JP2018163371A - 定着装置および定着装置の定着温度制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通紙領域に対する集中的かつ安定した加熱を可能とし、定着品質の向上と省エネルギー化を達成する。【解決手段】トナー像が形成された媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定手段と、エンドレス形状の回転体と、媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さで分割され、回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、媒体を加熱する加熱手段と、加熱手段に複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、加熱手段とともに媒体を搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、媒体の画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を切替部により素子を選択して通電し、加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴とする定着装置。【選択図】図７

Description

本実施形態は、定着装置および定着装置の定着温度制御プログラムに関する。

画像形成装置に搭載される定着装置の熱源として、ハロゲンランプを代表とする赤外線を発するランプ、あるいは、電磁誘導によりジュール熱で加熱する方式が実用化されている。

一般に、定着装置は加熱ローラ（あるいは複数のローラに掛け渡された定着ベルト）とプレスローラの対により構成されるが、定着装置の熱効率を最大化するためには出来るだけ構成要素の熱容量を低減化し、かつ、加熱領域を集中させることが求められている。この観点から見ると、前述の加熱方式では、加熱幅が広いため、広範囲に分散された熱エネルギーをニップ部分だけに集中的に与えることは難しく、熱効率を最適化することが難しい。

また、電子写真用の定着装置では、用紙搬送方向と直角方向に発熱むらが生じると、定着品質に影響する。特に、カラー印刷の場合は、発色、光沢に差異が発生する可能性がある。

更に、熱容量を極端に削減した定着装置では、用紙が通過しない部分の温度が極端に上昇するため、ヒータの反り、ベルトの劣化、搬送ローラの膨張による速度ムラなどの問題が発生する場合があった。また、用紙が通過しない部分を加熱することは、省エネルギー化の観点からも好ましくない。用紙が通過する部分のみを集中的に加熱することは、環境対応の観点からも重要な技術課題となっている。

特開２０００−２４３５３７号公報

本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、通紙領域に対する集中的かつ安定した加熱を可能とし、定着品質の向上と省エネルギー化を達成できる定着装置および定着装置の定着温度制御プログラムを提供することを目的とする。

本実施形態の定着装置は、トナー像が形成された媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定手段と、エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴とする。

実施形態１に係る定着装置が搭載される画像形成装置の構成例を示す図。 実施形態１における画像形成部の一部を拡大して示す構成図。 実施形態１におけるＭＦＰの制御系の構成例を示すブロック図。 実施形態１に係る定着装置の構成例を示す図。 実施形態１における発熱部材群の配置図。 実施形態１における発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図。 実施形態１における発熱部材群と用紙の印字領域との位置関係を説明する図。 実施形態１におけるＭＦＰの制御動作の具体例を示すフローチャート。 実施形態２における発熱部材群の配置図。 実施形態２において用紙サイズが最小の場合における発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図。 実施形態２におけるＭＦＰの制御動作の具体例を示すフローチャート。

＜実施形態１＞
図１は、本実施形態に係る定着装置が搭載される画像形成装置の構成例を示す図である。図１において、画像形成装置１０は、例えば複合機であるＭＦＰ（Multi-Function Peripherals）や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではＭＦＰを例に説明する。

ＭＦＰ１０の本体１１の上部には透明ガラスの原稿台１２があり、原稿台１２上には自動原稿搬送部（ＡＤＦ）１３が開閉自在に設けられている。また、本体１１の上部には操作パネル１４が設けられている。操作パネル１４は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を有している。

本体１１内のＡＤＦ１３の下部には、読取装置であるスキャナ部１５が設けられている。スキャナ部１５は、ＡＤＦ１３によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、密着型イメージセンサ１６（以下、単にイメージセンサと呼ぶ）を備えている。イメージセンサ１６は、主走査方向（図１では奥行方向）に配置されている。

イメージセンサ１６は、原稿台１２に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台１２に沿って移動しながら、原稿画像を１ライン分ずつ読み取る。これを原稿サイズ全体にわたって実行し１ページ分の原稿の読み取りを行う。また、ＡＤＦ１３によって送られる原稿の画像を読み取る場合、イメージセンサ１６は、固定位置（図示の位置）にある。

更に、本体１１内の中央部にはプリンタ部１７を有し、本体１１の下部には、各種サイズの用紙Ｐを収容する複数の給紙カセット１８を備えている。プリンタ部１７は、感光体ドラムと、露光装置としてＬＥＤを含むレーザ露光器１９を有し、レーザ露光器１９からの光線によって感光体を走査して画像を生成する。

プリンタ部１７は、スキャナ部１５で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データを処理して用紙に画像を形成する。プリンタ部１７は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを含む。画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト２１の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置されている。また、レーザ露光器１９も画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応した複数の走査ヘッド１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋを有している。

図２は、画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち、画像形成部２０Ｋを拡大して示す構成図である。尚、以下の説明において各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは同じ構成であるため、画像形成部２０Ｋを例に説明する。

画像形成部２０Ｋは、像担持体である感光体ドラム２２Ｋを有する。感光体ドラム２２Ｋの周囲には、回転方向ｔに沿って帯電チャージャ２３Ｋ、現像器２４Ｋ、一次転写ローラ（転写器）２５Ｋ、クリーナ２６Ｋ、ブレード２７Ｋ等を配置している。感光体ドラム２２Ｋの露光位置には、走査ヘッド１９Ｋから光を照射し、感光体ドラム２２Ｋ上に静電潜像を形成する。

画像形成部２０Ｋの帯電チャージャ２３Ｋは、感光体ドラム２２Ｋの表面を一様に帯電する。現像器２４Ｋは、現像バイアスが印加される現像ローラ２４ａによりブラックのトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム２２Ｋに供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ２６Ｋは、ブレード２７Ｋを用いて感光体ドラム２２Ｋ表面の残留トナーを除去する。

また、図１に示すように、画像形成部２０Ｙ〜２０Ｋの上部には、現像器２４Ｙ〜２４Ｋにトナーを供給するトナーカートリッジ２８を設けている。トナーカートリッジ２８は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーカートリッジを含む。

中間転写ベルト２１は、循環的に移動する。中間転写ベルト２１は、駆動ローラ３１および従動ローラ３２に張架される。また中間転写ベルト２１は感光体ドラム２２Ｙ〜２２Ｋに対向して接触している。中間転写ベルト２１の感光体ドラム２２Ｋに対向する位置には、一次転写ローラ２５Ｋにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム２２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト２１に一次転写する。

中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ３１には、二次転写ローラ３３を対向して配置している。駆動ローラ３１と二次転写ローラ３３間を用紙Ｐが通過する際に、二次転写ローラ３３により二次転写電圧が用紙Ｐに印加される。そして中間転写ベルト２１上のトナー像を用紙Ｐに二次転写する。中間転写ベルト２１の従動ローラ３２付近には、ベルトクリーナ３４を設けている。

また、図１で示すように、給紙カセット１８から二次転写ローラ３３に至る間には、給紙カセット１８内から取り出した用紙Ｐを搬送する給紙ローラ３５が設けられている。更に、二次転写ローラ３３の下流には定着装置３６が設けられている。また、定着装置３６の下流には搬送ローラ３７が設けられている。搬送ローラ３７は用紙Ｐを排紙部３８に排出する。更に、定着装置３６の下流には、反転搬送路３９が設けられている。反転搬送路３９は、用紙Ｐを反転させて二次転写ローラ３３の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用される。図１、図２は本発明の実施の一例を示すものであり、定着装置３６以外の画像形成装置部分の構造を限定するものではなく、公知の電子写真方式画像形成装置の構造を用いることができる。

図３は、実施形態１におけるＭＦＰ１０の制御系５０の構成例を示すブロック図である。制御系５０は、例えば、ＭＦＰ１０全体を制御するＣＰＵ１００、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１２０、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２、入出力制御回路１２３、給紙・搬送制御回路１３０、画像形成制御回路１４０、定着制御回路１５０を備えている。

ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１２０あるいはＲＡＭ１２１に記憶されるプログラムを実行することにより画像形成のための処理機能を実現する。ＲＯＭ１２０は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラムおよび制御データなどを記憶する。ＲＡＭ１２１は、ワーキングメモリである。ＲＯＭ１２０（あるいはＲＡＭ１２１）は、例えば、画像形成部２０や定着装置３６等の制御プログラムと制御プログラムが使用する各種の制御データを記憶する。本実施形態における制御データの具体例としては、用紙中の印字領域の大きさ（主走査方向での幅）と通電させる発熱部材との対応関係などが挙げられる。

定着装置３６の定着温度制御プログラムは、トナー像が形成された用紙における画像形成領域の大きさを判定する判定ロジックと、用紙が定着装置３６の内部に搬送される前に画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材のスイッチング素子を選択して通電し、加熱手段における加熱を制御する加熱制御ロジックとを含んでいる。

Ｉ／Ｆ１２２は、ユーザ端末やファクシミリ等の各種装置との通信を行う。入出力制御回路１２３は、オペレーションパネル１２３ａ、表示器１２３ｂを制御する。給紙・搬送制御回路１３０は、給紙ローラ３５あるいは搬送路の搬送ローラ３７等を駆動するモータ群１３０ａ等を制御する。給紙・搬送制御回路１３０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて給紙カセット１８近傍あるいは搬送路上の各種センサ１３０ｂの検知結果を考慮してモータ群１３０ａ等を制御する。画像形成制御回路１４０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて感光体ドラム２２、帯電器２３、レーザ露光器１９、現像器２４、転写器２５をそれぞれ制御する。定着制御回路１５０は、ＣＰＵ１００からの制御信号に基づいて定着装置３６の駆動モータ３６０、加熱部材３６１、サーミスタ等の温度検知部材３６２をそれぞれ制御する。尚、本実施形態では定着装置３６の制御プログラムおよび制御データをＭＦＰ１０の記憶装置内に記憶してＣＰＵ１００で実行する構成としているが、定着装置３６専用に演算処理装置と記憶装置を別途設ける構成にしてもよい。

図４は、定着装置３６の構成例を示す図である。ここでは、定着装置３６が、板状の加熱部材３６１、弾性層が形成され、複数のローラに懸架された無端ベルト３６３、無端ベルト３６３を駆動するベルト搬送ローラ３６４、無端ベルト３６３に張力を与えるテンションローラ３６５、弾性層が表面に形成されたプレスローラ３６６を備えている。加熱部材３６１は、発熱部側が無端ベルト３６３の内側に接触し、プレスローラ３６６方向に押圧されることで、プレスローラ３６６との間に所定幅の定着ニップを形成する。加熱部材３６１がニップ領域を形成しつつ加熱する構成のため、通電時における応答性はハロゲンランプによる加熱方式の場合よりも高い。

無端ベルト３６３は、例えば厚さ５０ｕｍのＳＵＳ基材あるいは７０ｕｍの耐熱樹脂であるポリイミド上の外側に厚さ２００ｕｍのシリコンゴム層が形成され、最外周はＰＦＡ等の表面保護層で被覆されている。プレスローラ３６６は、例えばφ１０ｍｍの鉄棒表面に厚さ５ｍｍのシリコンスポンジ層が形成され、最外周はＰＦＡ等の表面保護層で被覆されている。

また、加熱部材３６１は、セラミック基板上にグレーズ層および発熱抵抗層が積層されている。反対側に余分な熱を逃がすとともに基板の反りを防ぐために、アルミ製のヒートシンクが接着されている。発熱抵抗層は、例えばＴａＳｉＯ２などの既知の素材で形成され、主走査方向において所定の長さと個数に分割されている。

発熱抵抗層の形成の方法は既知の方法（例えばサーマルヘッドの作成方法）と同様であり、発熱抵抗層の上にアルミでマスキング層を形成させる。隣接する発熱部材間が絶縁され、かつ、用紙搬送方向に発熱抵抗体（発熱部材）が露出するようなパターンでアルミ層を形成する。発熱部材３６１ａへの通電は、両端のアルミ層（電極）から配線を繋ぎ、それぞれをスイッチングドライバＩＣのスイッチング素子に繋ぐ。更に、発熱抵抗体、アルミ層、配線等の全てを覆うように、最上部に保護層を形成する。保護層は、例えばＳｉ３Ｎ４などによって形成される。

図５は、本実施形態における発熱部材群の配置図であり、図６は、発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図である。これらの図に示されるように、セラミック基板上には、主走査方向（図示左右方向）に所定の幅の発熱部材３６１ａが複数本並べて配置されており、発熱部材３６１ａの用紙搬送方向（図示上下方向）における両端部には電極３６１ｂが形成されている。そして、発熱部材３６１ａの各々は、対応する駆動ＩＣ１５１ａ〜１５１ｄによって個別に通電が制御されることが示されている。発熱部材３６１ａの切替部である駆動ＩＣ１５１ａ〜１５１ｄの具体例としては、スイッチング素子、ＦＥＴ、トライアックス、スイッチングＩＣなどが挙げられる。

図７は、実施形態１における発熱部材群と用紙の印字領域との位置関係を説明する図である。ここでは、用紙Ｐが矢印Ａで示される用紙搬送方向で搬送される場合に、用紙の印字領域（画像形成領域）が通過する位置に対応する発熱部材３６１ａのみが選択的に通電され、加熱されることが示されている。すなわち、用紙Ｐの印字領域のみが集中的に加熱される。また、本実施形態では、定着装置３６内に用紙Ｐが搬送される前に、用紙Ｐの印字領域の大きさが判定されているものとする。用紙Ｐの印字領域を判定する方法としては、画像データの解析結果を利用する方法、用紙Ｐに対する余白設定などの印刷フォーマット情報に基づく方法、光学センサの検出結果に基づいて判定する方法などが挙げられる。

以下、上記のように構成されたＭＦＰ１０の印刷時の動作を図面に基づいて説明する。図８は、実施形態１におけるＭＦＰ１０の制御の具体例を示すフローチャートである。

先ず、スキャナ部１５で画像データを読込む（Ａｃｔ１０１）と、画像形成部２０における画像形成制御プログラムと定着装置３６における定着温度制御プログラムが並列して実行される。

画像形成処理が開始されると、読込まれた画像データを処理し（Ａｃｔ１０２）、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を書込み（Ａｃｔ１０３）、現像器２４で静電潜像を現像した後（Ａｃｔ１０４）、Ａｃｔ１１４へ進む。

他方、定着温度制御処理が開始されると、例えばラインセンサ（図示省略された）の検出信号、操作パネル１４による用紙選択情報、あるいは画像データの解析結果等に基づいて用紙サイズと画像データの印字範囲の大きさをそれぞれ判定し（Ａｃｔ１０５）、用紙Ｐの印字範囲が通過する位置に配置された発熱部材群を発熱対象として選択する（Ａｃｔ１０６）。例えば、図７に示した例では、印字領域の幅に対応して中央に配置されている１４個の発熱部材３６１ａが選択される。

次に、選択された発熱部材群への温度制御開始信号をＯＮにすると（Ａｃｔ１０７）、選択された発熱部材群への通電が行われ、温度が上昇する。

次に、無端ベルト３６３の内側あるいは外側に配置された温度検知部材（図示省略する）により、発熱部材群の表面温度を検知すると（Ａｃｔ１０８）、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する（Ａｃｔ１０９）。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定された場合は（Ａｃｔ１０９：Ｙｅｓ）、Ａｃｔ１１０へ進む。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定された場合は（Ａｃｔ１０９：Ｎｏ）、Ａｃｔ１１１へ進む。

Ａｃｔ１１１においては、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定された場合（Ａｃｔ１１１：Ｙｅｓ）は、Ａｃｔ１０６において選択されていた発熱部材群への通電をＯＦＦにし（Ａｃｔ１１２）、Ａｃｔ１０８へ戻る。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定された場合（Ａｃｔ１１１：Ｎｏ）は、Ａｃｔ１０９の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、発熱部材群への通電をＯＮ状態に維持、あるいは、再度ＯＮにし（Ａｃｔ１１３）、Ａｃｔ１０８へ戻る。

次に、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Ｐを転写部に搬送すると（Ａｃｔ１１０）、用紙Ｐにトナー像を転写した後（Ａｃｔ１１４）に、用紙Ｐを定着装置３６内に搬送する。

次に、定着装置３６内で用紙Ｐにトナー像を定着させると（Ａｃｔ１１５）、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する（Ａｃｔ１１６）。ここで、印字処理を終了すると判定した場合（Ａｃｔ１１６：Ｙｅｓ）、全ての発熱部材群への通電をＯＦＦにし（Ａｃｔ１１７）、処理を終了する。これに対し、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合（Ａｃｔ１１６：Ｎｏ）、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Ａｃｔ１０１へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。

このように、本実施形態に係る定着装置３６は、加熱部材３６１が用紙Ｐの搬送方向と直角方向に所定の長さの発熱部材群に分割され、無端ベルト３６３の内側に接触して配置されるとともに、画像データの印字範囲（画像形成領域）が通過する発熱部材群に対して選択的に通電される構成である。画像データの印字範囲の大きさに基づいて発熱領域を切替えることにより、非通紙部分の異常発熱を防止できるだけでなく、非通紙部分の無駄な加熱を抑制できるため、定着装置３６が消費する熱エネルギーを大幅に削減することが可能である。また、印字部分への集中的かつ安定的な加熱が可能となるため、定着品質を高めることもできる。

＜実施形態２＞
以下、実施形態２に係る定着装置３６について図面に基づいて説明する。尚、本実施形態におけるＭＦＰ１０の構成は実施形態１と同様であり、実施形態１において付された符号と共通する符号も同一対象を表す。以下では実施形態１と異なる箇所を中心に説明する。

図９は、実施形態２における発熱部材群の配置図である。加熱部材３６１が、ハガキサイズ（１００×１４８ｍｍ）、ＣＤジャケットサイズ（１２１×１２１ｍｍ）、Ｂ５Ｒサイズ（１８２×２５７ｍｍ）、Ａ４Ｒサイズ（２１０×２９７ｍｍ）に対応して複数種の長さの発熱部材（発熱素子）３６１ａに分割されている点が実施形態１と異なっている。発熱部材群は、搬送される用紙の搬送精度やスキューや非加熱部分への熱の逃げを考慮して、加熱領域に５％程度の余裕を持つように通電される。

例えば、最小サイズであるハガキサイズの幅１００ｍｍに対応するため、主走査方向（図示左右方向）における中央部に第１の発熱部材群を設け、その幅は１０５ｍｍとする。次に大きいサイズ１２１ｍｍと１４８ｍｍに対応するため、第１の発熱部材群の外側（図示左右方向）に、幅５０ｍｍの第２の発熱部材群を設け、１４８ｍｍ＋５％で１５５ｍｍまでの幅をカバーする。更に大きいサイズ１８２ｍｍと２１０ｍｍに対応するため、第２の発熱部材群の更に外側には、各発熱部材の幅が６５ｍｍの第３の発熱部材群を設け、２１０ｍｍ＋５％で２２０ｍｍまでの幅をカバーする。尚、発熱部材群の分割数とそれぞれの幅は一例として挙げたもので、これに限定はされない。例えばＭＦＰ１０が５つの媒体サイズに対応していた場合には、発熱部材群を各媒体サイズに合わせて５分割してもよい。

また、本実施形態では、通紙領域にラインセンサ（図示省略する）を配置し、通過する用紙のサイズと位置をリアルタイムで判定できるものとする。印刷動作の開始時に画像データあるいはＭＦＰ１０内の用紙の貯蔵されている給紙カセット１８の情報から用紙サイズを判定する構成にしてもよい。

図１０は、用紙サイズが最小サイズの場合における発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図である。ここでは、用紙Ｐが最小サイズ（ハガキサイズ）の場合には、中央に配置されている第１の発熱部材のスイッチング素子のみがＯＮとなり、加熱されることが示されている。用紙Ｐのサイズが大きくなるにつれて、第２の発熱部材群、第３の発熱部材群のスイッチング素子も順次ＯＮとなるように制御される。

以下、本実施形態におけるＭＦＰ１０の印刷時の動作を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態２におけるＭＦＰ１０の制御の具体例を示すフローチャートである。

先ず、スキャナ部１５で画像データを読込む（Ａｃｔ２０１）と、画像形成部２０における画像形成制御プログラムと定着装置３６における定着温度制御プログラムが並列して実行される。

画像形成処理が開始されると、読込まれた画像データを処理し（Ａｃｔ２０２）、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を書込み（Ａｃｔ２０３）、現像器２４で静電潜像を現像した後（Ａｃｔ２０４）、Ａｃｔ２１４へ進む。

定着温度制御処理が開始されると、例えばラインセンサ（図示省略された）の検出信号、操作パネル１４による用紙選択情報に基づいて用紙サイズを判定し（Ａｃｔ２０５）、用紙Ｐが通過する位置に配置された発熱部材群を発熱対象として選択する（Ａｃｔ２０６）。

次に、選択された発熱部材群への温度制御開始信号をＯＮにすると（Ａｃｔ２０７）、選択された発熱部材群への通電が行われ、発熱部材群の表面温度が上昇する。

次に、無端ベルト３６３の内側あるいは外側に配置された温度検知部材（図示省略する）により、発熱部材群の表面温度を検知すると（Ａｃｔ２０８）、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する（Ａｃｔ２０９）。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定された場合は（Ａｃｔ２０９：Ｙｅｓ）、Ａｃｔ２１０へ進む。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定された場合は（Ａｃｔ２０９：Ｎｏ）、Ａｃｔ２１１へ進む。

Ａｃｔ２１１においては、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定された場合（Ａｃｔ２１１：Ｙｅｓ）は、Ａｃｔ２０６において選択されていた発熱部材群への通電をＯＦＦにし（Ａｃｔ２１２）、Ａｃｔ２０８へ戻る。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定された場合（Ａｃｔ２１１：Ｎｏ）は、Ａｃｔ２０９の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、発熱部材群への通電をＯＮ状態に維持、あるいは、再度ＯＮにし（Ａｃｔ２１３）、Ａｃｔ２０８へ戻る。

次に、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Ｐを転写部に搬送すると（Ａｃｔ２１０）、用紙Ｐにトナー像を転写した後（Ａｃｔ２１４）に、用紙Ｐを定着装置３６内に搬送する。

次に、定着装置３６内で用紙Ｐにトナー像を定着させると（Ａｃｔ２１５）、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する（Ａｃｔ２１６）。ここで、印字処理を終了すると判定した場合（Ａｃｔ２１６：Ｙｅｓ）、全ての発熱部材群への通電をＯＦＦにし（Ａｃｔ２１７）、処理を終了する。これに対し、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合（Ａｃｔ２１６：Ｎｏ）、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Ａｃｔ２０１へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。

このように、本実施形態に係る定着装置３６は、用紙Ｐの大きさを複数のグループに分類し、このグループに予め対応付けされた発熱部材群に属する発熱部材のスイッチング素子を選択して同時に通電する構成である。

使用される用紙サイズが属するグループに基づいて発熱対象となる発熱部材群を切替えることにより、非通紙部分の異常発熱を防止できるだけでなく、非通紙部分の無駄な加熱を抑制できるため、実施形態１の場合と同様に、定着装置３６が消費する熱エネルギーを大幅に削減することが可能である。また、発熱対象の切替が個別の発熱部材ではなく、発熱部材群単位になるため、制御プログラム内での判定ロジックが簡潔になり、画像データの印字範囲に基づいて判定を行う実施形態１の場合に比べて容易に実装できる利点もある。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、実施形態１と実施形態２の構成を組み合わせてもよい。すなわち、実施形態２において用紙サイズの代わりに実施形態１の場合と同じく印刷サイズ（画像形成領域）の大小に基づいて発熱部材群を選択するように構成することもできる。

３６…定着装置
１５０…定着装置制御回路
１５１，１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ…駆動ＩＣ
３６１…加熱部材
３６１ａ…発熱部材
３６２ｂ…電極
３６３…無端ベルト
３６６…加圧ローラ

本実施形態の定着装置は、トナー像が形成された媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定手段と、エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに前記直角方向に複数種の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材群に属する１以上の前記発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、を備え、前記複数の発熱部材の一つの前記発熱部材の前記直角方向の長さは、最小サイズの前記媒体の前記直角方向の長さよりも長く、他の前記発熱部材の前記直角方向の長さは、前記最小サイズの前記媒体の前記直角方向の長さよりも短いことを特徴とする。

Claims (5)

1. トナー像が形成された媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定手段と、
   エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、
   前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記判定手段は、画像データの解析結果または前記媒体に対応して予め定義された印刷フォーマット情報に基づいて前記媒体の画像形成領域の大きさを判定することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. トナー像が形成された媒体の大きさを判定する判定手段と、
   エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに複数種の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、
   前記媒体が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
4. 前記判定手段は、前記媒体の大きさを複数のグループに分類し、前記加熱制御手段は、前記分類に予め対応付けされた発熱部材群に属する前記発熱部材を前記切替部により選択して同時に通電することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. トナー像が形成された媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さで分割された複数の発熱部材とこれらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加圧加熱して前記トナー像を前記媒体に定着させる定着装置の定着温度制御プログラムであって、
   前記媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定ステップと、
   前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記発熱部材による加熱を制御する加熱制御ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする定着装置の定着温度制御プログラム。

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