JP2018128630A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無端ベルトの幅方向における往復移動のための方向の変更を維持しつつ、ベルト往復移動による画像影響を低減させる。【解決手段】記録材上のトナー像ニップ部にて定着する少なくとも一方が無端状のベルトである第１と第２の回転体、ベルト幅方向における位置を検知する位置検知手段、その検知結果に応じてベルトが幅方向における所定のゾーン内において往復移動するように制御する制御手段を有する。位置検出手段がベルトの往復移動方向の一端、及び他端へのベルトの移動を検出可能である。制御手段は、位置検出手段により検出されるベルトの幅方向における一端部側への寄り移動に対しベルトを第１の制御量で他端部側へ移動させるため第１の手段、第１の制御量においてベルトの他端部側への移動が実施されないことを検出した時に、ベルトを第１の制御量より大きい第２の制御量に変更して他端部側へ移動させるための第２の手段、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、記録材を転写ニップ部にて挟持搬送して記録材にトナー像を転写する画像形成部と、転写ニップ部からの記録材を定着ニップ部にて挟持搬送してトナー像を定着する定着部と、を備えた画像形成装置に関する。

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置（複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能を複数備えた複合機等）においては、シート状の記録材（以下、用紙と記す）に未定着のトナー画像を形成する。そのトナー画像を定着装置（画像加熱装置）により加熱・加圧して用紙上に定着している。

画像の高光沢化や画像形成の高速化を図るためには、定着ニップ部を幅広（用紙搬送方向における幅）にすることによりトナーを充分に溶融することが好ましい。そこで近年では従来のロール定着方式に比して、装置の小型化を図りつつ定着ニップ部を幅広にすることができるベルト定着方式の定着装置が実用化されている。

具体的には、特許文献１では共に無端ベルトである定着ベルトと加圧ベルトにより、また特許文献２では定着ロールと無端ベルトである加圧ベルトにより、定着ニップ部を形成することでニップ部を幅広にしている。

上述の定着ベルトや加圧ベルトのような、いわゆるエンドレスベルトを使用したベルトニップ方式の定着装置において、重要な技術課題の一つにベルトの片寄り補正が挙げられる。ベルトの片寄り、即ちベルトが回転走行中にベルト長手方向（幅方向）の端部側に移動して片寄ることで、ベルト走行領域からベルトが脱落やベルトの端部が外部部品と接触してしまう等の問題が発生する。

ベルトの片寄り補正に関しては、特許文献３では、ベルトを掛け渡す複数本の懸架ロールのうちいずれかのロールの端部位置を変更することでベルトに発生する寄り力を用いて、ベルトを所定の位置に保つベルト寄り制御を実施している。

また、特許文献４では、ベルトの寄り移動位置を検知する手段を設け、片寄り移動によりベルトの幅方向一端側が所定位置に到達したことが検知された時に、ベルトの寄り移動方向をベルト幅方向他端側へ変更させるようにベルト寄り制御を実施する。これにより、ベルト幅方向への移動運動を所定の一定範囲内での無限往復移動運動にするベルト寄り制御方式が用いられる。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開平１１−１９４６４７号公報 特開平４−１０４１８０号公報 特開２００９−１１６１４１号公報

上記ベルト寄り制御方式においては、ベルトを懸架するロール部材の一端をベルト寄り制御機構を用いて変位させる（以降、ステアリングと呼称する）ことでベルトの往復移動方向の変更を応答として得ている。

そのため、画像形成部の像担持体（感光体や２次転写体）から用紙にトナー像を転写する転写ニップ部と定着装置の定着ニップ部とのニップ間距離以上の長さの用紙の通紙時には定着装置におけるベルトの往復移動の影響で用紙の平衡性が崩れる。これに起因して転写ニップ部において用紙に転写される画像が乱れてしまう。

また、同じステアリング量においてベルトの往復移動速度はベルトの回転速度によって変化し、ベルトの回転速度が速いほどベルトの往復移動速度も速くなる傾向にある。そのため、近年の複写機高速化により上述の現象はより顕著な課題となってきている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、ベルト寄り制御起因の記録材の斜走による幾何特性の低下を抑制することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
記録材を転写ニップ部にて挟持搬送して記録材にトナー像を転写する画像形成部と、
前記転写ニップ部からの記録材を定着ニップ部にて挟持搬送してトナー像を定着する定着部と、を備え、
前記定着部は、前記定着ニップ部を形成する少なくとも一方が無端ベルトである第１及び第２の回転体と、前記無端ベルトの幅方向における位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に応じて前記無端ベルトが前記幅方向における所定のゾーン内において往復移動するように制御するための制御手段と、を有し、
前記位置検出手段が、前記無端ベルトの往復移動方向の一端、及び他端への前記無端ベルトの移動を検出可能であって、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記無端ベルトの前記幅方向における一端部側への寄り移動に対し前記無端ベルトを第１の制御量で他端部側へ移動させるための第１の手段と、前記転写ニップ部から定着ニップ部までの記録材搬送距離以上の長さの記録材が搬送された時に、前記無端ベルトを、前記第１の制御量より小さい第２の制御量に変更して前記他端部側へ移動させるための第２の手段と、を有する
ことを特徴とする。

本発明によれば、ベルト寄り制御起因の記録材の斜走による幾何特性の低下を抑制することができる。

実施例の定着装置におけるベルト往復制御のフローチャート 画像形成装置の一例の構成模式図 定着装置の左側面模式図 同装置の横断面模式図 加圧ベルトユニット側のセンサ部（ベルト位置検出手段）の説明図 加圧ベルトユニット側のベルト寄り制御機構の説明図 ベルト往復制御のためのステアリング動作の説明図 ベルト位置検出の説明図 ベルト往復制御系統のブロック図 ベルト往復制御におけるベルト位置の概略図 ベルト往復制御のタイミングチャート（その１） ベルト往復制御のタイミングチャート（その２） 他の定着装置の構成模式図

《実施例》
（画像形成装置）
図２は画像形成装置の一例の概略構成図である。この画像形成装置１は、転写タイプの電子写真プロセスを用いたタンデム方式の４色フルカラープリンタである。画像形成装置１はパソコン等のホスト装置２３からインターフェース２２を介して制御部（制御手段：ＣＰＵ）１０に入力する画像情報に対応したトナー像を記録材（以下、用紙又は紙と記す）Ｓに形成して出力する。この画像形成装置１の画像形成機構自体は公知に属するのでその説明は簡単とどめる。

９は用紙Ｓに未定着のトナー像を形成する画像形成部であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像部Ｕ（ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫ）を有している。各作像部Ｕにおいて、帯電ロール３によって帯電された感光ドラム（第１の像担持体）２は、ホスト装置２３から制御部１０に入力する画像情報に応じて、レーザスキャナ４からレーザー光を露光され、静電潜像を形成される。ドラム２は矢印の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

形成された静電潜像は、現像装置５により各色のトナーを用いて各色のトナー像として現像される。形成された各色のトナー像は、１次転写ロール６により中間転写ユニット７の転写ベルト（第２の像担持体）８に重ねて転写され、フルカラートナー像が形成される。転写ベルト８は駆動ロール１１とテンションロール１２と２次転写対向ロール１３との間に懸回張設されていて、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

２次転写対向ロール１３には２次転写ロール１４が転写ベルト８を介して当接されている。これにより、転写ベルト８と２次転写ロール１４との間に２次転写ニップ部１０２が形成されている。２次転写対向ロール１３と２次転写ロール１４の部分が２次転写装置１０１である。

一方、カセット１５又は１６に収容された用紙Ｓは給紙機構の動作により一枚分離給送されて搬送路１７で搬送される。そして、用紙Ｓはレジストロール対１８により所定の制御タイミングにて２次転写ニップ部１０２に導入されて挟持搬送され、この挟持搬送過程で転写ベルト８側のフルカラートナー像の２次転写を受ける。

２次転写ニップ部１０２を出た用紙Ｓは搬送路１９を通って定着装置（定着部）１００へ搬送され、定着装置１００の定着ニップ部Ｎに導入されて挟持搬送される。用紙Ｓはこの挟持搬送過程で加熱、加圧されてトナー像の定着処理を受ける。定着ニップ部Ｎを出た用紙Ｓは画像形成物（成果物）として排出ロール２０によって排出トレイ２１へ排出される。制御部１０は画像形成装置１の全ての装置制御を司る。２４は制御部１０に各種の情報を入力するための操作部（ユーザーインターフェース）であり、表示部を有し制御部１０により各種の情報が表示される。

（定着装置）
図３は定着装置１００の左側面図、図４は同装置の横断面図である。ここで、本実施例においては、定着装置１００の正面とは用紙入口側の面、背面とは用紙出口側の面である。左右とは同装置を正面から見て左または右であり、左側を手前側又は一端側、右側を奥側又は他端側としている。上下とは重力方向において上又は下である。上流又は下流とは用紙搬送方向（記録材搬送方向）Ｖに関して上流又は下流である。

この定着装置１００は、ツインベルトニップ方式、電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の画像加熱装置である。大別して、加熱ベルトユニットＡと、加圧ベルトユニットＢと、ＩＨヒータ（加熱器：誘導加熱コイル）１３５と、これらを収容している筐体１４０と、を有する。

加熱ベルトユニットＡは、第１の回転体としての無端状の加熱ベルト（エンドレスベルト）１３０を有する。また、この加熱ベルト１３０を内面側から回転可能に支持（懸架）する複数の支持ロール（支持部材：ベルト懸架手段）を有する。ここでは、支持ロールとして、駆動ロール１３１と、ベルトテンションを付与するテンションロール１３２を有する。また、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成されたパッドステー１３７を有する。

ＩＨヒータ１３５は加熱ベルト１３０を加熱する加熱手段としての誘電加熱手段（誘導加熱手段）であり、加熱ベルト１３０を電磁誘導加熱する誘導加熱コイル（励磁コイル）を有する。

加熱ベルト１３０としては、ＩＨヒータ１３５により発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。

駆動ロール１３１は、例えば中実ステンレスによって外径がφ１８に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型により形成したロールである。テンションロール１３２は、例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールである。

テンションロール１３２と駆動ロール１３１は所定の間隔をあけて用紙搬送方向Ｖにおいて上流側と下流側にほぼ平行に配設されている。パッドステー１３７はテンションロール１３２と駆動ロール１３１との間において駆動ロール１３１に近接させて駆動ロール１３１に平行に配設されている。加熱ベルト１３０は駆動ロール１３１とテンションロール１３２とパッドステー１３７との間に所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。

加圧ベルトユニットＢは、第２の回転体としての無端状の加圧ベルト（エンドレスベルト）１２０を有する。また、この加圧ベルト１２０を内面側から回転可能に支持（懸架）する複数の支持ロール（支持部材：ベルト懸架手段）を有する。ここでは、支持ロールとして、加圧ロール１２１と、ベルトテンションを付与するテンションロール１２２を有する。また例えばゴムで形成された加圧パッド１２５を有する。加圧パッド１２５には摺動シート１２８が被せられている。また、オイル塗布ロール（潤滑剤塗布部材）１２６を有する。

加圧ベルト１２０としては耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば、厚さ５０μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層に例えば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングし、表層にＰＦＡチューブを被覆したものが用いられる。加圧ロール１２１は、例えば中実ステンレスによって外径がφ２０に形成されたロールである。テンションロール１２２は例えばステンレスによって外径がφ２０、内径φ１８程度に形成された中空ロールである。

テンションロール１２２と加圧ロール１２１は所定の間隔をあけて用紙搬送方向Ｖにおいて上流側と下流側にほぼ平行に配設されている。加圧パッド１２５はテンションロール１２２と加圧ロール１２１との間においては加圧ロール１２１に近接させて加圧ロール１２１に平行に配設されている。オイル塗布ロール１２６は加圧パッド１２５とテンションロール１２２との間にテンションロール１２２に平行に配設されている。加圧ベルト１２０は、この加圧ロール１２１とテンションロール１２２と加圧パッド１２５とオイル塗布ロール１２６との間に所定の張力（例えば２００Ｎ）で掛け渡されている。

オイル塗布ロール１２６は、図５に示すように、テンションロール１２２の軸部１２２ａを中心に回転可能に支持されたアーム１２７に回転可能に支持されている。そして、オイル塗布ロール１２６が加圧ベルト１２０の内面に当接する方向にアーム１２７がバネ等の付勢部材（不図示）により回動付勢されている。

オイル塗布ロール１２６は、潤滑剤としての１０００ＣＳ程度の粘度を有する耐熱シリコーンオイルを含浸した耐熱アラミドフェルトを具備しており、加圧ベルト１２０の内面に一定量のオイルが供給（塗布）されるように構成されている。これにより加圧ベルト１２０の内面と加圧パッド１２５に被せられている摺動シート１２８との間の摩擦力を低減し、耐久性を向上させている。加圧ベルト１２０の内面に供給された耐熱シリコーンオイルは、加圧ロール１２１及びテンションロール１２２の表面にも加圧ベルト１２０の内面を介して塗布される。

加圧ベルトユニットＢは加熱ベルトユニットＡの下側に配設されている。そして、加圧ユニットＢがここでの説明は割愛する加圧機構の加圧動作により加熱ユニットＡに対して所定の押圧力で加圧される。

この加圧状態において、駆動ロール１３１と加圧ロール１２１とが加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０を挟んで所定の押圧力で圧接する。駆動ロール１３１は加圧ロール１２１の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられるものである。また、パッドステー１３７と加圧パッド１２５が加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０を挟んで所定の押圧力（例えば４００Ｎ）で圧接する。これにより、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０との間に用紙搬送方向Ｖにおいて幅広のニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。

そして、制御部１０で制御される駆動モータ１６３の駆動力が駆動ロール１３１の軸部１３１ａに取り付けられた駆動ギアＧに伝達されて駆動ロール１３１が回転駆動され、加熱ベルト１３０が図４において矢印の時計方向に循環回転する。用紙Ｓを安定的に搬送するために、加熱ベルト１３０と駆動ロール１３１間では確実に駆動を伝達している。加圧ユニットＢ側の加圧ベルト１２０もニップ部Ｎにおける加熱ベルト１３０との摩擦力で加熱ベルト１３０の回転に従動して矢印の反時計方向に循環回転する。加熱ベルト１３０はＩＨヒータ１３５により加熱されて所定の定着温度に立ち上げられて温調される。

この状態において、定着装置１００に対して入口側から未定着トナー像ｔを担持した用紙Ｓが導入され、ガイド部材（不図示）で案内されてニップ部Ｎに進入して挟持搬送される。これにより、トナー像ｔが用紙Ｓに対して固着像として熱圧定着される。用紙Ｓはニップ部Ｎを出て定着装置１００を出口側から排出されていく。

上記のように、本実施例においては、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０が用紙Ｓを挟持搬送して用紙上（記録材上）のトナー像ｔを定着（加熱）するための定着ニップ部Ｎを形成する少なくとも一方がエンドレスベルトである一対の回転体である。

（ベルト寄り制御機構）
加熱ベルトユニットＡにおける加熱ベルト１３０は回転過程において用紙搬送方向Ｖと直交する幅方向の手前側又は奥側へ片寄るように移動する現象（ベルトの寄り移動）が発生する。また、加圧ベルトユニットＢにおける加圧ベルト１２０も回転過程において用紙搬送方向Ｖと直交する幅方向の手前側又は奥側へ片寄るように移動する現象が発生する。図７は加圧ベルトユニットＢにおける加圧ベルト１２０が回転過程において用紙搬送方向Ｖと直交する幅方向Ｗの手前側又は奥側へ片寄るように移動する様子を示すものである。

本実施例においてはベルトの寄り移動をスイング型寄り制御で所定の寄り範囲内（所定のゾーン内）に安定させるようにしている。スイング型寄り制御はベルト位置が幅方向中央部から所定量以上移動したことを検知した場合にテンションロールをステアリング部材としてベルトの寄り移動方向と反対向きに傾動させる方法である。

スイング型寄り制御（ベルトの寄り移動制御：蛇行制御）を繰り返すことにより、ベルトが周期的に幅方向の片側（幅方向の一方方向）からもう一方（幅方向の他方方向）の側まで移動するため、ベルトの寄り移動を安定して制御することができる。即ち、ベルトは用紙Ｓの搬送方向Ｖと直交する方向Ｗに往復移動可能に構成されている。

加熱ベルトユニットＡ側と加圧ベルトユニットＢ側にはそれぞれ同様のベルト寄り制御機構（ベルトステアリング機構）が設けられ、加熱ベルト１３０と加圧ベルト１２０の寄り制御が独立して同様になされる。そこで、以下においては、加圧ベルトユニットＢ側のベルト寄り制御機構と、加圧ベルト１２０の寄り制御を代表して説明し、加熱ベルトユニットＡ側のベルト寄り制御機構と、加熱ベルト１３０の寄り制御の説明は割愛する。

図３と図６を参照して、筐体１４０の手前側の側板には支持アーム１５４が配設されている。この支持アーム１５４は加圧ロール１２１の手前側の軸部１２１ａにベアリング１５４ａを介して支持されていて軸部１２１ａを中心（支点）に回動可能であり用紙入口側に延びている。支持アーム１５４の自由端部にはピン１５９が植設されている。

支持アーム１５４のベアリング１５４ａとピン１５９の間の部分には支持アーム１５４の長手に沿って長い長穴に嵌着されて長穴に沿って移動する自由度を有する可動のベアリング１５３が配設されている。このベアリング１５３に対してテンションロール１２２の手前側の軸部１２２ａが支持されている。そして、ベアリング１５３はテンションバネ（付勢部材）１５６により加圧ベルト１２０に対して張りを与える方向に移動付勢されている。テンションバネ１５６により、加圧ベルト１２０に２００Ｎのテンションを掛けている。

筐体１４０の手前側の側板には用紙入口側に軸１６０が植設されている。この軸１６０に対してウォームホィール（はす歯歯車）１５７ａが回転可能に支持されている。このウォームホィール１５７ａにＵ字型の溝部１５２ａを有するフォーク板（制御アーム）１５２が一体に設けられている。そして、支持アーム１５４のピン１５９がフォーク板１５２の溝部１５２ａに係合して支持されている。また筐体１４０の手前側の側板にはステッピングモータ１５５が配設されている。このモータ１５５の回転軸に固着されたウォーム１５７がウォームホィール１５７ａに噛合している。

ステッピングモータ１５５が正転駆動または逆転駆動されることで、ウォーム１５７、ウォームホィール１５７ａを介して、フォーク板１５２が上方向または下方向に回動される。これに連動して支持アーム１５４が軸部１２１ａを中心に上方向または下方向に回動する。これに伴い、テンションロール１２２の手前側の軸部１２２ａが奥側の軸部１２２ａを支点にして上方向または下方向に移動される。これにより、テンションロール１２２の傾きが変化することでベルト寄り補正がなされる。

即ち、テンションロール１２２が加圧ベルト１２０の移動方向に直交する幅方向（長手方向）の蛇行を調整するステアリングロールとして働く。そこで、以下、テンションロール１２２をステアリングロールと記す。

上記のステアリングロール１２２、フォーク板（制御アーム）１５２、ウォームホィール１５７ａ、ウォーム１５７、ステッピングモータ１５５等が、加圧ベルト１２０を用紙搬送方向Ｖに対して直交する幅方向に移動させるベルト往復制御手段である。すなわち、ベルトステアリング機構である（支持部材であるステアリングロール１２２の長手方向一端側を基準位置から第１の位置へ変位させる変位機構）。

図４と図５を参照して、筐体１４０には、加圧ベルトユニットＢの下側において、加圧ベルト１２０の用紙搬送方向Ｖに直交する幅方向において定着装置手前側の端部近傍にベルト端部位置を検知するためのセンサ部１５０が設けられている。即ち、センサ部１５０が加圧ベルト１２０の幅方向の一端部側及び他端部側への寄り移動を検出可能な位置検出手段（ベルトがその幅方向において所定のゾーンから外れたことを検出する検出部）である。

制御部１０は、センサ部１５０で加圧ベルト１２０の端部位置を検出し、その検出結果に応じて、ベルトステアリング機構を構成しているステアリングロール１２２の傾きを変化させベルト寄り補正を行う。これにより、加圧ベルト１２０の幅方向における手前側（一端部側）と奥側（他端部側）との間で往復移動させるように制御を行う。即ち、加圧ベルトが幅方向における所定のゾーン内において往復移動するようにベルトステアリング機構を制御する。

なお、センサ部１５０を用いた、手前側におけるベルト寄り制御の作動と、奥側における同様のベルト寄り制御の作動とは、独立に行われる。即ち、センサ部１５０は、加圧ベルト１２０の幅方向における両端部に設けられ、一端部側における後述する第１の制御モードおよび第２の制御モードの実行と、他端部側における第１の制御モードおよび第２の制御モードの実行とが独立に行われる。

ベルト寄り制御は、具体的にはセンサ部１５０によって加圧ベルト１２０の端部位置を検知し、それに応じて、ステッピングモータ１５５を所定回転数駆動させ，ステアリングロール１２２の傾きを変化させた状態で加圧ベルト１２０を回転させることで行う。これにより、ベルトの軸方向（幅方向）への寄り補正を実現させている。ここで、ステアリングロール１２２のアライメントを変化させることにより加圧ベルト１２０の幅方向における移動量を制御できる。

センサ部１５０が加圧ベルト１２０のベルトの軸方向（幅方向）の移動位置を検知するベルト位置検出手段である。センサ部１５０は、光学式検知手段である第１と第２の二つのセンサ１５０ａ・１５０ｂ、フラグ部材であるセンサフラグ１５０ｃ、センサアーム１５０ｄ、センサバネ１５０ｅから構成される。センサバネ１５０ｅは加圧ベルト１２０の動きに追従してセンサアーム１５０ｄが動作するための部材である。センサフラグ１５０ｃはセンサアーム１５０ｄに連動して支点１５０ｆの周りに回動する。

そして、アーム部材であるセンサアーム１５０ｄを加熱ベルト１２０の一端部側である手前側端面１２０ａに０．０３Ｎの力で押圧当接（接触）させている。これらにより、ベルト幅方向の位置に応じて回動するフラグ部材であるセンサフラグ１５０ｃを光学式に検知するフラグ検知手段としてのセンサ１５０ａ、１５０ｂそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ信号の組合せにより、加圧ベルト１２０の幅方向の位置検出を行う。

なお、加熱ベルトユニットＡ側のベルト寄り制御機構と、加熱ベルト１３０の寄り制御の説明は割愛するが、上述した加圧ベルトユニットＢのベルト寄り制御機構とベルト寄り制御の場合と同様である。図３と図４において、１５０Ａは加圧ベルトユニットＢ側のセンサ部１５０に対応している。また、１５４Ａ、１５３Ａ、１５６Ａ、１６０Ａは、加圧ベルトユニットＢ側の支持アーム１５４、ベアリング１５３、テンションバネ１５６、軸１６０に対応している。そして、１５２Ａ、１５７Ａ、１５５Ａは加圧ベルトユニットＢ側のフォーク板１５２、ウォーム１５７、ステッピングモータ１５５に対応している。

第１のセンサ１５０ａと第２のセンサ１５０ｂのＯＮ／ＯＦＦ信号の組合せと、その時の加圧ベルト１２０端面位置の関係を図８に示す。なお、各センサ１５０ａと１５０ｂをセンサフラグ１５０ｃが遮光した時に信号はＯＦＦとなり、透光したときにＯＮ信号となる。

また、ベルト往復制御のフローチャートを図１に、ステアリングローラ１２２を駆動する制御系のブロック図を図９に示す。また、図７に加圧ベルト１２０を往復移動させるためのステアリングローラの動作について、図１０に加圧ベルト１２０の往復方向位置とセンサ１５０ａ、１５０ｂの位置関係を示す。

加圧ベルト１２０は、第１のセンサ１５０ａがＯＮ、第２のセンサ１５０ｂがＯＦＦの位置と、第１のセンサ１５０ａがＯＦＦ、第２の１５０ｂがＯＮとなる位置との間を往復する。その区間内（所定のゾーン内）で加圧ベルト１２０が存在する様に往復制御を行っている。その区間の距離は、加圧ベルト１２０がその回転軸方向に、中心位置から±１．５ｍｍとしている。

図１０に示すように加圧ベルト１２０が中央位置から手前側に移動すると、加圧ベルト１２０に当接するセンサアーム１５０ｄを介してセンサフラグ１５０ｃが動作する。加圧ベルト１２０が手前側−１．５ｍｍの位置に到達すると、センサフラグ１５０ｃを第１のセンサ１５０ａが検知しこのセンサ１５０ａの信号がＯＦＦとなり、加圧ベルト１２０を奥側方向に移動させるためにステアリングロール１２２が動作する。

加圧ベルト１２０の移動方向が逆転し、±１．５ｍｍの範囲内に入ると、センサフラグ１５０Ｃが第１のセンサ１５０ａに検知される位置から移動し、このセンサ１５０ａの信号はＯＮとなる（第２のセンサ１５０ｂの信号もＯＮ）。

逆に、加圧ベルト１２０が奥側＋１．５ｍｍの位置に到達すると、センサフラグ１５０ｃを第２のセンサ１５０ｂが検知しこのセンサ１５０ａの信号がＯＦＦとなり、加圧ベルト１２０を手前側方向に移動させるためにステアリングロール１２２が動作する。そして、加圧ベルト１２０の移動方向が逆転し、±１．５ｍｍの範囲内に入ると、センサフラグ１５０Ｃが第２のセンサ１５０ｂに検知される位置から移動し、このセンサ１５０ｂの信号はＯＮとなる（第１のセンサ１５０ａの信号もＯＮ）。

加圧ベルト１２０の往復移動方向±３．５ｍｍの位置には、アーム１２７のアーム壁面１２７ａが存在する（手前側と奥側の両方に存在する）。加圧ベルト１２０が往復方向への移動により、アーム壁面１２７ａと接触し破損することを防止するために、加圧ベルト１２０が±３．０ｍｍの位置を移動規制位置として設定している。

すなわち、図１０に示すように、加圧ベルト１２０が移動規制位置である−３．０ｍｍの位置に到達すると、センサフラグ１５０ｃが第１のセンサ１５０ａと第２のセンサ１５０ｂの両者に検知される位置に移動する。それにより、この両センサ１５０ａ、１５０ｂの信号がＯＦＦとなる。逆に、加圧ベルト１２０が移動規制位置である＋３．０ｍｍの位置に到達した場合も同様である。

（ベルト往復制御）
次に、図１の動作フロー図、図１１、図１２のタイミングチャートを用いて本実施例におけるベルト往復制御について説明する。図１１、図１２は第１のセンサ１５０ａと第２のセンサ１５０ｂの信号とステアリングロール１２２の動作角度によるタイミングチャートである。

定着装置１００が駆動し、駆動モータ１６３（図３）による加圧ベルト１２０の回転開始に伴い、ベルト往復制御が開始される（Ｓ１−０１、Ｓ１−０２、Ｓ１−０３）。加圧ベルト１２０が幅方向の端部側に寄ると、往復方向変更位置に到達したことをセンサ部１５０で検知する（Ｓ１−９あるいはＳ１−２４）。すると、制御手段を構成する第１の手段（制御部１０）が作動し、作動時に第１の制御量でステアリングロール１２２を介して加圧ベルト１２０の幅方向における移動方向を逆方向へ変更させる。

即ち、モータドライバ１５５Ｄ（図９）を介して、ステッピングモータ１５５に所定の駆動パルスを出力する（Ｓ１−１１あるいはＳ１−２６）。そして、図７で示すように、ステアリングロール１２２の手前側端部を上下動させることでステアリングロール１２２を駆動ロール１３１に対して＋α°もしくは−β°に傾ける（Ｓ１−１２あるいはＳ１−２７）。

加圧ベルト１２０が往復方向を変えて移動を開始すると、センサ１５０ａとセンサ１５０ｂを介して、ベルト位置検出部１５０において加圧ベルト１２０が往復方向を変更して通過することを検知する（Ｓ１−１３あるいはＳ１−２８）。ステアリングロール１２２の角度α、βは、加圧ベルト１２０の往復制御を維持するため、外乱によって往復方向が変更されない傾斜角度となるように設定する。

ベルト寄りが検知された場合、第１の手段により、ステアリングロール１２２の＋α°もしくは−β°の傾斜と加圧ベルト１２０の回転に伴い、加圧ベルト１２０の端部方向への寄りは減速され、加圧ベルト１２０は反対方向へ加速する。即ち、このようにベルト往復方向の反転がなされる（図１１の動作）。本実施例ではαが０．４±０．２［ｄｅｇ］の範囲でかつα、βの和が０．８［ｄｅｇ］となる様にユニットごとに調整している。

ところで、画像形成装置１の水平状態や、定着装置１００の構成部品が持つ公差等により、加圧ベルト１２０を懸架する部材のアライメントズレが発生し、加圧ベルト１２０の往復移動が不均一となる場合がある。例えば、加圧ベルト１２０の手前方向（−方向）への移動が速く、奥側方向（＋方向）への移動が遅くなる場合、加圧ベルト１２０の移動方向を手前側から奥側方向へ変更する際の応答性が低下する。

このような場合、角度βの絶対値を小さくし加圧ベルト１２０の奥方向から前方向への移動速度を低減することが効果的である。これにより、手前側方向での往復方向変更時の加圧ベルト１２０の減速／加速時間を低減させることが可能になり、加圧ベルト１３０の移動方向を前から奥側方向へ変更する際の応答を良化させることができる。

本実施例では加圧ベルト１２０で説明を行ったが、定着ベルト１３０にて上記制御を実施しても良い。

ここで、２次転写装置１０１の転写ニップ部１０２（図２）から定着ニップ部Ｎまでの用紙の搬送パス距離Ｌ以上（記録材搬送距離以上）の長さｓの用紙Ｓを通紙した際の用紙挙動について説明する。本実施例ではＬは２５０［ｍｍ］である。制御部１０は定着装置２００に用紙Ｓが突入する前までの通紙経路上に配置かれた通紙検知センサ（検知手段）にて、用紙の通過時間から用紙の長さを確認している。図２、図４において、２５は定着装置２００の用紙入口部（記録材入口部）に配置された通紙検知センサである。

定着ニップ部Ｎでは用紙はニップを形成するベルトの寄り方向へベルトから力を受ける。その力によって、用紙はニップ通過中に斜行量が変化する。そのため、長さがＬ以上の長さの用紙を通紙した場合に２次転写装置１０１（２次転写ニップ部１０２）で用紙に転写される画像が乱れてしまう。即ち、用紙の先端が定着ニップ部Ｎ内に入ってから用紙の後端が転写ニップ部１０２を抜けるまでの間に起こる用紙の斜行量の変化分、画像が歪みを持って転写されることになる。

そこで、本実施系では用紙の長さｓ（ＪＯＢ紙サイズ）が、２次転写装置１０１から定着ニップ部Ｎまでの搬送パス距離Ｌ以上であると検知（Ｓ１−１０あるいはＳ１−２５）した場合には制御手段を構成する第２の手段（制御部１０）が作動する。制御部１０は第２制御量でステアリングロール１２２の傾斜角度α、βを一律にψ軽減させ、α´、β´（α´＝α‐ψ、β´＝β‐ψ）と制御（Ｓ１−１５あるいはＳ１−３２）する。これにより、ベルトの寄り速度を抑え転写される画像の歪みを低減する。

ψは、部品のばらつきや外乱などに対して、加圧ベルト１２０の往復方向の変更が可能な角度を鑑みて決定する値である。本実施例ではψは、α又はβの絶対値の少ない方の値を０．３倍した値を用いるように制御部１０により算出する。

しかし、想定しない外乱よって所定の時間Ｘ秒で加圧ベルト１２０が往復方向を変更されないことを検知（Ｓ１−１６あるいはＳ１−３３）した場合には、制御部１０が作動し、作動時に第１制御量でステアリングロール１２２を再度傾斜させる。即ち、センサ１５０ａ、及び１５０ｂの検知時間ｔが所定の時間Ｘ秒に到達するとモータドライバ１５０Ｄを介して、ステッピングモータ１５５に所定の駆動パルスを出力する（Ｓ１−２２あるいはＳ１−３７）。そして、ステアリングロール１２２を駆動ロール１３１に対してαもしくはβに傾ける（Ｓ１−２３あるいはＳ１−３８）。

ベルト往復方向変更のトラブルを検出する時間であるＸ秒は、加圧ベルト１２０の回転速度等に起因するベルト往復方向の移動速度により決定される値である。ベルト走行領域からベルトが脱落やベルトの端部が外部部品と接触してしまわない時間を選定することが好適である。本実施例では通紙速度をＶとした場合にＸ＝１７３０／Ｖと設定している。例えば、Ｖ＝３２０［ｍｍ／ｓ］だとすると、Ｘは５．４［ｓ］となる。

また、傾斜を＋α°もしくは−β°に変更した際に定着ニップ部Ｎに用紙の一部が存在する状態で２次転写装置１０１で用紙に転写される画像は歪みを大きく持ってしまう。そのため、制御部１０は、用紙先端が定着ニップ部Ｎに入ってからＹ秒間はステアリング傾斜をα´からα°もしくは−β´から−β°へ変更しないように制御（Ｓ１−４２あるいはＳ１−４６）する。かつ往復方向の変更が確認されるまで（Ｓ１−２１あるいはＳ１−３６）通紙不能と判断し、紙間を開ける様に制御（Ｓ１−４３あるいはＳ１−４７）を行う。

ここで、定着装置２００で定着中の用紙後端が２次転写装置１０１を抜けるまでステアリングロール１２２の傾斜角が＋α°もしくは−β°に変更されないためには、Ｙ秒は用紙の長さをｓ、通紙速度をＶとした場合に、（ｓ−Ｌ）／Ｖ以上である必要がある。

これにより、ベルト往復制御のためのステアリング量を低減させることで、安定的なベルト往復制御と用紙への転写画像の歪みの抑制を行うことが可能になる。

上記の制御をまとめると次のとおりである。制御部１０は、位置検出手段１５０により検出されるベルト１２０の幅方向における一端部側への寄り移動に対しベルト１２０を第１の制御量で他端部側へ移動させるための第１の手段を有する。また、転写ニップ部Ｎから定着ニップ部Ｎまでの用紙搬送距離以上の長さｓの用紙が搬送された時に、ベルト１２０を、前記第１の制御量より小さい第２の制御量に変更して他端部側へ移動させるための第２の手段を有する。

ステアリングロール１２２のアライメントを変化させることによりベルト１２０の幅方向における移動量を制御する。ベルト１２０の幅方向における移動量を制御するための制御対象がステアリングロール１２２の傾斜角である。ステアリングロール１２２の傾斜角を、第１の手段の作動時に第１傾斜角とし、第２の手段の作動時に同じ方向の傾斜で第１傾斜角の角度以下の第２傾斜角とする。

第２の手段は、前記用紙搬送距離以上の長さｓの用紙が搬送された時に作動する。そして、第２の手段は、他端部側へ移動するベルト１２０が所定の時間内に通過しないことを位置検出手段１５０で検出したときに第１の手段へと移行する。

定着装置２００の用紙入口部に通紙検知センサ２５を有し、第２の手段は、前記前記用紙搬送距離以上の長さｓの用紙が搬送された時に作動する。かつ、第２の手段は、他端部側へ移動するベルト１２０が所定の時間内に通過しないことを位置検出手段１５０で検出し、かつ通紙検知センサ２５で用紙を検知してから所定の時間が経過したときに、第１の手段へと移行する。

第２の手段は、前記用紙搬送距離以上の長さｓの用紙が搬送された時に作動する。そして、第２の手段は、他端部側へ移動するベルト１２０が所定の時間内に通過しないことを位置検出手段１５０で検知したときに第１の手段へと移行する。その後、位置検出手段１５０で他端部側へ移動したことを検出した場合に、再度、第２の手段へ移行する。

用紙の搬送速度によって他端部側へ移動するベルト１２０の通過検知時間を変更する。

制御対象は上記の角度に限定されず、ステアリングローラ１３２を動作させ角度α°、β°を変更するためのステッピングモータ１５５への入力パルスなどの角度変更手段に適用されるものであり、本実施例で説明した内容に限定されない。

また、加圧ベルト１２０の往復方向変化を検出手段１５０による検知時間を用いて判定することで、加圧ベルト１２０への往復移動挙動の変化を最小限の検知手段で検出することが可能になる。すなわち、加圧ベルト１２０の端部検知領域（図１０における手前側−１．５ｍｍと−３．０ｍｍの領域）を複数の検知手段を用いて監視する。これにより、移動量により加圧ベルト１２０の往復挙動の変化を検出する方式に対して、検出手段の数を減少させることができ、コスト低減や装置の大型化の抑止が可能になる。

なお、往復制御が不能となる状態では、加圧ベルト１２０端面が中心位置から±３ｍｍの位置にくると、センサ１５０ａ、１５０ｂが共にＯＦＦとなる（Ｓ１−０４）。この時、画像形成装置１の制御部１０は異常発生と判断し、定着装置２００の加圧ベルト１２０の回転動作を停止させ（Ｓ１−０５）、装置を停止させる（Ｓ１−０６）。

本実施例ではベルトの往復時間はステアリングローラ角度α°、β°で約１８［ｓ］であり、ステアリングローラ角度α´、β´を使用した際には約２５．７［ｓ］となる。

以上説明したように、本実施例によれば、ベルト往復制御のためのステアリング量を低減させることで、安定的なベルト往復制御と用紙の転写時挙動安定化を図ることができる。

（本実施例の効果）
本実施例によれば、ベルト往復制御のためのステアリング量を低減させることで、安定的なベルト往復制御と用紙の転写時挙動安定化を図ることができる。

（変形例）
（１）以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが本発明はこれに限定されず、同一性の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、図１３に示す様な定着装置２００Ａにおけるベルト状部材１２０を略所定の幅で往復制御する構成に適用されるものであり、特に往復方向を変更した後に、往復移動速度を低減可能な構成に適用されるものである。

図１３の定着装置２００Ａは、第１の回転体として、ハロゲンヒータＨを内蔵させた定着ローラ１３０Ａを用いている。これに加圧ベルトユニットＢを当接させて、定着ローラ１３０Ａと加圧ベルト１２０との間に用紙搬送方向Ｖにおいて幅広の定着ニップ部Ｎを形成した構成である。

（２）加圧ベルト１２０について述べたが、加熱ベルト１３０に適用することもできる。即ち、本発明はニップ部Ｎを構成する第１の回転体と第２の回転体の少なくとも一方が無端ベルトを備える場合に適用できる。

（３）実施例では、未定着トナー像を用紙に定着する定着装置を例にして説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢度を向上させるべく、用紙に仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

（４）画像形成装置は実施例のようなフルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、ＦＡＸ、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。

１・・画像形成装置、９・・画像形成部、２００・・定着部（定着装置）、１０２・・転写ニップ部、Ｎ・・定着ニップ部、Ｓ・・記録材、ｔ・・トナー像、１３０・１２０・・第１及び第２の回転体、１５０・・位置検出手段、１０・・制御手段

Claims (12)

1. 記録材を転写ニップ部にて挟持搬送して記録材にトナー像を転写する画像形成部と、
   前記転写ニップ部からの記録材を定着ニップ部にて挟持搬送してトナー像を定着する定着部と、を備え、
   前記定着部は、前記定着ニップ部を形成する少なくとも一方が無端ベルトである第１及び第２の回転体と、前記無端ベルトの幅方向における位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出結果に応じて前記無端ベルトが前記幅方向における所定のゾーン内において往復移動するように制御するための制御手段と、を有し、
   前記位置検出手段が、前記無端ベルトの往復移動方向の一端、及び他端への前記無端ベルトの移動を検出可能であって、
   前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記無端ベルトの前記幅方向における一端部側への寄り移動に対し前記無端ベルトを第１の制御量で他端部側へ移動させるための第１の手段と、前記転写ニップ部から定着ニップ部までの記録材搬送距離以上の長さの記録材が搬送された時に、前記無端ベルトを、前記第１の制御量より小さい第２の制御量に変更して前記他端部側へ移動させるための第２の手段と、を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着部において、前記無端ベルトは複数のベルト懸架手段により懸架され、少なくとも１つの前記ベルト懸架手段のアライメントを変化させることにより前記無端ベルトの前記幅方向における移動量を制御するためのベルトステアリング手段を有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. 前記無端ベルトの前記幅方向における移動量を制御するための制御対象が、前記ベルトステアリング手段における少なくとも１つの前記ベルト懸架手段の傾斜角であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記ベルトステアリング手段における少なくとも１つの前記ベルト懸架手段の前記傾斜角を、前記第１の手段の作動時に第１傾斜角とし、前記第２の手段の作動時に同じ方向の傾斜で前記第１傾斜角の角度以下の第２傾斜角とすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記無端ベルトの前記幅方向における移動量を制御するための制御対象が、前記ベルトステアリング手段における少なくとも１つの前記ベルト懸架手段の駆動モータの入力パルスであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記第２の手段は、前記記録材搬送距離以上の長さの記録材が搬送された時に作動し、かつ、前記第２の手段は、前記他端部側へ移動する前記無端ベルトが所定の時間内に通過しないことを前記位置検出手段で検出したときに前記第１の手段へと移行することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記定着部の記録材入口部に記録材を検知する検知手段を有し、
   前記第２の手段は、前記記録材搬送距離以上の長さの記録材が搬送された時に作動し、かつ、前記第２の手段は、前記他端部側へ移動する前記無端ベルトが所定の時間内に通過しないことを前記位置検出手段で検出し、かつ前記検知手段で記録材を検知してから所定の時間が経過したときに、前記第１の手段へと移行することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第２の手段は、前記記録材搬送距離以上の長さの記録材が搬送された時に作動し、かつ、前記第２の手段は、前記他端部側へ移動する前記無端ベルトが所定の時間内に通過しないことを前記位置検出手段で検知したときに前記第１の手段へと移行し、その後、前記位置検出手段で前記他端部側へ移動したことを検出した場合に、再度、前記第２の手段へ移行することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記位置検出手段は、前記無端ベルトの前記幅方向における一端部側に接触するアーム部材と、前記アーム部材に連動して支点の周りに回動するフラグ部材と、前記フラグ部材を検知するフラグ検知手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記フラグ検知手段は、二つの光学式検知手段であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記位置検出手段は、前記幅方向における両端部に設けられ、前記一端部側における前記第１の手段および前記第２の手段の作動と、前記他端部側における前記第１の手段および前記第２の手段の作動とが独立に行われることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
12. 記録材の搬送速度によって前記他端部側へ移動する前記無端ベルトの通過検知時間を変更することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の画像形成装置。