(57)【要約】【課題】小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しつつ、大サイズシート通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、端部定着性不良等の不都合の発生を防止可能な定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】定着装置は、加熱ユニット１７と、加熱源３と、所定サイズのシートＰが通過する通紙領域Ａｒ１の温度を検知する温度検知センサと、非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３の温度を検知する温度検知センサと、通紙領域Ａｒ１に対応する位置から加熱源３に給電する給電部３１、及び非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３に対応する位置から加熱源３に給電する給電部３２，３３とを有する。制御部は、シートの定着に際して、温度検知センサの各検知結果に基づき、温度検知センサに対応する給電部３１に優先的に給電し、温度検知センサの各検知温度の差が所定値以下になった時点で、給電部３１〜３３の全てから給電する制御を行う。【選択図】図８
2016170283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上のトナー画像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置された加圧回転体と、
前記加熱回転体の内側にて回転体の軸方向に延設され、前記加熱回転体を前記加圧回転体との間で挟持してシートを加熱しつつ搬送する定着ニップ部を形成する加熱ユニットと、
前記加熱ユニットを制御する制御手段と、を備え、
前記加熱ユニットは、
前記軸方向に延在する発熱体と、
前記発熱体の長手方向において所定サイズのシートが通過する通紙領域の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記通紙領域から外れた前記発熱体の長手方向端部側における非通紙領域の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記通紙領域に対応する位置から前記発熱体に給電する第１給電部、及び前記非通紙領域に対応する位置から前記発熱体に給電する第２給電部と、を有し、
前記制御手段は、
前記第１及び第２温度検知手段の各検知結果に基づき、前記第１温度検知手段に対応する前記第１給電部に優先的に給電し、前記第１及び第２温度検知手段の各検知温度の差が所定値以下になった時点で、前記第１及び第２給電部の双方から給電する給電制御を行う、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１温度検知手段は、前記発熱体の長手方向の中央部に配置され、
前記第２温度検知手段は、前記発熱体の長手方向の両端部にそれぞれ一端側温度検知手段及び他端側温度検知手段として配置され、
前記第２給電部は、前記一端側温度検知手段に対応する一端側給電部と前記他端側温度検知手段に対応する他端側給電部として配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記一端側及び他端側温度検知手段の各検知温度に差がない場合には、前記第１温度検知手段の検知温度が前記一端側及び他端側温度検知手段のいずれの検知温度より低いときに前記第１給電部のみから給電し、前記定着ニップ部に前回通紙されたシートのサイズより大きいサイズのシートの通紙に際して、前記第１温度検知手段の検知温度と前記一端側及び他端側温度検知手段の検知温度との差が前記所定値以下になった時点で、前記第１給電部並びに前記一端側給電部及び前記他端側給電部の全てから給電する、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記一端側温度検知手段より前記他端側温度検知手段の検知温度が高い場合には、前記第１温度検知手段の検知温度が前記一端側及び他端側温度検知手段のいずれの検知温度より低いときに前記第１給電部のみから給電し、前記第１温度検知手段の検知温度と前記一端側温度検知手段の検知温度との差が前記所定値以下になった時点で、前記第１給電部及び前記一端側給電部から給電し、前記一端側温度検知手段の検知温度と前記他端側温度検知手段の検知温度との差が前記所定値以下になった時点で、前記第１給電部並びに前記一端側給電部及び前記他端側給電部の全てから給電する、
ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項５】
前記所定値は、前記第１温度検知手段及び前記第２温度検知手段の公差範囲の値である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記給電制御において、前記第１、第２及び第３給電部の全てから給電しつつ前記第１、第２及び第３給電部のうちの切り替え前の給電部から供給した電力の合計と、切り替え後の給電部から供給する電力の合計との差が所定の電力差以下となるように制御する、
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７】
前記制御手段は、前記給電部の切り替え前後の電力差が前記所定の電力差以下となるように、切り替え前の給電部からの電力を下げるように制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記所定の電力差は、前記切り替え前の電力の２５％以内であること、もしくはフリッカメータを用いた測定においてＰＳＴ値が１以下であること、
を特徴とする請求項６又は７に記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱回転体は、無端状の加熱ベルトである、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
シートに画像を形成する画像形成手段と、
シートに形成されたトナー画像を定着させる定着手段と、を備え、
前記定着手段は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置である、
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、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等に使用され、加熱及び加圧によりシート上にトナー像を定着させる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート上のトナー像を加熱及び加圧してシートに定着させる定着装置では、近年、エネルギーの利用効率を高めるべく、加圧ローラに圧接される加熱用の加熱回転体を、円筒状のフィルム（ベルト）で形成したものが知られている。このような定着装置では、発熱体としてのヒータの外側に熱容量が小さいフィルムを加熱回転体として用いることで、定着動作可能な温度に加熱回転体を上昇させるまでのエネルギー（電力）を小さくすることができる。
【０００３】
定着フィルムを用いた定着装置では、加熱回転体の熱容量が小さくされるために、加熱回転体の長手方向の熱伝導性が損なわれる。その結果、発熱体の長手軸方向のうち、シートが通過する通紙領域と通過しない非通紙領域との温度の不均一の度合いが大きくなる。これにより、シートを連続して通紙すると、非通紙領域の温度が上昇して過昇温し、加熱回転体の表面に形成されている高離型性層（一般にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂層或いはＳｉゴム層）が熱劣化してしまうという問題がある。
【０００４】
この問題を防止するため、最大幅のシートに比して小さな幅のシート（以下「小サイズシート」という）を連続して画像形成する際に、シートの通紙間隔を広げて温度がある程度均一化されてから次のシートの定着動作を実行させるものが実用化されている。しかし、これによると、画像形成動作の生産効率を低下させ、また、画像形成装置本体の動作時間が長くなるので、その分エネルギーが余分に消費されてしまうという問題がある。
【０００５】
非通紙領域の温度が上昇する上記問題に対し、非通紙領域の過昇温を抑制することを目的として、ＰＴＣ特性を有する発熱体（以下「ＰＴＣ発熱体」という）から構成されるヒータが提案されている（特許文献１参照）。ＰＴＣ特性とは、温度が上昇することに伴って電気抵抗値が上昇する特性である。つまり、温度が上がると電気抵抗値が上昇して電流が流れにくくなり、温度が下がると電気抵抗値が低下して電流が流れやすくなる特性である。
【０００６】
ＰＴＣ発熱体のヒータの１つの例を図１９に示す。図１９におけるヒータは、細長い基板の長手方向と直交する短手方向（幅方向）の両端に導電部（電極）を有している。そして、それら導電部の間に、長手方向に沿ってＰＴＣ発熱体が設けられている。それら導電部に通電することにより、発熱体（加熱源）が発熱させられる。
【０００７】
ここで、ＰＴＣ特性を有さない発熱体（以下「ＮＯＮ−ＰＴＣ発熱体」という）であれば、小サイズシートを通紙した場合、通紙域の発熱体（加熱源）は通紙により熱が奪われるのに対し、非通紙領域の発熱体は通紙により熱が奪われないため温度が上昇する。
【０００８】
しかし、図１９のようなＰＴＣ発熱体であると、発熱体の温度上昇に伴ってＰＴＣ特性により発熱体自身の電気抵抗が上昇し、発熱体に電流が流れにくくなって発熱が抑えられ、その結果、非通紙領域の昇温が抑えられる（特許文献１参照）。図１９において、ヒータ長手方向での端部入力は、中央部Ａで２２８．６℃となり、図中の左側の一端部Ｂで２４０℃となり、図中の右側の他端部Ｃで２０５℃となり、一端部Ｂと他端部Ｃとの温度差が３５℃となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２３４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載の技術によると、ヒータ基板の長手方向に沿って設けられた２本の導電部は、導電性は高いが抵抗値はゼロではない。従って、導電部にも自身の抵抗による電圧降下が生じ、通紙していない状態にも拘わらず給電部に近い側（一端部Ｂ）の発熱体の発熱量が大きく、給電部から遠い側（他端部Ｃ）の発熱体の発熱量が小さくなる。このため、長手方向で均一な温度分布とならないことで、長手方向での温度ムラが生じる。これにより、加熱回転体に圧接する加圧ローラにおける高温側の部位が熱膨張して、その外径が低温側の外径より大きくなることにより、シートの搬送力が長手方向で異なってしまう。
【００１１】
このため、定着装置の定着フィルムが、大径となって搬送力が強くなった側に引っ張られることで定着フィルムが寄り、フィルム端部が破損するフィルム破損や、低温環境において端部の温度低下による端部定着性不良が生じるおそれがある。そのため、小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しながら、大サイズシートの通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、端部の定着性不良やフィルム破損などの不都合の発生を防止することが望まれる。
【００１２】
そこで本発明は、小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しつつ、大サイズシート通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、端部定着性不良やフィルム破損等の不都合の発生を防止することが可能な定着装置及び画像形成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】
【００１３】
本発明は、定着装置において、シート上のトナー画像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体に対向配置された加圧回転体と、前記加熱回転体の内側にて回転体の軸方向に延設され、前記加熱回転体を前記加圧回転体との間で挟持してシートを加熱しつつ搬送する定着ニップ部を形成する加熱ユニットと、前記加熱ユニットを制御する制御手段と、を備え、前記加熱ユニットは、前記軸方向に延在する発熱体と、前記発熱体の長手方向において所定サイズのシートが通過する通紙領域の温度を検知する第１温度検知手段と、前記通紙領域から外れた前記発熱体の長手方向端部側における非通紙領域の温度を検知する第２温度検知手段と、前記通紙領域に対応する位置から前記発熱体に給電する第１給電部、及び前記非通紙領域に対応する位置から前記発熱体に給電する第２給電部と、を有し、前記制御手段は、前記第１及び第２温度検知手段の各検知結果に基づき、前記第１温度検知手段に対応する前記第１給電部に優先的に給電し、前記第１及び第２温度検知手段の各検知温度の差が所定値以下になった時点で、前記第１及び第２給電部の双方から給電する給電制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、温度の低い部位への電圧供給を優先して行い、給電部付近の温度が一定になった時点で各給電部に同時進行的に電圧を供給することが可能になるので、効率的に目標温度に到達させることが可能になる。これにより、小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しつつ、大サイズシート通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、端部定着性不良やフィルム破損等の不都合の発生を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置の構成を示す概略断面図。
【図２】（ａ）は本実施形態の基礎となる技術を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の技術を示す正面図。
【図３】通紙方向通電タイプのヒータにおいて中央から給電してヒータを発熱させた場合を示す図。
【図４】本実施形態の基礎となる技術を示す図。
【図５】本実施形態の基礎となる技術において加熱源に均等に給電した場合を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の概略構成を示す図。
【図７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図。
【図８】本実施形態の基礎となる技術において小サイズシートを通紙した場合について示す図。
【図９】小サイズシートの通紙後に１分間放置した状態を示す図。
【図１０】（ａ）は本実施形態の基礎となる電圧供給パターンを示す図、（ｂ）は（ａ）における温度変化を示すグラフ図。
【図１１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る電圧供給パターンを示す図、（ｂ）は第１の実施形態に係る温度変化を示すグラフ図。
【図１２】（ａ）は第１の実施形態に係る動作を示すフローチャート、（ｂ）は第１の実施形態に係る立ち上がり時間を比較して示す図。
【図１３】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る温度分布図、（ｂ）は現状の電圧供給パターンを示す図。
【図１４】（ａ）は現状の温度変化を示すグラフ図、（ｂ）は第２の実施形態に係る電圧供給パターンを示す図、（ｃ）は第２の実施形態に係る温度変化を示すグラフ図。
【図１５】（ａ）は第２の実施形態に係る動作を示すフローチャート、（ｂ）は第２の実施形態に係る立ち上がり時間を比較して示す図。
【図１６】（ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係るタイプの異なる切替えスイッチの回路構成を示す図。
【図１７】（ａ）は第３の実施形態に係る電力変化を示すグラフ図、（ｂ）は小サイズシートの通紙後に大サイズ紙を通紙した場合の時間と温度変化との相関関係を示すグラフ図。
【図１８】第３の実施形態に係る動作を示すフローチャート。
【図１９】通紙方向通電タイプのヒータにおいて端部から給電してヒータを発熱させた従来技術を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図面に基づいて説明する。なお、実施形態において示す数値や構成条件は、参考数値や参考構成であって、本発明を限定するものではない。
【００１７】
本実施形態の説明にあたり、まず、本発明に至る前段について説明する。即ち、本発明者らは、図２（ａ），（ｂ）に示すような加熱源（ヒータ）を提案した。この加熱源３は、第１及び第２導電部８ａ，８ｂが有する電気抵抗により、給電部３１に近い側の加熱源３での発熱量が大きく、給電部３１から遠い側の加熱源３での発熱量が小さくなる特性を利用している。
【００１８】
つまり、加熱源３に給電する給電部を長手方向で複数（例えば給電部３１，３２，３３の３箇所）設け、給電部３１〜３３の各近傍に、サーミスタ等の温度検知センサ７ａと温度検知センサ７ｂ，７ｃを設け、給電部３１〜３３に対し夫々独立の制御を行う。これにより、加熱源３の長手方向の発熱を制御することで、長手方向の温度分布の制御が可能となり、小サイズシートを通紙した場合には、中央部のみ電圧を供給することで、従来に比して小サイズシートを通紙した際の端部昇温を抑えることが可能となった。
【００１９】
しかしながら、小サイズシート通紙後の端部昇温を全て無くすことは難しく、端部の温度が中央部に比べて２０℃程度高い状態になってしまう。温度ムラのある状態で、小サイズシート通紙後に大サイズシート通紙を行う場合、定着の温度分布をフラットにするためには、給電部３１〜３３夫々から順次電圧を供給するのではなく、温度の最も低い中央部に電圧を優先的に印加し、目標温度（温調温度）への温度調節（温調）に切り替える制御を行うことで、効率的な立ち上げが可能となる。
【００２０】
図６は、本実施形態に係る定着装置２７を搭載した画像形成装置５０の主要部の構成を概略的に示した図である。即ち、図６のように、画像形成の流れとしては、まず帯電用高圧電源１８から帯電ローラ１９により、像担持体としての感光ドラム２０を所定の一定電位に帯電させる。そして、スキャナ部（露光手段）２１により画像を形成する感光ドラム２０上のポイントを露光させ、所定の電位に低下させる。そして、現像容器２２内のトナーを現像スリーブ２３上に一様に載せ、そのトナーを、低下させた感光ドラム２０上の電位と現像スリーブ２３に印加する電位との差、つまり電界の作用を利用し帯電されているトナーを感光ドラム２０上へ付着させる。
【００２１】
感光ドラム２０に付着したトナーは、用紙等のシートが不図示の給送ローラ（給送手段）により給送され、転写前ガイド２４に沿って所定の転写領域に搬送され、転写ローラ２５によりシートに転写される。その後、シートは、定着ニップ入り口ガイド２６に沿って搬送され、定着装置２７により定着されて排紙される。感光ドラム２０上に付着し転写しきれなかったトナーは、クリーニングブレード２８により廃トナー収容部内に掻き落とされて回収される。また、シートの幅を検知するために、給送口にはシート幅を検知するためのシート幅センサ３０が配置されている。
【００２２】
なお、感光ドラム２０、帯電ローラ１９及び現像スリーブ２３等により、画像を形成する画像形成手段が構成される。また、転写ローラ２５は、画像形成手段で画像として形成されたトナー画像をシートに転写する転写手段を構成し、定着装置２７は、転写ローラ２５でシートに転写されたトナー画像をシートに定着させる定着手段を構成する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る定着装置２７の構成を概略的に示す断面図である。図１に示すように、定着装置２７は、例えばΦ３０の円筒状に構成されたフィルムユニット１と、このフィルムユニット１に下方から圧接する、例えばΦ４８の円柱状に構成された加圧ローラ２とを備えている。フィルムユニット１は、セラミックヒータ等の加熱源３、定着フィルム４、フィルムガイド５、Ｔステー６、及び温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃを有している。以下、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃを総称して、温度検知センサ７とも言う。
【００２４】
なお、温度検知センサ７ａは、加熱源３の長手方向において所定サイズ（小サイズ）のシートが通過する通紙領域Ａｒ１（図８参照）の温度を検知する第１温度検知手段を構成する。また、温度検知センサ７ｂ，７ｃは、通紙領域Ａｒ１から外れた加熱源３の長手方向両側における非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３（図８参照）の各温度を検知する第２温度検知手段を構成する。
【００２５】
加圧ローラ２は、定着フィルム４に対向配置された加圧回転体を構成する。また、温度検知センサ７ａは、加熱源（発熱体）３の長手方向の中央部の給電部３１に対応する位置に配置されている。第２温度検知手段である温度検知センサ７ｂ，７ｃは、加熱源３の長手方向の両端部にそれぞれ一端側温度検知手段及び他端側温度検知手段として配置されている。つまり、温度検知センサ７ｂは、加熱源３の長手方向一端部の給電部３２に対応する位置に配置されており、温度検知センサ７ｃは、長手方向他端部の給電部３３に対応する位置に配置されている。加熱回転体としての定着フィルム４は、シート上のトナー画像を加熱する無端状の加熱ベルトである。
【００２６】
なお、第２給電部としての給電部３２，３３は、一端側温度検知手段としての温度検知センサ７ｂに対応する一端側給電部（３２）と、他端側温度検知手段としての温度検知センサ７ｃに対応する他端側給電部（３３）として配置されている。また、温度検知センサ７と加熱源３との関係として、温度検知センサ７が加熱源側に配置されても良く、その場合、加熱源３の構成については図２（ａ），（ｂ）と同様に構成される。
【００２７】
加熱源３は、セラミックヒータである場合には、セラミック製の絶縁基板３８上に発熱ペーストを印刷した発熱体、及び、該発熱体の保護と絶縁性の確保のためのガラスコーティング層等から構成される。そして、電力制御されたＡＣ電流が発熱体に供給されることにより発熱する。絶縁層として、ガラス等の材料で発熱抵抗体を覆うように約１００μｍが設けられる。また、定着フィルム４は、厚さ約７０μｍの円筒状に形成されたポリイミドから構成され、加熱源３からの熱を効率良くシート上のトナー９に伝達する。
【００２８】
フィルムガイド５は、長手方向（図１の手前−奥方向）に複数のリブ（不図示）を有し、それらリブにより定着フィルム４との抵抗を抑えながら定着フィルム４の周方向回転を補助している。Ｔステー６は、鋼板から構成され、加圧力を均一に加えるように構成されている。また、セラミック製の絶縁基板３８の裏面に配置された温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃは、加熱源３の長手方向での温度変化をそれぞれに検知する。
【００２９】
加圧ローラ２は、例えばΦ２０のアルミニウムから成る芯金１０に、例えば１×１０５Ω・ｃｍ程度の体積低効率の導電性シリコーンゴムが被覆され、その上に、約６０μｍの絶縁チューブが被覆されている。加圧ローラ２は、バネにより、定着フィルム４を挟んで加熱源３に対して所定の圧力（ニップ圧）で圧接され、フィルムユニット１と加圧ローラ２との間に例えば５〜８ｍｍの定着ニップ部Ｎを形成する。
【００３０】
加圧ローラ２は、加圧ローラ駆動部（加圧ローラ駆動手段）３００（図７参照）により回転駆動され、定着フィルム４を従動回転させると共に、定着ニップ部Ｎに導入されたシートＰを定着フィルム４に密着させた状態で搬送する。このように、シートＰが定着ニップ部Ｎに搬送されることで、シート上に形成されて担持された未定着のトナー画像が、加熱源３の熱と定着ニップ圧とによって定着処理される。
【００３１】
図２（ａ），（ｂ）は、セラミックヒータ等の加熱源３の断面図、及びサーミスタ等の温度検知センサ７の配置等を示す図である。図２に示すように、セラミック製の絶縁基板３８は、酸化アルミニウム（アルミナ）または窒化アルミニウムなどの材料により、厚みが約１．５ｍｍ、長手方向の長さが約３００ｍｍ、短手方向の長さが約１５ｍｍに形成されている。絶縁基板３８に形成された第１導電部８ａ及び第２導電部８ｂは、銀系等の材料を主体とし、絶縁基板３８の長手方向に沿って互いに並行して例えば２ｍｍ幅にて形成されている。
【００３２】
加熱源３の材料は、比較的抵抗値の高い例えば酸化ルテニウム材で、絶縁基板３８の長手方向に平行に沿わせて２本の第１導電部８ａと第２導電部８ｂ間に形成された発熱抵抗体ペーストを、約７ｍｍ幅でスクリーン印刷した後、高温で焼成して所定の抵抗値を持たせる（例えば２０Ω）。電極１１，１２，１３，１４は、銀系等の材料を主体とし、給電部３１，３２，３３は、約２ｍｍ幅で加熱源３よりも、シートの通紙方向（矢印Ｅ方向）の上流側に複数設けられている（ここでは３つ設けた事例を示す）。電極１４は、接地されている。第２導電部８ｂは、その長手方向の中央部Ａから接地側給電部３４と電極１４を介して接地される。
【００３３】
電圧供給位置は、加熱源３の長手方向における中央位置に給電部３１が配置され、この中央位置に対して左右対象で且つ小サイズシート通紙時に非通紙領域となる位置にそれぞれ１箇所ずつ第２、第３給電部３２，３３が配置されている。そして、これら給電部３１，３２，３３にそれぞれ対応する電極１１，１２，１３からそれぞれ加熱源３に対して電圧が印加される。電極１１，１２，１３と電極１４とにより、閉ループ回路が形成される。
【００３４】
なお、定着装置２７を有する画像形成装置５０は、シート搬送がシートの中央を基準にして行う中央基準であるため、加熱源３の長手方向中央部が、小サイズシート通紙時の通紙領域Ａｒ１となり、長手方向両端部がその際の非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３となる。また、本実施形態では中央基準による構成を挙げているが、これに限らず、加熱源３の例えば一端側を基準にしてシートを通紙する片側基準のシート搬送方式にも同様に適用可能であることは勿論である。
【００３５】
ここで、既述した図１９は、通紙方向通電タイプのヒータにおいて、長手方向の一端部から給電して加熱源（ヒータ）を発熱させた場合の図である。図１９において、例えば加熱源の中央部Ａを２２８．６℃となるように制御した場合、導電部の電気抵抗により、給電される給電部に近い側（一端部Ｂ）の発熱量が大きく、給電される給電部から遠い側（他端部Ｃ）の発熱量が小さくなる特性により、一端部Ｂの加熱源温度は約２４０℃で、他端部Ｃの加熱源温度は約２０５℃であり、給電部に近い一端部Ｂの発熱量が多いことがわかる。このように、加熱源３の長手方向両端部で約３５℃の温度差が生じると、加圧ローラ２における温度の高い側が膨張して外径が大きくなり、シート搬送力が増大することで定着フィルム４が寄り、最終的に定着フィルム４が破損するおそれがある。
【００３６】
ここで、図３は、通紙方向通電タイプの加熱源３における中央部から給電して発熱させた場合について示している。なお、符号１５は、第１導電部８ａの中央部に給電するための電極である。また、第２導電部８ｂにおける加熱源３の長手方向中央部には、電極１６に接続された給電部が設けられており、電極１５と電極１６とにより、閉ループ回路が形成される。
【００３７】
例えば、加熱源中央部を２２８．３℃となるように制御した場合、第１導電部８ａ及び第２導電部８ｂの電気抵抗により、給電される中央部Ａに近い側の加熱源３の発熱量が大きく、給電される中央部Ａから遠い側の一端部Ｂと他端部Ｃの発熱量が小さくなる特性により、中央部Ａは温度制御されるために約２２８℃であるのに対し、両端部Ｂ，Ｃは夫々約２０５℃となる。
【００３８】
この現象は、中央部Ａから給電すると、中央部Ａから一端部Ｂ及び他端部Ｃ夫々までの電圧降下が互いに等しくなることで、中央部Ａに対して左右の発熱が均等になることに起因する。中央部Ａに対して一端部Ｂ、他端部Ｃの温度が２３．３℃低下し、かつ一端部Ｂと他端部Ｃの温度差がなくなることがわかる。これにより、小サイズシートの非通紙領域昇温も抑えることが可能である。しかし、加熱式の定着装置２７の特徴として、端部は放熱しやすく温度が低下する傾向がある。加えて、通紙方向通電タイプの加熱源３において給電部を中央部Ａに設けたことで一端部Ｂと他端部Ｃの発熱量が低下する。そのため、中央部Ａと一端部Ｂ、他端部Ｃとで約２３℃の温度差が生じた場合に、低温環境下において大サイズ紙を連続通紙すると、一端部Ｂ及び他端部Ｃの定着性が低下する弊害が生じるおそれがある。
【００３９】
そこで、ここでは、第１導電部８ａ及び第２導電部８ｂの電気抵抗により、給電される給電部３１に近い側の加熱源３の発熱量が大きく、給電部３１から遠い側の加熱源３の発熱量が小さくなる特性を生かしつつ、弊害を低減させるように構成する。その実現のため、絶縁基板３８の長手方向に沿って互いに並行して形成された第１及び第２導電部８ａ，８ｂと、両導電部８ａ，８ｂ間に配置された加熱源３を有し、第１導電部８ａに給電部３１〜３３を設け、給電部３１〜３３から加熱源３を介して第２導電部８ｂに通電できるように構成している。
【００４０】
ここで、図４は、加熱源３で中央部Ａから給電した場合について示す図である。即ち、図４に示すように、２２８．３℃に温度調節制御して中央部Ａに給電する電極１１を介して加熱源３に通電するパターンを採用することで、通紙方向通電タイプの加熱源３で給電部を中央部Ａに設けた場合（図３）と同様に、中央部Ａは温度制御している約２２８℃で推移する。そして、一端部Ｂと他端部Ｃは約２０５℃で推移し、中央部Ａと一端部Ｂ及び他端部Ｃとでは約２３℃の温度差が生じ、端部昇温が抑制されていることがわかる。
【００４１】
図５は、加熱源３によって均等に給電した場合の状態を示す図である。即ち、図５に示すように、例えば２２８．３℃に温度調節制御して給電部３１，３２，３３から均等に通電する。その実現のため、加熱源３の中央部Ａに給電する電極１１と、加熱源３の一端部Ｂに給電する電極１２と、加熱源３の他端部Ｃに給電する電極１３とに、それぞれ１０ｍｓｅｃ毎に均等に通電する（電圧を印加する）。この通電を制御する通電パターンは、９半波を１ブロックのパターンとし、５０Ｈｚの場合、１半波は１０ｍｓｅｃ（＝１／１００ｓｅｃ）となるため、１０ｍｓｅｃ毎に電極を切り替える。なお、図４、図５において電極１１〜１３に夫々供給される半波は、黒部（網目の部分）は通電状態を示し、白部（白抜きの部分）は非通電状態を示している。これら通電状態、非通電状態の表記は、他の図においても同様である。
【００４２】
これにより、中央部Ａの温度は２２８．３℃となり、一端部Ｂ及び他端部Ｃの温度は夫々２３０．２℃となり、中央部Ａと両端部Ｂ，Ｃとの温度差は１．９℃となり、長手方向の温度ムラを良好に抑制することができる。なお、通電パターンなどの制御方法は、これらに限定されるものではない。
【００４３】
以上説明したように、分割した給電部により、個別に通電を可能にし、それぞれ独立に制御することにより、長手方向の温度分布の制御が可能になる。
【００４４】
次に、図７を参照して、本実施形態におけるブロック構成について説明する。なお、図７は、本実施形態に係る画像形成装置５０の制御系を示すブロック図である。
【００４５】
即ち、図７に示すように、画像形成装置５０は、制御手段としての制御部７００を有している。制御部７００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７０１と、ＣＰＵ７０１に接続された、Ｉ／Ｆ（インターフェース）７０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）７０３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７０４とを有している。
【００４６】
また、ＣＰＵ７０１には、画像形成装置５０の装置本体（不図示）の上面部に設けられた操作部１００と、装置本体内に設けられた画像プロセス部２００、定着装置２７及び光学部６００と、が接続されている。
【００４７】
Ｉ／Ｆ７０２は、ＣＰＵ７０１とＬＡＮ等のネットワークとを接続させるためのデバイスであり、具体的には、ＬＡＮカードＬＡＮボード等で実現される。Ｉ／Ｆ７０２は、外部から送信される画像形成の実行指示を受信してＣＰＵ７０１に出力する。
【００４８】
ＲＡＭ７０３は、ＣＰＵ７０１がプログラムを実行する時に必要となるデータ、及びＣＰＵ７０１から書き込まれたデータ等を保持している。具体的には、ＲＡＭ７０３には、定着装置２７の耐久仕様枚数（定着動作の繰り返し仕様枚数）や、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの検知温度に基づく温度推移、等が保持されている。ＲＯＭ７０４は、画像形成装置５０を制御するためにＣＰＵ７０１が実行する温度制御プログラム７０４ａ及び供給電力制御プログラム７０４ｂ等を保持している。
【００４９】
操作部１００は、外部からの操作指示を、制御部７００のＣＰＵ７０１に出力する。また、画像プロセス部２００は、ＣＰＵ７０１の制御に従って、スキャナ部（露光手段）２１から出力される画像データに基づくトナー像を形成し、形成したトナー像をシートデッキ（不図示）から供給されるシート上に転写する。
【００５０】
定着装置２７は、電極１１〜１３を切り替える切替えスイッチ３７を有するヒータ制御部１１８と、ＣＰＵ７０１の制御に従って加圧ローラ２（図１）を駆動する加圧ローラ駆動部３００と、加熱源（発熱体）３と、加熱源３に電極１１〜１３のいずれかから電圧を供給するための電源３５と、温度検知センサ７とを備えている。
【００５１】
本実施形態では、定着フィルム４の内側にてフィルム周方向（回転体周方向）に直交する幅方向（回転体軸方向）に延設され、定着フィルム４を加圧ローラ２との間で挟持してシートＰを加熱しつつ搬送する定着ニップ部Ｎを形成する加熱ユニット１７を備えている。加熱ユニット１７は、幅方向に延在する加熱源３と、加熱源３の長手方向における両縁部に沿って設けられた第１及び第２導電部８ａ，８ｂとを有している。また、加熱ユニット１７は、第１導電部８ａの長手方向中央部に給電する給電部３１、第１導電部８ａの長手方向一端部に給電する給電部３２、及び、第１導電部８ａの長手方向他端部に給電する給電部３３を有している。さらに、加熱ユニット１７は、第２導電部８ｂの長手方向中央部から電極１４を介して接地される接地側給電部３４と、加熱源３の長手方向中央部、長手方向一端部、及び長手方向他端部にそれぞれ配置された温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃとを有している。
【００５２】
なお、温度検知センサ７ａは、加熱源３の長手方向において所定サイズ（小サイズ）のシートＰが通過する通紙領域Ａｒ１の温度を検知する第１温度検知手段を構成する。温度検知センサ７ｂ，７ｃは、通紙領域Ａｒ１から外れた加熱源３の長手方向端部側における非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３の温度を検知する第２温度検知手段を構成する。また、給電部３１は、通紙領域Ａｒ１に対応する位置から加熱源３に給電する第１給電部を構成し、給電部３２，３３は、非通紙領域Ａｒ２，Ａｒ３に対応する位置から加熱源３に給電する第２給電部を構成する。
【００５３】
制御部７００は、加熱ユニット１７を制御する制御手段を構成する。制御部７００は、定着ニップ部Ｎに通紙されるシートＰの定着に際して、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの各検知結果に基づき、長手方向で最も温度の低い温度検知センサ７ａに対応する給電部３１に優先的に給電する。そして、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの各検知温度の差が所定値（α）以下になった時点で、給電部３１，３２，３３の全てから給電する（第１及び第２給電部の双方から給電する）制御を行う。
【００５４】
即ち、制御部７００は、温度検知センサ７ａ〜７ｃによる温度変化の検知結果に基づき、加熱源３の目標温度を決定し、ヒータ制御部１１８を制御して加熱源３への電力制御を行い、加熱源３の温度を目標温度（プリント温度）に維持するように制御する。制御部７００は、一端側温度検知手段としての温度検知センサ７ｂ及び他端側温度検知手段としての温度検知センサ７ｃの各検知温度に差がない場合には、以下のように制御する。
【００５５】
つまり、温度検知センサ７ａの検知温度が温度検知センサ７ｂ，７ｃのいずれの検知温度より低いときに給電部３１のみから給電する。そして、定着ニップ部Ｎに前回通紙されたシートのサイズより大きいサイズのシートの通紙に際して、温度検知センサ７ａの検知温度と温度検知センサ７ｂ，７ｃの検知温度との差が所定値以下になった時点で、加熱源３の長手方向の温度分布が均一となるように、給電部３１〜３３の全てから給電する制御を行う。
【００５６】
制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から受信した印字情報に基づいて、ＣＰＵ７０１により加熱源３にＡＣ電圧を通電するパターンと、電極１１，１２，１３のうちの電圧供給すべき電極とを選択する。そして制御部７００は、切替えスイッチ３７により、第１導電部８ａに設けられた給電部３１，３２，３３のうちで選択した給電部のみに電源３５のＡＣ電圧を印加することで、個別に通電を制御して加熱源３を発熱させる。個別に通電を制御する通電パターンは、９半波を１ブロックのパターンとし、５０Ｈｚの場合、１半波は１０ｍｓｅｃとなるため、１０ｍｓｅｃ毎に電極を切り替えるなどの手法がある。なお、個別に制御する方法は、これに限定されるものではない。
【００５７】
ここで切替えスイッチ３７は、加熱源３に電圧を供給する経路上に配置され、加熱源３への給電をＯＮ、ＯＦＦできるトライアック（登録商標）等の半導体スイッチから構成でき、ＣＰＵ７０１から出力される制御信号に応じてＯＮ、ＯＦＦ制御される。加熱源３の昇温が温度検知センサ７ａ〜７ｃにより夫々検知されると、各検知温度の電気的アナログ情報がＡ／Ｄ変換され、デジタル信号としてＣＰＵ７０１を有する制御部７００に入力される。加熱源３には、切替えスイッチ３７を介して電源（ＡＣ電源）３５が接続されている。
【００５８】
制御部７００のＣＰＵ７０１により切替えスイッチ３７が制御され、切替えスイッチ３７を介して電力供給がされると、加熱源３が長手方向に亘って発熱し、昇温する。昇温した刻々の温度が温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃで検知され、制御部７００は、それら温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの出力をＡ／Ｄ変換して取り込む。制御部７００は、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの検知温度に基づいて切替えスイッチ３７を制御し、検知温度を所定温度に収束させるように、加熱源３に通電する電力を位相制御（もしくは波数制御）等により制御する。
【００５９】
図８は、加熱源３で小サイズシートを通紙した場合を示す図である。図８に示すように、２００℃に温度調節制御して小サイズシートを通紙した場合には、中央部Ａの給電部３１に給電する電極１１を介して加熱源３に通電するパターンを採用する。このため、通紙方向通電タイプの加熱源３を用いて中央部に給電部を設けた場合（図４）と同様、中央部Ａは温度制御している約２００℃で推移し、両端部Ｂ，Ｃは１７６．７℃で推移し、中央部Ａと両端部Ｂ，Ｃとは２３．３℃の温度差が生じ、端部昇温が抑制される。図８に示す制御によると、加熱源３の中央部Ａのみに電圧を印加（供給）することで、従来に比して小サイズシート通紙時の端部昇温を有効に抑えることができる。
【００６０】
しかしながら、図８に示した対策によると、端部昇温を従来よりは有効に抑止できるものの、小サイズシート通紙後の端部昇温を全て無くすことは難しく、図９に示すように、両端部Ｂ，Ｃの各温度が中央部Ａに比べて２０℃程度高い状態になってしまう。この図９は、図８の状態で小サイズを８０枚連続コピー後、６０ｓｅｃ経過した状態を示す。
【００６１】
即ち、小サイズシートを連続コピーした場合、８０枚通紙の直後には両端部Ｂ，Ｃが昇温して２２０℃で温度調節（温調）され、中央部Ａは２００℃で温度調節されている。例えば８０枚通紙後、６０ｓｅｃが経過すると、全体的に冷却されて、両端部Ｂ，Ｃは１８０℃となり、中央部Ａは１６０℃となる。このように温度ムラのある状態で小サイズシートの通紙後の大サイズシート通紙時を行う場合、定着装置２７での定着の温度分布をフラットにするためには、温度の低い中央部Ａに優先的に電圧を印加して目標温度（温調温度）に切り替えるのが効率的である。しかし、図１０（ａ）のように電極１１→電極１２→電極１３の順に電圧を供給した場合、中央部Ａには一定周期でのみ電圧を供給し、両端部Ｂ，Ｃには電圧が供給されないタイミング（ＯＦＦの部分）が存在することになり、効率的な立ち上げは困難である。
【００６２】
ここで、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の電圧供給パターンを実施した場合の温度変化を表したものである。図１０（ａ）の電圧供給パターンのように、各電極１１〜１３への電圧供給を周期的に行うと、図１０（ｂ）のように両端部Ｂ，Ｃの温度が夫々上昇して目標温度に到達した後は、最も温度が低い中央部Ａが目標温度に到達するまで待機状態となる。中央部Ａには一定周期でしか電圧が供給されないため、中央部Ａにのみ電圧を供給した場合に比べてその立ち上がりが遅くなる。この状態では、１０ｓｅｃで目標温度に到達した。
【００６３】
そこで本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、電極１１を介して中央部Ａ（最下点）への電圧供給を優先して行う。そして、中央部Ａの電極１１付近の温度が一定になったとき、電極１２，１３を含む全電極１１〜１３（つまり、給電部３１を含む給電部３２，３３）から電圧を供給する。これにより、効率的に目標温度（温調温度）に到達させることができる。
【００６４】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示した電圧供給を行った場合における温度変化を表したものである。図１１（ｂ）において、縦軸には温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの検知温度（サーミスタ温度（℃））をとり、横軸には時間経過（ｓｅｃ）をとっている。
【００６５】
即ち、図１１（ａ）に示すように、制御部７００が、温度検知センサ７ａ〜７ｃの各検知結果に基づき、加熱源３における長手方向の温度分布が均一となるように給電部３１〜３３への給電タイミングを、温度の最も低い部分である中央部Ａに優先的に電圧を印加して目標温度となるように切り替える制御を行うと、図１１（ｂ）に示す結果となる。
【００６６】
つまり、図１１（ｂ）に示すように、１６０℃〜１７０℃までは、電極１１から給電部３１を経由して中央部Ａにのみ電圧を供給する。その時点で、両端部Ｂ，Ｃの温度は自然冷却されて、１８０℃から１７０℃に低下する。従って、１７０℃の時点では各電極温度が同一になっており、この時点から給電部３１，３２，３３の全てに同時進行的に電圧を供給する。これにより、加熱源３の温度を効率的に立ち上げることができ、８ｓｅｃで目標温度（温調温度）に到達させることができる。これにより、図１０（ａ），（ｂ）に示したような周期的な立ち上げに比べて、Δ２ｓｅｃ立ち上げ時間を短縮することが可能となった。
【００６７】
次に、本実施形態に係る定着装置２７を備える画像形成装置５０の動作について、図１２（ａ）に示す制御フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００６８】
即ち、ステップＳ１０において、ＣＰＵ７０１を有する制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から第１ジョブ（ＪＯＢ）の印字情報（第１印字情報）を受信する（第１印字情報入手）。また、制御部７００は、給電部３１，３２，３３それぞれの温度検知情報を入手し、ＡＣ電圧を通電するパターンと、電極１１〜１３のうちの供給すべき電極とを選択し、選択した電極からの通電を開始する（Ｓ１１、Ｓ１２）。
【００６９】
その後、ステップＳ１３において、制御部７００が、第１ジョブの印字情報（第１印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ１４において、第１ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【００７０】
続いて、ステップＳ１５において、制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から第２ジョブの印字情報（第２印字情報）を受信する（第２印字情報入手）。そして、制御部７００は、第２印字情報のシートサイズと第１印字情報のシートサイズとを比較し（Ｓ１６）、第２印字情報のシートサイズが第１印字情報のシートサイズ以下である場合に、シートサイズに合った通電パターンを選択（採用）する（Ｓ１７）。そして、ステップＳ１８において、選択した電極からの通電を開始する。
【００７１】
その後、ステップＳ１９において、制御部７００が、第２ジョブの印字情報（第２印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ２０において、第２ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ１６にて、制御部７００は、第２印字情報のシートサイズと第１印字情報のシートサイズとを比較した結果、第２印字情報のシートサイズが第１印字情報のシートサイズより大きい場合は、まず、給電部３１〜３３夫々の温度検知センサ７ａ〜７ｃによる検知温度を入手する（Ｓ３０）。
【００７３】
そして、ステップＳ３１において、制御部７００は、両端部Ｂ，Ｃにおける検知温度から中央部Ａにおける検知温度を減算した値（温度差）が所定の温度α℃以下であるか否かを判断する。その結果、この温度差が所定の温度α℃以下である場合、制御部７００は、電極１１，１２，１３からそれぞれに電圧印加を開始する（Ｓ３２）。その後、ステップＳ３３において、制御部７００が、第２ジョブの印字情報（第２印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ３４において、第２ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。なお、所定値（α）は、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの公差範囲の値である。
【００７４】
一方、ステップＳ３１における比較の結果、温度差が所定の温度α℃を超える場合、制御部７００は、中央部Ａに対応する電極１１のみから電圧印加を開始する（Ｓ４１）。そして、制御部７００は、両端部Ｂ，Ｃにおける検知温度から中央部Ａにおける検知温度を減算した値（温度差）が所定の温度α℃以下になったか否かを判断する（Ｓ４１）。さらに制御部７００は、この温度差が所定の温度α℃以下になるまでステップＳ４１を繰り返し、所定の温度α℃以下になった時点で、電極１１，１２，１３からそれぞれに電圧印加を開始する（Ｓ３２）。その後、ステップＳ３３において、制御部７００が、第２ジョブの印字情報（第２印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ３４において、第２ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【００７５】
図１２（ｂ）は、本実施形態における効果をまとめたものである。定着装置２７の立ち上げの初期段階では、最も温度の低い中央部Ａにのみ電圧供給を行って中央部Ａを定着可能な温度に立ち上げる。また、両端部Ｂ，Ｃが中央部Ａより早く目標温度に到達し中央部Ａが目標温度に到達するまでは電圧をＯＦＦするタイミングもないため、２ｓｅｃ程度かかった従来技術に比べて２ｓｅｃほど早く目標温度に到達させることができる。
【００７６】
本実施形態では、制御部７００は、温度検知センサ７ｂ，７ｃの検知温度に差がない場合、温度検知センサ７ａの検知温度が温度検知センサ７ｂ，７ｃの検知温度より低いときに給電部３１のみから給電する。そして、定着ニップ部Ｎに前回通紙されたシートのサイズより大きいサイズのシートの通紙に際して、温度検知センサ７ａの検知温度と温度検知センサ７ｂ，７ｃの検知温度との差が所定値（α）以下になった時点で、給電部３１〜３３の全てから給電する制御を行う。
【００７７】
即ち、制御部７００は、前回入力された第１ジョブの印字情報におけるシートサイズよりも今回入力された第２ジョブの印字情報におけるシートサイズが大きい場合であって、第１ジョブの印字情報の通紙領域内における温度検知センサ７ａの温度が第１ジョブの印字情報の通紙領域外における温度検知センサ７ｂ，７ｃの温度より低い場合には給電部３１からのみ給電を行う。そして、第１ジョブの印字情報の通紙領域内における温度検知センサ７ａの検知温度から第１ジョブの印字情報の通紙領域外の温度検知センサ７ｂ，７ｃの温度を減算した結果が所定値（α）以下になったとき（略同等）、給電部３１〜３３のうちで検知温度が最も低い給電部を含む全給電部３１〜３３からの電圧供給に切り替える。
【００７８】
以上のように、検知温度が最も低い中央部Ａへの電圧供給を優先して行い、中央部Ａ付近の温度が一定になった時点で、中央部Ａへの電極１１を含む電極１１〜１３夫々に同時進行的に電圧を供給することで、効率的に目標温度に到達させることが可能になる。
【００７９】
つまり、本実施形態によると、定着装置２７の立ち上げの初期段階では、最も温度の低い中央部Ａにのみ電圧供給を行い、中央部Ａを立ち上げ、両端部Ｂ，Ｃが中央部Ａより早く目標温度に到達して中央部Ａが目標温度に到達するまでは電圧をＯＦＦにするタイミングもない。そのため、従来に比べて数ｓｅｃ早く目標温度に到達させることが可能になる。従って、小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しつつ、小サイズシート通紙後の大サイズシート通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、両端部Ｂ，Ｃでの定着性不良やフィルム破損等の不都合の発生を防止することが可能になる。
【００８０】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る定着装置２７について、図１３（ａ），（ｂ）〜図１５（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。
【００８１】
図１３（ａ）は、図８に示した構成例において、小サイズシートを通紙してから６０ｓｅｃ経過した状態を示し、加熱源３の温度分布が長手方向でムラがあったりシートの搬送がずれたりした場合であり、両端部Ｂ，Ｃの温度が均一でない状態を示す。加熱源３の温度分布が長手方向にて公差内でムラがあったり、シートの搬送が公差内でずれがあったりする状態で、小サイズシートを連続８０枚通紙した直後では、両端部Ｂ，Ｃは昇温してしまう。その結果、一端部Ｂでは２２０℃、他端部Ｃでは２４０℃となり、中央部Ａでは２００℃となる。また、６０枚の通紙後に１分３０秒経過すると、全体的に冷却され、一端部Ｂは１６０℃となり、他端部Ｃは１８０℃となり、中央部Ａは１４０℃となる。
【００８２】
上記のように温度ムラのある状態で、小サイズシート通紙後に大サイズシート通紙を行う場合、定着装置２７の温度分布をフラットにするためには、最も温度の低い部分に優先的に電圧を印加して、目標温度に切り替えるのが効率的である。しかし、図１３（ｂ）のように電極１１→電極１２→電極１３の順序で電圧を供給した場合には、温度が低い部分にも一定周期でしか供給されず、目標温度に達成した電極は電圧が供給されないタイミングが存在するため、効率的な立ち上がりは難しい。
【００８３】
図１４（ａ）は、図１３（ｂ）に示した電圧供給パターンを実施した場合の温度変化を表したグラフ図である。
【００８４】
即ち、図１３（ｂ）に示した電圧供給パターンのように、各電極への電圧供給を周期的に行うと、最初は他端部Ｃが目標温度に到達し、次に一端部Ｂが目標温度に到達してしまい、中央部Ａが目標温度に到達するまで待機状態となる。一方、最も温度の低い中央部Ａは、２半波ごとの一定周期でしか電圧供給されないため、中央部Ａのみに電圧供給された時に比べて、立ち上がりが遅くなる。この状態であると、中央部Ａは、１６ｓｅｃで目標温度に到達することになる。
【００８５】
そこで、本実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、最下点である中央部Ａへの電圧供給を優先して行い、中央部Ａと一端部Ｂの給電部３１，３２付近の温度が所定の温度α℃以下になった時点で、給電部３２への電圧供給を行う。そして、中央部Ａと一端部Ｂにおける給電部３１，３２付近の温度が所定の温度α℃以下になった時点で、他端部Ｃへの電圧供給を開始し、中央部Ａ、一端部Ｂ及び他端部Ｃの全てへの電圧供給を行う。
【００８６】
図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）の電圧供給パターンで電圧供給を行った場合の温度変化を表したグラフ図である。図１４（ｃ）に示すように、１４０℃〜１５０℃では中央部Ａにのみ電圧供給を行い、その時点で一端部Ｂは１６０℃から１５０℃に自然冷却される。従って、１５０℃の時点では中央部Ａと一端部Ｂとの温度差は所定の温度α℃以下（略同等）になっており、この時点から中央部Ａ、一端部Ｂへの電圧供給を開始する。
【００８７】
そして、１５０℃〜１６０℃では、中央部Ａと一端部Ｂへの電圧供給を行い、その時点で、他端部Ｃは１８０℃から１６０℃に自然冷却される。従って、１６０℃時点では中央部Ａと一端部Ｂ及び他端部Ｃとの温度差は所定の温度α℃以下になっており、この時点から、中央部Ａ、一端部Ｂ及び他端部Ｃの全ての電極１１，１２，１３からの電圧供給を開始する。これにより、効率的な立ち上げを実現することができ、１２秒間で目標温度に到達させることができる。このため、図１３（ｂ）に示した電圧供給パターンのような周期的な立ち上げに比べてΔ４ｓｅｃだけ、立ち上げ時間を短縮することが可能となる。
【００８８】
次に、本実施形態に係る定着装置２７を備える画像形成装置５０の動作について、図１５（ａ）の制御フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００８９】
即ち、ステップＳ５０において、制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から第１ジョブの印字情報（第１印字情報）を受信する（第１印字情報入手）。制御部７００は、印字情報から通紙サイズを決定し、給電部３１，３２，３３それぞれから入手した温度検知情報に基づき、検知温度の最も低い電極１１からの通電を開始する（Ｓ５１、Ｓ５２）。
【００９０】
その後、ステップＳ５３において、制御部７００は、画像形成動作を開始しつつ、最も温度の低い給電部の温度から、２番目に温度の低い給電部の温度を減算した結果が、所定の温度α℃以下であるか否かを判断する。ここで、所定の温度α℃以下である場合はステップＳ５４に進み、所定の温度α℃を超える場合はステップＳ５２を、所定の温度α℃以下になるまで繰り返す。
【００９１】
ステップＳ５４では、印字領域内の、最も温度の低い給電部に対応する電極と、２番目に温度の低い給電部に対応する電極とから通電を開始する。
【００９２】
そして、ステップＳ５５において、制御部７００は、２番目に温度の低い給電部の温度から、３番目に温度の低い給電部の温度を減算した結果が、所定の温度α℃以下（略同等）であるか否かを判断する。ここで、所定の温度α℃以下である場合はステップＳ５６に進み、所定の温度α℃を超える場合はステップＳ５４を、所定の温度α℃以下になるまで繰り返す。
【００９３】
そして、ステップＳ５６において、制御部７００は、電極１１，１２，１３の全てから電圧印加を開始する。その後、ステップＳ５７において、制御部７００が、第１ジョブの印字情報（第１印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ５８において、第１ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。なお、本実施形態においても、所定の温度α℃は、温度検知センサ７ａ，７ｂ，７ｃの公差内の温度である。
【００９４】
図１５（ｂ）は、本実施形態における効果をまとめたものである。即ち、図１５（ｂ）に示すように、定着装置２７の立ち上げの初期段階では、最も温度の低い中央部Ａのみに電圧供給を行い、中央部Ａを立ち上げる。そして、２番目に温度の低い一端部Ｂ、３番目に温度の低い他端部Ｃを、最も温度の低い中央部Ａの温度と、これ以外の一端部Ｂ及び他端部Ｃの温度と一定になった時点で、電圧供給を開始する。このため、中央部Ａが目標温度に到達するまでは、各部の電圧をＯＦＦするタイミングもないため、従来に比べ４ｓｅｃほど早く、目標温度に到達することができる。
【００９５】
本実施形態では、制御部７００は、温度検知センサ７ｂより温度検知センサ７ｃの検知温度が高い場合には、温度検知センサ７ａの検知温度が温度検知センサ７ｂ，７ｃのいずれの検知温度より低いときに給電部３１のみから給電する。そして、定着ニップ部Ｎに前回通紙されたシートのサイズより大きいサイズのシートの通紙に際して、温度検知センサ７ａの検知温度と温度検知センサ７ｂの検知温度との差が所定値（α）以下になった時点で（略同等）、給電部３１及び電部３２から給電する。さらに、温度検知センサ７ｂの検知温度と温度検知センサ７ｃの検知温度との差が所定値以下になった時点で、給電部３１〜３３の全てから給電する制御を行う。
【００９６】
以上の本実施形態によると、第１の実施形態と同様に、最も温度の低い部位への電圧供給を優先して行い、電極付近の温度が一定になった時点で各電極に同時進行的に電圧を供給することが可能になる。このため、効率的な立ち上げ目標を達成し、効率的に目標温度に到達させることが可能になる。これにより、小サイズシート通紙時の端部昇温を防止しつつ、大サイズシート通紙時には長手方向の温度分布を均一にして、端部定着性不良やフィルム破損等の不都合の発生を防止することが可能になる。
【００９７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係る定着装置２７について、図１６（ａ），（ｂ）、図１７及び図１８を参照して説明する。本実施形態においても、図７の制御ブロック図と、給電部３１〜３３を有する加熱源３を示す図８とを併せて参照する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の部材には同一符号を付すと共に、構成、機能が同じものについてはその説明を省略する。
【００９８】
温度ムラのある状態で、小サイズシート通紙後の大サイズシート通紙を行う場合、定着の温度分布をフラットにするためには、温度の低い中央部Ａに優先的に電圧を供給し、目標温度に切り替えることが効率的である。しかし、例えば電極１１→電極１２→電極１３の順に電圧を供給した場合には、温度の高い一端部Ｂ及び他端部Ｃは早く目標温度に到達して、一定時間ＯＦＦするようになる時間が発生する（図１３（ｂ）参照）。従って、電極１１→電極１２→電極１３の順で電圧供給した場合に、電圧供給が必要な電極１１と電圧供給が不要な電極１２，１３とで電力ムラが生じフリッカが発生する可能性がある。
【００９９】
そこで本実施形態では、この問題を解決するために、給電部３１〜３３を有する加熱源３において、スイッチングにより給電部を切り替える際に、切り替え前の給電部から入力する電力の合計（総電力）と、切り替え後の給電部からの電力の合計（総電力）との差が、所定の値以内となるように制御する。例えば、所定の電力差は、切り替え前の電力の２５％以内であること、もしくはフリッカメータ（不図示）を用いた測定においてＰＳＴ値（１０分間のフリッカ値）が１以下であるようにすることができる。
【０１００】
例えば、２本のヒータ（発熱体）を有し、各ヒータが小サイズシート通紙時と大サイズシート通紙時に用いられる場合があるが、小サイズシート通紙時の端部昇温を全て除去することは難しく、放熱により端部の温度が低くなり、中央部Ａと一端部Ｂ及び他端部Ｃとの温度差が無くなるまで待たなければならない。これに対し、本実施形態では、温度差がある状態でも制御することが可能で、時間の短縮を図ることができ、スイッチング時の電圧ムラも抑止することが可能である（図１７（ａ），（ｂ）参照）。なお、図１７（ｂ）において、破線は本実施形態の制御を行わない場合の改善１における温度変化を示し、◇は本実施形態の制御を行う場合の改善２における一端部Ｂの温度変化を示す。また、□は本実施形態の制御を行う場合の改善２における中央部Ａの温度変化を示し、△は本実施形態の制御を行う場合の改善２における他端部Ｃの温度変化を示す。
【０１０１】
本実施形態における制御部７００は、温度検知センサ７ａ〜７ｃのうちで検知温度が最も低い検知センサに対応する給電部に電圧を印加し、検知温度が最も低い検知センサに対応する給電部の温度と、この給電部以外の温度とが一致した場合に、この温度が一致した全ての給電部から同時進行的に同一電圧を印加するように制御する。制御部７００は、給電部３１〜３３の切り替え前後の電力差が所定の電力差以下となるように、切り替え前の給電部からの電力を低下させるように制御する。本実施形態では、前述したように、所定の電力差は、切り替え前の電力の２５％以内の値であるか、もしくは、フリッカメータを用いた測定においてＰＳＴ値（１０分間のフリッカ値）が１以下の値であるように制御する。
【０１０２】
即ち、本実施形態の制御部７００は、給電制御において、給電部３１〜３３の全てから給電しつつ給電部３１〜３３のうちの切り替え前の給電部から供給した電力の合計と、切り替え後の給電部から供給する電力の合計との差が所定の電力差以下となるように制御する。つまり、制御部７００は、給電部３１〜３３の切り替え前後の電力差が所定の電力差以下となるように、ヒータ制御部１１８を介して、切り替え前の給電部からの電力を下げるように制御する。これにより、温度差がある状態でも制御することができ、時間の短縮を図ることができ、スイッチング時の電圧ムラも生じることがない。
【０１０３】
ここで、図１６（ａ），（ｂ）は、加熱源３の長手方向の中央部Ａ、一端部Ｂ、他端部Ｃのいずれかに電源（ＡＣ電源）３５から電圧を印加する、ヒータ制御部１１８の切替えスイッチ３７（図７参照）の具体的構成を示す図である。
【０１０４】
図１６（ａ）では、中央部Ａ、一端部Ｂ、他端部Ｃに夫々対応する電極１１，１２，１３に接続された各切替えスイッチ３７に１つずつ電源３５が直列的に接続されている。また、図１６（ｂ）では、中央部Ａ、一端部Ｂ、他端部Ｃに対応する電極１１，１２，１３に接続された各切替えスイッチ３７に、１つの電源３５が並列的に接続されている。これらの場合、切替えスイッチ３７には、機械的なスイッチでも、トライアック（登録商標）等の半導体スイッチでも用いることが可能である。
【０１０５】
次に、本実施形態に係る定着装置２７を備える画像形成装置５０の動作について、図１８に示す制御フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【０１０６】
即ち、ステップＳ７０において、ＣＰＵ７０１を有する制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から第１ジョブの印字情報（第１印字情報）を受信する（第１印字情報入手）。また、制御部７００は、給電部３１，３２，３３それぞれの温度検知情報を入手し、ＡＣ電圧を通電するパターンと、電極１１〜１３のうちの供給すべき電極とを選択し、選択した電極からの通電を開始する（Ｓ７１、Ｓ７２）。
【０１０７】
その後、ステップＳ７３において、制御部７００が、第１ジョブの印字情報（第１印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ７４において、第１ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【０１０８】
続いて、ステップＳ７５において、制御部７００は、操作部１００もしくはホストコンピュータ（不図示）から第２ジョブの印字情報（第２印字情報）を受信する（第２印字情報入手）。そして、制御部７００は、第２印字情報のシートサイズと第１印字情報のシートサイズとを比較し（Ｓ７６）、第２印字情報のシートサイズが第１印字情報のシートサイズ以下である場合に、第１印字情報の通電パターンを継続する（Ｓ７７）。そして、ステップＳ７８において、選択した電極からの通電を開始する。
【０１０９】
その後、ステップＳ７９において、制御部７００が、第２ジョブの印字情報（第２印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ８０において、第２ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【０１１０】
一方、ステップＳ７６にて、制御部７００は、第２印字情報のシートサイズと第１印字情報のシートサイズとを比較した結果、第２印字情報のシートサイズが第１印字情報のシートサイズより大きい場合は、まず、給電部３１〜３３夫々の温度検知センサ７ａ〜７ｃによる検知温度を入手する（Ｓ８１）。
【０１１１】
そして、ステップＳ８２において、制御部７００は、両端部Ｂ，Ｃにおける検知温度から中央部Ａにおける検知温度を減算した値（温度差）が所定の温度α℃以下であるか否かを判断する。その結果、この温度差が所定の温度α℃以下である場合、制御部７００は、電極１１，１２，１３からそれぞれに電圧印加を開始する（Ｓ８３）。
【０１１２】
その後、ステップＳ８４において、制御部７００が、通電パターン切り替え前に供給された総電力と、切り替え後に電極１１〜１３から印加した総電力を減算した値が、所定の電力以下となっているか否かを判断する。その結果、減算した値が所定の電力以下である場合にはステップＳ８５に進み、減算した値が所定の電圧を超える場合には、ステップＳ８７において電圧調整しつつ、ステップＳ８３、Ｓ８４を繰り返す。
【０１１３】
そして、ステップＳ８５では、制御部７００が、第２ジョブの印字情報（第２印字情報）に基づく画像形成動作を開始した後、ステップＳ８６において、第２ジョブの印字情報に基づく画像形成動作を終了する。
【０１１４】
一方、ステップＳ８２における比較の結果、温度差が所定の温度α℃を超える場合、制御部７００は、通電パターンを決定し（Ｓ８７）、中央部Ａに対応する電極１１のみから電圧印加を開始する（Ｓ８８）。そして、制御部７００は、両端部Ｂ，Ｃにおける検知温度から中央部Ａにおける検知温度を減算した値（温度差）が所定の温度α℃以下になったか否かを判断する（Ｓ８９）。さらに、制御部７００は、この温度差が所定の温度α℃以下になるまでステップＳ８７、Ｓ８８を繰り返し、所定の温度α℃以下になった時点で、ステップＳ８３に進み、上述と同様の処理を行う（Ｓ８４、Ｓ８５、Ｓ８６、Ｓ８７）。
【０１１５】
以上の本実施形態によれば、第１の実施形態と略同様の効果が得られると共に、温度差がある状態でも制御することができ、時間の短縮を図ることができ、スイッチング時の電圧ムラも抑止することが可能になる。
【０１１６】
なお、前述した第１〜第３の実施形態では、温度検知センサ７ａを第１温度検知手段とし、温度検知センサ７ｂ，７ｃを第２温度検知手段としたが、この構成に限定されるものではない。即ち、温度検知センサ７ａを含む他の温度検知センサを配置して第１温度検知手段として構成し、温度検知センサ７ｂ，７ｃを含む他の温度検知センサを配置して第２温度検知手段として構成することも可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
２…加圧ローラ（加圧回転体）／３…加熱源（発熱体）／４…定着フィルム（加熱回転体，加熱ベルト）／７ａ…温度検知センサ（第１温度検知手段）／７ｂ…温度検知センサ，一端側温度検知手段（第２温度検知手段）／７ｃ…温度検知センサ，他端側温度検知手段（第２温度検知手段）／１７…加熱ユニット／１９，２０，２３…帯電ローラ，感光ドラム，現像スリーブ（画像形成手段）／２５…転写ローラ（転写手段）／２７…定着装置（定着手段）／３１…給電部（第１給電部）／３２…給電部，一端側給電部（第２給電部）／３３…給電部，他端側給電部（第２給電部）／５０…画像形成装置／７００…制御部（制御手段）／Ａｒ１…通紙領域／Ａｒ２，Ａｒ３…非通紙領域／Ｎ…定着ニップ部／Ｐ…シート／α…所定の温度（所定値）
【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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