JP2021012250A - 定着装置、画像形成装置および定着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性の低下および定着不良の発生を抑制しつつ、光沢度を制御することが可能な定着装置、画像形成装置および定着方法を提供する。【解決手段】定着装置は、記録媒体におけるトナー像が形成される定着面側に配置される定着面側部材と、記録媒体における定着面の反対の面側に配置され、定着面側部材とで記録媒体を挟持しつつ搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、ニップを通過する記録媒体に形成されるトナー像を、加熱するための加熱源と、記録媒体がニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を変更可能なニップ時間変更部と、記録媒体に定着されるトナー像の光沢度を予め定められた値より低くする場合、ニップ時間が短くかつトナー像の定着温度が上がるようにトナー像の光沢度を予め定められた値より高くする場合、ニップ時間が長くかつトナー像の定着温度が下がるようにニップ時間変更部および加熱源を制御する制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置および定着方法に関する。

例えば、定着装置は、用紙などの記録媒体の定着面（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、記録媒体の裏面（定着面の反対の面）側に配置される裏面側支持部材、及び、加熱源等を備える。通常、定着面側部材を構成する加圧ローラーと、裏面側支持部材を構成する加圧ローラーとが、直接又は間接的に圧接されることにより、記録媒体を挟持して搬送する定着ニップが形成される。定着ニップで記録媒体を加熱、挟持して搬送することにより、未定着のトナー像を記憶媒体に定着させることが可能となる。

例えば、記録媒体に定着されるトナー像の光沢度を下げるための手段として、定着ニップのニップ圧を下げることが知られている。ニップ圧を下げることにより、定着ニップにおける記録媒体の搬送方向の長さ（ニップ幅）が狭くなる。これにより、記録媒体が定着ニップを通過する間にトナーを加熱する加熱量が減少する。その結果、トナー形状が残りやすくなり、画像の光沢度が低下する。

また、トナーの定着温度を下げることによっても、記録媒体が定着ニップを通過する間にトナーを加熱する加熱量が減少するため、光沢度が低下することが知られている。

これに対し、光沢度を上げるための手段として、ニップ圧を上げることや、定着温度を上げることが知られている。

例えば、特許文献１には、記録媒体が定着ニップを通過する際の速度（通紙線速）およびニップ圧に基づいて、光沢度を制御する手段が開示されている。

なお、光沢度を下げるため、トナーの加熱量を減少し過ぎると、定着不良が発生する場合がある。例えば、特許文献２には、定着不良の発生を防止しつつ、低光沢度を達成する手段として、通紙線速を遅くし、かつ、ニップ圧を下げることが開示されている。

特開２００１−２５５７号公報 特開２０１６−１３３７６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の定着装置では、通紙線速およびニップ圧に基づいて光沢度を下げるように制御した場合、トナーの加熱量が不足して、定着不良が発生するおそれがある。また、光沢度を上げる際に、通紙線速を遅くした場合、生産性が低下するという問題点があった。

また、特許文献２に記載の定着装置では、低光沢を達成するため、通紙線速を遅くした場合、生産性が低下するという問題点があった。
本発明の目的は、光沢度を制御する場合において、生産性の低下および定着不良の発生を抑制すること可能な定着装置、画像形成装置および定着方法を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明における定着装置は、
記録媒体におけるトナー像が形成される定着面側に配置される定着面側部材と、
前記記録媒体における前記定着面の反対の面側に配置され、前記定着面側部材とで前記記録媒体を挟持しつつ搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
前記定着ニップを通過する記録媒体に形成される前記トナー像を、加熱するための加熱源と、
前記記録媒体が前記定着ニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を変更可能なニップ時間変更部と、
前記記録媒体に定着される前記トナー像の光沢度を予め定められた値より低くする場合、前記ニップ時間が短くなり、かつ、前記トナー像の定着温度が上がるように、前記トナー像の光沢度を予め定められた値より高くする場合、前記ニップ時間が長くなり、かつ、前記トナー像の定着温度が下がるように、前記ニップ時間変更部および前記加熱源を制御する制御部と、
を備える。

本発明における画像形成装置は、
上記定着装置と、
前記記録媒体に前記トナー像を形成する画像形成部と、を備える。

本発明における定着方法は、
記録媒体に定着されるトナー像の光沢度を予め定められた値より低くする場合、記録媒体が定着ニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を短くするとともに、前記トナー像の定着温度を上げ、前記トナー像の光沢度を予め定められた値より高くする場合、前記ニップ時間を長くするとともに、前記トナー像の定着温度を下げる。

本発明によれば、光沢度を制御する場合において、生産性の低下および定着不良の発生を抑制することができる。

本発明の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定着部一例を概略的に示す図である。 本実施の形態におけるニップ幅の制御方法の一例を示すフローチャートである。 各光沢モードにおける定着温度等の定着条件の一例を示す図である。 紙種毎に定着性が同じ場合におけるニップ圧と６０度光沢度との関係の一例を示す図である。 ニップ圧が低圧である場合の定着部の一例を概略的に示す図である。 ニップ圧が通常圧である場合の定着部の一例を概略的に示す図である。 定着ベルトの表面硬度と光沢度差との関係の一例を示す図である。 定着ベルトの表面硬度が低、中、高の場合と比較例１，２とにおいて、定着性、生産性および光沢制御を示す図である。 ニップ幅と、ベルトテンション、ニップ圧との関係の一例を示す図である。

以下、本実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態における画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態における画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。図１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（記録媒体）に二次転写することにより、トナー像を形成する。

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、および制御部１０１等を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４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１０１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１０１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にトナー像を形成させる。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およ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また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および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１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１０１に出力する。なお、入力操作には、通常モード、光沢度が所定値（通常モードの値）より低い低光沢モード、および、光沢度が所定値より高い高光沢モードのいずれかを選択する操作が含まれる。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定また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１０１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。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、およ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１０１は、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を一定の周速度で回転させる。

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。

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１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バックアップローラー４２３Ｂ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装置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）を採用してもよい。

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および制御部１０１は、本発明の定着装置に対応する。

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、定着器すなわち筐体Ｆ内にユニットとして配置される。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２および搬送経路部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。

次に、定着部６０の構成についてより詳しく説明する。

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、および上加圧ローラー６３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との間に所定の張力（例えば、４００Ｎ）がかかった状態で架け渡されている。以下、定着ベルト６１の張力を「ベルトテンション」という。

定着ベルト６１は、例えばＰＩ（ポリイミド）からなる基体の外周面を弾性層として耐熱性のシリコンゴムで被覆し、さらに、表層に耐熱性樹脂である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、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に所定温度範囲で加熱定着する。

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を加熱する例えば、ハロゲンヒーターである加熱源６０Ｃを内蔵している。加熱ローラー６２は、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た構成である。

加熱源６０Ｃの温度は、制御部１０１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。これによって、用紙Ｓに形成されたトナーが加熱される。制御部１０１は、例えば、所定のデューティー比の半波単位のオン／オフパターンに基づいて加熱源６０Ｃを制御し、定着ベルト６１を所定温度に制御することで、トナーの定着温度を制御する。なお、制御部１０１は、トナーの表面温度を検出する温度センサーの検出結果に基づいて、加熱源６０Ｃを制御してもよい。

上加圧ローラー６３は、例えば鉄等の金属から形成された中実の芯金を、弾性層で被服したものである。弾性層の材質として、例えば、耐熱性のシリコンゴムを用いることができる。また、弾性層として、耐熱性のシリコンゴムを、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構成とすることができる。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材を構成する下加圧ローラー６４を有する（ローラー加圧方式）。下加圧ローラー６４は、Ａｌ（アルミニウム）からなる基材層の外周面を弾性層で被服したものである。弾性層の材質として、例えば、耐熱性のシリコンゴムを用いることができる。また、弾性層として、耐熱性のシリコンゴムを、表面離型層としてＰＦＡチューブの樹脂層で被覆した構成とすることができる。

下加圧ローラー６４には、ハロゲンヒーター等の加熱源６０Ｄが内蔵されている。この加熱源６０Ｄが発熱することにより、下加圧ローラー６４は加熱される。これによって、用紙Ｓに形成されたトナーが加熱される。制御部１０１は、例えば、所定のデューティー比の半波単位のオン／オフパターンに基づいて加熱源６０Ｄを制御し、下加圧ローラー６４を所定温度に制御することで、トナーの定着温度を制御する。なお、制御部１０１は、例えば、トナーの表面温度を検出する温度センサーの検出結果に基づいて、加熱源６０Ｄを制御してもよい。

下加圧ローラー６４は、定着ベルト６１を介して上加圧ローラー６３に所定の定着荷重で圧接される。このようにして、上加圧ローラー６３および定着ベルト６１と下加圧ローラー６４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６４は、モーターやギアなどの不図示のアクチュエーターに接続され、当該モーターの駆動力が下加圧ローラー６４に伝達されるようになっている。制御部１０１は、かかる下加圧ローラー６４を駆動するモーターに駆動信号を出力して、下加圧ローラー６４の周速度を制御する。

定着部６０において、上側定着部６０Ａ、下側定着部６０Ｂおよび加熱源６０Ｃ，６０Ｄは、定着ニップＮＰで用紙Ｓ（記録媒体）を加熱、加圧しながら搬送することにより、未定着のトナー像を用紙Ｓに定着させる。

ところで、用紙Ｓに定着されるトナー像の光沢度を下げるために、定着ニップＮＰのニップ圧を下げる手段がある。ニップ圧を下げることで、ニップ幅が狭くなる。これにより、用紙Ｓが定着ニップＮＰを通過する間にトナーを加熱する加熱量が減少する。このため、トナー形状が残りやすく、画像の光沢度が低下するという問題があった。また、トナーの加熱量が不足した場合、定着不良が発生するおそれがあるという問題もあった。

また、定着不良の発生を防止しつつ、低光沢度を達成するために、通紙線速を遅くした場合、生産性が低下するという問題があった。

そこで、本実施の形態における定着装置６０では、ニップ時間変更部６１０を備える。なお、用紙Ｓ（記録媒体）が定着ニップＮＰを通過するのに要する時間を「ニップ時間」という。ニップ時間は、ニップ幅を通紙線速により除算した値として表される。

図３は、本実施の形態における定着部６０の一例を概略的に示す図である。
ニップ時間変更部６１０は、図２および図３に示すように、ベルトテンション（定着ベルト６１の張力）を変更することで、ニップ幅を変更可能な張力変更部６１１を有している。張力変更部６１１は、アーム部６１２と、アクチュエータ（不図示）とを有している。

アーム部６１２は、図３に示すように、加熱ローラー６２の例えば回転軸に係合している。アーム部６１２の一端部は、加熱ローラー６２の右側に延在している。アーム部６１２の一端部は、筐体Ｆに回動可能に支持されている。アーム部６１２の他端部は、加熱ローラー６２の左側に延在している。

アーム部６１２が一端部を支点として時計回り方向ＣＷ１に回動した場合、加熱ローラー６２は、上方向に移動する。これにより、加熱ローラー６２は、上加圧ローラー６３に対して離間するため、ベルトテンションが増加する。

アーム部６１２が一端部を支点として反時計回り方向ＣＷ２に回動した場合、加熱ローラー６２は、下方向に移動する。これにより、加熱ローラー６２は、上加圧ローラー６３に対して近接するため、ベルトテンションが減少する。

アクチュエーターは、公知の手段により構成される。アクチュエーターは、例えば、加熱ローラー６２を上加圧ローラー６３に対して近接又は離間させることで、ベルトテンションを変更するように、アーム部６１２の他端部を上下方向に移動する。

ベルトテンションが変更された場合、ニップ圧が変わって、ニップ幅が変更し、その結果、ニップ時間が変更する。具体的には、ベルトテンションが増加した場合、ニップ圧が低下して、ニップ幅が減少し、これにより、ニップ時間が短くなる。その結果、短時間でトナーを溶融させることで、トナー形状が残りやすくなって、光沢度が下がる。

反対に、ベルトテンションが減少した場合、ニップ圧が上昇し、ニップ幅が増加し、これにより、ニップ時間が長くなる。その結果、長時間かけてトナーを溶融させることで、トナー形状が残りにくくなって、光沢度が上がる。

制御部１０１は、光沢度が所定値（通常モードの値）より低い場合、ベルトテンションが増加して、ニップ時間が短くなるように、ニップ時間変更部６１０を制御するとともに、トナーの定着温度が上がるように、加熱源６０Ｃ，６０Ｄを制御する。

制御部１０１は、また、光沢度が所定値より高い場合、ベルトテンションが減少して、ニップ時間が長くなるように、ニップ時間変更部６１０を制御するとともに、トナーの定着温度が下がるように、加熱源６０Ｃ，６０Ｄを制御する。

次に、本実施の形態における定着方法について説明する。
図４は、本実施の形態における定着方法の一例を示すフローチャートである。本フローは、制御部１０１のＣＰＵ１０２がＲＯＭ１０３に記録されたプログラムを実行することにより実現される。

先ず、ステップＳ１００において、制御部１０１は、光沢度を取得する。

次に、ステップＳ１１０において、制御部１０１は、光沢度が所定値（通常モードの値）より高いか否かについて判別する。光沢度が所定値より高い場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０に遷移する。光沢度が所定値より低い場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１３０に遷移する。

ステップＳ１２０において、制御部１０１は、ニップ時間が長くなり、かつ、トナーの定着温度が下がるように、加熱源６０Ｃ，６０Ｄを制御する。その後、図４に示す処理を終了する。

ステップＳ１３０において、制御部１０１は、ニップ時間が短くなり、かつ、トナーの定着温度が上がるように、加熱源６０Ｃ，６０Ｄを制御する。その後、図４に示す処理を終了する。

上記実施の形態における定着装置は、記録媒体におけるトナー像が形成される定着面側に配置される定着ベルト６１と、記録媒体における定着面の反対の面側に配置され、定着ベルト６１とで記録媒体を挟持しつつ搬送する定着ニップを形成する下加圧ローラー６４と、定着ニップを通過する記録媒体に形成されるトナー像を、加熱するための加熱源６０Ｃ，６０Ｄと、記録媒体が定着ニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を変更可能なニップ時間変更部６１０と、記録媒体に定着されるトナー像の光沢度を所定値より低くする場合、ニップ時間が短くなり、かつ、トナー像の定着温度が上がるように、トナー像の光沢度を所定値より高くする場合、ニップ時間が長くなり、かつ、トナー像の定着温度が下がるように、ニップ時間変更部６１０および加熱源６０Ｃ，６０Ｄを制御する制御部１０１と、備える。トナー像の光沢度を低くする場合、ニップ時間を短くし、かつ、定着温度を上げるため、生産性の低下および定着不良の発生を抑制することが可能となる。また、トナー像の光沢度を低くする場合、ニップ時間を長くし、かつ、定着温度を下げるため、トナーの加熱量が上がり過ぎるのを防止することが可能となる。

本実施の形態では、ニップ幅を制御することによりニップ時間を制御したが、通紙線速を制御することによりニップ時間を制御してもよい。なお、通紙線速を可変させた場合、生産性が変化するため、ニップ幅を制御することによりニップ時間を制御することが好ましい。例えば、通紙線速を下げた場合、生産性が低下する。しかし、例えば、生産性よりも画質を優先する画質優先モードである場合、通紙線速を下げることにより、ニップ時間を制御してもよい。

（実施例）
次に、実施例について説明する。
ニップ圧によってニップ幅を制御し、ニップ時間が変化する。例えば、ニップ圧を下げるにつれてニップ時間が減少し、短時間でトナーを溶融させることで、トナー形状が残りやすくなるため、光沢度が下がる。反対に、ニップ圧を上げるにつれてニップ時間が増加し、長時間かけてトナーを溶融させることで、トナー形状が残りにくくなるため、光沢度が上がる。

本実施例では、各光沢モードにおけるトナー像の光沢度を紙種毎に測定した。光沢度の測定には、６０度光沢度計（コニカミノルタ製ＧＭ−６０Ａ）を使用した。紙種には、グロスコート１２８ｇ紙、マットコート１８６ｇ紙、カラー３００ｇ紙、グロスコート１０５ｇ紙を使用した。

図５は、各光沢モードにおける定着温度等の定着条件を示す図である。図６は、紙種毎に定着性が同じ場合におけるニップ圧と６０度光沢度との関係を示す図である。ここで、定着性とは、トナー像と用紙Ｓとの接着強度をいう。また、定着性が同じとは、低光沢モード、通常モード、高光沢モードにおいて、トナー像と用紙Ｓとの接着強度が同じになるように、定着温度を制御することをいう。

図５に示すように、低光沢モードでは、定着温度を１９４℃、ニップ時間を３３ｍｓ、ニップ幅を１５ｍｍ、通紙線速を４６０ｍｍ／ｓとした。通常モードでは、定着温度を１８４℃、ニップ時間を４６ｍｓ、ニップ幅を２１ｍｍ、通紙線速を４６０ｍｍ／ｓとした。高光沢モードにおいては、定着温度を１７４℃、ニップ時間を５０ｍｓ、ニップ幅を２７ｍｍ、通紙線速を４６０ｍｍ／ｓとした。

図６に示すように、低光沢モードにおける６０度光沢度は、グロスコート１２８ｇ紙では２７度、マットコート１８６ｇ紙では２５度、カラー３００ｇ紙では２７度、グロスコート１０５ｇ紙では２２度であった。

通常モードにおける６０度光沢度は、グロスコート１２８ｇ紙では３５度、マットコート１８６ｇ紙では３４度、カラー３００ｇ紙では３４度、グロスコート１０５ｇ紙では３０度であった。なお、図６では、高光沢モードにおける６０度光沢度を示していない。

以上の測定結果から、グロスコート１２８ｇ紙、マットコート１８６ｇ紙、グロスコート１０５ｇ紙においては、低光沢度モードと通常モードとの間の光沢度差が比較的大きいことがわかった。これに対して、カラー３００ｇ紙においては、低光沢度モードと通常モードとの間の光沢度差が比較的小さいことがわかった。

（変形例１）
次に、本実施の形態の変形例１について図７および図８を参照して説明する。図７は、ニップ圧が通常圧である場合の定着部６０の一例を概略的に示す図である。図８は、ニップ圧が低圧である場合の定着部６０の一例を概略的に示す図である。

図７および図８に示すように、変形例１に係るニップ時間変更部６１０は、ニップ圧を変更することで、ニップ幅を変更可能なニップ圧変更部６１３を有している。

なお、変形例１においては、上加圧ローラー６３には、ハロゲンヒーター等の加熱源（不図示）が内蔵されている。制御部１０１は、加熱源を制御し、上加圧ローラー６３を所定温度に制御することで、トナーの定着温度を制御する。上加圧ローラー６３と下加圧ローラー６４とが圧接されることで、定着ニップが形成される。

ニップ圧変更部６１３は、アーム部６１４と、カム６１５と、アクチュエータ（不図示）とを有している。

アーム部６１４は、図７に示すように、下加圧ローラー６４の例えば回転軸に係合している。アーム部６１４の一端部は、下加圧ローラー６４の右側に延在している。アーム部６１４の一端部は、筐体Ｆに回動可能に支持されている。アーム部６１４の他端部は、下加圧ローラー６４の左側に延在している。

カム６１５は、アーム部６１４の下方向に配置されている。カム６１５は、軸回りに回動可能に筐体Ｆに支持されている。カム６１５は、下加圧ローラー６４を押し上げることで定着ニップＮＰを形成し、下加圧ローラー６４の押し上げ量を調整することで、ニップ幅を変更する。具体的には、カム６１５が時計回り方向ＣＷ１に回動した場合、アーム部６１４が上方向に押し上げられ、ニップ圧が大きくなることで、ニップ幅が増加する（図７を参照）。カム６１５が反時計回り方向ＣＷ２に回動した場合、アーム部６１４が下方向に下がり、ニップ圧が小さくなることで、ニップ幅が減少する（図８を参照）。

アクチュエーターは、例えば、カム６１５を時計回り方向ＣＷ１及び反時計回り方向ＣＷ２にそれぞれ回動するモーターなどの公知の手段により構成される。例えば、実験やシミュレーター等により、モーターの回転量とニップ幅との対応関係を求めること可能である。制御部１０１は、ニップ幅が所定幅になるように、モーターの回転量を制御する。

制御部１０１は、光沢度を所定値より低くする場合、ニップ圧が小さくなって、ニップ幅が減少するように、ニップ圧変更部６１３を制御する。これにより、光沢度を下げることが可能となる。制御部１０１は、光沢度を所定値より高くする場合、ニップ圧が大きくなって、ニップ幅が増加するように、ニップ圧変更部６１３を制御する。これにより、光沢度を上げることが可能となる。

なお、変形例１のように、ニップ圧を変更するばかりでなく、上記実施の形態のようにベルトテンションを変更することで、ニップ幅を変更するようにしてもよい。これにより、例えば、ニップ幅を変更可能な範囲を広くすることが可能となる。

（変形例２）
次に、本実施の形態の変形例２について説明する。

定着ベルト６１の表面硬度に起因して、ニップ時間および定着温度を変更しても光沢度差を生じない又は光沢度差が生じ難い場合がある。また、紙種や紙の坪量に起因して光沢度差が異なる場合がある。ところで、一般的に、目視により光沢度に差があると感じられる光沢度差は２度となる。光沢度差が２度であることを基準とした場合、定着ベルト６１の表面硬度は８０度から８７．５度の範囲であることが好ましい。換言すれば、定着ベルト６１の表面硬度が８０度から８７．５度の範囲である場合、ニップ時間および定着温度を変更することは、２度以上の光沢度差が生じるという効果を奏する。

これに対して、定着ベルト６１の表面硬度が８０度未満の低い領域である場合、ニップ時間による光沢変化が小さくなり、光沢度差が小さくなる。また、定着ベルト６１の表面硬度が８７．５度を超える高い領域である場合、定着温度による光沢変化が大きくなり、例えば、図５に示すように、低光沢モード時には定着温度を上げるため、光沢度差が小さくなる。換言すれば、定着ベルト６１の表面硬度が８０度未満である場合、又は、定着ベルト６１の表面硬度が８７．５度を超える場合、ニップ時間および定着温度を変更することは、２度以上の光沢度差が生じるという効果を奏しない。

（実施例）
次に、実施例について説明する。本実施例では、定着ベルト６１の表面硬度毎の６０度光沢度差を測定した。なお、定着ベルト６１の表面硬度は、高分子計器株式会社マイクロ硬度計ＭＤ−１ｃａｐａ（タイプＣ、室温）で測定した。ここで、６０度光沢度差とは、ニップ圧が通常圧時の６０度光沢度と低圧時の６０度光沢度との差をいう。

図９は、定着ベルト６１の表面硬度と６０度光沢度差との関係を示す図である。図９の縦軸に６０度光沢度差を示し、横軸に定着ベルト６１の表面硬度を示す。図９に示すように、２度以上の６０度光沢度差が生じる場合の定着ベルト６１の表面硬度の範囲は、紙種がカラー９０ｇ紙である場合、７９．５度から８７．５度の範囲であった。また、紙種がグロスコート１２８ｇ紙である場合、８０．５度から８７．５度の範囲であった。また、紙種がカラー３００ｇ紙である場合、８０．５度から８７．５度の範囲であった。

また、２度以上の６０度光沢度差が生じる場合の定着ベルト６１の表面硬度の範囲においては、カラー９０ｇ紙の６０度光沢度差が最も大きかった。グロスコート１２８ｇ紙の６０度光沢度差が次に大きかった。カラー３００ｇ紙の６０度光沢度差が最も小さかった。

以上から、定着ベルト６１の表面硬度が８０度から８７．５度の範囲においては、ニップ時間およびトナー像の定着温度を変更することは、２度以上の光沢度差を生じるという効果を奏することがわかった。これに対して、定着ベルト６１の表面硬度が８０度未満の範囲においては、また、８７．５度を超える範囲においては、ニップ時間およびトナー像の定着温度を変更することは、２度以上の光沢度差を生じるという効果を奏しないことがわかった。

つまり、制御部１０１は、定着ベルト６１の表面硬度が８０度から８７．５度の範囲に基づいて、ニップ時間およびトナー像の定着温度を変更するようにニップ時間変更部および加熱源を制御すればよいことがわかった。

また、次のことがわかった。目視で光沢度により差があると感じられるためには定着ベルトの表面硬度８１から８６．５度の範囲であることがより好ましい。この点から、制御部１０１は、定着ベルト６１の表面硬度が８１度から８６．５度の範囲に基づいて、ニップ時間およびトナー像の定着温度を変更するようにニップ時間変更部および加熱源を制御することが好ましい。また、紙種や紙の坪量によっては、定着ベルト６１の表面硬度が７９．５度から８７．５度の範囲であることが好ましい。この点から、制御部１０１は、定着ベルト６１の表面硬度が７９．５度から８７．５度の範囲に基づいて、ニップ時間およびトナー像の定着温度を変更するようにニップ時間変更部および加熱源を制御することが好ましい。

図１０は、定着ベルト６１の表面硬度が低、中、高の場合と比較例１，２とにおいて、定着性、生産性および光沢制御を示す図である。なお、比較例１は、低光沢モード時にニップ圧でニップ時間を短くする光沢制御により、光沢度を下げた例である。また、比較例２は、低光沢モード時に通紙線速を遅くする光沢制御により定着性を確保しながら光沢度を下げた例である。

定着ベルト６１の表面硬度が低、中、高の場合、低光沢モードにおいては、ニップ圧を下げてニップ時間を短くしたため、生産性は良好であった。また、トナーの定着温度を所定温度より高くしたため、トナーの加熱量が減少し過ぎることがなく、定着性は良好であった。また、光沢度が低下して、６０度光沢度が２度以上となり、光沢制御は良好であった。ただし、定着ベルト６１の表面硬度が低の場合であって、定着ベルト６１の表面硬度が７９．５度未満の場合、６０度光沢度が２度未満となって、光沢制御は、良くなかった。また、定着ベルト６１の表面硬度が高の場合であって、定着ベルト６１の表面硬度が８７．５度を超える場合、６０度光沢度が２度未満となって、光沢制御は、良くなかった。

比較例１においては、通紙線速を遅くしていないため、生産性は良好であった。また、ニップ時間を短くしたため、光沢度が低下して、６０度光沢度が２度以上となり、光沢制御は良好であった。しかし、単に、ニップ時間を短くしたため、トナーの加熱量が不足して、定着不良が発生し、定着性は良くなかった。

比較例２においては、通紙線速を遅くしたため、光沢度が低下して、６０度光沢度が２度以上となり、光沢制御は良好であった。また、通紙線速を遅くしたため、トナーの加熱量が不足することはなく、定着性は良好であった。しかし、単に、通紙線速を遅くしたため、生産性が良くなかった。

（変形例３）
次に、本実施の形態の変形例３について図１１を参照して説明する。図１１は、ニップ幅と、ベルトテンション、ニップ圧との関係の一例を示す図である。図１１の縦軸にニップ幅を示し、横軸にニップ圧を示す。また、図１１にベルトテンションの初期値Ｆａ、ベルトテンションが初期値Ｆａより弱い場合の値Ｆｂ（＜Ｆａ）、ニップ圧の初期値Ｐａ、ニップ幅の初期値Ｗａを示す。

ニップ幅を変更する手段として、ニップ圧の変更とベルトテンションの変更とがある。

ところで、光沢度を上げる場合、ニップ圧を上げ過ぎると「しみこみ」といった副作用が生じるおそれがある。

変形例３では、制御部１０１は、光沢度を所定値より高くする場合（ニップ幅を広くする場合）、ベルトテンションが減少し、そして、減少したベルトテンションに応じて、ニップ圧が変更するように、ニップ時間変更部６１０を制御し、かつ、トナーの定着温度が下がるように、加熱源を制御する。これにより、光沢度を上げることが可能となる。

また、制御部１０１は、光沢度を所定値より低くする場合（ニップ幅を狭くする場合）、ベルトテンションが増加し、そして、増加したベルトテンションに応じて、ニップ圧が変更するように、ニップ時間変更部６１０を制御し、かつ、トナーの定着温度が上がるように、加熱源を制御する。これにより、光沢度を下げることが可能となる。

本変形例３では、図１１に示すように、制御部１０１は、ニップ幅を初期値ＷａからＷ１に広くする場合、ベルトテンションを初期値ＦａからＦｂ（＜Ｆａ）に減少し、そして、減少したベルトテンションに応じて、ニップ圧を初期値ＰａからＰ１に変更するように、ニップ時間変更部６１０を制御する。

これに対して、ニップ幅を初期値ＷａからＷ１に広くする場合、ベルトテンションを初期値Ｆａに維持し、ニップ圧を初期値ＰａからＰ２（＞Ｐ１）に増加するように、ニップ時間変更部６１０を制御することも可能である。しかし、この場合、ニップ圧を上げ過ぎるおそれがある。

変形例３においては、ニップ圧を上げ過ぎることがなく、ニップ幅を広くすることができるため（ニップ時間を長くすることができるため）、副作用（しみこみ）を抑えつつ、光沢度を上げることが可能となる。換言すれば、変形例３においては、ベルトテンションとニップ圧とを併用することで、副作用を抑えつつ光沢度を上げることができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

例えば、トナー像に要求される光沢度が高い場合、定着ニップのニップ幅が増大し、トナー像の定着温度が低くなる一方、トナー像に要求される光沢度が低い場合、定着ニップのニップ幅が減少し、トナー像の定着温度が高くなるように、ニップ幅を変更する制御、および加熱源の制御を行うようにしてもよい。また、この場合、通紙線速を一定としてもよい。

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着部
６０Ａ 上側定着部
６０Ｂ 下側定着部
６０Ｃ 加熱源
６０Ｄ 加熱源
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６３ 上加圧ローラー
６４ 下加圧ローラー
１０１ 制御部
６１０ ニップ時間変更部
６１１ 張力変更部
６１２ アーム部
６１３ ニップ圧変更部
６１４ アーム部
６１５ カム

Claims (8)

1. 記録媒体におけるトナー像が形成される定着面側に配置される定着面側部材と、
   前記記録媒体における前記定着面の反対の面側に配置され、前記定着面側部材とで前記記録媒体を挟持しつつ搬送する定着ニップを形成する裏面側支持部材と、
   前記定着ニップを通過する記録媒体に形成される前記トナー像を、加熱するための加熱源と、
   前記記録媒体が前記定着ニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を変更可能なニップ時間変更部と、
   前記記録媒体に定着される前記トナー像の光沢度を予め定められた値より低くする場合、前記ニップ時間が短くなり、かつ、前記トナー像の定着温度が上がるように、前記トナー像の光沢度を予め定められた値より高くする場合、前記ニップ時間が長くなり、かつ、前記トナー像の定着温度が下がるように、前記ニップ時間変更部および前記加熱源を制御する制御部と、
   を備える、定着装置。
2. 前記定着面側部材の表面硬度は、８０度以上、８７．５度以下である、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記ニップ時間変更部は、ニップ幅を変更することにより前記ニップ時間を変更する、
   請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記定着面側部材は、少なくとも二つの部材間に張力がかかった状態で架け渡されるベルトを有し、
   前記ニップ時間変更部は、前記ベルトの張力を変更することで、前記ニップ幅を変更可能な張力変更部を有する、
   請求項３に記載の定着装置。
5. 前記ニップ時間変更部は、前記定着ニップのニップ圧を変更することで、前記ニップ幅を変更可能なニップ圧変更部を有する、
   請求項３または４に記載の定着装置。
6. 前記ニップ時間変更部は、さらに、前記ベルトの張力を変更することによって前記定着ニップのニップ圧を変更する、
   請求項４に記載の定着装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置と、
   前記記録媒体に前記トナー像を形成する画像形成部と、を備える、画像形成装置。
8. 記録媒体に定着されるトナー像の光沢度を予め定められた値より低くする場合、記録媒体が定着ニップを通過するのに要する時間であるニップ時間を短くするとともに、前記トナー像の定着温度を上げ、前記トナー像の光沢度を予め定められた値より高くする場合、前記ニップ時間を長くするとともに、前記トナー像の定着温度を下げる、
   定着方法。

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