JP5336218B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の電子写真方式を利用した画像形成装置に用いられる定着装置を備える画像形成装置に関する。

従来、上記電子写真方式を採用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、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手段によって一様に帯電した後、ＬＥＤ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、この静電潜像に現像ローラ上で薄層化されたトナーを静電的に付着させてトナー像を形成する。そして感光体ドラム上に形成されたトナー像を、給紙装置から給紙される印刷媒体上に転写する。その後定着装置において、トナー像が転写された印刷媒体に熱及び圧力を加えることによりトナー像を定着させ、印刷媒体に画像を形成している。

上記定着装置は、トナー像が転写された印刷媒体が、定着ローラと定着ローラに圧接される加圧ローラとの間に形成されたニップ部を通過する際に、未定着トナー像を加熱及び加圧して印刷媒体上に定着するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の定着装置においては、ニップ幅が一定のため、例えばニッブ部を通過する印刷媒体の厚さに応じて、印刷媒体の通過速度を変化させてニップ部での通過時間を制御して、定着性を一定に保つようにすることが行われる。

特開２００４―３６１８３９号公報（段落００２１〜００２３、図２）

しかしながら、従来の定着装置においては、厚い印刷媒体になるほど印刷媒体の通過速度を遅くする必要があり、印刷速度の低下を招くという問題があった。

本発明による画像形成装置は、画像形成部により形成されて印刷媒体に付着した現像剤を熱及び圧力を加えて定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記印刷媒体を加熱する加熱部と、前記加熱部を加圧して、前記加熱部とによって所定のニップ部を形成する加圧部と、前記ニップ部を経由して所定方向に前記印刷媒体を所定の搬送速度で搬送すべく、前記加熱部及び前記加圧部の少なくともどちらか一方を駆動する搬送駆動手段と、通過する前記印刷媒体の厚みを検出して厚み情報を出力する印刷媒体厚検出手段と、前記厚み情報に基づいて前記印刷媒体の厚さを認知し、前記加圧部による加圧量を制御する加圧量制御手段とを有し、
前記印刷媒体厚検出手段は、前記画像形成部より搬送方向上流側に設けられて前記印刷媒体を搬送する搬送ローラを備え、該搬送ローラの位置変位に基づいて搬送する前記印刷媒体の厚みを検出し、前記加圧量制御手段は、前記印刷媒体の厚さが増すのに応じて前記加圧部による加圧量を段階的に増加し、未処理ページが残っていない場合、薄い印刷媒体に対応した段階の加圧量の状態とし、
前記搬送ローラ下に前記印刷媒体が存在する状態で搬送を一時停止し、検出される前記厚み情報に基づいて前記加圧量を設定した後、前記印刷媒体の搬送を再開することを特徴とする。
別の発明による画像形成装置は、画像形成部により形成されて印刷媒体に付着した現像剤を熱及び圧力を加えて定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、
前記印刷媒体を加熱する加熱部と、前記加熱部を加圧して、前記加熱部とによって所定のニップ部を形成する加圧部と、前記ニップ部を経由して所定方向に前記印刷媒体を所定の搬送速度で搬送すべく、前記加熱部及び前記加圧部の少なくともどちらか一方を駆動する搬送駆動手段と、通過する前記印刷媒体の厚みを検出して厚み情報を出力する印刷媒体厚検出手段と、前記厚み情報に基づいて前記印刷媒体の厚さを認知し、前記加圧部による加圧量を制御する加圧量制御手段とを有し、
前記印刷媒体厚検出手段は、前記画像形成部より搬送方向上流側に設けられて前記印刷媒体を搬送する搬送ローラを備え、該搬送ローラの位置変位に基づいて搬送する前記印刷媒体の厚みを検出し、前記加圧量制御手段は、前記加圧部を、前記印刷媒体の厚さに応じて、少なくとも薄い印刷媒体と該薄い印刷媒体以外の印刷媒体とに対応する加圧量の状態とし、未処理ページが残っていない場合、前記薄い印刷媒体に対応した加圧量の状態とし、
前記搬送ローラ下に前記印刷媒体が存在する状態で搬送を一時停止し、検出される前記厚み情報に基づいて前記加圧量を設定した後、前記印刷媒体の搬送を再開することを特徴とする。

本発明によれば、印刷媒体の種類に応じ、加圧部による加圧量を制御して良好な定着状態を得るようにしているため、搬送速度の低下による印刷処理速度の低下を抑制することができる。

本発明による実施の形態１の画像形成装置の要部構成を説明するための概略構成図である。 実施の形態１における定着装置の要部構成図である。 定着装置を、図２に示す記録用紙の搬送方向である矢印Ａ方向から見た定着装置の荷重可変機構の要部構成を示す図である。 定着装置のカム位置の説明に供する図である。 本発明による画像形成装置が備える、定着装置の制御系の要部構成を示すブロック図である。 実施の形態１において画像形成装置が行なう印刷処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態２において、定着装置の定着ローラの耐熱弾性層の圧縮率と通紙耐久枚数の関係を示すグラフである。 実施の形態２において、定着装置の定着ローラの耐熱弾性層の圧縮率（％）とニップ幅（ｍｍ）と通紙速度（ＰＰＭ）の関係を示すグラフである。 実施の形態２において画像形成装置が行なう印刷処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置に採用される定着装置の要部構成を示す要部構成図である。 面状発熱体の構成例を示す分解斜視図である。 実施の形態３において、定着装置の定着ローラの発泡シリコーンゴム（弾性）層の圧縮率と通紙耐久枚数の関係を示すグラフである。

実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の画像形成装置の要部構成を説明するための概略構成図である。

画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色を印刷可能なカラー用電子写真式プリンタとしての構成を備えている。同図に示すように、画像形成装置１の内部には、印刷媒体としての記録用紙５０の搬送路に沿って、ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット１１Ｋ、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット１１Ｙ、マゼンタ（Ｍ）用の画像形成ユニット１１Ｍ、及びシアン（Ｃ）用の画像形成ユニット１１Ｃ（区別する必要がない場合には画像形成ユニット１１と称す場合がある）が配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１１は、画像形成装置１本体から脱着可能となっており、そのために画像形成装置１の上部カバー１７は開閉可能に設けられている。

各画像形成ユニット１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにはそれぞれ上部カバー１７によって支持された露光装置１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ（区別する必要がない場合には露光装置１６と称す場合がある）が対応して配置されている。これらの４つの画像形成ユニット１１は、使用される現像剤としてのトナーを除いては同じ構成である。従って、ここではブラック（Ｋ）の画像形成ユニット１１Ｋを例にして、その内部構成を説明する。

画像形成ユニット１１Ｋは、トナー像を担持する感光体ドラム１２Ｋ、感光体ドラム１２Ｋの表面を一様に帯電させる帯電ローラ１０１、一様に帯電した感光体ドラム１２Ｋの表面に静電潜像を形成するＬＥＤアレイから成る露光装置１６Ｋ、摩擦帯電により静電潜像にトナー像を形成する現像ローラ１０２、現像ローラ１０２にトナーを供給するトナー供給部１０３、及び転写後に感光ドラム１２Ｋの表面に残る残トナーを掻き落とすクリーニングブレード１０４などを備える。

４つの画像形成ユニット１１の各感光体ドラム１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ（区別する必要がない場合には感光体ドラム１２と称す場合がある）には、搬送ベルト１４を介して転写ローラ１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ（区別する必要がない場合には転写ローラ１３と称す場合がある）が圧接するように配置されている。搬送ベルト１４はドライブローラ５５とアイドルローラ５６によって張架されて駆動され、記録用紙５０を矢印Ａで示す搬送方向に搬送する。記録用紙５０がこの搬送ベルト１４によって矢印Ａ方向に搬送される間に、各感光体ドラム１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに形成された各色のトナー像は、対向する転写ローラ１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃによって順次記録用紙５０上に重ねて転写される。

画像形成ユニット１１Ｃの後段には定着装置３が配置されている。定着装置３は、トナー像が転写された記録用紙５０を受入れて、後述するように加圧及び加熱することによってトナー像を記録用紙５０に定着させた後、排出する。尚、定着装置３については後に詳しく説明する。

給紙カセット１８は、画像形成装置１の下部に配設され、記録用紙５０を収容する。給紙カセット１８の前端には、隣接して給紙機構が配設されている。給紙機構は、給紙ローラ１９ａ、１９ｂ及び分離辺２０を備え、記録用紙５０を１枚ずつ分離して給紙する。繰出された記録用紙５０は用紙センサ５１を通過し、搬送ローラ対２１へ送られる。搬送ローラ対２１は、記録用紙５０が用紙センサ５１を通過した時点から図示せぬ駆動部により回転され、記録用紙５０を止めることなく送り出す。

搬送ローラ対２１により送り出された記録用紙５０は、用紙センサ５２を通過してレジストローラ対２２へと送られる。レジストローラ対２２は、記録用紙５０が用紙センサ５２を通過した時間から所定時間遅延したタイミングで図示せぬ駆動部により回転開始される。このため記録用紙５０は、レジストローラ対２２の圧接部に僅かに撓んだ状態で押し込まれてその斜行が矯正される。レジストローラ対２２より送り出された記録用紙５０は、書込みセンサ５３を通過して搬送ベルト１４へと送られる。画像形成ユニット１１等による一連の画像形成動作は、書込みセンサ５３の検出タイミングに同期して行われる。

一方、定着装置３によって排出された記録用紙５０は、用紙センサ５４を通過し、排出ローラ対２３によって搬送された後、更に排出搬送ローラ対２４によって上部カバー１７の上へ排出される。排出ローラ対２３及び排出搬送ローラ対２４は、記録用紙５０が用紙センサ５４を通過した時点から図示せぬ駆動部により回転され、記録用紙５０を止めることなく送り出す。

次に定着装置３について更に説明する。
図２は、本実施の形態における定着装置３の要部構成図であり、図３は、この定着装置３の荷重可変機構を示す要部構成図であり、図４は、定着装置３のカム位置の説明に供する図である。

図２に示すように、定着装置３は、未定着のトナー像５８を記録用紙５０に定着させるためのニップ幅Ｎのニップ部６０が、定着ローラ３０と加圧ローラ３２とを圧接させることによって形成されている。定着ローラ３０は、外径２５ｍｍの中空ローラで、アルミニウム製の芯金外周面３０１にシリコーシゴムからなる厚さ１．３ｍｍの耐熱弾性層３０２を形成し、更にその外周面に離型層として厚さ０．０３ｍｍのフッ素樹脂層３０３を形成して構成されている。ここでは、芯金にアルミニウムを用いたが、鉄等の他の金属を用いてもよい。加圧ローラ３２は、外径２４ｍｍの中実ローラで、鋼鉄の芯金外周面３２１に発泡シリコーンゴムからなる厚さ５ｍｍの耐熱弾性層３２２を形成し、更にその外周面に離型層としての厚さ０．０３ｍｍのフッ素樹脂層３２３を形成して構成されている。

定着ローラ３０の表面付近には、温度センサ３５０としてサーミスタが配設されており、定着ローラ３０の内部には熱源としてハロゲンヒータ３３を配設してある。上記熱源はハロゲンヒータに限らず、誘導加熱等を使用することができる。

図３は、定着装置３を、図２に示す記録用紙５０の搬送方向である矢印Ａ方向から見た定着装置３の荷重可変機構の要部構成を示している。

同図に示すように、定着ローラ３０は、その芯金左右端部が軸受け３９，３９によって回転自在に保持され、一端に配設された駆動ギア３１に、図示しない駆動用モータから伝達される駆動力を受けて矢印Ｂ方向に回転する。またその中空芯金内部には、熱源としてのハロゲンヒータ３３を回転軸線上に備えている。

一方、加圧ローラ３２の芯金左右端部には、軸受け３４，３４と、軸受け３４，３４を介して加圧ローラ３２を定着ローラ３０方向に加圧するためのバネ３５，３５が配設される。このとき軸受け３４，３４は、加圧ローラ３２の回転軸が定着ローラ３０の回転軸に対して接近或いは離間する方向に平行移動できるように、図示しないガイド手段によってガイドされている。軸受け３４，３４は、樹脂成型品叉は内部にボールベアリングを内包して構成してもよい。

バネ圧を変化させるための偏芯カム３６，３６は、駆動シャフト３８に勘合されている。加圧バネ３５，３５は、図２に示すように、一端の回動軸部３７ａ，３７ａが回動自在に保持されたバネ受け部材３７，３７を介して、偏芯カム３６，３６によって押圧されている。駆動シャフト３８は、加圧ロ−ラ３２と平行な向きに配置されている。駆動シャフト３８はモータ２７の駆動に従って回転する。モータ２７は、パルスの入力によって回転方向、回転角度などの回転制御を行えるパルスモータであり、モータ２７から駆動シャフト３８への動力伝達は、図示しないギア列を用いて行われる。

従って、以上の構成によれば、偏芯カム３６の回転位置を変化させることにより、軸受け３４，３４に加わるバネ圧を変化し、定着ローラ３０に対する加圧ローラ３２の加圧力を変化させることができる。加圧力の判定は、カム位置読取センサ２８によって偏芯カム３６，３６の回転位置を取り込むことで行う。

本実施の形態では、加圧ローラ３２の荷重設定が３段階となるように偏芯カム３６，３６のカム形状が決められている。図４は、回転位置によって荷重設定が３段階に変わる偏芯カム３６の回転位置を示しており、同図（ａ）は、加圧ローラ３２を加圧する片側の荷重Ｆを低荷重Ｆ１に設定したときの偏芯カム３６の回転位置、バネ受け部材３７、加圧バネ３５、及びニップ部６０のニップ幅Ｎ１の各状態を示し、同図（ｂ）は、同じく加圧ローラ３２を加圧する片側の荷重Ｆを中荷重Ｆ２に設定したときの偏芯カム３６の回転位置、バネ受け部材３７、加圧バネ３５、及びニップ部６０のニップ幅Ｎ２の各状態を示し、同図（ｃ）は、同じく加圧ローラ３２を加圧する片側の荷重Ｆを高荷重Ｆ３に設定したときの偏芯カム３６の回転位置、バネ受け部材３７、加圧バネ３５、及びニップ部６０のニップ幅Ｎ３の各状態を示している。

ここでは、低荷重Ｆ１＝１０ｋｇｆ、中荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆ、及び高荷重Ｆ３＝１６ｋｇｆとなるように加圧バネ３５と偏芯カム３６を構成し、それぞれ薄紙（０．０７ｍｍ以上０．１ｍｍ未満）用、中厚紙（０．１ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満）用、及び厚紙（０．１６ｍｍ〜０．２５ｍｍ）用として、記録用紙５０の紙厚に対応して設定される。従って、以後、図４（ａ）の状態を薄紙モード、同図（ｂ）の状態を中厚紙モード、同図（ｃ）の状態を厚紙モードと称すことがある。

図５は、画像形成装置１が備える、定着装置３の制御系の要部構成を示すブロック図である。

この制御系は、画像形成装置１の全体の動作を制御する制御部２６、記録用紙５０の搬送路のレジストローラ対２２の位置（図１参照）に配置された紙厚読み取りセンサ２５、偏芯カム３６の近傍（図２参照）に配置された加圧カムポジションセンサ２８、印刷速度を制御する印刷速度制御部４１、制御部２６の指示に基づいて定着装置３の、定着ローラ３０の定着温度を制御する温度制御部４２ａ及び偏芯カム３６の回転位置を制御する加圧量制御部４２ｂを備えた定着制御部４２、及び外部装置から印刷データ信号を受信するための印刷データ受信部４３を備える。

印刷速度を制御する印刷速度制御部４１は、例えば、各画像形成ユニット１１の駆動用モータ（図示せず）、定着装置３の駆動用モータ（図示せず）、搬送ベルト１４を搬送するドライブローラ５５を駆動するモータ（図示せず）、及び各ローラ対を駆動する搬送モータ（図示せず）等を、同期して駆動制御し、所定の印刷速度に設定するものである。尚、ここでいう印刷速度とは各画像形成ユニット１１及び定着装置３を記録用紙５０が通過する時の搬送速度であり、以後、通紙速度Ｖｐと称す場合がある。

定着制御部４２の温度制御部４２ａは、定着ローラ３０の表面付近（図２参照）に配置された温度センサ３５０によって、定着ローラ３０の温度を監視し、定着ローラ３０の内部に設置されたハロゲンヒータ３３をオン／オフして定着ローラ３０の表面温度を制御部２６から指示された所定の温度に保ち、定着制御部４２の加圧量制御部４２ｂは、制御部２６からの指示に基づいて偏芯カム３６（図２参照）の回転位置が所望の位置となるまで偏芯カム３６を回転駆動するカムモータ２７の回転を制御する。

従って、制御部２６は、記録用紙５０の厚さを測定（検知）する紙厚読み取りセンサ２５からの紙厚情報を入力し、印刷される記録用紙５０の紙厚が、上記した３段階、即ち厚紙、中厚紙、薄紙の何れに属するかを判定し、偏芯カム３６が、判定した紙厚に対応する回転位置となるように、加圧カムポジションセンサ２８を監視し、この回転位置となるまでカムモータ２７を回転駆動するよう定着制御部４２に指示する。

以上のように構成された定着装置３によって、図２に示すように、トナー像５８が転写された記録用紙５０を受け入れ、これをニップ部６０で加圧及び加熱することによってトナー像を記録用紙５０に定着させる。

尚、定着ローラ３０、ハロゲンヒータ３３、温度センサ３５０、温度制御部４２ａ等は加熱部に相当し、加圧ローラ３２は加圧部に相当し、軸受け３４、バネ３５、バネ受け部材３７、偏芯カム３６、加圧カムポジションセンサ２８、カムモータ２７、及び加圧量制御部４２ｂが加圧量制御手段に相当する。

次に、紙厚の異なる印刷用紙に対して対応する印刷モードで行った印刷試験とその結果について説明する。

定着試験は、以下の条件で行った。
（１）試験用装置として、上記した薄紙モード、中厚紙モード、厚紙モードに設定できる定着装置を備えた上記構成の画像形成装置を用いた。
（２）末定着記録用紙のトナー濃度（各色単色）を１００％印刷デューティとした。
（３）定着装置の上記定着温度を、１４０〜１８０℃の範囲で１０℃間隔で５段階に設定した。
（４）印刷用紙の搬送速度（通紙速度Ｖｐ）を７０ｍｍ／ｓｅｃとした。
（５）薄紙として富士ゼロックス（株）製Ｐ紙Ａ４（６４ｇ／ｍ^２、厚さ約０．０７ｍｍ）、中厚紙として（株）沖データ製エクセレントホワイトＡ４厚口（１０５ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１３ｍｍ）、厚紙としてｍｏｎｄｉ社（１６０ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１９ｍｍ）、をそれぞれ使用した。

表１は、上記定着試験の結果を表すもので、同表中の「×」、「△」、「○」の各評価印は、定着処理の後のトナー像に、大きな剥がれが有った場合には「×」を、微小の剥がれがあった場合には「△」を、剥がれがなかった場合には「○」を、それぞれ評価結果として記したものである。

同表から明らかなように、上記薄紙を使用して定着装置を薄紙モードに設定した試験１では、片側荷重が低荷重Ｆ１＝１０ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ１＝４ｍｍとなり、定着温度１４０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。また上記中厚紙を使用して定着装置を中厚紙モードに設定した試験２では、片側荷重が中荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ２＝５ｍｍとなり、定着温度１６０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。更に、上記厚紙を使用して定着装置を厚紙モードに設定した試験３では、片側荷重が高荷重Ｆ３＝１６ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ３＝６ｍｍとなり、定着温度１７０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。

以上の試験結果が示すように、定着温度を所定の温度範囲（ここでは１７０〜１８０℃）に設定し、紙厚に応じて加圧ローラ３２を加圧する荷重Ｆを適宜変えることにより、定着温度を固定し、記録用紙の通紙速度Ｖｐを一定（ここでは７０ｍｍ／ｓｅｃ）にした場合においても、薄紙、中厚紙、厚紙の各記録用紙へのトナー像の定着を良好に行うことができる。

図６は、上記した試験結果を踏まえて実施される、定着装置３を採用する画像形成装置１が行なう印刷処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて、図１〜図５を参照しながら画像形成装置１による印刷動作について以下に説明する。

先ず、印刷データ受信部４３（図５）において受信する外部装置からの印刷データを受けて行う印刷動作に先立って、加圧ローラ３２への荷重Ｆを初期化するため、低荷重Ｆ１（薄紙用）となるように偏芯カム３６をモータ２７により回転し、偏芯カム３６を図４（ａ）に示す薄紙モードにセットする(ステップＳ１０１)。

画像形成動作が開始されると、給紙カセット１８に収容された記録用紙５０は、給紙ローラ１９ａ、１９ｂ及び分離片２０によって１枚ずつ分離され繰り出され、搬送ローラ２１によってレジストローラ２２に搬送される(ステップＳ１０２)。ここでは紙厚読み取りセンサ２５が、レジストロ一ラ２２を記録用紙５０が通過する際のローラ位置変化を検出して紙厚を検知し、検知した紙厚情報を制御部２６に送信し、この紙厚情報を制御部２６が取り込む(ステップＳ１０３)。この状態で記録用紙５０の搬送を一時停止する。この搬送一時停止期間に、下記するステップＳ１０４〜ステップＳ１１１までの処理を実行する。

即ち、先ずここで検出された記録用紙５０が、薄紙か否かを判断する（ステップＳ１０４)。ここで記録用紙５０が薄紙（紙厚が０．０７ｍｍ以上０．１ｍｍ未満）と判定された場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ａ）に示す薄紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ１０５）。ここで偏芯カム３６が、薄紙モードの位置にあれば（ステップＳ１０５、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１１２に進み、薄紙モードの位置でなければ（ステップＳ１０５、Ｎｏ）、薄紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ１０６）、その後ステップＳ１１２に進む。

一方、ステップＳ１０４で記録用紙５０が薄紙でないと判定された場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、更にここで検出された記録用紙５０が、中厚紙か否かを判断する（ステップＳ１０７)。ここで記録用紙５０が中厚紙（紙厚が０．１ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満）と判定された場合（ステップＳ１０７、Ｙｅｓ）、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ｂ）に示す中厚紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ１０８）。ここで偏芯カム３６が、中厚紙モードの位置にあれば（ステップＳ１０８、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１１２に進み、中厚紙モードの位置でなければ（ステップＳ１０８、Ｎｏ）、中厚紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ１０９）、その後ステップＳ１１２に進む。

更に、ステップＳ１０７で記録用紙５０が中厚紙でないと判定された場合（ステップＳ１０７、Ｎｏ）、ここで検出された記録用紙５０が厚紙（紙厚が０．１６ｍｍ〜０．２５ｍｍ）であると判断し、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ｃ）に示す厚紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ１１０）。ここで偏芯カム３６が、厚紙モードの位置にあれば（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ１１２に進み、厚紙モードの位置でなければ（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、厚紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ１１１）、その後ステップＳ１１２に進む。

以上のステップＳ１０４〜ステップＳ１１１の処理で、加圧ローラ３２の荷重Ｆを設定した後、レジストローラ２２による印刷用紙５０の搬送を再開し、電子写真プロセス（帯電、露光、現像、転写、定着）に基づく画像形成動作を行う（ステップＳ１１２）。

その後、次に画像形成すべきページが残っているかどうかを確認し（ステップＳ１１３）、未処理ページがある場合には（ステップＳ１１３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に戻ってステップＳ１０２〜ステップＳ１１２の処理を繰り返し、未処理ページが残っていない場合（ステップＳ１１３、Ｎｏ）、加圧ローラ３２への荷重Ｆを再び初期化するため、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ａ）に示す薄紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ１１４）。ここで偏芯カム３６が、薄紙モードの位置にあれば（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、そのまま画像形成処理を終了し、薄紙モードの位置でなければ（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、薄紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ１１５）、その後画像形成処理を終了する。従って、加圧ローラ３２の荷重Ｆの設定動作、及び画像形成動作は、印刷データがなくなるまで記録用紙１枚毎に実行される。

従って、このフローによれば、印刷用紙の搬送速度（通紙速度Ｖｐ）を７０ｍｍ／ｓｅｃとし、定着温度を所定の温度範囲（ここでは１７０〜１８０℃）の所定値としたもとで、使用される記録用紙の紙厚に応じて、適宜加圧ローラ３２への荷重Ｆが設定され、必要なニップ幅Ｎが形成される。このため、使用される記録用紙の紙厚にかかわらず、良好な定着状態を維持できる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、記録用紙の紙厚が厚くなっても記録用紙の搬送速度を下げることなく良好な定着状態を維持できるため、これによって印刷効率の低下を招くことがない。

実施の形態２．
本実施の形態の画像形成装置は、使用する記録用紙５０の紙厚に応じて、加圧ローラ３２を加圧する荷重Ｆ、或いは記録用紙の通紙速度Ｖｐを適宜変えるように構成したものである。このため、本実施の形態の画像形成装置が前記した実施の形態１の画像形成装置に対して異なる点は、図５に示す速度制御部４１が、制御部２６の指示のもとに、第１の通紙速度Ｖｐ１と、この第１の通紙速度よりも遅い第２の通紙速度Ｖｐ２に切換可能に構成される点と、制御部２６の処理内容が一部異なる点である。従って、ここでは、上記の相違点を踏まえた上で、必要に応じて図１〜図５をそのまま参照する。

ここで、定着装置３の定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率と通紙耐久枚数の関係について説明する。図７は、定着装置３の定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率と通紙耐久枚数の関係を示すグラフである。

同図のグラフは、加圧ローラ３２による加圧力を調整して定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率を種々（８、１３、１４、１５、１６、１７、１８（％））に設定した定着装置を用いて定着耐久試験を行い、耐熱弾性層３０２の耐久劣化、即ちゴム劣化（軟化、硬化等）により、定着トナー画像に目視可能な印字不具合か発生したときの記録用紙の合計通紙枚数を耐久枚数としてプロットしたものである。尚、ここでは中厚紙の記録用紙を用いて５％印刷デューティにて連続通紙とし、その通紙速度を１２ＰＰＭとし、定着温度を１７０℃〜１８０℃の範囲に設定した。また、ここでいう耐熱弾性層３０２の圧縮率とは、耐熱弾性層３０２の層厚に対するニップ部６０（図２）における最大圧縮部の圧縮幅の割合である。図２では、ニップ部６０において明確に圧縮が発生しているように描写していないが、実際には圧縮が発生しているものとする。

図７のグラフに示すように、印刷速度を１２ＰＰＭとした場合、プロットした各点の近傍を複数の直線で結ぶと、傾きの異なる直線の交点、つまり変化点が圧縮率１４％付近にあり、圧縮率１４を超えると耐久枚数か著しく少なくなってしまうことか分かる。このため、圧縮率１４％以下の領域で定着動作を行うことによって、定着装置の耐久性を改善できることがわかる。

次に、紙厚の異なる印刷用紙に対して、加圧ローラ３２を加圧する荷重Ｆ、或いは記録用紙の通紙速度Ｖｐを種々設定して行った印刷試験とその結果について説明する。

定着試験は、以下の条件で行った。
（１）試験用装置として、上記した薄紙モード、中厚紙モード、厚紙モードに設定できる定着装置を備え、更に通紙速度をＶｐ１＝７０ｍｍ／ｓとＶｐ２＝５９ｍｍ／ｓとに設定できる画像形成装置を用いた。
（２）末定着記録用紙のトナー濃度（各色単色）を１００％印刷デューティとした。
（３）定着装置の上記定着温度を、１４０〜１８０℃の範囲で１０℃間隔で５段階に設定した。
（４）薄紙として富士ゼロックス（株）製Ｐ紙Ａ４（６４ｇ／ｍ^２、厚さ約０．０７ｍｍ）、中厚紙として（株）沖データ製エクセレントホワイトＡ４厚口（１０５ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１３ｍｍ）、厚紙としてｍｏｎｄｉ社（１６０ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１９ｍｍ）、をそれぞれ使用した。

表２は、上記定着試験の結果を表すもので、同表中の「×」、「△」、「○」の各評価印は、定着処理の後のトナー像に、大きな剥がれ有った場合には「×」を、微小の剥がれがあった場合には「△」を、剥がれがなかった場合には「○」を、それぞれ評価結果として記したものである。

同表から明らかなように、通紙速度Ｖｐ１＝７０ｍｍ／ｓにおいて、上記薄紙を使用して定着装置を薄紙モードに設定した試験１では、片側荷重が低荷重Ｆ１＝１０ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ１＝４ｍｍ、弾性層圧縮率＝５．０％となり、定着温度１４０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。また上記中厚紙を使用して定着装置を中厚紙モードに設定した試験２では、片側荷重が中荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ２＝５ｍｍ、弾性層圧縮率＝１０．０％となり、定着温度１６０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。また、上記厚紙を使用して定着装置を厚紙モードに設定した試験３では、片側荷重が高荷重Ｆ３＝１６ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ３＝６ｍｍ、弾性層圧縮率＝１４．６％となり、定着温度１７０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。

次に、通紙速度Ｖｐ１＝７０ｍｍ／ｓにおいて、上記厚紙を使用して定着装置を中厚紙モードに設定した試験４では、片側荷重が低荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ２＝５ｍｍ、弾性層圧縮率＝１０．０％となり、定着温度１８０℃のみにて良好な定着性を得ることが出来た。更に、試験４の条件において通紙速度のみをＶｐ２＝５９ｍｍ／ｓとした試験５では、定着温度１７０〜１８０℃に範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。

上記試験４と試験５の比較でも明らかなように、片側荷重が同じ中荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆであっても、通紙速度を遅くすることによって、定着性が改善されることがわかる。

ここで、定着装置３の定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率とニップ幅と基準通紙速度の関係について説明する。図８は、定着装置３の定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率（％）とニップ幅（ｍｍ）と通紙速度（ＰＰＭ）の関係を示すグラフである。尚、ここでいう基準通紙速度とは、所定の定着温度範囲（ここでは１７０〜１８０℃）において、良好な定着性を得ることが出来る上限の通紙速度であり、ここでは厚紙を使用して試験した。

同図から明らかなように、ニップ幅と弾性圧縮率は略正比例し、ニップ幅と基準通紙速度も略正比例する。図８のグラフでは、両者の比例線が一致するように、基準通紙速度のスケールを調整して記述している。このグラフからは、例えば厚紙において、弾性圧縮率が１０％の場合、ニップ幅が５ｍｍとなり、このニップ幅が５ｍｍの場合には、基準通紙速度が１０ＰＰＭ程度であることがわかり、更に通紙速度を下げることによって、良好な定着状態を維持したまま、弾性圧縮率を下げることができることがわかる。
尚、ここでの通紙速度単位ＰＰＭは、１分間に通紙する記録用紙の枚数を表すもので、Ａ４の記録用紙を用いた画像形成装置１において、１０ＰＰＭが通紙速度Ｖｐ２＝５９ｍｍ／ｓに相当し、１２ＰＰＭが通紙速度Ｖｐ１＝７０ｍｍ／ｓに相当する。

図９は、以上の各試験結果を踏まえ、弾性層圧縮率＝１４．６％となって、１４％を超えてしまう厚紙モードに設定することなく、厚紙を使用する際には、中厚紙モードのまま通紙速度を切換えることによって良好な定着状態を維持する、本実施の形態における印刷処理方法を示すフローチャートである。このフローチャートに基づいて、図１〜図５を参照しながら画像形成装置１による本実施の形態における印刷動作について以下に説明する。

先ず、印刷データ受信部４３（図５）において受信する外部装置からの印刷データを受けて行う印刷動作に先立って、加圧ローラ３２への荷重Ｆを初期化するため、低荷重Ｆ１（薄紙用）となるように偏芯カム３６をモータ２７により回転し、偏芯カム３６を図４（ａ）に示す薄紙モードにセットし(ステップＳ２０１)、更に通紙速度を通常速度、ここでは前記した第１の通紙速度Ｖｐ１＝７０ｍｍ／ｓにセットする(ステップＳ２０２)。

画像形成動作が開始されると、給紙カセット１８に収容された記録用紙５０は、給紙ローラ１９ａ、１９ｂ及び分離片２０によって１枚ずつ分離され繰り出され、搬送ローラ２１によってレジストローラ２２に搬送される(ステップＳ２０３)。ここでは紙厚読み取りセンサ２５が、レジストロ一ラ２２を記録用紙５０が通過する際のローラ位置変化を検出して紙厚を検知し、検知した紙厚情報を制御部２６に送信し、この紙厚情報を制御部２６が取り込む(ステップＳ２０４)。この状態で記録用紙５０の搬送を一時停止する。この搬送一時停止期間に、下記するステップＳ２０５〜ステップＳ２１１までの処理を実行する。

即ち、先ずここで検出された記録用紙５０が、薄紙か否かを判断する（ステップＳ２０５)。ここで記録用紙５０が薄紙（紙厚が０．０７ｍｍ以上０．１ｍｍ未満）と判定された場合（ステップＳ２０５、Ｙｅｓ）、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ａ）に示す薄紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ２０６）。ここで偏芯カム３６が、薄紙モードの位置にあれば（ステップＳ２０６、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ２１２に進み、薄紙モードの位置でなければ（ステップＳ２０６、Ｎｏ）、薄紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ２０７）、その後ステップＳ２１２に進む。

一方、ステップＳ２０５で記録用紙５０が薄紙でないと判定された場合（ステップＳ２０５、Ｎｏ）、更にここで検出された記録用紙５０が、中厚紙か否かを判断する（ステップＳ２０８)。ここで記録用紙５０が中厚紙（紙厚が０．１ｍｍ以上０．１６ｍｍ未満）と判定された場合（ステップＳ２０８、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ２１０に進み、中厚紙でないと判定された場合（ステップＳ２０８、Ｎｏ）、ここで検出された記録用紙５０が厚紙（紙厚が０．１６ｍｍ〜０．２５ｍｍ）であると判断し、通紙速度を低速度、ここでは前記した第２の通紙速度Ｖｐ２＝５９ｍｍ／ｓにセットし(ステップＳ２０９)、その後ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ｂ）に示す中厚紙モードの位置にあるか否かを確認し、中厚紙モードの位置にあれば（ステップＳ２１０、Ｙｅｓ）、そのままステップＳ２１２に進み、中厚紙モードの位置でなければ（ステップＳ２１０、Ｎｏ）、中厚紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ２１１）、その後ステップＳ２１２に進む。

以上のステップＳ２０５〜ステップＳ２１１の処理で、加圧ローラ３２の荷重Ｆの設定、及び速度制御部４１（図５）による通紙速度Ｖｐの設定を行った後、レジストローラ２２による印刷用紙５０の搬送を再開し、電子写真プロセス（帯電、露光、現像、転写、定着）に基づく画像形成動作を行う（ステップＳ２１２）。

その後、次に画像形成すべきページが残っているかどうかを確認し（ステップＳ２１３）、未処理ページがある場合には（ステップＳ２１３、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に戻ってステップＳ２０２〜ステップＳ２１２の処理を繰り返し、未処理ページが残っていない場合（ステップＳ２１３、Ｎｏ）、加圧ローラ３２への荷重Ｆを再び初期化するため、カム位置センサ２８の出力を取込み、偏芯カム３６が図４（ａ）に示す薄紙モードの位置にあるか否かを確認する（ステップＳ２１４）。ここで偏芯カム３６が、薄紙モードの位置にあれば（ステップＳ２１４、Ｙｅｓ）、そのまま画像形成処理を終了し、薄紙モードの位置でなければ（ステップＳ２１４、Ｎｏ）、薄紙モードへの変更処理を行い（ステップＳ２１５）、その後画像形成処理を終了する。従って、加圧ローラ３２の荷重Ｆの設定動作、通紙速度設定動作、及び画像形成動作は、印刷データがなくなるまで記録用紙１枚毎に実行される。

従って、このフローによれば、定着温度を所定の温度範囲（ここでは１７０〜１８０℃）の所定値としたもとで、使用される記録用紙の紙厚が薄紙或いは中厚紙の場合には、通常の通紙速度で、紙厚に応じて、適宜加圧ローラ３２への荷重Ｆが所定の範囲内（ここでは定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率が１４％以下となる範囲）で設定されて必要なニップ幅Ｎが形成され、使用される記録用紙の紙厚が厚紙の場合には、荷重Ｆを中荷重Ｆ２＝１２ｋｇｆ（上記圧縮率１０％に相当）としたまま、通紙速度を下げることによって、良好な定着状態を維持する。このため、耐熱弾性層３０２の圧縮率を１４％以上に設定することなく、使用される記録用紙の紙厚にかかわらず、良好な定着状態を維持できる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、定着ローラ３０の耐熱弾性層３０２の圧縮率を所定の範囲（ここでは１４％以下）とし、定着温度設定を同一としたまま、使用される記録用紙の紙厚にかかわらず、良好な定着状態を維持できる。このため、印刷の耐久枚数を低下させることなく、良好な定着状態を維持できる。

実施の形態３．
図１０は、本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置に採用される定着装置の要部構成を示す要部構成図である。

この定着装置５０３を採用する画像形成装置が、前記した図２に示す実施の形態１の定着装置３と主に異なる点は、実施の形態１の定着装置３が熱ローラ方式であるのに対して本実施の形態の定着装置５０３は定着ベルト５０４を用いた定着装置（以下、定着ベルト方式と称す）である点である。従って、この定着装置５０３を採用する画像形成装置が、前記した実施の形態１の画像形成装置１（図１）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態の画像形成装置の要部構成は、定着装置５０３以外において図１に示す実施の形態１の画像形成装置１の要部構成と共通するため、必要に応じて図１を参照する。

図１０に示すように、定着装置５０３は、未定着のトナー像５８を記録用紙５０に定着させるためのニップ部６０が、定着ローラ５３０と加圧ローラ５３２とを圧接させることによって形成されている。加圧ローラ５３２は、図示しない駆動源から回転力を受けて矢印Ｃ方向に後述する所定の速度で回転し、前記した実施の形態１での加圧ローラ３２と同様に、軸受け３４，３４を介して配設されたバネ３５，３５によって定着ローラ５３０に加圧され、偏芯カム３６，３６によって定着ローラ５３０に対する加圧ローラ５３２の加圧力を変化させることができる。尚、カム３６を駆動する構成は前記した実施の形態１と同じなので、ここでの詳細な説明は省略する。

定着ローラ５３０は、定着ベルト５０４の内側にあって加圧ローラ５３２に対向する位置に配置され、加圧ローラ５３２との圧接により、定着ベルト５０４を介してニップ幅Ｎのニップ部６０を形成している。定着ベルト５０４は、定着ローラ５３０と面状発熱体５０６を備えたベルト支持体５０５とによって張架されている。面状発熱体５０６は、その表面が定着ベルト５０４の内面に当接する位置に配置されて摺動する定着ベルト５０４に熱を与え、これにより定着ベルト５０４の温度が所定の温度まで上昇するように温度制御されている。

加圧ローラ５３２が、図示しない駆動源から回転力を受けて矢印Ｃ方向に回転すると、加圧ローラ５３２と定着ベルト５０４間の摩擦力、及び定着ベルト５０４と定着ローラ５３０間の摩擦力により、定着ベルト５０４と定着ローラ５３０とがそれぞれ矢印方向に従動回転する。後述する所定温度に加熱された定着ベルト５０４と共に、トナー像５８が転写された記録用紙５０がニップ部６０を通過することによって、加圧及び加熱により未定着トナーが記録用紙５０に定着する構成となっている。

定着ローラ５３０は、鉄から成る外径φ１４ｍｍのシャフト芯金５３０ａに層厚７ｍｍの発泡シリコーンゴム（スポンジ）層５３０ｂを設けた構成とし、ローラ外径がφ２８ｍｍとなっている。加圧ローラ５３２は、鉄から成る外径φ２４ｍｍの中空芯金（芯金厚さ１ｍｍ）５３２ａに層厚２ｍｍの発砲シリコーンゴム（スポンジ）層５３２ｂを設け、表層にトナー離型層５３２ｃとして層厚０．０３ｍｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブ層を設けた３層構造とし、ローラ外径がφ２８ｍｍとなっている。また前記したように、中空芯金５３２ａは、軸受け３４によって回転自在に保持されると共に、図示しない駆動源から回転力を受けるように構成されている。

定着ベルト５０４は、図示しない耐熱樹脂層、弾性層、表層から成る薄肉シームレスベルトである。耐熱樹脂層は、ポリイミド樹脂より構成されて、厚さ０．０８ｍｍ、内径φ３６ｍｍの寸法を有し、その上層（外側）の弾性層は、層厚０．３ｍｍのシリコーンゴム層で構成され、更にトナー離型層となる表層は、層厚０．０３ｍｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブ層で構成されている。

上記ベルト支持体５０５は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）など耐熱性の高い樹脂で構成されており、熱による変形、破損を考慮してガラスファイバー、ガラスビーズなどを添加し、強化したものを用いてもよい。また、定着ベルト５０４とベルト支持体５０５の間には摩擦低減のため、フッ素グリスなどの潤滑材を用いてもよい。

図１１は、面状発熱体５０６の構成例を示す分解斜視図である。
同図に示すように、面状発熱体５０６は、ステンレスやセラミックなどの基板５０６ａ上にガラスなど電気絶縁層５０６ｂを設け、その上にニッケル−クロム合金や銀−パラジウム合金の粉末などからなる抵抗発熱体５０６ｃを塗工し、更にガラスやフッ素系樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ）などからなる保護層５０６ｄで保護したものが用いられる。また、面状発熱体５０６は、定着ベルト５０４を張架するベルト支持体５０５の、定着ベルト５０４と接する外側の面の曲率と同程度の曲率を持ったものでもよい。

以上のように構成された定着ベルト方式は、印刷速度の高速化や立ち上がり時間の短縮を図るのに有用である。本実施の形態では、前記した実施の形態２と同様に、加圧ローラ５３２を加圧する荷重Ｆ、或いは記録用紙の通紙速度Ｖｐを適宜変えるように構成されている。

ここで、定着装置５０３の定着ローラ５３０の発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率と通紙耐久枚数の関係について説明する。図１２は、定着装置５０３の定着ローラ５３０の発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率と通紙耐久枚数の関係を示すグラフである。

同図のグラフは、定着装置５０３の定着ローラ５３０の発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率を種々（１０、１３、１４、１５、１６、１８、１９、２０（％））に設定した定着装置を用いて定着耐久試験を行い、発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの耐久劣化、即ちゴム劣化（軟化、硬化等）により、定着トナー画像に目視可能な印字不具合か発生したときの記録用紙の合計通紙枚数を耐久枚数としてプロットしたものである。尚、ここでは中厚紙の記録用紙を用いて５％印刷デューティにて連続通紙とし、その通紙速度を２８ＰＰＭとし、定着温度を１７０℃〜１８０℃の範囲に設定した。尚、ここでいう発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率とは、発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの層厚に対するニップ部６０（図２）における最大圧縮部の圧縮幅の割合である。

図１２のグラフに示すように、印刷速度を２８ＰＰＭとした場合、プロットした各点の近傍を複数の直線で結ぶと、傾きの異なる直線の交点、つまり変化点が圧縮率１５％付近にあり、圧縮率１５を超えると耐久枚数が著しく少なくなってしまうことか分かる。このため、圧縮率１５％以下の領域で定着動作を行うことによって、定着装置の耐久性を改善できることがわかる。

次に、紙厚の異なる印刷用紙に対して、加圧ローラ５３２を加圧する荷重Ｆ、或いは記録用紙の通紙速度Ｖｐを種々設定して行った印刷試験とその結果について説明する。

定着試験は、以下の条件で行った。
（１）試験用装置として、薄紙モード（低荷重Ｆ１＝１６ｋｇｆ）、中厚紙モード（中荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆ）、厚紙モード（高荷重Ｆ３＝２２ｋｇｆ）に設定できる定着装置を備え、更に通紙速度をＶｐ１＝１６７ｍｍ／ｓとＶｐ２＝１４３ｍｍ／ｓとに設定できる画像形成装置を用いた。
（２）末定着記録用紙のトナー濃度（各色単色）を１００％印刷デューティとした。
（３）定着装置の上記定着温度を、１４０〜１８０℃の範囲で１０℃間隔で５段階に設定した。
（４）薄紙として富士ゼロックス（株）製Ｐ紙Ａ４（６４ｇ／ｍ^２、厚さ約０．０７ｍｍ）、中厚紙として（株）沖データ製エクセレントホワイトＡ４厚口（１０５ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１３ｍｍ）、厚紙としてｍｏｎｄｉ社（１６０ｇ／ｍ^２、厚さ約０．１９ｍｍ）、をそれぞれ使用した。

表３は、上記定着試験の結果を表すもので、同表中の「×」、「△」、「○」の各評価印は、定着処理の後のトナー像に、大きな剥がれ有った場合には「×」を、微小の剥がれがあった場合には「△」を、剥がれがなかった場合には「○」を、それぞれ評価結果として記したものである。

同表から明らかなように、通紙速度Ｖｐ１＝１６７ｍｍ／ｓにおいて、上記薄紙を使用して定着装置を薄紙モードに設定した試験１では、片側荷重が低荷重Ｆ１＝１６ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ１＝１０ｍｍ、弾性層圧縮率＝１０．７％となり、定着温度１４０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。また上記中厚紙を使用して定着装置を中厚紙モードに設定した試験２では、片側荷重が中荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ２＝１１ｍｍ、弾性層圧縮率＝１３．０％となり、定着温度１６０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。また、上記厚紙を使用して定着装置を厚紙モードに設定した試験３では、片側荷重が高荷重Ｆ３＝２２ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ３＝１２ｍｍ、弾性層圧縮率＝１５．６％となり、定着温度１７０〜１８０℃の範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。

次に、通紙速度Ｖｐ１＝１６７ｍｍ／ｓにおいて、上記厚紙を使用して定着装置を中厚紙モードに設定した試験４では、片側荷重が低荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆ、ニップ幅Ｎ２＝１１ｍｍ、弾性層圧縮率＝１３．０％となり、定着温度１８０℃のみにて良好な定着性を得ることが出来た。更に、試験４の条件において通紙速度のみをＶｐ２＝１４３ｍｍ／ｓとした試験５では、定着温度１７０〜１８０℃に範囲にて良好な定着性を得ることが出来た。

上記試験４と試験５の比較でも明らかなように、片側荷重が同じ中荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆであっても、通紙速度を遅くすることによって、定着性が改善されることがわかる。ここでの通紙速度単位ＰＰＭは、１分間に通紙する記録用紙の枚数を表すもので、Ａ４の記録用紙を用いた画像形成装置１において、２８ＰＰＭが通紙速度Ｖｐ１＝１６７ｍｍ／ｓに相当する。

以上の各試験結果を踏まえ、弾性層圧縮率＝１５．６％となって、１５％を超えてしまう厚紙モードに設定することなく、厚紙を使用する際には、速度を切換えることによって良好な定着状態を維持する、本実施の形態における印刷処理方法について説明する。

ここでは、前記した実施の形態２で行なった、図９に示す印刷処理方法と全く同じ流れに従って印刷を実行するようにする。ただし、ここでは、
低荷重Ｆ１＝１６ｋｇｆ（薄紙モード）、
中荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆ（中厚紙モード）、
高荷重Ｆ３＝２２ｋｇｆ（厚紙モード）であり、
通紙速度Ｖｐ１＝１６７ｍｍ／ｓ
通紙速度Ｖｐ２＝１４３ｍｍ／ｓである。

従って、このフローによれば、定着温度を所定の温度範囲（ここでは１７０〜１８０℃）の所定値としたもとで、使用される記録用紙の紙厚が薄紙或いは中厚紙の場合には、通常の通紙速度（Ｖｐ１＝１６７ｍｍ／ｓ）で、紙厚に応じて、適宜加圧ローラ５３２への荷重Ｆが所定の範囲内（ここでは定着ローラ５３０の発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率が１５％以下となる範囲）で設定されて必要なニップ幅Ｎが形成され、使用される記録用紙の紙厚が厚紙の場合には、荷重Ｆを中荷重Ｆ２＝１８ｋｇｆ（上記圧縮率１３％に相当）としたまま、通紙速度を下げる（Ｖｐ２＝１４３ｍｍ／ｓとする）ことによって、良好な定着状態を維持する。このため、発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率を１５％より大きくに設定することなく、使用される記録用紙の紙厚にかかわらず、良好な定着状態を維持できる。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、定着ローラ５３０の発泡シリコーンゴム（弾性）層５３０ｂの圧縮率を所定の範囲（ここでは１５％以下）とし、定着温度設定を同一としたまま、使用される記録用紙の紙厚にかかわらず、良好な定着状態を維持できる。このため、印刷の耐久枚数を低下させることなく、良好な定着状態を維持できる。

尚、上記した各実施の形態では、記録媒体として普通紙のほかにＯＨＰシート、カード、葉書、秤量が２００ｇ／ｍ^２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を使用することができる。
また、上記した各実施の形態では、紙厚読取センサによって、自動的に厚みを検知して、その検知結果よりカムモータ制御を行ったが、これに限定されものではなく、オペレータ又は図示せぬ上位部からの制御部２６への入力による厚み設定に応じてカムモータの制御を行っても良い。
また、上記した各実施の形態では、印刷処理の流れを示すフローチャートにおいて、最初（ステップＳ１０１）にカム位置をＦ１（薄紙）に初期化してから、薄紙、中厚紙、厚紙の順で判断してカム位置（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）の制御を行ったが、これに限定されるものではなく、最初にカム位置をＦ３（厚紙）に初期化を行ってから、厚紙、中厚紙、薄紙の順で判断してカム位置（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）の制御を行っても良い。
また、定着装置は、画像形成装置本体に対して一体的に装着されてもよいし、画像形成装置本体に対して脱着可能に構成されてもよいなど、種々の態様を取り得るものである。

各実施の形態では、カラー用電子写真式プリンタを例にして説明しているが、本発明を、ファクシミリ装置、複写機、複合機等に適用することができる。

１ 画像形成装置、 ３ 定着装置、 １１ 画像形成ユニット、 １２ 感光体ドラム、 １３ 転写ローラ、 １４ 搬送ベルト、 １６ 露光装置、 １７ 上部カバー、 １８ 給紙カセット、 １９ 給紙ローラ、 ２０ 分離辺、 ２１ 搬送ローラ対、 ２２ レジストローラ対、 ２３ 排出ローラ対、 ２４ 排出搬送ローラ対、 ２５ 紙厚読み取りセンサ、 ２６ 制御部、 ２７ カムモータ、 ２８ 加圧カムポジションセンサ、 ３０ 定着ローラ、 ３１ 駆動ギア、 ３２ 加圧ローラ、 ３３ ハロゲンヒータ、 ３４ 軸受け、 ３５ バネ、 ３６ 偏芯カム、 ３７ バネ受け部材、 ３７ａ 回動軸部、 ３８ 駆動シャフト、 ３９ 軸受け、 ４１ 媒体搬送モータ、 ４２ 定着制御部、 ４２ａ 温度制御部、 ４２ｂ 加圧量制御部、 ５０ 記録用紙、 ５１ 用紙センサ、 ５２ 用紙センサ、 ５３ 書込みセンサ、 ５４ 用紙センサ、 ５５ ドライブローラ、 ５６ アイドルローラ、 ５８ トナー像、 ６０ ニップ部、 １０１ 帯電ローラ、 １０２ 現像ローラ、 １０３ トナー供給部、 １０４ クリーニングブレード、 ３０１ 芯金外周面、 ３０２ 耐熱弾性層、 ３０３ フッ素樹脂層、 ３２１ 芯金外周面、 ３２２ 耐熱弾性層、 ３２３ フッ素樹脂層、 ３５０ サーミスタ、 ５０３ 定着装置、 ５０４ 定着ベルト、 ５０５ ベルト支持体、 ５０６ 面状発熱体、 ５０６ａ 基板、 ５０６ｂ 電気絶縁層、 ５０６ｃ 抵抗発熱体、 ５０６ｄ 保護層、 ５３０ 定着ローラ、 ５３０ａ シャフト芯金、 ５３０ｂ 発泡シリコーンゴム（スポンジ）層、 ５３２ 加圧ローラ、 ５３２ａ 中空芯金、 ５３２ｂ 発砲シリコーンゴム（スポンジ）層、 ５３２ｃ トナー離型層。

Claims (12)

1. 画像形成部により形成されて印刷媒体に付着した現像剤を熱及び圧力を加えて定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記印刷媒体を加熱する加熱部と、
   前記加熱部を加圧して、前記加熱部とによって所定のニップ部を形成する加圧部と、
   前記ニップ部を経由して所定方向に前記印刷媒体を所定の搬送速度で搬送すべく、前記加熱部及び前記加圧部の少なくともどちらか一方を駆動する搬送駆動手段と、
   通過する前記印刷媒体の厚みを検出して厚み情報を出力する印刷媒体厚検出手段と、
   前記厚み情報に基づいて前記印刷媒体の厚さを認知し、前記加圧部による加圧量を制御する加圧量制御手段と
   を有し、
   前記印刷媒体厚検出手段は、前記画像形成部より搬送方向上流側に設けられて前記印刷媒体を搬送する搬送ローラを備え、該搬送ローラの位置変位に基づいて搬送する前記印刷媒体の厚みを検出し、
   前記加圧量制御手段は、前記印刷媒体の厚さが増すのに応じて前記加圧部による加圧量を段階的に増加し、未処理ページが残っていない場合、薄い印刷媒体に対応した段階の加圧量の状態とし、
   前記搬送ローラ下に前記印刷媒体が存在する状態で搬送を一時停止し、検出される前記厚み情報に基づいて前記加圧量を設定した後、前記印刷媒体の搬送を再開することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置は、前記搬送速度を第１の搬送速度と前記第１の搬送速度よりも遅い第２の搬送速度に切換可能な搬送速度設定部を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記加熱部は、シリコーンゴム層を有する定着ローラと該定着ローラの内部に備えられた発熱体とを有し、該定着ローラの外周面に前記ニップ部が形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記加熱部は、シリコーンゴム層を有する定着ローラと該定着ローラの内部に備えられた発熱体とを有して該定着ローラの外周面に前記ニップ部が形成され、前記加圧量が、前記印刷媒体の厚さが増すのに伴って、前記加圧量によって定まる前記定着ローラの圧縮率が所定の耐久性能を確保できる上限値に最も近くなる段階に設定された場合において、前記印刷媒体の厚さの更なる増加に対して、前記加圧量を増加させることなく、前記搬送速度を第１の搬送速度から前記第２の搬送速度に切換えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記加熱部は、発泡シリコーンゴム層を有する定着ローラと、発熱部を備えたベルト支持体と、前記定着ローラと前記ベルト支持体との間に張架されたベルト体とを有し該定着ローラの外周面に前記ニップ部が形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記加熱部は、発泡シリコーンゴム層を有する定着ローラと、発熱部を備えたベルト支持体と、前記定着ローラと前記ベルト支持体との間に張架されたベルト体とを有し該定着ローラの外周面に前記ニップ部が形成され、前記加圧量が、前記印刷媒体の厚さが増すのに伴って、前記加圧量によって定まる前記定着ローラの圧縮率が所定の耐久性能を確保できる上限値に最も近くなる段階に設定された場合において、前記印刷媒体の厚さの更なる増加に対して、前記加圧量を増加させることなく、前記搬送速度を第１の搬送速度から前記第２の搬送速度に切換えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
7. 前記圧縮率の前記上限値が１４％であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
8. 前記圧縮率の前記上限値が１５％であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記第１の搬送速度が１２ＰＰＭであり、第２の搬送速度が１０ＰＰＭであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
10. 前記第１の搬送速度が２８ＰＰＭであり、第２の搬送速度が２４ＰＰＭであることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
11. 画像形成部により形成されて印刷媒体に付着した現像剤を熱及び圧力を加えて定着する定着装置を備えた画像形成装置において、
    前記印刷媒体を加熱する加熱部と、
    前記加熱部を加圧して、前記加熱部とによって所定のニップ部を形成する加圧部と、
    前記ニップ部を経由して所定方向に前記印刷媒体を所定の搬送速度で搬送すべく、前記加熱部及び前記加圧部の少なくともどちらか一方を駆動する搬送駆動手段と、
    通過する前記印刷媒体の厚みを検出して厚み情報を出力する印刷媒体厚検出手段と、
    前記厚み情報に基づいて前記印刷媒体の厚さを認知し、前記加圧部による加圧量を制御する加圧量制御手段と
    を有し、
    前記印刷媒体厚検出手段は、前記画像形成部より搬送方向上流側に設けられて前記印刷媒体を搬送する搬送ローラを備え、該搬送ローラの位置変位に基づいて搬送する前記印刷媒体の厚みを検出し、
    前記加圧量制御手段は、前記加圧部を、前記印刷媒体の厚さに応じて、少なくとも薄い印刷媒体と該薄い印刷媒体以外の印刷媒体とに対応する加圧量の状態とし、未処理ページが残っていない場合、前記薄い印刷媒体に対応した加圧量の状態とし、
    前記搬送ローラ下に前記印刷媒体が存在する状態で搬送を一時停止し、検出される前記厚み情報に基づいて前記加圧量を設定した後、前記印刷媒体の搬送を再開することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記加圧量制御手段は、前記印刷媒体の厚さが増すのに応じて前記加圧部による加圧量を段階的に増加することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。

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