(57)【要約】      （修正有）【課題】定着性の弊害がなく、縦目送りカールや横目送りカールを抑えて紙詰まりを防ぐ。【解決手段】第１面目の画像定着時に、定着部において長手方向の端部の温度を下げることによって第１面目のカールの発生を抑制し、第２面目の画像定着時に定着部において長手方向の端部の温度を上げることによって、第１面目の長手方向の端部の定着性の悪化を防ぐ。画像形成装置は、搬送手段によって搬送される記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、トナー像を加熱部によって前記記録媒体上に定着させる定着部と、加熱部の温度を制御する温度制御部と、定着後の記録媒体をトナー像形成部に再度供給する再供給部とを備える。【選択図】図１
2012032654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段によって搬送される記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像を加熱部によって前記記録媒体上に定着させる定着部と、前記加熱部の温度を制御する温度制御部と、定着後の記録媒体を前記トナー像形成部に再度供給する再供給部と、を備えた両面印刷が可能な画像形成装置において、
前記温度制御部は、
同一の記録媒体に対する定着時の温度制御において、
前記加熱部において前記記録媒体の搬送方向と直交する方向である長手方向の加熱分布を異ならせ、前記記録媒体において搬送方向と直交する方向の端部と中央部とを異なる加熱温度で加熱し、
前記加熱部は、
前記記録媒体の一方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第１回目の定着時には、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を中央部の温度よりも低温で加熱し、
前記記録媒体の他方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第２回目の定着時には、前記記録媒体の搬送方向の端部の温度を中央部の温度よりも高温で、かつ、前記第１回目の定着時における端部に温度よりも高温で加熱することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
両面印刷において前記記録媒体の一方の面を印刷する第１回目の定着時と他方の面を印刷する第２回目の定着時との間において、前記記録媒体の搬送方向の先端と後端とを反転搬送させて搬送するスイッチバック手段を備え、
前記加熱部は、   前記第１回目の定着時において、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を中央部の温度よりも低温で加熱し、かつ、前記記録媒体の後端部の温度を記録媒体の先端部および中央部の温度よりも低温で加熱し、
前記第２回目の定着時において、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を前記第１回目の定着時における温度よりも高温で加熱し、かつ、記録媒体の先端部の温度を記録媒体の中央部および後端部よりも高温で加熱することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記加熱部は、前記長手方向の中央部の加熱分布が前記長手方向の端部の加熱分布よりも高温である第１の加熱素子と、
前記長手方向の中央部の加熱分布が前記長手方向の端部の加熱分布よりも低温である第２の加熱素子とを備え、
前記第１の加熱素子と第２の加熱素子とを、記録媒体の搬送方向に沿って配列し、
前記温度制御部は、第１の加熱素子と第２の加熱素子との点灯比率を変えることによって、前記加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の加熱素子および第２の加熱素子は、
前記長手方向の中央部と端部とにおいて、記録媒体の搬送方向の幅と記録媒体の搬送方向と直交する方向の厚さとの少なくとも何れか一方を異なせることによって加熱分布を異ならせることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱部は、前記長手方向の中央部の加熱分布を形成する第３の加熱素子と、前記長手方向の端部の加熱分布を形成する第４の加熱素子とを備え、
前記第３の加熱素子と第４の加熱素子とを、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列し、
前記温度制御部は、第４の加熱素子に供給する電力を変えることによって、前記加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記温度制御部は、前記定着部が備える冷却機構の冷却量を制御し、前記長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすること特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
搬送手段によって搬送される記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像を加熱部によって前記記録媒体上に定着させる定着部と、前記加熱部の温度を制御する温度制御部と、定着後の記録媒体を前記トナー像形成部に再度供給する再供給部とを備えた両面印刷が可能な画像形成装置において、
前記温度制御部による同一の記録媒体に対して２回の定直によって両面印刷を行う際の各定着時の温度制御工程において、
前記記録媒体の一方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第１回目の定着時には、前記加熱部において前記記録媒体の搬送方向と直交する方向である長手方向の端部の温度を前記加熱部の他の部分の温度よりも低く制御する第１の制御工程と、
前記記録媒体の他方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第２回目の定着時には、前記加熱部の長手方向端部の温度を中央部の温度よりも高温く、かつ前記第１回目の定着時における温度よりも高く制御する第２の制御工程とを備えることを特徴とする温度制御方法。
【請求項８】
前記温度制御工程において、
第１の制御工程は、第１回目の定着時において、前記加熱部の長手方向端部の温度を前記加熱部の他の部分の温度よりも低くし、かつ、記録媒体の後端部の温度を記録媒体の他の部分の温度よりも低く制御し、
第２の制御工程は、前記第２回目の定着時において、前記加熱部の長手方向端部の温度を前記第１回目の定着時における温度よりも高く制御し、かつ、記録媒体の先端部の温度を記録媒体の他の部分の温度よりも高く制御し、
前記第１の制御工程と第２の制御工程との間において、前記記録媒体の搬送方向の先端と後端とを反転搬送させて搬送し、
前記第１回目の定着時において低温で加熱処理した記録媒体の端部を前記第２回目の定着時において高温で加熱処理することを特徴とする請求項７に記載の温度制御方法。
【請求項９】
前記加熱部は、前記長手方向の中央部の加熱分布が前記長手方向の端部の加熱分布よりも高温である第１の加熱素子と、
前記長手方向の中央部の加熱分布が前記長手方向の端部の加熱分布よりも低温である第２の加熱素子とを備え、
前記第１の加熱素子と第２の加熱素子とを記録媒体の搬送方向に沿って配列し、
前記温度制御工程は、第１の加熱素子と第２の加熱素子との点灯比率を変えることによって、前記加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることを特徴とする請求項７又は８に記載の温度制御方法。
【請求項１０】
前記加熱部は、前記長手方向の中央部の加熱分布を形成する第３の加熱素子と、前記長手方向の端部の加熱分布を形成する第４の加熱素子とを備え、
前記第３の加熱素子と第４の加熱素子とを、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列し、
前記温度制御工程は、第４の加熱素子に供給する電力を変えることによって、前記加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることを特徴とする請求項７又は８に記載の温度制御方法。
【請求項１１】
前記温度制御工程は、前記定着部が備える冷却機構の冷却量を制御し、前記長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすること特徴とする請求項７又は８に記載の温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の記録媒体に対して複数回の画像形成を行うことができる画像形成装置および定着における温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンタ等の各種画像形成装置において、紙等のシート状の記録媒体の表面及び裏面の両面に自動的に画像形成を行う両面画像形成装置が知られている。この両面画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体を備えた画像形成部において、記録媒体の第１面（例えば表面）にトナー像を形成し、このトナー像に対して定着手段で第１回目の加熱処理を行って記録媒体上に定着させる。
【０００３】
次いで、その第１面（例えば表面）にトナー像が定着された記録媒体をスイッチバック手段等の表裏反転手段で表裏を反転し、表裏反転した記録媒体を再び画像形成部に送り、この当該記録媒体の第２面（例えば裏面）にトナー像を形成し、そのトナー像に対して定着手段で第２回目の加熱処理を行って記録媒体上に定着させる。このようにして記録媒体の表裏両面に対する画像形成を自動的に行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、記録媒体の表裏両面に画像形成を行う際、第１回目の加熱処理によって記録媒体にカール（巻き癖）が発生するため、記録媒体の第２面（例えば裏面）の画像形成時に感光ドラム等の像担持体に記録媒体が巻き付いて分離しにくくなることがある。
【０００５】
定着加熱部の熱源は、記録媒体の被加熱面側に配置されている。そのため、記録媒体の第１面（例えば表面）上のトナー像の定着時の加熱処理において、記録媒体の被加熱側である記録媒体の第１面（例えば表面）は第２面（例えば裏面）に対して大きく熱膨張する。そのため、定着後の記録媒体は第２面（例えば裏面）側に湾曲状に巻いたカールが発生することとなる。
【０００６】
第２面（例えば裏面）側にカールした記録媒体をスイッチバック搬送によって表裏反転させ、画像形成部に再度供給して画像形成を行うと、記録媒体に発生したカール部位が感光ドラム等の像担持体の外周面に巻き付いた状態になってしまう。正常状態では、画像形成されて記録媒体は像担持体から分離されて搬出されるが、記録媒体が像担持体の外周面に巻き付くと、記録媒体が搬送不能になってジャム状態に陥る支障が発生する。
【０００７】
このような記録媒体の両面画像形成時におけるカール発生に基づく搬送不良の問題に対して、従来では、記録媒体の第１面（表側面）に対する定着時の加熱処理温度（定着温調）を一律に低下させることによってカールの発生量を低減させることが行われているが、この場合には、第１面（例えば表面）の画像形成領域全体の定着性が著しく低下してしまうおそれがある。
【０００８】
これに対して、記録媒体の第１面（例えば表面）の搬送方向における後端側の加熱処理温度（定着温調）を低下させ、これによって第２面（例えば裏面）において搬送方向の先端側となる部分のカール発生量を抑制すると共に、画像形成領域全体の定着性の低下を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この場合には、定着時の加熱処理温度が低下された部分、すなわち第１面（例えば表面）の搬送方向の後端側の画像形成領域の定着性の低下を防止することができないという問題がある。
【０００９】
また、上記問題を改善する為に、第１面の画像定着時において記録媒体の後端の温調を通常温調より下げることによって、第１面の後端のカールに発生を抑制すると共に、第２面の画像定着時において記録媒体の先端の温調を通常温調より上げることによって、第１面の記録媒体の後端の定着性の悪化を防ぐ方法が特許文献２に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１０９１５号公報
【特許文献２】特開２００８−１５８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２の方法では、縦目送り時のカール（トイカール）では効果は少なく、横目送り時のカールにおいても端部においてカール量が大きくなる。そのため、カール抑制と定着性の両立を改善することが求められている。
【００１２】
そこで、本願発明は、上記課題を解決して、良好な定着性が得られると共に、記録媒体に生じるカールを抑制し紙詰まりを防ぐようにした画像形成装置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】
【００１３】
本願発明は、第１面の画像定着時において、定着部の加熱手段の長手方向端部の温度を下げることによって記録媒体の第１面のカールの発生を抑制し、かつ、第２面の画像定着時において、定着部の加熱手段の長手方向端部の温度を上げることによって第１面の加熱手段の長手方向の端部における定着性の悪化を防ぐものである。
【００１４】
本願発明は、画像形成装置の態様と画像形成装置の定着における温度制御方法の態様を備える。
【００１５】
［画像形成装置の態様］
本願発明の画像形成装置の態様において、画像形成装置の第１の形態は、搬送手段によって搬送される記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、トナー像を加熱部によって前記記録媒体上に定着させる定着部と、加熱部の温度を制御する温度制御部と、定着後の記録媒体をトナー像形成部に再度供給する再供給部とを備え、両面印刷が可能である。
【００１６】
本発明は、同一の記録媒体に対する定着時の温度制御において、加熱部において記録媒体の搬送方向と直交する方向である長手方向の加熱分布を異ならせ、記録媒体において搬送方向と直交する方向の端部と中央部とを異なる加熱温度で加熱する。
【００１７】
温度制御部は、記録媒体の一方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第１回目の定着時には、加熱部の長手方向端部の温度を加熱部の他の部分の温度よりも低く制御し、次に、記録媒体の他方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第２回目の定着時には、加熱部の長手方向端部の温度を第１回目の定着時における温度よりも高く制御する。
【００１８】
本発明の加熱部は、この温度制御によって、記録媒体の一方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第１回目の定着時には、記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を中央部の温度よりも低温で加熱し、記録媒体の他方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第２回目の定着時には、記録媒体の搬送方向の端部の温度を中央部の温度よりも高温で、かつ、第１回目の定着時における端部に温度よりも高温で加熱する。
【００１９】
図１は本発明の加熱部による定着時の温度制御を説明する図である。なお、図１では、両面印刷を行う画像形成装置が備える、トナー像形成部、定着部、および再供給部の構成は省略して示し、加熱部１００は温度制御部４００によって温度制御が行われる。温度制御部４００は、温度制御専用の制御回路を設ける構成とする他、画像形成装置を制御する制御装置（図示していない）に組み込む構成とすることができる。
【００２０】
図１において、定着部は加熱部１００を備え、この加熱部１００は温度制御部４００によって第１回目の定着時と第２回目の定着時の温度が制御される。第１回目の定着時において、加熱部１００によって記録媒体３００の第１面３０１を加熱する。このとき、記録媒体３００の先端部Ａを加熱部１００に対して先に搬送する。
【００２１】
第１回目の定着時では、加熱部１００の内、中央部１００Ａを所定温度に制御し、長手方向端部１００Ｂの温度を中央部１００Ａよりも低温に制御する。この温度制御によって、加熱部１００を通過して加熱された記録媒体３００の第１面３０１には、中央温度処理部２００と低温処理部２０１が形成される。中央温度処理部２００は、中央部１００Ａを所定温度に制御することによって十分な定着処理が行われる。
【００２２】
一方、低温処理部２０１は、長手方向端部１００Ｂを中央部１００Ａよりも低温に制御することによって、記録媒体３００の搬送方向に沿った両側部でのカールの発生を抑制するが、加熱される温度が低温であるため不十分な定着状態にある。
【００２３】
第１回目の定着処理が完了した後に記録媒体３００の表裏を反転させ、反転した記録媒体３００を加熱部１００に再度通して第２回目の定着処理を行う。
【００２４】
ここでは、記録媒体３００を反転させて反対側の第２面３０２を加熱部１００に対向させると共に、第１回目の定着で加熱部１００を通過した記録媒体３００の後端部Ｂ側を先端部として加熱部１００に通し、再度加熱部１００で加熱して第２回目の定着処理を行う。
【００２５】
第２回目の定着時では、加熱部１００の内、中央部１００Ａを所定温度に制御し、長手方向端部１００Ｂの温度を中央部および第１の定着時の温度よりも高温に制御する。
【００２６】
この温度制御によって、加熱部１００を通過して加熱された記録媒体３００の第２面３０２には、中央温度処理部２００と高温処理部２０２が形成される。中央温度処理部２００は、中央部１００Ａを所定温度に制御することによって十分な定着処理が行われる。一方、高温処理部２０２は、長手方向端部１００Ｂを第１の定着時の温度よりも高温に制御することによって、第１回目の定着処理において不十分な定着状態であった記録媒体３００の両側部分の定着状態を良好なものとする。
【００２７】
したがって、記録媒体３００の中央部は第１面３０１および第２面３０２ともに、十分な定着が行われる所定温度で加熱され、記録媒体３００の搬送方向に沿った両側部分については、第１面３０１は第１回目の定着処理によって低温処理され、第２面３０２は第２回目の定着処理によって高温処理される。
【００２８】
第１回目の定着処理は低温処理であるためカールの発生は抑制され、第２回目の定着処理は高温処理であるため、第１回目で不十分であった定着処理を補って十分な定着状態となる。
【００２９】
この制御によれば、第１回目の定着時において加熱部の長手方向端部の温度を加熱部の他の部分の温度よりも低く制御することによって、記録媒体の第１面の搬送方向に沿った両側部の温度上昇は低く抑えられるため、記録媒体のカールの発生を抑制することができる。
【００３０】
次に、第２回目の定着時において加熱部の長手方向端部の温度を中央部の温度および第１回目の定着時における温度よりも高く制御することによって、第１回目の定着時において温度不足で生じた定着性の不足を補い、定着性の悪化を防ぐことができる。
【００３１】
本発明の画像形成装置の第２の形態は、両面印刷において前記記録媒体の一方の面を印刷する第１回目の定着時と他方の面を印刷する第２回目の定着時との間において、記録媒体の搬送方向の先端と後端とを反転搬送させて搬送するスイッチバック手段を備える。記録媒体は、反転搬送によって第２回目の定着時には、第１回目の定着時の面と反対側の面を先頭にして定着部に導入されて加熱される。加熱部は、第１回目の定着時において、記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を中央部の温度よりも低温で加熱し、かつ、記録媒体の後端部の温度を記録媒体の先端部および中央部の温度よりも低温で加熱する。
【００３２】
一方、第２回目の定着時において、記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部の温度を第１回目の定着時における温度よりも高温で加熱し、かつ、記録媒体の先端部の温度を記録媒体の中央部および後端部よりも高温で加熱する。これによって、第１回目の定着時において低温で加熱処理した記録媒体の端部を第２回目の定着時において高温で加熱処理する。記録媒体は反転搬送されるため、第１回目の定着時における低温で加熱処理される部分と、第２回目の定着時における高温で加熱処理される部分とは、記録媒体の同一部分の表裏面に相当する。
【００３３】
この制御によれば、記録媒体の搬送方向の左右側部におけるカールを抑制すると共に、記録媒体の搬送方向の前後端部におけるカールを抑制することができる。
【００３４】
本発明の画像形成装置の第３の形態は、加熱部は長手方向の中央部の加熱分布と長手方向の端部の加熱分布とを異にし、温度制御部は、加熱部の長手方向の端部の配熱分布の温度を可変とする。
【００３５】
これによれば、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることによって、第１回目の定着時における記録媒体の加熱温度と、第２回目の定着時における記録媒体の加熱温度とを切り替えることができる。
【００３６】
次に、本願発明の画像形成装置が備える加熱部について示す。本発明の画像形成装置の加熱部の一つの形態は、長手方向の中央部の加熱分布が長手方向の端部の加熱分布よりも高温である第１の加熱素子と、長手方向の中央部の加熱分布が長手方向の端部の加熱分布よりも低温である第２の加熱素子とを備えた構成とする。第１の加熱素子と第２の加熱素子とを記録媒体の搬送方向に沿って配列する。温度制御部は、第１の加熱素子と第２の加熱素子との点灯比率を変えることによって、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。
【００３７】
これによれば、第１の加熱素子と第２の加熱素子に供給する電力を変えることで点灯比率を変え、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を変えることができる。
【００３８】
第１の加熱素子および第２の加熱素子は、長手方向の中央部と端部とにおいて、記録媒体の搬送方向の幅、あるいは、記録媒体の搬送方向と直交する方向の厚さ、又は幅と厚さの両方を異ならせることによって加熱分布を異ならせることができる。
【００３９】
幅の狭い部分や厚さの薄い部分は熱容量が小さいため、同一の加熱量に対して温度上昇は高くなり、幅の広い部分や厚さの厚い部分は熱容量が大きいため、同一の加熱量に対して温度上昇は低くなる。これによって、加熱分布を異ならせることができる。
【００４０】
本発明の画像形成装置において、加熱部の他の形態は、長手方向の中央部の加熱分布を形成する第３の加熱素子と、長手方向の端部の加熱分布を形成する第４の加熱素子とを備えた構成とする。第３の加熱素子と第４の加熱素子とを、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列する。
【００４１】
次に、本願発明の画像形成装置が備える温度制御部について示す。本願発明の温度制御部の第１の形態は、第４の加熱素子に供給する電力を変えることによって、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。第３の加熱素子は、加熱部の長手方向の中央部の加熱分布を所定温度とし、記録媒体の搬送方向に沿った中央部を第１回目の定着時および第２回目の定着時において、同一の温度に温度制御することができる。
【００４２】
本発明の温度制御部の第２の形態は、定着部が備える冷却機構の冷却量を制御し、長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。
【００４３】
これによれば、冷却機構の冷却量を制御することによって、長手方向の端部の加熱された温度を所定の加熱分布の温度に調温することができる。
【００４４】
［画像形成装置の定着における温度制御方法の態様］
本願発明の画像形成装置の定着における温度制御方法の態様は、搬送手段によって搬送される記録媒体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、トナー像を加熱部によって記録媒体上に定着させる定着部と、前記加熱部の温度を制御する温度制御部と、定着後の記録媒体を前記トナー像形成部に再度供給する再供給部と、を備えた両面印刷が可能な画像形成装置の定着部の温度制御方法であり、第１の形態では、温度制御部による同一の記録媒体に対する定着時の温度制御工程において、記録媒体の一方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第１回目の定着時には、加熱部において記録媒体の搬送方向と直交する方向である長手方向の端部の温度を加熱部の他の部分の温度よりも低く制御する第１の制御工程と、記録媒体の他方の面に形成されたトナー像を加熱処理する第２回目の定着時には、加熱部の長手方向端部の温度を中央部の温度および第１回目の定着時における温度よりも高く制御する第２の制御工程とを備える。
【００４５】
この制御によれば、第１回目の定着時において加熱部の長手方向端部の温度を加熱部の他の部分の温度よりも低く制御することによって、記録媒体の第１面の搬送方向に沿った両側部の温度上昇は低く抑えられるため、記録媒体のカールの発生を抑制することができる。
【００４６】
次に、第２回目の定着時において加熱部の長手方向端部の温度を第１回目の定着時における温度よりも高く制御することによって、第１回目の定着時において温度不足で生じた定着性の不足を補い、定着性の悪化を防ぐことができる。
【００４７】
本発明の温度制御工程の第２の形態において、第１の制御工程は、第１回目の定着時において、加熱部の長手方向端部の温度を加熱部の他の部分の温度よりも低くし、かつ、記録媒体の後端部の温度を記録媒体の他の部分の温度よりも低く制御し、第２の制御工程は、第２回目の定着時において、加熱部の長手方向端部の温度を第１回目の定着時における温度よりも高く制御し、かつ、記録媒体の先端部の温度を記録媒体の他の部分の温度よりも高く制御し、第１の制御工程と第２の制御工程との間において、記録媒体の搬送方向の先端と後端とを反転搬送させて搬送し、第１回目の定着時において低温で加熱処理した記録媒体の端部を第２回目の定着時において高温で加熱処理する。
【００４８】
この制御によれば、記録媒体の搬送方向の左右側部におけるカールを抑制すると共に、記録媒体の搬送方向の前後端部におけるカールを抑制することができる。
【００４９】
本発明の温度制御工程の第３の形態において、加熱部は長手方向の中央部の加熱分布と長手方向の端部の加熱分布とを異にする構成とし、長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。
【００５０】
これによれば、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とすることによって、第１回目の定着時における記録媒体の加熱温度と、第２回目の定着時における記録媒体の加熱温度とを切り替えることができる。
【００５１】
加熱部を、長手方向の中央部の加熱分布が長手方向の端部の加熱分布よりも高温である第１の加熱素子と、長手方向の中央部の加熱分布が長手方向の端部の加熱分布よりも低温である第２の加熱素子とを記録媒体の搬送方向に沿って配列してなる構成において、本発明の温度制御工程は、第１の加熱素子と第２の加熱素子との点灯比率を変えることによって、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。
【００５２】
これによれば、第１の加熱素子と第２の加熱素子に供給する電力を変えることで点灯比率を変え、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を変えることができる。
【００５３】
加熱部を、長手方向の中央部の加熱分布を形成する第３の加熱素子と、長手方向の端部の加熱分布を形成する第４の加熱素子とを記録媒体の搬送方向と直交する方向に配列してなる構成において、本発明の温度制御工程は、第４の加熱素子に供給する電力を変えることによって、加熱部の長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。
【００５４】
本発明の温度制御工程の第４の形態は、定着部が備える冷却機構の冷却量を制御し、長手方向の端部の加熱分布の温度を可変とする。これによれば、冷却機構の冷却量を制御することによって、長手方向の端部の加熱された温度を所定の加熱分布の温度に調温することができる。
【発明の効果】
【００５５】
以上説明したように、この発明に係る画像形成装置および温度制御方法によれば、良好な定着性が得られると共に、記録媒体に生じるカールを抑制し紙詰まりを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の加熱部による定着時の温度制御を説明する図である。
【図２】自動両面画像形成機構を備えた画像形成装置の全体構造を説明するための図である。
【図３】定着装置の構成を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の加熱部の第１の構成例の概略構成を説明するための平面図である。
【図５】本発明の加熱部の第１の構成例の概略構成を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の定着温度制御部による温度制御（温調）を説明するための図である。
【図７】本発明の加熱部の長さ方向の中央部と端部の温度を制御する制御例を説明するための図である。
【図８】本発明の加熱部の長さ方向の中央部と端部の温度を制御する制御例を説明するための図である。
【図９】用紙後端部のカール量とヒータ温度との関係を説明するための図である。
【図１０】横目送りと縦目送りによるカールを説明するための図である。
【図１１】本発明の加熱部の第２，３の構成例を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の加熱部の第４，５，６の構成例を説明するための斜視図である。
【図１３】本発明の加熱部の第７，８の構成例を説明するための斜視図である。
【図１４】本発明の加熱部の第８の構成例の温度制御（温調）を説明するための図である。
【図１５】記録媒体の温度制御を行う端部の長さ例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。はじめに、図２に示す自動両面画像形成機構を備えた画像形成装置の全体構造をその作用とともに概説する。図２の画像形成装置は、スイッチバック方式の反転機構によって記録媒体を反転させて、自動で両面画像を形成する構成例を示している。
【００５８】
装置本体の最下部に配置された用紙カセット１７内には、シート状の記録媒体として用紙１８が積層状に収容されている。用紙１８の各々は、給紙ローラ１６の回転によって用紙カセット１７から取り出され、搬送ローラ対８によって給紙側搬送路に向かって順次送り出される。
【００５９】
用紙１８は、給紙側搬送路に配置されたレジストローラ対１０に突き当たるように搬送されて斜行状態を補正された後、適宜のタイミングで画像形成部を構成する円筒状の感光ドラム１と転写ローラ５とが対向配置されたニップ部である転写領域内に搬送され、ニップ部において、用紙１８の第１面（例えば表面）に対して第１回目の画像形成（印字）が行われる。
【００６０】
画像形成では、感光ドラム１の外周表面が帯電装置２により均一に帯電され、均一帯電後の感光ドラム１の外周表面に対して露光装置３により画像書込が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像には、現像装置４からトナーが供給されて現像が行われて顕像化されてトナー像が形成される。その感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５に印加された転写バイアスにより用紙１８上に転写され、用紙１８の第１面（例えば表面）に対して第１回目の画像形成（印字）が行われる。用紙１８上に転写しきれずに感光ドラム１上に残留した残留トナーはクリーナ７によって感光ドラム１上から除去される。
【００６１】
一方、トナー像を転写された用紙１８は、分離除電針６を通して印加される分離バイアスの電界作用と、略円筒状の感光ドラム１の外周表面における曲率分離作用との双方によって、感光ドラム１の外周表面から分離されて搬送が継続される。このようにして第１面（例えば表面）上に未定着トナー像が担持された用紙１８は、定着手段を構成する定着装置１９に設けられたフィルム２５と加圧ローラ２８との定着ニップ２３に搬送され、定着装置１９における加熱処理により未定着トナー像の定着処理が行われる。
【００６２】
トナー像が定着された用紙１８は、片面画像を形成する際には排紙ローラ対２１によって機外に向かってそのまま排出される。一方、両面画像を形成する際には、用紙１８の第２面（例えば裏面）に対して画像形成（印字）が行われる。
【００６３】
搬送経路上において、定着装置１９よりも搬送方向の下流側に、片面画像形成時と両面画像形成時とで用紙１８の搬送路を振分ける揺動フラッパ２０が配置されており、その揺動フラッパ２０が図２中の実線位置に切り替えられることによって、第１面（例えば表面）にトナー像を定着された用紙１８が、スイッチバック反転方式の自動両面搬送ユニットに設けられた反転ローラ対１３に向かって搬送される。
【００６４】
用紙１８は、反転ローラ対１３の回転駆動によって、一旦搬送経路上において下流側に搬送される。反転ローラ対１３は、用紙１８の後端部が反転ローラ対１３から抜けきらないうちに停止した後、逆回転する。これによって、用紙１８は反転ローラ対１３までの搬送中において後端側であった端部が先端側に反転されるとともに、画像形成部に対して表裏が反転された状態となり、両面第１搬送ローラ対１４及び両面第２搬送ローラ対１５により給紙側に向かって再度搬送される。
【００６５】
その後、第１面（例えば表面）に対する画像形成と同様に、用紙１８はレジストローラ対１０に供給され、画像形成部に再搬送される。このとき、感光ドラム１上には第２面（例えば裏面）に対応するトナー像が形成され、転写ローラ５により用紙１８の第２面（例えば裏面）上に転写される。
【００６６】
用紙１８は、第２面（例えば裏面）にトナー像が転写された後、第１面（例えば表面）と同様に定着装置１９に搬送される。用紙１８は、定着装置１９において第２面（例えば裏面）上のトナー像に対する加熱処理が行われて定着された後に、揺動フラッパ２０が図２中の破線位置に切り替えられて排出側に搬送される。排紙ローラ対２１は、用紙１８を搬送作用によって機外へ排出する。搬送経路上において、レジストローラ対１０の前方位置には、用紙カセット１７側の搬送経路と反転した用紙を戻す搬送経路との合流位置にレジセンサ９が設けられている。
【００６７】
両面画像形成を行う場合には、用紙１８（記録媒体）の第１面および第２面（表裏両面）に対して順次画像形成（印字）がそれぞれ行われる。この画像形成では、用紙１８の表裏両面に形成される各トナー像の定着を行うために、定着装置１９において２回の加熱処理が順次実行される。定着装置１９における用紙１８の第１面および第２面（表裏両面）に対する２回の定着処理で行われる加熱処理の温度は、定着温度制御部（コントローラ）（図示していない）により好適に制御される。定着温度制御部は、図示していないが専用の制御部を設ける構成とする他、画像形成装置を制御する制御部に設ける構成としてもよい。
【００６８】
定着温度制御部による制御動作を説明するに先立って、定着装置１９の構造を説明する。図３は定着装置１９の構成を説明するための概略断面図である。定着装置１９の内部には、加熱機構の一部を構成するフィルム２５が設けられているとともに、フィルム２５の図示する下面側に対して、加圧ローラ２８が図示を省略したバネ等の適宜の付勢手段により圧接するように配置されている。フィルム２５と加圧ローラ２８との圧接部位に形成された定着ニップ２３に用紙１８（記録媒体）を被加熱体として通過させる。用紙１８上の未定着トナー像は、定着ニップ２３での加熱作用および加圧作用によって加熱定着処理される。
【００６９】
フィルム２５は、剛性および耐熱性を有する加圧ステーに取り付けられた加熱支持部材としてのフィルムガイド２４の外周表面に沿って環状に摺動可能となるように支持されている。フィルムガイド２４の図示下面側に形成された摺動表面の一部には、細長板状のヒータ２２の加熱表面が下方側に露出するようにして取り付けられている。ヒータ２２は例えばセラミックヒータで形成することができる。ヒータ２２は、加圧ローラ２８とフィルム２５との圧接部位に形成された定着ニップ２３に対して、定着プロセスに必要な熱を付与する加熱体を構成する。ヒータ２２の図示下面側の加熱表面に対して、フィルム２５の内周表面が摺動可能に密着された状態となるように配置されている。
【００７０】
フィルム２５は、例えば、耐熱性および熱可塑性を有するポリイミド、ポリアミドイド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の熱容量の小さい材質から形成される。このフィルム２５の表層には、オフセット防止や記録材の分理性を確保するために、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性の良好な耐熱樹脂が混合又は単独で被覆されている。
【００７１】
また、加熱支持部材としてのフィルムガイド２４は、例えば、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成される。フィルムガイド２４は、ヒータ２２を下端部に保持するとともに、定着ニップ２３と反対方向に向かう放熱を防ぐ断熱部材として構成される。フィルムガイド２４は、フィルム２５が用紙１８（記録媒体）の搬送方向（図３中において右方向から左方向の方向）に余裕を持って移動可能となるような形状と大きさを備えている。
【００７２】
ヒータ２２は、例えば、テンションレスタイプとして知られるものを採用することができ、用紙１８の搬送方向に対して直交する長手方向に沿って細長状に延在する耐熱性・絶縁性・良熱伝導性を有するヒータ基板を備えるとともに、ヒータ基板の長手方向（画像形成幅方向）に沿って抵抗発熱体が配置されている。抵抗発熱体の長手方向両端部に給電用電極（図示省略）が配置され、この給電用電極ら加熱用の電力を供給することでヒータ２２の加熱が行われる。加熱処理温度は、ヒータ基板の直上部に配置したサーミスタ（検温素子）により検知することができる。
【００７３】
加圧ローラ２８は、例えば、アルミニウム等の金属部材からなる芯金の外周側に、シリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム又はシリコンゴムの発泡体等からなる弾性層を介してプライマー層を形成し、プライマー層の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のチューブからなる離型層を形成して構成することができる。プライマー層は、導電性を有するように形成されており、乾燥紙などの高抵抗紙を通紙した場合に表面がマイナスに摩擦帯電する構成になされていることによって、トナーが摩擦電荷と反発してフィルム２５側に再度付着する静電オフセットの発生が防止される構成になされている。
【００７４】
加圧ローラ２８は、定着モータを含む駆動手段により回転駆動する構成とすることができ、駆動手段は定着駆動制御部（コントローラ）（図示していない）により適宜に駆動制御することができる。加圧ローラ２８の回転駆動に追従してフィルム２５を環状に摺動させつつ移動させるとともに、定着ニップ２３内に導入された用紙１８（記録媒体）をフィルム２５と密着させた状態に押圧させながら搬送（移動）させるように構成されている。用紙１８が定着ニップ２３内に搬送されることで、用紙１８上に担持された未定着のトナー像はヒータ２２からの熱と加圧ローラ２８によるニップ圧とで定着処理される。
【００７５】
また、フィルム２５はその内部側に配置されたヒータ２２の加熱表面およびフィルムガイド（加熱支持体）２４の摺動表面に対して摺擦しながら回転移動を行うため、ヒータ２２の加熱表面およびフィルムガイド２４の摺動表面とフィルム２５の内周表面との間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このため、ヒータ２２の加熱表面およびフィルムガイド２４の摺動表面に対してフィルム２５が密着している部分には、フィルム２５の追従駆動性および摺動性を良好に維持するための耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させる。これによって、フィルム２５の円滑な回転移動が可能となる。
【００７６】
上記した構成を有する定着装置１９のヒータ２２に対する通電制御は、定着温度制御部（コントローラ）により好適に制御され、用紙１８上の未定着トナー像に対する定着時の加熱処理温度が適宜に調整される。
【００７７】
次に、本発明のヒータを構成する加熱部の第１の構成例を図４、５を用いて説明する。図４は第１の構成例の加熱部１０１の概略構成を示す平面図であり、図５は斜視図である。図４（ａ），図５（ａ）は記録媒体３００を加熱する前に状態を示し、図４（ｂ），図５（ｂ）は第１回目の定着時における加熱状態を示し、図４（ｃ），図５（ｃ）は第２回目の定着時における加熱状態を示している。
【００７８】
第１の構成例の加熱部１０１は、２つの加熱素子１０２，１０３を備える。各加熱素子１０２，１０３の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。また、２つの加熱素子１０２，１０３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【００７９】
加熱素子１０２は中央部１０２Ａと端部１０２Ｂとを有し、中央部１０２Ａの搬送方向の幅は端部１０２Ｂの搬送方向の幅よりも狭く形成される。一方、加熱素子１０３は中央部１０３Ａと端部１０３Ｂとを有し、中央部１０３Ａの搬送方向の幅は端部１０３Ｂの搬送方向の幅よりも広く形成される。
【００８０】
加熱素子１０２および加熱素子１０３において、中央部と端部とを結ぶ形状は所定の曲率で湾曲させて形成することができる。この湾曲形状は、所定の加熱分布となるように定める。
【００８１】
加熱素子１０２，１０３に電力を供給して発熱させると、加熱素子の発熱部材の容積が小さい部分は高温となり、容積が大きい部分は低温となる。このため、加熱素子１０２の中央部１０２Ａは高温部分となり、端部１０２Ｂは低温部分となる。一方、加熱素子１０３の中央部１０３Ａは低温部分となり、端部１０３Ｂは高温部分となる。
【００８２】
加熱素子１０２は、端部１０２Ｂの幅を広く、中央部１０２Ａの幅を狭くすることによって、端部１０２Ｂを低温部とし中央部１０２Ａを高温部とすることができる。また、加熱素子１０３は、端部１０２Ｂの幅を狭く、中央部１０３Ａの幅を広くすることによって、端部１０３Ｂを高温部とし中央部１０３Ａを低温部とすることができる。
【００８３】
加熱部１０１を通過する記録媒体３００は、加熱素子１０２と加熱素子１０３とによって加熱される。この加熱部１０１による加熱処理において、加熱素子１０２と加熱素子１０３は独立して温度制御を行うことができ、また、各加熱素子１０２，１０３は中央部の加熱分布と端部の加熱分布とを異ならせることができるため、加熱素子１０２と加熱素子１０３の加熱状態を調整することによって、記録媒体３００上の位置によって加熱状態を調整することができる。加熱素子１０２と加熱素子１０３の加熱状態の調整は、両加熱素子の点灯比率や、供給する電力量を調整することで行うことができる。
【００８４】
第１回目の定着時には、図４（ｂ），図５（ｂ）に示すように、加熱部１０１の中央部を定着に適した温度とし、端部を中央部の温度よりも低温に制御し、記録媒体３００をその第１の面（例えば、表面、図中のＡ，Ｂで示す面）を加熱部１０１の加熱面に対向させて通過させる。この温度制御は、加熱素子１０２に供給する電力量を加熱素子１０３に供給する電力量よりも大きくすることによって、主に加熱素子１０２によって加熱することで行うことができる。
【００８５】
この温度制御によって、記録媒体３００の搬送方向に沿った中央部は、定着に適した温度で加熱されるため十分な定着が行われる。一方、記録媒体３００の搬送方向に沿った両側部は、加熱される温度が低温であるため、カール量は抑制されるが定着は不十分となる。
【００８６】
次に、第１回目の定着が終了した記録媒体の表裏を反転させた後、第２回目の定着を行う。第２回目の定着時には、図４（ｃ），図５（ｃ）に示すように、加熱部１０１の中央部については第１回目の定着と同様に定着に適した温度とし、端部の温度を第１回目の温度よりも高温に制御し、記録媒体３００をその第２の面（例えば、裏面、図中のａ，ｂで示す面）を加熱部１０１の加熱面に対向させて通過させる。この温度制御は、加熱素子１０３に供給する電力量を加熱素子１０２に供給する電力量よりも大きくすることによって、主に加熱素子１０３によって加熱することで行うことができる。
【００８７】
この温度制御によって、記録媒体３００の搬送方向に沿った中央部は、定着に適した温度で加熱されるため十分な定着が行われる。一方、記録媒体３００の搬送方向に沿った両側部は、加熱される温度が第１回目の定着時の温度よりも高温であるため、第１回目の不十分であった定着が補われ、両側部についても十分な定着が行われる。
【００８８】
以下、定着温度制御部による温度制御（温調制御）の一実施形態を説明する。定着温度制御部による温度制御（温調）は、例えば図６に示されているように実行される。図６（ａ）は加熱部の中央部の温度を示し、図６（ｂ），（ｃ）は加熱部の端部の温度を示し、図６（ｂ）は温度制御の一例であり、図６（ｃ）は温度制御の他の一例である。
【００８９】
図６に示す温度制御は、はじめに1枚目の記録媒体（用紙）の第１面（例えば、表面）について定着処理し、次に同じ1枚目の記録媒体（用紙）の第２面（例えば、裏面）について定着処理を行う。
【００９０】
図６（ｂ）に示す温度制御例では、第１回目の定着を行う第１面目の温度制御において、加熱部の長手方向の中央部の温度を例えば１９０℃とし、加熱部の長手方向の端部の温度を例えば１７０℃とする。ここで、１９０℃は定着に十分な温度であり、１７０℃はカールの発生を抑制するものの定着には不十分な温度である。なお、この１９０℃および１７０℃の値は一例であってこの温度に限られるものではなく、加熱部の長手方向の中央部の温度は定着に十分な温度に設定し、加熱部の長手方向の端部の温度はカールの発生を抑制する低温に設定する。
【００９１】
次に、第２回目の定着を行う第２面目の温度制御において、加熱部の長手方向の中央部の温度を例えば１９０℃とし、加熱部の長手方向の端部の温度を例えば２１０℃とする。ここで、１９０℃は定着に十分な温度であり、２１０℃は定着性を高めるために第１回目の定着における温度よりも高い温度である。なお、この１９０℃および２１０℃の値は一例であってこの温度に限られるものではなく、加熱部の長手方向の中央部の温度は定着に十分な温度に設定し、加熱部の長手方向の端部の温度は、第１回目の定着で不十分であった定着性を高めるに適した高温に設定する。
【００９２】
図６（ｃ）に示す別の温度制御例では、第１回目の定着を行う第１面目の温度制御において、加熱部の長手方向の中央部の温度を例えば１９０℃とし、加熱部の長手方向の端部の温度を例えば１７０℃とし、その記録媒体の搬送方向の後端部において温度を１６０℃に下げる。ここで、１９０℃は定着に十分な温度であり、１７０℃は記録媒体の搬送方向に沿った両側部でのカールの発生を抑制する温度であり、１６０℃は記録媒体の搬送方向の後端部でのカールの発生を抑制する温度である。
【００９３】
なお、この１９０℃、１７０℃、および１６０℃の値は一例であってこの温度に限られるものではなく、加熱部の長手方向に沿った中央部の温度は定着に十分な温度に設定し、加熱部の長手方向の端部の温度はカールの発生を抑制する低温に設定する。
【００９４】
次に、第２回目の定着を行う第２面目の温度制御において、加熱部の長手方向の中央部の温度を例えば１９０℃とし、加熱部の長手方向の端部の温度を例えば２１０℃に上げ、さらに、記録媒体の搬送方向の先端部において温度を２２０℃に上げる。
【００９５】
ここで、１９０℃は定着に十分な温度であり、２１０℃は定着性を高めるために第１回目の定着における温度よりも高い温度であり、２２０℃は記録媒体の搬送方向の先端部について、第１回目の定着で下げた後端部の温度を上昇させるための温度である。
【００９６】
なお、この１９０℃、２１０℃、および２２０℃の値は一例であってこの温度に限られるものではなく、加熱部の長手方向の中央部の温度は定着に十分な温度に設定し、加熱部の長手方向の端部の温度は第１回目の定着で不十分であった定着性を高めるに適した高温に設定し、記録媒体の搬送方向の先端部の温度は第１回目の定着で下げた後端部の温度を上昇させるための温度である。
【００９７】
上記した第１枚目の温度制御は、第２枚目、第３枚目の記録媒体（用紙）に対しても繰り返される。
【００９８】
加熱部の長さ方向の中央部と端部の温度を制御する一例について図７，８を用いて説明する。図７，８は、加熱部を構成する２つの加熱素子に供給する電力を調整することによって、加熱部の長さ方向の中央部と端部の温度制御を行う例を示している。図７は図６（ｂ）に示した温度制御の例であり、図８は図６（ｃ）に示した温度制御の例である。
【００９９】
図７（ａ）は図６（ａ）に示した中央部の温度を示し、図７（ｂ）は図６（ｂ）に示した端部の温度を示している。この加熱部の温度特性とするために、加熱素子１０２には図７（ｃ）に示すように電力供給を行い、加熱素子１０３には図７（ｄ）に示すように電力供給を行う。
【０１００】
第１面目では、加熱素子１０３への電力供給量を加熱素子１０２への電力供給量よりも下げることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を下げる。また、第２面目では、加熱素子１０３への電力供給量を加熱素子１０２への電力供給量よりも高めることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を上げる。
【０１０１】
図８（ａ）は図６（ａ）に示した中央部の温度を示し、図８（ｂ）は図６（ｃ）に示した端部の温度を示している。この加熱部の温度特性とするために、加熱素子１０２には図８（ｃ）に示すように電力供給を行い、加熱素子１０３には図８（ｄ）に示すように電力供給を行う。
【０１０２】
第１面目では、加熱素子１０３への電力供給量を加熱素子１０２への電力供給量よりも下げることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を下げ、また、記録媒体の搬送方向の後端部において加熱素子１０２への電力供給量を下げる。
【０１０３】
第２面目では、加熱素子１０３への電力供給量を加熱素子１０２への電力供給量よりも高めることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を上げ、また、記録媒体の搬送方向の先端部において加熱素子１０２への電力供給量を上げる。
【０１０４】
なお、ここでは、２つの加熱素子に供給する電力量によって温度制御を行っているが、２つの加熱素子の点灯比率によって温度制御を行っても良い。点灯比率による温度制御では、例えば、各加熱素子に印加する電力をＰＷＭ制御で制御することで点灯比率を制御することができる。
【０１０５】
図９に温度４０℃／湿度９０%の環境下において、ヒータ温度と横目送り時の第１面目の記録媒体の先端部のカール量との関係を示している。第１面目の定着時のカールによる第２面目のドラム巻き付きによる紙詰まりを防止するためには、第１面目の記録媒体の後端部のカール量を２０mmよりも小さくする必要がある。
【０１０６】
図９の特性によれば、カール量を２０mmよりも小さくするには１６５℃未満の温度に温調しなければならない。しかしながら、一方、トナーを用紙に確実に定着させるためには、図９において１８０℃以上の温度が必要である。
【０１０７】
したがって、カール量が２０mm以下で、かつ確実な定着性を得るには、カール量とヒータ温度との特性が図９中の領域Ｐ内にある必要がある。しかしながら、図示する特性は上記した領域内を通らないため、カール量と定着性の両方を満たすことはできない。
【０１０８】
ただし、定着後の記録媒体上のトナー像を軽く擦ってもトナーが落ちない程度の仮定着であれば１６０℃程度でも充分であるが、記録媒体全域にわたって１６０℃の温調とすると定着性が記録媒体全域で悪化することになる。
【０１０９】
したがって、記録媒体の全域にわたって１６０℃の加熱処理温度で定着を行えば、カールの発生量は良好な程度まで小さく抑えられることとなるが、反面、記録媒体の全域において定着性が悪化して仮定着状態となる。
【０１１０】
このことから本実施形態では、記録媒体の第２面（例えば、裏面）のドラム巻き付きによる紙詰まりに関与する範囲である、記録媒体の搬送方向に沿った両側部に対して、通常の１９０℃の加熱処理温度よりも約２０℃下げた１７０℃の加熱処理温度に制御することとして側部のカールの発生を抑制する。一方、その他の部分に対しては、通常の１９０℃の加熱処理温度となるように制御することによって充分な定着性を確保している。
【０１１１】
以上のような定着温度制御部の制御動作によって記録媒体の第１面（例えば、表面）の搬送方向に沿った側部に発生するカール量は低減されることとなるが、この部分における定着性は仮定着程度となっている。そのため、スイッチバック反転動作後に記録媒体の第２面（例えば、裏面）のトナー像を定着する第２の定着時には、搬送方向に沿った側部に対する定着加熱処理温度を、第１面（例えば、表面）において２０℃下げた分だけ、通常の加熱処理温度より２０℃上げて約２１０℃の加熱処理温度に制御することとし、それによって充分な定着性を確保する。
【０１１２】
このように本実施例では、第１の定着時には、記録媒体の第１面（例えば、表面）における搬送方向に沿った側部に対して低い加熱処理温度で定着を行うことによって、側部におけるカール発生量を抑制すると共に、側部を除く画像形成領域の定着性の低下を防止する。そして、第１の定着時で低温加熱処理された搬送方向に沿った側部に対して、第２の定着時において、第１の定着時よりも高い加熱処理温度による定着を行うことによって、第２面（例えば、裏面）の搬送方向に沿った側部における定着不良の発生を防止することができ、その結果、記録媒体の両面画像形成時におけるカールの発生及び定着性低下の双方を同時に防止することができる。
【０１１３】
次に、横目送りと縦目送りによるカールについて図１０を用いて説明する。記録媒体である紙は、繊維の向きによる紙目を有し、全紙の長辺に平行な繊維の並びの紙を縦目と呼び、全紙の長辺に垂直な繊維の並びの紙を横目と呼んでいる。ここで、記録媒体の横目の方向を搬送方向とする紙送りを横目送りとし、記録媒体の縦目の方向を搬送方向とする紙送りを縦目送りとする。
【０１１４】
図１０（ｂ）は縦目送りにおけるカールに発生状態を示している。縦目送りの場合は、ヒータ２２の長手方向の端部がカール量の最大となる。
【０１１５】
図１０（ａ）は横目送りにおけるカールに発生状態を示している。横目送りの場合においても、記録媒体の搬送方向の前後端部に加え、ヒータ２２の長手方向の端部がカール量の最大となる。
【０１１６】
そこで、図６（ｃ）、図８のヒータ端部の温度例に示すように、第１面目は中央部温度に対し端部温度を２０℃下げ、長手方向の端部の後端では３０℃下げる。第２面目では中央部温度に対して端部温度を２０℃上げ、長手方向の端部の後端では３０℃上げる。
【０１１７】
以上のように第１面目は中央部温度に対して長手方向の端部の温度を下げ、長手方向の端部の後端ではさらに温度を下げる。さらに、第２面目では中央部温度に対し長手方向の端部の温度を第１面目で下げた分だけ上げ、長手方向の端部の後端では第１面目でさらに下げた分だけ上げる制御を行うことによって、第１目でのカールの発生を防止することが可能になり、第２面目を印刷する際に紙詰まり無く自動両面画像形成が可能になる。しかも、第２面目の温調を第１面目より上げることによって、用紙全域にわたって充分な定着性を得ることができる。
【０１１８】
次に、本発明の加熱部の他の構成例について図１１〜図１３を用いて説明する。加熱部の第２，３の構成例について図１１（ａ），（ｂ）を用いて説明する。第２の構成例の加熱部１１１は、２つの加熱素子１１２，１１３を備える。各加熱素子１１２，１１３の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。また、２つの加熱素子１１２，１１３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１１９】
また、第３の構成例の加熱部１２１は、２つの加熱素子１２２，１２３を備える。加熱素子１２２の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、また、加熱素子１２２は長手方向に２つに分割され、２つの分割部分を合わせた長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成される。２つの加熱素子１２２，１２３のそれぞれは、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置し、２つの加熱素子１２２，１２３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１２０】
第１の構成例では、加熱素子１０２および加熱素子１０３は中央部と端部とを結ぶ形状を所定の曲率を持つ湾曲形状とすることで、中央部と端部の搬送方向の幅を異ならせている。これに対して第２の構成例の加熱部１１１および第３の構成例の加熱部１２１は、中央部と端部とを結ぶ形状を所定の傾きを持つ直線形状とし、これによって中央部と端部の搬送方向の幅を異ならせる。第３の構成例の加熱部１２１が備える加熱素子１２２は長手方向に２つに分割された二つの加熱素子１２２ａと１２２ｂを備え、各加熱素子１２２および１２３は中央部と端部とを結ぶ形状を所定の傾きを持つ直線形状で形成する。
【０１２１】
加熱素子１１２，１１３、１２２，１２３に電力を供給して発熱させると、加熱素子の発熱部材の搬送方向の幅が狭い部分は高温となり、搬送方向の幅が広い部分は低温となる。このため、加熱素子１１２の中央部１１２Ａは高温部分となり、端部１１２Ｂは低温部分となり、加熱素子１１３の中央部１１３Ａは低温部分となり、端部１１３Ｂは高温部分となる。また、加熱素子１２２の中央部１２２Ａは高温部分となり、端部１２２Ｂは低温部分となり、加熱素子１２３の中央部１２３Ａは低温部分となり、端部１２３Ｂは高温部分となる。
【０１２２】
加熱部１１１、１２１を通過する記録媒体３００は、加熱素子１１２と加熱素子１１３、または加熱素子１２２と加熱素子１２３とによって加熱される。この加熱部１１１，１２１による加熱処理において、加熱素子１１２と加熱素子１１３、または加熱素子１２２と加熱素子１２３はそれぞれ独立して温度制御を行うことができ、また、加熱素子１１２と加熱素子１１３、または加熱素子１２２と加熱素子１２３は中央部の加熱分布と端部の加熱分布とを異ならせることができるため、加熱素子１１２と加熱素子１１３、または加熱素子１２２と加熱素子１２３の加熱状態を調整することによって、記録媒体３００上の位置によって加熱状態を調整することができる。加熱素子１１２と加熱素子１１３、または加熱素子１２２と加熱素子１２３の加熱状態の調整は、両加熱素子の点灯比率や、供給する電力量を調整することで行うことができる。
【０１２３】
次に、加熱部の第４〜６の構成例について図１２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。第１，２の構成例では、加熱部が備える加熱素子について中央部と端部の搬送方向の幅を異ならせている。これに対して第４〜６の構成例は、加熱部が備える加熱素子について中央部と端部の搬送方向と直交する方向の厚さを異ならせる。
【０１２４】
第４の構成例の加熱部１３１は、２つの加熱素子１３２，１３３を備える。各加熱素子１３２，１３３の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。また、２つの加熱素子１３２，１３３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１２５】
また、第５の構成例の加熱部１４１は、２つの加熱素子１４２，１４３を備える。加熱素子１４２の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、また、加熱素子１４２は長手方向に２つに分割され、２つの分割部分を合わせた長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成される。２つの加熱素子１４２，１４３のそれぞれは、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置し、２つの加熱素子１４２，１４３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１２６】
第４の構成例の加熱部１３１は、中央部と端部とを結ぶ形状を、所定の曲率を持つ湾曲形状又は所定の傾きを持つ直線形状とし、これによって中央部と端部の搬送方向の幅を異ならせる構成である。図１２（ａ）は中央部と端部とを結ぶ形状を所定の曲率を持つ湾曲形状とする構成例を示している。
【０１２７】
第５の構成例の加熱部１４１が備える加熱素子１４２は長手方向に２つに分割された二つの加熱素子１４２ａと１４３ｂを備え、各加熱素子１４２ａおよび１４２ｂは中央部と端部とを結ぶ形状を所定の傾きを持つ直線形状とし、これによって中央部と端部の搬送方向の幅を異ならせる構成である。図１２（ｂ）は中央部と端部とを結ぶ形状を所定の傾きを持つ直線形状とする構成例を示している。
【０１２８】
第６の構成例の加熱部１５１は、２つの加熱素子１５２，１５３を備える。各加熱素子１５２，１５３の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。また、２つの加熱素子１５２，１５３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１２９】
第６の構成例の加熱部１５１は、中央部と端部との厚さを異ならせる構成である。加熱素子１５２は中央部１５２Ａの厚さを薄くし端部に厚さを薄く形成する。一方、加熱素子１５３は中央部１５２Ａの厚さを薄くし端部に厚さを薄く形成する。
【０１３０】
加熱部１３１，１４１，１５１の各加熱素子１３２，１３３、１４２，１４３、１５２２，１５３に電力を供給して発熱させると、加熱素子の発熱部材の搬送方向に垂直な方向の厚さが薄い部分は高温となり、厚さが厚い部分は低温となる。このため、加熱素子１３２の中央部１３２Ａは高温部分となり端部１３２Ｂは低温部分となり、加熱素子１３３の中央部１３３Ａは低温部分となり端部１３３Ｂは高温部分となる。加熱素子１４２の中央部１４２Ａは高温部分となり、端部１４２Ｂは低温部分となり、加熱素子１４３の中央部１４３Ａは低温部分となり、端部１４３Ｂは高温部分となる。また、加熱素子１５２の中央部１５２Ａは高温部分となり、端部１５２Ｂは低温部分となり、加熱素子１５３の中央部１５３Ａは低温部分となり、端部１５３Ｂは高温部分となる。
【０１３１】
加熱部１３１〜１５１を通過する記録媒体３００は、加熱素子１３２と加熱素子１３３、加熱素子１４２と加熱素子１４３、または、加熱素子１５２と加熱素子１５３とによって加熱される。この加熱部１３１〜１５１による加熱処理において、加熱素子１３２と加熱素子１３３、加熱素子１４２と加熱素子１４３、または、加熱素子１５２と加熱素子１５３はそれぞれ独立して温度制御を行うことができ、また、それぞれの中央部の加熱分布と端部の加熱分布とを異ならせることができるため、加熱素子１３２と加熱素子１３３、加熱素子１４２と加熱素子１４３、または、加熱素子１５２と加熱素子１５３の加熱状態を調整することによって、記録媒体３００上の位置によって加熱状態を調整することができる。
【０１３２】
加熱素子１３２と加熱素子１３３、加熱素子１４２と加熱素子１４３、または、加熱素子１５２と加熱素子１５３の調整は、両加熱素子の点灯比率や、供給する電力量を調整することで行うことができる。
【０１３３】
次に、加熱部の第７，８の構成例について図１３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【０１３４】
第７の構成例は、加熱部が備える加熱素子について中央部と端部の放熱状態を異ならせることで加熱分布を異ならせる構成である。図１３（ａ）は第７の構成例を説明するための図である。
【０１３５】
第７の構成例の加熱部１６１は、２つの加熱素子１６２，１６３を備える。各加熱素子１６２，１６３の長手方向の長さは、少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成され、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。また、２つの加熱素子１６２，１６３を記録媒体３００の搬送方向に沿って配列する。
【０１３６】
第７の構成例の加熱部１６１は、発熱部材に放熱部材を設ける構成であり、２つの加熱素子について放熱部材の設置位置を中央部と端部とで異ならせる構成である。図１３（ａ）において、加熱素子１６２は中央部１６２Ａに放熱部材１６４を配置せず、端部１６２Ｂに放熱部材１６４を配置する構成とし、加熱素子１６３は中央部１６３Ａに放熱部材１６４を配置し、端部１６２Ｂに放熱部材１６４を配置しない構成とする。
【０１３７】
加熱部１６１の加熱素子１６２，１６３に電力を供給して発熱させると、加熱素子の放熱部材を配置しない部分は高温となり、放熱部材を配置した部分は低温となる。このため、加熱素子１６２の中央部１６２Ａは高温部分となり端部１３２Ｂは低温部分となり、加熱素子１６３の中央部１６３Ａは低温部分となり端部１６３Ｂは高温部分となる。
【０１３８】
加熱部１６１を通過する記録媒体３００は、加熱素子１６２と加熱素子１６３とによって加熱される。この加熱部１６１による加熱処理において、加熱素子１６２と加熱素子１６３はそれぞれ独立して温度制御を行うことができ、また、それぞれの中央部の加熱分布と端部の加熱分布とを異ならせることができるため、加熱素子１６２と加熱素子１６３の加熱状態を調整することによって、記録媒体３００上の位置によって加熱状態を調整することができる。
【０１３９】
加熱素子１６２と加熱素子１６３の調整は、両加熱素子の点灯比率や、供給する電力量を調整することで行うことができる。
【０１４０】
第８の構成例は、加熱部は中央部と端部とで分離した加熱素子を配置することで加熱分布を異ならせる構成である。図１３（ｂ）は第８の構成例を説明するための図である。
【０１４１】
第８の構成例の加熱部１７１は、３つの加熱素子１７２〜１７４を備える。各加熱素子１７２〜１７４を長手方向に配列し、これらを合わせた長さは少なくとも記録媒体３００の幅と同じあるいは長く形成し、長手方向が記録媒体３００の搬送方向と交差するように配置する。
【０１４２】
第８の構成例の加熱部１７１は、３つの加熱素子を搬送方向と交差する方向に沿って配列することによって、中央部と端部との加熱分布を異ならせる構成である。図１３（ｂ）において、加熱素子１７２は中央部に、加熱素子１７３，１７４を端部に配列し、各加熱素子１７２〜１７４を個別に駆動することによって、中央部と端部の温度を独立して制御する。
【０１４３】
図１４は第８の構成例の加熱部を構成する３つの加熱素子に供給する電力を調整することによって、加熱部の長さ方向の中央部と端部の温度制御を行う例を示している。
【０１４４】
図１４（ａ）は中央部の温度を示し、図１４（ｂ）は端部の温度を示している。この加熱部の温度特性とするために、加熱素子１７３，１７４には図８（ｃ）に示すように電力供給を行い、加熱素子１７２には図８（ｄ）に示すように電力供給を行う。
【０１４５】
第１面目では、加熱素子１７３、１７４への電力供給量を加熱素子１７２への電力供給量よりも下げることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を下げる。また、第２面目では、加熱素子１７３，１７４への電力供給量を加熱素子１７２への電力供給量よりも高く、また、第１面目の加熱素子１７３、１７４への電力供給量よりも高くすることによって、加熱部の長さ方向の端部の温度を上げる。
【０１４６】
第９の構成例は、端部冷却機構を設ける構成である。端部冷却機構に一構成例を図１０（ａ）に示す。
【０１４７】
略円筒状のフィルム２５の両端部と加圧ローラ２８の両端部の少なくとも一方に端部冷却機構を設ける。図１０（ａ）では、フィルム２５の両端部に端部冷却機構１８０を設け、加圧ローラ２８の両端部に端部冷却機構１８１を設ける構成を示している。
【０１４８】
端部冷却機構は、例えば、冷却ファンと、冷却ファンで発生された冷風を開閉するシャッタとによって構成することができ、シャッタを開放することによって冷風をフィルム２５あるいは加圧ローラ２８に当て、これによって記録媒体に接触する部分の温度を低下させる。シャッタを制御することによって、加熱部の長手端部の温度を第１面目と第２面目とで異ならせて制御する。
【０１４９】
この構成によれば、用紙幅方向が短い小サイズの記録媒体の場合に、記録媒体を拙速しないフィルム２５や加圧ローラ２８の端部温度が上昇するという問題を解決することができる。また、この構成とすることによって、加熱部が従来の加熱素子を備える構成であっても、第１の定着時と第２の定着時とで端部の温度を調整して、第２面目を印字する際に紙詰まり無く自動で両面画像を形成することができる。しかも、第２面目の温調を第１面目より昇温させることで用紙全域において充分な定着性を得ることができる。
【０１５０】
次に、記録媒体の温度制御を行う端部の長さ例および、本発明の画像形成装置の温度制御の実施例について説明する。
【０１５１】
図１５において、記録媒体の搬送方向の端部Ｅ１およびＥ２は、記録媒体がローラに巻き付く際にロータと接触する際の寸法に基づいて定めることができる。例えば、ローラの径が１０ｍｍ程度とし、記録媒体がローラの１／４周分に巻き付くとしたときには、端部Ｅ１，Ｅ２の長さは約１５ｍｍとなるため、端部Ｅ１，Ｅ２の長さとして１５ｍｍ以上を設定する。また、記録媒体の搬送方向と直交する方向の端部Ｅ３は、記録媒体の搬送において、搬送装置が記録媒体を保持する寸法に基づいて定めることができる。例えば、一例として１０ｍｍ以上を設定することができる。
【０１５２】
本発明の画像形成装置の温度制御の実施例を以下の表１に示す。
【表１】
2012032654.tif 000003
【０１５３】
表１において、実施例１は記録媒体の搬送が横目送りであることが既知である場合の例を示し、実施例２は記録媒体の搬送が縦目送りであることが既知である場合の例を示し、実施例３，４は記録媒体の搬送が横目送りであるか縦目送りであるかが不知である場合の例を示している。
【０１５４】
実施例１の記録媒体の搬送が横目送りである場合には、先端部および後端部のカールが大きいため、先端および後端の端部（E2,E1）の温度を１面目の印刷処理では下げ、２面目の印刷処理では上げる温調を行う。
【０１５５】
実施例２の記録媒体の搬送が縦目送りである場合には、搬送方向と直交する方向の端部のカールが大きいため、両端の端部（E3）の温度を１面目の印刷処理では下げ、２面目の印刷処理では上げる温調を行う。
【０１５６】
実施例１，２において、記録媒体の搬送が横目送りであるか縦目送りであるかは、例えば、記録媒体を収納している用紙カセットによって判定することができ、用紙カセットを表す種別信号を制御部に送り、この種別信号に基づいて温調を制御する。
【０１５７】
記録媒体の搬送が横目送りであるか縦目送りであるかが不知である場合には、実施例３では、先端および後端の端部（E2,E1）の温度を１面目の印刷処理では下げ、２面目の印刷処理では上げる温調を行い、両端の端部（E3）の温度を１面目の印刷処理では下げ、２面目の印刷処理では上げる温調を行う。
【０１５８】
また、実施例のように、記録媒体の周囲の端部（E1，E2，E3）Ｅ１の温度を中央部分（C）の温度よりも低温とする簡易な温調であっても、ある程度の効果を奏することができる。
【０１５９】
以上、本発明者によってなされた発明の実施例を具体的に説明したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることはいうまでもない。
【０１６０】
例えば、上述した各実施例は、プリンタに対して本発明を適用したものであるが、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置に対しても本発明は同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
以上述べたように本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの多種多様な両面画像形成を行うようにした画像形成装置に対して広く適用することが可能なものである。
【符号の説明】
【０１６２】
１    感光ドラム
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
５    転写ローラ
６    分離除電針
７    クリーナ
８    搬送ローラ対
９    レジセンサ
１０    レジストローラ対
１３    反転ローラ対
１４    搬送ローラ対
１５    搬送ローラ対
１６    給紙ローラ
１７    用紙カセット
１８    用紙
１９    定着装置
２０    揺動フラッパ
２１    排紙ローラ対
２２    ヒータ
２３    定着ニップ
２４    フィルムガイド
２５    フィルム
２８    加圧ローラ
１００    加熱部
１００Ａ    中央部
１００Ｂ    長手方向端部
１０１    加熱部
１０２    加熱素子
１０２Ａ    中央部
１０２Ｂ    端部
１０３    加熱素子
１０３Ａ    中央部
１０３Ｂ    端部
１１１    加熱部
１１２    加熱素子
１１２Ａ    中央部
１１２Ｂ    端部
１１３    加熱素子
１１３Ａ    中央部
１１３Ｂ    端部
１２１    加熱部
１２２，１２２ａ，１２２ｂ    加熱素子
１２２Ａ    中央部
１２２Ｂ    端部
１２３    加熱素子
１２３Ａ    中央部
１２３Ｂ    端部
１３１    加熱部
１３２    加熱素子
１３２Ａ    中央部
１３２Ｂ    端部
１３３    加熱素子
１３３Ａ    中央部
１３３Ｂ    端部
１４１    加熱部
１４２，１４２ａ，１４２ｂ    加熱素子
１４２Ａ    中央部
１４２Ｂ    端部
１４３    加熱素子
１４３Ａ    中央部
１４３Ｂ    端部
１５１    加熱部
１５２    加熱素子
１５２Ａ    中央部
１５２Ｂ    端部
１５３    加熱素子
１５３Ａ    中央部
１５３Ｂ    端部
１６１    加熱部
１６２    加熱素子
１６２Ａ    中央部
１６２Ｂ    端部
１６３    加熱素子
１６３Ａ    中央部
１６３Ｂ    端部
１６４    放熱部材
１７１    加熱部
１７２，１７３，１７４    加熱素子
１８０    端部冷却機構
１８１    端部冷却機構
２００    中央温度処理部
２０１    低温処理部
２０２    高温処理部
３００    記録媒体
３０１    第１面
３０２    第２面
４００    温度制御部
【図２】
2012032654.tif 000004
【図３】
2012032654.tif 000005
【図１０】
2012032654.tif 000006
【図１５】
2012032654.tif 000007
【図１】
2012032654.tif 000008
【図４】
2012032654.tif 000009
【図５】
2012032654.tif 000010
【図６】
2012032654.tif 000011
【図７】
2012032654.tif 000012
【図８】
2012032654.tif 000013
【図９】
2012032654.tif 000014
【図１１】
2012032654.tif 000015
【図１２】
2012032654.tif 000016
【図１３】
2012032654.tif 000017
【図１４】
2012032654.tif 000018