JP2019035881A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙へのトナー画像の定着後に再加熱したり、装置を大型化させたりすることなく、トナー画像の光沢度を調整できる定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】所定の搬送方向に沿って搬送される用紙Ｐを、加熱ローラー１８３により加熱される定着ベルト１８４を介してＰＡＤ１８５と加圧ローラー１８７とにより構成される定着ニップＮにおいて加熱及び加圧する画像定着部１８において、制御部は、ＰＡＤ１８５の定着ニップ下流側の突き出し量を調整することで、用紙Ｐに形成されているトナー画像の光沢度を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置で使用される用紙の種類は多岐に渡っている。例えば、コート紙は、その表面にコート層が形成されているため、平滑な表面形状を有しており、光沢度が高い。一方、普通紙や上質紙は、その材質（紙繊維）に起因して、表面に微細な凹凸を有しており、光沢度が低い。

用紙上にトナー画像を形成した場合、トナー画像が形成されている部分（画像部）の光沢と、トナー画像が形成されていない用紙の地肌部分（非画像部）の光沢との差に応じて、ユーザーは違和感を感じる場合がある。一般的に、トナー画像の定着温度を高くするほど画像部の光沢度が高くなるため、従来、低光沢の用紙に合わせて画像部の光沢度を低下させるには、定着温度を下げることが行われてきた。しかし、定着温度を低くすると、トナー画像に与える熱量が不十分となり、用紙への定着強度が不足してしまう。このように、トナー画像の光沢度を低下させることとトナー画像の用紙に対する定着強度を確保することを両立させることは困難であった。

そこで、例えば、特許文献１には、定着ニップ下流に、用紙上に定着されたトナー画像の表面を帯電させ、トナー画像に含まれるトナーがその軟化点以上に到達するようにトナー画像を加熱することで、トナー画像の表面の光沢を低下させる光沢制御手段を設けることが提案されている。

特開２０１３−１９５６３５号公報

しかしながら、トナー画像が冷えた後、別装置にて再加熱することは、エネルギーの効率が悪く、また、画像形成装置の大型化を招く不具合があった。

本発明の課題は、用紙へのトナー画像の定着後に再加熱したり、装置を大型化させたりすることなく、トナー画像の光沢度を調整できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
回転可能な定着ベルトと、
前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
前記定着ベルトに圧接する加圧ローラーと、
前記定着ベルトの内周面側に備えられ、前記定着ベルトの前記加圧ローラーに対向する面の形状を保持するとともに、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラーと定着ニップを形成する保持部材と、
を備え、所定の搬送方向に沿って搬送される用紙を前記定着ニップにおいて加熱及び加圧することで前記用紙に形成されているトナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整することで、前記用紙に形成されているトナー画像の光沢度を調整する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記制御部は、前記用紙の光沢度を特定するための光沢度特定情報を取得し、取得した前記光沢度特定情報に基づいて、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記制御部は、前記光沢度特定情報により特定される前記用紙の光沢度が低いほど、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量が長くなるように調整する。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、
前記制御部は、同じ光沢度の用紙に対しては、その厚さが厚いほど、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量が長くなるように調整する。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記制御部は、前記用紙の搬送方向に沿って、前記保持部材及び／又は前記加圧ローラーを移動させることにより、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、
前記制御部は、前記加圧ローラーの圧接力を調整することで、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記保持部材の前記定着ベルトを介して前記加圧ローラーと対向する面は、前記加圧ローラーより曲率半径の大きい凹形状の曲面で構成されている。

請求項８に記載の発明の画像形成装置は、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置を備える。

本発明によれば、用紙へのトナー画像の定着後に再加熱したり、装置を大型化させたりすることなく、トナー画像の光沢度を調整することが可能となる。

画像形成装置の概略構成を示す図である。 画像形成装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 画像定着部の構成を示す模式図である。 図２の制御部により実行される光沢度制御処理を示すフローチャートである。 ＰＡＤの突き出し量を説明するための図である。 第２の実施形態におけるＰＡＤの突き出し量の調整を説明するための図である。 第３の実施形態におけるＰＡＤ面及び押圧方向を説明するための図である。

以下、本実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。

＜第１の実施形態＞
（画像形成装置１の構成）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す図である。図２は、画像形成装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ１０２（Random Access Memory）及びＲＯＭ１０３（Read Only Memory）を有する制御部１０、記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９等を備える。制御部１０は、バス２１を介して記憶部１１、操作部１２、表示部１３、インターフェース１４、スキャナー１５、画像処理部１６、画像形成部１７、画像定着部１８及び搬送部１９と接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３又は記憶部１１に記憶されているプログラムを読み出して実行し、各種演算処理を行う。

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。

ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により実行される各種プログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ１０３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられても良い。本実施形態において、ＲＯＭ１０３には、用紙の種類（例えば、普通紙、コート紙、・・・）とその用紙の光沢度（ここでは、低、高）を対応付けた光沢度テーブルが記憶されている。

これらのＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３を備える制御部１０は、上述の各種プログラムに従って画像形成装置１の各部を統括制御する。例えば、制御部１０は、ジョブの実行指令に基づいて後述する光沢度制御処理を実行する。

記憶部１１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成され、スキャナー１５により取得された画像データや、インターフェース１４を介して外部から入力された画像データ等が記憶される。なお、これらの画像データ等はＲＡＭ１０２に記憶されても良い。

操作部１２は、ユーザーによって設定される種々の情報を制御部１０のＣＰＵ１０１に出力する。操作部１２としては、例えば、ディスプレイ上に表示される情報に従い、入力操作を行うことが可能なタッチパネルを用いることができる。かかる操作部１２を通じて、ユーザーは、ジョブにおける印刷条件、すなわち、ジョブで使用する用紙Ｐの種類（コート紙、普通紙等）、坪量、サイズ、給紙トレイ、画像の濃度、倍率、両面印刷の有無などを設定することができる。設定された印刷条件は、ＲＡＭ１０２に記憶される。また、ユーザーは、操作部１２を通じて、ジョブの実行指令等を入力することができる。

表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid crystal display）等の表示装置を備え、画像形成装置１の状態や、タッチパネルへの入力操作の内容を示す操作画面等を表示する。

インターフェース１４は、外部のコンピューター、他の画像形成装置などとの間でデータの送受信を行う手段であり、例えば各種シリアルインターフェースのいずれかにより構成される。

スキャナー１５は、原稿の画像を読み取り、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の色成分ごとの単色画像データを含む画像データを生成して記憶部１１に記憶させる。

画像処理部１６は、例えばラスタライズ処理部、色変換部、階調補正部、ハーフトーン処理部を備え、記憶部１１に記憶された画像データに各種画像処理を施して記憶部１１に記憶させる。

画像形成部１７は、記憶部１１に記憶された画像データに基づき、用紙Ｐに画像を形成する。画像形成部１７は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）及びＫ（黒）の色成分に各々対応する４組の露光部１７１、感光体１７２及び現像部１７３を備えている。また、画像形成部１７は、転写体１７４及び２次転写ローラー１７５を備えている。

露光部１７１は、発光素子としてのＬＤ（Laser Diode）を備えている。露光部１７１
は、画像データに基づいてＬＤを駆動し、帯電する感光体１７２上にレーザー光を照射、露光して感光体１７２上に静電潜像を形成する。現像部１７３は、露光された感光体１７２上に帯電する現像ローラーにより所定の色（Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのいずれか）のトナー（色材）を供給して、感光体１７２上に形成された静電潜像を現像する。
Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫに対応する４つの感光体１７２上に各々Ｃ、Ｍ、Ｙ及びＫのトナーで形成された画像（単色画像）は、各感光体１７２から転写体１７４上に順次重ねられて転写される。これにより、転写体１７４上にＣ、Ｍ、Ｙ及びＫを色成分とするカラー画像が形成される。転写体１７４は、複数の転写体搬送ローラーに巻き回された無端ベルトであり、各転写体搬送ローラーの回転に従って回転する。
２次転写ローラー１７５は、転写体１７４上のカラー画像を、給紙トレイ２２から給紙された用紙Ｐ上に転写する。詳しくは、用紙Ｐ及び転写体１７４を挟持する２次転写ローラー１７５に所定の転写電圧が印加されることにより、転写体１７４上においてカラー画像を形成しているトナーが用紙Ｐ側に引き寄せられて用紙Ｐに転写される。

画像定着部１８は、トナー画像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧してトナーを用紙Ｐに定着させる定着処理を行う。

図３は、画像定着部１８の構成を示す模式図である。画像定着部１８は、加熱ローラー（加熱部材）１８３、定着ベルト１８４、ＰＡＤ（保持部材）１８５、支持部材１８６、加圧ローラー１８７、移動機構１８０１、移動機構１８０２、圧接駆動機構１８０３（図２参照）等を備える。制御部１０は、加熱ローラー１８３、加圧ローラー１８７を回転させるモーター等の図示しない駆動機構や、加熱ローラー１８３に備えられるヒーター１８８、移動機構１８０１、移動機構１８０２、圧接駆動機構１８０３等に接続されており、画像定着部１８の各部を制御する。画像定着部１８及び制御部１０により定着装置が構成される。

加熱ローラー１８３は、その回転軸方向に延在するヒーター１８８を内部に備えて構成され、定着ベルト１８４を回転させるとともに加熱させる。ヒーター１８８としては、例えば、ハロゲンランプヒーター、ＩＨヒーター等を用いることができる。

定着ベルト１８４は、加熱ローラー１８３の回転軸方向の長さと略同じ幅を有する無端状ベルトで構成され、加熱ローラー１８３及びＰＡＤ１８５にループ状に張架される。定着ベルト１８４は、加熱ローラー１８３が回転することにより、加熱ローラー１８３及びＰＡＤ１８５に沿って図３に示す矢印方向に走行し、トナー画像が転写された用紙Ｐを搬送しながら加熱する。

ＰＡＤ１８５は、加熱ローラー１８３及び加圧ローラー１８７の回転軸方向に延在する保持部材である。ＰＡＤ１８５は、定着ベルト１８４の内周面側に、定着ベルト１８４を挟んで加圧ローラー１８７と対向する位置に配置されており、定着ベルト１８４の加圧ローラー１８７と対向する面の形状を保持するとともに、定着ベルト１８４を介して加圧ローラー１８７と定着ニップＮを形成する。本実施形態において、ＰＡＤ１８５の加圧ローラー１８７側の面は、用紙搬送方向に平行な平面形状（フラット形状）である。ＰＡＤ１８５は、移動機構１８０１により用紙搬送方向に沿って移動可能に構成されており、ＰＡＤ１８５を移動機構１８０１により用紙搬送方向の下流側に移動させて定着ニップＮの下流側に突き出させることで、定着ベルト１８４を定着ニップＮの下流側に突き出させることができるようになっている。
支持部材１８６は、ＰＡＤ１８５を支持する部材であり、例えば、鉄製の中空の角柱等により構成されている。

加圧ローラー１８７は、圧接駆動機構１８０３に駆動されて定着ベルト１８４を介してＰＡＤ１８５と圧接することにより定着ニップＮを形成し、トナー画像が転写された用紙Ｐを搬送しながら加熱及び加圧してトナー画像を用紙Ｐに定着させる。また、加圧ローラー１８７は、移動機構１８０２により用紙搬送方向に沿って移動可能に構成されている。

搬送部１９は、用紙Ｐを挟持した状態で回転することで用紙Ｐを搬送する用紙搬送ローラーを複数備え、給紙トレイ２２から用紙Ｐを給紙して所定の搬送経路で搬送する。搬送部１９は、画像定着部１８により定着処理が行われた用紙Ｐの表裏を反転させて２次転写ローラー１７５へ搬送する反転機構１９１を備えている。画像形成装置１では、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合に反転機構１９１による用紙Ｐの表裏の反転が行われて両面に画像が形成された後に用紙Ｐが排紙トレイ２３に排出される。用紙Ｐの片面にのみ画像を形成する場合には、反転機構１９１による用紙Ｐの表裏の反転が行われることなく片面に画像が形成された用紙Ｐが排紙トレイ２３に排出される。

（画像形成装置１の動作）
次に、画像形成装置１の動作について説明する。
図４は、制御部１０により実行される光沢度制御処理を示すフローチャートである。光沢度制御処理は、ユーザーからのジョブの実行指令に応じて実行される。

まず、制御部１０は、ジョブで使用される用紙Ｐの光沢度を特定するための光沢度特定情報を取得する（ステップＳ１）。
本実施形態において、制御部１０は、ジョブの印刷条件に設定されている用紙Ｐの種類の情報を光沢度特定情報として取得する。
あるいは、給紙トレイ２２に用紙Ｐの光沢度を測定する光沢度計を設け、制御部１０は、ジョブに使用する用紙Ｐが装填された給紙トレイ２２の光沢度計により用紙Ｐの光沢度を測定させ、その測定結果を光沢度特定情報として取得してもよい。光沢度計としては、例えば、用紙Ｐに光を照射して、その反射光に基づいて光学的に光沢度を測定する光沢度計等を用いることができる。

次いで、制御部１０は、取得された光沢度特定情報に基づいて、用紙Ｐの光沢度を判断する（ステップＳ２）。
ステップＳ２において、制御部１０は、ＲＯＭ１０３に記憶されている光沢度テーブルを参照し、光沢度特定情報（用紙Ｐの種類の情報）に基づいて、用紙Ｐの光沢度の高低を判断する。
なお、光沢度特定情報を光沢度計の測定結果とした場合は、その測定結果と予め定められた閾値との比較に基づいてジョブに使用する用紙Ｐの光沢度の高低を判断する。

ジョブで使用される用紙Ｐの光沢度が低いと判断した場合（ステップＳ２：低）、制御部１０は、用紙Ｐの厚さを特定するための厚さ特定情報を取得する（ステップＳ３）。
例えば、制御部１０は、ジョブの印刷条件に設定されている用紙Ｐの坪量の情報を厚さ特定情報として取得する。

次いで、制御部１０は、取得された厚さ特定情報に基づいて、用紙Ｐが厚紙であるか否かを判断する（ステップＳ４）。
例えば、制御部１０は、用紙Ｐの坪量が予め定められた閾値より高い場合に、用紙Ｐが厚紙であると判断する。

用紙Ｐが厚紙であると判断した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、制御部１０は、ＰＡＤ１８５の定着ニップ下流側の突き出し量（突き出し量Ｄとする）をα１に調整し（ステップＳ５）、ステップＳ８の処理に移行する。
突き出し量Ｄは、図５に示すように、定着ニップＮの後端（定着ニップＮの用紙搬送方向の下流側の端）から、ＰＡＤ１８５の加圧ローラー１８７側の面の用紙搬送方向の下流側の端までの長さである。

ジョブで使用される用紙Ｐが厚紙ではないと判断した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、制御部１０は、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄをα２に調整し（ステップＳ６）、ステップＳ８の処理に移行する。
ここで、α１＞α２＞０である。α１、α２は、実験的経験的に求められた値である。

一方、ステップＳ２において、ジョブで使用される用紙Ｐの光沢度が高いと判断した場合（ステップＳ２；高）、制御部１０は、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを０に調整し（ステップＳ７）、ステップＳ８の処理に移行する。

ここで、ステップＳ５〜Ｓ７において、制御部１０は、ＰＡＤ１８５及び／又は加圧ローラー１８７を用紙搬送方向に移動させることにより、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを調整する。例えば、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄが長くなるように調整する場合は、図５に示すように、移動機構１８０１によりＰＡＤ１８５を用紙搬送方向の下流側に移動させるか、移動機構１８０２により加圧ローラー１８７を用紙搬送方向上流側に移動させる。あるいは、双方を移動させることとしてもよい。ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄが短くなるように調整する場合には、移動機構１８０１によりＰＡＤ１８５を用紙搬送方向の上流側に移動させるか、移動機構１８０２により加圧ローラー１８７を用紙搬送方向下流側に移動させる。あるいは、双方を移動させることとしてもよい。

ステップＳ８において、制御部１０は、ジョブの印刷条件に基づいてジョブを実行し（ステップＳ８）、光沢度制御処理を終了する。すなわち、制御部１０は、ジョブの印刷条件に基づいて、搬送部１９により用紙Ｐを搬送し、スキャナー１５又はインターフェース１４により取得され画像処理部１６により画像処理された画像データに基づいて画像形成部１７によりトナー画像を形成させて用紙Ｐにトナー画像を転写させ、転写済みの用紙Ｐを画像定着部１８により用紙Ｐの種類や厚さに応じて予め定められた定着温度及び定着速度で定着させて排紙する。

上記光沢度制御処理により、ＰＡＤ１８５は、用紙Ｐの光沢度が低い場合、ジョブの実行中、用紙Ｐの光沢度及び厚みに応じて調整された突き出し量Ｄだけ定着ニップＮの下流側に突き出した状態となる。すなわち、トナー画像が転写された用紙Ｐは定着ニップＮで加熱及び加圧された後、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄだけ定着ベルト１８４に沿って搬送される。このとき、用紙Ｐは定着ベルト１８４の温度の影響で温められ、定着ニップＮにおいて平滑に伸ばされたトナー画像が無加圧で徐冷される（急速に冷えずに、徐々に温度が低下する）。これにより、粘弾性体である溶融トナーが弾性回復し、画像面に凹凸が形成され、トナー画像の光沢を低下させることができる。用紙Ｐの光沢度が高い場合、突き出し量Ｄが０に調整されるので、定着により得られた光沢をそのまま維持することができる。
すなわち、上記光沢度制御処理により、用紙Ｐの光沢度に応じてＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを調整する（用紙Ｐの光沢度が低いほど突き出し量Ｄが長くなるように調整する）ことで、用紙Ｐの光沢度に応じてトナー画像の光沢度を調整することが可能となり、用紙Ｐの光沢度が低い場合であっても、トナー画像の定着後に再加熱したり、装置を大型化させたりすることなく、トナー画像の光沢度を用紙Ｐの光沢度に対して違和感のない光沢度に調整することができる。
また、熱容量の大きい厚紙の場合は、定着性を得るために定着温度を上げるか又は定着速度を遅くするため、用紙Ｐの表面にあるトナー画像は良く溶融して、薄紙より高い光沢度となる。そのため、同じ種類の用紙に対しては、その厚さが厚いほどＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを長くすることで、用紙Ｐの厚さに拘わらず、トナー画像の光沢度を用紙Ｐの光沢度に対して違和感のない光沢度に調整することが可能となる。

（第１の実施形態の検証実験１）
第１の実施形態におけるＰＡＤ突き出しによる効果を確認するため、画像定着部１８においてＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に移動させて突き出させることによるトナー画像の光沢度の低下を検証する実験を行った。本実験では、画像形成装置１において、低光沢である普通紙（薄紙）を用紙として用い、カバレッジ１００％の黒のトナー画像を転写した用紙を画像定着部１８に搬送し、画像定着部１８において表Ｉ（比較例１）、表ＩＩ（実施例１）に示す定着温度、荷重、突き出し量Ｄでトナー画像の定着及び徐冷を行った後、用紙上のトナー画像の光沢度の測定及び定着性の判定を行った。

カバレッジ１００％の黒のトナー画像の普通紙における光沢度の目標値は、６０度光沢度計にて１０以上１５以下である。
定着性は、定着後の用紙を折って、折り目に風を当て、折り目のトナーの剥離状態を目視で判定した。判定は、Ｒ１〜Ｒ５のランク評価とし、Ｒ３以上が品質を満足している。各ランクは以下のとおりである。
Ｒ１：ほぼ真っ白、Ｒ２：半分程度白いところが見える、Ｒ３：一部剥離があるが概ね黒い（８０％程度黒い）、Ｒ４：一部剥離があるが概ね黒い（９０％程度黒い）、Ｒ５：剥離なし

以下に、本実験のその他の実験条件及び実験結果を示す。
紙種：Ｍｏｎｄｉ社製９０ｇ／ｍ^２（普通紙）
定着速度：４２０ｍｍ／ｓ
ＰＡＤ：ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂製、フラット形状
定着ベルト：ポリイミド樹脂の基材上にシリコンゴムとＰＦＡ（ポリテトラフルオロ
エチレン）を被覆した構造
加圧ローラー：シリコンゴムにＰＦＡチューブを被覆した構造
光沢度計：６０度光沢度計（光学式）

表Ｉ（比較例１）は、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを０とし、定着温度を変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。表Ｉに示すように、比較例１では、定着温度を１７０℃以下に下げることでトナー画像の光沢度が目標値まで低下したが、１７０℃以下では定着性の品質を満たしていない。一方、定着温度１８０°では、定着性の品質は満たされているが、光沢度が目標値を満たしていない。すなわち、従来のように、定着ニップＮの下流側において用紙を定着ベルト１８４に沿わせる手段がない場合、普通紙のような低光沢の用紙で要求される光沢度と定着性を両立させることのできる定着温度がない。

表ＩＩ（実施例１）は、定着温度を１８０℃で一定とし、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。表ＩＩに示すように、定着性を満足することができる１８０℃の定着温度において、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍと変化させた場合、いずれの長さにおいても、光沢度の低い普通紙に適したトナー画像の光沢度と定着性の両立を実現できることが確認できた。
上記実験結果は、ＰＡＤ１８５を用紙搬送方向下流側に移動させることでＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に突き出させた場合の結果であるが、加圧ローラー１８７を用紙搬送方向上流側に移動させることでＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側から突き出させた場合、及び、ＰＡＤ１８５を用紙搬送方向下流側に移動させ加圧ローラー１８７を用紙搬送方向上流側に移動させることによりＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に突き出させた場合についても同様の結果であった。

（第１の実施形態の検証実験２）
検証実験１では、普通紙（薄紙、坪量９０ｇ／ｍ^２）を用いたが、上述のように、熱容量の大きな厚紙の場合、定着性を得るために定着温度を上げたり定着時の用紙搬送速度（定着速度）を遅くしたりする制御を実施している。この場合、用紙の表面にあるトナー画像は良く溶融して、薄紙より画像部が高光沢になる。そこで、用紙の厚さ（坪量）及び定着速度を下記の条件に変更して検証実験２を行った。
紙種：Ｍｏｎｄｉ社製３００ｇ／ｍ^２（普通紙）
定着速度：２１０ｍｍ／ｓ

表ＩＩＩ（比較例２）、表ＩＶ（実施例２）に検証実験２の実験結果を示す。

表ＩＩＩ（比較例２）は、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを０とし、定着温度を変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。厚紙の場合、定着性を得るために定着速度を遅くするため、トナー画像の光沢度が普通紙よりも高光沢となる。そのため、表ＩＩＩ（比較例２）に示すように、普通紙の厚紙（３００ｇ／ｍ^２）の場合は、定着温度を１７０℃、１６０℃に下げても、光沢度は目標を満足しない。

表ＩＶ（実施例２）は、定着温度を１８０℃で一定とし、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。表ＩＶに示すように、定着性を満足することができる１８０℃の定着温度において、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを３ｍｍとした場合、トナー画像の光沢度を目標値以下にすることができた。ただし、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを２ｍｍ、１ｍｍとした場合では、トナー画像の光沢度を目標値以下にすることはできなかった。
すなわち、同じ種類の用紙であっても厚い紙を用いた場合、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを薄紙の場合に比べて長くなるように調整することで、トナー画像の光沢度と定着性の両立を実現できることが確認できた。

上記実験結果は、ＰＡＤ１８５を用紙搬送方向下流側に移動させることでＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に突き出させた場合の結果であるが、加圧ローラー１８７を用紙搬送方向上流側に移動させることでＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側から突き出させた場合、及び、ＰＡＤ１８５を用紙搬送方向下流側に移動させ加圧ローラー１８７を用紙搬送方向上流側に移動させることによりＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に突き出させた場合についても同様の結果であった。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態における画像形成装置１の構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。第２の実施形態における光沢度制御処理は、第１の実施形態で図４を用いて説明したものと略同様であるが、ステップＳ５〜Ｓ７においてＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを調整する手法が異なる。

図６は、第２の実施形態におけるＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄの調整を模式的に示す図である。
図６に示すように、図４のステップＳ５〜Ｓ７において、制御部１０は、圧接駆動機構１８０３を制御して加圧ローラー１８７の定着ベルト１８４（ＰＡＤ１８５）への圧接力（以下、加圧ローラー１８７の圧接力とする）を調整することで、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを調整する。例えば、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄが長くなるように調整する場合は、加圧ローラー１８７の圧接力を小さくして加圧ローラー１８７の潰れ量を小さくする。ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄが短くなるように調整する場合は、加圧ローラー１８７の圧接力を大きくして加圧ローラー１８７の潰れ量を大きくする。

（第２の実施形態の検証実験）
第２の実施形態におけるＰＡＤ突き出しによる効果を確認するため、画像定着部１８において加圧ローラー１８７の圧接力を弱めてＰＡＤ１８５を定着ニップＮの下流側に突き出させることによるトナー画像の光沢度の低下を検証する実験を行った。本実験では、画像形成装置１において、普通紙（薄紙９０ｇ／ｍ^２）を用紙として用い、カバレッジ１００％の黒のトナー画像を転写した用紙を画像定着部１８に搬送し、画像定着部１８において表Ｖ（比較例３）、表ＶＩ（実施例３）に示す定着温度、荷重、突き出し量Ｄでトナー画像の定着及び徐冷を行った後、用紙上のトナー画像の光沢度の測定及び定着性の判定を行った。加圧ローラー１８７の定着ベルト１８４（ＰＡＤ１８５）への荷重（以下、単に加圧ローラー１８７の荷重とする）を変化させることで、加圧ローラー１８７の圧接力を変化させた。定着性の評価基準、紙種、定着速度、ＰＡＤ、定着ベルト、加圧ローラー、光沢度計等の実験条件は、上記第１の実施形態の検証実験１と同様である。また、実験結果は以下のとおりである。

表Ｖ（比較例３）は、定着温度を１８０℃で一定とし、加圧ローラー１８７の荷重を変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。比較例３では、荷重に拘わらず突き出し量Ｄが０となるようにＰＡＤ１８５の位置を調整している。加圧ローラー１８７の荷重を低減させると、定着ニップ幅が小さくなるため光沢度が下がるが、その下がり幅が小さいため、光沢度が普通紙の目標値を満たすことができない。

表ＶＩ（実施例３）は、定着温度を１８０℃で一定とし、加圧ローラー１８７の荷重を変化させることでＰＡＤ１８５の突き出し量を変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。実施例３においては、比較例３とは異なり、ＰＡＤ１８５の位置は固定である。表ＶＩに示すように、定着性を満足することができる１８０℃の定着温度において、加圧ローラー１８７の荷重を７００Ｎ、６００Ｎと低減させると、加圧ローラー１８７の潰れ量が小さくなり、定着ニップＮの下流側におけるＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄが０．８（ｍｍ）、１．５（ｍｍ）と増加した。そして、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄの増加に伴い、トナー画像の光沢度が、普通紙の目標値を満たす１５、１３に低下した。すなわち、加圧ローラー１８７の圧接力を低減させることでＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを増加させることができること、これにより、普通紙のような低光沢の用紙に適したトナー画像の光沢度と定着性の両立を実現することができること、が確認できた。

なお、第２の実施形態においても、厚紙を用いた場合、ＰＡＤ１８５の突き出し量Ｄを同じ種類の薄紙を用いた場合に比べて長くなるように調整することで、トナー画像の光沢度と定着性の両立を実現できる。ただし、定着ニップＮにおける圧接力を確保するために、第１の実施形態の手法に比べて最大の突き出し量Ｄは制限されるため、使用可能な厚紙の厚さ等は制限される。

以上のように、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３の実施形態＞
以下、発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態において画像定着部１８に備えられるＰＡＤ１８５Ａは、加圧ローラー１８７と対向する面（ＰＡＤ面）が加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい凹形状の曲面である。

図７は、第３の実施形態におけるＰＡＤ１８５Ａの一例を示す図である。
図７に示すように、ＰＡＤ１８５Ａの加圧ローラー１８７と対向する面は、加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい曲面で構成された凹形状である。図７においては、一例として、ＰＡＤ１８５Ａの加圧ローラー１８７と対向する曲面（凹部）が加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい一様な曲率半径の曲面（前面視円弧状）である場合を例として示している。

加圧ローラー１８７の圧接力を弱めると、フラット形状のＰＡＤでは定着ニップ部Ｎの下流側で用紙Ｐと定着ベルト１８４の間に空間ができてしまうが、本実施形態のように、加圧ローラー１８７と対向するＰＡＤ面を加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい曲面で構成された凹形状とすることで、用紙Ｐが通る空間が狭まって用紙Ｐの位置が規制されるので、トナー画像と定着ベルト１８４を近接させることができる。そのため、トナー画像の徐冷をゆっくり進めることができ、ＰＡＤ面がフラットな場合に比べてより一層の光沢度の低下を図ることが可能となる。

なお、ＰＡＤ１８５Ａの加圧ローラー１８７と対向する凹部は、加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい一様な曲率半径の曲面（前面視円弧状）または前面視放物線状（加圧ローラー１８７の押圧方向（用紙搬送方向と直交する方向）に凹の放物線状）の曲面であることが好ましい。これら以外の場合は、加圧ローラー１８７とＰＡＤ面との当接位置や圧接力がばらつき、ニップ中やニップ後の状態が変わりやすく、一定の品質が得られにくい。一方、例えば、図７に示すように、加圧ローラー１８７と対向するＰＡＤ面を一様な曲率半径の曲面とし、ＰＡＤ面の円弧の中心Ｏ１と加圧ローラー１８７の中心Ｏ２を結ぶ直線Ｌ上で加圧ローラー１８７をＰＡＤ１８５Ａに当接させると、当接位置がその直線Ｌ上で安定し、圧接力も定着ニップＮの先端側や後端側に偏ることなく加圧ローラー１８７の押圧方向（直線Ｌの方向）に一定するので好ましい。ＰＡＤ１８５Ａの加圧ローラー１８７と対向する凹部を前面視放物線状の曲面とした場合においては、ＰＡＤ面の凹部の頂点（放物線の頂点）を通る軸上に加圧ローラー１８７の中心Ｏ２を配置して加圧ローラー１８７を軸方向に移動させてＰＡＤ１８５Ａに当接させると、当接位置が軸上で安定し、圧接力も定着ニップＮの先端側や後端側に偏ることなく加圧ローラー１８７の軸方向に一定させることができるので好ましい。

その他の第３の実施形態における画像形成装置１の構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。また、第３の実施形態における光沢度制御処理は、第１の実施形態で図４を用いて説明したものと略同様であるが、ステップＳ５〜Ｓ７においては、圧接駆動機構１８０３を制御して加圧ローラー１８７の圧接力を調整することで、ＰＡＤ１８５Ａの突き出し量を調整する。

（第３の実施形態の検証実験）
第３の実施形態における効果を確認するため、画像定着部１８において加圧ローラー１８７の圧接力を弱めてＰＡＤ１８５Ａを定着ニップＮの下流側に突き出させることによるトナー画像の光沢度の低下を検証する実験を行った。本実験では、画像形成装置１において、普通紙（薄紙９０ｇ／ｍ^２）を用紙として用い、カバレッジ１００％の黒のトナー画像を転写した用紙を画像定着部１８に搬送し、ＰＡＤ１８５Ａを備える画像定着部１８において表ＶＩＩ（実施例４）に示す定着温度、荷重、突き出し量Ｄでトナー画像の定着及び徐冷を行った後、用紙上のトナー画像の光沢度の測定及び定着性の判定を行った。ＰＡＤ１８５ＡのＰＡＤ面の形状は、一様な曲率半径の曲面（曲率半径１２０ｍｍ）とし、加圧ローラー１８７の直径は５０ｍｍとした。加圧ローラー１８７の荷重を変化させることで、加圧ローラー１８７の圧接力を変化させた。定着性の評価基準、紙種、定着速度、ＰＡＤの材質、定着ベルト、光沢度計等の他の実験条件は、上記第１の形態の検証実験１及び第２の実施形態の検証実験と同様である。また、実験結果は以下のとおりである。

表ＶＩＩ（実施例４）は、定着温度を１８０℃で一定とし、加圧ローラー１８７の荷重を変化させることでＰＡＤ１８５Ａの突き出し量を変化させた場合のトナー画像の光沢度及び定着性の判定結果を示したものである。表ＶＩＩに示すように、定着性を満足することができる１８０℃の定着温度において、加圧ローラー１８７の荷重を７５０Ｎ、７００Ｎ、６００Ｎと低減させると、加圧ローラー１８７の潰れ量が小さくなり、ＰＡＤ１８５Ａの突き出し量Ｄが０．４ｍｍ、０．８ｍｍ、１．５ｍｍと増加した。そして、ＰＡＤ１８５Ａの突き出し量Ｄの増加に伴い、トナー画像の光沢度が普通紙の目標値を満たす１５、１３、１０に低下した。すなわち、ＰＡＤ面を加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい曲面で構成された凹形状とすることで、ＰＡＤ面がフラット形状の場合（表ＶＩ参照）と比べて、加圧ローラー１８７の荷重低減（圧接力の低減）に対する光沢低減幅が大きいことが確認された。これは、加圧ローラー１８７とＰＡＤ面との空間が狭くなることで、トナー画像が形成された用紙の通紙位置が規制され、より一層定着ベルト１８４にトナー画像が沿いやすくなったためと考えられる。

以上のように、第３の実施形態においては、第２の実施形態と同様の効果を奏することができるのはもちろんのこと、ＰＡＤ面を加圧ローラー１８７より曲率半径の大きい曲面で構成された凹形状とすることで、ＰＡＤ面がフラット形状の場合と比べて、加圧ローラー１８７の圧接力低減に対する光沢の低減幅を大きくすることが可能となる。その結果、例えば、ＰＡＤ面がフラット形状の場合と比べて、使用可能な用紙の厚さの制限を抑えることが可能となる。

以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、上記した実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。

例えば、上記実施形態においては、ジョブに使用する用紙Ｐの光沢度に基づいてＰＡＤ１８５（１８５Ａ）の突き出し量Ｄを調整することで、用紙Ｐに形成されているトナー画像の光沢度が用紙Ｐの光沢度に適したものとなるように調整する場合を例にとり説明したが、これに限定されず、例えば、トナー画像の光沢度がユーザーにより設定された光沢度となるように、ＰＡＤ１８５（１８５Ａ）の突き出し量Ｄを調整することとしてもよい。

また、上記実施形態においては、用紙Ｐの光沢度が低、高の２段階のいずれに該当するかを判断し、判断された光沢度に基づいて、突き出し量Ｄを調整する場合を例にとり説明したが、光沢度が３以上の複数の段階のいずれに該当するかを判断し、判断された光沢度が低いほど、トナー画像の光沢度が低くなるように、突き出し量Ｄを調整する（具体的には、光沢度が低いほど突き出し量Ｄを長くする）こととしてもよい。これにより、用紙Ｐに形成されたトナー画像の光沢度をより細かく調整し、より用紙Ｐに適した光沢度とすることが可能となる。

また、上記実施形態においては、ジョブ実行中は用紙Ｐの種類を変更しない場合を前提として説明したが、ジョブ実行中に用紙Ｐの種類を変更してもよく、この場合、制御部１０は、少なくとも用紙Ｐの種類を変更した後の最初の用紙が画像定着部１８に到着するまでにＰＡＤ１８５（１８５Ａ）の突き出し量Ｄを調整すればよい。

また、上記した実施形態では、画像形成装置１が、感光体上のトナー像を転写体に順次転写するカラー画像形成装置であるものとしたが、各色毎の複数像担持体を中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置であっても良いし、単色のトナーで画像形成を行うモノクロ画像形成装置であっても良い。

その他、画像形成装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
１０３ ＲＯＭ
１８ 画像定着部
１８３ 加熱ローラー
１８４ 定着ベルト
１８５ ＰＡＤ
１８５Ａ ＰＡＤ
１８６ 支持部材
１８７ 加圧ローラー
１８８ ヒーター
１８０１ 移動機構
１８０２ 移動機構
１８０３ 圧接駆動機構

Claims (8)

1. 回転可能な定着ベルトと、
   前記定着ベルトを加熱する加熱部材と、
   前記定着ベルトに圧接する加圧ローラーと、
   前記定着ベルトの内周面側に備えられ、前記定着ベルトの前記加圧ローラーに対向する面の形状を保持するとともに、前記定着ベルトを介して前記加圧ローラーと定着ニップを形成する保持部材と、
   を備え、所定の搬送方向に沿って搬送される用紙を前記定着ニップにおいて加熱及び加圧することで前記用紙に形成されているトナー画像を前記用紙に定着させる定着装置であって、
   前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整することで、前記用紙に形成されているトナー画像の光沢度を調整する制御部、
   を備える定着装置。
2. 前記制御部は、前記用紙の光沢度を特定するための光沢度特定情報を取得し、取得した前記光沢度特定情報に基づいて、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、前記光沢度特定情報により特定される前記用紙の光沢度が低いほど、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量が長くなるように調整する請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、同じ光沢度の用紙に対しては、その厚さが厚いほど、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量が長くなるように調整する請求項２又は３に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記用紙の搬送方向に沿って、前記保持部材及び／又は前記加圧ローラーを移動させることにより、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記制御部は、前記加圧ローラーの圧接力を調整することで、前記保持部材の前記定着ニップ下流側の突き出し量を調整する請求項１〜４のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 前記保持部材の前記定着ベルトを介して前記加圧ローラーと対向する面は、前記加圧ローラーより曲率半径の大きい凹形状の曲面で構成されている請求項６に記載の定着装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の定着装置を備える画像形成装置。

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