JP5825298B2

JP5825298B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5825298B2
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Authority: JP
Inventors: 武司玉田; 泉宮　賢二; 賢二泉宮; 小片　智史; 智史小片; 正人 ▲高▼野
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Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
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Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリ等）は、トナー像が転写された用紙に熱と圧力とを加えることにより、トナーを定着させる定着装置を備えている。この定着装置は、用紙に担持されたトナーを加熱して溶融する加熱部と、加熱部に対して用紙を押圧する加圧部とで構成される。

定着装置の加圧部は、例えば定着ローラと、定着ローラに対して所定の荷重で押圧される加圧ローラとを備えて構成される。定着ローラに対して加圧ローラが直接又は間接的に押圧されることにより、用紙を挟持して搬送するニップ部が形成される。

定着装置の加熱部は、例えば加熱源（例えばハロゲンヒータ）が内蔵された加圧ローラと定着ローラとに張架された、無端状の定着ベルトで構成される（熱ベルト方式）。この場合、加圧ローラが定着ベルトを介して定着ローラに押圧されることでニップ部が形成されることとなる。また、定着ローラに加熱源を内蔵し、定着ローラ自体が加熱部となる場合もある（熱ローラ方式）。この場合、定着ローラに対して加圧ローラが直接押圧されてニップ部が形成されることになる。

上述した定着装置を備えた画像形成装置では、画像データに基づいて感光体ドラム上にトナー像が現像され、このトナー像が用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙が定着装置に搬送され、用紙がニップ部を通過する際に加熱、加圧されることにより、用紙にトナー像が定着される。

このような定着装置として、例えば、特許文献１〜３に示すものが知られている。

特許文献１及び特許文献２の定着装置では、定着ローラに、複数のローラにより張架されたエンドレスベルトの一部を巻き付けてニップ部が形成されている。ニップ部の出口部分にエンドレスベルトの内周側からエンドレスベルトを介して定着ローラに圧接する圧接ローラが設けられている。この定着装置では、圧接ローラの領域におけるエンドレスベルトの搬送に、制動力を作用して、定着ローラとの速度差をなくし像ずれを防止する。また、特許文献３の定着装置において、耐熱ベルトは、巻回される複数のローラに支持されており、この耐熱ベルトを介して加圧ローラが複数のローラに圧接されている。そして、複数のローラを制動することで、耐熱ベルトに張力を付与している。

特開平６−２５０５６０号公報特開平１０−２２１９９９号公報特開平９−１３８５９８号公報

ところで、定着装置において、定着工程では、用紙上における未定着のトナー像の担持面が加熱部（定着ベルト又は定着ローラ）に直接接触することとなる。このとき、トナーから染み出したワックスが加熱部（定着ベルト又は定着ローラ）側に付着し、加熱部に付着したワックスによる潜像が形成され、次の画像に現れる場合がある。具体的には、加熱部に付着したワックスが、次の画像を形成するトナーを定着する際に、ワックスの付着量の少ない部分とで光沢ムラとなって現れる現象（光沢メモリと称する）として現れる。

このような定着装置でトナーを定着する際の光沢メモリを解消して、画像品質を向上させたいという要望があったが、特許文献１〜３の定着装置では、光沢メモリを防止する問題は解決できない。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、回転自在に設けられる定着面側部材と、前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、前記制動力発生手段は、前記定着面側部材の回転を妨げる方向にブレーキ力を発生させるブレーキ手段と、前記ブレーキ手段により発生させられるブレーキ力の範囲内において前記ブレーキ手段によるブレーキ力と反対の回転方向の力となるアシスト力を発生させるアシスト手段と、を有し、さらに前記制御手段は、前記ブレーキ手段によるブレーキ力を一定とし、前記アシスト手段によるアシスト力を可変とすることにより、制動力を調整することを特徴とする。

この画像形成装置によれば、駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させるため、温度上昇によって定着面側部材及び裏面側部材が膨張した場合には前記駆動モータの回転トルクが目標トルクを上回り、制動力が低下させられることから、定着面側部材と用紙とのスリップ量を確保しつつ駆動モータに過剰な負荷が掛かることが防止される。一方、駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させるため、定着面側部材と用紙とのスリップ量を確保して、光沢メモリが解消できなくなってしまう事態を防止することができる。従って、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる。さらに、ブレーキ手段によるブレーキ力を一定とし、アシスト手段によるアシスト力を可変とすることにより、制動力を調整するため、制動力を直接調整する必要が無く、アシスト力を調整することにより、簡易に制動力を調整することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させることが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙前期間において、定着面側部材と裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させ、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させる。このため、通紙前においてトルクを安定させることができ、定着装置にて搬送する１枚目の用紙から適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させることが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙中期間において、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させ、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させる。このため、複数枚の用紙を通紙する場合、通紙中期間において先に用紙を搬送したときのトルクに基づいて、制動力を調整することができ、連続的に用紙を通紙する際においても光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させないことが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させないため、定着面側部材と裏面側部材との間に用紙が介在せずトルクが低下する場合に制動力を変化させないこととなり、誤った制動力の調整を防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間における前記通紙中トルクよりも低く設定することが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙前期間における通紙前トルクを、通紙中期間における通紙中トルクよりも低く設定するため、通紙期間中に用紙を通紙することにより上昇するトルク分を加味して通紙前期間における通紙前トルクを設定することとなり、１枚目の用紙から適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間に前記定着ニップ部にて搬送する用紙の紙種に応じて設定することが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙前トルクを搬送する用紙の紙種に応じて設定するため、用紙の厚みに応じて通紙前トルクを設定することができ、１枚目の用紙のスリップ量を一層適切とすることができる。

また、本発明に係る画像形成装置において、前記制御手段は、前記通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、前記通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定していることが好ましい。

この画像形成装置によれば、通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定しているため、通紙前期間においては制動力が迅速に調整されることとなり、１枚目の用紙が通紙される前において迅速に適切な制動力を得ることができる。また、通紙中期間においてはノイズ等によって制動力が大きく変動してしまうことを防止することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、回転自在に設けられる定着面側部材と、前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させることを特徴とし、さらに、前記通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させない、前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間における前記通紙中トルクよりも低く設定する、又は、前記通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、前記通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定していることを特徴とする。

これらの画像形成装置によれば、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルク及び通紙中トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させるため、温度上昇によって定着面側部材及び裏面側部材が膨張した場合には前記駆動モータの回転トルクがこれらトルクを上回り、制動力が低下させられることから、定着面側部材と用紙とのスリップ量を確保しつつ駆動モータに過剰な負荷が掛かることが防止される。一方、駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルク及び通紙中トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させるため、定着面側部材と用紙とのスリップ量を確保して、光沢メモリが解消できなくなってしまう事態を防止することができる。従って、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる。また、定着装置にて搬送する１枚目の用紙から適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる。さらに、複数枚の用紙を通紙する場合、通紙中期間において先に用紙を搬送したときのトルクに基づいて、制動力を調整することができ、連続的に用紙を通紙する際においても光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる。加えて、通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させないため、定着面側部材と裏面側部材との間に用紙が介在せずトルクが低下する場合に制動力を変化させないこととなり、誤った制動力の調整を防止することができる、通紙前期間における通紙前トルクを、通紙中期間における通紙中トルクよりも低く設定するため、通紙期間中に用紙を通紙することにより上昇するトルク分を加味して通紙前期間における通紙前トルクを設定することとなり、１枚目の用紙から適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる、又は、通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定しているため、通紙前期間においては制動力が迅速に調整されることとなり、１枚目の用紙が通紙される前において迅速に適切な制動力を得ることができる。また、通紙中期間においてはノイズ等によって制動力が大きく変動してしまうことを防止することができる。

本発明によれば、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータの故障を防止することができる画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。図１に示した定着部の構成を示す概略図である。トルク発生部により発生させられる制動力を示す図である。本実施形態に係る定着装置の動作を説明するタイミングチャートである。図５に示した時刻ｔ３における制動力を付与するか否かを判断する処理を示すフローチャートである。本実施形態に係る定着装置の処理の詳細を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図であり、図２は、実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。図１及び図２に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、感光体上に形成されたＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写体に転写（一次転写）する。次いで、中間転写体上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に転写（二次転写）することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＣＭＹＫの４色に対応する感光体を中間転写体の走行方向
に直列配置し、中間転写体に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が
採用されている。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、搬送部５０、定着部６０、通信部７１、記憶部７２、及び制御部（制御手段）１００を備えている。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備えている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。特に、記憶部７２には、定着部６０における定着処理に用いられる各種データが格納されている。なお、記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）や、ハードディスクドライブで構成される。

また、制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、又はＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピュータ）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ（入力画像データ）に基づいて用紙に画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１及び原稿画像走査装置（スキャナー）１２等を備えている。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることができる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（LCD：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備えている。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、入力画像データに対して、階調補正、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、及び中間転写ユニット４２等を備えている。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、トナーの色を除いて同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、ドラムクリーニング装置４１５、及び滑剤塗布装置４１６等を備えている。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（UCL：Under Coat Layer）、電荷発生層（CGL：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（CTL：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（OPC：Organic Photo−conductor）である。

帯電装置４１４は、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成されることとなる。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤）を収容しており、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

なお、現像装置４１２に収容されるトナーは、ここでは、トナー粒子内にワックスが分散含有されるワックス含有トナー（オイルレストナー）である。このトナーに含まれるワックスの融点は通常１１０℃以下程度と低い。このワックスには、例えば、パラフィン系ワックス、ポリオレフィン系ワックス、これらの変性物（例えば、酸化物やグラフと処理物）、高級脂肪酸、及びその金属塩、アミドワックス、エステル系ワックス等の従来公知のワックスを用いることができる。また、より好ましいワックスとして、例えば高級脂肪酸エステルワックスを適用してもよい。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード（以下、ＤＣＬブレード）を有する。一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーは、ＤＣＬブレードによって掻き取られ、除去される。

滑剤塗布装置４１６は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるローラ状の滑剤塗布ブラシを有する。感光体ドラム４１３が回転することに伴い、滑剤塗布ブラシに付着した滑剤が感光体ドラム４１３の表面に塗布される。

中間転写ユニット４２は、中間転写体となる中間転写ベルト４２１、一次転写ローラ４２２、二次転写ローラ４２３、駆動ローラ４２４、従動ローラ４２５、及びベルトクリーニング装置４２６等を備えている。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、駆動ローラ４２４及び従動ローラ４２５に張架される。中間転写ベルト４２１は、駆動ローラ４２４の回転により矢印Ａ方向に一定速度で走行する。一次転写ローラ４２２によって、中間転写ベルト４２１が感光体ドラム４１３に圧接されると、中間転写ベルト４２１に各色トナー像が順次一次転写される。そして、中間転写ベルト４２１が二次転写ローラ４２３によって用紙Ｓに圧接されると、中間転写ベルト４２１に一次転写されたトナー像が用紙Ｓに二次転写される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接されるベルトクリーニングブレード（以下、ＢＣＬブレード）を有する。二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残存する転写残トナーは、ＢＣＬブレードによって掻き取られ、除去される。

このようにして、用紙Ｓ上にトナー像が形成される。

トナー像は、定着部６０により用紙Ｓに定着される。定着部６０は、搬送されてきた用紙Ｓを加熱、加圧することにより、用紙Ｓのトナー像を定着させる。この定着部６０は、枠６０a内に収容された定着ローラとしての上加圧ローラ６１と、加圧ローラとしての下加圧ローラ６４とを主として含む構成を有する。本実施形態では、定着部６０はベルトニップ方式の構成を採用しているが、その詳細な構成については後述する。

搬送部５０は、給紙部５１、搬送機構５２、及び排紙部５３等を備えている。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙（規格用紙、特殊用紙）Ｓが予め設定された種類ごとに収容される。

給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ５２ａ等の複数の搬送ローラを備えた搬送機構５２により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラ５２ａが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。

そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラ５３ａを備えた排紙部５３により機外に排紙される。

以下、本実施の形態に係る定着部６０の構成について、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、図１に示した定着部６０の構成を示す概略図である。

定着部６０は、用紙Ｓを狭持して搬送するための定着ニップ部を形成する加圧部、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して定着温度で加熱する加熱部等を備えた、例えば熱ベルト方式のものである。

この定着部６０は、上記した枠６０a、上加圧ローラ（定着面側部材）６１、及び下加圧ローラ（裏面側部材）６４に加えて、定着ベルト（定着面側部材）６２と、加熱ローラ６３と、張架部材６８と、トルク発生部（制動力発生手段）６６とを備えている。

上加圧ローラ６１は、例えば鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層が形成された構成を有するものである。さらに、弾性層の外周面に、フッ素系樹脂からなる表面離型層が形成される場合もある。このような上加圧ローラ６１は、駆動モータＭ３によって回転駆動される下加圧ローラ６４に定着ベルト６２を介して圧接されることで、定着ベルト６２と共に下加圧ローラ６４に追従して回転自在となっている。

定着ベルト６２は、上加圧ローラ６１と加熱ローラ６３と張架部材６８とに掛け回される無端状のベルト部材である。この定着ベルト６２は、トナー像が転写された用紙Ｓに接触して、この用紙Ｓを所定の温度で加熱する加熱部となる。ここで、所定の温度とは、トナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙の紙種等によって異なる。

加熱ローラ６３は、ハロゲンヒータ等の加熱源６３１を内蔵しており、この加熱源６３１によってアルミニウム等からなる円筒状の芯金、及び、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等からなる樹脂層が加熱されて、定着ベルト６２を加熱する。また、定着ベルト６２の近傍には、定着ベルト６２の温度を検出する制御用の温度センサ８１（図２参照）が配置される。この制御用の温度センサ８１による検出信号は制御部１００に出力される。制御部１００は、制御用の温度センサによる測定温度が予め設定された温度となるように、加熱ローラ６３の加熱源６３１の出力を制御する（例えばオン／オフ制御）。

なお、定着ベルト６２は、例えば耐熱性のポリイミドからなるフィルム基材の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層と、フッ素系樹脂からなる表面離型層が順に積層した構成を有する。フッ素系樹脂としては、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）のいずれかを含有する材料であり、最も好ましくは、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰのいずれかである。これにより、トナー樹脂やトナー粒子に含まれるワックスに対する定着ベルト６２表面の離型性も向上し、定着時にトナーが定着ベルト６２表面につきにくくなる。

また、定着ベルト６２は、電磁誘導加熱（IH：Induction Heating）により加熱されるようになっていてもよい。この場合の定着ベルトの基体は、Ｎｉ等の電磁誘導発熱可能な材料で構成されることとなる。

張架部材６８は、両端部を回転自在に支持されたローラであり、両端部の外径が中央部部分よりも大きい逆クラウン形状をなしている。この張架部材６８は、上加圧ローラ６１と下加圧ローラ６４とから離間した所定位置に配置されている。また、張架部材６８は移動可能に設けられ、移動することで、定着ベルト６２の張力を調整する。なお、この構成に限らず、張架部材６８を固定すると共に加熱ローラ６３を移動可能に構成することで、定着ベルト６２の張力を調整するようにしてもよい。

さらに、定着部６０は、切替機構６９を備えている。切替機構６９は、下加圧ローラ６４を上加圧ローラ６１に対して付勢する付勢手段を有し、下加圧ローラ６４を上加圧ローラ６１に対して接離可能としている。なお、接離に関しては制御部１００によって制御される。

また、下加圧ローラ６４が上加圧ローラ６１に対して接続された場合において、下加圧ローラ６４は、上加圧ローラ６１に押圧されることにより定着ベルト６２の外周面に圧接しながら回転することとなり、定着ベルト６２と協働して、トナー像が形成された用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップ部（以下、「ニップ部」という）Ｎを形成することとなる。なお、下加圧ローラ６４には、ハロゲンヒータ等の加熱源が内蔵されていてもよい。

さらに、定着部６０は、下加圧ローラ６４を回転駆動するための駆動モータＭ３を備えている。この駆動モータＭ３は制御部１００によって制御される。

トルク発生部６６は、制御部１００によって制御されるモータＭ１、Ｍ２と、ギア機構６７とを備え、これら構成によって、定着ベルト６２の表面速度と下加圧ローラ６４の表面速度との速度差を設定するために定着ベルト６２の回転を妨げる方向の制動力を発生させるものである。定着ベルト６２は、駆動モータＭ３によって回転駆動される下加圧ローラ６４に追従して回転可能となっており、トルク発生部６６は、この追従回転を妨げる方向の制動力を発生させることとなる。これにより、定着ベルト６２と用紙Ｓとがスリップすることとなり、光沢メモリが防止されることとなる。

より詳細にモータＭ１、Ｍ２は、上加圧ローラ６１に対してそれぞれ逆方向のトルクを付与する。具体的にモータ（ブレーキ手段）Ｍ１は、下加圧ローラ６４に追従して回転する上加圧ローラ６１に、搬送方向Ｈ１への回転（正回転と称する）に対するブレーキ力Ｄ２を発生させるために、正回転とは逆側に回転するトルクを付与する。つまりモータＭ１は、上加圧ローラ６１にブレーキ力Ｄ２を発生させることにより、定着ベルト６２と用紙Ｓとをスリップさせて光沢メモリを防止する。

一方、モータＭ２は、下加圧ローラ６４に追従して回転する上加圧ローラ６１を補助するトルクを付与し、上加圧ローラ６１を搬送方向と同方向Ｈ１へ回転させるアシスト力Ｄ１を発生させる。

なお、ギア機構部６７は、モータＭ１、Ｍ２のそれぞれの回転を個別に上加圧ローラ６１に伝達するために複数のギア群を有し、両モータＭ１、Ｍ２のトルクは、これらギア群を介して上加圧ローラ６１に組み合わされた状態で伝達される。

図４は、トルク発生部６６により発生させられる制動力を示す図である。図４に示すように、モータＭ１によって発生させられるトルク（ブレーキ力Ｄ２）は一定となっており、具体的には、−０．１Ｎｍとなっている。一方、モータＭ２は制御部１００によりＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御されることにより発生させられるトルク（アシスト力Ｄ１）が可変となっており、その範囲は０Ｎｍ〜０．０８Ｎｍである（ＰＷＭ値４０％〜７０％）。このように、アシスト力Ｄ１は、ブレーキ力Ｄ２の範囲内の値（すなわちブレーキ力の絶対値よりも小さい値）となっており、双方の力Ｄ１，Ｄ２の合算の力についても可変となる。この合算された力が上記の制動力であり、この制動力によって、上加圧ローラ６１の表面速度（周速）が下加圧ローラ６４の表面速度（周速）に対して、０．３％から０．８％遅くされ、定着ベルト６２と用紙Ｓとのスリップが発生することとなる。

再度図２を参照する。本実施形態において制御部１００は、トルク検出部（トルク検出手段）１０４を備えている。また、記憶部７２は、駆動モータＭ３への駆動電流値と駆動モータＭ３の回転トルクとの相関を示すデータを記憶している。トルク検出部１０４は、駆動モータＭ３の回転トルクを検出するものであって、ＲＯＭ１０２に記憶されるプログラムに従って、記憶部７２に記憶されるデータに基づき駆動モータＭ３への駆動電流の値から駆動モータＭ３の回転トルクを検出する。

また、本実施形態において制御部１００は、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を低下させ、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を上昇させる。すなわち、制御部１００は、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、モータＭ２によるアシスト力Ｄ１を高めて制動力を低下させ、設定された目標トルクよりも低い場合に、モータＭ２によるアシスト力Ｄ１を低めて制動力を上昇させる。

これにより、本実施形態において定着装置は、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータＭ３の故障を防止することとしている。すなわち、トルク発生部６６により制動力を発生させた場合、駆動モータＭ３に過剰な負荷が掛かることがあり、駆動モータＭ３の故障の原因となってしまう。特に、加熱源６３１により上加圧ローラ６１と下加圧ローラ６４とが膨張した場合には、両ローラ６１，６４の回転に大きなトルクが必要となり、一層過剰な負荷が駆動モータＭ３に掛かり、故障を招く可能性が高まってしまう。よって、本実施形態において制御部１００は、上記の如く制御することにより、例えば温度上昇によって両ローラ６１，６４が膨張して駆動モータＭ３のトルクが目標トルクを上回った場合であっても、定着ベルト６２と用紙Ｓとのスリップ量を確保しつつ制動力を低下させて駆動モータＭ３に過剰な負荷が掛かることを防止する。一方、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合には、発生させる制動力を上昇させるため、定着ベルト６２と用紙Ｓとのスリップ量を確保して、光沢メモリが解消できなくなってしまう事態を防止することができる。

次に、本実施形態に係る定着装置の動作を説明する。図５は、本実施形態に係る定着装置の動作を説明するタイミングチャートである。図５に示すように、本実施形態において制御部１００は、モード０からモード３の４つの制御モードに応じて制御を行うようになっている。なお、モード０は初期設定に関し、モード１は通紙前に関し、モード２及びモード３は通紙中に関する。

まず、時刻ｔ０において制御部１００は駆動モータＭ３を起動して回転動作させると共に、切替機構６９を制御して下加圧ローラ６４を上加圧ローラ６１に対して接続する接続動作を開始する。これにより、時刻ｔ１において下加圧ローラ６４は上加圧ローラ６１に対して接続され、ニップ部Ｎが形成される。このように、制御部１００は、ニップ部Ｎにて用紙Ｓを搬送する前の通紙前期間において、ニップ部Ｎを形成する。

また、時刻ｔ１の時点で制御モードはモード０となり、制御部１００は、駆動モータＭ３を起動した際の突入電流が安定するまでの安定待ち時間（例えば時刻ｔ１から３００ｍｓ）の経過を待つ。これにより、安定待ち時間経過後の時刻ｔ２において、モード０は終了し、制御モードはモード１に移行する。

時刻ｔ２において制御モードがモード１となると、トルク検出部１０４は、駆動モータＭ３の回転トルクの検出を開始する。この回転トルクは、駆動モータＭ３への駆動電流の値から検出される。次に、時刻ｔ３において制御部１００は、トルク発生部６６により制動力を付与するか否かを判断する処理を実行する。

図６は、図５に示した時刻ｔ３における制動力を付与するか否かを判断する処理を示すフローチャートである。図６に示すように、制御部１００は、トルク検出部１０４により検出された現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．４５Ｎ・ｍ以上であるかを判断する（Ｓ１）。

現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．４５Ｎ・ｍ以上であると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部１００は、制動力ＯＮ／ＯＦＦ判定値＝ＯＦＦとし（Ｓ２）、図６に示す処理は終了する。この制動力ＯＮ／ＯＦＦ判定値がＯＦＦとなることにより、上加圧ローラ６１に対しては制動力が付与されないこととなる。

現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．４５Ｎ・ｍ以上でないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．３５Ｎ・ｍ以下であるかを判断する（Ｓ３）。現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．３５Ｎ・ｍ以下であると判断した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部１００は、制動力ＯＮ／ＯＦＦ判定値＝ＯＮとし（Ｓ４）、図６に示す処理は終了する。この制動力ＯＮ／ＯＦＦ判定値がＯＮとなることにより、上加圧ローラ６１に対して上記した制動力が付与されることとなる。

また、現時点における駆動モータＭ３の回転トルクが０．３５Ｎ・ｍ以下でないと判断した場合（Ｓ３：ＮＯ）、制動力ＯＮ／ＯＦＦ判定値は前回の値のままとされ、図６に示す処理は終了する。

再度、図５を参照する。時刻ｔ３において制御部１００が制動力を付与すると判断した場合、検出された回転トルクに応じて制動力が調整されるＰＩ制御が開始される。具体的に制御部１００は、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を低下させ、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を上昇させる。

これにより、時刻ｔ３以降において駆動モータＭ３の駆動電流の値が上昇する。すなわち、駆動モータＭ３の起動後のトルクは小さいことから、通紙前トルクよりも低くなる。このため、制御部１００によってトルク発生部６６により発生させられるトルクは上昇することとなる。そして、トルク発生部６６により発生させられるトルクは上昇することから、駆動モータＭ３に対する負荷が高まることとなり、駆動モータＭ３への駆動電流の値が上昇することとなる。

なお、通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数は高い値が採用されており、駆動モータＭ３のトルクは比較的短い時間内（図５に示す通紙待ち時間内）で、設定された通紙前トルクに到達する。そして、図５に示す時刻ｔ４においてトルク検出部１０４により検出される駆動モータＭ３のトルクが通紙前トルクに達すると、制御部１００は、約１ｓの時間の経過を待ち、約１ｓの時間の間にトルク変動が無ければ、時刻ｔ５において通紙前トルクに到達したと確定する。これにより、モード１は終了し、制御モードはモード２に移行する。

時刻ｔ５において制御モードがモード２となると、制御部１００は、１枚目の用紙Ｓの先端がニップ部Ｎに突入するまで待機し、時刻ｔ６において１枚目の用紙Ｓの先端がニップ部Ｎに突入すると、ニップ部Ｎにて用紙Ｓを搬送する通紙中期間となり、制御部１００は、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を低下させ、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を上昇させる。

ここで、通紙中トルクは通紙前トルクよりも高い値に設定されている。このため、制御部１００によってトルク発生部６６により発生させられるトルクは上昇することとなる。そして、トルク発生部６６により発生させられるトルクは上昇することから、駆動モータＭ３に対する負荷が高まることとなり、駆動モータＭ３への駆動電流の値が上昇することとなる。

なお、通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数は、通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低い値が採用されており、トルク検出部１０４により検出される駆動モータＭ３のトルクは比較的緩やかに変化し、時刻ｔ７において通紙中トルクに到達する。また、制御部１００は、通紙中トルクについて光沢メモリを解消しつつも駆動モータＭ３が故障しないトルクに予め定めており一定値としているが、通紙前トルクについては可変としており、通紙期間中において搬送する用紙Ｓの紙種（特に厚み）に応じて通紙前トルクを設定する。すなわち、用紙Ｓの厚くなると、ニップ部Ｎにて用紙Ｓを搬送する際のトルクの上昇量が大きくなる。制御部１００は、この上昇量を見越して、通紙された際に目標となる通紙中トルクとなるように、通紙前トルクを設定することとなる。

そして、時刻ｔ８において１枚目の用紙Ｓの後端がニップ部Ｎから抜け出ると、モード２は終了し、制御モードはモード３に移行する。

なお、制御部１００は、通紙期間中において、搬送する用紙Ｓの紙間位置を予測している。このため、制御モードがモード３に移行すると、制御部１００は、予測した紙間位置に応じて上記のＰＩ制御を実施せず、紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させないこととする。すなわち、制御部１００は、時刻ｔ８〜ｔ９の紙間位置に応じて制動力を変化させないこととなる。

そして、時刻ｔ９となり２枚目の用紙Ｓの先端がニップ部Ｎに突入すると、制御部１００は、時刻ｔ６以降と同様に、トルク検出部１０４により検出された駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を低下させ、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、トルク発生部６６により発生させる制動力を上昇させる。以後、３枚目以降についても２枚目と同様に制御部１００は、制動力を調整することとなる。

図７は、本実施形態に係る定着装置の処理の詳細を示すフローチャートである。なお、図７に示す処理は、図５に示す時刻ｔ２以降の処理を示している。また、図７に示す処理は画像形成装置１の電源がオフとなるまで、繰り返し実行される。

まず、制御部１００は、制御モードがモード１であるか否かを判断する（Ｓ１１）。制御モードがモード１であると判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、制御部１００は、モータＭ２による初回アシスト時であるか否かを判断する（Ｓ１２）。

モータＭ２による初回アシスト時であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、制御部１００は、予め記憶されるトルクカーブに基づいて、モータＭ２のＰＷＭ値を算出する（Ｓ１３）。具体的に制御部１００は、１）モータＭ２の電流値からモータＭ２のトルクを算出し、２）算出トルクと目標値との差を算出する工程を経て、モータＭ２のＰＷＭ値を算出する。そして、処理はステップＳ１５に移行する。

一方、モータＭ２による初回アシスト時でないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、制御部１００は、ＰＩ制御からモータＭ２のＰＷＭ値を算出する（Ｓ１４）。この際、制御部１００は、ＰＷＭ値（ｙ）＝１周期前のＰＷＭ値（ｙｐｒｅ）−（ｂ１×目標とのトルク差（ｕ）＋ｂ２×１周期前の目標とのトルク差（ｕｐｒｅ）なる算出式からＰＷＭ値を算出する。

ここで、ｂ１は比例定数ｋｐであり、ｂ２は比例定数ｋｐ×（ｋｉ＿ｋｐ×ｔｓ−１）である。

さらに、比例定数ｋｐはモード１において０．４である。また、ｋｉ＿ｋｐは、積分制御係数／比例定数であり、２である。さらに、ｔｓは制御周期であり、例えば１００ｍｓである。

制御部１００は、このような算出式からＰＷＭ値を算出し、その後処理はステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において制御部１００は、ステップＳ３，Ｓ４にて算出したＰＷＭ値が下限値（例えば４０％）以上上限値（例えば７０％）以下の範囲内に収まるか否かを判断する（Ｓ１５）。収まると判断した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７に移行する。

一方、算出したＰＷＭ値が下限値以上上限値以下の範囲内に収まらないと判断した場合（Ｓ１５：ＮＯ）、制御部１００は、ＰＷＭ値を範囲内に収める処理を行う（Ｓ１６）。すなわち、算出したＰＷＭ値が下限値未満である場合にはＰＷＭ値を下限値とし、算出したＰＷＭ値が上限値を超える場合にはＰＷＭ値を上限値とする処理を行うこととなる。そして、処理はステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７において制御部１００は、１周期前の目標とのトルク差（ｕｐｒｅ）に、今回算出した目標とのトルク差（ｕ）を代入する（Ｓ１７）。次いで、制御部１００は、１周期前のＰＷＭ値（ｙｐｒｅ）に、今回算出したＰＷＭ値（ｙ）を代入する（Ｓ１８）。そして、図７に示す処理は終了する。

ところで、制御モードがモード１でないと判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、制御部１００は、制御モードがモード２であるか否かを判断する（Ｓ１９）。モード２であると判断した場合、制御部１００は、ＰＩ制御からモータＭ２のＰＷＭ値を算出する（Ｓ２０）。この際、制御部１００は、ＰＷＭ値（ｙ）＝１周期前のＰＷＭ値（ｙｐｒｅ）−（ｂ１×目標とのトルク差（ｕ）＋ｂ２×１周期前の目標とのトルク差（ｕｐｒｅ）なる算出式からＰＷＭ値を算出する。なお、ステップＳ１９において比例定数ｋｐは０．０４である。また、ｋｉ＿ｋｐは、モード１と同様に２である。

その後、処理はステップＳ１５に移行し、上記と同様にしてステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が実行され、図７に示す処理は終了する。

また、制御モードがモード２でないと判断した場合（Ｓ１９：ＮＯ）、制御部１００は、制御モードがモード３であると判断し、ＰＩ制御から駆動モータＭ２のＰＷＭ値を算出する（Ｓ２１）。この際、制御部１００は、ステップＳ１０と同じ処理を実行する。すなわち、制御部１００は、ＰＷＭ値（ｙ）＝１周期前のＰＷＭ値（ｙｐｒｅ）−（ｂ１×目標とのトルク差（ｕ）＋ｂ２×１周期前の目標とのトルク差（ｕｐｒｅ）なる算出式からＰＷＭ値を算出する。なお、ステップＳ２１において比例定数ｋｐ及びｋｉ＿ｋｐは、モード２と同じである。

このようにして、本実施形態に係る定着装置によれば、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させるため、温度上昇によって上加圧ローラ６１及び下加圧ローラ６４が膨張した場合には駆動モータＭ３の回転トルクが目標トルクを上回り、制動力が低下させられることから、定着ベルト６２と用紙Ｓとのスリップ量を確保しつつ駆動モータＭ３に過剰な負荷が掛かることが防止される。一方、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させるため、定着ベルト６２と用紙Ｓとのスリップ量を確保して、光沢メモリが解消できなくなってしまう事態を防止することができる。従って、光沢メモリを解消しつつも、駆動モータＭ３の故障を防止することができる。

また、通紙前期間において、上加圧ローラ６１及び定着ベルト６２と下加圧ローラ６４とを接続してニップ部Ｎを形成し、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させ、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させる。このため、通紙前においてトルクを安定させることができ、定着装置にて搬送する１枚目の用紙Ｓから適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる。

また、通紙中期間において、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、発生させる制動力を低下させ、駆動モータＭ３の回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、発生させる制動力を上昇させる。このため、複数枚の用紙Ｓを通紙する場合、通紙中期間において先に用紙Ｓを搬送したときのトルクに基づいて、制動力を調整することができ、連続的に用紙Ｓを通紙する際においても光沢メモリを解消しつつも、駆動モータＭ３の故障を防止することができる。

また、通紙中期間において、搬送する用紙Ｓの紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させないため、定着ベルト６２と下加圧ローラ６４との間に用紙Ｓが介在せずトルクが低下する場合に制動力を変化させないこととなり、誤った制動力の調整を防止することができる。

また、通紙前期間における通紙前トルクを、通紙中期間における通紙中トルクよりも低く設定するため、通紙期間中に用紙Ｓを通紙することにより上昇するトルク分を加味して通紙前期間における通紙前トルクを設定することとなり、１枚目の用紙Ｓから適切なスリップ量を確保して光沢メモリを解消することができる。

また、通紙前トルクを搬送する用紙Ｓの紙種に応じて設定するため、用紙Ｓの厚みに応じて通紙前トルクを設定することができ、１枚目の用紙Ｓのスリップ量を一層適切とすることができる。

また、通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数ｋｐを、通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数ｋｐよりも低く設定しているため、通紙前期間においては制動力が迅速に調整されることとなり、１枚目の用紙Ｓが通紙される前において迅速に適切な制動力を得ることができる。また、通紙中期間においてはノイズ等によって制動力が大きく変動してしまうことを防止することができる。

また、モータＭ１によるブレーキ力を一定とし、モータＭ２によるアシスト力を可変とすることにより、制動力を調整するため、制動力を直接調整する必要が無く、アシスト力を調整することにより、簡易に制動力を調整することができる。

また、本実施形態に係る画像形成装置１によれば、用紙Ｓに対してトナー画像を形成する画像形成部４０と、画像形成部４０にて形成されたトナー画像を用紙に定着させる上記の定着装置とを備えるため、画像光沢が向上した印刷物を出力することができる。

以上、本発明に係る定着装置、及び画像形成装置を実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、上記実施形態において定着装置はベルトニップ式のものを採用しているが、これに限らず、ローラニップ式のものであってもよい。

さらに、本実施形態において定着装置は画像形成装置１内に収納されているが、これに限らず、後処理装置などの他の装置内に収納されていてもよい。

加えて、上記に示した各種構造、数値等については、上記したものに限られず、適宜変更可能である。

１画像形成装置
１０画像読取部
１１自動原稿給紙装置
１２原稿画像走査装置
１２ａＣＣＤセンサ
２０操作表示部
２１表示部
２２操作部
３０画像処理部
４０画像形成部
４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ画像形成ユニット
４１１露光装置
４１２現像装置
４１３感光体ドラム
４１４帯電装置
４１５ドラムクリーニング装置
４１６滑剤塗布装置
４２中間転写ユニット
４２１中間転写ベルト
４２２一次転写ローラ
４２３二次転写ローラ
４２４駆動ローラ
４２５従動ローラ
４２６ベルトクリーニング装置
５０搬送部
５１給紙部
５１ａ〜５１ｃ給紙トレイユニット
５２搬送機構
５３排紙部
６０定着部
６０ａ枠
６１上加圧ローラ（定着面側部材）
６２定着ベルト（定着面側部材）
６３加熱ローラ
６３１加熱源
６４下加圧ローラ（裏面側部材）
６６トルク発生部（制動力発生手段）
６７ギア機構
６８張架部材
６９切替機構
７１通信部
７２記憶部
１００制御部（制御手段）
１０１ＣＰＵ
１０２ＲＯＭ
１０３ＲＡＭ
１０４トルク検出部（トルク検出手段）
Ｄ原稿
Ｍ１モータ（ブレーキ手段）
Ｍ２モータ（アシスト手段）
Ｍ３駆動モータ
Ｓ用紙

Claims

回転自在に設けられる定着面側部材と、
前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、
前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、
前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、
前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された目標トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記制動力発生手段は、前記定着面側部材の回転を妨げる方向にブレーキ力を発生させるブレーキ手段と、前記ブレーキ手段により発生させられるブレーキ力の範囲内において前記ブレーキ手段によるブレーキ力と反対の回転方向の力となるアシスト力を発生させるアシスト手段と、を有し、
さらに前記制御手段は、前記ブレーキ手段によるブレーキ力を一定とし、前記アシスト手段によるアシスト力を可変とすることにより、制動力を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させる
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させない
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間における前記通紙中トルクよりも低く設定する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間に前記定着ニップ部にて搬送する用紙の紙種に応じて設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、前記通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定している
ことを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
回転自在に設けられる定着面側部材と、
前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、
前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、
前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、
前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記通紙中期間において、搬送する用紙の紙間位置を予測し、予測した紙間位置におけるトルクに基づいて制動力を変化させない
ことを特徴とする画像形成装置。
回転自在に設けられる定着面側部材と、
前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、
前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、
前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、
前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記通紙前期間における前記通紙前トルクを、前記通紙中期間における前記通紙中トルクよりも低く設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
回転自在に設けられる定着面側部材と、
前記定着面側部材の外周面に圧接しながら回転し、該定着面側部材と協働して、トナー像が形成された用紙を挟持して搬送する定着ニップ部を形成する裏面側部材と、
前記裏面側部材を回転駆動するための駆動モータと、
前記定着面側部材の表面速度と前記裏面側部材の表面速度との速度差を設定するために前記定着面側部材の回転を妨げる方向の制動力を発生させる制動力発生手段と、
前記制動力発生手段により発生させる制動力を調整する制御手段と、
前記駆動モータの回転トルクを検出するトルク検出手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接離可能であり、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する前の通紙前期間において、前記定着面側部材と前記裏面側部材とを接続して定着ニップ部を形成し、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙前トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記定着ニップ部にて用紙を搬送する通紙中期間において、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも高い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を低下させ、前記トルク検出手段により検出された前記駆動モータの回転トルクが、設定された通紙中トルクよりも低い場合に、前記制動力発生手段により発生させる制動力を上昇させ、
前記通紙中期間におけるＰＩ制御の比例定数を、前記通紙前期間におけるＰＩ制御の比例定数よりも低く設定している
ことを特徴とする画像形成装置。