JP2013167678A - 無端状ベルト駆動装置およびそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無端状ベルトの速度切り替え時における速度の下げ過ぎや上げ過ぎを抑制または防止する。
【解決手段】互いに対向するように配置された定着ロール７１と加圧ロール７２との間の定着ニップ部を通過するように定着ロール７１に掛け渡された状態で周方向に回転する加熱ベルト７３を用いて用紙Ｐの未定着トナー像を定着させる定着装置７０において、用紙Ｐの坪量替え等に応じて加熱ベルト７３の目標速度が変更された場合に、その目標速度Ｖｔ１と速度検出器７９からの信号により導き出した加熱ベルト７３の現実の速度Ｖｒとの差が予め設定された閾値以上か否かを判断し、その閾値以上の場合は定着ロール７１の速度Ｖｒを予め設定された速度Ｖｃ１になるように制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、無端状ベルト駆動装置およびそれを備える画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンタ等のような画像形成装置において、例えば用紙にトナー像を定着させる定着装置には、定着ロールと加圧ロールとのロール対を備えるロール対方式の定着装置がある。

このロール対方式の定着装置においては、未定着のトナー像が転写された用紙等を上記ロール対の対向間に形成される定着ニップ部に送り込み、定着ロールで熱するとともに加圧ロールで圧することによりトナー像を用紙等に定着させている。

しかし、ロール対方式の定着装置においては、高速で連続処理すると定着ロールの表面温度が極端に低下することにより画質が劣化する問題がある。これは、定着ロールの表面に熱伝導率の低い弾性層が設けられているために内部の加熱源の熱が定着ロールの表面に伝わるのに時間がかかること等に起因している。

そこで、近年、画像形成装置においては、高速化、省エネルギー化および小型化等を図るために、用紙等を加熱する部材として無端状ベルトを用いるベルト方式の定着装置が採用されている。

このベルト方式の定着装置においては、上記定着ニップ部を通過するように定着ロールに掛け渡された状態で周方向に回転する無端状の加熱ベルトを設け、その加熱ベルトによって用紙等を加熱することにより用紙等にトナー像を定着させている。この加熱ベルトは定着ロールの駆動により回転するようになっている。

このような無端状ベルトの駆動に際しては、周方向に回転する無端状ベルトの回転速度を検出し、その検出値に基づいてベルト駆動モータの動作をフィードバック制御することで無端状ベルトの速度を制御するようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−１７８３７４号公報

本発明は、無端状ベルトの目標速度切り替え時における実際の速度の下げ過ぎや上げ過ぎを抑制または防止することのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の無端状ベルト駆動装置は、無端状ベルトを周方向に回転させるように駆動する駆動手段と、前記無端状ベルトの回転途中に設けられ、前記無端状ベルトの速度を検出する速度検出手段と、前記無端状ベルトの目標速度の変更に際して、前記無端状ベルトの目標速度と前記検出手段により検出された検出速度との差が予め設定された閾値以上か否かを判断し、該閾値より小さい場合には、前記駆動手段の速度を前記検出速度の情報に基づいて帰還制御する第１の制御を行い、該閾値以上の場合には、前記駆動手段の速度を予め設定された速度になるように制御する第２の制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記無端状ベルトの目標速度を変更してから予め設定された時間を経過した後に、前記駆動手段が前記第２の制御で駆動している場合には、前記駆動手段の制御を前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える制御を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、現像剤像が保持される像保持体と、前記像保持体に保持された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、請求項１または２に記載の無端状ベルト駆動装置を備え、前記記録媒体に転写された未定着の現像剤像を該記録媒体に定着させる定着手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、無端状ベルトの目標速度切り替え時における実際の速度の下げ過ぎや上げ過ぎを抑制または防止することが可能になる。

請求項２記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べて、無端状ベルトの目標速度切り替え時における実際の速度の下げ過ぎや上げ過ぎを抑制することが可能になる。

請求項３記載の発明によれば、画像形成装置の定着装置において記録媒体を良好に搬送することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の一例の概念図である。 図１の画像形成装置の定着装置の一例の概念図である。 図１の画像形成装置の要部の回路ブロック図である。 定着処理において普通紙から厚紙通紙に変更される際に加熱ベルトの速度をフィードバック制御した場合の定着ロールの速度と加熱ベルトの速度との波形を模式的に示した波形図である。 定着処理において普通紙から厚紙通紙に変更される場合に加熱ベルトの速度をフィードバック制御した場合の定着ロールの速度と加熱ベルトの速度とを実際に測定して得た波形図である。 図１の画像形成装置の定着装置の加熱ベルトの速度制御過程を示すフロー図である。 定着処理において普通紙から厚紙通紙に変更される際に図６の加熱ベルトの速度制御を用いた場合の定着ロールの速度と加熱ベルトの速度との波形を模式的に示した波形図である。 定着処理において厚紙通紙から普通紙に変更される際に加熱ベルトの速度をフィードバック制御した場合の定着ロールの速度と加熱ベルトの速度との波形を模式的に示した波形図である。 定着処理において厚紙通紙から普通紙に変更される際に図６の加熱ベルトの速度制御を用いた場合の定着ロールの速度と加熱ベルトの速度との波形を模式的に示した波形図である。 本発明の他の実施の形態に係る画像形成装置の定着装置の概念図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係る画像形成装置の冷却装置の概念図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（第１の実施の形態）

図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１の一例の概念図である。

本実施の形態の画像形成装置１は、例えばタンデム型のカラープリンタであり、複数の作像ユニット２０と、中間転写ベルト（像保持体の一例）３０と、バックアップロール４１および二次転写ロール（転写手段の一例）４２の対と、用紙供給トレイ５０ａ，５０ｂと、用紙搬送系６０と、定着装置（定着手段および無端状ベルト駆動装置の一例）７０とを備えている。

作像ユニット２０は、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色のトナー像を形成する４つのカラー用の作像ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、例えば透明色のトナー像を転写する透明色用の作像ユニット２０ＣＬ，２０ＣＬとを備えており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト３０に一次転写するようになっている。

これら６基の作像ユニット２０ＣＬ，２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは中間転写ベルト３０の回転方向に沿って透明色、透明色、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の順に配置されている。なお、透明色に代えて、例えばライトイエロー、ライトマゼンタ、ライトシアンまたはライトブラックのような淡色のトナー像を転写する淡色用の作像ユニットを設けても良い。また、透明色用の作像ユニット２０ＣＬと淡色用の作像ユニットとの両方を並べて設けても良い。

各作像ユニット２０は、感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１の表面を規定の電位に帯電させる帯電装置２２と、帯電された感光体ドラム２１上にレーザ光Ｌを照射して静電潜像を形成する露光装置２３と、露光装置２３により感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置２４と、感光体ドラム２１上のトナー像を一次転写部において中間転写ベルト３０に転写する一次転写ロール２５と、トナー像を転写した後の感光体ドラム２１の表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ２６とを備えている。なお、各作像ユニット２０の上方には、現像装置２４に現像剤を供給するトナーカートリッジ２７が設置されている。

各作像ユニット２０の一次転写ロール２５は、各感光体ドラム２１との間に中間転写ベルト３０を挟むようにして配置されている。そして、各一次転写ロール２５にトナーの帯電電極に対して逆極性の転写バイアス電圧が印加されることにより、感光体ドラム２１と一次転写ロール２５との間に電界が形成され、感光体ドラム２１上で電荷を帯びているトナー像がクーロン力により中間転写ベルト３０に転写されるようになっている。なお、感光体ドラム２１は一次転写に際して時計回りの方向に回転する。

上記中間転写ベルト３０は、各作像ユニット２０により形成された各色成分のトナー像が順次転写（一次転写）され保持される部材である。この中間転写ベルト３０は、複数の支持ロール３１ａ〜３１ｆおよびバックアップロール４１に掛け渡された状態で無端状に形成されており、反時計回りの周方向に回転しながら各色の作像ユニット２０ＣＬ，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるようになっている。

上記バックアップロール４１および二次転写ロール４２の対は、中間転写ベルト３０上に多重転写されたトナー像を用紙（記録媒体の一例）等に一括転写（二次転写）してフルカラー画像を形成するための機構部であり、中間転写ベルト３０を挟んで互いに対向した状態で配置されている。バックアップロール４１と、二次転写ロール４２との対向部が二次転写部になっている。

バックアップロール４１は、中間転写ベルト３０の裏面側に回転自在に設置され、二次転写ロール４２は、中間転写ベルト３０のトナー像転写面に対向した状態で回転自在に設置されている。バックアップロール４１と二次転写ロール４２とは、その各々の回転軸方向（図１の紙面に垂直な方向）が互いに沿うように配置されている。

中間転写ベルト３０のトナー像の転写においては、バックアップロール４１にトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加するか、または、二次転写ロール４２にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する。これにより、バックアップロール４１と二次転写ロール４２との間に転写電界が形成され、中間転写ベルト３０上に保持された未定着トナー像が用紙上に転写される。

上記用紙供給トレイ５０ａ，５０ｂには、各種のサイズおよび厚さの用紙等が収容されている。用紙供給トレイ５０ａ，５０ｂ内の用紙は、用紙搬送系６０のピックアップロール（図示せず）により引き出された後、用紙搬送系６０のレジストロール６２によりタイミングが制御され二次転写部に導入されてトナー像が転写され、さらにその後、用紙搬送系６０の搬送ベルト６３，６４を通じて定着装置７０へと搬送される。

定着装置７０は、二次転写部において用紙等に転写された未定着のトナー像を熱圧着により用紙に定着させる装置であり、定着ロール（駆動手段の一例）７１と、これに対向するように設けられた加圧ロール７２と、それらの間の定着ニップ部を通過するように設けられた加熱ベルト（無端状ベルトの一例）７３とを備えている。

二次転写後の用紙は、定着ロール７１と加圧ロール７２との対向間の定着ニップ部に搬送され、加熱ベルト７３と加圧ロール７２とに挟まれた状態で排出される。この時、用紙等が定着ロール７１および加熱ベルト７３により加熱されるとともに、加圧ロール７２により加圧されることにより、トナー像が用紙等に定着される。この定着装置７０を通過した用紙等は、搬送ベルト６５を通じて排出ロール（図示せず）に送られ、画像形成装置１の外部に排出されるようになっている。

次に、上記した定着装置７０の構成について図２を参照して説明する。なお、図２は図１の定着装置７０の一例の概念図を示している。

定着装置７０は、上記した定着ロール７１、加圧ロール７２および加熱ベルト７３の他に、剥離パッド７４、内部加熱ロール７５、外部加熱ロール７６、支持ロール７７ａ，７７ｂおよび冷却ファン７８を備えている。

定着ロール７１は、加圧ロール７２および加熱ベルト７３を回転駆動する部材であり、反時計回りの方向に回転自在の状態で設置されている。この定着ロール７１の回転により用紙Ｐが搬送されるとともに、加圧ロール７２および加熱ベルト７３が回転（従動）するようになっている。この定着ロール７１と加圧ロール７２との間に第１の定着ニップ部Ｎ１が形成される。

また、定着ロール７１は、用紙Ｐおよび加熱ベルト７３を加熱する部材でもある。定着ロール７１は、例えばアルミニウム、鉄またはステンレス等のような金属からなり、その内部には、例えばハロゲンランプ等のような加熱源７１Ｌが３本設置されている。ただし、加熱源７１Ｌの本数は、２本以下または４本以上でも良い。

この定着ロール７１の横（用紙Ｐの搬送下流側）には、上記した剥離パッド７４が定着ロール７１の軸方向全域に隣接した状態で設置されている。剥離パッド７４は、定着処理後の用紙Ｐを加熱ベルト７３から剥離する機能を備えている。また、剥離パッド７４と加圧ロール７２との間に第２の定着ニップ部Ｎ２が形成されており、剥離パッド７４が無い場合に比べて定着装置７０の定着ニップ部が長くなっている。

このような定着ロール７１および剥離パッド７４と加熱ベルト７３との間には、オイルが介在されている。これにより、定着ロール７１および剥離パッド７４と加熱ベルト７３との接触抵抗が低減されるので、加熱ベルト７３の回転移動が滑らかになる。また、そのため、定着ロール７１および剥離パッド７４と加熱ベルト７３との接触に起因する加熱ベルト７３の損傷が抑制または防止される。

上記した加圧ロール７２は、中空円筒状の芯金７２Ａと、その外周を覆う弾性層７２Ｂと、その弾性層７２Ｂの外周を覆う離型層７２Ｃとを備えている。芯金７２Ａは、例えばアルミニウム、鉄またはステンレス等のような金属からなり、弾性層７２Ｂは、例えばシリコーンゴムのような耐熱性を有する絶縁材料からなり、離型層７２Ｃは、例えばフッ素系の樹脂からなる。

この加圧ロール７２は、定着ロール７１に近づく方向および定着ロール７１から離れる方向に移動自在の状態で設置されており、定着処理に際しては弾性部材（バネ）により定着ロール７１に押しつけられるようになっている。これにより、定着ロール７１および剥離パッド７４と加圧ロール７２との対向間に上記した第１、第２の定着ニップ部Ｎ１，Ｎ２が形成される。

上記した加熱ベルト７３は、例えばポリイミド樹脂のような耐熱性絶縁基材上に、例えばフッ素系の樹脂からなる離型層が積層された無端状ベルトからなり、定着ロール７１と、内部加熱ロール７５と、支持ロール７７ａ，７７ｂに掛け渡された状態で周方向（反時計回りの方向）に回転自在に設けられている。

この加熱ベルト７３は、上記した第１、第２の定着ニップ部Ｎ１，Ｎ２を通過するように掛け渡されている。第１、第２の定着ニップ部Ｎ１，Ｎ２に搬送された用紙Ｐは、加熱ベルト７３と加圧ロール７２に挟まれた状態で定着ロール７１および加熱ベルト７３により加熱されるとともに加圧ロール７２により加圧される。これにより、用紙Ｐの未定着のトナー像は、用紙Ｐに定着される。このような加熱ベルト７３を用いた場合、加熱ベルト７３を使用せず定着ロールのみで用紙Ｐを加熱する場合に比べて、加熱温度の低下が抑制される。また、加熱ベルト７３は用紙のサイズよりも長くとれるので光沢段差の発生も抑制または防止される。

この加熱ベルト７３の外周（用紙Ｐの搬入側）には、加熱ベルト７３の速度を検出する速度検出器（速度検出手段の一例）７９が設置されている。速度検出器７９は、例えばロータリエンコーダのような発光部と受光部とを備える光電式の速度検出器であり、加熱ベルト７３の周回移動に伴ってパルス信号を生成し、それを後述のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に送信するようになっている。そして、このパルス信号により加熱ベルト７３の周速度が測定される。

上記した内部加熱ロール７５は、加熱ベルト７３を加熱する部材であり、定着ロール７１および外部加熱ロール７６よりも加圧ロール７２から離れた位置に加熱ベルト７３の回転に従動するように回転自在の状態で設置されている。

この内部加熱ロール７５は、例えばアルミニウム、鉄またはステンレス等のような金属からなり、その内部には、例えばハロゲンランプ等のような加熱源７５Ｌが４本設置されている。ただし、加熱源７５Ｌの本数は、３本以下または５本以上でも良い。

上記した外部加熱ロール７６は、加熱ベルト７３を加熱する部材であり、定着ロール７１と内部加熱ロール７５との間であって加熱ベルト７３の枠外に加熱ベルト７３を枠内側に押し込むように接触した状態で設置されている。また、外部加熱ロール７６も加熱ベルト７３の回転に従動するように回転自在の状態で設置されている。

この外部加熱ロール７６は、例えばアルミニウム、鉄またはステンレス等のような金属からなり、その内部には、例えばハロゲンランプ等のような加熱源７６Ｌが３本設置されている。ただし、加熱源７６Ｌの本数は、２本以下または４本以上でも良い。

次に、上記した画像形成装置１の要部の回路ブロック図を図３に示す。

ＣＰＵ（制御手段の一例）は、画像形成装置１の画像処理を制御する装置である。ＣＰＵには、メモリＭＥが電気的に接続されている他、上記した速度検出器７９と、上記した定着ロール７１を回転駆動するモータ等のような回転駆動体７１Ｍとが電気的に接続されている。

このＣＰＵは、定着装置７０の定着処理に際して、基本的に速度検出器７９から送られたパルス信号に基づいて加熱ベルト７３の速度（周速度）を測定し、その速度が目標速度になるように定着ロール７１の回転速度（周速度）を比例制御（帰還制御の一例）するようになっている。なお、以下の説明では、比例（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）制御をＰ制御と略す。

しかし、上記した定着装置７０においては、加熱ベルト７３の速度が定着ロール７１の速度に上手く追従せず、加熱ベルト７３の速度と定着ロール７１の速度との差が大きくなるような構成になっている。これは、加熱ベルト７３が剥離パッド７４に接触した状態で移動すること、定着ロール７１および剥離パッド７４と加熱ベルト７３との間にオイルが介在されており加熱ベルト７３が定着ロール７１に対して滑ってしまう場合があること、さらに加圧ロール７２が加熱ベルト７３の動きに従動すること等により定着ロール７１のトルクが増大することに起因している。このため、加熱ベルト７３の目標速度の変更時にＰ制御を行うと、定着ロール７１にフィードバック（帰還）をかけ過ぎてしまい加熱ベルト７３の速度がダウンシュートまたはオーバシュートしてしまう問題がある。

ここで、図４は、定着処理において普通紙から厚紙通紙に変更する場合にＰ制御により加熱ベルト７３の速度を制御した場合の定着ロール７１の速度Ｖｒと加熱ベルト７３の速度Ｖｂとの波形を模式的に示している。

目標速度変更の時刻ｔ１の左側は普通紙の時の速度波形、右側が厚紙通紙の時の速度波形を示している。また、Ｖｔ１は厚紙通紙の定着処理時の加熱ベルト７３の目標速度、Ｖｔ２は普通紙の定着処理時の加熱ベルト７３の目標速度を示している。

普通紙から厚紙通紙に替わる時は、厚紙通紙にたくさん熱を与えるため定着処理時の目標速度を遅くする。上記したように定着装置７０では加熱ベルト７３の速度Ｖｂが定着ロール７１の速度Ｖｒに上手く追従しないので、定着ロール７１の速度Ｖｒを落としても加熱ベルト７３の速度Ｖｂが上手く落ちない。このため、定着ロール７１の速度ＶｒをＰ制御でさらに落とすが、加熱ベルト７３の速度Ｖｂが上手く追従しないのでフィードバックをかけ過ぎてしまい、加熱ベルト７３の速度Ｖｂが追従してきた時には矢印Ａに示すように定着ロール７１の速度Ｖｒが下げ過ぎてしまう。その結果、矢印Ｂに示すように、加熱ベルト７３の速度Ｖｂがダウンシュートし、不安定になる。このため、定着装置７０において、後続の用紙Ｐが前の用紙Ｐに追いつき紙詰まり（ジャム）が生じたり、実際には紙詰まりが生じていないが予め決められた時間内に用紙Ｐが定着装置７０から排出されないために警告が出されたりする場合がある。

図５は、普通紙から厚紙通紙に変更する際にＰ制御により加熱ベルト７３の速度を制御した場合の定着ロール７１の速度Ｖｒと加熱ベルト７３の速度Ｖｂとの実際の速度波形を示している。用紙変更のための加熱ベルト７３の目標速度の変更時に、破線の領域に示すように、加熱ベルト７３の実際の速度Ｖｂがダウンシュートしていることが分かる。

そこで、本実施の形態においては、定着処理に際して、例えば以下のように加熱ベルト７３の速度を制御する。これを図６のフロー図等を参照して説明する。

まず、定着処理に際して、基本的には速度検出器７９から送られたパルス信号に基づいて加熱ベルト７３の速度（周速度）を測定し、その速度が目標速度になるように定着ロール７１の回転速度（周速度）をＰ制御（第１の制御の一例）する（図６のステップ１００）。

続いて、用紙Ｐの坪量切り替え等により加熱ベルト７３の目標速度が変更されると、加熱ベルト７３の目標速度値と速度検出器７９からのパルス信号により測定した加熱ベルト７３の現実の速度値との差が予め設定された閾値以上か否かを判断する（図６のステップ１０１，１０２）。

ここで、加熱ベルト７３の目標速度値と現実の速度値との差が上記閾値より小さい場合は、加熱ベルト７３の速度が定着ロール７１の速度に追従しているので、定着ロール７１の速度をＰ制御する（図６のステップ１０３）。

一方、加熱ベルト７３の目標速度値と現実の速度との差が上記閾値以上の場合は、加熱ベルト７３の速度が定着ロール７１の速度に上手く追従していないので、定着ロール７１の速度を予め設定された速度値になるように制御する（図６のステップ１０４）。すなわち、定着ロール７１を予め設定された速度値で定速回転させる（以下、このような速度制御を設定速度制御という）。この設定速度制御（第２の制御の一例）により、定着ロール７１へのフィードバックのし過ぎに起因する加熱ベルト７３のダウンシュートやオーバシュートが回避される。

ところで、加熱ベルト７３の駆動に対する負荷が大きすぎる等の理由により、定着ロール７１の速度を設定速度制御しても加熱ベルト７３の速度が定着ロール７１の速度に追従しない場合もある。

そこで、本実施の形態においては、上記目標速度が変更されてから予め設定された時間以上か否かを判断する（図６のステップ１０５）。ここで、予め設定された時間以上の場合は、加熱ベルト７３の速度を設定速度制御からＰ制御に切り替える（図６のステップ１０３）。この場合、Ｐ制御することによって加熱ベルト７３の速度がダウンシュートしたりオーバシュートしたりするが、設定速度制御を全くしない場合に比べて、そのダウンシュートやオーバシュートの量が抑えられる。一方、上記した予め設定された時間より前であれば、図６のステップ１０２に戻り、上記と同様のステップを繰り返す。

ここで、図７は、定着処理において普通紙から厚紙通紙に変更される際に図６で説明した加熱ベルト７３の速度制御を用いた場合の定着ロール７１の速度Ｖｒと加熱ベルト７３の速度Ｖｂとの波形を模式的に示している。

目標速度変更の時刻ｔ１において、加熱ベルト７３の目標速度値と現実の速度との差が上記閾値以上の場合は、定着ロール７１の速度Ｖｒが予め設定された速度Ｖｃ１に落とされる。そして、それにより加熱ベルト７３の速度Ｖｂが目標速度Ｖｔ１に達する手前の予め設定された速度Ｖｘ１になる時刻ｔ２まで、定着ロール７１の速度が速度Ｖｃ１に維持される。

これにより、矢印Ｃに示すように、Ｐ制御に入った時に、定着ロール７１の速度のダウンシュートが回避される。すなわち、加熱ベルト７３の速度が目標速度に近づくことによってＰ制御をしてもフィードバック量が小さくなり、矢印Ｄに示すように、加熱ベルト７３の速度Ｖｂのダウンシュートも回避され、安定状態になる。したがって、定着装置７０での紙詰まりや紙詰まり警告が回避され、高速で安定した定着処理が行われるようになる。

次に、図８は、定着処理において上記の説明とは逆に厚紙通紙から普通紙に変更する際にＰ制御により加熱ベルト７３の速度を制御した場合の定着ロール７１の速度Ｖｒと加熱ベルト７３の速度Ｖｂとの波形を模式的に示している。目標速度変更の時刻ｔ１の左側は厚紙通紙の時の速度波形、右側が普通紙の時の速度波形を示している。

厚紙通紙から普通紙に替わる時には、定着処理時の目標速度を厚紙通紙の場合よりも速くする。この場合も加熱ベルト７３の速度が定着ロール７１の速度に上手く追従しないので、定着ロール７１の速度を上昇させても加熱ベルト７３の速度が上手く上昇しない。このため、定着ロール７１の速度をＰ制御でさらに上昇させようとするが、加熱ベルト７３の速度が上手く追従しないのでフィードバックをかけ過ぎてしまい、加熱ベルト７３の速度が追従してきた時には矢印Ｅに示すように定着ロール７１の速度を上げ過ぎてしまう。その結果、矢印Ｆで示すように加熱ベルト７３の速度がオーバシュートして安定しない。

一方、図９は、定着処理において厚紙通紙から普通紙に変更される際に図６で説明した加熱ベルト７３の速度制御を用いた場合の定着ロール７１の速度Ｖｒと加熱ベルト７３の速度Ｖｂとの波形を模式的に示している。

目標速度変更の時刻ｔ１において、加熱ベルト７３の目標速度値と現実の速度との差が上記閾値以上の場合は、定着ロール７１の速度Ｖｒを予め設定された速度Ｖｃ２に上昇させる。そして、それにより加熱ベルト７３の速度Ｖｂが目標速度Ｖｔ２に達する手前の予め設定された速度Ｖｘ２になる時刻ｔ２まで、定着ロール７１の速度が速度Ｖｃ２に維持される。

これにより、矢印Ｇに示すように、Ｐ制御に入った時に、定着ロール７１の速度のオーバシュートが回避される。すなわち、加熱ベルト７３の速度Ｖｂが目標速度に近づくので、Ｐ制御をしてもフィードバック量が小さくなり、矢印Ｈに示すように、加熱ベルト７３の速度Ｖｂのオーバシュートも回避され、安定状態になる。

（第２の実施の形態）

図１０は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置１の定着装置７０の概念図を示している。

本実施の形態の定着装置７０においては、上記した定着ロール７１および剥離パッド７４に代えて定着パッド７１ｐが設置されている。定着パッド７１ｐは、用紙Ｐおよび加熱ベルト７３を加熱する部材である。

この定着パッド７１ｐは、例えばアルミニウム、鉄またはステンレス等のような金属により形成されている。この定着パッド７１ｐの表面において加熱ベルト７３との接触部には、加熱ベルト７３に対する摺動抵抗を低減するためのシート層（図示せず）が形成されている。また、定着パッド７１ｐの内部には、例えばハロゲンランプ等のような加熱源７１ｐＬが１本設置されている。ただし、加熱源７１ｐＬの本数は、２本以上でも良い。

加圧ロール７２は、加熱ベルト７３の駆動源になっており、モータ等のような回転駆動体により時計回りの方向に回転自在に設置されている。すなわち、この加圧ロール７２の回転により、用紙Ｐが下流に搬送されるとともに、加熱ベルト７３が周方向（反時計回りの方向）に回転（従動）するようになっている。そして、この加熱ベルト７３の回転により内部加熱ロール７５および外部加熱ロール７６が回転（従動）するようになっている。

これ以外の構成は前記第１の実施の形態と同じである。また、加熱ベルト７３の速度制御については、加熱ベルト７３の駆動源が定着ロール７１から加圧ロール７２に代わるだけで他は同じなので説明を省略する。

（第３の実施の形態）

図１１は本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の冷却装置８０の概念図を示している。

冷却装置８０は、搬送された用紙Ｐを冷却する装置であり、図１の画像形成装置１において定着装置７０の後段（用紙Ｐの搬送下流）に設置されている。

この冷却装置８０は、用紙Ｐの搬送路ＰＬの上下に互いに対向するように設置された２つの無端状の搬送ベルト（無端状ベルトの一例）８１ａ，８１ｂを備えている。

上段の搬送ベルト８１ａは、複数のロール８２ａ〜８２ｆに掛け渡され、反時計回りに回転自在の状態で設置されている。複数のロール８２ａ〜８２ｆのうち、例えば用紙Ｐの搬送下流のロール８２ａが搬送ベルト８１ａの回転駆動源となっている。

一方、下段の搬送ベルト８１ｂは、複数のロール８３ａ〜８３ｈに掛け渡され、時計回りに回転自在の状態で設置されている。複数のロール８３ａ〜８３ｈのうち、例えばロール８２ａに対向する位置のロール８３ａが、搬送ベルト８１ｂの回転駆動源となっている。

また、冷却装置８０において上段の搬送ベルト８１ａの外周側には、搬送ベルト８１ａの速度（周速度）を検出する速度検出器８４ａが設置されている。下段の搬送ベルト８１ｂの外周側には、搬送ベルト８１ｂの速度（周速度）を検出する速度検出器８４ｂが設置されている。これら速度検出器８４ａ，８４ｂの構成は、上記した速度検出器７９と同じなので説明を省略する。

また、冷却装置８０において上段の搬送ベルト８１ａのベルト枠内には、ヒートシンク等のような放熱部材８５が搬送ベルト８１ａの内周面に接した状態で設置されている。放熱部材８５は、例えばアルミニウム等のような放熱性の高い金属からなり、複数のフィン部が設けられている。この複数のフィン部の隣接間に、例えば冷却エア等のような冷却流体が流されることで放熱されるようになっている。

ところで、この場合、搬送ベルト８１ａが放熱部材８５に接した状態で回転するので、搬送ベルト８１ａの速度がロール８２ａの速度に上手く追従せず、ロール８２ａの速度と搬送ベルト８１ａの速度との差が大きくなる。その結果、上下の搬送ベルト８１ａ，８１ｂの回転移動速度がずれてしまう不具合がある。

そこで、本実施の形態においても、搬送ベルト８１ａの目標速度の変更に際しては、第１の実施の形態で説明したのと同様に、Ｐ制御から設定速度制御に変更する制御を行う。これにより、搬送ベルト８１ａの速度が、目標速度の変更時にダウンシュートやオーバシュートすることが回避され安定する。

また、この場合においても、搬送ベルト８１ａの目標速度を変更してから予め設定された時間を経過した後に、ロール８２ａが設定速度制御で駆動している場合には、ロール８２ａの制御を設定速度制御からＰ制御に切り替える。この場合もＰ制御を行うことによってロール８２ａおよび搬送ベルト８１ａでダウンシュートやオーバシュートするが、上記した設定速度制御を全く行わない場合に比べて、そのダウンシュートやオーバシュートの量が低減される。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

例えば、前記実施の形態においては、中間転写ベルトに転写されたトナー像を用紙に転写する中間転写方式の画像形成装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム（像保持体の一例）のトナー像を用紙等に直接転写する直接転写方式の画像形成装置に適用しても良い。

また、前記実施の形態においては、カラー画像を形成する場合について説明したが、例えばモノクロ画像を形成する場合に適用しても良い。

また、前記実施の形態においては、記録媒体として用紙に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、フィルム、はがき等、画像が形成される様々なものに適用しても良い。

また、上記の説明では、加熱ベルト７３の速度の制御に際し、フィードバック制御の一例としてＰ制御を採用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば出力値と目標値との偏差に比例して入力値を変化させる比例動作と該偏差の積分に比例して入力値を変化させる積分（Ｉｎｔｅｇｒａｌ）動作とを組み合わせたＰＩ制御や入力値の制御を出力値と目標値との偏差、その積分および微分（Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）の３つの要素によって行うＰＩＤ制御を採用しても良い。

以上の説明では、本発明をカラープリンタに適用した場合について説明したが、例えば、カラー複写機、ファクシミリまたはこれらの機能を合わせ持つ画像形成装置等、他の画像形成装置に適用しても良い。

１ 画像形成装置
２０，２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ，２０ＣＬ 作像ユニット
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電装置
２３ 露光装置
２４ 現像装置
２５ 一次転写ロール
３０ 中間転写ベルト
４１ バックアップロール
４２ 二次転写ロール
５０ａ，５０ｂ 用紙供給トレイ
６０ 用紙搬送系
７０ 定着装置
７１ 定着ロール
７１Ｌ 加熱源
７１Ｍ 回転駆動体
７１ｐ 定着パッド
７１ｐＬ 加熱源
７２ 加圧ロール
７３ 加熱ベルト
７４ 剥離パッド
７５ 内部加熱ロール
７５Ｌ 加熱源
７６ 外部加熱ロール
７６Ｌ 加熱源
７７ａ，７７ｂ 支持ロール
７８ 冷却ファン
７９ 速度検出器
８０ 冷却装置
８１ａ，８１ｂ 搬送ベルト
８２ａ〜８２ｆ ロール
８３ａ〜８３ｈ ロール
８４ａ，８４ｂ 速度検出器
８５ 放熱部材
Ｐ 用紙
Ｎ１ 第１の定着ニップ部
Ｎ２ 第２の定着ニップ部

Claims (3)

1. 無端状ベルトを周方向に回転させるように駆動する駆動手段と、
   前記無端状ベルトの回転途中に設けられ、前記無端状ベルトの速度を検出する速度検出手段と、
   前記無端状ベルトの目標速度の変更に際して、前記無端状ベルトの目標速度と前記検出手段により検出された検出速度との差が予め設定された閾値以上か否かを判断し、該閾値より小さい場合には、前記駆動手段の速度を前記検出速度の情報に基づいて帰還制御する第１の制御を行い、該閾値以上の場合には、前記駆動手段の速度を予め設定された速度になるように制御する第２の制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする無端状ベルト駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記無端状ベルトの目標速度を変更してから予め設定された時間を経過した後に、前記駆動手段が前記第２の制御で駆動している場合には、前記駆動手段の制御を前記第２の制御から前記第１の制御に切り替える制御を行うことを特徴とする請求項１記載の無端状ベルト駆動装置。
3. 現像剤像が保持される像保持体と、
   前記像保持体に保持された現像剤像を記録媒体に転写する転写手段と、
   請求項１または２に記載の無端状ベルト駆動装置を備え、前記記録媒体に転写された未定着の現像剤像を該記録媒体に定着させる定着手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images