(57)【要約】【課題】画像ノイズや転写ノイズ、複写倍率のずれ、カラー画像の場合の色ずれ、搬送ガイドこすれ等が発生することのない画像形成装置を提供すること。【解決手段】潜像を担持する像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、該現像剤像を未定着画像として記録材に転写する転写手段と、該未定着画像を加熱することにより前記記録材に定着させる定着手段と、定着手段に対する前記記録材の排出のための排紙搬送手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段を回転駆動する定着駆動源と、前記転写手段と前記排紙搬送手段とを同一に駆動する搬送駆動源を有し、前記定着駆動源の回転速度を制御する制御手段とを備え、定着手段が搬送する記録材の搬送速度が基準の搬送速度に整合しない搬送状態と判断されたとき、前記駆動源の回転速度を基準の記録材搬送速度に整合させるよう制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、該現像剤像を未定着画像として記録材に転写する転写手段と、該未定着画像を加熱することにより前記記録材に定着させる定着手段と、定着手段に対する前記記録材の排出のための排紙搬送手段とを有する画像形成装置において、
前記定着手段を回転駆動する定着駆動源と、前記転写手段と前記排紙搬送手段とを同一に駆動する搬送駆動源を有し、前記定着駆動源の回転速度を制御する制御手段とを備え、定着手段が搬送する記録材の搬送速度が基準の搬送速度に整合しない搬送状態と判断されたとき、前記駆動源の回転速度を基準の記録材搬送速度に整合させるよう制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段の搬送状態検出手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記搬送状態検出手段は、定着手段の回転速度を検出する回転速度検出手段であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記搬送状態検出手段は、記録材の状態を検知する記録材状態検出手段であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記記録材状態検出手段は、記録材のループ状態を検出するためのループ状態検出手段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】
前記記録材状態検出手段は、記録材の搬送速度を検出するための搬送速度検出手段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７】
前記定着手段と前記排紙搬送手段との間にカール付けローラを配置したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記カール付けローラの記録材搬送速度は、常に定着手段の記録材搬送速度よりも速く設定されていることを特徴とする請求項７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、画像形成装置の定着前後の記録材搬送方法及び駆動構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は画像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図であり、カラー画像の画像形成で説明する。
【０００３】
例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する、平行に配置された４つの画像形成媒体である感光体ドラムａ（イエロー）・ｂ（マゼンタ）・ｃ（シアン）・ｄ（ブラック）と、これら感光ドラムａ〜ｄの上部に、これを縦断する態様で配置された転写搬送手段である中間転写ベルト２を備える。
【０００４】
不図示のモータにより駆動される感光体ドラムａ，ｂ，ｃ，ｄの周囲には、それぞれ不図示の一次帯電器、現像器、転写帯電器が配置され、それらがプロセスカートリッジ１ａ〜１ｄとしてユニット化されている。
【０００５】
又、感光ドラムａ〜ｄの下方にはポリゴンミラー等で構成される露光装置６が配置される。
【０００６】
先ず、感光ドラムａには、原稿のイエロー成分色の画像信号によるレーザー光が露光装置６のポリゴンミラー等を介して投射され、感光ドラムａ上に静電潜像が形成され、これに現像器からイエロートナーを供給して現像し、静電潜像がイエロートナー像として可視化される。
【０００７】
このトナー像が感光ドラムａの回転に伴って、感光ドラムａと中間転写ベルト２とが当接する１次転写部位に到来すると、転写帯電部材２ａに印加した１次転写バイアスによって感光ドラムａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト２に転写される（１次転写）。
【０００８】
中間転写ベルト２のイエロートナー像を担持した部位が画像形成部に移動すると、このときまでに画像形成部において上記と同様な方法で感光ドラムｂ上にマゼンタトナー像が形成され、このマゼンタトナー像がイエロートナー像上から中間転写ベルト２に転写される。
【０００９】
同様に、中間転写ベルト２が移動するに連れて、画像形成部のそれぞれの１次転写部位においてシアントナー像、ブラックトナー像が前記のイエロートナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。
【００１０】
一方、記録材Ｐはカセット４に収納されている。
【００１１】
記録材Ｐは、カセット４からピックアップローラ８により１枚ずつ送り出され、レジストローラ９でタイミングを合わされた後、２次転写部位に達し、２次転写ローラ対３に印加した２次転写バイアスによって、中間転写ベルト２上の４色のトナー像が記録材Ｐ上に一括して転写される（２次転写）。
【００１２】
４色のトナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ガイド２０に案内されて定着ローラ対５に搬送され、そこで熱及び圧力を受けて定着され、これにより各色のトナーが溶融混色して記録材Ｐに固定されたフルカラーのプリント画像とされた後、定着ローラ対５の下流に設けられた排紙搬送ローラ対８によって排紙トレイ７に排紙される。
【００１３】
又、定着ローラ対５の内部にはヒ−タが配置されており、定着ロ−ラの表面温度が所定の定着温度になるように温度制御が行われる。
【００１４】
このような画像形成装置により記録材Ｐ上に形成された画像の質は、定着ローラ対５から受ける熱エネルギや圧力エネルギにより変化することは既に知られており、特に、記録材Ｐ上に大量のトナーを付着させて形成されるカラー画像では、トナー付着量の少ない白黒画像に比較して、画質、特に光沢ばかりでなく、記録材の搬送速度にも影響を受け易い。
【００１５】
又、記録材Ｐの熱容量の違い、即ち記録材Ｐが薄手の紙か厚手の紙か、ＯＨＰフイルムか等によっても画質や記録材の搬送速度が変化する。
【００１６】
又、上記した記録材Ｐが定着ローラ対５から受ける熱エネルギや圧力エネルギは、定着温度、定着ローラの間に形成されるニップ幅、定着ローラ対５を通過する速度（定着ローラ対５における搬送速度）等により変動する。
【００１７】
一方、駆動構成は幾つかの構成が挙げられる。
【００１８】
先ず、一例として図８に示すように２次転写ローラ対３等の画像形成に関わる部分では転写モータＭ３を用い、定着ローラ対５を含む定着後の搬送路に配置された排紙搬送手段８は定着モータＭ１で駆動される。
【００１９】
一般に、図８に示すような構成では、定着ローラ対５からアイドラギアを介して、排紙搬送手段８へ駆動伝達される。
【００２０】
次の例として、図９に示すように、２次転写ローラ対３を駆動する転写モータＭ３と定着ローラ対５を駆動する定着モータＭ１と排紙搬送ローラ対を駆動する排紙モータＭ４をそれぞれ搭載している構成のものもある。
【００２１】
次の例として、図１０に示すように、装置内の回転体全てを共通の駆動源から動力を得るように構成されているものもある。
【００２２】
【特許文献１】特許第２５６０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
一般に、定着ロ−ラ対により記録材Ｐ上のトナー像を定着させるときは、記録材Ｐと未定着のトナーに熱エネルギが奪われるので、その分定着ロ−ラ対の温度が低下する。
【００２４】
特に、画像形成動作を連続して実行する場合は、１枚の記録材の定着処理により奪われたエネルギが十分に回復せず、定着ロ−ラの温度が低下したまま次の記録材の定着処理が開始される場合がある。
【００２５】
この対処としては、ヒータへの供給電力を増加（ヒータ容量の増加）させることにより、比較的長時間の間隔でみれば供給エネルギと消費エネルギとを均衡させることができるが、定着ローラの表面に耐熱ゴム等の熱応答性の悪い材料が使用されている場合は、尚、一時的に定着ローラの温度が低下してしまう場合がある。
【００２６】
このため、定着ローラに発生する温度変化は定着ローラの外径の変化となって現れるから、定着ローラ対を通過する記録材の搬送速度が変化することになる。
【００２７】
特に、カラー画像形成装置の定着装置では、定着ローラの表層部にシリコンゴム等の耐熱ゴムを使用するが、耐熱ゴムは熱膨脹率が大きいため、定着ローラの温度変化による定着ローラの外径の変化が大きく、定着ローラ対における記録材の搬送速度が大きく変化することになる。
【００２８】
このため、定着ローラの温度が低下して定着ローラの外径が基準寸法よりも縮小したときは、２次転写ローラ対と排紙搬送ローラ対による記録材搬送速度の方が定着ローラ対での記録材搬送速度よりも速いから、２次転写ローラ対〜定着ローラ対間では記録材ＰにループＬが発生し、定着ローラ対〜排紙ローラ対間では記録材Ｐは引張り状態となる（図１１参照）。
【００２９】
このとき、２次転写ローラ対〜定着ローラ対間では記録材上の未定着トナーが周辺の搬送ガイド等に付着して画像不良を発生させたり、剛性の大きな厚紙を流した場合は、転写ローラ対の搬送力が低いと転写ローラ部でスリップが生じ、画像が縮んでしまう。
【００３０】
又、定着ローラ対〜排紙搬送ローラ対間では定着ローラ対によって記録材上に定着されたトナー像が定着直後では、定着ローラ対と搬送ローラ対で引っ張り合いをするため、熱によってトナーが溶融したままで完全に固着されていない状態では、その近辺で屈曲した搬送路等がある場合は、２次転写ローラ対〜定着ローラ対間で、搬送ガイド等との擦れを生じてしまう。
【００３１】
逆に、定着ローラの温度が上昇して定着ローラの外径が基準寸法よりも大きくなったときは、２次転写ローラ対と排紙搬送ローラ対による記録材搬送速度の方が定着装置での記録材搬送速度よりも遅いから、２次転写ローラ対〜定着ローラ対間では記録材Ｐが引張り状態になり、定着ローラ対〜排紙搬送ローラ対間では記録材ＰにループＬが発生する（図１２参照）。
【００３２】
このとき、２次転写ローラ対〜定着ローラ対間では定着ローラにより記録材が転写位置から強制的に引き出されることになり、転写ノイズ（転写時の画像の乱れ）が発生したり、複写倍率のずれ、カラー画像の場合には色ずれが発生する。
【００３３】
又、定着ローラ対〜排紙搬送ローラ対間では定着ローラ対によって記録材上に定着されたトナー像が定着直後では、熱によってトナーが溶融したままで完全に固着されていない状態であるので、ガイド間でうねりを生じ、搬送ガイド等にこすれを生じてしまう
図１０に示す駆動構成では常に、２次転写ローラ対、定着ローラ対、排紙搬送ローラ対は同期して回転するので、このような諸弊害に対応することは困難である。
【００３４】
２次転写ローラ対〜定着ローラ対間の搬送を安定化させるために、特許文献１（特許第２５６０７７９号公報）では、転写〜定着間にループ検出センサを設け、定着ローラの駆動を制御しているが、定着後の排紙搬送手段も定着駆動の制御に連動する場合、つまり、図８に示す構成が殆どで、カラー画像のようにトナーが大量に載った場合等は、搬送路が短く屈曲していると、記録材が十分に冷却されていないため、定着ローラ対と排紙搬送ローラ対の間にあるガイドに擦れたりする問題があった。
【００３５】
又、駆動構成が、図９に示すような構成では、各々のローラ対にそれぞれモータが取り付けられているので、各ローラ対に対して詳細な制御は可能であるが、装置全体の小型化や制御が複雑化するため、モータや制御に要するコストが高くなってしまう。
【００３６】
本発明は、装置小型化のために搬送路を短くしたり、搬送路を屈曲させたりする際に、周速変動の大きい定着ローラ対の前後の搬送路で生じる問題点、即ち画像ノイズや転写ノイズ、複写倍率のずれ、カラー画像の場合の色ずれ、搬送ガイドこすれ等が発生することのない画像形成装置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】
【００３７】
上記目的を達成するため、本発明は、潜像を担持する像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、該現像剤像を未定着画像として記録材に転写する転写手段と、該未定着画像を加熱することにより前記記録材に定着させる定着手段と、定着手段に対する前記記録材の排出のための排紙搬送手段とを有する画像形成装置において、前記定着手段を回転駆動する定着駆動源と、前記転写手段と前記排紙搬送手段とを同一に駆動する搬送駆動源を有し、前記定着駆動源の回転速度を制御する制御手段とを備え、定着手段が搬送する記録材の搬送速度が基準の搬送速度に整合しない搬送状態と判断されたとき、前記駆動源の回転速度を基準の記録材搬送速度に整合させるよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る画像形成装置の定着手段は、トナーの載り量、記録材の種類で搬送速度が変化するばかりでなく、トナー像の定着処理によって定着ローラからエネルギが奪われるために定着ローラの温度が低下したり、又、連続的に画像形成動作を実行した場合に定着ローラの温度が上昇する等して定着ローラの外径が変化し、この結果、定着手段の搬送速度の変化が生じるため、定着手段を独立に駆動する定着モータと、その前後の搬送手段を同期して駆動する搬送モータを配設し、制御手段により定着モータの回転速度を制御することによって、安定した記録材の搬送状態にするように制御するものである。
【００３９】
これにより、記録材の転写手段と定着手段との間に発生する種々の障害、即ち、記録材がループ及び引張り合いをして、記録材が周辺の搬送ガイド等に接触して画像ノイズ（画像の乱れ）が発生する障害や、記録材が転写装置から強制的に引き出されて転写ノイズ（転写時の画像の乱れ）が発生したりする問題を未然に防ぐばかりでなく、定着手段と排紙搬送手段の間に発生する種々の障害、即ち、記録材がループ及び引張り合いをして、搬送ガイド等に接触してリブ跡等の画像ノイズ（画像の乱れ）が発生する障害を未然に防止することができる。
【００４０】
又、転写手段と排紙搬送手段を同一のモータで駆動していることから、どのようなモードであっても精度良く同期して回転され、定着手段の速度制御に対する外乱要因が少なくなることから、転写手段と定着手段の間の搬送路と、定着手段と排紙搬送手段との搬送路で安定した記録材の搬送を行うことができる。
【００４１】
更に、転写手段と排紙搬送手段を同一のモータで駆動しているため、装置全体の小型化を行うことができる他、それぞれの搬送手段に対して制御に対する負荷が低減するため、全体としてコストの低減にも繋がる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４３】
図１は本発明の実施の形態の画像形成装置の構成の概略を説明する断面図である。尚、一連の画像形成の流れは既知であるので、省略する。
【００４４】
定着ローラ対５は、感光体、現像器、中間転写ベルト、排紙搬送ローラ等の駆動源から独立した駆動源である不図示の定着モータＭ１により駆動される。
【００４５】
定着モータは、後述する定着モータ制御回路２４により速度制御され、定着ローラ５ａの回転速度を調整できるモータであれば良く、例えばパルスモータが使用される。
【００４６】
一方、２次転写ローラ対３及び排紙搬送ローラ対８は、それぞれの周速を種々のモードの時であっても精度良く同期させるため、同一駆動モータＭ２で駆動される。
【００４７】
先に発明の課題で説明したように、定着ローラ対５の駆動を一定の回転速度で回転させ、２次転写ローラ対３と排紙搬送ローラ対８を一定速度（基準搬送速度）で回転させた場合には、定着ローラ対５の温度が低下してローラ外径が基準寸法よりも縮小したとき、２次転写ローラ対３と排紙搬送ローラ対８による記録材搬送速度（基準搬送速度）の方が定着ローラ対５での記録材搬送速度よりも速くなり、逆に定着ローラ５ａの温度が上昇してローラ外径が基準寸法よりも大きくなったときは、基準搬送速度の方が定着ローラ対５での記録材搬送速度よりも遅くなる。
【００４８】
このとき、２次転写ローラ対３〜定着ローラ対５間の第１の搬送路２０でループができた場合には、定着ローラ対５〜排紙搬送ローラ対８との間の第２の搬送路２１で引張り合いをし、逆に２次転写ローラ対３〜定着ローラ対５間の第１の搬送路２０で引張り合いをした場合には、定着ローラ対５〜排紙搬送ローラ対８との間との第２の搬送路２１でループが生じる。
【００４９】
このため、第１の搬送路２０と第２の搬送路２１で生じる記録紙Ｐのループや引張り状態を安定した搬送状態にするために、制御手段２５によって定着モータＭ１によって定着ローラ対５の回転速度を高め、或は低める制御を行う。
【００５０】
即ち、３つのローラ対の間に配置された定着ローラ対５の速度を調整することで互いの搬送路での紙搬送を安定化させることができる。
【００５１】
定着ローラ対５の速度変動は、先にも述べたように、記録材の種類、トナーの載り量の他、記録材の連続通紙枚数やプリント終了からプリント開始までの間欠時間によっても様々に変化する。
【００５２】
このため、図２に示すように、定着モータＭ１の回転制御は種々のモードによってテーブルが割り当てられており、各種モードを検知することにより、それらの速度テーブルから定着モータ速度を決定し、制御手段２５により定着モータＭ１を回転駆動している。回転速度の設定値（上げ、下げの幅）は、実験により最適値を決定すると良い。
【００５３】
尚、第２の搬送路２１上でカール付けローラ対等を配置したものがあるが、常に定着ローラ対５よりも搬送速度が速く、且つ、搬送力を低く設定して、搬送中はスリップしている状態であれば良い。
【００５４】
＜実施の形態２＞
図３はセンサにより定着ローラ対５の搬送状態を検知した一例を示したものである。
【００５５】
本実施の形態は定着ローラ５ａ近傍に非接触に配置し、回転速度センサ２４ａにより定着ローラ５ａの回転速度を検出している。
【００５６】
駆動構成は実施の形態１の場合と同様で、定着ローラ対５は独立した定着モータＭ１で駆動され、２次転写ローラ対３と排紙搬送ローラ対８は同一駆動源で回転している。
【００５７】
図４に示すフローチャートは、定着ローラ５ａ近傍に非接触に配置された回転速度センサ２４ａにより定着ローラ５ａの回転速度を検出し、定着ローラ対の回転速度を制御する処理を示すものである。
【００５８】
検出された回転速度が所定の回転速度より速いときは制御手段２５によって定着モータＭ１の回転速度を下げ、検出された搬送速度が所定の回転速度より遅いときは制御手段２５によって定着モータＭ１の回転速度を上げ、主ルーチンに戻る。
【００５９】
回転速度の変更幅（上げ、下げの幅）は、大き過ぎると回転速度の変動が激しくなって乱調を起こす危険があるので、実験により最適値を決定すると良い。
【００６０】
＜実施の形態３＞
図５はセンサにより定着ローラ対５搬送状態を検知した一例を示したものである
本実施の形態は搬送状態検出手段として、記録材の状態を検出する構成を用いている。記録材の状態としては、記録材のループの形成状態を検出する構成にしている。
【００６１】
センサとしてフォトインタラプタ２４ｂを用いており、記録材Ｐと接触するセンサーレバーＬの揺動状態をフォトインタラプタ２４ｂが検知し、制御手段２５を介して定着ローラ対５の回転制御を行っている。
【００６２】
尚、駆動構成は実施の形態１及び２の場合と同様で、定着ローラ対５は独立した定着モータＭ１で駆動され、２次転写ローラ対３と排紙搬送ローラ対８は同一駆動源で回転している。
【００６３】
一般に、記録材の状態を検出する手段としてループ検出の他、搬送速度検出が挙げられる。
【００６４】
搬送速度検出センサとしては、非接触式のレ−ザドップラー速度センサ等の公知の非接触式速度センサを利用することができる。
【００６５】
その他、接触するローラとエンコーダを備えた回転型の接触式速度センサを使用することも考えられる。
【００６６】
一方、ループ検出手段の１つとして、非接触式の光学式の変位センサ等も挙げられる。
【００６７】
図６に示すフローチャートは、フォトインタラプタ２４ｂの信号に基づいて定着ローラ対５の回転速度を制御する処理を示すものである。
【００６８】
先ず、制御手段２５は定着ローラ対５と排紙搬送ローラ対８とで記録紙Ｐを搬送していることを認識すると、フォトインタラプタの信号の検知を開始する（Ｆ１）。尚、初期の定着ローラ対５の回転速度はＶ１である。
【００６９】
このとき、記録紙Ｐの状態がＰ1 であれば、センサーレバーＬがＬ1 の状態で、フォトインタラプタの信号はＯＮのままなので、定着ローラ対５は初期の回転速度（Ｖ１）を定着モータから伝達される。
【００７０】
しかし、記録紙ＰがＰ２の状態になると、センサーレバーＬがＬ２の状態になり、フォトインタラプタの信号がＯＦＦに切り変わるので、定着ローラ対５の記録材搬送速度が基準搬送速度よりも遅くなっていることを認識し、その信号に基づいて定着モータにスピードアップ（Ｖ２）の指令を出す。
【００７１】
その後、スピードアップされた定着ローラ対５により、記録紙Ｐの状態が徐々にＰ２からＰ１の状態になると、フォトインタラプタの信号がＯＦＦからＯＮに切り替わるため、その信号を見て制御手段２５は定着モータＭ１に再び初期速度Ｖ１を指令する。
【００７２】
回転速度の変更幅（上げ、下げの幅）は、大き過ぎると回転速度の変動が激しくなって乱調を起こす危険があるので、実験により最適値を決定すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の画像形成装置の断面図及び駆動構成を示す図である。
【図２】本発明の制御手段の一例を示したフローチャートである。
【図３】本発明の搬送状態検知手段の一例を示した断面拡大図である。
【図４】本発明の制御手段の一例を示したフローチャートである。
【図５】本発明の搬送状態検知手段の一例を示した断面拡大図である。
【図６】本発明の制御手段の一例を示したフローチャートである。
【図７】従来の画像形成装置の断面図である。
【図８】従来の画像形成装置の断面図及び駆動構成の一例を示す図である。
【図９】従来の画像形成装置の断面図及び駆動構成の一例を示す図である。
【図１０】従来の画像形成装置の断面図及び駆動構成の一例を示す図である。
【図１１】従来の画像形成装置内の記録材搬送状態を示した一例を示す図である。
【図１２】従来の画像形成装置内の記録材搬送状態を示した一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
ａ〜ｄ    感光ドラム
Ｐ      記録材
Ｌ      センサーレバー
１ａ〜１ｄ  プロセスカートリッジ
２      中間転写ベルト
３      ２次転写ローラ対
４      給紙カセット
５      定着ローラ対
６      露光装置
７      排紙トレイ
２０      第１の搬送路
２２      第２の搬送路
２４      センサ
２５      制御手段
【図１】
2006098712.tif 000003
【図２】
2006098712.tif 000004
【図３】
2006098712.tif 000005
【図４】
2006098712.tif 000006
【図５】
2006098712.tif 000007
【図６】
2006098712.tif 000008
【図７】
2006098712.tif 000009
【図８】
2006098712.tif 000010
【図９】
2006098712.tif 000011
【図１０】
2006098712.tif 000012
【図１１】
2006098712.tif 000013
【図１２】
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