(57)【要約】【課題】記録材の末端部分にも画像を形成した場合であっても記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることを目的とする。【解決手段】記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮに挿入される時に、ヒータ通電をＯＦＦして（Ｓ１０６）、目標加熱温度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮに挿入される時よりも下げると共に、モータＭへの供給電力をＯＦＦして（Ｓ１０８）、定着速度を転写搬送速度より遅くする。【選択図】図３
2011118238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた転写搬送速度で記録材に像担持体上のトナー像を転写する転写部と、
熱源で加熱されると共に定着速度で回転する回転体を用いて加熱ニップを形成して、前記トナー像が転写された記録材を当該加熱ニップで挟持搬送しつつ当該記録材上のトナーを加熱溶融させて定着させる定着部と、
前記熱源で加熱された部材又は前記熱源の温度を検知する温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知した検知温度を目標加熱温度に近づけるように、前記熱源に供給する電力を制御する加熱制御部と、
を備える画像形成装置であって、
記録材の後端までの一定幅以内にまで画像を形成するモードの場合に、記録材の後端部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時よりも下げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度より遅くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材の先端までの一定幅以内にまで画像を形成するモードの場合に、記録材の先端部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時よりも下げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度より遅くし、
記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の先端部分が前記加熱ニップを通過する時よりも上げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度に一致させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
予め定められた転写搬送速度で記録材に像担持体上のトナー像を転写する転写部と、
熱源で加熱されると共に定着速度で回転する回転体を用いて加熱ニップを形成して、前記トナー像が転写された記録材を当該加熱ニップで挟持搬送しつつ当該記録材上のトナーを加熱溶融させて定着させる定着部と、
前記熱源で加熱された部材又は前記熱源の温度を検知する温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知した検知温度を目標加熱温度に近づけるように、前記熱源に供給する電力を制御する加熱制御部と、
を備える画像形成装置であって、
記録材の先端までの一定幅以内にまで画像を形成するモードの場合に、記録材の先端部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時よりも下げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度より遅くす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】
本発明はトナー像を記録材上に形成し、トナー像が形成された記録材を加熱して永久画像を形成する画像形成装置に関するものである。なお、記録材としては、紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム、エレクトロファックス紙、静電記録紙等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式のプリンタに用いられた画像形成装置について説明する。電子写真方式による画像形成動作としては、まず、感光層を有する感光体表面を均一に帯電する。次に、ホストコンピュータから送信された画像信号に従って帯電された感光体を露光して静電潜像を形成する。この静電潜像を現像剤（トナー）で可視像（トナー像）化して記録材に転写する。トナー像が形成された記録材は定着装置でトナーを加熱溶融させて記録材上に定着させる。最近では、上記電子写真方式の画像形成装置で、インクジェット方式の画像形成装置で実用化されている余白なし印刷（縁無しプリント）を実現することが考案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置における定着動作において、加熱温度が高すぎる場合にはホットオフセットが発生し、加熱温度が低すぎる場合には定着不良が発生する。これらの問題が発生しない定着適正温度領域で定着することで、適切な定着画像を得ることができる。この定着動作を行う定着装置としては、記録材に熱を伝える回転体にローラを用いる熱ローラ定着装置や、スリーブを用いるサーフ定着装置が多く用いられる。熱ローラ定着装置では、ローラの熱容量が大きく、ローラを加熱する熱源から熱を蓄えられる。このため、記録材の後半を定着する際に、熱源への通電を遮断して余熱でローラの定着適正温度を維持し、電力消費を抑えることが考案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４５４５７号公報
【特許文献２】特開平８−１７１３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、記録材の後端や先端といった末端まで画像を形成する縁無しプリントでは、記録材の末端部分とそれ以外の中央部分では定着適正温度が異なることが判明した。このため、記録材の末端部分の定着時に、記録材の中央部分の定着時と同じ温度に保ったままでは、記録材の末端部分のホットオフセットが発生するという問題が発生した。この問題に対して、熱源の通電を遮断することで記録材の末端部分の定着時の温度を下げる試みを行なった。しかし、記録材の後端部分のホットオフセットが発生しない温度まで温度を下げる場合、記録材の中央部分の定着途中で温度を下げる必要が生じ、記録材の中央部分での温度が低すぎることによる定着不良が発生するという問題が発生した。したがって、このようなホットオフセットや定着不良が発生しない画像形成装置が要望されている。
【０００６】
本発明は、記録材の末端部分にも画像を形成した場合であっても記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置は、
予め定められた転写搬送速度で記録材に像担持体上のトナー像を転写する転写部と、
熱源で加熱されると共に定着速度で回転する回転体を用いて加熱ニップを形成して、前記トナー像が転写された記録材を当該加熱ニップで挟持搬送しつつ当該記録材上のトナーを加熱溶融させて定着させる定着部と、
前記熱源で加熱された部材又は前記熱源の温度を検知する温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知した検知温度を目標加熱温度に近づけるように、前記熱源に供給する電力を制御する加熱制御部と、
を備える画像形成装置であって、
記録材の後端までの一定幅以内にまで画像を形成するモードの場合に、記録材の後端部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時よりも下げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度より遅くすることを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置は、
予め定められた転写搬送速度で記録材に像担持体上のトナー像を転写する転写部と、
熱源で加熱されると共に定着速度で回転する回転体を用いて加熱ニップを形成して、前記トナー像が転写された記録材を当該加熱ニップで挟持搬送しつつ当該記録材上のトナーを加熱溶融させて定着させる定着部と、
前記熱源で加熱された部材又は前記熱源の温度を検知する温度検知部材と、
前記温度検知部材が検知した検知温度を目標加熱温度に近づけるように、前記熱源に供給する電力を制御する加熱制御部と、
を備える画像形成装置であって、
記録材の先端までの一定幅以内にまで画像を形成するモードの場合に、記録材の先端部分が前記加熱ニップを通過する時に、前記目標加熱温度を記録材の中央部分が前記加熱ニップを通過する時よりも下げると共に、前記定着速度を前記転写搬送速度より遅くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、記録材の末端部分にも画像を形成した場合であっても記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における画像形成装置の側断面図
【図２】実施例１における定着装置の側断面図
【図３】実施例１における縁無しプリント時の定着フローを説明する図
【図４】実施例１における温度推移を説明する図
【図５】実施例１における記録材後端部分の圧力分布を説明する図
【図６】実施例１における適正定着領域を説明する図
【図７】実施例１における適正定着領域を説明する図
【図８】実施例２における縁無しプリント時の定着フローを説明する図
【図９】実施例２における定着速度及び加熱温度制御を説明する図
【図１０】実施例２における適正定着領域を説明する図
【図１１】実施例３における画像形成装置の側断面図
【図１２】実施例３における縁無しプリント時の定着フローを説明する図
【図１３】実施例３における定着速度及び加熱温度制御を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定
する趣旨のものではない。
【００１２】
＜実施例１＞
（１）画像形成装置（図１）
図１は画像形成装置の概略構成図である。本例の画像形成装置はインライン電子写真フルカラープリンタであり、Ａ４サイズのフルカラー画像を毎分２０枚形成することができる。この時の画像形成速度及び転写搬送速度は１２０ｍｍ／ｓに設定している。本構成は像担持体である感光体としてイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの色トナーに対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄを有しており、転写ベルト２０は各感光ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれの転写部で接触している。転写ベルト２０は、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を１０８Ω・ｃｍに調整した厚み０．１ｍｍのものを用いている。各転写部には、中抵抗（５００Ｖ印加時のニップ形成時の実抵抗が１０６〜１０１０Ω）の弾性材を芯金に被覆した転写ローラ１５ａ〜１５ｄが感光ドラム１１ａ〜１１ｄと共に転写ベルト２０を挟む形で配置してある。
【００１３】
（２）定着装置１０（図２）
図２は定着装置１０の側断面図である。定着部としての定着装置１０は回転体対をなす加熱ユニット１と加圧ローラ３を主体とする。加圧ローラ３は、芯金３ａの外周を３ｍｍ厚のシリコーンゴム層３ｂで被覆し、さらにその外周を５０μm厚のＰＦＡ樹脂３ｃで被
覆した外径２０ｍｍの弾性ローラである。加熱ユニット１は、セラミックヒータ２を支持するヒータホルダ１ｃの周囲に、加熱スリーブ１ａを遊嵌したもので、支持ステー１ｂにより支持・固定されている。加熱スリーブ１ａが本発明の回転体に相当する。加熱ニップであるところの定着ニップＮは、加圧ローラ３が押圧されて加熱ユニット１に対して加圧付勢される事により形成される。加熱スリーブ１ａは、厚み２０μｍのステンレス基層に３００μｍのシリコーンゴム（熱伝導率１．６Ｗ／（ｍ・Ｋ））を被覆し、その表面に２０μｍのフッ素樹脂を被覆したもので、周長は７５．４ｍｍのものである。セラミックヒータ２は、記録材搬送方向と直交する幅６ｍｍ、厚み０．７ｍｍの窒化アルミ２ｂの上に熱源であるところの発熱体２ａとして抵抗体を印刷により形成し、その上をガラス（不図示）で保護した出力１２００Ｗ（１００Ｖ入力時）のものである。セラミックヒータ２の裏面には、温度検知部材であるところのサーミスタ５が当接している。サーミスタ５は、板バネにより付勢され、セラミックヒータ２の記録材搬送方向と直交する長手方向の略中央に当接している。これによりサーミスタ５は、熱源で加熱された部材であるセラミックヒータ２の温度を検知する。なお、サーミスタ５は、熱源である発熱体２ａの温度を直接検知するものでもよいし、熱源で加熱された部材である加熱スリーブ１ａの温度を検知するものでもよい。セラミックヒータ２の発熱体２ａは画像形成装置の加熱制御部としての加熱制御装置１００により制御される電源基板に電気的に接続されており、またサーミスタ５は信号線によって画像形成装置の加熱制御装置１００と電気的に接続されている。加熱制御装置１００は予め設定されている目標加熱温度（加熱温度）に対してサーミスタ５の検知温度を比較し、検知温度が低い場合にはセラミックヒータ２への供給電力を増やし、検知温度が高い場合には供給電力を減らすように制御する。つまり、加熱制御装置１００は、サーミスタ５が検知した検知温度を目標加熱温度に近づけるように、発熱体２ａに供給する電力を制御する。本例では９０ｇｍ２紙の記録材に対する加熱温度は１８０℃に設定する。加熱温度は、記録材に応じて変更されるものでもよい。加圧ローラ３は駆動装置であるところのモータＭにより図２において矢印の時計廻りに回転駆動され、加熱スリーブ１ａは定着ニップＮ内の摩擦により加圧ローラ３に従動回転する。加熱ユニット１と加圧ローラ３との間の定着ニップＮに、被加熱材としての未定着トナー像ｔを担持した記録材Ｐが導入されることで、記録材Ｐは加熱スリーブ１ａの外面に密着して加熱スリーブ１ａと共に定着ニップＮを通過して行く。そして、加熱スリーブ１ａからの熱伝導によってトナー像ｔのトナーが加熱溶融されてトナー像が記録材上に定着される。定着ニップＮを通った記録材Ｐは、定着ニップＮの出口側で加熱スリーブ１ａの外面から曲率分離され
て搬送される。定着装置１０としては、上記のサーフ加熱方式以外に、ローラ加熱方式、外部加熱方式等を用いることができる。定着装置１０としては、要は、定着ニップＮでの記録材Ｐを搬送する速度を変更可能であって熱源の温度若しくは熱源により加熱された部材の温度を検知して熱源に供給される電力を制御しているものであれば用いることができる。
【００１４】
（３）画像形成動作（図１）
感光ドラム１１ａは、図示矢印方向に回転し一次帯電器１２ａにより一様に帯電される。ホストコンピュータから送信された画像データを画像データ処理によりレーザ発光強度や発光時間に変換しスキャナ１３ａからレーザ光を発して帯電された感光ドラム１１ａ上に静電潜像を作成する。レーザ光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。感光ドラム１１ａ上の静電潜像は、レーザ光が照射された部分は明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）に、そうでない部分は一次帯電器１２ａで帯電された暗部電位ＶＤ（約−７００Ｖ）に保持されることによって形成される。静電潜像は、感光ドラム１１ａの回転により、現像器１４ａとの対向部に達し、同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電されたトナーが供給されて顕像（トナー像）化される。フルカラー画像形成においては各色に対応した感光ドラム１１ｂ〜１１ｄについて同様にトナー像が形成され、各転写部の各転写ニップにおいて転写ベルト２０と共に転写搬送速度で搬送される記録材Ｐ上に順次転写され各トナー像を合成する。転写ベルト２０と感光ドラム１１ａ〜１１ｄのなす各転写ニップでは、転写ローラ１５ａ〜１５ｄに印加されたトナーと逆極性の電圧（＋５００〜＋４０００Ｖ）によって転写ニップ域に形成された電界によりトナー像は転写される。記録材Ｐが感光ドラム１１ｄとの転写ニップを通過した段階でフルカラー画像が記録材Ｐ上に担持され、転写工程は完了する。一方、トナー像の転写を終えた感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面はクリーニング装置１６ａ〜１６ｄによりそれぞれ表面を清掃された後、次の画像形成工程に備える。転写ローラ１５ａ〜１５ｄに供給される電圧（転写電圧）は、記録材が供給される前に、転写ローラ１５ａに所定電圧を印加したときの電流を電流検知回路１８により計測する。そして、制御装置１９により転写部材（転写ローラ１５ａ〜１５ｄ及び転写ベルト２０）の抵抗を演算して決定する。この制御により、転写部材のおかれている環境、特に吸湿による転写部材の抵抗変化を吸収し、一定の転写電荷を供給することができて、安定した画質を維持することができる。転写工程を終えた記録材Ｐは、駆動ローラ２０ａの曲率によって転写ベルト２０から分離されて定着装置１０に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。記録材Ｐの後端が転写ベルト２０から分離される前は、記録材Ｐが定着ニップＮとの間に跨る形になるため、定着速度は転写搬送速度に対して一致している必要がある。定着速度が速すぎたり遅すぎたりすると転写中の記録材Ｐの速度を不安定にするため、色レジストレーションが合わなくなるという問題が発生する。本例では、記録材Ｐのつくるループ状態を検知するループセンサ（不図示）を用いて、モータＭ（図２）の速度を−２〜＋２％の範囲で加減して、色レジに影響を与えないように制御している。
【００１５】
（４）縁無しプリント動作（図３）
本画像形成装置では一般的な一定幅の余白を記録材の４辺に設ける通常プリント以外に、余白を設けない縁無しプリントを行う。本例では、縁無しプリントを行うモードでは、レジ機構の精度が確保しやすい先端部分は０〜０．５ｍｍ以内の余白に抑え、紙搬送の影響を受けやすい左右端や後端については、感光ドラム１１ａ〜１１ｄに記録材Ｐより大きい領域に静電潜像を形成する。具体的な静電潜像の大きさは、記録材Ｐのレジストレーションのばらつきを考慮して、左右端及び後端に対して記録材の各辺から２ｍｍ外側まで形成する。この静電潜像に対して、上述の画像形成動作と同様な工程を経て記録材Ｐにトナー像を転写することで、先端に若干余白はあるものの、実質的に縁無し画像が記録材Ｐ上に形成される。転写工程を終えた転写ベルト２０上には、記録材Ｐより大きい部分のトナー像（はみだしトナー）が存在するため、転写クリーニング装置２１によりこれらのはみ
だしトナーを清掃し転写ベルト２０は次の画像形成に備える。転写ベルト２０から分離された記録材Ｐは、定着装置１０の定着ニップＮで挟持搬送されながら加熱されて定着される。
【００１６】
縁無しプリントにおける定着動作では、図３のフローに示すように、１枚の記録材Ｐの定着動作途中においてヒータ２への電力供給を下げることで加熱温度を下げると共に定着速度を落とし、記録材Ｐの後端部分の定着を行う。記録材Ｐの後端が転写ベルト２０から分離された後に、記録材Ｐの後端及びその近傍（後端部分）が定着ニップＮにさしかかるタイミングで定着速度を転写搬送速度より遅くする。記録材Ｐの後端が定着ニップＮを通過する間際に定着速度を操作しても、電気的或いは機械的遅延のため狙いの速度にまで下げることは困難であり、逆に早いタイミングで操作した場合には、次頁の記録材Ｐとの間隔（紙間）が確保できなくなる。したがって、本例で言うところの後端部分とは、上記遅延を考慮した時間及び、紙間を確保できる範囲を表す。本例の制御は、後端から７０ｍｍの位置が定着ニップＮに挟持されたタイミングで記録材Ｐの後端が転写ベルト２０から分離される。そして、記録材Ｐの後端から５０ｍｍの部分が定着ニップＮに挟持されたタイミングで、セラミックヒータ２への通電をＯＦＦする（Ｓ１０６）。この通電ＯＦＦ動作と並行して、後端から３５ｍｍのタイミングでモータＭの供給電力をＯＦＦして（Ｓ１０８）、記録材Ｐの後端まで慣性で搬送する。
【００１７】
次に図３のフローについて具体的に説明する。図３は、記録材Ｐの縁無しプリントを行う場合の定着フローを説明する図である。まず、記録材Ｐの先端が未だ定着ニップＮに挿入されていない場合には、セラミックヒータ２への通電をＯＮして紙間温調を行う（Ｓ１０１）。紙間温調は、記録材Ｐを定着ニップＮに狭持させないので、セラミックヒータ２の目標加熱温度を定着適正温度よりも低いが、直ぐに定着適正温度に上げることのできる温度に維持する。またそれと共に、加熱スリーブ１ａを回転させる定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）に一致させる（Ｓ１０２）。次に、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入されるか否か判別する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３で肯定判定されると、Ｓ１０４へ移行する。一方、Ｓ１０３で否定判定されると、Ｓ１０３の判別を繰り返す。Ｓ１０４では、セラミックヒータ２への通電をＯＮしたまま定着温調を行う（Ｓ１０４）。定着温調では、セラミックヒータ２の目標加熱温度を定着適正温度に維持する制御を行う。ここでの定着適性温度は、記録材Ｐの中央部分に形成されたトナー像を良好に定着する温度である。次に、記録材Ｐの後端から５０ｍｍの部分が定着ニップＮに狭持されたか否か判別する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５で肯定判定されると、Ｓ１０６へ移行する。一方、Ｓ１０５で否定判定されると、Ｓ１０５の判別を繰り返す。Ｓ１０６では、セラミックヒータ２への通電をＯＦＦする（Ｓ１０６）。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、目標加熱温度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時よりも下げることができる。本例においては定着装置１０として熱容量の小さいサーフ加熱方式を用いているため、電力供給に対する加熱温度の応答速度は比較的高い。Ｓ１０６のタイミングで通電をＯＦＦすると、サーミスタ５の検知温度は図４に示すように推移し、記録材Ｐの後端が定着ニップＮを通過する時には約１６０℃になる。次に、記録材Ｐの後端から３５ｍｍの部分が定着ニップＮに狭持されたか否か判別する（Ｓ１０７）。Ｓ１０７で肯定判定されると、Ｓ１０８へ移行する。一方、Ｓ１０７で否定判定されると、Ｓ１０７の判別を繰り返す。Ｓ１０８では、モータＭの供給電力をＯＦＦして（Ｓ１０８）、記録材Ｐの後端まで慣性で搬送する。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、定着速度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の転写搬送速度より遅くすることができる。本例においてはＳ１０８のタイミングでモータＭへの電力供給を止めると、記録材Ｐの後端が定着ニップＮを通過する時の搬送速度は約５０ｍｍ／ｓとなる。次に、記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けたか否か判別する（Ｓ１０９）。Ｓ１０９で肯定判定されると、Ｓ１１０へ移行する。一方、Ｓ１０９で否定判定されると、Ｓ１０９の判別を繰り返す。記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けると、再びモータＭに電力供
給して定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）に一致させる（Ｓ１１０）。またそれと共に、セラミックヒータ２への通電をＯＮして紙間温調を行う（Ｓ１１１）。なお、本例で用いたこれらの動作のタイミングは一例であり、Ｓ１０６を実行するタイミングに関しては定着装置１０の熱容量などによって調整すればよく、Ｓ１０８のタイミングに関してはモータＭや加圧ローラ３などの慣性力によって決めればよい。
【００１８】
（５）考察
次に、図３のフローに示す動作により得られる作用効果について説明する。本例では、記録材Ｐの後端部分の挙動について考察する。図５は記録材Ｐの後端が定着ニップＮから排出される直前の様子を示すと共に、その時の加圧分布を示している。加圧分布は、記録材Ｐと共に感圧フィルムを挿入して測定することで得ることが出来る。記録材Ｐの後端に相当する位置で、通常より高い加圧力がかかっていることが示されている。これは、記録材Ｐの後端が加圧ローラ３のシリコーンゴム層３ｂの変形起点を受ける部分となるために、局所的に大きな加圧がかかるためであると考えられる。
【００１９】
一般に、定着性能には温度と加圧力の二つの要素が関係すると考えられている。温度はトナーを加熱溶融するための必須条件であり、加圧力は加熱溶融動作を効率よく行うための条件となる。従って、加熱スリーブ１ａを同じ温度に保ったとしても、加圧力が異なる場合には異なる定着性能になる。つまり、通常の加圧力（図中の平均加圧力）に対して最適に設定した加熱温度は、上記局所的に高圧となる端部（末端部分）に対しては、過剰な熱供給となる温度となる。その結果、トナーが過溶融されて加熱スリーブ１ａ表面との親和力が高くなり、トナーが加熱スリーブ１ａ表面を汚してしまうホットオフセット現象が発生する。
【００２０】
図６は、加熱時間を８５ｍｓに設定した時に、このようなホットオフセットが発生する加熱温度と加圧力との組み合わせを表したものである。図中の曲線は所定加圧力下でホットオフセットの発生しない限界加熱温度を示すもので、領域（Ｉ）側ではホットオフセットが発生する。加熱温度をＴ１に設定した場合、加圧力Ｐ1であれば良好な定着が得られ
るが、矢印（ａ）のように同じ加熱温度でも加圧力Ｐ２ではホットオフセットが発生する。加圧力Ｐ２でホットオフセットが発生しないようにするためには、矢印（ｂ）のように、加熱温度をＴ２まで下げる必要がある。記録材Ｐの端部にまで画像を形成する縁無しプリントにおいては、図５に示すように異なる加圧力条件が同居しているために、記録材Ｐの端部と中央部とでは同じ温度で良好な定着画像を得ることが困難となることが判明した。
【００２１】
次に、定着速度を下げた場合の、ホットオフセットと定着不良とのマージンについて着目する。図７は常温環境（１５〜２７℃）において、定着速度を変化させた時の定着不良が発生する加熱温度と、ホットオフセットが発生する加熱温度とについて、端部と端部以外（中央部）の加圧力に対して表したものである。定着速度が高い領域では、定着不良とホットオフセットのマージンがほとんど得られない（Ｆ２）のに対して、定着速度を下げた場合は、両者とも発生しない温度領域（Ｆ１）を広い範囲確保できる。これは、定着不良がトナー像全体を溶融させるための熱量に左右されるのに対して、ホットオフセットがトナー像の最高到達温度に関係することが原因と考えられる。つまり、定着速度を下げて長い時間で加熱する場合には、トナー像の局所的な加熱を抑えながらトナー像全体を溶融させることができる。これに対して、高い定着速度で短時間に加熱する場合には、局所的にトナー表面がホットオフセットする高温に達してしまう。このような傾向は熱伝達を行いながら溶融する定着動作において、少なからず当てはまるものである。
【００２２】
本例ではこのような傾向を利用するために、上述の図３に示す動作を行って、加熱温度を下げつつ定着速度を下げて、後端部分のホットオフセットと後端部分以外の定着不良と
を満足する構成を実現している。
【００２３】
（６）比較実験
本実施例を従来の方法との比較を行うために、比較例１として加熱温度をＴ１に保ったまま、記録材後端部分まで定着した場合と、比較例２として記録材後端部分で加熱温度がＴ２になるように加熱温度Ｔ１から下げて定着した場合を取り上げて実験を行った。実験は、９０ｇ／ｍ２の記録材に全面赤画像を１０頁印字したときの定着不良と、同様に後端１０ｍｍ幅の単色黒帯を１０頁印字した時のホットオフセットを目視で確認した。定着不良は軽く擦って剥がれる頁には「１０」、全く剥がれないものは「０」、その中間を「５」を加点し、これら１０枚の合計を指標とした。ホットオフセットは、一見して視認できる頁には「１０」、全くないものは「０」、よく見ないとわからないものは「５」をつけて、これら１０枚の合計を指標とした。表１に示すように、本実施例では、ホットオフセット、定着不良とも全く見られず、両立できる構成になっていることが判る。一方、比較例１では後端部分に対しても加熱温度Ｔ１を用いるため、ホットオフセットが高頻度で発生する。また、比較例２ではホットオフセットの発生を抑えることができているものの、定着速度を保ったまま加熱温度Ｔ２に下げるため、熱量不足により画像後半で定着不良が発生している。
【表１】
2011118238.tif 000003
【００２４】
上記のように本例では、記録材Ｐの後端部分にも画像を形成した場合に、定着ニップＮに記録材Ｐの後端部分を挿通する際に、広い加熱温度条件で適正な定着動作を行うことができる。したがって、記録材Ｐの後端部分にも画像を形成した場合であっても、記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることができる。
【００２５】
＜実施例２＞
本例の画像形成装置は前述実施例１の装置との対比において、図８に示す縁無しプリント時の定着速度・加熱温度制御を行なう点を除いて同じである。以下、この相違点について説明する。縁無しプリントにおける定着動作では、図８のフローに示すように、１枚の記録材Ｐの定着動作途中において加熱温度を下げると共に定着速度を落として記録材Ｐの後端部分の定着を行う。記録材Ｐの後端が転写ベルト２０から分離されて、定着ニップＮまでの距離に従って図９に示すように加熱温度及び定着速度を制御する（Ｓ２０６及びＳ２０７）。この加熱温度と定着速度は、前述実施例１中の図７で示したように、高温オフセットと定着不良が共に発生しない条件を選択しながら変化させる。したがって、良好な定着能力を全域で確保することができる。
【００２６】
次に図８のフローについて具体的に説明する。図８は、記録材Ｐの縁無しプリントを行う場合の定着フローを説明する図である。まず、記録材Ｐの先端が未だ定着ニップＮに挿入されていない場合には、セラミックヒータ２への通電をＯＮして紙間温調を行う（Ｓ２０１）。またそれと共に、加熱スリーブ１ａを回転させる定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）に一致させる（Ｓ２０２）。次に、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入されるか否か判別する（Ｓ２０３）。Ｓ２０３で肯定判定されると、Ｓ２０４へ移行する。一方、Ｓ２０３で否定判定されると、Ｓ２０３の判別を繰り返す。Ｓ２０４では、セラミックヒータ２への通電をＯＮしたまま定着温調を行う（Ｓ２０４）。次に、記録材Ｐの後
端から６０ｍｍの部分が定着ニップＮに狭持されたか否か判別する（Ｓ２０５）。Ｓ２０５で肯定判定されると、Ｓ２０６へ移行する。一方、Ｓ２０５で否定判定されると、Ｓ２０５の判別を繰り返す。Ｓ２０６では、セラミックヒータ２への通電量を段階的に少なくして加熱温度を図９に示すように段階的にダウンさせる（Ｓ２０６）。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、目標加熱温度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時よりも下げることができる。またこれと同時に、モータＭの供給電力量を段階的に少なくしてモータＭの速度を図９に示すように段階的にダウンさせる（Ｓ２０７）。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、定着速度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の転写搬送速度より遅くすることができる。次に、記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けたか否か判別する（Ｓ２０８）。Ｓ２０８で肯定判定されると、Ｓ２０９へ移行する。一方、Ｓ２０８で否定判定されると、Ｓ２０８の判別を繰り返す。記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けると、再びモータＭへの供給電力量を多くして定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）に一致させる（Ｓ２０９）。またそれと共に、セラミックヒータ２への通電量をほぼそのままにして紙間温調を行う（Ｓ２１０）。なお、本例で用いたこれらの動作のタイミングは一例であり、状況によって変更してもよい。
【００２７】
本例の特徴は、加熱温度と定着速度とを予め決めた所定のプロファイルによって変化させることで、安定した定着動作を保証できるとともに、画像形成装置の状態変化に応じて柔軟に対応できることにある。モータＭに必要なトルクは、画像形成装置の総印刷枚数が進んで摺動部が磨耗することで増加する場合がある。このような場合であっても本例ではアクティブにモータＭの速度を制御し、図９に示すモータ速度（定着速度）に従って忠実に制御することが可能になる。また、環境温度や湿度が変化して、記録材の温度や含水量が変化した場合においても、加熱温度を図９に示すプロファイルにしたがってトレースすることができる。さらに、記録材の温度や含水量によっては、図７に示す最適な加熱温度及び定着速度が変わる場合がある。図１０は、図７に示す常温での最適条件（色塗り領域）を示したものに、室温１０℃、湿度５０％の環境での最適条件（破線に挟まれた領域）を重ねたものである。低温高湿環境下の記録材で良好な定着状態を得るために、より大きな熱量を必要とする。そのために、常温環境に比較して最適条件が高温側にシフトしている。本例はこのような環境変化に対しても、加熱温度或いは定着速度を調整して良好な定着能力を維持することができる。本構成を有する画像形成装置は、より環境適応性の高さが求められる個人利用の装置に対しても、その効果を発揮できる。上記のように本例では、記録材Ｐの後端部分にも画像を形成した場合に、定着ニップＮに記録材Ｐの後端部分を挿通する際に、広い加熱温度条件で適正な定着動作を行うことができる。したがって、記録材Ｐの後端部分にも画像を形成した場合であっても、記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることができる。
【００２８】
＜実施例３＞
（１）画像形成装置（図１１）
図１１は画像形成装置の概略構成図である。本例の画像形成装置はインライン電子写真フルカラープリンタであり、Ａ４サイズのフルカラー画像を毎分２０枚形成することができる。この時の画像形成速度及び転写搬送速度は１２０ｍｍ／ｓに設定している。本構成は感光体としてイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの色トナーに対応した感光ドラム１１ａ〜１１ｄを有しており、中間転写ベルト２２は各感光ドラム１１ａ〜１１ｄにそれぞれの一次転写部で接触している。中間転写ベルト２２の抵抗としては、ポリイミド樹脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を１０10Ω・ｃｍに調整した厚み０．１ｍｍのものを用いている。各転写部には、中抵抗（５００Ｖ印加時のニップ形成での実抵抗が１０６〜１０１０Ω）の弾性材を芯金に被覆した一次転写を行う転写ローラ１５ａ〜１５ｄが感光ドラム１１ａ〜１１ｄと共に中間転写ベルト２２を挟む形で配置してある。二次転写ローラ２３は、中間転写ベルト２２上のトナー像を記録材Ｐに二次転写する。二次転写
ローラ２３は、芯金に中抵抗（５００Ｖ印加時のニップ形成での実抵抗が１０６〜１０１０Ω）の弾性材を被覆して、さらに表層に１０10〜１０１3Ω・ｃｍの体積抵抗率の導電
ＰＦＡチューブを設けてある。なお、定着部としての定着装置１０は、前述実施例１に用いたものと同構成のものを装備している。
【００２９】
（２）画像形成動作（図１１）
感光ドラム１１ａは、図示矢印方向に回転し一次帯電器１２ａにより一様に帯電される。ホストコンピュータより送信された画像データを画像データ処理によりレーザ発光強度や発光時間に変換しスキャナ１３ａからレーザ光を発して帯電された感光ドラム１１ａ上に静電潜像を作成する。レーザ光の強度及び照射スポット径は画像形成装置の解像度及び所望の画像濃度によって適正に設定されている。感光ドラム１１ａ上の静電潜像は、レーザ光が照射された部分は明部電位ＶＬ（約−１００Ｖ）に、そうでない部分は一次帯電器１２ａで帯電された暗部電位ＶＤ（約−７００Ｖ）に保持されることによって形成される。静電潜像は、感光ドラム１１ａの回転により、現像器１４ａとの対向部に達し、同一極性（本例ではマイナス極性）に帯電されたトナーが供給されて顕像（トナー像）化される。フルカラー画像形成においては各色に対応した感光ドラム１１ｂ〜１１ｄについて同様にトナー像が形成され、転写搬送速度で搬送される中間転写ベルト２２上に各一次転写ニップで順次一次転写されトナー像を合成する。中間転写ベルト２２と感光ドラム１１ａ〜１１ｄのなす各一次転写ニップでは、転写ローラ１５ａ〜１５ｄに印加されたトナーと逆極性の電圧（＋１００〜＋１５００Ｖ）によって形成された電界により、トナー像は一次転写される。一次転写ローラ１５ａ〜１５ｄに供給される電圧（一次転写電圧）は、一次転写ローラ１５ａに所定電圧を印加したときの電流を電流検知回路１８により計測する。そして、制御装置１９により転写部材（一次転写ローラ１５ａ〜１５ｄ及び中間転写ベルト２２）の抵抗を演算して決定する。この制御により、転写部材のおかれている環境、特に吸湿による転写部材の抵抗変化を吸収し、一定の転写電荷を供給することができて、安定した画質を維持することができる。感光ドラム１１ｄとの転写ニップを通過した段階で中間転写ベルト２２上にはフルカラー画像が担持され、１次転写行程は完了する。中間転写ベルト２２上に転写された合成トナー像は、二次転写ローラ２３に印加されたトナーと逆極性の二次転写電圧（＋５００〜＋５０００Ｖ）によって、転写搬送速度で搬送される記録材Ｐ上に静電的に二次転写される。中間転写ベルト２２上に存在する２次転写残トナーは、転写クリーニング装置２１により取り除かれ、中間転写ベルト２２は次の画像形成に備える。二次転写工程を終えた記録材Ｐは搬送ベルト２４により搬送されて定着装置１０に到達し、加熱・加圧されて永久定着像が得られる。本例における搬送ベルト２４による搬送距離は、記録材Ｐの長さに比べて長く設定してあり、記録材Ｐの後端が二次転写された後に、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入される。従って、搬送ベルト２４を速度緩衝部材として、転写搬送速度と定着速度に差を持たせることができる。
【００３０】
（３）縁無しプリント動作（図１２、図１３）
本画像形成装置では一般的な余白を記録材の４辺に設ける通常プリント以外に、縁無しプリントを行う。縁無しプリントを行う場合には、感光ドラム１１ａ〜１１ｄに記録材Ｐより大きい静電潜像を形成する。静電潜像の大きさは、記録材Ｐのレジストレーションのばらつきを考慮して、記録材Ｐのサイズに４ｍｍを加えた画像サイズのものとし、記録材の各辺から２ｍｍ外側まで形成する。この潜像に対して、上述の画像形成動作と同様な工程を経て記録材Ｐにトナー像を転写することで、縁無し画像が記録材Ｐ上に形成される。二次転写工程では、記録材Ｐより大きい部分のトナー像（はみだしトナー）が二次転写ローラ２３上に転写されるため、転写クリーニング機構２５により、これらの余剰トナーを取り除いて、記録材Ｐの裏側が、この余剰トナーで汚れることを防止する。記録材Ｐの後端が２次転写工程を終えた後、搬送ベルト２４の速度を転写搬送速度から減速させて、記録材Ｐを定着ニップＮへ挟持搬送する。
【００３１】
縁無しプリントにおける定着動作では、図１２のフローに示すように、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入された後に、加熱温度を上げると共に定着速度を転写搬送速度に戻して記録材Ｐの定着を行う。具体的には、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入される前に、搬送ベルト２４の速度と定着速度を５０ｍｍ／ｓに保つ。そして、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挟持されたタイミングで、搬送ベルト２４及び定着速度を図１３に示すように制御しながら、転写搬送速度に戻すと同時に、加熱温度を変更させる（Ｓ３０４及びＳ３０５）。この加熱温度及び定着速度は、前述実施例１中の図７で示したように、高温オフセットと定着不良が、共に発生しない条件を選択しながら変化させる。これにより、記録材Ｐの先端部分におけるホットオフセットをも発生させないようにしている。
【００３２】
次に図１２のフローについて具体的に説明する。図１２は、記録材Ｐの縁無しプリントを行う場合の定着フローを説明する図である。まず、記録材Ｐの先端が未だ定着ニップＮに挿入されていない場合には、セラミックヒータ２への通電をＯＮして紙間温調を行う（Ｓ３０１）。またそれと共に、加熱スリーブ１ａを回転させる定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）よりも遅い５０ｍｍ／ｓにする（Ｓ３０２）。次に、記録材Ｐの先端が定着ニップＮに挿入されるか否か判別する（Ｓ３０３）。Ｓ３０３で肯定判定されると、Ｓ３０４へ移行する。一方、Ｓ３０３で否定判定されると、Ｓ３０３の判別を繰り返す。Ｓ３０４では、セラミックヒータ２への通電量を紙間温調から定着温調まで多くして加熱温度を図１３に示すように段階的にアップさせる（Ｓ３０４）。これにより、記録材Ｐの先端部分が定着ニップＮを通過する時には、目標加熱温度を紙間温調の１６０℃から上げて記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の定着温調の１８０℃よりも下げておくことができる。また目標加熱温度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時には、目標加熱温度を定着温調の１８０℃として記録材Ｐの先端部分が定着ニップＮを通過する時よりも上げることができる。またこれと同時に、モータＭの供給電力量を段階的に多くしてモータＭの速度である定着速度を図１３に示すように転写搬送速度まで段階的にアップさせる（Ｓ３０５）。これにより、記録材Ｐの先端部分が定着ニップＮを通過する時に、定着速度を５０ｍ／ｓからアップさせて記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の転写搬送速度（１２０ｍ／ｓ）より遅くしておくことができる。また記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時に、定着速度を転写搬送速度（１２０ｍ／ｓ）に一致させることができる。そして、定着速度を転写搬送速度（１２０ｍ／ｓ）に一致させる（Ｓ３０６）。またこれと共に、セラミックヒータ２を１８０℃に維持して定着温調する（Ｓ３０７）。次に、記録材Ｐの後端から６０ｍｍの部分が定着ニップＮに狭持されたか否か判別する（Ｓ３０８）。Ｓ３０８で肯定判定されると、Ｓ３０９へ移行する。一方、Ｓ３０８で否定判定されると、Ｓ３０８の判別を繰り返す。Ｓ３０９では、セラミックヒータ２への通電量を段階的に少なくして加熱温度を図１３に示すように段階的にダウンさせる（Ｓ３０９）。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、目標加熱温度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の１８０℃よりも下げることができる。またこれと同時に、モータＭの供給電力量を段階的に少なくしてモータＭの速度である定着速度を図１３に示すように段階的にダウンさせる（Ｓ３１０）。これにより、記録材Ｐの後端部分が定着ニップＮを通過する時に、定着速度を記録材Ｐの中央部分が定着ニップＮを通過する時の転写搬送速度より遅くすることができる。次に、記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けたか否か判別する（Ｓ３１１）。Ｓ３１１で肯定判定されると、Ｓ３１２へ移行する。一方、Ｓ３１１で否定判定されると、Ｓ３１１の判別を繰り返す。記録材Ｐの後端が定着ニップＮから抜けると、モータＭへの供給電力量を少なくして定着速度を転写搬送速度（１２０ｍｍ／ｓ）よりも遅い５０ｍ／ｓにする（Ｓ３１２）。またそれと共に、セラミックヒータ２への通電量を最もダウンさせた状態の１６０℃に維持する紙間温調を行う（Ｓ３１３）。なお、本例で用いたこれらの動作のタイミングは一例であり、状況によって変更してもよい。
【００３３】
本例の特徴は、記録材Ｐの後端部分のみならず、先端部分の両末端部分に対しても加熱
温度と定着速度とを最適に制御することにある。これにより、本例では、記録材Ｐの先後端部分の両末端部分にも画像を形成した場合に、定着ニップＮに記録材Ｐの両末端部分を挿通する際に、広い加熱温度条件で適正な定着動作を行うことができる。したがって、記録材Ｐの両末端部分にも画像を形成した場合であっても、記録材全面についてホットオフセットや定着不良を発生させずに良好な画像を得ることができる。
【００３４】
なお、本例では、記録材Ｐの先端部分のみならず、後端部分の両末端部分に対しても加熱温度と定着速度とを最適に制御するものであった。しかしこれに限られない。記録材Ｐの先端部分に対してのみ加熱温度と定着速度とを最適に制御するものでもよい。また、上記例の縁無しプリントを行うモードでは、記録材Ｐの先端以外或いは全端は縁無しで画像を形成するモードであった。しかし本発明を適用できるモードはこれに限られない。通常プリントモードでの記録材Ｐの先端までの非画像形成領域となる一定幅以内にまで画像を形成するモードや、通常プリントモードでの記録材Ｐの後端までの非画像形成領域となる一定幅以内にまで画像を形成するモードであっても本発明を適用できる。また、これらの一定幅以内とは、先後端まで縁無しで画像を形成する０をも含むものである。
【符号の説明】
【００３５】
１ａ…加熱スリーブ、２ａ…発熱体、５…サーミスタ、１０…定着装置、１１ａ〜１１ｄ…感光ドラム、１００…加熱制御装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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