(57)【要約】【課題】画像欠陥を抑制することができる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、電圧印加により発熱する定着ベルト１１０と定着ベルト１１０に当接する加圧ローラ１２０とによって形成されたニップ部Ｎにおいて用紙Ｐを加熱する装置であって、定着ベルト１１０を電圧印加することにより用紙Ｐの搬送方向に沿って並ぶ複数の電圧印加領域を定着ベルト１１０に形成する３つの電極１１１，１１２，１１３と、電極に印加される電圧を制御することによって電圧印加領域の発熱量を制御する制御装置と、を備え、複数の電圧印加領域は、第１電圧印加領域Ｋ１と、第２電圧印加領域Ｋ２とを含み、制御装置は、第１電圧印加領域Ｋ１における誤差熱量を測定する誤差測定部と、第１電圧印加領域を通過した用紙Ｐが第２電圧印加領域を通過する際に、第２電圧印加領域における発熱量を誤差熱量に応じて調整する発熱量調整部と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加により発熱するフィルム状の加熱部材と、
前記加熱部材に当接されてニップ部を形成する加圧ローラと、を有し、
前記ニップ部に被加熱部材を挟持させて前記被加熱部材を搬送しながら前記ニップ部において前記被加熱部材を加熱する定着装置であって、
前記加熱部材を電圧印加することにより前記被加熱部材の搬送方向に沿って並ぶ複数の電圧印加領域を前記加熱部材に形成する少なくとも３つの電極と、
前記電極に印加される電圧を制御することによって前記電圧印加領域の発熱量を制御する制御装置と、を備え、
前記複数の電圧印加領域は、搬送方向上流側の前記電圧印加領域である第１電圧印加領域と、前記第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に位置する前記電圧印加領域である第２電圧印加領域とを含み、
前記制御装置は、
前記第１電圧印加領域における誤差熱量を測定する誤差測定部と、
前記第１電圧印加領域を通過した前記被加熱部材が前記第２電圧印加領域を通過する際に、前記第２電圧印加領域における発熱量を前記誤差熱量に応じて調整する発熱量調整部と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記誤差測定部は、
前記第１電圧印加領域を前記被加熱部材が通過する際に前記第１電圧印加領域で生じさせる目標熱量を決定し、
前記第１電圧印加領域を形成する前記電極間に実際に生じた熱量を計測し、
前記目標熱量と前記実際に生じた熱量との差から前記誤差熱量を求め、
前記発熱量調整部は、前記第２電圧印加領域における予め設定された目標熱量に、前記誤差熱量から導出される補正熱量を加算又は減算して、前記第２電圧印加領域における発熱量を調整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】
前記誤差測定部は、
前記第１電圧印加領域における前記目標熱量に基づいて、前記第１電圧印加領域に印加される電圧を決定する電圧決定部と、
前記第１電圧印加領域を形成する前記電極間に流れる電流を計測する電流計測部と、
を有し、
前記電圧決定部によって決定された電圧及び前記電流計測部で計測された前記電流に基づいて、前記第１電圧印加領域において実際に生じた熱量を導出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】
前記発熱量調整部は、前記第２電圧印加領域の目標熱量から前記補正熱量として前記誤差熱量の０．８倍以上２．４倍以下の熱量を加算又は減算して、前記第２電圧印加領域における発熱量を決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ニップ部よりも前記搬送方向の下流側に配置された、前記被加熱部材の表面の温度を測定する温度センサを更に有し、
前記制御装置は、前記温度センサによって計測された温度に応じて、前記目標熱量を調整することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記電極は、前記搬送方向に交差する幅方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第１電圧印加領域は、幅方向に沿って配置される複数の前記電極によって形成された複数の第１電圧印加分割領域を有し、
前記第２電圧印加領域は、幅方向に沿って配置される複数の前記電極によって形成された複数の第２電圧印加分割領域を有し、
前記誤差測定部は、前記第１電圧印加分割領域のそれぞれにおける前記誤差熱量を求め、
前記発熱量調整部は、一の前記第１電圧印加分割領域における前記誤差熱量を補正するように下流側に位置する複数の前記第２電圧印加分割領域の発熱量を調整することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記発熱量調整部は、前記誤差熱量を前記幅方向に隣り合う前記第２電圧印加分割領域に一定の比率で分配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】
前記電極のうち少なくとも１つは接地されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記電極は、少なくとも前記搬送方向に沿って互いに離間して配置されており、
接地されている前記電極は、前記搬送方向の一方の端部に位置する前記電極と、前記搬送方向の他方の端部に位置する前記電極との間に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記搬送方向に沿って並ぶ前記電極が４つ以上の場合において、
搬送方向最上流の前記電圧印加領域を前記第１電圧印加領域とし、前記第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する前記電圧印加領域を前記第２電圧印加領域として、前記制御装置による制御を実施後に、前記第２電圧印加領域を新たに前記第１電圧印加領域として定義するとともに、新たな前記第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する前記電圧印加領域を新たに前記第２電圧印加領域と定義して、前記制御装置による制御を更に続けて実施することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーザプリンタに用いられる定着装置が開示されている。この定着装置は、導電性の定着フィルムと、定着フィルムに通電する電極とを有しており、定着フィルムに通電されることによって、定着フィルムが加熱される。このような定着装置では、加熱された定着フィルムによって、定着材面にトナー画像が定着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１４４６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、固定された電極に対して定着フィルムが摺動しているため、電極と定着フィルムとの間において電力が正確に伝わらず、発熱量にばらつきが生じやすい。また、定着フィルムの電気抵抗の精度が低い場合にも、発熱量にばらつきが生じやすい。そのため、定着直後の用紙の表面温度と定着目標温度とにズレが生じ、定着後の画像に種々の欠陥を生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、画像欠陥を抑制することができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一側面の定着装置は、電圧印加により発熱するフィルム状の加熱部材と、加熱部材に当接されてニップ部を形成する加圧ローラと、を有する。また、定着装置は、ニップ部に被加熱部材を挟持させて被加熱部材を搬送しながらニップ部において被加熱部材を加熱する。定着装置は、加熱部材を電圧印加することにより被加熱部材の搬送方向に沿って並ぶ複数の電圧印加領域を加熱部材に形成する少なくとも３つの電極と、電極に印加される電圧を制御することによって電圧印加領域の発熱量を制御する制御装置と、を備える。複数の電圧印加領域は、搬送方向上流側の電圧印加領域である第１電圧印加領域と、第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に位置する電圧印加領域である第２電圧印加領域とを含む。制御装置は、第１電圧印加領域における誤差熱量を測定する誤差測定部と、第１電圧印加領域を通過した被加熱部材が第２電圧印加領域を通過する際に、第２電圧印加領域における発熱量を誤差熱量に応じて調整する発熱量調整部と、を含む。
【０００７】
このような定着装置では、ニップ部における第１電圧印加領域と第２電圧印加領域とのそれぞれで被加熱部材が加熱部材によって加熱され得る。複数の電圧印加領域を形成する電極に印加される電圧が制御装置によって制御されることによって、電圧印加領域における発熱量が制御される。そして、第１電圧印加領域による発熱量に変動があり誤差熱量が生じた場合、第２電圧印加領域において生じる発熱量が第１電圧印加領域の誤差熱量に応じて調整される。これにより、第１電圧印加領域と第２電圧印加領域とによって形成されるニップ部全体における加熱部材の発熱量を一定に保つことができる。したがって、被加熱部材に対する加熱ムラ等による画像欠損を抑制することができる。
【０００８】
また、一側面においては、誤差測定部は、第１電圧印加領域を被加熱部材が通過する際に第１電圧印加領域で生じさせる目標熱量を決定し、第１電圧印加領域を形成する電極間に実際に生じた熱量を計測し、目標熱量と実際に生じた熱量との差から誤差熱量を求める。発熱量調整部は、第２電圧印加領域における予め設定された目標熱量に、誤差熱量から導出される補正熱量を加算又は減算して、第２電圧印加領域における発熱量を調整してもよい。この構成によれば、誤差熱量を高い精度で求めることができ、第２電圧印加領域における発熱量を効率的に調整することができる。
【０００９】
また、一側面においては、誤差測定部は、第１電圧印加領域における目標熱量に基づいて、第１電圧印加領域に印加される電圧を決定する電圧決定部と、第１電圧印加領域を形成する電極間に流れる電流を計測する電流計測部と、を有する。誤差測定部は、電圧決定部によって決定された電圧及び電流計測部で計測された電流に基づいて、第１電圧印加領域において実際に生じた熱量を導出してもよい。この構成によれば、電流の計測によって実際の熱量を導出するため、熱量を高い精度で求めることができる。
【００１０】
また、一側面においては、発熱量調整部は、第２電圧印加領域の目標熱量から補正熱量として誤差熱量の０．８倍以上２．４倍以下の熱量を加算又は減算して、第２電圧印加領域における発熱量を決定してもよい。この構成によれば、電圧印加領域における発熱量が変動する場合であっても、第２電圧印加領域における目標熱量を達成しやすい。
【００１１】
また、一側面においては、ニップ部よりも搬送方向の下流側に配置された、被加熱部材の表面の温度を測定する温度センサを更に有する。制御装置は、温度センサによって計測された温度に応じて、目標熱量を調整してもよい。この構成によれば、加熱後の被加熱部材の温度を測定することによって、目標熱量を適切に設定することができる。
【００１２】
また、一側面においては、電極は、搬送方向に交差する幅方向に沿って複数配置されてもよい。この構成によれば、幅方向における発熱量の調整を行うことができる。
【００１３】
また、一側面においては、第１電圧印加領域は、幅方向に沿って配置される複数の電極によって形成された複数の第１電圧印加分割領域を有する。第２電圧印加領域は、幅方向に沿って配置される複数の電極によって形成された複数の第２電圧印加分割領域を有する。誤差測定部は、第１電圧印加分割領域のそれぞれにおける誤差熱量を求める。発熱量調整部は、一の第１電圧印加分割領域における誤差熱量を補正するように下流側に位置する複数の第２電圧印加分割領域の発熱量を調整してもよい。特に、発熱量調整部は、誤差熱量を幅方向に隣り合う第２電圧印加分割領域に一定の比率で分配してもよい。この構成によれば、幅方向における発熱量のムラを効率的に抑制することができる。
【００１４】
また、一側面においては、電極のうち少なくとも１つは接地されていてもよい。特に、電極は、少なくとも搬送方向に沿って互いに離間して配置されており、接地されている電極は、搬送方向の一方の端部に位置する電極と、搬送方向の他方の端部に位置する電極との間に配置されていてもよい。この構成によれば、制御装置から電極に印加される電圧を低く抑えることができる。
【００１５】
また、一側面においては、搬送方向に沿って並ぶ電極が４つ以上の場合において、搬送方向最上流の電圧印加領域を第１電圧印加領域とし、第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する電圧印加領域を第２電圧印加領域として、制御装置による制御を実施する。実施後に、第２電圧印加領域を新たに第１電圧印加領域として定義するとともに、新たな第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する電圧印加領域を新たに第２電圧印加領域と定義して、制御装置による制御を更に続けて実施してもよい。この構成によれば、分割される電圧印加領域を増加させることによって、電圧印加領域全体での誤差熱量をより少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
一側面の定着装置によれば、画像欠陥を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す図である。
【図２】定着装置の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】定着装置を説明するための模式図である。
【図４】制御装置を示す構成図である。
【図５】制御装置による制御内容を説明するグラフである。
【図６】変形例に係る制御装置による制御内容を説明するグラフである。
【図７】誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。
【図８】誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。
【図９】他の変形例に係る制御装置による制御内容を説明するグラフである。
【図１０】さらに他の変形例制御装置による制御内容を説明するグラフである。
【図１１】制御装置による制御工程を示すフローチャートである。
【図１２】他の実施形態に係る定着装置を説明するための図である。
【図１３】さらに他の実施形態に係る定着装置を説明するための図である。
【図１４】誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。
【図１５】誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。
【図１６】定着装置における電圧制御の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００１９】
図１は、一実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、記録媒体搬送装置１０と、転写装置２０と、４つの感光体ドラム３０と、４つの現像装置４０と、定着装置１００と、を備えている。
【００２０】
記録媒体搬送装置１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙（被加熱部材）Ｐを収容するとともに、用紙Ｐを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Ｐは、カセットに積層されて収容される。記録媒体搬送装置１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒに到達するタイミングで用紙Ｐを二次転写領域Ｒに到達させる。
【００２１】
転写装置２０は、４つの現像装置４０によって形成されたトナー像を、用紙Ｐに二次転写を行う二次転写領域Ｒに搬送する。転写装置２０は、転写ベルト２１と、転写ベルト２１を懸架する懸架ローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、感光体ドラム３０と共に転写ベルト２１を挟持する４つの一次転写ローラ２２と、懸架ローラ２１ｄと共に転写ベルト２１を挟持する二次転写ローラ２４とを備えている。
【００２２】
転写ベルト２１は、懸架ローラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに沿って循環移動する無端状のベルトである。一次転写ローラ２２は、転写ベルト２１の内周側から感光体ドラム３０を押圧する。二次転写ローラ２４は、転写ベルト２１の外周側から懸架ローラ２１ｄを押圧する。また、転写装置２０は、転写ベルト２１に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置を備えていてもよい。
【００２３】
感光体ドラム３０は、その外周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Organic Photo Conductor）を含んでいる。画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して４つの感光体ドラム３０が転写ベルト２１の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム３０の周上には、帯電ローラ３２、露光装置３４、現像装置４０、及びクリーニング装置３８がそれぞれ設けられている。
【００２４】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム３０の外周面を所定の電位に均一に帯電させる。露光装置３４は、帯電ローラ３２によって帯電した感光体ドラム３０の外周面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム３０の外周面のうち露光装置３４によって露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。
【００２５】
４つの現像装置４０は、各現像装置４０に対応して設けられたトナータンク３６から供給されたトナーによって感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。４つのトナータンク３６の内部には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及びブラックのトナーが充填されている。
【００２６】
クリーニング装置３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が転写ベルト２１に一次転写された後に感光体ドラム３０上に残存するトナーを回収する。クリーニング装置３８は、例えば、クリーニングブレードを備えており、感光体ドラム３０の外周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム３０上の残トナーを掻き落とす。なお、感光体ドラム３０の外周面において、クリーニング装置３８と帯電ローラ３２との間に、感光体ドラム３０の電位をリセットする除電ランプが配置されてもよい。
【００２７】
定着装置１００は、転写ベルト２１から用紙Ｐへと二次転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。定着装置１００は、用紙Ｐを加熱する定着ベルト（加熱部材）１１０と、定着ベルト１１０を押圧する加圧ローラ１２０とを含んでいる。本実施形態では、定着ベルト１１０と加圧ローラ１２０との間にニップ部Ｎが形成され、ニップ部Ｎに用紙Ｐを搬送方向Ｄに通過させることにより、用紙Ｐにトナー像が溶融定着する。なお、定着装置１００の詳細については後述する。
【００２８】
また、画像形成装置１には、定着装置１００によってトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ５２，５４が設けられている。
【００２９】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ３２により感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光装置３４により感光体ドラム３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００３０】
現像装置４０では、トナーとキャリアとを混合撹拌して帯電させることによって生成される現像剤を現像ローラ４５に担持させる。そして、現像ローラ４５の回転により現像剤が感光体ドラム３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ４５に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム３０の外周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
【００３１】
こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と転写ベルト２１とが対向する領域において、感光体ドラム３０から転写ベルト２１へ一次転写される。転写ベルト２１には、４つの感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ２１ｄと二次転写ローラ２４とが対向する二次転写領域Ｒにおいて、記録媒体搬送装置１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００３２】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置１００へ搬送される。定着装置１００では、用紙Ｐが定着ベルト１１０と加圧ローラ１２０との間に形成されたニップ部Ｎを通過する。ニップ部Ｎでは、用紙Ｐに熱及び圧力が加えられることにより、積層トナー像が用紙Ｐに溶融定着される。その後、用紙Ｐは、排出ローラ５２，５４により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト２１は、積層トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト２１に残存するトナーをベルトクリーニング装置により除去してもよい。
【００３３】
以下、定着装置について詳細に説明する。図２は、定着装置の構造を模式的に示す断面図である。図２に示すように、定着装置１００は、上述した定着ベルト１１０及び加圧ローラ１２０に加えて、複数の電極１１１，１１２，１１３と、制御装置１３０（図４参照）とを含んでいる。定着ベルト１１０は、無端状をなしており、用紙Ｐの幅よりも広い幅を有する。定着ベルト１１０は、電圧印加することでジュール熱によって発熱する導電性フィルムによって形成されている。このような導電性フィルムとしては、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ハイインパクトポリカーボネート、ポリカーボネート、ＰＦＡ（４フフ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などの耐熱樹脂の単層フィルム又は複合層フィルム等が挙げられる。
【００３４】
加圧ローラ１２０は、定着ベルト１１０を外周面側から押圧する。これによって、加圧ローラ１２０と定着ベルト１１０とが互いに当接するニップ部Ｎが形成される。加圧ローラ１２０は、円筒状の外周面１２０ａを有しており、シリコンゴム等のような弾性体によって形成されている。また、加圧ローラ１２０は、駆動源（不図示）によって、その回転が制御されている。加圧ローラ１２０が回転駆動されると、これに従って定着ベルト１１０が回転駆動される。図示例では、搬送方向Ｄに沿って用紙Ｐがニップ部Ｎを通過するように、加圧ローラ１２０が図面上右回りに回転する。用紙Ｐは、ニップ部Ｎを通過する際に、加圧ローラ１２０によって定着ベルト１１０に向かって押圧される。
【００３５】
電極１１１，１１２，１１３は、定着ベルト１１０の内周面側の空間に配置されており、定着ベルト１１０の内周面に接触している。加圧ローラ１２０が回転駆動した場合、定着ベルト１１０と電極１１１，１１２，１１３とは、互いに接触した状態を維持しながら摺動する。本実施形態では、定着ベルト１１０の内周面側に支持体１１５が配置されており、支持体１１５におけるニップ部Ｎを向く面に電極１１１，１１２，１１３が固定されている。図３は、加圧ローラ１２０側からみたときの支持体１１５の模式図である。支持体１１５は、搬送方向Ｄに交差する幅方向に沿って延在する棒状をなしており、例えば絶縁体によって形成され得る。
【００３６】
電極は、用紙Ｐの搬送方向に沿って少なくとも３つ配置されている。図示例では、ニップ部Ｎが形成される領域のうち搬送方向Ｄの上流側端部、搬送方向の中央、及び、搬送方向の下流側端部のそれぞれに電極１１１，１１２，１１３が互いに離間して配置されている。３つの電極１１１，１１２，１１３同士の間隔は任意に設定することができる。本実施形態では、３つの電極１１１，１１２，１１３が搬送方向Ｄに等間隔で配置されている。電極１１１，１１２，１１３は、搬送方向Ｄに交差（直交）する幅方向を長手方向として延在しており、それぞれ棒状をなしている。電極１１１，１１２，１１３に電圧が印加された状態では、電極間の電位差によって、搬送方向Ｄに沿って並ぶ複数の電圧印加領域が定着ベルトに形成される。本実施形態では、電極１１１と電極１１２との間に第１電圧印加領域Ｋ１が形成され、電極１１３と電極１１２との間に第２電圧印加領域Ｋ２が形成され得る。この場合、第１電圧印加領域Ｋ１は、第２電圧印加領域Ｋ２よりも搬送方向Ｄの上流側に位置する。
【００３７】
例えば、搬送方向Ｄにおける電極１１１，１１２，１１３同士の間隔はｄ（ｍ）であり、定着ベルト１１０と用紙Ｐとは密着したまま搬送速度ｖ（ｍ／ｓｅｃ）で移動する。この場合、用紙Ｐの任意のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過する時間Δｔは、以下の式（１）で示される。また、本実施形態では、電極１１１，１１２，１１３同士は等間隔で配置されているので、用紙Ｐの任意のポイントが第２電圧印加領域Ｋ２を通過する時間Δｔも、以下の式（１）で示される。
Δｔ＝ｄ／ｖ  ・・・  （１）
【００３８】
図４は、制御装置を示す構成図である。制御装置１３０は、電極１１１，１１２，１１３に印加される電圧を制御することによって電圧印加領域（第１電圧印加領域Ｋ１，第２電圧印加領域Ｋ２）の発熱量を制御する。制御装置１３０は、デジタル信号を出力して電極に電圧を印加するための端子１３０ａを有している。本実施形態では、制御装置１３０の端子１３０ａは、電極１１１及び電極１１３に接続されており、電極１１１と電極１１３との間に配置された電極１１２は接地されている。制御装置１３０からのデジタル信号は、ＤＡＣ（digital  to  analog  converter）１３０ｂ及びアンプ１３０ｃによってアナログ電圧になって、電流検出用の抵抗１３０ｄを通って出力される。抵抗１３０ｄの両端の電位差はアンプ１３０ｅとＡＤＣ（analog  to  digital  converter）１３０ｆを通ってデジタル信号となって制御装置１３０に入力される。
【００３９】
電極１１１に印加される電圧をＶ１［Ｖ］とし、電極１１３に印加される電圧をＶ２［Ｖ］とし、定着ベルト１１０の電極１１１，１１２間の電気抵抗値をＲ１［Ω］とし、電極１１２，１１３間の電気抵抗値をＲ２［Ω］とした場合、電極１１１，１１２間に流れる電流Ｉ１［Ａ］、電極１１２，１１３間に流れる電流Ｉ２［Ａ］、電極１１１，１１２間における電力Ｐ１［Ｗ］及び電極１１２，１１３間における電力Ｐ２［Ｗ］は、それぞれ以下の式（２）〜（５）のように表される。
Ｉ１＝Ｖ１／Ｒ１  ・・・  （２）
Ｉ２＝Ｖ２／Ｒ２  ・・・  （３）
Ｐ１＝（Ｖ１）２／Ｒ１  ・・・  （４）
Ｐ２＝（Ｖ２）２／Ｒ２  ・・・  （５）
【００４０】
この場合、用紙Ｐの任意のポイントは、例えば、時間ｔ１から時間ｔ１＋Δｔの間に電圧Ｖ１が印加された第１電圧印加領域Ｋ１で加熱され、時間ｔ２から時間ｔ２＋Δｔの間に電圧Ｖ２が印加された第２電圧印加領域Ｋ２で加熱される。この場合、用紙Ｐが受ける熱量Ｗ［Ｊ］は、電圧印加領域で生じる熱量として考えることができ、以下の式（６）で示される。式（６）に示されるように、電流Ｉ１及びＩ２は、定着ベルト１１０と電極１１１，１１２，１１３との接触状態等に依存しており、時間ｔによって変動し得る。
【数１】
2018097305.tif 000003
【００４１】
制御装置１３０は、電圧決定部１３１と、電流計測部１３２と、誤差測定部１３３と、発熱量調整部１３４とを含んでいる。この場合、電圧決定部１３１及び電流計測部１３２は、誤差測定部１３３に含まれてもよい。制御装置１３０は、例えば演算処理が行われるＣＰＵと、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリにより構成される記憶部とを含む。なお、本実施形態では、定着ベルト１１０は、極めて薄く形成されており、高い熱伝導性を有している。また、定着ベルト１１０は、用紙Ｐと密着した状態で加熱される。そこで、本実施形態の説明では、定着ベルト１１０の熱容量は考慮せず、定着ベルト１１０を単なる熱源として説明する。
【００４２】
電圧決定部１３１は、第１電圧印加領域Ｋ１における目標熱量Ｗｒ［Ｊ］に基づいて、第１電圧印加領域Ｋ１に印加される電圧Ｖ１を決定する。トナー像を用紙Ｐに定着させるためには、トナー像及び用紙Ｐを所定の目標温度Ｔｒ［Ｋ］まで高める必要がある。この場合、用紙Ｐを目標温度Ｔｒにするために必要な熱量が目標熱量Ｗｒである。目標熱量Ｗｒは、用紙Ｐの定着直前の表面温度をＴｉとし、用紙Ｐの熱容量をＣ［Ｊ／Ｋ］とすると、以下の式（７）で表される。
Ｗｒ＝Ｃ（Ｔｒ−Ｔｉ）  ・・・  （７）
【００４３】
本実施形態では、同じ電極間距離を有する第１電圧印加領域Ｋ１及び第２電圧印加領域Ｋ２によって電圧印加領域が形成されているため、第１電圧印加領域Ｋ１における目標熱量Ｗｒ１及び第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量Ｗｒ２は、目標熱量Ｗｒの１／２にそれぞれ設定されている。この場合、電極１１１に印加される電圧Ｖ１は、以下の式（８）によって示される。
【数２】
2018097305.tif 000004
【００４４】
ここで、Ｒ０は、電極１１１，１１２間の抵抗値である。Ｒ０は、電極１１１，１１２間に印加される電流値及び電圧値から導出され、常時更新され得る。また、Ｒ０として、事前に計測された値を初期値として用いてもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、ニップ部Ｎよりも搬送方向Ｄの下流側において、用紙Ｐの温度を測定する温度センサ１１７が設けられている（図２参照）。制御装置１３０は、温度センサ１１７によって計測された温度に応じて、目標熱量Ｗｒを調整してもよい。例えば、温度センサ１１７によって計測された用紙Ｐの表面温度が目標温度Ｔｒに到達したときの熱量を事前に計測しておき、これを目標熱量Ｗｒとして用いてもよい。
【００４６】
電流計測部１３２は、第１電圧印加領域Ｋ１を形成する電極１１１，１１２間に流れる電流Ｉ１を計測する。本実施形態では、電流計測部１３２は、電極に接続される抵抗１３０ｄの両端の電位差ΔＶから、以下の式（９）に基づいて電極間に流れる電流を求める。これにより、電極１１１，１１２間に流れる電流Ｉ１［Ａ］、及び、電極１１２，１１３間に流れる電流Ｉ２［Ａ］が計測され得る。この場合、上述の式（２）及び式（３）に基づいて、電極間の電気抵抗Ｒ１［Ω］、及び、電極間の電気抵抗Ｒ２［Ω］が導出される。
Ｉ＝ΔＶ／ｒ  ・・・  （９）
【００４７】
誤差測定部１３３は、第１電圧印加領域Ｋ１における誤差熱量ΔＷｒ１を測定する。ここで、誤差熱量とは、電圧印加領域における目標熱量と実際に生じた熱量との誤差である。本実施形態では、誤差測定部１３３は、第１電圧印加領域Ｋ１を用紙Ｐが通過する際に第１電圧印加領域Ｋ１で生じさせる目標熱量Ｗｒ１から、第１電圧印加領域Ｋ１において実際に生じた熱量Ｗ１を減算して誤差熱量を求める。例えば、誤差測定部１３３は、電圧決定部１３１によって決定された電圧Ｖ１、及び、電流計測部１３２によって計測された電流Ｉ１に基づいて、以下の式（１０）を用いて第１電圧印加領域Ｋ１において実際に生じた熱量Ｗ１を導出する。そして、以下の式（１１）に基づいて、誤差熱量ΔＷｒ１を導出する。
【数３】
2018097305.tif 000005
【数４】
2018097305.tif 000006
【００４８】
図５は、誤差測定部及び発熱量調整部による発熱量の調整を説明するためのグラフである。図５に示すグラフには、時刻ｔ１〜時刻ｔ１＋Δｔにおいて第１電圧印加領域Ｋ１に印加される電圧Ｖ１と、時刻ｔ１〜時刻ｔ１＋Δｔにおいて第１電圧印加領域で生じる電力Ｐ１と、時刻ｔ２〜時刻ｔ２＋Δｔにおいて第２電圧印加領域に印加される電圧Ｖ２と、時刻ｔ２〜時刻ｔ２＋Δｔにおいて第１電圧印加領域で生じる電力Ｐ２とが示されている。電圧Ｖ１は、電圧決定部１３１によって決定された電圧である。電力Ｐ１は、電圧Ｖ１と、電圧Ｖ１によって生じる電流Ｉ１との積によって示される。ここで、電極１１１，１１２と定着ベルト１１０との接触状態が低下すると、一時的に電極１１１，１１２間に電流が流れない場合がある。この場合、電流が流れない時間に応じて熱量が減少する。すなわち、目標熱量をＷｒ１とすると、第１電圧印加領域Ｋ１において実際に生じた熱量Ｗ１は、Ｗｒ１−ΔＷｒ１で示される。
【００４９】
発熱量調整部１３４は、第１電圧印加領域Ｋ１を通過した用紙Ｐが第２電圧印加領域Ｋ２を通過する際に、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を誤差熱量ΔＷｒ１に応じて調整する。本実施形態では、発熱量調整部１３４は、第２電圧印加領域Ｋ２における予め設定された目標熱量Ｗｒ２に、誤差熱量ΔＷｒ１から導出される補正熱量を加算又は減算して、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を調整する。ここで、補正熱量とは、発生した誤差熱量を減少するために、目標熱量を補正するのに必要な熱量である。図５の例では、第１電圧印加領域Ｋ１において、目標熱量Ｗｒ１に対して誤差熱量ΔＷｒ１だけ熱量が減っている。そこで、第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量Ｗｒ２に誤差熱量ΔＷｒ１を補正熱量として加えた値に対応して、電極１１３に印加される電圧Ｖ２を決定する。これにより、第２電圧印加領域Ｋ２では第１電圧印加領域Ｋ１よりも高い電圧が印加されることになる。本実施形態では、例えば、以下の式（１２）に基づいて電圧Ｖ２が決定される。
【数５】
2018097305.tif 000007
【００５０】
また、図６は、補正熱量を説明するための他の例を示すグラフである。図６にも、図５と同様に、電圧Ｖ１、電力Ｐ１、電圧Ｖ２及び電力Ｐ２が示されている。電圧Ｖ１及び電力Ｐ１については、図５と同じである。第１電圧印加領域Ｋ１において生じた誤差熱量ΔＷｒ１は、同様に第２電圧印加領域Ｋ２においても生じることが予想される。そこで、図に示されるように、発熱量調整部１３４は、第２電圧印加領域Ｋ２の目標熱量Ｗｒ２から補正熱量として誤差熱量ΔＷｒ１の２倍の熱量を加算して、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を決定してもよい。なお、この場合には、目標熱量Ｗｒ２に加算される補正熱量が大きくなるので、定着ベルト１１０における発熱量の上限を超えないように調整する必要がある。
【００５１】
ここで、補正熱量を誤差熱量ΔＷｒ１のｋｃ倍（ｋｃ≧０）とした場合に、どのようにｋｃを設定するかについて説明する。図７は、誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。図示例では、誤差熱量が時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔでのみ発生する場合を示している。例えば、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、電気的接触が瞬間的に途切れ、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいては正常に通電されるような場合が想定される。なお、図示例では、ｔ１＋Δｔはｔ２として示されている。
【００５２】
図７の（ａ）は、ｋｃ＝０の場合であり、補正熱量による調整がない従来の場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合であっても、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて何ら補正されない。そのため、最終的に誤差熱量が誤差として残ることにより、定着ベルト１１０は正確に加熱されない。
【００５３】
図７の（ｂ）は、ｋｃ＝１の場合、すなわち、補正熱量と誤差熱量ΔＷｒ１とが等しい場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合には、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算される。そのため、最終的に誤差熱量が打ち消されて、定着ベルト１１０は正確に加熱されるようになる。
【００５４】
図７の（ｃ）は、ｋｃ＝２の場合、すなわち、補正熱量が誤差熱量ΔＷｒ１の２倍である場合を示す。図示の通り、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合には、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算され、さらに上向きの矢印のように同じ量の誤差熱量が増加分として生じてしまう。そのため、増加した分の誤差熱量が最終的に誤差として残る。
【００５５】
一方、図８に示すグラフでは、誤差熱量が時刻ｔ１〜ｔ２＋Δｔで発生する場合を示している。すなわち、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔと時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔとで同じ誤差熱量が発生する。例えば、定着ベルトの電気抵抗が適正値と異なることによって、正常に加熱されないような場合が想定される。一例として、定着ベルトの電気抵抗が適正値より大きい場合には、目標熱量より実際の熱量が小さくなる。
【００５６】
図８の（ａ）は、ｋｃ＝０の場合であり、従来の場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいても同様の現象が起こる。そのため、最終的に誤差熱量が２倍の大きさの下向き矢印のように残り、正確に加熱されない。
【００５７】
図８の（ｂ）は、ｋｃ＝１の場合、すなわち、補正熱量と誤差熱量ΔＷｒ１とが等しい場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算される。しかし、これだけでは、ベルトの電気抵抗の不良による誤差熱量を補うに過ぎない。そのため、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔに発生した誤差熱量を補正することはできず、最終的に誤差熱量が下向き矢印のように残る。
【００５８】
図８の（ｃ）は、ｋｃ＝２の場合、すなわち、補正熱量が誤差熱量ΔＷｒ１の２倍である場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量がベルトの電気抵抗の不良による誤差熱量を補正する。そして、さらに時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔに発生した誤差熱量を補正することができるため、最終的に誤差熱量が打ち消されて正確に加熱される。
【００５９】
本実施形態では、上述のように誤差熱量の発生の仕方によって、ｋｃの値として以下の式（１３）の範囲を取ることができる。また、実用上の設定誤差を考慮した場合、以下の式（１４）の範囲とすることができる。
１≦ｋｃ≦２  ・・・（１３）
０．８≦ｋｃ≦２．４  ・・・（１４）
【００６０】
また、図９は、発熱量の調整を説明するための他の例を示すグラフである。図９にも、図５と同様に、電圧Ｖ１、電力Ｐ１、電圧Ｖ２及び電力Ｐ２が示されている。図示の通り、第１電圧印加領域Ｋ１には、電圧決定部１３１によって決定された電圧Ｖ１が印加されている。例えば定着ベルト１１０の抵抗値のムラによって抵抗が高くなっている場合、第１電圧印加領域Ｋ１に流れる電流Ｉ１は想定より低くなり、その分だけ発生する熱量が減少する。減少した熱量は誤差熱量ΔＷｒ１であり、上記の式（１１）と同様に導出される。この場合、第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量Ｗｒ２に誤差熱量ΔＷｒ１を加えた値に対応して、電極１１３に印加される電圧Ｖ２が決定される。
【００６１】
また、図１０は、補正熱量を説明するためのさらに他の例を示すグラフである。図１０にも、図６と同様に、電圧Ｖ１、電力Ｐ１、電圧Ｖ２及び電力Ｐ２が示されている。電圧Ｖ１及び電力Ｐ１については、図６と同じである。第１電圧印加領域Ｋ１において生じた誤差熱量ΔＷｒ１は、同様に第２電圧印加領域Ｋ２においても生じることが予想される。そこで、図に示されるように、発熱量調整部１３４は、第２電圧印加領域Ｋ２の目標熱量Ｗｒ２から補正熱量として誤差熱量ΔＷｒ１の２倍の熱量を加算して、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を決定してもよい。なお、この場合には、目標熱量Ｗｒ２に加算される補正熱量が大きくなるので、定着ベルト１１０における発熱量の上限を超えないように調整する必要がある。なお、図５〜８の例では、目標熱量Ｗｒ１に比べて実際の発熱量Ｗ１が小さい場合を示したが、実際の発熱量Ｗ１が目標熱量Ｗｒ１よりも大きかった場合には、誤差熱量がＷｒ２から減算されることになる。
【００６２】
続いて、定着装置１００の制御工程を説明する。図１１は、定着装置の制御工程を示すフローチャートである。図１１に示すように、画像形成装置１の動作が開始されると、電圧決定部１３１によって、用紙Ｐの初期温度Ｔｉが測定される（ステップＳ１）。用紙Ｐの初期温度Ｔｉは、図示しない温度センサによって測定されてもよいし、周囲の環境温度を測定することで代用されてもよい。
【００６３】
続いて、用紙Ｐの初期温度Ｔｉに基づいて、定着装置１００によって生じさせる目標熱量Ｗｒが導出される（ステップＳ２）。そして、電圧決定部１３１は、この目標熱量Ｗｒから第１電圧印加領域Ｋ１における目標熱量Ｗｒ１を導出し（ステップＳ３）、電極１１１に印加する電圧Ｖ１を決定する（ステップＳ４）。なお、このステップＳ３では、第２電圧印加領域Ｋ２における暫定的な目標熱量Ｗｒ２も導出される。上述の通り、本実施形態では、第１電圧印加領域Ｋ１及び第２電圧印加領域Ｋ２の目標熱量Ｗｒ１，Ｗｒ２は、いずれも全体の目標熱量Ｗｒの１／２である。続いて、決定された電圧Ｖ１が電極１１１に印加された状態で、第１電圧印加領域Ｋ１において、用紙Ｐに対するトナー像の定着が開始される（ステップＳ５）。すなわち、加圧ローラ１２０が駆動されて、用紙Ｐがニップ部Ｎに搬送される。
【００６４】
定着が開始されると、電流計測部１３２によって、第１電圧印加領域Ｋ１に流れる電流Ｉ１が計測される。そして、計測された電流Ｉ１の値と印加された電圧Ｖ２の値とに基づいて第１電圧印加領域Ｋ１で生じる電力が導出される（ステップＳ６）。ステップＳ６において導出される電力は、用紙Ｐの所定のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過するまで積算される（ステップＳ７）。用紙Ｐの所定のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過したと判定されると（ステップＳ８）、第１電圧印加領域Ｋ１を用紙Ｐの所定のポイントが通過するまでに用紙Ｐに与えられた電力の総量（すなわち、熱量Ｗ１）が、式（１０）に基づいて導出される（ステップＳ９）。用紙Ｐの所定のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過したか否かは、例えば、時間経過によって判断される。一例として、用紙Ｐの所定のポイントが第１電圧印加領域に入った時刻を０としてタイマーをカウントし、タイマーがΔｔ（＝ｄ／ｖ）をカウントした時にこのポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過したと判断することができる。
【００６５】
続いて、第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量が導出される（ステップＳ１０）。すなわち、誤差測定部１３３によって第１電圧印加領域Ｋ１における誤差熱量ΔＷｒ１が導出され、誤差熱量ΔＷｒ１又は誤差補正熱量が、ステップＳ３で導出された第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量Ｗｒ２に加算又は減算される。そして、新たに設定された目標熱量に基づいて、第２電圧印加領域Ｋ２を形成する電極１１３に印加される電圧Ｖ２の値が式（１２）を用いて導出される（ステップＳ１１）。続いて、決定された電圧Ｖ２が電極１１３に印加された状態で、第２電圧印加領域Ｋ２において用紙Ｐに対するトナー像の定着がなされる（ステップＳ１２）。本実施形態では、用紙Ｐは一定の速度で搬送されているため、ステップＳ９〜ステップＳ１１までの工程は、用紙Ｐの所定のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１から第２電圧印加領域Ｋ２に移動する間に実行される。そして、用紙Ｐの所定のポイントが第２電圧印加領域Ｋ２を通過することによって、このポイントにおける定着が終了する。なお、本実施形態では、用紙Ｐの搬送の基準となるポイントが、電圧印加領域の幅に応じて複数設けられる。一例として、用紙Ｐの搬送の基準となるポイントは、搬送方向における第２電圧印加領域の長さ（本実施形態では第１電圧印加領域の長さと同じ）毎に設けられてよい。そのため、例えば、一のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過したタイミングで、次のポイントに対して上記の制御工程が同様に実行される。この場合、次のポイントに対する定着工程の制御では、例えば、既に導出された目標熱量Ｗｒが利用され得る。すなわち、次のポイントに対しては、ステップＳ１〜ステップＳ４までが省略されてもよい。この場合、制御装置１３０は、一のポイントが第１電圧印加領域Ｋ１を通過したタイミングで、再び第１電圧印加領域Ｋ１において生じる電力の積算を開始する。そして、用紙Ｐがニップ部Ｎを通過するまで上記工程が繰り返されることによって、用紙全体における熱量が制御され得る。
【００６６】
ここで、例えば、一のポイントＰａと次のポイントＰｂとの中間に位置するポイントＰｘについて考える。このようなポイントＰｘでは、ポイントＰｘが第１電圧印加領域Ｋ１に入った状態で、制御装置１３０によって既に先のポイントＰａに対する電力の積算が開始されている。そして、ポイントＰｘが第１電圧印加領域Ｋ１の中間を通過するまでは、ポイントＰａに対する電力の積算が継続される。続いて、ポイントＰｘが第１電圧印加領域Ｋ１の中間を通過した以降には、次のポイントＰｂに対する電力の積算が開始される。そして、ポイントＰｘには、第２電圧印加領域Ｋ２の前半では、先のポイントＰａに対して導出された誤差熱量に基づいて決定された電力が与えられ、第２電圧印加領域Ｋ２の後半では、後のポイントＰｂに対して導出された誤差熱量に基づいて決定された電力が与えられる。この場合、ポイントＰｘに与えられる熱量は、ポイントＰｘにおける誤差熱量を正確に反映しているとはいえない。しかしながら、ポイントＰａ及びＰｂにおける誤差熱量は、いずれもポイントＰｘに対する誤差熱量を部分的に反映している。そのため、時間経過に対する誤差熱量の変動が小さい場合には、ポイントＰｘに与えられる熱量がポイントＰｘにおける誤差熱量を十分に反映していると考えられる。このような考え方は、ポイントＰａとポイントＰｂとの間に位置する他の任意のポイントについても成立する。
【００６７】
以上説明した定着装置１００では、ニップ部Ｎにおける第１電圧印加領域Ｋ１と第２電圧印加領域Ｋ２とのそれぞれで用紙Ｐが定着ベルト１１０によって加熱され得る。二つの電圧印加領域を形成する電極に印加される電圧が制御装置１３０によって制御されることによって、電圧印加領域における発熱量が制御される。そして、第１電圧印加領域Ｋ１による発熱量Ｗ１に変動があり誤差熱量ΔＷｒ１が生じた場合、第２電圧印加領域Ｋ２において生じる発熱量が第１電圧印加領域Ｋ１の誤差熱量ΔＷｒ１に応じて調整される。これにより、第１電圧印加領域Ｋ１と第２電圧印加領域Ｋ２とによって形成されるニップ部Ｎ全体における定着ベルト１１０の発熱量Ｗを一定に保つことができる。したがって、用紙Ｐに対する加熱ムラ等による画像欠損を抑制することができる。
【００６８】
また、誤差測定部１３３は、第１電圧印加領域Ｋ１を用紙Ｐが通過する際に第１電圧印加領域Ｋ１で生じさせる目標熱量Ｗｒ１から、第１電圧印加領域Ｋ１において実際に生じた熱量Ｗ１を減算して誤差熱量ΔＷｒ１を求める。そして、発熱量調整部１３４は、第２電圧印加領域Ｋ２における予め設定された目標熱量Ｗｒ２に、誤差熱量ΔＷｒ１から導出される補正熱量を加算又は減算して、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を調整する。この構成によれば、誤差熱量ΔＷｒ１を高い精度で求めることができ、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を効率的に調整することができる。
【００６９】
また、ニップ部Ｎよりも搬送方向Ｄの下流側に配置された、用紙Ｐの温度を測定する温度センサ１１７を有しており、制御装置１３０は、温度センサ１１７によって計測された温度に応じて、目標熱量Ｗｒを調整することができる。この構成によれば、加熱後の用紙Ｐの温度を測定することによって、目標熱量を適切に設定することができる。
【００７０】
また、制御装置１３０は、第１電圧印加領域Ｋ１を形成する電極１１１，１１２間に流れる電流Ｉ１を計測する電流計測部１３２と、第１電圧印加領域Ｋ１における目標熱量Ｗｒ１に基づいて、第１電圧印加領域Ｋ１に印加される電圧Ｖ１を決定する電圧決定部１３１と、を有している。そして、誤差測定部１３３は、電圧決定部１３１によって決定された電圧Ｖ１及び電流Ｉ１に基づいて、第１電圧印加領域Ｋ１において実際に生じた熱量Ｗ１を導出する。この構成によれば、電流Ｉ１の計測によって実際の熱量Ｗ１を導出するため、熱量を高い精度で求めることができる。
【００７１】
また、発熱量調整部１３４は、第２電圧印加領域Ｋ２の目標熱量Ｗｒ２から補正熱量として誤差熱量ΔＷｒ１の２倍の熱量を加算又は減算して、第２電圧印加領域Ｋ２における発熱量を決定することができる。この構成によれば、第１電圧印加領域Ｋ１と同様に第２電圧印加領域Ｋ２の発熱量の変動が起こる場合であっても、第２電圧印加領域Ｋ２における目標熱量Ｗｒ２を達成しやすい。
【００７２】
また、例えば、電極１１１を接地した場合、電極１１２には電圧Ｖ１が印加され、電極１１３には電圧Ｖ１＋電圧Ｖ２が印加されるため、電極１１３に印加される電圧が高くなる。上記実施形態では、電極１１２が接地されているので、制御装置１３０から電極１１１，１１３に印加される電圧Ｖ１，Ｖ２を低く抑えることができる。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られない。
【００７４】
図１２は、変形例に係る定着装置を説明するための図である。図１２に示すように、例えば、電極は、搬送方向に交差する幅方向に沿って複数配置されてもよい。図１２の（ａ）は、変形例に係る定着装置の支持体１１５を加圧ローラ側からみた図である。図１２の（ｂ）は、変形例に係る定着装置における電流の流れ方を示す模式図である。また、図１２の（ｃ）は、発熱量の調整方法を説明するための模式図である。図１２の（ａ）に示すように、本変形例では、電極１１１及び電極１１３に代えて電極１１１ａ及び電極１１３ａを有している。電極１１１ａは、電極１１２の搬送方向上流側において、幅方向に離間して複数設けられている。電極１１３ａは、電極１１２の搬送方向下流側において、幅方向に離間して複数設けられている。図示例では、それぞれの電極１１３ａは、上流側に配置された電極１１１ａのそれぞれに対応した幅方向の位置に設けられている。この場合、複数の電極１１１ａと電極１１２との間に各電極１１１ａに応じた第１電圧印加分割領域が形成され、複数の電極１１３ａと電極１１２との間に各電極１１３ａに応じた第２電圧印加分割領域が形成され得る。すなわち、第１電圧印加領域は、幅方向に沿って形成された複数の第１電圧印加分割領域を含み、第２電圧印加領域は、幅方向に沿って形成された複数の第２電圧印加分割領域を含む。電極１１１ａ及び電極１１３ａは、制御装置１３０に接続されている。この場合、図１２の（ｂ）に示すように、それぞれの電極１１１ａ（１１３ａ）から電極１１２に電流を流すことができる。すなわち、電極１１１ａごとに異なる電圧を印加することが可能となっている。そのため、定着ベルト１１０の幅方向に抵抗値のムラがあった場合でも、幅方向における発熱量の調整を行うことができる。
【００７５】
また、本変形例では、誤差測定部１３３は、複数の第１電圧印加分割領域のそれぞれにおける誤差熱量を求めることができる。そして、発熱量調整部１３４は、それぞれの第１電圧印加分割領域に対応した誤差熱量を補正するように、第１電圧印加分割領域の下流側に位置する複数の第２電圧印加分割領域における目標熱量を決定することができる。例えば、図１２の（ｃ）に示す例では、第１電圧印加領域を形成する一の第１電圧印加分割領域Ｋ１１で生じた誤差熱量ΔＷ１を、第１電圧印加分割領域の下流側に隣接する第２電圧印加分割領域Ｋ２１と、その幅方向に隣り合う他の第２電圧印加分割領域Ｋ２０，Ｋ２２とに一定の比率で分配することができる。図示例では、第２電圧印加分割領域Ｋ２０，Ｋ２２の目標熱量に誤差熱量ΔＷ１の２５％をそれぞれ割り振っている。また、第２電圧印加分割領域Ｋ２１の目標熱量には、ΔＷ１の５０％を割り振ることにより、各領域への負担の平準化がはかられている。
【００７６】
図１３は、さらに他の変形例に係る定着装置を説明するための図である。図１３の（ａ）は、電極の配置を模式的に示す。また、図１３の（ｂ）は、電極に接続される制御装置を示す。図１３の（ａ）に示すように、本変形例では、点電極等の小さい電極２１１が搬送方向及び幅方向に一定の間隔で複数配置されている。各電極２１１には、それぞれ制御装置２３０が接続されている。制御装置２３０は、制御装置１３０と同様に電極２１１に電圧を印加する装置である。制御装置２３０では、端子１３０ａと抵抗１３０ｄとの間にスイッチＳＷが設けられている。スイッチＳＷでは、制御装置２３０から出力される電圧を端子１３０ａに接続される出力側ＳＷ１につなぐか、ハイインピーダンスと呼ばれる開放側ＳＷ２につなぐかを選択することができる。この選択は、個々の電極２１１ごとに切り替えることができる。スイッチＳＷを開放側ＳＷ２にすると、電極２１１が存在しない状態と電気的に等価にすることができる。これにより、ほぼ任意の電極配置が実現され得る。
【００７７】
また、上記の形態では、第１電圧印加領域と第２電圧印加領域との２つによって電圧印加領域が構成される例を示したが、これに限定されない。例えば、第２電圧印加領域のさらに下流に１又は複数の電圧印加領域を備えてもよい。この場合、第２電圧印加領域よりも下流の電圧印加領域においては、それ以前の電圧印加領域における誤差熱量が打ち消されるように目標熱量が決定されてもよい。すなわち、搬送方向に沿って並ぶ電極が４つ以上の場合において、搬送方向最上流の電圧印加領域を第１電圧印加領域とし、第１電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する電圧印加領域を第２電圧印加領域として、制御装置による制御を実施することができる。この場合、第１電圧印加領域及び第２電圧印加領域における制御装置の制御後に、第２電圧印加領域を新たに第１電圧印加領域として定義し、第２電圧印加領域よりも搬送方向下流側に隣接して位置する電圧印加領域を新たに第２電圧印加領域と定義して、制御装置による制御を更に続けて実施することができる。
【００７８】
一例として、それぞれ同じ大きさの領域を有する第１電圧印加領域〜第４電圧印加領域によって電圧印加領域が構成される場合を考える。この場合、第１電圧印加領域〜第４電圧印加領域のそれぞれの目標熱量は、例えば、全体の目標熱量の１／４に設定される。そして、上記実施形態と同様に、第２電圧印加領域においては、第１電圧印加領域における誤差熱量に基づいて新たな目標熱量が設定される。さらに、第３電圧印加領域においては、第２電圧印加領域における誤差熱量に基づいて新たな目標熱量が設定され、第４電圧印加領域においては、第３電圧印加領域における誤差熱量に基づいて新たな目標熱量が設定される。この場合、制御装置は、上記実施形態と同様の手法によって少なくとも第１電圧印加領域、第２電圧印加領域及び第３電圧印加領域におけるそれぞれの誤差熱量を導出し、それぞれ第２電圧印加領域、第３電圧印加領域及び第４電圧印加領域の目標熱量を調整する。
【００７９】
このように、電圧印加領域が３以上の場合にも、誤差熱量に対する補正熱量の比率を変更することができる。図１４、図１５は、図７、図８と同様に誤差熱量と補正熱量との関係を説明するグラフである。図１４に示す例では、誤差熱量が時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔでのみ発生する場合を示している。また、図１５に示す例では、誤差熱量が時刻ｔ１〜ｔ３＋Δｔで発生する場合を示している。なお、図示例では、ｔ１＋Δｔはｔ２、ｔ２＋Δｔはｔ３、ｔ３＋Δｔはｔ４で示されている。
【００８０】
図１４の（ａ）は、ｋｃ＝０の場合であり、補正熱量による調整がない従来の場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合であっても、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて何ら補正されない。そのため、最終的に誤差熱量が誤差として残ることにより、定着ベルト１１０が正確に加熱されない。
【００８１】
図１４の（ｂ）は、ｋｃ＝１の場合、すなわち、補正熱量と誤差熱量ΔＷｒ１とが等しい場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合には、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算される。時刻ｔ３においては、誤差熱量が生じていないため、補正熱量も生じていない。そのため、最終的に誤差熱量が打ち消されて、定着ベルト１１０が正確に加熱されるようになる。
【００８２】
図１４の（ｃ）は、ｋｃ＝２の場合、すなわち、補正熱量が誤差熱量ΔＷｒ１の２倍である場合を示す。図示の通り、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合には、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算され、さらに上向きの矢印のように同じ量の誤差熱量が増加分として生じてしまう。そのため、時刻ｔ３において、増加した分の誤差熱量を補正するように補正熱量が減算される。
【００８３】
図１５の（ａ）は、ｋｃ＝０の場合であり、従来の場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２以降においても同様の現象が起こる。そのため、最終的に誤差熱量が下向き矢印のように残り、正確に加熱されない。
【００８４】
図１５の（ｂ）は、ｋｃ＝１の場合、すなわち、補正熱量と誤差熱量ΔＷｒ１とが等しい場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量が誤差熱量を補正するように加算される。しかし、これだけでは、ベルトの電気抵抗の不良による誤差熱量を補うに過ぎない。そのため、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔに発生した誤差熱量を補正することはできず、時刻ｔ３においても誤差熱量が下向き矢印のように残る。そのため、時刻ｔ３〜ｔ３＋Δｔでも、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔと同様に、補正熱量が加算されるが、最終的に誤差熱量が残っている。しかしながら、図１５の（ａ）に示す例に比べると、最終的な誤差熱量が大幅に減少している。
【００８５】
図１５の（ｃ）は、ｋｃ＝２の場合、すなわち、補正熱量が誤差熱量ΔＷｒ１の２倍である場合を示す。図示のとおり、時刻ｔ１〜ｔ１＋Δｔにおいて、目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減った場合、時刻ｔ２〜ｔ２＋Δｔにおいて補正熱量がベルトの電気抵抗の不良による誤差熱量を補正する。この場合、時刻ｔ３では誤差熱量が生じていないため、補正熱量も生じない。これにより、時刻ｔ３〜ｔ３＋Δｔにおいて、再び目標の熱量に対して誤差熱量が下向き矢印のように減ることになる。しかしながら、図１５の（ａ）に示す例に比べると、最終的な誤差熱量が大幅に減少している。
【００８６】
また、図１６は、定着装置における電圧制御の例を示すグラフである。上記実施形態では、一定の電圧を電極に印加することによって、計測された電流の値から発熱量を導出していた。一方、制御装置の応答性が十分に高速な場合には、以下に示す形態が採用され得る。例えば、電圧印加領域を流れる電流の値に変化があったときに、電流測定部によって当該変化を検出し、所定の演算を加えた電圧Ｖを電極に印加するまでの時間を、応答時間とする。応答時間が、ニップ部を用紙が通過するまでの時間の例えば、約１／１０以下である場合には、制御装置の応答性が十分に高速であると見なせる。この場合、目標熱量Ｗｒを生じるための電力をＰｒとすると、上記のように計測された電流Ｉに対し、制御装置で電圧Ｖを以下の式（１５）のように演算して出力することができる。この場、実際の電力Ｐ（Ｗ）は以下の式（１６）に示すように、所望の電力Ｐｒで一定にすることが可能となる。図示例では、電流の低下に応じて瞬時に電圧が上昇し、また、電流の上昇に応じて瞬時に電圧が低下している。そして、電流と電圧との積で表される電力Ｐは一定の値となっている。このような形態によれば、電極が２つで電圧印加領域が１つの場合でも、目標熱量に近い熱量が用紙に供給され、安定な定着画像が得られる。
Ｖ＝Ｐｒ／Ｉ  ・・・（１５）
Ｐ＝Ｖ・Ｉ＝Ｐｒ  ・・・（１６）
【符号の説明】
【００８７】
１…画像形成装置、１００…定着装置、１１０…定着ベルト（加熱部材）、１１１，１１２，１１３…電極、１２０…加圧ローラ、１３０…制御装置、１３１…電圧決定部、１３２…電流計測部、１３３…誤差測定部、１３４…発熱量調整部、Ｋ１…第１電圧印加領域、Ｋ２…第２電圧印加領域、Ｎ…ニップ部、Ｐ…用紙（被加熱部材）。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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