JP2014081610A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを用紙に定着する際に、先の定着工程の履歴を受けて発生する光沢メモリを防止して、高い画像品質を確保すること。
【解決手段】上加圧ローラー６１と下加圧ローラー６４とが定着ベルト６２を介して圧接され、用紙を挟持して搬送する定着ニップ部Ｎにおいて、下加圧ローラー６４の表面速度と、定着ベルト６２の表面速度とに速度差を設定し、ニップ部Ｎでは、この速度差で下加圧ローラー６４、定着ベルト６２を回転させて用紙を通紙する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置で用いられる定着装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ等）は、トナー像が転写された用紙に熱と圧力を加えることにより、トナーを定着させる定着装置を備えている。この定着装置は、用紙に担持されたトナーを加熱して溶融する加熱部と、加熱部に対して用紙を押圧する加圧部とで構成される。

定着装置の加圧部は、例えば、定着ローラーと、定着ローラーに対して所定の荷重で押圧される加圧ローラーを備えて構成される。定着ローラーに対して加圧ローラーが直接又は間接的に押圧されることにより、用紙を狭持して搬送するニップ部が形成される。

定着装置の加熱部は、例えば、加熱源（例えばハロゲンヒータ）が内蔵された加熱ローラーと定着ローラーに張架された、無端状の定着ベルトで構成される（熱ベルト方式）。この場合、加圧ローラーが定着ベルトを介して定着ローラーに押圧されることでニップ部が形成されることになる。また、定着ローラーに加熱源を内蔵し、定着ローラー自体が加熱部となる場合もある（熱ローラー方式）。この場合、定着ローラーに対して加圧ローラーが直接押圧されてニップ部が形成されることになる。

上述した定着装置を備えた画像形成装置では、画像データに基づいて感光体ドラム上にトナー像が現像され、このトナー像が用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙が定着装置に搬送され、用紙がニップ部を通過する際に加熱、加圧されることにより、用紙にトナー像が定着される。

このような定着装置として、例えば、特許文献１〜３に示すものが知られている。

特許文献１、特許文献２の定着装置では、定着ローラーに、複数のローラーにより張架されたエンドレスベルトの一部を巻き付けてニップ部が形成されている。ニップ部の出口部分にエンドレスベルトの内周側からエンドレスベルトを介して定着ローラーに圧接する圧力ローラーが設けられている。この定着装置では、圧接ローラーの領域におけるエンドレスベルトの搬送に、制動力を作用して、定着ローラーとの速度差をなくし像ずれを防止する。また、特許文献３の定着装置では、耐熱ベルトは、巻回される複数のローラーに支持されており、この耐熱ベルトを介して加圧ローラーが複数のローラーに圧接されている。そして、複数のローラーを制動することで、耐熱ベルトに張力を付与している。

特開平６−２５０５６０号公報 特開平１０−２２１９９９号公報 特開平９−１３８５９８号公報

ところで、定着装置において、定着工程では、用紙上における未定着のトナー像の担持面が加熱部（定着ベルト又は定着ローラー）に直接接触することとなる。このとき、トナーから染み出したワックスが加熱部（定着ベルト又は定着ローラー）側に付着し、加熱部に付着したワックスによる潜像が形成され、次の画像に現れる場合がある。具体的には、加熱部に付着したワックスが、次の画像を形成するトナーを定着する際に、付着量の少ない部分と付着量の多い部分とで光沢ムラとなって現れる現象（光沢メモリと称する）として現れる。

このような定着装置でトナーを定着する際の光沢メモリを解消して、画像品質を向上させたいという要望があった。なお、特許文献１〜３の定着装置では、光沢メモリを防止する問題は解決できない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、トナーを用紙に定着する際に、先の定着工程の履歴を受けて発生する光沢メモリを防止して、高い画像品質を確保する定着装置および当該定着装置を備えた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、
回転自在に設けられる定着面側部材と、
前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
を備えた定着装置において、
前記裏面側部材の表面速度と前記定着面側部材の表面速度との速度差を設定する速度差設定手段を備え、
前記裏面側部材及び前記定着面側部材は、設定された前記速度差で回転することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記構成の定着装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トナーを用紙に定着する際に、先の定着工程の履歴を受けて発生する光沢メモリを防止して、高い画像品質を確保する。

本発明の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 本発明の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 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の定着部の構成を概略的に示す図 本発明に係る定着部を用いて定着処理を行った際のスリップ率と光沢メモリ品質との相関関係を示す図 本発明の実施の形態に係る定着部の制御を説明するためのフロー図 図５に示す定着部の制御で用いられるモーター駆動テーブルを示す図 図５に示す定着部の制御で用いられる紙種テーブルを示す図 本実施の形態に係るモーター駆動テーブルの変形例を示す図 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の定着処理で用いられるモーター駆動テーブルを示す図 本発明の実施の形態３に係る画像形成装置の定着処理で用いられるモーター駆動テーブルを示す図 本発明の実施の形態５に係るトナー付着量プロファイルと制動トルクとの関係を示す図 本発明の実施の形態５に係る用紙上のトナー像とトナー付着量プロファイルとの関係を示す図 本発明の実施の形態５に係るトナー付着量プロファイルの生成タイミングと定着ニップ部の位置との関係を示す図 本発明の実施の形態５に係るトナー付着量プロファイルと制動トルクとの関係を示す図 本発明の実施の形態５に係る両面プリントの実行時におけるトナー付着量と制動トルクとの関係を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図で、図２は実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

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。

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。

図１、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、搬送部５０、定着部６０、及び制御部１００を備えている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備えている。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、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。特に、記憶部７２には、定着部６０における定着処理に用いられる速度差設定テーブルや各種データが格納される。なお、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。

また、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）に基づいて用紙に画像を形成させる。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及び原稿画像走査装置（スキャナー）１２等を備えている。

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又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及び操作部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、初期設定又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ている。例えば、画像処理部３０は、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、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、及び中間転写ユニット４２等を備えている。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、トナーの色を除いて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、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、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、ドラムクリーニング装置４１５、及び滑剤塗布装置４１６等を備えている。

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。

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こととなる。

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

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、例えば、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（例えば、酸化物やグラフと処理物）、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等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、例えば高級脂肪酸エステルワックスを適用してもよい。

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）を有する。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。

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有する。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。

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、一次転写ローラー４２２、二次転写ローラー４２３、駆動ローラー４２４、従動ローラー４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備えている。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、駆動ローラー４２４及び従動ローラー４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラー４２４の回転により矢印Ａ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。

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。

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。

未定着トナー像は、定着部６０により用紙Ｓに定着される。定着部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。この定着部６０は、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とを主として含む構成を有する。本実施の形態では、定着部６０はベルトニップ方式の構成を採用しているが、その詳細な構成については後述する。

搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備えている。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、用紙の坪量やサイズ等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。

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、レジストローラー５２ａ等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。

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５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。

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等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。

以下、本実施の形態に係る定着部６０の構成について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、定着部６０の構成を概略的に示す図である。

定着部６０は、用紙Ｓを狭持して搬送するためのニップ部を形成する加圧部、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して定着温度で加熱する加熱部等を備えた、例えば熱ベルト方式の定着装置である。

熱ベルト方式の定着部６０においては、加熱ローラー６３と上加圧ローラー６１と張架部材６８とに無端状の定着ベルト６２が張架されてなる上側加圧部と、下加圧ローラー６４からなる下側加圧部とで、加圧部が構成される。また、定着ベルト６２が加熱部となる。また、定着部６０は、下加圧ローラー６４が定着ベルト６２を介して上加圧ローラー６１に押圧されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップ部（以下、「ニップ部」という）Ｎを有する。すなわち、ニップ部Ｎは、回転自在に設けられる定着ベルト６２と、定着ベルト６２の表面（外周面）に圧接しながら回転する下加圧ローラー６４とで形成し、上加圧ローラー６１と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する。定着部６０は、制御部１００とトルク発生部６６とによりなる速度差設定手段６００とともに定着装置を構成する。

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加熱部である。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等によって異なる。

定着ベルト６２の近傍には、定着ベルト６２の温度を検出する制御用の温度センサー８１（図２参照）が配置される。この制御用の温度センサー８１（図２参照）による検出信号は制御部１００（図２参照）に出力される。なお、制御部１００は、制御用の温度センサ（図示略）による測定温度が予め設定された温度となるように、加熱ローラー６３（加熱ローラー６３の加熱源６３１）の出力を制御する（例えばオン／オフ制御）。

なお、定着ベルト６２は、例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、等のフッ素系樹脂からなる表面離型層が順に積層した構成を有する。フッ素系樹脂としては、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であり、最も好ましくは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰのいずれかである。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。

また、この定着ベルト６２は、ここでは、上加圧ローラー６１とともに定着面側部材を構成し、裏面側部材としての下加圧ローラー６４とでニップ部Ｎを形成する。

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、定着ベルト６２を介した上加圧ローラー６１と下加圧ローラー６４のニップ部Ｎの位置から離間した所定位置に配置される。この所定位置は、例えば、ニップ部Ｎの端点を結んだ直線の垂線からニップ部Ｎの上流側へ所定角度で傾けた位置とする。この位置で張架部材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。

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、例えばアルミニウム等からなる円筒状の芯金の外周面に、ＰＴＦＥ等からなる樹脂層が形成された構成を有する。

この加熱ローラー６３には、ハロゲンヒータ等の加熱源６３１が内蔵されている。この加熱源６３１は、制御部１００により出力制御されることで、芯金、樹脂層が加熱され、その結果、定着ベルト６２を加熱する。なお、定着ベルト６２が、電磁誘導加熱（ＩＨ：Induction Heating）により加熱されるようになっていてもよい。この場合の定着ベルトの基体は、Ｎｉ等の電磁誘導発熱可能な材料で構成される。

上加圧ローラー６１は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層が形成された構成を有する。さらに、弾性層の外周面に、フッ素系樹脂からなる表面離型層が形成される場合もある。

この上加圧ローラー６１は、トルク発生部６６を介して、制御部１００により駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数、制動力、補助駆動力の発生等）される。

この上加圧ローラー６１は、定着部６０における主駆動源（モーターＭ３）により駆動する下加圧ローラー６４に定着ベルト６２を介して圧接されることで、定着ベルト６２とともに追従して回転自在である。また、上加圧ローラー６１は、トルク発生部６６により、下加圧ローラー６４による用紙搬送のための回転に対して正逆回転のトルク（矢印Ｄ１、Ｄ２）を付与されて、下加圧ローラー６４の搬送方向の駆動に対して制動力、補助駆動力を作用する。

下加圧ローラー６４は、上加圧ローラー６１とともに、ニップ部Ｎを形成するための加圧部を構成する。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に押圧される。

下加圧ローラー６４は、モーターＭ３により回転駆動され、この駆動制御（例えば、回転のオン／オフ、回転数、上加圧ローラー６１に対する圧接／離間等）は、制御部１００によって行われる。下加圧ローラー６４のその他の構成は、上加圧ローラー６１と同様であるので、説明を省略する。なお、下加圧ローラー６４には、ハロゲンヒータ等の加熱源が内蔵されていてもよい。

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に対して付勢する付勢手段を有する。付勢手段の構成は特に限定されず、公知の技術を適用できる。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、サイズ等に応じて、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となっている。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。

また、定着圧切換機構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。

トルク発生部６６は、上加圧ローラー６１を回転駆動するモーターＭ１、Ｍ２と、ギア機構部６７と、を有する。

トルク発生部６６は、モーターＭ１、Ｍ２を個別に切り替えることで、上加圧ローラー６１による作用として制動有り、制動無し、一定のトルク回転を切り替え設定する。このトルク発生部６６における制御は、制御部１００により行われる。

トルク発生部６６は、ここでは、モーターＭ１、Ｍ２をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

モーターＭ１、Ｍ２は、上加圧ローラー６１に、ギア機構部６７を介して、それぞれ個別に所定トルクを付与して、上加圧ローラー６１に制動力を発生させたり、補助駆動力を発生させたりする。具体的には、モーターＭ１、Ｍ２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、搬送方向Ｈ１への回転（正回転と称する）に対する制動力Ｄ２を発生させるために、正回転とは逆側に回転するトルクを付与する。また、モーターＭ１、Ｍ２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を搬送方向と同方向Ｄ１へ回転させる補助駆動力Ｄ１を発生させる。

モーターＭ１、Ｍ２は、上加圧ローラー６１に制動力を発生させることにより、後述する光沢メモリを防止する。また、モーターＭ１、Ｍ２は、上加圧ローラー６１に補助駆動力を発生させることにより、薄紙（６０〜８０ｇ／ｍ２）を通紙する場合に、定着ベルト６２を円滑に従動駆動させて、紙皺の発生を防止する。

これらモーターＭ１、Ｍ２のトルクにより上加圧ローラー６１に発生させる制動力、制動力発生の開始タイミング、発生させた制動力の停止タイミング等は、制御部１００により行われる。モーターＭ１、Ｍ２の駆動制御は、制御部１００により速度差設定テーブル（モーター駆動テーブル等）を用いて行われる。

ギア機構部６７は、モーターＭ１、Ｍ２のそれぞれの回転を個別に上加圧ローラー６１に伝達する複数のギア群を有する。すなわち、これらギア群を介して、モーターＭ１のトルクのみを上加圧ローラー６１に伝達したり、モーターＭ２のトルクのみを上加圧ローラー６１に伝達したり、両モーターＭ１、Ｍ２のトルクを組み合わせて上加圧ローラー６１に伝達する。これにより、ギア機構部６７は、モーターＭ１、Ｍ２とともに、モーターＭ１、Ｍ２の駆動によりトルクを付与する上加圧ローラー６１の回転速度と、下加圧ローラー６４の回転速度とに速度差を設定し、その速度差を持って回転させる。

本実施の形態の定着部６０は、制御部１００により実行される定着処理を行う。
制御部１００には、画像形成時の条件（例えば画像形成に用いられる用紙の紙種、坪量、サイズ等）と、温度センサー８１から入力される定着ベルト６２の表面温度情報等といった各センサーからの情報が入力される。これら入力される情報と、用紙上のトナー状態を示す情報に基づいて、制御部１００は、定着部６０の駆動を制御する。なお、用紙上のトナー状態を示す情報は、トナーの付着量と、トナーが用紙を被覆する割合を示すトナー被覆量である。トナー状態を示す情報は、制御部１００により画像データを用いて算出される。

制御部１００は、定着切換機構６９を駆動して、下加圧ローラー６４を上加圧ローラー６１に圧接させる。制御部１００は、モーターＭ３を介して下加圧ローラー６４を回転駆動し、加熱源６３１を制御して加熱ローラー６３で定着ベルト６２を加熱する。また、制御部１００は、トルク発生部６６を介して上加圧ローラー６１を駆動する。これらを駆動して制御部１００は、定着部６０を制御して、ニップ部Ｎに用紙Ｓを通過させトナーを定着させる処理（定着処理）を行う。

この定着処理により、本実施の形態では、画像形成時の条件（例えば画像形成に用いられる用紙の紙種、坪量、サイズ等）に応じて、上加圧ローラー６１の表面速度（周速）と、回転駆動する下加圧ローラー６４の表面速度（周速）とに速度差が生じる。

具体的には、定着ベルト６２を介して下加圧ローラー６４の駆動に従動する上加圧ローラー６１に制動力を生じさせる。

この変更される上加圧ローラー６１における制動トルクは、駆動ローラーである下加圧ローラー６４の表面速度（周速）に対して、上加圧ローラー６１の表面速度（周速）が０．３％から０．８％遅くなるよう設定される。これにより、制御部１００は、上加圧ローラー６１の制動トルクを変更することで、定着処理に発生する光沢メモリを防止する。

上加圧ローラー６１の制動トルクの変更は、定着ベルト６２と、用紙の表面のスリップ率と、光沢メモリとの関係に基づく。

図４に、本発明に係る定着部６０を用いて定着処理を行った際の、スリップ率と、これにより用紙に発生する光沢メモリ（「ワックスメモリ」ともいう）品質との相関関係を示す。なお、横軸のスリップ率は、ニップ部Ｎにおける定着ベルトと用紙表面のスリップ量である。また、縦軸は、用紙の表面に発生する光沢メモリの品質のランクであり、その閾値をＷ１で示す。このＷ１よりランクが大きければ、視覚的に光沢メモリが発生していない許容レベルにある良好な品質として判定する。Ｗ１はランク３を意味し、定着後の画像において、一部に光沢ムラがあり、その光沢ムラが定着処理後の用紙によっては出たり出なかったりするが実用上問題の無いランクを示す。なお、ランク１，２は定着処理後の用紙における光沢ムラが容易に視認できるランク、ランク４は、定着処理後の用紙において見る角度によっては視認できる程度の品質、ランク５は、光沢ムラ無しの品質を示すランクとする。なお、この相関関係の形成に用いた定着部６０では、上加圧ローラー６１：外径φ７０、ゴム厚２０ｍｍとし、下加圧ローラー６４：外径φ７０、ゴム厚１ｍｍとし、加熱ローラー６３：外径φ５８，ＰＴＦＥコートとし、張架部材６８：φ１５の逆クラウン形状とした。また、定着ベルト６２：外径φ１２０、基体ＰＩ、表層ＰＦＡチューブとし、線速：４６０ｍｍ、定着荷重：２６５０Ｎ、ベルト張力：２００Ｎ、定着ベルト制御温度：１６０〜２００℃とした。さらに、下加圧ローラー６４にヒーターを設け、その制御温度：８０〜１２０℃とし、トナー：ワックスをトナー粒子内に含むオイルレストナーとした。

この図４に示すように、光沢メモリは、スリップ率が０．３％以上であれば、光沢メモリ品質良好の領域となる。また、スリップ率が０．８％以上であれば、用紙の表面に定着するトナー像に像ずれが発生する。

この結果に基づいて、制御部１００では、上加圧ローラー（画像面側のローラー）６１の表面速度（周速）は、下加圧ローラー（非画像面側のローラー）６４の表面速度に対して０．３％〜０．８％遅くなるように制御する。この範囲をブレーキ（制動）範囲として上加圧ローラー６１に制動力を生じさせる。

図５は、実施の形態における定着処理の一例を示すフローチャートである。図５に示す定着処理は、画像形成装置１において画像データに基づく画像形成処理が開始されることに伴い、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。

ステップＳ１１０では、制御部１００は、定着処理情報として、画像形成時の条件（例えば画像形成に用いられる用紙の紙種、坪量、サイズ等）と、温度センサー８１から入力される定着ベルト６２の温度等の各センサーからの情報とを取得する。なお、画像形成時の条件は、例えば、画像形成に用いられる用紙の紙種、坪量、サイズに応じて画像形成モードとして自動的に設定され、ＲＡＭ１０３に記憶されている。用紙の紙種には、例えば、薄紙、普通紙、カラー用紙、色紙、上質紙、各種塗工紙（コート紙）等がある。

ステップＳ１２０では、画像形成モードに応じて、加熱ローラー６３の加熱源６３１、下加圧ローラー６４を回転するモーターＭ１の駆動、及び、定着圧切替機構６９の動作を設定する。

加えて、ステップＳ１２０では、制御部１００は、下加圧ローラー６４（裏面側部材）の表面速度と定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１（定着面側部材）の表面速度との速度差を設定する。具体的には、ステップＳ１２０では、制御部１００は、入力される情報と、速度差設定テーブル（モーター駆動テーブル）とを用いて、トルク発生部６６を介した上加圧ローラー６１の動作を設定する。

速度差設定テーブルは、定着処理に関する情報と、ニップ部における定着面側部材の表面速度及び裏面側部材の表面速度の速度差を設定する情報とが関連付けられたテーブルである。ここでは、速度差を設定するための情報として、トルクを発生することで上加圧ローラー６１に制動力を生じさせるモーターＭ１、Ｍ２の制御情報が対応付けられている。この速度差設定テーブルをモーター駆動テーブルと称する。

制御部１００は、モーター駆動テーブルを用いて、モーターＭ１、Ｍ２の少なくとも１個を駆動して、上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを発生させる。制動トルクが付与される場合、上加圧ローラー６１は、下加圧ローラー６４の回転に対して制動力を供給する。また、制御部１００は、モーター駆動テーブルを用いて、モーターＭ１、Ｍ２の少なくとも１個を駆動して、上加圧ローラー６１に付与する補助駆動トルクとして一定のトルクを発生させることもできる。補助駆動トルクが付与される場合、上加圧ローラー６１は、搬送方向への回転を補助駆動力で加勢する。また、制御部１００は、モーター駆動テーブルを用いて、モーターＭ１、Ｍ２にトルクを発生させず、上加圧ローラー６１を制動無しの状態にすることができる。

モーター駆動テーブルは、記憶部７２に格納されている。制御部１００で処理を実行する際には、制御部１００ではＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２に格納されている定着処理のプログラムを実行し、記憶部７２から必要なテーブル（モーター駆動テーブル、紙種設定テーブル等）を読み出して実行する。

図６は、速度差設定テーブルの一例としてのモーター駆動テーブル７２１を示す図であり、用紙の紙坪量と、紙種（紙種モード）とに対応して、複数のモーターＭ１、モーターＭ２のＯＮ／ＯＦＦ、補助駆動力（アシスト）のＯＮ／ＯＦＦが設定されている。なお、この図における「ブレーキ」における「ＯＮ」は、上加圧ローラー６１に制動力を生じさせることを意味し、「アシスト」における「ＯＮ」は、上加圧ローラー６１に補助駆動力を生じさせることを意味する。

図７は、速度差設定テーブルとしての紙種テーブルを示す図であり、画像形成時における条件のうち用紙の紙種に対応した選択モードの紙種テーブル７２２として示す。

図５に戻り、ステップＳ１２０では、制御部１００は、入力される紙種から、図７の紙種テーブル７２２を参照して、現在の選択モードで設定された紙種の紙種モードを取得する。そして、制御部１００は、記憶部７２から図６に示すモーター駆動テーブル７２１を読み込み参照して、坪量と、取得した紙種モードとに対応するモーターの制御情報を取得する。例えば、普通紙で用紙の坪量が１０８［ｇ／ｍ２］である場合、制御部１００では、紙種モードＡを取得し、モーターＭ１、Ｍ２のそれぞれを「ブレーキ（制動力）」有り（図６の「モーター１＿ＯＮ」「，モーター２＿ＯＮ」）、「アシスト（補助駆動力）」無し（「アシスト＿ＯＦＦ」）を取得する。

図６に示すモーター駆動テーブル７２１では、「ブレーキ」におけるモーターＭ１、Ｍ２が各々ＯＮの場合、ここではそれぞれ一定の制動トルクを発生してギア機構部６７を介して上加圧ローラー６１に付与するように設定されている。また、「アシスト」がＯＮの場合、モーターＭ１、Ｍ２の一方が一定のトルクを発生してギア機構部６７を介して上加圧ローラー６１に付与するように設定されている。「ブレーキ」におけるモーターＭ１、Ｍ２の双方「ＯＮ」における発生トルクは例えば、１．５［Ｎ・ｍ］×２であり、「アシスト（補助駆動力）」における発生トルクは最大０．２３［Ｎ・ｍ］等とする。

ステップＳ１３０では、下加圧ローラー６４及び加熱源６３１を駆動するとともに、設定した制御内容に基づいてトルク発生部６６のモーターＭ１、Ｍ２を駆動して制動トルクを発生させる。発生した制動トルクは上加圧ローラー６１に付与されて上加圧ローラー６１に制動力を発生させる。

具体的には、ステップＳ１３０では、制御部１００は、トナーを定着させる用紙の坪量、紙種に応じて設定したトルクを、モーターＭ１、Ｍ２に発生させて、上加圧ローラー６１に付与する。例えば、普通紙で用紙の坪量が１０８［ｇ／ｍ２］である場合、モーターＭ１、Ｍ２の双方を駆動して、上加圧ローラー６１に搬送方向とは逆方向のトルク（制動トルク）を付与する。これにより、ニップ部Ｎにおいて、定着ベルト６２の内周面側に位置する上加圧ローラー６１と、定着ベルト６２とにより上加圧ローラー６１の回転に対して制動力が作用する。よって、下加圧ローラー６４の回転に従動して回転する上加圧ローラー６１に生じる制動力によって、定着ベルト６２（上加圧ローラー６１も同様）の表面速度と下加圧ローラー６４の表面速度とに速度差が設定される。この速度差としては、上加圧ローラー６１の表面速度を下加圧ローラー６４の表面速度よりも遅くする。

ここでは、上加圧ローラー６１の表面速度が、下加圧ローラー６４の表面速度よりも０．３％〜０．８％遅くなるようにする。

また、制御部１００は、モーター駆動テーブル７２１に基づいて、モーターＭ１、Ｍ２の双方を駆動する場合、起動タイミングをずらして起動する。これにより、モーターＭ１、Ｍ２を同時起動することで発生する振動を防止して、上加圧ローラー６１に円滑にトルクを付与することができる。また、モーターＭ１、Ｍ２を停止する時も、停止のタイミングをずらして順に停止することで、上加圧ローラー６１に付与するトルクを円滑に０にすることができる。

なお、ステップＳ１２０で制御部１００が、トナーを定着させる用紙の紙種に対応して「アシスト」ＯＮを取得した場合（薄紙の場合等）、モーターＭ１、Ｍ２のいずれか一方を駆動して、下加圧ローラー６４の駆動による搬送方向と同方向の所定のトルクを発生させる。

すなわち、制御部１００は、トルク発生部６６を介して上加圧ローラー６１に補助駆動力を付与する。

ステップＳ１４０では、制御部１００は、表面に未定着トナーが形成された次の用紙の情報があるか否かを判定し、用紙の情報があれば、ステップＳ１１０に戻り、無ければ処理を終了する。

このように、本実施の形態では、定着部６０は、制御部１００により上加圧ローラー６１を介して、定着面側、つまり、画像面側の定着ベルト６２を制動して、定着ベルト６２の表面速度を、下加圧ローラー６４の表面速度よりも０．３％〜０．８％遅くする。

これにより、ニップ部Ｎでは、定着ベルト６２と、用紙上の画像面との間に剪断力が発生し、定着ベルト６２の表面と表紙表面との分離性能の向上、つまり、定着ベルト６２の表面から用紙の定着面を分離し易くなる。よって、先の用紙に対して定着処理を終了した後、定着ベルト６２の表面に付着するワックス量差が多少あっても、分離性能が向上することで定着ベルト６２上のワックスの多い部分、ワックスの少ない部分に関わらず、一様な定着ベルト６２からの用紙の分離が可能となる。これにより、次の用紙に定着処理を施す際に影響を及ぼす光沢メモリの発生を防止することができる。

また、用紙が坪量６０〜８０［ｇ／ｍ２］の薄紙をニップ部Ｎに通紙する場合、制御部１００は、トルク発生部６６を駆動して、上加圧ローラー６１に補助駆動力を付与するトルクを発生させる。これにより、通紙される薄紙の用紙の弛みを防止して、紙しわ、光沢ムラ、および画像ずれ等を発生させることなく、好適にトナーを定着できる。

上記定着部６０では、上加圧ローラー６１に制動（ブレーキ）トルクを付与して上加圧ローラー６１に制動力を生じさせる機能に加えて、上加圧ローラー６１に補助駆動トルク（アシスト）を付与して補助駆動力を生じさせる機能を有するものとして説明したが、アシスト機能はなくてもよい。この場合、上記構成の画像形成装置において、ステップＳ１２０で使用する速度差設定テーブル７２１に替えて、図８のモーター駆動テーブル７２３を用いて、制御部１００が定着処理を行うようにしてもよい。

なお、上記実施の形態では、上加圧ローラー６１に、下加圧ローラー６４の搬送方向への駆動の制動力を生じさせるためのモーターＭ１、Ｍ２のそれぞれで発生する制動トルクは、一定値としたが、これに限らない。モーターＭ１、Ｍ２でそれぞれ発生する制動トルクを、用紙の紙種、坪量、サイズなどに応じて、大きさの異なる複数のトルクを発生するように制御し、これら大きさの異なるトルクを組み合わせて、制動トルクとして上加圧ローラー６１に付与するようにしてもよい。これにより、用紙の紙種、坪量、サイズに応じて、上加圧ローラー６１及び定着ベルト６２と、下加圧ローラー６４（用紙Ｓに相当）との速度差を、より細かく段階的に設定できる。このときの両者の速度差は、定着面側の上加圧ローラー６１、定着ベルト６２の表面速度を、非画面側、つまり、裏面側の下加圧ローラー６４の表面速度よりも０．３％〜０．８％遅くなるようにする。

すなわち、モーターＭ１、Ｍ２で発生した制動トルクを上加圧ローラー６１に付与して、上加圧ローラー６１に生じさせる制動力の大きさをそれぞれ変更することができ、搬送される用紙に対して、大きさの異なる多くのブレーキ量設定を行える。

例えば、モーターＭ１の制動（ブレーキ）トルク［Ｎ・ｍ］を、０．０８、０．１６に設定し、モーターＭ２の制動（ブレーキ）トルク［Ｎ・ｍ］を０．０５、０．１に設定する。これらの組み合わせにより、制御部１００は、トルク発生部６６を介して、上加圧ローラー６１に搬送方向とは逆方向の０．０５、０．０８、０．１、０．１３、０．１６、０．１８、０．２１、０．２６［Ｎ・ｍ］の制動（ブレーキ）トルクを付与できる。これにより、上加圧ローラー６１は、それぞれ大きさの異なる多くの制動力を下加圧ローラー６４、つまり、用紙Ｓに作用させることができる。このように、制動トルクは、それぞれ変更可能な大きさの異なる複数の変更トルクから構成される。

例えば、制御部１００は、定着処理の際に、図６に示す駆動モーターテーブル７２１でモーターＭ１、Ｍ２の「ＯＮ」を取得した場合、それぞれのモーターＭ１、Ｍ２で、個別に設定された制動トルクを発生させて、上加圧ローラー６１に付与する。これにより、定着処理において、上加圧ローラー６１で生じるブレーキ量をより細かく設定でき、下加圧ローラー６４との表面速度の速度差を、異なる大きさで多く設定できる。よって、紙種、坪量、サイズなどに対応した好適なブレーキ量を設定して、定着ベルト６２と用紙とを円滑に分離させて、光沢メモリを防止できる。

＜実施の形態２＞
図９は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の定着処理で用いられるモーター駆動テーブルの一例を示す図である。図９に示すモーター駆動テーブル７２４は、定着ベルト６２の表面温度と、紙種と、上加圧ローラー６１で生じる制動トルク量とが対応付けられている。ここでは、モーターＭ１、Ｍ２によって発生させる大きさの異なる制動トルクを、ブレーキ「なし」、ブレーキ「大」、ブレーキ「中」、ブレーキ「小」として、複数設定している。ブレーキ「小」を例えば、０．０５［Ｎ・ｍ］、ブレーキ「中」を例えば、０．１［Ｎ・ｍ］、ブレーキ「大」を例えば、０．１６［Ｎ・ｍ］とする。なお、本実施の形態２に係る画像形成装置の構成は、実施の形態１に係る画像形成装置と比較して、ブレーキトルクの設定で用いられるモーター駆動テーブルが異なる点以外は、同様の構成、作用、効果を有する。よって、画像形成装置１と同じ構成要件であれば、同一名称、同一符号を付して、ブレーキトルクを設定する点を主に説明し、その他の説明は省略する。

実施の形態２の画像形成装置では、制御部１００は、定着処理に際し、図５のステップＳ１２０と同様の処理において、図９に示すモーター駆動テーブル７２４を参照して、上加圧ローラー６１へ付与する制動トルクを制御する。

すなわち、この実施の形態２では、温度センサー８１により定着ベルト６２の表面温度を検出し、制御部１００は、モーター駆動テーブル７２４を参照して、検出した温度に応じたブレーキトルクを発生するように、モーターＭ１、Ｍ２の発生トルク量を変更し、上加圧ローラー６１に付与して制動トルクを発生させる。

ここで、定着ベルト６２の表面温度について説明する。画像形成装置１の定着部６０では、定着ベルト６２の表面温度が高い場合（例えば１９０℃以上）、ニップ部Ｎにおいて用紙を挟持すると、用紙上の未定着トナー中のワックスが溶解しやすくなり用紙表面に染み出し易くなる。これにより、用紙表面に接触する定着ベルト６２の表面がスリップし易くなる。よって、定着ベルト６２の表面温度が高い場合（例えば１９０℃以上）に、表面温度が低い場合（例えば、１９０℃未満）と比べて、上加圧ローラー６１に発生させるブレーキトルクを小さくしても、用紙の表面速度（下加圧ローラー６４の周速に相当）と定着ベルト６２とのスリップ率０．３〜０．８％を確保できる。これにより、次の用紙に定着処理を施す際に影響を及ぼす光沢メモリの発生を防止することができる。

この実施の形態２では、制御部１００は、用紙の紙種、用紙の表面温度に対応して、ブレーキ「なし」、ブレーキ「大」、ブレーキ「中」、ブレーキ「小」の４つのバリエーションを切換えて、トルク発生部６６を制御して上加圧ローラー６１で制動力を作用させる構成としたが、これに限らない。例えば、上加圧ローラー６１に生じさせるトルクブレーキの大きさ（図９では「なし」、「大」、「中」、「小」）を、４つ未満として、これを切り替えたり、５つ以上としてこれを切り替えたりするようにしてもよい。

＜実施の形態３＞
図１０は、実施の形態３に係る画像形成装置の定着制御で用いられるモーター駆動テーブルの一例を示す図である。図１０に示すモーター駆動テーブル７２５では、用紙に付着するトナー量（トナー付着量）とトルク発生部６６による制動トルク量とが対応付けられている。ここでは、トナー付着量に対応してトルク発生部６６のモーターＭ１、Ｍ２で発生させる大きさの異なる制動トルクを、ブレーキ「大」、ブレーキ「中」、ブレーキ「小」として、複数設定している。ブレーキ「小」を例えば、０．０５［Ｎ・ｍ］、ブレーキ「中」を例えば、０．１［Ｎ・ｍ］、ブレーキ「大」を例えば、０．１６［Ｎ・ｍ］とする。なお、本実施の形態に係る画像形成装置の構成は、実施の形態１に係る画像形成装置と比較して、ブレーキトルクの設定で用いられるモーター駆動テーブルが異なる点以外は、同様の構成、作用、効果を有する。よって、ブレーキトルクを設定する点のみ説明し、その他の説明は省略する。

実施の形態３の画像形成装置では、制御部１００は、定着処理に際し、図５のステップＳ１２０と同様の処理において、図１０に示すモーター駆動テーブル７２５を参照して、上加圧ローラー６１へのトルクを制御する。

すなわち、制御部１００は、モーター駆動テーブルを参照して、用紙Ｓ上のトナー状態を示す情報に応じて、トルク発生部６６で発生するブレーキトルクを変更し、上加圧ローラー６１に付与する。用紙上のトナー状態を示す情報は、トナーの付着量と、トナーが用紙を被覆する割合を示すトナー被覆量である。このトナー状態を示す情報は、制御部１００により画像データを用いて算出される。

例えば、トナー付着量〜５［ｇ／ｍ２］であり、用紙上に付着するトナーが用紙表面を被覆する割合（トナー被覆率）〜７５％までは、ブレーキ「大」、トナー付着量０〜５［ｇ／ｍ２］であり、トナー被覆率７６％〜１００％まではブレーキ「中」に設定する。また、トナー付着量５．１〜８［ｇ／ｍ２］であり、用紙表面を被覆するトナーの被覆率（トナー被覆率）〜５０％までは、ブレーキ「大」、トナー付着量５．１〜８［ｇ／ｍ２］であり、トナー被覆率５１〜７５％まではブレーキ「中」等に設定する。

ここで、用紙上のトナー付着量について説明する。用紙上の未定着トナー量が多い場合、つまり、画像が濃い場合、未定着トナーに含まれるワックスにより、用紙と定着ベルト６２との摩擦係数［μ］が小さくなる。またトナー被覆率が高い、つまり、用紙表面を覆うトナーが広い場合、同様に、未定着トナーに含まれるワックスにより、用紙と定着ベルト６２との摩擦係数［μ］が小さくなる。このようにニップ部Ｎにおいて、摩擦係数が小さければ、用紙と、定着ベルト６２の表面どうしはスリップし易くなる。このため、上加圧ローラー６１に発生させるブレーキトルクを小さくしても、用紙の表面速度（下加圧ローラー６４の周速に相当）と定着ベルトとのスリップ率０．３〜０．８％を確保できる。

この実施の形態３では、制御部１００は、用紙の紙種、用紙の表面温度に対応して、ブレーキ「なし」、ブレーキ「大」、ブレーキ「中」、ブレーキ「小」の４つのバリエーションを切換えて、トルク発生部６６を制御して上加圧ローラー６１に制動力を作用する構成としたが、これに限らない。例えば、トルクブレーキの大きさを、４つ未満で切り替えたり、５つ以上で切り替えたりするようにしてもよい。

各実施の形態１〜３では、トルク発生部６６は、ＤＣブラシレスモーターなどのモーターＭ１、Ｍ２により逆回転のトルクを発生させて、上加圧ローラー６１にトルクを付与するものとして構成としたが、これに限らない。同様のＤＣブラシレスモーターを用いて、各モーターに電流を流すことで軸保持力が増加することで上加圧ローラー６１へのブレーキ力が働く構成としてもよい。トルク発生部６６は、上加圧ローラー６１にトルクを付与して、下加圧ローラー６４の搬送方向への駆動を制動する構成であればどのような構成としてもよい。例えば、上加圧ローラー６１に、磁性体粉体を媒体としてトルクを伝達、制御する、所謂、パウダブレーキ等の電磁式ブレーキを用いてもよい。

例えば、上加圧ローラー６１の回転軸と、固定シャフトとを同心円筒上にパウダギャップを隔てて配置し、回転軸は固定シャフトに対して回転自在となるように軸受けで支持する。パウダギャップには、高透磁率の磁性鉄粉（パウダ）を収容し、この磁性鉄粉に磁束を流すために、パウダギャップの外周に励磁コイルを配設する。パウダブレーキでは、上加圧ローラー６１が無励磁で回転する場合、磁性鉄粉は、遠心力により上加圧ローラー６１の回転軸の動作面に押し付けられ、回転軸は固定シャフトに連結されない。ここでコイルを励磁することで、発生した磁束に沿って、磁性鉄粉が鎖状に連結し、このときの磁性鉄粉間の連結力及び磁性鉄粉と動作面との摩擦力により回転軸のトルクが固定シャフトに伝達される。これにより、回転軸に制動トルクが付与される。よって、上加圧ローラー６１の表面速度（周速）を、下加圧ローラー６４の表面速度よりも遅くして、定着ベルト６２を挟んでニップ部Ｎを構成する両ローラー６１、６４間に速度差を設けること出来る。
これにより、次の用紙に定着処理を施す際に影響を及ぼす光沢メモリの発生を防止することができる。

なお、このときにパウダブレーキより発生させるトルクは、上記各実施の形態で、紙種、坪量を含み、さらに、用紙の表面温度、用紙上のトナー付着量に基づいて設定されたブレーキ量と同様に設定されることで、同様の効果を奏する。また、トルク発生部として、ヒステリシスブレーキ等を用いることで上加圧ローラー６１にトルクを付与する構成としてもよい。

また、各実施の形態において、モーターＭ１、Ｍ２で発生させる制動トルクの大きさを無段階で変更するようにしてもよい。実施の形態２、３におけるブレーキ「大」、「中」。「小」を更に細かく分けて、上加圧ローラー６１において、異なる大きさのブレーキを作用させる。例えば、モーターＭ１、Ｍ２の一方をＰＷＭ制御して補助駆動トルク（アシスト）を発生させ、他方のモーターで制動トルクを発生させてこれらを組み合わせて制御する。一方のモーターで補助駆動トルクを無段階で切り替えて発生させることで、他方のモーターで発生する制動トルクを調整しつつ発生させて、ギア機構部６７を介して上加圧ローラー６１に付与する。これにより、用紙の紙種、坪量、サイズ、定着ベルト６２の表面温度、トナー付着量、トナー被覆率などに対応して、上加圧ローラー６１に、好適な大きさの制動力を生じさせる。こうして、上加圧ローラー６１の表面速度を下加圧ローラー６４の表面速度よりも遅くすることで、用紙と定着ベルト６２とを更に分離し易くして離型性を高めることができる。これにより、次の用紙に定着処理を施す際に影響を及ぼす光沢メモリの発生を防止することができる。ここで、本実施の形態に係る画像形成装置１の定着部６０では、下加圧ローラー６４を駆動するモーターＭ３のトルクが、上加圧ローラー６１の熱膨張などの影響で、時間の経過とともに低下する場合がある。この場合、制動トルクを無段階で変更できる構成であれば、下加圧ローラー６４のトルクをフィードバックして、下加圧ローラー６４のトルクの低下を検出し、これに伴って、上加圧ローラー６１における好適な制動力を作用させていくことができる。これにより、上述した上加圧ローラー６１で作用する制動力による効果と同様に、光沢メモリの発生を防止できる。

また、上記画像形成装置では、ニップ部Ｎから搬送する際の主駆動源を下加圧ローラー６４のモーターＭ３とし、上加圧ローラー６１は定着ベルト６２を介して下加圧ローラー６４に従動する構成としたが、これに限らない。ニップ部Ｎを構成する上加圧ローラー６１及び下加圧ローラー６４の双方を搬送方向に駆動して、画像側のローラーである上加圧ローラー６１の表面速度を非画像側のローラーである下加圧ローラー６４の表面速度よりも遅くして用紙を排出するようにしてもよい。この例を以下に示す。

＜実施の形態４＞
実施の形態４における画像形成装置は、上記構成の画像形成装置１において上加圧ローラー６１と下加圧ローラー６４の双方を駆動して用紙を搬送する構成とし、双方の駆動を制御して、両ローラーに速度差を設定する。具体的には、モーターＭ１、Ｍ２のうち少なくとも１つを用いて、モーターＭ３とともにニップ部Ｎでニップして用紙を搬送する。

このとき、モーターＭ１、Ｍ２の一方と、モーターＭ３の一方とを制御して、上加圧ローラー６１及び下加圧ローラー６４の表面速度に速度差を設定する。具体的には、上加圧ローラー６１の表面速度を下加圧ローラー６４の表面速度よりも遅くして、用紙と定着ベルトとを分離し易くして離型性を高める。また、上加圧ローラー６１の表面速度よりも下加圧ローラー６４の表面速度を速くして両者に速度差を設定してもよい。これにより、次の用紙に定着処理を施す際に影響を及ぼす光沢メモリの発生を防止することができる。

＜実施の形態５＞
ところで、用紙上の用紙搬送方向（副走査方向）の各位置におけるトナー付着量に応じて、用紙の表面速度（下加圧ローラー６４の周速に相当）と定着ベルト６２とのスリップ率０．３〜０．８％を確保するために必要な制動トルクは変化する。そのため、用紙上のトナー像について、用紙搬送方向にトナー付着量が多い位置と少ない位置とが存在する場合、用紙全体のトナー付着量による制動トルクの切り替えでは高い光沢メモリ品質を確保することができないおそれがある。

そこで、実施の形態５に係る画像形成装置では、制御部１００（データ算出手段）は、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、当該用紙搬送方向に垂直な用紙幅方向（主走査方向）の各位置におけるトナー付着量の積算値（データ）を算出してトナー付着量プロファイルを生成する。速度差設定手段６００は、用紙上の用紙搬送方向の各位置が定着ニップ部Ｎを通過する際、図１１に示すように、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１（定着面側部材）に、制御部１００により算出された当該各位置におけるトナー付着量の積算値に応じた制動トルクを付与する。具体的には、トナー付着量の積算値が増大すればするほど、用紙と定着ベルト６２の表面とはスリップしやすくなるため、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを減少させる。一方、トナー付着量の積算値が減少すればするほど、用紙と定着ベルト６２の表面とはスリップしにくくなるため、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを増大させる。

実施の形態５の構成によれば、用紙上のトナー像について用紙搬送方向にトナー付着量が多い位置と少ない位置とが存在する場合でも、定着ニップ部Ｎ周辺のトナー付着量による制動トルクの切り替えが行われ、高い光沢メモリ品質を確保することができる。

図１２は、実施の形態５に係る用紙Ｓ上のトナー像８００とトナー付着量プロファイル（点線）との関係を示す図である。図１２に示すトナー像８００は、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量に偏りがある。このように偏りがある場合（例えば、用紙幅方向におけるトナー付着量の標準偏差が所定値以上である場合）には、トナー付着量プロファイル（実線）に示すように、その偏り度合いが大きいほど、算出されたトナー付着量を小さく補正する。例えば、偏り度合いに応じた所定値を、算出されたトナー付着量から減算する。または、偏り度合いに応じた所定係数（＜１）と、算出されたトナー付着量とを積算する。用紙幅方向におけるトナー付着量の偏り度合いを考慮するのは、以下の理由による。すなわち、トナー付着量が偏っている位置では、用紙と定着ベルト６２の表面とはスリップしにくい。そこで、トナー付着量が偏っている位置では、そのトナー付着量を低く見積もり、その低く見積もった分だけ制動トルクを増大させてスリップ率０．３〜０．８％を確保する。これにより、用紙上の用紙搬送方向において、用紙幅方向でトナー付着量が偏っている位置と偏っていない位置とが存在する場合でも、トナー付着量の偏り度合いを考慮した制動トルクの切り替えが行われ、高い光沢メモリ品質を確保することができる。

図１３は、実施の形態５に係るトナー付着量プロファイルの生成タイミングと定着ニップ部Ｎの位置との関係を示す図である。実施の形態５では、中間転写ベルト４２１（中間転写体）の外周面側に、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像のトナー付着量を主走査方向に検出するトナー付着量センサー８１０が配置されている。制御部１００は、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写されるタイミングで、トナー付着量センサー８１０の検出結果に基づき、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値を算出してトナー付着量プロファイルを生成する。その後、制御部１００とトルク発生部６６とからなる速度差設定手段６００は、用紙上の用紙搬送方向の各位置が定着ニップ部Ｎを通過する際、生成済みのトナー付着量プロファイルに基づいて、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に、当該各位置におけるトナー付着量の積算値に応じた制動トルクを付与する。

なお、上記実施の形態５では、中間転写ベルト４２１上に形成されたトナー像に基づいて、トナー付着量プロファイルを生成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、用紙上のトナー像に対応する画像データ（外部の装置から送信された画像データ等）に基づいて、トナー付着量プロファイルを生成しても良い。また、感光体ドラム４１３（感光体）上に形成されたトナー像に基づいて、トナー付着量プロファイルを生成しても良い。この場合、感光体ドラム４１３の外周面側に配置されたトナー付着量センサー８１０の検出結果から、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値を算出してトナー付着量プロファイルを生成しても良い。その他、露光装置４１１に対する書き込みデータ、または、現像装置４１２による現像動作時に流れる現像電流等に基づいて、トナー付着量プロファイルを生成しても良い。

また、上記実施の形態５において、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の平均値を算出してトナー付着量プロファイルを生成しても良い。また、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置に対する、トナー付着量が所定付着量以上である位置の比率を算出してトナー付着量プロファイルを生成しても良い。何れの場合においても、トナー付着量の平均値、または比率が増大すればするほど、用紙と定着ベルト６２の表面とはスリップしやすくなるため、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを減少させる。一方、トナー付着量の平均値、または比率が減少すればするほど、用紙と定着ベルト６２の表面とはスリップしにくくなるため、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを増大させる。

また、上記実施の形態５において、図１４に示すように、用紙上の用紙搬送方向において定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを切り替え周期（例えば、０．５［ｓ］）毎に段階的に切り替えても良い。この場合、トナー付着量プロファイルの切り替え周期内におけるトナー付着量の最小値に応じて、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを、当該周期内の最大値に設定しても良い。この構成によれば、モーターＭ１、Ｍ２の回転を上加圧ローラー６１に伝達するギア群の数が多い等、トルク発生部６６を構成するギア機構部６７の応答性が悪い場合でも、用紙上の用紙搬送方向の各位置について必要な制動トルクを、応答遅れなく、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に対して付与することができる。

また、上記実施の形態５では、用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値を算出してトナー付着量プロファイルを生成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値が算出された後、速度差設定手段６００は、用紙上の用紙搬送方向の各位置が定着ニップ部Ｎを通過する際、当該算出されたトナー付着量の積算値をリアルタイムで使用して、その積算値に応じた制動トルクを付与しても良い。つまり、トナー付着量の積算値の算出結果として、トナー付着量プロファイルを必ずしも生成しなくても良い。

また、上記実施の形態５において、画像形成装置１において両面プリントが実行される場合、すなわち用紙の第１面目（例えば、先に画像形成される面）が定着ニップ部Ｎにおいて定着された後、当該用紙の第２面目（例えば、後に画像形成される面）が定着ニップ部Ｎにおいて定着される場合、第１面目のトナー付着量を考慮して、付与する制動トルクを設定しても良い。

具体的には、制御部１００は、用紙の第１および２面目において、当該用紙上の用紙搬送方向の各位置について、用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値を算出して記憶部７２に記録する。速度差設定手段６００は、用紙の第２面目について当該用紙上の用紙搬送方向の各位置が定着ニップ部Ｎを通過する際、記憶部７２を参照し、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に、制御部１００により算出された第１および２面目の当該各位置におけるトナー付着量の積算値に応じた制動トルクを付与する。

用紙の第２面目について当該用紙上の用紙搬送方向の各位置が定着ニップ部Ｎを通過する際、第１面目にトナーが存在すると、用紙の第１面目と下加圧ローラー６４の表面とはスリップしやすくなる。つまり、下加圧ローラー６４は、下加圧ローラー６４の回転方向と逆の方向にスリップしやすくなる。そのため、画像形成装置１において両面プリントが実行される場合には、片面プリントが実行される場合と比べて、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを増大させる。

図１５に示すように、第１面目のトナー付着量が増大すればするほど、用紙の第１面目）と下加圧ローラー６４の表面とがスリップしやすくなるため、定着ベルト６２及び上加圧ローラー６１に付与する制動トルクを大きく増大させる。これにより、画像形成装置１において両面プリントが実行される場合、用紙の第１面目のトナー付着量が多いときであっても、用紙の第２面目上の用紙搬送方向の各位置において、第１面目のトナー付着量を考慮した制動トルクの切り替えが行われ、高い光沢メモリ品質を確保することができる。

なお、上記各実施の形態において、定着処理対象の用紙が紙種の異なる混載モードの場合、制御部１００は、制動トルク付与の有無を、各モーター駆動テーブルを参照して、搬入される用紙に対応した制動トルクを発生するように、通紙される紙間で切り替えることで対応する。

今回開示された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。

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
２０ 操作表示部
２１ 表示部（寿命報知部）
２２ 操作部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
４１ 画像形成ユニット
４２ 中間転写ユニット
５０ 搬送部
６０ 定着部
６０ａ 定着部の枠
６１ 上加圧ローラー（定着面側部材）
６２ 定着ベルト（定着面側部材）
６３ 加熱ローラー
６４ 下加圧ローラー（裏面側部材）
６６ トルク発生部
６７ ギア機構部
６８ 張架部材
７２ 記憶部
８１ 温度センサー
１００ 制御部
６００ 速度差設定手段
６３１ 加熱源
７２１、７２３、７２４、７２５ モーター駆動テーブル
７２２ 紙種テーブル
８００ トナー像
８１０ トナー付着量センサー
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ モーター

Claims (23)

1. 回転自在に設けられる定着面側部材と、
   前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
   を備えた定着装置において、
   前記裏面側部材の表面速度と前記定着面側部材の表面速度との速度差を設定する速度差設定手段を備え、
   前記裏面側部材及び前記定着面側部材は、設定された前記速度差で回転する、
   定着装置。
2. 前記速度差設定手段は、前記裏面側部材の表面速度よりも前記定着面側部材の表面速度が遅くなるよう前記速度差を設定する、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記速度差設定手段は、前記定着面側部材の表面速度を前記裏面側部材の表面速度に対して０．３〜０．８％遅くなるよう前記速度差を設定する、
   請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記裏面側部材を搬送方向に回転駆動する駆動部を有し、
   前記速度差設定手段は、前記定着面側部材に、前記裏面側部材の搬送方向の回転を制動する制動トルクを付与して前記速度差を設定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置。
5. 前記制動トルクは、それぞれ変更可能な大きさの異なる複数の変更トルクからなり、前記速度差設定手段は、前記変更トルクを選択して前記裏面側部材に付与する、
   請求項４に記載の定着装置。
6. 前記速度差設定手段は、前記定着面側部材に、前記制動トルクに加えて、前記定着面側部材を前記裏面側部材と同方向に回転させる補助駆動トルクを付与可能であり、
   前記制動トルク及び前記補助駆動トルクは変更自在である、
   請求項４に記載の定着装置。
7. 前記速度差設定手段は、前記制動トルク発生、一定のトルクである前記補助駆動トルク発生、停止を切り替え可能なモーターを有する、
   請求項６に記載の定着装置。
8. 前記速度差設定手段は、前記モーターを複数備え、
   これらモータは、個別に駆動、或いは双方で駆動することで前記定着面側部材に前記制動トルクを付与する、
   請求項７に記載の定着装置。
9. 前記複数のモーターは、起動タイミング及び停止タイミングの少なくとも一方が異なる、
   請求項８に記載の定着装置。
10. 前記制動トルクは、紙種により変更する、
    請求項４から８のいずれか一項に記載の定着装置。
11. 前記制動トルクは、前記定着面側部材の温度に応じて変更する、
    請求項４から９のいずれか一項に記載の定着装置。
12. 前記制動トルクは、前記用紙上のトナー像の付着量に応じて変更する、
    請求項４から１０のいずれか一項に記載の定着装置。
13. 前記速度差設定手段は、入力電流又は入力電圧によって可変して、前記定着面側部材に制動力を付与する電磁式ブレーキ部を有する、
    請求項４又は５に記載の定着装置。
14. 前記速度差設定手段は、前記定着面側部材及び前記裏面側部材のそれぞれを個別に回転駆動自在な定着面側駆動部及び裏面側駆動部を有し、
    前記定着面側駆動部及び前記裏面側駆動部の駆動により前記速度差を設定する、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の定着装置。
15. 前記用紙上の用紙搬送方向の各位置におけるトナー付着量に関連するデータを算出するデータ算出手段を備え、
    前記速度差設定手段は、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置が前記定着ニップ部を通過する際、前記定着面側部材に、前記データ算出手段により算出された当該各位置における前記データに応じた制動トルクを付与する、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の定着装置。
16. 前記データ算出手段は、前記用紙上のトナー像に対応する画像データに基づいて、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置における前記データを算出する、
    請求項１５に記載の定着装置。
17. 前記データ算出手段は、感光体上に形成されたトナー像に基づいて、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置における前記データを算出する、
    請求項１５に記載の定着装置。
18. 前記データ算出手段は、中間転写体上に形成されたトナー像に基づいて、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置における前記データを算出する、
    請求項１５に記載の定着装置。
19. 前記データ算出手段は、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置について、当該用紙搬送方向に垂直な用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の積算値を前記データとして算出する、
    請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の定着装置。
20. 前記データ算出手段は、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置について、当該用紙搬送方向に垂直な用紙幅方向の各位置におけるトナー付着量の平均値を前記データとして算出する、
    請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の定着装置。
21. 前記データ算出手段は、前記用紙上の用紙搬送方向の各位置について、当該用紙搬送方向に垂直な用紙幅方向の各位置に対する、トナー付着量が所定付着量以上である位置の比率を前記データとして算出する、
    請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の定着装置。
22. 前記用紙の第１面目が前記定着ニップ部において定着された後、当該用紙の第２面目が前記定着ニップ部において定着され、
    前記データ算出手段は、前記用紙の第１および２面目について当該用紙上の用紙搬送方向の各位置におけるトナー付着量に関連するデータを算出し、
    前記速度差設定手段は、前記用紙の第２面目について当該用紙上の用紙搬送方向の各位置が前記定着ニップ部を通過する際、前記定着面側部材に、前記用紙の第１および２面目について前記データ算出手段により算出された当該各位置における前記データに応じた制動トルクを付与する、
    請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の定着装置。
23. 請求項１から請求項２２のいずれか一項に記載の定着装置を備える、
    画像形成装置。