JP6300009B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上に未定着画像を定着する定着装置、及び定着装置を備える画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、用紙等の記録媒体に形成されたトナー画像を加熱溶融することにより、画像を記録媒体上に定着させる定着装置が用いられている。一般的に、定着装置は、ヒータ等の加熱手段に電力を供給して定着ローラや定着ベルト等の定着部材を加熱し、その熱でトナー画像を加熱溶融して記録媒体に定着する処理を行う。また、この種の定着装置では、安定した定着性を確保するために、定着部材の温度を温度検出手段によって検出し、温度検出手段からの温度情報に基づいて、加熱手段への通電を制御するフィードバック制御が広く行われている。

また、フィードバック制御の代表的なものとして、ＰＩＤ制御が知られている（特許文献１参照）。ＰＩＤ制御は、Ｐ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ（比例）、Ｉ：Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）、Ｄ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（微分）の３つの組み合わせで制御するものであり、定着部材の温度と目標温度との偏差に着目し、偏差に応じて加熱手段への投入電力（通電時間）を変化させる制御である。

しかしながら、従来のＰＩＤ制御等を用いたフィードバック制御では、定着部材を素早く昇温させたい場合に、加熱手段への投入電力を急激に上げることは困難であった。

本発明は、斯かる事情に鑑み、定着部材を素早く昇温させることが可能な定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、加熱手段と、前記加熱手段により加熱される定着部材と、前記定着部材との間にニップ部を形成する対向部材と、前記定着部材の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記ニップ部に未定着画像を担持する記録媒体を通過させて未定着画像を記録媒体に定着する定着装置において、前記加熱手段は、前記温度検出手段による検出温度に基づいて決定された電力が投入されることにより前記定着部材を加熱する第１の加熱動作と、予め設定された電力が投入されることにより前記定着部材を加熱する第２の加熱動作とを、一印刷ジョブ中に切り換えて行うと共に、前記第１の加熱動作と前記第２の加熱動作の一方から他方への切換を行う少なくとも直前の電力投入タイミングは、両加熱動作における電力投入タイミングを規定する予め設定された制御周期に維持され、前記第１の加熱動作と前記第２の加熱動作の一方から他方への前記切換を、前記予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行可能にしたことを特徴とする。

本発明によれば、予め設定された電力を投入する第２の加熱動作を、検出温度に基づく電力を投入する第１の加熱動作と切り換えて行うことができるので、投入電力を必要に応じて大幅に上げることができ、定着部材を素早く昇温させることが可能である。また、第１の加熱動作から第２の加熱動作への切換と、第２の加熱動作から第１の加熱動作への切換の少なくとも一方を、予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行可能であるので、適切なタイミングで加熱動作を切り換えて加熱を行うことが可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成図である。 定着装置を制御する制御部のブロック図である。 紙種に応じて設定された投入電力の一例を示す図である。 参考例に係る制御方法のフローを示す図である。 電力投入タイミングと投入電力量、及びニップ部への通紙タイミングを示す図である。 他の参考例の電力投入タイミングを示す図である。 本発明の実施形態に係る電力投入タイミングを示す図である。 本発明の他の実施形態のブロック図である。 補正電力の一例を示す図である。 投入電力を補正する場合の制御の一例を示す図である。 他の定着装置の概略構成図である。 さらに他の定着装置の概略構成図である。 別の定着装置の概略構成図である。 さらに別の定着装置の概略構成図である。 従来のＰＩＤ制御による電力制御を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、カラーレーザープリンタであり、その装置本体の中央には、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。

具体的に、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、感光体５は、ドラム状のものの他に、ベルト状のものを採用することも可能である。また、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての無端状のベルト部材から構成される中間転写ベルト３０を有する。中間転写ベルト３０は、二次転写バックアップローラ３２とクリーニングバックアップローラ３３とテンションローラ３４によって張架されている。これらのローラ３２〜３４のうち、二次転写バックアップローラ３２が回転することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体５に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ３１が配設されている。各一次転写ローラ３１はそれぞれの位置で中間転写ベルト３０の内周面を押圧しており、中間転写ベルト３０の押圧された部分と各感光体５とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ３１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト３０を介して二次転写バックアップローラ３２に対向した位置に、二次転写ローラ３６が配設されている。この二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３０の外周面を押圧しており、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ３６は、一次転写ローラ３１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト３０を介してクリーニングバックアップローラ３３に対向した位置には、ベルトクリーニング装置３５が配設されている。

画像形成装置本体の上部には、補給用のトナーを収容する４つのトナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを着脱可能なボトル収容部２が設けられている。各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと上記各現像装置７との間には、図示しない補給路が設けてあり、この補給路を介して各トナーボトル２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから各現像装置７へトナーが補給されるようになっている。

画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１１等が設けてある。なお、用紙Ｐは、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等を含む。また、記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。

また、画像形成装置本体内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１２が配設されている。

一方、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２０が配設されている。また、搬送路Ｒの用紙搬送方向下流端には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。また、装置本体の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

続いて、図１を参照して、作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト３０を張架する二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動することにより、中間転写ベルト３０が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体５の回転に伴い、感光体５上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された上記転写電界によって、各感光体５上のトナー画像が中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト３０の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。

また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、それぞれ、クリーニング装置８によって除去される。次いで、各感光体５の表面が図示しない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動を開始し、給紙トレイ１０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によって搬送を一旦停止される。

その後、所定のタイミングでレジストローラ１２の回転駆動を開始し、中間転写ベルト３０上のトナー画像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐを二次転写ニップへ搬送する。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。あるいは、二次転写バックアップローラ３２に対しトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を印加することにより、中間転写ベルト３０上のトナー画像を用紙Ｐに転写するようにしてもよい。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着装置２０によってトナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

次に、図２に基づき、上記定着装置２０の構成について説明する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ベルト２１と、定着ベルト２１との間にニップ部Ｎを形成する対向部材としての加圧ローラ２２と、加圧ローラ２２と対向する位置で定着ベルト２１の内周面に接触するニップ形成部材２３と、ニップ形成部材２３を支持する補強部材２４と、加熱手段としてのヒータ２５と、ヒータ２５の熱を定着ベルト２１に伝える伝熱部材２６と、加圧ローラ２２を定着ベルト２１へ加圧する加圧手段２７と、定着ベルト２１の表面温度を検出する温度検出手段としての温度センサ２８とを備えている。

定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。定着ベルト２１の材質は、耐熱性樹脂、耐熱性ゴム、又はこれらの複合体などである。詳しくは、定着ベルト２１は、その内周面２１ａ側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜１００μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。

定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料で形成されている。このような弾性層を設けることで、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の表面に微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー画像Ｔに均一に熱が伝わり、柚子肌画像の発生が抑制される。

また、定着ベルト２１の離型層は、層厚が５〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等の材料で形成されている。定着ベルト２１の直径は１５〜１２０ｍｍになるように設定するのが適当である。なお、本実施形態では、定着ベルト２１の直径が３０ｍｍ程度に設定されている。

加圧ローラ２２は、直径が３０〜４０ｍｍ程度であって、芯材としての中空構造の芯金上に弾性層を形成したものである。加圧ローラ２２の弾性層は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。さらに、弾性層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等から成る薄肉の離型層を設けることもできる。弾性層を発泡性シリコーンゴムなどのスポンジ状の材料で形成した場合は、ニップ部Ｎに作用する加圧力を減ずることができるため、この加圧力によるニップ形成部材２３の撓みを軽減することができる。また、弾性層をスポンジ状の材料で形成することで、加圧ローラ２２の断熱性が高められ、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ２２側に移動しにくくなるため、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。

ニップ形成部材２３は、その幅方向両端部において定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。ニップ形成部材２３は、液晶ポリマー等の耐熱樹脂材料等で構成される。ニップ形成部材２３と、定着ベルト２１との間に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性部材を設けることにより、ニップ部Ｎにおいて用紙Ｐの表面の微小な凹凸にベルト表面が追従して、用紙Ｐ上の未定着トナー画像Ｔに均一に熱が伝わり柚子肌画像の防止に効果がある。ニップ形成部材２３は、加圧ローラ２２側の面が加圧ローラ２２の曲率にならうように断面形状が凹状に形成されている。これにより、用紙Ｐは加圧ローラ２２の曲率にならうようにニップ部Ｎから排出されるため、定着工程後の用紙Ｐが定着ベルト２１に付着して分離しないような不具合を抑止することができる。なお、ニップ形成部材２３の加圧ローラ２２側の面を平面状に形成したり、平面から凹形状に連続的に変化するように形成したりすることもできる。ニップ形状を任意の形状とすることによって、ニップ部Ｎの形状が用紙Ｐの画像面に対してほぼ平行となる場合には、用紙Ｐにシワが発生するのを防止する効果がある。また、凹状の断面形状に近づけることによって、定着ベルト２１と用紙Ｐとの密着性が高くなり、定着性が向上する。さらに、ニップ部Ｎの出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるため、ニップ部Ｎから排出された用紙Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。

伝熱部材２６は、肉厚が０．２ｍｍ以下のパイプ状部材である。伝熱部材２６の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属熱伝導体（熱伝導性を有する金属）を用いることができる。伝熱部材２６の肉厚を０．２ｍｍ以下に設定することで、定着ベルト２１（伝熱部材２６）の加熱効率を向上することができる。伝熱部材２６は、ニップ部Ｎを除く位置で定着ベルト２１の内周面に近接もしくは接触するように形成され、ニップ部Ｎの位置には内部に凹状に形成されると共に開口部が形成された凹部が設けられている。ここで、常温時における定着ベルト２１と伝熱部材２６とのギャップ（ニップ部Ｎを除く位置のギャップである。）は、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、伝熱部材２６と定着ベルト２１とが摺接する面積が大きくなって定着ベルト２１の磨耗が加速する不具合を抑止すると共に、伝熱部材２６と定着ベルト２１とが離れ過ぎて定着ベルト２１の加熱効率が低下する不具合を抑止することができる。さらに、伝熱部材２６が定着ベルト２１に近設されることで、可撓性を有する定着ベルト２１の円形姿勢がある程度維持されるため、定着ベルト２１の変形による劣化・破損を軽減することができる。

また、伝熱部材２６と定着ベルト２１との摺動抵抗を低下させるために、伝熱部材２６の摺接面を摩擦係数の低い材料で形成したり、定着ベルト２１の内周面２１ａにフッ素を含む材料からなる表面層を形成したりすることもできる。なお、図２では、伝熱部材２６の断面形状がほぼ円形になるように形成したが、伝熱部材２６の断面形状が多角形になるように形成することもできる。また、加熱源からの熱をベルト部材に均一に伝達し、かつ駆動時のベルト部材の走行安定性を確保する手段が別途用意されている場合には、伝熱部材２６を有さず、定着ベルト２１を直接加熱する方式の定着装置を構成することも可能である。その場合は、定着装置全体としての熱容量の内、伝熱部材２６の熱容量が排除されるため、より昇温性能や省エネ性能に優れた定着装置を構成できる利点がある。

また、伝熱部材２６は、その幅方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。そして、伝熱部材２６は、ヒータ２５の輻射熱（輻射光）により加熱されて定着ベルト２１を加熱する。すなわち、伝熱部材２６がヒータ２５によって直接的に加熱されて、伝熱部材２６を介して定着ベルト２１がヒータ２５によって間接的に加熱されることになる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向する接触式サーミスタ等の温度センサ２８によるベルト表面温度の検出結果などに基づいて行われる。温度センサ２８は、非接触式サーミスタ及び非接触のサーモパイルを用いても良い。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。図２では、ヒータ２５の例としてハロゲンヒータを用いているが、熱源の種類はハロゲンヒータに限定されるものではなく、例えば誘導加熱方式の熱源を有するものやセラミックヒータを用いた定着装置であってもよい。

補強部材２４は、ニップ形成部材２３を加圧ローラ２２の加圧力に抗して支持するものである。補強部材２４は、幅方向の長さがニップ形成部材２３と同等になるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の図示しない側板に固定支持されている。そして、補強部材２４がニップ形成部材２３、定着ベルト２１介して加圧ローラ２２に当接することで、ニップ部Ｎにおいてニップ形成部材２３が加圧ローラ２２の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。なお、補強部材２４は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。

また、ヒータ２５がハロゲンヒータなど輻射熱を利用して加熱する方式の熱源である場合には、補強部材２４におけるヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、断熱部材を設けたり、ＢＡ処理（光輝焼鈍処理）や鏡面研磨処理を施したりすることもできる。ヒータ２５から補強部材２４に向かう輻射熱（補強部材２４を加熱する熱）が伝熱部材２６の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１（伝熱部材２６）の加熱効率がさらに向上することになる。

加圧ローラ２２には、不図示の駆動機構の駆動ギヤに噛合するギヤが設置されていて、加圧ローラ２２は図２中の矢印方向（時計回り）に回転駆動される。また、加圧ローラ２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の不図示の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ２２の内部には、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。また加圧ローラ２２の弾性層を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部Ｎに作用する加圧力を減ずることができるため、ニップ形成部材２３に生じる撓みを軽減することができる。さらに、加圧ローラ２２の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ２２側に移動しにくくなるため、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。また、図２では、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径と同等になるように形成したが、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも小さくなるように形成することもできる。その場合、ニップ部Ｎにおける定着ベルト２１の曲率が加圧ローラ２２の曲率よりも大きくなるため、ニップ部Ｎから排出される用紙Ｐが定着ベルト２１から分離され易くなる。また、定着ベルト２１の直径が加圧ローラ２２の直径よりも大きくなるように形成することもできるが、定着ベルト２１の直径と加圧ローラ２２の直径との関係によらず、加圧ローラ２２の加圧力が伝熱部材２６に作用しないように構成されている。

加圧手段２７は、加圧レバー３７と、偏芯カム３８と、加圧スプリング３９等で構成されている。加圧レバー３７は、その一端側に設けられた支軸３７ａを中心として、定着装置２０の図示しない側板に回転可能に支持されている。加圧レバー３７の長手方向中央部は、加圧ローラ２２の図示しない軸受に当接している。また、加圧レバー３７の他端側には加圧スプリング３９が接続され、さらに加圧スプリング３９に取り付けられた保持板に偏芯カム３８が当接している。

偏芯カム３８が図示しない駆動源によって回転すると、加圧レバー３７が支軸３７ａを中心に回転して、加圧ローラ２２が図２の矢印Ｘの方向に移動する。通常の定着動作時においては、偏芯カム３８の回転方向の姿勢が図２に示す状態で保持されることで、加圧ローラ２２は定着ベルト２１を加圧し、所望のニップ部Ｎが形成された状態となっている。これに対し、用紙のジャム処理時や待機時においては、偏芯カム３８の回転方向の姿勢が図２に示す状態から１８０度回転した状態となり、加圧ローラ２２が定着ベルト２１から離れる方向に移動してニップ部Ｎが減圧される。このように、用紙のジャム処理時や待機時においてニップ部Ｎが減圧されることで、ジャム化した用紙の除去作業を行いやすくなり、また、待機時に加圧ローラ２２が長時間加圧されることによる塑性変形が抑制される。

続けて、上記定着装置２０の基本動作について、簡単に説明する。
画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されると共に、加圧ローラ２２が図２中の時計回りに回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト２１は、加圧ローラ２２との摩擦力によって、図２中の反時計回りに従動回転する。

その後、図１に示す給紙トレイ１０から用紙Ｐが給送されて、二次転写ローラ３６の位置で、用紙Ｐ上に未定着のトナー画像が担持（転写）される。図２に示すように、未定着のトナー画像Ｔが担持された用紙Ｐは、不図示のガイド板に案内されながら図２の矢印Ａ１方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ２２のニップ部Ｎに送入される。

そして、伝熱部材２６（又はヒータ２５）によって加熱された定着ベルト２１による熱と、定着ベルト２１と加圧ローラ２２との間の加圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー画像Ｔが定着される。その後、ニップ部Ｎから送り出された用紙Ｐは、図２中の矢印Ａ２方向に搬送され、機外に排出される。こうして、定着装置２０における一連の定着プロセスが完了する。

ここで、従来のフィードバック制御による定着装置の温度制御について説明する。
図１６は、従来から一般的に用いられているＰＩＤ制御による電力制御を示す図である。
ＰＩＤ制御では、定着部材の温度Ｔ₁と目標温度Ｔ₀との温度差が大きい場合、ヒータへの投入電力（デューティ）を大きくして発熱させる（比例制御）。その後、定着部材の温度Ｔ₁が目標温度Ｔ₀に近づいてくると、定着部材の温度Ｔ₁が目標温度Ｔ₀を超えないように、投入電力を小さくする（微分制御）。そして、定着部材の温度Ｔ₁と目標温度Ｔ₀との差をなくすように投入電力が調整される（積分制御）。

このように、ＰＩＤ制御では、定着部材の温度と目標温度の温度差（温度リップル）を小さくするように投入電力を制御するが、定着部材と温度が目標温度に近い状態にあるときは、投入電力を大幅に増大させて加熱することができない。従って、定着部材と温度が目標温度に近い状態にあるときは、図１６に示すように投入電力の上げ幅が緩やかになり、ニップ部に用紙が進入したタイミングに合わせて定着部材の温度を素早く上昇させることは困難である。また、所定温度に維持された定着装置に用紙が進入すると、用紙によって定着部材の熱が奪われて定着部材の温度が低下するが、ＰＩＤ制御では、温度センサがその温度変化を検知するまでには多少の時間がかかるため、結果的に定着部材の温度が一時的に落ち込んでしまう虞がある。また、近年、ウォームアップタイムの短縮や省エネなどの目的で、低熱容量の薄い定着部材を用いた定着装置においては、加熱手段の出力に対する定着部材の温度変化（昇温）の追従性が良くなってきている。このため、従来のＰＩＤ制御では、斯かるタイプの定着装置に対して、より対応が困難となることが予想される。

そこで、本発明に係る定着装置では、上記のような課題に対し以下のように対応している。
以下、本発明に係る定着装置の特徴部分について説明する。

図３は、定着装置を制御する制御部のブロック図である。
制御部４０は、画像形成装置本体に設けられたＣＰＵやメモリーなどから構成されており、第１の加熱動作制御部４１、第２の加熱動作制御部４２、切換部４３を備える。

第１の加熱動作制御部４１は、温度センサ２８による定着ベルトの検出温度に基づいて投入電力を決定し、この決定された電力をヒータ２５に投入することにより、ヒータ２５が第１の加熱動作を行うように制御する。本実施形態では、ＰＩ制御によって第１の加熱動作を行う。ＰＩ制御は、ＰＩＤ制御の簡易型であり、Ｐ：Ｐｒｏｐｏｒｔｉｎａｌ（比例）、Ｉ：Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）の２つの組み合わせで制御する。なお、ＰＩ制御の代わりにＰＩＤ制御を用いてもよい。具体的に、ＰＩ制御では、ヒータ２５への投入電力〔Ｄｕｔｙ（ｎ）〕を下記式（１）により算出する。

Ｄｕｔｙ（ｎ）＝Ｄｕｔｙ（ｎ−１）＋ｋｐ｛Ｔ（ｎ−１）−Ｔ（ｎ）｝
＋ｋｉ｛Ｔａｉｍ−Ｔ（ｎ）｝・・・・・式（１）
式（１）中、Ｄｕｔｙ（ｎ−１）は前回の算出電力、Ｔ（ｎ）は今回の定着ベルトの検出温度、Ｔ（ｎ−１）は前回の定着ベルトの検出温度、Ｔａｉｍは定着ベルトの目標温度、ｋｐは比例係数、ｋｉは積分係数である。
ここでは、投入電力を、単位時間当たりの通電時間の割合（＝デューティ）で算出している。例えば、投入電力が５０％の場合、制御周期の半分だけ電力を投入する。なお、投入電力の制御は、通電時間の制御でなく、電流値や電圧値、あるいは電力値を変更することで行ってもよい。

第２の加熱動作制御部４２は、予め設定された電力をヒータ２５投入することにより、ヒータ２５が第２の加熱動作を行うように制御する。第２の加熱動作における投入電力は、上記第１の加熱動作における投入電力とは異なり、温度センサ２８による定着ベルトの検出温度とは関係なく設定される。具体的に、この投入電力は、用紙の種類、例えば、サイズ、坪量又は厚さ等に応じて設定される。

図４に、紙種に応じて設定された投入電力の一例を示す。
この例では、薄紙、普通紙１、普通紙２、中厚口、厚紙の各紙種に応じて、投入電力を設定している。薄紙から厚紙へ次第に厚さが増すほど、ニップ通紙時に紙が定着ベルトから奪う熱量が多くなり、定着ベルトに必要な熱量が多くなるため、投入電力を大きく設定している。

切換部４３は、レジストセンサ１５からの用紙検出情報に基づき、第１の加熱動作と第２の加熱動作とを切り換える。レジストセンサ１５は、レジストローラ１２の用紙搬送方向上流側近傍に設けられており（図１参照）、給紙トレイ１０から供給された用紙を検出する記録媒体供給検出手段である。レジストセンサ１５としては、揺動可能に設けられたフィラー等から成る接触式のものでもよいし、透過型又は反射型の光学式センサを用いた非接触式のものであってもよい。

以下、本発明の実施形態に係る定着装置の制御方法を説明する前に、参考例の制御方法について説明する。
図５は、参考例に係る制御方法のフローを示す図、図６は、電力投入タイミングと投入電力量、及びニップ部への通紙タイミングを示す図である。
印刷開始指示があると、定着装置では定着処理を行うための制御が開始され、まず、第１の加熱動作（ＰＩ制御）を行われるようにヒータの制御が開始される（図５のＳ１）。上記のように、第１の加熱動作では、定着ベルトの温度を検出し、この情報を上記式（１）に入力して投入電力を決定する。

その後、給紙ローラによって給紙が開始され（図５のＳ２）、用紙が上記レジストセンサ１５によって用紙が検出されると、レジスト信号（用紙検知信号）を発し、レジスト信号からのタイムカウントが開始される（図５のＳ３）。

ここでタイムカウントされるのは、レジスト信号のタイミングから用紙の先端が定着装置のニップ部に進入するまでの時間ｔ１と、レジスト信号のタイミングから用紙の後端が定着装置のニップ部から排出されるまでの時間ｔ２である。これらの時間ｔ１、ｔ２をカウントすることで、ニップ部における通紙中のタイミングを把握できる（図６参照）。なお、ニップ部からの用紙の排出タイミングは、定着装置の用紙搬送方向下流側近傍に、定着装置からの用紙の排出を検出する記録媒体排出検出手段としての出口センサ２９を設け（図１参照）、この出口センサ２９からの検出情報に基づき把握するようにしてもよい。

そして、カウント開始から時間ｔ１が経過したか否かを制御部４０が確認し（図５のＳ４）、時間ｔ１が経過すると（ニップ部における通紙が開始されると）、切換部４３が第１の加熱動作から第２の加熱動作へ切り換える（図５のＳ５）。第２の加熱動作では、図４のテーブルを参照し、紙種に応じて予め設定されている電力をヒータへ投入する。また、定着装置に供給される用紙の種類は、使用者等が操作部で指定することによって判別してもよいし、用紙の種類を検出する検出手段を設けてもよい。この検出手段としては、例えば、用紙の剛性を検知するものを適用可能である。用紙の剛性はその種類（材質や厚さ等）によって異なるので、用紙の種類ごとに予め剛性を測定しておき、それらと検出手段によって検出した剛性とを比較・照合することで用紙の種類を判別することが可能である。

その後、カウント開始から時間ｔ２が経過したか否かを制御部４０が確認し（図５のＳ６）、時間ｔ２が経過すると（ニップ部における通紙が終了すると）、切換部４３が第２の加熱動作から第１の加熱動作へ切り換える（図５のＳ７）。

その後、ニップ部から排出された用紙が印刷ジョブの最後の用紙であるか否かを制御部４０が確認し、最後の用紙ではない場合、つまり、次に印刷する用紙がある場合は、次の用紙の給紙ステップを開始する（図５のＳ２）。そして、それ以降に印刷される用紙に対しても、上記と同様の加熱動作の切換制御が行われる。一方、ニップ部から排出された用紙が最後の用紙である場合は、定着処理の制御を終了する。

以上のように、参考例に係る定着装置では、レジスト信号に基づいて、一印刷ジョブ中に、第１の加熱動作と第２の加熱動作を切り換えてヒータを発熱させる。すなわち、図６に示すように、第２の加熱動作Ｈ２は、主として、ニップ部の通紙タイミングに対応して実行される。一方、第１の加熱動作Ｈ１は、主として、ニップ部への通紙開始前や通紙終了後のタイミングに対応して実行される。なお、ここでいう「一印刷ジョブ中」とは、記録媒体給送手段（給紙ローラ）によって最初の記録媒体の給送が開始されるときから、最後の記録媒体の後端が定着装置のニップ部から排出されるときまでをいう。また、一枚しか印刷しない場合は、一枚の記録媒体の給送開始から当該記録媒体のニップ部からの排出までである（以下、同様である。）。

そして、通紙タイミングに対応して行われる第２の加熱動作においては、定着ベルトの検出温度とは関係なく予め設定された電力が投入されるので、従来のフィードバック制御（図１６）に比べて、投入電力を大幅に上げることができる（図６）。これにより、ニップ部への通紙タイミングに対応して定着ベルトを素早く昇温させることができ、定着ベルトの温度落ち込みを抑制することが可能である。

一方、第１の加熱動作Ｈ１において投入される電力は、定着ベルトの検出温度に基づいて決定される電力である。従って、ニップ部への通紙開始前や通紙終了後は、定着ベルトの検出温度に基づいて投入電力が制御されることで、定着ベルトの温度が目標温度に対して大きく上昇するオーバーシュートが抑制され、温度を安定させることが可能である。

図７は、他の参考例の電力投入タイミングを示す図である。
一般的に、ヒータに電力を投入したタイミングから、ヒータが発熱し、その熱が定着ベルトの表面に伝達されるまでには、一定の時間を要する。この電力投入開始からこれに起因して定着ベルトの表面温度が上昇し始めるまでに要する時間を、以下「伝熱時間」と称する。この伝熱時間は、定着部材の厚さや熱伝導率などによって変わるが、第２の加熱動作によって投入される電力による熱を用紙の先端位置から付与できるようにするには、用紙の先端がニップ部に進入するタイミングよりも伝熱時間分以前に電力投入を開始しなければならない。

そこで、図７に示す例では、定着ベルトの伝熱時間Ｚを考慮し、第１の加熱動作Ｈ１から第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミング（第２の加熱動作Ｈ２における最初の電力投入タイミング）を、ニップ部の通紙開始よりも伝熱時間Ｚ分以前の制御周期で行うようにしている。なお、図７において、点線で示す電力投入タイミングは、比較のために示す伝熱時間Ｚを考慮せずに設定した電力投入タイミング（図６に示すタイミング）である。図７に示す例では、図６に示す例よりも、レジスト信号からのカウント時間ｔ３，ｔ４を短くし、一制御周期分早いタイミングで、第２の加熱動作Ｈ２への切換及び第１の加熱動作Ｈ１への切換を行っている。このように、第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミングを、用紙の先端がニップ部に進入するタイミングよりも伝熱時間Ｚ分以前に行うことで、第２の加熱動作Ｈ２によって投入される電力による熱を用紙の先端位置から付与することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る定着装置の制御方法を説明する。
図８は、本発明の実施形態に係る電力投入タイミングを示す図である。
上記図７に示す例では、伝熱時間Ｚを考慮して第２の加熱動作を早めて行うようにしているが、さらに望ましくは、投入された電力に起因する熱が、用紙先端のニップ部への進入タイミングに一致するように付与されるのがよい。このように制御できれば、不必要に速いタイミングでの電力投入を防止でき、過剰な温度上昇の抑制と、省エネ性をさらに向上させることが可能である。しかしながら、電力投入のタイミングは、制御周期ごとに行われるので、伝熱時間Ｚを考慮した最適な電力投入タイミングと一致するとは限らない。

そこで、本発明の実施形態に係る制御方法では、図８に示すように、第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミングが、伝熱時間Ｚを考慮した最適な電力投入タイミングαと一致するように、制御周期をリセットできるようにしている。すなわち、第１の加熱動作Ｈ１と第２の加熱動作Ｈ２の電力投入タイミングは基本的に予め設定された制御周期によって規定されているが、その制御周期が伝熱時間Ｚを考慮した最適な電力投入タイミングαと一致しない場合は、第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミング（第２の加熱動作における最初の電力投入タイミング）を、予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行する。

これにより、例えば、予め設定された制御周期が４００ｍｓｅｃであったとしても、第２の加熱動作Ｈ２への切換を、この制御周期に拘束されることなく、４００ｍｓｅｃ中の１００ｍｓｅｃや２００ｍｓｅｃ、又は３００ｍｓｅｃの時点、あるいはそれ以外のタイミングで行うことができる。この第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミングは、用紙サイズや搬送速度などに応じて適宜設定されたレジスト信号からの時間ｔ５をカウントすることで把握することが可能である。なお、本実施形態における制御フローは上記参考例と基本的に同様であるので説明を省略する。

上記のように、制御周期をリセットできるようにすることで、制御周期が伝熱時間Ｚを考慮した最適な電力投入タイミングαと一致しない場合であっても、第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミングを、前記最適な電力投入タイミングαに一致させることができる。具体的には、第２の加熱動作Ｈ２への切換タイミングを、用紙の先端がニップ部に進入するタイミングよりも伝熱時間Ｚ分だけ前のタイミングαにすればよい。なお、図８において、点線で示す電力投入タイミングは、比較のために示す、制御周期をリセットしないタイミング（図７に示すタイミング）である。

さらに、本実施形態では、第１の加熱動作Ｈ１への切換タイミング（第２の加熱動作の終了タイミング）も、予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行可能にしている。従って、第１の加熱動作Ｈ１への切換タイミングを、予め設定された制御周期に拘束されることなく、用紙の後端がニップ部から抜け出るタイミングよりも伝熱時間Ｚ分だけ前のタイミングβに一致させることができる。これにより、第２の加熱動作Ｈ２を、伝熱時間Ｚを考慮した最適なタイミングβで終了させることが可能である。また、第１の加熱動作Ｈ１への切換タイミングも、用紙のサイズや搬送速度などに応じて適宜設定された時間ｔ６をカウントすることで把握することが可能である。

以上のように、本発明の実施形態では、上記参考例と同様の効果に加え、第２の加熱動作への切換と第１の加熱動作への切換を、予め設定された制御周期とは異なるタイミングで行うことができるので、第２の加熱動作で供給される熱を、用紙に対して伝熱時間を加味して最適なタイミングで付与できる。その結果、不必要な加熱を防止できるようになり、過剰な温度上昇の抑制と省エネ性の向上を実現可能である。

また、このような制御周期のリセットは、加熱手段としてハロゲンヒータを備える定着装置に対して特に有効である。ハロゲンヒータは、その応答性により、例えば１０ｍｓｅｃ等の細かい制御周期では制御しにくく、それ故、制御周期に基づいて電力投入すると、最適な電力投入タイミングとの間でずれが生じやすい。しかし、斯かる加熱手段を用いた定着装置においても、上記のように制御周期をリセットすることで、最適なタイミングで電力を投入することができるようになり、大きな効果を期待できる。

また、本発明は、上記参考例と同様に、第２の加熱動作によって予め設定された電力を投入することができるので、投入電力を必要に応じて大幅に上げることができ、定着ベルトを素早く昇温させることが可能である。

この点につき、ＰＩＤ制御やＰＩ制御を用いた従来のフィードバック制御においても、例えば、定着ベルトの目標温度を上げることで、意図的に算定される投入電力を大きくして、ヒータの発熱量を上げることが可能である。しかし、本発明に係る制御方法はこれとは異なる。本発明に係る制御方法は、第２の加熱動作を第１の加熱動作（ＰＩ制御）とは独立して行うことで、定着ベルトの検知温度やこれと目標温度との相対関係に関係なく、予め設定された電力を投入し、定着ベルトの素早い昇温を実現するものである。従って、一印刷ジョブ中、画像定着に適した目標温度を変更する必要はなく、第１の加熱動作と第２の加熱動作との切換においても目標温度の変更は行わない。

図９は、本発明の他の実施形態のブロック図である。
図９に示す実施形態では、制御部４０が、上記と同様の第１の加熱動作制御部４１と、第２の加熱動作制御部４２と、切換部４３に加えて、補正部４４を備える。補正部４４は、第２の加熱動作において予め設定された電力を必要に応じて補正する。具体的に、補正部４４は、温度センサ２８による定着ベルトの検出温度と、定着ベルトの画像定着に適した温度である目標温度との差〔（検出温度）−（目標温度）〕に基づいて電力の補正を行う。

図１０に、補正電力の一例を示す。
図１０に示す補正電力は、図４に示す予め設定された基本電力に対して加算又は減算する電力である。すなわち、実際に投入される電力＝基本電力＋補正電力となる。例えば、紙種が薄紙の場合、図４より基本電力は４５０Ｗとなる。そして、温度差が−７℃であった場合は、図１０より補正電力が＋５０Ｗとなるので、実際に投入される電力は、基本電力に補正電力を加算した５００Ｗ（４５０Ｗ＋５０Ｗ）となる。このように、温度差が負の値の場合は、定着ベルトの温度を目標温度まで上げるために、熱量が多く必要となるので、基本電力に補正電力を加えて投入電力を大きくする。反対に、温度差が正の値の場合は、投入電力はあまり必要ないので、基本電力から補正電力を減算して投入電力を小さくする。

なお、図１０に示す温度差の範囲と補正電力との関係は、ある紙間で用紙を搬送し、ある蓄熱状態となっている場合の一例である。紙間や蓄熱状態が変わると、適切な投入電力も変わるので、各温度差範囲における補正電力を変更するのが好ましい。補正電力の変更は、例えば、図１０に示すようなテーブルを紙間や蓄熱状態に応じて複数用意してもよいし、ある紙間である蓄熱状態のときの１つのテーブルを基にして、紙間や蓄熱状態が変わったときに、補正係数を乗算して補正電力を変更してもよい。

図１１に、投入電力を補正する場合の制御の一例を示す。
なお、図１１では、比較のために、補正を行わない場合の投入電力量を点線で示している。
第２の加熱動作における投入電力の補正は、定着ベルトの検出温度と目標温度との差、紙間、蓄熱状態の情報に基づき、制御周期ごとに補正電力を決定して行う。例えば、図１１に示すように、第２の加熱動作Ｈ２における最初の電力投入の結果、ある程度蓄熱された場合は、それ以降の投入電力を段階的に低下させて、定着ベルトの温度が上がりすぎるのを抑制することが可能である。また、２枚目以降の通紙に対しては、１枚目の通紙時よりも蓄熱された状態であるので、最初の投入電力を１枚目の通紙のときよりも低くなるように補正する。また、紙間が狭くなった場合も、それまでと同様の電力を投入すると、定着ベルトの温度が上がりすぎる場合があるので、適宜電力の補正を行うのが望ましい。なお、投入電力の補正は図１１に示す例に限らない。上記条件以外に、用紙の温度や搬送速度などの種々の要因に基づいて、投入電力を適宜補正することが可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

特に、本発明は、ウォームアップタイムの短縮や省エネなどのために、低熱容量の薄い定着部材（厚みが３００μｍ以下の定着ベルト又は定着ローラ）を用いた構成において、顕著な効果を期待できる。斯かるタイプの定着装置においては、加熱手段の出力に対する定着部材の温度変化（昇温）の追従性が良い。このため、本発明を適用することにより、必要なタイミングで素早く温度上昇させることができるので、用紙の搬送タイミングに対して昇温のタイミングを合わせやすく、高品質の定着性が得られると共に、省エネ効果も期待できる。

定着ベルトを用いた構成としては、上述の実施形態のもの以外に、例えば、図１２〜図１５に示すものがある。
図１２に示す定着装置は、定着ベルト５１と、定着ベルト５１の外周面に接触する加圧ローラ５２と、加圧ローラ５２と対向する位置で定着ベルト５１の内周面に接触するニップ形成部材５３と、ニップ形成部材５３を支持する補強部材５４と、定着ベルト５１を加熱するハロゲンヒータ５５と、ハロゲンヒータ５５からの輻射熱を定着ベルト５１へ反射する反射部材５６とを備えている。

この構成では、定着ベルト５１の内周側に上述の実施形態のような伝熱部材を配置しておらず、ハロゲンヒータ５５からの輻射熱によって定着ベルト５１を直接加熱できるようにしている。これにより、さらなるウォームアップ時間（電源投入時など、常温状態から印刷可能な所定の温度までに要する時間）や、ファーストプリント時間（印刷要求を受けた後、印刷準備を経て印字動作を行い排紙が完了するまでの時間）の短縮化を図れる。また、この場合、ハロゲンヒータ５５から補強部材５４側に放射された輻射熱が反射部材５６よって定着ベルト５１へ反射されることで、定着ベルト５１に照射される光量を多くすることができ、定着ベルト５１をさらに効率良く加熱することができる。加えて、ハロゲンヒータ５５からの輻射熱が補強部材５４等に伝達されるのを抑制することができるので、より一層の省エネルギー化も図れる。また、補強部材５４にハロゲンヒータ５５からの輻射熱（光）を通過させる孔（図示省略）を設け、通過した輻射熱（光）によりニップ形成部材５３を加熱するようにしてもよい。さらに、ニップ形成部材５３を、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い材質で構成することによって、ニップ部においてより効果的に加熱できるようにしてもよい。

図１３に示す定着装置は、加熱手段として面状発熱体５７を用いている。面状発熱体５７は、セラミックヒータなどである。面状発熱体５７は、定着ベルト５８と加圧ローラ５９とが接触するニップ部の位置で定着ベルト５８の内周面に接触するように補強部材６０によって支持されている。ここでは、面状発熱体５７及び補強部材６０がニップ形成部材としての機能を兼ねている。このように面状発熱体５７を配置することで、この構成では、定着ベルト５８をニップ部の位置で局所的に加熱することが可能である。

図１４に示す定着装置は、電磁誘導加熱手段６１を用いるものである。電磁誘導加熱手段６１は、定着ベルト６２の外周側に配置された励磁部材としてのコイル部６３と、コイル部６３から発生した磁界を外部に漏らさないように定着ベルトの発熱層に導くフェライトコア６４と、定着ベルト６２の内周側に配置された感温磁性体６５とを有する。図示しない高周波電源部からコイル部６３に高周波交番電流を流すことで、交番磁界が形成され、定着ベルト６２の発熱層と感温磁性体６５とに渦電流が生じてこれらの部材が電磁誘導加熱される。なお、図１４に示す構成においても、図１２に示す定着装置と同様に、定着ベルト６２の内周側には、加圧ローラ６６と協働してニップ部を形成するニップ形成部材６７と、ニップ形成部材６７を支持する補強部材６８とが配置されている。

図１２〜図１４に示す定着装置は、上述の実施形態と同様に、定着ベルトが一軸を中心に回転するタイプ、すなわち、複数のローラ等で張架された二軸以上を中心に回転するものではないフリーベルトタイプの定着装置であるが、本発明を適用可能な定着装置は斯かるタイプの定着装置に限らない。

例えば、図１５に示すような、定着ベルト６９を、定着ローラ７０と、加圧パッド７１と、面状発熱体７２及びこれを支持する補強部材７３を用いて張架したタイプにも、本発明を適用可能である。図１５に示す定着装置では、面状ヒータ７２を加圧ローラ７４に対向する位置には配置していない。代わりに、定着ローラ７０と加圧パッド７１を加圧ローラ７４に対向するように配置し、ニップ部の幅を広く確保している。斯かるタイプの定着装置は、用紙と定着ベルト６９との接触領域を大きく確保することができるので、用紙搬送速度の速い高速定着装置においても、用紙に対して熱を十分に与えることが可能である。

また、本発明に係る定着装置を搭載する画像形成装置は、図１に示すものに限らない。その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも、本発明に係る定着装置を搭載可能である。

２０ 定着装置
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラ（対向部材）
２３ ニップ形成部材
２５ ヒータ（加熱手段）
２８ 温度センサ（温度検出手段）
４０ 制御部
４１ 第１の加熱動作制御部
４２ 第２の加熱動作制御部
４３ 切換部
４４ 補正部
Ｈ１ 第１の加熱動作
Ｈ２ 第２の加熱動作
Ｎ ニップ部
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開平１１−２８２３０８号公報

Claims (15)

1. 加熱手段と、前記加熱手段により加熱される定着部材と、前記定着部材との間にニップ部を形成する対向部材と、前記定着部材の温度を検出する温度検出手段とを備え、
   前記ニップ部に未定着画像を担持する記録媒体を通過させて未定着画像を記録媒体に定着する定着装置において、
   前記加熱手段は、前記温度検出手段による検出温度に基づいて決定された電力が投入されることにより前記定着部材を加熱する第１の加熱動作と、
   予め設定された電力が投入されることにより前記定着部材を加熱する第２の加熱動作とを、
   一印刷ジョブ中に切り換えて行うと共に、
   前記第１の加熱動作と前記第２の加熱動作の一方から他方への切換を行う少なくとも直前の電力投入タイミングは、両加熱動作における電力投入タイミングを規定する予め設定された制御周期に維持され、前記第１の加熱動作と前記第２の加熱動作の一方から他方への前記切換を、前記予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行可能にしたことを特徴とする定着装置。
2. 前記第１の加熱動作から前記第２の加熱動作への切換と、前記第２の加熱動作から前記第１の加熱動作への切換の両方を、前記予め設定された制御周期とは異なるタイミングで実行可能にした請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第２の加熱動作を、少なくとも前記ニップ部の記録媒体通過中に対応して行う請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記第１の加熱動作から前記第２の加熱動作への切換を、記録媒体の先端が前記ニップ部に進入するタイミングよりも、電力投入開始からこれに起因して定着部材の表面温度が上昇し始めるまでに要する時間分だけ前に行う請求項１から３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記第２の加熱動作から前記第１の加熱動作への切換を、記録媒体の後端が前記ニップ部から抜け出るタイミングよりも、電力投入開始からこれに起因して定着部材の表面温度が上昇し始めるまでに要する時間分だけ前に行う請求項１から４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 前記第２の加熱動作における投入電力を、その電力投入タイミングごとに変更可能とした請求項１から５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記第２の加熱動作における投入電力を、前記温度検出手段による検出温度と一印刷ジョブ中の前記定着部材の目標温度との差に基づいて補正可能とした請求項６に記載の定着装置。
8. 前記第１の加熱動作と前記第２の加熱動作の切換を、一印刷ジョブ中に前記定着部材の目標温度を変えずに行う請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記第２の加熱動作を、前記第１の加熱動作と独立して行う請求項１から８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記第２の加熱動作における投入電力を、記録媒体の種類に応じて設定した請求項１から９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記記録媒体の種類は、記録媒体のサイズ、坪量又は厚さである請求項１０に記載の定着装置。
12. 前記加熱手段は、ハロゲンヒータである請求項１から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
13. 前記定着部材は、一軸を中心に回転する無端状の定着ベルトであり、
    前記対向部材と対向する位置で前記定着ベルトの内周面に接触するニップ形成部材を備える請求項１から１２のいずれか１項に記載の定着装置。
14. 前記定着部材は、厚みが３００μｍ以下のものである請求項１から１３のいずれか１項に記載の定着装置。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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