(57)【要約】【課題】加圧部材の使用当初の性能を維持しつつ、定着ニップ部を通過する記録紙のカール発生を低減することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】定着ローラ１と加圧ローラ２とを備える定着装置３０は、加圧内部ヒータ３１と加圧外部ヒータ３２とを備え、加圧部材温度制御装置４２０は、定着装置３０の状態に応じて加圧内部ヒータ３１の稼動と加圧外部ヒータ３２の稼動とを切り換える制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ニップ部を形成する二つの表面無端移動体として、該定着ニップ部を通過する記録媒体の未定着画像を担持するおもて面と対向する定着部材と、該定着ニップ部で該定着部材に加圧して当接し、該定着ニップ部を通過する該記録媒体の該おもて面とは逆の裏面と対向する加圧部材とを備え、
該定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、該加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段とを有し、
該定着ニップ部を通過する記録媒体に対して熱及び圧力を加えることで該記録媒体上の未定着画像を該記録媒体に定着する定着装置において、
上記加圧部材加熱手段として、無端移動する表面の内側から加熱する加圧内部加熱手段と、無端移動する表面の外側から加熱する加圧外部加熱手段とを備え、
装置の状態に応じて該加圧内部加熱手段の稼動と該加圧外部加熱手段の稼動とを切り換える制御を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１の定着装置において、
上記加圧外部加熱手段が、上記加圧部材が表面無端移動しているときのみ稼動するように制御することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項２の定着装置において、
上記加圧外部加熱手段が稼動する上記加圧部材が表面無端移動するタイミングは、装置が定着動作中、または、定着動作前のプレ表面無端移動動作中であることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置において、
上記加圧外部加熱手段は上記加圧部材に対して非接触加熱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の何れか１項に記載の定着装置において、
上記加圧部材は、上記加圧内部加熱手段を内部に配置された超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けたローラ状の部材であることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の定着装置において、
上記表面無端移動体がローラ状の部材の場合は、該表面無端移動体をニップ形成部材とし、
該表面無端移動体が複数の張架部材に張架された無端ベルト状の部材の場合は、該無端移動体の張架部材のうち上記定着ニップ部で無端ベルト状の該無端移動体を挟んで他方の表面無端移動体と対向する張架部材をニップ形成部材としたときに、
上記定着部材側の該ニップ形成部材の熱容量の方が上記加圧部材側の該ニップ形成部材の熱容量よりも大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項７】
定着ニップ部を形成する二つの表面無端移動体として、該定着ニップ部を通過する記録媒体の未定着画像を担持するおもて面と対向する定着部材と、該定着ニップ部で該定着部材に加圧して当接し、該定着ニップ部を通過する該記録媒体の該おもて面の裏側の裏面と対向する加圧部材とを備え、
該定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、該加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段とを有し、
該定着ニップ部を通過する記録媒体に対して熱及び圧力を加えることで該記録媒体上の未定着画像を該記録媒体に定着する定着装置において、
上記加圧部材は、超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けたローラ状の部材であり、
上記定着部材がローラ状の部材の場合は、該定着部材を定着側ニップ形成部材とし、
該定着部材が複数の張架部材に張架された無端ベルト状の部材の場合は、該定着部材の張架部材のうち上記定着ニップ部で無端ベルト状の該定着部材を挟んで該加圧部材と対向する張架部材を定着側ニップ形成部材としたときに、
上記定着部材側ニップ形成部材の熱容量の方が上記加圧部材の熱容量よりも大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の定着装置において、
上記定着部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力は上記加圧部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力よりも大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項９】
記録媒体上に未定着画像を形成する画像形成手段と、
該記録媒体上に該未定着画像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、
該定着手段として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置を用いる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】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる熱定着方式の定着装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を使用した画像形成装置で記録紙に転写したトナー画像を定着する定着装置には熱ローラ方式の定着装置が多く用いられている。この定着装置は内部に熱源を有し、表面をトナーに対し離型性を有する材料、例えばシリコーンゴムやフッ素樹脂で形成した定着ローラと、定着ローラに当接する加圧ローラとの二つのローラ部材を備え、二つのローラ部材を圧接回転させる構成である。このような構成により、二つのローラ部材の圧接部が形成する定着ニップ部を通過する記録紙上の未定着トナー像を加熱加圧して定着する。この熱ローラ方式の定着装置は、定着ローラ表面と記録紙上のトナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を記録紙上に融着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行なうことができ、高速度電子写真複写機等において、非常に有効である。
【０００３】
熱ローラ方式の定着装置として、特許文献１及び特許文献２には、定着ローラに熱源を備え、加圧ローラには熱源を備えていない構成が記載されている。このような定着装置では加圧ローラの昇温は、定着ニップ部での定着ローラから加圧ローラへの熱の移動によって行われるため、定着ローラの表面温度に対し、加圧ローラ表面温度は低くなっている。
このように定着ローラのみに熱源を備えた定着装置では、定着ニップ部を通過した記録紙にカールが発生することがあった。定着ニップ部を通過した記録紙にカールが生じるケースについては、定着ローラと加圧ローラとの温度差が大きい場合に顕著に発生することが確認されている。
これは、記録紙には水分が含まれており、定着ニップ部で加熱されるときにその水分の一部が蒸発するが、定着ローラと加圧ローラとの温度差が大きいと、記録紙のおもて面と裏面とで水分の蒸発量の差が大きくなり、収縮率に差が生じるためと考えられている。
特許文献３では、定着ローラと加圧ローラの表面温度の差をなるべく小さくすることがカール低減に有効であることが実験に基づいて確認されている。
【０００４】
また、上述の定着ローラのみに熱源を備えた定着装置では加圧ローラの昇温は定着ニップ部での加圧ローラとの接触する機会に依存する。このような定着装置を備えた画像形成装置で連続印刷を行うと、印刷中は定着ニップ部を記録紙がほぼ常時通過しており、紙間と紙幅の外側でしか定着ローラと加圧ローラとが直接することができない。このため、定着ローラと加圧ローラとの接触時間が短くなり、定着ローラから加圧ローラへ熱が移動する機会が減少するため、加圧ローラの温度が低下して、カール低減に有効な程度に定着ローラの温度に近い温度を維持することができなくなる。その結果、定着ローラと加圧ローラとの表面温度の差が大きくなってしまい、カールが発生しやすくなる。
特許文献３には、設置環境の湿度を検知して、定着ローラと加圧ローラとの温度差によるカールが発生しやすい環境（高湿度環境）にあることを検出すると、加圧ローラの温度を上げるため、紙間を広げる制御を行う構成が記載されている。しかし、紙間を広げると空回り時間の増加により生産性の著しい低下が発生する。
【０００５】
特許文献４乃至９には、加圧ローラを加熱する加圧部材加熱手段を備えた定着装置が記載されている。加圧部材加熱手段を備えることにより、加圧ローラの昇温について、定着ローラとの接触する機会に依存する程度を軽減できる、または、依存しない構成とすることができる。これにより、定着ローラと加圧ローラとの表面温度の差が大きくなることを抑制し、カールの発生を抑制することができる。
【０００６】
特許文献４及び特許文献５には、加圧ローラの表面と対向する位置に熱源があり、加圧ローラを外部から加熱する加圧外部加熱手段を備える定着装置が記載されている。しかし、特許文献４及び特許文献５に記載の定着装置のように、加圧外部加熱手段のみで加熱を行う場合、加圧ローラを昇温させるときに加圧ローラ全体を均一に加熱することが出来ず、加圧ローラの円周方向（回転方向）に温度ムラが発生する。このため、通紙開始直後に定着を行った画像には光沢ムラ等の定着性のムラや、記録紙の波打ちなどの不具合が発生することがあった。
【０００７】
特許文献６乃至９には、加圧ローラの内部に熱源があり、加圧ローラを内部から加熱する加圧内部加熱手段を備える構成が記載されている。このように、加圧ローラを内部から加熱することで加圧ローラを昇温させるときに加圧ローラ全体を均一に加熱することができ、加圧ローラの円周方向に温度ムラが発生することに起因する不具合の発生を抑制することが出来る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
加圧内部加熱手段を備える加圧ローラとしては、内部に熱源が配置された芯金の外周に弾性層としてシリコーンゴム等からなる耐熱ゴム層を被膜した構成が一般的に用いられており、この耐熱ゴム層の厚さは２［ｍｍ］〜７［ｍｍ］程度が一般的である。
加圧内部加熱手段によって加圧ローラを加熱する構成では、熱源の出力の設定によって加圧ローラの表面温度を通紙中に定着ローラの温度近傍に維持することは可能である。しかし、芯金の内部に配置された熱源によって加熱するため、定着ローラの温度近傍であり、従来の加圧ローラよりも高温を維持できる加圧ローラの表面よりも芯金はさらに高温となる。このため、芯金と弾性層の界面温度が過昇し、シリコーンゴムが熱劣化することで芯金からの弾性層剥離等の不具合が生じ、加圧ローラの使用当初の性能を維持することができなくなる。
【０００９】
定着ニップ部で表面が記録紙に接触する定着部材及び加圧部材としては、ローラ状の部材に限るものではなく、複数の張架部材に張架された無端ベルト状の部材を備える構成であっても同様の不具合は生じ得る。
さらに、加圧部材としては、内部に熱源が配置された芯金と弾性層とを備えた構成に限るものではなく、加圧内部加熱手段の熱源と加圧部材の表面との間に、定着部材の表面温度を超える高温環境で熱劣化する部材が存在すると同様の不具合は生じ得る。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、加圧部材の使用当初の性能を維持しつつ、定着ニップ部を通過する記録紙のカール発生を低減することができる定着装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、定着ニップ部を形成する二つの表面無端移動体として、該定着ニップ部を通過する記録媒体の未定着画像を担持するおもて面と対向する定着部材と、該定着ニップ部で該定着部材に加圧して当接し、該定着ニップ部を通過する該記録媒体の該おもて面とは逆の裏面と対向する加圧部材とを備え、該定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、該加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段とを有し、該定着ニップ部を通過する記録媒体に対して熱及び圧力を加えることで該記録媒体上の未定着画像を該記録媒体に定着する定着装置において、上記加圧部材加熱手段として、無端移動する表面の内側から加熱する加圧内部加熱手段と、無端移動する表面の外側から加熱する加圧外部加熱手段とを備え、装置の状態に応じて該加圧内部加熱手段の稼動と該加圧外部加熱手段の稼動とを切り換える制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の定着装置において、上記加圧外部加熱手段が、上記加圧部材が表面無端移動しているときのみ稼動するように制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の定着装置において、上記加圧外部加熱手段が稼動する上記加圧部材が表面無端移動するタイミングは、装置が定着動作中、または、定着動作前のプレ表面無端移動動作中であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置において、上記加圧外部加熱手段は上記加圧部材に対して非接触加熱であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の定着装置において、上記加圧部材は、上記加圧内部加熱手段を内部に配置された超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けたローラ状の部材であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の定着装置において、上記表面無端移動体がローラ状の部材の場合は、該表面無端移動体をニップ形成部材とし、該表面無端移動体が複数の張架部材に張架された無端ベルト状の部材の場合は、該無端移動体の張架部材のうち上記定着ニップ部で無端ベルト状の該無端移動体を挟んで他方の表面無端移動体と対向する張架部材をニップ形成部材としたときに、上記定着部材側の該ニップ形成部材の熱容量の方が上記加圧部材側の該ニップ形成部材の熱容量よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、定着ニップ部を形成する二つの表面無端移動体として、該定着ニップ部を通過する記録媒体の未定着画像を担持するおもて面と対向する定着部材と、該定着ニップ部で該定着部材に加圧して当接し、該定着ニップ部を通過する該記録媒体の該おもて面の裏側の裏面と対向する加圧部材とを備え、該定着部材を加熱する定着部材加熱手段と、該加圧部材を加熱する加圧部材加熱手段とを有し、該定着ニップ部を通過する記録媒体に対して熱及び圧力を加えることで該記録媒体上の未定着画像を該記録媒体に定着する定着装置において、上記加圧部材は、超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けたローラ状の部材であり、上記定着部材がローラ状の部材の場合は、該定着部材を定着側ニップ形成部材とし、該定着部材が複数の張架部材に張架された無端ベルト状の部材の場合は、該定着部材の張架部材のうち上記定着ニップ部で無端ベルト状の該定着部材を挟んで該加圧部材と対向する張架部材を定着側ニップ形成部材としたときに、上記定着部材側ニップ形成部材の熱容量の方が上記加圧部材の熱容量よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載の定着装置において、上記定着部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力は上記加圧部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、記録媒体上に未定着画像を形成する画像形成手段と、該記録媒体上に該未定着画像を定着せしめる定着手段とを備える画像形成装置であって、該定着手段として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
本願請求項１の構成を備える定着装置においては、装置の状態に応じて加圧内部加熱手段の稼動と該加圧外部加熱手段の稼動とを切り換える制御を行う。このため、加圧部材を昇温し始めるときには加圧内部加熱手段を稼動させることによって加熱することで加圧部材全体を均一に加熱することができる。このとき、加圧部材の表面を定着時の定着部材の表面温度近傍まで昇温させる必要はなく、加圧部材の表面よりも高温となる加圧内部加熱手段の熱源から加圧部材の表面までを構成する各部材が、加圧内部加熱手段の加熱によって熱劣化を生じない程度の温度となるように制御する。定着ニップ部に通紙して定着を行うときには、稼動する加熱手段を加圧外部加熱手段に切り換えることで、加圧部材の表面を定着時の定着部材の表面温度近傍まで昇温させても、加圧内部加熱手段の熱源から加圧部材の表面までを構成する各部材の温度は加圧部材の表面温度よりも低くなり、熱劣化が生じることを抑制することができる。加圧部材の表面を定着時の定着部材の表面温度近傍まで昇温させても、熱劣化が生じることを抑制することができるため、加圧部材の表面温度を定着部材の表面温度近傍に維持しつつ、加圧部材の使用当初の性能を維持することができる。
また、加圧部材を昇温し始めるときには加圧内部加熱手段を稼動させ、加圧部材がある程度昇温した状態で加圧外部加熱手段を稼動させるように切り換えるため、加圧外部加熱手段のみで加熱を行う構成よりも、加圧部材全体を均一に加熱すること出来、加圧部材の表面移動方向に温度ムラが発生することを抑制することができる。
【００１３】
本願請求項７の構成を備える定着装置においては、加圧部材は、超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けたローラ状の部材であり、定着部材側ニップ形成部材の熱容量の方が加圧部材の熱容量よりも大きい。加圧部材が超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けた構成であることで、加圧部材の熱容量を小さくすることができる。これにより、加圧部材内で温度差が生じることを防止し、加圧部材の表面を定着時の定着部材の表面温度近傍まで昇温させても、加圧部材加熱手段の熱源と加圧部材の表面との間で、定着部材の表面温度を大きく超える高温となる箇所が生じることを防止でき、熱劣化が生じることを抑制することができる。加圧部材の表面を定着時の定着部材の表面温度近傍まで昇温させても、熱劣化が生じることを抑制することができるため、加圧部材の表面温度を定着部材の表面温度近傍に維持しつつ、加圧部材の使用当初の性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加圧部材の表面温度を定着部材の表面温度近傍に維持することで、記録紙のカール発生を低減することができるため、加圧部材の使用当初の性能を維持しつつ、定着ニップ部を通過する記録紙のカール発生を低減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の定着装置の概略構成図。
【図２】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図３】変形例の定着装置の概略構成図。
【図４】変形例の定着装置の加圧部材加熱ローラ近傍の拡大説明図。
【図５】実施例２の定着装置の概略構成図。
【図６】実施例３の定着装置の概略構成図。
【図７】実施例４の定着装置の概略構成図。
【図８】定着ベルトを備える定着装置の二つ目の構成の概略構成図。
【図９】定着ベルトを備える定着装置の三つ目の構成の概略構成図。
【図１０】ローラ部材同士の当接によって定着ニップを形成する定着装置にＩＨヒータを適用した構成の説明図。
【図１１】定着ベルトと加圧ローラとのローラ部材同士の当接によって定着ニップを形成する定着装置にＩＨヒータを適用した構成の概略構成図。
【図１２】定着ベルトを挟んで定着ローラと対向する位置にＩＨヒータを配置した定着装置の概略構成図。
【図１３】本発明を適用可能な画像形成装置の他の例の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を画像形成装置であるモノクロの複写機（以下、複写機５００という）に適用した場合の実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。
図２に示すように、複写機５００において、記録紙Ｐの表面に画像を形成するプリンタ部１００は、給紙バンク３００上に載置されており、プリンタ部１００の上に画像読取装置２００が取り付けられている。また、画像読取装置２００の上には、背面側（図中紙面裏側）を支点にして回動自在に構成された自動原稿搬送装置４００が取り付けられている。
【００１７】
プリンタ部１００の内部には、潜像担持体としてドラム状の感光体１０が設けられている。この感光体１０のまわりには、感光体１０の回転方向（図中反時計方向）Ａに沿って、帯電ローラを用いた帯電装置１１、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４が、順に配置してなる。現像装置１２は、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像剤担持体としての現像ローラを用いて感光体１０上の静電潜像に付着させて、これを可視像化する。転写装置１３は、２つのローラ（第一張架ローラ１５，第二張架ローラ１６）に掛け回された転写ベルト１７を備えており、その転写ベルト１７は、転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当てられている。また、プリンタ部１００には、帯電装置１１及びクリーニング装置１４の図中左側に、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０が設けられている。
また、プリンタ部１００には、給紙バンク３００の給紙カセット６１から送り出された記録紙Ｐを転写位置Ｂを経てスタック部３９まで搬送する記録体搬送装置６０が設けられている。この記録体搬送装置６０は、供給路Ｒ１または手差し供給路Ｒ２、及び、記録体搬送路Ｒに沿って、記録紙Ｐを搬送する。記録体搬送路Ｒ上には、転写位置Ｂに対して記録体搬送方向の上流側にレジストローラ対２１が設けられている。一方、転写位置Ｂに対して記録体搬送路Ｒの記録体搬送方向下流側には、詳細は後述する定着装置３０が設けられている。
【００１８】
定着装置３０の更に記録体搬送方向下流側には、定着装置３０を通過した記録紙Ｐを排紙搬送路Ｒ５または反転路Ｒ３に向けて案内する排出分岐爪３４が配置されている。排出分岐爪３４の排紙搬送路Ｒ５側の記録体搬送方向下流側には、排出ローラ３５、第一加圧ローラ３６、第二加圧ローラ３７及びコシ付ローラ３８が設けられている。
また、プリンタ部１００の上方には、定着装置３０を通過した画像形成済みの記録紙Ｐをスタックするスタック部３９が設けてられている。プリンタ部１００には、図中右側に、スイッチバック装置４２が設けられている。このスイッチバック装置４２は、記録体搬送路Ｒの排出分岐爪３４が配置された位置から分岐した反転路Ｒ３と、この反転路Ｒ３を通ってきた記録紙Ｐを再び記録体搬送路Ｒのレジストローラ対２１の位置まで導く再搬送路Ｒ４とに沿って記録紙Ｐを搬送する。反転路Ｒ３及び再搬送路Ｒ４には、一対のスイッチバックローラ対４３及び他の複数のローラ対６６が設けられている。また、プリンタ部１００には、現像装置１２の図中左側に、レーザ書込装置４７が設けられている。このレーザ書込装置４７は、図示しないレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、図示しないｆθレンズ等の走査光学系を備えている。
【００１９】
また、画像読取装置２００は、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを備えており、その上面にはコンタクトガラス５７が設けられている。
また、自動原稿搬送装置４００には、図示しない原稿セット台が設けられており、原稿の排出位置には、図示しない原稿スタック台が設けられている。自動原稿搬送装置４００は、複数の原稿搬送ローラを備えており、この原稿搬送ローラによって、原稿は、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送される。
また、給紙バンク３００には、内部に、記録体である記録紙Ｐを収納する給紙カセット６１が複数重ねて設けられている。各給紙カセット６１には、それぞれ、ローラ状の呼出部材６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。給紙カセット６１に収納される記録体としては記録紙Ｐのような紙に限るものではなく、ＯＨＰフィルム等の他のシート材であってもよい。
給紙カセット６１の図中右側には、プリンタ部１００の記録体搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１が形成されている。この供給路Ｒ１にも、記録紙Ｐを搬送するいくつかの記録体搬送ローラ対６６が設けられている。
また、プリンタ部１００には、図中右側に、手差し給紙部６８が設けられている。この手差し給紙部６８には、手差しトレイ６７が開閉自在に設けられており、その手差しトレイ６７上にセットした手差しの記録紙Ｐを記録体搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２が形成されている。この手差し給紙部６８にも、給紙カセット６１と同様に、呼出部材６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。
【００２０】
次に、複写機５００の動作について説明する。
複写機５００を用いてコピーをとるとき、まず、図示しないメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。そして、図示しないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、その原稿を原稿搬送ローラにより原稿搬送路を通してコンタクトガラス５７上へと移動させてから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動して原稿内容を読み取る。原稿内容を読み取る際、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動させながら、その光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面に照射する。そして、その反射光を複数のミラー５４で結像用光学レンズ５５まで案内してイメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
【００２１】
一方、原稿内容の読み取りと同時に、図示しない感光体駆動モータによって感光体１０を回転させる。そして、まず、帯電装置１１により感光体１０の表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ書込装置４７からレーザ光を照射して書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成する。その後、その静電潜像に現像装置１２でトナーを付着させてこれを可視像化する。
【００２２】
また、スタートスイッチを押したと同時に、給紙バンク３００が備える複数の給紙カセット６１のうち選択サイズに対応するものから、呼出部材６２により記録紙Ｐを送り出す。そして、送り出された記録紙Ｐを供給ローラ６３及び分離ローラ６４で１枚ずつ分離して、その１枚を供給路Ｒ１へ案内し、記録体搬送ローラ対６６で記録体搬送路Ｒへと導く。記録体搬送路Ｒへ搬送された記録紙Ｐは、レジストローラ対２１に突き当たって止められる。なお、手差し給紙部６８を使う場合、手差しトレイ６７を開けてこれに記録紙Ｐをセットする。この場合も、その記録紙Ｐは、呼出部材６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４によって１枚だけ手差し供給路Ｒ２へ搬送され、記録体搬送ローラ対６６で記録体搬送路Ｒへと導かれ、同じくレジストローラ対２１に突き当たって止められる。そして、このようにして、レジストローラ対２１に止められた記録紙Ｐは、上述した感光体１０の可視像化したトナー像の先端が転写位置Ｂへ進入するタイミングを合わせて回転を開始するレジストローラ対２１によって、転写位置Ｂへ向けて送り込まれる。
【００２３】
転写位置Ｂへと送り込まれた記録紙Ｐは、転写装置１３により感光体１０上のトナー像が転写され、その表面にトナー像を担持する。転写後の感光体１０は、その表面に残留した残留トナーがクリーニング装置１４で除去され、図示しない除電装置により感光体１０上の残留電位も除去され、帯電装置１１からはじまる次の画像形成に備える。一方、画像を担持した記録紙Ｐは、転写ベルト１７により搬送されて定着装置３０に入り、定着装置３０内で熱と圧力が加えられて、記録紙Ｐ上の画像が定着する。その後、記録紙Ｐは、排出ローラ３５、第一加圧ローラ３６、第二加圧ローラ３７、コシ付ローラ３８により、記録紙Ｐにコシをつけて、排出スタック部３９上に排出され、そこにスタックされる。
なお、記録紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、排出分岐爪３４を切り替え、記録紙Ｐの片面にトナー像を転写して定着した後、これを記録体搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れる。この記録紙Ｐは、記録体搬送ローラ対６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れられた後、スイッチバックローラ対４３でスイッチバックされ、今度は再搬送路Ｒ４に入れられ、記録体搬送ローラ対６６で再び記録体搬送路Ｒに導かれる。そして、上述と同様にして記録紙Ｐの反対面にもトナー像を転写する。
【００２４】
〔実施例１〕
次に、本実施形態の複写機５００に適用可能な定着装置３０の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図１は、実施例１の定着装置３０の概略説明図である。
図１に示す定着装置３０は、内部に定着内部ヒータ３が配置された定着ローラ１と、内部に加圧内部ヒータ３１が配置され、その表面と対向する位置に加圧外部ヒータ３２が配置された加圧ローラ２とを備える。そして、加圧ローラ２が定着ローラ１に対して当接することにより、定着ローラ１と加圧ローラ２との少なくとも一方の表面が変形し、定着ニップ部Ｎを形成する。
【００２５】
定着ローラ１は、アルミニウム系または鉄系の材質からなる芯金（以下、定着芯金１ａと呼ぶ）に耐熱ゴム層（以下、定着ゴム層１ｂと呼ぶ）を被覆し、さらにその外側にフッ素樹脂等の耐熱樹脂を被覆（コーティングまたはチューブに挿入）した（以下、定着表面層１ｃと呼ぶ）ものであり、定着芯金１ａの内部に定着内部ヒータ３を備えている。また、定着装置３０は、定着ローラ１の表面の温度を検知する定着部材温度検知部材である定着部材温度検知センサ４と、定着部材温度検知センサ４による検知結果に基づいて、定着ローラ１の表面温度が所定の目標温度となるように定着内部ヒータ３の稼動を制御する定着部材温度制御装置４１０を備える。
加圧ローラ２は、アルミニウム系または鉄系の材質からなる芯金（以下、加圧芯金２ａと呼ぶ）に、シリコーンゴムからなる耐熱ゴム層（以下、加圧ゴム層２ｂと呼ぶ）を被覆し、さらにその外側にフッ素樹脂等の耐熱樹脂を被覆（コーティングまたはチューブに挿入）した（以下、加圧表面層２ｃと呼ぶ）ものであり、加圧芯金２ａの内部に加圧内部ヒータ３１を備えている。
なお、定着ローラ１としては、加圧ローラ２の変形によって十分な定着ニップ部Ｎを形成することができれば、アルミニウム系または鉄系の材質からなる定着芯金１ａに、フッ素樹脂等の耐熱樹脂からなる定着表面層１ｃを被覆したもので、定着芯金１ａの内部に定着内部ヒータ３を備える構成も適用可能である。
【００２６】
実施例１の定着装置３０では、定着ローラ１の表面は離型性を有する材料で覆われており、定着ローラ１には表面が弾性を有する材質で覆われた加圧ローラ２が圧接され、定着ニップ部Ｎを形成する。この定着ニップ部Ｎを表面に未定着トナーＴを担持した記録紙Ｐが通過することにより、未定着トナーＴが溶けて圧力を受けることで記録紙Ｐに定着する。
【００２７】
実施例１の定着装置３０では、定着ローラ１の外径と加圧ローラ２の外径とは、例えば定着ローラ１の外径φ４０［ｍｍ］に対し、加圧ローラ２の外径をφ４０［ｍｍ］以下とする。定着ローラ１及び加圧ローラ２を構成する各層の材質、厚みの組合せによって、定着ローラ１の熱容量よりも加圧ローラ２の熱容量の方が小さくなる条件を満たせば、定着ローラ１の外径に対し、加圧ローラ２の外径を大きくすることは可能である。
【００２８】
定着ローラ１において、定着芯金１ａの厚さは、１［ｍｍ］〜５［ｍｍ］程度、定着ゴム層１ｂの厚みは３［ｍｍ］〜５［ｍｍ］程度、定着表面層１ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することが出来る。
また、加圧ローラ２において、加圧芯金２ａの厚さは０．３［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度、加圧ゴム層２ｂの厚みは０．１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］程度、加圧表面層２ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することができる。
【００２９】
加圧ローラ２は加圧内部ヒータ３１を内蔵し、加圧ローラ２の外周近傍には加圧外部ヒータ３２が配置され、加圧ローラ２の表面温度を検知する加圧部材温度検知部材である加圧部材温度検知センサ４１が加圧ローラ２の外周近傍に配置されている。さらに、定着装置３０は、加圧部材温度検知センサ４１による検知結果に基づいて加圧ローラ２の表面温度が所定の目標温度となるように、加圧内部ヒータ３１及び加圧外部ヒータ３２の稼動を制御する加圧部材温度制御装置４２０を備える。
【００３０】
定着装置３０が備える各ヒータのワット数としては、一例として、定着内部ヒータ３のワット数を９００［Ｗ］、加圧内部ヒータ３１及び加圧外部ヒータ３２のワット数をそれぞれ３００［Ｗ］に設定している。
また、図１に示すように、定着装置３０では、加圧外部ヒータ３２の加圧ローラ２とは反対側に輻射熱反射部材５０を備えることにより、加圧ローラ２を加熱する効率を上げている。輻射熱反射部材５０の加圧外部ヒータ３２とは反対側に不図示の断熱部材が設けられ、外部に対する熱の漏れを防止している。輻射熱反射部材５０は光沢のあるアルミニウム系材質（熱反射率を９５［％］以上）とするとよい。また、厚さは板状のもの（０．６［ｍｍ］程度）からアルミ箔（１２［μｍ］程度）のものが適している。不図示の断熱部材としては、耐熱樹脂（ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＡＩ、ＰＩ等）、耐熱ゴム（シリコーンゴム等）、耐熱スポンジ（シリコーンゴムスポンジ等）、耐熱フェルト等を使用するとよい。
【００３１】
加圧部材温度検知センサ４１が検知する加圧ローラ２の表面温度の、加圧内部ヒータ３１を稼動させるときの目標温度は、加圧ローラ２の芯金温度が弾性層を熱劣化しにくい温度以下（シリコーンゴムであれば２００［℃］以下）となるように設定する。加圧内部ヒータ３１を稼動させると、加圧ローラ２を内部から加熱するため、加圧ローラ２は内部から外周に向かって温度は下がっていく。このため、芯金の温度が２００［℃］以下となるように制御する場合、弾性層の厚みや材質にもよるが、加圧ローラ２表面の目標温度は、芯金の温度の上限よりもかなり低い温度、例えば１４０［℃］に設定する。
加圧部材温度検知センサ４１が検知する加圧ローラ２の表面温度の、加圧外部ヒータ３２を稼動させるときの目標温度も、加圧ローラ２の芯金温度が弾性層を熱劣化しにくい温度以下（シリコーンゴムであれば２００［℃］以下）となるように設定する。しかし、加圧外部ヒータ３２を稼動させると、加圧ローラ２を外部から加熱するため、加圧ローラ２の表面温度が２００［℃］となっても芯金の温度は２００［℃］よりも低い温度となる。よって、加圧ローラ２表面の目標温度を２００［℃］としても、加圧ローラ２の弾性層の熱劣化を防止することができる。
【００３２】
加圧ローラ２の停止時には、加圧部材温度制御装置４２０は、加圧外部ヒータ３２の稼動を停止して、加圧内部ヒータ３１を稼動させるように制御し、加圧内部ヒータ３１によって加圧ローラ２の加熱を行う。これにより、加圧ローラ２の内側（中心部）から加圧ローラ２の加熱を行うことができるため、加圧ローラ２の表面温度を均一にすることができる。
また、加圧ローラ２の回転時には、加圧部材温度制御装置４２０は、加圧内部ヒータ３１の稼動を停止して、加圧外部ヒータ３２を稼動させるように制御し、加圧外部ヒータ３２によって加圧ローラ２の加熱を行う。これにより、加圧ローラ２表面を外側から部分的に加熱することになるが、加圧ローラ２が回転しているため、加圧ローラ２の表面（周方向）に温度ムラを発生させず、均一な温度にすることができる。
【００３３】
加圧ローラ２の停止時を、待機時、低電力モード時、立上げ時であり、加圧内部ヒータ３１を動作させる。これにより、加圧ローラ２の内側（中心）から加圧ローラ２の加熱を行うことができるため、加圧ローラ２の表面温度を均一にすることができる。
また、加圧ローラ２の回転時を、プリント動作時、プレ回転時とし、加圧外部ヒータ３２を動作させる。これにより、加圧ローラ２表面を外側から部分的に加熱することになるが、加圧ローラ２が回転しているため、加圧ローラ２表面（周方向）に温度ムラを発生させず、均一な温度にすることができる。
【００３４】
ここで、熱ローラ方式を含む熱定着方式の定着装置で生じる記録紙のカールについて説明する。
特許文献３に記載されているように、定着部材と加圧部材との表面温度の差が大きいと、カールが発生し易くなる。このような不具合に対して、特許文献４乃至９に記載の定着装置のように、加圧ローラを加熱する加圧部材加熱手段を備える構成であれば、定着ローラと加圧ローラとの表面温度の差が大きくなることを抑制し、カールの発生を抑制することができる。
しかし、定着装置は、連続通紙中に安定して良好な定着性を維持するために、定着ニップ部において記録紙の未定着画像側となる定着部材を加熱する定着部材加熱手段の熱源に必要なヒータＷ数を配分する必要がある。このため、電子写真複写機等の画像形成装置の設置される電源事情の関係（例えば、電源容量上限１００［Ｖ］、１５［Ａ］）で、加圧部材加熱手段の熱源には定着部材加熱手段の熱源と同等のヒータＷ数を配分できない。
このとき、定着部材側ニップ形成部材（実施例１では記録紙Ｐに接触する定着ローラ１、後述する実施例４では、定着ベルト７１を介して加圧ローラ２が当接する定着ローラ１）の熱容量に対して加圧部材側ニップ形成部材（本実施形態では加圧ローラ２）の熱容量が大きいと、加圧部材加熱手段の方が加熱力が小さいため、加圧部材の表面温度は定着部材の表面温度よりも低くなる。よって、加圧部材の表面温度を定着部材の表面温度近傍まで昇温するためには、定着ニップ部における定着部材から加圧部材への熱の移動に依存しなければならない。
【００３５】
連続印刷中は、定着ニップ部を記録紙がほぼ常時通過しているため（通紙中は紙間と紙幅の外側でしか直接触れることができないため）、定着部材と加圧部材との接触時間が短く、加圧部材の温度が低下する。または、定着部材の表面温度にできるだけ近い温度でカール低減効果のある温度まで昇温することができなくなる。
その結果、定着部材と加圧部材との表面温度の差が大きくなってしまい、カールが発生しやすくなる。
【００３６】
上記特許文献６乃至９には、加圧部材加熱手段として、加圧部材を内側から加熱する加圧内部加熱手段と、加圧部材の表面を外側から加熱する加圧外部加熱手段とを備えた定着が記載されている。
しかし、特許文献６に記載の定着装置は、通紙時には、加圧内部加熱手段と加圧外部加熱手段とを同時に稼動させるため、加圧部材加熱手段に要する電力が大きくなり過ぎるおそれがある。さらに、加圧内部加熱手段を稼動させながら加圧部材の表面温度が定着部材の表面温度近傍となるように制御するため、加圧内部加熱手段の熱源と加圧部材の表面との間に、定着部材の表面温度を超える高温環境となる部材が存在するおそれがあり、その部材が熱劣化するおそれがある。
また、特許文献７及び８では、通常は加圧内部加熱手段または加圧外部加熱手段の何れか一方を稼動させ、他方の加熱手段を補助的に稼動させる定着装置が記載されている。このような構成であっても、加圧内部加熱手段を稼動させながら加圧部材の表面温度が定着部材の表面温度近傍となるように制御することがあるため、加圧内部加熱手段の熱源と加圧部材の表面との間の部材で熱劣化が生じるおそれがある。
また、特許文献９に記載の定着装置は、加圧内部加熱手段と加圧外部加熱手段との稼動をどのように制御するか、不明である。
【００３７】
実施例１の定着装置３０では待機時に、加圧内部ヒータ３１を動作させ加圧ローラ２の表面を、芯金温度が弾性層の熱劣化しにくい温度以下（シリコーンゴムであれば２００［℃］以下）となるような目標温度で制御する。これにより、加圧内部加熱手段である加圧内部ヒータ３１によって加熱する構成であっても、加圧内部加熱手段の熱源と加圧部材の表面との間の部材で熱劣化が生じることを防止できる。
そして、プリント動作開始とともに、加圧内部ヒータ３１の稼動を停止し、加圧外部ヒータ３２を稼動させる。そのときの加圧ローラ２の表面の目標温度は定着ローラ１表面温度の制御温度に近付けることが可能となるため、記録紙Ｐのカールを低減できる。
【００３８】
実施例１の定着装置３０における定着ローラ１と加圧ローラ２との表面温度について、待機時及びプリント時の目標温度の一例を以下に示す。
待機時の定着ローラ１表面の目標温度：１６０［℃］
プリント時の定着ローラ１表面の目標温度：１６０［℃］
待機時の加圧ローラ２表面の目標温度：１４０［℃］（加圧内部ヒータ３１のみ稼動）
プリント時の加圧ローラ２表面の目標温度：１６０［℃］（加圧外部ヒータ３２のみ稼動）
【００３９】
〔変形例〕
図３は、本実施形態の複写機５００に適用可能な定着装置３０の変形例の概略説明図である。
変形例の定着装置３０は、加圧ローラ２の外部加熱手段である加圧外部ヒータ３２が加圧ローラ２の表面に接触する加圧部材加熱ローラ３２０内に配置されている点で実施例１の定着装置３０と異なる。他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略する。
図３に示す変形例の定着装置３０のように、加圧ローラ２の外部加熱手段が接触式の加熱手段であっても、実施例１と同様に加圧内部ヒータ３１と加圧外部ヒータ３２との稼動タイミングを制御することで、記録紙Ｐのカールを低減し、且つ、加圧ゴム層２ｂの熱劣化も抑制することが出来る。
【００４０】
図４は、変形例の定着装置３０の加圧部材加熱ローラ３２０近傍の拡大説明図である。
図４に示すように、加圧ローラ２の外部加熱手段が接触式の加熱手段である場合、加圧ローラ２表面に付着した汚れＤ１（トナー、紙粉等）が加圧部材加熱ローラ３２０の表面に移行し、一旦、加圧部材加熱ローラ３２０の表面上に堆積した汚れＤ２が、再び加圧ローラ２に逆転写し、記録紙Ｐを汚すことがある。
これに対して、実施例１の定着装置３０のように、外部加熱手段が加圧ローラ２に対し非接触で加熱する構成であることで、加圧ローラ２表面上からの汚れＤ１（トナー、紙粉等）が外部加熱手段に付着しないため、記録紙Ｐを汚すことを防止できる。
これは、以下の理由による。
【００４１】
すなわち、記録紙Ｐが定着ニップ部Ｎを通過するときの一枚当たりに加圧ローラ２に移動する汚れは微量である。実施例１のように外部加熱手段が加圧ローラ２に対し非接触で加熱する構成の場合、一度、加圧ローラ２に付着した微量な汚れは次回に定着ニップ部Ｎで記録紙Ｐと接触するときに記録紙Ｐに移動するため、この汚れが記録紙Ｐに付着してもほとんど気付かない程度の汚れである。このように、微量の汚れが加圧ローラ２の表面に付着しても、記録紙Ｐに移動することでセルフクリーニングがなされ、加圧ローラ２の表面は常にきれいな表面を維持することが出来る。
一方、変形例のように、外部加熱手段が加圧ローラ２に対し接触して加熱する構成の場合、加圧ローラ２に付着した汚れが、外部加熱手段の接触部材（変形例の加圧部材加熱ローラ３２０）に移動し、この接触部材に汚れが溜め込まれる。その後、この接触部材の汚れに対する許容量を超えたところで汚れの吐き出しが発生し、まとまった量の汚れが加圧ローラ２に移動する。この加圧ローラ２に移動した汚れが、定着ニップ部Ｎで記録紙Ｐに移動すると、まとまった量の汚れが移動するため、見た目に明らかな汚れが転写紙Ｐに付着する。
このような理由により、実施例１のように、外部加熱手段が加圧ローラ２に対し非接触で加熱する構成であることで、記録紙Ｐを汚すことを防止できる。
【００４２】
さらに、変形例１では、外部加熱手段の接触部材に汚れが堆積すると、接触部材から加圧ローラ２への熱の移動に悪影響を及ぼす不具合も生じる。また、当接部材の長手方向で、汚れの付着にムラがあった場合、汚れが付着していない箇所は、加圧ローラ２と接触することができない場合もある。
【００４３】
〔実施例２〕
次に、本実施形態の複写機５００に適用可能な定着装置３０の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。図５は、実施例２の定着装置３０の概略説明図である。
実施例２の定着装置３０は、加圧ローラ２が耐熱ゴム層である加圧ゴム層２ｂを備えず、実施例１よりも外径の大きな加圧芯金２ａに加圧表面層２ｃを被覆した構成である点で、実施例１の定着装置３０と異なる。他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略する。
実施例２の定着装置３０が備える加圧ローラ２の芯金２ａの厚さは０．３［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度、定着表面層１ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することができる。
【００４４】
〔実施例３〕
次に、本実施形態の複写機５００に適用可能な定着装置３０の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。図６は、実施例３の定着装置３０の概略説明図である。
実施例３の定着装置３０は、加圧ローラ２の外部加熱手段である加圧外部ヒータ３２を備えていない点で、実施例２の定着装置３０と異なる。他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略する。
実施例３の定着装置３０が備える加圧ローラ２も、実施例２と同様に、芯金２ａの厚さは０．３［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度、定着表面層１ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することができる。
【００４５】
本発明の特徴的構成は、耐熱ゴム材質、耐熱樹脂材質、または、耐熱ゴム材質と耐熱樹脂材質とを積層したもの等からなる無端ベルト状の定着ベルトを用いた定着装置にも適用可能である。
【００４６】
〔実施例４〕
次に、本実施形態の複写機５００に適用可能な定着装置３０の四つ目の実施例（以下、実施例４と呼ぶ）について説明する。図７は、実施例４の定着装置３０の概略説明図である。
実施例４の定着装置３０は、定着ベルト７１と加圧ローラ２とが当接して定着ニップ部Ｎを構成する点で、実施例１の定着装置３０と異なる。他の構成は共通するため、共通する構成についての説明は省略する。
【００４７】
実施例４の定着装置３０が備える定着ベルト７１は無端状ベルトで、加熱ローラ７２、定着ローラ１及びテンション部材７４によって張架されている。加熱ローラ７２は加熱ローラ内部ヒータ７５を内蔵している。定着部材温度制御装置４１０は、定着ベルト７１の表面温度を検知する定着部材温度検知センサ４の検知結果に基づいて、定着ベルト７１の表面温度が所定の目標温度となるように加熱ローラ内部ヒータ７５の稼動を制御する。
定着ベルト７１の表面は離型性を有する材料で覆われている。定着ベルト７１には表面が弾性を有する材質で覆われた加圧ローラ２が圧接され、定着ニップ部Ｎを形成する。この定着ニップ部Ｎを表面に未定着トナーＴを担持した記録紙Ｐが通過することにより、未定着トナーＴが溶けて圧力を受けることでトナー像が記録紙Ｐに定着する。
【００４８】
定着ベルト７１はＰＩ（ポリイミド）等の耐熱樹脂層の外側に、シリコーンゴム等の弾性層を被覆し、さらにその外側に離型性良好なフッ素樹脂等の耐熱樹脂材料を被覆したものが一般的である。実施例４の定着装置３０が備える定着ベルト７１の総厚は０．３［ｍｍ］程度である。
定着ローラ１は、アルミニウム系または鉄系の材質からなる芯金（以下、定着芯金１ａと呼ぶ）にシリコーンゴムからなる耐熱ゴム層（以下、定着ゴム層１ｂと呼ぶ）を被覆したものである。
加圧ローラ２は、実施例１と同様に、アルミニウム系または鉄系の材質からなる芯金（以下、加圧芯金２ａと呼ぶ）に、シリコーンゴムからなる耐熱ゴム層（以下、加圧ゴム層２ｂと呼ぶ）を被覆し、さらにその外側にフッ素樹脂等の耐熱樹脂を被覆（コーティングまたはチューブに挿入）した（以下、加圧表面層２ｃと呼ぶ）ものであり、加圧芯金２ａの内部に加圧内部ヒータ３１を備えている。
【００４９】
加圧ローラ２において、加圧芯金２ａの厚さは０．３［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度、加圧ゴム層２ｂの厚みは０．１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］程度、加圧表面層２ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することができる。
また、定着ローラ１において、定着芯金１ａ外径はφ８〜１５［ｍｍ］程度とし、定着ローラ１の外径と加圧ローラ２の外径とは、例えば定着ローラ１の外径φ４０［ｍｍ］に対し、加圧ローラ２の外径をφ４０［ｍｍ］以下とする。定着ローラ１及び加圧ローラ２を構成する芯金及び各層の材質、厚みの組合せによって、定着ローラ１の熱容量よりも加圧ローラ２の熱容量の方が小さくなる条件を満たせば、定着ローラ１の外径に対し、加圧ローラ２の外径を大きくすることは可能である。
【００５０】
加圧ローラ２は、実施例１と同様に、加圧内部ヒータ３１を内蔵し、加圧ローラ２の外周近傍には加圧外部ヒータ３２が配置され、加圧ローラ２の表面温度を検知する加圧部材温度検知部材である加圧部材温度検知センサ４１が加圧ローラ２の外周近傍に配置されている。加圧部材温度制御装置４２０は、加圧部材温度検知センサ４１による検知結果に基づいて、加圧ローラ２の表面温度が所定の目標温度となるように、加圧内部ヒータ３１及び加圧外部ヒータ３２の稼動を制御する。
【００５１】
また、定着ベルト７１の内側に配置されたテンション部材７４は、低熱伝導材質のローラ形状の部材であり、軸方向（図７中の手前−奥方向）の長さは最大通紙幅以上でかつ、定着ベルト７１の胴部長程度である。
【００５２】
また、図７に示すように、実施例４の定着装置３０では、加圧外部ヒータ３２の加圧ローラ２とは反対側に輻射熱反射部材５０を備えることにより、加圧ローラ２を加熱する効率を上げている。輻射熱反射部材５０の加圧外部ヒータ３２とは反対側に不図示の断熱部材が設けられ、外部に対する熱の漏れを防止している。輻射熱反射部材５０は光沢のあるアルミニウム系材質（熱反射率を９５［％］以上）とするとよい。また、厚さは板状のもの（０．６［ｍｍ］程度）からアルミ箔（１２［μｍ］程度）のものが適している。不図示の断熱部材としては、耐熱樹脂（ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＡＩ、ＰＩ等）、耐熱ゴム（シリコーンゴム等）、耐熱スポンジ（シリコーンゴムスポンジ等）、耐熱フェルト等を使用するとよい。
【００５３】
定着ベルト７１を用いる定着装置３０の構成としては、図７に示す構成に限るものではない。
図８や図９に示す構成の定着装置３０も本実施形態の複写機５００に適用可能である。
図８は、定着ベルト７１を用いる定着装置３０の二つの構成の説明図である。
図８に示す定着装置３０は、加圧ローラ２の外部加熱手段である加圧外部ヒータ３２が、上述した変形例と同様に、加圧ローラ２の表面に接触する加圧部材加熱ローラ３２０内に配置されている点で実施例４の定着装置３０と異なるが、他の構成は共通する。
【００５４】
図９は、定着ベルト７１を用いる定着装置３０の三つの構成の説明図である。
図９に示す定着装置３０は、加圧ローラ２側の構成が実施例３と同様の構成であり、加圧ローラ２が加圧ゴム層２ｂを備えず、加圧芯金２ａに加圧表面層２ｃを被覆した構成で、加圧ローラ２の外部加熱手段である加圧外部ヒータ３２を備えていない点で、実施例４の定着装置３０と異なるが、他の構成は共通する。
図９に示す定着装置３０の加圧ローラ２において、加圧芯金２ａの厚さは０．３［ｍｍ］〜１［ｍｍ］程度、加圧表面層２ｃの厚みは１５［μｍ］〜５０［μｍ］程度の範囲で設定することができる。
【００５５】
また、上述した実施例及び変形例は、定着部材の加熱手段はヒータによって加熱する方式である。
本発明の特徴的構成は、定着部材の加熱手段として、ＩＨ（誘導加熱）方式を用いた定着装置にも適用可能である。
【００５６】
図１０は、実施例１〜実施例３及び変形例の定着装置３０のように、ローラ部材同士の当接によって定着ニップ部Ｎを形成する構成の定着ローラ１の加熱手段に、ＩＨ方式の加熱手段であるＩＨヒータ３３を適用した定着装置３０の概略構成図である。
定着ローラ１及び加圧ローラ２の具体的な構成は、実施例１〜実施例３及び変形例の定着装置３０に記載のものを適用できるため、説明は省略する。
図１０に示す定着装置３０では、インバータ３３０によって高周波数電流に変換された交流電流がＩＨヒータ３３に印加されることにより、ＩＨヒータ３３によって定着ローラ１の加熱が成される。
図１１は、図７〜図９を用いて説明した実施例４の定着装置３０のように、定着ベルト７１と加圧ローラ２との当接によって定着ニップ部Ｎを形成する構成の定着ベルト７１の加熱手段に、ＩＨ方式の加熱手段であるＩＨヒータ３３を適用した定着装置３０の概略構成図である。
また、図１２は、定着ベルト７１と加圧ローラ２との当接によって定着ニップ部Ｎを形成する定着装置３０で、定着ベルト７１を挟んで定着ローラ１と対向する位置に配置した構成の加熱手段に、ＩＨ方式の加熱手段であるＩＨヒータ３３を適用した定着装置３０の概略構成図である。
【００５７】
上述した実施形態では、本発明の特徴部を備えた定着装置３０をモノクロの画像形成装置である複写機５００に適用した例を挙げて説明したが、本発明は、図１３に示すような公知のカラー画像形成装置についても同様に適用することができる。さらに、本発明は、画像形成装置が複写機である構成に限らず、プリンタ、ファクシミリ等の他の画像形成装置であっても適用可能である。
【００５８】
以上、実施例１、変形例及び実施例２の定着装置３０は、定着ニップ部Ｎを形成する二つの表面無端移動体として、定着ニップ部Ｎを通過する記録媒体である記録紙Ｐの未定着画像である未定着トナーＴを担持するおもて面と対向する定着部材である定着ローラ１と、定着ニップ部Ｎで定着ローラ１に加圧して当接し、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐのおもて面とは逆の裏面と対向する加圧部材である加圧ローラ２とを備える。さらに、定着ローラ１を加熱する定着部材加熱手段である定着内部ヒータ３と、加圧ローラ２を加熱する加圧部材加熱手段とを有する。そして、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐに対して熱及び圧力を加えることで記録紙Ｐ上の未定着トナーＴを記録紙Ｐに定着する。このような定着装置３０において、加圧部材加熱手段として、無端移動する表面の内側から加熱する加圧内部加熱手段である加圧内部ヒータ３１と、無端移動する表面の外側から加熱する加圧外部ヒータ３２とを備える。そして、定着装置３０が備える加圧部材温度制御装置４２０は、定着装置３０の状態に応じて加圧内部ヒータ３１の稼動と加圧外部ヒータ３２の稼動とを切り換える制御を行う。
このような定着装置３０では、加圧ローラ２を昇温し始めるときには加圧内部ヒータ３１を稼動させることによって加熱することで加圧ローラ２全体を均一に加熱することができる。このとき、加圧ローラ２の表面を定着時の定着ローラ１の表面温度である１６０［℃］近傍まで昇温させる必要はなく、加圧ローラ２の表面よりも高温となる加圧内部ヒータ３１から加圧ローラ２の表面までを構成する各部材が、加圧内部ヒータ３１の加熱によって熱劣化を生じない程度の温度（加圧ローラ２の表面温度が１４０［℃］）となるように制御する。プリント動作開始とともに、定着ニップ部Ｎに通紙して定着を行うときには、稼動する加圧部材加熱手段を加圧外部ヒータ３２に切り換えることで、加圧ローラ２の表面を定着時の定着ローラ１の表面温度（１６０［℃］）近傍まで昇温させても、加圧内部ヒータ３１の熱源から加圧ローラ２の表面までを構成する各部材（実施例１では加圧ゴム層２ｂ）の温度は加圧ローラ２の表面温度よりも低くなり、熱劣化が生じることを抑制することができる。加圧ローラ２の表面を定着時の定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させても、熱劣化が生じることを抑制することができるため、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度近傍に維持しつつ、加圧ローラ２の使用当初の性能を維持することができる。
また、待機時など加圧ローラ２を昇温し始めるときには、加圧内部ヒータ３１を稼動させ、加圧ローラ２がある程度昇温した状態で加圧外部ヒータ３２を稼動させるように切り換える。このため、加圧外部加熱手段のみで加熱を行う構成よりも、加圧ローラ２全体を均一に加熱すること出来、加圧ローラ２の表面移動方向に温度ムラが発生することを抑制することができる。
このように、実施例１、変形例及び実施例２の定着装置３０では、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度近傍に維持することで、記録紙Ｐのカール発生を低減することができるため、加圧ローラ２の使用当初の性能を維持しつつ、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐのカール発生を低減することができるという効果を奏する。
また、定着ベルト７１を備えた図７及び図８に示す定着装置３０においても同様の効果を奏することが出来る。
【００５９】
また、本実施形態の定着装置３０の加圧内部ヒータ３１と加圧外部ヒータ３２とを備える構成では、加圧部材温度制御装置４２０は、加圧ローラ２が回転しているときのみ加圧外部ヒータ３２が稼動するように制御するため、加圧ローラ２の表面に温度ムラが生じることを抑制しつつ、加圧芯金２ａの温度過昇による加圧ゴム層２ｂ等の熱劣化を防止し、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１表面温度に近付けることにより、記録紙Ｐのカールを低減できる。
【００６０】
また、本実施形態の定着装置３０では、加圧外部ヒータ３２が稼動する加圧ローラ２が回転するタイミングは、複写機５００がプリント動作を行って定着装置３０が定着動作中のとき、または、定着動作前のプレ回転動作中である。このような定着装置３０では、加圧ローラ２が非回転のタイミングは待機時、低電力モード時、立上げ時であり、加圧ローラ２が回転するタイミングは、プリント動作時、プレ回転時にしている。このような制御により、加圧ローラ２の加圧芯金２ａの温度過昇による加圧ゴム層２ｂの熱劣化を防止し、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度に近付けることができ、記録紙Ｐのカールを低減できる。
【００６１】
また、実施例１、実施例２及び図７に示す構成の定着装置３０では、加圧外部ヒータ３２は加圧ローラ２に対して非接触加熱にしたことで、加圧ローラ２の加圧芯金２ａの温度過昇による弾性層の熱劣化を防止し、記録紙Ｐのカールを低減しながら、加圧ローラ２からの汚れＤ１（トナー、紙粉等）が加熱部材（変形例の加圧部材加熱ローラ３２０）に付着し、一旦、加熱部材に堆積した汚れＤ２が、再び加圧ローラ２に逆転写し、記録紙Ｐを汚してしまうことを防止できる。
【００６２】
また、実施例２の定着装置３０の加圧ローラ２は、加圧内部ヒータ３１を内部に配置された超薄肉金属製の加圧芯金２ａの表層に離型層である加圧表面層２ｃを設けたローラ状の部材である。加圧ローラ２を超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けた構成としたことで、加圧ローラ２の熱容量を小さくすることができる。これにより、加圧ローラ２内で温度差が生じることを防止し、加圧ローラ２の表面を定着時の定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させても、加圧内部ヒータ３１の熱源と加圧ローラ２の表面との間で、定着ローラ１の表面温度を大きく超える高温となる箇所が生じることを防止でき、熱劣化が生じることを抑制することができる。
実施例２では、加圧芯金２ａと加圧表面層２ｃとの間に弾性層を設けていないが、従来の加圧ローラに比して十分に薄い弾性層、または、熱容量の小さい材料からなる弾性層を設けても、加圧ローラ２全体での熱容量を小さくすることができるため、弾性層が高温となることを防止でき、弾性層に熱劣化が生じることを抑制することができる。
さらに、加圧ローラ２の熱容量を小さくすることで、加圧ローラ２の表面温度を定着時の定着ローラ１の表面温度と同等域の高温域まで高速に昇温することができることで、記録紙Ｐのカールを低減する効果がさらに高まる。
このように実施例２の定着装置３０は、加圧ローラ２の表面温度を定着時の定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させても、熱劣化が生じることを抑制することができるため、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度近傍に維持しつつ、加圧ローラ２の使用当初の性能を維持することができる。
【００６３】
また、実施例１、変形例、実施例２及び実施例３の定着装置３０では、定着ニップ部Ｎを形成する２つの表面無端移動体がともにローラ状の部材であるため、定着部材である定着ローラ１が定着側ニップ形成部材であり、加圧部材である加圧ローラ２が加圧側ニップ形成部材である。一方、定着ベルト７１を備えた図７、図８及び図９に示す定着装置３０では、定着ニップ部Ｎを形成する２つの表面無端移動体のうち、定着部材が無端ベルト状の定着ベルト７１で、定着ベルト７１を張架する張架部材のうち、定着ニップ部Ｎで定着ベルト７１を挟んで他方の表面無端移動体である加圧ローラ２と対向する張架部材としての定着ローラ１が定着側ニップ形成部材となる。そして、何れの構成において、定着側ニップ形成部材である定着ローラ１の熱容量の方が、加圧側ニップ形成部材である加圧ローラ２の熱容量よりも大きくなるように設定する。これにより、定着ニップ部Ｎで、定着ローラ１の熱を奪うことなく加圧ローラ２の温度を目標温度である定着ローラ１の表面温度近傍まで素早くまで昇温することが可能となるので、記録紙Ｐのカールの低減効果を通紙初期より発揮できる。
【００６４】
実施例１の定着装置３０は、定着部材加熱手段である定着内部ヒータ３のＷ数は、９００［Ｗ］で、加圧部材加熱手段である加圧内部ヒータ３１及び加圧外部ヒータ３２は共に３００［Ｗ］である。このように、本実施形態の定着装置３０では、定着部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力は加圧部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力よりも大きく設定されている。加圧部材加熱手段の単位時間あたりの加熱力は小さく設定されているが、定着ローラ１の熱容量に比べて加圧ローラ２の熱容量を小さく設定しているため、加圧部材加熱手段のみの加熱によって加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させることができる。これにより、複写機５００が設置される電源事情を満たしつつ、記録紙Ｐのカールを低減することが可能となる。
【００６５】
また、実施例３の定着装置３０は、定着ニップ部Ｎを形成する二つの表面無端移動体として、定着ニップ部Ｎを通過する記録媒体である記録紙Ｐの未定着画像である未定着トナーＴを担持するおもて面と対向する定着部材である定着ローラ１と、定着ニップ部Ｎで定着ローラ１に加圧して当接し、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐのおもて面とは逆の裏面と対向する加圧部材である加圧ローラ２とを備える。さらに、定着ローラ１を加熱する定着部材加熱手段である定着内部ヒータ３と、加圧ローラ２を加熱する加圧部材加熱手段である加圧内部ヒータ３１とを有する。そして、定着ニップ部Ｎを通過する記録紙Ｐに対して熱及び圧力を加えることで記録紙Ｐ上の未定着トナーＴを記録紙Ｐに定着する。このような定着装置３０において、加圧ローラ２は、加圧内部ヒータ３１を内部に配置された超薄肉金属製の加圧芯金２ａの表層に離型層である加圧表面層２ｃを設けたローラ状の部材である。加圧ローラ２を超薄肉金属製芯金の表層に離型層を設けた構成としたことで、加圧ローラ２の熱容量を小さくすることができる。これにより、加圧ローラ２内で温度差が生じることを防止し、加圧ローラ２の表面を定着時の定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させても、加圧内部ヒータ３１の熱源と加圧ローラ２の表面との間で、定着ローラ１の表面温度を大きく超える高温となる箇所が生じることを防止でき、熱劣化が生じることを抑制することができる。
実施例３では、加圧芯金２ａと加圧表面層２ｃとの間に弾性層を設けていないが、従来の加圧ローラに比して十分に薄い弾性層、または、熱容量の小さい材料からなる弾性層を設けても、加圧ローラ２全体での熱容量を小さくすることができるため、弾性層が高温となることを防止でき、弾性層に熱劣化が生じることを抑制することができる。
さらに、加圧ローラ２の熱容量を小さくすることで、加圧ローラ２の表面温度を定着時の定着ローラ１の表面温度と同等域の高温域まで高速に昇温することができることで、記録紙Ｐのカールを低減する効果がさらに高まる。
このように実施例３の定着装置３０は、加圧ローラ２の表面温度を定着時の定着ローラ１の表面温度近傍まで昇温させても、熱劣化が生じることを抑制することができるため、加圧ローラ２の表面温度を定着ローラ１の表面温度近傍に維持しつつ、加圧ローラ２の使用当初の性能を維持することができる。
また、同様の加圧ローラ２を備え、定着部材として定着ベルト７１を備えた図９に示す定着装置３０においても同様の効果を奏することが出来る。
さらに、実施例３の定着装置３０は、実施例２の定着装置３０と比較して、記録紙Ｐのカールを低減する効果は同等程度で、加圧外部加熱手段を省くことで、部品点数削減し、コストダウンを図ることができる。
【００６６】
また、本実施形態の画像形成装置である複写機５００は、記録媒体である記録紙Ｐ上に未定着画像である未定着トナーＴからなるトナー像を形成する画像形成手段であるプリンタ部１００と、記録紙Ｐ上に未定着トナーＴを定着せしめる定着手段とを備え、定着手段として、実施例１乃至４及び変形例に記載の定着装置３０を用いることにより、記録紙Ｐにカールが発生することを抑制しつつ、加圧ローラ２の使用当初の性能を維持することができるため、経時に渡って安定した画像形成を行うことができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  定着ローラ
１ａ  定着芯金
１ｂ  定着ゴム層
１ｃ  定着表面層
２  加圧ローラ
２ａ  加圧芯金
２ｂ  加圧ゴム層
２ｃ  加圧表面層
３  定着内部ヒータ
４  定着部材温度検知センサ
１０  感光体
１７  転写ベルト
３０  定着装置
３１  加圧内部ヒータ
３２  加圧外部ヒータ
３３  ＩＨヒータ
４１  加圧部材温度検知センサ
４７  レーザ書込装置
５０  輻射熱反射部材
７１  定着ベルト
７２  加熱ローラ
７４  テンション部材
１００  プリンタ部
３２０  加圧部材加熱ローラ
３３０  インバータ
５００  複写機
Ｎ  定着ニップ部
Ｐ  記録紙
Ｔ  未定着トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００６−２９２９３２号公報
【特許文献２】特開２００７−０６５３１３号公報
【特許文献３】特開２００７−０７２３６６号公報
【特許文献４】特開２００６−２６７８７５号公報
【特許文献５】特開２００５−２５７７４６号公報
【特許文献６】特開２００４−０２９３６０号公報
【特許文献７】特許４３５３３４１号公報
【特許文献８】特開平１１−２１２３８３号公報
【特許文献９】特開２００６−２２０６９７号公報
【図１】
2011191535.tif 000003
【図２】
2011191535.tif 000004
【図３】
2011191535.tif 000005
【図４】
2011191535.tif 000006
【図５】
2011191535.tif 000007
【図６】
2011191535.tif 000008
【図７】
2011191535.tif 000009
【図８】
2011191535.tif 000010
【図９】
2011191535.tif 000011
【図１０】
2011191535.tif 000012
【図１１】
2011191535.tif 000013
【図１２】
2011191535.tif 000014
【図１３】
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