(57)【要約】  【課題】  定着ヒータ及び加圧ヒータを加熱する複数のヒータへの通電制御を行う定着装置において，その複数のヒータに対応する全ての検出温度を目標温度に維持するだけの十分な電力が得られない（消費できない）場合であっても，消費電力を許容範囲内に抑えつつ定着不良の発生を防止できること。  【解決手段】  定着ローラ７１及び加圧ローラ７２を加熱する複数のヒータ８１〜８３各々に対応する複数の温度センサ８１ａ〜８３ａの検出結果に基づいて，加熱定着を開始した後における，複数のヒータ８１〜８３各々への通電を行うか否かの制御と，複数のヒータ８１〜８３のうちの１又は複数について通電を行う場合における前記複数のヒータ全てによる消費が許容される総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率の制御とを行う。【選択図】図２
2005257746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヒータにより加熱され対向配置された定着ローラ及び加圧ローラの間に未定着画像が転写されたシートを前記定着ローラ側に前記未定着画像の転写面を向けて通過させるとともに，前記複数のヒータ各々に対応する複数の温度検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヒータ各々の通電制御を行うことにより前記未定着画像を前記シートに加熱定着させる定着装置において，
前記複数の温度検出手段の検出結果に基づいて，加熱定着を開始した後における，前記複数のヒータ各々への通電を行うか否かの制御と，前記複数のヒータのうちの１又は複数について通電を行う場合における前記複数のヒータ全てによる消費が許容される総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率の制御と，を行うヒータ給電制御手段を具備してなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ヒータ給電制御手段が，前記複数の温度検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヒータ各々に通電を行うか否かを制御し，通電を行う前記ヒータの数に基づいて前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更してなる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記複数のヒータが，前記定着ローラに内包されて該定着ローラの軸方向中央を含む既定領域を主として加熱する第１ヒータ及びその両端側の領域を主として加熱する第２ヒータと前記加圧ローラをその内部又は外部から加熱する第３ヒータとを含み，
前記ヒータ給電制御手段が，前記第１〜第３ヒータの全てに通電を行う場合とその他の場合とで前記第２ヒータについて通電を行う場合における前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更してなる請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記ヒータ給電制御手段が，
前記第１ヒータ及び第２ヒータ各々に対応する第１温度検出手段及び第２温度検出手段の各検出温度が各々既定の目標温度未満か否かにより前記第１ヒータ及び前記第２ヒータ各々への通電を行うか否かを切り替え，さらに前記第１ヒータ〜第３ヒータ各々に対応する第１温度検出手段〜第３温度検出手段の各検出温度が前記目標温度未満か否か及び前記第３温度検出手段の検出温度が前記目標温度より低い既定の設定下限温度を下回ってから該設定下限温度より既定の余裕温度分高い温度に到達するまでの間の状態であるか否かにより前記第３ヒータへの通電を行うか否かを切り替えてなる請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段の検出温度における前記目標温度各々が約２００℃〜約２１０℃の範囲内に設定されてなる請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第３温度検出手段の検出温度における前記設定下限温度が約１６０℃に設定されてなる請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記ヒータ給電制御手段が，前記ヒータへの供給電力を位相制御により変更してなる請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置を具備してな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，シートに転写された未定着画像を加熱定着する定着装置及びそれを具備する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，電子写真方式の画像形成装置は，未定着のトナー画像が形成された記録紙（シート）を回転する定着ローラ（加熱ローラともいう）に対して加圧ローラ等によって押圧し，未定着トナー画像を記録紙等のシート上に加熱定着させる定着装置を備えている。
ここで，定着ローラを加熱するヒータは，定着ローラに内包されて定着ローラの軸方向中央を含む既定の領域を主として加熱するメインヒータ（第１ヒータ）と，その両端側の領域を主として加熱するサブヒータ（第２ヒータ）とを備えるものがある。さらに，シートの裏面側（未定着画像が形成された側の反対面側）を加熱するため，加圧ローラをその内部又は外部から加熱するヒータ（以下，加圧用ヒータという）を備えるものもある。
定着ローラ及び加圧ローラを加熱するこれら複数のヒータは，その各々に対応する複数の温度センサ（温度検出手段）の検出結果に応じて通電制御が行われる。即ち，前記メインヒータは定着ローラの軸方向中央部付近の表面温度，前記サブヒータは定着ローラの軸方向端部付近の表面温度，前記加圧用ヒータは加圧ローラの表面温度や加圧ローラを外部加熱する外部加熱ローラの表面温度を測定する各温度センサの検出温度を，未定着トナーを溶融させてシートに定着させるのに十分な目標温度（通常，約２００℃〜２１０℃）に維持するよう通電／非通電を切り替える制御が行われる。これにより，定着ローラ及び加圧ローラを高温に維持し，未定着画像をシートに加熱定着させる。
ここで，複数の温度センサ全ての検出温度を目標温度に維持することが理想ではあるが，全てを目標温度に維持するのに必要なヒータの消費電力は大きいため，これら複数のヒータへの供給電力に何ら制限を設けない場合，その消費電力が，これら複数のヒータ全体について消費が許容される総ヒータ電力を超え，その結果，画像形成装置全体として許容される消費電力（通常，１５００Ｗ）を超えてしまう。
このため，従来の定着装置は，各ヒータへの通電を行う場合における供給電力を固定し，その合計の供給電力が，複数のヒータ全体について消費が許容される総ヒータ電力以内となるように予め設定される。即ち，各ヒータへの通電を行う場合における，前記総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率が固定される。これにより，全ヒータが通電状態となっても，消費電力が前記総ヒータ電力を超えることがない。
また，特許文献１には，画像形成装置において消費電力が大きい原稿読取り部の露光ランプと定着装置のヒータとが同時に作動しないように制御することにより，画像形成装置全体の消費電力が許容消費電力を超えないようにする技術が示されている。
【特許文献１】特開平０８−２８６５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで，従来の定着装置の各ヒータの制御方法及びその制御結果の例について説明する。
図６は，加熱定着開始後における従来のヒータ制御の制御パターン表を表す。
図６において，各ヒータ対応温度（温度センサの検出温度）の欄における「ＯＫ」は，目標温度（ここでは２１０℃）以上である場合を表し，「ＮＧ」は目標温度未満である場合を表す。また，供給電力のＤＵＴＹの欄における「ｘｘ％」は，各ヒータへの供給電力の位相制御を行ったときのデューティ比（交流電源１周期当たりの電力供給ＯＮの時間比率）を表し，「０％」は，電力供給停止を表す。
図６に示すように，従来の定着装置では，各ヒータは，対応する温度センサの検出温度が目標温度未満（ＮＧ）の場合に通電（ＤＵＴＹ＞０％），目標温度以上（ＯＫ）の場合に非通電（ＤＵＴＹ＝０％）とする制御が行われていた。さらに，通電する場合の供給電力は，予め定められた電力（即ち，予め定められたＤＵＴＹ相当の電力）としていた。図６の例では，メインヒータ，サブヒータ及び加圧用ヒータ各々へ通電する場合の供給電力は，ＤＵＴＹ換算で１００％，６０％及び４０％としていた。そして，これらの合計電力は，定着装置における複数のヒータ全体について消費が許容される総ヒータ電力以内となるように予め設定された電力である。
なお，図６に示す例において，各ヒータの定格電力（ＤＵＴＹ１００％のときの消費電力）は，メインヒータが８２０Ｗ，サブヒータが４８０Ｗ，加圧用ヒータが４８０Ｗである。この場合，８２０×１＋４８０×０．６＋４８０×０．４＝１３００Ｗが許容される前記総ヒータ電力である。
【０００４】
図７は従来の（図６の制御パターン表に従った）ヒータ制御を行った場合のメインヒータ，サブヒータ及び加圧用ヒータ各々に対応する温度センサの検出温度（以下，ヒータ対応温度という）のトレンドグラフを表す。
ここで，従来のヒータ制御では，加熱定着を開始するまでのウォームアップ状態においても，図６に示した制御パターンと同じ制御パターンでヒータ制御を行う。
画像形成装置が休止状態（省電力モード状態）であるときに，印字要求が検出されると，定着装置への電力供給が開始される。このとき，通常は，各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３は目標温度未満であるので，図６の制御パターンＰｔ１が適用され，全てのヒータが通電状態となる（図７のＳｔ１の状態）。これにより，各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３は上昇を続ける。
やがて，メインヒータ対応温度Ｔ１が目標温度を超えた後は，図６の制御パターンＰｔ３とＰｔ１とがメインヒータ対応温度Ｔ１の状態によって切り替わる制御状態となる（図７のＳｔ２の状態）。ここで，図７の例では，加圧用ヒータ対応温度Ｔ３は目標温度未満のままであるが，これが目標温度以上となったときには，制御パターンＰｔ５にも切り替わる場合がある。
そして，未定着画像が転写されたシートを定着ローラと加圧ローラとの間を通過させる加熱定着が開始され，その後，連続印字がなされることによって加熱定着が複数枚のシートについて連続的に実行されると，定着ローラ及び加圧ローラからシート及び未定着トナーに熱が奪われるため，各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３は低下し，制御パターンＰｔ１が継続的に適用される状態となる（図７のＳｔ３の状態）。このとき，メインヒータ対応温度Ｔ１よりもサブヒータ対応温度Ｔ２の方が，さらにそれよりも加圧用ヒータ対応温度Ｔ３の方がより大きく低下する。
しかし，定着装置全体が暖まるにつれて，各ローラ対応温度Ｔ１〜Ｔ３は，下げ止まる或いは上昇傾向に転じる（図７のＳｔ４の状態）。
そして，定着装置全体が暖まることに加え，さらに最大連続印字枚数（図７の例では９９枚）分の加熱定着が行われるごとに一時的に印字動作が中断されて加熱定着が中断されること（非通紙状態となる：図７のＳｔ５’の状態）により，再度，図６の制御パターンＰｔ３とＰｔ１とがメインヒータ対応温度Ｔ１の状態によって切り替わる制御状態となる（図７のＳｔ５の状態）。
【０００５】
以上示した従来の制御を行った結果，サブヒータ対応温度Ｔ２は，加熱定着開始後の比較的長時間にわたって目標温度を大幅に下回る状態（図７のＳｔ４の状態）となる。その結果，サブヒータに対応する位置の未定着トナーがシートに十分定着されず，定着不良が発生するという問題点があった。
また，特許文献１に示される技術を適用しても，そもそも許容される前記総ヒータ電力が，各ローラ対応温度全てを目標温度に維持するのに必要な電力に満たない場合には定着不良の問題は解消しない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，定着ヒータ及び加圧ヒータを加熱する複数のヒータへの通電制御を行う定着装置において，その複数のヒータに対応する全ての検出温度を目標温度に維持するだけの十分な電力が得られない（消費できない）場合であっても，消費電力を許容範囲内に抑えつつ定着不良の発生を防止できる定着装置及びそれを具備する画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，複数のヒータにより加熱され対向配置された定着ローラ及び加圧ローラの間に未定着画像が転写されたシートを前記定着ローラ側に前記未定着画像の転写面を向けて通過させるとともに，前記複数のヒータ各々に対応する複数の温度検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヒータ各々の通電制御を行うことにより前記未定着画像を前記シートに加熱定着させる定着装置において，前記複数の温度検出手段の検出結果に基づいて，加熱定着を開始した後における，前記複数のヒータ各々への通電を行うか否かの制御と，前記複数のヒータのうちの１又は複数について通電を行う場合における前記複数のヒータ全てによる消費が許容される総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率の制御と，を行うヒータ給電制御手段を具備してなることを特徴とする定着装置として構成されるものである。
これにより，前記複数のヒータ各々への通電状態に応じて，各ヒータへの通電時の供給電力のバランスを柔軟に制御することが可能となり，定着性能への影響が小さいヒータへの供給電力比率を下げるとともに定着性能への影響が大きいヒータへの供給電力比率を上げる等の制御が可能となる。その結果，前記複数のヒータに対応する全ての検出温度を目標温度に維持するだけの十分な電力が得られない（消費できない）場合であっても，消費電力を許容範囲内に抑えつつ定着不良の発生を防止できる。
より具体的には，前記ヒータ給電制御手段が，前記複数の温度検出手段の検出結果に基づいて前記複数のヒータ各々に通電を行うか否かを制御し，通電を行う前記ヒータの数に基づいて前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更するものが考えられる。
従来，複数のヒータ全てに通電を行った場合でも，許容される前記総ヒータ電力を超えないよう該総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率が固定されていた。しかし，上記構成により，例えば，既定数以上のヒータ（例えば，全てのヒータ）に通電する場合には，定着性能への影響が小さいヒータへの供給電力比率を下げ，その他の場合には本来の比率で電力供給する等の柔軟な制御が可能となり，全ヒータの総消費電力を許容される前記総ヒータ電力以内に抑えつつ，定着不良の発生を防止できる。
【０００７】
さらに具体的には，前記複数のヒータが，前記定着ローラに内包されて該定着ローラの軸方向中央を含む既定領域を主として加熱する第１ヒータ及びその両端側の領域を主として加熱する第２ヒータと前記加圧ローラをその内部又は外部から加熱する第３ヒータとを含み，前記ヒータ給電制御手段が，前記第１〜第３ヒータの全てに通電を行う場合とその他の場合とで前記第２ヒータについて通電を行う場合における前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更するものが考えられる。
ここで，前記第１ヒータ，第２ヒータ及び第３ヒータは，各々前記メインヒータ，前記サブヒータ及び前記加圧用ヒータに相当するものである。
各種実験の結果，図７に示した従来の制御結果において，前記第２ヒータ（サブヒータ）に対応する温度（定着ローラの温度（未定着画像側の温度））の低下が，定着性能悪化の主な原因であることがわかった。そこで，上記構成によれば，前記第１ヒータ（メインヒータ）又は前記第３ヒータ（加圧用ヒータ）の少なくとも一方が非通電となった場合（上記「その他の場合」に相当）に，前記第２ヒータ（サブヒータ）への供給電力の増加につながるよう前記第２ヒータへの供給電力の比率を変更する（増加させる）ことができる。その結果，全ヒータの総消費電力を許容される前記総ヒータ電力以内に抑えつつ，定着不良の発生を防止できる。
この場合，前記ヒータ給電制御手段が，前記ヒータ給電制御手段が，前記第１ヒータ及び第２ヒータ各々に対応する第１温度検出手段及び第２温度検出手段の各検出温度が各々既定の目標温度未満か否かにより前記第１ヒータ及び前記第２ヒータ各々への通電を行うか否かを切り替え，さらに前記第１ヒータ〜第３ヒータ各々に対応する第１温度検出手段〜第３温度検出手段の各検出温度が前記目標温度未満か否か及び前記第３温度検出手段の検出温度が前記目標温度より低い既定の設定下限温度を下回ってから該設定下限温度より既定の余裕温度分高い温度に到達するまでの間の状態であるか否かにより前記第３ヒータへの通電を行うか否かを切り替えるものが考えられる。
従来のように各ヒータへの通電時の供給電力を固定比率とすると，図７に示したように，加熱定着の開始後，前記サブヒータ（第２ヒータ）に対応する温度が大幅に低下する。ここで，定着不良発生の主な原因は，前記サブヒータ（第２ヒータ）に対応する温度の低下にあり，前記加圧用ヒータ（第３ヒータ）に対応する温度は，比較的低い温度まで低下しても定着性能への影響は小さいことががわかった。
そこで，上記構成により，前記第１ヒータ及び前記第２ヒータともに通電が必要な場合（即ち，前記第１及び第２温度検出手段の検出温度がいずれも前記目標温度未満である場合），前記第３ヒータを，これに対応する温度（前記第３温度検出手段の検出温度）が定着ローラ側の目標温度よりも低い前記設定下限温度を下回るまで非通電状態とし，これにより余裕が生じた電力分を前記第２ヒータ（サブヒータ）への供給電力比率を上げることに用いることができる。その結果，前記第２ヒータ（サブヒータ）に対応する温度の低下を最小限に留めることができ，定着不良の発生を防止することができる。
この場合，例えば，前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段の検出温度における前記目標温度各々を，約２００℃〜約２１０℃の範囲内に設定することが考えられる。さらに，前記第３温度検出手段の検出温度における前記設定下限温度を，約１６０℃に設定することが考えられる。また，前記余裕温度としては約１０℃程度とすることが考えられる。
【０００８】
また，前記ヒータ給電制御手段による前記ヒータへの供給電力変更の具体的構成としては，前記ヒータへの供給電力を位相制御，即ち，供給電源における単位周期当たりの通電と非通電のデューティー制御により変更するものが考えられる。
また，本発明は，前記定着装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置として捉えたものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，定着ローラ及び加圧ローラを加熱する複数のヒータ各々に対応する複数の温度検出手段の検出結果に基づいて，加熱定着を開始した後における，前記複数のヒータ各々への通電を行うか否かの制御と，前記複数のヒータのうちの１又は複数について通電を行う場合における前記複数のヒータ全てによる消費が許容される総ヒータ電力に対する各ヒータへの供給電力の比率の制御と，を行うので，前記複数のヒータ各々への通電状態に応じて，各ヒータへの通電時の供給電力のバランスを柔軟に制御することが可能となる。その結果，定着性能への影響が小さいヒータへの供給電力比率を下げるとともに定着性能への影響が大きいヒータへの供給電力比率を上げる等の制御が可能となり，前記複数のヒータに対応する全ての検出温度を目標温度に維持するだけの十分な電力が得られない（消費できない）場合であっても，消費電力を許容範囲内に抑えつつ定着不良の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る定着装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの全体構成を表す側断面図，図２は定着装置Ｘの概略断面図，図３は定着装置Ｘが備える定着ローラの概略断面図，図４は定着装置Ｘにおけるヒータ制御の制御パターン表を表す図，図５は定着装置Ｘによるヒータ制御を行った場合の各ヒータに対応する温度センサの検出温度のトレンドグラフ，図６は従来の定着装置におけるヒータ制御の制御パターン表を表す図，図７は従来の定着装置によるヒータ制御を行った場合の各ヒータに対応する温度センサの検出温度のトレンドグラフである。
【００１１】
まず，図１の側断面図を用いて，本発明の実施の形態に係る定着装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの構成について説明する。
画像形成装置Ｚは，印刷モードとしてコピアモード（複写モード），プリンタモード，ＦＡＸモードを有しており，不図示の操作部からの操作入力や，パーソナルコンピュータ等の外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信（画像形成要求の一例）に応じた印刷モードが，後述する制御部によって選択される。
図１に示すように，前記画像形成装置Ｚは，原稿読み取り部１０，給紙部２０，印刷部３０，排紙部４０に大別され，原稿読み取り部１０が給紙部２０の上方に配設され，排紙部４０が原稿読み取り部１０と給紙部２０の中間部位に配設されている。
以下に，上記各処理モードの中からコピアモードについて説明する。
ユーザが，原稿読み取り部１０（スキャナ部）のプラテンガラス１１上に原稿を載置した後，給紙部２０の給紙カセット２１或いは装置側面に設けられた手差しトレイ２３に用紙（記録紙）を装着し，さらに装置の外装前面部に配置される操作パネル（不図示）上の条件入力キー（印刷枚数／印刷倍率等々）を入力した後に，画像形成要求を行う操作として操作パネルのスタートキーの操作を行うとコピー動作が開始される。
スタートキーが操作されると，メイン駆動モータ（不図示）が始動し，各駆動ギヤが回転する。その後，給紙ローラ２２又は２２ａが回転して用紙が装置内へ送出（給紙）され，給紙された用紙はレジストローラ３１（ローラ対）に到達して捕捉される。このレジストローラ３１により，用紙は，感光体ドラム３２上に形成される画像の先端部（画像形成開始部）と同期をとるために一時停止され，用紙の先端部が均一にレジストローラ３１に押しつけられて用紙の先端位置の補正が行なわれる。
【００１２】
一方，原稿読み取り部１０においては，コピーランプ１２ａ（光源）が点灯し，コピーランプユニット１２が矢印方向へ移動することで露光が開始される。コピーランプ１２ａにより原稿に照射された照射光は，原稿の画像情報を含む反射光（原稿からの反射光）となり，該反射光は，コピーランプユニット１２に設けられた第１ミラー１２ｂから第２ミラー１３，第３ミラー１４，光学レンズ１５から，ＣＣＤ１６へ入力されることによって読み取られる。
このようにして読み取られた画像情報は，不図示のＣＣＤ回路で，光の画像情報が電気的信号に変換され，その画像情報信号は，設定された条件で画像処理が行われ，レーザスキャナユニット３３へプリントデータとして送信される。
【００１３】
他方，感光体ドラム３２は，帯電ユニット３４により，全体が所定帯電電位に帯電される。
また，レーザスキャナユニット３３では，半導体レーザ３３ａから出射されたレーザ光が回転するポリゴンミラー３３ｃや各種レンズによって偏向されながら感光体ドラム３２へ照射される。これにより，レーザ光が感光体ドラム３２上を走査されて，感光体ドラム３２上に静電潜像が形成される。その後，現像槽３５中のＭＧローラ３５ａ上のトナーが，感光体ドラム３２表面上に引き寄せられ，静電潜像はトナーによって感光体ドラム３２上の電位ギャップに応じて顕像化される。
また，作像される用紙（記録紙）は，タイミングを合わせてレジストローラ３１により，感光体ドラム３２方向へ搬送され，転写ユニット３６（コロナチャージャ）により感光体ドラム３２上のトナー像が用紙に未定着トナー画像として転写される。感光体ドラム３２上の残留したトナーはドラムユニットのクリーニングブレード３７ａによってかきとられ，クリーナーユニット３７により回収される。
【００１４】
また，未定着トナー画像が転写された用紙（シート）は，定着装置Ｘが備える定着ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過して，熱と圧力が加えられ，用紙上の未定着トナーが用紙に定着（溶融・固着）され，排紙ローラ４１により排紙トレイ４２に排出される。前記定着ローラ３８ａは，その内部に設けられた（内包された）複数のヒータ８１，８２によって加熱される。
また，原稿読み取り部１０が備える原稿トレイ１９に原稿が載置されていることが，所定のセンサにより検出されている場合には，所定のスタートキー操作がなされたときに給紙ローラ５１が回転し，原稿トレイ１９上に載置された原稿が原稿読み取り部１０内へ送出されて所定の搬送経路Ｒｔ１中を搬送される。この搬送経路Ｒｔ１には，レジストローラ５３が設けられており，このレジストローラ５３によって原稿が捕捉され，原稿先端の位置決めが行われた後，所定のタイミングで原稿読み取り位置へ搬送される。
一方，前記コピーランプユニット１２が所定の停止位置（原稿読み取り位置）で停止したまま搬送中の原稿を露光する。この露光により得られた原稿からの反射光により原稿画像を読み取る処理は前述した通りである。
このようにして画像が読み取られた原稿は，原稿排出部１８へ排出される。
【００１５】
次に，図２の断面図を用いて，本発明の実施形態に係る定着装置Ｘの構成につ
いて説明する。
定着装置Ｘは，複数のヒータ８１，８２，８３により加熱され対向配置された定着ローラ７１及び加圧ローラ７２と，前記定着ローラ７１を回転駆動するモータ等の駆動部５０とを具備し，両ローラ７１，７２の間に，未定着画像が転写されたシート１をその未定着画像の転写面（図２において，シート１の上側の面）を前記定着ローラ７１側に向けて通過させる。さらに定着装置Ｘは，前記複数のヒータ８１，８２，８３各々に対応する複数の温度検出手段であるサーミスタ等の温度センサ８１ａ，８２ａ，８３ａと，該温度センサ８１ａ〜８３ａの検出結果に応じて前記複数のヒータ各々８１，８２，８３の通電制御を行うとともに，前記定着ローラ７１の回転駆動源である前記駆動部５０の制御を行う制御部６０とを具備する。
前記定着ローラ７１とその周面に圧接されて従動回転する前記加圧ローラ７２とはニップ部Ｐｎを形成し，このニップ部Ｐｎに未定着画像（トナー像）が転写されたシート１を通過させることにより，未定着トナー画像をシートに溶着（加熱定着）させる。
前記制御部６０は，前記温度センサ８１ａ〜８３ａにより検出される前記定着ローラ７１及び前記加圧ローラ７２の表面温度を入力回路８１ｂ，８２ｂ，８３ｂを介して入力し，各表面温度を所定温度に維持するように，ドライバ８１ｃ，８２ｃ，８３ｃを介して各ヒータ８１〜８３への通電制御を行う。この前記制御部６０は，不図示のＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成され，前記ＲＯＭに記憶される所定のプログラムに従って各制御を実行するものであり，当該定着装置Ｘを搭載する画像形成装置Ｚを制御する制御部と兼用してもよい。
【００１６】
図３は，前記定着ローラ７１の軸方向の断面図を表す。
図３に示すように，前記定着ローラ７１を加熱するヒータ８１，８２は，円筒状の前記定着ローラ７１の中空部に内包されて該定着ローラ７１の軸方向中央を含む既定領域Ｗ１を主として加熱するメインヒータ８１（前記第１ヒータの一例）と，その両端側の領域Ｗ２を主として加熱するサブヒータ８２（前記第２ヒータの一例）とからなる。
そして，前記温度センサ８１ａ，８２ａは，前記メインヒータ８１と前記サブヒータ８２の各々に対応する領域Ｗ１，Ｗ２における前記定着ローラ７１の表面温度を検出するものである。以下，前記温度センサ８１ａ及び８２ａによる検出温度を，メインヒータ対応温度及びサブヒータ対応温度という。
図３に示す例では，基本的に前記メインヒータ８１及び前記サブヒータ８２の各加熱領域（ヒータが形成される領域）が重複しない構成としているが，これに限るものではない。
例えば，両加熱領域の一部を相互に重複させた構成や，両加熱領域のほぼ全域を重複させつつ，前記メインヒータ８１については，前記領域Ｗ２に前記領域Ｗ１よりも出力の小さいヒータを配設（主として前記領域Ｗ１を加熱）し，逆に前記サブヒータ８２については，前記領域Ｗ１に前記領域Ｗ２よりも出力の小さいヒータを配設（主として前記領域Ｗ２を加熱）した構成とすること等も考えられる。
一方，図３には図示していないが，もう１つの前記ヒータ８３ａ（以下，加圧用ヒータという）は，前記加圧ローラ７２の表面にその軸方向全体にわたって接触して従動回転する円筒状の前記外部加熱ローラ７３の中空部に内包され，前記加圧ローラ７２の表面を，その軸方向全体にわたって外部加熱するものである。そして，前記温度センサ８３ａは，前記加圧用ヒータ８３により加熱される領域（例えば，軸方向中央部付近）の前記加圧ローラ７２の表面温度を検出するものである。以下，前記温度センサ８３ａによる検出温度を，加圧用ヒータ対応温度という。
なお，本実施形態では，前記加圧ローラ７２ｗ外部から加熱する例を示すが，前記加圧ローラ７２を円筒状ローラとし，その中空部に前記加圧用ヒータ７３を内包させることにより，前記加圧ローラ７２を内部から加熱する構成としてもよい。
【００１７】
以上示した定着装置Ｘの構成は，従来の定着装置と特に変わるものではない。
定着装置Ｘが従来の定着装置と異なるのは，前記制御部６０による前記各ヒータ８１〜８３の制御方法である。
図４は，定着装置Ｘによる加熱定着開始後におけるヒータ制御の制御パターン表を表す。
図４においても，前述の図６と同様に，各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３（温度センサ８１ａ〜８３ａの検出温度）の欄における「ＯＫ」は，目標温度Ｔｓ以上である場合を表し，「ＮＧ」は前記目標温度未満である場合を表す。図６に示す例は，前記目標温度が２１０℃である場合の例であるが，一般に，約２００℃〜２１０℃程度とすることが，定着性能を確保する上で好適である。
但し，加圧用ヒータ対応温度Ｔ３の欄において，「特定」とは，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３（前記第３ヒータに対応する第３温度検出手段の検出温度に相当）が，前記目標温度Ｔｓより低い既定の設定下限温度Ｔｘを下回ってからその設定下限温度Ｔｘより既定の余裕温度分高い温度Ｔｍに到達するまでの間の状態（以下，特定状態という）であることを表し，その他の「ＯＫ」，「ＮＧ」は，前記特定状態以外の場合における前記目標温度Ｔｓ以上か否かの状態を表す。
また，供給電力のＤＵＴＹの欄における「ｘｘ％」は，前記制御部６０により，前記ドライバ８１ｃ〜８３ｃを介して各ヒータ８１〜８３への供給電力の位相制御を行ったときのデューティ比（交流電源１周期当たりの電力供給ＯＮの時間比率）を表し，「０％」は，電力供給停止を表す。
本定着装置Ｘでは，各ヒータ８１〜８３の定格電力（ＤＵＴＹ１００％のときの消費電力）は，前記メインヒータ８１が８２０Ｗ，前記サブヒータ８２が４８０Ｗ，前記加圧用ヒータ８３が４８０Ｗである。そして，８２０Ｗ×１＋４８０Ｗ×０．６＋４８０Ｗ×０．４＝１３００Ｗが，定着装置Ｘが備える複数のヒータ８１〜８３全てによる消費が許容される総ヒータ電力である。
【００１８】
図４に示すように，前記制御部６０（前記ヒータ給電制御手段の一例）は，前記複数の温度センサ８１ａ〜８３ａ（温度検出手段）の検出結果（各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３）に基づいて，加熱定着を開始した後における，前記複数のヒータ８１〜９３各々への通電を行うか否か（デューティー比＞０％か否か）の制御と，前記複数のヒータ８１〜８３のうちの２つのヒータ８２，８３について通電を行う場合におけるヒータへの供給電力（デューティー比）の制御（即ち，全ヒータ８１〜８３による消費が許容される総ヒータ電力に対するヒータ８２，８３への供給電力の比率の制御）とを行う。
その際，前記制御部６０は，複数の前記温度センサ８１ａ〜８３ａ（温度検出手段）の検出温度に基づいて，前記複数のヒータ８１〜８３各々に通電を行うか否かを制御し，さらに，通電を行う前記ヒータ８１〜８３の数に基づいて前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更する制御を行う。
より具体的には，前記制御部６０は，前記メインヒータ８１及び前記サブヒータ８２については，前記メインヒータ対応温度Ｔ１（前記第１ヒータに対応する第１温度検出手段の検出温度），及び前記サブヒータ対応温度Ｔ２（前記第２ヒータに対応する第２温度検出手段の検出温度）が，各々既定の前記目標温度Ｔｓ未満である場合に通電を行い（デューティー比＞０％），前記目標温度Ｔｓ以上である場合に通電を停止（デューティー比＝０％）するように切り替える。
即ち，前記メインヒータ８１については，Ｔ１＜ＴｓのときＯＮ（通電），Ｔ１≧ＴｓのときＯＦＦ（非通電），前記サブヒータ８２については，Ｔ２＜ＴｓのときＯＮ，Ｔ２≧ＴｓのときＯＦＦとする。
【００１９】
さらに，前記制御部６０は，前記加圧用ヒータ８３については，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３（前記第３温度検出手段の検出温度）が前記目標温度Ｔｓ以上である場合は非通電とする（制御パターンＰｔ１３，Ｐｔ１５，Ｐｔ１７，Ｐｔ１９の状態）。その他の場合において，前記メインヒータ対応温度Ｔ１及び前記サブヒータ対応温度Ｔ２（前記第１及び第２温度検出手段の検出温度）の少なくともいずれかが前記目標温度Ｔｓ以上である場合は，前記加圧用ヒータ８３に通電（デューティー比＞０％）を行う（制御パターンＰｔ１４，Ｐｔ１６，Ｐｔ１８の状態）。
これに対し，前記制御部６０（ヒータ給電制御手段の一例）は，前記メインヒータ対応温度Ｔ１及び前記サブヒータ対応温度Ｔ２（前記第１及び第２温度検出手段の検出温度）の両方が前記目標温度Ｔｓ未満である場合においては，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３が，前記特定状態（前記設定下限温度Ｔｘ（前記目標温度Ｔｓより低い既定の温度）を下回ってから該設定下限温度Ｔｘより既定の余裕温度（例えば１０℃）分高い温度Ｔｍに到達するまでの間の状態）であるときは通電を行い（制御パターンＰｔ１２の状態），そうでないときは非通電に切り替える（制御パターンＰｔ１１の状態）。
【００２０】
また，図４に示すように，前記制御部６０は，前記メインヒータ８１については，通電を行う（デューティー比＞０％）場合のデューティー比は常に１００％で固定し，通電する際の前記総ヒータ電力に対する比率を固定とする（制御パターンＰｔ１１〜１３，Ｐｔ１６・１７の状態）。
一方，前記サブヒータ８２及び前記加圧用ヒータ８３に通電を行う場合においては，前記制御部６０は，３つ（複数）のヒータ８１〜８３のうちの全て（既定数（３つ）以上の一例）のヒータに通電を行う場合とその他の場合とで，デューティー比を変更（即ち，前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更）する。
より具体的には，前記制御部６０は，前記サブヒータ８２については，３つ（以上）のヒータ８１〜８３に通電を行う場合には，通電のデューティ比を６０％とし（制御パターンＰｔ１２の状態），その他の場合に通電する際のデューティ比を１００％とする（制御パターンＰｔ１１，Ｐｔ１３〜１５の状態）。
また，前記制御部６０は，前記加圧用ヒータ８３については，３つ（以上）のヒータ８１〜８３に通電を行う場合には，通電のデューティ比を４０％とし（制御パターンＰｔ１２の状態），その他の場合に通電する際のデューティ比を１００％とする（制御パターンＰｔ１４，Ｐｔ１６，Ｐｔ１８の状態）。
【００２１】
図５は，図４に示した制御パターンに従った制御を実行する定着装置Ｘによってヒータ制御を行った場合における，前記メインヒータ８１，前記サブヒータ８２及び前記加圧用ヒータ８３各々の対応温度Ｔ１〜Ｔ３のトレンドグラフを表す。なお，定着装置Ｘにおいても，加熱定着を開始するまでのウォームアップ状態においては，図６に示した従来の制御パターンと同じ制御パターンでヒータ制御を行い，図７で説明した状況とほぼ同様であるのでここでは説明を省略する。
定着装置Ｘにおいて，未定着画像が転写されたシート１を前記定着ローラ７１と前記加圧ローラ７２との間を通過させる加熱定着が開始され，その後，連続印字がなされることによって加熱定着が複数枚のシート１について連続的に実行されると，前記定着ローラ７１及び前記加圧ローラ７２からシート１及び未定着トナーに熱が奪われ，各ヒータ対応温度Ｔ１〜Ｔ３が低下し始める。
しかし，その際，前記制御部６０は，ヒータの制御状態を図４に示した制御パターンＰｔ１１とする。これにより，前記加圧用ヒータ８３への通電がＯＦＦとなる一方，前記サブヒータ８２への供給電力のデューティー比が６０％から１００％に上げられる。その結果，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３は，従来（図７）よりも大きく低下するが，その分，前記メインヒータ対応温度Ｔ１及び前記サブヒータ対応温度Ｔ２の低下は，最小限に抑えられる（図５のＳｔ１１の状態）。
【００２２】
そして，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３が，前記特定状態（前記設定下限温度Ｔｘ（前記目標温度Ｔｓより低い既定の温度）を下回ってから該設定下限温度Ｔｘより既定の余裕温度（例えば１０℃）分高い温度Ｔｍに到達するまでの間の状態）となると，前記制御部６０は，前記加圧用ヒータ８３への通電を開始するとともに，その供給電力分を前記サブヒータ８２への供給電力から差し引いた制御パターンＰｔ１２（図４）に切り替える（図５のＳｔ１２の状態）。これにより，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３が上昇する。
以後，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３が，前記特定状態とそれが解除された状態との間で行き来し，前記制御部６０は，その状態変化に応じて各ヒータの制御状態を前記制御パターンＰｔ１１とＰｔ１２との間で切り替える状態となる（図５のＳｔ１３の状態）。これにより，前記加圧用ヒータ８３への供給電力は，その対応温度Ｔ３を定着性能に影響を与えない必要最小限の温度（Ｔｘ〜Ｔｘ＋α）に維持する程度に抑えられ，抑えられた分の電力が前記サブヒータ８２に供給される（デューティー比が６０％から１００％に変更される）ことになる。その結果，図５のグラフからわかるように，従来（図７）に比べ，前記サブヒータ対応温度Ｔ２の低下をごく小幅に抑えることができる。
各種実験の結果，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３（前記第３温度検出手段の検出温度）における前記設定下限温度Ｔｘは，約１６０℃とすることが，定着性能を確保する上で好適である。
また，このような制御（Ｓｔ１３）を行う間に，連続運転により定着装置Ｘ全体が暖まることに加え，さらに最大連続印字枚数（図５の例では９９枚）分の加熱定着が行われるごとに一時的に印字動作が中断されて加熱定着が中断されること（非通紙状態となる→シート等への伝熱がなくなる：図５のＳｔ１３’の状態）により，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３も上昇傾向に転じる。
【００２３】
各種実験の結果，図７に示した従来の制御結果において，未定着画像を直接加熱する側の前記定着ローラ７１の温度である前記サブヒータ対応温度Ｔ２（第２ヒータに対応する温度）の低下が，定着性能悪化の主な原因であることがわかった。そこで，前述のように，前記加圧用ヒータ８３（第３ヒータ）が非通電となった場合に，前記サブヒータ８２（第２ヒータ）への供給電力の増加につながるよう前記加圧用ヒータ８３への供給電力の比率（デューティー比）を変更する（増加させる）ことにより，全ヒータの総消費電力を許容される前記総ヒータ電力以内に抑えつつ，定着不良の発生を防止できる。
【００２４】
また，従来のように各ヒータへの通電時の供給電力を固定比率とすると，図７に示したように，加熱定着の開始後，前記サブヒータ対応温度Ｔ２（第２ヒータの対応温度）が大幅に低下する。ここで，定着不良発生の主な原因は，前記サブヒータ対応温度Ｔ２の低下にあり，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３（第３ヒータに対応する温度）は，比較的低い温度まで低下しても定着性能への影響は小さいことががわかった。
そこで，本定着装置Ｘでは，前述のように，前記メインヒータ８１（第１ヒータ）及び前記サブヒータ８２（第２ヒータ）ともに通電が必要な場合（即ち，前記メインヒータ対応温度Ｔ１及び前記サブヒータ対応温度Ｔ２（前記第１及び第２温度検出手段の検出温度）がいずれも前記目標温度Ｔｓ未満である場合）に，前記加圧用ヒータ（第３ヒータ）を，前記加圧用ヒータ対応温度Ｔ３が前記特定状態であるときに非通電状態とし，これにより余裕が生じた電力分を前記サブヒータ８２（第２ヒータ）への供給電力比率を上げる（デューティー比６０％→１００％）ことに用いる。その結果，図７に示すように，前記サブヒータ対応温度Ｔ２の低下をごく小幅に抑えることができ，定着不良の発生を防止することができる。
【００２５】
以上示した実施形態では，前記定着ローラ７１及び前記加圧ローラ７２を加熱するヒータが，３つのヒータ８１〜８３からなるものであるが，これに限らず，２つのヒータ或いは４つ以上のヒータからなるものも考えられる。
例えば，前記メインヒータ８１及び前記サブヒータ８２の代わりに，前記定着ローラ７１をその軸方向全体にわたって加熱する１つのヒータ（定着ヒータ）を設け，前記加圧用ヒータ８３への通電を行う場合と行わない場合とで，その定着ヒータへの前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更することが考えられる。
同様に，前記定着ローラ７１を加熱する前記メインヒータ８１や前記サブヒータ８２を，それらの加熱領域各々をさらに複数の領域に分けて加熱する複数のヒータに置き換え，同様の給電制御を行うものも考えられる。
この場合，例えば，加熱定着を行うシートのローラ軸方向のサイズ（シート幅）に応じて，そのシートの通過領域を加熱するヒータのみを通電するように制御し，通電するヒータの数に応じてその通電するヒータへの前記総ヒータ電力に対する供給電力の比率を変更することが考えられる。これにより，ヒータ消費電力を前記総ヒータ電力内に抑えつつ，幅の狭いシートを加熱定着する際には通電するヒータへの供給電力を増やすことができる。その結果，幅の狭いシートについて，定着性能を確保しつつ加熱定着の速度（各ローラの周速度）を上げることが可能となる。
また，以上示した実施形態では，３つのヒータ８１〜８３全て（３つ以上）に通電を行う場合とその他の場合とで，前記サブヒータ８２への供給電力の比率（前記総ヒータ電力に対する比率）を変更する例について示したが，例えば，４つ以上のヒータを設けた場合に，３つ以上のヒータへの通電を行う場合とその他の場合とで，特定のヒータへの供給電力の比率（前記総ヒータ電力に対する比率）を変更するもの等，通電を行うヒータの数に基づいて各ヒータへの供給電力の比率を変更する他の実施形態も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は，画像形成装置における定着装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る定着装置Ｘが搭載される画像形成装置Ｚの全体構成を表す側断面図。
【図２】定着装置Ｘの概略断面図。
【図３】定着装置Ｘが備える定着ローラの概略断面図。
【図４】定着装置Ｘにおけるヒータ制御の制御パターン表を表す図。
【図５】定着装置Ｘによるヒータ制御を行った場合の各ヒータに対応する温度センサの検出温度のトレンドグラフ。
【図６】従来の定着装置におけるヒータ制御の制御パターン表を表す図。
【図７】従来の定着装置によるヒータ制御を行った場合の各ヒータに対応する温度センサの検出温度のトレンドグラフ。
【符号の説明】
【００２８】
１０…画像読み取り部
１８…原稿排出部
２０…給紙部
３０…印刷部
３２…感光体ドラム
３５…現像槽
３６…転写ユニット
４０…排紙部
５０…駆動部
６０…制御部
７１…定着ローラ
７２…加圧ローラ
８１…メインヒータ（第１ヒータ）
８２…サブヒータ（第２ヒータ）
８３…加圧用ヒータ（第３ヒータ）
８１ａ…メインヒータに対応する温度センサ（第１温度検出手段）
８２ａ…サブヒータに対応する温度センサ（第２温度検出手段）
８３ａ…加圧用ヒータに対応する温度センサ（第３温度検出手段）
８１ｂ〜８３ｂ…ドライバ
８１ｃ〜８３ｃ…入力回路
Ｗ１…メインヒータの加熱領域
Ｗ２…サブヒータの加熱領域
Ｘ…定着装置
Ｚ…画像形成装置
Ｔ１…メインヒータ対応温度
Ｔ２…サブヒータ対応温度
Ｔ３…加圧用ヒータ対応温度
Ｔｓ…目標温度
Ｔｘ…設定加減
Ｐｔ１，Ｐｔ２，，，…制御パターン
【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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