JP2021032994A - ローラ部材、定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ部材の外周面を効率的に加熱する。【解決手段】加圧ローラ３１（ローラ部材）は、芯金３２と、芯金３２の外周面を覆う弾性層３３（被覆層）と、が設けられている。さらに、加圧ローラ３１（ローラ部材）には、芯金３２と弾性層３３（被覆層）との間であって、幅方向の一部又は全部に、周状に配置された周状ヒータ３５が設けられている。【選択図】図２

Description

この発明は、芯金上に弾性層などの被覆層が形成されたローラ部材と、それを備えた定着装置と、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置における定着装置において、定着ローラや加圧ローラなどのローラ部材の中空部に棒状ヒータを設置したものが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、ヒータ加熱方式の定着装置は、定着ローラ（定着回転体）に、加圧ローラ（加圧回転体）が圧接していて、シート（記録用紙）が搬送されるニップ部（定着ニップ）が形成されている。定着ローラや加圧ローラは、略円筒状の芯金の外周面に弾性層などの被覆層が形成されたローラ部材である。定着ローラの芯金の内部には棒状ヒータが設置されていて、棒状ヒータによって芯金を介して被覆層が加熱されることになる。そして、ニップ部に搬送されたシート上のトナー像が、定着ローラから受ける熱と、ニップ部の圧力と、によって、シート上に定着されることになる。
なお、定着ローラと同様に、加圧ローラの芯金の内部にも棒状ヒータを設置して、加圧ローラをも加熱する定着装置も広く用いられている。

一方、特許文献１には、経時でシートにシワが生じる不具合を防止することを目的として、定着ローラの芯金の内部に、幅方向にわたって延在する第１の棒状ヒータと、幅方向両端部にのみ延在する第２の棒状ヒータと、を設置して、経時で幅方向両端部と幅方向中央部との温度差を調整制御する技術が開示されている。

従来の定着装置は、定着ローラや加圧ローラなどのローラ部材の芯金の内部に棒状ヒータを設置して、棒状ヒータによって芯金を介して被覆層を加熱していたため、ローラ部材の外周面が効率的に加熱されなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ローラ部材の外周面が効率的に加熱される、ローラ部材、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明におけるローラ部材は、芯金と、前記芯金の外周面を覆う被覆層と、前記芯金と前記被覆層との間であって、幅方向の一部又は全部に、周状に配置された周状ヒータと、を備えたものである。

本発明によれば、ローラ部材の外周面が効率的に加熱される、ローラ部材、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 加圧ローラを幅方向に示した断面図である。 省エネルギーモードから復帰したときの制御の一例を示すフローチャートである。 待機状態から復帰したときの加圧ローラの表面温度の変化の一例を示すグラフである。 変形例１としての、加圧ローラを幅方向に示す図である。 変形例２としての、定着装置を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、を示す。
また、７は用紙等のシートＰが収容される給紙部、９はシートＰの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、を示す。

また、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成されたトナー像をシートＰの表面に重ねて転写する１次転写ローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に残留した未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像をシートＰ上に転写するための２次転写ローラ、２０はシートＰ上のトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作（印刷動作）について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。

詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に向けて発せられる。

一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面には、帯電電位が形成される。
その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する（露光工程である。）。詳しくは、書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙの表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向、幅方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍの表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃの表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫの表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成された潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ１４が設置されている。そして、１次転写ローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。

他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図１の時計方向に走行して、２次転写ローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写ローラ１８との対向位置で、シートＰ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７の表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送されるシートＰは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートＰを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送されたシートＰが、搬送経路を通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達したシートＰは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写されたシートＰは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップ部（定着ニップ）にて、カラー画像（トナー像）がシートＰの表面に定着される（定着工程である。）。
そして、定着工程後のシートＰは、排紙ローラによって、装置本体１の外部に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセス（印刷動作）が完了する。

次に、図２〜図５等を用いて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着回転体としての定着ローラ２１、定着ローラ２１用の棒状ヒータ２５（加熱手段）、加圧回転体としての加圧ローラ３１（ローラ部材）、加圧ローラ３１用の棒状ヒータ３４（加熱手段）、定着ローラ２１用の温度センサ４０、加圧ローラ３１用の温度センサ４１、等で構成されている。

ここで、定着回転体としての定着ローラ２１（定着部材）は、ステンレス鋼などの金属材料からなる中空構造の芯金２１ａ上に、被覆層２１ｂ（弾性層と離型層とが積層されたものである。）が形成された多層構造のローラ部材であって、加圧回転体としての加圧ローラ３１に圧接してニップ部（定着ニップ）を形成している。
定着ローラ２１の被覆層２１ｂにおける弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ローラ２１の被覆層２１ｂにおける離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等で形成されている。定着ローラ２１の表層に離型層を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ローラ２１は、駆動モータ５１によって図２の時計方向に回転駆動される。

中空構造の定着ローラ２１（芯金２１ａ）の内部には棒状ヒータ２５が固設されている。
棒状ヒータ２５は、棒状に形成されたハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオン（電源オン）された状態で、電源部５５から棒状ヒータ２５に電力が供給される。そして、制御部５０により出力制御された棒状ヒータ２５からの輻射熱によって定着ローラ２１が加熱されて、さらに加熱された定着ローラ２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。
棒状ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に非接触で対向する温度センサ４０によるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０（サーモパイル）の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、電源部５５から棒状ヒータ２５に交流電圧が印加される。このような棒状ヒータ２５の出力制御によって、定着ローラ２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。

また、加圧回転体としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面を覆う被覆層としての弾性層３３と、芯金３２と弾性層３３（被覆層）との間に位置する周状ヒータ３５と、からなるローラ部材である。
加圧ローラ３１の弾性層３３（被覆層）は、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層を設けて、弾性層３３と離型層とで被覆層を構成することもできる。
そして、加圧ローラ３１は、加圧機構によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、加圧ローラ３１と定着ローラ２１との間に、所望のニップ部が形成される。
加圧ローラ３１は、定着ローラ２１の回転にともない、図２の反時計方向に従動回転する。

中空構造の加圧ローラ３１（芯金３２）の内部には棒状ヒータ３４が固設されている。
棒状ヒータ３４は、棒状に形成されたハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオン（電源オン）された状態で、電源部５６から棒状ヒータ３４に電力が供給される。そして、制御部５０により出力制御された棒状ヒータ３４からの輻射熱によって加圧ローラ３１が加熱されて、さらに加熱された加圧ローラ３１の表面からシートＰや定着ローラ２１に熱が加えられる。
このように、シートＰの通紙時に、加圧ローラ３１を棒状ヒータ３４によって積極的に加熱することで、定着ローラ２１の加熱効率が向上するとともに、連続通紙時に加圧ローラ３１の温度が低下してシートＰにカールが生じたり定着不良画像が生じたりする不具合が抑止される。
棒状ヒータ３４の出力制御は、加圧ローラ３１表面に非接触で対向する温度センサ４１によるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサ４１（サーモパイル）の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、電源部５６から棒状ヒータ３４に交流電圧が印加される。このような棒状ヒータ３４の出力制御によって、加圧ローラ３１の温度（表面温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。
なお、本実施の形態における加圧ローラ３１には、芯金３２と弾性層３３（被覆層）との間に周状ヒータ３５が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１のメインスイッチが投入されると、電源部５５、５６から棒状ヒータ２５、３４に交流電圧が印加（給電）される。このとき、後述する加圧ローラ３１の周状ヒータ３５にも、電源部５７から電圧が印加（給電）される。
そして、印刷指令（プリント要求）が入力されると、駆動モータ５１（駆動機構）によって定着ローラ２１の時計方向の回転駆動が開始されて、加圧ローラ３１の反時計方向の従動回転が開始される。その後、給紙部７からシートＰが給送されて、２次転写ローラ１８の位置で、中間転写ベルト１７上のトナー像がシートＰ上に未定着画像として担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持されたシートＰは、図２の矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像Ｔが定着される。そして、定着工程後のシートＰは、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によって、ニップ部から矢印方向に送出される。

以下、本実施の形態における定着装置２０（画像形成装置１）において、特徴的な構成・動作について詳しく説明する。
先に図２等を用いて説明したように、定着装置２０には、定着ローラ２１に圧接することでシートＰが搬送されるニップ部を形成するローラ部材としての加圧ローラ３１（加圧回転体）が設置されている。
このローラ部材としての加圧ローラ３１は、図２、図３に示すように、略円筒状に形成された芯金３２と、芯金３２の外周面を覆う被覆層としての弾性層３３と、周状ヒータ３５と、が設けられている。また、芯金３２の内部には、棒状ヒータ３４が、幅方向（図２の紙面垂直方向であって、図３の左右方向である。）のほぼ全域にわたって延在するように、非回転で設置されている。

ここで、周状ヒータ３５は、芯金３２と弾性層３３（被覆層）との間であって、幅方向の一部に、周状に配置されている。詳しくは、本実施の形態において、周状ヒータ３５は、フレキシブルな面状ヒータを環状に丸めて芯金３２の外周を覆うように、幅方向両端部にのみ配置したものである。周状ヒータ３５（面状ヒータ）のヒータ面と非ヒータ面とが分かれている場合には、ヒータ面が弾性層３３側に接して、非ヒータ面が芯金３２に接するように設置される。
このように設置された周状ヒータ３５は、芯金３２の内部に設置された棒状ヒータ３４とは異なり、芯金３２を介することなく直接的に弾性層３３（被覆層）を加熱するものである。そのため、加圧ローラ３１（ローラ部材）の外周面を、効率的に、応答性良く、加熱することができる。

特に、本実施の形態における加圧ローラ３１は、図３に示すように、幅方向両端部の外径Ｈ１が幅方向中央部の外径Ｈ２に比べて大きくなるように（Ｈ１＞Ｈ２）、クラウン状に形成されている。具体的に、幅方向両端部の弾性層３３の肉厚は、幅方向中央部のものに比べて、（Ｈ１−Ｈ２）／２だけ厚くなっている。
これは、封筒などの特定のシートＰ（特に、幅方向両端部にマチが形成された封筒などの特定紙である。）が、定着ローラ２１と加圧ローラ３１とのニップ部を通過するときに、そのシートＰにシワを生じにくくするためである。加圧ローラ３１をクラウン状に形成することで、ニップ部においてシートＰが幅方向両側に引っ張られるように搬送されることになるため、封筒などのシートＰであってもシワが生じにくくなる。
なお、本実施の形態では、加圧ローラ３１をクラウン状に形成したが、定着ローラ２１をクラウン状に形成したり、双方のローラ部材２１、３１をクラウン状に形成したりすることもできる。

その反面、幅方向両端部の弾性層３３の肉厚は、幅方向中央部のものに比べて厚いため、加熱されにくい。したがって、そのままでは、幅方向中央部の加圧ローラ３１の温度に比べて、幅方向両端部のものが低くなってしまい、先に説明した加圧ローラ３１を加熱することによる種々の効果が減ぜられてしまう。これに対して、本実施の形態では、幅方向両端部の加熱効率の低下を補完するように、幅方向両端部に周状ヒータ３５を設置しているため、そのような不具合の発生を軽減することができる。

なお、このように周状ヒータ３５が設置された加圧ローラ３１は、周状ヒータ３５が巻装された状態の芯金３２を金型にセットして、その金型内で弾性層３３（被覆層）を成型することで製造することができる。

ここで、本実施の形態において、ニップ部（定着ニップ）に搬送されるシートＰに関する情報と、印刷動作に関する情報と、加圧ローラ３１（ローラ部材）の使用履歴に関する情報と、のうち少なくとも１つの情報に基づいて、周状ヒータ３５の制御を調整することが好ましい。
これは、シートＰの種類や厚さやサイズなどに応じて、加圧ローラ３１の表面の温度分布（幅方向両端部と幅方向中央部との温度差）が異なり、周状ヒータ３５の制御（例えば、制御温度、オン・オフ制御のデューティ比、加熱タイミング、などである。）を調整した方が、幅方向の温度分布を狙いのものに精度良く近づけることができるためである。なお、シートＰに関する情報は、ユーザーによって操作パネル１００（図１、図２参照）に入力されるシート情報に基づいて制御部５０で把握することができる。
また、印刷動作の違い（例えば、連続通紙による印刷と、１枚の通紙による印刷と、の違いである。）によって、加圧ローラ３１の表面の温度分布が異なり、周状ヒータ３５の制御を調整した方が、幅方向の温度分布を狙いのものに精度良く近づけることができるためである。なお、印刷に関する情報は、ユーザーによって操作パネル１００に入力される印刷情報に基づいて制御部５０で把握することができる。
さらに、加圧ローラ３１の使用履歴の違い（例えば、新品初期時と、寿命に近い時期と、の違いである。）によって、加圧ローラ３１の表面の温度分布が異なり、周状ヒータ３５の制御を調整した方が、幅方向の温度分布を狙いのものに精度良く近づけることができるためである。なお、加圧ローラ３１の使用履歴に関する情報は、定着装置２０の使用履歴に関する情報にほぼ等しく、定着装置２０の新品時やメンテナンス時にタイマー９０で更新される情報に基づいて制御部５０で把握することができる。

具体的に、本実施の形態では、定着装置２０が待機状態から復帰した時点（オフ状態のメインスイッチがオンされた時点や、省エネルギーモードから復帰した時点、などである。）で、周状ヒータ３５による加熱を開始して、先に説明した３つの情報（シートＰに関する情報と、印刷動作に関する情報と、使用履歴に関する情報と、である。）のうち少なくとも１つの情報に基づいて周状ヒータ３５の制御温度を調整している。特に、本実施の形態では、シートＰの種類に関する情報に基づいて、シートＰが封筒などの特定シートであって、加圧ローラ３１の幅方向両端部の温度を幅方向中央部の温度より高目に設定した方がシワが生じにくくなるとともに定着性が向上する場合に、普通紙などの通常シートが通紙されるときに比べて、周状ヒータ３５の制御温度が高目になるように調整している。

そのような制御の一例について、図４、図５を参照して説明する。
図４を参照して、まず、省エネルギーモード（通常の印刷時に比べて消費電力を低下させて次の印刷動作に備えて待機するモードである。）が実行されているときに（ステップＳ１）、画像形成装置１の外装部に設置された人体センサによって人体が検知されると（ステップＳ２）、その省エネルギーモードによる待機状態が解除される。そして、この待機状態の解除に合わせて、電源部５５〜５７（図２参照）によって、棒状ヒータ２５、４４とともに、周状ヒータ３５への給電（加熱）が開始される（ステップＳ３）。
そして、通紙（印刷）されるシートＰが、封筒などの特定シートであるかが判別される（ステップＳ４）。すなわち、幅方向両端部と幅方向中央部との温度差（クラウン形状による加熱温度差）を大きくする必要があるかが判別される。
その結果、通紙されるシートＰが特定シートであって、クラウン形状による加熱温度差を大きくする必要があるものと判別された場合には、さらに周状ヒータ３５の加熱をおこなう。そして、加圧ローラ３１の温度分布が狙いのものになった状態で、通紙（印刷）が開始される（ステップＳ５）。
そして、連続通紙による印刷である場合には（ステップＳ６）、ステップＳ３以降のフローを繰り返した後に、印刷を終了する。

このような制御をおこなうことで、加圧ローラ３１は、図５に示すような温度変化を示すことになる。
詳しくは、待機状態から復帰すると、１２０秒ほど時間をかけて、棒状ヒータ３４による加熱と、周状ヒータ３５による加熱と、がおこなわれるため、幅方向中央部に比べて幅方向両端部が昇温する。そして、再び待機状態になり、通紙準備がされている間に、シート種（紙種）に合わせて、周状ヒータ３５の加熱が調整される。具体的に、シートＰが普通紙であるときには、周状ヒータ３５の制御温度が低目に設定されて、通紙時には、幅方向の温度分布がほぼ均一な状態になる。これに対して、シートＰが封筒であるときには、周状ヒータ３５の制御温度が高目に設定されて、通紙時には、幅方向両端部が幅方向中央部に比べて高い温度分布になる。したがって、シートＰの種類に関わらず、シワが生じにくく、良好な定着画像を形成することができる。

＜変形例１＞
図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すローラ部材としての加圧ローラ３１は、変形例としてのものである。
図６（Ａ）に示す加圧ローラ３１は、周状ヒータ３５として、面状ヒータの代わりに、コイル状ヒータを用いている。具体的に、周状ヒータ３５（コイル状ヒータ）は、フレキシブルな線状（ひも状）のヒータを、芯金３２の外周面であって幅方向両端部にそれぞれ螺旋状に巻装したものである。このようにコイル状ヒータを用いる場合には、幅方向の位置によって巻き密度を調整することで、幅方向の位置ごとに加熱効率を変化させることが可能になる。
また、図６（Ｂ）に示す加圧ローラ３１は、周状ヒータ３５が幅方向に複数に分割されて配置されている。具体的に、面状の周状ヒータ３５が、芯金３２の外周面であって幅方向両端部にそれぞれ２つ配置されている。このように周状ヒータ３５を分割した場合には、通紙されるシートＰのサイズ（幅方向の長さ）に応じて複数の周状ヒータ３５のうち通紙領域外のものをオフして通紙領域内のものをオンする制御をおこなうことで、通紙領域外の無駄な加熱を防止することができる。
また、図６（Ｃ）に示す加圧ローラ３１は、周状ヒータ３５が幅方向のほぼ全域に配置されている。具体的に、面状の周状ヒータ３５が、芯金３２の外周面の幅方向全域を覆うように配置されている。このような周状ヒータ３５は、幅方向両端部と幅方向中央部との加熱温度差を生じさせる必要がなくて、棒状ヒータ３４を設置せずに加圧ローラ３１を幅方向全域を効率的に加熱したい場合などに有用である。
そして、変形例１にそれぞれ示した加圧ローラ３１（ローラ部材）を用いた場合であっても、本実施の形態のものと同様に、加圧ローラ３１の外周面を効率的に加熱することができる。

＜変形例２＞
図７に示すように、変形例２では、加圧ローラ３１以外の他のローラ部材に周状ヒータを設置している。
図７（Ａ）に示す定着装置２０は、ローラ部材としての定着ローラ２１に周状ヒータ２１ｃを設置している。詳しくは、定着ローラ２１における周状ヒータ２１ｃは、芯金２１ａと被覆層２１ｂとの間であって、幅方向の一部又は全部に周状に配置されている。
また、図７（Ｂ）に示す定着装置２０は、ベルト式定着装置（定着回転体として定着ベルト２２が用いられた定着装置である。）であって、ローラ部材としての加熱ローラ２４に周状ヒータ２４ｃを設置している。詳しくは、定着ベルト２２は、定着補助ローラ２３、加熱ローラ２４、テンションローラなどの複数のローラ部材によって張架・支持されている。また、定着補助ローラ２３は、定着ベルト２２を介して加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成している。さらに、中空構造の加熱ローラ２４の内部には、棒状ヒータ２５が固設されている。そして、加熱ローラ２４における周状ヒータ２４ｃは、芯金２４ａと被覆層２４ｂ（弾性層）との間であって、幅方向の一部又は全部に周状に配置されている。
そして、変形例２にそれぞれ示した定着ローラ２１や加熱ローラ２４を用いた場合であっても、本実施の形態のものと同様に、定着ローラ２１や加熱ローラ２４の外周面を効率的に加熱することができる。なお、変形例２において、本実施の形態のもののように加圧ローラ３１にも周状ヒータ３５を設置することもできる。

以上説明したように、本実施の形態における加圧ローラ３１（ローラ部材）は、芯金３２と、芯金３２の外周面を覆う弾性層３３（被覆層）と、が設けられている。さらに、加圧ローラ３１には、芯金３２と弾性層３３（被覆層）との間であって、幅方向の一部又は全部に、周状に配置された周状ヒータ３５が設けられている。
これにより、加圧ローラ３１（ローラ部材）の外周面を効率的に加熱することができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「幅方向」とは、シートの搬送方向に対して直交する方向であるものと定義する。
また、本願明細書等において、「シート」とは、紙（用紙）の他に、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、フィルムシート等のシート状の記録媒体のすべてを含むものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（定着回転体）、
２５ 棒状ヒータ（第１ヒータ）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体、ローラ部材）、
３２ 芯金（ベース部）、
３３ 弾性層（被覆層）、
３４ 棒状ヒータ（第２ヒータ）、
３５ 周状ヒータ（第３ヒータ）、
Ｐ シート（用紙）。

特開２０１３−１２７５４４号公報

Claims (10)

1. 芯金と、
   前記芯金の外周面を覆う被覆層と、
   前記芯金と前記被覆層との間であって、幅方向の一部又は全部に、周状に配置された周状ヒータと、
   を備えたことを特徴とするローラ部材。
2. 前記周状ヒータは、幅方向両端部にのみ配置されたことを特徴とする請求項１に記載のローラ部材。
3. 前記周状ヒータは、幅方向に複数に分割されて配置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のローラ部材。
4. 前記周状ヒータは、面状ヒータ又はコイル状ヒータであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のローラ部材。
5. 幅方向両端部の外径が幅方向中央部の外径に比べて大きくなるように、クラウン状に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のローラ部材。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載のローラ部材を備えたことを特徴とする定着装置。
7. トナー像を加熱してシートの表面に定着する定着回転体と、
   前記定着回転体に圧接することでシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   を備え、
   前記ローラ部材は、前記加圧回転体としての加圧ローラであって、
   前記芯金は、略円筒状に形成されて、その内部に棒状ヒータが設置されて、
   前記周状ヒータは、幅方向両端部にのみ配置されたことを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
8. 前記ニップ部に搬送されるシートに関する情報と、印刷動作に関する情報と、前記ローラ部材の使用履歴に関する情報と、のうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記周状ヒータの制御を調整することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の定着装置。
9. 当該定着装置が待機状態から復帰した時点で、前記周状ヒータによる加熱を開始して、前記少なくとも１つの情報に基づいて前記周状ヒータの制御温度を調整することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 請求項６〜請求項９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。

Images