JP2021047382A - 画像形成装置、及び加熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱装置の立ち上がりに要する時間を短縮させることである。【解決手段】実施形態の加熱装置は、発熱部と、制御部と、を持つ。発熱部は、温度上昇に伴って抵抗値が低下する材料が用いられ、通電によって発熱する。制御部は、自装置の立ち上がり時に前記発熱部に通電させる電力のデューティ比を時間とともに変化させる。する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、画像形成装置、及び加熱方法に関する。

フィルム定着装置等のオンデマンド加熱装置がある。このようなオンデマンド加熱装置におけるヒータの材料として、ＴＣＲ材が用いられる場合がある。ここでいうＴＣＲ材とは、温度の上昇に伴って抵抗値が高くなる材料である。一般に、オンデマンド加熱装置が用いられた装置（例えば、画像形成装置）の立ち上げ時には、当該オンデマンド加熱装置が使用可能な電力が予め定められていることがある。この場合、使用可能な電力内で加熱が行われなければならない。ＴＣＲ材が用いられることにより、消費電力の削減、及び非通紙部の昇温緩和が図られる。その一方で、ＴＣＲ材の特性により、昇温に伴ってヒータにおける電力が低下する。そのため、オンデマンド加熱装置の立ち上がり（加熱）に要する時間が長くなるという課題があった。

特開２００９−２４４５９４号公報

本発明が解決しようとする課題は、消費電力を抑えつつ、加熱装置の立ち上がりに要する時間を短縮させることである。

実施形態の画像形成装置は、発熱部と、制御部と、を持つ。発熱部は、温度上昇に伴って抵抗値が低下する材料が用いられ、通電によって発熱する。制御部は、自装置の立ち上がり時に前記発熱部に通電させる電力のデューティ比を時間とともに変化させる。

第１の実施形態の画像形成装置の概略構成図。 第１の実施形態の画像形成装置のハードウェア構成図。 第１の実施形態の加熱装置の正面断面図。 ヒータユニットの正面断面図。 ヒータユニットの底面図。 伝熱部材、ヒータユニット、及び筒状ベルトの正面断面図。 ヒータ温度計及びサーモスタットの平面図。 第１の実施形態の加熱装置の電気回路図。 ＴＣＲ材における温度と電力の関係を示す図。 立ち上げ処理時通電方式によるデューティ比の変化を示す図。 制御部による立ち上がり時の処理の流れを示すフローチャート。 発熱体セットへの通電開始時からの経過時間と筒状フィルムの温度との関係を表す実験結果を示す図。 実験の効果を示す図。 中央部通電方式によるデューティ比の変化を示す図。 端部通電方式によるデューティ比の変化を示す図。

以下、実施形態の画像形成装置、及び加熱方法を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
第１の実施形態の画像形成装置１００は、例えば複合機である。
画像形成装置１００は、ハウジング１０と、ディスプレイ１と、スキャナ部２と、画像形成ユニット３と、シート供給部４と、搬送部５と、排紙トレイ７と、反転ユニット９と、コントロールパネル８と、制御部６と、を備える。なお、画像形成ユニット３は、トナー像を定着させる装置であってもよいし、インクジェット式の装置であってもよい。
画像形成装置１００は、トナー等の現像剤を用いてシートＳ上に画像を形成する。シートＳは、例えば紙やラベル用紙である。シートＳは、その表面に画像形成装置１００が画像を形成できる物であればどのような物であってもよい。

ハウジング１０は、画像形成装置１００の外形を形成する。
ディスプレイ１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の画像表示装置である。ディスプレイ１は、画像形成装置１００に関する種々の情報を表示する。
スキャナ部２は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。スキャナ部２は、読み取られた画像情報を記録する。スキャナ部２は、生成した画像情報を画像形成ユニット３に出力する。なお、記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。

画像形成ユニット３は、スキャナ部２から受信した画像情報又は外部から受信した画像情報に基づいて、トナー等の記録剤により出力画像（以下、トナー像という）を形成する。画像形成ユニット３は、トナー像をシートＳの表面上に転写する。画像形成ユニット３は、シートＳの表面上のトナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。画像形成ユニット３の詳細は後述される。なお、シートＳは、シート供給部４によって供給されるシートであってもよいし、手指しされたシートであってもよい。

シート供給部４は、画像形成ユニット３がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートＳを１枚ずつ搬送部５に供給する。シート供給部４は、シート収容部２０と、ピックアップローラ２１と、を備える。
シート収容部２０は、所定のサイズ及び種類のシートＳを収納する。
ピックアップローラ２１は、シート収容部２０からシートＳを１枚ずつ取り出す。ピックアップローラ２１は、取り出したシートＳを搬送部５へ供給する。

搬送部５は、シート供給部４から供給されるシートＳを画像形成ユニット３に搬送する。搬送部５は、搬送ローラ２３と、レジストローラ２４と、を備える。
搬送ローラ２３は、ピックアップローラ２１から供給されるシートＳをレジストローラ２４へ搬送する。搬送ローラ２３は、シートＳの搬送方向の先端をレジストローラ２４のニップＮに突き当てる。
レジストローラ２４は、ニップＮにおいてシートＳを撓ませることにより、搬送方向でのシートＳの先端の位置を整える。レジストローラ２４は、画像形成ユニット３がトナー像をシートＳに転写するタイミングに応じてシートＳを搬送する。

画像形成ユニット３について説明する。
画像形成ユニット３は、複数の画像形成部２５と、レーザ走査ユニット２６と、中間転写ベルト２７と、転写部２８と、定着装置３０と、を備える。
画像形成部２５は、感光体ドラム２５ｄを備える。画像形成部２５は、スキャナ部２又は外部からの画像情報に応じたトナー像を感光体ドラム２５ｄに形成する。複数の画像形成部２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。

感光体ドラム２５ｄの周囲には、帯電器、現像器などが配置される。帯電器は、感光体ドラム２５ｄの表面を帯電させる。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナーを含む現像剤を収容する。現像器は、感光体ドラム２５ｄ上の静電潜像を現像する。この結果、感光体ドラム２５ｄ上には、各色のトナーによるトナー像が形成される。

レーザ走査ユニット２６は、帯電した感光体ドラム２５ｄにレーザ光Ｌを走査して感光体ドラム２５ｄを露光する。レーザ走査ユニット２６は、各色の画像形成部２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋの感光体ドラム２５ｄを、各別のレーザ光ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫで露光する。これによりレーザ走査ユニット２６は、感光体ドラム２５ｄに静電潜像を形成する。

中間転写ベルト２７には、感光体ドラム２５ｄの表面のトナー像が１次転写される。
転写部２８は、中間転写ベルト２７上に１次転写されたトナー像を２次転写位置においてシートＳの表面上に転写する。
定着装置３０は、シートＳに転写されたトナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。定着装置３０の詳細は後述される。

反転ユニット９は、シートＳの裏面に画像を形成するためシートＳを反転させる。反転ユニット９は、定着装置３０から排出されるシートＳを、スイッチバックにより表裏反転させる。反転ユニット９は、反転したシートＳをレジストローラ２４に向けて搬送する。
排紙トレイ７は、画像が形成されて排出されたシートＳを載置する。
コントロールパネル８は、複数のボタンを備える。コントロールパネル８は、ユーザの操作を受け付ける。コントロールパネル８は、ユーザによって行われた操作に応じた信号を、画像形成装置１００の制御部６に出力する。なお、ディスプレイ１とコントロールパネル８とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。
制御部６は、画像形成装置１００の各部の制御を行う。制御部６の詳細は後述される。

図２は、第１の実施形態の画像形成装置１００のハードウェア構成図である。画像形成装置１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、補助記憶装置９３などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置１００は、プログラムの実行によってスキャナ部２、画像形成ユニット３、シート供給部４、搬送部５、反転ユニット９、コントロールパネル８、通信部９０を備える装置として機能する。

ＣＰＵ９１は、メモリ９２及び補助記憶装置９３に記憶されたプログラムを実行することによって制御部６として機能する。制御部６は、画像形成装置１００の各機能部の動作を制御する。
補助記憶装置９３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置９３は、画像形成装置１００に関する各種情報を記憶する。
通信部９０は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部９０は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。

定着装置３０について詳しく説明する。
図３は、第１の実施形態の加熱装置の正面断面図である。第１の実施形態の加熱装置は、定着装置３０である。定着装置３０は、加圧ローラ３０ｐと、フィルムユニット３０ｈと、を備える。

加圧ローラ３０ｐは、フィルムユニット３０ｈとの間でニップＮを形成する。加圧ローラ３０ｐは、ニップＮに進入したシートＳのトナー像を加圧する。加圧ローラ３０ｐは、自転してシートＳを搬送する。加圧ローラ３０ｐは、芯金３２と、弾性層３３と、離型層（不図示）と、を備える。
このように、加圧ローラ３０ｐは、筒状フィルム３５に表面を押圧可能であって回転駆動可能である。

芯金３２は、ステンレス等の金属材料により円柱状に形成される。芯金３２の軸方向の両端部は、回転可能に支持される。芯金３２は、モータ（不図示）により回転駆動される。芯金３２は、カム部材（不図示）に当接する。カム部材は、回転することにより、芯金３２をフィルムユニット３０ｈに対して接近及び離反させる。

弾性層３３は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層３３は、芯金３２の外周面上に一定の厚さで形成される。
離型層（不図示）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）などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層３３の外周面上に形成される。
加圧ローラ３０ｐの外周面の硬度は、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°〜７０°であることが望ましい。これにより、ニップＮの面積と加圧ローラ３０ｐの耐久性が確保される。

加圧ローラ３０ｐは、カム部材の回転によりフィルムユニット３０ｈに対して接近及び離反することが可能である。加圧ローラ３０ｐをフィルムユニット３０ｈに接近させ、加圧バネにより押圧すると、ニップＮが形成される。一方、定着装置３０でシートＳのジャムが発生した場合において、加圧ローラ３０ｐをフィルムユニット３０ｈから離反させることにより、シートＳを取り除くことができる。また、スリープ時など筒状フィルム３５が回転停止している状態において、加圧ローラ３０ｐをフィルムユニット３０ｈから離反させることにより、筒状フィルム３５の塑性変形が防止される。

加圧ローラ３０ｐは、モータにより回転駆動される。ニップＮが形成された状態で加圧ローラ３０ｐが回転すると、フィルムユニット３０ｈの筒状フィルム３５が従動回転する。加圧ローラ３０ｐは、ニップＮにシートＳが配置された状態で回転することにより、シートＳを搬送方向Ｗに搬送する。

フィルムユニット３０ｈは、ニップＮに進入したシートＳのトナー像を加熱する。フィルムユニット３０ｈは、筒状フィルム３５と、ヒータユニット４０と、伝熱部材４９と、支持部材３６と、ステイ３８と、ヒータ温度計６２と、サーモスタット６８と、フィルム温度計６４と、を備える。

筒状フィルム３５は、筒状に形成される。筒状フィルム３５は、内周側から順に、基層と、弾性層と、離型層と、を備える。基層は、ニッケル（Ｎｉ）等の材料により筒状に形成される。弾性層は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層の外周面上に積層配置される。離型層は、ＰＦＡ樹脂などの材料で形成される。

図４は、図５のＩＶ−ＩＶ線におけるヒータユニットの正面断面図である。図５は、ヒータユニットの底面図（＋ｚ方向から見た図）である。ヒータユニット４０は、基板（発熱体基板）４１と、発熱体セット４５と、配線セット５５と、を備える。

基板４１は、ステンレス等の金属材料又は窒化アルミニウム等のセラミック材料などで形成される。基板４１は、長細い長方形の板状に形成される。基板４１は、筒状フィルム３５の径方向の内側に配置される。基板４１は、筒状フィルム３５の軸方向を長手方向とする。

本願において、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向が以下のように定義される。ｙ方向は基板４１の長手方向である。ｙ方向は、筒状フィルム３５の幅方向に平行である。後述されるように、＋ｙ方向は中央部発熱体４５ａから第１端部発熱体４５ｂ１に向かう方向である。
ｘ方向は基板４１の短手方向であり、＋ｘ方向はシートＳの搬送方向（下流側の方向）である。ｚ方向は基板４１の法線方向であり、＋ｚ方向は基板４１に対して発熱体セット４５が配置される方向である。基板４１の＋ｚ方向の面には、ガラス材料等により絶縁層４３が形成される。

発熱体セット４５は、基板４１に配置される。発熱体セット４５は、図４に示されるように、絶縁層４３の＋ｚ方向の面に形成される。発熱体セット４５は、ＴＣＲ（抵抗温度係数）材により形成される。例えば、発熱体セット４５は、銀・パラジウム合金等により形成される。発熱体セット４５の外形は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形状に形成される。

図５に示されるように、発熱体セット４５は、ｙ方向に並んで配置された、第１端部発熱体４５ｂ１と、中央部発熱体４５ａと、第２端部発熱体４５ｂ２と、を備える。中央部発熱体４５ａは、発熱体セット４５のｙ方向の中央部に配置される。中央部発熱体４５ａは、ｙ方向に並んで配置される複数の小発熱体を組み合わせて構成されてもよい。第１端部発熱体４５ｂ１は、中央部発熱体４５ａの＋ｙ方向であって、発熱体セット４５の＋ｙ方向の端部に配置される。第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体４５ａの−ｙ方向であって、発熱体セット４５の−ｙ方向の端部に配置される。中央部発熱体４５ａと第１端部発熱体４５ｂ１との境界線は、ｘ方向と平行に配置されてもよく、ｘ方向と交差して配置されてもよい。中央部発熱体４５ａと第２端部発熱体４５ｂ２との境界線についても同様である。

発熱体セット４５は、通電により発熱する。中央部発熱体４５ａの電気抵抗値は、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の電気抵抗値より小さい。
ｙ方向の幅が小さいシートＳは、定着装置３０のｙ方向の中央部を通過する。この場合に制御部６は、中央部発熱体４５ａのみを発熱させる。一方で制御部６は、ｙ方向の幅が大きいシートＳの場合に、発熱体セット４５の全体を発熱させる。そのため、中央部発熱体４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御される。また第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。

配線セット５５は、銀等の金属材料で形成される。配線セット５５は、中央部接点５２ａと、中央部配線５３ａと、端部接点５２ｂと、第１端部配線５３ｂ１と、第２端部配線５３ｂ２と、共通接点５８と、共通配線５７と、を備える。

中央部接点５２ａは、発熱体セット４５の−ｙ方向に配置される。中央部配線５３ａは、発熱体セット４５の＋ｘ方向に配置される。中央部配線５３ａは、中央部発熱体４５ａの＋ｘ方向の端辺と、中央部接点５２ａとを接続する。

端部接点５２ｂは、中央部接点５２ａの−ｙ方向に配置される。第１端部配線５３ｂ１は、発熱体セット４５の＋ｘ方向であって、中央部配線５３ａの＋ｘ方向に配置される。
第１端部配線５３ｂ１は、第１端部発熱体４５ｂ１の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの＋ｘ方向の端部とを接続する。第２端部配線５３ｂ２は、発熱体セット４５の＋ｘ方向であって、中央部配線５３ａの−ｘ方向に配置される。第２端部配線５３ｂ２は、第２端部発熱体４５ｂ２の＋ｘ方向の端辺と、端部接点５２ｂの−ｘ方向の端部とを接続する。

共通接点５８は、発熱体セット４５の＋ｙ方向に配置される。共通配線５７は、発熱体セット４５の−ｘ方向に配置される。共通配線５７は、中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の−ｘ方向の端辺と、共通接点５８とを接続する。

このように、発熱体セット４５の＋ｘ方向には、第２端部配線５３ｂ２、中央部配線５３ａ及び第１端部配線５３ｂ１が配置される。これに対して、発熱体セット４５の−ｘ方向には、共通配線５７のみが配置される。そのため、発熱体セット４５のｘ方向の中心４５ｃは、基板４１のｘ方向の中心４１ｃより、−ｘ方向に配置される。

図３に示されるように、加圧ローラ３０ｐの中心ｐｃとフィルムユニット３０ｈの中心ｈｃとを結ぶ直線ＣＬが定義される。基板４１のｘ方向の中心４１ｃは、直線ＣＬより、＋ｘ方向に配置される。これにより、ニップＮの＋ｘ方向に基板４１が伸びるため、ニップＮを通過したシートＳがフィルムユニット３０ｈから容易に剥離される。
発熱体セット４５のｘ方向の中心４５ｃは、直線ＣＬ上に配置される。発熱体セット４５は、全体がニップＮの領域内に含まれて、ニップＮの中心に配置される。これにより、ニップＮの熱分布が均等になり、ニップＮを通過するシートＳが均等に加熱される。

図４に示されるように、絶縁層４３の＋ｚ方向の面に、発熱体セット４５及び配線セット５５が形成される。発熱体セット４５及び配線セット５５を覆うように、ガラス材料等により保護層４６が形成される。保護層４６は、ヒータユニット４０と筒状フィルム３５との摺動性を向上させる。

図３に示されるように、ヒータユニット４０は、筒状フィルム３５の内側に配置される。筒状フィルム３５の内周面には潤滑剤（不図示）が塗布されている。ヒータユニット４０は、潤滑剤を介して筒状フィルム３５の内周面に接触する。ヒータユニット４０が発熱すると、潤滑剤の粘度が低下する。これにより、ヒータユニット４０と筒状フィルム３５との摺動性が確保される。
このように、筒状フィルム３５は、一方の面でヒータユニット４０に接触しながらヒータユニット４０の表面を摺動する帯状の薄膜である。

伝熱部材４９は、銅などの熱伝導率の高い金属材料により形成される。伝熱部材４９の外形は、ヒータユニット４０の基板４１の外形と同等である。伝熱部材４９は、ヒータユニット４０の−ｚ方向の面に接触して配置される。

支持部材３６は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。支持部材３６は、ヒータユニット４０の−ｚ方向と、ｘ方向の両側とを覆うように配置される。支持部材３６は、伝熱部材４９を介してヒータユニット４０を支持する。支持部材３６のｘ方向の両端部には丸面取りが形成される。支持部材３６は、ヒータユニット４０のｘ方向の両端部において、筒状フィルム３５の内周面を支持する。

定着装置３０を通過するシートＳが加熱されるとき、シートＳのサイズに応じてヒータユニット４０に温度分布が発生する。ヒータユニット４０が局所的に高温になると、その温度は、樹脂材料で形成される支持部材３６の耐熱温度を上回る可能性がある。伝熱部材４９は、ヒータユニット４０の温度分布を平均化させる。これにより、支持部材３６の耐熱性が確保される。

図６は、伝熱部材、ヒータユニット、及び筒状ベルトの正面断面図である。伝熱部材４９は、ヒータユニット４０の筒状フィルム３５とは接触しないほうの面に配置されている。また、伝熱部材４９は、ヒータユニット４０における発熱分布がピークとなる位置で当該ヒータユニット４０に接触しないように構成されている。具体的には、図６に示すように、ヒータユニット４０と伝熱部材４９とは、ａ１及びａ２の領域で接している。そして、非接触の部分は、伝熱部材４９の溝部を形成している。溝部の幅は、ヒータユニット４０の発熱体セット４５の幅に対して、それぞれ長さｄ１及び長さｄ２だけ広く設定されている。例えば、ヒータユニット４０の発熱体セット４５の幅は、４．５〜４．９［ｍｍ］であり、上記溝部の幅は５［ｍｍ］程度である。

図３に示されるステイ３８は、鋼板材料等により形成される。ステイ３８のｙ方向に垂直な断面はＵ字状に形成される。ステイ３８は、Ｕ字の開口部を支持部材３６で塞ぐように、支持部材３６の−ｚ方向に装着される。ステイ３８はｙ方向に伸びる。ステイ３８のｙ方向の両端部は、画像形成装置１００のハウジングに固定される。これにより、フィルムユニット３０ｈが画像形成装置１００に支持される。ステイ３８は、フィルムユニット３０ｈの曲げ剛性を向上させる。ステイ３８のｙ方向の両端部付近には、筒状フィルム３５のｙ方向への移動を規制するフランジ（不図示）が装着される。

ヒータ温度計６２は、伝熱部材４９を挟んでヒータユニット４０の−ｚ方向に配置される。例えば、ヒータ温度計６２はサーミスタである。ヒータ温度計６２は、支持部材３６の−ｚ方向の面に装着されて支持される。ヒータ温度計６２の感温素子は、支持部材３６をｚ方向に貫通する孔を通って、伝熱部材４９に接触する。ヒータ温度計６２は、伝熱部材４９を介してヒータユニット４０の温度を測定する。

サーモスタット６８は、ヒータ温度計６２と同様に配置される。サーモスタット６８は、後述される電気回路に組み込まれる。サーモスタット６８は、伝熱部材４９を介して検知したヒータユニット４０の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。

図７は、ヒータ温度計及びサーモスタットの平面図（−ｚ方向から見た図）である。図７では、支持部材３６の記載は省略されている。なお、ヒータ温度計、サーモスタット及びフィルム温度計の配置に関する以下の説明は、それぞれの感温素子の配置を説明するものである。

複数のヒータ温度計６２（中央部ヒータ温度計６２ａ，端部ヒータ温度計６２ｂ）が、ｙ方向に並んで配置される。複数のヒータ温度計６２は、発熱体セット４５のｙ方向の範囲内に配置される。複数のヒータ温度計６２は、発熱体セット４５のｘ方向の中心に配置される。すなわちｚ方向から見て、複数のヒータ温度計６２と発熱体セット４５とは、少なくとも一部において重なる。
複数のサーモスタット６８（中央部サーモスタット６８ａ，端部サーモスタット６８ｂ）についても、前述された複数のヒータ温度計６２と同様に配置される。

複数のヒータ温度計６２は、中央部ヒータ温度計６２ａと、端部ヒータ温度計６２ｂと、を備える。

中央部ヒータ温度計６２ａは、中央部発熱体４５ａの温度を測定する。中央部ヒータ温度計６２ａは、中央部発熱体４５ａの範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、中央部ヒータ温度計６２ａと中央部発熱体４５ａとは重なる。

端部ヒータ温度計６２ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２の温度を測定する。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、第１端部発熱体４５ｂ１の温度と第２端部発熱体４５ｂ２の温度とは同等である。端部ヒータ温度計６２ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２の範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、端部ヒータ温度計６２ｂと第２端部発熱体４５ｂ２とは重なる。

複数のサーモスタット６８は、中央部サーモスタット６８ａと、端部サーモスタット６８ｂと、を備える。

中央部サーモスタット６８ａは、中央部発熱体４５ａの温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。中央部サーモスタット６８ａは、中央部発熱体４５ａの範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、中央部サーモスタット６８ａと中央部発熱体４５ａとは重なる。

端部サーモスタット６８ｂは、第１端部発熱体４５ｂ１の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電を遮断する。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、第１端部発熱体４５ｂ１の温度と第２端部発熱体４５ｂ２の温度とは同等である。端部サーモスタット６８ｂは、第１端部発熱体４５ｂ１の範囲内に配置される。すなわちｚ方向から見て、端部サーモスタット６８ｂと第１端部発熱体４５ｂ１とは重なる。

以上により、中央部発熱体４５ａの範囲内に、中央部ヒータ温度計６２ａ及び中央部サーモスタット６８ａが配置される。これにより、中央部発熱体４５ａの温度が測定される。また、中央部発熱体４５ａの温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電が遮断される。一方、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の範囲内に、端部ヒータ温度計６２ｂ及び端部サーモスタット６８ｂが配置される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の温度が測定される。また、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット４５への通電が遮断される。

複数のヒータ温度計６２及び複数のサーモスタット６８は、ｙ方向に沿って交互に並んで配置される。前述されたように、中央部発熱体４５ａの＋ｙ方向に、第１端部発熱体４５ｂ１が配置される。この第１端部発熱体４５ｂ１の範囲内に、端部サーモスタット６８ｂが配置される。中央部ヒータ温度計６２ａは、中央部発熱体４５ａのｙ方向の中心より＋ｙ方向に配置される。中央部サーモスタット６８ａは、中央部発熱体４５ａのｙ方向の中心より−ｙ方向に配置される。前述されたように、中央部発熱体４５ａの−ｙ方向に、第２端部発熱体４５ｂ２が配置される。この第２端部発熱体４５ｂ２の範囲内に、端部ヒータ温度計６２ｂが配置される。これにより、＋ｙ方向から−ｙ方向にかけて、端部サーモスタット６８ｂ、中央部ヒータ温度計６２ａ、中央部サーモスタット６８ａ及び端部ヒータ温度計６２ｂが、この順に並んで配置される。

一般にサーモスタット６８は、温度変化に伴うバイメタルの湾曲変形を利用して、電気回路を接続及び遮断する。サーモスタットは、バイメタルの形状に合わせて長細く形成される。また、サーモスタット６８の長手方向の両端部から外側に向かって端子が伸びる。
この端子には、外部配線のコネクタがカシメによって接続される。そのため、サーモスタット６８の長手方向の外側にスペースを確保する必要がある。定着装置３０ではｘ方向に空間的な余裕がないため、サーモスタット６８の長手方向はｙ方向に沿って配置される。
このとき、複数のサーモスタット６８をｙ方向に隣り合わせて配置すると、外部配線の接続スペースを確保することが困難になる。

前述されたように、複数のヒータ温度計６２及び複数のサーモスタット６８は、ｙ方向に沿って交互に並んで配置される。これにより、サーモスタット６８のｙ方向の隣にはヒータ温度計６２が配置される。そのため、サーモスタット６８に対する外部配線の接続スペースを確保することができる。また、サーモスタット６８及びヒータ温度計６２のｙ方向におけるレイアウトの自由度が高まる。これにより、最適な位置にサーモスタット６８及びヒータ温度計６２を配置して、定着装置３０の温度を制御することができる。さらに、複数のサーモスタット６８に接続される交流配線と、複数のヒータ温度計６２に接続される直流配線との分離が容易になる。これにより、電気回路におけるノイズの発生が抑制される。

フィルム温度計６４は、図３に示されるように、筒状フィルム３５の内側であって、ヒータユニット４０の＋ｘ方向に配置される。フィルム温度計６４は、筒状フィルム３５の内周面に接触して、筒状フィルム３５の温度を測定する。

なお、画像形成装置１００は、ヒータ温度計６２及びフィルム温度計６４に加えて、さらに、環境温度計６５を備えてもよい。環境温度計６５は、取り付けられた位置の周囲の温度を測定する。環境温度計６５は、定着装置３０の近傍であればどのような位置に取り付けられてもよい。定着装置３０の近傍とは、定着装置３０が位置する空間の温度（環境温度）を環境温度計６５が測定可能な位置である。環境温度計６５は、例えば、図３に示すように、フィルムユニット３０ｈの外側に位置するハウジング１０に取り付けられてもよい。

画像形成装置１００が環境温度計６５を備える場合、制御部６は、ヒータ温度計６２、フィルム温度計６４及び環境温度計６５が測定した温度に基づいて、発熱体セット４５への通電を制御してもよい。制御部６は、例えば、環境温度計６５によって測定された温度が所定の値よりも高い場合又は低い場合には、発熱体セット４５への通電を停止させるようにしてもよい。

図８は、第１の実施形態の加熱装置の電気回路図である。図８には、図５の底面図が紙面の上方に、図８の平面図が紙面の下方に、それぞれ配置されている。また図８には、下方の平面図の上方に、筒状フィルム３５の断面と共に複数のフィルム温度計６４が記載されている。

複数のフィルム温度計６４は、中央部フィルム温度計６４ａと、端部フィルム温度計６４ｂと、を備える。

中央部フィルム温度計６４ａは、筒状フィルム３５のｙ方向の中央部に接触する。中央部フィルム温度計６４ａは、中央部発熱体４５ａのｙ方向の範囲内で、筒状フィルム３５に接触する。中央部フィルム温度計６４ａは、筒状フィルム３５のｙ方向の中央部の温度を測定する。

端部フィルム温度計６４ｂは、筒状フィルム３５の−ｙ方向の端部に接触する。端部フィルム温度計６４ｂは、第２端部発熱体４５ｂ２のｙ方向の範囲内で、筒状フィルム３５に接触する。端部フィルム温度計６４ｂは、筒状フィルム３５の−ｙ方向の端部の温度を測定する。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、筒状フィルム３５の−ｙ方向の端部の温度と、＋ｙ方向の端部の温度とは同等である。

電源９５は、中央部トライアック９６ａを介して、中央部接点５２ａに接続される。電源９５は、端部トライアック９６ｂを介して、端部接点５２ｂに接続される。制御部６は、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂのＯＮ／ＯＦＦを、相互に独立して制御する。

制御部６が中央部トライアック９６ａをＯＮにすると、電源９５から中央部発熱体４５ａに通電される。これにより、中央部発熱体４５ａが発熱する。制御部６が端部トライアック９６ｂをＯＮにすると、電源９５から第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２に通電される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２が発熱する。以上により、中央部発熱体４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とは、相互に独立して発熱を制御される。中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、電源９５に対して並列に接続される。

電源９５は、中央部サーモスタット６８ａ及び端部サーモスタット６８ｂを介して、共通接点５８に接続される。中央部サーモスタット６８ａ及び端部サーモスタット６８ｂは、直列に接続される。
中央部発熱体４５ａの温度が異常に上昇すると、中央部サーモスタット６８ａの検知温度が所定温度を超える。このとき中央部サーモスタット６８ａは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。

第１端部発熱体４５ｂ１の温度が異常に上昇すると、端部サーモスタット６８ｂの検知温度が所定温度を超える。このとき端部サーモスタット６８ｂは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。前述されたように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、同様に発熱を制御される。そのため、第２端部発熱体４５ｂ２の温度が異常に上昇するとき、第１端部発熱体４５ｂ１の温度も同様に上昇する。したがって、第２端部発熱体４５ｂ２の温度が異常に上昇した場合も同様に、端部サーモスタット６８ｂは、電源９５から発熱体セット４５の全体への通電を遮断する。

制御部６は、中央部ヒータ温度計６２ａにより、中央部発熱体４５ａの温度を測定する。制御部６は、端部ヒータ温度計６２ｂにより、第２端部発熱体４５ｂ２の温度を測定する。第２端部発熱体４５ｂ２の温度は、第１端部発熱体４５ｂ１の温度と同等である。制御部６は、定着装置３０の始動時（ウォーミングアップ時）及び一時休止状態（スリープ状態）からの復帰時に、ヒータ温度計６２により発熱体セット４５の温度を測定する。

制御部６は、定着装置３０の始動時及び一時休止状態からの復帰時に、中央部発熱体４５ａ又は第２端部発熱体４５ｂ２の少なくとも一方の温度が所定の温度よりも低い場合に、発熱体セット４５を短時間だけ発熱させる。その後に制御部６は、加圧ローラ３０ｐの回転を開始する。発熱体セット４５の発熱により、筒状フィルム３５の内周面に塗布された潤滑剤の粘度が低下する。これにより、加圧ローラ３０ｐの回転開始時におけるヒータユニット４０と筒状フィルム３５との摺動性が確保される。

制御部６は、中央部フィルム温度計６４ａにより、筒状フィルム３５のｙ方向の中央部の温度を測定する。制御部６は、端部フィルム温度計６４ｂにより、筒状フィルム３５の−ｙ方向の端部の温度を測定する。筒状フィルム３５の−ｙ方向の端部の温度は、筒状フィルム３５の＋ｙ方向の端部の温度と同等である。制御部６は、定着装置３０の運転時に、筒状フィルム３５のｙ方向の中央部及び端部の温度を測定する。

制御部６は、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂにより、発熱体セット４５に供給する電力を位相制御又は波数制御する。制御部６は、筒状フィルム３５のｙ方向の中央部の温度測定結果に基づいて、中央部発熱体４５ａへの通電を制御する。制御部６は、筒状フィルム３５のｙ方向の端部の温度測定結果に基づいて、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電を制御する。

本実施形態においては、発熱体セット４５（中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、及び第２端部発熱体４５ｂ２）には、温度の上昇に伴って抵抗値が高くなる材料であるＴＣＲ材が用いられる。この場合、ＴＣＲ材の特性により、昇温に伴って発熱体セット４５における電力が低下する。具体的には、発熱体セット４５の発熱に伴って、下記の式（１）のような電力の出力の変化が生じる。

Ｐ＝Ｐ_０／｛１＋（α_TCR／１０^６）×（Ｔ−Ｔ_０）｝ ・・・（１）

ここで、Ｐは任意の温度における出力［単位：Ｗ］、Ｐ_０は基準温度での出力［単位：Ｗ］、Ｔは任意の温度［単位：℃］、Ｔ_０は基準温度［単位：℃］、α_TCRは抵抗温度係数［単位：ｐｐｍ］を示す。本実施形態の発熱体セット４５では、例えば抵抗温度係数が１７００［ｐｐｍ］であるＴＣＲ材を用いる。このようなＴＣＲ材が用いられた発熱体セット４５を使用した場合、温度と電力との関係は、図９に示すように、温度が上昇するにしたがって電力はカーブを描いて低下していく。

一般に、定着装置３０の始動時及びスリープ状態からの復帰時（以下、これらを総称して「立ち上がり時」という。）には、筒状フィルムが所定の温度に達するまで発熱体セットの加熱が行われる。すなわち、立ち上がり時には、発熱体セットに対して継続的に通電がなされる。これにより、発熱体セットは継続的に加熱される。そのため、立ち上がり時には、発熱体セットが継続的に昇温することなるため、前述された電力の低下が顕著になる。

本実施形態に係る制御部６は、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合に、立ち上げ処理時通電方式によって発熱体セット４５への通電を行う。発熱体セット４５への通電とは、中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、及び第２端部発熱体４５ｂ２がそれぞれ通電されることを意味する。

立ち上げ処理開始条件とは、定着装置３０の立ち上がり時であることである。なお、立ち上げ処理開始条件には、ヒータ温度範囲条件、フィルム温度範囲条件、及び環境温度範囲条件のうち少なくとも１つが更に加えられてもよい。ヒータ温度範囲条件は、複数のヒータ温度計６２によって測定された温度のうち少なくともひとつ（あるいは全て）が所定の範囲内であることである。フィルム温度範囲条件は、複数のフィルム温度計６４によって測定された温度のうち少なくともひとつ（あるいは全て）が所定の範囲内であることである。環境温度範囲条件は、環境温度計６５によって測定された温度が所定の範囲内であることである。

立ち上げ処理時通電方式は、以下の方式条件を満たす通電方式であればどのような通電方式であってもよい。方式条件とは、発熱体セット４５（中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、及び第２端部発熱体４５ｂ２）が、通電開始時にＸ［％］のデューティ比で通電され、その後ｔ_０秒間ごとにｘ［％］ずつ高く変更されたデューティ比で通電されるという条件である。

図１０は、立ち上げ処理時通電方式によるデューティ比の変化を示す図である。図１０に示すように、発熱体セット４５は、通電開始時（ｔ＝０）には、Ｘ［％］のデューティ比で通電が開始される。その後、ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋ｘ［％］に変更される。その後、２ｔ_０秒経過時、３ｔ_０秒経過時、及び４ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋２ｘ［％］、Ｘ＋３ｘ［％］、及びＸ＋４ｘ［％］にそれぞれ変更される。なお、デューティ比が１００［％］に到達している場合には、デューティ比の変更は行われない。

制御部６は、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合、立ち上げ処理時通電方式によって発熱体セット４５が通電されるように、中央部トライアック９６ａ及び端部トライアック９６ｂを制御する。なお、制御部６は、ｔ_０秒間の経過を計時してデューティ比を変更させるタイミングを通知する（例えば、信号を発する）ことができる計時部（不図示）を備えている。

また、制御部６は、立ち上げ処理終了条件が満たされた場合に、発熱体セット４５への通電を停止させる。立ち上げ処理終了条件とは、複数のヒータ温度計６２によって測定された温度のうち少なくともひとつが所定の温度（目標温度）に達することである。なお、立ち上げ処理終了条件は、複数のフィルム温度計６４によって測定された温度のうち少なくともひとつ（あるいは全て）が所定の温度に達することであってもよい。

なお、立ち上げ処理終了条件には、温度範囲逸脱条件が更に加えられてもよい。温度範囲逸脱条件とは、上記のヒータ温度範囲条件、フィルム温度範囲条件、及び環境温度範囲条件のうち少なくとも１つが満たされていないことである。

図１１は、第１の実施形態における制御部６による立ち上がり時の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

制御部６は、立ち上げ処理開始条件を満たすか否かを判定する（ＡＣＴ００１）。前述されたように、立ち上げ処理開始条件とは、定着装置３０の立ち上がり時（例えば、始動時及びスリープ状態からの復帰時等）であることである。なお、制御部６は、ヒータ温度計６２によって測定された温度、フィルム温度計６４によって測定された温度、及び環境温度計６５によって測定された温度の少なくとも１つが所定の範囲内ではない場合に、立ち上げ処理開始条件を満たしていないと判定してもよい。

制御部６は、立ち上げ処理開始条件を満たすと判定した場合（ＡＣＴ００１・Ｙｅｓ）、立ち上げ処理時通電方式によって発熱体セット４５への通電を開始する（ＡＣＴ００２）。前述されたように、立ち上げ処理時通電方式とは、発熱体セット４５が、通電開始時にＸ［％］のデューティ比で通電され、その後ｔ_０秒間ごとにｘ［％］ずつ高く変更されたデューティ比で通電される通電方式である。

制御部６は、フィルム温度計６４によって測定された温度を取得する。制御部６は、取得された温度が、予め定められた目標温度に到達しているか否か（すなわち、目標温度以上であるか否か）を判定する。制御部は、取得された温度が目標温度に到達していると判定した場合（ＡＣＴ００３・Ｙｅｓ）、発熱体セット４５への通電を停止させる（ＡＣＴ００８）。

一方、制御部６は、取得された温度が目標温度に到達していないと判定した場合（ＡＣＴ００３・Ｎｏ）、計時部（不図示）から出力される通知（信号）を待ち受ける。なお、計時部は、上記ＡＣＴ００２において発熱体セット４５への通電が開始されてから、ｔ_０秒経過するごとに通知（信号を発信する。これにより、制御部６は、通電開始からｔ_０秒間ずつ経過するタイミングを認識することができる。

制御部６は、信号を受信することによってｔ_０秒が経過したと判定した場合（ＡＣＴ００４・Ｙｅｓ）、発熱体セット４５への通電における電力のデューティ比をｘ［％］だけ高い値に変更する（ＡＣＴ００５）。なお、制御部６は、デューティ比がすでに１００［％］に達している場合には、デューティ比の変更を行わない。

その後、制御部６は、再びフィルム温度計６４によって測定された温度を取得する。制御部６は、取得された温度が、予め定められた目標温度に到達しているか否か（すなわち、目標温度以上であるか否か）を判定する（ＡＣＴ００３）。

一方、制御部６は、立ち上げ処理開始条件を満たしていないと判定した場合（ＡＣＴ００１・Ｎｏ）、通常の通電方式によって発熱体セット４５への通電を開始させる（ＡＣＴ００６）。通常の通電方式とは、発熱体セット４５が、一定のデューティ比（すなわち、デューティ比が変更されることなく）通電される通電方式である。なお、制御部６は、ヒータ温度計６２によって測定された温度、フィルム温度計６４によって測定された温度、及び環境温度計６５によって測定された温度の少なくとも１つが所定の範囲内ではない場合に、発熱体セット４５への通電を開始させないようにしてもよい。

制御部６は、フィルム温度計６４によって測定された温度を取得する。制御部６は、取得された温度が、予め定められた目標温度に到達しているか否か（すなわち、目標温度以上であるか否か）を判定する。制御部は、取得された温度が目標温度に到達していると判定した場合（ＡＣＴ００７・Ｙｅｓ）、発熱体セット４５への通電を停止させる（ＡＣＴ００８）。
以上で、図１１のフローチャートが示す、制御部６による立ち上がり時の処理が終了する。

以下、前述された第１の実施形態の実施例について説明する。
次のような条件で実験を行った。

・上記説明した構成の画像形成装置１００を用いた。
・立ち上がり時に、立ち上げ処理時通電方式と通常の通電方式とによって、それぞれ発熱体セット４５への通電を行った。
・立ち上げ時処理時通電方式では、通電開始時の電力のデューティ比を８０［％］とし、その後１．５秒間ごとに５［％］ずつ高くするようにデューティ比を変更した。（すなわち、Ｘ＝０．８，ｘ＝０．０５，ｔ_０＝１．５である。）
・通常の通電方式では、電力のデューティ比を常時１００［％］とした。
・立ち上げ処理時通電方式及び通常の通電方式のいずれにおいても、１４８５［Ｗ］の電力をかけた。

図１２は、発熱体セット４５への通電開始時からの経過時間と筒状フィルム３５の温度との関係を表す実験結果の一例を示す図である。図１２の横軸は、発熱体セット４５へ通電を開始してからの経過時間［単位：秒］を表す。図１２の縦軸は、筒状フィルム３５の温度［単位：℃］、及び電力［単位：Ｗ］を表す。

図１２に示すように、発熱体セット４５に対して通常の通電方式（すわなち、デューティ比固定の通電方式）で通電が行われた場合、ＴＣＲ材の昇温に伴って電力の出力が低下する。例えば、図１２に示すように、通電開始直後にはおよそ１２００［Ｗ］であった電力が、通電開始からおよそ９秒後にはおよそ１０００［Ｗ］程度にまで低下している。前述されたように、これは発熱体セット４５に用いられているＴＣＲ材の特性に起因する。これにより、発熱体セット４５に対して通常の通電方式によって通電が行われた場合、図１１に示すように、通電開始からの経過時間とともに筒状フィルム３５の温度の上昇の伸びが鈍化していく。

これに対し、図１２に示すように、発熱体セット４５に対して立ち上げ処理時通電方式（すわなち、デューティ比可変の通電方式）で通電が行われた場合、一定期間（本実験では１．５秒）ごとに電力のデューティ比がより高くなるように変更される。これにより、一定期間ごとに電力が再び高められる。本実験では、デューティ比８０［％］で発熱体セット４５への通電が開始され、その後１．５［秒］ごとに、８５［％］、９０［％］、９５［％］、１００［％］と合計４回のデューティ比の変更が行われる。これに伴い、図１２に示すように、電力が４回持ち上げられている。これにより、電力の低下が抑制されている。図１２に示すように、通電開始直後にはおよそ１２００［Ｗ］であった電力が、通電開始からおよそ９秒後であってもおよそ１２００［Ｗ］の電力が維持されている。また、これによって、通電開始からの経過時間とともに生じる筒状フィルム３５の温度の上昇の伸びの鈍化が、通常の通電方式と比べて抑制されている。

図１３は、実験の効果の一例を示す図である。
図１３には、通常の通電方式と立ち上げ時通電方式とによってそれぞれ発熱体セット４５への通電が行われた場合における、立ち上がり時間と立ち上げ完了時平均電力との比較結果が示されている。

立ち上がり時間とは、定着装置３０の立ち上がりに要した時間である。すなわち、立ち上がり時間とは、発熱体セット４５への通電が開始されてから筒状フィルム３５が目標温度に到達するまでに要した時間である。また、立ち上げ完了時平均電力とは、定着装置３０の立ち上がりが完了した時点における平均電力である。すなわち、立ち上げ完了時平均電力とは、筒状フィルム３５が目標温度に到達した時点における平均電力である。

図１３に示すように、通常の通電方式（すわなち、デューティ比固定の通電方式）が用いられた場合における立ち上がり時間は８．６［秒］であった。これに対し、立ち上げ処理時通電方式（すわなち、デューティ比可変の通電方式）が用いられた場合における立ち上がり時間は７．５［秒］であった。このように、立ち上げ処理時通電方式が用いられた場合、通常の通電方式が用いられた場合よりも、立ち上がり時間が約１２．８［％］短縮されるという結果となった。

また、図１３に示すように、通常の通電方式が用いられた場合における立ち上げ完了時平均電力は１０６７［Ｗ］であった。これに対し、立ち上げ処理時通電方式（すわなち、デューティ比可変の通電方式）が用いられた場合における立ち上げ完了時平均電力は１１８３［Ｗ］であった。このように、立ち上げ処理時通電方式が用いられた場合、通常の通電方式が用いられた場合よりも、立ち上げ完了時平均電力が約１０．９［％］向上するという結果となった。

以上説明したように、第１の実施形態における画像形成装置１００は、発熱体セット４５（発熱部）と、制御部６と、を備える。発熱体セット４５（中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、及び第２端部発熱体４５ｂ２）は、ＴＣＲ材（温度の上昇に伴って抵抗値が高くなる材料）が用いられ、通電によって発熱する。制御部６は、定着装置３００の立ち上がり時に、発熱体セット４５に通電させる電力のデューティ比を時間とともに変化させる。

以上の構成を備えることにより、画像形成装置１００は、発熱体セット４５に通電される電力のデューティ比を時間とともに変化させることができる。一般に、ＴＣＲ材が用いられた発熱体は、昇温に伴って電力が低下する。これに伴って、定着装置の立ち上がり（加熱）に要する時間が長くなるという課題がある。これに対し、上述した第１の実施形態における画像形成装置１００は、例えば一定期間ごとに電力のデューティ比をより高い値に変更させる。これにより、画像形成装置１００は、低下する電力を一定期間ごとに再び高める（持ち上げる）ことができる。すなわち、画像形成装置１００は、電力の低下を抑制することができる。これにより、第１の実施形態における画像形成装置１００は、定着装置３００の立ち上がりに要する時間を従来よりも短縮させることができる。

また、一般に画像形成装置の立ち上がり時には、定着装置が使用可能な電力が予め定められていることがある。この場合、使用可能な電力内で加熱が行われなければならない。これに対し、第１の実施形態における画像形成装置１００は、以上の構成を備えることにより、消費電力を抑えつつ、加熱を行うことができる。

なお、前述された実施形態では、制御部６は、発熱体セット４５に通電する電力のデューティ比を、一定の時間間隔で、かつ、一定の変化幅（増加幅）で変化させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、制御部６は、通電開始時から時間が経過するほど、デューティ比を変化させる時間間隔をより長くするようにしてもよい。すなわち、通電開始時に近い時点ほど、デューティ比が増大される頻度がより高くなるようにしてもよい。この場合、通電開始時に近い時点において、より電力の低下が抑制される。

また、例えば、制御部６は、通電開始時から時間が経過するほど、デューティ比の変化幅をより小さくするようにしてもよい。すなわち、通電開始時に近い時点ほど、デューティ比がより大きな増加幅で変更されるようにしてもよい。この場合、通電開始時に近い時点において、より電力の低下が抑制される。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。
一般に、定着装置の立ち上がり時において、筒状フィルム３５の幅方向の中央部の温度よりも、筒状フィルム３５の幅方向の端部の温度のほうがより低い温度になることがある。これは、中央部が、当該中央部と同様に加熱される両端部に挟まれた位置であるのに対し、端部は、片側には加熱される部材が存在していないことに起因する。

第２の実施形態における画像形成装置１００では、制御部６は、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合に、中央部発熱体４５ａと、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２とに対して、互いに異なる通電方式によって通電を行う。制御部６は、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合には、中央部通電方式によって中央部発熱体４５ａへの通電を行う。また、制御部６は、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合には、端部通電方式によって第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電を行う。

中央部通電方式は、以下の方式条件を満たす通電方式であればどのような通電方式であってもよい。方式条件とは、中央部発熱体４５ａが、通電開始時にＸ［％］のデューティ比で通電され、その後ｔ_０秒間ごとにｘ［％］ずつ高く変更されたデューティ比で通電されるという条件である。

端部通電方式は、以下の方式条件を満たす通電方式であればどのような通電方式であってもよい。方式条件とは、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２が、通電開始時にＸ［％］のデューティ比でそれぞれ通電され、その後ｔ_０秒間ごとにｙ［％］ずつ高く変更されたデューティ比でそれぞれ通電されるという条件である。ここで、ｘ＜ｙであるものとする。

図１４は、中央部通電方式によるデューティ比の変化を示す図である。図１４に示すように、中央部発熱体４５ａは、通電開始時（ｔ＝０）には、Ｘ［％］のデューティ比で通電が開始される。その後、ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋ｘ［％］に変更される。その後、２ｔ_０秒経過時、及び３ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋２ｘ［％］、及びＸ＋３ｘ［％］にそれぞれ変更される。なお、デューティ比が１００［％］に到達している場合には、デューティ比の変更は行われない。

図１５は、端部通電方式によるデューティ比の変化を示す図である。図１５に示すように、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、通電開始時（ｔ＝０）には、Ｘ［％］のデューティ比でそれぞれ通電が開始される。その後、ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋ｙ［％］にそれぞれ変更される。その後、２ｔ_０秒経過時に、デューティ比はＸ＋２ｙ［％］に変更される。なお、デューティ比が１００［％］に到達している場合には、デューティ比の変更は行われない。なお、図１５は、２ｔ_０秒経過時にデューティ比が１００［％］に到達した場合の例を示している。そのため、３ｔ_０秒経過時にはデューティ比の変更が行われていない。なお、前述されたように、ｘ＜ｙである。

このように、第２の実施形態における画像形成装置１００では、立ち上げ処理開始条件が満たされた場合に、中央部発熱体４５ａはｔ_０秒間ごとに、ｘ［％］ずつ高く変更されたデューティ比で通電される。これに対し、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、ｘ［％］よりも割合の大きいｙ［％］ずつ高く変更されたデューティ比でそれぞれ通電される。これにより、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体４５ａよりも相対的に大きくｔ_０秒間ごとに電力が高められる。

以上の構成を備えることにより、第２の実施形態における画像形成装置１００は、定着装置３０の立ち上がり時において、筒状フィルム３５の幅方向の中央部の温度よりも、筒状フィルム３５の幅方向の端部の温度のほうがより低い温度になることを、抑制することができる。

なお、前述された第２の実施形態における画像形成装置１００は、中央部発熱体４５ａへの通電に対するデューティ比の上げ幅（ｘ）と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対するデューティ比の上げ幅（ｙ）と、を異ならせる構成であった。但し、この構成に限られるものではなく、例えば、画像形成装置１００は、中央部発熱体４５ａへの通電に対するデューティ比の変更の頻度と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対するデューティ比の変更の頻度と、を異ならせる構成であってもよい。

具体的には、例えば、中央部発熱体４５ａへの通電に対してはｔ_１［秒］ごとにデューティ比の変更が行われ、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対してはｔ_２［秒］ごとにデューティ比の変更が行われるような構成であってもよい。ここで、ｔ_１＞ｔ_２である。なお、この場合、中央部発熱体４５ａへの通電に対するデューティ比の上げ幅と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対するデューティ比の上げ幅とは、同一であってもよい。

この場合、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体４５ａよりも相対的に早いタイミングでデューティ比の変更が行われる。これにより、第２の実施形態における画像形成装置１００は、定着装置３０の立ち上がり時において、筒状フィルム３５の幅方向の中央部の温度よりも、筒状フィルム３５の幅方向の端部の温度のほうがより低い温度になることを抑制することができる。

なお、画像形成装置１００は、例えば、中央部発熱体４５ａへの通電における通電開始時のデューティ比と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電における通電開始時のデューティ比とを異ならせる構成であってもよい。

具体的には、例えば、中央部発熱体４５ａへの通電に対してはＸ_１［％］のデューティ比で通電が開始され、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対してはＸ_２［％］のデューティ比で通電が開始されるような構成であってもよい。ここで、Ｘ_１＜Ｘ_２である。なお、この場合、中央部発熱体４５ａへの通電に対するデューティ比の変更の間隔と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対するデューティ比の変更の間隔とは同一であってもよい。なお、この場合、中央部発熱体４５ａへの通電に対するデューティ比の変化幅と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２への通電に対するデューティ比の変化幅とは同一であってもよい。

この場合、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、中央部発熱体４５ａよりも相対的に高い電力で通電が開始される。これにより、第２の実施形態における画像形成装置１００は、定着装置３０の立ち上がり時において、筒状フィルム３５の幅方向の中央部の温度よりも、筒状フィルム３５の幅方向の端部の温度のほうがより低い温度になることを抑制することができる。

以上説明したように、第２の実施形態における画像形成装置１００は、発熱体セット４５（発熱部）と、制御部６と、を備える。発熱体セット４５は、中央部発熱体４５ａ（中央部発熱部）と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２（端部発熱部）と、を備える。中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、及び第２端部発熱体４５ｂは、ＴＣＲ材が用いられ、通電によって発熱する。中央部発熱体４５ａは、発熱体セット４５の中央に配置される。第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、発熱体セット４５の端部にそれぞれ配置される。制御部６は、定着装置３００の立ち上がり時に、発熱体セット４５に通電させる電力のデューティ比を時間とともに変化させる。ここで、制御部６は、中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比（第１デューティ比）と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比（第２デューティ比）とを異ならせる。

以上の構成を備えることにより、画像形成装置１００は、例えば、中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比の増加幅よりも、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比の増加幅をより大きくすることができる。この場合、中央部発熱体４５ａよりも、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２のほうがより多く加熱されることになる。これにより、画像形成装置１００は、筒状フィルム３５の端部の温度が筒状フィルム３５の中央部の温度よりも低下してしまうことを抑制することができる。

なお、前述された実施形態では、制御部６は、中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比とを異ならせるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、制御部６は、中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比を変更させる時間間隔と、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比を変更させる時間間隔とを異ならせるようにしてもよい。

例えば、制御部６は、中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比を変更させる時間間隔よりも、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比を変更させる時間間隔を、より短くするようにしてもよい。この場合、中央部発熱体４５ａよりも、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２のほうがより多く加熱されることになる。これにより、画像形成装置１００は、筒状フィルム３５の端部の温度が筒状フィルム３５の中央部の温度よりも低下してしまうことを抑制することができる。

また、例えば、制御部６は、通電開始時における中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比と、通電開始時における第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比とを異ならせるようにしてもよい。例えば、制御部６は、通電開始時における中央部発熱体４５ａに通電させる電力のデューティ比よりも、通電開始時における第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２にそれぞれ通電させる電力のデューティ比を、より大きくするようにしてもよい。この場合、中央部発熱体４５ａよりも、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２のほうがより多く加熱されることになる。これにより、画像形成装置１００は、筒状フィルム３５の端部の温度が筒状フィルム３５の中央部の温度よりも低下してしまうことを抑制することができる。

なお、前述された各実施形態では、発熱体セット４５は、３個の発熱体（中央部発熱体４５ａ、第１端部発熱体４５ｂ１、第２端部発熱体４５ｂ２）を備える構成であった。但し、発熱体セット４５に含まれる発熱体の個数は、１個又は２個でもよく、あるいは４個以上でもよい。

なお、前述された各実施形態では、複数のヒータ温度計６２は、２個のヒータ温度計（中央部ヒータ温度計６２ａ、端部ヒータ温度計６２ｂ）を備える構成であった。但し、複数のヒータ温度計６２の個数は、３個以上でもよい。

なお、前述された各実施形態では、複数のサーモスタット６８は、２個のサーモスタット（中央部サーモスタット６８ａ、端部サーモスタット６８ｂ）を備える構成であった。但し、複数のサーモスタット６８の個数は、３個以上でもよい。

なお、発熱体セット４５が備える発熱体は、正の抵抗温度特性を有する発熱体であってもよい。

なお、前述された各実施形態における画像形成装置１００は消色装置であってもよい。この場合、加熱装置は消色部である。消色装置は、消色トナーによりシートに形成された画像を消色（消去）する処理を行う。消色部は、ニップを通過するシートに形成された消色トナー像を加熱して消色する。

なお、前述された各実施形態において、筒状フィルム３５は、定着ベルトの一例である。また、発熱体セット４５は、発熱部の一例である。また、中央部発熱体４５ａは、中央部発熱部の一例である。また、第１端部発熱体４５ｂ１及び第２端部発熱体４５ｂ２は、端部発熱部の一例である。

なお、画像形成装置１００の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

上記各実施形態では、制御部６はソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、画像形成装置１００は、発熱体セット４５に通電される電力のデューティ比を時間とともに変化させ、一定期間ごとに電力のデューティ比をより高い値に変更させることによって、ＴＣＲ材の特性によって低下する電力を一定期間ごとに再び高めることができる。すなわち、画像形成装置１００は、電力の低下を抑制することができる。これにより、画像形成装置１００は、加熱装置の立ち上がりに要する時間を従来よりも短縮させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１…ディスプレイ、２…スキャナ部、３…画像形成ユニット、４…シート供給部、５…搬送部、６…制御部、７…排紙トレイ、８…コントロールパネル、９…反転ユニット、１０…ハウジング、２０…シート収容部、２１…ピックアップローラ、２３…搬送ローラ、２４…レジストローラ、２５（２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋ）…画像形成部、２５ｄ…感光体ドラム、２６…レーザ走査ユニット、２７…中間転写ベルト、２８…転写部、３０…定着装置、３０ｈ…フィルムユニット、３０ｐ…加圧ローラ、３２…芯金、３３…弾性層、３５…筒状フィルム、３６…支持部材、３８…ステイ、４０…ヒータユニット、４１…基板、４３…絶縁層、４５…発熱体セット、４５ａ…中央部発熱体、４５ｂ１…第１端部発熱体、４５ｂ２…第２端部発熱体、４６…保護層、４９…伝熱部材、５２ａ…中央部接点、５２ｂ…端部接点、５３ａ…中央部配線、５３ｂ１…第１端部配線、５３ｂ２…第２端部配線、５５…配線セット、５７…共通配線、５８…共通接点、６２…ヒータ温度計、６２ａ…中央部ヒータ温度計、６２ｂ…端部ヒータ温度計、６４…フィルム温度計、６４ａ…中央部フィルム温度計、６４ｂ…端部フィルム温度計、６５…環境温度計、６８…サーモスタット、６８ａ…中央部サーモスタット、６８ｂ…端部サーモスタット、９０…通信部、９２…メモリ、９３…補助記憶装置、９５…電源、９６ａ…中央部トライアック、９６ｂ…端部トライアック、１００…画像形成装置

Claims (13)

1. 温度上昇に伴って抵抗値が低下する材料が用いられ、通電によって発熱する発熱部と、
   自装置の立ち上がり時に前記発熱部に通電させる電力のデューティ比を時間とともに変化させる制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記デューティ比を時間とともに大きくするように変化させる
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記デューティ比を一定の変化幅で変化させる
   請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記デューティ比の変化幅を時間とともに小さくするように変化させる
   請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記デューティ比を一定の時間間隔で変化させる
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記デューティ比を変化させる時間間隔を時間とともに長くする
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記発熱部は、
   前記発熱部の中央部に配置された中央部発熱部と、
   前記発熱部の端部に配置された端部発熱部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記中央部発熱部に通電させる前記電力のデューティ比を示す第１デューティ比と、前記端部発熱部に通電させる前記電力のデューティ比を示す第２デューティ比と、を異ならせる
   請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御部は、前記第１デューティ比の増加幅よりも前記第２デューティ比の増加幅をより大きくするように変化させる
   請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記第１デューティ比を変化させる時間間隔よりも前記第２デューティ比を変化させる時間間隔をより短くするように変化させる
   請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、通電開始時における前記第１デューティ比よりも前記通電開始時における前記第２デューティ比をより大きくする
    請求項７から請求項９のうちいずれか一項に記載の画像形成装置。
11. 温度上昇に伴って抵抗値が低下する材料が用いられた通電によって発熱する発熱部を加熱させる加熱ステップと、
    前記発熱部に通電させる電力のデューティ比を時間とともに大きくするように変化させる制御ステップと、
    を有する加熱方法。
12. 前記制御ステップにおいて、前記デューティ比を時間とともに大きくするように変化させる
    請求項１１に記載の加熱方法。
13. 前記制御ステップにおいて、前記デューティ比を変化させる時間間隔を時間とともに長くする
    請求項１１または請求項１２に記載の加熱方法。

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