾配）＝（A11  A12） （中央ヒータデューティ）
（端部昇温勾配）  （A21  A22） （端部ヒータデューティ）・・・（式１）
の関係に対して、
中央ヒータデューティ修正値
＝（中央ヒータデューティ）−（端部ヒータデューティ）＊係数α
端部ヒータデューティ修正値
＝（端部ヒータデューティ）−（中央ヒータデューティ）＊係数β・・・（式２）
と設定することで、式（１）のＡ１２＝Ａ２１＝０になるように設定することができ、式（３）のような関係とできる。
（中央昇温勾配）＝（A11  0  ） （中央ヒータデューティ）
（端部昇温勾配）  （ 0   A22） （端部ヒータデューティ）・・・（式３）
なお、ここでは各数式を文字で記載するため模擬的に示しており、正確な数式は実施形態中にイメージで挿入する。
【００１７】
このような設定とすることにより、中央ヒータの投入デューティと、中央昇降勾配の関係は比例関係になり、端部ヒータの投入デューティと端部昇温勾配の関係を比例関係とできる。
【００１８】
これにより、定着部材の中央を加熱したいときは、中央ヒータのみを高いヒータデューティで点灯させ、定着部材の端部を加熱したいときは、端部ヒータのみを高いヒータデューティで点灯させることで、中央ヒータ、端部ヒータの点灯を、定着部材の中央部加熱、端部加熱に有効に利用できる。このため、所望の領域を加熱することができ、かつ、無駄な電力を消費することのない定着装置のヒータ制御が行えるようになる。
【００１９】
以下、図面を用いて実施形態の説明を続ける。
図１は、本発明の実施形態にかかる画像形成装置の一例を示す断面構成図である。この図に示した画像形成装置１は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式のカラープリンタある。だが、本発明はこの方式に限られず、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。
【００２０】
画像形成装置本体の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
【００２１】
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。
その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。
【００２２】
また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００２３】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程）。
【００２４】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程）。
【００２５】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程）。その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２６】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程）。
【００２７】
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
【００２８】
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図中の矢印方向（図中反時計回り）に無端移動される。
【００２９】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。
【００３０】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
【００３１】
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
【００３２】
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図３中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００３３】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着部材２１及び加圧部材３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３４】
図２は、定着装置の構成例を示す断面図である。なお、本発明はこの方式に限られず、ベルト定着装置など、適宜な構成のものを採用可能である。
図２に示す定着装置２０は、定着部材２１と、該定着部材２１に圧接される加圧部材３１とを備える。本例では、内部に熱源４１を有する定着ローラ２１に加圧ローラ３１が圧接する構成となっている。
【００３５】
定着ローラ２１は基材２１ｂと表層２１ａから成り、基材２１ｂは鉄・アルミなどの金属であり、表層２１ａはシリコーンゴム等の薄い弾性部材の上にＰＦＡなどの離型層が設けられている。なお、定着ローラ２１の表層２１ａは基材２１ｂの上に直接ＰＦＡ等の離型層を被覆した構成でもよい。省エネ化を図るため、定着ローラ２１の基材２１ｂは、薄い肉厚０．３〜０．７ｍｍ程度のもので構成される。
【００３６】
加圧部材の加圧ローラ３１も基材３１ｂと弾性層３１ａから成り立っており、材料は基材３１ｂが鉄などの金属、弾性層３１ａがシリコーンゴムやスポンジで構成されており、表層には定着ローラ同様にＰＦＡなどの離型層が設けられている。
【００３７】
前記定着ローラ２１と加圧ローラ３１との間にはニップ部Ｎが形成されており、該ニップ部Ｎにトナー像が形成された転写紙を通過させることにより転写紙上に付着しているトナーを熱により溶融させ加圧により転写紙に付着させるようになっている。
【００３８】
図３は、定着装置が有する複数ヒータの配置を示す図である。
本例の定着装置２０は、定着ローラ２１の内部に熱源４１としてのハロゲンヒータを２本配置している。一つは通紙領域の中央部を主に加熱するヒータ４１ａ（第一ヒータ）で、もう一つは通紙領域の端部を主に加熱するヒータ４１ｂ（第二ヒータ）である。
【００３９】
各ヒータの配熱分布例を図４に示す。第一ヒータ４１ａは、最大用紙幅に対して、中央部が配熱のピークになるようにしている。このピークの幅は、例えばＡ５サイズの用紙幅に対応するようフィラメントの巻きを調整している。第二ヒータ４１ｂは、最大用紙幅に対して、両端部が配熱のピークになるようにしている。第二ヒータ４１ｂの中央部は、定格の２０％程度の電力が付与されるようフィラメントの巻きを調整している。
【００４０】
図４は、ハロゲンヒータの配熱分布を示す模式図である。熱源４１としてのハロゲンヒータヒータがこのような構成になっているため、第一ヒータ４１ａは用紙中央部（本例では中央基準で搬送される用紙の幅方向中央部）を加熱し、第二ヒータ４１ｂは用紙端部を加熱する役割を有するが、第一ヒータ４１ａは端部にもフィラメント巻きを有するため（フィラメント巻き部を図ではクロスハッチングで示している）、第一ヒータ４１ａを加熱することにより、端部でも昇温がみられ、第二ヒータ４１ｂを加熱することにより、第二ヒータ中央部のフィラメント巻きにより中央も加熱される。
【００４１】
複数のヒータを設けている理由は、用紙幅の小さい用紙（小サイズ紙）の印刷時は、第一ヒータ４１ａ（中央ヒータとも称す）のみを用い、用紙幅の広い用紙（大サイズ紙）の印刷時は、第二ヒータ４１ｂ（端部ヒータとも称す）を、第一ヒータ４１ａ（中央ヒータ）と併用することで、用紙全幅に用紙にトナーを定着可能な熱量を付与することである。
【００４２】
図５は、装置立ち上げ時（朝一番での使用開始時）の定着ローラの昇温状態を示すグラフである。定着ローラの昇温は、中央部と端部で差異がある場合がある。図５のグラフに、定着ローラ２１における軸方向中央部の昇温勾配を「中央昇温勾配：ｄＴ１／ｄｔ」として示し、軸方向端部の昇温勾配を「端部昇温勾配：ｄＴ２／ｄｔ」として示した。
【００４３】
図６は、ヒータの点灯率をあらわすヒータデューティについて説明する模式図である。ヒータ制御を行う制御周期に対して、ヒータＯＮ時間の割合（ヒータオン時間／制御周期）の百分率表記したものをヒータデューティと称する。
【００４４】
実施形態の定着装置において、図４に示す配熱分布を有する複数のヒータを独立して点灯（発熱）させたときの、定着部材長手方向（定着ローラ軸方向）における中央と端部の昇温例を図７に示す。
【００４５】
図７（ａ）は、各条件における、第一ヒータ４１ａ（中央ヒータ）及び第二ヒータ４１ｂ（端部ヒータ）の点灯デューティ、軸方向中央及び端部の昇温勾配を示している。また、図７（ｂ）は、第一ヒータ４１ａ（中央ヒータ）と第二ヒータ４１ｂ（端部ヒータ）の昇温勾配に寄与する率を示したものである。
【００４６】
試験条件Ａは、中央ヒータデューティ１００％，端部ヒータデューティ１００％のときの中央昇温勾配、端部昇温勾配を示しており、試験条件Ｂは中央ヒータのみヒータデューティ１００％で点灯させ、端部ヒータはデューティ０％（非点灯）時の中央昇温勾配、端部昇温勾配を示している。
【００４７】
試験条件Ｃは、端部ヒータのみヒータデューティ１００％で点灯させ、中央ヒータを非点灯の場合の中央昇温勾配、端部昇温勾配を示している。
試験条件Ｂと試験条件Ｃの昇温勾配の和が、試験条件Ａの昇温勾配となっており、中央ヒータと端部ヒータを両方点灯させることにより、立上げ時の昇温を早めている。中央部、端部の昇温勾配への中央ヒータ、端部ヒータの寄与は、図７（ｂ）に示したとおりであり、この例では、中央昇温には中央ヒータが約７９％寄与しているが、端部昇温には端部ヒータは約５０％寄与していることがわかる。
【００４８】
これが、また、従来技術の定着装置では、中央のみ加熱したい場合に、独立して制御できないため、消費エネルギーを多く消費していることにつながっている。
図７の結果を定式化したのが、次の数式（式１）である。
【数１】
2018156054.tif 000003
【００４９】
これを制御ブロック図で記したのが、図８である。
軸方向中央および端部の目標温度と、中央および端部の検出温度の差を基に、温度制御器（ＰＩＤ制御など）で必要なヒータデューティを中央、端部それぞれ演算する。
【００５０】
従来は、上記のようにして算出したヒータデューティで電源回路を駆動してヒータを点灯させて、中央、端部の昇温勾配が得られ、その積分量として、中央、端部検出温度が得られている。
【００５１】
これに対し、本発明では、温度制御器５１の後段に、ヒータ間干渉除去装置５５を設けている。
ここで、ヒータ間干渉除去装置とは、中央ヒータ４１ａのデューティｄ１に、端部ヒータ４１ｂのデューティｄ２に係数αを乗じた値を減算した修正デューティｄ１ｒを電源回路５２ａに投入し、端部は、端部ヒータ４１ｂのデューティｄ２に、中央ヒータ４１ａのデューティｄ１に係数βを乗じた値を減算した修正デューティｄ２ｒを電源回路５２ｂに投入する装置である。
【００５２】
なお、実施形態では、定着ローラ２１の軸方向中央および端部温度は温度センサ４５，４６で検出する。また、定着ローラ２１の中央および端部の昇温勾配を積分器５３ａ，５３ｂによって積分し、中央、端部それぞれの検出温度を得ている。またこの検出温度をフィードバックしている。
【００５３】
ヒータ間干渉除去装置の構成を次の数式（式２）に示した。
【数２】
2018156054.tif 000004
【００５４】
数２の式を数１の中央ヒータデューティの項に入れて、定式化したのが次の数式（式３）である。
【数３】
2018156054.tif 000005
【００５５】
これから、中央・端部の昇温勾配とデューティｄ１、ｄ２の関係は、α、βを含む係数により表現されている。
よって、干渉項を０にするため、次の数式（式４）のα、βの値を選択することにより干渉を除去でき、更に次の数式（式５）のような干渉のないヒータデューティと昇温勾配の関係が得られる。
【００５６】
【数４】
2018156054.tif 000006
【００５７】
【数５】
2018156054.tif 000007
【００５８】
なお、実施形態におけるヒータ間干渉除去装置の構成は図８に示すとおりである。
ちなみに、図７の例では、
Ａ１１＝０．１７２，Ａ１２＝０．０５７，Ａ２１＝０．０４４，Ａ２２＝０．０５８
α＝０．３３，β＝０．７５９となる。
【００５９】
本実施形態の画像形成装置において、上記説明したようなヒータ間の干渉除去を印刷時に適用することにより、用紙の紙幅に対して、無駄な電力を消費することなく定着を行うことが可能であり、特に、印刷時に有効化することが消費エネルギー低減に効果ある。すなわち、異なった配熱分布（配光分布）を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御することができるのである。
【００６０】
図９は、定着部材として定着ベルトを用いたベルト定着装置の実施形態を示す断面構成図である。
定着装置１２０は、回転可能な定着部材としての定着ベルト１２１と、これに対向配置されて回転可能な加圧部材としての加圧ローラ１３１とを有し、複数の熱源としてのハロゲンヒータ１４１ａ，１４１ｂにより定着ベルト１２１が内周側から輻射熱で直接加熱される。このとき、定着ベルト１２１のループ内には、定着ベルト１２１を介して加圧ローラ１３１との間でニップ部を形成するニップ形成部材１２４があり、定着ベルト内面と直接または摺動シート１２７を介して間接的に摺動するようになっている。２次転写ローラを通過した記録媒体Ｐは図中、矢印の方向に搬送され、記録媒体Ｐ上のトナー像はニップ部Ｎにおいて加熱・加圧により定着される。
【００６１】
図９ではニップ部の形状が平坦状であるが、凹形状やその他の形状であっても良い。凹形状のニップ部の場合、記録材先端の排出方向が加圧ローラ寄りになり、分離性が向上するのでジャムの発生が抑制される。
【００６２】
定着ベルト１２１は、ニッケルやＳＵＳなどの金属ベルトやポリイミドなどの樹脂材料を用いた無端ベルトまたはフィルムで構成される。ベルトの表層はＰＦＡまたはＰＴＦＥ層などの離型層を有し、トナーが付着しないように離型性を持たせている。ベルトの基材とＰＦＡまたはＰＴＦＥ層の間にはシリコーンゴムの層などで形成された弾性層があっても良い。シリコーンゴム層がない場合は熱容量が小さくなり、定着性が向上するが、未定着画像を押し潰して定着させるときにベルト表面の微小な凹凸が画像に転写されて画像のベタ部にユズ肌状の光沢ムラ（ユズ肌画像）が残るという不具合が生じ得る。これを改善するにはシリコーンゴム層を１００［μｍ］以上設ける必要がある。シリコーンゴム層の変形により、微小な凹凸が吸収されユズ肌画像が改善する。
【００６３】
定着ベルト１２１のループ内にはニップ形成部材１２４とニップ部Ｎを支持するための支持部材としてのステー１２５を設け、加圧ローラ１３１により圧力を受けるニップ形成部材１２４の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。このステー１２５は両端部で保持部材としてのフランジに保持固定され位置決めされている。また、ハロゲンヒータ１４１ａ，１４１ｂとステー１２５の間に反射部材１２８ａ，１２８ｂを備え、ハロゲンヒータ１４１ａ，１４１ｂからの輻射熱などによりステー１２５が加熱されてしまうことによる無駄なエネルギー消費を抑制している。ここで反射部材１２８を備える代わりに、ステー１２５表面に断熱もしくは鏡面処理を行っても同様の効果を得ることが可能となる。
【００６４】
加圧ローラ１３１は芯金上に弾性ゴム層があり、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）が設けてある。加圧ローラ１３１は、画像形成装置に設けられたモータなどの駆動源からギヤを介して駆動力が伝達され回転する。また、加圧ローラ１３１は、スプリングなどにより定着ベルト１２１側に押し付けられており、弾性ゴム層が押し潰されて変形することにより、所定のニップ幅を有している。加圧ローラ１３１は中空のローラであっても良く、加圧ローラ１３１にハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。弾性ゴム層はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ１３１内部にヒータが無い場合は、スポンジゴムを用いても良い。スポンジゴムの方が、断熱性が高まり定着ベルトの熱が奪われにくくなるので、より望ましい。
【００６５】
定着ベルト１２１は加圧ローラ１３１により連れ回り回転する。図９の場合は加圧ローラ１３１が駆動源により回転し、ニップ部Ｎでベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト１２１が回転する。定着ベルト１２１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では両端部でフランジにガイドされ、走行する。
【００６６】
この定着装置では、ハロゲンヒータ１４１ａが第一ヒータ（中央ヒータ）であり、ハロゲンヒータ１４１ｂが第二ヒータ（端部ヒータ）である。第一ヒータ（中央ヒータ）及び第二ヒータ（端部ヒータ）１４１ｂは、図２の定着装置２０における第一ヒータ（中央ヒータ）４１ａ及び第二ヒータ（端部ヒータ）４１ｂの配熱分布と同じになるように各ヒータのフィラメント巻きが設定されている。
【００６７】
また、定着ベルト１２１の軸方向中央部の温度を検出する温度センサ１４５、および、定着ベルト１２１の軸方向端部の温度を検出する温度センサ１４６が設けられている。本例では、温度センサ１４５は第一ヒータ（中央ヒータ）１４１ａに対向するように、温度センサ１４６は第二ヒータ（端部ヒータ）１４１ｂに対向するように、それぞれ定着ベルト１２１に接触ないし近接して配置されている。本例の場合、中央部の温度を検出する温度センサ１４５はサーモパイル、端部の温度を検出する温度センサ１４６は接触式サーミスタを用いている。ベルト構成の定着装置はローラ構成より昇温が速いため、中央部はサーモパイル、端部は接触式サーミスタの構成が望ましい。
【００６８】
そして、図２の定着装置２０と同様にヒータ間干渉除去装置５５を設け、図８等で説明したようなヒータ間の干渉除去を印刷時に適用することにより、図２の定着装置２０と同様の効果を得ることができる。すなわち、異なった配熱分布（配光分布）を有する複数の熱源を用いる定着装置において、所望の領域を加熱することができ、かつ、エネルギー消費を低減して温度制御することが可能である。
【００６９】
以上、本発明を図示例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、定着装置の熱源としてはハロゲンヒータに限らず、本発明を適用できるものであれば適宜な熱源を採用可能である。また、異なる配熱分布をそれぞれ有する３つ以上の熱源を備える構成にも本発明は適用可能である。
【００７０】
画像形成装置としては、本発明を適用可能であれば任意な構成を採用可能である。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であっても良い。
【符号の説明】
【００７１】
１          画像形成装置
４          作像部
５          感光体ドラム
２０        定着装置
２１        定着ローラ（定着部材）
３１        加圧ローラ（加圧部材）
４１        ハロゲンヒータ（熱源）
４１ａ      第一ヒータ（中央ヒータ）
４１ｂ      第二ヒータ（端部ヒータ）
４５，４６  温度センサ（温度検出手段）
５１        温度制御器
５２        電源回路
５３        積分器
５５        ヒータ間干渉除去装置
１２０        定着装置
１２１        定着ベルト（定着部材）
１２４        ニップ形成部材
１３１        加圧ローラ（加圧部材）
１４１        ハロゲンヒータ（熱源）
１４１ａ      第一ヒータ（中央ヒータ）
１４１ｂ      第二ヒータ（端部ヒータ）
１４５，１４６  温度センサ（温度検出手段）
Ｐ          用紙（記録媒体、記録材）
Ｎ          定着ニップ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開２０１５−７７５５号公報
【図１】
2018156054.tif 000008
【図２】
2018156054.tif 000009
【図３】
2018156054.tif 000010
【図４】
2018156054.tif 000011
【図５】
2018156054.tif 000012
【図６】
2018156054.tif 000013
【図７】
2018156054.tif 000014
【図８】
2018156054.tif 000015
【図９】
2018156054.tif 000016