(57)【要約】【課題】画像部の温度バラツキをなくし、定着品質を安定的に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。【解決手段】未定着トナー画像を記録材に定着する前にトナー画像情報をあらかじめ取得する画像情報取得手段と、取得したトナー画像情報に基づいて発熱手段３３への投入電力を算定する電力算定手段とを有し、定着部材３１の移動方向における発熱手段３３の上流側で定着部材の温度を検出する温度検出手段３８を設け、該温度検出手段３８の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整する。【選択図】図３
2015036773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱体を有する発熱手段と、該発熱手段との接触により加熱される被加熱部材である定着部材と、該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、
記録材に形成する画像情報を基に前記定着部材の設定温度を変更する定着装置であって、
未定着トナー画像を記録材に定着する前にトナー画像情報をあらかじめ取得する画像情報取得手段と、前記取得したトナー画像情報に基づいて前記発熱手段への投入電力を算定する電力算定手段とを有し、
前記定着部材の移動方向における前記発熱手段の上流側で前記定着部材の温度を検出する温度検出手段を設け、該温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記電力算定手段で算定した電力が、記録材の坪量に基づいて調整され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】
前記電力算定手段で算定した電力が、記録材の平滑度に基づいて調整されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
記録材に形成する画像情報に基づいて記録材に付着するトナー量を算出し、該算出されたトナー量に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整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】
記録材に形成する画像情報に基づいて記録材に付着するトナーの面積率を算出し、該算出されたトナー面積率に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整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】
前記定着部材の移動方向における前記発熱手段と前記温度検出手段間の距離をＬ１，前記定着部材の移動速度をｖ，前記温度検出手段の熱時定数をτ１とするとき、
Ｌ１≧ｖ×τ１
の関係式を満たす位置に前記温度検出手段が配置され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】
前記定着部材を介して前記発熱手段に対向配置される押圧部材を有し、
該押圧部材の温度を検出する押圧部材温度検出手段を設け、該押圧部材温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記押圧部材温度検出手段の熱時定数が１秒以下であ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】
前記加圧部材の温度を検出する加圧部材温度検出手段を設け、該加圧部材温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加圧部材温度検出手段の熱時定数が１秒以下であ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】
前記発熱手段の温度を検出する発熱手段温度検出手段を設け、該発熱手段温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記定着部材の移動方向における前記発熱手段の下流側で前記定着部材の温度を検出する下流側温度検出手段を設け、該下流側温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着部材の移動方向における前記発熱手段と前記下流側温度検出手段間の距離をＬ２，前記定着部材の移動速度をｖ，前記定着部材の単位長さあたりの熱容量をＣ，前記定着部材の単位長さあたりの熱抵抗をＲとするとき、
Ｌ２≧ｖ×Ｃ×Ｒ
の関係式を満たす位置に前記下流側温度検出手段が配置され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】
記録材を搬送方向および搬送方向と直交する方向に分割して領域を定め、前記画像情報取得手段は、前記領域毎に画像の有無を判断して前記トナー画像情報を取得することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１５】
前記画像情報取得手段が画像情報を取得する制御周期が、前記領域の記録材搬送方向における大きさの１／ｎ（ただしｎは整数）であることを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５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】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、近年、省エネルギー化及び高速化の市場要求が強くなってきている。
上記画像形成装置では、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。
【０００３】
未定着トナー画像を定着させる定着装置としては、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。このような定着装置の一例として、ベルト方式の定着装置（例えば特許文献１）やセラミックヒータを用いたサーフ定着（フィルム定着）の定着装置（例えば特許文献２）が知られている。
【０００４】
ベルト方式の定着装置では、近年、さらなるウォームアップ時間（電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度（リロード温度）までに要する時間）やファーストプリント時間（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）の短縮化が望まれている。
【０００５】
そこで、セラミックヒータを用いたサーフ定着が提案されており、この方式により、ベルト方式の定着装置に比べ、低熱容量化，小型化が可能となり、立ち上がり時間を短縮でき、予熱電力を削減できる。
【０００６】
特許文献３には、立ち上がり時間を短縮し予熱電力を削減する目的で、薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状加熱体と加圧ローラでフィルムと記録材を密着させるように挟み込み、熱エネルギーを記録材に与える構成を備え、厚さ約１００μｍ程度の低熱容量フィルムによる急速立ち上げを実現する構成が開示されている。
【０００７】
また特許文献４には、加熱領域を分けて熱効率を高める目的で、サーマルヘッドを用いる構成が開示されている。
また特許文献５には、サーミスタの定着ベルト温度検知情報に基づいて電源を制御することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の定着装置では、記録媒体上の各領域の画像がそれぞれ異なっていても、同一の画像として各加熱領域の制御温度を決めていた。そのため加熱領域の制御温度は、最も定着エネルギを要する記録材上領域で十分な定着が可能なように決められる。このため、比較的定着エネルギを要しない記録材上領域では、記録材とトナーに過剰に熱量を与えており、無駄なエネルギを消費するという問題があった。
【０００９】
その対策として、画像に応じて各記録材上領域に適切な熱量を供給できる接触式の分割ヒータを用いることが提案されている。無端ベルトを分割ヒータで直接加熱する構成なので、省エネ性が高く、加熱待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能となった。しかし、画像情報を取得して、その情報に基づいてヒータを点灯させてベルトを加熱するため、定着装置の使用状況によっては、画像部のベルト温度が十分に上がらない場合があったり、上がり過ぎる場合があって、温度ばらつきが発生するという問題があった。ベルト温度が所定温度に達しない場合は、定着不良が発生することもあった。
【００１０】
そこで本発明は、分割ヒータを用いた定着装置における上述の問題を解決し、画像部の温度バラツキをなくし、定着品質を安定的に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】
【００１１】
この課題を解決するため、本発明は、通電により発熱する発熱体を有する発熱手段と、該発熱手段との接触により加熱される被加熱部材である定着部材と、該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、記録材に形成する画像情報を基に前記定着部材の設定温度を変更する定着装置であって、未定着トナー画像を記録材に定着する前にトナー画像情報をあらかじめ取得する画像情報取得手段と、前記取得したトナー画像情報に基づいて前記発熱手段への投入電力を算定する電力算定手段とを有し、前記定着部材の移動方向における前記発熱手段の上流側で前記定着部材の温度を検出する温度検出手段を設け、該温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断することができるため、投入電力に過不足がある場合は、過不足分の電力を算出することが可能となり、過不足を解消するように発熱手段への通電を制御することで、画像部に接触する部位の定着部材温度を一定にすることができる。したがって、定着品質を安定的に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す構成図である。
【図２】サーフ定着方式による定着装置の基本構成について説明する図である。
【図３】定着装置の第一実施形態を示す図である。
【図４】第一実施形態の第２実施例を示す構成図である。
【図５】用紙上に画像領域と非画像領域とが存在する画像形成パターンと、それに対応する予備加熱領域を示す模式図である。
【図６】用紙上に画像領域と非画像領域とが存在する画像形成パターンと、それに対応する予備加熱領域を示す模式図である。
【図７】定着ベルトの温度制御の様子を示すチャートである。
【図８】従来の定着制御における問題点を説明するための模式図である。
【図９】発熱手段の発熱領域に対応して配置される温度センサを示す図である。
【図１０】定着制御における基本動作時の供給電力算出について説明するフローチャートである。
【図１１】用紙上のトナー画像情報の一例を示す図である。
【図１２】より具体化した制御を示すフローチャートである。
【図１３】基本動作時のフィードバック制御における供給電力を算出する処理を示すフローチャートである。
【図１４】「紙ＦＦ電力」を加算する処理を示すフローチャートである。
【図１５】「トナーＦＦ電力」を加算する処理を示すフローチャートである。
【図１６】用紙の坪量に応じた「紙ＦＦ電力」の算出方法を説明するためのグラフである。
【図１７】用紙の平滑度に応じた「紙ＦＦ電力」の算出方法を説明するためのグラフである。
【図１８】「トナーＦＦ電力」の算出方法を説明するためのグラフである。
【図１９】「トナーＦＦ電力」の別の算出方法を説明するためのグラフである。
【図２０】複数の温度検知手段を備える定着装置の第２実施形態を示す図である。
【図２１】発熱手段上流側の温度センサと下流側の温度センサを配置する位置について説明する図である。
【図２２】定着ベルトの目標温度の異なる設定例について説明するチャートである。
【図２３】発熱手段下流側の温度センサを備える構成を示す図である。
【図２４】発熱手段下流側の温度センサ及び発熱手段の温度センサを備える構成を示す図である。
【図２５】押圧部材の温度センサを備える構成を示す図である。
【図２６】加圧ローラの温度センサを備える構成を示す図である。
【図２７】加圧ローラの温度センサ及び押圧部材の温度センサを備える構成を示す図である。
【図２８】加圧ローラの温度センサ、発熱手段の温度センサ及び押圧部材の温度センサを備える構成を示す図である。
【図２９】加圧ローラの温度センサ及び発熱手段下流側の温度センサを備える構成を示す図である。
【図３０】加圧ローラの温度センサ、発熱手段の温度センサ及び発熱手段下流側の温度センサを備える構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置の一例であるプリンタの概略を示す構成図である。このプリンタは、直接転写方式によるモノクロプリンタとして構成されたものであるが、画像形成装置としては図示例に限らず、中間転写方式や、フルカラーあるいは多色画像の形成が可能な構成であってもよい。
【００１５】
図１に示すプリンタは、像担持体である感光体ドラム８の周囲に、図に矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像手段２２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。
【００１６】
感光体ドラム８を中心とする作像部の下方には、給紙手段４が配置されている。給紙手段４は、記録材としてのシート状用紙Ｓが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｓを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６等を有している。 給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｓはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｓの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対６により転写部位Ｎへ送られる。
【００１７】
本プリンタにおける画像形成動作は、従来周知の電子写真方式によるものと同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像が感光体上に形成される。この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。そして、感光体ドラム８上のトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｓ上に転写手段１０による転写バイアス印加により転写される。
【００１８】
トナー像を担持した用紙Ｓは定着装置３０へ向けて搬送され、定着装置３０で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にクリーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
【００１９】
ここで、サーフ定着（フィルム定着）方式による定着装置の基本構成について図２を参照して説明する。
図２に示す定着装置１３０は、被加熱部材としての定着ベルト（定着フィルム）１３１と、加圧部材としての加圧ローラ１３２とを有しており、例えばセラミックヒータやサーマルヘッド等の発熱手段１３３により、定着ベルト１３１が内周側から直接加熱される。
【００２０】
定着ベルト１３１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（もしくはフィルム）とする。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する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。定着ベルト１３１の内部にはニップ部を支持するための支持部材（ステー）１３５を発熱手段１３３に設け、加圧ローラ１３２により圧力を受けるニップ形成部材の撓みを防止し、軸方向で均一なニップ幅を得られるようにしている。
【００２１】
加圧ローラ１３２は芯金１３２ａ上に弾性ゴム層１３２ｂが積層され、離型性を得るために表面に離型層（ＰＦＡまたはＰＴＦＥ層）１３２ｃが設けてある。加圧ローラ１３２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１３２は図示しないスプリングなどにより定着ベルト１３１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、所定のニップ幅を形成する。加圧ローラは中空のローラであっても良く、加圧ローラにハロゲンヒータなどの加熱源を有していても良い。加圧ローラの弾性ゴム層はソリッドゴムでも良いが、加圧ローラ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。
【００２２】
定着ベルト１３１は加圧ローラ１３２により連れ回り回転する。図２の場合は加圧ローラ１３２が図示しない駆動源により回転し、ニップ部Ｎで定着ベルトに駆動力が伝達されることにより定着ベルト１３１が回転する。定着ベルト１３１はニップ部Ｎで挟み込まれて回転し、ニップ部以外では長手方向両端部で図示しない保持部材（フランジ）にガイドされ、走行する。このような構成により、安価でウォームアップが速い定着装置を実現することができる。
【００２３】
図３は、本発明による定着装置の第一実施形態を示す図である。
図３に示す定着装置３０は、図２で説明した定着装置１３０と基本的な構成は同様である。発熱手段３３は、板状基体に抵抗発熱体を形成したサーマルヘッドやセラミックヒータなどである。その発熱手段３３を定着ベルト（定着フィルム）３１のループ内部に配置し、その熱でベルト（又はフィルム）の温度を上昇させることで、ニップ部を通過する未定着画像を担持した記録材（以下、用紙とも記す）を加熱して、未定着画像を用紙上に定着させる。
【００２４】
本実施形態における発熱手段３３は、長手方向（用紙搬送方向に直交する方向）に複数分割された加熱領域を有しており、各加熱領域は独立して加熱制御可能となっている。
定着ベルト３１は、外径が３０ｍｍで厚みが２０〜４０μｍのＳＵＳ製の基体と、この基体の表面に被覆された弾性層を有している。弾性層は、シリコンゴムで形成されており厚みは５０〜１００μｍ程度である。定着ベルト３１の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜３０μｍの離型層が形成されている。また、定着ベルトの基体はポリイミドとしてもよい。
【００２５】
定着ベルト３１の内部には、支持部材３５があり、ニップ部にはニップ形成部材３６と加圧部材３７が設置され、図示しない外部部材と接続されて上記定着部材（定着ベルト３１）を支持している。
【００２６】
また、発熱手段３３の上流側（ベルト回動方向の上流側）には、定着ベルト３１に接触ないし近接して、ベルト温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３８が配置されている。温度センサ３８としては、例えばサーミスタやサーモパイルを使用することができる。定着ベルト回動方向は、図３において反時計回りである。
【００２７】
さらに、発熱手段３３と被加熱部材である定着ベルト３１の接触状態を良好に保つため、定着ベルト３１を挟んで発熱手段３３に圧接するように押圧部材３４を設置している。ローラ状の押圧部材３４は、外径がφ８ｍｍの鉄製の芯金３４ａと、この芯金の表面に被覆された弾性層３４ｂを有しており、ローラ外径がφ１５ｍｍないし３０ｍｍである。 弾性層３４ｂはシリコーンゴムで形成されており厚みは３．５ｍｍないし１１ｍｍである。 弾性層３４ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００２８】
加圧部材である加圧ローラ３２の構成は、図２の加圧ローラ１３２と同様である。
なお、本実施形態では、発熱手段３３をニップ部以外の場所に配置しているが、板状加熱手段（発熱手段３３）は加圧部材に対する押圧部材として機能することができるため、発熱手段３３をニップ部に配置する構成（すなわち図２の定着装置）でもかまわない。また、図示はしないが、定着部材（ベルトやフィルム）を、定着部材の外部に配置した外部加熱手段で加熱する構成であっても良い。
【００２９】
図４は、第一実施形態の第２実施例を示す構成図である。本発明はこの図に示す定着装置構成にも適用可能である。
図４の定着装置３０Ｂは、ローラ状のニップ形成部材３６と支持ローラ３９とに被加熱部材である定着ベルト（又はフィルム）３１を張架し、その定着ベルト３１に接触するようにセラミックヒータやサーマルヘッド等の面状（板状）の加熱手段である発熱手段３３を配置した構成となっている。本例では、発熱手段３３は、ニップ部の上流側に配置している。また、定着ベルト３１の回動方向において発熱手段３３の上流側に位置して、定着ベルト３１の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ３８が設けられている。
【００３０】
次に、画像情報に基づいた発熱手段（加熱手段）の発熱制御（加熱制御）について説明する。
図５及び図６は、用紙上に画像領域と非画像領域とが存在する画像形成パターンと、それに対応する予備加熱領域を示す模式図である。
【００３１】
図５は、用紙幅方向の全域（画像形成範囲の全域）にわたる画像領域と非画像領域が用紙搬送方向に並んだ場合を示している。図５（ａ）は、用紙Ｓ上に、その搬送方向の先端側から順に画像領域ａ，非画像領域ｂ，画像領域ａ’が並んだ画像形成パターンである。また、図５（ｂ）は、用紙Ｓ上に、その搬送方向の先端側から順に画像領域ａと非画像領域ｂが並んだ画像形成パターンである。
【００３２】
図５（ａ），（ｂ）の画像形成パターンでは、画像領域は用紙幅方向の全域（画像形成範囲の全域）にわたっているため、発熱手段３３は長手方向の全域を発熱させる。なお、図５のような画像形成パターンの場合には、分割された加熱領域を有していない発熱手段であっても対応可能である。
【００３３】
さて、図５（ａ），（ｂ）の画像形成パターンにおいて、画像領域ａ及び画像領域ａ’には定着すべきトナー（未定着トナー像）が存在するので定着が必要であるが、非画像領域ｂでは定着対象のトナーが存在しないので定着の必要はない。
【００３４】
図示しない画像処理装置から上記パターンの画像情報が定着制御手段４０へ入力されると、定着制御手段４０は、非画像領域ｂに対応する定着ベルト３１の部位（定着ニップにおいて非画像領域ｂと重なるベルト部分）の温度が、画像領域ａ，ａ’に対応する定着ベルト３１の部位（定着ニップにおいて画像領域ａ，ａ’と重なるベルト部分）の温度よりも低くなるように、発熱手段３３を制御する。
【００３５】
ここで、画像領域又は非画像領域に対応する部位とは、定着ベルト３１が密着する位置という意味であり、以下、適宜密着とも表現する。
すなわち、画像領域ａに対応する部位では発熱手段３３の全域で定着温度が得られるように電力を供給し、非画像領域ｂに対応する部位では発熱手段３３への供給電力を低減する。図５（ａ）のパターンでは用紙後端に画像領域ａ’が有るので、その画像領域ａ’に対応する部位では再び定着温度が得られる電力を供給する。
【００３６】
この際、実際の電力供給は、図中の斜線部で示す様に、用紙上の画像領域がニップ部に入るよりも前のタイミングで予備的に加熱するように投入されており、斜線部を「予備加熱領域」と称する。この予備加熱領域は、主に発熱手段３３の周方向の発熱長さや、発熱手段自身にも昇温時間が必要となることから必要とされる領域である。予備加熱領域は省エネの観点からはできるだけ小さい（予備加熱する時間ができるだけ短い）ことが望ましい。
【００３７】
予備加熱に引き続き、画像形成パターンの情報に基づいて、上記したように、画像領域ａ，ａ’あるいは非画像領域ｂに対応するベルト温度（定着ベルト３１の温度）となるように発熱手段３３が制御され、定着動作が行なわれる。
【００３８】
図６は、用紙上に、用紙搬送方向と直交する方向に、画像領域と非画像領域が存在する画像形成パターンを示したものである。
この場合にも図５の場合と同様に、定着制御手段４０は、非画像領域に対応する定着ベルト３１の部位の温度が、画像領域に対応する定着ベルト３１の部位の温度よりも低くなるように発熱手段３３を制御する。すなわち、画像領域に対応する部位では発熱手段３３に定着温度が得られる電力を供給し、非画像領域に対応する部位では供給電力を低減する。こちらも、図５の場合と同様に斜線部の予備加熱領域が必要となる。
【００３９】
図６（ａ）のパターンでは、用紙幅方向の一方側のみに画像領域ｃが有り、幅方向の反対側は非画像領域ｃとなっている。このパターンの場合、予備加熱領域も用紙幅方向の一方側（画像領域ｃがある側）のみに設定される。
【００４０】
また、図６（ｂ）のパターンは、用紙先端側の“ｇ”の部分では用紙幅方向の全域（画像形成範囲の全域）に画像領域（ｅ＋ｆ）が有り、“ｇ”に引き続いた部分である“ｈ”の部分では用紙幅方向の一方側のみに画像領域ｅが有り、幅方向の反対側は非画像領域となっている。このパターンの場合、予備加熱領域は用紙幅方向の全域に設定される。
【００４１】
図７は、定着ベルト３１の温度制御の様子を示すチャートである。ここでは、図５（ａ）のパターンに対応する制御で示してある。
このチャートにおいて、定着ベルト３１を第二の目標温度に維持する電力Ｐ’が発熱手段３３に供給されている。そして、ｙ１の位置で電力Ｐを発熱手段３３に供給し（Ｐ＞Ｐ’）、予備加熱を開始する。画像領域ａを定着している間は発熱手段３３には電力Ｐが供給される。供給電力Ｐは、定着ベルト３１を、定着可能な温度である第一の目標温度に維持できる電力である。そして、画像領域ａが過ぎる時点で供給電力をＰからＰ’に下げ、ｙ２の位置で再び電力Ｐを発熱手段３３に供給して予備加熱を開始する。画像領域ａ’を定着している間は発熱手段３３には電力Ｐが供給される。画像領域ａ’が終了したら供給電力はＰ’に下げられる。
【００４２】
ここで、非画像領域に対応する部位での発熱手段３３への電力供給を完全に停止（オフ）することも可能であるが、定着ベルト３１の温度が極端に下がり過ぎると次の画像領域での定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。このため、図７のチャートに示すように、画像領域に対応する第一の目標温度よりも低いが、室温よりは所定温度以上の第二の目標温度に定着部材温度を保つように制御することが望ましい。
【００４３】
なお、図７では図５（ａ）の画像形成パターンに対応する制御で説明したが、他の画像形成パターンの場合も同様の制御で対応可能である。また、紙間（用紙と用紙の間）においても、発熱手段３３への供給電力をＰ’とし、定着ベルトの温度維持と省電力とを図っている。
【００４４】
このように、本実施形態においては、非画像領域に対応する部位でも給電は行なわれるが、発熱手段３３への供給電力は削減（画像領域に対応する部位での供給電力よりも削減）される。すなわち、図７のチャートの最上段において領域Ｐでの供給電力よりも領域Ｐ’での供給電力が小さくなるため、省エネルギー化が可能となる。
【００４５】
図８は、従来の定着制御における問題点を説明するための模式図である。
従来の定着制御では、図８（ａ）に示すように非画像部に対応する部位のベルト温度が“非画像部目標温度”になっている場合は供給電力を上げてベルト温度を上昇させたときに、画像部に対応する部位のベルト温度を“画像部目標温度”とすることができた。しかし、図８（ｂ）に示すように非画像部に対応する部位のベルト温度が“非画像部目標温度”を超えている場合は、供給電力を上げてベルト温度を上昇させたときに画像部に対応する部位のベルト温度が“画像部目標温度”を超えてしまった。また、図８（ｃ）に示すように非画像部に対応する部位のベルト温度が“非画像部目標温度”に達していない場合は、供給電力を上げてベルト温度を上昇させても画像部に対応する部位のベルト温度が“画像部目標温度”を下回ってしまうという問題があった。
【００４６】
これに対し、本発明に係る定着装置おいては、発熱部材３３の上流側に温度検出手段（温度センサ３８）を配置して、定着部材（実施例では定着ベルト３１）の温度を検知している。その温度センサ３８は、図９に示すように、発熱手段３３の発熱領域に対応して配置され、各発熱領域に対応するベルト位置の温度を検知する。
【００４７】
図９（ａ）に示す例は、発熱手段３３が長手方向において２分割された（２つの発熱領域を有する）構成であり、これに対応して温度センサ３８も、発熱部材長手方向に２つが配置されている。
【００４８】
図９（ｂ）に示す例は、発熱手段３３が長手方向において多数に分割された（図示例では７つの発熱領域を有する）構成であり、これに対応して温度センサ３８も、発熱部材長手方向に複数個（図示例では７つ）が配置されている。発熱手段３３が有する発熱領域の数と、それに対応する温度センサの数は図示例に限定されるものではない。
【００４９】
そして、上記温度センサ３８で検出した温度を基に、図示しない電力算定手段で現在のベルト温度Ｔｂから画像部目標温度Ｔ１（図７における第一の目標温度）に上げるために必要な電力を予め計算し、発熱手段３３への通電時間を制御する。これにより、画像部に対応するベルト部位の温度を一定にすることができる。なお、電力算定手段は、例えば画像形成装置の制御手段を用いることができる。あるいは図３,４に示す定着制御手段４０でも良い。
【００５０】
図１０は、定着制御における基本動作時の供給電力算出について説明するフローチャートである。
このフローチャートにおいて、まず、温度センサ３８で定着ベルト３１の温度を検知する（Ｓ１）。この検知した温度を基に、定着ベルト３１の現在の温度Ｔｂから画像部目標温度（第一の目標温度）Ｔ１に維持するために必要な電力、すなわちベルト温度維持電力を計算する（Ｓ２）。次に、発熱手段３３により加熱される定着ベルト３１の加熱部位がニップ部で用紙と接触するかどうかを判定する（Ｓ３）。
【００５１】
ここで、ベルトの加熱部位が用紙と接触する場合は、紙に奪われる熱量を補う必要電力を計算して「紙ＦＦ電力」と定める（Ｓ４）。次に、上記ベルトの加熱部位がニップ部で画像部と接触するかどうかを判定し（Ｓ５）、ベルトの加熱部位が画像部と接触する場合は、画像部のトナー（用紙上のトナー）に奪われる熱量を補う必要電力を計算して「トナーＦＦ電力」と定める（Ｓ６）。
【００５２】
一方、Ｓ３にてベルトの加熱部位が用紙と接触しないと判定された場合、およびＳ５にてベルトの加熱部位が画像部と接触しないと判定された場合は、「紙ＦＦ電力」あるいは「トナーＦＦ電力」は不要なので、投入電力の調整は行わず、Ｓ７に進んでヒータ投入電力すなわち発熱手段３３に供給する電力を決定する（Ｓ７）。
【００５３】
そして、上記Ｓ７で決定された電力を発熱手段３３に投入する（Ｓ８）。
このように、「紙ＦＦ電力」及び「トナーＦＦ電力」の２つの電力補正を行った後に、発熱手段３３に投入する電力を決定している。したがって、ヒータ投入電力＝ベルト温度維持電力＋紙ＦＦ電力＋トナーＦＦ電力、となる。そしてこの決定されたヒータ投入電力が、用紙がニップ部に進入する前に予め発熱手段３３に供給される（図５,６で説明した予備加熱に相当する）。なお、上記のように「紙ＦＦ電力」あるいは「トナーＦＦ電力」が不要な場合はヒータ投入電力＝ベルト温度維持電力である。
【００５４】
ところで、本発明では、図１０で説明した制御を行なうために、未定着トナー像を記録材（用紙）に定着する前にトナー画像情報を予め取得するための画像情報取得手段を備えている。画像情報を取得する手段としては、パソコン等の外部装置から印刷指示されたデータや画像形成装置が備える画像読取手段（スキャナ）で読み込んだデータ、すなわち、記録材に形成すべき画像情報を、記録材が担持するトナー画像情報として用いる構成が考えられる。あるいは、例えばＣＭＯＳ等のイメージセンサを画像形成装置の転写部（用紙への画像転写部）と定着装置の間に設置して、用紙上のトナーを検知することで直接にトナー画像データを取得する構成でもよい。
【００５５】
図１１は、用紙上のトナー画像情報の一例を示す図である。本実施形態では、記録材（用紙）Ｓを複数の領域Ｒに分割して画像の有無を判定する。領域Ｒは、例えば用紙搬送方向の大きさが１０ｍｍ、用紙搬送方向と直交する方向の大きさが１０ｍｍとする。この領域Ｒ内に画像があれば、トナー画像有りと判定し、その領域が接触する定着ベルと部位の温度を所定温度に上げるよう制御する。
【００５６】
画像情報取得手段が画像情報を取得する制御周期は、用紙搬送方向の領域サイズに対応させるのが望ましいので、制御周期毎に画像有無の判定を行い、ベルトの目標温度を変える制御を行なう。制御周期は、用紙搬送方向の領域サイズの１／ｎ（ｎは整数）とするのが望ましい。
【００５７】
図１２は、図１０で説明した制御をより具体化したフローチャートである。
このフローチャートにおいて、まず図１３に示す「処理Ｄ」を実施し（Ｓ１１）、温度センサ３８で検知したベルト部位がニップ部で用紙と接触するかどうかを判定する（Ｓ１２）。
【００５８】
上記の「処理Ｄ」は、基本動作時のフィードバック制御における供給電力を算出する処理である。この処理は図１３のフローチャートに示すように、発熱手段３３により加熱された定着ベルト３１の温度を温度センサ３８で検知し（ｄ１）、検知した温度と目標温度との差をフィードバックして、定着ベルト３１を所定の温度に保つための電力Ｗ（ｔ）を算出する（ｄ２）。
【００５９】
図１２のフローチャートに戻り、Ｓ１２で温度センサ３８で検知したベルト部位がニップ部で用紙と接触すると判定された場合は、図１４に示す「処理Ｂ」を実施する（Ｓ１３）。「処理Ｂ」は、上記説明した「紙ＦＦ電力」を加算する処理である。そして、温度センサ３８で検知したベルト部位がニップ部でトナー（トナー画像）と接触するかどうかを判定する（Ｓ１４）。
【００６０】
上記ベルト部位がニップ部でトナーと接触する場合は、図１５に示す「処理Ｃ」を実施する（Ｓ１５）。「処理Ｃ」は、上記説明した「トナーＦＦ電力」を加算する処理である。
一方、Ｓ１２およびＳ１４で上記ベルト部位がニップ部で用紙あるいはトナー画像と接触しないと判定された場合は、「処理Ｂ」あるいは「処理Ｃ」を実施せずに終了する。
【００６１】
このように、本実施形態における定着制御の基本動作は、定着ベルトを所定の温度に保つように制御し、定着ベルトが記録材やトナー画像と密着する部位の場合は、記録材やトナー画像に必要な電力を加算する。記録材に必要な電力は記録材情報（用紙情報）から得られる坪量や平滑度から算出し、トナー画像に必要な電力は画像面積率や諧調から算出する。以下に算出の例を示す。
【００６２】
図１６は、用紙の坪量に応じた「紙ＦＦ電力（紙ＦＦ）」の算出方法を説明するためのグラフである。
定着ニップで用紙に奪われる熱量は、用紙の坪量におおよそ比例するため、その分の電力を前もって定着ベルトに（定着ベルト３１を加熱する発熱手段３３に）投入しておけばよい。
【００６３】
定着装置に通紙される用紙の坪量は、コピーや印刷時に、画像形成装置あるいは外部装置において設定されているので、その設定情報に基づき、通紙される用紙の坪量を図１６（ａ）または（ｂ）のようにして算出する。
【００６４】
すなわち、図１６（ａ）に示す例では、所定の傾き“ｋ１”を有する一次関数に当てはめて（用紙坪量に所定の係数“ｋ１”を乗じて）紙ＦＦ電力を算出する。
また、図１６（ｂ）に示す例では、用紙坪量を段階的に区分けしてその坪量区分ごとに投入電力を定めておき、通紙される用紙が属する坪量区分から紙ＦＦ電力を決定する方法でも良い。
【００６５】
図１６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態では、用紙の坪量が大きくなれば紙ＦＦ電力は大きくなり、用紙の坪量が小さくなれば紙ＦＦ電力も小さくなる。
このように、「紙ＦＦ電力」の算出に用紙坪量を用いることで、様々な坪量の用紙に対して安定的に定着ベルト３１を所定温度に制御することができる。
【００６６】
図１７は、用紙の平滑度に応じた「紙ＦＦ電力（紙ＦＦ）」の算出方法を説明するためのグラフである。
定着ニップ部で定着部材（定着ベルト）及び加圧部材（加圧ローラ）から用紙に移動する熱量は、紙の平滑度に依存して変わる。平滑度が高い用紙は定着ベルトや加圧ローラとの密着性が良く、熱抵抗が小さいため、用紙への熱移動量が大きくなる。一方、平滑度が低い用紙は定着ベルトや加圧ローラとの密着性が悪く、熱抵抗が大きいため、用紙への熱移動量が小さくなる。したがって、用紙の平滑度を考慮した紙ＦＦ電力は、次の関係式となる。なお“ｋ３”は所定の定数である。
紙ＦＦ電力＝坪量×平滑係数×ｋ3
【００６７】
このように、紙ＦＦ電力の算定に、用紙平滑度を用いることで、様々な用紙の外乱に対して安定的に定着ベルト３１を所定温度に制御できる。
【００６８】
図１８は、「トナーＦＦ電力」の算出方法を説明するためのグラフである。
定着ニップ部で定着部材（定着ベルト）及び加圧部材（加圧ローラ）からトナーに移動する熱量は、紙面に付着したトナー量に依存して変わる。付着したトナー量が多いほど定着ベルトの熱が奪われやすく、トナーへの熱移動量が大きくなる。一方、付着したトナー量が少ないと定着ベルトの熱が奪われにくく、トナーへの熱移動量が小さくなる。したがって、紙面に付着するトナー量を考慮したトナーＦＦ電力は、以下の関係式となる。なお“ｋ４”は所定の定数である。
トナーＦＦ電力＝トナー量×ｋ4
図１８（ａ）にこの関係式をグラフにて示す。
【００６９】
このように、トナーＦＦ電力の算定に、上式のような紙面に付着するトナー量との関係式を用いることで、様々な画像（ベタ画像や網点画像、線画や文字画像など）に対して安定的に定着ベルトを所定温度に制御できる。
【００７０】
また、トナーＦＦ電力の算定は、図１８（ｂ）に示すようにトナー量区分毎に投入する電力を定め、紙面に付着するトナー量が属する区分からトナーＦＦ電力を決定する方法でもよい。
【００７１】
図１９は、「トナーＦＦ電力」の別の算出方法を説明するためのグラフである。
定着ニップ部で定着部材（定着ベルト）及び加圧部材（加圧ローラ）からトナーに移動する熱量は、紙面に付着したトナーの面積率（画像面積率）に依存して変わる。トナーの付着面積（画像面積）が多いほど定着ベルトの熱が奪われやすく、トナーへの熱移動量が大きくなる。一方、トナーの付着面積（画像面積）が少ないと定着ベルトの熱が奪われにくく、トナーへの熱移動量が小さくなる。したがって、紙面に付着するトナー付着面積（画像面積）を考慮したトナーＦＦ電力は、以下の関係式となる。なお“ｋ５”は所定の定数である。
トナーＦＦ電力＝画像面積率×ｋ5
図１９（ａ）にこの関係式をグラフにて示す。
【００７２】
このように、トナーＦＦ電力の算定に、上式のような紙面に付着するトナーの面積率（画像面積率）との関係式を用いることで、様々な画像（ベタ画像や網点画像、線画や文字画像など）に対して安定的に定着ベルトを所定温度に制御できる。
【００７３】
また、トナーＦＦ電力の算定は、図１９（ｂ）に示すように画像面積率の区分毎に投入する電力を定め、画像面積率が属する区分からトナーＦＦ電力を決定する方法でもよい。
なお、紙面に付着するトナー量あるいは紙面に付着するトナーの面積率（画像面積率）は、記録材に形成する画像情報（像担持体上に静電潜像を形成する画像情報）に基づいて算出することができる。
【００７４】
次に、複数の温度検知手段を備える定着装置の第２実施形態を、図２０を参照して説明する。
図２０に示すように、加圧ローラ３２の温度を検出する温度センサ３８ｂを設けると好適である。トナー画像を記録材に定着させるには、定着ベルトからの熱量だけでなく加圧部材からの熱量も影響がある。加圧部材温度がある温度よりも高い場合は記録材に余分に熱量が与えられ、加圧部材温度がある温度よりも低い場合は定着ベルトから画像を記録材に定着させるために与えた熱量が一部加圧側で使用される。そのため、加圧部材の蓄熱状態を検知することで、加圧部材温度が高い場合は定着ベルトに供給する電力を低減し、加圧部材温度が低い場合は定着ベルトに供給する電力を増加させると好適である。
【００７５】
なお、加圧部材の温度を検知する検知手段は加圧部材の蓄熱状態を検知する目的で設置するため、定着部材（定着ベルト３１）を加熱する発熱手段３３が複数の発熱領域を有している分割ヒータとして構成されている場合でも、分割ヒータ数（発熱領域の数）と同じだけ設置しなくてもよい。
【００７６】
加圧ローラ３２の温度が定着ベルト３１の温度よりも低い場合、定着ベルト３１から加圧ローラへ熱の移動が生じてしまい、定着ベルト３１を目標温度に到達させるためには余分に電力を発熱手段３３へ供給する必要がある。加圧ローラ３２の温度を検知することによって定着ベルト３１から加圧ローラ３２に移行する熱量を算出でき、それを考慮してベルト温度を画像部目標温度に上げるために必要な電力を予め計算し、発熱手段３３への通電時間を制御する。また逆に加圧ローラ３２の温度が定着ベルト３１の温度よりも高い場合はその余分な電力を定着ベルト加熱のために供給することもでき、画像情報に基づいて電力算定手段で算出した画像領域のために必要な電力を減らすことができる。これにより、画像部に接触する定着ベルト温度を一定にすることができる。
【００７７】
また、図２０に示すように、発熱手段３３の温度を検出する温度センサ３８ｃを設けると好適である。
発熱手段３３から定着ベルト３１へ熱量を供給する際に、発熱部材自身の温度がある温度より低いと供給電力が全て定着ベルトへ移行せず、発熱部材をある温度まで昇温させるために一部電力が使用される。そこで、温度センサ３８ｃによって発熱手段３３の温度を検知することで、発熱手段３３（の昇温）に必要な電力を算出でき、画像領域の定着に必要な電力とともに供給電力を算出することができる。また、発熱手段３３がある温度より高い場合はその余分な電力を定着ベルトの加熱へまわすことができ、画像情報に基づいて電力算定手段で算出した画像領域のために必要な電力を減らすことができる。
【００７８】
発熱手段３３の温度が定着ベルト３１の温度よりも低い場合、定着ベルト３１から発熱手段３３へ熱の移動が生じてしまい、目標温度に到達させるためには余分に電力を発熱手段３３へ供給する必要がある。そこで、温度センサ３８ｃによって発熱手段３３の温度を検知することによって定着ベルト３１から発熱手段３３に移行する熱量を算出でき、それを考慮してベルト温度を画像部目標温度に上げるために必要な電力を予め計算し、発熱手段３３への通電時間を制御する。また逆に発熱手段３３の温度が定着ベルト３１の温度よりも高い場合はその余分な電力を定着ベルトの加熱へまわすこともでき、画像情報に基づいて電力算定手段で算出した画像領域のために必要な電力を減らすことができる。これにより、画像部に接触する定着ベルト温度を一定にすることができる。
【００７９】
また、発熱手段３３の温度は温度検知手段を設置して直接把握するのではなく、下記の式１に基づいて供給電力の積算値から算出することも可能である。この場合、検知手段を設置する必要がないためコストを削減することができる。
【００８０】
【数１】
2015036773.tif 000003
【００８１】
さらに、図２０に示すように、押圧部材３４の温度を検出する温度センサ３８ｄを設けると好適である。
押圧部材３４の温度が定着ベルト３１の温度よりも低い場合、定着ベルト３１から押圧部材３４へ熱の移動が生じてしまい、定着ベルトを目標温度に到達させるためには余分に電力を発熱手段３３へ供給する必要がある。そこで、温度センサ３８ｄによって押圧部材３４の温度を検知することによって定着ベルト３１から押圧部材３４に移行する熱量を算出でき、それを考慮してベルト温度を画像部目標温度に上げるために必要な電力を予め計算し、発熱手段３３への通電時間を制御する。また逆に押圧部材３４の温度が定着ベルト３１の温度よりも高い場合はその余分な電力を定着ベルト加熱のために供給することもでき、画像情報に基づいて電力算定手段で算出した画像領域のために必要な電力を減らすことができる。これにより、画像部に接触する定着ベルト温度を一定にすることができる。
【００８２】
押圧部材３４の温度を検知する温度センサ３８ｄと、加圧ローラ３２の温度を検知する温度センサ３８ｂの熱時定数の少なくともどちらか一方が１Ｓ（秒）以下であることが好ましい。押圧部材３４や加圧ローラ３２は定着ベルト３１と比較して、層厚が厚く、熱容量が大きい。そのため部材の温度上昇が遅く、熱時定数の長い安価な温度検知手段を使用することができる。これによりコスト削減に繋がる。
【００８３】
さらに、図２０に示すように、発熱手段３３の下流側（定着ベルト回動方向下流側）で定着ベルト３１の温度を検出する温度センサ３８ｅを設けると好適である。
発熱手段３３に電力が供給されて加熱された後の定着ベルト３１の温度を、発熱手段下流側の温度センサ３８ｅにより検知することで、発熱手段３３に供給した電力が最適であったかどうかの判断ができる。これにより、供給電力に過不足がある場合にはその不足分あるいは超過分の電力を算定して、ヒータの通電時間を制御（調整）する。これにより、画像部に接触する定着ベルト温度を一定にすることができる。
【００８４】
なお、上記のように、温度センサ３８ａに加えて温度センサ３８ｂ〜３８ｅを備える場合、温度センサ３８ａ〜３８ｄに基づいた温度制御が適切であったかどうかを温度センサ３８ｅの検知結果から判断することができる。
【００８５】
本発明では発熱手段上流側の温度センサ３８ａは必須であるが、その他の４つの温度検知手段は設置してもしなくても良く、各温度センサを設ける組合せは全部で１６通り（２×２×２×２）ある。この１６通りによる温度センサの数は、最小が１つで最多が５つになる。
【００８６】
図２１は、発熱手段上流側の温度センサ３８ａと下流側の温度センサ３８ｅを配置する位置について説明する図である。
発熱手段上流側の温度センサ３８ａは、発熱手段３３の回転方向上流側で次なる関係を満たす位置に配置する。
Ｌ１≧ｖ×τ１
ここで、Ｌ１は温度センサ３８ａと発熱手段３３間のベルト回転移動距離、ｖは定着ベルト３１の回転速度（移動速度）、τ１は温度センサ３８ａの熱時定数である。
【００８７】
温度検知手段としてのサーミスタやサーモパイルなどはセンサ固有の熱時定数があり、検知遅れが発生するので、発熱手段３３で定着ベルトを加熱する位置では熱応答遅れがない状態が望ましい。
【００８８】
上記関係式を満足する場所に温度センサ３８ａを配置すれば、温度センサ３８ａで検知した箇所がベルトに到達するまでに温度センサ３８ａに熱が伝わるので、正確なベルト温度を検知でき、ベルト温度をより素早く制御できる。
【００８９】
また、発熱手段３３の回転方向下流側にも定着ベルト３１（被加熱部材）の温度を検知する温度センサ３８ｅを配置する構成の場合、この下流側温度センサ３８ｅで検知した温度と、上流側温度センサ３８ａで検知した温度の差を基に、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断し、過不足がある場合にはその電力を算定して、発熱手段３３への通電時間を制御（調整）する。これにより、画像部に接触するベルト温度を一定にすることができる。
【００９０】
発熱手段下流側の温度センサ３８ｅは、次なる関係式を満たす位置に配置する。
Ｌ２≧ｖ×Ｃ×Ｒ
ここで、Ｌ２は下流側温度センサ３８ｅと発熱手段３３間のベルト回転移動距離、ｖは定着ベルト３１の回転速度、Ｃは定着ベルト３１の単位長さ当たりの熱容量、Ｒは定着ベルト３１の単位長さ当たりの熱抵抗である。
【００９１】
定着ベルト（被加熱部材）も温度検知手段と同様に熱時定数があり、同様に検知遅れが発生する。特に本実施例のように、ベルトの内面から加熱して表面の温度を検知するような場合は顕著である。
【００９２】
そこで、上記関係式を満足する場所に温度センサ３８ｅを配置すれば、温度センサ３８ｅで検知した箇所がベルトに到達するまでに温度センサ３８ｅに熱が伝わるので、正確なベルト温度を検知でき、ベルト温度をより素早く制御できる。
【００９３】
ところで、定着ベルトを発熱手段で直接加熱する構成においては、省エネ性が高く、待機時からのファーストプリントタイムを更に短縮することが可能となったが、画像情報に基づいて発熱手段に投入する電力を算出するだけでは、定着ベルトに過剰に熱量を与えてしまう場合があり、投入電力を調整することが必要である。
【００９４】
その点、本発明では、発熱手段３３の上流側に、定着ベルトの温度を検知する温度検知手段（温度センサ３８ａ）を配置する構成により、予め取得したトナー画像情報から算定した電力を、上流側の温度センサ３８（３８ａ）の検知結果に基づいて調整して電力投入することで、発熱手段上流側の定着部材温度（定着ベルト温度）に応じて適切な熱量を与えることができ、過剰な熱を与えることなく定着部材温度を最適に制御することができる。
【００９５】
図２２は、定着ベルトの目標温度の異なる設定例について説明するチャートである。
このチャートに示すように、画像領域に対応する第一の目標温度を(イ）と（ロ）の２つ有するように設定しても良い。非画像領域に対応する第二の目標温度は、第一の目標温度(イ）及び第一の目標温度（ロ）よりも低く、室温よりは所定温度以上に設定する。
【００９６】
予め取得したトナー画像情報に基づき、トナー画像面積(トナー量)が所定以上の場合は画像領域に対応する第一の目標温度を第一の目標温度(イ）とし、所定未満の場合は画像領域に対応する第一の目標温度を第一の目標温度（ロ）とすることで、更なる電力消費の削減が可能となる。
【００９７】
図２３〜図３０は、上記説明した温度センサ配置（１６通り）の中の一例をそれぞれ示すものである。
図２３に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、発熱手段下流側の温度センサ３８ｅを備える構成である。
【００９８】
図２４に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、発熱手段下流側の温度センサ３８ｅ及び発熱手段の温度センサ３８ｃを備える構成である。
図２５に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、押圧部材３４の温度センサ３８ｄを備える構成である。
【００９９】
図２６に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、加圧ローラ３２の温度センサ３８ｂを備える構成である。
図２７に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、加圧ローラ３２の温度センサ３８ｂ及び押圧部材３４の温度センサ３８ｄを備える構成である。
【０１００】
図２８に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、加圧ローラ３２の温度センサ３８ｂ、発熱手段３３の温度センサ３８ｃ及び押圧部材３４の温度センサ３８ｄを備える構成である。
【０１０１】
図２９に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、加圧ローラ３２の温度センサ３８ｂ及び発熱手段下流側の温度センサ３８ｅを備える構成である。
図３０に示すものは、発熱手段３３の上流側温度センサ３８ａに加えて、加圧ローラ３２の温度センサ３８ｂ、発熱手段３３の温度センサ３８ｃ及び発熱手段下流側の温度センサ３８ｅを備える構成である。
【０１０２】
図２３〜図３０のセンサ配置における作用については、図２０で説明したとおりである。
【０１０３】
このように、本発明においては、未定着トナー画像を記録材に定着する前にトナー画像情報をあらかじめ取得するトナー画像情報取得手段と、その取得したトナー画像情報に基づいて発熱手段への投入電力を算定する電力算定手段とを有し、定着部材である定着ベルト（又はフィルム）の移動方向における発熱手段の上流側で発熱手段の温度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の検出結果に基づいて電力算定手段で算定した電力を調整するので、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断することができる。このため、電力に過不足がある場合は、過不足分の電力を算出することが可能となり、過不足を解消するように発熱手段への通電を制御することで、画像部に接触する部位のベルト温度（定着部材温度）を一定にすることができる。したがって、定着品質を安定的に維持することが可能となる。
【０１０４】
また、電力算定手段で算定した電力が、記録材の坪量に基づいて調整されることで、様々な坪量の用紙を使用する場合での安定的に定着部材温度を所定温度に制御することができる。
【０１０５】
また、電力算定手段で算定した電力が、記録材の平滑度に基づいて調整されることで、様々な用紙の外乱に対して安定的に定着部材温度を所定温度に制御することができる。
また、記録材に形成する画像情報に基づいて記録材に付着するトナー量を算出し、該算出されたトナー量に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、様々な画像（ベタ画像や網点画像、線画や文字画像など）に対して安定的に定着部材温度を所定温度に制御することができる。
【０１０６】
また、記録材に形成する画像情報に基づいて記録材に付着するトナーの面積率を算出し、該算出されたトナー面積率に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、様々な画像（ベタ画像や網点画像、線画や文字画像など）に対して安定的に定着部材温度を所定温度に制御することができる。
【０１０７】
また、定着部材の移動方向における前記発熱手段と前記温度検出手段間の距離をＬ１，前記定着部材の移動速度をｖ，前記温度検出手段の熱時定数をτ１とするとき、Ｌ１≧ｖ×τ１の関係式を満たす位置に前記温度検出手段が配置されることで、正確な温度を検知でき、定着部材温度をより素早く適切に制御することができる。
【０１０８】
また、定着部材を介して前記発熱手段に対向配置される押圧部材を有し、押圧部材の温度を検出する押圧部材温度検出手段を設け、該押圧部材温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断し、過不足がある場合にはその電力を算定して、発熱手段への通電時間を制御することが可能となり、画像部に対応する定着部材温度を一定にすることができる。
【０１０９】
また、押圧部材温度検出手段の熱時定数が１秒以下であることで、熱時定数の長い安価な温度検検出段を用いることができ、コストを削減することができる。
また、加圧部材の温度を検出する加圧部材温度検出手段を設け、該加圧部材温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断し、過不足がある場合にはその電力を算定して、発熱手段への通電時間を制御することが可能となり、画像部に対応する定着部材温度を一定にすることができる。
【０１１０】
また、加圧部材温度検出手段の熱時定数が１秒以下であることで、熱時定数の長い安価な温度検検出段を用いることができ、コストを削減することができる。
また、発熱手段の温度を検出する発熱手段温度検出手段を設け、該発熱手段温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断し、過不足がある場合にはその電力を算定して、発熱手段への通電時間を制御することが可能となり、画像部に対応する定着部材温度を一定にすることができる。
【０１１１】
また、定着部材の移動方向における前記発熱手段の下流側で前記定着部材の温度を検出する下流側温度検出手段を設け、該下流側温度検出手段の検出結果に基づいて前記電力算定手段で算定した電力を調整することで、電力算定手段で算定した電力が適正に投入されているかを判断し、過不足がある場合にはその電力を算定して、発熱手段への通電時間を制御することが可能となり、画像部に対応する定着部材温度を一定にすることができる。
【０１１２】
また、Ｌ２≧ｖ×Ｃ×Ｒの関係式を満たす位置に下流側温度検出手段が配置されることで、正確な温度を検知でき、定着部材温度をより素早く適切に制御することができる。
また、記録材を搬送方向および搬送方向と直交する方向に分割して領域を定め、前記画像情報取得手段は、前記領域毎に画像の有無を判断して前記トナー画像情報を取得することで、簡単な制御で適切に画像部に対応する定着部材温度を一定にすることができる。
【０１１３】
また、画像情報を取得する制御周期が、前記領域の記録材搬送方向における大きさの１／ｎ（ただしｎは整数）であることで、より精度良く画像情報を取得することができる。
【０１１４】
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く、本発明の範囲内で適宜変更可能である。
また、定着装置及び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】
【０１１５】
８              感光体ドラム（像担持体）
３０            定着装置
３１            定着ベルト（定着部材）
３２            加圧ローラ（加圧部材）
３３            発熱手段
３４            押圧部材
３５            支持部材
３８            温度センサ
３８ａ          上流側温度センサ
３８ｂ          加圧ローラ温度センサ
３８ｃ          発熱手段温度センサ
３８ｄ          押圧部材温度センサ
３８ｅ          下流側温度センサ
４０            定着制御手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２００４−２８６９２２号公報
【特許文献２】特許第２８６１２８０号公報
【特許文献３】特開平６−９５５４０号公報
【特許文献４】特開２００５−１８１９４６号公報
【特許文献５】特開２００１−３４３８６０号公報
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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