(57)【要約】【課題】記録材の変形を抑制しつつ省電力効果の高い加熱制御を可能にする技術を提供する。【解決手段】記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、複数の発熱体によって加熱される複数の加熱領域におけるそれぞれの加熱量を個別に制御する制御部と、記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値と、該記録材に形成される画像の情報とを取得する取得部と、を備え、前記ヒータの熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、制御部は、取得部が取得した指標値が所定の値の場合に、加熱領域においてその加熱範囲に画像が含まれる画像加熱部の加熱量と、その加熱範囲に画像が含まれない非画像加熱部の加熱量と、の差が、所定の加熱量差に収まるように、加熱領域の加熱量を制御する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御することで前記発熱体が加熱する加熱領域の加熱量を制御する制御部と、
記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値と、該記録材に形成される画像の情報とを取得する取得部と、
を備え、
前記制御部は前記複数の発熱体を個々に制御可能であり、前記ヒータの熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記制御部は、前記取得部が取得した前記指標値が所定の値の場合に、前記複数の発熱体の各々が加熱する加熱領域においてその加熱範囲に前記画像が含まれる画像加熱部の加熱量と、その加熱範囲に前記画像が含まれない非画像加熱部の加熱量と、の差が、所定の加熱量差に収まるように、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする像加熱装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記記録材が取得した前記指標値が、基準指標値よりも記録材が熱の影響で変形しやすいことを示す第１指標値の場合には、基準加熱量差よりも小さい第１加熱量差を前記所定の加熱量差として、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記記録材が取得した前記指標値が、基準指標値よりも記録材が熱の影響で変形し難いことを示す第２指標値の場合には、基準加熱量差よりも大きい第２加熱量差を前記所定の加熱量差として、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の像加熱装置。
【請求項４】
前記加熱量の制御は、前記制御部が、前記発熱体の通電量を個別に制御することで行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項５】
前記加熱量の制御は、前記制御部が、前記複数の発熱体のうち前記画像加熱部の加熱に用いられる発熱体と前記非画像加熱部の加熱に用いられる発熱体との間の前記通電量の比率を制御することで行われることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項６】
前記ヒータまたは像加熱装置における任意箇所の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
前記加熱量の制御は、前記温度検知手段の検知温度が所定の制御温度となるように、前記制御部が前記発熱体の通電量を制御することで行われることを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記画像加熱部の制御温度または前記非画像加熱部の制御温度を基準の制御温度から増減させることで、前記画像加熱部の制御温度と前記非画像加熱部の制御温度との温度差が前記所定の温度差に収まるように制御することを特徴とする請求項６に記載の像加熱装置。
【請求項８】
前記指標値は、記録材の坪量であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項９】
記録材の種類ごとに設けられた複数の加熱モードのいずれかを選択して実行できるように構成されており、
前記指標値は、選択された前記加熱モードに対応する前記記録材の種類から取得される
前記記録材の熱の影響による変形のしやすさに関連する情報であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１０】
前記記録材の熱の影響による変形のしやすさに関連する情報は、記録材の材質、記録材のサイズ、記録材の厚み、記録材の坪量の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項９に記載の像加熱装置。
【請求項１１】
像加熱装置に搬送される記録材の坪量を検知する検知手段をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の像加熱装置。
【請求項１２】
像加熱装置に搬送される記録材の吸湿度を検知する検知手段をさらに備え、
前記指標値は、記録材の吸湿度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１３】
雰囲気温度及び相対湿度を検知する検知手段をさらに備え、
前記指標値は、前記検知手段が検知した雰囲気温度及び相対湿度であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１４】
前記制御部は、
取得された前記相対湿度が、基準湿度よりも高い第１湿度の場合には、前記所定の加熱量差を基準加熱量差よりも小さい第１加熱量差とし、
取得された前記相対湿度が、基準湿度よりも小さい第２湿度の場合には、前記所定の加熱量差を基準加熱量差よりも大きい第２加熱量差として、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする請求項１３に記載の像加熱装置。
【請求項１５】
前記制御部は、
取得された温度が、基準温度よりも高い第１温度の場合には、前記画像加熱部の加熱量を基準加熱量よりも小さい第１加熱量とし、
取得された温度が、基準温度よりも小さい第２温度の場合には、前記画像加熱部の加熱量を基準加熱量よりも大きい第２加熱量として、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする請求項１４に記載の像加熱装置。
【請求項１６】
前記指標値は、記録材に形成される前記画像の濃度に関連する情報値であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１７】
前記濃度に関連する情報値は、前記画像の濃度データに基づいて取得される、前記画像に含まれるトナー量を表すトナー量換算値であり、
前記制御部は、
前記トナー量換算値が大きくなるほど、前記画像加熱部の加熱量を多くしつつ、隣接する非画像加熱部の加熱量との加熱量の差が所定の加熱量差に収まるように、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする請求項１６に記載の像加熱装置。
【請求項１８】
さらに、内面が前記ヒータに接触しつつ回転する筒状のフィルムを有し、記録材上の画像は前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の像加熱装置。
【請求項１９】
記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項１〜１８のいずれか１項に記載の像加熱装置であることを特徴とす
る画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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やプリンタ等の画像形成装置に関する。また、画像形成装置に搭載されている定着器や、記録材に定着されたトナー画像を再度加熱することによりトナー画像の光沢度を向上させる光沢付与装置、等の像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）に用いられる定着器や光沢付与装置等の像加熱装置において、省電力化の要請から、記録材上に形成された画像部を選択的に加熱する方式が提案されている（特許文献１）。この方式では、記録材の通紙方向に直交する方向（以下、長手方向という）において、複数に分割された加熱領域を設定し、それぞれの加熱領域を加熱する発熱体が長手方向に複数設けられている。そして、各加熱領域に形成される画像の画像情報に基づき、対応する発熱体により画像部（記録材において画像が形成される領域）が選択的に加熱される。また、画像情報に応じて加熱条件を調整し、省電力化を図る方法（特許文献２）も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９５５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２７１８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１や特許文献２に記載の方法を用いて、各加熱領域における画像に対して最適な加熱制御を行うことにより、高い省電力効果を得ることができる。しかしながら、上記のような加熱制御において、以下に述べるような問題が生じる可能性がある。例えば、記録材が坪量７０ｇ／ｍ２以下の薄紙、または高湿環境において吸湿した吸湿紙など、コシが弱く（剛性が小さく）加熱による収縮等によって変形しやすい記録材の場合、上記選択的な加熱によって記録材に変形等が生じる場合がある。すなわち、上記選択的な加熱によって記録材には、画像部に対応する発熱体により加熱される加熱範囲（画像加熱部）と、非画像部（記録材において画像が形成されない領域）に対応する発熱体により加熱される加熱範囲（非画像加熱部）とが生じることになる。この画像加熱部と非画像加熱部における加熱量の差が大きいと、記録材が不均等に変形して歪んだ状態になって排紙される可能性がある。更には、記録材の連続搬送時において上記のような歪みが記録材ごとに異なるときは、排紙トレイ上への積載不良が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、記録材の変形を抑制しつつ省電力効果の高い加熱制御を可能にす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、本発明の像加熱装置は、
記録材の搬送方向に対して直交する長手方向に並ぶ複数の発熱体を有するヒータと、
前記複数の発熱体へ供給する電力を制御することで前記発熱体が加熱する加熱領域の加熱量を制御する制御部と、
記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値と、該記録材に形成される画像の情報とを取得する取得部と、
を備え、
前記制御部は前記複数の発熱体を個々に制御可能であり、前記ヒータの熱によって記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置において、
前記制御部は、前記取得部が取得した前記指標値が所定の値の場合に、前記複数の発熱体の各々が加熱する加熱領域においてその加熱範囲に前記画像が含まれる画像加熱部の加熱量と、その加熱範囲に前記画像が含まれない非画像加熱部の加熱量と、の差が、所定の加熱量差に収まるように、前記加熱領域の加熱量を制御することを特徴とする。
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、
記録材に形成された画像を記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が上記像加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、記録材の変形を抑制しつつ省電力効果の高い加熱制御を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図
【図２】実施例１における定着装置２００の概略断面図
【図３】実施例１におけるヒータ３００の概略構成図
【図４】実施例１におけるヒータ制御回路４００の概略模式図
【図５】実施例１における加熱領域Ａ１〜Ａ７を示す図
【図６】実施例１における画像Ｐ１と画像加熱部ＰＲを示す図
【図７】実施例１における記録材の歪み評価結果と平均消費電力量の測定結果
【図８】実施例２におけるヒータ制御フローチャート
【図９】実施例２における加熱モードと温度補正量テーブル
【図１０】実施例３における温度補正量テーブル
【図１１】実施例４における画像Ｐ２と画像Ｐ３とそれぞれの画像加熱部を示す図
【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］
１．画像形成装置の構成
図１は、本発明の実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の構成図である。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、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。
【００１１】
画像形成装置１００は、ビデオコントローラ１２０と制御部１１３を備える。ビデオコントローラ１２０は、記録材の種類等の情報や記録材に形成される画像の情報を取得する取得部として、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１００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受けると、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、中間転写体１０３に向けて搬送する。感光ドラム１０４は、図示しない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。１０７は現像器であり、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。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。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、中間転写体１０３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に印加された転写バイアスにより記録材Ｐ上に二次転写される。上述した記録材Ｐへの未定着画像の形成にかかわる構成が本発明における画像形成部に対応する。その後、像加熱装置としての定着装置２００が記録材Ｐを加熱及び加圧することによりトナー像が定着され、画像形成物として機外へ排出される。
【００１４】
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。加えて、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する。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。
【００１５】
なお、本実施例では、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向における最大通紙幅が２１６ｍｍの画像形成装置を使用しており、ＬＥＴＴＥＲサイズ（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）の普通紙を２２０ｍｍ／ｓｅｃの搬送速度で毎分４０枚プリントすることが可能である。
【００１６】
また、本実施例における画像形成装置においては、ホストコンピュータ等の外部装置からのプリント指示の一つとして、記録材Ｐを通紙するためのプリントモードについての情報が送信される。または画像形成装置の操作パネルにおいてプリントモードを適宜選択することが可能である。
【００１７】
プリントモードとは、記録材Ｐの種類に応じて最適なプリント出力を実現するためにユーザが設定可能なモードである。以降の説明においては像加熱に関わるプリントモードのことを加熱モードと称する。本実施例は、記録材Ｐの厚み情報に応じた加熱モードとして、以下の複数の加熱モードを有している。すなわち、坪量７０ｇ／ｍ２以下の記録材に対して推奨する「薄紙モード」と、坪量７０ｇ／ｍ２超１２０ｇ／ｍ２以下の記録材に対して推奨する「普通紙モード」と、坪量１２０ｇ／ｍ２超の記録材に対して推奨する「厚紙モード」である。ここで「厚紙モード」では、記録材Ｐの搬送速度を半分に落とすことによって、定着装置２００を高温にし過ぎることなく記録材Ｐ上のトナー像を定着させることができる。
【００１８】
２．定着装置（定着部）の構成
図２は、本実施例の定着装置２００の模式的断面図である。定着装置２００は、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を介してヒータ３００と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラ２０８と、を有する。
【００１９】
定着フィルム２０２は、筒状に形成された可撓性を有する複層耐熱フィルムであり、厚みが５０〜１００μｍ程度のポリイミド等の耐熱樹脂、または厚みが２０〜５０μｍ程度のステンレス等の金属を基層として用いることができる。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の離型層が形成される。離型層は、厚みが１０〜５０μｍ程度の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）等の離型性に優れた耐熱樹脂である。更に、カラー画像を形成する装置に用いる定着フィルムでは、画質向上のため、基層と離型層の間に、弾性層として、厚みが１００〜４００μｍ程度、熱伝導率が０．２〜３．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度のシリコーンゴム等の耐熱ゴムを設けても良い。本実施例では、熱応答性や画質、耐久性等の観点から、基層として厚み６０μｍのポリイミド、弾性層として厚み３００μｍ、熱伝導率１．６Ｗ／ｍ・Ｋのシリコーンゴム、離型層として厚み３０μｍのＰＦＡを用いている。
【００２０】
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。金属ステー２０４は、不図示の付勢部材等から加圧力を受けて、ヒータ保持部材２０１を加圧ローラ２０８に向けて付勢する。加圧ローラ２０８は、モータ３０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上の未定着トナー像は定着処理される。
【００２１】
ヒータ３００は、セラミック製の基板３０５上に設けられた発熱体としての発熱抵抗体が通電によって発熱するヒータである。ヒータ３００は、、定着フィルム２０２の内面に接触する表面保護層３０８と、基板３０５の表面保護層３０８が設けられた側（以下、摺動面側と称する）とは反対側（以下、裏面側と称する）に設けられた表面保護層３０７を有する。ヒータ３００の裏面側には給電用の電極（ここでは代表として電極Ｅ４を示してある）が設けられている。Ｃ４は電極Ｅ４に接触する電気接点であり、電気接点から電極に給電を行っている。ヒータ３００の詳細は後述する。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の裏面側に対向して配置されている。
【００２２】
３．ヒータの構成
図３は、本発明の実施例１のヒータ３００の構成を示す模式図である。
図３（Ａ）は、図３（Ｂ）に示す搬送基準位置Ｘ付近におけるヒータの断面図である。搬送基準位置Ｘは、記録材Ｐを搬送する際の基準位置として定義する。本実施例の画像形成装置では、記録材Ｐの搬送方向に直交する幅方向における中央部が、搬送基準位置Ｘを通過するように記録材が搬送される。ヒータ３００は、概略、基板３０５の一方の面（裏面）に２つの層（裏面層１、２）、他方の面（摺動面）にも２つの層（摺動面層１、２）がそれぞれ形成された５層構造を有する。
【００２３】
ヒータ３００は、基板３０５の裏面層側の面上にヒータ３００の長手方向に沿って設けられている第１の導電体３０１（３０１ａ、３０１ｂ）を有する。また、ヒータ３００は、基板３０５上に第１の導電体３０１とヒータ３００の短手方向（長手方向と直交する方向）の異なる位置でヒータ３００の長手方向に沿って設けられている第２の導電体３０３（搬送基準位置Ｘ付近では３０３−４）を有する。第１の導電体３０１は、記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された導電体３０１ａと、下流側に配置された導電体３０１ｂに分離されている。更に、ヒータ３００は、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３の間に設けられており、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３を介して供給する電力により
発熱する発熱体３０２を有する。
【００２４】
発熱抵抗体３０２は、本実施例では記録材Ｐの搬送方向の上流側に配置された発熱抵抗体３０２ａ（搬送基準位置Ｘ付近では３０２ａ−４）と、下流側に配置された発熱抵抗体３０２ｂ（搬送基準位置Ｘ付近では３０２ｂ−４）に分離されている。また、ヒータ３００の裏面層２には、発熱抵抗体３０２、第１の導電体３０１、及び第２の導電体３０３を覆う絶縁性（本実施例ではガラス）の表面保護層３０７が、電極部（搬送基準位置Ｘ付近ではＥ４）を避けて設けられている。
【００２５】
図３（Ｂ）には、ヒータ３００の各層の平面図を示してある。ヒータ３００の裏面層１には、第１の導電体３０１と第２の導電体３０３と発熱抵抗体３０２の組からなる発熱ブロックがヒータ３００の長手方向に複数設けられている。本実施例のヒータ３００は、ヒータ３００の長手方向に、合計７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７を有する。発熱ブロックＨＢ１の図中の左端から、発熱ブロックＨＢ７の図中の右端までが発熱領域であり、その長さは２２０ｍｍである。本例では各発熱ブロックの長手方向幅は全て同じである（必ずしもすべて同じ長手方向幅でなくても良い）。
【００２６】
発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７は、ヒータ３００の短手方向に対称に形成された、発熱抵抗体３０２ａ−１〜３０２ａ−７及び発熱抵抗体３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７によって、それぞれ構成されている。第１の導電体３０１は、発熱抵抗体（３０２ａ−１〜３０２ａ−７）と接続する導電体３０１ａと、発熱抵抗体（３０２ｂ−１〜３０２ｂ−７）と接続する導電体３０１ｂによって構成されている。同様に、第２の導電体３０３は、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応するため、導電体３０３−１〜３０３−７の７本に分割されている。７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７は、各ブロックにおける発熱抵抗体への通電量が個別に制御されることで、それぞれの発熱量が個々に制御される。
【００２７】
電極Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１、及びＥ８−２は、電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、Ｃ８−２に接続される。電極Ｅ１〜Ｅ７はそれぞれ、導電体３０３−１〜３０３−７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。電極Ｅ８−１、及びＥ８−２は、導電体３０１ａ、及び導電体３０１ｂを介して、７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に電力給電するための共通の電極である。本実施例では長手方向の両端に電極Ｅ８−１、及び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（即ち、電極Ｅ８−２を設けない構成）でも良いし、電極Ｅ８−１と電極Ｅ８−２を夫々記録材搬送方向において二つに分けても良い。
【００２８】
ヒータ３００の裏面層２の表面保護層３０７は、電極Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１、及びＥ８−２が露出するように形成されている。これにより、ヒータ３００の裏面層側から、各電極に電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２を接続可能な構成となっており、ヒータ３００は、裏面層側から電力供給可能な構成となっている。また、発熱ブロックのうちの少なくとも一つの発熱ブロックに供給する電力と、他の前記発熱ブロックに供給する電力を独立に制御可能な構成となっている。
【００２９】
ヒータ３００の摺動面（定着フィルムと接触する側の面）側の摺動面層１には、ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７ごとの温度を検知するため、サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４、及びサーミスタＴ２−５〜Ｔ２−７が設置されている。サーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４、及びサーミスタＴ２−５〜Ｔ２−７は、ＰＴＣ特性、若しくはＮＴＣ特性（本実施例ではＮＴＣ特性）を有した材料を基板上に薄く形成したものである。発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７の全てにサーミスタを有しているため、サーミスタ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。
【００３０】
４つのサーミスタＴ１−１〜Ｔ１−４に通電するために、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４と、サーミスタの共通導電体ＥＧ１が形成されている。同様に、３つのサーミスタＴ２−５〜Ｔ２−７に通電するために、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７と、サーミスタの共通導電体ＥＧ２が形成されている。
【００３１】
ヒータ３００の摺動面（定着フィルムと接触する面）側の摺動面層２には、摺動性のある表面保護層３０８（本実施例ではガラス）を有する。表面保護層３０８は、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７、サーミスタの共通導電体ＥＧ１、ＥＧ２に対して電気接点を接続するため、ヒータ３００の両端部を避けて形成される。表面保護層３０８は、ヒータ３００のフィルム２０２との対向面において両端部を除いた、少なくともフィルム２０２と摺動する領域に設けてある。
【００３２】
図３（Ｃ）に示すように、ヒータ保持部材２０１におけるヒータ３００との対向面には、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８−１、及びＥ８−２と、電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２を接続するための穴が設けられている。ステー２０４とヒータ保持部材２０１の間には、前述した、安全素子２１２、電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２が設けられている。電極Ｅ１〜Ｅ７、Ｅ８−１及びＥ８−２に接触する電気接点Ｃ１〜Ｃ７、Ｃ８−１、及びＣ８−２は、バネによる付勢や溶接等の手法によって、それぞれヒータの電極部と電気的に接続されている。各電気接点は、ステー２０４とヒータ保持部材２０１の間に設けられたケーブルや薄い金属板等の導電材料を介して、後述するヒータ３００の制御回路４００と接続している。また、サーミスタの抵抗値検出用の導電体ＥＴ１−１〜ＥＴ１−４、ＥＴ２−５〜ＥＴ２−７、及びサーミスタの共通導電体ＥＧ１、ＥＧ２に設けられた電気接点も、後述する制御回路４００と接続されている。
【００３３】
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の回路図である。４０１は、画像形成装置１００に接続される商用の交流電源である。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。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。
【００３４】
ヒータ３００の温度検知方法について説明する。サ−ミスタＴ１−１〜Ｔ１−４によって検知される温度は、サ−ミスタＴ１−１〜Ｔ１−４と抵抗４５１〜４５４との分圧が、Ｔｈ１−１〜Ｔｈ１−４信号としてＣＰＵ４２０で検知されている。同様に、サ−ミスタＴ２−５〜Ｔ２−７によって検知される温度は、サ−ミスタＴ２−５〜Ｔ２−７と抵抗４６５〜４６７との分圧が、Ｔｈ２−５〜Ｔｈ２−７信号としてＣＰＵ４２０で検知されている。ＣＰＵ４２０の内部処理では、各発熱ブロックの設定温度（制御目標温度）と、サーミスタの検知温度に基づき、例えばＰＩ制御により、供給するべき電力を算出する。更に供給する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。
【００３５】
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。リレー４３０、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。
【００３６】
リレー４３０、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。
【００３７】
５．画像情報に応じたヒータ制御方法
本実施例の画像形成装置では、ホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送信される画像データ（画像情報）、及び記録材Ｐをプリントする際の加熱モードに応じて、ヒータ３００の７つの発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７への電力供給を制御する。
【００３８】
図５は、本実施例における、長手方向に分割された７つの加熱領域Ａ１〜Ａ７を示す図であり、ＬＥＴＴＥＲサイズ紙の大きさと対比して表示している。加熱領域Ａ１〜Ａ７は、発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７に対応しており、発熱ブロックＨＢ１により加熱領域Ａ１が加熱され、発熱ブロックＨＢ７により加熱領域Ａ７が加熱される構成となっている。本実施例において加熱領域Ａ１〜Ａ７の全長は２２０ｍｍであり、各加熱領域はこれを均等に７分割したものである（Ｌ＝３１．４ｍｍ）。発熱ブロックＨＢ１〜ＨＢ７は、搬送される記録材Ｐに対して搬送方向の下流側端部から上流側端部に向かって（図５の上方から下方に向かって）徐々に加熱範囲を移動させていく。
【００３９】
図６は、本実施例において記録材Ｐ上に形成される画像Ｐ１、及び画像Ｐ１に対する画像加熱部ＰＲを示す図である。画像加熱部ＰＲとは、各加熱領域において画像データが形成された部分を加熱する区間であり、図中の画像Ｐ１（網掛け部）に対して重複している太枠で示す。また、加熱領域において画像加熱部ＰＲを除いた区間を非画像加熱部ＰＰとし、太枠で示す。本実施例において、加熱領域Ａｉ（ｉ＝１〜７）それぞれに形成される画像の画像加熱部をＰＲｉ（ｉ＝１〜７）として説明すると、画像Ｐ１は、加熱領域Ａ３〜Ａ５に形成されており、それぞれの加熱領域における画像加熱部はＰＲ３〜ＰＲ５である。加熱領域Ａ３〜Ａ５における画像加熱部ＰＲ３〜ＰＲ５以外の部分は非画像加熱部ＰＰとなる。加熱領域Ａ１〜Ａ２、及びＡ６〜Ａ７は、全域にわたって画像が形成されていないため、全域が非画像加熱部ＰＰとなる。
【００４０】
本実施例におけるヒータ制御の流れについて説明する。まず、ビデオコントローラ１２０は、ホストコンピュータから画像情報を受け取ると、画像加熱部ＰＲの範囲を算出する。制御部１１３は、画像加熱部ＰＲが定着ニップ部Ｎを通過したときに、未定着トナー像が記録材Ｐ上に定着するように各発熱ブロックの温度を制御する。この画像加熱温度Ｔａは加熱モードに応じて設定されており、本実施例では、薄紙モード時は１６０℃、普通紙モード時は１８０℃、厚紙モード時は１８０℃に設定されている。なお、厚紙モードについては搬送速度を半分にすることにより画像加熱温度を普通紙モードより上げなくてもトナー像が定着できる。
【００４１】
また、非画像加熱部ＰＰが定着ニップ部Ｎを通過したときについては、上述の画像加熱部ＰＲでの温度より低い温度になるように各発熱ブロックの温度を制御する。この非画像加熱温度Ｔｐは加熱モードに応じて設定されており、本実施例では、薄紙モード時はＴａより２０℃低い１４０℃、普通紙モード時はＴａより４０℃低い１４０℃、厚紙モード時はＴａより６０℃低い１２０℃に設定されている。すなわち本実施例においては、画像加熱温度Ｔａと非画像加熱温度Ｔｐとの温度差ΔＴについて、薄紙モードではΔＴ＝２０℃、普通紙モードではΔＴ＝４０℃、厚紙モードではΔＴ＝６０℃に設定している。つまり、普通紙モードに対して、薄紙モードではより小さい温度差、厚紙モードではより大きい温度差としている。
【００４２】
本実施例では、取得部としてのビデオコントローラ１２０は、記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値として、定着装置２００に搬送される記録材Ｐの厚み、すなわち坪量を取得する。取得した坪量が、同一サイズの記録材における基準坪量よりも小さい坪量、すなわち、基準坪量よりも記録材が熱の影響で変形しやすい第１坪量の場合には、温度差Δを基準温度差よりも小さい第１温度差に設定する。また、取得した坪量が、基準坪量よりも大きい坪量、すなわち、基準坪量よりも記録材が熱の影響で変形し難い第２坪量の場合には、温度差Δを基準温度差よりも大きい第２温度差に設定する。本実施例では、基準指標値としての基準坪量を９０ｇ／ｍ２とし、第１指標値としての第１坪量を６０ｇ／ｍ２とし、第２指標値としての第２坪量を１６０ｇ／ｍ２とした。また、画像加熱部の制御温度と非画像加熱部の制御温度との間の所定の温度差Δとして、基準温度差を４０℃、第１温度差を２０℃、第２温度差を６０℃とした。なお、これら具体的な数値設定は、記録材の種類や装置仕様などによって適宜異なる設定となる。また、温度制御に用いる検知温度は、本実施例の構成のようにサーミスタによるヒータの検知温度に限定されるものではなく、ヒータ以外の定着装置２００内の任意箇所の温度を検知し、その検知温度を用いて温調制御を行ってもよい。
なお、本実施例では、画像加熱部の加熱量と非画像加熱部の加熱量との加熱量差を所定の加熱量差に収めるための制御として、画像加熱部及び非画像加熱部の制御温度を制御する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ヒータの発熱体への通電量（算出される消費電力量）を、画像加熱部の加熱に用いられる発熱体と、非画像加熱部の加熱に用いられる発熱体との間で差を設け、その通電量差が所定の通電量差に収まるように各発熱体への通電を個別に制御してもよい。その際、画像加熱部の加熱に用いられる発熱体と、非画像加熱部の加熱に用いられる発熱体との通電量の比率を制御する構成としてもよい。この場合、基準加熱量差として、上記基準温度差と同様に、基準通電量差あるいは基準通電比率を適宜設定すればよい。また、第１加熱量差、第２加熱量差として、上記第１温度差、第２温度差と同様に、第１通電量差あるいは第１通電比率、第２通電量差あるいは第２通電比率を適宜設定すればよい。
【００４３】
図７は、画像Ｐ１を、同一サイズで坪量が異なる複数の記録材に対し、それぞれに推奨される加熱モードでプリントした場合における、各記録材の歪み評価結果と平均消費電力量の測定結果を示す図である。図７では、坪量が異なるＬＥＴＴＥＲサイズの記録材としての記録材ＰＡ（坪量６０ｇ／ｍ２）、記録材ＰＢ（坪量９０ｇ／ｍ２）、記録材ＰＣ（
坪量１６０ｇ／ｍ２）について示している。また、図７には、本実施例に対する比較例として、画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差ΔＴを加熱モードによらずΔＴ＝４０℃に固定した例について併記する。
【００４４】
記録材の歪み評価については、プリント後の記録材を平板上に置いたときの記録材の浮き上がり量の最大値で評価し、浮き上がり量が２０ｍｍ以内の場合は「Ａ（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）」、２０ｍｍを超える場合は「Ｕ（Ｕｎａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）」とした。また、平均消費電力量については、各記録材を１０枚プリントしたときの１枚当たり平均消費電力量を算出した。
【００４５】
図７によると、記録材の歪みについては、坪量６０ｇ／ｍ２の記録材ＰＡをプリントした際、ΔＴ＝４０℃の比較例では「Ｕ」という結果だったが、ΔＴ＝２０℃の本実施例では「Ａ」という結果になった。また、坪量９０ｇ／ｍ２の記録材ＰＢと坪量１６０ｇ／ｍ２の記録材ＰＣをプリントした際は、いずれも「Ａ」という結果になった。
【００４６】
本実施例における画像加熱温度Ｔａと非画像加熱温度Ｔｐとの温度差ΔＴは、記録材Ｐの歪みが許容範囲内に収まる値に設定されている。記録材Ｐのページ内において加熱量のムラがある場合、加熱量が大きい部分は加熱量が小さい部分よりも水分が多く抜けて収縮する力が作用することによって、記録材Ｐのページ内に応力ムラが発生する。この応力ムラと、記録材Ｐのコシすなわち剛性とのバランスによって、記録材Ｐの歪み状態が決まる。記録材Ｐの歪みを許容範囲内に抑えるために、坪量が小さい記録材では一般的にコシが弱いため歪みが発生しやすいことから小さな温度差しか設定できず、坪量が大きい記録材では一般的にコシが強いため歪みが発生しづらいことから大きな温度差を設定できる。
【００４７】
また、図７によると、平均消費電力量については、比較例では加熱モードによる差が大きくなる。特に、坪量１６０ｇ／ｍ２の記録材ＰＣをプリントしたときの１枚当たり平均消費電力量が１０５０Ｊだったのに対して、本実施例では坪量１６０ｇ／ｍ２の記録材ＰＣにおける平均消費電力量が８５０Ｊと、消費電力量を大きく削減することができる。
【００４８】
これは、記録材Ｐの坪量が大きいほど定着装置２００から記録材Ｐに与える熱量が大きくなるため、記録材Ｐの坪量が大きいほど加熱温度１℃当りの消費電力が大きくなることが関係している。本実施例では、厚紙である記録材ＰＣをプリントする際の温度差を比較例より２０℃広げたΔＴ＝６０℃に設定しているため、記録材の歪みを許容範囲内に抑えながら大幅に消費電力を削減することができた。
【００４９】
本実施例においては、記録材Ｐの厚み情報としての坪量範囲を選択することによって記録材Ｐの剛性を判定して加熱モードを決定する例について説明したが、加熱モードの決定方法はこれに限定されない。例えば、記録材の種類（記録材の商品名称や、記録材の材質やサイズ、厚さや坪量等の情報を含む商品タイプなど）に関する情報を選択したり入力したりすることによって記録材Ｐの厚みもしくは剛性を判定して加熱モードを決定してもよい。記録材の種類によってコシの強さや最適な画像加熱温度が異なるため、記録材の種類に応じて画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差を設定することによって、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
以上、本実施例において説明したように、記録材Ｐをプリントする際の加熱モードに応じて画像加熱温度Ｔａと非画像加熱温度Ｔｐとの温度差ΔＴを設定することによって、記録材Ｐの歪みを許容範囲内に抑えながら消費電力の低減を図ることが可能になる。
【００５１】
なお、本実施例においては、記録材Ｐ上に形成される画像が一箇所に集中している例について説明したが、記録材Ｐ上の複数箇所に画像が点在していてもよい。そして複数箇所
に点在する画像それぞれの画像加熱温度が異なっていてもよい。この場合は、記録材Ｐ上の画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差の最大値を設定することによって、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
［実施例２］
本発明の実施例２では、記録材Ｐの特性を検知する手段を用いて記録材Ｐの厚み（坪量）等の特性を検知することによって記録材Ｐの剛性を判定したうえで、画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差を設定する例について説明する。その他の構成については実施例１と同様のため、詳細な説明を省略する。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。
【００５３】
本実施例では、記録材厚み検知手段として記録材の厚み（坪量）を検知するメディアセンサ１１８を用いる。メディアセンサ１１８は、記録材Ｐの搬送路上における、例えば図１におけるレジストセンサ１１５と転写ローラ１０８との間に配置される。メディアセンサ１１８は、搬送中の記録材Ｐに対してＬＥＤ等により発光させてその透過光や反射光を受光する方法、または超音波等を発受信する方法等によって、記録材Ｐの厚みもしくは坪量を検知するセンサである。
【００５４】
図８に本実施例におけるフローチャートを示す。また、図９にメディアセンサの検知結果に応じた加熱モードと温度補正量の組み合わせを示す。図８において、まず記録材Ｐの給送が開始され（Ｓ８０２）、記録材Ｐがメディアセンサ部に到達すると、メディアセンサによって記録材Ｐの厚み（坪量）が検知される（Ｓ８０３）。ビデオコントローラ１２０は、その検知結果に応じて、記録材Ｐに対する加熱モードを決定し（Ｓ８０４）、その加熱モードにおける画像加熱温度Ｔａの補正量ｄＴａ１と、非画像加熱温度との温度差ΔＴの補正量ｄＴ１を、図９に従って決定する（Ｓ８０５）。制御部１１３は、補正した画像加熱温度Ｔａ’＝Ｔａ＋ｄＴａ１と、補正した温度差ΔＴ’＝ΔＴ’＋ｄＴ１をもって、記録材Ｐの加熱を制御する（Ｓ８０６）。
【００５５】
図９における温度補正量は、メディアセンサによる記録材Ｐの厚み（坪量）の検知結果が小さい値であるほど記録材Ｐのコシが弱くなるため、画像加熱温度Ｔａに対する非画像加熱温度との温度差ΔＴを小さくして歪みを防止するように設定されている。また、検知結果が大きい値であるほど記録材Ｐコシが強くなるため、温度差ΔＴを大きくして省電力効果が得られるように設定されている。このように設定することにより、記録材Ｐの剛性をより詳細に判別することができるため、記録材Ｐの歪みを許容範囲内に抑えながら、様々な坪量の記録材Ｐに対してより適した省電力効果を得ることが可能になる。
【００５６】
本実施例では、メディアセンサで検知された坪量がどの坪量範囲に含まれるかに応じて、図９に示した温度補正量の固定値をもって温度補正した例について説明したが、制御手法はこれに限られない。例えば、メディアセンサで検知された坪量に応じて図９中の温度補正量を線形補間するなどして温度補正してもよい。また、本実施例では、記録材Ｐに対するメディアセンサの検知結果のみに基づいて加熱モードと温度補正量を決定したが、補正方法はこれに限られない。例えば、記録材Ｐの種類が事前に分かっている場合には、記録材Ｐの基本特性情報を基準としてメディアセンサによる検知結果と比較して温度差ΔＴを補正する方法を用いてもよい。
【００５７】
さらに、記録材Ｐの吸湿度を検知することで温度差ΔＴを補正してもよい。具体的には、転写ローラ１０８を介して記録材Ｐに流れる転写電流から記録材Ｐの電気抵抗値を検知して基本特性情報と比較することによって、記録材Ｐの吸湿度を見積もって記録材Ｐの剛性を判定して温度差ΔＴを補正する方法を用いてもよい。
【００５８】
［実施例３］
実施例３では、定着装置２００が動作する雰囲気温湿度の検知結果に応じて画像加熱部と非画像加熱部の温度差を設定する例について説明する。その他の構成については実施例１と同様のため、詳細な説明を省略する。実施例３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。
【００５９】
本実施例では、雰囲気温湿度検出手段として雰囲気温度と相対湿度を検知する環境センサ１１９を用いる。環境センサ１１９は、画像形成装置内における昇温の影響を受けない箇所に配置され、給送前における記録材Ｐの周辺環境の温湿度を検知するセンサである。
【００６０】
例えば、記録材Ｐが給送前に３０℃／８０％の雰囲気温湿度に曝された場合、記録材Ｐに含まれる水分量は常温常湿（例えば２３℃／５０％）に曝された場合と比較して増加し、それに伴って記録材Ｐのコシが弱くなる。すなわち、同じ坪量の記録材Ｐでも雰囲気環境、特に相対湿度ＲＨによって記録材Ｐのコシすなわち剛性が異なってくるため、記録材Ｐの歪みを許容範囲内に抑えるための、記録材Ｐに対する画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差ΔＴも異なってくる。
【００６１】
図１０（Ａ）に、環境センサによる相対湿度ＲＨに応じたΔＴの温度補正量ｄＴ２を示す。相対湿度ＲＨ≦３０％でｄＴ２＝＋１０℃、ＲＨ＝６０％でｄＴ２＝０℃、ＲＨ≧９０％でｄＴ２＝−１０℃とし、３０％＜ＲＨ＜６０％、６０％＜ＲＨ＜９０％については線形補間した温度補正量をもってΔＴを補正する（ΔＴ’’＝ΔＴ＋ｄＴ２）。相対湿度が高いほど記録材Ｐのコシが弱くなるため、画像加熱温度Ｔａに対する非画像加熱温度との温度差ΔＴを小さくして歪みを防止し、相対湿度が低いほど記録材Ｐのコシが強くなるため、温度差ΔＴを大きくして省電力効果が得られるように設定している。また、雰囲気温度Ｔ０が異なる場合、給送前における記録材Ｐの温度が異なることが影響して、記録材Ｐ上のトナー像を定着させるために必要な画像加熱温度Ｔａも変化する。
【００６２】
すなわち、本実施例では、取得部としてのビデオコントローラ１２０は、記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値として、環境センサ１１９が検知する温度及び湿度を取得する。取得した温湿度のうち湿度が、基準指標値としての基準湿度よりも高い湿度、すなわち、常温常湿環境における湿度よりも記録材が熱の影響で変形しやすい第１湿度の場合には、温度差Δを基準温度差よりも小さい第１温度差に設定する。また、取得した湿度が、基準湿度よりも低い湿度、すなわち、基準湿度よりも記録材が熱の影響で変形し難い第２湿度の場合には、温度差Δを基準温度差よりも大きい第２温度差に設定する。本実施例では、基準指標値としての基準湿度を、常温常湿環境の代表値として、湿度５０％とした。また、第１指標値としての第１湿度を、高温高湿環境の代表値として、湿度９０％以上の湿度とした。また、第２指標値としての第２湿度を、低温低湿環境の代表値として、３０％以下の湿度とした。なお、これら具体的な数値設定や制御の切り替え基準は、記録材の種類や装置仕様などによって適宜異なる設定となる。
【００６３】
図１０（Ｂ）に、環境センサによる雰囲気温度Ｔ０に応じた画像加熱温度Ｔａの温度補正量ｄＴａ２を示す。雰囲気温度Ｔ０≦１０℃でｄＴａ２＝＋１０℃、Ｔ０＝１５℃でｄＴａ２＝＋５℃、Ｔ０＝２３℃でｄＴａ２＝０℃、Ｔ０≧３０℃でｄＴａ２＝−５℃とした温度補正量でＴａを補正する。また、１０℃＜Ｔ０＜１５℃、１５℃＜Ｔ０＜２３℃、２３℃＜Ｔ０＜３０℃については線形補間した温度補正量をもってＴａを補正する（Ｔａ’’＝Ｔａ＋ｄＴａ２）。雰囲気温度に応じて画像加熱温度を補正することにより、記録材Ｐ上の画像加熱部に対してトナー像を定着するための適度な熱量を与えることができる。
【００６４】
すなわち、本実施例では、記録材の熱の影響による変形のしやすさを示す指標値として
環境センサ１１９が検知した温度及び湿度のうち温度については、画像加熱部の制御温度の補正に用いている。取得した温度が、基準指標値としての基準温度よりも高い温度、すなわち、常温常湿環境における温度よりも記録材が熱の影響で変形しやすい第１温度の場合には、画像加熱部の制御温度を基準制御温度よりも小さい第１制御温度に設定する。また、取得した温度が、基準温度よりも低い温度、すなわち、基準温度よりも記録材が熱の影響で変形し難い第２温度の場合には、画像加熱部の制御温度を基準制御温度よりも大きい第２制御温度に設定する。本実施例では、基準指標値としての基準温度を、常温常湿環境の代表値として、温度２３℃とした。また、第１指標値としての第１温度を、高温高湿環境の代表値として、温度３０℃以上の温度とした。また、第２指標値としての第２温度を、低温低湿環境の代表値として、１０℃より大きく１５℃未満の温度と、１０℃未満の温度の２段階で設定した。なお、これら具体的な数値設定や制御の切り替え基準は、記録材の種類や装置仕様などによって適宜異なる設定となる。
【００６５】
以上説明したように、本実施例では、環境センサによる雰囲気温湿度の検知結果に応じて、画像加熱温度Ｔａと非画像加熱温度との温度差ΔＴを補正する。具体的には、検知された湿度に応じて、許容される温度差ΔＴの最大値の設定を適宜変更し、検知された温度に応じて、画像加熱部の制御温度Ｔａを基準の制御温度から増減させ、温度差ΔＴが上記最大値以下に収まる範囲で効率の良い温調を行う。これにより、様々な雰囲気環境に対して記録材Ｐの歪みを許容範囲内に抑えながら、様々な雰囲気環境に対してより適した省電力効果を得ることが可能になる。なお、本実施例においては、記録材Ｐの種類や加熱モードについては説明せず、環境センサの検知結果に基づいて一律に温度補正した例を説明したが、記録材の種類や加熱モードによって異なる温度補正量を設定してもよい。また、本実施例における環境センサの検知結果と実施例２で説明したメディアセンサの検知結果との組合せにより、より適正に温度補正できるため、様々な雰囲気環境における様々な坪量の記録材Ｐに対してより適した省電力効果を得ることが可能になる。
【００６６】
［実施例４］
実施例４では、記録材Ｐ上に形成した画像群の濃度情報（以下、画像濃度という）に応じて、各画像加熱部とそれぞれに隣接する非画像加熱部に対して、画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差を設定する例について説明する。その他の構成については実施例１と同様のため、詳細な説明を省略する。実施例４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。
【００６７】
図１１は、本実施例において記録材Ｐ上に形成される画像Ｐ２、画像Ｐ３、及びそれぞれの画像に対する画像加熱部ＰＲを示す図である。本実施例では説明を簡単にするため、画像Ｐ２（網掛け部）と画像Ｐ３（斜線部）はそれぞれ均一な画像濃度を有する画像データとする。また、ＬＥＴＴＥＲサイズの記録材Ｐの搬送方向における先端側半分のうち加熱領域Ａ３〜Ａ５に画像Ｐ２が形成され、後端側半分のうち加熱領域Ａ３〜Ａ５に画像Ｐ３が形成されているものとする。このとき、画像Ｐ２の画像加熱部をＰＲ３−２〜ＰＲ５−２（太枠部）とし、画像Ｐ３の画像加熱部をＰＲ３−３〜ＰＲ５−３（太枠部）とする。画像Ｐ２の画像加熱部に隣接する非画像加熱部は図中のＰＰ２−２とＰＰ６−２（太枠部）、画像Ｐ３の画像加熱部に隣接する非画像加熱部は図中のＰＰ２−３とＰＰ６−３（太枠部）となる。加熱領域Ａ１、及びＡ７は、全域にわたって画像加熱部と隣接していない非画像加熱部ＰＰ（太枠部）となる。
【００６８】
次に、画像データから画像濃度を取得し、画像形成装置におけるトナー量換算値（％）に変換する方法について説明する。ホストコンピュータ等の外部装置からの画像データは画像形成装置のビデオコントローラ１２０で受信され、ビットマップデータへの変換が行われる。ここで本実施例における画像形成装置の画素数は６００ｄｐｉとし、ビデオコントローラ１２０はそれに応じたビットマップデータ（ＣＭＹＫ各色の画像濃度データ）を
作成する。各色の画像濃度データｄ（Ｃ）、ｄ（Ｍ）、ｄ（Ｙ）、ｄ（Ｋ）は、濃度を規定する単位画素面積（例えば１６×１６ドット）における各色の占有度合いに応じて最小濃度００ｈ（トナー量０％）〜最大濃度ＦＦｈ（トナー量１００％）の範囲で表わされる。これらの合算値ｄ（ＣＭＹＫ）を、記録材に形成される画像に含まれるトナー量を表すトナー量換算値（％）として変換する。本実施例では、記録材Ｐ上のトナー量０．５ｍｇ／ｃｍ２を１００％としている。各色を合算するとトナー量換算値が１００％を超える場合もあるが、トナー量換算値が２３０％を超えないように調整されている。なお、本実施例では、画像を構成する複数の色がＣＭＹＫの場合について説明したが、色の種類や数はこれに限定されるものではない。
【００６９】
ここで、本実施例において、記録材に形成される画像の濃度に関連する情報値として、画像Ｐ２と画像Ｐ３の画像濃度から変換されたトナー量換算値（％）をそれぞれＤ２、Ｄ３として、Ｄ２＝２００％、Ｄ３＝１００％の場合について説明する。第１情報値としてのＤ２＝２００％のトナー像を記録材Ｐ上に定着するための画像加熱温度は、第１情報値よりも小さい第２情報値としてのＤ３＝１００％のトナー像を記録材Ｐ上に定着するための画像加熱温度より高くなる。本実施例の場合１０℃高くする必要がある。これは、トナー量が多いほど、十分に溶融させるのに多くの熱が必要となるからである。記録材Ｐの歪みは、画像加熱部に対する周辺の加熱部との温度差が大きいほど大きな歪みを生じる。これは、温度差が大きい箇所においては記録材Ｐからの水分の抜け具合の差により大きな応力が発生するからである。本実施例の場合、画像Ｐ２では、長手方向に隣接する第１画像加熱部及び第１非画像加熱部として、画像加熱部ＰＲ３−２と非画像加熱部ＰＰ２−２の境界、画像加熱部ＰＲ５−２と非画像加熱部ＰＰ６−２の境界が特に記録材Ｐの歪みが大きくなる部分である。また、画像Ｐ３では、長手方向に隣接する第２画像加熱部及び第２非画像加熱部として、画像加熱部ＰＲ３−３と非画像加熱部ＰＰ２−３の境界、画像加熱部ＰＲ５−３と非画像加熱部ＰＰ６−３の境界が特に記録材Ｐの歪みが大きくなる部分である。
【００７０】
実施例１では、複数箇所に点在する画像の画像加熱温度が異なっている場合は、記録材Ｐ上の画像加熱温度と非画像加熱温度との温度差ΔＴの最大値を設定することによって本発明の効果が得られることを述べた。つまり、画像Ｐ２と画像Ｐ３のうち、より画像加熱温度の高い画像Ｐ２の画像加熱温度を基準にして、記録材Ｐの歪みの最大値を許容範囲内に抑えるための非画像加熱温度との温度差ΔＴを設定した。
【００７１】
実施例４では、複数箇所に点在する画像の画像加熱温度が異なっている場合は、それぞれの画像加熱部ごとに隣接する非画像加熱部との温度差を設定する。つまり、画像Ｐ２に対しては、画像加熱部ＰＲ３−２（及びＰＲ５−２）の画像加熱温度Ｔ２を基準にして隣接する非画像加熱部ＰＰ２−２（及びＰＰ６−２）との温度差を、第１の所定の温度差としてΔＴ２に設定する。一方、画像Ｐ３に対しては、画像加熱部ＰＲ３−３（及びＰＲ５−３）の画像加熱温度Ｔ３を基準にして隣接する非画像加熱部ＰＰ２−３（及びＰＰ６−３）との温度差を、第２の所定の温度差として、ΔＴ３に設定する。加熱領域Ａ１、Ａ７における非画像加熱部ＰＰについては、非画像加熱部ＰＰ２−２（及びＰＰ６−２）より低い温度に設定しており、本実施例では隣接する非画像加熱部ＰＰ２−３（及びＰＰ６−３）の非画像加熱温度に合わせている。非画像加熱部ＰＰについては、記録材Ｐの歪みの最大値を超えない範囲で更に低い温度に設定してもよい。
【００７２】
上記のようにヒータ制御することにより、画像加熱温度が低い画像Ｐ３の画像加熱部に隣接する非画像加熱部の温度を低くすることができるため、記録材Ｐの歪みの最大値はそのままの状態で、更なる省電力効果を得ることが可能となる。
【００７３】
なお、本実施例においては説明を簡単にするために、画像Ｐ２と画像Ｐ３は均一な画像
濃度を有している例について説明したが、均一な画像濃度でなくとも画像Ｐ２と画像Ｐ３の画像加熱温度が異なっていれば本実施例の効果を得ることができる。また、記録材Ｐの搬送方向における先端半分と後端半分に分けて画像Ｐ２と画像Ｐ３を同じ加熱領域内に配置した例について説明したが、様々な画像群の配置に対して本実施例の思想は反映可能である。したがって様々な画像群の配置において、記録材の歪みを許容範囲内に抑えた状態で、更なる省電力効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７４】
２００…定着装置、３００…ヒータ、４００…ヒータ制御回路、Ｐ、ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ…記録材、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…画像、ＰＲ…画像加熱部、ＰＰ…非画像加熱部、Ａ１〜Ａ７…加熱領域、Ｔａ…画像加熱温度、Ｔｐ…非画像加熱温度、ΔＴ…画像加熱温度と非画像加熱温度の温度差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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