(57)【要約】【課題】連続印刷の際にも定着装置で温度低下が生じることがなく、良好な画像品位を確保しつつ、印刷速度を向上させることができるようにする。【解決手段】定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材に対して相対的に圧接され、該定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記定着部材又は加圧部材が駆動され、前記ニップ部に媒体を挟持して搬送するとともに、該媒体上の画像形成剤を媒体に定着させる定着装置３０と、前記定着部材の温度、及び、前記定着部材又は加圧部材の駆動速度を制御する制御部６０とを備える画像形成装置であって、前記制御部６０は、複数枚の媒体に連続して印刷を行う連続印刷を実行する場合、前記媒体の印刷枚数が所定枚数以上のとき、前記ニップ部に媒体を挟持していない期間、前記駆動速度を高速にする。【選択図】図１
2016045328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材に対して相対的に圧接され、該定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記定着部材又は加圧部材が駆動され、前記ニップ部に媒体を挟持して搬送するとともに、該媒体上の画像形成剤を媒体に定着させる定着装置と、
（ｂ）前記定着部材の温度、及び、前記定着部材又は加圧部材の駆動速度を制御する制御部とを備える画像形成装置であって、
（ｃ）前記制御部は、複数枚の媒体に連続して印刷を行う連続印刷を実行する場合、前記媒体の印刷枚数が所定枚数以上のとき、前記ニップ部に媒体を挟持していない期間、前記駆動速度を高速にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記ニップ部に媒体を挟持している期間、前記駆動速度を第１の速度とし、前記ニップ部に媒体を挟持していない期間、前記駆動速度を前記第１の速度よりも高速な第２の速度とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数枚の媒体に連続して印刷を行う連続印刷を実行する場合であって、かつ、通常印刷よりも媒体同士の間隔が広い場合、前記媒体の印刷枚数が所定枚数以上のとき、前記ニップ部に媒体を挟持していない期間、前記駆動速度を前記第１の速度よりも高速な第２の速度とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着装置は、前記加圧部材の温度を検出する加圧部材温度センサを有し、
前記制御部は、前記加圧部材温度センサが検出した温度に基づき、前記駆動速度を前記第１の速度よりも高速な第２の速度とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着装置は、前記定着部材の温度を検出する定着部材温度センサを有し、
前記制御部は、前記定着部材温度センサが検出した温度に基づき、前記定着部材の温度を制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材はベルトであり、前記加熱部材は面状ヒータであり、前記加圧部材はローラである請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着部材はローラであり、前記加圧部材はローラである請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着部材はベルト及びローラであり、前記加圧部材はローラである請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部材はローラであり、前記加圧部材はベルト及びローラである請求項１〜５のいずれか１項に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、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式によって画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ機、複合機等の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面を帯電ローラによって一様に帯電した後、帯電した表面にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ヘッド等の露光手段によって感光体ドラムの表面を露光して画像情報に応じた静電潜像を形成し、該静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーが静電的に付着させられてトナー像を形成する。その後、給紙装置から給紙された印刷用紙が搬送される搬送ベルト上で、転写ローラによって、前記トナー像が感光体ドラムの表面から印刷用紙上に転写される。そして、該印刷用紙は、定着装置を通過することによって転写されたトナー像が定着された後、画像形成装置外へ排出される。
【０００３】
前記定着装置としては、無端ベルト状の定着ベルトをヒータによって加熱するとともに、定着ローラを定着ベルトを介して対向する加圧ローラに押圧してニップ部を形成し、該ニップ部に印刷用紙を挟んで搬送し、加熱及び加圧によってトナー像を印刷用紙に定着させるベルト加熱方式の装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９４２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、定着ベルトに対してのみ加熱源であるヒータが備えられ、加圧ローラに対してはヒータが備えられていないため、連続通紙時に印刷用紙の枚数が増加すると、加圧ローラの温度が低下してしまい、満足のいく定着が行われないことがあった。
【０００６】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、連続印刷の際にも定着装置で温度低下が生じることがなく、良好な画像品位を確保しつつ、印刷速度を向上させることができる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】
【０００７】
そのために、本発明の画像形成装置においては、定着部材と、該定着部材を加熱する加熱部材と、前記定着部材に対して相対的に圧接され、該定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記定着部材又は加圧部材が駆動され、前記ニップ部に媒体を挟持して搬送するとともに、該媒体上の画像形成剤を媒体に定着させる定着装置と、前記定着部材の温度、及び、前記定着部材又は加圧部材の駆動速度を制御する制御部とを備える画像形成装置であって、前記制御部は、複数枚の媒体に連続して印刷を行う連続印刷を実行する場合、前記媒体の印刷枚数が所定枚数以上のとき、前記ニップ部に媒体を挟持していない期間、前記駆動速度を高速にする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成装置は、連続印刷の際にも定着装置で温度低下が生じることがなく、良好な画像品位を確保しつつ、印刷速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態におけるプリンタの概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における定着装置の要部側面図である。
【図３】本発明の実施の形態における定着装置のヒータの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における印刷時の定着装置駆動タイミングを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における印刷時の定着装置駆動処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態における第２の形式の定着装置の要部側面図である。
【図８】本発明の実施の形態における第３の形式の定着装置の要部側面図である。
【図９】本発明の実施の形態における第４の形式の定着装置の要部側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における第５の形式の定着装置の要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態におけるプリンタの概略構成図である。
【００１２】
図において、１０は本実施の形態における画像形成装置としてのプリンタであるが、例えば、ファクシミリ機、複写機等であってもよいし、プリンタ、ファクシミリ機、複写機等の各種の機能を併せ持つ複合機等であってもよく、電子写真方式によって、媒体としての用紙Ｐに画像を形成することが可能な装置であれば、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。ここでは、前記プリンタ１０が、電子写真方式によってカラー画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。
【００１３】
そして、プリンタ１０の筐（きょう）体内の下部には、カットシート状の印刷用紙である用紙Ｐを複数枚収容する用紙カセット１１が脱着自在に装着されている。また、プリンタ１０の筐体外部の上面には、画像が印刷された用紙Ｐを集積するスタッカ１２が配設されている。そして、前記用紙カセット１１とスタッカ１２との間は、図１において破線で示され、概ねＳ字形の形状に形成された用紙搬送路１３（搬送ベルト１８の平行部の上面部を含む）によって接続されている。なお、前記用紙Ｐは、例えば、普通紙であるが、普通紙の他にも、ＯＨＰ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート、コート紙、カード、葉書、厚紙、封筒等であってもよい。
【００１４】
また、用紙搬送路１３と用紙カセット１１との接続部には、給紙ローラ１４ａ及び１４ｂと分離片１５とから成り、用紙カセット１１から用紙Ｐを１枚ずつに分離して用紙搬送路１３へ繰り出す給紙機構が配設されている。給紙ローラ１４ｂの用紙Ｐの搬送方向（以下、「用紙搬送方向」という。）の下流側には、給紙機構によって繰り出された用紙Ｐを挟持して搬送する搬送ローラ１６と、搬送された用紙Ｐの斜行を修正して搬送するレジストローラ１７とが配設されている。さらに、該レジストローラ１７の下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ベルト１８が配設されている。
【００１５】
そして、該搬送ベルト１８の平行部の上面部には、用紙搬送路１３に沿って、それぞれに設定された設定色、つまり、ブラック（ｋ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）及びイエロー（ｙ）の画像形成剤としてのトナーＴを収容した４つの独立した画像形成部２０ｋ、２０ｃ、２０ｍ及び２０ｙが、トナー像を形成する順に、用紙搬送方向に並んで配設されている。これらの画像形成部２０ｋ、２０ｃ、２０ｍ及び２０ｙは、実質的に同一の構造を備えるので、統合的に説明する場合には、画像形成部２０として説明する。
【００１６】
各画像形成部２０の上方には静電潜像を形成するための露光ヘッド２１が配設され、各画像形成部２０の下方であって搬送ベルト１８上部を挟んだ反対側には、各画像形成部２０で形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写ローラ２２が配設されている。そして、前記搬送ベルト１８の用紙搬送方向の下流側には、転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置３０が配設されている。また、該定着装置３０の用紙搬送方向の下流側には、該定着装置３０から排出された用紙Ｐの後端通過を検出する用紙排出センサ５２、並びに、用紙Ｐを挟持して上部カバー１９上のスタッカ１２へ搬送する複数の排出ローラ５３ａ及び５３ｂが配設されている。
【００１７】
各画像形成部２０は、露光装置としての露光ヘッド２１によって静電潜像が形成される感光体ドラム２３、該感光体ドラム２３の表面を一様に帯電させるための帯電装置としての帯電ローラ２４、感光体ドラム２３上の静電潜像にトナーＴを付着させて静電潜像を現像するための現像剤担持体としての現像ローラ２５、該現像ローラ２５にトナーＴを供給する供給ローラ２６、トナーＴを収容するトナーカートリッジ２７、転写後に感光体ドラム２３上に残留したトナーＴを掻（か）き取って除去するクリーニングブレード２８等を備えている。また、各画像形成部２０は、それぞれ一体的に構成されており、プリンタ１０に脱着自在に装着されている。このため、プリンタ１０の上部カバー１９は、開閉可能に構成されている。
【００１８】
なお、前記露光ヘッド２１は、ＬＥＤ光、レーザ光等の発光体を備えており、上部カバー１９によって支持され、感光体ドラム２３の上方に該感光体ドラム２３の表面に対向するように配設され、画像情報に基づいて感光体ドラム２３の表面上に静電潜像を形成する。また、転写手段としての転写ローラ２２は、印加された転写電圧によって、感光体ドラム２３上に形成されたトナー像を、搬送ベルト１８によって搬送される用紙Ｐ上に転写する。
【００１９】
本実施の形態における定着装置３０は、ベルト加熱方式の装置であって、加圧部材としての加圧ローラ４１と定着ベルトユニット３１とを有する。なお、前記定着装置３０は、プリンタ１０に対して一体的に装着されていてもよいし、プリンタ１０に着脱可能に装着されていてもよい。
【００２０】
さらに、前記プリンタ１０は、該プリンタ１０の各部の動作を制御する制御部６０を備える。該制御部６０は、温湿度センサ６６の出力、前記用紙排出センサ５２の出力等に基づいて、定着制御部６３への指令を出力する。そして、該定着制御部６３は、制御部６０からの指令に基づいて定着モータ５１の動作を制御し、該定着モータ５１の動作によって、前記定着装置３０の加圧ローラ４１が回転させられる。
【００２１】
次に、前記定着装置３０の構成について詳細に説明する。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態における定着装置の要部側面図、図３は本発明の実施の形態における定着装置のヒータの構成を示す図である。
【００２３】
図２に示されるように、定着装置３０においては、定着ベルトユニット３１と弾性を有する加圧ローラ４１とが圧接することによって、ニップ部としての定着ニップ部Ｎが形成されている。
【００２４】
前記定着ベルトユニット３１は、ベルトとしての定着ベルト３２と、加熱部材としてのヒータ３３と、ヒータホルダ兼用の定着ベルトガイド３４と、例えば、金属板に曲げ加工を施して製作された逆Ｕ字形の形状を有するガイド支持部材３５と、図示されない定着ベルト寄り規制手段としての環状フランジ部材とを備える。定着ベルト３２は、一種の無限軌道であって、定着ベルトガイド３４に沿って、矢印の方向に回転可能である。
【００２５】
前記ヒータ３３は、図３に示されるように、ステンレス、セラミック等から成る基板３３ａの上にガラス等から成る電気絶縁層３３ｂを設け、該電気絶縁層３３ｂの上に電極３３ｃを有する抵抗発熱体３３ｄを形成し、該抵抗発熱体３３ｄの上に保護層３３ｅを設けた面状ヒータである。前記抵抗発熱体３３ｄには、ニッケル−クロム合金、銀−パラジウム合金等の材料を用いることができる。また、前記保護層３３ｅには、耐圧ガラスによるガラスコーティングが施されている。
【００２６】
前記定着ベルトガイド３４は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で一体的に成形されている。そして、前記ヒータ３３は、前記定着ベルトガイド３４の下面中央部に、前記定着ベルトガイド３４の長手方向に沿って配設され、耐熱性接着材等で固定支持される。
【００２７】
また、前記加圧ローラ４１は、芯（しん）金４２と、シリコーンゴムから成る弾性層４３と、離型層４４とを備える。前記加圧ローラ４１は、軸受けを介して回転可能に保持されている。そして、前記加圧ローラ４１又は定着ベルト３２は、定着モータ５１によって駆動され、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐを挟持して搬送する。具体的には、前記加圧ローラ４１は、芯金４２の端部に結合されたギア４５を介して定着モータ５１からの駆動力を受け、回転させられる。前記定着ベルト３２は、加圧ローラ４１が定着ベルトユニット３１に対して相対的に圧接された状態で回転することによって、従動回転される。
【００２８】
さらに、定着部材としての定着ベルト３２は、円筒状の基材に弾性層を設けた可撓（とう）性を有する部材である。本実施の形態においては、定着ベルト３２は、厚み約３０〔μｍ〕のステンレス製スリーブをベルト基材として、その外周面に厚み約３００〔μｍ〕のシリコーンゴム層を形成し、さらに、その外周面に厚み約３０〔μｍ〕のＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）樹脂層を形成したものである。そして、前記定着ベルト３２の外径φは、２８〔ｍｍ〕に設定されている。また、前記加圧ローラ４１は、ステンレス製の芯金４２の周囲に、厚み約３〔ｍｍ〕のシリコーンゴム層を弾性層４３として形成し、その表面に厚み約４０〔μｍ〕のＰＦＡ樹脂チューブを離型層４４として被覆してある。前記加圧ローラ４１の外径φは、２８〔ｍｍ〕に設定されている。
【００２９】
そして、定着ベルトユニット３１は、前記ヒータ３３が定着ベルト３２を介して加圧ローラ４１と対向し、かつ、該加圧ローラ４１と平行になるように配設されている。そして、前記ガイド支持部材３５の両端部は、図示されない加圧機構によって、片側１０〔ｋｇｆ〕、総加圧力２０〔ｋｇｆ〕の力で、加圧ローラ４１に向けて加圧されている。これにより、定着ベルト３２と加圧ローラ４１との間に、用紙搬送方向に対して必要幅の定着ニップ部Ｎが形成される。用紙Ｐが定着ベルト３２と加圧ローラ４１とに挟持されて前記定着ニップ部Ｎを通過する際に、用紙Ｐ上のトナーＴは加熱及び加圧されて溶融し、これにより、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【００３０】
また、前記定着装置３０は、温度検出手段として、第１サーミスタ３７、第２サーミスタ３８及び第３サーミスタ４６を備える。定着部材温度センサとしての第１サーミスタ３７は、定着ベルト３２の内周面に近接又は当接するように配置され、定着ベルト３２の温度を検出する。また、加熱部材温度センサとしての第２サーミスタ３８は、ヒータ３３の上面に近接又は当接するように配置され、ヒータ３３の温度を検出する。さらに、加圧部材温度センサとしての第３サーミスタ４６は、加圧ローラ４１の表面に近接又は当接するように配置され、加圧ローラ４１の表面温度を検出する。
【００３１】
次に、前記プリンタ１０の制御系の構成について説明する。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態におけるプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【００３３】
図に示されるように、プリンタ１０は、制御部６０と、記憶部６１と、高圧電源部６２と、定着制御部６３とを備える。なお、該定着制御部６３は、前記制御部６０と別個に構成されたものであってもよいし、前記制御部６０と一体的に構成されたもの又は前記制御部６０の一部として構成されたものであってもよい。前記制御部６０は、プロセッサ等の演算装置、入出力ポート、タイマ等を備え、図示されない通信回線を介してパーソナルコンピュータ等の上位装置と接続しており、プリンタ１０内の各部を制御して印刷処理等を実行する機能、上位装置とのデータ通信を制御する機能等を有している。
【００３４】
また、前記記憶部６１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置を備え、制御部６０が実行するプログラムやそれに用いる各種のデータ、制御部６０による処理結果等を格納する。さらに、前記高圧電源部６２は、制御部６０の指令に基づいて、帯電ローラ２４、現像ローラ２５、供給ローラ２６、転写ローラ２２等に所定の電圧を印加する。また、帯電ローラ２４、現像ローラ２５、供給ローラ２６等は、画像形成部２０がプリンタ１０に装着されたときに、高圧電源部６２と電気的に接続される。
【００３５】
さらに、前記定着制御部６３は、駆動制御部６４と温度制御部６５とを含んでいる。そして、前記定着制御部６３は、制御部６０からの指令に基づいて、図示されない給電回路から、定着装置３０のヒータ３３へ加熱用の電力を供給し、定着ベルト３２の温度を制御するとともに、定着モータ５１へ電力を供給して加圧ローラ４１を図２において矢印で示される方向に回転させ、加圧ローラ４１又は定着ベルト３２の駆動速度を制御する。なお、定着モータ５１は、駆動制御部６４によって制御される。また、温度制御部６５には、ベルト温度センサとしての第１サーミスタ３７によって検出された定着ベルト３２の温度、及び、加圧ローラ温度センサとしての第３サーミスタ４６によって検出された加圧ローラ４１の温度等が入力される。そして、前記制御部６０は、温度制御部６５に入力された定着ベルト３２の温度に基づき、定着制御部６３にヒータ３３へ供給する電力をＯＮ（オン）又はＯＦＦ（オフ）させることによって、前記定着ベルト３２の温度が所定の定着温度に保たれるように制御する。
【００３６】
定着ベルト３２は、ヒータ３３の発熱によって加熱される。このとき、定着ベルト３２の温度は、第１サーミスタ３７によって検出されて温度制御部６５に入力され、あらかじめ設定されている温度に保持するように制御される。なお、本実施の形態においては、第１サーミスタ３７によって検出された定着ベルト３２の温度に基づいて該定着ベルト３２の温度を制御するようになっているが、第２サーミスタ３８によって検出されたヒータ３３の温度に基づいて定着ベルト３２の温度を制御することもできる。前記ヒータ３３の出力は、９００〔Ｗ〕に設定されている。
【００３７】
また、加圧ローラ４１は、芯金４２の端部に結合されたギア４５に定着モータ５１から駆動力を受けることによって回転する。該定着モータ５１は、駆動制御部６４によって制御される。このとき、加圧ローラ４１の温度は、第３サーミスタ４６によって検出され、温度制御部６５に入力される。
【００３８】
プリンタ１０本体の前面には、温湿度センサ６６が配設されている。該温湿度センサ６６によってプリンタ１０周囲の環境温度及び環境湿度を測定することができる。前記温湿度センサ６６の出力は、制御部６０に入力される。
【００３９】
また、定着装置３０の用紙搬送方向の下流側に配設された用紙排出センサ５２は、定着装置３０から排出された用紙Ｐの後端通過を検出する。前記用紙排出センサ５２の出力は、制御部６０に入力される。
【００４０】
なお、本実施の形態において、印刷速度は、Ａ４サイズの用紙Ｐを縦送りしたときに、２４〔ｐｐｍ（ｐａｇｅ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）〕となるように設定されている。
【００４１】
次に、前記構成のプリンタ１０の動作について説明する。まず、印刷動作における各部の動作について説明する。
【００４２】
制御部６０が上位装置から印刷命令を受信すると、プリンタ１０は、受信した印刷命令に従って、印刷を開始する。
【００４３】
すると、用紙カセット１１に収容された用紙は、給紙ローラ１４ａ及び１４ｂ並びに分離片１５によって１枚ずつに分離して用紙搬送路１３へ繰り出され、搬送ローラ１６及びレジストローラ１７によって、搬送ベルト１８へ搬送される。
【００４４】
これと並行して、制御部６０は、高圧電源部６２を制御して、各画像形成部２０の各ローラ及び転写ローラ２２へあらかじめ設定された所定の電圧を印加させる。すると、各画像形成部２０の帯電ローラ２４に印加された帯電電圧によって各感光体ドラム２３の表面が一様に帯電させられる。
【００４５】
また、制御部６０は、印刷命令に基づく画像情報に従って各露光ヘッド２１を発光させる。すると、各感光体ドラム２３の表面が露光され、該表面上に静電潜像が形成される。そして、供給ローラ２６から供給されたトナーＴが、現像ローラ２５によって感光体ドラム２３の表面上の静電潜像に付着して該静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム２３の表面上に各色のトナー像が形成される。
【００４６】
続いて、用紙Ｐは、搬送ベルト１８によって画像形成部２０まで搬送されてくる。そして、前記用紙Ｐが各画像形成部２０の感光体ドラム２３と転写ローラ２２との間を通過する際に、該転写ローラ２２に印加されている転写電圧によって、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のトナー像が感光体ドラム２３の表面から用紙Ｐ上に順次転写され、該用紙Ｐ上にカラーのトナー像が形成される。
【００４７】
続いて、トナー像が転写された用紙Ｐが定着装置３０に搬送されると、該定着装置３０によってトナー像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー像が定着された用紙Ｐは、排出ローラ５３ａによって搬送された後、排出ローラ５３ｂによって上部カバー１９上のスタッカ１２へ排出されて集積される。これにより、印刷動作が完了する。
【００４８】
次に、前記定着装置３０の定着動作について詳細に説明する。
【００４９】
前記印刷動作の開始に伴って、制御部６０が定着制御部６３に指令を出力すると、該指令に基づいて、前記定着制御部６３は、定着モータ５１を回転させる。すると、該定着モータ５１の回転が、プリンタ１０の本体に配設された図示されないギア列を介して、加圧ローラ４１のギア４５に伝達される。これにより、前記加圧ローラ４１は、図２に示される矢印の方向に回転し、該加圧ローラ４１の回転に伴い、定着ニップ部Ｎにおける摩擦力によって、定着ベルト３２は、図２に示される矢印の方向に従動回転する。
【００５０】
また、前記定着制御部６３は、制御部６０からの指令に基づいて、図示されない給電回路からヒータ３３へ電力を供給して発熱させる。これにより、定着ベルト３２は、内周面側から加熱される。そして、加熱された定着ベルト３２の温度は、第１サーミスタ３７によって検出され、定着制御部６３に入力される。該定着制御部６３は、検出された定着ベルト３２の温度に基づいて、給電回路からヒータ３３へ供給される電力をＯＮ又はＯＦＦして、定着ベルト３２の温度が所定の定着温度に保たれるように制御する。
【００５１】
前記定着ベルト３２の温度が所定の温度に保たれた状態において、トナー像が転写された用紙Ｐが搬送されてくると、該用紙Ｐは定着ベルト３２を介して、ヒータ３３と、加圧ローラ４１とで形成された定着ニップ部Ｎで挟持される。そして、定着ベルト３２による所定の定着温度での加熱と、所定の押圧力での加圧とによって、トナー像は、用紙Ｐに定着される。
【００５２】
なお、定着ベルト３２の過昇温防止の観点から、加圧ローラ４１の回転開始タイミングは、ヒータ３３のＯＮから時間を空けないことが望ましい。本実施の形態においては、ヒータ３３のＯＮと同時に加圧ローラ４１の回転が開始されるように設定されている。また、本実施の形態において、定着ベルト３２の目標温度は１６０〔℃〕に設定されている。ヒータ３３がＯＮにされた後、定着ベルト３２の温度は、定着実行時にこの目標温度を中央値とした所定の温度範囲となるように制御される。
【００５３】
次に、印刷動作における連続通紙時の定着装置３０の制御シーケンスを説明する。
【００５４】
図５は本発明の実施の形態における印刷時の定着装置駆動タイミングを示す図、図６は本発明の実施の形態における印刷時の定着装置駆動処理の動作を示すフローチャートである。
【００５５】
図５は、連続通紙時の各部温度の時間変化、用紙Ｐが定着ニップ部Ｎ及び用紙排出センサ５２を通過するタイミング、定着モータ５１の回転速度、並びに、ヒータ３３の点灯制御（ＯＮ又はＯＦＦ）の関係を示す。
【００５６】
本実施の形態において、制御部６０は、複数枚の用紙Ｐに連続して印刷を行う連続印刷を実行する場合、用紙Ｐの印刷枚数としての印刷ページ数Ｃｐｉが所定枚数としての速度切替えページ数Ｃｐｌ以上のとき、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐを挟持していない期間、定着ベルト３２又は加圧ローラ４１の駆動速度を高速にするようになっている。具体的には、制御部６０は、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐを挟持している期間、前記駆動速度を第１の速度とし、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐを挟持していない期間、前記駆動速度を第１の速度よりも高速な第２の速度とする。
【００５７】
ここで、定着モータ回転速度Ｖ１は、前記第１の速度に相当し、未定着トナー像を用紙Ｐに定着させる定着動作時の設定回転速度である。また、定着モータ回転速度Ｖ２は、前記第２の速度に相当し、Ｖ１よりも速い設定の回転速度である。さらに、定着ベルト目標温度Ｔｈは、定着実行時における定着ベルト３２の温度調整制御の目標温度である。
【００５８】
用紙搬送間隔Ｐｉｎｔは、印刷実行中の用紙搬送路１３における用紙Ｐ同士の間隔であって、先行する用紙Ｐの後端と次の用紙Ｐの先端との間の距離である。また、印刷総ページ数Ｃｐは、１ジョブデータ印刷時の用紙Ｐの総ページ数（総枚数）である。
【００５９】
そして、速度切替えページ数Ｃｐｌは、定着モータ回転速度のＶ１からＶ２への切替えを実行開始する印刷ページ数（用紙Ｐの印刷枚数）であり、所定の設定値があらかじめ設定される。印刷動作中の通紙ページ数（用紙搬送路１３を搬送された用紙Ｐの枚数）は、印刷ページ数Ｃｐｉのカウントによって記録される。定着ベルト目標温度Ｔｈ及び加圧ローラ設定温度Ｔｂは、温湿度センサ６６によって検出された環境温度及び環境湿度に基づき、通常環境、高湿環境及び低温環境下で必要となる温度設定に変更が可能である。
【００６０】
本実施の形態において、定着ベルト目標温度Ｔｈは、１６０〔℃〕に設定されている。また、速度切替えページ数Ｃｐｌは、１０ページに設定されている。さらに、用紙搬送間隔Ｐｉｎｔは、高湿環境時には３００〔ｍｍ〕に設定され、それ以外の環境条件時には１５０〔ｍｍ〕に設定されている。
【００６１】
プリンタ１０の制御部６０に印刷開始信号が入力されると、制御部６０は印刷処理の動作を開始させ、定着装置３０の立ち上げ動作を開始させる。
【００６２】
まず、制御部６０は、印刷命令を受信すると、すなわち、印刷開始信号が入力されると、印刷処理を開始して、ウォームアップを開始し、周囲環境を取得する。具体的には、制御部６０は、ウォームアップ時に、温湿度センサ６６の出力に基づき、プリンタ１０の周囲環境を判断する。
【００６３】
そして、制御部６０は、定着ベルト温度設定Ｔｈ及び用紙間隔設定Ｐｉｎｔを行う。具体的には、制御部６０は、通常環境、高湿環境、低温環境等のプリンタ１０の周囲の環境条件に適合する定着ベルト目標温度Ｔｈ及び用紙搬送間隔Ｐｉｎｔを、それぞれ、設定する。ここでは、プリンタ１０の周囲の環境条件が高湿環境であるものとして、定着ベルト目標温度Ｔｈ＝１６０〔℃〕、及び、用紙搬送間隔Ｐｉｎｔ＝３００〔ｍｍ〕に設定されるものとする。つまり、通常印刷よりも、用紙Ｐ同士の間隔が広くなっている。
【００６４】
続いて、制御部６０は、印刷総頁数取得Ｃｐ及び速度切替頁数設定Ｃｐｌを行う。具体的には、制御部６０は、受信した印刷命令に含まれる印刷データに基づき、印刷総ページ数Ｃｐ及び速度切替えページ数Ｃｐｌを、それぞれ、設定する。ここでは、印刷総ページ数Ｃｐ＝２０ページに設定されるものとする。
【００６５】
続いて、制御部６０は、画像形成を開始させ、ヒータ３３をＯＮにするとともに、速度Ｖ１でモータを回転させる。具体的には、制御部６０は、高圧電源部６２及び露光ヘッド２１を制御し、各画像形成部２０にトナー像を形成する動作を開始させる。また、制御部６０が定着制御部６３に指令を出力すると、該定着制御部６３は、ヒータ３３へ供給される電力をＯＮにするとともに、定着モータ５１を定着モータ回転速度Ｖ１で回転させる。
【００６６】
ここでは、通常の定着動作時における定着モータ回転速度Ｖ１は、加圧ローラ４１の表面の周速、すなわち、線速が１８０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕となるような値に設定され、定着モータ回転速度Ｖ２は、加圧ローラ４１の表面の線速が通常の定着動作時の２倍、すなわち、３６０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕となるような値に設定されるものとする。
【００６７】
その後、定着制御部６３は、第１サーミスタ３７によって検出された定着ベルト３２の温度が定着ベルト目標温度Ｔｈ（１６０〔℃〕）に保たれるように、ヒータ３３へ供給される電力を制御する。
【００６８】
そして、定着ベルト３２の温度が定着ベルト目標温度Ｔｈに到達した状態で、制御部６０は、定着を開始する。具体的には、制御部６０が定着制御部６３に定着開始の指令を出力すると、該定着制御部６３は、定着装置３０の動作を制御して、未定着トナー像、すなわち、用紙Ｐ上のトナーＴの定着を開始させる。
【００６９】
定着を開始した後、制御部６０は、印刷頁数カウントをＵＰする。具体的には、制御部６０は、印刷ページ数Ｃｐｉのカウントをインクリメントし、Ｃｐｉ＝Ｃｐｉ＋１とする。
【００７０】
続いて、制御部６０は、頁数が切替設定頁数以上であるか否かを判断する。具体的には、制御部６０は、印刷ページ数Ｃｐｉが速度切替えページ数Ｃｐｌ以上となったか否か、すなわち、Ｃｐｉ≧Ｃｐｌであるか否かを判断する。
【００７１】
ここで、頁数が切替設定頁数以上でない、すなわち、Ｃｐｉ＜Ｃｐｌである場合、後述するように、残印刷頁があるか否かを判断し、残印刷頁があると、定着モータ回転速度Ｖ１のままで印刷及び定着の動作を繰り返す。すなわち、印刷ページ数Ｃｐｉが速度切替えページ数Ｃｐｌ未満で、かつ、残印刷頁がある場合には、定着モータ回転速度Ｖ１のままで印刷及び定着の動作を繰り返して、定着が完了した用紙Ｐを順次スタッカ１２へ排出する。
【００７２】
また、頁数が切替設定頁数以上である、すなわち、Ｃｐｉ≧Ｃｐｌである場合、制御部６０は、用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過したか否かを判断する。具体的には、制御部６０は、該当する用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２によって検出されたか否かを判断し、検出されない場合には、検出されるまで判断を繰り返す。
【００７３】
そして、用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過すると、すなわち、該当する用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２によって検出されると、制御部６０は、モータ回転速度を速度Ｖ２に切り替える。具体的には、制御部６０は、定着制御部６３に指令を出力して、定着モータ５１の回転速度を、定着モータ回転速度Ｖ１から定着モータ回転速度Ｖ２に切り替えさせる。
【００７４】
続いて、制御部６０は、設定用紙間Ｐｉｎｔ分用紙Ｐが通過したか否かを判断する。具体的には、制御部６０は、印刷開始前に設定した用紙搬送間隔Ｐｉｎｔに相当する距離を用紙Ｐが搬送されたか否かを判断し、搬送されていない場合には、搬送されるまで判断を繰り返す。
【００７５】
そして、設定用紙間Ｐｉｎｔ分用紙Ｐが通過する、すなわち、用紙搬送間隔Ｐｉｎｔに相当する距離を用紙Ｐが搬送されると、制御部６０は、残印刷頁ありか否かを判断する。具体的には、制御部６０は、次のページに相当する用紙Ｐが残っているか否か、換言すると、印刷ページ数Ｃｐｉが印刷総ページ数Ｃｐ未満であるか否か、更に換言すると、Ｃｐｉ＜Ｃｐであるか否かを判断する。
【００７６】
なお、制御部６０は、頁数が切替設定頁数以上であるか否かを判断して頁数が切替設定頁数以上でない、すなわち、Ｃｐｉ＜Ｃｐｌである場合には、直ちに、残印刷頁ありか否か、すなわち、Ｃｐｉ＜Ｃｐであるか否かを判断する。
【００７７】
そして、残印刷頁あり、すなわち、Ｃｐｉ＜Ｃｐである場合、制御部６０は、再度、速度Ｖ１でモータを回転させ、すなわち、定着制御部６３に指令を出力して、定着モータ５１を定着モータ回転速度Ｖ１で回転させ、以降の動作を繰り返す。
【００７８】
また、残印刷頁なし、すなわち、Ｃｐｉ＝Ｃｐである場合、１ジョブデータの用紙Ｐへの印刷がすべて完了したのであるから、制御部６０は、ヒータ３３をＯＦＦにする。具体的には、制御部６０は、印刷の最終ページに相当する用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過したと判断した後に、定着制御部６３に指令を出力して、ヒータ３３へ供給される電力をＯＦＦにさせる。
【００７９】
続いて、制御部６０は、最終頁の排出を完了して、モータを停止し、印刷処理を終了する。具体的には、制御部６０は、用紙排出センサ５２を通過した印刷の最終ページに相当する用紙Ｐを、排出ローラ５３ａ及び５３ｂによって上部カバー１９上のスタッカ１２へ排出して集積させた後、定着制御部６３に指令を出力して、定着モータ５１を停止させる。これにより、印刷処理が終了し、定着装置駆動処理が終了する。
【００８０】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  ウォームアップを開始し、周囲環境を取得する。
ステップＳ２  定着ベルト温度設定Ｔｈ及び用紙間隔設定Ｐｉｎｔを行う。
ステップＳ３  印刷総頁数取得Ｃｐ及び速度切替頁数設定Ｃｐｌを行う。
ステップＳ４  画像形成を開始させる。
ステップＳ５  ヒータ３３をＯＮにする。
ステップＳ６  速度Ｖ１でモータを回転させる。
ステップＳ７  定着を開始する。
ステップＳ８  印刷頁数カウントをＵＰし、Ｃｐｉ＝Ｃｐｉ＋１とする。
ステップＳ９  頁数が切替設定頁数以上であるか否か、すなわち、Ｃｐｉ≧Ｃｐｌであるか否かを判断する。頁数が切替設定頁数以上である場合はステップＳ１０に進み、頁数が切替設定頁数以上でない場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１０  用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過したか否かを判断する。用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過した場合はステップＳ１１に進み、用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過していない場合は通過するまで判断を繰り返す。
ステップＳ１１  モータ回転速度を速度Ｖ２に切り替える。
ステップＳ１２  設定用紙間Ｐｉｎｔ分用紙Ｐが通過したか否かを判断する。設定用紙間Ｐｉｎｔ分用紙Ｐが通過した場合はステップＳ１３に進み、設定用紙間Ｐｉｎｔ分用紙Ｐが通過していない場合は通過するまで判断を繰り返す。
ステップＳ１３  残印刷頁ありか否か、すなわち、Ｃｐｉ＜Ｃｐであるか否かを判断する。残印刷頁ありの場合はステップＳ６に戻り、残印刷頁なしの場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４  ヒータ３３をＯＦＦにする。
ステップＳ１５  最終頁の排出を完了する。
ステップＳ１６  モータを停止し、処理を終了する。
【００８１】
なお、前記定着装置駆動処理中に、連続通紙時の用紙搬送間隔Ｐｉｎｔが通常印刷時と同様に設定され、かつ、定着モータ５１の回転速度が通常速度、すなわち、定着モータ回転速度Ｖ１のままであった場合は、図５において破線で示される従来の連続印刷時の加圧ローラ温度のように、通紙枚数の増加に伴い温度低下が発生してしまう。これは、連続通紙によって加圧ローラ４１の温度が紙間、すなわち、連続して搬送される用紙Ｐ同士の間隔で、十分に回復しないためである。
【００８２】
また、連続印刷時の用紙搬送間隔Ｐｉｎｔが通常印刷時の２倍に設定された（定着モータ５１の回転速度は通常速度のまま）場合は、図５において２点鎖線で示される紙間のみ伸ばしたときの加圧ローラ温度のように、通常の用紙搬送間隔Ｐｉｎｔである場合よりも、加圧ローラ４１の温度の回復を見込むことができるが、用紙Ｐに逆カールが発生したり、定着不良が発生したりすることを抑制するのに十分な程度の温度にまでは、回復しない。
【００８３】
これに対し、本実施の形態のように、連続印刷時の用紙搬送間隔Ｐｉｎｔが通常印刷時の２倍に設定され、かつ、定着モータ５１の回転速度が通常速度の２倍、すなわち、定着モータ回転速度Ｖ２に設定された場合には、図５において実線で示される紙間のみ伸ばし＋速度ＵＰの加圧ローラ温度のように、紙間、すなわち、連続して搬送される用紙Ｐ同士の間、すなわち、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐが挟持されていない期間で、加圧ローラ４１の温度が十分に回復し、通紙開始前の温度にまで回復することができる。また、定着ベルト３２の温度も、同様に、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐが挟持されていない期間で、十分に回復する。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、連続印刷時にも用紙Ｐ同士の間、すなわち、定着ニップ部Ｎに用紙Ｐが挟持されていない期間、加圧ローラ４１を高速に回転させることによって、効率的にヒータ３３の熱を定着ベルト３２から加圧ローラ４１に伝えることができる。
【００８５】
また、速度切替えページ数Ｃｐｌは、スタックが不良となるような逆カールが印刷済みの用紙Ｐに発生しないページ数に設定されている。連続印刷時の通紙枚数増加に伴い加圧ローラ４１の温度が低下することによって用紙Ｐの逆カールが増加していくが、例えば、より高速印刷を行う場合のように、不具合を発生させるページ数が少ない段階となる条件では、設定されるページ数を小さくすることで対応可能である。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、速度切替えページ数Ｃｐｌの設定値が固定設定値であるものとして説明したが、環境／用紙厚さ種類によって可変としてもよい。
【００８７】
さらに、本実施の形態においては、環境に合わせてあらかじめ紙間を広げて印刷を開始するように設定されているものとしたが、例えば、加圧ローラ４１の温度を検出することによって、該加圧ローラ４１の温度が所定の温度以下となり温度回復が不足する場合、紙間を広げると同時に定着モータ５１の回転速度を高速に切り替えることで、温度低下を防ぐことも可能である。この方法であれば、プリンタ１０の印刷パフォーマンス低下を最低限とすることが可能となる。
【００８８】
さらに、本実施の形態においては、用紙Ｐの後端が用紙排出センサ５２を通過した後に定着モータ５１の回転速度を切り替えているが、用紙Ｐの後端が定着ニップ部Ｎの出口を通過後直ちに定着モータ５１の回転速度を切り替えてもよい。これにより、高速回転する時間を増やすことで、加圧ローラ４１への熱供給を長くすることが可能となる。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、定着装置３０の駆動源に専用の定着モータ５１を設けたが、プリンタ１０に備えられる現像装置、感光体ドラム２３等を駆動する駆動源によって定着装置３０が駆動される構成であってもよい。その場合、連続印刷中のプリンタ１０の駆動モータは、通常の画像形成時の回転速度Ｖ１’よりも速い回転速度Ｖ２’で回転するものとする。
【００９０】
次に、本実施の形態における他の形式の定着装置３０について説明する。
【００９１】
図７は本発明の実施の形態における第２の形式の定着装置の要部側面図、図８は本発明の実施の形態における第３の形式の定着装置の要部側面図、図９は本発明の実施の形態における第４の形式の定着装置の要部側面図、図１０は本発明の実施の形態における第５の形式の定着装置の要部側面図である。
【００９２】
本実施の形態においては、図２に示されるような形式の定着装置３０以外の、他の形式の定着装置３０を使用することもできる。
【００９３】
つまり、定着装置３０は、例えば、図７に示されるような２ローラ方式のものであってもよい。この場合、定着装置３０は、定着ベルトユニット３１に代えて、加熱ローラ７３を定着部材として備える。なお、加圧部材としては、加圧ローラ４１を備える。前記加熱ローラ７３の内部には、ハロゲンランプ７１が加熱ヒータとして配設されている。
【００９４】
また、定着装置３０は、例えば、図８に示されるような定着ベルト張架＋ヒートローラ方式のものであってもよい。この場合、定着ベルトユニット３１は、加熱ローラ７３と、ガイドローラ７２と、前記加熱ローラ７３及びガイドローラ７２の周囲に架け回されて張架された定着ベルト３２とを備える。そして、該定着ベルト３２は、ハロゲンランプ７１を備える加熱ローラ７３によって加熱され、ガイドローラ７２によって加圧ローラ４１に向けて加圧される。
【００９５】
さらに、定着装置３０は、例えば、図９に示されるような定着ベルト＋面状ヒータ方式のものであってもよい。この場合、定着ベルトユニット３１は、定着ベルト３２と、ヒータ３３と、ヒータホルダ兼用の定着ベルトガイド３４と、ガイドローラ７２と、補助ガイド部材７４とを備える。前記ヒータ３３は、円筒状の定着ベルト３２の内部において、加圧ローラ４１から離れた位置に配設され、前記定着ベルト３２を加熱する。そして、該定着ベルト３２は、ガイドローラ７２及び補助ガイド部材７４によって加圧ローラ４１に向けて加圧される。
【００９６】
さらに、定着装置３０は、例えば、図１０に示されるような加圧ベルト＋押圧部材方式のものであってもよい。この場合、定着装置３０は、定着ベルトユニット３１に代えて、加熱ローラ７３を定着部材として備える。また、加圧ローラ４１に代えて、加圧ベルトユニット７６を加圧部材として備える。該加圧ベルトユニット７６は、円筒状の加圧ベルト７５と、該加圧ベルト７５の内部に配設された加圧補助ローラ７７と、同じく、加圧ベルト７５の内部に配設された加圧補助ガイド部材７８とを備える。そして、前記加圧ベルト７５は、加圧補助ローラ７７及び加圧補助ガイド部材７８によって、加熱ローラ７３に向けて加圧される。
【００９７】
このように、本実施の形態においては、加圧部材としての加圧ローラ４１がヒータを備えていない定着装置３０を採用した場合であって、かつ、連続印刷時に印刷用紙の枚数が増加する印刷条件であっても、紙間で加圧ローラ４１の温度が十分に回復するまで時間を短縮することができる。
【００９８】
これにより、連続印刷時であっても加圧ローラ４１の温度が十分な温度にまで回復するので、高湿環境下にて多くの水分を吸収した用紙Ｐであっても、定着時に表裏の乾き具合に差が生じず、逆カールの発生を効果的に抑えることができ、用紙Ｐの搬送性やスタック性を良好に維持することができる。また、加圧ローラ４１の温度の低下に起因する定着不良の発生も確実に防止することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態においては、画像形成装置がカラープリンタである場合について説明したが、画像形成装置はカラープリンタに限定されず、電子写真方式を採用したモノクロプリンタ、複写機、ファクシミリ機、複合機等であってもよい。また、本実施の形態においては、印刷用の用紙Ｐは、普通紙であるとして説明したが、用紙Ｐは普通紙に限定されず、ＯＨＰシート、カード、葉書、秤（ひょう）量が３００〔ｇ／ｍ2 〕相当以上の厚紙、封筒、熱容量の大きいコート紙等の特殊紙であってもよい。
【０１００】
さらに、本実施の形態においては、ヒータ３３は、面状ヒータであるとして説明したが、定着ベルト３２との摺（しゅう）接面が定着ベルト３２と同程度の曲率を有するものであっても、円筒状のヒータ形状であってもよく、また、ハロゲンヒータであってもよく、さらには、電磁誘導可能な材料で定着ベルト３２を構成することで誘導加熱とすることも可能であり、ヒータ３３の種類や形状に限定されるものではない。
【０１０１】
さらに、本実施の形態においては、ヒータ３３は、定着ベルト３２の内側に配設されるものとして説明したが、定着ベルト３２の外側に配設されるものであってもよい。
【０１０２】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１０    プリンタ
３０    定着装置
３２    定着ベルト
３３    ヒータ
３７    第１サーミスタ
４１    加圧ローラ
４６    第３サーミスタ
６０    制御部
【図１】
2016045328.tif 000003
【図２】
2016045328.tif 000004
【図３】
2016045328.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016045328.tif 000008
【図７】
2016045328.tif 000009
【図８】
2016045328.tif 000010
【図９】
2016045328.tif 000011
【図１０】
2016045328.tif 000012