JP2023028018A - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材を加熱するために要する消費電力が小さく、加熱手段をオン・オフするときに生じる電圧変化を充分に小さくする。【解決手段】加熱手段によって加熱されてトナー像Ｔを加熱してシートＰの表面に定着する定着ローラ２１（定着部材）と、定着ローラ２１に圧接することでシートＰが搬送されるニップ部を形成する加圧ローラ３１（加圧部材）と、が設けられている。そして、加熱手段は、定着ローラ２１における最大通紙領域Ｘにおいて隙間をあけて幅方向に並設された複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐである。そして、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御される。【選択図】図３

Description

この発明は、トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着装置において、定着部材（定着ローラ）を加熱手段で加熱して、定着部材と加圧部材（加圧ローラ）とのニップ部に搬送されるシートの表面に転写されたトナー像を定着する技術が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献１には、フリッカー規制値を満足することなどを目的として、幅方向に分割された複数の領域をそれぞれ加熱する複数の棒状ヒータによって、定着部材を加熱する技術が開示されている。

従来の定着装置は、定着部材を加熱するために要する消費電力が大きく、複数の棒状ヒータをオン・オフするときに生じる電圧変化も小さくなくてフリッカーなどが充分に抑止されていなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着部材を加熱するために要する消費電力が小さく、加熱手段をオン・オフするときに生じる電圧変化を充分に小さくすることができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における定着装置は、加熱手段によって加熱されて、トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着部材と、前記定着部材に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記加熱手段は、前記定着部材における最大通紙領域において隙間をあけて幅方向に並設された複数のスポットヒータであって、前記複数のスポットヒータは、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御されるものである。

本発明によれば、定着部材を加熱するために要する消費電力が小さく、加熱手段をオン・オフするときに生じる電圧変化を充分に小さくすることができる、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着ローラ内に設置された複数のスポットヒータの配列を示す概略図である。 （Ａ）複数のスポットヒータの制御の一例を示すタイミングチャートと、（Ｂ）定着装置の電圧変化を示すグラフと、である。 比較例としての、（Ａ）複数のスポットヒータの制御の一例を示すタイミングチャートと、（Ｂ）定着装置の電圧変化を示すグラフと、である。 複数のスポットヒータと、シートの表面に形成された画像と、の位置関係を示す図である。 ヒータユニットから一部のスポットヒータが取り外された状態を示す図である。 変形例としての、定着装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、を示す。
また、７は用紙等のシートＰが収容される給紙部、９はシートＰの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、を示す。

また、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成されたトナー像をシートＰの表面に重ねて転写する１次転写ローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に残留した未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像をシートＰ上に転写するための２次転写ローラ、２０はシートＰ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作（印刷動作）について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する（露光工程である。）。詳しくは、書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向、幅方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成された潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図１の時計方向に走行して、２次転写ローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写ローラ１８との対向位置で、シートＰ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートＰは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートＰを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートＰが、搬送経路を通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達したシートＰは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートＰは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップ部（定着ニップ）にて、カラー画像（トナー像）がシートＰの表面に定着される（定着工程である。）。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラによって、装置本体１の外部に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセス（印刷動作）が完了する。

次に、図２等を用いて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ローラ２１、加熱手段としてのヒータユニット２５（複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ）、加圧部材としての加圧ローラ３１、複数の温度検知手段としての温度センサ４０Ａ～４０Ｅ、等で構成されている。

ここで、定着部材としての定着ローラ２１（定着回転体）は、ステンレス鋼などの金属材料からなる中空構造の芯金２１ａ上に、被覆層２１ｂ（弾性層と離型層とが積層されたものである。）が形成された多層構造のローラ部材であって、加圧部材としての加圧ローラ３１に圧接してニップ部（定着ニップ）を形成している。
定着ローラ２１の被覆層２１ｂにおける弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ローラ２１の被覆層２１ｂにおける離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等で形成されている。定着ローラ２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ローラ２１は、駆動モータ５１によって図２の時計方向に回転駆動される。

中空構造の定着ローラ２１（芯金２１ａ）の内部には、加熱手段としてのヒータユニット２５が着脱可能に設置されている。
そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオン（電源オン）された状態で、電源部９１からヒータユニット２５に電力が供給される。そして、ヒータユニット２５からの輻射熱によって定着ローラ２１が加熱されて、さらに加熱された定着ローラ２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。すなわち、定着ローラ２１（定着部材）は、加熱手段によって加熱されて、トナー像Ｔを加熱してシートＰの表面に定着するものである。
なお、本実施の形態において、加熱手段として機能するヒータユニット２５は、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ（図３参照）からなるものであるが、これについては後で詳しく説明する。
また、ヒータユニット２５（複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ）の出力制御は、幅方向（図２の紙面垂直方向であって、図３の左右方向である。）に隙間をあけて並設された複数の温度検知手段としての温度センサ４０Ａ～４０Ｅによるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれるが、これについても後で詳しく説明する。

また、加圧部材としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面を覆う被覆層としての弾性層３３と、からなるローラ部材である。
加圧ローラ３１の弾性層３３（被覆層）は、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けて、弾性層３３と離型層とで被覆層を構成することもできる。
そして、加圧ローラ３１は、不図示の加圧機構によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ローラ２１との間に、所望のニップ部が形成される。
加圧ローラ３１は、定着ローラ２１の回転にともない、図２の反時計方向に従動回転する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１のメインスイッチが投入されると、電源部９１からヒータユニット２５に交流電圧が印加（給電）される。
そして、印刷指令（プリント要求）が入力されると、不図示の駆動モータ（駆動機構）によって定着ローラ２１の時計方向の回転駆動が開始されて、加圧ローラ３１の反時計方向の従動回転が開始される。その後、給紙部７からシートＰが給送されて、２次転写ローラ１８の位置で、中間転写ベルト１７上のトナー像がシートＰ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持されたシートＰは、図２の矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像Ｔが定着される。そして、定着工程後のシートＰは、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によって、ニップ部から矢印方向に送出される。

以下、本実施の形態における定着装置２０（画像形成装置１）において、特徴的な構成・動作について詳しく説明する。
先に図２等を用いて説明したように、本実施の形態における定着装置２０には、定着部材としての定着ローラ２１を加熱する加熱手段が設けられている。
ここで、図２、図３に示すように、本実施の形態では、定着ローラ２１を加熱する加熱手段として、定着ローラ（定着部材）における最大通紙領域Ｘ（本実施の形態では、Ｂ４縦サイズである。）において隙間をあけて幅方向に並設された複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ（本実施の形態では、１６個のスポットヒータである。）を用いている。

詳しくは、中空構造の定着ローラ２１（芯金２１ａ）の内部には、ヒータユニット２５が着脱可能に設置されている。このヒータユニット２５は、１６個のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐが基板２７上に配列されたものである。
これらの複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、互いに同等に構成された複数のハロゲンスポットヒータである。すなわち、１６個のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、共通化された部品として構成されている。これにより、ヒータユニット２５が低コスト化されるとともに、後述するスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐの交換などのメンテナンス作業が容易になる。
また、スポットヒータ２６Ａ～２６Ｐとしてハロゲンスポットヒータを用いることで、その制御が複雑化することなく、定着ローラ２１に対する加熱効率を高めることができる。

スポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、棒状（ライン状）のヒータとは異なり、周状の広がりなくほぼ一定方向（図２の黒矢印方向である。）に輻射熱を放射するものである。具体的に、スポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、短い略円筒状の筐体内にフィラメントが設置されていて、その略円筒状筐体の天井面（放射面であって、石英ガラスなどで形成されている。）から輻射熱が放射される。
そして、本実施の形態において、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれニップ部（定着ニップ）の方向に輻射熱が放射されないように配置されている。すなわち、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれニップ部（定着ニップ）の方向とは異なる方向に輻射熱が放射されるように配置されている。具体的に、本実施の形態では、１６個のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐの天井面（放射面）がすべて図２の黒矢印方向に向くように配置されている。
このように構成することで、スポットヒータ２６Ａ～２６Ｐによって定着ローラ２１のニップ部に相当する部分が直接的に加熱されないことになるため、ニップ部が直接的に加熱される場合に比べて、定着温度のムラが生じてしまったとしても直接的に加熱された部分がニップ部に至る間にそのムラがならされることになり、良好な定着画像を形成することができる。

また、本実施の形態において、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、幅方向（図３の左右方向である。）に略均等に配列されている。
これにより、定着ローラ２１を幅方向にわたって略均一に加熱することが可能になる。特に、本実施の形態では、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐが共通部品化されているため、そのように配列することが有用になる。
なお、隣接するスポットヒータ同士の隙間（間隔）が広すぎると、その部分に相当する定着ローラ２１の表面の温度が低くなって、幅方向の温度ムラが生じてしまう可能性がある。また、隣接するスポットヒータ同士の隙間（間隔）が狭すぎると、スポットヒータの数が多くなってしまうとともに、後述するスポットヒータの着脱作業が難しくなる。これらのことを考慮して、隣接するスポットヒータ同士の隙間（間隔）が適正化されている。

ここで、本実施の形態において、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御されるように構成している。
詳しくは、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれ基板２７に形成された回路（切替回路９２を含む。）に接続されている。そして、制御部９０による制御によって、電源部９１（ＰＳＵ）から供給される電力（電圧）を、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐのすべてに供給して全灯したり、１つ又はいくつかのスポットヒータのみに供給して点灯して他のスポットヒータは消灯したり、切替回路９２によって切り替えられる。ただし、どのようなスポットヒータの切替がおこなわれたとしても、電力供給されたスポットヒータの電力（電圧）の大きさが略一定になるように（オン時の熱量が略一定になるように）、回路が構成されている。
なお、制御部９０でおこなわれる制御は、シーケンス制御であって、有接点リレー方式、無接点リレー方式、プログラマブル・ロジック・コントローラ方式などの制御方式が採用されている。
また、これらの制御を可能とするため、制御部９０には、記憶部、演算部、ＩＯＢ（インプット・アウトプット・ボード）、ＡＣ制御板などが設けられている。

このように複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐをそれぞれ別々にオン・オフ可能に制御することで、複数の棒状ヒータをオン・オフする場合に比べて、定着ローラ２１を加熱するために要する消費電力が小さくなり、加熱手段（スポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ）をオン・オフするときに生じる電圧変化も充分に小さくすることができる。そのため、画像形成装置１の維持費が安くなるとともに、フリッカー（商用電源に接続された画像形成装置１が設置された室内において蛍光灯がちらつく現象である。）の発生も軽減することができる。

ここで、図４（Ａ）を参照して、本実施の形態において、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、２つ以上のスポットヒータがオン・オフされるときに、そのオン・オフが開始されるタイミングが互いにずれるように制御される。
換言すると、制御部９０によるシーケンス制御によって、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、タイミングをオーバラップして連続的に順次点灯したり消灯したりすることになる。

具体例として、図４（Ａ）に示すように、３つのスポットヒータ（第１～第３スポットヒータ）がオン（点灯）されるとき、図５（Ａ）に示すもののように同時にオンされるのではなくて、僅かな時間差をもってオンされる。同様に、３つのスポットヒータ（第１～第３スポットヒータ）がオフ（消灯）されるとき、図５（Ａ）に示すもののように同時にオフされるのではなくて、僅かな時間差をもってオフされる。
このように制御することで、図５（Ｂ）において破線で囲んだ部分に示すように、電源部９１から定着装置２０（ヒータユニット２５）に供給される電圧（電力）が急激に変化することなく、図４（Ｂ）において破線で囲んだ部分に示すように、電源部９１から定着装置２０（ヒータユニット２５）に供給される電圧（電力）が比較的緩やかに変化することになる。そのため、フリッカーの発生を軽減することができる。

ここで、図２、図３に示すように、本実施の形態における定着装置２０には、定着ローラ２１（定着部材）の温度（表面温度）を検知する複数の温度検知手段としての温度センサ４０Ａ～４０Ｅが、幅方向に隙間をあけて並設されている。
具体的に、本実施の形態では、幅方向の中央位置Ｍと、両端部と、中央位置Ｍと両端部とのほぼ中間の位置と、に計５つの温度センサ４０Ａ～４０Ｅが設置されている。

そして、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、複数の温度センサ４０Ａ～４０Ｅ（温度検知手段）の検知結果に基づいてそれぞれ別々にオン・オフされるものである。
詳しくは、複数の温度センサ４０Ａ～４０Ｅによって検知される温度がそれぞれ狙いの温度になるように、制御部９０によって複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐがそれぞれ別々にオン・オフ制御されることになる。具体例として、片側端部に設置された温度センサ４０Ａの検知温度が、狙いの温度よりも低くなったときには片側端部のスポットヒータ２６Ａがオンされて、狙いの温度よりも高くなったときには片側端部のスポットヒータ２６Ａがオフされる。また、Ａ５縦サイズのシートＰが通紙されるときであって、中央位置Ｍの温度センサ４０Ｃの両隣の温度センサ４０Ｂ、４０Ｄの検知温度が狙いの温度であって、中央位置Ｍの温度センサ４０Ｃの検知温度が、狙いの温度よりも低くなったときにはＡ５縦サイズに対応したスポットヒータ２６Ｅ～２６Ｌがオンされて、狙いの温度よりも高くなったときにはそれらのスポットヒータ２６Ｅ～２６Ｌがオフされる。
このように複数の温度センサ４０Ａ～４０Ｅを用いて複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐをそれぞれ別々にオン・オフ制御することで、定着ローラ２１の温度（定着温度）を狙いの温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
なお、本実施の形態では、低コスト化のため５つの温度センサ４０Ａ～４０Ｅを設けたが、１６個のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐの幅方向の位置に合わせて、それと同数（１６個）の温度センサを幅方向に並設することもできる。その場合には、温度センサの検知温度に基づく複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐのオン・オフ制御が簡素化されることになる。

ここで、図３を参照して、本実施の形態では、ニップ部を通過するシートＰの幅方向サイズに基づいて、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐがそれぞれ別々にオン・オフされる。
具体例として、図３を参照して、最大サイズのＢ４縦サイズのシートＰが搬送されるときには、１６個のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐのすべてがオンされる。これに対して、ＬＴ縦サイズのシートＰが搬送されるときには、両端を除く１４個のスポットヒータ２６Ｂ～２６Ｏがオンされて、それ以外のスポットヒータ２６Ａ、２６Ｐがオフされる。また、Ａ４縦サイズのシートＰが搬送されるときには、１２個のスポットヒータ２６Ｃ～２６Ｎがオンされて、それ以外のスポットヒータ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｏ、２６Ｐがオフされる。また、Ｂ５縦サイズのシートＰが搬送されるときには、１０個のスポットヒータ２６Ｄ～２６Ｍがオンされて、それ以外のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｃ、２６Ｎ～２６Ｐがオフされる。また、最小サイズのＡ５縦サイズのシートＰが搬送されるときには、８個のスポットヒータ２６Ｅ～２６Ｌがオンされて、それ以外のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｄ、２６Ｍ～２６Ｐがオフされる。
このような制御をおこなうことで、定着ローラ２１の非通紙領域が過昇温してしまう不具合を抑止することができる。
なお、このようなシートサイズに応じた複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐのオン・オフ制御をベースとしつつ、先に説明した複数の温度センサ４０Ａ～４０Ｅの検知温度に基づいた複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐのオン・オフ制御をおこなうことで、通紙領域の定着温度を狙いの温度にきめ細かく調整制御することができるとともに、非通紙領域の過昇温（シートＰによって熱が奪われずに生じる現象である。）を防止することができる。

また、図６を参照して、本実施の形態では、ニップ部を通過するシートＰの表面に形成されたトナー像Ｔに応じて、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐがそれぞれ別々にオン・オフされる。
具体例として、図６（Ａ）を参照して、Ａ４縦サイズのシートＰの表面の一端側にのみ帯状の画像Ｇ（ベタ画像）が形成されていているときには、そのサイズに対応する１４個のスポットヒータ２６Ｃ～２６Ｎのうち、その画像位置に対応するスポットヒータ２６Ｅ、２６Ｆがオンされて（又は、デューティが高く設定されて）、それ以外のスポットヒータ２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｇ～２６Ｎがオフされる（又は、デューティが低く設定される）。また、図６（Ｂ）を参照して、Ａ４縦サイズのシートＰの表面の他端側にのみ帯状の画像Ｇ（ベタ画像）が形成されていているときには、そのサイズに対応する１４個のスポットヒータ２６Ｃ～２６Ｎのうち、その画像位置に対応するスポットヒータ２６Ｉ～２６Ｌがオンされて（又は、デューティが高く設定されて）、それ以外のスポットヒータ２６Ｃ～２６Ｈ、２６Ｍ、２６Ｎがオフされる（又は、デューティが低く設定される）。
このような制御をおこなうのは、シートＰ上において、画像Ｇが形成された部分（特に、ベタ画像のように画像濃度が高い部分）は、画像が形成されていない部分（又は、画像濃度が低い部分）に比べて、画像（トナー像）の定着に要する熱量が高くなるためである。
このような制御をおこなうことで、無駄に電力を消費することなく、効率的に良好な定着画像を形成することができる。
なお、シートＰの表面に形成されるトナー像（画像Ｇ）の情報は、書込み部２（図１、図２参照）において取得される画像情報に基づくものとすることができる。
また、本実施の形態において、シートＰ上において、幅方向の位置ごとに搬送方向に形成される画像Ｇの画像面積率（累積的な画像濃度）に応じて、幅方向位置に対応するスポットヒータのデューティ（オンされる比率）が可変されるように制御することもできる。具体的に、画像面積率が高い幅方向位置に対応するスポットヒータのデューティは高くなるように制御されて、画像面積率が低い幅方向位置に対応するスポットヒータのデューティは低くなるように制御されることになる。このような制御をおこなうことで、上述した効果がさらに発揮されやすくなる。

ここで、図７を参照して、本実施の形態において、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれ別々に着脱可能に構成されている。
詳しくは、定着装置２０は、その筐体に、ネジ締結によってヒータユニット２５が固定されている。そして、そのネジ締結を解除することで、定着ローラ２１の幅方向一端側からヒータユニット２５を抜き取ることができる。そして、抜き取ったヒータユニット２５から、図７に示すように、メンテナンス（部品交換も含む。）を要するスポットヒータ２６Ｆ、２６Ｇを矢印方向に取り出す。そして、ヒータユニット２５にメンテナンス後のスポットヒータ２６Ｆ、２６Ｇを矢印方向の逆方向に装着して、そのヒータユニット２５を定着装置２０に装着することになる。なお、図７では、２つのスポットヒータ２６Ｆ、２６Ｇを取り出した状態を図示しているが、その他のスポットヒータも同じように着脱可能に構成されている。また、このようなスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐの着脱動作に連動して、基板２７の回路の端子に対するスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐの端子の接続・接続解除がおこなわれることになる。
このように構成することで、ヒータユニット２５のメンテナンス性が向上するとともに、メンテナンスに要するコストも低く抑えることができる。

＜変形例＞
図８に示すように、変形例における定着装置２０は、ベルト式定着装置（定着部材として定着ベルト２２が用いられた定着装置である。）であって、加熱ローラ２４の内部に加熱手段としてのヒータユニット２５（複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐ）を設置している。詳しくは、定着ベルト２２は、定着補助ローラ２３、加熱ローラ２４、テンションローラなどの複数のローラ部材によって張架・支持されている。また、定着補助ローラ２３は、定着ベルト２２を介して加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成している。さらに、中空構造の加熱ローラ２４の内部には、ヒータユニット２５が固設されている。
そして、変形例においても、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐを、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御するようにしている。
これにより、定着ベルト２２を加熱するために要する消費電力が小さく、加熱手段をオン・オフするときに生じる電圧変化を充分に小さくすることができる。

以上説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、加熱手段によって加熱されてトナー像Ｔを加熱してシートＰの表面に定着する定着ローラ２１（定着部材）と、定着ローラ２１に圧接することでシートＰが搬送されるニップ部を形成する加圧ローラ３１（加圧部材）と、が設けられている。そして、加熱手段は、定着ローラ２１における最大通紙領域Ｘにおいて隙間をあけて幅方向に並設された複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐである。そして、複数のスポットヒータ２６Ａ～２６Ｐは、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御される。
これにより、定着ローラ２１を加熱するために要する消費電力が小さく、加熱手段をオン・オフするときに生じる電圧変化を充分に小さくすることができる。

なお、本実施の形態では、加圧部材として加圧ローラ３１を用いたが、加圧部材はこれらに限定されることなく、例えば、加圧部材として加圧ベルトを用いることもできる。
また、本実施の形態において、加圧ローラ３１（加圧部材）を加熱するように構成する場合に、中空構造の加圧ローラ３１（芯金３２）の内部に、複数のスポットヒータを幅方向に隙間をあけて並設することもできる。その場合、加圧ローラ３１に対する加熱効率を高めることができる。
そして、それらのような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「幅方向」とは、シートの搬送方向に対して直交する方向であるものと定義する。
また、本願明細書等において、「シート」とは、紙（用紙）の他に、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、フィルムシート等のシート状の記録媒体のすべてを含むものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（定着部材）、
２５ ヒータユニット（加熱手段）、
２６Ａ～２６Ｐ スポットヒータ（加熱手段）、
２７ 基板、
３１ 加圧ローラ（加圧部材）、
４０Ａ～４０Ｅ 温度センサ（温度検知手段）、
Ｘ 最大通紙領域、
Ｐ シート（記録媒体）、 Ｇ 画像。

特開２０１６－５７３７７号公報

Claims (11)

1. 加熱手段によって加熱されて、トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着部材と、
   前記定着部材に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧部材と、
   を備え、
   前記加熱手段は、前記定着部材における最大通紙領域において隙間をあけて幅方向に並設された複数のスポットヒータであって、
   前記複数のスポットヒータは、それぞれ別々にオン・オフ可能に制御されることを特徴とする定着装置。
2. 前記複数のスポットヒータは、互いに同等に構成された複数のハロゲンスポットヒータであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記複数のスポットヒータは、幅方向に略均等に配列されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記複数のスポットヒータは、２つ以上のスポットヒータがオン・オフされるときに、そのオン・オフが開始されるタイミングが互いにずれるように制御されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記定着部材の温度を検知する複数の温度検知手段が、幅方向に隙間をあけて並設されたことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記複数のスポットヒータは、前記複数の温度検知手段の検知結果に基づいてそれぞれ別々にオン・オフされることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記ニップ部を通過するシートの幅方向サイズに基づいて、前記複数のスポットヒータがそれぞれ別々にオン・オフされることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記ニップ部を通過するシートの表面に形成されたトナー像に応じて、前記複数のスポットヒータがそれぞれ別々にオン・オフされることを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記複数のスポットヒータは、それぞれ別々に着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記複数のスポットヒータは、それぞれ前記ニップ部の方向に輻射熱が放射されないように配置されたことを特徴とする請求項１～請求項９のいずれかに記載の定着装置。
11. 請求項１～請求項１０のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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