(57)【要約】【課題】低温低湿環境下などの記録材の抵抗が上昇してしまう場合でも画像不良の発生を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】画像形成部が記録材に画像を形成する前に、記録材を定着部が加熱する予備加熱モードを有し、予備加熱モードにおいて、定着部のヒータが有する複数の発熱体により加熱される複数の加熱領域のうち記録材において画像が形成されることになる画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度を、複数の加熱領域のうち記録材において画像が形成されない非画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度よりも高くする。【選択図】図８
2020194044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを有し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱して記録材に定着させる定着部と、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
を備える画像形成装置において、
前記画像形成部が記録材に画像を形成する前に、記録材を前記定着部が加熱する予備加熱モードを有し、
前記予備加熱モードにおいて、前記複数の発熱体により加熱される複数の加熱領域のうち前記記録材において画像が形成されることになる画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度を、前記複数の加熱領域のうち前記記録材において画像が形成されない非画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度よりも高くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記予備加熱モードにおいて、前記記録材に形成されることになる画像に、前記搬送方向と直交する方向における幅が所定の幅よりも狭い画像部が含まれる場合には、前記搬送方向と直交する方向において前記画像部の両隣の前記非画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度を、その他の前記非画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度よりも高くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
環境情報を検知する検知手段をさらに備え、
前記検知手段が所定の低温低湿環境を検知した場合に、前記予備加熱モードが実行されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記予備加熱モードにおいて、前記画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度は、前記環境情報、前記記録材の情報の少なくとも一つに基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検知手段が所定の低温低湿環境を検知した場合、
前記画像形成部は、前記予備加熱モードが実行された後、前記検知手段が検知した環境情報に基づいて設定される転写電圧を利用して、画像を記録材に転写することを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記予備加熱モードが実行された後に、画像を記録材に転写するために利用される前記転写電圧の絶対値は、前記予備加熱モードが実行されずに画像を記録材に転写するために利用される転写電圧の絶対値よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着部を通過した記録材を、その表裏を反転させて、前記画像形成部の上流まで搬送することが可能な搬送手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ヒータの温度を前記複数の加熱領域に対応した複数の領域ごとに検知する温度検知手段をさらに備え、
前記制御部は、前記温度検知手段が検知する温度に基づいて、前記複数の発熱体に供給する電力を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部が、前記ヒータの内面に接触する筒状のフィルムと、前記フィルムの外面との間で記録材を挟持するニップ部を形成する加圧部材と、をさらに有し、前記ニップ部で挟持した記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置として、像担持体に形成した静電潜像をトナーにより現像し、現像したトナー像を、転写部において転写部材に転写電圧値を印加して、記録材等の被転写体に転写する構成の装置がある。このような画像形成装置では、転写部材として電気抵抗１０Ｅ６〜１０Ｅ９Ω程度の導電性弾性体を金属などからなるシャフトの周囲に構成したローラや、電気抵抗１０Ｅ７〜１０Ｅ１１Ω程度の無端状の弾性ベルトなどが用いられる。また、装置が使用される環境や通紙モードなどの条件に応じて転写制御が最適になるように、転写制御手段により転写電圧が制御されるという特徴を持つ。しかしながら、低温低湿環境においては、転写部材の抵抗が高くなることに起因して、転写制御手段で決定された転写電圧値が転写高圧トランスの最大印加可能電圧値よりも高くなってしまうことがある。この結果、転写電流が不足してトナーを十分転写できない「ボソ」と呼ばれる画像不良が発生する場合がある。そこで、これを回避するために、特許文献１では、転写制御手段で決定された転写電圧値が転写高圧トランスの最大印加可能電圧値よりも高い場合には、通常作像時より遅いプロセススピードで動作させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０２０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、記録材として使用される一般的な印刷用紙の電気抵抗は、含水率と温度によって変化し、特に低温低湿環境下では抵抗が高くなる。その結果、低温低湿環境下では、転写部材だけでなく記録材の抵抗も上昇し「ボソ」の回避に必要となる転写電圧値が高くなる。ところが、記録材にこのような高い転写電圧を印加すると、記録材が局所的に絶縁破壊を起こし、部分的に過剰な転写電流が流れることで、「突抜け」と呼ばれるピンホール状の画像不良が発生することがある。即ち、低温低湿環境下で抵抗の高い記録材を使用した場合、「ボソ」と、「突抜け」に対してどちらの画像不良も防止することが困難な場合がある。つまり、特許文献１にあるように通常作像時よりも遅いプロセススピードで動作させただけでは、記録材の抵抗上昇に起因する転写不良までは改善することができない場合があるという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、低温低湿環境下などの記録材の抵抗が上昇してしまう場合でも画像不良の発生を抑制することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材の搬送方向と直交する方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータを有し、記録材に形成された画像を前記ヒータの熱を利用して加熱して記録材に定着させる定着部と、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御する制御部と、
を備える画像形成装置において、
前記画像形成部が記録材に画像を形成する前に、記録材を前記定着部が加熱する予備加熱モードを有し、
前記予備加熱モードにおいて、前記複数の発熱体により加熱される複数の加熱領域のうち前記記録材において画像が形成されることになる画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度を、前記複数の加熱領域のうち前記記録材において画像が形成されない非画像領域を加熱する加熱領域を加熱するための発熱体の電力供給における制御目標温度よりも高くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低温低湿環境下などの記録材の抵抗が上昇してしまう場合でも画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の画像形成装置の断面図
【図２】実施例１の像加熱装置の断面図
【図３】実施例１のヒータ構成図
【図４】実施例１のヒータ制御回路図
【図５】実施例１の片面プリント時の加熱領域を示す図
【図６】実施例１の片面プリント時の加熱領域の分類に関する具体例
【図７】記録材の電気抵抗の温度、含水率依存性を示す図
【図８】実施例１の片面プリント時の予備加熱領域の分類に関する具体例
【図９】実施例１の両面プリントの評価に使用した画像パターンを説明する図
【図１０】実施例１の両面プリント時の予備加熱領域の分類に関する具体例
【図１１】実施例１の両面プリント時の表面の加熱領域の分類に関する具体例
【図１２】実施例１の両面プリント時の裏面の加熱領域の分類に関する具体例
【図１３】実施例２の印字幅と転写電流の関係を説明する図
【図１４】実施例２の評価に使用した画像パターンを説明する図
【図１５】実施例２の予備加熱領域の分類に関する具体例
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここでは電子写真方式を利用して記録材Ｐ上に画像を形成するレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【００１１】
１．画像形成装置の構成
図１は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の例示的な構成図である。ビデオコントローラ１２０は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理するものである。制御部１１３はビデオコントローラ１２０と接続されており、ビデオコントローラ１２０からの指示に応じて画像形成装置を構成する各部を制御するものである。ビデオコントローラ１２０が外部装置からプリント指示をうけると、以下の動作で画像形成が実行される。
【００１２】
画像形成装置１００は記録材Ｐを給送ローラ１０２で給送して、レジストローラ１５３を経由した後、中間転写体１０３に向けて搬送する。感光ドラム１０４は、不図示の駆動モータの動力によって所定の速度で反時計回り方向に回転駆動され、その回転過程で一次帯電器１０５によって一様に帯電処理される。画像信号に対応して変調されたレーザ光がレーザビームスキャナ１０６から出力され、感光ドラム１０４上を選択的に走査露光して静電潜像を形成する。現像器１０７は、現像剤担持体である現像ローラを備え、であり、静電潜像に現像剤である粉体トナーを付着させてトナー像（現像剤像）として可視像化する。像担持体である感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写体１０３上に一次転写される。
【００１３】
ここで、感光ドラム１０４、一次帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色分がそれぞれ配置されている。そして、４色分のトナー像が同じ手順で順次中間転写体１０３上に重ねて転写される。中間転写体１０３上に転写されたトナー像は、対向ローラ１０９と転写ローラ１０８で形成される二次転写部において、転写ローラ１０８に印加された転写電圧により記録材Ｐ上に二次転写される。以上の記録材Ｐに未定着画像を形成するまでの構成が画像形成部を構成している。
その後、定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）２００が、ヒータ３００の熱を利用して記録材Ｐを加熱及び加圧することによりトナー像が定着される。
【００１４】
片面印字の場合は、搬送路１５０を経由して排紙ローラ１５２によって画像形成物として機外へ排出される。
両面印字の場合は、表面に画像が形成された記録材Ｐを、搬送路１５０を経由して排紙ローラ１５２まで搬送した後、機外へ排出せずに排紙ローラ１５２を逆回転させることにより巻き戻し（搬送方向を逆方向にし）、両面搬送路１５１へ搬送する。そして、両面搬送路１５１を経由させて表裏を反転した状態として画像形成部の上流に戻した後、レジストローラ１５３から再給紙を行い、上記の画像形成プロセスを繰り返すことにより、記録材Ｐの裏面の画像形成を行う。
【００１５】
制御部１１３は、記録材Ｐの搬送路上の、搬送センサ１１４、レジストセンサ１１５、定着前センサ１１６、定着排紙センサ１１７によって、記録材Ｐの搬送状況を管理する。また、制御部１１３は、定着装置２００の温度制御プログラムおよび温度制御テーブルを記憶する記憶部を有し、環境情報として温湿度センサ（検知手段）１８０の検知結果に基づいて定着装置２００の温度制御を行う。制御部１１３は後述する方法により、ビデオコントローラ１２０から受信した画像情報に基づいて、定着装置２００の温度制御を行う。
【００１６】
商用の交流電源４０１に接続されたヒータ駆動手段としての制御回路４００は、定着装置２００への電力供給を行う。
また、感光ドラムや中間転写体を回転させるモータやレーザスキャナ等の画像形成時に動作するモータやユニットなどの駆動も、交流電源４０１からの電力供給により行われる。二次転写部材である転写ローラ１０８には、高電圧電源回路４０８から転写バイアスが印加される。
【００１７】
２．定着装置（像加熱装置）の構成
図２は、本実施例の像加熱装置としての定着装置２００の断面図である。定着装置２００は、加熱回転体としての定着フィルム２０２と、定着フィルム２０２の内面に接触するヒータ３００と、定着フィルム２０２の外面に接触する加圧回転体としての加圧ローラ（加圧部材）２０８と、金属ステー２０４と、を有する。加圧ローラ２０８は、定着フィルム２０２を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する。
【００１８】
定着フィルム２０２は、筒状に形成された複層耐熱フィルムであり、ポリイミド等の耐熱樹脂、またはステンレス等の金属を基層としている。また、定着フィルム２０２の表面には、トナーの付着防止や記録材Ｐとの分離性を確保するため、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（ＰＦＡ）等の離型性にすぐれた耐熱樹脂を被覆して離型層を形成してある。更に、カラー画像を形成する装置では、画質向上のため、上記基層と離型層の間にシリコーンゴム等の耐熱ゴムを弾性層として形成してもよい。加圧ローラ２０８は、鉄やアルミニウム等の材質の芯金２０９と、シリコーンゴム等の材質の弾性層２１０を有する。ヒータ３００は、耐熱樹脂製のヒータ保持部材２０１に保持されており、定着ニップ部Ｎ内に複数の発熱体によって加熱される複数の加熱領域Ａ１〜Ａ７（詳細は後述する）を設けて加熱することで、定着フィルム２０２を加熱する。ヒータ保持部材２０１は定着フィルム２０２の回転を案内するガイド機能も有している。ヒータ３００には、定着ニップ部Ｎの反対側に電極Ｅが設けられており、電気接点Ｃより電極Ｅに給電を行っている。金属ステー２０４は、不図示の加圧力を受けて、ヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８向けて付勢する。また、ヒータ３００の異常発熱により作動してヒータ３００に供給する電力を遮断するサーモスイッチや温度ヒューズ等の安全素子２１２が、ヒータ３００に当接している。
【００１９】
加圧ローラ２０８は、不図示のモータから動力を受けて矢印Ｒ１方向に回転する。加圧ローラ２０８が回転することによって、定着フィルム２０２が従動して矢印Ｒ２方向に回転する。定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｐを挟持搬送しつつ定着フィルム２０２の熱を与えることで、記録材Ｐ上の未定着トナー画像は定着処理される。また、定着フィルム２０２の摺動性を確保し安定した従動回転状態を得るために、ヒータ３００と定着フィルム２０２の間には、耐熱性の高いグリース（不図示）を介在させている。
【００２０】
３．ヒータの構成
図３を用いて、本実施例に係るヒータ３００の構成を説明する。図３（Ａ）はヒータ３００の層構成を示す断面図、図３（Ｂ−１）から（Ｂ−４）はヒータ３００の各層の平面図、図３（Ｃ）はヒータ３００への電気接点Ｃの接続方法を説明する図である。
図３（Ｂ−１）から（Ｂ−４）には、本実施例の画像形成装置１００における記録材Ｐの搬送基準位置Ｘを示してある。本実施例における搬送基準は中央基準となっており、記録材Ｐも中心線が搬送基準位置Ｘに沿うように搬送される。また、図３（Ａ）は、搬送基準位置Ｘにおけるヒータ３００の断面図となっている。
【００２１】
ヒータ３００は、セラミックス製の基板３０５と、基板３０５上に設けられた裏面層１と、裏面層１を覆う裏面層２と、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられた摺動面層１と、摺動面層１を覆う摺動面層２と、より構成される。
【００２２】
図３（Ｂ−２）に示す裏面層１は、ヒータ３００の長手方向に沿って設けられている導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）を有する。導電体３０１は、導電体３０１ａと３０１ｂに分離されており、導電体３０１ｂは、導電体３０１ａに対して記録材Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。
また、裏面層１は、導電体３０１ａ、３０１ｂに平行して設けられた導電体３０３（３０３−１〜３０３−７）を有する。導電体３０３は、導電体３０１ａと導電体３０１ｂの間にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている。
更に、裏面層１は、発熱体３０２ａ（３０２ａ−１〜３０２ａ−７）と発熱体３０２ｂ（３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）を有する。発熱体３０２ａは、導電体３０１ａと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ａと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。発熱体３０２ｂは、導電体３０１ｂと導電体３０３の間に設けられており、導電体３０１ｂと導電体３０３を介して電力を供給することにより発熱する。
【００２３】
導電体３０１と導電体３０３と発熱体３０２ａと発熱体３０２ｂとから構成される発熱部位は、ヒータ３００の長手方向に対し７つの発熱ブロック（ＨＢ１〜ＨＢ７）に分割されている。すなわち、発熱体３０２ａは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ａ−１〜３０２ａ−７の７つの領域に分割されている。また、発熱体３０２ｂは、ヒータ３００の長手方向に対し、発熱体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７の７つの領域に分割されている。更に、導電体３０３は、記録材の搬送方向と直交する方向に並ぶように分割配置された発熱体３０２ａ、３０２ｂの分割位置に合わせて、導電体３０３−１〜３０３−７の７つの領域に分割されている。
本実施例の発熱範囲は、発熱ブロックＨＢ１の図中左端から発熱ブロックＨＢ７の図中右端までの範囲であり、その全長は２２０ｍｍである。また、各発熱ブロックの長手方向長さは、すべて同じ約３１ｍｍとしているが、長さを異ならせても構わない。
【００２４】
また、裏面層１は、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）を有する。電極Ｅ１〜Ｅ７は、それぞれ導電体３０３−１〜３０３−７の領域内に設けられており、導電体３０３−１〜３０３−７を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７それぞれに電力供給するための電極である。電極Ｅ８−１、Ｅ８−２は、ヒータ３００の長手方向端部に導電体３０１に接続するよう設けられており、導電体３０１を介して発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力供給するための電極である。本実施例ではヒータ３００の長手方向両端に電極Ｅ８−１、Ｅ８−２を設けているが、例えば、電極Ｅ８−１のみを片側に設ける構成でも構わない。また、導電体３０１ａ、３０１ｂに対し共通の電極で電力供給を行っているが、導電体３０１ａと導電体３０１ｂそれぞれに個別の電極を設け、それぞれ電力供給を行っても構わない。
【００２５】
図３（Ｂ−１）に示す裏面層２は、絶縁性を有する表面保護層３０７より構成（本実施例ではガラス）されており、導電体３０１、導電体３０３、発熱体３０２ａ、３０２ｂを覆っている。また、表面保護層３０７は、電極Ｅの箇所を除いて形成されており、電極Ｅに対して、ヒータの裏面層２側から電気接点Ｃを接続可能な構成となっている。
【００２６】
図３（Ｂ−３）に示す摺動面層１は、基板３０５上の裏面層１とは反対側の面に設けられ、各発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の温度を検知するためのサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、およびＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）を有している。サーミスタＴＨは、ＰＴＣ特性、若しくはＮＴＣ特性（本実施例ではＮＴＣ特性）を有した材料から成り、その抵抗値を検出することにより、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。また、摺動面層１は、サーミスタＴＨに通電しその抵抗値を検出するため、導電体ＥＴ（ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、およびＥＴ２−５〜ＥＴ２−７）と導電体ＥＧ（ＥＧ１、ＥＧ２）とを有している。導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４は、それぞれサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続されている。導電体ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７は、それぞれサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続されている。導電体ＥＧ１は、４つのサーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＧ２は、３つのサーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７に接続され、共通の導電経路を形成している。導電体ＥＴおよび導電体ＥＧは、それぞれヒータ３００の長手に沿って長手端部まで形成され、ヒータ長手端部において不図示の電気接点を介して制御回路４００と接続されている。
【００２７】
図３（Ｂ−４）に示す摺動面層２は、摺動性と絶縁性を有する表面保護層３０８より構成（本実施例ではガラス）されており、サーミスタＴＨ、導電体ＥＴ、導電体ＥＧを覆うとともに、定着フィルム２０２内面との摺動性を確保している。また、表面保護層３０８は、導電体ＥＴおよび導電体ＥＧに対して電気接点を設けるために、ヒータ３００の長手両端部を除いて形成されている。
【００２８】
続いて、各電極Ｅへの電気接点Ｃの接続方法を説明する。図３（Ｃ）は、各電極Ｅへ電
気接点Ｃを接続した様子をヒータ保持部材２０１側から見た平面図である。ヒータ保持部材２０１には、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対応する位置に貫通穴が設けられている。各貫通穴位置において、電気接点Ｃ（Ｃ１〜Ｃ７、およびＣ８−１、Ｃ８−２）が、電極Ｅ（Ｅ１〜Ｅ７、およびＥ８−１、Ｅ８−２）に対して、バネによる付勢や溶接などの手法によって電気的に接続されている。電気接点Ｃは、金属ステー２０４とヒータ保持部材２０１の間に設けられた不図示の導電材料を介して、後述するヒータ３００の制御回路４００と接続されている。
【００２９】
４．ヒータ制御回路の構成
図４は実施例１のヒータ３００の制御回路４００の回路図を示す。画像形成装置１００には商用の交流電源４０１が接続されている。ヒータ３００の電力制御は、トライアック４１１〜トライアック４１７の通電／遮断により行われる。トライアック４１１〜４１７は、それぞれ、ＣＰＵ４２０からのＦＵＳＥＲ１〜ＦＵＳＥＲ７信号に従って動作する。トライアック４１１〜４１７の駆動回路は省略して示してある。
【００３０】
ヒータ３００の制御回路４００は、７つのトライアック４１１〜４１７によって、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を独立制御可能な回路構成となっている。
ゼロクロス検知部４２１は交流電源４０１のゼロクロスを検知する回路であり、ＣＰＵ４２０にＺＥＲＯＸ信号を出力している。ＺＥＲＯＸ信号は、トライアック４１１〜４１７の位相制御や波数制御のタイミングの検出等に用いている。
【００３１】
次に、ヒータ３００の温度検知方法について説明する。ヒータ３００の温度検知は、温度検知手段であるサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、ＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）によって行われる。サ−ミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４と抵抗４５１〜４５４との分圧がＴｈ１−１〜Ｔｈ１−４信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈ１−１〜Ｔｈ１−４信号を温度に変換している。同様に、サ−ミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７と抵抗４６５〜４６７との分圧が、Ｔｈ２−５〜Ｔｈ２−７信号としてＣＰＵ４２０で検知されており、ＣＰＵ４２０にてＴｈ２−５〜Ｔｈ２−７信号を温度に変換している。
【００３２】
ＣＰＵ４２０の内部処理では、後述する各発熱ブロックの制御温度（制御目標温度）ＴＧＴｉと、サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御（比例積分制御）により、供給するべき電力を算出している。更に、供給する電力を、電力に対応した位相角（位相制御）や、波数（波数制御）の制御レベルに換算し、その制御条件によりトライアック４１１〜４１７を制御している。
【００３３】
リレー４３０、リレー４４０は、故障などによりヒータ３００が過昇温した場合、ヒータ３００への電力遮断手段として用いている。
【００３４】
リレー４３０、及びリレー４４０の回路動作を説明する。ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４３３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに通電され、リレー４３０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４３０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４３０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。同様に、ＲＬＯＮ信号がＨｉｇｈ状態になると、トランジスタ４４３がＯＮ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに通電され、リレー４４０の１次側接点はＯＮ状態になる。ＲＬＯＮ信号がＬｏｗ状態になると、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態になり、電源電圧Ｖｃｃからリレー４４０の２次側コイルに流れる電流は遮断され、リレー４４０の１次側接点はＯＦＦ状態になる。なお、抵抗４３４、抵抗４４４は電流制限抵抗である。
【００３５】
次に、リレー４３０、及びリレー４４０を用いた、安全回路の動作について説明する。サーミスタＴＨ１−１〜ＴＨ１−４による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４３１はラッチ部４３２を動作させ、ラッチ部４３２はＲＬＯＦＦ１信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ１信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４３３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４３０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。尚、ラッチ部４３２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ１信号をオープン状態の出力にしている。同様に、サーミスタＴＨ２−５〜ＴＨ２−７による検知温度の何れか１つが、それぞれ設定された所定値を超えた場合、比較部４４１はラッチ部４４２を動作させ、ラッチ部４４２はＲＬＯＦＦ２信号をＬｏｗ状態でラッチする。ＲＬＯＦＦ２信号がＬｏｗ状態になると、ＣＰＵ４２０がＲＬＯＮ信号をＨｉｇｈ状態にしても、トランジスタ４４３がＯＦＦ状態で保たれるため、リレー４４０はＯＦＦ状態（安全な状態）で保つことができる。同様に、ラッチ部４４２は非ラッチ状態において、ＲＬＯＦＦ２信号をオープン状態の出力にしている。
【００３６】
５−１．通常時の加熱領域
図５は、本実施例における加熱領域Ａ１〜Ａ７を示す図であり、ＬＴＲサイズ紙の紙幅と対比して表示している。加熱領域Ａ１〜Ａ７は、定着ニップ部Ｎ内の、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応した位置に設けられており、発熱ブロックＨＢｉ（ｉ＝１〜７）の発熱により、加熱領域Ａｉ（ｉ＝１〜７）がそれぞれ加熱される。加熱領域Ａ１〜Ａ７の全長は２２０ｍｍであり、各領域はこれを均等に７分割したものである（Ｌ＝３１．４ｍｍ）。
【００３７】
加熱領域Ａｉの分類について、図６を用い、具体例を挙げて説明する。本実施例では、定着ニップ部Ｎを通過する記録材Ｐを所定の間隔で区間分けし、それぞれの区間毎に加熱領域Ａｉの分類を行う。本実施例では、記録材Ｐの先端を基準に区間分けしており、最初の区間を区間Ｔ１、２番目の区間を区間Ｔ２、３番目の区間を区間Ｔ３というようにＴ５まで区間分けされる。
具体例には、記録材ＰはＬＴＲサイズであり領域Ａ１からＡ７を通過する。図６（Ａ）に示す位置に記録材及び画像が存在していた場合、領域Ａｉの分類は図６（Ｂ）の表のようになる。
【００３８】
各領域Ａｉ（ｉ＝１〜７）は、画像範囲の場合は画像加熱領域ＡＩと、画像範囲でない場合は非画像加熱領域ＡＰと分類される。領域Ａｉの分類は、後述するように、発熱ブロックＨＢｉの発熱量の制御に利用される。
画像データ（画像情報）から区間Ｔ１において、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は画像範囲が通過するためＡＩに分類され、領域Ａ５、Ａ６、Ａ７は画像範囲が通過しないためＡＰに分類される。
区間Ｔ２からＴ５おいて、領域Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６は画像範囲が通過するためＡＩに分類され、領域Ａ１、Ａ７は画像範囲が通過しないためＡＰに分類される。
【００３９】
５−２．通常時のヒータ制御方法の概要
続いて、本実施例の通常時のヒータ制御方法、すなわち発熱ブロックＨＢｉ（ｉ＝１〜７）の発熱量制御方法を説明する。
【００４０】
発熱ブロックＨＢｉの発熱量は、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力によって決まる。発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を大きくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が大きくなり、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を小さくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が小さくなる。
【００４１】
発熱ブロックＨＢｉへの供給電力は、発熱ブロック毎に設定される制御温度ＴＧＴｉ（ｉ＝１〜７）と、サーミスタの検知温度に基づき算出される。本実施例では、各サーミスタの検知温度が各発熱ブロックの制御温度ＴＧＴｉと等しくなるよう、ＰＩ制御（比例積分制御）によって供給電力が算出される。
【００４２】
各発熱ブロックの制御温度ＴＧＴｉは、加熱領域Ａｉの分類に応じて設定される。加熱領域Ａｉの分類は、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる画像データ（画像情報）に基づいて行われ、画像加熱領域ＡＩと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＴＡＩと設定する。
【００４３】
ここで、ＴＡＩは画像加熱領域基準温度であり、未定着画像を記録材Ｐに定着させるために適切な温度として設定されている。本実施例の定着装置２００において、例えば１５℃１０％の低温低湿環境で坪量１６３ｇ／ｍ２の厚紙を通紙する際は、ＴＡＩ＝１８５℃としている。なお、ＴＡＩは、プロセススピードや環境の温湿度、厚紙・薄紙・平滑紙・グロス紙といった記録材Ｐの種類に応じて可変とすることが望ましい。また、画像の濃度や画素の密度など、画像の情報に応じてＴＡＩを調整しても良い。
【００４４】
次に、加熱領域Ａｉが非画像加熱領域ＡＰと分類された場合について説明する。加熱領域ＡｉがＡＰと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＴＡＰと設定する。
ここで、ＴＡＰは非画像加熱領域基準温度であり、画像加熱基準温度ＴＡＩよりも低い温度として設定することで、非画像加熱領域ＡＰにおける発熱ブロックＨＢｉの発熱量を画像加熱領域ＡＩより下げ、画像形成装置１００の省電力化を図っている。ただし、ＴＡＰを下げ過ぎると、領域Ａｉが非画像加熱領域ＡＰから画像加熱領域ＡＩに切り替わった際に、投入可能な最大電力を発熱ブロックＨＢｉに投入したとしても、画像部の制御温度まで充分加熱することができなくなる場合がある。この場合、トナー画像が記録材に充分に定着しない現象（定着不良）が発生する可能性があるため、ＴＡＰは適切な値に設定する必要がある。発明者等の実験によると、本実施例の画像形成装置１００においては、非画像加熱領域基準温度ＴＡＰをＴＡＩ−４０℃以上とすれば非画像加熱領域ＡＰから画像加熱領域ＡＩに切り替わった際に定着不良の発生が無いことがわかった。省電力化の観点では、可能な限り制御温度ＴＧＴｉを低くし発熱ブロックＨＢｉの発熱量を下げることが望ましいため、本実施例ではＴＡＰ＝ＴＡＩ−４０℃としている。
なお、ＴＡＰは、プロセススピードや環境の温湿度、紙・薄紙・平滑紙・グロス紙といった記録材Ｐの種類に応じて可変とすることが望ましい。また、画像の濃度や画素の密度など、画像の情報に応じてＴＡＰを調整しても良い。
【００４５】
６−１．画像形成前に記録材の予備加熱を実施する場合の加熱領域
次に、本実施例の特徴としての、画像形成前に記録材を予備加熱する場合（予備加熱モード）の加熱領域について説明する。
記録材として使用される一般的な記録材の電気抵抗は、含水率と温度によって変化する。図７に、温度と含水率を振って記録材の電気抵抗を測定した結果を示す。
【００４６】
含水率の測定は、ＮＤＣ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｌｔｄ社製のマイクロ波紙水分計モイストレックスＭＸ８０００型を使用して行った。また、電気抵抗測定は、三菱化学の高抵抗率計ハイレスタ−ＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０を使用して行った。
【００４７】
図７に示すように、例えば記録材Ｐ１のＸＥＲＯＸ  ＢＵＳＩＮＥＳＳ  ＩＮＤＥＸ  ９０ＬＢ（坪量１６３ｇ／ｍ２）の場合、パッケージから開封した直後の含水率は５．６％で、温度１５℃における電気抵抗は１．２Ｅ１１Ω・ｃｍであるが、１５℃１０％の低
温低湿環境下で４８時間以上保管すると含水率が２．０％まで低下し、電気抵抗は６．０Ｅ１３Ω・ｃｍまで上昇した。次に、この記録材を温度４０℃まで加熱すると、含水率は変化せず、電気抵抗は３．２Ｅ１１Ω・ｃｍまで低下した。
【００４８】
そこで、本実施例では、低温低湿環境下で使用する場合は、画像形成前に白紙の状態で記録材を搬送し、画像形成する予定の領域を定着装置で選択的に予備加熱し、記録材の抵抗を下げることで画像不良の発生を防止する。
【００４９】
予備加熱時の加熱領域ＰｒｅＡｉ（ｉ＝１〜７）の分類について、図８を用いて説明する。
本実施例における画像形成装置では、両面搬送を行うと表面と裏面で搬送方向に対して記録材が上下逆転するため、図６（Ａ）と同じ画像を形成する場合、予備加熱領域は上下逆転した位置関係にする必要がある。
具体的には、記録材及び画像の位置関係が図６（Ａ）に示す場合、予備加熱領域の位置関係はこれと上下逆転した図８（Ａ）のようになり、加熱領域ＰｒｅＡｉの分類は図８（Ｂ）の表のようになる。
【００５０】
ここで、各領域ＰｒｅＡｉ（ｉ＝１〜７）は、予備加熱領域ＰｒｅＡＩと非予備加熱領域ＰｒｅＡＰとに分類され、後述するように発熱ブロックＨＢｉの発熱量の制御に利用される。予備加熱領域ＰｒｅＡＩは、予備加熱後の画像形成において記録材において画像が形成されることになる画像領域を予備加熱する加熱領域である。非予備加熱領域ＰｒｅＡＰは、予備加熱後の画像形成において記録材において画像が形成されない非画像領域を予備加熱する加熱領域である。
【００５１】
画像データ（画像情報）から、区間Ｔ１からＴ４おいて、領域ＰｒｅＡ２からＰｒｅＡ６は予備加熱後に画像範囲が通過するため、予備加熱領域ＰｒｅＡＩに分類され、領域ＰｒｅＡ１、ＰｒｅＡ７は予備加熱後に画像範囲が通過しないため非予備加熱領域ＰｒｅＡＰに分類される。区間Ｔ５おいて、領域ＰｒｅＡ１、ＰｒｅＡ２、ＰｒｅＡ３、ＰｒｅＡ４、は予備加熱後に画像範囲が通過するため予備加熱領域ＰｒｅＡＩに分類され、領域ＰｒｅＡ５からＰｒｅＡ７は画像範囲が通過しないため、非予備加熱領域ＰｒｅＡＰに分類される。
【００５２】
６−２．予備加熱時のヒータ制御方法の概要
続いて、本実施例の予備加熱時のヒータ制御方法、すなわち発熱ブロックＨＢｉ（ｉ＝１〜７）の発熱量制御方法を説明する。
【００５３】
発熱ブロックＨＢｉの発熱量は、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力によって決まる。発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を大きくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が大きくなり、発熱ブロックＨＢｉへの供給電力を小さくすることで、発熱ブロックＨＢｉの発熱量が小さくなる。
【００５４】
発熱ブロックＨＢｉへの供給電力は、発熱ブロック毎に設定される制御温度ＴＧＴｉ（ｉ＝１〜７）と、サーミスタの検知温度に基づき算出される。本実施例では、各サーミスタの検知温度が各発熱ブロックの制御温度ＴＧＴｉと等しくなるよう、ＰＩ制御（比例積分制御）によって供給電力が算出される。
【００５５】
各発熱ブロックの制御温度ＴＧＴｉは、領域ＰｒｅＡｉの分類に応じて設定される。
各領域ＰｒｅＡｉ（ｉ＝１〜７）は、予備加熱領域ＰｒｅＡＩと非予備加熱領域ＰｒｅＡＰとに分類される。
領域ＰｒｅＡｉの分類は、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる画
像データ（画像情報）に基づいて行われる。
予備加熱領域ＰｒｅＡＩと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＰｒｅＴＡＩと設定する。
ここで、ＰｒｅＴＡＩは予備加熱領域基準温度であり、予備加熱後の搬送で記録材に画像形成する際に、最適な転写性が得られる温度として設定されている。ＰｒｅＴＡＩが低すぎると、記録材の電気抵抗が十分下がらず、良好な転写性が得られない。
【００５６】
発明者らの実験によると、本実施例の定着装置２００において例えば１５℃１０％の低温低湿環境で坪量１６３ｇ／ｍ２の厚紙を予備加熱する際は、ＰｒｅＴＡＩ＝１８５℃とすると、画像形成時に紙の温度が約４０℃となり、最適な転写性が得られた。また、トナーの溶融も発生しなかった。なお、ＰｒｅＴＡＩは、プロセススピードや環境の温湿度、厚紙・薄紙・平滑紙・グロス紙といった記録材Ｐの種類に応じて可変とすることが望ましい。また、画像の濃度や画素の密度など、画像の情報に応じてＰｒｅＴＡＩを調整しても良い。
【００５７】
次に、領域ＰｒｅＡｉが非予備加熱領域ＰｒｅＡＰと分類された場合について説明する。領域ＰｒｅＡｉがＰｒｅＡＰと分類された場合は、制御温度ＴＧＴｉをＴＧＴｉ＝ＰｒｅＴＡＰと設定する。
ここで、ＰｒｅＴＡＰは非予備加熱領域基準温度であり、予備加熱基準温度ＰｒｅＴＡＩよりも低い温度として設定することで、非画像加熱領域ＰｒｅＡＰにおける発熱ブロックＨＢｉの発熱量を予備加熱領域ＰｒｅＡＩより下げ、画像形成装置１００の省電力化を図っている。
ただし、ＰｒｅＴＡＰを下げ過ぎると、領域ＰｒｅＡｉが非予備加熱領域ＰｒｅＡＰから予備加熱領域ＰｒｅＡＩに切り替わった際に、投入可能な最大電力を発熱ブロックＨＢｉに投入したとしても、予備加熱領域の制御温度まで充分加熱することができなくなる場合がある。この場合、充分な予備加熱効果が得られない可能性があるため、ＰｒｅＴＡＰは適切な値に設定する必要がある。発明者等の実験によると、本実施例の画像形成装置１００においては、非予備加熱領域基準温度ＰｒｅＴＡＰをＰｒｅＴＡＩ−４０℃以上とすれば非予備加熱領域ＰｒｅＡＰから予備加熱領域ＰｒｅＡＩに切り替わった際に予備加熱不足にならないことがわかった。省電力化の観点では、可能な限り制御温度ＴＧＴｉを低くし発熱ブロックＨＢｉの発熱量を下げることが望ましく、本実施例ではＰｒｅＴＡＰ＝ＰｒｅＴＡＩ−４０℃としている。
なお、ＰｒｅＴＡＰは、プロセススピードや環境の温湿度、厚紙・薄紙・平滑紙・グロス紙といった記録材Ｐの種類に応じて可変とすることが望ましい。また、画像の濃度や画素の密度など、画像の情報に応じて予備加熱領域基準温度ＰｒｅＴＡＰを調整しても良い。
【００５８】
なお、予備加熱終了後は記録材の再搬送を行い、予備加熱領域に所望のトナー像を形成し、５−１および５−２で説明した加熱制御を実施する。
【００５９】
７．発明の効果（片面プリント時）
本実施例では、記録材としてＬＴＲサイズの印刷用紙ＸＥＲＯＸ  ＢＵＳＩＮＥＳＳ  ＩＮＤＥＸ  ９０ＬＢ（紙幅２１６ｍｍ、紙長２７９ｍｍ、坪量１６３ｇ／ｍ２）を用いて評価を行った。
比較のため、１５℃１０％の低温低湿環境で４８時間以上保管した上記評価紙の電気抵抗と含水率の測定結果を表１に、予備加熱を実施した直後の測定結果を表２に示す。なお、含水率の測定は、ＮＤＣ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｌｔｄ社製のマイクロ波紙水分計モイストレックスＭＸ８０００型を使用して行った。また、電気抵抗測定は、三菱化学の高抵抗率計ハイレスタ−ＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０を使用して行った。
【００６０】
2020194044.tif 000003
【００６１】
表１、表２から分かる通り、低温低湿環境で長期保管された記録材を予備加熱すると、水分量は変化せず、予備加熱領域の電気抵抗がおよそ１／２０に低下する。水分量が変化しないのは、記録材が乾燥しているため、予備加熱を実施してもそれ以上失われる水分が無いためである。通常、紙の電気抵抗は水分量によって大きく左右されるが、低温低湿環境下では水分量よりも温度の影響が支配的となる。
【００６２】
次に、比較例として従来通り、予備加熱を実施せずに画像形成を行った場合の画像不良有無を調べた結果を表３に示す。
続いて、本発明の如く、予備加熱を実施した後に画像形成を行った場合の画像不良有無を調べた結果を表４に示す。
なお、評価に用いた画像パターンは図６に示すものと同じであり、トナー量０．８０ｍｇ／ｃｍ２のブルーベタ画像（マゼンタ０．４０ｍｇ／ｃｍ２、シアン０．４０ｍｇ／ｃｍ２の混色画像）を配置して行った。
【００６３】
2020194044.tif 000004
【００６４】
2020194044.tif 000005
【００６５】
表３から分かる通り、予備加熱を実施しない場合は、どの転写電圧においてもいずれかの画像不良が発生してしまう。
ここで、「〇」は、突抜けやボソの発生が確認できなかったこと、「×」は突抜けやボソの発生が確認されたこと、「△」は、「×」の場合よりは程度は低いが、突抜けやボソの発生が確認されたこと、をそれぞれ示している。
予備加熱を実施しない場合は、画像不良を最小限にすべく、転写電圧は４５００Vまた
は４７５０Vに設定される。
一方、本実施例の如く予備加熱を実施すると、記録材の抵抗が下がるので、低い転写電圧で「ボソ」を回避する転写電流を確保できる。その結果、表４に示す通り転写電圧４２
５０Vにおいて、「ボソ」と「突抜け」に対してどちらの画像不良も発生しない良好な画
像を得ることができるようになった。
このように、画像不良の発生を抑制することができる転写電圧の絶対値は、予備加熱を実行せずに画像形成が行われる際に印加される転写電圧の絶対値よりも小さい値となる。
以上の実験結果を実際の装置制御に利用する際には、例えば、上記のような実験を、各種の環境条件、記録材のサイズや種類、プロセススピードなどの動作条件などに基づいて行い、好適な転写電圧の設定値を予めテーブルにまとめておき、制御部の記憶部に記憶させておく。そして、プリントジョブが発生したら、制御部は、取得部が取得した環境情報や記録材の情報、動作条件等の情報と、記憶部に記憶してある上記テーブルと、に基づいて転写電圧を設定し、記録材の画像転写を行う。
【００６６】
８．発明の効果（両面プリント時）
続いて、記録材の両面に画像を形成する場合の効果について説明する。
ここでは、記録材および画像の位置関係が図９に示す場合を例にあげて説明する。両面に画像形成する際は、一枚の記録材に対してまず初めに予備加熱を行い、続いて表面の画像形成を実施し、その後裏面の画像形成を実施する、という具合に都合３回の通紙を行う。
このとき、１度目の通紙に当たる予備加熱での動作は前述の場合と同様であり、加熱領域の分類は、図１０（Ａ）に示す画像パターンに合わせて図１０（Ｂ）に示す通りとなる。
【００６７】
次に、２度目の通紙に当たる表面の画像形成の動作について説明する。この時、加熱領域の分類は、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、表面の画像形成領域の加熱制御と同時に、裏面の画像形成予定領域の予備加熱を行う。即ち、表面のトナー像に該当する部分はＡＩと分類し、裏面の予備加熱領域に該当する部分はＰｒｅＡＩと分類する。両者が重複する部分についてはトナーの定着性を優先し、ＡＩと分類する。また、どちらにも該当しない部分についてはＡＰと分類する。
【００６８】
最後に、３度目の通紙に当たる裏面の画像形成動作について説明する。この時、加熱領域の分類は、図１２（Ａ）に示す画像パターンに合わせて図１２（Ｂ）に示すように分類し、発熱ブロックの発熱制御を行う。
【００６９】
次に、本実施例の効果を説明する。
両面プリントにおいても、片面プリントと同様の記録材を用いて評価を行った。また、図９に示す画像パターンに片面プリント時と同様のトナー量の画像を形成し、両面プリント時の裏面の画像について評価を行った。その結果を表５に示す。
【００７０】
2020194044.tif 000006
【００７１】
表５に示す通り、本実施例の如く予備加熱を実施すると、裏面の画像についても、どちらの画像不良も発生しない良好な画像を得ることができる。
【００７２】
以上説明したとおり、本実施例においては画像形成前に記録材の画像形成領域を予備加熱することにより、低温低湿環境においても、記録材の抵抗上昇に起因する画像不良を防
止することができる。
さらに、画像情報に応じて加熱エリアを適切に切り替えることでヒータの発熱量を下げ、省電力化を達成することが可能となる。
【００７３】
［実施例２］
続いて、本発明の実施例２について説明する。
実施例２の画像形成装置の基本的な構成および動作は実施例１のものと同じである。
従って、実施例１と同一またはそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。実施例２においてここで特に説明しない事項は、実施例１と同様である。
【００７４】
トナー像を転写材に静電的に転写する方式には定電圧方式と定電流方式の２方式あり、実施例１では定電圧方式である場合について説明した。定電圧方式の場合、画像や記録材の幅方向の大きさの影響を受けにくいという利点がある。一方、定電流方式は、転写部材のインピーダンスが変化した場合でも転写に必要な電流が保たれるため、製品の製造バラつきや耐久変動などの影響を受けにくいという利点がある。そのため、転写の制御方式としては装置の構成や設計寿命などの各種条件により、どちらの方式も採用され得る。そこで、実施例２では、定電流方式の場合について説明する。定電流方式の場合、転写部材全体のインピーダンスの変化を受けにくいという利点がある一方で、画像の印字領域が幅方向で異なる場合など、転写部の幅方向のインピーダンスに差がある場合には、インピーダンスに応じて転写電流が幅方向で異なってくる。
【００７５】
本実施例１の如く画像パターンに応じた予備加熱を実施すると、予備加熱部分と非予備加熱部分とで記録材の電気抵抗に大きな差が生じる。具体的には、実施例１の表２に記載の通り、予備加熱領域（紙温度４０℃）と非予備加熱領域（紙温度２７℃）では、電気抵抗でおよそ１０倍の差が発生する。そのため、転写部において予備加熱部分に転写電流が集中しやすくなり、特に、予備加熱部分が小さい場合、即ち画像の印字幅が小さい場合、写電流の集中が顕著になる。
【００７６】
具体的には、記録材の幅方向に占める画像領域の割合をＸ、予備加熱領域（紙温度４０℃）の単位面積当たりの抵抗をＲ、非予備加熱領域（紙温度２７℃）の抵抗を１０Ｒとすると、予備加熱領域の合計抵抗はＲ／Ｘ、非予備加熱領域の合計抵抗は１０Ｒ／（１−Ｘ）となり、予備加熱領域を流れる電流の合計割合Ｉｘは、下記の式（１）のようになる。また、画像領域の割合ＸとＩｘの関係をグラフで示すと、図１３のようになる。
【００７７】
2020194044.tif 000007
【００７８】
記録材および画像の位置関係が図１４に示す場合を例にあげて説明すると、同じ電流値で定電流制御をする場合、表６に示す通り、幅方向の画像領域が小さい領域Ｘと、大きい領域Ｙとで、「ボソ」「突抜け」の発生しない転写電流の最適値が異なってしまう。
【００７９】
2020194044.tif 000008
【００８０】
発明者等の実験によると、画像幅を振って検討した結果、本実施例の画像形成装置１００においては、画像領域の割合Ｘが３０％以下となると低印字状態となり、同一の転写電流値で高印字部分と転写性を両立させることが難しくなることが分かった。
なお、式（１）から、画像領域の割合Ｘが３０％の場合のＩｘを計算すると、図１３に示す通り、Ｉｘ＝０．８１となり、全体に流れる転写電流のうち８割以上の電流が予備加熱領域に集中することが分かる。
【００８１】
そこで、本実施例２は、幅方向の画像領域の割合によらず、同一の転写電流値で画像不良のない画像を提供できるようにするものである。
本実施例では、画像パターンの幅方向の割合が３０％以下の場合は、画像を形成しない領域の一部、具体的には、記録材に形成される画像に含まれる上記３０％以下の狭幅の画像部の両隣の非画像形成領域を加熱し、幅方向の予備加熱領域の合計が３０％を超えるようにする。これにより、画像部分に転写電流が集中するのを防止する。
【００８２】
記録材および画像の位置関係が図１４に示す場合を例にあげて説明する。領域Ｘは、幅方向の印字率が約１４％の領域で、低印字領域である。この時、予備加熱領域の分類は、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すようにする。まず、区間ＰｒｅＴ１からＰｒｅＴ２は印字率が約７０％あり、電流集中の恐れがないため、実施例１と同様の予備加熱を実施する。次に、区間ＰｒｅＴ３からＰｒｅＴ５は、電流集中を回避するために予備加熱後に画像範囲が通過するＰｒｅＡ４に加えて、隣接する余白領域である領域ＰｒｅＡ３、ＰｒｅＡ５を予備加熱領域ＰｒｅＡＩと分類する。残りの領域である領域ＰｒｅＡ１、ＰｒｅＡ２、ＰｒｅＡ６、ＰｒｅＡ７、については非予備加熱領域ＰｒｅＡＰと分類する。
【００８３】
以上のように画像パターンの幅方向の割合に応じて、画像領域に加えて余白領域にも予備加熱を実施することで、低印字パターンを形成する場合にも、低印字領域に転写電流が集中することを防ぐことができる。
【００８４】
次に、本実施例の効果について説明する。
本実施例では、実施例１と同様の記録材とトナーを用いて、図１４の画像パターンの画像評価を行った。その結果を表７に示す。
【００８５】
2020194044.tif 000009
【００８６】
表７に示す通り、本実施例の如く予備加熱を実施すると、画像パターンの幅方向の印字率によらず、同一の転写電流値で高印字率部分と低印字率部分の転写性を両立させることができる。
なお、本実施例では低印字の場合の予備加熱領域を画像領域に隣接する余白領域としたが、転写電流の集中を防止できればよいので、余白部分の予備加熱領域は任意の部分を選択することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００…画像形成装置、２００…定着装置、３００…ヒータ、３０２ａ−１〜３０２ａ−７、３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７…発熱体、Ａ１〜Ａ７…加熱領域
【図１】
2020194044.tif 000010
【図２】
2020194044.tif 000011
【図３】
2020194044.tif 000012
【図４】
2020194044.tif 000013
【図５】
2020194044.tif 000014
【図６】
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【図７】
2020194044.tif 000016
【図８】
2020194044.tif 000017
【図９】
2020194044.tif 000018
【図１０】
2020194044.tif 000019
【図１１】
2020194044.tif 000020
【図１２】
2020194044.tif 000021
【図１３】
2020194044.tif 000022
【図１４】
2020194044.tif 000023
【図１５】
2020194044.tif 000024