JP2002318518A

JP2002318518A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002318518A
Application number: JP2001123298A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Nagano; 敏幸長野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】定着装置の転写材搬送速度の変動による弊害
防止、分離ローラ抜けショック防止及びレジストモータ
トルクの抑制を図る。【解決手段】分離ローラ対・転写前ローラ対間の転写
材搬送パス長Ｓ１、転写材積載カセット部から搬送可能
な転写材の最大長さＰ１max、レジストローラ対の第１
及び第２の搬送速度Ｖｓ１及びＶｓ２、分離ローラ対の
分離速度Ｖｓｅｐ、転写前ローラ対が転写材を搬送する
速度Ｖｒ、感光ドラムの周速度Ｖ０、転写部及び定着部
のニップ部間の最小搬送パス長Ｌmin、画像形成可能な
転写材の最小長さＰminに対して、Ｐmin＞Ｌmin、か
つ、Ｓ１＞Ｐ１max、Ｖｓ１＞Ｖｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、か
つ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐの関係が成り立つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙、樹脂製シート
等のシート上に画像を形成する、複写機、ＬＢＰ、ファ
クシミリ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、複写機、ＬＢＰ、ファクシミ
リ、マイクロフィルムリーダプリンタ、画像表示（ディ
スプレイ）装置、記録機等の画像形成装置において、電
子写真、静電記録、磁気記録等の適宜の画像形成プロセ
ス手段により加熱溶融性樹脂等よりなる顕画剤（トナ
ー）を用いて被記録材（転写材シート、エレクトロファ
ックスシート、静電記録シート、印刷紙など）の面に間
接（転写）方式もしくは直接方式で形成担持させた目的
の画像情報に対応した未定着トナー画像を該被記録材面
に永久固着画像として加熱定着処理する加熱装置（像加
熱装置、画像加熱定着装置）としては、所定の温度に維
持された加熱体としての加熱ローラと、弾性層を有して
前記加熱ローラに圧接する加圧部材としての加圧ローラ
によって被加熱材としての被記録材を挟持搬送しつつ加
熱処理する熱ローラ方式が多用されている。

【０００３】また、このほかにもフラッシュ加熱方式、
オーブン加熱方式、熱板加熱方式等種々の方式、構成の
ものが知られており、また実用されている。

【０００４】最近では、このような方式に変わって、固
定支持された加熱体と、該加熱体に対向圧接しつつ搬送
される耐熱性フィルム（定着フィルム）と、該フィルム
を介して被加熱材としての被記録材を加熱体に密着させ
る加圧部材を有し、加熱体の熱をフィルムを介して被記
録材へ付与することで記録材面に形成担持されている未
定着画像を被記録材面に加熱定着させる方式、構成の加
熱装置（フィルム加熱方式）が考案されている。

【０００５】定着装置としてだけでなく、画像を担持し
た被記録材を加熱して表面性（艶など）を改質する装
置、仮定着処理するなど、その他、被加熱体を加熱処理
する手段として広く使用できる。このようなフィルム加
熱方式の加熱装置は、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄
膜のフィルムを用いることができるため、省電力化やウ
エイトタイムの短縮化（クイックスタート性）が可能と
なる、画像形成装置等の本機の機内昇温を低めることが
できる等の利点を有し、効果的なものである。

【０００６】また、操作者が、コピーボタンを押してか
ら１枚目の複写画像が画像形成装置から出力されるまで
の時間、いわゆるファーストコピータイムを短縮するた
めに、レジストローラ対をステッピングモータで駆動
し、レジストローラ対でシートの斜行を補正した後、レ
ジストローラ対を画像転写時の搬送速度より高速で回転
させ、シートを画像転写部手前近傍に設定された減速地
点まで高速搬送した後、転写時の速度までレジストロー
ラ対を減速し画像形成する装置等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】熱ローラ方式やフィル
ム加熱方式の加熱装置のように、加熱体と加圧部材との
圧接ニップ部に被加熱材を導入して該両部材により被加
熱材を挟持搬送させて被加熱材を加熱処理する装置にお
いては、構成部材の温度状態によって該装置による被加
熱材挟持搬送速度に変動を生じる。例えば、フィルム加
熱方式の加熱装置であって、加熱体にフィルムを介して
圧接させる加圧部材（以下、加圧ローラと記す）を駆動
回転させることで、フィルムを加熱体に摺動移動させつ
つ、フィルムもしくはフィルムと被加熱材を一緒に加熱
体と加圧ローラとの圧接ニップ部を挟持搬送させる加圧
部材駆動式の装置では、装置の稼動に伴って加圧ローラ
の温度が上昇することで、該加圧ローラはゴム部の熱膨
張により外径が大きくなる。加圧ローラは通常一定回転
数で回転駆動させているため、加圧ローラが高温のとき
は低温のときよりも熱膨張が大きくなって回転周速度が
増加し、被加熱材挟持搬送速度が速くなってしまう。

【０００８】即ち、加圧ローラの温度状態によって該加
熱装置による被加熱材挟持搬送速度に違いを生じる。

【０００９】そのため、例えば、この加熱装置を画像加
熱定着装置として画像形成装置に使用した場合、該加熱
装置よりも上流側の処理部である作像部例えば画像転写
部での被記録材の搬送速度は一定に保たれているため、
被記録材が転写部から該加熱装置の被記録材圧接ニップ
部（定着部）に到達して挟持搬送状態になると、加圧ロ
ーラが高温状態時には転写部での被記録材搬送速度より
も該加熱装置の定着部における被記録材挟持搬送速度が
大きい状態を生じて、該加熱装置が被記録材を引っ張る
こととなり、この影響で転写部において画像ブレが生じ
てしまう。

【００１０】この被記録材引っ張り現象を見込んで、該
加熱装置による被記録材挟持搬送速度を転写部での被記
録材搬送速度よりも初期から遅く設定しておくと、加圧
ローラの温度がまだ低い時点では転写部と加熱装置の定
着部との間の被記録材搬送部において被記録材に不要な
ループ（たるみ）が形成され、転写部における画像転写
後の被記録材の分離方向や、加熱装置の定着部への被記
録材の入射角度が不安定となるため、転写分離時の画像
飛び散り、加熱装置の定着部でのオフセット等が発生す
る。また通紙使用された被記録材が厚いものであるとき
は該被記録材のコシにより転写部でブレが生じてしま
う。

【００１１】このような加熱装置の被記録材挟持搬送速
度の変動による被記録材の引っ張り現象や不要なループ
形成現象による弊害をなくするためには、転写部と該加
熱装置の定着部との間の被記録材搬送部の距離を長くし
て被記録材が転写部と加熱装置の定着部とに同時に存在
する時間を短くする必要があった。

【００１２】しかしながら、長尺の被記録材を通紙使用
するＡ３機のような画像形成装置ともなると、転写部―
定着部間の被記録材搬送距離が長くなりすぎ、画像形成
装置本体がかなり大型化してしまうのが実状であった。

【００１３】また、特開平７−２６１５８４号公報で
は、被記録材のループの量を検出して、または被記録材
の搬送速度を検出して加圧ローラの駆動速度を変化させ
る方法が提案されている。しかし、これらの方法では一
枚目の記録材が定着器に到達するまで制御を行うことが
できず、高速で記録材を搬送させる場合、制御が間に合
わない可能性がある。

【００１４】また、加圧ローラの温度を測定して、その
膨張量を予測して駆動速度を変化させる方法も提案され
ているが、誤差が大きいためより正確な制御ができな
い。また，特開平８−１９０２９８号公報では、フィル
ムに複数の反射板を設け、反射型センサーのＯＮ−ＯＦ
Ｆの周期を読み取ることによってフィルムの周速を検知
し、その周速が一定になるように逐次、加圧ローラの駆
動速度を変化させる方法が提案されている。しかし、こ
の方法ではフィルムに複数の反射板を設けなくてはなら
ないため、コストが高くなる。また、それら反射板の間
隔を均等にしなければならないため精度良く加工するの
が難しい。また、それらの信号を逐次高速で処理しなけ
ればならないため、より高価なＣＰＵが必要になってし
まう。

【００１５】そこで、本発明の目的の一つは、この種の
加熱装置の被加熱材挟持搬送速度の変動による上述のよ
うな弊害を、該加熱装置よりも上流側の処理部との被加
熱材搬送距離を長くすることなしに、従って、装置本体
を大型化させることなしに、解消することである。

【００１６】また、前記従来の倍速給紙の技術では、以
下のような問題があった。

【００１７】レジストローラ対よりシート搬送方向上流
側の搬送ローラ対も２速を取るようにするにはステッピ
ングモータを使用するなどしなければいけないため、搬
送ローラ対はレジストローラ対の高速搬送速度でのみ回
転可能なものがある。この場合シート先端が画像転写部
手前近傍に設定された減速地点通過後は、レジストロー
ラ対より上流側の搬送ローラ対の駆動は切る必要があ
る。

【００１８】また、分離ローラ対はシートの重送を防止
するため、シート後端がそのニップを抜ける前に停止さ
せ、シート搬送方向下流側の搬送ローラ対でシートを該
ニップから引抜かないといけない。

【００１９】搬送方向の長さが短いシートは、シートの
斜行を補正するために停止しているレジストローラ対に
対してシート搬送方向上流側の搬送ローラ対が回転し、
レジループを作成するまでの間にシート後端は分離ロー
ラ対のニップを抜けている。

【００２０】しかし、搬送方向の長さがラージサイズシ
ート（Ｂ４〜Ａ３サイズ）の場合は、レジループが作成
された時点ではシート後端は分離ローラ対のニップを抜
けていない。

【００２１】この場合、レジストローラ対が回転を開始
するのとほぼ同時にシート搬送方向上流側の搬送ローラ
対も回転開始させ、画像転写部手前近傍に設定された減
速地点に到達し、レジストローラ対が減速を開始するま
でに搬送ローラ対の駆動を切れば良い。しかし、例えば
最上段カセットからラージサイズシート（Ｂ４〜Ａ３サ
イズ）を給紙した際は、該減速地点到達時に、シート後
端は分離ローラ対を抜けていない。

【００２２】このような場合は搬送ローラ対の駆動オフ
後、レジストローラ対に分離ローラ対からシートを引抜
く負荷トルクがかかるため、レジストローラを駆動する
モータに非常に高い出力トルクが要求され、コストアッ
プになると共に、減速地点到達時にシートの後端が分離
ローラ対から抜けており、レジストローラ対が単体で分
離ローラ対からシートを引抜かなくて良い場合、負荷ト
ルクに対してモータの出力トルクがあまる状態となり、
稼動音が大きくなってしまう。また、負荷の重い分離ロ
ーラをシート後端が抜ける瞬間にショックがシートに発
生し、特に倍速給紙の場合はそのショックが大きく、先
端が画像形成されているとそのショックで画像が乱れる
ケースが多々あった。

【００２３】また、複数段のカセットがある場合、上段
カセットのほうがシート搬送距離が短いためファースト
コピータイムが短くなる。そこで通常は上段カセットに
使用頻度の高いＡ４サイズ等搬送方向の長さが短いシー
トをセットし、下段カセットにＡ３サイズ等搬送方向の
長さが長いシートをセットする場合が多い。

【００２４】本発明の二つ目の目的は、カセットからの
シートの搬送パス長を延長し、分離ローラ抜けショック
による画像の乱れを防止するとともに、複数のカセット
のうちの下段カセットに収容されたラージサイズのシー
トを使用する場合のように通常あまり使用されないよう
なモードのために、レジストローラ対を駆動するモータ
として高出力のモータを選ぶ事なく、低出力で安価なモ
ータを使うことで低コスト化を図ること、またモータの
出力トルクあまりによる稼動音の上昇を防ぐことにあ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シート状の転写材が積載された転写材積
載カセット部から転写材に画像を形成する画像形成部ま
で転写材を搬送するシート搬送部であって、転写材の斜
行を補正するレジストローラ対と、レジストローラ対に
対して転写材搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ対
と、転写材積載カセット部から給送された転写材を１枚
ずつ分離する分離ローラ対と、を有するシート搬送部
と、トナー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上の
トナー像を転写材に転写する転写部と、転写材を転写部
に搬送する転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着さ
せる定着部と、を有する画像形成部と、を備えた画像形
成装置において、分離ローラ対から転写前ローラ対まで
の転写材の搬送パス長をＳ１、転写材積載カセット部か
ら搬送可能な転写材の最大長さをＰ１max、レジストロ
ーラ対の転写材搬送方向上流側でループを形成した転写
材をレジストローラ対が搬送する第１の搬送速度をＶｓ
１、転写材の先端がレジストローラ対の転写材搬送方向
下流側の所定位置に到達した後に転写材をレジストロー
ラ対が搬送する第２の搬送速度をＶｓ２、分離ローラ対
が転写材積載カセット部から給送された転写材を分離す
る速度をＶｓｅｐ、転写前ローラ対が転写材を搬送する
速度をＶｒ、感光ドラムの周速度をＶ０、転写部及び定
着部にそれぞれ形成されるニップ部間の最小搬送パス長
をＬmin、画像形成可能な転写材の最小長さをＰmin、と
した場合に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ１＞Ｐ１max、Ｖ
ｓ１＞Ｖｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐが
成立することを特徴とする。

【００２６】また、本発明は、シート状の転写材が積載
された転写材積載カセット部から転写材に画像を形成す
る画像形成部まで転写材を搬送するシート搬送部であっ
て、転写材の斜行を補正するレジストローラ対と、レジ
ストローラ対に対して転写材搬送方向上流側に設けられ
た搬送ローラ対と、搬送可能な転写材の長さが異なる第
１の転写材積載カセット部及び第２の転写材積載カセッ
ト部と、第１及び第２の転写材積載カセット部から給送
された転写材をそれぞれ１枚ずつ分離する第１の分離ロ
ーラ対及び第２の分離ローラ対と、を有するシート搬送
部と、トナー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上
のトナー像を転写材に転写する転写部と、転写材を転写
部に搬送する転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着
させる定着部と、を有する画像形成部と、を備えた画像
形成装置において、第１の分離ローラ対から転写前ロー
ラ対までの転写材の搬送パス長をＳ１、第２の分離ロー
ラ対から転写前ローラ対までの転写材の搬送パス長をＳ
２、第１の転写材積載カセット部から搬送可能な転写材
の最大長さをＰ１max、第２の転写材積載カセット部か
ら搬送可能な転写材の最大長さをＰ２max、レジストロ
ーラ対の転写材搬送方向上流側でループを形成した転写
材をレジストローラ対が搬送する第１の搬送速度をＶｓ
１、転写材の先端がレジストローラ対の転写材搬送方向
下流側の所定位置に到達した後に転写材をレジストロー
ラ対が搬送する第２の搬送速度をＶｓ２、第１の分離ロ
ーラ対が転写材積載カセット部から給送された転写材を
分離する速度をＶｓｅｐ１、第２の分離ローラ対が転写
材積載カセット部から給送された転写材を分離する速度
をＶｓｅｐ２、転写前ローラ対が転写材を搬送する速度
をＶｒ、感光ドラムの周速度をＶ０、転写部及び定着部
にそれぞれ形成されるニップ部間の最小搬送パス長をＬ
min、画像形成可能な転写材の最小長さをＰmin、とした
場合に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ１＞Ｐ１max、かつ、
Ｓ２＞Ｐ２max、かつ、Ｖｓ１＞Ｖｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、
かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐ１、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐ２
が成立することを特徴とする。

【００２７】また、シート状の転写材が積載された転写
材積載カセット部から転写材に画像を形成する画像形成
部まで転写材を搬送するシート搬送部であって、転写材
の斜行を補正するレジストローラ対と、レジストローラ
対に対して転写材搬送方向上流側に設けられた搬送ロー
ラ対と、搬送可能な転写材の長さが異なる第１の転写材
積載カセット部及び第２の転写材積載カセット部と、第
１及び第２の転写材積載カセット部から給送された転写
材をそれぞれ１枚ずつ分離する第１の分離ローラ対及び
第２の分離ローラ対と、を有するシート搬送部と、トナ
ー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上のトナー像
を転写材に転写する転写部と、転写材を転写部に搬送す
る転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着させる定着
部と、定着部における転写材の搬送速度を制御する定着
搬送速度制御手段と、を有する画像形成部と、を備えた
画像形成装置において、第１の分離ローラ対から転写前
ローラ対までの転写材の搬送パス長をＳ１、第２の分離
ローラ対から転写前ローラ対までの転写材の搬送パス長
をＳ２、第１の転写材積載カセット部から搬送可能な転
写材の最大長さをＰ１max、第２の転写材積載カセット
部から搬送可能な転写材の最大長さをＰ２max、レジス
トローラ対の転写材搬送方向上流側でループを形成した
転写材をレジストローラ対が搬送する第１の搬送速度を
Ｖｓ１、転写材の先端がレジストローラ対の転写材搬送
方向下流側の所定位置に到達した後に転写材をレジスト
ローラ対が搬送する第２の搬送速度をＶｓ２、第１の分
離ローラ対が転写材積載カセット部から給送された転写
材を分離する速度をＶｓｅｐ１、第２の分離ローラ対が
転写材積載カセット部から給送された転写材を分離する
速度をＶｓｅｐ２、転写前ローラ対が転写材を搬送する
速度をＶｒ、感光ドラムの周速度をＶ０、定着部の搬送
速度をＶｆ、定着部の搬送速度変動量をΔＶｆmax、無
制御時におけるΔＶｆmax／Ｖｆによって定義される定
着部の無制御時の搬送速度変動率をＸ０、搬送速度制御
時における定着部の搬送速度の感光ドラムの周速度Ｖ０
に対する搬送速度変動率をＸ、転写部及び定着部にそれ
ぞれ形成されるニップ部間の最小搬送パス長をＬmin、
転写部及び定着部にそれぞれ形成されるニップ部間の最
大搬送パス長をＬmax、Ｌmax−Ｌminによって定義され
る転写部と定着部間のループ量をΔＬ、画像形成可能な
転写材の最小長さをＰmin、画像形成画像な転写材の最
大長さをＰmaxとした場合に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ
１＞Ｐ１max、かつ、Ｓ２＞Ｐ２max、かつ、Ｖｓ１＞Ｖ
ｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐ１、かつ、
Ｖｓ２≧Ｖｓｅｐ２、かつ、Ｘ０＞ΔＬ／Ｐmaxが成立
し、定着搬送速度制御手段は、Ｘ≦ΔＬ／Ｐmaxとなる
ように定着部における搬送速度Ｖｆを制御することを特
徴とする。

【００２８】また、転写前ローラ対から定着部までの転
写材の搬送パス長をＥ１とした場合に、さらに、２１０
ｍｍ≦Ｐ１max≦４５０ｍｍ、かつ、１．０＜Ｖｓ１／
Ｖｓ≦３．０、かつ、Ｖ０≦Ｖｒ＜１．００７＊Ｖ０＜
Ｖｓ２＜１．０１５＊Ｖ０、かつ、Ｅ１／Ｓ１＜０．６
が成立するようにしてもよい。

【００２９】また、転写前ローラ対から定着部までの転
写材の搬送パス長をＥ１とした場合に、さらに、２１０
ｍｍ≦Ｐ１max≦３６４ｍｍ、かつ、３６４ｍｍ≦Ｐ２m
ax≦４５０ｍｍ、かつ、１．０＜Ｖｓ１／Ｖｓ２≦３．
０、Ｖ０≦Ｖｒ＜１．００７＊Ｖ０＜Ｖｓ２＜１．０１
５＊Ｖ０、かつ、Ｅ１／Ｓ２≦Ｅ１／Ｓ１＜０．６が成
立するようにしてもよい。

【００３０】また、画像形成部から排出された転写材を
排出トレイ上に排出ローラ対を有するシート排出部を備
え、排出ローラ対によって転写材を排出する第１の排出
速度をＶｄ１、第２の排出速度をＶｄ２とした場合に、
第２の排出速度Ｖｄ２は転写材の後端が画像形成部を通
過した後に第１の排出速度Ｖｄ１から切り替えられる排
出速度であって、１．０≦Ｖｄ１／Ｖ０＜Ｖｄ２／Ｖ０
≦３．０、かつ、Ｅ１＜２００ｍｍ、かつ、Ｐmin≧１
３９．７ｍｍが成立するようにしてもよい。

【００３１】また、定着部は、固定支持された加熱体
と、耐熱性フィルムと、耐熱性フィルムを挟んで加熱体
に圧接するとともに駆動回転される加圧部材と、を備
え、耐熱性フィルムを挟んで加熱体と加圧部材とによっ
て形成される圧接ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材
との間に未定着のトナー像を担持した転写材を導入し、
加圧部材の駆動回転によって、耐熱性フィルムを加熱体
に摺動させつつ耐熱性フィルムと転写材とを圧接ニップ
部を挟持搬送させることにより加熱体の熱を耐熱性フィ
ルムを介して転写材に付与するようにしてもよい。

【００３２】また、耐熱性フィルムは、絶縁性の耐熱素
材からなるベース層と、外周にコーティングによって形
成された導電性又は半導電性の薄膜からなるコーティン
グ層と、を含み、耐熱性フィルムの面上に形成された被
検知部と、被検知部を検知する検知手段と、検知手段に
よる被検知部の検知時間間隔から耐熱性フィルムの回転
速度を演算する演算手段と、耐熱性フィルムの駆動速度
を制御するフィルム駆動速度制御手段と、を備えるよう
にしてもよい。

【００３３】ベース層は例えばポリイミド等によって構
成でき、コーティング層は例えばフッ素系樹脂等で構成
できる。また、耐熱性フィルムは、ベース層とコート層
との間に導電性又は半導電性のプライマー層を有する３
層以上の構造としてもよい。

【００３４】また、圧接ニップ部より転写材搬送方向上
流側に設けられ、転写材の到着を検知する転写材検知手
段を備え、前記フィルム駆動速度制御手段は、転写材検
知手段によって検知された転写材の到着の直前の耐熱性
フィルムの回転速度に基づいて、耐熱性フィルムの駆動
速度を制御するようにしてもよい。

【００３５】また、耐熱性フィルムは、無端状のフィル
ム部材からなるようにしてもよい。

【００３６】また、定着部は、加熱体を内部に有し駆動
回転されるヒートローラと、ヒートローラに圧接する加
圧部材とを備え、ヒートローラと加圧部材とによって形
成される圧接ニップ部に導入された未定着のトナー像を
担持した転写材を挟持搬送させることにより、ヒートロ
ーラの熱を転写材に付与するようにしてもよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】［画像形成装置本体の全体構成］
まず、図１を用いて画像形成装置本体の全体構成につい
て説明する。図１において、画像形成装置本体Ａは、そ
の上部にブック原稿の画像情報を読み取る画像読み取り
手段であるスキャナ部Ｂを有し、その下部に画像形成部
を構成する画像形成エンジン部Ｃを有し構成されてい
る。

【００３８】前記スキャナ部Ｂは、走査系光源２０１，
プラテンガラス２０２，装置本体Ａに対して開閉可能な
原稿圧板２０３，ミラー２０４，レンズ２０５，および
受光素子（光電変換素子）２０６および画像処理部など
を有して構成されている。そして、プラテンガラス２０
２上に本や厚紙，カール紙等のブック原稿やシート状原
稿などを原稿面を下側にして載置し、原稿圧板２０３に
より背面を押圧して静止状態でセットし、読み取り開始
キーを押すと、走査光学源２０１がプラテンガラス２０
２の下部を図１の矢印ａ方向に走査して原稿面の画像情
報を読み取る。走査系光源２０１により読み取られた原
稿の画像情報は画像処理部で処理され、電気信号に変換
されてレーザースキャナー１１１に伝送される。

【００３９】レーザースキャナー１１１は、スキャナー
ステー１３１に装着された光学箱１２９内にレーザー発
光装置（不図示）とポリゴンモーター１３０と折り返し
ミラー１１３があり、発光したレーザーはポリゴンミラ
ーに反射され、折り返しミラー１１３で反射され、感光
ドラム１１２面上の作像ポイント１３２に到達する。レ
ーザースキャナー１１１は周囲の振動の影響を受けやす
く、特に光学箱１２９や折り返しミラー１１３やスキャ
ナーステー１３１の振動固有値と周辺のたとえば給紙排
紙動作に伴う装置の振動の周波数（通常５０〜１６０Ｈ
ｚ）が近いと共振をおこし、ピッチむら等の画像乱れが
発生する。このために、光学箱１２９や折り返しミラー
１１３やスキャナーステー１３１の振動固有値を２００
Ｈｚ以上に上げて、共振を防止している。

【００４０】ここで、画像形成装置本体Ａは、レーザー
スキャナー１１１に画像処理部の処理信号を入力すれば
複写機として機能し、コンピューターの出力信号を入力
すればプリンターとして機能する。また、他のファクシ
ミリ装置からの信号を受信したり、画像処理部の信号を
他のファクシミリ装置に送信したりすれば、ファクシミ
リ装置としても機能する。

【００４１】また、画像形成装置本体の下部にはシート
カセット（転写材積載カセット部）を装着しており、こ
のシートカセットは上段カセット１０１と下段カセット
１４１の２個で１つの給送ユニットとして構成されてい
る。

【００４２】上段カセット１０１は最大Ｂ４サイズ（Ｌ
１max＝３６４ｍｍ）までの転写材としてのシート（以
下、「用紙」、「転写紙」を適宜、同義で用いる。）を
収容可能であり、下段カセット１４１は最大Ａ３ノビサ
イズ（Ｌ２max＝４５０ｍｍ）までのシートを収容可能
である。

【００４３】前記カセット１０１、１４１内に収容され
たシートは、ピックアップローラ１０２，１４２により
繰り出される。上段カセット給紙で、ピックアップロー
ラ１０２によりカセット１０１から繰り出されたシート
は、シート搬送方向に回転するフィードローラ１０３
と、トルクリミッタを介してシート搬送方向と逆方向に
回転するリタードローラ１０４により構成される分離ロ
ーラ対の協働作用により１枚ずつ分離される。つまり、
シートがフィードローラ１０３とリタードローラ１０４
のニップに１枚のみ進入した場合はリタードローラ１０
４はトルクリミッタが滑り、フィードローラにならいシ
ート搬送方向に回転し、シートを下流側へと搬送する。

【００４４】フィードローラ１０３とリタードローラ１
０４のニップに複数枚のシートが進入した場合は、シー
ト間の摩擦力より最も下のシートとリタードローラ１０
４の間の摩擦力の方が大きいため、フィードローラ１０
３により最も上のシートのみが下流側へと搬送され、他
のシートはリタードローラ１０４により上流側へと戻さ
れ、シートの重送が防止される。

【００４５】分離されたシートは搬送ローラ対１０５お
よび搬送ローラ対として作用するプレレジローラ対１０
６によって搬送され、停止しているレジストローラ対１
０７のニップへ導かれる。

【００４６】シート先端がレジストローラ対１０７のニ
ップに当接した後も一定時間搬送ローラ対１０５および
プレレジローラ対１０６は回転を続けることにより、レ
ジストローラ対１０７とプレレジローラ対１０６の間で
シートはレジループを形成する。シートがレジストロー
ラ対に対して斜行していたとしてもレジループを形成す
る事により、シート先端は全域にわたりレジストローラ
対１０７のニップに当接し、斜行が補正され、所定のル
ープを形成した後、搬送ローラ対１０５およびプレレジ
ローラ対１０６は停止し、シートはレジストローラ対１
０７によって画像形成動作に同期するようにして画像形
成エンジン部Ｃへと給送され、搬送ローラ対１０５およ
びプレレジローラ対１０６は、再度回転する。

【００４７】画像形成エンジン部Ｃ直前にはシート搬送
ローラ対としての転写前ローラ対１０８が配置されてい
る。画像形成エンジン部Ｃは、電子写真感光ドラム１１
２、画像書き込み光学系１１３、現像器１１４、一次帯
電器１１５および転写帯電器（転写部）１１６等により
構成され、一次帯電器１１５により一様に帯電された感
光ドラム１１２の表面にレーザースキャナー１１１から
射出された画像情報に対応するレーザー光が折り返しミ
ラー１１３により走査されて作像ポイント１３２で潜像
を形成し、現像器１１４によりトナー画像が形成され
て、レジストローラ対１０７により感光ドラム１１２の
回転に同期して搬送されたシートに転写帯電器１１６に
よりシートの第１面にトナー画像が転写される。また転
写後に感光ドラム上に残ったトナーはクリーナ１２８に
回収される。

【００４８】搬送部１１７でトナー画像が形成されたシ
ートを搬送し、定着装置１１８にて加熱及び加圧されて
トナー画像がシート表面に定着された後、内排紙ローラ
対１２７、排紙縦パスローラ対１２６を経て排出ローラ
対１１９によって機外の排紙トレイ１２０に排出、積載
される。

【００４９】また、シートの両面に画像を記録する場合
には、定着装置（定着部）１１８から排出されたシート
が排紙縦パスローラ対１２６に挟持され、シートの後端
が分岐点１２２を通過した時点で該排出ローラ対が逆転
し、両面パス１２１を通過し、搬送ローラ対１２３、１
２４、１２５およびプレレジローラ１０６により搬送さ
れて、レジストローラ対１０７に到達し、反転されたシ
ートは第２面に前述と同様にして画像が形成された後、
排紙トレイ１２０に排出、積載されるように構成されて
いる。

【００５０】［給紙カセット〜画像形成エンジン部（感
光ドラム）まで給紙パスと搬送速度の説明］次に、図２
から図８を用いて本発明の実施の形態が適用されたシー
ト搬送部の構成および制御シーケンスについて説明す
る。

【００５１】図２は給紙搬送パス長と搬送スピードを示
した概略図で、本画像形成装置のコピー速度はハーフサ
イズ３５ＣＰＭ（毎分３５枚）で、画像形成エンジン部
のプロセススピードＶ０＝１５０ｍｍ／ｓで、紙間距離
は約４０ｍｍで、給紙タイミング等の遅れから考えると
限界のスピードである。プロセススピードは遅いほうが
画像形成や定着に負担をかけないため、可能な限りプロ
セススピードを遅くすることが、安定して低コストな画
像形成エンジン部を構成する上では好ましい。

【００５２】一方、給紙部は安定した分離性能と斜行補
正性能と速いファーストコピースピードを求められるた
め、低速分離と倍速給紙が要求される。上段カセット給
紙を例にとると、ピックアップローラ１０２とフィード
ローラ１０３、リタードローラ１０４は不図示の給紙モ
ータ（ステッピングモータ）で駆動され、比較的低速な
分離速度Ｖｓｅｐ＝２００ｍｍ／ｓでシートＳを分離搬
送し、第１の給紙搬送パスＳ１＝３６４ｍｍ（Ｒ１〜Ｒ
８）を搬送ローラ対１０５とプレレジローラ対１０６が
不図示のメインモータ（ＤＣモータ）でＶｓ１＝３００
ｍｍ／ｓでシートＳを搬送する。なお、搬送ローラ対１
０５およびプレレジローラ対１０６の駆動部には電磁ク
ラッチ（以後プレレジクラッチと呼ぶ）が配置されてお
り、該クラッチへの制御信号により回転／停止の制御が
可能である。レジストローラ対１０７はレジモータ（ス
テッピングモータ）で駆動され、レジループ形成後等加
速度となるように設定されたスローアップシーケンスで
Ｖｓ１＝３００ｍｍ／ｓまで加速し、その後シートＳ先
端が転写部手前に設けられた減速地点（ｂで示す地点）
に到達するまで該速度でシートＳを搬送する。その後等
加速度となるように設定されたスローダウンシーケンス
でプロセススピードＶ０の１％増しのＶｓ２＝１５１．
５ｍｍ／ｓまで減速し、エンジン部入口の転写前ローラ
対１０８に搬送される。下段給紙の場合は第２の給紙搬
送パスＳ２＝４５９ｍｍ（Ｒ３〜Ｒ８）となる。

【００５３】画像形成エンジン部の転写前ローラ１０８
と感光ドラム１１２はメインモータにより常時所定速度
で回転し、転写前ローラ対１０８搬送速度Ｖｒ＝１５
０．８ｍｍ／ｓは、感光ドラム周速Ｖ０＝１５０ｍｍの
０．５％増し程度に設定されていて、Ｖ０＜Ｖｒ＜１．
００５＊Ｖ０の関係がある。

【００５４】この条件は、感光ドラムＴ〜レジストロー
ラ間でシートにテンションをかけることなく、適正なた
るみを維持して搬送され、シート自体から伝達する振動
やショックによる画像乱れを防止し、かつ、搬送方向の
画像で全体倍率もＡ３サイズでも実用上問題ないレベル
の最大１０２％に収めることが可能となる。

【００５５】定着ローラ１１８は定着搬送速度は温度要
因等でばらつくが、後述のように画像を保証するために
は、Ｘ≦ΔＬ／Ｐmax（Ｘ≦０．８９％）が成り立つよ
うに、定着搬送速度Ｖｆを速度制御する必要がでくる。
実機で実際には、余裕を見てＸ≦０．６％で制御可能な
システムを搭載している。エンジン出口の内排紙ローラ
１２７は１５０ｍｍ／ｓより速めに設定されていて、必
ずＦ〜Ｒ９間でシートが引張り気味にし、定着後のあば
ら状の波うちを防止している。

【００５６】排紙縦パスローラ１２６と排出ローラ１１
９は、第１の排出速度Ｖｄ１＝１５０ｍｍ／ｓと２．５
倍速の第２の排出速度Ｖｄ２＝３７５ｍｍ／ｓを持ち、
シート後端が内排紙ローラ１２７を抜けた後に２．５倍
速に切り替わり、排紙トレイ上に排出される。

【００５７】上記構成では、上段カセット１０１の最大
Ｂ４サイズ（Ｌ１max＝３６４ｍｍ）は第１の給紙搬送
パスＳ１＝３６４ｍｍ（Ｒ１〜Ｒ８）以下で、かつ下段
カセット１４１の最大Ａ３ノビサイズ（Ｌ２max＝４５
０ｍｍ）は第２の給紙搬送パスＳ２＝４５９ｍｍ（Ｒ３
〜Ｒ８）以下なので、画像形成エンジン部でシート先端
が転写前ローラから出て画像形成される状態では、上段
下段とも分離ローラ対１０４，１４４を抜けている。分
離速度は分離性能等の理由で遅く設定されているため、
どうしてもブレーキになりシート後端が分離ローラ対１
０４，１４４を抜ける瞬間に振動がシートを伝搬してシ
ョックが発生し画像が乱れる。Ａ４等のハーフサイズ系
は、１枚目を画像形成中に２枚目後端が分離ローラを抜
ける瞬間があるが、この場合は別シートのためショック
は発生しない。よって、本発明はこの分離ローラ抜けシ
ョックが画像に出る可能性はゼロとなる。

【００５８】画像形成エンジン部パス長Ｅ１（Ｒ８〜Ｒ
９）は、Ｅ１＝１８１ｍｍ、内訳は転写定着間Ｌ（Ｔ〜
Ｆ）＝１００ｍｍで、最小紙ＳＴＭＴ（１３９．７ｍ
ｍ）が搬送可能に設定されている。また、転写前ローラ
１０８〜感光ドラム１１２間（Ｒ８〜Ｔ）は、転写ガイ
ドがあり４７ｍｍである。定着〜内排紙ローラ（Ｆ〜Ｒ
９）は３４ｍｍで、定着の熱の影響が無いエリアに内排
紙ローラ１２７を配置し定着後の波うちを防止してい
る。よって、画像形成エンジン部パス長Ｅ１は最小パス
長に抑えられていて、遅い搬送速度のエンジン領域を可
能な限り少なくし、画像形成エンジン部までの給紙パス
Ｓ１をぎりぎり長く取り、倍速給紙で給紙時間を稼ぎ、
次の条件（Ｅ１／Ｓ１＝１８１／３６４＝０．５０、Ｅ
１／Ｓ２＝１８１／４５９＝０．３９）Ｅ１／Ｓ２≦Ｅ
１／Ｓ１＜０．６であれば、画像ショック防止とファー
ストコピースピード短縮とエンジンプロセススピードの
最適化が成立する。

【００５９】［給紙シーケンスの詳細説明］図３は上段
カセット１０１ａからＡ４サイズのシートＳを給紙し、
シートＳ先端がレジストローラ対１０７に当接しレジル
ープを作成した状態であり、シートＳ後端はフィードロ
ーラ１０３、リタードローラ１０４からなる分離ローラ
対のニップを抜けている。図４は、この場合のレジスト
ローラ対１０７の速度と、プレレジクラッチの信号の関
係を示す図である。レジストローラ対１０７はステッピ
ングモータで駆動されスローアップ制御により徐々に加
速していくのに対し、プレレジローラ対１０６はＤＣモ
ータの回転をクラッチでオンしているので、ほぼ瞬時に
設定の速度になるため、レジストローラ対１０７回転開
始と同時にプレレジクラッチをオンしてしまうと、レジ
ストローラ対１０７とプレレジローラ対１０６の速度差
により、レジストローラ対１０７回転開始後にレジルー
プが過大になってしまう。

【００６０】レジストローラ対１０７回転開始後、所定
の時間（図４にｃで示す時間）が経過してからプレレジ
クラッチをオンすることにより、レジストローラ対１０
７回転開始後一度レジループ量を小さくし、その後ルー
プが増大しても過大なループ量とはならないようにして
いる。レジストローラ対１０７が３００ｍｍ／ｓで回転
している間にシートＳ後端はプレレジローラ対１０６を
抜ける（図４にｄで示すタイミング）。シートＳ後端が
プレレジローラ対１０６を抜けたら、プレレジクラッチ
をオフし、その後はレジストローラ対１０７でシートＳ
を搬送する。ここでは上段カセット１０１ａからＡ４サ
イズのシートを給紙した場合を例に説明を行ったが、レ
ジループ作成時にシートＳ後端が分離ローラ対のニップ
を抜けている場合は、他のカセットからの給紙、他のサ
イズのシートＳであっても同様である。

【００６１】図５は下段カセット１４１からＡ３サイズ
（最大サイズ）のシートＳを給紙し、シートＳ先端がレ
ジストローラ対１０７に当接しレジループを作成した状
態である。この状態でシートＳ後端はフィードローラ１
４３およびリタードローラ１４４からなる分離ローラ対
を抜けていない。図６はこの場合のレジストローラ対１
０７の速度と、プレレジクラッチの信号の関係を示す図
である。本図は上段カセット１０１からＡ４サイズのシ
ートＳを給紙した場合の図４と比較して、プレレジクラ
ッチをオフするタイミング（図６にｄで示す点）が異な
る。このタイミングはシートＳの後端が分離ローラ対を
抜けるタイミングに一致している。図７は下段カセット
１４１からＡ３サイズのシートＳを給紙し、シートＳ先
端が減速地点ｂに到達した状態である。この時点でシー
トＳ後端は分離ローラ対を抜けていて、搬送ローラ対１
４５およびプレレジローラ対１０６はプレレジクラッチ
がオフになると非常に軽い負荷であり、レジストローラ
対１０７によりシートをこれらのローラ対から引抜くこ
とは可能である。

【００６２】なお、ここでは下段カセット１４１からＡ
３サイズのシートを給紙した場合を例に説明を行った
が、レジループ形成時にシートＳ後端が分離ローラ対の
ニップを抜けておらず、かつレジストローラが減速を開
始する時までにシートＳ後端が分離ローラ対のニップを
抜けている場合は、他のカセットからの給紙、他のサイ
ズのシートＳであっても同様である。

【００６３】図８は上段カセット１０１ａからＢ４サイ
ズ（上段カセットに積載可能な最大サイズ）のシートＳ
を給紙し、シートＳ先端がレジストローラ対１０７に当
接しレジループを作成した状態であり、シートＳ後端は
フィードローラ１０３およびリタードローラ１０４から
なる分離ローラ対を抜けていない。図９はこの場合のレ
ジストローラ対の速度と、プレレジクラッチの信号の関
係を示す図である。図９の場合は図２および図４の場合
と比較して、（１）用紙先端がレジストローラ対１０７
に到達後、プレレジクラッチがオフになるまでの時間
（図９にｅで示す）が短い、（２）レジストローラ対１
０７が減速開始後もプレレジクラッチがオンである点が
異なる。シートＳ先端が減速地点ｂに到達時には図１０
に示すようにシートＳ後端はまだ分離ローラ対のニップ
に噛んでいる。この状態でプレレジクラッチをオフして
しまうと、シートＳを分離ローラ対から引抜く負荷がレ
ジストローラ対１０７にかかってしまい、定格トルクの
大きいモータを使わない限り、レジモータが脱調してし
まい、シートＳのジャムとなってしまう。

【００６４】そこで、シートＳの後端が分離ローラ対の
ニップを抜けるまでプレレジクラッチをオンにしておき
（図９にｄで示す点）、搬送ローラ対１０５およびプレ
レジローラ対１０６を駆動し、トルク的に余裕のあるメ
インモータ（ＤＣモータ）で分離ローラ対からシートＳ
後端の引抜きを行う。但し、シートＳの後端が分離ロー
ラ対のニップを抜けるまでプレレジクラッチをオンにし
ておくと、図９に示すようにレジストローラ対１０７は
プロセススピードの１５０ｍｍ／ｓに減速しているた
め、プレレジローラ対１０６の搬送速度３００ｍｍ／ｓ
との速度差によりレジループ量が過大になってしまう。

【００６５】そのために、シートＳ先端がレジストロー
ラ対１０７に到達後、プレレジクラッチがオフになるま
での時間（図９にｅで示す）を通常のシーケンスの場合
より短くし、レジループ量を小さくしておくことで、レ
ジストローラ対１０７減速後のレジストローラ対１０７
とプレレジローラ対１０６の速度差によるレジループの
増大を許容可能範囲内に抑えている。

【００６６】なお、ここでは上段カセット１０１からＢ
４サイズのシートを給紙した場合を例に説明を行った
が、レジストローラ対１０７が減速を開始する時点でシ
ートＳ後端が分離ローラ対のニップを抜けていない場合
すべてに適用可能であることは明らかである。

【００６７】［定着装置周りの説明］図１１は画像形成
装置本体の、画像転写部から定着部までの断面図であ
る。本例の定着装置は加圧部材駆動式、テンションレス
タイプのフィルム加熱方式の加熱装置である。また、図
１２は、定着装置の加圧ローラ１８及び定着フィルム１
２のニップ部を上流側から見た図である。

【００６８】図１１において、１１２は感光ドラム、１
１５は転写帯電器で転写部Ｒを形成している。１１７は
搬送部である。２４、２５は紙検知センサ１，２であり
それぞれ図示しないフラグ部が設けてありフォトインタ
ラプタ２２，２３によって、用紙の到着および通過を検
知することができる。

【００６９】１１は耐熱性樹脂製の横長ステイであり、
下記のエンドレス耐熱性フィルム（定着フィルム）１２
の内面ガイド部材となる。

【００７０】エンドレスの耐熱性フィルム１２は、加熱
体としてのヒータ１３を含む上記ステイ１１に外嵌させ
てある。このエンドレスの耐熱性フィルム１２の内周長
とヒータ１３を含むステイ１１の外周長はフィルム１２
の方を例えば３ｍｍ程度大きくしてあり、従ってフィル
ム１２はヒータ１３を含むステイ１１に対して周長が余
裕を持ってルーズに外嵌している。

【００７１】フィルム１２は熱容量を小さくしてクイッ
クスタート性を向上させるため、その膜厚は総厚４０〜
１００μｍ程度とし、耐熱性、離型性、強度、耐久性等
のあるポリイミドフィルムの外周表面にＰＴＦＥ，ＰＦ
Ａ等のフッソ樹脂に導電剤を添加したコート層を設けた
ものである。

【００７２】また、図１２に示すように、フィルム１２
の通紙域外の一部には、被検知部としての反射材（マー
キング）２０がコートされている。

【００７３】１８はヒータ１３との間でフィルム１２を
挟んで圧接ニップである定着部Ｎを形成し、フィルム１
２を駆動する回転体としてのフィルム加圧ローラであ
り、アルミニウム、鉄、ステンレス等の芯軸１８ｂと、
この軸に外装したシリコンゴム等の離型性の良い耐熱ゴ
ム弾性体からなる、肉厚３ｍｍ、外径２０ｍｍのローラ
部１８とからなる。また、表面には被記録材Ｐ、定着フ
ィルム１２の搬送性、トナーの汚れ防止の理由からフッ
素樹脂を分散させたコート層を設けてある。

【００７４】芯金１８ｂの端部が定着装置駆動用モータ
Ｍ２により駆動されることで矢示の反時計方向に回転駆
動され、この加圧ローラ１８の回転駆動によりエンドレ
スの耐熱性フィルム１２がその内面がヒータ１３の面に
密着摺動しながら矢示の時計方向に回転駆動される。

【００７５】２１は反射型センサーであり、定着フィル
ム１２の上方に取り付けられている。そして、前述の反
射材２０からの反射光を検知しその信号をＣＰＵ（定着
搬送速度制御手段，フィルム駆動速度制御手段，演算手
段）１００に送っている。ＣＰＵ１００は、その信号と
フィルムの周長より、定着フィルム１２が一周に要する
時間を計算し、その回転速度を算出することができる。

【００７６】［転写−定着間の定着搬送速度と転写紙挙
動の関係の数式化の説明］図１３は、画像形成部の詳細
図である。前述の「発明が解決しようとする課題」にお
いて説明したように、定着搬送速度の変化量が大きい
と、転写定着間の転写紙のループが変化が大きくなり、
転写定着間で引張り状態、たるみ大状態が発生し、転写
紙後端がレジストローラ１０８を抜けるときに画像ショ
ック（乱れ）が発生する。また、コストダウンや装置の
コンパクト化の為に搬送部１１７に搬送手段が無い系で
は、転写定着間の最短パス長Ｐ１２（Ｌmin）は、画像
形成と搬送可能な転写紙の最小長Ｐminに対して、Ｐmin
＞Ｌminの関係が必須となる。

【００７７】本発明は、Ｐmin＞Ｌminの条件を満足する
系で定着搬送速度を所定の範囲に制御し、転写定着間の
ループを適正に保ち、画像ショック等の発生を防止する
ものである。

【００７８】図１４は、用紙の搬送速度と定着フィルム
１２の回転速度の変化を表した図である。定着ヒータを
オンして、定着モータを回転させ、時間経過と用紙搬送
速度と定着フィルムスピードをプロットしたものであ
る。実験によると、用紙の搬送速度と定着フィルム１２
の回転速度には相関があり、定着フィルム１２の回転速
度から、実際の用紙の搬送速度を予測することができ
る。そこで、定着フィルム１２の回転速度が所定の速さ
より速い場合は、定着装置駆動用モータＭ２の速度を落
とし、定着フィルム１２の回転速度が所定の速さより遅
い場合は、定着装置駆動用モータＭ２の速度を上げるフ
ィードバック制御をする。

【００７９】つぎに、速度制御の理論を述べる。図１４
のＡは定着がウエートアップ完了して定着可能になった
ときの状態であり、その後ヒートラン後落ち着く飽和速
度の１００ｍｍ／ｓに対して約１％強低い状態で、加圧
ローラ周長、定着フィルム周長、耐久的な加圧ローラの
搬送力（μ）変化等で約３％変化する。よって、装置の
使用状態では、定着搬送速度が合計４％程度ばらつくこ
とになる。

【００８０】一方、転写定着間の転写紙ループである
が、図１３で転写紙Ｐの先端が転写部１１５より出てＰ
１の軌跡を描き定着器１１８のニップＮに入り、Ｐ１の
軌跡長をＬとするとループ量Ｌ−Ｌminのループを保持
した状態となる。定着搬送速度Ｖｆが感光ドラム速度Ｖ
０に対して速くなるとループは無くなり、逆に遅くなる
とループは大きくなる。Ｌminは引張り状態により転写
部でズレる境界状態であり、Ｌmaxはたるみ状態が進行
し紙の腰でスプリングバックにより転写部がズレる境界
状態であり、転写紙Ｐの後端がレジストローラ１０８か
ら抜け、拘束力がなくなることで、発生する転写ズレに
よる画像乱れ発生を防止するためには、ＬをＬmin＜Ｌ
＜Ｌmaxに制御する必要がある。定着搬送速度Ｖｆの感
光ドラム速度Ｖ０に対する速度変動率をＸとすると、無
制御状態Ｘ０では上述のＸ０＝４％、画像形成可能な最
長紙ＰmaxをＡ３ノビサイズ（４５０ｍｍ）とすると無
制御時の速度変動による無制御ループ変動量ΔＬ０＝４
５０＊０．０４＝１８ｍｍとなる。また、Ｐmin＞Ｌmin
で画像形成可能な最短紙ＰminをＳＴＭＴサイズ（１３
９．７ｍｍ）とすると、Ｌmin＝１００ｍｍ程度とな
り、この１００ｍｍスパンで転写紙がたるんでかつスプ
リングバックを発生させないＬmaxは１０４ｍｍとなる
（本文では省略するが、詳細な実験と計算に裏付けられ
たデータである）。したがって、このパスにおける画像
乱れを発生しない限界ループ変動量ΔＬ＝Ｌmax−Ｌmin
＝４ｍｍとなる。よって、ΔＬ０＞ΔＬとなり定着搬送
速度が無制御では画像乱れが発生するという理論とな
る。

【００８１】そこで、定着速度制御の画像乱れＯＫ領域
の限界速度変動率をＸｌｉｍは、Ｘｌｉｍ＝ΔＬ／Ｐma
x＝４／４５０＝０．８９％となり、無制御速度変動率
Ｘ０＞Ｘｌｉｍ（Ｘ０＞ΔＬ／Ｐmax）となるため無制
御では画像乱れＮＧとなる。

【００８２】よって、画像を保証するためには、Ｘ≦Δ
Ｌ／Ｐmax（Ｘ≦０．８９％）が成り立つように、定着
搬送速度Ｖｆを速度制御する必要がある。実機で実際に
は、余裕を見てＸ≦０．６％で制御可能なシステムを
搭載している。

【００８３】［反射材（マーキング）の説明］最初に検
知センサーとマーキングの基本構成について述べる。

【００８４】図１５は、検知センサー（検知手段）に反
射光検知型センサー２１を用い、定着フィルム１２上の
周辺のフィルムより反射率が高い反射材２０の位置関係
を示した斜視図である。フィルムが回転し反射材２０が
検知ポイントに到達すると反射型センサーの光束５４の
反射率が上昇し検知する構成である。

【００８５】［制御］（１枚目の用紙の制御）図１６は、具体的な制御を表し
たフローチャートである。

【００８６】本体の電源をＯＮしたとき（ステップ
１）、ヒータ１３に通電され、定着器が所定の温度にな
るように制御される。その間、加圧ローラ１８も温度上
昇するため、熱膨張をはじめる。

【００８７】そのため、加圧ローラ１８の回転周速度は
上昇し、同時に定着フィルム１２の回転速度も図１３の
ように上昇を始める。しかし、所望の速度に対しては、
当然遅い。

【００８８】反射型センサ２１は装置本体の動作開始と
ともに検知を開始し（ステップ２）、常にフィルム周期
を検知している。用紙が紙検知センサ（転写材検知手
段）２４に到達すると、フォトインタラプタ２２がＯＮ
になる（ステップ３）。この時点で最新のフィルム周期
のデータＤ１をＣＰＵ１００が取得する（ステップ
４）。そして、目標フィルム周期Ｔと比較を行い、定着
駆動速度の増減を行うが、１枚目の場合には、以下のこ
とを考慮する必要がある。

【００８９】図１７は、速度制御しない場合、１枚の用
紙が画像形成装置を通過する間の定着フィルム周期の変
化を表した図である。これによると、用紙が定着ニップ
Ｎにいる間はフィルム周期が長くなることがわかる。そ
の率は、実験より約０．８％であることが分かってい
る。

【００９０】すなわち、前述したフィルム周期データＤ
１を元に定着駆動速度を設定してしまうと、フィルム速
度は実際にはより遅くなってしまい、すなわち用紙の速
度も遅くなり、画像の乱れが生じてしまう。

【００９１】そこで、フィルム周期データＤ１に用紙の
通過に伴うフィルム周期増加分を補正する紙係数Ａを掛
け合わせ（ステップ５）、Ｄ１ａ＝Ａ＊Ｄ１（Ａ：紙係数、本実施例ではＡ＝１．
００８）を算出する。

【００９２】このようにして得られたフィルム周期デー
タＤ１ａを用いて目標フィルム周期Ｔと比較を行う（ス
テップ６）。

【００９３】そして、すぐに定着駆動速度の増減を行う
ことにより（ステップ７，８）、一枚目の用紙が定着器
に到達するときに定着フィルム１２の回転速度を、所望
の速度に維持しておくことができるため、用紙の搬送速
度も同様に所望の速度になる。よって、良好な画像を得
ることができる。

【００９４】（２枚目以降の用紙の制御）１枚目の用紙
が、紙検知センサ２５に到達すると、フォトインタラプ
タ２３がＯＮになる（ステップ９）。この時点で最新の
フィルム周期のデータＤ２をＣＰＵ１００が取得する
（ステップ１０）。このときには、用紙は定着ニップＮ
に存在するので、１枚目のときのように紙係数ＡをＤ２
に掛け合わせる必要はなく、Ｄ２を目標フィルム周期Ｔ
と比べれば良い（ステップ１２）。

【００９５】ここで、モータの速度を変化させる必要が
出たとき、この時点ですぐにモータの速度を変化させる
と不具合が生じる。すなわち、用紙の後端はまだ転写部
Ｒに存在している場合が多く、このときに急に用紙の速
度が変化すると、それによって発生する振動が用紙を伝
わって画像にぶれが生じる可能性がある。

【００９６】そこで、ここでは、すぐにモータ速度を変
化させず、紙検知センサ２４がＯＦＦになり（ステップ
１１）、このときからＥ秒後に所望の速度に変化させる
ようにしてある（ステップ１３，１４）。Ｅ秒とは、用
紙後端が紙検知センサ２４を抜けてから、転写部Ｒを抜
けるのに十分な時間で設定してある。すなわち、用紙が
完全に転写部Ｒを抜けてから、モータの速度を変化させ
る。

【００９７】次に、２枚目の用紙は、ここで設定された
モータスピードで搬送される。そして２枚目の用紙先端
が、紙検知センサ２５に到達すると、フォトインタラプ
タ２３がＯＮになる。この時点で最新のフィルム周期の
データＤ３をＣＰＵ１００が拾い上げる。そしてＤ３を
目標フィルム周期Ｔと比べ、次のモータ速度を決定し前
述した同様のタイミングでモータを変化させる。以降は
それを繰り返せば良い。

【００９８】上述の実施形態では定着装置として、所定
の温度に維持された加熱体としてのヒートローラと弾性
層を有してヒートローラに圧接する加圧部材としての加
圧ローラを備え、未定着のトナー像を担持する転写材を
ヒートローラと加圧ローラとの圧接ニップ部によって挟
持搬送して加熱処理する熱ローラ方式の装置を用いるこ
ともできる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、倍速給紙系を持つ
ショートパス系エンジンと呼ばれる画像形成装置におい
て、本発明のように搬送パス長と搬送速度を設定し、か
つ定着速度変動による画像乱れを理論的に解明し制御値
を数式化して定着部の定着速度変動を制御することによ
り、画像形成部のパス長が短いショートパスエンジンを
採用可能となり、スピードの遅い画像形成部のパス長を
短くし、比較的長い給紙パスに感光ドラムの周速度より
速いシート搬送部を使うことで、画像ショック（転写前
ローラ抜け、分離ローラ抜け）を防止し、画像形成エン
ジン性能とコストを最適化することができた。

【０１００】第１と第２の転写材積載カセット部の分離
ローラ対から画像形成部入口の転写前ローラ対までのそ
れぞれの給紙パス長を、それぞれのカセット部の給紙可
能な最長紙より長くし、分離ローラ対を転写材の後端が
脱する際のショックをなくし、かつレジストモータトル
クを抑え、低コスト化及び稼動音の抑制を図ることがで
きた。

【０１０１】また、定着部の構成をクイックスタートが
可能なフィルム加熱方式とすることにより、上述のショ
ートパスエンジン及び感光ドラムの周速度よりも速いシ
ート搬送部の採用と相俟ってファーストコピースピード
の短縮を図ることができた。

【０１０２】各ユニットの位置配置が異なるもの、縦パ
ス型ショートバスエンジンのように本発明とは他の条件
が異なるショートパス系の画像形成部を有する画像形成
装置にも同じ理論が応用できるため、本発明の条件式を
適用することにより標準技術化され開発日程が短縮され
製品化が容易になるメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構
成を示す図である。

【図２】画像形成装置における給紙搬送パス長と搬送ス
ピードを示す概略図である。

【図３】画像形成装置の上段カセットから給紙されたシ
ートの搬送状態を示す図である。

【図４】図３の状態におけるレジストローラ対の速度を
プレレジクラッチの信号の関係を示す図である。

【図５】画像形成装置の下段カセットから給紙されたＡ
３サイズのシートの搬送状態を示す図である。

【図６】図５の状態におけるレジストローラ対の速度を
プレレジクラッチの信号の関係を示す図である。

【図７】画像形成装置の下段カセットから給紙されたＡ
３サイズのシートの他の搬送状態を示す図である。

【図８】画像形成装置の上段カセットから給紙されたＢ
４サイズのシートの搬送状態を示す図である。

【図９】図８の状態におけるレジストローラ対の速度を
プレレジクラッチの信号の関係を示す図である。

【図１０】画像形成装置の上段カセットから給紙された
Ｂ４サイズのシートの他の搬送状態を示す図である。

【図１１】画像形成装置本体の画像転写部から定着部ま
での概略構成を示す図である。

【図１２】定着装置の加圧ローラ及び定着フィルムのニ
ップ部を上流側から見た図である。

【図１３】画像形成装置の画像形成部の詳細構成を示す
図である。

【図１４】用紙の搬送速度と定着フィルムの回転速度の
変化を示す図である。

【図１５】反射型センサーと定着フィルム上の反射材の
位置関係を示す斜視図である。

【図１６】定着装置の制御手順を示すフローチャートで
ある。

【図１７】速度制御しない場合に、１枚の用紙が画像画
像形成装置を通過する間の定着フィルム周期の変化を示
す図である。

【符号の説明】

Ａ画像形成装置本体Ｂスキャナ部Ｃ画像形成エンジン部１０１上段カセット１４１下段カセット１０２，１４２ピックアップローラ１０３，１４３フィードローラ１０４，１４４リタードローラ１０５，１４５搬送ローラ対１０６プレレジローラ対１０７レジストローラ対１０８転写前ローラ対１１２感光ドラム１１６転写帯電器１１７搬送部１１８定着装置１１９排出ローラ対１２０排出トレイ１２６排紙縦パスローラ

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA17 DA20 DC04 DC05 DC10 DC11 DC19 DC20 DE02 DE07 DE09 EC06 EC09 ED02 ED16 ED24 ED25 EE01 EE04 EE07 2H033 AA02 AA14 BA08 BA10 BA11 BA12 BA15 BA22 BA25 BA59 BB18 BB33 BB37 BE03 CA13 CA17 CA22 CA36 CA40 2H072 AB06 BA03 CA01 CB09 JA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート状の転写材が積載された転写材積
載カセット部から転写材に画像を形成する画像形成部ま
で転写材を搬送するシート搬送部であって、転写材の斜
行を補正するレジストローラ対と、レジストローラ対に
対して転写材搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ対
と、転写材積載カセット部から給送された転写材を１枚
ずつ分離する分離ローラ対と、を有するシート搬送部
と、トナー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上のトナ
ー像を転写材に転写する転写部と、転写材を転写部に搬
送する転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着させる
定着部と、を有する画像形成部と、を備えた画像形成装置において、分離ローラ対から転写前ローラ対までの転写材の搬送パ
ス長をＳ１、転写材積載カセット部から搬送可能な転写
材の最大長さをＰ１max、レジストローラ対の転写材搬
送方向上流側でループを形成した転写材をレジストロー
ラ対が搬送する第１の搬送速度をＶｓ１、転写材の先端
がレジストローラ対の転写材搬送方向下流側の所定位置
に到達した後に転写材をレジストローラ対が搬送する第
２の搬送速度をＶｓ２、分離ローラ対が転写材積載カセ
ット部から給送された転写材を分離する速度をＶｓｅ
ｐ、転写前ローラ対が転写材を搬送する速度をＶｒ、感
光ドラムの周速度をＶ０、転写部及び定着部にそれぞれ
形成されるニップ部間の最小搬送パス長をＬmin、画像
形成可能な転写材の最小長さをＰmin、とした場合に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ１＞Ｐ１max、Ｖｓ１＞Ｖｓ２
≧Ｖｒ≧Ｖ０、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐが成立すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】シート状の転写材が積載された転写材積
載カセット部から転写材に画像を形成する画像形成部ま
で転写材を搬送するシート搬送部であって、転写材の斜
行を補正するレジストローラ対と、レジストローラ対に
対して転写材搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ対
と、搬送可能な転写材の長さが異なる第１の転写材積載
カセット部及び第２の転写材積載カセット部と、第１及
び第２の転写材積載カセット部から給送された転写材を
それぞれ１枚ずつ分離する第１の分離ローラ対及び第２
の分離ローラ対と、を有するシート搬送部と、トナー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上のトナ
ー像を転写材に転写する転写部と、転写材を転写部に搬
送する転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着させる
定着部と、を有する画像形成部と、を備えた画像形成装置において、第１の分離ローラ対から転写前ローラ対までの転写材の
搬送パス長をＳ１、第２の分離ローラ対から転写前ロー
ラ対までの転写材の搬送パス長をＳ２、第１の転写材積
載カセット部から搬送可能な転写材の最大長さをＰ１ma
x、第２の転写材積載カセット部から搬送可能な転写材
の最大長さをＰ２max、レジストローラ対の転写材搬送
方向上流側でループを形成した転写材をレジストローラ
対が搬送する第１の搬送速度をＶｓ１、転写材の先端が
レジストローラ対の転写材搬送方向下流側の所定位置に
到達した後に転写材をレジストローラ対が搬送する第２
の搬送速度をＶｓ２、第１の分離ローラ対が転写材積載
カセット部から給送された転写材を分離する速度をＶｓ
ｅｐ１、第２の分離ローラ対が転写材積載カセット部か
ら給送された転写材を分離する速度をＶｓｅｐ２、転写
前ローラ対が転写材を搬送する速度をＶｒ、感光ドラム
の周速度をＶ０、転写部及び定着部にそれぞれ形成され
るニップ部間の最小搬送パス長をＬmin、画像形成可能
な転写材の最小長さをＰmin、とした場合に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ１＞Ｐ１max、かつ、Ｓ２＞Ｐ
２max、かつ、Ｖｓ１＞Ｖｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、かつ、Ｖ
ｓ１≧Ｖｓｅｐ１、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐ２が成立す
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】シート状の転写材が積載された転写材積
載カセット部から転写材に画像を形成する画像形成部ま
で転写材を搬送するシート搬送部であって、転写材の斜
行を補正するレジストローラ対と、レジストローラ対に
対して転写材搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ対
と、搬送可能な転写材の長さが異なる第１の転写材積載
カセット部及び第２の転写材積載カセット部と、第１及
び第２の転写材積載カセット部から給送された転写材を
それぞれ１枚ずつ分離する第１の分離ローラ対及び第２
の分離ローラ対と、を有するシート搬送部と、トナー像を担持する感光ドラムと、感光ドラム上のトナ
ー像を転写材に転写する転写部と、転写材を転写部に搬
送する転写前ローラ対と、転写材上の画像を定着させる
定着部と、定着部における転写材の搬送速度を制御する
定着搬送速度制御手段と、を有する画像形成部と、を備えた画像形成装置において、第１の分離ローラ対から転写前ローラ対までの転写材の
搬送パス長をＳ１、第２の分離ローラ対から転写前ロー
ラ対までの転写材の搬送パス長をＳ２、第１の転写材積
載カセット部から搬送可能な転写材の最大長さをＰ１ma
x、第２の転写材積載カセット部から搬送可能な転写材
の最大長さをＰ２max、レジストローラ対の転写材搬送
方向上流側でループを形成した転写材をレジストローラ
対が搬送する第１の搬送速度をＶｓ１、転写材の先端が
レジストローラ対の転写材搬送方向下流側の所定位置に
到達した後に転写材をレジストローラ対が搬送する第２
の搬送速度をＶｓ２、第１の分離ローラ対が転写材積載
カセット部から給送された転写材を分離する速度をＶｓ
ｅｐ１、第２の分離ローラ対が転写材積載カセット部か
ら給送された転写材を分離する速度をＶｓｅｐ２、転写
前ローラ対が転写材を搬送する速度をＶｒ、感光ドラム
の周速度をＶ０、定着部の搬送速度をＶｆ、定着部の搬
送速度変動量をΔＶｆmax、無制御時におけるΔＶｆmax
／Ｖｆによって定義される定着部の無制御時の搬送速度
変動率をＸ０、搬送速度制御時における定着部の搬送速
度の感光ドラムの周速度Ｖ０に対する搬送速度変動率を
Ｘ、転写部及び定着部にそれぞれ形成されるニップ部間
の最小搬送パス長をＬmin、転写部及び定着部にそれぞ
れ形成されるニップ部間の最大搬送パス長をＬmax、Ｌm
ax−Ｌminによって定義される転写部と定着部間のルー
プ量をΔＬ、画像形成可能な転写材の最小長さをＰmi
n、画像形成画像な転写材の最大長さをＰmaxとした場合
に、Ｐmin＞Ｌmin、かつ、Ｓ１＞Ｐ１max、かつ、Ｓ２＞Ｐ
２max、かつ、Ｖｓ１＞Ｖｓ２≧Ｖｒ≧Ｖ０、かつ、Ｖ
ｓ１≧Ｖｓｅｐ１、かつ、Ｖｓ１≧Ｖｓｅｐ２、かつ、
Ｘ０＞ΔＬ／Ｐmaxが成立し、定着搬送速度制御手段は、Ｘ≦ΔＬ／Ｐmax となるように定着部における搬送速度Ｖｆを制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】転写前ローラ対から定着部までの転写材
の搬送パス長をＥ１とした場合に、さらに、２１０ｍｍ≦Ｐ１max≦４５０ｍｍ、かつ、１．０＜Ｖ
ｓ１／Ｖｓ≦３．０、かつ、Ｖ０≦Ｖｒ＜１．００７＊
Ｖ０＜Ｖｓ２＜１．０１５＊Ｖ０、かつ、Ｅ１／Ｓ１＜
０．６が成立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５】転写前ローラ対から定着部までの転写材
の搬送パス長をＥ１とした場合に、さらに、２１０ｍｍ≦Ｐ１max≦３６４ｍｍ、かつ、３６４ｍｍ
≦Ｐ２max≦４５０ｍｍ、かつ、１．０＜Ｖｓ１／Ｖｓ
２≦３．０、Ｖ０≦Ｖｒ＜１．００７＊Ｖ０＜Ｖｓ２＜
１．０１５＊Ｖ０、かつ、Ｅ１／Ｓ２≦Ｅ１／Ｓ１＜
０．６が成立することを特徴とする請求項２又は３に記
載の画像形成装置。
【請求項６】画像形成部から排出された転写材を排出
トレイ上に排出ローラ対を有するシート排出部を備え、排出ローラ対によって転写材を排出する第１の排出速度
をＶｄ１、第２の排出速度をＶｄ２とした場合に、第２
の排出速度Ｖｄ２は転写材の後端が画像形成部を通過し
た後に第１の排出速度Ｖｄ１から切り替えられる排出速
度であって、１．０≦Ｖｄ１／Ｖ０＜Ｖｄ２／Ｖ０≦３．０、かつ、
Ｅ１＜２００ｍｍ、かつ、Ｐmin≧１３９．７ｍｍが成
立することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記
載の画像形成装置。
【請求項７】定着部は、固定支持された加熱体と、耐熱性フィルムと、耐熱性フィルムを挟んで加熱体に圧接するとともに駆動
回転される加圧部材と、を備え、耐熱性フィルムを挟んで加熱体と加圧部材とによって形
成される圧接ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材との
間に未定着のトナー像を担持した転写材を導入し、加圧部材の駆動回転によって、耐熱性フィルムを加熱体
に摺動させつつ耐熱性フィルムと転写材とを圧接ニップ
部を挟持搬送させることにより加熱体の熱を耐熱性フィ
ルムを介して転写材に付与することを特徴とする請求項
１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】耐熱性フィルムは、絶縁性の耐熱素材からなるベース層と、外周にコーティ
ングによって形成された導電性又は半導電性の薄膜から
なるコーティング層と、を含み、耐熱性フィルムの面上に形成された被検知部と、被検知部を検知する検知手段と、検知手段による被検知部の検知時間間隔から耐熱性フィ
ルムの回転速度を演算する演算手段と、耐熱性フィルムの駆動速度を制御するフィルム駆動速度
制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装
置。
【請求項９】圧接ニップ部より転写材搬送方向上流側
に設けられ、転写材の到着を検知する転写材検知手段を
備え、前記フィルム駆動速度制御手段は、転写材検知手段によ
って検知された転写材の到着の直前の耐熱性フィルムの
回転速度に基づいて、耐熱性フィルムの駆動速度を制御
することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】耐熱性フィルムは、無端状のフィルム
部材からなることを特徴とする請求項７乃至９のいずれ
かに記載の画像形成装置。
【請求項１１】定着部は、加熱体を内部に有し駆動回転されるヒートローラと、ヒートローラに圧接する加圧部材とを備え、ヒートローラと加圧部材とによって形成される圧接ニッ
プ部に導入された未定着のトナー像を担持した転写材を
挟持搬送させることにより、ヒートローラの熱を転写材
に付与することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の画像形成装置。