JP2008268524A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面に研磨材を配置した荒らしローラ９３を定着ローラ４０の表面性状に影響を及ぼすことなく定着ローラ４０から離間できる画像形成装置１００を提供する。
【解決手段】定着ローラ４０に加圧ローラ４１を圧接して定着部Ｔ３を構成する。小サイズの記録材を５００枚定着するごとに、支持アーム４６を回動して荒らしローラ９３を定着ローラ４０に圧接して摺擦研磨する。荒らしローラ駆動伝達ギア４９、荒らしローラ駆動入力ギア５０、アイドラギア５１は、定着ローラ４０の回転を荒らしローラ９３に伝達するとともに、荒らしローラ９３の離間によって噛み合いが解除される。荒らしローラ駆動入力ギア５０とアイドラギア５１との噛み合いを逃げ勝手に設定したので、定着ローラ４０及び荒らしローラ９３の相対回転状態を保ったまま支持アーム４６を回動させて、定着ローラ４０から荒らしローラ９３を離間できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材に転写されたトナー像を定着処理又は加熱処理する画像加熱装置、詳しくは研磨粒子を表面に配置した摺擦回転体を回転状態で加熱部材に圧接して加熱部材の表面性を回復させる制御に関する。

トナー像を転写された記録材を、加熱部材と加圧部材との加熱ニップで挟持搬送させて、記録材にトナー像を定着させる定着装置が電子写真方式の画像形成装置に広く搭載されている。トナー像が定着された記録材を加熱部材と加圧部材との加熱ニップで挟持搬送させて、画像の表面性や光沢度を調整する画像加熱装置を搭載した画像形成装置も実用化されている。

近年、表面にフッ素樹脂系の離型層を配置した加熱部材を直接にトナー像の転写面に接触させてオイルレス方式に定着処理や加熱処理を行う画像形成装置が実用化されている。このような画像形成装置では、定着処理や加熱処理を重ねるごとに加熱部材の表面性状が部分的に劣化し、加熱部材の劣化した表面性状がそのまま定着画像の表面に写し取られて、画像面の均一な光沢状態が得られなくなる。

特許文献１には、低融点フッ素樹脂の離型層を有する加熱部材をトナー像の転写面に接触させてオイルレス方式に定着処理を行う画像形成装置が示される。ここでは、加熱部材としての定着ローラに圧接して従動回転する金属ローラが設けられ、非画像形成時に金属ローラを圧接させることにより、定着ローラの表面を押し均して、表面性状を回復させている。金属ローラは、通常の画像形成時には、傷付き・汚れ防止等の面から定着ローラから離間させている。

特開２００５−２６６７８５号公報

特許文献１に示される定着装置では、定着ローラに従動回転する金属ローラの表面性状が定着ローラに写し取られることにより、定着ローラの表面性状のばらつきが均される。従って、定着ローラの表面に塑性変形を及ぼすほどの大きな加圧力が必要となり、金属ローラを支持する機構が大型化する。それでいて、記録材のエッジが擦過してできる深い擦り傷や異物を巻き込んで形成される大きな窪みを十分に除去することはできない。

特に、定着ローラの初期状態が鏡面状である場合、記録材に高頻度に接触して早期につや消し状態になった部分と記録材に接触する頻度が少なくて鏡面に近いまま残った部分とでは、定着された画像の光沢性に違いが目立ってしまう。

また、金属ローラによる十分な均し効果を得るためには、離型層が軟化する程度に定着ローラの温度を高める必要がある。しかし、温度上昇を待って均し処理を開始し、均し処理終了後に温度低下を待って画像形成を再開するのでは、画像形成の中断時間が増えて生産性が低下する。均し処理のための温度上昇によってヒーターや定着ローラ材料の寿命が短くなる可能性もある。

そこで、表面に研磨材層を形成した研磨ローラを回転状態で定着ローラに圧接し、定着ローラの表面を研磨材層で摺擦して表面性状を均一に荒らすことが提案された。（特願２００６−２１７５９４号：平成１８年８月９日出願）。これにより、定着ローラの表面は、擦り傷や窪みが目立たない研磨仕上げ面に均され、記録材への接触頻度の差に起因するよる画像の光沢ムラも解消される。

しかし、表面に研磨材層を形成した研磨ローラは、定着ローラに対して軸方向に移動すると相対的に柔らかな定着ローラの表面を容易に傷つけてしまう。そして、定着ローラから研磨ローラを離間させる瞬間には、定着ローラとの摩擦力によって押さえ付けられていた軸方向の力が解放されて研磨ローラが軸方向に移動し易くなる。

このため、定着ローラの停止状態や減速状態で研磨ローラを離間させると、定着ローラの表面に、周囲とは表面性状が異なる軸方向の擦過痕跡が形成されて、定着画像に影響を及ぼすことが確認された。

本発明は、研磨ローラ等の荒らし回転体を定着ローラ等の加熱回転体から離間させた際に、加熱回転体の表面に周囲と表面性状の異なる擦過痕跡が形成されにくく、従って、記録材の出力画像への影響が軽減される画像加熱装置を提供することを目的としている。

本発明の画像加熱装置は、記録材上のトナー像を加熱するため記録材を挟持搬送する加熱回転体及び加圧回転体を有する画像加熱装置において、加熱回転体に当接してその表面を荒らす荒らし回転体と、この荒らし回転体を加熱回転体に対し接離させる接離手段とを有するものである。そして、この接離手段は、加熱回転体が回転しているとき荒らし回転体を離間させる。

本発明の画像加熱装置では、荒らし回転体を加熱回転体から離間させた際に、加熱回転体の表面に周囲と表面性状の異なる擦過痕跡が形成されにくい。従って、表面性状の異なる擦過痕跡に起因する光沢ムラや見掛けの画像ムラ等が発生しにくく、記録材の出力画像への影響が軽減される。

以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、離間が可能な荒らし回転体を圧接回転させて定着ローラ等の表面性状を一様に均す限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、未定着のトナー像を記録材に定着させる定着装置としても実施でき、定着済みトナー像の表面性や光沢度を調整する画像加熱装置としても実施できる。加熱部材は、加熱ローラ以外の加熱ベルト、加熱フィルムに置き換えても実施でき、研磨材は、ガラスビーズやおが屑に置き換えても実施できる。

画像加熱装置が搭載される画像形成装置は、タンデム型中間転写ベルト方式には限定されない。モノクロ画像形成装置、ロータリー現像装置を用いて中間転写体に複数色のトナー像を形成する画像形成装置、記録材搬送体に担持させた記録材にトナー像を順次転写して重ね合わせる画像形成装置でも実施できる。

画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

なお、特許文献１に示される画像加熱装置及び画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
＜画像形成装置＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。第１実施形態の画像形成装置１００は、タンデム型中間転写方式のフルカラー複写機である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト７の上向き直線区間にイエロー画像形成部Ｐａ、マゼンタ画像形成部Ｐｂ、シアン画像形成部Ｐｃ、ブラック画像形成部Ｐｄを配列している。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、感光ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに、それぞれイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像を形成して中間転写ベルト７に重ねて一次転写する。一次転写された４色４層のトナー像は、中間転写ベルト７によって搬送され、二次転写外ローラ１１において記録材Ｐに重ねられて二次転写される。トナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９へ受け渡され、定着装置９にて加熱加圧を受けてトナー像を表面に定着される。

画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに充填されるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同一に構成される。従って、以下では、画像形成部Ｐａを説明して他の画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄと読み替えて理解されるものとする。

画像形成部Ｐａは、回転する感光ドラム３ａの周囲に帯電装置２ａ、露光装置５ａ、現像装置１ａ、一次転写装置６ａ、クリーニング装置４ａを配置している。

感光ドラム３ａは、光照射によって帯電電位が低下する感光層を表面に有し、静電像及びトナー像を担持する。

帯電装置２ａは、感光ドラム３ａの表面を一様な帯電電位に帯電させる。

露光装置５ａは、帯電した感光ドラム３ａの表面に、形成すべき画像の走査線に沿った各色濃度に応じて変調されたレーザービームを走査する。これにより、感光ドラム３ａの表面の帯電電位が露光量に応じて低下して画像の静電像が形成される。

現像装置１ａは、感光ドラム３ａの静電像に帯電したトナーを電気的に付着させてトナー像に現像する。

一次転写装置６ａは、通過する中間転写ベルト７をトナー像の帯電極性と反対極性に帯電させて、感光ドラム３ａのトナー像を中間転写ベルト７へ電気的に移動させる。

クリーニング装置４ａは、中間転写ベルト７への一次転写を逃れて感光ドラム３ａに残留したトナーを除去して次回のトナー像形成に備えさせる。

中間転写ベルト７は、駆動装置１５、テンションローラ１３、二次転写内ローラ１４に掛け渡して支持され、図中矢印方向に循環する。中間転写ベルト７は、感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから順次重ねて一次転写されたトナー像を、二次転写内ローラ１４で支持された中間転写ベルト７と二次転写外ローラ１１との圧接部へ搬送する。

二次転写内ローラ１４は接地電位に接続されている。記録材をトナー像に重ねて中間転写ベルト７と二次転写外ローラ１１とが記録材を挟持搬送する過程で、二次転写外ローラ１１には、トナー像の帯電極性と逆極性の電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト７の４色４層のトナー像は、記録材Ｐへ電気的に移動して、一括二次転写される。

記録材Ｐは、サイズ別のカセット１０に収納され、カセット１０から引き出されて１枚ずつに分離してレジストローラ１２で待機する。レジストローラ１２は、中間転写ベルト７上のトナー像にタイミングを合わせて、中間転写ベルト７と二次転写外ローラ１１との圧接部へ記録材を給送する。

クリーニング装置１９は、二次転写を逃れて中間転写ベルト７に残留した転写残トナーを除去して次回のトナー像の一次転写に備えさせる。

定着装置９は、４色４層のトナー像を担持した記録材Ｐを定着ローラ４０と加圧ローラ４１とで挟持搬送して、トナー像を加熱加圧して記録材に定着させる。トナー像を定着された記録材は、画像形成装置１００の機体外部へ排出される。

＜定着装置＞
図２は定着装置の主要部の斜視図、図３は荒らし回転体（摺擦回転体、均し回転体とも呼ぶ）としての荒らしローラの断面構成の説明図である。図４は荒らしローラの離間機構の斜視図、図５は定着装置の構成の説明図、図６は荒らしローラの駆動機構の説明図である。

図２に示すように、定着装置９は、ハロゲンヒータ４０Ｈによって内部から加熱された定着ローラ４０と、ハロゲンヒータ４１Ｈによって内部から加熱された加圧ローラ４１とを圧接して定着部Ｔ３を構成する。定着ローラ４０と加圧ローラ４１とを含む装置全体は、不図示の断熱筐体によって覆われている。

定着部Ｔ３の上流側（記録材の送り込み側）にサーミスタ４０Ｓ、４１Ｓが当接する。サーミスタ４０Ｓは、定着ローラ４０の表面温度を検知してハロゲンヒータ４０Ｈの出力にフィードバックさせる。サーミスタ４１Ｓは、加圧ローラ４１の表面温度を検知してハロゲンヒータ４１Ｈの出力にフィードバックさせる。

定着部Ｔ３の下流側に荒らしローラ９３が配置される。荒らしローラ９３は、駆動機構３５に駆動されて定着ローラ４０と同一回転方向に回転し、加圧バネ４８に付勢されて定着ローラ４０に圧接する。これにより、表面に研磨層を備えた荒らしローラ９３は、定着ローラ４０に対してカウンタ方向（表面が逆方向へ移動する方向）に回転して、定着ローラ４０の表面を一様に荒らす機能（表面を均す機能）を有している。

図３に示すように、荒らしローラ９３はφ１２ｍｍのステンレス製の芯金９３ａの表面に、接着層９３ｃを介して砥粒９３ｂを密に接着してある。砥粒９３ｂは、用途（画像の目標光沢度）に合わせて＃１０００〜＃４０００番手に変更される。砥粒９３ｂの平均粒径は、＃１０００番手の場合は約１６μｍ、＃４０００番手の場合は約３μｍである。

砥粒９３ｂは、アルミナ系（通称「アランダム」または「モランダム」とも称される）である。アルミナ系は、工業的に最も幅広く用いられる砥粒で、定着ローラ４０の表面に比べて各段に硬度が高く、粒子が鋭角形状のため研磨性に優れている。

図４に示すように、荒らしローラ９３は、離間機構３１によって、定着ローラ４０に対する圧接と離間とを制御される。離間機構３１は、荒らしローラ９３の軸９４を回転可能に支持するベアリング４５が固定された支持アーム４６を回動軸４７の周りで回動させて、荒らしローラ９３を定着ローラ４０から離間させる。軸９４の一端部９４ａに荒らしローラ駆動入力ギア（５０：図２）が固定される。

図５に示すように、定着ローラ４０及び加圧ローラ４１は、中間転写ベルト（７：図１）と共通の駆動装置３４に連結されている。加圧ローラ４１は、不図示の加圧機構に付勢されて、総圧力約８００Ｎ（８０ｋｇｆ）にて定着ローラ４０に圧接する。

定着ローラ４０は、外形φ６８ｍｍのアルミニウム製中空芯金４０ａに１．０ｍｍ厚さの弾性層４０ｂを形成し、表面に３０μｍ厚さの離型層４０ｃを被せて外径φ７０ｍｍに仕上げてある。弾性層４０ｂは、ゴム硬度２０度（ＪＩＳ−Ａの測定法による１０Ｎ加重時）のシリコンゴムである。離型層４０ｃは、ＰＦＡ（４フッ化エチレン、パーフロロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン）等のフッ素樹脂を用いたチューブ材料である。

加圧ローラ４１は、外形φ４８ｍｍのアルミニウム製中空芯金４１ａに１．０ｍｍ厚さの弾性層４１ｂを形成し、表面に３０μｍ厚さの離型層４１ｃを被せて外径φ５０ｍｍに仕上げてある。弾性層４１ｂ及び離型層４１ｃの材料は、定着ローラ４０のものとそれぞれ同一である。

温度制御回路１０７は、サーミスタ４０ｓの出力をフィードバックしてハロゲンヒータ４０Ｈの出力を調整し、また、サーミスタ４１ｓの出力をフィードバックしてハロゲンヒータ４１Ｈの出力を調整する。温度制御回路１０７は、定着ローラ４０の表面温度と加圧ローラ４１の表面温度とを、ともに１６５度Ｃ±１度Ｃに制御して、定着部Ｔ３に必要十分な定着温度を確保させる。

定着部Ｔ３の出口側にクリーニング装置３２が配置される。クリーニング装置３２は、不織布のクリーニングウエブを、回転する定着ローラ４０の表面に摺擦させて定着ローラ４０をクリーニングする。制御部１１０は、角度センサＳｄの出力を検知してモータ３３を制御することにより、間欠的にクリーニングウエブを巻き取る。

第１実施形態では、定着ローラ４０の表面にフッ素樹脂の離型層４０ｃを配置することによって、定着ローラ４０にオイル等の潤滑剤を塗布することなく、熱融着したトナー像の粘着を速やかに解消して、定着ローラ４０から記録材を良好に曲率分離させている。

しかし、定着ローラ４０の表面状態が、潤滑剤を介在させることなく、融解したトナー像の表面にそのまま写し取られるため、定着ローラ４０の表面状態は、部分的なばらつき少なく時間的にも一様に維持される必要がある。そのため、後述するように、定着枚数が一定量に達するごとに、回転状態の荒らしローラ９３を定着ローラ４０に圧接して表面を研磨して、表面状態を初期状態に回復させている。

荒らしローラ９３は、クリーニング装置３２の下流側に配置され、離間機構３１によって定着ローラ４０に対する当接と離間とを制御される。離間機構３１は、定着装置９の軸方向の両端位置に対称な形状で一対配置されている。

荒らしローラ９３の軸９４を支持する支持アーム４６（図４に示すベアリング４５は図示略）は、回動軸４７の周りで回動可能である。前後一対の加圧バネ４８は、支持アーム４６を付勢して、荒らしローラ９３を定着ローラ４０に合計１００Ｎの加圧力で圧接させる。

ただし、図２に示す駆動機構３５は、定着ローラ４０の一端側に配置されるので、駆動機構３５側の加圧バネ４８の付勢力は６０Ｎ相当として反対側の加圧バネ４８の４０Ｎ相当よりも高く設定している。これにより、後述する歯車面に作用する、荒らしローラ９３を離間させる方向の圧力を相殺している。

荒らしローラ９３の加圧力は、１０Ｎ未満では荒らし能力が不足し、１５０Ｎを越えると荒らしローラ９３が撓んで荒らしの均一性が損なわれることが確認されている。このため、１０Ｎ以上、１５０Ｎ以下が好ましい。

制御部１１０は、モータ５８を作動させてカム５６を回動させることにより、退避アーム５２を回動軸５３の周りで回動させて、荒らしローラ９３を定着ローラ４０から離間させる。

駆動アーム４６ａは、支持アーム４６に連結されて一体に回動する（図４参照）。退避アーム５２は、駆動バネ５４によって、駆動端５５が駆動アーム４６ａを押圧して荒らしローラ９３を定着ローラ４０から離間させる方向に付勢されている。駆動バネ５４が駆動端５５を介して支持アーム４６を引っ張る力は、加圧バネ４８が支持アーム４６を逆方向に引っ張る力よりも大きい。

そして、カム５６は、駆動バネ５４の付勢力に逆らって退避アーム５２の案内面５７を押し下げることで、駆動端５５を駆動アーム４６ａから離間させて、支持アーム４６の回動を加圧バネ４８に委ねている。

従って、カム５６が回転して、退避アーム５２の回動を駆動バネ５４に委ねると、駆動バネ５４に付勢された退避アーム５２の駆動端５５が駆動アーム４６ａを回動させて、定着ローラ４０から荒らしローラ９３を離間させる。カム５６の回動角度は、角度センサＳｃ（図２参照）によって検知されて制御部１１０にフィードバックされる。

図６に示すように、荒らしローラ９３の軸９４は、支持アーム４６に組み込まれたベアリング４５によって両端を回転自在に支持されている。ベアリング４５の内側に位置する軸９４の両端部にＥ形止め輪６２を固定して、荒らしローラ９３が軸方向に移動しないようにしている。ただし、荒らしローラ９３および軸９４が軸方向に熱膨張してもＥ形止め輪６２がベアリング４５を内側から外側へ突き出さないように、ベアリング４５とＥ形止め輪６２の間には隙間ｙを確保している。このため、隙間ｙの範囲で荒らしローラ９３は軸方向へ移動可能である。また、支持アーム４６のガタつきや撓みによっても定着ローラ４０と荒らしローラ９３とは軸方向に移動する余地がある。

そして、荒らしローラ９３を回転状態で定着ローラ４０に圧接して荒らしている間は、荒らしローラ９３に作用する種々の軸方向の力を総合した結果として、荒らしローラ９３が軸方向の一端に片寄せられ、寄った側でベアリング４５とＥ形止め輪６２とが接触している。

しかし、荒らしローラ９３が定着ローラ４０から離間し始めると、荒らしローラ９３に作用する軸方向の力が変化して、荒らしローラ９３を軸方向の同じ一端に片寄せておくことができなくなる。その結果、離間する瞬間に荒らしローラ９３が定着ローラ４０の表面を軸方向に摺擦して、他の部分とは異なる表面状態に仕上げてしまう。

そこで、第１実施形態では、荒らしローラ９３と定着ローラ４０との高速摺擦状態を維持したまま、荒らしローラ９３を定着ローラ４０から離間させる構成とした。これにより、離間する瞬間に荒らしローラ９３が軸方向に多少移動しても、定着ローラ９３に形成される擦過痕跡は、回転方向に引き伸ばされて周囲から目立たない。

図２に示すように、具体的には、離間機構３１と関連付けて駆動機構３５のギア列配置を設定して、荒らしローラ９３を停止させることなく定着ローラ４０から離間できるようにした。

定着ローラ４０は、駆動機構３５の反対側に固定した駆動入力歯車４４を通じて外部から回転駆動される。駆動入力歯車４４には、加圧ローラ４１を定着ローラ４０と等しい表面速度で回転させる不図示の歯車列が噛み合っている。

駆動機構３５は、定着ローラ４０に固定された荒らしローラ駆動伝達ギア４９からアイドラギア５１を経て、荒らしローラ９３に固定された荒らしローラ駆動入力ギア５０に駆動力を伝達する。そして、定着ローラ４０の周速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃ、荒らしローラ９３の周速度は１１０ｍｍ／ｓｅｃになるように、駆動機構３５のギア比が設定されている。

これにより、上述したように、荒らしローラ９３と定着ローラ４０とは互いに回転方向が等しくなり、荒らしローラ９３は、定着ローラ４０に対してカウンタ方向（表面同士が逆方向へ移動する方向）に回転する。そして、カウンタ方向に相対回転する定着ローラ４０と荒らしローラ９３との相対速度は３３０ｍｍ／ｓｅｃである。

また、アイドラギア５１は、荒らしローラ駆動伝達ギア４９に噛み合った状態で定着ローラ４０側に軸支される一方、荒らしローラ駆動入力ギア５０は支持アーム４６に軸支されている。そして、離間状態の荒らしローラ９３の定着ローラ４０に対する離間距離は、荒らしローラ駆動入力ギア５０及びアイドラギア５１の歯高よりも大きい。

従って、支持アーム４６が離間方向へ回動すると、支持アーム４６に軸支された荒らしローラ駆動入力ギア５０とアイドラギア５１の噛み合いが解放されて、荒らしローラ９３の回転が自動的に停止する。

これにより、クラッチ機構を用いることなく、圧接時には定着ローラ４０の駆動力を分配して荒らしローラ９３を回転駆動し、離間時には荒らしローラ９３の回転を停止できる。

また、アイドラギア５１は、荒らしローラ駆動入力ギア５０の歯面を押圧する力が支持アーム４６を離間方向に回動させるように配置されている。言い換えれば、アイドラギア５１から荒らしローラ駆動入力ギア５０に駆動伝達する際の駆動伝達力は、荒らしローラ９３を定着ローラ４０から退避させる方向に作用する。さらに言い換えれば、アイドラギア５１と荒らしローラ駆動入力ギア５０との関係がいわゆる逃げ勝手となるように、アイドラギア５１と荒らしローラ駆動入力ギア５０と支持アーム４６の回動軸４７との位置関係を設定してある。

これにより、駆動力伝達状態のアイドラギア５１から荒らしローラ駆動入力ギア５０を無理なく離間させて、荒らしローラ９３を停止させることなく定着ローラ４０から離間できる。

図５に示すように、ユーザーは、定着された画像の光沢ムラや光沢スジが気になるときに、操作パネル１０８を操作してユーザーモードを呼び出して、いつでも荒らしローラ９３を用いた荒らし動作を開始できる。このとき、操作パネル１０８のタッチパネルには、荒らし動作の時間の選択肢と荒らし動作開始ボタンとが表示される。

また、小サイズの記録材の連続処理を行う場合には、所定の枚数をカウントするごとに荒らしローラ９３を用いた研磨による荒らし動作を自動的に実行する。

＜定着ローラの荒らし制御＞
図７は定着ローラの荒らし制御のフローチャート、図８は定着ローラの荒らし仕上げ状態の説明図である。図８中、（ａ）は荒らし動作前、（ｂ）は荒らし動作後である。

図５を参照して図７に示すように、制御部１１０は、画像形成のジョブが開始されると、小サイズ（Ａ４サイズ）記録材の定着枚数をカウントする（Ｓ１１）。そして、カウントが５００枚に達すると（Ｓ１２のＹＥＳ）、カウントを継続してジョブの終了を待つ（Ｓ１１〜Ｓ１３）。

そして、ジョブが終了すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、そこまでのカウント枚数に応じて定着ローラ４０を荒らし処理する荒らし動作の時間を設定する（Ｓ１４）。

そして、定着ローラ４０の回転を停止（Ｓ１５）した状態で、角度センサＳｃの出力を参照してモータ５８を作動させてカム５６を回転させ、図２に示すアイドラギア５１を荒らしローラ駆動伝達ギア４９に噛み合わせる。そして、定着ローラ４０に対して荒らしローラ９３が接触していない状態で、駆動装置３４を起動して、定着ローラ４０及び荒らしローラ９３を回転させる（Ｓ１６）。

何故なら、図２に示すように、アイドラギア５１と荒らしローラ駆動入力ギア５０との関係が上述した逃げ勝手であるため、定着ローラ４０が回転していると、アイドラギア５１に荒らしローラ駆動入力ギア５０を噛み合わせにくいからである。

その後、さらにモータ５８を作動させてカム５６を回転させ、定着ローラ４０に回転状態の荒らしローラ９３を圧接させて荒らし処理を開始する（Ｓ１７）。

カウント枚数に応じて調整された荒らし動作の時間が終了すると（Ｓ１８のＹＥＳ）、定着ローラ４０の回転駆動を保ってモータ５８を圧接時とは逆方向に作動させてカム５６を回転させる。これにより、荒らしローラ９３は回転停止することなく定着ローラ４０から離間する（Ｓ１９）。

アイドラギア５１と荒らしローラ駆動入力ギア５０との関係が上述した逃げ勝手であるため、定着ローラ４０が回転していてもアイドラギア５１から荒らしローラ駆動入力ギア５０が滑らかに逃げる。そして、離間に伴ってアイドラギア５１に対する荒らしローラ駆動入力ギア５０の噛み合いが解放される結果、荒らしローラ９３の回転が自動的に停止する。

その後、小サイズシートの定着枚数のカウントをリセットして（Ｓ２０）、次のジョブを待機する。

図８の（ａ）に示すように、前回の荒らし動作から５００枚を経てジョブが終了するまでに、定着ローラ（４０：図２）の小サイズ記録材の縁が通過する領域Ｃには、記録材の縁に起因してに擦りキズが形成される。また、小サイズ記録材が通過する領域Ａでは、小サイズ記録材が通過しない領域Ｂに比較して表面性状が粗くなる。

しかし、荒らし動作の時間を通じて＃１０００〜＃４０００番手の砥粒に摺擦されることによって、領域Ａ、Ｂ、Ｃの表面性状は一様に均される。

図８の（ｂ）に示すように、荒らし動作の終了後は、定着ローラ４０の軸方向の全域がほぼ一様な表面状態に均されている。

第１実施形態では、加熱回転体及び加圧回転体の一例である定着ローラ４０及び加圧ローラ４１は、記録材上の一例である記録材Ｐの表面のトナー像を加熱するため記録材の一例である記録材Ｐを挟持搬送する。

荒らし回転体の一例である荒らしローラ９３は、加熱回転体に当接してその表面を荒らす。

接離手段の一例である離間機構３１は、荒らし回転体を加熱回転体に対し接離させ、加熱回転体が回転しているとき荒らし回転体を離間させる。

加熱部材の一例である定着ローラ４０は、離型層が配置された表面を記録材に接触させてトナー像を加熱する。

加圧部材の一例である加圧ローラ４１は、記録材を介して加熱部材に圧接してトナー像を加圧する。

摺擦回転体の一例である荒らしローラ９３は、研磨粒子が多数配置された表面を加熱部材に摺擦させて回転する。

離間手段の一例である離間機構３１は、摺擦回転体を加熱部材から離間させる。

駆動手段の一例である駆動機構３５は、加熱部材に摺擦回転体を圧接した状態で摺擦回転体を回転駆動する。

そして、少なくとも離間手段が摺擦回転体を離間し終わるまで、加熱部材の回転と摺擦回転体の回転とが維持される。

歯車列の一例である荒らしローラ駆動伝達ギア４９、荒らしローラ駆動入力ギア５０、アイドラギア５１は、加熱部材の回転と摺擦回転体の回転とを連絡して、離間によって噛み合いが解除される。そして、設定の一例である逃げ勝手は、噛み合いが解除される歯車面の駆動力伝達方向が、摺擦回転体の離間方向側である。

第１実施形態では、加熱幅が異なる少なくとも２種類の記録材を加熱処理する。

制御手段の一例である制御部１１０は、加熱幅が小さい記録材の加熱処理数がしきい値に達すると、連続的な画像形成の終了を待って摺擦回転体を回転状態で加熱部材に圧接させる。

画像形成装置の一例である画像形成装置１００は、加熱幅が異なる少なくとも２種類の記録材を加熱処理する。そして、制御手段の一例である制御部１１０は、加熱幅が小さい記録材の加熱処理数がしきい値に達すると、連続的な画像形成の終了を待って摺擦回転体を回転状態で加熱部材に圧接させる。

加熱部材の表面性回復方法の一例である荒らし動作制御は、加熱された表面を記録材に接触させてトナー像を担持した記録材を搬送する加熱部材の表面性を回復させる。

第１工程の一例である圧接時は、回転又は循環する前記加熱部材に対して、表面に多数の研磨粒子が配置された摺擦回転体を回転状態で摺擦させる。

第２工程の一例である離間時は、圧接時の加熱部材と摺擦回転体との回転状態を維持したまま摺擦回転体を加熱部材から離間完了させる。

＜第２実施形態＞
図９は第２実施形態の画像形成装置における駆動機構の説明図、図１０は第２実施形態における定着ローラの荒らし制御のフローチャートである。

第２実施形態の画像形成装置は、定着ローラ４０の回転を荒らしローラ９３に伝達する駆動機構３６が第１実施形態における駆動機構３５とは異なる。しかし、それ以外の構成は第１実施形態と同様であるので、図１〜図６を併せて参照して説明し、図９中、第１実施形態と共通する構成には図２で用いた参照記号を付して、重複する説明を省略する。

図９に示すように、駆動機構３６は、定着ローラ４０に固定された荒らしローラ駆動伝達ギア４９から、荒らしローラ９３に固定された荒らしローラ駆動入力ギア５０に駆動力を伝達する。そして、定着ローラ４０と荒らしローラ９３とが逆回転（表面が同一方向に移動するウイズ方向の回転）となるように、駆動機構３６のギア数が設定されている。また、定着ローラ４０の周速度２２０ｍｍ／ｓｅｃに対して、荒らしローラ９３の周速度が５５０ｍｍ／ｓｅｃになるように、増速アイドルギア７０、７１、７２のギア比が設定されている。

定着ローラ４０の２２０ｍｍ／ｓｅｃは、増速アイドルギア７０に噛み合う。増速アイドルギア７０の増速された回転は、増速アイドルギア７１に伝達されてさらに増速される。増速アイドルギア７１の増速された回転は、増速アイドルギア７２に伝達されてさらに増速される。増速アイドルギア７２によって増速された回転は、電磁クラッチ７５の入力ギア７３に伝達される。電磁クラッチ７５の出力ギア７４は、荒らしローラ駆動入力ギア５０に噛み合う。

電磁クラッチ７５は、制御部１１０によって、入力ギア７３に対する出力ギア７４の連結と解放とを制御される。電磁クラッチ７５が締結されると、定着ローラ４０に対して差し引き３３０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で荒らしローラ９３が回転する。電磁クラッチ７５が解放されると、荒らしローラ９３は駆動を喪失して空転する。このとき、定着ローラ４０が回転して、荒らしローラ９３が圧接状態であれば、荒らしローラ９３は、定着ローラ４０に従動回転する。

図９を参照して図１０に示すように、小サイズシートの定着枚数のカウントが５００を越えてジョブが一段落すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、カウント数に応じて荒らし動作時間が設定される（Ｓ１４）。ここまでは第１実施形態と同一である。

次に、制御部１１０は、電磁クラッチ７５を締結して、荒らしローラ９３を回転させる（Ｓ２５）。

次に、制御部１１０は、モータ５８を回転させてカム５６を回転させ、荒らしローラ９３を回転状態で定着ローラ４０に圧接させる（Ｓ２６）。

そして、設定した荒らし動作時間が経過すると（Ｓ２７のＹＥＳ）、制御部１１０は、電磁クラッチ７５を解放して、荒らしローラ９３を定着ローラ４０に従動回転させる（Ｓ２８）。

次に、制御部１１０は、モータ５８を回転させてカム５６を回転させ、荒らしローラ９３を回転状態のまま定着ローラ４０から離間させる（Ｓ２９）。

荒らしローラ９３が定着ローラ４０に対して従動回転している場合、荒らしローラ９３は定着ローラ４０に摺擦キズを付けなくなる。このため、荒らしローラ９３が定着ローラ４０から離間する際に、荒らしローラ４０が定着ローラ４０の軸方向に移動しても、定着ローラ４０の表面には荒らしローラ９３の離間に伴う軸方向の摺擦キズがつかない。このため、定着ローラ４０の表面は、荒らしローラ９３が離間した部分とその周囲とで表面状態の差がなくなり、第１実施形態と同様に、定着画像の光沢キズや光沢ムラを解消できる。

また、駆動機構３６が荒らしローラ９３を定着ローラ４０に対してカウンタ方向に回転させている場合、電磁クラッチ７５を解放すると、荒らしローラ９３がスリップを伴って停止した後に定着ローラ４０に対して従動回転する。このため、定着ローラ４０の表面に深いスリップ傷が形成されて、周囲の摺擦された表面との間で表面状態が異なってくる。

従って、電磁クラッチ７５を用いて荒らしローラ９３を従動回転させた状態で、定着ローラ４０から荒らしローラ９３を離間させる場合、荒らしローラ９３を定着ローラ４０に対してウイズ方向に回転させていることが望ましい。言い換えれば、荒らしローラ９３を定着ローラ４０に対してウイズ方向に回転させている特徴を最大限に活用して、荒らしローラ９３の離間制御を実行できる。

第２実施形態では、クラッチ手段の一例である電磁クラッチ７５は、荒らし回転体への駆動伝達を遮断可能である。

駆動手段の一例である駆動機構３６は、クラッチ手段を備えて荒らし回転体を加熱回転体の回転方向とは逆方向に回転駆動する。

駆動手段の一例である駆動機構３６は、クラッチ手段を作動させることで荒らし回転体が加熱回転体に従動回転させる。このとき、接離手段は、荒らし回転体を加熱回転体から離間させる。

駆動手段の一例である駆動機構３６は、摺擦回転体を、加熱部材と逆の回転方向に、加熱部材よりも高い表面速度を持たせて回転駆動する。

駆動手段の一例である駆動機構３６は、摺擦回転体への回転駆動を遮断して摺擦回転体を空転可能とするクラッチ手段の一例である電磁クラッチ７５を有する。

離間手段の一例である離間機構３１が摺擦回転体を離間開始する以前に、クラッチ手段を解除して摺擦回転体を加熱部材に従動回転させる。

＜実施形態の効果＞
図１１は定着装置で小サイズの記録材を定着処理している状態の説明図、図１２は定着ローラに形成される擦りキズの説明図、図１３は定着ローラを定期的に荒らし処理する効果の説明図である。

図１１に示すように、定着装置９の定着ローラ４０と加圧ローラ４１との間を記録材Ｐが通過すると、記録材Ｐの縁（コバ）のバリ等に起因して定着ローラ４０の表面に擦りキズが形成されることがある。そして、定着ローラ４０の軸方向の一定位置を等しいサイズの記録材Ｐが多数枚連続して通過すると、図１２に示すように、擦りキズが干渉して重なり合い、定着された画像に擦りキズが写し取られてスジが目立つようになる。

また、図８の（ａ）に示すように、小サイズの記録材が通過する領域Ａ、記録材が通過しない領域Ｂ、領域Ａ、Ｂの境界の領域Ｃとで次第に表面性状の格差が増大する。そして、続いて大きなサイズの画像形成を行うと、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの表面性状の格差が定着された画像面に目立つようになる。

図５を参照して図１３に示すように、フッ素樹脂の離型層４０ｃを設けた定着ローラ４０の表面は、鏡面状態で出荷されており、初期の表面粗さは、通常、１０点平均粗さＲｚが０．１μｍ〜０．３μｍ程度である。

しかし、定着ローラ４０の記録材が通過する領域Ａでは、紙の繊維や添加剤の転写や付着／分離が繰り返される結果、１０点平均粗さＲｚが１．０μｍ程度まで徐々に大きくなる。

特に、紙の縁（紙コバ）では紙を切断するときに発生するバリ（図１１参照）があるため、定着ローラ４０に対するダメージが大きく、１０点平均粗さＲｚは、１．０〜２．０μｍに達する場合もある。紙のバリは、大判シートからの裁断工程で、裁断の刃が磨耗して切れ味が悪くなったとき等に発生しやすい。

一方、定着ローラ４０の記録材が通過しない領域Ｂでは、定着ローラ４０の表面は、対向する加圧ローラ４１の表面に圧接回転して、１０点平均粗さＲｚが１．０μｍ程度まで、領域Ａに比べてゆっくりと粗くなる。

この結果、記録材を連続して定着処理した後の定着ローラ４０の表面粗さは、以下のようになって、軸方向の位置によって表面状態が異なってくる。
領域Ｃの表面粗さ ＞ 領域Ａの表面粗さ ＞ 領域Ｂの表面粗さ ＞ 初期出荷時の表面粗さ

そして、定着ローラ４０の微細な表面状態は、融解軟化したトナー像の表面にそのまま写し取られて画像の表面状態を形成してしまう。定着ローラ４０の表面が荒れてくると、定着ローラ４０に形成された微小な表面状態が定着画像の表面に転写される。定着ローラ４０の表面状態が軸方向で異なれば、大きな記録材で画像形成を行った際に、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃに対応して画像の光沢ムラ（グロスムラ）を生じてしまう。

そして、このような定着画像の光沢キズや光沢ムラは、普通紙ではあまり目立たないが、近年需要が増加している表面平滑性の高いコート紙に、写真画質でフルカラー画像を形成する場合にはよく目立つ。

そこで、第１実施形態及び第２実施形態では、回転状態の荒らしローラ９３を定着ローラ４０に圧接して、定着ローラ４０の領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの区別無く砥粒による細かい摺擦傷を付ける。これにより、定着ローラ４０の表面に形成された摺擦傷を重畳させて、領域Ａ、領域Ｂの表面状態の格差を解消して光沢ムラを解消できる。また、領域Ｃにおける擦りキズを摺擦キズで覆って目立たなくすることによって、記録材の縁に起因する低光沢スジも解消できる。

ここで、荒らしローラ９３によって定着ローラ４０に細かい摺擦傷を付けるには、定着ローラ４０と荒らしローラ９３との間に大きな周速差を設ける必要がある。このため、第１実施形態では荒らしローラ９３を定着ローラ４０に対してカウンター方向に回転させた。また、第２実施形態では駆動機構３６に増速ギア列を配置して、ウイズ方向でも必要な相対速度３３０ｍｍ／ｓｅｃを確保している。

また、定着ローラ４０に対して荒らしローラ９３が常時圧接していると、定着ローラ４０に連れ回るトナ−の融着塊や各種添加材によって荒らしローラ９３が汚染されてしまう。このため、荒らしローラ９３は、定着ローラ４０に対して離間が可能に構成され、荒らし動作を行わない期間は離間させている。

ところで、表層に多数の研磨粒子を配置した荒らしローラ９３が定着ローラ４０の表面を摺擦しているとき、定着装置９の構成上、荒らしローラ９３と定着ローラ４０とのアライメントが若干ずれている。加圧バネ４８による定着ローラ４０に対する荒らしローラ９３の加圧力バランスは元々ずれている。このため、荒らしローラ９３は、定着ローラ４０の軸方向の片側に移動してベアリング４５にＥ形止め輪６２を押し付けた状態で回転している。

その後、定着ローラ４０が所定の表面状態に回復すると、一対のカム５６が回転してそれぞれの退避アーム５２を回動させることにより、荒らしローラ９３が定着ローラ４０から離間する。このとき、組み立て誤差や部品差に起因して、退避アーム５２が支持アーム４６を回動させるタイミングがずれていると、定着ローラ４０に対する荒らしローラ９３の加圧力バランスが変化する。この加圧力バランスの変化が、荒らしローラ９３を軸方向のそれまでの型寄り方向とは逆方向に移動させる可能性がある。

また、荒らしローラ９３を離間する過程では、荒らしローラ９３が片側に突き当たった状態の寄り力が開放されるので、荒らしローラ９３は、定着ローラ４０に対してわずかに軸方向に移動しながら離間する。

また、図４に示すように、支持アーム４６が回動軸４７によって支持される位置と、加圧バネ４８が支持アーム４６を引っ張る力とは同一平面上に無いため、加圧バネ４８は支持アーム４６にねじり力Ｆｒを作用している。そして、圧接状態では、定着ローラ４０が荒らしローラ９３に作用する反力Ｆｐによって、加圧バネ４８のねじり力Ｆｒは相殺されている。

しかし、離間に伴って反力Ｆｐが喪失すると、加圧バネ４８によるねじり力Ｆｒが荒らしローラ９３を軸方向に押し込む。このとき、荒らしローラ９３の軸方向の両端における離間タイミングが完全に一致していれば、軸方向の両端に作用するねじり力Ｆｒが相殺して何も起こらないが、完全に一致することは有り得ない。

つまり、荒らしローラ９３の軸方向の両端のうち先行する一端が離間した際には、荒らしローラ９３が反対側へ向かって移動し、その後、反対側が離間すると荒らしローラ９３が先行して離間した側へ押し戻される。往復の移動量は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であった。

これらのメカニズムによって、定着ローラ４０から荒らしローラ９３を離間させる際には、荒らしローラ９３が軸方向に移動して、定着ローラ４０に荒らし動作を通じて形成した摺擦面とは筋目の違う摺擦痕が形成されてしまう。例えば、荒らしローラ９３と定着ローラ４０とを停止状態で離間させた場合、荒らしローラ９３は、軸方向に０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ移動して、定着ローラ４０の表面に軸方向の無数の０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの摺擦キズをつけてしまう。

そして、荒らしローラ９３が離間した位置と周囲とで定着ローラ４０の表面性状に差ができると、当然、定着ローラ４０の表面性状が写し取られる定着画像の表面性状にも差ができて光沢ムラとなってしまう。

そこで、上述したように、荒らしローラ９３が定着ローラ４０から離間する際には、離間し終わるまで、定着ローラ４０及び荒らしローラ９３は、荒らし動作中と等しく高い表面速度差を持って回転している。

このため、荒らしローラ９３が定着ローラ４０から離間する際に軸方向へ移動しても、定着ローラ４０の離型層４０ｃには、軸方向の摺擦傷が付かない。せいぜい周方向に長い斜め方向の摺擦傷になる程度で収まる。このため、離間した部分の表面状態は、定着ローラ４０の表面における隣接領域の表面状態とほとんど差がなくなる。よって、荒らしローラ９３の離間時に発生する定着ローラ４０の表面の摺擦傷むらによる定着画像のキズや光沢ムラを解消できる。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の主要部の斜視図である。 荒らし回転体としての荒らしローラの断面構成の説明図である。 荒らしローラの離間機構の斜視図である。 定着装置の構成の説明図である。 荒らしローラの駆動機構の説明図である。 定着ローラの荒らし制御のフローチャートである。 定着ローラの荒らし仕上げ状態の説明図である。 第２実施形態の画像形成装置における駆動機構の説明図である。 第２実施形態における定着ローラの荒らし制御のフローチャートである。 定着装置で小サイズの記録材を定着処理している状態の説明図である。 定着ローラに形成される擦りキズの説明図である。 定着ローラを定期的に荒らし処理する効果の説明図である

符号の説明

９ 定着装置
３１ 離間手段（離間機構）
３５、３６ 駆動手段（駆動機構）
４０ 加熱部材（定着ローラ）
４１ 加圧部材（加圧ローラ）
４９、５０、５１ 歯車列（荒らしローラ駆動伝達ギア、荒らしローラ駆動入力ギア、アイドラギア）
７５ 電磁クラッチ
９３ 摺擦回転体（荒らしローラ）
１００ 画像形成装置
１１０ 制御手段（制御部）

Claims (2)

1. 記録材上のトナー像を加熱するため記録材を挟持搬送する加熱回転体及び加圧回転体を有する画像加熱装置において、
   加熱回転体に当接してその表面を荒らす荒らし回転体と、
   この荒らし回転体を加熱回転体に対し接離させる接離手段と、を有し、
   この接離手段は、加熱回転体が回転しているとき荒らし回転体を離間させることを特徴とする画像加熱装置。
2. 前記荒らし回転体への駆動伝達を遮断可能なクラッチ手段を備えて前記荒らし回転体を前記加熱回転体の回転方向とは逆方向に回転駆動する駆動手段を有し、
   前記クラッチ手段を作動させることで前記荒らし回転体が前記加熱回転体に従動回転しているとき前記接離手段は前記荒らし回転体を前記加熱回転体から離間させることを特徴とする請求項１記載の画像加熱装置。

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