(57)【要約】      （修正有）【課題】定着ローラにおいて膨張する部位と膨張しない部位との発生により、用紙が移動する際に、用紙にしわが発生してしまうことを防ぐ。【解決手段】複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラ１５２の第一の部分ａ’の温度と、第二の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラ１５２の第二の部分の温度ｄ’との温度差△Ｔｐを所定の範囲内にするよう前記第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部と、を用いることにより定着対向ローラ１５２の膨張を部分的に制御することにより用紙の移動速度を補正する。これにより、熱エネルギー供給を低減しつつ、用紙にしわが発生してしまうのを防ぐことができる。【選択図】図８
2014157330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に形成された画像を定着させる定着装置であって、
前記記録媒体を定着ローラとともに挟み込んで加圧する定着対向ローラと、
前記定着対向ローラを部分ごとに加熱する複数の部分加熱部と、
複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラの第一の部分の温度と、第二の部分加熱部によって加熱されたた定着対向ローラの第二の部分の温度との差を所定の範囲内にするよう前記第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録媒体に形成された画像を定着させる定着装置であって、
前記記録媒体を互いに挟み込んで加圧する定着ローラ及び定着対向ローラと、
前記定着ローラを部分ごとに加熱する複数の部分加熱部と、
複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部が加熱した定着ローラの部分によって加熱された定着対向ローラの第一の部分の温度と、第二の部分加熱部が加熱した定着ローラの部分によって加熱された定着対向ローラの第二の部分の温度との差を所定の範囲内にするよう前記第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置であって、
前記第一の部分の温度と前記第二の部分の温度の差は略４０℃とすることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の定着装置であって、
前記第一の部分の温度と前記第二の部分の温度の差は、前記定着ローラまたは前記定着対向ローラの前記第一の部分の直径と前記第二の部分の直径との差が所定の範囲内となる温度の差であることを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の定着装置であって、
前記第一の部分加熱部は、前記記録媒体のうち前記画像が形成されている部分を加圧する定着ローラまたは定着対向ローラの部分を加熱し、
前記第二の部分加熱部は、前記記録媒体のうち前記画像が形成されていない部分を加圧する定着ローラまたは定着対向ローラの部分を加熱することを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置であって、
前記定着対向ローラの各部分の温度を測定する温度測定部を有し、
前記加熱制御部は前記温度測定部によって測定された温度に基づいて、前記第一の部分加熱部及び前記第二の部分加熱部を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の定着装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に形成された画像を定着させる定着装置、および定着装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において加熱溶融性の樹脂からなるトナーを用いて記録材の表面に形成したトナー画像を加熱、加圧して記録材に定着させる定着装置が知られている。
【０００３】
このような定着装置において、記録材には画像領域と非画像領域が混在している場合がある。このような場合、用紙の画像領域には定着が必要であり、非画像領域には定着させるトナーが存在していないため定着の必要がない。特許文献１には、非画像領域に対応する定着ローラの部位の温度が、画像領域に対応する部位の温度より低くなるように加熱ローラを制御することによって熱エネルギー供給を低減することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、多くの定着装置において、定着ローラはシリコンゴムによって形成されており、シリコンゴムは温度が高くなると膨張する性質を有している。特許文献１に記載されているように、画像領域に対応する定着ローラ部位の温度が、非画像領域に対応する定着ローラの部位の温度よりも高くするように加熱ローラを制御すると、画像領域に対応する定着ローラの部位だけが温度が高くなり膨張する。このとき、非画像領域に対応する定着ローラの部位は低い温度であるために膨張しない。
【０００５】
このように定着ローラにおいて膨張する部位と膨張しない部位とが発生すると、定着ローラの接する部位によって用紙が移動する速度が異なるものとなる。このため、用紙が移動する際に、用紙にしわが発生してしまうという課題が発生している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため本発明においては、記録媒体に形成された画像を定着させる定着装置であって、前記記録媒体を定着ローラとともに挟み込んで加圧する定着対向ローラと、前記定着対向ローラを部分ごとに加熱する複数の部分加熱部と、複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラの第一の部分の温度と、第二の部分加熱部によって加熱されたた定着対向ローラの第二の部分の温度との差を所定の範囲内にするよう前記第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の部分加熱部のうち第一の部分加熱部によって加熱された定着対向ローラの第一の部分の温度と、第二の部分加熱部によって加熱されたた定着対向ローラの第二の部分の温度との差を所定の範囲内にするよう前記第一の部分加熱部および第二の部分加熱部を制御する加熱制御部と、を有するため、熱エネルギー供給を低減しつつ、用紙にしわが発生してしまうのを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置１の全体構成を示す図である。
【図２】定着部１５の構成を示す図である。
【図３】定着部１５の構成を示す斜視図である。
【図４】画像形成装置１の制御部のハードウェア構成を示す図である。
【図５】画像形成装置１の制御部の機能構成を示す図である。
【図６】画像形成装置１が画像を形成する処理の概要を示す処理フロー図である。
【図７】用紙Ｐに形成された画像の一例を示す図である。
【図８】定着対向ローラ１５２の温度分布と形状の一例を示す図である。
【図９】定着対向ローラ１５２の温度分布と形状の他の例を示す図である。
【図１０】温度差ΔＴｐと直径差ΔＲの関係を示す図である。
【図１１】加熱時間ｔと直径差ΔＲの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜＜本実施形態の構成＞＞
以下、図１乃至図１１を用いて、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本実施形態における画像形成装置１の全体構成を示す図である。
【００１０】
＜画像形成装置のハードウェア構成＞
画像形成装置１は、複写、印刷等により記録媒体の一例である用紙Ｐに画像を形成するものである。本実施形態においては図１に示されるように画像形成装置１の最上部にスキャナ部１１が設けられている。スキャナ部１１は、コンタクトガラス１１１に載せられた原稿を光学的に読み取ることによりＲＧＢ画像情報を生成する。具体的には、スキャナ部１１は用紙Ｐに光を当ててその反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、またはＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）等の読取センサ１１２で受光することによってＲＧＢ画像情報を読み取る。なお、ＲＧＢ画像情報とは、用紙Ｐに形成される画像を表す情報であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の明度を含むものである。
【００１１】
また、画像形成装置１には駆動ローラ１４１、従動ローラ１４２、二次転写ローラ１４５が設けられ、これらの駆動ローラ１４１、従動ローラ１４２、二次転写ローラ１４５に中間転写ベルト１４３が架け渡されている。そして、中間転写ベルト１４３と接するように４つの感光体ドラム１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｋが設けられている。感光体ドラム１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｋにはそれぞれ、シアン（Ｃ）色、マゼンタ（Ｍ）色、イエロー（Ｙ）色、ブラック（Ｋ）色のトナーによって画像が形成される。各感光体ドラムに形成された画像が中間転写ベルト１４３の表面の同じ部分に転写されることによって、中間転写ベルト１４３の表面にカラーのトナー画像が形成される。
【００１２】
二次転写ローラ１４５と対向する位置に二次転写対向ローラ１４６が設けられている。中間転写ベルト１４３の表面に形成されているトナー像を用紙Ｐに転写（以降、二次転写という）するために、二次転写ローラ１４５は二次転写対向ローラ１４６との間に中間転写ベルト１４３を挟み込み、二次転写バイアスをかける。なお、二次転写バイアスとして、中間転写ベルト１４３の表面に帯電されている静電荷とは逆の電荷を付与する。
【００１３】
感光体ドラム１２２Ｃの近傍には帯電部１２３Ｃが設けられている。帯電部１２３Ｃは感光体ドラム１２２Ｃの表面を一様に帯電する。また感光体ドラム１２２Ｃの近傍には露光部１２４Ｃが設けられている。露光部１２４Ｃは、帯電された感光体ドラム１２２Ｃの表面に、後述する制御部によって決定されたＣ色のトナー付着量に基づいて静電潜像を形成する。さらに、感光体ドラム１２２Ｃの近傍には現像部１２５Ｃが設けられており、現像部１２５Ｃは、静電潜像が形成された感光体ドラム１２２Ｃにトナーを付着して感光体ドラム１２２Ｃの表面にトナー像を形成する。
【００１４】
また、感光体ドラム１２２Ｃに対向して一次転写ローラ１４４Ｃが設けられている。一次転写ローラ１４４Ｃは、感光体ドラム１２２Ｃの表面のトナー像を中間転写ベルト１４３に転写するために一次転写バイアスをかける。なお、一次転写バイアスとして、感光体ドラム１２２Ｃの表面に帯電されている静電荷とは逆の電荷を付与する。
【００１５】
以降の説明では、感光体ドラム１２２Ｃ、帯電部１２３Ｃ、露光部１２４Ｃ、現像部１２５Ｃを有するものを作像部１２Ｃという。また、画像形成装置１は作像部１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋを有しており、それぞれＭ色、Ｙ色、Ｋ色のトナーを用いて作像する点を除いては作像部１２Ｃと同様の構成を有している。
【００１６】
給紙部１３は、二次転写ローラ１４５および二次転写対向ローラ１４６の間に用紙Ｐを供給する。給紙部１３は、給紙トレイ１３１、給紙ローラ１３２、給紙ベルト１３３、およびレジストローラ１３４を備えている。給紙トレイ１３１は用紙Ｐを収容している。給紙ローラ１３２は、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐを給紙ベルト１３３の方へ搬送するために設けられている。このように設けられている給紙ローラ１３２は収容されている用紙Ｐのうち最上段にある用紙Ｐを一枚ずつ取り出し、給紙ベルト１３３に載せる。
【００１７】
給紙ベルト１３３は、給紙ローラ１３２によって取り出された用紙Ｐを二次転写ローラ１４５と二次転写対向ローラ１４６の間に向けて搬送する。給紙ベルト１３３において、用紙Ｐが二次転写ローラ１４５に到達する手前にはレジストローラ１３４が設けられる。中間転写ベルト１４３におけるトナー像が形成されている部分が二次転写ローラ１４５の位置に到達するタイミングで、レジストローラ１３４は用紙Ｐを送り出す。
【００１８】
定着部１５は、中間転写ベルト１４３から用紙Ｐに転写されたトナーを定着させる。定着とは、熱と圧力が同時にトナーに加わることによってトナーの樹脂成分が用紙Ｐに溶着することである。定着部１５においては定着ローラ１５１と定着対向ローラ１５２とが互いに対向して設けられている。定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２との間でトナーが転写された用紙Ｐを挟みこんで用紙Ｐを加圧する。
【００１９】
定着ローラ１５１は、図２に示されるように外側の直径４０ｍｍ、厚さ１ｍｍのアルミニウム製のローラ芯１５１ａ、ローラ芯１５１ａの表面を被覆する断熱層１５１ｂを有している。断熱層１５１ｂはシリコンゴムによって形成されており、その厚さは３ｍｍである。
【００２０】
また、断熱層１５１ｂの外側には良熱伝導層１５１ｃが形成される。良熱伝導層１５１ｃは、断熱層１５１ｂより熱伝導性が高いニッケル、ステンレス、アルミニウム、銅、グラファイトシートによって形成される。このように良熱伝導層１５１ｃが形成されることにより、定着ローラ１５１の温度むらを低減することが可能となる。また、良熱伝導層１５１ｃの外側にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂からなる５〜３０μｍの離形層１５１ｄが形成される。離形層１５１ｄが形成されることによって、定着ローラ１５１によって加圧された用紙Ｐは、その後、用紙Ｐから離れやすくなる。
【００２１】
定着対向ローラ１５２は、外側の直径４０ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製のローラ芯１５２ａ、ローラ芯１５２ａの表面を被覆する断熱層１５２ｂを有している。
【００２２】
また、定着ローラ１５１の側面近傍には加熱部１５３が設けられている。図３は定着部１５の構成を示す斜視図である。加熱部１５３は図３に示されるように加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇを有している。加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇは定着ローラ１５１の軸方向に並んで配置されており、それぞれが定着ローラ１５１の一部を加熱する。具体的には、加熱器１５３ａは図３に示される定着ローラ１５１の部分ａを加熱し、加熱器１５３ｂは部分ｂを加熱する。同様にして、加熱器１５３ｃ乃至加熱器１５３ｇは定着ローラ１５１のそれぞれ部分ｃ乃至部分ｇを加熱する。
【００２３】
さらに、定着ローラ１５１の側面近傍には定着ローラ１５１の温度を測定する温度測定部１５４が設けられており、温度測定部１５４は温度センサ１５４ａ乃至温度センサ１５４ｇを有している。図３に示されるように加熱器１５３ａで加熱される定着ローラ１５１の部分ａの温度を温度センサ１５４ａが測定する。同様にして温度センサ１５４ｂ乃至温度センサ１５４ｇはそれぞれ定着対向ローラ１５２の部分ｂ乃至部分ｇの温度を測定する。
【００２４】
また、定着対向ローラ１５２の側面近傍には定着対向ローラ１５２の温度を測定する温度測定部１５５が設けられており、温度測定部１５５は温度センサ１５５ａ乃至温度センサ１５５ｇを有している。上記のように加熱部１５３によって加熱された定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２と接しているため定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１からの熱が移動して加熱される。図３に示されるように、加熱器１５３ａで加熱される定着ローラ１５１の部分ａと対向する定着対向ローラ１５２の部分ａ’の温度を温度センサ１５５ａが測定する。同様にして温度センサ１５５ｂ乃至温度センサ１５５ｇはそれぞれ定着対向ローラ１５２の部分ｂ’乃至部分ｇ’の温度を測定する。
【００２５】
また、定着ローラ１５１及び定着対向ローラ１５２によって加熱および加圧され、画像が定着した用紙Ｐを画像形成装置１の外側に排出する排紙口１０が設けられている。
【００２６】
また、画像形成装置１の外側には表示・操作部１８が設けられている。表示・操作部１８は、パネル表示部１８１および操作部１８２を有している。パネル表示部１８１は設定値や選択画面等が表示され、ユーザからの入力を受け付けるタッチパネル等である。操作部１８２は、画像形成に係る各種情報をユーザが入力するためのテンキー、開始指示をユーザが入力するスタートキー等である。
【００２７】
また、画像形成装置１には上記の各部を制御するための制御部が設けられている。図４は、本実施形態における画像形成装置１の制御部のハードウェア構成を示す図である。制御部は、図４に示されるようにＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１１、メインメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１０１２、ノースブリッジ（ＮＢ）１０１３、サウスブリッジ（ＳＢ）１０１４、ＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス１０１５、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０１６、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１０１７、ＨＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ）１０１８、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１０１９、ＰＣＩバス１０２０、ネットワークＩ／Ｆ１０２１を有している。
【００２８】
ＣＰＵ１０１１は、メインメモリ１０１２に記憶されたプログラムに従って、データを加工・演算したり、上述した各部の動作を制御したりするものである。メインメモリ１０１２は制御部の記憶領域であり、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０１２ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０１２ｂを有している。ＲＯＭ１０１２ａは、制御部の各機能を実現させるプログラムやデータを記憶する。ＲＯＭ１０１２ａに記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００２９】
ＲＡＭ１０１２ｂは、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いる。ＮＢ１０１３は、ＣＰＵ１０１１と、ＭＥＭ−Ｐ１０１２、ＳＢ１０１４、及びＡＧＰバス１０１５とを接続するためのブリッジである。ＳＢ１０１４は、ＮＢ１０１３と周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。ＡＧＰバス１０１５は、グラフィック処理を高速化するためのグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースである。ＡＳＩＣ１０１６は、ＭＥＭ−Ｃ１０１７を制御するメモリコントローラ、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などを行う複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）からなる。ＡＳＩＣ１０１６は、ＰＣＩバス１０２０を介してＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェース、ＩＥＥＥ１３９４（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インタフェース等のネットワークＩ／Ｆ１０２１に接続されている。
【００３０】
ＭＥＭ−Ｃ１０１７は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。ＨＤ１０１８は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。ＨＤＤ１０１９は、ＣＰＵ１０１１の制御にしたがってＨＤ１０１８に対するデータの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ１０２１は、通信ネットワークを介して情報処理装置等の外部機器と情報を送受信する。
【００３１】
＜画像形成装置１の機能構成＞
次に、本実施形態における画像形成装置１の制御部の機能構成について図５を用いて説明する。図５は、画像形成装置１の制御部の機能構成を示す図である。
【００３２】
制御部は画像形成装置１の動作を制御するものであり、図５に示されるように送受信部１９１、入力受付部１９２、画像読取制御部１９３、画像形成情報生成部１９４、画像形成制御部１９６、記憶・読出処理部１９９、記憶部１９００を有している。これら各部は、図４に示されているＲＯＭ１０１２ａに記憶されているプログラムに従ったＣＰＵ１０１１からの命令によって動作することで実現される機能又は手段である。また、制御部は、図４に示されているＲＯＭ１０１２ａまたはＨＤ１０１８によって構築される記憶部１９００を有している。
【００３３】
送受信部１９１は、図４に示されているネットワークＩ／Ｆ１０２１によって実現され、通信ネットワークを介して情報処理装置等からＲＧＢ画像情報を受信する。ＲＧＢ画像情報とは、用紙Ｐに形成される画像を表す情報であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の明度を用いて示されたものである。入力受付部１９２は、図１に示されている表示・操作部１８でユーザによって入力された情報を受け付ける。画像読取制御部１９３は、図１に示されているスキャナ部１１が原稿に記載されている画像を光学的に読み取りＲＧＢ画像情報を生成するよう制御する。
【００３４】
画像形成情報生成部１９４は、送受信部１９１が受信したＲＧＢ画像情報、またはスキャナ部１１が読み取ったＲＧＢ画像情報に基づいて画像形成情報を生成する。具体的には、画像形成情報生成部１９４はＲＧＢ画像情報に対して色空間変換処理を行い、用紙Ｐに付着するＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色の各トナー付着量Ｖｃ、Ｖｍ、Ｖｙ、Ｖｋを画素ごとに算出する。なお、画像形成情報生成部１９４は色空間変換処理のほかに下色除去処理、シェーディング補正、位置ズレ補正、色空間の変換、ガンマ補正等を行ってもよい。また、画像形成情報とは、用紙Ｐに画像を形成するために画素ごとに付着するＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色の各トナー付着量Ｖｃ、Ｖｍ、Ｖｙ、Ｖｋを表す情報である。
【００３５】
画像形成制御部１９６は、作像部１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋを制御する作像制御部１９６２、給紙部１３を制御する給紙制御部１９６３、一次転写ローラ１４４、二次転写ローラ１４５、中間転写ベルト１４３等を制御する転写制御部１９６４、定着部１５を制御する定着制御部１９６５を有する。また、定着制御部１９６５は、加熱部１５３を制御する加熱制御部１９６５ａを有している。
【００３６】
＜＜実施形態の処理・動作＞＞
続いて、図６乃至図１１を用いて、本実施形態に係る画像形成システムの処理を説明する。図６は、画像形成装置１が画像を形成する処理の概要を示す処理フロー図である。
【００３７】
図６に示されるように、まず、送受信部１９１がＲＧＢ画像情報を外部の情報処理装置等から受信する（ステップＳ２１）。送受信部１９１がＲＧＢ画像情報を受信すると、画像形成情報生成部１９４がＲＧＢ画像情報に基づいて画像形成情報を生成する（ステップＳ２２）。
【００３８】
具体的には、画像形成情報生成部１９４はＲＧＢ画像情報に対して色空間変換処理を行うことによって、トナー付着量Ｖｃ、Ｖｍ、Ｖｙ、Ｖｋを算出する。なお、画像形成情報生成部１９４は、ＲＧＢ画像情報に対して色空間変換処理のほか、下色除去処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の公知の画像処理を実行してもよい。さらに、画像形成情報生成部１９４は用紙Ｐ上の全ての画素についてトナー付着量Ｖｃ、Ｖｍ、Ｖｙ、Ｖｋを算出し、用紙Ｐにおける位置とその位置に対応するトナー付着量を表す情報である画像形成情報を生成する。
【００３９】
ステップＳ２２で画像形成情報が生成されると、給紙制御部１９６３の制御によって給紙部１３が給紙処理を行う（ステップＳ２３）。具体的には、給紙部１３の給紙ローラ１３２が給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出し、給紙ベルト１３３に載せる。給紙ベルト１３３は、図１に示す矢印（ア）の向きに移動することによって、載せられた用紙Ｐをレジストローラ１３４の方へ搬送する。搬送された用紙Ｐがレジストローラ１３４に到達すると、中間転写ベルト１４３の表面に形成されたトナー像が二次転写ローラ１４５に到達するまでレジストローラ１３４が用紙Ｐを挟み込んで待機させる。そして、中間転写ベルト１４３の表面に形成されたトナー像が二次転写ローラ１４５に到達するタイミングで、レジストローラ１３４は二次転写ローラ１４５と二次転写対向ローラ１４６の間に用紙Ｐを送り込む。
【００４０】
一方、作像制御部１９６２の制御によって作像部１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋは感光体ドラム１２２に各トナーを付着させる作像処理を行う（ステップＳ２４）。具体的には、帯電部１２３Ｃが感光体ドラム１２２Ｃの表面を一様に帯電させる。そして、露光部１２４Ｃが、画像形成情報生成部１９４によって生成された画像形成情報のトナー付着量Ｖｃに基づいて感光体ドラム１２２Ｃの表面にレーザ光を照射する。これによって、感光体ドラム１２２Ｃの表面にはトナー付着量ＶｃのＣ色のトナーを用紙Ｐに付着させるための静電潜像が形成される。
【００４１】
感光体ドラム１２２Ｃの表面に静電潜像が形成されると、現像部１２５ＣはＣ色のトナーを用いて静電潜像を現像する。このようにすると、感光体ドラム１２２Ｃの表面にＣ色のトナー像が作像される。同様にして、感光体ドラム１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｋの表面にはそれぞれＭ色、Ｙ色、Ｋ色のトナーによるトナー像が作像される。これらの作像のための処理は感光体ドラム１２２Ｃの表面にＣ色のトナー像が作像されるための処理と同様であるため説明を省略する。
【００４２】
各感光体ドラム１２２の表面に各トナーによってトナー像が作像されると、転写制御部１９６４の制御によって転写処理が行われる（ステップＳ２５）。具体的には、まず、一次転写ローラ１４４が中間転写ベルト１４３に一次転写バイアスをかける。すると、中間転写ベルト１４３に各感光体ドラム１２２の表面のトナー像が転写（以降、一次転写という）される。
【００４３】
トナー像が転写された中間転写ベルト１４３は、駆動ローラ１４１および従動ローラ１４２の回転によって矢印（イ）の方向へ移動する。また、中間転写ベルト１４３におけるトナー像が転写された部分が二次転写ローラ１４５に到達するタイミングでレジストローラ１３４が用紙Ｐを送り出す。用紙Ｐがレジストローラ１３４によって送り出され、二次転写ローラ１４５に到達すると、二次転写ローラ１４５は二次転写対向ローラ１４６との間で用紙Ｐと中間転写ベルト１４３を挟み込み、用紙Ｐに二次転写バイアスをかける。これにより中間転写ベルト１４３の表面に形成されているトナー像が用紙Ｐに転写（以降、二次転写という）される。
【００４４】
このように、用紙Ｐにトナー像が転写されると、定着制御部１９６５の制御によって定着部１５が定着処理を行う（ステップＳ２６）。具体的には、まず、搬送された用紙Ｐが定着ローラ１５１と定着対向ローラ１５２とが接する位置に到達すると、定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２との間に用紙Ｐを挟み込む。このとき、定着ローラ１５１は加熱部１５３によって加熱されているので、用紙Ｐは加圧されるのと同時に所定の温度で加熱される。そして、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を形成するトナーは溶融し、溶融されたトナーが付着した用紙Ｐを定着ローラ１５１が定着対向ローラ１５２とともに加圧するとトナーが用紙Ｐに定着する。
【００４５】
ここで、ステップＳ２６で行われる定着処理における加熱制御について詳細に説明する。まず、加熱制御部１９６５ａは画像形成情報生成部１９４によって生成された画像形成情報に基づいて、加熱部１５３の各加熱器が定着ローラ１５１の各部分を加熱するように制御する。具体的には、定着ローラ１５１を通過する用紙Ｐの所定の部分に付着しているトナー付着量が０でない場合（以降、この部分を画像部という。）、用紙Ｐのその部分にはトナーによって画像が形成されておりそのトナーを定着させる必要がある。そのため対応する加熱器は用紙Ｐの画像部を加圧する定着対向ローラ１５２の部分を１６０℃にするように定着ローラ１５１を加熱する。また、定着ローラ１５１を通過する用紙Ｐの所定の部分に付着しているトナー付着量が０の場合（以降、この部分を非画像部という。）、対応する加熱器は用紙Ｐの非画像部を加圧する定着対向ローラ１５２の部分を１１０℃とするよう定着ローラ１５１を加熱する。なお、これらの温度の制御には温度測定部１５５によって測定された定着対向ローラ１５２の温度が用いられる。
【００４６】
図７は用紙Ｐに形成された画像の一例を示す図である。用紙Ｐは左側の画像が形成されている画像部、右側の画像が形成されていない非画像部によって構成されており、矢印の方向に進行しながら定着処理される。このような用紙Ｐに対して定着処理を行う場合、加熱制御部１９６５ａは加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｄを制御して、用紙Ｐの画像部に接する定着対向ローラ１５２の部分ａ’乃至部分ｄ’が１６０℃となるように定着ローラ１５１を加熱する。また、加熱制御部１９６５ａは加熱器１５３ｅ乃至加熱器１５３ｇを制御して用紙Ｐの画像部に接する定着対向ローラ１５２の部分ｅ乃至部分ｇが１１０℃となるように定着ローラ１５１を加熱する。なお、加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇは部分加熱部の一例である。
【００４７】
ここでの説明において、用紙Ｐの画像部を加熱、加圧する定着対向ローラ１５２の部分の温度（以降、画像部温度という）、用紙Ｐの非画像部を加熱、加圧する定着対向ローラ１５２の部分の温度（以降、非画像部温度という）をそれぞれ１６０℃、１１０℃としたが、非画像部温度は次のようにして決定された温度とする。
【００４８】
ここで、加熱制御部１９６５ａが非画像部温度を決定する処理について説明する。定着対向ローラ１５２は、上記のとおりシリコンゴムによって形成されている。そのため、加熱部１５３によって加熱された定着ローラ１５１から熱が移動して定着対向ローラ１５２が加熱され高温になると、シリコンゴムは膨張する。本実施形態においては、加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇによって定着ローラ１５１の部分ごとに温度を制御するため、定着ローラ１５１の各部分によって加熱された定着対向ローラ１５２を実現するシリコンゴムは部分的に膨張する。これにより、定着対向ローラ１５２は部分的に膨張する、すなわち部分ごとに直径が異なるものとなることがある。
【００４９】
定着対向ローラ１５２の部分的な膨張について図３、図８及び図９を用いて詳細に説明する。図８は、定着対向ローラ１５２の温度分布と形状の一例を示す図であり、図８（１）は定着対向ローラ１５２の部分ごとの温度を表したものである。図８（２）は定着対向ローラ１５２を側面の方向から見た図である。図９は定着対向ローラ１５２の温度分布と形状の他の例を示す図であり、図９（１）は定着対向ローラ１５２の部分ごとの温度を表したものである。図９（２）は定着対向ローラ１５２を側面の方向から見た図である。また、図８（２）及び図９（２）における矢印は定着対向ローラ１５２の側面における各部分が単位時間当たりに移動する距離を表している。
【００５０】
図３に示されるように加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇが定着ローラ１５１の部分ａ乃至部分ｇを加熱する。定着ローラ１５１の部分ａ乃至部分ｇが加熱器によって加熱されて高温になると、部分ａ乃至部分ｇにそれぞれ接する定着対向ローラ１５２の部分ａ’乃至部分ｇ’に熱が移動して、部分ａ’乃至部分ｇ’が加熱される。そのため、加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇがそれぞれ異なる温度で定着対向ローラ１５２の各部分を加熱すると、定着対向ローラ１５２の各部分は異なる温度に加熱される。
【００５１】
図８（１）に示される例では、定着対向ローラ１５２における部分ｄ’の温度が最も高く、端に位置する部分ａ’及び部分ｇ’の温度が最も低い。これにより、定着対向ローラ１５２の部分ｄ’が膨張し、定着対向ローラ１５２の部分ｄ’の直径は部分ａ’及び部分ｇ’の直径より長くなる。このような状態で定着対向ローラ１５２が回転をすると、定着対向ローラ１５２の部分ｄ’、ａ’、ｇ’それぞれの角速度は同じであるため、図８（２）に示されるように直径の長い部分ｄ’よって加圧されている用紙Ｐの部分は部分ａ’及び部分ｇ’に接している用紙Ｐの部分より速く移動することになる。
【００５２】
図９（１）に示される例では、定着対向ローラ１５２はその中央に位置する部分ｄ’の温度が最も低く、端に位置する部分ａ’及び部分ｇ’の温度が最も高い。これにより、定着対向ローラ１５２の部分ａ’及び部分ｇ’が膨張し、定着対向ローラ１５２の部分ｄ’の直径は部分ａ’及び部分ｇ’の直径より短くなる。このような状態で定着対向ローラ１５２が回転をすると、定着対向ローラ１５２の部分ｄ’、ａ’、ｇ’それぞれの角速度は同じであるため、図９（２）に示されるように直径の短い部分ｄ’に接している用紙Ｐの部分は部分ａ’及び部分ｇ’によって加圧されている用紙Ｐの部分より遅く移動することになる。
【００５３】
このように定着対向ローラ１５２が部分的に膨張すると、定着対向ローラ１５２に接している１枚の用紙Ｐにおいて速く移動する部分と遅く移動する部分が発生し、その結果、用紙Ｐにしわが発生してしまう。
【００５４】
定着対向ローラ１５２の各部分の温度のうち最高温度Ｔｈと最低温度Ｔｌとの差を温度差ΔＴｐとし、定着対向ローラ１５２の各部分の直径のうち最長の直径と最短の直径との差を直径差ΔＲとしたときの温度差ΔＴｐと直径差ΔＲの関係について図１０を用いて説明する。図１０は温度差ΔＴｐと直径差ΔＲの関係を示す図である。図１０に示されるように、温度差ΔＴｐが大きいほど直径差ΔＲは大きくなることが見出された。
【００５５】
また、実験により用紙Ｐにしわが発生するのは直径差ΔＲが所定の閾値ΔＲｔｈ以上であることが見出された。すなわち温度差ΔＴｐが閾値ΔＲｔｈに対応する閾値ΔＴｐｔｈ以上となると定着対向ローラ１５２に接しながら移動する用紙Ｐにしわが発生する。また、シリコンゴムの材質により異なるものとなるが、閾値ΔＴｐｔｈは略４０℃であり、このとき閾値ΔＲｔｈは加熱されていないときの定着対向ローラ１５２の直径をＲとしたときにΔＲｔｈ＝Ｒ×０．０５（％）である。
【００５６】
背景技術において説明したように、用紙Ｐの非画像部が接する定着ローラ１５１の部分を加熱しないことでエネルギー消費を節減することが可能となるが、用紙Ｐの非画像部が接する定着対向ローラ１５２の部分の温度が低すぎると、ΔＴｐがΔＴｐｔｈより大きくなり用紙Ｐにしわが発生してしまう。
【００５７】
そこで、エネルギー消費を節減し、かつ、用紙Ｐにしわが発生するのを防ぐために、用紙Ｐの画像部が接する定着対向ローラ１５２の部分の温度（以降、画像部温度という）と非画像部が接する定着対向ローラ１５２の部分の温度（以降、非画像部温度という）との差である温度差ΔＴｐが所定の範囲内にあるように、非画像部が接する定着対向ローラ１５２の部分の温度を決定する。具体的には定着対向ローラ１５２の画像部温度Ｔｉ、非画像部温度ＴｎとしたときにＴｎ≧Ｔｉ−ΔＴｐｔｈとなるよう非画像部温度Ｔｎを決定する。
【００５８】
なお、画像部温度Ｔｉはトナーの種類により定着処理に適するように決定されるものである。
【００５９】
また、上記の説明では加熱部１５３によって加熱された定着ローラ１５１が定着対向ローラ１５２を加熱するとしているが、加熱部１５３が定着対向ローラ１５２を加熱してしてもよい。
【００６０】
定着部１５によって用紙Ｐにトナーが定着すると、用紙Ｐは排紙口１０から画像形成装置１の外へ排出される（ステップＳ２７）。
【００６１】
＜＜実施形態の補足＞＞  
本実施形態において、定着対向ローラ１５２の画像部温度Ｔｉと非画像部温度Ｔｎとの温度差ΔＴｐがΔＴｐｔｈ以上とならないように、定着対向ローラ１５２における用紙Ｐの非画像部に接する部分を非画像部温度Ｔｎとするよう制御するのは、定着対向ローラ１５２における用紙Ｐの画像部に接する部分の温度が画像部温度Ｔｉとなってから所定の時間が経過した後でもよい。なぜなら、定着対向ローラ１５２を形成しているシリコンゴムは定着ローラ１５１と接している外側から熱が移動し、シリコンゴムの内側にまで熱が到ｓｓ達するまでに所定の時間を要するためである。すなわち、シリコンゴムの全体に熱が到達し、定着対向ローラ１５２が部分的に膨張して用紙Ｐにしわが発生するまでに定着対向ローラ１５２の表面が画像部温度となってから所定の時間を要する。
【００６２】
図１１を用いて加熱時間ｔと直径差ΔＲの関係について説明する。加熱時間ｔとは、定着対向ローラ１５２の部分の温度が画像部温度となってからの加熱時間である。既に説明したように直径差ΔＲが所定の閾値ΔＲｔｈより大きくなると、定着対向ローラ１５２に接する用紙Ｐにしわが発生することが見出された。また図１１に示されるように加熱時間ｔが経過するにしたがって、定着対向ローラ１５２の直径差ΔＲは大きくなることが見出された。したがって、定着対向ローラ１５２の直径差ΔＲが所定の閾値より大きくなる時間ｔｔｈの直前までに、定着対向ローラ１５２における非画像部と接する部分の温度が非画像部温度Ｔｎとなるように、加熱部１５３が定着ローラ１５１または定着対向ローラ１５２を加熱すればよい。なお、シリコンゴムの材質によるが、時間ｔｔｈは略２分である。
【００６３】
また、本実施形態では定着対向ローラ１５２はシリコンゴムによって実現されるとしたが、シリコンゴム以外によって実現された定着対向ローラ１５２にも適用できる。
【００６４】
また、本実施形態において、加熱部１５３は加熱器１５３ａ乃至加熱器１５３ｇの７つの加熱器を有しているが、加熱器の数はそれ以外としてもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、ステップＳ２１で送受信部１９１が画像情報を受信するとしているが、画像読取制御部１９３によって制御されている読取センサ１１２がコンタクトガラス１１１に載せられた原稿用紙等からＲＧＢ画像情報を読み取るとしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、画像形成装置１がＣ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色のトナーを用いて画像を形成するとしているが、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色、Ｋ色のトナーの他にクリアートナー、白色トナー等の特殊トナーを用いてもよい。
【００６７】
また、本実施形態においては、画像形成装置１はＲＧＢ画像情報に基づいて画像を形成する処理が記載されているが、モノクロの画像を表す画像情報に基づいて画像を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  画像形成装置
１０  排紙口
１１  スキャナ部
１２  作像部
１３  給紙部
１５  定着部
１８  表示・操作部
１１１            コンタクトガラス
１１２  読取センサ
１２２  感光体ドラム
１２３  帯電部
１２４  露光部
１２５  現像部
１３１  用紙収容部
１３２            給紙ローラ
１３３  給紙ベルト
１３４  レジストローラ
１４１  駆動ローラ
１４２  従動ローラ
１４３  中間転写ベルト
１４４  一次転写ローラ
１４５  二次転写ローラ
１４６  二次転写対向ローラ
１５１  定着ローラ
１５２  定着対向ローラ
１５３  加熱部
１５４  温度測定部
１５５  温度測定部
１８１  パネル表示部
１８２  操作部
１９１  送受信部
１９２  入力受付部
１９３  画像読取制御部
１９４  画像形成情報生成部
１９６  画像形成制御部
１９９  記憶・読出処理部
１０１２  メインメモリ
１０１３  ノースブリッジ
１０１４  サウスブリッジ
１０１５  ＡＧＰバス
１０１６  ＡＳＩＣ
１０１７  ローカルメモリ
１０１８  ＨＤ
１０１９  ＨＤＤ
１０２０  ＰＣＩバス
１０２１  ネットワークＩ／Ｆ
１９００  記憶部
１９６２  作像制御部
１９６３  給紙制御部
１９６４  転写制御部
１９６５  定着制御部
１９６５ａ  加熱制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６９】
【特許文献１】特開２００１−３４３８６０
【図１】
2014157330.tif 000003
【図２】
2014157330.tif 000004
【図３】
2014157330.tif 000005
【図４】
2014157330.tif 000006
【図５】
2014157330.tif 000007
【図６】
2014157330.tif 000008
【図７】
2014157330.tif 000009
【図８】
2014157330.tif 000010
【図９】
2014157330.tif 000011
【図１０】
2014157330.tif 000012
【図１１】
2014157330.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月20日(2013.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2014157330.tif 000014
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2014157330.tif 000015
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2014157330.tif 000016