JP5510104B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。さらに詳述すると、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機等の電子写真式画像形成装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置で現像し、そのトナー像を記録媒体上に転写し、定着装置によって定着して画像形成を行っている。

定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された加熱ローラと、当該加熱ローラに圧接する加圧ローラとを備え、加圧ローラと加熱ローラとの圧接によって形成されたニップ部により、未定着トナー像を担持した用紙（転写材、記録媒体ともいう）を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。

また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を転写材に与えることで、未定着トナー像を転写材に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。

しかしながら、ローラ定着方式やベルト定着方式のように、ニップ部に転写材を導入して、転写材に加熱加圧処理を行う定着装置では、定着ローラや加熱ローラ等の構成部材の温度状態によって、転写材の挟持搬送速度に変動を生じることがあった。

例えば、ベルト定着方式では、定着ローラを回転させることで、定着ベルトを従動回転させつつ、転写材をニップ部に挟持搬送させているが、定着ローラの回転駆動に伴って、加熱された定着ベルトの熱が定着ローラに伝わることによって、定着ローラの温度が上昇して、ゴム材等で形成された定着ローラは、ゴム材が熱膨張し、その外径が大きくなる。

ここで、定着ローラを一定の回転数で駆動させていた場合には、上述のように定着ローラが高温になるにつれて外径が大きくなることで、この定着ローラの周速度が増加し、その結果、転写材の挟持搬送速度が速くなってしまう。

なお、上記の問題は、ローラ定着方式においても同様であり、装置の駆動に伴い、定着ローラの外径が大きくなることから、転写材を挟持搬送する速度も増加する。しかしながら、特に、高速処理がされるカラー画像形成装置に用いるのに好適なベルト定着方式の定着装置においては、熱源を有さず、ゴム層の厚い定着ローラを用いるため、定着装置における転写材の狭持搬送速度の変化が顕著となる。

ところで、定着装置よりも下流、例えば排紙部での転写材の搬送は所定の一定速度で制御されているため、転写材が排紙部と定着装置のニップ部の両方において挟持搬送状態になっている状態では、ニップ部の温度によっては、定着装置における搬送速度の方が排紙部における搬送速度より遅くなったり、速くなったりする。

その結果、定着装置における搬送速度が排紙部における搬送速度よりも遅くなった場合は、排紙部が転写材を引っ張ることとなり、排紙部と定着装置との間の搬送経路において分離板（分離爪）等に画像面が擦れ画像を乱すという問題があった。

また、定着装置における搬送速度が排紙部における搬送速度よりも速くなった場合は、排紙部と定着装置との間の搬送経路での画像不具合は発生しないが、必要以上に定着装置の搬送速度が速くなると、排紙部と定着装置との間の転写紙のループ（たるみ）が大きくなり、転写紙がジャバラ状になりジャムの原因となりうる。

このような排紙部と定着装置との間の画像不具合や搬送不具合を解消するには、排紙部と定着装置との間で、転写材は適度なループ（たるみ）を形成して搬送される事が必要となる。

このような問題に対し、特許文献１には、ヒータランプを内蔵する熱ローラ（加熱ローラ）と定着ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトと、この定着ベルトに圧接して配置された加圧ローラと、定着ベルトの温度を検知するサーミスタと、加圧ローラを回転駆動するモータを有する駆動手段と、この駆動手段の回転を制御する制御部とを備え、サーミスタの検知温度に基づいて、駆動手段の回転数を制御して、熱ローラの温度に係わらずに、加圧ローラを所定の周速度にする画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、転写材が画像転写部と定着装置とに同時に保持された状態で画像転写部と定着装置との間に転写材が形成するループの量を検知するループ量検知手段を備え、当該ループ量検知手段の検知結果に応じて定着装置のニップ部における転写材の挟持搬送速度を切り替え制御するために、加圧ローラを回転駆動させる定着モータの回転数を切り替える画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２に記載の技術では、加圧ローラ表面にサーミスタを配置し、当該サーミスタの検知温度によって、定着温度の制御状況に応じた各部品の熱膨張を考慮し、定着装置の挟持搬送速度を設定している。また、ニップ部とは反対側面に設置されているサーミスタの温度をモニタして、簡易的に加圧ローラの温度、すなわち、膨張量を予測する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、サーミスタは、定着ベルトの温度を検知しており、熱膨張する加圧ローラの温度を直接検知していない。したがって、検知精度に欠け、精度よく定着装置における狭持搬送速度を補正することが困難であった。

また、特許文献２に記載の技術では、熱膨張を算出するために専用のサーミスタを加圧ローラに配設しているが、加圧ローラ表面の温度に基づいて熱膨張を予測しているため、定着ベルト方式などで用いられるゴム層の厚いローラでは精度に欠ける。これは、ゴム層の厚いローラでは表面と内面との温度差が大きく、表面温度だけでは熱膨張が正確に予測しづらいためである。したがって、精度よく定着装置における狭持搬送速度を補正することが困難であった。

そこで本発明は、定着ローラの芯金の温度を検知する芯金温度検知部材の検知温度に基づいて、定着ローラと加圧ローラの圧接量を制御することにより、定着装置の温度変化による定着ローラの径変化に係わらずに、定着ローラの周速度を略一定とすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１に記載の画像形成装置は、熱源を有する加熱ローラと、金属芯金の外周に弾性層を有する定着ローラと、加熱ローラと定着ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトと、定着ベルトの外周側に配設される加圧ローラと、を有し、定着ローラと加圧ローラとの圧接によって形成される定着ベルトと加圧ローラとのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置を有する画像形成装置において、定着ローラの芯金の温度を検知する芯金温度検知部材と、加熱ローラの温度を検知する加熱ローラ温度検知部材と、定着ローラと加圧ローラとの圧接量を制御する圧接量制御手段と、を有し、圧接量制御手段は、芯金温度検知部材および加熱ローラ温度検知部材の検知温度に基づいて、圧接量を制御するものであって、芯金温度検知部材および加熱ローラ温度検知部材の検知温度の平均値が所定温度Ｂより低い場合に、圧接量を増加させるものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、圧接量制御手段は、芯金温度検知部材の検知温度が所定温度Ｃより高い場合に、圧接量を減少させるものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、圧接量制御手段は、用紙がニップ部を連続して通紙される場合において、通紙枚数の増加に応じて、増加または減少させた圧接量を既定圧接量に戻していくものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、圧接量制御手段は、定着ローラの駆動時間に応じて、増加または減少させた圧接量を既定圧接量に戻していくものである。

本発明によれば、定着装置の温度変化による定着ローラの径変化に係わらずに、定着装置における挟持搬送速度を略一定の速度に維持することができる。よって、一定速度で駆動される排紙部における挟持搬送速度との搬送速度差が生じることが無く、定着装置と排紙部との線速差に起因する不具合を防ぐことができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 定着装置の概略構成図の一例である。 芯金温度と定着−排紙の搬送速度差との関係を示すグラフの一例である。 圧接量制御手段による圧接量調整処理の一例を示すフローチャートである。 芯金温度および加熱ローラ温度の平均温度と定着−排紙の搬送速度差との関係を示すグラフの一例である。 圧接量制御手段による圧接量調整処理の他の例を示すフローチャートである。 芯金温度および定着ローラ表面温度の平均温度と定着−排紙の搬送速度差との関係を示すグラフの一例である。 圧接量制御手段による圧接量調整処理の他の例を示すフローチャートである。 圧接量制御手段による圧接量調整処理の他の例を示すフローチャートである。

［第１の実施形態］
以下、本発明に係る構成を図１から図９に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（画像形成装置の構成）
図１は、画像形成装置本体１内に配置された作像装置２と、定着装置２０とを有する画像形成装置の概略構成図である。図１に示した作像装置２は、ドラム状の感光体として構成された第１〜第４の像担持体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを有し、各像担持体上にイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第１〜第４の像担持体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに対向して中間転写ベルト４が配置され、この中間転写ベルト４は、支持ローラ５，６，７，８に巻き掛けられて矢印方向に回転駆動される。

本実施形態の画像形成装置は、フルカラーモードとモノクロモードを含む複数の印刷モードを有しており、フルカラーモードが選択された際、第１の像担持体３Ｙが図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラ９によって第１の像担持体３Ｙが所定の極性に帯電され、次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット１０から出射する光変調されたレーザビームが照射される。これによって第１の像担持体３Ｙに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置１１によってイエロートナー像として可視像化される。

中間転写ベルト４を挟んで、第１の像担持体３Ｙと反対側に一次転写ローラ１２が配置され、この一次転写ローラ１２に転写電圧が印加されることにより、第１の像担持体３Ｙ上のトナー像が、矢印方向に走行する中間転写ベルト４上に一次転写される。トナー像転写後の第１の像担持体３Ｙ上に付着する転写残トナーはクリーニング装置１３によって除去される。

同様に第２〜第４の像担持体３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト４上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト４上にフルカラートナー像が形成される。

また、図１に示すように、画像形成装置本体１内の下部には、例えば転写紙（記録材）Ｐを収容した給紙カセット１４と、給紙ローラ１５を有する給紙装置が配置され、給紙ローラ１５の回転によって最上位の転写紙Ｐが矢印方向に送り出される。送り出された転写紙Ｐは、レジストローラ対１６によって、所定のタイミングで、支持ローラ５に巻き掛けられた中間転写ベルト４の部分と、これに対置された二次転写ローラ１７との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１７には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト４上の重ねトナー像が転写紙Ｐに二次転写される。

トナー像を二次転写された転写紙Ｐは、さらに上方に搬送されて定着装置２０を通り、このとき転写紙上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置２０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対２７を介して画像形成装置本体１の上部の排紙部１８に排出される。定着ローラ２２、加圧ローラ２１、および加熱ローラ２３は、定着装置２０の筐体の長手方向に回転可能に軸支され、駆動手段、熱源等は、定着装置２０の筐体に固定保持されている。また、トナー像転写後の中間転写ベルト４上に付着する転写残トナーはクリーニング装置１９によって除去される。

また、制御部（図示せず）は、画像形成装置全体の制御を司るＣＰＵと、ＣＰＵが実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭと、各種データ等を一時格納するＲＡＭと、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）等を備えている。また、定着ローラ等の装置各部を駆動する駆動手段を備え、駆動手段は、制御部からの制御信号に応じて、定着ローラ等を回転駆動させる。なお、以下の説明では、制御部のうち圧接量制御手段４０の駆動手段４５を制御して、加圧機構４１〜４４による加圧ローラ２１の圧接量の制御を行う制御部を特に、圧接量制御部４６と呼ぶ（図２）。

（定着装置の構成）
次に、定着装置２０について説明する。図２に示すように定着装置２０は、ベルト定着方式であり、熱源２６を有する加熱ローラ２３と、金属芯金２９の外周に弾性層３０を有する定着ローラ２２と、加熱ローラ２３と定着ローラ２２との間に張架される無端状の定着ベルト２４と、定着ベルト２４の外周側に配設される加圧ローラ２１と、加圧ローラ２１の加圧脱圧を駆動制御する圧接量制御手段４０と、を有し、定着ローラ２２と加圧ローラ２１との圧接によって形成される定着ベルト２４と加圧ローラ２１とのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行うものである。

定着ベルト２４は、定着ローラ２２と加熱ローラ２３の周囲に掛けまわされ、テンションローラ２５で張力を与え、加熱ローラ２３、定着ローラ２２に密着している。このように構成した定着ベルト２４に、定着ローラ２２に対応する箇所に加圧ローラ２１を押し当てることで、定着ニップを構成する。

また、定着ベルト２４は、例えば、厚さ９０μｍの耐熱樹脂の無端フィルムであるＰＩベルトで構成され、表層には、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などのオフセット防止剤がコーティングされている。

加熱ローラ２３の中空内には、熱源２６が設けられているが、定着ローラ２２は、熱源を有しておらず、金属（鉄やアルミ）などの剛性の高い芯材（芯金２９）を、シリコーンゴムなどの厚い弾性層３０で覆ったものである。なお、熱源２６としては、ハロゲンヒーターや赤外線ヒーター、その他の熱抵抗を用いることができる。また、加圧ローラ２１の内側にも、熱源２６が設けられている。

定着ローラ２２と加圧ローラ２１とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ２１が圧接量制御手段４０により、定着ベルト２４を介して定着ローラ２２の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ２１と定着ベルト２４との間でニップ部が形成される。また、定着ローラ２２の不図示の駆動手段は、モータと減速ギア列を備えて、定着ローラ２２にギア接続され、図２に示す矢印方向に回転駆動すると、定着ローラ２２が矢印方向に回転する。定着ローラ２２の回転により、定着ローラ２２に圧接する加圧ローラ２１および定着ベルト２４が同速で矢印方向に回転する。

そして、加熱ローラ２３の中空内に配設された熱源２６からの熱が、加熱ローラ２３を介して定着ベルト２４に伝わり、定着ベルト２４が加熱され、加圧ローラ２１と定着ベルト２４の互いの逆回転により、用紙のトナー像をニップ部で加熱溶融させながら、搬送される。

なお、テンションローラ２５は、加熱ローラ２３と定着ローラ２２に掛けられた定着ベルト２４のほぼ中間位置に設けられ、ベルトループの外側から図示しないスプリングなどの押し付け部材で加圧されている。テンションローラ２５は、芯材に金属（例えば、円筒形のアルミ管）などの剛性の高い材料を使用し、表層を耐熱フェルトやシリコーンゴムなどのある程度の弾性を有した材料で覆っている。なお、テンションローラ２５は、定着ベルト２４の内側から当てても良い。

次に、温度検知手段としてのサーミスタについて説明する。本実施形態に係る画像形成装置の定着装置２０には、サーミスタが３つ備えられている。先ず、サーミスタ（第１のサーミスタ、加熱ローラ温度検知部材とも呼ぶ）３１は、定着ベルト２４の外側で且つ加熱ローラ表面部分に配置され、接触している定着ベルト２４の温度を検知している。第１のサーミスタ３１の検知温度に基づいて、トナー像の定着に関わるニップ部の温度が制御される。

また、サーミスタ（第２のサーミスタ、定着ローラ表面温度検知部材とも呼ぶ）３２は、定着ベルト２４の外側で且つ定着ローラ表面部分に配置され、定着ベルト２４を介した、定着ローラ温度を検知している。さらに、サーミスタ（第３のサーミスタ、芯金温度検知部材とも呼ぶ）３３が、定着ローラ２２の芯金部分に配置され、定着ローラ２２の芯金２９の温度を検知している。

次に、圧接量調整手段４０について説明する。圧接量調整手段４０は、レバー４１、スプリング４２、コロ４３、カム４４からなる加圧機構４１〜４４と、当該加圧機構を駆動させる駆動手段４５と、当該駆動手段４５を制御する圧接量制御部４６により構成される。

圧接量調整手段４０は、加圧ローラ２１が加圧機構４１〜４４によって定着ベルト２４に圧接されることにより、加圧ローラ２１と定着ベルト２４との間に、所望のニップ部が形成し、また、カム４４の回転位置（回転方向における姿勢をいう）を、カム４４を回転させることにより変化させることで、定着ベルト２４に対する加圧ローラ２１の圧接量を可変して、ニップ部におけるニップ量を可変するものである。すなわち、圧接量調整手段４０は、定着ベルト２４（および定着ローラ２２）に対する加圧ローラ２１の相対的な加圧力を可変する可変手段として機能する。

より詳しくは、図２に示すように、加圧ローラ２１の軸部に係合するレバー４１は、一端側の中心軸４１ａを中心に回動自在に構成され、レバー４１の一部には、レバー４１を下方（定着ベルト２４から離間する方向）に付勢するスプリング４２が設置されている。

また、レバー４１の他端側には、カム４４に係合するコロ４３が設置されており、駆動手段４５によって、カム４４が回転駆動されることにより、レバー４１の上下動とともに加圧ローラ２１が上下動して、定着ベルト２４に対する加圧ローラ５４の圧接量（ニップ部におけるニップ量）が可変される。なお、駆動手段４５は、圧接量制御部４６によって制御される駆動モータとしてのＤＣモータおよび減速ギア列からなる。

上記構成の定着装置２０によれば、トナー像を形成された用紙は、定着ベルト２４の用紙搬送方向の上流側に配された定着前ガイド（図示せず）から、図２に示す矢印方向に搬送され、用紙のトナー像がニップ部で加熱溶融されることによって、トナー像が定着される。その後、用紙は、分離板２８により分離され、用紙搬送方向下流側に配された排紙ローラ対２７により、排紙部１８に排出される。

（画像形成装置の制御）
本実施形態に係る画像形成装置は、第３のサーミスタ３３からの出力を用いて、圧接量制御部４６が加圧機構のカム４４の回転位置を制御することで、ニップ部における圧接量を可変させるものである。このように圧接量を変化させることにより、定着ローラ２２の潰れ量が変わり、定着装置における用紙の搬送速度が変化する。これは、トルーローリング法の原理と呼ばれ、定着ローラ潰れによって見かけ上の定着ローラ径が変化したのと同様の現象を起こすものであり、例えば、潰れ量を大きくした場合（圧接量：大）は、見かけ上の定着ローラ径が太くなり用紙搬送速度が速くなるものである。

すなわち、圧接量制御部４６は、第３のサーミスタ３３の検知温度（芯金温度ともいう）に基づいて、定着装置（定着部ともいう）２０における用紙の搬送速度（定着線速ともいう）を、定着ローラ２２の熱膨張による径変化にかかわらず、略一定となるように、加圧機構４１〜４４および駆動手段４５を制御するものである。

図３は、芯金温度（℃）と定着−排紙の搬送速度差（ｍｍ／ｓ）との関係を示すグラフの一例である。ここで、定着部における搬送速度は、芯金温度が低いと線速が遅く、芯金温度が上昇するにつれ、定着線速は速くなる。これは芯金温度の上昇に伴い、定着ローラ２２が熱膨張し、ニップ幅が広くなる為、同一駆動回転数下での周速度が速くなるためである。なお、排紙ローラ対（排紙部）における用紙の搬送速度を排紙線速と呼ぶ。

例えば、芯金温度が２５℃程度の場合は、線速差は−１０ｍｍ／ｓ程度と大きい（排紙部の線速が定着部の線速よりも速い）。また、定着ローラ２２が加熱され、定着ローラ２２が熱膨張すると、排紙線速と定着線速の速度差が±０ｍｍ／ｓに近づく。本実施形態では、目標線速（±０ｍｍ／ｓ）から、線速差±２ｍｍ／ｓの範囲を用紙の搬送が良好におこなえる範囲である許容線速差としている。

これは、速度差が−２ｍｍ／ｓ以下の場合（定着速度が遅い）は、排紙部が用紙を引っ張ることとなり、排紙部と定着部間の搬送経路で分離板（分離爪）等に画像面が擦れ画像を乱し、速度差が＋２ｍｍ/ｓ以上の場合、排紙部と定着部間の転写紙のループ（たるみ）が大きくなり、用紙がジャバラ状になりジャムが生じ得るからである。これに対し、線速差が、許容線速差内にあれば、定着部と排紙部との間で画像不具合、搬送不具合が生じない。よって、圧接量制御部４６は、芯金温度に応じて、圧接量制御手段４０による加圧ローラ２１の圧接量を制御して、定着線速が許容線速差内に収まるようにコントロールするものである。

本実施形態では、圧接量をＰ１，Ｐ２，Ｐ３の３段階に可変する例について説明する。なお、既定圧接量をＰ２とし、Ｐ１が既定圧接量より圧接量が少なく、Ｐ３が既定圧接量より圧接量が大きいものとする。なお、圧接量をさらに多段階に可変させることにより、より細かく定着部における用紙搬送速度の補正を行うことができるため好ましい。

図４は、圧接量制御部４６が実行する圧接量の調整方法の一例を示すフローチャートである。先ず、通紙開始時に第３サーミスタ３３により芯金温度Ｔｓを検知する（Ｓ１０）。次に、検知した芯金温度Ｔｓが所定（規定）温度Ａ（例えば、図３に示す５５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ１１）。所定温度Ａ以上の場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）は、許容線速差内にあるので、所定圧接量Ｐ２のまま印刷を実行する（Ｓ１２）。これに対し、所定温度Ａに満たない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）は、排紙線速よりも定着線速が遅いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階アップした圧接量Ｐ３として、用紙搬送速度を速くし、印刷を実行するものである（Ｓ１３）。

以上説明した画像形成装置によれば、熱源を有さず、ゴム層の厚い定着ローラにおいても、定着ローラの芯金の温度に基づいて、圧接量の最適化をおこなって、常に良好な用紙搬送速度を維持することができるものである。例えば、定着ローラの芯金温度が低い場合であって、外径が小さく搬送速度が遅くなる場合、ニップ部における圧接量を増加させることで、用紙の搬送速度を速くするようにし、一定の所定速度で駆動制御される排紙ローラ対（排紙部）における用紙の搬送速度（排紙線速）と略均一（上記所定の許容線速差内）に維持しつつ、用紙を通過させることができるものである。

よって、定着−排紙部の挟持搬送速度差が許容線速差内となるので、記録材が分離板等により擦れることで生じる画像不具合や、ジャムの発生を抑制することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置のその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。

［第２の実施形態］
上記の第３のサーミスタ３３のみを用いる場合、加熱時の芯金温度の上昇に対する定着線速の変化が急激である（図３）。そこで、圧接量制御部４６は、第３のサーミスタ３３に加えて、第１のサーミスタ３１による検知温度も併せて用いて、圧接量の調整を行うことが好ましい。例えば、第１のサーミスタ３１と第３のサーミスタ３３との平均温度を用いて、定着ローラの周速度が一定になるように圧接量調整手段４０の圧接量を制御することも好ましい。

図５は、芯金温度および加熱ローラ温度の平均温度（℃）と定着−排紙の搬送速度差（ｍｍ／ｓ）との関係を示すグラフの一例である。本実施形態でも、図３と同様に、図５に示す許容線速差（線速差±２ｍｍ／ｓ）の範囲を目標とする線速の範囲としている。

図６は、圧接量制御部４６が実行する圧接量の調整方法の一例を示すフローチャートである。先ず、通紙開始時に第３サーミスタ３３により芯金温度Ｔｓを、第１サーミスタ３１により加熱温度Ｔｐをそれぞれ検知する（Ｓ２０）。次に、検知した芯金温度Ｔｓおよび加熱温度Ｔｐの平均値が所定温度Ｂ（例えば、１０５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ２１）。所定温度Ｂ以上の場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）は、許容線速差内にあるので、所定圧接量Ｐ２のまま印刷を実行する（Ｓ２２）。これに対し、所定温度Ｂに満たない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）は、排紙線速よりも定着線速が遅いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階アップした圧接量Ｐ３として、用紙搬送速度を速くし、印刷を実行するものである（Ｓ２３）。

以上説明した画像形成装置によれば、２つのサーミスタの検知温度（定着ローラの芯金の温度と加熱ローラの温度）を用いることで、急激な温度変化に対応し、かつ、用紙搬送速度をより精度良く検出し、定着ローラの周速度が一定になるように圧接量調整手段の圧接量を制御することができる。

［第３の実施形態］
また、圧接量制御部４６は、第３のサーミスタ３３に加えて、第２のサーミスタ３２による検知温度も併せて用いて、圧接量の調整を行うことが好ましい。例えば、第２のサーミスタ３２と第３のサーミスタ３３との平均温度を用いて、定着ローラの周速度が一定になるように圧接量調整手段４０の圧接量を制御することも好ましい。

図７は、芯金温度および定着ローラ表面温度の平均温度（℃）と定着−排紙の搬送速度差（ｍｍ／ｓ）との関係を示すグラフの一例である。本実施形態でも、図３および図５と同様に、図７に示す許容線速差（線速差±２ｍｍ／ｓ）の範囲を目標とする線速の範囲としている。

図８は、圧接量制御部４６が実行する圧接量の調整方法の一例を示すフローチャートである。先ず、通紙開始時に第３サーミスタ３３により芯金温度Ｔｓを、第２サーミスタ３２により定着ローラ表面温度Ｔｍをそれぞれ検知する（Ｓ３０）。次に、検知した芯金温度Ｔｓおよび定着ローラ表面温度Ｔｍの平均値が所定温度Ｂ（例えば、１０５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３１）。所定温度Ｂ以上の場合（Ｓ３１：Ｙｅｓ）は、許容線速差内にあるので、所定圧接量Ｐ２のまま印刷を実行する（Ｓ３２）。これに対し、所定温度Ｂに満たない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）は、排紙線速よりも定着線速が遅いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階アップした圧接量Ｐ３として、用紙搬送速度を速くし、印刷を実行するものである（Ｓ３３）。

以上説明した画像形成装置によれば、２つのサーミスタの検知温度（定着ローラの芯金の温度と定着ローラの表面温度）を用いることで、急激な温度変化に対応し、かつ、用紙搬送速度をより精度良く検出し、定着ローラの周速度が一定になるように圧接量調整手段の圧接量を制御することができる。

［その他の実施形態］
ここで、図３に示したように、芯金温度が所定温度Ａ以上の場合、定着―排紙線速差は許容線速差内に収束するが、芯金温度がさらに高く所定温度Ｃ（例えば、９５℃）以上の場合は、定着ローラ２２の熱膨張が進むため周速度が速くなり、許容線速差から再び外れることとなる。

そこで、通紙開始時において芯金温度が所定温度Ｃ以上の場合は、排紙線速よりも定着線速が速いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階ダウンさせた圧接量Ｐ１として、用紙搬送速度を遅くして印刷を行うことが好ましい。

図９は、圧接量制御部４６が実行する圧接量の調整方法の一例を示すフローチャートである。先ず、通紙開始時に第３サーミスタ３３により芯金温度Ｔｓを、第２サーミスタ３２により定着ローラ表面温度Ｔｍをそれぞれ検知する（Ｓ４０）。検知した芯金温度Ｔｓが所定温度Ｃ（例えば、９５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ４１）。所定温度Ｃ以上の場合（Ｓ４１：Ｙｅｓ）は、排紙線速よりも定着線速が速いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階ダウンさせた圧接量Ｐ１として、用紙搬送速度を遅くし、印刷を実行するものである（Ｓ４２）。

一方、所定温度Ｃに満たない場合（Ｓ４１：Ｎｏ）は、検知した芯金温度Ｔｓおよび定着ローラ表面温度Ｔｍの平均値が所定温度Ｂ（例えば、１０５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ４３）。所定温度Ｂ以上の場合（Ｓ４３：Ｙｅｓ）は、許容線速差内にあるので、所定圧接量Ｐ２のまま印刷を実行する（Ｓ４４）。これに対し、所定温度Ｂに満たない場合（Ｓ４３：Ｎｏ）は、排紙線速よりも定着線速が遅いため、圧接量を所定圧接量よりも一段階アップした圧接量Ｐ３として、用紙搬送速度を速くし、印刷を実行するものである（Ｓ４５）。

なお、図９に示す例では、第３のサーミスタ３３および第２のサーミスタ３２を用いる例を説明したが、第２のサーミスタ３２に替えて第１のサーミスタ３１を用いても良いのは勿論である。また、所定温度Ｃとの判断（Ｓ４１）においては、芯金温度Ｔｓとの比較判断をしているが、芯金温度と定着ローラ表面温度（または加熱温度）との平均温度に対して、所定温度を設定して、比較判断を行うようにしても良い。

このように、定着ローラ２２の芯金温度が低く外径が小さい場合および芯金温度が高く外径が大きい場合の双方の場合に、定着ローラの搬送速度が一定となるように、圧接量の調整を行うことができる。

また、上記実施形態では、通紙開始時の芯金温度を検知して、圧接量調整手段の圧接量を制御しているが、用紙がニップ部を連続して通紙される場合に、通紙枚数が増えると、定着ローラ２２は所定温度に対応する温度に近づき、定着−排紙部の搬送速度差が一定となる。そこで、通紙枚数の増加に応じて、圧接量調整手段の圧接量を既定圧接量（Ｐ２）に戻すことが好ましい。具体的には、通紙開始時の芯金温度により、圧接量調整手段の圧接量を増加（Ｐ３）または減少（Ｐ１）させた場合において、通紙枚数が所定の枚数（例えば２５枚）を超えた場合には、圧接量をＰ３またはＰ１からＰ２に補正するものである。なお、圧接量の調整段階を細分化した場合は、通紙枚数に応じて、徐々に既定圧接量（Ｐ２）に戻すようにすればよい。

また、同様の理由により、定着ローラ２２の駆動手段の連続駆動時間に応じて、圧接量調整手段の圧接量を既定圧接量（Ｐ２）に戻すことも好ましい。具体的には、通紙開始時の芯金温度により、圧接量調整手段の圧接量を増加（Ｐ３）または減少（Ｐ１）させた場合において、定着ローラ２２の駆動手段の駆動時間が所定の時間（例えば、１分）を超えた場合には、圧接量をＰ３またはＰ１からＰ２に補正するものである。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ 画像形成装置本体
２ 作像装置
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ 第１〜第４の像担持体
４ 中間転写ベルト
５，６，７，８ 支持ローラ
９ 帯電ローラ
１０ レーザ書き込みユニット
１１ 現像装置
１２ 一次転写ローラ
１３，１９ クリーニング装置
１４ 給紙カセット
１５ 給紙ローラ
１６ レジストローラ対
１７ 二次転写ローラ
１８ 排紙部
２０ 定着装置
２１ 加圧ローラ
２２ 定着ローラ
２３ 加熱ローラ
２４ 定着ベルト
２５ テンションローラ
２６ 熱源
２７ 排紙ローラ対
２８ 分離板
２９ 芯金
３０ 弾性層
３１ 第１のサーミスタ（加熱ローラ温度検知部材）
３２ 第２のサーミスタ（定着ローラ表面温度検知部材）
３３ 第３のサーミスタ（芯金温度検知部材）
４０ 圧接量制御手段
４１ レバー
４１ａ レバー中心軸
４２ スプリング
４３ コロ
４４ カム
４５ 駆動手段
４６ 圧接量制御部

特開２００９‐１６３０３８号公報 特開２００７‐７２２８９号公報

Claims (4)

1. 熱源を有する加熱ローラと、
   金属芯金の外周に弾性層を有する定着ローラと、
   前記加熱ローラと前記定着ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周側に配設される加圧ローラと、を有し、
   前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接によって形成される前記定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部に未定着トナー像を担持した用紙を通紙して加熱定着を行う定着装置を有する画像形成装置において、
   前記定着ローラの芯金の温度を検知する芯金温度検知部材と、
   前記加熱ローラの温度を検知する加熱ローラ温度検知部材と、
   前記定着ローラと前記加圧ローラとの圧接量を制御する圧接量制御手段と、を有し、
   前記圧接量制御手段は、前記芯金温度検知部材および前記加熱ローラ温度検知部材の検知温度に基づいて、前記圧接量を制御するものであって、前記芯金温度検知部材および前記加熱ローラ温度検知部材の検知温度の平均値が所定温度Ｂより低い場合に、前記圧接量を増加させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記圧接量制御手段は、
   前記芯金温度検知部材の検知温度が所定温度Ｃより高い場合に、前記圧接量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記圧接量制御手段は、
   前記用紙が前記ニップ部を連続して通紙される場合において、
   通紙枚数の増加に応じて、増加または減少させた前記圧接量を既定圧接量に戻していく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. 前記圧接量制御手段は、
   前記定着ローラの駆動時間に応じて、増加または減少させた前記圧接量を既定圧接量に戻していく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。