JP6774653B2 - 定着システム及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着ニップに挟み込んだ記録材にトナー像を定着せしめる定着システム、及びこれを備える画像形成装置に関するものである。

従来、定着ニップを経由する搬送経路内で搬送される記録材の位置に基づくフィードフォワード制御により、定着ニップを加熱する第一熱源及び第二熱源に対する電力の供給を所定のタイミングで開始する定着システムが知られている。

例えば、特許文献１に記載の定着システムは、定着装置と制御手段とを備えている。その定着装置は、加圧ローラ、無端状の定着ベルト、加圧ローラと定着ベルトとの当接によって形成している定着ニップを加熱する第一ヒーター（第一熱源）、第二ヒーター（第二熱源）、定着ベルトの表面温度を検知する温度センサーなどを具備している。そして、制御手段は、フィードフォワード制御により、記録材たる用紙の先端を定着ニップ入口、又はそれよりも上流側の所定位置に到達させたタイミングで第一ヒーター及び第二ヒーターに対する電力の供給を開始する。その後、用紙の後端を定着ニップの出口に到達させたタイミングで電力の供給を停止する。このようなフィードフォワード制御により、定着ニップの温度変動を抑えることができるとされている。

しかしながら、第一ヒーター、第二ヒーターとして、互いに昇温特性の異なるものを用いていると、定着ニップの温度変動を有効に抑えることができなくなるおそれがあった。

上述した課題を解決するために、本発明は、定着ニップを加熱する第一熱源及び第二熱源を具備する定着装置と、前記定着ニップを経由する搬送経路内で搬送される記録材の位置に基づくフィードフォワード制御によって所定のタイミングで前記第一熱源や前記第二熱源に対する電力の供給を開始する制御手段とを有し、前記定着ニップ内に挟み込んだ記録材に対してトナー像を定着せしめる定着システムにおいて、前記フィードフォワード制御にて、記録材の先端を前記搬送経路における所定の第一位置に到達させるタイミングで前記第一熱源に対する電力の供給を開始する一方で、記録材の先端を前記第一位置とは異なる所定の第二位置に到達させるタイミングで前記第二熱源に対する電力の供給を開始するように、前記制御手段を構成し、前記第一熱源として、前記第二熱源とは単位時間あたりの発熱量が異なるものを用い、且つ、前記第一位置、前記第二位置のそれぞれとして、前記定着ニップの入口よりも記録材搬送方向の上流側の位置を採用し、前記第一熱源を、前記定着ニップにおける記録材搬送方向と直交する方向の中央部を加熱する熱源として用い、前記第二熱源を、前記定着ニップにおける前記方向の両端部を加熱する熱源として用い、且つ、所定サイズを超える又は前記所定サイズ以上の記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記第一熱源及び前記第二熱源の両方に対して前記フィードフォワード制御を実施する一方で、前記所定サイズ以下又は前記所定サイズを下回る記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記両方のうち、前記第一熱源に対してだけ前記フィードフォワード制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、定着装置の第一熱源、第二熱源として互いに昇温特性の異なるものを用いても、定着ニップの温度変動を有効に抑えることができるという優れた効果がある。

実施形態に係るプリンタの全体の概略構成を示す概略構成図。 同プリンタの定着装置の概略構成を示す概略構成図。 同定着装置における各部材のうち、定着ベルト、ヒーター、伝熱部材、及び温度センサーだけを示す縦断面図。 同プリンタの定着システムにおける電気回路の一部を示すブロック図。 同ヒーターたる第一ヒーター、第二ヒーターの昇温特性を示すグラフ。 同プリンタにおける定着ベルト温度の経時変化の一例と、ＦＦ制御による供給電力量の経時変化の一例とを示すグラフ。 従来のプリンタにおける定着ベルト温度の経時変化の一例と、ＦＦ制御による供給電力量の経時変化の一例とを示すグラフ。

以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）１００に適用した一実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタ１００の基本的な構成について説明する。図１は、プリンタ１００の全体の概略構成を示す概略構成図である。プリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を作像する作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋが並設されたタンデム方式の構成によってフルカラー画像を形成するものである。なお、プリンタ１００の構成は、タンデム方式に限定されることはなく、他の方式のものであってもよい。また、プリンタ１００は、カラー画像形成装置に限定されることはなく、他の画像形成装置であってもよい。例えば、複写機やファクシミリ装置であってもよい。

プリンタ１００の筺体内には、作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの他に、シート給送装置１０９、これから送り出された記録材としての記録紙を搬送する搬送経路などが設けられている。

Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋは、使用するトナーの色が互いに異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっている。Ｙトナー像を形成するための作像ユニット１０１Ｙを例にすると、作像ユニット１０１Ｙは、ドラム状の感光体１０３Ｙと、帯電ローラ１０４Ｙと、現像ローラ１０５Ｙを具備する現像装置と、クリーニングブレード１０６Ｙとを有している。そして、帯電工程、光書込工程、現像工程、一次転写工程、クリーニング工程、除電工程という一連のプロセスが順に行われるよう構成されている。

その一連のプロセスにおいては、まず、帯電ローラ１０４Ｙにより感光体１０３Ｙの表面を一様に帯電させる帯電工程が実施される。次いで、帯電後の感光体１０３Ｙの表面に対する光書込装置１０２による光書込工程が実施され、これにより、感光体１０３Ｙの表面にＹ用の静電潜像が形成される。その後、現像装置によって感光体１０３Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させてＹトナー像を得る現像工程が実施されてから、そのＹトナー像を転写装置１０７によって無端状の転写ベルト１０７ａに一次転写する一次転写工程が実施される。次に、感光体１０３Ｙと転写ベルト１０７ａとの当接によるＹ用の一次転写ニップを通過した後の感光体１０３Ｙの表面に付着している転写残トナーをクリーニングブレード１０６Ｙにより除去するクリーニング工程が実施される。更に、除電ランプによる光照射により、感光体１０３Ｙの表面に残った残留電荷を除電する除電工程が実施される。

感光体１０３Ｙは、円筒状の基体と、これの表面に積層された無機や有機の感光物質からなる感光層とを有しており、所定の線速で回転駆動する。この感光体１０３Ｙの表面には帯電ローラ１０４Ｙが圧接されており、その帯電ローラ１０４Ｙは感光体１０３Ｙの回転により従動回転している。その帯電ローラ１０３Ｙには高圧電源から出力されるＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳された帯電バイアスが印加される。この印加によって発生する感光体１０３Ｙと帯電ローラ１０３Ｙとの間の放電により、感光体１０３Ｙの表面が一様且つ所定の電位に帯電する。その電位は、トナーの正規帯電極性と同極性であり、実施形態に係るプリンタ１００ではマイナス極性である。

現像装置は、現像ローラ１０５ＹにＹトナーを供給する供給部と、現像ローラ１０５Ｙ上のＹトナーによって感光体１０３Ｙ上の静電潜像を現像する現像部とを有しており、反転現像方式によって静電潜像を現像する。即ち、現像装置の現像ローラ１０５Ｙには、トナーの正規帯電極性と同極性（実施形態ではマイナス極性）の現像バイアスが印加され、これにより、現像ローラ１０５Ｙと、感光体１０３Ｙ表面の静電潜像との間に所定の現像ポテンシャルを作用させる。加えて、現像ローラ１０５Ｙと、感光体１０３Ｙ表面の地肌部との間に所定の地肌ポテンシャルを作用させる。現像ポテンシャルは、現像ローラ１０５Ｙの表面上のトナーに対し、現像ローラ１０５Ｙ側から感光体１０３Ｙの静電潜像の側に向かう静電気力を付与するものである。また、地肌ポテンシャルは、現像ローラ１０５Ｙの表面上のトナーに対し、感光体１０３Ｙの地肌部の側から現像ローラ１０５Ｙ側に向かう静電気力を付与するものである。それらの現像ポテンシャル及び地肌ポテンシャルを実現するために、感光体１０３Ｙの地肌部の電位、静電潜像の電位、現像バイアスとしては、何れもトナーの帯電極性と同極性のものが採用されている。そして、現像バイアスの絶対値は、地肌部の電位の絶対値と、静電潜像の絶対値との間の値になっている。

クリーニングブレード１０６Ｙは、ゴムなどの弾力性のあるブレード部材からなり、ホルダーによって方持ち支持された状態で、自由端を感光体１０３Ｙに当接させている。

Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の作像ユニット１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋは、Ｙ用の作像ユニット１０１Ｙと同様に構成されている。作像ユニット１０１ＣはＣトナー像を、作像ユニット１０１ＭはＭトナー像を、作像ユニット１０１ＢｋはＢｋトナー像を転写ベルト１０７ａに一次転写するようになっている。

プリンタ１００の筺体内の上部には、光書込装置１０２が配設されている。この光書込装置１０２は、光源としての半導体レーザー、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラー、回転多面鏡等を有している。そして、作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋに対してそれぞれに対応する書き込み光Ｌｂを照射する。これにより、感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面のうち、光照射部の電位が地肌部の電位よりも減衰して、光照射部がＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の静電潜像になる。

転写装置１０７は、転写ベルト１０７ａと、駆動ローラ１０７ｂと、テンションローラ１０７ｃと、一次転写ローラ１０７ｄと、二次転写ローラ１０７ｅとを有している。転写ベルト１０７ａは、無端状（ループ状）のベルトから構成されており、そのループ内側に配設された駆動ローラ１０７ｂとテンションローラ１０７ｃとに張力がかかった状態で掛け渡されている。そして、駆動ローラ１０７ｂの回転駆動に伴って、図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。

転写ベルト１０７ａのループ内側には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ローラ１０７ｄＹ、１０７ｄＣ、１０７ｄＭ、１０７ｄＢｋが配設されている。それら一次転写ローラ１０７ｄＹ、１０７ｄＣ、１０７ｄＭ、１０７ｄＢｋと、ベルトおもて面に当接してＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ニップを形成している感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋとの間に、転写ベルト１０７ａが挟み込まれている。

Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ローラ１０７ｄＹ、１０７ｄＣ、１０７ｄＭ、１０７ｄＢｋのそれぞれには、それぞれに対応する一次転写電源から出力される＋４００〜＋２５００［Ｖ］の一次転写バイアスが印加される。これにより、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ローラ１０７ｄＹ、１０７ｄＣ、１０７ｄＭ、１０７ｄＢｋと、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋとの間に、一次転写電界が形成される。Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ニップ内では、感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像が、一次転写電界やニップ圧の作用によって転写ベルト１０７ａの表面上に一次転写される。そして、この一次転写により、転写ベルト１０７ａの表面上には、四色重ね合わせトナー像が形成される。

転写装置１０７の二次転写ローラ１０７ｅは、転写ベルト１０７ａのループ外側に配設され、転写ベルト１０７ａの周方向における全域のうち、ループ内側に配設された駆動ローラ１０７ｂに対する掛け回し箇所に当接して二次転写ニップを形成している。ループ内側に配設された駆動ローラ１０７ｂには、単位時間あたりの平均電位がトナーの正規帯電極性と同極性になる二次転写バイアスが印加されるのに対し、ループ外側に配設された二次転写ローラ１０７ｅは接地されている。このような電位条件により、駆動ローラ１０７ｂと二次転写ローラ１０７ｅとの間には、二次転写ニップ内のトナーを駆動ローラ１０７ｂ側から二次転写ローラ１０７ｅ側に静電移動させる二次転写電界が形成される。

プリンタ１００の筺体内における下部に配設されたシート給送装置１０９は、記録紙を収容する給紙カセット１０９ａと、給紙ローラ１０９ｂとを有している。そして、給紙ローラ１０９ｂの回転駆動に伴って給紙カセット１０９ａ内の記録紙を１枚ずつ搬送経路に送り出す。

搬送経路におけるレジストローラ１１１と給紙ローラ１０９ｂとの間の位置に対向するように配設されたレジストセンサーは、その位置にさしかかった記録紙を検知する。このレジストセンサーによって記録紙の先端部分が検知された後、所定時間が経過すると、記録紙がレジストローラ１１１に突き当たる。この突き当たりタイミングから少し遅れたタイミングで給紙ローラ１０９ｂの回転駆動が一時停止されることで、記録紙がその先端をレジストローラ１１１に突き当てつつ、僅かに撓んだ状態で停止する。これにより、記録紙のスキューが正しい姿勢に補正される。

その補正の後、制御部は、記録紙を二次転写ニップ内で転写ベルト１０７ａ上の四色重ね合わせトナー像と同期させ得るタイミングで、レジストローラ１１１及び給紙ローラ１０９ｂの回転駆動を開始させる。以下、このタイミングをレジスト駆動タイミングという。レジストローラ１１１の回転駆動に伴って二次転写ニップに進入した記録紙には、二次転写電界やニップ圧の作用によって転写ベルト１０７ａ上の四色重ね合わせトナー像が二次転写される。これにより、白色の記録紙の表面にはフルカラートナー像が形成される。

ベルトクリーニング装置１０８は、そのクリーニングブレードを、転写ベルト１０７ａのおもて面の周方向における全域のうち、二次転写ニップを通過してからＹ用の一次転写ニップに進入する前の領域に当接させている。その領域には、二次転写ニップ内で記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１０８のクリーニングブレードによってベルトおもて面から掻き取られる。掻き取られた転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１０８から廃トナー収容器に移送される。

二次転写ニップを通過した記録紙は、二次転写ニップの上方に配設された定着装置１２０に進入する。そして、定着装置１２０内において、自らの表面にフルカラートナー像が定着せしめられる。その後、定着装置１２０を通過した定着装置１２０は、排紙装置１１０に送られる。

光書込装置１０２の上方に配置された排紙装置１１０は、記録紙を収容するトレイ１１０ａと、一対の排紙ローラ１１０ｂとを有している。排紙装置１１０は、一対の排紙ローラ１１０ｂにより搬送経路から排出された記録紙をトレイ１１０ａに１枚ずつ順次載せて重ね合わせるように排出する。

テンションローラ１０７ｃの近傍には、反射型光学センサーからなるトナーマークセンサー１１２が配設されている。このトナーマークセンサー１１２は、転写ベルト１０７ａのおもて面の周方向における全域のうち、ベルトループ内側に配設されたテンションローラ１０７ｃに対するベルト掛け回し領域に対して所定の間隙を介して対向している。転写ベルト１０７ａのおもて面に形成された各色トナー像を検知したり、その画像濃度（トナー付着量）を検知したりする。それらの検知結果は、各色トナー像の作像位置の調整や、各色トナー像の画像濃度調整のために利用される。

プリンタ１００において実施されるプリントジョブは次の通りである。プリンタ１００は、その作像動作を開始すると、各作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋの感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋを駆動装置によって図中の時計回り方向に回転駆動する。また、駆動ローラ１０７ｂを図中の反時計回り方向に回転駆動して、転写ベルト１０７ａを同方向に無端移動せしめる。その後、帯電ローラ１０４Ｙ、１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｂｋに帯電バイアスを印加して、感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面を帯電ローラ対向位置で所定の電位に一様に帯電させる。

一様帯電後の感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面には、光書込装置１０２から発したレーザー光の照射による光走査を施して、感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋの表面にＹ、Ｃ、ＭＢｋ用の静電潜像を形成する。Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の静電潜像のそれぞれを個別に書き込むためのレーザー光は、フルカラー画像の画像情報をＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの各色に分解した色分解情報に基づいて生成される。

感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ上に形成された静電潜像については、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｂｋによって現像することにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像として可視化する。その後、所定のタイミングで、一次転写ローラ１０８ｄＹ、１０８ｄＣ、１０８ｄＭ、１０８ｄＢｋに一次転写バイアスを印加して、感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋトナー像を転写ベルト１０７ａ上に一次転写する。

Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋ用の一次転写ニップを通過した後の感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ表面に付着している転写残トナーについては、クリーニングブレード１０６Ｙ、１０６Ｃ、１０６Ｍ、１０６Ｂｋによってベルト表面から除去する。また、この除去によるクリーニング後の感光体１０３Ｙ、１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｂｋ表面に対しては、除電ランプによる除電処理を施す。

作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋによる作像動作を開始してしばらくすると、給紙ローラ１０９ｂの回転駆動により、シート給送装置１０９内の記録紙を搬送経路に送り出す。そして、レジストローラ１１１に対する突き当て位置で記録紙のスキューを補正した後、レジストローラ１１１から二次転写ニップに向けて記録紙を送り出す。この送り出しにほぼ同期させて、二次転写電源から二次転写バイアスを出力させて二次転写ローラ１０７ｅに印加する。この印加によって二次転写ニップ内やその周辺に二次転写電界を形成することで、二次転写ニップ内に送り込んだ記録紙に対し、転写ベルト１０７ａ上の四色重ね合わせトナー像を二次転写する。この二次転写により、白色の記録紙上にフルカラートナー像を形成する。

その後、二次転写ニップから排出した記録紙を定着装置１２０内に送り込む。定着装置１２０内では、後述する転写ニップ内に挟み込んだ記録紙を加熱及び加圧することで、フルカラートナー像を記録紙の表面に定着せしめる。そして、その記録紙を定着装置１２０から排紙装置１１０に移送した後、排紙ローラ１１０ｂによって装置外に排出してトレイ１１０ａ上にスタックする。こうして、一連のプリントジョブを完了させる。

なお、プリントジョブ中において、記録紙に二次転写しきれなかった転写ベルト１０７ａ上の残留トナーについては、ベルトクリーニング装置１０８によってベルト表面から除去した後、廃トナー収容器に移送回収する。

図２は、実施形態に係るプリンタ１００の定着装置１２０の概略構成を示す概略構成図である。定着装置１２０は、定着ベルト１２１と、熱源たる第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂと、ベルト押圧部材１２３と、支持部材１２４と、伝熱部材１２５と、加圧ローラ１２６と、押え部材１２７と、弾性部材１２８とを具備している。ニップ形成部材たる定着ベルト１２１及び加圧ローラ１２６は、互いに当接して定着ニップを形成している。

定着装置１２０に送り込まれた記録紙Ｐは、ニップ形成部材たる定着ベルト１２１と、ニップ形成部材たる加圧ローラ１２６との当接によって形成される定着ニップに挟み込まれる。そして、定着ニップ内で加熱および加圧されることで、その表面上のトナー像のトナーが軟化せしめられる。その後、定着ニップから排出されると、定着ベルト１２１及び加圧ローラ１２６のそれぞれから曲率分離して、搬送経路を通って排紙ローラ１１０ｂ（図１を参照）に向かって搬送される。この際、記録紙Ｐの放熱による温度低下に伴って、記録紙Ｐの表面上で軟化していたトナーが硬化することで、トナー像が記録紙Ｐの表面に定着せしめられる。

無端状の定着ベルト１２１は、加圧ローラ１２６の図中矢印Ｂ１方向の回転に追従することで、図中矢印Ｂ２方向に無端移動する。レジストローラ１１１によって図中矢印Ｂ３方向に搬送される記録紙Ｐは、定着ニップの入口に達すると、定着ベルト１２１及び加圧ローラ１２６の表面移動に追従して定着ニップ内に進入した後、定着ニップから排出される。

加圧ローラ１２６は、中空構造の芯金の外周面上に弾性層が積層された直径＝２０〜４０［ｍｍ］のローラである。そして、その回転軸が押え部材１２７を介して弾性部材１２８によってベルト押圧部材１２３に向けて押圧されることで、その弾性層表面を定着ベルト１２１に押し付ける。このような押し付けが行われる定着ベルト１２１箇所のベルト裏面側では、ベルト押圧部材１２３が定着ベルト１２１を加圧ローラ１２６に向けて押圧している。これにより、定着ベルト１２１がベルト押圧部材１２３と加圧ローラ１２６との間に挟み込まれることで、定着ベルト１２１と加圧ローラ１２６とが所定の圧力で当接して定着ニップを形成している。

加圧ローラ１２６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からなる。この弾性層の表面に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）等からなる薄厚の離型促進層を設けてもよい。

加圧ローラ１２６の回転軸における軸線方向の一端部には駆動ギヤが固定されていて、この駆動ギヤに噛み合っている駆動伝達ギヤが加圧ローラ１２６に回転駆動力を伝達することで、加圧ローラ１２６が図中矢印Ｂ１の方向に回転する。加圧ローラ１２６の内部にハロゲンヒーター等の熱源を設けてもよい。

可撓性を有する無端状の定着ベルト１２１は、テンション張架されない状態で、そのループ内側に配設された伝熱部材１２５によって支えられている。そして、上述のようにして周方向における一部の領域がベルト押圧部材１２３と加圧ローラ１２６との間に挟み込まれた状態で加圧ローラ１２６から移動力を付与されることで、図中矢印Ｂ２の方向に無端移動する。

定着ベルト１２１の構造は、ベルト押圧部材１２３との摺接面である内周面側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層された構造になっている。定着ベルト１２１の全体の厚みは５００［μｍ］以下である。

定着ベルト１２１の基材層は、金属材料よりも安価なポリイミドからなり、その層厚が３０〜１００［μｍ］になっている。定着ベルト１２１は、基材層が低剛性のポリイミドからなることで、定着ニップ通過後に容易に撓んで記録紙Ｐとの分離性を向上させる。但し、基材層の材料として、ニッケル、ステンレス等の金属材料を用いても良い。

定着ベルト１２１の弾性層は、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料からなり、その層厚が１００〜３００［μｍ］になっている。定着ベルト１２１はこの弾性層を定着ニップ内で記録紙Ｐの表面の微小凹凸やトナー像による凸形状に追従させて柔軟に変形させることで、記録紙Ｐの表面上のトナー像との密着性を向上させて、トナー像に対して自らの熱を均一に伝達する。これにより、ユズ肌状の画像ザラツキの発生を抑えることができる。

定着ベルト１２１の離型促進層は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルケトン）等の材料からなる。その層厚は５〜５０［μｍ］になっている。

定着ベルト１２１の周長については、定着ベルト１２１を真円状の形状に拘束した場合にその真円の直径を１５〜１２０［ｍｍ］にする値に設定することが望ましい。実施形態に係るプリンタ１００では、前述の直径を３０［ｍｍ］にする周長になっている。

定着ベルト１２１のループ内側には、第一ヒーター１２２ａ、第二ヒーター１２２ｂ、ベルト押圧部材１２３、これを支持する支持部材１２４、伝熱部材１２５などが配設されている。第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂは、ハロゲンヒーターからなるものであるが、カーボンヒーターやセラミックヒーターなどの他のヒーターでもよい。

ベルト押圧部材１２３は、支持部材１２４によって支持された状態で定着ベルト１２１の内周面に摺接しながら、定着ベルト１２１を加圧ローラ１２６に向けて押圧する。

変形不能な高剛性の伝熱部材１２５は、円筒状の形状になっていて、定着ベルト１２１をループ内側から支えている。この伝熱部材１２５の外周面における全域のうち、重力方向を基準にして上方を向いている領域の大部分は、定着ベルト１２１のループ内面に摺擦しながら定着ベルト１２１を支える。一方、下方を向いている一部の領域と、定着ベルト１２１のループ内周面との間には、僅かなギャップＧが形成されている。

伝熱部材１２５の外周面との摺擦による定着ベルト１２１の内周面の摩耗を軽減するために、伝熱部材１２５の外周面や、定着ベルト１２１の内周面には、フッ素グリス、シリコーンオイル等の潤滑剤が塗布されている。この潤滑剤が伝熱部材１２５の外周面と定着ベルト１２１の内周面との間に介在することで、両者間の摩擦抵抗を軽減して定着ベルト１２１の摩耗を抑えている。なお、実施形態では、伝熱部材１２５を円筒状の形状にしているが、伝熱部材１２５の形状は円筒状に限られない。熱伝達効率や摺動抵抗の観点から定着ベルト１２１と伝熱部材１２５との密着性を考慮して、伝熱部材１２５の形状を適宜設計することが望ましい。

第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂは、定着電源から出力される電圧が印加されることで発熱する。伝熱部材１２５は、それらヒーターの輻射熱を受けて加熱される。そして、定着ベルト１２１が伝熱部材１２５との接触部で伝熱部材１２５からの熱を受けて加熱される。

第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂからの輻射熱によって加熱される伝熱部材１２５の材料としては、アルミニウム、鉄、ステンレス等の熱伝導性に優れた金属が挙げられる。伝熱部材１２５の肉厚を０．２［ｍｍ］以下にすると、定着ベルト１２１を効率良く加熱することが可能になる。

円筒状の伝熱部材１２５の周方向における殆どの領域は、真円の曲率に沿って湾曲しているが、一部の領域は真円の曲率に沿って湾曲するのではなく、円中心に向けて窪んだ形状の凹部になっている。この凹部の凹内にベルト押圧部材１２３が配設されている。そして、支持部材１２４は、凹部の底壁に設けられた開口を貫く状態でベルト押圧部材１２３を支持している。

常温時における定着ベルト１２１と伝熱部材１２５とのギャップＧは、０［ｍｍ］より大きく且つ２［ｍｍ］以下の値に設定することが好ましい。かかる構成では、ギャップＧを２［ｍｍ］よりも大きくした構成に比べて、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１との摺接面積を大きくして、定着ベルト１２１の加熱効率を向上させることができる。加えて、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１との摺擦領域における単位面積当たりの接触圧力を低減して、定着ベルト１２１の摩耗を抑えることもできる。更には、可撓性を有する定着ベルト１２１を伝熱部材１２５による支持で真円形状に近い姿勢に保ちながら、定着ベルト１２１をスムーズに無端移動させることが可能になることから、定着ベルト１２１の劣化や破損を抑えることもできる。

伝熱部材１２５における定着ベルト１２１との摺接面には、伝熱部材１２５と定着ベルト１２１との摺動抵抗を低下させる狙いで、フッ素を含む材料からなる表面層を形成してもよい。また、定着ベルト１２１に熱を均一に伝達させたり、駆動時の定着ベルト１２１の走行安定性を安定化させたりする手段として、伝熱部材１２５とは別のものを設けている場合には、伝熱部材１２５を付設せずに、定着ベルト１２１を直接加熱してもよい。伝熱部材１２５を省略することで、定着装置全体としての熱容量のうち、伝熱部材１２５の熱容量をなくして、昇温性能や省エネ性能をより向上させることができる。

なお、実施形態に係るプリンタ１００は、記録紙Ｐをセンター基準方式で搬送するようになっている。センター基準方式は、記録紙Ｐのサイズにかかわらず、記録紙Ｐの搬送方向に直交する方向の中心を搬送経路の路幅中心に位置させた状態で、記録紙Ｐを搬送する方式である。

図３は、定着装置１２０における各部材のうち、定着ベルト１２１、ヒーター、伝熱部材１２５、及び温度センサーだけを示す縦断面図である。伝熱部材１２５の中空内に配設された第一ヒーター１２２ａは、その抵抗発熱体のコイル巻き部を、伝熱部材１２５の長手方向における全域のうち、中央部に対向させている。即ち、第一熱源たる第一ヒーター１２２ａは、定着ニップにおける記録紙搬送方向と直交する方向の中央部を加熱する熱源として用いられている。一方、伝熱部材１２５の中空内に配設された第二ヒーター１２２ｂは、抵抗発熱体のコイル巻き部を二つ具備している。そして、一方のコイル巻き部を、伝熱部材１２５の長手方向における全域のうち、一端部に対向させ、且つ他方のコイル巻き部を伝熱部材１２５の長手方向における全域のうち他端部に対向させている。即ち、第二熱源たる第二ヒーター１２２ｂは、定着ニップにおける記録紙搬送方向と直交する方向の両端部を加熱する熱源として用いられている。

温度センサー１２９は、サーミスター等からなるセンサーを二つ有している。それらのうち、第一温度センサー１２９ａは、定着ベルト１２１における記録紙搬送方向と直交する方向の中央部、即ち、主に第一ヒーター１２２ａによって加熱される部分の温度を検知して、その検知結果の信号を後述する制御部（図４の１３８）に出力する。また、第二温度センサー１２９ｂは、定着ベルト１２１における前記方向の両端部、即ち、主に第二ヒーター１２２ｂによって加熱される部分の温度を検知して、その検知結果の信号を後述する制御部に出力する。

図４は、実施形態に係るプリンタ１００の定着システムにおける電気回路の一部を示すブロック図である。定着システム１４０は、定着装置１２０、定着電源１３１、紙サイズ検知センサー１３２、制御手段たる制御部１３８などから構成されている。定着電源１３１は、第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂに供給される電圧を出力するものである。この定着電源１３１からのそれらヒーターに供給される電圧の入切や電力調整は、制御部１３８によって制御される。即ち、第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂの発熱のオンオフや、発熱量の調整は、制御部１３８によって制御される。

定着ニップを加熱するヒーターとして、第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂの二つを設けているのは、次に説明する理由による。即ち、センター基準方式で記録紙Ｐを搬送する構成では、比較的小さなサイズの記録紙Ｐを用いる場合、定着ニップの記録紙搬送方向と直交する方向における全域のうち、中央部の領域だけに記録紙Ｐを挟み込ませるので、中央部の領域だけを加熱すればよい。にもかかわらず、両端部の領域も加熱すると、その分だけエネルギーを無駄に消費してしまう。そこで、制御部１３８は、比較的小さなサイズの記録紙Ｐを用いる場合には、定着ニップの中央部を加熱する第一ヒーター１２２ａだけを発熱させ、第二ヒーター１２２ｂに対する電力供給を行わない制御を実施するようになっている。

紙サイズ検知センサー１３２は、給紙カセット１０９ａでシート束の側面を抑える押さえ板の位置を検知した結果に基づいて、給紙カセット１０９ａ内にセットされた記録紙Ｐのサイズを検知し、その検知結果を制御部１３８に送る。制御部１３８は、紙サイズ検知センサー１３２から送られてくるサイズの検知結果に基づいて、記録紙Ｐについて、比較的小さなサイズのものであるのか、比較的大きなサイズのものであるのかを把握する。具体的には、所定サイズ以下である場合に比較的小さなサイズであると判定する一方で、所定サイズを超える場合に比較的大きなサイズであると判定する。あるいは、所定サイズ未満である場合に比較的小さなサイズであると判定する一方で、所定サイズ以上である場合に比較的大きなサイズであると判定する。そして、それらの判定結果に基づいて、第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂの両方に電力供給を行うのか、第一ヒーター１２２ａだけに電力供給を行うのかを決定する。

定着電源１３１は、出力電圧のパルス波のデューティー比を変化させるパルス幅変調方式（ＰＷＭ方式）により、二つのヒーターに対する供給電力を調整することが可能になっている。制御部１３８は、パルス幅変調のための制御信号を定着電源１３１に送ることで、定着電源１３１から二つのヒーターに供給される電力を制御する。この制御により、二つのヒーターのそれぞれについて、発熱量の微調整を行うことが可能である。

ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリー、ＣＰＵなどを具備する制御部１３８は、定着電源１３１からの出力電力を、フィードバック制御（以下、ＦＢ制御と言う）、及びフィードフォワード制御（以下、ＦＦ制御と言う）の二つの方式で制御するようになっている。ＦＢ制御は、定着ベルト１２１の温度（以下、ベルト温度という）を所定の範囲内に維持するように、温度センサー（１２９ａ、１２９ｂ）による温度の検知結果をヒーター（１２２ａ、１２２ｂ）に対する電力供給の入切にフィードバックさせる制御である。このＦＢ制御は、ベルト温度が目標温度からある程度ずれてしまったことを確認した後に、そのずれを修正するようにヒーターへの電力供給を入切するものであるので、どうしても目標温度を中心にしたある程度の範囲内でベルト温度を変動させてしまう。

ＦＦ制御は、記録紙Ｐを搬送する搬送経路内における記録紙Ｐの位置に基づいて、ヒーター（１２２ａ、１２２ｂ）に対する電力供給の入切を決定する制御である。定着ニップに記録紙Ｐが進入すると、定着ニップ内で定着ベルト１２１の熱の一部が記録紙Ｐに奪われることから、定着ベルト１２１の温度が低下する。ＦＢ制御では、温度がある程度まで低下したことを検知してからヒーターに対する電力供給を開始して定着ベルト１２１の温度上昇を促すので、温度変動の発生を回避することができない。これに対し、ＦＦ制御では記録紙Ｐに熱が奪われることに起因する温度低下をきたす前にヒーターに対する電力供給を開始する。これにより、温度変動を抑えることができる。

なお、ＦＦ制御の実施時には、ＦＦ制御による電力供給の入切に起因する供給電力量の増減と、ＦＢ制御による電力供給の入切に起因する供給電力量の増減とを重畳する。このため、ＦＦ制御によって電力供給を開始するタイミングであっても、その開始に起因する供給電力量の増加分よりも、ＦＢ制御によって電力供給を停止したことに起因する供給電力量の低下分が大きくなる場合には、全体の供給電力量を低下させることになる。また、ＦＦ制御による電力供給を停止させるタイミングであっても、その停止に起因する供給電力量の低下分よりも、ＦＢ制御によって電力供給を開始したことに起因する供給電力量の増加分が大きくなる場合には、全体として供給電力量を増加させることになる。

上述したように、基本的には、ＦＦ制御を実施することで、実施しない場合に比べて定着ベルト１２１（定着ニップ）の温度変動を抑えることが可能になる。ところが、第一ヒーター１２２ａ、第二ヒーター１２２ｂとして、互いに昇温特性の異なるものを用いていると、ＦＦ制御を実施しても定着ニップの温度変動を有効に抑えることができなくなるおそれがある。

図５は、第一ヒーター１２２ａ、第二ヒーター１２２ｂの昇温特性を示すグラフである。第一ヒーター１２２ａと第二ヒーター１２２ｂとに時点ｔ_０で同時に通電すると、第二ヒーター１２２ｂは時点ｔ_１で所定の温度Ｔａに達するのに対し、第一ヒーター１２２ｂは時点ｔ１よりも後の時点ｔ_２で温度Ｔａに達する。つまり、第一ヒーター１２２ａにおいては、温度Ｔａに達するまでの所要時間（以下、温度立ち上がり時間という）が第二ヒーター１２２ｂよりも長くなる。これは、第一ヒーター１２２ａの抵抗発熱体の熱容量が第二ヒーター１２２ｂの抵抗発熱体の熱容量よりも大きいからである。抵抗発熱体の体積が大きくなるほど抵抗発熱体の熱容量が大きくなり、熱容量が大きくなるほど温度立ち上がり時間が長くなる。抵抗発熱体の体積は抵抗発熱体の線断面積と線長さとを乗算した値であるので、同じ線断面積の抵抗発熱体であっても、線長さが大きくなるほど、熱容量が大きくなる。また、コイル巻き部のコイル径が同じであれば、コイル巻き部の軸線方向の長さが大きくなるほど、抵抗発熱体の体積が大きくなって、熱容量が大きくなる。これらの理由から、第一ヒーター１２２ａと第二ヒーター１２２ｂとで、互いの熱容量を異ならせてしまうことが一般的であり、その結果、図示のように、互いの昇温特性が異なってしまうのである。また、第一ヒーター１２２ａにおけるコイル巻き部の軸線方向の長さは、第二ヒーター１２２ｂの二つのコイル巻き部の軸線方向長さ合計よりも大きくなる（単位時間あたりの発熱量が多くなる）のが一般的である。このため、図示のように、第一ヒーター１２２ａの温度立ち上がり時間が、第二ヒーター１２２ｂの温度立ち上がり時間よりも長くなるのが一般的である。

以上の構成のプリンタ１００においては、作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋ、光書込装置１０２、及び転写装置１０７が、記録材たる記録紙Ｐにトナー像を形成するトナー像形成手段として機能している。

次に、従来のプリンタにおける不具合について説明する。
図７は、従来のプリンタにおける定着ベルト温度の経時変化の一例と、ＦＦ制御による電力供給の入切に起因する供給電力量の経時変化の一例とを示すグラフである。従来のプリンタにおいては、図示のように、第一ヒーターに対する電力供給を開始するタイミングと、第二ヒーターに対する電力供給を開始するタイミングとを同期させていた（時点ｔａ）。かかる構成では、図示のように、記録紙Ｐの先端が定着ニップの入口に到達する時点ｔｂにおいて、第一ヒーターによって加熱される定着ベルト中央部の温度が目標温度に近くなるものの、第二ヒーターによって加熱される定着ベルト両端部の温度が目標温度よりもかなり高くなってしまう。つまり、定着ベルト両端部の温度変動を有効に抑えることができていない。

なお、時点ｔｂにおいて、第二ヒーターによって加熱される定着ベルト両端部の温度を目標温度付近にするように電力供給の開始タイミングを設定すると、第一ヒーターによって加熱される定着ベルト中央部の温度を目標温度よりもかなり低くしてしまう。つまり、定着ベルト両端部の温度変動を有効に抑えることができるようになる代わりに、定着ベルト中央部の温度変動を有効に抑えることができなくなってしまう。

また、図７は、ＦＦ制御による供給電力量の経時変化と、ＦＢ制御による供給電力量の経時変化とのうち、前者だけを示している。

次に、実施形態に係るプリンタ１００の特徴的な構成について説明する。
図６は、実施形態に係るプリンタ１００における定着ベルト１２１温度の経時変化の一例と、ＦＦ制御による供給電力量の経時変化の一例とを示すグラフである。実施形態に係るプリンタ１００の制御部１３８は、ＦＦ制御において、記録紙Ｐの先端を定着ニップ入口に到達させる時点ｔｂよりも０．６秒早い時点ｔａ_１で第一ヒーター１２２ａに対する電力供給を開始する。また、時点ｔｂよりも０．４秒早い時点ｔａ_２で第二ヒーター１２２ｂに対する電力供給を開始する。これにより、温度立ち上がり時間のより長い第一ヒーター１２２ａによって加熱される定着ベルト１２１の中央部と、温度立ち上がり時間のより短い第二ヒーター１２２ｂによって加熱される定着ベルト１２１の両端部とが時点ｔｂで目標温度付近まで昇温する。つまり、定着ベルト１２１の中央部、両端部の何れにおいても、ＦＦ制御によって温度変動を有効に抑えることができている。従って、定着温度変動に起因する画像の光沢ムラや、記録紙Ｐから定着ベルト１２１へのトナーのホットオフセットによる画像劣化などを有効に抑えることができる。

制御部１３８は、図６における時点ｔａ_１や時点ｔａ_２を、次のようにして把握する。即ち、上述したレジスト駆動タイミングから所定時間Ａが経過したタイミングを時点ｔａ_１とみなし、レジスト駆動タイミングから所定時間Ｂ（Ａ＜Ｂ）が経過したタイミングを時点ｔａ_２とみなす。つまり、レジスト駆動タイミングからの経過時間に基づいて時点ｔａ_１、時点ｔａ_２を把握する。なお、時点ｔａ_１や時点ｔａ_２を把握する方法は、これに限られるものではない。例えば、感光体１０３に対する光書込を開始したタイミングに基づいて、時点ｔａ_１や時点ｔａ_２を把握してもよい。

なお、図６における時点ｔａ_１は、記録紙Ｐの先端を定着ニップ入口よりも記録紙搬送方向の上流側における所定の第一位置に到達させるタイミングである。また、時点ｔａ_２は、記録紙Ｐの先端を定着ニップ入口よりも記録紙搬送方向の上流側における所定の第二位置に到達させるタイミングである。そして、第一位置は、第二位置よりも記録紙搬送方向の上流側である。

図６においては、記録紙Ｐとして比較的大きなサイズのものが用いられていることに起因して、第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂの両方に対して電力供給が行われる場合における供給電力量の経時変化を示している。比較的小さなサイズの記録紙Ｐが用いられる場合には、図６のグラフの例とは異なり、第二ヒーター１２２ｂに対する電力供給は行われない。

図６における時点ｔｃは、記録紙Ｐの後端を定着ニップ出口から排出した瞬間のタイミングである。制御部１３８は、レジスト駆動タイミングから所定時間Ｃ（Ｂ＜Ｃ）が経過したタイミングを時点ｔｃとみなす。なお、時点ｔｃを把握する方法は、これに限られるものではない。例えば、感光体１０３に対する光書込を開始したタイミングに基づいて、時点ｔｃを把握してもよい。

図６に示されるように、制御部１３８は、ＦＦ制御において、記録紙Ｐの後端が定着ニップの出口に到達するタイミングとしての時点ｔｃにおいて、第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂに対する電力供給を停止させる。これにより、定着ニップから熱を奪う記録紙Ｐが定着ニップから排出されたにもかかわらず、ＦＦ制御によって二つのヒーターに電力を供給し続けることによる定着ニップの過剰な温度上昇の発生を回避することができる。

なお、時点ｔａ_１、時点ｔａ_２については、第一ヒーター１２２ａ、第二ヒーター１２２ｂの温度立ち上がり時間に基づいて、時点ｔｂよりも０．６秒前、０．４秒前に設定している。時点ｔｂよりもどの程度早いタイミングにするのかについては、ヒーターの昇温特性に基づいて設定すべき事項であることから、０．６秒前、０．４秒前に限定されるものではない。

また、定着装置１２０における熱源の個数は、第一ヒーター１２２ａ及び第二ヒーター１２２ｂの二つに限られるものではなく、熱源を３個以上設けてもよい。

また、日本国の家庭用電源は１００［Ｖ］であるが、日本以外の各国における家庭用電源の定格電圧は様々であり、同じヒーターであっても定格電圧に応じて昇温特性が異なってくる。よって、実施形態に係るプリンタ１００を、世界各国に輸出する場合には、その輸出先の国の定格電圧に応じて、時点ｔａ_１、時点ｔａ_２を国毎に適宜異ならせることが望ましい。

また、プリンタ１００においては、プリンタ１００内の各機器の駆動制御を担う制御部１３８を、第一ヒーター１２２ａや第二ヒーター１２２ｂに対する供給電力を制御する制御手段として用いているが、定着装置１００専用の定着制御手段を設けてもよい。この場合、各機器の駆動制御を担う制御部１３８から定着制御手段に対してレジスト駆動タイミングなど、時点ｔａ_１、時点ｔａ_２及び時点ｔｃを把握するための基準となるタイミングの信号を送信させるようにすればよい。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
態様Ａは、定着ニップを加熱する第一熱源（例えば第一ヒーター１２２ａ）及び第二熱源（例えば第二ヒーター１２２ｂ）を具備する定着装置（例えば定着装置１２０）と、前記定着ニップを含む搬送経路内で搬送される記録材（例えば記録紙Ｐ）の位置に基づくフィードフォワード制御によって所定のタイミングで前記第一熱源や前記第二熱源に対する電力の供給を開始する制御手段（例えば制御部１３８）とを有し、前記定着ニップ内に挟み込んだ記録材に対してトナー像を定着せしめる定着システム（例えば定着システム１４０）において、前記フィードフォワード制御にて、前記第一熱源に対する電力の供給を開始するタイミングと、前記第二熱源に対する電力の供給を開始するタイミングとを異ならせるように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

態様Ａにおいては、次に説明する理由により、定着装置の熱源たる第一熱源、第二熱源として互いに昇温特性の異なるものを用いても、定着ニップの温度変動を有効に抑えることができる。
即ち、定着装置の複数の熱源で互いの昇温特性を異ならせてしまう理由は、複数の熱源として、それぞれによって加熱される定着ニップ箇所の面積の違いに起因して互いに異なる熱容量のものを用いているためであることが一般的である。従来装置のフィードフォワード制御では、定着装置の第一熱源に対する電力の供給を開始するタイミングと、第二熱源に対する電力の供給を開始するタイミングとを互いに同じにしている。かかる構成において、第一熱源、第二熱源の昇温特性が互いに異なっているとする。すると、記録材を定着ニップ入口あるいはその近傍まで移動させたときに、第一熱源によって加熱される定着ニップ箇所の温度と、第二熱源によって加熱される定着ニップ箇所の温度とを異ならせてしまう。このため、定着ニップ全体として、ニップ内の温度変動を有効に抑えることができなくなってしまう。
そこで、態様Ａでは、フィードフォワード制御において、第一熱源に対する電力の供給を開始するタイミングと、第二熱源に対する電力の供給を開始するタイミングとを互いに異ならせる。これにより、第一熱源、記録材を定着ニップ入口あるいはその近傍まで移動させたときに、第一熱源によって加熱される定着ニップ箇所の温度と、第二熱源によって加熱される定着ニップ箇所の温度とをほぼ同じにすることが可能になる。よって、第一熱源、第二熱源として互いに昇温特性の異なるものを用いても、定着ニップの温度変動を有効に抑えることができる。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記フィードフォワード制御にて、記録材の先端を前記搬送経路における所定の第一位置に到達させるタイミングで前記第一熱源に対する電力の供給を開始する一方で、記録材の先端を前記第一位置とは異なる所定の第二位置に到達させるタイミングで前記第二熱源に対する電力の供給を開始するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、記録紙の先端を第一位置に到達させるタイミングで第一熱源に対する電力の供給を開始することで、記録紙の先端を所定位置に到達させるタイミングで第一熱源の発熱量を所望の値まで上昇させることができる。加えて、記録紙の先端を第二位置に到達させるタイミングで第二熱源に対する電力の供給を開始することで、記録紙の先端を前記所定位置に到達させるタイミングで第二熱源の発熱量を所望の値まで上昇させることができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記第一熱源として、前記第二熱源とは単位時間あたりの発熱量が異なるものを用い、且つ、前記第一位置、前記第二位置のそれぞれとして、前記定着ニップよりも記録材搬送方向の上流側の位置を採用したことを特徴とするものである
かかる構成では、第一熱源、第二熱源として、それぞれによって加熱される定着ニップ箇所の面積に応じた発熱量のものを用いることで、それぞれの定着ニップ箇所において、記録材に奪われる熱量と、加熱によって与えられる熱量との調和を図る。これにより、それぞれの定着ニップ箇所について記録材を定着ニップに通しているとき（以下、通紙時という）の温度を安定化させて、定着ニップ全体として、通紙時の温度を安定化させることができる。
また、第一位置、第二位置を何れも定着ニップよりも上流側にすることで、記録材を定着ニップに進入させるのに先立って、第一熱源や第二熱源に対する電力の供給の開始する。これにより、電力の供給を開始してから、それぞれの熱源の発熱量を所望の値に上昇させるまでのタイムラグを通紙前に消化して、記録材を定着ニップに進入させるときにそれぞれの熱源を所望の発熱量にすることができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ｃにおいて、前記フィードフォワード制御にて、記録材の後端を前記定着ニップの入口よりも記録材搬送方向の下流側の所定位置に到達させるタイミングで前記第一熱源及び前記第二熱源に対する電力の供給を停止させるように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
かかる構成では、記録材を定着ニップから排出したにもかかわらず、第一熱源、第二熱源に対する電力の供給を続けることによる定着ニップの温度過多の発生を回避して、定着ニップの温度安定化を図ることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｃ又はＤにおいて、前記第一熱源を、前記定着ニップにおける記録材搬送方向と直交する方向の中央部を加熱する熱源として用い、前記第二熱源を、前記定着ニップにおける前記方向の両端部を加熱する熱源として用い、且つ、所定サイズを超える又は前記所定サイズ以上の記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記第一熱源及び前記第二熱源の両方に対して前記フィーフォフォワード制御を実施する一方で、前記所定サイズ以下又は前記所定サイズを下回る記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記両方のうち、前記第一熱源に対してだけ前記フィードフォワード制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
かかる構成では、比較的サイズの小さい記録材を用いる場合に、そのサイズの記録材の加熱には関与しない第二熱源に対する電力供給を停止させることで、省エネルギー化を図ることができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｅにおいて、前記第一熱源として、前記第二熱源よりも単位時間あたりの発熱量が多いものを用いたことを特徴とするものである。
かかる構成では、定着ニップ両端部より大面積になることが一般的である定着ニップ中央部を加熱する第一熱源として、第二熱源よりも単位時間あたりの発熱量が多いものを用いることで、次のことが可能になる。即ち、それぞれの熱源の発熱量をそれぞれによって加熱する定着ニップ箇所（定着ニップ中央部、両端部）の面積に応じたものにして、定着ニップ全体としてニップ内の温度の安定化を図ることができる。

［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｆであって、前記第一位置が、前記第二位置よりも記録材搬送方向の上流側であることを特徴とするものである。
かかる構成では、単位時間あたりの発熱量の違いから、温度立ち上がり時間が第二熱源よりも長くなる第一熱源に対する電力の供給開始タイミングを、第二熱源に対する電力の供給開始タイミングよりも早くする。これにより、記録材を定着ニップ入口又はその近傍まで移動させたときに、第一熱源によって加熱する定着ニップ中央部の温度と、第二熱源によって加熱する定着ニップ両端部の温度とをほぼ同じにすることができる。

［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｇであって、記録材の先端を前記第一位置に到達させるタイミング、記録材の先端を前記第二位置に到達させるタイミングのそれぞれが、記録材の先端を前記入口に到達させるタイミングよりも０．１秒以上前のタイミングであり、且つ、記録材の先端を前記泰一位置に到達させるタイミングが、記録材の先端を前記第二位置に到達させるタイミングよりも０．１秒以上前のタイミングであることを特徴とするものである。
かかる構成では、第一熱源、第二熱源の両方について上記タイムラグを通紙前に消化することができる。加えて、第一熱源、第二熱源の昇温特性が互いに大きく異なる場合であっても、記録材を定着ニップ入口またはその近傍まで移動させたときに、それぞれの熱源によって加熱される定着ニップ箇所の温度をほぼ同じにすることができる。

［態様Ｉ］
態様Ｉは、態様Ａ〜Ｈの何れかにおいて、前記定着ニップ、又は前記定着ニップを形成するニップ形成部材（例えば定着ベルト１２１、加圧ローラ１２６）の温度を検知する温度検知手段（例えば第一温度センサー１２９ａ、第二温度センサー１２９ｂ）を設け、前記温度検知手段による検知結果に基づいて前記第一熱源及び前記第二熱源に対する供給電力を増減させるフィードバック処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
かかる構成では、フィードフォワード制御だけを実施してフィードバック制御を実施しない構成に比べて、定着ニップの温度を目標温度付近でより安定化させることができる。

［態様Ｊ］
態様Ｊは、記録材にトナー像を形成するトナー像形成手段（例えば作像ユニット１０１Ｙ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｂｋ、光書込装置１０２、及び転写装置１０７）と、記録材にトナー像を定着せしめる定着システム（例えば定着システム１４０）とを備える画像形成装置（例えばプリンタ１００）において、前記定着システムとして、態様Ａ〜Ｉの何れかを用いたことを特徴とするものである。

１００：プリンタ（画像形成装置）
１０１：作像ユニット（トナー像形成手段の一部）
１０２：光書込装置（トナー像形成手段の一部）
１０７：転写装置（トナー像形成手段の一部）
１２０：定着装置
１２１：定着ベルト（ニップ形成部材）
１２２ａ：第一ヒーター（第一熱源）
１２２ｂ：第二ヒーター（第二熱源）
１２６：加圧ローラ（ニップ形成部材）
１２９ａ：第一温度センサー（温度検知手段）
１２９ｂ：第二温度センサー（温度検知手段）
１３８：制御部（制御手段）
１４０：定着システム
Ｐ：記録紙（記録材）
時点ｔａ_１：第一先端到達タイミング
時点ｔａ_２：第二先端到達タイミング

特開２０１５−１４５９４８号公報

Claims (7)

1. 定着ニップを加熱する第一熱源及び第二熱源を具備する定着装置と、前記定着ニップを経由する搬送経路内で搬送される記録材の位置に基づくフィードフォワード制御によって所定のタイミングで前記第一熱源や前記第二熱源に対する電力の供給を開始する制御手段とを有し、前記定着ニップ内に挟み込んだ記録材に対してトナー像を定着せしめる定着システムにおいて、
   前記フィードフォワード制御にて、記録材の先端を前記搬送経路における所定の第一位置に到達させるタイミングで前記第一熱源に対する電力の供給を開始する一方で、記録材の先端を前記第一位置とは異なる所定の第二位置に到達させるタイミングで前記第二熱源に対する電力の供給を開始するように、前記制御手段を構成し、
   前記第一熱源として、前記第二熱源とは単位時間あたりの発熱量が異なるものを用い、且つ、前記第一位置、前記第二位置のそれぞれとして、前記定着ニップの入口よりも記録材搬送方向の上流側の位置を採用し、
   前記第一熱源を、前記定着ニップにおける記録材搬送方向と直交する方向の中央部を加熱する熱源として用い、前記第二熱源を、前記定着ニップにおける前記方向の両端部を加熱する熱源として用い、且つ、所定サイズを超える又は前記所定サイズ以上の記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記第一熱源及び前記第二熱源の両方に対して前記フィードフォワード制御を実施する一方で、前記所定サイズ以下又は前記所定サイズを下回る記録材に対してトナー像を定着させる場合には前記両方のうち、前記第一熱源に対してだけ前記フィードフォワード制御を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする定着システム。
2. 請求項１の定着システムにおいて、
   前記フィードフォワード制御にて、記録材の後端を前記定着ニップの入口よりも記録材搬送方向の下流側の所定位置に到達させるタイミングで前記第一熱源及び前記第二熱源に対する電力の供給を停止させるように、前記制御手段を構成したことを特徴とする定着システム。
3. 請求項１又は２の定着システムにおいて、
   前記第一熱源として、前記第二熱源よりも単位時間あたりの発熱量が多いものを用いたことを特徴とする定着システム。
4. 請求項３の定着システムであって、
   前記第一位置が、前記第二位置よりも記録材搬送方向の上流側であることを特徴とする定着システム。
5. 請求項４の定着システムであって、
   記録材の先端を前記第一位置に到達させるタイミング、記録材の先端を前記第二位置に到達させるタイミングのそれぞれが、記録材の先端を前記入口に到達させるタイミングよりも０．１秒以上前のタイミングであり、且つ、記録材の先端を前記第一位置に到達させるタイミングが、記録材の先端を前記第二位置に到達させるタイミングよりも０．１秒以上前のタイミングであることを特徴とする定着システム。
6. 請求項１乃至５の何れかの定着システムにおいて、
   前記定着ニップ、又は前記定着ニップを形成するニップ形成部材の温度を検知する温度検知手段を設け、
   前記温度検知手段による検知結果に基づいて前記第一熱源及び前記第二熱源に対する供給電力を増減させるフィードバック処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする定着システム。
7. 記録材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、記録材にトナー像を定着せしめる定着システムとを備える画像形成装置において、
   前記定着システムとして、請求項１乃至６の何れかの定着システムを用いたことを特徴とする画像形成装置。

Images