(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される定着ローラと、
前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記ニップ部を通過する記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記通過時間に基づいて定着条件を調整する調整手段と、を備え、
前記計測手段は、前記記録媒体の移動経路に沿って前記ニップ部よりも上流側の異なる位置に各々配設された少なくとも２つの記録媒体検知センサを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの記録媒体検知センサは、前記ニップ部の出口から前記記録媒体の移動経路の上流側に向かって、前記記録媒体の最小サイズの長さに相当する距離の範囲内に各々配設されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記計測手段は、前記少なくとも２つの記録媒体検知センサが前記記録媒体の後端を検知したタイミングの時間差から前記通過時間を計測することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項４】
回転駆動される定着ローラと、
前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記ニップ部を通過する記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記通過時間に基づいて定着条件を調整する調整手段と、
前記ニップ部の幅が適正に維持されているときに前記計測手段により計測された前記通過時間を基準時間として保持する記憶手段と、を備え、
前記調整手段は、前記記憶手段が保持している基準時間と、前記計測手段により計測された前記通過時間との差分に応じた調整量で前記定着条件を調整することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記計測手段は、前記調整手段により前記定着条件が調整された後に前記通過時間を計測して、計測した値により前記記憶手段に保持されている前記基準時間を更新することを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記調整手段は、前記計測手段により計測された前記通過時間に基づき前記加圧部材の位置を調整することで、前記定着条件として前記ニップ幅を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記計測手段により計測された前記通過時間に基づき、前記定着条件として前記定着温度を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記計測手段により計測された前記通過時間に基づき、前記定着条件として前記定着ローラの回転速度を調整することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着ローラと少なくとも１つのローラ部材とにより張架され、前記記録媒体上のトナー像を加熱溶融して前記記録媒体上に定着する定着ベルトをさらに備え、
前記加圧部材は、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接することで前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
回転駆動される定着ローラと、該定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材とを備える定着装置の制御方法であって、
記録媒体の移動経路に沿って前記ニップ部よりも上流側の異なる位置に各々配設された少なくとも２つの記録媒体検知センサを有する計測手段により、前記ニップ部を通過する前記記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測するステップと、
計測した前記通過時間に基づいて定着条件を調整するステップと、を含むことを特徴とする定着装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上のトナー像を加熱溶融して記録媒体に定着させる定着装置、該定着装置を備えた画像形成装置、および定着装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱溶融して記録媒体に定着させる定着装置が備えられている。画像形成装置に用いられる定着装置としては、定着ベルトの熱で記録媒体上のトナー像を加熱溶融するベルト定着方式の定着装置や、定着ローラの熱で記録媒体上のトナー像を加熱溶融するローラ定着方式の定着装置などが広く知られている。
【０００３】
ベルト定着方式を例に挙げると、この定着装置は、定着ローラや加熱ローラ等の複数のローラ部材に張架・支持された定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、加圧ローラの位置を調整することでニップ部の幅を設定する加圧調整機構などを備える。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間のニップ部を記録媒体が通過する過程で、加熱ローラを熱源とする定着ベルトの熱により記録媒体上のトナー像を加熱溶融し、圧力を加えることによって、トナー像を記録媒体に定着させる。
【０００４】
このような定着装置においては、ニップ部の幅（以下、ニップ幅という。）の変動により定着性が不安定になるという課題がある。ニップ幅が変動する要因としては、与えられた熱によって定着ローラのゴム層が膨張することによる定着ローラの変形が挙げられる。ニップ幅が変動すると、ニップ部を通過する記録媒体上のトナー像に与える熱量が変化するために、定着性が安定しない。このような課題に対して、ニップ幅の変動を検出して定着条件を最適化する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、狙ったニップ幅からの変動によって定着性がばらつくのを防止する目的で、テンションローラ（加熱ローラ）の位置変化からニップ幅の変動を検知し、その検知結果に基づいて記録媒体の搬送速度や定着ベルトの温度を変更する、という技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載の技術では、テンションローラ（加熱ローラ）の位置変化から、以下の（１）〜（３）の原理を利用して、ニップ幅の変動を検知するようにしている。
（１）定着ローラが変形したことにより、定着ベルトの張力が変化する。
（２）定着ベルトの張力が変化したことにより、変位可能なテンションローラの位置が変化する。
（３）テンションローラの変位を測距センサで計測する。
【０００７】
このため、上記（１）の前提となる定着ベルト自体の弾性特性が経時的に変化したり、（２）の前提となる定着ベルトの張力変化に対するテンションローラの変位特性が変化したりすると、ニップ幅の変動を正確に検知することはできなくなる。つまり、特許文献１に記載の技術では、経時的に変動しやすいメカニカル特性を多く利用してニップ幅の変動を検知する構成であるため、ニップ幅の変動を正確に検知し続けることが難しいといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ニップ幅の変動に正確に追従して定着条件を最適化し、定着性の安定化を図ることができる定着装置、画像形成装置、定着装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる定着装置は、回転駆動される定着ローラと、前記定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記ニップ部を通過する記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された前記通過時間に基づいて定着条件を調整する調整手段と、を備え、前記計測手段は、前記記録媒体の移動経路に沿って前記ニップ部よりも上流側の異なる位置に各々配設された少なくとも２つの記録媒体検知センサを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる画像形成装置は、本発明にかかる定着装置を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる定着装置の制御方法は、回転駆動される定着ローラと、該定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材とを備える定着装置の制御方法であって、記録媒体の移動経路に沿って前記ニップ部よりも上流側の異なる位置に各々配設された少なくとも２つの記録媒体検知センサを有する計測手段により、前記ニップ部を通過する前記記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測するステップと、計測した前記通過時間に基づいて定着条件を調整するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ニップ部を通過する記録媒体の所定距離あたりの通過時間を計測し、計測した通過時間に基づいて定着条件を調整するようにしているので、ニップ幅の変動に正確に追従して定着条件を最適化し、定着性の安定化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、カラーレーザプリンタの概略構成図である。
【図２】図２は、定着装置の詳細を示す構成図である。
【図３】図３は、定着装置においてニップ幅が変動する様子を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ニップ幅の変動を検知する原理を説明する図である。
【図５】図５は、ニップ幅の変動に応じてニップ幅を調整するための制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、定着装置の動作中に制御部によって実行される具体的な処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、基準時間設定モードでの動作時に制御部により実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる定着装置、画像形成装置、定着装置の制御方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、本発明を適用した画像形成装置の一例としてタンデム方式のカラーレーザプリンタ、本発明を適用した定着装置の一例としてベルト定着方式の定着装置を例示して説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかるカラーレーザプリンタ１００の概略構成図である。このカラーレーザプリンタ１００は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンダ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の４色分の画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えており、これら画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが転写ベルト１０の走行方向（図中矢印Ｂ方向）に沿って順次配置された、タンデム方式のカラーレーザプリンタである。
【００１６】
画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光体２ａ〜２ｄ、ドラム帯電器３a〜３ｄ、露光装置４ａ〜４ｄ、現像器５ａ〜５ｄ、転写器６ａ〜６ｄ、清掃装置７ａ〜７ｄを備えている。感光体２ａ〜２ｄはドラム状に構成され、図中矢印Ａ方向に回転操作される。ドラム帯電器３a〜３ｄは、回転操作される感光体２ａ〜２ｄを一様に帯電させる。露光装置４ａ〜４ｄは、ドラム帯電器３a〜３ｄにより帯電された感光体２ａ〜２ｄの表面にレーザ光を走査し、画像データに基づく静電潜像を形成する。現像器５ａ〜５ｄは、露光装置４ａ〜４ｄの露光により感光体２ａ〜２ｄに形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写器６ａ〜６ｄは、現像器５ａ〜５ｄの現像により感光体２ａ〜２ｄ上に形成されたトナー像を転写ベルト１０に転写する。清掃装置７ａ〜７ｄは、感光体２ａ〜２ｄの表面を清掃する。
【００１７】
カラーレーザプリンタ１００では、画像形成ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー像が転写ベルト１０上に重ね合わせて転写されることで、転写ベルト１０上には４色フルカラーのトナー像が形成される。転写ベルト１０上に形成されたトナー像は、用紙転写器９に到達すると同時に用紙転写器９に印加された高電圧の作用により、図中矢印Ｈの方向に搬送されて転写ベルト１０と用紙転写器９との間を通過する記録媒体Ｐ上に転写される。転写ベルト１０上の未転写トナーはベルト清掃装置１２で回収される。記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置１１によって記録媒体Ｐに定着される。
【００１８】
図２は、定着装置１１の詳細を示す構成図である。この定着装置１１は、定着部材として定着ベルト１３を用いたベルト定着方式の定着装置であり、定着ベルト１３のほか、加熱ローラ１４、定着ローラ１５、テンションローラ１６、加圧ローラ（加圧部材）１７、ニップ幅調整機構１８、記録媒体検知センサ１９、ヒータ２０等を備えている。
【００１９】
ここで、定着部材としての定着ベルト１３は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。定着ベルト１３の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト１３の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等で形成されている。定着ベルト１３の表層に離型層を設けることにより、トナー像Ｉに対する離型性（剥離性）が担保されることになる。定着ベルト１３は、３つのローラ部材（加熱ローラ１４、定着ローラ１５、テンションローラ１６）に張架・支持されている。テンションローラ１６は、３つのローラ部材に張架された定着ベルト１３に一定のテンションを与える役割を持つ。
【００２０】
加熱ローラ１４は、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部にはヒータ２０（熱源）が固定して設けられている。ヒータ２０は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置１１の側板に固定されている。また、加熱ローラ１４は、その両端軸部が定着装置１１の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられている。ヒータ２０は、電源部（交流電源）から出力制御された電力が供給されることで発熱する。このヒータ２０からの輻射熱によって加熱ローラ１４が加熱されて、さらに加熱ローラ１４によって加熱された定着ベルト１３の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｉに熱が加えられる。ヒータ２０の出力制御は、定着ベルト１３表面に対向するサーモパイル等の温度センサ（不図示である。）によるベルト表面温度の検知結果に基づいて行われる。
【００２１】
定着ローラ１５は、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０４）等からなる芯金１５ａ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層１５ｂが形成されたローラ部材である。定着ローラ１５は、その両端軸部が定着装置１１の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられており、図示しない定着ローラ駆動部によって時計回り（図中矢印Ｃ方向）に回転駆動され、これにより、定着ベルト１３が図中矢印Ｄ方向に走行する。
【００２２】
加圧ローラ１７は、定着ローラ１５とほぼ同じ構成であり、ステンレススチール（例えば、ＳＵＳ３０４）等からなる芯金１７ａ上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層１７ｂが形成されたローラ部材である。
【００２３】
定着装置１１では、加圧ローラ１７が定着ベルト１３を介して定着ローラ１５に圧接してニップ部を形成している。定着装置１１は、ニップ部を形成させるために、定着ローラ１５の弾性層１５ｂを、加圧ローラ１７の弾性層１７ｂよりも厚くしている。例として、加圧ローラ１７の弾性層１７ｂは３ｍｍあるのに対して、定着ローラ１５の弾性層１５ｂは１５ｍｍである。
【００２４】
記録媒体Ｐ上のトナー像Ｉを加熱溶融して記録媒体Ｐに安定的に定着させるには、定着ローラ１５と加圧ローラ１７との間のニップ部の幅（ニップ幅）を、使用する記録媒体Ｐに応じて適切に設定しておく必要がある。しかしながら、ニップ幅は経時的に変動しやすく、ニップ幅の変動によって定着性がばらつく懸念がある。本実施形態にかかる定着装置１１では、このようなニップ幅の変動時にニップ幅を調整する機構として、ニップ幅調整機構１８が設けられている。
【００２５】
ニップ幅調整機構１８は、揺動アーム１８ａを備えている。加圧ローラ１７の両端軸受けは、この揺動アーム１８ａに回転自在な状態で支持されている。揺動アーム１８ａは、その一端側に設けられた揺動軸１８ｂを中心として揺動可能とされている。揺動アーム１８ａの他端側にはベアリング１８ｃが固定されている。そして、このベアリング１８ｃの図中下方に接触する位置に、円の中心から外れた位置に回転軸を有する偏芯カム１８ｄが設けられている。この偏心カム１８ｄは、図示しないニップ幅調整モータにより駆動される。また、偏芯カム１８ｄには遮蔽板１８ｅが備えられ、偏芯カム位置検出手段１８ｆが遮蔽板１８ｅの位置を検出することで偏芯カム１８ｄの基準位置を把握できるようになっている。
【００２６】
偏芯カム１８ｄは、揺動アーム１８ａに接続された揺動アームスプリング１８ｇの張力によって、常にベアリング１８ｃに接触した状態に保たれている。そして、ニップ幅調整モータの駆動により偏芯カム１８ｄが図中矢印Ｅ方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ方向に移動する。これにより、加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ方向に移動して、ニップ幅が増加することとなる。一方、ニップ幅調整モータの駆動により偏芯カム１８ｄが図中矢印Ｅ’方向に回転すると、ベアリング１８ｃが図中矢印Ｆ’方向に移動する。これにより、加圧ローラ１７が図中矢印Ｇ’方向に移動して、ニップ幅は減少することとなる。
【００２７】
定着ローラ１５と加圧ローラ１７との間のニップ部に搬送される記録媒体Ｐの移動経路には、ニップ部の上流側の異なる位置に、２つの記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂがそれぞれ配設されている。これら記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂは、ニップ部に挟み込まれた記録媒体Ｐが定着ローラ１５の回転によって搬送され、ニップ部を通過している際に、この記録媒体Ｐの後端位置を検知するためのものである。したがって、これら記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂは、ニップ部の出口側の端部から記録媒体Ｐの移動経路の上流側に向かって、カラーレーザプリンタ１００で使用する最小サイズの記録媒体Ｐの長さ（移動方向に沿った方向の寸法）に相当する距離の範囲内に各々配設されている。
【００２８】
記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂの検知信号は、制御部２１に入力される。本実施形態では、制御部２１が、これら２つの記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂが記録媒体Ｐの後端を検知したタイミングの時間差から、ニップ部を通過している記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間を算出する。そして、算出した通過時間を記憶装置２３に記憶されている基準時間と比較し、通過時間の基準時間からの変化量に応じてニップ幅調整機構１８を動作させ、ニップ幅を適正値に調整するようにしている。なお、基準時間は、ニップ幅が適正値に維持されているときに制御部２１により算出された、ニップ部を通過している記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間であり、事前に記憶装置２３に格納されている。
【００２９】
記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂとしては、例えば反射型フォトセンサを用いることができる。なお、記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂはニップ部を通過している記録媒体Ｐの後端位置を検知できればよく、反射型フォトセンサ以外にも、例えば発光部と受光部で対になった透過型フォトセンサなどを用いるようにしてもよい。また、本実施形態では、記録媒体Ｐの移動経路に沿って２つの記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂを配設しているが、記録媒体検知センサ１９を３つ以上配設するようにしてもよい。
【００３０】
図３は、定着装置１１においてニップ幅が変動する様子を模式的に示した図であり、（ａ）はカラーレーザプリンタ１００の電源オン後の印刷開始時における定着装置１１の状態を示し、（ｂ）は所定枚数の印刷が終了した時点での定着装置１１の状態を示している。印刷開始時においては、定着ローラ１５が比較的低温状態となっている。このときの定着ローラ１５の径をＲとし、ニップ幅をＮとする（図３（ａ）参照）。その後、印刷が継続されるに従って定着ローラ１５の受熱量が徐々に増えていき、定着ローラ１５の弾性層１５ｂが熱膨張することで、定着ローラ１５の径はＲ＋ΔＲ（ΔＲ≧０）となる。その結果、ニップ幅はＮ＋ΔＮ（ΔＮ≧０）に増加する（図３（ｂ）参照）。ここでは、定着ローラ１５の膨張による変形によってニップ幅が変動する例を示したが、その他、加圧ローラ１７が定着ローラ１５に圧接する位置が変化した場合にも同様に、ニップ幅の変動が生じる。
【００３１】
このようにニップ幅が変動した状態において、加圧ローラ１７を同じ圧接位置に保持したまま連続印刷すると、ニップ部にて記録媒体Ｐ上のトナー像Ｉに加えられる熱量が大きくなる。その結果、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｉが定着ベルト１３側に付着してしまい、記録媒体Ｐへの正常な定着ができなかったり、カラー画像の光沢性を損なったりするなど、良好な定着性が得られなくなってしまう。そこで、本実施形態にかかる定着装置１１では、以上のようなニップ幅の変動を記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間の変化として検知し、ニップ幅調整機構１８を動作させてニップ幅を適正値に調整することによって、良好な定着性を安定的に得られるようにしている。
【００３２】
図４は、ニップ幅の変動を検知する原理を説明する図である。定着ローラ１５は図示しない駆動部により、角速度ω０にて回転している。定着ローラ１５が熱膨張し、その半径がＲ＋ΔＲとなったとき、定着ベルト１３の表面速度も当初のＶからＶ＋ΔＶに変化する。詳しくは、ニップ部の入口側の端部においては、定着ベルト１３の速度がＶ＋ΔＶとなり、ニップ中央部の定着ベルトの速度はＶであるが、ニップ部の出口側の端部における定着ベルトの速度はＶ＋ΔＶとなる。そのため、定着ローラ１５が変形したことによって、ニップ部に挟持されて搬送される記録媒体Ｐの搬送速度は、ＷからＷ＋ΔＷ（ΔＷ≧０）へと変化することになる。
【００３３】
ここで、２つの記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂ間の距離をＺとした場合に、記録媒体Ｐの後端が記録媒体検知センサ１９ａを通過してから記録媒体検知センサ１９ｂを通過するまでの時間Ｔは、記録媒体Ｐの搬送速度がＷからＷ＋ΔＷ（ΔＷ≧０）へと変化することによって、Ｔ−ΔＴ（ΔＴ≒Ｔ・ΔＷ／Ｗ）となる。つまり、ニップ部に挟持されて搬送される記録媒体Ｐの搬送速度が変化することにより、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離（記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂ間の距離Ｚ）あたりの通過時間が変化することになる。本実施形態では、この原理を用いて、２つの記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂによる記録媒体Ｐの後端検知タイミングの時間差の変動をニップ幅の変動として検知し、ニップ幅の変動に応じてニップ幅調整機構１８を動作させ、ニップ幅を適正値に調整するようにしている。
【００３４】
図５は、ニップ幅の変動に応じてニップ幅を調整するための制御系の構成を示すブロック図である。この制御系は、記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂと、記憶装置２３と、制御部２１と、ニップ幅調整機構１８とにより構成される。制御部２１には、機能的な構成として、通過時間算出部２１ａと、調整量算出部２１ｂとが実現される。なお、制御部２１は、例えば、マイクロコンピュータを用いて構成され、ＣＰＵがＲＡＭをワークエリアとして利用してＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することによって、上記の通過時間算出部２１ａとしての機能と調整量算出部２１ｂとしての機能とを実現する。
【００３５】
通過時間算出部２１ａは、記録媒体検知センサ１９ａが記録媒体Ｐの後端を検知したタイミングと、記録媒体検知センサ１９ｂが記録媒体Ｐの後端を検知したタイミングとの時間差から、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離（記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂ間の距離）あたりの通過時間を算出する。なお、通過時間算出部２１ａは、ニップ幅調整機構１８によるニップ幅の調整が行われた後に算出した記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間により、記憶装置２３に記憶されている基準時間を更新する機能も有することが望ましい。
【００３６】
調整量算出部２１ｂは、通過時間算出部２１ａにより算出された、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間と、記憶装置２３に記憶されている基準時間との差分に応じてニップ幅の調整量を算出し、算出した調整量に応じた駆動信号をニップ幅調整機構１８に出力する。なお、この調整量算出部２１ｂによる調整量の算出は、通過時間算出部２１ａにより算出された単一の通過時間と基準時間との差分に応じて算出するようにしてもよいが、規定回数に亘って通過時間算出部２１ａにより算出された通過時間の平均値を求め、この平均値と基準時間との差分に応じて算出することが望ましい。また、記憶装置２３が保持する基準時間についても、ニップ幅が適正値に維持されているときに規定回数に亘って通過時間算出部２１ａにより算出された通過時間の平均値を、基準時間として記憶装置２３に格納しておくことが望ましい。これにより、突発的な外乱の影響を有効に抑制してニップ幅の調整を高精度に実現することが可能となる。
【００３７】
以上説明した本実施形態にかかる定着装置１１では、記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂおよび制御部２１の通過時間算出部２１ａが、特許請求の範囲に記載の「計測手段」に相当する。また、ニップ幅調整機構１８および制御部２１の調整量算出部２１ｂが、特許請求の範囲に記載の「調整手段」に相当する。
【００３８】
図６は、本実施形態にかかる定着装置１１の動作中に制御部２１によって実行される具体的な処理の一例を示すフローチャートである。以下、この図６のフローチャートに沿って、制御部２１により実行される一連の処理の流れを説明する。
【００３９】
図６のフローチャートで示す一連の処理は、カラーレーザプリンタ１００の電源がオンされたときに開始される。制御部２１は、まず、記憶装置２３から基準時間Ｔｂａｓｅを読み込み（ステップＳ６０１）、定着ローラ１５の駆動部を作動させて、トナー像が形成されて定着装置１１へと導かれた記録媒体Ｐに対する定着装置１１での搬送を開始させる（ステップＳ６０２）。
【００４０】
定着装置１１での記録媒体Ｐの搬送が開始されると、この記録媒体Ｐが定着装置１１のニップ部を通過する過程において、その後端が記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂを通過するタイミングで記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂから制御部２１に対して検知信号が入力される。制御部２１は、記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂにより記録媒体Ｐの後端が検知されたタイミングの時間差から、ニップ部を通過している記録媒体Ｐの所定距離（記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂ間の距離）あたりの通過時間を算出する（ステップＳ６０３）。
【００４１】
次に、制御部２１は、ステップＳ６０３の通過時間の算出を規定回数行ったかどうかを判断し（ステップＳ６０４）、規定回数未満であれば（ステップＳ６０４：Ｎｏ）規定回数に達するまでステップＳ６０３の通過時間の算出を繰り返す。一方、通過時間の算出を規定回数行った場合には（ステップＳ６０４：Ｙｅｓ）、規定回数の通過時間の平均値を算出する（ステップＳ６０５）。例えば規定回数が５、算出した通過時間がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５とすると、規定回数の通過時間の平均値Ｔａｖｅは、Ｔａｖｅ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）／５となる。なお、上記の規定回数は、１回と設定しておくこともできる。規定回数を１回に設定した場合には、ステップＳ６０５における平均値の算出は省略される。
【００４２】
次に、制御部２１は、ステップＳ６０１で読み込んだ基準時間ＴｂａｓｅとステップＳ６０５で算出した平均値Ｔａｖｅとの差分（Ｔａｖｅ−Ｔｂａｓｅ）から、ニップ部を通過している記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間の変化量Δｔを算出し（ステップＳ６０６）、算出した変化量Δｔに応じてニップ幅の調整量を算出する（ステップＳ６０７）。そして、制御部２１は、算出したニップ幅の調整量に応じた駆動信号をニップ幅調整機構１８に対して出力し（ステップＳ６０８）、ニップ幅調整機構１８にニップ幅の調整を実行させる。なお、変化量Δｔに応じたニップ幅調整量の算出は、例えば、変化量Δｔとニップ幅調整機構１８における偏芯カム１８ｄの位置補正量との関係を予め規定した対応テーブルを保持しておき、この対応テーブルに従って変化量Δｔに対応する偏芯カム１８ｄの位置補正量を求めるようにすればよい。
【００４３】
その後、制御部２１は、カラーレーザプリンタ１００の電源がオフされるまで（ステップＳ６０９：Ｎｏ）、ステップＳ６０３以降の処理を繰り返し、カラーレーザプリンタ１００の電源がオフされると（ステップＳ６０９：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。
【００４４】
図７は、ニップ幅調整量の算出に用いられる基準時間Ｔｂａｓｅを記憶装置２３に格納させる基準時間設定モードの際に、制御部２１により実行される処理の一例を示すフローチャートである。以下、この図７のフローチャートに沿って、基準時間設定モード時に制御部２１により実行される一連の処理の流れを説明する。
【００４５】
図７のフローチャートで示す一連の処理は、カラーレーザプリンタ１００の出荷前の工場や製品納入先において、メカニカルな調整によりニップ幅を規定値に調整する作業が行われた直後に、作業者が基準時間設定モードを選択してカラーレーザプリンタ１００を動作させることにより開始される。ニップ幅を規定値に調整する作業の直後に規準時間設定モードを実施する理由は、ニップ幅が適正値になっているときにニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間を基準時間Ｔｂａｓｅとして記憶装置２３に記憶させるためである。
【００４６】
基準時間設定モードによる動作が開始されると、制御部２１は、まず、記録媒体Ｐの搬送を開始させる（ステップＳ７０１）。記録媒体Ｐの搬送が開始されると、この記録媒体Ｐが定着装置１１のニップ部を通過する過程において、その後端が記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂを通過するタイミングで記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂから制御部２１に対して検知信号が入力される。制御部２１は、記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂにより記録媒体Ｐの後端が検知されたタイミングの時間差から、ニップ部を通過している記録媒体Ｐの所定距離（記録媒体検知センサ１９ａ，１９ｂ間の距離）あたりの通過時間を算出する（ステップＳ７０２）。
【００４７】
次に、制御部２１は、ステップＳ７０２の通過時間の算出を規定回数行ったかどうかを判断し（ステップＳ７０３）、規定回数未満であれば（ステップＳ７０３：Ｎｏ）規定回数に達するまでステップＳ７０２の通過時間の算出を繰り返す。一方、通過時間の算出を規定回数行った場合には（ステップＳ７０３：Ｙｅｓ）、規定回数の通過時間の平均値を算出する（ステップＳ７０４）。例えば規定回数が５、算出した通過時間がＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５とすると、規定回数の通過時間の平均値Ｔａｖｅは、Ｔａｖｅ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）／５となる。なお、上記の規定回数は、１回と設定しておくこともできる。規定回数を１回に設定した場合には、ステップＳ７０４における平均値の算出は省略される。
【００４８】
次に、制御部２１は、ステップＳ７０４で算出した平均値Ｔａｖｅを規準時間Ｔｂａｓｅとして記憶装置２３に格納する（ステップＳ７０５）。そして、制御部２１は、記録媒体Ｐの搬送を終了させて（ステップＳ７０６）、基準時間設定モードにおける一連の処理を終了する。
【００４９】
なお、以上の基準時間設定モードでの処理は、カラーレーザプリンタ１００の出荷前の工場や製品納入先でニップ幅を規定値に調整する作業が行われた直後に実施されるが、上述したように、ニップ幅の変動が検知されてニップ幅調整機構１８によるニップ幅の調整が行われた直後にも、基準時間設定モードによる処理を実施するようにしてもよい。この場合、ニップ幅調整機構１８によるニップ幅の調整直後に実施される処理で新たに算出された値により、記憶装置２３に記憶されている基準時間Ｔｂａｓｅが更新されることになる。このようにニップ幅調整機構１８によるニップ幅の調整が行われた後に基準時間Ｔｂａｓｅの更新を行うことにより、定着ローラ１５に不可逆的な変形が生じてニップ幅が変動した場合でも、ニップ幅を適正値に調整することが可能となる。
【００５０】
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態にかかる定着装置１１によれば、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間を計測して、この記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間に基づいて、ニップ幅調整機構１８によってニップ幅を調整するようにしているので、ニップ幅の変動に正確に追従してニップ幅の調整を行ってニップ幅を適正値に維持することができ、定着性の安定化を図ることができる。また、本実施形態にかかるカラーレーザプリンタ１００は、このような定着装置１１を備えることによって、高品位な印刷物を安定的に出力することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。例えば、上記の実施形態は、本発明をベルト定着方式の定着装置１１に適用した例であるが、本発明は、ローラ定着方式等、他の方式の定着装置に対しても有効に適用可能である。また、上記の実施形態は、本発明をタンデム方式のカラーレーザプリンタ１００に適用した例であるが、本発明は、定着装置を備えるあらゆる画像形成装置に対して有効に適用可能である。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間に基づいて、ニップ幅調整機構１８によってニップ幅を調整するようにしているが、ニップ部を通過する記録媒体Ｐの所定距離あたりの通過時間に基づいて、例えば、定着温度（ヒータ２０の発熱量）や定着ローラ１５の回転速度など、他の定着条件を調整するようにしても、ニップ幅を直接調整する場合と同様の効果を得ることができる。ただし、定着条件として定着温度を調整する場合には、定着温度が目標温度に到達するまでの間は記録媒体Ｐの搬送を停止させる必要が生じ、また、定着条件として定着ローラ１５の回転速度を調整する場合には、定着ローラ１５の回転速度が遅くなることにより生産性が低下することも想定される。これに対して、上記の実施形態のように、定着条件としてニップ幅を直接調整するようにした場合には、このような生産性の低下を招くことなく、定着装置１１の定着性の安定化を実現することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１  定着装置
１３  定着ベルト
１４  加熱ローラ
１５  定着ローラ
１６  テンションローラ
１７  加圧ローラ
１８  ニップ幅調整機構
１９（１９ａ，１９ｂ）  記録媒体検知センサ
２１  制御部
２１ａ  通過時間算出部
２１ｂ  調整量算出部
２３  記憶装置
１００  カラーレーザプリンタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００８−１３９７２４号公報
【図１】
0005471633.tif 000002
【図２】
0005471633.tif 000003
【図３】
0005471633.tif 000004
【図４】
0005471633.tif 000005
【図５】
0005471633.tif 000006
【図６】
0005471633.tif 000007
【図７】
0005471633.tif 000008