(57)【要約】【課題】定着装置の構成を複雑にすることなく加圧ローラの膨張による画質の低下を防止することにある。【解決手段】用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させるカラープリンタ１の定着部４であって、加熱ローラ４１と、定着ローラ４２と、定着ベルト４３と、加圧ローラ４４と、加圧ローラ温度測定手段４５１と、加圧ローラ回転速度調整手段４５２とを備えている。加熱ローラ４１は、内部に第１熱源４４１を有する。定着ローラ４２は、加熱ローラ４１の近傍に配置されている。定着ベルト４３は、加熱ローラ４１と定着ローラ４２とに掛け渡されている。加圧ローラ４４は、定着ローラ４２に対向し、定着ローラ４２とともに定着ベルト４３を挟み込むように配置され、回転することで定着ベルト４３を循環させる。加圧ローラ温度測定手段４５１は、加圧ローラ４４の温度を測定する手段である。加圧ローラ回転速度調整手段４５２は、加圧ローラ温度測定手段４５１の測定結果によって加圧ローラ４４の回転速度を調整する手段である。【選択図】図１
2008165000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置の定着装置であって、
内部に熱源を有する加熱ローラと、
前記加熱ローラの近傍に配置された定着ローラと、
前記加熱ローラと前記定着ローラとに掛け渡された定着ベルトと、
前記定着ローラに対向し、前記定着ローラとともに前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転することで前記定着ベルトを循環させる加圧ローラと、
前記加圧ローラの温度を測定する加圧ローラ温度測定手段と、
前記加圧ローラ温度測定手段の測定結果に基づいて前記加圧ローラの回転速度を調整する加圧ローラ回転速度調整手段と、
を備えた定着装置。
【請求項２】
前記加圧ローラの温度と前記加圧ローラの回転速度の補正量との関係から前記加圧ローラ温度測定手段によって測定した温度における補正量を選定する回転速度の補正量選定手段をさらに備え、
前記加圧ローラ回転速度調整手段は、前記補正量選定手段によって選定された補正量に基づいて前記加圧ローラの回転速度を調整する、
請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
内部に熱源を有する加熱ローラと、前記加熱ローラの近傍に配置され、表面が弾性部材によって形成された定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとに掛け渡された定着ベルトと、前記定着ローラに対向し、前記定着ローラとともに前記定着ベルトを挟み込むように配置され、回転することで前記定着ベルトを循環させる加圧ローラとを備え、前記加圧ローラと前記定着ベルトとによって現像剤画像が表面に形成された用紙を挟み込むことで用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置の定着装置の前記加圧ローラの回転速度調整装置であって、
前記加圧ローラの温度を測定する加圧ローラ温度測定手段と、
前記加圧ローラ温度測定手段の測定結果に基づいて前記加圧ローラの回転速度を調整する加圧ローラ回転速度調整手段と、
を備えた加圧ローラの回転速度調整装置。
【請求項４】
前記加圧ローラの温度と前記加圧ローラの回転速度の補正量との関係から前記加圧ローラ温度測定手段によって測定した温度における補正量を選定する回転速度の補正量選定手段をさらに備え、
前記加圧ローラ回転速度調整手段は、前記補正量選定手段によって選定された補正量に基づいて前記加圧ローラの回転速度を調整する、
請求項３に記載の加圧ローラの回転速度調整装置。
【請求項５】
前記加圧ローラ回転速度調整手段は、１印字動作毎に加圧ローラの回転速度を調整する、請求項３又は４に記載の加圧ローラの回転速度調整装置。
【請求項６】
前記加圧ローラは内部に熱源が配置されており、
前記加圧ローラ温度測定手段は、前記加圧ローラの近傍に配置された温度検出装置を有する、
請求項３から５のいずれかに記載の加圧ローラの回転速度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置及び加圧ローラの回転速度調整装置、特に、用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置の定着装置及び定着装置の加圧ローラの回転速度調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、画像情報に基づいて用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙を画像形成部等に搬送する用紙搬送部と、画像形成部で形成された画像を用紙に定着させる定着部と、定着部で画像が定着された用紙を排出する排出部とを備えている。
【０００３】
この画像形成装置では、画像形成部で用紙に画像が形成され、定着部で画像が定着される。そして、画像が定着された用紙が排出部から排出される。
【０００４】
ここで定着部は、内部に熱源を有する加熱ローラと、表面が弾性部材によって形成された定着ローラと、加熱ローラと定着ローラとに掛け渡された定着ベルトと、定着ローラとともに定着ベルトを挟み込む加圧ローラとを備えているものがある。
【０００５】
この定着部では、加熱ローラの熱源が加熱ローラの温度を上昇させ、加熱ローラに接触している定着ベルトの温度を上昇させる。そして、加圧ローラの回転に伴って定着ベルトが循環させられ、この定着ベルトの循環によって用紙が定着ベルトと加圧ローラとの間に搬送される。
【０００６】
ここで、加圧ローラは温度に応じて膨張する。そして、加圧ローラが膨張すると、加圧ローラの回転数が一定であっても加圧ローラの周速が変化するので、用紙の搬送速度が変化する。このために、画像ズレが生じる可能性があり、画質が低下するおそれがある。
【０００７】
そのために、用紙の搬送速度を検出し、搬送速度を調整するようにした定着装置が考えられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−７２７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の定着装置では、用紙の搬送速度を検出するための構成が必要になり、定着装置の構成が複雑になると共に高価になる。
【０００９】
本発明の課題は、定着装置の構成を複雑にすることなく加圧ローラの膨張による画質の低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る定着装置は、用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置の定着装置であって、加熱ローラと、定着ローラと、定着ベルトと、加圧ローラと、加圧ローラ温度測定手段と、加圧ローラ回転速度調整手段とを備えている。加熱ローラは、内部に熱源を有する。定着ローラは、加熱ローラの近傍に配置されている。定着ベルトは、加熱ローラと定着ローラとに掛け渡されている。加圧ローラは、定着ローラに対向し、定着ローラとともに定着ベルトを挟み込むように配置され、回転することで定着ベルトを循環させる。加圧ローラ温度測定手段は、加圧ローラの温度を測定する手段である。加圧ローラ回転速度調整手段は、加圧ローラ温度測定手段の測定結果に基づいて加圧ローラの回転速度を調整する手段である。
【００１１】
この定着装置では、熱源によって加熱ローラが加熱され、加熱ローラに接触している定着ベルトに熱が伝達される。この定着ベルトの熱は加圧ローラにも伝達される。加圧ローラの温度が測定され、加圧ローラの温度の測定結果に基づいて加圧ローラの回転速度を調整される。そして、加圧ローラが回転させられると加圧ローラの回転に伴って定着ベルトが循環させられ、定着ベルトと加圧ローラとが接触している部分にトナー画像が転写された用紙が搬送されると、定着ベルトの温度と加圧ローラの圧力とによって用紙にトナー画像が定着される。
【００１２】
ここでは、加圧ローラの回転速度が加圧ローラの温度に基づいて調整されるために加圧ローラが熱によって膨張した場合であっても加圧ローラの膨張による画質の低下を防止することができる。
【００１３】
請求項２に係る定着装置は、請求項１に記載の定着装置であって、加圧ローラの温度と加圧ローラの回転速度の補正量との関係から加圧ローラ温度測定手段によって測定した温度における補正量を選定する回転速度の補正量選定手段をさらに備えている。加圧ローラ回転速度調整手段は、補正量選定手段によって選定された補正量に基づいて加圧ローラの回転速度を調整する。
【００１４】
ここで、加圧ローラの温度と加圧ローラの回転速度の補正量との関係とは、加圧ローラの温度に応じた加圧ローラの径の変化量を検出し、この変化量に基づいて基準とする温度の加圧ローラの周速に近づくように加圧ローラの回転速度を補正する際の適切な補正量を検出することによって得られたものである。
【００１５】
ここでは、
ここでは、予め測定した測定結果を用いているために調整精度が良くなる。
【００１６】
請求項３に係る加圧ローラの回転速度調整装置は、内部に熱源を有する加熱ローラと、加熱ローラの近傍に配置された定着ローラと、加熱ローラと定着ローラとに掛け渡された定着ベルトと、定着ローラに対向し、定着ローラとともに定着ベルトを挟み込むように配置され、回転することで定着ベルトを循環させる。加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ベルトとによってトナー画像が表面に形成された用紙を挟み込むことで用紙上に形成されたトナー画像を用紙に定着させる画像形成装置の定着装置の加圧ローラの回転速度調整装置であって、加圧ローラ温度測定手段と、加圧ローラ回転速度調整手段とを備えている。加圧ローラ温度測定手段は加圧ローラの温度を測定する手段である。加圧ローラ回転速度調整手段は、加圧ローラ温度測定手段の測定結果に基づいて加圧ローラの回転速度を調整する手段である。
【００１７】
この加圧ローラの回転速度調整装置は、画像を用紙に定着する定着動作の際に熱源によって加熱ローラが加熱され、定着ベルトの温度が上昇させられる。トナー画像が形成された用紙が定着ベルトと加圧ローラとが接触している部分に搬送され、用紙にトナー画像が定着される。このとき加圧ローラの温度を測定し、測定結果と、加圧ローラの温度と回転速度との関係とに基づいて加圧ローラの回転速度を調整する。
【００１８】
ここでは、加圧ローラの温度を測定し、加圧ローラの温度と、加圧ローラの温度と回転速度との関係とに基づいて加圧ローラの回転速度を調整するために加圧ローラが熱膨張した場合であっても、用紙の搬送速度が変化しトナー画像の画質が低下するのを防止できる。ここで加圧ローラの回転速度を変化させるために定着装置の構成が複雑になるのを防止できる。
【００１９】
請求項４に係る加圧ローラの回転速度調整装置は、請求項３に記載の加圧ローラの回転速度調整装置であって、加圧ローラの温度と加圧ローラの回転速度の補正量との関係から加圧ローラ温度測定手段によって測定した温度における補正量を選定する回転速度の補正量選定手段をさらに備えている。加圧ローラ回転速度調整手段は、補正量選定手段によって選定された補正量に基づいて加圧ローラの回転速度を調整する。
【００２０】
ここで、加圧ローラの温度と加圧ローラの回転速度の補正量との関係とは、加圧ローラの温度に応じた加圧ローラの径の変化量を検出し、この変化量に基づいて基準とする温度の加圧ローラの周速に近づくように加圧ローラの回転速度を補正する際の適切な補正量を検出することによって得られたものである。
【００２１】
ここでは、予め測定した検出結果を用いているために調整精度が良くなる。
【００２２】
請求項５に係る加圧ローラの回転速度調整装置は、請求項３または４に記載の加圧ローラの回転速度調整装置であって、加圧ローラ回転速度調整手段は、１印字動作毎に加圧ローラの回転速度を調整する。ここで、１印字動作とは、複数枚の用紙に連続して印字する際にはその印字動作全体のことを意味し、１枚のみ用紙に印字する際にはその１枚の用紙の印字動作のことを意味する。
【００２３】
ここでは、１印字動作毎に加圧ローラの回転数が調整されるために用紙搬送速度が変化するために画質が低下するのを防止できる。
【００２４】
請求項６に係る加圧ローラの回転速度調整装置は、請求項３から５のいずれかに記載の加圧ローラの回転速度調整装置であって、加圧ローラは内部に熱源が配置されており、加圧ローラ温度測定手段は、加圧ローラの近傍に配置された温度検出装置を有する。
【００２５】
ここでは、加圧ローラの温度を温度検出装置によって検出することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明では、定着装置の構成を複雑にすることなく加圧ローラの膨張による画質の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
１．構成
図１に本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ１を示す。この図１は各構成要素の配置を示すための模式図であり、各部の詳細は省略して示している。
【００２８】
このカラープリンタ１は、図示しないコンピュータなどに接続されており、外部のコンピュータなどから送られてくる画像情報に基づいてカラー画像を用紙に印刷可能な装置である。カラープリンタ１は、画像形成部２と、用紙搬送部３と、定着部４と、用紙収納部５と、排出部６と、トナー補給装置７とを有している。
【００２９】
画像形成部２は、感光体ドラム２１と、回転現像装置２２と、帯電装置２３と、レーザユニット２４と、クリーニング装置２５とを有している。
【００３０】
感光体ドラム２１は、表面に静電潜像が形成される部材であって、カラープリンタ１のほぼ中央に配置されている。また、感光体ドラム２１は、ドラム状の部材であって、図１の紙面に直交する方向に回転軸が設けられている。なお、感光体ドラム２１の下側に、感光体ドラム２１に近接して感光体ドラム２１上のトナー画像を用紙に転写するための中間転写ベルト２１１が配置されている。
【００３１】
回転現像装置２２は、感光体ドラム２１に隣接して配置された部材であって、全体として円柱状の装置である。回転現像装置２２は、４つの現像器２２１と、この４つの現像器２２１を支持するフレーム２２２とを有している。現像器２２１は、図３に示すように容器本体２２３と、現像ローラ２２４とを備えている。容器本体２２３は、円柱を周方向に４分割したような形状であって、長手方向に延びる開口を有している。また、容器本体２２３の表面には、後述するトナー供給パイプ７２が通過可能なトナー補給口２２３ａが形成されており、このトナー補給口２２３ａはスリットの入ったシール部材を有している。４つの容器本体２２３の内部には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーがそれぞれ収納されている。ここで、図３は現像器２２１のうちの一つを示すものである。現像ローラ２２４は、回転現像装置２２の回転軸方向に延び、容器本体２２３の開口に配置されている。この現像ローラ２２４は感光体ドラム２１の表面にトナーを供給するための部材である。現像ローラ２２４の両端には感光体ドラム２１と現像ローラ２２４との間の距離を保つための距離規制コロ２２５が配置されている。この距離規制コロ２２５は現像ローラ２２４よりも半径の大きな円板状の部材であって、感光体ドラム２１と現像ローラ２２４との間の距離を一定に保っている。
【００３２】
帯電装置２３は、感光体ドラム２１の表面を帯電させるための装置であって、感光体ドラム２１の上側に配置されている。
【００３３】
また、レーザユニット２４は、回転現像装置２２の上側に配置された部材であって、感光体ドラム２１上に画像データに基づいた静電潜像を形成するためにレーザ光を照射可能な装置である。
【００３４】
クリーニング装置２５は、感光体ドラム２１に残留した残留トナーなどの付着物を除去するための装置であって、本カラープリンタ１では感光体ドラム２１の上側において感光体ドラム２１の軸方向全体にクリーニングブレード２５１が設けられている。
【００３５】
用紙搬送部３は、用紙収納部５から画像形成部２と定着部４とを通過して排出部６まで連続する搬送路を有している。
【００３６】
定着部４は、用紙に画像を定着させる部分であって、加熱ローラ４１と、定着ローラ４２と、定着ベルト４３と、加圧ローラ４４と、加圧ローラの回転速度調整装置４５とを備えている。また定着部４は、カラープリンタ１の下部に配置されている。なお、加圧ローラの回転速度調整装置４５については後に詳述する。
【００３７】
加熱ローラ４１は、定着ベルト４３を加熱するための部材であって、内部に第１熱源４１１が配置されている。この第１熱源４１１は、１０００ｗの電力で加熱ローラ４１等を加熱するものである。また加熱ローラ４１は、定着ローラ４２の上側に配置されており、定着ベルト４３に接触している。さらに加熱ローラ４１は、厚さが０．７ミリのアルミニウムの筒状の部材である。
【００３８】
定着ローラ４２は、加熱ローラ４１の下側に配置されており、定着ベルト４３に接触するローラ部材である。また定着ローラ４２は、軸部材と、軸部材の表面に配置されたスポンジとを有している。
【００３９】
定着ベルト４３は、ニッケルとシリコンゴムとによって形成された環状のベルト部材であって、加熱ローラ４１と定着ローラ４２とに掛け渡されている。
【００４０】
加圧ローラ４４は、定着ローラ４２に対向して配置されたローラ部材であって、内部に第２熱源４４１が配置されている。第２熱源４４１は、６００ｗの電力で加圧ローラ４４等を加熱するものである。また加圧ローラ４４は、軸部材の周囲にシリコンゴムを配置した部材であって、定着ベルト４３に接触している。さらに加圧ローラ４４は、図示しない駆動源に接続されており、加圧ローラ４４の駆動力によって定着ベルト４３が循環させられる。ここで、トナー像を用紙に定着させる際には、第１熱源４１１によって加熱ローラ４１が加熱され、加熱ローラ４１の熱が定着ベルト４３に伝達される。このとき同時に第２熱源４４１によって加圧ローラ４４が加熱されている。このとき第１熱源４１１は第２熱源４４１に比べて高い温度まで発熱するために定着ベルト４３に伝達された熱が加圧ローラ４４に伝達され、加圧ローラ４４が膨張する。このために基準となる温度（ここでは１５０℃）の際の回転速度を基準として定着を行っている。
【００４１】
なお、定着ローラ４２の近傍には用紙を定着ベルト４３から分離するための分離板４６が配置されている。
【００４２】
用紙収納部５は、カラープリンタ１の下部に配置された部分であって、給紙カセット５１を有している。
【００４３】
排出部６は、カラープリンタ１の上部表面に配置され、画像が形成された用紙を排出する。
【００４４】
トナー補給装置７は、現像器２２１内部のトナーが減少した場合にトナーを補給するための装置であって、トナー収納コンテナ７１と、トナー供給パイプ７２とを有している。
【００４５】
２．加圧ローラの回転速度調整装置について
加圧ローラの回転速度調整装置４５は、予め測定した加圧ローラ４４の温度と回転速度との関係に基づいて加圧ローラ４４の回転速度を調整するための装置であって、コンピュータがプログラムを実行することで、図４に示すように、加圧ローラ温度測定手段４５１と、回転速度の補正量選定手段４５２と、加圧ローラ回転速度調整手段４５３として機能する。
【００４６】
加圧ローラ温度測定手段４５１は、加圧ローラ４４の温度を測定する手段であって、加圧ローラ４４の近傍に配置されたサーミスタ４５１ａを有している。
【００４７】
回転速度の補正量選定手段４５２は、加圧ローラ４４の温度と加圧ローラ４４の回転速度の補正量との関係から加圧ローラ温度測定手段４５１によって測定した温度における補正量を選定する。ここで、加圧ローラ４４の温度と加圧ローラ４４の回転速度の補正量との関係は、加圧ローラ４４の温度に応じた加圧ローラ４４の径の変化量を検出し、この変化量に基づいて基準とする温度の加圧ローラ４４の周速に近づくように加圧ローラ４４の回転速度を補正する際の適切な補正量を検出することによって得られたものである。具体的には、加圧ローラ４４の温度と回転速度の補正量との間には図５に記載の表のような関係があり、加圧ローラ４４の温度からこの関係（テーブル）に基づいて回転速度の補正量を選定する。例えば、１５０℃を基準として２０〜３０℃基準に満たない場合、すなわち１２０〜１３０℃の場合には補正量が１．２％に選定される。
【００４８】
加圧ローラ回転速度調整手段４５３は、補正量選定手段４５２によって選定された補正量に基づいて加圧ローラ４４の回転速度を調整する。
【００４９】
３．動作
カラープリンタ１の画像形成動作について説明する。
【００５０】
外部に接続された画像情報がコンピュータなどから送られてくると、感光体ドラム２１の表面が帯電させられ、レーザユニットによって感光体ドラム２１に画像情報に基づいてレーザ光が照射される。このようにして感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成されると、回転現像装置２２から静電潜像に現像剤が供給される。このようにして感光体ドラム２１の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１１を介して用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部４に搬送され、定着部４によって用紙に定着される。トナー像が定着された用紙は排出部６から排出される。
【００５１】
次に加圧ローラ４４の回転速度調整装置４５の動作について説明する。
【００５２】
先ず、画像形成命令が有るかどうかが判断される（Ｓ１）。画像形成命令が無い場合（Ｓ１のＮＯ）には画像形成命令がなされるまで待機する。画像形成命令がなされている場合（Ｓ１のＹＥＳ）には、加圧ローラ４４の温度を測定する（Ｓ２）。加圧ローラ４４の温度を測定した後に予め測定した加圧ローラ４４の温度と回転速度の補正量との関係（図５の表）に基づいて回転速度の補正量を選定する（Ｓ３）。選定した回転速度の補正量に基づいて加圧ローラ４４の回転速度を調整する（Ｓ４）。このようにして加圧ローラ４４の回転速度を画像形成ジョブ毎に調整する。
【００５３】
ここでは、加圧ローラ４４の温度を測定し、予め測定した加圧ローラ４４の温度と回転速度の補正量との関係に応じて加圧ローラ４４の回転速度を調整するために加圧ローラ４４が熱膨張した場合であっても、用紙の搬送速度が変化し現像剤画像の画質が低下するのを防止できる。ここで加圧ローラ４４の回転速度を変化させるために定着部４の構成が複雑になるのを防止できる。
【００５４】
４．他の実施形態
上記実施形態では、カラープリンタについて説明したが、本発明はこれに限られずに複写機、複合機などであっても良く、回転現像装置を用いない方式の画像形成装置であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る加圧ローラの回転速度調整装置を備えたカラープリンタの全体概略図。
【図２】現像器を示す図。
【図３】定着部を示す図。
【図４】加圧ローラの回転速度調整装置及びその周囲を示すブロック図。
【図５】加圧ローラの温度と回転速度との関係を示す図。
【図６】加圧ローラの回転速度調整装置の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５６】
１  カラープリンタ（画像形成装置）
４  定着部（定着装置）
４１  加熱ローラ
４２  定着ローラ
４３  定着ベルト
４４  加圧ローラ
４５  加圧ローラの回転速度調整装置
４１１  第１熱源
４４１  第２熱源
４５１  加圧ローラ温度測定手段
４５１ａ  サーミスタ
４５２  回転速度の補正量選定手段
４５３  加圧ローラ回転速度調整手段
【図１】
2008165000.tif 000003
【図２】
2008165000.tif 000004
【図３】
2008165000.tif 000005
【図４】
2008165000.tif 000006
【図５】
2008165000.tif 000007
【図６】
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