特許 6597270 定着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6597270

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】定着装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20191021BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 530

【請求項の数】24

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2015-245567(P2015-245567)

(22)【出願日】2015年12月16日

(65)【公開番号】特開2017-111307(P2017-111307A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年9月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(72)【発明者】

【氏名】大本 昇

(72)【発明者】

【氏名】関岡 忠康

(72)【発明者】

【氏名】森田 さや香

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 慶太

【審査官】 牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０７２２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２８７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１８００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７４６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８１６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５６６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０９５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９５０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１５２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０５５６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０６７５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−００９３６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１０７００１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０４３１７１７９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ニップ部で用紙を把持して搬送することにより、トナー像を前記用紙に定着する第１および第２の回転体と、
少なくとも前記第１の回転体の回転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部を通過する際に、前記用紙が前記ニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、
前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部を通過する際に、前記第１の回転体の回転速度にサイン波の速度変動分を重畳する、定着装置。

【請求項2】

前記第１および第２の回転体の各々は、芯金と、前記芯金の外周に設けられた粘弾性層とを含む、請求項１に記載の定着装置。

【請求項3】

ニップ部で用紙を把持して搬送することにより、トナー像を前記用紙に定着する第１および第２の回転体と、
少なくとも前記第１の回転体の回転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部を通過する際に、前記用紙が前記ニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、
前記第１および第２の回転体の各々は、芯金と、前記芯金の外周に設けられた粘弾性層とを含み、
前記制御部は、前記第２の回転体の前記芯金の回転速度の周期的な変化の位相が前記第１の回転体の前記芯金の回転速度の周期的な変化の位相に対して遅れる周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、定着装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１の回転体の前記芯金の回転速度の周期的な変化と前記第２の回転体の前記芯金の回転速度の周期的な変化とが逆位相となる周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項３に記載の定着装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記第２の回転体の前記芯金の回転速度の周期的な変化が共振する周波数を中心値とした所要の範囲で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を変動させる、請求項３または４に記載の定着装置。

【請求項6】

前記第２の回転体は前記芯金に取り付けられたフライホイールをさらに含む、請求項２〜５のいずれかに記載の定着装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部において前記第２の回転体に対してずれる現象であるズリが発生しない振幅および周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜６のいずれかに記載の定着装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記用紙の摩擦係数に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜７のいずれかに記載の定着装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を前記用紙の摩擦係数にかかわらず一定とし、前記用紙の摩擦係数が大きいほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする、請求項８に記載の定着装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を前記用紙の摩擦係数にかかわらず一定とし、前記用紙の摩擦係数が大きいほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする、請求項８または９に記載の定着装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記用紙の坪量に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜１０のいずれかに記載の定着装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を前記用紙の坪量にかかわらず一定とし、前記用紙の坪量が大きいほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする、請求項１１に記載の定着装置。

【請求項13】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を前記用紙の坪量にかかわらず一定とし、前記用紙の坪量が大きいほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする、請求項１１または１２に記載の定着装置。

【請求項14】

前記制御部は、前記定着装置のプロセス速度に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜１３のいずれかに記載の定着装置。

【請求項15】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を前記定着装置のプロセス速度にかかわらず一定とし、前記定着装置のプロセス速度が速いほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする、請求項１４に記載の定着装置。

【請求項16】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を前記定着装置のプロセス速度にかかわらず一定とし、前記定着装置のプロセス速度が速いほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする、請求項１４または１５に記載の定着装置。

【請求項17】

前記制御部は、前記定着装置に設定された定着温度に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜１６のいずれかに記載の定着装置。

【請求項18】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を前記定着装置に設定された定着温度にかかわらず一定とし、前記定着装置に設定された定着温度が低いほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする、請求項１７に記載の定着装置。

【請求項19】

前記制御部は、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を前記定着装置に設定された定着温度にかかわらず一定とし、前記定着装置に設定された定着温度が低いほど、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする、請求項１７または１８に記載の定着装置。

【請求項20】

前記制御部は、前記用紙の搬送方向前端が前記ニップ部を通過している間、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、前記用紙の搬送方向前端が前記ニップ部の通過を完了する時刻から前記用紙の搬送方向後端が前記ニップ部の通過を完了する時刻までの間のうち少なくとも一部の時間、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させない、請求項１〜１９のいずれかに記載の定着装置。

【請求項21】

前記第２の回転体は、加熱ローラーと、定着ローラーと、前記加熱ローラーおよび前記定着ローラーに張架される無端状の定着ベルトとを含み、
前記第１の回転体は、前記定着ベルトを介して前記定着ローラーに圧接され、前記定着ベルトとともに前記ニップ部を形成する、請求項１〜２０のいずれかに記載の定着装置。

【請求項22】

前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部を通過する際に、前記第２の回転体を回転駆動しない、請求項１〜２１のいずれかに記載の定着装置。

【請求項23】

前記制御部は、前記用紙が前記ニップ部を通過する際に、前記第２の回転体を回転駆動する、請求項１〜２１のいずれかに記載の定着装置。

【請求項24】

前記制御部は、前記用紙の搬送方向前端が前記ニップ部の通過を開始する時刻から前記用紙の搬送方向後端が前記ニップ部の通過を完了する時刻までの間、前記用紙が前記ニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、前記第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる、請求項１〜２３のいずれかに記載の定着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定着装置に関する。より特定的には、本発明は、ニップ部で用紙を把持して搬送することにより、トナー像を用紙に定着する第１および第２の回転体を備えた定着装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真式の画像形成装置には、スキャナー機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンターとしての機能、データ通信機能、およびサーバー機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンターなどがある。

【0003】

一般的な画像形成装置による画像形成方法は次の通りである。画像形成装置は、帯電装置を用いて感光体を帯電し、露光装置から発生するレーザービームにより感光体上に静電潜像を形成する。画像形成装置は、現像装置を用いて静電潜像を現像してトナー像を形成し、転写ローラーを用いてこのトナー像を用紙へ転写する。画像形成装置は、定着装置によってトナー像を用紙に定着させることにより、用紙に画像を形成する。

【0004】

画像形成装置の定着装置に関して、用紙（特に薄紙）の分離性や光沢メモリを改善する方法として、用紙を挟持して定着搬送する２つの部材（たとえば下加圧ローラーと定着ベルト）の表面速度に速度差を設ける方法が提案されている。この方法では、用紙上のトナー画像と定着ベルト表層との間に発生するせん断力によって、定着ベルトから用紙を分離させている。この種の技術は、たとえば下記特許文献１などに開示されている。

【0005】

下記特許文献１には、上加圧ローラーと下加圧ローラーとが定着ベルトを介して圧接された構成において、用紙を挟持して搬送する定着ニップ部において、下加圧ローラーの表面速度と、定着ベルトの表面速度とに速度差を設定し、この速度差で下加圧ローラーおよび定着ベルトを回転させて用紙を通紙する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１４−８１６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

通常、上加圧ローラーは、離間時に定着ベルトを均熱化する目的でのみ回転駆動される。しかし、特許文献１の技術では、通紙時に、上加圧ローラーの表面速度と下加圧ローラーの表面速度とが設定された速度差となるように上加圧ローラーを回転駆動する必要がある。その結果、上加圧ローラーの駆動制御システムが従来よりも複雑化し、製造コストの増大を招く。一方で、特許文献１の技術では、駆動制御システムの複雑化および製造コストの増大を招くにもかかわらず、用紙の分離性が十分ではなかった。

【0008】

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、用紙の分離性を効率的に改善することのできる定着装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一の局面に従う定着装置は、ニップ部で用紙を把持して搬送することにより、トナー像を用紙に定着する第１および第２の回転体と、少なくとも第１の回転体の回転を制御する制御部とを備え、制御部は、用紙がニップ部を通過する際に、用紙がニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、制御部は、用紙がニップ部を通過する際に、第１の回転体の回転速度にサイン波の速度変動分を重畳する。

【0010】

上記定着装置において好ましくは、第１および第２の回転体の各々は、芯金と、芯金の外周に設けられた粘弾性層とを含む。

【0011】

本発明の他の局面に従う定着装置は、ニップ部で用紙を把持して搬送することにより、トナー像を用紙に定着する第１および第２の回転体と、少なくとも第１の回転体の回転を制御する制御部とを備え、制御部は、用紙がニップ部を通過する際に、用紙がニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、第１および第２の回転体の各々は、芯金と、芯金の外周に設けられた粘弾性層とを含み、制御部は、第２の回転体の芯金の回転速度の周期的な変化の位相が第１の回転体の芯金の回転速度の周期的な変化の位相に対して遅れる周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0012】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体の芯金の回転速度の周期的な変化と第２の回転体の芯金の回転速度の周期的な変化とが逆位相となる周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0013】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第２の回転体の芯金の回転速度の周期的な変化が共振する周波数を中心値とした所要の範囲で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を変動させる。

【0014】

上記定着装置において好ましくは、第２の回転体は芯金に取り付けられたフライホイールをさらに含む。

【0015】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙がニップ部において第２の回転体に対してずれる現象であるズリが発生しない振幅および周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0016】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙の摩擦係数に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0017】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を用紙の摩擦係数にかかわらず一定とし、用紙の摩擦係数が大きいほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする。

【0018】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を用紙の摩擦係数にかかわらず一定とし、用紙の摩擦係数が大きいほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする。

【0019】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙の坪量に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0020】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を用紙の坪量にかかわらず一定とし、用紙の坪量が大きいほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする。

【0021】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を用紙の坪量にかかわらず一定とし、用紙の坪量が大きいほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする。

【0022】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、定着装置のプロセス速度に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0023】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を定着装置のプロセス速度にかかわらず一定とし、定着装置のプロセス速度が速いほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする。

【0024】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を定着装置のプロセス速度にかかわらず一定とし、定着装置のプロセス速度が速いほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする。

【0025】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、定着装置に設定された定着温度に応じて決定された振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【0026】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を定着装置に設定された定着温度にかかわらず一定とし、定着装置に設定された定着温度が低いほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を大きくする。

【0027】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を定着装置に設定された定着温度にかかわらず一定とし、定着装置に設定された定着温度が低いほど、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の振幅を大きくする。

【0028】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙の搬送方向前端がニップ部を通過している間、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させ、用紙の搬送方向前端がニップ部の通過を完了する時刻から用紙の搬送方向後端がニップ部の通過を完了する時刻までの間のうち少なくとも一部の時間、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させない。

【0029】

上記定着装置において好ましくは、第２の回転体は、加熱ローラーと、定着ローラーと、加熱ローラーおよび定着ローラーに張架される無端状の定着ベルトとを含み、第１の回転体は、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接され、定着ベルトとともにニップ部を形成する。

【0030】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙がニップ部を通過する際に、第２の回転体を回転駆動しない。

【0031】

上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙がニップ部を通過する際に、第２の回転体を回転駆動する。
上記定着装置において好ましくは、制御部は、用紙の搬送方向前端がニップ部の通過を開始する時刻から用紙の搬送方向後端がニップ部の通過を完了する時刻までの間、用紙がニップ部を通過するのに要する時間よりも短い周期となる周波数で、第１の回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、用紙の分離性を効率的に改善することのできる定着装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施の形態における定着装置６０が搭載される画像形成装置１の構成を示す断面図である。

【図2】本発明の一実施の形態における定着装置６０が搭載される画像形成装置１の制御構成を示すブロック図である。

【図3】定着装置６０の構成を示す断面図である。

【図4】用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際の下加圧ローラー６４の表面速度の時間変化を模式的に示すグラフである。

【図5】上加圧ローラー６１、定着ベルト６２、および下加圧ローラー６４の各々の内部の歪み方向を模式的に示す断面図である。

【図6】下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへ回転振動を伝達する構成を模式的に示すモデル図である。

【図7】粘弾性特性を有する部材の振動伝達特性を示す表である。

【図8】用紙Ｓの摩擦係数または坪量の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。

【図9】定着装置６０のプロセス速度の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。

【図10】定着装置６０の定着温度の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の一実施の形態について、図面に基づいて説明する。

【0035】

［画像形成装置の構成］

【0036】

図１は、本発明の一実施の形態における定着装置６０が搭載される画像形成装置１の構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施の形態における定着装置６０が搭載される画像形成装置１の制御構成を示すブロック図である。

【0037】

図１および図２を参照して、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のＭＦＰである。すなわち、画像形成装置１は、感光体上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写体に転写（一次転写）する。次いで、中間転写体上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

【0038】

また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体を中間転写体の走行方向に直列配置し、中間転写体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。

【0039】

画像形成装置１は、画像読取部１０と、操作表示部２０と、画像処理部３０と、画像形成部４０と、搬送部５０と、定着装置６０と、通信部７１と、記憶部７２と、制御部１００とを備えている。

【0040】

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３などを含んでいる。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、ＣＰＵ１０１は、記憶部７２に格納されている各種データを参照する。記憶部７２には、各種データが格納されている。記憶部７２は、たと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などで構成されている。

【0041】

また制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの通信ネットワークに接続された外部の装置（たとえばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）など）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、たと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）に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、たとえばＬＡＮカードなどの通信制御カードで構成されている。

【0042】

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と、原稿画像走査装置（スキャナー）１２などを含んでいる。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿ＤＴ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ＤＴ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。

【0043】

操作表示部２０は、たとえばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で構成されており、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、または各機能の動作状況などを表示する。操作部２２は、テンキーやスタートキーなどの各種操作キーを含んでいる。操作部２２は、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。

【0044】

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などを含んでいる。画像処理部３０は、たとえば制御部１００の制御下で、入力画像データに対して、階調補正、色補正、またはシェーディング補正などの各種補正処理や、圧縮処理などを施す。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。

【0045】

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、および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、および４１Ｋと、中間転写ユニット４２などを含んでいる。

【0046】

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、およびＫ成分の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、および４１Ｋは、トナーの色を除いて同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、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、Ｋを添えて示すこととする。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、および４１Ｋの構成要素についての符号は省略されている。

【0047】

画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、および４１Ｋの各々は、露光装置４１１と、現像装置４１２と、感光体ドラム４１３と、帯電装置４１４と、ドラムクリーニング装置４１５と、滑剤塗布装置４１６などを含んでいる。

【0048】

感光体ドラム４１３は、たと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）および電荷輸送層（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。

【0049】

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、たとえば半導体レーザーで構成されており、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。

【0050】

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（たとえば小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤）を収容している。現像装置４１２は、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。

【0051】

なお、現像装置４１２に収容されるトナーは、ここでは、トナー粒子内にワックスが分散含有されるワックス含有トナー（オイルレストナー）である。このトナーに含まれるワックスの融点は通常１１０℃以下程度と低い。このワックスには、たとえばパラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物（たとえば酸化物やグラフと処理物など）、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワックス、エステル系ワックスなどの従来公知のワックスを用いることができる。また、より好ましいワックスとして、たとえば高級脂肪酸エステルワックスを適用してもよい。

【0052】

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（以下、ＤＣＬブレード）を含んでいる。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は、ＤＣＬブレードによって掻き取られ、除去される。

【0053】

滑剤塗布装置４１６は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるローラー状の滑剤塗布ブラシを含んでいる。感光体ドラム４１３が回転することに伴い、滑剤塗布ブラシに付着した滑剤が感光体ドラム４１３の表面に塗布される。

【0054】

中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１と、一次転写ローラー４２２と、二次転写ローラー４２３と、駆動ローラー４２４と、従動ローラー４２５と、ベルトクリーニング装置４２６などを含んでいる。

【0055】

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成されており、駆動ローラー４２４および従動ローラー４２５に張架されている。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ｙで示す方向に一定速度で走行する。一次転写ローラー４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が順次重ねられて一次転写される。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラー４２３によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写される。

【0056】

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレード（以下、ＢＣＬブレード）を有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ＢＣＬブレードによって掻き取られ、除去される。

【0057】

このようにして、用紙Ｓ上に未定着トナー像が形成される。

【0058】

未定着トナー像は、定着装置６０により用紙Ｓに定着される。定着装置６０は、搬送されてきた用紙Ｓを加熱、加圧することにより、用紙Ｓの未定着トナー像を定着させる。定着装置６０は、ここではベルトニップの方式で用紙を定着するものであり、枠６０ａ内に収容された定着ローラーとしての上加圧ローラー６１と、加圧ローラーとしての下加圧ローラー６４とを主に含んでいる。定着装置６０の詳細な構成については後述する。

【0059】

搬送部５０は、給紙部５１と、搬送機構５２と、排紙部５３などを含んでいる。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃの各々には、用紙の坪量やサイズなどに基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。

【0060】

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃの各々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、レジストローラー５２ａなどの複数の搬送ローラーを備えた搬送機構５２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５２ａが配設されたレジスト部により、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。

【0061】

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、定着装置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５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。

【0062】

このように、画像形成装置１は、光導電性を有する感光体ドラム４１３と、感光体ドラム４１３の表面を一様に帯電させる帯電装置４１４と、光照射により感光体ドラム４１３の表面に静電潜像を形成する露光装置４１１と、感光体ドラム４１３の表面に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現像装置４１２と、トナー像を中間転写ベルト４２１や用紙Ｓなどの転写体に転写する中間転写ユニット４２とを備えている。

【0063】

図３は、定着装置６０の構成を示す断面図である。

【0064】

図３を参照して、定着装置６０は、２軸上ベルト方式の定着装置であり、下側加圧部６０Ａと、上側加圧部６０Ｂとを含んでいる。下側加圧部６０Ａは、下加圧ローラー６４（第１の回転体の一例）と、定着圧切替機構６９と、モーターＭ１とを含んでいる。上側加圧部６０Ｂは、上加圧ローラー６１と、定着ベルト６２と、加熱ローラー６３と、張架部材６８と、モーターＭ２とを含んでいる。

【0065】

下加圧ローラー６４と、上加圧ローラー６１および定着ベルト６２（第２の回転体の一例）とは、ニップ部Ｎで用紙Ｓを把持して搬送することにより、トナー像を用紙Ｓに定着する。下加圧ローラー６４は、定着ベルト６２を介して上加圧ローラー６１に圧接されている。

【0066】

下加圧ローラー６４は、定着圧切替機構６９により定着ベルト６２を介して上加圧ローラー６１に圧接されている。下加圧ローラー６４は、定着ベルト６２とともにニップ部Ｎを形成する。下加圧ローラー６４は、モーターＭ１により矢印ＡＲ１で示す方向に回転駆動される。制御部１００は、モーターＭ１の駆動制御（たとえば回転のオン／オフ、回転数、下加圧ローラー６４に対する圧接／離間など）を行うことにより、下加圧ローラー６４の回転を制御する。なお、下加圧ローラー６４には、ハロゲンヒータなどの加熱源が内蔵されていてもよい。

【0067】

定着圧切替機構６９は、下加圧ローラー６４を上加圧ローラー６１に対して付勢する。定着圧切替機構６９は、画像形成に用いられる用紙Ｓの紙種、坪量、またはサイズなどに応じて、下加圧ローラー６４を上加圧ローラー６１に対して押圧する際の荷重を多段階で切替可能である。定着圧切替機構６９の駆動制御は、制御部１００によって行われる。

【0068】

また、定着圧切替機構６９は、下加圧ローラー６４の位置を変更する。これにより、上加圧ローラー６１が、定着ベルト６２の表面温度の上昇により熱膨張し外径が大きくなった場合でも、これに対応して下加圧ローラー６４の位置と、張架部材６８の位置とを変更する。これにより、ニップ部Ｎを好適な位置に移動させることができる。

【0069】

上加圧ローラー６１および定着ベルト６２は下加圧ローラー６４に従動し、矢印ＡＲ２で示す方向に回転する。定着ベルト６２は、無端状であり、加熱ローラー６３、上加圧ローラー６１、および張架部材６８に張架されている。定着ベルト６２は、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して、この用紙Ｓを所定の温度で加熱する。ここで、所定の温度とは、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際に、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の紙種などによって異なる。

【0070】

なお、定着ベルト６２は、たとえば耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層と、フッ素系樹脂からなる表面離型層とが順に積層した構成を有している。フッ素系樹脂は、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）のいずれかを含有する材料よりなっている。フッ素系樹脂は、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰのいずれかよりなることが好ましい。これにより、トナー樹脂やトナー粒子に含まれるワックスに対する定着ベルト６２表面の離型性も向上し、定着時にトナーが定着ベルト６２表面につきにくくなる。

【0071】

上加圧ローラー６１は、たとえば鉄などからなる円柱状の芯金と、芯金の外周面に形成されたシリコーンゴムなどからなる弾性層とを含んでいる。上加圧ローラー６１は、弾性層の外周面に形成されたフッ素系樹脂からなる表面離型層をさらに含んでいてもよい。

【0072】

加熱ローラー６３は、ニップ部Ｎで挟まれる用紙Ｓが定着ベルト６２によって所定の温度で加熱されるように、定着ベルト６２を加熱する。加熱ローラー６３は、たとえばアルミニウムなどからなる円筒状の芯金と、芯金の外周面に形成されたＰＴＦＥなどからなる樹脂層とを含んでいる。

【0073】

加熱ローラー６３には、ハロゲンヒータなどの加熱源６３１が内蔵されている。加熱源６３１は、制御部１００の制御により、加熱ローラー６３の芯金および樹脂層を加熱し、その結果、定着ベルト６２を加熱する。なお、定着ベルト６２は、電磁誘導加熱（ＩＨ：Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔｉｎｇ）により加熱されてもよい。この場合の定着ベルト６２の基体は、Ｎｉ（ニッケル）などの電磁誘導発熱可能な材料で構成されてもよい。

【0074】

張架部材６８は、両端部を回転自在に支持されたローラーであり、両端部の外径が中央部部分よりも大きい逆クラウン形状をなしている。張架部材６８は、張架部材６８は移動可能に設けられ、移動することで、定着ベルト６２の張力を調整する。また、張架部材６８を固定するとともに加熱ローラー６３を移動可能に構成することで、定着ベルト６２の張力を調整するようにしてもよい。

【0075】

［定着装置の制御方法］

【0076】

図４は、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際の下加圧ローラー６４の表面速度の時間変化を模式的に示すグラフである。

【0077】

図４を参照して、制御部１００は、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際に、下加圧ローラー６４の回転速度に、細かな周期の（たとえばサイン波のような）速度変動分を重畳する。「細かな周期」とは、用紙Ｓがニップ部を通過するのに要する時間（ニップ時間）よりも短い周期という意味である。

【0078】

つまり、制御部１００は、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｓがニップ部を通過するのに要する時間（ニップ時間）よりも短い周期となる周波数で、下加圧ローラー６４を回転駆動する速度を周期的に変化させる。ニップ時間は、画像形成装置のプロセス速度とニップ部Ｎの搬送方向の幅とから算出される。

【0079】

以降、回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させることを「回転体を回転振動させる」と記すことがある。回転体の回転速度の周期的な変化を「回転体の回転振動」と記すことがある。回転体を回転駆動する速度を周期的に変化させる際の周波数を「加振周波数」と記すことがある。図４における下加圧ローラー６４の回転振動の振幅は振幅Ｗであり、周期は周期Ｔである。加振周波数は周期Ｔの逆数となる。

【0080】

たとえば、プロセス速度が３００ｍｍ／ｓであり、ニップ幅が１５ｍｍである場合、ニップ時間は０．０５ｓとなる。この場合、下加圧ローラー６４の回転振動の周期Ｔは０．０５ｓより短く設定され、下加圧ローラー６４の加振周波数は２０Ｈｚより大きく設定される。

【0081】

制御部１００は、少なくとも用紙Ｓの搬送方向前端がニップ部Ｎを通過している間、下加圧ローラー６４を回転振動させればよい。用紙Ｓの搬送方向前端がニップ部Ｎを通過している間とは、具体的には、用紙Ｓの搬送方向前端がニップ部Ｎの通過を開始する時刻ｔｍ１から、用紙Ｓの搬送方向前端がニップ部Ｎの通過を完了した時刻ｔｍ２の間である。

【0082】

制御部１００は、時刻ｔｍ２から用紙Ｓの搬送方向後端がニップ部Ｎの通過を完了する時刻ｔｍ３までの間のうち少なくとも一部の時間、下加圧ローラー６４を回転振動させず、一定の回転速度で下加圧ローラー６４を駆動してもよい。

【0083】

また制御部１００は、時刻ｔｍ１から時刻ｔｍ３までの間、下加圧ローラー６４を回転振動させてもよい。

【0084】

さらに制御部１００は、図４に示すように、用紙Ｓの通過位置にかかわらず、画像形成中に下加圧ローラー６４を常に回転振動させてもよい。

【0085】

一方、制御部１００は、定着ベルト６２が下加圧ローラー６４から離間した状態で（ニップ離間時に）、加熱ローラー６３で発生する熱で定着ベルト６２および上加圧ローラー６１を均一に温める目的で、上加圧ローラー６１を回転駆動する。ニップ離間時の定着ベルト６２の表面速度は、下加圧ローラー６４の表面速度より遅く設定される。

【0086】

本実施の形態において、制御部１００は、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際、上加圧ローラー６１の回転を制御せず（上加圧ローラー６１を回転駆動せず）、定着ベルト６２を下加圧ローラー６４に圧接させる。これにより、上加圧ローラー６１および定着ベルト６２は、下加圧ローラー６４に対して従動回転する。上加圧ローラー６１の従動回転を容易にするために、モーターＭ２と上加圧ローラー６１との間の駆動系にはワンウェイクラッチが設けられていてもよい。

【0087】

図３および図４を参照して、上加圧ローラー６１の代替的な制御方法として、制御部１００は、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際に、上加圧ローラー６１の回転を制御してもよい（上加圧ローラー６１を回転駆動してもよい）。具体的には、制御部１００は、下加圧ローラー６４に追従して回転する上加圧ローラー６１に正回転とは逆側に回転するトルクを付与し、下加圧ローラー６４の搬送方向への回転に対する制動力Ｄ２を発生させてもよい（ブレーキ制御）。また制御部１００は、下加圧ローラー６４に追従して回転する上加圧ローラー６１を補助するトルクを付与し、上加圧ローラー６１を搬送方向と同じ方向へ回転させる補助駆動力Ｄ１を発生させてもよい（アシスト制御）。上加圧ローラー６１をブレーキ制御またはアシスト制御する場合には、用紙の分離性を改善することができるとともに、光沢メモリを改善することができる。

【0088】

図５は、上加圧ローラー６１、定着ベルト６２、および下加圧ローラー６４の各々の内部の歪み方向を模式的に示す断面図である。なお説明の便宜のため、図５における各層の厚みは実際のものと変えられている。また図５（ａ）、図５（ｂ）、および図５（ｃ）のいずれも、用紙Ｓは図５中左方向へ搬送されるものとする。

【0089】

図５を参照して、上加圧ローラー６１は、モーターＭ２によって回転駆動される芯金６１ａと、芯金６１ａの外周側に形成されたゴム層６１ｂ（粘弾性層の一例）と、ゴム層６１ｂの外周側に形成された表層６１ｃとを含んでいる。定着ベルト６２は、基材６２ａと、基材６２ａの外周側に形成されたゴム層６２ｂ（粘弾性層の一例）と、ゴム層６２ｂの外周側に形成された表層６２ｃとを含んでいる。下加圧ローラー６４は、モーターＭ１によって回転駆動される芯金６４ａと、芯金６４ａの外周側に形成されたゴム層６４ｂ（粘弾性層の一例）と、ゴム層６４ｂの外周側に形成された表層６４ｃとを含んでいる。ゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々は粘弾性を有している。用紙Ｓは表層６２ｃと表層６４ｃとの間に挟まれる。用紙Ｓの表層６２ｃ側の面にはトナー層ＴＬが形成されている。

【0090】

下加圧ローラー６４と上加圧ローラー６１とが等速で回転している場合には、下加圧ローラー６４が上加圧ローラー６１から受ける回転負荷が限りなく小さくなる。この場合、図５（ｂ）に示すように、ゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々には搬送方向の歪みが発生しない。

【0091】

下加圧ローラー６４が上加圧ローラー６１よりも速く回転している場合や、上加圧ローラー６１に制動力Ｄ２（図３）を発生させている場合には、下加圧ローラー６４が上加圧ローラー６１から受ける回転負荷は大きくなる。この場合、図５（ｃ）に示すように、ゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々には搬送方向とは逆方向に傾斜させる形の歪みが発生する。その結果、用紙Ｓおよびトナー層ＴＬを搬送方向とは逆方向に引っ張るようなせん断力がトナー層ＴＬと定着ベルト６２との間に発生する。

【0092】

下加圧ローラー６４が上加圧ローラー６１よりも遅く回転している場合（下加圧ローラー６４が減速し、上加圧ローラー６１が慣性力により高速回転を維持している場合）や、上加圧ローラー６１に補助駆動力Ｄ１（図３）を発生させている場合には、下加圧ローラー６４が上加圧ローラー６１から受ける回転負荷は大きくなる。この場合、図５（ａ）に示すように、ゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々には搬送方向に傾斜させる形の歪みが発生する。その結果、用紙Ｓおよびトナー層ＴＬを搬送方向に引っ張るようなせん断力がトナー層ＴＬと定着ベルト６２との間に発生する。

【0093】

トナー層ＴＬが表層６２ｃから受ける力は、上加圧ローラー６１の回転負荷や、ブレーキ／アシスト駆動制御によりコントロールすることが可能である。また、ゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々は搬送方向（せん断方向）に粘弾性を有している。このため、下加圧ローラー６４を回転振動させると、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転速度の変動が上加圧ローラー６１の芯金６１ａに伝わるのに時間を要し、上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転速度に位相遅れが発生する。その結果、トナー層ＴＬと定着ベルト６２との間にせん断力が働く。

【0094】

［下加圧ローラーから上加圧ローラーへの回転振動の伝達］

【0095】

図６は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへ回転振動を伝達する構成を模式的に示すモデル図である。なお、図６に示す構成はあくまでもモデルであり、実際の構成は図６に示す構成よりも複雑である。

【0096】

図６を参照して、本実施の形態では、下加圧ローラー６４の芯金６４ａが回転方向に振動し、その振動が上加圧ローラー６１の芯金６１ａに伝達される。したがって、グラウンドＧＮＤが下加圧ローラー６４の芯金６４ａに相当し、錘ＷＴが上加圧ローラー６１の芯金６１ａに相当する。下加圧ローラー６４の芯金６４ａと上加圧ローラー６１の芯金６１ａとの間に存在するゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂの各々は、粘弾性特性を示すバネＳＰとダッシュポットＤＰに相当する。

【0097】

下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへ回転振動を伝達する構成が、図６に示すような１慣性型のモデルである場合、その振動伝達特性は、図６で示すようなシンプルなものとなる。

【0098】

図７は、粘弾性特性を有する部材の振動伝達特性を示す表である。図７の横軸は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの加振周波数を示している。図７の縦軸は、伝達倍率および位相を示している。伝達倍率は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の振幅に対し、上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動の振幅が何倍になるかを示している。位相は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の位相に対する上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動の位相の遅れを示している。

【0099】

図７を参照して、ここでは、横軸の加振周波数に沿って説明する。加振周波数がほぼ０に近い低周波数の場合、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の振幅は、ほぼそのままの倍率で上加圧ローラー６１の芯金６１ａに伝わる。上加圧ローラー６１の芯金６１ａの位相遅れは小さく、上加圧ローラー６１の芯金６１ａは下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動にほぼ同期して回転振動する。

【0100】

加振周波数が増加すると、伝達倍率は徐々に大きくなり、ある周波数ＦＣ１でピークを迎える。周波数ＦＣ１は、上加圧ローラー６１が共振する周波数である。加振周波数が周波数ＦＣ１である場合には、トナー層ＴＬと用紙Ｓとの間には最も大きなせん断力が発生する。位相については、加振周波数が増加するに従って上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動の位相の遅れは大きくなる。

【0101】

加振周波数が周波数ＦＣ１を超えて増加すると、伝達倍率は徐々に小さくなり、振動が伝わりにくくなる。位相については、加振周波数が増加するに従って、上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動の位相の遅れはますます大きくなる。加振周波数が周波数ＦＣ２より大きくなると、上加圧ローラー６１の芯金６１ａは、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の位相とはほぼ逆の位相で振動をするようになる。

【0102】

つまり、下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへの回転振動の振動伝達特性が予め分かっていれば、トナー層ＴＬおよび用紙Ｓに大きなせん断力が働くように、加振周波数を伝達倍率が大きくなる周波数に設定することができる。また、上加圧ローラー６１の芯金６１ａが下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動と所定の位相差（好ましくは逆位相）で振動するような周波数に加振周波数を設定することができる。

【0103】

制御部１００は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへの回転振動の振動伝達特性に基づいて、上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動の位相が下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の位相に対して遅れる周波数で、下加圧ローラー６４を回転振動させてもよい。

【0104】

また制御部１００は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへの回転振動の振動伝達特性に基づいて、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動と上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動とが逆位相となる周波数で、下加圧ローラー６４を回転振動させてもよい。

【0105】

さらに制御部１００は、下加圧ローラー６４の芯金６４ａから上加圧ローラー６１の芯金６１ａへの回転振動の振動伝達特性に基づいて、上加圧ローラー６１の芯金６１ａの回転振動が共振する周波数を中心値とした所要の範囲で、下加圧ローラー６４を回転振動させる際の周波数（言い換えれば、図４に示す周期Ｔ）を変動させてもよい。定着システム、用紙の表面性、およびトナーの溶融特性の組合せによっては、下加圧ローラー６４を回転振動させる際の周波数を一定とした場合に、画像上に細かい光沢スジが出現することがある。そのような場合は、上述の制御を行うことで、光沢スジの周期性が失われ、目立たなくなる効果あるいは発生しなくなる効果を得ることができる。

【0106】

上加圧ローラー６１は、芯金６１ａの軸方向端部において芯金６１ａに取り付けられたフライホイール６１ｄ（図３）をさらに含んでいてもよい。一般的に、上加圧ローラー６１側（被加振側）の慣性が大きい方が、上加圧ローラー６１が共振する周波数や、上加圧ローラー６１の位相の遅れが大きくなる周波数が低周波数側に遷移する。そこで、加振周波数が低くても上加圧ローラー６１を効果的に回転振動させたい場合には、上加圧ローラー６１にフライホイール６１ｄを設けることで、上加圧ローラー６１にイナーシャを付加することが効果的である。

【0107】

なお、下加圧ローラー６４の芯金６４ａの回転振動の振幅および加振周波数と、用紙Ｓと表層６２ｃとの間の摩擦力との関係によっては、用紙がニップ部Ｎにおいて上加圧ローラー６１および定着ベルト６２に対してずれる現象であるズリが発生するおそれがある。ズリは画像乱れの発生の原因になるものである。このため、制御部１００は、ズリが発生しない振幅および加振周波数で下加圧ローラー６４を回転振動させることが好ましい。

【0108】

［下加圧ローラーの回転振動の振幅および加振周波数の設定］

【0109】

下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および加振周波数の最適値は、用紙Ｓの摩擦係数、用紙Ｓの坪量、定着装置６０（画像形成装置１）のプロセス速度、または定着装置６０に設定された定着温度などの条件により変化する。したがって、これらの条件のうち少なくともいずれか１つに応じて、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数および振幅が決定され、決定された加振周波数および振幅で下加圧ローラー６４が回転振動されることが好ましい。

【0110】

始めに制御部１００が、用紙Ｓの摩擦係数に応じて、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件を決定する場合について説明する。

【0111】

図８は、用紙Ｓの摩擦係数または坪量の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。なお、図８〜図１０の各々において、横軸は下加圧ローラー６４の加振周波数を示しており、縦軸は伝達倍率を示している。

【0112】

図８を参照して、紙種Ａ、紙種Ｂ、および紙種Ｃの各々についての振動伝達関数が示されている。ここでは、紙種Ａの摩擦係数は小さく、紙種Ｂの摩擦係数は中程度であり、紙種Ｃの摩擦係数は大きいものとする。

【0113】

通紙する用紙Ｓの摩擦係数の違い（紙種の違い）によって振動伝達関数は異なる。このため、用紙Ｓの摩擦係数に応じて下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および加振周波数のうち少なくとも一方の条件を決定することにより、定着装置６０が最適な条件で動作するようになる。

【0114】

ここで、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅が用紙Ｓの摩擦係数にかかわらず一定である場合を想定する。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅（伝達倍率ＡＭ３）で回転振動させるための下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数は、紙種Ａ（摩擦係数：小）では周波数ＦＱ１となり、紙種Ｂ（摩擦係数：中）では周波数ＦＱ２となり、紙種Ｃ（摩擦係数：大）では周波数ＦＱ３となる（ＦＱ１＜ＦＱ２＜ＦＱ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、用紙Ｓの摩擦係数が大きいほど、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数を大きくする。

【0115】

また、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数が用紙Ｓの摩擦係数にかかわらず一定の周波数ＦＱ１である場合を想定する。この場合、伝達倍率は、紙種Ｃ（摩擦係数：大）では伝達倍率ＡＭ１となり、紙種Ｂ（摩擦係数：中）では伝達倍率ＡＭ２となり、紙種Ａ（摩擦係数：小）では伝達倍率ＡＭ３となる（ＡＭ１＜ＡＭ２＜ＡＭ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、用紙Ｓの摩擦係数が大きいほど、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅を大きくする。

【0116】

続いて制御部１００が、用紙Ｓの坪量に応じて、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件を決定する場合について説明する。

【0117】

図８は、用紙Ｓの坪量に応じた振動伝達関数としても見ることができる。この場合、紙種Ａの坪量は小さく、紙種Ｂの坪量は中程度であり、紙種Ｃの坪量は大きいものとする。

【0118】

通紙する用紙Ｓの坪量の違い（紙種の違い）によって振動伝達関数は異なる。このため、用紙Ｓの坪量に応じて下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および加振周波数のうち少なくとも一方の条件を決定することにより、定着装置６０が最適な条件で動作するようになる。

【0119】

ここで、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅が用紙Ｓの坪量にかかわらず一定である場合を想定する。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅（伝達倍率ＡＭ３）で回転振動させるための下加圧ローラー６４の加振周波数は、紙種Ａ（坪量：小）では周波数ＦＱ１となり、紙種Ｂ（坪量：中）では周波数ＦＱ２となり、紙種Ｃ（坪量：大）では周波数ＦＱ３となる（ＦＱ１＜ＦＱ２＜ＦＱ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、用紙Ｓの坪量が大きいほど、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数を大きくする。

【0120】

また、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数が用紙Ｓの坪量にかかわらず一定の周波数ＦＱ１である場合を想定する。この場合、伝達倍率は、紙種Ｃ（坪量：大）では伝達倍率ＡＭ１となり、紙種Ｂ（坪量：中）では伝達倍率ＡＭ２となり、紙種Ａ（坪量：小）では伝達倍率ＡＭ３となる（ＡＭ１＜ＡＭ２＜ＡＭ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、用紙Ｓの坪量が大きいほど、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅を大きくする。

【0121】

続いて制御部１００が、定着装置６０のプロセス速度に応じて、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件を決定する場合について説明する。

【0122】

図９は、定着装置６０のプロセス速度の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。

【0123】

図９を参照して、定着装置６０のプロセス速度が高速である場合、中速である場合、および低速である場合の各々についての振動伝達関数が示されている。

【0124】

定着装置６０のプロセス速度の違いによって振動伝達関数は異なる。このため、定着装置６０のプロセス速度に応じて下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および加振周波数のうち少なくとも一方の条件を決定することにより、定着装置６０が最適な条件で動作するようになる。

【0125】

ここで、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅が定着装置６０のプロセス速度にかかわらず一定である場合を想定する。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅（伝達倍率ＡＭ３）で回転振動させるための下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数は、定着装置６０のプロセス速度が低速である場合には周波数ＦＱ１となり、中速である場合には周波数ＦＱ２となり、高速である場合には周波数ＦＱ３となる（ＦＱ１＜ＦＱ２＜ＦＱ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、定着装置６０のプロセス速度が速いほど、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数を大きくする。

【0126】

また、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数が定着装置６０のプロセス速度にかかわらず一定の周波数ＦＱ１である場合を想定する。この場合、伝達倍率は、定着装置６０のプロセス速度が高速である場合には伝達倍率ＡＭ１となり、中速である場合には伝達倍率ＡＭ２となり、低速である場合には伝達倍率ＡＭ３となる（ＡＭ１＜ＡＭ２＜ＡＭ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、定着装置６０のプロセス速度が速いほど、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅を大きくする。

【0127】

さらに制御部１００が、定着装置６０に設定された定着温度に応じて、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および周波数のうち少なくとも一方の条件を決定する場合について説明する。

【0128】

図１０は、定着装置６０の定着温度の違いによる振動伝達関数の変化を模式的に示すグラフである。

【0129】

図１０を参照して、定着装置６０の定着温度が通常よりも低温である場合、通常の温度（中温）である場合、通常よりも高温である場合の各々についての振動伝達関数が示されている。

【0130】

定着装置６０の定着温度の違いによって振動伝達関数は異なる。このため、定着装置６０の定着温度に応じて下加圧ローラー６４の回転振動の振幅および加振周波数のうち少なくとも一方の条件を決定することにより、定着装置６０が最適な条件で動作するようになる。

【0131】

ここで、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅が定着装置６０の定着温度にかかわらず一定である場合を想定する。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅（伝達倍率ＡＭ３）で回転振動させるための下加圧ローラー６４の加振周波数は、定着装置６０の定着温度が高温である場合には周波数ＦＱ１となり、通常の温度である場合には周波数ＦＱ２となり、低温である場合には周波数ＦＱ３となる（ＦＱ１＜ＦＱ２＜ＦＱ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、定着装置６０の定着温度が低いほど、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数を大きくする。

【0132】

また、下加圧ローラー６４の回転振動の加振周波数が定着装置６０の定着温度にかかわらず一定の周波数ＦＱ１である場合を想定する。この場合、伝達倍率は、定着装置６０の定着温度が低温である場合には伝達倍率ＡＭ１となり、通常の温度である場合には伝達倍率ＡＭ２となり、高温である場合には伝達倍率ＡＭ３となる（ＡＭ１＜ＡＭ２＜ＡＭ３）。この場合、上加圧ローラー６１を狙いの振幅で回転振動させるために、制御部１００は、定着装置６０の定着温度が低いほど、下加圧ローラー６４の回転振動の振幅を大きくする。

【0133】

［実施の形態の効果］

【0134】

上述の実施の形態によれば、用紙Ｓがニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｓおよびトナー層ＴＬを搬送方向に引っ張るようなせん断力と、用紙Ｓおよびトナー層ＴＬを搬送方向とは逆方向に引っ張るようなせん断力とが、トナー層ＴＬと定着ベルト６２との間に繰り返し加えられる。これらの互いに反対の方向のせん断力により、用紙Ｓが定着ベルト６２から分離しやすくなる。またトナーに含まれるワックス成分が両方向のせん断力により潰され、ワックス成分の働きが向上する。これにより、上加圧ローラー６１のブレーキ／アシスト機能を必須の機能とせずとも用紙の分離性を改善することができる。その結果、上加圧ローラー６１の駆動制御システムを複雑化することなく、用紙の分離性を効率的に改善することができる。

【0135】

また、上加圧ローラー６１、定着ベルト６２、および下加圧ローラー６４の各々がゴム層６１ｂ、６２ｂ、および６４ｂを含んでいるので、下加圧ローラー６４の回転振動が上加圧ローラー６１に伝わる際に、加振周波数による伝達倍率の変化や位相の遅れが発生しやすくなる。これにより、せん断力をより効果的に発生させることができる。

【0136】

［その他］

【0137】

上述の実施の形態では、定着装置が搭載される画像形成装置がＭＦＰである場合について説明したが、定着装置が搭載される画像形成装置は、ＭＦＰの他、ファクシミリ装置、複写機、またはプリンターなどであってもよい。

【0138】

定着装置は、上述の２軸上ベルト方式のものである代わりに、定着ローラーと加圧ローラーとでニップ部を構成する熱ローラー方式のものであってもよい。

【0139】

上述の実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0140】

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
１１ 自動原稿給紙装置
１２ 原稿画像走査装置
１２ａ ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサー
２０ 操作表示部
２１ 表示部
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ 画像形成ユニット
４２ 中間転写ユニット
５０ 搬送部
５１ 給紙部
５１ａ〜５１ｃ 給紙トレイユニット
５２ 搬送機構
５２ａ レジストローラー
５３ 排紙部
５３ａ 排紙ローラー
６０ 定着装置
６０Ａ 下側加圧部
６０Ｂ 上側加圧部
６０ａ 枠
６１ 上加圧ローラー（第２の回転体の一例）
６１ａ，６４ａ 芯金
６１ｂ，６２ｂ，６４ｂ ゴム層（粘弾性層の一例）
６１ｃ，６２ｃ，６４ｃ 表層
６１ｄ フライホイール
６２ 定着ベルト（第２の回転体の一例）
６２ａ 基材
６３ 加熱ローラー
６４ 下加圧ローラー（第１の回転体の一例）
６８ 張架部材
６９ 定着圧切替機構
７１ 通信部
７２ 記憶部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
１０２ ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
１０３ ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
１０４ トルク発生部
４１１ 露光装置
４１２ 現像装置
４１３ 感光体ドラム
４１４ 帯電装置
４１５ ドラムクリーニング装置
４１６ 滑剤塗布装置
４２１ 中間転写ベルト
４２２ 一次転写ローラー
４２３ 二次転写ローラー
４２４ 駆動ローラー
４２５ 従動ローラー
４２６ ベルトクリーニング装置
６３１ 加熱源
ＤＣ 原稿
Ｄ１ 補助駆動力
Ｄ２ 制動力
ＤＰ ダッシュポット
ＧＮＤ グラウンド
Ｍ１，Ｍ２ モーター
Ｎ ニップ部
Ｓ 用紙
ＳＰ バネ
ＴＬ トナー層
ＷＴ 錘

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】