JP6977548B2

JP6977548B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6977548B2
Application number: JP2017248874A
Authority: JP
Inventors: 康二加藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: JP2019113785A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来から、現像剤としてのトナーを用いて媒体に画像を形成する画像形成装置が使用されている。画像形成装置は、媒体に転写されたトナー像を、加熱及び加圧することにより媒体に定着させる定着器を備える。

定着器は、例えば、特許文献１に記載されているように、加熱ローラ内部に大きなサイズの媒体用のヒータと、小さなサイズの媒体用のヒータと、加熱ローラに掛け渡された定着ベルトと、加熱対象である定着ベルト表面の温度を検出する複数の温度センサとを備える。そして、画像形成装置は、複数の温度センサでの検出結果に基づいて、定着ベルトの温度を制御している。

特開２００１−２０１９７８号公報

しかしながら、従来の画像形成装置では、媒体の搬送方向に対して垂直方向における定着ベルトの温度分布を均一化するために、定着ベルトの表面の温度を検出するための複数の温度センサが必要であった。このため、画像形成装置のコストが上がるといった問題があった。

そこで、本発明の１又は複数の態様は、加熱対象の表面の温度を１つのセンサで検出することで、加熱対象の温度分布を均一化できるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る画像形成装置は、媒体を搬送する搬送ベルトと、現像剤像を形成する画像形成ユニットと、前記現像剤像を前記媒体に転写する転写部と、前記転写された現像剤像を前記媒体に定着させる定着器と、前記定着器の温度を制御する定着温度制御部と、を備える画像形成装置であって、前記定着器は、円筒状に形成され、前記転写された現像剤像を溶かすために使用される加熱対象と、前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第１の部分を加熱するメインヒータと、前記メインヒータの温度を検出するメインヒータ温度検出部と、前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第２の部分を加熱するサブヒータと、前記サブヒータの温度を検出するサブヒータ温度検出部と、前記加熱対象の、前記第１の部分に対応する表面の温度を検出する表面温度検出部と、を備え、前記定着温度制御部は、前記第１の部分及び前記第２の部分を用いて前記転写された現像剤像を前記媒体に定着する場合には、前記サブヒータ温度検出部で検出された温度が第１の目標温度に到達する第１の条件が満たされ、前記表面温度検出部で検出された温度が第２の目標温度に到達する第２の条件が満たされ、かつ、前記第１の条件及び前記第２の条件が満たされてから予め定められた時間が経過する第３の条件が満たされたときに、前記定着器のウォームアップが完了したと判定し、前記第１の目標温度は、前記メインヒータ温度検出部で検出される温度であることを特徴とする。

本発明の１又は複数の態様によれば、加熱対象の表面の温度を１つのセンサで検出することで、加熱対象の温度分布を均一化することができる。

実施の形態に係る画像形成装置の断面図である。定着器の構成を概略的に示す正面図である。定着器の構成を概略的に示す側面図である。定着器での定着温度を制御する定着温度制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置での印刷を制御する印刷制御部を示すブロック図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、ハードウェア構成例を示す概略図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、Ａ４横サイズで媒体に印刷を行う印刷ジョブが取得された場合のメインヒータ、第１のサブヒータ及び第２のサブヒータの温度制御を示すタイミングチャートである。（Ａ）〜（Ｃ）は、Ａ５横サイズで媒体に印刷を行っている際に、Ａ４横サイズで媒体に印刷を行う印刷ジョブが取得された場合のメインヒータ、第１のサブヒータ及び第２のサブヒータの温度制御を示すタイミングチャートである。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１００の断面図である。
画像形成装置１００は、給紙カセット１０１と、ホッピングローラ１０２と、レジストローラ１０３、１０４と、搬送ベルト１０５と、駆動ローラ１０６と、従動ローラ１０７と、画像形成ユニットとしてのＩＤ（ＩｍａｇｅＤｒｕｍ）ユニット１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃと、転写ローラ１０８Ｋ、１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃと、定着器１３０と、排出ローラ１０９、１１０とを備える。
なお、ＩＤユニット１２０Ｋ、１２０Ｙ、１２０Ｍ、１２０Ｃは、同じ構成を有しているため、それらの各々を特に区別する必要がない場合には、ＩＤユニット１２０という。
また、転写ローラ１０８Ｋ、１０８Ｙ、１０８Ｍ、１０８Ｃも、同じ構成を有しているため、それらの各々を特に区別する必要がない場合には、転写ローラ１０８という。
さらに、以下の説明では、符号の末尾に付加されている記号Ｋはブラックを、記号Ｙはイエローを、記号Ｍはマゼンタを、記号Ｃはシアンを示すものとする。記号Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃは、適宜、省略されるものとする。

給紙カセット１０１は、媒体ＰＡを保持する。
ホッピングローラ１０２は、給紙カセット１０１に保持された媒体ＰＡを繰り出す。
レジストローラ１０３、１０４は、繰り出された媒体ＰＡの斜行を修正して、予め定められたタイミングで搬送ベルト１０５へ媒体ＰＡを送り出す。
搬送ベルト１０５は、媒体ＰＡを搬送する。具体的には、搬送ベルト１０５は、駆動ローラ１０６及び従動ローラ１０７に掛け渡されており、送り出された媒体ＰＡを、ＩＤユニット１２０及び定着器１３０へと搬送する。
駆動ローラ１０６は、搬送ベルト１０５を駆動するローラである。
従動ローラ１０７は、駆動ローラ１０６の駆動に従って、回転するローラである。

ＩＤユニット１２０は、現像剤像としてのトナー像を形成する。
例えば、ＩＤユニット１２０は、像担持体としての感光体ドラム１２１と、露光装置としてのＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ヘッド１２２とを備える。
帯電された感光体ドラム１２１には、ＬＥＤヘッド１２２により静電潜像が形成され、形成された静電潜像に、現像剤としてのトナーが付着されることにより、トナー像が形成される。

転写ローラ１０８は、感光体ドラム１２１に形成されたトナー像を搬送ベルト１０５により搬送されてきた媒体ＰＡに転写する転写部である。そして、転写ローラ１０８は、トナー像が転写された媒体ＰＡを定着器１３０へと搬送する。

定着器１３０は、トナー像を加熱して溶かすとともに、加圧して媒体ＰＡに定着させる定着部である。
排出ローラ１０９、１１０は、トナー像が定着された媒体ＰＡを画像形成装置１００の外部へ排出する。

図２は、定着器１３０の構成を概略的に示す正面図である。
図３は、定着器１３０の構成を概略的に示す側面図である。
定着器１３０では、定着ベルト１３１と、加圧ローラ１３２とが、搬送ベルト１０５から搬送されてきた媒体ＰＡを挟むように対向して配置されている。図２では、媒体ＰＡは、図２の手前から奥に搬送されるものとする。そして、媒体ＰＡに転写されて弱い静電気力だけで付着しているトナー画像は、定着ベルト１３１の熱によって溶かされ、加圧ローラ１３２の加圧力により媒体ＰＡに定着される。

定着ベルト１３１は、円筒状のフィルムであり、ゴム又はＳＵＳ（ＳｔｅｅｌＵｓｅＳｔａｉｎｌｅｓｓ：ステンレス鋼）等の金属で形成されてもよい。定着ベルト１３１は、後述する面状ヒータ１３４の加熱対象であり、トナー像を溶かすために使用される。
定着ベルト１３１の内部には、熱拡散部材１３３と、面状ヒータ１３４とを備える。熱拡散部材１３３及び面状ヒータ１３４は、図示しないバネ等の付勢部材により、加圧ローラ１３２の方向に付勢されている。

熱拡散部材１３３は、面状ヒータ１３４の熱を定着ベルト１３１に伝導する部材であり、例えば、ステンレスで形成されている。熱拡散部材１３３は、定着ベルト１３１に熱を伝導するため、定着ベルト１３１の周方向に対して垂直方向に延びている。図３に示されているように、熱拡散部材１３３の一面１３３ａは、面状ヒータ１３４に接触し、他面１３３ｂは、定着ベルト１３１に対向し、その一部が定着ベルト１３１に接触している。

面状ヒータ１３４は、定着ベルト１３１の周方向に対して垂直方向、言い換えると、面状ヒータ１３４の軸に平行な方向に延びる面状の発熱体である。例えば、面状ヒータ１３４は、ステンレス基板上に、電気絶縁層、抵抗発熱体、電極及び保護層を順に積層することにより構成されている。面状ヒータ１３４に電力を供給することにより、面状ヒータ１３４を発熱させることができる。

面状ヒータ１３４は、面状ヒータ１３４が延びる方向に、５つに分割されている。具体的には、面状ヒータ１３４は、中央部に位置するメインヒータ１３４ａと、メインヒータ１３４ａの両端に配置されている第１のサブヒータ１３４ｂと、第１のサブヒータ１３４ｂの両端に配置されている第２のサブヒータ１３４ｃとを備える。
第１のサブヒータ１３４ｂは、メインヒータ１３４ａの両端に分かれているが、電気的には接続されており、通電することにより同時に加熱される。第２のサブヒータ１３４ｃも同様に、通電することにより同時に加熱される。

メインヒータ１３４ａは、発熱する部分の長さＬ１が１３８ｍｍあり、Ｂ６縦サイズ（１２８ｍｍ）の幅の媒体ＰＡに対応している。
第１のサブヒータ１３４ｂは、メインヒータ１３４ａと合せて、発熱する部分の長さＬ２が、２３０ｍｍあり、Ｌｅｔｔｅｒ縦サイズ（２１５．９ｍｍ）の幅に対応している。
第２のサブヒータ１３４ｃは、メインヒータ１３４ａ及び第１のサブヒータ１３４ｂと合せて、発熱する部分の長さＬ３が３０６ｍｍあり、Ａ４横（２９７ｍｍ）の幅に対応している。

媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きに応じて、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃへの通電を調整することで、媒体ＰＡが通過しない領域の定着ベルト１３１の温度上昇を抑制することができる。
即ち、定着ベルト１３１は、媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きの組み合わせに係わらずメインヒータ１３４ａにより加熱される第１の部分と、媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きの組み合わせに応じて、第１のサブヒータ１３４ｂ、又は、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃにより加熱される第２の部分とを備える。言い換えると、第１の部分は、媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きの組み合わせに係わらず使用される部分であり、第２の部分は、媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きの組み合わせに応じて、使用及び不使用が選択される部分である。なお、第２の部分を使用する際には、媒体ＰＡのサイズ及び媒体ＰＡが搬送ベルト１０５により搬送される向きの組み合わせに応じて、使用の方法、例えば、供給する電力等が変更されてもよい。

図２に示されているように、定着器１３０には、メインヒータ１３４ａの温度を検出するためのメインヒータ温度検出部である第１のサーミスタ１３５ａと、第１のサブヒータ１３４ｂの温度を検出するための第１のサブヒータ温度検出部である第２のサーミスタ１３５ｂと、第２のサブヒータ１３４ｃの温度を検出するための第２のサブヒータ温度検出部である第３のサーミスタ１３５ｃとが設けられている。
第１のサーミスタ１３５ａ、第２のサーミスタ１３５ｂ及び第３のサーミスタ１３５ｃは、面状ヒータ１３４の温度を検出するためのヒータ温度検出部として機能する。第１のサーミスタ１３５ａ、第２のサーミスタ１３５ｂ及び第３のサーミスタ１３５ｃは、面状ヒータ１３４が異常に高温な状態にならないように保護するために設けられている。
ここで、本実施の形態では、以上のような目的で設置されている第１のサーミスタ１３５ａ、第２のサーミスタ１３５ｂ及び第３のサーミスタ１３５ｃを、面状ヒータ１３４の温度を均一化するためにも使用される。

定着器１３０には、定着ベルト１３１の表面の温度を検出するための表面温度検出部であるサーモパイル１３６が設けられている。
サーモパイル１３６は、図３に示されているように、媒体ＰＡが搬送される方向Ｄの入り口側の定着ベルト１３１の側面に対向するように設置され、定着ベルト１３１の表面から発せられる赤外線を受光して温度に変換する非接触の温度センサである。サーモパイル１３６は、定着ベルト１３１の周方向に対する垂直方向において、メインヒータ１３４ａにより加熱される中央部に配置されており、第１のサーミスタ１３５ａと同様の位置に配置されていることが望ましい。

図４は、定着器１３０での定着温度を制御する定着温度制御部１４０の構成を示すブロック図である。
定着温度制御部１４０は、定着制御部１４１と、第１のトライアック１４２ａと、第２のトライアック１４２ｂと、第３のトライアック１４２ｃと、トライアック駆動回路１４３とを備える。
面状ヒータ１３４の片側の電極には、商用電源１１１が接続されている。
また、商用電源１１１は、第１のトライアック１４２ａ、第２のトライアック１４２ｂ及び第３のトライアック１４２ｃに接続されている。

定着制御部１４１は、第１のサーミスタ１３５ａ、第２のサーミスタ１３５ｂ、第３のサーミスタ１３５ｃ及びサーモパイル１３６からの信号の入力を受け、これらで検出された温度を取得する。
定着制御部１４１は、サーモパイル１３６で検出された温度と、印刷条件（画像形成条件）で決まる目標温度との差に基づいてＰＩＤ（ＰｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌＩｎｔｅｇｒａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御を行い、トライアック駆動回路１４３へヒータＯＮ信号ＳＧ１を出力する。これにより、定着ベルト１３１の、メインヒータ１３４ａの近辺の部分が目標温度となるように加熱される。
定着制御部１４１は、第２のサーミスタ１３５ｂ及び第１のサーミスタ１３５ａとの差に基づいてＰＩＤ制御を行い、トライアック駆動回路１４３へヒータＯＮ信号ＳＧ２を出力する。これにより、定着ベルト１３１の、第１のサブヒータ１３４ｂの近辺の部分が加熱される。
定着制御部１４１は、第３のサーミスタ１３５ｃ及び第１のサーミスタ１３５ａとの差に基づいてＰＩＤ制御を行い、トライアック駆動回路１４３へヒータＯＮ信号ＳＧ３を出力する。これにより、定着ベルト１３１の、第２のサブヒータ１３４ｃの近辺の部分が加熱される。

第１のトライアック１４２ａは、メインヒータ１３４ａに接続されており、商用電源１１１からメインヒータ１３４ａへの電力の供給及び切断を切り替える第１の切替部として機能する半導体スイッチである。
第２のトライアック１４２ｂは、第１のサブヒータ１３４ｂに接続されており、商用電源１１１から第１のサブヒータ１３４ｂへの電力の供給及び切断を切り替える第２の切替部として機能する半導体スイッチである。
第３のトライアック１４２ｃは、第２のサブヒータ１３４ｃに接続されており、商用電源１１１から第２のサブヒータ１３４ｃへの電力の供給及び切断を切り替える第３の切替部として機能する半導体スイッチである。
第１のトライアック１４２ａ、第２のトライアック１４２ｂ及び第３のトライアック１４２ｃのゲート端子は、トライアック駆動回路１４３に接続されている。

トライアック駆動回路１４３は、第１のトライアック１４２ａ、第２のトライアック１４２ｂ及び第３のトライアック１４２ｃの駆動を制御する。例えば、トライアック駆動回路１４３は、フォトトライアックを使用して、１次側と２次側とを絶縁するように構成されている。これにより、トライアック駆動回路１４３は、入力されるヒータＯＮ信号ＳＧ１、ＳＧ２、ＳＧ３のパルス幅に応じて、第１のトライアック１４２ａ、第２のトライアック１４２ｂ又は第３のトライアック１４２ｃの導通する時間を変更することで、面状ヒータ１３４への供給電力を調節する。

以上のような構成により、定着制御部１４１は、メインヒータ１３４ａにより加熱される第１の部分、並びに、第１のサブヒータ１３４ｂ、又は、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃにより加熱される第２の部分を用いて定着を行う場合には、対応するサーミスタ１３５ｂ、１３５ｃで検出された温度が第１の目標温度に到達する第１の条件を満たし、サーモパイル１３６で検出された温度が第２の目標温度に到達する第２の条件を満たし、かつ、第１の条件及び第２の条件が満たされてから予め定められた時間が経過する第３の条件を満たしたときに、定着器１３０のウォームアップが完了したと判定する。なお、第１の部分及び第２の部分は、定着ベルト１３１の部分である。
また、定着制御部１４１は、メインヒータ１３４ａにより加熱される第１の部分を用いて定着を行う場合には、サーモパイル１３６で検出された温度が第２の目標温度に到達する第２の条件を満たしたときに、定着器１３０のウォームアップが完了したと判定する。

また、定着制御部１４１は、サーミスタ１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃの少なくとも何れか一つで検出された温度が予め定められた上限温度に達した場合には、面状ヒータ１３４による加熱を停止する。これにより、面状ヒータ１３４が異常な高温となることを防止することができる。ここで、上限温度は、面状ヒータ１３４の異常を検知することができるように、予め定められていればよい。

図５は、画像形成装置１００での画像形成（印刷）を制御する画像形成制御部としての印刷制御部１６０を示すブロック図である。
印刷制御部１６０は、定着制御部１４１と接続されている。そして、印刷制御部１６０は、媒体ＰＡの厚さ又は幅等の画像形成条件としての印刷条件に応じて、定着制御部１４１に目標温度を指令する。そして、印刷制御部１６０は、定着制御部１４１が、定着器１３０のウォームアップが完了したと判定した場合に、定着器１３０に定着を行わせる。

また、印刷制御部１６０は、給紙モータ１６１と接続されている。給紙モータ１６１は印刷媒体の給紙及び搬送をサーミスタ１３５ｂ、１３５ｃ行うためのステッピングモータである。
印刷制御部１６０は、ベルトモータ１６２と接続されている。ベルトモータ１６２は、搬送ベルト１０５を駆動するためのステッピングモータである。
印刷制御部１６０は、ＩＤモータ１６３と接続されている。ＩＤモータ１６３は、ＩＤユニット１２０を駆動するためのブラシレスＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）モータである。
印刷制御部１６０は、定着モータ１６４と接続されている。定着モータ１６４は、定着器１３０、排出ローラ１０９、１１０を駆動するためのブラシレスＤＣモータである。

印刷制御部１６０は、ＬＥＤヘッド１２２と接続されている。ＬＥＤヘッド１２２は、帯電された感光体ドラム１２１の表面を露光する。
印刷制御部１６０は、高圧回路１６５と接続されている。高圧回路１６５は、ＩＤユニット１２０及び転写ローラ１０８において、帯電、現像及び転写を行うための高電圧を生成する回路である。
印刷制御部１６０は、インターフェース部（Ｉ／Ｆ部）１６６と接続されている。Ｉ／Ｆ部１６６は、媒体ＰＡに画像を形成する画像形成ジョブである印刷ジョブを受信する通信インターフェースである。例えば、Ｉ／Ｆ部１６６は、ＮＩＣ（ＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅＣａｒｄ）で実現される。

以上に記載された印刷制御部１６０及び定着制御部１４１の一部又は全部は、例えば、図６（Ａ）に示されているように、メモリ１０と、メモリ１０に格納されているプログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサ１１とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

また、印刷制御部１６０及び定着制御部１４１の一部又は全部は、例えば、図６（Ｂ）に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）又はＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の処理回路１２で構成することもできる。

図７（Ａ）〜（Ｃ）は、Ａ４横サイズ（２９７ｍｍ幅）で媒体ＰＡに印刷を行う印刷ジョブが取得された場合のメインヒータ１３４ａ、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの温度制御を示すタイミングチャートである。
Ａ４横サイズでは、Ａ４サイズの媒体ＰＡが、Ａ４サイズの横方向、言い換えると、Ａ４サイズの長手方向が、定着ベルト１３１の周方向に対する垂直方向となるように搬送される。このような場合には、メインヒータ１３４ａ、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃで定着ベルト１３１を加熱して、定着が行われる。

図７（Ａ）に示されている実線ＴＥ０１及び図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示されている破線ＴＥ０１は、メインヒータ１３４ａの温度の推移を示している。メインヒータ１３４ａの温度は、第１のサーミスタ１３５ａで検出された温度である。
図７（Ａ）に示されている実線ＴＥ０２は、定着ベルト１３１のメインヒータ１３４ａで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、サーモパイル１３６で検出された温度である。
図７（Ｂ）に示されている実線ＴＥ０３は、第１のサブヒータ１３４ｂの温度の推移を示している。第１のサブヒータ１３４ｂの温度は、第２のサーミスタ１３５ｂで検出された温度である。
図７（Ｂ）に示されている実線ＥＴＥ０１は、定着ベルト１３１の、第１のサブヒータ１３４ｂで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、推定された温度である。
図７（Ｃ）に示されている実線ＴＥ０４は、第２のサブヒータ１３４ｃの温度の推移を示している。第２のサブヒータ１３４ｃの温度は、第３のサーミスタ１３５ｃで検出された温度である。
図７（Ｃ）に示されている実線ＥＴＥ０２は、定着ベルト１３１の、第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、推定された温度である。

まず、時刻Ｔ０１において、印刷制御部１６０は、Ｉ／Ｆ部１６６で受信された印刷ジョブを取得する。印刷ジョブは、Ａ４横送り、媒体ＰＡの厚さは薄紙及び１０ページの印刷を実行することを示しているものとする。そして、印刷制御部１６０は、定着制御部１４１へ目標温度の指示をする。この指示を受けて、定着制御部１４１は、メインヒータ１３４ａにより加熱される定着ベルト１３１の部分の目標温度（第２の目標温度）、言い換えると、サーモパイル１３６で検出される温度の目標温度を、予め定められた温度、例えば、１５０℃に設定する。また、定着制御部１４１は、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの目標温度（第１の目標温度）を、メインヒータ１３４ａの温度に設定して、各ヒータ１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃのウォームアップを開始する。
第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの目標温度は、メインヒータ１３４ａの温度に設定されているため、この目標温度は、第１のサーミスタ１３５ａで逐次検出される温度に応じて、逐次変化する。
なお、ここでは、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの目標温度は、メインヒータ１３４ａの温度に設定されているが、本実施の形態はこのような例に限定されない。例えば、この目標温度が、１８０℃等の特定の温度に設定されてもよい。

時刻Ｔ０２において、メインヒータ１３４ａに続いて、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの温度が目標温度であるメインヒータ１３４ａの温度に到達する。しかし、この時点では、図７（Ａ）に示されているように、サーモパイル１３６で検出された定着ベルト１３１の温度は、目標温度１５０℃に到達しておらず、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分も、定着ベルト１３１の目標温度である１５０℃に到達していないと推定できるため、定着制御部１４１は、ウォームアップの完了を判定しない。

時刻Ｔ０３において、図７（Ａ）に示されているように、サーモパイル１３６で検出された定着ベルト１３１の温度が目標温度１５０℃に到達する。言い換えると、定着ベルト１３１の中央部の温度が目標温度１５０℃に到達する。
時刻Ｔ０４において、定着制御部１４１は、定着ベルト１３１について、メインヒータ１３４ａで加熱される部分に続いて、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度も目標温度である１５０℃に到達したものと推定して、ウォームアップの完了を判定する。このような判定に応じて、印刷制御部１６０は、印刷を開始する。
ここで、時刻Ｔ０３〜時刻Ｔ０４までの間の期間ＰＥ１は、予め定められた期間である。本実施の形態では、期間ＰＥ１は、定着ベルト１３１の表面温度のムラが小さく、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度が十分に目標温度に近づいたことを実験で確認することにより定められている。なお、この期間ＰＥ１は、ここでは、定着ベルト１３１が一周するのに要する期間となっている。

そして、時刻Ｔ０５において、印刷ジョブによる印刷が終了したため、印刷制御部１６０からの指示に応じて、定着制御部１４１は、メインヒータ１３４ａ、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの加熱を停止する。

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、Ａ５横サイズ（２１０ｍｍ幅）で媒体ＰＡに印刷を行っている際に、Ａ４横サイズ（２９７ｍｍ幅）で媒体ＰＡに印刷を行う印刷ジョブが取得された場合のメインヒータ１３４ａ、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの温度制御を示すタイミングチャートである。
Ａ５横サイズでは、Ａ５サイズの媒体ＰＡが、Ａ５サイズの横方向、言い換えると、Ａ５サイズの長手方向が、定着ベルト１３１の周方向に対する垂直方向となるように搬送される。このような場合には、メインヒータ１３４ａ及び第１のサブヒータ１３４ｂで定着ベルト１３１を加熱して、定着が行われる。

図８（Ａ）に示されている実線ＴＥ１１及び図８（Ｂ）及び（Ｃ）に示されている破線ＴＥ１１は、メインヒータ１３４ａの温度の推移を示している。メインヒータ１３４ａの温度は、第１のサーミスタ１３５ａで検出された温度である。
図８（Ａ）に示されている実線ＴＥ１２は、定着ベルト１３１のメインヒータ１３４ａで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、サーモパイル１３６で検出された温度である。
図８（Ｂ）に示されている実線ＴＥ１３は、第１のサブヒータ１３４ｂの温度の推移を示している。第１のサブヒータ１３４ｂの温度は、第２のサーミスタ１３５ｂで検出された温度である。
図８（Ｂ）に示されている実線ＥＴＥ１１は、定着ベルト１３１の、第１のサブヒータ１３４ｂで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、推定された温度である。
図８（Ｃ）に示されている実線ＴＥ１４は、第２のサブヒータ１３４ｃの温度の推移を示している。第２のサブヒータ１３４ｃの温度は、第３のサーミスタ１３５ｃで検出された温度である。
図８（Ｃ）に示されている実線ＥＴＥ１２は、定着ベルト１３１の、第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度の推移を示している。この部分の温度は、推定された温度である。

まず、Ａ５横サイズの印刷中のため、第２のサブヒータ１３４ｃは、目標温度が０℃又は設定されておらず、第２のサブヒータ１３４ｃへの通電は行われていない。
時刻Ｔ１１において、印刷制御部１６０は、Ｉ／Ｆ部１６６で受信された印刷ジョブを取得する。印刷ジョブは、Ａ４横送り、媒体ＰＡの厚さは薄紙及び２０ページの印刷を実行することを示しているものとする。

時刻Ｔ１２において、既に実行されていたＡ５横送りサイズの印刷が完了する。印刷制御部１６０は、次の印刷ジョブの条件が、Ａ４横送りサイズ、媒体ＰＡの厚さは薄紙及び２０ページであるため、定着制御部１４１へ目標温度の指示をする。
このような指示を受けて、定着制御部１４１は、メインヒータ１３４ａにより加熱される定着ベルト１３１の部分の目標温度は、１５０℃に設定し、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの目標温度は、メインヒータ１３４ａの温度に設定して、各ヒータ１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃのウォームアップを開始する。
なお、ここでは、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃの目標温度は、メインヒータ１３４ａの温度に設定されているが、本実施の形態はこのような例に限定されない。例えば、これらの目標温度が、１８０℃等の特定の温度に設定されてもよい。

時刻Ｔ１３において、図８（Ｃ）に示されているように、第２のサブヒータ１３４ｃの温度が目標温度に到達する。この際、図８（Ａ）に示されているように、定着ベルト１３１の温度も既に目標温度に到達している。

時刻Ｔ１４において、定着制御部１４１は、定着ベルト１３１について、メインヒータ１３４ａ及び第１のサブヒータ１３４ｂで加熱される部分に続いて、第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度も目標温度である１５０℃に到達したものと推定して、ウォームアップの完了を判定する。このような判定に応じて、印刷制御部１６０は、印刷を開始する。
ここで、時刻Ｔ１３〜時刻Ｔ１４までの間の期間ＰＥ２は、予め定められた期間である。本実施の形態では、期間ＰＥ２は、定着ベルト１３１の表面温度のムラが小さく、第２のサブヒータ１３４ｃで加熱される部分の温度が十分に目標温度に近づいたことを実験で確認することにより定められている。なお、この期間ＰＥ２は、ここでは、定着ベルト１３１が一周するのに要する期間となっている。

以上のように実施の形態によれば、定着ベルト１３１の表面の温度を検出する表面温度検出部が１つでも、定着ベルト１３１の温度分布を均一化することができる。

以上に記載された画像形成装置１００は、電子写真式のプリンタとして説明したが、定着器１３０を備える装置であれば、ＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｒｉｎｔｅｒ）等の他の装置であってもよい。

以上に記載された実施の形態では、面状ヒータ１３４が、メインヒータ１３４ａ、第１のサブヒータ１３４ｂ及び第２のサブヒータ１３４ｃに分けられているが、実施の形態は、このような例に限定されない。例えば、面状ヒータ１３４が、メインヒータ及びサブヒータの２つに分けられていてもよい。また、面状ヒータ１３４は、メインヒータと、３つ以上のサブヒータとに分けられていてもよい。このような場合でも、上述と同様に、メインヒータで加熱される部分の表面温度を検知するだけで、他のサブヒータで加熱される部分の表面温度を推定して、定着器１３０のウォームアップの完了を判定することができる。

なお、以上に記載した実施の形態では、加熱対象は定着ベルト１３１であるが、加熱対象は、加熱ローラであってもよい。

１００画像形成装置、１０１給紙カセット、１０２ホッピングローラ、１０３レジストローラ、１０４レジストローラ、１０５搬送ベルト、１０６駆動ローラ、１０７従動ローラ、１０８転写ローラ、１０９排出ローラ、１１０排出ローラ、１１１商用電源、１２０ＩＤユニット、１３０定着器、１３１定着ベルト、１３２加圧ローラ、１４０定着温度制御部、１４１定着制御部、１４２ａ第１のトライアック、１４２ｂ第２のトライアック、１４２ｃ第３のトライアック、１４３トライアック駆動回路。

Claims

媒体を搬送する搬送ベルトと、
現像剤像を形成する画像形成ユニットと、
前記現像剤像を前記媒体に転写する転写部と、
前記転写された現像剤像を前記媒体に定着させる定着器と、
前記定着器の温度を制御する定着温度制御部と、を備える画像形成装置であって、
前記定着器は、
円筒状に形成され、前記転写された現像剤像を溶かすために使用される加熱対象と、
前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第１の部分を加熱するメインヒータと、
前記メインヒータの温度を検出するメインヒータ温度検出部と、
前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第２の部分を加熱するサブヒータと、
前記サブヒータの温度を検出するサブヒータ温度検出部と、
前記加熱対象の、前記第１の部分に対応する表面の温度を検出する表面温度検出部と、を備え、
前記定着温度制御部は、前記第１の部分及び前記第２の部分を用いて前記転写された現像剤像を前記媒体に定着する場合には、前記サブヒータ温度検出部で検出された温度が第１の目標温度に到達する第１の条件が満たされ、前記表面温度検出部で検出された温度が第２の目標温度に到達する第２の条件が満たされ、かつ、前記第１の条件及び前記第２の条件が満たされてから予め定められた時間が経過する第３の条件が満たされたときに、前記定着器のウォームアップが完了したと判定し、
前記第１の目標温度は、前記メインヒータ温度検出部で検出される温度であること
を特徴とする画像形成装置。
媒体を搬送する搬送ベルトと、
現像剤像を形成する画像形成ユニットと、
前記現像剤像を前記媒体に転写する転写部と、
前記転写された現像剤像を前記媒体に定着させる定着器と、
前記定着器の温度を制御する定着温度制御部と、を備える画像形成装置であって、
前記定着器は、
円筒状に形成され、前記転写された現像剤像を溶かすために使用される加熱対象と、
前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第１の部分を加熱するメインヒータと、
前記メインヒータの温度を検出するメインヒータ温度検出部と、
前記加熱対象の内部に設置され、前記加熱対象の第２の部分を加熱するサブヒータと、
前記サブヒータの温度を検出するサブヒータ温度検出部と、
前記加熱対象の、前記第１の部分に対応する表面の温度を検出する表面温度検出部と、を備え、
前記定着温度制御部は、前記第１の部分及び前記第２の部分を用いて前記転写された現像剤像を前記媒体に定着する場合には、前記サブヒータ温度検出部で検出された温度が第１の目標温度に到達する第１の条件が満たされ、前記表面温度検出部で検出された温度が第２の目標温度に到達する第２の条件が満たされ、かつ、前記第１の条件及び前記第２の条件が満たされてから予め定められた時間が経過する第３の条件が満たされたときに、前記定着器のウォームアップが完了したと判定し、
前記第１の目標温度は、前記メインヒータ温度検出部で検出される温度であり、前記メインヒータ温度検出部で逐次検出される温度に応じて、逐次変化すること
を特徴とする画像形成装置。
前記定着温度制御部は、前記第２の部分を用いずに前記転写された現像剤像を前記媒体に定着する場合には、前記第２の条件が満たされたときに、前記定着器のウォームアップが完了したと判定すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記定着温度制御部は、前記メインヒータ温度検出部で検出された温度及び前記サブヒータ温度検出部で検出された温度の少なくとも何れか一方が予め定められた上限温度に達した場合には、前記メインヒータ及び前記サブヒータの少なくとも何れか一方による加熱を停止すること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
前記加熱対象は、定着ベルトであること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。