JP2003316199A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】定着装置を構成する加熱ローラと加圧ローラと
の温度差をなくし、定着工程において用紙の表裏面に作
用する熱量の差に起因して用紙にカールが生じるのを効
果的に予防することが可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】回転制御手段により、加熱ローラ１２およ
び加圧ローラ１３の間に用紙Ｐを挟持しないときにおけ
る加熱ローラ１２および加圧ローラ１３の回転速度を、
加熱ローラ１２および加圧ローラ１３の間に用紙Ｐを挟
持するときにおける加熱ローラ１２および加圧ローラ１
３の回転速度よりも速くして、熱源を有しない加圧ロー
ラ１３に、加熱ローラ１２との圧接部から効果的に熱の
供給がされるようにして、加圧ローラ１３の低温化を防
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、定着装置を備え
た電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、定着装置
を通過する用紙のカールの発生を防止することが可能な
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置で
は、像担持体、およびその周囲に配置された帯電装置、
露光装置、現像装置、転写装置等により、転写材、シー
ト材、記録紙等の用紙上に画像データに基づいた現像剤
像が形成される。このとき、形成される現像剤像は、用
紙上に付着しているだけであるため、この現像剤像を用
紙上に定着させるための処理をする必要がある。

【０００３】図１は、一般的な定着処理の構成を示して
いる。同図に示すように、定着処理を行う定着装置２０
１は通常、用紙搬送路における画像形成位置の下流側に
配置されており、用紙搬送路を搬送される用紙を加熱す
る加熱ローラ２０２と加熱ローラに圧接しつつ所定の圧
力で用紙を加圧する加圧ローラ２０３とを備えている。

【０００４】これにより、用紙上に形成された未定着の
現像剤が加熱ローラ２０２からの熱により溶融し、加熱
ローラ２０２と加圧ローラ２０３とに挟持される際に作
用する圧力により用紙に定着するため、用紙が定着装置
２０１を通過した後には安定した定着画像が形成され
る。

【０００５】ところが、定着装置２０１における加熱ロ
ーラ２０２および加熱ローラ２０２から熱の供給を受け
る加圧ローラ２０３はともに高温であるため、これらの
ローラと圧接する用紙の表裏面が高温になり、また、用
紙に含まれる水分が熱により蒸発するところ、加熱ロー
ラ２０２と加圧ローラ２０３との温度差が大きい場合に
は、用紙の両側における温度や蒸発する水分量に差が生
じる。

【０００６】この用紙の両側における温度や水分量の相
違を要因とする用紙２０５の表裏の伸縮差により、用紙
２０５が一方に丸まって用紙２０５のそり（以下、単に
カールという。）が発生することがある。用紙２０５が
カールすると、用紙搬送路における定着装置２０１の下
流側での用紙２０５の搬送時に用紙詰まりが生じたり、
排紙トレー上に排出された複数の用紙２０５の積載に不
都合が生じる虞がある。

【０００７】そこで、上述の不都合を解消するために、
従来では、用紙搬送路における定着装置２０１の下流側
においてカールした用紙２０５をさらに逆方向にカール
させる外力を作用させて定着処理で発生した用紙のカー
ルを打ち消すという方法が用いられていた。

【０００８】図２は、従来の用紙に発生したカールを除
去する構成を示している。同図に示すように、画像形成
装置２００は、用紙搬送路における定着装置２０１の下
流側にカール除去装置１００を備えている。そして、定
着装置２０１によって未定着のトナー像を用紙に定着し
た際にカールを生じた用紙２０５Ａを、カール除去装置
１００を経由して画像形成装置２００から排出すること
により、用紙２０５Ａをカールが取り除かれた状態で排
出できる、とされている。

【０００９】図３はカール除去装置１００の詳細を示す
図であるが、図３（ａ）にカール除去装置１００の概略
正面図を、図３（ｂ）にカール除去装置１００の概略断
面図を示している。

【００１０】カール除去装置１００は、排紙ローラ１０
１、排紙コロ１０２、および駆動ギア１０４を備えてい
る。排紙ローラ１０１は、自らの回転により用紙２０５
Ａを画像形成装置２００の外部へ排出する。排紙コロ１
０２は、排紙ローラ１０１に圧接しており排紙ローラ１
０１の回転に伴って回転する従動ローラである。駆動ギ
ア１０４は、図示しないベルトによる駆動力を排紙ロー
ラ１０１に伝達して排紙ローラ１０１を回転させる。

【００１１】上述したように、従来ではカール除去装置
１００を用いて、用紙２０５Ａを排紙ローラ１０１に巻
き付けつつ排出することで、定着装置２０１によって形
成されたカールとは逆の方向に用紙２０５Ａがカール
（以下、単に逆カールという。）するようにして一旦用
紙に発生したカールを打ち消すような技術が用いられて
いた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、用紙２
０５が一方にカールを生じる場合には、その曲率等がそ
れぞれ異なることが多く、定着装置２０１によって生じ
るカールの大きさや向き等、発生するカールの形状等
は、用紙２０５Ａの種類、厚み、サイズ等によってそれ
ぞれ異なる。

【００１３】これに対して、上述のカール除去装置１０
０のように、排紙ローラ１０１への用紙２０５Ａの巻き
付け角度が一定である場合には、逆カールの形状を変化
させることできず、定着処理の際に生じたカールとカー
ル除去装置１００による逆カールとを同一形状にするこ
とが困難になるため、カール除去装置１００による逆カ
ールでは用紙のカールが除去できない場合や、逆に反対
方向のカールを生じる場合があり、十分な効果を得るこ
とができないという問題があった。

【００１４】特に、用紙搬送路における定着装置２０１
とカール除去装置１００との距離が長い場合には、定着
装置２０１の熱によってカールが生じた後、カール除去
装置まで搬送される間に用紙の温度が低下してカールが
固定されることもあり、カール除去装置１００がほとん
ど効果を奏しないこともある。

【００１５】また、カール除去装置１００による逆カー
ルの効果を上げるために、排紙コロ１０２の排紙ローラ
１０１への押圧をより強くする場合には、用紙にコロ跡
がつき、画像品質が低下する。さらに、両面印刷をする
場合を考慮すると、用紙の表面への印刷が終了して裏面
の印刷を行う前にカールの矯正を行うことが望ましく、
用紙を画像形成装置２００から排出する時にのみカール
の矯正を行うのでは十分ではない。つまり、裏面への印
刷を行う前にカールの矯正をしない場合には、スイッチ
バック搬送路等で用紙詰まりが生じる虞があるため、定
着装置の内部で用紙のカールを矯正したり、定着装置を
通過した直後の用紙に対してカールの矯正処理をする必
要がある。

【００１６】なお、カール除去装置には、排紙ローラへ
の用紙の巻き付け角度を調節する調節機構を設けること
が可能であるが、巻き付け角度の調節機構の構成が複雑
になるだけでなく、調節機構を設けるためのスペースが
必要になり、その実現が難しいという問題がある。

【００１７】一方で、従来技術のなかには、特開平５−
３３３７４０号公報に記載の発明のように機内の温度や
湿度を検知して定着ニップの調整や温度制御を行って定
着性の向上を図るものがあるが、用紙のカールや排紙性
の向上までは考慮されておらず、特に図４（ｂ）に示す
ように、用紙が搬送される度に加熱ローラおよび加圧ロ
ーラの温度等が変化する状態においては、用紙に発生し
たカールの矯正を適正に行うことはできない。

【００１８】この発明の目的は、定着装置を構成する加
熱ローラと加圧ローラとの温度差をなくし、定着工程に
おいて用紙の表裏面に作用する熱量の差に起因して用紙
にカールが生じるのを効果的に予防することが可能な画
像形成装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明は以下の構成を
備えている。

【００２０】（１）用紙搬送路を挟んで一方側に配置さ
れるとともに熱源を備える加熱ローラと、前記用紙搬送
路を挟んで他方側に配置されるとともに所定の圧力で前
記加熱ローラに圧接する加圧ローラと、を有する定着装
置を備えた電子写真方式の画像形成装置において、前記
加熱ローラおよび前記加圧ローラの間に用紙を挟持しな
いとき（以下、単に非挟持時という。）における前記加
熱ローラおよび前記加圧ローラの回転速度を、前記加熱
ローラおよび前記加圧ローラの間に用紙を挟持するとき
（以下、単に挟持時という。）における前記加熱ローラ
および前記加圧ローラの回転速度よりも速くする回転制
御手段を備えたことを特徴とする。

【００２１】この構成においては、回転制御手段によ
り、非挟持時、つまり加熱ローラから加圧ローラへの熱
の供給がされる圧接部に用紙がなく該熱の供給が効率的
に行われるときの加熱ローラの回転速度が、挟持時、つ
まり未定着の現像剤像が付着された用紙に定着処理を行
うときの加熱ローラの回転速度よりも速くなるように制
御されることから、用紙への定着処理に支障を来すこと
なく、非挟持時おける加熱ローラと加圧ローラとの接触
距離を長くすること、すなわち、非挟持時おける単位時
間当りの加熱ローラと加圧ローラとの接触面積を増加さ
せることにより、加熱ローラから加圧ローラへ供給され
る熱量が増加し、熱源を有しない加圧ローラの温度の低
下が防止される。

【００２２】このため、連続して用紙が定着装置を通過
した場合等、熱源を有しない加圧ローラの温度のみが低
下して、熱源を有し自ら温度調整が可能な加熱ローラと
の間の温度差が拡大する等の不都合の発生が防止され
る。

【００２３】よって、定着される用紙の両側における温
度差や水分量の差の拡大が防止され、用紙の両側での収
縮作用等に顕著な差が生じることがなくなるため、用紙
のいずれかの面のみが凸状になる等用紙がカールするこ
とが効果的に防止される。

【００２４】（２）前記回転制御手段は、画像形成の処
理内容に基づいて回転速度の調整の要否を判定すること
を特徴とする。

【００２５】この構成においては、印刷枚数、両面印刷
の有無、使用される用紙の材質や厚み等を含む画像形成
の処理内容が総合的に判断されて回転制御手段を動作さ
せるか否かが決定されることから、加圧ローラからの熱
放出がされやすく加熱ローラと加圧ローラとの温度差を
生じ易い状況では、確実に回転制御手段が動作して前記
加圧ローラに効率的に熱の供給がされるため、加圧ロー
ラの低熱化が防止され加熱ローラと加圧ローラの間を通
過する用紙のカールの発生が防止される。

【００２６】（３）前記回転制御手段は、単一の画像形
成作業において搬送される用紙の枚数の増加に伴って前
記加熱ローラおよび前記加圧ローラの回転速度を速くす
ることを特徴とする。

【００２７】この構成においては、複数枚の用紙が連続
して給紙されて加圧ローラと加熱ローラとの間を連続し
て通過する等の加圧ローラの温度低下が生じ易い状態に
おいて、回転制御手段が、搬送される用紙の枚数に基づ
いて前記加熱ローラの回転速度を速くすることから、加
熱ローラと加圧ローラとの間における温度差の発生が効
率的に防止され、定着装置を通過した用紙のカールの発
生が防止されるため、定着装置を通過後の用紙搬送路に
おける用紙の搬送が安定する。

【００２８】（４）前記回転制御手段は、前記加熱ロー
ラおよび前記加圧ローラを駆動する駆動源のデューティ
比の調整により前記回転速度を調整することを特徴とす
る。

【００２９】この構成においては、回転制御手段は、画
像形成の処理のプロセス速度と適合したデューティ比を
基準に、加熱ローラおよび加圧ローラを駆動する駆動源
のデューティ比を増加させたりもとの値に戻したりする
ことで、前記回転制御手段により加熱ローラおよび加圧
ローラの回転速度が調整されることから、定着装置に用
紙が接近した時点で迅速に加熱ローラおよび加圧ローラ
の回転が画像形成処理のプロセス速度に適合した速度に
調整されるため、画像形成処理に不都合を生じることな
く用紙のカールの発生が効果的に防止される。

【００３０】

【発明の実施の形態】図５は、本発明の画像形成装置と
してのディジタル複写機１の構成を示している。図１に
示すように、ディジタル複写機１は、原稿読取部２０、
画像形成部５０、給紙部６０、および後処理装置４を備
えている。さらに、ディジタル複写機１の上面の透明ガ
ラスからなる原稿台２１の上方には、自動原稿搬送装置
２２が備えられている。

【００３１】自動原稿搬送装置２２は、原稿セットトレ
イ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ自動的に原
稿台２１上へ給送する装置である。原稿読取部２０は、
原稿台２１の下方に配置され、原稿台２１上に載置され
た原稿の画像を走査して読み取るものであり、第１の走
査ユニット２３、第２の走査ユニット２４、光学レンズ
２５、および光電変換素子であるＣＣＤラインセンサ２
６とを有している。

【００３２】第１の走査ユニット２３は、原稿面上を露
光する露光ランプユニットと、原稿からの反射光像を所
定の方向に反射させる第１ミラーと、を備えている。第
２の走査ユニット２４は、第１ミラーから反射されてく
る原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ２６に導く第
２ミラーおよび第３ミラーを備えている。光学レンズ２
５は、原稿からの反射光をＣＣＤラインセンサ２６上に
結像させる。

【００３３】さらに、原稿読取部２０は、自動原稿搬送
装置２２と協働して自動原稿搬送装置２２により原稿台
２１上に自動搬送される原稿の画像を、所定の読取位置
において読み取る。原稿読取部２０で読み取られた原稿
画像は、所定の画像処理が施された後に画像形成部５０
の露光装置５３に転送される。

【００３４】画像形成部５０に設けられる画像形成ユニ
ットは、像担持体としての感光体ドラム５１を備えてお
り、感光体ドラム５１の周囲に、感光体ドラム５１を所
定の電位に帯電させる帯電装置５２、感光体ドラム５１
の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置５３、感
光体ドラム５１の表面に形成された静電潜像にトナーを
供給して顕像化する現像装置５４、感光体ドラム５１表
面のトナー像を用紙に転写する転写チャージャまたは転
写ローラ等の転写装置５５、感光体ドラム５１の表面に
付着した余分なトナー等を回収するクリーニング装置５
７、および除電チャージャ等の除電装置５６を備えてい
る。

【００３５】なお、本実施形態の露光装置５３は、メモ
リから読み出した画像データ、または外部の装置から転
送されてきた画像データに応じてレーザ光を出射する半
導体レーザ光源、レーザ光を等角速度偏向するポリゴン
ミラー、および等角速度で偏向されたレーザ光が感光体
ドラム５１上において等速度で走査するように補正する
ｆ−θレンズ等から構成されるレーザスキャナユニット
を用いているが、露光の方式はこれに限られることはな
く、例えばＬＥＤヘッドやＥＬヘッドなどの固体走査書
込み手段を用いることもできる。

【００３６】用紙は、画像形成ユニットで、未定着のト
ナー像が転写された状態で、用紙搬送経路上における画
像形成ユニットの下流側に配置される定着装置１０に案
内されて、未定着のトナー像が用紙の表面に定着され
る。

【００３７】画像形成部５０の排出側には、定着装置１
０の他に、用紙の裏面に再度画像を形成するために用紙
の前後を反転させるスイッチバック搬送路５、用紙をそ
のまま収容トレイ２に排出したりステープルを施して下
段トレイ３に排出させる後処理装置４を備えている。定
着装置１０にてトナー像が定着された用紙は、通常、排
紙ローラ７にて後処理装置４へと導かれ、ここで所定の
後処理が施された後、排出される。また両面印刷時に
は、スイッチバック搬送路５を経て、再度画像形成ユニ
ットへと導かれる。

【００３８】給紙部６０は、画像形成部５０の下方に配
設されており、本体に備えられた手差しトレイ６１、両
面ユニット６２、および用紙トレイ６３と、多段給紙部
に備えられた給紙トレイ６４および６５と、を含む。ま
た、給紙部６０は、これらのトレイ６３、６４、６５、
および手差しトレイ６１から給紙した用紙を画像形成部
５０における転写装置５５と感光体ドラム５１との間に
位置する転写位置へと搬送する搬送手段６を備えてい
る。

【００３９】両面ユニット６２は、用紙を反転させるス
イッチバック搬送路５に通じており、用紙の両面に画像
形成を行なう際に用いられる。なお両面ユニット６２は
通常の用紙カセットと交換可能な構成となっており、両
面ユニット６２を通常の用紙カセットに置き換えること
もできる。

【００４０】図６は、本発明に係る定着装置１０の構成
を示す概略説明図である。同図に示すように、定着装置
１０は、加熱ローラ１２、加圧ローラ１３、軸受１１、
偏心板バネ１４とを備えている。加熱ローラ１２は、ト
ナーを溶融させるためのものであり、内部に熱源として
のヒータ１５を有しており、図示しない駆動部によって
図中の矢印の向きに回転駆動される。一方、加圧ローラ
１３は、加熱ローラ１２を圧接する弾性体よりなり、加
熱ローラ１２との連結駆動によって回転する。

【００４１】軸受１１は加圧ローラ１３を軸支するとと
もに図中上下方向に移動自在に設けられており、軸受１
１が移動することにより加熱ローラ１２と加圧ローラ１
３との圧接力が調整される。偏心板バネ１４は、軸受１
１に当接しており、偏心板バネ１４が回転することで軸
受１１の位置が決定される。

【００４２】上述のように、用紙Ｐは、印刷の度に給紙
トレイ６４または６５等から１枚ずつ取り出され、感光
体５１と転写装置５５との間に位置する転写位置におい
て画像データに基づいた現像剤像が転写され、定着装置
１０へと搬送される。

【００４３】定着装置１０において、用紙Ｐは加熱ロー
ラ１２と加圧ローラ１３との間に挟持され、用紙Ｐ上の
未定着のトナー像が、加熱ローラ１２および加圧ローラ
１３からの加熱および加圧により用紙Ｐ上に定着され
る。同図に示すように本実施形態の定着装置１０におい
ては、加熱ローラ１２と加圧ローラ１３とが回転するこ
とによって用紙Ｐが矢印方向に搬送されるため、用紙Ｐ
全体にわたって順次加熱ローラ１２および加圧ローラ１
３の間を通過してトナー像の定着処理が行われる。

【００４４】図７は、画像形成装置１における定着装置
１０を駆動する駆動部および制御部を含む制御系システ
ムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、
画像形成装置１の制御系システムは、制御装置３０、駆
動部３９、センサ装置３４、入力ボタン４５を備えてい
る。

【００４５】この制御系システムに含まれる制御装置３
０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２ａ、ＲＡＭ３２ｂ、入力
部３３、出力部３８を備えている。また、駆動部３９
は、モータドライバ４０、加熱ローラ駆動モータ４１
ａ、および偏心板バネ駆動モータ４１ｂを備えている。
さらに、センサ装置３４は、図示しない用紙検出手段、
加熱ローラ温度センサ３４ａ、加圧ローラ温度センサ３
４ｂ、温湿度センサ３５、およびセットボタン３６を備
えている。

【００４６】この制御系システムの構成において、入力
部３３には、加熱ローラ１２に設けた温度センサ３４ａ
及び加圧ローラ１３に設けた温度センサ３４ｂからの温
度情報と、機内に設けられた温湿度センサ３５からの温
湿度情報と、コントロールパネル上に設けたセットボタ
ン３６からの紙厚、紙質、紙サイズ、印刷枚数の情報
が、それぞれ入力される。

【００４７】また、コントロールパネルに設けたデータ
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、入力ボタン
４５に入力される情報は、メモリに対するデータ補正信
号に変換されてＲＡＭ３２ｂに入力される。制御装置３
０においては、入力部３３に供給される情報に基づい
て、定着装置１０に対するカール矯正のための情報が出
力部３８を介して駆動部３９に送信される。つまり、制
御装置３０において、温度、湿度、用紙の厚さやサイズ
等に応じて、定着装置１０の定着処理によって用紙Ｐの
カールが発生するのを防止すべく加熱ローラ１２および
加圧ローラ１３との間の圧力や用紙搬送速度を決める。

【００４８】そして、駆動部３９においては、モータド
ライバ４０を介して定着装置１０の駆動、および圧接の
際の圧力を調整する加熱ローラ駆動モータ４１ａおよび
偏心バネ駆動モータ４１ｂに対する駆動信号を出力す
る。

【００４９】ここで、用紙Ｐのカールが発生するメカニ
ズムについて説明する。通常、任意の画像形成作業にお
いて用紙Ｐに対して定着処理を行うと、加熱ローラ１２
からの熱が加圧ローラ１３に供給されていることから、
双方とも高温で加熱ローラ１２側と加圧ローラ１３側と
で作業初期には大きな温度差が生じていない。

【００５０】そして、画像形成作業において、用紙Ｐが
加熱ローラ１２側と加圧ローラ１３側との間を通過する
のに伴って、加熱ローラ１２および加圧ローラ１３の熱
が用紙Ｐに吸収されるため加熱ローラ１２および加圧ロ
ーラ１３の温度はともに低下する。

【００５１】ところが、加熱ローラ１２は、自らの温度
が低下すると熱源からの熱により熱の供給を受けること
ができるのに対して、加圧ローラ１３は、自ら熱源を備
えておらず、加圧ローラ１３の温度は、加熱ローラ１２
との圧接部を介して供給される熱量に依存している。

【００５２】しかも、その圧接部には、定着処理すべき
用紙Ｐが存在していて熱の伝達の妨げるため、この圧接
部を通過する用紙Ｐの数が増すごとに加圧ローラ１３の
み温度の低下が顕著になり、加熱ローラ１２と加圧ロー
ラ１３との温度差が拡大する。この温度差により用紙Ｐ
の表面と裏面との水分の蒸発量が異なり、用紙Ｐが含有
する水分に差が生じるため、水分の脱吸湿による用紙Ｐ
の表裏の伸縮差が起こり用紙Ｐにカールが生じるのであ
る。

【００５３】画像形成装置１が印刷可能状態となった
時、加熱ローラ１２は用紙Ｐ上の未定着トナーを溶融し
用紙Ｐに固着することができる１８０〜２００℃の温度
になっており、加圧ローラ１３は１００〜１３０℃の温
度となっている。この状態での加熱ローラ１２と加圧ロ
ーラ１３との温度差よりも、加熱ローラ１２と加圧ロー
ラ１３とにおける温度差が拡大すると、用紙Ｐは加熱ロ
ーラ１２側から受ける熱量と加圧ローラ１３側から受け
る熱量の相違によりその表裏での伸縮差が生じて、用紙
Ｐにカールが発生し易くなる。

【００５４】このカール現象は、画像形成装置１に要求
される印刷要求が単数枚の要求の時には少なく、複数枚
印時の要求がなされた時に顕著になる。すなわち、連続
して定着装置１０を用紙Ｐが通過すると、加熱ローラ１
２は温度が低下した分を自らの熱源となるヒータ１５か
ら供給される熱により補い、設定温度のコントロールが
可能であるが、加圧ローラ１３は上記の様に熱源を有さ
ず、加熱ローラ１２から熱を供給されるだけであるにも
関わらず、その接触部に連続して用紙Ｐが通過して熱の
供給が妨げられるため、加圧ローラ１３の温度は暫時低
下し、温度の回復のチャンスが少ない。このため、加熱
ローラ１２と加圧ローラ１３との温度差がさらに大きく
なり、用紙Ｐ表裏の収縮の度合いが顕著となり、用紙Ｐ
にカールが発生する。

【００５５】本発明の画像形成装置１では、回転制御手
段を用いて加圧ローラ１３に対する熱の供給が効率的に
行われるようにして、加圧ローラ１３の温度低下を少な
くすることを可能にしており、上述の用紙Ｐのカールの
発生を防止することが可能になる。

【００５６】特に、上述の制御系システムにより１つの
印刷作業において複数枚の印刷を行う連続印刷時におけ
る加圧ローラ１３の温度低下量を減少でき、用紙Ｐのカ
ールの発生を防止することができる。

【００５７】本実施形態では、単数の印刷要求時には、
上述の通り略１８０〜２００℃の温度に設定された加熱
ローラ１２と略１００〜１３０℃の温度に設定された加
圧ローラ１３が用紙Ｐの加熱と未定着トナーの溶融およ
び定着を行い、連続印刷の時には、回転制御手段を用い
て効果的に加圧ローラ１３の温度の回復を図っている。

【００５８】連続印刷時にも、通常、搬送される用紙と
用紙との間には各画像形成装置ごと設定される所定の間
隔が設定されていて、その間隔が印刷速度を決定する１
因となっている。

【００５９】上述の用紙と用紙との間隔は、連続通紙の
時において加圧ローラ１３が加熱ローラ１２と接触して
効果的に熱の供給を受ける絶好の機会であるため、定着
装置１０の速度を用紙Ｐの通過時の速度より速くし、加
熱ローラ１２と加圧ローラ１３の接触距離を長くするこ
とによって加熱ローラ１２から加圧ローラ１３への熱の
供給を促進している。つまり、加熱ローラ１２の回転速
度を早くすることによって加圧ローラ１３が加熱ローラ
１２からより多くの熱を受けることが可能になってお
り、連続通紙時の加圧ローラ１３の温度の低下を減少さ
せ、定着処理後の用紙Ｐにカールが発生することを防止
している。

【００６０】このとき、加熱ローラ１２の回転速度の変
化は、非挟持時の時間内において加圧ローラ１３が１回
転する程度の速度にするとよい。通常、搬送される用紙
と用紙と間隔は、概ね３０〜５０ｍｍ程度に設定されて
おり、加圧ローラ１３の直径（２０〜５０ｍｍ）や用紙
Ｐの搬送速度、つまり、プロセス速度を考慮したとき
に、加熱ローラ１２の回転速度の変化を上述のようにす
ることで、好適に本発明の実施をできることが経験上知
られている。

【００６１】また、連続印刷時では、印刷開始時に１３
０℃程度であった加圧ローラ１３の温度が、連続印刷中
に６０〜８０℃程度にまで低下することがあるが、画像
形成装置１においては、加圧ローラ１３の温度が用紙Ｐ
の水分の蒸発量が一定となる１００℃を上回る温度に保
つことができ、加熱ローラ１２から受ける熱量で蒸発す
る用紙Ｐ表面の水分蒸発量と加圧ローラ１３から受ける
熱量で蒸発する用紙Ｐ裏面の水分蒸発量とを均等化する
ことができる。

【００６２】なお、近年開発の進む両面印刷機能を搭載
する画像形成装置においては、特に用紙Ｐの表面を印刷
後に用紙Ｐの裏面の印刷の為にスイッチバック搬送路等
を用いて画像形成部に用紙Ｐを搬送する時に、上述の様
に用紙Ｐがカールした状態では搬送路中でジャムが発生
する虞があり、画像形成部５０の転写部で用紙Ｐ、感光
体５１、および転写部材の密着性が損なわれるため印刷
不良を発生する可能性があるが、本発明の画像形成装置
ではそのような不都合が生じることを防止することがで
きる。

【００６３】図８は、本発明の画像形成装置１の動作を
示すフローチャートである。本実施例の説明は、コピア
モードの場合を説明するが、画像形成装置１が接続され
るネットワーク上の各端末装置からの印刷要求があった
時にも本発明が応用可能なことは言うまでもない。

【００６４】待機中の画像形成装置１に印刷要求がされ
ると（ｓ１）、ＣＰＵ３１は、その印刷要求に係る入力
情報に基づいて印刷条件の認識を行うが、本実施形態で
は、印刷枚数に着目して、印刷枚数が単数または複数か
の判断を行う（ｓ２）。この判断（ｓ２）において、印
刷枚数が単数であると判断したときには、ＣＰＵ３１
は、原稿読取部２０に原稿の読取処理を行わせるととも
に（ｓ３）、画像形成部５０に印刷処理（ｓ４）を行わ
せる。この印刷処理において、感光体５１から原稿の画
像データに基づいたトナー像が転写された用紙Ｐは、定
着装置１０に搬送されて、未定着トナー像が用紙Ｐに定
着される。そして、このとき、定着装置１０の駆動源の
回転速度、すなわち加熱ローラ１２の周速度を印刷プロ
セスのプロセス速度と等しくする（ｓ５）。このｓ５の
工程では、定着装置の駆動源の駆動デューティ比を確認
することで定着装置の駆動源の回転速度を設定してい
る。

【００６５】このとき、図４（ａ）に示すように単数の
用紙Ｐの定着をするときでも加圧ローラ１３の温度の低
下は多少あるものの、装置が１枚の印刷で終了するため
加圧ローラ１３は温度の低下があった後に、加熱ローラ
１２との圧接部から熱の供給を受けてすぐに元の温度に
復帰することができる。

【００６６】一方、ｓ２の判断において、印刷指示の内
容が複数原稿の印刷か、若しくは複数部数の印刷である
場合、ＣＰＵ３１は、上述の制御系システムにおいて、
定着装置１０の駆動制御の切替を行う（ｓ６）。つま
り、用紙Ｐが定着装置１０を通過中は上述のプロセス条
件と同一の速度で用紙Ｐを搬送できるように定着装置１
０の駆動源の回転速度を設定し、用紙Ｐが通過した後で
あって次に搬送される用紙Ｐが定着装置１０に到達する
までの間、加熱ローラ１２の周速度を早くする。

【００６７】このような制御を行うことによって、加圧
ローラ１３は用紙Ｐが通過した後であって次の用紙Ｐが
搬送される前に、効率良く加熱ローラ１２熱の供給を受
けて、低下した分の温度の回復をスムーズに行い、加熱
ローラ１２と加圧ローラ１３の温度差を減少させて、用
紙Ｐのカールの発生を防止することができる。

【００６８】ｓ６の工程の制御の切替を制御部が認識す
ると、ＣＰＵ３１は、上述と同様に原稿の読取り処理
（ｓ７）、印刷処理（ｓ８）を実行する。その後、ＣＰ
Ｕ３１は、定着装置１０に用紙Ｐの先端が到達したこと
を確認すると（ｓ９）、定着装置１０の駆動源に通電す
る制御の駆動デューティ比を変化させて、プロセス速度
と加熱ローラ１２の周速度が等しくなるようにする（ｓ
１０）。

【００６９】このように周速度が等しい状態で用紙Ｐの
定着を行うため、印刷において不都合が生じることがな
い。その後、用紙Ｐの後端部が定着装置１０を通過した
ことを確認すると（ｓ１１）、前記制御部では、前記駆
動デューティ比を増加し加熱ローラ１２の周速度を速く
する（ｓ１２）。その後、ＣＰＵ３１は、すべての印刷
処理が終了したか否かを判断して（ｓ１３）、すべての
処理が終了していない場合には、上述のｓ７〜ｓ１２の
工程を繰り返すことにより、すべての定着処理すべき用
紙Ｐに定着処理を行うことができる。

【００７０】上述のように、用紙Ｐのカールは定着装置
１０から用紙Ｐが受ける熱量によって用紙Ｐの表裏面の
水分量の蒸発量が異なることが大きな要因であることか
ら、本実施形態のように加熱ローラ１２の熱を加圧ロー
ラ１３に効率良く伝達することで、連続印刷時において
も、加熱ローラ１２と加圧ローラ１３との温度差の拡大
を防止することができる。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、以下
の効果を奏することができる。

【００７２】（１）回転制御手段により、非挟持時、つ
まり加熱ローラから加圧ローラへの熱の供給がされる圧
接部に用紙がなく該熱の供給が効率的に行われるときの
加熱ローラの回転速度が、挟持時、つまり未定着の現像
剤像が付着された用紙に定着処理を行うときの加熱ロー
ラの回転速度よりも速くなるように制御することから、
用紙への定着処理に支障を来すことなく、非挟持時おけ
る加熱ローラと加圧ローラとの接触距離を長くするこ
と、すなわち、非挟持時おける単位時間当りの加熱ロー
ラと加圧ローラとの接触面積を増加させることにより、
加熱ローラから加圧ローラへ供給される熱量を増加さ
せ、熱源を有しない加圧ローラの温度の低下を防止する
ことができる。

【００７３】このため、連続して用紙が定着装置を通過
した場合等、熱源を有しない加圧ローラのみ温度が低下
して、熱源を有し自ら温度調整が可能な加熱ローラとの
間に温度差が拡大するのを防止することができる。

【００７４】よって、定着される用紙の両側における温
度差や水分量の差の拡大を防止して、用紙の両側での収
縮作用等に顕著な差を生じさせることなく、用紙のいず
れかの面がカールすることを効果的に防止することがで
きる。

【００７５】（２）印刷枚数、両面印刷の有無、使用さ
れる用紙の材質や厚み等を含む画像形成の処理内容を総
合的に判断して回転制御手段を動作させるか否かを決定
することから、加圧ローラからの熱放出がされやすく加
熱ローラと加圧ローラとの温度差が生じ易い状況では、
確実に回転制御手段を動作させて前記加圧ローラに効率
的に熱を供給できるため、加圧ローラの低熱化を防止し
て加熱ローラと加圧ローラの間を通過する用紙のカール
の発生を防止することができる。

【００７６】（３）複数枚の用紙が連続して給紙されて
加圧ローラと加熱ローラとの間を連続して通過する等の
加圧ローラの温度低下が生じ易い状態において、回転制
御手段が、搬送される用紙の枚数に基づいて前記加熱ロ
ーラの回転速度を速くすることから、加熱ローラと加圧
ローラとの間における温度差の発生を効率的に防止で
き、定着装置を通過した用紙のカールの発生を防止でき
るため、定着装置を通過後の用紙搬送路における用紙の
搬送を安定させることができる。

【００７７】（４）回転制御手段は、画像形成の処理の
プロセス速度と適合したデューティ比を基準に、加熱ロ
ーラおよび加圧ローラを駆動する駆動源のデューティ比
を増加させたりもとの値に戻したりすることで、前記回
転制御手段により加熱ローラおよび加圧ローラの回転速
度を調整することから、定着装置に用紙が接近した時点
で迅速に加熱ローラおよび加圧ローラの回転を画像形成
処理のプロセス速度に適合した速度に調整できるため、
画像形成処理に不都合を生じることなく用紙のカールの
発生を効果的に防止することができる。

【００７８】よって、定着装置を構成する加熱ローラと
加圧ローラとの温度差をなくし、定着工程において用紙
の表裏面に作用する熱量の差に起因して用紙にカールが
生じるのを効果的に予防することが可能な画像形成装置
を提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着処理の一般的な構成を示す図である。

【図２】従来の画像形成装置の構成を示す図である。

【図３】従来のカール除去装置の構成を示す図である。

【図４】印刷枚数と加熱ローラおよび加圧ローラの温度
と関係を示す図である。

【図５】本発明の画像形成装置の構成を示す図である。

【図６】本発明における定着装置の構成を示す図であ
る。

【図７】本発明の画像形成装置の制御部の構成を示す図
である。

【図８】本発明の画像形成装置の動作を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１−画像形成装置 １０−定着装置 １２−加熱ローラ １３−加圧ローラ １５−ヒータ ３０−制御装置 ３９−駆動部 ３４−センサ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 河野 智 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） 2H033 AA02 AA15 AA46 BA27 BB18 BB37 CA19 CA40

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】用紙搬送路を挟んで一方側に配置されると
   ともに熱源を備える加熱ローラと、前記用紙搬送路を挟
   んで他方側に配置されるとともに所定の圧力で前記加熱
   ローラに圧接する加圧ローラと、を有する定着装置を備
   えた電子写真方式の画像形成装置において、 前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの間に用紙を挟持
   しないときにおける前記加熱ローラおよび前記加圧ロー
   ラの回転速度を、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラ
   の間に用紙を挟持するときにおける前記加熱ローラおよ
   び前記加圧ローラの回転速度よりも速くする回転制御手
   段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記回転制御手段は、画像形成の処理内容
   に基づいて回転速度の調整の要否を判定することを特徴
   とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記回転制御手段は、単一の画像形成作業
   において搬送される用紙の枚数の増加に伴って前記加熱
   ローラおよび前記加圧ローラの回転速度を速くすること
   を特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記回転制御手段は、前記加熱ローラおよ
   び前記加圧ローラを駆動する駆動源のデューティ比の調
   整により前記回転速度を調整することを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。