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JP7397405B2 - Image forming device - Google Patents
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Description

本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.

複写機やプリンタなどの画像形成装置として、トナーを用いて画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。 2. Description of the Related Art Electrophotographic image forming apparatuses that form images using toner are known as image forming apparatuses such as copying machines and printers.

一般的に、電子写真方式の画像形成装置には、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着装置が搭載されている{例えば、特許文献1(特開平6-75453号公報)参照}。定着装置は、用紙を加熱するヒータなどの加熱部材を備え、加熱部材の熱によって用紙上のトナーが溶融することにより画像が定着される。 Generally, an electrophotographic image forming apparatus is equipped with a fixing device that fixes a toner image transferred to paper onto the paper {see, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-75453)}. . The fixing device includes a heating member such as a heater that heats the paper, and the image is fixed by melting the toner on the paper by the heat of the heating member.

ところで、用紙に対するトナーの定着性は、トナーが加熱される温度に依存する。このため、均一な定着性が得られるようにするには、用紙を加熱する加熱部材の温度がその全体に渡って均一であることが望ましい。 Incidentally, the fixability of toner to paper depends on the temperature at which the toner is heated. Therefore, in order to obtain uniform fixing performance, it is desirable that the temperature of the heating member that heats the paper is uniform throughout the paper.

しかしながら、加熱部材の特性や使用態様などにより、加熱部材の温度を用紙幅方向に渡って均一に維持することが困難な場合がある。そのような場合、画像の定着性にばらつきが生じるため、定着処理後の画像濃度にばらつきが生じる得る懸念がある。 However, depending on the characteristics of the heating member and how it is used, it may be difficult to maintain the temperature of the heating member uniformly across the width of the paper. In such a case, there will be variations in the fixability of the image, and there is a concern that there will be variations in the image density after the fixing process.

上記課題を解決するため、本発明は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、画像情報に基づいて前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体を加熱して前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、前記記録媒体上の画像形成領域を記録媒体幅方向に渡って分割した複数のブロックごとに画像の階調率を算出する階調率算出手段と、前記階調率算出手段によって算出された前記階調率を前記ブロック同士で比較する階調率比較手段と、前記露光手段の露光量を前記ブロックごとに制御する露光制御手段と、を備え、前記ブロックごとの前記階調率を比較して、同じ階調率のブロックがあった場合、同じ階調率のブロックのうち、前記定着手段の温度が相対的に高いブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる画像形成装置であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes an image carrier, a charging means for charging the surface of the image carrier, and an electrostatic latent image by exposing the charged surface of the image carrier to light based on image information. an exposure means for forming a toner image on the image bearing member; a developing means for forming a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image on the image bearing member; a transfer means for transferring the toner image on the image bearing member to a recording medium; a fixing unit that fixes the toner image on the recording medium by heating the recording medium; and calculating the gradation rate of the image for each of a plurality of blocks obtained by dividing an image forming area on the recording medium across the width direction of the recording medium. gradation rate calculation means for comparing the gradation rates calculated by the gradation rate calculation means between the blocks; and exposure controlling the exposure amount of the exposure means for each block. and a control unit, comparing the gradation rate of each block, and if there are blocks with the same gradation rate, the temperature of the fixing unit is relatively high among the blocks with the same gradation rate. The image forming apparatus is characterized in that the exposure amount of a block is lowered than a preset exposure amount.

本発明によれば、加熱温度のばらつきに起因する画像濃度のばらつきを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress variations in image density caused by variations in heating temperature.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る定着装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fixing device according to an embodiment. 前記定着装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the fixing device. 前記定着装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the fixing device. 前記定着装置が備える加熱ユニットの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a heating unit included in the fixing device. 前記加熱ユニットの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the heating unit. 本実施形態に係るヒータの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a heater according to the present embodiment. 前記ヒータの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the heater. 前記ヒータにコネクタが接続された状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a connector is connected to the heater. 前記ヒータの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the heater. 全ての抵抗発熱体を発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the amount of heat generated by the feeder line for each block when all the resistance heating elements generate heat. 一部の発熱部のみを発熱させた場合のブロックごとの給電線の発熱量を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the amount of heat generated by the power supply line for each block when only some of the heat generating parts generate heat. 温度の高い部分と温度の低い部分の定着後のトナー付着量を比較して示イメージ図である。FIG. 3 is an image diagram showing a comparison of the amount of toner adhesion after fixing in a high temperature area and a low temperature area. 定着前と定着後のトナー付着量の関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between toner adhesion amounts before and after fixing. 温度の低い部分のトナー量を多くした場合の定着後のトナー量を比較して示すイメージ図である。FIG. 7 is an image diagram showing a comparison of the amount of toner after fixing when the amount of toner is increased in a low temperature area. 温度の高い部分のトナー量を少なくした場合の定着後のトナー量を比較して示すイメージ図である。FIG. 7 is an image diagram showing a comparison of the amount of toner after fixing when the amount of toner is reduced in a high temperature area. 画像濃度を調整するための制御系を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control system for adjusting image density. 画像形成領域を分割した複数のブロックの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a plurality of blocks obtained by dividing an image forming area. 複数のブロックをさらに用紙搬送方向に分割した分割エリアの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of divided areas in which a plurality of blocks are further divided in the paper conveyance direction. 定着温度と定着後のトナー付着量との関係を階調率ごとに示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between fixing temperature and toner adhesion amount after fixing for each gradation rate. 全ての抵抗発熱体に温度センサを設けた例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the temperature sensor in all the resistance heating elements. 一部の抵抗発熱体に温度センサを設けた例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the temperature sensor in some resistance heating elements. 露光量と定着前のトナー付着量との関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between exposure amount and toner adhesion amount before fixing. 露光量の制御フローを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a control flow of exposure amount. 小型化されたヒータを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a miniaturized heater. 他のヒータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another heater. 他の定着装置の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of another fixing device. 別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of another fixing device. さらに別の定着装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the configuration of yet another fixing device.

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the accompanying drawings. In each drawing for explaining the present invention, components such as members and components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible so that they can be easily distinguished. Omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示す画像形成装置100は、画像形成部200と、転写部300と、定着部400と、記録媒体供給部500と、記録媒体排出部600と、を備えている。 The image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 includes an image forming section 200, a transfer section 300, a fixing section 400, a recording medium supply section 500, and a recording medium ejection section 600.

画像形成部200には、4つの作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkと、露光装置6と、が設けられている。各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの異なる色の現像剤を収容している以外、基本的に同様の構成である。具体的に、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkは、表面に画像を担持する像担持体である感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段である帯電ローラ3と、感光体2上にトナー画像を形成する現像手段である現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段であるクリーニングブレード5と、を備えている。また、露光装置6は、画像情報に基づいて感光体2の帯電面を露光する露光手段(書き込み手段)である。 The image forming section 200 is provided with four image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk and an exposure device 6. Each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk is configured to be detachable from the main body of the image forming apparatus. Furthermore, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk has basically the same configuration except that it accommodates developers of different colors of yellow, magenta, cyan, and black corresponding to the color separation components of a color image. It is. Specifically, each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk includes a photoreceptor 2, which is an image carrier that carries an image on its surface, and a charging roller 3, which is a charging means that charges the surface of the photoreceptor 2. The photoreceptor 2 includes a developing device 4 that is a developing device that forms a toner image on the photoreceptor 2, and a cleaning blade 5 that is a cleaning device that cleans the surface of the photoreceptor 2. Further, the exposure device 6 is an exposure means (writing means) that exposes the charged surface of the photoreceptor 2 based on image information.

転写部300には、記録媒体である用紙に画像を転写する転写手段としての転写装置8が設けられている。なお、画像が形成(転写)される記録媒体は、紙(普通紙、厚紙、薄紙、コート紙、ラベル紙、封筒などを含む)のほか、OHPシートなどの樹脂製のシートであってもよい。転写装置8は、中間転写ベルト11と、4つの一次転写ローラ12と、二次転写ローラ13と、を有している。各一次転写ローラ12は、中間転写ベルト11を介してそれぞれ別の感光体2に接触している。これにより、中間転写ベルト11と各感光体2との間に、中間転写ベルト11と各感光体2とが接触する一次転写ニップが形成されている。一方、二次転写ローラ13は、中間転写ベルト11を介して中間転写ベルト11を張架する複数のローラの1つに接触し、中間転写ベルト11との間に二次転写ニップを形成している。 The transfer unit 300 is provided with a transfer device 8 as a transfer unit that transfers an image onto paper, which is a recording medium. Note that the recording medium on which the image is formed (transferred) may be paper (including plain paper, cardboard, thin paper, coated paper, label paper, envelope, etc.), or a resin sheet such as an OHP sheet. . The transfer device 8 includes an intermediate transfer belt 11 , four primary transfer rollers 12 , and a secondary transfer roller 13 . Each primary transfer roller 12 is in contact with a different photoreceptor 2 via the intermediate transfer belt 11. As a result, a primary transfer nip is formed between the intermediate transfer belt 11 and each photoreceptor 2, where the intermediate transfer belt 11 and each photoreceptor 2 are in contact with each other. On the other hand, the secondary transfer roller 13 contacts one of the plurality of rollers stretching the intermediate transfer belt 11 via the intermediate transfer belt 11, and forms a secondary transfer nip between the secondary transfer roller 13 and the intermediate transfer belt 11. There is.

定着部400には、用紙に画像を定着させる定着手段としての定着装置9が設けられている。定着装置9の構成については後で詳しく説明する。 The fixing unit 400 is provided with a fixing device 9 as a fixing means for fixing an image on paper. The configuration of the fixing device 9 will be explained in detail later.

記録媒体供給部500には、用紙Pを収容する給紙カセット14と、給紙カセット14から用紙Pを送り出す給紙ローラ15と、が設けられている。 The recording medium supply unit 500 is provided with a paper feed cassette 14 that accommodates paper P, and a paper feed roller 15 that feeds the paper P from the paper feed cassette 14.

記録媒体排出部600には、用紙を画像形成装置外に排出する一対の排紙ローラ17と、排紙ローラ17によって排出された用紙を載置する排紙トレイ18と、が設けられている。 The recording medium ejection section 600 is provided with a pair of paper ejection rollers 17 that eject the paper to the outside of the image forming apparatus, and a paper ejection tray 18 on which the paper ejected by the paper ejection rollers 17 is placed.

次に、図1を参照しつつ本実施形態に係る画像形成装置100の印刷動作について説明する。 Next, the printing operation of the image forming apparatus 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

印刷動作開始の指示があると、各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkの感光体2、及び中間転写ベルト11が回転を開始する。また、給紙ローラ15が回転することにより、給紙カセット14から用紙Pが送り出される。送り出された用紙Pは、一対のタイミングローラ16に接触して一旦停止される。 When an instruction to start a printing operation is given, the photoreceptors 2 of each image forming unit 1Y, 1M, 1C, and 1Bk and the intermediate transfer belt 11 start rotating. Further, as the paper feed roller 15 rotates, the paper P is sent out from the paper feed cassette 14. The fed paper P comes into contact with a pair of timing rollers 16 and is temporarily stopped.

各作像ユニット1Y,1M,1C,1Bkでは、まず、帯電ローラ3によって感光体2の表面が均一な高電位に帯電される。次いで、原稿読取装置によって読み取られた原稿の画像情報、あるいは端末からプリント指示されたプリント画像情報に基づいて、露光装置6が各感光体2の表面(帯電面)に露光する。これにより、露光された部分の電位が低下して各感光体2の表面に静電潜像が形成される。そして、この静電潜像に対して現像装置4からトナーが供給され、各感光体2上にトナー画像が形成される。各感光体2上に形成されたトナー画像は、各感光体2の回転に伴って一次転写ニップ(一次転写ローラ12の位置)に達すると、回転する中間転写ベルト11上に順次重なり合うように転写される。かくして、中間転写ベルト11上にフルカラーのトナー画像が形成される。また、感光体2から中間転写ベルト11へトナー画像が転写された後、各感光体2上に残留するトナーはクリーニングブレード5によって除去される。 In each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, first, the surface of the photoreceptor 2 is charged to a uniform high potential by the charging roller 3. Next, the exposure device 6 exposes the surface (charged surface) of each photoconductor 2 based on the image information of the document read by the document reading device or the print image information instructed to print from the terminal. As a result, the potential of the exposed portion decreases, and an electrostatic latent image is formed on the surface of each photoreceptor 2. Then, toner is supplied from the developing device 4 to this electrostatic latent image, and a toner image is formed on each photoreceptor 2. When the toner images formed on each photoreceptor 2 reach the primary transfer nip (the position of the primary transfer roller 12) as each photoreceptor 2 rotates, they are transferred onto the rotating intermediate transfer belt 11 so as to overlap one another. be done. In this way, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 11. Further, after the toner image is transferred from the photoreceptor 2 to the intermediate transfer belt 11, the toner remaining on each photoreceptor 2 is removed by the cleaning blade 5.

中間転写ベルト11上に転写されたトナー画像は、中間転写ベルト11の回転に伴って二次転写ニップ(二次転写ローラ13の位置)へ搬送され、タイミングローラ16によって搬送されてきた用紙P上に転写される。そして、トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置9へと搬送され、定着装置9によって用紙Pにトナー画像が定着される。その後、用紙Pは排紙ローラ17によって排紙トレイ18へ排出され、一連の印刷動作が完了する。 The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 11 is conveyed to the secondary transfer nip (the position of the secondary transfer roller 13) as the intermediate transfer belt 11 rotates, and onto the paper P conveyed by the timing roller 16. transcribed into. Then, the paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 9, and the toner image is fixed onto the paper P by the fixing device 9. Thereafter, the paper P is discharged to the paper discharge tray 18 by the paper discharge roller 17, and a series of printing operations is completed.

以上の印刷動作の説明は、フルカラー画像を形成するときの動作についてであるが、4つの作像ユニットのうち、いずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像ユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。 The above explanation of the printing operation is about the operation when forming a full-color image, but it is also possible to use one of the four image forming units to form a monochrome image, or use two or three image forming units. It is also possible to use the imaging unit to form two or three color images.

続いて、本実施形態に係る定着装置9の構成について説明する。 Next, the configuration of the fixing device 9 according to this embodiment will be described.

図2に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、定着ベルト20と、加圧ローラ21と、ヒータ22と、ヒータホルダ23と、ステー24と、温度センサ19と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 9 according to the present embodiment includes a fixing belt 20, a pressure roller 21, a heater 22, a heater holder 23, a stay 24, and a temperature sensor 19.

定着ベルト20は、用紙Pの未定着画像担持面側に配置される回転部材であって、未定着画像を用紙Pに定着させる定着部材である。定着ベルト20は、例えば、外径が25mmで厚みが40~120μmの筒状基体を有する無端状のベルト部材で構成される。基体の材料は、ポリイミドのほか、PEEKなどの耐熱性樹脂やニッケル、SUSなどの金属材料であってもよい。また、耐久性を高めると共に離型性を確保するため、基体の外周面に、PFAやPTFEなどのフッ素樹脂から成る離型層が設けられてもよい。また、基体と離型層との間に、ゴムなどから成る弾性層が設けられてもよい。さらに、基体の内周面に、ポリイミドやPTFEなどから成る摺動層が設けられてもよい。 The fixing belt 20 is a rotating member disposed on the unfixed image bearing surface side of the paper P, and is a fixing member that fixes the unfixed image to the paper P. The fixing belt 20 is, for example, an endless belt member having a cylindrical base having an outer diameter of 25 mm and a thickness of 40 to 120 μm. In addition to polyimide, the material of the base body may be a heat-resistant resin such as PEEK, or a metal material such as nickel or SUS. Further, in order to enhance durability and ensure mold releasability, a mold release layer made of a fluororesin such as PFA or PTFE may be provided on the outer peripheral surface of the base. Furthermore, an elastic layer made of rubber or the like may be provided between the base and the release layer. Furthermore, a sliding layer made of polyimide, PTFE, or the like may be provided on the inner peripheral surface of the base.

加圧ローラ21は、定着ベルト20の外周面に対向するように配置された対向部材である。また、加圧ローラ21は、定着ベルト20の外周面に圧接されて、定着ベルト20との間にニップ部Nを形成する加圧部材でもある。加圧ローラ21は、例えば、外径が25mmであって、鉄製の芯金と、この芯金の外周面に設けられたシリコーンゴム製の弾性層と、弾性層の外周面に設けられたフッ素樹脂製の離型層とを有するローラなどにより構成される。 Pressure roller 21 is a facing member arranged to face the outer peripheral surface of fixing belt 20 . Further, the pressure roller 21 is also a pressure member that is pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt 20 to form a nip portion N between the pressure roller 21 and the fixing belt 20 . The pressure roller 21 has an outer diameter of 25 mm, for example, and includes a core made of iron, an elastic layer made of silicone rubber provided on the outer circumference of the core, and a fluorine rubber layer provided on the outer circumference of the elastic layer. It is composed of a roller or the like having a mold release layer made of resin.

ヒータ22は、定着ベルト20の内側に配置され、定着ベルト20や、定着ベルト20を介して用紙を加熱する加熱部材である。本実施形態では、ヒータ22が、板状の基材50と、基材50上に設けられた第1絶縁層51と、第1絶縁層51上に設けられた導体層52と、導体層52を被覆する第2絶縁層53と、により構成されている。導体層52は、発熱部60を有している。 The heater 22 is a heating member that is disposed inside the fixing belt 20 and heats the fixing belt 20 and the paper via the fixing belt 20. In this embodiment, the heater 22 includes a plate-shaped base material 50, a first insulating layer 51 provided on the base material 50, a conductive layer 52 provided on the first insulating layer 51, and a conductive layer 52 provided on the first insulating layer 51. and a second insulating layer 53 covering the. The conductor layer 52 has a heat generating section 60.

基材50は、例えば、ステンレス(SUS)や鉄、アルミニウム等の金属材料で構成される。また、基材50の材料として、金属材料のほか、セラミック、ガラス等を用いることも可能である。基材50にセラミックなどの絶縁材料を用いた場合は、基材50と導体層52との間の第1絶縁層51を省略することが可能である。一方、金属材料は、急速加熱に対する耐久性に優れ、加工もしやすいため、低コスト化を図るのに好適である。金属材料の中でも、特にアルミニウムや銅は熱伝導性が高く、温度ムラが発生しにくい点で好ましい。また、ステンレスはこれらに比べて安価に製造できる利点がある。 The base material 50 is made of, for example, a metal material such as stainless steel (SUS), iron, or aluminum. Moreover, as the material of the base material 50, it is also possible to use ceramic, glass, etc. in addition to metal materials. When the base material 50 is made of an insulating material such as ceramic, the first insulating layer 51 between the base material 50 and the conductor layer 52 can be omitted. On the other hand, metal materials have excellent durability against rapid heating and are easy to process, so they are suitable for reducing costs. Among metal materials, aluminum and copper are particularly preferable because they have high thermal conductivity and are less likely to cause temperature unevenness. Additionally, stainless steel has the advantage that it can be manufactured at a lower cost than these.

各絶縁層51,53は、例えば、耐熱性ガラスなどの絶縁性を有する材料で構成される。また、これらの材料として、セラミックあるいはポリイミドなどを用いてもよい。また、基材50の第1絶縁層51や第2絶縁層53が設けられる面とは反対側の面に、別途絶縁層が設けられてもよい。 Each of the insulating layers 51 and 53 is made of an insulating material such as heat-resistant glass, for example. Additionally, ceramic, polyimide, or the like may be used as these materials. Further, an additional insulating layer may be provided on the surface of the base material 50 opposite to the surface on which the first insulating layer 51 and the second insulating layer 53 are provided.

本実施形態では、発熱部60が基材50よりもニップ部N側に配置されているが、これとは反対に、基材50が発熱部60よりもニップ部N側に配置されてもよい。ただしその場合は、発熱部60の熱が基材50を介して定着ベルト20に伝達されることになるため、基材50は窒化アルミニウムなどの熱伝導率の高い材料で構成されることが望ましい。 In this embodiment, the heat generating part 60 is arranged closer to the nip part N than the base material 50, but on the contrary, the base material 50 may be arranged closer to the nip part N than the heat generating part 60. . However, in that case, the heat of the heat generating section 60 will be transferred to the fixing belt 20 via the base material 50, so it is desirable that the base material 50 be made of a material with high thermal conductivity such as aluminum nitride. .

また、本実施形態では、ヒータ22から定着ベルト20への熱伝達効率を高めるため、ヒータ22が定着ベルト20の内周面に対して直接接触するように配置されている。また、これに限らず、ヒータ22は、定着ベルト20に対して、非接触、あるいは低摩擦シートなどを介して間接的に接触するように配置されてもよい。また、定着ベルト20に対するヒータ22の接触箇所は、定着ベルト20の外周面であってもよい。ただし、定着ベルト20の外周面の傷付きによる定着品質の低下を回避するため、ヒータ22が接触する面は、定着ベルト20の内周面であることが望ましい。 Further, in this embodiment, in order to increase the efficiency of heat transfer from the heater 22 to the fixing belt 20, the heater 22 is arranged so as to be in direct contact with the inner circumferential surface of the fixing belt 20. Further, the present invention is not limited to this, and the heater 22 may be arranged so as to be in non-contact with the fixing belt 20 or in indirect contact with the fixing belt 20 via a low-friction sheet or the like. Further, the contact point of the heater 22 with the fixing belt 20 may be the outer circumferential surface of the fixing belt 20. However, in order to avoid deterioration in fixing quality due to scratches on the outer circumferential surface of the fixing belt 20, it is desirable that the surface that the heater 22 contacts is the inner circumferential surface of the fixing belt 20.

ヒータホルダ23は、定着ベルト20の内側でヒータ22を保持する保持部材である。ヒータホルダ23は、ヒータ22の熱によって高温になりやすいため、耐熱性の材料で構成されることが望ましい。特に、ヒータホルダ23が、LCPやPEEKなどの低熱伝導性の耐熱性樹脂で構成される場合は、ヒータホルダ23の耐熱性を確保しつつ、ヒータ22からヒータホルダ23への伝熱が抑制されるので、効率的に定着ベルト20を加熱することが可能である。 The heater holder 23 is a holding member that holds the heater 22 inside the fixing belt 20. Since the heater holder 23 tends to reach a high temperature due to the heat of the heater 22, it is desirable that the heater holder 23 is made of a heat-resistant material. In particular, when the heater holder 23 is made of a heat-resistant resin with low thermal conductivity such as LCP or PEEK, heat transfer from the heater 22 to the heater holder 23 is suppressed while ensuring the heat resistance of the heater holder 23. It is possible to heat the fixing belt 20 efficiently.

ステー24は、定着ベルト20の内側に配置される補強部材である。ステー24によってヒータホルダ23のニップ部N側の面とは反対の面が支持されることにより、ヒータホルダ23が加圧ローラ21の加圧力によって撓むのが抑制される。これにより、定着ベルト20と加圧ローラ21との間に均一な幅のニップ部Nが形成される。ステー24は、その剛性を確保するため、SUSやSECCなどの鉄系金属材料によって形成されることが好ましい。 The stay 24 is a reinforcing member arranged inside the fixing belt 20. By supporting the surface of the heater holder 23 opposite to the surface on the nip portion N side by the stay 24, bending of the heater holder 23 due to the pressing force of the pressure roller 21 is suppressed. As a result, a nip portion N having a uniform width is formed between the fixing belt 20 and the pressure roller 21. In order to ensure its rigidity, the stay 24 is preferably formed of a ferrous metal material such as SUS or SECC.

温度センサ19は、ヒータ22の温度を検知する温度検知手段である。温度センサ19の検知結果に基づいてヒータ22の出力が制御されることにより、定着ベルト20の温度が所望の温度(定着温度)となるように維持される。温度センサ19は、接触型、非接触型のいずれでもよい。例えば、温度センサ19として、サーモパイル、サーモスタット、サーミスタ、NCセンサなどの公知の温度センサを適用可能である。 The temperature sensor 19 is a temperature detection means for detecting the temperature of the heater 22. By controlling the output of the heater 22 based on the detection result of the temperature sensor 19, the temperature of the fixing belt 20 is maintained at a desired temperature (fixing temperature). The temperature sensor 19 may be either a contact type or a non-contact type. For example, as the temperature sensor 19, a known temperature sensor such as a thermopile, thermostat, thermistor, or NC sensor can be used.

本実施形態に係る定着装置9においては、印刷動作が開始されると、ヒータ22に電力が供給されることにより、発熱部60が発熱し、定着ベルト20が加熱される。また、加圧ローラ21が回転駆動され、定着ベルト20が従動回転を開始する。そして、定着ベルト20の温度が所定の目標温度(定着温度)に到達した状態で、図2に示すように、未定着トナー画像が担持された用紙Pが、定着ベルト20と加圧ローラ21との間(ニップ部N)に搬送されることにより、未定着トナーが加熱及び加圧されてトナー画像が用紙Pに定着される。 In the fixing device 9 according to the present embodiment, when the printing operation is started, power is supplied to the heater 22, so that the heat generating section 60 generates heat, and the fixing belt 20 is heated. Further, the pressure roller 21 is rotationally driven, and the fixing belt 20 starts to rotate in a driven manner. Then, when the temperature of the fixing belt 20 reaches a predetermined target temperature (fixing temperature), as shown in FIG. By conveying the unfixed toner to the nip portion N, the unfixed toner is heated and pressurized, and the toner image is fixed to the paper P.

図3は、本実施形態に係る定着装置9の斜視図、図4は、その分解斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view of the fixing device 9 according to this embodiment, and FIG. 4 is an exploded perspective view thereof.

図3及び図4に示すように、本実施形態に係る定着装置9は、矩形の枠状に形成された装置フレーム40を備えている。装置フレーム40は、一対の側壁部28及び前壁部27を一体に有する第1装置フレーム25と、後壁部29を有する第2装置フレーム26と、によって構成されている。第1装置フレーム25と第2装置フレーム26は、一対の側壁部28に設けられた複数の係合突起28aが後壁部29に設けられた複数の係合孔29aに係合することにより組み付けられる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the fixing device 9 according to this embodiment includes a device frame 40 formed in a rectangular frame shape. The device frame 40 includes a first device frame 25 that integrally has a pair of side walls 28 and a front wall 27, and a second device frame 26 that has a rear wall 29. The first device frame 25 and the second device frame 26 are assembled by engaging a plurality of engagement protrusions 28a provided on a pair of side walls 28 with a plurality of engagement holes 29a provided in a rear wall 29. It will be done.

定着ベルト20や加圧ローラ21は、一対の側壁部28によって支持される。このため、各側壁部28には、加圧ローラ21の回転軸などを挿通させるための挿通溝28bが設けられている。挿通溝28bは、その一端側(後壁部29側)で開口し、これとは反対側の端では開口しない突き当て部が形成されている。この突き当て部には、加圧ローラ21の回転軸を回転可能に支持する軸受30が設けられている。加圧ローラ21が各側壁部28によって支持された状態では、加圧ローラ21の軸方向の一端に設けられた駆動伝達部材としての駆動伝達ギヤ31が、側壁部28よりも外側に露出した状態で配置される。これにより、定着装置9が画像形成装置本体に搭載されると、駆動伝達ギヤ31が画像形成装置本体に設けられているギヤに連結され、駆動源からの駆動力を伝達可能な状態となる。また、駆動伝達ギヤ31に代えて、駆動伝達ベルトを張架するプーリやカップリング機構などの駆動伝達部材を用いてもよい。 The fixing belt 20 and the pressure roller 21 are supported by a pair of side walls 28 . For this reason, each side wall portion 28 is provided with an insertion groove 28b through which the rotating shaft of the pressure roller 21 and the like are inserted. The insertion groove 28b is open at one end (the rear wall 29 side), and has an abutting portion that is not open at the opposite end. A bearing 30 that rotatably supports the rotating shaft of the pressure roller 21 is provided at this abutting portion. When the pressure roller 21 is supported by each side wall 28 , the drive transmission gear 31 as a drive transmission member provided at one end of the pressure roller 21 in the axial direction is exposed to the outside of the side wall 28 . It will be placed in As a result, when the fixing device 9 is mounted on the image forming apparatus main body, the drive transmission gear 31 is connected to a gear provided on the image forming apparatus main body, and becomes in a state in which the driving force from the drive source can be transmitted. Further, instead of the drive transmission gear 31, a drive transmission member such as a pulley or a coupling mechanism that stretches the drive transmission belt may be used.

定着ベルト20の長手方向の両端には、定着ベルト20やステー24などを支持する一対の支持部材32が設けられている。各支持部材32には、ガイド溝32aが形成されている。図4に示すように、一対の支持部材32と、定着ベルト20、ステー24、ヒータホルダ23、及びヒータ22を組み付けた状態で、各支持部材32のガイド溝32aを各側壁部28の挿通溝28bの縁に沿わせながら各支持部材32を各側壁部28に組み付けることにより、定着ベルト20、ステー24、ヒータホルダ23及びヒータ22が、各側壁部28に支持される。また、各支持部材32が、後壁部29との間に設けられた付勢部材としての一対のバネ33によって付勢されることにより、定着ベルト20が加圧ローラ21へ加圧され、ニップ部が形成される。 A pair of support members 32 that support the fixing belt 20, the stay 24, and the like are provided at both ends of the fixing belt 20 in the longitudinal direction. Each support member 32 is formed with a guide groove 32a. As shown in FIG. 4, when the pair of support members 32, the fixing belt 20, the stay 24, the heater holder 23, and the heater 22 are assembled, the guide groove 32a of each support member 32 is inserted into the insertion groove 28b of each side wall portion 28. The fixing belt 20 , the stay 24 , the heater holder 23 , and the heater 22 are supported by the side walls 28 by assembling each supporting member 32 to each side wall 28 along the edge of the fixing belt 20 , stay 24 , heater holder 23 , and heater 22 . Further, each support member 32 is biased by a pair of springs 33 as biasing members provided between the support member 32 and the rear wall portion 29, so that the fixing belt 20 is pressed against the pressure roller 21, and the nip part is formed.

また、後壁部29には、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めを行う位置決め部としての孔部29bが設けられている。一方、画像形成装置本体には、位置決め部としての突起101(図4参照)が設けられている。この突起101が、定着装置9の孔部29bに対して挿入されることで、突起101と孔部29bが嵌合し、画像形成装置本体に対する定着装置本体の位置決めがなされる。なお、孔部29bが設けられる位置は、後壁部29の長手方向の中央よりもいずれか一方の端寄りの位置であることが好ましい。このような位置に孔部29bが設けられることにより、孔部29bが設けられない端側では、温度変化に伴う長手方向の伸縮が許容され、装置フレーム40の歪を抑制することが可能である。 Further, the rear wall portion 29 is provided with a hole portion 29b serving as a positioning portion for positioning the fixing device main body with respect to the image forming apparatus main body. On the other hand, the main body of the image forming apparatus is provided with a protrusion 101 (see FIG. 4) as a positioning section. When the protrusion 101 is inserted into the hole 29b of the fixing device 9, the protrusion 101 and the hole 29b are fitted, and the fixing device main body is positioned with respect to the image forming apparatus main body. Note that the position where the hole 29b is provided is preferably a position closer to one end of the rear wall portion 29 than the center in the longitudinal direction. By providing the holes 29b in such positions, expansion and contraction in the longitudinal direction due to temperature changes is allowed on the end side where the holes 29b are not provided, and it is possible to suppress distortion of the device frame 40. .

図5は、ヒータ22などを一対の支持部材32によって支持した加熱ユニットの斜視図、図6は、その加熱ユニットの分解斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view of a heating unit in which the heater 22 and the like are supported by a pair of support members 32, and FIG. 6 is an exploded perspective view of the heating unit.

図5に示すように、ヒータ22及びヒータホルダ23は、図5の左右方向へ長く伸びる長手状の部材である。ヒータ22及びヒータホルダ23は、定着装置に組み込まれ、定着装置が画像形成装置に搭載された状態で、ヒータ22及びヒータホルダ23の長手方向が定着装置を通過する用紙Pの幅方向U(以下、「記録媒体幅方向」という場合がある。)となるように配置される。また、図6に示すように、ヒータ22及びヒータホルダ23と同様にステー24も、記録媒体幅方向Uへ長手状に配置される。なお、本明細書中でいう「記録媒体幅方向」、「ヒータの長手方向」、「基材の長手方向」、「定着ベルトの長手方向」は、いずれも同じ方向を意味する。 As shown in FIG. 5, the heater 22 and the heater holder 23 are elongated members that extend in the left-right direction in FIG. The heater 22 and the heater holder 23 are incorporated into the fixing device, and when the fixing device is installed in the image forming apparatus, the longitudinal direction of the heater 22 and the heater holder 23 is in the width direction U (hereinafter referred to as " (Sometimes referred to as "the width direction of the recording medium.") Further, as shown in FIG. 6, like the heater 22 and the heater holder 23, the stay 24 is also arranged longitudinally in the recording medium width direction U. In this specification, "recording medium width direction," "heater longitudinal direction," "substrate longitudinal direction," and "fixing belt longitudinal direction" all mean the same direction.

図5及び図6に示すように、ヒータホルダ23には、ヒータ22を収容するための矩形の収容凹部23aが設けられている。収容凹部23aは、ヒータ22とほぼ同等の形状及びサイズに形成されている。ただし、収容凹部23aの長手方向寸法L2はヒータ22の長手方向寸法L1よりも若干長く設定されている。このため、熱膨張によってヒータ22がその長手方向に伸びても、ヒータ22と収容凹部23aとの干渉を回避できる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the heater holder 23 is provided with a rectangular housing recess 23a for housing the heater 22. As shown in FIGS. The accommodation recess 23a is formed to have substantially the same shape and size as the heater 22. However, the longitudinal dimension L2 of the accommodation recess 23a is set to be slightly longer than the longitudinal dimension L1 of the heater 22. Therefore, even if the heater 22 extends in its longitudinal direction due to thermal expansion, interference between the heater 22 and the housing recess 23a can be avoided.

一対の支持部材32は、定着ベルト20の内側に挿入されて定着ベルト20を支持するC字状のベルト支持部32bと、定着ベルト20の端面に接触して定着ベルト20の長手方向の移動(片寄り)を規制するフランジ状のベルト規制部32cと、ヒータホルダ23及びステー24の長手方向の両端近傍部分が挿入されてこれらを支持する支持凹部32dと、を有している。定着ベルト20は、その長手方向の両端にベルト支持部32bが挿入されることで、ベルト非回転時において基本的に周方向(ベルト回転方向)の張力が作用しない、いわゆるフリーベルト方式で支持される。 The pair of support members 32 includes a C-shaped belt support portion 32b that is inserted inside the fixing belt 20 and supports the fixing belt 20, and a C-shaped belt support portion 32b that is inserted into the inside of the fixing belt 20 and supports the fixing belt 20, and a C-shaped belt support portion 32b that is in contact with an end surface of the fixing belt 20 to move the fixing belt 20 in the longitudinal direction ( It has a flange-like belt regulating part 32c that regulates the shift of the heater holder 23 and the stay 24, and a support recess 32d into which the heater holder 23 and the stay 24 are inserted and supported near both ends in the longitudinal direction. The fixing belt 20 is supported by a so-called free belt method in which no tension is applied in the circumferential direction (belt rotation direction) when the belt is not rotating by inserting the belt support portions 32b at both ends in the longitudinal direction. Ru.

また、図5及び図6に示すように、ヒータホルダ23の長手方向の中央よりも一端側には、位置決め部としての位置決め凹部23eが設けられている。この位置決め凹部23eに対して、図5及び図6における左側の支持部材32の嵌合部32eが嵌合することにより、ヒータホルダ23と支持部材32との位置決めがなされる。一方、図5及び図6における右側の支持部材32には、嵌合部32eは設けられておらず、ヒータホルダ23との長手方向の位置決めはされない。このように、支持部材32に対するヒータホルダ23の位置決めをヒータホルダ23の長手方向の片側のみとすることで、温度変化に伴うヒータホルダ23の長手方向の伸縮が許容される。 Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a positioning recess 23e serving as a positioning portion is provided on one end side of the heater holder 23 from the center in the longitudinal direction. The heater holder 23 and the support member 32 are positioned by fitting the fitting portion 32e of the left support member 32 in FIGS. 5 and 6 into the positioning recess 23e. On the other hand, the right support member 32 in FIGS. 5 and 6 is not provided with a fitting portion 32e, and is not positioned with respect to the heater holder 23 in the longitudinal direction. In this way, by positioning the heater holder 23 with respect to the support member 32 only on one side in the longitudinal direction of the heater holder 23, expansion and contraction of the heater holder 23 in the longitudinal direction due to temperature changes is allowed.

また、図6に示すように、ステー24の長手方向の両端近傍部分には、各支持部材32に対するステー24の移動を規制する段差部24aが設けられている。各段差部24aは支持部材32に突き当たることで支持部材32に対するステー24の長手方向の移動を規制する。ただし、これら段差部24aのうち少なくとも一方は、支持部材32に対して隙間(ガタ)を介して配置される。このように、少なくとも一方の段差部24aが支持部材32に対して隙間を介して配置されることにより、温度変化に伴うステー24の伸縮が許容される。 Further, as shown in FIG. 6, step portions 24a are provided near both ends of the stay 24 in the longitudinal direction to restrict movement of the stay 24 with respect to each support member 32. Each stepped portion 24a abuts against the support member 32, thereby restricting movement of the stay 24 in the longitudinal direction with respect to the support member 32. However, at least one of these step portions 24a is arranged with a gap (backlash) in between with respect to the support member 32. In this manner, at least one stepped portion 24a is disposed with a gap between it and the support member 32, thereby allowing the stay 24 to expand and contract as the temperature changes.

図7は、本実施形態に係るヒータ22の平面図、図8は、その分解斜視図である。 FIG. 7 is a plan view of the heater 22 according to this embodiment, and FIG. 8 is an exploded perspective view thereof.

図8に示すように、ヒータ22の基材50上には、第1絶縁層51を介して発熱部60を構成する複数の抵抗発熱体59が配置されている。各抵抗発熱体59は、上記記録媒体幅方向Uでもある基材50の長手方向Zに渡って一列に並んで配置されている。導体層52は、複数の抵抗発熱体59のほか、複数の電極部61と、複数の給電線(導電部)62と、が設けられている。各抵抗発熱体59は、複数の給電線62を介して複数の電極部61のいずれか2つに電気的に接続されている。図7に示すように、各抵抗発熱体59の全体及び各給電線62の大部分は、第2絶縁層53によって覆われ、絶縁性が確保されている。また、各抵抗発熱体59は、互いに間隔をあけて配列されているため、隣り合う抵抗発熱体59同士の間は絶縁領域(第2絶縁層53)が介在している。一方、各電極部61は、後述のコネクタが接続できるように、第2絶縁層53によってほとんど覆われておらず露出した状態となっている。 As shown in FIG. 8, on the base material 50 of the heater 22, a plurality of resistance heating elements 59 constituting the heating section 60 are arranged with the first insulating layer 51 interposed therebetween. The resistance heating elements 59 are arranged in a line across the longitudinal direction Z of the base material 50, which is also the width direction U of the recording medium. The conductor layer 52 is provided with a plurality of resistance heating elements 59, a plurality of electrode parts 61, and a plurality of power supply lines (conductive parts) 62. Each resistance heating element 59 is electrically connected to any two of the plurality of electrode sections 61 via a plurality of power supply lines 62 . As shown in FIG. 7, the entirety of each resistance heating element 59 and most of each power supply line 62 are covered with the second insulating layer 53 to ensure insulation. Furthermore, since the resistance heating elements 59 are arranged at intervals, an insulating region (second insulating layer 53) is interposed between adjacent resistance heating elements 59. On the other hand, each electrode part 61 is hardly covered with the second insulating layer 53 and is exposed so that a connector described later can be connected thereto.

抵抗発熱体59は、例えば、銀パラジウム(AgPd)やガラス粉末などを調合したペーストをスクリーン印刷などにより基材50に塗工し、その後、当該基材50を焼成することによって形成することができる。また、抵抗発熱体59の材料として、銀合金(AgPt)や酸化ルテニウム(RuO)などの抵抗材料を用いてもよい。 The resistance heating element 59 can be formed, for example, by applying a paste prepared by mixing silver palladium (AgPd), glass powder, etc. onto the base material 50 by screen printing or the like, and then firing the base material 50. . Further, as the material of the resistance heating element 59, a resistance material such as a silver alloy (AgPt) or ruthenium oxide (RuO 2 ) may be used.

電極部61及び給電線62は、抵抗発熱体59よりも小さい抵抗値の導体で構成されている。例えば、電極部61及び給電線62は、銀(Ag)あるいは銀パラジウム(AgPd)などの材料を基材50上にスクリーン印刷することによって形成される。 The electrode portion 61 and the power supply line 62 are made of a conductor having a resistance value smaller than that of the resistance heating element 59. For example, the electrode portion 61 and the power supply line 62 are formed by screen printing a material such as silver (Ag) or silver palladium (AgPd) on the base material 50.

図9は、ヒータ22に給電部材としてのコネクタ70が接続された状態を示す斜視図である。 FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a connector 70 as a power supply member is connected to the heater 22.

図9に示すように、コネクタ70は、樹脂製のハウジング71と、ハウジング71に設けられた複数のコンタクト端子72と、を有している。各コンタクト端子72は、板バネで構成されている。また、各コンタクト端子72には、給電用のハーネス73が接続されている。 As shown in FIG. 9, the connector 70 includes a housing 71 made of resin and a plurality of contact terminals 72 provided on the housing 71. Each contact terminal 72 is composed of a leaf spring. Further, a power supply harness 73 is connected to each contact terminal 72.

図9に示すように、コネクタ70は、ヒータ22及びヒータホルダ23を一緒に挟むようにして取り付けられる。これにより、ヒータ22及びヒータホルダ23は、コネクタ70によって一緒に保持される。また、この状態で、コネクタ70の各コンタクト端子72の先端(接触部72a)が、それぞれ対応する電極部61に弾性的に接触(圧接)することにより、各コンタクト端子72と各電極部61とが電気的に接続される。また、図9に示すヒータ22の長手方向の端とは反対側の端にある電極部61に対しても、同様にコネクタ70が接続される。これにより、コネクタ70を介して画像形成装置に設けられた電源から発熱部60へ電力が供給可能な状態となる。 As shown in FIG. 9, the connector 70 is attached so as to sandwich the heater 22 and heater holder 23 together. The heater 22 and heater holder 23 are thereby held together by the connector 70. In addition, in this state, the tips (contact portions 72a) of each contact terminal 72 of the connector 70 are elastically contacted (press-contacted) with the corresponding electrode portions 61, so that each contact terminal 72 and each electrode portion 61 are connected to each other. are electrically connected. Further, the connector 70 is similarly connected to the electrode portion 61 at the end opposite to the longitudinal end of the heater 22 shown in FIG. This allows power to be supplied to the heat generating section 60 from the power source provided in the image forming apparatus via the connector 70.

以下、図10に基づき、本実施形態に係るヒータ22の構成についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the configuration of the heater 22 according to this embodiment will be explained in more detail based on FIG. 10.

図10に示すように、本実施形態に係るヒータ22には、7つの抵抗発熱体59A~59Gと、3つの電極部61A~61Cと、これらを接続する4つの給電線62A~62Dと、が設けられている。3つの電極部61A~61Cのうち、2つの電極部61A,61Cは、各抵抗発熱体59A~59Gよりも基材50の長手方向Zの一端側(図10における左側)に配置され、残りの1つの電極部61Bは、各抵抗発熱体59A~59Gよりも基材50の長手方向Zの他端側(図10における右側)に配置されている。各抵抗発熱体59A~59Gは、一端側に配置される2つの電極部61A,61Cのうちのいずれかと、他端側に配置される1つの電極部61Bに対して、電気的に接続されている。 As shown in FIG. 10, the heater 22 according to this embodiment includes seven resistance heating elements 59A to 59G, three electrode parts 61A to 61C, and four power supply lines 62A to 62D connecting these. It is provided. Of the three electrode parts 61A to 61C, two of the electrode parts 61A and 61C are arranged closer to one end (on the left side in FIG. 10) of the base material 50 in the longitudinal direction Z than each of the resistance heating elements 59A to 59G. One electrode portion 61B is arranged closer to the other end of the base material 50 in the longitudinal direction Z (on the right side in FIG. 10) than each of the resistance heating elements 59A to 59G. Each of the resistance heating elements 59A to 59G is electrically connected to one of two electrode parts 61A and 61C arranged on one end side and one electrode part 61B arranged on the other end side. There is.

詳しくは、7つの抵抗発熱体59A~59Gのうち、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fは、第1給電線62Aを介して第1電極部61Aに並列に接続されると共に、第2給電線62Bを介して第2電極部61Bに並列に接続されている。一方、両端の各抵抗発熱体59A,59Gは、第3給電線62C又は第4給電線62Dを介して第3電極部61Cに並列に接続されると共に、第2給電線62Bを介して第2電極部61Bに並列に接続されている。 Specifically, among the seven resistance heating elements 59A to 59G, each of the resistance heating elements 59B to 59F other than both ends is connected in parallel to the first electrode portion 61A via the first feed line 62A, and is connected to the second feed line 61A in parallel. It is connected in parallel to the second electrode section 61B via an electric wire 62B. On the other hand, the resistance heating elements 59A and 59G at both ends are connected in parallel to the third electrode portion 61C via the third feed line 62C or the fourth feed line 62D, and are connected to the second electrode portion 61C via the second feed line 62B. It is connected in parallel to the electrode section 61B.

このような接続構造とすることで、本実施形態では、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fで構成される第1発熱部60Aと、両端の各抵抗発熱体59A,59Gで構成される第2発熱部60Bとを、互いに独立して発熱制御することが可能である。具体的に、第1電極部61A及び第2電極部61Bに電圧を印加して両電極部61A,61B間に電位差を生じさせた場合は、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fが通電し、第1発熱部60Aのみが発熱する。一方、第3電極部61C及び第2電極部61Bに電圧を印加して両電極部61C,61B間に電位差を生じさせた場合は、両端の各抵抗発熱体59A,59Gが通電するため、第2の発熱部60Bのみが発熱する。また、全ての電極部61A~61Cに電圧を印加して第1電極部61Aと第2電極部61の間及び第3電極部61Cと第2電極部61Bの間でそれぞれ電位差を生じさせた場合は、全ての抵抗発熱体59A~59Gが通電するため、第1の発熱部60A及び第2の発熱部60Bの両方が発熱する。例えば、A4サイズ(通紙幅:210mm)以下の比較的小さい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第1の発熱部60Aのみを発熱させ、A3サイズ(通紙幅:297mm)以上の比較的大きい幅サイズの用紙を通紙する場合は、第1の発熱部60Aに加え第2の発熱部60Bも発熱させることで、用紙幅に応じた発熱領域とすることが可能である。 With such a connection structure, in this embodiment, the first heat generating section 60A is made up of each of the resistance heating elements 59B to 59F other than both ends, and the first heat generation section is made up of each of the resistance heating elements 59A and 59G at both ends. It is possible to control the heat generation of the two heat generating parts 60B independently of each other. Specifically, when a voltage is applied to the first electrode section 61A and the second electrode section 61B to generate a potential difference between the two electrode sections 61A and 61B, each of the resistance heating elements 59B to 59F other than both ends is energized. , only the first heat generating section 60A generates heat. On the other hand, when a voltage is applied to the third electrode section 61C and the second electrode section 61B to generate a potential difference between the two electrode sections 61C and 61B, each of the resistance heating elements 59A and 59G at both ends is energized. Only the second heat generating section 60B generates heat. Further, when a voltage is applied to all the electrode parts 61A to 61C to generate a potential difference between the first electrode part 61A and the second electrode part 61 and between the third electrode part 61C and the second electrode part 61B, respectively. Since all the resistance heating elements 59A to 59G are energized, both the first heating section 60A and the second heating section 60B generate heat. For example, when passing a relatively small width paper of A4 size (paper passing width: 210 mm) or less, only the first heating section 60A generates heat, and when passing a relatively large paper of A3 size (paper passing width: 297 mm) or more. When passing paper of a width size, by generating heat in the second heat generating part 60B in addition to the first heat generating part 60A, it is possible to create a heat generating area according to the width of the paper.

ここで、本実施形態に係るヒータ22に生じる温度のばらつき(温度分布偏差)について説明する。 Here, temperature variations (temperature distribution deviations) occurring in the heater 22 according to the present embodiment will be explained.

一般的に、上記のような抵抗発熱体が給電線を介して電極部に接続されたヒータにおいては、抵抗発熱体を発熱させる際、給電線への通電により給電線でもわずかながら発熱が生じる。従って、給電線の発熱分布によっては、ヒータの温度分布にばらつきが生じる虞がある。特に、画像形成装置の高速化に伴い、発熱量を増大させるべく発熱体へ流れる電流を大きくすると、給電線で生じる発熱量も大きくなるため、その影響を無視できなくなる。 Generally, in a heater in which a resistive heating element as described above is connected to an electrode part via a power supply line, when the resistance heating element is made to generate heat, the power supply line also generates a small amount of heat due to energization of the power supply line. Therefore, depending on the heat generation distribution of the power supply line, there is a possibility that the temperature distribution of the heater may vary. In particular, as the speed of image forming apparatuses increases, if the current flowing through the heating element is increased in order to increase the amount of heat generated, the amount of heat generated in the power supply line also increases, and the effect thereof cannot be ignored.

図11では、全ての抵抗発熱体59A~59Gに対して電流が20%ずつ流れた場合に、抵抗発熱体59A~59Gごとに区画された各ブロック内で発生する各給電線62A,62B,62Dの発熱量とその合計値を示す。ここで、基材50の抵抗発熱体59が設けられている面に沿って長手方向Zと交差する方向Y(図10参照)を、基材50の「短手方向」と称すると、本実施形態では、各給電線62A,62B,62Dの短手方向Yに伸びる部分は短く、その部分における発熱量はわずかであることから無視し、長手方向Zに伸びる部分で発生する発熱量のみを算出している。また、発熱量(W)は下記式(1)で表されることから、図11の表に示す発熱量は、便宜的に各給電線に流れる電流(I)の二乗として算出している。よって、算出された発熱量の数値は、あくまで簡易的に算出された値であり、実際の発熱量とは異なるものである。 In FIG. 11, when a 20% current flows through all the resistance heating elements 59A to 59G, each power supply line 62A, 62B, 62D generated in each block partitioned for each resistance heating element 59A to 59G. Shows the calorific value and its total value. Here, if the direction Y (see FIG. 10) that intersects the longitudinal direction Z along the surface of the base material 50 on which the resistance heating element 59 is provided is referred to as the "lateral direction" of the base material 50, this embodiment In the configuration, the portions of each power supply line 62A, 62B, and 62D that extend in the transverse direction Y are short, and the amount of heat generated in that portion is negligible, so it is ignored, and only the amount of heat generated in the portions that extend in the longitudinal direction Z is calculated. are doing. Further, since the amount of heat generation (W) is expressed by the following formula (1), the amount of heat generation shown in the table of FIG. 11 is conveniently calculated as the square of the current (I) flowing through each power supply line. Therefore, the calculated calorific value is just a simply calculated value and is different from the actual calorific value.

Figure 0007397405000001
Figure 0007397405000001

発熱量の算出方法について、図11における第1ブロック及び第2ブロックを例に説明すると、第1ブロックにおいては、第1給電線62Aに流れる電流が100%、第4給電線62Dに流れる電流が20%であるので、それぞれの二乗の合計値である10400(10000+400)が第1ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、第2ブロックにおいては、第1給電線62Aに流れる電流が80%、第2給電線62Bに流れる電流が20%、第4給電線62Dに流れる電流が20%であるので、これらの二乗の合計値である7200(6400+400+400)が第2ブロックにおける給電線の合計発熱量となる。また、他のブロックにおいても、同様にして発熱量を算出している。 The method for calculating the amount of heat generated will be explained using the first and second blocks in FIG. 11 as an example. In the first block, the current flowing through the first power supply line 62A is 100%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 100%. Since it is 20%, the total value of each square, 10400 (10000+400), is the total amount of heat generated by the power supply lines in the first block. In addition, in the second block, the current flowing through the first power supply line 62A is 80%, the current flowing through the second power supply line 62B is 20%, and the current flowing through the fourth power supply line 62D is 20%, so the square of these The total value of 7200 (6400+400+400) is the total amount of heat generated by the power supply lines in the second block. In addition, the amount of heat generated in other blocks is calculated in the same manner.

そして、各ブロックの合計発熱量を縦軸に表したものが、図11中のグラフである。このグラフを見てわかるように、各給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなる。また、中央に対して対称のブロック同士(例えば、第1ブロックと第7ブロック)における各給電線の合計発熱量も異なっている。このように、給電線の発熱分布には基材の長手方向Zに渡ってばらつきがあるため、このばらつきによってヒータの発熱分布にもばらつきが発生する。その結果、トナーの定着性が影響を受け、定着後の画像濃度にばらつきが生じ、画質が低下する虞がある。 The graph in FIG. 11 shows the total calorific value of each block on the vertical axis. As can be seen from this graph, the total amount of heat generated by each feeder line is large in the blocks on both ends, and on the contrary, it is low in the blocks in the center. In addition, the total amount of heat generated by each feeder line in blocks that are symmetrical about the center (for example, the first block and the seventh block) is also different. As described above, since there is variation in the heat generation distribution of the power supply line over the longitudinal direction Z of the base material, this variation causes variation in the heat generation distribution of the heater. As a result, the fixability of the toner is affected, resulting in variations in image density after fixing, and there is a possibility that image quality may deteriorate.

また、このような給電線の発熱に起因する温度のばらつきは、全ての抵抗発熱体を発熱させる場合(図11に示す例)だけに限らず、一部の抵抗発熱体を発熱させる場合でも発生し得る。特に、ヒータの小型化や画像形成装置の高速化に伴って、給電線に意図しない分流が生じた場合は、温度のばらつきが顕著となる虞がある。また、意図しない分流は、ヒータを短手方向に小型化すべく、給電線の幅をヒータの短手方向に小さくした結果、給電線の抵抗値が大きくなった場合や、画像形成装置を高速化するため、抵抗発熱体の発熱量を増加させるべく、抵抗発熱体の抵抗値を小さくした場合に、発生しやすくなる。すなわち、小型化や高速化に伴って給電線の抵抗値と抵抗発熱体の抵抗値とが相対的に接近した場合は、これまで通電しなかった経路にも通電し得る(意図しない分流が発生し得る)状態となる。 Furthermore, such temperature variations due to heat generation in the power supply line occur not only when all the resistance heating elements are made to generate heat (as shown in Figure 11), but also when some of the resistance heating elements are made to generate heat. It is possible. Particularly, as heaters become smaller and image forming apparatuses become faster, if unintended shunts occur in the power supply line, temperature variations may become noticeable. In addition, unintended shunts can occur when the resistance value of the power supply line increases as a result of reducing the width of the power supply line in the width direction of the heater in order to make the heater smaller, or when the image forming device is made faster. Therefore, when the resistance value of the resistive heating element is decreased in order to increase the amount of heat generated by the resistive heating element, it is more likely to occur. In other words, if the resistance value of the power supply line and the resistance value of the resistive heating element become relatively close due to miniaturization and speed increase, current may be applied to paths that were not previously energized (unintentional shunt may occur). (possible) state.

例えば、図12に示すように、両端以外の各抵抗発熱体59B~59F(第1発熱部60A)のみに通電した場合に、図の左から2番目の抵抗発熱体59Bを通過した電流の一部が、その先の第2給電線62Bの分岐部Xにて第2電極部61B側とは反対側(図の左側)にも流れる意図しない分流が発生することがある。分流した電流は、図12における左端の抵抗発熱体59Aを通過し、さらに、第3給電線62C、第3電極部61C、第4給電線62Dを介して右端の抵抗発熱体59Gを通過した後、第2給電線62Bに合流する。 For example, as shown in FIG. 12, when only each of the resistance heating elements 59B to 59F (first heating section 60A) other than both ends is energized, the current passing through the second resistance heating element 59B from the left in the figure is An unintended shunt may occur in which the current also flows to the side opposite to the second electrode portion 61B (to the left in the figure) at the branch portion X of the second feeder line 62B. The shunted current passes through the resistance heating element 59A at the left end in FIG. 12, and further passes through the resistance heating element 59G at the right end via the third power supply line 62C, the third electrode section 61C, and the fourth power supply line 62D. , joins the second power supply line 62B.

このように、意図しない分流は、分岐部Xから図12中の一点鎖線K3で示す経路を通って第2給電線62Bに至る。また、このような意図しない分流は、本実施形態に係るヒータ22のような、ヒータ22の導電経路が、両端以外の各抵抗発熱体59B~59F(第1発熱部60A)と第1電極部61Aとを接続する第1導電経路K1と、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fからヒータ22の長手方向のうちの第1方向S1(図12における右方向)に伸びて第2電極部61Bに接続される第2導電経路K2と、第2導電経路K2から第1方向S1とは反対の第2方向S2(図12における左方向)に分岐して第1導電経路K1を介さずに第2導電経路K2又は第2電極部61Bに接続される分第3導電経路K3と、を少なくとも有する構成であれば生じ得る。なお、本実施形態では、第3導電経路K3を構成する部分として、第2給電線62Bの一部(分岐部Xから図12における左側の部分)と、第3給電線62Cと、第4給電線62Dのほか、両端の各抵抗発熱体59A,59G(第2発熱部60B)と、第3電極部61Cと、が含まれているが、第3導電経路K3が抵抗発熱体や電極部を含まない給電線のみの場合であっても、意図しない分流は生じる可能性がある。 In this way, the unintended branch flow reaches the second power supply line 62B from the branch portion X through the path shown by the dashed line K3 in FIG. Further, such unintended shunting may occur if the conductive path of the heater 22, such as the heater 22 according to the present embodiment, connects each of the resistance heating elements 59B to 59F (first heating section 60A) other than both ends and the first electrode section. 61A, and a second electrode portion 61B extending from each resistance heating element 59B to 59F other than both ends in the first direction S1 (right direction in FIG. 12) of the longitudinal direction of the heater 22. A second conductive path K2 is connected to the second conductive path K2, and a second conductive path K2 is branched from the second conductive path K2 to a second direction S2 (left direction in FIG. 12) opposite to the first direction S1, and a second conductive path K2 is connected to the This can occur if the configuration has at least two conductive paths K2 or a third conductive path K3 connected to the second electrode portion 61B. In the present embodiment, the third conductive path K3 includes a part of the second power supply line 62B (the part on the left side in FIG. 12 from the branch part X), the third power supply line 62C, and the fourth power supply line 62C. In addition to the electric wire 62D, each resistance heating element 59A, 59G (second heating part 60B) at both ends and a third electrode part 61C are included, but the third conductive path K3 does not connect the resistance heating element or the electrode part. Even if there is only a feeder line that does not contain a power supply, unintended shunts may occur.

図12中の表及びグラフに、意図しない分流が発生した場合のブロックごとの各給電線62A,62B,62Dで生じる発熱量及びその合計値を示す。この例では、両端以外の各抵抗発熱体59B~59Fへ電流が20%ずつ均等に流れた場合に、そのうちの一部の電流が分岐部Xにおいて5%分流したとして、発熱させるブロック(第2ブロック~第6ブロック)ごとの各給電線62A,62B,62Dの発熱量を算出している。なお、発熱量の算出方法は、図11に示す例で説明した方法と同様である。 The table and graph in FIG. 12 show the amount of heat generated in each of the power supply lines 62A, 62B, and 62D for each block and the total value thereof when an unintended shunt occurs. In this example, when 20% of the current flows evenly to each of the resistance heating elements 59B to 59F other than both ends, some of the current is diverted by 5% at the branch part X, and the block that generates heat (the second The amount of heat generated by each power supply line 62A, 62B, and 62D for each block (block to sixth block) is calculated. Note that the method for calculating the calorific value is the same as the method explained in the example shown in FIG.

図12中の表及びグラフに示すように、この場合も、給電線の合計発熱量は、両端側のブロックで大きく、反対に中央側のブロックでは低くなり、ばらつきが発生する。ただし、図12の場合は、図11とは反対に、グラフの右側のブロックよりも左側のブロックの温度が高くなっている。なお、図11及び図12では、電流が一方向に流れる様子を示しているが、ヒータ22に流れる電流は直流でもよいし交流でもよい。いずれにしても、このような給電線の温度分布にばらつきが生じると、定着後の画像濃度にばらつきが発生するため、画質が低下する虞がある。 As shown in the table and graph in FIG. 12, in this case as well, the total calorific value of the feeder line is large in the blocks on both ends, and on the contrary, it is low in the block on the center side, causing variations. However, in the case of FIG. 12, contrary to FIG. 11, the temperature of the block on the left side of the graph is higher than that of the block on the right side of the graph. Although FIGS. 11 and 12 show that the current flows in one direction, the current that flows through the heater 22 may be direct current or alternating current. In any case, if such variations in the temperature distribution of the power supply line occur, variations will occur in the image density after fixing, and there is a possibility that the image quality will deteriorate.

そこで、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記のようなヒータの温度分布のばらつきに起因して生じる画像濃度のばらつきを抑制するため、以下のような対策を講じている。 Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the following measures are taken in order to suppress variations in image density caused by variations in the temperature distribution of the heater as described above.

上記のように、ヒータの温度分布にばらつきがあると、トナーの定着性がその影響を受ける。具体的には、ヒータの温度が高い部分では、トナーが高い温度で加熱されるため、高い定着性が得られ、トナーが用紙から剥がれにくくなる。一方、トナーの温度が低い部分では、トナーが低い温度で加熱されるため、定着性が低下し、トナーが用紙から剥がれやすくなる。従って、トナー付着量をイメージ化した図13に示すように、用紙P上に同じ量(同じ濃度)のトナーTを付着させて定着処理したとしても、ヒータの温度分布にばらつきがある場合は、温度の低い部分Lの方が温度の高い部分HよりもトナーTが用紙Pから剥がれやすいため、用紙P上に残るトナーが少なくなる。その結果、温度の低い部分Lで画像濃度が低下し、画像濃度のばらつきが生じる。 As described above, if there are variations in the temperature distribution of the heater, the toner fixing performance is affected. Specifically, since the toner is heated at a high temperature in the portion of the heater where the temperature is high, high fixability is obtained and the toner is difficult to peel off from the paper. On the other hand, in areas where the toner temperature is low, the toner is heated at a low temperature, resulting in poor fixing properties and the toner becoming easily peeled off from the paper. Therefore, as shown in FIG. 13, which visualizes the toner adhesion amount, even if the same amount (same density) of toner T is attached to the paper P and the fixing process is performed, if there is variation in the temperature distribution of the heater, Since the toner T is more easily peeled off from the paper P in the lower temperature part L than in the higher temperature part H, less toner remains on the paper P. As a result, the image density decreases in the low-temperature portion L, causing variations in image density.

ここで、画像濃度を高める方法として、定着前の用紙に対するトナー付着量、すなわち感光体や中間転写ベルトなどから用紙に転移されるトナー量をあらかじめ多くする方法がある。定着前の用紙に対するトナー付着量と、定着後の用紙に対するトナー付着量は、図14に示すように、ほぼ比例関係が成立する。従って、定着前のトナー付着量を多くすれば、定着後のトナー付着量も多くなる傾向にある。 Here, as a method of increasing the image density, there is a method of increasing the amount of toner adhering to the paper before fixing, that is, the amount of toner transferred from the photoreceptor, intermediate transfer belt, etc. to the paper in advance. As shown in FIG. 14, the amount of toner adhering to the paper before fixing and the amount of toner adhering to the paper after fixing have a substantially proportional relationship. Therefore, if the amount of toner adhering before fixing is increased, the amount of toner adhering after fixing also tends to increase.

しかしながら、定着後のトナー付着量は、トナーの加熱温度に依存するため、図15に示すように、温度の低い部分Lに多くのトナーを付着させたとしても、温度に応じて定着可能なトナーの最大量は変わらない。従って、温度の低い部分Lのトナー付着量を多くしても、さらに多くのトナーが用紙から剥がれるだけであり、画像濃度が上がることにはならない。 However, since the amount of toner attached after fixing depends on the heating temperature of the toner, as shown in FIG. The maximum amount remains unchanged. Therefore, even if the amount of toner adhered to the low-temperature portion L is increased, more toner will only be peeled off from the paper, and the image density will not increase.

一方、図16に示すように、温度の高い部分Hでは、定着前のトナー付着量をt0からt1に減らすことにより、定着後のトナー付着量を少なくする(画像濃度を低くする)ことが可能である。よって、本発明では、斯かる点に着目し、温度の高い部分Hにおけるトナー付着量をあらかじめ減らすことにより、温度の低い部分Lとの濃度差を低減し、画像濃度のばらつきを抑制できるようにしている。 On the other hand, as shown in FIG. 16, in the high-temperature portion H, by reducing the toner adhesion amount before fixing from t0 to t1, it is possible to reduce the toner adhesion amount after fixing (lower the image density). It is. Therefore, in the present invention, paying attention to this point, by reducing the amount of toner adhesion in the high-temperature area H in advance, the density difference with the low-temperature area L can be reduced, and variations in image density can be suppressed. ing.

図17は、画像濃度を調整するための制御系を示すブロック図である。 FIG. 17 is a block diagram showing a control system for adjusting image density.

図17に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、階調処理手段41と、階調率算出手段42と、階調率比較手段43と、トナー付着量算出手段44と、トナー付着量比較手段45と、露光制御手段46と、を備えている。 As shown in FIG. 17, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a gradation processing unit 41, a gradation rate calculation unit 42, a gradation rate comparison unit 43, a toner adhesion amount calculation unit 44, and a toner adhesion amount calculation unit 44. It includes an amount comparison means 45 and an exposure control means 46.

上記階調処理手段41は、原稿読取装置あるいは端末から入力された画像情報を階調処理する手段である。入力された画像情報は、文字や写真などの画像の種類や画像形成装置の機種ごとにあらかじめ設定された情報に基づいて適宜所定の階調が設定される。 The gradation processing means 41 is a means for performing gradation processing on image information input from a document reading device or a terminal. For the input image information, a predetermined gradation is appropriately set based on information set in advance for each type of image such as text or a photograph and for each model of the image forming apparatus.

上記階調率算出手段42は、階調処理手段41からの階調情報に基づいて、用紙上の複数のブロックごとに画像の階調率を算出する手段である。本実施形態では、図18に示すように、用紙上で画像形成可能な最大の画像形成領域Jを、上記ヒータ22の抵抗発熱体59A~59Gごとに用紙幅方向に渡って7つのブロックJ1~J7に分割し、これらのブロックJ1~J7ごとに階調率が算出される。なお、分割されるブロックの数は、7つに限らず、少なくとも2つ以上であれば任意に設定可能である。階調率は、次のようにして求められる。 The gradation rate calculating means 42 is a means for calculating the gradation rate of the image for each of a plurality of blocks on the paper based on the gradation information from the gradation processing means 41. In this embodiment, as shown in FIG. 18, the largest image forming area J on the paper is divided into seven blocks J1 to 7 in the width direction of the paper for each resistance heating element 59A to 59G of the heater 22. The block is divided into blocks J7, and the gradation rate is calculated for each of these blocks J1 to J7. Note that the number of divided blocks is not limited to seven, but can be arbitrarily set to at least two or more. The gradation rate is determined as follows.

まず、図19に示すように、抵抗発熱体59A~59Gごとに分割された上記7つのブロックJ1~J7を、さらに用紙搬送方向Vに渡って複数(例えば7つ)のエリアに分割し、分割された分割エリアgごとに階調率を算出する。分割エリアgごとの階調率は、下記式(2)を用いて算出することができる。 First, as shown in FIG. 19, the seven blocks J1 to J7, which are divided for each of the resistance heating elements 59A to 59G, are further divided into a plurality of (for example, seven) areas across the paper conveyance direction V. The gradation rate is calculated for each divided area g. The gradation rate for each divided area g can be calculated using the following formula (2).

Figure 0007397405000002
Figure 0007397405000002

上記式(2)中の「単位画素あたりのX階調」は、1つの分割エリア内の印字部分における単位画素あたりの階調を意味する。ここで「X階調」としているのは、一般的に、階調は、文字や写真、グラフなどの入力画像の種類によって異なり、また、階調は、画像形成装置の機種ごとの画像設計(トナーの色味、画像処理方法など)に応じても異なるため、一律に決定できないからである。従って、「X階調」には、画像の種類に応じて機種ごとに設定された最適の値を用いる。 "X gradation per unit pixel" in the above formula (2) means the gradation per unit pixel in the printed portion within one divided area. The term "X gradation" is used here because gradation generally varies depending on the type of input image such as text, photographs, and graphs, and gradation varies depending on the image design ( This is because it cannot be determined uniformly because it varies depending on the toner color, image processing method, etc.). Therefore, for "X gradation", the optimum value set for each model is used depending on the type of image.

また、上記式(2)中の「印字画素数」は、同じ1つの分割エリア内に印字された部分の画素数である。また、「単位画素あたりの最大階調」及び「分割エリア全体の画素数」は、同じ1つの分割エリアにおける最大階調と全体の画素数を意味する。 Further, the "number of printed pixels" in the above formula (2) is the number of pixels of the portion printed within the same one divided area. Furthermore, "maximum gradation per unit pixel" and "number of pixels in the entire divided area" mean the maximum gradation in the same one divided area and the total number of pixels.

上記ブロックJ1~J7ごとの階調率を算出するには、まず、上記式(2)を用いて、分割エリアごとの階調率を算出する。そして、同じブロック内で算出された各分割エリアの階調率のうち、最大の階調率をそのブロックの階調率として特定する。 In order to calculate the gradation rate for each of the blocks J1 to J7, first, the gradation rate for each divided area is calculated using the above equation (2). Then, among the gradation rates of each divided area calculated within the same block, the maximum gradation rate is specified as the gradation rate of that block.

また、1つの分割エリア内に形成される画像に、文字や写真、グラフが含まれる場合は、上記式(2)中の「単位画素あたりのX階調」を、文字、写真、グラフの種類ごとに分けた下記式(3)を用いて分割エリアごとの階調率を算出ればよい。なお、この場合、式(3)中の「単位画素あたりの最大階調」は、入力画像の種類によらず一定とする。 In addition, if the image formed in one divided area includes text, photographs, or graphs, the "X gradation per unit pixel" in the above formula (2) should be changed to the type of text, photograph, or graph. The gradation rate for each divided area may be calculated using the following formula (3). Note that in this case, the "maximum gradation per unit pixel" in equation (3) is constant regardless of the type of input image.

Figure 0007397405000003
Figure 0007397405000003

さらに、「単位画素あたりの最大階調」が、文字、写真、グラフごとに異なる値に設定されている場合は、下記式(4)を用いて分割エリアごとの階調率を算出すればよい。 Furthermore, if the "maximum gradation per unit pixel" is set to a different value for each character, photo, or graph, the gradation rate for each divided area can be calculated using formula (4) below. .

Figure 0007397405000004
Figure 0007397405000004

上記階調率比較手段43は、階調率算出手段42によって算出された階調率をブロックJ1~J7同士で比較する手段である。階調率の比較は、全てのブロックJ1~J7を対象にして行うこともできるし、一部のブロック同士で行うこともできる。 The gradation rate comparing means 43 is a means for comparing the gradation rates calculated by the gradation rate calculating means 42 among the blocks J1 to J7. Comparison of gradation rates can be performed for all blocks J1 to J7, or for some blocks.

上記トナー付着量算出手段44は、階調率算出手段42によって算出された階調率と、図2に示す温度センサ19によって検知されたヒータ22の温度に基づき、ブロックJ1~J7ごとの温度に応じた用紙に対する定着後のトナー付着量を算出する手段である。図20に示すように、用紙に対する定着後のトナー付着量は、ヒータによって加熱される用紙の温度(定着温度)と画像の階調率とに応じて異なる。図20では、定着後のトナー付着量が、画像の階調率ごとに分けて表示されており、いずれの階調率の場合も温度(定着温度)が高くなるにつれて定着後のトナー付着量が増えている。トナー付着量算出手段44は、算出された階調率から各ブロックJ~J7の画像が図20中のどの階調率(グラフ)であるかを判断し、さらに、検知された各ブロックJ1~J7の温度からその温度に対応する定着後のトナー付着量を算出する。 The toner adhesion amount calculation means 44 calculates the temperature of each block J1 to J7 based on the gradation rate calculated by the gradation rate calculation means 42 and the temperature of the heater 22 detected by the temperature sensor 19 shown in FIG. This is means for calculating the amount of toner adhering to the corresponding paper after fixing. As shown in FIG. 20, the amount of toner adhering to the paper after fixing varies depending on the temperature of the paper heated by the heater (fixing temperature) and the gradation rate of the image. In FIG. 20, the amount of toner adhesion after fixing is displayed separately for each gradation rate of the image, and for any gradation rate, as the temperature (fixing temperature) increases, the amount of toner adhesion after fixing increases. is increasing. The toner adhesion amount calculation means 44 determines which gradation rate (graph) in FIG. 20 the image of each block J to J7 has from the calculated gradation rate, and further determines which gradation rate (graph) in FIG. 20 the image of each block J to J7 has. From the temperature of J7, the toner adhesion amount after fixing corresponding to that temperature is calculated.

また、本実施形態では、ブロックJ1~J7ごとの各抵抗発熱体59A~59Gの温度情報をトナー付着量算出手段44が得られるように、図21に示すように、温度センサ19を、全ての抵抗発熱体59A~59Gに対応して1つずつ設けている。また、一部のブロックの温度を検知することにより、その検知された温度情報に基づいて、他のブロックの温度(推定値)を算出できる場合は、図22に示す例のように、一部の抵抗発熱体59A,59D,59Gのみに温度センサ19を設けてもよい。この場合、設置する温度センサ19の数を減らすことができ、小型化や低コスト化を図れるようになる。また、温度センサ19を全く設けずに、各ブロックの温度を全て予測してトナー付着量を算出するようにしてもよい。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 21, the temperature sensors 19 are connected to all One each is provided corresponding to the resistance heating elements 59A to 59G. Furthermore, by detecting the temperature of some blocks, if it is possible to calculate the temperature (estimated value) of other blocks based on the detected temperature information, as in the example shown in FIG. The temperature sensor 19 may be provided only on the resistance heating elements 59A, 59D, and 59G. In this case, the number of temperature sensors 19 installed can be reduced, making it possible to achieve downsizing and cost reduction. Alternatively, the toner adhesion amount may be calculated by predicting all the temperatures of each block without providing the temperature sensor 19 at all.

上記トナー付着量比較手段45は、トナー付着量算出手段44によって算出された定着後のトナー付着量を、ブロックJ1~J7同士で比較する手段である。定着後のトナー付着量の比較は、全てのブロックJ1~J7を対象にして行うこともできるし、一部のブロック同士で行うこともできる。 The toner adhesion amount comparison means 45 is a means for comparing the toner adhesion amounts after fixing calculated by the toner adhesion amount calculation means 44 between the blocks J1 to J7. Comparison of toner adhesion amounts after fixing can be performed for all blocks J1 to J7, or for some blocks.

上記露光制御手段46は、図1に示す露光装置6の露光量を制御する手段である。露光制御手段46は、階調処理手段41によって階調処理された画像情報に加え、階調率の比較結果、及び、定着後のトナー付着量の比較結果に基づいて、露光量を制御する。 The exposure control means 46 is a means for controlling the exposure amount of the exposure device 6 shown in FIG. The exposure control means 46 controls the exposure amount based on the image information subjected to gradation processing by the gradation processing means 41, the comparison result of the gradation rate, and the comparison result of the toner adhesion amount after fixing.

図23は、露光量を変化させた場合のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の用紙に対する付着量(定着前のトナー付着量)を示したものである。図23に示すように、いずれの色のトナーの場合も、露光量を上げると、用紙に対するトナー付着量が多くなり、反対に、露光量を下げると、用紙に対するトナー付着量が少なくなる。このように、露光量を調整することにより、感光体に付着するトナー量が変化するため、定着後のトナー付着量(画像濃度)も調整することが可能である。 FIG. 23 shows the amount of toner adhered to paper (the amount of toner adhered before fixing) of each color of yellow, magenta, cyan, and black when the exposure amount is changed. As shown in FIG. 23, for any color toner, when the exposure amount is increased, the amount of toner adhesion to the paper increases, and conversely, when the exposure amount is decreased, the amount of toner adhesion to the paper is decreased. In this way, by adjusting the exposure amount, the amount of toner adhering to the photoreceptor changes, so it is also possible to adjust the amount of toner adhesion (image density) after fixing.

以下、図24を参照しつつ、露光量の制御フローについて説明する。 The exposure control flow will be described below with reference to FIG. 24.

図24に示す露光量の制御フローでは、まず、各ブロックJ1~J7のうち、比較対象となるブロックを抽出するためのブロックごとの階調率や、ヒータ温度、及び定着後のトナー付着量の各情報を取得する工程(Step1~Step5)が行われる。 In the exposure amount control flow shown in FIG. 24, first, the gradation rate, heater temperature, and toner adhesion amount after fixing are determined for each block to extract the block to be compared among the blocks J1 to J7. Steps (Step 1 to Step 5) of acquiring each piece of information are performed.

具体的には、図24に示すように、画像形成装置に対して印字要求がなされると、まず、上記階調処理手段41によって入力画像の階調処理がなされ(Step1)、階調処理された画像情報に基づきブロックJ1~J7ごとの階調率が階調率算出手段42によって算出される(Step2)。 Specifically, as shown in FIG. 24, when a printing request is made to the image forming apparatus, first, the gradation processing means 41 performs gradation processing on the input image (Step 1). The gradation rate calculation means 42 calculates the gradation rate for each block J1 to J7 based on the image information obtained (Step 2).

また、上記印字要求があると、定着装置のヒータの発熱が開始され(Step3)、ヒータの温度が所定の定着温度(画像定着可能な温度)に達した状態で、各ブロックJ1~J7の温度が上記温度センサ19によって検知される(Step4)。続いて、算出された階調率と検知された温度に基づきブロックJ1~J7ごとの定着後のトナー付着量が上記トナー付着量算出手段44によって算出される(Step5)。このように、本実施形態では、まず、ブロックJ1~J7ごとの階調率、ヒータ温度、及び定着後のトナー付着量の各情報が取得される。 Furthermore, when the above-mentioned printing request is received, the heater of the fixing device starts generating heat (Step 3), and when the temperature of the heater reaches a predetermined fixing temperature (temperature at which the image can be fixed), the temperature of each block J1 to J7 is is detected by the temperature sensor 19 (Step 4). Next, the toner adhesion amount calculation means 44 calculates the toner adhesion amount after fixing for each block J1 to J7 based on the calculated gradation rate and the detected temperature (Step 5). In this manner, in this embodiment, first, each piece of information about the gradation rate, heater temperature, and toner adhesion amount after fixing is acquired for each block J1 to J7.

次に、比較対象となるブロックを抽出する工程(Step6~Step9)を実施する。 Next, a process of extracting blocks to be compared (Steps 6 to 9) is performed.

具体的には、各ブロックJ1~J7のうち、ヒータの温度が最低温度となるブロックを抽出し、その最低温度のブロックの階調率と他のブロックの階調率とを比較して、同じ階調率のブロックがあるか否か判断する(Step6)。ここで、同じ階調率のブロックがあるか否か判断する理由は、そもそも同じ階調率のブロック同士でなければ画像濃度のばらつきを比較できない、あるいは比較が困難なためである。また、画像濃度の比較が困難であるということは、目視によって判別可能なほどの顕著な画質低下にはならないので、濃度調整を行う必要性も低い。そのため、階調率が同じブロック同士を比較対象として抽出するようにしている。また、最低温度のブロックを比較対象として抽出する理由は、他のブロックに対する温度差が大きく、これに伴う画像濃度のばらつきも大きくなるので、そのようなばらつきが大きい濃度差を優先して改善すべきだからである。 Specifically, out of each block J1 to J7, the block whose heater temperature is the lowest is extracted, and the gradation rate of the block with the lowest temperature is compared with the gradation rate of other blocks to determine whether the block is the same. It is determined whether there is a block with a gradation rate (Step 6). Here, the reason for determining whether there are blocks with the same gradation rate is that variations in image density cannot be compared or are difficult to compare unless the blocks have the same gradation rate. Furthermore, the fact that it is difficult to compare image densities does not result in a significant deterioration in image quality that can be visually discerned, so there is little need to perform density adjustment. Therefore, blocks having the same gradation rate are extracted as comparison targets. Also, the reason why the block with the lowest temperature is extracted as a comparison target is that the temperature difference with respect to other blocks is large, and the variation in image density associated with this is also large, so priority is given to improving the density difference with such a large variation. Because it should.

例えば、図11に示すヒータの温度分布を例に説明すると、この場合、ヒータによって加熱される温度が最低温度となるブロックは、第3ブロック又は第4ブロックである。このように、最低温度が同じブロックが複数ある場合は、画像形成領域の記録媒体幅方向中央に位置する第4ブロックを比較対象として選択する。ここで、第4ブロックを選択するのは、画像形成領域の中央の方が中央以外の部分よりも画像濃度のばらつきが目立ちやすいからである。なお、これに限らず、画像の種類やその他の画像形成の条件などによって、第3ブロックを選択してもよい。 For example, to explain the temperature distribution of the heater shown in FIG. 11 as an example, in this case, the block heated by the heater at the lowest temperature is the third block or the fourth block. In this way, if there are a plurality of blocks having the same minimum temperature, the fourth block located at the center of the image forming area in the width direction of the recording medium is selected as the comparison target. Here, the reason why the fourth block is selected is that variations in image density are more noticeable in the center of the image forming area than in parts other than the center. Note that the third block is not limited to this, and the third block may be selected depending on the type of image or other image forming conditions.

最低温度のブロックと同じ階調率のブロックがあるか否かは、上記階調率比較手段43によって判断される。その結果、最低温度のブロックと同じ階調率のブロックがあった場合は、さらに、上記トナー付着量比較手段45によって同じ階調率のブロック同士で定着後のトナー付着量の比較が行われる(Step7)。 The gradation rate comparison means 43 determines whether there is a block with the same gradation rate as the block with the lowest temperature. As a result, if there is a block with the same gradation rate as the block with the lowest temperature, the toner adhesion amount comparing means 45 further compares the toner adhesion amount after fixing between blocks with the same gradation rate ( Step 7).

一方、最低温度のブロックと同じ階調率のブロックが無かった場合は、次の比較対象となるブロックを探すため、画像形成領域の記録媒体幅方向中央を基準に対称に配置されるブロック同士の階調率を比較する(Step8)。このように、対称に配置されるブロック同士を比較対象とするのは、対称となる部分同士の画像濃度にばらつきがあった場合に、そのばらつきが目立ちやすい傾向にあるからである。なお、この場合も、階調率の比較は階調率比較手段43によって行われる。 On the other hand, if there is no block with the same gradation rate as the block with the lowest temperature, in order to find the next block to be compared, the blocks arranged symmetrically with respect to the center of the image forming area in the width direction of the recording medium are compared. The gradation rates are compared (Step 8). The reason why symmetrically arranged blocks are compared is that if there is variation in image density between symmetrical parts, the variation tends to be noticeable. In this case as well, the comparison of the gradation rates is performed by the gradation rate comparison means 43.

そして、対称に配置されるブロック同士の階調率を比較した結果、同じ階調率のブロックが無かった場合は、比較対象となるブロックを抽出することができなかったとして(画像濃度のばらつきを比較できないとして)、露光量の調整を行わずに(Step14)、画像形成を開始する。一方、同じ階調率のブロックがあった場合は、さらに、トナー付着量比較手段45によって同じ階調率のブロック同士で定着後のトナー付着量の比較が行われる(Step8)。 Then, as a result of comparing the gradation rates of symmetrically arranged blocks, if there are no blocks with the same gradation rate, it is assumed that the block to be compared cannot be extracted (the variation in image density is (Step 14), image formation is started without adjusting the exposure amount (Step 14). On the other hand, if there are blocks with the same gradation rate, the toner adhesion amount comparing means 45 further compares the amount of toner adhesion after fixing between the blocks with the same gradation rate (Step 8).

上記のように、比較対象となるブロックが抽出されたそれぞれの場合に、同じ階調率のブロック同士の定着後のトナー付着量が比較された結果(Step7、Step9)、定着後のトナー付着量が互いに同じである場合は、画像濃度も同じであるので(画像濃度のばらつきが無いので)、露光量の調整は行わない(Step11、Step13)。なお、定着後のトナー付着量が同じであるか否かの判断は、厳密に一致するか否かを判断する場合に限らず、誤差などを含めた一定の範囲内で一致するか否かで判断してもよい。 As mentioned above, in each case where blocks to be compared are extracted, the toner adhesion amount after fixing of blocks with the same gradation rate is compared (Step 7, Step 9). If they are the same, the image densities are also the same (there is no variation in image density), so the exposure amount is not adjusted (Steps 11 and 13). Note that determining whether the toner adhesion amounts after fixing are the same is not limited to determining whether they exactly match or not, but whether or not they match within a certain range including errors. You can judge.

一方、定着後のトナー付着量が互いに異なる場合は、画像濃度のばらつきが生じる虞があると判断し露光量の調整が行われる(Step10、Step12)。 On the other hand, if the toner adhesion amounts after fixing are different from each other, it is determined that there is a risk of variation in image density, and the exposure amount is adjusted (Step 10, Step 12).

露光量の調整は、上記露光制御手段46によって行われる。具体的には、定着後のトナー付着量が多いと予想されるブロック、すなわち相対的に温度の高いブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げるように制御する。すなわち、最低温度のブロックを比較対象とした場合は、抽出されたブロック(最低温度ではないブロック)の露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる制御を行う。また、対称に配置されるブロック同士を比較対象として抽出した場合は、温度の高い方のブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる制御を行う。 Adjustment of the exposure amount is performed by the exposure control means 46. Specifically, the exposure amount of a block where a large amount of toner is expected to adhere after fixing, that is, a block whose temperature is relatively high, is controlled to be lower than a preset exposure amount. That is, when a block with the lowest temperature is selected as a comparison target, control is performed to lower the exposure amount of the extracted block (a block that is not the lowest temperature) than a preset exposure amount. Further, when blocks arranged symmetrically are extracted for comparison, the exposure amount of the block with a higher temperature is controlled to be lower than the preset exposure amount.

このように、同じ階調率のブロックのうち、相対的に温度が高いブロックにおいて、露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる制御を行うことにより、図16に示すように、温度の高い部分Hにおいて付着されるトナー量t1を、あらかじめ画像情報(階調情報)に基づいて設定されるトナー量t0よりも少なくすることができる。これにより、定着後の温度の高い部分Hに付着されるトナー量t2を、定着後の温度の低い部分Lに付着されるトナー量t3に近づけることができるので、温度の高い部分Hと温度の低い部分Lとでの画像濃度のばらつきを抑制することができる。 In this way, by controlling the exposure amount to be lower than the preset exposure amount in blocks with relatively high temperatures among blocks with the same gradation rate, as shown in FIG. The amount t1 of toner deposited in the portion H can be made smaller than the amount t0 of toner that is set in advance based on image information (gradation information). As a result, the amount of toner t2 attached to the high-temperature area H after fixing can be made closer to the toner amount t3 attached to the low-temperature area L after fixing, so the temperature difference between the high-temperature area H and Variations in image density between the low portion L can be suppressed.

上述の制御フローでは、比較対象となるブロックを抽出するにあたって、まず、最低温度のブロックと同じ階調率のブロックがあるか否か判断し、同じ階調率のブロックが無かった場合に、次に、対称に配置されるブロック同士で同じ階調率のブロックがあるか否か判断しているが、最低温度と同じ階調率のブロックがあった場合でも、さらに、対称に配置されるブロック同士で同じ階調率のブロックがあるか否か判断してもよい。その場合、最低温度と同じ階調率のブロックと、対称に配置されるブロックの両方で、露光量の調整を行ってもよい。また、最低温度のブロックと同じ階調率のブロックを探す工程と、対称に配置されるブロック同士で同じ階調率のブロックを探す工程の、いずれか一方のみを行う制御フローであってもよい。 In the above control flow, when extracting blocks to be compared, it is first determined whether there is a block with the same gradation rate as the block with the lowest temperature, and if there is no block with the same gradation rate, the next block is extracted. , it is determined whether there are blocks with the same gradation rate among the blocks that are arranged symmetrically, but even if there is a block with the same gradation rate as the lowest temperature, the block that is arranged symmetrically still has the same gradation rate. It may also be determined whether there are blocks with the same gradation rate. In that case, the exposure amount may be adjusted for both the block having the same gradation rate as the lowest temperature and the blocks arranged symmetrically. Alternatively, the control flow may perform only one of the steps of searching for a block with the same gradation rate as the block with the lowest temperature, or searching for a block with the same gradation rate among blocks arranged symmetrically. .

また、上述の露光量の調整は、カラー画像を形成する各色トナーそれぞれ(全色)に行ってもよいし、一部の色のトナーのみについて行ってもよい。また、複数の用紙に対して同一の画像を連続して形成する場合は、最初用紙に対する画像形成時に設定された露光量によってその後の用紙の画像形成を行うようにしてもよい。 Further, the exposure amount adjustment described above may be performed for each color toner (all colors) forming a color image, or may be performed for only some color toners. Furthermore, when the same image is to be continuously formed on a plurality of sheets, the image formation on subsequent sheets may be performed using the exposure amount that was set when the image was formed on the first sheet.

以上のように、本発明によれば、ヒータの長手方向に渡って温度のばらつきがあったとしても、ヒータの温度分布に基づいて露光量を調整することにより、ヒータの温度分布に起因する画像濃度のばらつきを抑制できるようになる。これにより、ヒータの温度分布のばらつきに起因する画像品質の低下の問題を改善できるようになる。また、ヒータの温度分布のばらつきに起因する画像品質の低下の問題を改善できることにより、温度分布のばらつきが発生しやすい小型のヒータや、高速化のために発熱量を増大させたヒータを用いた構成にも対応できるようになる。 As described above, according to the present invention, even if there is variation in temperature in the longitudinal direction of the heater, by adjusting the exposure amount based on the temperature distribution of the heater, the image due to the temperature distribution of the heater can be improved. This makes it possible to suppress variations in concentration. This makes it possible to improve the problem of image quality deterioration caused by variations in temperature distribution of the heater. In addition, by being able to improve the problem of image quality deterioration caused by variations in the temperature distribution of the heater, it is possible to improve It can also be configured.

従って、本発明は、特に次のような小型のヒータを備える画像形成装置に適用された場合に大きな効果が期待できる。具体的は、図25に示すような基材50の短手方向寸法Qに対する抵抗発熱体59の短手方向寸法Rの比(R/Q)が、25%以上となるヒータ22に対して本発明を適用した場合に、大きな効果を期待できる。さらに、このような短手方向の寸法比(R/Q)が、40%以上となるヒータ22であれば、本発明を適用することの効果はより大きくなる。なお、図25に示す例では、ヒータ22の基材50が長方形に形成されているため、基材50の短手方向寸法Qはどの長手方向位置でも同じ寸法であるが、基材50の縁に凹凸があり、長手方向Zの位置によって短手方向寸法Qが変化する場合は、抵抗発熱体59が配置されている長手方向範囲内で基材50の短手方向寸法Qが最小となる部分を対象にして、上記短手方向の寸法比(R/Q)が成立すればよい。 Therefore, the present invention can be expected to be particularly effective when applied to an image forming apparatus equipped with the following small-sized heater. Specifically, the ratio (R/Q) of the width direction dimension R of the resistance heating element 59 to the width direction dimension Q of the base material 50 as shown in FIG. 25 is 25% or more. Great effects can be expected when the invention is applied. Furthermore, if the heater 22 has such a dimension ratio (R/Q) in the transverse direction of 40% or more, the effect of applying the present invention will be even greater. In the example shown in FIG. 25, since the base material 50 of the heater 22 is formed in a rectangular shape, the width direction dimension Q of the base material 50 is the same at any longitudinal position; If there are irregularities and the transverse direction dimension Q changes depending on the position in the longitudinal direction Z, the portion where the transverse direction dimension Q of the base material 50 is the minimum within the longitudinal direction range where the resistance heating element 59 is arranged. It is only necessary that the dimension ratio (R/Q) in the transverse direction holds true for .

また、ヒータにおける温度のばらつきを抑制するために、PTC特性を有する抵抗発熱体を用いてもよい。PTC特性とは、温度が高くなると抵抗値が高くなる(一定電圧をかけた場合に、ヒータ出力が下がる)特性である。PTC特性を有する発熱部とすることで、低温では高出力によって高速で立ち上がり、高温では低出力により過昇温を抑制することができる。例えば、PTC特性のTCR係数を300~4000ppm/度程度にすれば、ヒータに必要な抵抗値を確保しながら、低コスト化を図れる。より好ましくは、TCR係数を500~2000ppm/度とするのがよい。 Further, in order to suppress temperature variations in the heater, a resistance heating element having PTC characteristics may be used. The PTC characteristic is a characteristic in which the resistance value increases as the temperature increases (when a constant voltage is applied, the heater output decreases). By using a heat generating part having PTC characteristics, it is possible to start up quickly at low temperatures due to high output, and to suppress excessive temperature rise at high temperatures due to low output. For example, by setting the TCR coefficient of the PTC characteristic to about 300 to 4000 ppm/degree, it is possible to reduce the cost while ensuring the resistance value necessary for the heater. More preferably, the TCR coefficient is 500 to 2000 ppm/degree.

抵抗温度係数(TCR)は、下記式(5)を用いて算出することができる。式(5)中のT0は基準温度、T1は任意温度、R0は基準温度T0における抵抗値、R1は任意温度T1における抵抗値である。例えば、図10に示す上述のヒータ22において、第1電極部61Aと第2電極部61Bとの間の抵抗値が、25℃(基準温度T0)で10Ω(抵抗値R0)であり、125℃(任意温度T1)で12Ω(抵抗値R1)であった場合は、式(5)から抵抗温度係数は2000ppm/℃となる。 The temperature coefficient of resistance (TCR) can be calculated using the following formula (5). In equation (5), T0 is a reference temperature, T1 is an arbitrary temperature, R0 is a resistance value at the reference temperature T0, and R1 is a resistance value at the arbitrary temperature T1. For example, in the above-described heater 22 shown in FIG. 10, the resistance value between the first electrode part 61A and the second electrode part 61B is 10Ω (resistance value R0) at 25°C (reference temperature T0), and at 125°C If it is 12Ω (resistance value R1) at (arbitrary temperature T1), the resistance temperature coefficient is 2000 ppm/° C. from equation (5).

Figure 0007397405000005
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また、定着装置が備えるヒータは、図25に示すようなブロック状(四角形状)の抵抗発熱体59を有するヒータ22に限らず、図26に示すような、直線を折り返したような形状の抵抗発熱体59を有するヒータ22や、その他の形状の抵抗発熱体を有するヒータであってもよい。 Further, the heater included in the fixing device is not limited to the heater 22 having a block-shaped (square-shaped) resistance heating element 59 as shown in FIG. The heater 22 having a heating element 59 or a heater having a resistance heating element of other shapes may be used.

また、画像形成装置が備える定着装置は、上述の定着装置に限らず、図27~図29に示すような定着装置であってもよい。以下、図27~図29に示す各定着装置の構成について簡単に説明する。 Further, the fixing device included in the image forming apparatus is not limited to the above-described fixing device, but may be a fixing device as shown in FIGS. 27 to 29. The configuration of each fixing device shown in FIGS. 27 to 29 will be briefly described below.

図27に示す定着装置9は、定着ベルト20の加圧ローラ21側とは反対側に、押圧ローラ90が配置されている点において、上述の定着装置とは異なっている。この場合、押圧ローラ90とヒータ22とによって定着ベルト20を挟んで加熱するように構成されている。一方、加圧ローラ21側では、定着ベルト20の内周にニップ形成部材91が配置されている。ニップ形成部材91は、ステー24によって支持されており、ニップ形成部材91と加圧ローラ21とによって定着ベルト20を挟んでニップ部Nを形成している。 The fixing device 9 shown in FIG. 27 differs from the above-described fixing device in that a pressure roller 90 is arranged on the opposite side of the fixing belt 20 from the pressure roller 21 side. In this case, the fixing belt 20 is sandwiched between the pressing roller 90 and the heater 22 and is heated. On the other hand, on the pressure roller 21 side, a nip forming member 91 is arranged on the inner periphery of the fixing belt 20 . The nip forming member 91 is supported by the stay 24, and forms a nip portion N with the fixing belt 20 sandwiched between the nip forming member 91 and the pressure roller 21.

次に、図28に示す定着装置9では、上述の押圧ローラ90が省略されており、定着ベルト20とヒータ22との周方向接触長さを確保するために、ヒータ22が定着ベルト20の曲率に合わせて円弧状に形成されている。その他は、図27に示す定着装置9と同じ構成である。 Next, in the fixing device 9 shown in FIG. 28, the above-described pressure roller 90 is omitted, and in order to ensure the circumferential contact length between the fixing belt 20 and the heater 22, the heater 22 It is formed into an arc shape. The rest of the configuration is the same as the fixing device 9 shown in FIG. 27.

続いて、図29に示す定着装置9では、定着ベルト20のほかに加圧ベルト92が設けられ、加熱ニップ(第1ニップ部)N1と定着ニップ(第2ニップ部)N2とが分けて構成されている。すなわち、加圧ローラ21に対して定着ベルト20側とは反対側にも、ニップ形成部材91とステー93が配置され、ニップ形成部材91とステー93を内包するように加圧ベルト92が配置されている。その他は、図2に示す定着装置9と同じ構成である。 Next, in the fixing device 9 shown in FIG. 29, a pressure belt 92 is provided in addition to the fixing belt 20, and a heating nip (first nip portion) N1 and a fixing nip (second nip portion) N2 are configured separately. has been done. That is, the nip forming member 91 and the stay 93 are also arranged on the side opposite to the fixing belt 20 side with respect to the pressure roller 21, and the pressure belt 92 is arranged so as to include the nip forming member 91 and the stay 93. ing. The rest of the structure is the same as that of the fixing device 9 shown in FIG. 2.

このような、図27~図29に示すような定着装置を備える画像形成装置においても、本発明を適用することにより、ヒータの温度分布のばらつきに起因する画像濃度のばらつきを抑制でき、小型化や高速度化に対応できるようになる。 By applying the present invention to such an image forming apparatus equipped with a fixing device as shown in FIGS. 27 to 29, variations in image density caused by variations in the temperature distribution of the heater can be suppressed, and miniaturization can be achieved. It will be able to handle higher speeds.

また、本発明は、図1に示すようなカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置にも適用可能である。 Further, the present invention is applicable not only to a color image forming apparatus as shown in FIG. 1 but also to a monochrome image forming apparatus.

2 感光体(像担持体)
3 帯電ローラ(帯電手段)
4 現像装置(現像手段)
6 露光装置(露光手段)
8 転写装置(転写手段)
9 定着装置(定着手段)
19 温度センサ(温度検知手段)
22 ヒータ(加熱部材)
41 階調処理手段
42 階調率算出手段
43 階調率比較手段
44 トナー付着量算出手段
45 トナー付着量比較手段
46 露光制御手段
50 基材
59 抵抗発熱体(発熱体)
60 発熱部
61 電極部
62 給電線(導電部)
100 画像形成装置
J 画像形成領域
J1~J7 ブロック
K1 第1導電経路
K2 第2導電経路
K3 第3導電経路
S1 第1方向
S2 第2方向
2 Photoreceptor (image carrier)
3 Charging roller (charging means)
4 Developing device (developing means)
6 Exposure device (exposure means)
8 Transfer device (transfer means)
9 Fixing device (fixing means)
19 Temperature sensor (temperature detection means)
22 Heater (heating member)
41 Gradation processing means 42 Gradation rate calculation means 43 Gradation rate comparison means 44 Toner adhesion amount calculation means 45 Toner adhesion amount comparison means 46 Exposure control means 50 Base material 59 Resistance heating element (heating element)
60 Heat generating part 61 Electrode part 62 Power supply line (conductive part)
100 Image forming apparatus J Image forming area J1 to J7 Block K1 First conductive path K2 Second conductive path K3 Third conductive path S1 First direction S2 Second direction

特開平6-75453号公報Japanese Patent Application Publication No. 6-75453

Claims (10)

像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
画像情報に基づいて前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記像担持体上の静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体を加熱して前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、
前記記録媒体上の画像形成領域を記録媒体幅方向に渡って分割した複数のブロックごとに画像の階調率を算出する階調率算出手段と、
前記階調率算出手段によって算出された前記階調率を前記ブロック同士で比較する階調率比較手段と、
前記露光手段の露光量を前記ブロックごとに制御する露光制御手段と、
を備え、
前記ブロックごとの前記階調率を比較して、同じ階調率のブロックがあった場合、同じ階調率のブロックのうち、前記定着手段の温度が相対的に高いブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる画像形成装置。
an image carrier;
Charging means for charging the surface of the image carrier;
exposure means for exposing the charged surface of the image carrier to form an electrostatic latent image based on image information;
a developing means for depositing toner on the electrostatic latent image on the image carrier to form a toner image;
a transfer means for transferring the toner image on the image carrier to a recording medium;
a fixing unit that heats the recording medium to fix the toner image on the recording medium;
gradation rate calculation means for calculating the gradation rate of an image for each of a plurality of blocks obtained by dividing the image forming area on the recording medium in the width direction of the recording medium;
gradation rate comparison means for comparing the gradation rates calculated by the gradation rate calculation means between the blocks;
exposure control means for controlling the exposure amount of the exposure means for each block;
Equipped with
Comparing the gradation rates for each block, and if there are blocks with the same gradation rate, setting in advance the exposure amount of the block whose temperature of the fixing means is relatively high among the blocks with the same gradation rate. An image forming device that lowers the exposure amount below the specified exposure amount.
前記複数のブロックの中で最低温度のブロックの前記階調率と他のブロックの前記階調率を比較して、同じ階調率のブロックがあった場合、最低温度ではないブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる請求項1に記載の画像形成装置。 Compare the gradation rate of the block with the lowest temperature among the plurality of blocks with the gradation rate of other blocks, and if there are blocks with the same gradation rate, calculate the exposure amount of the block that is not the lowest temperature. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount is lower than a preset amount. 前記複数のブロックの中で前記画像形成領域の記録媒体幅方向中央を基準に対称に配置されるブロック同士の前記階調率を比較して、同じ階調率であった場合、相対的に温度の高いブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The gradation rates of the blocks arranged symmetrically with respect to the center of the recording medium width direction of the image forming area among the plurality of blocks are compared, and if the gradation rates are the same, the relative temperature 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the exposure amount of a block with a high value is lower than a preset exposure amount. 前記定着手段の温度に応じた前記記録媒体に対する定着後トナー付着量を算出するトナー付着量算出手段と、
前記トナー付着量算出手段によって算出された前記定着後トナー付着量を前記ブロック同士で比較するトナー付着量比較手段と、
を備え、
前記ブロックごとの前記階調率を比較して、同じ階調率のブロックがあった場合、さらに同じ階調率のブロック同士で前記定着後トナー付着量を比較し、相対的に温度の高いブロックの定着後トナー付着量が相対的に温度の低いブロックの定着後トナー付着量に近づくように、前記相対的に温度の高いブロックの露光量をあらかじめ設定された露光量よりも下げる請求項1から3のいずれかに記載の画像形成装置。
toner adhesion amount calculation means for calculating the amount of toner adhesion after fixing to the recording medium according to the temperature of the fixing means;
toner adhesion amount comparison means for comparing the post-fixing toner adhesion amounts calculated by the toner adhesion amount calculation means between the blocks;
Equipped with
The gradation rate for each block is compared, and if there are blocks with the same gradation rate, the toner adhesion amount after fixing is further compared between blocks with the same gradation rate, and blocks with a relatively high temperature are compared. 2. The exposure amount of the block having a relatively high temperature is lowered from a preset exposure amount so that the amount of toner adhesion after fixing approaches the amount of toner adhesion after fixing of the block having a relatively low temperature. 3. The image forming apparatus according to any one of 3.
前記定着手段は、前記記録媒体を加熱する加熱部材を備え、
前記加熱部材は、
記録媒体幅方向に長手状に配置される基材と、
前記基材の長手方向に並んで配置された複数の発熱体と、
複数の電極部と、
前記複数の発熱体と前記複数の電極部とを接続する導電部と、
を有する請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
The fixing means includes a heating member that heats the recording medium,
The heating member is
a base material arranged longitudinally in the width direction of the recording medium;
a plurality of heating elements arranged in line in the longitudinal direction of the base material;
a plurality of electrode parts;
a conductive part that connects the plurality of heating elements and the plurality of electrode parts;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記電極部は、第1電極部及び第2電極部を有し、
前記導電部は、前記発熱体と前記第1電極部とを接続する第1導電経路と、前記発熱体から前記基材の長手方向のうちの第1方向に伸びて前記第2電極部に接続される第2導電経路と、前記第2導電経路から前記第1方向とは反対の第2方向に分岐して前記第1導電経路を介さずに前記第2導電経路又は前記第2電極部に接続される第3導電経路の少なくとも一部と、を構成する請求項5に記載の画像形成装置。
The electrode part has a first electrode part and a second electrode part,
The conductive part includes a first conductive path connecting the heating element and the first electrode part, and a first conductive path extending from the heating element in a first longitudinal direction of the base material and connected to the second electrode part. a second conductive path branched from the second conductive path in a second direction opposite to the first direction and connected to the second conductive path or the second electrode portion without going through the first conductive path; The image forming apparatus according to claim 5, comprising at least a part of the third conductive path to be connected.
前記ブロックは、前記複数の発熱体ごとに分割された領域である請求項5又は6に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5 or 6, wherein the block is an area divided for each of the plurality of heating elements. 前記複数のブロックの温度を検知する複数の温度検知手段を備える請求項1から7のいずれかに記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, further comprising a plurality of temperature detection means for detecting temperatures of the plurality of blocks. 前記複数のブロックのうち、一部のブロックのみの温度を検知する温度検知手段を備え、
その他のブロックの温度は検知された前記一部のブロックの温度情報に基づき算出される請求項8に記載の画像形成装置。
comprising temperature detection means for detecting the temperature of only some of the blocks,
The image forming apparatus according to claim 8, wherein the temperatures of the other blocks are calculated based on the detected temperature information of the some of the blocks.
複数の前記記録媒体に対して同一の画像を連続して形成する場合は、最初の前記記録媒体に対する画像形成時に設定された露光量によってその後の前記記録媒体の画像形成を行う請求項1から9のいずれかに記載の画像形成装置。 When the same image is successively formed on a plurality of recording media, the exposure amount set at the time of image formation on the first recording medium is used to form images on subsequent recording media. The image forming apparatus according to any one of the above.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008309874A (en) 2007-06-12 2008-12-25 Canon Inc Image forming apparatus and image forming method
JP2014142536A (en) 2013-01-25 2014-08-07 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
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