JP2025003154A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の高速化に対応したステアリング制御をすることを目的とする。
【解決手段】 記録材に熱を与える定着ベルトと、加圧回転体と、によってトナー像を記録材に定着する定着装置を有する画像形成装置であって、幅方向において定着ベルトの位置を検知する検知手段と、検知手段の検知結果に基づいて、幅方向において定着ベルトを移動させるステアリングローラと、紙間を制御する制御部と、定着ベルトが幅方向に移動する移動速度が小さく所定の閾値以下の場合、紙間を通常の紙間よりも大きくすることを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

記録材に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

記録材上にトナー像を形成する画像形成装置は、記録材上に形成したトナー像を記録材に定着させるための定着装置を有している。定着装置は一対の回転体を有し、一対の回転体は、記録材に対して熱と圧力とを与えることによって、定着を行う。

画像形成装置は高速化が求められており、高速化を実現させるためにベルト定着が採用される場合がある。ベルト定着は、記録材に熱を与える無端状のベルトと、ベルトに当接する加圧回転体とを有している。ベルトと加圧回転体とによって形成されるニップ部で記録材を挟持搬送し、定着を行う。

特許文献１には、上記したベルト定着の構成が開示されている。さらに、記録材の幅方向においてベルトを所定の位置に移動させるように制御するステアリング制御に関する技術も開示されている。ベルト定着に用いられるベルトは、画像形成を行っていると、幅方向に位置がずれてくる。このずれを補正するために、ステアリング制御が行われる。また、ステアリング制御を行うことによって、記録材のコバによって生じる傷を抑制できる。

特開２０１５－５９９６４号

近年の画像形成装置の高速化に伴い、ステアリング制御の効果が落ちてしまう場合がある。具体的に、ニップ部に記録材が介在すると、記録材がベルトを幅方向に移動させてしまう事象が発生する。さらに、ベルトの回転速度を速くすることで高速化に対応しようとすると、その分ニップ部に記録材が介在する時間が増えてしまう。よって、ステアリング制御の効果が落ち、ベルトが所定の範囲外まで移動することで画像形成装置がエラーを出してしまう虞があった。

そこで本発明の画像形成装置は、画像形成装置の高速化に対応したステアリング制御をすることを目的とする。

上記課題を鑑みて、本発明に係る画像形成装置は、無端状で回転可能であり、記録材に熱を与える定着ベルトと、前記定着ベルトの外周面に当接することでニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着ベルトの内周面に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧回転体とともに前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記加圧回転体は前記定着ベルトともに記録材にトナー像を定着し、記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向において、前記定着ベルトの位置を検知する検知手段と、前記定着ベルトを張架し、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記幅方向において前記定着ベルトを移動させるステアリングローラと、所定の記録材と、前記所定の記録材に後続の記録材と、の距離である紙間を制御する制御部と、前記制御部は前記紙間を第一の紙間と、前記第一の紙間よりも大きい紙間である第二の紙間と、に制御でき、前記制御部は、前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が第一の位置から前記第一の位置と異なる第二の位置に移動したときの時間が閾値以内の場合、前記紙間を前記第一の紙間にし、前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が前記第一の位置から前記第二の位置に移動したときの時間が閾値よりも大きい場合、前記紙間を前記第二の紙間にする、ことを特徴とする。

高速化に対応したステアリング制御をすることによって、幅方向においてベルトを所定の範囲で移動させることができ、エラーの発生を抑制することができる。

本実施形態の画像形成装置の概略を示す断面図である。 ベルト方式の定着装置の概略を示す断面図である。 ステアリング機構を示す斜視図である。 センサ部を示す斜視図である。 制御部について説明するためのブロック図である。 センサフラグについて説明するため図である。 定着ベルト寄り制御のフローチャートである。 定着ベルトのベルトポジションと、舵角の関係を示す図である。 定着ベルトの移動量と、時間の関係を示す図である。 本実施形態の紙間を調整する制御のフローチャートである。

＜実施例１＞
＜画像形成装置＞
本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

図１は本実施形態に係るフルカラーの画像形成装置を示す図である。画像形成装置１は、画像読取部２と画像形成装置本体３とを備える。画像読取部２は、原稿台ガラス２１上に置かれた原稿を読み取るもので、光源２２から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材２３を介してＣＣＤセンサ２４に結像される。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。ＣＣＤセンサ２４により得られた画像信号は、画像形成装置本体に送られ、制御部３０で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部３０は画像信号としてプリントサーバ等外部ホスト装置からの外部入力も受ける。

画像形成装置本体３は、複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部３０によりＰＷＭ（パルス幅変調制御）されたレーザービームに変換される。図１において、３１は露光装置としてのポリゴンスキャナで、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Ｐａ～Ｐｄの像担持体としての感光ドラム２００ａ～２００ｄにレーザービームが照射される。

なお、Ｐａはイエロー色（Ｙ）画像形成部、Ｐｂはマゼンタ色（Ｍ）画像形成部、Ｐｃはシアン色（Ｃ）画像形成部、Ｐｄはブラック色（Ｂｋ）画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Ｐａ～Ｐｄは略同一なので、以下にＹ画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。

Ｙ画像形成部Ｐａにおいて、２００ａは感光ドラムで、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。

２０１ａは１次帯電器で、感光ドラム２００ａの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ３１からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム２００ａの表面に静電潜像が形成される。

２０２ａは現像器で、感光ドラム２００ａ上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。

２０３ａは転写ローラで、中間転写ベルト２０４の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム２００ａ上のトナー画像を中間転写ベルト２０４上へ転写する。転写後の感光ドラム２００ａは、クリーナー２０７ａでその表面を清掃される。

また、中間転写ベルト２０４上のトナー画像は次の画像形成部に搬送され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、４色の画像がその表面に形成される。Ｂｋ画像形成部を通過したトナー画像は、２次転写ローラ対２０５、２０６で構成される２次転写部において、中間転写ベルト２０４上のトナー画像と逆極性の２次転写電界が印加されることにより、記録材Ｐに２次転写される。給紙カセット８もしくは９から給紙された記録材Ｐはレジ部２０８で待機した後、中間転写ベルト上のトナー画像と記録材Ｐの位置を合わせるためにタイミングを制御し、レジ部２０８から記録材Ｐが搬送される。

その後、記録材Ｐ上のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置Ｆで、記録材Ｐに定着される。定着装置Ｆを通過後、記録材Ｐは機外に排紙される。

両面ＪＯＢの場合は、画像形成第一面（１面目）のトナーの転写および定着が終了すると、記録材Ｐは定着後の画像形成装置内部に設けられた反転部１０を経て記録材Ｐの表裏が逆転される。その後、記録材Ｐは画像形成第二面（２面目）のトナーの転写および定着、機外へ排出され排紙トレイ７上に積載される。

次に、図２を用いて本実施の形態における定着装置Ｆの構成について説明する。

＜定着装置＞
本実施形態に係るベルト加熱方式の定着装置Ｆの全体構成の概略図を図２に示す。図中のＸ方向は記録材Ｐの搬送方向、Ｙ方向は搬送方向と直交する方向である幅方向、Ｚ方向は加圧方向を示す。幅方向は記録材の幅方向であって、加圧方向は加圧ローラ３０５からパッド３０２に向かう方向である。

定着装置Ｆは、記録材を加熱する加熱回転体と、加熱回転体の外周面に当接する加圧回転体と、の一対の回転体を有する。本実施形態の定着装置Ｆの加熱回転体は定着ベルトであり、加圧回転体は加圧ローラである。以下に詳細な構成を記載する。

定着装置Ｆは、無端状で回転可能な加熱回転体としての定着ベルト（以下、ベルト）３０１と、加圧ローラ３０５と、ベルト３０１を介して加圧ローラ３０５とニップ部Ｎを形成するニップ形成部材（以下、パッド）３０３を有する。さらにパッド３０３を支えるためのステイ３０２と、ベルト３０１の内周面に当接しベルト３０１を加熱する加熱ローラ３０７と、ステアリングローラ３０８を有する。

ベルト３０１は熱伝導性と耐熱性等を有しており、薄肉の円筒形状である。本実施形態においては、それぞれ不図示の基層、基層の外周に弾性層、その外周に離型性層を形成した３層構造である。基層は厚さ８０μｍで材質はポリイミド樹脂（ＰＩ）を、弾性層は厚さ３００μｍでシリコーンゴムを、離型性層は厚さ３０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。ベルト３０１は、パッド３０３、加熱ローラ３０７およびステアリングローラ３０８によって張架される。

ベルト３０１を挟んで、パッド３０３は加圧ローラ３０５に押圧されている。パッド３０３の材質はＬＣＰ（液晶ポリマー）を用いている。パッド３０３とベルト３０１の間には、摺動部材を介在させている。

ベルト３０１の内面には潤滑剤をさらに塗布することで、ベルト３０１は摺動部材に対して滑らかに摺動する構成になっている。上記の潤滑材としてはシリコーンオイル（以下、オイル）を使用した。

加熱ローラ３０７は厚み１ｍｍのステンレス製パイプで、その内部に熱源としてのハロゲンヒータ３０６が配設されており、所定の温度まで発熱可能である。ベルト３０１は、加熱ローラ３０７によって加熱される。本実施形態の加熱ローラ３０７は、駆動源Ｍ２に接続される。駆動源Ｍ２によって加熱ローラ３０７は回転駆動することができ、定着ベルト３０１を回転させる。

加圧ローラ３０５は、芯金層、軸の外周に弾性層、その外周に離型性層を形成したローラである。軸に直径６４ｍｍのＳＵＳ部材を、弾性層は厚さ８ｍｍの導電シリコーンゴムを、離型性層は厚さ１００μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。加圧ローラ３０５は、定着装置Ｆの定着フレームによって軸支持されており、片端部にはギアが固定され、ギアを介して駆動源Ｍ１に接続されて回転駆動される。加圧ローラ３０５が回転駆動することによって、ベルト３０１は回転する。本実施形態のベルト３０１は加圧ローラ３０５と加熱ローラ３０７の回転駆動によって回転する構成となっている。

ベルト３０１と加圧ローラ３０５との間に形成されるニップ部Ｎにおいて、トナー画像を担持した記録材Ｐを挟持し、搬送しながらトナー画像を加熱する。このように、定着装置Ｆは、記録材Ｐを挟持搬送しながら、記録材Ｐにトナー画像を定着させる。よって、熱や圧力を加える機能と、記録材Ｐを搬送する機能の両立が必要である。

加圧ローラ３０５の加圧機構を説明する。加圧ローラ３０５は駆動源により、ベルト３０１を介してパッド３０３を加圧する。プリント時のニップ部Ｎにおける加圧力（ＮＦ）は１６００Ｎであり、ニップ部ＮのＸ方向（搬送方向）幅は２４．５ｍｍ、Ｙ方向（紙幅方向）幅は３２６ｍｍとなるよう設定した。

ベルト３０１内側には、ステアリングローラ３０８がベルト３０１の内周面に当接するように配置されている。ステアリングローラ３０８は、片端ないし中央近傍に回動中心を持ち、ベルト３０１に対して回動することで前後にテンション差を発生させ、回転駆動中のベルト３０１のＹ方向（紙幅方向）の位置をコントロールする。ステアリングローラはφ２０ｍｍの中空ＳＵＳ軸によって形成されている。ベルト３０１に対するグリップ力を上げるために、表面にゴム材などを設けてもよい。

ステアリングローラ３０８は、定着ベルト３０１を所定の張力で張架するために、定着ベルト３０１を内側から外側に向けて押圧する。そうするために、ステアリングローラ３０８は、ばね３５３によって付勢されている。このように、ステアリングローラ３０８は定着ベルト３０１に所定の張力を与える機能を有する。また、本実施形態の場合、ステアリングローラ３０８はその回転軸線方向の中央部あるいは一端部を回動支点として舵角を切ることによって、定着ベルト３０１の幅方向（記録材の搬送方向に交差する方向）への寄りをコントロールする。即ち、ステアリングローラ３０８は、定着ベルト３０１の寄りを調整するステアリング機構を有している。ステアリング機構は定着ベルト３０１の端部位置を検出する図４に記載のセンサ部３９０が設けられている。このステアリング機構については、後述する。

＜ステアリング機構＞
ステアリング機構について、説明を行う。

定着ベルト３０１のような無端状のベルトを複数の懸架部材で懸架して回転させる場合、回転中の無端状のベルトが幅方向に移動する所謂、寄り現象が発生し得る。これは、無端状のベルトを支持するローラや無端状のベルトの形状誤差など、あるいはローラの配置位置のずれなどを原因として生じ得る。図２に示した定着装置Ｆの場合、定着ベルト３０１の寄り現象が生ずると、定着ベルト３０１が他の部品などに接触して破れるなどして破損し得る。それ故、図２に示した定着装置Ｆの場合、定着ベルト３０１の寄り現象を抑制する必要がある。

定着ベルト３０１のような無端状のベルトの寄りを抑制するための代表的な技術の一つとして、ステアリング方式が知られている。ステアリング方式では、無端状のベルトを支持する複数のローラのうち１つをステアリングローラとして揺動し、無端状のベルトを幅方向に移動させることにより、無端状のベルトの寄り現象を抑制する。こうしたステアリング方式は、無端状のベルトの寄りをリブやガイド等によって物理的に抑えて抑制する方式に比べて無端状のベルトに加わる力が小さく、高い信頼性と長寿命が得られる利点を有している。

また、ステアリング方式によって、無端状のベルトを幅方向に移動させることによって記録材のコバによる傷を抑制できる効果がある。ニップ部Ｎで、記録材のコバがベルト３０１の同領域に繰り返し接触すると、ベルト３０１に搬送方向に沿った線状の傷が入ってしまうことがある。よって、記録材のコバがベルト３０１の同領域に繰り返し接触しないように、ステアリング方式によって、ベルト３０１を幅方向に移動させる。

ステアリング機構について、図３を用いて説明する。図３に示すように、ステアリング機構５００は、ステアリングモータ５０１、ウォーム５０２、ウォームホイール５０３、フォーク板５０４を有している。ステアリングモータ５０１はステッピングモータであり、正逆方向の任意の方向に所望の回転数で回転可能である。

ステアリングモータ５０１が回転すると、ステアリングモータ５０１の回転軸に取り付けられたウォーム５０２が回転される。ウォーム５０２の回転は、ウォームホイール５０３とフォーク板５０４とが一体形成された駆動変換部５１０によって、回転軸部５０５を揺動中心とするステアリングモータ５０１の回転軸線直交方向への揺動に変換される。即ち、ウォームホイール５０３はウォーム５０２に噛合されており、ウォーム５０２の回転に従ってステアリングモータ５０１の回転軸線直交方向へ揺動可能に設けられている。そうするために、ウォームホイール５０３の噛合面は、ウォーム５０２に対しウォーム５０２の回転軸線方向の中央部で噛合うように円弧状に形成されている。このようにして、ステアリングモータ５０１の回転に従ってウォーム５０２とウォームホイール５０３とを介し、駆動変換部５１０が回転軸部５０５を揺動中心に揺動し得る。

また、ステアリング機構５００は、ステアリング操作軸５０６、ステアリングローラ支持アーム３５１、ベアリング部３５２を有している。これらステアリング操作軸５０６とステアリングローラ支持アーム３５１とは一体的に形成され、ステアリングローラ３０８に取り付けられる。ベアリング部３５２は、ステアリングローラ３０８の回転軸を回転自在に支持している。

ステアリングローラ支持アーム３５１は定着ベルト３０１内部に配置される不図示のステアリングベースに対し記録材Ｐの幅方向中央部を支点として回動可能に設けられて、ベアリング部３５２を保持することでステアリングローラ３０８を回動可能に支持する。

ステアリングローラ支持アーム３５１には、上記した駆動変換部５１０に嵌合されるステアリング操作軸５０６が固定されている。ステアリング操作軸５０６は駆動変換部５１０のフォーク板５０４に係合され、駆動変換部５１０に係合された状態に維持されたまま駆動変換部５１０と共に動き得る。このように、駆動変換部５１０の揺動に連動してステアリングローラ３０８の傾きが変化する。つまり、ステアリングモータ５０１を駆動することによって、ステアリングローラ３０８の加熱ローラ３０７（図２参照）に対する角度を無段階に変化させることができる。こうして、ステアリングローラ３０８の加熱ローラ３０７に対するねじれ角が変化すると、回転中の定着ベルト３０１が幅方向に往復運動されるので、定着ベルト３０１を幅方向の所定範囲内に位置づける、定着ベルト３０１のステアリング制御を実現できる。定着ベルト３０１は、ステアリングモータ５０１を正回転させてステアリングローラ３０８を傾けた場合と、ステアリングモータ５０１を逆回転させてステアリングローラ３０８を傾けた場合とで、移動方向が正反対となる。

本実施形態では、上記のポジションセンサ５０７の検出結果に基づき、ステアリングモータ５０１のいわゆる「ホームポジション出し」を実行可能である。ステアリングモータ５０１の「ホームポジション出し」とは、定着ベルト３０１を回転させないでステアリングモータ５０１を適宜に正転又は逆転させることでウォーム５０２を駆動して、フォーク板５０４を所定のホームポジションに位置づけることである。本実施形態では，定着ベルト３０１の寄り方向が幅方向の一端部側から他端部側へ向く方向に切り替わる境界付近に「ホームポジション」が設定されている。具体的に、ステアリングモータ５０１は、ポジションセンサ５０７が遮蔽状態のとき正転され、ポジションセンサ５０７が非遮蔽状態のとき逆転される。そして、「ホームポジション」は、ステアリングモータ５０１を正転又は逆転させた場合に、ポジションセンサ５０７が遮蔽状態から非遮蔽状態に切り替わる境界、ないしは非遮蔽状態から遮蔽状態に切り替わる境界に設定される。

＜センサ部＞
図２に戻って、定着ベルト３０１の回転経路の一箇所には、定着ベルト３０１の端部の幅方向位置（以下、端部位置と呼ぶ）を検出するためにセンサ部３９０が設けられている。このセンサ部３９０の出力信号に基づいて、回転中の定着ベルト３０１の端部位置が検出される。そして、検出した端部位置に基づいて図３に示すステアリング機構５００が動作されることによって、ステアリングローラ３０８の舵角が調整される。センサ部３９０の構成について、図４を用いて説明する。

図４に示すように、本実施形態のセンサ部３９０は、主に当接部材３９１と、アーム部材３９２と、検知部材としてのセンサフラグ３９３と、３つのセンサ３９４、３９５、３９６とを有する。検知手段としてのセンサ３９４、３９５、３９６は、例えば光学センサが用いられる。当接部材３９１は、定着ベルト３０１の幅方向端部に当接するようにアーム部材３９２の一端側に配置されている。アーム部材３９２は図２に示すコイルばね３５３によって定着ベルト３０１に向けて付勢され、当接部材３９１を介して定着ベルト３０１の幅方向の移動に追従するように回転可能に設けられている。センサ部３９０上に設けられたセンサフラグ３９３は例えば扇形柱の部材であり、円弧状の外周面に複数の開口部３９３ａと複数の被検出部３９３ｂとが形成されている。このセンサフラグ３９３に対し、開口部３９３ａと被検出部３９３ｂとが形成された外周面に対向するように、３つのセンサ３９４、３９５、３９６がセンサフラグ３９３の移動方向に沿って所定間隔を空けて並べて配置されている。

本実施形態では、定着ベルト３０１が幅方向の一端側から他端側まで移動した際に、定着ベルト３０１の移動にあわせてアーム部材３９２がベルト端部に追従し、センサフラグ３９３が回動する。センサフラグ３９３が回動することに応じて、センサ３９４、３９５、３９６と遮蔽部３９３ｂ（又は開口部３９３ａ）との位置関係が変化し、センサ３９４、３９５、３９６の状態が切り替わり得る。具体的には、センサ３９４、３９５、３９６が遮蔽部３９３ｂを検出している検出状態と、センサ３９４、３９５、３９６が開口部３９３ａに対向するが故に遮蔽部３９３ｂを検出していない非検出状態との切り替えが行われる。本実施形態の場合、上記した検出状態と非検出状態との切り替えがセンサ３９４、３９５、３９６のうちのいずれか１つで行われるように、センサフラグ３９３には遮蔽部３９３ｂ（又は開口部３９３ａ）が形成されている。センサフラグ３９３については詳細を後述する（図６（ａ）参照）。

＜制御部＞
図１に示すように、画像形成装置１は制御部３０を備えている。制御部３０について、図２乃至図４を参照しながら図５を用いて説明する。ただし、制御部３０には図示した以外にも画像形成装置１を動作させるためのモータや電源等の各種機器が接続されているが、ここでは発明の本旨でないのでそれらの図示及び説明を省略する。

制御部３０には入出力インタフェースを介して、操作部４が接続されている。操作部４は、ユーザによる画像形成ジョブ処理などの各種プログラムの開始指示や、記録材Ｓのサイズ（Ａ３、Ｂ４など）等の各種データの入力などを行うことが可能に、例えばタッチパネル式の液晶画面（表示部）などを有している。この液晶画面にはソフトウェアキーを含む各種画面を表示可能であり、ユーザによるソフトウェアキーへのタッチ操作に応じて予め割り当て済みの各種プログラムの開始指示などの各種機能が実行され得る。また、液晶画面はユーザに報知するために、画像形成装置の動作状況やエラー情報などの各種情報を表示可能である。即ち、本実施形態の場合、操作部４は報知手段として機能し得る。なお、エラー情報などの各種情報の報知は、上記したような表示による報知方法に限らず、スピーカなどの音発生手段による音による報知方法など適宜の方法であってよい。

制御手段としての制御部３０は、画像形成動作などの各種制御を行うものであり、例えばＣＰＵ６０１（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、メモリ６０２とを有する。メモリ６０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成されている。メモリ６０２は、画像形成装置１を制御するための各種プログラムや各種データなどが記憶される。ＣＰＵ６０１はメモリ６０２に記憶されている各種プログラムを実行可能であり、各種プログラムを実行して画像形成装置１を動作させ得る。本実施形態の場合、ＣＰＵ６０１は、メモリ６０２に記憶されている「画像形成ジョブ処理（プログラム）」や後述する「ベルト寄り制御処理（プログラム）」（図７参照）などを実行可能である。メモリ６０２には、例えばベルト寄り制御処理の際に、ステアリング制御により移動する定着ベルト３０１の端部位置を特定したり、センサ部３９０の故障有無を判定したりするために参照される「センサ値テーブル」（後述の図８参照）などが記憶されている。なお、メモリ６０２は、各種プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶することもできる。

制御部３０にはさらに、入出力インタフェースを介して駆動モータＭ１、ステアリングモータ５０１、温度センサ３７０、ハロゲンヒータ３０６、センサ部３９０、ポジションセンサ５０７が接続されている。操作部４から画像形成ジョブの開始指示がなされた場合、制御部３０（詳しくはＣＰＵ６０１）はメモリ６０２に記憶されている「画像形成ジョブ」を実行する。制御部３０は、「画像形成ジョブ」の実行に基づいて画像形成装置１を制御する。それに伴い、制御部３０は駆動モータＭ１を駆動して加熱ローラ３０７を回転させることにより定着ベルト３０１を回転させる。また、制御部３０は、温度センサ３７０の検出結果に基づいて、定着ベルト３０１の表面温度が所望の目標温度（例えば１８０℃）となるように、ハロゲンヒータ３０６を制御する。さらに、制御部３０はポジションセンサ５０７の検出結果に基づいて、上述したステアリングモータ５０１の「ホームポジション出し」制御を実行し得る。

本実施形態の場合、制御部３０は、センサ部３９０の検出結果に基づいて、具体的には３つのセンサ３９４、３９５、３９６の出力信号の組み合わせ（後述する図６（ｂ）参照）に基づいてステアリングモータ５０１を制御する。即ち、制御部３０は，センサ部３９０の検出結果に基づいて定着ベルト３０１の端部位置を検出し、それに応じて求められる回転量に従ってステアリングモータ５０１を正転又は逆転させる。こうして、制御部３０はステアリングモータ５０１により上述のステアリング機構５００を動作させて、定着ベルト３０１をステアリング制御し得る。

＜センサフラグ＞
上記したセンサフラグ３９３について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）はセンサフラグ３９３について説明するための上面図であり、図６（ｂ）はセンサフラグ３９３を用いた場合の各センサ３９４、３９５、３９６の出力信号の組み合わせを示す。例えば、各センサ３９４、３９５、３９６は遮蔽部３９３ｂ１～３９３ｂ５を検出している検出状態にあるとき、言い換えれば遮蔽部３９３ｂ１～３９３ｂ５に遮蔽された遮蔽状態にある場合、出力信号「０」を出力する。他方、各センサ３９４、３９５、３９６は遮蔽部３９３ｂ１～３９３ｂ５を検出していない非検出状態にあるとき、言い換えれば開口部３９３ａ１～３９３ａ４に対向した開放状態（非遮蔽状態とも呼ぶ）にある場合、出力信号「１」を出力する。

図６（ｂ）において、「第一センサ」はセンサ３９４、「第二センサ」はセンサ３９５、「第三センサ」はセンサ３９６を示し、ベルトポジションは各センサ３９４、３９５、３９６の出力信号の組み合わせによって決まる値である。本実施形態の場合、制御部３０（図５参照）はセンサ３９４、３９５、３９６の出力信号（０又は１）の組み合わせに応じて決まる上記のベルトポジションに従って、定着ベルト３０１の端部位置を９つに細分化した位置で検出できる。例えば、センサフラグ３９３が図６（ａ）に示す状態である場合、定着ベルト３０１の端部位置は「奥寄り切り」位置の一つ手前の「奥３」位置にあると検出される。

実施例では、センサフラグ３９３とセンサ３９４，３９５，３９６で定着ベルト３０１の幅方向位置を検知する方法について説明したが、ベルト幅方向位置を検知する手段はこれに限定するのもではなく、ラインセンサや渦電流式センサ等を用いてもよい。

＜寄り制御の詳細＞
続いて、前述した寄り制御についての詳細説明を行う。

前述のように、寄り制御は定着ベルト３０１の端部の破損を防止するために実施しているものである。

加えて、下記現象による定着ベルト３０１の耐久性の向上を狙って実施している。定着ニップ部を記録材Ｐが通過すると、定着ベルト３０１と記録材Ｐの記録材Ｐの幅方向端部との間には、微小な搬送方向の速度差により摺擦が発生する。その結果、記録材Ｐの幅方向における定着ベルト３０１の記録材Ｐ端部が通過した部分の表面性状が部分的に劣化する。部分的な劣化が進んでしまうと、劣化部分が画像領域内になった場合に定着したトナー画像面の均一な光沢状態が得られなくなってしまう。そこで、通紙状態においては、定着ベルト３０１を記録材Ｐの搬送方向と直交する幅方向に往復移動するように寄り制御を行う。定着ベルト３０１の記録材Ｐ端部の通過位置を分散させることで、分散させない場合に比べて定着ベルト３０１の耐久性をさらに向上させることができる。

＜通紙状態における寄り制御＞
通紙状態における定着ベルト３０１の寄り制御について、図７のフローチャートを用いて説明する。図中のＢ．Ｐ．と記載しているものは、前段から述べているベルトポジションの意味である。

また、舵角とは前述したホームポジションからの舵角のずれ量をモーターパルスに換算し、正負の関係で示したものとする。

画像形成装置１がスタートした際は、現在のベルトポジションを確認する（Ｓ１０）。ベルトポジション０の場合は寄り切りエラーとして動作を停止する（Ｓ１６）。次にベルトポジションが１～３かどうかを確認し（Ｓ１１）、ベルトポジションが１～３の場合は舵角２５０（Ｓ１８）、それ以外の時すなわちベルトポジションが４～７の場合は舵角－２５０（Ｓ１７）を初期の舵角とする。その後、画像形成装置１が通紙状態中は、約０．２ｓ毎にベルトポジションの確認を行う。ベルトポジションが１になったら（Ｓ１２）舵角２５０（Ｓ１８）、ベルトポジションが７になったら（Ｓ１４）舵角－２５０（Ｓ１７）と舵角を変更して、図８のようにベルトポジション１～７の間を定着ベルト３０１は往復移動する。また、ベルトポジション確認時ベルトポジション０になった場合（Ｓ１３，１５）、寄り切りエラーとして動作を停止する（Ｓ１６）。この制御によって、定着ベルト３０１を往復移動させながら制御することができ、定着ベルト３０１の破損を防止することが可能となる。

＜連続通紙時の定着ベルト寄り切りの発生＞
定着ニップ部Ｎに紙厚が厚く搬送方向長さの長い記録材Ｐを通過させると用紙を介在することによる寄り制御されている定着ベルト３０１の移動に変化が生じる。定着ニップ部Ｎに記録材Ｐがある場合の寄り制御能力の変化について図９を用いて説明する。

図９（ａ）は通常の定着器を使用した場合の定着ベルト３０１の記録材Ｐの幅方向移動量と時間の関係を示している。定着ニップ部Ｎは通常、前述した図７に示したフローチャートに従い寄り制御を行う。尚、本実施例では記録材Ｐの幅方向に中央値から片側３ｍｍの制御幅を有している。通紙時は記録材Ｐがニップ部にある場合、記録材Ｐの厚みにより定着ベルト３０１と加圧ローラ３０５間の接触が減少するため、それに伴い定着ニップ部Ｎにおけるベルトの寄り制御能力が減少する。すなわち記録材Ｐの坪量が大きく紙搬送方向長さが長いほど定着ニップ部Ｎにおける接触面積が減少し、ベルト寄り制御能力が変化することで定着ベルト３０１は用紙がない場合と異なる速度で搬送方向直交方向に寄ることになる。

図９（ｂ）は部品の公差ばらつきや耐久の進行による部材の表面性の変化等により定着ベルト３０１の搬送方向と直交する幅方向の寄りバランスが崩れた状態を示している。移動量の差が前から奥、と奥から前とで大きくなり、片側に寄りづらくなっている。この状態で記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに侵入し介在すると、ニップ部Ｎの寄り制御能力が減少することでさらに寄り速度のバランスが崩れる。寄り制御が効きづらい状態が生じる。

図９（ｃ）は図９（ｂ）に示した状態における厚紙かつ長尺紙を連続通紙した場合の定着ベルト３０１の搬送方向と直交する幅方向移動量と時間を示している。図中の実線が紙間を広げて通紙を行った場合の定着ベルト３０１移動量、破線が通常の紙間で通紙を行った場合の移動量を示している。図９（ｂ）で示した状態と比較して特に片側に定着ベルト３０１が寄りづらくなっていることがわかる。破線の状態でさらに紙厚が厚く搬送方向の長さが長い紙を連続して通紙を続けると図の点線で示したように画像形成装置の寄り制御能力を上回ってしまい寄り制御ができず、定着ベルト寄り切りが発生してしまう。

尚、紙間とは記録材と記録材との間の距離を指す。所定の記録材と、所定の記録材に対する後続の記録材と、の距離である。

＜紙間によるベルト位置の回復＞
上述した定着ベルト３０１の寄り切りは記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに介在する時間が長くなることに起因する。また、記録材Ｐの紙厚が厚いことに起因する。したがって、定着ベルト３０１の寄りを抑制するためには紙間を大きくし寄り制御能力が大きい時間を長く確保することによって解消できる。詳細を以下に記述する。

図５に示すＣＰＵ６０１は、記録材の搬送タイミングを制御することができ、紙間を制御することができる。本実施形態における画像形成装置は少なくとも２種類の紙間で記録材を搬送でき、所定の紙間である第一の紙間と、第一の紙間よりも大きい紙間である第二の紙間と、に紙間を制御できる。ＣＰＵ６０１は、これら第一の紙間と第二の紙間を、ベルト３０１の幅方向の移動速度に応じて使い分ける。

図９（ｄ）は厚紙かつ長尺紙を狭い紙間で連続通紙した場合と、その状態で紙間を開けた場合の搬送方向と直交する幅方向移動量と時間を示す図である。前述した図９（ｃ）の破線と同様に画像形成装置の寄り制御能力を上回ってしまい寄り制御ができなくなる。定着ベルト３０１寄り切りに向かっているが、図中（ｉ）の時点で通紙時の紙間を広げる制御を入れたことで、徐々に定着ベルト３０１の位置が制御できていることがわかる。

したがって、通紙時の寄り時間が所定の時間を超えた場合に紙間を広げることで、定着ベルト寄り切りの発生を抑制することができる。

＜寄り制御時間に応じた紙間調整の実行＞
本実施例での通紙時の寄り制御時間に応じた寄り制御動作の実行について図１０に示すフローチャートと図５に示すブロック図とを用いて説明する。

ＣＰＵは画像形成装置の通電命令（例えば電源スイッチのオン）を受けると立ち上げ制御へ移行後、プリント命令の入力を待機する状態になる。その後プリント命令が入力されると、ジョブを開始する（Ｓ１０１）。

ジョブ中は前述した制御で定着ベルト寄り制御が実行される（Ｓ１０２）。

ＣＰＵは、通紙時の寄り制御においてベルト３０１が所定の区間の移動に要した時間情報を取得する（Ｓ１０３）。センサ部３９０であるベルト３０１の幅方向における位置を検知する検知手段によって、ベルト３０１の位置が検知される。例えば、図５に示すベルトポジション１を検知手段が検知している場合のベルト３０１の幅方向における中心位置を第一の位置とする。また、図６ｂに示すベルトポジション２を検知手段が検知している場合のベルト３０１の幅方向における中心位置を第二の位置とする。第一の位置にベルト３０１が位置してから、第二の位置にベルト３０１が位置している状態になるまでの時間としての検知結果を、ＣＰＵ６０１は検知手段から取得する。

取得した時間が閾値以内か、ＣＰＵ６０１は判断を行う（Ｓ１０４）。

時間が閾値より大きい場合、ＣＰＵ６０１は紙間を大きくした状態である第二の紙間に紙間を制御する。第二の紙間にした状態で通紙を行い、ジョブ終了後に紙間を通常の紙間である第一の紙間にする（Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７）。

取得した時間が閾値以内の場合は第一の紙間で通紙を行う（Ｓ１０８、Ｓ１０９）。

このようにすることで、通紙による寄り制御能力の低下に起因する定着ベルト寄り切りの発生を防ぐことができる。

本実施例では紙間の拡大をジョブ終了後に通常の紙間へと戻したが、ジョブ中の寄り制御時間を取得し、ジョブ中に通常の紙間に戻してもよい。Ｓ１０５の後もＣＰＵ６０１はベルト３０１が第一の位置から第二の位置に移動するまでの時間を計測する。この時間が閾値以内になると、ＣＰＵ６０１は紙間を第一の紙間にする。

尚、第一の紙間の場合と第二の紙間の場合とで、ベルト３０１の回転速度は同一にする。具体的には加圧ローラ３０５と加熱ローラ３０７の回転速度を、第一の紙間の場合と第二の紙間の場合とで、変化させない。これによってベルト３０１の回転速度を変更する制御を入れることなく、紙間を変更するのみで寄り切りエラーを抑制することができる。

本実施形態において、ＣＰＵ６０１が、ベルトの中心位置が第一の位置から第二の位置に移動する際の時間を取得する構成としたが、これに限らない。時間ではなくベルト３０１の幅方向における移動速度を測定する構成であっても構わない。

第二の紙間で通紙を行う場合、ステアリングローラの角度を、第一の紙間で通紙を行う場合に比べて小さくする（第二の角度）。例えば第一の位置（Ｂ．Ｐ．１）から第二の位置（Ｂ．Ｐ．２）にベルト３０１が移動中であることを前提とする。ベルトの中心位置が第二の位置に位置した場合、第二の紙間の時のステアリングローラの角度は、第一の紙間のステアリングローラの角度（第一の角度）よりも小さくする（第二の角度）。これによって、記録材がニップ部Ｎに介在することによって、ステアリング効果が弱くなってしまう場合でも、ベルト３０１をＢ．Ｐ．０に維持しやすくなる。

なお、ステアリングローラ３０８の角度は加熱ローラ３０７とステアリングローラ３０８が平行の場合を０度とする。また、ステアリングローラ３０８の回動中心と、ステアリングローラ３０８が平行状態の端部と、ステアリングローラ３０８が回動し終わった状態の端部と、を結んだ角度をステアリングローラ３０８の角度とする。

記録材の坪量が大きければ大きいほどステアリング効果は落ちる。そのため、第二の紙間であって、さらに記録材の坪量が所定の坪量以上の場合に、ステアリングローラ３０８の角度を小さくする構成としても良い。

本実施形態において、Ｂ．Ｐ．０におけるベルト３０１の中心位置は、記録材の通紙領域における中心位置と一致する。

＜実施例２＞
実施例１は、ベルト３０１の移動時間が閾値より大きい場合、紙間を大きくする構成について説明をした。本実施形態では、ベルト３０１の移動時間が閾値より大きい場合、ベルト３０１の回転速度を大きくする実施例について説明を行う。

定着ベルト３０１の寄り切りは記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに介在する時間が長くなることに起因する。しかしながら、ステアリング効果が高くなる紙間でベルト３０１を寄らせることができれば課題を解決することができる。

ＣＰＵ６０１はベルト３０１の回転速度を、第一の速度と第一の速度よりも小さい第二の速度とに制御できる。

図１０におけるＳ１０５において、紙間を広げる代わりにベルト３０１の回転速度を第一の速度から第二の速度にする。これによって、定着ニップ部Ｎに記録材が介在していない時間を増やすことができる。

＜実施例３＞
本実施形態では、実施例１の紙間を広げるトリガーがベルト３０１の移動時間であったことに対して、所定のジョブをトリガーにする実施例を説明する。

定着ベルト３０１の寄り切りは、記録材Ｐの搬送方向の長さが大きい場合に生じるため所定の長さ以上の記録材を定着する場合は、紙間を広げるなどの手段を取ることとする。

Ｆ 定着装置
１ 画像形成装置
２ 画像読み取り部
３ 画像形成装置本体
４ 操作部
７ 排紙トレイ
８、９ 給紙カセット
１０ 反転部
２１ 原稿台ガラス
２２ 光源
２３ 光学系部材
２４ ＣＣＤセンサ
３０ 制御部
３１ 露光装置
２００ 感光ドラム
２０１ １次帯電器
２０２ 現像器
２０３ 転写ローラ
２０４ 中間転写ベルト
２０５、２０６ ２次転写ローラ
２０７ クリーナー
２０８ レジ部
３０１ 定着ベルト（ベルト）
３０２ ステイ
３０３ 加圧パッド（パッド）
３０５ 加圧ローラ
３０６ ハロゲンヒータ
３０７ 加熱ローラ
３０８ ステアリングローラ
３５１ ステアリングローラ支持アーム
３５２ ベアリング部
３５３ ばね
３７０ 温度センサ
３９０ センサ部
３９１ 当接部材
３９２ アーム部材
３９３ センサフラグ
３９３ａ 開口部
３９３ｂ 遮蔽部
３９４、３９５、３９６ センサ
５００ ステアリング機構
５０１ ステアリングモータ
５０２ ウォーム
５０３ ウォームホイール
５０４ フォーク板
５０５ 回転軸部
５０６ ステアリング操作軸
５０７ ポジションセンサ
５１０ 駆動変換部
６０１ ＣＰＵ
６０２ メモリ

Claims (7)

1. 無端状で回転可能であり、記録材に熱を与える定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周面に当接することでニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記定着ベルトの内周面に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧回転体とともに前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記加圧回転体は前記定着ベルトともに記録材にトナー像を定着し、
   記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向において、前記定着ベルトの位置を検知する検知手段と、
   前記定着ベルトを張架し、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記幅方向において前記定着ベルトを移動させるステアリングローラと、
   所定の記録材と、前記所定の記録材に後続の記録材と、の距離である紙間を制御する制御部と、
   前記制御部は前記紙間を第一の紙間と、前記第一の紙間よりも大きい紙間である第二の紙間と、に制御でき、
   前記制御部は、前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が第一の位置から前記第一の位置と異なる第二の位置に移動したときの時間が閾値以内の場合、前記紙間を前記第一の紙間にし、
   前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が前記第一の位置から前記第二の位置に移動したときの時間が閾値よりも大きい場合、前記紙間を前記第二の紙間にする、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ニップ形成部材は、パッドである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記定着ベルトの回転速度は、前記紙間が前記第一の紙間の場合と、前記第二の紙間の場合と、で同じである、
   こと特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送方向において、所定の大きさよりも小さい記録材が前記ニップ部に搬送される場合、前記幅方向において、前記定着ベルトの一端側から前記定着ベルトの他端側への方向に前記定着ベルトが移動している間に前記定着ベルトの中心位置が所定の位置に位置しているとき、前記ステアリングローラは第一の角度であって、
   前記搬送方向において、前記所定の大きさ以上の記録材が前記ニップ部に搬送される場合、前記幅方向において、前記定着ベルトの一端側から前記定着ベルトの他端側への方向に前記定着ベルトが移動している間に前記定着ベルトの中心位置が前記所定の位置に位置しているとき、前記ステアリングローラは前記第一の角度よりも小さい第二の角度である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記ニップ部に搬送される記録材は、所定の坪量よりも大きい場合、前記幅方向において、前記定着ベルトの一端側から前記定着ベルトの他端側への方向に前記定着ベルトが移動している間に前記定着ベルトの中心位置が前記所定の位置に位置しているとき、前記ステアリングローラは前記第一の角度よりも小さい第二の角度である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記所定の位置は、記録材の通紙領域の中心位置よりも前記幅方向の前記一端側に位置する、ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 無端状で回転可能であり、記録材に熱を与える定着ベルトと、
   前記定着ベルトの外周面に当接することでニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記定着ベルトの内周面に配置され、前記定着ベルトを介して前記加圧回転体とともに前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記加圧回転体は前記定着ベルトともに記録材にトナー像を定着し、
   記録材の搬送方向と直交する記録材の幅方向において、前記定着ベルトの位置を検知する検知手段と、
   前記定着ベルトを張架し、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記幅方向において前記定着ベルトを移動させるステアリングローラと、
   前記定着ベルトの回転速度を制御する制御部と、
   前記制御部は、前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が第一の位置から前記第一の位置と異なる第二の位置に移動したときの時間が閾値以内の場合、前記定着ベルトの回転速度を第一の速度にし、
   前記幅方向において、前記定着ベルトの中心位置が前記第一の位置から前記第二の位置に移動したときの時間が閾値よりも大きい場合、前記定着ベルトの回転速度を前記第一の速度よりも小さい第二の速度にする、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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