JP5510357B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、種類の異なる用紙に画像を形成する場合に用いられる定着装置及び画像形成装置に関する。

一般的に、画像形成装置は、まず感光体を帯電させると共に原稿画像データに合わせて電荷を消去して静電潜像を形成し、この感光体上の静電潜像にトナーを付着させる。次に、感光体に付着したトナーを中間転写ベルトや用紙等の転写材に転写して、トナー像を形成する。そして、形成されたトナー像を用紙に定着させるため、定着装置が用いられる。

定着装置としては、例えば、加熱回転体である定着ローラと、加圧回転体である加圧ローラとを用いた熱ローラ対方式の定着装置が、一般に用いられている。また、近年では、離型剤を含むトナーによって形成される未定着画像を用紙に定着させるオイルレス定着方式が広く用いられている。定着部材としては、アルミニウムや鉄で構成される芯軸の上にシリコーンゴムやフッ素ゴムで構成される弾性層を設け、この弾性層上に表層である離型層を設けたものが広く用いられている。一般に、この離型層は、フッ素樹脂等の離型性に優れた材料を用いたチューブや、それらの材料をコーティングすることにより形成される。

ここで、紙粉、オフセットトナーの汚れ等、用紙が通過することの影響により、定着ローラの表面が徐々に傷ついてくることが知られている。特に、用紙の縁に沿って存在するバリによって、定着部材の表面にいわゆる紙エッジ傷が発生することが知られている。バリは、鋭利なカッターを用いて用紙を裁断する際に、カッターの裁断跡として生じるものであり、バリの大きさは、紙の厚さや紙の坪量等によって異なるが、大きなものでは数μｍ〜十数μｍ程度である。なお、坪量とは、紙や板紙の基準となる重さを、単位面積である１ｍ^２あたりの重量で表したものであり、単位はｇ／ｍ^２（gsm：gram per square meter）で表される。バリを有する用紙が定着部材を通過すると、用紙が通過する方向と平行な用紙の縁に存在するバリによって、定着部材の表面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に対して画像を形成する際に、紙エッジ傷が用紙上のトナー像を乱し、定着後の画像に光沢ムラが発生する。

特許文献１には、用紙のバリによる影響を定着部材に与えないようにする技術が開示されている。この特許文献１に開示された技術は、特定の用紙のバリによって生じた紙エッジ傷を修復するために、摺擦部材を用いて、定着部材の表面を摺擦してならす技術である。

特開２００８−４０３６３号公報

特許文献１に記載されているように、従来は、定着部材に発生した紙エッジ傷を修復するため、定着部材の表面を摺擦する摺擦部材が用いられていた。この摺擦部材は、定着部材に接離可能であって、凹凸を設けて表面を粗くしたものである。そして、この摺擦部材を定着部材に当接させ、表面の凹凸によって定着部材の表面に生じた紙エッジ傷をならすことで、定着部材を修復していた。しかし、摺擦部材の表面の粗さを大きくすれば、定着部材の表面に生じた紙エッジ傷の修復を容易に行える反面、定着部材の表面に、摺擦部材の凹凸によって新たなキズを発生させることがあった。一方、摺擦部材によるキズの発生を防止するために、摺擦部材の表面の粗さを小さくすると、定着部材の表面にできた紙エッジ傷を十分に修復することができないこともあった。

特許文献１に記載された技術は、特定用紙により生じる紙エッジ傷に対して、表面の粗さを特定値に設定した摺擦部材を用いるものである。しかし、上述したように用紙に存在するバリの大きさは用紙の種類によって異なるため、用紙の種類によっては、特定の摺擦部材では、定着部材の表面を修復することができない場合があった。この結果、定着後の画像にユーザが認識できる程のムラが生じてしまうことがあった。

本発明はこのような状況を考慮したものであり、種類の異なる用紙を用いることにより、定着部材の表面に異なる大きさの紙エッジ傷が発生する場合であっても、定着部材の表面を修復することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る定着装置は、用紙にトナー像を定着する定着部材と、定着部材の表面を摺擦する摺擦面の粗さがそれぞれ異なる複数の摺擦部材と、定着部材がトナー像を定着する用紙の種類に応じて、複数の摺擦部材を定着部材に当接させる当接時間を決めるための重み付けをしたカウント値を計数して、カウント値を積算した値を求めるカウンタと、積算した値に基づいて当接時間を判断し、複数の摺擦部材を定着部材に当接させる制御を行う制御部と、を備えるものである。

また、本発明に係る画像形成装置は、原稿の画像データを取得する取得部と、取得部によって取得された原稿の画像データに基づいて、帯電された像担持体の表面に露光を行い、像担持体に静電潜像を形成し、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着して、トナー像を形成する画像形成部と、像担持体に形成されたトナー像を、給紙部から給紙された用紙に転写する転写部と、転写部から排出される用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置と、を備える。
そして、定着装置は、用紙にトナー像を定着する定着部材と、定着部材の表面を摺擦する摺擦面の粗さがそれぞれ異なる複数の摺擦部材と、定着部材がトナー像を定着する用紙の種類に応じて、複数の摺擦部材を定着部材に当接させる当接時間を決めるための重み付けをしたカウント値を計数して、カウント値を積算した値を求めるカウンタと、積算した値に基づいて当接時間を判断し、複数の摺擦部材を定着部材に当接させる制御を行う制御部と、を備える。

本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、用紙の種類に応じて、定着装置及び画像形成装置の定着部材の表面の状態を適切に修復し、用紙に良好な画像を形成することができる。

本発明の一実施形態に係る定着装置を含めた画像形成装置の全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の概略断面構成図である。 本発明の一実施形態に係る定着ローラの概略断面構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る坪量別カウントテーブル（Ａ）と当接時間テーブル（Ｂ）の例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の処理例を示すフローチャートである。

以下、本発明の定着装置及び画像形成装置の実施の形態例（以下、「本例」という。）について、図１〜図７を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

図１は、本例の定着装置８０を含めた画像形成装置１を示す全体構成図である。
画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部７０と、定着装置８０と、を有する。

原稿搬送部１０は、原稿をセットする原稿給紙台１１と、複数のローラ１２とを有している。原稿搬送部１０の原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台１３に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。

用紙収納部２０は、画像形成装置１本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズに応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置である２次転写部７０に搬送される。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、ＯＨＰシート等の特殊紙が転写位置へ送られる。

画像読取部３０と用紙収納部２０の間には、画像形成部４０と中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー像を形成する。第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンタのトナー像を形成する。第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー像を形成する。第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙについて説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、像担持体であるドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え、感光体４１の表面を一様に帯電させる。露光部４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光操作を行い、感光体４１上に静電潜像を形成する。第１の画像形成ユニット４０Ｙの現像部４４は、感光体４１上に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面には、イエローのトナー像が形成される。感光体４１上に付着したイエローのトナーは、転写材の一例を示す中間転写ベルト５０に転写される。そして、クリーニング部４５は、感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、不図示の駆動モータで感光体４１の回転方向とは逆方向に回転する。中間転写ベルト５０における画像形成ユニット４０Ｙの感光体４１と対向する位置には、転写部５１が設けられている。この転写部５１は、中間転写ベルト５０にイエローのトナーと反対の極性を印加させることで、感光体４１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５０に転写する。同様にして、第２の画像形成ユニット４０Ｍのマゼンタのトナー像、第３の画像形成ユニット４０Ｃのシアンのトナー像、第４の画像形成ユニット４０Ｋのブラックのトナー像も、中間転写ベルト５０に転写される。

中間転写ベルト５０を回転させることで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の下流には、２次転写部７０が配置されている。２次転写部７０は、ローラ状に形成されており、搬送部２３によって送られてきた用紙Ｓを中間転写ベルト５０側に押圧する。そして、２次転写部７０は、搬送部２３によって送られてきた用紙Ｓ上に中間転写ベルト５０に形成されたカラー画像を転写する。また、２次転写部７０における用紙Ｓの排出側には、用紙にトナー像を定着させる定着装置８０が設けられている。定着装置８０は、用紙Ｓに転写されたトナー像を加熱定着する。

定着装置８０の下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着装置８０を通過した用紙Ｓの搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成におけるフェースアップ排紙を行う場合には、用紙Ｓを直進させ、一対の排紙ローラ２５へ排紙する。また、切換ゲート２４は、片面画像形成におけるフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Ｓの搬送路を切り換えて、用紙Ｓを下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって、搬送路を切り換えて用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって進行方向を反対にして、用紙Ｓを上方に搬送する。これにより、表裏反転された用紙Ｓが一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって、搬送路を切り換えて用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって用紙Ｓの表裏が反転され、再給紙路２７により表裏が反転した用紙Ｓが再び転写位置へ搬送される。

また、一対の排紙ローラ２５の下流側に、用紙Ｓを折ったり、用紙Ｓに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

次に、図２を参照して、本例の画像形成装置１の構成について説明する。
図２は、本例の画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。

画像形成装置１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３を有する。更に、大容量記憶装置としてのＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１０４と、操作表示部１０５を有する。なお、ＲＯＭ１０２としては、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭが用いられる。

ＣＰＵ１０１は、各部の動作を制御する制御部であり、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ１０４及び操作表示部１０５にそれぞれシステムバス１０７を介して接続され、画像形成装置１全体を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データや、出力済みの画像データ等を記憶する装置である。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイから構成されるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。更に、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、ＣＰＵ１０１にこれらのデータを出力する。

画像読取部３０は、原稿画像を光学的に読み取って画像データに変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。取得部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信される画像データを、通信回線を介して受け取り、画像処理部１０６に受け取った画像を送る。そして、画像読取部３０によって生成された画像データや、取得部１０８が受け取る画像データは、画像処理部１０６に送られて画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、あるいは画像圧縮等の処理を行う。

画像形成部４０は、画像処理部１０６によって画像処理された画像データを受け取り、用紙Ｓ上に画像を形成する。

なお、本例では、外部装置としてＰＣ１２０を用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を用いることもできる。
また、本例では、画像読取部３０を備える画像形成装置１に適用した例を説明したが、このような画像読取部３０を備えず、通信回線に接続される外部の情報処理装置から取得部１０８を介して受け取った画像データに基づいて現像、転写、定着、及び排紙を行う画像形成装置（例えば、プリンタ）や、中間転写ベルトを用いない直接転写方式の画像形成装置などに適用してもよい。

図３は、本例の定着装置８０の概略断面構成図を示す。
定着装置８０は、用紙Ｓにトナー像を定着する定着部材を備え、定着部材は、用紙Ｓ上のトナー像を加熱する回転可能な加熱回転体としての定着ローラ（加熱定着部材）３１と、定着ローラ３１に圧接して定着ニップ（ニップ部）Ｎ１を形成する回転可能な加圧回転体としての加圧ローラ（加圧定着部材）３６を有する。そして、定着ローラ３１の内部に設けられたハロゲンヒータ（加熱源）３５で、定着ローラ３１を加熱し、定着ニップＮ１においてトナー像を担持した用紙Ｓを挟持搬送することにより、トナー像を用紙Ｓに定着させる。

定着装置８０には、複数の摺擦部材として、回転体である２個のリフレッシュローラ７，８が設けられている。リフレッシュローラ７，８の表面には、定着ローラ３１の表面を摺擦するための摺擦面７ａ，８ａが形成されている。また、定着装置８０には、図中矢印方向に回動することでリフレッシュローラ７，８を定着ローラ３１に当接させ、離間させる接離機構４と、この接離機構４を回動駆動する接離駆動部３と、定着ローラ３１に当接させた状態でリフレッシュローラ７，８を回転駆動させて、定着ローラ３１の表面を摺擦する摺擦駆動部５が設けられている。本例では、リフレッシュローラ７，８は、ハロゲンヒータ３５を有する定着ローラ３１の表面に当接し、摺擦することで、定着ローラ３１の表面を修復する。なお、接離駆動部３と摺擦駆動部５としては、モータ等が用いられる。

なお、本例では、ローラ形状の加熱定着部材及び摺擦部材を用いているが、柔軟な配置が可能となるベルト状の加熱定着部材及び摺擦部材を用いてもよい。また、摺擦部材の数として、３個以上のリフレッシュローラを用いてもよい。また、摺擦部材の形状としては、ローラ形状ではなく、回転しないパッド状のものを用いてもよい。

以下、本例の定着装置８０に用いる（１）定着ローラ３１、（２）加圧ローラ３６、（３）リフレッシュローラ７，８について、図３及び図４を用いて、詳細に説明する。

（１）定着ローラ３１
図４は、図３に示した定着ローラ３１の要部の縦断面の概略構成を示す図である。
用紙Ｓ上のトナー像を加熱して用紙Ｓに定着する定着ローラ３１は、金属製の芯軸（基層）３２上に、ゴム層によって構成される弾性層３３を設け、更にその上に表層として離型層３４を被覆して形成される。本例では、外径６８ｍｍのアルミニウムの中空芯軸上に、弾性層３３としてゴム硬度が２０°（ＪＩＳ−Ａ １ｋｇ加重）のシリコーンゴムを１．０ｍｍ成形し、更にその表面に離型層３４として厚さ３０μｍのフッ素樹脂を被覆した外径７０ｍｍのローラを用いた。定着ローラ３１は、その回転軸線方向の両端部に設けられた支持部材によって回転自在に支持されている。定着ローラ３１は、摺擦駆動部５によって、図３中の矢印方向に回転駆動され、定着ローラ３１の表面移動速度（周速度）は、３００ｍｍ／ｓｅｃである。この定着ローラ３１の周速度は、画像形成装置１のプロセススピード（画像出力速度）に相当する。なお、図３に示すように、定着ローラ３１は、内部に加熱源としてハロゲンヒータ３５を有している。そして、図示しない温度センサーと温度制御回路とによって、１６０℃に温度調整される。

離型層３４としては、離型性に優れたフッ素樹脂をチューブ状に形成したフッ素樹脂チューブを使用した。フッ素樹脂としては、ＰＦＡ樹脂（４フッ化エチレン樹脂、パーフロロアルコキシエチレン樹脂の共重合体）、ＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）等が用いられる。本例では、離型層３４としてＰＦＡ樹脂チューブを用いた。なお、定着ローラ３１の表層である離型層３４の厚さは、１０μｍ以上６０μｍ以下とすることが好ましい。また、本例では、特に、定着ローラ３１の表層の微小硬度は、１．０ＧＰａであった。

（２）加圧ローラ３６
図３に示すように、加圧ローラ３６は、金属製の芯軸（基層）３７上に、ゴム層によって構成される弾性層３８を設け、更にその上に表層としての離型層３９を被覆して形成される。本例では、外径４８ｍｍのアルミニウムの中空芯軸上に、弾性層としてゴム硬度が２０°（ＪＩＳ−Ａ １ｋｇ加重）のシリコーンゴムを１．０ｍｍ成形し、更にその表面に離型層として厚さ３０μｍのフッ素樹脂を被覆した外径５０ｍｍのローラを用いた。加圧ローラ３６は、その回転軸線方向の両端部に設けられた支持部材によって回転自在に支持されている。また、加圧ローラ３６の回転軸線方向の両端部の支持部材が不図示の加圧バネ（付勢手段）で付勢されることにより、加圧ローラ３６は常時、定着ローラ３１を所定の圧力で加圧している。これにより、定着ローラ３１と加圧ローラ３６との間の当接部（摺擦部）において、所定幅の定着ニップＮ１が形成される。本例の加圧ローラ３６は、定着ローラ３１を総圧８００Ｎ（ニュートン）の力で加圧するようにしている。

（３）リフレッシュローラ７，８
図３に示すように、本例の摺擦部材として用いられるリフレッシュローラ７，８は、ローラ外径１６ｍｍのＳＵＳ３０４（ステンレススチール）が用いられ、その表面には、定着ローラ３１の表面を摺擦するための摺擦面７ａ，８ａがそれぞれ形成されている。リフレッシュローラ７，８の摺擦面７ａ，８ａには、金属粉を吹き付けるブラスト加工により、摺擦面の粗さを決める微小な凹凸が設けられ、リフレッシュローラ７，８の摺擦面の粗さが異なるように形成されている。本例では、リフレッシュローラ７の摺擦面の粗さは、リフレッシュローラ７の表面の粗さＲａ（算術平均粗さ）をＲａ＝０．５〜０．７とし、リフレッシュローラ８の摺擦面の粗さは、リフレッシュローラ８の表面の粗さをＲａ＝０．２〜０．３としている。すなわち、リフレッシュローラ７の摺擦面の粗さが、リフレッシュローラ８の摺擦面の粗さよりも大きくなるように形成されている。なお、ブラスト加工ではなく、種類の異なる材料でリフレッシュローラを構成することで、それぞれの摺擦面の粗さを異ならせてもよい。

リフレッシュローラ７，８は、回転軸線方向の両端部に設けられた不図示の支持部材によって回転自在に支持されている。リフレッシュローラ７，８は、摺擦駆動部５によって、周速度が４００ｍｍ／ｓｅｃで、定着ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動されている。すなわち、リフレッシュローラ７，８の周速度と定着ローラ３１の周速度（３００ｍｍ／ｓｅｃ）との間には、差が設けられている。また、リフレッシュローラ７，８は、定着ローラ３１の表面を、少なくとも１周分摺擦するように回転する。なお、リフレッシュローラ７，８は、定着ローラ３１の回転方向に対して、順方向となるように回転させてもよい。

リフレッシュローラ７，８による定着ローラ３１への加圧は、不図示の加圧バネで、リフレッシュローラ７，８を支持する支持部材を定着ローラ３１側へ押圧することによって行われ、これにより、リフレッシュローラ７，８と定着ローラ３１との間の当接部において所定幅の摺擦ニップＮ２が形成されている。なお、図３では、リフレッシュローラ７が、定着ローラ３１に当接し、リフレッシュローラ８が、離間している状態を示している。また、リフレッシュローラ７は、リフレッシュローラ８に対し、定着ローラ３１の回転方向の上流側に配置されているが、下流側に配置してもよい。

また、本例では、リフレッシュローラ７，８のローラ径は同径であるが、リフレッシュローラ７のローラ径よりも、リフレッシュローラ８のローラ径が大きいものを用いてもよい。すなわち、リフレッシュローラ７に比べて、リフレッシュローラ８の方が摺擦面の粗さが小さいので、摺擦面の凹凸がなくなるのが早い。そこで、リフレッシュローラ８のローラ径を大きくすることで、定着ローラ３１との接触面積を増やして、リフレッシュローラ８の寿命を延ばしている。このように、リフレッシュローラ８の寿命をリフレッシュローラ７の寿命と同じにすることで、ローラの交換時期を合致させて、交換作業の効率を上げることができる。また、リフレッシュローラ７，８のローラ径が同径の場合には、リフレッシュローラ８の回転速度を、リフレッシュローラ７の回転速度よりも遅くすることで、交換の時期を合わせることができる。

なお、本例では、モータである摺擦駆動部５によってリフレッシュローラ７，８を回転駆動するようにしたが、例えば、定着ローラ３１からリフレッシュローラ７，８への駆動力を駆動ギアで伝達する場合には、定着ローラ３１とリフレッシュローラ７，８との駆動ギアを１対２のギア比で連結すれば、定着ローラ３１の表面速度の２倍の表面速度でリフレッシュローラ７，８を駆動することができる。

次に、図５及び図６に基づき、本例の画像形成装置１の制御の概要を説明する。
図５は、本例の画像形成装置１の機能ブロック図である。
図５に示すように、ＣＰＵ１０１は、用紙に転写されたトナー像を加熱定着する動作回数に基づき、カウント値を計数して、計数したカウント値を積算するカウンタ１１０と、カウンタ１１０で積算したカウント値（以下、「積算値」と略称する。）に基づき、リフレッシュローラ７，８の摺擦動作の動作時間を判断する制御部としてのリフレッシュ判断部１１１と、接離駆動部３と摺擦駆動部５の駆動を行うための制御部としてのコントローラ６とを備えている。

ＲＯＭ１０２には、用紙サイズ及び坪量別にカウント値の重み付けを定めるための坪量別カウントテーブル１１２と、カウンタ１１０で求めた積算値に応じて、リフレッシュローラ７，８の当接時間を決定するための当接時間テーブル１１３が記憶されている。
ここで、リフレッシュローラ７，８の当接時間とは、リフレッシュローラ７，８が定着ローラ３１に当接してから離間するまでの時間を言う。なお、本例では、ＲＯＭ１０２に坪量別カウントテーブル１１２と当接時間テーブル１１３を記憶するようにしたが、ＲＡＭ１０３に各テーブルを構成し、ユーザが各テーブルの内容を書き換えるようにしてもよい。

まず、定着装置８０が用紙Ｓにトナー像を定着する際に、カウンタ１１０は、当接時間を決めるための重み付けを行うため、用紙Ｓのサイズと坪量に基づいて、図６Ａに示す坪量別カウントテーブル１１２を参照し、カウント値を変動させて、積算値を求める。

図６Ａに示すように、坪量別カウントテーブル１１２には、用紙サイズと坪量に応じて重み付けを変えたカウント値が記憶されている。
用紙サイズに応じた重み付けは、定着ニップＮ１を通過する用紙の長さに応じて変化させる。具体的には、Ａ４の用紙の短手方向を通紙方向と平行にして通紙させたときに、当該用紙が定着ニップＮ１を通過する長さを基準長さとして、基準長さ以下の場合と、基準長さより長い場合とで、重み付けを変えている。すなわち、定着ニップＮ１を通過する用紙の長さが、Ａ４の用紙の短手方向の長さ以下の場合（以下、これを「Ａ４以下」という。）と、Ａ４の用紙の短手方向の長さより長い場合（以下、これを「Ａ４より大」という。）とで重み付けを変えている。ここで、定着ニップＮ１を通過する用紙の長さに応じて重み付けを変えるのは、定着ニップＮ１を通過する用紙の長さが長いほど、定着ローラ３１に形成される紙エッジ傷が大きくなっていくので、リフレッシュローラ７の駆動時間を長くする必要があるからである。

また、坪量に応じた重み付けは、定着ニップＮ１を通過する用紙の厚みに応じて変化させる。具体的には、用紙サイズがＡ４以下である場合、薄紙（８０gsm以下）を０．６カウント、中間の厚さの紙（８１〜２０８gsm）を１カウント、厚紙（２０９gsm以上）を１．４カウントとして、カウント値を積算する。また、用紙サイズがＡ４より大きい場合、薄紙（８０gsm以下）を１．２カウント、中間の厚さの紙（８１〜２０８gsm）を２カウント、厚紙（２０９gsm以上）を２．８カウントとする。

なお、本例では、用紙Ｓのサイズ及び坪量に基づいてカウント値を変動させているが、カウンタ１１０は、用紙Ｓのサイズ及び坪量の少なくとも一方に基づく用紙Ｓの種類に応じてカウント値を変動させるようにしてもよい。この場合には、用紙Ｓのサイズ又は坪量の値に応じてカウント値を異ならせるようにしたカウントテーブルを、それぞれ用意すればよい。

次に、カウンタ１１０は、坪量別カウントテーブル１１２に従って求めた積算値をＲＡＭ１０３に書き込み、リフレッシュ判断部１１１は、ＲＡＭ１０３から読み出した積算値に対応した当接時間を、図６Ｂに示す当接時間テーブル１１３から選択することにより、リフレッシュローラ７，８の当接時間を決定する。

図６Ｂに示すように、当接時間テーブル１１３には、カウンタ１１０で求めた積算値に応じて、「粗いリフレッシュ動作」と「細かいリフレッシュ動作」を行うための当接時間が規定されている。ここで、「粗いリフレッシュ動作」とは、摺擦面の粗さが大きいリフレッシュローラ７で、定着ローラ３１を摺擦する動作を意味し、「細かいリフレッシュ動作」とは、摺擦面の粗さが小さいリフレッシュローラ８で、定着ローラ３１を摺擦する動作を意味する。

本例では、当接時間テーブル１１３に示すように、積算値に応じて、リフレッシュローラ７，８の当接時間を異ならせているが、リフレッシュローラ８の寿命を長くして交換時期を一致させるために、摺擦面の粗さが所定値より小さいリフレッシュローラ８の当接時間を、摺擦面の粗さが所定値であるリフレッシュローラ７の当接時間よりも短くなるように設定している。

なお、本例は、坪量別カウントテーブル１１２と当接時間テーブル１１３を用いて、当接時間を予め設定しているが、操作表示部１０５に表示される操作パネルによって、ユーザが、任意に当接時間を設定又は選択できるようにしてもよい。例えば、定着ローラ３１の表面を確実にならすために、リフレッシュローラ８の当接時間が長くなるように設定してもよい。

次に、リフレッシュ判断部１１１は、判断した当接時間をコントローラ６に通知し、コントローラ６は、接離駆動部３と摺擦駆動部５の駆動を制御する。
つまり、リフレッシュローラ７，８は、接離駆動部３及び摺擦駆動部５によって、リフレッシュ判断部１１１で判断された当接時間の分だけ定着ローラ３１に当接する。すなわち、リフレッシュローラ７，８は、接離駆動部３により定着ローラ３１に当接し、それぞれ定着ローラ３１の表面に接している状態で、摺擦駆動部５により回転し、リフレッシュローラの摺擦面７ａ，８ａで定着ローラ３１の表面を摺擦する。そして、リフレッシュローラ７，８は、接離駆動部３により、定着ローラ３１から離間する。

具体的には、例えば、カウンタ１１０によってＲＡＭ１０３に保存された積算値が２５０の場合には、接離駆動部３により、リフレッシュローラ７を定着ローラ３１の表面に接触させた後、摺擦駆動部５により、リフレッシュローラ７を１０秒間回転させて、定着ローラ３１の表面を摺擦し、粗いリフレッシュ動作を行う。次に、接離駆動部３により、リフレッシュローラ７を定着ローラ３１の表面から離間させるとともに、リフレッシュローラ８を定着ローラ３１の表面に接触させた後、摺擦駆動部５により、リフレッシュローラ８を５秒間回転させて、細かいリフレッシュ動作を行う。その後、接離駆動部３により、リフレッシュローラ８を定着ローラ３１の表面から離間させる。ここで、リフレッシュローラ７の粗いリフレッシュ動作は、主に定着ローラ３１の表面にできた紙エッジ傷をならし、リフレッシュローラ８の細かいリフレッシュ動作は、リフレッシュローラ７により定着ローラ３１の表面にできた傷を含め、定着ローラ３１の表面全体をならす。

なお、例えば、加圧ローラ３６を定着ローラ３１から接離させる機構が設けられている場合には、リフレッシュローラ７が定着ローラ３１に接触すると同時に、加圧ローラ３６を定着ローラ３１から離間させ、リフレッシュローラ８が定着ローラ３１から離間すると同時に、加圧ローラ３６を定着ローラ３１に当接させて、画像形成動作を再開する。

本例では、当接時間テーブル１１３に示すように、積算値が大きくなると定着ローラ３１の表面の紙エッジ傷が大きくなるため、摺擦面の粗さの大きなリフレッシュローラ７の当接時間を長くして、定着ローラ３１の表面にできた紙エッジ傷を十分にならすようにする。この場合には、定着ローラ３１の表面を確実に修復するため、摺擦面の粗さの大きなリフレッシュローラ７の当接時間を長くする度合いに比例して、摺擦面の粗さの小さなリフレッシュローラ８の当接時間も長くする。

なお、リフレッシュローラ８は、定着ローラ３１に、表面粗さＲｚが０．５μｍ〜２．０μｍとなるような摺擦傷（方向性のある凹部）を定着ローラ３１の回転方向に沿って付ける。しかも、間隔が１０μｍ以下とされる摺擦傷（凹部）が回転軸線方向に１００μｍあたり１０本以上形成されるようにする。これにより、定着ローラ３１の表面は修復される。なお、リフレッシュローラ８による摺擦動作は、定着ローラ３１の表面に細かい摺擦傷をつけることが目的であり、定着ローラ３１の表面を削り取って新しい面を出すことが目的ではない。

このように、本例によれば、リフレッシュローラ７で、定着ローラ３１の表面にできた紙エッジ傷をならし、次に、リフレッシュローラ８で、定着ローラ３１の表面に細かい多数の摺擦傷を付け、これにより、用紙Ｓが通過する際にできた傷やリフレッシュローラ７が摺擦する際にできた定着ローラ３１の表面の傷をならし、定着ローラ３１の表面の状態を修復し、用紙Ｓ上の画像のムラをなくすことができる。また、使用する用紙の種類に応じて、リフレッシュローラ７，８の摺擦動作の時間を適宜変更することで、用紙の種類を問わず、適切に定着ローラ３１の表面を修復することができる。

次に、図７のフローチャートを用いて、本例の定着装置８０の動作を説明する。
図７は、本例の画像形成装置１の処理例を示すフローチャートである。
画像形成ジョブを開始すると、始めに、ＣＰＵ１０１が備えるカウンタ１１０は、坪量別カウントテーブル１１２を参照して、定着装置８０により画像が定着される用紙Ｓのサイズ及び坪量に応じて、重み付けを行いながらカウント値を計数する（ステップＳ１）。

次に、ＣＰＵ１０１は、１ジョブにおける画像形成が終了したか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、画像形成の終了は、用紙Ｓが排紙されたことをもって判断される。１ジョブにおける画像形成が終了していない場合、ステップＳ１に戻ってカウント値を計数し、計数したカウント値を積算し積算値を求める。１ジョブの画像形成が全て終了した場合、ＣＰＵ１０１が備えるリフレッシュ判断部１１１は、求めた積算値と当接時間テーブル１１３に規定されている積算値との比較判定を行う（ステップＳ３）。

そして、求めた積算値が、当接時間テーブル１１３に規定される積算値のうち一番小さい値（図６Ｂの例では２５０）を超えない場合には、ステップＳ７に処理を移す。

一方、求めた積算値が、当接時間テーブル１１３に規定される積算値のうち一番小さい値を超えた場合には、リフレッシュ判断部１１１は、ＣＰＵ１０１が備えるコントローラ６を介し、求めた積算値に従って、接離駆動部３と摺擦駆動部５に対して、粗いリフレッシュ動作及び細かいリフレッシュ動作を行うための駆動を指示する。そして、リフレッシュローラ７は、定着ローラ３１の表面に対して粗いリフレッシュ動作を行い（ステップＳ４）、次に、リフレッシュローラ８は、定着ローラ３１の表面に対して細かいリフレッシュ動作を行う（ステップＳ５）。そして、リフレッシュ動作が終了すると、リフレッシュ判断部１１１は、ＲＡＭ１０３に記憶されている積算値をクリアし（ステップＳ６）、次の画像形成ジョブが投入されるまで待機する（ステップＳ７）。

以上説明したように、本例の画像形成装置１及び定着装置８０によれば、サイズ及び坪量が大きな用紙Ｓの場合にカウント値を大きくし、サイズ及び坪量が小さい用紙Ｓの場合にカウント値を小さくすることにより、カウント値の重み付けを行う。これにより、用紙Ｓの種類に応じて、リフレッシュローラ７，８の摺擦動作時間を変動させ、種類の異なる用紙を用いる場合でも、定着ローラ３１の表面状態を適切に修復し、用紙上の画像ムラの発生を防止することができる。

また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限り、その他種々の応用例、変形例に適用できることは勿論である。

１・・・画像形成装置、３・・・接離駆動部、４・・・接離機構、５・・・摺擦駆動部、６・・・コントローラ、７・・・リフレッシュローラ、８・・・リフレッシュローラ、７ａ，８ａ・・・摺擦面、１０・・・原稿搬送部、１１・・・原稿給紙台、１２・・・ローラ、１３・・・原稿台、２０・・・用紙収納部、２１・・・給紙部、２２・・・手差部、２３・・・搬送部、２４・・・切換ゲート、２５・・・排紙ローラ、２６・・・用紙反転搬送部、２７・・・再給紙路、３０・・・画像読取部、３１・・・定着ローラ、３２・・・芯軸、３３・・・弾性層、３４・・・離型層、３５・・・ハロゲンヒータ、３６・・・加圧ローラ、３７・・・芯軸、３８・・・弾性層、３９・・・離型層、４０・・・画像形成部、４０Ｙ・・・第１の画像形成ユニット、４０Ｍ・・・第２の画像形成ユニット、４０Ｃ・・・第３の画像形成ユニット、４０Ｋ・・・第４の画像形成ユニット、４１・・・感光体、４２・・・帯電部、４３・・・露光部、４４・・・現像部、４５・・・クリーニング部、５０・・・中間転写ベルト、５１・・・転写部、７０・・・２次転写部、８０・・・定着装置、１０１・・・ＣＰＵ、１０２・・・ＲＯＭ、１０３・・・ＲＡＭ、１０４・・・ＨＤＤ、１０５・・・操作表示部、１０６・・・画像処理部、１０７・・・システムバス、１０８・・・取得部、１１０・・・カウンタ、１１１・・・リフレッシュ判断部、１１２・・・坪量別カウントテーブル、１１３・・・当接時間テーブル、１２０・・・ＰＣ

Claims (6)

1. 用紙にトナー像を定着する定着部材と、
   前記定着部材の表面を摺擦する摺擦面の粗さがそれぞれ異なる複数の摺擦部材と、
   前記定着部材が前記トナー像を定着する用紙の種類に応じて、前記複数の摺擦部材を前記定着部材に当接させる当接時間を決めるための重み付けをしたカウント値を計数して、前記カウント値を積算した値を求めるカウンタと、
   前記積算した値に基づいて前記当接時間を判断し、前記複数の摺擦部材を前記定着部材に当接させる制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする
   定着装置。
2. 前記カウンタは、前記用紙のサイズ及び坪量の少なくとも一方に基づいて前記カウント値を変動させることを特徴とする
   請求項１記載の定着装置。
3. 摺擦面の粗さが所定値より小さい一の摺擦部材の当接時間を、摺擦面の粗さが所定値である他の摺擦部材の当接時間より短くすることを特徴とする
   請求項２記載の定着装置。
4. 前記定着部材は、前記トナー像を加熱する加熱定着部材と、前記加熱定着部材に圧接して定着ニップを形成する加圧定着部材を有し、前記複数の摺擦部材は前記加熱定着部材に当接することを特徴とする
   請求項３記載の定着装置。
5. 前記複数の摺擦部材はローラ形状であって、摺擦面の粗さが所定値より小さい一の摺擦部材のローラ径が、摺擦面の粗さが所定値である他の摺擦部材のローラ径よりも、大きいことを特徴とする
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
6. 原稿の画像データを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記原稿の画像データに基づいて、帯電された像担持体の表面に露光を行い、前記像担持体に静電潜像を形成し、前記像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着して、トナー像を形成する画像形成部と、
   前記像担持体に形成されたトナー像を、給紙部から給紙された用紙に転写する転写部と、
   前記転写部から排出される前記用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置と、を備え、
   前記定着装置は、
   用紙にトナー像を定着する定着部材と、
   前記定着部材の表面を摺擦する摺擦面の粗さがそれぞれ異なる複数の摺擦部材と、
   前記定着部材が前記トナー像を定着する用紙の種類に応じて、前記複数の摺擦部材を前記定着部材に当接させる当接時間を決めるための重み付けをしたカウント値を計数して、前記カウント値を積算した値を求めるカウンタと、
   前記積算した値に基づいて前記当接時間を判断し、前記複数の摺擦部材を前記定着部材に当接させる制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする
   画像形成装置。

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