JP2014228789A - 定着装置、画像形成装置および表面回復方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップを招くことなく、定着面側部材に発生する紙エッジ傷を修復でき、紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止することが可能な定着装置、画像形成装置および表面回復方法を提供する。
【解決手段】トナー像が形成された用紙Ｓの定着面側に配置される定着ベルト６１と、定着ベルト６１に圧接された状態において用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップＮＰを形成する下加圧ローラー６５と、定着ニップＮＰの定着ニップ幅を変更する定着ニップ幅変更部６８と、定着ニップ幅が、定着時における定着ニップ幅より狭くなるように定着ニップ幅変更部６８を制御するとともに、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させることにより、定着ベルト６１の表面状態を回復させる制御部１００とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の定着装置、画像形成装置および表面回復方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接又は間接的に用紙に転写させた後、加熱、加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。

このようにトナー像を定着させる定着装置としては、定着ローラーや定着ベルト等の定着面側部材と、定着面側部材に圧接される加圧ローラーや加圧ベルト等の裏面側支持部材とによって形成された定着ニップで、トナー像が転写された用紙を通紙しながら、加熱および加圧する熱定着方式の定着装置がある。

ところで、定着ニップに厚紙または表面の粗い用紙を通紙すると、定着面側部材の表面において用紙の両端部が接する位置に紙エッジ傷が発生するという問題が知られている。そして、この紙エッジ傷が発生している部分よりも画像形成範囲が大きな用紙に対して画像を形成する際に、紙エッジ傷により用紙幅方向に均一な定着処理が施されず、定着後の画像に光沢ムラが発生する。より具体的には、紙エッジ傷が発生している部分で定着処理が施された画像の光沢度が、紙エッジ傷が発生していない部分で定着処理が施された画像の光沢度よりも低くなる。

上記問題に対して、特許文献１には、ニップ部において定着部材（定着面側部材）と加圧部材（裏面側支持部材）とに速度差を設けて双方の部材を摺擦させることで、定着面側部材や裏面側支持部材の表面のクリーニングを行う技術が開示されている。

また、特許文献２には、定着ローラ（定着面側部材）の表面性を回復させて定着性能を改善する回復手段（リフレッシュローラ）を設けた技術が開示されている。

特開２０１０−２１７４６６号公報 特開２００８−２０７９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、定着面側部材と裏面側支持部材との間に形成される定着ニップの状態によっては、定着面側部材の表面と裏面側支持部材の表面とが滑りにくくなり、定着面側部材と裏面側支持部材とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができない場合がある。この場合、定着面側部材と裏面側支持部材とを十分に摺擦させることができないため、定着面側部材に発生する紙エッジ傷を修復できず、当該紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止できないという問題があった。

また、特許文献２に記載の技術では、定着面側部材の表面性を回復させるための専用手段を新たに設ける必要があるため、定着装置のコストアップを招いてしまうという別の問題が発生してしまう。

本発明は、コストアップを招くことなく、定着面側部材に発生する紙エッジ傷を修復でき、紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止することが可能な定着装置、画像形成装置および表面回復方法を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、
トナー像が形成された用紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
前記定着面側部材に圧接された状態において前記用紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
前記定着ニップの定着ニップ幅を変更する定着ニップ幅変更部と、
前記定着ニップ幅が、定着時における前記定着ニップ幅より狭くなるように前記定着ニップ幅変更部を制御するとともに、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを異なる周速度で回転させることにより、前記定着面側部材の表面状態を回復させる制御部と、
を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴とする。

本発明に係る表面回復方法は、
トナー像が形成された用紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
前記定着面側部材に圧接された状態において前記用紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
を備える定着装置における前記定着面側部材の表面回復方法であって、
前記定着ニップの定着ニップ幅を、定着時における前記定着ニップ幅より狭くなるように変更させる第１のステップと、
前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを異なる周速度で回転させる第２のステップと、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、定着面側部材の表面と裏面側支持部材の表面とが滑りやすい状態となるため、定着面側部材と裏面側支持部材とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができる。また、定着面側部材の表面に発生した紙エッジ傷を修復するための専用手段を新たに設ける必要がないため、定着装置のコストアップを招くことがない。したがって、コストアップを招くことなく、定着面側部材に発生する紙エッジ傷を修復でき、紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止することが可能な定着装置、画像形成装置および表面回復方法を提供することができる。

本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の定着部の構成を概略的に示す図である。 本実施の形態における画像形成装置の表面回復処理を示すフローチャートである。 本実施の形態における定着ニップの定着ニップ幅と定着ベルトの表面回復状況との関係を示す図である。 本実施の形態における表面回復処理を行う際の条件と定着ベルトの表面回復状況との関係を示す図である。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［画像形成装置１の構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す。図１、２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

制御部１００が感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３は一定の周速度で回転する。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）に対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング部４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面（トナー像が形成されている面）側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、及び加熱源６０Ｃ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。定着部６０の詳細については後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対を有する。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

［定着部６０の構成］
次に、図３を参照し、定着部６０の構成について説明する。図３は、定着部６０の構成を概略的に示す図である。

なお、定着部６０および制御部１００は、定着装置として機能する。定着部６０および制御部１００は、ユニットとして構成されて画像形成装置１に取り付けられても良いし、それぞれが別々に画像形成装置１に組み込まれて、定着装置として機能するものであっても良い。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２、上加圧ローラー６３及び張架部材６４を有する（ベルト加熱方式）。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と上加圧ローラー６３と張架部材６４とに所定のベルト張力（例えば、４００［Ｎ］）で張架されている。

定着ベルト６１は、例えば外径が１２０［ｍｍ］であり、厚さ７０［μｍ］のＰＩ（ポリイミド）からなる基体の外周面を弾性層として厚さ２００［μｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ３０［°］）で被覆し、さらに、表層に厚さ３０［μｍ］の耐熱性樹脂であるＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）のチューブを被覆またはコーティングをしてなる。定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５とともに、定着ニップＮＰを形成する。

定着ベルト６１は、トナー像が形成された用紙Ｓに接触して、当該トナー像を用紙Ｓに定着温度（例えば、１６０〜２００［℃］）で加熱定着する。ここで、定着温度とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種等によって異なる。

加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する。加熱ローラー６２は、定着ベルト６１を加熱する加熱源６０Ｃ（ハロゲンヒーター）を内蔵している。加熱ローラー６２は、その外径が５８［ｍｍ］であり、例えば、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金における外周面をＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆されている。

加熱源６０Ｃの温度は、制御部１００によって制御される。加熱源６０Ｃによって加熱ローラー６２が加熱され、その結果、定着ベルト６１が加熱される。

上加圧ローラー６３は、例えば外径が７０［ｍｍ］であり、鉄等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層として厚さ２０［ｍｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度：Ａｓｋｅｒ−Ｃ３５［°］）で被覆し、さらに、厚さ５〜３０［μｍ］の低摩擦で耐熱性樹脂であるＰＴＦＥでコーティングした樹脂層で被覆したものである。

上加圧ローラー６３は、定着部６０における主駆動源（モーターＭ３）により駆動回転する下加圧ローラー６５に定着ベルト６１を介して圧接される。上加圧ローラー６３には、制動トルク発生部６６が接続されている。制動トルク発生部６６は、制御部１００からの制御命令を受けて、矢印Ｇに示す制動トルクを発生させる。制動トルク発生部６６は、例えば上加圧ローラー６３の従動回転を機械的に抑制することによって上加圧ローラー６３および定着ベルト６１の周速を減速させるためのブレーキ手段（例えば、モーターを用いたブレーキ装置）で構成される。

下側定着部６０Ｂは、例えば裏面側支持部材である下加圧ローラー６５を有する（ローラー加圧方式）。下加圧ローラー６５は、その外径が７０［ｍｍ］であり、アルミニウム等から形成された円筒状の芯金の外周面を、弾性層として厚さ１〜３［ｍｍ］の耐熱性のシリコンゴム（硬度：ＪＩＳ−Ａ３０［°］）で被覆し、さらに、厚さ３０〜１００［μｍ］のＰＦＡチューブの樹脂層で被覆したものである。

駆動モーターＭ３は、制御部１００からの制御命令を受けて、下加圧ローラー６５を矢印Ｅ方向（反時計回り方向）に回転させる。駆動モーターＭ３の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等）は、制御部１００によって行われる。下加圧ローラー６５の周速度は、例えば４６０［ｍｍ／ｓ］である。

下加圧ローラー６５には、ハロゲンヒーター等の加熱源（図示せず）が内蔵されている。この加熱源が発熱することにより、下加圧ローラー６５は加熱される。制御部１００は、加熱源に供給する電力を制御し、下加圧ローラー６５を所定温度（例えば、８０〜１２０［℃］）に制御する。

下加圧ローラー６５の回転軸端部６５Ａには、押圧ばね８０および回転可能なスライドカム８２を介して駆動モーターＭ４が接続されている。駆動モーターＭ４は、制御部１００からの制御命令を受けて、スライドカム８２を軸８４中心で回転させる。駆動モーターＭ４がスライドカム８２を回転させることによって、押圧ばね８０は、下加圧ローラー６５を矢印Ｆ方向に付勢する。スライドカム８２の回転位置に応じて、下加圧ローラー６５は、定着ベルト６１に対して圧接または離間される。定着ベルト６１に対して下加圧ローラー６５が圧接状態にある場合、スライドカム８２の回転位置に応じて、下加圧ローラー６５が定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３の弾性層に食い込む量が変化する。これにより、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に形成される定着ニップＮＰの定着ニップ幅ｄ、つまり用紙Ｓの搬送方向に沿った定着ニップＮＰの長さが変化する。具体的には、上加圧ローラー６３の弾性層に対する下加圧ローラー６５の食い込み量が大きくなるに伴い定着ニップＮＰの定着ニップ幅ｄは広くなる一方、下加圧ローラー６５の食い込み量が小さくなるに伴い定着ニップＮＰの定着ニップ幅ｄは狭くなる。

すなわち、駆動モーターＭ４、スライドカム８２および押圧ばね８０は、定着ニップＮＰの定着ニップ幅を変更する定着ニップ幅変更部６８として機能する。

下加圧ローラー６５は、定着ニップ幅変更部６８によって、定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３に所定の定着荷重（例えば、２６５０［Ｎ］）で圧接される。このようにして、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間には、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップＮＰが形成される。

下加圧ローラー６５が矢印Ｅ方向に駆動回転すると、定着ベルト６１が矢印Ｂ方向（時計回り方向）に従動回転する。これに伴い、上加圧ローラー６３は矢印Ｃ方向（時計回り方向）に従動回転する。定着時は、制動トルク発生部６６は動作せず、定着ベルト６１の周速度は、下加圧ローラー６５の周速度と同等（例えば４６０［ｍｍ／ｓ］）となる。一方、定着ベルト６１の表面回復処理時は、制動トルク発生部６６によって上加圧ローラー６３および定着ベルト６１の従動回転が抑制され、定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５よりも遅い周速度で回転する。すなわち、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に周速差が生じる。本実施の形態では、制御部１００は、制動トルク発生部６６を制御し、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に設ける周速差に応じて、制動トルクの大きさを設定する。周速差を大きくする場合は制動トルクを増大させればよく、周速差を小さくする場合は制動トルクを減少させればよい。

前述したように、定着ニップＮＰに厚紙または表面の粗い用紙Ｓを通紙すると、定着ベルト６１の表面において用紙Ｓの両端部が接する位置に紙エッジ傷が発生する。そして、この紙エッジ傷が発生している部分よりも画像形成範囲が大きな用紙Ｓに対して画像を形成する際に、紙エッジ傷により用紙幅方向に均一な定着処理が施されず、定着後の画像に光沢ムラが発生する。

これに対して、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに周速差を設けて回転駆動させることにより双方を摺擦させ、紙エッジ傷が発生する定着ベルト６１の表面を回復させる技術が知られている。しかしながら、この技術を適用しても、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に形成される定着ニップＮＰの状態によっては、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りにくくなり、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに所望の周速差を設けて定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させることができない場合がある。この場合、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを十分に摺擦させることができないため、定着ベルト６１に発生する紙エッジ傷を修復できず、当該紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止できない。

そこで、本実施の形態では、制御部１００は、定着ニップＮＰの定着ニップ幅が、用紙Ｓの定着時における定着ニップ幅より狭くなるように定着ニップ幅変更部６８を制御する。この状態で、制御部１００は、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに周速差を設けて回転駆動させることにより双方を摺擦させる。定着ニップＮＰの定着ニップ幅が、定着時における定着ニップ幅より狭くなる結果、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りやすい状態となるため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができる。そのため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを十分に摺擦させることができ、定着ベルト６１に発生する紙エッジ傷を十分に均して修復させることができる。よって、その後、画像形成範囲が大きな用紙Ｓに対して画像を形成する際に、紙エッジ傷により用紙幅方向に均一な定着処理が施されず、定着後の画像に光沢ムラが発生することを確実に防止することができる。

［画像形成装置１の表面回復処理］
次に、図４のフローチャートを参照し、本実施の形態における画像形成装置１の表面回復処理を説明する。なお、図４に示す表面回復処理は、例えば定着される用紙Ｓの紙幅、ひいては画像形成範囲が現在よりも大きくなるタイミングで実行される。

まず、制御部１００は、定着ニップＮＰの定着ニップ幅が、定着時における定着ニップ幅（例えば、２３〜２４［ｍｍ］）より狭くなるように定着ニップ幅変更部６８を制御する（ステップＳ１００）。本実施の形態では、定着ニップＮＰの定着ニップ幅を、定着時における定着ニップ幅の１／２〜１／３（例えば、８〜１１［ｍｍ］）程度に変更する。これにより、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りやすい状態となる。

次に、制御部１００は、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に周速差（例えば、５〜５０［ｍｍ／ｓ］、下加圧ローラー６５の線速度の１〜１０［％］に相当）を設け、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を所定時間（例えば、３［分］）回転駆動させる（ステップＳ１２０）。本実施の形態では、制御部１００は、下加圧ローラー６５を駆動回転させた状態で、制動トルク発生部６６を制御し、下加圧ローラー６５の駆動回転に伴う定着ベルト６１の従動回転を抑制する制動トルクを発生させる。これにより、定着ベルト６１は、下加圧ローラー６５よりも遅い周速度となる。すなわち定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させることができる。

表面回復処理の時間（定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる時間）は、定着ニップ幅に応じて設定される。つまり、定着ニップ幅が大きい程、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との摩擦力が大きくなり、両者の速度差がつきにくくなるため、表面回復に要する時間は長く設定する必要がある。さらに、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の耐久性を考慮しつつ、表面回復処理の効果を確実に得る観点から、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる時間は、１分〜９０分の範囲で設定されることが好ましい。後述する実施例でも説明するが、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる時間は、３［分］に設定されることが好ましい。

また、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる際、定着ベルト６１を予め設定された設定温度（８０〜２３０［℃］）に制御することが好ましい。定着ベルト６１の温度が８０［℃］未満である場合、定着ベルト６１や下加圧ローラー６５に残ったトナー屑などが軟化していないため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との摺擦により、定着ベルト６１の表面や下加圧ローラー６５の表面に傷が付いてしまうときがあるからである。また、定着ベルト６１の温度が８０［℃］未満である場合、上加圧ローラー６３の弾性層の径が減少する。つまり、上加圧ローラー６３の弾性層に対する下加圧ローラー６５の食い込み量が小さくなって定着ニップＮＰの定着ニップ幅が減少する。そのため、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面との間に滑りが生じ過ぎて、定着ベルト６１の表面にスクラッチ傷が付いてしまうときがあるからである。また、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５に使用されるシリコンゴムの耐熱温度が２３０［℃］であることから、定着ベルト６１の設定温度の上限を２３０［℃］にする。

後述する実施例でも説明するが、定着ベルト６１の表面回復時の設定温度は定着時の設定温度（定着温度）と同等（例えば１８０［℃］）にすることが好ましい。これにより、表面回復処理を実行した後、通常のプリント動作に移行するとき、定着ベルト６１の温度を変更することが不要となるため、都合が良い。なお、定着ベルト６１の温度が８０［℃］未満である場合、表面回復処理を開始できないよう、プロテクト手段をソフトウェア的に設けておくことが好ましい。

また、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる際、例えば冷却ファン等を用いて、下加圧ローラー６５を８０〜１２０［℃］程度に冷却しながら動作させることが好ましい。表面回復処理は、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを圧接した状態で実施するため、下加圧ローラー６５の表面温度が上昇する。下加圧ローラー６５の表面温度が上昇した状態において用紙Ｓ（例えば、コート紙）に対する通常のプリント動作を実行すると、用紙Ｓを加熱し過ぎることによるブリスタが発生する。このブリスタの発生を防止するため、通常のプリント動作中は、下加圧ローラー６５の表面温度を、８０〜１２０［℃］程度に維持する必要がある。表面回復処理中の下加圧ローラー６５の表面温度を８０〜１２０［℃］程度に維持することにより、表面回復処理後の通常プリントモードへの移行時間を短縮することができる効果がある。

最後に、制御部１００は、ステップＳ１００において変更された定着ニップ幅が、用紙Ｓの定着時における定着ニップ幅に戻るように定着ニップ幅変更部６８を制御する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の処理が完了することによって、画像形成装置１は図４における処理を終了する。

［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、トナー像が形成された用紙Ｓの定着面側に配置される定着ベルト６１と、定着ベルト６１に圧接された状態において用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップＮＰを形成する下加圧ローラー６５と、定着ニップＮＰの定着ニップ幅を変更する定着ニップ幅変更部６８と、定着ニップ幅が、定着時における定着ニップ幅より狭くなるように定着ニップ幅変更部６８を制御するとともに、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させることにより、定着ベルト６１の表面状態を回復させる制御部１００とを備える。

このように構成した本実施の形態によれば、定着ベルト６１の表面状態を回復させる処理が行われる場合、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りにくくなる定着時とは異なり、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りやすい状態となるため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができる。そのため、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを十分に摺擦させることができ、定着ベルト６１に発生する紙エッジ傷を十分に均して修復させることができる。よって、その後、画像形成範囲が大きな用紙Ｓに対して画像を形成する際に、紙エッジ傷により用紙幅方向に均一な定着処理が施されず、定着後の画像に光沢ムラが発生することを防止することができる。また、定着ベルト６１の表面に発生した紙エッジ傷を修復するための専用手段を新たに設ける必要がないため、定着装置のコストアップを招くことがない。以上より、コストアップを招くことなく、定着ベルト６１に発生する紙エッジ傷を修復でき、紙エッジ傷に起因する光沢ムラの発生を確実に防止することができる。

［変形例］
なお、上記実施の形態では、定着ベルト６１を下加圧ローラー６５に従動させるとともに、定着ベルト６１の従動回転を抑制する制動トルクを発生させることによって、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、定着ベルト６１の駆動回転に伴い下加圧ローラー６５が従動回転する構成を採用することもできる。この場合、定着ベルト６１を駆動回転させた状態において、下加圧ローラー６５の従動回転を抑制する制動トルクを発生させることによって、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させることができる。また、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５をそれぞれ駆動回転させる構成を採用し、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に周速差を設ける設定を行い、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させても良い。

また、上記実施の形態では、定着ベルト６１の表面回復処理を、定着ニップＮＰに通紙される用紙Ｓの紙幅が現在よりも大きくなるタイミング大きくなるタイミングで実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作部２２においてユーザーによる表面回復処理の実行操作が受け付けられた場合、または、印刷ジョブによる画像形成処理が終了した場合に、定着ベルト６１の表面回復処理を自動的に行っても良い。

また、上記実施の形態において、表面回復処理を行う際の条件として、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる時間、定着ベルト６１の設定温度をユーザーが変更可能に設定できるようにしても良い。例えば、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転駆動させる時間、定着ベルト６１の設定温度について、以下の（１）〜（３）の条件の中から何れか１つをユーザーが任意に選択できるようにしても良い。
（１）６［分］，１６０［℃］
（２）３［分］，１８０［℃］
（３）２［分］，２００［℃］

また、上記実施の形態において、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させる場合、定着ベルト６１の周速度を測定し、その測定結果に応じて、定着ベルト６１の従動回転を抑制する制動トルクの大きさを制御しても良い。具体的には、定着ベルト６１の周速度が所望の周速度より遅い（周速差が大きい）場合には、制動トルクの大きさを減少させることにより定着ベルト６１の周速度を加速させる。一方、定着ベルト６１の周速度が所望の周速度より早い（周速差が小さい）場合には、制動トルクの大きさを増大させることにより定着ベルト６１の周速度を減速させる。定着ベルト６１の周速度を測定するため、エンコーダーを用いて、上加圧ローラー６３の回転数を測定しても良いし、レーザードップラー速度計を用いて、定着ベルト６１の表面速度を測定しても良い。

また、上記実施の形態において、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを異なる周速度で回転させる場合、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との周速差が、所定の周速差となるように定着ニップ幅を制御しても良い。具体的には、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との周速差が所定の周速差より大きい場合には、定着ニップ幅を大きくさせることにより、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とを滑りにくい状態として周速差を減少させる。一方、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との周速差が所定の周速差より小さい場合には、定着ニップ幅を小さくさせることにより、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とは滑りやすい状態とし、周速差を増加させる。

［実施例］
最後に、本発明者が行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。

［実施例に係る画像形成装置の構成］
実験用の画像形成装置としては、図１〜３の構成を有する画像形成装置１００を用いた。

［第１の実験方法］
第１の実験では、定着ニップ幅２３［ｍｍ］の定着ニップＮＰに厚紙または表面の粗い用紙Ｓを通紙させることによって、定着ベルト６１の表面において紙エッジ傷を発生させた。その後、定着ベルト６１の表面状態を回復させる処理を行う際、定着ニップＮＰの定着ニップ幅を６〜１２［ｍｍ］のそれぞれの値に設定し、下加圧ローラー６５を回転駆動させた。下加圧ローラー６５の回転駆動中、上加圧ローラー６３および定着ベルト６１の従動回転を抑制するための制動トルク（一定値）を発生させた。定着ニップ幅が大きい程、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とは滑りにくい状態となるので、周速差は小さくなる。図５は、定着ベルト６１の表面回復状況、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の回転状況を下記評価基準により評価した結果を示す。

（定着ベルト６１の表面回復状況）
○：定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復された。
×：定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復されなかった。

（定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の回転状況）
○：定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の回転不良は発生しなかった。
×：定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の回転不良は発生した。

［第１の実験結果］
図５に示すように、定着ニップＮＰの定着ニップ幅が８〜１１［ｍｍ］である場合、定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復された。一方、定着ニップＮＰの定着ニップ幅が１２［ｍｍ］である場合、定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復されなかった。これは、定着ニップ幅が広くなることに伴い、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面とが滑りにくくなり、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができなかったからと考えられる。定着ニップ幅が１２［ｍｍ］より大きい場合も同様の結果（紙エッジ傷が修復されない結果）が得られると考えられる。一方、定着ニップＮＰの定着ニップ幅が６〜７［ｍｍ］と小さい場合、定着ベルト６１の表面と下加圧ローラー６５の表面との間に滑りが生じ過ぎて、下加圧ローラー６５の駆動回転に定着ベルト６１が従動しにくい状況となった。つまり、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５の回転不良が発生し、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５とに所望の速度差を設けて回転駆動させることができなかった。これにより、定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復されなかった。定着ニップ幅が６［ｍｍ］より小さい場合も同様の結果（紙エッジ傷が修復されない結果）が得られると考えられる。前述したように、定着ニップ幅が小さい場合には、定着ベルト６１の表面にスクラッチ傷が付き、定着工程でスクラッチ傷が転写され画像不良を発生させるおそれがある。定着ベルト６１の表面にスクラッチ傷が付かないようにするため、定着ニップ幅が小さい場合には、定着ベルト６１の従動回転を抑制する制動トルクの大きさを小さく設定することが考えられる。制動トルクの大きさを小さく設定することにより、定着ベルト６１と下加圧ローラー６５との間に作用する滑りが減少し、定着ベルト６１が下加圧ローラー６５の駆動回転に従動回転しやすくなるからである。

［第２の実験方法］
第２の実験では、定着ニップ幅２３［ｍｍ］の定着ニップＮＰに厚紙または表面の粗い用紙Ｓを通紙させることによって、定着ベルト６１の表面において紙エッジ傷を発生させた。その後、定着ベルト６１の表面状態を回復させる処理を行う際の条件として、定着ベルト６１の温度と、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転させる時間とを変化させた。また、定着ニップ幅は９［ｍｍ］、周速差は１４［ｍｍ／ｓ］で同じとした。図６は、定着ベルト６１の表面回復状況を下記評価基準により評価した結果を示す。

（定着ベルト６１の表面回復状況）
○：定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復された。
×：定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復されなかった。
＊：定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷は修復されなかった。さらに、定着ベルト６１の表面にスクラッチ傷が発生した。

［第２の実験結果］
図６に示すように、定着ベルト６１の温度が高くなればなるほど、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転させる時間が長くなればなるほど、定着ベルト６１に発生した紙エッジ傷が修復される傾向にあることを確認できた。特に、定着ベルト６１の温度が１８０［℃］で、定着ベルト６１および下加圧ローラー６５を回転させる時間が３［分］以上であれば、紙エッジ傷の修復効果を得られることがわかった。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６３ 上加圧ローラー
６４ 張架部材
６５ 下加圧ローラー
６６ 制動トルク発生部
６８ 定着ニップ幅変更部
７１ 通信部
７２ 記憶部
８０ 押圧ばね
８２ スライドカム
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
ＮＰ 定着ニップ

Claims (11)

1. トナー像が形成された用紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
   前記定着面側部材に圧接された状態において前記用紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
   前記定着ニップの定着ニップ幅を変更する定着ニップ幅変更部と、
   前記定着ニップ幅が、定着時における前記定着ニップ幅より狭くなるように前記定着ニップ幅変更部を制御するとともに、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを異なる周速度で回転させることにより、前記定着面側部材の表面状態を回復させる制御部と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記定着面側部材は、前記裏面側支持部材の駆動回転に伴い従動回転し、
   前記定着面側部材の従動回転を抑制する制動トルクを発生させる制動トルク発生部を備え、
   前記制御部は、前記裏面側支持部材を駆動回転させるとともに、前記制動トルクを発生させるように前記制動トルク発生部を制御することによって、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを異なる周速度で回転させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材との周速差が、所定の周速差となるように前記制動トルクを制御することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材との周速差が、所定の周速差となるように前記定着ニップ幅を制御することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記定着ニップ幅に基づいて、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを回転させる時間を設定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記制御部は、前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを回転させる時間を１分〜９０分の範囲で設定することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記制御部は、前記定着面側部材の表面状態を回復させる処理を行う場合、前記定着面側部材を予め設定された設定温度に制御することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の定着装置。
8. 前記制御部は、定着される前記用紙の紙幅が現在よりも大きくなるタイミングで、前記定着面側部材の表面状態を回復させる処理を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の定着装置。
9. 前記定着面側部材は、定着ベルトであることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. トナー像が形成された用紙の定着面側に配置される定着面側部材と、
    前記定着面側部材に圧接された状態において前記用紙を狭持して搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
    を備える定着装置における前記定着面側部材の表面回復方法であって、
    前記定着ニップの定着ニップ幅を、定着時における前記定着ニップ幅より狭くなるように変更させる第１のステップと、
    前記定着面側部材と前記裏面側支持部材とを異なる周速度で回転させる第２のステップと、
    を有することを特徴とする表面回復方法。

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