JP6855761B2 - 定着装置、画像形成装置および圧力切替方法 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置および圧力切替方法に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給す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。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

画像形成装置における定着部では、定着ニップを形成する定着ローラーおよび加圧ローラーの圧力を変更可能となっている。例えば、特許文献１に記載の構成では、用紙に転写された画像の有無に応じて圧力を変更するように構成されている。

特開２０１４−２２８６３６号公報

ところで、例えばＩＣチップを内蔵した用紙のように、ユーザーの目で見てわかるレベルの段差を有する段差用紙に画像形成を行う場合がある。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、段差用紙Ｓ１は、２つの紙層Ｓ１１と、２つの紙層Ｓ１１を接着する接着層Ｓ１２とから構成されており、２つの紙層Ｓ１１の間にＩＣチップＣを内蔵している。

段差用紙Ｓ１においては、ＩＣチップＣのない部分である非段差部と、ＩＣチップＣのある部分である段差部とで段差用紙Ｓ１の厚さが異なる。そのため、トナー像Ｔが転写された段差用紙Ｓ１が定着ニップを通過する際、定着ニップにおいて段差用紙Ｓ１から定着ローラー６１にかかる圧力が非段差部と段差部とで変動する。

具体的には、定着ローラー６１が段差部に乗り上げる際、定着ローラー６１が大きく変形するので、非段差部において定着ローラーにかかる圧力Ｐ１よりも大きな圧力Ｐ２が定着ローラー６１にかかる。そのため、定着ローラー６１を駆動する駆動モーターへの負荷が増大して定着ローラー６１の回転速度が遅くなり、ひいては定着ニップにおける段差用紙Ｓ１の搬送速度が遅くなる。

この際、定着部よりも上流側の転写部における段差用紙Ｓ１の搬送速度は変動しないため、定着ニップにおける搬送速度が遅くなることに起因して段差用紙Ｓ１が撓んで搬送不良が発生し、ひいては画像ずれや紙詰まりが発生するという問題が生じる。特に、段差部の幅が広い程、定着ニップにおいて定着ローラー６１にかかる圧力が高くなる範囲が広くなるため、上記問題が生じやすくなる。

なお、特許文献１に記載の技術では、段差用紙における段差部および非段差部を考慮していないので、上記問題を解決することができない。

本発明の目的は、段差部を有する用紙を定着する際における定着部への駆動の負荷増大に起因した搬送不良が発生することを防止することが可能な定着装置、画像形成装置および圧力切替方法を提供することである。

本発明に係る定着装置は、
トナー像が転写された用紙を定着ニップにおいて加熱、加圧することにより前記用紙に前記トナー像を定着させる定着部と、
前記定着ニップにおいて、前記用紙に加える圧力を切り替え可能な圧力切替部と、
前記用紙が段差部および非段差部を有する場合、前記用紙の搬送方向における前記段差部の部分に加える圧力を、前記搬送方向における前記非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくするように前記圧力切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向における前記段差部の長さに応じて前記段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定する。

本発明に係る画像形成装置は、
上記した定着装置を備える。

本発明に係る圧力切替方法は、
トナー像が転写された用紙を定着ニップにおいて加熱、加圧することにより前記用紙に前記トナー像を定着させる定着部と、前記定着ニップにおいて、前記用紙に加える圧力を切り替え可能な圧力切替部と、を備える定着装置の圧力切替方法であって、
前記用紙が段差部および非段差部を有する場合、前記用紙の搬送方向における前記段差部の部分に加える圧力を、前記搬送方向における前記非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくするように前記圧力切替部を制御し、
前記圧力切替部の制御の際、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向における前記段差部の長さに応じて前記段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定する。

本発明によれば、段差部を有する用紙を定着する際における定着部への駆動の負荷増大に起因した搬送不良が発生することを防止することができる。

定着ニップを通過する段差用紙を示す図である。 本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。 本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。 定着ローラーの一例を示す図である。 定着ローラー及び加圧ローラーの長さに対する外径の変化を示す図である。 定着ニップを搬送される用紙を示す図である。 定着部を示す図である。 定着部を示す図である。 段差用紙の各位置にかかる圧力を示す図である。 段差用紙の一例を示す図である。 画像形成装置における圧力切替制御の動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本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る。図３は、本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２に示すように、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。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに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、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１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３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、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４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の各ブロック等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。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。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、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ー）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓ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。

図２に示すように、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および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

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により、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可能となる。

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）センサー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。

図３に示すように、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１０１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、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１０１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る。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、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。

図２に示すように、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、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、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、又は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、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、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。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤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。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

上側定着部６０Ａは、定着ローラー６１を有し、下側定着部６０Ｂは、加圧ローラー６２を有する。加圧ローラー６２は、定着ローラー６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

また、定着部６０には、定着ニップにおける圧力を切り替え可能な圧力切替部２００が設けられている。定着部６０および圧力切替部２００の詳細については後述する。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。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、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。

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、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、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、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、定着部６０および圧力切替部２００の詳細について説明する。図４に示すように、定着部６０における定着ローラー６１および加圧ローラー６２は、軸方向における中央に向かうにつれ外径が小さくなるような逆クラウン形状となっている。なお、図４においては、定着ローラー６１のみを図示している。また、図４においては定着ローラーの６１の形状の理解を容易にするため、定着ローラー６１の形状を誇張して図示している。

より詳細に、定着ローラー６１の外径および加圧ローラー６２の外径は、軸方向における位置に応じて図５に示すように変動する。特に、定着ローラー６１は、軸方向の位置がＡ１，Ａ２となる位置よりも外側に向かうにつれ、外径がさらに大きくなるような形状となっている。

なお、図５においては横軸における駆動側が図１における奥側を示し、手前側が図１における手前側を示している。また、図５における横軸は、定着ローラー６１および加圧ローラー６２の駆動側の端部を０とした場合の、定着ローラー６１および加圧ローラー６２の長さを示している。

この定着ローラー６１により、軸方向の位置がＡ１，Ａ２となる位置よりも外側の部分における定着部６０の圧力が、Ａ１，Ａ２よりも内側の部分の圧力よりも特に高くなる。これにより、図６に示すように、用紙Ｓが定着ニップを通過する際に外側に向かって引っ張られて、用紙Ｓの端部が中央部より伸ばされる。

これは、定着ニップにおいて、定着ローラー６１により、加圧ローラー６２の表層を形成する弾性層の潰れ量が中央部より端部の方が多くなるので、当該端部の方が中央部よりも用紙Ｓの搬送量が多くなるためである。そのため、定着ニップにおいて、用紙Ｓの搬送の際に生じる用紙Ｓの皺を抑制することができる。

また、図５に示す例では、最大通紙幅が軸方向の位置におけるＢ１とＢ２との間に相当するため、本実施の形態における定着部６０では、Ａ１とＢ１との間の部分、及び、Ａ２とＢ２との間の部分が定着ニップにおける圧力の高い部分となる。

また、図７および図８に示すように、圧力切替部２００は、支持部材２０１と、カム２０２と、付勢部材２０３とを有している。

支持部材２０１は、加圧ローラー６２を支持しており、加圧ローラー６２とともに上下方向に移動可能に構成されている。

付勢部材２０３は、圧縮バネであり、カム２０２と、支持部材２０１との間に配置されている。制御部１０１の制御により、カム２０２が回転すると、付勢部材２０３による支持部材２０１に対する付勢量が変動することにより、支持部材２０１が上下方向に移動する。これにより、定着ローラー６１に対して加圧ローラー６２による加圧量、つまり、定着ニップにおける用紙Ｓに対して加える圧力を切り替えることができる。定着部６０、制御部１０１および圧力切替部２００は、本発明の「定着装置」に対応する。

図７および図８の例では、図７が定着ニップにおける用紙Ｓに対して加える圧力が高い状態を示し、図８が定着ニップにおける用紙Ｓに対して加える圧力が低い状態を示している。つまり、図８の状態が、図７の状態よりも、加圧ローラー６２が下に下がった状態となっている。

ところで、例えばＩＣチップを内蔵した用紙のように、ユーザーの目で見てわかるレベルの段差を有する段差用紙Ｓ１に画像形成を行う場合がある（図１Ａおよび図１Ｂ参照）。段差用紙Ｓ１は、ＩＣチップＣがない部分である非段差部と、ＩＣチップＣがある部分である段差部とを有している。

段差用紙Ｓ１においては、非段差部と段差部との間で段差用紙Ｓ１の厚さが異なる。例えば、図１Ａおよび図１Ｂの例では、非段差部の厚さが２００μｍ程度であり、段差部の厚さが５００μｍ程度である。そのため、トナー像Ｔが転写された段差用紙Ｓ１が定着ニップを通過する際、定着ニップにおいて段差用紙Ｓ１から定着ローラー６１にかかる圧力が、非段差部と段差部との間で変動する。

つまり、定着ローラー６１が段差部に乗り上げる際、定着ローラー６１が大きく変形するので、非段差部のときにおける圧力Ｐ１よりも大きな圧力Ｐ２が定着ローラー６１にかかる。そのため、定着ローラー６１を駆動する駆動モーターへの負荷が増大して定着ローラー６１の回転速度が遅くなり、定着部６０における搬送速度が遅くなってしまう。

この際、定着部６０より上流側の中間転写ユニット４２部分における搬送速度は変動しないため、定着部６０における搬送速度が遅くなることに起因して、中間転写ユニット４２部分と定着部６０との間で段差用紙Ｓ１が撓んで搬送不良が生じ、ひいては画像ずれや紙詰まりが発生するという問題が生じる。特に、段差部の幅が広い程、定着ニップにおいて定着ローラー６１にかかる圧力が高くなる範囲が広くなるため、上記問題が生じやすくなる。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１は、段差用紙Ｓ１の搬送方向における段差部の部分に加える圧力を、搬送方向において非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくするように制御する。

例えば、図９に示すように、段差用紙Ｓ１において、段差部の部分に加える圧力が第１圧力（１４００Ｎ／ｍ）に設定され、非段差部のみの部分に加える圧力が第１圧力よりも大きい第２圧力（１９００Ｎ／ｍ）に設定される。このようにすることで、定着ローラー６１が段差部に乗り上げる際に発生する定着部６０の駆動モーターの負荷が軽減し、定着部６０における搬送速度変動が発生しにくくなる。

このような圧力切替制御は以下のように行われる。なお、図９では、搬送方向において２つの段差部が離間して配置された段差用紙の例を示している。

最初に、段差用紙Ｓ１の先端部が定着ニップに到達すると、非段差部のみの部分であるため、定着ニップにおける圧力が第２圧力に設定される。段差用紙Ｓ１における搬送方向の上流側に位置する段差部が定着ニップに到達すると、定着ニップにおける圧力が第２圧力から第１圧力に切り替えられることで小さくなる。

当該段差部Ｓ２部分が定着ニップを通過して非段差部に到達すると、定着ニップにおける圧力が第１圧力から第２圧力に切り替えられることで大きくなる。その後、段差部、非段差部が定着ニップに到達する度に定着ニップにおける圧力が切り替えられる。

ところで、段差部の幅が小さすぎるような場合、定着ニップにおいて定着ローラー６１が段差部に乗り上げても、負荷が大して定着ローラー６１にかからず、搬送速度に影響しない場合が起こり得る。

そこで、本実施の形態では、制御部１０１が段差部の幅、つまり、段差用紙Ｓ１の搬送方向に直交する幅方向における段差部の長さに応じて、段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定する。具体的には、制御部１０１は、段差部の幅が所定幅（例えば、９０ｍｍ）以上の場合、段差部の部分に加える圧力を第１圧力に変更する。制御部１０１は、段差部の幅が所定幅未満の場合、段差部の部分に加える圧力を第２圧力のまま変更しない。

図１０Ａに示すように、段差用紙Ｓ１の段差部Ｓ２の幅が所定幅未満である６０ｍｍである場合、制御部１０１は、段差部の部分に加える圧力を第２圧力から変更しない。そして、図１０Ｂに示すように、段差部Ｓ２の幅が所定幅である９０ｍｍである場合、段差部の部分に加える圧力を第１圧力に変更する。

また、例えば、図１０Ｃに示すように、段差用紙Ｓ１の幅方向に複数の段差部Ｓ２が並ぶ場合、制御部１０１は、複数の段差部Ｓ２の幅の合計値が所定幅以上の場合、段差部の部分に加える圧力を第１圧力に変更し、当該合計値が所定幅未満である場合、段差部の部分に加える圧力を第２圧力から変更しない。図１０Ｃの場合、幅が３０ｍｍの段差部Ｓ２が幅方向に３つ並んでいるので、複数の段差部Ｓ２の幅の合計値が９０ｍｍとなる。そのため、制御部１０１は、段差部の部分に加える圧力を第１圧力に変更する。このようにすることで、段差部の幅に応じて適切な圧力切替制御を行うことができる。

ところで、搬送方向における異なる位置に複数の段差部Ｓ２を有する段差用紙Ｓ１にトナー像を転写する場合、段差部と非段差部との間において圧力を切り替えるので、複数の段差部Ｓ２間の距離が小さいと、段差用紙Ｓ１の搬送速度によっては定着ニップにおける圧力切替が間に合わなくなってしまうおそれがある。

そのため、本実施の形態では、制御部１０１が、段差用紙Ｓ１が搬送方向における異なる位置に複数の段差部Ｓ２を有する場合、複数の段差部Ｓ２のそれぞれの搬送方向における距離に応じて、段差用紙Ｓ１の搬送速度を、段差用紙Ｓ１が複数の段差部Ｓ２を有さない場合よりも遅くするか否かを決定する。

具体的には、制御部１０１は、複数の段差部Ｓ２のそれぞれの搬送方向における距離が所定距離（例えば、１００ｍｍ）以上の場合、段差用紙Ｓ１の搬送速度を変更しない。また、制御部１０１は、複数の段差部Ｓ２のそれぞれの搬送方向における距離が所定距離未満の場合、段差用紙Ｓ１の搬送速度を、段差用紙Ｓ１が複数の段差部Ｓ２を有さない場合よりも遅くする。

例えば、図１０Ｃの場合、複数の段差部Ｓ２のそれぞれの搬送方向における距離が１５０ｍｍであり、所定距離以上であるため、段差用紙Ｓ１の搬送速度は変更されない。

また、図１０Ｄの場合、複数の段差部Ｓ２のそれぞれの搬送方向における距離が５０ｍｍであり、所定距離未満であるため、段差用紙Ｓ１の搬送速度は、当初設定されている搬送速度（例えば、５７０ｍｍ／ｓ）よりも遅い搬送速度（例えば、３３０ｍｍ／ｓ）に変更される。このようにすることで、複数の段差部Ｓ２間の距離が短いことに起因して定着ニップにおける圧力切替が間に合わなくなることを防止することができる。

ところで、本実施の形態では、定着ローラー６１および加圧ローラー６２が逆クラウン形状である場合、幅方向における定着ニップの圧力が異なっている。具体的には、定着ニップにおいて段差用紙Ｓ１における幅方向の端部にかかる圧力が高くなる。そのため、例えば、幅が所定幅未満の段差部Ｓ２が定着ニップにおける圧力が高くなった部分に配置される場合、定着ニップにおける圧力を変更しないと、ＩＣチップＣが定着ニップにおいて破壊されてしまうおそれがある。

そこで、本実施の形態では、段差部Ｓ２が定着ニップにおける幅方向の圧力が高い部分に位置する場合、段差部Ｓ２が定着ニップにおける幅方向の圧力が低い部分のみに位置する場合よりも、段差用紙Ｓ１に対して加える圧力が小さくなるように制御される。

定着ニップにおける幅方向の圧力が高い部分は、例えば、図５における、駆動側端部を０ｍｍとした場合、軸方向の位置が１８ｍｍ〜５７ｍｍの範囲と、３０４ｍｍ〜３４３ｍｍの範囲である。図１０Ｅに示すように、このような範囲内に段差部Ｓ２が位置すると、制御部１０１は、段差部Ｓ２の幅に関わらず、段差用紙Ｓ１に対して加える圧力が小さくなるように制御する。これにより、例えば、段差用紙Ｓ１がＩＣチップＣを内蔵している場合、ＩＣチップが破壊されることを抑制することができる。

また、図１０Ｆに示すように、所定幅以上の段差部Ｓ２と、所定幅未満の段差部Ｓ２とを搬送方向の異なる位置に有するような段差用紙Ｓ１にトナー像を転写する場合、制御部１０１は、所定幅以上の段差部Ｓ２の部分においては圧力を第１圧力に変更し、当該段差部Ｓ２を通過した後、圧力を第２圧力に変更する。そして、所定幅未満の段差部Ｓ２の部分においては圧力を第２圧力のまま変更しない。このように制御することにより、無駄な圧力切替制御をすることを抑制することができる。

また、制御部１０１は、予め設定された段差用紙Ｓ１の情報から、段差部Ｓ２の幅の情報、搬送方向における複数の段差部Ｓ２の間の距離の情報、および、段差部Ｓ２の位置の情報を取得する。さらに、制御部１０１は、予め設定された定着ニップの圧力の情報から、定着ニップにおける幅方向の圧力が高い部分の位置の情報を取得する。このようにすることにより、圧力切替制御を自動で行うことができる。

次に、画像形成装置１における圧力切替制御の動作例について説明する。図１１は、画像形成装置１における圧力切替制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図１１における処理は、印刷ジョブ中において適宜実行される。なお、図１１においては、搬送方向において段差部を１つ有する段差用紙Ｓ１における画像形成のフローチャートを示している。

図１１に示すように、制御部１０１は、用紙が段差用紙Ｓ１であるか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、用紙が段差用紙Ｓ１ではない場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、処理はステップＳ１０９に遷移する。一方、用紙が段差用紙Ｓ１である場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部１０１は、段差部Ｓ２が所定幅以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。

判定の結果、段差部Ｓ２が所定幅未満である場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、処理はステップＳ１０９に遷移する。一方、段差部Ｓ２が所定幅以上である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１０１は、段差部Ｓ２が定着ニップに到着するか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。

判定の結果、段差部Ｓ２が定着ニップに到着していない場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、処理はステップＳ１０２の処理を繰り返す。一方、段差部Ｓ２が定着ニップに到着する場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、定着ニップにおける圧力を第１圧力に変更する（ステップＳ１０４）。

次に、制御部１０１は、段差部Ｓ２が定着ニップを通過したか否かについて判定する（ステップＳ１０５）。判定の結果、段差部Ｓ２が定着ニップを通過していない場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、処理はステップＳ１０５の処理を繰り返す。一方、段差部Ｓ２が定着ニップを通過した場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、定着ニップにおける圧力を第２圧力に変更する（ステップＳ１０８）。

次に、制御部１０１は、印刷ジョブが終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０９）。判定の結果、印刷ジョブが終了していない場合（ステップＳ１０９、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、印刷ジョブが終了した場合（ステップＳ１０９、ＹＥＳ）、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、段差用紙の搬送方向における段差部の部分に加える圧力を、搬送方向における非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくする。これにより、定着ローラー６１が段差部に乗り上げる際に発生する定着部６０の駆動モーターの負荷が軽減し、定着部６０における搬送速度変動が発生しにくくなる。そのため、中間転写ユニット４２と定着部６０との間で用紙が撓むことに起因した用紙の搬送不良を抑制し、ひいては画像ずれや紙詰まりが発生することを抑制することができる。

また、段差部においては、段差用紙における厚さが大きいことから、定着ニップにおける圧力を小さくしても、定着ニップにおいて十分な圧力を確保でき、ひいては良好な定着性を確保することができる。また、非段差部においても、段差部よりも定着ニップにおける圧力が大きくなるので、良好な定着性を確保することができる。つまり、段差部および非段差部の両方において、良好な定着性を確保することができる。

また、段差部の幅に応じて段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定するので、段差部の幅に応じて適切な圧力切替制御を行うことができる。

また、搬送方向における複数の段差部の間の距離に応じて、段差用紙Ｓ１の搬送速度を遅くするか否かを決定するので、複数の段差部の間の距離が短いことに起因して定着ニップにおける圧力切替が間に合わなくなることを防止することができる。

また、段差部が定着ニップにおける幅方向の圧力が高い部分に位置する場合、段差部の部分に加える圧力を小さくするので、ＩＣチップ内蔵した段差用紙において、ＩＣチップが破壊されることを抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、予め設定された段差用紙の用紙情報から、段差部の幅の情報、および、搬送方向における複数の段差部の間の距離の情報が取得されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、段差用紙の段差部および非段差部を検出可能な段差部検出部により検出された検出結果に基づいて、段差部の幅、および、搬送方向における複数の段差部の間の距離を特定しても良い。

段差部検出部は、例えば変位センサーであり、給紙部５１において、幅方向に複数並べて配置される。これにより、給紙部５１から給紙される段差用紙に応じた圧力切替制御を行うことができる。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

最後に、本実施の形態に係る画像形成装置１の評価実験について説明する。評価するための段差用紙としては、Ａ３サイズのＩＣチップ内蔵の用紙であり、図１０Ａ〜図１０Ｆに示すような位置に段差部を有する段差用紙を用いた。この段差用紙において合計６万枚、ハーフトーン画像（網点５０％）を形成して、搬送不良が発生するか否かについて評価した。

また、定着ローラー６１としては、金属芯金上に弾性層と表層としての絶縁性ＰＦＡチューブを有するソフトローラーを用いた。弾性層は、硬度が３２±３°（ＪＩＳＡ）、厚さが０．５ｍｍのものを用い、絶縁性ＰＦＡチューブの厚さは５０±１０μｍのものを用いた。また、定着ローラー６１は、外径７０ｍｍであり、接地している。

また、加圧ローラー６２としては、金属芯金上にシリコーンゴム層と、表層としての導電性ＰＦＡチューブを有するゴムローラーを用いた。加圧ローラー６２は、表面粗さが３．０μｍ以下で、表面抵抗率が１×１０^７〜１×１０^１１Ω□の導電性ＰＦＡチューブで被覆されている。また、シリコーンゴムは、硬度が２５±３°（ＪＩＳＡ）、厚さが６．５ｍｍのものを用い、導電性ＰＦＡチューブは、硬度が７０±３°（アスカーＣ）で、厚さが１００±１０μｍのものを用いた。

図１０Ａ〜図１０Ｆの段差用紙において、何れも搬送不良が発生していないことを確認した。

１ 画像形成装置
６０ 定着部
６１ 定着ローラー
６２ 加圧ローラー
１０１ 制御部
２００ 圧力切替部
２０１ 支持部材
２０２ カム
２０３ 付勢部材

Claims (11)

1. トナー像が転写された用紙を定着ニップにおいて加熱、加圧することにより前記用紙に前記トナー像を定着させる定着部と、
   前記定着ニップにおいて、前記用紙に加える圧力を切り替え可能な圧力切替部と、
   前記用紙が段差部および非段差部を有する場合、前記用紙の搬送方向における前記段差部の部分に加える圧力を、前記搬送方向における前記非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくするように前記圧力切替部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向における前記段差部の長さに応じて前記段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定する、
   定着装置。
2. 前記制御部は、前記用紙が前記搬送方向における異なる位置に複数の段差部を有する場合、前記複数の段差部の間の距離に応じて、前記用紙の搬送速度を、前記用紙が前記複数の段差部を有さない場合よりも遅くする制御を行う、
   請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御部は、前記搬送方向における前記複数の段差部の間の距離の情報を、予め設定された前記用紙の用紙情報から取得する、
   請求項２に記載の定着装置。
4. 前記用紙が有する前記段差部および前記非段差部を検出可能な段差部検出部を備え、
   前記制御部は、前記段差部検出部による検出結果に基づいて、前記搬送方向における前記複数の段差部の間の距離を特定する、
   請求項２に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記幅方向における前記段差部の長さを、予め設定された前記用紙の用紙情報から取得する、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
6. 前記用紙の前記段差部および前記非段差部を検出可能な段差部検出部を備え、
   前記制御部は、前記段差部検出部による検出結果に基づいて、前記幅方向における前記段差部の長さを特定する、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置。
7. 前記用紙の搬送方向に直交する幅方向において前記定着ニップの圧力が異なっており、
   前記制御部は、前記段差部が前記定着ニップにおける前記幅方向の圧力が高い部分に位置する場合、前記段差部に加える圧力を小さくするように前記圧力切替部を制御する、
   請求項１〜６の何れか１項に記載の定着装置。
8. 前記制御部は、前記定着ニップにおける前記幅方向の圧力が高い部分の位置の情報を、予め設定された前記定着ニップの圧力の圧力情報から取得する、
   請求項７に記載の定着装置。
9. 前記制御部は、前記段差部の位置の情報を、予め設定された前記用紙の用紙情報から取得する、
   請求項７または請求項８に記載の定着装置。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の定着装置を備える、
    画像形成装置。
11. トナー像が転写された用紙を定着ニップにおいて加熱、加圧することにより前記用紙に前記トナー像を定着させる定着部と、前記定着ニップにおいて、前記用紙に加える圧力を切り替え可能な圧力切替部と、を備える定着装置の圧力切替方法であって、
    前記用紙が段差部および非段差部を有する場合、前記用紙の搬送方向における前記段差部の部分に加える圧力を、前記搬送方向における前記非段差部のみの部分に加える圧力よりも小さくするように前記圧力切替部を制御し、
    前記圧力切替部の制御の際、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向における前記段差部の長さに応じて前記段差部の部分に加える圧力を変更するか否かを決定する、
    圧力切替方法。

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