JP2019128385A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の加熱領域を有するヒータの各領域の境界近傍に画像端部がある場合にも、高い画像生産性を保ちつつ、より省電力性に優れた画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部４０２は、複数の加熱領域Ａ１〜Ａ７の境界において基板長手方向に所定の幅を有するように設定された画像変更領域Ｆ１〜Ｆ６に、記録材に形成される画像の長手方向における端部が含まれる場合に、画像変更領域Ｆ１〜Ｆ６に画像が形成されないように、記録材に形成される画像の情報を変更し、変更した画像の情報に基づいて画像形成部を制御し、通電制御部４００は、変更した画像の情報に応じて、複数の発熱体の通電を選択的に制御する。【選択図】図７

Description

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搭載する定着器、あるいは記録材上の定着済み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。また、この像加熱装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される像加熱装置として、フィルムを用いた装置が知られている。この像加熱装置は、筒状のフィルムと、フィルムの内面に接触する板状のヒータと、フィルムを介してヒータと共にニップ部を形成する加圧部材と、を有する。前記ニップ部へ未定着トナー像を担持した記録材を通過させることで、記録材上へトナー像が定着される。この像加熱装置を搭載する画像形成装置で記録材として小サイズ紙を連続プリントすると、定着ニップ部において紙が通過しない領域の温度が徐々に上昇する非通紙部昇温という現象が発生する。非通紙部の温度が高くなり過ぎると、装置内の各パーツへダメージを与えてしまうため、装置のスループット（単位時間あたりの画像形成枚数）を落として非通紙部昇温を抑制する必要がある。
そこで、特許文献１では、ヒータの発熱範囲を記録材の搬送方向に直交する方向（以下、長手方向）に対し複数の加熱領域に分割したヒータを用いることで、非通紙部昇温を抑制する方法が提案されている。また、同様に複数の加熱領域を有したヒータを用いて、記録材上の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も提案されている（特許文献２）。

特開２０１４−０５９５０８公報 特開２０１５−０５９９９２公報

特許文献１や特許文献２に記載の方法を用いて、各加熱領域の画像に最適な加熱条件で各発熱体への通電制御をおこなえば、スループットを落とさずに非通紙部昇温を抑えつつ省電力効果が得られる。しかし、各加熱領域の境界近傍に画像の長手方向の端部（以下、画像端部と呼ぶ）がある場合には、以下の課題があった。
複数の加熱領域を持つヒータを用いた制御として、例えば画像のない領域（非画像領域）は画像のある領域より温度を下げることで、省電力化が図られている。しかし、温度の高い領域と低い領域が隣接している場合、境界近傍で温度勾配が生じ、その境界近傍に画像端部がある場合には定着不良が発生することがある。定着不良を抑制するためには、画像端部に対して長手方向外側の隣接する加熱領域（非画像領域を含む）を、他の非画像領域よりも高い温度に制御し、画像のある領域では温度勾配を低減する必要がある。その場合、非画像領域に過剰な電力が消費されてしまう。また、記録材の端部が高い温度に制御された加熱領域内にあるときには、同領域内において非通紙部昇温が発生してしまう。つまり、画像端部が各加熱領域の近傍にあり、かつ特定の幅を持つ記録材を通紙するときにはスループットを落とす必要があり、画像の生産性が下がってしまう可能性があった。

本発明は、複数の加熱領域を有するヒータの各領域の境界近傍に画像端部がある場合にも、高い画像生産性を保ちつつ、より省電力性に優れた画像形成装置を提供することを目的とする。

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、
前記画像の情報に基づいて前記画像形成部を制御する制御部と、
基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
前記画像の情報に応じて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
を備える画像形成装置において、
前記制御部は、前記複数の加熱領域の境界において前記長手方向に所定の幅を有するように設定された画像変更領域に、記録材に形成される画像の前記長手方向における端部が含まれる場合に、前記画像変更領域に画像が形成されないように、前記記録材に形成される画像の情報を変更し、変更した前記画像の情報に基づいて前記画像形成部を制御し、
前記通電制御部は、前記変更した前記画像の情報に応じて、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御することを特徴とする。

本発明によれば、複数の加熱領域を有するヒータの各領域の境界近傍に画像端部がある場合にも、高い画像生産性を保ちつつ、より省電力性に優れた画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施例の画像形成装置の概略断面図 本発明の実施例の定着装置の概略断面図 本発明の実施例のヒータの構成図 本発明の実施例のヒータの制御回路図 実施例１の加熱領域と画像の位置関係を説明する図 実施例１の画像と画像形成範囲の例 実施例１の加熱領域と縮小後の画像の位置関係を説明する図 実施例１の比較例における課題を説明する図 実施例１の加熱領域と移動後の画像の位置関係を説明する図 実施例２に係るフローチャート

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。

［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画像形成装置の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成するレーザプリンタである。プリント信号が発生すると、画像情報に応じて変調されたレーザ光をスキャナユニット２１が出射し、帯電ローラ１６によって所定の極性に帯電された感光ドラム１９表面を走査する。これにより感光ドラム１９には静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像ローラ１７からトナーが供給されることで、感光ドラム１９上の静電潜像は、トナー画
像（トナー像）として現像される。一方、給紙カセット１１に積載された記録材（記録紙）Ｐはピックアップローラ１２によって一枚ずつ給紙され、搬送ローラ対１３によってレジストローラ対１４に向けて搬送される。さらに、記録材Ｐは、感光ドラム１９上のトナー画像が感光ドラム１９と転写ローラ２０で形成される転写位置に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対１４から転写位置へ搬送される。記録材Ｐが転写位置を通過する過程で感光ドラム１９上のトナー画像は記録材Ｐに転写される。その後、記録材Ｐは定着部（像加熱部）としての定着装置（像加熱装置）２００で加熱され、トナー画像が記録材Ｐに加熱定着される。定着済みのトナー画像を担持する記録材Ｐは、搬送ローラ対２６、２７によって画像形成装置１００上部のトレイに排出される。

なお、１８は感光ドラム１９を清掃するドラムクリーナ、２８は記録材Ｐのサイズに応じて幅調整可能な一対の記録材規制板を有する給紙トレイ（手差しトレイ）である。給紙トレイ２８は定型サイズ以外のサイズの記録材Ｐにも対応するために設けられている。２９は給紙トレイ２８から記録材Ｐを給紙するピックアップローラ、３０は定着装置２００等を駆動するモータである。定着装置２００へは、ヒータ駆動手段（通電制御部）としての制御回路４００から電力供給している。上述した、感光ドラム１９、帯電ローラ１６、スキャナユニット２１、現像ローラ１７、転写ローラ２０が、記録材Ｐに未定着画像を形成する画像形成部を構成している。本実施例の画像形成装置１００は、長手方向における最大通紙幅が２１６ｍｍであり、記録材の搬送速度は３００ｍｍ／ｓｅｃである。

画像情報（画像データ）は、画像形成装置１００に接続された画像読み取り装置や画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホストＰＣ（不図示）から、画像形成装置１００に送られる。送られた画像情報は、画像形成装置１００内のＣＰＵやメモリ等を備えた制御部（コントローラ）４０２に入力される。画像形成装置１００における画像形成動作を含む各種動作（画像情報の各種処理や補正等、制御回路４００の制御等を含む）は、制御部４０２によって統括的に制御される。以下で説明する画像形成装置１００の各種制御及び各種動作は、制御部４０２が主体となって制御する。

２．定着装置（像加熱装置）の構成
図２は、本実施例の定着装置２００の概略断面図である。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、金属ステー２０４と、を有する。

定着フィルム２０２は、エンドレスベルトやエンドレスフィルムとも称される、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。さらに、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内に設けられた加熱領域Ａ_１〜Ａ_７（詳細は後述する）を加熱することで、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向けて押圧する。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に対してヒータ保持部材２０１を介して配置されている。

加圧ローラ２０８は、図１に示したモータ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。

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の断面図、図３（Ｂ）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）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はその搬送方向に直交する方向における中心線が搬送基準位置Ｘを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。

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。

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と導電体３０１ｂに分離されており、導電体３０１ｂは、基板上において導電体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。さらに、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。

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（ＨＢ_１〜ＨＢ_７）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。さらに、導電体３０３は、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ＨＢ_１の図中左端から発熱ブロックＨＢ_７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。

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ＨＢ_１〜ＨＢ_７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ＨＢ_１〜ＨＢ_７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。

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。

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は、各発熱ブロックＨＢ_１〜ＨＢ_７の温度を検知するための温度検知素子としてのサーミスタ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。

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。

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孔が設けられている。各貫通孔位置において、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。

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。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ＨＢ_１〜ＨＢ_７を独立制御可能な回路構成となっている。トライアック４４１〜４４７を選択的に制御することで、複数の発熱体の通電を選択的に制御することができ、長手方向に分割された複数の加熱領域を個々に選択的に発熱させることができる。
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。

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、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。

ＣＰＵ４２０の内部処理では、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。さらに、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。
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、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。

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。

５．加熱領域と画像の位置関係
図５を用いて本実施例における加熱領域と画像の位置関係を説明する。図５に示した加熱領域Ａ_１〜Ａ_７は、定着ニップ部Ｎ内の、発熱ブロックＨＢ_１〜ＨＢ_７に対応した位置に設けられており、発熱ブロックＨＢ_ｉ（ｉ＝１〜７）の発熱により、加熱領域Ａ_ｉ（ｉ
＝１〜７）がそれぞれ加熱される。加熱領域Ａ_１〜Ａ_７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）。

また、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６は、各加熱領域のＡ_１〜Ａ_７境界近傍に設定された領域である。本実施例では図５（ａ）に示すように、境界から長手方向の両側に５ｍｍ、合計１０ｍｍの幅を画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６と設定した。画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６の役割は後述する。なお、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６の大きさは合計１０ｍｍとしたが、定着装置の構成や加熱条件によっても適切な領域は異なるため、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６の大きさはこれに限定されるものではない。

図５（ｂ）は、加熱領域と記録材と画像形成範囲の位置関係を表す。本実施例では記録材Ｐとして、紙幅１２８ｍｍ（長手方向）、紙長２１０ｍｍ（搬送方向）の用紙を用いた。また、本実施例を適用する前にホストコンピュータ等の外部装置（不図示）から送られる画像形成範囲の幅は、搬送基準位置Ｘを中心として９５ｍｍとし、搬送方向の長さは１５０ｍｍとした。

図６は、画像形成範囲と、その範囲内の画像の例である。図６の網掛け領域が画像を表し、塗りつぶされた領域が画像形成範囲を表す。本実施例における画像形成範囲とは、１ページ内の画像の長手方向の両端、および搬送方向の先端と後端を含む範囲を表す。よって、図６（ａ）のように画像形成範囲内の全域に画像があっても良いし、図６（ｂ）のように画像が存在しない領域があっても良い。画像が存在しない領域がある場合でも、図６（ｂ）に示すように、１ページ内で長手方向に対して最も外側に位置する端部を、画像端部（＝画像形成範囲の長手端部）の位置としている。

６．ヒータの制御方法
本実施例におけるヒータの制御方法を説明する。ヒータ３００の発熱ブロックＨＢ_ｉの発熱量は、発熱ブロックＨＢ_ｉへの供給電力によって決まる。発熱ブロックＨＢ_ｉへの供給電力を大きくすることで、発熱ブロックＨＢ_ｉの発熱量が大きくなり、発熱ブロックＨＢ_ｉへの供給電力を小さくすることで、発熱ブロックＨＢ_ｉの発熱量が小さくなる。各発熱ブロックＨＢ_ｉへの供給電力は、目標とする設定温度とサーミスタＴＨ（ＴＨ１−１〜ＴＨ１−４、ＴＨ２−５〜ＴＨ２−７）から検出された温度との差分から決定される。本実施例の画像形成装置１００では、ホストコンピュータ等の外部装置から送られる画像データに応じて、各発熱ブロックＨＢ_ｉへの電力供給を制御する。具体的には画像を形成しない領域は、画像を形成する領域よりも温度が低くなるように制御することによって、省電力化を図っている。

７．画像形成範囲の変更方法
画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６の役割と、本発明の特徴である画像形成範囲の変更方法について説明する。まずホストコンピュータ等の外部装置から得た画像情報から、画像端部が画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６に含まれるか否かを判断する。そして、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６内に画像端部が含まれる場合には、画像端部が画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６に含まれないように、画像形成範囲を変更する。

本実施例においては、図５（ｂ）に示すように画像形成範囲の幅が搬送基準位置Ｘを中心として９５ｍｍであるので、画像端部が画像変更領域Ｆ_２およびＦ_５に含まれる。そこで、図７に示すように、画像変更領域Ｆ_２およびＦ_５を含まないように、画像形成範囲を縮小して画像形成を行う。画像形成範囲変更後の幅は８４．２ｍｍに縮小されている。そのとき、記録材の搬送方向の長さも同じ縮尺で変更し、１５０ｍｍから１３３ｍｍへと縮小される。

８．本実施例の効果
本実施例の効果を示すために、画像形成範囲を縮小した場合（本実施例）と、縮小しなかった場合（比較例）を比較する。図５（ｂ）に示した紙幅１２８ｍｍ、紙長２１０ｍｍの記録材Ｐを、５０枚プリントし終えるまでの時間（印刷時間）を比較した。なお、前述した通り本実施例における画像形成装置１００の記録材搬送速度は３００ｍｍ／ｓである。

図８のグラフは連続プリント中の本実施例と比較例のフィルム表面温度分布を表している。グラフ横軸の長手位置は、加熱領域Ａ_１〜Ａ_７や記録材Ｐおよび画像形成範囲の位置と対応している。定着不良発生温度と示した温度より低い温度となる長手位置に画像がある場合には、定着不良が発生する。
本実施例では、加熱領域Ａ_３〜Ａ_５の発熱量を、加熱領域Ａ_１、Ａ_２、Ａ_６、Ａ_７の発熱量より高く設定することで、記録材Ｐ上のトナーを定着しつつ省電力効果も得られる。
一方、比較例では加熱領域Ａ_２、Ａ_６の発熱量も、加熱領域Ａ_１、Ａ_７の発熱量よりも高く設定しなければ定着不良が抑制できないため、本実施例と比べて電力の消費量が大きい。仮に、画像を縮小せずにプリントした場合（加熱領域Ａ_２、Ａ_６の発熱量を高く設定しなかった場合）には、画像変更領域Ｆ_２、Ｆ_５内の領域で定着フィルム表面温度が下がり、定着不良が発生する。また、比較例では加熱領域Ａ_２、Ａ_６の温度を高く設定したことにより、加熱領域Ａ_２、Ａ_６内の記録材Ｐが通紙されない領域において、非通紙部昇温が発生してしまう。そこで、非通紙部の熱を通紙部へ逃がすために紙間時間を本実施例と比べて長くすることで、スループットを落として画像形成が行われる。その結果、表１に示すように比較例では記録材Ｐを５０枚印刷し終えるまでに１７８秒かかったのに対し、本実施例では４２秒で印刷ができた。

以上説明したように本実施例によれば、複数の加熱領域Ａ_１〜Ａ_７を有するヒータ３００の各領域の境界近傍（画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６）に画像端部がある場合にも、高い画像生産性を保ちつつ、より省電力性に優れた画像形成装置を提供できる。特に、図５（ｂ）のように記録材Ｐの端部が、画像端部を含む画像変更領域（Ｆ_２、Ｆ_５）と隣接する加熱領域（Ａ_２、Ａ_６）内に存在する場合には非通紙部昇温が発生しやすいため、本発明で得られる効果が大きい。ただし、記録材Ｐの端部の位置によらず本発明の省電力効果は得られるため、記録材Ｐの端部の位置は限定されるものではない。

（表１）

また、図５（ｂ）では画像端部が、画像変更領域Ｆ_２、Ｆ_５の２か所に含まれていたが、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６のうち少なくとも１つに画像端部が含まれている場合に、画像形成範囲を変更することも本発明の適用範囲である。

図６では画像形成範囲を変更する手段として画像を縮小したが、画像形成範囲を平行移動しても構わない。例えば、図９（ａ）のように画像変更領域Ｆ_２に画像端部が含まれる場合に、図９（ｂ）のように画像形成範囲を平行移動させる（画像を形成する位置を長手方向に変位させる）ことで、本発明の効果を得ることができる。この場合は、画像のサイズを変更する必要がないという利点がある。また、画像形成範囲の縮小と平行移動の両方を行っても構わない。

本実施例は、図２に示したようなフィルムに内接するヒータを用いた像加熱装置で説明
してきたが、長手方向に複数の分割された加熱領域を持つ像加熱装置であれば、本発明における像加熱装置は、フィルムに内接するヒータを用いた像加熱装置に限定されない。

［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の画像形成装置および像加熱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と同一又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。

実施例２は、画像形成範囲を変更すること及びその内容を、ユーザに報知する点が特徴である。ユーザへ報知する情報は、画像の縮小率でも良いし、画像の縮小前の幅と縮小後の幅でも良いし、画像を平行移動させる距離でも良い。また、画像形成範囲を変更することで、印刷完了までにかかる時間がどれだけ短縮されるかをユーザに報知しても良い。同じく、画像形成範囲を変更することによる、トナー消費量の変化をユーザに報知しても良い。報知する情報は、ホストコンピュータなどの外部装置や、画像形成装置１００に備え付けられた報知部としてのオペレーションパネル４０３（図１参照）を通してユーザへ伝えられる。

上記のユーザに報知した情報から、ユーザが画像形成範囲を変更するか否かを選択しても良い。ユーザが画像形成範囲を変更するか否かを選択するまでの流れを、図１０のフローチャートを用いて説明する。まず、画像変更領域Ｆ_１〜Ｆ_６内に画像端部があるかを、画像データから判断する（Ｓ８０２）。画像端部がある場合には、画像形成範囲を変更する場合の画像の変化を報知し（Ｓ８０３）、その時の印刷にかかる時間の変化を報知し（Ｓ８０４）、トナー消費量の変化を報知する（Ｓ８０５）。Ｓ８０３とＳ８０４とＳ８０５の動作は順序が入れ替わってもでも構わないし、いずれかの動作を行わなくても構わない。報知した情報から、ユーザが画像形成範囲を変更するかどうかを選択し（Ｓ８０６）、画像形成範囲の変更を選択した場合には元の画像データを変換する（Ｓ８０７）。そして、画像データの位置に応じて加熱領域Ａ_１〜Ａ_７を加熱し、画像形成を行う（Ｓ８０８）。画像形成範囲の変更手段や、そのときの加熱領域Ａ_１〜Ａ_７の発熱量およびその効果は、実施例１と同様である。

実施例２では、ユーザが画像形成範囲の変更の可否を任意に選択できることで、省電力性や画像の高生産性を望む場合と、元の画像サイズを維持したいと望む場合のどちらにも対応可能である。つまり、ユーザのニーズや状況に応じて画像形成のフローを変えられるという点で、実施例１より好ましい形態である。

上記各実施例は、それぞれの構成を可能な限り互いに組み合わせることができる。

１００…画像形成装置、２００…像加熱装置、３００…ヒータ、４００…制御回路、Ａ_１〜Ａ_７…加熱領域、Ｆ_１〜Ｆ_６…画像変更領域、Ｐ…記録材

Claims (10)

1. 記録材に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像の情報に基づいて前記画像形成部を制御する制御部と、
   基板と、前記基板上に設けられた前記基板の長手方向に並ぶ複数の発熱体と、を有するヒータを有し、前記ヒータの熱を利用して記録材に形成された画像を加熱する像加熱部であって、前記長手方向に分割された複数の加熱領域を有する像加熱部と、
   前記画像の情報に応じて、前記複数の加熱領域を選択的に加熱すべく、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御する通電制御部と、
   を備える画像形成装置において、
   前記制御部は、前記複数の加熱領域の境界において前記長手方向に所定の幅を有するように設定された画像変更領域に、記録材に形成される画像の前記長手方向における端部が含まれる場合に、前記画像変更領域に画像が形成されないように、前記記録材に形成される画像の情報を変更し、変更した前記画像の情報に基づいて前記画像形成部を制御し、
   前記通電制御部は、前記変更した前記画像の情報に応じて、前記複数の発熱体の通電を選択的に制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部による前記記録材に形成される画像の情報の変更は、記録材において画像を形成することが可能な画像形成範囲の前記長手方向における端部の位置を、前記画像変更領域に含まれない位置に変更することであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録材に形成される画像の前記長手方向における端部は、前記画像形成範囲に含まれる複数の画像のうち前記長手方向において最も外側に位置する画像の端部であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部による前記記録材に形成される画像の情報の変更は、前記画像を縮小することであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部による前記記録材に形成される画像の情報の変更は、前記画像を前記記録材に形成する位置を前記長手方向に変位させることであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部が前記記録材に形成される画像の情報を変更する場合に、前記変更がされる前に、前記制御部による前記画像の情報の変更の内容を、ユーザに報知する報知部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記報知部は、前記画像の情報の変更による画像形成に要する時間の変化をユーザに報知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記報知部は、前記画像の情報の変更によるトナー消費量の変化をユーザに報知することを特徴とする請求項６または７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部による前記記録材に形成される画像の情報の変更の可否をユーザが選択できるように構成されてい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。
10. 前記像加熱部はさらに、筒状のフィルムを有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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