(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱ローラを定着ローラから離隔して熱の移動を防いだ場合でも、熱効率を向上しつつ、定着ローラの損傷することが可能な定着装置の提供。【解決手段】記録媒体を加熱する定着部材と、前記定着部材の部分に接して設けられ、前記定着部材を加熱する加熱部１５３と、前記加熱部１５３によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上である場合、前記定着部材とともに前記記録媒体を加圧し、前記加熱部によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上でない場合、前記定着部材から離隔される定着対向部材と、前記定着部材を回転させる回転制御部と、を有し、前記回転制御部の熱容量は前記定着対向部材の熱容量より小さいことを特徴とする。【選択図】図２
2014197121.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、
前記記録媒体を加熱する定着部材と、
前記定着部材の部分に接して設けられ、前記定着部材を加熱する加熱部と、
前記加熱部によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上である場合、前記定着部材とともに前記記録媒体を加圧し、前記加熱部によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上でない場合、前記定着部材から離隔される定着対向部材と、
前記定着部材を回転させる回転制御部と、を有し、
前記回転制御部の熱容量は前記定着対向部材の熱容量より小さい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、
前記記録媒体を加熱する定着部材と、
前記定着部材の部分に接して設けられ、前記定着部材を加熱する加熱部と、
前記記録媒体が所定の位置を通過しているとき前記加熱部によって加熱されている前記定着部材とともに前記記録媒体を加圧し、前記記録媒体が所定の位置を通過していないとき前記定着部材から離隔される定着対向部材と、
前記定着部材を回転させる回転制御部と、を有し、
前記回転制御部の熱容量は前記定着対向部材の熱容量より小さい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、
前記定着部材を前記加熱部に押し当てる加圧部を有し、
前記回転制御部は前記加圧部であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の定着装置であって、
前記加圧部は加圧ローラであり、
前記加圧ローラは前記定着部材を回転させることによって、前記定着部材における前記加熱部と接する部分を変更するように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の定着装置であって、
前記加圧部は加圧ローラであり、
前記定着対向部材が回転するとき、前記定着対向部材の周縁の速度と前記加圧ローラの周縁の速度が略同一であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一項に記載の定着装置であって、前記定着対向部材と前記加圧部を連結するワンウェイクラッチを有し、
前記ワンウェイクラッチは前記加圧部の周縁の速度が前記定着対向部材の周縁の速度と略同一となるように設けられ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であって、
前記定着対向部材が前記記録媒体を加圧するとき、前記定着対向部材は前記記録媒体を搬送する方向に回転することを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の定着装置であって、
前記加熱部は前記定着部材の内部に設けられ、前記加圧部は前記定着部材の外部に設けられることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
請求項１乃至８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】
特許文献１に記載されている定着装置においては、トナー及び記録材を加熱するため定着ローラが設けられ、定着ローラは加圧ローラとともに記録材を加圧する。また、定着ローラは加熱材によって加熱され、熱効率を向上させるために定着ローラを加熱材に押し当てる対向部材が設けられている。
【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、定着ローラと対向して設けられている加圧ローラは定着ローラとともに記録材をじゅうぶんに加圧するための性質を有する部材であり、その熱容量が大きい。そのため特許文献１に記載されているように加熱材によって定着ローラが加熱されると、その熱が加圧ローラに移動してしまい定着ローラを加熱するという点から熱効率が低くなり、ひいては定着ローラを定着処理に必要な温度にまで加熱するのに時間を要してしまうという課題がある。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載されている定着装置は、加圧ローラが駆動して回転することによって定着ローラが回転するように構成されている。したがって、加熱ローラを定着ローラから離隔して熱の移動を防いだ場合、加圧ローラから離れた定着ローラは回転することなく加熱材に接触し続けることになる。この場合、加熱材に接触し続けている定着ローラの部分の温度は耐熱温度を超え、定着ローラが損傷してしまう可能性がある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、前記記録媒体を加熱する定着部材と、前記定着部材の部分に接して設けられ、前記定着部材を加熱する加熱部と、前記加熱部によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上である場合、前記定着部材とともに前記記録媒体を加圧し、前記加熱部によって加熱されている前記定着部材が所定の温度以上でない場合、前記定着部材から離隔される定着対向部材と、前記定着部材を回転させる回転制御部と、を有し、前記回転制御部の熱容量は前記定着対向部材の熱容量より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加熱部によって加熱されている定着部材が所定の温度以上である場合、定着部材とともに記録媒体を加圧し、加熱部によって加熱されている定着部材が所定の温度以上でない場合、定着部材から離隔される定着対向部材と、前記定着部材を回転させる回転制御部と、を有し、前記回転制御部の熱容量は前記定着対向部材の熱容量より小さいため、熱効率を向上しつつ、定着ローラの損傷を軽減することが可能となる。
【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】第一の実施形態における定着部１５を示す図である。
【図３】第一の実施形態における定着部１５を示す図である。
【図４】第一の実施形態における定着部１５を示す斜視図である。
【図５】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６】画像形成装置１の制御部の機能構成を示す図である。
【図７】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８】第一の実施形態における定着処理の概要を示す処理フロー図である。
【図９】第二の実施形態における定着部１５を示す図である。
【図１０】第二の実施形態における定着部１５を示す図である。
【図１１】第二の実施形態における定着処理の概要を示す処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜＜第一の実施形態の構成＞＞
以下、図１乃至図８を用いて、本発明の第一の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。定着対向ローラ１５２が回転するのに伴って定着ローラ１５１は回転しながら定着対向ローラ１５２との間でトナーが転写された用紙Ｐを加圧する。なお、定着ローラ１５１は定着部材の一例であり、定着対向ローラ１５２は定着対向部材の一例である。
【００１９】
図２乃至図４は第一の実施形態における定着部１５を示す図である。図２は定着対向ローラ１５２と定着ローラ１５１とが互いに加圧している状態を示しており、図３は定着対向ローラ１５２が定着ローラ１５１と離隔している状態を示している。図４は図３に示される状態における定着装置の斜視図である。
【００２０】
定着ローラ１５１は、図２及び図３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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、定着ローラ１５１の内側には加熱部１５３が設けられている。加熱部１５３は平面を有する形状であり、その平面の部分が定着ローラ１５１に接して定着ローラ１５１を内側から加熱する。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が設けられている。温度測定部１５４は加熱部１５３によって加熱される定着ローラ１５１の温度を測定する。
【００２３】
定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１とともに用紙Ｐを加圧および加熱し、また用紙Ｐを搬送する方向に回転する。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１５２１、ローラ芯１５２１の表面を被覆する断熱層１５２２を有している。また、図４に示されるように定着対向ローラ１５２の一の端部には軸受１５２３ａ、他の端部には軸受１５２３ｂを有している。
【００２４】
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が設けられている。上記のとおり加熱部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２及び図３に示されるように、加熱部１５３で加熱される定着ローラ１５１の温度を温度測定部１５４が測定し、対向する定着対向ローラ１５２の温度を温度測定部１５５が測定する。
【００２５】
温度測定部１５４によって測定された定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上でない場合に定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１から離隔され、定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上である場合に定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１に力を加えるように制御される。ここで所定の温度とは定着ローラ１５１が用紙Ｐに転写された画像を定着させるために必要な温度である。
【００２６】
定着対向ローラ１５２が定着ローラ１５１から離隔されたり、定着ローラ１５１に力を加えたりするために定着対向ローラ１５２の位置を制御する定着対向制御部１５７ａ及び定着対向制御部１５７ｂが設けられている。図４に示されるように定着対向制御部１５７ａ、定着対向制御部１５７ｂは定着ローラ１５１のそれぞれ軸受１５２３ａ、軸受１５２３ｂに力を加えたり加えなかったりすることで定着対向ローラ１５２を上記のように制御する。
【００２７】
定着対向制御部１５７ａはカム駆動源１５７１ａ及びカム１５７２ａを有している。定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上である場合、カム１５７２ａは第一の所定の位置で停止し、定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上でない場合、カム１５７２ａは第二の所定の位置で停止する。なお、カム駆動源１５７１ａが定着制御部１９６５の制御にしたがって、第一及び第二の所定の位置でそれぞれカム１５７２ａを停止させる。第一及び第二の所定の位置については追って説明する。
【００２８】
カム１５７２ａはカム駆動源１５７１ａの中心軸に固定されており、カム駆動源１５７１ａの回転に伴って回転する。また、カム１５７２ａが回転することによって定着対向ローラ１５２に対するカムリフト量が変動する。カムリフト量が大きくなるほど、カム１５７２ａが定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる方向に加える力が大きくなる。カムリフト量が最小のときカム１５７２ａは定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる力を加えず、定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１から離隔される。
【００２９】
なお、定着対向制御部１５７２ｂは定着対向制御部１５７２ａと同様の構成を有しているため。その説明を省略する。なお、カム駆動源１５７１ａ、カム駆動源１５７１ｂのうち任意のものをカム駆動源１５７１といい、カム１５７２ａ、カム１５７２ｂのうち任意のものをカム１５７２という。また、定着対向制御部１５７ａ、定着対向制御部１５７ｂのうち任意のものを定着対向制御部１５７という。
【００３０】
また、カム駆動源１５７１における第一の所定の位置とは図３に示されるように定着対向ローラ１５２の軸受１５２３に対するカム１５７２のカムリフト量が最大となる位置である。また、カム駆動源１５７１における第二の所定の位置とは図２に示されるように軸受１５２３に対するカム１５７２のカムリフト量が最小となる位置である。
【００３１】
定着ローラ１５１を間に挟んで加熱部１５３と対向する位置に加圧ローラ１５６が設けられる。加圧ローラ１５６は定着ローラ１５１における加圧ローラ１５６と対向している部分を加熱部１５３に押し当てるものである。加圧ローラ１５６は外側の直径が１５ｍｍ乃至３０ｍｍ、厚さ８ｍｍの鉄製の芯金１５６１及び芯金１５６１の表面を被覆する弾性層１５６２によって実現され、加圧ローラ１５６の熱容量は定着対向ローラ１５２の熱容量より小さい。
【００３２】
また、加圧ローラ１５６は定着ローラ１５１を加圧しながら回転する。加圧ローラ１５６の回転に伴って定着ローラ１５１が回転するため定着ローラ１５１は全体にわたって加熱部１５３によって加熱される。なお、定着ローラ１５１が回転しない場合、加熱部１５３は定着ローラ１５１の一部のみを加熱し続けその一部の温度が耐熱温度を超えてしまい、定着ローラ１５１が損傷してしまう。なお、加圧ローラ１５６は加圧部の一例であり、定着ローラ１５１を回転させる回転制御部の一例である。
【００３３】
図１に戻って、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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５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５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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
＜画像形成装置１の機能構成＞
次に、第一の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６を用いて説明する。図６は、画像形成装置１の制御部の機能構成を示す図である。
【００４０】
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６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５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５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。
【００４１】
送受信部１９１は、図５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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
＜＜第一の実施形態の処理・動作＞＞
続いて、図７および図８を用いて、第一の実施形態に係る画像形成装置１の処理を説明する。図７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。図８は定着処理の概要を示す処理フロー図である。
【００４５】
図７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）。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
一方、作像制御部１９６２の制御によって作像部１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋはそれぞれ感光体ドラム１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｋ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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
ここで、ステップＳ２６で行われる定着処理について図２、図３及び図８を用いて詳細に説明する。まず、図８に示されるように加熱部１５３が定着ローラ１５１を加熱する（ステップＳ２６１）。このとき、図２及び図３に示されるように加圧ローラ１５６が定着ローラ１５１を加熱部１５３に押し当てるため、加熱部１５３から定着ローラ１５１に伝熱するときの熱効率が向上する。また、加圧ローラ１５６は矢印（エ）に示される方向に回転し、その回転に伴って定着ローラ１５１は矢印（ウ）に示される方向に回転する。このため、定着ローラ１５１において加熱部１５３と接する部分は常に変化するため、定着ローラの一部のみが加熱され続けて耐熱温度を超えてしまうのを防ぐことができる。
【００５４】
また、温度測定部１５４は定着ローラ１５１の温度を測定している（ステップＳ２６２）。そして、温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上であるか否かを定着制御部１９６５が判定する（ステップＳ２６３）。
【００５５】
温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上でないと判定された場合、カム駆動源１５７１の駆動によってカム１５７２は、図３に示されるように第二の所定の位置で停止する（ステップＳ２６４）。このとき定着対向ローラ１５２に対するカムリフト量が小さく、カム１５７２は定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる力を加えない。そのため、定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１から離隔される。
【００５６】
すなわち、定着ローラ１５１が定着するのに必要な所定の温度に加熱されるまで定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２と離隔されるため、定着ローラ１５１から定着対向ローラ１５２に熱が移動することを防ぎ、短時間で定着ローラ１５１を所定の温度にまで加熱することができる。
【００５７】
温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上であると判定された場合、カム駆動源１５７１の駆動によってカム１５７２は図３に示される第一の所定の位置で停止する（ステップＳ２６５）。すなわち、定着対向ローラ１５２に対するカムリフト量が大きく、カム１５７２ａが定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる方向に力を加える。これにより定着ローラ１５１、定着対向ローラ１５２はそのニップ部に挟み込まれた用紙Ｐを加圧する（ステップＳ２６６）。このとき定着ローラ１５１の温度は所定の温度以上であるため、定着ローラ１５１は用紙Ｐを加圧するとともに用紙Ｐを加熱する（ステップＳ２６６）。また、定着対向ローラ１５２は矢印（オ）に示される方向に回転し、用紙Ｐを搬送口１０の方へ搬送する。
【００５８】
これらの処理によって用紙Ｐ上に転写されたトナーは溶融し、溶融されたトナーが付着した用紙Ｐを定着ローラ１５１が加圧するのでトナーが用紙Ｐに定着する。
【００５９】
続いて、図７に戻って、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）。
【００６０】
＜＜第二の実施形態の構成＞＞
次に、本発明の第二の実施形態の構成について説明する。第二の実施形態においては定着対向制御部１５８が第一の実施形態の定着対向制御部１５７と異なる。そのため、ここでは第二の実施形態の定着対向制御部１５８以外の構成についての説明は第一の実施形態と同じであるため説明を省略し、定着対向制御部１５８の構成について図９及び図１０を用いて説明する。
【００６１】
第二の実施形態における定着対向制御部１５８はカム駆動源１５８１、カム１５８２、第一の支持部材１５８３、第二の支持部材１５８４、バネ１５８５を有している。定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上である場合、カム１５８２は第三の所定の位置で停止し、定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上でない場合、カム１５８２は第四の所定の位置で停止する。なお、カム駆動源１５８１が定着制御部１９６５の制御にしたがって、第三及び第四の所定の位置でそれぞれカム１５８２を停止させる。第三及び第四の所定については追って説明する。
【００６２】
カム１５８２はカム駆動源１５８１の中心軸に固定されており、カム駆動源１５８１の回転に伴って回転する。また、カム１５８２が回転することによって第一の支持部材１５８３ｓに対するカムリフト量が変動する。図１０に示されるようにカムリフト量が大きくなるほど、カム１５８２が第一の支持部材１５８３を第二の支持部材１５８４に押し当てる力が大きくなる。図９に示されるようにカムリフト量が最小のときカム１５８２は第一の支持部材１５８３を定着対向ローラ１５２に押し当てる力を加えず、定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１から離隔される。
【００６３】
なお、カム駆動源１５８１における第三の所定の位置とは図１０に示されるように第一の支持部材１５８３に対するカム１５８２のカムリフト量が最大となる位置である。また、カム駆動源１５８１における第四の所定の位置とは図９に示されるように第一の支持部材１５８３に対するカム１５８２のカムリフト量が最小となる位置である。
【００６４】
定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上でない場合、カム１５８２は第一の支持部材１５８３に力を加えなくなるため、図９に示されるように定着対向ローラ１５１は定着ローラ１５１から離隔される。定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上である場合、図１０に示されるようにカム１５８２はカムリフト量最大となる位置で停止し、第一の支持部材１５８３に力を加える。これによって第一の支持部材１５８３がばね１５８５を介して第二の支持部材１５８４に力を加え、第二の支持部材１５８４が定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる。
【００６５】
このように定着対向ローラ１５２とカム１５８２の間に第一の支持部材１５８３、第二の支持部材１５８４及びバネ１５８５を設けることによって、たとえば定着対向ローラ１５２の弾性層１５２２が劣化して弾性力が小さくなっても、バネ１５８５が弾性力を第二の支持部材１５８４を介して定着対向ローラ１５２に加えるため、定着対向ローラ１５２は十分に定着ローラ１５１を加圧することが可能となる。
【００６６】
なお、第二の実施形態において定着対向制御部１５８は定着対向ローラ１５２の両端部に設けられる。
【００６７】
＜＜第二の実施形態の処理・動作＞＞
次に、本発明の第二の実施形態の処理・動作について説明する。第二の実施形態の処理・動作は定着部１５の処理・動作が第一の実施形態の定着部１５の処理・動作と異なる。第二の実施形態の定着部１５以外の処理・動作についての説明は第一の実施形態と同じであるため説明を省略する。
【００６８】
第二の実施形態における定着処理について図９乃至図１１を用いて詳細に説明する。図１１に示されるように、まず加熱部１５３が定着ローラ１５１を加熱する（ステップＳ２８１）。このとき加圧ローラ１５６が定着ローラ１５１を加熱部１５３に押し当てるため、加熱部１５３から定着ローラ１５１に伝熱するときの熱効率が向上する。また、加圧ローラ１５６は図９及び図１０に示される矢印（エ）に示される方向に回転し、その回転に伴って定着ローラ１５１は矢印（ウ）に示される方向に回転する。このため、定着ローラ１５１において加熱部１５３と接する部分は常に変化し、定着ローラの一部のみが加熱され続けて耐熱温度を超えてしまうのを防ぐことができる。
【００６９】
また、温度測定部１５４は定着ローラ１５１の温度を測定している（ステップＳ２８２）。ここで、温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上であるか否かを定着制御部１９６５が判定する（ステップＳ２８３）。
【００７０】
温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上でないと判定された場合、カム駆動源１５８１の駆動によってカム１５８２は、図９に示されように第四の所定の位置で停止する（ステップＳ２８４）。このとき定着対向ローラ１５２に対するカムリフト量が小さく、カム１５８２は第一の支持部材１５８３に力を加えない。そのため、バネ１５８５及び第二の支持部材１５８４にも力が加わらず、第二の支持部材１５８４は定着対向ローラ１５２に定着ローラ１５１の方向への力を加えない。したがって、定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１から離隔される。
【００７１】
すなわち、定着ローラ１５１が定着するのに必要な所定の温度に加熱されるまで定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２と離隔されるため、定着ローラ１５１から定着対向ローラ１５２に熱が移動することを防ぎ、短時間で定着ローラ１５１を所定の温度にまで加熱することができる。
【００７２】
温度測定部１５４によって測定された温度が所定の温度以上であると判定された場合、カム駆動源１５８１の駆動によってカム１５８２は図１０に示される第三の所定の位置で停止する（ステップＳ２８５）。このとき定着対向ローラ１５２に対するカムリフト量が大きく、カム１５８２が第一の支持部材１５８３を第二の支持部材１５８４にバネ１５８５を介して押し当てる力が大きくなる。このため、第二の支持部材１５８４が定着対向ローラ１５２を定着ローラ１５１に押し当てる力が大きくなり、定着ローラ１５１と定着対向ローラ１５２は定着処理に必要な程度に互いを加圧することができる。
【００７３】
よって画像が転写された用紙Ｐが定着ローラ１５１と定着対向ローラ１５２のニップ部を通過するとき、定着ローラ１５１は定着対向ローラ１５２とともに用紙Ｐを加圧する（ステップＳ２８６）。さらに、このとき定着ローラ１５１の温度は所定の温度以上であるため、定着ローラ１５１は用紙Ｐを加熱する（ステップＳ２８６）。
【００７４】
これらの処理によって用紙Ｐ上に転写されたトナーは溶融し、溶融されたトナーが付着した用紙Ｐを定着ローラ１５１が加圧するのでトナーが用紙Ｐに定着する。
【００７５】
＜＜実施形態の補足＞＞  
本実施形態において、定着対向ローラ１５２は温度測定部１５４によって測定された定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上でない場合に定着ローラ１５１から離隔され、定着ローラ１５１の温度が所定の温度以上である場合に定着ローラ１５１を加圧するとしている。しかし、定着対向ローラ１５２は用紙Ｐが所定の位置を通過しているときに定着ローラ１５１に力を加え、所定の位置を通過していないときに定着ローラ１５１から離隔されるとしてもよい。
【００７６】
具体的には定着対向ローラ１５２を通過する直前の位置に用紙Ｐを検知する用紙検知センサが設けられる。用紙Ｐが、用紙検知センサによって検知されてから、定着ローラ１５１及び定着対向ローラ１５２のニップ部を通過するまで定着対向ローラ１５２は定着ローラ１５１加圧し、用紙Ｐが検知されていないとき定着対向ローラ１５２は定着ローラから離隔する。
【００７７】
このようにすることによって、定着ローラ１５１の温度が所定の温度になった後も用紙Ｐに定着処理が行われていないときは定着ローラ１５１から定着対向ローラ１５２に熱が移動してしまうのを防ぐことができる。すなわち、定着ローラ１５１の温度低下を防いだり、定着ローラ１５１の温度を所定の温度に維持するためのエネルギーを節減したりすることが可能となる。
【００７８】
また、本実施形態において加圧ローラ１５６は定着対向ローラ１５２とワンウェイクラッチによって連結され、定着対向ローラ１５２が回転しているとき、定着対向ローラ１５２の周縁の速度と同じ速度で加圧ローラ１５６の周縁は回転することが好ましい。定着対向ローラ１５２は用紙Ｐを加圧するとともに、用紙Ｐがスムーズにニップ部を通過するように用紙Ｐを搬送する方向（図３及び図１０の矢印（オ）に示される方向）に回転する。このとき定着対向ローラ１５２の矢印（オ）に示される方向への回転に伴って定着ローラ１５１は矢印（ウ）に示される方向へ回転する。一方、既に記載したように加圧ローラ１５６も定着ローラ１５１を加圧しながら矢印（エ）に示される方向へ回転しているため、定着ローラ１５１は加圧ローラ１５６の回転に伴って矢印（ウ）に示される方向へ回転する。
【００７９】
ここで定着対向ローラ１５２の回転に伴って回転する定着ローラ１５１の周縁の速度と、加圧ローラ１５６の回転に伴って回転する定着ローラ１５１の周縁の速度が異なる場合、定着ローラ１５１を構成する離形層１５１ｄに皺が寄ったり、不要な張力が発生したりして定着ローラ１５１が損傷してしまう原因となる。加圧ローラ１５６の周縁の速度を定着対向ローラ１５２の周縁の速度と同一にすることによって、寄りや張力を防いで定着ローラ１５１の損傷を防ぐことが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態において、加圧ローラ１５６が定着ローラ１５１を加熱部１５３に押し当てるとしているが、加圧ローラ１５６に限らず加圧ブラシローラが定着ローラ１５１を加熱部１５３に押し当てるとしてもよい。なお、これら加圧ローラ１５６、加圧ブラシローラは加圧部の例である。
【００８１】
また、本実施形態において、定着ローラ１５１の内側に加熱部１５３が設けられているが、定着ローラ１５１の外側に加熱部１５３が設けられ、定着ローラ１５１の内側から加圧部が定着ローラ１５１を加熱部１５３に押し当てるとしてもよい。
【００８２】
また、本実施形態において加圧ローラ１５６の両端部にそれぞれ軸受１５２３ａ、軸受１５２３ｂを設けているとしているが、加圧ローラ１５６の一の端部にのみ軸受１５２３を設けるとしてもよい。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
また、本実施形態では、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】
【００８６】
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
１５１  定着ローラ
１５１ａ  ローラ芯
１５１ｂ  弾性層
１５１ｃ  良熱伝導層
１５１ｄ  離形層
１５２  定着対向ローラ
１５３  加熱部
１５４  温度測定部
１５５  温度測定部
１５６  加圧ローラ
１５７  定着対向制御部（第一の実施形態）
１５８  定着対向制御部（第二の実施形態）
１５２１  芯金
１５２２  弾性層
１５２３  軸受
１５６１  芯金
１５６２  弾性層
１５７１  カム駆動源（第一の実施形態）
１５７２  カム（第一の実施形態）
１５８１  カム駆動源（第二の実施形態）
１５８２  カム（第二の実施形態）
１５８３  第一の支持部材
１５８４  第二の支持部材
１５８５  バネ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８７】
【特許文献１】特開２０１２−４２７４６
【特許文献２】特開平４−１１５２８０
【図１】
2014197121.tif 000003
【図２】
2014197121.tif 000004
【図３】
2014197121.tif 000005
【図４】
2014197121.tif 000006
【図５】
2014197121.tif 000007
【図６】
2014197121.tif 000008
【図７】
2014197121.tif 000009
【図８】
2014197121.tif 000010
【図９】
2014197121.tif 000011
【図１０】
2014197121.tif 000012
【図１１】
2014197121.tif 000013