(57)【要約】【課題】高精度な温度予測を行うことで加熱部材の熱による劣化を抑制することが可能な画像定着装置、画像形成装置及びプログラムを提供する。【解決手段】電源オンを制御部が検知すると（Ｓ１０１）、加熱制御部は、電源オフからの経過時間情報を計時部から取得し（Ｓ１０２）、所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ１０３）。演算部は、予測演算に必要な情報を温度検知部、電力検出部及び記憶部から取得し（Ｓ１０４）、加熱ロールの温度を初期温度として、加熱ロールの表面温度を予測する制御についての予測演算を行う（Ｓ１０５）。加熱制御部は、加熱ロールの表面温度に温度ムラが有るか否かを判断し（Ｓ１０６）、温度ムラありと判断すると制御方法の決定を行い（Ｓ１０７）、ウォームアップ動作してレディ状態にする（Ｓ１０８〜１１０）。加熱ロールの弾性層の層厚情報を補正するか否かを判断し、必要に応じ補正する（Ｓ１１１〜１１３）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源と、
前記発熱源により加熱される所定幅の加熱領域を有する加熱部材と、
前記加熱部材に対峙して設けられ、用紙に転写されたトナー像を当該加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、
前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測手段と、
前記予測手段による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定手段と、
を含む画像定着装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項３】
前記予測手段での所定の演算は、前記発熱源の前記複数の発熱分布の情報と前記加熱部材の幅方向の熱伝導の情報と当該加熱部材から周囲空気への熱移動の情報と当該加熱部材から当該加熱部材を保持する保持部材への熱移動の情報とを用いた演算であることを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項４】
定着可能な状態での前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、
前記予測手段による予測結果と前記温度検知手段による検知結果との差を算出して前記加熱部材の劣化を検出する劣化検出手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体に対して転写せしめる転写装置と、
前記転写装置により転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、
を含み、
前記定着装置は、
互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源と、
前記発熱源により加熱される所定幅の加熱領域を有する加熱部材と、
前記加熱部材に対峙して設けられ、用紙に転写されたトナー像を当該加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、
前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測手段と、
前記予測手段による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
用紙に転写されたトナー像を加圧部材と共に用紙に定着する加熱部材の加熱領域を、互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源で加熱する際に当該発熱源を制御するコンピュータ装置に、
前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測機能と、
前記予測機能による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定機能と、を実現させるプログラム。
【請求項８】
前記決定機能は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記コンピュータ装置に、
定着可能な状態での前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知機能と、
前記予測機能による予測結果と前記温度検知機能による検知結果との差を算出して前記加熱部材の劣化を検出する劣化検出機能と、
を更に実現させることを特徴とする請求項７に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像定着装置、画像形成装置及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、まず有機感光体等からなる像保持体の表面に、公知の電子写真プロセスにより形成した静電潜像をトナー像保持体に現像する。次いでこのトナー像を転写装置により記録媒体（用紙など）に静電的に転写した後、定着装置によりトナー像を記録媒体に定着させることにより画像形成が行われる。
【０００３】
この定着装置は、一般に、回転駆動される加熱ロールと加圧ロールとからなる熱定着ロールを備えている。これらの熱定着ロール間に形成された接触幅（ニップ）部分を、トナーが転写された記録媒体が通過することにより、記録媒体に熱と圧力が加えられる。これにより、記録媒体上の未定着トナーが溶融・固着（定着）され、その後に画像形成装置外に排出される。
【０００４】
画像形成装置使用中に加熱源から高温の熱を受け続ける加熱ロールの長寿命化には、加熱ロールを所定の温度で安定化させることが必要である。そのため、例えば温度検知センサによって加熱ロールの表面温度を検知し、加熱源のオンオフや加熱源の切り替えを制御する技術が用いられる。
【０００５】
一方、熱エネルギー保存則に基づく方程式を解いて計算で温度予測する技術は一般的に知られており、例えば、内側にランプヒータを内蔵したローラ本体の各部の温度分布を計算によって容易かつ正確にシミュレーションする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、ランプヒータが有するフィラメントの内、コイル状に巻回された発光部の各位置から放射された熱を重ね合わせることによって、ローラ本体の各部に与えられる熱量を算出し、かつ、算出された熱量に基づき、ローラ本体の各部の温度分布を算出する構成が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９０４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、高精度な温度予測を行うことで加熱部材の熱による劣化を抑制することが可能な画像定着装置、画像形成装置及びプログラム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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源と、前記発熱源により加熱される所定幅の加熱領域を有する加熱部材と、前記加熱部材に対峙して設けられ、用紙に転写されたトナー像を当該加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測手段と、前記予測手段による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定手段と、を含む画像定着装置である。
請求項２に記載の発明は、前記決定手段は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置である。
請求項３に記載の発明は、前記予測手段での所定の演算は、前記発熱源の前記複数の発熱分布の情報と前記加熱部材の幅方向の熱伝導の情報と当該加熱部材から周囲空気への熱移動の情報と当該加熱部材から当該加熱部材を保持する保持部材への熱移動の情報とを用いた演算であることを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置である。
請求項４に記載の発明は、定着可能な状態での前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記予測手段による予測結果と前記温度検知手段による検知結果との差を算出して前記加熱部材の劣化を検出する劣化検出手段と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像定着装置である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体に保持されたトナー像を記録媒体に対して転写せしめる転写装置と、前記転写装置により転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着装置と、を含み、前記定着装置は、互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源と、前記発熱源により加熱される所定幅の加熱領域を有する加熱部材と、前記加熱部材に対峙して設けられ、用紙に転写されたトナー像を当該加熱部材と共に用紙に定着する加圧部材と、前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測手段と、前記予測手段による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定手段と、を含む画像形成装置である。
請求項６に記載の発明は、前記決定手段は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、用紙に転写されたトナー像を加圧部材と共に用紙に定着する加熱部材の加熱領域を、互いに異なる複数の発熱分布の相互の切り替えが可能な発熱源で加熱する際に当該発熱源を制御するコンピュータ装置に、前記発熱源による前記加熱部材の加熱が開始される際に当該発熱源による加熱後の当該加熱部材の前記加熱領域の温度分布を所定の演算により予測する予測機能と、前記予測機能による予測結果を基に、前記発熱源の前記複数の発熱分布の中から前記加熱部材の加熱に用いる一又は複数の発熱分布と当該一又は複数の発熱分布での加熱時間とを、当該加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になるように決定する決定機能と、を実現させるプログラムである。
請求項８に記載の発明は、前記決定機能は、前記一又は複数の発熱分布と前記加熱時間とを、前記加熱部材の前記加熱領域での温度差が所定値以下になると共に定着可能な状態に加熱されるまでの時間が所定範囲内になるように決定することを特徴とする請求項７に記載のプログラムである。
請求項９に記載の発明は、前記コンピュータ装置に、定着可能な状態での前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知機能と、前記予測機能による予測結果と前記温度検知機能による検知結果との差を算出して前記加熱部材の劣化を検出する劣化検出機能と、を更に実現させることを特徴とする請求項７に記載のプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１によれば、高速な温度予測演算に基づいた最適な温度制御を実現でき、従来よりも高精度な温度予測を行うことで加熱部材の熱による劣化を抑制することが可能になる。
請求項２によれば、加熱部材内の温度差を最小化するような制御を実現し、加熱部材の加熱時の部分的なオーバーヒートの発生を低減することが可能になる。
請求項３によれば、装置固有の情報と装置設置環境及び劣化状況を考慮した温度予測演算により従来よりも温度予測の精度を高めることが可能になる。
請求項４によれば、加熱部材の劣化を毎加熱時に検知するため従来よりも正確に検出することが可能になり、タイムリーにその結果を温度予測演算に反映させることにより高精度な温度予測が可能になる。
請求項５によれば、従来よりも定着装置の長寿命化することにより画像形成装置の信頼性が向上する。
請求項６によれば、加熱部材内の温度差を最小化するような制御を実現し、加熱部材の加熱時の部分的なオーバーヒートの発生を低減することが可能になる。
請求項７によれば、従来のセンサでの温度検知による制御よりも高速で高精度な制御が可能となるため、加熱部材の劣化を抑制することが可能になる。
請求項８によれば、加熱部材内の温度差を最小化するような制御を実現し、加熱部材の加熱時の部分的なオーバーヒートの発生を低減することが可能になる。
請求項９によれば、加熱部材の劣化を従来よりも正確に検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像定着装置を有する画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる無端状の中間転写ベルト（トナー像の保持体）１５と、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を転写材としての用紙に一括転写（二次転写）させる二次転写装置（転写装置）２０と、二次転写された画像を用紙上に定着させる定着装置（定着器）４１と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１３】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム（像保持体）１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲に電子写真用デバイスが配設されている。すなわち、これらの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが帯電される帯電器１２と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３（図１において露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４と、が配設されている。また、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７と、が配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）の順に配置されている。
【００１４】
また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトである。この中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２と、を有する。他の各種ロールとして、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３３と、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２２と、を有している。
【００１５】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対向して設けられた中間転写モジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。
【００１６】
二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール２１と、その対向ロールとしてのバックアップロール２２と、を備えている。すなわち、二次転写ロール２１は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２２に圧接配置されている。このように構成された二次転写装置２０によって、中間転写ベルト１５上に多重転写された可視像が、後述する用紙トレイ３５から搬送された用紙に転写される。
【００１７】
バックアップロール２２の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３４が設けられている。
【００１８】
二次転写位置の上流側には、用紙を収容する用紙トレイ３５が設けられ、また、二次転写位置の下流側には定着装置４１が設けられている。そして、用紙トレイ３５に集積された用紙は、所定のタイミングで取り出されて二次転写装置２０による二次転写位置へ搬送されて二次転写された後に、定着装置４１と搬送される。
ここで、定着装置４１は、加熱ロール（加熱部材）４２と、加熱ロール４２に内蔵されるハロゲンランプ（発熱源、加熱源）４３と、加熱ロール４２に対向配置される加圧ロール（加圧部材）４４と、を備えている。詳細は後述する。
【００１９】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２０】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋでは、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。
【００２１】
二次転写装置２０では、用紙への二次転写のタイミングに合わせ、中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて二次転写ロール２１がバックアップロール２２に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙は、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２１との間に挟み込まれる。そして、二次転写ロール２１に対向電極として転写電界が形成され、二次転写ロール２１とバックアップロール２２とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に保持された未定着トナー像が用紙に静電転写される。
その後、トナー像が静電転写された用紙は、二次転写ロール２１によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送される。そして、定着装置４１における最適な搬送速度に合わせて速度が変えられて、用紙が定着装置４１まで搬送される。用紙上の未定着トナー像は、定着装置４１によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙上に定着される。定着画像が形成された用紙は、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。
一方、用紙への転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ３４によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００２２】
図２は、定着装置４１を構成する加熱ロール４２、ハロゲンランプ４３及び加圧ロール４４の横断面図である。
図２に示すように、定着装置４１の加熱ロール４２は、鉄やアルミニウム等のコア層（基材）４２ｒと、このコア層４２ｒを覆うシリコンゴム等の弾性層４２ｃと、コア層４２ｒの中心部に設けられた加熱用のハロゲンランプ（熱源）４３と、を備えている。また、加圧ロール４４は、コア層４４ｒと、このコア層４４ｒを覆う弾性層４４ｃと、を備えている。
なお、加熱ロール４２の弾性層４２ｃを図示しない離型層が更に覆うように構成することができ、また、加圧ロール４４の弾性層４４ｃを図示しない離型層が更に覆うように構成することができる。また、加熱ロール４２は、弾性層４２ｃを有するいわゆるソフトロールであるが、弾性層４２ｃを有しないいわゆるハードロールで構成することも考えられる。また、加圧ロール４４にも、加熱ロール４２が備えているハロゲンランプ４３を設けることも考えられる。
【００２３】
このように構成された加熱ロール４２及び加圧ロール４４は、次のような作用を有する。すなわち、搬送されてきた用紙は、加圧ロール４４により加熱ロール４２に、例えば０．１〜０．８ＭＰａの圧力で押圧される。そして、用紙の表面側に保持されているトナー像のトナー樹脂が加熱溶融され、用紙に定着される。なお、本実施の形態では、加熱ロール４２及び加圧ロール４４を用いて定着装置４１を構成しているが、他の構成、例えばロールにベルトを張架した構成を採用することも可能である。
【００２４】
図３は、加熱ロール４２の支持構造を説明する概略図である。
図３に示すように、加熱ロール４２は、各端部が支持体（保持部材）４５，４６で支持されており、これにより、定着装置４１の一部として設置されている。この支持体４５，４６は、例えば鉄やアルミニウム等の金属で形成されている。
【００２５】
図４及び図５は、加熱ロール４２が内蔵するハロゲンランプ４３ａ，４３ｂについての説明図である。具体的には、図４の（ａ）は、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの構成を説明するための概略図であり、（ｂ）は、ハロゲンランプ４３ａによる発熱分布を示すグラフであり、（ｃ）はハロゲンランプ４３ｂによる発熱分布を示すグラフである。また、図５の（ａ）〜（ｆ）は、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの組み合わせによる発熱分布を示すグラフである。各グラフの縦軸は発熱量（Ｗ）、横軸は加熱ロール４２の一端部からの離間距離（ｍｍ）である。なお、ここにいう発熱分布とは、発光強度を表すものをいい、ハロゲンランプ４３ａ又はハロゲンランプ４３ｂの全体のワッテージに対して相対値で表されている。すなわち、発光分布を軸方向（グラフの横軸方向）に積分すると、全体のワット数になる。
図４の（ａ）に示すように、加熱ロール４２は、ハロゲンランプ４３として２本のハロゲンランプ４３ａ，４３ｂを内部に備えている。これら２本のハロゲンランプ４３ａ，４３ｂは、互いに配光が異なるものである。すなわち、ハロゲンランプ４３ａには、加熱ロール４２の軸方向での両端部（各端部）に発光部が配置され、ハロゲンランプ４３ｂには、加熱ロール４２の中央部（両端部に挟まれている軸方向での中間部）に発光部が配置されている。このため、ハロゲンランプ４３ａは、図４の（ｂ）に示すように、加熱ロール４２の各端部を加熱し、ハロゲンランプ４３ｂは、図４の（ｃ）に示すように、加熱ロール４２の中間部を加熱する。言い換えると、加熱ロール４２の各端部は、主にハロゲンランプ４３ａにより加熱され、加熱ロール４２の中間部は、主にハロゲンランプ４３ｂにより加熱される。このような構成によって、加熱ロール４２に加熱領域Ｒが形成されている。
【００２６】
これらのハロゲンランプ４３ａ，４３ｂは、制御部４０（図１参照）により加熱制御される。すなわち、制御部４０は、加熱ロール４２がハロゲンランプ４３ａにより加熱されると共にハロゲンランプ４３ｂにより加熱されるように加熱状態を制御する。
【００２７】
また、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂは、両者のエネルギー比率を変更するように制御部４０により加熱制御される。すなわち、制御部４０は、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂとの間の相対的な発熱量を変更するように制御する。したがって、加熱ロール４２の各端部での給熱量と中間部での給熱量との比率を変更可能に構成されている。その詳細は後述する。
【００２８】
なお、本実施の形態では、上述したように、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの両方で加熱ロール４２を加熱する制御を行うものであるが、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂのいずれか一方により加熱ロール４２を加熱する制御も考えられる。また、本実施の形態では、ハロゲンランプ４３を２本のハロゲンランプ４３ａ，４３ｂで構成しているが、それ以外の数のハロゲンランプ例えば１本又は３本で構成することも考えられる。
【００２９】
図５の（ａ）に示す発熱分布（発光パターン、配熱パターン）は、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂとが１：１の場合（Ａパターン）であり、同図の（ｂ）に示す発熱分布は、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂとが０．５：０．５の場合（Ｂパターン）である。このように、加熱ロール４２の各端部及び中間部の全域に亘って加熱するときに、その発熱量を変えることができるように構成されている。
【００３０】
また、図５の（ｃ）に示す発熱分布は、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂとが１：０．５の場合（Ｃパターン）であり、同図の（ｄ）に示す発熱分布では、１：０．２の場合（Ｄパターン）である。また、同図の（ｅ）に示す発熱分布は、ハロゲンランプ４３ａとハロゲンランプ４３ｂとが０．５：１の場合（Ｅパターン）であり、同図の（ｆ）に示す発熱分布では、０．２：１の場合（Ｆパターン）である。このように、加熱ロール４２の各端部と中間部とで、発熱量を変えることができるように構成されている。
【００３１】
図６は、定着装置４１の構成を示すブロック図である。
図６に示すように、定着装置４１は、加熱ロール４２の表面温度を検知する温度検知部（温度検知手段）４７と、ハロゲンランプ４３（図４の（ａ）に示すハロゲンランプ４３ａ，４３ｂ）に電力を供給する電源４８と、電源４８からハロゲンランプ４３へ供給される電圧及び電流（電力）を検出する電力検出部４９と、を備えている。また、定着装置４１は、各種の情報を記憶する記憶部５０と、加熱ロール４２の表面温度分布の予測演算を行う演算部５１と、演算部５１の演算結果を基に電源４８の出力を制御する加熱制御部５２と、を備えている。また、定着装置４１は、画像形成装置の図示しない主電源がオフになってからの経過時間を計時（カウント）する計時部（タイマー）５３と、加熱ロール４２の劣化を検出する劣化検出部（劣化検出手段）５４と、を備えている。なお、演算部５１及び加熱制御部５２により予測手段を構成することができる。また、加熱制御部５２により決定手段を構成することができる。
【００３２】
温度検知部４７は、加熱ロール４２の軸方向において互いに異なる複数個所の表面温度を検知する。具体的には、温度検知部４７は、軸方向中央部分の表面温度を検知し、かつ、軸方向一端部分の表面温度を検知する。ここにいう表面温度とは、初期温度ないし雰囲気温度と同じものをいう。温度検知部４７は、検知した表面温度を演算部５１及び劣化検出部５４に送信する。
【００３３】
電源４８は、加熱制御部５２の制御に基づいてハロゲンランプ４３ａ，４３ｂへ電力を供給する。具体的には、電源４８は、加熱制御部５２から、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの各々の供給電力量及び供給時間についての指示を受け、その指示に従ってハロゲンランプ４３ａ，４３ｂへの電力供給を行う。
【００３４】
電力検出部４９は、電源４８からハロゲンランプ４３ａへ供給される電圧及び電流を検出すると共に電源４８からハロゲンランプ４３ｂへ供給される電圧及び電流を検出し、その検出結果を演算部５１に送信する。
【００３５】
記憶部５０は、演算部５１が予測演算を行うのに必要な各種の情報を記憶する。すなわち、記憶部５０は、加熱ロール４２のコア層４２ｒ（図２参照）及び弾性層４２ｃ（図２参照）の材質、厚み（層厚）及び長さを記憶するほか、熱容量及び熱伝導率を記憶する。その一例を具体的に列挙すると、例えば、コア層４２ｒの断面積Ａr（ｍ2）と熱伝導率λr（Ｗ／ｍ3・Ｋ）及び弾性層４２ｃの断面積Ａcと熱伝導率λcである。また、コア層４２ｒの内周面の表面積Ａin及び弾性層４２ｃの外周面の表面積Ａoutである。
また、記憶部５０は、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの各々の発熱分布（図４の（ｂ）及び（ｃ）参照）を記憶する。すなわち、ハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの軸方向の各点における発熱量を予め取得し、記憶する。
また、記憶部５０は、加熱ロール４２の表面及び内部への放熱条件と支持体４５，４６への放熱条件とを記憶する。その一例を具体的に列挙すると、コア層４２ｒの内周面から空気への熱伝達係数αin（Ｗ／ｍ2・Ｋ）、弾性層４２ｃの外周面から空気への熱伝達係数αout（Ｗ／ｍ2・Ｋ）及びコア層４２ｒから支持体４５，４６への熱伝達係数αsである。
【００３６】
演算部５１は、温度検知部４７により検知された表面温度と、電力検出部４９による検出結果と、記憶部５０に記憶されている情報と、を用いて所定の演算を行うことで、加熱ロール４２の軸方向における表面温度分布を算出する。演算部５１により算出された表面温度分布は、加熱制御部５２及び劣化検出部５４に送信される。本実施の形態では、このように表面温度分布を予測する構成を採用している。具体的な演算については、後述する。
【００３７】
加熱制御部５２は、演算部５１により算出された表面温度分布に基づいてハロゲンランプ４３ａ，４３ｂについての制御パターンを決定する。すなわち、加熱制御部５２は、演算部５１により予測された表面温度分布を用いてハロゲンランプ４３ａ，４３ｂの点灯時間及び発光強度を決定する。そして、加熱制御部５２は、決定した制御パターンに従って電源４８の出力を制御する。
【００３８】
計時部５３は、画像形成装置の主電源オフからの経過時間を計時し、経過時間情報として加熱制御部５２に出力する。計時部５３により計時された経過時間は、画像形成装置の主電源がオンになった時点の詳細状態を加熱制御部５２で予測するのに用いられる。
【００３９】
劣化検出部５４は、温度検知部４７により検知された表面温度と演算部５１により演算された表面温度分布を用いて、加熱ロール４２の劣化を検出する。すなわち、劣化検出部５４は、温度検知部４７による実際の表面温度と演算部５１による予測値との誤差を基に、加熱ロール４２の弾性層４２ｃの劣化状態を推定する。劣化検出部５４は、弾性層４２ｃの劣化を検出すると、記憶部５０に予め記憶されている情報、例えば制御パターンの書き換えを記憶部５０に指示する。
【００４０】
図７は、画像形成装置の主電源がオンになった後の処理手順を示すフローチャートである。図８の（ａ）〜（ｃ）の各々は、定着装置４１の加熱ロール４２（図６参照）の軸方向における予測温度分布を示すグラフであり、縦軸が温度（℃）、横軸がロール軸方向位置（ｍｍ）である。
図７に示すフローチャートでは、画像形成装置の図示しない主電源がオン（電源オン）になったことを制御部４０（図１参照）が検知すると（ステップ１０１）、加熱制御部５２（図６参照）は、直近の主電源オフ時からの経過時間情報を計時部５３（図６参照）から取得し（ステップ１０２）、画像形成装置の初期状態を把握するために所定時間が経過したか否かを判断する（ステップ１０３）。すなわち、加熱制御部５２は、定着装置４１の加熱ロール４２の表面温度が常温にまで下がっているか否かを判断する。具体的には、加熱ロール４２の冷却に十分な時間が経過していれば、ステップ１０４に進んで予測制御についての処理手順を行い、その一方で、そのような時間が経過していなければ、図７の処理手順を終了する。
【００４１】
ステップ１０３について付言すると、加熱ロール４２の冷却に十分な時間が経過していると加熱制御部５２が判断したときには、温度検知部４７は、検知した温度を温度情報として演算部５１に送信する。また、電力検出部４９（図６参照）は、検出した電力を電力情報として演算部５１に送信する。そして、ステップ１０４に進む。なお、加熱ロール４２の冷却に十分な時間が経過しているときには、図８の（ａ）に示すように、加熱ロール４２の軸方向における各位置の温度が略均一になっていることを予測演算の前提とする。
【００４２】
このようにして、演算部５１は、予測演算に必要な情報として、温度情報及び電力情報を温度検知部４７及び電力検出部４９から取得する（ステップ１０４）。また、演算部５１は、予測演算に必要な他の情報を記憶部５０から読み出すことで取得する（ステップ１０４）。その後、演算部５１は、加熱ロール４２の温度を初期温度として、加熱ロール４２の表面温度を予測する制御（温度予測制御）についての予測演算を行う（ステップ１０５）。
【００４３】
ここで、ステップ１０５における温度予測の演算について説明する。
図９は、加熱ロール４２の温度予測モデルを説明するための図であり、加熱ロール４２の軸方向に沿って切断した断面図を概略的に示すものである。
図９に示す温度予測モデルは、加熱ロール４２を軸方向に沿ってｎ個のセルに分割している。そのセル幅（分割幅）をｄｘとする。ある位置ｉ（ｉ＝１〜ｎ）での温度をＴiとし、弾性層４２ｃ及びコア層４２ｒで厚さ方向に温度分布を持たず、各セル内温度は均一とする。図９には、加熱ロール４２の弾性層４２ｃにおける軸方向熱伝導により出入りする熱量ｑ１と、加熱ロール４２のコア層４２ｒにおける軸方向熱伝導により出入りする熱量ｑ２と、が図示されている。また、図９には、加熱ロール４２の内面（コア層４２ｒの内周面）から空気へ移動する熱量ｑ３と、加熱ロール４２の表面（弾性層４２ｃの外周面）から空気へ移動する熱量ｑ４と、が図示されている。また、図９には、加熱ロール４２のコア層４２ｒから支持体４５へ移動する熱量ｑ５と、加熱ロール４２のコア層４２ｒから支持体４６へ移動する熱量ｑ６と、ハロゲンランプ４３により加熱ロール４２に供給されるランプ発熱量ｑlampと、が図示されている。
【００４４】
図９を参照しながら、位置ｉ＝２〜ｎ−１のセルの表面温度Ｔiの求め方について説明する。なお、表面温度Ｔi-1，Ｔi+1は、位置ｉのセルに隣接する他のセルの表面温度をいうものとする。
弾性層４２ｃで軸方向熱伝導により出入りする熱量ｑ１を、断面積Ａc、熱伝導率λcから、
【００４５】
【数１】
2009156968.tif 000003
とし、コア層４２ｒで軸方向熱伝導により出入りする熱量ｑ２を、断面積Ａr、熱伝導率λrから、
【００４６】
【数２】
2009156968.tif 000004
とする。
【００４７】
また、加熱ロール４２の内面（コア層４２ｒの内周面）から空気へ移動する熱量ｑ３を、表面積Ａin及び内部空気への熱伝達係数αinから、
【００４８】
【数３】
2009156968.tif 000005
とし、加熱ロール４２の表面（弾性層４２ｃの外周面）から空気へ移動する熱量ｑ４を、表面積Ａout及び外部空気への熱伝達係数αoutから、
【００４９】
【数４】
2009156968.tif 000006
とする。なお、Ｔairは外気温度である。
【００５０】
そして、加熱ロール４２に供給されるランプ発熱量をｑlampとすると、加熱ロール４２の熱収支合計の熱量Ｑは、上記式１〜式４より、
【００５１】
【数５】
2009156968.tif 000007
である。なお、ランプ発熱量ｑlampは、供給される電流と電圧とが電力検出部４９により検知され、その検出結果から供給電力量として算出されるものである。
【００５２】
一方、ある時間ｄｔ（秒）にセルの温度がｄＴ（Ｋ）変化する場合に、このセルに蓄積される熱量Ｑ（Ｗ）は、弾性層４２ｃ及びコア層４２ｒの各熱容量Ｃ（Ｊ／ｍ3・Ｋ）と弾性層４２ｃの体積Ｖcとコア層４２ｒの体積Ｖrとから、
【００５３】
【数６】
2009156968.tif 000008
である。そこで、式５及び式６より微分方程式
【００５４】
【数７】
2009156968.tif 000009
を解いて、加熱ロール４２の位置ｉ＝２〜ｎ−１における各セルの表面温度Ｔiを予測する。
【００５５】
次に、加熱ロール４２の両端部の位置ｉ＝１，ｎのセルの表面温度Ｔ1，Ｔnの求め方について説明する。表面温度Ｔ1，Ｔnについては、支持体４５，４６への熱移動を考慮するため、位置ｉ＝２〜ｎ−１の場合とは異なる式で予測する必要がある。なお、加熱ロール４２のコア層４２ｒのみが支持体４５，４６に接しているものとする。
【００５６】
支持体４５へ移動する熱量ｑ５を、支持体４５への熱伝達係数αs45、ロール断面積Ａc、及び支持体４５の温度Ｔh45から、
【００５７】
【数８】
2009156968.tif 000010
とし、加熱ロール４２の内部の熱伝導ｑ１'は、
【００５８】
【数９】
2009156968.tif 000011
とする。なお、式９には、弾性層４２ｃの熱伝導が含まれていない。
【００５９】
ある時間ｄｔ（秒）にセルの温度がｄＴ（Ｋ）変化する場合に、このセルに蓄積される熱量Ｑ（Ｗ）は、
【００６０】
【数１０】
2009156968.tif 000012
として、式１０と式３，式４，式８及び式９とから微分方程式
【００６１】
【数１１】
2009156968.tif 000013
を解いて位置ｉ＝１のセルの表面温度Ｔ1を予測する。
【００６２】
同様に、支持体４６へ移動する熱量ｑ６を、支持体４６への熱伝達係数αs46、ロール断面積Ａc、及び支持体４６の温度Ｔh46から、
【００６３】
【数１２】
2009156968.tif 000014
とし、加熱ロール４２の内部の熱伝導ｑ１''は、
【００６４】
【数１３】
2009156968.tif 000015
として、式１０と式３，式４，式１２及び式１３から微分方程式
【００６５】
【数１４】
2009156968.tif 000016
を解いて位置ｉ＝ｎのセルの表面温度Ｔnを予測する。なお、式１３には、弾性層４２ｃの熱伝導が含まれていない。
【００６６】
付言すると、本実施の形態では、放熱係数（熱伝達係数α）を予め記憶しておき、外気への熱量の移動と両端部への熱の移動（放熱）とを同時に解いて温度予測を行うものである。すなわち、本実施の形態では、外気への熱量の移動と両端部への熱の移動に関し、実測データを入力して熱伝導とランプ熱から求めた温度分布を補正するものではない。
【００６７】
図７に戻って、処理手順についての説明を続ける。
演算部５１は、ステップ１０５での演算結果によって軸方向の最大温度差（軸方向の温度ムラ）Δｔ（図８の（ｂ）参照）を求め、加熱制御部５２に送信する。そして、加熱制御部５２は、軸方向に関して加熱ロール４２の表面温度に温度ムラが有るか否かを判断する（ステップ１０６）。すなわち、加熱制御部５２は、演算部５１から取得した最大温度差Δｔが許容値以下かどうかを判断する。ここで用いる許容値は、予め記憶部５０に記憶されており、加熱制御部５２は、記憶部５０から読み出すことにより許容値を取得する。
【００６８】
加熱制御部５２は、ステップ１０６において、最大温度差Δｔが許容値以下で温度ムラがないと判断したときには、ステップ１１０に進み、また、最大温度差Δｔが許容値を超えて温度ムラがあると判断したときには、制御方法の決定を行い（ステップ１０７）、後述するウォームアップ動作に移行する。
【００６９】
ステップ１０７での制御方法の決定について更に説明する。制御方法の決定が行われる事項としては、点灯時間及び配熱パターンである。
点灯時間の決定では、配熱組み合わせパターンの中から１つ又は複数のパターンを選択し、各パターンの点灯時間を決定する。一例をもって説明すると、温度ムラが有るか否かの判断に用いられる許容値が１０℃で、温度検知部４７による検知温度が１６０℃に達するまでのウォームアップ時間の許容値（時間損失許容値）は、２５秒−１秒であるとする。したがって、制御部４０は、電源オン時のウォームアップ時には、これら２つの許容値以内になるように制御する必要がある。
【００７０】
加熱制御部５２は、ある温度・電力状態における電源オン時の温度と時間を次のように予測したとする。すなわち、選択されている発熱分布は、図５の（ａ）に示すＡパターンがデフォルトに設定されている場合に、予測ウォームアップ時間は２５秒、予測温度差は２０度であることを予測したとする。この予測結果は、予測温度差である最大温度差Δｔが許容値の１０℃を超えており、判定が「×」となっているため、制御方法を変更する必要がある。そこで、加熱制御部５２は、発熱分布の候補を抽出する。この候補の抽出については、記憶部５０（図６参照）に抽出のアルゴリズムを予め記憶しておき、必要に応じて読み出される。
【００７１】
仮に、候補Ｉとして、Ａパターン及びＥパターンを抽出し、また、候補ＩＩとして、Ａパターン及びＦパターンを抽出したとする。その場合の抽出のアルゴリズムについて付言すると、この例の場合には、記憶されたＡパターンからＦターンまでの中で電力最大であるＡパターンを優先的に使い、かつ、両端部の温度が高いとの温度予測がなされたために、両端部の配熱が低いＥパターン又はＦパターンを候補として抽出したものである。
【００７２】
図１０は、候補Ｉ及び候補ＩＩについて配熱パターンの点灯時間を変えた温度予測の結果を示す表である。上述した候補Ｉ及び候補ＩＩの場合に、加熱制御部５２が、候補Ｉ，ＩＩで配熱パターンの点灯時間を変えた温度予測を実施することで、図１０に示す結果を得る。この結果を用いて温度差及び損失時間について判定を行い、どちらも許容値内であるもの（最適パターン）を制御方法として採用する。すなわち、総合判定が「○」のものは、候補ＩＩのイであり、具体的には、Ａパターンの点灯時間が１５秒、Ｆパターンの点灯時間が１０．２秒の制御方法である。この制御方法によれば、予め設定されたウォームアップタイムからの時間遅れ許容値が−０．２秒であり、かつ、最大温度差Δｔは、５．７℃であり、いずれも許容値の範囲内である。
なお、本実施の形態では、総合判定が「○」の制御方法が１つであるが、もし、総合判定が「○」の制御方法が複数ある場合には、消費電力が少ないもの又は時間損失の少ないものを採用することが考えられる。
【００７３】
図７に戻って、ステップ１０７により制御方法が決定された後に行われるウォームアップ動作について説明する。まず、加熱制御部５２は、ハロゲンランプ４３の点灯を開始し（ステップ１０８）、その制御を行う（ステップ１０９）。このような制御は、温度検知を行わず、決定された点灯時間及び配熱パターンを基に行われる。また、このような制御は、ハロゲンランプ４３への電力のカットオフ制御（デューティサイクル変更）で実現される。
【００７４】
そして、加熱制御部５２は、決定された配熱パターンで決定された点灯時間だけ点灯させると、ウォームアップ動作を終了し、レディ(Ready)状態にする（ステップ１１０）。具体的に説明すると、まずＡパターンで１５秒点灯した後にＦパターンに切り替えて１０．２秒点灯してレディ状態にする。
【００７５】
そして、温度検知部４７は、加熱ロール４２の表面の温度検知を行い（ステップ１１１）、劣化検出部５４に検知温度を送信する。劣化検出部５４は、その検知温度と加熱制御部５２による予測温度との差を演算部に演算させ、演算結果により劣化の有無を判断する。すなわち、劣化検出部５４は、検知温度と予測温度との差により、加熱ロール４２の劣化を検出する。
【００７６】
更に説明すると、加熱制御部５２による制御により、加熱ロール４２の表面が所定の温度にまで昇温する。しかしながら、長期間の使用に伴う劣化によって加熱ロール４２の弾性層４２ｃの層厚変化が生じると、加熱制御部５２による予測温度と温度検知部４７による検知温度との間に誤差が生じる。そのような誤差は、予測制御の精度を低下させてしまう。そこで、劣化検出部５４は、予測温度と検知温度との差分を基に、加熱ロール４２の弾性層４２ｃの層厚情報を補正するか否かを判断する（ステップ１１２）。
【００７７】
劣化検出部５４は、層厚情報を補正する必要があると判断すると、検知温度に基づいて弾性層４２ｃの層厚を計算する。そして、劣化検出部５４は、記憶部５０に記憶されている弾性層４２ｃの層厚を書き換えることで、情報補正を行う（ステップ１１３）。付言すると、次回の予測制御の際には、書き換えられた情報を用いて温度予測の演算が行われる。
【００７８】
層厚情報の補正について具体的に説明すると、図８の（ｃ）に示すように、予測温度よりも検知温度の方が高くなっており、これにより、劣化検出部５４は、弾性層４２ｃの層厚が薄くなったことを検出できる。そして、劣化検出部５４は、弾性層４２ｃの層厚の補正が必要と判断すると、検知温度を基に弾性層４２ｃの層厚を演算部５１に算出させる。
【００７９】
図１１は、本実施の形態によるウォームアップ制御を行った場合（最適化後）のレディ状態の温度分布とウォームアップ制御なしの場合（制御なし）のレディ状態の温度分布とを比較して示したグラフであり、縦軸は温度（℃）、横軸は加熱ロール４２の軸方向の位置（ｍｍ）である。
図１１に示すように、加熱ロール４２での通紙域Ｐの両端側において、一点鎖線で示す制御なしの場合よりも実線で示す最適化後の場合の方がレディ状態の均一な温度分布になる。また、その温度ムラは、温度許容値としての例えば１０℃以下のときに、許容範囲内になる。その一方で、通紙域Ｐの外では加熱ロール４２の温度上昇が抑制され、電力の効率的活用を図ることが可能になる。
更に説明すると、例えば、２本のハロゲンランプ４３ａ，４３ｂを定格電力で同時に点灯すると、２５秒ほどでレディ状態に到達する場合に、図５の（ａ）及び（ｆ）を切り替えることでレディ状態の温度ムラが解消され、また、切り替えによるウォームアップタイムの損失は０．２秒程度である。
【００８０】
図１２は、供給電力差によるウォームアップ制御の差を説明するグラフであり、縦軸が加熱ロール４２の表面温度（℃）、横軸が経過時間（秒）である。なお、図１２の破線は定格電力（定格電流）の場合を示し、実線は電力ばらつきが＋１０％の場合を示し、一点鎖線は電力ばらつきが−１０％の場合を示している。
図１２に示すように、供給電力の差により温度上昇の時間変化が大きく変わる。例えば、表面温度が１６０℃に達するとレディ状態になるとすると、定格電力のときには、約２５秒でレディ状態になる。このため、特に電力ばらつきが＋１０％のときには、必要以上に高い温度に達することが考えられる。そこで、それぞれの最適タイミングと配熱パターンで制御を行うと、環境変動によらず、安定したレディ温度が確保できる。このように、最適制御の選択によるオーバーヒートの減少を図ることが可能になり、加熱ロール４２の長寿命化が可能になる。
【００８１】
図１３は、加熱ロール４２の弾性層４２ｃの層厚劣化による予測誤差の補正を説明するグラフであり、縦軸が温度（℃）、横軸が加熱ロール４２の軸方向の位置（ｍｍ）である。
図１３に示す実線は、加熱ロール４２の初期状態の場合の予測温度分布であり、弾性層４２ｃが劣化して層厚が５％薄くなった場合（破線で図示）と比べると、弾性層４２ｃの層厚劣化による予測誤差が生じる。そして、図７のステップ１１３での情報補正を行うことにより、層厚に応じた高精度な予測制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施の形態に係る画像定着装置を有する画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置を構成する加熱ロール、ハロゲンランプ及び加圧ロールの横断面図である。
【図３】加熱ロールの支持構造を説明する概略図である。
【図４】（ａ）は、ハロゲンランプの構成を説明するための概略図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、ハロゲンランプによる発熱分布を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、ハロゲンランプの組み合わせによる発熱分布を示すグラフである。
【図６】定着装置の構成を示すブロック図である。
【図７】画像形成装置の主電源がオンになった後の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、定着装置の加熱ロールの軸方向における予測温度分布を示すグラフである。
【図９】加熱ロールの温度予測モデルを説明するための図である。
【図１０】候補Ｉ及び候補ＩＩについて配熱パターンの点灯時間を変えた温度予測の結果を示す表である。
【図１１】本実施の形態によるウォームアップ制御を行った場合（最適化後）のレディ状態の温度分布とウォームアップ制御なしの場合（制御なし）のレディ状態の温度分布とを比較して示したグラフである。
【図１２】供給電力差によるウォームアップ制御の差を説明するグラフである。
【図１３】加熱ロールの弾性層の層厚劣化による予測誤差の補正を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
４０…制御部、４１…定着装置、４２…加熱ロール、４２ｃ，４４ｃ…弾性層、４２ｒ，４４ｒ…コア層、４３，４３ａ，４３ｂ…ハロゲンランプ、４４…加圧ロール、４５，４６…支持体、４７…温度検知部、４８…電源、４９…電力検出部、５０…記憶部、５１…演算部、５２…加熱制御部、５３…計時部、５４…劣化検出部
【図１】
2009156968.tif 000017
【図２】
2009156968.tif 000018
【図３】
2009156968.tif 000019
【図４】
2009156968.tif 000020
【図５】
2009156968.tif 000021
【図６】
2009156968.tif 000022
【図７】
2009156968.tif 000023
【図８】
2009156968.tif 000024
【図９】
2009156968.tif 000025
【図１０】
2009156968.tif 000026
【図１１】
2009156968.tif 000027
【図１２】
2009156968.tif 000028
【図１３】
2009156968.tif 000029