(57)【要約】【課題】定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ加熱可能に構成された加熱手段を設置した場合であっても、記録媒体のウラ面への転写工程時において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまう不具合が軽減される、定着装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体Ｐのオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなうときに、記録媒体Ｐのオモテ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とウラ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とに基いて、オモテ面への定着工程をおこなうときのサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御している。【選択図】図３
2015036738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に走行して、記録媒体上のトナー像を当該記録媒体上に定着する定着部材と、
前記定着部材に対して幅方向に複数に分割されたそれぞれの範囲を個別に所望のタイミングで所望の温度になるように加熱可能に構成された加熱手段と、
を備え、
記録媒体のオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなう場合に、記録媒体のオモテ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とウラ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とに基いて、オモテ面への定着工程をおこなうときの前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
記録媒体のオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなう場合であって、記録媒体を透き通してみてオモテ面においてトナー像が形成されない非画像領域のなかでウラ面においてトナー像が形成される画像領域となる特定領域がある場合に、オモテ面への定着工程をおこなうときの前記特定領域がオモテ面の画像領域と同等の温度又はそれよりも僅かに小さな温度になるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
オモテ面への定着工程をおこなうときの非画像領域における前記特定領域以外の領域がオモテ面の画像領域及び前記特定領域よりも低い温度になるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
ウラ面への画像形成時にモノクロモードが実行されるときに、ウラ面への画像形成時にフルカラーモードが実行されるときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が低くなるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
ウラ面の画像領域のトナー付着量が大きいときに、ウラ面の画像領域のトナー付着量が小さいときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が低くなるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
ウラ面の画像領域の主走査方向の画像面積率が大きいときに、ウラ面の画像領域の主走査方向の画像面積率が小さいときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が低くなるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
記録媒体の種類に応じて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が可変されるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
周囲の相対湿度が低いときに、周囲の相対湿度が高いときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が低くなるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
記録媒体が画像形成装置本体にセットされてからの時間に応じて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域及び前記特定領域の温度が可変されるように前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録媒体に担持されたトナー像を定着する定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、記録媒体の両面に画像を形成することができて、定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ加熱可能に構成された加熱手段が設置された定着装置、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置における定着装置では、定着工程時の余分なエネルギーを削減することを目的として、記録媒体上に転写されたトナー像の領域（画像領域）に合わせて、定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ個別に加熱できるように構成された加熱手段を設置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
詳しくは、特許文献１では、記録媒体においてトナー像が形成された画像領域のみが加熱されて、トナー像が形成されない非画像領域が加熱されないように、定着装置における加熱手段を制御している。
【０００３】
一方、特許文献２等には、記録媒体のオモテ面に加えてウラ面への画像形成をおこなうために、オモテ面への定着工程を終えた記録媒体を転写装置に向けて搬送する両面搬送路を設置する技術が開示されている。このような場合、オモテ面への定着工程を終えた記録媒体は、両面搬送経路を通過した後に転写装置の位置でウラ面への転写工程がおこなわれて、その後に定着装置の位置でウラ面への定着工程がおこなわれることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１等に開示された定着装置は、定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ加熱可能に構成された加熱手段が設置されていて、記録媒体の画像領域のみを加熱するようにしているため、定着工程において消費されるエネルギーを低減する効果が期待できる。
しかし、そのような定着装置が設置された画像形成装置で両面搬送路を用いて両面プリントをおこなう場合に、ウラ面の画像領域とオモテ面の画像領域とが一致しない状態で、オモテ面の画像領域が非画像領域に比べて温度が高い状態のままウラ面への転写工程がおこなわれることで、記録媒体のウラ面への転写工程時において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまっていた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ加熱可能に構成された加熱手段を設置した場合であっても、記録媒体のウラ面への転写工程時において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまう不具合が軽減される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、所定方向に走行して、記録媒体上のトナー像を当該記録媒体上に定着する定着部材と、前記定着部材に対して幅方向に複数に分割されたそれぞれの範囲を個別に所望のタイミングで所望の温度になるように加熱可能に構成された加熱手段と、を備え、記録媒体のオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなう場合に、記録媒体のオモテ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とウラ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とに基いて、オモテ面への定着工程をおこなうときの前記加熱手段の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、定着部材に対して幅方向に分割した範囲をそれぞれ加熱可能に構成された加熱手段を設置した場合であっても、記録媒体のウラ面への転写工程時において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまう不具合が軽減される、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】定着装置を示す概略図である。
【図３】定着ローラとサーマルヒータと記録媒体とを幅方向に示す概略図である。
【図４】画像が形成された状態の記録媒体を示す図である。
【図５】（Ａ）オモテ面に画像が形成された状態の記録媒体をオモテ面側から示す図と、（Ｂ）ウラ面に画像が形成された状態の記録媒体をオモテ面側から透き通してみた図と、である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１０】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱可能（交換可能）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８（像担持体）に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。
画像形成装置本体１の下方には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納された給紙部１２（給紙カセット）が設置されている。
また、画像形成装置本体１の右上方には、記録媒体Ｐをスタック部１００に向けて搬送（排紙）したり、記録媒体Ｐを反転（スイッチバック）させて両面搬送路Ｋ５に向けて搬送したりするための搬送装置３０が設置されている。
【００１１】
各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。
【００１２】
感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータ（作像モータ）によって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３（書込み部）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。
【００１３】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００１４】
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
【００１５】
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、像担持体としての中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、像担持体としての中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８（像担持体）は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、不図示の駆動モータ（作像モータ）に連結された１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００１６】
４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される（１次転写工程である。）。
【００１７】
その後、各色のトナー像が重ねて転写（担持）された中間転写ベルト７８は、転写装置としての２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９（転写装置）との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される（２次転写工程である。）。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
【００１８】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、第１搬送路Ｋ１を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ３１が図１中の反時計方向に回転駆動されると、給紙ローラ３１とフリクションパッド３２との間に挟まれた一番上の記録媒体Ｐが、第１搬送路Ｋ１を形成するガイド板（不図示である。）に案内されながら、レジストローラ対３３（タイミングローラ対）のローラ間に向けて給送される。
【００１９】
レジストローラ対３３（タイミングローラ対）に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対３３のローラニップ（ニップ部）の位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対３３が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップ（画像形成部）に向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２０】
その後、２次転写ニップ（画像形成部）の位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置２０（定着部）の位置に搬送される。そして、この位置（定着部材（定着回転体）としての定着ローラ２１と加圧部材としての加圧ローラ２２とが圧接して形成された定着ニップである。）で、熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される（定着工程である。）。
ここで、本実施の形態では、定着部材として定着ローラを用いたが、定着部材として定着ベルトや定着フィルムなどを用いることもできる。また、本実施の形態では、加圧部材として加圧ローラを用いたが、加圧部材として加圧ベルトや加圧パッドなどを用いることもできる。
【００２１】
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、図２に示すように、切替部材４５（分岐爪）によって排紙搬送路Ｋ２に案内されて、搬送ローラとしての排紙ローラ４１（排紙駆動ローラ）と排紙従動ローラ４２（第１排紙従動ローラ）とのニップ部に導かれて、双方のローラ４１、４２の回転に沿って、装置外へと排出される。排紙ローラ４１、排紙従動ローラ４２によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２２】
ここで、上述した給紙部１２からスタック部１００に至る記録媒体Ｐ（又は、画像形成装置１）の動作は、片面プリントモード（記録媒体Ｐのオモテ面のみに画像を形成するモードである。）が選択されている場合のものである。
なお、片面プリントモード時（又は、両面プリントモード時において両面へのプリントが終了した後の記録媒体Ｐをスタック部１００に排出するとき）には、図２に示すように、排紙搬送路Ｋ２を開放して中継搬送路Ｋ３を閉鎖するように切替部材４５が支軸４５ａ（回動軸）を中心にして反時計方向に回動した位置（回動位置）で停止することになる。また、このとき、排紙ローラ４１は図２の時計方向に回転駆動されて、第１排紙従動ローラ４２（不図示の付勢部材によって排紙ローラ４１に圧接している。）は排紙ローラ４１との摩擦抵抗によって図２の反時計方向に従動回転することになる。
【００２３】
これに対して、両面プリントモード（記録媒体Ｐのオモテ面とウラ面とにそれぞれ画像を形成するモードである。）が選択されている場合には、以下のように記録媒体Ｐ（又は、画像形成装置１）が動作することになる。
給紙部１２から給送された記録媒体Ｐが、第１搬送路Ｋ１、２次転写ニップを経由して定着装置２０に達するまでの工程は、片面プリントモード時のものと同様である。そして、定着工程後の記録媒体Ｐ（オモテ面に画像が形成された状態のものである。）は、切替部材４５によって中継搬送路Ｋ３を経由してスイッチバック搬送路Ｋ４に案内される。このとき、排紙搬送路Ｋ２を閉鎖して中継搬送路Ｋ３を開放するように切替部材４５が支軸４５ａ（回動軸）を中心にして時計方向に回動した位置（回動位置）で停止することになる。また、このとき、排紙ローラ４１は図１の反時計方向に回転駆動されて、第２排紙従動ローラ４３（不図示の付勢部材によって排紙ローラ４１に圧接している。）は排紙ローラ４１との摩擦抵抗によって図３１の時計方向に従動回転することになる。
そして、スイッチバック搬送路Ｋ４において、記録媒体Ｐの後端が排紙ローラ４１と第２排紙従動ローラ４３とのニップ部の近傍に達すると（記録媒体Ｐの後端が中継搬送路Ｋ３を通過すると）、排紙ローラ４１の回転駆動を停止させる。
その後、記録媒体Ｐの搬送方向を逆転させて、両面搬送路Ｋ５に向けて記録媒体Ｐを搬送する。このとき、中継搬送路Ｋ３を閉鎖して排紙搬送路Ｋ２（及び、両面搬送路Ｋ５）を開放するように切替部材４５が支軸４５ａを中心にして反時計方向に回動した位置で停止している。また、このとき、排紙ローラ４１は図１の時計方向に回転駆動されて、第２排紙従動ローラ４３は排紙ローラ４１との摩擦抵抗によって図１の反時計方向に従動回転することになる。
【００２４】
その後、図１を参照して、両面搬送路Ｋ５に導かれた記録媒体Ｐは、両面搬送路Ｋ５に設置された複数の搬送ローラ対４６、４７によって搬送されて、２次転写ニップの位置に導かれる。そして、記録媒体Ｐは、この位置で、オモテ面への２次転写工程時と同じように、ウラ面への２次転写工程がおこなわれて、その後に定着装置２０に向けて搬送されて、ウラ面への定着工程がおこなわれる。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐ（両面へのプリントが終了した後の記録媒体Ｐである。）は、先に図２を用いて説明したように、排紙搬送路Ｋ２を経て排紙ローラ４１と第１排紙従動ローラ４２とのニップ部に導かれて、双方のローラ４１、４２の回転に沿って装置外へと排出されて、スタック部１００上に順次スタックされる。
【００２５】
次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着部材としての定着ローラ２１、加圧部材としての加圧ローラ２２、加熱手段としてのサーマルヒータ２５、温度センサ２６、２７等で構成される。
ここで、定着部材としての定着ローラ２１は、図２中の矢印方向に回転（走行）する薄肉の円筒体であって、その円筒体の外周面には加熱手段としてのサーマルヒータ２５が圧接されている。定着ローラ２１は、芯金上に、断熱層、熱伝導層、離型層が順次積層された多層構造体であって、加圧部材としての加圧ローラ２２に圧接してニップ部（定着ニップ）を形成する。
そして、装置本体１の電源部９１（電源）により出力制御されたサーマルヒータ２５によって定着ローラ２１（定着部材）が加熱されて、その表面から記録媒体Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。サーマルヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に当接する温度センサ２７によるローラ表面温度の検知結果と、サーマルヒータ２５表面に当接する温度センサ２６によるヒータ温度の検知結果と、に基いて制御部９０にておこなわれる。
【００２６】
また、加圧部材としての加圧ローラ２２は、主として、芯金と、芯金の外周面に接着層を介して形成された弾性層と、からなる。そして、加圧ローラ２２は、不図示の加圧手段の付勢力によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ２２と定着ローラ２１との間に、所望のニップ部が形成される。
【００２７】
上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、電源部９１からサーマルヒータ２５に電圧が印加（給電）されるとともに、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ニップの位置で記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ２２のニップ部（定着ニップ）に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔ（画像）が定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ２２によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
なお、本実施の形態では、定着ローラ２１を加熱する加熱手段としてサーマルヒータ２５を用いたが、定着ローラを加熱する加熱手段として電磁誘導コイルや抵抗発熱体や加熱ローラ（ヒータ等の熱源が内設されたものである。）などを用いることもできる。また、本実施の形態では、加熱手段によって定着部材（定着ローラ２１）を外周面側から加熱するように構成したが、加熱手段によって定着部材を内周面側から加熱するように構成することもできる。
【００２８】
次に、本実施の形態において特徴的な、定着装置２０（画像形成装置１）の構成・動作について詳述する。
先に図１等を用いて説明したように、画像形成装置１には、中間転写ベルト７８（像担持体）上に担持されたトナー像を記録媒体Ｐ上に転写する転写装置としての２次転写ローラ８９や、２次転写ローラ８９（転写装置）で転写された記録媒体Ｐ上のトナー像をその記録媒体Ｐ上に定着する定着ローラ２１（定着部材）が設置された定着装置２０や、定着装置２０を通過した後の記録媒体Ｐのウラ面が中間転写ベルト７８に対向するようにその記録媒体Ｐを２次転写ローラ８９に向けて搬送する両面搬送路Ｋ５（両面搬送部）、などが設けられている。
【００２９】
ここで、図２を参照して、本実施の形態において、定着装置２０には、定着ローラ２１（定着部材）を加熱する加熱手段（熱源）としてのサーマルヒータ２５が設置されている。そして、このサーマルヒータ２５（加熱手段）は、定着ローラ２１（定着部材）に対して幅方向（図１、図２の紙面垂直方向であって、図３の左右方向である。）に複数に分割されたそれぞれの範囲を個別に所望のタイミングで所望の温度になるように加熱可能に構成されている。
【００３０】
詳しくは、本実施の形態では、図３に示すように、サーマルヒータ２５は、幅方向に８つに分割された範囲２５Ａ〜２５Ｈ（分割範囲）が隣接するように形成されている。サーマルヒータ２５の８つの分割範囲２５Ａ〜２５Ｈには、電源部９１によって独立してオン・オフ制御されるサーマルヒータ（幅方向の範囲が、それぞれの分割範囲２５Ａ〜２５Ｈの幅方向の範囲に一致するように形成されている。）がそれぞれ設置されていて、定着ローラ２１において対応する８つの加熱範囲２１ａ〜２１ｈをそれぞれ個別に所望のタイミングで所望の温度で加熱できるように構成されている。
そして、記録媒体Ｐ上に担持（転写）されたトナー像（画像領域）の分布に基いて、８つの加熱範囲２１ａ〜２１ｈのうち必要な加熱範囲のみ加熱されるように、８つに分割されたサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈのオン・オフ制御をそれぞれ個別におこなう。具体的に、記録媒体Ｐの幅方向と搬送方向とに複数に分割された範囲Ｐａ１〜Ｐｈ１、Ｐａ２〜Ｐｈ２、Ｐａ３〜Ｐｈ３、…のそれぞれを個別に所望の温度で加熱できるように、複数のサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈのそれぞれの加熱温度と加熱タイミング（オン・オフタイミング）とが制御部９０によって制御されることになる。
【００３１】
例えば、図４（Ａ）に示すように、記録媒体Ｐ上において、トナー像が形成された領域（画像領域）が幅方向の一部であってＰａ〜Ｐｄのみである場合（Ｐｅ〜Ｐｈが非画像領域である場合）には、それに対応した加熱範囲２１ａ〜２１ｄのみが主体的に加熱されるように、それに対応する分割範囲のサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｄのみがオン（点灯）され、他の分割範囲のサーマルヒータ２５Ｅ〜２５Ｈはオフ（消灯）される。
また、図４（Ｂ）に示すように、記録媒体Ｐ上において、トナー像が形成された領域（画像領域）が搬送方向の一部であってＰ１〜Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８のみである場合（Ｐ４〜Ｐ６が非画像領域である場合）には、定着ローラ２１によってニップ部の位置でＰ１〜Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８の範囲のみを積極的に加熱してそれ以外の範囲Ｐ４〜Ｐ６を積極的に加熱しないように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈのオン・オフのタイミング（加熱タイミング）が熱伝導の応答性なども考慮して調整制御される。
そして、記録媒体Ｐ上において画像領域が幅方向と搬送方向とにランダムに分割されているような場合であっても、図４（Ａ）と図４（Ｂ）とで説明した制御を組み合わせることで、画像領域のみを積極的に加熱して非画像領域を積極的に加熱しないようにすることができる。
なお、記録媒体Ｐ上に担持されるトナー像（画像領域）の分布は、露光部３（書込み部）による書込み情報や装置本体１に入力される画像情報などに基いて検知することができて、その検知結果に基いて８つの分割範囲のサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈがそれぞれ制御されることになる。
【００３２】
このように、本実施の形態では、定着装置２０でおこなわれる定着工程において、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像の領域（画像領域）に応じて定着ローラ２１の幅方向と搬送方向（走行方向）との加熱範囲を最適化しているため、記録媒体Ｐ上に転写された画像領域に関わらず定着ローラ２１の全域を加熱手段によって一様に加熱する場合に比べて、消費されるエネルギーを確実に低減することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、複数のサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈを幅方向に隙間なく隣接させたが、複数のサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈを幅方向に隙間をある程度あけて隣接させた場合であっても、隣接するサーマルヒータの隙間に対向する定着ローラ２１の範囲も隣接する加熱範囲から伝播する熱によって間接的に加熱されることになるため、本実施の形態のものと同じように定着ローラ２１を加熱することができる。
【００３４】
ここで、本実施の形態では、記録媒体Ｐのオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなう場合に、記録媒体Ｐのオモテ面に形成されるトナー像の領域（画像領域）に関する情報と、ウラ面に形成されるトナー像の領域（画像領域）に関する情報と、に基いて、オモテ面への定着工程をおこなうときのサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御している。
【００３５】
以下、具体例として、図５を用いて詳述する。
図５（Ａ）はオモテ面に画像が形成された状態の記録媒体Ｐをオモテ面側からそのままみた図であり、図５（Ｂ）はウラ面に画像が形成された状態の記録媒体Ｐをオモテ面側から透き通してみた図である。そして、図５においてハッチングした領域が画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２、ＰＵａ１〜ＰＵａ３（トナー像が形成される領域）になり、それ以外の領域が非画像領域ＰＯｂ１〜ＰＯｂ４、ＰＵｂ１〜ＰＵｂ３（トナー像が形成されない領域）になる。なお、画像領域の画像は、ベタ画像、ハーフトーン画像、線画像、文字画像等のいずれであってもよい。
本実施の形態では、記録媒体Ｐのオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなう場合（両面プリントモード時）であって、記録媒体Ｐを透き通してみてオモテ面においてトナー像が形成されない非画像領域ＰＯｂ１〜ＰＯｂ４のなかでウラ面においてトナー像が形成される画像領域（ＰＵａ１〜ＰＵａ３）となる特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３がある場合に、オモテ面への定着工程をおこなうときの特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３がオモテ面の画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２と同等の温度（又は、それよりも僅かに小さな温度）になるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御している。なお、本願において、「透き通してみて」とは、記録媒体Ｐが実際に肉眼で透き通してみれる物質であるか否かに関わらず、記録媒体Ｐが透き通してみれる物質であるものと仮定したときのもので、記録媒体Ｐにおけるオモテ面の画像とウラ面の画像との位置関係を示すための表現である。
また、オモテ面への定着工程をおこなうときの非画像領域ＰＯｂ１〜ＰＯｂ４における特定領域以外の領域ＰＯｂ２、ＰＯｂ４がオモテ面の画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３よりも低い温度になるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御している。
【００３６】
そして、このような状態でオモテ面への定着工程を終えた記録媒体Ｐは、２次転写ローラ８９の位置でウラ面への２次転写工程がおこなわれることになる。このとき、先に説明した加熱制御がおこなわれているため、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３の温度が高い状態で２次転写工程がおこなわれることになる。そのため、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３への２次転写がムラなく良好におこなわれることになる。
記録媒体Ｐの画像領域において温度にムラがあると、画像領域の位置によって含水分量のムラにともない電気抵抗にもムラが生じて、２次転写工程時における転写ムラが生じたり、白ポチ画像等の異常画像が生じたりしてしまう。具体的に、画像領域において温度が低い部分は、温度が高い部分に比べて、含水分量が大きくなって電気抵抗が低くなり、２次転写工程時における転写率が低下するなどの不具合が生じてしまう。
すなわち、先に説明した加熱制御をおこなわない場合には、図５の例では、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３のうち一部の領域ＰＵａ２の温度が高く、その他の領域ＰＵａ１、ＰＵａ３の温度が低い状態で２次転写工程がおこなわれて、前者の領域ＰＵａ２の転写率が高く、後者の領域の転写率ＰＵａ１、ＰＵａ３が低くなってしまう。
【００３７】
さらに、定着温度とウラ面への転写性との関係について、補足して説明する。
２次転写ローラ８９に印加する２次転写電流値が一定の場合、記録媒体Ｐの電気抵抗が大きくなると２次転写率は徐々に増加して、電気抵抗が所定値Ａ１以上になると２次転写率は所定値Ｂ１（最大値）で一定化する。そして、２次転写率が最大値Ｂ１に至らなくても値Ｂ´（閾値）以上であれば、画像濃度（ＩＤ）が規格値以上になり異常画像が発生しない。
また、記録媒体Ｐの加熱温度が大きくなると記録媒体Ｐの電気抵抗は大きくなるため、記録媒体Ｐの加熱温度が大きくなると２次転写率は徐々に増加して、加熱温度が所定値Ｔ１（目標値）以上になると２次転写率は所定値Ｂ１（最大値）で一定化する。ここで、上述した２次転写率の閾値Ｂ´に対応する加熱温度を閾値Ｔａとする。
したがって、図５の例で、オモテ面の定着工程時に特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の加熱温度を閾値Ｔａ以上に設定することで、ウラ面の２次転写工程時に画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３のすべてを同等の抵抗値にすることができ、良好な画像を得ることができる。ただし、省エネルギー性の観点からは加熱温度を閾値Ｔａにするべきであるが、加熱温度を閾値Ｔａに近づけるほどＩＤ低下を防止するための余裕度が小さくなってしまう。
なお、オモテ面でもウラ面でも非画像領域となる領域の加熱温度Ｔ２は、上述した目標温度Ｔ１や閾値Ｔａよりも低く、室温よりも高い温度になり、室温＜Ｔ２＜Ｔａ≦Ｔ１なる関係が成立する。
【００３８】
このように、本実施の形態では、ウラ面の画像領域とオモテ面の画像領域とが一致しない状態であっても、記録媒体Ｐのウラ面への２次転写工程時において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまう不具合を軽減することができる。
そして、ウラ面への２次転写工程を終えた記録媒体Ｐは、定着装置２０の位置で、ウラ面への定着工程がおこなわれることになる。このとき、図５（Ｂ）の例を参照して、画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３が積極的に加熱されて、非画像領域ＰＵｂ１〜ＰＵｂ３が積極的に加熱されないように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）が制御されることになる。これにより、定着工程において消費されるエネルギーを確実に低減することができる。
【００３９】
ここで、本実施の形態において、ウラ面への画像形成時にモノクロモード（ブラック用の作像部４Ｋのみを用いてモノクロ画像を形成するモードである。）が実行されるときに、ウラ面への画像形成時にフルカラーモード（４色の作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを用いてフルカラー画像を形成するモードである。）が実行されるときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が低くなるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
ブラックトナーには黒色を出すためにカーボンブラックが含まれておりトナーの体積抵抗値がカラートナーと比較して低い傾向があるため、転写率がピークとなる最適な転写電流値がカラートナーと比較して低電流側にシフトしている。したがって、フルカラーモードの転写電流値は、ブラックトナーにとってはやや過転写気味に設定されており、記録媒体Ｐの抵抗が低くなってしまうと、さらに過転写になって、加熱温度の変化に対する転写率の変化のカーブがフルカラーモードのブラックトナーではカラートナーやモノクロモードのブラックトナーよりも加熱温度が高い側にシフトしてしまう。すなわち、フルカラーモードでは転写率の閾値Ｂ´以上を維持するために、モノクロモードよりも加熱温度を高くする必要がある。具体的には、省エネルギー性を優先する場合に、モノクロモードでは特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の加熱温度を閾値Ｔａ１に設定し、フルカラーモードでブラックトナーが含まれる画像領域では加熱温度を閾値Ｔａ２に設定し、カラートナーのみの画像領域では閾値Ｔａ３に設定する（Ｔａ３＜Ｔａ１＜Ｔａ２）。
【００４０】
また、本実施の形態において、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３のトナー付着量が大きいときに、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３のトナー付着量が小さいときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が低くなるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
２次転写ローラ８９に印加される２次転写電流値が高いとき、２次転写率はトナー付着量が低いほど過転写になりやすく低下する傾向がある。したがって、加熱温度の変化に対する転写率の変化のカーブは、低付着量のときに高付着量のときよりも加熱温度が高くなる側にシフトする。すなわち、低付着量のときほど加熱温度を上昇させる必要がある（特に、フルカラーモード時である。）。
【００４１】
また、本実施の形態において、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３の主走査方向の画像面積率が大きいときに、ウラ面の画像領域ＰＵａ１〜ＰＵａ３の主走査方向の画像面積率が小さいときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が低くなるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
２次転写ローラ８９に印加する２次転写電流値が一定のとき、主走査方向の面積率が高い方が２次転写率は低下する傾向がある。したがって、加熱温度の変化に対する転写率の変化のカーブは、主走査方向の画像面積率が低い方が高い方に比べて加熱温度が高い側にシフトする。すなわち、主走査方向の画像面積率の低いときほど加熱温度を上昇させる必要がある（特に、フルカラーモード時である。）。
【００４２】
また、本実施の形態において、記録媒体Ｐの種類（銘柄）に応じて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が可変されるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
記録媒体Ｐ（用紙）は、その銘柄によって抵抗値や含水分量が異なり、２次工程時における転写性の程度が異なる。そのため、記録媒体Ｐの銘柄ごとに、加熱手段による加熱温度を最適化することで、省エネルギー性を維持しつつ、記録媒体Ｐの種類によらずに異常画像のない良好な画像出力をおこなうことができる。なお、記録媒体Ｐの種類（銘柄）は、ユーザーが装置本体１の操作パネル（不図示である。）から入力する記録媒体Ｐに関わる情報に基いて検出することができる。具体的に、操作パネルに記録媒体Ｐの銘柄が入力されると、定着温度やトナー付着量に対する加熱温度の変化のさせ方、主走査方向の画像面積率に対する加熱温度の変化のさせ方、などが銘柄ごとに最適化される。
【００４３】
また、本実施の形態において、周囲の相対湿度が低いときに、周囲の相対湿度が高いときに比べて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が低くなるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
記録媒体Ｐの含水分量は、周囲の環境（特に、相対湿度）によって変化する。そして、加熱温度の変化に対する記録媒体Ｐの抵抗値の変化の程度は、高湿度の方が低湿度よりも小さくなる。すなわち、加熱温度の変化に対する転写率の変化のカーブは、高湿度の方が低湿度よりも加熱温度が高くなる側にシフトしている。そのため、良好な転写率を維持するためには湿度が高くなるほど加熱温度を上昇させる必要がある。
【００４４】
そして、そのように周囲の相対湿度に基いた制御をおこなう場合に、記録媒体Ｐが画像形成装置本体１にセットされてからの時間（放置時間）に応じて、オモテ面への定着工程をおこなうときの画像領域ＰＯａ１、ＰＯａ２や特定領域ＰＯｂ１、ＰＯｂ３の温度が可変されるように、サーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御することができる。
記録媒体Ｐの抵抗値は、環境が変動してから経過する時間によって変化する。記録媒体Ｐの種類や環境変動の程度にもよるが、環境変動後、およそ６０〜１８０分程度で抵抗値が安定する傾向がある。したがって、相対湿度の安定した環境に装置本体１がおかれている場合であって、給紙部１２に記録媒体Ｐがセットされてから所定時間（例えば、１２０分）以上経過している場合には、プリント時の相対湿度に応じて加熱手段による加熱温度を制御する。これに対して、給紙部１２に記録媒体Ｐがセットされてから所定時間（例えば、１２０分）以上経過しているが相対湿度の変動が大きい場合や、相対湿度は安定しているが記録媒体Ｐがセットされてから所定時間（例えば、１２０分）以上経過していない場合には、オモテ面の非画像領域の加熱温度が画像領域の温度と同等になるように制御する。このような制御を行うことで、省エネルギー性を維持しつつ、記録媒体Ｐを装置本体１にセットしてからの放置時間や使用環境によらずに異常画像のない良好な画像出力をおこなうことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態においては、定着ローラ２１（定着部材）に対して幅方向に分割した範囲２１ａ〜２１ｈをそれぞれ加熱可能に構成されたサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）を設置した場合であっても、記録媒体Ｐのオモテ面への定着工程の後にウラ面への定着工程をおこなうときに、記録媒体Ｐのオモテ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とウラ面に形成されるトナー像の領域に関する情報とに基いて、オモテ面への定着工程をおこなうときのサーマルヒータ２５Ａ〜２５Ｈ（加熱手段）の加熱範囲及び加熱タイミング及び加熱温度を制御している。これにより、記録媒体Ｐのウラ面への転写工程時（２次転写工程時）において転写が良好な部分とそうでない部分とが形成されてしまう不具合を軽減することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、像担持体としての中間転写ベルト７８（中間転写体）に担持されたトナー像が転写装置としての２次転写ローラ８９によって記録媒体Ｐ上に転写されるカラー画像形成装置１に対して本発明を適用したが、像担持体としての感光体ドラム（又は、感光体ベルト）に担持されたトナー像が転写装置としての転写ローラ（又は、転写ベルト、転写チャージャ）によって記録媒体Ｐ上に転写されるモノクロ画像形成装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、その場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  画像形成装置（画像形成装置本体、装置本体）、
２０  定着装置（定着部）、
２１  定着ローラ（定着部材）、
２５、２５Ａ〜２５Ｈ  サーマルヒータ（加熱手段）、
２６、２７  温度センサ、
８９  ２次転写ローラ（転写装置）、
Ｋ５  両面搬送路、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４９】
【特許文献１】特許第３８９５５３９号公報
【特許文献２】特開平５−１０７９４５号公報
【図１】
2015036738.tif 000003
【図２】
2015036738.tif 000004
【図３】
2015036738.tif 000005
【図４】
2015036738.tif 000006
【図５】
2015036738.tif 000007