JP2016177076A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材に付着する半溶融トナー成分の除去を適切に行って、異常画像を抑制する。
【解決手段】定着ベルト２４と、定着ベルト２４との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備え、ニップ部に未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐを搬送して、該未定着トナー像Ｔを記録媒体Ｐに定着する定着装置２０において、定着ベルト２４と当接して定着ベルト２４の表面を改質する定着表面改質部材３０と、定着表面改質部材３０を冷却する冷却手段４０と、を有し、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（１）の関係を満たす（定着表面改質部材温度Ｔ１≦定着部材温度Ｔ２・・・（１））。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

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未定着トナー像を定着する過程により成立している。

定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された定着部材としての定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧部材としての加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成されたニップ部（定着ニップ部）により、未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。

また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルト（定着部材）とを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録媒体に与えることで、未定着トナー像を記録媒体に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。これらの定着方式は、低速機から高速機まで、モノクロ機からカラー機に至るまで、幅広く用いられている。

このような定着装置において、未定着トナーが堆積した記録媒体を通紙することにより、定着部材の表面に異物固着あるいは付着（例えば、トナーワックス（以下、トナーＷＡＸと称す）、シリカなどのトナー外添成分、紙粉など）が発生する場合がある。そして、定着部材の表面に汚れや荒れが生じた状態での使用は、光沢ムラを生じさせ、画像の乱れ劣化を生じさせることに繋がってしまう。

これに対し、定着部材を摺擦することにより、紙粉などの異物を除去する技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、トナー像を記録材に加熱定着する定着部材と、定着部材に当接しトナー像を担持した記録材が挟み込まれる定着ニップ部を形成する加圧部材と、定着部材の表面を摺擦する摺擦部材を有し、定着部材の表面性を回復させる表面回復処理を行う表面回復手段と、摺擦部材の表面の汚れに対応して、表面回復処理の制御を行う制御部とを備えた定着装置が開示されている。

また、特許文献２には、トナーを記録媒体に定着する定着部材と、定着部材に当接して記録媒体が通過するニップを形成する加圧部材を備えた定着装置において、定着部材の表面に回転クリーニング体が当接し、更に定着部材表面の所定通紙サイズに相当する範囲の内側から外側にかけて補助クリーニング部材が当接する定着装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１，２は、定着部材の局所的な塑性変形の回復や紙粉などの異物除去に関する技術であり、定着部材に付着するトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分の除去を適切に行うことができず、除去効率に課題が残されていた。

そこで本発明は、定着部材に付着するトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分の除去を適切に行って、異常画像を抑制することができる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、加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、前記定着部材と当接して該定着部材の表面を改質する定着表面改質部材と、該定着表面改質部材を冷却する冷却手段と、を有し、前記定着表面改質部材が前記定着部材の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（１）の関係を満たす（定着表面改質部材温度Ｔ１≦定着部材温度Ｔ２・・・（１））ものである。

本発明によれば、定着部材に付着する半溶融トナー成分の除去を適切に行って、異常画像を抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。 制御部の機能ブロック図である。 本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である（第１の実施形態）。 定着ベルトのリフレッシュ動作の一例を示すフローチャートである（第１の実施形態）。 リフレッシュ動作における冷却無しの場合と冷却有りの場合との定着部材異物除去率を示すグラフである。 定着表面改質部材の構成を示す概略断面図の一例である。 定着表面改質部材を長手方向から見た概略構成図の一例である。 定着表面改質部材の軸心を有機材料とした場合と金属材料とした場合の定着部材異物除去率を示すグラフである。 定着表面改質部材を長手方向から見た概略構成図の他の例である。 定着表面改質部材の軸心端部に放熱フィンを設けない場合と設ける場合の定着部材異物除去率［％］を示すグラフである。 定着表面改質部材の構成を示す概略断面図の他の例である。 定着表面改質部材を長手方向から見た概略構成図の他の例である。 定着表面改質部材に中空部を設けない場合と、中空部を設け気流を流す場合と、中空部を設け水流を流す場合と、の定着部材異物除去率を示すグラフである。 本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である（第２の実施形態）。 定着ベルトのリフレッシュ動作の一例を示すフローチャートである（第２の実施形態）。 リフレッシュ動作における加熱無しの場合と加熱有りの場合との定着部材異物除去率を示すグラフである。 定着表面改質部材の構成を示す概略断面図の他の例である。 加熱手段を非接触加熱ヒータとした場合と中空部に加熱手段としてハロゲンヒータを配置した場合の定着表面改質部材の軸方向の温度プロファイルである。 加熱手段を非接触加熱ヒータとした場合と加熱手段を中空部に配置したハロゲンヒータとした場合の定着部材異物除去率を示すグラフである。 定着表面改質部材の構成を示す概略断面図の他の例である。

以下、本発明に係る構成を図１から図２０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および図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び制御部の構成について説明する。

画像形成装置１は、記録媒体の一例としての用紙にトナー像を定着させることにより画
像を形成する。画像形成装置１は、図１に示すように、制御部１０、画像読取部１１、作像部１２、給紙部１３、転写部１４、定着部２０（定着装置２０）、排紙部１６、および表示・操作部１７等を有している。以下、各部について説明する。

［制御部］
制御部１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１１、メインメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１０１２、ノースブリッジ（ＮＢ）１０１３、サウスブリッジ（ＳＢ）１０１４、ＡＧＰ（Accelerated Graphics Port）バス１０１５、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０１６、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１０１７、ＨＤ（Hard Disk）１０１８、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０１９、ネットワークＩ／Ｆ１０２を有している。

ＣＰＵ１０１１は、メインメモリ１０１２に記憶されたプログラムに従って、データを加工、演算したり、画像読取部１１、作像部１２、給紙部１３、転写部１４、定着部２０、排紙部１６の動作を制御したりするものである。

メインメモリ１０１２は制御部１０の記憶領域であり、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１２ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０１２ｂを有している。ＲＯＭ１０１２ａは、制御部１０の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリである。ＲＯＭ１０１２ａに記憶されているプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。ＲＡＭ１０１２ｂは、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いる。

ＮＢ１０１３は、ＣＰＵ１０１１と、ＭＥＭ−Ｐ１０１２、ＳＢ１０１４、及びＡＧＰバス１０１５とを接続するためのブリッジである。ＳＢ１０１４は、ＮＢ１０１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。

ＡＧＰバス１０１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレータカード用のバスインタフェースである。ＡＳＩＣ１０１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタ、ＡＳＩＣ１０１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）を備えている。

また、ＡＳＩＣ１０１６は、ＭＥＭ−Ｃ１０１７を制御するメモリコントローラ、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などを行う複数のＤＭＡＣ（Direct Memory Access Controller）を備えている。

ＡＳＩＣ１０１６は、ＰＣＩバスを介してＵＳＢ（Universal Serial Bus）のインターフェースに接続されている。ＡＳＩＣ１０１６は、ＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronics Engineers １３９４）のインターフェースに接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ１０１７は、コピー用画像バッファ及び符号バッファとして用いるローカルメモリである。ＨＤ１０１８は、画像データの蓄積、印刷時に用いるフォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。ＨＤＤ１０１９は、ＣＰＵ１０１１の制御にしたがってＨＤ１０１８に対するデータの読み出し又は書き込みを制御する。ネットワークＩ／Ｆ１０２は、通信ネットワークを介して情報処理装置等の外部機器と情報を送受信する。

［画像読取部］
画像読取部１１は、用紙に記載されている画像を光学的に読み取ることにより、画像情
報を生成するものである。具体的には、用紙に光を当てて、その反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Devices）、または、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）等の読取センサで受光することによって画像情報を読み取る。なお、画像情報とは、用紙等の記録媒体に形成する画像を表す情報であり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を示す電気的な色分解画像信号を用いて示されたものである。

画像読取部１１は、図１に示すように、コンタクトガラス１１１、読取センサ１１２等を有している。

コンタクトガラス１１１は、画像が記載されている用紙が載置されるものである。読取センサ１１２は、コンタクトガラス１１１に載置されている用紙に記載されている画像の画像情報を読み取るものである。

［作像部］
作像部１２は、画像読取部１１によって読み取られた画像情報、またはネットワークＩ／Ｆ１０２によって受信された画像情報に基づいて転写部１４の中間転写ベルト１４３の表面にトナーを付着させて画像（トナー像）を形成するものである。

作像部１２は、シアン（Ｃ）色のトナーを有する現像剤を用いてトナー像を形成する画像形成ユニット１２０Ｃと、マゼンタ（Ｍ）色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット１２０Ｍと、イエロー（Ｙ）色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット１２０Ｙと、ブラック（Ｋ）色のトナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット１２０Ｋと、クリア（Ｔ）トナーを用いてトナー像を形成する画像形成ユニット１２０Ｔとを備えている。すなわち、作像部１２は、作像ユニットとしての画像形成ユニットをトナー色別に複数備えている。

画像形成装置１は、各感光体ドラムに形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像（可視像化）して、各色のトナー像を最終的に記録媒体に重ね合わせた状態に転写する構成を有している。

なお、Ｃ色トナー、Ｍ色トナー、Ｙ色トナー、Ｋ色トナーのいずれか一以上のトナーを有色トナーという。

クリアトナーを用いた作像ユニットは、有色トナーを用いた作像ユニットを含めて、各作像ユニットのトナー像転写順位の最上流に位置するように配置されている。また、それぞれの有色トナーは、顔料や染料等の色材を含有した帯電性をもった樹脂粒子である。

また、クリアトナーとは、無色透明のトナーであり、記録媒体に付着された有色トナーに付着されるとその有色トナーを視認できるように構成された樹脂粒子である。また、クリアトナーは記録媒体に付着されるとその記録媒体を視認できる樹脂粒子である。クリアトナーは、たとえば、低分子量のポリエステル樹脂に二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）や二酸化チタン（ＴｉＯ_２）を外添することによって生成される。なお、クリアトナーは記録媒体または記録媒体上に付着された有色トナーを視認できる程度の量であれば、色材を含んでいてもよい。

画像形成ユニット１２０Ｃ、画像形成ユニット１２０Ｍ、画像形成ユニット１２０Ｙ、画像形成ユニット１２０Ｋ、画像形成ユニット１２０Ｔのうち任意の画像形成ユニットを「画像形成ユニット１２０」と表す。

画像形成ユニット１２０Ｃは、トナー供給部１２１Ｃ、感光体ドラム（以下、単に「感光体」ともいう）１２２Ｃ、帯電部１２３Ｃ、露光部１２４Ｃ、現像部１２５Ｃ、除電部１２６Ｃ、および清掃部１２７Ｃを備えている。

トナー供給部１２１Ｃは、Ｃ色のトナーを収容しており、現像部１２５Ｃに対してＣ色のトナーを供給するものである。トナー供給部１２１Ｃに収容されているトナーは、トナー供給部１２１Ｃ内の搬送スクリューが駆動することによって所定の量だけ現像部１２５Ｃに供給される。

感光体ドラム１２２Ｃは、帯電部１２３Ｃにより表面が一様に帯電され、制御部１０から受け取った画像情報に基づき、露光部１２４Ｃによって表面に静電潜像が形成されるも
のである。また、感光体ドラム１２２Ｃは、静電潜像が形成された表面に、現像部１２５Ｃがトナーを付着させることによってトナー像が形成される。また、感光体ドラム１２２Ｃは、中間転写ベルト１４３に接するように設けられ、中間転写ベルト１４３との接点で中間転写ベルト１４３の移動方向と同じ方向に回転するように設けられている。

帯電部１２３Ｃは、感光体ドラム１２２Ｃの表面を一様に帯電させる。露光部１２４Ｃは、帯電部１２３Ｃによって帯電された感光体ドラム１２２Ｃの表面に、制御部１０によって決定されたＣ色の網点面積率に基づいて光を照射して静電潜像を形成する。現像部１２５Ｃは、露光部１２４Ｃによって感光体ドラム１２２Ｃの表面に形成された静電潜像に対して現像剤収容部１２１Ｃに収容されているＣ色のトナーを付着させることによって現像し、トナー像を形成する。

除電部１２６Ｃは、中間転写ベルト１４３に画像が転写された後の感光体ドラム１２２Ｃの表面を除電する。清掃部１２７Ｃは、除電部１２６Ｃによって除電された感光体ドラム１２２Ｃの表面に残った転写残トナーを除去する。

画像形成ユニット１２０Ｍは、現像剤収容部１２１Ｍ、感光体ドラム１２２Ｍ、帯電部１２３Ｍ、露光部１２４Ｍ、現像部１２５Ｍ、除電部１２６Ｍ、および清掃部１２７Ｍを備えている。現像剤収容部１２１Ｍは、Ｍ色のトナーを収容している。感光体ドラム１２２Ｍ、帯電部１２３Ｍ、露光部１２４Ｍ、現像部１２５Ｍ、除電部１２６Ｍ、清掃部１２７Ｍは、それぞれ感光体ドラム１２２Ｃ、帯電部１２３Ｃ、露光部１２４Ｃ、現像部１２５Ｃ、除電部１２６Ｃ、清掃部１２７Ｃと同様の機能であるため、それらの説明を省略する（Ｙ，Ｋ，Ｔにおいても同様）。

画像形成ユニット１２０Ｙは、現像剤収容部１２１Ｙ、感光体ドラム１２２Ｙ、帯電部１２３Ｙ、露光部１２４Ｙ、現像部１２５Ｙ、除電部１２６Ｙ、および清掃部１２７Ｙを備えている。現像剤収容部１２１Ｙは、Ｙ色のトナーを収容している。

画像形成ユニット１２０Ｋは、現像剤収容部１２１Ｋ、感光体ドラム１２２Ｋ、帯電部１２３Ｋ、露光部１２４Ｋ、現像部１２５Ｋ、除電部１２６Ｋ、および清掃部１２７Ｋを備えている。現像剤収容部１２１Ｋは、Ｋ色のトナーを収容している。

画像形成ユニット１２０Ｔは、現像剤収容部１２１Ｔ、感光体ドラム１２２Ｔ、帯電部１２３Ｔ、露光部１２４Ｔ、現像部（現像装置）１２５Ｔ、除電部１２６Ｔ、および清掃部１２７Ｔを備えている。現像剤収容部１２１Ｔは、クリアトナーを収容している。

なお、現像剤収容部１２１Ｃ、現像剤収容部１２１Ｍ、現像剤収容部１２１Ｙ、現像剤収容部１２１Ｋ、現像剤収容部１２１Ｔのうち任意の現像剤収容部を「現像剤収容部１２１」と表す。また、感光体ドラム１２２Ｃ、感光体ドラム１２２Ｍ、感光体ドラム１２２Ｙ、感光体ドラム１２２Ｋ、感光体ドラム１２２Ｔのうち任意の感光体ドラムを「感光体ドラム１２２」と表す。また、帯電部１２３Ｃ、帯電部１２３Ｍ、帯電部１２３Ｙ、帯電部１２３Ｋ、帯電部１２３Ｔのうち任意の帯電部を「帯電部１２３」と表す。

また、露光部１２４Ｃ、露光部１２４Ｍ、露光部１２４Ｙ、露光部１２４Ｋ、露光部１２４Ｔのうち任意の露光部を「露光部１２４」と表す。また、現像部１２５Ｃ、現像部１２５Ｍ、現像部１２５Ｙ、現像部１２５Ｋ、現像部１２５Ｔのうち任意の現像部を「現像部１２５」と表す。また、除電部１２６Ｃ、除電部１２６Ｍ、除電部１２６Ｙ、除電部１２６Ｋ、除電部１２６Ｔのうち任意の除電部を「除電部１２６」と表す。また、清掃部１２７Ｃ、清掃部１２７Ｍ、清掃部１２７Ｙ、清掃部１２７Ｋ、清掃部１２７Ｔのうち任意の清掃部を「清掃部１２７」と表す。

［給紙部］
給紙部１３は、転写部１４に対して用紙を供給するものである。給紙部１３は、用紙収容部１３１、給紙ローラ１３２、給紙ベルト１３３、およびレジストローラ対１３４を備えている。

用紙収容部１３１は、記録媒体の一例である用紙を収容している。給紙ローラ１３２は、用紙収容部１３１に収容されている用紙を給紙ベルトの方へ移動させるために回転するように設けられている。このように設けられている給紙ローラ１３２は、収容されている用紙のうち最上段にある用紙を一枚ずつ取り出し、給紙ベルトに載置する。給紙ベルト１３３は、給紙ローラ１３２によって取り出された用紙を転写部１４に搬送する。

レジストローラ対１３４は、後述する中間転写ベルト１４３のトナー像が形成されている部分が転写部１４に到達されるタイミングで給紙ベルト１３３によって搬送された用紙を送り出すものである。

［転写部］
転写部１４は、作像部１２によって感光体ドラム１２２に形成された画像を中間転写ベルト１４３に転写し（一次転写）、中間転写ベルト１４３に転写された画像を用紙に転写する（二次転写）ものである。

転写部１４は、駆動ローラ１４１、従動ローラ１４２、中間転写ベルト１４３、一次転写ローラ１４４Ｃ、１４４Ｍ、１４４Ｙ、１４４Ｋ、１４４Ｔ、二次転写ローラ１４５、二次転写対向ローラ１４６を備えている。

駆動ローラ１４１は、従動ローラ１４２とともに中間転写ベルト１４３を掛け渡すものである。駆動ローラ１４１が駆動し回転することによって、掛け渡されている中間転写ベルト１４３が移動する。

中間転写ベルト１４３は、駆動ローラ１４１の回転とともに感光体ドラム１２２に接しながら移動する。中間転写ベルト１４３が感光体ドラム１２２に接しながら移動することによって、感光体ドラム１２２に形成された画像が中間転写ベルト１４３の表面に転写される。

一次転写ローラ１４４Ｃ、１４４Ｍ、１４４Ｙ、１４４Ｋ、１４４Ｔは、中間転写ベルト１４３を挟んで、それぞれ感光体ドラム１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｋ、１２２Ｔと対向して配置されている。二次転写ローラ１４５は、二次転写対向ローラ１４６との間に中間転写ベルト１４３と用紙を挟みこんで回転する。

［排紙部］
排紙部１６は、定着部２０でトナーが定着された用紙を画像形成装置１から排出するものであり、排紙ベルト１６１、排紙ローラ１６２、排紙口１６３、および用紙収容部１６４を有している。

排紙ベルト１６１は、定着部２０によって定着処理された用紙を排紙口１６３に向けて搬送する。排紙ローラ１６２は、排紙ベルト１６１によって搬送された用紙を排紙口１６３から排出し、用紙収容部１６４に収容する。用紙収容部１６４は、排紙ローラ１６２によって排出された用紙を収容する。

［表示・操作部］
表示・操作部１７は、パネル表示部１７１および操作部１７２を有している。パネル表示部１７１には設定値や選択画面等が表示される。また、パネル表示部１７１は、操作者からの入力を受け付けるタッチパネル等である。

操作部１７２は、画像形成にかかる諸条件を受け付けるテンキー、複写開始指示を受け付けるスタートキー等のユーザーが入力をするために操作を行うものである。

（定着装置）
以下、定着部２０の第１の実施形態である定着装置２０について説明する。本実施形態に係る定着装置は、加熱手段（ヒータ２５を備えた加熱ローラ２１）により加熱される定着部材（定着ベルト２４）と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ２３）と、を備え、ニップ部に未定着トナー像（未定着トナー像Ｔ）を担持した記録媒体（記録媒体Ｐ）を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置（定着装置２０）において、定着部材と当接して該定着部材の表面を改質する定着表面改質部材（定着表面改質部材３０）と、該定着表面改質部材を冷却する冷却手段（冷却手段４０）と、を有し、定着表面改質部材が定着部材の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（１）の関係を満たす（定着表面改質部材温度Ｔ１≦定着部材温度Ｔ２・・・（１））ものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

［構成］
図３は、定着装置２０の一例を示しており、定着ローラ２２の軸方向での概略断面図である。

定着装置２０は、加熱ローラ２１と、定着ローラ２２と、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４と、定着ローラ２２を押圧して定着ローラ２２との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備えている。また、加熱ローラ２１は、熱源としてのヒータ２５、加圧ローラ２３は、熱源としてのヒータ２６をそれぞれ内部に有している。また、テンションローラ２７は、２つのローラ部材に張架された定着ベルト２４に一定のテンションを与える役割を持つ。

定着装置２０は、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との圧接によって形成される定着ベルト２４と加圧ローラ２３とのニップ部に未定着トナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐ（用紙）を通紙して加熱定着を行うものである。なお、加熱ローラ２１、定着ローラ２２及び加圧ローラ２３は、定着装置２０の筐体の長手方向に回転可能に軸支され、各ローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。

ニップ部を通紙した記録媒体Ｐは、定着ローラ２２側に配置された分離板２８または加圧ローラ２３側に配置された分離板２９によって先端部が分離されて、次工程に排出される。なお、定着ローラ２２側、加圧ローラ２３側にそれぞれ配置される分離部材としての分離板２８、２９は、板状の部材に限られるものではなく、分離爪を用いるようにしても良い。

加熱ローラ２１は、例えば、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には熱源としてのヒータ２５が固設されている。ヒータ２５としては、例えば、ハロゲンヒータやカーボンヒータ等を用いることができる。また、ヒータ２５の両端部は、定着装置２０の筺体に固定されている。また、ヒータ２５は、加熱ローラ２１を外部から加熱する誘導加熱手段（ＩＨ加熱手段）であっても良い。

ヒータ２５は、装置本体の電源部（交流電源）により出力制御され、このヒータ２５からの輻射熱によって加熱ローラ２１が加熱される。さらに加熱ローラ２１によって加熱された定着ベルト２４の表面から記録媒体Ｐ上の未定着トナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２４の表面に対向する位置に設けられるサーモパイル等の温度センサ３１によるベルト表面温度の検知結果に基づいてなされる。温度センサの設置位置および設置数はこれに限られるものではなく、加圧ローラ２３の温度を検知する温度センサや、定着ローラ２２の温度を検知する温度センサ等を設けるとともに、これに基づいてヒータ２５，２６の制御をしてもよい。

定着ベルト２４は、定着ローラ２２と加熱ローラ２１の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に密着している。このように構成した定着ベルト２４に、定着ローラ２２に対応する箇所に加圧ローラ２３を押し当てることで、定着ニップ部を構成する。

定着ベルト２４は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂からなる層厚９０μｍのベース層上に、シリコーンゴムなどの弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。

定着ベルト２４の弾性層は、層厚が２００μｍ程度であって、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト２４の離型層は、層厚が２０μｍ程度であって、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）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）等で形成されている。定着ベルト２４の表層に離型層を設けることにより、トナー（トナー像）に対する離型性（剥離性）が確保されることになる。

また、定着ベルト２４は、例えば、厚さ９０μｍの耐熱樹脂の無端フィルムであるＰＩベルトで構成され、表層には、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）などのオフセット防止剤がコーティングされている。

定着ローラ２２は、熱源を有しておらず、金属（鉄やアルミ）などの剛性の高い芯材（芯金）を、シリコーンゴムなどの厚い弾性層で覆ったものである。

加圧ローラ２３は、定着ローラ２２と同様に、ＳＵＳ３０４等の芯金上に、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層が形成されたローラ部材である。また、円筒体の内部には熱源としてのヒータ２６が固設されている。なお、ヒータ２６を有さない構成としても良い。

定着ローラ２２と加圧ローラ２３とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ２３が定着ベルト２４を介して定着ローラ２２の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ２３と定着ベルト２４との間でニップ部が形成される。

また、駆動手段は、定着ローラ２２を時計回り方向に回転駆動させる。定着ローラ２２の回転により、定着ローラ２２に圧接する加圧ローラ２３および定着ベルト２４が同速で連れ回り回転する。

また、定着ベルト２４の外周面に、所定の圧力で定着ベルト２４に押し付けられ、定着ベルト２４の回転に連れて回転する定着表面改質部材３０を備えている。定着表面改質部材３０は、定着表面改質部材駆動手段３２により、定着ベルト２４に対して圧接／離間が可能となっている。なお、定着表面改質部材３０に回転駆動手段を備え、定着ベルト２４の回転方向と順方向もしくは逆方向に、定着ベルト２４と等速または所定の線速差をつけて回転させてもよい。

定着表面改質部材３０は、定着部材である定着ベルト２４の表面を削る、潰す、軟化させる、あるいは、定着ベルト２４の表面の異物を吸着する、あるいは、定着ベルト２４の表面に塗布剤などを塗布する機能を有する部材である。本実施形態では、定着表面改質部材３０は、摺擦部材であって、少なくとも定着ベルト２４の表面の異物であるトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する機能を有している。

また、定着表面改質部材３０の近傍には、冷却手段４０が設けられている。冷却手段４０は、例えば、冷却ファンである。冷却手段４０は、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４と当接し、定着ベルト２４の表面の異物であるトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する際に、定着表面改質部材３０を冷却する。なお、冷却手段４０は、空冷方式に限らず、液冷方式としてもよい。

定着ベルト２４のリフレッシュ動作時おいて、定着表面改質部材３０は、所定の圧力で定着ベルト２４に押し付けられて定着ベルト２４とともに回転する。そして、定着ベルト２４の表面を削り取り、定着ベルト２４の表面の異物であるトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する。

この定着表面改質部材３０の摺擦時において、冷却手段４０はオンとなり、定着表面改質部材３０の表面に気流を当てることで、定着表面改質部材３０の表面温度（定着表面改質部材温度Ｔ１）を定着ベルト２４の表面温度（定着部材温度（Ｔ２）よりも、安定して低く保つようにしている。

すなわち、リフレッシュ動作時おいて、次式（１）を満たすようにするものである。
定着表面改質部材温度Ｔ１≦定着部材温度Ｔ２ ・・・（１）
より好ましくは、リフレッシュ動作時おいて、次式（２）を満たすようにするものである。
定着表面改質部材温度Ｔ１＜定着部材温度Ｔ２ ・・・（２）

［リフレッシュ動作］
以上説明した定着装置２０の定着表面改質部材３０による定着ベルト２４のリフレッシュ動作（メンテナンス動作）について説明する。

図４は、定着ベルト２４のリフレッシュ動作の一例を示すフローチャートである。

先ず、定着表面改質部材３０を、定着部材である定着ベルト２４に所定の圧力で当接させる（Ｓ１０１）。

次いで、定着表面改質部材３０の冷却手段４０である冷却ファンをオンとして、定着表面改質部材３０の冷却を開始する（Ｓ１０２）。

次いで、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４に当接することで、定着ベルト２４の回転に連れて定着表面改質部材３０が回転し、定着ベルト２４の表面の異物、すなわち、トナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する（Ｓ１０３）。

また、除去動作が終了した後、定着表面改質部材の冷却手段４０である冷却ファンをオフとして（Ｓ１０４）、さらに、定着表面改質部材３０を定着ベルト２４から離間させて（Ｓ１０５）、一連の動作が終了する。

なお、定着表面改質部材３０を当接（Ｓ１０１）／離間（Ｓ１０５）させるタイミングと、冷却ファンのオン（Ｓ１０２）／オフ（Ｓ１０４）のタイミングは、同時であってもよいし、Ｓ１０１とＳ１０２、Ｓ１０４とＳ１０５は逆でもよい。

［定着部材異物除去率］
図５に、リフレッシュ動作において定着表面改質部材３０を冷却手段４０により冷却をしない場合（冷却無し：比較例とする）と、冷却手段４０により冷却した場合（冷却有り：実施例１とする）の定着ベルト２４の異物除去率（定着部材異物除去率［％］）を示すグラフを示す。

定着部材異物除去率は、同量のトナーＷＡＸを定着ベルト２４に付着させて、定着ベルト２４のリフレッシュ動作（図４）の前後の定着ベルト２４の重さを計測することにより算出する値であって、次式（３）で求められる。
定着部材異物除去率［％］＝（リフレッシュ動作前の定着部材重量［ｇ］−リフレッシュ動作後の定着部材重量［ｇ］）／（リフレッシュ動作前の定着部材重量［ｇ］−ＷＡＸ付着無しの状態の定着部材重量［ｇ］）×１００ ・・・（３）

図５に示すように、リフレッシュ動作において定着表面改質部材３０を冷却しない場合よりも、冷却した場合の定着部材異物除去率の方が大きいことが確認できる。

ここまで説明したように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着表面改質部材３０を有するとともに、これを冷却する冷却手段４０を有し、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４と当接する際に、積極的に定着表面改質部材３０を冷却し、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、上記式（１）、好ましくは上記式（２）の関係を満たすようにすることで、定着ベルト２４の表面に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にすることで、除去効率を向上させている。

したがって、定着部材に付着するトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を初めとする異物固着物あるいは付着物の除去を適切に行って、光沢ムラなどの異常画像を抑制することができる。

具体的には、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に温度差を設けることにより、冷却されている定着表面改質部材３０側の半溶融トナー成分は粘度が上がるので、半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０との結着力を増加させることができる。一方、定着ベルト２４側の半溶融トナー成分は粘度が低いままであるため、結着力が弱いままである。このように、定着表面改質部材３０と半溶融トナー成分の結着力を強く、定着ベルト２４と半溶融トナー成分の結着力を弱く制御することで、定着ベルト２４の表面に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にすることができるものである。

また、冷却手段４０を冷却ファンとし、定着表面改質部材３０の冷却効率を向上させることで、定着表面改質部材温度Ｔ１を安定して低く保ち、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にし、除去効率を向上させることができる。

また、定着表面改質部材温度Ｔ１は、定着部材温度Ｔ２に対して温度差を大きくして低くすればするほど、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にすることができ、除去効率を向上させることができるため好ましい。

［定着表面改質部材・冷却手段構成］
次に、定着表面改質部材３０の好ましい構成例について説明する。図６は、定着表面改質部材３０の構成を示す概略断面図の一例である。定着表面改質部材３０は、軸心３３の外周に研磨層３４が形成されて構成される。

研磨層３４は、ゴムや樹脂などのバインダー（バインダー層）３５内に砥粒３６が分散されて形成される。ここで、バインダー３５の材料としては、シリコーンゴムやフッ素樹脂などを用いることができる。また、砥粒３６の材料としては、白色アルミナ、褐色アルミナ、解砕型アルミナ、淡紅色アルミナ、緑色炭化ケイ素、黒色炭化ケイ素、ダイヤモンド、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）などを用いることができる。

このように構成された定着表面改質部材３０は、駆動手段（モータ）に接続されており、この駆動手段が回転駆動して、軸心３３を回すことで、研磨層３４と定着ベルト２４が摺擦される。このとき、研磨層３４内のバインダー３５から突起した砥粒３６によって定着ベルト２４が摺擦されることで、定着ベルト２４に付着した半溶融トナー成分を絡め取り、除去する。

軸心３３は、定着表面改質部材３０全体の支持体であり、剛性を確保するため、鉄やアルミなどの金属材料からなることが好ましい。金属材料は、有機材料や無機材料と比較し、熱伝導率が高いため、放熱しやすくく、冷却効率が高いためである。

また、図７は、定着表面改質部材３０の軸方向（長手方向）から見た場合の概略構成図の一例である。図７に示すように、軸心３３の両端側には、研磨層３４を設けないことが好ましい。このように、両端部では、軸心３３に直接気流を当てるようにすることで冷却効率をさらに向上させることができる。

図８に、定着表面改質部材３０の軸心３３を有機材料とした場合と金属材料とした場合（実施例２とする）の定着部材異物除去率［％］を示すグラフを示す。

図８より、定着表面改質部材３０の軸心３３を有機材料とした場合よりも、金属材料とした場合の方が定着部材異物除去率の方が大きいことがわかる。

このように、定着表面改質部材３０の軸心３３（芯金）を金属材料とし、定着表面改質部材３０の放熱効率を向上させることで、定着表面改質部材温度Ｔ１を安定して低く保ち、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に容易に温度差を設けることができる。よって、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にし、除去効率を向上させることが可能となる。

また、図９は、定着表面改質部材３０の軸方向（長手方向）から見た場合の概略構成図の他の例である。図９に示す例では、軸心３３の両端部に放熱フィン３７を備えるようにしている。

図９に示すように、軸心３３の端部に放熱フィン３７を設けることで、冷却手段４０からの気流が当たり放熱する部分の表面積が大きくなるので、更に冷却効率を向上させることができる。

図１０に、定着表面改質部材３０の軸心端部に放熱フィン３７を設けない場合と設ける場合（実施例３とする）の定着部材異物除去率［％］を示すグラフを示す。

図１０より、定着表面改質部材３０の軸心端部に放熱フィン３７を設けない場合より、軸心端部に放熱フィン３７を設ける場合の方が定着部材異物除去率の方が大きいことがわかる。なお、図９では、放熱フィン３７を軸心３３の両端に設けているが、片端のみに設けてもよいのは勿論である。

このように、定着表面改質部材３０の軸心端部に放熱フィン３７を設け、定着表面改質部材３０の放熱効率を向上させることで、定着表面改質部材温度Ｔ１を安定して低く保ち、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に容易に温度差を設けることができる。よって、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にし、除去効率を向上させることが可能となる。

また、図１１は、定着表面改質部材３０の構成を示す概略断面図の他の例である。図１２は、図１１に示す定着表面改質部材３０の軸方向（長手方向）から見た場合の概略構成図の他の例である。

図１１および図１２に示す定着表面改質部材３０は、軸心３３（芯金）を中空形状に加工し、中空部３８を形成したものである。そして、冷却手段４０により、図１２の矢印に示すように中空部３８に気流や水流を流すようにしたものである。なお、矢印の方向は、逆であっても良いのは勿論である。

図１３に、定着表面改質部材３０に中空部３８を設けない場合（中空無し）と、中空部３８を設け気流を流す場合（実施例４とする）と、中空部３８を設け水流を流す場合（実施例５とする）と、の定着部材異物除去率を示すグラフを示す。

図１３より、以下の順に定着部材異物除去率が大きいことがわかる。
中空有り（水流）＞中空有り（気流）＞中空無し

このように、定着表面改質部材３０に中空部３８を設けることで、熱容量が小さくなるため冷却効率を向上させることができる。よって、定着表面改質部材温度Ｔ１を安定して低く保ち、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に容易に温度差を設けることができる。したがって、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にし、除去効率を向上させることが可能となる。

また、中空部３８に気流や水流を流すことで、定着表面改質部材３０の冷却効率を更に向上させることができる。また、気流より水流の方が、定着表面改質部材３０の冷却効率が更に良いためより好ましい。

＜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。

（定着装置）
以下、定着部２０の第２の実施形態である定着装置２０について説明する。本実施形態に係る定着装置は、加熱手段（ヒータ２５を備えた加熱ローラ２１）により加熱される定着部材（定着ベルト２４）と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材（加圧ローラ２３）と、を備え、ニップ部に未定着トナー像（未定着トナー像Ｔ）を担持した記録媒体（記録媒体Ｐ）を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置（定着装置２０）において、定着部材と当接して該定着部材の表面を改質する定着表面改質部材（定着表面改質部材３０）と、該定着表面改質部材を加熱する加熱手段（加熱手段５０）と、を有し、定着表面改質部材が定着部材の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（４）の関係を満たす（定着表面改質部材温度Ｔ１≧定着部材温度Ｔ２・・・（４））ものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

［構成］
図１４は、定着装置２０の一例を示しており、定着ローラ２２の軸方向での概略断面図である。

定着装置２０は、加熱ローラ２１と、定着ローラ２２と、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４と、定着ローラ２２を押圧して定着ローラ２２との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備えている。また、加熱ローラ２１は、熱源としてのヒータ２５、加圧ローラ２３は、熱源としてのヒータ２６をそれぞれ内部に有している。また、テンションローラ２７、温度センサ３１を有している。各部の詳細は上記の通りである。

定着表面改質部材３０は、定着部材である定着ベルト２４の表面を削る、潰す、軟化させる、あるいは、定着ベルト２４の表面の異物を吸着する、あるいは、定着ベルト２４の表面に塗布剤などを塗布する機能を有する部材である。本実施形態では、定着表面改質部材３０は、摺擦部材であって、少なくとも定着ベルト２４の表面の異物であるトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する機能を有している。

また、定着表面改質部材３０の近傍には、加熱手段５０が設けられている。加熱手段５０は、例えば、加熱ヒータである。加熱手段５０は、定着表面改質部材３０が定着表面改質部材駆動手段３２により駆動されて、定着ベルト２４と当接し、定着ベルト２４の表面の異物であるトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する際に、定着表面改質部材３０を加熱する。

定着ベルト２４のリフレッシュ動作時おいて、定着表面改質部材３０は、所定の圧力で定着ベルト２４に押し付けられて定着ベルト２４とともに回転する。そして、定着ベルト２４の表面を削り取り、定着ベルト２４の表面の異物であるトナーWAXなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する。

また、定着表面改質部材３０の摺擦時において、加熱手段５０はオンとなり、定着表面改質部材３０の表面を加熱することで、定着表面改質部材３０の表面温度（定着表面改質部材温度Ｔ１）を定着ベルト２４の表面温度（定着部材温度（Ｔ２）よりも、安定して高く保つようにしている。

すなわち、リフレッシュ動作時おいて、次式（４）を満たすようにするものである。
定着表面改質部材温度Ｔ１≧定着部材温度Ｔ２ ・・・（４）
より好ましくは、リフレッシュ動作時おいて、次式（５）を満たすようにするものである。
定着表面改質部材温度Ｔ１＞定着部材温度Ｔ２ ・・・（５）

［リフレッシュ動作］
以上説明した定着装置２０の定着表面改質部材３０による定着ベルト２４のリフレッシュ動作（メンテナンス動作）について説明する。

図１５は、定着ベルト２４のリフレッシュ動作の一例を示すフローチャートである。

先ず、定着表面改質部材３０の加熱手段５０である加熱ヒータをオンとして、定着表面改質部材３０の表面が所定の温度になるまでＸ［ｓｅｃ］加熱する（Ｓ２０１）。この際、定着表面改質部材３０の表面が所定の温度に昇温するまでのＸ［ｓｅｃ］がダウンタイム（待ち時間）となる。

次いで、定着表面改質部材３０が所定の温度となったら、定着表面改質部材３０を、定着ベルト２４に所定の圧力で当接させる（Ｓ２０２）。

次いで、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４に当接することで、定着ベルト２４の回転に連れて定着表面改質部材３０が回転し、定着ベルト２４の表面の異物、すなわち、トナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を除去する（Ｓ２０３）。

また、除去動作が終了した後、定着表面改質部材の加熱手段５０である加熱ヒータをオフとして（Ｓ２０４）、さらに、定着表面改質部材３０を定着ベルト２４から離間させて（Ｓ２０５）、一連の動作が終了する。

なお、定着表面改質部材３０を離間（Ｓ２０５）させるタイミングと、加熱ヒータのオフ（Ｓ２０４）のタイミングは、同時であってもよいし、Ｓ２０４とＳ２０５は逆でもよい。

［定着部材異物除去率］
図１６に、リフレッシュ動作において定着表面改質部材３０を加熱手段５０により加熱をしない場合（加熱無し：比較例とする）と、加熱手段５０により加熱した場合（加熱有り：実施例６とする）の定着ベルト２４の異物除去率（定着部材異物除去率［％］）を示すグラフを示す。

定着部材異物除去率は、同量のトナーＷＡＸを定着ベルト２４に付着させて、定着ベルト２４のリフレッシュ動作（図１５）の前後の定着ベルト２４の重さを計測することにより算出する値であって、上記式（３）で求められる。

図１６に示すように、リフレッシュ動作において定着表面改質部材３０を加熱しない場合よりも、加熱した場合の定着部材異物除去率の方が大きいことが確認できる。

ここまで説明したように、本実施形態に係る定着装置２０は、定着表面改質部材３０を有するとともに、これを加熱する加熱手段５０を有し、定着表面改質部材３０が定着ベルト２４と当接する際に、積極的に定着表面改質部材３０を加熱し、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、上記式（４）、好ましくは上記式（５）の関係を満たすようにすることで、定着ベルト２４の表面に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にすることで、除去効率を向上させている。

したがって、定着部材に付着するトナーＷＡＸなどの粘性の高い半溶融トナー成分を初めとする異物固着物あるいは付着物の除去を適切に行って、光沢ムラなどの異常画像を抑制することができる。

具体的には、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に温度差を設けることにより、加熱される定着表面改質部材３０側の半溶融トナー成分は更に溶融が進み、定着表面改質部材３０への結着力が増加するので、定着ベルト２４の表面に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑として、除去効率を向上させることが可能となっている。

また、加熱手段５０を非接触の加熱ヒータとすることで、定着表面改質部材３０からの汚れが付着しにくく、加熱手段５０の高寿命化を図ることができる。

［定着表面改質部材・加熱手段構成］
次に、定着表面改質部材３０の好ましい構成例について説明する。図１７は、定着表面改質部材３０の構成を示す概略断面図の一例である。定着表面改質部材３０は、軸心３３（芯金）を中空形状に加工し、中空部３８を形成するとともに、中空部３８に定着表面改質部材３０の長手方向の略全域をカバーする加熱手段５０であるハロゲンヒータ５１を配置している。

図１８に、加熱手段５０を非接触加熱ヒータ（図１４、実施例６）とした場合と中空部３８に加熱手段５０としてハロゲンヒータ５１を配置した場合（図１７、実施例７とする）の定着表面改質部材３０の軸方向の温度プロファイルを示す。横軸は定着表面改質部材３０の軸方向位置（中心位置を０ｍｍとする）［ｍｍ］、縦軸は定着表面改質部材３０の表面温度［℃］を示している。

本実施形態では、定着表面改質部材３０の表面の目標温度を１８０℃として、軸方向の中心位置の温度に基づいて制御することとしている。

図１８に示すように、加熱手段５０を非接触加熱ヒータとした場合、定着表面改質部材３０の軸方向端部側では目標温度（１８０℃）に対して温度ダレが発生している。一方で、加熱手段５０を中空部３８に配置したハロゲンヒータ５１とした場合は、定着表面改質部材３０の軸方向全域をハロゲンヒータ５１がカバーしているので、軸方向で安定して目標温度（１８０℃）に近い温度となっている。

定着表面改質部材３０の表面温度が目標温度より大きく低い場合、その部分での半溶融トナー成分の除去率は低下してしまう。図１９に、加熱手段５０を非接触加熱ヒータとした場合と加熱手段５０を中空部３８に配置したハロゲンヒータ５１とした場合の定着部材異物除去率を示すグラフを示す。

図１９より、加熱手段５０を中空部３８に配置したハロゲンヒータ５１とした場合の方が、加熱手段５０を非接触加熱ヒータとした場合よりも定着部材異物除去率の方が大きいことがわかる。

このように定着表面改質部材３０を中空形状とし、加熱手段５０を中空部３８の軸方向を全てカバーできるハロゲンヒータとすることで、定着表面改質部材温度Ｔ１を軸方向全域で安定して高く保ち、定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２に容易に温度差を設けることができる。よって、定着ベルト２４に付着する半溶融トナー成分の定着表面改質部材３０への遷移を円滑にし、除去効率を向上させることが可能となる。

また、図２０は、定着表面改質部材３０の構成を示す概略断面図の他の例である。定着表面改質部材３０は、加熱手段５０として、定着表面改質部材３０の外側に発熱コイル５２を配置し、誘導加熱により、中空形状を有した金属材料の軸心３３を加熱するようにしている。

このように、定着表面改質部材３０の軸心３３を、中空部３８を有した金属材料とするとともに、加熱手段５０として定着表面改質部材３０の外周に発熱コイル５２を設けて誘導加熱とすることにより、熱応答性を向上させて、目標温度到達までの時間（ダウンタイム）を短縮することができる。なお、図１５に示したダウンタイムＸを約１／２に短縮可能であることが確認できた。

さらに、誘導加熱方式を用いる場合において、定着表面改質部材３０の中空形状の軸心３３（芯金）を整磁合金とすることが好ましい。中空形状の軸心３３を整磁合金とすることで、誘導加熱によりキュリー点以上（例えば、２００℃以上）の昇温を防止することができる。

このように、定着表面改質部材３０の軸心３３を、中空部３８を形成した整磁合金からなるようにすることで、オーバーシュートによる過昇温を防止することができる。定着表面改質部材３０がオーバーシュートにより過昇温すると、熱膨張により、定着表面改質部材３０と定着ベルト２４の当接時のトルクが上昇し、ロックする不具合が発生する可能性があるが、これを防止することが可能となる。

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。

なお、上記実施形態では、ベルト定着方式の定着装置を例に説明したが、定着装置のその他の方式、例えば、加圧ローラと定着ローラとの圧接によってニップ部を形成するローラ定着方式等の定着装置に適用したものであっても良いのは勿論である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１１ 画像読取部
１２ 作像部
１３ 給紙部
１４ 転写部
１６ 排紙部
１７ 表示・操作部
２０ 定着装置（定着部）
２１ 加熱ローラ
２２ 定着ローラ
２３ 加圧ローラ
２４ 定着ベルト
２５ ヒータ（加熱ローラ）
２６ ヒータ（加圧ローラ）
２７ テンションローラ
２８ 分離板（定着ローラ側）
２９ 分離板（加圧ローラ側）
３０ 定着表面改質部材
３１ 温度センサ
３２ 定着表面改質部材駆動手段
３３ 軸心
３４ 研磨層
３５ バインダー（バインダー層）
３６ 砥粒
３７ 放熱フィン
３８ 中空部
４０ 冷却手段
５０ 加熱手段
５１ ハロゲンヒータ
５２ 発熱コイル

特開２０１１−１７５０６７号公報 特開２００６−２５９３４１号公報

Claims (10)

1. 加熱手段により加熱される定着部材と、
   該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
   前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
   前記定着部材と当接して該定着部材の表面を改質する定着表面改質部材と、
   該定着表面改質部材を冷却する冷却手段と、を有し、
   前記定着表面改質部材が前記定着部材の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（１）の関係を満たすことを特徴とする定着装置。
   定着表面改質部材温度Ｔ１≦定着部材温度Ｔ２ ・・・（１）
2. 加熱手段により加熱される定着部材と、
   該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備え、
   前記ニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を搬送して、該未定着トナー像を記録媒体に定着する定着装置において、
   前記定着部材と当接して該定着部材の表面を改質する定着表面改質部材と、
   該定着表面改質部材を加熱する加熱手段と、を有し、
   前記定着表面改質部材が前記定着部材の表面を改質する際の定着表面改質部材温度Ｔ１と定着部材温度Ｔ２が、式（２）の関係を満たすことを特徴とする定着装置。
   定着表面改質部材温度Ｔ１≧定着部材温度Ｔ２ ・・・（２）
3. 前記冷却手段は、冷却ファンであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記定着表面改質部材の軸心端部に放熱フィンを備えることを特徴とする請求項１または３に記載の定着装置。
5. 前記定着表面改質部材は中空形状を有し、
   中空部には、気流または水流が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記加熱手段は、前記定着表面改質部材とは非接触のヒータであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
7. 前記定着表面改質部材は中空形状を有し、
   前記加熱手段は、中空部において前記定着表面改質部材の軸方向に亘って設けられるヒータであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
8. 前記定着表面改質部材の軸心は、中空形状の金属材料であり、
   前記加熱手段は、前記定着表面改質部材の外周に設けられた発熱コイルであることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
9. 前記定着表面改質部材の軸心が金属材料で形成されてい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ることを特徴とする画像形成装置。