JP5637167B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録紙等の記録シートにトナー像を形成できる複写機、プリンター、ファクシミリ機又はこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置に関し、特に、記録シートにトナー像を定着する定着装置に関係している。

記録シートにトナー像を形成できる複写機、プリンター、ファクシミリ機又はこれらのうち２以上を組み合わせた複合機等の画像形成装置では、静電潜像形成プロセスで像担持体上に静電潜像を形成し（例えば、露光プロセスで感光体のような像担持体上に静電潜像を形成し）、現像プロセスで静電潜像を現像して可視トナー像を形成し、転写プロセスで可視トナー像を記録シートに転写し、或いは一旦中間転写ベルト等の中間転写体に１次転写し中間転写体から記録シートに２次転写し、定着プロセスでこのように記録シートに転写されたトナー像を記録シートに定着させることができる。

記録シート上に形成された未定着トナー像を定着プロセスにおいて記録シートに定着するにあたっては定着装置が用いられる。定着装置は種々のタイプのものが知られている。

その一つに、定着ニップ部（未定着トナー像を担持した記録シートを通して該トナー像を記録シートに定着させるニップ部）を形成する部材としてヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材（例えば加熱ローラー）と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材（例えば加圧ローラー）を含むものがある。

このタイプの定着装置では、前記加熱用部材と前記加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることでトナー像を加熱加圧下に記録シートに定着させることができる。

また、加熱用部材回転中心線方向の発熱量分布が異なる、複数本（例えば２本）のヒーターを加熱用部材に内蔵し、定着ニップ部に通す記録シートサイズ（特に、加熱用部材の回転中心線方向のシート幅）に応じて、それらヒーターで加熱用部材の温度を制御することも提案されている。

特開２０１１−１１８２６１号公報には、温度検出部で検出される加熱用部材温度がヒーター切替温度以下か否かに応じて、サブヒーターとメインヒーターとでヒーター切り替えを行なったり、さらには、加熱用部材が停止しているか、回転しているかで、別べつのヒーター切替温度を設定することが記載されている。

特開２０１１−１１８２６１号公報

上記従来の、ヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材（例えば加熱ローラー）と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材（例えば加圧ローラー）を含むタイプの定着装置であって、加熱用部材の内側にヒーターを1本備えた定着装置の場合、記録シートを通さない待機時に加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部から熱が逃げてしまうため、ヒーター端部の発熱量を高く設定し、端部温度が低くならないようにする場合がある。

このような定着装置では、複数枚の連続的な画像形成のために記録シートを定着ニップ部に連続的に通すと、記録シート幅範囲においては定着ニップ部を通過する記録シートに熱が移動し、加熱ローラー温度が下がろうとするので、その場合はヒーター点灯時間が長くされる。

このとき、記録シート幅よりも外側の加熱ローラー軸方向端部付近は加熱ローラー中央部からの熱移動のため温度が低下し難いところ、上記のようにヒーターの点灯時間が長くなることにより、さらに高温になりやすい。

このことは、ヒーターを1本備えた定着装置に限らず、搬送される記録シートのサイズに対応して複数のヒーターを備えた定着装置でも同様である。

ところで、近年、画像形成装置から発生するＵＦＰ（１００ｎｍ以下の超微粒子）が注目されるようになってきている。

定着装置について見れば、シリコンゴムを使用している定着装置（例えば加熱ローラー等の加熱用部材の表層部にシリコンゴムを使用している定着装置）から発生するＵＦＰが高温時に、より多く発生する。このＵＦＰ発生量を抑制するために、加熱ローラー等の加熱用部材の端部が高温になるのを抑制することが求められるようになっている。

この点、前記特開２０１１−１１８２６１号公報では、温度検出部で検出される加熱用部材温度がヒーター切替温度以下か否かに応じて、サブヒーターとメインヒーターとでヒーター切り替えを行っているので、加熱ローラー等の加熱用部材の端部が高温になるのを抑制できそうである。

しかし、同公報記載の定着装置では、ヒーター切り替えの前後で加熱ローラー等の加熱用部材での温度分布が変わり、切り替え前にサブヒーターで温めた端部の熱が無駄になってしまう可能性がある。また、加熱ローラー等の定着用部材の回転時と停止時でヒーター切替温度を別べつにしているときには、記録シートの定着ニップ部通過タイミングでの求められる温度変化に対応しきれない可能性がある。

そこで、本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、前記定着装置は複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材を含み、前記加熱用部材と前記加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることで前記トナー像を加熱加圧下に前記記録シートに定着させる定着装置である画像形成装置であって、印字動作時、たとえ連続印字動作においても、前記加熱用部材の回転中心線方向端部が徒に昇温することがなく、それにより、前記加熱用部材の回転中心線方向端部からのＵＦＰの発生を抑制できる画像形成装置を提供することを第１の課題とする。

本発明は、前記第１の課題を解決できる画像形成装置であって、印字動作しない待機状から印字動作へ移行するとき、エネルギーの無駄を抑制しつつ加熱用部材の温度をトナー像定着処理に適する温度に速やかに安定化させることができる画像形成装置を提供することを第２の課題とする。

本発明は前記第１の課題を解決するため、
像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、前記定着装置は複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材を含み、前記加熱用部材と前記加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることで前記トナー像を加熱加圧下に前記記録シートに定着させる定着装置である画像形成装置であって、
前記ヒーターに通電するための電源部と、
前記加熱用部材の温度を検出する温度検出部と、
前記電源部の制御部とを含んでおり、
前記複数のヒーターの中に、前記加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部よりヒーター中央部の発熱量が大きい第１ヒーターが含まれており、
前記制御部は前記温度検出部で検出される温度と前記加熱用部材の目標温度の差に基づいて前記加熱用部材温度が前記目標温度に向かうように前記複数のヒーターのうち少なくとも一つを点灯制御するように前記電源部を制御する制御部であり、
前記制御部は、印字動作時には、前記第１ヒーターのみを点灯制御する画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置によると、前記像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、前記定着装置で定着させることができる。前記定着装置では、前記複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることでトナー像を加熱加圧下に記録シートに定着させることができる。

本発明に係る画像形成装置によると、前記定着装置では、前記制御部による前記電源部の制御により、すなわち、前記温度検出部で検出される温度と前記加熱用部材の目標温度の差に基づいて前記加熱用部材温度が前記目標温度に向かうように前記複数のヒーターのうち少なくとも一つを点灯制御するための前記電源部の制御により、前記加熱用部材温度が前記目標温度に向かうように制御される。

ここで、「目標温度」とは、定着装置の動作状態に応じて予め設定される目標温度であり、
定着装置の所謂ウォーミングアップにおいては「定着装置ウォーミングアップを達成する温度」であり、ウォーミングアップは終了しているが、印字動作しない待機時には、直ちに印字動作へ移ることができる「待機温度」であり、印字動作においては、トナー像定着処理に適する「定着温度」である。

前記制御部は、印字動作時には、前記加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部よりヒーター中央部の発熱量が大きい前記第１ヒーターのみを点灯制御する。それにより、前記加熱用部材は回転中心線方向における中央部が加熱され、記録シート通過による中央部の温度低下を補うことができる。また、中央部からの熱で加熱用部材端部も加熱される。かくして加熱用部材は目標温度（定着温度）に設定される。

前記加熱用部材端部は中央部からの熱移動で加熱されるので、印字動作時、たとえ連続印字動作において前記第１ヒーターの点灯時間が長くなっても、前記加熱用部材端部は徒に昇温することはない。そのため、前記加熱用部材の回転中心線方向端部からのＵＦＰの発生を抑制できる。例えば、加熱用部材の表層部が、高温でＵＦＰを発生し易いシリコンゴム等から形成されている場合でも、ＵＦＰ発生を抑制できる。

本発明にかかる画像形成装置では、前記複数のヒーターの中に、前記加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部の発熱量が前記第１ヒーターより大きい第２ヒーターを含ませてある。前記制御部は、待機時には、前記第２ヒーターのみを点灯制御する。

印字動作しない待機時、前記制御部が前記第２ヒーターのみを点灯制御することで、待機状態から印字動作へ移行するとき、前記加熱用部材端部が前記第２ヒーターの点灯制御により既にある程度暖められた状態から出発して、該第２ヒーターのエネルギーの無駄を抑制しつつ、前記第１ヒーターへの切り替え点灯制御により加熱用部材の温度をトナー像定着処理に適する温度に速やかに安定化させることができる。

前記制御部は、前記トナー像を保持した記録シートがトナー像定着のために前記ニップ部を通過するタイミングを求め、前記待機から前記印字動作へ移行するときの前記第２ヒーターから前記第１ヒーターへの点灯制御切り替えタイミングを、前記トナー像の前記記録シートへの定着処理を行なえるようにするタイミングとする。

上記の「前記第２ヒーターから前記第１ヒーターへの点灯制御切り替えタイミング」は、「記録シート先端の前記ニップ部突入の一定時間前」に決定する。

前記第１ヒーターの前記加熱用部材の回転中心線方向の有効発熱長については、トナー像定着処理が可能な定型の記録シートのうち前記ニップ部通過時の前記加熱用部材の回転中心線方向シート幅が最大の記録シートの該シート幅より小さくする場合を例示できる。
そうすることで、余分な熱が該記録シート幅（以下、「通紙幅」と言うことがある。）外へ逃げることを抑制できる。

前記電源部による前記第１ヒーターへの電力配分は前記電源部による前記第２ヒーターへの電力配分より大きくする例を挙げることができる。前記第２ヒーターへの電力配分は、
加熱用部材から記録シートへの熱移動を考慮しなくてよいから小さくてもよく、待機状態から印字動作への円滑な移行を妨げないように、加熱用部材端部からの放熱による温度低下を防ぐ程度でもよい。

前記温度検出部は複数設けられていてもよいが一つでもよい。前記温度検出部を一つ設ける場合のその位置として、例えば、前記ニップ部通過時の前記加熱用部材の回転中心線方向シート幅が最大の記録シートの該ニップ部通過時シート幅の範囲内の位置を挙げることができる。前記温度検出部を一つ設ける場合、前記制御部は、前記加熱用部材の温度情報として該一つの温度検出部が検出する温度情報を採用すればよい。

以上説明したように本発明によると、像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、前記定着装置は複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材を含み、前記加熱用部材と前記加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることで前記トナー像を加熱加圧下に前記記録シートに定着させる定着装置である画像形成装置であって、印字動作時、たとえ連続印字動作においても、前記加熱用部材の回転中心線方向端部が徒に昇温することがなく、それにより、前記加熱用部材の回転中心線方向端部からのＵＦＰの発生を抑制できる画像形成装置を提供することができる。

また、本発明は、上記利点を有する画像形成装置であって、印字動作しない待機状から印字動作へ移行するとき、エネルギーの無駄を抑制しつつ加熱用部材の温度をトナー像定着処理に適する温度に速やかに安定化させることができる画像形成装置を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置の１例の構成の概略を示す図である。 図１の画像形成装置の制御回路の概略を示すブロック図である。 図1の画像形成装置で採用されている定着装置の概略断面図である。 図３の定着装置の加熱ローラーの回転軸線方向にわたる構成の概略を示す図である。 加熱ローラーの他の例を示す図である。 加熱ローラーのさらに他の例を示す図である。 図４〜図６に示すタイプの加熱ローラーの第１、第２のヒーターの点灯制御と加熱ローラー表面温度を示す図である。 図４〜図６に示すタイプの加熱ローラーの連続印字時の回転中心線方向における表面温度分布を示す図である。 加熱ローラー回転中心線方向の発熱長の長いロングヒーターを採用している従来例加熱ローラーの連続印字時の回転中心線方向における表面温度分布を示す図である。

以下、本発明に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の１例を示している。図２は図１の画像形成装置の制御回路の概略を示している。
図１に示す画像形成装置１０は、電子写真方式でモノクロ画像を形成し、記録用紙等の記録シートに印刷するプリンターである。

プリンター１０は、電子写真方式でトナー像を形成する画像形成部１、画像形成部１に記録シートＳを供給するシート供給部２、画像形成部１で形成されたトナー像をシート供給部２から供給される記録シートＳに転写する転写部３、記録シートＳに転写されたトナー像をシートＳに定着させる定着装置４及び定着トナー像を保持する記録シートＳを排出トレイ５０へ排出するシート排出装置５等を含んでいる。

プリンター１０はその動作を制御する制御部Ｃｏｎｔも含んでいる。プリンター１０の各部の動作はこの制御部Ｃｏｎｔの指示のもとになされる。制御部Ｃｏｎｔにはユーザーによって操作される操作パネルＰＡも接続されている。操作パネルＰＡは、プリント枚数等を設定するテンキー、用いる記録シートサイズを指定するキー、プリント開始を指示するキー等を有している。

画像形成部１は静電潜像担持体として、回転駆動されるドラム型感光体１１を備えている。感光体１１の周囲に帯電器１２、現像器１４、クリーナー１５等がこの順序で配置されている。帯電器１２と現像器１４の間から感光体１１へ画像露光を施す画像露光装置１３も設けられている。

画像露光装置１３は図示省略のスキャナー、コンピューター等から画像情報を供給されてレーザー光により感光体１１に画像露光を施すものである。

転写部３は図示省略の転写電源から転写バイアスを印加できる転写ローラー３１を含んでいる。転写ローラー３１は、感光体１１の回転方向（反時計まわり方向）において現像器１４の下流側、且つ、クリーナー１５の上流側で感光体１１に臨んでいる。

転写ローラー３１は図示省略の押圧手段に押圧されて感光体１１との間にニップ部を形成し、感光体１１の回転に従動して、或いは、後述するように該ニップ部に送り込まれる記録シートの移動に従動して、或いは駆動されて回転することができる。

シート供給部２は記録シートＳを積載収容するカセット２００及びカセット２００からシートを１枚ずつ引き出し供給するシート供給装置２０を含んでいる。
定着装置４については後ほど詳述する。

シート排出装置５は定着装置４から送り出されてくる記録シートＳを排出トレイ５０へ排出する排出ローラー対５１を含んでいる。図示を省略しているが、記録シートの両面に印字（画像形成）できるように、それ自体知られている記録シート反転循環搬送路が設けられていてもよい。

プリンター１０によると、制御部Ｃに接続された操作パネルＰＡにおいてプリント開始キーが押されると、記録シート供給部２から記録シートＳが供給開始される。

記録シート供給部２から供給される記録シートＳが図示省略のセンサーに検出されると、画像形成部１で画像形成が開始され、記録シートＳはタイミングローラー対６で一旦停止される。

画像形成部１において画像形成が開始されると、感光体１１が図中反時計方向に回転駆動され、該感光体表面が帯電器１２にて所定電位に帯電され、該帯電域に画像露光装置１３から形成しようとする画像に応じた画像露光が施される。これにより感光体１１上に静電潜像が形成され、該潜像が、本例では、現像器１４で負帯電トナーで反転現像されて可視トナー像となる。

タイミングローラー対６で待機していた記録シートＳはその画像形成域に感光体１１上のトナー像が転写開始されるようにローラー対６で転写部３へ送り込まれ、図示省略の転写電源から転写バイアスが印加される転写ローラー３１で感光体１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写された記録シートＳはひき続き定着装置４へ送り込まれ、そこでトナー像が加熱加圧下に定着され、さらに、排出ローラー対５１へ向かい、排出ローラー対５１で排出トレイ５０へ排出される。

トナー像転写後感光体１１上に残留する転写残トナーはクリーナー１５にて除去清掃される。

次に定着装置について説明する。
（１）前記定着装置４について
図３はプリンタ―１０で採用されている定着装置４の概略断面図である。図４は定着装置４の加熱ローラー４１ａの回転軸線方向にわたる構成の概略を示している。

図３に示す定着装置４は、加熱ローラー４１ａと、加熱ローラー４１ａに対向する加圧ローラー４２を含んでいる。

加熱ローラー４１ａは、ここでは、芯金４１１上にシリコンゴムからなる弾性層４１２を周設したローラー本体に互いに平行な第１ヒーターａｈ１と第２ヒーターａｈ２を内蔵したものである。加熱ローラー４１ａは記録シートＳ上の未定着トナー像ｔの担持面に接触する部材である。弾性層４１２はＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）等からなる離型層で被覆されていてもよい。

加圧ローラー４２は、ここでは、芯金にシリコンゴムを発泡させたスポンジ層を被覆したものである。

ローラー４１ａ、４２はそれぞれ図示省略の軸受け部で回転可能に支持されている。加熱ローラー４１ａは、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、トナー像定着処理のタイミングで図示省略の駆動モーターにより図３中反時計方向に回転駆動される。

加圧ローラー４２は図示省略の押圧装置で加熱ローラー４１ａへ向け弾力的に圧接されつつ図３中時計方向に従動回転する。

加熱ローラー４１ａがトナー像定着温度に加熱された状態で加熱ローラー４１ａと加圧ローラー４２とで形成されるニップ部Ｎにトナー像を保持した記録シートを矢印方向αに通過させることでトナー像を加熱加圧下に記録シートに定着させることができる。

加熱ローラー４１ａは、加熱ローラー内に配置された二本のヒーターａｈ１、ａｈ２により温められる。これらヒーターの電源部ＰＷ（図２参照）によるＯＮ／ＯＦＦによる点灯制御は加熱ローラー４１ａに臨むサーミスターＳＭが検知する温度を参考にして制御部Ｃｏｎｔの指示のもとになされる。

記録シートとともに移動した熱以外の熱はプリンター１０内にとどまり、その一部は加熱ローラー両端部の温度を上げる。残部は定着装置周辺の部品及び空気を温め、空気は排気フアンにより吸引され、プリンター１０外に放出される。

図４は加熱ローラー４１ａの回転中心線方向（以下、「軸方向」と言うことがある）の概略構成を示しているが、制御部Ｃｏｎｔの指示のもとに、印字時（換言すれば、「画像形成時」）には、第１ヒーターａｈ１の、通紙幅（記録シート通し幅）よりも短い長さのフィラメント部が発熱し、加熱ローラー４１ａを加熱する。待機時は第２ヒーターａｈ２の、通紙幅よりも長い長さのフィラメント部が発熱し、加熱ローラー４１ａ両端部にあいている空間から熱が逃げても通紙幅両端部付近の温度が下がらないようにしている。このとき、第１ヒーターａｈ１の電力は８００Ｗであり、第２ヒーターの電力は４００Ｗである。

このように第１ヒーターａｈ１の電力配分を大きくしているため、連続印字をしても、第１ヒーターａｈ１のみの点灯制御で必要な熱量をトナーに供給でき、記録シートＳにトナー像を定着させることができる。

第２ヒーターａｈ２は定着装置４に記録シートを通さない待機時のみ点灯させるので、電力は小さくても、迅速に印字動作へ移行するために必要な温度を保つことができる。第２ヒーターａｈ２の有効発熱部は、軸方向のほぼ全域にわたり、ほぼ均一の発熱量になっている。

図５は加熱ローラーの他の例を示している。
加熱ローラー４１ａに代えて加熱ローラー４１ｂを採用した定着装置では、待機時に第２ヒータ−ｂｈ２の、通紙幅よりも長い長さのフィラメント部が発熱し、加熱ローラー４１ｂの両端部にあいている空間から熱が逃げても通紙幅両端部付近の温度が下がらないようにしている。

また、第２ヒーターｂｈ２の軸方向中央部のフィラメント部はほとんど発熱しないが、これは、加熱ローラー中央部から熱が逃げていくことがなく、また、待機中は記録シートによる熱の移動がないため、両端部にあるフィラメント部の発熱のみでも十分な温度の確保が可能となっている。このとき、第１ヒーターｂｈ１の電力は８００Ｗであり、第２ヒーターｂｈ２の電力は３００Ｗである。

図６は加熱ローラーのさらに他の例を示している。
加熱ローラー４１ａに代えて加熱ローラー４１ｃを採用した定着装置では、待機時に第２ヒーターｃｈ２の通紙幅よりも長い長さのフィラメント部が発光し、加熱ローラ−両端部にあいている空間から熱が逃げても通紙幅両端部付近の温度が下がらないようにしている。特に熱が逃げて温度が下がりやすい軸方向端部付近の発熱量を中央部よりも大きくして、軸方向にわたり、温度分布が均一になるようにしている。このとき、第1ヒーターｃｈ１の電力は８００Ｗであり、第2ヒーターｃｈ２の電力は４００Ｗである。

図７は、加熱ローラー４１ａ、４１ｂ、４１ｃにおける第１ヒーターａｈ１、ｂｈ１、ｃｈ１及び第２ヒーターａｈ２、ｂｈ２、ｃｈ２の点灯制御と、加熱ローラ−表面温度の推移を示している。
以下、加熱ローラー４１ａ、４１ｂ、４１ｃは「加熱ローラー４１」と、第１ヒーターａｈ１、ｂｈ１、ｃｈ１は「第１ヒーターｈ１」と、第２ヒーターａｈ２、ｂｈ２、ｃｈ２は「第２ヒーターｈ２」と総称することがある。

定着装置４の熱がプリンター１０内に残っていないウオームアップ前のスリープ時は、電源ＯＦＦ状態同様、各ヒーターの点灯がなく、サーミスターＳＭの検出温度は室温と同じである。プリンター１０の操作パネルＰＡからの入力などによる指示を受けてウオームアップ状態になると、第１ヒーターｈ１と第２ヒーターｈ２の両方が点灯制御状態になり、サーミスターの検出温度も上昇する。両ヒーターが点灯するため、昇温速度が大きく、迅速に印字可能状態に移行することができる。

サーミスターＳＭは加熱ローラ−４１表面に対して非接触であり、サーミスターＳＭが検出する温度は制御部Ｃｏｎｔへ入力され、制御部Ｃｏｎｔは、加熱ローラーの実際の表面温度とは異なるため、サーミスターＳＭの検出温度を補正して加熱ローラーの表面温度を推定している。ウオームアップが終了し、印字指示がなければ、待機状態に移行する。このとき、制御部Ｃｏｎｔの指示のもと、第１ヒーターｈ１の点灯制御は停止し、第２ヒーターｈ２のみの点灯制御状態となる。

第２ヒーターｈ２は加熱ローラ−４１表面の待機時の目標温度である１５０℃になるように点灯ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。なお、図７上のＯＮ／ＯＦＦは、制御状態にあるかどうかを示しており、実際のヒーター点灯のＯＮ／ＯＦＦではない。印字指示を受けると、加熱ローラー表面の目標温度が１５０℃から１７０℃となり、記録シートが定着ニップ部Ｎを通過するタイミングに合わせ、第２ヒーターｈ２の点灯制御が停止し、第１ヒーターｈ１の点灯制御が開始される。第１ヒーターは加熱ローラー表面の印字時の目標温度である１７０℃になるように点灯ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。

なお、第２ヒーターｈ２から第１ヒーターｈ１に切り替わるタイミングは、印字指示と同時でもよいが、印字指示とは関係なく、記録シートが定着ニップ部Ｎを通過するタイミングを計算して、その通過時の一定時間前に切り替わるように制御してもよい。また、このタイミングは、記録シートＳの先端が定着ニップ部Ｎに突入するタイミングと同時にしたり、定着ニップ部Ｎへ記録シート先端が突入するタイミングよりも遅くしたりする等してもよく、このタイミングは各ヒーターの電力配分などによって決定される。

印字（画像形成）が終了すると、一定時間、待機状態となり、一定時間経過後スリープ状態となる。この待機状態の時間は設定により自由に変更できる。スリープの時間が短いと、次にウオームアップ状態となったときは、第２ヒーターｈ２のみが点灯する。第１ヒーターｈ１を点灯するかどうかは、スリープ時間のカウントにより、スリープ時間が例えば５分以上のときのウオームアップは、第１ヒーターと第２ヒーターの両方を点灯制御し、スリープ時間が５分未満のときのウオームアップは、第２ヒーターのみを点灯制御する。

なお、この選択は、サーミスターＳＭの検出温度により決定されてもよい。また、サーミスタ−ＳＭは軸方向中央と軸方向端部近傍に二つ配置し、中央部のサーミスターで第１ヒーターの点灯制御を行い、端部近傍のサーミスターで第２ヒーターの点灯制御を行ってもよいが、動作状態により点灯制御するヒーターを切り替えるため、サーミスターを軸方向中央部に1つのみ配置し、第1ヒーターと第2ヒーターの両方の点灯制御を行うこともできる。

以上説明した定着装置では、加熱ローラーに内蔵されているヒーター本数は２本であるが、３本以上配置されてもよい。例えば、より迅速なウォームアップを行なうためにウォームアップ時に使用できるもう１本のヒーターが配置されるような場合を例示できる。

図８は、連続印字時の、加熱ローラー４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）の軸方向における加熱ローラー表面温度分布を示している。なお、最大通紙幅が２１６ｍｍの場合である。
図８から分かるように、第１ヒーターｈ１の、最大通紙幅よりも短い長さのフィラメント部が発熱し、フィラメント部の両端部からはさらに両端側へ熱が拡散することにより、最大通紙幅における温度分布がほぼ均一となり、通紙幅よりも外側の温度は１７０℃を大きく上回ることがない。

図９は、加熱ローラー回転中心線方向の発熱長の長いロングヒーターを採用している従来例加熱ローラーの連続印字時の回転中心線方向における表面温度分布を示している。
この従来の制御では、発熱長の長いロングヒーターを主に使用していたため、印字時でもロングヒーターが点灯し、最大通紙幅の外側の領域の温度が上がってしまい、温度の上昇により、加熱ローラー端部からＵＦＰが多く発生していた。

以上説明した定着装置４の利点を以下にまとめる。
印字動作時は、電力配分を高くした第１ヒーターｈ１のみを点灯制御させることで、中央部の熱が記録シートＳに移動し、加熱ローラー４１中央部の温度低下分を補うことができる。
また、第１ヒーターｈ１の発熱幅を通紙幅より小さくすることで、余分な熱が通紙
幅の外へ逃げる量が少なくなり、連続印字時に加熱ローラー端部温度の上昇を防止し、加熱ローラーの温度上昇によるＵＦＰ発生量を抑制することができる。
ウオームアップ時は、第１ヒーターｈ１と第２ヒーターｈ２の両方を点灯させることにより、昇温速度が速くなり、印字までの時間を短くすることができる。ただし、両ヒーターをオフした後の時間が短い場合のウオームアップは、第２ヒーターｈ２のみ点灯させるだけで、温度上昇が十分となり、ウオームアップに時間がかからない。
待機時は、第２ヒーターｈ２のみを点灯制御させることにより、加熱ローラー端部の温度を上げ、加熱ローラー端部からの放熱による端部温度低下を防止できる。このとき、印字による記録シートへの熱移動がないため、第２ヒーターｈ２の電力は大きくする必要がなく、必要最小限で済む。
また、記録シートサイズによる使い分けではなく、印字時、待機時、ウオームアップ時でヒーターの点灯を切り替えることにより、効率的な電力消費を達成できる。特にＡ４程度の記録シートサイズに適用した画像形成装置でその効果が大きい。

以上説明した画像形成装置（プリンター）はモノクロ画像形成装置であったが、本発明は、タンデム型、４サイクル型等のカラー画像形成装置にも適用でき、また、プリンターだけでなく、複写機、ファクシミリ機や、複写機、ファクシミリ機、プリンター等のうち２以上を組み合わせた複合機にも適用できる。

本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材を含む定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、印字動作時、前記加熱用部材の回転中心線方向端部が徒に昇温することがなく、前記加熱用部材の回転中心線方向端部からのＵＦＰの発生を抑制でき、また、待機状から印字動作へ移行するとき、エネルギーの無駄を抑制しつつ加熱用部材の温度をトナー像定着処理に適する温度に速やかに安定化させることができる画像形成装置を提供することに利用できる。

１０ プリンター（画像形成装置の１例）
１ 画像形成部
１１ 感光体
１２ 帯電器
１３ 画像露光装置
１４ 現像器
１５ クリーナー
２ シート供給部
３ 転写部
３１ 転写ローラー
４ 定着装置
４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ） 加熱ローラー
４２ 加圧ローラー
ｈ１（ａｈ１，ｂｈ１，ｃｈ１） 第１ヒーター
ｈ２（ａｈ２，ｂｈ２，ｃｈ２） 第２ヒーター
Ｎ ニップ部
ＰＷ 電源部
ＳＭ サーミスター
Ｃｏｎｔ 制御部
Ｓ 記録シート
ｔ トナー像

Claims (4)

1. 像担持体上にトナー像を形成し、前記トナー像を記録シートに転写し、定着装置で定着させることができる画像形成装置であり、前記定着装置は複数のヒーターを内蔵した回転可能な加熱用部材と前記加熱用部材に対向する回転可能な加圧用部材を含み、前記加熱用部材と前記加圧用部材で形成されるニップ部にトナー像を保持した記録シートを通過させることで前記トナー像を加熱加圧下に前記記録シートに定着させる定着装置である画像形成装置であって、
   前記ヒーターに通電するための電源部と、
   前記加熱用部材の温度を検出する温度検出部と、
   前記電源部の制御部とを含んでおり、
   前記複数のヒーターの中に、前記加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部よりヒーター中央部の発熱量が大きい第１ヒーターと、前記加熱用部材の回転中心線方向におけるヒーター端部の発熱量が前記第１ヒーターより大きい第２ヒーターとが含まれており、
   前記制御部は前記温度検出部で検出される温度と前記加熱用部材の目標温度の差に基づいて前記加熱用部材温度が前記目標温度に向かうように前記複数のヒーターのうち少なくとも一つを点灯制御するように前記電源部を制御する制御部であり、
   前記制御部は、印字動作時には、前記第１ヒーターのみを点灯制御し、待機時には、前記第２ヒーターのみを点灯制御し、
   前記制御部は、さらに、前記トナー像を保持した記録シートがトナー像定着のために前記ニップ部を通過するニップ部通過タイミングを求め、前記待機から前記印字動作へ移行するときの前記第２ヒーターから前記第１ヒーターへの点灯制御切り替えタイミングを、前記トナー像の前記記録シートへの定着処理を行なえるようにするタイミングであって、前記記録シートの前記ニップ部通過タイミングより一定時間前に決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１ヒーターの前記加熱用部材の回転中心線方向の有効発熱長は、トナー像定着処理が可能な定型の記録シートのうち前記ニップ部通過時の前記加熱用部材の回転中心線方向シート幅が最大の記録シートの該シート幅より小さい請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記電源部による前記第１ヒーターへの電力配分は前記電源部による前記第２ヒーターへの電力配分より大きい請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記温度検出部は、前記ニップ部通過時の前記加熱用部材の回転中心線方向シート幅が最大の記録シートの該ニップ部通過時シート幅の範囲内に一つ設けられており、前記制御部は、前記加熱用部材の温度情報として該一つの温度検出部が検出する温度情報を採用する請求項１、２又は３記載の画像形成装置。

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