JP2022150565A

JP2022150565A - 定着装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2022150565A
Application number: JP2021053218A
Authority: JP
Inventors: 康平若津; Kohei Wakatsu; 一洋道田; Kazuhiro Michida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2022-10-07
Also published as: US20220308509A1; US20230314990A1; US11709446B2

Abstract

【課題】非通紙部昇温が生じないように定着装置の温度制御を精度よく行うこと。【解決手段】定着フィルム５１、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３を有し定着フィルム５１を加熱するヒータ５４、加圧ローラ５３と、ヒータ５４の温度を検知するサーミスタ５９ａ、交流電源５５から発熱体５４ｂ１、５４ｂ３への電力供給路を切り替えるトライアック５６ａ、５６ｂ、トライアック５６ａ、５６ｂを制御し発熱体５４ｂ１、５４ｂ３に電力供給するＣＰＵ９４を備え、ＣＰＵ９４はヒータ５４の温度と目標温度とに基づいて、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３へ単位期間あたりに供給する電力量を決定し電力を供給する第１の電力制御（Ｓ１０１～Ｓ１０３）と、第１の電力制御における、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３へ供給する電力量との比率を制御する、又は発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３へ電力を供給する期間との比率を制御する第２の電力制御（Ｓ１０５～Ｓ１０８）とを行う。【選択図】図７

Description

本発明は、定着装置、及び定着装置を備える画像形成装置に関する。

定着装置において、用紙を加熱するヒータ（加熱装置）の長手方向のヒータ幅より幅の狭い用紙を連続印刷すると、用紙が通過しないヒータの領域において、温度が徐々に上昇する非通紙部昇温という現象が生じる。そして、非通紙部の温度上昇が顕著になると、定着フィルムや加圧ローラといった定着装置の定着部材が温度上昇によるダメージを受けることがある。そこで、例えば、特許文献１では、ヒータの長手方向の中央部と端部の発熱比率を切り替えることで、定着装置における非通紙部昇温を低減させる構成が提案されている。

特開２００１－１００５５８号公報

上述した方式では、定着装置の長手方向の端部の温度を、長手方向の中央部の温度に対して一定範囲内に保持するように温度制御が行われているが、より精度の高い温度制御が求められている。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、非通紙部昇温が生じないように定着装置の温度制御を精度よく行うことを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。

（１）記録材上のトナーを加熱することで記録材に定着させる定着装置であって、筒状のフィルムと、第１の発熱体と、長手方向の長さが前記第１の発熱体よりも短い第２の発熱体と、を有し、前記フィルムの内部空間に配置され、前記フィルムを加熱するヒータと、前記フィルムとニップ部を形成する加圧ローラと、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位期間あたりに供給する電力量を決定し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給する第１の電力制御と、前記第１の電力制御における、前記第１の発熱体へ供給する電力量と前記第２の発熱体へ供給する電力量との比率を制御する、又は前記第１の電力制御における、前記第１の発熱体へ電力を供給する期間と前記第２の発熱体へ電力を供給する期間との比率を制御する第２の電力制御と、を行うことを特徴とする定着装置。

（２）記録材に画像形成を行う画像形成部と、記録材を前記画像形成部に給送する給紙部と、前記（１）に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、非通紙部昇温が生じないように定着装置の温度制御を精度よく行うことができる。

実施例１～４の画像形成装置の構成を示す断面図実施例１～４の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図実施例１～４の定着装置の構成を説明する断面模式図実施例１～４のヒータの構成を示す模式図実施例１～４のヒータの断面を示す模式図実施例１～４の定着装置の電力制御回路の構成を示す模式図実施例１の発熱体の電力供給制御シーケンスを示すフローチャート実施例１の発熱体への電力供給状態を説明する図実施例２の発熱体の電力供給制御シーケンスを示すフローチャート実施例２の発熱体への電力供給状態を説明する図実施例３の発熱体の電力供給制御シーケンスを示すフローチャート実施例４の発熱体の電力供給制御シーケンスを示すフローチャート

以下に、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。以下の実施例において、記録材を定着装置の定着ニップ部に通すことを、通紙するという。また、発熱体が発熱している領域で、記録材が通紙していない領域を非通紙領域（又は非通紙部）といい、記録材が通紙している領域を通紙領域（又は通紙部）という。更に、非通紙領域が通紙領域に比べて温度が高くなってしまう現象を、非通紙部昇温という。

［画像形成装置の全体構成］
図１は実施例１の定着装置を搭載した一例の画像形成装置である、インライン方式のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。図１を用いて電子写真方式のカラー画像形成装置の構成を説明する。なお、第１ステーションをイエロー（Ｙ）色のトナー画像形成用のステーション、第２ステーションをマゼンタ（Ｍ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。また、第３ステーションをシアン（Ｃ）色のトナー画像形成用のステーション、第４ステーションをブラック（Ｋ）色のトナー画像形成用のステーションとしている。

第１ステーションで、像担持体である感光ドラム１ａは、ＯＰＣ感光ドラムである。感光ドラム１ａは金属円筒上に感光して電荷を生成するキャリア生成層、発生した電荷を輸送する電荷輸送層等からなる機能性有機材料が複数層積層されたものであり、最外層は電気的導電性が低く略絶縁されている。帯電手段である帯電ローラ２ａは感光ドラム１ａに当接し、感光ドラム１ａの回転に伴い、従動回転しなから感光ドラム１ａ表面を均一に帯電する。帯電ローラ２ａには直流電圧又は交流電圧を重畳した電圧が印加され、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａ表面とのニップ部から、感光ドラム１ａの回転方向の上流側及び下流側の微小な空気ギャップにおいて放電が発生する。これにより、感光ドラム１ａが帯電される。クリーニングユニット３ａは、後述する１次転写後に感光ドラム１ａ上に残ったトナーをクリーニングするユニットである。現像手段である現像ユニット８ａは非磁性一成分トナー５ａを格納し、現像ローラ４ａ、現像剤塗布ブレード７ａを有している。感光ドラム１ａ、帯電ローラ２ａ、クリーニングユニット３ａ、現像ユニット８ａは、画像形成装置に対して着脱自在な一体型のプロセスカートリッジ９ａ（画像形成部）に収容されている。

露光手段である露光装置１１ａは、レーザ光を回転多面鏡によって反射させ、感光ドラム１ａ上を走査するスキャナユニット又はＬＥＤ（発光ダイオード）アレイから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム１２ａを感光ドラム１ａ上に照射する。また、帯電ローラ２ａは、帯電ローラ２ａへの電圧供給手段である帯電高電圧電源２０ａに接続されている。現像ローラ４ａは、現像ローラ４ａへの電圧供給手段である現像高電圧電源２１ａに接続されている。１次転写ローラ１０ａは、１次転写ローラ１０ａへの電圧供給手段である１次転写高電圧電源２２ａに接続されている。以上が第１ステーションの構成であり、第２、第３、第４ステーションも同様の構成を有している。他のステーションについて、第１ステーションと同一の機能を有する部品は同一の符号を付し、符号の添え字にステーションごとにｂ、ｃ、ｄを付している。なお、以下の説明において、特定のステーションについて説明する場合を除き、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略する。

中間転写ベルト１３は、その張架部材として２次転写対向ローラ１５、テンションローラ１４、補助ローラ１９の３本のローラにより支持されている。テンションローラ１４だけが、バネ（不図示）で中間転写ベルト１３を張る方向の力が加えられており、中間転写ベルト１３に適当なテンション力が維持されるようになっている。２次転写対向ローラ１５はメインモータ９９（図２参照）からの回転駆動を受けて回転し、外周に巻かれた中間転写ベルト１３が回動する。中間転写ベルト１３は感光ドラム１ａ～１ｄ（例えば、図１では反時計回り方向に回転）に対して、矢印方向（例えば、図１では時計回り方向）に略同速度で移動する。また、１次転写ローラ１０は中間転写ベルト１３を挟んで感光ドラム１と対向する位置に配置されて、中間転写ベルト１３の移動に伴い従動回転する。中間転写ベルト１３を挟んで感光ドラム１と１次転写ローラ１０とが当接している位置を１次転写位置という。補助ローラ１９、テンションローラ１４及び２次転写対向ローラ１５は電気的に接地されている。なお、第２～第４ステーションも１次転写ローラ１０ｂ～１０ｄは第１ステーションの１次転写ローラ１０ａと同様の構成を有しているので、説明を省略する。

次に、図１に示す画像形成装置の画像形成動作について説明する。画像形成装置は待機状態時に印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートする。感光ドラム１や中間転写ベルト１３等は、メインモータ９９によって所定のプロセススピードで、図中矢印方向に回転を始める。感光ドラム１ａは、帯電高電圧電源２０ａにより電圧が印加された帯電ローラ２ａによって一様に帯電され、続いて露光装置１１ａから照射された走査ビーム１２ａによって画像情報に基づいた静電潜像が形成される。現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、現像剤塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像ローラ４ａに塗布される。そして、現像ローラ４ａには、現像高電圧電源２１ａにより所定の現像電圧が印加される。感光ドラム１ａが回転して感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像ローラ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーが付着することによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（例えば、Ｙ（イエロー））のトナー像が形成される。他の色Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各ステーション（プロセスカートリッジ９ｂ～９ｄ）も同様に動作する。各色の１次転写位置間の距離に応じたタイミングでコントローラ（不図示）からの書き出し信号を遅らせながら、露光装置１１からの走査ビーム１２によって、静電潜像が各感光ドラム１ａ～１ｄ上に形成される。それぞれの１次転写ローラ１０ａ～１０ｄにはトナーと逆極性の直流高電圧が印加される。これにより、感光ドラム１ａ～１ｄ上のトナー像が、順に中間転写ベルト１３に転写されて（以下、１次転写という）、中間転写ベルト１３上に多重トナー像が形成される。

その後、トナー像の作像に合わせて、カセット１６（給紙部）に積載されている記録材である用紙Ｐは、給紙ソレノイド（不図示）によって回転駆動される給紙ローラ１７により給送される。給送された用紙Ｐは搬送ローラ（不図示）によりレジストレーションローラ（以下、レジストローラという）１８に搬送される。用紙Ｐは、中間転写ベルト１３上のトナー像に同期して、レジストローラ１８によって中間転写ベルト１３と２次転写ローラ２５との当接部である転写ニップ部へ搬送される。２次転写ローラ２５には、２次転写高電圧電源２６によりトナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト１３上に担持された４色の多重トナー像が一括して用紙Ｐ上（記録材上）に転写される（以下、２次転写という）。一方、２次転写を終えた後、中間転写ベルト１３上に残留したトナーは、クリーニングユニット２７によって清掃される。２次転写が終了した後の用紙Ｐは、定着手段である定着装置５０へと搬送され、トナー像が定着された用紙Ｐは画像形成物（プリント、コピー）として排出トレイ３０に排出される。なお、定着装置５０の定着フィルム５１、ニップ形成部材５２、加圧ローラ５３、ヒータ５４については後述する。

［画像形成装置の制御ブロック図］
図２は画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図であり、この図を参照しながら画像形成装置の印刷動作について説明する。ホストコンピュータであるＰＣ１１０は、画像形成装置の内部にあるビデオコントローラ９１に対して、印刷画像の画像データや印刷情報を含んだ印刷指令を送信する。

ビデオコントローラ９１は、ＰＣ１１０から受信した画像データを露光データに変換し、エンジンコントローラ９２内にある露光制御装置９３に転送するとともに、印刷指令をＣＰＵ９４に送信する。露光制御装置９３はＣＰＵ９４により制御され、露光データに応じてレーザ光のオン・オフを行う露光装置１１の制御を行う。制御手段であるＣＰＵ９４は、ビデオコントローラ９１から印刷指令を受信すると、画像形成動作をスタートさせる。

エンジンコントローラ９２には、ＣＰＵ９４、メモリ９５等が搭載されている。ＣＰＵ９４は、メモリ９５に予め格納されたプログラムに従って動作する。また、ＣＰＵ９４は、時間を測定するタイマを有しており、メモリ９５には後述する定着装置５０を制御する各種情報が格納されている。高電圧電源９６は、上述した帯電高電圧電源２０、現像高電圧電源２１、１次転写高電圧電源２２、２次転写高電圧電源２６から構成される。また、定着電力制御装置９７は、供給制御部である双方向サイリスタ（以下、トライアックという）５６、電力を供給する発熱体を排他的に選択する切替部としての発熱体切替器５７（図６参照）等から構成される。定着電力制御装置９７は、定着装置５０において電力供給する発熱体を選択し、供給する電力量を決定する。

駆動装置９８はメインモータ９９、定着モータ１００等から構成される。また、センサ１０１は定着装置５０の温度を検知する温度検知手段である定着温度センサ５９、用紙Ｐの幅を検知する紙幅センサ３１等からなり、センサ１０１の検知結果はＣＰＵ９４に送信される。ＣＰＵ９４はセンサ１０１の検知結果を取得し、検知結果に基づいて、露光装置１１、高電圧電源９６、定着電力制御装置９７、駆動装置９８を制御する。これにより、ＣＰＵ９４は、静電潜像の形成、現像されたトナー像の用紙Ｐへの転写、転写されたトナー像の用紙Ｐへの定着等を行い、ＰＣ１１０から受信した画像データがトナー像として用紙Ｐ上に印刷される画像形成工程の制御を行う。なお、本発明が適用される画像形成装置は、図１で説明した構成の画像形成装置に限定されるものではなく、異なる幅の用紙Ｐを印刷することが可能で、後述するヒータ５４を有する定着装置５０を備える画像形成装置であればよい。

［定着装置の構成］
次に、発熱体により用紙Ｐ上のトナー像を加熱する加熱装置（ヒータ）を制御する定着装置５０の構成について図３を用いて説明する。ここで「長手方向」とは、後述する用紙Ｐの搬送方向と略直交する加圧ローラ５３の回転軸方向のことである。また、用紙Ｐの搬送方向に略直交する方向（長手方向）の用紙Ｐの長さを用紙幅という。

図３は、定着装置５０の構成を説明する断面模式図である。定着装置５０では、図中左側から未定着のトナー像Ｔを担持した用紙Ｐは、定着フィルム５１（以下、フィルム５１という）と加圧ローラ５３とが当接して構成される定着ニップ部Ｎに向かって、図中矢印方向に搬送される。定着ニップ部Ｎでは、定着フィルム５１は加圧ローラ５３とヒータ４０により挟持される。そして、用紙Ｐは、定着ニップ部Ｎにおいて図中左側から右方向に搬送されながら加熱されることにより、トナー像Ｔが用紙Ｐに定着される。定着装置５０は、円筒状のフィルム５１、フィルム５１を保持するニップ形成部材５２、フィルム５１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ５３、及び用紙Ｐを加熱する加熱装置であるヒータ５４（ヒータ部）により構成されている。

フィルム５１は加熱回転体としての定着フィルムである。フィルム５１は、基層として、例えばポリイミドを用いており、基層の上にシリコーンゴムからなる弾性層、ＰＦＡからなる離型層が形成されている。フィルム５１が回転することにより、ニップ形成部材５２及びヒータ５４とフィルム５１との間に生じる摩擦力を低減するために、フィルム５１の内面にはグリスが塗布されている。

ニップ形成部材５２は、フィルム５１を内側からガイドすると共に、フィルム５１と加圧ローラ５３との間で定着ニップ部Ｎを形成させる。ニップ形成部材５２は剛性・耐熱性・断熱性を有する部材であり、液晶ポリマー等により形成されている。フィルム５１は、ニップ形成部材５２に対して外嵌されている。加圧ローラ５３は、加圧回転体としてのローラであり、芯金５３ａ、弾性層５３ｂ、離型層５３ｃから構成されている。加圧ローラ５３は、長手方向の両端部を回転可能に保持されており、定着モータ１００（図２）によって回転駆動され、加圧ローラ５３が回転することにより、フィルム５１は従動回転する。加熱部材であるヒータ５４は定着フィルム５１の内部空間に配置されて、ニップ形成部材５２に保持され、フィルム５１の内面と接している。ヒータ５４の詳細については後述する。

［ヒータ部の概要］
次に、加熱部であるヒータ５４について説明する。図４は、発熱体が配置されたヒータ５４を、図３に示す加圧ローラ５３側から見たときのヒータ５４の構成を示す模式図である。図４において、基準線ａは、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３の長手方向の中心線であり、定着装置５０の定着ニップ部Ｎに搬送される用紙Ｐの長手方向（用紙幅方向）の中心線でもある。図４に示すように、ヒータ５４は、基板５４ａ、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ４、保護ガラス層５４ｅを有している。導体５４ｃは、図中、黒く塗られた部分である。本実施例の基板５４ａには、セラミックであるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）が用いられている。セラミック基板としては、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミ（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などが広く知られており、中でもアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）は、価格が安く、入手が容易である。また、基板５４ａには強度面に優れる金属を用いてもよい。金属基板を用いる場合には、ステンレス（ＳＵＳ）が価格的にも強度的にも優れており、好適に用いられる。また、セラミック基板、金属基板のいずれにおいても、導電性を有する場合は絶縁層を設けて使用すればよい。基板５４ａ上には、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ、５４ｂ２、５４ｂ３、導体５４ｃ、接点５４ｄ１～５４ｄ４が配置され、その上に各発熱体とフィルム５１との絶縁を確保するために、保護ガラス層５４ｅがコーティングされている。

各発熱体は、長手方向の長さ（図４中の左右方向の長さ）が異なっており、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂの長手方向の長さＬ１は２２２ｍｍ、発熱体５４ｂ２の長手方向の長さＬ２は１８８ｍｍ、発熱体５４ｂ３の長手方向の長さＬ３は１５４ｍｍである。長手方向の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の大小関係は、長さＬ１＞長さＬ２＞長さＬ３となっている。例えば、使用する用紙ＰがＡ４サイズの場合には、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂが使用され、使用する用紙ＰがＢ５サイズの場合には、発熱体５４ｂ２が主に使用され、使用する用紙ＰがＡ５サイズの場合には、発熱体５４ｂ３が主に使用される。また、各発熱体は、短手方向（図４中の上下方向）に発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ２、５４ｂ３、５４ｂ１ｂの順に配置されている。

図４に示すように、発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂは、導体５４ｃを介して、それぞれ一端を接点５４ｄ２（第１の接点）に、他端を接点５４ｄ４（第４の接点）に電気的に接続されている。また、発熱体５４ｂ２は、導体５４ｃを介して、一端を接点５４ｄ２に、他端を接点５４ｄ３（第３の接点）に電気的に接続されている。同様に、発熱体５４ｂ３は、導体５４ｃを介して、一端を接点５４ｄ１（第２の接点）に、他端を接点５４ｄ３に電気的に接続されている。なお、図４に示すように、発熱体５４ｂ１ａと発熱体５４ｂ１ｂの長手方向の長さは同じ長さＬ１であり、この２つの発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂは、常に同時に使用される。以下では、一対の発熱体５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂを合わせて発熱体５４ｂ１（第１の発熱体）と呼ぶ。また、発熱体の抵抗値は、発熱体５４ｂ１が１０．７Ω（発熱体５４ｂ１ａと５４ｂ１ｂの合成抵抗値）、発熱体５４ｂ２（第３の発熱体）が２４．１Ω、発熱体５４ｂ３（第２の発熱体）が２４．１Ωである。

図４において、破線で囲まれているのは、定着温度センサ５９である。破線は、定着温度センサ５９が、基板５４ａの裏面（発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３が配置されている面の反対側）に配置されていることを表すと共に、定着温度センサ５９が基板５４ａに当接する位置を示している。定着温度センサ５９の温度を検知するサーミスタ５９ａは、発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３の長手方向の中心線上で、かつ、定着装置５０に搬送される用紙Ｐの中心線である基準線ａ上に配置されている。

［ヒータ部の構成］
図５は、図４に示すヒータ５４を、定着装置５０に搬送される用紙Ｐの長手方向の中心線（図４の基準線ａ）で切断したときのヒータ５４の断面を示す模式図である。ヒータ５４の温度を検知する温度検知手段である定着温度センサ５９は、次の部材から構成されている。すなわち、定着温度センサ５９は、サーミスタ５９ａ、ホルダ５９ｂ、ホルダ５９ｂとサーミスタ５９ａとの間の熱伝導を遮断するセラミックペーパー５９ｃ、サーミスタ５９ａを物理的、電気的に保護する絶縁樹脂シート５９ｄで構成されている。サーミスタ５９ａは、ヒータ５４の温度に応じて抵抗値が変化し、出力である電圧が変化する温度検知素子であり、ジュメット線（不図示）と配線によりＣＰＵ９４と接続されており、ヒータ５４の温度に応じた電圧をＣＰＵ９４に出力する。ＣＰＵ９４は、定着温度センサ５９（サーミスタ５９ａ）の温度検知結果に基づいて、ヒータ５４の温度制御を行う。定着温度センサ５９は、保護ガラス層５４ｅにより覆われた発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３が配置された基板５４ａの面とは反対側の面に配置され、基板５４ａと接している。

［電力制御回路］
図６は、定着装置５０の電力制御回路の構成を示す模式図である。本実施例の定着装置５０は、用紙Ｐのサイズに応じて、電力供給を行う発熱体を切り替えることで、ヒータ５４の長手方向における所望の温度分布を形成する。

定着装置５０の電力制御回路は、電力供給路の接続又は切断を行う切替手段であるトライアック５６ａ、５６ｂ、発熱体切替器５７、トライアック状態検知部５８、及びすべての発熱体への電力供給を遮断するリレー６０（第２のリレー）を有している。トライアック５６ａ、５６ｂは、交流電源５５から各発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３への電力供給路の接続又は切断を行う。発熱体切替器５７は、本実施例ではＣ接点リレーにより構成されている（以下、リレー５７という）。また、トライアック状態検知部５８は、トライアック５６ａ、５６ｂのオン状態・オフ状態の監視を行う。

トライアック５６ａ（第１のスイッチ）は、交流電源５５とヒータ５４の接点５４ｄ４との間の電力供給路の接続（オン状態）、又は切断（オフ状態）を行う。一方、トライアック５６ｂ（第２のスイッチ）は、交流電源５５とリレー５７を介してヒータ５４の接点５４ｄ３との間、又は交流電源５５とヒータ５４の接点５４ｄ１との間の電力供給路の接続（オン状態）、又は切断（オフ状態）を行う。リレー５７（第１のリレー）は、ヒータ５４の接点５４ｄ３をトライアック５６ｂ、又は交流電源５５に接続するように切替可能である。

例えば、交流電源５５から発熱体５４ｂ１に電力を供給する場合には、トライアック５６ａをオンして交流電源５５とヒータ５４の接点５４ｄ４とを接続し、トライアック５６ｂをオフする。これにより、発熱体５４ｂ１（５４ｂ１ａ、５４ｂ１ｂ）がヒータ５４の接点５４ｄ２、５４ｄ４を介して、交流電源５５と接続される。また、交流電源５５から発熱体５４ｂ２に電力を供給する場合には、トライアック５６ｂをオンして交流電源５５とリレー５７とを接続し、リレー５７を制御してヒータ５４の接点５４ｄ３をトライアック５６ｂと接続し、トライアック５６ａをオフする。これにより、発熱体５４ｂ２の一端がヒータ５４の接点５４ｄ３、リレー５７、トライアック５６ｂを介して交流電源５５と接続され、発熱体５４ｂ２の他端がヒータ５４の接点５４ｄ２を介して、交流電源５５と接続される。

また、交流電源５５から発熱体５４ｂ３に電力を供給する場合には、トライアック５６ｂをオンし、リレー５７を制御してヒータ５４の接点５４ｄ３を交流電源５５と接続して、トライアック５６ａをオフする。これにより、発熱体５４ｂ３の一端がヒータ５４の接点５４ｄ３、リレー５７を介して交流電源５５と接続され、発熱体５４ｂ３の他端がヒータ５４の接点５４ｄ１、トライアック５６ｂを介して、交流電源５５と接続される。なお、トライアック５６ａ、５６ｂのオン・オフ動作は、ＣＰＵ９４からの指令（制御信号）によって行われる。

トライアック状態検知部５８は、トライアック５６ａ、５６ｂのオン状態、オフ状態を検知する。例えばＣＰＵ９４の予期せぬ故障等によって、トライアック５６ａ、５６ｂが同時にオン状態になった場合には、トライアック状態検知部５８は、リレー６０をオフ状態に設定して、交流電源５５から定着装置５０（ヒータ５４）への電力供給を強制的に遮断する。これにより、トライアック５６ａ、５６ｂは、どちらか一方のみがオン状態となる、両方ともオフ状態となる状態が保証され、定着装置５０の故障を防止することができる。

このように、トライアック５６ａ、５６ｂ、トライアック状態検知部５８、リレー５７は、３つの発熱体５４ｂ１、５４ｂ２、５４ｂ３のうちの１つの発熱体にのみ、交流電源５５から電力供給されるように電力供給路の接続を切り替える切替部として動作する。本実施例では、このような構成の切替部を用いたが、いずれか一つの発熱体にのみ電力供給が可能となればよく、電力供給路を制御する構成は上述した構成に限定されない。

また、切替部の切替期間、すなわち、いずれの発熱体にも電力供給が行われない過渡期間はなるべく短いことが好ましい。その理由としては、用紙Ｐの印刷途中での発熱体の切替期間が長いと、ヒータ５４の意図しない温度低下が発生し、用紙Ｐ上のトナーの溶融不足を招く場合があるためである。本実施例では、用紙Ｐの印刷途中での発熱体の切替には、トライアック５６ａとトライアック５６ｂのオン・オフ状態を切り替える方式を用いている。そのため、本実施例では、トライアック５６ａとトライアック５６ｂのオン・オフ状態の切替に要する時間は限りなく０に近い。これにより、交流電源５５の電圧波形の半波期間（電源周波数の半周期）、トライアック５６ａを介して電力供給した後、次の半波期間（半周期）ではトライアック５６ｂを介して電力供給することが可能となる。一方、印刷途中での発熱体の切替えにリレー５７を用いる場合には、発熱体の切替時間を短くすることは難しい。なぜなら、リレー５７の切替えに１００ｍｓｅｃ（ミリ秒）程度の時間がかかる上、リレー５７の切替え途中に電流が流れることで発生する接点溶着を防止するための期間を設ける必要があるからである。意図的にリレー５７の切替時間を長くする実験を行ったところ、リレー５７の切替時間が３２０ｍｓｅｃを越えると、用紙Ｐ上のトナーの溶融不足が発生することがあった。そのため、リレー５７を用紙Ｐの印刷中の発熱体の切替えに用いる場合であっても、リレー５７の切替時間は３２０ｍｓｅｃ以下に設定することが好ましい。

［第１の電力制御］
本実施例では、定着温度センサ５９が検知したヒータ５４の温度を目標温度に近づけるために行う「第１の電力制御」と、複数の発熱体への電力量の配分を目標電力量に近づけるために行う「第２の電力制御」とを同時並行で行う。まず、第１の電力制御について説明する。第１の電力制御では、一定の周期で、ヒータ５４の目標温度と定着温度センサ５９により検知された温度との差分に応じて、発熱体へ供給する電力量を算出する。具体的には、ＣＰＵ９４は、一定の周期で、温度検知手段であるサーミスタ５９ａにて検知したヒータ５４の温度情報に基づいて、ヒータ５４の温度を用紙Ｐへの画像形成に適した目標温度に到達させるために必要な電力量を算出する。なお、本実施例では、交流電源５５の位相制御により、発熱体への電力供給を行う。

本実施例では、電力量の算出にＰＩ制御を用いており、ＰＩ制御による電力算出は、交流電源５５の電圧波形の２半波（電源周波数の１周期）を１周期単位として、周期的に行われる。ＰＩ制御では、ＣＰＵ９４が、周期単位毎にサーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度と目標温度とを比較し、２つの温度の差分の大きさに応じて、ＰＩ制御における比例項と積分項の値を決定する。ここで、比例項は温度の差分の大きさに比例した値であり、積分項は温度の差分の積算値に応じた値である。ＣＰＵ９４は、比例項と積分項の値に基づいて、発熱体へ供給する電力量を決定する。本実施例では、予め、発熱体ごとに温度の差分の大きさに応じた比例項と積分項の値を設定しており、選択された発熱体の比例項と積分項の値を用いて、第１の電力制御であるＰＩ制御の計算を行う。以下では、Ａ５サイズの用紙Ｐに印刷を行う際の電力供給を行う発熱体として、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３を用いた場合を例に説明する。

具体的に、本実施例のＰＩ制御について説明する。ｎをＰＩ制御を行うタイミング（周期）番号、タイミング番号に対応する比例項をＰ_ｎ（単位：％）、積分項をＩ_ｎ（単位：％）とする。ＰＩ制御により発熱体に投入される電力デューティＤ_ｎ（単位：％）は、次の（式１）～（式３）で表される。
Ｄ_ｎ＝Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ（１００％≧Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ≧０％のとき）・・・（式１）
Ｄ_ｎ＝１００（Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎ＞１００％のとき）・・・（式２）
Ｄ_ｎ＝０（０％＞Ｐ_ｎ＋Ｉ_ｎのとき）・・・（式３）

ここで、電力デューティＤ_ｎは、交流電源５５の交流電圧波形に対して、どれだけの電力供給を行うかで決定される電力量の投入割合を表したものである。電力デューティＤ_ｎは、位相制御により決定される電力供給パターンに応じて、０％～１００％の値を取りうる。（式２）より、比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎを加算した値が１００％より大きい場合の電力デューティＤ_ｎは１００％となる。一方、（式３）より、比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎを加算した値が０％より小さい負の値の場合の電力デューティＤ_ｎは０％となる。位相制御による発熱体への電力供給パターンは、記憶部であるメモリ９５に予め記憶されている。ＣＰＵ９４は、電力デューティＤ_ｎに応じて、メモリ９５から該当する電力供給パターンを選択し、選択した電力供給パターンに応じて発熱体への電力供給を行う。

用紙Ｐへの印刷が開始されると、まず、積分制御によって操作される積分項Ｉの出力値の初期値Ｉ_０が決定される。表１は、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の積分項Ｉの初期値Ｉ_０（単位：％）を示した表である。表１に示すように、発熱体５４ｂ１の初期値Ｉ_０は３２．５％であり、発熱体５４ｂ３の初期値Ｉ_０は５０％である。なお、比率ＩＰについては後述する。

電圧波形における２半波の周期（電源周波数の１周期）毎に、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の温度検知が行われ、ヒータ５４の目標温度とサーミスタ５９ａにより検知された温度との差分ΔＴ（＝目標温度－サーミスタ５９ａの検知温度）が算出される。表２は、算出された差分ΔＴ（単位：℃）に対応する、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎ（単位：％）の値を示した表である。表２では、差分ΔＴが－１５℃から１５℃までの差分ΔＴが１℃変化する毎の発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎの値が示されている。例えば、２つの温度差分ΔＴが－１０℃の場合には、発熱体５４ｂ１の比例項Ｐ_ｎは－２７．５％となり、発熱体５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎは－４２．５％となる。同様に、２つの温度差分ΔＴが５℃の場合には、発熱体５４ｂ１の比例項Ｐ_ｎは１５％となり、発熱体５４ｂ３の比例項Ｐ_ｎは２２．５％となる。なお、比率ＰＰについては後述する。

また、ＣＰＵ９４は、２半波の周期で算出される温度の差分ΔＴを積算した積算値ΔＴ_Ｖをメモリ９５に記憶させている。ＣＰＵ９４は、積分項Ｉ_ｎを、次の（式４）を用いて算出する。
Ｉ_ｎ＝Ｉ_ｎ－１＋ΔＩ・・・（式４）

例えば、積分項Ｉ_１は、上述した積分項Ｉ_ｎの初期値Ｉ_０を用いて、Ｉ_１＝Ｉ_０＋ΔＩにより算出される。また、ΔＩの値は、差分ΔＴを積算した積算値ΔＴ_Ｖに応じて変化する。表３は、積算値ΔＴ_Ｖ（単位：℃）に応じた、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３のΔＩの値を示した表である。表３に示すように、積算値ΔＴ_Ｖの値が－４００以上で４００未満の場合には、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３のΔＩの値は０％となる。一方、積算値ΔＴ_Ｖの値が４００以上の場合には、発熱体５４ｂ１のΔＩの値は５％となり、発熱体５４ｂ３のΔＩの値は１０％となる。また、積算値ΔＴ_Ｖの値が－４００未満の場合には、発熱体５４ｂ１のΔＩの値は－５％となり、発熱体５４ｂ３のΔＩの値は－１０％となる。

上述した処理により、各発熱体の比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎの値が決定され、決定された比例項Ｐ_ｎ、積分項Ｉ_ｎの値により電力デューティＤ_ｎが決定され、決定された電力デューティＤ_ｎに応じた電力が該当の発熱体に供給される。本実施例では、上述した電力デューティＤ_ｎの決定は２半波周期で行われ、決定された電力デューティＤ_ｎに基づいた電力が、次の２半波の期間に供給される。また、電力デューティＤ_ｎに応じた電力は、上述した切替部によって選択された発熱体へ供給される。本実施例では、電力を供給する発熱体を切り替えるタイミングは、ＰＩ制御の更新タイミング、すなわち電力デューティＤ_ｎを更新するタイミングと一致させている。

［発熱体への電力供給制御の例］
次に、実際の用紙Ｐへの印刷時の発熱体への電力供給の制御について説明する。表４は、用紙Ｐへの印刷において、時間経過に応じて発熱体に供給される電力量がどのように決定されるかを説明した表である。

表４は、上から順に、次の項目から構成されている。すなわち、表４は、タイミングｎ、時間（単位：ｓｅｃ（秒））、目標温度（単位：℃）、サーミスタ検出値（単位：℃）、差分ΔＴ（単位：℃）、積算値ΔＴ_Ｖ（単位：℃）から構成されている。更に、表４は、電力供給される選択発熱体、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の電力計算結果（比例項Ｐ、積分項Ｉ、Ｄｕｔｙ（電力デューティ））、実際の電力デューティ、比率ＤＰから構成されている。なお、比率ＤＰについては後述する。

表４において、タイミングｎが１のとき（時間は０ｓｅｃのとき）、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度を示すサーミスタ検出値は２１５℃であり、目標温度２２０℃との差分ΔＴは、５℃（＝２２０℃－２１５℃）である。また、このときの差分ΔＴの積算値を示すΔＴ_Ｖは３８０℃である。発熱体５４ｂ１の電力計算は、表２より差分ΔＴが５℃の場合の比例項Ｉは１５％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは０％なので、式４よりＩ＝Ｉ_０＋ΔＩ＝３２．５％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、４７．５％（＝１５％＋３２．５％）となる。同様に、発熱体５４ｂ３の電力計算は、表２より差分ΔＴが５℃の場合の比例項Ｉは２２．５％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは０％なので、式４よりＩ＝Ｉ_０＋ΔＩ＝５０％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、７２．５％（＝２２．５％＋５０％）となる。タイミングｎが１のときの選択発熱体は５４ｂ１なので、ヒータ５４に実際に供給される電力デューティは４７．５％となる。

続いて、タイミングｎが２のとき（時間は０．０２０ｓｅｃのとき）、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度を示すサーミスタ検出値は２１６℃であり、目標温度２２０℃との差分ΔＴは、４℃（＝２２０℃－２１６℃）である。また、このときの差分ΔＴの積算値を示すΔＴ_Ｖは３８４℃（＝３８０℃＋４℃）である。発熱体５４ｂ１の電力計算は、表２より差分ΔＴが４℃の場合の比例項Ｐは１２．５％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは０％なので、式４よりＩ_１＝Ｉ_０＋ΔＩ＝３２．５％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、４５％（＝１２．５％＋３２．５％）となる。同様に、発熱体５４ｂ３の電力計算は、表２より差分ΔＴが４℃の場合の比例項Ｐは１７．５％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは０％なので、式４よりＩ_１＝Ｉ_０＋ΔＩ＝５０％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、６７．５％（＝１７．５％＋５０％）となる。タイミングｎが１のときの選択発熱体は５４ｂ３なので、ヒータ５４に実際に供給される電力デューティは６７．５％となる。

そして、タイミングｎが７のとき（時間は０．１２０ｓｅｃのとき）、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度を示すサーミスタ検出値は２１７℃であり、目標温度２２０℃との差分ΔＴは、３℃（＝２２０℃－２１７℃）である。また、このときの差分ΔＴの積算値を示すΔＴ_Ｖは４０１℃（＝３９８℃＋３℃）となる。ところが、上述した表３により、積算値ΔＴ_Ｖが４００℃以上の場合には、ΔＩは０％ではなく、発熱体５４ｂ１の場合には５％、発熱体５４ｂ３の場合には１０％となる。更に、積算値ΔＴ_Ｖは積算値が４００℃を超えると一旦リセットされる。そのため、積算値ΔＴ_Ｖは１（＝４０１－４００）となっている。発熱体５４ｂ１の電力計算は、表２より差分ΔＴが３℃の場合の比例項Ｐは１０％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは５％なので、式４よりＩ_７＝Ｉ_６＋ΔＩ＝３２．５％＋５％＝３７．５％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、４７．５％（＝１０％＋３７．５％）となる。同様に、発熱体５４ｂ３の電力計算は、表２より差分ΔＴが３℃の場合の比例項Ｐは１５％となり、積分項Ｉは表３よりΔＩは１０％なので、式４よりＩ＝Ｉ_６＋ΔＩ＝５０％＋１０％＝６０％となる。その結果、電力デューティ（Ｄｕｔｙ）は、７５％（＝１５％＋６０％）となる。タイミングｎが７のときの選択発熱体は５４ｂ１なので、ヒータ５４に実際に供給される電力デューティは４７．５％となる。

［発熱体に供給する電力比率］
第１の電力制御であるＰＩ制御によって、サーミスタ５９ａにより検知されるヒータ５４の温度を目標温度に近づけて安定させるためには、次のことが重要である。すなわち、電力供給先が抵抗値の異なる発熱体に切替えが行われた場合でも、サーミスタ５９が配置されたヒータ５４の長手方向の中央部に供給される電力量の大きさが急峻に変化せず、安定して供給されることが重要である。言い換えれば、電力が供給される発熱体の切替えが行われた場合においても、発熱体の長手方向の単位長さ当たりの供給電力が急峻に変化しないことが重要である。

ここで、発熱体の長手方向の単位長さ当たりに供給される電力量Ｗは、交流電源５５の交流電圧をＶ、発熱体の抵抗値をＲ、発熱体の長手方向の長さ（幅）をＬ、電力デューティをＤとすると、次の（式５）で表される。
Ｗ＝（Ｖ^２／Ｒ）×Ｄ×（１／Ｌ）（Ｗ／ｍ）
＝（Ｖ^２×Ｄ）／（Ｒ×Ｌ）・・・（式５）

発熱体が切り替えられても、発熱体の長手方向の単位長さ当たりに供給される電力量Ｗが急峻に変化しないためには、式（５）から、発熱体の抵抗値Ｒと長さＬの積に応じた電力デューティＤを発熱体ごとに設定することが必要である。

ここで、発熱体５４ｂ１の抵抗値をＲ１、長手方向の長さをＬ１、比例項をＰ１、積分項の初期値をＩ_０１、電力デューティをＤ１とする。同様に、発熱体５４ｂ３の抵抗値をＲ２、長手方向の長さをＬ２、比例項をＰ２、積分項の初期値をＩ_０２、電力デューティをＤ２とする。また、発熱体５４ｂ３に供給される電力デューティの単位長さあたりの比例項Ｐに対する、発熱体５４ｂ１に供給される電力デューティの単位長さあたりの比例項Ｐの比率をＰＰとする。同様に、発熱体５４ｂ３に供給される電力デューティの単位長さあたりの積分項の初期値Ｉ_０に対する、発熱体５４ｂ１に供給される電力デューティの単位長さあたりの積分項の初期値Ｉ_０の比率をＩ_０Ｐとする。更に、発熱体５４ｂ３に供給される電力デューティＤの単位長さあたりの値に対する、発熱体５４ｂ１に供給される電力デューティＤの単位長さあたりの値の比率をＤＰとする。

上述した比例項Ｐの比率ＰＰ、積分項の初期値Ｉ_０の比率Ｉ_０Ｐ、電力デューティＤの単位長さあたりの比率ＤＰは、それぞれ、次の（式６）、（式７）、（式８）のように表される。
ＰＰ＝（Ｐ１／（Ｒ１×Ｌ１））／（Ｐ２／（Ｒ２×Ｌ２））
＝（Ｐ１／Ｐ２）×（（Ｒ２×Ｌ２）／（Ｒ１×Ｌ１））・・・（式６）
Ｉ_０Ｐ＝（Ｉ_０１／（Ｒ１×Ｌ１））／（Ｉ_０２／（Ｒ２×Ｌ２））
＝（Ｉ_０１／Ｉ_０２）×（（Ｒ２×Ｌ２）／（Ｒ１×Ｌ１））・・・（式７）
ＤＰ＝（Ｄ１／（Ｒ１×Ｌ１））／（Ｄ２／（Ｒ２×Ｌ２））
＝（Ｄ１／Ｄ２）×（（Ｒ２×Ｌ２）／（Ｒ１×Ｌ１））・・・（式８）

（式５）で表される発熱体の長手方向の単位長さ当たりの電力量Ｗを、発熱体切替時において急峻に変化させないためには、（式８）に示す比率ＤＰの値をなるべく１に近づけるのがよい。表１に示す比率Ｉ_０Ｐ、表２に示す比率ＰＰは、それぞれ（式７）より算出した比率Ｉ_０Ｐ、（式６）より算出した比率ＰＰの値を示している。表１、表２に示すように、比率Ｉ_０Ｐ、及び比率ＰＰの値は１に近い値となっている。このように、比率Ｉ_０Ｐ、及び比率ＰＰの値は１に近い値となっていることで、ヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴによらず、発熱体の切替えが行われた前後で比例項Ｐと積分項Ｉ_０の値が急峻に変化しないことがわかる。そして、比例項の比率ＰＰと積分項の比率Ｉ_０Ｐが１に近いということは、比例項Ｐと積分項Ｉの合算で表される電力デューティＤの比率ＤＰも１に近づくことになる。

しかしながら、電力デューティＤの比率ＤＰを１から遠ざける要因として、次の２つのケースを考慮する必要がある。第１のケースは、比例項Ｐと積分項Ｉの合算値が１００％を超える、又は０％未満になり、電力デューティＤが１００％、又は０％となるケースである。電力デューティＤが１００％になるケースとしては、ヒータ５４を室温近くの温度から目標温度に向けて定着装置５０を暖める途中の定着装置立ち上げ時が考えられる。一方、電力デューティＤが０％になるケースとしては、定着装置５０の立ち上げが完了した直後など、目標温度に対してサーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度が大きくオーバーシュートしているケースが考えられる。このように、第１のケースは、定着装置５０の暖め途中などの過渡期に発生する。そのため、時間が経過し、サーミスタ５９ａの検知温度がある程度、目標温度に近づいた場合には、電力デューティＤの値は０％～１００％の間で制御され、発熱体毎の電力デューティの比率ＤＰは１に近づくことになる。

また、電力デューティＤの比率ＤＰを１から遠ざける第２のケースは、積分項Ｉが変化するケースである。上述した（式４）に示されるように、積分項Ｉは時間経過と共に、変化していく可能性がある。しかしながら、本実施例の構成では、積分項Ｉの変化があったとしても電力デューティＤの比率ＤＰの変化は限定的であり、比率ＤＰは０．８～１．２の間に収まり、電力の急峻な変化を抑制できることが、表１、表３に示す設定値を用いた実験で確認されている。また、本実施例の構成を用いて、発熱体毎の比例項Ｐ、積分項Ｉの比率を変化させ、意図的に電力デューティの比率ＤＰの値を変化させる実験を行った。実験の結果、電力デューティの比率ＤＰが０．７未満、又は１．３よりも大きいと、サーミスタ５９ａによるヒータ５４の検知温度が目標温度に近づかず、検知温度が上昇下降を繰り返す場合があった。このように、発熱体切替えを行う場合においても、ヒータ５４の温度制御を安定させるためには、電力デューティの比率ＤＰの値は０．７～１．３の間に保つことが好ましい。

以上説明したように、本実施例では、第１の電力制御であるＰＩ制御によって、発熱体への電力供給（電力供給量）を変更する。具体的には、位相制御によって電力供給のＯＮ／ＯＦＦの比率（電力デューティ）を変更する。これにより、定着装置５０のヒータ５４の温度を制御する。また、本実施例では、発熱体の単位長さ当たりの電力量が、発熱体の抵抗値、長手方向の長さ、及び電力デューティＤによって表される。電力デューティは第１の電力制御のＰＩ制御によって決定され、発熱体の抵抗値と長手方向の長さ（幅）に応じて、電力デューティＤの大きさを変化させる。具体的には、発熱体の抵抗値と長手方向の幅を乗じた積が大きいほど、電力デューティＤの値を大きくする。そして、上述した電力デューティＤの比率ＤＰの値を１になるべく近づけるように設定する。このような構成にすることで、発熱体の切替時に発熱体に供給される電力量が急峻に変化することを防止し、定着装置５０の温度を安定させることが可能となる。

また、本実施例では、２半波を周期単位とするＰＩ制御を用いたが、ＰＩ制御の更新周期や制御方法は、これに限定されるものではない。また、本実施例では、位相制御による電力供給のＯＮ／ＯＦＦの比率を変更する方式を用いたが、電力供給を制御する方法はこれに限定されるものではない。例えば、電流制限回路を設けて交流電源５５から供給される電流の振幅を制限することで、電力供給量の大きさを変更してもよい。また、上述した切替部による発熱体の選択は、後述する第２の電力制御によって行われるが、第２の電力制御については後述する。

［カウント温度予測方式］
次に、定着装置５０の各部材の温度を予測する予測手段であるカウント温度予測方式について説明する。本実施例では、定着装置５０の各部材（例えばフィルム５１、加圧ローラ５３、ニップ形成部材５２等）の温度を、カウント値を用いて予測している。カウント値は、ＣＰＵ９４により更新され、定着装置５０において用紙Ｐを１枚定着処理するごとに＋１加算される。定着装置５０における用紙Ｐの定着処理枚数が多いほど、カウント値は大きくなる。一方、定着処理が終了した後の待機状態には、定着装置５０の各部材が自然冷却されていくため、カウント値も時間経過と共に減算される。具体的には、予め定着装置５０の各部材の冷却特性を調べておき、経過時間を変数とする演算式を用いてカウント値を減少させる。このように、カウント値を管理して定着装置５０の各部材の温度を予測する方式をカウント温度予測方式と呼ぶ。

ＣＰＵ９４は、カウント値が０の状態から第１のカウント値までの期間をゾーン１、第１のカウント値から第２のカウント値までの期間をゾーン２と呼び、ゾーン番号に応じて発熱体の切替頻度を変化させる。ゾーンの数は２つに限定することはなく、３つ以上設けてもよい。本実施例では、第１のカウント値を３０、第２のカウント値を１００、第３のカウント値を２００とし、ゾーンをゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、ゾーン４の４つのゾーンに分けている。定着装置５０の温度が室温のＣｏｌｄ状態（カウント値が０）から印刷を開始すると、３０枚印刷した時点でカウント値が第１のカウント値である３０に到達する。そのため、３０枚目の用紙Ｐの定着処理終了でゾーン１が終了し、３１枚目の用紙Ｐからはゾーン２に切り替わる。

ここで、Ａ５サイズの用紙Ｐの連続印刷を行う場合について説明する。本実施例では、定着装置５０は、長手方向の長さ（幅）が最大の発熱体５４ｂ１と、Ａ５サイズの用紙Ｐの用紙幅に応じた長手方向の幅を有する発熱体５４ｂ３と、を切り替えて、用紙Ｐの定着動作を行う。なお、Ｂ５サイズの用紙Ｐの連続印刷を行う場合には、定着装置５０は、長手方向の長さ（幅）が最大の発熱体５４ｂ１と、Ｂ５サイズの用紙Ｐの用紙幅に応じた長手方向の幅を有する発熱体５４ｂ２と、を切り替えて、用紙Ｐの定着動作を行う。同様に、Ａ４サイズやレターサイズの用紙Ｐの連続印刷を行う場合には、定着装置５０は、長手方向の長さ（幅）が最大の発熱体５４ｂ１のみを用いて、用紙Ｐの定着動作を行う。以下では、用紙Ｐの印刷を行う場合の例としては、Ａ５サイズの用紙Ｐを用いた印刷を用いることとする。

上述したゾーン番号が小さい場合は、定着装置５０の各部材は低温状態であり、その場合には、長手方向の長さが最も長い発熱体である発熱体５４ｂ１により多くの電力を供給する。その理由は、フィルム５１内のグリスを定着ニップ部Ｎの長手方向において均一に溶かすためである。フィルム５１の長手方向において、温度ムラにより温度が低い箇所があるとグリスが均一に溶けないため、フィルム５１の摺動抵抗が長手方向で均一にならず、その結果、フィルム５１が変形するおそれがある。

一方、ゾーン番号が大きくなればなるほど、定着装置５０の各部材はより高温状態となり、その場合には、一定割合で発熱体５４ｂ１へ電力を供給し、より多くの電力を発熱体５４ｂ３へ供給する。これにより、発熱体の長手方向の端部で温度が低下して、フィルム５１の摺動抵抗が均一にならず、フィルム５１が変形することを防止している。しかしながら、発熱体の長手方向の端部の温度が高くなりすぎると、フィルム５１の耐熱温度を超えてしまい、フィルム５１を破損させてしまうおそれがある。また、発熱体の長手方向の端部の温度が、中央部の温度に比べて低すぎたり高すぎたりすると、定着ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐの温度ムラにつながる。その結果、定着ニップ部Ｎを通過する用紙Ｐの端部領域で、用紙Ｐ上のトナーへの熱供給の過不足が発生し、画質不良が生じるおそれがある。そのため、用紙幅が小さい用紙Ｐを印刷する場合には、用紙Ｐが通過するフィルム５１の通紙領域と用紙Ｐが通過しない非通紙領域の温度差を、適切な範囲に収めることが好ましい。

［第２の電力制御］
そこで、本実施例では、第２の電力制御として、各発熱体へ電力供給を行う時間配分を変更する制御を行い、定着装置５０のフィルム５１の長手方向における温度差を所定の範囲内に収めるように制御する。具体的には、発熱体５４ｂ１に対して、所定の期間である第１の期間、電力を供給する。そして、第１の期間が経過した後、Ａ５サイズの用紙Ｐに対応した発熱体５４ｂ３に、第１の期間の所定の倍数の期間、電力を供給する。本実施例では、第１の期間を、ＰＩ制御周期と同じ時間幅（期間）である交流電源の電圧波形の２半波（電源周期の１周期分）とする。このように、本実施例では、第１の電力制御であるＰＩ制御による電力供給量を第１の期間毎（２半波周期）に更新し、発熱体５４ｂ１への電力供給を第１の期間、続いて、発熱体５４ｂ３への電力供給を第１の期間の所定倍の期間、行うように制御する。

表５は、上述したカウンタ値に応じて決定されるゾーンの番号と、対応するゾーンにおける発熱体５４ｂ３の発熱体５４ｂ１に対する電力供給期間の時間比を示す表である。表５の時間比Ｘは、発熱体５４ｂ１へ電力を供給する第１の期間である単位期間（交流電源の電圧波形の２半波の期間）に対して、発熱体５４ｂ３へ電力を供給する第２の期間を単位期間の所定の倍数としたときの倍数の値を示している。表５より、ゾーン１では、時間比Ｘが０のため、発熱体５４ｂ３への電力供給は行われないが、ゾーン２では、時間比が１のため、発熱体５４ｂ３への電力供給は、発熱体５４ｂ１と同じ時間（第１の期間）行われる。そして、ゾーン２、ゾーン３では、発熱体５４ｂ３への電力供給は、時間比Ｘの値に応じて、それぞれ、発熱体５４ｂ１の第１の期間の３倍、５倍、行われる。本実施例では、ＰＩ制御周期と、発熱体５４ｂ１に電力供給を行う期間を共に同じ第１の期間としたが、必ずしも同じ時間幅とする必要はなく、例えば、発熱体５４ｂ１に電力供給を行う期間を第１の期間の所定倍数の期間であってもよい。このように、本実施例では、ゾーン番号に応じて、時間比Ｘを調整することで、電力配分を目標値に近づけて、フィルム５１の長手方向の温度を制御する。

［発熱体への電力供給の制御シーケンス］
図７は、Ａ５サイズの用紙Ｐの印刷を行う印刷ジョブを実行したときの発熱体５４ｂ１、５４ｂ３への電力供給を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。図７の処理は、印刷ジョブを開始したときに起動され、ＣＰＵ９４により実行される。発熱体５４ｂ３への電力供給期間は、上述した表５に示すカウンタ値に対応するゾーンに応じた時間比に基づいて決定される。カウンタ値はＣＰＵ９４により更新されるが、図７には不図示の別の処理にて行われるものとする。また、発熱体５４ｂ１へ電力供給を行い、その後、発熱体５４ｂ３へ切り替えて電力供給を行い、再び発熱体５４ｂ１へ切り替えるまでをセットと呼び、セット数をｎと表す。更に、１セットのうちにＰＩ制御の設定値である比例項Ｐ、積分項Ｉが更新される回数を制御数と呼び、制御数をｍと表す。ｍは０から始まることとする。

印刷ジョブが開始されると、ステップ（以下、Ｓとする）１００では、ＣＰＵ９４は、セット数ｎに０を設定する。Ｓ１０１では、ＣＰＵ９４は、セット数ｎに１加算して、セット数ｎを更新し、制御数ｍに０を設定する。Ｓ１０２では、ＣＰＵ９４は、サーミスタ５９ａにより検知されたヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴに基づいて、発熱体５４ｂ１に対する比例項Ｐ、積分項Ｉの値を算出するＰＩ制御により、電力デューティＤを決定する。Ｓ１０３では、ＣＰＵ９４は、電力供給先を発熱体５４ｂ１に切り替え、メモリ９５からＳ１０２で算出した電力デューティＤに応じた電力供給パターンを選択し、所定の単位周期の期間（ここでは２半波の期間）（図中、単位期間と表示）、電力供給を行う。Ｓ１０４では、ＣＰＵ９４は、印刷ジョブが終了したかどうか判断し、終了していないと判断した場合には処理をＳ１０５に進め、終了していると判断した場合には処理を終了する。

Ｓ１０５では、ＣＰＵ９４は、上述した表５のカウント値に応じたゾーンに設定されている時間比Ｘの値と、制御数ｍの値との大小比較を行う。ＣＰＵ９４は、制御数ｍの値が時間比Ｘの値以上（ｍ≧Ｘ）であると判断した場合には処理をＳ１０１に戻し、制御数ｍの値が時間比Ｘ未満であると判断した場合には処理をＳ１０６に進める。Ｓ１０６では、ＣＰＵ９４は、サーミスタ５９ａにより検知されたヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴに基づいて、発熱体５４ｂ３に対する比例項Ｐ、積分項Ｉの値を算出するＰＩ制御により、電力デューティＤを決定する。Ｓ１０７では、ＣＰＵ９４は、電力供給先を発熱体５４ｂ３に切替え、メモリ９５からＳ１０７で算出した電力デューティＤに応じた電力供給パターンを選択し、所定の単位周期の期間（ここでは２半波の期間）（図中、単位期間と表示）、電力供給を行う。Ｓ１０８では、ＣＰＵ９４は、制御数ｍを１加算して、制御数ｍを更新する。Ｓ１０９では、ＣＰＵ９４は、印刷ジョブが終了したかどうか判断し、終了していないと判断した場合には処理をＳ１０５に戻し、終了していると判断した場合には処理を終了する。

［発熱体への電力供給例］
次に、本実施例における電力制御方法について説明する。本実施例では、発熱体５４ｂ１に一定期間（第１の期間）、電力を供給した後、発熱体５４ｂ１と比べて長手方向の長さが短い発熱体５４ｂ３への電力供給が可能な状態に切り替える。そして、発熱体５４ｂ３への電力供給期間が発熱体５４ｂ１への電力供給期間の所定倍（Ｘ倍）になったときに、再び発熱体５４ｂ１への電力供給が可能な状態に切り替えて、発熱体５４ｂ１に電力供給を行う。以下では、カウント値が表５に示すゾーン４であるときのＡ５サイズの用紙Ｐの連続印刷を例に説明する。ゾーン４の場合の時間比Ｘは、表５に示すように、発熱体５４ｂ３の電力供給期間は、発熱体５４ｂ１の電力供給期間の５倍（Ｘ＝５）である。また、１周期単位（ここでは２半波の期間）において、発熱体５４ｂ１へ供給される電力量をＷＬ_ｎ，ｍと表し、発熱体５４ｂ３へ供給される電力量をＷＳ_ｎ，ｍと表す。

具体的な電力供給例について、図８を用いて説明する。図８は、発熱体５４ｂ１と、発熱体５４ｂ３への電力供給状態を交流電源５５の交流電圧波形を用いて説明した図である。図８において、「発熱体５４ｂ１」は発熱体５４ｂ１への電力供給状態を示し、「発熱体５４ｂ３」は発熱体５４ｂ３への電力供給状態を示している。また、図８において、横軸は時間を示し、交流電圧波形において実線で示す部分は、電力デューティに応じた電力供給パターンに基づいて電力供給されている状態を示し、破線部分は電力供給が行われていない状態を示す。

ここで、交流電源の電圧をＶ、また、最小の周期単位（２半波）の時間をＳ（ｓｅｃ（秒））と表す。また、セット数ｎが１、制御ｍが０のときの発熱体５４ｂ１には、ＰＩ制御で電力デューティＤが３５％の電力量が供給されており、単位長さあたりの電力量ＷＬ_ｎ，ｍは、（式５）より次のように算出される。
ＷＬ_ｎ，ｍ＝（Ｖ^２／Ｒ）×Ｄ×（１／Ｌ）×Ｓ
ＷＬ_１，０＝（Ｖ^２／１０Ω）×（１／２２２ｍｍ）×Ｓ×３５％
≒０．１６Ｖ^２Ｓ（Ｗ・ｓｅｃ／ｍ）と算出される。

電力量ＷＬ_１，０が発熱体５４ｂ１へ投入された後、次の制御である制御数ｍが１のときから発熱体５４ｂ３へ切り替えられて電力供給が行われる。制御数ｍが１のときには、ＰＩ制御によって電力デューティＤが８０％の電力量が供給されており、単位長さあたりの電力量ＷＳ_ｎ，ｍは、（式５）より次のように算出される。
ＷＳ_ｎ，ｍ＝（Ｖ^２／Ｒ）×Ｄ×（１／Ｌ）×Ｓ
ＷＳ_１，１＝（Ｖ^２／３０Ω）×（１／１５４ｍｍ）×Ｓ×８０％
≒０．１７Ｖ^２Ｓ（Ｗ・ｓｅｃ／ｍ）と算出される。

その後、制御数ｍが５まで発熱体５４ｂ３のＰＩ制御が行われ、発熱体５４ｂ３に電力が供給される。図８に示すように、発熱体５４ｂ３には、制御数ｍが２～５の期間において、それぞれ、０．１４Ｖ^２Ｓ、０．０５Ｖ^２Ｓ、０．１１Ｖ^２Ｓ、０．０７Ｖ^２Ｓの電力量が供給されている。ＰＩ制御は２半波周期で実施されるため、毎回、電力デューティは変化する。そのため、制御数ｍが１～５における発熱体５４ｂ３に供給される電力量も変化している。

そして、電力供給先が発熱体５４ｂ１へ再び切り替えられ、セット数ｎが２のセットが開始される。セット数ｎが１の期間において、発熱体５４ｂ１に供給された電力量は０．１６Ｖ^２Ｓであり、発熱体５４ｂ３に供給された電力量は０．５４Ｖ^２Ｓとなっている。その結果、供給された電力量の比は、発熱体５４ｂ１：発熱体５４ｂ３＝０．１６Ｖ^２Ｓ：０．５４Ｖ^２Ｓ＝１：３．４となっている。

［電力比の測定］
上述した電力比を確認するため、次の条件で実験を行った。図６に示す回路において、ヒータ５４の各発熱体に流れる電流を測定するために、トライアック５６ａと発熱体５４ｂ１との間、及びトライアック５６ｂと発熱体５４ｂ２、５４ｂ３との間に電流計を設置した。そして、定着装置５０の熱量を安定させるため、カセット１６から給送する用紙Ｐの給送間隔を一定にし、用紙Ｐの連続印刷を複数回行う。本実施例では、２０枚の用紙Ｐの印刷を１つの印刷ジョブとし、印刷ジョブ間の間隔時間を３分に設定した。これにより、印刷を開始する前の定着装置５０の加圧ローラの長手方向の中心部付近の温度は毎回９０℃程度となり、定着装置５０の温度が安定した。また、そのときのカウント値によるゾーンは、ゾーン４であった。このような安定した状態で、連続印刷時の電流値を測定し、予め測定しておいたヒータ５４の発熱体５４ｂ１、５４ｂ３の抵抗値に基づいて、発熱体５４ｂ１、５４ｂ３に供給された電力量Ｗを算出した。また、電流測定値は、複数枚の用紙Ｐにおける電流値の平均値を求めた。上述した作業を繰り返し行うことで、各発熱体に供給された電力を積算した電力量の比を算出した。

表６は、上述した実験を３回行った結果をまとめた表である。表６において、測定電力比は、実験の各回における発熱体５４ｂ１に供給された電力量：発熱体５４ｂ３に供給された電力量の比を示しており、フィルム端部温度はフィルム５１の端部の最高温度（単位：℃）を示している。表６より、フィルム５１の端部の最高温度が一定の範囲内に収まっていることがわかる。このように、上述した制御を行うことで、定着装置５０の定着フィルム５１の長手方向の中央部の温度が一定の範囲内に収まるように制御しつつ、端部の温度も一定の範囲内に収まるように制御することができている。

［フリッカ］
発熱体の切替頻度によっては、フリッカが増加する場合がある。フリッカとは、照明機器と加熱装置に電力供給する交流電源が共通であった場合に、加熱装置の急峻な電流変化によって照明の電圧が変動して照明のちらつきが発生する等の現象のことである。本実施例においては、発熱体の切替頻度を低下させることで電流変化の頻度が低下し、フリッカが軽減される場合がある。一方、発熱体の切替頻度が低下すると、フィルム５１の長手方向の端部温度の上昇や低下が発生する場合がある。例えば、交流電源の電源周期を５０Ｈｚとした場合、１つの発熱体に接続される最大の時間は０．１秒（発熱体５４ｂ３の場合）となっている。１つの発熱体へ連続して電力供給する時間を長くすることで、意図的に切替え頻度を低下させると、発熱体５４ｂ３へ電力供給する時間が３２秒を超えると、フィルム５１の長手方向端部の温度低下が発生し、用紙Ｐ上のトナーの溶融不足が発生する場合があった。そのため、発熱体の切替頻度を低下させる場合においても、一つの発熱体に電力を投入する時間は３２秒以下に抑えることが好ましい。また、本実施例では、発熱体５４ｂ１へ電力供給を行う期間をもとに、発熱体５４ｂ３へ電力供給を行う期間を設定したが、逆に、発熱体５４ｂ３へ電力供給する期間をもとに、発熱体５４ｂ１へ電力供給する期間を設定してもよい。このような場合も同様に、定着装置５０の定着フィルム５１の長手方向の中央部の温度が一定の範囲内に収まるように制御しつつ、端部の温度も一定の範囲内に収まるように制御することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、非通紙部昇温が生じないように定着装置の温度制御を精度よく行うことができる。

実施例１では、第１の電力制御としてサーミスタの検知温度を目標温度に近づけるＰＩ制御と、第２の電力制御として各発熱体に電力供給を行う時間配分を変更することにより、電力量を目標値に近づける電力制御と、を同時並行で行う制御について説明した。実施例２では、第１の制御については実施例１と同様に行い、第２の制御については、各発熱体に実際に供給される電力量を目標値の電力量に近づける制御について説明する。なお、本実施例における定着装置を含む画像形成装置の構成は実施例１と同様であり、同じ装置、部材は実施例１と同じ符号を用いることにより、ここでの説明を省略する。

［第２の電力制御］
本実施例では、第２の電力制御として、第１の電力制御であるＰＩ制御によって発熱体に供給される電力の積算量を、目標とする電力量の配分値に近づけることを特徴としている。具体的には、長手方向の長さが最も長い発熱体５４ｂ１と、Ａ５サイズの用紙幅に対応した発熱体５４ｂ３へ供給する電力の積算量の比率を調整することにより、定着装置５０のフィルム５１の長手方向の領域の温度を制御する。ここで「電力の積算量」とは、実施例１で説明した発熱体の抵抗値と長手方向の長さ（幅）と電力デューティに基づいて算出される、発熱体の単位長さ当たりの電力量を積算したものである。単位長さあたりの電力の積算量を制御することで、発熱体の抵抗値や長手方向の幅によらず、長手方向の領域の発熱量をより正確に制御することが可能となる。

表７は、実施例１で説明したカウント温度予測方式のカウンタ値に応じて決定されるゾーンの番号と、対応するゾーンにおける発熱体５４ｂ３の発熱体５４ｂ１に対する電力供給量の比（電力比）を示す表である。表７の電力比Ｘは、単位期間において発熱体５４ｂ１に供給した電力量に対して、発熱体５４ｂ３に供給する電力量の倍数の値を示している。表７より、ゾーン１では、電力比Ｘが０のため、発熱体５４ｂ３への電力供給は行われないが、ゾーン２では、電力比が１のため、発熱体５４ｂ３に供給される電力量は、発熱体５４ｂ１と同じ電力量である。そして、ゾーン２、ゾーン３では、発熱体５４ｂ３へ供給される電力量は、電力比Ｘの値に応じて、それぞれ、発熱体５４ｂ１に供給される電力量の３倍、５倍となっている。本実施例では、発熱体の単位長さ当たりの電力量の比を指標としているが、複数の発熱体の電力の積算量の比が制御されていればよい。

［発熱体への電力供給の制御シーケンス］
図９は、Ａ５サイズの用紙Ｐの印刷を行う印刷ジョブを実行したときの発熱体５４ｂ１、５４ｂ３への電力供給を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。図９の処理は、印刷ジョブを開始したときに起動され、ＣＰＵ９４により実行される。発熱体５４ｂ３へ供給される電力量は、表７のカウンタ値に対応するゾーンに応じた電力比に基づいて決定される。カウンタ値はＣＰＵ９４により更新されるが、図９には不図示の別の処理にて行われるものとする。また、実施例１の図７と同様に、セット数をｎと表し、制御数をｍとする。

印刷ジョブが開始されると、Ｓ２００では、ＣＰＵ９４はセット数ｎに０を設定する。

Ｓ２０１では、ＣＰＵ９４は、セット数ｎに１加算して、セット数ｎを更新し、制御数ｍに０を設定する。Ｓ２０２では、ＣＰＵ９４は、サーミスタ５９ａにより検知されたヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴに基づいて、発熱体５４ｂ１に対する比例項Ｐ、積分項Ｉの値を算出するＰＩ制御により、電力デューティＤを決定する。そして、ＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ１の単位長さあたりの電力量ＷＬ_ｎ，０を算出する。Ｓ２０３では、ＣＰＵ９４は、電力供給先を発熱体５４ｂ１に切替え、メモリ９５からＳ２０２で算出した電力デューティＤに応じた電力供給パターンを選択し、所定の単位周期の期間（ここでは２半波の期間）（図中、単位期間と表示）、電力供給を行う。Ｓ２０４では、ＣＰＵ９４は、印刷ジョブが終了したかどうか判断し、終了していないと判断した場合には処理をＳ２０５に進め、終了していると判断した場合には処理を終了する。

Ｓ２０５では、ＣＰＵ９４は、表７のカウント値に応じたゾーンに設定されている電力比Ｘの値を取得し、同一セット内で発熱体５４ｂ３に供給する予定の電力量ＷＳｐｒｅ_ｎを決定する。電力量ＷＳｐｒｅ_ｎは、ＷＬ_ｎ，０の電力量のＸ倍であり、ＣＰＵ９４は、予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎ＝発熱体５４ｂ１に供給された電力量ＷＬ_ｎ，０×Ｘの式を用いて、予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎを算出する。また、ＣＰＵ９４は、同一セット内で発熱体５４ｂ３へ投入された電力量の合計（積算量）を示す積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎに０を設定する。

Ｓ２０６では、ＣＰＵ９４は、予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎと積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎの大小比較を行う。ＣＰＵ９４は、積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎは予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎ以上（予定電力量以上）（ＷＳｐｒｅ_ｎ≦ＷＳａｌｌ_ｎ）であると判断した場合には処理をＳ２０１に戻す。一方、ＣＰＵ９４は、積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎは予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎ未満であると判断した場合には処理をＳ２０７に進める。

Ｓ２０７では、ＣＰＵ９４は、サーミスタ５９ａにより検知されたヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴに基づいて、発熱体５４ｂ３に対する比例項Ｐ、積分項Ｉの値を算出するＰＩ制御により、電力デューティＤを決定する。そして、ＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ３の単位長さあたりの電力量ＷＳ_ｎ，ｍを算出する。Ｓ２０８では、ＣＰＵ９４は、電力供給先を発熱体５４ｂ３に切替え、メモリ９５からＳ２０７で算出した電力デューティＤに応じた電力供給パターンを選択し、所定の単位周期の期間（ここでは２半波の期間）（図中、単位期間と表示）、電力供給を行う。Ｓ２０９では、ＣＰＵ９４は、制御数ｍに１加算して、制御数ｍを更新する。また、ＣＰＵ９４は、積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎに電力量ＷＳ_ｎ，ｍを加算して、積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎを更新する。Ｓ２１０では、ＣＰＵ９４は、印刷ジョブが終了したかどうか判断し、終了していないと判断した場合には処理をＳ２０６に戻し、終了していると判断した場合には処理を終了する。

［発熱体への電力供給例］
次に、本実施例における電力制御方法について説明する。本実施例では、発熱体５４ｂ１に一定期間、電力を供給した後、発熱体５４ｂ１と比べて長手方向の端部の発熱量が小さい発熱体５４ｂ３への電力供給が可能な状態に切り替える。そして、発熱体５４ｂ３への電力供給量（積算電力量）が発熱体５４ｂ１への電力供給量の所定倍（Ｘ倍）になったときに、再び発熱体５４ｂ１への電力供給が可能な状態に切り替えて、発熱体５４ｂ１に電力供給を行う。以下では、カウント値が表７に示すゾーン４であるときのＡ５サイズの用紙Ｐの連続印刷を例に説明する。ゾーン４の場合の時間比Ｘは、表７に示すように、発熱体５４ｂ３の電力供給量は、発熱体５４ｂ１の電力供給量の５倍（Ｘ＝５）である。また、１周期単位（ここでは２半波の期間）において、発熱体５４ｂ１へ供給される電力量をＷＬ_ｎ，ｍと表し、発熱体５４ｂ３へ供給される電力量をＷＳ_ｎ，ｍと表す。

具体的な電力供給例について、図１０を用いて説明する。図１０は、発熱体５４ｂ１と、発熱体５４ｂ３への電力供給状態を交流電源５５の交流電圧波形を用いて説明した図である。図１０において、「発熱体５４ｂ１」は発熱体５４ｂ１への電力供給状態を示し、「発熱体５４ｂ３」は発熱体５４ｂ３への電力供給状態を示している。また、図１０において、横軸は時間を示し、交流電圧波形において実線で示す部分は、電力デューティに応じた電力供給パターンに基づいて電力供給されている状態を示し、破線部分は電力供給が行われていない状態を示す。また、ＷＳａｌｌ_ｎは、同一セットｎにおける発熱体５４ｂ３に供給された積算電力量を表している。

ここで、交流電源の電圧をＶ、また、最小の周期単位（２半波）の時間をＳ（ｓｅｃ（秒））と表す。また、セット数ｎが１、制御ｍが０のときの発熱体５４ｂ１には、ＰＩ制御で電力デューティＤが３５％の電力量が供給されており、単位長さあたりの電力量ＷＬ_ｎ，ｍは、次のように算出される。
ＷＬ_ｎ，ｍ＝（Ｖ^２／Ｒ）×Ｄ×（１／Ｌ）×Ｓ
ＷＬ_１，０＝（Ｖ^２／１０Ω）×（１／２２２ｍｍ）×Ｓ×３５％
≒０．１６Ｖ^２Ｓ（Ｗ・ｓｅｃ／ｍ）と算出される。

電力量ＷＬ_１，０が発熱体５４ｂ１へ投入された後、次の制御である制御数ｍが１のときから発熱体５４ｂ３へ切り替えられて電力供給が行われる。制御数ｍが１のときには、ＰＩ制御によって電力デューティＤが８０％の電力量が供給されており、単位長さあたりの電力量ＷＳ_ｎ，ｍは、次のように算出される。
ＷＳ_ｎ，ｍ＝（Ｖ^２／Ｒ）×Ｄ×（１／Ｌ）×Ｓ
ＷＳ_１，１＝（Ｖ^２／３０Ω）×（１／１５４ｍｍ）×Ｓ×８０％
≒０．１７Ｖ^２Ｓ（Ｗ・ｓｅｃ／ｍ）と算出される。

発熱体５４ｂ３へ投入された電力の合計をＷＳａｌｌ_ｎとすると、
ＷＳａｌｌ_ｎ＝ＷＳ_ｎ，１＋ＷＳ_ｎ，２＋ＷＳ_ｎ，３…
と表される。

その後、ＣＰＵ９４はＰＩ制御を続け、ＷＳａｌｌ_１＝Ｘ×ＷＬ_１，０＝５×ＷＬ_１，０≒０．７９Ｖ^２Ｓ（Ｗ・ｓｅｃ／ｍ）を超えるまで、発熱体５４ｂ３に電力供給を行う。そして、電力供給先が発熱体５４ｂ１へ再び切り替えられ、セット数ｎが２のセットが開始される。セット数ｎが１の期間において、発熱体５４ｂ１に供給された電力量は０．１６Ｖ^２Ｓであり、発熱体５４ｂ３に供給された電力量は０．８１Ｖ^２Ｓとなっており、発熱体５４ｂ１に対する発熱体５４ｂ３の電力量の比は約５倍となっている。このように上述した制御を行うことにより、本実施例では、実際に発熱体に供給される電力量の比と、電力比Ｘで設定される電力比の値が近くなる。

［電力比の測定］
本実施例においても、実施例１と同様の条件で実験を行い、発熱体に供給された電力量の測定と、フィルム５１の非通紙部領域の温度測定を行った。表８は、上述した実験を３回行った結果をまとめた表である。表８において、測定電力比は、実験の各回における発熱体５４ｂ１に供給された電力量：発熱体５４ｂ３に供給された電力量の比を示しており、フィルム端部温度はフィルム５１の端部の最高温度（単位：℃）を示している。表８より、おおむね目標値に近い電力比（１：５）が実現できており、フィルム５１の端部の最高温度が一定の範囲内に収まっている。このように、上述した制御を行うことで、定着装置５０の定着フィルム５１の長手方向の中央部の温度が一定の範囲内に収まるように制御しつつ、端部の温度も精度よく制御することができている。

実施例２では、第２の発熱体に供給する積算電力量が第１の発熱体に供給した電力量の所定倍を超えたことを検知すると、第２の発熱体への電力供給を終了する制御を行っている。そのため、第２の発熱体に供給される電力量は、第１の発熱体に供給された電力量の所定倍よりも大きくなってしまう。実施例３では、あるセットにおいて予定された第２の発熱体に供給された電力の積算量が所定倍の電力量よりも超過した電力量を次回のセットにおける電力量から削減することにより、第２の発熱体に供給する積算電力量を調整する実施例について説明する。なお、本実施例における定着装置を含む画像形成装置の構成は実施例１、２と同様であり、同じ装置、部材は実施例１と同じ符号を用いることにより、ここでの説明を省略する。

［発熱体への電力供給の制御シーケンス］
図１１は、Ａ５サイズの用紙Ｐの印刷を行う印刷ジョブを実行したときの発熱体５４ｂ１、５４ｂ３への電力供給を行う制御シーケンスを示すフローチャートである。図１１の処理は、印刷ジョブを開始したときに起動され、ＣＰＵ９４により実行される。発熱体５４ｂ３へ供給される電力量は、実施例２の表７のカウンタ値に対応するゾーンに応じた電力比に基づいて決定される。カウンタ値はＣＰＵ９４により更新されるが、図１１には不図示の別の処理にて行われるものとする。また、実施例２の図９と同様に、セット数をｎと表し、制御数をｍとする。

図１１において、Ｓ３００～Ｓ３０５の処理は、実施例２の図９のＳ２００～Ｓ２０５の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。

Ｓ３０６では、ＣＰＵ９４は、同一セットｎにおいて発熱体５４ｂ３に電力供給されたる積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎと発熱体５４ｂ３に供給予定の予定電力量との大小比較を行う。ここで、発熱体５４ｂ３に供給予定の予定電力量は、次のように算出される。すなわち、予定電力量は、発熱体５４ｂ１に電力供給された電力量ＷＬ_ｎ，０の電力量を電力比Ｘ倍した予定電力量ＷＳｐｒｅ_ｎから、前回のセット（ｎ－１）において、発熱体５４ｂ３に予定量を超えて供給された電力量を差し引いた電力量となる。そして、前回のセット（ｎ－１）において、発熱体５４ｂ３に予定量を超えて供給された電力量は、ＷＳａｌｌ_{（ｎ－１）}－ＷＳｐｒｅ_{（ｎ－１）}により表される。したがって、セットｎにおける予定電力量は、ＷＳｐｒｅ_ｎ－（ＷＳａｌｌ_{（ｎ－１）}－ＷＳｐｒｅ_{（ｎ－１）}）と表される。ＣＰＵ９４は、積算電力量ＷＳａｌｌ_ｎが、予定電力量である（ＷＳｐｒｅ_ｎ－（ＷＳａｌｌ_{（ｎ－１）}－ＷＳｐｒｅ_{（ｎ－１）}））以上であると判断した場合には処理をＳ３０７に進め、予定電力量未満と判断した場合には処理をＳ３０８に進める。

Ｓ３０７では、ＣＰＵ９４は、セットｎにおける予定電力量の超過分をＷＳａｌｌ_ｎ－ＷＳｐｒｅ_ｎにより算出し、次のセット（ｎ＋１）において、Ｓ３０６の処理において参照するためにメモリ９５に格納し、処理をＳ３０１に戻す。Ｓ３０８～Ｓ３１１の処理は、実施例２の図９のＳ２０７～Ｓ２１０の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。

［電力比の測定］
本実施例においても、実施例２と同様の条件で実験を行い、発熱体に供給された電力量の測定と、フィルム５１の非通紙部領域の温度測定を行った。表９は、上述した実験を３回行った結果をまとめた表である。表９において、測定電力比は、実験の各回における発熱体５４ｂ１に供給された電力量：発熱体５４ｂ３に供給された電力量の比を示しており、フィルム端部温度はフィルム５１の端部の最高温度（単位：℃）を示している。表９に示す測定電力比の値は、実施例２の表８に示す測定電力比よりもばらつきが小さく、その結果、フィルム５１の端部の温度のばらつきも実施例２よりも小さくなっている。

実施例３では、上述した構成で、カセット１６から給送する用紙Ｐの給送間隔を一定にし、用紙Ｐに対する連続印刷を行った場合、フィルム５１の長手方向の端部の温度分布を安定させることが可能であった。しかしながら、先行する用紙Ｐと後続の用紙Ｐとの間隔（以下、紙間という）が長くなった場合には、フィルム５１の長手方向の端部の温度が低下してしまうことがあり、画質の低下を招くおそれがある。本実施例では、紙間が長くなった場合の発熱体の制御について説明する。なお、本実施例における定着装置を含む画像形成装置の構成は実施例３と同様であり、同じ装置、部材は実施例３と同じ符号を用いることにより、ここでの説明を省略する。

［第２の電力制御］
先行紙と後続紙との紙間が長くなると、フィルム５１が定着ニップ部Ｎに通紙されるＡ５サイズの用紙Ｐに奪われる熱量が小さくなるため、フィルム５１の長手方向の中央部の熱量が過多になる。ところが、実際には、ヒータ５４の温度は、ヒータ５４の長手方向の中央部に配置されたサーミスタ５９ａが検知する温度に基づいて、ヒータ５４の中央部の温度が一定になるように制御される。そのため、紙間が長くなった場合には、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３の電力の積算量の比Ｘを一定にして制御すると、フィルム５１の長手方向の端部の温度が低下してしまうことになる。紙間が長くなるケースとして、例えば、ビデオコントローラ９１がＰＣ１１０から受信した画像データを、露光制御装置９３に転送するため、露光データに変換する時間がかかる場合が考えられる。この場合には、ＣＰＵ９４は、カセット１６から給送する用紙Ｐの紙間を長くして、中間転写ベルト１３上に形成されるカラー画像と用紙Ｐの先端位置を合わせるようにタイミングを調整する。

そのため、本実施例では紙間が長くなった場合には、ＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ３に電力供給中の場合には、電力供給先を、長手方向全体を均一に加熱する発熱体５４ｂ１に切り替えて、紙間の期間は、発熱体５４ｂ１に電力供給を行うように制御する。これにより、フィルム５１がＡ５サイズの用紙Ｐに熱を奪われない期間である紙間の時間が長い区間では、定着ニップ部Ｎの長手方向全体を温めることで、フィルム５１の長手方向の端部の温度低下を防ぐことができる。また、本実施例では、発熱体５４ｂ３に電力供給を行っている期間に長い紙間に到達した際に、発熱体５４ｂ３の積算電力量が、発熱体５４ｂ１の電力供給量のＸ倍に到達していない場合には、積算電力量の不足分を次のセットで補うように制御を行う。

［発熱体への電力供給の制御シーケンス］
図１２は、実施例３の図１１に示す、Ａ５サイズの用紙Ｐの印刷を行う印刷ジョブを実行したときの発熱体５４ｂ１、５４ｂ３への電力供給を行う制御シーケンスを示すフローチャートに、紙間時間が長い場合の処理を追加したフローチャートである。

図１２において、Ｓ４００～Ｓ４０５の処理は、実施例３の図１１のＳ３００～Ｓ３０５の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。Ｓ４０６では、ＣＰＵ９４は、紙間が所定の時間よりも長いかどうか（長紙間到達？）判断し、紙間が所定の時間よりも長い（長紙間到達）と判断した場合には処理をＳ４１４に進め、紙間が所定の時間内であると判断した場合には処理をＳ４０７に進める。Ｓ４０７～Ｓ４１１の処理は、実施例３の図１１のＳ３０６～Ｓ３１０の処理と同様であり、ここでの説明を省略する。

Ｓ４１２では、ＣＰＵ９４は、印刷ジョブが終了したかどうか判断し、終了していないと判断した場合には処理をＳ４１３に進め、終了していると判断した場合には処理を終了する。Ｓ４１３では、ＣＰＵ９４は、紙間が所定の時間よりも長いかどうか（長紙間到達？）判断し、紙間が所定の時間よりも長い（長紙間到達）と判断した場合には処理をＳ４１４に進め、紙間が所定の時間内であると判断した場合には処理をＳ４０７に戻す。

Ｓ４１４では、ＣＰＵ９４は、今回のセットｎにおいて、発熱体５４ｂ３に供給される予定であった積算電力量の不足分をＷＳａｌｌ_ｎ－ＷＳｐｒｅ_ｎにより算出し、メモリ９５に格納する。なお、式（ＷＳａｌｌ_ｎ－ＷＳｐｒｅ_ｎ）は負の値となる。また、Ｓ４０６の処理において、紙間が所定の時間よりも長い（長紙間到達）と判断された場合には、ＷＳａｌｌ_ｎの値は０であり、式（ＷＳａｌｌ_ｎ－ＷＳｐｒｅ_ｎ）により算出される積算電力量の不足分は、ＷＳｐｒｅ_ｎの値と同じ値となる。

Ｓ４１５では、ＣＰＵ９４は、サーミスタ５９ａにより検知されたヒータ５４の温度と目標温度との差分ΔＴに基づいて、発熱体５４ｂ１に対する比例項Ｐ、積分項Ｉの値を算出するＰＩ制御により、電力デューティＤを決定する。そして、ＣＰＵ９４は、発熱体５４ｂ１の単位長さあたりの電力量ＷＬ_ｎ，０を算出する。Ｓ４１６では、ＣＰＵ９４は、電力供給先を発熱体５４ｂ１に切替え、メモリ９５からＳ４１５で算出した電力デューティＤに応じた電力供給パターンを選択し、所定の単位周期の期間（ここでは２半波の期間）、電力供給を行う。Ｓ４１７では、ＣＰＵ９４は、カセット１６から給送される用紙Ｐの先端を検知したかどうか判断し、用紙Ｐの先端を検知したと判断した場合には処理をＳ４０１に戻し、用紙Ｐの先端を検知していないと判断した場合には処理をＳ４１５に戻す。

図１２に示す処理は、実施例３とは、追加された紙間が長かった場合の処理のみ異なる。上述したように、発熱体５４ｂ１と発熱体５４ｂ３のいずれを制御中であっても、長い紙間が生じた場合には、ＣＰＵ９４は、電力供給先を長手方向の長さ（幅）の広い発熱体５４ｂ１へ切り替えて制御を行う。その場合のＣＰＵ９４による制御は、Ｓ４１４から開始される。まず、長い紙間が生じた場合には、ＣＰＵ９４は発熱体５４ｂ３の予定電力量と実際に供給された電力量との差分（ＷＳａｌｌ_ｎ－ＷＳｐｒｅ_ｎ）を算出する。なお、発熱体５４ｂ１での制御から直接、Ｓ４１４の処理に移行する場合は、ＷＳｐｒｅ_ｎ＝０なので、差分はＷＳａｌｌ_ｎとなる。その後、次の用紙Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに到達するまで、発熱体５４ｂ１のみに電力供給を行うように制御する。このような制御を行うことにより、フィルム５１の長手方向の端部の温度が低下するのを防止することができる。そして、ＣＰＵ９４は、次の用紙Ｐの先端が定着ニップ部Ｎに到達したことを検知すると、新しいセットｎを開始する。

５１定着フィルム
５３加圧ローラ
５４ヒータ
５４ｂ１、５４ｂ３発熱体
５６ａ、５６ｂトライアック
５９ａサーミスタ
９４ＣＰＵ

Claims

記録材上のトナーを加熱することで記録材に定着させる定着装置であって、
筒状のフィルムと、
第１の発熱体と、長手方向の長さが前記第１の発熱体よりも短い第２の発熱体と、を有し、前記フィルムの内部空間に配置され、前記フィルムを加熱するヒータと、
前記フィルムとニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ヒータの温度を検知する検知手段と、
交流電源から前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給させる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記ヒータの温度と前記ヒータの目標温度とに基づいて、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体へ単位期間あたりに供給する電力量を決定し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体に電力を供給する第１の電力制御と、前記第１の電力制御における、前記第１の発熱体へ供給する電力量と前記第２の発熱体へ供給する電力量との比率を制御する、又は前記第１の電力制御における、前記第１の発熱体へ電力を供給する期間と前記第２の発熱体へ電力を供給する期間との比率を制御する第２の電力制御と、を行うことを特徴とする定着装置。
前記制御手段は、前記第１の電力制御及び前記第２の電力制御を前記単位期間の周期で実行し、前記第１の発熱体又は前記第２の発熱体への電力供給を前記単位期間の間、行うことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体への電力供給を位相制御により行うことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
制御手段は、前記第１の電力制御において、前記第１の発熱体に対する、前記第２の発熱体の長手方向の単位長さあたりの電力デューティの比率が１に近い値になるように、前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体への電力供給量を決定することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
前記第１の発熱体及び前記第２の発熱体の各々の電力デューティは、各々の発熱体の抵抗値と長手方向の長さとの積が大きいほど、大きくなることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記第２の電力制御により、前記第１の発熱体に前記単位期間に電力を供給した後、前記フィルムの温度に応じた所定の倍数の前記単位期間の間、連続して前記第２の発熱体に電力供給することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
前記第２の発熱体に供給される電力量は、前記単位期間ごとに前記第１の電力制御により決定されることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記第２の電力制御により、前記第１の発熱体に前記単位期間、前記第１の電力制御により決定された電力供給量を供給した後、前記第２の発熱体に供給された電力供給量の積算値が、前記単位期間に前記第１の発熱体に供給された電力供給量に前記フィルムの温度に応じた所定の倍数を乗じた予定電力量以上となるまで前記第２の発熱体に電力供給することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
前記第２の発熱体に供給される電力量は、前記単位期間ごとに前記第１の電力制御により決定され、
前記制御手段は、前記単位期間ごとに前記第２の発熱体に供給される電力量を加算して前記積算値を算出し、算出した前記積算値が前記予定電力量以上になるまで、連続する前記単位期間の間、前記第２の発熱体に電力供給することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
前記制御手段は、前記第２の電力制御により、前記第２の発熱体に供給された電力供給量の前記積算値が前記予定電力量を超過した場合には、次回の前記第２の発熱体に供給すべき前記予定電力量から超過した前記電力量を削減することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の定着装置。
前記フィルムの温度は、前記ニップ部を通過する記録材の枚数に応じて更新されるカウント値に基づいて予測され、
前記カウント値は、前記ニップ部を記録材が通過すると増加し、記録材が前記ニップ部を通過しない時間経過に伴って減少することを特徴とする請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置。
前記ヒータは、長手方向の長さが前記第２の発熱体よりも短い第３の発熱体を有し、
前記第１の発熱体は、長手方向の長さが略同じ長さの一対の発熱体であり、
前記ヒータを有する基板の短手方向において、前記第１の発熱体、前記第２の発熱体、前記第３の発熱体、前記第１の発熱体の順に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の定着装置。
前記ヒータは、
前記第１の発熱体の一端と前記第２の発熱体の一端とが電気的に接続される第１の接点と、
前記第３の発熱体の一端が電気的に接続される第２の接点と、
前記第２の発熱体の他端と前記第３の発熱体の他端とが電気的に接続される第３の接点と、
前記第１の発熱体の他端が電気的に接続される第４の接点と、
を有することを特徴とする請求項１２に記載の定着装置
前記切替手段は、第１のスイッチ、第２のスイッチ、及び第１のリレーを有し、
前記第１のスイッチは、前記交流電源と前記第４の接点との接続又は切断を行い、
前記第２のスイッチは、前記交流電源と前記第１のリレー、及び前記交流電源と前記第２の接点との接続又は切断を行い、
前記第１のリレーは、前記第２のスイッチと前記第３の接点との接続、又は前記交流電源と前記第３の接点との接続を切替可能であることを特徴とする請求項１３に記載の定着装置。
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの状態を検知する検知部と、
前記交流電源と前記第１の接点との間の電力供給路の接続又は切断を行う第２のリレーと、を備え、
前記検知部は、前記第１のスイッチが前記交流電源と前記第４の接点とを接続し、前記第２のスイッチが前記交流電源と前記第１のリレーとを接続した場合には、前記第２のリレーを駆動して前記電力供給路を切断することを特徴とする請求項１４に記載の定着装置。
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、双方向サイリスタであることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の定着装置。
前記検知手段は、サーミスタであることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の定着装置。
前記ヒータは前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記加圧ローラで前記フィルムを挟持しており、記録材上の画像は前記ニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の定着装置。
記録材に画像形成を行う画像形成部と、
記録材を前記画像形成部に給送する給紙部と、
請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記給紙部から給送される記録材が所定の時間内に検知されない場合には、前記給紙部から給送される記録材が検知されるまで、前記第１の発熱体に前記第１の電力制御により決定された前記単位期間あたりの電力量を連続して前記単位期間の間、供給することを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。