JP2009192940A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー化を図りつつ、シートの水分量を均一に近づけることができ、転写部におけるシートの転写不良が発生するのを抑制する。
【解決手段】画像形成装置１００は、シート給送部２０３と転写部１２との間のシート搬送経路においてシート搬送方向に直交する幅方向に配置され、搬送中のシートを加熱する加熱部２３と、加熱部２３の発熱動作を制御する制御部９００と、を備えている。加熱部２３は、幅方向に並設される複数の発熱体を有し、制御部９００は、シートが加熱部２３を通過する際に、複数の発熱体の内、発熱させる発熱体を、加熱部２３がシートに対向するシートの位置に応じて変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートに加熱処理を施して画像を形成する画像形成装置に関するものである。

一般に、画像形成装置は、複数枚のシートを収納するシート収納部と、シート収納部に収納されたシートを１枚ずつ送り出すシート給送部とを有するシート給送装置を備えている。また、画像形成装置は、シート給送部により送り出されたシートにトナー像を転写する転写部としての転写ローラと、転写ローラによりトナー像が転写されたシートを加熱してトナー像をシート上に定着させる定着部とを備えている。転写ローラの抵抗値は雰囲気の温湿度に応じて変動しやすく、転写ローラの抵抗値変動に起因する転写不良等の発生を抑制するために、転写ローラの抵抗値を測定し、その測定結果に応じて転写ローラに印加する転写電圧を調整している。

画像形成装置に用いられるシートは、水分を吸収しやすい材質で形成されているのが一般的である。そして、シートは、シート収納部に複数枚積載されて収納されているので、シートの周縁部が吸湿し易い。従って、シートが湿度の高い雰囲気に長期間に亘って放置された場合、シートの周縁部が多量の水分を吸収してしまう。このように１枚のシートにおいてシートの水分量が不均一となると、転写ローラの転写電圧を調整しても転写不良が生じるおそれがあった。

そこで、シート収納部内の底面に面状のヒータを設け、そのヒータ上にシートを積載し、夜間等の湿度が高いときに面状ヒータを駆動させることで、シート収納部内の湿度を一定に保つ方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開平６−１５６７７９号公報

しかしながら、上記面状ヒータを用いる方式では、シートに画像形成するか否かにかかわらず、シート収納部内に収納された複数枚の全てのシートを同時に加熱するので、消費電力が大きいという問題があった。そして、ヒータの加熱によってシートの吸湿状態が解消されたとしても、画像形成に使用されずにシート収納部に残ったシートは再度吸湿してしまうこととなる。従って、この吸湿したシートを再加熱するか、或いは常時加熱して吸湿しないようにする必要があり、消費電力量が大きくなってしまうという問題があった。

また、１枚のシートにおいてシートの水分量が不均一であり、また、積載された上層のシートと下層のシートとの水分量を比較しても、上層のシートの方が下層のシートよりも水分量が多く、シートの水分量は不均一である。従って、上記面状ヒータで加熱しても各シートの水分量を均一にすることは難しかった。そして、シートの水分量が不均一である場合、シート上で画像転写条件が異なるため、転写不良が発生してしまう問題があった。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、省エネルギー化を図りつつ、シートの水分量を均一近づけることができ、転写部におけるシートの転写不良が発生するのを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、複数枚のシートを収納するシート収納部と、前記シート収納部に収納されたシートを１枚ずつ送り出すシート給送部と、前記シート給送部により送り出されたシートにトナー像を転写する転写部と、トナー像をシート上に定着させる定着部と、を備えた画像形成装置において、前記シート給送部と前記転写部との間のシート搬送経路においてシート搬送方向と交差する交差方向に配置され、搬送中のシートを加熱する加熱部と、前記加熱部の発熱動作を制御する制御部と、を備え、前記加熱部は、前記交差方向に並設される複数の発熱体を有し、前記制御部は、シートが前記加熱部を通過する際に、前記複数の発熱体の内、発熱させる発熱体を、前記加熱部がシートに対向するシートの位置に応じて変更する、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、省エネルギー化を図りつつ、加熱部によりシートの水分量を均一に近づけることができ、転写部においてシートの転写不良が発生するのを抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１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。なお、本第１実施形態では、画像形成装置が電子写真方式によって画像形成を行なうプリンタ１００である場合について説明するが、これに限るものではなく、画像形成装置が電子写真方式によって画像形成を行なう複写機、ファクシミリ等でもよい。

プリンタ１００は、画像形成装置本体としての装置本体１０１が筐体１０２に収納されて構成されている。このプリンタ１００は、シートに画像を形成する画像形成部１０３と、画像形成部１０３の下方に配置されるシート給送装置２０１と、画像形成部１０３の上方に配置される定着部としての定着装置１６と、プリンタ全体を制御する制御部９００とを備えている。また、プリンタ１００は、シート給送装置２０１より送り出されたシートＳを案内する給紙ガイド１８と、画像形成部１０３の画像形成タイミングに合わせてシートＳを画像形成部１０３へ送り出すためのレジストローラ対１９とを備えている。

画像形成部１０３は、イエロー色の画像を形成するカートリッジ１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成するカートリッジ１Ｍと、シアン色の画像を形成するカートリッジ１Ｃと、ブラック色の画像を形成するカートリッジ１Ｂｋとを備えている。これら４つのカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは一定の間隔において一列に配置される。

各カートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、それぞれ像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）２ａ〜２ｄを有している。各感光体ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、一次帯電器３ａ〜３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、一次転写ローラ５ａ〜５ｄ、ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄがそれぞれ配置されている。一次帯電器３ａ〜３ｄと現像装置４ａ〜４ｄとの間の下方には、露光装置７が配置されている。そして、中間転写ベルト８が、各感光体ドラム２ａ〜２ｄの表面に当接するように配置され、二次転写対向ローラ１０とテンションローラ１１間に張架されている。この中間転写ベルト８は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって構成されている。

また、画像形成部１０３は、中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１０に対向配置され、シートにトナー像を転写する転写部としての二次転写ローラ１２を有している。

定着装置１６は、アルミナヒータ等の定着ヒータを保持したステーの外周に配置される定着フィルム１６ａと、この定着フィルム１６ａに圧接する加圧ローラ１６ｂとを有し、トナー像が転写されたシートＳを加熱してトナー像をシートＳ上に定着させる。

また、定着装置１６のシート搬送方向上流側には定着装置１６のニップ部３１へシートＳを導くための搬送ガイド３４が配設される。また、定着装置１６のシート搬送方向下流側には定着装置１６から排出されたシートＳを装置の外部に排出する排紙ローラ対２１が配設される。

図２は、画像形成装置のシート給送装置とその近傍に配置される装置を含む概略構成を示す説明図である。また、図３は、図２の矢印Ａ方向から見た主要部の構成を示す説明図である。

シート給送装置２０１は、複数枚のシートＳを収納するシート収納部としての給紙カセット１７、手差しトレイ２０（図１）、及び給紙カセット１７からシートＳを１枚ずつ送り出すシート給送部としてのシート給送ローラ２０３を備えている。また、シート給送装置２０１は、シート給送ローラ２０３から送り出されたシートＳを搬送する搬送ローラ２０２を備えている。

給紙カセット１７にはシートＳを積載するトレイ２０５が昇降可能に設けられており、モータ２０６の駆動によりトレイ２０５が昇降する。なお、この給紙カセット１７は装置本体１０１に対して着脱自在に設けられており、引き出した状態でシートＳの補充や交換を行ない、装着することによりシートＳの給送が可能となる。

プリンタ１００は、給紙カセット１７が装置本体１０１に装着されているか否か（装置本体１０１に対する給紙カセット１７の着脱）を検知する収納部検知部としての収納部検知センサ２０４を備えている。

また、プリンタ１００は、給紙カセット１７に積載されているシートＳの積載枚数の変化を検知する積載枚数検知部として、シートＳの有無及び満載を検知する満載検知センサ２０７を備えている。この満載検知センサ２０７は、互いに対向して配置される不図示の発光部及び受光部を備えると共に、発光部と受光部との間に揺動可能に配置され、シートが当接して揺動することにより発光部の光を遮断する不図示のレバー部材を備えている。

つまり、満載検知センサ２０７は、発光部がレバー部材に遮光されたか否かを検知することで、シートＳの有無及び満載を検知する。

制御部９００は、給紙カセット１７が装置本体１０１に装着されたことを収納部検知センサ２０４によって検知されると、まず、満載検知センサ２０７によりシートＳが検知されたか否かを判断する。シートＳが検知された場合、給紙カセット１７は、シートが満載状態である。シートＳが検出されなかった場合、制御部９００は、モータ２０６を駆動し、トレイ２０５をリフトアップさせる。そして、制御部９００は、満載検知センサ２０７によりシートＳが検出されると、トレイ２０５のリフトアップ動作を停止させる。満載検知センサ２０７によりシートＳが検知されたとき、シートＳは、シート給送ローラ２０３に当接して搬送可能な状態となる。また、リフトアップ動作を所定時間に亘って行なっても満載検知センサ２０７によりシートＳが検出されなかった場合には、給紙カセット１７にシートＳが積載されていないと判断し、リフトアップ動作を終了する。つまり、制御部９００は、満載検知センサ２０７によりシートＳ有りが検知されたときのトレイ２０５のリフトアップ量により、給紙カセット１７に積載されているシートＳの積載枚数の変化を検知することができる。

また、プリンタ１００は、雰囲気の温湿度を検知する温湿度検知部としての温湿度センサ２０８を備えており、温湿度センサ２０８は、給紙カセット１７に収納されるシートＳの雰囲気の温湿度を検知するよう、給紙カセット１７近傍に配置されている。

次に、プリンタ１００の動作について説明する。各感光体ドラム２ａ〜２ｄは、負帯電のＯＰＣ感光体でアルミニウム製のドラム基体上に光導電層を有しており、駆動装置（不図示）によって矢印方向（時計回り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

一次帯電器３ａ〜３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光体ドラム２ａ〜２ｄの表面を負極性の所定電位に均一に帯電する。

露光装置７は、与えられる画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応した発光を行なうレーザ発光手段、ポリゴンプリズム、反射ミラー等で構成される。そして、露光装置７は、各感光体ドラム２ａ〜２ｄに露光をすることによって、各一次帯電器３ａ〜３ｄで帯電された各感光体ドラム２ａ〜２ｄの表面に画像情報に応じた各色の静電潜像を形成する。

各現像装置４ａ〜４ｄは、それぞれイエロートナー、シアントナー、マゼンタトナー、ブラックトナーが収納されていて、各感光体ドラム２ａ〜２ｄ上に形成される各静電潜像に各色のトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。

一次転写ローラ５ａ〜５ｄは、中間転写ベルト８を各感光体ドラム２ａ〜２ｄに当接させるよう配置されており、各感光体ドラム２ａ〜２ｄ上のトナー像を順次中間転写ベルト８上に転写し重ね合わせていく。

ドラムクリーナ装置６ａ〜６ｄは、クリーニングブレード等で構成され、感光体ドラム２ａ〜２ｄ上の一次転写時の残留した転写残トナーを、感光体ドラム２ａ〜２ｄから掻き落としドラムの表面を清掃する。

一方、このようなトナー像形成動作に並行してシート給送装置２０１においては、給紙スタート信号に基づいてシート給送ローラ２０３が駆動されて給紙カセット１７内のシートＳが１枚ずつ送り出される。そして、シートＳは搬送ローラ２０２により搬送ガイド１８を経てレジストローラ対１９に送り出される。

シート給送装置２０１からレジストローラ対１９まで搬送されたシートＳは、レジストローラ対１９において斜行が補正される。この後、レジストローラ対１９によりシートＳの先端が、中間転写ベルト８の表面に形成されたトナー像の先端と一致するようにタイミングが取られて搬送される。

そして、二次転写ローラ１２に搬送されたシートＳは、中間転写ベルト８と二次転写ローラ１２とに挟持搬送され、この間、二次転写ローラ１２には不図示の転写バイアス印加電源から転写電圧（転写バイアス）が印加される。このように二次転写ローラ１２にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト８のトナー像がシートＰ上に静電的に転写される。ここで、二次転写ローラ１２の抵抗値は雰囲気（環境）の温湿度に応じて変動しやすい。従って、二次転写ローラ１２の抵抗値変動に起因する転写不良や紙跡などの発生を抑制するために、二次転写ローラ１２の抵抗値を測定し、その抵抗値測定結果に応じて二次転写ローラ１２に印加する転写電圧を調整している。

なお、中間転写ベルト８の外側で、二次転写対向ローラ１０の近傍には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１３が設置されている。

次に、このようにトナー像が転写されたシートＳは、二次転写ローラ１２と定着装置１６の間に設けられた搬送ガイド３４に案内されて定着フィルム１６ａと加圧ローラ１６ｂとにより搬送され、そこで熱および圧力を受けて定着される。これにより、各色のトナーが溶融混色してシートＳに固定されたフルカラーのプリント画像とされた後、排紙ローラ対２１によって装置の外部に排出される。

ところで、プリンタ１００が湿気のある環境に設置されている場合、或いは湿気のある環境に置かれていたシートＳがプリンタ１００の給紙カセット１７にセットされた場合、給紙カセット１７に収納されているシートＳは、その周縁部が水分量の多い状態である。つまり、給紙カセット１７に収納されているシートＳの水分量は不均一である。特に、給紙カセット１７に収納されている複数枚のシートＳの内、上層のシートＳは、下層のシートＳに比べ、周縁部における吸湿量が多くなる。これは、外気が給紙カセット１７の上部から侵入するためである。また、給紙カセット１７に結露が生じた場合にも、シートＳの周縁部が吸湿し易い。

そこで、本第１実施形態では、プリンタ１００は、搬送中のシートＳを加熱する加熱部としてのヒータ２３を備えている。ここで、シート給送ローラ２０３と二次転写ローラ１２との間のシート搬送経路にヒータ２３を配置し、シートＳにトナー像が転写される前にシートＳを加熱する必要がある。本第１実施形態では、シート給送ローラ２０３と搬送ローラ２０２との間のシート搬送経路にヒータ２３を配置している。そして、このヒータ２３は、シート搬送方向と交差する交差方向、具体的には、シート搬送方向と直交（直角に交差）する幅方向に配置されており、シートＳがヒータ２３を通過する場合、シートＳの幅方向全域がヒータ２３に対向するよう配置されている。

ヒータ２３は、基材４０３に固設されて装置本体１０１に設けられ、トレイ２０５のリフトアップが終了してシートＳが搬送可能状態であるときにシートＳの先端部に当接する位置に配置されている。そして、ヒータ２３は、シート搬送時において摩擦抵抗力を与えないようにシートＳに近接、或いは摩擦抵抗力が極めて小さくなるようにシートＳに接触するよう配置されている。

図４は、加熱部としてのヒータの概略構成を示す説明図である。また、図５は、加熱部としてのヒータにより加熱されるシートの平面図である。

ヒータ２３は、通電によって発熱し、その熱によってヒータ２３を通過するシートＳの周縁部Ｘを加熱可能に構成されている。ヒータ２３は、基材４０３上に発熱パターンが印刷された、極めて応答性の高いヒータであり、通電を開始すれば即座に発熱する。そしてヒータ２３の発熱した発熱パターンに近接或いは接触した部分のシートＳの水分が、その熱により蒸発することとなる。

ヒータ２３の発熱パターンは、複数、本第１実施形態では３つの発熱体として中央部ヒータ部４０４及び端部ヒータ部４０５，４０５を有して構成される。これらヒータ部４０４，４０５，４０５は、矩形状に形成され、互いに密接するように基材４０３上におけるシート搬送方向（矢印Ｎ１方向）と直交する幅方向（矢印Ｎ２方向）に並設されている。

つまり、端部ヒータ部４０５，４０５は、シートＳが通過する際にシートＳの幅方向（矢印Ｎ２方向）のシート側端部Ｘ１，Ｘ１に対向する発熱体である。また、中央部ヒータ部４０４は、シートＳが通過する際にシートＳのシート搬送方向（矢印Ｎ１方向）のシート先端部Ｘ２及びシート後端部Ｘ３に対向する発熱体である。

各ヒータ部４０４，４０５，４０５には導体４０２を通じて電極４０１が取り付けられており、電極４０１へ電圧を印加することによって、各ヒータ部４０４，４０５，４０５に通電が行なわれ、各ヒータ部４０４，４０５，４０５が発熱する。

また、基材４０３の表面には、中央部ヒータ部４０４及び端部ヒータ部４０５の温度を検知する温度検知部としての温度サーミスタ４０６が、中央部ヒータ部４０４及び端部ヒータ部４０５の近傍に設けられている。

なお、各ヒータ部４０４，４０５，４０５は、矩形状に限定するものではなく、いかなる形状であってもよい。また、ヒータ部同士が密接して並設されているが、隙間をあけて並設してもよい。

図６は、発熱体としてのヒータ部を動作させる回路構成を示す回路図である。

プリンタ１００は、図６に示すように、中央部ヒータ部４０４への通電をオン・オフする駆動回路９１２と、端部ヒータ部４０５，４０５への通電をオン・オフする駆動回路９１３とを備えている。

各駆動回路９１２，９１３の入力端子には、プリンタ１００全体に電力を供給する商用電源等のＡＣ電源９０１が接続されており、各駆動回路９１２，９１３の制御端子には、制御部９００が接続されている。また、駆動回路９１２の出力端子には、中央部ヒータ部４０４が接続されており、駆動回路９１３の出力端子には、端部ヒータ部４０５，４０５が接続されている。これにより、各駆動回路９１２，９１３における各ヒータ部４０４，４０５への通電のオン・オフは、制御部９００によって制御される。即ち、ヒータ２３は、その発熱動作が制御部９００により制御されることとなる。

駆動回路９１２の回路構成について具体的に説明すると、駆動回路９１２は、ＡＣフィルタ９０２を有しており、ＡＣ電源９０１がＡＣフィルタ９０２を介して中央部ヒータ部４０４に接続されるよう構成されている。ＡＣフィルタ９０２と中央部ヒータ部４０４との間には、トライアック９０４が配設されている。このトライアック９０４の両端には、抵抗器９０５，９０６が接続されており、この抵抗器９０５，９０６間にフォトトライアックカプラ９０７が直列接続されている。

また、駆動回路９１２は、フォトトライアックカプラ９０７に一端が接続された抵抗器９０８、フォトトライアックカプラ９０７にコレクタ端子を接続したトランジスタ９０９、このトランジスタ９０９のベース端子に接続された抵抗器９１０を備えている。そして、抵抗器９１０の一端が制御部９００に接続されている。

以上の構成により、ＡＣ電源９０１は、駆動回路９１２を介して中央部ヒータ部４０４へ電力を供給することにより、中央部ヒータ部４０４を発熱させている。中央部ヒータ部４０４は、トライアック９０４をオン・オフすることで通電・遮断が行われる。抵抗器９０５，９０６は、トライアック９０４のためのバイアス抵抗である。また、フォトトライアックカプラ９０７は、１次、２次間の沿面距離を確保するためのデバイスである。フォトトライアックカプラ７の発光ダイオードに通電することによりトライアック９０４がオンされる。抵抗器９０８は、フォトトライアックカプラ９０７の電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ９０９によりオン・オフされる。トランジスタ９０９は、抵抗器９１０を介して制御部９００からのオン信号にしたがって動作する。

即ち、制御部９００によりオン信号が駆動回路９１２に出力されると、駆動回路９１２のトランジスタ９０９、フォトトライアックカプラ９０７及びトライアック９０４がオンされ、ＡＣ電源９０１により中央部ヒータ部４０４への電力供給が行なわれる。この通電により、中央部ヒータ部４０４が発熱する。また、制御部９００がオフ信号を駆動回路９１２に出力すると、駆動回路９１２のトランジスタ９０９、フォトトライアックカプラ９０７及びトライアック９０４がオフされ、ＡＣ電源９０１による中央部ヒータ部４０４への電力供給が停止される。

駆動回路９１３は、駆動回路９１２と同様の構成である。そして、制御部９００によりオン信号或いはオフ信号が駆動回路９１３に出力されることにより、中央部ヒータ部４０４と同様に端部ヒータ部４０５，４０５への電力の供給・停止が行なわれる。

このように、中央部ヒータ部４０４と側部ヒータ部４０５，４０５に対して別々の駆動回路により通電するよう構成したので、中央部ヒータ部４０４と側部ヒータ部４０５，４０５とは独立して発熱させることが可能である。

ここで、本第１実施形態では、制御部９００は、温湿度センサ２０８によって検知された雰囲気の温湿度に応じて、シートＳに加熱処理を施すか否かを判断している。具体的に説明すると、制御部９００は、温湿度センサ２０８によって検知された温湿度結果が、予め設定した設定値以上の場合、シートＳに加熱処理を施すと判断し、設定値未満の場合、シートＳに加熱処理を施さないと判断する。つまり、温湿度が設定値未満の場合、シートＳの水分量は少なく、加熱の必要がないためである。

そして、制御部９００は、シートＳに加熱処理を施す場合、ヒータ２３をシートＳが通過するタイミングで発熱させるものである。即ち、制御部９００は、シートＳがヒータ２３を通過する際に、中央部ヒータ部４０４と端部ヒータ部４０５，４０５の内、発熱させるヒータ部を、ヒータ２３がシートＳに対向するシートＳの位置に応じて変更している。

以下、制御部９００による各ヒータ部４０４，４０５の発熱動作の制御について具体的に説明する。図７は、加熱部としてのヒータ２３の発熱動作を示すタイミングチャートである。図７中、実線６０１は、端部ヒータ部４０５における加熱温度を示しており、実線６０２は、中央部ヒータ部４０４における加熱温度を示している。

以下、図７を参照し、複数枚（例えば３枚）のシートＳに連続で画像形成する場合について説明する。この場合、給紙カセット１７に収納されている最上部のシートＳが順次シート給送ローラ２０３により給送される。ここで、制御部９００は、シート給送ローラ２０３により給送するシートＳの給送枚数を計数している。

まず、１枚目のシートＳに画像形成する際に加熱処理を施す場合について説明する。シートＳに加熱処理を施す場合、制御部９００は、シート先端部Ｘ２がヒータ２３を通過する期間ｔ１に中央部ヒータ部４０４を発熱させる。同時に、制御部９００は、シート側端部Ｘ１がヒータ２３を通過するので、端部ヒータ部４０５，４０５も発熱させる。これにより、給紙カセット１７に収納されている最上部にあるシートＳのシート先端部Ｘ２が加熱される。ここで、ヒータ２３は、給紙カセット１７に収納されているシートＳの先端部Ｘ２に対向するように配置されているので、搬送開始と同時或いは搬送開始に先立って、中央部ヒータ部４０４及び端部ヒータ部４０５，４０５の加熱が開始される。

制御部９００は、シートＳの搬送によりシート先端部Ｘ２がヒータ２３から外れると、シート後端部Ｘ３がヒータ２３に到達するまでの期間ｔ２中、中央部ヒータ部４０４への通電を停止させ、中央部ヒータ部４０４の発熱を停止させる。また、制御部９００は、端部ヒータ部４０５，４０５を継続して発熱させている。ここで、中央部ヒータ部４０４は、端部ヒータ部４０５，４０５よりもその面積が大きく、消費電力も大きい。従って、中央部ヒータ部４０４の発熱を停止させることにより、消費電力を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。

制御部９００は、シート後端部Ｘ３がヒータ２３に到達した後、シート後端部Ｘ３がヒータ２３を通過する期間ｔ３に中央部ヒータ部４０４を発熱させる。ここで、制御部９００は、シートサイズ情報及びシート搬送速度に基づいてシート後端部Ｘ３がヒータ２３に到達するタイミングを求めている。

なお、制御部９００は、期間ｔ１〜期間ｔ３（つまり、シート側端部Ｘ１がヒータ２３を通過する期間）に亘って、端部ヒータ部４０５，４０５を発熱させている。

以上の動作により、制御部９００は、中央部ヒータ部４０４と端部ヒータ部４０５，４０５との内、発熱させるヒータ部を、ヒータ２３がシートＳに対向するシートの位置に応じて変更することで、シートＳにおける加熱の必要な箇所を加熱することができる。そして、本第１実施形態では、シートＳの周縁部Ｘが加熱の必要な箇所であり、ヒータ２３によりシートＳの周縁部Ｘを加熱することができる。そしてシートＳの周縁部Ｘの水分が加熱によって蒸発するので、シートＳの水分量を均一に近づけることができる。従って、二次転写ローラ１２におけるシートＳの転写不良の発生を抑制することができ、画像品質の低下を抑制することができる。

また、給紙カセット１７に収納されている全てのシートを同時に加熱するものではなく、画像形成する際のシート搬送中に１枚ずつシートＳを加熱するようにしたので、効果的にシートＳを除湿できる。そして、全てのシートＳを同時加熱する場合のように加熱動作が無駄になることはないので、消費電力を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。しかも、シートＳがヒータ２３を通過するタイミングでヒータ２３を発熱させるようにしたので、常にヒータ２３を加熱する場合に比べ、消費電力量を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。

次に、２枚目以降のシートＳに画像形成する場合も、１枚目のシートＳに画像形成する場合と同様に、ヒータ２３によりシートＳの周縁部Ｘを加熱するが、制御部９００は、シート給送枚数の計数値が増加するに従って、ヒータ２３の加熱温度を低下させる。例えば、１枚目のシートＳに対しては１５０℃でヒータ２３を加熱し、２枚目では１３０℃、３枚目では１１０℃と加熱温度を低下させていく。ここで、制御部９００は、温度サーミスタ４０６によるヒータ２３の温度を検知結果に基づいて、ヒータ２３が目標温度となるように、供給電力を調整している。このようにヒータ２３の加熱温度を低下させるのは、給紙カセット１７に収納されている下層のシートＳの吸湿量が上層のシートＳの吸湿量に比べて少ないので、下層のシートＳを上層のシートＳのように高い加熱温度で加熱する必要がないためである。

このように、各シートＳが適した加熱温度で加熱されるので、各シートＳの水分量を均一に近づけることができ、また、一定の加熱温度とした場合よりも消費電力を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。

なお、下層のシートＳは上層のシートＳに比べ吸湿量が少ないので、加熱の必要なシート端部の幅も上層のシートＳよりも下層のシートＳの方が狭くなる。そこで、制御部９００は、シート給送枚数の計数値が増加するに従って、シート先端部Ｘ２及びシート後端部Ｘ３を加熱する期間を短くしている。具体的に説明すると、制御部９００は、図７に示すように、１枚目のシートＳにおいてシート先端部Ｘ２を加熱期間ｔ１で加熱し、２枚目のシートＳのシート先端部Ｘ２では、それよりも短い加熱期間ｔ１’で加熱している。更に３枚目のシートＳのシート先端部Ｘ２では、加熱期間ｔ１’よりも短い加熱期間ｔ１’’で加熱している。同様に、１枚目のシートＳのシート後端部Ｘ３は加熱期間ｔ３で加熱し、２枚目のシートＳのシート後端部Ｘ３では、それよりも短い加熱期間ｔ３’で加熱している。更に３枚目のシートＳのシート後端部Ｘ３では、加熱期間ｔ３’よりも短い加熱期間ｔ３’’で加熱している。そして、中央部ヒータ部４０４の加熱停止期間ｔ２が、２枚目のシートでは加熱停止期間ｔ２よりも長い加熱停止期間ｔ２’となり、３枚目のシートでは、加熱停止期間ｔ２’よりも長い加熱停止期間ｔ２’’となる。このように制御することで、更に消費電力を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。

ここで、給紙カセット１７に収納されている複数枚のシートＳの内、下層のシートＳは、上層のシートＳに比べて吸湿量が少ない。従って、シートＳの水分量が不均一であっても、二次転写ローラ１６において転写不良が発生する頻度は低くなる。従って、複数枚のシートＳに連続で画像形成する場合、制御部９００は、シート給送枚数が予め設定しておいた設定枚数（例えば、３枚）を超えたか否かに応じて、シートの加熱処理を行なうか否かを判断する。即ち、制御部９００は、計数値が設定枚数を超えない場合には、シートＳに加熱処理を施し、計数値が設定枚数を超えた場合には、シートＳの加熱処理を停止させる。これによって、更に消費電力を抑えることができ、省エネルギー化を実現することができる。

次に、本第１実施形態では、シートＳをヒータ２３で加熱後に定着装置１６においてトナー像を定着させ、排紙ローラ対２１で排出するようにしているが、先行のシートＳが排出されるのを待たずに、後続のシートＳをシート給送ローラ２０３により給送している。つまり、制御部９００は、ヒータ２３で加熱後に定着装置１６においてトナー像を定着させる先行のシートＳに続いて、ヒータ２３において加熱させる後続のシートＳを送り出すようにしている。これにより、連続印刷に要する時間を短縮している。

ここで、定着装置１６が待機しているときの電力の消費を削減するために、待機中は定着装置１６の不図示の定着ヒータへの電力供給を停止或いは僅かに電力を供給している状態としている。そして、シートＳにトナー像を定着させるとき（シートが定着装置１６に搬送されてきたとき）には、定着ヒータを急激に昇温させる必要があるので、そのときの消費電力がピークとなる。そして、定着ヒータの定着温度が安定（言い換えれば、定着装置１６の消費電力ピーク期間が経過）したところで定着装置１６の定着ヒータの定着温度を定常状態に保ちながら消費電力を低下させている。

また、ヒータ２３において消費電力がピークとなるのは、シート先端部Ｘ２及びシート後端部Ｘ３を加熱する際に中央部ヒータ部４０４を発熱させる場合である。

図８は、画像形成装置における定着部としての定着装置と加熱部としてのヒータとの消費電力を示すタイミングチャートである。なお、装置本体１０１（プリンタ１００全体）で消費される電力の大部分は、定着装置１６とヒータ２３である。

実線７０１は、定着装置１６の電力変化を示しており、実線７０２はヒータ２３の電力変化を示している。また、実線７０３は装置本体１０１の電力変化を示している。

制御部９００は、後続のシートＳが通過するときに中央部ヒータ部４０４が発熱する消費電力ピーク期間Ｔ１，Ｔ３と、先行のシートＳのトナー像を定着させるときの定着装置１６の消費電力ピーク期間Ｔ２とが重なるのを避けるよう制御している。具体的に説明すると、制御部９００は、期間Ｔ１，Ｔ３と、期間Ｔ２とが重なるのを避けるべく、後続のシートＳをシート給送ローラ２０３によって送り出すタイミングを調整している。

このように後続のシートＳを送り出すタイミングをずらすことにより、ヒータ２３の加熱のタイミングをずらすことができ、定着装置１６における消費電力ピーク期間Ｔ２とヒータ２３における消費電力ピーク期間Ｔ１，Ｔ３とが重なるのを回避することができる。そして、装置本体１０１の総消費電力の大部分は、定着装置１６及びヒータ２３の消費電力であるので、このようにタイミングをずらすことにより、装置本体１０１の消費電力ピーク期間の電力増加を抑制することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、プリンタ１００の制御部９００が、転写装置９００の消費電力ピーク期間Ｔ２とヒータ２３の消費電力ピーク期間Ｔ１，Ｔ３とが重ならないようにした場合について説明した。本第２実施形態では、転写装置９００の消費電力ピーク期間とヒータ２３の消費電力ピーク期間とが重なる場合について説明する。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

図９は、第２実施形態に係る画像形成装置における定着部としての定着装置と加熱部としてのヒータとの消費電力を示すタイミングチャートである。

図９中、実線８０１は定着装置１６の電力変化、実線８０２はヒータ２３の電力変化、実線８０３は装置本体１０１の電力変化を示している。

この図９において、シート先端部Ｘ２を加熱する際のヒータ２３の消費電力ピーク期間Ｔ１１（即ち、中央部ヒータ部４０４の加熱期間）と定着装置１６の消費電力ピーク期間Ｔ１２とが重なっている。

そこで、制御部９００は、装置本体１０１で消費される総消費電力が一定値Ｗ１以下となるように定着装置１６の消費電力を調整すると共に、定着装置１６においてシートに与える熱量を一定値Ｑに保つべく、定着装置１６の定着速度を調整している。

具体的に説明すると、制御部９００は、ヒータ２３の消費電力が増加した分だけ定着装置１６の消費電力ピーク期間Ｔ１２における消費電力を電力Ｗ２に低下させ、装置本体１０１の消費電力ピーク期間の総消費電力を一定値Ｗ１以下にしている。そして、制御部９００は、定着装置１６の消費電力を低下させた分、定着装置１６における定着速度（シート搬送速度）を低下させている。

ここで、定着装置１６において、期間Ｔ１２経過後の定着動作中に定着速度を変更すると画像乱れが発生する可能性があるので、定着装置１６の定着速度及び定着温度を維持しつつ、消費電力を低下させている。これにより、シートＳが定着装置１６のニップ部３１に圧接されている期間が、ヒータ２３の加熱動作を停止させた場合に比べて長い期間Ｔ１３となり、シートＳに与えられる熱量が一定値Ｑとなる。

なお、中央部ヒータ部４０４がシート後端部Ｘ３を加熱する際のヒータ２３の消費電力ピーク期間Ｔ１４と定着装置１６の消費電力ピーク期間Ｔ１２とが重なるような場合についても同様に制御してもよい。

次いで、このシートＳにトナー像定着後、次に定着装置１６に搬送されるシートＳにトナー像を定着させる場合について説明する。この場合、定着装置１６に搬送されるシートＳに対する後続のシートＳをヒータ２３で加熱する際、ヒータ２３の消費電力は、先行のシートＳを加熱したときよりも低下される。従って、装置本体１０１の総消費電力を一定値Ｗ１以下にするには、定着装置１６の消費電力を電力Ｗ２よりも高い電力Ｗ３にすればよい。そして、定着装置１６に搬送されてきたシートＳのトナー像を定着する際の定着速度は、前回同様、シートＳに与えられる熱量が一定値Ｑとなるように調整される。

これにより、ヒータ２３を発熱させる際に装置本体１０１の総消費電力を一定値Ｗ１以下に保持することができるので、プリンタ１００の動作を安定した状態に維持することができる。

以上、上記第１、第２実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

上記第１、第２実施形態では、ヒータ２３が複数の加熱体として３つの加熱体を備える場合について説明したが、これに限定するものではなく、２つ以上の加熱体を備えるようにすればよく、加熱体の個数は特に限定されない。また、複数のシートサイズに対応できるように、各サイズのシートに対応する数の加熱体を並設するようにしてもよい。また、加熱部としてのヒータ２３に加熱体をシート搬送方向と直交（直角に交差）する方向に配置したが、多少斜めにシート搬送方向と交差する方向に配置してもよい。つまり、交差方向としては、直角に交差する方向に限定するものではなく、多少斜めにシート搬送方向と交差する方向も含むものである。

また、上記第２実施形態では、定着装置１６の消費電力ピーク期間とヒータ２３の消費電力ピーク期間とが重なる際に、制御部９００が、装置本体１０１の総消費電力を一定値以下に保持するよう制御する場合について説明したがこれに限定するものではない。即ち、上記第１実施形態のように定着装置１６の消費電力ピーク期間とヒータ２３の電力消費期間とが重ならないように制御する場合においても、制御部９００が、装置本体１０１の総消費電力を一定値以下に保持するよう制御するようにしてもよい。

また、上記第１及び第２実施形態では、シートＳの周縁部Ｘを加熱する場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、シート側端部Ｘ１のみが吸湿しやすい場合には、シート側端部Ｘ１のみを加熱してもよく、ヒータ２３における発熱体の発熱箇所は、状況に応じて決めておけばよい。

また、上記第１実施形態では、制御部９００が、シートＳに加熱処理を施すか否かを、温湿度センサ２０８によって検知された雰囲気の温湿度に応じて判断していたがこれに限るものではない。即ち、この判断に代えて、或いは、この判断と併せて、制御部９００が、シートＳに最後に画像形成を行った時刻から経過時間を計時し、経過時間に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断してもよい。具体的に説明すると、計時した経過時間が、予め定めた設定時間未満であれば、給紙カセット１７内のシートＳが、転写不良が生じるほど湿気を帯びている可能性は低い。言い換えれば、設定時間は、計時した経過時間が設定時間以上であれば転写不良が発生する可能性が高くなる時間に設定されている。従って、制御部９００は、計時した経過時間が、設定時間未満の場合、シートＳに加熱処理しないと判断し、設定時間以上の場合、シートＳに加熱処理を施すと判断する。なお、上記第１実施形態の判断とこの判断を併せる場合、いずれか一方の判断で加熱処理を施さないと判断しても、他方の判断で加熱処理を施すと判断した場合には、加熱処理の制御を実施するのがよい。

また、上記判断に代えて、或いは、上記判断と併せて、制御部９００が、収納部検知センサ２０４の検知結果に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断してもよい。具体的に説明すると、ユーザによる給紙カセット１７の着脱操作は、新たにシートＳを給紙カセット１７に補給する場合が多い。このように新たに補給されたシートＳは、吸湿している可能性が高い。従って、制御部９００は、給紙カセット１７の着脱操作が行なわれたことを収納部検知センサ２０４により検知した場合、シートに加熱処理を施すと判断する。つまり、給紙カセット１７の着脱操作後、予め設定しておいた設定枚数を印刷するときにシートに加熱処理を施すと判断し、その後の印刷の際には、シートに加熱処理をしないと判断する。なお、この場合も同様に、上記第１実施形態の判断と併せる場合、或いは、上記判断と併せる場合、少なくとも一つの判断で加熱処理を施すと判断した場合には、加熱処理の制御を実施するのがよい。

同様に、上記判断に代えて、或いは上記判断と併せて、制御部９００が、トレイ２０５の動作による満載検知センサ２０７の検知結果に応じて、シートＳに加熱処理を施すか否かを判断してもよい。具体的に説明すると、上記制御と同様に、給紙カセット１７内のシートＳが変化（増加）するのは、給紙カセット１７にシートＳが補給された場合であり、このように新たに補給されたシートＳは、吸湿している可能性が高い。従って、制御部９００は、予め設定しておいた設定枚数を印刷するときにシートに加熱処理を施すと判断し、その後の印刷の際には、シートに加熱処理をしないと判断する。なお、この場合も同様に、上記第１実施形態の判断と併せる場合、或いは、上記判断と併せる場合、少なくとも一つの判断で加熱処理を施すと判断した場合には、加熱処理の制御を実施するのがよい。

第１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。 画像形成装置のシート給送装置とその近傍に配置される装置を含む概略構成を示す説明図である。 図２の矢印Ａ方向から見た主要部の構成を示す説明図である。 加熱部の概略構成を示す説明図である。 加熱部により加熱されるシートの平面図である。 発熱体を動作させる回路構成を示す回路図である。 加熱部の発熱動作を示すタイミングチャートである。 画像形成装置における定着部と加熱部との消費電力を示すタイミングチャートである。 第２実施形態に係る画像形成装置における定着部と加熱部との消費電力を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１２ 二次転写ローラ（転写部）
１６ 定着装置（定着部）
１７ 給紙カセット（シート収納部）
２３ ヒータ（加熱部）
１００ プリンタ（画像形成装置）
１０１ 装置本体（画像形成装置本体）
１０２ 筐体
２０３ シート給送ローラ（シート給送部）
２０４ 収納部検知センサ（収納部検知部）
２０５ トレイ（積載枚数検知部）
２０７ 満載検知センサ（積載枚数検知部）
２０８ 温湿度センサ（温湿度検知部）
４０４ 中央部ヒータ（発熱体）
４０５ 端部ヒータ（発熱体）
９００ 制御部

Claims (9)

1. 複数枚のシートを収納するシート収納部と、前記シート収納部に収納されたシートを１枚ずつ送り出すシート給送部と、前記シート給送部により送り出されたシートにトナー像を転写する転写部と、トナー像をシート上に定着させる定着部と、を備えた画像形成装置において、
   前記シート給送部と前記転写部との間のシート搬送経路においてシート搬送方向と交差する交差方向に配置され、搬送中のシートを加熱する加熱部と、
   前記加熱部の発熱動作を制御する制御部と、を備え、
   前記加熱部は、前記交差方向に並設される複数の発熱体を有し、
   前記制御部は、シートが前記加熱部を通過する際に、前記複数の発熱体の内、発熱させる発熱体を、前記加熱部がシートに対向するシートの位置に応じて変更する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記複数の発熱体の内、シートが通過する際にシートのシート搬送方向のシート先端部及びシート後端部に対向する発熱体を、シート先端部が通過する期間及びシート後端部が通過する期間に発熱させると共に、シートが通過する際にシートの幅方向のシート側端部に対向する発熱体を、シート側端部が通過する期間に発熱させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記加熱部で加熱後に前記定着部においてトナー像を定着させる先行のシートに続いて、前記加熱部において加熱させる後続のシートを送り出す際に、後続のシートを加熱させるときの前記加熱部の消費電力ピーク期間と、先行のシートのトナー像を定着させるときの前記定着部の消費電力ピーク期間とが重なるのを避けるべく、前記シート給送部により後続のシートを送り出すタイミングを調整する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、画像形成装置本体で消費される総消費電力が一定値以下となるように前記定着部の消費電力を調整すると共に、前記定着部においてシートに与える熱量を一定値に保つべく、前記定着部の定着速度を調整する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、シートの給送枚数を計数し、計数値が増加するに従って、前記加熱部の加熱温度を低下させる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 雰囲気の温湿度を検知する温湿度検知部を備え、
   前記制御部は、前記温湿度検知部によって検知された雰囲気の温湿度に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、シートに最後に画像形成を行った時刻から経過時間を計時し、前記経過時間に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記シート収納部は、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられており、
   前記シート収納部の着脱を検知する収納部検知部を有し、
   前記制御部は、前記収納部検知部の検知結果に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記シート収納部に積載されているシートの積載枚数の変化を検知する積載枚数検知部を有し、
   前記制御部は、前記積載枚数検知部の検知結果に応じて、シートに加熱処理を施すか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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