JP2003280441A - 定着工程における用紙搬送速度制御方法および定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】解像度の高低選択に応じたプロセス速度の高低
変更によって異なるシート材のカール状態の均一化を図
り、用紙排出時の積載性向上と、両面印字実行時、とり
わけ裏面印字時の用紙搬送の安定化を図った定着装置を
提供する。 【解決手段】選択された解像度に基づいて、記録用紙の
先端部と後端部とで、定着装置１を構成する加熱ローラ
と加圧ローラの周速を変更することによって、定着装置
１を通過する記録用紙に付与する搬送速度を異ならせ、
記録用紙後端側で付与する搬送速度を記録用紙先端側で
付与する搬送速度よりも減速する方向に制御する搬送速
度制御手段３０を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンターや複写
機等の画像形成装置の定着工程における用紙搬送速度制
御方法および定着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンターや複写機などの画像形成装置
においては、感光ドラムに形成された静電潜像にトナー
を付着させ、それをシート材に転写して印刷を行う。そ
して、シート材は画像形成装置に備えられた定着装置に
搬送され、定着装置においてトナーを溶融させることに
よりシート材にトナーを定着させるように構成されてい
る。

【０００３】図７は、画像形成装置に備えられた従来の
定着装置を示す。その定着装置２０１は、トナー（不図
示）をシート材２０５に定着させるためのものであり、
ヒートローラ２０２と加圧ローラ２０３とを備えてい
る。ヒートローラ２０２は、トナーを溶融させるための
ヒーターを内部に有し、図示しない駆動手段によって所
定速度で回転駆動される。加圧ローラ２０３は、付勢手
段によってヒートローラ２０２に対して付勢圧接され、
ヒートローラ２０２と同速で従動回転する。

【０００４】図示されているシート材２０５は、図７に
は図示されていない複写機の給紙カセット内にセットさ
れたシート材が搬送されたものである。上記給紙カセッ
トには、例えば、５００枚または１０００枚毎に防湿包
装されたカット紙が２５０枚〜５００枚程度ずつセット
されるようになっており、シート材２０５は、複写が行
われる度に給紙カセットから１枚ずつ取り出されて搬送
され、感光ドラムのトナー像が転写された後に、定着装
置２０１に搬送される。

【０００５】その定着装置２０１は、ヒートローラ２０
２と加圧ローラ２０３との間にトナー像を有するシート
材２０５を挟み、ヒートローラ２０２が圧接している部
分で熱を与えることによって、シート材２０５にトナー
を定着させる。そして、ヒートローラ２０２が回転する
ことによって、シート材２０５を進行させ、シート材２
０５全体にわたってトナーを定着させるようになってい
る。

【０００６】しかしながら、上記構成の定着装置２０１
は、ヒートローラ２０２が高温であるため、例えばシー
ト材２０５の片面および他面より、シート材２０５の含
有水分がそれぞれ異なった量だけ蒸発することによって
両面での収縮量の差が発生して、シート材２０５にカー
ルを生じさせてしまう。

【０００７】このように、シート材２０５がカールする
と、定着装置２０１から不図示の排紙トレーに至るまで
の間で、シート材２０５の搬送にトラブルが生じる可能
性が増大するという問題があった。また、排紙トレーに
排紙されるシート材２０５の積載性が低下するという問
題が生じる虞れもある。

【０００８】このような問題を解決するために、従来
は、定着装置２０１よりもシート材２０５の搬送方向の
下流側において、カールしたシート材２０５に対して逆
カール方向に作用する力を付与することによってカール
を矯正する方法が用いられていた。

【０００９】上記した従来の定着装置２０１を備えた複
写機２００の概略図を図８に示す。この複写機２００
は、定着装置２０１とカール矯正装置１００とを備えて
いる。定着装置２０１によってトナーが定着され、カー
ルを生じたシート材２０５Ａは、カール矯正装置１００
に搬送される。そして、カール矯正装置１００によって
カールを取り除かれたシート材２０５Ａが排出されるよ
うになっている。

【００１０】ここで、図９（ａ）はカール矯正装置１０
０の概略正面図、図９（ｂ）はその概略断面図であり、
これらの図に示すように、カール矯正装置１００は、排
紙ローラ１０１と、排紙コロ１０２と、駆動ギア１０４
とを備えており、排紙ローラ１０１は、回転することに
よってシート材２０５Ａを搬送する。

【００１１】排紙コロ１０２は、排紙ローラ１０１の回
転に伴って回転する従動ローラであり、排紙ローラ１０
１の周上に配置されている。駆動ギア１０４は、排紙ロ
ーラ１０１を回転させるためのものであり、不図示のベ
ルトによって駆動される。

【００１２】上記の構成において、カール矯正装置１０
０は、排紙ローラ１０１と２つの排紙コロ１０２との間
に、シート材２０５Ａを挟み込むようになっている。そ
して、排紙ローラ１０１が回転することによって、シー
ト材２０５Ａを排紙ローラ１０１に巻き付けるような状
態とし、図８に示す定着装置２０１によって形成された
カールとは逆の方向にシート材２０５Ａをカールさせ、
カールを打ち消されたシート材２０５Ａは、カール矯正
装置１００より搬送されて排紙される。

【００１３】すなわち、従来の複写機２００は、定着装
置２０１と、定着装置２０１に対してシート材２０５Ａ
の搬送方向の下流側のカール矯正装置１００とを備え、
カール矯正装置１００がシート材２０５Ａに対して逆カ
ールを付与する方向に作用して定着装置２０１によって
発生したカールを矯正するように構成されていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
定着装置２０１によって生じるカールの大きさ，向きな
どの状態は、シート材２０５Ａの種類、厚み、サイズ等
によって様々である。また、プロセス速度変更に伴う定
着速度の変化によっても、カールの発生状況は異なって
くる。

【００１５】例えば解像度の高低を選択可能な画像形成
装置で、高解像度が選択され、このモードに応じた低速
側のプロセス速度によって画像形成を行う場合には殆ど
用紙カールが発生しないが、低解像度が選択され、この
モードに応じた高速側のプロセス速度によって画像形成
を行う場合には用紙後端側でのカール発生が目立つよう
になり、排出トレイ上での用紙積載性や、両面印字実行
時の裏面印字の際に用紙先端側の用紙ジャム、角折等の
不具合により、用紙搬送の安定性が低下する。

【００１６】このように解像度の変更に伴ってプロセス
速度（定着速度）が変化する場合、上記構成のカール矯
正装置１００のように、排紙ローラ１０１へのシート材
２０５Ａの巻き付き角が一定であり、常に同一の逆カー
ルをつける構成では、異なる画像モード（プロセス速
度）で画像形成を行った場合にカールの均一化を図るこ
とができないという問題があった。また、排紙ローラ１
０１へのシート材の巻き付き角を調節する調節機構を備
えたカール矯正装置は、調節機構の構成が複雑になり、
実現が難しいという問題があった。

【００１７】また、さらに調節機構を必要とすることに
より、余分なスペースをとるという問題もあった。そし
て、上記構成においては、カールの均一化のために、排
紙コロ１０２の排紙ローラ１０１への押圧力だけを単純
に増加すると、シート材２０５Ａにコロ跡がつき、画像
品質が低下する場合があった。

【００１８】しかも、上記構成においては、シート材２
０５Ａは、定着装置２０１の熱によってカールが生じた
後、カール矯正装置１００まで搬送され、その間に温度
が低下してカールがある程度固定化された後で、カール
を矯正するようになっているので、十分な矯正効果が得
られ難いという問題があった。

【００１９】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、解像度の高低選択に応じたプロセス速度の高低変更
によって異なるシート材のカール状態の均一化を図り、
用紙排出時の積載性向上と、両面印字実行時、とりわけ
裏面印字時の用紙搬送の安定化を図った構成が簡易な定
着装置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するための手段を以下のように構成している。

【００２１】（１）転写後の未定着画像を用紙に定着さ
せる定着工程における前記用紙の搬送制御方法であっ
て、選択された解像度に応じて、定着ニップ部を通過す
る前記用紙の通過部位により用紙搬送速度を可変的に制
御することを特徴とする。

【００２２】例えば、低解像度モードが選択されると、
用紙搬送速度（定着速度）が高速側に設定されるため、
用紙後端側のカール発生が促進されやすくなるが、この
方法においては、定着ニップ部を通過する用紙の通過部
位、例えば、用紙の先端部と後端部とで用紙搬送速度が
異なるように制御し、用紙後端側での搬送速度を高解像
度モードに対応する低速側へ変更するように制御するこ
とによって、用紙の表裏両面に与えられる両ローラから
の摩擦力の差が少なくなり用紙に作用する剪断力が小さ
くなるため、転写後の用紙後端側でのカールの発生を抑
制することができる。

【００２３】その際に、用紙後端側での搬送速度を低速
側へ変更することによって、その部位における用紙裏面
側からの水分の蒸発量がかなり大となるため、用紙表面
側からの水分蒸発量との差が少なくなることからも、カ
ール抑制効果がある（図６参照）。従って、本方法で
は、機械的な剪断力のコントロールに加えて、定着ニッ
プ部で用紙に与える熱量をもコントロールすることで、
より効果的にカールの発生を抑制することができる（カ
ール状態の均一化を図ることができる）。

【００２４】よって、解像度の変更に伴う画像形成速度
の変更に起因して発生するカールを効果的に抑制して、
用紙排出時に排紙トレイでの積載性を向上させることが
できる。また、両面印字を行う場合には、表面印字の後
端側のカール発生が抑制される結果、裏面印字の際に、
反転搬送中に先端側で発生する用紙ジャム、角折等の不
具合を回避することができ、安定的に用紙搬送を行うこ
とができる。なお、用紙搬送速度を変化させる部位は、
用紙後端に限らず、用紙の前端であってもよく、用紙の
全体にわたって一様に変化させてもよい。

【００２５】（２）前記定着ニップ部におけるローラの
周速度を低下させるように制御することを特徴とする。

【００２６】この方法においては、低解像度モードが選
択されると、例えば、用紙の後端側が定着ニップ部を通
過する際に、ローラ（加熱ローラと加圧ローラ）の周速
度を低下させるように制御することによって（用紙搬送
速度を高解像度モードに対応する低速側へ変更し）、機
械的な剪断力を低下させ、かつ、定着ニップ部で用紙に
与える熱量をも低減することで、転写後の用紙後端側で
のカールの発生を効果的に抑制することができる。

【００２７】（３）前記定着ニップ部における加圧ロー
ラの周速度を、加熱ローラよりも遅くするように制御す
ることを特徴とする。

【００２８】この方法においては、低解像度モードが選
択されると、例えば、用紙の後端側が定着ニップ部を通
過する際に、加圧ローラの周速度を、加熱ローラよりも
遅くするように制御することで、転写後の用紙後端側で
のカールの発生を抑制することができる。

【００２９】この場合、周速度の差により用紙に作用す
る機械的な剪断力で、用紙を加圧ローラ側に湾曲させる
ような矯正力が作用すると共に、加圧ローラ側から用紙
に与える熱量が大となり、加熱ローラ側から受ける熱量
との差が少なくなるため、用紙が加熱ローラ側に湾曲す
るのを抑制するような矯正力が作用し、併せて、転写後
の用紙後端側でのカールの発生を効果的に抑制すること
ができる。

【００３０】（４）解像度の選択が可能であり、選択さ
れた解像度に応じて画像形成速度の変更を行う画像形成
装置の定着装置において、選択された解像度に基づい
て、用紙の先端部と後端部とで、前記定着装置を構成す
る加熱ローラと加圧ローラの周速を変更することによっ
て、定着装置を通過する用紙に付与する搬送速度を異な
らせ、用紙後端側で付与する搬送速度を用紙先端側で付
与する搬送速度よりも減速する方向に制御する搬送速度
制御手段を備えることを特徴とする。

【００３１】低解像度モードが選択されると、用紙搬送
速度（定着速度）の高速側への変更に伴って、用紙後端
側のカール発生が促進される方向となるが、この構成に
おいては、用紙の先端部と後端部とで搬送速度を異なら
せ、用紙後端側の搬送速度を高解像度モードに対応する
低速側へ変更することによって、用紙後端側のカール発
生を抑制する方向とすることができる。

【００３２】したがって、解像度変更に伴う画像形成速
度の変更で発生するカール状態の均一化を図ることがで
き、用紙排出時に排紙トレイでの積載性が向上する。ま
た、両面印字を行う場合には、表面印字の後端側のカー
ル発生が抑制される結果、裏面印字の先端側で発生する
用紙ジャム、角折等の不具合を回避することができ、安
定的に用紙搬送を行うことができる。

【００３３】（５）解像度の選択が可能であり、選択さ
れた解像度に応じて画像形成速度の変更を行う画像形成
装置の定着装置において、選択された解像度に基づい
て、用紙の先端部と後端部とで、前記定着装置を構成す
る加熱ローラと加圧ローラの周速を変更することによっ
て、定着装置を通過する用紙に付与する搬送速度を異な
らせ、用紙に付与するカール量及びカール方向の調整を
行う用紙カール調整手段を備えることを特徴とする。

【００３４】低解像度モードが選択されると、用紙搬送
速度（定着速度）の高速側への変更に伴って、用紙後端
側のカール発生が促進される方向となるが、この構成に
おいては、用紙の先端部と後端部とで搬送速度を異なら
せ、用紙後端側の搬送速度を高解像度モードに対応する
低速側へ変更することによって、用紙後端側のカール発
生を抑制する方向とすることができる。

【００３５】したがって、解像度変更に伴う画像形成速
度の変更で発生するカール発生の均一化を図ることがで
き、用紙排出時に排紙トレイでの積載性が向上する。ま
た、両面印字を行う場合には、表面印字の後端側のカー
ル発生が抑制される結果、裏面印字の先端側で発生する
用紙ジャム、角折等の不具合を回避することができ、安
定的に用紙搬送を行うことができる。

【００３６】（６）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、前記定着装置を通過する用
紙の後端側に付与する用紙搬送速度を段階的に減速させ
ることを特徴とする。

【００３７】この構成においては、印字領域の途中から
搬送速度（定着速度）が変更されるが、段階的に減速制
御されるため、印字品位への影響を最小限に抑制しなが
ら、用紙後端部のカール調整を有効に行うことができ
る。

【００３８】（７）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、前記定着装置を通過する用
紙の後端側に付与する用紙搬送速度を直線的に減速させ
ることを特徴とする。

【００３９】この構成においては、印字領域の途中から
搬送速度（定着速度）が変更されるが、直線的に減速制
御されるため、印字品位への影響を最小限に抑制しなが
ら、用紙後端部のカール調整を有効に行うことができ
る。

【００４０】（８）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、用紙の後端側が前記定着装
置を通過完了する直前に、前記定着装置を一時的に停止
させることを特徴とする。

【００４１】この構成においては、用紙後端側の印字領
域外で搬送速度（定着速度）が変更されるので、印字領
域の印字品位に対して殆ど影響を及ぼさずに、用紙後端
部のカール調整を有効に行うことができる。

【００４２】（９）前記定着装置の一時的な停止期間の
長短によって、用紙に付与するカール量及びカール方向
の調整を行うことを特徴とする。

【００４３】この構成においては、用紙後端部のカール
調整を有効に行うことができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態に係る
定着装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００４５】図２は、電子写真方式の複写機（画像形成
装置）１１００の構成を示し、この複写機１１００は、
プラテン１１０１、光学手段１１０２、レンズ１１０
３、ＣＣＤ１１０４、ポリゴンスキャナ１１０５、感光
ドラム１１０６、現像器ユニット１１０７、クリーナユ
ニット１１０８、カセット１１１０、カセット１１１
１、ピックアップローラ１１１２、搬送ローラ１１１
４、レジストローラ１１１５、搬送ベルト１１２０、定
着器（定着装置）１、および排紙トレイ１１２２を備え
ている。

【００４６】このような構成により、複写機１１００
は、以下のように、不図示の記録用紙（用紙，シート
材）に画像を形成する。すなわち、まず、プラテン１１
０１上にセットされた原稿の画像情報を、光学手段１１
０２を用いて、レンズ１１０３を介してＣＣＤ１１０４
上に結像する。次いで、ＣＣＤ１１０４上の画像情報
は、電気信号に変換されポリゴンスキャナ１１０５に送
られ、レーザ光を用いて感光ドラム１１０６上に画像
（潜像）が結像される。そして、感光ドラム１１０６上
の潜像を、現像器ユニット１１０７がトナーにより現像
し、トナーを感光ドラム１１０６に当接転写する。

【００４７】このように、ポリゴンスキャナ１１０５，
感光ドラム１１０６，感光ドラム１１０６のまわりに配
設された現像器ユニット１１０７，クリーナユニット１
１０８等によって画像形成手段が構成されている。

【００４８】一方、記録用紙は、カセット１１１０また
はカセット１１１１から、ピックアップローラ１１１２
により給紙される。そして、記録用紙は搬送ローラ１１
１４によりレジストローラ１１１５まで送られる。次
に、レジストローラ１１１５によって、記録用紙は、感
光ドラム１１０６上の潜像と記録用紙上に像を形成する
位置とを合わせるタイミングで感光ドラム１１０６に送
りこまれ、感光ドラム１１０６上のトナーが記録用紙に
転写される。

【００４９】像が転写された記録用紙は、搬送ベルト１
１２０によって定着器１へ搬送される。定着器１によっ
て、記録用紙上にトナーによる像が定着される。その
後、記録用紙は、排紙ローラ１１３０によって排紙トレ
イ１１２２上に排出される。

【００５０】図３は、定着器１を示し、この定着器１
は、トナー（不図示）を記録用紙５に定着させるための
ものであり、ヒートローラ（加熱ローラ）２と加圧ロー
ラ３とを備えている。ヒートローラ２は、トナーを溶融
させるためのヒーターを内部に有しており、駆動部（不
図示）によって回転駆動される。加圧ローラ３は、不図
示の付勢手段によって付勢力を付与され、ヒートローラ
２に対して付勢圧接された状態で、不図示の駆動部によ
って所定速度で回転駆動される。なお、従来では加圧ロ
ーラ３は従動回転していた。

【００５１】上記したように、記録用紙５は、画像形成
の度に給紙カセット１１１０または１１１１から１枚ず
つ取り出されて搬送され、感光ドラム１１０６において
トナー像が転写された後に、定着器１に搬送される。そ
して、定着器１は、ヒートローラ２と加圧ローラ３との
間にトナー像を有する記録用紙５を挟み、ヒートローラ
２が圧接している部分で熱を与えることによって、記録
用紙５にトナーを定着させる。

【００５２】本実施形態の定着器１では、ヒートローラ
２と加圧ローラ３とが共に回転駆動されることによって
記録用紙５を進行させ、記録用紙５全体にわたってトナ
ーを定着させ、以下のように、カール矯正を行うように
構成されている。以下に、カールを矯正するための構成
について、図１（ａ）（ｂ）を参照して説明する。

【００５３】定着器１は、断面の半径Ｒ₂ のヒートロー
ラ２の外周面１２と、断面の半径Ｒ ₃ の加圧ローラ３の
外周面１３との間で、記録用紙５を挟むようになってい
る。また、記録用紙５の上面Ｓ２はトナーが転写された
画像面であり、反対側の下面Ｓ３は画像のない裏面であ
る。

【００５４】上記構成において、ヒートローラ２と加圧
ローラ３とは、不図示の駆動部によって、それぞれ独立
に、周速度Ｖ２と周速度Ｖ３とで回転駆動されるように
なっている。従って、間に挟まれた記録用紙５は、上面
Ｓ２においてヒートローラ２よりＦ₂ の力を受け、下面
Ｓ３において加圧ローラ３よりＦ₃ の力を受け、速度Ｖ
５で進行する。

【００５５】次に、上記の定着器１を駆動する駆動部お
よび制御装置（設定部、制御部、制御手段）を示す図５
の制御系統ブロック図を参照して、定着器１の制御につ
いて説明する。同図には、定着器１の他に、制御装置３
０、駆動部３９、センサ装置（温度検出手段、環境検出
手段、シート検出手段）３４、入力ボタン４５が図示さ
れている。

【００５６】制御装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２
ａ、ＲＡＭ３２ｂ、入力部３３、出力部３８を備え、本
発明でいう搬送速度制御手段および／または用紙カール
調整手段として機能する。駆動部３９は、モータドライ
バ４０、ヒートローラ駆動モータ４１ａ、加圧ローラ駆
動モータ４１ｂとを備えている。センサ装置３４は、温
度センサ３４ａと、温度センサ３４ｂと、湿度センサ３
５と、セットボタン３７とを備えている。

【００５７】上記構成において、前記入力部３３には、
ヒートローラ２に設けた温度センサ３４ａ及び加圧ロー
ラ３に設けた温度センサ３４ｂからの温度情報と、湿度
センサ３５からの湿度情報と、不図示の画像形成部３６
からの画像情報と、コントロールパネル上に設けたセッ
トボタン３７からの用紙サイズ情報とが、それぞれ入力
される。

【００５８】また、コントロールパネルに設けた補正用
の入力ボタン４５は、制御装置３０に記憶されているデ
ータの補正を行うためのものであり、メモリに対するデ
ータ補正信号を入力することができる。

【００５９】前記制御装置３０は、入力部３３からの情
報により、定着器１に対するカール矯正のための情報を
出力部３８を介して駆動部３９に送信する。ここで、制
御装置３０において、温度、湿度、用紙サイズおよび画
像情報に応じて、カールを矯正することが出来るよう
に、減速制御の開始時期を設定する。

【００６０】そして、駆動部３９においては、モータド
ライバ４０を介して定着器１を駆動するモータ４１（ヒ
ートローラ駆動モータ４１ａ及び加圧ローラ駆動モータ
４１ｂ）に対する駆動信号を出力する。

【００６１】以下に、上記制御装置３０によって制御さ
れる定着器１のカール矯正の動作について、図４（ａ）
（ｂ）および図１（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図
４（ａ）は、上記の制御装置３０によって、ヒートロー
ラ２の周速度Ｖ２が加圧ローラ３の周速度Ｖ３よりも小
さく設定された場合を示し、この場合、記録用紙５が搬
送される速度Ｖ５は、他のシート搬送機構のシート搬送
速度と等しくなるように設定されている。すなわち、周
速度Ｖ２，Ｖ３および搬送速度Ｖ５は、Ｖ５≒Ｖ３＞Ｖ
２を満たす様に設定されている。

【００６２】上記条件において、記録用紙５とヒートロ
ーラ２との間で働く摩擦力は、搬送速度Ｖ５＞周速度Ｖ
２の関係があるため、図１（ａ）に示す摩擦力Ｆ₂ のよ
うな動摩擦力となっている。これに対して、記録用紙５
と加圧ローラ３との間で働く摩擦力は、搬送速度Ｖ５≒
周速度Ｖ３の関係があるため、摩擦力Ｆ₃ のような静止
摩擦力となっている。

【００６３】このため、記録用紙５に対して、上面と下
面とにおいて、それぞれ異なる方向に摩擦力が作用し、
記録用紙５に対して剪断力を与えることとなる。この剪
断力の作用により記録用紙５は、搬送方向とは逆方向へ
の摩擦力を発生するヒートローラ２へ巻き付く状態とな
り、上面側へのカールが促進される。このような記録面
側へのカールを、フェイスカール（正カールまたは上カ
ールと称することもある。）と言う。

【００６４】図１（ｂ）は、上記の制御装置３０によっ
て、ヒートローラ２の周速度Ｖ２が加圧ローラ３の周速
度Ｖ３よりも大きく設定された場合を示し、この場合、
記録用紙５が搬送される速度Ｖ５は、他のシート搬送機
構のシート搬送速度と等しくなるように設定されてい
る。すなわち、周速度Ｖ２，Ｖ３および搬送速度Ｖ５
は、Ｖ３＜Ｖ２≒Ｖ５を満たす様に設定されている。

【００６５】上記条件において、記録用紙５とヒートロ
ーラ２との間で働く摩擦力は、搬送速度Ｖ５≒周速度Ｖ
２の関係があるため、静止摩擦力として、図１（ｂ）に
示す摩擦力Ｆ₂ のようになっている。これに対して、記
録用紙５と加圧ローラ３との間で働く摩擦力は、搬送速
度Ｖ５＞周速度Ｖ３の関係があるため、動摩擦力とし
て、図１（ｂ）に示す摩擦力Ｆ₃ のようになっている。

【００６６】このため、記録用紙５に対して、上面と下
面とにおいて異なる方向に摩擦力が作用し、記録用紙５
に対して剪断力を与えることとなる。この剪断力の作用
により、記録用紙５は、搬送方向とは逆方向への摩擦力
を発生する加圧ローラ３へ巻き付く状態となり、下面側
へのカールが促進される。このような記録面と反対の面
側へのカールを、バックカール（逆カールまたは下カー
ルと称することもある。）と言う。

【００６７】ところで、ヒートローラ２は１８０〜２０
０℃程度に加熱されており、加圧ローラ３も１００〜１
３０℃程度に昇温しているため、記録用紙５は、両ロー
ラ２，５挟まれて搬送される間に加熱されるが、その上
面と下面とで与えられる熱量が異なるため、その熱量の
差によってもカールが発生する。図６は、定着ニップ部
を通過する用紙の搬送速度の高低による一般的なカール
の発生状態（度合）を示す。

【００６８】図６から明らかなように、定着ニップ部に
おける用紙搬送速度が高い場合（Ｖａ，低解像度の場
合）には、用紙が受ける熱量そのものが少ないため、用
紙上面（表面）側からの水分蒸発量は比較的に少なく、
用紙下面（裏面）側からの水分蒸発量もきわめて少な
い。従って、上下両面での蒸発水分量の差が大となり、
上面側の収縮量が大となり、上面側に大きくカールす
る。

【００６９】これに対して、定着ニップ部における用紙
搬送速度が低い場合（Ｖｂ，高解像度の場合）には、用
紙が受ける熱量が大となり、用紙上面側からの水分蒸発
量も大となり、かつ、用紙下面側からの水分蒸発量もか
なり大となる。従って、上下両面での蒸発水分量の差が
少なくなり上面側の収縮量が小となり、上面側へのカー
ルの度合は低くなる。

【００７０】従って、定着工程で記録用紙５に与える熱
量をコントロールすれば、カールの発生を抑制（矯正）
することができる。本実施形態では、上述した機械的な
剪断力のコントロールによるカールの矯正作用に加え
て、用紙への熱量を調整することによるカールの矯正作
用を加味し、より一層顕著なカール矯正効果を得られる
ようにして、カール状態の均一化を図れるようにしてい
る。

【００７１】例えば、低解像度が選択された場合に、定
着ニップ部を通過する記録用紙５の後端側での搬送速度
を低速側へ変更するように制御することによって、つま
り、記録用紙５の後端が定着ニップ部を通過する時点で
両ローラ２，３の周速度を低下させるように制御すれ
ば、その部位における用紙下面側からの水分の蒸発量が
かなり大となるため、用紙上面側からの水分蒸発量との
差が少なくなる。このことから、機械的な剪断力のコン
トロールによるカールの矯正作用と併せて、転写後の用
紙後端側でのカールの発生を効果的に抑制することがで
きる。

【００７２】また、図４（ｂ）に示すように、定着ニッ
プ部における加圧ローラ３の周速度を、ヒートローラ２
よりも遅くするように制御した場合には、加圧ローラ３
から記録用紙５に与えられる熱量が大となり、ヒートロ
ーラ２から記録用紙５が受ける熱量との差が少なくなる
ため、記録用紙５がヒートローラ２側に湾曲するのを抑
制するような矯正力が作用し、転写後の用紙後端側での
カールの発生を抑制することができる。

【００７３】このような用紙への熱量を調整することに
よるカールの矯正作用を、上述した機械的な剪断力のコ
ントロールによるカールの矯正作用に加味することによ
り、より一層顕著なカール矯正効果を得ることができる
が、結果として、例えば、周速度の異なるローラ対間を
記録用紙が通過する場合には、その記録用紙の搬送速度
は摩擦力の大きい方のローラの速度にほぼ依存し、周速
度の遅い方のローラに巻き付くこととなる。従って、上
記したように、ローラ対間の周速度差を設定し、周速度
差を適切に調節することによって、各ローラ２，３と記
録用紙５との間の摩擦力の関係と記録用紙５に与える熱
量の関係を制御し、記録用紙５のカールを効果的に矯正
することができる。

【００７４】ここで、従来の定着装置においては、記録
用紙にトナーを定着させて搬送するのみであり、そのた
め、記録用紙にカールを生じさせていた。しかし、本発
明に係る定着装置においては、トナー定着とともに上記
のようにカール矯正も行うので、カールが殆ど発生しな
くなった。この点につき、実験により確認した結果を、
表１および表２に示す。なお、表１には、参考例（比較
例）として従来の定着速度設定における確認結果を示
し、表２には、本発明の定着速度設定例による確認結果
を示す。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】表１および表２に示すように、低速搬送さ
れる高解像度の場合については、いずれもカールは殆ど
発生しないが、高速搬送される低解像度の場合には、従
来では、後端にカールが発生し、そのために、用紙の積
載性が損なわれ、また、（両面画像形成時に）裏面ジャ
ムが発生する等の不具合があった。これに対して、本発
明では、用紙積載性および用紙の搬送安定性共に向上し
ている。

【００７８】このようなカール矯正効果が得られる用紙
搬送速度の減速方法について以下に説明する。 （１）段階的減速 この場合、用紙後端部分の定着速度を高速側から低速側
へ複数段階に渡って段階的に減速させる。その減速制御
は用紙後端側の印字領域の途中部分が定着ニップを通過
する時点から開始する。給紙、搬送される用紙サイズが
予め判っているので、例えば、用紙先端がレジストロー
ラを通過した時点を基準としてタイマーやパルス数カウ
ントによって、用紙後端部分が定着ニップに到達し減速
制御を開始すべき時期を決定する。用紙種類・用紙サイ
ズが同一でも、高湿度で吸水率が高い場合ほど、減速後
の定着速度を小さくする必要があり、そして、定着速度
の減速制御を開始する時期を早める。

【００７９】（２）直線的減速 この場合、用紙後端部分の定着速度を高速側から低速側
へ直線的に減速させる。その減速制御は用紙後端側の印
字領域の途中部分が定着ニップを通過する時点から開始
する。給紙、搬送される用紙サイズが予め判っているの
で、例えば、用紙先端がレジストローラを通過した時点
を基準としてタイマーやパルス数カウントによって、用
紙後端部分が定着ニップに到達し減速制御を開始すべき
時期を決定する。用紙種類・用紙サイズが同一でも、高
湿度で吸水率が高い場合ほど、減速後の定着速度を小さ
くする必要があり、そして、定着速度の減速制御を開始
する時期を早める。なおかつ、速やかに短時間で減速制
御を完了し、低速側で定着する時間を長く設定する。

【００８０】（３）一時停止 この場合、用紙後端部分を定着ニップに保持させること
によって一時的に停止させる。停止時間の長短を調整す
ることによって、用紙後端部分のカールを異ならせるこ
とができる。その減速制御は用紙後端側の非印字領域が
定着ニップを通過する時点で行う。給紙、搬送される用
紙サイズが予め判っているので、例えば、用紙先端がレ
ジストローラを通過した時点を基準としてタイマーやパ
ルス数カウントによって、用紙後端部分が定着ニップに
到達し減速制御を開始するべき時期を決定する。用紙種
類・用紙サイズが同一でも、高湿度で吸水率が高い場合
ほど、定着装置を一時停止し、用紙後端分を定着ニップ
で保持する停止期間を長く設定する。

【００８１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
は、以下の効果を奏する。 （１）定着ニップ部を通過する用紙の通過部位、例え
ば、用紙の先端部と後端部とで用紙搬送速度が異なるよ
うに制御し、用紙後端側での搬送速度を高解像度モード
に対応する低速側へ変更するように制御することによっ
て、用紙の表裏両面に与えられる両ローラからの摩擦力
の差が少なくなり用紙に作用する剪断力が小さくなるた
め、転写後の用紙後端側でのカールの発生を抑制するこ
とができる。

【００８２】また、用紙後端側での搬送速度を低速側へ
変更することによって、その部位における用紙裏面側か
らの水分の蒸発量がかなり大となるため、用紙表面側か
らの水分蒸発量との差が少なくなることからも、カール
抑制効果があり、従って、機械的な剪断力のコントロー
ルに加えて、定着ニップ部で用紙に与える熱量をもコン
トロールすることで、より効果的にカールの発生を抑制
することができる（カール状態の均一化を図ることがで
きる）。

【００８３】よって、解像度の変更に伴う画像形成速度
の変更に起因して発生するカールを効果的に抑制して、
用紙排出時に排紙トレイでの積載性を向上させることが
できる。また、両面印字を行う場合には、表面印字の後
端側のカール発生が抑制される結果、裏面印字の際に、
反転搬送中に先端側で発生する用紙ジャム、角折等の不
具合を回避することができ、安定的に用紙搬送を行うこ
とができる。

【００８４】（２）定着ニップ部におけるローラの周速
度を低下させるので、低解像度モードが選択されると、
例えば、用紙の後端側が定着ニップ部を通過する際に、
ローラの周速度を低下させるように制御することによっ
て、機械的な剪断力を低下させ、かつ、定着ニップ部で
用紙に与える熱量をも低減することで、転写後の用紙後
端側でのカールの発生を効果的に抑制することができ
る。

【００８５】（３）定着ニップ部における加圧ローラの
周速度を、加熱ローラよりも遅くするように制御するの
で、低解像度モードが選択されると、例えば、用紙の後
端側が定着ニップ部を通過する際に、加圧ローラの周速
度を、加熱ローラよりも遅くするように制御すること
で、転写後の用紙後端側でのカールの発生を抑制するこ
とができる。

【００８６】この場合、周速度の差により用紙に作用す
る機械的な剪断力で、用紙を加圧ローラ側に湾曲させる
ような矯正力が作用すると共に、加圧ローラ側から用紙
に与える熱量が大となり、加熱ローラ側から受ける熱量
との差が少なくなるため、用紙が加熱ローラ側に湾曲す
るのを抑制するような矯正力が作用し、併せて、転写後
の用紙後端側でのカールの発生を効果的に抑制すること
ができる。

【００８７】（４）選択された解像度に基づいて、用紙
の先端部と後端部とで、加熱ローラと加圧ローラの周速
を変更することによって、定着装置を通過する用紙に付
与する搬送速度を異ならせ、用紙後端側の搬送速度を用
紙先端側の搬送速度よりも低下させるように制御する搬
送速度制御手段を設けたので、用紙後端側の搬送速度を
高解像度モードに対応する低速側へ変更することによっ
て、用紙後端側のカール発生を抑制することができる。

【００８８】これにより、解像度変更に伴う画像形成速
度の変更で発生するカール状態の均一化を図ることがで
き、記録用紙排出時に排紙トレイでの用紙積載性が向上
する。また、両面印字を行う場合には、表面印字の後端
側のカール発生が抑制される結果、裏面印字の先端側で
発生する用紙ジャム、角折等の不具合を回避することが
でき、安定的に用紙搬送を行うことができる。

【００８９】（５）選択された解像度に基づいて、用紙
の先端部と後端部とで、前記定着装置を構成する加熱ロ
ーラと加圧ローラの周速を変更することによって、定着
装置を通過する用紙に付与する搬送速度を異ならせ、用
紙に付与するカール量及びカール方向の調整を行う用紙
カール調整手段を設けたので、用紙後端側のカール発生
を抑制することができる。

【００９０】これにより、解像度変更に伴う画像形成速
度の変更で発生するカール発生の均一化を図ることがで
き、用紙排出時に排紙トレイでの積載性が向上する。ま
た、両面印字を行う場合には、表面印字の後端側のカー
ル発生が抑制される結果、裏面印字の先端側で発生する
用紙ジャム、角折等の不具合を回避することができ、安
定的に用紙搬送を行うことができる。

【００９１】（６）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、定着装置を通過する用紙の
後端側に付与する用紙搬送速度を段階的に減速するの
で、印字品位への影響を最小限に抑制しながら、用紙後
端部のカール調整を有効に行うことができる。

【００９２】（７）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、前記定着装置を通過する用
紙の後端側に付与する用紙搬送速度を直線的に減速する
ので、印字品位への影響を最小限に抑制しながら、用紙
後端部のカール調整を有効に行うことができる。

【００９３】（８）高解像度、低速搬送から低解像度、
高速搬送への変更に伴って、用紙の後端側が前記定着装
置を通過完了する直前に、前記定着装置を一時的に停止
させるので、用紙後端側の印字領域外で搬送速度（定着
速度）が変更されるため、印字領域の印字品位に対して
殆ど影響を及ぼさずに、用紙後端部のカール調整を有効
に行うことができる。

【００９４】（９）定着装置の一時的な停止期間の長短
によって、用紙に付与するカール量及びカール方向の調
整を行うので、用紙後端部のカール調整を有効に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る定着装置によるカール
矯正動作についての説明図である。

【図２】同画像形成装置の構成図である。

【図３】同定着装置の説明図である。

【図４】同定着装置によるカール矯正動作についての拡
大説明図である。

【図５】同制御系統ブロック図である。

【図６】同定着ニップ部での用紙搬送速度の相違による
カール状態を示す説明図である。

【図７】従来の定着装置の説明図である。

【図８】同カール矯正装置付きの画像形成装置の構成図
である。

【図９】同カール矯正装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１−定着装置 ２−加熱ローラ ３−加圧ローラ ５−記録用紙 ３０−搬送速度制御手段，用紙カール調整手段

フロントページの続き (72)発明者 新川 達也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 泉 英志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 岩倉 良恵 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA50 EA18 EC20 ED25 EE03 EE04 EE07 EE08 EF09 2H033 AA01 AA15 BA08 BA11 BA30 BB37 CA01 CA07 CA37 CA40 2H072 AA30 AB20 3F049 AA01 DA11 EA10 EA12 EA22 LA02 LA07 LB03 3F053 HA03 HA08 HB01 HB24 LA02 LA07 LB03

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写後の未定着画像を用紙に定着させる
   定着工程における前記用紙の搬送制御方法であって、 選択された解像度に応じて、定着ニップ部を通過する前
   記用紙の通過部位により用紙搬送速度を可変的に制御す
   ることを特徴とする定着工程における用紙搬送速度制御
   方法。
2. 【請求項２】 前記定着ニップ部におけるローラの周速
   度を低下させるように制御することを特徴とする請求項
   １に記載の定着工程における用紙搬送速度制御方法。
3. 【請求項３】 前記定着ニップ部における加圧ローラの
   周速度を、加熱ローラよりも遅くするように制御するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の定着工程における用紙
   搬送速度制御方法。
4. 【請求項４】 解像度の選択が可能であり、選択された
   解像度に応じて画像形成速度の変更を行う画像形成装置
   の定着装置において、 選択された解像度に基づいて、用紙の先端部と後端部と
   で、前記定着装置を構成する加熱ローラと加圧ローラの
   周速を変更することによって、定着装置を通過する用紙
   に付与する搬送速度を異ならせ、用紙後端側で付与する
   搬送速度を用紙先端側で付与する搬送速度よりも減速す
   る方向に制御する搬送速度制御手段を備えることを特徴
   とする定着装置。
5. 【請求項５】 解像度の選択が可能であり、選択された
   解像度に応じて画像形成速度の変更を行う画像形成装置
   の定着装置において、 選択された解像度に基づいて、用紙の先端部と後端部と
   で、前記定着装置を構成する加熱ローラと加圧ローラの
   周速を変更することによって、定着装置を通過する用紙
   に付与する搬送速度を異ならせ、用紙に付与するカール
   量及びカール方向の調整を行う用紙カール調整手段を備
   えることを特徴とする定着装置。
6. 【請求項６】 高解像度、低速搬送から低解像度、高速
   搬送への変更に伴って、前記定着装置を通過する用紙の
   後端側に付与する用紙搬送速度を段階的に減速させるこ
   とを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 【請求項７】 高解像度、低速搬送から低解像度、高速
   搬送への変更に伴って、前記定着装置を通過する用紙の
   後端側に付与する用紙搬送速度を直線的に減速させるこ
   とを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
8. 【請求項８】 高解像度、低速搬送から低解像度、高速
   搬送への変更に伴って、用紙の後端側が前記定着装置を
   通過完了する直前に、前記定着装置を一時的に停止させ
   ることを特徴とする前記請求項４または５に記載の定着
   装置。
9. 【請求項９】 前記定着装置の一時的な停止期間の長短
   によって、用紙に付与するカール量及びカール方向の調
   整を行うことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。