JP5494679B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置を備える、プリンター、複写機等の画像形成装置に関し、特に、定着ニップ通過後の記録シートのジャムの発生を低減させる技術に関する。

プリンター、複写機等の画像形成装置では、記録シート上に形成されたトナー像（未定着画像）を熱定着させるための定着装置が備えられている。この定着装置は、通常、定着ローラーや定着ベルト等の定着回転体と、加圧ローラーとから構成されており、定着回転体に加圧ローラーが圧接されて形成される定着ニップに、トナー像が形成された記録シートを通紙することにより、トナー像が記録シート上に熱定着される。

又、定着装置には、熱定着後に定着ニップから搬出される記録シートを、定着回転体から分離するための分離装置が設けられている。分離装置が分離爪である場合には、その先端部が定着回転体の外周面に当接するように配置されている。
これにより、熱定着時に定着ニップを通過してトナー像が熱定着された記録シートは、分離爪の先端部によって定着回転体の外周面から剥離され、定着回転体から分離される。その結果、定着ニップを通過した記録シートが、定着回転体の外周面に付着したまま、定着回転体から分離されないといったジャムが発生するのを防止している。

特開２００８−１３９４４５号公報

ところで、近年、用紙の白色度や平滑度等を向上させる目的で、炭酸カルシウム等の添加剤を多く（例えば、１０〜２０％）含有した用紙が記録シートとして使用されるようになってきている。これらの添加剤は熱定着時に定着回転体と接触した際にその外周面に紙粉として静電気的に付着しやすい性質を有している。このような紙粉が定着回転体の外周面に付着すると、付着した紙粉を介して、さらにトナーが付着する場合がある。そして、紙粉にトナーが付着すると、その後、トナー像が形成された記録シートが定着ニップを通過した際に、紙粉に付着したトナーと、記録シートのトナーとが結着して記録シートが定着回転体の外周面に強く付着してしまうことになる。

このようにして定着回転体上の外周面に記録シートが強く付着してしまうと、分離爪の先端部によって記録シートを定着回転体の外周面上から剥離させにくくなり、その結果、記録シートが定着回転体の外周面に巻きついてしまい、ジャムが発生するという不具合が生じる。
又、定着回転体に付着した紙粉を除去するためのクリーニング装置を設けることも考えられるが、クリーニング装置を設けた場合には、定着回転体の熱の一部がクリーニング装置に奪われてしまい、その分、ウォームアップ時の定着回転体の昇温効率が悪くなり、ウォームアップに要する時間が長くなってしまうという不具合が生じる。

本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、クリーニング装置を設けることなく、定着ニップを形成する定着回転体への記録シートの紙粉の付着に起因するジャムの発生を低減させることが可能な定着装置及び当該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る定着装置は、定着回転体に加圧部材が圧接されて形成される定着ニップに記録シートを通紙させて、未定着画像の熱定着を行う定着装置であって、前記定着回転体への紙粉付着量を指標する値を取得する紙粉量取得手段と、取得した値によって指標される紙粉付着量が許容量以上である場合に、熱定着時における記録シートへの熱供給量を、許容量未満である場合の当該熱供給量よりも増やす制御をする熱供給量制御手段と、を備える。

ここで、定着回転体は、無端状の定着ベルトであることとすることができる。又、前記指標する値は、前記定着回転体の通紙領域における表面電位の測定値であることとすることができる。又、本発明の一形態に係る画像形成装置は、前記定着装置を備える画像形成装置とすることができる。

上記構成を備えることにより、定着回転体への記録シートの紙粉付着量が許容量以上となり、紙粉の付着に起因する、熱定着時の記録シートのジャムが発生しやすくなると、記録シートへの熱供給量が、当該紙粉付着量が許容量未満の場合の当該熱供給量よりも増やされるように制御されるので、熱供給量が増やされた分だけ、未定着画像を形成するトナー中に含まれるワックスが熱定着時に溶解しやすくなり、これによりトナーの離型性を高めることができる。

その結果、記録シート上のトナーが定着回転体の外周面に付着しにくくなり、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生を低減することができる。このように、クリーニング装置を設けることなく、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生を低減することができる。
ここで、前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、前記許容量未満である場合の前記定着回転体の定着温度よりも前記定着回転体の定着温度を上昇させる制御であることとしてもよい。

これにより、定着回転体への記録シートの紙粉付着量が許容量以上となり、紙粉の付着に起因する、熱定着時の記録シートのジャムが発生しやすくなると、紙粉付着量が許容量未満の場合に比べ、定着温度を上昇させることにより、記録シートへの熱供給量が増やされるので、熱定着時間を延長することなく、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生の低減化に必要な熱量を供給することができ、印刷処理全体の生産性を低下させることなく、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生の低減化を図ることができる。

ここで、前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、記録シートが前記定着ニップを通過する通過速度を前記許容量未満である場合における当該通過速度よりも遅くする制御であることとしてもよい。
これにより、定着回転体への記録シートの紙粉付着量が許容量以上となり、紙粉の付着に起因する、熱定着時の記録シートのジャムが発生しやすくなると、紙粉付着量が許容量未満の場合に比べ、記録シートが定着ニップを通過する時間を長くすることにより、記録シートへの熱供給量が増やされるので、定着ニップへの電力供給量を増やすことなく、消費電力の増大をおさえながら、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生の低減化を図ることができる。

又、前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、前記定着ニップに通紙される記録シート間の紙間距離を、前記許容量未満である場合における当該紙間距離よりも長くする制御であることとしてもよい。
これにより、定着回転体への記録シートの紙粉付着量が許容量以上となり、紙粉の付着に起因する、熱定着時の記録シートのジャムが発生しやすくなると、定着ニップに通紙される記録シート間の紙間距離を長くすることにより、記録シートが定着ニップを通過する頻度を少なくし、記録シートの通過による定着ニップの熱量の低下量が低減されるので、紙粉付着量が許容量未満の場合に比べ、記録シートへの熱供給量を増やすことができる。その結果、定着ニップへの電力供給量を増やすことなく、消費電力の増大をおさえながら、定着回転体への紙粉の付着に起因する記録シートのジャムの発生の低減化を図ることができる。

プリンター１の構成を示す図である。 定着装置５の構成を示す断面図である。 定着ベルト５２の構成を示す断面図である。 制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。 記録シートの種類と定着ベルトへの紙粉の付着量との関係について調べた実験結果を示す。 定着ベルト５２への紙粉付着量が、定着ベルト５２における表面電位が−１３００Ｖ以下の付着量に達している場合における、定着ニップから記録シートへ供給される熱供給量と、ジャム抑制効果との関係について調べた実験結果を示す図である。 定着制御部５０が行う熱供給量制御処理の動作を示すフローチャートである。 実施例１〜４の何れかの熱供給量制御処理を行った場合と何れの熱供給量制御処理も行わなかった場合（対照例）について、トナー汚れランク及びジャム発生有無を比較した実験結果を示す。

(実施の形態)
以下、本発明に係る一形態の画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンター（以下、単に「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。
［１］プリンターの構成
先ず、本実施の形態に係るプリンター１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るプリンター１の構成を示す図である。同図に示すように、このプリンター１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、制御部６０を備えている。

プリンター１は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続され、外部の端末装置（不図示）や図示しない表示部を有する操作パネルから印刷指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成し、これらを記録シートへ多重転写してフルカラーの画像を形成することにより、記録シートへの印刷処理を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成要素の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。

画像プロセス部３は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、露光部１０、中間転写ベルト１１、二次転写ローラー４５などを有している。作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成は、いずれも同様の構成であるため、以下、主として作像部３Ｙの構成について説明する。
作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラー３４Ｙ、および感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナー３５Ｙなどを有しており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。現像器３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙに対向し、感光体ドラム３１Ｙに帯電トナーを搬送する。中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１２と従動ローラー１３に張架されて矢印Ｃ方向に周回駆動される。又、従動ローラー１３の近傍には、中間転写ベルト上に残留するトナーを除去するためのクリーナー２１が配置されている。

露光部１０は、レーザーダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザー光Ｌを発し、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラムを露光走査する。この露光走査により、帯電器３２Ｙにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ上に静電潜像が形成される。作像部３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各感光体ドラム上にも同様にして静電潜像が形成される。

各感光体ドラム上に形成された静電潜像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの
各現像器により現像されて各感光体ドラム上に対応する色のトナー像が形成され
る。形成されたトナー像は、作像部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの各一次転写ローラー（図１では、作像部３Ｙに対応する一次転写ローラーのみ符号３４Ｙを付し、他の一次転写ローラーについては、符号を省略している。）により、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように、中間転写ベルト１１上にタイミングをずらして順次一次転写された後、二次転写ローラー４５による静電力の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。

トナー像が二次転写された記録シートは、さらに定着装置５に搬送され、記録シート上のトナー像（未定着画像）が、定着装置５において加熱及び加圧されて記録シートに熱定着された後、排出ローラー７１により排紙トレイ７２に排出される。
給紙部４は、記録シート（図１の符号Ｓで表す）を収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の記録シートを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラー４２と、繰り出された記録シートを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとって記録シートを搬送するタイミングローラー４４などを備えている。

給紙カセットは、１つに限定されず、複数であってもよい。記録シートとしては、大きさや厚さの異なる用紙（普通紙、厚紙）やＯＨＰシートなどのフィルムシートを利用できる。給紙カセットが複数ある場合には、大きさ又は厚さ又は材質の異なる記録シートを複数の給紙カセットに収納することとしてもよい。
タイミングローラー４４は、中間転写ベルト１１上の同じ位置で重ね合わされるように中間転写ベルト１１上に一次転写されたトナー像が二次転写位置４６に搬送されるタイミングに合わせて、記録シートをニ次転写位置４６に搬送する。そして、二次転写位置４６において、ニ次転写ローラー４５により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して記録シート上に二次転写される。

繰り出しローラー４２、タイミングローラー４４等の各ローラーは、搬送モーター（不図示）を動力源とし、歯車ギヤーやベルトなどの動力伝達機構（不図示）を介して回転駆動される。この搬送モーターとしては、例えば、高精度の回転速度の制御が可能なステッピングモーターが使用される。
［２］定着装置の構成
次に定着装置５の構成について説明する。図２は、定着装置５の構成を示す断面図である。同図の符号Ｓは、未定着画像が形成された記録シートを示す。同図に示すように、定着装置５は、定着制御部５０、定着ローラー５１、加熱ローラー５３、定着ローラー５１と加熱ローラー５３とによって張架される定着ベルト５２、定着ベルト５２を介して定着ローラー５１を押圧して定着ニップｎを形成する加圧ローラー５４、加圧ローラー５４を回転駆動させる加圧ローラー駆動モーター５５、ヒーター電源５６、ヒーター５７、温度センサー５８、表面電位検出装置５９、定着ニップｎの出口近傍において、先端部が定着ベルト５２の外周面と当接する分離爪５５０等から構成され、定着制御部５０によって定着装置５全体の動作が制御される。

定着ローラー５１、定着ベルト５２、加熱ローラー５３は、加圧ローラー５４が、加圧ローラー駆動モーター５５により矢印Ａ方向に回転駆動されることにより、矢印Ｂ方向に従動回転する。加圧ローラー駆動モーター５５の駆動は、定着制御部５０により制御され、これにより、定着ベルト５２及び加圧ローラー５４の回転速度が制御される。
定着ベルト５２の通紙領域を挟んで加熱ローラー５３と対向する領域内には、定着ベルト５２の温度を検出する温度センサー５８が配置されており、定着制御部５０は、温度センサー５８の検出する検出温度に応じて加熱ローラー５３の加熱を制御し、定着ベルト５２の温度が目標温度（例えば、１８０℃）になるように制御する。

具体的には、定着制御部５０は、加熱ローラー５３の内部に配置されているヒーター５７へ電源を供給するヒーター電源５６のオン・オフを制御することにより、加熱ローラー５３の加熱を制御し、定着ベルト５２の温度が目標温度になるように制御する。
ここで、「目標温度」とは、熱定着動作における消費電力量を低減化する観点から定められている温度であって、記録シート上の未定着画像を支障なく熱定着することが可能な温度である定着温度の中で、最も低温の定着温度に相当する温度（ここでは、１８０℃に設定されているものとする。）のことをいう。目標温度は、記録シートの種類（厚紙、普通紙、薄紙等の種類）や印刷条件（例えば、モノクロ印刷、カラー印刷等の印刷条件）によって、異なる定着温度が設定されることとしてもよい。

又、定着ベルト５２の回転方向（定着ニップｎを起点と定義したときの回転方向）において、加熱ローラー５３より下流側で定着ローラー５１より上流側の、定着ベルト５２の通紙領域に対向する領域内には、定着ベルト５２の通紙領域の表面電位を測定する表面電位検出装置５９が配置されており、定着制御部５０は、当該表面電位の測定値を、定着ベルト５２上に付着する紙粉量を指標する値として、表面電位検出装置５９から取得し、後述する熱供給量制御処理を行う。

表面電位検出装置５９は、定着ベルト５２の外周面の通紙領域と非接触に対向するように配置された検知センサーと、定着ベルト５２を挟んで当該検知センサー５９１と対向するように定着ベルト５２の内周面に接触配置された金属板５９２とから構成される。ここでは、表面電位検出装置５９として表面電位センサー（ＴＲＥＫ社製、型式 Ｍｏｄｅｌ３４４）を用いている。

定着ローラー５１は、円筒状の金属製の芯金５１１の外周面を、弾性層５１２で被覆して構成される。定着ローラー５１は、例えば、肉厚２〜５ｍｍの円柱状の芯金５１１の外周面に厚さ２〜１０ｍｍの弾性層５１２を形成し、外径２０〜５０ｍｍのローラーとして構成することができる。芯金５１１に用いる金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属を使用することができる。弾性層５１２としては、シリコーンゴム、シリコーンスポンジ等の弾性体を使用することができる。

定着ベルト５２は、周回駆動される無端状のベルトであり、加熱ローラー５３により加熱され、熱定着動作時に記録シートＳと接触して記録シート上の未定着画像を熱溶融させる。図３は、定着ベルト５２の構成を示す断面図である。定着ベルト５２は、基層５２１、弾性層５２２、離型層５２３が、この順に積層されて構成される。定着ベルト５２としては、例えば、外径６０〜１２０ｍｍで、基層５２１の厚さが５０〜１００μｍ、弾性層５２２の厚さが５０〜２００μｍ、離型層５２３の厚さが１０〜３０μｍのものを用いることができる。

基層５２１としては、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性の樹脂を用いることができる。弾性層５２２としては、シリコーンゴムなどの耐熱弾性材料を用いることができる。離型層５２３としては、例えば、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体）、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化エチレン共重合体）、ＰＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）等のフッ素樹脂を使用することができる。

図２の説明に戻って、加熱ローラー５３は、中空円筒状の金属製の芯金５３１と、その外周面を被覆するコート層５３２とを有し、芯金５３１の内部（中空部）には、ヒーター５７が配置されている。加熱ローラー５３としては、例えば、外径約２５ｍｍ（芯金５３１の厚さ約１ｍｍ、コート層５３２の厚さ約２０μｍ）のローラーを用いることができる。芯金５３１に用いる金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属を使用することができる。コート層５３２は、定着ベルト５２との磨耗による劣化防止のために設けられる。コート層５３２としては、例えば、ＰＴＦＥを用いることができる。又、ヒーター５３３としては、例えば、９９９Ｗ、発光長２９０ｍｍのハロゲンヒーターランプを用いることができる。

加圧ローラー５４は、中空円筒状の金属製の芯金５４１と、その外周面を被覆する弾性層５４２と、弾性層５４２の外周面を被覆する離型層５４３とから構成される。加圧ローラー５４としては、例えば、外径３５ｍｍ（芯金５４１の厚さ２ｍｍ、弾性層５４２の厚さ４ｍｍ、離型層５４３の厚さ約３０μｍ）のローラーを用いることができる。
芯金５４１に用いる金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属を使用することができる。弾性層５４２としては、例えば、シリコーンゴム、シリコーンスポンジ、フッ素ゴム等の弾性材料を用いることができる。離型層５４３としては、定着ベルト５２の離型層５２３と同様の材料を用いることができる。

なお、図示していないが、定着装置５には、定着ローラー５１、加熱ローラー５３、加圧ローラー５４の長手方向両端部を支え、かつ、これらの部材を覆っているフレームが設けられている。このフレームには、記録シートの出入口部や、定着ローラー５１、加熱ローラー５３、加圧ローラー５４の長手方向両端部を支えている付近において、必要に応じて隙間が設けられている。

［３］制御部の構成
図４は、制御部６０の構成と制御部６０の制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。制御部６０は、所謂コンピュータであって、同図に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）６０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）６０４、画像データ記憶部６０５などを備える。

通信Ｉ／Ｆ部６０２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮに接続するためのインターフェースである。ＲＯＭ６０３には、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、操作パネル７、画像読取装置８等を制御するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ６０４は、ＣＰＵ６０１のプログラム実行時のワークエリアとして用いられる。
画像データ記憶部６０５は、通信Ｉ／Ｆ部６０２や画像読取部８を介して入力された、印刷用の画像データを記憶している。

ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３に格納されている各種プログラムを実行することにより、画像プロセス部３、給紙部４、定着装置５、操作パネル７、画像読取装置８等を制御する。ＣＰＵ６０１は、定着制御部５０と互いに通信可能なように構成され、定着制御部５０を介して定着装置５を制御する。
［４］定着ベルトへの紙粉の付着とジャム発生との関係について
図５は、記録シートの種類と定着ベルトへの紙粉の付着量との関係について調べた実験結果を示す。実験は、ＪＩＳ規格で白色度が９０％以上の白色度が高い用紙（以下、「高白色度用紙」という。）と、白色度がＪＩＳ規格で７０〜８０％の用紙（以下、「低白色度用紙」という。）について、プリンター１を用いて、印刷速度３５枚／分で１００秒間印刷処理をそれぞれ行い、印刷処理期間中における両者の定着ベルト５２への紙粉付着量を比較することにより行った。

紙粉付着量の検出は、紙粉付着による定着ベルト５２の表面電位の変化を表面電位検出装置５９により測定することにより行った。又、印刷処理開始後、所定時間経過する毎に（ここでは、１０秒，２０秒，４０秒，６０秒，８０秒，１００秒の各時間経過する毎に）、目視により定着ベルト５２上におけるトナーの汚れの程度（汚れの大きさ、数等）を、ランク付けして評価した（ここでは、ランクを４ランクとし、汚れの程度がひどくなるに従ってランク値（以下、「トナー汚れランク」という。）を大きくすることとした。）。

図５の符号５０１で示す２点鎖線は、低白色度用紙を用いて印刷処理を行った場合における定着ベルト５２の表面電位の経時変化を示し、同図の符号５０２で示す２点鎖線は、高白色度用紙を用いて印刷処理を行った場合における定着ベルト５２の表面電位の経時変化を示す。
又、同図の符号５０３で示す実線は、低白色度用紙を用いて印刷処理を行った場合におけるトナー汚れランクの経時変化を示し、同図の符号５０４は、高白色度用紙を用いて印刷処理を行った場合におけるトナー汚れランクの経時変化を示す。

両者の結果を比較すると、低白色度用紙の場合には、高白色度用紙の場合に比べ、定着ベルト５２の表面電位の低下量は少なく、当該表面電位が、符号５０５の実線で示す−１３００Ｖ以下になることはなかったのに対し、高白色度用紙の場合には、印刷処理開始後、２０秒経過するまでに、当該表面電位が−１３００Ｖを下回り、印刷処理終了時までに−２０００Ｖ近くまで低下した。この結果は、高白色度用紙では、印刷処理期間中における定着ベルト５２への紙粉付着量が、低白色度用紙に比べ、多くなることを示している。

又、トナー汚れランクは、定着ベルト５２の表面電位が低下するに従って大きくなる傾向を示し、定着ベルト５２への紙粉付着量が増大すると、トナーが定着ベルト５２に付着しやすくなることが確認された。
図６（ａ）は、定着ベルト５２への紙粉付着量が、定着ベルト５２における表面電位が−１３００Ｖ以下に相当する付着量に達している場合における、定着ニップから記録シートへ供給される熱供給量と、ジャム抑制効果との関係について調べた実験結果を示す図である。

実験は、図６（ｂ）に示すように、記録シート（ここでは、高白色度用紙とする。）上の画像形成が可能な画像領域（同図の点線矩形で示す領域）の内、定着ニップｎへ通紙される方向の先端部（以下、「通紙方向先端部」という。）からの距離（以下、「先端欠損幅」という。）が所定の距離（Ｙ）になる位置までの領域（Ｐ）を除く領域（Ｑ）に斜線で示すパッチトナー像を形成し、定着装置５を用いて熱定着したときのジャムの発生の有無を調べることにより、行った。

所定の距離（Ｙ）としては、３０ｍｍ、２５ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍの各距離についてジャムの発生の有無を調べた。
又、各距離についてジャムの発生の有無を調べる実験において形成するパッチトナー像についての熱定着は、定着ニップから記録シートへの熱供給量をそれぞれ変えて（ここでは、定着ニップｎにおける温度（Ｔ）を目標温度（１８０℃）±２０℃の範囲内で変更して）行った。

図６（ａ）の○印は、「ジャムの発生が無かった」ことを示し、×印は、「ジャムの発生が有った」ことを示し、符号６１で示す曲線は、Ｔが１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃の各温度の場合におけるジャム発生有無の結果に基づいて作成された、各温度における、ジャム抑制効果の大きさを示す曲線である。
当該曲線では、先端欠損幅の長さによって、ジャム抑制効果の大きさが示され、当該先端欠損幅の長さは、各温度において、ジャムの発生の有無が調べられた先端欠損幅の内、ジャムの発生が無かった最短の先端欠損幅（図６（ａ）の符号ｄで示す○印の先端欠損幅）の長さに対応している。そして、当該曲線では、当該先端欠損幅が短い程、ジャム抑制効果が大きくなることが示されている。

なぜなら、先端欠損幅が短く、パッチトナー像の形成開始位置が記録シートの通紙方向先端に近づく程、定着ベルト５２に付着したトナーと記録シートのパッチトナー像のトナーとが結着した場合に、記録シートを分離爪５５０で定着ベルト５２から剥離させにくくなり、ジャムが発生する可能性が高くなるからである。
すなわち、ジャムの発生可能性がより高い所でジャムの発生が無かったことになり、ジャム抑制効果が大きいと評価できるからである。

図６（ａ）の曲線６１が示すように、ジャム抑制効果は、Ｔが目標温度のときに、最も小さくなり、Ｔが目標温度より低温側又は高温側の何れかの側にシフトするにつれてジャム抑制効果は大きくなる傾向を示している。このため、Ｔを目標温度よりも高温側にシフトさせることにより、定着不良を防止しつつ、ジャム抑制効果を高めることが可能となる。一方、Ｔを目標温度よりも低温側にシフトさせた場合には、ジャム抑制効果を高めることはできるが、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量が少なくなってしまうため、定着不良が発生してしまうことになる。

このように、Ｔを目標温度よりも高温側にシフトさせると、ジャム抑制効果を高めることができる理由としては、トナーに含まれているワックスの溶解が、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量が増大することにより促進され、溶け出したワックスによってトナーの離型性が高められることによるものと考えられる。
通常トナーに含まれるワックス成分としては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素系ワックス、トリメチロールプロパントリべヘネート、ペンタエリストロールテトラミリステート等のエステル系ワックス、エチレンジアミンジべヘニルアミド等のアミド系ワックス、ジステアリルケトン等のジアルキルケトン系ワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス等が挙げられる。

本実施の形態に係るプリンター１の各現像器には、上記のワックス成分の内、少なくとも１種類以上のワックスが含まれているトナーが格納されているものとする。
［５］熱供給量制御処理
本実施の形態に係る定着装置５では、熱定着動作時に後述する熱供給量制御処理を行うことにより、定着ベルト５２上の紙粉付着量を指標する値として、定着ベルト５２の表面電位の測定値を取得し、当該測定値によって指標される紙粉付着量が許容量以上になった場合に、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量を、許容両未満の場合に比べ、増加させるように制御している。

図７は、定着制御部５０が行う熱供給量制御処理の動作を示すフローチャートである。
定着制御部５０は、印刷ジョブ開始指示があると、加熱ローラー５３の内部に配置されているヒーター５７へ電源を供給するヒーター電源５６のオン・オフを温度センサー５８の検出温度に応じて制御することにより、定着ベルト５２の温度が目標温度になるように制御し、記録シートの熱定着動作を開始する（ステップＳ７０１）。次に定着制御部６０は、表面電位の測定値（Ｖ１）を、定着ベルト５２上の紙粉付着量を指標する値として表面電位検出装置５９から取得し（ステップＳ７０２）、紙粉付着量が許容量以上かを判定する（ステップＳ７０３）。

ここで、許容量以上か否かは、Ｖ１が閾値（ここでは、閾値は、図５の実験結果により、−１３００Ｖに設定されている。）以下になったか否かにより判定され、閾値以下になった場合に、許容量以上と判定され、閾値を上回っている場合には、許容量未満であると判定される。
紙粉付着量が許容量以上である場合には（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、定着制御部５０は、ヒーター５７へ電源を供給するヒーター電源５６のオン・オフを制御することにより、定着ベルト５２の温度が予め設定されている目標温度よりも高い定着温度（ここでは、１９０℃とする。））になるように制御する（ステップＳ７０４）。

紙粉付着量が許容量未満である場合には（ステップ７０３：ＮＯ）、定着制御部５０は、ヒーター５７へ電源を供給するヒーター電源５６のオン・オフを制御することにより、定着ベルト５２の温度が目標温度（ここでは、１８０℃とする。）になるように制御する（ステップＳ７０５）。
定着制御部５０は、印刷ジョブが終了するまで（ステップＳ７０６：ＹＥＳ）、ステップＳ７０３〜７０５の処理を繰り返す。

このように、定着ベルト５２の紙粉付着量が許容量以上となり、紙粉の付着に起因する、熱定着時の記録シートのジャムが発生しやすくなると、定着ベルト５２の温度が目標温度より高くなるように制御され、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量が増やされ、これにより、トナー中のワックスの溶解が促進され、トナーの離型性が高められる。その結果、記録シート上のトナーが定着ベルト５２上の紙粉に付着したトナーと結着しにくくなり、ジャム抑制効果を高めることができ、定着ベルト５２への紙粉の付着に起因するジャムの発生を低減させることができる。

図７に示す熱供給量制御処理においては、定着ベルト５２の温度を制御することにより、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量を制御することとしたが、記録シートが定着ニップｎを通過するときの通過速度を制御することにより、当該熱供給量を制御することとしてもよい（以下、「変形例１」という。）。
具体的には、紙粉付着量が許容量以上になった時に、定着制御部５０は、ヒーター５７への電力供給量を、許容量未満の場合と同じ電力供給量に維持しつつ、加圧ローラー駆動モーター５５の駆動を制御して加圧ローラー５４の回転速度を、許容量未満の場合に比べて遅くするように制御することとしてもよい。この場合、制御部６０側では、上記制御に対応するように、給紙部４からの記録シートの搬送速度や画像プロセス部３の画像形成速度やタイミングローラー４４の駆動タイミング等が制御される。

変形例１のように制御することにより、許容量未満の場合に比べ、記録シートの定着ニップを通過する時間が延長されるので、図７に示す熱供給量制御処理の場合と同様に、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量が増やされ、これにより、定着ベルト５２への紙粉の付着に起因するジャムの発生を低減させることができる。
又、搬送速度を制御する代わりに、定着ニップｎに通紙する記録シートの通紙間隔を制御することにより、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量を制御することとしてもよい（以下、「変形例２」という。）。

具体的には、定着制御部５０は、紙粉付着量が許容量以上になった場合に、ヒーター５７への電力供給量を、許容量未満の場合と同じ電力供給量に維持しつつ、制御部６０と通信し、給紙部４から記録シートを給紙するタイミングを、紙粉付着量が許容量未満の場合よりも遅延させ、記録シート間の紙間距離が長くなるように制御することとしてもよい。この場合、制御部６０側では、さらに上記制御に対応するように、画像プロセス部３の画像形成速度やタイミングローラー４４の駆動等が制御される。

変形例２のように制御することにより、許容量未満の場合に比べ、定着ニップｎを通過する記録シートの頻度が減少し、記録シートとの接触によって単位時間当たりに定着ニップｎから奪われる熱量が減り、その結果、定着ニップｎから記録シートへの熱供給量が許容量未満の場合に比べ、増えることになる。これにより、図７に示す熱供給量制御処理の場合と同様に、定着ベルト５２への紙粉の付着に起因するジャムの発生を低減させることができる。

［６］熱供給量制御処理の効果
高白色度用紙及び低白色度用紙をそれぞれ使用した印刷処理において、以下の実施例１〜４の何れかの熱供給量制御処理を行った場合と何れの熱供給量制御処理も行わなかった場合（対照例）について、トナー汚れランク及びジャム発生の有無を比較する実験を行った。

実施例１：本実施の形態の熱供給量制御処理を行った。
実施例２：変形例１の熱供給量制御処理を行い、紙粉付着量が許容量以上である場合の搬送速度（加圧ローラー５４の回転速度）を１００ｍｍ／秒、許容量を未満の場合の搬送速度を２００ｍｍ／秒とした。
実施例３：変形例２の熱供給量制御処理を行い、紙粉付着量が許容量以上の場合の、定着ニップｎへ通紙する記録シート間の紙間距離を６０ｍｍ、許容量未満の場合の当該紙間距離を３０ｍｍとした。

実施例４：実施例１と２を組み合わせた熱供給量制御処理を行った。
実施例５：実施例１と３を組み合わせた熱供給量制御処理を行った。
なお、実験は、図５の実験と同じ実験条件で行い、「トナー汚れランク」は、印刷処理開始後１００秒後のランク値を比較した。又、実施例１での搬送速度は２００ｍｍ／秒、紙間距離は３０ｍｍである。

図８は、上記の実験の結果を示すテーブルである。同図に示すように、低白色度用紙（Ａ紙）の場合には、トナー汚れランクのランク値は何れも「２」で、ジャムの発生はなかったのに対し、高白色度用紙（Ｂ紙）の場合には、実施例１〜４の何れの熱供給量制御処理も行わなかった対照例において、トナー汚れランクのランク値は、最も汚れの程度がひどいことを示す「４」であり、ジャムが発生した。

一方、熱供給量制御処理を行った実施例１〜５では、トナー汚れランクのランク値は「２」又は「１」であり、ジャムの発生も無かった。２つの実施例の熱供給量制御処理を組み合わせた実施例４及び５においては、実施例１〜３の単独の熱供給量制御処理を行った場合に比較し、トナー汚れランクのランク値が１ランク低く、定着ベルト５２上のトナーの汚れが少なかった。

以上より、高白色度用紙（Ｂ紙）の印刷処理において、実施例１〜５の何れかの熱供給量制御処理を行うことにより、当該熱供給量制御処理を行わない場合（対照例）に比べ、ジャムの発生を抑止することができるとともに、定着ベルト５２上のトナー汚れを軽減することができることが確認された。
（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。

（１）本実施の形態では、定着ベルトを使用した定着装置について図７に示す熱供給量制御処理を行うこととしたが、本実施の形態に係る熱供給制御処理は、定着ベルト以外の定着回転体を使用した定着装置についても同様に適用することができる。例えば、定着回転体として定着ローラーを使用し、定着ベルトを介さず定着ローラーと加圧ローラーとで定着ニップを形成した定着装置を本実施の形態の定着装置５の代わり用いることとしてもよい。

又、加圧ローラーの代わりに、周回駆動する無端状の加圧ベルトと、加圧ベルトの周回経路の内側から加圧ベルトを介して定着回転体を押圧する押圧部材とから構成される加圧部材を用いることとしてもよい。
（２）本実施の形態では、定着ベルト５２の通紙領域の表面電位を測定し、その測定値を、定着ベルト５２上の紙粉付着量を指標する値として使用したが、当該指標値は、表面電位の測定に限定されず、他の方法で取得することとしてもよい。例えば、定着ベルト５２の通紙領域の表面の光反射率を測定し、その測定値を、紙粉付着量を指標する値として用いることとしてもよい。

本発明は、定着装置を備えるプリンター、複写機等の画像形成装置に関し、特に、定着ニップ通過後の記録シートにおけるジャムの発生を低減させる技術として利用できる。

１ プリンター
２ エンジン制御部
３ 画像プロセス部
３Ｙ〜３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着装置
７ 操作パネル
８ 画像読取装置
１０ 露光部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラー
１３ 従動ローラー
２１、３５Ｙ クリーナー
３１Ｙ 感光体ドラム
３２Ｙ 帯電器
３３Ｙ 現像器
３４Ｙ 一次転写ローラー
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラー
４３ 搬送路
４４ タイミングローラー
４５ 二次転写ローラー
４６ 二次転写位置
５１ 定着ローラー
５２ 定着ベルト
５３ 加熱ローラー
５４ 加圧ローラー
５５ 加圧ローラー駆動モーター
５６ ヒーター電源
５７ ヒーター
５８ 温度センサー
５９ 表面電位検出装置
６０ 制御部
７１ 排出ローラー
７２ 排紙トレイ

Claims (7)

1. 定着回転体に加圧部材が圧接されて形成される定着ニップに記録シートを通紙させて、未定着画像の熱定着を行う定着装置であって、
   前記定着回転体への紙粉付着量を指標する値を取得する紙粉量取得手段と、
   取得した値によって指標される紙粉付着量が許容量以上である場合に、熱定着時における記録シートへの熱供給量を、許容量未満である場合の当該熱供給量よりも増やす制御をする熱供給量制御手段と、
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記指標する値は、前記定着回転体の通紙領域における表面電位の測定値である
   ことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、前記許容量未満である場合の前記定着回転体の定着温度よりも前記定着回転体の定着温度を上昇させる制御である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
4. 前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、記録シートが前記定着ニップを通過する通過速度を前記許容量未満である場合における当該通過速度よりも遅くする制御である
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定着装置。
5. 前記制御は、前記紙粉付着量が前記許容量以上である場合に、前記定着ニップに通紙される記録シート間の紙間距離を、前記許容量未満である場合における当該紙間距離よりも長くする制御である
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の定着装置。
6. 定着回転体は、無端状の定着ベルトである
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の定着装置。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の定着装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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