(57)【要約】【課題】定着ベルト２と加圧ローラ３とのニップ部で未定着トナーを担持した記録媒体にトナー画像を定着する定着装置８０において、摺擦部１の研磨ローラ１１で研磨し、摺擦動作後の定着画像の画像不良を抑制することができる。【解決手段】駆動制御部１４で、研磨ローラ１１の駆動と接離カム１５の駆動を制御する。研磨ローラ１１の線速が定着ベルト２の線速よりも速くなるように駆動し、研磨動作を実施する。研磨動作の後、研磨ローラ１１により定着ベルト２に対して仕上げ動作を行う。定着ベルト２に対する当接圧力として、研磨動作時に１００〜２００ｇ／ｃｍの当接圧力にて研磨を実施する。仕上げ動作時には接離カム１５の位置を変更する。これにより、研磨動作時の当接圧力の約１／２の５０〜１００ｇ／ｃｍ程度の当接圧力で仕上げ動作を実施する。【選択図】図２
2014164074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着部材と対向部材とにより形成されるニップ部にて未定着トナーを担持した記録媒体を搬送して、トナー画像を前記記録媒体に定着することのできる定着装置であって、
前記定着部材を摺擦することにより該定着部材の表面性を回復させる摺擦部材を備えており、前記摺擦部材が前記定着部材を摺擦する動作は、少なくとも、研磨動作と仕上げ動作の二つの動作を行う摺擦動作制御手段を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置であって、前記摺擦部材は前記定着部材に対して、接離可能なよう備えられ、かつ該摺擦部材は該定着部材へ当接した状態において当接圧力を変化させることができ、前記摺擦動作制御手段は、前記研磨動作時と前記仕上げ動作時で異なる当接圧力を選択することを特徴とする定着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の定着装置であって、前記摺擦動作制御手段は、前記仕上げ動作時の当接圧力が、前記研磨動作時の当接圧力よりも低い当接圧力に設定されることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装であって、前記摺擦動作制御手段は、前記研磨動作と前記仕上げ動作の各動作時において、前記定着部材の表面の周方向の線速と前記摺擦部材の表面の周方向の線速は、各々の動作時にそれぞれ異なる線速で前記研磨動作と前記仕上げ動作を行うことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
請求項３に記載の定着装置であって、前記摺擦動作制御手段は、前記定着部材と前記摺擦部材の表面の周方向の線速について、前記研磨動作時における線速の相対速度と前記仕上げ動作時における線速の相対速度とが、前記仕上げ動作時の相対速度が、前記研磨動作時の相対速度よりも大きく設定されていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置を備えた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、未定着トナーを坦持した記録媒体を搬送し、該記録媒体にトナー画像を定着させる定着装置、及び該定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、定着装置を備えた定着部で搬送される用紙（記録媒体）のエッジに起因するスジ状の画像不良の発生を制御する目的で、定着部材の表面を摺擦、研磨し定着部材の表面性を回復させるものが提案されている。定着ベルトの表面を摺擦、研磨する部材としては、表面に研磨機能を有するローラ部材が多く用いられている。以下、このローラ部材を「研磨ローラ」という。また、この研磨ローラを定着ベルト（定着部材）に当接し、この研磨ローラを回転駆動し摺擦する動作が提案されている。しかし、定着ベルトを研磨ローラで摺擦、研磨することにより、定着ベルトの表面は研磨前よりも僅かに表面が粗くなってしまう。
【０００３】
用紙のエッジ部に起因する光沢スジを解消するためには、定着ベルトの表面を積極的に研磨し、定着ベルトの表面の全体を荒らすことが望ましい。しかし、過剰に研磨した場合には定着ベルトの表面荒れによる画像光沢度の低下などの画像不良を引き起こす可能性がある。
【０００４】
定着部材表面を研磨、摺擦し、定着部材の表面性を回復させることのできる摺擦部材に関する発明として、例えば特開２０１１−２２１０６７号公報（特許文献１）、特開２００８−４０３６４号公報（特許文献２）に開示されたものがある。特許文献１の構成では定着部材の表面に、定着部材の表面の荒れを修復することのできる摺擦部材を備えることにより定着部材の表面を良好な状態に維持することができるのであるが、研磨、摺擦による画像品質の低下については対処できていない。この点で改良の余地がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、定着ベルトに対して研磨、摺擦を実施した場合でも良好な画像品質を得ることの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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の定着装置は、定着部材と対向部材とにより形成されるニップ部にて未定着トナーを担持した記録媒体を搬送して、トナー画像を前記記録媒体に定着することのできる定着装置であって、前記定着部材を摺擦することにより該定着部材の表面性を回復させる摺擦部材を備えており、前記摺擦部材が前記定着部材を摺擦する動作は、少なくとも、研磨動作と仕上げ動作の二つの動作を行う摺擦動作制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の定着装置によれば、摺擦部材による研磨動作によって定着部材の表面が荒れすぎても、仕上げ動作により定着部材の表面の粗さをより微細な表面状態とすることができ、摺擦動作後の定着画像の画像不良を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施形態の定着装置の断面図である。
【図３】実施形態における研磨ローラの表面の概略構成を示す図である。
【図４】実施形態における研磨動作後と上げ動作後の定着ベルトの表面のプロファイルの一例を示す図である。
【図５】実施形態における「摺擦部材」としての研磨ローラの断面形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態である定着装置及び画像形成装置について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。同図において符号１００は実施形態の画像形成装置としてのタンデム型中間転写式の画像形成装置本体、２００は該画像形成装置本体１００を載せる給紙テーブルをそれぞれ示している。また、画像形成装置本体１００の内部には複数の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが並設されたタンデム型中間転写式のタンデム型画像形成部２０が設けられている。上記の符号に付けた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色をそれぞれ示している。
【００１１】
画像形成装置本体１００には、中央付近に、無端ベルト状の中間転写ベルト３０が設けられている。この中間転写ベルト３０は、複数の支持ローラ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ等に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、支持ローラ３０ｄの左に、中間転写ベルト３０用のクリーニング装置４０を設けている。クリーニング装置４０は画像転写後に中間転写ベルト３０上に残留する残留トナーを除去する。
【００１２】
支持ローラ３０ａと支持ローラ３０ｂ間に張り渡した中間転写ベルト３０上には、その搬送方向に沿って、４つの画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを横に並べて配置して前記タンデム型画像形成部２０を構成している。なお、以下、「１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ」等を「１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ」のように略記する。このタンデム型画像形成部２０の各画像形成手段１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー画像を担持する感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。
【００１３】
そして、このタンデム型画像形成部２０の上には、図１に示すように２つの露光装置５０が設けられている。各露光装置５０はそれぞれ２つの画像形成手段（１０Ｙと１０Ｍ、１０Ｃと１０Ｋ）に対応しており、例えば２つの光源装置とカップリング光学系、共通の光偏向器、２系統の走査結像光学系等で構成される光走査方式の露光装置である。２つの光源装置は、例えば半導体レーザ、半導体レーザアレイ、あるいはマルチビーム光源等であり、共通の光偏向器は例えばポリゴンミラー等である。そして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の画像情報に応じて各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに露光を行い、静電潜像を形成する。
【００１４】
また、各画像形成手段１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光に先立って各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを均一に帯電する帯電装置が設けられている。また、露光装置５０によって形成された静電潜像を各色のトナーで現像する現像装置、感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上の転写残トナーを除去する感光体用クリーニング装置が設けられている。さらに、各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト３０にトナー画像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト３０を間に挟んで各感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向するように一次転写ローラ６０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられている。
【００１５】
中間転写ベルト３０を支持する複数の支持ローラのうち、支持ローラ３０ａは中間転写ベルト３０を回転駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動伝達機構（ギヤ、プーリ、ベルト等）を介してモータと接続されている。また、ブラックの単色画像を中間転写ベルト３０上に形成する場合には、図示しない移動機構により、駆動ローラ３０ａ以外の支持ローラ３０ｂ、３０ｃを移動させる。これにより、イエロー、シアン、マゼンタの感光体ドラム４０Ｙ、Ｍ、Ｃを中間転写ベルト３０から離間させることが可能である。
【００１６】
中間転写ベルト３０を挟んでタンデム型画像形成部２０と反対の側には、二次転写装置７０を備えている。この二次転写装置７０は、図示の例では、支持ローラ３０ｄに二次転写ローラ３０ｅを押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト３０上の画像を「記録媒体」としてのシート状の転写紙Ｓに転写する。
【００１７】
また、二次転写装置７０の横には、転写紙Ｓ上の転写画像を定着する定着装置８０が設けられている。定着装置８０は、後述の摺擦部１と、定着ベルト２と、加圧ローラ３と、定着ローラ４と、加熱ローラ５とを備えている。
【００１８】
そして、二次転写装置７０で画像が転写された転写紙Ｓは、２つのローラに支持された搬送ベルト７０ａにより上記定着装置８０へと搬送される。定着装置８０は、加熱ローラ５で加熱された定着ベルト２（及び定着ローラ４）と、加圧ローラ３とで形成するニップ部に、未定着トナーが載った転写紙Ｓを通過させて、加圧及び加熱を行って転写紙Ｓにトナー画像を定着する。もちろん、搬送ベルト７０ａの部分は、固定されたガイド部材でも良く、また、搬送ローラや搬送コロ等でも良い。なお、図示の例では、このような二次転写装置７０および定着装置８０の下に、上述したタンデム型画像形成部２０と平行に、転写紙Ｓの両面に画像を記録すべく転写紙Ｓを反転して搬送するシート反転装置９０を備えている。
【００１９】
図２に本発明の実施形態である定着装置８０の断面図を示す。図２に示されるよう、定着装置８０は、後述の研磨ローラ１１を有する摺擦部１と、「定着部材」としての無端ベルトである定着ベルト２と、回転体である「加圧部材（対向部材）」としての加圧ローラ３と、定着ローラ４と、加熱ローラ５とを備えている。定着ベルト２は定着ローラ４と加熱ローラ５とに掛け回されており、加熱ローラ５は「加熱手段」としてのヒータ５ａを有している。そして、ヒータ５ａにより加熱される加熱ローラ５を介して定着ベルト２は加熱される。この構成により、定着部材は加熱手段を備えて構成されている。なお、加熱手段としてはランプ、あるいは電磁誘導式の加熱装置等でもよい。
【００２０】
また、定着装置８０は、分離部６を備えており、この分離部６に摺擦部１が備えられている。つまり分離部６の分離板６１の上部のデッドスペースに摺擦部１を配置する。このような構成とすることで、定着装置８０を大型化することなく摺擦部１を定着装置８０内に備えることができる。ここで分離部６に配置される摺擦部１には「摺擦部材」としての研磨ローラ１１が備えられており、該研磨ローラ１１は摺擦部１から容易に着脱可能なよう備えられ、所定の使用期間において研磨ローラ１１を新品に交換可能な構成としている。
【００２１】
図２に二点鎖線で示すように、分離部６は、フレーム６２の回転支点６２ａを中心に定着ベルト２（定着部材）から退避する方向へ回転移動する操作が可能であり、例えば定着装置８０の出口近傍で用紙ジャムが発生した場合は分離部６を操作し、定着部に滞留した用紙を容易に除去することができる。また、分離部６は定着装置８０に対してネジ等で固定されており、これを取り外すことにより分離部６を定着装置８０から取り外すことが可能なように構成される。このような構成とすることで、分離部６内部に設置される研磨ローラ１１の交換をより簡潔に実施することが可能である。
【００２２】
研磨ローラ１１は、駆動軸１１ａを軸受１１ｂで軸支されて摺ブラケット１２に取り付けられている。詳細には、摺ブラケット１２は回転支点１２ａにより分離部６のフレーム６２に軸支されており、この摺ブラケット１２のホルダ１２ｂ内に研磨ローラ１１の軸受１１ｂと加圧スプリング１３が配設されている。研磨ローラ１１の駆動軸１１ａは、「摺擦動作制御手段」としての駆動制御部１４からの駆動力にて回転駆動される。また、ホルダ１２ｂの端部には接離カム１５が配設されており、この接離カム１５の駆動軸１５ａも上記駆動制御部１４からの駆動力にて回転駆動される。
【００２３】
駆動制御部１４はコンピュータやモータ駆動用の駆動回路等で構成されたコントローラである。駆動制御部１４は内蔵するメモリ等に、後述の研磨動作と仕上げ動作に応じた接離カム１５の回転角度、すなわち研磨ローラ１１の定着ベルト２の表面への当接圧力に応じた角度のデータを記憶している。また、研磨動作と仕上げ動作に応じた研磨ローラ１１の回転速度（線速と径に応じて決まる回転速度）のデータを記憶している。これにより、研磨動作と仕上げ動作を制御する。
【００２４】
接離カム１５の回転により、摺ブラケット１２は回転支点１２ａを中心に回転し、この摺ブラケット１２に支持された研磨ローラ１１が、図の白矢印で示すように定着ベルト２に対して当接、離間が可能となっている。すなわち、研磨ローラ１１は定着ベルト２に対して接離可能となっている。そして、接離カム１５の回転位置と、加圧スプリング１３のばね力に応じて研磨ローラ１１の定着ベルト２の表面への当接圧力が決まる。したがって、定着ベルト２の表面への当接圧力は、駆動制御部１４により制御される。これにより、駆動制御部１４は、後述のように研磨動作と仕上げ動作に応じて異なる当接圧力を選択する。をまた、研磨ローラ１１の回転速度も駆動制御部１４により制御される。
【００２５】
以上の構成により、研磨ローラ１１が定着ベルト２に対して当接した状態において、研磨ローラ１１を回転駆動し、研磨ローラ１１により定着ベルト２を研磨することができる。これにより、研磨ローラ１１は定着ベルト２の表面性を回復させる。研磨ローラ１１としては、図３に示すように、研磨ローラ１１の表面１１Ａに砥粒１１Ｂを分散させたローラを用いることができる。砥粒１１Ｂとしては研磨材として広く用いられている酸化アルミニウム（アルミナ）を用いることができる。
【００２６】
ここで、研磨ローラ１１の表面の周方向の線速と定着ベルト２の表面の周方向の線速との比である線速比を約３倍の線速比として設ける。すなわち、研磨ローラ１１の線速が定着ベルト２の線速よりも速くなるように駆動し、研磨動作を実施する。しかしながら前記研磨動作が終了した後に印刷画像を出力すると、研磨動作によって定着ベルト２の表面２Ａが荒れすぎることにより、画像の光沢度が研磨前よりも低下してしまう不具合が発生する場合がある。
【００２７】
このような課題に対して、研磨動作と、この研磨動作の後に行う仕上げ動作とを組み合わせた摺擦動作を行う。このような研磨動作と仕上げ動作の二つの動作からなる摺擦動作により、摺擦動作後の画像不良を抑制することができる。
【００２８】
図３に研磨ローラ１１の表面１１Ａと定着ベルト２の表面２Ａとの接触状態を示す。研磨動作時と仕上げ動作時とで、研磨ローラ１１の定着ベルト２の表面２Ａへの当接圧力を変化させると、研磨動作時と仕上げ動作時での砥粒１１Ｂの定着ベルト２の表面２Ａへの食い込み量Ｄが変化する。これにより、図４に示すように、研磨動作後の定着ベルト２の表面２Ａの粗さよりも、仕上げ動作後の定着ベルト２の表面２Ａの粗さはより微細な表面状態（表面粗さが低い）状態となり、画像光沢の低下を抑制することができる。
【００２９】
定着ベルト２に対する具体的な当接圧力として、研磨動作時には１００〜２００ｇ／ｃｍの当接圧力にて研磨を実施する。仕上げ動作時には接離カム１５の位置を変更することにより、研磨動作時の当接圧力の約１／２の５０〜１００ｇ／ｃｍ程度に設定することが望ましい。このように仕上げ動作を実施することにより、図４に示すよう、定着ベルト２の表面２Ａの大きな荒れが除去され、良好な状態に仕上げることができる。仕上げ動作時に当接圧力を弱くした方が良い。当接圧力を低く設定することで、砥粒１１Ｂの定着ベルト２への食い込み量Ｄを小さくすることができ、摺擦動作後の定着ベルト２の表面２Ａのプロファイルはより微細な表面状態となる。
【００３０】
また、仕上げ動作の時間の短縮を目的として、仕上げ動作時においては、定着ベルト２の線速に対する研磨ローラ１１の線速の線速比を研磨動作時よりも線速比が大きくなるよう設定しても良い。この定着ベルト２の線速と研磨ローラ１１の線速の差は相対速度である。前記のとおり研磨ローラ１１はモータにより回転駆動される。仕上げ動作時に当接圧力を低く設定した場合にはモータの負荷は軽減されるため、研磨動作時よりも速い回転数（速い線速）で回転駆動することができる。これにより仕上げ動作に要する時間が短縮され、摺擦動作の実施による待ち時間（お待たせ時間）を低減することができる。前記のように研磨動作時は研磨ローラ１１と定着ベルト２との線速比は約３倍が好ましいと記載したが、仕上げ動作時には約６倍（研磨ローラ１１の線速が定着ベルト２の線速よりも速い）に設定とすることが望ましい。このように。仕上げ動作時の線速の相対速度のほうが、研磨動作時の線速の相対速度よりも大きく設定する。
【００３１】
以下は本実施例の定着装置８０に用いられる構成部品の仕様例である。図２では，上記構成の定着装置を示しているが，定着ローラ４内にハロゲンヒータ等を有し，定着ベルト２および加熱ローラ５を持たない構成でも構わない。この場合は定着ローラ４が「定着部材」である。また熱源がＩＨ加熱装置であっても構わない。定着ベルト２は、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２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２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２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、トナー像を有する記録体を良好に定着し、且つ用紙を定着部材から良好に分離することができる。
【００３２】
図５は「摺擦部材」としての研磨ローラ１１の断面形状を示したものであり、前述のように所定の当接圧力で定着ベルト２に押し付けられ、定着ベルト２の回転方向と順方向もしくは逆方向に線速の差をつけて回転する。研磨ローラ１１は、芯金１１１とバインダー樹脂１１２に砥粒１１Ｂが分散された砥粒層１１３からなり、砥粒層１１３の表面は、砥粒１１Ｂが突き出すことで、微細な凹凸が形成されている。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１      摺擦部
１１    研磨ローラ（摺擦部材）
１２    摺ブラケット
１２ａ  回転支点
１２ｂ  ホルダ
１３    加圧スプリング
１４    駆動制御部（摺擦動作制御手段）
１５    接離カム
１５ａ  駆動軸
２      定着ベルト（定着部材）
３      加圧ローラ（加圧部材：対向部材）
４      定着ローラ
５      加熱ローラ
５ａ    ヒータ（加熱手段）
８０    定着装置
Ｓ      転写紙（記録媒体）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２０１１−２２１０６７号公報
【特許文献２】特開２００８−４０３６４号公報
【図１】
2014164074.tif 000003
【図２】
2014164074.tif 000004
【図３】
2014164074.tif 000005
【図４】
2014164074.tif 000006
【図５】
2014164074.tif 000007