(57)【要約】【課題】良好なベルト走行安定性を有する定着ベルト方式の定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に弾性層を有する定着ローラ１２と、定着ローラ１２よりも小径で表面に弾性層を有する分離ローラ１３と、定着ローラ１２、分離ローラ１３を含む複数のローラに架け渡される無端状の定着ベルト１１と、表面に弾性層を有する駆動ローラであって、定着ベルト１１を介して定着ローラ１２及び分離ローラ１３に圧接してニップ部Ｎ１を形成する加圧ローラ１４と、を備え、定着ローラ１２のローラ硬度Ａ，分離ローラ１３のローラ硬度Ｂ，加圧ローラ１４のローラ硬度Ｃの関係が、Ｃ≧Ａ＞Ｂである。【選択図】図１
2010204510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に弾性層を有する定着ローラと、
該定着ローラよりも小径で表面に弾性層を有する分離ローラと、
前記定着ローラ、分離ローラを含む複数のローラに架け渡される無端状の定着ベルトと、
表面に弾性層を有する駆動ローラであって、前記定着ベルトを介して定着ローラ及び分離ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、
を備え、
前記定着ローラのローラ硬度Ａ，分離ローラのローラ硬度Ｂ，加圧ローラのローラ硬度Ｃの関係が、Ｃ≧Ａ＞Ｂであることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記分離ローラは、前記定着ローラと該分離ローラの間の定着ベルトにテンションを付与するテンションローラとして機能することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記加圧ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料と同じ材料が該定着ローラのものよりも薄く被覆されてなり、前記分離ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料よりも低硬度の材料が被覆されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記加圧ローラを移動させて該加圧ローラと定着ローラとの間のニップ幅の調整を行う加圧手段と、
前記分離ローラが該加圧手段による加圧ローラの移動に追従する機構と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記加圧ローラを駆動する第１モータとは別に前記定着ローラを駆動する第２モータを備え、
前記定着ベルトの移動速度が加圧ローラ表面の周速以下となるように、前記第１モータ及び／又は第２モータを制御するモータ制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記モータ制御手段は、前記第１モータのトルク変動に基づいて第２モータの回転数を調整することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記モータ制御手段は、第２モータ１の回転数をある規定回転数Ｘに対して所定回転数分だけ増加及び減少させてそれぞれの第１モータのトルク検知の値Ｙの大小関係を判定し、ついで回転数Ｘを値Ｙの小さい方の変化側に所定回転数分だけ変化させることを値Ｙが最も小さくなるまで繰り返して第２モータの回転数を調整することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記モータ制御手段は、前記加圧ローラの定着ローラへの圧接状態により、前記第１モータと第２モータの回転数比を決定することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記モータ制御手段は、使用する用紙の厚さ又は種類により、前記第１モータと第２モータの回転数比を決定することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着ベルト方式の定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー電子写真装置において、定着装置のローラにシリコーンオイル等の離型膜を作らず、トナー内にＷＡＸを含有させて、溶融トナーとローラ表面の分離性を持たせるオイルレス定着方式が主流になっている。ここで、定着後の用紙分離機構において、直接画像と触れるローラやベルトに分離爪を当接する構成は光沢度の高い画像を要求する装置の場合などでは接触部の微細なキズが付いて好ましくないため、非接触の分離板を使用する必要がある。このとき、分離板による用紙の分離性能はニップ出口におけるローラ等の曲率に大きく影響を受けるため、定着ローラの径を大きくしてより広い幅のニップ幅を確保する高速機では、ローラの曲率が小さくなり用紙の分離が困難であった。そのため、複数のローラに架け渡された定着ベルトにより、ニップ幅拡大をさせるとともに大きな曲率を確保する小型構成が提案されている（特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
このような定着装置の駆動方法として、特許文献１ではベルトの温度状態によりローラの回転駆動を制御することが提案されている。また、特許文献２では、下流側ローラを駆動することが提案されている。しかしながら、弾性体ローラはニップ部の変形により、ローラ径による計算と実際の用紙搬送速度は一致しないため、弾性定着ローラのニップ部とそれ以外のところに定着ベルトが巻きつく構成であるとそれらの速度差がベルト寄り等のベルト走行安定性に影響が出易かった。また、広幅ニップ構成でベルトのみが加圧ローラに接触する部分を持つ場合に、加圧ローラ径による線速と定着ベルトニップ部の線速は、接触圧が弱いため、その線速ずれから、画像が乱れる現象が発生し易かった。さらにはこのような構成において、ニップ後にベルトが再度定着ローラのニップ以外に接触するとベルトがたるみ易くなり、線速ずれやニップ内での部分的な熱量ムラがより発生し易かった。
【０００４】
また、特許文献３ではベルトが巻き掛けられたローラと対向ローラの双方を駆動することにより、駆動ロスを減らし、対向ローラの線速に対するベルトの滑りが少なくなり、線速安定性を高めるととともに、ベルトの滑りに起因する画像乱れを低減することが提案されている。しかしながら、このような定着装置では、定着ベルト内の複数のローラの配置を調整して該定着ベルトを加圧ローラに巻き付けるようにしてニップ幅を確保するようにしているが、複数のローラ間の中間ニップ領域では定着ベルトが加圧ローラから浮き上がって、線速ずれやニップ内での部分的な熱量ムラがより発生し易かった。また、その線速ずれから、画像が乱れる現象（画像ずれ）が発生し易かった。
【０００５】
また、特許文献４では、分離ローラ対が同様変形により中間ニップ部（ベルト同士のみの当接部）を形成する構成の記載があるが、この場合は、ベルトのテンション力のみでベルト同士が接触しているだけであり、固定物（例えばローラ）等に巻き付けないと部品バラツキのため、部分的な浮きが発生し、あるいは用紙先端が中間ニップに入っただけでその厚み分の隙間が中間ニップ部全体にできるため、浮いてしまった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、良好なベルト走行安定性を有する定着ベルト方式の定着装置及び該定着装置を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
〔１〕  表面に弾性層を有する定着ローラと、該定着ローラよりも小径で表面に弾性層を有する分離ローラと、前記定着ローラ、分離ローラを含む複数のローラに架け渡される無端状の定着ベルトと、表面に弾性層を有する駆動ローラであって、前記定着ベルトを介して定着ローラ及び分離ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、を備え、前記定着ローラのローラ硬度Ａ，分離ローラのローラ硬度Ｂ，加圧ローラのローラ硬度Ｃの関係が、Ｃ≧Ａ＞Ｂであることを特徴とする定着装置。
〔２〕  前記分離ローラは、前記定着ローラと該分離ローラの間の定着ベルトにテンションを付与するテンションローラとして機能することを特徴とする前記〔１〕に記載の定着装置。
〔３〕  前記加圧ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料と同じ材料が該定着ローラのものよりも薄く被覆されてなり、前記分離ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料よりも低硬度の材料が被覆されてなることを特徴とする前記〔１〕または〔２〕に記載の定着装置。
〔４〕  前記加圧ローラを移動させて該加圧ローラと定着ローラとの間のニップ幅の調整を行う加圧手段と、前記分離ローラが該加圧手段による加圧ローラの移動に追従する機構と、を有することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の定着装置。
〔５〕  前記加圧ローラを駆動する第１モータとは別に前記定着ローラを駆動する第２モータを備え、前記定着ベルトの移動速度が加圧ローラ表面の周速以下となるように、前記第１モータ及び／又は第２モータを制御するモータ制御手段を備えることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の定着装置。
〔６〕  前記モータ制御手段は、前記第１モータのトルク変動に基づいて第２モータの回転数を調整することを特徴とする前記〔５〕に記載の定着装置。
〔７〕  前記モータ制御手段は、第２モータ１の回転数をある規定回転数Ｘに対して所定回転数分だけ増加及び減少させてそれぞれの第１モータのトルク検知の値Ｙの大小関係を判定し、ついで回転数Ｘを値Ｙの小さい方の変化側に所定回転数分だけ変化させることを値Ｙが最も小さくなるまで繰り返して第２モータの回転数を調整することを特徴とする前記〔６〕に記載の定着装置。
〔８〕  前記モータ制御手段は、前記加圧ローラの定着ローラへの圧接状態により、前記第１モータと第２モータの回転数比を決定することを特徴とする前記〔５〕〜〔７〕のいずれかに記載の定着装置。
〔９〕  前記モータ制御手段は、使用する用紙の厚さ又は種類により、前記第１モータと第２モータの回転数比を決定することを特徴とする前記〔５〕〜〔７〕のいずれかに記載の定着装置。
〔１０〕  前記〔１〕〜〔９〕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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、定着ローラ、分離ローラ、加圧ローラのローラ硬度を適切な関係とすることにより、加圧ローラの圧接に対して定着ローラが凹むように変形して、定着ベルトを加圧ローラに押し付けるようになり、また加圧ローラの圧接に対して分離ローラが凹むように変形して、定着ベルトを加圧ローラに押し付けるようになる。その結果、定着ベルトは中間ニップ領域の前後が強く押し付けられるようになり、これに伴って該中間ニップ領域も浮かないように加圧ローラに押し付けられ、良好な記録媒体の分離性を維持しつつ画像ずれや熱量ムラを改善することができる。また、定着ベルト寄りを緩和することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の定着装置における定着ローラの径の変化状態及び加圧手段の動作状態を示す断面図である。
【図３】定着ローラの２箇所で定着ベルトが接触する構成の定着装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の定着装置における定着ローラ、分離ローラ、加圧ローラの変形と定着ベルトの巻き付き状態を示す図である。
【図５】本発明のローラ硬度の関係を満たさない定着装置における定着ローラ、分離ローラ、加圧ローラの変形と定着ベルトの巻き付き状態を示す図である。
【図６】図１の定着装置の駆動機構の構成を示す概略図である。
【図７】図１の定着装置においてモータ制御手段による第２モータの回転数の制御例（１）を示す図である。
【図８】図１の定着装置においてモータ制御手段による第２モータの回転数の制御例（２）を示す図である。
【図９】図１の定着装置においてモータ制御手段による第２モータの回転数の制御例（３）を示す図である。
【図１０】図１の定着装置においてモータ制御手段による第２モータの回転数の制御例（４）を示す図である。
【図１１】図１の定着装置におけるベルト寄り補正機構の構成を示す概略断面図である。
【図１２】本発明に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。
【図１３】図１２の画像形成装置における定着工程以降の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る定着装置及び画像形成装置についてして説明する。
図１は、本発明に係る定着装置の構成を示す概略断面図である。
定着装置５は、円筒形状の定着ローラ１２と、分離ローラ１３と、加熱ローラ１５と、支持ローラ１６と、該定着ローラ１２，分離ローラ１３，加熱ローラ１５及び支持ローラ１６に一定のテンションで架け渡された定着ベルト１１と、該定着ベルト１１に対して回転自在に圧接しニップ部Ｎ１を形成する加圧ローラ１４と、を備える。ここでは、加圧ローラ１４が定着ベルト１１を介して定着ローラ１２及び分離ローラ１３の２箇所で圧接するダブルニップの構成となっている。なお、ニップ部Ｎ１の記録媒体排出側であって先端が加圧ローラ１４に近接して配置され該加圧ローラ１４への記録媒体の巻き付きを防止する分離部材４３を備える。
【００１１】
ここで、定着ベルト１１は、記録媒体（用紙ともいう）Ｓ上の未定着トナーＴを定着する無端ベルトであり、断面構造としては、例えばニッケル、ステンレス、ポリイミドなどの基材にシリコーンゴム層などの弾性層、更にその上に離型層を形成した３層構造となっている。例えば、定着ベルト１１は、内径１１５ｍｍであり、耐熱性が高く、熱膨張量が少なく、しかも比較的強度が大きな無端状のポリイミド樹脂からなる基材の上に弾性層として厚み２００μｍのシリコーンゴムの層が形成され、更に最外層に離型層としてトナーとの離型性に優れたフッ素樹脂（ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）など）のチューブが被覆され、あるいはフッ素樹脂がコーティングされたものである。
【００１２】
定着ローラ１２は、中空円筒状の基体ローラの外周にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層を形成してなるローラであり、例えば基体ローラ外周に厚み１４ｍｍの発泡シリコーンゴムからなる耐熱弾性層を形成して外径６５ｍｍとしたものである。
【００１３】
また、分離ローラ１３は、定着ローラ１２よりも外径が小さく軸方向の温度ムラを防止する目的でヒートパイプが内蔵された金属製の芯金に、定着ローラ１２よりも低硬度のシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層を形成してなるローラであり、例えば、肉厚１ｍｍのアルミ製のローラにシリコーンゴムがコーティングされてなる外径が１６ｍｍのローラである。また、その外周にフッ素樹脂をコーティングしてもよい。また、分離ローラ１３は定着ローラ１２の軸心を中心に回動自在な構成であり、定着ベルト１１を介して加圧ローラ１４が押圧する構成になっている。
【００１４】
支持ローラ１６は、定着ベルト１１を支持しつつ、定着ベルト１１の移動に伴って回転する円筒状のローラである。
【００１５】
加熱ローラ１５は、アルミ又は鉄の中空ローラであり、例えば外径３５ｍｍ、厚み０．６ｍｍのアルミ製中空円筒ローラである。また、内部に定着ベルト１１を加熱するためのハロゲンヒータなどのヒータ１５ｈからなる熱源を有していて、定着ベルト１１の内周側の加圧ローラ１４とは圧接しない位置に、すなわちニップ部Ｎ１に加熱源を有しないように配置されている。熱源は誘導加熱機構（ＩＨ）でもよい。また、定着ベルト１１が加熱ローラ１５に接触している領域の温度を検知する温度検知センサ６２を備えている。
【００１６】
加圧ローラ１４は、通常はアルミ又は鉄等の芯金の上にシリコーンゴム（ソリッドシリコーンゴム）又はシリコーンスポンジ（発泡シリコーンゴム）などの耐熱弾性層が設けられた円筒形状のローラであり、例えば、厚み１ｍｍの鋼製中空芯金の外周を厚み１．５ｍｍのシリコーンゴムで覆い、更に最外層をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブで被覆した外径６５ｍｍのローラである。また、加圧ローラ１４は、内部にヒータ１４ｈを有し、温度検知センサ７２により検知される加圧ローラ１４の温度に基づいてヒータ１４ｈの点灯制御が行われて、ニップ部Ｎ１を記録媒体が通過する時に該記録媒体から加圧ローラ１４が熱を奪うことを防止している。
また、加圧ローラ１４の外周には、ローラ上のオフセットトナーや紙粉等を取り除くウェブクリーニングユニット（不図示）が設けられている。
【００１７】
また、図１，図２に示すように、加圧ローラ１４には、加圧レバー７６、スプリング７７、加圧部材７６ａ、カム７８からなる加圧手段が設けられている。該加圧手段により加圧ローラ１４が定着ベルト１１を介して定着ローラ１２及び分離ローラ１３に圧接してニップ部Ｎ１を形成したり、該ニップ部Ｎ１を開放したりするようになっている。また、そのニップ部Ｎ１のニップ幅は記録媒体の種類（紙種）やモード（光沢を付与するモード、光沢を付与しないモード）によって可変可能な構成になっている。
【００１８】
この加圧手段により加圧ローラ１４を加圧状態とする動作としては、まず、外部からの駆動力によりカム７８が図２中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該カム７８が加圧部材７６ａを押し上げる（図２中矢印方向）。加圧部材７６ａが押されると、該加圧部材７６ａに固定されているスプリング７７が一定の圧力で加圧レバー７６の端部を押し上げる。つぎに、加圧レバー７６のスプリング７７側の端部が押し上げられると、該加圧レバー７６は支持軸７６ｂを中心軸として回転する（図２では反時計回り方向）。ついで、加圧レバー７６のスプリング７７側の端部と支持軸７６ｂの中間にある加圧部（不図示）が加圧ローラ１４の軸に当接し、定着ローラ１２方向に押すように作用する。最後に、加圧ローラ１４が定着ベルト１１を介して定着ローラ１２及び分離ローラ１３に圧接して、定着ローラ１２と加圧ローラ１４による第１ニップ領域と分離ローラ１３と加圧ローラ１４による第２ニップ領域がそれぞれ一定の圧力で加圧する状態で形成され、それらの間の中間ニップ領域も含めて、定着用のニップ部Ｎ１となる。なお、加圧手段として、スプリング７７は省略可能であり、その場合にはカム７８が直接加圧レバー７６の端部を押し上げるように作用する。
【００１９】
なお、加圧条件の例としては、ニップ部Ｎ１におけるニップ圧の分布として、記録媒体搬送方向の入口領域（加圧ローラ１４と定着ローラ１２の当接部分（第１ニップ領域））の荷重を１５〜３０Ｎ/ｃｍ2とし、出口領域（加圧ローラ１４と分離ローラ１３の当接部分（第２ニップ領域））の荷重を１５〜３０Ｎ/ｃｍ2とする。また、前記入口領域と出口領域の間である中間ニップ領域で５〜１５Ｎ/ｃｍ2となっている。そして、前記加圧手段により、記録媒体Ｓが光沢紙の場合（光沢を付与するモード）、ニップ部Ｎ１における第１ニップ領域（定着ローラ１２−加圧ローラ１４間）のニップ幅を２０ｍｍ、中間ニップ領域のニップ幅を１３ｍｍ、第２ニップ領域（分離ローラ１３−加圧ローラ１４間）のニップ幅を２ｍｍとする。また、記録媒体Ｓが普通紙の場合（光沢を付与しないモード）、ニップ部Ｎ１における第１ニップ領域（定着ローラ１２−加圧ローラ１４間）のニップ幅を１５ｍｍ、中間ニップ領域のニップ幅を１３ｍｍ、第２ニップ領域（分離ローラ１３−加圧ローラ１４間）のニップ幅を１ｍｍとする。
【００２０】
このとき、加圧ローラ１４は、定着ベルト１１を介して定着ローラ１２に対して所定の深さ（例えば、３〜３．５ｍｍ）食い込む。また、分離ローラ１３は、加圧ローラ１４に対して所定の圧力（例えば、片側９．８Ｎの力）で押圧された状態となる。これにより、ニップ部Ｎ１は、所定のニップ幅（例えば、３５ｍｍ）を有することになる。この広いニップ部により、多種多様な紙種の定着性を良好にし、高速化・高生産性を実現することが可能となる。
【００２１】
定着装置５の駆動の際には、例えば図１において、定着装置５用に設けられた駆動モータにより加圧ローラ１４が図中反時計回り方向に回転駆動する。また定着ベルト１１が適切なテンションが付与された状態で記録媒体Ｓを排出する方向（図１では時計回り方向）に回動する。また、定着の際には、定着ベルト１１は、従動ローラである加熱ローラ１５内部に配置されたヒータ１５ｈの発熱により温度検知センサ６２で検出される温度が所定の温度（例えばトナー定着に適する温度）まで加熱される。
【００２２】
ついで、ニップ部Ｎ１に未定着トナーＴが形成された記録媒体Ｓが通され（図中、右側から左側方向への通紙）、ニップ部Ｎ１における加圧及び加熱により未定着トナーＴを記録媒体Ｓ上に熱融着させて定着が行なわれる。
【００２３】
このとき、ニップ部Ｎ１においては、入口領域（第１ニップ領域）にて記録媒体上のトナーをほぼ定着させることになる。ついで該トナーは十分に溶けた状態となって強い粘性をもつことになるので、定着ベルト１１に記録媒体Ｓが貼り付いて中間ニップ領域を進むが、記録媒体Ｓを固定した状態で搬送するためにはこの時のニップ圧として５Ｎ/ｃｍ2以上が必要である。また、ニップ圧１５Ｎ/ｃｍ2以下として光沢ありの状態までは上がらないようにしている。そして、小径ローラである分離ローラ１３の曲率分離の強い分離力によって、記録媒体Ｓは定着ベルト１１から分離され、また分離部材４３により加圧ローラ１４から分離されて排出される。
【００２４】
なお、ニップ部Ｎ１は、線速に対する総ニップ時間を６０ｍｓｅｃ以上有しており、ニップ幅全体の５０％以上の領域においてニップ圧が１５〜３０Ｎ／ｃｍ2となっている（光沢を付与するモード時）。これにより、厚紙（秤量３００ｇ／ｍ2程度の記録媒体）を含めて定着装置５で十分な定着を行うことができる。
【００２５】
ところで、トナーとしてオイルレストナーを用いる場合、定着装置５の排出側における記録媒体Ｓの分離はトナー成分のＷＡＸの効果とニップ部Ｎ１の出口（ニップ出口）における記録媒体の排出方向とニップ出口での曲率分離性能とによって決まる。本発明において、記録媒体Ｓの未定着トナー面と接触する定着ベルト１１は、定着ローラ１２と分離ローラ１３により加圧ローラ１４に巻きつけられており、ニップ出口の記録媒体Ｓの排出方向は加圧ローラ１４の接線方向、すなわち定着画像と反対側方向（図３中左斜め下方向）に向いており、記録媒体Ｓの分離に有利になる。また、定着ローラ１２の定着ベルト１１の巻きつき半径（Ｒ０）よりもニップ出口を形成する分離ローラ１３の定着ベルト１１の巻きつき半径（ｒ０）は小さく、曲率が小さくなっており、定着ローラ１２でニップ出口を形成する場合よりも記録媒体Ｓの分離が有利になっている。そのため、ニップ出口で分離ローラ１３から分離した記録媒体Ｓは分離ニップ出口の上方に配置されたガイド板４５にガイドされて、搬送経路に誘導され、適正な搬送が可能となっている。また、両面印刷のときに記録媒体Ｓの１面目がベタ画像、２面目が白紙等のトナー画像が少ない場合に加圧ローラ１４に巻きつき易くなるが、この場合にはニップ出口の下方に配置された分離部材４３により記録媒体Ｓが加圧ローラ１４から分離され、搬送経路に誘導される。
【００２６】
ここで、本発明の定着装置５では、定着ローラ１２のローラ硬度Ａ，分離ローラ１３のローラ硬度Ｂ，加圧ローラ１４のローラ硬度Ｃの関係が、Ｃ≧Ａ＞Ｂ（式（１））となっている。ここでいう、ローラ硬度は、各ローラそのものについて測定される硬度であり、従来公知の方法で測定された値（ＪＩＳ−Ａ，Ｃ硬度など）でよい。
【００２７】
画像ずれや熱量ムラは、定着ローラ１２と分離ローラ１３の間の定着ベルト１１の部分（中間ニップ領域）をＰとしたとき、この部分の定着ベルト１１が加圧ローラ１４から浮いてしまうことにより発生する。すなわち、画像ずれは、中間ニップ領域Ｐで定着ベルト１１が浮いた状態でトナー側である定着ベルト１１の移動速度と記録媒体を送る加圧ローラ１４の周速がずれることにより発生する。また、熱量ムラは、定着ベルト１１が浮いた中間ニップ領域Ｐの途中において、部分的に記録媒体が定着ベルト１１から剥れることによって発生する。
【００２８】
本発明ではこの問題に対して、定着ローラ１２、分離ローラ１３、加圧ローラ１４のローラ硬度を式（１）の関係となるようにしているため、各ローラの変形と定着ベルト１１の巻き付き状態は図４に示すように適正な状態となる。すなわち、定着ローラ１２は加圧ローラ１４よりもローラ硬度が小さいので加圧ローラ１４の圧接に対して定着ローラ１２が凹むように変形して、定着ベルト１１を加圧ローラ１４に押し付けるようになる。また、ニップ出口の曲率分離性能を向上させるために分離ローラ１３を小径ローラとしているが、式（１）のように該分離ローラ１３は定着ローラ１２よりもローラ硬度が小さくされて加圧ローラ１４よりもローラ硬度が更に小さくなっているので、小径でもニップ変形率が大きくなっており、加圧ローラ１４の圧接に対して分離ローラ１３が凹むように変形して、定着ベルト１１を加圧ローラ１４に押し付けるようになる。これにより、定着ベルト１１はＰ部（中間ニップ領域）の前後が強く押し付けられるようになり、かつ定着ベルト１１はある程度の剛性を有するとともにテンションで引張られた状態であることからＰ部（中間ニップ領域）も浮かないように加圧ローラ１４に押し付けられ、前記画像ずれや熱量ムラが改善される。
【００２９】
これに対して、分離ローラ１３のローラ硬度が式（１）の関係を満たさない場合、すなわち分離ローラ１３のローラ硬度が定着ローラ１２のローラ硬度以上である場合には、図５に示すように、分離ローラ１３と加圧ローラ１４の圧接部分では加圧ローラ１４側が凹むようになることから定着ベルト１１は分離ローラ１３に巻き付くようになり、第２ニップ領域の入口（分離ローラ１３の手前）では剛性のある定着ベルト１１には分離ローラ１３側に引き寄せようとする力が働き、その結果として定着ベルト１１は加圧ローラ１４に巻き付き難くなり、Ｐ部（中間ニップ領域）で浮きが発生してしまうことになる。したがって、分離ローラ１３のローラ硬度は定着ローラ１２のローラ硬度より小である必要がある。
【００３０】
また、分離ローラ１３は、定着ローラ１２と該分離ローラ１３の間の定着ベルト１１、すなわち中間ニップ領域の定着ベルト１１にテンションを付与するテンションローラとして機能することが好ましい。例えば、図１のように、スプリングバネ１３ｓを使用した機構により定着ベルト１１に所定のテンションを付与するようにすればよい。このとき、例えば片側９．８Ｎ、両側で合計１９．６Ｎの張力を付与する。これにより、式（１）のローラ硬度とすることによる効果に加えて、更に定着ベルト１１を分離ローラ１３での引張りで加圧ローラ１４での巻き付け力が加えられて安定状態となる。
【００３１】
また、弾性体を含む定着ローラ１２起因の定着ベルト１１の寄りには、ニップ部Ｎ１におけるニップ力の左右偏差等がある。ここで、図３のように、分離ローラ１３以降の２点鎖線で示す定着ベルト１１のように、ニップ後の定着ベルト１１が再度定着ローラ１２に触れるような構成とした場合には、その再度接触した部分で定着ベルト１１の走行に左右偏差が発生してしまうことにより発生するベルト寄りがある。すなわち通常、弾性体ローラ（定着ローラ１２）がニップ部で変形すると、通常半径のＲ０に対して、ニップ直前、直後の半径Ｒ１が大きくなるので、搬送物としての定着ベルト１１は第１ニップ領域で速く移動する。本発明では、駆動ローラとしている定着ローラ１２は半径Ｒ１での回転をもらうため、半径Ｒ０の周上では回転が遅くなる。従って、この状態でニップ後に定着ベルト１１が図３の２点鎖線のように再度定着ローラ１２に接触すれば寄りが発生するのである。この問題に対しては、本発明では図１のように、ニップ部Ｎ１以降の定着ベルト１１は、支持ローラ１６と加熱ローラ１５で支持されて、ニップ部Ｎ１以外で定着ローラ１２に触れないので前記寄りを防止することができる。
【００３２】
また、式（１）のローラ硬度の関係とするには、例えば前記加圧ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料と同じ材料が該定着ローラのものよりも薄く被覆されてなり、前記分離ローラの弾性層は前記定着ローラの弾性層を構成する弾性材料よりも低硬度の材料が被覆されてなることが好ましい。すなわち、定着ローラ１２、加圧ローラ１４はシリコーンゴム又はシリコーンスポンジなどの同質の弾性材料が被覆される条件で、加圧ローラ１４の弾性層は定着ローラ１２の弾性層よりも薄くする。これにより、定着ローラ１２は加圧ローラ１４の圧接に対して凹むように変形し易くなり、定着ベルト１１を加圧ローラ１４に押し付ける。また、分離ローラ１３は定着ローラ１２よりも軟らかい弾性材料（低硬度シリコーンゴム又は低硬度シリコーンスポンジなど）を被覆することにより、小径でも定着ローラ１２よりも更に加圧ローラ１４の圧接に対して凹むように変形し易くなり、かつスプリングバネ１３ｓの引張り力にて定着ベルト１１を加圧ローラ１４に安定して巻き付け、中間ニップ領域Ｐの浮きを安定して防止することができる。
【００３３】
また、前記加圧手段が加圧ローラ１４を移動させて該加圧ローラ１４と定着ローラ１２との間のニップ幅（第１ニップ領域のニップ幅）の調整を行う場合、分離ローラ１３が該加圧手段による加圧ローラ１４の移動に追従する機構を有することが好ましい。
前述のように、加圧ローラ１４は加圧手段の加圧位置変化動作によって定着ベルト１１に対する加圧を安定させつつ移動され、定着ローラ１２とのニップ幅の調整又は開放を行なっている。ここで、加圧ローラ１４と定着ローラ１２のニップ幅（第１ニップ領域のニップ幅）が変動することは、図２のように、定着ローラ１２の半径としてＲ０＜Ｒ２＜Ｒ１となる。これにより、定着ベルト１１のニップ部での速度が変化して、第１ニップ領域における定着ベルト１１の移動速度と定着ローラ１２の周速は近付くが、ニップ幅自体が減少するので、定着ローラ１２が加圧ローラ１４に定着ベルト１１を押さえつける力は減少するため、中間ニップ領域Ｐで浮き易くなり、画像ずれや熱量ムラが発生し易くなる。本発明では、このとき、分離ローラ１３が加圧ローラ１４の移動に追従するようにしているので、定着ローラ１２と加圧ローラ１４の間のニップ幅（第１ニップ領域の幅）を変化させても、分離ローラ１３と加圧ローラ１４の間のニップ幅（第２ニップ領域の幅）は変化しないか、第１ニップ領域の幅の変化率よりも小さくすることができ、分離ローラ１３が加圧ローラ１４に定着ベルト１１を強く押し当て、定着ベルト１１を引張る状態が維持されるので、画像ずれや熱量ムラを防止することができる。
【００３４】
なお、ニップ部Ｎ１の出口の記録媒体の分離において、分離ローラ１３は定着ローラ１２より小径であり、かつ加圧ローラ１４の移動に追従するようにしているので、分離位置が変わらず、分離し易くなっている。
【００３５】
本発明では、加圧ローラ１４が定着装置５における主駆動ローラとなっている。ここで、主駆動ローラとは、モータなどの駆動機構により回転駆動され、ローラ外周の周速が記録媒体の搬送速度となるローラである。ここでは、加圧ローラ１４のほうが、定着ローラ１２よりも弾性層が薄く、表面温度の変動が小さいため、主駆動ローラに好適である。
【００３６】
ここで、加圧ローラ１４を駆動する第１モータ１４ｍとは別に定着ローラ１２を駆動する第２モータ１２ｍを備え、定着ベルト１１の移動速度が加圧ローラ１４表面の周速以下となるように、第１モータ１４ｍ及び／又は第２モータ１２ｍを制御するモータ制御手段を備えることが好ましい。
【００３７】
すなわち、本発明では、図６に示すように、ギア１１１，１１２，１１３，１１４を介して駆動を伝達して加圧ローラ１４を駆動回転させる第１モータ１４ｍと、ギア１０１，１０２,１０３を介して駆動を伝達して定着ローラ１２を駆動回転させ更に該定着ローラの駆動により定着ベルト１１、加熱ローラ１５、分離ローラ１３、支持ローラ１６を回転させる第２モータ１２ｍと、を別個に備えている。
【００３８】
このように、加圧ローラ１４駆動用の第１モータ１４ｍと定着ローラ１２駆動用の第２モータ１２ｍに駆動源を分けることにより、中間ニップ領域Ｐにおけるローラ温度や紙厚等による定着ベルト１１と加圧ローラ１４の速度差を調整させることができ、常に定着ベルト１１と加圧ローラ１４が中間ニップ領域Ｐで等速で動くため、その領域の定着ベルト１１の浮きが分離ローラ１３の引張り力により安定して防止できる。これにより、画像ずれや熱量ムラの防止安定性を向上させることができる。
【００３９】
また、前記モータ制御手段は、第１モータ１４ｍのトルク変動に基づいて第２モータ１２ｍの回転数を調整することが好ましい。
【００４０】
前述のように、画像ずれや熱量ムラが発生するときは中間ニップ領域Ｐの定着ベルト１１の浮きが発生することによって、定着ベルト１１と加圧ローラ１４とに速度差が発生しているときであり、この場合はお互いが等速のときと違い、部分的に強く擦れ合うのでトルクが上昇する。また逆に、一番トルクが低いときは、定着ベルト１１と加圧ローラ１４がお互いに等速で動いている状態であり、この場合は定着ベルト１１の浮きは発生していない。そこで本発明は、加圧ローラ１４の駆動が記録媒体搬送速度を支配するため、加圧ローラ１４の回転数を一定値に固定し、第１モータ１４ｍのトルク変動を検知するようにして、該第１モータ１４ｍのトルク変動に基づいて定着ベルト１１の回転に関わる定着ローラ１２を駆動する第２モータ１２ｍの回転数を可変として、画像ずれや熱量ムラを防止するものである。
【００４１】
図７に、モータ制御手段による第２モータ１２ｍの回転数の制御の様子を示す。
例えば、第１モータ１４ｍの回転数をある一定値に変更すると、同時に第１モータ１４ｍのトルク（電流値）が大きくなる。そこでまず第２モータ１２ｍの回転数を増加させている。その後、第１モータ１４ｍのトルク検知結果に基づいて何回か第２モータ１２ｍの回転数の増減調整を行った後に、第１モータ１４ｍのトルク最低のところで第２モータ１２ｍの回転数が安定し、モータ駆動が行われている。
【００４２】
なお、加圧ローラ１４の定着ローラ１２への圧接状態により、ニップ部Ｎ１のニップ全体の幅や圧分布も変化するので、中間ニップ領域Ｐにおける定着ベルト１１の加圧ローラ１４への圧接状態も変化する。そこで、加圧ローラ１４の定着ローラ１２への圧接条件ごとに第１モータ１４ｍのトルクが最低となる第２モータ１２ｍの回転数を予め求めておくとよい。またこのときの第１モータ１４ｍの回転数は一定であるため、第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比も求めておく。これにより、定着装置５が一番最初に稼働開始する時に、モータ制御手段は、加圧ローラ１４の定着ローラ１２への圧接状態に基づいて、第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比を決定しその回転数で駆動開始することにより、第２モータ１２ｍの回転数調整の動作時間が短くなり、通常状態（加圧ローラ１４の定着ローラ１２への標準圧接状態）と同程度の短時間で最適線速に合わせることが可能となるため、通紙開始から最適速度で記録媒体の搬送を行なうことができ、記録媒体走行信頼性を向上させることができる。
【００４３】
図８に、その場合のモータ制御手段による第２モータ１２ｍの回転数の制御の様子を示す。図中、「Ｒ１」が通常状態の第２モータ１２ｍの回転数、「Ｒ２」が異なる圧接条件における本発明の第２モータの回転数を示している。
定着装置５が停止している状態から稼働を開始すると、まず加圧ローラ１４の定着ローラ１２への圧接条件に基づいて、モータ制御手段はその圧接条件及び搬送条件等に対応した第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比を決定し、この回転数比に基づいた第２モータ１２ｍの回転数（Ｒ２）で駆動を開始する。その後、第１モータ１４ｍのトルク検知結果に基づいて何回か第２モータ１２ｍの回転数の増減調整を行った後に、第１モータ１４ｍのトルク最低のところで第２モータ１２ｍの回転数が安定し、モータ駆動が行われる。このときの駆動開始から第２モータ１２ｍの回転数が安定するまでの時間は、通常条件における第２モータ１２ｍの回転数（Ｒ１）が安定するまでの時間とほぼ同じである。
【００４４】
また、記録媒体の厚さが厚くなるとその厚み分だけ、加圧ローラ１４は定着ローラ１２から離れる方向に移動する。さらに、記録媒体の種類により該記録媒体表面の摩擦係数が低くなるとニップ部Ｎ１における記録媒体の微小なスベリが増加するため、搬送速度を増加させる必要がある。そこで、使用する記録媒体（用紙）の厚さ又は種類ごとに第１モータ１４ｍのトルクが最低となる第２モータ１２ｍの回転数を予め求めておくとよい。またこのときの第１モータ１４ｍの回転数は一定であるため、第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比も求めておく。これにより、一番最初に稼働開始する時に、モータ制御手段は、使用する記録媒体（用紙）の厚さや種類に基づいて、第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比を決定しその回転数で駆動開始することにより、第２モータ１２ｍの回転数調整の動作時間が短くなり、通常状態（標準的な記録媒体を用いた状態）と同程度の短時間で最適線速に合わせることが可能となるため、通紙開始から最適速度で記録媒体の搬送を行なうことができ、記録媒体走行信頼性を向上させることができる。
【００４５】
図９に、その場合のモータ制御手段による第２モータ１２ｍの回転数の制御の様子を示す。図中、「Ｒ１」が通常状態の第２モータ１２ｍの回転数、「厚紙／コート」が厚さの厚い記録媒体や表面の摩擦係数の低いコート紙を用いた場合における本発明の第２モータの回転数を示している。
定着装置５が停止している状態から稼働を開始すると、まず加圧ローラ１４の定着ローラ１２への圧接条件に基づいて、モータ制御手段は使用する記録媒体の厚さや種類の条件及び搬送条件等に対応した第１モータ１４ｍと第２モータ１２ｍの回転数比を決定し、この回転数比に基づいた第２モータ１２ｍの回転数（厚紙／コート）で駆動を開始する。その後、第１モータ１４ｍのトルク検知結果に基づいて何回か第２モータ１２ｍの回転数の増減調整を行った後に、第１モータ１４ｍのトルク最低のところで第２モータ１２ｍの回転数が安定し、モータ駆動が行われる。このときの駆動開始から第２モータ１２ｍの回転数が安定するまでの時間は、通常条件における第２モータ１２ｍの回転数（Ｒ１）が安定するまでの時間とほぼ同じである。
【００４６】
また、前記モータ制御手段は、第２モータ１２ｍの回転数をある規定回転数Ｘに対して所定回転数分だけ増加及び減少させてそれぞれの第１モータ１４ｍのトルク検知の値Ｙの大小関係を判定し、ついで回転数Ｘを値Ｙの小さい方の変化側に所定回転数分だけ変化させることを値Ｙが最も小さくなるまで繰り返して第２モータ１２ｍの回転数を調整することを、第１モータ１４ｍ及び第２モータ１２ｍの回転中に常時行なうことが好適である。
【００４７】
図１０に、モータ制御手段によるその制御例を示す。
ここでは、モータ制御手段は、まず第２モータ１２ｍをある規定回転数Ｘから、微小に回転数を増減変化させ、そのときの第１モータ１４ｍのトルク検知の値Ｙで、この増加側と下限側とでどちらの値Ｙが小さいかを判別する。つぎに、値Ｙが小さい側にＸを更に変化させて、最も値Ｙが小さくなる第２モータ１２ｍの回転数に変化させる。本発明では、モータ制御手段はこの制御を回転駆動中常時行なうものである。この動作の場合は、通紙中でのローラ温度変化や異なる厚さや種類の記録媒体を用いた割り込みジョブ等の様々な状態変化に対応して、最適な第２モータ１２ｍの回転数が得られ、記録媒体走行信頼性を向上させることができる。
【００４８】
また本発明では、図１１に示すように、定着ベルト１１の分離ローラ１３以降での記録媒体搬送方向に直行する（定着ベルト幅方向の）寄りの対策として、支持ローラ１６における定着ベルト１１巻きつけ中点とローラ中心を結ぶ線と直交する方向に、該支持ローラ１６の軸方向の一方の端部の位置を所定距離の範囲内で変動できるようにしている。詳しくは、モータ１７ｍの回転駆動をモータ１７ｍの駆動軸に設けられたギア１７ａと、支持ローラ１６の軸方向の一方の端部に設けられたギア１６ａとを通じて、支持ローラ１６に伝えて、該支持ローラ１６の軸方向の一方の端部を切り欠穴に沿って所定方向に移動させる仕組みとなっている。
【００４９】
このような構成によるベルト寄り補正の制御としては、まず定着ベルト１１の幅方向の位置をセンサ（不図示）により検知し、支持ローラ１６の移動方向を決め、モータ１７ｍを駆動させて支持ローラ１６を傾けさせる。そして、モータ１７ｍの動作停止は、前記センサの検知状態が切り替わる位置にて停止する。これにより、定着ベルト１１の幅方向の寄りが発生したとしても、それを補正することができ、定着ベルト１１の走行安定性は維持されベルト寄り対策の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
つぎに、本発明に係る画像形成装置について説明する。
図１２は、本発明に係る画像形成装置の一態様であるデジタルカラー複写機装置本体の全体構成を示す断面概略図である。
カラー複写機１００は、装置本体上部に位置する画像読取部１００Ａと、装置本体中央部に位置する画像形成部２００Ｂと、装置本体下部に位置する給紙部２００Ｃと、を有する。
【００５１】
画像読取部１００Ａには、原稿の画像情報を光学読み取りするスキャナ部１と、原稿を連続してスキャナ部１に搬送するＡＤＦ（自動原稿送り装置）１０１と、を備える。
【００５２】
画像形成部１００Ｂには、水平方向に延びる転写面を有するベルト状の中間転写体３０が配置されており、該中間転写体３０の上面には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。すなわち、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による像を担持可能な像担持体としての４つの感光体３１が中間転写体３０の転写面に沿って並置されている。
【００５３】
感光体３１の上方には、スキャナ画像情報、外部画像情報に基いた露光光を各感光体３１の周面に照射する書込み部２が配置されている。また、各感光体３１はそれぞれ同じ方向（反時計回り方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周りには、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置、現像装置、１次転写装置からなる現像部３と、転写後の感光体３１の残留トナーを回収するクリーニング部３６と、が配置されている。また、各現像装置には、それぞれのカラートナーが収容されている。
【００５４】
中間転写体３０は、駆動ローラと従動ローラに掛け回されて各感光体３１との対峙位置において同方向に移動可能な構成を有している。また、従動ローラの１つに対向する位置に転写ローラである２次転写部３４が設けられている。また、２次転写部３４の位置からの記録媒体（用紙ともいう）搬送のパスライン上に、搬送ベルト３５、定着装置５、光沢付与装置６、搬送ローラ対７がこの順番で配置されている。
【００５５】
給紙部２００Ｃは、記録媒体としての用紙を積載収容する給紙トレイ４１(各給紙トレイとして４１ａ,４１ｂ,４１ｃ,４１ｄがある)と、該給紙トレイ４１内の記録媒体を最上のものから順に１枚ずつ分離して、２次転写部の位置まで搬送する搬送路３７、画像形成とのタイミングやスキュー補正を行うレジスト部３８を含む搬送機構を有している。
【００５６】
本発明の画像形成装置１００における画像形成に当たっては、感光体３１の表面が現像部３の帯電装置により一様に帯電され、画像読取部１００Ａからのスキャナ画像情報、あるいは外部画像情報に基づいて書込み部２により各感光体３１上にその色に応じた静電潜像が形成される。該静電潜像は対応する色のトナーを収容した現像装置によりトナー像として可視像化され、該トナー像は所定のバイアスが印加される１次転写装置により中間転写体３０上に１次転写される。これにより、それぞれの色のトナー像が中間転写体３０上に静電気力で順に転写されて重ね合わせられることになる。
【００５７】
つぎに、中間転写体３０上に１次転写されたトナー像は、２次転写部３４で搬送されてきた記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、さらに定着装置５まで搬送され、定着部材と加圧部材との定着ニップ部にて定着が行なわれる。つぎに、記録媒体上の定着トナーは必要に応じて光沢付与装置６にて光沢が付与され、搬送ローラ対７で搬送され、排紙部８から排出経路に沿って送出された後に、出力画像として装置本体から排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５８】
本発明に係る画像形成装置では、高度な定着、光沢付与機能が得られ、さまざまな紙種(薄紙から厚紙まで)・画像(光沢付与、光沢付与なし)への対応が記録媒体生産性を低下させることなしに可能となる。
【００５９】
図１３は、図１２に示した画像形成装置（カラー複写機）の定着工程以降の構成を示す概略図である。
本発明に係る画像形成装置１００は、記録媒体上の画像に光沢を付与するモードと光沢を付与しないモードを有する画像形成装置であって、回動可能に設けられる定着部材（定着ベルト１１）と該定着部材に圧接してトナーを記録媒体に定着させるニップ部Ｎ１を形成する加圧部材（加圧ローラ１４）とを有する定着装置（定着装置５）と、加熱手段（加熱部材８５）を有する第１回転体（加熱ローラ８０）と定着トナーに光沢を付与する第２のニップ部Ｎ２を形成可能に該第１回転体に圧接する第２回転体（加圧ローラ９０）とを有する光沢付与装置（光沢付与装置６）と、前記定着装置のニップ部後端から距離Ｌ１として２１０ｍｍ以内に配置され、前記記録媒体を搬送する搬送ローラ対（搬送ローラ対７）と、を１つの記録媒体搬送のパスラインＰＬ上にこの順番で備える。
【００６０】
（定着装置）
定着装置５は、前述した本発明に係る定着装置であり、定着ベルト１１、加圧ローラ１４が回転駆動された状態で、定着ベルト１１の表面は所定の温度まで加熱されており、ニップ部Ｎ１に未定着トナーＴが形成された用紙が通され（図中、右側から左側方向への通紙）、ニップ部Ｎ１における加圧及び加熱により未定着トナーを用紙上に熱融着させて定着が行なわれる。ついで、トナー定着された用紙はニップ部Ｎ１から排出されるが、分離部材４３により用紙が加圧ローラ１４から分離されて排出される。
【００６１】
定着装置５から排出された用紙は、つぎに光沢付与装置６に送られるが、定着装置５と光沢付与装置６との間に、例えば２枚の板状部材がパスラインＰＬの上下に配置され、搬送される用紙を通す隙間を定着装置５から光沢付与装置６に向かって狭くしたガイド板４５を設けるとよい。分離ローラ１３の曲率により分離された用紙はカールする傾向があるが、ガイド板４５が用紙のカール等を補正して用紙先端が搬送方向に向くようになるため、光沢付与装置６でのシワやジャムを防止することができ、搬送品質を安定化させることができる。なお、本発明では定着装置５により用紙上のトナーは十分に定着されているので、ガイド板４５に接触しても画像品質が損なわれることはない。
【００６２】
（光沢付与装置）
光沢付与装置６は、加熱手段（ヒータ８５）を内部に有する中空円筒形状の第１回転体（加熱ローラ８０）と、記録媒体上の画像（トナー面）に熱と圧力により光沢を付与する第２のニップ部Ｎ２を形成可能に該第１回転体に圧接する第２回転体（加圧ローラ９０）と、を有する。
【００６３】
ここで、加熱ローラ８０は、円筒形状のアルミ又は鉄等の芯金８０ａの円周上にシリコーンゴム等の弾性層８０ｂが設けられ、芯金８０ａ内部にヒータ８５を内蔵している。
また、加圧ローラ９０は、丸棒形状のアルミ又は鉄等の芯金９０ａの円周上にシリコーンゴム等の弾性層９０ｂが設けられている。なお、加圧ローラ９０のほうが、加熱ローラ８０よりも弾性層が薄く、表面温度の変動が小さいため、該加圧ローラ９０が光沢付与装置６における主駆動ローラとなっている。
【００６４】
また、加熱ローラ８０のニップ部Ｎ２入側に近い表面温度を検知する温度検知センサ８２を備えており、該温度検知センサ８２で検知される温度に基づいて加熱手段であるハロゲンヒータなどのヒータ８５の点灯制御が行われ、加熱ローラ８０の表面温度が一定に保たれている。
【００６５】
この加熱ローラ８０の表面温度は、画像に光沢を付与するモードのときに、定着トナーに適切に光沢を付与するためにコントロールされる温度である。例えば、記録媒体上の定着トナーに接触する加熱ローラ８０の表面温度は、定着装置５の定着部材（定着ベルト１１）の表面温度より低い。あるいは、加熱ローラ８０の表面温度は、光沢付与装置６への記録媒体進入時の記録媒体温度以上、定着装置５からの該記録媒体排出直後の記録媒体温度以下であることが好ましい。
【００６６】
あるいは、加熱ローラ８０の表面温度は、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、１／２流出開始温度以下であることが好ましく、軟化温度以上、流出開始温度以下であることがより好ましい。ここで、これらのトナー物性温度は、例えばフローテスター（ＣＦＴ−５００Ｄ（島津製作所製））を使って、荷重５ｋｇ／ｃｍ2、昇温速度３．０℃／ｍｉｎ、ダイ口径１．００ｍｍ、ダイ長さ１０．０ｍｍの条件で測定し、温度に対するピストンストロークの関係から求めるとよい。なお、１／２流出開始温度とは、流出開始温度と流出終了温度の中点となる温度である。
【００６７】
具体的な加熱ローラ８０の表面温度は、例えば６０℃（使用トナーの物性温度における軟化温度）〜１３７℃（使用トナーの物性温度における１／２流出開始温度）が好ましく、６０〜１２０℃（使用トナーの物性温度における流出開始温度）が好ましく、さらに好ましくは８０〜１００℃である。なお、トナーに関する温度（トナー物性温度）は、トナーロットや色によりばらつきがあり、ここで示す温度はその平均値である。
【００６８】
画像形成装置１００において、定着装置５通過時（定着工程）では、記録媒体上の未定着状態のトナーは、ニップ部Ｎ１で熱と圧力を受けて、トナー表面から記録媒体上までトナー層全体が溶融されており、これにより定着が完了する。また、トナーはある程度のレベリングとともに記録媒体に密着するようになり、トナー表面にも強い粘着力が発生している。
【００６９】
これに対して、光沢付与装置６通過時（光沢付与工程）では、すでに定着が完了しているので、トナー表面をレベリングするだけの熱量を付与する。光沢付与装置６に入ってきた記録媒体上のトナーはニップ部Ｎ２で熱と圧力を受けるが、加熱ローラ８０の表面温度が光沢付与装置６への記録媒体進入時の記録媒体温度以上、定着装置５からの該記録媒体排出直後の記録媒体温度以下（あるいは、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、１／２流出開始温度以下。またあるいは、６０〜１２０℃）であるため、トナー層の全体を溶かすのではなく表層を軟化させるのみとなり、トナーとしての色はそのまま保持されつつ、表層のみが平滑な加熱ローラ８０の表面によりレベリングされ光沢が向上する。このときのトナー表面は定着工程のときほどの粘着力はないため、加熱ローラ８０の直径を３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以下としても、記録媒体の分離性が良好である。すなわち、光沢付与装置６の記録媒体排出側に設けた分離部材８３を省略することができ、装置構成の簡素化によるコストダウンが可能となる。また、定着工程のようにトナー層全体を溶かすことによるオフセットが発生しないため、加圧ローラ９０の表面のトナー汚れを除去するためのクリーニング部材９３を省略することができ、装置構成の簡素化によるコストダウンが可能となる。
【００７０】
また、加圧ローラ９０には、加圧レバー９６、スプリング９７、加圧部材９６ａ、カム９８からなる加圧調整手段が設けられており、画像に光沢を付与するモードのときには、この加圧調整手段により加圧ローラ９０を加圧状態とする。
【００７１】
その動作としては、まず、外部からの駆動力によりカム９８が図中矢印方向に一定の回転角だけ回転されると、該カム９８が加圧部材９６ａを押し上げる（図中矢印方向）。加圧部材９６ａが押されると、該加圧部材９６ａに固定されているスプリング９７が一定の圧力で加圧レバー９６の端部を押し上げる。つぎに、加圧レバー９６のスプリング９７側の端部が押し上げられると、該加圧レバー９６は支持軸９６ｂを中心軸として回転する（図２では時計回り方向）。ついで、加圧レバー９６のスプリング９７側の端部と支持軸９６ｂの中間にある加圧部９６ｃが加圧ローラ９０の軸に当接し、加熱ローラ８０方向に押すように作用する。最後に、加圧ローラ９０が加熱ローラ８０に当接し、所定の圧力で加圧する状態となり光沢付与用のニップ部Ｎ２を形成する。なお、加圧調整手段として、スプリング９７は省略可能であり、その場合にはカム９８が直接加圧レバー９６の端部を押し上げるように作用する。
【００７２】
加圧調整手段による圧力の調整はカム９８の回転角の調整で行われ、カム９８の所定の回転位置で加熱ローラ８０と加圧ローラ９０とを離間させ、ニップ部Ｎ２を開放することが可能である。
【００７３】
なお、ニップ部Ｎ２におけるニップ圧は、記録媒体上の画像に光沢を付与するモードのとき、前記加圧調整手段により、１５〜３０Ｎ/ｃｍ2に調整されることが好ましい。これにより、定着装置５から搬送されてきた記録媒体が光沢付与装置６を通過するときには、ニップ部Ｎ２にて定着トナーに熱を加えるとともに所定の圧力が加えられることにより、該定着トナー表層のレベリングが行われて光沢が付与されることになる。
【００７４】
また、光沢を付与しないモードであって、記録媒体の長さが２１０ｍｍ未満のとき、前記加圧調整手段により、ニップ部Ｎ２におけるニップ圧は光沢を付与するモードのときのニップ部Ｎ２におけるニップ圧よりも低く調整される。例えば、１５Ｎ/ｃｍ2未満に調整されることが好ましく、５Ｎ/ｃｍ2以下に調整されることがより好ましい。このときのニップ圧とは、ニップ幅全体の平均値である。これにより、記録媒体は加熱ローラ８０、加圧ローラ９０でニップされるが、ニップ圧が弱いため、画像の光沢を上昇させることなく、記録媒体を搬送するだけの装置（搬送手段）として機能する。
【００７５】
また、光沢を付与しないモードであって、記録媒体の長さが２１０ｍｍ以上のとき、前記加圧調整手段により、加熱ローラ８０と加圧ローラ９０の間（ニップ部Ｎ２）を開放することが好ましい。
【００７６】
光沢を付与しないモードでは、薄紙長手記録媒体として秤量８０ｇ/ｍ2以下のＡ３版等の記録媒体を使用することがあるが、この記録媒体の場合には、定着装置５と光沢付与装置６との間のわずかな記録媒体線速差によっても撓みや引張り合いにより記録媒体に微小シワ等が発生する。そのため、光沢付与装置６の加熱ローラ８０と加圧ローラ９０とを離間させて、この問題を解決するものである。このとき、記録媒体は光沢付与装置６を通過するだけであるが、記録媒体の長さが２１０ｍｍ以上であるため、定着装置５のニップ部Ｎ１から出てきた記録媒体先端は搬送ローラ対７まで到達し、搬送ローラ対７が記録媒体をニップして搬送することになる。これにより、形成された画像にローラが接触する機会を減らして画像品質を確保するとともに、確実に搬送することができる。
【００７７】
また、この開放するときの加熱ローラ８０と加圧ローラ９０の間（ローラ間ギャップ）は２ｍｍ以下にするとよい。ローラ間ギャップを２ｍｍより大きくすると、記録媒体がパスラインＰＬから外れてジャムが発生しやすくなるためである。
【００７８】
なお、加熱ローラ８０、加圧ローラ９０のそれぞれの表層にフッ素樹脂で被覆することが好ましい。これによれば、記録媒体の離型性を改善するだけでなく、光沢を付与しないモードで前記のようにローラ間ギャップを２ｍｍ以下として加熱ローラ８０と加圧ローラ９０を離間させて、この間を記録媒体を通過させる際に、画像面が加熱ローラ８０に部分的に接触することがあるが、表面のフッ素樹脂層８０ａが離型性を有しているために、画像が部分的に接触したとしても画像削れ等の発生を防止することができる。
【００７９】
以上のように光沢付与装置６を構成することにより、光沢を付与するモードにおいて目標光沢を安定して得ることができ、また光沢を付与するモード、光沢を付与しないモードそれぞれにおける目標光沢の信頼性を向上させている。
【００８０】
また、光沢付与装置６の配置位置は、記録媒体の後端が前記ニップ部Ｎ１を抜ける前に該記録媒体の先端が光沢付与装置６のニップ部Ｎ２に到達する位置とする。例えば、定着装置５のニップ部Ｎ１の後端から該光沢付与装置６のニップ部Ｎ２の先端までの距離Ｌ２が６０〜１８２ｍｍとなるように、より好ましくは７０〜１５０ｍｍとなるように、さらに好ましくは８０〜１００ｍｍとなるように、加熱ローラ８０及び加圧ローラ９０が配置されることが好ましい。このとき、距離Ｌ２の上限は最小記録媒体長さとするとよい、例えば、距離Ｌ２＝１８２ｍｍはＢ５版記録媒体の短手方向を搬送方向として搬送する場合に対応するための距離である。また、ハーフレターサイズの記録媒体の短手方向を搬送方向として搬送する場合には、距離Ｌ２の上限を１５０ｍｍとする。
【００８１】
光沢付与装置６から排出された、または通過した記録媒体は、つぎに搬送ローラ対７に送られるが、光沢付与装置６と搬送ローラ対７との間に、例えば２枚の板状部材がパスラインＰＬの上下に配置され、搬送される記録媒体を通す隙間を光沢付与装置６から搬送ローラ対７に向かって狭くしたガイド板９５を設けるとよい。ガイド板９５が記録媒体のカール等を補正して記録媒体先端が搬送方向に向くようになるため、搬送ローラ対７でのシワやジャムを防止することができ、搬送品質を安定化させることができる。
【００８２】
（搬送ローラ対）
搬送ローラ対７は、クロロプレンゴムやシリコーンゴムなどからなる円筒形状のローラ７ａと樹脂からなる円筒形状のローラ７ｂとが当接した構成となっている。ローラ７ａ，７ｂのいずれか一方、あるいは両方が回転駆動しており、搬送されてきた記録媒体を挟み込んで排出経路に搬送する。ここで、搬送ローラ対７は、定着装置５のニップ部Ｎ１の後端から２１０ｍｍ以内に配置されているので、画像に光沢を付与しないモードであって、記録媒体の搬送方向の長さが２１０ｍｍ（Ａ４版記録媒体の短手方向の長さ）以上の場合、光沢付与装置６の加熱ローラ８０、加圧ローラ９０間が開放されているが、定着装置５のニップ部Ｎ１を出た記録媒体の先端は該記録媒体の後端がニップ部Ｎ１を出る前に搬送ローラ対７に到達するために、適切に搬送することが可能である。
【００８３】
なお、本発明では光沢付与装置６では加熱ローラ８０の表面温度が低め（光沢付与装置６への記録媒体進入時の記録媒体温度以上、定着装置５からの該記録媒体排出直後の記録媒体温度以下（あるいは、使用されるトナーのフローテスターによる軟化温度以上、１／２流出開始温度以下。またあるいは、６０〜１２０℃）とされているので、光沢を付与するモードのときの搬送ローラ対７に到達したときの記録媒体の温度は定着装置５からの該記録媒体排出直後の記録媒体温度と同等以下となっており、搬送ローラ対７へのトナーの固着等を防止することができる。また、同様の理由からガイド板９５等へのトナー固着も防止できる。
【００８４】
（光沢付与モード・光沢非付与モード）
つぎに、本発明の画像形成装置１００における画像形成の手順を説明する。
本発明の画像形成装置１００では、同じ連量（秤量）の記録媒体を用いて、該記録媒体上の画像に光沢を付与するモード（光沢付与モード）と、光沢を付与しないモード（光沢非付与モード）と、を選択可能に有している。例えば、画像形成装置１００の表示モニタに、光沢付与モードと光沢非付与モードとをユーザが選択可能なように表示する。ここで、光沢付与モードとは、コート紙などの光沢度の高い（３０〜５０％）の記録媒体を用いて、画像（定着トナー画像）を形成し、画像に対して下地である記録媒体と同等の光沢を付与するモードであり、グラビア写真印刷用として好適である。また、光沢非付与モードとは、普通紙など光沢度のあまり高くない記録媒体を用いて、画像を形成し、該画像にとくに光沢を付与する処理を行わないモードである。なお、ここでいう光沢度とは、６０°光沢度計で測定した値（％）としている。
【００８５】
光沢付与モードが選択された場合、記録媒体として光沢度３０〜５０％のコート紙などを用いて、以下のように処理が行われる。ここでは、図１３の装置構成を前提に説明する。
（Ｓ１０１）  未定着のトナーが載った記録媒体が搬送され、定着装置５でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト１１は、加熱ローラ１５内部に配置されたヒータ１５ｈの発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部Ｎ１におけるニップ圧については、加圧手段のカム７８を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が１５〜３０Ｎ／ｃｍ2となる領域の割合を５０％以上としている。これにより、定着装置５を通過した記録媒体上のトナーは完全に定着されるとともに、画像（定着トナー）に２５％以上の光沢が付与されるようになる。
（Ｓ１０２）  定着装置５から排出された記録媒体はガイド板４５によりカール等が矯正され、記録媒体先端が光沢付与装置６に適切に送り込まれる。
（Ｓ１０３）  光沢付与装置６において、記録媒体上の画像に光沢がさらに付与される。このとき、加熱ローラ８０の表面温度は８０〜１００℃であり、加圧調整手段によりニップ部Ｎ２のニップ圧が１５〜３０Ｎ／ｃｍ2に調整されている。これにより、記録媒体が光沢付与装置６を通過するときには、ニップ部Ｎ２にて定着トナーに熱及び所定の圧力が加えられ、該定着トナー表層のレベリングが行われて、記録媒体の光沢度に対して±１５％以内、より好ましくは±１０％以内となった光沢度が定着トナーに付与される。
（Ｓ１０４）  光沢付与装置６から排出された記録媒体はガイド板９５、搬送ローラ対７を経由して、搬送経路を通って排紙される。
【００８６】
光沢非付与モードが選択された場合、記録媒体のサイズが確認され、記録媒体の搬送方向の長さとして２１０ｍｍ未満、２１０ｍｍ以上で区分けされて、以下のように処理が行われる。
まず、記録媒体の搬送方向の長さが２１０ｍｍ未満の場合を説明する。
（Ｓ２０１）  未定着のトナーが載った記録媒体が搬送され、定着装置５でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト１１は、加熱ローラ１５内部に配置されたヒータ１５ｈの発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部Ｎ１におけるニップ圧については、加圧手段のカム７８を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が１５〜３０Ｎ／ｃｍ2となる領域の割合を５０％未満としている。これにより、定着装置５を通過した記録媒体上の画像（定着トナー）の光沢があまり上昇しない状態で、トナーは完全に定着されるようになる。あるいは、記録媒体の種類によっては、定着装置５の条件は光沢付与モードと同じとしてもよい。
（Ｓ２０２）  定着装置５から排出された記録媒体はガイド板４５によりカール等が矯正され、記録媒体先端が光沢付与装置６に適切に送り込まれる。
（Ｓ２０３）  光沢付与装置６において、ニップ部Ｎ２で記録媒体を挟み込んで該記録媒体の搬送を行う。このとき、加熱ローラ８０の表面温度は８０〜１００℃であるが、加圧調整手段によりニップ部Ｎ２のニップ圧が、光沢付与モードのときのニップ部Ｎ２のニップ圧よりも低く、例えば５Ｎ／ｃｍ2以下に調整されている。このように軽圧下とすることにより、記録媒体が光沢付与装置６を通過するときには、ニップ部Ｎ２にて定着トナーにあまり熱及び圧力が加えられず、該定着トナーの光沢を上昇させることがない。
（Ｓ２０４）  光沢付与装置６から排出された記録媒体はガイド板９５、搬送ローラ対７を経由して、搬送経路を通って排紙される。
【００８７】
つぎに、光沢非付与モードが選択され、記録媒体の搬送方向の長さが２１０ｍｍ以上の場合、以下のように処理が行われる。
（Ｓ３０１）  未定着のトナーが載った記録媒体が搬送され、定着装置５でトナーの定着が行われる。このとき、定着ベルト１１は、加熱ローラ１５内部に配置されたヒータ１５ｈの発熱によりトナー定着に適する温度まで加熱されている。また、ニップ部Ｎ１におけるニップ圧については、加圧手段のカム７８を調整して、ニップ幅全体におけるニップ圧が１５〜３０Ｎ／ｃｍ2となる領域の割合を５０％未満としている。これにより、定着装置５を通過した記録媒体上の画像（定着トナー）の光沢があまり上昇しない状態で、トナーは完全に定着されるようになる。
（Ｓ３０２）  定着装置５から排出された記録媒体はガイド板４５によりカール等が矯正され、記録媒体先端が光沢付与装置６に適切に送り込まれる。
（Ｓ３０３）  光沢付与装置６では、ローラ間ギャップが２ｍｍ以下となるように加熱ローラ８０と加圧ローラ９０を離間させた状態となっており、記録媒体はこの加熱ローラ８０と加圧ローラ９０の間を通過していく。
（Ｓ３０４）  光沢付与装置６を通過した記録媒体はガイド板９５を通り、搬送ローラ対７まで到達する。搬送ローラ対７は、定着装置５のニップ部Ｎ１の後端から２１０ｍｍ以内に配置されているので、前記記録媒体の先端は該記録媒体の後端がニップ部Ｎ１を出る前に搬送ローラ対７に到達し、該搬送ローラ対７が記録媒体を挟み込んで適切に搬送を継続する。搬送ローラ対７を出た記録媒体は、搬送経路を通って排紙される。
【００８８】
以上のように、光沢非付与モード（例えば、通常印字）で、記録媒体の搬送方向の長さが２１０ｍｍ未満、２１０ｍｍ以上のいずれの場合においても、定着装置５及び光沢付与装置６でトナーの光沢を上昇させることがなく、かつ安定して搬送できるように工夫されているので、光沢付与モード、光沢非付与モードのいずれのモードであっても記録媒体搬送のパスラインを変更しないで所望の光沢の画像形成が可能となっており、画像形成装置として小型化が可能である。
【００８９】
また、光沢付与モードにおいて、定着装置５におけるニップ時間として３０ｍｓｅｃ以上、より好ましくは６０ｍｓｅｃ以上とし、光沢付与装置６におけるニップ時間を１５ｍｓｅｃ以上とすることが可能である。これにより、光沢付与モードにおいても光沢非付与モードの場合と同等の記録媒体生産性を有することになり、いずれのモードを選択しても高い生産性を維持することができる。
【００９０】
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００９１】
例えば、図１３の構成において、光沢付与装置６に代えて記録媒体のトナー面に熱と圧力を付与する第２のニップ部を有する第２の定着装置とし、定着装置５及び該第２の定着装置の２つの定着装置を使って記録媒体上へのトナーの定着を完了する構成としてもよい。また、光沢付与装置６を省略してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１    スキャナ部
２    書込み部
３    現像部
５    定着装置
６    光沢付与装置
７    搬送ローラ対
７ａ，７ｂ    ローラ
８    排紙部
１０    自動原稿送り装置（ＡＤＦ）
１１    定着ベルト
１２    定着ローラ
１２ｍ    第２モータ
１３    分離ローラ
１３ｓ    スプリングバネ
１４，９０    加圧ローラ
１４ｈ，１５ｈ，８５    ヒータ（加熱手段）
１４ｍ    第１モータ
１５，８０    加熱ローラ
１６    支持ローラ
１６ａ，１７ａ，１０１，１０２，１０３，１１１，１１２，１１３，１１４    ギア
１７ｍ    モータ
３０    中間転写体
３１    感光体
３４    ２次転写部
３５    搬送ベルト
３７    搬送路
３８    レジスト部
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ    給紙トレイ
４３，８３    分離部材
４５，９５    ガイド板
６２，７２，８２    温度検知センサ
７６，９６    加圧レバー
７６ａ，９６ａ    加圧部材
７６ｂ，９６ｂ    支持軸
７６ｃ，９６ｃ    加圧部
７７，９７    スプリング
７８，９８    カム
９３    クリーニング部材
１００    画像形成装置
１００Ａ    画像読取部
１００Ｂ    画像形成部
１００Ｃ    給紙部
Ｎ１，Ｎ２    ニップ部
ＰＬ    パスライン
Ｓ    記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開平１０−３１２１３２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３０２９５号公報
【特許文献３】特許第３７９５７５８号公報
【特許文献４】特開２００６−０７１９２１号公報
【図１】
2010204510.tif 000003
【図２】
2010204510.tif 000004
【図３】
2010204510.tif 000005
【図４】
2010204510.tif 000006
【図５】
2010204510.tif 000007
【図６】
2010204510.tif 000008
【図７】
2010204510.tif 000009
【図８】
2010204510.tif 000010
【図９】
2010204510.tif 000011
【図１０】
2010204510.tif 000012
【図１１】
2010204510.tif 000013
【図１２】
2010204510.tif 000014
【図１３】
2010204510.tif 000015