(57)【要約】【課題】  定着部において記録媒体の速度を紙厚によらず所定の速度に保ち、転写部との用紙の引っ張りや押し込みによる画質の低下を防止し、高品質な印刷を実現する。【解決手段】  現像された画像を記録媒体上に転写する転写手段、前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写手段よりも下流側に配置された前記記録媒体上に転写された画像を該記録媒体に定着する定着手段を有した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手段、前記記録媒体の搬送方向に対して前記定着手段よりも下流側に配置された配列型センサで前記転写手段から前記定着手段の距離をL1、前記画像形成装置で搬送可能な用紙の最大の長さをL2（L2＞L1）としたときに少なくとも L2−L1 の長さを有するもの。前記配列型センサの読取りから前記記録媒体の搬送速度を算出する速度算出手段、前記速度算出手段の算出結果に基づいて前記定着駆動手段の駆動速度を制御する制御手段を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像された画像を記録媒体上に転写する転写手段、前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写手段よりも下流側に配置された前記記録媒体上に転写された画像を定着する定着手段を有した画像形成装置であって、
前記定着手段を回転駆動する定着駆動手段と、
前記記録媒体の搬送方向に対して前記定着手段よりも下流側に配置された配列型センサであって、前記転写手段から前記定着手段の距離をL1、前記画像形成装置で搬送可能な用紙の最大の長さをL2（但しL2＞L1）としたときに、少なくとも L2−L1 の長さを有するものと、
前記配列型センサの読取りから前記記録媒体の搬送速度を算出する速度算出手段と、
前記速度算出手段の算出結果に基づいて前記定着駆動手段の駆動速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、前記転写手段から前記配列型センサの記録媒体の搬送方向に対して上流側の端までの距離をＬ３、搬送する記録媒体の搬送方向に関する長さをＬ４（但しL４＞L３）としたときに、前記配列型センサが最初に前記記録媒体を検出してから前記記録媒体が少なくともL４−L３の距離を移動する間、前記速度算出手段により速度の算出を行い、前記制御手段はその算出結果に基づいて前記定着駆動手段の駆動速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体を搬送する速度、特に電子写真方式の画像形成装置における定着部での速度の精度を高め、高品質な印刷を行うことが出来る画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、様々な性質を有する記録材がいろいろな使われ方をする。様々な性質とは例えば、大きさ、厚さ（坪量）、材質（紙かOHPかなど）などの違いや、装置の設置場所の温度や湿度等による記録材の物理的性質の違いなどであり、いろいろな使われ方とは例えば、同一の記録材の片面に画像形成を行うか両面に画像形成を行うかなどといった違いである。
【０００３】
こうした多様な記録材に形成されたトナー画像を記録材の面上に固着させる方式として、定着器によって加熱・加圧する方法が広く知られている。加熱・加圧する手段としては、ローラ方式によるものが代表的であるが、この方式では加圧を施すためにローラのニップ部分は変形しており（円形ではない）、記録材を挟持して搬送する速度は単純な数式では算出することが難しく、同じ回転速度でモータを駆動しても記録材の性質―特に厚み（坪量）―や使われ方によってその搬送速度は微妙に異なる。
【０００４】
このことによって、定着部と転写部における記録材の搬送速度に差が生じてしまい、画像を形成する記録材の長さがこの定着−転写部間の距離よりも長い場合、（１）用紙の引っ張り合いが起こり（定着部の搬送速度＞転写部の搬送速度のとき）、定着部でシワが発生したり、転写部で記録材上のトナーがこすれてしまう、（２）用紙の押し込みによりループが形成され（定着部の搬送速度＜転写部の搬送速度のとき）、定着部でシワが発生したり、記録材上のトナーが機内に当たってしまう―などの要因で画質の低下や機内の汚れを招いてしまうという弊害をもたらす。このため、良好な画像を得るためには、定着器における記録材の搬送速度を、その性質や使われ方に依らず所定の速度に保つことが必要となる。
【０００５】
これに対して、通常は、画像形成装置に備えられた操作部を通じて予め画像形成装置に組み込まれた記録材の種類の中からユーザが使用するものを選択し、その選択結果に応じて定着器を回転駆動するモータの駆動速度を変化させるという方法が採られる。
【０００６】
また、例えば特許文献１などでは、センサを用いて記録材の性質を検出し、その結果に応じて定着モータの駆動速度を決定するという方法を用いている。
【特許文献１】特開平７−２０９９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述のように定着部において記録材を挟持して搬送する速度は単純な数式から算出することはできないため、上記のように記録材に応じて定着器を駆動するモータの回転速度を決定する方法では予め想定された状況にしか対応することができない、すなわち様々な性質を有し、いろいろな使われ方をされる記録材の全てには対応することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明では、定着部において記録媒体の搬送速度をその性質や使われ方に依らず所定の速度に保ち、用紙の引っ張りや押し込みによる画質の低下を防止し、高品質な印刷を実現することを目的とする。
【０００９】
この目的を達成するために、本発明の請求項１では現像された画像を記録媒体上に転写する転写手段、前記記録媒体の搬送方向に対して前記転写手段よりも下流側に配置された前記記録媒体上に転写された画像を該記録媒体に定着する定着手段を有した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手段、前記記録媒体の搬送方向に対して前記定着手段よりも下流側に配置された配列型センサで前記転写手段から前記定着手段の距離をL1、前記画像形成装置で搬送可能な用紙の最大の長さをL2（L2＞L1）としたときに、少なくとも L2−L1 の長さを有するもの、前記配列型センサの読取りから前記記録媒体の搬送速度を算出する速度算出手段、前記速度算出手段の算出結果に基づいて前記定着駆動手段の駆動速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、定着部において記録媒体の速度を紙厚によらず所定の速度に保ち、転写部との用紙の引っ張りや押し込みによる画質の低下を防止し、高品質な印刷を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１２】
先ず、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を説明する。図１は画像形成装置１００の概略的な内部構造を示す構成図である。画像形成装置１００は、筐体の上部を構成するデジタルカラー画像リーダ部（以下「リーダ部」と略称）１５０と、筐体の下部を構成するデジタルカラー画像プリンタ部（以下「プリンタ部」と略称）１７０と、リーダ部１５０の上部に付設された原稿給送装置１８０とを備え、画像読取機能及び画像形成機能を有する、例えばカラーの画像形成を行う複写機として構成されている。
【００１３】
また、画像形成装置１００は、後処理装置（例えば、記録材に穿孔を行うパンチ処理、記録材を綴じるステープル処理、複数枚の記録材を束ねて表紙をつける製本処理など、任意の後処理を行う装置）を画像形成装置本体に付設することで、画像形成が終了した記録材に対し上記のような後処理を行うことが可能に構成されている。また、画像形成装置１００は、ネットワーク通信インタフェース部（図示略）を介してホストコンピュータ等の外部装置との間でデータの送受信を行うことも可能に構成されている。
【００１４】
リーダ部１５０は、原稿台ガラス１０１、原稿照明ランプ１０３・走査ミラー１０４から構成されるスキャナユニット１０２、走査ミラー１０５、走査ミラー１０６、レンズ１０７、フルカラーイメージセンサ部１０８等を備えている。
【００１５】
原稿台ガラス１０１は、原稿給送装置１８０により給送される原稿または手動でセットされる原稿の載置台として使用される。スキャナユニット１０２は、モータ（図示略）により駆動され、所定方向に往復走査する。原稿照明ランプ１０３は、原稿に照射する光を発する光源である。スキャナユニット１０２が原稿台ガラス１０１に載置された原稿の走査を行う際は、原稿照明ランプ１０３が原稿に照射した光の反射光像を走査ミラー１０４〜１０６を介してレンズ１０７を通過させ、ＲＧＢ３色分解フィルタと一体に形成されたフルカラーイメージセンサ部１０８内のＣＣＤセンサに結像し、カラー色分解画像アナログ信号を得る。カラー色分解画像アナログ信号は、増幅回路（図示略）による増幅処理を経てデジタル化される。
【００１６】
プリンタ部１７０は、露光制御部１０９、感光体ドラム１１１、クリーニング装置１１２、前露光ランプ１１３、一次帯電器１１４、黒色現像装置１１５、回転カラー現像装置１１６、中間転写ベルト１１７、一次転写帯電器１１８、クリーニング装置１２１から構成される画像形成部１１０を備えている。
【００１７】
露光制御部１０９は、レーザ光発生部である半導体レーザとポリゴンスキャナ等を備えており、上記リーダ部１５０のカラーイメージセンサ部１０８により電気信号に変換され所定の画像処理が施された画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発生し、該レーザ光を像担持体である感光体ドラム１１１に照射する。
【００１８】
感光体ドラム１１１は、モータ（図示略）により図中反時計方向に回転駆動されると共に、前露光ランプ１１３で除電され、一次帯電器１１４によって所定の電位に一様に帯電された後、露光制御部１０９が発するレーザ光の照射を受け、感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１１１上に形成された静電潜像を、所定の現像器を動作させて現像することで、感光体ドラム１１１上にトナー画像を形成する。この感光体ドラム１１１は、現像に際してはレーザ光の照射を受けた部分にはトナーが付着せず、レーザ光の照射を受けなかった部分にトナーが付着するという性質を有する。つまり、感光体ドラム１１１において照射を受けたレーザ光が強いほどトナーは薄くなり、逆に弱いほどトナーは濃くなる。
【００１９】
回転カラー現像装置１１６は、イエロー、マゼンダ、シアンの各色にそれぞれ対応する現像器１２２，１２３，１２４から構成されている。感光体ドラム１１１上にカラーまたは白黒のトナー画像を現像する際において、カラー画像の場合は、回転カラー現像装置１１６をモータ（図示略）により回転し、現像を行う各分解色に応じて現像器１２２〜１２４のうち所定の現像器を択一的に感光体ドラム１１１に近接させることで現像を行い、黒色の現像を行う場合は、感光体ドラム１１１に近接して配置された黒色現像装置１１５を用いて現像を行う。白黒画像の場合は、黒色現像装置１１５のみが用いられる。
【００２０】
感光体ドラム１１１上に現像されたトナー画像は、１次転写帯電器１１８によって印加された高圧により中間転写ベルト１１７に１次転写される。カラー画像形成の場合は４色のトナー像を中間転写ベルト１１７に重ねて１次転写し、白黒画像形成の場合は黒色トナー像のみを中間転写ベルト１１７に１次転写する。尚、本実施形態では、画像形成対象の記録材の長手方向寸法が中間転写ベルト１１７の全周の長さの１／２以下である場合には、中間転写ベルト１１７上における２枚の記録材に対応する領域に対して同時に画像形成が可能である。１次転写終了後の感光体ドラム１１１は、表面の残留トナーがクリーニング装置１１２に備えられたブレード（図示略）により清掃された後、再度画像形成工程に供される。
【００２１】
プリンタ部１７０は、上記の構成要素以外に、更に、レジストローラ１３７、２次転写ローラ１３８、熱ローラ定着器（以下定着器と略称）１３９、排紙フラッパ１４１、右カセットデッキ１２５、左カセットデッキ１２６、上段カセットデッキ１２７、下段カセットデッキ１２８、搬送パス１４７、搬送パス１４２、反転パス１４３、下搬送パス１４４、再給紙パス１４５、再給紙ローラ１４６、排出ローラ１４８、手差しトレイ１６０等を備えている。
【００２２】
各カセットデッキ１２５〜１２８には、画像形成部１１０において中間転写ベルト１１７上に形成されたトナー画像を２次転写するための記録材が格納されている。右カセットデッキ１２５に格納された記録材は、ピックアップローラ１２９と給紙ローラ１３３とによって給送され、レジストローラ１３７により中間転写ベルト１１７上のトナー画像を記録材に転写する２次転写位置へと搬送される。同様に、左カセットデッキ１２６内の記録材は、ピックアップローラ１３０と給紙ローラ１３４とによって給送され、上段カセットデッキ１２７内の記録材は、ピックアップローラ１３１と給紙ローラ１３５とによって給送され、下段カセットデッキ１２８内の記録材１２８は、ピックアップローラ１３２と給紙ローラ１３６とによって給送され、それぞれレジストローラ１３７により２次転写位置へと搬送される。尚、手差し給紙の場合には手差しトレイ１６０を使用する。
【００２３】
画像形成部１１０において、感光体ドラム１１１上のトナー像を中間転写ベルト１１７に１次転写し終えた後、各カセットデッキ１２５〜１２８のうち何れかのカセットデッキからレジストローラ１３７の位置まで搬送された記録材は、更に２次転写位置である２次転写ローラ１３８の位置へ搬送され、２次転写ローラ１３８を介して記録材に対する２次転写が行われる。２次転写終了後の中間転写ベルト１１７は、表面の残留トナーがクリーニング装置１２１に備えられたブレード（図示略）により清掃された後、再度画像形成工程に供される。
【００２４】
また、本実施形態においては、所望のタイミングで偏心カム（図示略）を動作させることにより、中間転写ベルト１１７と２次転写ローラ１３８との間のギャップが任意に設定可能な構成となっている。カラー画像を形成する場合、複数色のトナー像を中間転写ベルト１１７上に重ねて形成するときはギャップを設け、トナー像を記録材に転写するときはギャップを無くすようになっている。また、スタンバイ中や電源オフ時にはギャップを設ける。
【００２５】
２次転写が終了した記録材は、２次転写ローラ１３８を通過した後、記録材上に上記転写されたトナーが定着器１３９において記録材を加圧及び加熱することによって定着された後、搬送パス１４７により搬送され、排出ローラ１４８によって画像形成装置１００の外部に付設されている記録材排出部（図示略）に排出される。定着器１３９の記録材排出部側の近傍にはラインセンサ１９０が備え付けられている。このラインセンサ１９０からの入力情報は後述する定着モータ制御部２００に伝達され、定着器１３９を構成するローラを回転駆動する定着モータ２１０の制御に用いられる。
【００２６】
排紙フラッパ１４１は、トナーが定着された記録材の排出先を、搬送パス１４２側または排出ローラ１４８側に切り替えるものである。記録材の片面だけに画像を形成する場合は、排紙フラッパ１４１を排出ローラ１４８側に設定する。記録材の両面に画像を形成する場合は、排紙フラッパ１４１を搬送パス１４２側に設定し、搬送パス１４２により搬送された記録材を反転パス１４３を介して下搬送パス１４４に搬送し、再給紙パス１４５へと導く。このとき、反転パス１４３と下搬送パス１４４を通過することによって記録材は裏返しになる。また、画像形成装置１００から記録材を裏返して排出する場合は、排紙フラッパ１４１を搬送パス１４２側に設定して記録材を反転パス１４３に引き込み、反転ローラを逆転して記録材を排出ローラ１４８へと搬送する。
【００２７】
原稿給送装置１８０は、複写対象の原稿束が積載される原稿積載部、原稿積載部に装填された原稿束から原稿を１枚ずつ給送する給送機構等を備えており、複写対象の原稿を自動的に交換する（原稿束から１枚ずつ原稿を原稿台ガラス１０１上に給紙し原稿の読取りが終了すると原稿を排出する一連の処理を原稿枚数分だけ繰り返す）場合に使用する。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る定着器１３９を構成するローラを回転駆動する定着モータの制御について説明する。図２は、定着モータ制御部の構成を示すブロック図である。ラインセンサ２０１は、定着器１３９を通過した記録材の先端を検出すると、その信号を、センサドライバ２０２を介して、速度算出部２１０へ送出する。
【００２９】
速度算出部２１０ではラインセンサ２０１からの入力信号を所定回数サンプリングして、その間に記録材の先端が移動した距離をサンプリングに要した時間で割ることで記録材の速度を算出する。
【００３０】
定着モータ速度制御部２２０では、速度算出部にて算出した速度に基づいて定着モータの速度を制御する。本実施例では、定着モータはＤＣブラシレスモータとしているが、ステッピングモータとしてもよい。二次転写ローラ１３８の回転駆動速度（プロセス速度）に基づいて予め定められた定着モータの回転駆動速度をV0、これに対応する定着モータに送出するパルスレートをP0とし、速度算出部２１０で算出された実際の速度がV1であったとすると、定着モータ速度制御部２２０では、定着モータに送出するパルスレートＰを、Ｐ = P0 ×V0／V1として制御する。
【００３１】
なお、図５の模式図に示したように、定着器１３９のニップ中心からラインセンサ１９０の定着器１３９側の端までの距離をＬ０、ニ次転写ローラ１３８から定着器１３９のニップ中心までの距離をＬ１、画像形成装置１００で扱うことのできる記録材のうち、搬送方向に関して最も長いものの長さをＬ２とし、ラインセンサの長さをＬ２−（Ｌ０+Ｌ１）とすることで、記録材の後端が二次転写ローラ１３８を抜けるまでの間、常に記録材の速度を算出することができる。ただし、Ｌ２＞=（Ｌ０+Ｌ１），Ｌ０＞=０の関係が成立しているものとする。また、定着ニップの半分の長さをLnとすると、記録材の搬送方向の長さLがＬ１−Lnよりも短い場合は特に速度の算出の必要はなく、定着モータに送出するパルスは所定のパルスレートP0のままでも構わない。ただし、Ln＞＝０とする。
【００３２】
図３は、図２における各ブロックの動作シーケンスを示すフローチャートである。プリント動作が開始するとまず、定着モータ速度制御部２２０は定着モータに送出するパルスレートをＰ０として定着モータを駆動し（３０１）、ラインセンサ１９０のサンプリングを開始する（３０２）。ラインセンサ１９０が、転写部１３８、定着器１３９を経て搬送された記録材の先端を検出した場合（３０３）、速度算出部２１０にて速度を算出し（３０４）、その算出値に基づいて定着モータ速度制御部で送出するパルスレートを調整する（３０５）。記録材の先端がまだラインセンサ１９０から抜けていない場合（３０３）、同じ動作を繰り返す。記録材の先端がラインセンサ１９０から抜けた場合（３０３）、定着モータはその時点での速度で駆動し続ける。プリント動作が終了した場合（３０６）には、定着モータ速度制御部２２０は定着モータを停止する（３０７）。
【００３３】
図４は、本発明の第二の実施例における動作シーケンスを示すフローチャートである。プリント動作が開始するとまず、定着モータ速度制御部２２０は定着モータに送出するパルスレートをＰ０として定着モードを駆動し（４０１）、ラインセンサ１９０のサンプリングを開始する（４０２）。ラインセンサ１９０が、転写部１３８、定着器１３９を経て搬送された記録材の先端を検出した場合（４０３）、まず速度算出部２１０にて速度の算出、および速度を算出する際に検出する先端の移動量から、記録材の先端がラインセンサ１９０で初めて検出されたときからの移動量を算出し（４０４）、定着モータ速度制御部２２０にて記録材の後端が二次転写ローラ１３８を抜けたかどうか、すなわち記録材が、その搬送方向の長さをＬとしてＬ−（Ｌ０＋Ｌ１）だけ移動したかどうかを判別し（４０５）、移動していればその時点での定着モータの速度を維持してステップ４０３に戻る。移動していなければ速度算出部にて算出された速度に基づいて定着速度制御部で送出するパルスレートを調整する（４０６）。記録材の先端がまだラインセンサ１９０から抜けていない場合（４０３）、同じ動作を繰り返す。記録材の先端がラインセンサ１９０から抜けた場合（４０３）、定着モータはその時点での速度で駆動し続ける。プリント動作が終了した場合（４０７）には、定着モータ速度制御部２２０は定着モータを停止する（４０８）。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略的な内部構造を示す図。
【図２】定着モータ制御部の構成を示すブロック図。
【図３】定着モータ制御部の動作シーケンスを示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施例における定着モータ制御部の動作シーケンスを示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例における各部品の配置関係を示す模式図。
【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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