JP5581854B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
定着工程時に記録紙にシワが生じるという課題に対応する技術として、特許文献1には、図9に示すように、駆動モータにより回転駆動する定着ローラ42の弾性層42bの両端部の厚みを中央部よりも厚くして、定着ローラ42の形状を両端部よりも中央部が小径の所謂「逆クラウン形状」とした定着装置が記載されている。定着ローラ42の形状を逆クラウン形状にすることで、外径の大きい端部の周速が中央部に比べて速くなり、定着ニップの記録紙に紙幅方向外側に引っ張る力が働く。記録紙が、このような紙幅方向外側に引っ張る力を受けることで、シワの発生を抑制することができる。
この図に示すように、中間転写ベルト20は、駆動ローラ21、従動ローラ22、外部張架ローラ23、転写対向ローラ32及び転写ガイドローラ33に張り渡されており、駆動ローラ21がモータ26によって回転駆動されることで、図中の矢印A方向に走行される。従動ローラ22は、図示しない荷重付与手段により中間転写ベルト20に張力を与え、駆動ローラ21と中間転写ベルト20の間に摩擦搬送力を発生させる。駆動ローラ21と従動ローラ22によって形成されるベルト張架面である中間転写ベルト20の上部走行辺には、図1で説明したように各色作像ユニットの感光体ドラム11が並設され、その各感光体ドラム11に対向するように、中間転写ベルト20のループ内に一次転写手段としての転写ローラ15が配置される。転写対向ローラ32の下部には転写ローラ31が配置され、中間転写ベルト20を挟んで転写対向ローラ32に圧接される。転写対向ローラ32には図示しない転写電源より所定の高電圧が付与され、電気的に接地されている転写ローラ31との間の転写ニップに転写電界を形成する。また、転写ローラ31は、転写対向ローラ32及び中間転写ベルト20と共に用紙を所定の押し付け力で挟持して搬送する。さらに、中間転写ベルト20の裏面側で、転写対向ローラ32のベルト回動方向の上流側近傍には、転写ガイドローラ33が配置される。上記転写ローラ30、転写対向ローラ31及び転写ガイドローラ32によって二次転写部30が構成される。なお、図1から分るように、転写ガイドローラ33は、駆動ローラ21と転写対向ローラ32の外周面を結ぶ直線よりもやや外側に配置されており、中間転写ベルト20をベルト内側から外側に向けて押し出すような位置に設けられている。これにより、転写対向ローラ32と転写ローラ30の配置関係が、中間転写ベルト20が転写ローラ30の表面に巻き付いた後に転写ローラ30と転写対向ローラ32とで形成する転写ニップに挟み込まれ、かつ、用紙の、前記転写ニップに挟み込まれた部分よりも後端側の部分を用紙の腰によって像担持体表面に接近させるような配置関係になっている。また、図2には示していないが、転写対向ローラ32と外部張架ローラ23の間のベルト外側には、中間転写ベルト20をクリーニングするベルトクリーニング手段24(図1)が配置され、そのベルトクリーニング手段24のクリーニングブレードに対応する裏当てローラ25(図1)がベルト内側に配置されている。用紙Pは図中の矢印B方向に搬送され、レジストローラ対54で用紙の姿勢を修正された後、転写ローラ31と中間転写ベルト20の間を搬送され、中間転写ベルト20上のトナー像が用紙上に静電転写される。
この定着装置40は、上述したように、加熱手段たる加熱ローラ41と定着ローラ42とに掛け渡された定着ベルト43を有するベルト定着装置であり、定着ベルト43を挟んで定着ローラ42に被加圧ローラ44が圧接するように設けられている。
図4に、閾値テーブル66aと補正値テーブル66bの例を示す。
次に、用紙先端の噛み込み時間差の評価法を説明する。
図示しない転写部によってトナー像が形成された用紙Pは、理想的には図中の2点鎖線で示した面内を搬送され、定着ニップ部に噛み込まれてトナー像を用紙上に溶融定着させる。しかし、用紙の搬送途中のバタツキや、用紙のカールなどによって図示したように理想面から外れて搬送されることが度々生じる。
δ=2πRα―(R−h)tanα ・・・(1)
Δt=δ/v ・・・(2)
として求めることができる。
次に、用紙先端の噛み込み時間差によってシワが発生する現象を説明する。
図5に示したように用紙先端左端PL’が理想的な用紙の搬送平面からずれている場合、前述したように定着ニップへの用紙先端の噛み込み時間差が生じ、図6(a)に示すように、用紙先端の一部(本実施例では右側だけ)が定着ニップに噛み込まれる状況が生じる。この時点では、用紙先端左側はまだ定着ニップ部に噛み込まれていない。
転速度を遅くするように制御している。定着ローラ42の回転速度が遅くなると、転写部からの搬送力により用紙Pが定着ニップ側に押し込まれるようになり、定着ニップ部に噛み込まれていなかった用紙先端(本実施例では左側)も定着ニップに噛み込まれるようになる。すなわち、実質的に用紙先端の噛み込み時間差が小さくなるように作用し、シワの発生を防止することができる。
まず、制御部63は、面外変形形状を計測する紙種を特定する(S1)。紙種の特定は、例えば、給紙トレイに用紙Pをセットする際に、ユーザーに給紙トレイにセットされる用紙Pの厚さや種類の情報を入力させ、入力した情報を不揮発性メモリ64に記憶しておく。
用紙Pは定着ローラ42と被加圧ローラ44によって形成されるニップ部を矢印Bの方向に搬送される。パタン投影機62はニップ入り側に、用紙Pの記録面に対して所定の角度を設けて配置され、用紙Pのニップ入り側近傍の用紙全幅にわたり、パタンLPを照射する。ここで「所定の角度」としたパタン投影機62が用紙Pの記録面に対して配置される角度は、用紙Pに対して垂直に近くなると測定感度が下がり、角度が浅くなると測定感度は上がる一方で少しの変形で測定レンジから外れてしまうことになるため、45°程度が扱いやすい。
搬送中の用紙のばたつきや用紙の変形などにより用紙の幅方向で定着ニップへの噛み込み時間に差が生じることがある。この場合、用紙の先に噛み込まれる箇所と後から噛みこまれる箇所では、用紙面内で搬送される方向に角度差が生じて用紙が平面形状を保てずにうねり変形を生じ、シワに発展する。このように、用紙の噛み込み時間差と用紙のシワの発生には相関があるので、用紙の噛み込み時間差を測定することでシワの発生を判断できる。
41 加熱ローラ
42 定着ローラ
43 定着ベルト
44 被加圧ローラ
45 ヒータ
61a エリアセンサ
61b 用紙先端位置検知センサ
62 パタン投影機
63 制御部
64 不揮発性メモリ
69 スピーカ
70 表示部
Claims (5)
- 駆動源により回転駆動される駆動部材と、該駆動部材と接触して該駆動部材との間に定着ニップを形成する対向部材と、を備えた定着装置であって、
記録紙の前記定着ニップ入り口近傍の左右端の先端位置を検知する先端位置検知手段と、
前記左右端の面外変形形状を検知する面外変形形状検知手段と、
前記先端位置検知手段及び前記面外変形形状検知手段の検知結果に基づいて、前記左右端の噛み込み時間差を算出し、当該時間差を利用して、前記駆動部材の駆動速度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記定着ニップを通過する記録紙を加熱する加熱手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動速度に基づいて前記加熱手段を制御することを特徴とする請求項1記載の定着装置。 - 前記左右端の予め実験で求めた基準の噛み込み時間差を記憶しておき、
前記制御手段は、記憶されている前記基準の噛み込み時間差と、前記先端位置検知手段及び前記面外変形形状検知手段の検知結果に基づいて算出する噛み込み時間差とに基づいて、前記駆動速度を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 - 請求項1から3のいずれか1項記載の定着装置と、
記録紙の紙種ごとに、前記駆動速度制御が可能な噛み込み時間差である制御限界閾値を記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記先端位置検知手段及び前記面外変形形状検知手段の検知結果に基づいて算出する噛み込み時間差が、前記制御限界閾値を下回る場合に、前記駆動速度を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記記憶手段は、前記駆動速度制御が必要な噛み込み時間差である制御要否閾値を記憶し、
前記制御手段は、
前記先端位置検知手段及び前記面外変形形状検知手段の検知結果に基づいて算出する噛み込み時間差が、前記制御要否閾値を上回る場合に、前記駆動速度を制御することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
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