JP2007199342A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写部と定着手段との間における記録媒体の搬送状態を最適化することにより、部品点数の増加に伴うコストアップを抑制しつつ、記録媒体や画像の種類等が変動した場合でも、当該記録媒体上に転写や定着される画像にズレや擦れ等が発生するのを確実に防止することが可能な定着装置を提供することを課題とする。
【解決手段】少なくとも定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更する速度変更手段を具備し、前記速度検出手段によって検知された定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の速度に基づいて、前記速度変更手段によって定着ニップ部を通過中の記録媒体の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように構成して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置に用いられる定着装置に関し、特に厚紙やコート紙など種類の異なる記録媒体にトナー像を定着する際に、当該定着装置の定着ニップ部内において記録媒体の搬送速度が変動することに起因して、転写中の記録媒体を引っ張ることによる画像のズレや擦れ等が発生するのを防止可能な定着装置に関するものである。

特開２００１−２８２０７２号公報 特開２００１−１０６３８０号公報 特開２０００−３３８８０５号公報

近年、この種の電子写真方式を採用した複写機やプリンター等の画像形成装置においては、省エネルギー化・高速化・コストダウン等が強く求められてきている。これらの画像形成装置に求められる種々の要求に伴い、当該画像形成装置において、フルカラーやモノクロの未定着トナー像を記録用紙等の記録媒体上に定着する定着装置に求められる要求も、多岐にわたっている。

上記定着装置に求められる要求としては、特に、カラー市場において、普通紙以外にも、厚紙やコート紙といった種類の異なる用紙に、フルカラーの画像を良好に定着するといったプリント要求が増加してきている。

これらの厚紙やコート紙といった普通紙と種類の異なる記録媒体は、用紙の表面性や坪量（厚さ）が普通紙と異なる。そのため、厚紙の場合には、当該厚紙を一対の定着ロール等の定着部材によって挟持して搬送する際に、定着ロールの弾性層の変形量が普通紙よりも大きくなり、定着ニップ部を通過する用紙の搬送速度が、所定の速度よりも速くなる傾向にある。また、コート紙の場合には、表面が普通紙に比べて平坦であり摩擦係数が小さくてスリップし易く、定着ニップ部を通過する用紙の搬送速度が、当該コート紙の厚さの分だけ速くなる傾向にあるが、その増速分がコートされていない厚紙に比べて小さくなる傾向にある。その結果、上記厚紙やコート紙等の記録媒体は、定着装置の定着ニップ部を通過する際の速度が、所定の定着速度に対して変動してしまうことになる。

したがって、上記定着装置では、厚紙やコート紙等の記録媒体の種類に応じて、個別に定着速度を予め決定しておき、当該予め決定された定着速度を、記録媒体の種類毎にインプットしておく必要があるが、すべての記録媒体の種類のベース情報を予め画像形成装置にインプットしておくことは、非常に煩雑であるという問題点を有していた。

また、上記記録媒体の両面にトナー像を定着する場合には、第１面か第２面かによっても定着条件が異なる。更には記録媒体に定着する画像が、ベタ画像が文字画像かなどによっても、定着装置の定着ニップ部における記録媒体の搬送速度が変化する。

そのため、上記従来の定着装置では、記録媒体の種類や、両面の第１面か第２面か、あるいは画像の種類等のすべての条件に応じて、当該定着装置の定着ニップ部における記録媒体の搬送速度を設定して対応することがが困難であり、定着ニップ部の記録媒体の速度変動によって、転写中の記録媒体を引っ張ってしまい、画像のズレや擦れが発生する虞れを有しているという問題点を有していた。

そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開２００１−２８２０７２号公報や特開２００１−１０６３８０号公報、あるいは特開２０００−３３８８０５号公報等に開示された技術が既に提案されている。

上記特開２００１−２８２０７２号公報に係る画像形成装置は、像担持体を備え該像担持体上に画像情報に応じて像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上に形成された像を転写材に転写する転写位置を通して転写材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送速度より遅い速度で転写材を搬送しつつ該転写材に転写された像を定着する定着手段と、
前記搬送手段と前記定着手段の間の転写材のループを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知情報に基づいて前記定着手段の搬送速度を切替制御する制御手段と、を有し、
前記検知手段が転写材のループを検知した後、一定時間、前記定着手段の搬送速度を前記搬送手段の搬送速度より速い速度に切り替えるように構成したものである。

また、上記特開２００１−１０６３８０号公報に係るシート搬送装置は、発光素子から発光され、シート材にて反射された光を受光素子で受光することで、前記シート材のループ量を検知するループ量検知手段と、
前記シート材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を駆動する駆動手段と、
前記ループ量検知手段の検知情報に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記ループ量検知手段により得られるループ量が予め設定されたループ量と略等しくなるように前記駆動手段を制御するように構成したものである。

さらに、上記特開２０００−３３８８０５号公報に係る両面画像形成装置は、像担持体と、像担持体上にトナー像を形成する手段と、像担持体上のトナー像を転写可能でありかつ転写材を搬送する手段である中間転写体と、像担持体上及び中間転写体上のトナー像と同期して転写材を供給する転写材供給手段と、転写材を帯電して中間転写材に静電吸着させる転写材帯電手段と、像担持体上のトナー像を中間転写体又は転写材の表面に転写する第１の転写手段と、中間転写体上のトナー像を転写材の裏面に転写する第２の転写手段と、転写材上のトナー像を定着する定着手段とを有する両面画像形成装置において、
前記定着手段は熱ローラ対の圧着加熱により前記転写材の表裏両面のトナー像を同時に定着搬送する定着手段であって、前記転写材の搬送速度が定着手段への進入後変更されるように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開２００１−２８２０７２号公報や特開２００１−２８２０７２号公報に開示された技術の場合には、搬送手段と定着手段の間における転写材のループを検知する検知手段や、シート材のループ量を検知するループ量検知手段を備え、これらの検知手段やループ量検知手段によって転写材のループ量を検知し、当該転写材のループ量が一定となるように、定着手段の速度を制御するように構成したものであるが、検知手段やループ量検知手段を設ける必要があるため、その分だけ部品点数が増加してコストアップを招くという問題点を有していた。

また、上記特開２０００−３３８８０５号公報に係る両面画像形成装置の場合には、定着手段が熱ローラ対の圧着加熱により転写材の表裏両面のトナー像を同時に定着搬送する定着手段であって、前記転写材の搬送速度が定着手段への進入後変更されるように構成することによって、転写材の一定量のループを形成するように構成したものであるが、転写材や画像の種類が異なると、当該転写材が定着手段を通過する際の速度が所定の速度に対して変動するため、転写材のループ量が不本位に変動してしまい、画像のズレや擦れ等を確実に防止することができないという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、転写部と定着手段との間における記録媒体の搬送状態を最適化することにより、部品点数の増加に伴うコストアップを抑制しつつ、記録媒体や画像の種類等が変動した場合でも、当該記録媒体上に転写や定着される画像にズレや擦れ等が発生するのを確実に防止することが可能な定着装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、未定着トナー像を担持した記録媒体を、少なくとも一方が加熱源を有する一対の定着部材の間に形成される定着ニップ部を通過させるとともに、加熱加圧することによって未定着トナー像を記録媒体上に定着する定着装置において、
少なくとも前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更する速度変更手段を具備し、
前記速度検出手段によって検知された定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の速度に基づいて、前記速度変更手段によって定着ニップ部を通過中の記録媒体の搬送速度を変更して目標速度に合わせることを特徴とする定着装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記速度検出手段として、前記定着装置の前後に所定の距離を隔てて２つ配設された記録媒体の通過を検出するセンサーを用いたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記速度変更手段が変更する速度は、連続して定着ニップ部を通過する複数枚の記録媒体のうち、最初の１枚目と、２枚目以降とで値を異ならせたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記定着装置の初期的な記録媒体の搬送速度は、目標速度よりも遅いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記定着装置の初期的な記録媒体の搬送速度は、記録媒体の種類に応じて予め設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記速度変更手段は、第二の速度検出手段によって検出された記録媒体の搬送速度が、目標速度よりも一定値以上ずれたときに、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記速度変更手段は、記録媒体上に定着する未定着トナー像の種類が変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置である。

又、請求項８に記載された発明は、前記速度変更手段は、記録媒体の種類が変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置である。

更に、請求項９に記載された発明は、前記速度変更手段は、記録媒体のサイズが変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置である。

また、請求項１０に記載された発明は、前記速度変更手段は、記録媒体を供給する給紙トレイが変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置である。

さらに、請求項１１に記載された発明は、前記速度変更手段は、記録媒体の両面に未定着トナー像を定着するときは、第１面か第２面かによって前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置である。

この発明によれば、転写部と定着手段との間における記録媒体の搬送状態を最適化することにより、部品点数の増加に伴うコストアップを抑制しつつ、記録媒体や画像の種類等が変動した場合でも、当該記録媒体上に転写や定着される画像にズレや擦れ等が発生するのを確実に防止することが可能な定着装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタを示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラープリンタは、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するようになっている。また、上記フルカラープリンタは、画像読取装置を備えていなくても良いのは勿論である。

図２において、１はタンデム方式のフルカラープリンタの本体を示すものであり、このフルカラープリンタ本体１の上部には、図示しない原稿の画像を読み取る画像読取装置 （ＩＩＴ：Ｉｍａｇｅ Ｉｎｐｕｔ Ｔｅｒｎａｌ）としてのスキャナー２が配設されている。このスキャナー２は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）３によってプラテンガラス５上に搬送された原稿を光源６によって照明し、原稿からの反射光像を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画像読取素子１１によって原稿の画像を所定のドット密度（例えば、１２００ｄｐｉや２４００ｄｐｉ）で読み取るようになっている。

上記スキャナー２によって読み取られた原稿の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の画像データとして画像処理装置１２（ＩｍａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置１２では、原稿の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。

そして、上記の如く画像処理装置１２で所定の画像処理が施された画像データは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）（各８ｂｉｔ）の４色の画像データに変換され、次に述べるように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋ（ＲａｓｔｅｒＯｕｔｐｕｔＳｃａｎｎｅｒ）に送られ、これらのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋでは、各色の画像データに応じてレーザービームＬＢによる画像露光が行われる。

ところで、上記タンデム方式のフルカラープリンタ本体１の内部には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて直列的に配置されている。

これらの４つの画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の速度で回転する感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表面を一様に帯電する一次帯電用のスコロトロン又は帯電ロール（図示例では、帯電ロール）１６と、当該感光体ドラム１５の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するＲＯＳ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置１７と、クリーニング装置１８とから構成されている。なお、この実施の形態では、黒（Ｋ）色の画像形成部１３Ｋで用いられる感光体ドラム１５の直径が、他の色の画像形成部１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに対して大きく設定されている。

上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、半導体レーザー１９を画像データに応じて変調して、この半導体レーザー１９からレーザービームＬＢを画像データに応じて出射する。この半導体レーザー１９から出射されたレーザービームＬＢは、反射ミラー２０、２１を介して回転多面鏡２２によって偏向走査され、図示しないｆ−θレンズで走査角度に応じて焦点距離が調整された状態で、複数枚の反射ミラー２３、２４等を介して像担持体としての感光体ドラム１５上に走査露光される。

上記画像処理装置１２からは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒 （Ｋ）の各色の画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３ＫのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋに各色の画像データが順次出力され、これらのＲＯＳ１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋから画像データに応じて出射されるレーザービームＬＢが、それぞれの感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に形成された静電潜像は、現像装置１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、１７Ｋによって、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。

上記各画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋ上に、順次形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成部１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６Ｃ、２６Ｍ、２６Ｙ、２６Ｋによって互いに重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト２５は、ドライブロール２７と、テンションロール２８と、ステアリングロール２９と、アイドルロール３０と、バックアップロール３１と、アイドルロール３２との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２７により、矢印方向に沿って感光体ドラム１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ、１５Ｋと等しい所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２５上に多重に転写されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール３１に中間転写ベルト２５を介して圧接する二次転写ロール３３によって、圧接力及び静電気力で記録媒体としての記録用紙３４上に二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、搬送ベルト３５によって定着装置３６へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３４は、定着装置３６によって熱及び圧力で定着処理を受け、片面プリントの場合には、そのままプリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ３７上に排出される。

上記記録用紙３４は、図２に示すように、複数の用紙トレイ３８、３９、４０、４１のうちの何れかから所定のサイズや材質のものが、給紙ローラ４２及び用紙搬送用のローラ対４３、４４、４５からなる用紙搬送経路４６を介して、レジストロール４７まで一旦搬送されて停止される。上記用紙トレイ３８、３９、４０、４１のうちの何れかから供給された記録用紙３４は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４７によって中間転写ベルト２５の二次転写位置へ送出される。

また、上記フルカラープリンタによって記録用紙３４の両面に画像を形成する場合には、定着装置３６によって片面に画像が定着された記録用紙３４を、そのまま機外に排出せずに、図示しない切り替えゲートによって、記録用紙３４の搬送経路を下方に切り替え、反転用の用紙搬送路４８に一旦搬送する。そして、この反転用の用紙搬送路４８に搬送された記録用紙３４は、その搬送方向を反転した状態で、両面用の用紙搬送路４９及び通常の用紙搬送経路４６を介して、表裏が反転された状態で、再度、中間転写ベルト２５の二次転写位置まで搬送され、裏面に画像が形成された後、定着装置３６によって熱及び圧力で定着処理を受けて、プリンタ本体１の外部に設けられた排出トレイ３７上に排出される。

図３はこの発明の実施の形態に係る定着装置を示す断面図である。

この実施の形態に係る定着装置３６は、図３に示すように、定着部材として内部に３本の加熱源５１を有する加熱ロール５２と、当該加熱ロール５２に圧接して定着ニップ部Ｎを形成する無端状のベルト部材としての定着ベルト５３とを備えている。上記定着ベルト５３は、その内部に配設された押圧部材５４によって、加熱ロール５２の表面に所定の圧接力で押圧されている。また、上記押圧部材５４は、コイルスプリング５５の弾性反発力により、加熱ロール５２の表面に圧接するように付勢されている。さらに、上記押圧部材５４の表面は、定着ベルト５３との摺動抵抗を低減するために、シート状の低摩擦部材によって覆われているとともに、当該定着ベルト５３の内面には、液状潤滑剤供給部材としてのフェルト部材５６が配設されている。このフェルト部材５６は、例えば、ノーメックス（商品名）からなり、当該フェルト部材５６には、粘度３００ｃｓのアミノＳｉオイル等からなる液状潤滑剤としてのオイルが、２．０ｇ程度含浸されている。

また、上記加熱ロール５２は、駆動モーター５７によって図示しないギアを介して、所定の回転速度で回転するように駆動されている。

なお、上記定着装置３６は、加熱側が加熱ロール５２で、加圧側が定着ベルト５３によって構成されているが、これに限定されず、加熱側及び加圧側が共にロールで構成されていても、あるいは加熱側がベルトで、加圧側がロールで構成されていても良く、更には加熱側及び加圧側が共にベルトで構成されていても良い。

また、図１中、５８は定着装置３６の定着ニップ部Ｎに記録用紙を案内するインレットシュートを、５９は定着装置３６の定着ニップ部Ｎの出口部に配設されたアウトレットシュートを、６０は定着装置３６の出口部に配設された出口ロールをそれぞれ示している。

上記加熱ロール５２は、鉄やステンレス等からなる薄肉円筒状の芯金と、当該芯金の表面に被覆されたシリコンゴム等からなる肉厚０．６５ｍｍ程度の弾性層と、当該弾性層の表面の被覆されたＰＦＡ等からなる肉厚３０μｍ程度の離型層とから構成されている。また、上記加熱ロール５２の内部には、加熱源として６５０Ｗのハロゲンランプ５１が３本配設されている。

また、上記定着ベルト５３は、ポリイミド等の合成樹脂によって、外径が３０ｍｍ、肉厚が７５μｍの無端ベルト状に形成されており、必要に応じて、表面にＰＦＡ等からなる離型層が設けられる。

さらに、上記押圧部材５４は、弾性部材と、当該弾性部材を支持するステンレス等の金属からなる支持部材とから主に構成されている。

ところで、この実施の形態では、未定着トナー像を担持した記録媒体を、少なくとも一方が加熱源を有する一対の定着部材の間に形成される定着ニップ部を通過させるとともに、加熱加圧することによって未定着トナー像を記録媒体上に定着する定着装置において、前記定着ニップ部に突入する直前の記録媒体の搬送速度を検出する第一の速度検出手段と、前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する第二の速度検出手段と、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更する速度変更手段を具備し、前記第一及び第二の速度検出手段によって検知された定着ニップ部に突入する直前と直後の記録媒体の速度に基づいて、前記速度変更手段によって定着ニップ部を通過中の記録媒体の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように構成したものである。

また、この実施の形態では、前記第一及び第二の速度検出手段として、前記定着装置の前後にそれぞれ所定の距離を隔てて２つずつ配設された記録媒体の通過を検出するセンサーを用いるように構成したものである。

図４はこの発明の実施の形態に係る定着装置の制御回路を示すブロック図である。なお、この定着装置の制御回路は、独立して設けられている必要はなく、フルカラープリンタの制御回路として構成されていても勿論良い。

図４において、１００は第１の搬送速度検出手段としての通過前用紙速度検知手段を示すものであり、この通過前用紙速度検知手段１００は、図１に示すように、定着装置３６の上流側において、中間転写ベルト２５の二次転写部の出口近傍に配設された第１用紙センサー１０１と、搬送ベルト３５によって搬送された記録用紙３４が、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入する直前の位置に配設された第２用紙センサー１０２とから構成されている。

また、１０３は第２の搬送速度検出手段としてのニップ通過時用紙速度検知手段を示すものであり、このニップ通過時用紙速度検知手段１０３は、図１に示すように、定着装置３６の定着ニップ部に突入する直前の位置に配設された第２用紙センサー１０２と、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを通過した直後の位置に配設された第３用紙センサー１０４とから構成されている。なお、上記ニップ通過時用紙速度検知手段１０３は、図１に示すように、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを通過した直後の位置に配設された第３用紙センサー１０４と、用紙排出ロールの手前側に配設された第４用紙センサー１０５とで構成しても良い。

なお、上記第１乃至第４用紙センサー１０１、１０２、１０４、１０５は、フルカラープリンタ本体１の内部に予め設置された記録用紙３４のジャム検知用の用紙センサーであり、本発明において新たに設置されたものではない。

上記ニップ通過時用紙速度検知手段１０３は、図５に示すように、第２用紙センサー１０２によって、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入する直前の記録用紙３４の先端を検知し、この第２用紙センサー１０２が記録用紙３４の先端を検知したときの時間をｔ０とするとともに、第３用紙センサー１０４によって、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを通過した直後の記録用紙３４の先端を検知し、この第３用紙センサー１０４が記録用紙３４の先端を検知したときの時間をｔ１とし、時間ｔ０とｔ１との差であるΔｔ＝ｔ１−ｔ０を求めて、当該時間差Δｔによって第２用紙センサー１０２と第３用紙センサー１０４との間の距離Ｌを除算することで、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入した直後の記録用紙３４の搬送速度を検知するようになっている。

その際、上記第２用紙センサー１０２は、定着装置３６の定着ニップ部Ｎの手前側に配設されているため、当該第２用紙センサー１０２が記録用紙３４の先端を検知してから、記録用紙３４の先端が定着ニップ部Ｎに突入するまでの間は、記録用紙３４が定着装置３６によって搬送されていないため、正確には、上記の如く求めた記録用紙３４の搬送速度は、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入した直後の記録用紙３４の搬送速度ではない。

そこで、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入した直後の記録用紙３４の搬送速度を求めるためには、第３用紙センサー１０４と第４用紙センサー１０５とを用いるようにするか、第３用紙センサー１０４の下流側近傍に所定の距離Ｌ２だけ隔てて、第５用紙センサーを配設し、第３用紙センサー１０４と第５用紙センサーとによって、定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入した直後の記録用紙３４の搬送速度を検知するように構成しても良い。

なお、上記通過前用紙速度検知手段１００も、同様にして、定着装置３６の定着ニップ部に突入する直前の記録用紙３４の搬送速度を検知する。

上記ニップ通過時用紙速度検知手段１０３が定着装置３６の定着ニップ部Ｎに突入した直後の記録用紙３４の搬送速度を検知する際、記録用紙３４のサイズにもよるが、Ａ３サイズやＢ４サイズ等のプロセス方向に沿った長さが長い記録用紙３４の場合には、図１に示すように、未だ、当該記録用紙３４の後端が二次転写部においてトナー像を転写中の状態となっている。そのため、上記定着装置３６では、記録用紙３４や画像の種類によって、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを通過中の記録用紙３４の搬送速度が目標速度に対してばらついて変動すると、二次転写部においてトナー像の転写中にある記録用紙３４を引っ張ってしまい、当該記録用紙３４上に転写されるトナー像にズレや擦れ等が発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、次の定着器速度可変手段１０７によって、通過前用紙速度検知手段１００及びニップ通過時用紙速度検知手段１０３によって検知された定着ニップ部Ｎに突入する直前と直後の記録用紙３４の速度に基づいて、定着ニップ部Ｎを通過中の記録用紙３４の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように構成されている。

即ち、図４中、１０７は定着器速度可変手段を示しており、この定着器速度可変手段１０７は、例えば、フルカラープリンタの動作を制御する制御手段としてのＣＰＵやＭＣＵなどによって構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに従って、定着装置３４の定着ニップ部Ｎにおける用紙搬送速度を制御するように構成されている。

具体的には、上記定着器速度可変手段１０７は、通過前用紙速度検知手段１００及びニップ通過時用紙速度検知手段１０３によって検知された定着ニップ部Ｎに突入する直前と直後の記録用紙３４の速度に基づいて、定着ニップ部Ｎを通過中の記録用紙３４の搬送速度を変更して目標速度に合わせるように、定着装置３６の用紙搬送速度を可変制御するものである。

また、図４において、１０８はユーザーインターフェースを示しており、このユーザーインターフェース１０８は、フルカラープリンタにおいて、プリントやコピーする記録用紙３４のサイズや種類、あるいはプリントやコピー枚数、更には白黒やカラー等の画像の種類等を指定して入力するためのものである。

なお、上記フルカラープリンタは、ユーザーインターフェース１０８によって給紙トレイを指定するだけで、記録用紙３４のサイズや種類を自動的に判別したり、スキャナー２によって図示しない原稿の画像の種類（白黒かカラーか等）を自動的に判別するように構成されている。

以上の構成において、この実施の形態１に係るフルカラープリンタでは、次のようにして、転写部と定着手段との間における記録媒体の搬送状態を最適化することにより、部品点数の増加に伴うコストアップを抑制しつつ、記録媒体や画像の種類等が変動した場合でも、当該記録媒体上に転写や定着される画像にズレや擦れ等が発生するのを確実に防止することが可能となっている。

すなわち、上記フルカラープリンタでは、フルカラーや白黒の画像を、普通紙や厚紙、あるいはコート紙などのように種類が異なるとともに、Ａ３サイズやＡ４サイズ、あるいはＢ４サイズやＢ５サイズといったサイズの異なる記録用紙３４に、所望の枚数だけプリント乃至コピーする際に、図４に示すように、ユーザーインターフェース１０８によって、プリント枚数やプリントする用紙の種類、あるいは画像の種類等を指定して、スタートボタンが押され、ジョブがスタートするようになっている（ステップ１０１）。

すると、上記定着器速度可変手段１０７は、ユーザーインターフェース１０８からの指示、及びスキャナー２によって読み取られた原稿の画像データなどに基づいて、画像モード及び画像密度を検知した後（ステップ１０２）、記録用紙３４の先端が第２用紙センサー１０２を通過すると予定される仮通過時間ｔ０をインプットする（ステップ１０３）。

次に、上記定着器速度可変手段１０７は、記録用紙３４のプロセス方向の長さが規定値以上か否かを判別し（ステップ１０４）、記録用紙３４のプロセス方向の長さが規定値以上でなければ、定着装置３６の用紙搬送速度を変更することなく、所定の目標速度に設定して、定着処理を実行する（ステップ１０５）。

一方、上記定着器速度可変手段１０７は、記録用紙３４のプロセス方向の長さが規定値以上である場合には、図５に示すように、記録用紙３４の先端が第２用紙センサー１０２を通過した時間ｔ０と、記録用紙３４の先端が第３用紙センサー１０４を通過した時間ｔ１との差が規定値以上か否かを判別する（ステップ１０６）。そして、定着器速度可変手段１０７は、時間ｔ１と時間ｔ０との時間差が規定値以上でなければ、定着装置３６の用紙搬送速度を変更することなく、所定の目標速度に設定して、定着処理を実行する（ステップ１０５）。

これに対して、上記定着器速度可変手段１０７は、時間ｔ１と時間ｔ０との時間差が規定値以上であると判別した場合には、定着装置３６の用紙搬送速度を目標速度に合わせるように、定着装置３６の駆動モーター５７を制御する動作を開始する（ステップ１０７）。

上記定着器速度可変手段１０７は、予め、画像の種類が白黒かカラーか、及び記録用紙３４の種類が普通紙か、厚紙１か、厚紙２かに応じて、定着装置３６の用紙搬送速度の目標値を、図９に示すように、種々設定するように構成されている。

ここで、普通紙とは、坪量（ｇｓｍ）が１０４ｇｓｍ以下の用紙を、厚紙１とは、坪量（ｇｓｍ）が１０５ｇｓｍ〜１７６ｇｓｍの用紙を、厚紙２とは、坪量（ｇｓｍ）が１７７ｇｓｍ〜２８０ｇｓｍの用紙を言う。

また、図９において、マイナスは、プロセススピードに対して遅くなる方向に定着装置３６の用紙搬送速度の目標値が設定されていることを示している。マイナスの値が大きい方が、記録用紙３４が定着ニップ部Ｎを通過する際に、当該記録用紙３４の厚さ（坪量）等に起因して、記録用紙３４の搬送速度が速くなる方向にずれるため、これを補正するために、厚紙１や厚紙２のように、坪量が大きい記録用紙３４ほど、定着装置３６の用紙搬送速度の目標値としてマイナスの値が大きく設定されている。

また、カラー画像の場合には、白黒の画像と比較して、未定着トナー像の画像面積が大きく、未定着トナー像と定着部材との密着性が高いため、記録用紙３４の厚さ（坪量）等に起因して、記録用紙３４の搬送速度が速くなる傾向がやや小さく、これを補正するために、カラー画像の方が白黒の画像よりも、定着装置３６の用紙搬送速度の目標値としてマイナスの値が小さく設定されている。

上記の如く、上記定着器速度可変手段１０７は、予め、画像の種類が白黒かカラーか、及び記録用紙３４の種類が普通紙か、厚紙１か、厚紙２かに応じて、定着装置３６の用紙搬送速度の目標値を種々設定しているが、実際に未定着トナー像が転写された記録用紙３４を通過させると、図１０及び図１１に示すように、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを実際に通過する記録用紙３４の搬送速度が目標速度と異なってしまい、場合によっては、転写中の記録用紙を引っ張ってしまい、画像のズレや擦れが発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、図５に示すように、定着装置３６の定着ニップ部Ｎを実際に通過する記録用紙３４の先端の搬送速度を、ニップ通過時用紙速度検知手段１０３によって検知して、当該ニップ通過時用紙速度検知手段１０３によって検知された記録用紙３４の搬送速度が、図７又は図８に示すように、定着装置３６の記録用紙３４の目標速度と異なる場合には、当該記録用紙３４の搬送速度が目標速度と合うように、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度を変更するようになっている。

上記定着器速度可変手段１０７は、図７に示すように、時間ｔ１と時間ｔ０との時間差が規定値未満であると判別した場合、つまり、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度が目標速度よりも遅いと判別した場合には、定着装置３６の駆動モーター５７を制御して、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度が、目標速度の範囲内（ＯＫ領域）に入るように制御するようになっている。

このとき、上記定着器速度可変手段１０７は、搬送速度が検知された記録用紙３４が、複数枚プリントのうちの１枚目か、２枚目以降かを判別し、搬送速度が検知された記録用紙３４が、複数枚プリントのうちの１枚目である場合には、図７に示すように、目標速度の範囲内（ＯＫ領域）であって、尚かつ高目の目標速度Ｖ３となるように制御する。

この理由は、複数枚プリントのうちの１枚目の記録用紙３４は、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度が目標速度よりも遅いため、記録用紙３４の搬送速度をより速い目標速度Ｖ３に設定するためである。また、搬送速度が検知された記録用紙３４が、複数枚プリントのうちの２枚目以降である場合には、すでに増速する制御が行われているため、記録用紙３４の搬送速度を目標速度Ｖ３よりも遅い目標速度Ｖ２で十分だからである。

一方、上記定着器速度可変手段１０７は、図８に示すように、時間ｔ１と時間ｔ０との時間差が規定値以上であると判別した場合、つまり、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度が目標速度よりも速いと判別した場合には、定着装置３６の駆動モーター５７を制御して、定着装置３６の定着ニップ部Ｎにおける記録用紙３４の搬送速度が、目標速度の範囲内（ＯＫ領域）に入るように制御するようになっている。

このとき、上記定着器速度可変手段１０７は、同じく、搬送速度が検知された記録用紙３４が、複数枚プリントのうちの１枚目か、２枚目以降かを判別し、搬送速度が検知された記録用紙３４が、複数枚プリントのうちの１枚目である場合には、図８に示すように、目標速度の範囲内（ＯＫ領域）であって、尚かつ低目の目標速度Ｖ３となるように制御する。

このように、上記実施の形態では、定着装置３６との間における記録用紙３４の搬送状態を最適化することにより、部品点数の増加に伴うコストアップを抑制しつつ、記録用紙３４や画像の種類等が変動した場合でも、当該記録用紙３４上に転写や定着される画像にズレや擦れ等が発生するのを確実に防止することが可能となっている。

なお、上記実施の形態では、記録媒体の片面に画像を定着する場合について説明したが、記録媒体の両面に画像を定着する場合にも同様に適用することが可能である。

この場合、速度変更手段は、記録媒体の両面に未定着トナー像を定着するときは、第１面か第２面かによって前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更するように構成される。

図１はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタを示す全体構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を示す断面構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの制御回路を示すブロック図である。 図５はこの発明の実施の形態１に係る定着装置における記録用紙の搬送速度の検出方法を示す模式図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタの動作を示すフローチャートである。 図７はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の動作を示すタイミングチャートである。 図８はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の動作を示すタイミングチャートである。 図９はこの発明の実施の形態１に係る定着装置の制御状態を示す図表である。 図１０は用紙の坪量とマシン速度に対する定着装置における用紙の搬送速度差の関係を示すグラフである。 図１１は用紙の坪量とマシン速度に対する定着装置における用紙の搬送速度差の関係を示すグラフである。

符号の説明

３４: 記録用紙、３６：定着装置、１００：第１の搬送速度検出手段（通過前用紙速度検知手段）、１０１：第１用紙センサー１０１、１０２：第２用紙センサー、１０３：第２の搬送速度検出手段（ニップ通過時用紙速度検知手段）、１０４：第３用紙センサー、Ｎ：定着ニップ部。

Claims (11)

1. 未定着トナー像を担持した記録媒体を、少なくとも一方が加熱源を有する一対の定着部材の間に形成される定着ニップ部を通過させるとともに、加熱加圧することによって未定着トナー像を記録媒体上に定着する定着装置において、
   少なくとも前記定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更する速度変更手段を具備し、
   前記速度検出手段によって検知された定着ニップ部に突入した直後の記録媒体の速度に基づいて、前記速度変更手段によって定着ニップ部を通過中の記録媒体の搬送速度を変更して目標速度に合わせることを特徴とする定着装置。
2. 前記速度検出手段として、前記定着装置の前後に所定の距離を隔てて２つ配設された記録媒体の通過を検出するセンサーを用いたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記速度変更手段が変更する速度は、連続して定着ニップ部を通過する複数枚の記録媒体のうち、最初の１枚目と、２枚目以降とで値を異ならせたことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記定着装置の初期的な記録媒体の搬送速度は、目標速度よりも遅いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記定着装置の初期的な記録媒体の搬送速度は、記録媒体の種類に応じて予め設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記速度変更手段は、第二の速度検出手段によって検出された記録媒体の搬送速度が、目標速度よりも一定値以上ずれたときに、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記速度変更手段は、記録媒体上に定着する未定着トナー像の種類が変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記速度変更手段は、記録媒体の種類が変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記速度変更手段は、記録媒体のサイズが変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
10. 前記速度変更手段は、記録媒体を供給する給紙トレイが変更されたときは、再度、前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。
11. 前記速度変更手段は、記録媒体の両面に未定着トナー像を定着するときは、第１面か第２面かによって前記定着ニップ部を通過する記録媒体の搬送速度を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の定着装置。

Images