WO2009028731A1

WO2009028731A1 - 画像形成装置

Info

Publication number: WO2009028731A1
Application number: PCT/JP2008/066014
Authority: WO
Inventors: Akimichi Suzuki; Hideo Nanataki; Kenji Watanabe; Kenji Takagi
Original assignee: Canon Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-03-05
Also published as: US20090129797A1; JP2009053612A; US7941063B2; JP4579953B2

Abstract

定着手段や搬送手段の耐久、使用環境変動、記録材種を原因とする搬送速度変化に伴う搬送不良や画像不良発生を防止する画像形成装置を提供する。画像形成装置は、記録用紙Ｐ上のトナー画像を加熱・定着する定着ユニットと、記録用紙Ｐを定着ユニットに搬送する二次転写部と、定着ユニットの搬送速度と二次転写部の搬送速度との速度差に応じて発生する記録用紙Ｐのループの程度を検知するループセンサと、定着ユニットの搬送速度を制御するＣＰＵと、定着ユニットの使用量を検知する定着排紙センサと、定着排紙センサによって検知された定着ユニットの使用量情報を記憶するＥＥＰＲＯＭとを備え、ＣＰＵは、ＥＥＰＲＯＭに記憶された定着ユニットの使用量情報と、ループセンサによる検知結果を用いて、定着ユニットの搬送速度を制御する。

Description

明細書画像形成装置技術分野

本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、電子写真方式により画像を形成し、その形成した画像を記録材に定着する画像形成装置における制御方法に関するものである。背景技術

従来の画像形成装置においては、像担持体上のトナー像を、転写ローラ等の転写手段により記録材上に転写し、搬送ガイドを経て定着部のニップ部に導かれて定着される。し力し、記録材の先端部が定着部のニップ部に導入された状態で記録材の後端部はまだ転写部を通過していない状態が存在する。

このような場合、記録材は定着部と転写部の両方で搬送されているために、定着部の記録材搬送速度が転写部の記録材搬送速度より速ければ、記録材は引つ張られた状態となり、転写工程において、色ずれ、転写プレなどの画質の低下が発生する。逆に転写部の記録材搬送速度が定着部の記録材搬送速度より速ければループ（カーブ）が大きくなりすぎ、適正なループ形状を維持するスぺースが無くなるために、未定着の画像面が装置内に擦られるなどの問題が発生する。

そこで、特開平 0 7— 2 3 4 6 0 4号公報に記載されているように、一般的には、記録材に定着部の入口手前でループを形成させ、そのときのループ量を調整すること（以下、「ループ制御」という）で、転写工程における画質の低下や、未定着画像が転写一定着間で装置内の構成部品に触れてしまうのを抑えている。具体的には、記録材の形成するループ量の上限と下限を検知するセンサを設け、ループ量の上限を検知したとき定着手段の駆動系駆動源（モータ）の速度を一定量速くし、また、前記ループ量の下限を検知したとき定着手段の駆動系駆動源の速度を一定量遅くする制御である。

一方、特開平 1 0— 3 4 0 0 1 2号公報では、定着部と転写部との間の搬送ガイド部に記録材のループを検知するループ検知センサを設けている。そして、この結果から定着部もしくは転写部の記録材搬送速度を切り替えて記録材のループ量を所定範囲内とするようにした画像形成装置が提案されている。

さらに、特開 2 0 0 1— 2 8 2 0 7 2号公報では、転写部から定着器の定着ニップ部に向けて搬送される記録材のループ量を検知する検知センサを 2つ備える構成としている。そのうち片方のセンサでループ量を検知した場合はル一プ量を少なくする方向、もう一方のセンサでループ量を検知した場合はループ量を大きくする方向に記録材搬送速度の制御を行い、記録材のループ量を一定範囲内に抑制させる画像形成装置が提案されている。発明の開示

しかしながら、特許文献 1〜3に示されるようなループ制御を行つた場合、次のような問題が発生する。

特開平 0 7— 2 3 4 6 0 4号公報に記載されているループ制御は、定着部の駆動系駆動源（モータ）を所定の速い速度（H) と所定の遅い速度（L) の 2 つの速度を切り替えることによりループ量を調整している。速い速度（H) で定着部を駆動すると、記録材のループ量は小さくなる。逆に遅い速度 ( L) で定着部を駆動すると、記録材のループ量は大きくなる。

ところで、モータの回転速度が同一であるにも拘わらず定着部における記録材搬送速度が異なる場合がある。例えば、画像形成装置の累積使用量が多くなるに連れて定着部の記録材搬送ローラが徐々に劣化したり、画像形成装置が設置されている環境変動が要因で記録材の表面特性が変化したりするからである。この記録材搬送速度変動は転写部でも生じる。このような記録材搬送速度変動要因も加味して、速度（H) は記録材のループ量を確実に小さくできる速度に予め設定しておかなければならない。また、速度（L ) は記録材のループ量を確実に大きくできる速度に予め設定しておかなければならない。

このため、定着手段や転写手段の耐久変動、画像形成装置の使用環境、記録材種類による影響を考慮して速い速度（H) と遅い速度（L ) との速度差、つまりは速度制御巾を広くとる必要性がある。

画像形成装置に搭載される定着ュニットは一般的に画像形成装置本体の設計寿命よりも短く設定されており、寿命に達したら交換するように設計されている。設計寿命が短い定着ユニットの場合、新品状態の時の記録材搬送速度と寿命後期の記録材搬送速度の差は小さいと考えられるので、モータの速度（H) と速度（L ) の速度差も小さくできる。

しかしながら、設計寿命が長い定着ユニットの場合、新品状態の時の記録材搬送速度と寿命後期の記録材搬送速度の差は大きくなると考えられるので、モータの速度（H) と速度（L ) の速度差を大きくしておく必要がある。

このような場合においては、ループ制御がハンチングを起こしてしまうおそれがあった。この結果、記録材のループ量が所望の領域内に収まりにくくなり、定着速度切り替えに対応したダロスムラ、 O H T (overhead transparency ) 透過性のムラが発生する。さらにひどい場合には、搬送が不安定なことに起因する紙シヮや、転写手段と定着部での引っ張り合いや、ループの増大による画像擦れや、記録材への負荷変動による各色の色ずれが発生することもあった。本発明は以上の点に着目してなされたもので、記録材のループの制御を安定させ、定着手段や搬送手段の耐久状態、画像形成装置の使用環境、記録材種類にかかわらず、画像形成過程で発生する問題を P方止する画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は下記の特徴を有する。すなわち、画像形成装置は、記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材を搬送するローラを有し記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着ユニットと、前記ローラを駆動するモータと、前記画像形成部と前記定着ュニットの間に配置されており記録材のループを検知するループ検知部と、前記モータを制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記定着ュニットの使用量を検知する定着ュニット使用量検知部と、前記定着ュ- ットの累積使用量を記憶する記憶部と、を有し、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記定着ュニットの累積使用量情報と前記ループ検知部の出力に応じて前記モータの回転速度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、設計寿命の長い定着ュニットを用いた画像形成装置であつても、ループ制御を安定させることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施例 1に係わるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。

図 2は、本発明の実施例 1に係わる定着ュニットの一部切り欠き側面模型図である。

図 3は、本発明の実施例 1に係わる定着ュニットの使用量検知制御の流れを説明する図である。

図 4は、本発明の実施例 1に係わる定着ュニットのループ制御を説明する図である。

図 5は、本発明の実施例 1に係わる定着ュニットの積算印字枚数に対する V hと V 1の値をプロットしたグラフである。

図 6は、本発明の実施例 1に係わる定着ュニットの積算印字枚数に対する V hと V 1の値をプロットしたもので、図 5とは別の例を示すグラフである。

図 7は、本発明の実施例 1に係わる耐久による定着部の紙搬送速度変化の検証実験を説明する図である。

図 8は、本発明の実施例 4に係わる記録材種検知センサの概略図である。発明を実施するための最良の形態

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

(実施例 1 )

(1) 画像形成装置（図 1)

図 1は、実施例 1に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である、中間転写体を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。

画像信号は、カラー画像形成装置に直接あるいはネットワーク接続されたホストコンピュータ (以下、ホスト PCとする）またはオペレーションパネル上から、プリンタコントローラを介して、画像データ入力部に送信される。 50 Y、 50M、 5 0 C、 5 OKは感光ドラムで、それぞれイェロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー（現像剤）を備えた各画像形成ステーションに設けられている。それぞれの色に対応したレーザスキャナ装置 5 1Y、 5 1 Μ、 5 1 C、 5 1 Kから、画像形成装置の制御部から送られた画像データに基づいて、各感光ドラム 5 OY、 50M、 50 C、 5 OKの表面にレーザ光が照射され、潜像が形成される。潜像が形成された各感光ドラム 5 OY、 50Μ、 5 0 C、 5 OKの表面には、それぞれイェロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが供給されてトナー画像が形成される。 40は中間転写ベルト（中間転写体）であり、駆動ローラ 4 1、テンションローラ 4 2、及ぴ従動ローラ 4 3、により張架されている。中間転写ベルト 40上には、各感光ドラム 50Y、 5 0 M、 50 C、 50 Kで形成された各色のトナー画像が一次転写される。また、 80は給紙カセットであり、記録材である記録用紙 Ρが積載されている。記録用紙 Ρは給紙ローラ 3 1により給紙され、フィード' リタードローラ対 3 2、搬送ローラ対 3 3により搬送され、駆動停止しているレジストローラ対 3 4に搬送される。レジストローラ対 3 4付近には、記録用紙 Pの種類（記録材種）を検知する記録材種検知センサ 6 8 (記録材種類検知手段）が配置され、記録用紙 Pの種類の検知が可能となっている。記録用紙 Pは、レジストローラ対 3 4により斜行が補正された後、所定のタイミングで二次転写部 6 0へ搬送されて中間転写ベルト 4 0上のトナー画像が転写される。二次転写後に中間転写ベルト 4 0上に残ったトナーはクリーニング装置 4 4 (クリーニング手段）により除去される。

記録用紙 Pは、記録材搬送手段としての役割を兼ねる二次転写ローラ 6 0 a と中間転写ベルト 4 0により、定着ュニット 6 1に搬送される（詳細を後述)。二次転写部 6 0と定着ュニット 6 1との間には、ループセンサ 1 0があり、二次転写部 6 0と定着ュニット 6 1の間にその速度差によってできる記録用紙 Pのループ量（カーブ量）を調整するための速度制御を行っている（詳細を後述）。定着ユニット 6 1では、記録用紙 Pが定着ローラ 6 2、加圧ローラ 6 3 に狭持されて、記録用紙 P上のトナー画像の加熱 ·定着が行われる。定着ュニット 6 1は交換可能なュニット構成となっており、定着ュニット 6 1が新品であるかどうかを検知するためのヒューズ 8 4 (定着ユニット新品検知手段）が具備されている。定着ユニット 6 1を通過した記録用紙 Pは、定着排紙ローラ対 6 4、排紙ローラ対 6 5に搬送され排紙トレー 6 6上に排出積載される。記録用紙 Pは、プリンタコントローラから両面印字命令があった場合に、排紙ローラ対 6 5で搬送方向が逆転され、搬送ローラ対 7 1、 7 2、 7 3へと搬送され、再び駆動停止しているレジストローラ対 3 4に搬送される。また、本画像形成装置は、環境センサ 6 7 (環境検知手段）を搭載されており、画像形成装置が使用されている場所の温度（環境温度）および湿度（環境湿度）を検知することが可能である。

( 2 ) 二次転写部 6 0 (搬送手段）二次転写部 60において、記録用紙 Pは中間転写ベルト 40と二次転写ローラ 60 aに挟持搬送される。中間転写ベルト 40は、ポリイミド榭脂にカーボンを分散させて体積抵抗率を 10⁸Ω· cmに調整した厚み 0. 1mmのものを用いており、張架ローラの一つである駆動ローラ 41により回転駆動されている。二次転写ローラ 60 aには、中抵抗（500 V印加時のニップ形成部での実抵抗が 10⁷〜10⁹Ω)の発泡ゴムを芯金に被覆したもので構成される。そして、芯金端部に設けられた駆動ギア（不図示）を介して、本体装置（画像形成装置本体）に設けられたモータ (不図示) により回転駆動されている。また、二次転写ローラ 60 aは、中間転写ベルト 40に対して、食レ、込み量が約 0. 4 m m程度になるように配置されている。

(3) 定着ュニット構成（図 2)

図 2は定着ュニット 61の一部切り欠き側面模型図である。

定着ローラ 62および加圧ローラ 63は、本実施例ではほぼ同一構造をとつている。すなわち、ァノレミニゥム（A 1 6063) の芯金 6上に、シリコーンゴムからなる弓単4層 5、フッ素ゴムラテックスからなる中間層 20および PFA コートからなる離型層 2を設けた 3層構造に形成されている。芯金 6の内部にハロゲンヒータ 8が設置される。弾性層 5のシリコーンゴムは、熱伝導率が約 0. 4 OW/m · K、テストピース硬度が J I S—A硬度で約 10°であり、定着ローラ 62では約 1. 9mm、加圧ローラ 63では約 2. 1mmの肉厚を有している。中間層 20のフッ素ゴムラテックスは、フッ素ゴム中に PFA粒子を分散させたもので、厚さ約 40〜6 Ομιηに設けている。離型層 2の PFA コートは厚さ約 2 Ομπιである。定着ローラ 62、加圧ローラ 63とも外径 4 5mmで、ローラ硬度は定着ローラ 62が約 67°、加圧ローラ 63が約 65° (ァスカー C、 l k g f荷重）であり、総荷重 60 k g f で約 9 mmのニップ幅を得ている。有効ローラ長は約 33 Ommである。薄いゴム肉厚で、広い定着-ップ幅を得、 -ップ部の圧力をたとえば約 2. O k g f /cm²程度に上げることにより、定着温度 1 8 0 °C、定着スピード 1 2 0 mm/秒において、良好な定着性を有する。かつ、出力画像の光沢が約 1 5〜4 0。（日本電色工業 (株）製光沢計 P G— 3 Dを用いて測定。 7 5 °での光沢値）と適度な光沢の画像を得ることができる。

定着ローラ 6 2の回転駆動は定着ローラ 6 2の端部に設けられたギア（不図示）を介して行われ、加圧ローラ 6 3は従動回転している。定着駆動部に関しては、後述のループ制御説明欄にて説明を行う。

また、定着ュニット 6 1は新品検知のためのヒューズ 8 4と、 J AM (用紙の搬送不良）等の検知ゃ定着ュュット 6 1の使用量の検知に使用される定着排紙センサ 8 5 (定着手段の使用量検知手段）を具備している。

( 4 ) 定着ユニット使用量検知（図 3、図 4 )

定着ユニット 6 1の使用量（=新品状態からの累積使用量）検知は、記録用紙 Pの記録材枚数カウントと、定着ュニット 6 1の新品検知にて行われる。新品検知は、定着ュニット 6 1に設けられた、例えばヒユーズ 8 4のような識別部材により、新品であるか否かを判断して行う。つまり、画像形成装置本体に設けられた新品検知手段によって、ヒューズ 8 4が溶断されていないことを検知したときは、定着ユニット 6 1が新品であると判断する。そして、その後定着ユニット 6 1が新品であるとの識別をしないようにヒューズ 8 4を溶断する。図 3に、定着ュ-ット 6 1の使用量検知制御の流れをフローチヤ一トで示す。また、図 4に示す定着ユニット 6 1のループ制御を説明する図も用い、以下説明する。

電源オン又は画像形成装置本体のドア開閉後（ステップ S 1 1、以下「ステップ」を省略する）、定着ユニット 6 1のヒューズ 8 4の有無により定着ュ- ット 6 1が新品かどうか検知する（S 1 2 )。定着ュニット 6 1が新品でなければ（S 1 2の"ヒューズ無，，の場合）、通常通り装置は R E AD Y状態となる。一方、定着ュニット 6 1が新品であれば（S 1 2の"ヒューズ有"の場合）、画像形成装置本体の制御部 91にある不揮発性メモリ（EEPROM92) (記憶部）に格納されている定着ユニット 61の積算印字枚数（累積使用量）をリセットする（S 13)。その後 CPU 95からの指令に基づき、定着ユニット 6 1にあるヒューズ 84を溶断した後に（S 14)、装置は READY状態となる。

プリンタコントローラからの指示によりプリントが開始されると（S 15)、定着ュ-ット 61内に設けられた定着排紙センサ 85及び制御部 91にあるタイマ 93にて記録用紙 Pの長さ（記録材長さ）を計測する（S 1 6)。記録用紙 Pの長さは LETTERサイズの横巾（215. 9 mm) を 1枚の単位として枚数カウントに変換（換算）する（S 1 7)。枚数カウントは小数点 1桁の単位まで算出し、制御部 91にある EEPROM92 (不揮発性メモリ）に格納されている定着ュニット 6 1の積算印字枚数に加算する（S 18)。また、定着ュニット 61の寿命は 10万枚であり、積算印字枚数が 10万枚を超えた場合は 10万枚に固定するものとする。つまり、制御部 91は、定着ユニット 6 1の累積使用量を積算印字枚数に換算して管理している。

尚、新品検知のための識別部材は、定着ュニット 61に設けられた情報を記憶できるメモリであってもよい。定着ュニット 61が新品であるときは、新品の情報をメモリが記憶している。そして、定着ュニット 6 1を画像形成装置本体（以下、単に本体とも記載する）に装着した際に、本体に設けられた本体電気接点を介して、メモリの情報を読みにいく。そして、メモリの情報が新品であるときは、定着ユニット 61を新品と判断する。そして、その後、メモリ内の情報を新品でない情報に書き換える。そして、このメモリの情報を読みにいく動作は、本体電源投入時、又は、本体ドア開閉時に行われる。

(5) ループ制御（図 4)

本実施例のカラー画像形成装置は、図 4に示すように、定着ュニット 61と二次転写部 60 (転写手段）間に記録用紙 Pのループ量（カープ量）を検知するループセンサ 1 0 (ループ検知手段）が設けられている。

このループセンサ 1 0は記録用紙が当接することによって回動するレバー部材を有し、レバー部材の根元のフラグ 2 1が光センサで構成された検知センサ 2 2を遮光する力否かで、記録用紙 Pのループ量が一定以上になったか否かを検出するものである。制御部 9 1にある C P U 9 5 (制御手段）は記録用紙 Pのループ量を調整にするため、次のような制御を行う。すなわち、検知センサ 2 2で検出された信号の結果および、同じく制御部 9 1にある E E P R OM 9 2に設けられた定着ュニット 6 1の積算印字枚数から求められた速度設定値に基づき、定着モータ 8 1 aの速度を制御する。

定着駆動部は、定着モータ 8 1 aと、モータドライパー 8 1 bとを備えたもので、定着モータ 8 1 aとしてマイクロステップ 5相ステッピングモータを使用している。この定着モータ 8 1 aの駆動信号は、モータドライバー 8 1 bにより生成され、その基となるクロック信号を制御部 9 1内の C P U 9 5から発している。このクロックの周期を短くすれば、定着モータ 8 1 aを高速で回転させられることになり、クロックの周期を長くすれば、定着モータ 8 l aを低速で回転させることとなる。

定着部の定着ローラ 6 2の駆動速度は、速度切り替え手段でもある C P U 9 5によって、速度の違う複数の速度設定値（モータ回転周波数）を切り替えることによって速度制御されている。尚、本実施例においては 2段階での速度切り替えが可能とし、その 2段階の速度設定値（モータ回転周波数）を V h (モータ回転数が高い方）（第 1の搬送速度）と V I (モータ回転数が低い方）（第 2の搬送速度）とする。搬送される記録用紙 Pのループ（カーブ）が小さい場合記録用紙 Pがレバー部に接触しないため、検知センサ 2 2はオフ状態にあり、ループ量が所定より大きくなると記録用紙 Pがレバー部に接触しフラグ 2 1が検知センサ 2 2を遮光するために検知センサ 2 2はオンになる。したがって、検知センサ 2 2がオフの時は、定着ローラ 6 2の速度設定を V 1とし定着部における記録用紙 Pの搬送速度を遅くし、検知センサ 22がオンの時は、定着口ーラ 62の速度設定を Vhとし定着部における記録用紙 Pの搬送速度を速くする。

本実施例においては、 Vhと V 1を定着ュニット 61の使用量（積算印字枚数）に応じて可変とするところに特徴がある。本実施の形態においては、次の式（1) 及ぴ式 (2) に示されるように、 Vhと V Iは本体内メモリ（EEP ROM92) に格納された定着ュニット 61の積算印字枚数 Xの関数として与えられるものとした。また、図 5に、定着ユニット 61の積算印字枚数に対する Vhと V 1の値をプロットしたグラフを記した。

Vh= f (x) =— 2E— 06 x³+0. 0006 x ²- 0. 0617x+101 式 (1)

V 1 = f (x) =— 2 E— 06 x ³+ 0. 0007 ²- 0. 087 x+ 99 式 (2)

ここで、 Vhと V 1は、定着ュ-ット新品時（0 k枚時）における、 Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方）の定着モータ 8 l aの定常回転周波数の平均を 100%と定義し、その他を比率にて求めた。定着ュニット 61の積算印字枚数 Xは、「（4) 定着ユニット使用量検知」に述べた方法で算出した枚数を 1000 ( k ) で除したものとした。

上記した例においては、 Vhおよび V 1を、定着ュニット 61の積算印字枚数 Xの関数として無断階的に変更したが、図 6に示したように段階的に変更することも可能である。

尚、本実施例では、定着ユニット 61の積算印字枚数、即ち累積使用量が多くなると、 Vh— V l (制御巾）を大きくしたが、これは定着ユエット 6 1の耐久履歴によるパラツキを考慮したものである。しかし、定着部の紙速度の耐久による変動が、紙種類、使用環境、使用頻度などの種々の使用履歴により変わらないのであれば、 Vh—V l (制御巾）を極力小さくすること力記録用紙 Pの安定搬送という観点からは望ましい。

(6) 耐久（累積使用量の増加）による定着部の紙搬送速度変化の検証実験図 5およぴ図 6からわかるように、本実施例においては、定着ユニット 6 1 の積算印字枚数が大きくなるにつれて、 Vhと V 1がそれぞれ小さくなっている。これは、本構成においては、定着ユニット 61の耐久に伴い、定着部での記録用紙 Pの搬送能力が向上し、搬送速度が耐久（累積使用量の増加）と共に速くなるためである。つまり、定着部での紙搬送速度を調整にするためには、耐久に伴いモータの回転周波数を小さくし、耐久による搬送能力の向上を相殺する必要性があるためである。

図 7に、本発明者らが、定着モータ 81 aの回転周波数を一定としたときの、定着部の紙搬送速度を、定着の耐久に伴い測定した結果を示す。紙速度測定は、紙上に形成されたトナー像の通過時間を高速度カメラ（PHOTO RON社 FASTCAM- 1024 PC I) にて測定した。その後、通過時間測定を行つた部分の画像長さを実測することにより計算で求めた。尚、実験は 3台の定着ユニット（定着器 # 1、定着器 # 2、定着器 # 3) を用いて行った。

図 7に示したとおり、定着ュニット 61の耐久が進むにつれて定着部の紙速度は速くなつている。速くなる原因としては、加圧ローラ 63や記録用紙 Pと定着ローラ 62とが摺動することによって、定着ローラ 62表面の表面性が劣化し、または定着ローラ 62表面に微小の凸凹が発生するためであると考えられる。

(7) 比較実験従来方式と本実施例との比較

本実施例に示された画像形成装置を用いて、本実施例に示されたループ制御を行つた場合と、従来の方法におけるループ制御を行つた場合においての比較実験を行った結果を以下に記す。

·従来の方法における Vhと V 1の設定について

従来の方法におけるループ制御においては、 Vh、 V Iの速度設定値は、定着ユニット 6 1の耐久を通して一定の値となっている。このため、定着ユニット 6 1の耐久による紙搬送速度変動の影響をあらかじめ考慮して Vh、 V 1を決定する必要性がある。つまり、 V Iは耐久により定着ュ-ット 6 1の紙搬送速度が速くなった場合においても、ループ制御時に定着部のループ量を大きくするように決定しなければならない。 Vhは、新品の定着ユニット 6 1を用いた場合において、ループ制御時に定着部のループ量を小さくするような設定でなければならない。本実施例に示された構成においては、上述の式（1)、式（2) または、図 3に示されたように、 Vh= 1 0 1%、 V 1 =9 5. 6%に設定する必要性がある。制御巾（Vh— V I ) は、 5. 4%となる。

一方、本発明における Vhと V 1の設定については、「（5) ループ制御」で述べた通り、定着ュニット 6 1の積算印字枚数に連動した V hと V 1を選択するものとする。

比較実験は、新品の定着ュ-ットと、 1 0万枚耐久済みの定着ュニットを用いおこなつた。テスト方法は、 1 000枚のプリントを行い、ループ制御のハンチングに起因すると思われる、紙シヮ、画像擦れの回数おょぴ画像評価からのレベルの総合評価を行い、 A、 B、 Cにて判定を行った。 Aは紙シヮゃ画像こすれなどが全く発生しな、場合、 Bは発生するものの軽微なレベルである場 '合、 Cは発生の頻度、レベルが比較的に高い場合と定義する。また、表中には、定着モータ 8 1 aの速度設定値である Vh、 V I及び制御巾（Vh— V I ) も合わせて記した。 (表 1 )

表 1に示された結果から判るように、従来技術のループ制御を行つた場合において、新品定着ュニットでは定着ループが大きすぎることが起因と思われるための紙シヮが発生した（表中、アンダーライン付きで記載)。また、耐久済み定着ュニットでは定着ュ-ット引っ張りが起因すると思われる画像こすれが発生した（表中、アンダーライン付きで記載)。一方で本発明のループ制御を適用した場合、定着ュニットの新品から耐久後にわたり安定した紙搬送を実現し、紙シヮゃ画像こすれのレベルも市場で受け入れられるレベルであった。また、従来技術のループ制御は制御巾（V h— V 1 ) が本実施例よりも大きく、制御のハンチングが発生しやすいことが判る。また、二次転写部 6 0と定着部との間で記録用紙 Pが乱れるなどの現象が発生して、ループセンサ 1 0で記録用紙 Pの姿勢が正しく検知できない場合に、極端に大きなループになり画像に壊滅的な影響を与えるおそれがある。一方で、本実施例におけるループ制御においては、制御巾は耐久を通して小さく制御のハンチングが発生しにくいことが判る。また、二次転写部 6 0と定着部との間で記録用紙 Pが乱れるなどの現象が発生して、ループセンサ 1 0で記録用紙 Pの姿勢が正しく検知できなレ、場合においても、制御巾が小さく安定した紙搬送が可能となる。

以上説明したとおり、本実施例によれば、定着ュニット 6 1の使用量（積算印字枚数）に応じてループ制御の制御値を決めることにより、定着ュニット 6 1の耐久を通し、安定した紙搬送が可能となる。そして、紙シヮ、画像こすれや、その他の紙搬送乱れに起因する画像不良が無い良好な画像を形成することが可能となる。

(実施例 2 )

本実施例においては、定着ユニット（定着手段）の使用量（累積使用量）情報と、搬送手段の役割をあわせ持つ転写ユニットの使用量（積算印字枚数）情報に基づいて、定着速度制御を変更するものである。

本実施例の装置構成および定着速度制御工程は、実施例 1に示されたものと同じため、詳細説明は省略し、同じ符号を用いて、その差異についてのみ述べる。（8 ) 転写ユニット使用量検知

二次転写ローラ 6 0 a、二次転写部 6 0を有する転写ュニットが新品であることを検知するための新品検知のためのヒューズ（不図示）（転写ユニット新品検知手段）から構成される転写ュニットの使用量検知は、定着ュニット 6 1の使用量検知と同様に行われる。すなわち、記録用紙 Pの記録材枚数カウントと、転写ュニットの新品検知にて行われる。

転写ュ-ットの使用量検知制御の流れは、記録用紙 Pの長さをレジストローラ対 3 4 (搬送手段の使用量検知手段）で計測する以外は、実施例 1に説明した「（4 ) 定着ユニット使用量検知」と、同じであるため説明は省略する。また、転写ュ-ットの寿命は 1 5万枚であり、積算印字枚数が 1 5万枚を超えた場合は 1 5万枚に固定するものとする。

( 9 ) 定着ユニット速度制御工程

本実施例においては、 V hと V 1を転写ユエットと定着ュ-ット 6 1の使用量 (積算印字枚数）により可変とするところに特徴がある。本実施の形態においては、次の式（3) 及ぴ式（4) に示されるように、 Vhと V Iは、本体内メモリ（EEPROM9 2) (記憶手段）に格納された定着ユニット 6 1の積算印字枚数 Xと転写ュ-ットの積算印字枚数 yの関数として与えられるものとした。

Vh= f ( , y) =- 2 E- 06 x³+ 0. 0006 x²~0. 06 1 7 x

—0. O l y + 1 0 1 式（3)

V 1 = f (x, y) =-2 E-0 6 x³+0. 000 7 x²-0. 0 8 7 x-0. 0 1 y + 99 式（4)

ここで、 Vhと V Iは、工場出荷時、つまりは、定着ユニット 6 1と転写ュ- ットが新品時における、 Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方) の平均を 1 00%と定義し、その他を比率にて求めた。定着ュニット 6 1の積算印字枚数 Xと、転写ユニットの積算印字枚数 yは、前述した方法で求めた枚数を 1 000で除したものとした。

本実施例においては、転写ュニットの使用量に応じて二次転写部 60の紙速度が遅くなるため、二次転写ローラ 60 aの使用量が増えるに従い、定着ローラ 6 2の回転周波数をそれに合わせて下げる補正を行っている。耐久（使用量の増加）に応じて二次転写部 6 0の紙速度が遅くなるのは、紙を搬送する二次転写ローラ 60 aの外径が耐久と共に小さくなることが主な原因である。

本実施例においては、転写ュニット及び定着ュニット 6 1の使用量情報を基に、ループ制御時に用いる定着ュニット用モータ 8 1 aの速度 Vhと速度 V 1 をそれぞれ変更している。し力し、転写ユニットの耐久での速度変動が支配的な構成においては、転写ユニットの使用量情報のみに基づいて、定着用モータの速度 Vhと速度 V 1をそれぞれ変更することも有効となる。

以上説明したとおり、本実施例によれば、転写ユニット及ぴ定着ユニット 6 1の使用量（積算印字枚数）に応じてループ制御の制御値を決めることにより、装置の耐久を通し、安定した ft搬送が可能となる。そして、紙シヮ、画像こすれゃ、その他の紙搬送乱れに起因する画像不良が無い良好な画像を形成することが可肯となる。

(実施例 3)

本実施例においては、装置本体に設けられた環境センサ 67 (環境検知手段）の検知結果により、ループ制御時に用いる定着ュニット 61用モータ 81 aの速度 Vhと速度 V Iを変更する以外は、実施例 1と同じであるため、同じ符号を用いて、その差異についてのみ記す。

(10) 環境センサ結果に基づく定着ュニット速度制御工程

本実施例においても、実施例 1と同様に、ループセンサ 10の検知結果に基づき Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方）を切り替える制御となっている。本実施の形態においては、次の式（5) 及ぴ式（6) に示されるように、 Vhと V 1は本体内メモリに格納された定着ュニット 61の積算印字枚数 Xと環境センサ 67の温度結果 t (°C) に基づいて決定するようにした。

V = f (x, t) =-2E-06 x³+ 0. 0006 x ²- 0. 0617 x

+ ( t - 23) *0. 03 + 101 式（5)

V 1 = f (x, t) =-2E-06 x³+0. 0007 x²-0. 087 x+ ( t -23) * 0. 03 + 99 式（6)

ここで、 Vhと VIは、工場出荷時、つまりは、定着ュュット 61と転写ュニットが新品時における、 Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方）の平均を 100%と定義し、その他を比率にて求めた。定着ュニット 61の積算印字枚数 Xと、前述した方法で求めた枚数を 1000で除したものとした。

これは、装置内の温度環境により、用紙搬送手段としての役割をあわせ持つ二次転写ローラ 60 aの外径が変動し、定着部と二次転写部 60の相対的な紙搬送速度が変わってしまうためである。このため、環境センサ 67の検知結果により、速度 Vhと速度 V Iをそれぞれ補正し、より安定した紙搬送を実現するため補正制御である。

以上説明したとおり、本実施例によれば、定着ユニット 61の使用量（積算印字枚数）と使用環境（使用温度）に応じてループ制御の制御値を決めることにより、装置の使用環境および耐久状態を問わず、安定した紙搬送が可能となる。そして、紙シヮ、画像こすれや、その他の紙搬送乱れに起因する画像不良が無い良好な画像を形成することが可能となる。

(実施例 4)

本実施例においては、装置本体に設けられた記録材種検知センサ 68 (記録材種検知手段）の検知結果により、ループ制御時に用レ、る定着ュニット 6 1用モータ 81 aの速度 Vhと速度 V 1を変更する以外は、実施例 1と同じであるため、その差異についてのみ記す。

(1 1) 記録材種検知センサ

図 8を用いて記録材種検知センサ 68について説明する。記録材種検知センサ 68は、記録用紙 Pの表面に光を照射する L E D 21 1と、記録材表面の L E D 2 1 1による光照射領域内を映像として読み取り出力する CMO S (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ェリァセンサ 212とを有する。そして、 LED用レンズ 213と、 CMO Sエリアセンサ用レンズ 21 4と、記録材搬送ガイド 215を有する。 LED 21 1から照射された光は L ED用レンズ 2 1 3を介して記録材搬送ガイド 21 5に沿って移動する記録用紙 Pに対して斜めに照射される。記録用紙 Pからの反射光は CMOSエリアセンサ用レンズ 2 14を介し集光されて CMO Sエリアセンサ 21 2に結像することにより、記録用紙 Pの表面画像を読み取る。 LED21 1から照射された光が記録用紙 Pに斜めに照射されることで、記録用紙 P表面の凹凸に応じて影ができる。このため、 CMOSエリアセンサ 212により読み取った画像の平均光量から記録用紙 Pの光沢度と透過度を検知することが可能になる。また、 CMOSエリアセンサ 212により読み取った画像のコントラストの最大値と最小値の差から記録用紙 P表面の凹凸の深度を検知することが可能となる。さらに、 CMOSエリアセンサ 212により読み取った画像を 2値ィ匕した画像のエッジ数から記録用紙 P表面の凹凸の間隔を検知することが可能になる。記録用紙 Pの光沢度と透過度と表面凹凸の深度（凸凹深度）と間隔（凸凹間隔）を検知することで、表 2に挙げる分類に従って、普通紙、ラフ紙、コート紙、 OHT、樹脂フィルムといった記録材種の検知が可能である。

(表 2)

(12) 記録材種類検知センサ結果に基づく定着ュニット速度制御工程本実施例においても、実施例 1と同様に、ループセンサ 10の検知結果に基づき Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方）を切り替える制御を行っている。本実施の形態においては、次の式（7— 1) 〜式（7— 3) 及び式（8— 1) 〜式（8— 3) に示されるように速度 Vhと速度 V 1を設定した。すなわち、 Vhと V Iは本体内メモリ（EEPROM92) に格納された定着ュニットの積算印字枚数 Xと記録材種検知センサ 68の結果に基づいて決定されるものとした。

Vh= f (x) =-2E-06 x³+0. 0006 x²-0. 061 7 x+ 1

01 + 0 (i f 普通紙）式（ 7 _ 1 )

Vh= f (x) =-2E-06 x³+0. 0006 x²-0. 0617 x+10

1 + 0. 2 (i f ラフ紙）式（7— 2) Vh= f (x) =-2E-06 x³+0. 0006 x²-0. 0617 x+10 1-0. 1 (i f コート紙 o r OHT o r 樹脂フィルム）式 (7-3)

V 1 = f (x) =- 2 E- 06 x ³+ 0. 0007 x²-0. 087 x + 99 + 0 (i f 普通紙）式（8— 1)

V 1 = f (x) =- 2 E- 06 x ³+ 0. 0007 x ²- 0. 087 x + 99 + 0. 2 (i f ラフ紙）式（8— 2)

V 1 = f (x) =-2E- 06 x³+ 0. 0007 x ²- 0. 087 x + 99— 0. 1 (i f コート紙 o r OHT o r 樹脂フィルム）式（8— 3)

V hと V 1は、工場出荷時、つまりは、定着ュニット 61が新品時における、 Vh (モータ回転数が高い方）と V I (モータ回転数が低い方）の平均を 10 0%と定義し、その他を比率にて求めた。定着ユニット 61の積算印字枚数 X と、前述した方法で求めた枚数を 1000で除したものとした。

これは、記録材種類により二次転写ローラ 60 aの搬送力が変わるために紙速度が変動し、定着部と二次転写部 60の相対的な紙搬送速度が変わってしまうためである。そして、記録材種検知センサ 68の結果を定着部の速度制御にフィードバックして補正を行うことにより、紙搬送の安定化を狙うものである。産業上の利用の可能性

以上説明したとおり、本実施例によれば、定着ユニット 61の使用量（積算印字枚数）と記録材種検知センサ 68結果に応じてループ制御の制御値を決めることにより、記録材種類および耐久状態を問わず、安定した紙搬送が可能となる。そして、紙シヮ、画像こすれや、その他の紙搬送乱れに起因する画像不良が無い良好な画像を形成することが可能となる。この出願は 2007年 8月 29日に出願された日本国特許出願第 2007- 222570号からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

請求の範囲

1 . 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、記録材を搬送するローラを有し記録材に形成されたトナー画像を記録材に定着する定着ュニットと、前記ローラを駆動するモータと、前記画像形成部と前記定着ュニットの間に配置されており記録材の —プを検知するループ検知部と、前記モータを制御する制御部とを有する画像形成装置であって、該画像形成装置は、

前記定着ュ-ットの使用量を検知する定着ュ-ット使用量検知部と、前記定着ュニットの累積使用量を記憶する記憶部と、を備え、

前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記定着ュニットの累積使用量情報と前記ループ検知部の出力に応じて前記モータの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置。

2 . 前記モータの回転速度は、記録材のループを小さくするための速度 V h と記録材のループを大きくするための速度 V 1を有し、前記制御部は前記累積使用量情報に応じて前記速度 V hと前記速度 V 1をそれぞれ設定することを特徴とする請求項 1に記載の画像形成装置。

3 . 前記装置は更に、トナー像を担持する感光体と、前記感光体から記録材にトナー像を転写する転写ュニットと、を有し、前記制御部は前記定着ユエットの累積使用量情報と前記転写ュニットの累積使用量情報に応じて前記速度 V hと前記速度 V 1をそれぞれ設定することを特徴とする請求項 1に記載の画像形成装置。

4 . 前記装置は更に、前記装置が設置されている環境温度を検知する環境センサを有し、前記制御部は前記定着ュニットの累積使用量情報と前記環境センサの検知温度に応じて前記速度 V hと前記速度 V 1をそれぞれ設定することを特徴とする請求項 1に記載の画像形成装置。

5 . 前記装置は更に、記録材の種類を検知する記録材種検知センサを有し、前記制御部は前記定着ュニットの累積使用量情報と前記記録材種検知センサの検知結果に応じて前記速度 V hと前記速度 V 1をそれぞれ設定することを特徴とする請求項 1に記載の画像形成装置。