定着装置及びそれを用いた画像形成装置
【課題】回転駆動する定着ロールの外周面に押し当てて連れ回る定着ベルトの回転速度についての制御を過不足なく行って、不測のトラブル（定着不能など）が発生することを未然に防ぐことができる定着装置等を提供する。
【解決手段】定着装置は、回転駆動する定着ロールと、定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と目標速度との差が閾値以内であるときには補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、その差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段を備えている。
【解決手段】定着装置は、回転駆動する定着ロールと、定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と目標速度との差が閾値以内であるときには補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、その差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像剤で構成される画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、現像剤で現像された未定着像である現像剤像を記録紙等の被記録材に対し、熱と圧力の作用で溶融して定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
このような定着装置としては、回転駆動する定着ロール（例えば加圧ロール）と、この定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルト（例えば加熱ベルト）とを備え、その定着ロールと定着ベルトとの間の定着処理部に未定着の像が形成された被記録材を導入して通過させることにより、その未定着の像を被記録材に定着させる形式のものがある。また、この形式の定着装置としては、その定着ベルトの従動するときの回転速度を安定化させるため、例えば、以下の構成を採用するものが知られている。
【０００４】
回転駆動する加圧部材（ロール）と、加圧部材に接触して連れ回る定着部材（ベルト）と、加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、定着部材の回転速度を検知する検知手段と、被定着媒体の２枚目以降の定着時には、前記検知手段で検知される定着部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を制御する制御手段を備えた定着装置と、それを用いた画像形成装置がある（特許文献１）。また、特許文献１には、この定着装置によれば、被定着媒体を定着部材と加圧部材の間に連続通過させた場合でも、定着部材の周速度を一定にできることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９８８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、回転駆動する定着ロールの外周面に押し当てて連れ回る定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（定着不能や画像形成不能など）が発生することを未然に防ぐことができる定着装置及びそれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の定着装置（Ａ１）は、
回転駆動する定着ロールと、
前記定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、
前記定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、
前記定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう前記駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と前記目標速度との差が閾値以内であるときには前記補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、前記差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段と
を備えるものである。
【０００８】
この発明の定着装置（Ａ２）は、上記発明Ａ１の定着装置において、前記定着ロールが前記定着ベルトに加圧された状態で接触する加圧ロールであり、前記定着ベルトが加熱された状態になるベルトであり、
前記定着ロールと前記定着ベルトの間の定着処理部に、未定着の像が形成された被記録材を当該未定着の像が前記定着ベルトに接触する状態で導入して通過させるものである。
【０００９】
この発明の画像形成装置（Ｂ１）は、被記録材に未定着の像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成された未定着の像を被記録材に定着させる上記発明Ａ１又はＡ２の定着装置と、
前記定着装置における制御手段が定着動作を禁止する制御を行う場合、画像を形成する動作を禁止する第２の制御手段と
を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明Ａ１の定着装置によれば、回転駆動する定着ロールの外周面に押し当てて連れ回る定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（定着不能、定着不良など）が発生することを未然に防ぐことができる。
【００１１】
上記発明Ａ２の定着装置では、上記発明Ａ１による効果に加えて、より安定した定着を行うことができる。
【００１２】
上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、定着装置における定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（被記録媒体の搬送速度の不一致による画像形成不能や画質不良など）が発生することを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置に適用される定着装置を示す概略断面図である。
【図３】図１の画像形成装置における特徴的な制御システムの構成部分を示す説明図である。
【図４】図３に示す制御システムによる制御動作の流れ（シーケンス）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置１を示すものである。この画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものであり、所要の外観形状を有する筐体１０の内部空間に、画像情報に基づく画像を被記録材の一例としての記録用紙９に形成する画像形成部２や、画像形成装置１に入力される画像情報について所要の処理を施して画像信号を生成する画像処理部３や、画像形成部２、画像処理部３等の構成部品の各動作について総合的に制御する総合制御部４等が配置されている。
【００１６】
画像形成部２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）で現像される未定着のトナー像をそれぞれ形成する４つの作像ユニット２０と、各作像ユニット２０で形成された各トナー像を中継ぎした後に記録用紙９に転写する中間転写ユニット３０と、中間転写ユニット３０の転写部に供給すべき所要の記録用紙９を収容して送出する給紙装置４０と、未定着のトナー像が転写された記録用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置５０等で構成されている。図中の矢付き一点鎖線は、筐体１０内において記録用紙９が主に搬送される搬送経路を示す。
【００１７】
作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、所要の間隔をあけて直列的に配置されており、そのいずれも回転する感光ドラム２１を備えており、この感光ドラム２１の周囲に次の各装置が主に配置されている。
【００１８】
主な装置とは、感光ドラム２１の像形成が可能な像保持面（外周面）を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された外周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像することにより可視像であるトナー像とする現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を中間転写ユニット３０に転写した後の感光ドラム２１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置２６等である。
【００１９】
露光装置２３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電後の感光ドラム２１の像保持面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置２３としては、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置を使用しているが、その他にも、例えば、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを使用してもよい。
【００２０】
この露光装置２３には、画像形成装置１に入力されるプリント対象となる画像情報について画像処理部３で必要な画像処理が施され、その処理後に得られる各色成分の画像信号が送信されるようになっている。画像形成装置１には、原稿読取装置や、パーソナルコンピュータ等の情報端末や、記憶媒体の読み書き装置等の図示しない画像情報機器が接続通信部を介して接続可能となっており、その画像情報機器から任意の画像の情報が入力される。
【００２１】
中間転写ユニット３０は、図１に示すように、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するように配置されている。
【００２２】
この中間転写ユニット３０は、感光ドラム２１の転写部となる一次転写位置を通過しながら矢印で示す方向に回転する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２ａ〜３２ｆと、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上のトナー像を中間転写ベルト３１に一次転写させる一次転写装置３３と、支持ロール３２ｅに支持されている中間転写ベルト３１の外周面（像保持面）に所定の圧力で接触して回転する二次転写装置３５と、二次転写装置３５を通過した後に中間転写ベルト３１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。支持ロール３２ａは、駆動ロールとして構成されている。一次転写装置３３及び二次転写装置３５としては、例えば、各転写電圧が供給される接触部材としてロールを使用する接触式の転写装置が適用されている。
【００２３】
給紙装置４０は、作像ユニット２０の下方側の位置に存在するように配置されている。給紙装置４０は、筐体１０の正面（操作者が使用時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで主に構成されている。給紙装置４０から送りされる記録用紙９は、複数の用紙搬送ロール対４３ａ，４３ｂ，…や搬送ガイド材で構成される搬送路を経由して中間転写ユニット３０の二次転写位置（中間転写ベルト３１と二次転写装置３５との間）に搬送される。
【００２４】
定着装置５０は、中間転写ユニット３０の二次転写位置の上方側の位置に存在するように配置されている。
【００２５】
この定着装置５０は、図２に示すように、記録用紙９の導入及び排出を行うための開口５１ａ，５１ｂが形成された筐体５１を備えており、その筐体５１の内部に、電磁誘導加熱される定着ベルト５２と、定着ベルト５２を電磁誘導加熱する交流磁界を発生する加熱ユニット５３と、定着ベルト５２と対向する状態で配置される加圧ロール５４と、定着ベルト５２を介して加圧ロール５４から押し付けられる押付けパッド５５と、押付けパッド５５を支持する支持体５６と、加熱ユニット５３で生成される交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材５７と、感温磁性部材５７を通過した磁力線を誘導する誘導部材５８と、定着ベルト５２の裏面の温度を計測する温度センサ６１、定着ベルト５２の回転速度を計測する速度センサ６２等が配置されている。
【００２６】
定着ベルト５２は、画像形成装置１で使用する記録用紙９の搬送時の幅寸法よりも少し長い幅寸法からなる円筒形状の無端状ベルトである。また、定着ベルト５２としては、例えば、基材上に、電磁誘導加熱される導電発熱層、定着性を向上させる弾性層、表面離型層をこの順に積層形成した多層構造のベルトが適用される。温度センサ６１としては、定着ベルト５２の裏面から与えられる熱量に応じて電気抵抗値が変化することで定着ベルト５２の表面の温度を計測するものが使用される。温度センサ６１の定着ベルト５２の裏面に接触する位置は、例えば、定着ベルト５２の幅方向のほぼ中央部に設定されている。
【００２７】
加熱ユニット５３は、定着ベルト５２の幅方向に長い形状の非磁性部材からなる支持板（ボビン）５３１と、支持板５３１の長手方向に沿って複数回に閉ループ状に巻き回れた状態で配置されて交流磁界を発生させる励磁コイル５３２と、励磁コイル５３２で生成された交流磁界の磁路を形成する磁心５３３と、交流磁界を支持板５３１の長手方向に均すための調整用磁心５３４と、磁心５３３を上から覆うように保持する加圧部材５３５と、磁界の外部への漏洩を抑制するシールド部材５３６と、励磁コイル５３２に高周波の交流電流を供給する励磁回路５３７とで主に構成されている。励磁回路５３７は、外部電源（商用電源）から入手する商用交流電圧から高周波（例えば、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の交流電流を発生させるとともに励磁コイル５３２に供給する高周波発生回路部を備えている。
【００２８】
加圧ロール５４は、心金５４１に弾性体層５４２と離型層５４３をこの順に積層させた状態で形成したものである。加圧ロール５４は、心金５４１の両端部を軸受けする軸受材に対して加圧ばねにより所要の荷重が付与され、これにより定着ベルト５２（の押付けパッド５５）を加圧する状態に支持されている。また、加圧ロール５４は、その心金５４１の一端部に取り付けられる図示しないギヤに対して電動モータ、回転伝達機構等で構成される回転駆動装置６３（図３）から回転動力が伝達され、これにより矢印Ａで示す方向に所要の回転速度で回転駆動する。
【００２９】
定着ベルト５２は、押付けパッド５５により加圧ロール５４の外周面に押し付けられた状態に保持され、その加圧ロール５４から回転動力を受けて矢印Ｂで示す方向に連れ回る（従動回転する）ように支持されている。また、定着ベルト５２が押付けパッド５５により加圧ロール５４の外周面に押し付けられた部位（圧接部）が、定着処理がなされる定着処理部Ｎとなる。
【００３０】
また、この定着装置５０は、図３に示すように、加熱ユニット５３（実際には励磁回路５３７）や回転駆動装置６３の動作について制御する制御装置６５を備えている。制御装置６５は、画像形成装置１の総合制御部４と接続されており、これにより必要な制御情報のやり取りがなされるように構成されている。制御装置６５及び総合制御部４は、例えば中央演算処理装置、記憶装置、制御回路、入出力装置等で構成されている。また、制御装置６５には、加熱ユニット５３（励磁回路５６７）、温度センサ６１、速度センサ６２、回転駆動装置６３等が接続されている。
【００３１】
制御装置６５による加熱ユニット５３の駆動制御は、温度センサ６１からの検出情報等に基づいて行われる。
【００３２】
例えば、プリント動作（定着動作を含む）を行うときには、最初に、定着ベルト５２の温度が予め設定する通紙中の目標温度（定着設定温度）に達するまで加熱ユニット５３（実際には高周波発生回路部５７３ｂ）を駆動して励磁コイル５３２を作動させることで定着ベルト５２を電磁誘導加熱し始める。続いて、その加熱したときの定着ベルト５２の温度が目標温度に達した時点で、加熱ユニット５３（実際には高周波発生回路部５７３ｂ）の駆動を停止させることで定着ベルト５２の電磁誘電加熱を停止させ、その後、定着ベルト５２の温度が目標温度を基準にした許容下限温度に達した時点で加熱ユニット５３を再び駆動して励磁コイル５３２を作動させることで定着ベルト５２を目標温度に達するまで電磁誘導加熱する。このような駆動制御が、要求されたプリント動作が終了するまで繰り返される。
【００３３】
制御装置６５による回転駆動装置６３の駆動制御は、速度センサ６２からの検出情報等に基づいて行われる。これは、定着性能に対する影響力の強い定着ベルト５２の回転速度が安定することが重要であるのに対し、その定着ベルト５２が加圧ロール５４に対して従動回転する構成を採用しているため、定着ベルト５２の回転状態の検出結果に基づいて加圧ロール５４の回転条件を間接的に調整する形式になっている。
【００３４】
この駆動制御については、具体的には、速度センサ６２から得られる定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが予め設定される目標速度Ｖｘを雄心した許容範囲（Ｖｘ±α）内に維持されるよう回転駆動装置６３で発生させる回転動力の速度Ｖｓを増減して補正するようにしている。例えば、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲の上限値（Ｖｘ＋α）を超えた場合は、回転駆動装置６３の回転動力の速度Ｖｓを減少させた値（Ｖｓ−β）に変更する。反対に、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲の下限値（Ｖｘ−α）を下回った場合は、回転駆動装置６３の回転動力の速度Ｖｓを増加させた値（Ｖｓ＋δ）に変更する。このような回転駆動装置６３の駆動制御（回転動力の速度の補正）は、制御装置６５の一部の処理機能（補正手段６６：図３）として構成される。また、回転駆動装置６３の駆動制御は、例えば、電動モータの駆動信号を基準の周波数を分周して生成する場合、その分周比を調整することで行うことができる。
【００３５】
速度センサ６２は、定着ベルト５２の外周面の一端部に形成した１つのマーク６４（図３）を定位置（定着ベルト５２と所要の間隔をあけて向き合う位置）で光学的に検出して定着ベルト５２の回転速度を検出するものである。この場合、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂは、定着ベルト５２の外周長をそのマーク６４を検出した周期（検出した間隔の時間）で除することで周速度として得られる。また、速度センサ６２については、光を出射する発光部と、発光部から出射した光がマーク６４で反射した光を受光する受光部を備えたフォトセンサで構成される。一方、被検出対象であるマーク６４は、速度センサ６２から出射される光を反射させる特性を有するものであればよく、定着ベルト５２の外周表面又はその内部に形成される。
【００３６】
以下、画像形成装置１の画像形成部２による基本的な画像形成動作（プリント動作）について説明する。ここでは、前記４つの作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のすべてを使用して形成する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する場合の動作パターン（フルカラーモード）を説明する。
【００３７】
前記した画像情報機器や操作パネルなどから総合制御部４に対して画像形成動作（プリント）の開始要求の指示があると、画像形成部２の４つの作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、まず各感光ドラム２１が矢印で示す方向に回転し、各帯電装置２２がその各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（本実施の形態ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置２３が、帯電後の感光ドラム２１の像保持面に対し、画像処理部３から送信される各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された画像データに基づいて発光される光を照射して露光を行い、所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
【００３８】
次いで、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロールから供給して静電的に付着させる。このように現像が行われることで各感光ドラム２１上の各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像されて４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。
【００３９】
続いて、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、一次転写位置において一次転写装置３３の転写作用により、中間転写ユニット３０の中間転写ベルト３１に対して順番に重ね合わるようにして一次転写される。各作像ユニット２０における一次転写後の感光ドラム２１は、その外周面に残留するトナー等の付着物がドラム清掃装置２６によって除去されて清掃される。
【００４０】
また、中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送した後、その二次転写位置において二次転写装置３５の転写作用により、給紙装置４０から供給される記録用紙９に一括して二次転写させる。二次転写後の中間転写ベルト３１は、その外周面に残留したトナー等の付着物がベルト清掃装置３６によって取り除かれ、清掃される。
【００４１】
次いで、トナー像が二次転写された記録用紙９は、中間転写ベルト３１から剥離された後に定着装置５０まで搬送される。定着装置５０では、加熱ユニット５３の励磁回路５３７から励磁コイル５３２に高周波の交流電流を供給して交流磁界を生成させ、その磁力線を定着ベルト５２の内部に通過させることにより、定着ベルト５２がその導電発熱層で渦電流が流れて電磁誘電加熱された状態に保たれる。また、加圧ロール５４が回転駆動するとともに、定着ベルト５２が従動回転する。
【００４２】
定着装置５０に搬送された用紙９は、その電磁誘導加熱された定着ベルト５２と加圧ロール５４の間の定着処理部Ｎに導入されて熱及び圧力による定着処理を受け、これによりトナー像が溶融されて用紙９に定着される。定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときには、排出ロール４４や搬送ガイド部材等で構成される排出路を通して例えば筐体１０に形成される排出収容部１２に排出されて収容される。
【００４３】
以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙９が出力（形成）される。
【００４４】
そして、この画像形成装置１においては、定着装置５０における加圧ロール５４の回転駆動装置６３の駆動制御に関して以下の制御を付加して行うように構成されている。このような制御を行うための制御プログラムは、例えば制御装置６５における記憶部６７（図３）に記憶されている。
【００４５】
すなわち、図４に示すように、まず画像形成装置１の総合制御部４において、プリント動作の開始信号を受信すると（ステップ１０：ＳＴ１０）、その受信確認の信号が総合制御部４から制御装置６５にも送信され、制御装置６５からの制御指令により定着装置５０の回転駆動装置６３が始動する（ＳＴ１１）。
【００４６】
この際、定着装置５０を除く画像形成部２（作像ユニット２０、中間転写ユニット３０及び給紙装置４０）が、プリント動作を開始できる状態になるよう起動する。また、定着装置５０においては、制御装置６５からの制御指令により加熱ユニット５３の励磁回路５３７が駆動して定着ベルト５２を電磁誘導加熱し始める。
【００４７】
次いで、速度センサ６２により定着装置５０における定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが計測され（ＳＴ１２）、しかる後、そのときの定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲（Ｖｘ±α）内か否かが判断される（ＳＴ１３）。
【００４８】
ステップ１３において計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲内であると判断された場合は、制御装置６５は定着動作の開始が可能であると判断し、プリント動作の許可の信号を画像形成装置１の総合制御部４に送信する（ＳＴ１４）。
【００４９】
この場合、画像形成装置１においては、その後、画像形成部２による前記したプリント動作が開始される。また、そのプリント動作により最初の未定着トナー像が二次転写された記録用紙９は、目標速度の許容範囲内で回転するとともに十分に加熱された状態にある定着ベルト５２と加圧ロール５４の間の定着処理部Ｎに導入されることにより、十分に加熱されて良好な定着がなされる。
【００５０】
また、ステップＳＴ１３において計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲内にないと判断された場合は、制御装置６５において、計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂと目標速度Ｖｘとの差分ΔＶ（＝｜Ｖｂ−Ｖｘ｜）が算出され（ＳＴ１５）、続いて、その算出された差分ΔＶが予め設定する閾値ｚを超えたか否かが判断される（ＳＴ１６）。ここで、閾値ｚは、外的要因の変動により定着ベルト５２が正常に回転しているときにとり得る速度範囲とのずれ量の大小のような観点から設定される。このような閾値ｚは、具体的には例えば、定着装置等の周辺の温度環境で加圧ロール５４が熱膨張して表面速度が変化することによる定着ベルト５２の回転速度への影響などで得られる変動量などを参考にして設定される速度（値）である。
【００５１】
ステップＳＴ１６において差分ΔＶが閾値ｚ以内であると判断された場合は、前記した制御装置６５の一部の処理機能である補正手段６６により、回転駆動装置６３における回転動力の速度Ｖｓについて補正が行われる（ＳＴ１７）。このとき回転動力の速度Ｖｓは、その差分ΔＶを消失させる方向に補正される。
【００５２】
この場合、回転動力の速度Ｖｓの補正がされた後は、その補正後の速度で回転駆動装置６３が駆動して加圧ロール５４を回転駆動させ、それ以後は前述した定着ベルト５２の回転速度Ｖｂの計測等の各制御動作（ＳＴ１２〜ＳＴ１３）に移行する。これにより、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂに関する制御が過不足なく行われる。
【００５３】
一方、ステップＳＴ１６において差分ΔＶが閾値ｚを超えていると判断された場合は、制御装置６５は定着装置５０に異常が発生しているとみなし、定着動作の開始が不能であると判断し、プリント動作（定着動作を含む）を禁止する信号を画像形成装置１の総合制御部４に送信する（ＳＴ１８）。
【００５４】
ここで、差分ΔＶが閾値ｚを超えるような場合とは、例えば、速度センサ６２の性能低下や破損が発生した場合、定着ベルト５２が加圧ロール５４に対して正常な範囲で従動回転しない状態が発生した場合、回転駆動装置６３の駆動に異常が発生した場合、回転に関係する他の構成部品が破損した場合等が挙げられる。
【００５５】
仮に差分ΔＶが閾値Ｚを超えているときに回転駆動装置６２の回転動力の速度Ｖｓを補正しても、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲内に収まることはなく、最悪の場合は、回転動力の速度Ｖｓの補正が延々と繰り返されて、回転動力の速度Ｖｓが異常な値に補正されるおそれがある。
【００５６】
このような事態に陥った場合は、定着ベルト５２及び加圧ロール５４が適正な速度で回転しないので、定着対象の記録用紙９の定着処理部Ｎにおける通過時間が変動して良好な定着ができない現象（定着不能や定着不良など）が発生してしまう。また、定着速度と定着工程の前後における記録用紙９の搬送速度（プロセス速度）とが大幅に一致しない状態になり、これによっても定着不能や定着不良を誘発するようになり、しかも、画像形成装置１の全体からみても画像形成不能や画質低下を誘発するおそれがある。
【００５７】
この画像形成装置１では、差分ΔＶが閾値ｚを超えた場合には、回転駆動装置６３の回転動力の速度に関する補正をせず（換言すれば定着ベルト５２の回転速度の制御をしない）、定着動作を含むプリント動作の開始を禁止する制御を行うため、上記した定着不能や定着不良、ひいては画像形成不能や画質不良が発生することを未然に防止することができる。また、このプリント動作の開始が禁止されたことにより、定着装置５０に発生した異常を点検することができる。
【００５８】
［他の実施の形態］
この発明を適用する定着装置５０については、必要であれば、回転駆動する加熱ロールと、その加熱ロールの外周面に押し付けられて連れ回る加圧ベルトを備えた構成の定着装置であってもよい。また、その定着装置５０については、その定着ベルト５２が電磁誘導加熱以外の方式で加熱される構成の定着装置であっても構わない。
【００５９】
また、定着ベルト５２の回転速度を計測する手段としては、前記した速度センサ６２の方式以外の方式の計測手段を適用することも可能である。さらに、回転駆動装置６３の駆動制御（その回転動力の速度の補正）や、計測される定着ベルト５２の回転速度と目標速度との差分の閾値との対比やその後の制御については、定着装置５０の制御装置６５ではなく、画像形成装置１の総合制御部４において実行するように構成しても構わない。
【００６０】
この他、画像形成装置については、その画像形成部２として他の形式で未定着の画像を形成する画像形成部を採用するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ …画像形成装置
２ …画像形成部（作像装置）
４ …総合制御部（第２の制御手段）
９ …記録用紙（被記録材）
２０…作像ユニット（作像装置の一部）
５０…定着装置
５２…定着ベルト
５４…加圧ロール（定着ロール）
６２…速度センサ（計測手段）
６５…制御装置（制御手段）
６６…補正手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、定着装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像剤で構成される画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、現像剤で現像された未定着像である現像剤像を記録紙等の被記録材に対し、熱と圧力の作用で溶融して定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
このような定着装置としては、回転駆動する定着ロール（例えば加圧ロール）と、この定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルト（例えば加熱ベルト）とを備え、その定着ロールと定着ベルトとの間の定着処理部に未定着の像が形成された被記録材を導入して通過させることにより、その未定着の像を被記録材に定着させる形式のものがある。また、この形式の定着装置としては、その定着ベルトの従動するときの回転速度を安定化させるため、例えば、以下の構成を採用するものが知られている。
【０００４】
回転駆動する加圧部材（ロール）と、加圧部材に接触して連れ回る定着部材（ベルト）と、加圧部材を回転駆動させる駆動手段と、定着部材の回転速度を検知する検知手段と、被定着媒体の２枚目以降の定着時には、前記検知手段で検知される定着部材の回転速度に基づいて、前記加圧部材の回転速度を制御する制御手段を備えた定着装置と、それを用いた画像形成装置がある（特許文献１）。また、特許文献１には、この定着装置によれば、被定着媒体を定着部材と加圧部材の間に連続通過させた場合でも、定着部材の周速度を一定にできることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９８８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、回転駆動する定着ロールの外周面に押し当てて連れ回る定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（定着不能や画像形成不能など）が発生することを未然に防ぐことができる定着装置及びそれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の定着装置（Ａ１）は、
回転駆動する定着ロールと、
前記定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、
前記定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、
前記定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう前記駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と前記目標速度との差が閾値以内であるときには前記補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、前記差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段と
を備えるものである。
【０００８】
この発明の定着装置（Ａ２）は、上記発明Ａ１の定着装置において、前記定着ロールが前記定着ベルトに加圧された状態で接触する加圧ロールであり、前記定着ベルトが加熱された状態になるベルトであり、
前記定着ロールと前記定着ベルトの間の定着処理部に、未定着の像が形成された被記録材を当該未定着の像が前記定着ベルトに接触する状態で導入して通過させるものである。
【０００９】
この発明の画像形成装置（Ｂ１）は、被記録材に未定着の像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成された未定着の像を被記録材に定着させる上記発明Ａ１又はＡ２の定着装置と、
前記定着装置における制御手段が定着動作を禁止する制御を行う場合、画像を形成する動作を禁止する第２の制御手段と
を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記発明Ａ１の定着装置によれば、回転駆動する定着ロールの外周面に押し当てて連れ回る定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（定着不能、定着不良など）が発生することを未然に防ぐことができる。
【００１１】
上記発明Ａ２の定着装置では、上記発明Ａ１による効果に加えて、より安定した定着を行うことができる。
【００１２】
上記発明Ｂ１の画像形成装置によれば、定着装置における定着ベルトの回転速度について目標速度を中心にした許容範囲内に維持させる制御を過不足なく行って、不測のトラブル（被記録媒体の搬送速度の不一致による画像形成不能や画質不良など）が発生することを未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】図１の画像形成装置に適用される定着装置を示す概略断面図である。
【図３】図１の画像形成装置における特徴的な制御システムの構成部分を示す説明図である。
【図４】図３に示す制御システムによる制御動作の流れ（シーケンス）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置１を示すものである。この画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものであり、所要の外観形状を有する筐体１０の内部空間に、画像情報に基づく画像を被記録材の一例としての記録用紙９に形成する画像形成部２や、画像形成装置１に入力される画像情報について所要の処理を施して画像信号を生成する画像処理部３や、画像形成部２、画像処理部３等の構成部品の各動作について総合的に制御する総合制御部４等が配置されている。
【００１６】
画像形成部２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）で現像される未定着のトナー像をそれぞれ形成する４つの作像ユニット２０と、各作像ユニット２０で形成された各トナー像を中継ぎした後に記録用紙９に転写する中間転写ユニット３０と、中間転写ユニット３０の転写部に供給すべき所要の記録用紙９を収容して送出する給紙装置４０と、未定着のトナー像が転写された記録用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置５０等で構成されている。図中の矢付き一点鎖線は、筐体１０内において記録用紙９が主に搬送される搬送経路を示す。
【００１７】
作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、所要の間隔をあけて直列的に配置されており、そのいずれも回転する感光ドラム２１を備えており、この感光ドラム２１の周囲に次の各装置が主に配置されている。
【００１８】
主な装置とは、感光ドラム２１の像形成が可能な像保持面（外周面）を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された外周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像することにより可視像であるトナー像とする現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を中間転写ユニット３０に転写した後の感光ドラム２１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃するドラム清掃装置２６等である。
【００１９】
露光装置２３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光を、帯電後の感光ドラム２１の像保持面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置２３としては、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置を使用しているが、その他にも、例えば、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを使用してもよい。
【００２０】
この露光装置２３には、画像形成装置１に入力されるプリント対象となる画像情報について画像処理部３で必要な画像処理が施され、その処理後に得られる各色成分の画像信号が送信されるようになっている。画像形成装置１には、原稿読取装置や、パーソナルコンピュータ等の情報端末や、記憶媒体の読み書き装置等の図示しない画像情報機器が接続通信部を介して接続可能となっており、その画像情報機器から任意の画像の情報が入力される。
【００２１】
中間転写ユニット３０は、図１に示すように、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するように配置されている。
【００２２】
この中間転写ユニット３０は、感光ドラム２１の転写部となる一次転写位置を通過しながら矢印で示す方向に回転する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２ａ〜３２ｆと、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上のトナー像を中間転写ベルト３１に一次転写させる一次転写装置３３と、支持ロール３２ｅに支持されている中間転写ベルト３１の外周面（像保持面）に所定の圧力で接触して回転する二次転写装置３５と、二次転写装置３５を通過した後に中間転写ベルト３１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。支持ロール３２ａは、駆動ロールとして構成されている。一次転写装置３３及び二次転写装置３５としては、例えば、各転写電圧が供給される接触部材としてロールを使用する接触式の転写装置が適用されている。
【００２３】
給紙装置４０は、作像ユニット２０の下方側の位置に存在するように配置されている。給紙装置４０は、筐体１０の正面（操作者が使用時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで主に構成されている。給紙装置４０から送りされる記録用紙９は、複数の用紙搬送ロール対４３ａ，４３ｂ，…や搬送ガイド材で構成される搬送路を経由して中間転写ユニット３０の二次転写位置（中間転写ベルト３１と二次転写装置３５との間）に搬送される。
【００２４】
定着装置５０は、中間転写ユニット３０の二次転写位置の上方側の位置に存在するように配置されている。
【００２５】
この定着装置５０は、図２に示すように、記録用紙９の導入及び排出を行うための開口５１ａ，５１ｂが形成された筐体５１を備えており、その筐体５１の内部に、電磁誘導加熱される定着ベルト５２と、定着ベルト５２を電磁誘導加熱する交流磁界を発生する加熱ユニット５３と、定着ベルト５２と対向する状態で配置される加圧ロール５４と、定着ベルト５２を介して加圧ロール５４から押し付けられる押付けパッド５５と、押付けパッド５５を支持する支持体５６と、加熱ユニット５３で生成される交流磁界を誘導して磁路を形成する感温磁性部材５７と、感温磁性部材５７を通過した磁力線を誘導する誘導部材５８と、定着ベルト５２の裏面の温度を計測する温度センサ６１、定着ベルト５２の回転速度を計測する速度センサ６２等が配置されている。
【００２６】
定着ベルト５２は、画像形成装置１で使用する記録用紙９の搬送時の幅寸法よりも少し長い幅寸法からなる円筒形状の無端状ベルトである。また、定着ベルト５２としては、例えば、基材上に、電磁誘導加熱される導電発熱層、定着性を向上させる弾性層、表面離型層をこの順に積層形成した多層構造のベルトが適用される。温度センサ６１としては、定着ベルト５２の裏面から与えられる熱量に応じて電気抵抗値が変化することで定着ベルト５２の表面の温度を計測するものが使用される。温度センサ６１の定着ベルト５２の裏面に接触する位置は、例えば、定着ベルト５２の幅方向のほぼ中央部に設定されている。
【００２７】
加熱ユニット５３は、定着ベルト５２の幅方向に長い形状の非磁性部材からなる支持板（ボビン）５３１と、支持板５３１の長手方向に沿って複数回に閉ループ状に巻き回れた状態で配置されて交流磁界を発生させる励磁コイル５３２と、励磁コイル５３２で生成された交流磁界の磁路を形成する磁心５３３と、交流磁界を支持板５３１の長手方向に均すための調整用磁心５３４と、磁心５３３を上から覆うように保持する加圧部材５３５と、磁界の外部への漏洩を抑制するシールド部材５３６と、励磁コイル５３２に高周波の交流電流を供給する励磁回路５３７とで主に構成されている。励磁回路５３７は、外部電源（商用電源）から入手する商用交流電圧から高周波（例えば、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の交流電流を発生させるとともに励磁コイル５３２に供給する高周波発生回路部を備えている。
【００２８】
加圧ロール５４は、心金５４１に弾性体層５４２と離型層５４３をこの順に積層させた状態で形成したものである。加圧ロール５４は、心金５４１の両端部を軸受けする軸受材に対して加圧ばねにより所要の荷重が付与され、これにより定着ベルト５２（の押付けパッド５５）を加圧する状態に支持されている。また、加圧ロール５４は、その心金５４１の一端部に取り付けられる図示しないギヤに対して電動モータ、回転伝達機構等で構成される回転駆動装置６３（図３）から回転動力が伝達され、これにより矢印Ａで示す方向に所要の回転速度で回転駆動する。
【００２９】
定着ベルト５２は、押付けパッド５５により加圧ロール５４の外周面に押し付けられた状態に保持され、その加圧ロール５４から回転動力を受けて矢印Ｂで示す方向に連れ回る（従動回転する）ように支持されている。また、定着ベルト５２が押付けパッド５５により加圧ロール５４の外周面に押し付けられた部位（圧接部）が、定着処理がなされる定着処理部Ｎとなる。
【００３０】
また、この定着装置５０は、図３に示すように、加熱ユニット５３（実際には励磁回路５３７）や回転駆動装置６３の動作について制御する制御装置６５を備えている。制御装置６５は、画像形成装置１の総合制御部４と接続されており、これにより必要な制御情報のやり取りがなされるように構成されている。制御装置６５及び総合制御部４は、例えば中央演算処理装置、記憶装置、制御回路、入出力装置等で構成されている。また、制御装置６５には、加熱ユニット５３（励磁回路５６７）、温度センサ６１、速度センサ６２、回転駆動装置６３等が接続されている。
【００３１】
制御装置６５による加熱ユニット５３の駆動制御は、温度センサ６１からの検出情報等に基づいて行われる。
【００３２】
例えば、プリント動作（定着動作を含む）を行うときには、最初に、定着ベルト５２の温度が予め設定する通紙中の目標温度（定着設定温度）に達するまで加熱ユニット５３（実際には高周波発生回路部５７３ｂ）を駆動して励磁コイル５３２を作動させることで定着ベルト５２を電磁誘導加熱し始める。続いて、その加熱したときの定着ベルト５２の温度が目標温度に達した時点で、加熱ユニット５３（実際には高周波発生回路部５７３ｂ）の駆動を停止させることで定着ベルト５２の電磁誘電加熱を停止させ、その後、定着ベルト５２の温度が目標温度を基準にした許容下限温度に達した時点で加熱ユニット５３を再び駆動して励磁コイル５３２を作動させることで定着ベルト５２を目標温度に達するまで電磁誘導加熱する。このような駆動制御が、要求されたプリント動作が終了するまで繰り返される。
【００３３】
制御装置６５による回転駆動装置６３の駆動制御は、速度センサ６２からの検出情報等に基づいて行われる。これは、定着性能に対する影響力の強い定着ベルト５２の回転速度が安定することが重要であるのに対し、その定着ベルト５２が加圧ロール５４に対して従動回転する構成を採用しているため、定着ベルト５２の回転状態の検出結果に基づいて加圧ロール５４の回転条件を間接的に調整する形式になっている。
【００３４】
この駆動制御については、具体的には、速度センサ６２から得られる定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが予め設定される目標速度Ｖｘを雄心した許容範囲（Ｖｘ±α）内に維持されるよう回転駆動装置６３で発生させる回転動力の速度Ｖｓを増減して補正するようにしている。例えば、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲の上限値（Ｖｘ＋α）を超えた場合は、回転駆動装置６３の回転動力の速度Ｖｓを減少させた値（Ｖｓ−β）に変更する。反対に、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲の下限値（Ｖｘ−α）を下回った場合は、回転駆動装置６３の回転動力の速度Ｖｓを増加させた値（Ｖｓ＋δ）に変更する。このような回転駆動装置６３の駆動制御（回転動力の速度の補正）は、制御装置６５の一部の処理機能（補正手段６６：図３）として構成される。また、回転駆動装置６３の駆動制御は、例えば、電動モータの駆動信号を基準の周波数を分周して生成する場合、その分周比を調整することで行うことができる。
【００３５】
速度センサ６２は、定着ベルト５２の外周面の一端部に形成した１つのマーク６４（図３）を定位置（定着ベルト５２と所要の間隔をあけて向き合う位置）で光学的に検出して定着ベルト５２の回転速度を検出するものである。この場合、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂは、定着ベルト５２の外周長をそのマーク６４を検出した周期（検出した間隔の時間）で除することで周速度として得られる。また、速度センサ６２については、光を出射する発光部と、発光部から出射した光がマーク６４で反射した光を受光する受光部を備えたフォトセンサで構成される。一方、被検出対象であるマーク６４は、速度センサ６２から出射される光を反射させる特性を有するものであればよく、定着ベルト５２の外周表面又はその内部に形成される。
【００３６】
以下、画像形成装置１の画像形成部２による基本的な画像形成動作（プリント動作）について説明する。ここでは、前記４つの作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のすべてを使用して形成する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する場合の動作パターン（フルカラーモード）を説明する。
【００３７】
前記した画像情報機器や操作パネルなどから総合制御部４に対して画像形成動作（プリント）の開始要求の指示があると、画像形成部２の４つの作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、まず各感光ドラム２１が矢印で示す方向に回転し、各帯電装置２２がその各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（本実施の形態ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置２３が、帯電後の感光ドラム２１の像保持面に対し、画像処理部３から送信される各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された画像データに基づいて発光される光を照射して露光を行い、所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。
【００３８】
次いで、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを現像ロールから供給して静電的に付着させる。このように現像が行われることで各感光ドラム２１上の各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像されて４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。
【００３９】
続いて、各作像ユニット２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、一次転写位置において一次転写装置３３の転写作用により、中間転写ユニット３０の中間転写ベルト３１に対して順番に重ね合わるようにして一次転写される。各作像ユニット２０における一次転写後の感光ドラム２１は、その外周面に残留するトナー等の付着物がドラム清掃装置２６によって除去されて清掃される。
【００４０】
また、中間転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送した後、その二次転写位置において二次転写装置３５の転写作用により、給紙装置４０から供給される記録用紙９に一括して二次転写させる。二次転写後の中間転写ベルト３１は、その外周面に残留したトナー等の付着物がベルト清掃装置３６によって取り除かれ、清掃される。
【００４１】
次いで、トナー像が二次転写された記録用紙９は、中間転写ベルト３１から剥離された後に定着装置５０まで搬送される。定着装置５０では、加熱ユニット５３の励磁回路５３７から励磁コイル５３２に高周波の交流電流を供給して交流磁界を生成させ、その磁力線を定着ベルト５２の内部に通過させることにより、定着ベルト５２がその導電発熱層で渦電流が流れて電磁誘電加熱された状態に保たれる。また、加圧ロール５４が回転駆動するとともに、定着ベルト５２が従動回転する。
【００４２】
定着装置５０に搬送された用紙９は、その電磁誘導加熱された定着ベルト５２と加圧ロール５４の間の定着処理部Ｎに導入されて熱及び圧力による定着処理を受け、これによりトナー像が溶融されて用紙９に定着される。定着が終了した後の記録用紙９は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときには、排出ロール４４や搬送ガイド部材等で構成される排出路を通して例えば筐体１０に形成される排出収容部１２に排出されて収容される。
【００４３】
以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された記録用紙９が出力（形成）される。
【００４４】
そして、この画像形成装置１においては、定着装置５０における加圧ロール５４の回転駆動装置６３の駆動制御に関して以下の制御を付加して行うように構成されている。このような制御を行うための制御プログラムは、例えば制御装置６５における記憶部６７（図３）に記憶されている。
【００４５】
すなわち、図４に示すように、まず画像形成装置１の総合制御部４において、プリント動作の開始信号を受信すると（ステップ１０：ＳＴ１０）、その受信確認の信号が総合制御部４から制御装置６５にも送信され、制御装置６５からの制御指令により定着装置５０の回転駆動装置６３が始動する（ＳＴ１１）。
【００４６】
この際、定着装置５０を除く画像形成部２（作像ユニット２０、中間転写ユニット３０及び給紙装置４０）が、プリント動作を開始できる状態になるよう起動する。また、定着装置５０においては、制御装置６５からの制御指令により加熱ユニット５３の励磁回路５３７が駆動して定着ベルト５２を電磁誘導加熱し始める。
【００４７】
次いで、速度センサ６２により定着装置５０における定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが計測され（ＳＴ１２）、しかる後、そのときの定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲（Ｖｘ±α）内か否かが判断される（ＳＴ１３）。
【００４８】
ステップ１３において計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲内であると判断された場合は、制御装置６５は定着動作の開始が可能であると判断し、プリント動作の許可の信号を画像形成装置１の総合制御部４に送信する（ＳＴ１４）。
【００４９】
この場合、画像形成装置１においては、その後、画像形成部２による前記したプリント動作が開始される。また、そのプリント動作により最初の未定着トナー像が二次転写された記録用紙９は、目標速度の許容範囲内で回転するとともに十分に加熱された状態にある定着ベルト５２と加圧ロール５４の間の定着処理部Ｎに導入されることにより、十分に加熱されて良好な定着がなされる。
【００５０】
また、ステップＳＴ１３において計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度Ｖｘの許容範囲内にないと判断された場合は、制御装置６５において、計測された定着ベルト５２の回転速度Ｖｂと目標速度Ｖｘとの差分ΔＶ（＝｜Ｖｂ−Ｖｘ｜）が算出され（ＳＴ１５）、続いて、その算出された差分ΔＶが予め設定する閾値ｚを超えたか否かが判断される（ＳＴ１６）。ここで、閾値ｚは、外的要因の変動により定着ベルト５２が正常に回転しているときにとり得る速度範囲とのずれ量の大小のような観点から設定される。このような閾値ｚは、具体的には例えば、定着装置等の周辺の温度環境で加圧ロール５４が熱膨張して表面速度が変化することによる定着ベルト５２の回転速度への影響などで得られる変動量などを参考にして設定される速度（値）である。
【００５１】
ステップＳＴ１６において差分ΔＶが閾値ｚ以内であると判断された場合は、前記した制御装置６５の一部の処理機能である補正手段６６により、回転駆動装置６３における回転動力の速度Ｖｓについて補正が行われる（ＳＴ１７）。このとき回転動力の速度Ｖｓは、その差分ΔＶを消失させる方向に補正される。
【００５２】
この場合、回転動力の速度Ｖｓの補正がされた後は、その補正後の速度で回転駆動装置６３が駆動して加圧ロール５４を回転駆動させ、それ以後は前述した定着ベルト５２の回転速度Ｖｂの計測等の各制御動作（ＳＴ１２〜ＳＴ１３）に移行する。これにより、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂに関する制御が過不足なく行われる。
【００５３】
一方、ステップＳＴ１６において差分ΔＶが閾値ｚを超えていると判断された場合は、制御装置６５は定着装置５０に異常が発生しているとみなし、定着動作の開始が不能であると判断し、プリント動作（定着動作を含む）を禁止する信号を画像形成装置１の総合制御部４に送信する（ＳＴ１８）。
【００５４】
ここで、差分ΔＶが閾値ｚを超えるような場合とは、例えば、速度センサ６２の性能低下や破損が発生した場合、定着ベルト５２が加圧ロール５４に対して正常な範囲で従動回転しない状態が発生した場合、回転駆動装置６３の駆動に異常が発生した場合、回転に関係する他の構成部品が破損した場合等が挙げられる。
【００５５】
仮に差分ΔＶが閾値Ｚを超えているときに回転駆動装置６２の回転動力の速度Ｖｓを補正しても、定着ベルト５２の回転速度Ｖｂが目標速度の許容範囲内に収まることはなく、最悪の場合は、回転動力の速度Ｖｓの補正が延々と繰り返されて、回転動力の速度Ｖｓが異常な値に補正されるおそれがある。
【００５６】
このような事態に陥った場合は、定着ベルト５２及び加圧ロール５４が適正な速度で回転しないので、定着対象の記録用紙９の定着処理部Ｎにおける通過時間が変動して良好な定着ができない現象（定着不能や定着不良など）が発生してしまう。また、定着速度と定着工程の前後における記録用紙９の搬送速度（プロセス速度）とが大幅に一致しない状態になり、これによっても定着不能や定着不良を誘発するようになり、しかも、画像形成装置１の全体からみても画像形成不能や画質低下を誘発するおそれがある。
【００５７】
この画像形成装置１では、差分ΔＶが閾値ｚを超えた場合には、回転駆動装置６３の回転動力の速度に関する補正をせず（換言すれば定着ベルト５２の回転速度の制御をしない）、定着動作を含むプリント動作の開始を禁止する制御を行うため、上記した定着不能や定着不良、ひいては画像形成不能や画質不良が発生することを未然に防止することができる。また、このプリント動作の開始が禁止されたことにより、定着装置５０に発生した異常を点検することができる。
【００５８】
［他の実施の形態］
この発明を適用する定着装置５０については、必要であれば、回転駆動する加熱ロールと、その加熱ロールの外周面に押し付けられて連れ回る加圧ベルトを備えた構成の定着装置であってもよい。また、その定着装置５０については、その定着ベルト５２が電磁誘導加熱以外の方式で加熱される構成の定着装置であっても構わない。
【００５９】
また、定着ベルト５２の回転速度を計測する手段としては、前記した速度センサ６２の方式以外の方式の計測手段を適用することも可能である。さらに、回転駆動装置６３の駆動制御（その回転動力の速度の補正）や、計測される定着ベルト５２の回転速度と目標速度との差分の閾値との対比やその後の制御については、定着装置５０の制御装置６５ではなく、画像形成装置１の総合制御部４において実行するように構成しても構わない。
【００６０】
この他、画像形成装置については、その画像形成部２として他の形式で未定着の画像を形成する画像形成部を採用するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ …画像形成装置
２ …画像形成部（作像装置）
４ …総合制御部（第２の制御手段）
９ …記録用紙（被記録材）
２０…作像ユニット（作像装置の一部）
５０…定着装置
５２…定着ベルト
５４…加圧ロール（定着ロール）
６２…速度センサ（計測手段）
６５…制御装置（制御手段）
６６…補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動する定着ロールと、
前記定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、
前記定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、
前記定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう前記駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と前記目標速度との差が閾値以内であるときには前記補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、前記差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ロールが前記定着ベルトに加圧された状態で接触する加圧ロールであり、前記定着ベルトが加熱された状態になるベルトであり、
前記定着ロールと前記定着ベルトの間の定着処理部に、未定着の像が形成された被記録材を当該未定着の像が前記定着ベルトに接触する状態で導入して通過させる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
被記録材に未定着の像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成された未定着の像を被記録材に定着させる請求項１又は２に記載の定着装置と、
前記定着装置における制御手段が定着動作を禁止する制御を行う場合、画像を形成する動作を禁止する第２の制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
回転駆動する定着ロールと、
前記定着ロールの外周面に押し付けられて連れ回る定着ベルトと、
前記定着ロールに回転動力を伝達して当該定着ロールを回転させる駆動装置と、
前記定着ベルトの回転速度を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度が予め設定される目標速度を中心にした許容範囲内に維持されるよう前記駆動装置における回転動力の速度を補正する補正手段と、
前記計測手段で計測される定着ベルトの回転速度と前記目標速度との差が閾値以内であるときには前記補正手段による回転動力の速度の補正に移行し、前記差が閾値を超えたときには未定着の像を被記録材に定着させる動作を禁止する制御手段と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ロールが前記定着ベルトに加圧された状態で接触する加圧ロールであり、前記定着ベルトが加熱された状態になるベルトであり、
前記定着ロールと前記定着ベルトの間の定着処理部に、未定着の像が形成された被記録材を当該未定着の像が前記定着ベルトに接触する状態で導入して通過させる請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
被記録材に未定着の像を形成する作像装置と、
前記作像装置で形成された未定着の像を被記録材に定着させる請求項１又は２に記載の定着装置と、
前記定着装置における制御手段が定着動作を禁止する制御を行う場合、画像を形成する動作を禁止する第２の制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５４２７６（Ｐ２０１３−５４２７６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９３７８６（Ｐ２０１１−１９３７８６）
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月６日（２０１１．９．６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]