JPH1115302A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱定着器では、定着時の熱を受けて加圧ロ
ーラの径が変形し、記録材の送り速度を変化させ、定着
画像が送り方向に延びや縮みを含んだ画像になってしま
い、品質の良い定着性を確保することが困難であるとい
う課題があった。 【解決手段】 加圧ローラ１５の温度を検知、または推
定して、画像露光手段７の走査速度または定着器１１の
加圧ローラ１５の回転速度あるいはその両者を制御する
ように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐熱性フィルムをヒ
ーターに圧接させる加圧ローラを有し、この圧接部に未
定着画像を有する記録材を導入して前記耐熱性フィルム
とともに移動させ、前記未定着画像を前記記録材上に加
熱定着する定着器を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、薄膜の耐熱性エンドレスフィ
ルムと固定の低熱容量発熱体とそれに対向圧接する加圧
部材からなるフイルム方式の定着器は、内部に熱源を有
する熱ローラ方式の定着器と違って、著しく低熱容量の
ため、昇温速度は非常に速い。そのため、ウェイトタイ
ムゼロを実現するとともに、コピー待ちのスタンバイ中
でも、定着器に通電しておく必要がなく、省電力化にも
なっている。この定着器の構成としては、加圧部材であ
る加圧ローラの駆動によって、耐熱性エンドレスフィル
ムを回転させる方式のものがあり、この方式の場合、小
型軽量化が容易で、しかも安価であるという利点があ
る。

【０００３】しかしながら、連続して定着動作を行って
いると、フィルム及び記録材としての紙を駆動している
加圧口一ラが暖まって膨張し、この紙の送りスピードが
変化してしまうという課題がある。例えば、十分に冷え
た状態から、３０枚以上連続して定着を続けた場合、直
径２０ｍｍの加圧口一ラは、約０．２ｍｍ膨張するの
で、紙の送りスピードも約１パーセント速くなってしま
う。

【０００４】定着器導入前、紙はレジストローラ対であ
らかじめ想定したスピードで送られているが、定着器突
入後は、レジストローラよりも速く回っている加圧ロー
ラで送られ、加圧ローラとレジストローラが紙を引っ張
り合う状態となる。その後、紙の後端がレジストローラ
対を抜けると、加圧ローラで支配的に送られるようにな
る。その結果、紙の送りスピードは、定着器突入と共に
段々速くなっていき、紙後端がレジストローラ対を抜け
たあとは一定のスピードで送られることになる。

【０００５】一方、画像露光手段の走査速度（画像露光
手段と原稿台の相対速度）は、通常、一定であるため、
上記のように紙送りスピードが速くなると、送り方向の
画像が延びて定着されることになる。そこで、加圧ロー
ラの直径を、冷えた状態の時も暖まった状態の時も、な
んとか画像品位を欠くことがないように設定しているの
が現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、前
記従来の定着器では、紙の送り方向の画像延びがほとん
どないのは、加圧ローラが適度に暖まった時だけであ
り、どうしても、加圧ローラの径の変化である程度の画
像延びや縮みを含んだ画像ができてしまう。また、加圧
ローラの選定においても、加圧ローラの構成要素である
ゴム厚みを厚くすると直径が大きくなるため、ある程度
以上はゴム厚みを厚くすることができない。しかも、一
定のゴム厚みを維持できないと、定着性を確保すること
が困難であるという課題があった。

【０００７】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、紙の送り方向に対し伸び縮みのな
い画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を有
することを特徴とする画像形成装置である。 （１）耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる加圧ロー
ラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記録材を導
入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、前記未定
着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を備えた画
像形成装置において、前記記録材の先端が前記圧接部に
導入時、前記加圧ローラの温度が所定値以上であれば、
画像露光手段の走査速度を変化させるものである。 （２）前記ヒーターへの通電開始時、前記ヒーター温調
用の検温素子で検出した昇温速度が所定の値以下の時、
前記画像露光手段の走査速度を変化させるものである。 （３）耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる加圧ロー
ラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記録材を導
入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、前記未定
着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を備えた画
像形成装置において、前記記録材の先端が前記圧接部に
導入する時に、前記加圧ローラの駆動回転数を変化させ
るものである。 （４）前記加圧口一ラの温度が所定の値以上になったと
きに前記加圧ローラの駆動回転数を変化させるものであ
る。 （５）前記ヒーターへの通電開始時、前記ヒーター温調
用の検温素子で検出した昇温速度が所定の値以下の時、
前記加圧ローラの駆動回転数を変化させるものである。 （６）記録材の搬送路上に少なくとも２カ所以上に記録
材の有無を検知する検知手段を備え、同一の記録材が前
記２カ所の検知手段を通過する時間が同じになるよう
に、前記加圧ローラの駆動回転数を変化させるものであ
る。 （７）耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる加圧ロー
ラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記録材を導
入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、前記未定
着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を備えた画
像形成装置において、前記記録材の先端が前記圧接部に
導入する時に、画像露光手段の走査速度と前記加圧ロー
ラの駆動回転数を変化させるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を添
付図面について説明する。 実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１による原
稿台移動方式の複写機を示す断面図であり、１は給紙ト
レイＴ１上の紙Ｐを送る給紙ローラ、２は給紙ローラ１
に圧接する圧接ローラ、３は紙Ｐの搬送路４に設けられ
たレジスタローラ対、５は表面に画像を形成するドラム
であり、不図示の駆動源によって矢印方向に回転駆動さ
れる。このドラム５の周囲には、帯電器６、画像露光手
段７、現像器８、転写器９、クリーニング器１０等の画
像形成機器が配設され、機器本体２５に対し着脱できる
プロセツカートリッジに構成されている。

【００１０】１１は転写器９の下流側に設けられた定着
器であり、この定着器１１は筒状の耐熱性フイルム１２
を耐熱性ステー１３に支持させ、この耐熱性ステー１３
に取り付けたヒータ１４に耐熱性フイルム１２を圧接さ
せる加圧ローラ１５が配設されている。１７は紙Ｐの排
出ローラ、１８は搬送路４に設けられた第１の紙検出
器、１９は定着器１１の排出側に設けた第２の紙検出
器、２０は矢印Ａ、Ｂ方向に往復移動する原稿台であ
る。

【００１１】原稿台２０は専用のステッピングモーター
で駆動している。一方、紙Ｐの搬送、すなわち、給紙ロ
ーラやレジストローラ、転写ローラ、プロセスカートリ
ッジ、定着器などは、別の専用ステッピングモータで駆
動している。このような構成の場合、原稿台の正逆反転
のためのクラッチ機構等を必要とせず、原稿台駆動専用
のモータの回転を反転するのみで所望の動きを実現でき
る。

【００１２】次に動作について説明する。

【００１３】給紙トレイＴ１上の紙Ｐは、公知の分離手
段により１枚づつ分離されて、給紙ローラ１によりレジ
ストローラ対３に送り込まれる。このときレジストロー
ラ対３は停止しているため、紙Ｐは、先端がレジストロ
ーラ対３に当接してループを作っている。

【００１４】一方、原稿台２０はこの時までに、図示矢
印Ａの方向に移動していて、原稿の先頭が露光部分に走
査される寸前で停止している。次に、原稿台２０は図示
矢印Ｂの方向に動きだし、露光が開始される。このタイ
ミングをセンサ（図示せず）で検知し、画像先端が一致
するようにレジストローラ対３のクラツチを制御して、
紙Ｐをスタートさせる。

【００１５】ドラム５上は帯電器６で均一に帯電された
後、移動する原稿台２０上の原稿画像が画像露光手段７
により照射され、形成された画像が現像器８で顕像化さ
れ、転写器９において紙Ｐに転写される。

【００１６】転写後の紙Ｐは、搬送路４を通って定着器
１１に導入する。紙Ｐの先端が定着器１１に導入したと
き、紙Ｐのサイズにもよるが、Ａ４用の複写機の場合、
Ａ４の紙Ｐの後端は、まだレジストローラ対３よりも後
方にある。その後、まず、紙Ｐの後端がレジストローラ
対３を抜けて、次に、転写器９を抜け、最終的に排紙ト
レイＴ２に排出される。

【００１７】次に、実施の形態１における定着器１１は
上記のように、例えばセラミツク材のヒータ基板に抵抗
体が印刷されたヒーター１４を、耐熱性プラスチック製
のステー１３に外向きに接着固定し、このステー１３に
筒状の耐熱定着フィルム１２を支持させた構成である。
駆動されている加圧ローラ１５は耐熱性フィルム１２を
ヒータ１４に圧接させた状態で回転し、この加圧ローラ
１５と耐熱性フィルム１２との圧接ニップ部に導入した
紙Ｐとともに該耐熱性フィルムを矢印ａの方向に駆動す
る。ヒーター１４の裏面には、サーミスタ（図示せず）
が接着されていて、ヒーターの温度を検知している。こ
の検知温度を基に、ヒーター１４に入力される電力量を
細かく制御して、所定の温度に温度調整している。

【００１８】この定着器を備えた画像形成装置は、加圧
ローラ１５が暖まっていない不使用状態において、レジ
ストローラ対３の送り速度と、加圧ローラ１５の送り速
度と、原稿台２０の移動速度、すなわち画像露光手段の
走査速度が、ほとんど一致するように設定されている。
しかしながら、連続してコピーをしていると、加圧ロー
ラ１５は段々暖まってくるので、膨張して径が大きくな
り、紙の送りスピードが速くなってくる。

【００１９】実施の形態１においては、加圧ローラ１５
に直接当接させたサーミスタ１６で該加圧ローラの温度
を検知し、この検出温度を画像露光手段７の走査速度に
反映させている。上記サーミスタ１６は、板バネで所定
の接触圧を保ちながら、加圧ローラ１５に当接してい
る。この当接している位置は通紙域外の端部としている
ので、オフセツトしたトナーや紙粉が付着したり堆積し
たりすることはない。

【００２０】次に、具体的なシーケンスの一例を示す。
サーミスタ１６で検知された加圧ローラ１５の温度が７
０℃以下の場合は、通常の駆動を続けている。コピーを
連続または断続的に使用して、加圧ローラ温度が７０℃
を越え１２０℃以下であることを検知した場合には、第
１の紙検知器１８を通過してから一定時間後の紙Ｐの先
端が定着器１１に突入する瞬間に転写器９で転写されよ
うとしている画像を露光する時から、ステツピングモー
タの駆動ステツプ数を上げて、原稿台２０の移動速度を
０．５％速くする。

【００２１】さらに加圧ローラ１５の温度が上昇して、
１２０℃を超える温度が検知された場合は、上記と同じ
タイミングで原稿台２０の移動速度を１．０％速くす
る。

【００２２】また、一旦動作を終了して次の動作を開始
した時には、また元のスピードに戻って原稿台２０を駆
動して、加圧ローラ１５の温度により、上記のタイミイ
ングで原稿台２０の移動速度を変化させる。

【００２３】上記のタイミング動作時、急に原稿台２０
の移動速度を変化させると、かえって画像に乱れを生じ
る場合もある。そこで、第１の紙検出器１８の検出信号
に基づいて、上記のタイミングよりも少し前から原稿台
２０の移動速度を０．５％アップ、１．０％アップに切
り替える。

【００２４】なお、実施の形態１は、加圧ローラ１５の
直径が２０ｍｍでゴム厚みが３ｍｍの場合で説明した
が、原稿台２０の移動速度をどの程度速くするかは、加
圧ローラ１５の直径とゴム厚で変わる。 実施の形態２．上記実施の形態１では、加圧ローラ１５
に検温素子としてのサーミスタ１６を当接させて該加圧
ローラの温度を検知したが、ヒーター１４への通電開始
時におけるヒーター温調用のサーミスタの昇温の傾き
で、加圧ローラ１５の温度を推定することもできるの
で、これを利用する。つまり、定着器全体の熱容量の中
で、加圧ローラ１５が大部分を占めるため、加圧ローラ
１０の温度が低い場合には非常に速い昇温速度を示し、
加圧ローラ温度が高い状態では比較的ゆっくりと昇温温
度を示すことを利用する。

【００２５】動作開始ボタンが押されたら、ヒーター温
調用のサーミスタで昇温速度を測定する。たとえば、最
大通紙サイズがＡ４サイズ、紙Ｐの搬送スピードが３０
ｍｍ／ｓｅｃ程度の複写機で、定着器１１の最大入力電
力が３００ｗ程度の場合、１秒間あたり５０℃以上昇温
していれば、加圧ローラ１５の温度は高くないと判断し
て、連続コピー枚数３０枚までは、通常の速度で原稿台
２０の駆動を行う。

【００２６】その後は、前記実施の形態１で述べたタイ
ミイング、すなわち、紙Ｐの先端が定着器１１に突入す
る瞬間に転写部で転写されようとしている画像を露光す
る時から、原稿台２０の移動速度を０．５％速く駆動す
るようにする。さらに、通算連続して４０枚を越えた場
合は、１．０％速く駆動するようにする。もし、通電開
始直後の昇温速度が１秒間あたり１０℃以上５０℃未満
であったら、連続１０枚までは、通常の速度で原稿台２
０の駆動を行い、その後は、上記のタイミングで原稿台
２０の駆動を０．５％速くし、さらに、通算連続コピー
枚数が２５枚を越えたら１０％速く駆動するようにす
る。また、通電開始直後の昇温速度が１秒間あたり１０
℃未満である場合には、最初から、上記タイミングで、
１．０％速く原稿台２０を駆動するようにする。

【００２７】これらの昇温速度の値と連続コピー枚数の
設定は最大通紙サイズや、紙Ｐの搬送スピードや、ヒー
ターへの最大入力電力によつて変わつてくる。

【００２８】このように、実施の形態２では、特別に加
圧ローラ１５に検温素子を設けなくても、加圧ローラの
温度を推定して、加圧ローラ１５の膨張による紙Ｐの搬
送速度の変化に対して対応が可能となっている。 実施の形態３．前記の実施の形態１、２では、いずれも
加圧ローラ１５の温度によって、加圧ローラ１５の紙Ｐ
の搬送速度を推定して対処していたが、第１の紙検出器
１８、第２の紙検出器１９から、紙Ｐの搬送速度を推定
して対処しても良い。また、前記の実施の形態１、２で
は、紙Ｐを搬送するモーターと移動式の原稿台２０を駆
動するモーターを使用して、画像露光手段７の走査速度
を追従させることで対処しているが、定着器１１の駆動
専用のモーターを使用する場合には、その駆動速度を制
御しても良い。

【００２９】実施の形態３では、定着器１１の加圧ロー
ラ１５を専用のモーターで駆動して、その他のプロセス
カートリツジや、給紙ローラ、原稿台駆動部は別のモー
ターで駆動するものである。また、原稿台２０だけ独立
させて専用の駆動モーターを設けても良い。

【００３０】前記実施の形態１で述べたように、給紙ロ
ーラ１で給紙された紙Ｐは、その先端がレジストローラ
対３に当接して停止している。その後、レジストローラ
対３が回転し始めて、紙Ｐが搬送され、その後端が第１
の紙検出器１８を通過し終る。したがって、レジストロ
ーラ対３が回転を開始するタイミングと、紙Ｐの後端が
第１の紙検出器１８を通過し終るタイミングから、その
紙Ｐの先端から後端までの搬送時間が求められる。

【００３１】一方、定着器１１を出てきた紙Ｐは、その
先端が第２の紙検出器１９を作動させ、その後、後端が
通過し終えて第２の紙検出器１９が図示の状態に戻る。
つまり、第２の紙検出器１９が紙Ｐを検知している時間
でその紙Ｐの先端から後端までの搬送時間が求められ
る。この第１の紙検出器１８と第２の紙検出器１９によ
る搬送時間を比較したとき、一致しているのが正しい。
しかし、動作を続けていくと、加圧ローラ１０の膨張に
より、この二つの搬送時間がずれてくることになる。そ
こで、常に、この二つの搬送時間をマイコン等でモニタ
ーして、一致するように定着器１１の駆動モーターの回
転数を制御するようにしている。

【００３２】ところで、連続動作中は、常に１枚前の紙
の搬送時間の情報を基に制御すればよいが、動作開始ボ
タンが押された直後の１枚目は搬送時間のデータはな
い。したがって、動作終了時の定着器１１の駆動回転数
を記億しておき、その値と、動作終了時から動作開始ボ
タンが押されるまでの時間より、定着器１１の駆動回転
数を決定している。たとえば、定着器１１の駆動回転数
を１％下げている時に動作を終了した場合、次に動作開
始ボタンが押されるまでの時間が１分以内ならば、その
まま駆動回転数を１％下げて駆動する。もし、１分を越
えて５分以内であれば、駆動回転数を０．５％下げて駆
動する。５分を越えていれば、元の等速度で駆動する。

【００３３】また、定着器１１の駆動回転数を０．５％
下げている時に動作終了した場合では、次に動作開始ボ
タンが押されるまでの時間が３分以内ならば、そのまま
駆動回転数を０．５％下げて駆動するが、３分を越えて
動作開始ボタンが押された場合は、元の等速度で駆動す
る。

【００３４】以上３つの実施の形態を述べたが、加圧ロ
ーラ１５が昇温して膨張したことを検知する検知手段
と、生じるであろう紙Ｐの搬送速度の相違を解消する解
消手段は、それぞれどのように組み合わせても良い。

【００３５】また、上記各実施の形態では原稿台移動式
の複写機について説明してきたが、本発明はそれに限ら
れるものてなく、原稿台固定で画像露光手段が移動する
形式の装置であっても良いし、また原稿のみを動かす、
いわゆるシートスルー形式の装置でも良い。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、加圧ロ
ーラの温度を検知、または推定して、画像露光手段の走
査速度または定着器の加圧ローラの回転速度あるいはそ
の両者を制御するように構成したので、動作時間の長短
に影響されることなく、伸び縮みのない高品質の画像を
形成することができる効果がある。

【００３７】また、第１、第２の紙検出器によって紙の
通過時間をモニターし、画像露光手段の走査速度を制御
または定着器の加圧ローラの回転速度あるいはその両者
を制御するように構成したので、動作時間の長短に影響
されることなく、伸び縮みのない高品質の画像を形成す
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態による画像形成装置を示
す断面図である。

【符号の説明】

７ 画像露光手段、１１ 定着器、１２ 耐熱性フイル
ム、１４ ヒーター、１５ 加圧ローラ、１６ サーミ
スタ（加圧ローラの温度検出器）、１８、１９ 第１、
第２の紙検出器、Ｐ 紙（記録材）。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる
   加圧ローラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記
   録材を導入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、
   前記未定着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を
   備えた画像形成装置において、前記記録材の先端が前記
   圧接部に導入時、前記加圧ローラの温度が所定値以上で
   あれば、画像露光手段の走査速度を変化させることを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ヒーターへの通電開始時、前記ヒー
   ター温調用の検温素子で検出した昇温速度が所定の値以
   下の時、前記画像露光手段の走査速度を変化させること
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる
   加圧ローラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記
   録材を導入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、
   前記未定着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を
   備えた画像形成装置において、前記記録材の先端が前記
   圧接部に導入する時に、前記加圧ローラの駆動回転数を
   変化させることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記加圧口一ラの温度が所定の値以上に
   なったときに前記加圧ローラの駆動回転数を変化させる
   ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記ヒーターへの通電開始時、前記ヒー
   ター温調用の検温素子で検出した昇温速度が所定の値以
   下の時、前記加圧ローラの駆動回転数を変化させること
   を特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 記録材の搬送路上に少なくとも２カ所以
   上に記録材の有無を検知する検知手段を備え、同一の記
   録材が前記２カ所の検知手段を通過する時間が同じにな
   るように、前記加圧ローラの駆動回転数を変化させるこ
   とを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 耐熱性フィルムをヒーターに圧接させる
   加圧ローラを有し、この圧接部に未定着画像を有する記
   録材を導入して前記耐熱性フィルムとともに移動させ、
   前記未定着画像を前記記録材上に加熱定着する定着器を
   備えた画像形成装置において、前記記録材の先端が前記
   圧接部に導入する時に、画像露光手段の走査速度と前記
   加圧ローラの駆動回転数を変化させることを特徴とする
   画像形成装置。