JP2008065204A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写工程から定着工程に搬送中の用紙の撓みに応じて、定着工程の用紙搬送速度を制御し、用紙の撓み量を一定化することによって、他の部材に用紙が擦れることによる印字品位の低下、および、次工程で搬送部材による用紙の引っ張り現象から生じる画像ブレを解消できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写部１１と定着部１２の間の搬送経路上に用紙Ｐの撓み量を検出する用紙撓み量検出手段４０を配置し、搬送される用紙Ｐの撓み量に応じて前記定着部を構成する定着ローラの周速度を制御する定着ローラ速度制御手段（制御にユニット）を有する画像形成装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置においての用紙搬送速度制御、詳細には転写工程を通過し定着工程に搬送される用紙の搬送速度制御をする画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置において、搬送される用紙速度は駆動源の回転速度に応じて一定化されている。

例えば転写工程（転写部にて行う）と定着工程（定着部にて行う）の間での用紙搬送では、一般的に転写工程を搬送中の用紙速度（α）に比較し、定着工程での用紙搬送速度（β）を若干速くし［（１．０１５〜１．００５）×α＝β］、これにより搬送される用紙を搬送方向に張って、搬送用紙の撓み（撓み：用紙が面の垂直方向に凹または凸形状に曲がる状態）を解消する手法が講じられている。

この手法は、用紙搬送が略水平方向に搬送する際に用いられる手法である。

一方近年、装置の占有面積をコンパクトにするため用紙搬送を略垂直方向への搬送を行なう装置の開発が多く、水平方向では生じなかった用紙にかかる重力での変形が問題となる。

すなわち、転写工程を通過した後、用紙先端が定着部に到達するまでに重力により先端が湾曲することとなり、用紙先端が定着工程で搬送されるときは転写工程と定着工程との間で撓みが発生することがある。

このような状態で一定速度での用紙搬送を行なうと、用紙と転写工程、用紙と定着工程での搬送スリップが発生すると撓み量に変化が生じ用紙中の印字面が周辺部材と擦れあい印字品位の低下、定着部を通過するときの用紙のしわ発生の原因ともなる。

また、従来技術の特開平０４−２７５５６４号公報（特許文献１）の画像形成装置の用紙搬送方法では、用紙送り方向に対して、用紙搬送部材の搬送速度を下流側ほど遅くすることにより、搬送中、用紙引きつりによって皺が発生するのを防止しようとしている。

しかしながら、上記のように、用紙搬送速度を搬送経路上で一定にしたり、また、下流側ほど遅くしたり等の手法を用いたのでは、用紙搬送を略垂直方向に行なう画像形成装置において、重力によって用紙に撓みが生じた場合の、印字品質の低下、用紙の皺発生を適切に防止できないという問題が生じる。
特開平０４−２７５５６４号公報

本発明は、前記問題点を解消するものであって、転写工程から定着工程に搬送中の用紙の撓みに応じて、定着工程の用紙搬送速度を制御し、用紙の撓み量を一定化することによって、他の部材に用紙が擦れることによる印字品位の低下、および、次工程で搬送部材による用紙の引っ張り現象から生じる画像ブレを解消できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を以下の構成によって解決するものである。

本発明は、感光体ドラム上に形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、かつ、用紙を略垂直方向に搬送し、転写部によってその搬送している用紙上にトナー像を転写し、定着部の加圧ローラおよび定着ローラによって当該用紙を加圧および加熱して用紙上にトナー像を定着する画像形成装置において、転写部と定着部の間の搬送経路上に用紙の撓み量を検出する用紙撓み量検出手段を配置し、搬送される用紙の撓み量に応じて前記定着部を構成する定着ローラの周速度を制御する定着ローラ速度制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明においては、転写部および定着部間で搬送されている用紙に撓みが生じない状態にするため、前記転写部および定着部における用紙搬送速度を以下の式（１）で表される関係の速度に設定することが好ましい。
（転写部用紙搬送速度Ａ）≦（定着部用紙搬送速度Ｂ）、かつ
（Ａ）：（Ｂ）≒［（１：１）〜（１：１．０１５〜１．００５）］…（１）
また、本発明において、撓み量検出手段は、用紙に発光部から光を投射し、該用紙の反射光を受光部によって受光して用紙までの距離を検知できる反射型センサであることが好ましい。

また、本発明において、撓み量検出手段検出の用紙の撓み量に応じて前記定着ローラ速度制御手段によって制御する定着ローラの周速度は、少なくとも搬送用紙が転写部と定着部との間で発生する撓み量を増加させない速度であることが好ましい。

また、本発明において、可変ローラ速度制御手段によって撓み量を増加させないように制御された定着ローラの周速度は、以下の式で表されることが好ましい。
（転写部設定速度）≧（可変された定着ローラの速度）＞（定着部設定速度）…（２）
また、本発明において、定着ローラ速度制御手段は、定着ローラの速度制御を搬送される用紙の種類もしくは用紙長さによって制御するものであることが好ましい。

また、本発明において、定着ローラ速度制御手段は、連続印字要求時の第１枚目に搬送される用紙の撓み量に基づいて、次の印字で用いる第２枚目以降の用紙の搬送速度を制御することが好ましい。

本発明によれば、搬送される用紙の撓み量に応じて前記定着部を構成する定着ローラの周速度を制御するので、定着ローラの周速度を適正な速度に制御して、用紙の撓み量を一定にすることができる。また、搬送中の用紙の撓みを増大させないよう、定着部の用紙搬送速度を適正に補正することができる。

したがって、用紙に撓みが発生することで用紙が周辺部材と擦れて、印字品位の低下を招くことを防止できる。

また、転写部および定着部間における用紙撓みが増大することで転写ズレ、用紙のしわ等の不具合が発生するが、本発明の制御を行なうことによって、このような不具合を確実に解消できる。

ここで、転写部および定着部における用紙搬送速度を以下の式（１）で表される関係
（転写部用紙搬送速度Ａ）≦（定着部用紙搬送速度Ｂ）、かつ
（Ａ）：（Ｂ）≒［（１：１）〜（１：１．０１５〜１．００５）］…（１）
の速度に設定することによって、搬送用紙に撓みが発生しないよう、定着部の用紙搬送速度を設定することができる。

また、反射型センサの発光部および受光部によって、光信号によって高速に検出して速度制御できるため、定められた時間間隔で、時々刻々に用紙の撓み量を検出することができる。

また、用紙の撓み量に応じて制御する定着ローラの周速度は、少なくとも搬送用紙が転写部と定着部との間で発生する撓み量を増加させない速度にすれば、定着ローラの周速度を、撓み量を増加させない適正な速度に制御することができる。

また、可変ローラ速度制御手段によって撓み量を増加させないように制御された定着ローラの周速度を、
（転写部設定速度）≧（可変された定着ローラの速度）＞（定着部設定速度）…（２）
で表されるものにすれば、転写部速度よりも定着ローラの周速度が速くなり、用紙が引っ張られる状態となることを防ぐことができる。

また、定着ローラ速度制御手段を、前記定着ローラの速度制御を搬送される用紙の種類もしくは用紙長さによって制御すれば、用紙の種類、用紙の長さに応じて定着工程の速度を適正に制御することができる。すなわち、搬送される用紙種類ならびに装置の履歴（定着ローラの履歴経過による直径変化）によって搬送速度の変化が生じるようにして、１枚の印字工程中、もしくは１印字ジョブでのジョブ中の用紙搬送速度を可変とし、転写工程と定着工程の間で発生する用紙撓みを一定化することによって、用紙の皺や擦れ、印字ずれをより一層確実に防止できる。

また、定着ローラ速度制御手段を、連続印字要求時の第１枚目に搬送される用紙の撓み量に基づいて、次の印字で用いる第２枚目以降の用紙の搬送速度を制御すれば、第２枚目以降の用紙搬送において用紙の撓み量を増大させないよう、定着工程の用紙搬送速度を適正に制御することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図（縦断側面視）である。

本画像形成装置（Ａ）は、その上部に設けられた原稿読取装置（スキャナーＣ）が原稿を読み込んで作成した画像データまたは外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙、以下「用紙」という）に対して多色および単色の画像を形成するものである。この画像形成装置外部ボディには、図示しないが、使用者に対向して各種状態表示の表示部と、設定および操作指示を入力する操作パネルとが設けられている。

そして、図示するように、内部には、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４、中間転写ベルトユニット８、転写ユニット（転写部）１１、定着ユニット（定着部）１２と、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ（給紙カセット）１０および排紙トレイ１５等より構成されている。排紙トレイ１５は原稿読取装置Ｃの下方部に形成されたほぼ水平方向を向く載置面上に印字された用紙が排紙される。そして、この排紙トレイ１５載置面の下方部に本画像形成装置（Ａ）の本体部が収容されている。

なお、本画像形成装置（Ａ）において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、本画像形成装置（Ａ）本体部では、現像器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、３ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに設定され４つの画像ステーションが構成されている。

感光体ドラム３は、本画像形成装置の上部に配置（装着）されている。また、上記４つの画像ステーションに応じた感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が転写ユニット１１に向かって（３ｄ，３ｃ，３ｂ，３ａの順）で配列され、この感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）上には、中間転写ベルト７が配設されている。後述するように、中間転写ベルトユニット８は、各感光体ドラム３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）の上面（中間転写面になる）に中間転写ベルト７を接して循環させる構成である。中間転写ベルトユニット８の上方には、水平に沿った仕切り壁８ａが配設され、前記の排紙トレイ１５とその仕切り壁８ａとの間の空間には、前記現像器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）に供給する４種類の現像剤のトナーをそれぞれ収容する複数のトナーボックス２Ｘ…が上記配置トレイ１５に隣接しかつ下方に配置されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための、帯電手段であり図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器が用いられる事もある。

露光ユニット１は、図１に示すようにレーザ照射部および反射ミラーを備えた、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のほかに、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法もある。そして帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。

現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、および中間転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。

中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルトテンションローラ７３、中間転写ローラ６、中間転写ベルト従動ローラ７２等は、中間転写ベルト７を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

中間転写ベルト７は、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト７上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。この中間転写ベルト７は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。

中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルトに対して均一に高電圧を印加することができる。本実施例では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いる事が可能である。

上述の様に各感光体ドラム３上で各色相に応じた顕像化された静電像は中間転写ベルト７で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト７の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト７の接触位置に配置される転写ユニット（中間転写ベルトユニット８に対して２次転写ベルトユニットになっている）１１によって用紙上に転写される。

転写ユニット１１は、転写ベルト１１ａが複数のローラ上を循環するベルト式転写部になっており、中間転写ベルト駆動ローラ７１に対向して位置して転写ローラ１１ｂが設けられる。転写ユニット１１は、この中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１ｂ間に中間転写ベルト７と転写ベルト１１ａが接しながら循環する構造であって、それら中間転写ベルト７と転写ベルト１１ａの間に用紙が通って、中間転写ベルト７上のカラートナー像が用紙上に転写される。

この時、中間転写ベルト７と転写ベルト１１ａは所定ニップで圧接されると共に、転写ベルト１１ａにはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。

さらに、転写ローラ１１ｂは上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１ｂもしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）が用いられる。

また、上記のように、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、若しくは、転写ユニット１１によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト７は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

給紙トレイ１０は、画像形成に使用する記録用紙（シート、用紙）を蓄積しておくためのトレイであり、本画像形成装置（Ａ）の画像形成部および露光ユニット１の下側に設けられている。給紙トレイ１０は、複数の給紙カセット（１０（１）〜１０（４））に用紙を収容しており、複数の給紙カセット（１０（１）〜１０（４））は、複数のサイズの用紙をサイズ毎にそれぞれ収容するものであって、画像形成装置（Ａ）の本体下部に設けられている。また、本画像形成装置（Ａ）の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みの用紙をフェイスダウン（印字面を下方向き）で載置するためのトレイである。

また、本画像形成装置（Ａ）には、給紙トレイ１０の用紙を転写ユニット１１や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、下方から上方に向かう略垂直形状に構成された用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙トレイ１０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６，レジストローラ１４、転写ユニット１１、定着ユニット１２、用紙を搬送する搬送ローラ２５等が配されている。また、用紙搬送路Ｓのピックアップローラ１６の給紙トレイ１０反対側部であって、転写ユニット１１の下方部の本体空間部内にクリーナユニット４などで回収された排トナーを収容する排トナーボックス３４が配置されている。

搬送ローラ２５は、用紙の搬送を促進・補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。

また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙をいったん保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで用紙を転写部に搬送する機能を有している。

定着ユニット１２は、定着ローラ３１，加圧ローラ３２，等を備えており、定着ローラ３１および加圧ローラ３２は、用紙を挟んで回転するようになっている。

また、定着ローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて内蔵するヒータの発熱量を制御部によって制御して所定の定着温度となるように設定されており（ヒートローラとも称する）、加圧ローラ３２とともに用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。

なお、多色トナー像の定着後の用紙は、搬送ローラ２５…によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。

また、図２に示すように、各部を駆動するモータは制御ユニット３５の指令によって動作し、所定の速度で動作する制御が行われる。定着部１２の定着ローラ３１の駆動モータ３１ａや中間転写ベルト駆動ローラ７１の駆動モータ７１ａは、制御ユニット３５中のそれぞれのモータ制御部によって速度制御される。本発明では、特に、この定着ローラ駆動モータ３１ａの速度制御は、後述するように転写ユニット１１と定着ユニット１２の間の搬送路上において検出する用紙の撓み量に応じて行う。

次に、用紙搬送経路を詳細に説明する。

本画像形成装置には予め用紙を収納する給紙トレイ１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に前記給紙トレイ１０の開閉動作を行わなくても良い手差し給紙トレイ２０が配置されている。

両給紙方法には、各々前記のピックアップローラ１６が配置され、1枚ずつを搬送路に導くようになっている。

給紙トレイ１０から搬送される用紙（シート）は搬送路中の搬送ローラ２５によってレジストローラ１４まで搬送され、用紙の先端と中間転写ベルト７上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１１ｂに搬送され、用紙上に画像情報が書き込まれる。その後、用紙は定着ユニット１２を通過する事によって用紙上の未定着トナーが熱で溶融・固着され搬送ローラ２５を経て排紙ローラから排紙トレイ１５上に排出される（片面印字要求の時）。

他方、手差し給紙トレイ２０に積載される用紙は手差し給紙トレイ２０側のピックアップローラ１６によって給紙され、複数の搬送ローラ２５…を経てレジストローラ１４に到達し、それ以降は給紙カセットから給紙される用紙と同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される（片面印字要求の時）。

この時、印字要求内容が両面印字要求の時は、上記のように片面印字が終了し定着ユニット１２を通過した用紙の後端が前記排紙ローラでチャックされ、排紙ローラが逆回転する事によって搬送ローラ２５…に導かれた後レジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に排紙トレイ１５に排出される。

ここで、実施形態に係る画像形成装置の特徴部分を、以下に図２〜図８を用いて詳細に説明する。

まず、図２は本発明画像形成装置の中間転写ベルトユニット８および転写ユニット１１の主要部分を図示する概略図である。

中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルト７と転写ユニット１１の転写ベルト１１ａはいずれも無端ベルトによって構成されている。中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は転写ユニット１１に搬送されて用紙上に転写される。この時用紙は用紙先端とトナー像先端とが合致するようにレジストローラ１４等の給紙部より給紙される。

転写ユニット１１上でトナー像を転写させた用紙は、転写ユニット１１（複数の配設されたガイドローラ１１ｃと転写ローラ１１ｂに掛け渡された転写ベルト１１ａ）に沿って搬送される。その後転写ユニット１１端部（上端部）において用紙は転写ユニット１１より剥離し、定着ユニット１２へと搬送される。

定着ユニット１２へと搬送された用紙は定着ユニット１２を構成する用紙ガイド部１２ａ（上側が幅狭くなるように板状材が対向して用紙入り側に配置されもの）へと衝突し、その後は用紙ガイド部１２ａの幅狭い上部間隙を通って導かれて定着ローラ３１および加圧ローラ３２間の圧接部へと搬送される。搬送された用紙上にある未定着トナーは定着ローラ３１および加圧ローラ３２の圧接部で溶融・固着される。その後用紙は排紙部へと排出される。

本発明における用紙の搬送状態について図３〜図５を用いて説明する。なお、本説明では転写ユニット（転写部）１１に対して定着ユニット（定着部）１２が略垂直上方にあるものとする。これにより用紙搬送時の傾き方向が一定となり本説明の場合は用紙の撓み方向が右側に限定される。

転写ローラ１１ｂ上においてトナー像を転写させた用紙は、図３の示すように、転写ユニット１１を構成する転写ベルト（無端ベルト）１１ａに沿う形で搬送され、転写ユニット１１端部で転写ユニット１１より剥離される。その後も用紙Ｐは転写ベルト１１ａの回転によって押し出され、用紙先端部Ｐａが定着ローラ３１へと搬送される。

用紙先端が定着ローラ３１に到達すると、用紙先端部Ｐａは定着ローラ３１および加圧ローラ３２の圧接部Ｇに挟みつけられた状態で搬送される。このとき、定着ローラ３１もしくは加圧ローラ３２が履歴経過により磨耗していた場合、定着ローラ３１もしくは加圧ローラ３２の表面周速度が遅くなる。その結果、定着工程における用紙搬送速度は、転写工程における用紙搬送速度に対して遅くなる。

この状態で用紙が搬送されると用紙の先端と後端との搬送速度差により、図４に示すように、転写ユニット１１と定着ユニット１２との間で用紙に撓みが生じる（搬送方向に直角方向に膨らみ蛇行する）。さらに、この状態で、用紙搬送が続いた場合、用紙の撓みは次第に増大し、また転写ローラ１１ｂ（直接的には、用紙に接する転写ベルト１１ａ）上では転写ズレが発生する。これは用紙と中間転写ベルトユニット８との間の摩擦力が未定着トナーの付着により低減しているため、用紙が撓みの反力に押され転写ローラ１１ｂ上でスリップ現象が発生するため転写ズレが生じる。

また、撓みが増大した状態で、図５に示すように、用紙後端が転写ローラ１１ｂと中間転写ベルトユニット８の間を通過すると、用紙後端の拘束力が弱くなり、増大した撓みから生じる。用紙の反力が中間転写ベルト７または転写ベルト１１ａの用紙吸着力より増大すると、撓みは解消される（用紙後端部が開放されて反力によってはねる）。この撓みの解消の影響で用紙の後端が振動し、画像形成装置の構成部品と用紙の印刷面が接触する。この時、用紙の印刷面には未定着のトナー像が乗っているため、構成部品と印刷面が接触することでトナー像に乱れが生じる。

以上の問題を解決するために、本発明では、転写部と定着部の間の搬送経路上に用紙の撓み量を検出する用紙撓み量検出手段を配置し、搬送される用紙の撓み量に応じて前記定着部を構成する定着ローラの周速度を制御する定着ローラ速度制御手段を有するものとしている。

実施形態では、撓み量検出手段として、図６に示すように転写ユニット１１と定着ユニット１２との間に反射型センサ（受／発光センサ）４０を設置する。この反射型センサ４０は発光部より照射した光を測定対象物で反射し、その反射光を受光部で受光することにより、反射型センサ４０から測定対象物の用紙（Ｐ）までの距離を検出するものである。

用紙は先に述べたとおりに転写ユニット１１から定着ユニット１２に搬送される。この時用紙は理想的な搬送経路を搬送されている。その後用紙先端が定着ローラ３１に到達した際に、定着工程における用紙搬送速度が低下していた場合、転写ユニット１１と定着ユニット１２との間、つまり図６に示す反射型センサ４０設置位置において用紙の撓みが次第に増大する。

図６に示すように、用紙の撓みが増大した場合（破線で図示）には理想的な用紙搬送状態（実線で図示）と比べ、反射型センサ４０から用紙までの距離が近くなる。この両者の距離の差を計算することで用紙の撓み量を求めることができる。

反射型センサ４０により用紙の撓みが増大していることを検知した時、撓み量に応じて定着工程速度を加速させる。

この時、定着工程速度は、撓みが増大しないよう、つまり定着工程における用紙搬送速度が転写工程における用紙搬送速度と合致するように加速させる。これにより用紙搬送速度は適正に補正され、撓みの増大を抑制することができる。

また、次の用紙からはこの時に補正した定着工程速度を用いることにより、理想の用紙搬送状態を保持することができる。

上記センサ４０設置位置における用紙の撓み量と定着工程速度の一実施の形態を図７のグラフに示す。

この時転写工程速度は１７３ｍｍ／ｓｅｃ、定着工程速度は１７３ｍｍ／ｓｅｃが基準の用紙搬送速度、定着ローラ直径は５０ｍｍが設計値としたとき、上記転写工程速度および定着工程速度で用紙搬送される時は撓みが一定の状態で搬送される状態である。なお図７においては定着工程速度が転写工程速度よりも速く、用紙が完全に引っ張られている時の撓み量が０ｍｍとなる。

図７より用紙の撓み量は定着工程速度に依存していることがわかる。よって撓み量と定着工程速度との関係を把握しておくことで、定着工程における用紙搬送速度の低下によって用紙の撓み量が増大した場合に、定着工程速度を適正に補正することができる。

例えば２．５ｍｍの撓みが生じているとする。この時図７の関係がわかっていれば定着工程における用紙搬送速度は１７２ｍｍ／ｓｅｃに低下しているとわかる。この時、定着ローラを回転させる角速度は定着ローラの直径の設計値が５０ｍｍなので、
１７３÷（５０÷２）＝６．９２（ｒａｄ／ｓｅｃ） …（３）
で一定である。よって用紙搬送速度が１７２ｍｍ／ｓｅｃに低下していることより定着ローラの直径が
（１７２÷６．９２）×２＝４９．７１１（ｍｍ） …（４）
となっていることがわかる。

すなわち、定着ローラは、０．２９ｍｍ直径が小さくなっている（履歴による磨耗のためと考えられる）。

よって、定着工程における用紙搬送速度を１７３ｍｍ／ｓｅｃに補正するためには定着ローラの角速度を
１７３÷（４９．７１１÷２）＝６．９６０（ｒａｄ／ｓｅｃ） …（５）
に増加させることで、定着工程速度を適正に補正できる。この時、画像形成装置の制約により角速度を６．９６０（ｒａｄ／ｓｅｃ）に補正できない場合には、用紙が転写ユニットと定着ユニットの間で引っ張られることのないよう、補正後の用紙搬送速度が転写工程速度より速くならない範囲で角速度を６．９６０（ｒａｄ／ｓｅｃ）に近づけるよう補正を行なう。

図８に本発明の実施形態に係る用紙撓み制御を示すフローチャートを示す。
図８に示すフローチャートは連続印字中の用紙搬送速度を可変し、用紙撓み量を一定化するための処理手順のフローを示す。各処理手順ＳＴＥＰ１…は図中でＳ１…と表示する。

待機状態にある画像形成装置に印字要求が行なわれる（ＳＴＥＰ１）。

この時画像形成装置は印字要求が複数枚印字であるか否かを判別する（ＳＴＥＰ２）。印字枚数が１枚のみの場合には（ＳＴＥＰ２：Ｎｏ）、印字処理を実行し（ＳＴＥＰ３）、印字処理が終了した時点で（ＳＴＥＰ４：Ｙｅｓ）、画像形成装置は再び待機状態となる。

一方、印字枚数が複数枚の場合には（ＳＴＥＰ２：Ｙｅｓ）、以下の処理を実行する。

まず、印字用紙の選択を行なうよう表示部（操作パネル）に表示する（ＳＴＥＰ５）。そして印字用紙の選択が行なわれたことを確認すると（ＳＴＥＰ６）、用紙を搬送し印字処理を開始する（ＳＴＥＰ７）。

用紙先端が転写工程を通過したことを検知すると（ＳＴＥＰ８：Ｙｅｓ）、転写ユニット１１と定着ユニット１２との間に設置した反射型センサ４０を用いて、一定時間毎に用紙の撓み量（Ｘ₁，Ｘ₂，Ｘ₃，…，Ｘｎ）を測定する（ＳＴＥＰ９）。

この測定した撓み量（Ｘ₁，Ｘ₂，Ｘ₃，…，Ｘｎ）をメモリに記憶すると共に、その撓み量の測定結果より、制御部を用いて用紙搬送中の撓み量を一定化するための定着工程速度（Ｙ₁，Ｙ₂，Ｙ₃，…，Ｙｎ）を各測定毎に算出する（ＳＴＥＰ１０）。この処理は用紙後端が反射型センサ４０を通過し終わるまで続けられる。

そして、用紙後端が定着工程を通過したことを検知すると（ＳＴＥＰ１１：Ｙｅｓ）、次印字用紙の搬送を開始する（ＳＴＥＰ１２）。

次搬送用紙の先端が転写工程を通過したことを検知すると（ＳＴＥＰ１３：Ｙｅｓ）、上記ＳＴＥＰ１０で算出した用紙撓み量を一定化する定着工程速度（Ｙ₁，Ｙ₂，Ｙ₃，…，Ｙｎ）を用いて、定着ローラ３１の周速度を可変制御する（ＳＴＥＰ１４）。この制御によって用紙に発生する撓み量を一定化することができる。

そして、用紙後端が定着工程を通過したことを検知すると（ＳＴＥＰ１５：Ｙｅｓ）、画像形成装置は次印字があるかを判別する（ＳＴＥＰ１６）。次印字がある場合（ＳＴＥＰ１６：Ｙｅｓ）には次印字用紙の搬送を開始し（ＳＴＥＰ１２以降）、上記と同様の定着ローラ周速度の可変制御を用いて印字処理を行なう。

次印字がない場合（ＳＴＥＰ２：Ｎｏ）には、印字処理を終了し、画像形成装置は再び待機状態となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す縦断側面視した説明図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトユニットおよび転写ユニットの主要部分を図示する概略図である。 図２に示した画像形成装置の用紙の搬送状態についての説明図である。 同じく画像形成装置の用紙の搬送状態についての説明図である。 同じく画像形成装置の用紙の搬送状態についての説明図である。 図２に示した画像形成装置の反射型センサを設けて用紙搬送時の撓み状態の説明図である。 本発明の画像形成装置における、反射型センサ設置位置における用紙の撓み量と定着工程速度の一実施の形態のグラフを示す。 本発明の画像形成装置に係る用紙撓み制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 露光ユニット
２ 現像器
３ 感光体ドラム
４ クリーナユニット
５ 帯電器
６ 中間転写ローラ
７ 中間転写ベルト
８ 中間転写ベルトユニット
９ 中間転写ベルトクリーニングユニット
１０ 給紙トレイ（給紙カセット）
１１ 転写ユニット（転写部）
１１ａ 転写ベルト
１１ｂ 転写ローラ
１１ｃ ガイドローラ
１２ 定着ユニット（定着部）
１２ａ 用紙ガイド部
１４ レジストローラ
１５ 排紙トレイ
１６ ピックアップローラ
３１ 定着ローラ
３１ａ 駆動モータ
３２ 加圧ローラ
４０ 反射型センサ
７１ 中間転写ベルト駆動ローラ
７１ａ 駆動モータ
７２ 中間転写ベルト従動ローラ
Ｇ 圧接部
Ｐ 用紙
Ｐａ 用紙先端部
Ｓ 用紙搬送路

Claims (7)

1. 感光体ドラム上に形成した静電潜像を現像してトナー像を形成し、かつ、用紙を略垂直方向に搬送し、転写部によってその搬送している用紙上にトナー像を転写し、定着部の加圧ローラおよび定着ローラによって当該用紙を加圧および加熱して用紙上にトナー像を定着する画像形成装置において、
   転写部と定着部の間の搬送経路上に用紙の撓み量を検出する用紙撓み量検出手段を配置し、
   搬送される用紙の撓み量に応じて前記定着部を構成する定着ローラの周速度を制御する定着ローラ速度制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 転写部および定着部間で搬送されている用紙に撓みが生じない状態にするため、前記転写部および定着部における用紙搬送速度を以下の式（１）で表される関係の速度に設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。
   （転写部用紙搬送速度Ａ）≦（定着部用紙搬送速度Ｂ）、かつ
   （Ａ）：（Ｂ）≒［（１：１）〜（１：１．０１５〜１．００５）］…（１）
3. 撓み量検出手段は、用紙に発光部から光を投射し、該用紙の反射光を受光部によって受光して用紙までの距離を検知できる反射型センサであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 撓み量検出手段検出の用紙の撓み量に応じて前記定着ローラ速度制御手段によって制御する定着ローラの周速度は、少なくとも搬送用紙が転写部と定着部との間で発生する撓み量を増加させない速度であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 可変ローラ速度制御手段によって撓み量を増加させないように制御された定着ローラの周速度は、以下の式で表されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
   （転写部設定速度）≧（可変された定着ローラの速度）＞（定着部設定速度）…（２）
6. 定着ローラ速度制御手段は、定着ローラの速度制御を搬送される用紙の種類もしくは用紙長さによって制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 定着ローラ速度制御手段は、連続印字要求時の第１枚目に搬送される用紙の撓み量に基づいて、次の印字で用いる第２枚目以降の用紙の搬送速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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