JP6335580B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。
電子写真方式の画像形成装置に用いる定着装置として、フィルム加熱方式の定着装置が一般的に知られている。フィルム加熱方式の定着装置は、高耐熱性の筒状のフィルムと、フィルムの内面と接触するセラミックヒータ（以下、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ローラを有する。そして、トナー像を担持した記録材をニップ部で搬送しながら加熱しトナー像を記録材に定着する。
このような定着装置では、構成部材であるヒータ及びフィルムが低熱容量であるため、ヒータを通電加熱した後、定着可能温度まで昇温する時間が短いというメリットがある。その効果によって、プリント指令入力後１枚目のプリントが完了するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を短くできる。また、プリント指令を待つスタンバイ状態での加熱が不要であるため、消費電力を少なくすることができる。
このような定着装置では、構成部材であるヒータ及びフィルムが低熱容量であるため、ヒータを通電加熱した後、定着可能温度まで昇温する時間が短いというメリットがある。その効果によって、プリント指令入力後１枚目のプリントが完了するまでの時間（ＦＰＯＴ：Ｆｉｒｓｔ Ｐｒｉｎｔ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を短くできる。また、プリント指令を待つスタンバイ状態での加熱が不要であるため、消費電力を少なくすることができる。
一方で、従来の定着装置では、非通紙部昇温という課題があることが知られている。非通紙部昇温とは、記録材の通過しない端部領域では、記録材により熱が奪われないため、ヒータ及び定着部材の温度が過度に昇温してしまうという現象である。この傾向は、連続プリントが続いた場合に顕著になる。近年の印刷速度の高速化に伴い、この非通紙部昇温に対して、より厳しい課題を満足することが求められている。
非通紙部昇温対策としては、非通紙部の定着フィルム及び加圧ローラにファンの風を吹きつける構成が提案されている（特許文献１）。
非通紙部昇温対策としては、非通紙部の定着フィルム及び加圧ローラにファンの風を吹きつける構成が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、上記のような構成では、装置の大型化及びコストアップが避けられないことが懸念される。
これに対して、非通紙部のヒータ発熱量を低減するという対策が考えられる。しかし、非通紙部のヒータ発熱量を抑えると、必然的に記録材端部の発熱量が不足する傾向になってしまう。一方、記録材中央部は常に記録材に熱を与え続けることができるため、発熱量を抑える必要が無く、発熱量が不足する傾向はない。
そしてこの傾向は、記録材端部により多くのトナーが存在する（高印字パターン）ほど顕著になり、場合によっては定着部材の温度が不十分であることに伴う画像不良が発生してしまうことが懸念される。
これに対して、非通紙部のヒータ発熱量を低減するという対策が考えられる。しかし、非通紙部のヒータ発熱量を抑えると、必然的に記録材端部の発熱量が不足する傾向になってしまう。一方、記録材中央部は常に記録材に熱を与え続けることができるため、発熱量を抑える必要が無く、発熱量が不足する傾向はない。
そしてこの傾向は、記録材端部により多くのトナーが存在する（高印字パターン）ほど顕著になり、場合によっては定着部材の温度が不十分であることに伴う画像不良が発生してしまうことが懸念される。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、非通紙部昇温を抑制しつつ、記録材端部の印字率が高い画像を印字する場合においてもより良好な加熱性能が得られる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に本発明にあっては、
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
前記ヒータの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知温度が温調温度を維持するように前記ヒータへ供給する電力を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
記録材の幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段と、を有し、
前記画像形成装置は、画像形成開始時の前記ニップ部における記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向の端部に相当する領域の温度が中央部よりも低く、かつ、
前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値より高い場合、
前記温調温度を基準温度よりも高く設定して定着処理する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御、のうち少なくともいずれかの制御を行い、
画像形成開始時の前記温度検知手段の検知温度が閾値温度より高い場合、前記閾値温度より低い場合よりも前記印字率の閾値を高く設定することを特徴とする。
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
前記ヒータの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知温度が温調温度を維持するように前記ヒータへ供給する電力を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
記録材の幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段と、を有し、
前記画像形成装置は、画像形成開始時の前記ニップ部における記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向の端部に相当する領域の温度が中央部よりも低く、かつ、
前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値より高い場合、
前記温調温度を基準温度よりも高く設定して定着処理する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御、のうち少なくともいずれかの制御を行い、
画像形成開始時の前記温度検知手段の検知温度が閾値温度より高い場合、前記閾値温度より低い場合よりも前記印字率の閾値を高く設定することを特徴とする。
記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記ヒータに接触しており、記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向における前記ヒータの温度を均すための熱伝導性部材と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
記録材の前記幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段と、
記録材が前記ニップ部で挟持搬送され加熱される際、
前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値以上の場合に、
前記定着部の温度が基準温度よりも高くなるように前記ヒータを制御する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御のうち少なくともいずれかの制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、印字開始から所定枚数の記録材に印字が行われる間、前記温度検知手段により検知された温度が閾値未満の場合、前記温度が前記閾値以上の場合よりも、前記印字率の閾値を小さく設定することを特徴とする。
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記ヒータに接触しており、記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向における前記ヒータの温度を均すための熱伝導性部材と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
記録材の前記幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段と、
記録材が前記ニップ部で挟持搬送され加熱される際、
前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値以上の場合に、
前記定着部の温度が基準温度よりも高くなるように前記ヒータを制御する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御のうち少なくともいずれかの制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、印字開始から所定枚数の記録材に印字が行われる間、前記温度検知手段により検知された温度が閾値未満の場合、前記温度が前記閾値以上の場合よりも、前記印字率の閾値を小さく設定することを特徴とする。
本発明によれば、非通紙部昇温を抑制しつつ、記録材端部の印字率が高い画像を印字する場合においてもより良好な加熱性能が得られる画像形成装置を提供することが可能となる。
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り、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］
以下に、実施例１について説明する。
［実施例１］
以下に、実施例１について説明する。
（画像形成装置の概略構成）
図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
本実施例の画像形成装置は、記録材Ｐ上にトナー画像（トナー像、現像剤像）を形成する画像形成部Ａと、画像形成部Ａに記録材Ｐを送り出す記録材送り部Ｂと、記録材Ｐ上のトナー画像を記録材Ｐに加熱定着する定着部（以下、定着装置）Ｃを有している。ここで、定着装置Ｃは像加熱ユニットに相当する。
図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
本実施例の画像形成装置は、記録材Ｐ上にトナー画像（トナー像、現像剤像）を形成する画像形成部Ａと、画像形成部Ａに記録材Ｐを送り出す記録材送り部Ｂと、記録材Ｐ上のトナー画像を記録材Ｐに加熱定着する定着部（以下、定着装置）Ｃを有している。ここで、定着装置Ｃは像加熱ユニットに相当する。
画像形成部Ａは、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラム）１を有している。この感光ドラム１は、画像形成装置の筺体を構成する画像形成装置本体（以下、装置本体）Ｍに回転自在に支持されている。感光ドラム１の外周面の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ２と、レーザスキャナ３と、現像装置４と、転写ローラ５と、クリーニング装置６が配設されている。
記録材送り部Ｂは、送り出しローラ１１を有している。この送り出しローラ１１は、不図示の搬送駆動モータによって矢印方向に所定のタイミングで回転され、カセット７に積載収納されている記録材Ｐを記録材の搬送経路に送り出す。装置本体Ｍには、記録材の搬送経路に沿って順に、搬送ローラ８、トップセンサ９、画像形成部Ａ、搬送ガイド１０、定着装置Ｃ、搬送ローラ１２、排出ローラ１３、及び排出トレイ１４が配設されている。
記録材送り部Ｂは、送り出しローラ１１を有している。この送り出しローラ１１は、不図示の搬送駆動モータによって矢印方向に所定のタイミングで回転され、カセット７に積載収納されている記録材Ｐを記録材の搬送経路に送り出す。装置本体Ｍには、記録材の搬送経路に沿って順に、搬送ローラ８、トップセンサ９、画像形成部Ａ、搬送ガイド１０、定着装置Ｃ、搬送ローラ１２、排出ローラ１３、及び排出トレイ１４が配設されている。
本実施例の画像形成装置は、画像形成部Ａと記録材送り部Ｂと定着装置Ｃ等を制御する制御部（制御手段３１とビデオコントローラ３２）を有している。制御手段３１はＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリからなり、メモリには印字（画像形成）に必要な各種プログラムが記憶されている。また、ビデオコントローラ３２は、ホストコンピュータ等の外部装置からプリント信号を受信すると、制御手段３１にプリント信号を送信するとともに、受信した画像の印字率の検知を行う。このビデオコントローラ３２の印字率算出方法の詳細は後述する。
制御手段３１は、上記のプリント信号に基づいて所定の画像形成制御シーケンスを実行する。これにより、ドラムモータが回転駆動され、感光ドラム１は所定の周速度（プロセススピード）で図１の矢印方向に回転する。このとき感光ドラム１表面は、帯電ローラ２によって、トナーと同極性（ここではマイナス極性）の所定の電位に一様に帯電される。この感光ドラム１表面の帯電面に対し、レーザスキャナ３が画像情報に基づいてレーザ光Ｌを走査し、感光ドラム１表面を露光する。この露光によって、露光部分の電荷が除去され、感光ドラム１表面に潜像（静電潜像）が形成される。
現像装置４は、現像ローラ４１と、トナーを収納するトナー容器４２等を有している。トナーはブレード等の部材により摩擦され所定の極性に帯電される。本実施例では、マイ
ナス極性に帯電されたトナーを用いている。この現像装置４は、現像ローラ４１に現像バイアス電源（不図示）によりマイナスバイアスが印加されることによって、感光ドラム１表面の潜像に、電位差を利用してトナーを付着させ、潜像をトナー画像として現像する。感光ドラム１表面に形成されたトナー画像は、トナーと逆極性であるプラスバイアスが転写ローラ５に印加されることによって、転写バイアスによる電位差を利用して記録材Ｐに転写される。
ナス極性に帯電されたトナーを用いている。この現像装置４は、現像ローラ４１に現像バイアス電源（不図示）によりマイナスバイアスが印加されることによって、感光ドラム１表面の潜像に、電位差を利用してトナーを付着させ、潜像をトナー画像として現像する。感光ドラム１表面に形成されたトナー画像は、トナーと逆極性であるプラスバイアスが転写ローラ５に印加されることによって、転写バイアスによる電位差を利用して記録材Ｐに転写される。
また、記録材送り部Ｂに設けられている搬送駆動モータが回転駆動され、送り出しローラ１１はカセット７から記録材Ｐを搬送経路に送り出す。搬送経路に送り出された記録材Ｐは、搬送ローラ８によって搬送され、トップセンサ９を通過して感光ドラム１表面と転写ローラ５の外周面との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐはトップセンサ９によって先端が検知される。感光ドラム１表面に形成されたトナー画像が転写された記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置Ｃに搬送され、この定着装置Ｃで記録材Ｐ上のトナー画像が加熱及び加圧されて記録材Ｐ上に加熱定着される。トナー画像が加熱定着された記録材Ｐは、搬送ローラ１２、排出ローラ１３の順に搬送されて装置本体Ｍ上面の排出トレイ１４に排出される。トナー画像が記録材Ｐに転写された後の感光ドラム１表面に残留している転写残トナーは、クリーニング装置６のクリーニングブレード６１によって除去され、クリーニング装置６内に蓄積される。
以上の動作を繰り返すことで順次プリントが行われるように構成されている。本実施例の画像形成装置は、モノクロタイプのプリンタであり、Ａ４サイズの場合、６０枚／分のプリント速度でプリントを行うことができる。また、実施例１の画像形成装置の印字可能（通紙可能）な記録材Ｐのうち、最も幅の広い記録材サイズはＡ４サイズであり、最大画像形成領域（記録材の印字され得る印字可能領域）はＡ４サイズの上下左右端部から２ｍｍのマスキング領域を除いた箇所である。
（定着装置の構成）
図２は、本実施例の定着装置Ｃの概略構成を示す断面図である。
本実施例の定着装置Ｃは、セラミックヒータ（以下、ヒータ）２０と、エンドレスベルト状（無端状）の耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）２５と、加圧ローラ２６とを基本構成とする。ここで、ヒータ２０はヒータ（加熱体）に相当する。また、定着フィルム２５は、加熱回転部材（可撓性スリーブ）に相当する。また、加圧ローラ２６は加圧部材に相当する。
そして、定着フィルム２５を介してヒータ２０と加圧ローラ２６との間に形成された定着ニップ部Ｎのうち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との間で、トナー画像が形成された記録材Ｐを挟持搬送して加熱することで、記録材Ｐ上にトナー画像が定着される。
図２は、本実施例の定着装置Ｃの概略構成を示す断面図である。
本実施例の定着装置Ｃは、セラミックヒータ（以下、ヒータ）２０と、エンドレスベルト状（無端状）の耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）２５と、加圧ローラ２６とを基本構成とする。ここで、ヒータ２０はヒータ（加熱体）に相当する。また、定着フィルム２５は、加熱回転部材（可撓性スリーブ）に相当する。また、加圧ローラ２６は加圧部材に相当する。
そして、定着フィルム２５を介してヒータ２０と加圧ローラ２６との間に形成された定着ニップ部Ｎのうち、定着フィルム２５と加圧ローラ２６との間で、トナー画像が形成された記録材Ｐを挟持搬送して加熱することで、記録材Ｐ上にトナー画像が定着される。
（加圧ローラ）
加圧ローラ２６は、芯軸部２６１の外周に弾性層２６２を有し、弾性層２６２の外周に表層２６３を有している。加圧ローラ２６の外径は約３０ｍｍである。芯軸部２６１には、アルミニウム、鉄などの金属材料が中実もしくは中空で用いられる。本実施例では、中実のアルミニウムを芯金材料として用いている。弾性層２６２は、断熱性のシリコーンゴムから成り、カーボン等の電気伝導材を添加することで導電性としている。本実施例では弾性層２６２はカーボンを適量添加し、体積抵抗率を１×１０５（Ω・ｃｍ）程度に調整したシリコーンゴムからなり、その厚みは３ｍｍとしている。
表層２６３は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる厚さ１０〜８０μｍの離型性チューブである。ここで、ＰＦＡは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、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４，６フッ化）の略称である。本実施例では、加圧ローラ２６の表層２６３の材料はピュアのＰＦＡチュー
ブであり、その厚さは５０μｍとした。
加圧ローラ２６は、芯軸部２６１の外周に弾性層２６２を有し、弾性層２６２の外周に表層２６３を有している。加圧ローラ２６の外径は約３０ｍｍである。芯軸部２６１には、アルミニウム、鉄などの金属材料が中実もしくは中空で用いられる。本実施例では、中実のアルミニウムを芯金材料として用いている。弾性層２６２は、断熱性のシリコーンゴムから成り、カーボン等の電気伝導材を添加することで導電性としている。本実施例では弾性層２６２はカーボンを適量添加し、体積抵抗率を１×１０５（Ω・ｃｍ）程度に調整したシリコーンゴムからなり、その厚みは３ｍｍとしている。
表層２６３は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂からなる厚さ１０〜８０μｍの離型性チューブである。ここで、ＰＦＡは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、ＰＴＦＥはポリテトラフルオロエチレン（４フッ化）、ＦＥＰはテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（４，６フッ化）の略称である。本実施例では、加圧ローラ２６の表層２６３の材料はピュアのＰＦＡチュー
ブであり、その厚さは５０μｍとした。
（定着フィルム）
図３は、本実施例の定着フィルム２５の概略構成を示す断面図である。
定着フィルム２５は、直径３０ｍｍの円筒形状で構成されている。定着フィルム２５は可撓性を有し、半円弧状のヒータホルダ（フィルムガイド部材）２９に対してルーズに外嵌されている。定着フィルム２５の層構造は、図３の円内に示すように、内側から基層２５１、弾性層２５２、プライマ層２５４、表層２５３が設けられた複層からなる。
図３は、本実施例の定着フィルム２５の概略構成を示す断面図である。
定着フィルム２５は、直径３０ｍｍの円筒形状で構成されている。定着フィルム２５は可撓性を有し、半円弧状のヒータホルダ（フィルムガイド部材）２９に対してルーズに外嵌されている。定着フィルム２５の層構造は、図３の円内に示すように、内側から基層２５１、弾性層２５２、プライマ層２５４、表層２５３が設けられた複層からなる。
基層２５１の材料として、熱伝導性と耐久性を高めるためにＳＵＳ、Ｎｉ等の薄肉金属を用いている。また、その他の材料としてポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ等の低熱容量の耐熱性樹脂材料を用いることもできる。基層２５１は熱容量を小さくしてクイックスタート性を満足させると同時に、機械的強度も満足させる必要があるため、厚みは１５μｍ以上５０μｍ以下とすることが望ましい。本実施例の基層２５１は厚み３５μｍの円筒形のステンレス（ＳＵＳ）素管とした。弾性層２５２はシリコーンゴムを材料として形成している。この弾性層２５２を設けることで、トナー画像を包み込み、均一に熱を与えることができるようになるため、光沢度が高くてムラのない良質な画像を得ることが可能になる。また、弾性層２５２はシリコーンゴム単体では熱伝導性が低いため、熱伝導性フィラーを添加する。弾性層２５２の熱伝導率としては１．２Ｗ／ｍｋ程度を確保すると良い。
本実施例においては、弾性層２５２にゴム材であるジメチルポリシロキサン１００重量部に対して、熱伝導性フィラーである金属ケイ素を４００重量部含有し、その熱伝導率を１．２Ｗ／ｍｋとしている。また弾性層２５２の厚さは２４０μｍとしている。
表層２５３は離型層として、高い耐摩耗性及びトナーに対する高い離型性が要求される。材料としては先述のＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。そして、そのフッ素樹脂に有機リン化合物、リチウム塩等のイオン導電剤や五酸化アンチモン、酸化チタン、カーボンブラック、カーボンナノファイバー等の電子導電材を添加して抵抗値を調整する。また、厚さは１０μｍから５０μｍ程度であることが好ましく、チューブを被覆させたものであっても、表面を塗料でコートしたものであっても良い。本実施例の表層２５３は、ピュアＰＦＡのコーティング層で厚さを１５μｍとした。プライマ層２５４は表層２５３と弾性層２５２を接着させるための接着層であり、低融点のフッ素樹脂やフッ素化シリコーン等のフッ素樹脂プライマからなる。このプライマ層には、接着性能を上げるために、シランカップリング剤などの接着成分を含有することもできる。実施例１では絶縁のフッ素樹脂層とし、その厚みを３μｍとした。
表層２５３は離型層として、高い耐摩耗性及びトナーに対する高い離型性が要求される。材料としては先述のＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。そして、そのフッ素樹脂に有機リン化合物、リチウム塩等のイオン導電剤や五酸化アンチモン、酸化チタン、カーボンブラック、カーボンナノファイバー等の電子導電材を添加して抵抗値を調整する。また、厚さは１０μｍから５０μｍ程度であることが好ましく、チューブを被覆させたものであっても、表面を塗料でコートしたものであっても良い。本実施例の表層２５３は、ピュアＰＦＡのコーティング層で厚さを１５μｍとした。プライマ層２５４は表層２５３と弾性層２５２を接着させるための接着層であり、低融点のフッ素樹脂やフッ素化シリコーン等のフッ素樹脂プライマからなる。このプライマ層には、接着性能を上げるために、シランカップリング剤などの接着成分を含有することもできる。実施例１では絶縁のフッ素樹脂層とし、その厚みを３μｍとした。
（ヒータ）
本実施例のヒータ２０は、窒化アルミニウムからなる細長い耐熱性のヒータ基板２０１を有している。そしてヒータ基板２０１の裏面（定着ニップ部Ｎに対向する面と反対側の面（裏面））に、通電により発熱する通電発熱抵抗層（抵抗発熱体）としての発熱体パターン２０２を、例えば印刷によってヒータ基板２０１の長手方向に沿って形成している（裏面発熱）。ここで、ヒータ基板２０１の長手方向は、記録材Ｐの搬送方向と直交する記録材Ｐの幅方向（感光ドラム１の回転軸方向）と平行（同じ方向）であり、以下、この方向を単に長手方向という。
本実施例のヒータ２０は、窒化アルミニウムからなる細長い耐熱性のヒータ基板２０１を有している。そしてヒータ基板２０１の裏面（定着ニップ部Ｎに対向する面と反対側の面（裏面））に、通電により発熱する通電発熱抵抗層（抵抗発熱体）としての発熱体パターン２０２を、例えば印刷によってヒータ基板２０１の長手方向に沿って形成している（裏面発熱）。ここで、ヒータ基板２０１の長手方向は、記録材Ｐの搬送方向と直交する記録材Ｐの幅方向（感光ドラム１の回転軸方向）と平行（同じ方向）であり、以下、この方向を単に長手方向という。
そしてその発熱体パターン２０２表面を保護層としてのガラス層２０３で被覆している。ガラス層２０３の表面には、ヒータ２０の温度を検知する温度検知手段（温度検知部材）としてのサーミスタ２０４が配設されている。また、ヒータ基板２０１の表面（定着ニップ部Ｎと接する面）には、摺動層２０５が配設されている。本実施例では、摺動層２０５は厚さ６μｍのポリイミド樹脂層とした。
このヒータホルダ２９は、ヒータ２０を支持する支持部材として機能するとともに、定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても機能する。ヒータホルダ２９の材料として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂が用いられている。
このヒータホルダ２９は、ヒータ２０を支持する支持部材として機能するとともに、定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても機能する。ヒータホルダ２９の材料として、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の耐熱性樹脂が用いられている。
（ヒータ発熱体パターン）
図４を用いて、本実施例のヒータ２０の発熱体パターン２０２について説明する。図４は、ヒータ２０の、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向（以下、長手方向）の発熱体パターン２０２の構成について示す概略図である。ヒータ２０の発熱体パターン２０２（図中の網掛け部）は、ヒータ基板２０１上に配設され、導電材料によって形成された電極２０６を介して、電力投入（通電制御）される。発熱体パターン２０２の形状は、長手方向に関しては、長手方向中心に対して対称形状であり、発熱体パターン２０２の長手方向中心は記録材Ｐの長手方向中心と同じ位置である。また、記録材搬送方向の上下流方向にも対称形状である。
図４を用いて、本実施例のヒータ２０の発熱体パターン２０２について説明する。図４は、ヒータ２０の、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向（以下、長手方向）の発熱体パターン２０２の構成について示す概略図である。ヒータ２０の発熱体パターン２０２（図中の網掛け部）は、ヒータ基板２０１上に配設され、導電材料によって形成された電極２０６を介して、電力投入（通電制御）される。発熱体パターン２０２の形状は、長手方向に関しては、長手方向中心に対して対称形状であり、発熱体パターン２０２の長手方向中心は記録材Ｐの長手方向中心と同じ位置である。また、記録材搬送方向の上下流方向にも対称形状である。
発熱体パターン２０２の長手方向の幅は、本実施例の通紙可能な最大幅サイズであるＡ４サイズ（幅：２１０ｍｍ）に対し、はみ出す形状となっている。このような発熱体パターン２０２が記録材Ｐからはみ出す形状を、「発熱体余り」と称し、その幅を「発熱体余り幅」と称する。本実施例では、以下に説明する、いわゆる非通紙部昇温の観点から発熱体余り幅を３ｍｍ、すなわち発熱体パターン２０２の長手方向の幅を２１６ｍｍに設定している。ここで非通紙部昇温は、定着フィルム２５の長手方向端部における昇温現象であり、上述のように、記録材Ｐが通過しない長手方向端部領域において、記録材Ｐにより熱が奪われないため、ヒータ２０及び定着フィルム２５の温度が過度に昇温してしまう現象である。
（定着フィルム２５の表面温度の長手方向の温度分布）
次に、本実施例の定着フィルム２５の表面温度の長手方向の温度分布について説明する。図５に、本実施例の定着フィルム２５表面温度の長手方向の温度分布を示す。横軸は発熱体パターン２０２の長手方向中心をゼロとした場合の、発熱体中心（発熱体パターン２０２の長手方向中心）からの長手方向距離（ｍｍ）を示し、縦軸は定着フィルム２５の表面温度を表している。
そして本実施例のデフォルト温調温度（基準温度）である２３０℃にヒータ２０を温調（温度調節）制御し、Ａ４サイズの記録材Ｐを連続で１０枚通紙した際の温度プロファイルを実線で、連続で５００枚通紙した際の温度プロファイルを点線で示している。なお、連続で５００枚プリントした際の定着フィルム２５表面温度は飽和しており、これ以上プリント枚数（印字枚数、通紙枚数）を増やしてもフィルム表面温度に変化は見られなかった。
次に、本実施例の定着フィルム２５の表面温度の長手方向の温度分布について説明する。図５に、本実施例の定着フィルム２５表面温度の長手方向の温度分布を示す。横軸は発熱体パターン２０２の長手方向中心をゼロとした場合の、発熱体中心（発熱体パターン２０２の長手方向中心）からの長手方向距離（ｍｍ）を示し、縦軸は定着フィルム２５の表面温度を表している。
そして本実施例のデフォルト温調温度（基準温度）である２３０℃にヒータ２０を温調（温度調節）制御し、Ａ４サイズの記録材Ｐを連続で１０枚通紙した際の温度プロファイルを実線で、連続で５００枚通紙した際の温度プロファイルを点線で示している。なお、連続で５００枚プリントした際の定着フィルム２５表面温度は飽和しており、これ以上プリント枚数（印字枚数、通紙枚数）を増やしてもフィルム表面温度に変化は見られなかった。
図５より、実線（１０枚後）、点線（５００枚後）共に記録材Ｐの通紙域の外側で非通紙部昇温が起こっていることが分かる。非通紙部昇温は、発熱体パターン２０２の熱を記録材Ｐに与えることができないため、発熱体余りの領域で顕著であり、また、連続プリント枚数が増加することに伴い、上昇する。
実施例１では、定着フィルム２５の温度を点線プロファイル（５００枚連続プリント後）においても、２５０℃以下に抑えることが重要である。その理由は、定着フィルム２５の温度が２５０℃を超えると、定着フィルム２５の弾性層２５２が熱により劣化してしまうためである。従って、本実施例では５００枚連続プリント後においても非通紙部昇温が２５０℃を超えないように、発熱体余り幅を３ｍｍ以下に設定する必要がある。
実施例１では、定着フィルム２５の温度を点線プロファイル（５００枚連続プリント後）においても、２５０℃以下に抑えることが重要である。その理由は、定着フィルム２５の温度が２５０℃を超えると、定着フィルム２５の弾性層２５２が熱により劣化してしまうためである。従って、本実施例では５００枚連続プリント後においても非通紙部昇温が２５０℃を超えないように、発熱体余り幅を３ｍｍ以下に設定する必要がある。
しかし、その一方で、非通紙部昇温を低減させると、連続プリントの初期（５０枚以下）において、記録材Ｐの長手方向の両端部位置に相当（対向）する定着フィルム２５の表
面温度が低くなってしまう。図６は、図５に示した定着フィルム２５表面温度の記録材端部領域を拡大した図である。なお、本実施例において、記録材Ｐ、ヒータ２０や定着フィルム２５の長手方向の端部、中央部（中央部分、長手方向中心）を示す場合、単に端部、中央部という場合もある。
図６中には、Ａ４サイズの記録材Ｐを通紙した場合の右端の位置を明記しており、Ａ４サイズの右端から約２ｍｍの位置をＡ、約６ｍｍの位置をＢと表記している。また、図５と同様に、連続プリント１０枚後のプロファイルを実線で、連続プリント５００枚後のプロファイルを点線で示している。
面温度が低くなってしまう。図６は、図５に示した定着フィルム２５表面温度の記録材端部領域を拡大した図である。なお、本実施例において、記録材Ｐ、ヒータ２０や定着フィルム２５の長手方向の端部、中央部（中央部分、長手方向中心）を示す場合、単に端部、中央部という場合もある。
図６中には、Ａ４サイズの記録材Ｐを通紙した場合の右端の位置を明記しており、Ａ４サイズの右端から約２ｍｍの位置をＡ、約６ｍｍの位置をＢと表記している。また、図５と同様に、連続プリント１０枚後のプロファイルを実線で、連続プリント５００枚後のプロファイルを点線で示している。
図６に示すように、実線（１０枚後）のプロファイルにおいて、記録材Ｐの端部２〜６ｍｍ程度の領域における定着フィルム２５の表面温度が、中央付近の温度に比べて低くなっている。例えば、図中Ｂの位置の温度は約１９２℃、図中Ａの位置の温度は約１８７℃であり、中央部の約２０１℃と比較すると９〜１４℃低くなっている。
このように、連続プリント初期において、記録材Ｐの端部で定着フィルム２５の表面温度が低くなってしまう理由は、端部領域では、ヒータ２０や定着フィルム２５、加圧ローラ２６を伝わって、これら部材の端部から熱が逃げやすいためである。また、端部での発熱量を抑えた定着装置においては、その傾向がより顕著になる。
このように、連続プリント初期において、記録材Ｐの端部で定着フィルム２５の表面温度が低くなってしまう理由は、端部領域では、ヒータ２０や定着フィルム２５、加圧ローラ２６を伝わって、これら部材の端部から熱が逃げやすいためである。また、端部での発熱量を抑えた定着装置においては、その傾向がより顕著になる。
（印字率と定着性）
上記のように、非通紙部昇温を低減するという目的を達成するために、必然的に連続プリント初期における記録材Ｐ端部（本実施例では例えば記録材端部から２〜６ｍｍの領域）に相当（対向）する定着フィルム２５表面温度は、中央部に比べて低くなってしまう。このような記録材Ｐ端部に対向する（定着ニップ部Ｎにおける）定着フィルム２５表面温度が、中央部分に比べて低くなってしまう状態を、以下、端部温度ダレと表現する。定着フィルム２５表面温度が低くなると、トナーに対して十分な熱を与えることができなくなるため、定着性（定着性能）が低下してしまうことが懸念される。
上記のように、非通紙部昇温を低減するという目的を達成するために、必然的に連続プリント初期における記録材Ｐ端部（本実施例では例えば記録材端部から２〜６ｍｍの領域）に相当（対向）する定着フィルム２５表面温度は、中央部に比べて低くなってしまう。このような記録材Ｐ端部に対向する（定着ニップ部Ｎにおける）定着フィルム２５表面温度が、中央部分に比べて低くなってしまう状態を、以下、端部温度ダレと表現する。定着フィルム２５表面温度が低くなると、トナーに対して十分な熱を与えることができなくなるため、定着性（定着性能）が低下してしまうことが懸念される。
また、定着性は記録材Ｐ上の印字率（トナーＴの印字率）の影響を大きく受けることが分かっている。ここで印字率とは、記録材Ｐの所定領域のうち、トナーで覆われている領域の割合を示すものである。一般的に、トナーＴの印字率が大きいほど、トナー画像を定着させるために必要な熱量が多くなるため、熱の不足が起こりやすくなる。一方、トナーＴの印字率が小さいほど、トナー画像を定着させるための熱量が少なくて済むため、熱の不足は起こりにくい。
そして、このトナーの印字率による影響は縦帯のような（記録材搬送方向に長い帯状の）トナー画像、すなわち長手方向の特定の領域で印字率が高い画像パターンにおいて顕著になる。その理由を以下に示す。
長手方向の局所的な領域で印字率が高い場合、トナーによって長手方向の局所的な領域で定着フィルム２５から熱が奪われ、表面温度が低下する。定着フィルム２５の表面温度が下がると、ヒータ２０から定着フィルム２５の基層２５１、弾性層２５２を介して、もしくは表層２５３の近傍領域から熱の回り込みにより熱が供給されようとする。
しかし、上記縦帯画像のように、長手方向の局所的な領域での印字率が記録材搬送方向全域で高い場合、トナーに熱が奪われる量に対し、ヒータ２０や周囲からの熱供給が追い付かず、フィルム表面温度がさらに低下してしまう。その結果、熱不足に伴う定着不良が発生する。高速プリント可能な画像形成装置においては、この傾向がより顕著となってしまうことが懸念される。
長手方向の局所的な領域で印字率が高い場合、トナーによって長手方向の局所的な領域で定着フィルム２５から熱が奪われ、表面温度が低下する。定着フィルム２５の表面温度が下がると、ヒータ２０から定着フィルム２５の基層２５１、弾性層２５２を介して、もしくは表層２５３の近傍領域から熱の回り込みにより熱が供給されようとする。
しかし、上記縦帯画像のように、長手方向の局所的な領域での印字率が記録材搬送方向全域で高い場合、トナーに熱が奪われる量に対し、ヒータ２０や周囲からの熱供給が追い付かず、フィルム表面温度がさらに低下してしまう。その結果、熱不足に伴う定着不良が発生する。高速プリント可能な画像形成装置においては、この傾向がより顕著となってしまうことが懸念される。
上記構成の定着装置Ｃにおいては、定着フィルム２５の表面温度は中央部では高いため、長手方向の局所的な領域の印字率が高いパターン（例えば縦帯パターン）でも定着させることができる。しかし、記録材Ｐの端部から２〜６ｍｍの領域では、定着フィルム２５
の表面温度が低いため、縦帯画像では定着不良が発生してしまう可能性がある。上記構成においては、印字率が１５％を上回る画像で、定着不良が発生する可能性がある。一方、この端部から２〜６ｍｍの領域においても、印字率が低い画像パターン（例えば文字パターン）においては、熱が不足しないため定着性能を満足させることができる。上記構成においては、印字率が１５％を下回る画像であれば、定着不良は発生しない。
の表面温度が低いため、縦帯画像では定着不良が発生してしまう可能性がある。上記構成においては、印字率が１５％を上回る画像で、定着不良が発生する可能性がある。一方、この端部から２〜６ｍｍの領域においても、印字率が低い画像パターン（例えば文字パターン）においては、熱が不足しないため定着性能を満足させることができる。上記構成においては、印字率が１５％を下回る画像であれば、定着不良は発生しない。
この問題の解決手段として、画像パターンによらず一律でヒータ２０に投入する電力を増し、定着フィルム２５の表面温度をアップするという方法が考えられる。実際に、上記構成において、ヒータ２０の温度を２４０℃（１０℃アップ）に温調制御すると、縦帯画像においても定着不良が発生しなくなる。しかし、寿命を通じて温調温度（定着温度）を２４０℃にするという対策手段を採用した場合、定着器の寿命を通じて定着フィルム２５の表面温度が高くなってしまう。その結果、定着フィルム２５の表層２５３の摩耗劣化が進み、寿命耐久を全うする前に表層２５３のトナーＴに対する離型性が失われ、定着不良が発生してしまうことが懸念される。
そこで、本実施例では、「端部に高印字率画像を印字した場合の定着性」を良好にしたうえで、さらに「耐久性」の実現を図った。
以下、「端部に高印字率画像を印字した場合の定着性」と「耐久性」を両立させた本実施例の特徴的な制御について説明する。
そこで、本実施例では、「端部に高印字率画像を印字した場合の定着性」を良好にしたうえで、さらに「耐久性」の実現を図った。
以下、「端部に高印字率画像を印字した場合の定着性」と「耐久性」を両立させた本実施例の特徴的な制御について説明する。
（定着制御）
本実施例では、定着フィルム２５（定着ニップ部Ｎ）端部の昇温状態を推測（推定、予測）して、端部温度ダレが大きいと推測される場合には、端部の印字率情報に応じて、定着温度を変更するという制御を採用している。ここで、端部の印字率を、以下の説明では端部印字率という場合もある。
図７は、本実施例において、記録材Ｐの端部のうち、印字率情報を取得（検知）する所定領域（検知領域）について説明するための図である。図８は、本実施例における定着温度決定のためのシーケンスを説明するための図（定着制御を示すシーケンス図）である。
本実施例では、定着フィルム２５（定着ニップ部Ｎ）端部の昇温状態を推測（推定、予測）して、端部温度ダレが大きいと推測される場合には、端部の印字率情報に応じて、定着温度を変更するという制御を採用している。ここで、端部の印字率を、以下の説明では端部印字率という場合もある。
図７は、本実施例において、記録材Ｐの端部のうち、印字率情報を取得（検知）する所定領域（検知領域）について説明するための図である。図８は、本実施例における定着温度決定のためのシーケンスを説明するための図（定着制御を示すシーケンス図）である。
まず、図７を用いて、本実施例における端部印字率情報の検知領域について説明する。本実施例では、Ａ４サイズの記録材Ｐの右端２ｍｍから６ｍｍの縦帯状の領域（図中の斜線で示した箇所：領域Ｒ）及び、Ａ４サイズの記録材Ｐの左端２ｍｍから６ｍｍの縦帯状の領域（領域Ｌ）の印字率情報を用いている。そして、この領域Ｒ，Ｌには、上述の最大画像形成領域の端部が含まれるように設定されている。ここで、領域Ｒ，Ｌの位置をＡ４サイズの記録材Ｐの左右端（両端）からそれぞれ２ｍｍ離した位置とした理由は、上述のように本実施例の画像形成装置は両端２ｍｍをマスキング領域（印字を行わない領域）としているためである。また、領域Ｒ，Ｌの内側を記録材Ｐの両端から６ｍｍ離した領域とした理由は、本実施例ではおよそ左右端から６ｍｍ程度の領域で端部温度ダレが発生することが懸念されるためである。また、記録材Ｐの搬送方向における両端（先後端）からはそれぞれ５ｍｍ離した領域としている。
また、定着フィルム２５端部の昇温状態を推測するために、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２５の温度に関する情報を用いており、その情報として本実施例では後述のようにカウンタＫによりカウントされた印字枚数を用いている。ここで、制御手段３１は、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２５の温度に関する情報を取得する温度情報取得手段に相当する。また、カウンタＫは、複数枚の記録材に連続して印字が行われるときの印字枚数をカウントするカウント手段に相当する。
また、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２５の温度に関する情報としては、上記印字枚数に限るものではない。その情報は、温度検知手段により検知されたヒータ２０の温度や、定着装置Ｃの温度であってもよく、定着フィルム２５端部の昇温状態を推測できるものであればよい。
また、定着ニップ部Ｎにおける定着フィルム２５の温度に関する情報としては、上記印字枚数に限るものではない。その情報は、温度検知手段により検知されたヒータ２０の温度や、定着装置Ｃの温度であってもよく、定着フィルム２５端部の昇温状態を推測できるものであればよい。
次に、図８を用いて、本実施例において、制御手段３１により実行される、定着温度決定のためのシーケンスを説明する。本実施例では、このシーケンスを全てのプリントジョブに対して行う。
図８に示すように、まずプリント枚数をカウントとするカウンタＫを１にセットし（Ｓ１００）、その後、画像の情報の検知を行う（Ｓ１０１）。次に、定着装置Ｃの端部昇温状態を推測するために、プリント枚数であるカウンタＫの値を読む（Ｓ１０２）。ここで、カウンタＫは、１つの通紙ジョブ中に連続通紙を行った枚数をカウントアップしており、カウンタＫの値が多いほど端部が昇温していることが推測できる。もし、カウンタＫの値が５０以上であれば、端部温度ダレが小さいことが推測できるため、温調温度を２３０℃に設定し、定着動作を行う（Ｓ１２０）。
図８に示すように、まずプリント枚数をカウントとするカウンタＫを１にセットし（Ｓ１００）、その後、画像の情報の検知を行う（Ｓ１０１）。次に、定着装置Ｃの端部昇温状態を推測するために、プリント枚数であるカウンタＫの値を読む（Ｓ１０２）。ここで、カウンタＫは、１つの通紙ジョブ中に連続通紙を行った枚数をカウントアップしており、カウンタＫの値が多いほど端部が昇温していることが推測できる。もし、カウンタＫの値が５０以上であれば、端部温度ダレが小さいことが推測できるため、温調温度を２３０℃に設定し、定着動作を行う（Ｓ１２０）。
一方、カウンタＫの値が５０未満（閾値未満）の場合、端部温度ダレが大きいと推測し、端部印字率情報に応じて定着温度を変更する制御に入る。そして、（Ｓ１０１）において検知した画像情報に応じて、図７に示す領域Ｒの印字率を計算し、ＸＲ％とする（Ｓ１０３）。また同様に、領域Ｌの印字率を計算し、ＸＬ％とする（Ｓ１０４）。得られたＸＲ％とＸＬ％を比較して、大きい方を「Ｘ％」とし、次紙の端部印字率情報とする（Ｓ１０５）。本実施例では、ビデオコントローラ３２を用いて印字率の検知を行い、得られた結果を取得してすることで、端部印字率情報を決定している。このときの印字率の計算方法としては以下の計算式を用いている。ここで、ビデオコントローラ３２を用いて検知された印字率を取得する制御手段３１は、印字率取得手段に相当する。
次に、端部印字率Ｘ％を１５％と比較する（Ｓ１０６）。Ｘ％が１５％以上（閾値以上）である場合は、温調温度を２４０℃に設定する（Ｓ１１０）。Ｘ％が１５％未満である場合は、温調温度を２３０℃に設定する（Ｓ１２０）。そして、上記Ｓ１１０もしくはＳ１２０で設定した温調温度で記録材Ｐの定着動作を行う（Ｓ１３０）。ここで、温調温度が２４０℃に設定された場合には、温調温度が２３０℃に設定されていた場合よりも、発熱体パターン２０２の発熱量が大きくなるように、発熱体パターン２０２に対する通電制御が行われる。
そして、プリントジョブが残っている限り、上記Ｓ１０１からＳ１３０の動作を繰り返す（Ｓ１３１）。
上述したように、本実施例においては、端部印字率が１５％未満であれば、ヒータ２０温調温度が２３０℃でも定着不良が発生することはない。一方、端部印字率が１５％以上の場合でも、温調温度を２４０℃に設定することで定着不良が発生することはない。
そして、プリントジョブが残っている限り、上記Ｓ１０１からＳ１３０の動作を繰り返す（Ｓ１３１）。
上述したように、本実施例においては、端部印字率が１５％未満であれば、ヒータ２０温調温度が２３０℃でも定着不良が発生することはない。一方、端部印字率が１５％以上の場合でも、温調温度を２４０℃に設定することで定着不良が発生することはない。
（従来の画像形成装置との比較結果）
本実施例の画像形成装置の作用効果を説明するために、比較例の画像形成装置を用いて、比較実験を行った。表１に、実施例１及び比較例１，２の通紙中のヒータ２０の温調温度を示す。
本実施例の画像形成装置は、図８に示すシーケンスに従い、端部印字率情報に応じてヒータ２０の温調温度を変更する制御を実行可能に構成されている。具体的には、端部印字率が１５％未満の場合はヒータの温調温度を２３０℃、１５％以上の場合は２４０℃に設定している。それに対し、比較例１，２の画像形成装置は、端部印字率情報によらず一律のヒータの温調温度、すなわち比較例１は２３０℃、比較例２は２４０℃としている。その他の条件は、本実施例と同一であるため再度の説明を省略する。
本実施例の画像形成装置の作用効果を説明するために、比較例の画像形成装置を用いて、比較実験を行った。表１に、実施例１及び比較例１，２の通紙中のヒータ２０の温調温度を示す。
本実施例の画像形成装置は、図８に示すシーケンスに従い、端部印字率情報に応じてヒータ２０の温調温度を変更する制御を実行可能に構成されている。具体的には、端部印字率が１５％未満の場合はヒータの温調温度を２３０℃、１５％以上の場合は２４０℃に設定している。それに対し、比較例１，２の画像形成装置は、端部印字率情報によらず一律のヒータの温調温度、すなわち比較例１は２３０℃、比較例２は２４０℃としている。その他の条件は、本実施例と同一であるため再度の説明を省略する。
本検証を行った条件を詳述する。本検証で用いた画像形成装置の印刷速度は、６０枚／分（Ａ４サイズ）で、記録材Ｐの搬送速度は３５０ｍｍ／ｓｅｃ、定着装置Ｃの寿命は３０万枚（３００ｋ枚）である。定着装置Ｃは定着フィルム２５を加圧ローラ２３に１８６Ｎ（約１９ｋｇｆ）で加圧しており、そのニップ幅（記録材搬送方向の幅）は約９ｍｍである。試験を行った環境は気温２３度、湿度５０％、評価紙はＯｃｅ Ｒｅｄ Ｌａｂｅｌ（Ａ４サイズ、８０ｇ／ｃｍ２）を用いた。この条件で、実施例１及び比較例１，２の画像形成装置を用い、３０万枚の寿命耐久評価を行った。評価方法としては、この耐久を開始する前、及び耐久開始後１０万枚ごとに、定着装置の寿命（３０万枚）まで定着性の評価を行った。ここで、定着性評価は、端部低印字率の画像パターン（５％）および、端部高印字率の画像パターン（９５％）の記録材を通紙し、それぞれの定着性を評価した。また、耐久中に通紙する画像としては、実際にユーザで使われる画像パターンを想定し、端部低印字率（約１％）の画像パターンから端部高印字率（約１００％）のものまでパターンを振って幅広く通紙を行った。具体的な通紙割合は、比較的ユーザが多く用いる端部印字率１５％未満の画像を全体の９０％、比較的ユーザが使用する頻度の低い端部印字率１５％以上の画像を全体の１０％になるように、耐久通紙を行った。
本検証を行った結果を、表２に示す。ここで、表２における定着性を表す記号について説明する。表中の○は定着不良が発生せず良好であることを表している。また、表中の×は定着不良が発生し、実用上問題があるレベルであることを表している。
本検証を行った結果を、表２に示す。ここで、表２における定着性を表す記号について説明する。表中の○は定着不良が発生せず良好であることを表している。また、表中の×は定着不良が発生し、実用上問題があるレベルであることを表している。
表２の結果によれば、比較例１のようにヒータ温調温度を端部印字率によらず２３０℃で固定した場合においては、初期から端部印字率が９５％の画像で定着不良が発生し、実用上問題があるレベルであった。一方、比較例２のようにヒータ温調温度を端部印字率によらず２４０℃で固定した場合においては、初期から１０万枚までの通紙耐久においては定着不良が発生せず良好であった。しかし、２０万枚通紙後の定着性評価において、顕著な定着不良が発生したため、通紙耐久を中止した。この定着不良は、端部印字率が５％の画像と９５％の画像の両方で見られた。このとき、定着フィルム２５の表層２５３は、高温で通紙を続けたことにより摩耗劣化しており、トナーＴに対する離型性が失われていた。このような摩耗劣化は、温調温度２４０℃で２０万枚の通紙耐久を行ったことに起因している。
それに対して、本実施例の画像形成装置では、端部印字率が５％、９５％の画像共に寿命耐久を通して（長期間の使用にわたって）定着不良が発生することなく良好な画像が得られた。その理由を以下に示す。
まず、比較例１のように端部印字率が９５％の画像に対して定着不良が発生しなかった理由は、上述のように端部印字率が１５％以上の場合は温調温度を２４０℃に上げるためである。また、比較例２のような耐久による摩耗劣化が発生しなかった理由は、温調温度を２４０℃と高く設定するプリントの割合を最低限に限定している（今回の検証では１０％）ためである。
まず、比較例１のように端部印字率が９５％の画像に対して定着不良が発生しなかった理由は、上述のように端部印字率が１５％以上の場合は温調温度を２４０℃に上げるためである。また、比較例２のような耐久による摩耗劣化が発生しなかった理由は、温調温度を２４０℃と高く設定するプリントの割合を最低限に限定している（今回の検証では１０％）ためである。
以上説明したように、本実施例によれば、比較例１，２からは得られない作用効果を得ることができる。すなわち、上記シーケンスを行うことで、非通紙部昇温を抑制しつつ、記録材端部の印字率が高い画像を印字する場合においてもより良好な加熱性能を得ることが可能となる。さらに、非通紙部昇温が厳しい画像形成装置においても、端部高印字率パターンの定着性と耐久性を両立することができる。その結果、寿命耐久を通じて定着不良が発生せず、より良好な画像を得ることが可能となる。
ここで、本実施例では、端部の印字率に応じて、ヒータ２０の温調温度にフィードバックする例を示したが、これに限らず、別の定着制御にフィードバックすることもできる。これには、単位時間当たりのプリント枚数や、ヒータ２０への投入電力等を例示することができる。単位時間当たりのプリント枚数（定着ニップ部Ｎで挟持搬送される記録材Ｐの枚数）を少なくすることや、ヒータ２０への投入電力を大きくすることで、定着性を向上させることができる。ここで、単位時間当たりのプリント枚数を少なくするには、記録材Ｐの給送タイミングを遅らせたり、定着フィルム２５又は加圧ローラ２６の回転速度遅くするとよい。
また、本発明は、定着フィルム２５等、ヒータ２０とは別の、定着装置Ｃを構成する構成部材で温調制御を行う場合にも適用可能である。
また、端部の印字率に応じて、定着制御にフィードバックする制御に加えて、さらに、単位時間当たりのプリント枚数を制御するものであってもよい。これらの制御は、可能な限り組み合わせて実施することができる。
また、本発明は、定着フィルム２５等、ヒータ２０とは別の、定着装置Ｃを構成する構成部材で温調制御を行う場合にも適用可能である。
また、端部の印字率に応じて、定着制御にフィードバックする制御に加えて、さらに、単位時間当たりのプリント枚数を制御するものであってもよい。これらの制御は、可能な限り組み合わせて実施することができる。
また、本実施例では端部の印字率検知領域である領域Ｒ，Ｌを両端部から２〜６ｍｍの縦帯状の領域としたが、この領域を、端部温度ダレの程度に応じて変えることも可能である。また、記録材のサイズに対応させて、この領域を変更することもでき、この形態については実施例４で説明する。この場合においても、領域Ｒ，Ｌは、端部温度ダレが最も顕著になる最大画像形成領域の端部をそれぞれ含むとより効果的である。また、本実施例では、両端部の印字率を検知しこれらを比較して大きい方の印字率を採用（選択）したが、片側の端部のみを検知することで、上記定着制御を行うものであってもよい。
また、本実施例の印字率検知方法として、領域Ｒ，Ｌの全てのピクセルのＯＮ／ＯＦＦを検知する例を示したが、ビデオコントローラ３２の処理能力に応じて検知ポイント数を最適化することができる。例えば、処理能力の低いビデオコントローラ３２の場合は、領域Ｒ，Ｌ内で無作為に選んだ一部の検知ポイントにおいて印字率を計算することも可能である。
また、本実施例では、像加熱ユニットとして、フィルム加熱方式の定着装置Ｃについて説明したが、これに限るものではない。すなわち、非通紙部昇温という課題がある装置において、非通紙部昇温を抑制しつつ、端部印字率が高い画像を印字する場合であれば、本発明を好適に適用することができる。また、像加熱ユニットとしては、上述した定着装置として機能する場合の例に限るものではなく、シート上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。また、本実施例では、画像形成装置として、モノクロタイプのプリンタを例に挙げて説明したが、これに限るものではない。すな
わち、像加熱ユニットを備えた画像形成装置であれば、本発明を好適に適用することができる。
また、本実施例の印字率検知方法として、領域Ｒ，Ｌの全てのピクセルのＯＮ／ＯＦＦを検知する例を示したが、ビデオコントローラ３２の処理能力に応じて検知ポイント数を最適化することができる。例えば、処理能力の低いビデオコントローラ３２の場合は、領域Ｒ，Ｌ内で無作為に選んだ一部の検知ポイントにおいて印字率を計算することも可能である。
また、本実施例では、像加熱ユニットとして、フィルム加熱方式の定着装置Ｃについて説明したが、これに限るものではない。すなわち、非通紙部昇温という課題がある装置において、非通紙部昇温を抑制しつつ、端部印字率が高い画像を印字する場合であれば、本発明を好適に適用することができる。また、像加熱ユニットとしては、上述した定着装置として機能する場合の例に限るものではなく、シート上に定着されたトナー像に光沢を出すための装置として適用することも可能である。また、本実施例では、画像形成装置として、モノクロタイプのプリンタを例に挙げて説明したが、これに限るものではない。すな
わち、像加熱ユニットを備えた画像形成装置であれば、本発明を好適に適用することができる。
［実施例２］
以下に、実施例２について説明する。実施例２と実施例１の違いは、定着装置の構成及び、端部印字率情報を用いて定着制御を行うシーケンスのみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図９は、本実施例の定着装置Ｃの概略構成を示す断面図である。本実施例では、ヒータ基板２０１の長手方向の熱伝導率が低く、非通紙部昇温が顕著な画像形成装置に対して好適な構成を示すものである。
以下に、実施例２について説明する。実施例２と実施例１の違いは、定着装置の構成及び、端部印字率情報を用いて定着制御を行うシーケンスのみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図９は、本実施例の定着装置Ｃの概略構成を示す断面図である。本実施例では、ヒータ基板２０１の長手方向の熱伝導率が低く、非通紙部昇温が顕著な画像形成装置に対して好適な構成を示すものである。
（定着装置の構成）
本実施例の定着装置Ｃのうち、実施例１と異なる構成部材は、ヒータ２０及び、定着フィルム２５である。図９を用いて、本実施例の定着装置Ｃの構成について説明する。
本実施例のヒータ２０は、アルミナからなる耐熱性のヒータ基板２０１を有している。ヒータ基板２０１上には発熱体パターン２０２が形成され、その上にガラス層２０３が形成されている。そして、ガラス層２０３は定着ニップ部Ｎと摺動する面に配置されている。本実施例では、ヒータ基板２０１の材料としてアルミナを用いているが、これは実施例１のチッ化アルミに比べ熱伝導率が低いことが知られている。この特性を補うため、本実施例では、ヒータ基板２０１のうち定着ニップ部Ｎ側（摺動面側、定着ニップ部Ｎに対向する側）の面に発熱体パターン２０２を配置するという構成（表面発熱）にしている。更に、本実施例では、ヒータ２０の温度を検知するために、２つの温度検知手段、すなわち、サーミスタ２０４及び端部サーミスタ２０８をヒータ基板２０１に接触させている。この内、サーミスタ２０４はヒータ２０の長手方向のほぼ中心に設置しているのに対し、端部サーミスタ２０８は長手方向端部、具体的には発熱体中心から１０３ｍｍ（記録材端部からおよそ２ｍｍ）の位置に設置している。
本実施例の定着装置Ｃのうち、実施例１と異なる構成部材は、ヒータ２０及び、定着フィルム２５である。図９を用いて、本実施例の定着装置Ｃの構成について説明する。
本実施例のヒータ２０は、アルミナからなる耐熱性のヒータ基板２０１を有している。ヒータ基板２０１上には発熱体パターン２０２が形成され、その上にガラス層２０３が形成されている。そして、ガラス層２０３は定着ニップ部Ｎと摺動する面に配置されている。本実施例では、ヒータ基板２０１の材料としてアルミナを用いているが、これは実施例１のチッ化アルミに比べ熱伝導率が低いことが知られている。この特性を補うため、本実施例では、ヒータ基板２０１のうち定着ニップ部Ｎ側（摺動面側、定着ニップ部Ｎに対向する側）の面に発熱体パターン２０２を配置するという構成（表面発熱）にしている。更に、本実施例では、ヒータ２０の温度を検知するために、２つの温度検知手段、すなわち、サーミスタ２０４及び端部サーミスタ２０８をヒータ基板２０１に接触させている。この内、サーミスタ２０４はヒータ２０の長手方向のほぼ中心に設置しているのに対し、端部サーミスタ２０８は長手方向端部、具体的には発熱体中心から１０３ｍｍ（記録材端部からおよそ２ｍｍ）の位置に設置している。
また、本実施例の定着フィルムは図９の実線円内の拡大図に示すように２層で構成されている。基層２５６はポリイミド樹脂からなり、その厚さは７０μｍである。また、基層２５６の表面には、表層２５７が形成されている。表層２５７はＰＦＡからなり、その厚さは１５μｍである。
本実施例の定着フィルム２５が実施例１と異なる点は、弾性層の有無である。本実施例の定着フィルム２５には弾性層が無いため、その分、熱容量が小さくなっている。
本実施例の定着フィルム２５が実施例１と異なる点は、弾性層の有無である。本実施例の定着フィルム２５には弾性層が無いため、その分、熱容量が小さくなっている。
本実施例の定着装置Ｃでは、以上のような構成上の特徴を有している。その結果、実施例１に比べ、非通紙部昇温がより顕著になってしまうことが懸念される。そこで、本実施例のヒータ２０の発熱体パターン２０２は、記録材Ｐ端部からはみ出した領域（発熱体余りの領域）において、抵抗値を下げて発熱量を抑えるという構成を採用している。その結果、非通紙部昇温は実施例１と同等の２５０℃以下に保たれている。
しかし、その一方で記録材Ｐの端部領域における端部温度ダレはより顕著なものとなることが懸念される。図１０は、本実施例の定着フィルム２５の表面温度の長手方向の温度分布のうち、記録材端部領域を拡大した図である。実施例１と同様に、図１０にはＡ４サイズの記録材Ｐの右端の位置と、そこから２ｍｍ内側（図中Ａ）と６ｍｍ内側（図中Ｂ）を明記している。そして、それらの位置の定着フィルム２５表面温度は、Ａの位置で約１７９℃、Ｂの位置で約１９２℃となり、それぞれ実施例１に比べて低くなっている。このため、上記構成の画像形成装置においては、実施例１よりもさらに端部定着不良が発生しやすくなってしまうことが懸念される。
したがって、本実施例では、端部印字率情報をより細分化して、定着制御にフィードバックすることを特徴とするものである。
しかし、その一方で記録材Ｐの端部領域における端部温度ダレはより顕著なものとなることが懸念される。図１０は、本実施例の定着フィルム２５の表面温度の長手方向の温度分布のうち、記録材端部領域を拡大した図である。実施例１と同様に、図１０にはＡ４サイズの記録材Ｐの右端の位置と、そこから２ｍｍ内側（図中Ａ）と６ｍｍ内側（図中Ｂ）を明記している。そして、それらの位置の定着フィルム２５表面温度は、Ａの位置で約１７９℃、Ｂの位置で約１９２℃となり、それぞれ実施例１に比べて低くなっている。このため、上記構成の画像形成装置においては、実施例１よりもさらに端部定着不良が発生しやすくなってしまうことが懸念される。
したがって、本実施例では、端部印字率情報をより細分化して、定着制御にフィードバックすることを特徴とするものである。
（定着制御）
次に、本実施例の定着制御について説明する。図１１は、本実施例の端部印字率情報の検知領域を示す図である。図１２は、本実施例の定着制御を示すシーケンス図である。
本実施例と実施例１の検知領域の違いは、実施例１における検知領域である領域Ｒ，Ｌをさらに、それぞれ幅２ｍｍの縦帯状の領域に分割している点である。具体的に説明すると、本実施例の印字率検知領域は、Ａ４サイズの右端２ｍｍから４ｍｍの縦帯状の領域（Ｒ１）と右端４ｍｍから６ｍｍの領域（Ｒ２）、そして、左端２ｍｍから４ｍｍの領域（Ｌ１）と左端４ｍｍから６ｍｍの領域（Ｌ２）の４ヶ所である。
このように、印字率検知領域をより細分化することで、端部温度ダレがより顕著な場合であっても、定着不良の発生を抑制することができる。
次に、本実施例の定着制御について説明する。図１１は、本実施例の端部印字率情報の検知領域を示す図である。図１２は、本実施例の定着制御を示すシーケンス図である。
本実施例と実施例１の検知領域の違いは、実施例１における検知領域である領域Ｒ，Ｌをさらに、それぞれ幅２ｍｍの縦帯状の領域に分割している点である。具体的に説明すると、本実施例の印字率検知領域は、Ａ４サイズの右端２ｍｍから４ｍｍの縦帯状の領域（Ｒ１）と右端４ｍｍから６ｍｍの領域（Ｒ２）、そして、左端２ｍｍから４ｍｍの領域（Ｌ１）と左端４ｍｍから６ｍｍの領域（Ｌ２）の４ヶ所である。
このように、印字率検知領域をより細分化することで、端部温度ダレがより顕著な場合であっても、定着不良の発生を抑制することができる。
次に、図１２を用いて、本実施例のシーケンスを説明する。本実施例では、このシーケンスを全てのプリントジョブに対して行う。ここで、本実施例においては、定着フィルム２５端部の昇温状態を推測するために、端部サーミスタ２０８により検知されたヒータ２０端部の温度を用いている。
図１２に示すように、１枚目のプリント動作を開始した後、定着動作を行う前に画像情報の検知を行う（Ｓ２０１）。その後、まず定着フィルム２５表面の端部の温度を推測するために、端部サーミスタ２０８でヒータ２０端部の温度を検知する（Ｓ２０２）。
端部サーミスタ２０８の検知温度が２２８℃以上であれば、端部温度ダレが小さいと推測し、温調温度を２３０℃に設定し（Ｓ２３１）、定着動作を行う（Ｓ２４０）。一方、端部サーミスタ２０８の検知温度が２２８℃未満であれば、端部温度ダレが大きいと推測し、端部印字率情報に応じて定着温度を変更する制御に入る。
図１２に示すように、１枚目のプリント動作を開始した後、定着動作を行う前に画像情報の検知を行う（Ｓ２０１）。その後、まず定着フィルム２５表面の端部の温度を推測するために、端部サーミスタ２０８でヒータ２０端部の温度を検知する（Ｓ２０２）。
端部サーミスタ２０８の検知温度が２２８℃以上であれば、端部温度ダレが小さいと推測し、温調温度を２３０℃に設定し（Ｓ２３１）、定着動作を行う（Ｓ２４０）。一方、端部サーミスタ２０８の検知温度が２２８℃未満であれば、端部温度ダレが大きいと推測し、端部印字率情報に応じて定着温度を変更する制御に入る。
そして、Ｓ２０１で検知した画像情報に応じて、図１１に示す領域Ｒ１，Ｒ２の印字率を計算し、それぞれ「ＹＲ１％」、「ＹＲ２％」とする（Ｓ２０３）。また同様に、領域Ｌ１，Ｌ２の印字率を計算し、それぞれ「ＹＬ１％」、「ＹＬ２％」とする（Ｓ２０４）。得られたＹＲ１％とＹＬ１％を比較して大きい方を「Ｙ１％」とする。また、ＹＲ２％とＹＬ２％を比較して大きい方を「Ｙ２％」とする（Ｓ２０５）。
次に、Ｓ２０５で得られたＹ１％を５％及び１０％と比較する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６で、Ｙ１％が１０％以上である場合（１）は、温調温度を２４０℃に設定し給紙タイミングを１ｓｅｃ遅くする（Ｓ２１０）。Ｓ２０６で、Ｙ１％が５％以上、１０％未満である場合（２）は、次にＹ２％と２０％を比較する（Ｓ２２０）。Ｓ２２０で、Ｙ２％が２０％以上である場合は、温調温度を２４０℃に設定し給紙タイミングを１ｓｅｃ遅くする（Ｓ２１０）。Ｓ２２０で、Ｙ２％が２０％未満である場合は、温調温度を２４０℃に設定する（Ｓ２２１）。Ｓ２０６で、Ｙ１％が５％未満である場合（３）は、次にＹ２％と１０％及び２０％を比較する（Ｓ２３０）。Ｓ２３０で、Ｙ２％が２０％以上である場合は、温調温度を２４０℃に設定し給紙タイミングを１ｓｅｃ遅くする（Ｓ２１０）。Ｓ２３０で、Ｙ２％が１０％以上、２０％未満である場合は、温調温度を２４０℃に設定する（Ｓ２２１）。Ｓ２３０で、Ｙ２％が１０％未満である場合は、温調温度を２３０℃に設定する（Ｓ２３１）。このようにして温調温度が設定されると、定着動作が行われ（Ｓ２４０）、プリントジョブが残っている限り、上記Ｓ２０１からＳ２４０の動作を繰り返す（Ｓ２４１）。
上記シーケンスを行うことで、本実施例においても、上述した実施例１同様の効果を得ることが可能となる。
ここで、本実施例では、細分化した検知領域それぞれに対して、印字率の閾値が設定され、その閾値が異なっているが、これに限るものではない。検知領域を細分化することで
、端部温度ダレがより顕著な場合であっても定着不良の発生を抑制できるという効果が得られるもので、各検知領域に対する印字率の閾値は、適宜設定されるものであるとよい。また、細分化した各検知領域に対してそれぞれ検知された印字率が、設定された閾値以上となる領域が少なくとも１つある場合に、上記定着制御が行われるものであればよい。また、本実施例では、実施例１における領域Ｒ，Ｌをさらに２つに分けるものであったが、これに限るものではない。すなわち、領域Ｒ，Ｌが長手方向で複数の領域に分けられ、各領域に対してそれぞれ印字率の閾値が設定されるものであればよい。
、端部温度ダレがより顕著な場合であっても定着不良の発生を抑制できるという効果が得られるもので、各検知領域に対する印字率の閾値は、適宜設定されるものであるとよい。また、細分化した各検知領域に対してそれぞれ検知された印字率が、設定された閾値以上となる領域が少なくとも１つある場合に、上記定着制御が行われるものであればよい。また、本実施例では、実施例１における領域Ｒ，Ｌをさらに２つに分けるものであったが、これに限るものではない。すなわち、領域Ｒ，Ｌが長手方向で複数の領域に分けられ、各領域に対してそれぞれ印字率の閾値が設定されるものであればよい。
［実施例３］
以下に、実施例３について説明する。実施例３と実施例１の違いは、定着装置の構成及び、端部印字率情報を用いて定着制御を行うシーケンスのみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図１３は、本実施例のヒータ２０について説明するための概略断面図である。本実施例は、ヒータ２０の長手方向の熱伝導率（熱伝導性）を高め、非通紙部昇温を低減した画像形成装置に対して好適な構成を示すものである。
以下に、実施例３について説明する。実施例３と実施例１の違いは、定着装置の構成及び、端部印字率情報を用いて定着制御を行うシーケンスのみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図１３は、本実施例のヒータ２０について説明するための概略断面図である。本実施例は、ヒータ２０の長手方向の熱伝導率（熱伝導性）を高め、非通紙部昇温を低減した画像形成装置に対して好適な構成を示すものである。
（定着装置の構成）
図１３を用いて、本実施例の定着装置Ｃの構成について説明する。本実施例のヒータ２０には、長手方向の熱伝導率（熱伝導性）を向上させるため、熱伝導性部材としての高熱伝導板２０９を接触させている。この高熱伝導板２０９によってヒータ２０の長手方向の熱伝導率が高まり、非通紙部昇温に対しては有利になっている。本実施例では、高熱伝導板２０９として、厚さ２ｍｍの板状のアルミニウムを用い、長手方向の幅は発熱体と同じ２１６ｍｍとしている。なお、高熱伝導板２０９の材料としては、シート状のグラファイト等も例示できる。
図１３を用いて、本実施例の定着装置Ｃの構成について説明する。本実施例のヒータ２０には、長手方向の熱伝導率（熱伝導性）を向上させるため、熱伝導性部材としての高熱伝導板２０９を接触させている。この高熱伝導板２０９によってヒータ２０の長手方向の熱伝導率が高まり、非通紙部昇温に対しては有利になっている。本実施例では、高熱伝導板２０９として、厚さ２ｍｍの板状のアルミニウムを用い、長手方向の幅は発熱体と同じ２１６ｍｍとしている。なお、高熱伝導板２０９の材料としては、シート状のグラファイト等も例示できる。
しかし、このようにヒータ２０の長手熱伝導率を高めた場合、Ｃｏｌｄスタート時のプリント１枚目の端部定着不良という課題が発生することが懸念される。一般的に、Ｃｏｌｄスタート時（例えばヒータ２０の温度が５０℃未満の場合）は、ヒータ基板２０１の端部の温度がＨｏｔスタート時よりも低い。その結果、立ち上げ時に発熱体パターン２０２の熱がヒータ基板２０１の長手方向端部に流れて端部温度ダレが発生し、記録材Ｐの端部領域で熱不足に伴う定着不良が発生してしまうことが懸念される。一方、Ｈｏｔスタート時はヒータ基板２０１の端部の温度が既に高まっているため、熱が端部に流出せず端部温度ダレが発生しにくい。
このように、上記構成の定着装置においては、Ｃｏｌｄスタート時はＨｏｔ状態に比べ、特に端部温度ダレが顕著であり、端部定着不良が発生しやくなることが懸念される。そこで、本実施例では、以下に示す定着制御を実行することとした。
このように、上記構成の定着装置においては、Ｃｏｌｄスタート時はＨｏｔ状態に比べ、特に端部温度ダレが顕著であり、端部定着不良が発生しやくなることが懸念される。そこで、本実施例では、以下に示す定着制御を実行することとした。
（定着制御）
図１４は、本実施例の定着制御を示すシーケンス図である。
本実施例のシーケンスの特徴は、プリント開始時（印字開始時）にＣｏｌｄスタートかＨｏｔスタートかを判別し、その結果に応じて定着温調をアップする端部印字率の閾値を変更している点である。これにより、端部温度ダレの顕著なＣｏｌｄスタートにおいても、定着不良の発生を防止することができる。なお、端部印字率情報の検知を行う検知領域は実施例１と同一であり、再度の説明を省略する。
図１４は、本実施例の定着制御を示すシーケンス図である。
本実施例のシーケンスの特徴は、プリント開始時（印字開始時）にＣｏｌｄスタートかＨｏｔスタートかを判別し、その結果に応じて定着温調をアップする端部印字率の閾値を変更している点である。これにより、端部温度ダレの顕著なＣｏｌｄスタートにおいても、定着不良の発生を防止することができる。なお、端部印字率情報の検知を行う検知領域は実施例１と同一であり、再度の説明を省略する。
図１４に示すように、１枚目のプリント動作を開始（Ｓ３０１）した後、ヒータ２０の温度検知を行い５０℃と比較する（Ｓ３０２）。５０℃以上の場合（Ｈｏｔスタート）、実施例１と同様に両端部の印字率情報を検知し、大きい方をＸ％とし次紙の端部印字率情報とする（Ｓ３１０〜Ｓ３１３）。次に、Ｘ％を１５％と比較し（Ｓ３１４）、大きけれ
ば温調温度を２４０℃に設定し（Ｓ３３０）、小さければ定着温度を２３０℃に設定する（Ｓ３３１）。
ば温調温度を２４０℃に設定し（Ｓ３３０）、小さければ定着温度を２３０℃に設定する（Ｓ３３１）。
一方、プリント開始時のヒータ２０の温度検知結果が５０℃よりも低い場合（Ｃｏｌｄスタート）について説明する。この場合も同様に、両端部の印字率情報を検知し、大きい方をＸ％とし次紙の端部印字率情報とする（Ｓ３２０）〜（Ｓ３２３）。次に、Ｘ％を５％と比較し（Ｓ３２４）、大きければ温調温度を２４０℃に設定し（Ｓ３３０）、小さければ定着温度を２３０℃に設定する（Ｓ３３１）。そして、Ｓ３３０もしくはＳ３３１で設定した温調温度で記録材Ｐの定着動作を行う（Ｓ３４０）。そして、プリントジョブが残っている限り、Ｈｏｔスタート時の動作、つまりＳ３１０からＳ３４０の動作を繰り返す（Ｓ３４１）。
上記シーケンスを行うことで、本実施例のようなＣｏｌｄスタート時の端部温度ダレが顕著な画像形成装置においても、上述した実施例１同様の効果を得ることが可能となる。
ここで、本実施例の定着制御では、Ｓ３０２でヒータ２０の温度検知を行うものであったが、これに限るものではない。すなわち、Ｓ３０２では、Ｃｏｌｄスタートかどうかが判定できるものであればよく、定着フィルム２５の温度や定着装置Ｃの温度を検知するものであってもよい。
また、本実施例では、プリント開始時の１枚目の記録材Ｐに対して、Ｓ３０２でヒータ２０の温度が５０℃未満のときに、５０℃以上の場合よりも印字率の閾値を小さく設定するものであったが、これに限るものではない。すなわち、プリント開始から、端部温度ダレの発生が懸念される所定枚数の記録材Ｐに対して、Ｓ３０２を実行し、ヒータ２０の温度が５０℃未満のときに、５０℃以上の場合よりも印字率の閾値を小さく設定するものであってもよい。この所定枚数は、定着装置の仕様、画像形成装置が設置される環境等に応じて適宜設定されるものであるとよい。
また、本実施例では、プリント開始時の１枚目の記録材Ｐに対して、Ｓ３０２でヒータ２０の温度が５０℃未満のときに、５０℃以上の場合よりも印字率の閾値を小さく設定するものであったが、これに限るものではない。すなわち、プリント開始から、端部温度ダレの発生が懸念される所定枚数の記録材Ｐに対して、Ｓ３０２を実行し、ヒータ２０の温度が５０℃未満のときに、５０℃以上の場合よりも印字率の閾値を小さく設定するものであってもよい。この所定枚数は、定着装置の仕様、画像形成装置が設置される環境等に応じて適宜設定されるものであるとよい。
［実施例４］
以下に、実施例４について説明する。本実施例の画像形成装置では、通紙可能な記録材Ｐの最大サイズ幅がＬＴＲ／ＬＧＬサイズ（幅８．５インチ≒２１５．９ｍｍ）であることを特徴としている。その結果、本実施例と実施例１の相違点は、端部印字率を検知する検知領域及び定着温調を高める条件を記録材のサイズ毎に変更している点のみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
以下に、実施例４について説明する。本実施例の画像形成装置では、通紙可能な記録材Ｐの最大サイズ幅がＬＴＲ／ＬＧＬサイズ（幅８．５インチ≒２１５．９ｍｍ）であることを特徴としている。その結果、本実施例と実施例１の相違点は、端部印字率を検知する検知領域及び定着温調を高める条件を記録材のサイズ毎に変更している点のみである。このため、本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図１５は、本実施例の端部印字率情報の検知領域について説明するための図である。
本実施例の画像形成装置では、端部印字率検知領域を図１５に示す「領域Ｒ’」と「領域Ｌ’」としている。この領域Ｒ’，Ｌ’は記録材のサイズによって異なることが特徴である。図１５に示すように、記録材Ｐの幅を２１０＋２Ｄｍｍとすると、領域Ｒ’は記録材右端２ｍｍから６＋Ｄｍｍの縦帯状の領域（幅４＋Ｄｍｍ）、領域Ｌ’は記録材左端２ｍｍから６＋Ｄｍｍの縦帯状の領域（幅４＋Ｄｍｍ）となる。例えば、Ａ４サイズの場合はＤ＝０となり、領域Ｒ’は右端２〜６ｍｍ、領域Ｌ’は左端２〜６ｍｍになり、実施例１の領域Ｒ，Ｌと一致する。ＬＴＲ／ＬＧＬサイズの場合はＤ≒２．９５ｍｍとなり、領域Ｒ’は右端２〜８．９５ｍｍ、領域Ｌ’は左端２〜８．９５ｍｍになる。
本実施例の画像形成装置では、端部印字率検知領域を図１５に示す「領域Ｒ’」と「領域Ｌ’」としている。この領域Ｒ’，Ｌ’は記録材のサイズによって異なることが特徴である。図１５に示すように、記録材Ｐの幅を２１０＋２Ｄｍｍとすると、領域Ｒ’は記録材右端２ｍｍから６＋Ｄｍｍの縦帯状の領域（幅４＋Ｄｍｍ）、領域Ｌ’は記録材左端２ｍｍから６＋Ｄｍｍの縦帯状の領域（幅４＋Ｄｍｍ）となる。例えば、Ａ４サイズの場合はＤ＝０となり、領域Ｒ’は右端２〜６ｍｍ、領域Ｌ’は左端２〜６ｍｍになり、実施例１の領域Ｒ，Ｌと一致する。ＬＴＲ／ＬＧＬサイズの場合はＤ≒２．９５ｍｍとなり、領域Ｒ’は右端２〜８．９５ｍｍ、領域Ｌ’は左端２〜８．９５ｍｍになる。
また、本実施例においては、端部印字率情報に応じて温調温度を高めるための閾値を、記録材のサイズごとに変更している。実施例１では、端部印字率が１５％以上であれば温調温度を２４０℃に設定していたのに対し、本実施例では端部印字率が「１５−２Ｄ（％）」以上の場合、温調温度を２４０℃に設定する。例えば、Ａ４サイズの場合は、１５％以上であるのに対し、ＬＴＲ／ＬＧＬサイズでは、９．１％以上になる。このように本実
施例では長手方向において次のように設定している。すなわち、記録材Ｐのサイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、端部印字率検知領域の幅が大きくなるように設定している。さらには、記録材Ｐのサイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、温調温度を高めるための印字率の閾値が小さくなるように設定している。ここで、長手方向において、記録材Ｐのサイズが大きいほど、端部印字率検知領域の幅が大きくなるように設定してもよく、また、記録材Ｐのサイズが大きいほど、温調温度を高めるための印字率の閾値が小さくなるように設定してもよい。
施例では長手方向において次のように設定している。すなわち、記録材Ｐのサイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、端部印字率検知領域の幅が大きくなるように設定している。さらには、記録材Ｐのサイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、温調温度を高めるための印字率の閾値が小さくなるように設定している。ここで、長手方向において、記録材Ｐのサイズが大きいほど、端部印字率検知領域の幅が大きくなるように設定してもよく、また、記録材Ｐのサイズが大きいほど、温調温度を高めるための印字率の閾値が小さくなるように設定してもよい。
以上説明したように、端部印字率検知領域及び、定着温度変更の条件を、記録材Ｐのサイズに対応して変更することによって、様々なサイズの記録材Ｐに印字を行う画像形成装置においても、本発明を好適に適用することができる。これにより、上述した実施例１同様の効果を得ることが可能となる。
以上説明した各実施例は可能な限り、組み合わせて実施することができる。
以上説明した各実施例は可能な限り、組み合わせて実施することができる。
２０…ヒータ、２５…定着フィルム、２６…加圧ローラ、３１…制御手段、Ｃ…定着装置、Ｎ…定着ニップ部
Claims (9)
- 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
前記ヒータの温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段の検知温度が温調温度を維持するように前記ヒータへ供給する電力を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
記録材の幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段を有し、
前記画像形成装置は、画像形成開始時の前記ニップ部における記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向の端部に相当する領域の温度が中央部よりも低く、かつ、前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値より高い場合、
前記温調温度を基準温度よりも高く設定して定着処理する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御、のうち少なくともいずれかの制御を行い、
画像形成開始時の前記温度検知手段の検知温度が閾値温度より高い場合、前記閾値温度より低い場合よりも前記印字率の閾値を高く設定する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 複数枚の記録材に連続して印字が行われるときの印字枚数をカウントするカウント手段を備え、
前記画像形成装置は、前記印字枚数が閾値より少ない場合、前記端部の温度が前記中央部よりも低いと推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成装置は、前記検知温度が前記閾値温度より低い場合、前記端部の温度が前記中央部よりも低いと推測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記加熱回転部材は、前記ヒータに摺動する可撓性スリーブであり、
前記可撓性スリーブを介して前記ヒータと前記加圧部材との間で前記ニップ部が形成さ
れていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 - 前記所定領域は前記幅方向で複数の領域に分けられ、各領域に対してそれぞれ印字率の閾値が設定されており、
前記印字率取得手段により各領域に対してそれぞれ印字率が取得され、取得された印字率が、設定された閾値以上となる領域が少なくとも１つある場合に、前記温調温度を前記基準温度よりも高く設定して定着処理する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御、のうち少なくともいずれかの制御が行われ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。 - 記録材に未定着トナー像を形成する画像形成部と、
ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱回転部材と、前記加熱回転部材との間でニップ部を形成する加圧部材と、を有し、前記ニップ部で、トナー像が形成された記録材を挟持搬送して加熱することで、記録材に未定着トナー像を定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記ヒータに接触しており、記録材搬送方向に直交する記録材の幅方向における前記ヒータの温度を均すための熱伝導性部材と、
前記定着部の温度を検知する温度検知手段と、
記録材の前記幅方向の端部の所定領域の印字率を取得する印字率取得手段と、
記録材が前記ニップ部で挟持搬送され加熱される際、
前記印字率取得手段により取得された印字率が閾値以上の場合に、
前記定着部の温度が基準温度よりも高くなるように前記ヒータを制御する制御、及び、単位時間当たりに前記ニップ部で挟持搬送される記録材の枚数を少なくする制御のうち少なくともいずれかの制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、印字開始から所定枚数の記録材に印字が行われる間、前記温度検知手段により検知された温度が閾値未満の場合、前記温度が前記閾値以上の場合よりも、前記印字率の閾値を小さく設定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記印字率取得手段は、記録材の前記幅方向の両端部それぞれの前記所定領域の印字率のうち大きい方の印字率を、前記端部の印字率として取得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。
- 記録材の前記幅方向のサイズに対応して、前記所定領域の前記幅方向の幅が設定されており、
記録材の前記サイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、前記所定領域の前記幅が大きい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。 - 記録材の前記幅方向のサイズに対応して、前記印字率の閾値が設定されており、
記録材の前記サイズが大きい場合の方が小さい場合よりも、前記印字率の閾値が小さい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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