(57)【要約】【課題】  加熱ローラと加圧ローラとの圧接部で記録媒体上のトナー像を定着させる際に、記録媒体にしわが発生するのを防止する。【解決手段】  制御装置１１４によってランプヒーター１０８を制御し、加熱ローラ１０４を軸方向の中央部よりも両端部の温度が高くなるような配熱分布とする。その際、モータ１２４を駆動して加熱ローラ１０４を回転させ、加圧ローラ１０６を従動回転させることで、加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６の空回転時間を設ける。これにより、加圧ローラ１０６への加熱量が増加し、加熱ローラ１０４の表面温度分布に対応して加圧ローラ１０６は中央部よりも端部の径が大きくなるように変形する。そして、加圧ローラ１０６の形状が安定化した状態で、加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６との間に記録用紙を搬送することで、記録用紙が両端部側に引っ張られ、しわの発生が防止される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を内蔵した回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に圧接する回転可能な加圧部材とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材との間に記録媒体を搬送し、前記記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置であって、
前記加熱源の温度を制御し、前記加熱部材の表面を所定の表面温度分布とする温度制御手段と、
前記加圧部材が所定の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させる駆動制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記空回転させる時間は、前記記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて変え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】
前記加熱部材の表面温度分布は、中央部よりも端部が高温となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
湿度を検知する湿度センサを備え、
前記湿度センサにより所定値以上の多湿状態が検知されたときに、前記駆動制御手段は、前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の定着装置と、画像情報に応じたトナー像を形成する作像部とを備え、前記記録媒体の第一面にトナー像を形成した後、前記記録媒体の第二面にトナー像を形成する両面印刷機能を搭載した画像形成装置であって、
前記定着装置で前記第一面のトナー像を定着した後、
前記作像部が前記第二面のトナー像の形成を行っている間、前記駆動制御手段は、前記加圧部材が前記加熱部材の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記温度制御手段が、前記加熱部材の表面温度分布を中央部よりも端部が高温となるように制御する際に、前記第一面の定着時と比較して中央部の温度を下げることにより相対的に中央部よりも端部が高温となるように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
加熱源を内蔵した回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に圧接する回転可能な加圧部材とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材との間にトナー像が形成された記録媒体を搬送してトナー像を定着させる定着方法であって、
前記記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて前記加熱源の温度を制御し、前記加熱部材を中央部よりも端部が高温となるような表面温度分布とし、
前記加圧部材が前記加熱部材の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させた後、
前記加熱部材と前記加圧部材との間に前記記録媒体を搬送し、前記記録媒体上のトナー像を定着させることを特徴とする定着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式等を採用した複写機やレーザープリンタなどに用いられ、加熱部材と加圧部材との間で記録媒体上のトナー像を定着する定着装置、この定着装置を備えた画像形成装置、及び定着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体などの像担持体を帯電し、レーザー光を照射して像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で可視化してトナー像を形成する。そして、トナー像を用紙などの記録媒体に転写した後、記録媒体上のトナー像を定着装置によって加熱及び加圧して定着することによって画像を形成する。
【０００３】
上記定着装置は、回転可能な円筒部の内部にヒーターを内蔵した加熱ローラと、この加熱ローラに記録媒体を圧接させる加圧ローラとを備えている。そして、加熱ローラと加圧ローラとの間にトナー像を形成した記録媒体を通過させ、トナー像を加熱及び加圧により溶融して記録媒体上に定着させる。
【０００４】
このような定着装置では、加熱ローラと加圧ローラとの間で記録媒体上のトナー像を定着するときに、普通紙や封筒など記録媒体の種類が変わると厚みや剛性が異なるため、記録媒体の種類によってはしわが入りやすい。このため、記録媒体の種類に応じて加圧ローラの加圧力を変化させる定着装置が提案されている。
【０００５】
しかし、この定着装置では、加圧ローラの加圧力を変化させる機構が複雑であり、コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
この対策として、記録媒体の種類に応じて、加圧ローラの適切な形状を熱膨張の違いにより設定すべく、加熱ローラの長手方向温度分布をヒーターの制御により作り出すようにした定着装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００７】
特許文献１に記載の定着装置は、２本のヒーターを用いて加熱ローラ上に長手方向の温度差を付与することで、加圧ローラの長手方向の熱膨張の程度を変えることにより、普通紙の定着時では普通紙に適した逆クラウン形状とし、封筒の定着時では封筒に適した逆クラウン形状となるように構成している。これにより、加熱ローラの加圧力を制御することなく封筒しわを低減している。
【０００８】
しかし、上記定着装置のように加熱ローラのヒーターを制御するのみでは、記録媒体のサイズ、記録媒体の状態、及びインターイメージによっては、封筒しわを低減する効果が不十分である。すなわち、特許文献１では加熱ローラの長手方向温度分布にのみ言及しているため、定着装置の最大幅サイズの記録媒体に印字した際は、記録媒体により加圧ローラの温度が低下し、加圧ローラの長手方向温度分布が略均一になる。このため、加圧ローラを逆クラウン形状とすることができず、記録媒体のしわ防止機能を持たせることが困難である。
【特許文献１】特開平７−１８１８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、種類やサイズが異なる記録媒体上に形成されたトナー像を定着するときでも記録媒体のしわの発生を防止できる定着装置、画像形成装置及び定着方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る定着装置は、加熱源を内蔵した回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に圧接する回転可能な加圧部材とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材との間に記録媒体を搬送し、前記記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置であって、前記加熱源の温度を制御し、前記加熱部材の表面を所定の表面温度分布とする温度制御手段と、前記加圧部材が所定の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させる駆動制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、温度制御手段は加熱源の温度を制御し、加熱部材の表面を所定の表面温度分布とする。その際、駆動制御手段は、加圧部材が所定の表面温度分布に対応した形状となるまで加熱部材と加圧部材を空回転させる。空回転によって加圧部材への加熱量が増加し、加圧部材の形状が安定化するため、加圧部材の押圧力が適切に調整され、加熱部材と加圧部材との間でトナー像を定着させる際に記録媒体にしわが発生することを抑制できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明に係る定着装置は、請求項１に記載の定着装置において、前記空回転時間は、前記記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて変えることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて空回転させる時間を変えることで、記録媒体にしわが入りやすい状況に応じて加圧部材を加熱部材の表面温度分布に対応した形状に安定化させることができる。このため、特に大サイズの記録媒体、封筒などの二枚重ねの記録媒体、又は水分を吸った記録媒体などにおいても定着時にしわが発生することを抑制できる。
【００１４】
請求項３に記載の発明に係る定着装置は、請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、前記加熱部材の表面温度分布は、中央部よりも端部が高温となっていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、加熱部材の表面温度分布は中央部よりも端部が高温となっているため、加圧部材は加熱により表面温度分布に対応した形状に変形し、中央部より端部の径が大きくなる。この加圧部材の形状によって加熱部材と加圧部材との間で記録部材が両端側に引っ張られ、記録媒体にしわが発生することを抑制できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明に係る定着装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の定着装置において、湿度を検知する湿度センサを備え、前記湿度センサにより所定値以上の多湿状態が検知されたときに、前記駆動制御手段は、前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させることを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、湿度センサにより所定値以上の多湿状態が検知されたときに、駆動制御手段は加熱部材と加圧部材を空回転させる。これにより、加圧部材への加熱量が増加し、加圧部材は加熱部材の表面温度分布に対応した形状に安定化する。多湿状態のときは記録媒体がカールしてしわが発生しやすいが、加圧部材を所望の形状とすることにより、記録媒体にしわが発生するのを抑制できる。また、記録媒体のしわが発生しにくい低湿状態のときは、加熱部材と加圧部材の空回転を行わないので、高速印字が可能である。
【００１８】
請求項５に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の定着装置と、画像情報に応じたトナー像を形成する作像部とを備え、前記記録媒体の第一面にトナー像を形成した後、前記記録媒体の第二面にトナー像を形成する両面印刷機能を搭載した画像形成装置であって、前記定着装置で前記第一面のトナー像を定着した後、前記作像部が前記第二面のトナー像の形成を行っている間、前記駆動制御手段は、前記加圧部材が前記加熱部材の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させることを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、両面印刷を行う際に、定着装置で記録媒体の第一面のトナー像を定着した後、作像部が第二面のトナー像の形成を行っている間、駆動制御手段は、加圧部材が加熱部材の表面温度分布に対応した形状となるまで加熱部材と加圧部材を空回転させる。これにより、加圧部材は所望の形状に安定化する。両面印刷では、第一面定着時に記録媒体がカールし、第二面定着時に記録媒体の進入姿勢が安定せずしわが発生しやすいが、加圧部材を所望の形状とすることにより、記録媒体にしわが発生するのを抑制できる。また、作像部が記録媒体の第二面のトナー像の形成を行っている間に加圧部材の形状を変化させることで、生産性の低下を防止できる。
【００２０】
請求項６に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記温度制御手段が、前記加熱部材の表面温度分布を中央部よりも端部が高温となるように制御する際に、前記第一面の定着時と比較して中央部の温度を下げることにより相対的に中央部よりも端部が高温となるように制御することを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、加熱部材の表面温度分布を中央部よりも端部が高温となるように制御する際に、第一面の定着時と比較して中央部の温度を下げることにより相対的に中央部よりも端部が高温となるように制御するため、加熱部材の端部を昇温させる必要がない。これにより、加熱部材と加圧部材との間で記録媒体が両端側に引っ張られ、記録媒体のしわの発生を抑制できるとともに、定着装置及び画像形成装置の熱負荷を下げることができ、定着装置及び画像形成装置の長寿命化が可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明に係る定着方法は、加熱源を内蔵した回転可能な加熱部材と、前記加熱部材に圧接する回転可能な加圧部材とを備え、前記加熱部材と前記加圧部材との間にトナー像が形成された記録媒体を搬送してトナー像を定着させる定着方法であって、前記記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて前記加熱源の温度を制御し、前記加熱部材を中央部よりも端部が高温となるような表面温度分布とし、前記加圧部材が前記加熱部材の表面温度分布に対応した形状となるまで前記加熱部材と前記加圧部材を空回転させた後、前記加熱部材と前記加圧部材との間に前記記録媒体を搬送し、前記記録媒体上のトナー像を定着させることを特徴としている。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、記録媒体の種類、サイズ、又は環境状態に応じて加熱源の温度を制御し、加熱部材を中央部よりも端部が高温となるような表面温度分布とする。そして、加圧部材が表面温度分布に対応した形状となるまで加熱部材と加圧部材を空回転させることで、加圧部材の形状が安定化し、加圧部材は中央部より両端部の径が大きくなる。このため、加熱部材と加圧部材との間でトナー像を定着させる際に記録媒体が両端側に引っ張られ、記録媒体にしわが発生することを抑制できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空回転時間を設けることで加圧部材を加熱部材の表面温度分布に対応した所望の形状に安定化させることができるので、加熱部材と加圧部材との間に記録媒体を搬送してトナー像を定着させる際に記録媒体のしわの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１には、第１実施形態に係る定着装置１０を備えた４サイクル方式のフルカラーのプリンタ１１が示されている。このプリンタ１１の内部には、中央よりもやや右上部に、像担持体としての感光体ドラム１２が回転可能に配設されている。この感光体ドラム１２としては、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された直径が約４７ｍｍの導電性円筒体からなるものが用いられ、図示しない駆動手段により、矢印方向に沿って約１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転駆動される。
【００２７】
感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略真下に配置された帯電ロール１４によって所定の電位に帯電された後、帯電ロール１４の下方に配置された露光装置としてのＲＯＳ１６（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）によって、レーザービーム（ＬＢ）による画像露光が施され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２８】
この感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを周方向に沿って配置された回転式の現像装置１８によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００２９】
このとき、感光体ドラム１２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。回転式の現像装置１８は、対応する色の現像器１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが、感光体ドラム１２と対向する現像位置に移動する。
【００３０】
例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム１２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、該感光体ドラム１２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。
【００３１】
トナー像が形成されるにあたって、感光体ドラム１２が回転する回数は、画像のサイズに応じて異なるが、例えば、Ａ４サイズであれば、感光体ドラム１２が３回転することによって、１つの画像が形成される。つまり、感光体ドラム１２の表面には、感光体ドラム１２が３回転するごとに、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応したトナー像が形成される。
【００３２】
感光体ドラム１２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写体としての中間転写ベルト２０が巻き付けられた一次転写位置において、該中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わされた状態で、一次転写ロール２２によって一次転写される。
【００３３】
この中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙２４上に、二次転写ロール２６によって一括して二次転写される。
【００３４】
一方、記録用紙２４は、プリンタ１１の下部に配置された給紙カセット２８から、ピックアップロール３０によって送り出されるとともに、フィードロール３２及びリタードロール３４によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、レジストロール３６によって中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト２０の二次転写位置へと搬送される。
【００３５】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップインロール３８と、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール２２と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト２０のラップ位置を特定するラップアウトロール４０と、二次転写ロール２６に中間転写ベルト２０を介して当接するバックアップロール４２と、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４に対向する第１のクリーニングバックアップロール４６と、第２のクリーニングバックアップロール４８とによって、所定の張力で張架されており、所定のプロセススピード（約１５０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動するように、例えば、感光体ドラム１２の回転に伴って従動される。
【００３６】
ここで、中間転写ベルト２０は、プリンタ１１の小型化を図るため、中間転写ベルト２０が張架される断面形状が、偏平な細長い略台形状となるように構成されている。
【００３７】
中間転写ベルト２０は、感光体ドラム１２と、帯電ロール１４と、中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０を張架する複数のロール２２、３８、４０、４２、４６、４８と、中間転写ベルト２０用のクリーニング装置４４と、後述する感光体ドラム１２用のクリーニング装置７８と、で像形成ユニット５２を構成しており、一体的に設けられている。
【００３８】
このため、プリンタ１１の上部カバー５４を開き、像形成ユニット５２の上部に設けられた把手（図示省略）を手で持ち上げることにより、像形成ユニット５２全体をプリンタ１１から取り外すことができる。
【００３９】
一方、中間転写ベルト２０のクリーニング装置４４は、第１のクリーニングバックアップロール４６によって張架された中間転写ベルト２０の表面に当接するように配置されたスクレーパ５８と、第２のクリーニングバックアップロール４８によって張架された中間転写ベルト２０の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ６０とを備え、これらのスクレーパ５８やクリーニングブラシ６０によって除去された残留トナーや紙粉は、クリーニング装置４４の内部に回収されるようになっている。
【００４０】
なお、クリーニング装置４４は、揺動軸６２を中心にして、図中反時計周り方向に揺動可能に配置されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト２０の表面から離間した位置に退避するとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト２０の表面に当接するように構成されている。
【００４１】
さらに、中間転写ベルト２０からトナー像が転写された記録用紙２４は、本発明の定着装置１０へと搬送され、この定着装置１０によって加熱及び加圧されてトナー像が記録用紙２４上に定着される。この定着装置１０については後述する。その後、片面プリントの場合には、トナー像が定着された記録用紙２４は、排出ロール６６によってプリンタ１１の上部に設けられた排出トレイ６８上にそのまま排出される。
【００４２】
―方、両面プリントの場合には、定着装置１０により第一面（表面）にトナー像が定着された記録用紙２４を、排出ロール６６によって排出トレイ６８上にそのまま排出せずに、排出ロール６６によって記録用紙２４の後端部を狭持した状態で、排出ロール６６を逆転させるとともに、記録用紙２４の搬送径路を両面用の用紙搬送路７０に切り替え、この両面用の用紙搬送路７０に配設された搬送ロール７２によって、記録用紙２４の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送して、記録用紙２４の第二面（裏面）にトナー像を転写する。そして、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像は定着装置１０によって定着させるようになっている。
【００４３】
さらに、フルカラープリンタには、オプションによって、プリンタ１１の側面に手差しトレイ７４が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ７４上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙２４は、給紙ロール７６によって給紙され、搬送ロール７２及びレジストロール３６を介して、中間転写ベルト２０の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙２４にも画像を形成することが可能となっている。
【００４４】
なお、トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２が１回転する毎に、感光体ドラム１２の斜め下方に配置されたクリーニング装置７８のクリーニングブレード８０によって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備えるようになっている。
【００４５】
次に、定着装置１０について説明する。
【００４６】
この定着装置１０は、プリンタ１１に対して脱着可能な定着ユニットとして構成されている。図２に示すように、定着装置１０は、ハウジング１０２の内部に、所定の定着温度に加熱される加熱ローラ１０４と、この加熱ローラ１０４に記録用紙２４を圧接する加圧ローラ１０６とを備えている。この定着装置１０は、記録用紙中央基準となっている。
【００４７】
加熱ローラ１０４は、表面に低摩擦係数の離型層（図示省略）を設けた中空形状の円筒部１０４Ａ（例えば、鉄鋼素管）を備えており、内部にランプヒーター１０８が配置されている。また、加圧ローラ１０６は、鉄製の芯金１０６Ａに耐熱性の弾性体層１０６Ｂ（例えば、シリコーンスポンジ又はシリコーンゴム）を備え、さらに表層に低摩擦係数の離型層（図示省略）が設けられている。
【００４８】
ランプヒーター１０８は、図４（Ａ）に示すように、加熱ローラ１０４の長手方向の中央部に配置された中央部ランプ１０９と、両端部に配置された端部ランプ１１０とを備えている。端部ランプ１１０は、図４（Ｂ）に示すように、加熱ローラ１０４の両端部付近の温度が中央部の温度より約１５℃高くなるような配熱分布に設定されている。中央部ランプ１０９は、記録用紙２４の幅方向の温度分布がフラットになるような配熱分布に設定されている。
【００４９】
図２及び図４（Ａ）に示すように、加圧ローラ１０６と反対側の加熱ローラ１０４との対向位置には、加熱ローラ１０４の表面温度を検知する接触型の温度センサ１１２Ａ、１１２Ｂが配置されている。温度センサ１１２Ａは加熱ローラ１０４の端部付近に、温度センサ１１２Ｂは加熱ローラ１０４の中央部付近に配置されている。
【００５０】
温度センサ１１２Ａ、１１２Ｂには制御部１１４が接続されており、制御部１１４は温度センサ１１２Ａ、１１２Ｂで検知された表面温度に基づきランプヒーター１０８を制御する。また、プリンタ１１内には図示しないフレームに湿度センサ１２６が配設されており、制御部１１４は湿度センサ１２６で検知された湿度に基づきランプヒーター１０８を制御する。
【００５１】
図３に示すように、加熱ローラ１０４の端部には、加熱ローラ１０４に回転駆動力を伝達するギア１２２が設けられており、加熱ローラ１０４の両端部には軸受部材としてのボールベアリング１２０が嵌合されている。そして、ギア１２２の回転により、加熱ローラ１０４の円筒部１０４Ａが矢印方向に回転するようになっている。加圧ローラ１０６は、加熱ローラ１０４の回転に伴って図２中の矢印方向に従動回転する。
【００５２】
また、図２に示すように制御部１１４には、ギア１２２と噛み合う駆動ギア（図示せず）を回転させるモータ１２４が接続されており、モータ１２４の回転によって加熱ローラ１０４の回転駆動を制御する。そして、加熱ローラ１０４の表面温度分布を制御する際に、モータ１２４を回転させることで、加熱ローラ１０４及び加圧ローラ１０６を空回転させる。
【００５３】
また、図２に示すようにハウジング１０２内には、加熱ローラ１０４に加圧ローラ１０６が圧接されるニップ部に記録用紙２４（図１参照）を送り込むシートガイド１１６が設けられている。ニップ部の用紙搬送方向下流側には、加熱ローラ１０４の表面から用紙を剥離する剥離爪１１８が設けられている。
【００５４】
次に、定着装置１０の作用であって、本発明の定着方法を説明する。
【００５５】
温度センサ１１２Ａ、１１２Ｂで加熱ローラ１０４の表面温度が検知され、制御部１１４は、検知された表面温度に基づきランプヒーター１０８を制御する。図４（Ｂ）に示すように、中央部ランプ１０９及び端部ランプ１１０は、中央部よりも両端部が高温となるような配熱分布に設定されている。これにより、図５（Ａ）に示すように、加熱ローラ１０４の軸方向の表面温度分布は、中央部より両端部が高温となる。本実施形態では、加熱ローラ１０４の両端部付近の温度が中央部の温度よりも約１５℃高くなる。
【００５６】
また、制御部１１４は、モータ１２４を駆動して加熱ローラ１０４を回転させ、加熱ローラ１０４の回転に伴い加圧ローラ１０６を従動回転させることで、加圧ローラ１０６が表面温度分布に対応した形状となるまで加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６を空回転させる。制御部１１４では、記録用紙２４の種類、サイズ、又は湿度に応じて所定の空回転時間が予めメモリ（図示省略）に記憶されており、この時間に応じて加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６の空回転時間が制御される。加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６を空回転させることで、加圧ローラ１０６への加熱量が増加し、図５（Ｂ）に示すように、加圧ローラ１０６は表面温度分布に対応して中央部よりも両端部の径が大きくなるように変形する。空回転時間を適切に設定することで、加圧ローラ１０６を所望の形状に安定化させることができる。なお、図５（Ｃ）には、加圧ローラ１０６の両端部の径が中央部より大きい状態が模式的に示されている。これにより、加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６との圧接部では、加圧ローラ１０６の押圧力は中央部よりも両端部が大きくなる。この状態で加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６との圧接部に記録用紙２４が進入すると、記録用紙２４が両端部の方向に引っ張られ、記録用紙２４のしわの発生を抑制できる。このため、記録用紙２４にしわが発生することなく記録媒体２４上のトナー像を定着できる。
【００５７】
なお、第１実施形態では、２つの温度センサ１１２Ａ、１１２Ｂを配置したが、温度センサの数及び位置は適宜に設定できる。
【００５８】
次に、定着装置１０及び定着方法の他の実施形態について説明する。
【００５９】
第２実施形態の定着装置１０及び定着方法では、湿度センサ１２６によってプリンタ１１内の湿度（相対湿度）を検知する。そして、検知された湿度が５０％以上（多湿状態）であるときに、制御部１１４はランプヒーター１０８を制御し、中央部ランプ１０９及び端部ランプ１１０を図４（Ｂ）に示すような配熱分布に制御する。これにより、図５（Ａ）に示すように、加熱ローラ１０４の軸方向の表面温度分布は、中央部より両端部が高くなる。そして、モータ１２４を駆動し、加圧ローラ１０６が表面温度分布に対応した形状となるまで加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６を空回転させることで、加圧ローラ１０６への加熱量が増加し、加熱ローラ１０４は中央部よりも両端部の径が大きくなるように変形する。多湿状態では記録用紙２４がカールしてしわが発生しやすいが、加圧ローラ１０６が変形して所望の形状に安定化することで、加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６との間でトナー像を定着させる際に記録用紙２４のしわの発生を抑制できる。また、記録用紙２４のしわが発生しにくい低湿状態のときは、空回転時間を設けることなく加熱ローラ１０４と加圧ローラ１０６との間に記録用紙２４を搬送し、トナー像の定着を行うので、高速印字が可能である。
【００６０】
第３実施形態の定着装置１０及び定着方法では、図１に示すプリンタ１１で両面印刷を行う際に、定着装置１０で記録用紙２４の第一面（表面）のトナー像を定着した後、制御部１１４はランプヒーター１０８を制御し、中央部ランプ１０９及び端部ランプ１１０を図４（Ｂ）に示すような配熱分布に制御する。これにより、図５（Ａ）に示しように、加熱ローラ１０４の軸方向の表面温度分布は中央部より両端部が高くなる。
【００６１】
そして、プリンタ１１の像形成ユニット５２が記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像の形成を行っている間、制御部１１４はモータ１２４を駆動して加熱ローラ１０４及び加圧ローラ１０６の空回転時間を設ける。これにより、加圧ローラ１０６への加熱量が増加し、加圧ローラ１０６は表面温度分布に対応して中央部よりも両端部の径が大きくなるように変形する。このため、記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像を定着するときには、加圧ローラ１０６が所望の形状に安定化している。第二面定着時には、記録用紙２４が定着装置１０を一度通過しているので、記録用紙２４のカールにより記録用紙２４の進入姿勢が安定せずしわが発生しやすいが、加圧ローラ１０６の形状により加熱ロール１０４と加圧ロール１０６との間で記録用紙２４が両端側に引っ張られ、記録用紙２４にしわが発生するのを抑制できる。また、像形成ユニット５２が記録用紙２４の第二面（裏面）のトナー像の形成を行っている間に加圧ローラ１０６を変形させるので、生産性の低下を防止できる。このため、ユーザーの利便性を損なうことがない。
【００６２】
なお、加熱ローラ１０４の表面温度分布を中央部よりも端部が高温となるように制御する際に、記録用紙２４の第一面（表面）の定着時と比較して中央部の温度を下げることにより相対的に中央部よりも端部が高温となるように制御してもよい。第二面定着時には、第一面定着時の加熱による記録用紙２４への蓄熱があるので、第一面定着時に対して定着温度を下げることが可能である。その際、加熱ローラ１０４の表面温度を一様に下げるのではなく、端部の温度が高くなるように中央部の温度を下げることで、加熱ローラ１０４の端部を昇温させる必要がない。このため、記録用紙２４のしわの発生を抑制できると共に、定着装置１０及びプリンタ１１の熱負荷を下げることができ、定着装置１０及びプリンタ１１の長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る定着装置を備えたプリンタを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る定着装置を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る定着装置の主要部の斜視図である。
【図４】加熱ローラのランプヒーターの構成、及びランプヒーターの軸方向の配熱分布を示す図である。
【図５】加熱ローラの表面温度分布、加圧ローラの変形後の径、及び加熱ローラと加圧ローラとの間に搬送される記録用紙の状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０   定着装置
１１   プリンタ（画像形成装置）
１２   感光体ドラム
２４   記録用紙（記録媒体）
５２   像形成ユニット（作像部）
１０２ ハウジング
１０４Ａ      円筒部
１０４ 加熱ローラ（加熱部材）
１０６ 加圧ローラ（加圧部材）
１０６Ａ      芯金
１０６Ｂ      弾性体層
１０８ ランプヒーター（加熱源）
１０９ 中央部ランプ
１１０ 端部ランプ
１１２Ａ      温度センサ
１１２Ｂ      温度センサ
１１４ 制御部（温度制御手段、駆動制御手段）
１１６ シートガイド
１１８ 剥離爪
１２０ ボールベアリング
１２２ ギア
１２４ モータ
１２６ 湿度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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