JP2014149434A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外径が均一でないローラ部材について、熱膨張により外径が変化する変化量を適切に制御することにより、外径が均一でないローラ部材に期待されたシワ防止等の所定の効果を発揮させる。
【解決手段】定着部材加熱手段５３により加熱されるとともに、回動する定着ローラ５１と、定着ローラ５１に当接して回動する加圧ローラ５２と、を備え、定着ローラ５１と加圧部材とのニップ部で加圧することにより、記録媒体Ｐ上の未定着トナー像を記録媒体Ｐに定着させる定着装置５であって、定着ローラ５１は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように定着部材加熱手段５３を制御する制御手段を備え、該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わないものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に装着される定着装置に関する。

従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（用紙、記録紙、記録材、転写材ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録媒体上のトナー画像を定着する過程により成立している。

定着装置では、対向するローラ部材もしくはベルト部材もしくはそれらの組み合わせにより構成された定着部材及び加圧部材が当接してニップ部（定着ニップ部）を形成するように配置されている。例えば、内部にハロゲンヒータ等の加熱手段を備えた定着ローラと加圧ローラとを圧接させてニップ部を形成するローラ定着装置では、加熱されながら互いに押圧されて回転する２本の回転体（定着ローラ、加圧ローラ）のニップ部に、未定着トナー像を載せた記録媒体を通過させ、熱および圧力を加え、トナー像を熱で溶融すると同時に両部材間の圧力によって記録媒体上に定着させている。また、加圧ローラが加熱手段を有する構成も知られている。

また、定着装置の駆動手段は、例えば、定着ローラの端部に設けられたギヤとギヤ駆動部品からなっており、定着ローラの回転に加圧ローラが連れ回る構成となっている。

このような定着装置での定着動作において、記録媒体がニップ部を通過する際にシワが発生する問題が知られている。これに対し、例えば、特許文献１に記載にされるように、定着ローラの形状を、回転軸方向（軸方向、長手方向ともいう）における両端部の径が大きく、中央部の径が小さい、逆クラウン形状（ツヅミ形状ともいう）とすることで、シワの発生を防止することが知られている。

また、シワの発生を防止するために、加圧ローラの形状を逆クラウン形状とすることや、定着ローラおよび加圧ローラ双方の形状についても逆クラウン形状とすることも提案されている。

また、例えば、特許文献２には、定着分離性を改善するために、定着ローラの外周面にクラウン形状部と逆クラウン形状部が形成された定着装置が開示されている。

このように、定着ローラや加圧ローラが回転軸方向において、その外径が均一でないローラ部材を使用した定着装置が知られている。

このような外径が均一でないローラ部材は、一般的に、室温時などの所定の温度において、クラウン量などの外径の変化量が所定の変化量を有するように、設計、製作がなされる。

しかしながら、ローラ部材が使用される定着装置の定着動作時における温度は、高温となるため、ローラ部材が熱膨張により外径が変化してしまうという問題が生じる。

この時、温度上昇がローラ部材の回転軸方向において略均一であれば、回転軸方向における熱膨張量も略同等となるので、想定された外径の変化量は維持される。

しかしながら、定着装置の状態等により、必ずしもローラ部材の回転軸方向における温度分布は均一とはならないため、適正に設定された変化量が、実際の使用時には異なる値となってしまい、外径が均一でないローラ部材に期待された本来の効果であるシワ防止効果や定着分離性の改善効果等が得られないことに繋がってしまう。

そこで本発明は、外径が均一でないローラ部材について、熱膨張により外径が変化する変化量を適切に制御することにより、外径が均一でないローラ部材に期待された所定の効果を損なうことのない定着装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着部材加熱手段により加熱されるとともに、回動する定着部材と、該定着部材に当接して回動する加圧部材と、を備え、前記定着部材と前記加圧部材との圧接部で加圧することにより、記録媒体上の未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように前記定着部材加熱手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わないものである。

本発明によれば、外径が均一でないローラ部材について、熱膨張により外径が変化する変化量を適切に制御することにより、外径が均一でないローラ部材に期待されたシワ防止等の本来の効果を損なうことなく発揮させることができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。 定着ローラの模式図であって、（Ａ）直線形状で逆クラウン形状が形成される例、（Ｂ）曲線形状で逆クラウン形状が形成される例を示す。 中央部温度検知手段および端部温度検知手段が設けられた定着ローラの模式図である。 定着ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（１）である。 中央部加熱手段および端部加熱手段の２つの加熱手段を有する定着ローラの模式図である。 中央部加熱手段、端部加熱手段および中端部加熱手段の３つの加熱手段を有する定着ローラの模式図である。 定着ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（２）である。 図４に示した中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥの室温から定着動作可能となるまでの温度推移について、時間を横軸に、温度を縦軸として示したグラフである。 図８に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングにおける定着ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフである。 定着ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（３）である。 加圧ローラの模式図であって、（Ａ）直線形状で逆クラウン形状が形成される例、（Ｂ）曲線形状で逆クラウン形状が形成される例を示す。 加圧ローラの断面図である。 中央部温度検知手段および端部温度検知手段が設けられた加圧ローラの模式図である。 加圧ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（１）である。 単一の加圧部材加熱手段を有する加圧ローラの模式図である。 端部加熱手段を有する加圧ローラの模式図である。 中央部加熱手段および端部加熱手段の２つの加熱手段を有する加圧ローラの模式図である。 中央部加熱手段、端部加熱手段および中端部加熱手段の３つの加熱手段を有する加圧ローラの模式図である。 加圧ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（２）である。 図１４に示した中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥの室温から定着動作可能となるまでの温度推移について、時間を横軸に、温度を縦軸として示したグラフである。 図２０に示すＡ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングにおける加圧ローラの軸方向での温度測定位置と加圧ローラの温度との関係を示すグラフである。 加圧ローラの軸方向での温度測定位置と定着ローラの温度との関係を示すグラフ（３）である。

以下、本発明に係る構成を図１から図２２に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（画像形成装置）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」ともいう）の全体構成を説明する概略構成図である。図１を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。

このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、黒（ブラック）の４つの画像形成手段を横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成している。タンデム画像形成部においては、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１０１Ｙ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｋが、図中左から順に配置されている。ここで、各符号の添字Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。また、タンデム画像形成部においては、個々画像形成手段１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのまわりに、帯電装置、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、感光体クリーニング装置等を備えている。プリンタの上部には、イエロー、シアン、マゼンタ、黒の各色トナーが充填されたトナーボトル２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配置されている。そして、このトナーボトル２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに各色トナーが補給される。

また、タンデム画像形成部の下部に潜像形成手段としての光書込ユニット９が設けられる。この光書込ユニット９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体２の表面にレーザ光を走査しながら照射するように構成されている。

また、タンデム画像形成部の直上には、中間転写体として無端ベルト状の中間転写ベルト１を設けられている。この中間転写ベルト１は、支持ローラ１ａ，１ｂに掛け回され、この支持ローラのうち駆動ローラ１ａの回転軸には駆動源としての図示しない駆動モータが連結されている。この駆動モータを駆動させると、中間転写ベルト１が図中反時計回りに回転移動するとともに、従動可能な支持ローラ１ｂが回転する。中間転写ベルト１の内側には、感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１上に転写するための一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを設ける。

また、１次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋより中間転写ベルト１の駆動方向下流に２次転写装置としての２次転写ローラ４が設けられている。この２次転写ローラ４と中間転写ベルト１を挟んで反対の側には、支持ローラ１ｂが配置されており、押圧部材としての機能を果たしている。また、給紙カセット８、給紙コロ７、レジストローラ６等を備えている。さらに、２次転写ローラ４によりトナー像を転写された記録媒体Ｐの進行方向に関して２次転写ローラ４の下流部には、記録媒体Ｐ上の画像を定着する定着装置５、排紙ローラ３を備えている。

つぎに、上記プリンタの動作を説明する。個々の画像形成手段でその感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを回転し、感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転とともに、まず帯電装置で感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面を一様に帯電する。次いで画像データを光書込ユニット９からのレーザによる書込み光を照射して感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に静電潜像を形成する。その後、現像装置１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ド２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの単色画像を形成する。また、不図示の駆動モータで駆動ローラ１ａを回転駆動して他の従動ローラ１ｂ、２次転写ローラ４を従動回転し、中間転写ベルト１を回転搬送して、その可視像を一次転写装置１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋで中間転写ベルト１上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面は感光体クリーニング装置で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。

また、上記画像形成のタイミングにあわせて、給紙カセット８からは記録媒体Ｐの先端が給紙コロ７により繰り出され、レジストローラ６まで搬送され、一旦停止する。そして、上記画像形成動作とタイミングを取りながら、二次転写ローラ４と中間転写ベルト１の間に搬送される。ここで、中間転写ベルト１と二次転写ローラ４とは記録媒体Ｐを挟んでいわゆる２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ４にて中間転写ベルト１上のトナー像を記録媒体Ｐ上に２次転写する。

画像転写後の記録媒体Ｐは定着装置５へと送り込まれ、加熱手段（定着部材加熱手段）５３により表面を所定の温度に維持された定着部材５１と、定着部材５１に対向し定着部材５１に圧接される加圧部材５２により形成されるニップ部（圧接部、定着ニップ部）に記録媒体Ｐを挟持搬送することで記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱加圧し、記録媒体Ｐに定着させる。なお、定着部材５１の温度は温度検知手段５４の検知温度に基づいて制御される。

また、ニップ部から排出された記録媒体Ｐは分離部材により分離された後、排紙ローラ３から装置外に排出される。一方、画像転写後の中間転写ベルト１は、中間転写体クリーニング装置１２で、画像転写後に中間転写ベルト１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部による再度の画像形成に備える。

（定着装置）
次に、画像形成装置が備える定着装置５の構成及び動作について説明する。本実施形態では、定着部材である定着ローラ５１の外径が回転軸方向において均一でない形状を有している場合を例に説明する。

図２に定着ローラ５１の外径形状の例を示す。図２に示すように、定着ローラ５１は、長手方向である回転軸方向において、その中央部から端部に向かって徐々に外径が大きくなっていく逆クラウン形状（ツヅミ形状ともいう）を有している。この中央部の径と端部の径との差をクラウン量（ツヅミ量ともいう）という。

このように、定着ローラ５１を逆クラウン形状とすることで、ニップ部に挟持搬送される記録媒体Ｐは外側へ行くほど送り速度が速くなり、その結果、記録媒体Ｐは外側に向かって広げられる力を受けながら定着ニップ内を搬送される。

このため、記録媒体Ｐのシワを防止することができる。なお、逆クラウン形状は、図２（Ａ）に示すような直線形状で形成されるものであっても、図２（Ｂ）に示すような曲線形状で形成されるものであっても、外側に向かって外径が増加する傾向を維持していれば、シワ防止には同様の効果を得られる。

ところで、近年の画像形成装置の省エネ化においては、消費電力比率の大きい定着装置５においては待機時に加熱手段５３をオフにしたいという要求がある。また、電源オフ時や待機時から所定の定着可能温度まで加熱する際の時間（ファーストプリント時間やウォームアップ時間）を大幅に短縮することが要求されている。

このファーストプリント時間やウォームアップ時間を大幅に短縮するために、定着ローラ５１を薄肉化することで、低熱容量化を実現することが考えられている。このような定着装置５では、定着ローラ５１に薄肉の芯金を使用するため、定着ローラ５１の機械的強度が低下してしまう。

このような薄肉化された定着ローラ５１では、定着ローラ５１に十分なクラウン量を形成すると中央部は更に薄肉となり強度不足となるため、シワ防止に十分なクラウン量を形成することは難しい。また、薄肉化された定着ローラ５１の場合、急速にローラ温度が立ち上がるうえに、回転軸方向の熱移動が少なく、回転軸方向に温度偏差が生じやすい。

このため、このような薄肉化された定着ローラ５１の逆クラウン形状のクラウン量は、大きく設定することができない。例えば、０.０４ｍｍ〜０．１ｍｍ程度で設定される。なお、このクラウン量は、部品製作時において、所定の温度（室温時など）下の条件で設計、形成される。

しかしながら、定着ローラ５１の使用時（定着装置５の定着動作時）における温度は、例えば、１４０℃〜２００℃程度の高温となるため、室温時に比べて定着ローラ５１が熱膨張により外径が変化してしまう。

この時、温度上昇が定着ローラ５１の軸方向において略均一であれば、軸方向における熱膨張量も略同等となるので、室温時に形成された逆クラウン形状（クラウン量）は使用時の温度においても維持される。

しかしながら、定着装置の状態等により、必ずしも定着ローラ５１の軸方向における温度分布は均一とはならない。特に、端部の温度が中央部よりも低い傾向になる場合、端部の熱膨張量が中央部よりも小さくなるため、その結果、室温時にクラウン量を適正に設定しても、実際の使用時には、所望のクラウン量の範囲（規定範囲）よりも小さくなってしまい、所望のシワ防止効果が得られないことに繋がってしまう。

ここで、定着ローラ５１の材質は、アルミニウム（線膨張係数：２３.６×１０^−６［１／Ｋ］）や鉄（線膨張係数：１１．７×１０^−６［１／Ｋ］）等が用いられるが、例えば、材質がアルミニウム、定着ローラ５１の外径（後述するＳＣ）が直径４０［ｍｍ］の場合、定着ローラ５１の温度偏差（端部と中央部との温度差）が２０℃あるとすると、外径差は、次式（１）で表される。
２０×２３.６×１０^−６×４０＝０.１９ ・・・（１）

すなわち、上記（１）式での算出される０．１９［ｍｍ］分、クラウン量によるシワ防止効果が喪失してしまうこととなる。

そこで、本実施形態に係る定着装置５は、定着部材加熱手段（定着部材加熱手段５３）により加熱されるとともに、回動する定着部材（定着ローラ５１）と、該定着部材に当接して回動する加圧部材（加圧ローラ５２）と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接部（ニップ部）で加圧することにより、記録媒体（記録媒体Ｐ）上の未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、定着部材は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように定着部材加熱手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わない（待機させる）ものである。なお、定着装置５の制御手段は、演算部、記憶部等を備え、定着装置全体の制御を司ると共に、加熱手段や温度検知手段の各種制御を行うものである。

この構成によれば、規定されたクラウン量を維持した状態で、定着動作を実行することにより、シワ防止効果が得られない状況で定着動作を行うことを防いで、常にシワ防止効果を得ることができる定着装置とすることができるものである。以下に詳細を説明する。

図３は、定着ローラ５１の模式図と、回転軸方向における中央部での表面温度を検知可能に設けられる中央部温度検知手段５４Ｃと、端部での表面温度を検知可能に設けられる端部温度検知手段５４Ｅの模式図を示している。中央部温度検知手段５４Ｃは定着ローラ５１の中央部温度ＴＣを、端部温度検知手段５４Ｅは定着ローラ５１の端部温度ＴＥを、それぞれ検知する。なお、温度検知手段５４Ｃ，Ｅは、定着ローラ５１に接触して温度検知を行うものであっても、非接触で温度検知を行うものであっても良い。

また、室温時（２０℃とする）での定着ローラ５１の中央部外径をＳＣ、室温時での定着ローラ５１の端部外径をＳＥ、室温時でのクラウン量Ｖ０（＝ＳＥ−ＳＣ）［ｍｍ］を０．０５、必要なクラウン量Ｖ［ｍｍ］を０．０４と仮定する。

ここで、室温時でのクラウン量Ｖ０は、必要なクラウン量Ｖを０.０１［ｍｍ］上回っている。したがって、定着ローラ５１の加熱時を考えた場合、端部の膨張量が大きい、または等しいか、膨張量が小さい場合でもその差が０.０１［ｍｍ］以下であれば、必要なクラウン量が確保され、シワ防止効果を得ることができる。

すなわち、この図３の例においては、次式（２）
（ＴＣ−ＴＥ）［℃］×２３.６×１０^−６［１／℃］×４０［ｍｍ］≦０.０１［ｍｍ］ ・・・（２）
を満たせば良いといえる。上記式（２）より、次式（３）となる。
（ＴＣ−ＴＥ）≦１０.６ ・・・（３）

上記（３）式より、端部温度ＴＥは中央部温度ＴＣよりも１０.６℃低いか、それ以上の範囲であれば、シワの発生しない温度領域といえる。

まとめると、定着ローラ５１の中央部温度をＴＣ、端部温度をＴＥ、中央部外径をＳＣ（室温Ｔ０）、端部外径をＳＥ（室温Ｔ０）、定着ローラ５１の線膨張係数α、必要なクラウン量をＶとすると、必要なクラウン量Ｖが次式（４）、
ＳＣ×α×（ＴＣ−Ｔ０）＋Ｖ＜ＳＥ×α×（ＴＥ−Ｔ０） ・・・（４）
を満たすように、定着ローラの加熱手段５３を制御することで、シワの発生しない温度領域で制御することができる。

図４は、以上説明した定着ローラ５１の軸方向での温度測定位置と定着ローラ５１の温度との関係を示すグラフである。ここで、端部Ｅ_１は端部温度検知手段５４Ｅでの温度検知結果である。端部Ｅ_２の値は、端部Ｅ_１の値をそのまま適用しても良いし、図３において温度検知手段５４Ｅを設けた端部と反対側の端部にも温度検知手段５４Ｅを設けて、その検知温度を用いても良い。

定着装置５の制御手段は、図４に示す温度範囲となるように、定着ローラ５１の加熱手段５３を制御し、中央部温度ＴＣに対して端部温度ＴＥを温度制御することでシワ発生のない状態とすることができる。

なお、シワを発生させない必要なクラウン量は、使用される記録媒体Ｐの種別、当該定着装置（画像形成装置）の設置されている環境（温湿度）、片面印刷であるか両面印刷であるか等の印刷条件などによって、決定されるものであり、これらの条件に応じて、上記の各式での値を変動させる、例えば、上記式（４）に所定の係数を設ける等することが望ましい。

また、加工性、コスト等の観点から定着ローラ５１の形成時に必要なクラウン量を形成できない場合であっても、通常時（形成時）と使用時とにおける熱膨張量と温度分布の関係により、熱膨張による径変化で所望のクラウン量が形成されるように、制御することも可能である。

ここで、中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥをそれぞれ制御するためには、加熱手段５３が軸方向において複数の独立した加熱手段により構成され、独立して加熱制御（加熱量制御、オンオフ制御）可能であることが好ましい。これにより、定着ローラ５１の軸方向において、領域ごとに加熱制御することが可能となる。

このような加熱手段５３の構成例について説明する。図５および図６は、定着ローラ５１における加熱手段５３の構成例を示している。図５では、中央部加熱手段５３Ｃと端部加熱手段５３Ｅの２つの加熱手段を有しており、独立して加熱制御が可能な構成を示している。また、各加熱手段５３Ｃ，５３Ｅは、それぞれの加熱領域に対応する位置に設けられた温度検知手段５４Ｃ，５４Ｅの検知結果に基づいて加熱制御がなされる。例えば、端部の温度が低い場合は、端部加熱手段５３Ｅの発熱量またはオン時間を適切に制御することで、図４に示した温度範囲となるように制御することができる。

また、図６では、中央部加熱手段５３Ｃと、中端部加熱手段５３ＣＥと、端部加熱手段５３Ｅの３つの加熱手段を有しており、独立して加熱制御が可能な構成を示している。また、中端部加熱手段５３ＣＥに相当する位置には、中端部での表面温度を検知可能な中端部温度検知手段５４ＣＥが設けられており、中端部加熱手段５４ＣＥは、中端部温度検知手段５４ＣＥの検知結果に基づいて加熱制御がなされる。

図７は、図６で説明した定着ローラ５１の軸方向での温度測定位置と定着ローラ５１の温度との関係を示すグラフである。ここで、端部Ｅ_１、中端部ＣＥ_１はそれぞれ温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥでの温度検知結果である。端部Ｅ_２、中端部ＣＥ_２の値は、端部Ｅ_１、中端部ＣＥ_１の値をそのまま適用しても良いし、図６において温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥを設けた端部と反対側の端部にも温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥを設けて、その検知温度を用いても良い。

図６に示したように、加熱手段５３を軸方向において更に細分化して各々制御可能とすることで、例えば、図７に示すように温度分布をより細かく制御することが可能となり、その結果、定着ローラ５１の逆クラウン形状をより正確に制御することが可能となる。

また、本実施形態に係る定着装置５の制御手段は、定着ローラ５１の外径形状が熱膨張により所望の形状とならない（クラウン量が規定範囲外となる）温度分布となっている場合は、シワ防止効果を得られないため、定着動作（画像形成装置による印刷動作と同義とする）を行わず、加熱手段５３の制御により、所望の形状となる温度分布となったところで定着動作を実行するようにしている。

具体例について、図８を参照しつつ、定着ローラ５１を室温から加熱して、記録媒体Ｐを通紙する場合を例に説明する。図８は図４に示した中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥの室温から定着動作可能となるまでの温度推移について、時間を横軸に、温度を縦軸として示したグラフである。

図８のグラフにおいて、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングでの印刷を行うことについて説明する。また、図９は、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングにおける定着ローラ５１の軸方向での温度測定位置と定着ローラ５１の温度との関係を示すグラフである。

先ず、定着ローラ５１の温度は加熱開始時の室温状態から徐々に上昇する。このときに、中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥがシワ発生しない温度分布を常に維持できていればシワは発生しないが、いくつかの理由でそのような温度分布とすることが難しい。

一般的な理由としては、中央部と端部に必要な熱量の比率が室温からの温度上昇時と通紙中とで異なることが挙げられる。定着ローラ５１はローラを保持するための軸受け部材やローラを回転駆動するためのギヤ等の駆動伝達部材が必要であり、このような部材は必然的に定着ローラ５１の端部に設けられる。

その結果、定着ローラ５１の端部における熱容量が大きくなり、加熱手段は端部により大きいエネルギーを供給できるような配分とする必要がある。一方で、通紙が始まると、記録媒体Ｐは、定着ローラ５１の中央部を通過するため、中央部に大きいエネルギーを供給できるような配分とする必要がある。

このように相反する条件を、限られた電力の中でエネルギー配分する場合、双方最適な設定とすることは困難である。

図８のＡ点は、室温から定着ローラ５１の温度上昇を開始し、端部温度ＴＥが定着（印刷）可能温度に到達したタイミングを示している。上述のように、端部の熱容量が大きいため、端部温度は中央部温度より低くなることが一般的である（図９）。トナーを記録媒体に定着させるには十分な温度となっているため通紙開始することは可能であるが、端部温度が低くシワが発生してしまう。このような温度分布時に印刷を禁止することでシワを防止することが可能となる。

Ａ点においては、印刷を許可しないが、中央部は先に所望の温度に到達し、中央部加熱手段５４Ｃは加熱を停止する。一方で、端部加熱手段５４Ｅは加熱を続けるので、温度上昇を続け端部温度は中央部温度に追いつき、シワが発生しない温度分布領域となる。

ここでは、Ｂ点をシワが発生しない下限の中央部と端部の温度差としている。なお、図中では中央部温度＝端部温度としているが、これに限られるものではない。

この時点から印刷を開始することで、シワが発生しない条件で印刷することが可能となる。その後は、Ｃ点まで端部温度を上昇させる制御を行って、中央部と端部をそれぞれ温度制御して、シワが発生しない温度分布領域に制御するものである。

また、室温時のクラウン量は、部品製造のバラツキにより、同一の型番等であっても、必ずしも一定とはならない。このようなクラウン量のバラツキの影響をなくすため、予め制御手段の記憶部（ローラ形状記憶部）に、予め測定した定着ローラ５１の製品固有のクラウン量を記憶させておき、この記憶部に記憶された実際のクラウン量についても考慮して、熱膨張時に所定のクラウン量を得られるように温度制御することも好ましい。

また、上述のように、シワを発生させない必要なクラウン量は、使用される記録媒体Ｐの種別、当該定着装置（画像形成装置）の設置されている環境（温湿度）、片面印刷であるか両面印刷であるか等の印刷条件などによって、決定されるものである。このため、予めそのような条件情報を判断し、通紙可能温度の閾値（定着動作の解除条件）を可変とすることも好ましい。

例えば、シワの発生しやすい高湿度環境、薄めの用紙の両面印刷、のような条件では通常よりもクラウン量が大きくなる温度分布を目指すとともに、狙いの温度範囲になるまでは印刷を許可しないことでシワの発生を防止できる。

また、図５に示したように、温度検知手段５４Ｃ，５４Ｅで２箇所の温度検知箇所とすると、例えば、図１０に示すように、温度測定箇所の間に高温部または低温部が存在する場合、その部分に起因してシワが発生することがあり得る。

そこで、例えば、加熱手段の制御の基となる温度検知手段とは、別途、定着ローラの形状変化を検知するための温度検知手段（形状判断用温度検知手段）を設けることも好ましい。例えば、加熱手段が図５に示す構成（中央部加熱手段５３Ｃと端部加熱手段５３Ｅ）の場合に、温度検知手段は、中央部温度検知手段５４Ｃおよび端部温度検知手段５４Ｅに加えて、中端部温度検知手段５４ＣＥも備えるようにするものである。この場合の中端部温度検知手段５４ＣＥが加熱手段の制御には用いない形状判断用温度検知手段となる。

この形状判断用温度検知手段により、温度監視をし、不適当な温度である場合には通紙を禁止し、シワの発生を防止することができる。この場合、加熱手段５３の構成数を増やすことなく、温度検知手段で形状判断をすることにより、安価な構成で精度の高いシワ防止効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る定着装置５は、定着ローラ５１は中央部から両端部に向けて外径が徐々に大きくなる逆クラウン形状を有しており、定着ローラ５１は加熱手段５３により加熱され熱膨張した状態においても規定の逆クラウン形状を維持できるように定着ローラ５１を温度制御し、規定外温度と判断した場合には規定内温度に推移するまで印刷を許可しないものである。したがって、シワの発生を防止することができる。

また、十分なクラウン量が設定できない薄肉化された定着ローラ５１において、シワに不利な条件で通紙されることのない定着装置５とすることができ、低熱容量化を図って素早い復帰時間を実現すると共に、シワに不利な条件で通紙されることのないことを両立させた定着装置とすることができる。

本実施形態では、定着ローラ５１が逆クラウン形状を有している例について説明したが、本実施形態で説明した制御手段による加熱制御は、軸方向において外径が均一でないローラ部材であれば、外径が変化する複数箇所に温度検知手段を設けて、上述した制御を行うことができる。例えば、クラウン形状と逆クラウン形状の双方の形状を含む定着ローラに本発明を適用することで、規定された定着分離性を維持することも可能となる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る定着装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

本実施形態では、加圧部材である加圧ローラ５２の外径が回転軸方向において均一でない形状を有している場合を例に説明する。

図１１に加圧ローラ５２の外径形状の例を示す。図１１に示すように、加圧ローラ５２は、長手方向である回転軸方向において、その中央部から端部に向かって徐々に外径が大きくなっていく逆クラウン形状を有している。

このように、加圧ローラ５２を逆クラウン形状とすることで、ニップ部に挟持搬送される記録媒体Ｐは外側へ行くほど送り速度が速くなり、その結果、記録媒体Ｐは外側に向かって広げられる力を受けながら定着ニップ内を搬送される。

このため、記録媒体Ｐのシワを防止することができる。なお、逆クラウン形状は、図１１（Ａ）に示すような直線形状で形成されるものであっても、図１１（Ｂ）に示すような曲線形状で形成されるものであっても、外側に向かって外径が増加する傾向を維持していれば、シワ防止には同様の効果を得られる。

図１２は、加圧ローラ５２の断面図を示している。加圧ローラ５２は中心に金属の芯金５２ａ、芯金５２ａの外側に中間層（弾性層）としてのシリコンゴム５２ｂ、表面にフッ素系のＰＦＡなどの薄膜５２ｃが形成されている。また、図１２に示すように、芯金５２ａを中空の管とし、その内側に加熱手段（加圧部材加熱手段）５５を設けても良い。

なお、本実施形態のように、加圧ローラ５２を逆クラウン形状とする場合、定着ローラ５１の外径は、回転軸方向において均一であっても、同様に逆クラウン形状を有するものであっても良い。また、定着部材を定着ローラ５１ではなく、ローラ部材等に張架される定着ベルトにより構成するものであっても良い。

このような加圧ローラ５２の逆クラウン形状は、部品製作時に形成され、クラウン量は、例えば、室温時において、一般的には概ね０.０５ｍｍ〜０.２ｍｍ程度となるように設計される。

しかしながら、加圧ローラ５２の使用時（定着装置５の定着動作時）における温度は、例えば、６０℃〜１６０℃程度の高温となるため、室温時に比べて加圧ローラ５２（特に、弾性層５２ｂ）が熱膨張により外径が変化してしまう。

この時、温度上昇が加圧ローラ５２の軸方向において略均一であれば、軸方向における熱膨張量も略同等となるので、室温時に形成された逆クラウン形状（クラウン量）は使用時の温度においても維持される。

しかしながら、定着装置５の状態等により、必ずしも加圧ローラ５２の軸方向における温度分布は均一とはならない。特に、端部の温度が中央部よりも低い傾向になる場合、端部の熱膨張量が中央部よりも小さくなるため、その結果、室温時にクラウン量を適正に設定しても、実際の使用時には、所望のクラウン量の範囲よりも小さくなってしまい、所望のシワ防止効果が得られないことに繋がってしまう。

そこで、本実施形態に係る定着装置５は、定着部材加熱手段（定着部材加熱手段５３）により加熱されるとともに、回動する定着部材（定着ローラ５１）と、加圧部材加熱手段（加圧部材加熱手段５５）により加熱されるとともに、定着部材に当接して回動する加圧部材（加圧ローラ５２）と、を備え、定着部材と加圧部材との圧接部（ニップ部）で加圧することにより、記録媒体（記録媒体Ｐ）上の未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、加圧部材は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように加圧部材加熱手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わないものである。なお、本実施形態における制御手段は、主に加圧部材加熱手段５５を制御することで加圧部材の温度制御を行うものであるが、加圧部材加熱手段５５を備えずに、定着部材加熱手段５３を制御することで加圧部材の温度制御を行うものであっても、加圧部材加熱手段５５および定着部材加熱手段５３双方の加熱手段を制御することで加圧部材の温度制御を行うものであっても良い。

これにより、規定されたクラウン量を維持した状態で、定着動作を実行することができるため、シワ防止効果が得られない状況で定着動作を行うことを防いで、常にシワ防止効果を得ることができる定着装置とすることができるものである。以下に詳細を説明する。

図１３は、加圧ローラ５２の模式図と、中央部での表面温度を検知可能に設けられる中央部温度検知手段５６Ｃと、端部での表面温度を検知可能に設けられる端部温度検知手段５６Ｅの模式図を示している。中央部温度検知手段５６Ｃは加圧ローラ５２の中央部温度ＴＣを、端部温度検知手段５６Ｅは加圧ローラ５２の端部温度ＴＥを、それぞれ検知する。なお、温度検知手段５６Ｃ，Ｅは、加圧ローラ５２に接触して温度検知を行うものであっても、非接触で温度検知を行うものであっても良い。

また、室温時（２０℃とする）での加圧ローラ５２の中央部外径をＳＣ、室温時での加圧ローラ５２の端部外径をＳＥ、室温時でのクラウン量Ｖ０（＝ＳＥ−ＳＣ）［ｍｍ］を０．０５、必要なクラウン量Ｖ［ｍｍ］を０．０５と仮定する。

ここで、室温時でのクラウン量Ｖ０は、必要なクラウン量Ｖと等しい。したがって、定着ローラ５１の加熱時を考えた場合、端部の膨張量が大きいか、等しい場合であれば、必要なクラウン量が確保され、シワ防止効果を得ることができる。

すなわち、端部温度ＴＥは中央部温度ＴＣよりも高ければ、本実施形態ではシワの発生しない温度領域といえ、制御手段は、そのような温度範囲で制御することでシワの発生を防止できる。

ところで、例えば、室温時におけるクラウン量が０.１５［ｍｍ］の場合において、中央部と端部の温度（温度分布）が等しく、熱膨張した場合には、加熱時においてもツヅミ量０.１５を維持すると考えられる。

この場合は、必要なクラウン量Ｖ（＝０.０５［ｍｍ］）よりも０.１［ｍｍ］大きく、シワの発生に対して余裕があるといえる。したがって、このような余裕分をあらかじめ制御手段の記憶部に記憶させておくことで、通紙可能な温度領域を広く取ることが可能となる。この場合の端部温度ＴＥは中央部温度ＴＣよりも低い場合も許容される。

また、加圧ローラ５２の膨張量は外径、ゴム厚等による固有の値であり、所定の範囲はこのような特性を考慮して装置ごとに決定されることが好ましい。

図１４は、以上説明した加圧ローラ５２の軸方向での温度測定位置と加圧ローラ５２の温度との関係を示すグラフである。ここで、端部Ｅ_１は端部温度検知手段５６Ｅでの温度検知結果である。端部Ｅ_２の値は、端部Ｅ_１の値をそのまま適用しても良いし、図１３において端部温度検知手段５６Ｅを設けた端部と反対側の端部にも端部温度検知手段５６Ｅを設けて、その検知温度を用いても良い。

定着装置５の制御手段は、図１４に示す温度範囲となるように、加圧ローラ５２の加圧部材加熱手段５５を制御し、中央部温度ＴＣに対して端部温度ＴＥを温度制御することでシワ発生のない状態とすることができる。なお、加圧ローラ５２の温度制御は、加圧部材加熱手段５５を備えない構成では、定着部材加熱手段５３の制御によりなされ、加圧部材加熱手段５５を備える構成では、加圧部材加熱手段５５、または双方の加熱手段５３，５５の制御によりなされるものである。

なお、シワを発生させない必要なクラウン量は、使用される記録媒体Ｐの種別、当該定着装置（画像形成装置）の設置されている環境（温湿度）、片面印刷であるか両面印刷であるか等の印刷条件などによって、決定されるものであり、これらの条件を考慮した制御とすることが望ましい。

また、加工性、コスト等の観点から定着ローラの形成時に必要なクラウン量を形成できない場合であっても、通常時（形成時）と使用時とにおける熱膨張量と温度分布の関係により、熱膨張による径変化で所望のクラウン量が形成されるように、制御することも可能である。

［構成例（１）：加熱手段なし］
次に、加圧ローラ５２が加圧部材加熱手段５５を有しておらず、中央部での表面温度を検知可能に設けられる中央部温度検知手段５６Ｃと、端部での表面温度を検知可能に設けられる端部温度検知手段５６Ｅと、を有する場合について説明する。

この場合、加圧ローラ５２の温度は定着ローラ５１から与えられる熱量と記録媒体Ｐに奪われる熱量によってほぼ決定される。特に、１枚目の記録媒体Ｐが通紙される前の印刷準備段階では定着部材５１からの熱量だけで決まることとなる。

上述のように、定着ローラ５１の熱容量は、端部の方が中央部よりも大きいので、室温状態から定着部材５１を加熱し、定着可能状態まで温度を上げていく場合、定着部材５１の温度分布は中央部温度が高く、端部温度が低くなりやすい。

このような状態でローラ対を回転させると、加圧ローラ５２の温度は定着部材５１温度分布にならうため、同様に端部での温度が低くなる。このような温度分布で通紙した場合、記録媒体Ｐにシワが発生するため、このような温度分布となっている状態では、制御手段は、通紙を許可しない制御とする。この場合、通紙をしないままローラ対の回転を継続させることで、端部温度を相対的に上昇させることができる。これにより、端部温度が中央部温度に対し所定の温度差の範囲を満たしたときに通紙を許可することで、シワを防止することが可能となる（図１４）。

［構成例（２）：加熱手段単数（全域）］
以下、加圧ローラ５２が加圧部材加熱手段５５を有する場合について説明する。加圧ローラ５２が定着ローラ５１から熱を奪い、定着ローラ５１が温度低下してしまうことを防止するために、加圧ローラ５２にも加熱手段を有する構成が知られている。なお、加圧ローラ５２を高温に保つことは、記録媒体Ｐのカールを防止することにも有効である。

先ず、図１５に示すように、加圧ローラ５２の軸方向に沿って単一の加圧部材加熱手段５５Ａを有する場合を例にする。図１５に示す加熱手段は、軸方向の全体を加熱するが、この際、中央部よりも端部の発熱比率が高くなるように構成されている。

室温から加圧ローラ５２を加熱する場合、立上げ直後は定着ローラ５１と同様に端部温度が低くなりやすいが（図１４）、このような加圧部材加熱手段５３Ａを有する加圧ローラ５２とすることで、時間の経過とともに放熱の影響が緩和され、端部温度が相対的に上昇する。そして所定の温度差を満たした時点で通紙を許可することで、シワを防止することが可能となる。

［構成例（３）：加熱手段単数（端部のみ）］
次に、図１６に示すように、加圧ローラ５２の軸方向の端部に加熱部を有する加圧部材加熱手段５５Ｅを有する場合を例にする。このような加熱手段では、給電することで加圧ローラ５２の温度分布は確実に端部が中央部よりも高くすることができる。

その結果、シワ防止効果が高い。ただし、この構成は、端部に特化した加熱となるため加圧ローラ５２に加熱手段５５を設けるその他の目的に対しての効果は小さくなってしまう。このため、端部温度が低いと検知した場合にのみ点灯させる、あるいはシワが発生しやすい条件の場合にのみ点灯させる等の使い方が有効である。

［構成例（４）：加熱手段複数（中央部、端部）］
次に、図１７に示すように、中央部加熱手段５５Ｃと端部加熱手段５５Ｅの２つの加熱手段を有しており、独立して加熱制御が可能な構成を例にする。なお、各加熱手段５５Ｃ，Ｅは、それぞれの加熱領域に対応する位置に設けられた温度検知手段５６Ｃ，５６Ｅの検知結果に基づいて加熱制御がなされる。

このような加熱手段５５の組み合わせとすることで、加圧ローラ５２の端部のみ加熱してシワを防止したい場合、加圧ローラ５２の全体を加熱して蓄熱作用、カール防止作用を得たい場合に応じて温度制御することが可能となる。

［構成例（５）：加熱手段複数（中央部、中端部、端部）］
次に、図１８に示すように、中央部加熱手段５５Ｃと、中端部加熱手段５５ＣＥと、端部加熱手段５５Ｅの３つの加熱手段を有しており、独立して加熱制御が可能な構成を例にする。なお、中端部加熱手段５５ＣＥに相当する位置には、中端部での表面温度を検知可能な端部温度検知手段５６ＣＥが設けられており、中端部加熱手段５５ＣＥは、中端部温度検知手段５６ＣＥの検知結果に基づいて加熱制御がなされる。

図１９は、図１８に説明した加圧ローラ５２の軸方向での温度測定位置と加圧ローラ５２の温度との関係を示すグラフである。ここで、端部Ｅ_１、中端部ＣＥ_１はそれぞれ温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥでの温度検知結果である。端部Ｅ_２、中端部ＣＥ_２の値は、端部Ｅ_１、中端部ＣＥ_１の値をそのまま適用しても良いし、図１８において温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥを設けた端部と反対側の端部にも温度検知手段５４Ｅ，５４ＣＥを設けて、その検知温度を用いても良い。

図１８に示したように、加熱手段５５を軸方向において更に細分化して各々制御可能とすることで、例えば、図１９に示すように温度分布をより細かく制御することが可能となり、その結果、加圧ローラ５２の逆クラウン形状をより正確に制御することが可能となる。

また、本実施形態に係る定着装置５は、加圧ローラ５２の外径形状が熱膨張により所望の形状とならない（クラウン量が規定範囲外となる）温度分布となっている場合は、シワ防止効果を得られないため、定着動作（画像形成装置による印刷動作と同義とする）を行わず、加熱手段５５の制御により、所望の形状となる温度分布となったところで定着動作を実行するようにしている。

具体例について、図２０を参照しつつ、加圧ローラ５２を室温から加熱して、記録媒体Ｐを通紙する場合を例に説明する。図２０は図１４に示した中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥの室温から定着動作可能となるまでの温度推移について、時間を横軸に、温度を縦軸として示したグラフである。

図２０のグラフにおいて、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングでの印刷を行うことについて説明する。また、図２１は、Ａ点，Ｂ点，Ｃ点のそれぞれのタイミングにおける加圧ローラ５２の軸方向での温度測定位置と加圧ローラ５２の温度との関係を示すグラフである。

先ず、加圧ローラ５２の温度は加熱開始時の室温状態から徐々に上昇する。このときに、中央部温度ＴＣと端部温度ＴＥがシワ発生しない温度分布を常に維持できていればシワは発生しないが、いくつかの理由でそのような温度分布とすることが難しい。

一般的な理由としては、中央部と端部に必要な熱量の比率が室温からの温度上昇時と通紙中とで異なることが挙げられる。加圧ローラ５２はローラを保持するための軸受け部材やローラを回転駆動するためのギヤ等の駆動伝達部材が必要であり、このような部材は必然的に加圧ローラ５２の端部に設けられる。

その結果、加圧ローラ５２の端部における熱容量が大きくなり、加熱手段５５は端部により大きいエネルギーを供給できるような配分とする必要がある。一方で、通紙が始まると、記録媒体Ｐは、加圧ローラ５２の中央部を通過するため、中央部に大きいエネルギーを供給できるような配分とする必要がある。

このように相反する条件を、限られた電力の中でエネルギー配分する場合、双方最適な設定とすることは困難である。

図２０のＡ点は、室温から加圧ローラ５２の温度上昇を開始し、端部温度ＴＥが定着（印刷）可能温度に到達したタイミングを示している。上述のように、端部の熱容量が大きいため、端部温度は中央部温度より低くなることが一般的である（図２１）。トナーを記録媒体に定着させるには、定着ローラ５１が所定の温度に到達していれば通紙開始することは可能であるが、このまま通紙すると、加圧ローラ５２の端部温度が低くシワが発生してしまう。このような温度分布時に印刷を禁止することでシワを防止することが可能となる。

Ａ点においては、印刷を許可しないが、中央部は先に所望の温度に到達し、中央部加熱手段５６Ｃは加熱を停止する。一方で、端部加熱手段５６Ｅは加熱を続けるので、端部温度は、温度上昇を続け、中央部温度に追いつき、シワが発生しない温度分布領域となる。

ここでは、Ｂ点をシワが発生しない下限の中央部と端部の温度差としている。なお、図中では中央部温度＝端部温度としているが、これに限られるものではない。

この時点から印刷を開始することで、シワが発生しない条件で印刷することが可能となる。その後は、Ｃ点まで端部温度を上昇させる制御を行って、中央部と端部をそれぞれ温度制御して、シワが発生しない温度分布領域に制御するものである。

また、室温時のクラウン量は、部品製造のバラツキにより、同一の型番等であっても、必ずしも一定とはならない。このようなクラウン量のバラツキの影響をなくすため、予め制御手段の記憶部（形状記憶部）に、予め測定した加圧ローラ５２の製品固有のクラウン量を記憶させておき、この記憶部に記憶された実際のクラウン量についても考慮して、熱膨張時に所定のクラウン量を得られるように温度制御することも好ましい。

また、上述のように、シワを発生させない必要なクラウン量は、使用される記録媒体Ｐの種別、当該定着装置（画像形成装置）の設置されている環境（温湿度）、片面印刷であるか両面印刷であるか等の印刷条件などによって、決定されるものである。このため、予めそのような条件情報を判断し、通紙可能温度の閾値を可変とすることも好ましい。

また、図１７に示したように、温度検知手段５６Ｃ，５６Ｅで２箇所の温度検知箇所とすると、例えば、図２２に示すように、温度測定箇所の間に高温部または低温部が存在する場合、その部分に起因してシワが発生することがあり得る。

そこで、例えば、加熱手段５５の制御の基となる温度検知手段とは、別途、加圧ローラ５２の形状変化を検知するための温度検知手段（形状判断用温度検知手段）を設けておくことも好ましい。例えば、加熱手段が図１７に示す構成（中央部加熱手段５５Ｃと端部加熱手段５５Ｅ）の場合に、温度検知手段は、中央部温度検知手段５６Ｃおよび端部温度検知手段５６Ｅに加えて、中端部温度検知手段５６ＣＥも備えるようにするものである。この場合の中端部温度検知手段５６ＣＥは、加熱手段の制御には用いない形状判断用温度検知手段となる。

この形状判断用温度検知手段により、温度監視をし、不適当な温度である場合には通紙を禁止し、シワの発生を防止することができる。加熱手段５５の構成数を増やすことなく、検知手段で形状判断をすることにより、安価な構成で精度の高いシワ防止効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る定着装置は、加圧ローラ５２は中央部から両端部に向けて外径が徐々に大きくなる逆クラウン形状を有しており、加圧ローラ５２は熱膨張した状態においても規定の逆クラウン形状を維持できるように加圧ローラ５２を温度制御し、規定外温度と判断した場合には規定内温度に推移するまで印刷を許可しないものである。したがって、シワの発生を防止することができる。

なお、本実施形態では、加圧ローラ５２が逆クラウン形状を有している例について説明したが、本実施形態で説明した制御手段による加熱制御は、軸方向において外径が均一でないローラ部材であれば、外径が変化する箇所に温度検知手段を設けて、同じようにすることができる。例えば、クラウン形状と逆クラウン形状の双方の形状を含む、加圧ローラに本発明を適用することで、規定された定着分離性を維持することも可能となる。

また、以上説明した構成による定着装置５を備えた画像形成装置（図１）とすることにより、記録媒体にシワの発生しない画像形成装置を提供することができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 中間転写ベルト
１ａ，１ｂ 支持ローラ
２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ トナーボトル
３ 排紙ローラ
４ ２次転写ローラ
５ 定着装置
６ レジストローラ
７ 給紙コロ
８ 給紙カセット
９ 光書込ユニット
１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ 現像装置
１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ 一次転写装置
１２ 中間転写体クリーニング装置
２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ 感光体
５１ 定着部材（定着ローラ）
５２ 加圧部材（加圧ローラ）
５３ 定着部材加熱手段
５３Ｃ 中央部加熱手段
５３Ｅ 端部加熱手段
５３ＣＥ 中端部加熱手段
５４ 温度検知手段
５４Ｃ 中央部温度検知手段
５４Ｅ 端部温度検知手段
５４ＣＥ 中端部温度検知手段
５５ 加圧部材加熱手段
５５Ｃ 中央部加熱手段
５５Ｅ 端部加熱手段
５５ＣＥ 中端部加熱手段
５６ 温度検知手段
５６Ｃ 中央部温度検知手段
５６Ｅ 端部温度検知手段
５６ＣＥ 中端部温度検知手段
１０１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ 画像形成手段
Ｐ 記録媒体

特開平６−３０１３０６号公報 特開２０１０−２５６５３３号公報

Claims (10)

1. 定着部材加熱手段により加熱されるとともに、回動する定着部材と、
   該定着部材に当接して回動する加圧部材と、を備え、
   前記定着部材と前記加圧部材との圧接部で加圧することにより、記録媒体上の未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
   前記定着部材または前記加圧部材の少なくとも一方は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、
   外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように前記定着部材加熱手段を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わないことを特徴とする定着装置。
2. 定着部材加熱手段により加熱されるとともに、回動する定着部材と、
   加圧部材加熱手段により加熱されるとともに、前記定着部材に当接して回動する加圧部材と、を備え、
   前記定着部材と前記加圧部材との圧接部で加圧することにより、記録媒体上の未定着トナー像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
   前記加圧部材は、その外径が回転軸方向において変化する形状を有しており、
   外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように前記加圧部材加熱手段を制御する制御手段を備え、
   該制御手段は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えることが推定される場合は、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるまで定着動作を行わないことを特徴とする定着装置。
3. その外径が回転軸方向において変化する形状を有する前記定着部材または前記加圧部材の回転軸方向における複数箇所で表面温度を検知する複数の温度検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記複数の温度検知手段の検知結果に基づいて、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲内となるように、前記定着部材加熱手段または前記加圧部材加熱手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. その外径が回転軸方向において変化する形状を有する前記定着部材または前記加圧部材は、回転軸方向における中央部から両端部に向けて外径が徐々に大きくなる逆クラウン形状を有し、
   前記制御手段は、クラウン量の熱膨張による変動が規定範囲内なるとなるように、前記定着部材加熱手段または前記加圧部材加熱手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着部材加熱手段または前記加圧部材加熱手段は、回転軸方向において、複数の分割された領域を選択的に加熱可能であって、
   前記制御手段は、前記定着部材加熱手段または前記加圧部材加熱手段を制御して、前記定着部材または前記加圧部材の回転軸方向における温度分布を制御可能であることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記定着部材は、回転軸方向における中央部から両端部に向けて外径が徐々に大きくなる逆クラウン形状を有するとともに、中央部での表面温度を検知する中央部温度検知手段と、端部での表面温度を検知する端部温度検知手段と、を有し、
   前記中央部温度検知手段が検知する前記定着部材の中央部温度をＴＣ、
   前記端部温度検知手段が検知する前記定着部材の端部温度をＴＥ、
   所定の室温時Ｔ０における前記定着部材の中央部での外径をＳＣ、
   所定の室温時Ｔ０における前記定着部材の端部での外径をＳＥ、
   前記定着部材の線膨張係数をα、とした場合に、
   必要なクラウン量Ｖが次式（１）、
   ＳＣ×α×（ＴＣ−Ｔ０）＋Ｖ＜ＳＥ×α×（ＴＥ−Ｔ０）
   を満たすように、前記定着部材加熱手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
7. 前記定着部材または前記加圧部材の所定の温度でのクラウン量を記憶する形状記憶部を有し、
   前記制御手段は、前記形状記憶部に記憶されたクラウン量、および前記複数の温度検知手段の検知結果に基づいて、外径形状の熱膨張による変動が規定範囲を超えるか否かを判断することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
8. 前記複数の温度検知手段には、
   前記定着部材加熱手段または前記加圧部材加熱手段の制御に用いる検知温度を検知する温度検知手段とは別途設けられる形状判断用温度検知手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
9. 前記制御手段は、使用される記録媒体の種別、当該定着装置の設置環境、および印刷条件のいずれか、またはこれらの組み合わせ条件に応じて、待機した定着動作の解除条件を可変とすることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の定着装置。
10. 請求項１から９までのいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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