JP2012155240A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の通過に伴う定着部材の損傷を抑制する。
【解決手段】レジストローラ５３およびレジスト揺動ローラ５４は、用紙Ｐの搬送経路において定着ニップ部よりも上流側に配置されており、定着ニップ部へと搬送される用紙Ｐを用紙幅方向に沿って移動させる機能を担っている。そして、制御部は、レジストローラ５３およびレジスト揺動ローラ５４を制御することにより用紙Ｐの搬送位置を揺動させる用紙揺動制御と、定着揺動モータ３６を制御することにより定着ユニットを揺動させる定着揺動制御とを相関させて実行している。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、プリンタ、複写機などとして電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、用紙にトナー画像を形成する場合、用紙にトナー画像を転写し、その後、定着装置を構成する一対の定着部材の圧接部（定着ニップ部）を用紙が通過することにより用紙にトナー画像を定着するというプロセスを実行する。

例えば特許文献１には、定着部材において用紙端部の通過位置が所定位置に集中することを回避することにより、定着部材の損傷を抑制して定着部材の早期交換を抑制する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、搬送経路を搬送される用紙の搬送方向と平行な端面を位置決め規制する可動部材を備え、この可動部材を通じて用紙の搬送位置を揺動させ、この可動部材の位置、つまり画像形成部に搬送される用紙位置に合わせて画像形成部における画像の書き込み位置を変更する。これにより、用紙端部の通過位置をずらし、当該通過位置が所定位置に集中することを抑制している。

また、定着装置を周期的に揺動させ、用紙端部の通過位置をずらすような工夫を行う手法も知られている。

特開２００３−２６３０９０号公報

しかしながら、定着装置を揺動させる場合には、当該定着装置を収容する画像形成装置の筐体寸法に規制され、揺動幅の範囲が制限されてしまうという問題がある。また、画像の書き込み位置が端部側へと移動すると、すなわち、用紙幅方向において中心位置から大きく離れた場合には、露光用のレーザ光の形状が楕円に変形し、画像性能が低下する。そのため、用紙の揺動幅の範囲にも、定着装置の揺動と同様に制限があるという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、用紙の通過に伴う定着部材の損傷を抑制することである。

かかる課題を解決するために、第１の発明は、一対の定着部材を備え、当該一対の定着部材を圧接した定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙に画像を定着させる定着ユニットと、用紙面において用紙の搬送方向と直行する用紙幅方向に沿って定着ユニットを移動させる定着駆動部と、用紙の搬送経路において定着ニップ部よりも上流側に配置されており、定着ニップ部へと搬送される用紙を用紙幅方向に沿って移動させる搬送位置設定部と、搬送位置設定部を制御することにより用紙の搬送位置を揺動させる用紙揺動制御と、定着駆動部を制御することにより定着ユニットを揺動させる定着揺動制御とを相関させて実行する制御部と、を有する画像形成装置を提供する。

ここで、第１の発明において、制御部は、定着部材において用紙端部が通過する用紙幅方向の通過範囲が増大するように、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させて実行することが好ましい。

また、第１の発明において、制御部は、定着部材において用紙端部が通過する通過軌跡に関する空間的な偏りおよび時間的な偏りを抑制するように、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させて実行することが好ましい。

また、第１の発明において、制御部は、用紙の揺動中心と定着ユニットの揺動中心とを対応させた状態で、紙送り部材の揺動方向と定着ユニットの揺動方向とを互い違いに制御することが好ましい。

また、第１の発明において、制御部は、用紙のサイズに応じて、用紙揺動制御による揺動量と定着揺動制御による揺動量とを異ならせて制御することが好ましい。

また、第１の発明は、定着部材の表面温度を検出する温度検出部をさらに有していてもよい。この場合、制御部は、温度検出部の検出結果に基づいて定着部材の温度異常領域を判断した場合、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させた制御を停止し、用紙揺動制御により温度異常領域へと用紙を移動させる制御を行うことが望ましい。

また、第２の発明は、一対の定着部材と当該定着部材を加熱する加熱手段とを備え、当該一対の定着部材を圧接した定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙に画像を定着させる定着ユニットと、用紙面において用紙の搬送方向と直行する用紙幅方向に沿って定着ユニットを移動させる定着駆動部と、用紙の搬送経路において定着ニップ部よりも上流側に配置されており、定着ニップ部へと搬送される用紙を用紙幅方向に沿って移動させる搬送位置設定部と、定着部材の表面温度を検出する温度検出部と、温度検出部の検出結果に基づいて定着部材の温度異常領域を判断した場合、搬送位置設定部を制御して、用紙幅方向における用紙の搬送位置を温度異常領域へと移動させる制御部と、を有する画像形成装置を提供する。

本発明によれば、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させることにより、定着部材において用紙端部が通過する位置を複合的にコントロールすることができる。そのため、個々の揺動制御による揺動範囲にそれぞれ制約があっても、これらの範囲を適切に両立することにより、定着部材において用紙端部が通過する位置を高い自由度で設定することができる。これにより、用紙の通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

第１の実施形態にかかる画像形成装置１を模式的に示す構成図 画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図 用紙揺動および定着揺動の説明図 第１の実施形態にかかる画像形成装置１の画像形成動作を示すフローチャート 用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させる手法としての具体例を説明する説明図 用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させる手法としての別の具体例を説明する説明図 用紙Ｐのサイズに応じた揺動量の相違を説明する説明図 第２の実施形態にかかる画像形成装置１の制御概念を説明する説明図 第３の実施形態にかかる画像形成装置１の制御概念を説明する説明図

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる画像形成装置１を模式的に示す構成図である。画像形成装置１は、例えば複写機といった電子写真方式の画像形成装置であり、複数の感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することによりフルカラーの画像を形成する、いわゆる、タンデム型カラー画像形成装置である。

画像形成装置１は、図示しない原稿読取装置、露光部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、帯電・現像ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、中間転写ベルト２３、定着装置３０を主体に構成され、これらが一つの筐体内に収められている。

原稿読取装置は、装置の上部に備えられた自動原稿送り装置（図示せず）を有し、自動原稿送り装置によって搬送される原稿の画像を読み取り、画像信号を得る。具体的には、原稿読取装置は、原稿の画像をランプにて照射し、その反射光を撮像素子の受光面に結像させる。撮像素子は入射した光を光電変換して所定の画像信号を画像読取制御部５（図２参照）に出力する。画像読取制御部５は、この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、制御部１０（図２参照）に画像データとして出力する。なお、制御部１０に入力される画像データとしては、原稿読取装置で読み取ったものに限らず、例えば、画像形成装置に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置から受信したものであってもよい。

個々の露光部１５Ｙ〜１５Ｋは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成される。各露光部１５Ｙ〜１５Ｋは、画像データをもとに制御部６０から出力される出力情報に対応して、後述する感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。

帯電・現像ユニット２０Ｙは、感光体ドラム２１Ｙと、その周辺に配置されている帯電・現像部２２Ｙを主体に構成されており、イエローに対応するトナー画像を感光体ドラム２１Ｙ上に形成する。また、残余の帯電・現像ユニット２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋも、帯電・現像ユニット２０Ｙと同様な構成であり、感光体ドラム２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの周辺に、帯電・現像部２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋがそれぞれ配置されており、マゼンダ、シアン、ブラックに対応するトナー画像を感光体ドラム２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ上にそれぞれ形成する。

各感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋは、帯電・現像部２２Ｙ〜２２Ｋによりその表面が一様に帯電させられており、上述した露光部１５Ｙ〜１５Ｋによる走査露光により、個々の感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋには潜像が形成される。さらに、帯電・現像部２２Ｙ〜２２Ｋは、トナーで現像することによって感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上にはトナー画像が形成される。個々の感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト２３上の所定位置に逐次転写される。

中間転写ベルト２３上に転写された各カラーのトナー画像は、用紙Ｐが所定のタイミングで搬送されることにより、転写ローラ２４により用紙Ｐに転写される。

給紙部５０は一つ以上の給紙トレイ５１から構成されており、各給紙トレイ５１には用紙Ｐが収容されている。この給紙部５０は、ユーザによって選択された用紙Ｐを給紙トレイ５１から一枚ずつ給紙する。

給紙トレイ５１から給紙された用紙Ｐは、ループローラ５２、レジストローラ５３といった搬送ローラにより機内を搬送されることにより、転写ローラ２４により用紙Ｐにトナー画像が転写される位置へと供給される。具体的には、給紙トレイ５１から給紙された用紙Ｐは、ループローラ５２を通過して、回転停止状態のレジストローラ５３に突き当たり、さらにループローラ５２で所定時間だけ送られることで湾曲し、これにより、用紙Ｐの曲がりが矯正される。そして、後述する用紙揺動制御に伴う用紙単位移動を行うと、その後、レジストローラ５３は所定のタイミングで回転を開始して下流側に用紙Ｐを送り出す。

ループローラ５２、レジストローラ５３といった搬送ローラは、制御部１０により制御される駆動モータ（図示せず）により、所定のタイミングおよび回転数で回転駆動される。また、本実施形態において、レジストローラ５３は、レジスト揺動モータ５４によって、用紙幅方向（用紙Ｐの紙面において用紙搬送方向ＦＤと直行する方向）に沿って移動できるように構成されている。

ここで、上述した各要素、すなわち、露光部１５Ｙ〜１５Ｋ、帯電・現像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋ、中間転写ベルト２３および転写ローラ２４は、画像形成ユニットを構成する。すなわち、画像形成ユニットは、（１）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋを帯電させる、（２）露光部１５Ｙ〜１５Ｋにより感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上に静電潜像を形成する、（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる、（４）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト２３に一次転写させる、（５）中間転写ベルト２３上のトナー画像を転写ローラ２４により用紙Ｐに二次転写させる、という一連のプロセスを通じて、用紙Ｐにトナー画像を転写する。転写されたトナー画像、すなわち、未定着な状態のトナー画像を定着対象面に備える用紙Ｐは、定着装置３０に送られる。

定着装置３０は、未定着な状態のトナー画像を用紙Ｐに定着する装置であり、例えば、定着上ローラ３１、加圧ローラ３２、定着ベルト３３および定着下ローラ３４で構成されている。定着上ローラ３１および加圧ローラ３２は、所定の距離隔てて配置されており、これらのローラ３１，３２には、定着ベルト３３が掛け渡されている。定着下ローラ３４は、定着ベルト３３を介して加圧ローラ３２に押圧された状態で配置されており、定着ベルト３３と定着下ローラ３４との圧接部には定着ニップ部が形成される。ここで、定着ニップ部における用紙Ｐの通過に際して、用紙面の上方に定着ベルト３３が位置し、用紙面の下方に定着下ローラ３４が位置する。

定着上ローラ３１の内部には、定着ベルト３３の加熱する加熱手段、すなわち、用紙Ｐ上のトナー画像を熱定着させるための加熱手段であるヒータ３５が内蔵されている。このヒータ３５からの輻射熱により定着上ローラ３１が加温され、この定着上ローラ３１の有する熱が定着ベルト３３へと伝達される。

また、本実施形態かかる定着装置３０は、定着駆動部としての定着揺動モータ３６によって、定着上ローラ３１、加圧ローラ３２、定着ベルト３３、定着下ローラ３４を含む定着ユニットを、用紙幅方向に沿って移動できるように構成されている。なお、定着装置３０の構成に左右されるが、定着揺動モータ３６によって揺動される定着ユニットは、少なくとも、定着ニップ部を形成する一対の定着部材を含むことで足りる。

このような定着装置３０において、用紙Ｐは定着対象面が定着ベルト３３と向き合う格好で搬送されており、その搬送過程において定着ニップ部を通過する。これにより、定着ニップ部を形成する一対の定着部材（本実施形態では定着ベルト３３および定着下ローラ３４）による加圧と、定着部材（本実施形態では定着ベルト３３）の有する熱との作用を通じて、用紙Ｐの定着対象面へのトナー画像の定着が行われる。

定着装置３０により定着処理が施された用紙Ｐは、排紙ローラ５５などにより、画像形成装置１の装置筐体の外部側面に取り付けられた用紙トレイ（図示せず）に排出される。また、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、ガイド部材（図示せず）により、用紙表面に対する画像形成を終えた用紙Ｐを下方にある反転ローラ５６に搬送する。反転ローラ５６は、搬送された用紙Ｐの後端を挟持した後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路５７に送り出す。この再給紙搬送路５７により、用紙Ｐが再度転写ローラ２４へと搬送される。

図２は、本実施形態にかかる画像形成装置１の制御系を概略的に示すブロック図である。制御部１０は、画像形成装置１を統合的に制御する機能を担っており、制御部１０としては、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御部１０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い、各種の演算を行い、この演算結果に基づいて画像形成装置１の動作状態を制御する。

制御部１０は、画像形成装置１の各部（例えば、露光部１５Ｙ〜１５Ｋ、帯電・現像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋ、定着装置３０など）を制御することにより、以下に示す一連のプロセスを実行し、用紙Ｐにトナー画像を形成する。
（１）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋを帯電させる
（２）露光部１５Ｙ〜１５Ｋにより感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上に静電潜像を形成する
（３）形成された静電潜像にトナーを付着させる
（４）感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト２３に一次転写させる
（５）中間転写ベルト２３上のトナー画像を用紙Ｐに二次転写させる
（６）用紙Ｐに転写されたトナー画像に対して定着処理を施す

ここで、一般に、用紙幅方向におけるレジストローラ５３の中心位置は、装置の基準中心Ｃstと一致するように設定されている。また、用紙Ｐは、用紙幅方向における中心点が基準中心Ｃstと一致するように搬送されており、この用紙Ｐの搬送位置を前提に、画像転写位置、すなわち、露光部１５Ｙ〜１５Ｋによる感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋに対する書き込み開始位置が設定されている。同様に、用紙幅方向における定着ユニットの中心位置Ｃfrは、基準中心Ｃstと一致するように設定されている。

本実施形態の特徴の一つとして、制御部１０は、用紙揺動制御を行う。この用紙揺動制御は、レジスト揺動モータ５４を制御することによりレジストローラ５３の揺動を行い、これにより、用紙Ｐの搬送位置（用紙幅方向における用紙Ｐの搬送位置）の揺動を行う制御である。

具体的には、制御部１０は、レジストローラ５３へと到達した用紙Ｐをレジストローラ５３のニップ部により挟持し、その後、レジスト揺動モータ５４を制御することにより、レジストローラ５３および用紙Ｐを所定量だけ移動させる（用紙単位移動）。なお、制御部１０は、このような用紙単位移動を前提に、画像転写位置、すなわち、露光部１５Ｙ〜１５Ｋによる感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋに対する書き込み開始位置を、当該移動量に応じて予め変更している。

図３（ａ）は、レジストローラ５３および用紙Ｐを、用紙Ｐの進行方向を基準に左方向へと基準中心Ｃstから所定量だけ移動させた状態を示している。制御部１０は、このような用紙単位移動を、用紙ｎ（ｎ：１枚以上の任意の自然数）枚毎に行う。そして、用紙Ｐの搬送位置を段階的に変位させることにより、基準中心Ｃstを中心とする用紙Ｐの揺動を周期的に行う。

また、制御部１０は、定着揺動制御を行う。定着揺動制御は、定着揺動モータ３６を制御することにより定着ユニットを揺動させる制御である。

具体的には、制御部１０は、先行する用紙Ｐが定着ニップ部を通過してから後行する用紙Ｐが定着ニップ部に到達するまでの間、いわゆる紙間において、定着揺動モータ３６を制御することにより、定着ユニットを所定量だけ移動させる（定着単位揺動）。

図３（ｂ）は、定着ユニット（加圧ローラ３２のみを例示）を、用紙Ｐの進行方向に対して右方向へと基準位置Ｃstから所定量だけ移動させた状態を示している。制御部１０は、このような定着単位移動を、用紙ｍ（ｍ：１枚以上の任意の自然数）枚毎に行う。そして、定着ユニットの位置を段階的に変位させることにより、基準中心Ｃstを中心とする定着ユニットの揺動を周期的に行う。

同図（ａ）に示すように、用紙揺動制御を行うことにより、用紙Ｐの中心点が定着ユニットの中心位置Ｃfrからずれた位置を通ることとなる。また、同図（ｂ）に示したように、定着揺動揺動を併せて行うことにより、両者の位置的なずれ量を大きく確保することが可能となる。そこで、本実施形態にかかる制御部１０は、定着揺動制御と用紙揺動制御とを相関させて実行し、定着部材（本実施形態では、定着ベルト３３および定着下ローラ３４）において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する位置を複合的にコントロールすることにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制しようとするものである。

ここで、両制御の相関は、以下に示す要件を満たすものとして具現化される。
（１）定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する用紙幅方向の通過範囲を拡大する
（２）定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する通過軌跡に関する空間的な偏りおよび時間的な偏りを抑制する

ここで、空間的な偏りとは、前記通過軌跡が同一箇所に集中することであり、時間的な偏りとは、前記通過軌跡が所定領域内に分散しているものの、少数パターンの軌跡のみが周期的に繰り返されることである。

図４は、本実施形態にかかる画像形成装置１の画像形成動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、用紙一枚当たりに対する動作を時系列的に示すものであるが、一つのジョブにおいて複数枚の用紙Ｐに画像形成を行う場合には、フローチャートに示す処理が適宜のサイクルで印刷枚数に応じて順次実行される。

ステップ１０（Ｓ１０）において、制御部１０は、ユーザが指定した印刷条件と、従前までに実行した印刷動作の履歴とを参照し、本サイクルにおいて印刷対象となる用紙（以下「印刷対象用紙」という）Ｐの印刷枚数をモニタする。ここで、ユーザが指定する印刷条件には、例えば片面・両面の印刷種別、画像の濃度や倍率、印刷部数などの画像形成条件と、例えばサイズ、普通紙・厚紙といった用紙の種類や斤量などの用紙条件とが含まれる。

ステップ１１（Ｓ１１）において、制御部１０は、印刷対象用紙Ｐに関する画像転写位置を決定する。制御部１０には、定着揺動制御と用紙揺動制御との相関を前提に決定される、印刷枚数と画像転写位置との関係を規定したテーブルや演算式などが予め格納されており、このステップ１１では、印刷対象用紙Ｐの印刷枚数に応じて画像転写位置が一義的に決定される。

ステップ１２（Ｓ１２）において、制御部１０は、定着ユニットの定着揺動方向および揺動量を決定する。制御部１０には、定着揺動制御と用紙揺動制御との相関を前提に決定される、印刷枚数と定着揺動方向および揺動量との関係を規定したテーブルや演算式などが予め格納されており、このステップ１２では、印刷対象用紙Ｐの印刷枚数に応じて定着揺動方向および揺動量が一義的に決定される。

ステップ１３（Ｓ１３）において、制御部１０は、印刷条件を通じてユーザにより選択された用紙Ｐを給紙トレイ５１から給紙する。これにより、用紙Ｐは給紙トレイ５１から転写ローラ２４に向けて搬送される。

ステップ１４（Ｓ１４）において、制御部１０は、用紙揺動制御を行う。具体的には、制御部１０は、レジストローラ５３へと到達した用紙Ｐをレジストローラ５３のニップ部により挟持し、ステップ１１において決定された画像転写位置（画像の書き込み開始位置）に基づいてレジスト揺動モータ５４を制御する。これにより、制御部１０は、画像転写位置と用紙Ｐの搬送位置とが対応するように、レジストローラ５３および用紙Ｐが移動される（用紙単位移動）。なお、用紙単位移動を行っている間は、制御部１０は、ループローラ５２のニップ状態を解除した状態に制御している。

ステップ１５（Ｓ１５）において、制御部１０は、中間転写ベルト２３に形成されたトナー画像と同期したタイミングでレジストローラ５３の回転を再開し、これにより、用紙Ｐを転写ローラ２４に送り出すことにより、トナー画像を用紙Ｐに転写する。なお、用紙Ｐにトナー画像を転写する前提として、制御部１０は、ステップ１１において決定された画像転写位置に基づいて露光部１５Ｙ〜１５Ｋを制御することにより、画像の書き込み開始位置を適切に変更している。

ステップ１６（Ｓ１６）において、制御部１０は、本サイクルにおいて印刷対象となる用紙Ｐが定着ニップ部に到達するまでの紙間を利用して、定着揺動制御を行う。具体的には、制御部１０は、ステップ１２において決定された定着揺動方向および揺動量に基づいて定着揺動モータ３６を制御することにおり、定着ユニットの位置を移動する（定着単位移動）。

ステップ１７（Ｓ１７）において、制御部１０は、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、用紙Ｐに対するトナー画像の定着を行う。

ステップ１８（Ｓ１８）において、制御部１０は、定着処理を終えた用紙Ｐを用紙トレイに排出する。

このように本実施形態において、レジストローラ５３およびレジスト揺動ローラ５４は、用紙Ｐの搬送経路において定着ニップ部よりも上流側に配置されており、定着ニップ部へと搬送される用紙Ｐを用紙幅方向に沿って移動させる機能を担っている（搬送位置設定部）。そして、制御部１０は、レジストローラ５３およびレジスト揺動ローラ５４を制御することにより用紙Ｐの搬送位置を揺動させる用紙揺動制御と、定着揺動モータ３６を制御することにより定着ユニットを揺動させる定着揺動制御とを相関させて実行している。

かかる構成によれば、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させることにより、定着部材（本実施形態では、定着ベルト３３および定着下ローラ３４）において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する位置を複合的にコントロールすることができる。そのため、個々の揺動制御による揺動範囲に制約があっても、これらの範囲を適切に両立することができるので、定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する位置を高い自由度で設定することができる。これにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する用紙幅方向の通過範囲が増大するように、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させて実行している。

かかる構成によれば、定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過可能となる領域を広範囲に拡張することができる。これにより、用紙端部Ｅp1，Ｅp2の通過位置を広い領域内から任意に設定することができる。これにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過する通過軌跡に関する空間的な偏りおよび時間的な偏りを抑制するように、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させて実行している。

かかる構成によれば、通過軌跡に関する空間的な偏りを抑制することで、通過軌跡が同一箇所に集中するといった事態を抑制することができる。また、通過軌跡に関する時間的な偏りを抑制することで、通過軌跡を多数のパターンとして実現することができるので、少数パターンの軌跡のみが頻繁に現れるといった事態を抑制することができる。これにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

以下、図５を参照し、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させる手法としての具体例を説明する。ここで、同図に示す用紙揺動量は、基準中心Ｃstに対する用紙Ｐ（レジストローラ５３）中心位置の揺動方向および揺動量を示し、定着揺動量は、基準中位Ｃstに対する定着ユニット中心位置Ｃfrの揺動方向および揺動量を示す。また、合計揺動量は、定着ユニットの中心位置Ｃfrに対する用紙Ｐ中心位置の揺動方向および揺動量を示す。

同図（ａ）は、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させた場合の揺動状態を例示する説明図である。この具体例では、前述のフローチャートと同様に、用紙一枚毎に用紙単位移動と定着単位移動とを行った状態を示している。また、用紙揺動の揺動方向と定着揺動の揺動方向とが互い違いとなるような関係、すなわち、互いの揺動周期を同一としつつ、位相を半周期ずらしたような関係としている。この場合、用紙Ｐの揺動中心と定着ユニットの揺動中心とは基準中心Ｃstにおいて互いに対応している。

なお、図面では便宜的に簡略化した記載となっているが、レジストローラ５３に用紙Ｐが到達するタイミングと、定着装置３０に用紙Ｐが到達するタイミングとは時間的に差があるため、実際の動作では、個々の揺動位置へと用紙が到達するタイミングの差に応じたズレを勘案することが好ましい。

同図（ｂ）は、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させない場合の説明図であり、同図（ａ）と同様、用紙１枚毎に用紙単位移動と定着単位移動とを行った状態を示している。また、用紙揺動と定着揺動との揺動周期を同一としつつも、位相をランダムにずらした関係としている。

同図（ａ），（ｂ）の比較から分かるように、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させた方が、これらを相関させない場合と比較して、合計揺動量を大きく確保することができることが分かる。すなわち、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させて実行することにより、定着部材において用紙端部Ｅp1，Ｅp2が通過可能となる領域を広範囲に拡張することができる。

なお、上述した実施形態では、定着揺動制御を紙間で実行しているが、用紙Ｐが定着ニップ部を通過しているときにリアルタイムで実行してもよい。

また、上述した実施形態では、用紙１枚毎に用紙単位移動と定着単位移動とを行っているが、３枚毎、５枚毎といったように、複数枚毎にこれらをおこなってもよい。

以下、図６を参照し、用紙揺動制御と定着揺動制御とを相関させる手法としての別の具体例を説明する。この具体例では、例えば用紙２枚毎に用紙単位移動および定着単位移動を行った状態を示している。また、両者の揺動制御は、互いの揺動周期を同一としつつ、位相を所定値（半周期＋用紙１枚分）ずらしたような関係としている。この場合、用紙Ｐの揺動中心と定着ユニットの揺動中心とは基準中心Ｃstにおいて互いに対応している。

このように、用紙揺動と定着揺動との位相を適切に設定することにより、定着部材における用紙Ｐ（用紙Ｐの端部Ｅp1，Ｅp2）の通過分布を細かく設定することができるので、通過軌跡に関する空間的な偏りおよび時間的な偏りを抑制することができる。これにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

図７は、用紙Ｐのサイズに応じた揺動量の相違を説明する説明図である。同図（ａ）は小サイズ（例えばＡ４）の用紙Ｐに関する用紙端部Ｅp1，Ｅp2の通過可能な範囲（紙端部通紙範囲）Ａpeを示し、同図（ｂ）は大サイズ（例えばＡ３）の用紙Ｐに関する用紙端部通紙範囲Ａpeを示す。同図において、Ｄfsは、定着揺動による揺動可能な揺動量を示し、Ｄipは用紙揺動による揺動可能な揺動量を示す。

大サイズの用紙Ｐの場合、画像を有効に形成することができる範囲（画像有効範囲（例えば３２０ｍｍ））の関係上、用紙揺動による揺動量Ｄipは小さく制限される（例えばＤip＝１０ｍｍ）。この場合、定着部材の端部を用紙端部Ｅp1，Ｅp2が集中的に通過し易くなる。そのため、用紙揺動制御に加えて定着揺動制御を併用することにより、定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

一方、小サイズの用紙Ｐの場合、用紙端部Ｅp1，Ｅp2が定着部材の中心と近い位置を通過するため、定着面としての使用頻度が高い領域に損傷が生じやすい。定着部材の損傷に対する配慮は大サイズの用紙Ｐよりも必要となる。そのため、用紙揺動におる揺動量Ｄipを大サイズの用紙Ｐと同様とするよりも大きく確保することが好ましい（例えばＤip＝５５ｍｍ）。また、用紙揺動制御に加えて定着揺動制御を併用することにより、定着部材の劣化を有効に抑制することができる。

このように、制御部１０が用紙Ｐのサイズに応じて用紙揺動制御による揺動量と定着揺動制御による揺動量とを異ならせて制御することにより、用紙Ｐの通過にともなう定着部材の劣化を有効に抑制しようとができる。

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態にかかる画像形成装置１の制御概念を説明する説明図である。第２の実施形態にかかる画像形成装置１が、第１の実施形態のそれと相違する点は、定着ベルト３３の端部温度に応じて用紙揺動制御を実行することである。なお、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、定着ベルト３３の温度を検出する温度センサ１１が定着ベルト３３の両端部にそれぞれ設けられており、制御部１０には、各温度センサ１１から検出信号が入力されている。

定着揺動制御および用紙揺動制御により、定着部材を通過する用紙Ｐの位置が変位する。両制御を相関させた実行させた場合、定着部材に対する用紙Ｐの通過位置は周期的に変位するため、定着ベルト３３において温度異常領域が発生することは少ない。しかしながら、用紙種類が厚紙から薄紙に変更された後、あるいは、大サイズの用紙Ｐから小サイズの用紙Ｐに変更された後、用紙Ｐが定着部材の一方の端部領域に偏った状態から印刷を再開させた場合などでは、定着ベルト３３の他方の端部領域の温度が高温となることがある（温度異常領域）。この場合、定着ベルト３３に対する用紙Ｐの相対位置を変位させ温度異常領域側へと用紙Ｐをシフトさせることにより、温度異常を抑制することが考えられる。

ここで、定着ユニットの揺動機構では高速または大移動を想定して設計されていないため、定着揺動の場合、定着ユニットを一方の端部から中央部または逆端部へと移動させるには時間を要する。したがって、定着ベルト３３に温度異常領域が発生した場合（発生する可能性がある場合も含む）、定着揺動制御でこれを抑制することは難しい。

そこで、本実施形態では、用紙揺動制御により端部温度異常を抑制する。具体的には、制御部１０は、定着ベルト３３の温度異常領域を判断した場合には、前述の定着揺動制御と用紙揺動制御とを相関させる処理を停止し、温度異常領域を解消するための用紙揺動制御を行う。具体的には、制御部１０は、温度センサ１１を通じて定着ベルト３３の端部温度をモニタリングして、端部温度異常を判断した場合には、用紙揺動を行い、用紙Ｐを温度異常と認められる端部側へと移動させる。

本実施形態によれば、定着部材に発生する温度むらを有効に抑制することができる。これにより、画像品質の向上を図ることができる。

なお、本実施形態に示す用紙揺動制御（温度異常領域を解消するための用紙揺動制御）は、定着揺動制御と用紙揺動制御とを相関させて実施するシーンのみならず、定着ベルト３３の温度むらを抑制するために、かる制御を単独で実行してもよい。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態にかかる画像形成装置１の制御概念を説明する説明図である。第３の実施形態にかかる画像形成装置１が、第１の実施形態と相違する点は定着ベルト３３の温度むらを抑制する点である。なお、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、定着装置３０における定着加熱用のヒータ３５は、定着部材とは独立して用紙幅方向に揺動可能に構成されている。同図（ａ）では、定着ベルト３３と、用紙Ｐと、ヒータ３５との中心位置が対応して状態を示している。

ここで、同図（ｂ）に示すように、定着部材である定着ベルト３３と一体的にヒータ３５を揺動させた場合、用紙Ｐの通過により定着ベルト３３の両端部の温度差が大きくなる。そこで、同図（ｃ）に示すように、用紙Ｐの中心とヒータ３５との中心を対応させて制御することにより、ヒータ３５に対する用紙Ｐの通紙範囲は一定となる。そのため、定着ベルト３３の温度差も一定とすることができる。

このように本実施形態によれば、定着部材とは独立してヒータ３５を揺動可能とし、用紙Ｐの搬送位置（用紙幅方向における用紙Ｐの中心位置）と対応させてヒータ３５を揺動させることにより、定着ベルト３３における温度むらを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内において種々の変形が可能であることはいうまでもない。上述した実施形態では、片面印刷を前提に説明しているが、両面印刷の場合にかかる制御を適用してもいい。この場合、両面の片面に対する印刷をそれぞれ用紙一枚と捉えることにより、前述の制御を適用することができる。また、本実施形態では、レジストローラの揺動により用紙を揺動させる構成であるが、画像の転写部材へと至る前の紙送り部材（レジストローラ以外の搬送ローラ）で用紙を揺動させてもよいし、搬送ローラ以外の専用部材により用紙を揺動させてもよい。また、用紙の揺動は、少なくとも定着ニップ部よりも上流で行われればよく、必ずしも転写部材よりも上流で行われる必要はない。

１ 画像形成装置
５ 画像読取制御部
１０ 制御部
１５Ｙ〜１５Ｋ 露光部
２０Ｙ〜２０Ｋ 帯電・現像ユニット
２１Ｙ〜２１Ｋ 感光体ドラム
２２Ｙ〜２２Ｋ 帯電・現像部
２３ 中間転写ベルト
２４ 転写ローラ
３０ 定着装置
３１ 定着上ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 定着ベルト
３４ 定着下ローラ
３５ ヒータ
３６ 定着揺動モータ
５０ 給紙部
５１ 給紙トレイ
５２ ループローラ
５３ レジストローラ
５４ レジスト揺動モータ
５５ 排紙ローラ
５６ 反転ローラ
５７ 再給紙搬送路

Claims (7)

1. 一対の定着部材を備え、当該一対の定着部材を圧接した定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙に画像を定着させる定着ユニットと、
   用紙面において用紙の搬送方向と直行する用紙幅方向に沿って前記定着ユニットを移動させる定着駆動部と、
   用紙の搬送経路において前記定着ニップ部よりも上流側に配置されており、前記定着ニップ部へと搬送される用紙を用紙幅方向に沿って移動させる搬送位置設定部と、
   前記搬送位置設定部を制御することにより用紙の搬送位置を揺動させる用紙揺動制御と、前記定着駆動部を制御することにより前記定着ユニットを揺動させる定着揺動制御とを相関させて実行する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記定着部材において用紙端部が通過する前記用紙幅方向の通過範囲が増大するように、前記用紙揺動制御と前記定着揺動制御とを相関させて実行することを特徴とする請求項１に記載された画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記定着部材において用紙端部が通過する通過軌跡に関する空間的な偏りおよび時間的な偏りを抑制するように、前記用紙揺動制御と前記定着揺動制御とを相関させて実行することを特徴とする請求項２に記載された画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記用紙の揺動中心と前記定着ユニットの揺動中心とを対応させた状態で、前記紙送り部材の揺動方向と前記定着ユニットの揺動方向とを互い違いに制御することを特徴とする請求項２または３に記載された画像形成装置。
5. 前記制御部は、用紙のサイズに応じて、前記用紙揺動制御による揺動量と前記定着揺動制御による揺動量とを異ならせて制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載された画像形成装置。
6. 前記定着部材の表面温度を検出する温度検出部をさらに有し、
   前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて前記定着部材の温度異常領域を判断した場合、前記用紙揺動制御と前記定着揺動制御とを相関させた制御を停止し、前記用紙揺動制御により温度異常領域へと用紙を移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載された画像形成装置。
7. 一対の定着部材と当該定着部材を加熱する加熱手段とを備え、当該一対の定着部材を圧接した定着ニップ部に用紙を通過させることにより、用紙に画像を定着させる定着ユニットと、
   用紙面において用紙の搬送方向と直行する用紙幅方向に沿って前記定着ユニットを移動させる定着駆動部と、
   用紙の搬送経路において前記定着ニップ部よりも上流側に配置されており、前記定着ニップ部へと搬送される用紙を用紙幅方向に沿って移動させる搬送位置設定部と、
   前記定着部材の表面温度を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部の検出結果に基づいて前記定着部材の温度異常領域を判断した場合、前記搬送位置設定部を制御して、用紙幅方向における用紙の搬送位置を温度異常領域へと移動させる制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。

Images