(57)【要約】  【課題】加圧ローラの用紙上の画像に対する押圧力が十分でないことによる画像ムラの発生を防止することにある。  【解決手段】画像形成部は画像情報に基づいて画像を形成可能な部分である。用紙搬送部は画像形成部に用紙を搬送可能な部分である。定着部は、用紙搬送部によって搬送された用紙に接触可能に設けられた第１ローラと、第１ローラが用紙に接触している際に用紙を挟んで第１ローラと対向するように配置され、それぞれ径方向の厚さを変化可能であり軸方向に並べて配置された複数の環状部材が設けられた第２ローラとを有している。【選択図】  図２
2009282304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて画像を形成可能な画像形成部と、
前記画像形成部によって画像が形成された用紙に接触可能に設けられた第１定着部材と、前記第１定着部材が用紙に接触している状態において用紙を挟んで前記第１定着部材と対向するように配置され、それぞれ径方向の厚さが変化可能であり軸方向に並べて配置された複数の環状部材が設けられた第２定着部材とを有する定着部と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記定着部は、前記環状部材にそれぞれ電圧を印加可能な電圧印加装置をさらに有し、
複数の前記環状部材は前記電圧印加装置から電圧が印加されることでそれぞれ厚さを変化させる、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１定着部材の表面形状に対応する前記環状部材の対応厚さを検出する対応厚さ検出手段と、前記対応厚さ検出手段の検出結果に基づいてそれぞれの前記環状部材に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段と、を有する形状制御装置をさらに備えた、
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記環状部材は、印加される電圧に応じて厚さを変化させるとともに押圧されると起電力を生じる部材であって、
前記対応厚さ検出手段は、前記第２定着部材の各前記環状部材が前記第１定着部材に接触するように前記第２定着部材が前記第１定着部材側に押圧された際に、前記第２定着部材の前記環状部材が生じる起電力から前記環状部材の対応厚さを検出する、
請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
用紙を前記画像形成部や前記定着部に搬送する用紙搬送部をさらに備え、
前記形状制御装置は、
前記用紙搬送部の搬送する用紙の種類を検出する用紙検出手段と、
前記用紙検出手段の検出結果に基づいて前記第１定着部材又は前記第２定着部材によって用紙上の画像を押圧する力を決める押圧力決定手段とをさらに有し、
前記印加電圧制御手段は前記押圧力決定手段によって決められた押圧力に基づいて前記電圧印加装置を制御する、
請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記印加電圧制御手段は、前記第２定着部材が用紙と接触する部分に配置された前記環状部材よりも前記第２定着部材が用紙と接触する部分の軸方向両端部に配置された前記環状部材が薄くなるように前記電圧印加装置から前記環状部材に電圧を印加させる、
請求項３から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記対応厚さ検出手段は、画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わった際に前記環状部材の対応厚さを検出する、
請求項３から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記形状制御装置は、前記用紙搬送部によって搬送される用紙の重量を検出する用紙重量検出手段をさらに有しており、
前記印加電圧制御手段は、前記用紙重量検出手段の検出結果に基づいて前記電圧印加装置の印加電圧を制御する、
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２定着部材は用紙上の画像を加熱するローラ状の部材である、請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２定着部材は用紙上の画像に対して加圧するためのローラ状の部材である、請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２定着部材は複数の前記環状部材の外周に設けられた薄膜部材をさらに有している、請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、特に、それぞれ厚さを変化可能であり回転軸周りに配置された複数の環状部材が設けられた定着部材を有する定着部を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置は、画像情報に基づいて画像を形成可能な画像形成部と、各機能部に用紙を搬送可能な用紙搬送部と、画像形成部で用紙上に形成された画像を用紙に定着するための定着部とを備えている。
【０００３】
この画像形成装置では、用紙搬送部から画像形成部に用紙が搬送される。そして、画像情報に基づいて画像形成部で用紙に画像が形成される。画像が形成された用紙は用紙搬送部によって定着部に搬送される。そして定着部で用紙に画像が定着させられる。画像が定着させられた用紙は装置の外部に排出される。
【０００４】
ここで、定着部は、用紙上の画像を加熱する加熱ローラと、用紙上の画像を加圧する加圧ローラとを有している。加熱ローラによって用紙上の画像が融着させられるとともに用紙上の画像が加圧ローラによって加圧され、用紙に画像が定着させられる（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２８９５６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の装置では、さまざまな理由により加圧ローラ又は加熱ローラが変形する場合がある。具体的には、加圧ローラ又は加熱ローラが磨耗することで変形する場合や、画像の定着動作を繰り返す際に、加熱ローラの用紙に接触する部分が用紙に接触しない部分よりも温度が低くなり、用紙に接触しない部分が用紙に接触する部分よりも熱膨張することで変形する場合などがある。変形したローラによって加圧動作が行われると十分な押圧力が用紙上の画像に作用せず、用紙に画像を十分に定着させることができない場合がある。この場合には、画像ムラが発生する恐れがある。
【０００７】
本発明の課題は、加圧ローラの用紙上の画像に対する押圧力が十分でないことによる画像ムラの発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明１に係る画像形成装置は、画像形成部と、定着部と、を備えている。画像形成部は画像情報に基づいて画像を形成可能な部分である。定着部は、画像形成部によって画像が形成された用紙に接触可能に設けられた第１定着部材と、第１定着部材が用紙に接触している際に用紙を挟んで第１定着部材と対向するように配置され、それぞれ径方向の厚さが変化可能であり軸方向に並べて配置された複数の環状部材が設けられた第２定着部材とを有している。
【０００９】
この画像形成装置では、画像形成部で用紙上に画像が形成される。そして、第１定着部材と第２定着部材との間に用紙を位置させる。第１定着部材及び第２定着部材によって用紙上の画像が加圧され、用紙に画像が定着される。
【００１０】
ここでは、第１定着部材の形状に合わせて環状部材の径方向の厚さを変えることができる。このため、第１定着部材が熱の影響や磨耗などによって変形した場合であっても、用紙の画像を均一な押圧力で押圧することができる。このため、用紙上の画像に画像ムラが生じるのを防止することができる。
【００１１】
発明２に係る画像形成装置は、発明１に記載の画像形成装置であって、定着部は、環状部材にそれぞれ電圧を印加可能な電圧印加装置をさらに有している。複数の環状部材は電圧印加装置から電圧が印加されることでそれぞれ厚さを変化させる。
【００１２】
ここでは、電圧によって環状部材の厚さを変化させることができるため、第２定着部材の形状を制御しやすくなる。
【００１３】
発明３に係る画像形成装置は、発明２に記載の画像形成装置であって、第１定着部材の表面形状に対応する環状部材の対応厚さを検出する対応厚さ検出手段と、対応厚さ検出手段の検出結果に基づいてそれぞれの環状部材に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段と、を有する形状制御装置をさらに備えている。
【００１４】
この画像形成装置では、対応厚さ検出手段によって第１定着部材の表面形状に対応する環状部材の対応厚さを検出する。そして、対応厚さ検出手段の検出結果に基づいて、それぞれの環状部材に印加される電圧が制御される。ここで、対応厚さとは、第１定着部材の表面形状に対応し、第１定着部材を均一に押圧することができる状態の各環状部材の厚さのことを言う。
【００１５】
ここでは、第１定着部材の表面形状に対応する環状部材の対応厚さに基づいて各環状部材に電圧が印加されるため、各環状部材を第１定着部材の表面形状に対応した対応厚さにすることができる。このため、用紙の画像を均一に押圧することができ、用紙上の画像に画像ムラが生じにくくすることができる。
【００１６】
発明４に係る画像形成装置は、発明３に記載の画像形成装置であって、環状部材は、印加される電圧に応じて厚さを変化させるとともに押圧されると起電力を生じる部材である。対応厚さ検出手段は、第２定着部材の各環状部材が第１定着部材に接触するように第２定着部材が第１定着部材側に押圧された際に、第２定着部材の環状部材が生じる起電力から環状部材の対応厚さを検出する。
【００１７】
ここでは、第２定着部材を第１定着部材に接触させた際に環状部材が生じる起電力から第１定着部材の形状に対応した各環状部材の対応厚さを検出しているため、精度よく各環状部材の対応厚さが決められる。
【００１８】
発明５に係る画像形成装置は、発明３又は４に記載の画像形成装置であって、用紙を画像形成部や定着部に搬送する用紙搬送部をさらに備えている。形状制御装置は、用紙搬送部の搬送する用紙の種類を検出する用紙検出手段と、用紙検出手段の検出結果に基づいて第１定着部材又は第２定着部材によって用紙上の画像を押圧する力を決める押圧力決定手段とをさらに有している。印加電圧制御手段は押圧力決定手段によって決められた押圧力に基づいて電圧印加装置を制御する。
【００１９】
この画像形成装置では、用紙検出手段によって用紙の種類が検出される。用紙の種類が検出されると、用紙の種類に基づいて用紙上の画像を押圧する力が押圧力検出手段によって検出される。そして、押圧力検出手段によって検出された押圧力で第１定着部材又は第２定着部材が用紙上の画像を押圧するように環状部材に電圧を印加する。
【００２０】
ここで、用紙の種類によって画像定着に必要な押圧力が異なっている場合がある。ここでは、用紙の種類に応じた押圧力によって用紙上の画像を押圧するため、十分な押圧力で画像を用紙に定着させることができる。このため、様々な用紙を使用した場合であっても、用紙上の画像に画像ムラが生じるのを防止できる。
【００２１】
発明６に係る画像形成装置は、発明３から５のいずれかに記載の画像形成装置であって、印加電圧制御手段は、第２定着部材が用紙と接触する部分に配置された環状部材よりも第２定着部材が用紙と接触する部分の軸方向両端部に配置された環状部材が薄くなるように電圧印加装置から環状部材に電圧を印加させる。
【００２２】
ここで、湿度が高い環境などでは熱及び圧力を加えることにより用紙にしわが形成される場合がある。しかしここでは、第２定着部材が用紙と接触する部分の軸方向両端部に配置された環状部材が薄くなっている。このため、軸方向両端部に設けられた環状部材の周速は第２定着部材の用紙と接触する部分の軸方向中央部に配置された環状部材の周速よりも速い。このため、用紙には軸方向両端側に引き伸ばすような力が作用する。従って、用紙にしわが形成されにくくすることができる。
【００２３】
発明７に係る画像形成装置は、発明３から５のいずれかに記載の画像形成装置であって、対応厚さ検出手段は、画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わった際に環状部材の厚さを検出する。
【００２４】
ここでは、画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わると、対応厚さ検出手段によって環状部材の厚さが検出される。ここで、画像形成動作が不能な状態とは、用紙が詰まっている状態や異常が発生している状態、省電力状態などを言う。
【００２５】
発明８に係る画像形成装置は、発明５に記載の画像形成装置であって、形状制御装置は、用紙搬送部によって搬送される用紙の重量を検出する用紙重量検出手段をさらに有している。印加電圧制御手段は、用紙重量検出手段の検出結果に基づいて電圧印加装置の印加電圧を制御する。
【００２６】
ここで、用紙の重量によって画像定着の際に画像を定着させるのに必要な押圧力が異なる。本発明では、用紙の重量によって環状部材に印加する電圧を制御しているため、十分な押圧力で用紙上の画像を押圧することができる。このため、画像定着の際の押圧力が足りず、用紙上の画像に画像ムラが生じるのを防止できる。
【００２７】
発明９に係る画像形成装置は、発明１から８のいずれかに記載の画像形成装置であって、第２定着部材は用紙上の画像を加熱するローラ状の部材である。
【００２８】
発明１０に係る画像形成装置は、発明１から８のいずれかに記載の画像形成装置であって、第２定着部材は用紙上の画像に対して加圧するためのローラ状の部材である。
【００２９】
発明１１に係る画像形成装置は、発明１から１０のいずれかに記載の画像形成装置であって、第２定着部材は複数の環状部材の外周に設けられた薄膜部材をさらに有している。
【００３０】
ここでは、環状部材の外周に薄膜部材が設けられているため、互いに隣り合う２つの環状部材の厚さが異なる場合であっても、２つの環状部材の間に段差が形成されにくくなる。このため、定着動作の際に第２定着部材を用紙に押し当てることによって用紙にしわが形成されにくくすることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、加圧ローラの用紙上の画像に対する押圧力が十分でないことによる画像ムラの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［全体構成］
以下に本発明に係る画像形成装置としての複合機１について図１を参照して説明する。ここで、図１は本発明に係る複合機１の全体概略を示すものである。この複合機１は、外部のコンピュータなどに接続され、原稿から読み取られた画像情報又はコンピュータから送られる画像情報に基づいて用紙上に画像を形成することができる。
【００３３】
複合機１は原稿を複写する機能や原稿の画像情報を送信する機能等の様々な機能を有している。複合機１は、図１に示すように、原稿読み取り部２と、画像形成部３と、転写部４と、用紙収納部５と、用紙搬送部６と、定着部７と、排出部８と、図６に示すローラ形状制御装置９とを備えている。以下に各機能部の構成について説明する。
【００３４】
｛原稿読み取り部｝
原稿読み取り部２は原稿の画像情報を読み取るための部分である。また、原稿読み取り部２は複合機１の上部に配置されている。
【００３５】
｛画像形成部｝
画像形成部３は画像情報に基づいて用紙上に画像を形成するための部分である。また画像形成部３は用紙収納部５と原稿読み取り部２との間に配置されている。さらに画像形成部３は、４つの画像形成ユニット３０を有している。４つの画像形成ユニット３０は１列に並べて配置されている。また４つの画像形成ユニット３０は、それぞれ、感光体ドラム３１と、帯電装置３２と、レーザユニット３３と、現像装置３４と、トナー収納部３５と、除電装置３６と、ドラムクリーニング装置３７とを有している。そして、４つの画像形成ユニット３０は、図１の左側から順にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成可能である。なお、各画像形成ユニット３０は互いに同様の構成である。なお、以下にイエローの画像形成ユニット３０について説明する。
【００３６】
感光体ドラム３１は表面に静電潜像を担持可能な部材である。また、感光体ドラム３１は図１の紙面に垂直に伸びる回転軸周りに回転可能である。そして、感光体ドラム３１は後述する転写ベルト４１に接触するように配置されている。
【００３７】
帯電装置３２は感光体ドラム３１の表面を一様に帯電させるための装置である。また、帯電装置３２は感光体ドラム３１の下側に配置されている。
【００３８】
レーザユニット３３は画像情報に基づいてレーザ光を感光体ドラム３１の表面に照射するための装置である。またレーザユニット３３は感光体ドラム３１の下側に配置されている。
【００３９】
現像装置３４は感光体ドラム３１に担持された静電潜像に現像剤を供給可能な装置である。また、各現像装置３４はそれぞれのレーザユニット３３の上側に配置されている。さらに現像装置３４は、内部に各感光体ドラム３１に対応する色の現像剤を収納可能な現像容器３４１と、現像容器３４１に取り付けられた現像ローラ３４２とを有している。現像ローラ３４２は感光体ドラム３１に対向するように配置されている。
【００４０】
トナー収納部３５は現像装置３４に供給可能なトナーを収納する部分である。トナー収納部３５は各現像装置３４の色に対応するトナーを収納可能なトナーコンテナ３５１を有している。トナーコンテナ３５１は図示しない供給路によって現像装置３４に接続されている。
【００４１】
除電装置３６は感光体ドラム３１の表面の電荷を除去するための装置である。また、除電装置３６は感光体ドラム３１の下側に配置されている。
【００４２】
ドラムクリーニング装置３７は現像動作に使用されずに感光体ドラム３１上に残留した現像剤をクリーニングするための装置である。ドラムクリーニング装置３７は、感光体ドラム３１の表面に接触するブレード部材３７１と、ブレード部材３７１によって掻き取ったトナーを収納可能な排現像剤収納容器３７２とを有している。
【００４３】
｛転写部｝
転写部４は、転写ベルト４１と、４つの１次転写ローラ４２と、２次転写ローラ４３と、ベルトクリーニング装置４４とを備えている。
【００４４】
転写ベルト４１は画像形成部３で形成された画像を用紙に転写するための部材である。また、転写ベルト４１は感光体ドラム３１から画像が１次転写される部材である。さらに転写ベルト４１は感光体ドラム３１の上側に配置されている。
【００４５】
１次転写ローラ４２は感光体ドラム３１上の画像を転写ベルト４１上に転写するための部材である。また１次転写ローラ４２は転写ベルト４１を挟んで感光体ドラム３１に対向するように配置されている。さらに１次転写ローラ４２はそれぞれ図示しない電圧印加装置に接続されている。各１次転写ローラ４２は感光体ドラム３１が並べられた方向と平行に並べて配置されている。
【００４６】
２次転写ローラ４３は感光体ドラム３１から転写ベルト４１に１次転写された画像を用紙に転写するための部材である。また２次転写ローラ４３は用紙搬送部６の用紙搬送経路を挟んで転写ベルト４１に対向するように配置されている。
【００４７】
ベルトクリーニング装置４４は転写ベルト４１上のトナーや紙粉および埃などをクリーニングするための装置である。またベルトクリーニング装置４４は転写ベルト部材４１の図１における左側に配置されている。
【００４８】
｛用紙収納部｝
用紙収納部５は用紙を収納するための部分である。また、用紙収納部５は複合機１の下部に配置されている。さらに用紙収納部５は複数の給紙カセット５１を有している。各給紙カセット５１にはそれぞれ異なる種類（サイズなど）の用紙が収納されている。また、複数の給紙カセット５１は積み重ねて配置されている。
【００４９】
｛用紙搬送部｝
用紙搬送部６は各機能部に用紙を搬送するための部分である。用紙搬送部６は、用紙収納部５、画像形成部４、定着部７、排出部８の順に用紙を搬送する用紙搬送経路を有している。また用紙搬送部６は、用紙搬送ガイド対６１と、複数の用紙搬送ローラ対６２とを有している。
【００５０】
用紙搬送ガイド対６１は用紙の搬送方向をガイドするための部材である。用紙搬送ガイド対６１は、互いに対向するように配置された板状の部材を有している。そして、これらの板状の部材の間を用紙が通過可能になっている。
【００５１】
用紙搬送ローラ対６２は用紙搬送方向に用紙を搬送するための部材である。また、用紙搬送ローラ対６２はそれぞれ対向するように配置された２つのローラを有している。この２つのローラの間を用紙は通過可能になっている。
【００５２】
｛定着部｝
定着部７は用紙上に形成された画像を用紙に定着させるための部分である。また定着部７は画像形成部３の用紙搬送方向下流側に配置された部分である。図２は定着部７の加圧ローラ７２及び加熱機構７１を示す図である。また図３は加圧ローラ７２と加熱機構７１の駆動ローラ７１１（後述）との状態を示す図である。この図３において定着ベルト７１３は省略している。これらの図を参照して定着部７について説明する。定着部７は、加熱機構７１と、加圧ローラ７２（第２定着部材）と、電圧印加装置７３とを有している。
【００５３】
加熱機構７１は用紙上の画像を加熱するための機構である。より詳しくは、加熱機構７１は用紙上のトナーを融解させるための機構である。加熱機構７１は、駆動ローラ７１１（第１定着部材）と、従動ローラ７１２と、定着ベルト７１３とを有している。なお、加熱機構７１は複合機１のフレームに取り付けられている。さらに、加熱機構７１は用紙搬送部６によって搬送される用紙に接触可能に設けられている。
【００５４】
駆動ローラ７１１は加圧ローラ７２に対向するように配置されている。また駆動ローラ７１１は図１の紙面に直交する方向に伸びる駆動回転軸７１１ａを有している。この駆動回転軸７１１ａには図示しないモータが接続されている。この図示しないモータの動力によって駆動ローラ７１１は回転させられる。
【００５５】
従動ローラ７１２は駆動ローラ７１１の回転に伴って回転させられるローラである。また従動ローラ７１２は駆動ローラ７１１と対向するように配置されている。さらに従動ローラ７１２は駆動回転軸７１１ａと平行に設けられた従動回転軸７１２ａを有している。そして、従動ローラ７１２は内部に図示しない熱源ヒータを有している。
【００５６】
定着ベルト７１３は加圧ローラ７２と接触可能な部材である。定着ベルト７１３は駆動ローラ７１１と従動ローラ７１２とに掛け渡されている。定着ベルト７１３は環状の帯状部材である。また、定着ベルト７１３は弾性部材によって形成されている。このため、この定着ベルト７１３は、加圧ローラ７２との間に十分なニップ量、すなわち接触面積を確保することができる。すなわち、定着ベルト７１３が加圧ローラ７２と接触することで弾性変形する。そして、定着ベルト７１３は弾性変形させられることで加圧ローラ７２との間の接触面積を確保することができる。定着ベルト７１３は駆動ローラ７１１の駆動力を従動ローラ７１２に伝達する部材である。
【００５７】
加圧ローラ７２は駆動ローラ７１１との間を通過する用紙に形成された画像を加圧するためのローラである。加圧ローラ７２は駆動ローラ７１１と対向するように配置されている。また、加圧ローラ７２は、図３に示すように、駆動回転軸７１１ａに平行に設けられた加圧回転軸７２ａと、加圧回転軸７２ａに取り付けられた芯部材７２ｂと、芯部材７２ｂに取り付けられた９つの環状部材７２ｃと、９つの環状部材７２ｃの外周側に配置された薄膜部材７２ｄとを有している。そして、加圧ローラ７２は図示しない押圧機構によって駆動ローラ７１１側に押圧されている。ここで押圧機構とは、加圧ローラ７２を駆動ローラ７１１側に押圧する機構である。例えば押圧機構はバネなどの弾性部材を用いたものである。
【００５８】
芯部材７２ｂは略円柱状の部材である。また、芯部材７２ｂは軸方向両端部から軸方向中央部に向かって徐々に半径が小さくなるように形成されている。
【００５９】
９つの環状部材７２ｃは電歪高分子材料（ＥＰＡＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｍｕｓｃｌｅ））７２ｅ（図５参照）によって形成されている。また、環状部材７２ｃは径方向に伸縮可能な部材である。環状部材７２ｃは電圧が印加されると径方向厚さが減少する部材である。そして、環状部材７２ｃは押圧されると起電力を生じる部材である。９つの環状部材７２ｃは加圧回転軸７２ａの伸びる方向に並べて配置されている。そして、環状部材７２ｃは加圧回転軸７２ａを囲むように略円形状に設けられている。ここで、環状部材７２ｃは軸方向両端に向かって徐々に軸方向幅が小さくなるように配置されている。そして、各環状部材７２ｃは、後述する起電力検出センサ９２１ａ（図４参照）に接続されている。
【００６０】
なお、ここで電歪高分子材料（ＥＰＡＭ）７２ｅとは、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、伸縮可能な第１電極７２ｆと、第１電極７２ｆに接触するように配置された高分子膜（エラストマー）７２ｇと、第１電極７２ｆに対向するように配置され高分子膜７２ｇに接触する第２電極７２ｈとによって構成されている。そして、高分子膜７２ｇは、電圧を印加することで各電極７２ｆ、７２ｈが互いに引き付けられ、第１電極７２ｆと第２電極７２ｈとの間の距離が縮む。すなわち、図５の（ａ）の状態から図５の（ｂ）の状態に変形する。このとき、第１電極７２ｆ及び第２電極７２ｈ、高分子膜７２ｇは面積が大きくなるように広がる。また、電歪高分子材料７２ｅは各電極７２ｆ、７２ｈが互いに近づく方向に加圧されると起電力を生じる材料である。
【００６１】
薄膜部材７２ｄは厚さが異なる状態で隣り合う２つの環状部材７２ｃの間に大きな段差が形成されにくくするための部材である。互いに隣り合う２つの環状部材７２ｃの厚さがそれぞれ異なる場合に、隣り合う２つの環状部材７２ｃの間に大きな段差が形成される場合がある。このような段差が形成された状態で用紙に加圧ローラ７２を圧接させると、この段差によって用紙にしわが形成される可能性がある。しかし、この加圧ローラ７２は、９つの環状部材の外周に薄膜部材７２ｄを有しているため、互いに隣り合う２つの環状部材７２ｃの厚さがそれぞれ異なる場合であっても加圧ローラ７２の表面が滑らかになる。また、薄膜部材７２ｄは円筒状の部材である。薄膜部材７２ｄは弾性変形可能な部材である。そして、薄膜部材７２ｄは環状部材７２ｃの外周側表面を覆うように配置されている。
【００６２】
電圧印加装置７３はそれぞれの各環状部材７２ｃに電圧を印加するための装置である。また電圧印加装置７３は各環状部材７２ｃに接続されている。具体的には加圧回転軸７２ａは中空状になっており、加圧回転軸７２ａの内周から電圧印加装置７３に接続されている。電圧印加装置７３は、図４に示すように、後述するＣＰＵ９０と、電圧変換部７３１とを有している。電圧変換部７３１はＣＰＵ９０に接続されている。また電圧変換部７３１はＣＰＵ９０からの電圧印加信号を受けて電圧に変換する部分である。電圧変換部７３１は第１スイッチ７３２を介して各環状部材７２ｃに接続されている。
【００６３】
｛排出部｝
排出部８は用紙を複合機１の外部に排出するための部分である。また、図１に示すように、排出部８は定着部７の用紙搬送方向下流側に配置されている。そして、排出部８は、排出ローラ８１を有している。排出部８は原稿読み取り部３の下側に配置されている。排出部８は複合機１の図１における左側の側面から右方に向かって窪む凹部８２をさらに有している。そして、凹部８２に用紙が排出される。
【００６４】
｛ローラ形状制御装置｝
ローラ形状制御装置９は加圧ローラ７２の形状を制御する装置である。図６にローラ形状制御装置９のブロック図を示す。図６のブロック図を参照してローラ形状制御装置９について説明する。また、ローラ形状制御装置９は記憶部９１とＣＰＵ９０等とを有している。ローラ形状制御装置９は、対応厚さ検出部９２と、印加電圧制御部９３と、用紙検出部９４と、押圧力決定部９５と、用紙重量検出部９６とを有している。さらにローラ形状制御装置９は記憶部９１に記憶されたプログラムを実行することで各機能部を制御する部分である。ローラ形状制御装置９は定着部７や画像形成部３などさまざまな部分に接続されている。
【００６５】
記憶部９１は、さまざまなプログラムやデータを記憶可能な部分である。記憶部９１はＲＡＭ及びＲＯＭを有している。また記憶部９１のＲＡＭには一時的にデータなどを記憶可能である。また、記憶部９１は、図７に示す環状部材７２ｃに印加した電圧と環状部材７２ｃの変化量（なお、図７の横軸は電圧が印加された際の縮み量を示している。）との間の関係を示す第１関係情報と、図８に示す環状部材７２ｃの変化量（なお、図８の横軸は押圧力が作用した際の縮み量を示している。）と駆動ローラ７１１が変形していない状態における加圧ローラ７２の駆動ローラ７１１に対する押圧力との間の関係を示す第２関係情報と、図９に示す環状部材７２ｃを押圧した際の押圧力と押圧によって環状部材７２ｃが生じる起電力との間の関係を示す第３関係情報とを記憶している。
【００６６】
さらに記憶部９１は用紙の種類に応じた加圧ローラ７２の用紙上の画像に対する理論押圧力のテーブルを記憶している。このテーブルには、具体的には以下のことが含まれている。普通紙の場合には、加圧ローラ７２の用紙上の画像に対する理論押圧力が６２Ｎ・ｍであって、加圧ローラ７２が用紙上の画像に押圧力６２Ｎ・ｍを作用させるために用紙と接触する部分に配置されている環状部材７２ｃには１Vの電圧が印加される。また、厚紙の場合には、加圧ローラ７２の用紙上の画像に対する理論押圧力が４３３Ｎ・ｍであって、加圧ローラ７２が用紙上の画像に４３３Ｎ・ｍの押圧力を作用させるために用紙に接触する部分に配置されている環状部材７２ｃには０．４Vの電圧が印加される。ここで、理論押圧力とは用紙の種類毎にあらかじめ定められた画像定着を行うために必要な押圧力のことを言う。
【００６７】
対応厚さ検出部９２は各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１の表面形状に対応する対応厚さを検出する部分である。また、対応厚さ検出部９２は各環状部材７２ｃの起電力を検出する起電力検出部９２１を有している。起電力検出部９２１は各環状部材７２ｃに接続された起電力検出センサ９２１ａ（図４参照）に接続されている。図４に示すように、起電力検出センサ９２１ａは第２スイッチ９２１ｂを介して電圧増幅部９２１ｃに接続されている。そして、電圧増幅部９２１ｃはＣＰＵ９０に接続されている。対応厚さ検出部９２は、起電力検出部９２１によって検出された各環状部材７２ｃの起電力から各環状部材７２ｃの対応厚さを検出する。具体的には、加圧ローラ７２を加熱機構７１の駆動ローラ７１１に接触させた際に各環状部材７２ｃに生じる起電力を起電力検出センサ９２１ａによって検出し、図９に示す第３関係情報から検出した起電力から加圧ローラ７２の加熱機構７１の駆動ローラ７１１に対する押圧力を検出する。加圧ローラ７２の加熱機構７１の駆動ローラ７１１に対する押圧力から図８の第２関係情報に基づいて環状部材７２ｃの厚さの変化量を検出する。この環状部材７２ｃの厚さの変化量から加熱機構７１の駆動ローラ７１１の表面形状に対応する対応厚さを検出する。
【００６８】
なお、対応厚さ検出部９２は画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わった際に環状部材７２ｃの対応厚さを検出する。ここで、画像形成動作が不能な状態には、用紙搬送部６に用紙が詰まった状態や、定着部７に故障が発生した状態、即座に画像形成動作を行うことができない省電力モードの状態、画像安定動作を行っている状態などが含まれている。
【００６９】
印加電圧制御部９３は電圧印加装置７３の各環状部材７２ｃに対する電圧の印加を対応厚さ検出部９２の検出結果に基づいて制御する部分である。具体的には、対応厚さ検出部９２によって検出された環状部材７２ｃの変化量に基づいて図７の第１関係情報から印加電圧が検出される。検出された電圧になるように印加電圧制御部９３は電圧印加装置７３を制御する。印加電圧制御部９３は電圧印加装置７３に接続されている。そして、印加電圧制御部９３は加熱機構７１の駆動ローラ７１１の表面形状に対応するように、電圧印加装置７３から各環状部材７２ｃに電圧を印加させる。印加電圧制御部９３は用紙重量検出部９６の検出結果に応じて印加させる電圧を調整する。さらに、印加電圧制御部９３は、図３に示すように、加圧ローラ７２が用紙に接触する部分に配置された環状部材７２ｃよりも加圧ローラ７２が用紙と接触する部分の軸方向両端部に配置された環状部材７２ｃが薄くなるように各環状部材７２ｃに電圧印加装置７３から電圧を印加させる。好ましくは、用紙と接触する部分の中央部分は同じ厚さであり、用紙と接触する部分の軸方向両端から軸方向外方に向かって徐々に径が小さくなるような形状になるように各環状部材７２ｃに電圧を印加させる。
【００７０】
印加電圧制御部９３は、図２に示すように、加熱機構７１の駆動ローラ７１１がほぼ円柱状の場合には加圧ローラ７２がほぼ円柱状になるように各環状部材７２ｃに電圧を印加させる。具体的には、芯部材７２ｂは軸方向両端が徐々に径が大きくなるように形成されているため、芯部材７２ｂの軸方向両端に近い部分には大きな電圧を印加し、芯部材７２ｂの略中央部分には小さな電圧を印加する。
【００７１】
ここで、印加電圧制御部９３は、用紙のサイズに応じて加圧ローラ７２の形状を変化させる。すなわち、図３に示す用紙よりも大きなサイズの用紙に印字する場合には、図１０に示すように、用紙に接触する幅が広くなるように加圧ローラ７２の形状を変化させる。
【００７２】
用紙検出部９４は用紙搬送部６が搬送する用紙の種類を検出するための部分である。具体的には、図示しない操作パネルに入力された用紙の情報から用紙の種類を検出する。
【００７３】
押圧力決定部９５は用紙検出部９４によって検出された用紙の種類に基づいて記憶部９１に記憶されたテーブルから加圧ローラ７２の用紙上に形成された画像に対する押圧力を決定する部分である。
用紙重量検出部９６は用紙の坪量を検出する部分である。用紙重量検出部９６は用紙の坪量を検出する坪量検出センサ９６ａに接続されている。
【００７４】
［動作］
次に複合機１の動作について説明する。
【００７５】
原稿読み取り部２によって原稿の画像情報が読み取られる又は複合機１の外部に接続されたコンピュータから画像情報が送られると、画像情報に基づいて感光体ドラム３１上に静電潜像が形成される。具体的には、帯電装置３２によって感光体ドラム３１の表面が帯電させられ、画像情報に基づいてレーザユニット３３から感光体ドラム３１にレーザ光が照射される。このようにして感光体ドラム３１上に静電潜像が形成されると、現像装置３４の現像ローラ３４２から現像剤が静電潜像に供給される。現像装置３４から現像剤が供給されると感光体ドラム３１上にトナー像が形成される。
【００７６】
そして、各感光体ドラム３１上のトナー像が転写ベルト４１に転写される。そして転写ベルト４１上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が表面に転写された用紙は用紙搬送部６によって定着部７まで搬送される。定着部７でトナー像が用紙に定着された後、排出部８に搬送される。排出部８に搬送された用紙は複合機１外に排出される。なお、定着部７の加圧ローラ７２の加熱機構７１の駆動ローラ７１１に対する押圧力を調整する動作については以下に詳述する。
【００７７】
［加圧ローラの押圧力調整動作］
先ず、操作パネルに入力された用紙の情報及び記憶部９１に記憶されたテーブルや坪量検出センサ９６ａによって検出された用紙の坪量から理論押圧力が算出される。例えば、操作パネルによって普通紙と認識した場合には、理論押圧力として６２Ｎ・ｍの値が記憶部９１に記憶されたテーブルから決定される。
【００７８】
そして、理論押圧力で加圧ローラ７２が駆動ローラ７１１を押圧するための各環状部材７２ｃの変化量が図８の第２関係情報に基づいて算出される。第２関係情報から算出された変化量に基づいて各環状部材７２ｃを変化させるのに必要な電圧の値が図７の第１関係情報から算出される。ＣＰＵ９０から電圧印加信号が電圧変換部７３１に送信される。この電圧印加信号は図７の第１関係情報に基づいて検出された電圧の値に対応するものである。このとき、第１スイッチ７３２は閉じており、第２スイッチ９２１ｂは開いている。ＣＰＵ９０から送信された電圧印加信号は電圧変換部７３１に入力され、電圧に変換される。その後、各環状部材７２ｃに電圧が印加される。ここで、駆動ローラ７１１の形状が変形していない形状である場合には理論押圧力で加圧ローラ７２は駆動ローラ７１１を押圧するが、駆動ローラ７１１が磨耗や熱などによって変形している場合には加圧ローラ７２の環状部材７２ｃの少なくともいくつかは理論押圧力とは異なる押圧力で駆動ローラ７１１を押圧する。この場合には、軸方向におけるいずれの場所においても理論押圧力で駆動ローラ７１１を押圧するように加圧ローラ７２の形状を補正する必要がある。
【００７９】
加圧ローラ７２の形状の補正動作を図１１のフローチャートに示す。このフローチャートを参照して補正動作を説明する。先ず、加圧ローラ７２が図示しない押圧機構によって駆動ローラ７１１に対して押圧される（Ｓ１）。加圧ローラ７２が駆動ローラ７１１に押し付けられると、各環状部材７２ｃに起電力が生じる。この起電力は起電力検出センサ９２１ａによって検出される。このとき、第１スイッチ７３２は開いており、第２スイッチ９２１ｂは閉じている。そして、起電力検出センサ９２１ａで検出された起電力は電圧増幅装置９２１ｃを経て、ＣＰＵ９０に入力される。
【００８０】
そして、図９の第３関係情報から各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が算出される。各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力と同じか否かが判断される（Ｓ２）。各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力とが異なる場合（Ｓ２のＮＯ）には、各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力よりも大きいか否かが判断される（Ｓ３）。各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力よりも大きい場合（Ｓ３のＹＥＳ）には、環状部材７２ｃに印加する電圧を低下させる（Ｓ４）。そして、その後ステップ１からの動作を繰り返す。一方、各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力よりも小さい場合（Ｓ３のＮＯ）には、環状部材７２ｃに印加する電圧を上昇させる（Ｓ５）。そして、その後ステップ１からの動作を繰り返す。これに対して、各環状部材７２ｃの駆動ローラ７１１に対する押圧力が理論押圧力と同じである場合（Ｓ２のＹＥＳ）には、補正などを行わずに環状部材７２ｃを駆動ローラ７１１に対して押圧させる。
【００８１】
なお、加圧ローラ７２の形状を決定する際には、加圧ローラ７２の用紙と接触する部分の軸方向両端部に配置された環状部材７２ｃが、加圧ローラ７２の用紙と接触する部分の軸方向中央部分に配置された環状部材７２ｃよりも少し薄くなるように対応厚さが決定される。
【００８２】
そして、駆動ローラ７１１の表面形状に対応した形状の加圧ローラ７２が駆動ローラ７１１を理論押圧力で押圧する。
【００８３】
ここで、上記の加圧ローラ７２の押圧力調整動作は、画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わった際に行われる。すなわち、複合機１がＪＡＭ状態や、一部が故障状態、省電力モード、画像安定化動作を行っている状態等から画像形成動作を即座に行える状態に変わった際に行われる。また、画像形成動作が可能な状態であらかじめ定められた所定時間が経過した場合にも行われる。
【００８４】
［効果］
ここでは、加熱機構７１の駆動ローラ７１１の表面形状に対応して加圧ローラ７２の形状を変えることができるため、加熱機構７１の駆動ローラ７１１が磨耗や熱によって変形した場合であっても十分な押圧力で定着動作を行うことができる。このため、画像ムラが生じるのを防止することができる。
【００８５】
また、加圧ローラ７２の形状を図３に示すように軸方向両端部の径が軸方向中央の径よりも小さくなっている形状にすることができるため、加圧ローラ７２を用紙に押し当てることで用紙にしわが形成されるのを防止できる。
【００８６】
さらに各環状部材７２ｃの外周側に薄膜が設けられており、互いに隣り合う環状部材どうしの間に段差が形成されにくくなっている。このため、各環状部材７２ｃの厚さが変わった状態で定着動作を行った場合であっても用紙にしわが形成されにくくなる。
【００８７】
画像形成動作が不能な状態から画像形成動作を行うことができる状態に変わった際に加圧ローラ７２の押圧力調整動作が行われるため、加圧ローラ７２の押圧力が不足した状態で定着動作を行いにくくすることができる。すなわち、画像形成動作が不能な状態で駆動ローラ７１１と加圧ローラ７２との形状が変化する場合が多く、変化する可能性の高い環境後に加圧ローラ７２の押圧力調整動作が行われているため、加圧ローラ７２の押圧力不足による画像ムラの発生を防止しやすくなる。
【００８８】
なお、上記実施形態は、本発明を説明するために用いたものであり、発明の範囲を逸脱しない限り、いかなる設計の変更や材料の変更なども許容するものとする。
【００８９】
［他の実施形態］
（Ａ）上記実施形態では、各環状部材７２ｃの軸方向幅が軸方向位置によって異なっているが、本発明はこれに限らず、各環状部材７２ｃの軸方向幅が同じ幅であってもよい。
【００９０】
（Ｂ）また、上記実施形態では、複合機１について説明したが、本発明はこれに限らず、画像の転写が行われる機器、例えばファクシミリや複写機、プリンタなどであってもよい。
【００９１】
（Ｃ）さらに、上記実施形態では、加熱機構７１の駆動ローラ７１１の形状が略円柱状の場合であったが、本発明はこれに限らず、例えば加熱機構７１の駆動ローラ７１１の形状が図１２に示すように軸方向両端から軸方向中央部に向かって徐々に半径が小さくなるような形状であっても良い。この場合には、各環状部材は図１２に示すように軸方向両端部から軸方向中央部に向かって徐々に厚さが厚くなるように各環状部材に電圧を印加する。また、加熱機構７１の駆動ローラ７１１の形状が図１３に示すように軸方向両端から軸方向中央部に向かって徐々に半径が大きくなるような形状であっても良い。この場合には、各環状部材７２ｃは図１３に示すように軸方向両端部から軸方向中央部に向かって徐々に厚さが薄くなるように電圧を印加するようにする。
【００９２】
（D）上記実施形態では、加圧ローラ７２に環状部材７２ｃを設け、環状部材７２ｃの厚さを変更するようにしたが、本発明はこれに限らず、加熱機構７１に環状部材７２ｃを設け、加圧ローラ７２の表面形状を変更するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる複合機の全体概略断面図。
【図２】定着部を示す図。
【図３】加圧ローラと加熱機構の駆動ローラとが接触している状態を示す図。
【図４】各環状部材と電圧印加装置などとの関係を示す図。
【図５】電歪高分子材料に電圧を印加した状態及び電圧を印加していない状態を示す図。
【図６】ローラ形状制御装置を示すブロック図。
【図７】環状部材に印加した電圧と環状部材の変化量との関係を示す図。
【図８】環状部材の変化量と加圧ローラが駆動ローラを押圧する押圧力との関係を示す図。
【図９】環状部材を押圧した際の押圧力と環状部材が生じる起電力との関係を示す図。
【図１０】サイズの大きな用紙に印字する場合の加圧ローラを示す図。
【図１１】補正動作を示すフローチャートを示す図。
【図１２】他の実施形態の加圧ローラ及び駆動ローラの状態を示す図。
【図１３】他の実施形態の加圧ローラ及び駆動ローラの状態を示す図。
【符号の説明】
【００９４】
１  複合機（画像形成装置）
３  画像形成部
６  用紙搬送部
７  定着部
９  ローラ形状制御部（ローラ形状制御装置）
７１  加熱機構
７２  加圧ローラ（第２定着部材）
７２ａ  加圧回転軸
７２ｃ  環状部材
７３  電圧印加装置
９１  記憶部（記憶手段）
９２  対応厚さ検出部（対応厚さ検出手段）
９３  印加電圧制御部（印加電圧制御手段）
９４  用紙検出部（用紙検出手段）
９５  押圧力決定部（押圧力決定手段）
９６  用紙重量検出部（用紙重量検出手段）
７１１  駆動ローラ（第１定着部材）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009282304.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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