JP2015114591A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像情報に従って加熱する場合の省エネルギー化と、画像情報に関係なく温度差を少なくするように加熱する場合の高画質化を選択できる定着装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する定着部材とされる第１及び第２の回転体と、前記定着ニップ部の上流側にあって前記定着部材とされる回転体に当接し、前記定着部材の長手方向と同方向に分割されたヒータ素子を備える加熱体と、前記加熱体の加熱制御を行う制御手段であって、画像情報に従ってトナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する第１制御モードと、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する第２制御モードと、を備える制御手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に係り、特に、省エネルギー化を図れる定着装置およびその定着装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から地球環境保全のために省資源及び省エネルギーの要求が高まっている。複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置においても省エネルギー化のために、消費電力を抑える動きが活発化しており、特に電力消費の激しい定着の分野で、消費電力を抑えるための技術開発が進んでいる。

従来、定着装置のエネルギー損失は、通紙する記録材としての記録用紙に持っていかれる熱が大きい。実際、記録用紙上にプリントされる画像の面積は、１枚当り実質２〜１０％程度の画像がほとんどであり、残りの９０〜９８％の画像の無い紙の部分にも熱が奪われていくという無駄が発生する。従って、省エネルギー化の観点から、非画像部（トナー画像部に対応する領域以外）は加熱せず、トナー画像部に対応する領域のみ部分加熱することが望ましい。

そこで、長手方向に分割された発熱素子を画像情報に応じて選択的に発熱させることで、トナー画像部に対応する領域のみを加熱し、消費電力を少なくすることが可能なサーマルヘッド定着方式が提案されている（特許文献１）。

また、巻き取り式のフィルムを用いたサーマルヘッド方式でフィルムの走行寿命が短く頻繁に交換しなければならないという課題に対して、無端ベルトを設けた構成が提案されている（特許文献２）。

特開昭６２−２２２２８１号公報 特開平８−１５２８０７号公報

特許文献２で提案されている定着装置では、カラー画像や凹凸のある記録材を定着する場合、無端ベルト表面にゴムなどの弾性体が必要となる。無端ベルト表面にゴムを設けると、無端ベルトに内接している内部加熱方式の発熱体で加熱した熱が表面に出てくるまでに時間がかかってしまう。従って、サーマルヘッドは、記録材を定着させる無端状ベルトと加圧ローラとの定着ニップ部（加圧ニップ部）より、熱が表面に出てくる時間に相当する距離以上に上流に配置する必要がある。

そして、記録材の出力スピードを上げるためにプロセススピードを速く設定した場合ほど、より上流にサーマルヘッドを配置する必要がある。熱が表面に出てくる時間に相当する距離より定着ニップ部に近い位置にサーマルヘッドを配置した場合には、トナー画像は加熱されないため、未定着のまま定着ニップ部を通過してしまう。

また、サーマルヘッドを無端ベルトに外接させて、外部加熱方式として使用することもできる。この場合は、熱が表面に出てくる時間は、考慮する必要はないが、定着ニップ部には物理的に配置できない。そこで、サーマルヘッドを外部加熱として使用した場合、定着ニップ部の上流で、記録材の搬送に影響のない範囲でできるだけ定着ニップ部に近い位置に配置することが望ましい。

ここで、無端ベルトを採用し、サーマルヘッドを定着ニップ部の上流に配置する場合、サーマルヘッドにより加熱された部分が定着ニップ部に到着するまでの時間に、無端ベルトの面方向（厚み方向と垂直の方向で特にベルト長手方向）に熱が拡散してしまう。したがって、定着ベルトが定着ニップ部に到着するまでに、サーマルヘッドによって加熱された部分の周辺（特にベルト長手方向）もある程度高温になってしまう。

孤立ドットを加熱する場合は、加熱された部分の周辺（特にベルト長手方向）もある程度高温になってしまうことは問題とならないため、ドットが比較的集中していない文字画像等の場合は、問題とならない。しかしながら、ドットが集中している場合、加熱された部分の周辺（特にベルト長手方向）もある程度高温になってしまうと、隣接したドットからの熱の影響で、孤立ドットに比べて高温になってしまう。

したがって、ドットが集中している部分と集中していない部分が混在している画像（例えば写真画像）では、高温で加熱される部分と、通常の温度で加熱される部分ができてしまう。通常、加熱する温度と画像のグロスには相関があり、例えば写真画像の高濃度部ではグロスが高く、低濃度部ではグロスの低いといった、画像内でグロス感の異なる低品位の画像となってしまう。

本発明の目的は、画像情報に従って加熱する場合の省エネルギー化と、画像情報に関係なく温度差を少なくするように加熱する場合の高画質化を選択できる定着装置および画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する定着部材とされる第１及び第２の回転体と、前記定着ニップ部の上流側にあって前記定着部材とされる回転体に当接し、前記定着部材の長手方向と同方向に分割されたヒータ素子を備える加熱体と、前記加熱体の加熱制御を行う制御手段であって、画像情報に従ってトナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する第１制御モードと、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する第２制御モードと、を備える制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る異なる定着装置は、記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する、定着部材とされる第１の回転体および前記第１の回転体に対向する対向体と、前記定着ニップ部の上流側にあって前記定着部材とされる前記第１の回転体に当接し、前記定着部材の長手方向と同方向に分割されたヒータ素子を備える加熱体と、前記加熱体の加熱制御を行う制御手段であって、画像情報に従ってトナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する第１制御モードと、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する第２制御モードと、を備える制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像情報に従って加熱する場合の省エネルギー化と、画像情報に関係なく温度差を少なくするように加熱する場合の高画質化を選択できる定着装置および画像形成装置を提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る定着装置における文字モード時のサーマルヘッドの動作と定着ベルトの表面温度を表した模式図、（ｂ）は写真モード時のサーマルヘッドの動作と定着ベルトの表面温度を表した模式図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る加熱体としてのサーマルヘッドの模式図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の制御ブロック図である。 本発明の実施形態に係る加熱体としてのサーマルヘッドの電気構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の動作を示すフローチャートである。 定着ベルト表面温度とグロスの関係を示したグラフである。 従来例の写真モードにおけるサーマルヘッドの動作と定着ベルト表面温度を表した模式図である。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、未定着トナー像を記録材に定着させる定着装置を説明するが、本発明は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の光沢など画像の表面性状を調整する加熱処理装置（この場合も定着装置と呼ぶ）としても実施できる。

（画像形成装置）
図３は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の説明図である。図３に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト６に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋを配置したタンデム型フルカラーレーザプリンタである。画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、図中、下から上に順にトナー像を中間転写ベルト６へ転写するように配置され、それぞれ電子写真プロセスを用いてトナー像が形成される感光ドラム１を備えている。

それぞれの感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の回転方向に沿って、帯電装置２、現像装置３、一次転写ローラ９、及びクリーニング装置４が配置されている。更に、露光装置５が、画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの感光ドラム１に対して、レーザー走査露光光学系を用いて共通に露光を行うように配置されている。

画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋにおいて、露光装置５により、画像データに基づいた走査露光が、帯電装置２によって一様に帯電された感光ドラム１上になされて、感光ドラム１の表面に走査露光画像に対応する静電像が形成される。現像装置３は、感光ドラム１の表面に形成された静電像を、トナー像として現像する。

画像形成部Ｙの現像装置３にはイエロートナー、画像形成部Ｃの現像器３にはシアントナー、画像形成部Ｍの現像器３にはマゼンタトナー、画像形成部Ｋの現像器３にはブラックトナーがそれぞれ充填されている。このため、画像形成部Ｙの感光ドラム１にはイエロートナー像、画像形成部Ｃの感光ドラム１にはシアントナー像が形成される。そして、画像形成部Ｍの感光ドラム１にはマゼンタトナー像が、画像形成部Ｋの感光ドラム１にはブラックトナー像がそれぞれ形成される。

画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのそれぞれの感光ドラム１に現像された上記各色の単色トナー像は、感光ドラム１の回転と同期して等速で回転する中間転写ベルト６へ所定の位置合わせ状態で順に重畳されるように一次転写される。これにより、中間転写ベルト６上に、未定着のフルカラートナー像が合成形成される。

本実施形態では、エンドレスの中間転写ベルト６を用いており、中間転写ベルト６は、駆動ローラ７、二次転写対向ローラ１４、テンションローラ８に懸回して張架され、駆動ローラ７によって回転駆動される。画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋのそれぞれの一次転写ローラ９は、感光ドラム１に向かって中間転写ベルト６を付勢して、感光ドラム１と中間転写ベルト６との間にトナー像の一次転写部を形成する。

そして、不図示のバイアス電源が、一次転写ローラ９に対してトナー像と逆極性の一次転写バイアスを印加する。これにより、上述したように画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの感光ドラム１から中間転写ベルト６に対して、各色のトナー画像が一次転写される。

画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋにおいて、感光ドラム１から中間転写ベルト６へトナー像を一次転写した後に、感光ドラム１上に残った転写残トナーは、クリーニング装置４によって除去される。このような工程を中間転写ベルト６の回転に同調して、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成部Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋで行うことにより、中間転写ベルト６上に各色のトナー像が順次重ねて一次転写される。

なお、単色のみの画像形成（単色モード）時には、上記工程は、目的の色の画像形成部（例えばブラックの画像形成部Ｋ）についてのみ行われる。一方、記録材カセット１０にセットされた記録材Ｓは、給送ローラ１１によって一枚分離給送されて、搬送路１０ａを通って、レジストローラ１２に先端を当接した状態で停止する。記録材Ｓは、中央基準にて搬送される。レジストローラ１２は、所定の制御タイミングで起動して、中間転写ベルト６と二次転写ローラ１３との転写ニップ部である二次転写部へ記録材Ｓを送り込む。

二次転写ローラ１３は、接地電位に接続された二次転写対向ローラ１４に内側から支持された中間転写ベルト６に当接して、上述した記録材Ｓに対するトナー像の二次転写部を形成する。そして、中間転写ベルト６上に一次転写して重ね合わせたトナー像は、不図示のバイアス電源がトナーと逆極性のバイアスを二次転写ローラ１３に印加することにより、記録材Ｓ上に一括二次転写される。なお、二次転写部を通過した中間転写ベルト６上に残った二次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１５によって除去される。

トナー像が二次転写された記録材Ｓは、中間転写ベルト６から曲率分離され、搬送路１０ｂを通って画像加熱装置の一例である定着装置Ｆに導入される。定着部としての定着装置Ｆは、トナー像が二次転写された記録材を加熱・加圧しつつ挟持搬送する過程で、トナー像を融解、押潰して記録材Ｓ上にフルカラー画像を定着させる。定着装置Ｆから送り出された記録材Ｓは、搬送路１０ｃを通って、フルカラープリント、もしくはモノカラープリントとして、排紙トレイ１６に排紙される。

（定着装置）
図２は、本実施形態に係る定着装置Ｆの構成の説明図である。ここで、定着装置Ｆでは、第１の回転体である無端ベルトとしての定着ベルト５１が、駆動ローラ５２とテンションローラ５３とニップパッド５４との間に懸回張設されている。また、ニップパッド５４に圧接し、ニップパッド５４と共に定着ベルト５１を挟持する第２の回転体としての加圧ローラ５５とを備えている。ここで、第１及び第２の回転体５１、５５は、記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する定着部材とされる。

また、図２において、５６は定着ニップ部のシート出口側に、加圧ローラ５５の表面に当接または近接するように配置されたシート分離爪であり、５７は記録材Ｓを定着ニップ部へ搬送する搬送ガイドである。

本実施形態では、定着ベルト５１は、基層としてポリイミド等の耐熱樹脂、もしくはＳＵＳ、Ｎｉ等の金属製のベルトからなり、厚みは２０〜１００μｍ程度である。基層の上にはシーコーンゴム等からなる弾性層を２０〜１００μｍ程度を有し、その外には離型層として、ＰＦＡ層を３０〜１００μｍで形成している。そして、駆動ローラ５２は外径φ３０のＳＵＳや鉄等の金属性のローラに摩擦力を高くするために、シリコーンゴム等からなる高摩擦係数層を１００〜１０００μｍ程度を有し、不図示の駆動手段によって回転することで定着ベルトを駆動する。

また、テンションローラ５３は外径φ３０、厚み３ｔのアルミ製シリンダーからなり、不図示の付勢手段により定着ベルトに適当な張力与えている。そして、ニップパッド５４はポリカーカーボネート、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂からなり、加圧ニップ部で適切な圧力分布が得られる形状に形成される。

（定着ベルトの加熱）
定着ベルト５１の外側に設けられるサーマルヘッド５８は、不図示の加圧部材により定着ベルト５１に加圧され、サーマルヘッド５８と定着ベルト５１の定着ニップ部（加圧ニップ部）によりサーマルヘッド５８の熱を定着ベルト５１の表面に伝熱する。

そして、矢印方向に搬送されてきた記録材Ｓは、定着ベルト５１と加圧ローラ５４により形成される定着ニップ部（加圧ニップ部）を通過する。このとき、サーマルヘッド５８がＯＮ状態の領域のみ加熱された定着ベルト５１により、搬送中の記録材Ｓ上のトナー像が加熱され、記録材に定着される。即ち、加熱体として定着ニップ部の上流側に設けられるサーマルヘッド５８は、定着ベルト５１の長手方向に分割されたヒータ素子を備え、記録材上のトナー画像部に対応する領域以外を加熱せず、トナー画像部に対応する領域を加熱する。

具体的には、サーマルヘッド５８には、図４に示されるように、定着ベルト５１の長手方向と同方向に３００ｄｐｉの間隔で約３２２mmの幅に３８００個のヒータ素子であるヘ
ッド（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈ３７９９、Ｈ３８００）が設けられている。

ここで、図５は、サーマルヘッドにも関連する画像形成装置１００の制御ブロック図である。制御部５０１は、ＣＰＵ５０２、ＲＯＭ５０３、及びＲＡＭ５０４を有する。ＣＰＵ５０２は、画像形成装置１００全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ５０３には、画像形成装置１００で実行する各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。また、ＲＡＭ５０４は、ＣＰＵ５０２が動作するためのシステムワークメモリであり、画像データを一時記憶するための画像メモリとしても機能する。

ＣＰＵ５０２は、外部のスキャナ、ＰＣ、及びＦＡＸ等の外部装置３００から画像データを受信し、画像形成装置１００の内部に設けられた各種センサ類５０７の出力に応じて、各種モータ類５０６を制御して記録材Ｓへの画像形成動作を行う。また、ユーザは、操作部５０５上の入力キーを用いて、画像形成装置１００に対する操作入力を行うことができる。また、ＣＰＵ５０２は、サーマルヘッド制御部５０８に対して、電流量制御信号を送信する。そして、ＣＰＵ５０２から送信された信号に応じて、サーマルヘッド制御部５０８は、サーマルヘッド５８の各発熱体の駆動を制御する。

図６は、サーマルヘッド５８の電気構成ブロック図である。サーマルヘッド５８、図３に示される３８００個のヘッド（Ｈ１、Ｈ２、・・・、Ｈ３７９９、Ｈ３８００）に対応して設けられた、３８００個の発熱体（抵抗ヒータ）６０４から構成される。また、サーマルヘッド制御部５０８は、ドライバ６０１と電流量制御回路６０２から構成される。

ＣＰＵ５０２よりサーマルヘッド制御部５０８へ電流量制御信号が送信されると、電流量制御回路６０２は、ＣＰＵ５０２からの電流量制御信号に基づいて、抵抗ヒータ６０４へ流す電流値を制御する。また、ドライバ６０１は、ＣＰＵ５０２から画像データにしたがって抵抗ヒータ６０４へ流す電流のオン／オフを制御する。

（定着ベルトの長手方向における位置規制）
本実施形態においては、駆動回転体である駆動ローラ５２の長手方向端部（両端部）に定着ベルトの長手方向における位置規制手段として長手位置制板（寄り規制板）５９を配設してある。この長手位置制板５９によって、定着ベルトの長手方向の移動が発生した場合、定着ベルト５１の端部が長手位置制板５９に当接することで、定着ベルトの長手方向の移動が防止（抑制、規制）される。

長手位置制板５９の材料としては、耐熱性、耐磨耗性を有する物であれば良く、金属や例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等を用いることができる。

また、長手位置制板５９は、定着ベルト５１のベルト端部と当接（摺擦）することから、接触面の表面はできる限り平滑であることが望ましい。

ここで、移動方向規制手段を用いて、無端ベルトの長手方向における移動方向（寄り方向）を一方向に規制することができる。例えば、ベルト懸架ローラのアライメントを調整（ベルト支持部材の設定）することで、定着ベルト５１が懸架ローラの軸方向の一方に移動する（寄る）ように設定する。これにより、長手位置制板５９を長手方向の一端部（片側のみ）に設けることが可能である。

このような移動方向規制手段としては、他に以下のような機能を持たせることで達成することもできる。即ち、加圧力バランス機能を持つ移動方向規制手段として、定着ベルト５１と加圧ローラ５５の移動方向に交差角を備えるものでも良い。または、移動方向規制手段として所定の加圧部材形状（加圧ローラ５５の外径を長手方向で変化させる）を備えるものでも良い。あるいは、移動方向規制手段として所定のベルト支持部材形状（外径を長手方向で変化させる）を備えるものでも良い。

（サーマルヘッドの動作）
以下、サーマルヘッド２０１の動作説明の中で、ヘッドを動作させる（もしくはＯＮ状態）というという表現は、常に一定の電流を流し続けるという意味ではなく、画像を加熱／定着できるような温度にするという意味である。

加熱制御を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ５０３（図５）に記憶されており、ＣＰＵ５０２により読み出されることにより実行される。ＣＰＵ５０２は、図４のヘッドＨ１から順番に動作様式を決定する。また、記録用紙Ｐの位置及び記録用紙Ｐ上の未定着画像位置と、加熱位置関係は、用紙搬送スピード、画像形成タイミングと記録用紙の定着装置１６への突入タイミング、および搬送方向のヘッド位置から、予め計算されＲＡＭ５０４（図５）に記録されている。

（フローチャート）
図７は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、ジョブがスタートすると（Ｓ００１）、先ずはユーザーが操作部５０５から画像情報に応じて文字モードか、写真モードかを選択する（Ｓ００２）。ここで、文字モードとは、このモードを設定して出力した場合、出力される画像はよりテキストデータ、よりライン画像に適した階調特性に階調制御されるモードである。一方、写真モードとは、このモードを設定して出力した場合、出力される画像はより写真画像に適した階調特性を使って画像形成されるモードである。

文字モードが選択された場合（Ｓ００３）は、先ずは通紙を開始し（Ｓ００４）、引き続き画像形成が開始される（Ｓ００５）。画像形成によって作られた未定着トナー像のドットが定着ニップ部（加圧ニップ部）に到達するのに合わせて。文字モードのヒータ制御が開始される（Ｓ００６）。そして、全てのドットの加熱が終わり、記録材Ｓが機外に排紙され、ジョブは終了する（Ｓ００７）。

次に、写真モードが選択された場合（Ｓ００８）は、先ずは通紙を開始し（Ｓ００４）、引き続き画像形成が開始される（Ｓ００９）。画像形成によって作られた未定着トナー像のドットが定着ニップ部（加圧ニップ部）に到達するのに合わせて、写真モードのヒータ制御が開始される（Ｓ０１０）。そして、全てのドットの加熱が終わり、記録材Ｓが機外に排紙され、ジョブは終了する（Ｓ００７）。

（文字モードにおけるヒータ制御）
図１（ａ）は、図７のステップＳ００６に関し、文字モードにおけるサーマルヘッド５８の動作（ヒータ制御として第１制御モードを用いる）と、定着ベルト５１の長手方向の表面温度分布を表わした模式図である。第１制御モードでは、加熱体としてのサーマルヘッドを制御して、トナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱するようにする。ここで、上述したように、本実施形態に係る加熱制御を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ５０３（図５）に記憶されており、ＣＰＵ５０２（図５）により読み出されることにより実行される。

文字画像の場合は、長い横線等の場合を除いて、長手方向には孤立ドットや少数の連続したドットが形成される場合が多い。図１（ａ）の破線の四角は、動作しないサーマルヘッド（ＯＦＦ状態）を表わしていて、塗りつぶされた四角は、動作させるサーマルヘッド（ＯＮ状態）を示している。このように、文字画像の場合は、孤立ドットや少数の連続したドットが形成される場合が多いため、サーマルヘッド５８の動作も、長手方向に連続して動作することは少ない。

ここで、図１（ａ）の下側のグラフは、サーマルヘッド５８によって加熱された定着ベルト５１領域が定着ニップ部（加圧ニップ部）に到達した時の、定着ベルトの長手方向の
表面温度分布を示している。実際の表面温度が点線で示され、隣接したサーマルヘッドの影響を受けないとした場合の温度が実線で示されている。

各サーマルヘッドによって加熱された定着ベルト５１が、加熱ニップ部から定着ニップ部（加圧ニップ部）へ移動する間に、定着ベルト５１の面方向（長手方向を含む）に熱が拡散する。このため、定着ニップ部（加圧ニップ部）では、定着ベルトの長手方向において加熱ニップ部で加熱された領域より幅広い領域の温度が高くなっている。

そして、サーマルヘッドによって定着ベルトの長手方向に連続した領域を加熱した場合、隣り合った領域の熱の影響を受けるため、孤立した領域を加熱した場合より高い温度になる。

即ち、図１（ａ）で、孤立したサーマルヘッドＢで加熱された定着ベルトの長手方向の領域は、定着ベルトが定着ニップ部（加圧ニップ部）に至ると、一点鎖線で示されたうち長手方向の幅が狭い方の領域Ｐにおける温度差が１００〜１４０℃となる。これに対し、図１（ａ）で、連続したサーマルヘッドＤ及びＥで加熱された定着ベルトの長手方向の領域は、定着ベルトが定着ニップ部（加圧ニップ部）に至ると、一点鎖線で示されたうち長手方向の幅が広い方の領域Ｑにおける温度差が１００〜２０９℃となる。

ここで、領域Ｐあるいは領域Ｑにおいてドットを加熱する温度が異なると、グロスが変わってしまうという問題がある。図８は、定着ベルト表面温度と、日本電色ＰＧ−１Ｍハンディ型光沢計で測定した６０°グロスとの関係を示したグラフである。加熱温度が低いと充分にトナーが溶けきらず、トナー像の表面性が劣化しグロスは低くなる。加熱温度を上げて充分にトナーを溶けさせるとグロスは上がっていく。しかしながら、加熱温度が高過ぎると、ホットオフセットが発生し、トナー画像の鳴き別れによるトナー画像の表面性劣化が発生し、グロスが下がっていく。

しかしながら、文字画像においては、一般に画像領域が少なくグロス差は目立たない。このため、領域Ｐあるいは領域Ｑにおいてドットを加熱する温度が異なることによるグロス差は問題とはならない。したがって、文字画像においては、トナー画像部に対応するサーマルヘッドのみを加熱させることで、トナー画像部のみを加熱することができる。この場合、トナー画像部に対応する領域以外を加熱しないため、非常に高い省エネ性を発揮できることとなる。

（写真モードにおけるヒータ制御）
図１（ｂ）は、図７のステップＳ０１０に関し、写真モードにおけるサーマルヘッド５８の動作（ヒータ制御として第２制御モードを用いる）と、定着ベルト５１の長手方向の表面温度分布を表わした模式図である。図１（ｂ）において、サーマルヘッドＢ〜Ｆに対応する画像はベタ画像を示しており、サーマルヘッドＧ〜Ｎに対応する画像は中間調を示している。

本実施形態の写真モードにおけるヒータ制御として用いられる第２制御モードでは、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する。即ち、トナー画像部に対応する領域と共にトナー画像部に対応する領域以外を加熱するように、本実施形態では、画像に関係なく全てのサーマルヘッドを動作させる。

本実施形態においては、図１（ｂ）の点線に示されるように、定着ベルトの長手方向における全域で１４０℃から２０９℃であるため、図８に示すグロスは１４から１５となり、グロス差は１だけになる。このようにして、本実施形態の写真モードにおいては、グロス差の非常に少ない高品位の画像が得られる。

（写真モードにおけるヒータ制御の従来例との対比）
図９は、写真モードにおける従来例のサーマルヘッド５８の動作と定着ベルト５１の長手方向の表面温度分布を表わした模式図である。このような従来例では、文字モード時と同じで画像がある部分に対応するサーマルヘッドのみが動作している。即ち、写真モードにおいて、トナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する。

ここで、図９の点線に示すように、サーマルヘッドＢ〜Ｆのベタ画像領域のベルト表面温度は１００℃から２０９℃である一方、サーマルヘッドＧ〜Ｎの中間調画像領域のベルト表面温度は１００℃から１４０℃である。このように中間調画像とベタ画像で温度差があると、グロス差ができてしまう（一般的には中間調の方がベタ画像よりグロスが出にくいためグロス差が生じ、これに加え温度差があるためグロス差は大きくなる）。

具体的には、中間調画像とベタ画像で図８に示した温度とグロスの関係が同じであるとした場合、図８からベタ部領域は端部を除くと１４０℃から２０９℃であるため、グロスは１４から１５となる。一方、中間調領域は１００から１４０℃であるため、グロスは１１から１４となる。したがって、最大で４のグロス差が発生する。

（本実施形態の効果）
以上述べたように、本実施形態によれば、文字モードにおいて、画像領域であるトナー画像部のみを加熱することで、非常に高い省エネ性能が得られる。また、写真モードにおいて、トナー画像部に対応する領域と共にトナー画像部に対応する領域以外を加熱することで、画像領域全域の温度差を小さくでき、グロス一様性の高い高品位の画像が得られる。
即ち、文字画像等の画像比率が少ない画像では必要な場所のみの加熱が行え、写真画像のような画像比率が高い画像ではグロスムラの少ない高品位な画像が得られる。これらにより、本実施形態では、省エネ性と高画質の両立が可能となる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、写真モードにおいて無端ベルトの画像領域をサーマルヘッドで全面加熱したが、全面加熱でなく、無端ベルトの画像領域を複数分割したときの特定箇所を加熱するようにしても良い。例えば、千鳥状に配置される特定箇所を加熱する（一様ではあるが間隔をあけて加熱する）ようにしても良い。

（変形例２）
また、上述した実施形態では、写真モードにおける加熱制御（第２制御モード）に関して、無端ベルトの画像領域をサーマルヘッドで全面加熱したが、全面加熱しつつ、加熱制御における設定温度を第１制御モードにおける設定温度より下げるようにしても良い。これにより、省エネ性を向上させることができる。

（変形例３）
上述した実施形態では、画像情報が文字情報である場合は第１制御モードを選択し、画像情報が写真画像情報である場合は第２制御モードを選択したが、本発明はこれに限られない。画像情報が文字情報である場合は第１制御モードを選択し、画像情報が写真画像情報である場合は画像情報のうち写真領域のみ第２制御モードを選択し、画像情報のうち写真領域以外では第１制御モードを選択するようにしても良い。なお、写真領域は、例えば、像域分離と自動判断で特定することができる。

また、省エネモードとして第１制御モードを選択し、高品質モードとして第２制御モードを選択することもできる。例えば、同一の画像情報に対して、省エネモードとして第１制御モードを選択する一方、高品質モードとして第２制御モードを選択することができる。

（変形例４）
また、上述した実施形態では、文字モードと写真モードをユーザが選択したが、画像情報に基づいて自動選択しても良い。

（変形例５）
なお、上述した実施形態では、無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。

（変形例６）
なお、上述した実施形態では、回転体および加圧体としての加圧用回転体が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてでなく対向体としての回転体が定着回転体としての定着ベルトから加圧される場合にも同様に適用できる。ここで、対向体とは、定着回転体に対向し、定着回転体と圧接して定着ニップ部を形成し、移動する記録材を定着ニップ部で挟持する部材である。

（変形例７）
なお、上述した実施形態では、加圧体として定着回転体と共に回転する加圧用回転体を示したが、本発明はこれに限られず、加圧体として固定された平板状の加圧パッドに適用可能である。

（変形例８）
なお、上述した実施形態では、加熱体としてのサーマルヘッド５８が、定着ベルト５１の外側に設けられたが、本発明はこれに限定されず、定着ベルト５１の内側に設けられても良い。

（変形例９）
なお、上述した実施形態では、加熱体としてのサーマルヘッドが、無端ベルトとしての定着ベルトのうち記録材上のトナー画像部に対応する領域を加熱する一方、記録材上のトナー画像部に対応する領域以外を加熱しないものとした。ここで、記録材上のトナー画像部に対応する領域以外を、僅かに加熱する場合（トナー画像部に対応する領域と比較し実質的には加熱しないと考えられる場合）も、本発明の「記録材上のトナー画像部に対応する領域以外を加熱しない」の範囲内とする。

（変形例１０）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例１１）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

５１・・定着ベルト、５５・・加圧ローラ、５８・・サーマルヘッド、５０２・・ＣＰＵ

Claims (17)

1. 記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する定着部材とされる第１及び第２の回転体と、
   前記定着ニップ部の上流側にあって前記定着部材とされる回転体に当接し、前記定着部材の長手方向と同方向に分割されたヒータ素子を備える加熱体と、
   前記加熱体の加熱制御を行う制御手段であって、画像情報に従ってトナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する第１制御モードと、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する第２制御モードと、を備える制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 記録材上のトナー画像を定着ニップ部にて定着する、定着部材とされる第１の回転体および前記第１の回転体に対向する対向体と、
   前記定着ニップ部の上流側にあって前記定着部材とされる前記第１の回転体に当接し、前記定着部材の長手方向と同方向に分割されたヒータ素子を備える加熱体と、
   前記加熱体の加熱制御を行う制御手段であって、画像情報に従ってトナー画像部に対応する領域以外を加熱せずトナー画像部に対応する領域を加熱する第１制御モードと、画像情報に関係なく画像領域の少なくとも一部において温度差を小さくするように加熱する第２制御モードと、を備える制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
3. 前記第２制御モードで、前記定着部材の画像領域の全体を加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記第２制御モードで、前記定着部材の画像領域を複数分割したときの特定箇所を加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
5. 前記特定箇所は千鳥状に配置されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記第２制御モードで、前記加熱体の加熱制御における設定温度を前記第１制御モードにおける設定温度より下げることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記制御手段は、前記画像情報が文字情報である場合は前記第１制御モードを選択し、前記画像情報が写真画像情報である場合は前記第２制御モードを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記制御手段は、前記画像情報が文字情報である場合は前記第１制御モードを選択し、前記画像情報が写真画像情報である場合は前記画像情報のうち写真領域のみ前記第２制御モードを選択し、前記画像情報のうち写真領域以外では前記第１制御モードを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記制御手段は、省エネモードとして前記第１制御モードを選択し、高品質モードとして前記第２制御モードを選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとをユーザが選択することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
11. 前記第１制御モードと前記第２制御モードとを画像情報に基づいて自動選択することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の定着装置。
12. 前記定着部材が無端ベルトであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の定着装置。
13. 前記無端ベルトの長手方向における端部にあって、前記加熱体で加熱されて前記定着ニップ部に至る前記無端ベルトの長手方向における移動を前記無端ベルトに当接して規制する位置規制手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
14. 前記加熱体が前記無端ベルトの外側に設けられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の定着装置。
15. 前記加熱体が前記無端ベルトの内側に設けられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の定着装置。
16. 前記加熱体がサーマルヘッドであることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の定着装置。
17. トナー画像を形成する画像形成部と、
    前記トナー画像を定着する請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の定着装置による定着部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。