JP3483387B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式・静
電記録方式・磁気記録方式等の適宜の作像プロセス機構
により転写材（被記録材・感光紙・静電記録紙・印刷紙
等の紙葉体）に転写方式で目的の画像情報に対応させて
形成担持させた未定着像を画像加熱定着装置で該転写材
面に加熱定着させる構成の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は一般的な画像形成装置の概略構
成を説明する為の模型図である。同図において紙面に垂
直方向に延設されて図示矢印方向に回転走行する円筒状
の像担持体１の表面感光層が一次帯電手段たる帯電ロー
ラ２によって一様に帯電され、この帯電面にスキャナユ
ニット（露光装置）１０１から投射される画像変調され
たレーザービームＬａがミラー１０２を介して投射され
て静電潜像が形成される。

【０００３】この潜像が、像担持体１の回転につれて、
これと現像器３とが対向する現像部位に到来すると、現
像器３に収納されているトナーＴが現像スリーブ３ａを
経て前記潜像に供給されてトナー像が形成される。

【０００４】一方、給紙カセット１０３内の転写材Ｐは
ピックアップローラ１０５によって一枚ずつ取り出され
てレジストローラ１０４により所定のタイミングで給送
され、トップセンサ１０６において該給送された転写材
Ｐの先端が検出されると、これに合ったタイミングで静
電潜像の形成動作、すなわち画像データによるレーザー
ビームＬａの変調が開始される。

【０００５】転写材Ｐが像担持体１の下部の転写部ｎに
達すると、転写ローラ１０７に転写バイアスが印加さ
れ、形成される電界の作用で像担持体側のトナー像が転
写材Ｐに転移する。これらの記録部Ｑにより未定着のト
ナー像が担持された転写材Ｐは転写部ｎを離れ像加熱定
着装置１０９の定着部Ｎに至り、トナー像が定着固定さ
れた後、機外に排出される。

【０００６】従来より、転写材Ｐにトナー像を定着する
装置には熱ローラ方式が広く使われてきた。

【０００７】この熱ローラ方式は図１３（ａ）のよう
に、内部にハロゲンヒータ等の熱源Ｈを備え所定の定着
温度に温調管理される金属製の熱ローラ１２１と、これ
に圧接する弾性を有する加圧ローラ１２２を基本構成と
し、この一対のローラ１２１・１２２を回転させて該ロ
ーラ対の圧接ニップ部（定着ニップ部）Ｎに記録部Ｑか
らの記録材Ｐを供給して定着ニップ部Ｎを挟持搬送通過
させることで、熱ローラ１２１の熱と定着ニップ部Ｎの
加圧力にて未定着画像Ｔを記録材Ｐに定着させるもので
ある。

【０００８】この加熱ローラ方式では熱ローラ１２１の
熱容量が大きいため、熱ローラ１２１の表面を所定の定
着温度まで上げるのに非常に多くの時間（ウエイトタイ
ム・ウォーミングタイム）を要していた。またこのた
め、画像出力動作を速やかに実行する為には、装置を使
用していないときも熱ローラ表面をある程度の温度に温
調していなければならず電力消費が大きく成るという問
題もあった。

【０００９】このような問題のない画像加熱定着装置と
して、本出願人の先の提案にかかる例えば特開昭６３−
３１３１８２号公報・特開平２−１５７８７８号公報等
や、特開平４−４４０７５〜４４０８３号公報、特開平
４−２０４９８０〜２０４９８４号公報等で提案してい
るフィルム加熱方式の定着装置（加熱装置）がある。

【００１０】図１３（ｂ）は該装置の一例を示す概略構
成図である。３８は横断面略半円弧樋形のフィルム内面
ガイド部材であり、このガイド部材３８の外側下面の加
熱体嵌め込み溝内に低熱容量線状加熱体３３を嵌め込ん
で支持させてある。

【００１１】この加熱体３３付のフィルム内面ガイド部
材３８に対して円筒形の耐熱性フィルム３５をルーズに
外嵌させてあり、加熱体３３との間にフィルム３５を挟
ませて加圧ローラ３６を圧接させてある。

【００１２】該加圧ローラ３６を駆動ローラとして駆動
系Ｍにより回転駆動させて該ローラ３６とフィルム外面
との摩擦力にて円筒形のフィルム３５をその内面を加熱
体３３の下向き表面に密着摺動させつつフィルム内面ガ
イド部材３８の回りを回転駆動させる。

【００１３】このフィルム回転駆動状態において、フィ
ルム３５と加圧ローラ３６との間に記録材Ｐが導入され
て定着ニップ部Ｎを通過することで、未定着画像Ｔの加
熱定着がなされる。

【００１４】このようなフィルム加熱方式の定着装置
は、加熱体３３として低熱容量のものを用いることがで
きる為、省電力化・ウエイトタイム短縮化（クイックス
タート性の向上）が可能になる。

【００１５】図１４はこのような画像形成装置における
プリントＯＮから画像形成終了までのタイミングチャー
ト、図１１は該チャートの各タイミングと画像形成装置
の各要素との関係の説明図である。

【００１６】図１４及び図１１において、プリントの開
始を指示する信号をＯＮ（以下単にプリントＯＮと記
す）とした時間をｔ０＝０（sec ）、給紙を開始した時
間をｔ１（sec ）、トップセンサ１０６に転写材先端が
至るまでの時間をｔ２（sec ）、感光体１と転写ローラ
１０７とのニップ部（転写部）ｎに転写材Ｐが至るまで
の時間をｔ３（sec ）、定着装置１０９のニップ部（定
着部）Ｎに転写材が至るまでの時間をｔ４（sec ）、ト
ップセンサ１０６に転写材後端が至るまでの時間をｔ５
（sec ）、給紙部からトップセンサ１０６までの搬送間
隔をＬ１（mm）、トップセンサ１０６から転写部ｎまで
の搬送間隔をＬ２（mm）、転写部から定着部までの搬送
間隔をＬ３（mm）、感光体１が帯電部から露光部まで回
転するのに要する時間をＴａ（sec ）、露光部から現像
部まで回転するのに要する時間をＴｂ（sec ）、現像部
から転写部まで回転するのに要する時間をＴｃ（sec
）、転写材搬送スピード（プロセススピード）をＶｐ
（mm／sec ）とする。

【００１７】而してプリントが開始されると、メインモ
ータＯＮ、帯電バイアスＯＮとなりとなり、ｔ１で給紙
を開始する。通常の画像形成装置ではｔ２−ｔ１≧Ｔａ
であり、感光体１面上ではこの間にすでに帯電が行われ
ている。転写材Ｐがｔ２でトップセンサ１０６に至る
と、これに同期をとり、レーザＬａによる露光が行われ
る。その後露光面が現像部に達するＴｂ（sec ）後に現
像バイアスをＯＮし現像を行う。次に現像面が転写部に
達するＴｃ（sec ）後に転写バイアスをＯＮし転写材Ｐ
上にトナー像を転写する。該転写は転写材Ｐ上の適正な
位置に行う為にトップセンサ１０６で同期をとり、通常
はｔ３−ｔ２≧Ｔｂ＋Ｔｃとしている。

【００１８】トナー像を転写された転写材Ｐは定着装置
１０９に至り加熱定着を行いｔ４＋（ｔ５−ｔ２）（se
c ）後に排紙される。

【００１９】露光、現像バイアス、転写バイアスは、そ
れぞれ転写材通過時間ｔ５−ｔ２（sec ）後にＯＦＦと
なり、次回のプリントの待機状態となる。メインモー
タ、帯電バイアスは転写材が定着装置より排紙される時
間ｔ４＋（ｔ５−ｔ２）（sec）をすぎてからＯＦＦ
し、次回のプリントの待機状態となる。

【００２０】また、連続プリントを行った場合は、スル
ープットに見合った紙間Ｔｋ（sec）を保って次の転写
材Ｐが給紙される。次の転写材Ｐがトップセンサ１０６
に達する時間をｔ１２（sec ）とすると、ｔ１２以後は
上記のｔ２以後の制御を繰り返し行う。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のようなフ
ィルム加熱方式の定着装置（加熱装置）を用いた画像形
成装置では、プリント開始直後と数十枚プリントを行っ
た時とで加圧ローラ３６の温度に差ができてしまう。こ
の加圧ローラ温度の違いにより、加圧ローラ３６の熱膨
張や、温度によるローラ表面のグリップ力の変化で転写
材Ｐの搬送力が変わり、加圧ローラ３６が高温の時は低
温のときより転写材Ｐの搬送スピードが速くなってしま
う。

【００２２】一般に転写部ｎと定着部Ｎとの距離は転写
材Ｐの長さと比べて短く、同一の転写材Ｐが該転写部ｎ
と定着部Ｎとに同時に存在することになるため、加圧ロ
ーラ３６による転写材Ｐの搬送スピードが速くなると、
転写部ｎにおける転写材Ｐの搬送スピードが感光体１の
周速よりも速くなってしまい、該転写部ｎで転写される
画像が搬送方向に伸びてしまう。即ち全体倍率（目的画
像の長さに対する形成された画像の長さの割合）が変化
してしまうという問題点があった。

【００２３】従来の熱ローラ方式の定着装置の場合は、
予め一定の温度（スタンバイ温度）に制御されており、
画像形成時の定着温度との温度差が少ないため、加圧ロ
ーラ３６の温度の変化も少なかった。フィルム加熱方式
の定着装置においても、予め一定の温度に制御していれ
ば、加圧ローラ３６の温度の変化も少なくなる。しか
し、フィルム定着装置の利点である昇温が速く待機時に
予め加熱しておく必要がない特性を充分に活かすために
は常時通電することは好ましくない。

【００２４】また、転写部と定着部の距離を長くし、転
写材が転写部と定着部に同時に存在する時間をなくせ
ば、温度による加圧ローラ３６の搬送スピードの変化の
影響を受けなくすることができるが、近年の情報出力装
置としてのプリンタや複写機等の電子写真装置では、フ
ァーストプリントタイムを短くすることや小型であるこ
となどが要求されており、また転写材Ｐの多様なサイズ
があることからも現実的ではない。

【００２５】そこで本発明は、画像形成装置において加
圧部材の温度変化に応じたタイミングで駆動系の駆動速
度（プロセススピード）を切り換えることにより、全体
倍率の変化を抑えることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００２７】（１） 所定のプロセススピードに基づき
移動駆動される像担持体の像担持体面上に記録剤による
像を形成し、該記録剤による像を転写材に転写し、加熱
部材に該プロセススピードに基づき回転駆動される加圧
部材を圧接させた構成の加熱装置に該像を転写した転写
材を導入し、該加圧部材により該転写材を加熱部材に密
着させつつ搬送して加熱部材の熱を付与する構成の画像
形成装置であって、上記プロセススピードを加圧部材の
温度変化に応じたタイミングで切り換えることを特徴と
する画像形成装置。

【００２８】（２） 像担持体面が移動駆動される像担
持体と、該像担持体面に記録剤を担持させ該記録剤によ
る像を形成する像形成手段と、該記録剤による像を転写
材上に転写させる転写手段と、加熱部材及び加圧部材が
互いに圧接して圧接ニップ部を形成し、該加圧部材の回
転駆動により該圧接ニップ部に導入される上記転写部で
像を転写された転写材を挟持搬送しつつ該転写材に加熱
部材の熱を付与する加熱装置と、上記像担持体及び加圧
部材を所定の速度で駆動する駆動系と、を有する画像形
成装置において、上記駆動系が加圧部材の温度変化に応
じたタイミングで駆動速度を切り換えることを特徴とす
る画像形成装置。

【００２９】（３） 像担持体面が移動駆動される像担
持体と、該像担持体面に記録剤を担持させ該記録剤によ
る像を形成する像形成手段と、該記録剤による像を転写
材上に転写させる転写手段と、加熱部材及び加圧部材が
互いに圧接して圧接ニップ部を形成し、該加圧部材の回
転駆動により該圧接ニップ部に導入される上記転写部で
像を転写された転写材を挟持搬送しつつ該転写材に加熱
部材の熱を付与する加熱装置と、上記像担持体及び加圧
部材を所定の速度で駆動する駆動系と、を有する画像形
成装置において、上記駆動系の駆動開始時に加熱部材も
しくは加圧部材の温度を温度検知部材で検知し、該検知
温度が所定温度以下であれば該駆動系が加圧部材の温度
変化に応じたタイミングで駆動速度を切り換えることを
特徴とする画像形成装置。

【００３０】（４） 前記タイミングが記録剤による像
の形成時及び転写時以外であることを特徴とする（１）
乃至（３）の何れかに記載の画像形成装置。

【００３１】（５） 前記タイミングが記録剤による像
の転写終了から該像の形成開始までの間であることを特
徴とする（１）乃至（３）の何れかに記載の画像形成装
置。

【００３２】（６） 前記像担持体が電子写真感光体で
あることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の
画像形成装置。

【００３３】（７） 前記像の形成が電子写真感光体の
感光体面に露光手段により像露光して潜像を形成し、現
像手段により該潜像に応じて記録剤としてのトナーを該
感光体面に担持させてトナー像を形成するものであるこ
とを特徴とする（１）乃至（６）の何れかに記載の画像
形成装置。

【００３４】（８） 前記タイミングが像露光時及び転
写時以外であることを特徴とする（７）に記載の画像形
成装置。

【００３５】（９） 前記加熱装置が支持部材にスリー
ブ状のフィルムを外嵌させ、該フィルムを発熱若しくは
該支持部材に加熱体を支持させて該加熱体を発熱させる
加熱部材、を有するフィルム式の加熱装置であることを
特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装
置。 （１０） 前記加熱装置が温度検知部材を有し、加熱部
材もしくは加圧部材の温度を検知し、該検知温度に基づ
いて温調制御を行うものであり、前記タイミングが該検
知温度に基づいて決定されることを特徴とする（１）乃
至（９）の何れかに記載の画像形成装置。 （１１） 前記加熱装置が温度検知部材を有し、加熱部
材もしくは加圧部材の温度を検知し、該検知温度に基づ
いて多段階に温調制御を行うものであり、前記タイミン
グが該温調制御において所定の段階に制御するときであ
ることを特徴とする（１）乃至（１０）の何れかに記載
の画像形成装置。

【００３６】〈作用〉加圧部材の搬送力が変化して転写
材に転写される画像の全体倍率が変化することを、加圧
部材の温度変化に応じたタイミングで駆動系の駆動速度
（プロセススピード）を加圧部材の温度変化に応じたタ
イミングで切り換えることにより、像担持体上に形成さ
れる画像の全体倍率を変えて転写時の倍率変化を補正し
ている。

【００３７】例えば、加圧部材の搬送力が増して転写材
に転写される画像が伸びてしまう場合、プロセススピー
ドを減速させることで像形成手段に対する像担持体面の
駆動速度を減速させて像担持体上に画像を縮めて形成さ
せ、該画像が転写部で伸ばされて転写されても全体倍率
が変わらないように補正する。

【００３８】また、該プロセススピードの切り換えを像
形成時及び転写時以外に行うことにより、該切り換えの
影響を形成される画像に与えないようにして画像ブレ等
を防止している。

【００３９】

【発明の実施の形態】

〈実施形態例１〉図１〜図８ （１）画像形成装置の全体構成 図１は画像形成装置の一例の概略図、図２は該装置の駆
動系を示す模型図である。本例の画像形成装置は転写方
式の電子写真プロセス利用のレーザービームプリンタで
ある。

【００４０】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。該感光体１は矢印の時計方向に所定
の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され、
その回転過程で一次帯電器２によりマイナスの所定の暗
電位ＶＤに一様に帯電処理される。

【００４１】１０１はレーザービームスキャナであり、
不図示の画像読取装置・ワードプロセッサ・コンピュー
タ等のホスト装置から入力される目的画像情報の時系列
電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービ
ームＬａを折り返しミラー１０２を介して感光体１面上
に照射する。前記のように一次帯電器２でマイナスに一
様帯電された感光体１面が該レーザービームＬａで走査
露光されることで露光部分は電位絶対値が小さくなって
明電位Ｖ_L となり回転感光体１面に目的の画像情報に対
応した静電潜像が形成されていく。

【００４２】次いでその潜像は現像器３によりマイナス
に帯電した記録剤としての粉体トナーＴで反転現像され
る。

【００４３】現像器３は回転駆動される現像スリーブ３
ａを有し、そのスリーブ外周面にマイナスの電荷をもっ
たトナーＴの薄層がコートされて感光体１面と対向し、
スリーブ３ａにはその絶対値が感光体１の暗電位Ｖ_D よ
りも小さく、明電位Ｖ_L よりも大きな現像バイアス電圧
Ｖ_DCが印加されていることで、スリーブ３ａ上のトナー
が感光体１の明電位Ｖ_L の部分にのみ転移して潜像が顕
像化（反転現像）される。

【００４４】一方、給紙カセット１０３に積載セットさ
れている転写材Ｐがピックアップローラ１０５により１
枚宛繰り出し給送され、搬送ガイド２４、レジストロー
ラ対１０４、転写前ガイド２５を経由して、感光体１と
これに当接させて電源（不図示）で転写バイアスを印加
した転写手段としての転写ローラ１０７とのニップ部
（転写部）ｎへ、感光体１の回転と同期どりされた適切
タイミングをもって給送される。このとき転写前ガイド
２５を搬送される転写材Ｐをトップセンサ１０６で検出
し、後に詳述するように露光、現像バイアス、転写バイ
アス等を適切なタイミングで制御する。

【００４５】そして該給送転写材Ｐの面に感光体１面側
のトナー像が順次に転写されていく。

【００４６】転写部ｎを通った転写材Ｐは感光体１面か
ら分離され、搬送ガイド２７で定着装置１０９へ導入さ
れて転写トナー像の定着を受け、排紙ローラ２８に送ら
れて画像形成物（プリント）として排紙トレイ２９へ出
力される。

【００４７】転写材分離後の感光体１面はクリーニング
装置５のクリーニングブレード５ａで転写残りトナー等
の感光体面残留物の除去を受けて清浄面化されて繰り返
して作像に供される。

【００４８】（２）駆動系（転写材搬送系） 図２は本例装置の駆動系を示す模型図である。同図にお
いてＭはメインモータであり、プリンタ制御部２６によ
って駆動制御される。

【００４９】図３は該プリンタ制御部２６のメインモー
タＭの駆動に関わる部分の回路図である。

【００５０】同図において、２６ａは１チップマイクロ
コンピュータで、ＲＯＭ２６ｂ、ＲＡＭ２６ｃ、タイマ
２６ｄを備えている。メインモータＭは４相のステッピ
ングモータであり、Ａ相、／Ａ相、Ｂ相、／Ｂ相の巻き
線の片方はそれぞれＮＰＮトランジスタＴｒ１、Ｔｒ
２、Ｔｒ３、Ｔｒ４のコレクタに接続されており、もう
片方は＋２４Ｖ電源に接続されている。ＮＰＮトランジ
スタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３、Ｔｒ４のエミッタはＧＮ
Ｄに接続されており、ベースはそれぞれＭＰＵの出力ポ
ートＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に接続されている。なお、
各ＮＰＮトランジスタ保護用のサージ吸収ダイオードは
図中から省略してある。

【００５１】図４はメインモータＭを駆動する為の励磁
パルスを示したタイミングチャートである。メインモー
タＭを回転させる場合、ＭＰＵ２６ａは内臓タイマ２６
ｄを用いて、励磁パルスの周波数を計算し、所定周波数
で出力ポートＰ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からＡ相、／Ａ
相、Ｂ相、／Ｂ相の励磁パルスを出力する。ここで、励
磁パルスの周波数を変化させることにより、モータＭの
回転速度を変化させることができる。

【００５２】該メインモータＭの駆動により、駆動系
（転写材搬送系）としての各要素１０４，１０５，１０
７，１，２，３ａ，３６，２８が各々適宜のギア・クラ
ッチ等の動力伝達系（図２中一点鎖線で示す）を介し一
括して駆動され、上述の如く転写材Ｐの搬送、トナー像
の転写、トナー像の加熱定着を連係して行なっている。

【００５３】これにより例えば、プリンタ制御回路２６
が励磁パルスの周波数を上げればモータＭの回転が速く
なり転写材Ｐの搬送スピードが速くなる。逆に該周波数
を下げればモータＭの回転が遅くなり転写材Ｐの搬送ス
ピードが遅くなる。 （３）画像加熱定着装置１０９ 図５は本実施形態例の定着装置の概略構成を示す模式断
面図、図６は該定着装置の加熱体（途中部省略）の一部
切欠き模型図である。本例の装置はフィルム加熱方式の
ものを用いている。

【００５４】３８は横断面略半円弧樋形のフィルム内面
ガイド部材である。このガイド部材３８の外側下面の略
中央部に該部材の長手に沿って加熱体嵌め込み溝を設
け、この溝内に低熱容量線状加熱体３３を嵌め込んで支
持させてある。

【００５５】この加熱体３３付きのフィルム内面ガイド
部材３８に円筒形の耐熱性フィルム３５をルーズに外嵌
させてなるアセンブリ（加熱部材）Ｒに対して加圧ロー
ラ３６を圧接させてある。

【００５６】該加圧ローラ３６を駆動ローラとして駆動
系Ｍにより回転駆動させて該ローラ３６とフィルム外面
との摩擦力にて円筒形のフィルム３５をその内面を加熱
体３３の下向き表面に密着摺動させつつフィルム内面ガ
イド部材３８の回りを回転駆動させる。

【００５７】このフィルム回転駆動状態において、フィ
ルム３５と加圧ローラ３６との間に記録材Ｐが導入され
て定着ニップ部Ｎを通過させることで、未定着画像の加
熱定着がなされる。

【００５８】加熱体３３は図５のように、フィルム３５
の搬送方向ａに対して直角方向を長手とする細長の耐熱
性・絶縁性・良熱伝導性のアルミナ等の基板３３ａ、該
基板の表面側の短手方向の略中央部に基板長手に沿って
線状又は細帯状にスクリーン印刷等で形成具備させたＡ
ｇ／Ｐｂ等の通電発熱体（抵抗発熱体）３３ｂ、この通
電発熱体の長手両端部にスクリーン印刷等で形成具備さ
せたＡｇ等の給電用電極３３ｃ・３３ｃ、通電発熱体を
形成した加熱表面を保護させた耐熱ガラス等のオーバー
コート層３３ｄ、基板裏面側に具備させた、加熱体温度
を検知するサーミスタ等の温度検知部材３３ｅ等から成
る全体に低熱容量の線状加熱体（セラミックヒータ）で
ある。

【００５９】この加熱体３３は、通電発熱体３３ｂを形
成具備させた表面側を下向きにして支持体３４に固定支
持させてあり、両端部電極３３ｃ、３３ｃ間に対する給
電により通電発熱体３３ｂが長手全長にわたって発熱す
ることで昇温し、その昇温が検温素子３３ｅで検知さ
れ、その検知温度が温度制御回路（不図示）へフィード
バックされて、加熱体３３の温度が所定の定着温度に維
持されるように通電発熱体３３ｂへの通電が制御され
る。

【００６０】該温度制御回路による温調制御は図８に示
すように加圧ローラ３６の温度変化に合わせた多段階の
温調制御を行い定着性を維持している。

【００６１】耐熱性フィルム３５は、一般には総厚１０
０μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下の耐熱性、離型
性、耐久性等に優れた薄肉フィルムであり、例えばＰＩ
（ポリイミド）、ポリエーテルイミド等のフィルムであ
る。

【００６２】加圧ローラ３６は、離型性に優れたＦＥ
Ｐ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂をローラ表面にコ
ートできるよう、ローラ芯金上に弾性層を設け、その上
にフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層を形成し、焼成するこ
とで、フッ素樹脂を数μｍの膜厚で表面に析出させた弾
性ローラである。 （４）画像形成プロセス 次に本実施形態例の画像形成プロセスについて説明す
る。

【００６３】図７は本例装置におけるプリントＯＮから
画像形成終了までのタイミングチャート、図１１は該チ
ャートの各タイミングと画像形成装置の各要素との関係
の説明図である。

【００６４】図７及び図１１において、プリントＯＮの
時間をｔ０＝０（sec ）、給紙を開始した時間をｔ１
（sec ）、トップセンサ１０６に転写材先端が至るまで
の時間をｔ２（sec ）、感光体１と転写ローラ１０７と
のニップ部（転写部）ｎに転写材Ｐが至るまでの時間を
ｔ３（sec ）、定着装置１０９のニップ部（定着部）Ｎ
に転写材が至るまでの時間をｔ４（sec ）、トップセン
サ１０６に転写材後端が至るまでの時間をｔ５（sec
）、給紙部からトップセンサ１０６までの搬送間隔を
Ｌ１（mm）、トップセンサ１０６から転写部ｎまでの搬
送間隔をＬ２（mm）、転写部から定着部までの搬送間隔
をＬ３（mm）、感光体１が帯電部から露光部まで回転す
るのに要する時間をＴａ（sec ）、露光部から現像部ま
で回転するのに要する時間をＴｂ（sec ）、現像部から
転写部まで回転するのに要する時間をＴｃ（sec ）、転
写材搬送スピード（プロセススピード）をＶｐ（mm／se
c ）とする。

【００６５】而してプリントが開始されると、メインモ
ータＯＮ、帯電バイアスＯＮとなりとなり、ｔ１で給紙
を開始する。通常の画像形成装置ではｔ２−ｔ１≧Ｔａ
であり、感光体１面上ではこの間にすでに帯電が行われ
ている。転写材Ｐがｔ２でトップセンサ１０６に至る
と、これに同期をとり、レーザＬａによる露光が行われ
る。その後露光面が現像部に達するＴｂ（sec ）後に現
像バイアスをＯＮし現像を行う。次に現像面が転写部に
達するＴｃ（sec ）後に転写バイアスをＯＮし転写材Ｐ
上にトナー像を転写する。該転写は転写材Ｐ上の適正な
位置に行う為にトップセンサ１０６で同期をとり、通常
はｔ３−ｔ２≧Ｔｂ＋Ｔｃとしている。

【００６６】トナー像を転写された転写材Ｐは定着装置
１０９に至り加熱定着を行いｔ４＋（ｔ５−ｔ２）（se
c ）後に排紙される。

【００６７】露光、現像バイアス、転写バイアスは、そ
れぞれ転写材通過時間ｔ５−ｔ２（sec ）後にＯＦＦと
なり、次回のプリントの待機状態となる。メインモー
タ、帯電バイアスは転写材が定着装置より排紙される時
間ｔ４＋（ｔ５−ｔ２）（sec）をすぎてからＯＦＦ
し、次回のプリントの待機状態となる。

【００６８】また、連続プリントを行った場合は、スル
ープットに見合った紙間Ｔｋ（sec）を保って次の転写
材Ｐが給紙される。次の転写材Ｐがトップセンサ１０６
に達する時間をｔ１２（sec ）とすると、ｔ１２以後は
上記のｔ２以後の制御を繰り返し行う。

【００６９】本形態例において、転写材搬送系（駆動
系）のスピード（プロセススピード）の切り換えは画像
のブレを防ぐため像露光及び転写時以外のタイミングで
行っている。

【００７０】すなわち図７に示す転写材後端が転写部ｎ
を通過（転写バイアスＯＦＦ）した時点Ａから、次の転
写材先端がトップセンサ１０６により検知され、これに
同期して像露光を開始する時点Ｃまでの間のＢの時点で
メインモータＭの駆動速度を換えている。

【００７１】以下にこのようなタイミングでプロセスス
ピードを切り換えた本例の画像形成装置と従来の画像形
成装置とを用いて行った比較検討例を記す。

【００７２】（検討例１）−従来装置− 本検討例では、転写材搬送系（駆動系）のスピードを切
り換える制御を行わないこと以外は、本形態例と同様の
構成である従来の画像形成装置により、連続プリントを
行った場合の転写材搬送方向の全体倍率（画像の伸び）
の検討を行った。

【００７３】検討に用いた画像形成装置はプロセススピ
ード２５mm/sec、常温での加圧ローラ３６の直径１５．
９mm（外周長５０mm）であり、プリント開始直後（加圧
ローラ３６が温まりきる前）の感光体１、加圧ローラ３
６等の周速はプロセススピードの２５mm/secである。

【００７４】転写部ｎと定着部Ｎとの距離は転写材Ｐの
長さに対して十分短く、同一の転写材Ｐが該転写部ｎと
定着部Ｎとに同時に存在することになり、このときの転
写材Ｐの搬送スピードは加圧ローラ３６の搬送力に依存
している。

【００７５】このような構成の従来の画像形成装置を用
いて、Ａ４の転写材を連続プリントした。図９に転写材
Ｐの通紙枚数と転写材搬送方向の全体倍率（画像の伸
び）の関係を表したグラフを示す。画像の伸びは、プリ
ント開始から３０枚程度で略＋１％に達する。これは、
加圧ローラ３６の熱膨張や温度によるローラ表面のグリ
ップ力の変化で転写材の搬送力が変わってしまう為であ
ると考えられる。

【００７６】加圧ローラ３６が十分に温まった状態で外
径を測定するとおよそ１６．０５mmであった。このとき
の加圧ローラ３６の外周長は５０．４２mm、周速は２
５．２１mm/secとなる。これは、加圧ローラ３６が十分
に温まる前の状態に対して周速で＋０．８％程度増加し
ていることになり、転写材Ｐの搬送スピードも略同様と
なる。この状態で感光体の周速は２５．２１mm/secであ
るため、感光体上の画像は転写材Ｐに転写される際に搬
送方向に伸びてしまう。

【００７７】（検討例２）−本形態例装置− 本検討例では、転写材搬送系（駆動系）のスピードを切
り換える制御を行うこと以外は、本形態例と同様の構成
である本実施形態例の画像形成装置により、連続プリン
トを行った場合の転写材搬送方向の全体倍率（画像の伸
び）の検討を行った。

【００７８】検討に用いた画像形成装置はプロセススピ
ード２５mm/sec、常温での加圧ローラ３６の直径１５．
９mm（外周長５０mm）であり、プリント開始直後（加圧
ローラ３６が温まりきる前）の感光体１、加圧ローラ３
６等の周速はプロセススピードの２５mm/secである。

【００７９】検討例１の結果から加圧ローラ温度と画像
の伸びはプリント開始直後に急激に増加することがわか
る。図８に示すように加圧ローラ３６の温度上昇が急激
な部分は、制御回路により多段階の温調制御を行ううち
の１９０℃温調から１８０℃温調の段階である。

【００８０】そこで本例ではこの時点で画像の伸びの補
正を行うこととした。すなわち定着装置の制御回路によ
る温調制御が１７０℃に切り換わる時点で、且つ画像の
ぶれを防ぐ為像露光及び転写時以外の時点で、メインモ
ータＭの回転スピードを１％減速することで転写材搬送
系のスピードを１％減速させる。つまり加圧ローラ３６
による搬送スピードが１％程度増加した分をメインモー
タＭにより減速させる。

【００８１】而して、露光装置（レーザービームスキャ
ナ）１０１はメインモータＭに連動していないため、２
５mm/secのプロセススピードで感光体上に潜像を形成し
ようとするが感光体１の周速は１％減速されている為、
該潜像は全体倍率が回転方向に１％縮んだものになり、
現像器３で縮んだ状態の画像（トナー像）が形成され
る。一方、該画像が転写される転写材Ｐは加圧ローラ３
６により感光体１の周速に対して１％程度速く搬送され
る。

【００８２】よって、１％縮めて形成された画像が感光
体１から転写材Ｐに転写される際に搬送方向に１％程度
伸ばされて形成されるため、全体倍率としてはプリント
開始直後の画像と同等のものが得られ、加圧ローラ３６
の昇温による搬送力変動の影響を抑えることができる。

【００８３】このような構成の画像形成装置を用いて、
Ａ４の転写材Ｐを連続プリントしたところ、転写材搬送
方向の全体倍率（画像の伸び）を低減できた。また、プ
ロセススピードを切り換えることによる画像のブレ等が
発生することなく印字精度を良好にすることができた。

【００８４】〈実施形態例２〉本形態例は間欠プリント
を行った場合のプロセススピードの切り換え制御につい
て工夫したものであり、その他の構成は形態例１と同様
である。図１０は該制御のフロチャートである。

【００８５】本形態例１のフィルム加熱定着装置１０９
は前述の形態例１と同様に、加圧ローラ３６の温度に応
じた多段階の温調制御を行っている。この定着装置１０
９を用いて間欠プリントを行った場合、プリントＯＮ直
後の温度検知部材（サーミスタ）３３ｅの検知温度によ
りプリント開始時の制御温度を決定している。

【００８６】つまり、加圧ローラ温度が高くプリントＯ
Ｎ直後のサーミスタ３３ｅの検知温度が高い場合は、低
い温度から温調制御を開始してプリントを行い、加圧ロ
ーラ温度が低くプリントＯＮ直後のサーミスタ３３ｅの
検知温度が低い場合は、高い温度から温調制御を開始し
てプリントを行う。その後は図８に示すような温調制御
を行う。この場合も、加圧ローラ３６の温度変化に応じ
た温調制御であり、形態例１と同様に温度による加圧ロ
ーラ３６の搬送力の変化を予測できる。

【００８７】よって、本例ではプリント開始時のサーミ
スタ３３ｅの検知温度を考慮して加圧ローラ３６の搬送
力の変化を補正する制御を行っている。以下に該制御を
説明する。

【００８８】図１０に示すように、プリントＯＮ（Ｓ
１）とされると、先ずサーミスタ３３ｅにより定着装置
（定着部）の温度を検知し（Ｓ２）、該検知温度に基づ
いて制御温度を決定し、１８０℃以上でプリントを開始
する場合（１７０℃以下で開始しない場合）は、加圧ロ
ーラ３６が温まっていないと判別し（Ｓ３）、通常のプ
ロセススピードでプリントを開始する（Ｓ４）。その後
形態例１と同様に温調制御が１７０℃に切り換わるとき
にプロセススピードを１％減速する（Ｓ５）。

【００８９】一方、サーミスタ３３ｅの検知温度に基づ
き１７０℃以下でプリントを開始する場合は、加圧ロー
ラ３６が温まり加圧ローラ３６の搬送力が増している状
態であると判別し（Ｓ３）、プロセススピードを１％減
速させた状態でプリントを開始する（Ｓ６）。

【００９０】本形態例によれば、プリントＯＮ時のサー
ミスタ３３ｅの検知温度、即ち加圧ローラ３６の温度に
より、プロセススピードを決定する制御を行うため、間
欠プリントにおいても搬送方向の画像の伸びを低減でき
る。またプロセススピードの切り換えを像露光及び転写
時以外のタイミングで行うことで、画像のブレ等も発生
させることがない。

【００９１】〈その他〉プロセススピードを切り換える
加圧部材の温度上昇に応じたタイミングとしては上述の
例の他、サーミスタ３３ｅとは別に温度検知部材を加圧
ローラ３６に接触させて設けて直接該ローラ温度を計測
して該タイミングを決定するものでもよいし、予め実験
により加圧部材の搬送力が増してしまう通紙枚数やプリ
ント開始時からの時間（間欠プリントであれば前回終了
時からの時間）を求め、これに達した時点を該プロセス
スピードを切り換えるタイミングとみなすものでもよ
い。

【００９２】何れの場合でも画像のぶれ等を発生させな
いために像露光及び転写時以外のタイミングで該プロセ
ススピードを切り換えるのが望ましい。

【００９３】また、定着装置としては強磁性の金属ロー
ラに交番磁界を作用させて発熱させる熱ローラと、これ
に対向圧接させる駆動ローラ兼用の加圧ローラとを基本
構成とする電磁加熱方式の加熱装置のように比較的ウエ
イトタイムの短い熱ローラ方式の装置であってもよい。

【００９４】更に、転写材のサイズ（B5,A4,B4等）に応
じた搬送速度の変化を予め測定し、上記の如く加圧部材
の温度上昇に応じたタイミングでプロセススピードを切
り換える際、転写材のサイズを検知し、該サイズに応じ
たプロセススピードに切り換えるものでも良い。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像形成装置において加圧部材の搬送力が変化しても駆動
系の駆動速度（プロセススピード）を切り換えることに
より転写材搬送方向の全体倍率の変化を抑えることがで
きる。

【００９６】更に、プロセススピードの切り換えを画像
形成時及び転写時以外のタイミングで行うことで画像の
ブレ等を招くことなく、印字精度を良好にすることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態例１の画像形成装置の概略図

【図２】 実施形態例１の画像形成装置の駆動系を示す
模型図

【図３】 プリンタ制御部のメインモータの駆動に関わ
る部分の回路図

【図４】 メインモータ駆動の為の励磁パルスを示した
タイミングチャート

【図５】 実施形態例１の装置に用いた定着装置の構成
を示す模式断面図

【図６】 加熱体（途中部省略）の一部切欠き模型図

【図７】 画像形成過程のタイミングチャート

【図８】 加圧ローラ温度と温調制御温度との関係図

【図９】 全体倍率の変化の説明図

【図１０】 実施形態例２の間欠プリントの場合のフロ
チャート

【図１１】 図７及び図１４の各タイミングと画像形成
装置の各要素との関係の説明図

【図１２】 従来の画像形成装置の概略図

【図１３】 従来の定着装置の概略図

【図１４】 従来の装置における画像形成過程のタイミ
ングチャート

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 帯電ローラ ３ 現像装置 ３ａ 現像スリーブ ５ クリーニング手段 Ｔ トナー ｎ 転写ニップ部 Ｎ 定着ニップ部 Ｐ 転写材 Ｍ メインモータ ２６ プリンタ制御部 ３３ 加熱体 ３５ 耐熱性フィルム（定着フィルム） ３６ 加圧ローラ（加圧部材） １０１ スキャナ １０２ 折り返しミラー １０３ 給紙カセット １０４ レジストローラ １０５ ピックアップローラ １０６ トップセンサ １０７ 転写帯電器（転写ローラ） １０９ 定着装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20 101 G03G 21/00 370

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のプロセススピードに基づき移動駆
   動される像担持体の像担持体面上に記録剤による像を形
   成し、該記録剤による像を転写材に転写し、加熱部材に
   該プロセススピードに基づき回転駆動される加圧部材を
   圧接させた構成の加熱装置に該像を転写した転写材を導
   入し、該加圧部材により該転写材を加熱部材に密着させ
   つつ搬送して加熱部材の熱を付与する構成の画像形成装
   置であって、上記プロセススピードを加圧部材の温度変
   化に応じたタイミングで切り換えることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体面が移動駆動される像担持体
   と、 該像担持体面に記録剤を担持させ該記録剤による像を形
   成する像形成手段と、 該記録剤による像を転写材上に転写させる転写手段と、 加熱部材及び加圧部材が互いに圧接して圧接ニップ部を
   形成し、該加圧部材の回転駆動により該圧接ニップ部に
   導入される上記転写部で像を転写された転写材を挟持搬
   送しつつ該転写材に加熱部材の熱を付与する加熱装置
   と、 上記像担持体及び加圧部材を所定の速度で駆動する駆動
   系と、を有する画像形成装置において、 上記駆動系が加圧部材の温度変化に応じたタイミングで
   駆動速度を切り換えることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体面が移動駆動される像担持体
   と、 該像担持体面に記録剤を担持させ該記録剤による像を形
   成する像形成手段と、 該記録剤による像を転写材上に転写させる転写手段と、 加熱部材及び加圧部材が互いに圧接して圧接ニップ部を
   形成し、該加圧部材の回転駆動により該圧接ニップ部に
   導入される上記転写部で像を転写された転写材を挟持搬
   送しつつ該転写材に加熱部材の熱を付与する加熱装置
   と、 上記像担持体及び加圧部材を所定の速度で駆動する駆動
   系と、を有する画像形成装置において、 上記駆動系の駆動開始時に加熱部材もしくは加圧部材の
   温度を温度検知部材で検知し、該検知温度が所定温度以
   下であれば該駆動系が加圧部材の温度変化に応じたタイ
   ミングで駆動速度を切り換えることを特徴とする画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記タイミングが記録剤による像の形成
   時及び転写時以外であることを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記タイミングが記録剤による像の転写
   終了から該像の形成開始までの間であることを特徴とす
   る請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記像担持体が電子写真感光体であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像形
   成装置。
7. 【請求項７】 前記像の形成が電子写真感光体の感光体
   面に露光手段により像露光して潜像を形成し、現像手段
   により該潜像に応じて記録剤としてのトナーを該感光体
   面に担持させてトナー像を形成するものであることを特
   徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 前記タイミングが像露光時及び転写時以
   外であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装
   置。
9. 【請求項９】 前記加熱装置が支持部材にスリーブ状の
   フィルムを外嵌させ、該フィルムを発熱若しくは該支持
   部材に加熱体を支持させて該加熱体を発熱させる加熱部
   材、を有するフィルム式の加熱装置であることを特徴と
   する請求項１乃至８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱装置が温度検知部材を有し、
    加熱部材もしくは加圧部材の温度を検知し、該検知温度
    に基づいて温調制御を行うものであり、前記タイミング
    が該検知温度に基づいて決定されることを特徴とする請
    求項１乃至９の何れかに記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記加熱装置が温度検知部材を有し、
    加熱部材もしくは加圧部材の温度を検知し、該検知温度
    に基づいて多段階に温調制御を行うものであり、前記タ
    イミングが該温調制御において所定の段階に制御すると
    きであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに
    記載の画像形成装置。