JP2018097118A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副作用を伴わずに、記録材に形成される画像の光沢を制御することが可能な定着装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着装置は、記録材の上面に対向する上加圧ローラーと、上加圧ローラーと対向して定着ニップを形成し、上加圧ローラーよりも高硬度の下加圧ローラーと、上加圧ローラーまたは下加圧ローラーの少なくとも一方を駆動する駆動源と、上加圧ローラーと下加圧ローラーの駆動力に差が生じるように上加圧ローラーと下加圧ローラーの回転を制御することによって、記録材に形成されたトナー像の光沢を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。

従来、トナー像を用紙上に形成する電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンター、ファクシミリ、これらの複合機）では、用紙に形成されたトナー像を加熱して定着させるための定着装置が備えられている。かかる定着装置では、例えばローラー等の上側定着部材および下側定着部材による定着ニップで用紙を加圧および加熱しながら搬送することで、用紙に形成されたトナー像を定着させる。

また、用紙上に形成されたトナー像の光沢を定着装置によって制御する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術では、定着ニップの荷重を変えることで、定着ニップの幅、すなわち用紙を加圧する部分の面積を変化させる構成としている。

特開２０１０−２５６６９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術のように定着ニップの荷重を変える構成の場合、トナー像の光沢を上げる場合に定着ニップの荷重を上げる制御を行うことになるが、このような制御を行うと、定着ニップを形成する定着部材の耐久性能が低下するという問題がある。

また、用紙上に形成されたトナー像の光沢を定着装置によって制御する他の構成として、用紙搬送速度を下げる制御を行うことによってトナー像の光沢を上げることが考えられるが、この場合、生産性が低下するという問題がある。

また、用紙上に形成されたトナー像の光沢を定着装置によって制御するさらに他の構成として、定着温度を上げる制御を行うことよってトナー像の光沢を上げることが考えられるが、この場合、画像ノイズが発生することが懸念される。

本発明の目的は、副作用を伴わずに、記録材に形成される画像の光沢を制御することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係る定着装置は、
記録材の上面に対向する上加圧ローラーと、
前記上加圧ローラーと対向して定着ニップを形成し、前記上加圧ローラーよりも高硬度の下加圧ローラーと、
前記上加圧ローラーまたは前記下加圧ローラーの少なくとも一方を駆動する駆動源と、
前記上加圧ローラーと前記下加圧ローラーの駆動力に差が生じるように前記上加圧ローラーと前記下加圧ローラーの回転を制御することによって、前記記録材に形成されたトナー像の光沢を制御する制御部と、を備える。

本発明に係る画像形成装置は、
記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
上記した定着装置と、
を備える。

本発明によれば、副作用を伴わずに、記録材に形成される画像の光沢を制御することができる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 定着装置の構成を例示する図である。 定着装置の定着ニップの形状を模式的に示す図であり、図４Ａは下側駆動の場合、図４Ｂは上側駆動の場合の定着ニップの変形状態を各々示す。

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１、２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１００等を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３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１００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１００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１００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１００に出力する。

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１００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１００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Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニット６０Ｄが配置されている。

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、主に図３を参照して、定着装置としての定着部６０の構成について説明する。

図３に示すように、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、上加圧ローラー６３、および駆動源としての第１モーター６４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とに所定のベルト張力（例えば、４００Ｎ）で張架されている。

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に定着許容温度範囲で加熱定着する。ここで、定着許容温度範囲とは、用紙Ｓ上のトナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Ｓの紙種等によって異なる。

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を加熱する加熱源６０Ｃを内蔵している。加熱ローラー６２は、例えば、ハロゲンヒーターであり、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１００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。

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６３１で被服したものである。弾性層６３１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６３１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。上加圧ローラー６３は、定着ベルト６１を介して下加圧ローラー６５に圧接される。

本実施の形態では、上加圧ローラー６３は、駆動源としての第１モーター６４に接続されている。具体的には、図３に示すように、上加圧ローラー６３の回転軸に設けられたギヤ６３２が中間ギヤ６４２に噛み合い、かかる中間ギヤ６４２が第１モーター６４のギヤ６４１に噛み合うことで、第１モーター６４の駆動力が上加圧ローラー６３に伝達されるようになっている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である下加圧ローラー６５を有する（ローラー加圧方式）。下加圧ローラー６５は、ＰＩ（ポリイミド）からなる基材層の外周面を弾性層６５１で被服したものである。弾性層６５１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６５１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６５には、ハロゲンヒーター等の加熱源６５Ａが内蔵されている。この加熱源６５Ａが発熱することにより、下加圧ローラー６５は加熱される。制御部１００は、加熱源６５Ａに供給する電力を制御し、下加圧ローラー６５を所定温度に制御する。

下加圧ローラー６５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６５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。

本実施の形態では、下加圧ローラー６５は、駆動源としての第２モーター６６に接続されている。具体的には、図３に示すように、下加圧ローラー６５の回転軸に設けられたギヤ６５２が中間ギヤ６６２に噛み合い、かかる中間ギヤ６６２が第２モーター６６のギヤ６６１に噛み合うことで、第２モーター６６の駆動力が下加圧ローラー６５に伝達されるようになっている。

制御部１００は、駆動源としての第１モーター６４および第２モーター６６の駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、周速度等の制御）を行う。かかる制御内容については後述する。

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は、定着ニップＮＰで用紙Ｓ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上に定着させる。エア分離ユニット６０Ｄ（図１参照）は、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓの先端にエアを吹き付けることにより、定着ベルト６１から用紙Ｓを分離させる。これにより、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓが定着ベルト６１の表面に巻き付いて分離せず、巻き付きジャム等を発生させることを防止することができる。

ところで、画像形成部４０によって用紙Ｓに形成されたトナー像の光沢制御を定着部６０によって行う場合、（１）定着ニップＮＰの荷重を制御すること、（２）定着ニップＮＰにおける用紙Ｓの搬送速度を制御すること、または（３）定着ニップＮＰにおける定着温度を制御すること、が考えられる。

しかしながら、上記（１）の制御では、トナー像の光沢を上げるために定着ニップＮＰでの荷重を高めると、定着ニップＮＰを形成する定着部材すなわち下加圧ローラー６５、上加圧ローラー６３および定着ベルト６１等の耐久性能が低下するという問題がある。

また、上記（２）の制御では、トナー像の光沢を上げるために定着ニップＮＰでの用紙搬送速度を下げると、生産性が低下する問題がある。

さらに、上記（３）の制御では、トナー像の光沢を上げるために定着ニップＮＰでの定着温度を高くすると、用紙Ｓ上のトナーが定着ベルト６１等にオフセットする等により、画像ノイズが発生しやすい問題がある。

このような実情に鑑みて、本実施の形態では、定着部６０の構成として、上側および下側の加圧ローラー６３，６５間で、各弾性層６３１，６５１における硬度差を持たせている。また、本実施の形態では、かかるローラー対６３，６５における駆動源を、上側ローラー駆動と下側ローラー駆動とに切り替えることによって、定着ニップＮＰのニップ幅を変化させることで、用紙Ｓ上のトナー像の光沢を制御する。

各ローラー６３，６５における硬度差を実現するため、本実施の形態では、上加圧ローラー６３のローラー面を形成する弾性層６３１は、下加圧ローラー６５のローラー面を形成する弾性層６５１よりも厚い構成となっている。すなわち、下加圧ローラー６５の弾性層６５１は、上加圧ローラー６３の弾性層６３１よりも薄く被覆されている（図３参照）。

以下、図４を参照して、定着ニップＮＰのニップ幅を変化させて光沢を制御する原理について説明する。図４Ａは下側ローラー駆動の場合、図４Ｂは上側ローラー駆動の場合の定着ニップの変形状態を各々示す。

第２モーター６６で下加圧ローラー６５を駆動する下側ローラー駆動の場合は、圧接状態にある下加圧ローラー６５の回転により、ソフトローラーである上加圧ローラー６３の弾性層６３１が搬送方向下流側（定着ニップＮＰの出口側）に引っ張られるように応力が生じる。かかる応力により、定着ニップＮＰの出口側における上加圧ローラー６３の弾性層６３１（ゴム層）が下加圧ローラー６５に引きつられるように変形し、図４Ａに示すように、定着ニップＮＰのニップ幅は、各ローラー６３，６５の停止時における幅Ｗ_１から幅（Ｗ_１＋Ｗ_２）に変化する。すなわち、定着ニップＮＰのニップ幅は、Ｗ_２の分だけ増える。したがって、下側ローラー駆動の場合、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓ上のトナー像の光沢は、相対的に高くなる。

他方、第１モーター６４で上加圧ローラー６３を駆動する上側ローラー駆動の場合、下加圧ローラー６５はハードローラーであるため、圧接された上加圧ローラー６３が駆動回転しても、図４Ｂに示すように、下加圧ローラー６５の弾性層６５１（ゴム層）は殆ど変形しない。また、下加圧ローラー６５は上加圧ローラー６３に従動しているだけなので、上加圧ローラー６３を下加圧ローラー６５側に引っ張る力も生じない。このため、上側ローラー駆動の場合、定着ニップＮＰのニップ幅は、各ローラー６３，６５の停止時における幅Ｗ_１から殆ど変化しない。したがって、上側ローラー駆動の場合、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓ上のトナー像の光沢は、下側ローラーの場合よりも低くなる。

したがって、本実施の形態では、用紙Ｓ上のトナー像の光沢を低くする低光沢モードの場合、制御部１００は、定着行程において、第１モーター６４の回転をオンとして上加圧ローラー６３を駆動する上側ローラー駆動を実行し、上加圧ローラー６３を図中時計方向に回転させる。上加圧ローラー６３が図中時計方向に駆動回転すると、定着ベルト６１および加熱ローラー６２が図中時計回り方向に従動回転するとともに、下加圧ローラー６５は、図中反時計方向に従動回転する（図４Ｂ参照）。

他方、用紙Ｓ上のトナー像の光沢を高くする高光沢モードの場合、制御部１００は、定着行程において、第２モーター６６の回転をオンとして下加圧ローラー６５を駆動する下側ローラー駆動を実行し、下加圧ローラー６５を図中反時計方向に回転させる。下加圧ローラー６５が図中反時計方向に駆動回転すると、定着ベルト６１、上加圧ローラー６３、および加熱ローラー６２は、図中時計回り方向に従動回転する。かかる下側ローラー駆動の場合、図４Ａで上述したように、定着ニップＮＰのニップ幅がＷ_２の分だけ増えるので、定着ニップＮＰを通過した用紙Ｓ上のトナー像の光沢を高めることができる。

光沢の高低の選択、すなわち高光沢モードと低光沢モードとの切り替えは、制御部１００が、トナー像の光沢の高低を操作表示部２０や外部機器のディスプレイ等に選択可能に表示し、かかる選択結果により駆動源による駆動対象を切替えるようにすることができる。例えば、制御部１００は、トナー像の光沢度をユーザーの好みによって調整できる光沢制御モードの画面を表示部２１等に表示し、高光沢モードと低光沢モードの２つのボタンのいずれかを操作部２２等で選択できるようにする。そして、定着行程において、制御部１００は、高光沢モードが選択された場合は下側ローラー駆動とし、低光沢モードが選択された場合には上側ローラー駆動とするように定着部６０の駆動源を駆動制御する。画像形成装置１では、このような制御を行うことで、ユーザーの好みに合わせた光沢を有する画像を容易に得ることが可能となる。

また、光沢の高低の選択（高光沢モードと低光沢モードとの切り替え）の別の方法として、用紙Ｓの紙種により自動的に駆動源による駆動対象を切替える制御方法にしてもよい。例えば、一般的に非コート紙は低光沢、コート紙は高光沢が好まれる場合が多い。このため、制御部１００は、印刷ジョブの実行時に、使用される用紙Ｓとして非コート紙が選択された場合は上側ローラー駆動とし、コート紙が選択された場合は下側ローラー駆動とするように定着部６０の駆動源を自動的に選択または切り替えて駆動制御する。画像形成装置１では、このような制御を行うことで、紙種ごとに望ましい光沢を有する画像を得ることが可能となる。

また、上述した実施の形態では、駆動源として、上加圧ローラー６３、下加圧ローラー６５のそれぞれにモーター（６４，６６）を設ける構成とした。他の構成として、１つのモーターを使用し、制御部１００でギヤの連結状態を切り替えることによって、かかる単体のモーターで駆動される駆動対象を上加圧ローラー６３又は下加圧ローラー６５のいずれかに切り替える構成としてもよい。

また、上述した実施の形態では、駆動源による駆動対象を、上加圧ローラー６３または下加圧ローラー６５のいずれか一方のみとした。他の構成として、駆動源による駆動対象を上加圧ローラー６３または下加圧ローラー６５の両方とし、高光沢モードの場合に上加圧ローラー６３と下加圧ローラー６５の駆動力に差が生じるように駆動制御してもよい。具体的には、制御部１００は、低光沢モードの場合には上加圧ローラー６３と下加圧ローラー６５の回転速度（線速度）が等しくなるように駆動制御し、高光沢モードの場合には下加圧ローラー６５の線速度を上加圧ローラー６３よりも速くするように駆動制御する。この場合も、高光沢モードにおいて定着ニップＮＰのニップ幅が増え、用紙Ｓ上のトナー像の光沢を高めることができる。

このように、本実施の形態によれば、耐久性能低下などの副作用を伴わずに、記録材に形成される画像の光沢を容易に制御することが可能な定着装置および画像形成装置を提供することができる。

以下、より具体的な実施例として、本発明者らが行った実験の結果を説明する。

（実施例１）
実施例１では、図３等で上述した構成（上ベルト定着方式）の画像形成装置を使用し、用紙Ｓを定着ニップＮＰに通過させて光沢度の測定を行った。

実施例１における共通の条件を以下に示す。
上加圧ローラー：外径φ９０、ゴム厚２０ｍｍ（アスカーＣ硬度３０°）
下加圧ローラー：外径φ９０、ゴム厚１ｍｍ（アスカーＣ硬度７０°）
加熱ローラー：外径φ９０、ＰＴＦＥコート
定着ベルト：外径φ１６８、基体ＰＩ、表層ＰＦＡチューブ
定着ベルトのテンション：１００Ｎ
各加圧ローラーの線速設定：４５０ｍｍ／ｓ
使用した記録材（用紙）の紙種：ＰＯＤグロスコート１５８ｇ／ｍ^２

本発明者らは、上記の画像形成装置を使用して、用紙にトナー像（Ｂｌｕｅ画像）を形成し、かかる用紙を上加圧ローラー又は下加圧ローラーが駆動回転される定着ニップを搬送してトナー像を定着させた後、かかるトナー像の光沢度を測定した。

用紙上のトナー像の光沢度の測定は、７５°光沢計「マイクログロス７５°」（ＢＹＫガードナー杜製）を用い、ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠して行った。

駆動源を第１モーター（上側ローラー駆動）とする場合は下加圧ローラーを従動とし、駆動源を第２モーター（下側ローラー駆動）とする場合は上加圧ローラーを従動とした。これら各条件において、トナー像の光沢度をそれぞれ２回ずつ測定した結果を表１に示す。

表１に示すように、用紙上のトナー像の光沢度の１回目の測定結果では、上側ローラー駆動（上駆動）の場合は７１°、下側ローラー駆動（下駆動）の場合は８０°となり、下駆動の方が高い光沢度が得られた。また、２回目の測定結果では、上駆動では６８°、下駆動では８１°となり、やはり下駆動の方が高い光沢度となった。これら２回の測定結果を平均すると、上駆動では７０°、下駆動では８１°となる。このように、駆動源を第１モーター（上駆動）と第２モーター（下駆動）とに切り替えることで、用紙上のトナー画像の光沢度が約１０°変化する効果が得られたことが分かる。

（実施例２）
実施例１では、上加圧ローラーと下加圧ローラーの硬度差がアスカーＣ硬度において４０°とした場合の実験であった。他方、実施例２では、上加圧ローラーと下加圧ローラーの硬度差を変えて、上述と同様に用紙のトナー像の光沢度を測定した。実施例２の測定結果を表２に示す。

表２において、「×」は上駆動と下駆動とによる光沢度の差が５°以下であることを示し、「○」は、上駆動と下駆動とによる光沢度の差が１０°以上であることを示す。

表２に示すように、上加圧ローラーおよび下加圧ローラーの硬度差をアスカーＣ硬度において２０°、４０°、６０°に変えた場合、硬度差２０°では上駆動と下駆動とによるトナー像の光沢度の差が殆ど得られず、光沢制御の効果が不十分であった。これに対して、硬度差４０°および６０°の場合は、上駆動と下駆動とによるトナー像の光沢度の差が１０°以上あり、明確に効果が得られた。したがって、上加圧ローラーと下加圧ローラーの硬度差は、アスカーＣ硬度において４０°以上であることが望ましい。

ただし、上加圧ローラーと下加圧ローラーの硬度差が８０°よりも大きくなると、定着ニップを形成する定着部材（下加圧ローラー、上加圧ローラーおよび定着ベルト等）の耐久性能が低下しやすくなる。加えて、硬度差が８０°よりも大きくなると、用紙のカールや分離不良、トナー像の定着不良などの品質不具合が発生する可能性が高まる。したがって、上加圧ローラーと下加圧ローラーの硬度差は、アスカーＣ硬度において８０°以下、より望ましくは６０°以下であることが好ましい。

上述した実施の形態および実施例は、何れも本発明を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。

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（定着装置）
６０Ａ 上側定着部
６０Ｂ 下側定着部
６０Ｃ，６５Ａ 加熱源
６０Ｄ エア分離ユニット
６１ 定着ベルト
６２ 加熱ローラー
６３ 上加圧ローラー
６４ 第１モーター（駆動源）
６５ 下加圧ローラー
６６ 第２モーター（駆動源）
１００ 制御部
６３１ 弾性層
６５１ 弾性層
ＮＰ 定着ニップ
Ｓ 用紙（記録材）

Claims (9)

1. 記録材の上面に対向する上加圧ローラーと、
   前記上加圧ローラーと対向して定着ニップを形成し、前記上加圧ローラーよりも高硬度の下加圧ローラーと、
   前記上加圧ローラーまたは前記下加圧ローラーの少なくとも一方を駆動する駆動源と、
   前記上加圧ローラーと前記下加圧ローラーの駆動力に差が生じるように前記上加圧ローラーと前記下加圧ローラーの回転を制御することによって、前記記録材に形成されたトナー像の光沢を制御する制御部と、を備える、
   定着装置。
2. 前記制御部は、前記駆動源による駆動対象を、前記上加圧ローラーまたは前記下加圧ローラーのいずれかに切替えることによって、前記記録材に形成されたトナー像の光沢を制御する、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、
   前記トナー像の光沢を高くする場合には前記下加圧ローラーを駆動し、前記トナー像の光沢を低くする場合には前記上加圧ローラーを駆動するように、前記駆動源による駆動対象を切替える、
   請求項２に記載の定着装置。
4. 前記制御部は、前記トナー像の光沢の高低を選択可能に表示し、該選択結果により前記駆動源による駆動対象を切替える、
   請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記記録材の種類により前記駆動源による駆動対象を切替える、
   請求項２または３に記載の定着装置。
6. 加熱源を備えた加熱ローラーと、前記加熱ローラーおよび前記上加圧ローラーに張架される定着ベルトとを有する、
   請求項１から５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記上加圧ローラーおよび前記下加圧ローラーは、それぞれ弾性層を有し、前記下加圧ローラーの弾性層は前記上加圧ローラーの弾性層よりも薄い、
   請求項１から６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記上加圧ローラーと前記下加圧ローラーの硬度差は、アスカーＣ硬度において４０°以上８０°以下である、
   請求項１から７のいずれかに記載の定着装置。
9. 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
   請求項１から８のいずれかに記載の定着装置と、
   を備えた画像形成装置。