(57)【要約】【課題】  定着ローラの回転速度を可変可能とし、印字要求の用紙サイズとその搬送方向、並びに印字枚数を検出することによって定着ローラの回転速度を自動的に変更制御することで、小サイズ紙を連続印字したときにも転写ズレの生じない画像形成を可能とする。【解決手段】  ＣＰＵ５４２により、加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御する。具体的には、ＣＰＵ５４２による加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度の可変制御は、記録用紙が加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂを通過する位置によってローラの長手方向（軸方向）に対し記録用紙の通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２とが発生することに基づき、加圧ローラ３９ｂの非通紙部３９ｂ２のローラ径の熱膨張率を基に制御する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を搬送する用紙搬送手段と、この用紙搬送手段で搬送される用紙に対して画像形成処理を行う画像形成手段と、この画像形成手段で画像が形成された用紙を排出する排出手段とを備え、前記画像形成手段は、画像を用紙に転写する転写機構部及び転写された画像を定着させる定着機構部を有する画像形成装置において、
前記定着機構部を構成する加熱及び加圧ローラの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段による加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、前記用紙が加熱及び加圧ローラを通過する位置によってローラの長手方向に対し用紙の通紙部と非通紙部とが発生することに基づき、前記非通紙部のローラ径の熱膨張率を基に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段には前記加圧ローラの表面温度と熱膨張との対応関係を示すテーブルが予め格納されており、前記制御手段は、前記加圧ローラの表面温度を通紙部と非通紙部とでそれぞれ検出し、その検出温度に基づいて前記テーブルを参照することで、非通紙部のローラ径の熱膨張率を算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段による加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、装置に印字要求及び印字条件が入力されることによって、前記テーブルに基づいて印字の開始から終了まで継続して行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御幅は、前記転写機構部を通過する用紙の搬送速度を基に下式
（転写機構部を通過する用紙搬送速度）：（加熱及び加圧ローラの周速度の可変幅）
＝１．０：（０．９５〜１．０２）
の関係式で表される範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着機構部の用紙搬送方向上流側に配置される用紙搬送用駆動部材は、前記定着機構部の用紙搬送速度の可変に合わせて該定着機構部の用紙搬送速度と等速に制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
用紙を搬送する用紙搬送手段と、この用紙搬送手段で搬送されてくる用紙に画像を転写する転写機構部及び転写された画像を定着させる定着機構部を有する画像形成手段と、この画像形成手段で画像が形成された用紙を排出する排出手段とを備えた画像形成装置における前記定着機構部の制御方法であって、
前記定着機構部を構成する加熱及び加圧ローラの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御することを特徴とする定着機構部の制御方法。
【請求項８】
前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、前記用紙が加熱及び加圧ローラを通過する位置によってローラの長手方向に対し用紙の通紙部と非通紙部とが発生することに基づき、前記非通紙部のローラ径の熱膨張率を基に制御することを特徴とする請求項７に記載の定着機構部の制御方法。
【請求項９】
前記加圧ローラの表面温度と熱膨張との対応関係を示すテーブルを用い、前記加圧ローラの表面温度を通紙部と非通紙部とでそれぞれ検出し、その検出温度に基づいて前記テーブルを参照することで、非通紙部のローラ径の熱膨張率を算出することを特徴とする請求項８に記載の定着機構部の制御方法。
【請求項１０】
前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、印字要求及び印字条件が入力されることにより、前記テーブルに基づいて印字の開始から終了まで継続して行うことを特徴とする請求項９に記載の定着機構部の制御方法。
【請求項１１】
前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御幅は、前記転写機構部を通過する用紙の搬送速度を基に下式
（転写機構部を通過する用紙搬送速度）：（加熱及び加圧ローラの周速度の可変幅）
＝１．０：（０．９５〜１．０２）
の関係式で表される範囲内で制御することを特徴とする請求項１０に記載の定着機構部の制御方法。
【請求項１２】
前記定着機構部の用紙搬送方向上流側に配置される用紙搬送用駆動部材も、前記定着機構部の用紙搬送速度の可変に合わせて該定着機構部の用紙搬送速度と等速に制御することを特徴とする請求項７に記載の定着機構部の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナ装置、複写装置、ファクシミリ装置、またはこれら装置の何れかを組み合わせた複合機等の画像形成装置に係り、より詳細には、用紙サイズや通紙方向、印字枚数等に係わらず、印字の開始から終了まで転写ずれの無い良好な印字画像を得ることのできる画像形成装置及び定着機構部の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スキャナ装置、複写装置、ファクシミリ装置、またはこれら装置の何れかを組み合わせた複合機等の画像形成装置にあっては、トナー像が転写された記録用紙を定着機構部に通過させ、この定着機構部において記録用紙上にトナー像を加熱定着させるようになっている。定着機構部は、互いに対向配置された一対のローラ部材を備えており、少なくとも一方が定着用加熱源となる加熱ローラとして構成されている。つまり、一対のローラ部材間で記録用紙を挟持しながら搬送することによってトナー像を記録用紙上に加熱定着させるようになっている。
【０００３】
ところで、この種の定着機構部では、ローラ本体を薄肉化してその熱容量を小さくすることにより、装置の電源容量（供給電力）を大きくすることなしにウォームアップ時間を短縮化し、かつ省エネルギー性を向上させることが提案されている。
【０００４】
ところが、このように薄肉化されたローラ本体を採用した場合、この薄肉化に伴って、ローラ本体の軸線方向の熱移動性が低下することになる。このため、ローラ本体の全体を均一な温度に維持することが困難となる。例えば、ローラ本体の加熱範囲よりも小さいサイズの記録用紙を通過させた場合、記録用紙の通過部分では記録用紙によって熱が奪われるのに対し、記録用紙が通過しない部分では熱が奪われないためこの部分においてローラ温度の過上昇（以下、非通紙部異常昇温と呼ぶ）が発生してしまう。この非通紙部異常昇温が発生している状況で、上記サイズよりも大きいサイズの記録用紙を通過させた場合、温度過上昇部分において過定着が生じたり、記録用紙上のトナーの光沢性に変化が生じたり、過定着部分が高温オフセットを起して加熱ローラにトナーが付着したりするおそれがある。
【０００５】
この非通紙部異常昇温を回避するため、従来の定着機構部は、加熱範囲の異なる複数のヒータをローラ本体内に配置し、通過する記録用紙のサイズに応じて通電するヒータを選択するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図８及び図９は、従来の定着機構部３９の内部構造及び加熱ローラの概略構成とその制御回路の構成を示している。
【０００７】
これらの図に示すように、加熱ローラ３９ａは、定着部材としてのローラ本体３９１と、このローラ本体３９１を加熱する加熱手段としてのハロゲンヒータ３９２と、ローラ本体３９１の表面温度を検出する温度検出手段を構成する温度センサ３９３Ａ，３９３Ｂと、制御回路５４０と、上記加熱ローラ３９１と対をなすように対向配置された加圧ローラ３９４とを備えている。
【０００８】
ハロゲンヒータ３９２は、ローラ本体３９１の内部に配置されており、ローラ軸線方向中央部において記録用紙のセンタ基準に合わせてヒータを配置してなるメインヒータ３９２ａと、このメインヒータ３９２ａの軸線方向両側にそれぞれヒータを配置してなるサブヒータ３９２ｂとを備えている。メインヒータ３９２ａはローラ軸線よりも下側に配設されている。一方、サブヒータ３９２ｂはローラ軸線よりも上側に配設されている。これらメインヒータ３９２ａ及びサブヒータ３９２ｂは、ガラス管Ｇの内部にフィラメントＦが収容されて構成されており、このフィラメントＦは、各ヒータ３９２ａ，３９２ｂによって加熱すべき範囲に対応した部分が発熱箇所として形成されている。そして、制御回路５４０からフィラメントＦに通電されることによって、所定の発熱分布となるように発光して赤外線が放射され、加熱ローラ３９１の内周面を加熱するようになっている。また、メインヒータ３９２ａ及びサブヒータ３９２ｂは、制御回路５４０によってそれぞれ独立に温度制御される。
【０００９】
ローラ本体３９１は、ハロゲンヒータ３９２（メインヒータ３９２ａ及びサブヒータ部３９２ｂ）により所定の定着温度（例えば２００℃）に加熱されて、定着機構部３９のニップ部Ｋ（加熱ローラ３９ａと加圧ローラ３９ｂとの間のニップ部Ｋ）を通過する記録媒体である記録用紙Ｐを加熱するためのものである。また、加熱ローラ３９ａは、その本体である芯金３９ａ１と、記録用紙上のトナーがオフセットするのを防止するために芯金３９ａ１の外周表面に形成された離型層３９ａ２とを備えている。
【００１０】
上記芯金３９ａ１には、例えば、鉄、ステンレス鋼等の鉄系材料やそれらの合金が用いられる。また、アルミニウムや銅等の金属であってもよい。離型層３９ａ２には、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が用いられる。
【００１１】
加圧ローラ３９ｂは、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の芯金３９ｂ１の外周表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性材層３９ｂ２を有するように構成されている。加圧ローラ３９ｂの耐熱弾性材層３９ｂ２の表面には、加熱ローラ３９ａの場合と同様のフッ素樹脂による離型層が形成されてもよい。なお、加圧ローラ３９ｂは、図示しないばね等の弾性部材により加熱ローラ３９ａに約２００Ｎの力で圧接され、これにより、加熱ローラ３９ａとの間に所定幅のニップ部Ｋが形成されるよう構成されている。
【００１２】
一方、制御回路５４０は、ハロゲンヒータ３９２を用いた直接加熱方式によって加熱ローラ３９ａを定着温度（２００℃）に制御するように構成されている。つまり、制御回路５４０は、各ヒータ３９２ａ，３９２ｂへの通電を行うドライバ５４１、ローラ本体３９１を回転駆動するドライバ５４４、各ドライバを制御するＣＰＵ５４２、各温度センサ５３３Ａ，５３３Ｂからの検出信号を受ける入力回路５４３を備えており、各温度センサ５３３Ａ，５３３Ｂからの検出信号に基づいて各ヒータ３９２ａ，３９２ｂへの通電状態を切り換えて、加熱ローラ３９ａの表面温度を定着温度に維持するようになっている。具体的には、メインヒータ３９２ａによって加熱される範囲に配設されたメイン温度センサ５３３Ａからの検出温度信号に基づいてメインヒータ３９２ａへの通電状態が切り換えられる。一方、サブヒータ３９２ｂによって加熱される範囲に配設されたサブ温度センサ５３３Ｂからの検出温度信号に基づいてサブヒータ３９２ｂへの通電状態が切り換えられるようになっている。
【００１３】
そして、小サイズ紙の通過時にはメインヒータ３９２ａのみに通電を行う一方、大サイズ紙の通過時にはメインヒータ３９２ａ及びサブヒータ３９２ｂ共に通電を行う。これにより、ローラ本体３９１のうち記録用紙が通過する部分のみを加熱することができる。
【特許文献１】特開２００３−１７７６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、このようなメインヒータ３９２ａ及びサブヒータ３９２ｂの通電制御において、小サイズ紙の通過時は、メインヒータ３９２ａのみに通電（ＯＮ）し、サブヒータ３９２ｂは非通電（ＯＦＦ）とすればよいが、サブヒータ３９２ｂを完全にＯＦＦしてしまうと、加熱ローラ３９ａの軸方向両端部の温度が極端に低下してしまい、次に、引き続いて大サイズ紙を通紙するためにサブヒータ３９２ｂに通電（ＯＮ）を開始しても、加熱ローラ３９ａの軸方向両端部の温度が急激には上昇せず、熱量不測による定着不良が発生するといった問題があった。そのため、従来の画像形成装置では、小サイズ紙の通紙時でも、サブヒータ３２９ｂを完全にはＯＦＦせず、断続的にＯＮ・ＯＦＦ制御を繰り返して、加熱ローラ３９ａの軸方向両端部の温度をある程度保つような予備加熱を行っていた。具体的には、完全通電時を１００％とすると、ＯＮ・ＯＦＦ制御によって３０％通電を行っている。これにより、大サイズ紙の印字に移行したときの上記定着不良の問題を解決していた。
【００１５】
一方、小サイズ紙の印字時に、このようなサブヒータ３２９ｂのＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことで、小サイズ紙が通過する加熱ローラ３９ａの中央部分は記録用紙への熱伝導等を考慮しつつ定着設定温度となるように制御されるが、加熱ローラ３９ａの軸方向両端部の温度は記録用紙が通過しないため、小サイズ紙の連続印字を続けていると、予備加熱分だけ温度が嵩上げされる形となる。
【００１６】
図１０は、加熱ローラ３９ａの軸方向の温度分布の例を示しており、図中、実線で示した曲線が小サイズ紙を通紙したときの温度分布、破線で示した曲線が大サイズ紙を通紙したときの温度分布を示している。
【００１７】
同図に示すように、大サイズ紙を通紙しているときは、何枚印字しても加熱ローラ３９ａの軸方向の全体がほぼ定着設定温度に制御されているが、小サイズ紙を通紙しているときは、印字開始当初は定着設定温度に制御されるものの、印字枚数が増えるに従って、加熱ローラ３９ａの軸方向両端部の温度が予備加熱分だけ嵩上げされて行き、定着設定温度より高くなっている（図中、符号８１により示す）。このときの温度ギャップＴは、実際の装置による測定の結果、３０℃〜４０℃程度であることが判明した。
【００１８】
さらに、このような温度ギャップＴが生じることで、加熱ローラ３９ａに圧接状態で対向配置されている加圧ローラ３９ｂ自体の熱膨張に差が生じ、その熱膨張差によって加圧ローラ３９ｂの径自体が軸方向の中央部（通紙部分）と両端部（非通紙部分）とで異なることとなる。そのローラ径の違いは、図１１に示すように、Ｌ１（非通紙部分）＞Ｌ２（通紙部分）となり、非通紙部分の径が通紙部分の径より大きくなる。図中において、Ｌ２部分が小サイズ紙の通過する部分である。
【００１９】
ところで近年、画像形成装置は、装置のコンパクト化及び装置の占有面積の縮小化を図るため、ビルドアップ方式を採用する装置が増加している。すなわち、装置の最下部に記録用紙を収納・搬送する給紙部を有し、給紙部の直上部に画像形成部を有し、装置の最上部に原稿読取部を有する形態が多い。
【００２０】
上記の装置では記録用紙を略垂直に搬送することとなり、このとき、記録用紙の搬送力は重力の影響を受けることとなる。例えば、転写機構部を通過し、定着機構部に記録用紙を搬送するとき、重力の影響によって記録用紙は転写機構部の方向に自然落下しようとする。このため、通常、定着機構部のローラ周速度（用紙搬送速度）は記録用紙が転写機構部を通過する速度（転写機構部のローラ周速度）より若干速くするのが一般的で、その速度比は［（転写機構部を通過する速度）：（定着機構部を通過する速度）＝１．０：（１．０２〜１．００５）］となっている。
【００２１】
このような略垂直に記録用紙を搬送する装置において、搬送される記録用紙が定着機構部の定着ローラ（加熱ローラ３９ａ，加圧ローラ３９ｂ）の略全長に近似した用紙幅のときは、上記したように加圧ローラ３９ｂに熱膨張差が生じないため、上記速度比によって正常に定着、転写工程が実行される。
【００２２】
しかし、搬送される用紙幅が上記定着ローラ（加熱ローラ３９ａ，加圧ローラ３９ｂ）に対し狭い用紙（小サイズ紙の縦搬送等）のときは、上記したように、記録用紙が通過する定着ローラ（加熱ローラ３９ａ，加圧ローラ３９ｂ）の中央部（通紙部分）と、記録用紙が通過しない両端部（非通紙部分）とにおいて温度バラツキが発生し、この温度バラツキによって加圧ローラ３９ｂの熱膨張に差が生じ、図１１に示すように通紙部分と非通紙部分の加圧ローラ径が異なることとなる。定着ローラの用紙搬送速度は、加圧ローラ３９ｂの径の大きい非通紙部分のローラ周速度によって決定されるため、転写工程での用紙搬送速度に対する相対的な速度比が変化する。具体的には、転写工程での用紙搬送速度に対して定着工程での用紙搬送速度が、加圧ローラ３９ｂの非通紙部分の熱膨張に従って徐々に速くなっていく。この相違は、連続印字のときに顕著となる。
【００２３】
本発明者らは、連続印字において、定着工程での用紙搬送速度がどのように変化するかについて実験を行った。実験では、Ａ４サイズの記録用紙を用紙搬送方向に対して横向きに挿入して搬送（いわゆる横搬送）した場合と、縦向きに挿入して搬送（いわゆる縦搬送）した場合について、それぞれ連続印字枚数を５０枚として記録用紙の先端部、中央部、後端部のそれぞれの箇所における原稿と印字の寸法誤差（倍率変化）を測定した。その結果を図１２に示す。図１２（ａ）は、Ａ４サイズの記録用紙を横搬送した場合の実験結果であり、同図（ｂ）は、Ａ４サイズの記録用紙を縦搬送した場合の実験結果である。
【００２４】
Ａ４サイズの記録用紙を横搬送した場合はいわゆる大サイズ紙の通紙時に相当し、図１０に破線で示すように、何枚印字しても加熱ローラ３９ａの軸方向の全体がほぼ定着設定温度に制御されている。従って、加熱ローラ３９ａの温度バラツキも発生せず、これに対向配置されている加圧ローラ３９ｂの熱膨張にも差が生じない。そのため、図１２（ａ）に示すように、原稿と印字の寸法誤差（倍率変化）は、印字枚数に係わらず、記録用紙の先端部と後端部との差がほぼ一定に保たれている。
【００２５】
これに対し、Ａ４サイズの記録用紙を縦搬送した場合はいわゆる小サイズ紙の通紙時に相当し、図１０に実線で示すように、通紙部分と非通紙部分とで温度バラツキが発生し、加圧ローラ３９ｂの径が図１１に示すように通紙部分と非通紙部分とで異なることになる。この加圧ローラ３９ｂの径の差は、印字枚数が増加するに従って増大する。その結果、図１２（ｂ）に示すように、記録用紙の先端部では、寸法誤差が印字枚数に係わらずほぼ９８．８％程度に維持されているのに対し、記録用紙の後端部では、印字枚数が増加するに従い、９９．３％から９８．８％と約０．５％変化している。そして、この寸法誤差の変化が、記録用紙の後端部での転写ズレの原因であることが判明した。
【００２６】
すなわち、搬送される記録用紙が転写ローラと定着ローラとに跨る長さである場合、記録用紙の先端部の印字は転写ローラのスピードによって制御され、後端部の印字は定着ローラのスピードによって制御されるが、連続印字を行っている場合には、印字枚数が増加するたびに、転写ローラの搬送速度に対して定着ローラの搬送速度が徐々に速くなっていくため、記録用紙の後端部（転写側）が定着ローラによってより強く引っ張られることになり、記録用紙の後端部側で転写ズレを生じることとなる。
【００２７】
本発明は係る問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、定着ローラの回転速度を可変可能とし、印字要求の用紙サイズとその搬送方向、並びに印字枚数を検出することによって定着ローラの回転速度を自動的に変更制御することで、小サイズ紙を連続印字したときにも転写ズレの生じない画像形成装置及び定着機構部の制御方法を提供することにある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の画像形成装置及び定着機構部の制御方法によれば、定着ローラの回転速度を可変可能とし、印字要求の用紙サイズと、その搬送方向、並びに印字枚数を検出することによって定着ローラの回転速度を自動的に変更制御することで、小サイズ紙を連続印字したときにも転写ズレの生じない良好な画像を形成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明の画像形成装置は、用紙を搬送する用紙搬送手段と、この用紙搬送手段で搬送される用紙に対して画像形成処理を行う画像形成手段と、この画像形成手段で画像が形成された用紙を排出する排出手段とを備え、前記画像形成手段は、画像を用紙に転写する転写機構部及び転写された画像を定着させる定着機構部を有する画像形成装置において、前記定着機構部を構成する加熱及び加圧ローラの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
この場合、前記制御手段による加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、前記用紙が加熱及び加圧ローラを通過する位置によってローラの長手方向（軸方向）に対し用紙の通紙部と非通紙部とが発生することに基づき、前記非通紙部のローラ径の熱膨張率を基に制御する。具体的には、前記制御手段には前記加圧ローラの表面温度と熱膨張との対応関係を示すテーブルが予め格納されており、前記制御手段は、前記加圧ローラの表面温度を通紙部と非通紙部とでそれぞれ検出し、その検出温度に基づいて前記テーブルを参照することで、非通紙部のローラ径の熱膨張率を算出する。そして、この算出した熱膨張率の差による非通紙部のローラ径の変化を考慮して、加熱及び加圧ローラの周速度が一定となるように制御する。
【００３１】
また、前記制御手段による加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、装置に印字要求及び印字条件が入力されることによって、前記テーブルに基づいて印字の開始から終了まで継続して行う。この場合、前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御幅は、前記転写機構部を通過する用紙の搬送速度を基に次式、［（転写機構部を通過する用紙搬送速度）：（加熱及び加圧ローラの周速度の可変幅）＝１．０：（０．９５〜１．０２）］
の関係式で表される範囲内とする
このような構成とすることにより、転写機構部による記録用紙の搬送速度と定着機構部による記録用紙の搬送速度とが、連続印字の場合においても、印字の開始から終了まで常に同じ速度比に保つことができる。従って、小サイズ紙を連続印字したときにも記録用紙の後端部に転写ズレの生じない良好な画像を形成することができる。
【００３２】
さらに、前記定着機構部の用紙搬送方向上流側に配置される用紙搬送用駆動部材は、前記定着機構部の用紙搬送速度の可変に合わせて該定着機構部の用紙搬送速度と等速に制御する。これにより、定着機構部以降の用紙搬送系（例えば、排出機構部）の速度も定着機構部の速度と同じ速度に制御されるので、定着機構部から排出機構部に搬送される間に記録用紙が撓むといったことがなく、周辺の部材にこすれたり、引っかかったりする心配がない。
【００３３】
また、本発明の定着機構部の制御方法は、用紙を搬送する用紙搬送手段と、この用紙搬送手段で搬送されてくる用紙に画像を転写する転写機構部及び転写された画像を定着させる定着機構部を有する画像形成手段と、この画像形成手段で画像が形成された用紙を排出する排出手段とを備えた画像形成装置にいて、前記定着機構部を構成する加熱及び加圧ローラの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御することを特徴とする。この場合、前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、前記用紙が加熱及び加圧ローラを通過する位置によってローラの長手方向（軸方向）に対し用紙の通紙部と非通紙部とが発生することに基づき、前記非通紙部のローラ径の熱膨張率を基に制御する。具体的には、前記加圧ローラの表面温度と熱膨張との対応関係を示すテーブルを用い、前記加圧ローラの表面温度を通紙部と非通紙部とでそれぞれ検出し、その検出温度に基づいて前記テーブルを参照することで、非通紙部のローラ径の熱膨張率を算出する。また、前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御は、印字要求及び印字条件が入力されることにより、前記テーブルに基づいて印字の開始から終了まで継続して行う。この場合、前記加熱及び加圧ローラの周速度の可変制御幅は、前記転写機構部を通過する用紙の搬送速度を基に次式［（転写機構部を通過する用紙搬送速度）：（加熱及び加圧ローラの周速度の可変幅）＝１．０：（０．９５〜１．０２）］の関係式で表される範囲内で制御する。さらに、前記定着機構部の用紙搬送方向上流側に配置される用紙搬送用駆動部材も、前記定着機構部の用紙搬送速度の可変に合わせて該定着機構部の用紙搬送速度と等速に制御する。
【００３４】
このような制御方法とすることにより、転写機構部による記録用紙の搬送速度と定着機構部による記録用紙の搬送速度とが、連続印字の場合においても、印字の開始から終了まで常に同じ速度比に保つことができる。従って、小サイズ紙を連続印字したときにも記録用紙の後端部に転写ズレの生じない良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３６】
本実施形態では、本発明の画像形成装置をビルドアップ方式を採用した複合機に適用した場合について説明する。
【００３７】
−複合機の全体構成の説明−
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての複合機１の内部構成の概略を示している。複合機１は、記録用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザによって選択される。
【００３８】
この複合機１は、装置の下部側に、記録用紙を収納・搬送する用紙搬送系３２とその直上部に画像形成系３１とを有する画像形成部３を備え、装置の上部側に、原稿読取部としてのスキャナ部２及び原稿を給紙する原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。
【００３９】
＜スキャナ部２の説明＞
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。
【００４０】
上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。
【００４１】
原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。
【００４２】
上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。
【００４３】
＜画像形成部３の説明＞
画像形成部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。
【００４４】
画像形成系３１は、レーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。
【００４５】
また、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像装置（現像機構部）３１ｃ、転写ユニット（転写機構部）３１ｄ、クリーニング装置（クリーニング機構部）３１ｅ、図示しない除電器、帯電ユニット３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ユニット３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を記録媒体としての記録用紙に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ユニット３１ｆは、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面を所定の電位に帯電させるようになっている。
【００４６】
このため、記録用紙に画像を形成する際には、帯電ユニット３１ｆによって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ユニット３１ｄによって、トナー像が記録用紙に転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、記録用紙への画像形成動作（印字動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の記録用紙に対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。
【００４７】
一方、用紙搬送系３２は、用紙収容部としての用紙カセット３３に収容された記録用紙、または手差トレイ３４に載置された記録用紙を１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された記録用紙を用紙排出部としての排紙トレイ３５へ排出するものである。
【００４８】
この用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６の一端側は２つに分岐されており、一方の分岐端は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に、他方の分岐端は手差トレイ３４の排出側に対向している。また、主搬送路３６の他端は排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ユニット３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ユニット３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。
【００４９】
主搬送路３６の一方の分岐端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。同様に、主搬送路３６の他方の分岐端（手差トレイ３４の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ｂが配設されている。このピックアップローラ３６ｂの回転により、手差カセット３４に載置されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。
【００５０】
この主搬送路３６における転写ユニット３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と記録用紙との位置合わせを行いながら記録用紙を搬送するものである。
【００５１】
また、レジストローラ３６ｄの配置位置よりもさらに上流側であって、主搬送路３６の分岐部よりも下流側には、搬送されてきる記録用紙の端部を検出する用紙検出器３６ｃが配設されている。用紙検出器３６ｃは、後述する記録用紙の重送を検出する重送検出手段としての役目と、記録用紙の後端を検知する後端検知手段としての役目を担っている。
【００５２】
主搬送路３６における転写ユニット３１ｄの配設位置よりも下流側には、記録用紙に転写されたトナー像を加熱により定着させるための一対の定着ローラ（加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ）を備えた定着装置（定着機構部）３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、記録用紙を排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。
【００５３】
主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには記録用紙が排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには記録用紙が反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって記録用紙が搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で記録用紙が反転されて再び転写ユニット３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、記録用紙の裏面に対して画像形成が行えるようになっている。
【００５４】
なお、上記構成の画像形成部３において、用紙カセット３３、手差トレイ３４、ピックアップローラ３６ａ，３６ｂ、用紙検出器３６ｃ、レジストローラ３６ｄを含めて、以後、記録用紙給紙部ともいう。
【００５５】
＜原稿自動給紙部４の説明＞
次に、原稿自動給紙部４について説明する。この原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。
【００５６】
上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。
【００５７】
主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。
【００５８】
原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。
【００５９】
プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。
【００６０】
原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。
【００６１】
−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合（プリンタモード）には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印字データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印字データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述した画像形成部３の画像形成動作により記録用紙に画像形成が行われる。
【００６２】
また、本複合機１がスキャナとして機能する場合（ＦＡＸモード）には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。
【００６３】
さらに、本複合機１がコピー機として機能する場合（コピアモード）には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づき画像形成部３の画像形成動作によって記録用紙に画像形成が行われることになる。
【００６４】
ここで、コピアモードについてさらに詳しく説明する。
【００６５】
−コピアモードでの画像形成動作の説明−
コピアモードにおいて原稿の画像を記録用紙にコピーする際、スキャナ部２の原稿台４１または原稿トレイ４３にコピーしたい原稿を載置した後、図示しない操作パネル部に設けられた各入力キーを押下して印字枚数、印字倍率等の設定入力を行い、図示しないスタートキーを押下してコピー動作を開始する。
【００６６】
スタートキーが押されると、複合機１は、ピックアップローラ３６ａまたは３６ｂが回転して用紙カセット３３または手差トレイ３４から主搬送路３６に記録用紙が給紙される。給紙された記録用紙は、主搬送路３６上に設けられたレジストローラ３６ｄに搬送される。レジストローラ３６ｄに搬送された記録用紙の搬送方向の先端部は、用紙に転写されるべき感光体ドラム３１ｂ上に形成されるトナー画像との位置合わせを行うため、記録用紙の副走査方向とレジストローラ３６ｄの軸方向とが平行になるように、レジストローラ３６ｄによってチャックされる。
【００６７】
スキャナ部２によって読み取られた画像データは、入力キー等を用いて入力された条件で画像処理が施された後、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）３１ａにプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３１ａは、帯電器３１ｆによって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１ｂ表面に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００６８】
その後、現像装置３１ｃの図示しない現像槽中に設けられた感光体ドラム３１ｂに対向するＭＧローラ３１ｃ１の表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１ｂ表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１ｂ表面に引き寄せられて付着し、静電潜像が顕像化される。感光体ドラム３１ｂ上に残留したトナーは、図示しないドラムユニットのクリーニングブレードによって掻き取られ、図示しないクリーナユニットによって回収される。
【００６９】
次いで、レジストローラ３６ｄによって、レジストローラ３６ｄにチャックされている記録用紙と、感光体ドラム３１ｂ表面に形成されたトナー画像との位置が合わせられ（タイミングが調整され）、記録用紙を感光体ドラム３１ｂと転写ユニット３１ｄとの間に搬送する。次に、転写ユニット３１ｄに設けられた図示しない転写ローラを用いて感光体ドラム３１ｂ表面のトナー画像を上記記録用紙に転写する。
【００７０】
トナー画像の転写が終了した記録用紙は、定着装置３９の加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ間を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー画像が溶融・固着され、排出ローラ３６ｅによって排紙トレイ３５に排出される。
【００７１】
−制御系のブロック構成の説明−
図２は、本複合機１の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。
【００７２】
本複合機１には、搭載されている各機器（スキャナ部２、画像形成部３、原稿自動給紙部４）を統括的に制御するためのメインＣＰＵ１０１が備えられており、このメインＣＰＵ１０１に、原稿の自動給紙を制御する原稿給紙制御部１０２、画像形成部３の各部を制御する帯電制御部１０３、現像制御部１０４、転写制御部１０５、定着制御部１０６、用紙の端部を検出する用紙検出器３６ｃを備えた用紙搬送制御部１０７がそれぞれ双方向に接続されている。また、メインＣＰＵ１０１には、操作者が入力操作を行う図示しない操作パネル部からの信号を出力したり、メインＣＰＵ１０１からの信号に応じて操作パネル部上に表示動作を行わせる操作制御部１０８も接続されている。
【００７３】
上記構成において、定着制御部１０６は、図９に示す制御回路５４０に相当している。また、本実施形態においては、定着装置（定着機構部）３９の構成は、図８及び図９に示す構成と同じである。
【００７４】
以上が、複合機の全体説明である。
【００７５】
上記構成の複合機において、従来は印字動作時の定着ローラ（加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ）の回転速度制御（定着ローラの周速度）を、加圧ローラ３９ｂの熱膨張を考慮しないで制御していたが、本実施形態では、加圧ローラ３９ｂの熱膨張を考慮して定着ローラの周速度制御を行う構成としている。そのため、本実施形態では、加圧ローラ３９ｂの通紙部分と非通紙部分の表面温度を検出するための温度検出センサが、通紙部分と非通紙部分とにそれぞれ配置されている。
【００７６】
図３は、本実施形態に係わる定着ローラの概略構成とその制御回路構成を示している。
【００７７】
図３に示すように、本実施形態では、図９に示す従来の構成に加え、加圧ローラ３９ｂの通紙部分３９ｂ１と非通紙部分３９ｂ２の表面温度をそれぞれ検出するための温度センサ３９３Ｃ，３９３Ｄが配置されており、各温度センサ３９３Ｃ，３９３Ｄの出力が、それぞれ入力回路５４５，５４５を介してＣＰＵ５４２に接続されている。他の構成は図９に示す構成と同じであるので、ここでは同部材に同符号を付すこととし、詳細な説明を省略する。
【００７８】
すなわち、ＣＰＵ５４２により、加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度を、印字される用紙サイズ、通紙方向及び印字枚数に基づいて可変制御する。
【００７９】
本実施形態では、ＣＰＵ５４２による加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度の可変制御は、記録用紙が加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂを通過する位置によってローラの長手方向（軸方向）に対し記録用紙の通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２とが発生することに基づき、加圧ローラ３９ｂの非通紙部３９ｂ２のローラ径の熱膨張率を基に制御する。
【００８０】
具体的には、予め実験等によって加圧ローラ３９ｂの表面温度と熱膨張との対応関係を求めておき、この対応関係を示す熱膨張テーブルを予め格納しておく。加圧ローラ３９ｂに使用される材料によって熱膨張の科学的物性は固定であるため、表面温度と熱膨張との対応関係は実験等によって簡単に求めることができる。
【００８１】
ＣＰＵ５４２は、加圧ローラ３９ｂの表面温度を通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２とにおいてそれぞれ検出し、その検出温度に基づき前記熱膨張テーブルを参照することで、通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２のローラ径の熱膨張率を算出する。そして、この算出した熱膨張率の差による非通紙部３９ｂ２のローラ径の変化を考慮して、加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度が例えば一定となるように可変制御する。この可変制御は、装置に印字要求及び印字条件が入力されることによって、前記熱膨張テーブルに基づいて印字の開始から終了まで継続して行う。この場合、加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂの周速度の可変制御幅は、転写ユニット（転写機構部）３１ｄを通過する記録用紙の搬送速度を基に下式（１）
（転写機構部を通過する用紙搬送速度）：（加熱及び加圧ローラの周速度の可変幅）
＝１．０：（０．９５〜１．０２）    ・・・（１）
の関係式で表される範囲内とする。
【００８２】
これにより、転写ユニット３１ｄによる記録用紙の搬送速度と、定着装置（定着機構部）３９の定着ローラ（加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ）による記録用紙の搬送速度とを、連続印字の場合においても、印字の開始から終了まで常に同じ速度比に保つことができる。従って、小サイズ紙を連続印字したときにも記録用紙の後端部に転写ズレの生じない良好な画像を形成することができる。
【００８３】
この場合、定着装置３９の用紙搬送方向上流側に配置される用紙搬送用駆動部材（例えば、排出ローラ３６ｅや、オプションとしてフィニッシャが付いている場合にはフィニッシャの駆動源等）も、定着装置３９の搬送速度と同じ速度に制御する。これにより、定着装置３９から例えば排出ローラ３６ｅに搬送される間に記録用紙が撓むといったことがなく、周辺の部材にこすれたり、引っかかったりする心配がない。
【実施例１】
【００８４】
ここで、上記で説明した定着機構部の制御方法のより具体的な実施例について、実施例１としてさらに詳しく説明する。
【００８５】
ただし、本実施例１では、前記熱膨張テーブルを参照して算出されるローラ径の熱膨張率の変化をローラ周速度に変換し、このローラ周速度の変化を各温度センサ３９３Ｃ，３９３Ｄの検出温度差と対応させた制御テーブルを予め格納しているものとし、この制御テーブルを用いて定着ローラの速度制御を行うものとする。
【００８６】
図４は、制御テーブルの制御内容をグラフ表示した一例を示している。この制御テーブルは、転写ローラのローラ周速度を１とした場合の定着ローラのローラ周速度を縦軸とし、通紙部分と非通紙部分の温度差を横軸としたグラフ表示となっており、第１制御データ９１は、定着ローラの相対速度を印字開始時の１．０２から最終的に１．００まで変化させる制御例であり、第２制御データ９２は、定着ローラの相対速度を印字開始時の１．０２から最終的に０．９５まで変化させる制御例であり、第３制御データ９３は、定着ローラの相対速度を印字開始時の１．０２から最終的に０．９０まで変化させる制御例である。ただし、この３種類の制御例に限定されるものではない。
【００８７】
以下、本実施例１の制御方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８８】
装置に印字要求があると（ステップＳ１）、次に印字条件が入力されたか否かを確認し（ステップＳ２）、印字条件が入力されない場合は、印字条件の入力を促す（ステップＳ３）。一方、印字条件が入力された場合には、次に記録用紙のサイズを確認する（ステップＳ４）。その結果、記録用紙が定着ローラのほぼ全長にわたって通紙する大サイズ紙印字である場合（例えば、Ａ４サイズの記録用紙を横搬送する場合等）には（ステップＳ５）、上記したように加熱ローラ３９ｂの熱膨張差は生じないので、定着ローラの駆動速度、すなわち加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂのローラ周速度を、従来通り、転写ローラのローラ周速度に対して常に一定の比率（例えば、１．０２倍）で制御しつつ（ステップＳ６）、全ての印字が終了するまで印字処理を行う（ステップＳ７，ステップＳ８）。
【００８９】
一方、記録用紙が小サイズ紙（すなわち、Ａ４サイズの記録用紙を縦搬送する場合等）には、ＣＰＵ５４２は、入力された印字条件に従い、制御テーブルから予め設定された１つの制御テーブル（例えば、第２制御テーブル９２）を抽出し（ステップＳ９）、この制御テーブルに従って印字処理を行う（ステップＳ１０）。
【００９０】
すなわち、連続印字である場合、ＣＰＵ５４２は、次の印字があるか否かを確認し（ステップＳ１１）、次の印字がある場合には、温度センサ３９３Ｃ，３９３Ｄの検出温度に基づいて、加圧ローラ３９ｂの表面温度を通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２とにおいてそれぞれ検出し、その温度差を確認する（ステップＳ１２）。そして、その検出温度差に基づいて前記制御テーブルの第２制御データ９２を参照し、検出温度差が現在の定着ローラのローラ周速度（すなわち、記録用紙の搬送速度）を可変する必要のある温度差であるかを確認する（ステップＳ１３）。
【００９１】
その結果、現在のローラ周速度が、検出温度差に基づく第２制御データ９２の示すローラ周速度から予め設定された一定値以上離れている場合（ステップＳ１３でＹｅｓと判断される場合）には、定着ローラを回転駆動する図示しないステッピングモータの単位時間当りのステップ数を変化し、第２制御データ９２で示されたローラ周速度となるように定着ローラのローラ周速度を変化させる（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３での確認の結果、現在のローラ周速度が、検出温度差に基づく第２制御データ９２の示すローラ周速度から予め設定された一定値の範囲内である場合（ステップＳ１３でＮｏと判断された場合）には、定着ローラのローラ周速度を変更することなく、ステップＳ１１に戻る。ＣＰＵ５４２は、このような処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理）を、次の印字が無くなるまで（ステップＳ１１でＮｏと判断されるまで）繰り返す。
【００９２】
これにより、定着ローラでの記録用紙の搬送速度は、連続印字を繰り返すうちに最終的に転写ローラとの相対比で０．９５まで低下する。すなわち、最初は定着ローラによって引っ張られていた転写中の記録用紙は、途中から定着ローラによって引っ張られることが無くなる。すなわち、連続印字によって加圧ローラ３９ｂのローラ径が膨張しても、その分、定着ローラのローラ周速度を落としているので、記録用紙の後端部を転写ローラで転写している間に記録用紙が定着ローラに強く引っ張られるといったことがない。従って、転写ズレも発生しない。
【００９３】
なお、上記説明では、第２制御テーブル９２を例に上げて説明しているが、第１制御テーブル９１を用いた場合には、連続印字を行っても、定着ローラのローラ周速度が転写ローラのローラ周速度より遅くなることはない。すなわち、転写ローラによって記録用紙の後端部を印字中に定着ローラによって記録用紙が常に引っ張られる状態となる。しかしながら、転写ローラに対する定着ローラの相対速度比は当初の1.０２から１．００まで徐々に低下しているので、その引っ張り強度も低下している。従って、連続印字の最後の方（例えば、４０〜５０枚目）であっても、転写ズレが生じることはない。
【００９４】
因みに、図６（ａ）は、転写ローラと定着ローラのローラ周速度の比を印字の最初から最後まで一定の比率で制御した場合の従来の制御方法で、５０枚の連続印字を行った場合の印字状態の検討結果を示しており、同図（ｂ）は、転写ローラと定着ローラのローラ周速度の比率を図５に示す３種類の制御データに従って変化させて、５０枚連続印字を行った場合の印字状態の検討結果を示している。
【００９５】
図６（ａ）において、従来の制御方法では、ローラ周速度比（１：１０２）の場合、印字面の擦れや用紙後端部の汚れは４０枚目以降も良好であるが、印字倍率の変化が先端部と後端部とで大きく異なり、「やや不良（△）」となっている。つまり、転写ズレが発生している。このことは、ローラ周速度比が大きくなるほど顕著に現れている。また、ローラ周速度比が（１：１．００）、（１：０．９５）、（１：０．９０）の場合は、記録用紙が弛むため、印字面の擦れや用紙後端の汚れが顕著となっている。
【００９６】
一方、図６（ｂ）において、本実施形態の制御方法では、全ての制御データの場合において、概ね全ての検査項目が良好または普通以上となっている。ただし、ローラ周速度比が（１：０．９０）の場合は、記録用紙の弛みが若干多くなるため、４０枚目以降の印字において用紙後端の汚れが不良となっている。
【００９７】
なお、上記実施例１では、定着ローラのローラ周速度を予め設定された一定値との比較によって段階的に変化させる構成としているが、制御テーブルに格納されている制御データに従ってリニアに変化させるように制御してもよい。
【実施例２】
【００９８】
上記実施例１の制御方法では、連続印字の場合、その印字枚数の全体を通じて定着ローラのローラ周速度を段階的またはリニアに変化させているが、本実施例２では、１枚の記録用紙の印字中において、その先端部の印字中と後端部の印字中とで定着ローラのローラ周速度を変化させるようにしたものである。
【００９９】
以下、図７に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。ただし、本実施例２においても、上記実施例１の制御テーブルを使用する。なお、図中のステップＳ１〜ステップＳ１２は、上記実施例１で説明した図５に示すフローチャートと同じであるので、図７には同じ処理ステップに同じ処理番号を付すこととし、詳細な説明を省略する。
【０１００】
すなわち、連続印字である場合、ＣＰＵ５４２は、次の印字があるか否かを確認し（ステップＳ１１）、次の印字がある場合には、温度センサ３９３Ｃ，３９３Ｄの検出温度に基づいて、加圧ローラ３９ｂの表面温度を通紙部３９ｂ１と非通紙部３９ｂ２とにおいてそれぞれ検出し、その温度差を確認する（ステップＳ１２）。そして、その検出温度差に基づいて前記制御テーブルの例えば第２制御データ９２を参照し、検出温度差に対応する定着ローラのローラ周速度をこの第２制御データ９２から抽出する（ステップＳ２１）。ローラ周速度は印字枚数によって異なるが、ここでは、例えば１．００が抽出されたとする。
【０１０１】
そして、記録用紙の印字を開始するのであるが、このときＣＰＵ５４２は、１枚の記録用紙の印字開始から印字終了までの間に、定着ローラのローラ周速度を、１．０２から抽出した１．００までリニアに変化させる。これにより、記録用紙の先端部を印字するときは定着ローラのローラ周速度が相対比で１．０２となり、同じ記録用紙の後端部を印字するときには、定着ローラの周速度が相対比で１．００まで低下する。
【０１０２】
このように、１枚の記録用紙にデータを印字する期間において、定着ローラのローラ周速度をリニアに変化させることで、記録用紙１枚ごとによりきめ細かく印字制御することができ、連続印字の場合であっても、より良質の画像を記録用紙に印字することが可能となる。
【０１０３】
これにより、連続印字によって加圧ローラ３９ｂのローラ径が膨張しても、その分、定着ローラのローラ周速度を落としているので、記録用紙の後端部を転写ローラで転写している間に記録用紙が定着ローラに強く引っ張られるといったことがない。従って、転写ズレも発生しない。
【０１０４】
なお、本明細書では、定着機構部の制御方法として代表的な上記２つの実施例を示したが、本発明に係わる定着機構部の制御方法は、このような実施例のみに限定されるものではない。すなわち、印字要求の用紙サイズとその搬送方向、並びに印字枚数を検出することによって定着ローラの回転速度を変更制御する点に本発明の特徴があり、連続印字において記録用紙の後端部の転写ズレが生じないような種々の制御方法が含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の画像形成装置としての複合機の内部構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態の複合機の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係わる定着ローラの概略構成とその制御回路構成を示す説明図である。
【図４】制御テーブルの制御内容をグラフ表示した一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例１に係わる定着機構部の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は、転写ローラと定着ローラのローラ周速度の比を印字の最初から最後まで一定の比率で制御した場合の従来の制御方法で、５０枚の連続印字を行った場合の印字状態の検討結果を示す図表、（ｂ）は、転写ローラと定着ローラのローラ周速度の比率を図５に示す３種類の制御データに従って変化させて、５０枚連続印字を行った場合の印字状態の検討結果を示す図表である。
【図７】本発明の実施例２に係わる定着機構部の制御方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】従来の定着ローラの内部構成をローラ軸線方向から見た図である。
【図９】従来の定着ローラの概略構成とその制御回路構成を示す説明図である。
【図１０】加熱ローラの軸方向の温度分布の例を示す説明図である。
【図１１】加圧ローラ自体の熱膨張差によって径が軸方向の中央部（通紙部分）と両端部（非通紙部分）とで異なることとを説明するための図である。
【図１２】連続印字において、定着工程での用紙搬送速度がどのように変化するかについての実験結果を示しており、（ａ）は、Ａ４サイズの記録用紙を横搬送した場合の実験結果、（ｂ）は、Ａ４サイズの記録用紙を縦搬送した場合の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０６】
１  複合機
２  スキャナ部
３  画像形成部
４  原稿自動給紙部
３１  画像形成系
３２  用紙搬送系
３１ｂ  感光体ドラム
３３  用紙カセット
３４  手差トレイ
３６  主搬送路
３６ａ，３６ｂ  ピックアップローラ
３６ｃ  用紙検出器
３６ｄ  レジストローラ
３７  反転搬送路
３９  定着機構部
３９ａ  加熱ローラ
３９ｂ  加圧ローラ
３９ｂ１  通紙部
３９ｂ２  非通紙部
３９１  ローラ本体
３９２  ハロゲンヒータ
３９２ａ  メインヒータ
３９２ｂ  サブヒータ
３９３Ａ，３９３Ｂ，３９３Ｃ，３９３Ｄ  温度センサ
１０１メインＣＰＵ
１０２  原稿給紙制御部
１０３  帯電制御部
１０４  現像制御部
１０５  転写制御部
１０６  定着制御部
１０７  用紙搬送制御部
１０８操作制御部
５４１，５４４  ドライバ
５４２  ＣＰＵ
５４３，５４５  入力回路
【図１】
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【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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