JP4922842B2 - 定着装置、画像形成装置、温度制御方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置等に関し、消費電力の低減が可能な定着装置、画像形成装置、温度制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。

電子写真プロセスを用いた画像形成手段において感光ドラムに形成された未定着画像（トナー画像）を用紙などの記録材に転写し、それを記録材に定着させる定着装置が知られている。例えば、ハロゲンヒータを熱源とする定着装置においては、定着装置の温度を温度検出素子により検出し、検出された温度を用い、ＰＩＤ演算などの演算結果に基づいてハロゲンヒータへの電力供給を制御し、定着装置の温度が目標の温度になるように温度制御する。
このような定着装置において消費電力を低減するため、中間転写体に１つの画像を転写してから次の画像を読み取って転写するまでの間、２つの加熱ヒータのいずれか一方のみを交互に加熱し、同時に２つの加熱ヒータによる加熱が起きないように制御する定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１記載の制御では加熱ヒータの同時点灯が禁止されていることから、演算の結果では点灯すべきとされた加熱ヒータをオフしなければならない状況が頻繁に発生するため、記録材への定着が不安定になるという問題がある。

また、予め定められた制御周期のオン動作期間（操作量）を演算結果に応じて決定する時間比例式制御が知られている。図１９は、従来の時間比例式制御の一例を示す。かかる制御では制御周期のうち演算結果に応じて０〜１００％の範囲でオン動作期間を決定し、オン動作期間は加熱ヒータがオンになる。

図１９では、２つの加熱ヒータを有する定着装置において、一方の加熱ヒータ１のオン動作期間を制御周期の始端を基準にし、他方の加熱ヒータ２のオン動作期間を制御周期の終端を基準にすることで、２つの加熱ヒータ１，２が重複して点灯する重複期間を少なくなるようにして消費電力を低減している。
特開２０００−０１９９２６号公報

しかしながら、図１９の加熱ヒータ２のように制御周期の終端をオン動作期間の基準とすると、制御周期の始端からオフ期間を経て、演算結果に基づいたオン動作期間、加熱ヒータ２がオンになることになり、好ましいオン動作期間が演算されてから加熱ヒータ２がオンになるまでに遅延が生じてしまうという問題がある。制御周期の全てをオン動作期間とする場合はこの遅延は生じないが、温度が安定した後は希な制御となるため遅延が生じる状況は多いと考えられる。また、遅延は、制御周期が長いとその分長くなるため、加熱ヒータ２の温度等が変化するなど、制御周期によってはさらに温度追従性が落ちてしまう。

本発明は、上記課題に鑑み、複数のヒータをもつ定着装置において、温度追従性の低下を抑制して消費電力を低減する定着装置、画像形成装置、温度制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、被搭載装置（例えば、画像形成装置１００）に搭載され、記録材上の未定着画像を複数の加熱部（例えば、加熱ヒータ１１及び１２）により加熱して記録材に定着させる定着装置において、制御周期ごとに複数の加熱部の操作量を独立に演算する演算部（例えば、温度制御部２３）と、制御周期の始端から、操作量に応じた通電期間だけ複数の加熱部を独立に通電制御する制御部と、被搭載装置が供給可能な電力のうち当該定着装置が使用可能な余裕電力を検出する余裕電力検出手段（例えば、消費電力出装置２４）と、を有し、制御部は、余裕電力が所定値未満の場合、予め定めた優先度の低い加熱部の通電期間の終了時が、制御周期の終端に略一致するよう優先度の低い加熱部を通電制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、余裕電力が十分であれば制御周期の始端から通電制御するので温度追従性が保たれ画質が低下することがなく、余裕電力が所定値以下になると優先度の低い加熱部を、制御周期の後端を基準に通電制御するので、消費電力を低減できる。したがって、温度追従性と消費電力を両立することができる。

また、本発明の一形態において、操作量に基づき当該定着装置が制御周期に消費する使用電力を算出する使用電力算出手段と、使用電力が前記余裕電力より大きいか否かを判定する判定手段と、使用電力が前記余裕電力より大きい場合、複数の加熱部が重複して通電制御される重複期間を短縮する重複期間短縮手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、使用電力が余裕電力を超える場合は重複期間から短縮するので定着装置のトータルの消費電力を抑制できる。

また、本発明の一形態において、重複期間短縮手段は、優先度の低い加熱部の通電時間を短縮して、重複期間を短縮する、ことを特徴とする。

本発明によれば、優先度の低い加熱部の通電時間を短縮するので、省電力しても安定した定着が可能となる。

また、本発明の一形態において、記録材のサイズを取得して、サイズに応じて複数の加熱部の優先度を切り替える優先度切り替え手段、を有することを特徴とする。

本発明によれば、加熱部が定着に及ぼす影響度は、加熱部の配置位置と通過する記録材のサイズによって異なるが、定着する記録材のサイズに応じて、加熱部の優先度を切り替えることで、温度追従性を保つことができる。

また、本発明の一形態において、被搭載装置の立ち上げ時、待機時、定着工程時等の動作条件に対応づけて、複数の加熱部の優先度を設定した優先ヒータ選択テーブルを記憶する優先ヒータ選択テーブル記憶手段と、動作条件に基づき優先ヒータ選択テーブルを参照し、複数の加熱部の優先度を切り替える優先度切り替え手段と、を有することを特徴とする。

画像形成装置の立ち上げ時は定着装置部材を均一に暖める、定着工程時は定着性を優先させるなど、画像形成装置の動作条件によって加熱目的が異なる。立ち上げ、待機、省エネモード、定着工程時など画像形成装置の動作条件によって加熱部の優先度を切り替えること、省電力でも安定して目標温度の追従性を保つことができる。
また、本発明の一形態において、定着工程時間に応じて複数の加熱部の優先度を切り替える優先度切り替え手段、を有する、ことを特徴とする。

加熱部の配置位置と定着工程の連続時間によって記録材の温度分布は変化する。そこで定着工程の連続時間によって各加熱部の加熱の優先度を切り替える事により、省電力でも安定して目標温度の追従性を保つことができる。

また、本発明の一形態において、複数の加熱部の優先度を任意に設定する優先度設定手段、を有することを特徴とする。

定着工程時間や記録材のサイズなど複数の要因によって各加熱部が定着性に与える影響度が定まる。各加熱部の優先度を任意に設定可能にすることで、ユーザが定着性を微調整できる。

また、本発明の一形態において、画質優先モード又は省電力モードを設定するモード選択手段を有し、画質優先モードが選択された場合、制御部は、余裕電力が所定値以下であっても、制御周期の始端から、操作量に応じた通電期間だけ複数の加熱部を独立に通電制御する、ことを特徴とする。

モード選択により各加熱部の加熱タイミングを任意に設定可能となり、ユーザが使用場所の電力環境に応じて画質優先か電力優先かを選択できる。

また、本発明の一形態において、定着工程時間に対応づけて、複数の加熱部の操作量の修正量を設定した操作量修正テーブルを記憶する操作量修正テーブル記憶手段と、定着工程時間に基づき操作量修正テーブルを参照し、複数の加熱部の操作量を修正する操作量修正手段と、を有することを特徴とする。

各加熱部の通電時間を定着工程時間によって切り替えることで、定着工程時間による温度落ち込みに対応した電力配分を行い、省電力でも安定して目標温度の追従性を保つことができる。

また、本発明の一形態において、記録材のサイズに対応づけて、複数の加熱部の操作量の修正量を設定した操作量修正テーブルを記憶する操作量修正テーブル記憶手段と、記録材のサイズに基づき操作量修正テーブルを参照し、複数の加熱部の操作量を修正する操作量修正手段と、を有することを特徴とする。

各加熱部の通電時間を記録材のサイズによって切り替えることで、記録材のサイズに合わせた電力配分を行い、省電力でも安定して目標温度の追従性を保つことができる。
また、本発明の一形態において、複数の加熱部の通電時間の上限を設定する上限時間設定手段を有し、制御部は、演算部が演算した操作量に関わらず、通電期間を上限以下に制限する、ことを特徴とする。

本発明によれば、各加熱部の通電時間の上限を任意に設定できることで、使用場所の電力環境に応じて定着性を微調整することができる。

また、本名発明の一形態において、複数の加熱部が重複して通電制御される重複期間がある場合、制御部は、１つ以上の加熱部の通電時間を重複期間がなくなるように短縮する、
ことを特徴とする。

待機時などは定着工程時と異なり、温度追従性に精度が求められないので、同時に全てのヒータを加熱する事がないよう制御することで省電力とすることができる。

複数のヒータをもつ定着装置において、温度追従性の低下を抑制して消費電力を低減する定着装置、画像形成装置、温度制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

本実施形態の定着装置１０は、定着装置１０以外の負荷の消費電力量に応じて加熱ヒータの加熱タイミングを制御し、電力に余裕がある場合は制御周期の始端をオン動作期間の基準として、電力に余裕が無い場合は２つの加熱ヒータが重複してオン動作期間となる重複期間を最小にすることで、消費電力を抑制して安定した定着を実現する。

図１は、画像形成装置に搭載される定着装置１０の概略構成図を示す。加熱ヒータ１１及び１２が２つの場合について説明するが、３以上であってもよい。定着装置１０が使用できる電力に余裕がある場合、加熱ヒータ１１及び１２共に制御周期の始端をオン動作期間の基準にして、電力に余裕がない場合、優先度が高い加熱ヒータ１１又は１２のみ制御周期の始端をオン動作期間の基準とする。そして、優先度が低い加熱ヒータ１１又は１２を制御周期の終端をオン動作期間の基準とする加熱タイミングに切り替えることで、重複期間を最小にすることができる。また、優先度が高い加熱ヒータ１１又は１２は制御周期の始端をオン動作期間の基準とすることで、温度追従性の低下を最小限に留めることができる。なお、終端をオン動作期間の基準とするとは、制御周期の終端でオン動作期間が終了するよう加熱タイミングを制御することをいう。

定着装置１０について説明する。用紙などの記録材９には既にトナー画像が転写されており、記録材９は２つの回転ローラ１３及び１４まで搬送されてくる。回転ローラ１３には加熱ヒータ１１が、回転ロータ１４には加熱ヒータ１２が、それぞれ内設されており、後述する制御方法にて所定の温度に加熱されている。この温度によりトナー画像が融解するので、回転ローラ１３及び１４により熱と圧力で記録材９にトナー画像が定着される。

回転ローラ１３及び１４は、金属パイプにゴムを被覆され、金属パイプの内側に例えばハロゲンヒータ等の加熱ヒータ１１及び１２を備え、加熱ヒータ１１及び１２の熱が回転ローラ１３及び１４の表面まで伝達するようになっている。回転ローラ１３及び１４の表面の温度は、それぞれ温度センサ１５及び１６により検出され、制御部２２によりフィードバック制御等の制御方法で所定の温度に制御される。

図１では、記録材９を押圧する回転ローラ１３及び１４に、加熱ヒータ１１及び１２をそれぞれ内設したが、回転ローラ１３又は１４の一方の軸方向に、複数の加熱ヒータ１１及び１２を内設してもよい。

なお、加熱ヒータ１１及び１２は発熱抵抗体、ペルチェ素子、電磁誘導加熱などを用いたものであってもよい。また、記録材９を非接触に加熱するフラッシュ加熱装置が知られているが、フラッシュ加熱装置の加熱を補助するために加熱ヒータ１１及び１２が用いられている場合は本実施形態の制御方法を好適に適用できる。

また、本実施形態の定着装置１０では、加熱ヒータ１１又は１２のいずれかを優先して加熱するように優先度が設定されており、デフォルトの優先度が予め設定されていると共に、後述する実施例にて説明するよう優先度を可変とすることができる。例えば、記録材９のトナー画像が転写された面に接する回転ローラ１３を加熱する加熱ヒータ１１がデフォルトでは高い優先度を有する。

図２は、定着装置１０のブロック図を示す。ここでは加熱ヒータ１１及び１２をハロゲンヒータとする。電源回路２５上にはＡＣ電源２６から供給される電力から電源生成する回路と加熱ヒータ１１及び１２を独立に駆動するための回路が配置されている。電源回路２５は、ＡＣ電源２６からの電源供給を遮断するリレー及び加熱ヒータ１１及び１２への電源供給をオン／オフするスイッチ回路等を有する。すなわち、スイッチ回路がオンの期間に加熱ヒータ１１及び１２が回転ローラ１３及び１４を加熱する。

制御部２２にはキーボード２７ａ及びタッチパネル式のディスプレイ２７ｂが接続されており、キーボード２７ａ又はディスプレイ２７ｂを操作して、後述する画像形成時の設定入力等が可能となっている。したがってこれらは入力装置２７を構成する。また、ディスプレイ２７ｂには操作メニューや動作状況などが表示される。

制御部２２に接続された目標温度設定手段２１は、画像形成装置などの動作モード（スリープモード、スタンバイモード等）に応じて目標温度を制御部２２に入力する。例えば、画像形成装置の作動時は１８０度程度が目標温度になり、また、スリープモード等ではそれよりも低い温度が目標温度となる。

温度制御部２３は、温度センサ１５及び１６により検出される回転ローラ１３及び１４の温度と目標温度とから、例えばＰＩＤにより操作量を演算する。この演算結果は制御部２２に入力され、制御部２２は操作量に基づき２つの加熱ローラのオン動作期間を決定し、また、オン動作期間に応じてスイッチ回路のオン／オフを制御する。

ＰＩＤについて簡単に説明する。ＰＩＤ演算は、目標温度との差に応じた操作量（Ｐ）、目標温度との残留偏差に応じた操作量（Ｉ）、及び、急激に起きる外乱に対し今回偏差と前回偏差との差に応じた操作量（Ｄ）をそれぞれ算出して最終的な操作量を算出する。ここでは、一例として次の式を用いた。
ＰＩＤの操作量＝
（Ｋｐ×（Ｔ１＋Ｔ０）＋Ｋｉ×（目標温度−Ｔ０）＋Ｋｄ×（２×Ｔ１−Ｔ０−Ｔ２）
Ｋｐ：比例定数
Ｋｉ：積分定数
Ｋｄ：微分定数
Ｔ０：今回のヒータ温度
Ｔ１：前回のヒータ温度
Ｔ２：前々回のヒータ温度
温度制御部２３は、温度センサ１５と１６のそれぞれについて上式による演算を行い、加熱ヒータ１１及び１２のそれぞれの操作量を算出する。なお、Ｋｐ、Ｋｉ、Ｋｄの各定数はステップ応答法などのチューニング方法で設定されている。

本実施例ではＰＩＤ演算を用いて操作量を算出するが、演算方法を限定するものではなく、操作量はＰ演算又はＰＩ演算などにより算出してもよい。

制御部２２には消費電力検出装置２４が接続されており、消費電力検出装置２４が電源回路２５を監視して取得した消費電力が入力される。消費電力検出装置２４は例えば電流計と電圧計を備えその積から、加熱ヒータ１１及び１２の消費電力をそれぞれ独立に検出する。また、電源回路２５は、加熱ヒータ１１及び１２以外の他のデバイス（コンピュータ、ディスプレイ、スキャナ、搬送モータ等）に電力を供給しているが、消費電力検出装置２４は、これらデバイスによる消費電力も検出する。以下、加熱ヒータ１１及び１２以外の他のデバイスによる消費電力をデバイス消費電力と、電源回路２５が供給可能な供給可能電力に対して、定着装置１０に供給可能な電力量を余裕電力Watt_maxと、それぞれ称す。
供給可能電力 ＝ デバイス消費電力 ＋ 余裕電力Watt_max
制御部２２は、電源回路２５が供給可能な電力に対し、現在のデバイス消費電力から、定着装置１０に供給可能な余裕電力Watt_maxを算出する。

制御部２２は、プログラム５１を実行するＣＰＵ２２ａ、ＣＰＵ２２ａの作業メモリとなるＲＡＭ２２ｃ、及び、プログラム５１等を記憶したＲＯＭ２２ｂ、を備えたコンピュータである。ＣＰＵ２２ａがプログラム５１を実行することで、定着装置１０が所定の制御周期に使用する電力を算出する使用電力算出手段５３、使用電力が余裕電力より大きいか否かを判定する判定手段５４、使用電力が余裕電力より大きい場合、加熱ヒータ１１及び１２が重複してオン動作期間となる重複期間を短縮する重複期間短縮手段５５、記録材９のサイズに応じて加熱ヒータ１１及び１２の優先度を切り替える優先度切り替え手段５６、加熱ヒータ１１及び１２の優先度を任意に設定する優先度設定手段５７、画質優先モード又は省電力モードを設定するモード選択手段５８、操作量修正テーブルＡ，Ｂを参照し、加熱ヒータ１１及び１２の操作量を修正する操作量修正手段５９、加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間の上限を設定する上限時間設定手段６０、が実現される。

また、ＲＯＭ２２ｂには、プログラム５１の他に後述する優先ヒータ選択テーブル５２、操作量修正テーブルＡ、Ｂが記憶されている。なお、プログラム５１は、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの可搬型の記憶媒体２８に記憶された状態で配布され、ドライブ装置からＲＯＭ２２ｂにインストールされる。なお、ネットワークを介して接続された端末からダウンロードしてＲＯＭ２２ｂにインストールしてもよい。

以上の構成に基づき、制御部２２による加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御について説明する。図３は、余裕電力Watt_maxが所定値以上の場合に加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。

制御部２２は、余裕電力Watt_maxが所定値以上の場合、２つの加熱ヒータ１１及び１２の双方のオン動作期間を、制御周期の始端を基準にする。例えば、制御周期を１秒、温度制御部２３による操作量の演算結果が、加熱ヒータ１１について６０％、４０％、６０％、１００％であり、加熱ヒータ１２について６０％、３０％、１００％、４０％である場合、制御部２２は次のようにスイッチ回路のオン／オフを制御する。なお、余裕電力Watt_maxが所定値以上か否かを判定するこの所定値は、デバイスが必要とする電力等から予め定められている。
加熱ヒータ１１：制御周期１「６００ミリ秒オンの後４００ミリ秒オフ」
制御周期２「４００ミリ秒オンの後６００ミリ秒オフ」
制御周期３「６００ミリ秒オンの後４００ミリ秒オフ」
制御周期４「１０００ミリ秒オン」
加熱ヒータ１２：制御周期１「６００ミリ秒オンの後４００ミリ秒オフ」
制御周期２「３００ミリ秒オンの後７００ミリ秒オフ」
制御周期３「１０００ミリ秒オン」
制御周期４「４００ミリ秒オンの後６００ミリ秒オフ」
図４は、余裕電力Watt_maxが所定未満の場合に加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。余裕電力Watt_maxが所定未満の場合、制御部２２は、優先度の高い加熱ヒータ（ここでは加熱ヒータ１１）は制御周期の始端をオン動作期間の基準とし、優先度の低い加熱ヒータ１２は制御周期の終端をオン動作期間の基準とする。これにより、２つの加熱ヒータ１１及び１２がいずれもオン動作期間となる重複期間を低減することができる。

例えば、制御周期を１秒、温度制御部２３による操作量の演算結果が、図３と同じとした場合、制御部２２は次のようにスイッチ回路のオン／オフを制御する。
加熱ヒータ１１：制御周期１「６００ミリ秒オンの後４００ミリ秒オフ」
制御周期２「４００ミリ秒オンの後６００ミリ秒オフ」
制御周期３「６００ミリ秒オンの後４００ミリ秒オフ」
制御周期４「１０００ミリ秒オン」
加熱ヒータ１２：制御周期１「４００ミリ秒オフの後６００ミリ秒オン」
制御周期２「７００ミリ秒オフの後３００ミリ秒オン」
制御周期３「１０００ミリ秒オン」
制御周期４「６００ミリ秒オフの後４００ミリ秒オン」
図３では４つの制御周期における重複期間は１９００ミリ秒であるのに対し、図４では１２００ミリ秒になっており、ＰＩＤによる操作量の演算結果が同じでも重複期間を約３７％低減できたことになる。

図５は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図５のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

制御部２２は、温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、制御部２２は、優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

本実施例によれば、余裕電力Watt_maxが十分な場合は高精度に回転ローラ１３及び１４の温度制御可能であり、画像読み込み中など、定着装置１０に使える電力に余裕が少ない場合は、優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間の基準に終端に切り替えることで、精度の低下を最小限に抑制ながら、消費電力を低減できる。

制御周期の終端を基準にすると最初に消灯期間がくるため制御周期が比較的長い場合は温度追従性が落ちてしまうが、優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間の基準を終端にするので、温度追従性の低下を最小限に抑制できる。

本実施例では、デバイス消費電力が増大したため余裕電力Watt_maxが少なくなり、定着装置１０にて使用する電力（以下、使用電力という）を下回った場合に、使用電力内で２つの加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフを制御する定着装置１０について説明する。

使用電力は、オン動作期間に応じて定まる定着装置１０の消費電力である。操作量が１００％の場合、加熱ヒータ１１はWatt_Ａの電力を消費するとし、加熱ヒータ１２はWatt_Ｂの電力を消費するとする。そして、加熱ヒータ１１のオン動作期間をＭ％、加熱ヒータ１２のオン動作期間をＮ%とした場合、使用電力算出手段５３は次のように使用電力Watt_idlを算出する。

使用電力Watt_idl＝Watt_Ａ×Ｍ／100 ＋ Watt_Ｂ×Ｎ／100
例えば、Watt_Ａを５５０W、Watt_Bを７５０W、加熱ヒータ１１のオン動作期間が８０％、加熱ヒータ１２のオン動作期間が７０%である場合、使用電力Watt_idlは９６５Wとなる。

余裕電力Watt_maxが使用電力Watt_idlを下回ると、ＰＩＤ演算に基づくオン動作期間が困難となる。そこで、判定手段５４は、余裕電力Watt_maxが使用電力Watt_idlを下回るか否かを判定し、余裕電力Watt_max＜使用電力Watt_idlの場合、重複期間短縮手段５５は、優先度の低い方の加熱ヒータ１２のオン動作期間を短縮することで、定着装置１０の消費電力を余裕電力Watt_max内に抑制する。

優先度の高い加熱ヒータ１１のオン動作期間はデバイス消費電力に関わらず実施例１と同様であるので、加熱ヒータ１２のオン動作期間を次のように定める。

優先度の低い加熱ヒータ１２にて使用できる電力Ｐ１は、
電力Ｐ1 ＝ 余裕電力Watt_max−（Watt_Ａ×Ｍ／100）
となるので、電力Ｐ１をWatt_Bで除した値が、加熱ヒータ１２のオン動作期間となる。

計算例を示す。余裕電力Watt_maxが例えば８６０Ｗであった場合、
電力Ｐ１ ＝ ８６０Ｗ−４４０Ｗ ＝４２０Ｗ
４２０Ｗ／７５０Ｗ＝ ０．５６
したがって、ＰＩＤによる加熱ヒータ１２の操作量が７０%であっても、これを５６％と短縮することで、定着装置１０にて使用可能な使用電力内に消費電力を抑制することができる。

図６は、余裕電力Watt_maxが使用電力Watt_idlを下回った場合に加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。優先度の高い加熱ヒータ１１の制御は実地例１と同様である。また、余裕電力Watt_max ＜ 使用電力Watt_idl ≦ 所定値 の場合に、優先度の低い加熱ヒータ１２を制御周期の終端をオン動作期間の基準に制御することは実施例１同様である。

そして、本実施例ではさらに、上記の計算例で示したように優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間を短縮する。例えば制御周期を１秒、温度制御部２３による操作量の演算結果が、加熱ヒータ１１について８０％、４０％、６０％、１００％であり、加熱ヒータ１２について７０％、３０％、１００％、４０％である場合、制御部２２は次のようにスイッチ回路のオン／オフを制御する。なお、図６では余裕電力Watt_maxを８６０Ｗとした。

制御部２２は、各制御周期毎に余裕電力Watt_maxを検出し、また、使用電力算出手段５３は使用電力Watt_idlを算出して、判定手段５４が余裕電力Watt_max＜使用電力Watt_idlか否かを判定する。

制御周期１〜４の使用電力Watt_idlは、それぞれ９６５、４４５、１０８０，８５０Wであるので、制御周期１と３において余裕電力Watt_max（８６０Ｗ）を上回っている。

そこで、重複期間短縮手段５５は、制御周期１と３において加熱ヒータ１２のオン動作期間を短縮する。制御周期１では上記のように５６％がオン動作期間となり、制御周期３では（８６０−３３０）／７５０＝約０．７から３０％がオン動作期間となる。このように、優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間を余裕電力Watt_maxに収まるように短縮することで、余裕電力Watt_maxを最大に活用して、温度追従性と省電力を両立することができる。

図７は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図７のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

制御部２２は、温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、使用電力算出手段５３はＰＩＤの演算結果の操作量から使用電力Watt_idlを算出する（Ｓ２１）。そして、判定手段５４は余裕電力Watt_max＜使用電力Watt_idl か否かを判定する（Ｓ２２）。余裕電力Watt_maxが使用電力Watt_idl以上であれば（Ｓ２２のＮｏ）、加熱ヒータ１２のオン動作期間を短縮する必要はないので、制御部２２は、優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

余裕電力Watt_max＜使用電力Watt_idl の場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、ＰＩＤ演算の操作量をオン動作期間とすると余裕電力Watt_maxを超えてしまうので、重複期間短縮手段５５は、余裕電力Watt_maxから優先度の高い加熱ヒータ１１の消費電力を減じ、その値から優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間を算出する（Ｓ２３）。

本実施例によれば、実施例１の効果に加え、デバイス消費電力が画像形成中であるなどの理由で余裕電力Watt_maxが少なくなった場合、余裕電力Watt_max以下になるよう優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間を低減するので、重複期間を低減しさらに消費電力を低減できる。

実施例１、２では加熱ヒータ１１及び１２の優先度は固定されているとしたが、加熱ヒータ１１又は１２のいずれが優先的かは、画像形成装置の動作条件により影響を受ける。動作条件とは、定着工程時間（定着工程の連続時間）、記録材９のサイズ、両面印刷の有無、カラー印刷の有無、縮小・拡大等、印刷時に画像形成装置に設定可能な種々の条件である。例えば、画像形成装置の立ち上げ時は定着装置１０全体を均一に暖めるが、定着工程時は定着性を優先させるなどである。また、定着工程時間によって記録材９の温度分布が異なることも知られている。

そこで、本実施例では、待機、省エネモード、定着工程時間、用紙サイズなど画像形成装置の動作条件によって加熱ヒータ１１と１２の優先度を切り替える。

制御部２２のＲＯＭ２２ｂには、このような動作条件と優先すべき加熱ヒータ１１又は１２が対応付けられた優先ヒータ選択テーブル５２が記憶されている。優先度切り替え手段５６は、キーボード２７ａやタッチパネル２７ｂなどの入力装置２７から入力された動作条件やその他の動作条件に基づき優先ヒータ選択テーブル５２を参照して、加熱ヒータ１１又は１２のいずれかの優先度の高低を切り替える。なお、画像形成装置がネットワークを介して接続された端末から印刷依頼を受ける場合、印刷データと共に動作条件が送信される。

図８は、優先ヒータ選択テーブル５２の一例を示す。例えば、優先ヒータ選択テーブル５２には、記録材９のサイズがＢ４未満（Ａ４以下）の場合、加熱ヒータ１１の優先度が加熱ヒータ１２よりも高く、記録材９のサイズがＢ４以上の場合、加熱ヒータ１２の優先度が加熱ヒータ１１よりも高くなるよう設定されている。このように、動作条件に従い加熱ヒータ１１又は１２の優先度を可変とすることで、動作条件毎に好適な温度追従性を実現しやすくすることができる。なお、記録材９のサイズを規格に従い説明したが、具体的には記録材９が回転ローラ１３及び１４を回転方向に通過する長さに基づきサイズを判定することが好ましい。通過する長さによって回転ローラ１３及び１４から奪われる熱量が変化するからである。なお、記録材９の面積によりサイズを判定してもよい。

図９は、余裕電力Watt_maxが所定値未満の場合に加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。なお、本実施例は実施例１及び２のいずれにも適用可能である。図９は、例えば記録材９のサイズがＢ４以上の場合であり、加熱ヒータ１２の優先度が加熱ヒータ１１よりも高い場合を示す。このような場合に、余裕電力Watt_maxが所定値未満となると、優先度の低い加熱ヒータ１１は、制御周期の終端をオン動作期間の基準にしてオン／オフが制御される。

このため、優先度の低い加熱ヒータ１１は、次のようにオン／オフ制御されている。
加熱ヒータ１１：制御周期１「４００ミリ秒オフの後６００ミリ秒オン」
制御周期２「７００ミリ秒オフの後３００ミリ秒オン」
制御周期３「１０００ミリ秒オン」
制御周期４「６００ミリ秒オフの後４００ミリ秒オン」
図１０は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図１０のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

優先度切り替え手段５６は、動作条件に基づき優先ヒータ選択テーブル５２を参照し、加熱ヒータ１１及び１２の優先度を切り替える（Ｓ５）。なお、動作条件は例えば１枚、連続印刷される１連の複数枚の印刷では変更がないので、動作条件に変更があった場合のみ加熱ヒータ１１及び１２の優先度を決定してもよい。以降の処理は実施例１と同様である。実施例２に適用する場合もステップＳ５をステップＳ１０より前に処理すればよい。

制御部２２は温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、制御部２２は、優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

本実施例によれば、実施例１及び２の効果に加え、動作条件に応じて加熱ヒータ１１及び１２の優先度を可変とするので、動作条件毎に好適な温度追従性を実現して画質を向上できる。

消費電力を低減することは好ましいが、消費電力の低減よりも画質の向上を優先したい場合がある。このようなユーザの判断があった場合、実施例１〜３で説明した定着装置１０の制御に優先して画質優先の温度制御を実行することが好ましい。そこで、本実施例では、ユーザが画質を優先する設定を入力装置２７から入力した場合、余裕電力Watt_maxが所定値未満であっても、加熱ヒータ１１及び１２のいずれも制御周期の後端をオン動作期間の基準とせず、回転ローラ１３及び１４の温度を制御する。

図１１は、ディスプレイに表示される画質の設定画面の一例を示す。モード選択手段５８は、ユーザの所定の操作に対し図１１の画面をディスプレイ２７ｂに表示し、ユーザは「通常印刷」と「画質優先」を選択できるようになっている。「画質優先」が選択されると画像形成装置は例えば画質優先モードで画像形成し、「通常印刷」が選択されると例えば省電力モードで画像形成する。

ユーザが「画質優先」を選択した場合、制御部２２は、余裕電力Watt_maxが所定値未満であっても、加熱ヒータ１１及び１２を制御周期の始端をオン動作期間の基準に固定する。

なお、デフォルトでは「通常印刷」が選択されているため、ユーザが「画質優先」を選択しない限り、余裕電力Watt_maxが所定未満の場合には優先度の低い加熱ヒータ１１又は１２は制御周期の後端をオン動作期間の基準にして温度制御されている。

したがって、ユーザが「画質優先」を選択した場合、図３に示した余裕電力Watt_maxが所定値以上の場合と同様、余裕電力Watt_maxが所定値未満であっても、加熱ヒータ１１及び１２のいずれも制御周期の始端をオン動作期間の基準としてオン／オフ制御される。なお、本実施例は実施例１〜３のいずれにも適用可能である。

また、「画質」を介して選択するのでなく、直接、加熱ヒータ１１又は１２のどちらを優先して加熱するかを選択又は入力可能としてもよい。優先度設定手段５７は、加熱ヒータ１１及び１２の配置をイラストなどでディスプレイ２７ｂに表示し、ユーザが任意に選択した加熱ヒータ１１又は１２を優先して加熱する加熱ヒータに設定する。

図１２は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図１２のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

優先度設定手段５７はユーザから画質優先の入力があったか否かを判定する（Ｓ４）。画質優先の入力があった場合（Ｓ４のＹｅｓ）、優先度設定手段５７は制御部２２にこれを通知し、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定未満であっても、加熱ヒータ１１及び１２のいずれも制御周期の後端をオン動作期間の基準としないので、ステップＳ３０に進む。

画質優先の入力がない場合（Ｓ４のＮｏ）、以降の処理は実施例１と同様である。なお、実施例３に適用する場合、ステップＳ４をステップＳ５の前に設定すればよい。

制御部２２は、温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、制御部２２は、優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

本実施例によれば、ユーザが画質を優先したい場合には、余裕電力Watt_maxが所定未満であっても加熱ヒータ１１及び１２のいずれも制御周期の始端をオン動作期間の基準とするので、優れた温度追従性を実現して画質を優先することができる。

ＰＩＤ演算による操作量の演算により所望の温度精度が得られるとしてよいが、画像形成装置による実際の印刷では、回転ローラ１３及び１４が目標温度に達していても、通紙初期には温度が落ち込むことが知られており、このような場合にはＰＩＤの演算結果による操作量よりもオン動作期間を若干長くすることが好ましい場合がある。ここでは、定着工程時間（例えば連続印刷時間）に基づき通紙初期であることを検知する。

また、記録材９のサイズが小さいと加熱ヒータ１１及び１２が温度制御する範囲を残して記録材９が通過することになるため、記録材９が通過しない部分に極端な温度上昇が生じることがあり、このような場合には、ＰＩＤの演算結果による操作量よりもオン動作期間を若干短くすることが好ましい場合がある。

本実施例では２つの加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を定着工程時間、及び、記録材９のサイズによって可変とする定着装置１０について説明する。

図１３（ａ）は、加熱ヒータ１１及び１２のそれぞれについて定着工程時間と操作量の修正量の関係を示す操作量修正テーブルＡの一例を、図１３（ｂ）は用紙サイズと操作量の修正量の関係を示す操作量修正テーブルＢの一例をそれぞれ示す。

図１３（ａ）では定着工程時間ｔｎ（ｎ：１〜３）に応じて加熱ヒータ１１及び１２の操作量の修正量が示されており、例えば、０〜ｔ１秒では加熱ヒータ１１の操作量をＰＩＤの演算結果に＋１５％することが、ｔ１〜ｔ２では＋１０％することが、ｔ２〜ｔ３では＋５％することが、ｔ３以上では修正しないことが、それぞれ示されている。操作量修正手段５９は、定着工程時間に基づき操作量修正テーブルＡを参照して、加熱ヒータ１１及び１２の演算結果（操作量）を修正する。

このように、定着工程時間が長いほど加熱ヒータ１１及び１２の操作量を長めに修正することで、通紙初期の温度落ち込みを防止することができる。なお、図１３（ａ）は操作量を長めにする場合を示すが、定着工程時間が長い場合に操作量を短縮するよう修正してもよい。

図１３（ｂ）では記録材９のサイズに応じて加熱ヒータ１１及び１２の操作量の修正量が示されており、例えば、サイズが小さい場合（例えば、Ｂ５以下）、加熱ヒータ１１の操作量をＰＩＤの演算結果から−２０％修正することが、サイズが大きい場合、ＰＩＤの演算結果を修正しないことが、それぞれ示されている。

操作量修正手段５９は、記録材９のサイズに基づき操作量修正テーブルＢを参照して、加熱ヒータ１１及び１２の演算結果（操作量）を修正する。

このように、サイズが小さい場合に加熱ヒータ１１及び１２の操作量を短縮するよう修正することで、記録材９が通過しない部分の極端な温度上昇を防止することができる。なお、図１３（ｂ）は操作量を短縮する場合を示すが、サイズが小さい場合に操作量を長く修正してもよく、また、サイズ毎に操作量を修正してもよい。

図１３（ａ）（ｂ）はそれぞれ定着工程時間と記録材９のサイズからそれぞれ操作量を修正しているが、それぞれの修正量を線形に組み合わせて（加算して）操作量を修正してもよい。

また、図１３（ｃ）に示すように定着工程時間にオン動作期間の上限値を設定してもよい。図１３（ｃ）では、０〜ｔ１秒では加熱ヒータ１１のオン動作期間の上限を８０％にすることが、ｔ１〜ｔ２秒では７０％を上限にすることが、ｔ２〜ｔ３では６０％を上限にすることが、ｔ３〜では５０％を上限とすることが、それぞれ示されている。ＰＩＤ演算による操作量がこれらの上限を超えた場合はオン動作期間が上限値に制限されるので、省電力でも目標温度への追従性を保つことができる。なお、用紙サイズについても同様に定めておくことができる。

図１４は、余裕電力Watt_maxが所定値未満の場合に加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。なお、本実施例は全ての実施例に適用可能である。

例えば、定着工程時間がｔ２〜ｔ３の場合であって、温度制御部２３による操作量の演算結果が加熱ヒータ１１について６０％、４０％、６０％、１００％であり、加熱ヒータ１２について６０％、３０％、１００％、４０％である場合、操作量修正手段５９は次のように操作量を修正する。

加熱ヒータ１１：６５％、４５％、６５％、１００％
加熱ヒータ１２：６５％、３５％、１００％、４５％
余裕電力Watt_maxが所定値以下であっても、定着工程時間によっては加熱ヒータ１１及び１２の操作量を長めに修正することで、重複期間の増大を抑制しながら目標温度の追従性を良好に保つことができるようになる。また、用紙サイズが小さい場合は、加熱ヒータ１１及び１２の操作量を短縮するよう修正することで、重複期間の増大をさらに低減し目標温度の追従性を良好に保つことができるようになる。

図１５は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図１５のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

制御部２２は、温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、操作量修正手段５９は、定着工程時間及び用紙サイズに応じて操作量修正テーブルＡ，Ｂを参照し、修正量を抽出する（Ｓ２４）。そして、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について、修正されたＰＩＤ演算の操作量を用いオン動作期間を決定し、優先度の低い加熱ヒータ１２については制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４１）。

本実施例によれば、実施例１〜４の効果に加え、定着工程時間や用紙サイズに関わらず、目標温度の追従性を良好に保ち、画質を向上させることができる。

ところで、加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間に上限を設定してもよい。これまで説明したように、オン動作期間はそれぞれ１００％が最大であるが、優先度の低い加熱ヒータ１２については、ＰＩＤの演算結果が例えば７０％を上限とするように設定することができる。上限時間設定手段６０は、ユーザの所定の操作が入力されると、ディスプレイ２７ｂに加熱ヒータ１１及び１２毎に上限値を設定する画面を表示し、ユーザがキーボード２７ａから入力した数値をオン動作期間の上限とする。

例えば、使用環境の電力事情が悪化している場合、加熱ヒータ１１及び１２の上限をそれぞれ５０％とすれば、重複期間を必ずゼロにできるので消費電力を低減できる。また、所望の上限を設定すれば、温度追従性やトナー画像の定着性を微調整することができる。

画像形成装置は省電力化のため所定時間使用されないと待機状態に遷移するが、この待機状態では定着工程時と異なり温度追従性に精度が要求されない。したがって、待機時は温度追従性よりも消費電力を優先して温度制御することが好ましい。そこで、本実施例では、待機状態では、重複期間を完全に排除するよう加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する定着装置１０について説明する。

図１６は、余裕電力Watt_maxが所定値以下の場合の、加熱ヒータ１１及び１２のオン／オフ制御の一例を示す図である。温度制御部２３による操作量の演算結果が加熱ヒータ１１について８０％、４０％、６０％、１００％であり、加熱ヒータ１２について７０％、３０％、１００％、４０％である場合、制御部２２は優先度の低い加熱ヒータ１２の操作量を重複期間がゼロになるように短縮する。

制御周期１では、５０％の期間で重複しているので７０−５０＝２０％が加熱ヒータ１２のオン動作期間となり、制御周期２では重複期間がないので加熱ヒータ１２のオン動作期間は短縮されず、制御周期３では６０％の期間で重複しているので１００−６０＝４０％が加熱ヒータ１２のオン動作期間となり、制御周期４では４０％の期間で重複しているので４０−４０＝０％が加熱ヒータ１２のオン動作期間となる。

このように、温度追従性に制度が要求されない場合は、同時に複数の加熱ヒータ１１及び１２をオンにすることがないように制御することで、さらに消費電力を低減できる。なお、本実施例の定着装置１０は実施例１〜５の全ての実施例に適用できる。

また、図１６では優先度の低い加熱ヒータ１２のオン動作期間を短縮したが、優先度にかかわらず２つの加熱ヒータ１１及び１２のそれぞれのオン動作期間を短縮してもよい。例えば、２つの加熱ヒータ１１及び１２で同じ時間だけオン動作期間を短縮する場合、制御周期１では５０％の期間で重複しているので、５０／２＝２５％をそれぞれ減じて加熱ヒータ１１のオン動作期間は８０−２５＝５５％、加熱ヒータ１２のオン動作期間は７０−２５＝４５％、がそれぞれオン動作期間となる。制御周期３では、６０％の期間で重複しているので、６０／２＝３０％をそれぞれ減じて加熱ヒータ１１のオン動作期間は６０−３０＝３０％、加熱ヒータ１２のオン動作期間は１００−３０＝７０％、がそれぞれオン動作期間となる。制御周期４では、４０％の期間で重複しているので、４０／２＝２０％をそれぞれ減じて加熱ヒータ１１のオン動作期間は１００−２０＝８０％、加熱ヒータ１２のオン動作期間は４０−２０＝２０％、がそれぞれオン動作期間となる。また、優先度に応じて短縮比率（例えば、優先度の高い加熱ヒータ１１の短縮比率３、優先度の低い加熱ヒータ１２の短縮比率を７）定めておき、短縮比率に応じて２つの加熱ヒータ１１及び１２のそれぞれのオン動作期間を短縮してもよい。

図１７は、制御部２２が加熱ヒータ１１及び１２のオン動作期間を制御する手順のフローチャート図を示す。図１７のフローチャート図は例えば制御周期毎に繰り返して実行される。

制御部２２は、温度制御部２３がＰＩＤ演算した操作量を取得し、また、消費電力検出装置２４から余裕電力Watt_maxを検出する（Ｓ１０）。

そして、制御部２２は余裕電力Watt_maxが所定値未満か否かを判定する（Ｓ２０）。所定値未満でない場合（Ｓ２０のＮｏ）、制御部２２は、２つの加熱ヒータ１１及び１２について制御周期の始端をオン動作期間の基準にする（Ｓ３０）。

所定値未満の場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、制御部２２は、ＰＩＤ演算による２つの加熱ヒータ１１及び１２の操作量の合計が１００％を超えるか否かを判定する（Ｓ４２）。１００％を超えない場合（S４２のNo）、実施例１と同様に、優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

１００％を超えている場合（S４２のＹｅｓ）、制御部２２は画像形成装置が待機状態か否かを判定する（Ｓ４３）。待機状態でない場合（Ｓ４３のＮｏ）、温度追従性を損なうことは好ましくないのでステップＳ４０に進み、オン動作期間を短縮することなく優先度の低い加熱ヒータ１２について制御周期の終端をオン動作期間の基準にする（Ｓ４０）。

待機状態の場合（S４３のＹｅｓ）、制御部２２は、１００％を超過した操作量だけ、加熱ヒータ１１又は１２のいずれかのオン動作期間から減じる（Ｓ４４）。これにより、待機状態の場合は、温度追従性よりも消費電力の低減を優先することができる。なお、実施例２に本実施例を適用する場合、ステップＳ２３の後にステップＳ４２以降の処理を実行すればよい。

本実施例によれば、温度追従性に制度が要求されない場合は、同時に複数の加熱ヒータ１１及び１２をオンにすることがないように制御することで、さらに消費電力を低減できる。

〔画像形成装置〕
本実施形態の定着装置１０が適用される画像形成装置について説明する。
図１８は、定着装置１０を電子写真方式の複写機やプリンタ装置等に適用した画像形成装置１００の概略構成図を示す。画像形成装置１００は、大きく、原稿を読み取る読み取りユニット３２、画像を形成する画像形成部４１、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）６７、ＡＤＦ６７から送り出される原稿をスタックする原稿排紙トレイ６３、給紙カセット３５〜３８を備える給紙部３９、記録用紙をスタックする排紙部（排紙トレイ３３）により構成される。

ＡＤＦ６７の原稿台６６上に原稿Ｄをセットして図示せぬ入力装置２７での操作、例えばプリントキーを押下すると、最上位の原稿Ｄがピックアップローラ６８の回転により矢印Ｂ１方向へ送り出され、原稿搬送ベルト６５の回転により、画像読み取りユニット３２に固定されたコンタクトガラス６４上へ給送され、そこで停止する。コンタクトガラス６４上に載置された記録材９の画像は、画像形成部４１とコンタクトガラス６４の間に位置する読み取り装置４３によって読み取る。読み取り装置４３は、コンタクトガラス６４上の原稿Ｄを照明する光源３１、原稿画像を結像する光学系６２、原稿画像を結像させるＣＣＤ等からなる光電変換素子６１等を有している。画像読み取り終了後、原稿Ｄを原稿搬送ベルト６５の回転により矢印Ｂ２方向へ搬送して排紙トレイ６３上へ排出する。このように、原稿Ｄを１枚ずつコンタクトガラス６４上へ給送して原稿画像を画像読み取りユニット３２によって読み取る。

一方、画像形成部４１の内部には、像担持体である感光体４４が配置してある。感光体４４は、図において時計方向に回転駆動し、帯電装置４７によって表面を所定の電位に帯電させる。また、書き込みユニット４９からは、読み取り装置４３によって読み取った画像情報に応じて光変調したレーザ光Ｌを照射し、帯電させた感光体４４の表面をこのレーザ光Ｌで露光し、これによって感光体４４の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置４２を通るとき、対向する転写装置４５によって感光体４４と転写装置４５の間に給送された記録材９に転写する。トナー像転写後の感光体４４表面は、クリーニング装置４８によって清掃する。

画像形成部４１の下部に配置した複数の給紙カセット３５〜３８には、用紙等の記録材９を収容しており、いずれかの給紙カセット３５〜３８から記録材９を矢印Ｂ３方向へ送り出し、その記録材９の表面に、上述のように感光体４４の表面に形成したトナー像を転写する。次に、記録材９を矢印Ｂ４で示すように画像形成部４１内の定着装置１０を通し、熱と圧力の作用によって記録材９の表面に転写されたトナー像を定着させる。定着装置１０を通った記録材９を排出ローラ対３４によって搬送し、矢印Ｂ５で示すように排紙トレイ３３へ排出し、スタックする。

なお、図１８は単色の例えば白黒印刷するが画像形成装置を示すが、カラーの画像形成装置に対しても本実施形態の定着装置１０は同様に適用できる。カラー印刷の場合、例えば４色（シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック）のトナー画像を重ねてカラー画像を形成する。このため、４色のトナー画像を感光ドラムからいったん中間転写体（ベルトやドラム）に順次重ねて転写した後，中間転写体上の4色トナー画像をまとめて記録材９に転写する。温度等は異なるが、転写された未定着画像の記録材９への定着は白黒印刷の場合と同様である。

本実施形態の定着装置１０は、電子写真方式の画像形成装置１００であれば好適に適用でき、図１８の如く複写機だけでなく、画像形成装置１００はプリンタ、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi Function Printer）等であってもよい。

画像形成装置に搭載される定着装置の概略構成図である。 定着装置のブロック図の一例である。 余裕電力が所定値以上の場合の２つの加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である。 余裕電力が所定未満の場合の、２つの加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である（実施例１）。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例１）。 余裕電力Watt_maxが使用電力Watt_idlを下回った場合の、加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である（実施例２）。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例２）。 優先ヒータ選択テーブルの一例を示す図である。 余裕電力が所定未満の場合の、２つの加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である（実施例３）。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例３）。 ディスプレイに表示される画質の設定画面の一例を示す図である。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例４）。 定着工程時間又は用紙サイズと、２つの加熱ヒータの操作量の修正量との関係を示す操作量修正テーブルＡ、Ｂの一例を示す図である。 余裕電力が所定未満の場合の、２つの加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である（実施例５）。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例５）。 余裕電力が所定値以下の場合の、２つの加熱ヒータのオン／オフ制御の一例を示す図である（実施例６）。 制御部が２つの加熱ヒータのオン動作期間を制御する手順のフローチャート図である（実施例６）。 定着装置を電子写真方式の複写機やプリンタ装置等に適用した画像形成装置の概略構成図を示す。 従来の時間比例式制御の一例を示す図である。

符号の説明

９ 記録材
１０ 定着装置
１１、１２ 加熱ヒータ
１３，１４ 回転ローラ
１５、１６ 温度センサ
２１ 目標温度設定手段
２２ 制御部
２３ 温度制御部
２４ 消費電力検出装置
２５ 電源回路
２６ ＡＣ電源
２７ 入力装置
２８ 記憶媒体
５１ プログラム
５２ 優先ヒータ選択テーブル
５３ 使用電力算出手段
５４ 判定手段
５５ 重複期間短縮手段
５６ 優先度切り替え手段
５７ 優先度設定手段
５８ モード選択手段
５９ 操作量修正手段
６０ 上限時間設定手段
Ａ，Ｂ 操作量修正テーブル

Claims (18)

1. 被搭載装置に搭載され、記録材上の未定着画像を複数の加熱部により加熱して前記記録材に定着させる定着装置において、
   制御周期ごとに複数の前記加熱部の操作量を独立に演算する演算部と、
   前記制御周期の始端から、前記操作量に応じた通電期間だけ複数の前記加熱部を独立に通電制御する制御部と、
   前記被搭載装置が供給可能な電力のうち当該定着装置が使用可能な余裕電力を検出する余裕電力検出手段と、を有し、
   前記制御部は、前記余裕電力が所定値未満の場合、予め定めた優先度の低い前記加熱部の前記通電期間の終了時が、前記制御周期の終端に略一致するよう優先度の低い前記加熱部を通電制御する、
   ことを特徴とする定着装置。
2. 前記操作量に基づき当該定着装置が制御周期に消費する使用電力を算出する使用電力算出手段と、
   前記使用電力が前記余裕電力より大きいか否かを判定する判定手段と、
   前記使用電力が前記余裕電力より大きい場合、複数の前記加熱部が重複して通電制御される重複期間を短縮する重複期間短縮手段と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記重複期間短縮手段は、前記優先度の低い前記加熱部の通電時間を短縮して、前記重複期間を短縮する、
   ことを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記記録材のサイズを取得して、前記サイズに応じて複数の前記加熱部の前記優先度を切り替える優先度切り替え手段、を有することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
5. 前記被搭載装置の立ち上げ時、待機時、定着工程時等の動作条件に対応づけて、複数の前記加熱部の前記優先度を設定した優先ヒータ選択テーブルを記憶する優先ヒータ選択テーブル記憶手段と、
   動作条件に基づき前記優先ヒータ選択テーブルを参照し、複数の前記加熱部の前記優先度を切り替える優先度切り替え手段と、
   を有することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
6. 定着工程時間に応じて複数の前記加熱部の前記優先度を切り替える優先度切り替え手段、を有する、ことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
7. 複数の前記加熱部の前記優先度を任意に設定する優先度設定手段、を有することを特徴とする請求項３記載の定着装置。
8. 画質優先モード又は省電力モードを設定するモード選択手段を有し、
   前記画質優先モードが選択された場合、
   前記制御部は、前記余裕電力が所定値以下であっても、前記制御周期の始端から、前記操作量に応じた通電期間だけ複数の前記加熱部を独立に通電制御する、
   ことを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の定着装置。
9. 定着工程時間に対応づけて、複数の前記加熱部の前記操作量の修正量を設定した操作量修正テーブルを記憶する操作量修正テーブル記憶手段と、
   定着工程時間に基づき前記操作量修正テーブルを参照し、複数の前記加熱部の前記操作量を修正する操作量修正手段と、
   を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の定着装置。
10. 前記記録材のサイズに対応づけて、複数の前記加熱部の前記操作量の修正量を設定した操作量修正テーブルを記憶する操作量修正テーブル記憶手段と、
    前記記録材のサイズに基づき前記操作量修正テーブルを参照し、複数の前記加熱部の前記操作量を修正する操作量修正手段と、
    を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の定着装置。
11. 複数の前記加熱部の通電時間の上限を設定する上限時間設定手段を有し、
    前記制御部は、前記演算部が演算した前記操作量に関わらず、通電期間を前記上限以下に制限する、
    ことを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の定着装置。
12. 複数の前記加熱部が重複して通電制御される重複期間がある場合、前記制御部は、１つ以上の前記加熱部の通電時間を重複期間がなくなるように短縮する、
    ことを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の定着装置。
13. 前記制御部は、前記記録材のサイズを、該記録材が当該定着装置を通過する長さから判定する、ことを特徴とする請求項４又は１０記載の定着装置。
14. 請求項１〜１３いずれか記載の定着装置を搭載した画像形成装置。
15. 感光体と、感光体に形成された未定着画像が転写される中間転写体と、を有し、
    前記中間転写体から前記記録材に未定着画像が転写され、前記定着装置にて該記録材に未定着画像が定着される、
    ことを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
16. 被搭載装置に搭載され、制御周期ごとに複数の加熱部の操作量を独立に演算する演算部と、被搭載装置が供給する電力のうち使用可能な余裕電力を検出する余裕電力検出手段と、を有し、記録材上の未定着画像を複数の前記加熱部により加熱して前記記録材に定着させる定着装置の温度制御方法において、
    制御部が、前記余裕電力が所定値未満か否かを判定するステップと、
    前記余裕電力が所定値未満でない場合、前記制御部が、前記制御周期の始端から、前記操作量に応じた通電期間だけ複数の前記加熱部を独立に通電制御するステップと、
    前記余裕電力が所定値未満である場合、前記制御部が、予め定めた優先度の低い前記加熱部の前記通電期間の終了時が、前記制御周期の終端に略一致するよう優先度の低い前記加熱部を通電制御するステップと、
    ことを特徴とする定着装置の温度制御方法。
17. 被搭載装置に搭載され、目的の温度が得られるよう制御周期ごとに複数の加熱部の操作量を独立に演算する演算部と、被搭載装置が供給する電力のうち使用可能な余裕電力を検出する余裕電力検出手段と、に接続されたコンピュータに、
    前記余裕電力が所定値未満か否かを判定するステップと、
    前記余裕電力が所定値未満でない場合、前記制御周期の始端から、前記操作量に応じた通電期間だけ複数の前記加熱部を独立に通電制御するステップと、
    前記余裕電力が所定値未満である場合、予め定めた優先度の低い前記加熱部の前記通電期間の終了時が、前記制御周期の終端に略一致するよう優先度の低い前記加熱部を通電制御するステップと、
    を実行させることを特徴とするプログラム。
18. 請求項１７記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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