(57)【要約】【課題】デジタル定着により両面印刷を行う際、後に印刷される面のトナー像転写時の異常発生を防止可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】被記録媒体Ｐの両面に印刷が可能であって、  転写装置３０は、転写電界を形成するために転写手段に供給される転写電流を、被記録媒体Ｐの搬送方向に分割された領域ごとに制御する転写電流制御手段を備え、  定着装置６０は、定着部材６２と、加圧部材６１と、被記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に複数の加熱領域を有し定着部材６２を加熱する加熱手段６３と、複数の加熱領域を独立に制御する加熱制御手段とを備え、  加熱領域の温度情報を記録する手段をさらに備え、  転写電流制御手段は、両面印刷時に、被記録媒体Ｐの先に印刷された第１面のトナー像定着時の加熱領域の温度情報に基づき、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流を制御する画像形成装置。【選択図】図１
2015045744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成されたトナー像を、定電流制御された転写電界の付加により被記録媒体に転写する転写装置と、転写された前記トナー像を前記被記録媒体に加熱定着する定着装置とを備え、前記被記録媒体の両面に印刷が可能な画像形成装置において、
前記転写装置は、転写電界を形成するために転写手段に供給される転写電流を、前記被記録媒体の搬送方向に分割された領域ごとに制御する転写電流制御手段を備え、
前記定着装置は、未定着トナー像と接触する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数の加熱領域を有し前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記被記録媒体上のトナー像の位置に応じて、トナー像が転写された画像部を定着温度に加熱し、トナー像が転写されていない非画像部を前記定着温度よりも低い温度に加熱するように複数の前記加熱領域を独立に制御する加熱制御手段と、を備え、
前記加熱領域の温度情報を記録する手段をさらに備え、
前記転写電流制御手段は、両面印刷時に、前記被記録媒体の先に印刷された第１面のトナー像定着時の前記加熱領域の温度情報に基づき、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写電流制御手段は、両面印刷時に、前記被記録媒体の先に印刷された第１面の搬送方向と直交する方向における前記トナー像の面積に応じて、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流の設定値を補正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】
前記転写電流制御手段は、前記被記録媒体の種類に応じて、転写電流の設定値を補正す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】
前記転写電流制御手段は、装置の使用環境に応じて、転写電流の設定値を補正することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記被記録媒体の表面の抵抗を検知する抵抗検知手段を有し、
前記転写電流制御手段は、前記抵抗検知手段の検知結果に基づき、転写電流の設定値を補正することを特徴とする請求項１から４のいずれか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、画像形成装置に関し、詳しくは電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、該トナー像を紙やＯＨＰシート等の被記録媒体上に転写し、トナー像を担持した被記録媒体を加熱手段によって所定の定着温度に加熱されている定着部材と加圧部材の間に送り込んで、熱と圧力により未定着トナー像を被記録媒体上に定着させている。
【０００３】
近年、省エネルギー化が求められており、画像形成装置において使用されるエネルギーの大部分を占める定着動作において、定着温度を画像データの画像情報に基づいて制御することで、消費電力の削減が図る方法が行われている。具体的には、複数の加熱領域に分割され、該加熱領域毎に独立して加熱制御される加熱手段により加熱される定着部材において、画像情報と前記各加熱領域を対応させ、トナー像が転写された領域のみを加熱する方法が知られている。
【０００４】
このようなデジタル加熱方式による定着（デジタル定着）では、トナー像が転写された領域（以下、「画像部」ともいう）と、トナー像が転写されていない領域（以下、「非画像部」ともいう）では定着温度が異なるため、定着時の被記録媒体の水分の蒸発量が部位により異なり、定着後の被記録媒体において画像部と非画像部では含水量に差異が生じることとなる。
【０００５】
被記録媒体の抵抗値は含水量によって変化するため、トナー像が転写される転写装置では、含水量によって転写効率が異なり、得られる画像の品質にも変化が生じることとなる。例えば、塗りつぶされた画像を形成する場合において、抵抗値が異なる部位が存在することにより、濃度ムラが生じたり、トナーが転写されずに白く抜けてしまう部分が発生したりする現象がみられる。
高品位なトナー像を得るためには、被記録媒体の含水分量に応じて転写電流（転写バイアス）を適切に制御する必要がある。
【０００６】
転写バイアスの制御としては、中間転写方式における１次転写部において、画像部と非画像部に応じて画像の搬送方向で転写バイアスを変更する制御を行い、像担持体の帯電状態を安定させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、被記録媒体の含水分量や紙種に応じて転写電流を制御する方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献１には、転写前露光（ＰＴＬ）の利点と、非画像部での転写バイアス切り換えの利点とを共に得ることができる画像形成装置として、１次転写バイアスローラにバイアスを印加する転写バイアス印加手段と、現像後転写前に感光体の電荷を除去する露光部材とを有し、露光部材による感光体の電荷除去を行う作像モードと、電荷除去を行わない作像モードとを切り換えるモード切換手段としての制御手段と、画像部と非画像部とで転写バイアスを切り換えるバイアス切換手段としての制御手段を有し、電荷除去を行う作像モードでは、転写バイアスの切り換えは行わない画像形成装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、転写紙の厚さや硬さ、種類、紙サイズ、及び経時、環境条件等に関わりなく、常に安定して確実な転写紙の分離を行うことを目的とした画像形成装置において、含水分量や紙種に応じて転写電流を制御することにより、異常放電等のない常に安定した画像を得るとともに、分離電流も同時に変化させることにより分離爪跡の発生や像担持体の電荷によるトナーの像担持体への再転写（版画）の発生を防ぐことが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
デジタル加熱方式による定着（デジタル定着）が行われた後の被記録媒体において、画像部と非画像部で含水量に差異が生じることにより問題が生じるのは、両面印刷時である。
一方の面（第１面）においてトナー像の定着が行われ、該第１面の画像部と非画像部とで含水量に差異が生じたことにより、他方の面（第２面）におけるトナー像の転写時に異常が発生し、画像品質の低下の原因となることがある。
【００１０】
特許文献１に記載された画像形成装置における転写バイアスの制御は、画像部と非画像部の違いに応じて画像の副走査方向で転写バイアスを変更する制御である。像担持体の帯電状態を安定させることが目的であるため、転写バイアス制御を反映させる対象の画像の画像情報のみに基づく制御であり、両面印刷時の制御は記載されていない。
【００１１】
また、特許文献２に記載された画像形成装置では、転写電流が転写紙の含水分量や紙種に応じて制御されることが記載されているが、転写紙の分離性を確保することを目的としており、両面印刷時における制御については記載されていない。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を鑑み、デジタル定着により両面印刷を行う際、後に印刷される面のトナー像転写時の異常発生を防止可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、像担持体に形成されたトナー像を、定電流制御された転写電界の付加により被記録媒体に転写する転写装置と、転写された前記トナー像を前記被記録媒体に加熱定着する定着装置とを備え、前記被記録媒体の両面に印刷が可能な画像形成装置において、前記転写装置は、転写電界を形成するために転写手段に供給される転写電流を、前記被記録媒体の搬送方向に分割された領域ごとに制御する転写電流制御手段を備え、前記定着装置は、未定着トナー像と接触する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数の加熱領域を有し前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記被記録媒体上のトナー像の位置に応じて、トナー像が転写された画像部を定着温度に加熱し、トナー像が転写されていない非画像部を前記定着温度よりも低い温度に加熱するように複数の前記加熱領域を独立に制御する加熱制御手段と、を備え、前記加熱領域の温度情報を記録する手段をさらに備え、前記転写電流制御手段は、両面印刷時に、前記被記録媒体の先に印刷された第１面のトナー像定着時の前記加熱領域の温度情報に基づき、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、デジタル定着により両面印刷を行う際、後に印刷される面のトナー像転写時の異常発生を防止可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成装置の定着装置の一例を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の定着装置の要部構成の一例を示す斜視図である。
【図４】画像部と非画像部からなる画像形成パターンの一例を示す説明図である。
【図５】画像部と非画像部からなる画像形成パターンの一例を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る画像形成装置の定着装置の一例を示す断面図である。
【図７】図６の定着装置の加熱手段の一例を示す模式図である。
【図８】本実施形態に係る画像形成装置の定着装置の一例を示す断面図である。
【図９】画像部と非画像部に対応した定着部材の定着温度の一例を示すグラフである。
【図１０】両面印刷時の第１面及び第２面の画像の例を示す説明図である。
【図１１】第２面転写時の転写電流と転写率の関係を示すグラフである。
【図１２】第２面の表面抵抗値及び転写時の転写電流の設定値の例を示すグラフである。
【図１３】両面印刷時の第１面及び第２面の画像の例を示す説明図である。
【図１４】第２面の転写時の転写電流の設定値の例を示すグラフである。
【図１５】第２面転写時の転写電流と転写率の関係を示すグラフである。
【図１６】異なる環境下における第１面の定着温度と被記録媒体の表面抵抗値の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置の一例である電子写真方式のカラープリンタの概略構成を図１に示す。
図１に示すように、画像形成装置１００は、像担持体（感光体）３に形成されたトナー像を、定電流制御された転写電界の付加により被記録媒体に転写する転写装置４０と、転写された前記トナー像を被記録媒体Ｐに加熱定着する定着装置６０とを備え、被記録媒体Ｐの両面に印刷が可能である。
転写装置４０は、転写電界を形成するために転写手段に供給される転写電流を、被記録媒体Ｐの搬送方向に分割された領域ごとに制御する転写電流制御手段を備える。
定着装置６０は、未定着トナー像と接触する定着部材（定着ローラ）６２と、定着部材６２との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材（加圧ローラ）６１と、被記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に複数の加熱領域を有し定着部材６２を加熱する加熱手段６３と、被記録媒体Ｐ上のトナー像の位置に応じて、トナー像が転写された画像部を定着温度に加熱し、トナー像が転写されていない非画像部を前記定着温度よりも低い温度に加熱するように複数の前記加熱領域を独立に制御する加熱制御手段（図示せず）と、を備える。
また、前記加熱領域の温度情報を記録する手段（図示せず）をさらに備える。
前記転写電流制御手段は、両面印刷時に、被記録媒体Ｐの先に印刷された第１面のトナー像定着時の前記加熱領域の温度情報に基づき、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流を制御する。
【００１８】
作像部３０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。これら画像形成ユニット１は、画像を形成する画像形成物質として互いに異なる色のＹトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同じ構成になっている。
【００１９】
Ｙトナー像を生成するための画像形成ユニット１Ｙを例に説明すると、画像形成ユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像装置７Ｙとを有している。これら感光体ユニット２Ｙ、現像装置７Ｙは、画像形成ユニット１Ｙとして一体的にプリンタ本体に対して着脱可能なものである。但し、プリンタ本体から取り外した状態では、現像装置７Ｙを不図示の感光体ユニットに対して着脱することができる。
【００２０】
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの図中下方には、光書込装置２０が配設されている。
潜像形成手段である光書込装置２０は、画像情報に基づいてレーザ光Ｌを、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの像担持体である感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。これにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。
光書込装置２０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射するものである。なお、本実施形態に示すポリゴンミラー２１を有する構成に代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行う構成とすることもできる。
【００２１】
光書込装置２０の下方には、第一給紙カセット３１、第二給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。第一給紙カセット３１及び第二給紙カセット３２の内部には、被記録媒体（記録紙）Ｐが複数収容されており、一番上の被記録媒体Ｐには、第一給紙ローラ３１ａ、第二給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。
第一給紙ローラ３１ａが不図示の駆動手段により図中反時計回りに回転駆動されると、第一給紙カセット３１内の一番上の被記録媒体Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第二給紙ローラ３２ａが不図示の駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されると、第二給紙カセット３２内の一番上の被記録媒体Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。
【００２２】
給紙路３３には、複数の搬送ローラ対３４が配設されている。給紙路３３に送り込まれた被記録媒体Ｐは、搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら給紙路３３上を図中下側から上側に向けて搬送される。
給紙路３３の上方には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、搬送ローラ対３４から送られてきた被記録媒体Ｐをローラ間に挟み込むと、ローラの回転を一旦停止させ、被記録媒体Ｐを適切なタイミングで後述する二次転写ニップへ向けて送り出す。
【００２３】
作像部３０の図中上方には、転写装置４０が配設されている。
転写装置４０では、作像部３０で感光体３に形成されたトナー像が中間転写ベルト４１上に一次転写され、中間転写ベルト４１上のトナー像が、二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される定電流制御された転写電界（二次転写電界）により、またニップ圧の影響により、被記録媒体Ｐに二次転写される。以下、詳しく説明する。
【００２４】
転写装置４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニングユニット４２、第一ブラケット４３、及び第二ブラケット４４などを備えている。
中間転写ベルト４１は、４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ、二次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、及びテンションローラ４９の８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動する。
４つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、無端移動する中間転写ベルト４１を感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間に挟み込み、一次転写ニップを形成している。
【００２５】
中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）に、トナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ各色用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、その表側の面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上のＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が重ね合わせられるように一次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に四色重ね合わせトナー像（以下、四色トナー像という）が形成される。
【００２６】
二次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された二次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。
レジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ被記録媒体Ｐを、中間転写ベルト４１上の四色トナー像に同期させるタイミングで二次転写ニップに向けて送り出す。
中間転写ベルト４１上の四色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される転写電界（二次転写電界）や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括して二次転写される。そして、被記録媒体Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００２７】
転写装置４０は、転写電界（二次転写電界）を形成するために転写手段である二次転写ローラ５０供給される転写電流を、被記録媒体Ｐの搬送方向に分割された領域ごとに制御する転写電流制御手段（図示せず）を備える。
前記転写電流制御手段により、被記録媒体Ｐの通紙中に二次転写ローラ５０に流れる電流の設定値を変更することができる。
【００２８】
被記録媒体Ｐが二次転写ニップを通過した後、被記録媒体Ｐに転写されず中間転写ベルト４１に残った転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。
なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１の表側の面に当接させ、ベルト上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
【００２９】
二次転写ニップの図中上方には、定着装置６０が配設されている。定着装置６０の詳細は後述する。
【００３０】
定着装置６０の下流側、給紙路３３の終端に排紙部７０が配置されている。
排紙部７０は、排紙口７１から排紙トレイ７２に向けて被記録媒体Ｐを排紙する一対のローラを備える。
【００３１】
両面搬送部８０は、被記録媒体Ｐの両面に印刷を行う場合に用いられる。排紙部７０で排紙方向に被記録媒体Ｐを搬送した後、排紙部７０を逆転させ、被記録媒体Ｐを反転させつつ、搬送ローラ対８１，８２，８３を経由し、レジストローラ対３５よりも上流側の給紙路３３に搬送させる構成になっている。
【００３２】
また、第一給紙カセット３１及び第二給紙カセット３２とは別に、被記録媒体Ｐを供給可能とする手差しトレイ８４を備える。
手差しトレイ８４に搭載された被記録媒体Ｐは、給紙コロ８５と一対の搬送ローラ８６によって、最上位のものから１枚ずつ繰り出され、給紙路３３に送り出される。なお、搬送ローラ８６の駆動側のローラは、搬送ローラ対８３と共有されている。
【００３３】
定着装置６０の構成の一例を図２及び図３に示す。
図２に示すように、定着装置６０は、未定着トナー像と接触する定着部材である定着ローラ６２と、定着ローラ６２との間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材である加圧ローラ６１と、加熱手段であるサーマルヒータ６３を有する。サーマルヒータ６３と電源６４により外部加熱手段が構成されている。
加圧ローラ６１は図示しない付勢手段により定着ローラ６２に圧接されている。サーマルヒータ６３は図示しない付勢手段により定着ローラ６２の表面に押し当てられている。
【００３４】
図３に示すように、サーマルヒータ６３は、被記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に複数の加熱領域１６３を有する。本実施形態では加熱手段６３は７つのヒータ６３ａ〜６３ｇで構成され、対応する加熱領域１６３ａ〜１６３ｇを有する例を示している。
各ヒータ６３ａ〜６３ｇは、加熱制御手段６７により独立に制御されて定着ローラ６２を加熱可能であり、被記録媒体Ｐ上のトナー像の位置に応じて、トナー像が転写された画像部を定着温度に加熱し、トナー像が転写されていない非画像部を画像部の定着温度よりも低い温度に加熱するように制御される。
【００３５】
定着ローラ６２のニップＳＮ下流かつ加熱手段６３の上流の位置に、表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ６５と、加熱手段６３の温度を検知する加熱部材温度検知手段としてのサーミスタ６６と、加熱手段６３に電力を供給する電源６４と、サーミスタ６５，６６の検知情報に基づいて電源６４を制御する加熱制御手段６７を有している。
加熱制御手段６７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を備え、記憶部や演算部などを有する公知のマイクロコンピュータで構成された制御手段に含まれる。
【００３６】
定着ローラ６２は、外径が４０ｍｍで厚みが１ｍｍのアルミニウム製の芯金６２ａと、この芯金６２ａの表面に被覆された断熱層６２ｂを有している。断熱層６２ｂはシリコンゴムで形成されており厚みは３ｍｍである。断熱層６２ｂは、その断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコンゴムで形成してもよい。
【００３７】
定着ローラ６２の断熱層６２ｂの上にはニッケルからなる良熱伝導層６２ｃが形成されているが、この良熱伝導層６２ｃは、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシート等、熱伝導性が少なくとも断熱層６２ｂに高ければよい。
定着ローラ６２に良熱伝導層６２ｃを形成することで、サーマルヒータ６３の発熱むらによる定着ローラ６２の表面温度の局部的な温度むらが低減される。また、良熱伝導層６２ｃの機能によって、サーマルヒータ６３が加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。
換言すれば、サーマルヒータ６３を構成する各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。
【００３８】
また、定着ローラ６２の耐久性を高め、離型性を確保するために、断熱層６２ｂの表面にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜３０μｍの離型層を形成してもよい。
【００３９】
加圧ローラ６１は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金６１ａと、この芯金６１ａの表面に被覆された弾性層６１ｂを有している。
弾性層６１ｂはシリコンゴムで形成されており厚みは５ｍｍである。弾性層６１ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
【００４０】
本実施形態では、加熱手段６３を定着ローラ６２の表面に接触させて加熱する構成としたが、外部加熱手段をコイルとインバータで構成し、ＩＨ方式による非接触加熱方式としてもよい。ＩＨ方式では、加熱用のコイルを多数配置する構成であっても、磁束をキャンセルする部材を多数配置することで加熱領域や加熱量を制御する構成であってもよい。
【００４１】
以下に、加熱制御手段６７による加熱領域の制御の一例について説明する。
加熱制御手段６７は、被記録媒体Ｐ上に形成される画像の情報（トナー像の位置）に応じて、トナー像が転写された画像部を定着温度に加熱し、トナー像が転写されていない非画像部を前記定着温度よりも低い温度に加熱するように加熱領域の加熱割合を変化させる。
図４に、画像部と非画像部からなる画像形成パターンの一例を示す。図４（Ａ）は、被記録媒体Ｐ上に、矢印で示す搬送方向の先端側から順に、画像部ａ（ａ１）、非画像部ｂ、画像部ａ（ａ２）が形成される例を示したものである。図４（Ｂ）は、被記録媒体Ｐ上に、矢印で示す搬送方向の先端側から順に、画像部ａ、非画像部ｂが形成される例を示したものである。
画像部ａでは未定着のトナー像の定着が必要であるが、非画像部ｂでは定着対象のトナー像が存在しないので、少なくとも定着のために加熱する必要はない。
【００４２】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すパターンの画像情報が、画像処理装置（図示せず）から加熱制御手段６７へ入力されると、加熱制御手段６７は、非画像部ｂに対応する（当接する）定着ローラ６２の部位の温度が、画像部ａに対応する（当接する）定着ローラ６２の部位の温度よりも低くなるように加熱領域１６３を制御する。
例えば、図４（Ａ）のパターンの場合、先端側の画像部ａ１に対応する定着ローラ６２の部位では、加熱領域１６３の全域に定着温度となるように加熱を行うための電力を供給し、非画像部ｂに対応する定着ローラ６２の部位では供給する電力を低減し、後端側の画像部ａ２に対応する定着ローラ６２の部位では、再び定着温度が得られる電力を供給する。
【００４３】
実際に供給される電力は、画像部ａがニップ部に搬送されるよりも前の部分（図中、斜線部Ｗで示す領域）を予備的に加熱するように投入されている。この予備加熱領域Ｗは、主に加熱手段６３の周方向の発熱長さや、発熱体が必要とする昇温時間のために設けられる領域である。予備加熱領域Ｗは省エネルギー化の観点から、可能な限り小さいことが好ましい。
【００４４】
図５は、画像部と非画像部からなる画像形成パターンの他の例である。図５（Ａ）は、被記録媒体Ｐ上に、矢印で示す搬送方向と直交する方向（定着部材６２の長手方向）に、画像部ｃと非画像部ｄが形成される例を示したものである。図５（Ｂ）は、搬送方向の先端側から順に画像部ａと、画像部ｃと非画像部ｄが混在した領域ｅが形成される例を示したものである。
図４で説明した制御と同様に、加熱制御手段６７は、非画像部ｄに対応する定着ローラ６２の部位の温度が、画像部ａ及びｃに対応する定着ローラ６２の部位の温度よりも低くなるように加熱領域１６３を制御する。
【００４５】
非画像部に対応する定着ローラ６２の部位では、電力の供給を完全に停止（オフ）してもよいが、温度の低下により次回の加熱時の立ち上がりが遅くなることがある。このため非画像部においては、図９に示すグラフのように、画像部に対応する定着ローラ６２の部位の温度である第一の目標温度よりも低いが、少なくとも加熱されて昇温した状態である第二の目標温度を維持するように制御されることが好ましい。
図９に示したような制御を行った場合、非画像部に対応する定着ローラ６２の部位に電力の供給は行われるが、Ｓ１で示す領域の供給電力はＳ２の領域よりも小さくなるため、省エネルギー化が実現可能である。
【００４６】
定着装置６０の構成の他の例を図６〜図８に示す。
図６に示す定着装置６０では、ベルト方式の定着部材１６２を用いている。
加熱手段６３は、図７に示すように、板状基体に抵抗発熱体を形成したサーマルヘッドやセラミックヒータなどであり、フィルムの内部に配置してその熱でフィルムやベルトの温度を上昇させ、ニップ部ＳＮに搬送される被記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を加熱して定着させる。
板状の加熱手段６３は、紙搬送方向と直角方向の長手に複数分割された加熱領域１６３を有しており、各加熱領域１６３ａ〜１６３ｊは独立に加熱制御が可能である。
【００４７】
定着ベルト１６２は、外径が４０ｍｍで厚みが４０μｍのＳＵＳ製の基体１６２ａと、基体１６２ａの表面に被覆された弾性層１６２ｂを有している。弾性層１６２ｂは、シリコンゴムで形成されており厚みは１００μｍである。
定着ベルト１６２の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂による厚みが５〜５０μｍの離型層１６２ｃが形成されている。
また、定着ベルトの基体１６２ａはポリイミドとしてもよい。
【００４８】
定着ベルト１６２の内部には、支持部材６９があり、ニップ部ＳＮの箇所には押圧部材６８と加熱手段６３が設置され、図示しない外部部材と接続されて定着ベルト１６２を支持している。
【００４９】
図８に示す定着装置６０は、加熱手段６３を押圧部材として機能させ、ニップ部ＳＮの箇所に配置した構成例である。
【００５０】
また、図６に示すベルトやフィルム構成を、図２に示すような外部加熱部材で加熱する構成としてもよい。
加熱手段６３の各加熱領域１６３は独立に加熱され、画像情報に応じて加熱制御手段６７により制御されることは上述の通りである。
【００５１】
以下、本実施形態における両面印刷時の後に印刷される面（第２面）のトナー像転写時の転写電流制御について説明する。
画像形成装置１００は、加熱領域１６３の温度情報を検知し、該温度情報を記録する手段を備える。具体的には、前記制御手段が画像形成装置から送信された前記温度情報を取り込み、記憶し、該温度情報に基づき前記転写電流制御手段を制御する。
【００５２】
本実施形態の画像形成装置１００において、両面印刷を行う場合の動作を以下に説明する。
まず、図１０に示す画像を第１面及び第２面にそれぞれ印刷する場合を説明する。
先に印刷される第１面には、通紙方向のＡで示される位置（Ａ−Ａ）で区画された画像部Ｐ１、非画像部Ｐ２が形成される。画像部Ｐ１に対応する定着ローラの部位の温度がＴ１となるように、また非画像部Ｐ２に対応する定着ローラの部位の温度がＴ１よりも低いＴ２となるように加熱領域を制御し、定着を行う。
【００５３】
第１面の画像定着後の被記録媒体Ｐは、画像部Ｐ１と非画像部Ｐ２とで含水分量が異なり、表面抵抗値が異なっている。その結果、第１面の裏面である第２面の転写電流に対する転写率も図１１に示すように異なっている。図１１中、第１面が画像部（Ｐ１）に対応する第２面（Ｐ３）の値を「□」、第１面が非画像部（Ｐ２）に対応する第２面（Ｐ４）の値を「◆」で示している。
図１１に示すように、より高温で加熱された画像部Ｐ１に対応するＰ３の方が、Ｐ４よりも高い値の転写電流に転写率のピークがある。よって、第１面の加熱領域の温度情報に基づき、第２面のトナー像転写時の転写電流を制御することで、転写率のばらつきを解消することができる。
【００５４】
図１２に、図１０で示したように全面に画像部を形成する場合の第２面の転写時の転写電流の制御例を示す。
通紙方向の位置Ａまで（領域Ｐ３）は第１面の定着温度が高温であり、被記録媒体Ｐの水分量が低く、表面抵抗が高くなっているが、位置Ａ以降（領域Ｐ４）は第１面の定着温度が低く、被記録媒体Ｐの水分量は高く、表面抵抗は徐々に低くなっている。この抵抗値の変化にあわせて、転写電流を段階的に変化させ、常に最適な転写電流値を設定することにより最適な転写率でトナー像の転写を行うことができる。
【００５５】
転写電流制御手段は、第１面の定着時の加熱領域の温度情報から、第２面の転写を最適な転写率で行うための転写電流を設定するが、設定される値を算出する方法は特に限定されず、例えば、前記制御手段に、第１面の定着時の加熱領域の温度情報とともに、当該温度と第２面の転写電流の設定値とを対応づける転写電流算出用テーブルを保持し、これらを参照して最適な転写電流値を求める方式としてもよく、前記制御手段において所定の関数を用いて算出する方法としてもよい。
【００５６】
次に、図１３に示す画像を両面印刷する場合を説明する。
先に印刷される第１面には、通紙方向のＢで示される位置（Ｂ−Ｂ）までの領域に画像部Ｐ５、Ｃで示される位置（Ｃ−Ｃ）までの領域に画像部Ｐ６ａ及び非画像部Ｐ６ｂが共存する領域Ｐ６と、非画像部Ｐ７とが形成される。
画像部Ｐ５及びＰ６ａに対応する定着ローラの部位の温度がＴ１となるように、また非画像部Ｐ６ｂ及びＰ７に対応する定着ローラの部位の温度がＴ１よりも低いＴ２となるように加熱領域を制御し、定着を行う。
【００５７】
本実施形態の画像形成装置１００は、デジタル定着を行うことにより、被記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（主走査方向）において異なる定着温度を設定することができる。図１３に示す領域Ｐ６の定着において、画像部Ｐ６ａと非画像部Ｐ６ｂを異なる定着温度とすることにより、定着後は主走査方向で含水分量が異なる部位が生じることとなる。その結果、主走査方向で表面抵抗の異なる部位が存在することとなり、第２面の転写時に転写ムラが生じる原因となる。
【００５８】
図１４に、図１３に示したように全面に画像部を形成する場合の第２面転写時の転写電流の制御例を示す。
通紙方向の位置Ｂまで（領域Ｐ８）は被記録媒体Ｐの水分量が低く、表面抵抗が高く、位置Ｃ以降（領域Ｐ１０）の水分量は高く、表面抵抗は徐々に低くなっている。位置Ｂから位置Ｃまでの間（領域Ｐ９）の水分量及び表面抵抗は、これらの間の値となっている。
この含水分量の変化にあわせて、領域Ｐ９では転写電流を段階的に変化させ、常に最適な転写電流値を設定することにより最適な転写率でトナー像の転写を行うことができる。
なお、領域Ｐ９の転写電流は、第１面が画像部である領域Ｐ８の転写電流及び第１面が非画像部である領域Ｐ１０の転写電流のいずれとも異なる値であり、第１面に画像部と非画像部が混在する場合の転写電流値として設定される値である。例えば、図１１で示した第１面が画像部の場合と第１面が非画像部の場合で、同じ転写率となる転写電流値を設定することにより、転写ムラの発生を抑制することができる。
【００５９】
一方、転写バイアス制御に定電流制御を用いた場合、対応する第１面の主走査方向における画像面積が異なると、図１５に示すような転写電流と転写率の関係がみられる。
図１５に示す転写率の変化から、第１面の定着時の加熱領域の温度情報により決定した第２面の転写電流に対し、主走査方向の画像面積が小さい場合は、より高い転写電流値に補正を行うことが好ましいことがわかる。
すなわち、転写電流制御手段は、第１面の主走査方向（搬送方向と直交する方向）におけるトナー像の面積に応じて、後に印刷される第２面のトナー像転写時の転写電流を補正することによって、より高い転写率の転写を実現することができ、転写時の異常発生を防止することができる。
【００６０】
また、第１面の定着時の加熱領域の温度と、第２面の転写時の最適な転写電流との関係は、被記録媒体Ｐの種類によって異なる。よって、転写電流制御手段は、被記録媒体Ｐの種類に応じて転写電流を補正することで良好な転写性を確保することができる。
【００６１】
一般的に、被記録媒体Ｐの種類により、表面抵抗値や含水分量は異なるため、より高画質な画像形成が求められる場合には、被記録媒体Ｐの種類に応じて転写電流の設定値を補正することが好ましい。
一般的に、定着前の含水分量が多い被記録媒体Ｐほど、異なる定着温度領域を通過した後の含水分量の差が拡大する傾向があり、その結果として表面抵抗値の差も大きくなる。また、被記録媒体Ｐの厚みによっても定着後の含水分量の変化の大きさが変動する。
そこで、被記録媒体Ｐの種類によって、第１面の定着温度制御に対する第２面の転写電流制御を変更することで、最適な転写電流値を設定することが好ましい。
【００６２】
被記録媒体Ｐの種類を考慮する場合、例えば、第一給紙カセット３１、第二給紙カセット３２の付近に被記録媒体の含水分量や表面抵抗や厚みなど、種類を特定可能な値を検知する機構を設け、得られた値を前記制御手段に取り込ませる方法や、予め指定された種類の中からユーザが選択する方法により設定することができる。
【００６３】
転写電流と転写率との関係について、図１１に第１面の画像部に対応する第２面の値と、第１面の非画像部に対応する第２面の値を示したが、良好な転写率を示す転写電流の値の差異が、含水分量の多い種類の被記録媒体Ｐにおいて大きくなり、含水分量の少ない種類の被記録媒体Ｐにおいて小さくなる。
このため、図１２に示したような第１面の非画像部に対応する第２面の転写電流の値を、第１面の画像部に対応する第２面の転写電流の値よりも下げる制御を行う場合に、その下げ幅を、含水分量の多い種類の被記録媒体Ｐにおいて大きく、含水分量の少ない種類の被記録媒体Ｐにおいて小さくすることが好ましい。
【００６４】
さらに、本実施形態の画像形成装置が設置されている装置周囲や装置内部の環境（温度・湿度等）によっても被記録媒体Ｐの含水分量は変化する。よって、上述のように第２面の転写時に良好な転写率を示す転写電流の値の差異の大きさが使用環境によっても異なる。
そこで、転写電流制御手段は、装置の使用環境に応じて転写電流を補正することが好ましい。また、本実施形態において、画像形成装置は、少なくとも湿度を検知する環境条件検知手段を備える。
【００６５】
図１６に、装置の使用環境の違いによる第１面の定着温度に対する被記録媒体Ｐの表面抵抗の変動を示す。
図１６に示すように、定着後の被記録媒体Ｐの表面抵抗値は第１面が画像部（定着温度がＴ１）の場合と第１面が非画像部（定着温度がＴ２）の場合で異なるが、その差異の大きさＤは装置の使用環境が高湿度の場合（Ｄ１）と低湿度の場合（Ｄ２）とで異なる。
よって、使用環境が高湿度の場合は、表面抵抗値の差異Ｄ１が大きいため、転写電流の設定値の差異を大きくする補正を行うことができる。このようにして、対応する第１面が画像部であるか非画像部であるかによる第２面の転写率の違いに起因した異常画像の発生をより確実に防止することができる。
【００６６】
被記録媒体Ｐの保管状況によっても含水分量は変動する。給紙時に表面抵抗が異なると、第１面の定着通過後の表面抵抗も異なる。
また、第１面の定着温度による影響は、より低い定着温度において影響を大きく受ける。そのため、給紙時の被記録媒体Ｐの表面抵抗を検知し、被記録媒体Ｐの含水分量が多い状態では第１面の非画像部に対する第２面の転写電流をより小さく、被記録媒体Ｐの含水分量が少ない状態では第１面の非画像部に対する第２面の転写電流をより大きくすることで、表面抵抗の変動をより正確に反映した転写電流値を設定することができる。
【００６７】
本実施形態においては、被記録媒体Ｐの表面の抵抗を検知する抵抗検知手段を備え、転写電流制御手段が、前記抵抗検知手段の検知結果に基づき転写電流を補正する構成とすることができる。
抵抗検知手段としては特に限定されず、例えば、一定電圧を印加して流れる電流値から抵抗を求めるものなどが挙げられる。
【００６８】
以上のように本発明の画像形成装置は、被記録媒体の両面印刷時に、転写電流制御手段が、第１面のトナー像定着時の加熱領域の温度情報に基づき、第２面のトナー像転写時の転写電流を制御するため、第２面の転写における好適な転写電流を容易かつ確実に設定することができる。また、被記録媒体の第２面の表面抵抗や含水分量などを別途設けたセンサ等で検知し、検知した情報に基づき補正を行うことにより、さらに高精度な制御を行うこともできる。
両面印刷における第２面の転写時の最適な転写電流を設定することにより、トナー像転写時の異常発生を防止可することができ、高品質の画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
３      像担持体（感光体）
２０      光書込装置
３０      作像部
３１      第一給紙カセット
３２      第二給紙カセット
３３      給紙路
３４，８１，８３      搬送ローラ対
３５      レジストローラ対
４０      転写装置
４１      中間転写ベルト
５０      二次転写ローラ
４６      二次転写バックアップローラ
４２      ベルトクリーニングユニット
６０      定着装置
６１      加圧部材（加圧ローラ）
６２      定着部材（定着ローラ）
６３      加熱手段（サーマルヒータ）
６４      電源
６５、６６    サーミスタ
６７      加熱制御手段
６９      支持部材
６８      押圧部材
７０      排紙部
７１      排紙口
７２      排紙トレイ
８０      両面搬送部
１００      画像形成装置
１６２      定着部材（定着ベルト）
１６３      加熱領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１０−６１０１３号公報
【特許文献２】特開平９−８０９３６号公報
【図１】
2015045744.tif 000003
【図２】
2015045744.tif 000004
【図３】
2015045744.tif 000005
【図４】
2015045744.tif 000006
【図５】
2015045744.tif 000007
【図６】
2015045744.tif 000008
【図７】
2015045744.tif 000009
【図８】
2015045744.tif 000010
【図９】
2015045744.tif 000011
【図１２】
2015045744.tif 000012
【図１４】
2015045744.tif 000013
【図１６】
2015045744.tif 000014
【図１０】
2015045744.tif 000015
【図１１】
2015045744.tif 000016
【図１３】
2015045744.tif 000017
【図１５】
2015045744.tif 000018