(57)【要約】  【課題】  例えばジョブ中に記録材により熱が奪われることで定着温度の低下が発生するような場合にも、得られる画質の変動を抑制する。  【解決手段】  定着装置７０を通過する用紙の枚数に応じて、定着速度ＶFを変更する。具体的には１ジョブにおいて、例えば１枚目〜２００枚目までは定着速度ＶFを徐々に低下させ、２０１枚目以降は定着速度ＶFを一定とすることで、各用紙に供給される熱量を略一定とする。ここで、１枚目の用紙に対する定着速度ＶFは転写速度ＶTの１.５倍に設定され、２０１枚目以降の用紙に対する定着速度ＶFは転写速度ＶTと同速に設定される。そして、第一ベルト搬送速度ＶB1は転写速度ＶTと同速に設定され、第二ベルト搬送速度ＶB2は定速である第一ベルト搬送速度ＶB1(転写速度ＶT)と変速される定着速度ＶFとの間で順次切り替えられる。  【選択図】  図２
2006251441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着画像が担持された記録材を通過させることにより当該記録材に当該未定着画像を定着する定着手段と、
前記定着手段を加熱する加熱手段と、
前記定着手段を駆動する駆動手段と、
１ジョブの間に前記定着手段を通過する前記記録材の枚数に応じ、当該定着手段を通過する当該記録材によって当該定着手段から奪われる熱を考慮して設定される当該定着手段の駆動速度情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から読み出された前記駆動速度情報に基づいて、前記駆動手段による前記定着手段の駆動速度を制御する制御手段と
を含む定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記記録材が前記定着手段を通過していないときに、前記駆動手段による前記定着手段の駆動速度を変更することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記記憶手段に記憶される前記駆動速度情報は、前記記録材の枚数が所定枚数以下では当該記録材の枚数に応じて前記定着手段の駆動速度を徐々に低下させ、且つ、当該記録材の枚数が当該所定枚数を超えた後は当該定着手段の駆動速度を一定とするものであることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
像担持体に形成された画像を所定の転写速度で記録材に転写する転写部と、
前記転写部で前記記録材に転写された画像を所定の定着速度で加熱定着する定着部と、
前記転写部から前記定着部まで前記記録材を所定の搬送速度で搬送する搬送部とを有し、
前記転写部における前記所定の転写速度は一定に維持され、
前記定着部における前記所定の定着速度は、１ジョブの間に当該定着部を通過する記録材の枚数に応じて低減され、
前記搬送部における前記所定の搬送速度は前記転写速度と前記定着速度との間で可変されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
１ジョブにおける１枚目の記録材が前記定着部を通過するときの前記所定の定着速度は、前記所定の転写速度よりも高速であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部における前記所定の定着速度は、１ジョブの間に当該定着部を通過する記録材の枚数が所定の枚数を超えた後は一定とされることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
１ジョブの間に前記定着部を通過する記録材の枚数が前記所定の枚数を超えた後の前記所定の定着速度は、前記転写速度と同一とされることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記搬送部の記録材搬送方向長さが、使用可能な記録材の最大長さよりも大きいことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記搬送部における前記所定の搬送速度は、記録材の搬送方向後端が前記転写部を通過した後に前記転写速度から前記定着速度に変更され、当該記録材の搬送方向後端が当該搬送部を通過した後に当該定着速度から当該転写速度に変更されることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に形成された未定着画像を定着する定着装置および定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体ドラム等に形成したトナー像を直接あるいは間接的に用紙上に転写し、用紙上に転写された未定着トナー像を加熱・加圧定着することにより用紙上に永久像を形成している。ここで、用紙上の未定着トナー像を加熱・加圧定着する定着装置としては、内部に例えばハロゲンランプ等の加熱源を具備した加熱部材(例えば加熱ロール)と、この加熱部材に圧接配置される加圧部材(例えば加圧ロールや加圧ベルト)とを備えたものが広く用いられている。この定着装置では、加熱部材と加圧部材とのニップ部に用紙を通過させ、加熱部材からの熱と加熱部材および加圧部材による圧力とにより、未定着トナー像を用紙に定着させている。
【０００３】
このような定着装置では、用紙上の未定着トナー像を定着するため、少なくとも１ジョブ中の最終用紙が定着装置のニップ部を通過するまで、加熱部材の表面温度が所定の温度を維持していることが要求される。そこで、加熱部材の表面温度を測定するセンサを設け、このセンサによる温度測定結果に基づいて、加熱源の加熱動作が制御されている(特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３１７０２号公報(第４頁、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、定着装置では、上述したように加熱部材から用紙(および用紙上に形成された未定着トナー像)に熱を与えている。これは、換言すれば、用紙によって加熱部材の熱が奪われていることを意味する。このため、複数の用紙に対して連続して画像形成を行うような場合には、定着装置を通過する用紙が加熱部材の熱を次々に奪っていき、加熱部材の表面温度が徐々に低下していくという事態を招く。このとき、加熱源は加熱部材を加熱しているのであるが、加熱源から受けた熱が加熱部材表面に到達するまでにある程度時間がかかってしまうのに対し、用紙は加熱部材表面から直ちに熱を奪っていく。これにより、加熱ロールの表面温度は直ちに上昇することができず、低下を続けるのである。そして、ある程度の枚数の用紙を出力した後、加熱源から供給される熱と用紙に奪われる熱とが釣り合うようになると、加熱ロールの表面温度は略一定となる。
このため、定着装置では、上述した加熱源から供給される熱と用紙に奪われる熱とが釣り合う温度が最終的な定着温度となるように、画像形成動作開始時の加熱部材の表面温度(目標となる温度)を、この定着温度よりも高い温度に設定することが行われている。
【０００６】
しかしながら、このような設定を行った場合、画像形成動作が開始されてから加熱源から供給される熱と用紙に奪われる熱とが釣り合うまでの期間に定着装置を通過した用紙と、加熱源から供給される熱と用紙に奪われる熱とが釣り合った後に定着装置を通過する用紙とでは、加熱部材の温度が異なるため、用紙および用紙上の未定着トナー像が受ける熱量に違いが生じてしまう。その結果、用紙毎にトナー像の定着度(用紙に対するトナーの付着強さ)やグロス(光沢)が変わり、用紙毎の画像の見栄えが異なることになってしまう。
【０００７】
特に、最近では、軽印刷市場向けに、例えば１分間に４０枚以上のプリント出力を行うことが可能な、所謂高速機と呼ばれる画像形成装置が供給されている。この種の画像形成装置では、１ジョブあたり数百枚から数千枚のプリント出力が行われることもある。また、このような画像形成装置では、当然のことながら、単位時間あたりの用紙供給枚数も多い。したがって、高速機で用いられる定着装置では、このような温度低下の問題が生じやすい。
【０００８】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、例えばジョブ中に記録材により熱が奪われることで定着温度の低下が発生するような場合にも、得られる画質の変動を抑制することにある。
また他の目的は、例えばジョブ中の定着温度の低下に伴って定着速度を変更するような場合にも、一定の生産性を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明が適用される定着装置は、未定着画像が担持された記録材を通過させることにより記録材に未定着画像を定着手段で定着し、定着手段を加熱手段で加熱し、定着手段を駆動手段で駆動し、１ジョブの間に定着手段を通過する記録材の枚数に応じ、定着手段を通過する記録材によって定着手段から奪われる熱を考慮して設定される定着手段の駆動速度情報を記憶手段に記憶し、記憶手段から読み出された駆動速度情報に基づいて、駆動手段による定着手段の駆動速度を制御手段で制御する。
【００１０】
ここで、制御手段は、記録材が定着手段を通過していないときに、駆動手段による定着手段の駆動速度を変更することを特徴とすることができる。また、記憶手段に記憶される駆動速度情報は、記録材の枚数が所定枚数以下では記録材の枚数に応じて定着手段の駆動速度を徐々に低下させ、且つ、記録材の枚数が所定枚数を超えた後は定着手段の駆動速度を一定とするものであることを特徴とすることができる。
【００１１】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、像担持体に形成された画像を所定の転写速度で記録材に転写する転写部と、転写部で記録材に転写された画像を所定の定着速度で加熱定着する定着部と、転写部から定着部まで記録材を所定の搬送速度で搬送する搬送部とを有し、転写部における所定の転写速度は一定に維持され、定着部における所定の定着速度は、１ジョブの間に定着部を通過する記録材の枚数に応じて低減され、搬送部における所定の搬送速度は転写速度と定着速度との間で可変されることを特徴としている。
【００１２】
ここで、１ジョブにおける１枚目の記録材が定着部を通過するときの所定の定着速度は、所定の転写速度よりも高速であることを特徴とすることができる。また、定着部における所定の定着速度は、１ジョブの間に定着部を通過する記録材の枚数が所定の枚数を超えた後は一定とされることを特徴とすることができる。このとき、１ジョブの間に定着部を通過する記録材の枚数が所定の枚数を超えた後の所定の定着速度は、転写速度と同一とされることを特徴とすることができる。さらに、搬送部の記録材搬送方向長さが、使用可能な記録材の最大長さよりも大きいことを特徴とすることができる。そして、搬送部における所定の搬送速度は、記録材の搬送方向後端が転写部を通過した後に転写速度から定着速度に変更され、記録材の搬送方向後端が搬送部を通過した後に定着速度から転写速度に変更されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、記憶手段から読み出された駆動速度情報に基づいて定着手段の駆動速度を制御するようにしたので、例えばジョブ中に記録材により熱が奪われることで定着温度の低下が発生するような場合にも、得られる画質の変動を抑制することができる。
また、本発明によれば、転写部における転写速度を一定とする一方で、搬送部における搬送速度を適宜調整するようにしたので、定着部の例えばジョブ中の定着温度の低下に伴って定着速度を変更するような場合にも、一定の生産性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
図１は本実施の形態が適用された画像形成装置を示している。これは所謂タンデム型、中間転写型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)保持させる像担持体としての中間転写ベルト２０と、中間転写ベルト２０上に転写された重ね画像を記録材としての用紙Ｐに二次転写(一括転写)させる転写部としての二次転写装置３０と、二次転写された画像を記録材としての用紙Ｐ上に定着させる定着手段あるいは定着部としての定着装置７０とを備えている。
【００１５】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０は、矢線Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を書込むレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像を可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上の各色成分トナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ロール１５及び感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１６などの電子写真用デバイスを順次配設したものである。
【００１６】
また、中間転写ベルト２０は、複数(本実施の形態では５つ)の支持ロールに掛け渡され、矢線Ｂ方向に回動するようになっている。これら５つの支持ロールは、中間転写ベルト２０の駆動ロール２１、従動ロール２２および２５、中間転写ベルト２０の張力を調整するテンションロール２３、後述する二次転写装置３０のバックアップロールとして機能するバックアップロール２４からなる。中間転写ベルト２０は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０８〜１０14Ω・ｃｍとなるように形成され、その厚みは例えば０．１ｍｍに設定される。また、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっており、感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト２０に夫々順次静電吸引され、中間転写ベルト２０上に重ねトナー像が形成される。
【００１７】
更に、二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。そして、このバックアップロール２４には二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール３２が当接配置されている。二次転写ロール３１は、表面にカーボンを分散したウレタンゴムのチューブ、内部はカーボンを分散した発泡ウレタンゴムからなり、さらにロール表面にフッ素コートを施し、その体積抵抗が１０3〜１０10Ωでロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば３０°（アスカＣ）に設定される。また、バックアップロール２４は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が７〜１０logΩ／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカＣ）に設定される。
【００１８】
さらに、二次転写ロール３１からみて中間転写ベルト２０の移動方向下流側には二次転写後の中間転写ベルト２０表面を除電する除電器３３が、さらにその下流側には中間転写ベルト２０表面をクリーニングするベルトクリーナ３４が設けられている。一方、二次転写ロール３１からみて中間転写ベルト２０の移動方向上流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ３５が配設されている。また、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)３６が配置されている。この基準センサ３６は、中間転写ベルト２０の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生している。そして、この基準信号の認識に基づくコントローラとしての制御部１００からの指示により、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)は画像形成を開始するように構成されている。なお、制御部１００にはＵＩ(ユーザインターフェース)１１０が接続されており、ユーザからの指示を受け付けることができるようになっている。
【００１９】
さらにまた、用紙搬送系は、用紙トレイ４０からの用紙Ｐを給紙ロール４１にて所定のタイミングで繰り出して搬送ロール４２で搬送し、レジストレーションロール(レジストロール)４３で一旦位置決め停止させた後、所定のタイミングで二次転写位置へと送り込むようになっている。そして、二次転写後の用紙Ｐを、ベルト搬送ユニット８０に導き、搬送部としてのベルト搬送ユニット８０を介して定着装置７０へと搬送するようになっている。ここで、ベルト搬送ユニット８０は、二次転写装置３０側に設けられる第一ベルト搬送装置５０と、定着装置７０側に設けられる第二ベルト搬送装置６０とを有している。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像プロセスについて説明する。ユーザにより例えばＵＩ１１０のスタートスイッチ(図示せず)がオン操作されると、所定の作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置をデジタルカラー複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をカラー画像読み取り装置(図示せず)により読み取り、その読み取り信号を画像信号処理によってデジタル画像信号に変換してメモリに一時的に蓄積し、その蓄積されている四色(Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ)のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行わせる。
【００２１】
すなわち、画像信号処理によって得られた各色のデジタル画像信号に基づいて画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)をそれぞれ駆動する。そして、各画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋでは、帯電器１２により一様に帯電された像担持体としての感光体ドラム１１にデジタル画像信号に応じた静電潜像をレーザ露光器１３にてそれぞれ書き込ませる。そして、形成された各静電潜像を各色のトナーが収容される現像器１４により現像して各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置をカラープリンタとして構成する場合には、外部から入力される画像信号に基づいて各色のトナー像作成を行わせるようにすればよい。
【００２２】
そして、各感光体ドラム１１に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、各一次転写ロール１５に印加される一次転写バイアスによって感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０の表面に一次転写される。このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回動に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは、レジストロール４３によって所定のタイミングで二次転写装置３０の二次転写位置へと搬送され、中間転写ベルト２０(バックアップロール２４)に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐをニップする。そして、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される二次転写電界の作用で、中間転写ベルト２０に担持された重ねトナー像が用紙Ｐに二次転写される。その後、トナー像が転写された用紙Ｐは、ベルト搬送ユニット８０によって定着装置７０へと搬送され、トナー像の定着が行われる。一方、二次転写後の中間転写ベルト２０は、除電器３３によって残留電荷が除電され、また、ベルトクリーナ３４によって残留トナーが除去される。
【００２３】
図２は、上述した画像形成装置のうち、二次転写装置３０、ベルト搬送ユニット８０(第一ベルト搬送装置５０、第二ベルト搬送装置６０)および定着装置７０を示した図である。これらのうち、レジストロール４３には、このレジストロール４３を駆動するレジストロール駆動モータ４３ａが取り付けられている。なお、駆動ロール２１(図１参照)によって回動せしめられる中間転写ベルト２０の回動速度(以下、転写速度という)ＶTは、常時一定(２６６mm/sec)である。また、レジストロール４３と二次転写装置３０との間には、用紙Ｐの通過を検知する用紙検知センサ９０が配設されている。
【００２４】
また、第一ベルト搬送装置５０は、多数の穿孔(図示せず)が設けられた無端状の第一搬送ベルト５１と、この第一搬送ベルト５１を張架する駆動ロール５２および従動ロール５３とを備えている。そして、第一ベルト搬送装置５０は、駆動ロール５２を介して第一搬送ベルト５１を回動させる第一搬送ベルト駆動モータ５４と、第一搬送ベルト５１の内側に設けられ、この第一搬送ベルト５１によって搬送される用紙Ｐ(図示せず)を図示しない穿孔を介して第一搬送ベルト５１に吸着させる吸引ファン５５とを有している。第一搬送ベルト駆動モータ５４は、第一搬送ベルト５１の回動速度(以下、第一ベルト搬送速度という)ＶB1が転写速度ＶTと同一速度(２６６mm/sec)となるように駆動を行っている。
【００２５】
一方、第二ベルト搬送装置６０は、上述した第一ベルト搬送装置５０と同様、多数の穿孔(図示せず)が設けられた無端状の第二搬送ベルト６１と、この第二搬送ベルト６１を張架する駆動ロール６２および従動ロール６３とを備えている。そして、第二ベルト搬送装置６０は、駆動ロール６２を介して第二搬送ベルト６１を回動させる第二搬送ベルト駆動モータ６４と、第二搬送ベルト６１の内側に設けられ、この第二搬送ベルト６１によって搬送される用紙Ｐ(図示せず)を図示しない穿孔を介して第二搬送ベルト６１に吸着させる吸引ファン６５とを有している。第二搬送ベルト駆動モータ６４はステッピングモータからなり、第二搬送ベルト６１の回動速度(以下、第二ベルト搬送速度という)ＶB2を可変できるようになっている。
【００２６】
このように、本実施の形態では、ベルト搬送ユニット８０の第一搬送ベルト５１および第二搬送ベルト６１を、それぞれ独立した異なる速度で回動させることが可能となっている。また、用紙Ｐ(図示せず)の搬送方向上流側に配設される第一搬送ベルト５１および搬送方向下流側に配設される第二搬送ベルト６１の搬送方向長さＬ(記録材搬送方向長さ)は同一となっており、この画像形成装置で使用可能な最大サイズの用紙Ｐ(例えばＡ３ＳＥＦの場合は４２０mm)よりもわずかに大きくなるように設定されている。
【００２７】
また、定着装置７０は、図示しないハロゲンランプ等の加熱源(図示せず、後述)を備えた加熱ロール７１と、この加熱ロール７１に対向して圧接配置される無端状の加圧ベルト７２と、加熱ロール７１を回転駆動する駆動手段としての加熱ロール駆動モータ７３とを有している。加熱ロール駆動モータ７３は例えばＤＣブラシレスモータからなり、加熱ロール７１の回転速度(以下、定着速度という)ＶFを可変できるようになっている。
【００２８】
図３は、定着装置７０の詳細を説明するための図である。
加熱ロール７１は、円筒状の芯金７１ａと、この芯金７１ａ上に設けられる弾性層７１ｂと、弾性層７１ｂの表面に形成される離型層７１ｃとを備えている。ここで、芯金７１ａは、例えばアルミニウム等熱伝導率の高い金属材料で構成することができる。また、弾性層７１ｂは、例えばシリコンゴムなど弾性を有し且つ熱を蓄積できる機能を有する材料で構成することができる。さらに、離型層７１ｃは、例えばフッ素ゴムなど優れた離型性および耐熱性を備えた材料で構成することができる。さらに、加熱ロール７１を構成する芯金７１ａの円筒内部には、内部加熱源として機能する内部ハロゲンランプ７４が配置されている。さらにまた、加熱ロール７１の外周面には、離型層７１ｃと接するように第一外部加熱ロール７５および第二外部加熱ロール７６が設けられている。これら第一外部加熱ロール７５、第二外部加熱ロール７６は、それぞれ第一外部ハロゲンランプ７５ａ、第二外部ハロゲンランプ７６ａを内蔵して回転可能に配設されている。そして、これら第一外部加熱ロール７５および第二外部加熱ロール７６は、加熱ロール駆動モータ７３(図３参照)による加熱ロール７１の回転に伴って従動回転する。また、第二外部加熱ロール７６よりも加熱ロール７１の回転方向下流側であって加熱ロール７１と加圧ベルト７２とが接する定着ニップ領域Ｎよりも加熱ロール７１の回転方向上流側には、加熱ロール７１の表面温度を測定する温度検知センサ７７が加熱ロール７１に接触配置されている。このような接触型の温度検知センサ７７としては、サーミスタを使用したソフトタッチセンサを使用することができる。なお、温度検知センサ７７として、加熱ロール７１から所定距離だけ離間した位置に配設される非接触型センサを用いることもできる。なお、本実施の形態では、内部ハロゲンランプ７４、第一外部ハロゲンランプ７５ａ、および第二外部ハロゲンランプ７６ａが加熱手段としての機能を有している。
【００２９】
また、加圧ベルト７２は、複数(本実施の形態では３つ)の支持ロール７８に掛け渡され、加熱ロール７１に従動して矢印方向に回動するようになっている。これら３つの支持ロール７８は、加圧ロール７８ａ、アイドルロール７８ｂ、およびステアリングロール７８ｃからなる。ここで、加圧ロール７８ａは、加熱ロール７１の最下点よりも回転方向下流側の位置で、加圧ベルト７２を介して加熱ロール７１に圧接配置されている。これにより、加圧ロール７８ａは、加圧ベルト７２を張架支持する機能と、定着後の用紙Ｐのセルフストリッピング性を確保する機能とを有している。また、アイドルロール７８ｂは、加熱ロール７１の最下点から水平方向上流側に配設されており、加圧ベルト７２を張架支持する機能と、未定着画像としての未定着トナー像Ｔが担持された記録材としての用紙Ｐを案内する機能を有している。さらに、ステアリングロール７８ｃは、ロール軸の一端が図示しない変位機構により水平方向に移動可能に配設されている。そして、ステアリングロール７８ｃは、加圧ベルト７２の蛇行を検出する図示しないセンサからの検出信号に基づいてフィードバック制御され、加圧ベルト７２の蛇行を抑制するようになっている。さらにまた、加圧ベルト７２の内側には、加熱ロール７１に向けて加圧ベルト７２を押圧することにより、加熱ロール７１と加圧ベルト７２との間に所定の定着ニップ領域Ｎを形成する加圧パッド７９が取り付けられている。
【００３０】
次に、本実施の形態にかかる画像形成装置の特徴点である定着装置７０における速度(定着速度)の制御手法について詳細に説明する。この画像形成装置では、画像形成動作すなわちジョブ開始からの用紙Ｐの枚数(プリント枚数)に応じて定着速度ＶFの速度調整が行われる。また、定着速度ＶFの速度調整に対応して、第二ベルト搬送速度ＶB2(搬送速度)の速度調整も行われる。
【００３１】
図４は、制御手段としての制御部１００を説明するためのブロック図である。なお、制御部１００は、画像形成装置全体の制御を行っているが、図４には、定着動作の制御に関連する機能ブロックのみを示している。
制御部１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ１０３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。そして、制御部１００には、ジョブ開始からのプリント枚数を計数するためのカウンタ１０４が設けられている。また、この制御部１００には、入出力インタフェース１０５を介して、ＵＩ１１０にて受け付けられたジョブ開始指示情報、画像形成モード情報および１ジョブにおけるプリント枚数情報が入力される。また、制御部１００には、入出力インタフェース１０５を介して、加熱ロール７１(図３参照)に設けられた温度検知センサ７７からの温度情報、用紙検知センサ９０からの用紙検知情報が入力される。さらに、制御部１００は、入出力インタフェース１０５を介して、レジストロール駆動モータ４３ａ、第一搬送ベルト駆動モータ５４、第二搬送ベルト駆動モータ６４、加熱ロール駆動モータ７３、内部ハロゲンランプ７４、第一外部ハロゲンランプ７５ａ、および第二外部ハロゲンランプ７６ａの駆動や点灯などを制御している。なお、ＲＯＭ１０２は、後述するように、本実施の形態における記憶手段として機能している。
【００３２】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、定着動作に関する処理について説明する。なお、本実施の形態では、画像形成動作(ジョブ)が行われていない期間(スタンバイ期間)においても、内部ハロゲンランプ７４、第一外部ハロゲンランプ７５ａ、および第二外部ハロゲンランプ７６ａ(以下の説明では、これらをまとめてハロゲンランプ群と呼ぶことにする)に対する給電制御が行われている。具体的には、温度検知センサ７７による測定温度(加熱ロール７１の表面温度)が設定温度(本実施の形態では後述するように１７５℃)となるように、ハロゲンランプ群への給電(点灯)が制御されている。
【００３３】
まず、ＵＩ１１０を介してユーザからの指示、具体的には画像形成モードの入力が受け付けられ(ステップ１０１)、制御部１００に入力される。ここで、画像形成モードとしては、例えば画像形成に使用される用紙の種類(普通紙、厚紙、薄紙等)、画像形成に使用される色の数(フルカラーまたはモノクロ)等が挙げられる。また、ＵＩ１１０を介して、１ジョブで出力されるプリント枚数(用紙枚数)なども制御部１００に入力される。
次に、制御部１００では、入力された画像形成モードに対応する定着速度テーブルをＲＯＭ１０２から読み出す(ステップ１０２)。そして、読み出された定着速度テーブルに基づいた定着速度スケジュールを設定する(ステップ１０３)。ここで、定着速度スケジュールには、定着装置７０における加熱ロール７１の回転速度(定着速度ＶF)は勿論のこと、ベルト搬送ユニット８０の第一ベルト搬送装置５０における第一搬送ベルト５１の回動速度(第一ベルト搬送速度ＶB1)および第二ベルト搬送装置６０における第二搬送ベルト６１の回動速度(第二ベルト搬送速度ＶB2)も含まれる。なお、ＲＯＭ１０２に格納される定着速度テーブルの詳細については後述する。
【００３４】
そして、制御部１００は、ＵＩ１１０を介してジョブ開始の指示を受け付けたか否かが判断される(ステップ１０４)。ここで、ジョブ開始の指示を受け付けていない場合は、ステップ１０４に戻って指示の受け付けを待つ。一方、ジョブ開始の指示を受け付けた場合、制御部１００は、次に、定着装置７０(加熱ロール７１)およびベルト搬送ユニット８０(第一搬送ベルト５１および第二搬送ベルト６１)の駆動、および、ハロゲンランプ群(内部ハロゲンランプ７４、第一外部ハロゲンランプ７５ａ、および第二外部ハロゲンランプ７６ａ)への給電を開始する(ステップ１０５)。そして、設定された定着速度スケジュールに従って第一ベルト搬送速度ＶB1、第二ベルト搬送速度ＶB2、および定着速度ＶFを設定しながら、順次未定着トナー像Ｔが形成された用紙Ｐの搬送および定着を行う(ステップ１０６)。
【００３５】
その後、ステップ１０１で入力されたプリント枚数が出力されたか、すなわち、ジョブが終了したか否かが判断される(ステップ１０７)。ここで、まだジョブが続行される場合は、ステップ１０６に戻って処理を続行する。一方、ジョブが終了した場合、制御部１００は、定着装置７０(加熱ロール７１)およびベルト搬送ユニット８０(第一搬送ベルト５１および第二搬送ベルト６１)の駆動、および、ハロゲンランプ群への給電を停止して(ステップ１０８)、一連の処理を終了する。なお、ハロゲンランプ群は、温度検知センサ７７による測定温度が設定温度となるように、再び給電の制御が行われる。
【００３６】
ここで、図６は、ＲＯＭ１０２に格納される駆動速度情報としての定着速度テーブルの一例を示している。なお、ここでは、画像形成モードの一つとしての用紙種類(普通紙、厚紙)に対応する定着速度テーブルを例示している。定着速度テーブルは、画像形成モード(ここでは用紙種類)と、各画像形成モード(普通紙、厚紙)における加熱ロール７１の設定温度、第一ベルト搬送速度ＶB1、そして、用紙枚数と定着速度比(定着速度ＶF/第一ベルト搬送速度ＶB1)とが対応付けられている。なお、第二ベルト搬送速度ＶB2は、後述するように第一ベルト搬送速度ＶB1と定着速度ＶFとに基づいて設定されるようになっている。
【００３７】
図６に示す例において、例えば普通紙モードの場合には、加熱ロール７１の設定温度が１７５℃とされ、第一ベルト搬送速度ＶB1は２６６mm/secとされる。この第一ベルト搬送速度ＶB1は、転写速度ＶTと同速である。また、定着速度ＶFは、例えば１枚目の用紙Ｐに対しては第一ベルト搬送速度ＶB1の１.５００倍(この例では３９９mm/sec)とされ、その後２００枚目の用紙Ｐまで順次低速とされるようになっている。そして、２０１枚目の用紙Ｐ以降については、定着速度ＶFが、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速(２６６mm/sec)とされる。一方、例えば厚紙モードの場合には、加熱ロール７１の設定温度が１９０℃とされ、第一ベルト搬送速度ＶB1は２６６mm/secとされる。なお、加熱ロール７１の設定温度が普通紙よりも高いのは、厚紙は普通紙に比べて熱容量が大きく、その分、定着に必要とされる熱の量が多くなるためである。この第一ベルト搬送速度ＶB1は、普通紙の場合と同様、転写速度ＶTと同速である。また、定着速度ＶFは、例えば１枚目の用紙Ｐに対しては第一ベルト搬送速度ＶB1の１.５００倍(この例では３９９mm/sec)とされ、その後１００枚目の用紙Ｐまで順次低速とされるようになっている。そして、１０１枚目の用紙Ｐ以降については、定着速度ＶFが、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速(２６６mm/sec)とされる。
なお、ここでは、画像形成モードとしての用紙種類に対応する定着速度テーブルを例示したが、実際には、この他にも、例えばカラーモードやモノクロモード、片面や両面、通常モードと写真モードなど、種々の画像形成モードに対応する定着速度テーブルが、ＲＯＭ１０２に格納されている。
【００３８】
次に図５に示すステップ１０６における動作について詳細に説明する。図７は、図６に示す普通紙モードで、用紙Ｐ４００枚分の画像形成動作(ジョブ)を実行した場合におけるタイミングチャートを示している。また、図８は、レジストレーションロール４３から定着装置７０まで、用紙Ｐが搬送される状態を示している。なお、図７において、(ａ)はハロゲンランプ群に対する給電動作(ON,OFF)を、(ｂ)は中間転写ベルト２０の転写速度ＶTを、(ｃ)はレジストロール４３の駆動(ON,OFF)を、(ｄ)は用紙検知センサ９０による用紙検知信号(ON,OFF)を、それぞれ示している。また、図７において、 (ｅ)は第一搬送ベルト５１の第一ベルト搬送速度ＶB1を、(ｆ)は第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2を、(ｇ)は加熱ロール７１(および加圧ベルト７２)の定着速度ＶFを、それぞれ示している。さらに、図７において、(ｈ)は、用紙Ｐが用紙検知センサ９０を通過することによってカウントされ、カウンタ１０４に格納されるプリント枚数を示している。
【００３９】
では、図７および図８を参照しながら具体的に説明する。時刻ｔ0でジョブ開始の指示が受け付けられると(図５に示すステップ１０５においてＹｅｓ)、ハロゲンランプ群への給電が開始される。また、中間転写ベルト２０は転写速度ＶT＝２６６mm/secで、第一搬送ベルト５１は第一ベルト搬送速度ＶB1＝２６６mm/secで、第二搬送ベルト６１は第二ベルト搬送速度ＶB2＝２６６mm/secで、それぞれ駆動が開始される。これに対し、定着装置７０の加熱ロール７１は、第一ベルト搬送速度ＶB1(転写速度ＶT)の１.５００倍である定着速度ＶF＝３９９mm/secで駆動が開始される。そして、用紙トレイ４０から１枚目の用紙Ｐの供給が開始される。このとき、レジストロール４３は回転を停止しており、搬送されてきた１枚目の用紙Ｐの先端がレジストロール４３に当接して停止する。
【００４０】
次に、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が二次転写装置３０に到達するタイミングに合わせて、レジストロール４３が回転を開始し、１枚目の用紙Ｐは二次転写装置３０にニップされる。なお、１枚目の用紙Ｐの先端が用紙検知センサ９０に到達したタイミングで用紙検知信号がＯＮになり、その後、この１枚目の用紙Ｐの後端が用紙検知センサ９０を通過したタイミングで用紙検知信号がＯＦＦになる。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像が、１枚目の用紙Ｐに二次転写される。そして、二次転写装置３０を通過し、トナー像(未定着トナー像Ｔ)が担持された１枚目の用紙Ｐは、第一搬送ベルト５１によって搬送される。このとき、第一搬送ベルト５１の第一ベルト搬送速度ＶB1は、転写速度ＶTと同速(２６６mm/sec)に設定されている。したがって、例えば図８(ａ)に示すように、１枚目の用紙Ｐの先端側が第一搬送ベルト５１側にあり、一方で後端側がまだ二次転写装置３０にニップされている状態であるとしても、１枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。なお、この１枚目の用紙Ｐの後端が用紙検知センサ９０を通過したタイミングで、レジストロール４３の駆動は停止され、次の用紙Ｐ(２枚目の用紙Ｐ)の到達を待つことになる。
【００４１】
未定着トナー像Ｔを担持した１枚目の用紙Ｐは、さらに第一搬送ベルト５１から第二搬送ベルト６１へと搬送される。このとき、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速(２６６mm/sec)に設定されている。したがって、例えば図８(ｂ)に示すように、１枚目の用紙Ｐの先端側が第二搬送ベルト６１側にあり、一方で後端側がまだ第一搬送ベルト５１にあったとしても、１枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。
【００４２】
そして、未定着トナー像Ｔを担持した１枚目の用紙Ｐの後端が第一搬送ベルト５１を抜ける。ここで、本実施の形態では、第二搬送ベルト６１搬送方向長さＬが、使用可能な最大サイズの用紙長よりも長く設定されているため、１枚目の用紙Ｐは、図８(ｃ)に示すように、第二搬送ベルト６１のみによって担持、搬送される状態となる。そして、このタイミングすなわち１枚目の用紙Ｐ全体が第二搬送ベルト６１に担持されているときに、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速の２６６mm/secから、定着速度ＶFと同速となる３９９mm/secまで一気に増速される。なお、この増速は、１枚目の用紙Ｐの先端が定着装置７０の定着ニップ領域Ｎに到達するまでに完了する。
【００４３】
その後、未定着トナー像Ｔを担持した１枚目の用紙Ｐは、さらに第二搬送ベルト６１から定着装置７０へと搬送される。このとき、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、上述したように、既に定着速度ＶFと同速(３９９mm/sec)まで増速されている。したがって、例えば図８(ｄ)に示すように、１枚目の用紙Ｐの先端側が定着装置７０にニップされ、一方でこの１枚目の用紙Ｐの後端がまだ第二搬送ベルト６１にあったとしても、１枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。
【００４４】
そして、１枚目の用紙Ｐの後端が第二搬送ベルト６１を通過するタイミングで、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、定着速度ＶFと同速の３９９mm/secから、第一ベルト速度５１の第一ベルト搬送速度ＶB1と同速の２６６mm/secまで一気に減速される。そして、次の用紙Ｐ(２枚目の用紙Ｐ)が搬入されるのを待つことになる。また、１枚目の用紙Ｐの後端が定着装置７０を通過した後に、定着速度ＶFが、定着速度スケジュールにしたがって第一ベルト搬送速度ＶB1の１.５００倍である３９９mm/secから、１.４９５倍である３９８mm/secに変更され、次の用紙Ｐ(２枚目の用紙Ｐ)の到達を待つことになる。
【００４５】
なお、用紙Ｐの後端が第一搬送ベルト５１、第二搬送ベルト６１、あるいは定着装置７０を抜けたか否かは、この用紙Ｐの後端が用紙検知センサ９０を抜けてから(ＯＦＦになってから)の経過時間に基づいて判断されている。したがって、第一搬送ベルト５１と第二搬送ベルト６１との間、第二搬送ベルト６１と定着装置７０との間、あるいは定着装置７０の下流側に、それぞれ用紙検知センサを設ける必要はない。
【００４６】
また、１枚目の用紙Ｐに対する搬送、定着が行われている間に、用紙トレイ４０から２枚目の用紙Ｐの供給が開始される。このとき、レジストロール４３は回転を停止しており、搬送されてきた２枚目の用紙Ｐの先端がレジストロール４３に当接して停止する。
【００４７】
次に、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が二次転写装置３０に到達するタイミングに合わせて、レジストロール４３が回転を開始し、２枚目の用紙Ｐは二次転写装置３０にニップされる。なお、２枚目の用紙Ｐの先端が用紙検知センサ９０に到達したタイミングで用紙検知信号がＯＮになり、その後、この２枚目の用紙Ｐの後端が用紙検知センサ９０を通過したタイミングで用紙検知信号がＯＦＦになる。そして、中間転写ベルト２０上のトナー像が、２枚目の用紙Ｐに二次転写される。そして、二次転写装置３０を通過し、トナー像(未定着トナー像Ｔ：図示せず)が担持された２枚目の用紙Ｐは、第一搬送ベルト５１によって搬送される。このとき、第一搬送ベルト５１の第一ベルト搬送速度ＶB1は、転写速度ＶTと同速(２６６mm/sec)に設定されている。したがって、例えば図８(ａ)に示すように、２枚目の用紙Ｐの先端側が第一搬送ベルト５１側にあり、一方で後端側がまだ二次転写装置３０にニップされている状態であるとしても、２枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。なお、この２枚目の用紙Ｐの後端が用紙検知センサ９０を通過したタイミングで、レジストロール４３の駆動は停止され、次の用紙Ｐ(３枚目の用紙Ｐ)の到達を待つことになる。
【００４８】
未定着トナー像Ｔを担持した２枚目の用紙Ｐは、さらに第一搬送ベルト５１から第二搬送ベルト６１へと搬送される。このとき、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速(２６６mm/sec)に設定されている。したがって、例えば図８(ｂ)に示すように、２枚目の用紙Ｐの先端側が第二搬送ベルト６１側にあり、一方で後端側がまだ第一搬送ベルト６１にあったとしても、２枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。
【００４９】
そして、未定着トナー像Ｔを担持した２枚目の用紙Ｐの後端が第一搬送ベルト５１を抜ける。ここで、本実施の形態では、第二搬送ベルト６１搬送方向長さＬが、使用可能な最大サイズの用紙長よりも長く設定されているため、２枚目の用紙Ｐは、図８(ｃ)に示すように、第二搬送ベルト６１のみによって担持、搬送される状態となる。そして、このタイミングすなわち２枚目の用紙Ｐ全体が第二搬送ベルト６１に担持されているときに、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、第一ベルト搬送速度ＶB1と同速の２６６mm/secから、変更された定着速度ＶFと同速となる３９８mm/secまで一気に増速される。なお、この増速は、２枚目の用紙Ｐの先端が定着装置７０の定着ニップ領域Ｎに到達するまでに完了する。つまり、２枚目の用紙Ｐに対しては、１枚目の用紙Ｐのときと第二搬送ベルトＶB2の増速度合いが異なる。
【００５０】
その後、未定着トナー像Ｔを担持した２枚目の用紙Ｐは、さらに第二搬送ベルト６１から定着装置７０へと搬送される。このとき、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、上述したように、既に定着速度ＶFと同速(３９８mm/sec)まで増速されている。したがって、例えば図８(ｄ)に示すように、２枚目の用紙Ｐの先端側が定着装置７０にニップされ、一方でこの１枚目の用紙Ｐの後端がまだ第二搬送ベルト６１にあったとしても、２枚目の用紙Ｐはスムースに搬送されることになる。
【００５１】
そして、２枚目の用紙Ｐの後端が第二搬送ベルト６１を通過するタイミングで、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は、定着速度ＶFと同速の３９８mm/secから、第一ベルト速度５１の第一ベルト搬送速度ＶB1と同速の２６６mm/secまで一気に減速される。そして、次の用紙Ｐ(３枚目の用紙Ｐ)が搬入されるのを待つことになる。また、２枚目の用紙Ｐの後端が定着装置７０を通過した後に、定着速度ＶFが、定着速度スケジュールにしたがって第一ベルト搬送速度ＶB1の１.４９５倍である３９８mm/secから、１.４９２倍である３９７mm/secに変更され、次の用紙Ｐ(３枚目の用紙Ｐ)の到達を待つことになる。
以降、２００枚目の用紙Ｐまで、定着速度ＶFが徐々に第一ベルト搬送速度ＶB1へと近づくように減速されながら、用紙Ｐの搬送および定着が行われる。また、その間、第二ベルト搬送速度ＶB2は、一定速度である第一ベルト搬送速度ＶB1と徐々に減速される定着速度ＶFとの間で、順次切り替えられることになる。
【００５２】
そして、２０１枚目の用紙Ｐに対しては、第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2および加熱ロール７１(加圧ベルト７２)の定着速度ＶFが、定着速度スケジュールにしたがって第一ベルト搬送速度ＶB1の１.０００倍、すなわち第一ベルト搬送速度ＶB1と同速(２６６mm/sec)に設定されることになる。以降、ジョブの最終用紙となる４００枚目の用紙Ｐまで、第二ベルト搬送速度ＶB2および定着速度ＶFは第一ベルト搬送速度ＶB1と同速に設定され続ける。
【００５３】
その後、４００枚目の用紙Ｐが定着装置７０から排出された後の時刻ｔ1でハロゲンランプ群への給電、中間転写ベルト２０、第一搬送ベルト５１、第二搬送ベルト６１、および加熱ロール７１の駆動が停止され、一連のジョブを終了する。
【００５４】
このように、本実施の形態にかかる画像形成装置では、ジョブ中の転写速度ＶTはプリント枚数にかかわらず一定とされる一方で、ジョブ中の定着速度ＶFについては、ジョブの初期段階ではプリント枚数の増加に応じて徐々に転写速度ＶT(第一ベルト搬送速度ＶB1)に近づくように減速され、且つ、ジョブ中に一定のプリント枚数を出力した後では一定すなわち転写速度ＶTと同速に維持される。以下、このような設定を行った理由について説明する。
【００５５】
図９は、本実施の形態にかかる画像形成装置を用いて、１０００枚の用紙Ｐをプリントアウトした場合における定着装置７０(加熱ロール７１)の定着温度、すなわち、温度検知センサ７７による温度測定結果を示している。なお、図９では、用紙Ｐとして普通紙が用いられており、したがって初期状態(プリントアウト開始時)における定着温度は１７５℃に設定されている。また、図９に示す例では、プリントアウト開始時からずっとハロゲンランプ群による加熱ロール７１の加熱が行われている。
【００５６】
同図より、用紙Ｐとして普通紙を用いた場合には、プリントアウト開始時から定着温度が１７５℃から降下を開始し、約２００枚の用紙Ｐをプリントアウトした後に、１５５℃で略一定となることが理解される。これは、次の理由による。プリントアウトが開始されると、用紙Ｐは加熱ロール７１および加圧ベルト７２にニップされて定着されるのであるが、このとき、用紙Ｐは加熱ロール７１から熱を奪う。このとき、加熱ロール７１は、ハロゲンランプ群により加熱されているのであるが、初期状態においては加熱ロール７１の表面に供給される熱よりも加熱ロール７１の表面から奪われる熱の方が大きくなる。これを具体的に説明すると、加熱ロール７１の表面には、第一外部加熱ロール７５および第二外部加熱ロール７６から直接に熱が供給されているのであるが、これだけでは加熱ロール７１の温度降下を防止するのに不十分である。また、加熱ロール７１内に設けられる内部ハロゲンランプ７４からは、蓄熱性を有する弾性層７１ｂや離系層７１ｃを介して加熱ロール７１の表面に熱が供給されるため、実際に加熱ロール７１の表面に熱が供給されるまでにはタイムラグが生じる。このため、ジョブの初期段階で定着温度の降下が発生する。
【００５７】
また、図１０は、定着速度ＶFをパラメータとしたときの、定着温度と定着後の用紙Ｐに対するトナー像の定着度との関係を示している。なお、図１０には、定着速度ＶFが転写速度ＶT(第一ベルト搬送速度ＶB1と同速)に対して１.５０倍、１.３４倍、１.００倍とされた場合を例示している。同図より、まず、定着温度が高いほど、定着度が高くグロスの高い画像が得られていることが理解される。したがって、定着速度ＶFが一定であるとすると、例えば定着温度が１７５℃の場合と１５５℃の場合とでは、得られる定着度が異なること、具体的には、定着温度が低いほど定着度が低くなることが理解される。また、同図より、定着温度が一定であるとすると、例えば定着速度ＶFが転写速度ＶTの１.５０倍に設定される場合と転写速度ＶTと同速(１.００倍)に設定される場合とでは、得られる定着度が異なること、具体的には、定着速度ＶFが低速であるほど定着度が高くなることが理解される。
定着では、単位時間あたりに用紙Ｐ(および用紙Ｐ上の未定着トナー像Ｔ)が受ける熱量によって定着度が決まる。つまり、定着速度ＶFと定着温度との相関関係に基づいて定着度が決定されるのである。したがって、図１０から明らかなように、定着温度/定着速度ＶFの比が一定となるようにすれば、得られる定着度は略一定となる。
【００５８】
そこで、本実施の形態では、図１１に示すように、プリント枚数による温度変化に対応した定着速度比(定着速度ＶF/第一ベルト搬送速度ＶB1)が設定され、このようにして設定された枚数毎の定着速度比が、画像形成モード毎の定着速度テーブルとしてＲＯＭ１０２に格納されるようになっている。そして、例えば用紙Ｐとして普通紙が用いられる場合には、定着温度が１５５℃よりも高くなる１枚目から２００枚目の用紙Ｐに対しては、定着速度ＶFを第一ベルト搬送速度ＶB1(転写速度ＶT)よりも高速とし、しかも、この間においては、プリント枚数の増加すなわち定着温度の降下に応じて定着速度ＶFを徐々に低下させることで、定着度を一定に維持することができる。また、定着温度が１５５℃で略一定となる２０１枚目以降の用紙Ｐに対しては、定着速度ＶFを第一ベルト搬送速度ＶB1(転写速度ＶT)と同速とすることで、定着度を一定に維持することができる。
【００５９】
図１２は、プリント枚数と得られる定着度との関係との関係を示すものであり、実線は本実施の形態にかかる画像形成装置を用いた場合を、一点鎖線はプリント枚数にかかわらず定着速度ＶFを一定(２６６mm/sec)に設定した従来の場合を、それぞれ示している。同図より、本実施の形態ではプリント枚数の増加にかかわらず定着度が一定に維持されていることが理解される。一方、従来の場合には、ジョブの初期段階において、定着度が下がり、２００枚目を超えた後に一定となっていることが理解される。なお、この例では、定着度７７で一定としているが、要求される画質等に応じて、設定される定着度の大きさは異なる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態では、用紙Ｐのプリント枚数に応じて定着速度ＶFを変更するようにしたので、定着装置７０を通過する各用紙Ｐに対して与える熱量を略一定とすることができる。このため、定着後の各用紙Ｐに形成されるトナー像の定着度を略一定とすることが可能になる。特に、本実施の形態にかかる画像形成装置では、通紙開始からの温度低下を見込んで定着温度の初期値が設定されているため、ジョブ開始から例えば１００枚程度の用紙に対する定着温度が徐々に低下する。これに対し、本実施の形態で説明した手法を用いることにより、ジョブ開始からの初期段階における定着後のトナー像の定着度(グロス)の変化を防止することができる。
特に、本実施の形態では、用紙Ｐが定着ニップ領域Ｎに存在しない期間、すなわち用紙Ｐ間で定着速度ＶFを変更するようにした。このため、１枚の用紙Ｐを定着している途中で定着速度ＶFが変動するといった事態は生じず、１枚の用紙Ｐ内における速度変動による定着度やグロスの変動を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、ベルト搬送ユニット８０を第一ベルト搬送装置５０および第二ベルト搬送装置６０で構成した。そして、第一ベルト搬送装置５０における第一搬送ベルト５１の第一ベルト搬送速度ＶB1は中間転写ベルト２０の転写速度ＶTと同一とする一方で、第二ベルト搬送装置６０における第二搬送ベルト６１の第二ベルト搬送速度ＶB2は第一ベルト搬送速度ＶB1(転写速度ＶT)とプリント枚数の応じて減速あるいは一定の速度とされる定着速度ＶFとの間で順次切り替えるようにした。このため、二次転写装置３０から定着装置７０まで、用紙Ｐをスムースに搬送することができる。そして、本実施の形態では、ベルト搬送ユニット８０内で用紙Ｐの搬送速度が切り替えられるため、定着速度ＶFの設定値とは無関係に、転写速度ＶTを一定に保つことができ、一定の生産性を維持することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態では、例えば１枚目から２００枚目の用紙Ｐに対し、用紙Ｐ１枚毎に定着速度ＶFを変更していたが、これに限られるものではなく、例えば用紙Ｐ１０枚毎あるいは２０枚毎に定着速度ＶFを変更するようにしてもよい。これは、例えば無段階で回転速度を変更することができないモータを加熱ロール駆動モータ７３として使用する場合などに有効である。
【００６３】
なお、本実施の形態では、タンデム型且つ中間転写型の画像形成装置を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、定着装置７０を備えた各種画像形成装置に適用することができる。また、本実施の形態では、加熱ロール７１と加圧ベルト７２とを備えた定着装置７０を例に説明を行ったが、これに限られるものではなく、加熱ロールと加圧ロールとの組み合わせや、加熱ベルトと加圧ベルトとの組み合わせなど、用紙Ｐをニップして定着するタイプのものであれば、適宜適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を説明するための図である。
【図２】ベルト搬送ユニットの拡大図である。
【図３】定着装置を説明するための図である。
【図４】制御部の機能を説明するためのブロック図である。
【図５】定着動作における処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＲＯＭに格納される定着速度テーブルの一例を示す図である。
【図７】画像形成動作(ジョブ)を実行した場合におけるタイミングチャートである。
【図８】(ａ)〜(ｄ)は、用紙の搬送を説明するための図である。
【図９】プリント枚数と定着温度との関係を示すグラフ図である。
【図１０】定着速度をパラメータとしたときの、定着温度と定着後の用紙に対するトナー像の定着度との関係を示すグラフ図である。
【図１１】プリント枚数と速度設定比との関係を示すグラフ図である。
【図１２】プリント枚数と得られる定着度との関係との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)…画像形成ユニット、２０…中間転写ベルト、２４…バックアップロール、３０…二次転写装置、３１…二次転写ロール、４０…用紙トレイ、４３…レジストレーションロール(レジストロール)、４３ａ…レジストロール駆動モータ、５０…第一ベルト搬送装置、５１…第一搬送ベルト、５４…第一搬送ベルト駆動モータ、６０…第二ベルト搬送装置、６１…第二搬送ベルト、６４…第二搬送ベルト駆動モータ、７０…定着装置、７１…加熱ロール、７１ａ…芯金、７１ｂ…弾性層、７１ｃ…離型層、７２…加圧ベルト、７３…加熱ロール駆動モータ、７４…内部ハロゲンランプ、７５…第一外部加熱ロール、７６…第二外部加熱ロール、７７…温度検知センサ、７９…加圧パッド、８０…ベルト搬送ユニット、９０…用紙検知センサ、１００…制御部、１１０…ＵＩ、ＶT…転写速度、ＶF…定着速度、ＶB1…第一ベルト搬送速度、ＶB2…第二ベルト搬送速度
【図１】
2006251441.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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