JP2005234469A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力を抑えながら安定した定着を行うことができる定着装置を提供する。
【解決手段】 定着装置８は、定着ローラ８１、加圧ローラ８２、加熱ローラ８３、クリーニングローラ８４、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３、制御部１１０および電源装置１１１を備える。定着ローラ８１と加圧ローラ８２とは圧接し、加熱ローラ８３およびクリーニングローラ８４はそれぞれ加圧ローラ８２に圧接する。定着ローラ８１内に複数のハロゲンランプＨＬ１、ＨＬ２が設けられ、加熱ローラ内にハロゲンランプＨＬ３が設けられる。また、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は定着ローラ８１の温度を周期的に検出し、サーミスタＴＨ３は加熱ローラ８３の温度を周期的に検出する。制御部１１０は、管理テーブルに基づきサーミスタＴＨ１〜ＴＨ３から取得した検出温度に応じてハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の点灯状態を制御する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、定着装置に関し、特に、複数の加熱手段を備える定着装置に関する。

定着装置を備えた電子写真方式の画像形成装置では、現像剤が付着した用紙（記録媒体）が、定着ローラ（加熱ローラ）と加圧ローラとで挟み込まれ搬送されることによって、現像剤が用紙に加圧および溶融されて定着する。

現像剤が定着される用紙のサイズには様々あり、定着ローラおよび加圧ローラのローラ幅よりも狭い用紙幅の用紙が両ローラ間を通過した場合、用紙が通過しない部分のローラの温度は用紙が通過した部分のローラの温度より高くなる。用紙が通過した部分は用紙に熱を奪われるが、用紙が通過しない部分はそのような熱損失がないからである。したがって、幅の狭い用紙を連続して定着した場合、用紙が通過しない部分のローラの温度が許容範囲を超えて上昇する場合がある。

このため、定着ローラの軸方向に複数のヒータを設け、定着ローラの軸方向の各部で加熱状態を異ならせる技術が提案されている。

例えば、複数のヒータを点灯させる場合に、まず１つのヒータを点灯させ、次に、所定時間経過後に他のヒータを点灯させるように制御する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、複数のヒータの点灯順序を記憶しておき、この記憶した順序で複数のヒータを点灯させるとともに、消灯させるときは点灯させた順序で消灯させるように制御する技術がある（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献１の技術は、ヒータの点灯時の突入電流を小さくしてヒータの制御素子にかかる負担を軽減させようとする技術であり、特許文献２の技術は、複数のヒータの点灯回数を平均化させ、ヒータの寿命を延ばそうとする技術である。
特開平８−１１０７３１号公報 特開２００１−１１７４０９公報

ところで、最近の画像形成装置では、印刷スピードの高速化に対応するとともに安定した定着を行うために、定着装置の熱容量がアップされている。一方、商用電源の電力容量による制限や省エネ等に対応するため、消費電力をなるべく抑える必要がある。

上述の従来の技術では、ヒータの点灯時の突入電流を抑制できたとしても、繰り返し行われる定着動作の全体的な消費電力を抑えることはできない。

この発明の目的は、消費電力を抑えながら安定した定着を行うことができる定着装置を提供することにある。

この発明の定着装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。

（１）定着動作中に、互いに圧接し現像剤が付着した記録媒体を挟み込んで搬送する２個の回転部材と、少なくとも一方の前記回転部材を加熱する複数の加熱手段と、前記回転部材の温度を周期的に検出する検出手段と、前記検出手段から取得された温度情報と前記温度情報に応じた前記加熱手段の加熱力との関係を示すテーブルデータを含み、前記テーブルデータに基づいて前記加熱手段の加熱力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この構成においては、回転部材は複数の加熱手段によって加熱され、回転部材の温度が検出手段によって周期的に検出される。そして、制御手段は、検出手段で検出された回転部材の温度に応じた過熱手段の過熱力をテーブルデータに基づいて決定し、加熱手段の加熱力を制御する。

（２）前記加熱手段によって加熱される加熱ローラをさらに備え、前記２個の回転部材は、定着ローラおよび加圧ローラを含み、前記定着ローラは、複数の前記加熱手段によって内部から加熱され、前記加圧ローラは、前記加熱ローラによって外周面から加熱されることを特徴とする。

この構成においては、定着ローラは、複数の加熱手段によって加熱されるので、複数の加熱手段がそれぞれオン・オフされることで定着ローラの各部の加熱状態が異なる。また、加圧ローラは、加熱ローラによって外周面から加熱される。

（３）前記加熱手段は、前記定着ローラの軸方向の中央部と両端部とに配置されることを特徴とする。

この構成においては、加熱手段が定着ローラの軸方向の中央部と両端部とに配置されるので、加熱手段がそれぞれオン・オフされることで定着ローラの軸方向の各部の加熱状態が異なる。

（４）前記制御手段は、複数のテーブルデータを備え、前記複数のテーブルデータを選択的に使用することを特徴とする。

この構成においては、制御手段は複数のテーブルデータを備え、複数のテーブルデータの中から適宜適切なテーブルデータが選択されて使用される。

（５）前記複数のテーブルデータは、それぞれ前記定着動作の状態に応じたデータであることを特徴とする。

この構成においては、制御手段は、定着動作の開始直後、定着動作中、または、定着動作の休止中（待機中）等の定着動作の状態に応じた複数のテーブルデータを備え、定着動作の状態に応じて適切なテーブルデータが選択的に使用される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）回転部材の温度が周期的に検出されるので、回転部材の温度の変化に応じた加熱力となるように加熱手段を随時制御することができる。また、テーブルデータに基づいて加熱手段の加熱力が制御されるので、回転部材の検出温度に基づいて加熱手段の過熱力を適切に制御することができる。

（２）定着ローラは複数の加熱手段によって加熱されるので、定着ローラの各部の加熱状態を異ならせることができる。

（３）加熱手段が定着ローラの軸方向の中央部と両端部とに配置されるので、定着ローラの軸方向の各部の加熱状態を異ならせることができる。

（４）制御手段が複数のテーブルデータを備えるので、複数のテーブルデータの中から適宜適切なテーブルデータを選択して使用することができる。

（５）定着動作の状態に応じて適切なテーブルデータが選択的に使用されるので、定着動作の状態に応じてローラの温度が適切に制御される。

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置の概略構成図である。この実施形態に係る定着装置８を備える画像形成装置１００は、ネットワークを介して接続された外部機器（例えば、パーソナルコンピュータなどの画像処理装置やスキャナ装置などの画像読取装置）から入力された画像データに基づいて、電子写真方式の画像形成プロセスを経て、用紙に画像を形成する。

画像形成装置１００は、感光体ドラム３を備える。感光体ドラム３は、図１において時計方向に回転する。感光体ドラム３の周囲には、帯電装置５、光走査ユニット１１、現像装置２、転写装置６、クリーニングユニット４および除電装置１２が、感光体ドラム３の回転方向に沿ってこの順序で配置される。感光体ドラム３、帯電装置５、光走査ユニット１１、現像装置２、転写装置６、クリーニングユニット４および除電装置１２によって、画像形成部が構成される。

帯電装置５は、感光体ドラム３の周面を均一に帯電させる。光走査ユニット１１は、均一に帯電された感光体ドラム３上に光像を走査して静電潜像を書き込む。現像装置２は、光走査ユニット１１によって書き込まれた静電潜像を、現像剤補給容器７から供給される現像剤を用いて顕像化し、トナー像を形成する。転写装置６は、感光体ドラム３上に形成されたトナー像を用紙に転写する。クリーニングユニット４は、転写装置６による転写後に感光体ドラム３上に残留した現像剤を除去する。除電装置１２は、感光体ドラム３の周面の電荷を除去する。

画像形成装置１００の底部に、記録媒体としての用紙を収容する供給トレイ１０が配置される。供給トレイ１０に収容された用紙は、ピックアップローラ１６等によって１枚ずつレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によって、感光体ドラム３上に形成されたトナー像と同期させるタイミングで、転写装置６と感光体ドラム３との間に供給される。

転写装置６と感光体ドラム３との間を通過することでトナー像が転写された用紙は、定着装置８に搬送される。定着装置８は、定着ローラ８１および加圧ローラ８２を備え、トナー像が転写された用紙を定着ローラ８１と加圧ローラ８２とで加熱および加圧することで、トナー像を用紙上に定着させる。定着装置８の詳細については後述する。

画像が形成された用紙は、搬送ローラ２５によってさらに搬送され、切換えゲート９を用紙の搬送力で押し上げて図１において実線で示す状態とし、積載トレイ１５側に向けて搬送される。そして、用紙の排出先が積載トレイ１５に設定されている場合は、排出ローラ２６によって積載トレイ１５に排出される。一方、両面印刷や後処理が設定されている場合、用紙は一旦排出ローラ２６によって積載トレイ１５に向けて搬送され、用紙の後端部分が切換えゲート９を通過したタイミングで排出ローラ２６が逆回転される。そして、用紙は、逆方向、すなわち用紙再供給搬送装置２１（図２参照）や後処理装置２２が配置されている方向（切換えゲート９の左側）に向けて搬送される。このとき、切換えゲート９は、図１における実線の状態から破線の状態に自重によって切り換わっている。

両面印刷が行われる場合、用紙は用紙再供給搬送装置２１を通過して表裏が反転された状態で再びレジストローラ１４に供給される。後処理がなされる場合、用紙は中継搬送装置２３を介して後処理装置２２に搬送され、後処理装置２２において後処理がなされる。

また、画像形成装置１００はさらに、上述のような画像形成動作を統括して制御するＣＰＵ、および外部機器からの画像データの入力を受け付けるインターフェイス等を含む制御部１１０、ならびに、画像形成装置１００の各部に電力を供給する電源装置１１１を備える。

図２は、図１に示す画像形成装置を含む画像形成システムの概略構成図である。画像形成システム２０は、画像形成装置１００、多段式用紙供給装置２７、用紙供給装置２８、画像読取装置２４、用紙再供給搬送装置２１、後処理装置２２、および、中継搬送装置２３を備える。

多段式用紙供給装置２７は、画像形成装置１００の下方に配置され、多段の用紙供給トレイ２７ａ〜２７ｃを有する。用紙供給装置２８は、多段式用紙供給装置２７に隣接して配置され、大量の用紙を収容する。画像形成装置１００は、多段式用紙供給装置２７から送られてくる用紙を画像形成部に受け入れる用紙受入部１７、および用紙供給装置２８から送られてくる用紙を画像形成部に受け入れる拡張用紙受入部１８を備える。

画像読取装置２４は、セットされた原稿の画像を露光走査して光電変換素子であるＣＣＤ上に結像し、原稿の画像を電気的信号に変換して画像データとして出力する。画像読取装置２４から出力され画像形成装置１００に入力された画像データは、画像形成装置１００の制御部１１０で、画像補正やラスタライズ等の画像処理が施された後に、光走査ユニット１１から光信号として出力される。また、画像読取装置２４は、原稿の片面だけでなく両面を略同時に読み取る機能を有し、さらに、多数の原稿を順次搬送して読み取るための自動原稿搬送装置２４ａを備える。

用紙再供給搬送装置２１は、画像形成装置１００の側面に装着され、用紙の表裏を反転させるための用紙反転搬送路を備える。定着装置８を通過して片面に画像が形成された用紙は、用紙再供給搬送装置２１の用紙反転搬送路を経由することで、表裏が反転された状態で再び画像形成部に供給され、裏面にも画像が形成される。

中継搬送装置２３は、用紙再供給搬送装置２１と後処理装置２２との間に配置され、画像形成装置１００から用紙再供給搬送装置２１を介して搬送されてきた用紙を、後処理装置２２に向けて搬送する。

後処理装置２２は、用紙排出部２２ａ、用紙排出部２２ｂ、排紙トレイ２２ｃ、２２ｄを備え、所定枚数の用紙に対してステープル処理を施す機能、Ｂ４やＡ３などの用紙を紙折りする機能、および、ファイリング用の穴をあけるパンチ機能などを有する。用紙排出部２２ａは、画像形成装置１００から搬送されてきた画像形成された用紙を、特別な処理をすることなく排紙トレイ２２ｃに排出する。用紙排出部２２ｂは、画像形成装置１００から搬送され、ステープル、パンチ等の後処理が選択的にまたは組み合わされて施された用紙を、排紙トレイ２２ｄに排出する。

図３は、定着装置８の概略構成図である。定着装置８は、定着ローラ８１、加圧ローラ８２、加熱ローラ８３、クリーニングローラ８４、制御部１１０、および電源装置１１１を備える。この実施形態では、定着装置８の制御部および電源装置として、画像形成装置１００を統括的に制御する制御部１１０、および画像形成装置１００の各部に電源を供給する電源装置１１１が、兼用されている。

定着ローラ８１と加圧ローラ８２とは所定の圧力で圧接される。また、加熱ローラ８３およびクリーニングローラ８４は、加圧ローラ８２の外周面にそれぞれ所定圧力で接触するように配置される。

定着ローラ８１は、アルミウム、鉄、またはそれらの合金で形成される導電性の芯金を有する。この実施形態では、定着ローラ８１の芯金は、鉄系の冷間圧延炭素鋼鋼管が引き抜き等で所定の外径、肉厚に加工され、その後研磨加工を施されて外径４０ｍｍ、肉厚１．３ｍｍに形成される。また、図示していないが、定着ローラ８１の両端部は、外径３０ｍｍ、肉厚１．５ｍｍになるように絞り加工を施され、ボールベアリング（ころがり軸受）に支持される。定着ローラの芯金の表面は、パーカライジング処理（リン酸塩被膜処理）を施され、錆の発生が抑制されている。

定着ローラ８１の芯金の両端部を除く外周面には、フッ素系樹脂が、中間層を介して表面絶縁層としてコーティングされ、加熱溶融されたトナーとの離形性能が維持される。フッ素系樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、または、これらの混合体が用いられる。その他、フッ素系樹脂として、耐熱性、離形性の観点から、例えば、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂、またはフッ素ゴムラテックスを含む材料を、それぞれ単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることもできる。また、フッ素系樹脂層は、塗布および焼成、または、チューブ被覆等で形成される。

中間層は、表面絶縁層としてのフッ素系樹脂とパーカライジング処理された炭素鋼鋼管の表面との接着性を高めるためのものである。この実施形態では、中間層として、ゴム系またはレジン系接着材等の絶縁性プライマが用いられる。なお、中間層として、上述の絶縁性プライマの他に、導電性プライマを用いることもできる。

定着ローラ８１の内部には、加熱手段として、定格電力８２０ＷのハロゲンランプＨＬ１と、定格電力４５０ＷのハロゲンランプＨＬ２とが設けられる。ハロゲンランプＨＬ１は、主として定着ローラ８１の軸方向の中央部を加熱し、ハロゲンランプＨＬ２は、主として定着ローラ８１の軸方向の両端部を加熱する。ハロゲンランプＨＬ１、ハロゲンランプＨＬ２、および後述するハロゲンランプＨＬ３は、波数制御や位相制御などの電力制御方法を用いて、所定電力が出力されるように制御される。ハロゲンランプＨＬ１およびハロゲンランプＨＬ２は、それぞれ電源装置１１１に接続される。電源装置１１１は、制御部１１０に接続され、制御部１１０からの指示に従って、ハロゲンランプＨＬ１およびハロゲンランプＨＬ２へ供給する電圧を調整する。すなわち、ハロゲンランプＨＬ１およびハロゲンランプＨＬ２のそれぞれの加熱力は、制御部１１０によって調整される。

定着ローラ８１の内周面には、耐熱吸熱層が形成される。耐熱吸熱層は、ハロゲンランプＨＬ１およびハロゲンランプＨＬ２が定着ローラ８１の内周面に放出する赤外光等の放射エネルギを効率良く吸収する。耐熱吸熱層は、例えば、変性シリコーン樹脂、無機耐熱黒顔料、および溶剤としての炭化水素などの混合物が塗布され、乾燥されて形成される。耐熱吸熱層の膜厚は２０μｍ〜３０μｍに形成される。耐熱吸熱層として、この実施形態では、耐熱塗料のオキツモ（登録商標）が用いられる。なお、耐熱吸熱層として、テツゾール（登録商標）やセルモブラック等の耐熱塗料を用いてもよい。

定着ローラ８１の外周面の近傍には、定着ローラ８１の軸方向の略中央部の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタＴＨ１と、定着ローラ８１の軸方向の端部（非駆動側の端部）の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタＴＨ２とが配置される。サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は制御部１１０に接続され、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２によって検出された温度情報は制御部１１０に入力される。サーミスタＴＨ１は、ハロゲンランプＨＬ１の通電制御に用いられ、サーミスタＴＨ２は、ハロゲンランプＨＬ２の通電制御に用いられる。このように、定着ローラ８１の加熱状況が制御部１１０によって監視される。

また、定着ローラ８１および加圧ローラ８２のそれぞれの用紙の搬送方向の下流側に、用紙の剥離を補助する上剥離爪と下剥離爪とがそれぞれ当接しており、上剥離爪または下剥離爪によって用紙が定着ローラ８１または加圧ローラ８２から剥ぎ取られる。

加圧ローラ８２は、鉄やステンレス等の導電性の芯金を供える。芯金上には、シリコ−ンゴム等の耐熱性を有する絶縁性弾性層が形成される。絶縁性弾性層の外周には、中間層が形成される。中間層の外周には、加圧ローラ８２の外周面の離型性能を向上させる表面抵抗層が形成される。中間層は、絶縁性弾性層と表面抵抗層との接着性を高めるためのものであり、この実施形態では、中間層として絶縁性プライマが用いられる。加圧ローラ８２の外径は３５ｍｍに形成される。加圧ローラ８２の表面抵抗層として、表面抵抗率が例えば１０１０Ωである素材が用いられる。なお、表面抵抗層として、表面抵抗率が１０５Ωであるものを使用することもできるが、表面抵抗率が１０７Ω〜１０１８Ωの素材が用いられることが好ましい。また、表面抵抗層の体積抵抗率は、１０７Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０１０Ω・ｃｍ以上であることがさらに好ましい。

絶縁性弾性層としては、高温加硫型シリコーンゴム（ＨＴＶ）、付加反応硬化型シリコーンゴム（ＬＴＶ）、縮合反応硬化型シリコーンゴム（ＲＴＶ）等のシリコーンゴム系のものや、フッ素ゴム、または、これらの混合物等が用いられる。具体的には、絶縁性弾性層として、例えば、ジメチルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、ビニルシリコーンゴム等のシリコーンゴム系、フッ化ビニリデンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム、テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、ホスファゼン系フッ素ゴム、フルオロポリエーテル等のフッ素ゴム等が用いられる。絶縁性弾性層として、これらのゴムを、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて用いられてもよい。絶縁性弾性層は、注型・加硫、研磨等によって形成される。

定着ローラ８１は、鉄系の冷間圧延鋼がプレス成形されたフレームに設けられたボールベアリングに、両端の絞り部分のジャーナル部が嵌合されることで、支持される。一方、加圧ローラ８２は、ステンレス等の芯金の軸部にボールベアリングが嵌合され、ボールベアリングが、フレームにカシメた支点軸から延びる荷重レバーで受けられ、定着ローラ８１の軸芯方向へ荷重バネ等によって付勢されることで、支持される。荷重バネの付勢による加圧ローラ８２の定着ローラ８１に対する圧接力は、この実施形態では、両端部の合計で７６４Ｎであるが、用紙の種類、定着ローラ８１や加圧ローラ８２の剛性、温調温度等の条件や性能によって、任意に設定可能である。

加熱ローラ８３は、アルミニウムや鉄、またはそれらの合金（ステンレス鋼を含む）材料を用いて中空ローラ状に形成される。この実施形態では、加熱ローラ８３は、アルミニウム合金製で外径１５ｍｍ、肉厚０．８５ｍｍのストレートパイプの外周面に、中間層を備え、中間層の外周にさらに表面離型層を備える。加熱ローラ８３は、内周面に、定着ローラ８１と同様の耐熱吸熱層を備える。加熱ローラ８３の内部には、加熱手段として、定格電力５００ＷのハロゲンランプＨＬ３が設けられる。ハロゲンランプＨＬ３は、加熱ローラ８３の軸方向の略全領域を加熱する。ハロゲンランプＨＬ３は、電源装置１１１に接続され、電源装置１１１は制御部１１０に接続される。ハロゲンランプＨＬ３の加熱力は、制御部１１０によって調整される。

また、加熱ローラ８３の外周面の近傍には、加熱ローラ８３の軸方向の略中央部の表面温度を検出する温度検出素子であるサーミスタＴＨ３が配置される。サーミスタＴＨ３は制御部１１０に接続され、サーミスタＴＨ３によって検出された温度情報は、制御部１１０に入力される。サーミスタＴＨ３は、ハロゲンランプＨＬ３の通電制御に用いられる。このように、加熱ローラ８３の加熱状況は制御部１１０によって監視される。

加熱ローラ８３の両端部は、すべり軸受またはころがり軸受に嵌合され、荷重バネ等によって、加圧ローラ８２に対して所定のニップを保持しながら圧接している。加熱ローラ８３は、最外周面に設けられた表面離型層によって離型性能を維持した状態で加圧ローラ８２の外周面に圧接し、熱伝導によって加圧ローラ８２の外周面を加熱する。

なお、加熱ローラ８３の中間層および表面絶縁層は、定着ローラ８１の中間層および表面絶縁層と異なる構成にすることもできるが、この実施形態では同様の構成にしている。

クリーニングローラ８４は、アルミニウムや鉄、またはそれらの合金（ステンレス鋼を含む）材料で、中空ローラまたは中実ローラに形成される。クリーニングローラ８４の両端部は、すべり軸受またはころがり軸受に嵌合される。クリーニングローラ８４は、荷重バネ等によって、加圧ローラ８２に所定のニップを保持しながら圧接する。この実施形態では、クリーニングローラ８４は、炭素鋼製で、外径を１５ｍｍに形成される。なお、ステンレス鋼製で外径が８ｍｍのクリーニングローラをさらに設けてもよい。クリーニングローラ８４の表面は、加圧ローラ８２の外周面に少量残留する現像剤を清掃するために、所定の表面粗さを有する。

制御部１１０は、上述のように、各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３から入力された温度情報に基づいて各ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の加熱力を調整し、定着ローラ８１および加圧ローラ８２の温度を所定値に制御する。

なお、この実施形態では、加熱手段としてハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３を用いたが、ハロゲンランプ以外の加熱手段を用いてもよい。また、この実施形態では、定着ローラ８１の内部にハロゲンランプＨＬ１、ＨＬ２が２本設けられ、ハロゲンランプＨＬ１、ＨＬ２がそれぞれ定着ローラ８１の中央部と両端部とを加熱するが、ハロゲンランプＨＬ１、ＨＬ２がそれぞれ加熱する領域は、これに限定されず、例えば軸方向の全領域と中央部とであってもよい。さらに、ハロゲンランプの数は、２本に限定されず、３本以上、または１本であってもよい。

また、定着ローラ８１は、上述した材料以外に、ステンレス鋼、ニッケルまたはその合金など、所定の耐熱性および機械的強度を有するものであれば使用することができる。

図４は、制御部１１０の定着装置８についての処理手順の一部を示すフローチャートである。制御部１１０のＣＰＵは、ユーザによる図示しない操作部からの各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３の設定目標温度Ｐ１〜Ｐ３の入力を受け付ける（Ｓ１）。この実施形態では、設定目標温度Ｐ１〜Ｐ３としてそれぞれ、例えば１８５℃が設定される。ＣＰＵは、各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３の検出温度Ｒ１〜Ｒ３が設定目標温度Ｐ１〜Ｐ３に到達したか否かをあらわす関数Ｑ１〜Ｑ３に、それぞれ１を設定する（Ｓ２）。そして、ＣＰＵは、図５（ａ）に示す管理テーブルを参照して、組合せパターン“８”を選択する（Ｓ３）。

ここで、関数Ｑ１〜Ｑ３には、“１”または“０”が設定される。関数Ｑ１〜Ｑ３の
“１”は、検出温度Ｒ１〜Ｒ３が対応する設定目標温度Ｐ１〜Ｐ３に到達したことを示し、“０”は、検出温度Ｒ１〜Ｒ３が対応する設定目標温度Ｐ１〜Ｐ３に未到達であることを示す。管理テーブルは、制御部１１０の図示しない記憶部に予め格納されている。

ＣＰＵは、図５（ｂ）に示す管理テーブルを参照し、選択された組合せパターン“８”に従って、全てのハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３をＯＦＦする（Ｓ４）。ＣＰＵは、各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３から順次検出温度を取得する間隔時間（制御周期）の入力を受け付ける（Ｓ５）。後述するように、ＣＰＵは、ここで入力された制御周期時間毎に各サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３から順次検出温度を取得する。

この実施形態では、サーミスタＴＨ１の検出温度から取得するので、ＣＰＵは、関数ｎに“１”を設定する（Ｓ６）。なお、サーミスタＴＨ２の検出温度の取得から始める場合は関数ｎに“２”を設定し、サーミスタＴＨ３の検出温度の取得から始める場合は関数ｎに“３”を設定するとよい。そして、ＣＰＵは、制御周期時間が経過したか否かを判定する（Ｓ７）。ＣＰＵは、制御周期時間が経過していないと判定した場合は待機状態となり、ステップＳ７の処理を繰り返す。ＣＰＵは、制御周期時間が経過したと判定した場合は、サーミスタＴＨｎから検出温度Ｒｎを取得する。ここでは、サーミスタＴＨ１から検出温度Ｒ１を取得する（Ｓ８）。

ＣＰＵは、検出温度Ｒｎと設定目標温度Ｐｎとを比較して、関数Ｑｎを設定する（Ｓ９）。ここでは例えば、定着動作が開始された直後であるため、Ｒ１＜Ｐ１となり、ＣＰＵは、Ｑ１＝０を設定する。ＣＰＵは、図５（ａ）の管理テーブルを参照して、関数Ｑｎに応じた組合せパターンを選択する（Ｓ１０）。ここでは例えば、ＣＰＵは、ステップＳ２において、Ｑ２＝１、Ｑ３＝１に設定しているので、組合せパターン“６”を選択する。

ＣＰＵは、選択した組合せパターンに従って、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３を制御する（Ｓ１１）。ＣＰＵは、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３をＯＮする場合、図５（ｂ）に示す管理テーブルの括弧内に示すレベルでハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３をＯＮする。この実施形態では、ＣＰＵは、各ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３にそれぞれ３段階のレベルを設定する。例えば、ＣＰＵは、ハロゲンランプＨＬ１ではＡ１〜Ａ３の３段階のレベルを設定し、レベルＡ１に設定された場合にハロゲンランプＨＬ１の加熱力が最も大きくなり、レベルＡ３に設定された場合にハロゲンランプＨＬ１の加熱力が最も小さくなる。ここでは、組合せパターン“６”が選択されたので、ハロゲンランプＨＬ１がレベルＡ３で点灯される。

そして、ＣＰＵは、関数ｎに“１”を加算し（Ｓ１２）、関数ｎ＝４が成立するか否かを判定する（Ｓ１３）。ＣＰＵは、関数ｎ＝４が成立しないと判定した場合、ステップＳ７の処理に戻り、ステップＳ５で入力された制御周期毎に順次サーミスタＴＨ２、サーミスタＴＨ３から検出温度を取得して、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の制御を行う。ＣＰＵは、関数ｎ＝４が成立すると判定した場合、ステップＳ６の処理に戻り、再びサーミスタＴＨ１から順に制御周期毎に検出温度を取得して、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の制御を行う。

例えば、ＣＰＵが、関数ｎ＝２を設定してステップＳ７の処理に戻った場合、ＣＰＵは、所定の制御周期時間を経過した後（Ｓ７）、サーミスタＴＨ２から検出温度Ｒ２を取得する（Ｓ８）。ここでは例えば検出温度Ｒ２が設定目標温度Ｐ２に到達していなかった場合を想定すると、ＣＰＵは、関数Ｑ２＝０を設定し（Ｓ９）、管理テーブルを参照して組合せパターン“２”を選択し（Ｓ１０）、ハロゲンランプＨＬ１をレベルＡ３からレベルＡ１に切り替え、ハロゲンランプＨＬ２をレベルＢ１で点灯させる。

また、ＣＰＵが、関数ｎ＝３を設定してステップＳ７の処理に戻った場合、ＣＰＵは、所定の制御周期時間を経過した後（Ｓ７）、サーミスタＴＨ３から検出温度Ｒ３を取得する（Ｓ８）。ここでは例えば検出温度Ｒ３が設定目標温度Ｐ３に到達していなかった場合を想定すると、ＣＰＵは、関数Ｑ３＝０を設定し（Ｓ９）、管理テーブルを参照して組合せパターン“１”を選択する（Ｓ１０）。この実施形態では、組合せパターン“１”と組合せパターン“２”とは、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の点灯状態を同一に設定しているので、この場合はＣＰＵはハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の点灯状態を変更しない。

上述の実施形態において図５に示す管理テーブルは、電源装置１１１の電圧１００Ｖ、周波数５０Ｈｚである場合の、定着動作の開始直後用の管理テーブルの一例である。各組合せパターンにおけるハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の点灯状態は、組合せパターン毎に電力を有効に活用できるように設定されている。また、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３の点灯レベルは、例えば位相制御を行う場合であれば、点灯する際の設定値の段階を表している。

定着装置８によれば、複数のサーミスタＴＨ１〜ＴＨ３によって周期的に検出温度を取得し、管理テーブルを参照して検出温度に応じてハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３を周期的に制御するので、限られた許容電力の範囲内で効率良く温度制御を行い、消費電力を抑えながら安定した定着を行うことができる。

なお、この実施形態では、全てのハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３が同時に点灯することはないように設定されている。また、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３の検出温度の取得順序は、任意に設定するとよい。さらに、サーミスタの数や制御周期は、ハロゲンランプＨＬ１〜ＨＬ３を制御する精度や制御部１１０にかかる負担等を考慮して、任意に増減することができる。

また、この実施形態では、管理テーブルの一例として、定着動作の状態が定着動作開始直後である場合の管理テーブルを示したが、制御部１１０は他にも、定着動作の状態（定着動作中、定着動作の休止中（待機中）等）や電源装置１１１の状態（電源の電圧、周波数等）に応じた複数の管理テーブルを備え、定着装置８の状態に適した管理テーブルを選択的に使用する。ＣＰＵは、例えば、定着動作開始直後用の管理テーブルと定着動作中の管理テーブルとを、印刷した用紙の枚数等によって切り替えて使用する。

さらに、定着ローラ８１および加圧ローラ８２に代えて、ベルト状の定着部材および加圧部材を用いてもよい。

この発明の実施形態に係る定着装置を備え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を含む画像形成システムの概略構成図である。 定着装置の概略構成図である。 制御部の処理手順の一部を示すフローチャートである。 管理テーブルの一例を示す図であり、（ａ）は各サーミスタの検出温度の設定目標温度への到達状況の組合せパターンを示し、（ｂ）は（ａ）で示す組合せパターンにおける各ハロゲンランプの点灯状態を示す。

符号の説明

８ 定着装置
２０ 画像形成システム
８１ 定着ローラ
８２ 加圧ローラ
８３ 加熱ローラ
８４ クリーニングローラ
１００ 画像形成装置
１１０ 制御部
１１１ 電源装置
ＨＬ１〜ＨＬ３ ハロゲンランプ
ＴＨ１〜ＴＨ３ サーミスタ

Claims (5)

1. 定着動作中に、互いに圧接し現像剤が付着した記録媒体を挟み込んで搬送する２個の回転部材と、
   少なくとも一方の前記回転部材を加熱する複数の加熱手段と、
   前記回転部材の温度を周期的に検出する検出手段と、
   前記検出手段から取得された温度情報と前記温度情報に応じた前記加熱手段の加熱力との関係を示すテーブルデータを含み、前記テーブルデータに基づいて前記加熱手段の加熱力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記加熱手段によって加熱される加熱ローラをさらに備え、
   前記２個の回転部材は、定着ローラおよび加圧ローラを含み、
   前記定着ローラは、複数の前記加熱手段によって内部から加熱され、
   前記加圧ローラは、前記加熱ローラによって外周面から加熱されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱手段は、前記定着ローラの軸方向の中央部と両端部とに配置されることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御手段は、複数のテーブルデータを備え、前記複数のテーブルデータを選択的に使用することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記複数のテーブルデータは、それぞれ前記定着動作の状態に応じたデータであることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。

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