JP2004317843A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラの付着物を分散させて適切に定着オフセットの発生を防止すること。
【解決手段】まず、画像形成装置は、定着部の位置を検知する（Ｓ１１）。次に、画像形成装置は、位置変更画面において利用者から選択されたモードを認識し、「プリント時のみ」が設定されているか否かを判断する（Ｓ１２）。モード認識の結果「プリント時のみ」が設定されていない場合（Ｓ１２；Ｎ）、画像形成装置は、現在処理中の状態を検出し、この検出結果が位置変更条件と一致しているか否かを判断する（Ｓ１３）。認識結果が位置変更条件と一致している場合（Ｓ１３；Ｙ）、位置変更条件に設定されている内容に基づいて、定着ユニットの位置を補正する（Ｓ１４）。認識結果が位置変更条件と一致していない場合（Ｓ１３；Ｎ）、定着ユニットの位置補正を行わずに処理を終了する。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ装置や電子複写装置などの画像形成装置に係り、特に、トナーなどの静電潜像を顕像化させる帯電着色微粒子を転写紙に定着させる定着ローラ備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタ装置や電子複写装置などの画像形成装置において、レーザビームを走査して画像の記録を行うレーザプリンタ装置が広く普及している。
このようなレーザプリンタ装置は、光偏向器により偏向されたレーザビームによって記録媒体である感光体を走査して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によってトナーに顕像化される。
そして、この顕像化されたトナー像を記録紙などの転写紙に転写し、その後、トナーを転写紙に定着装置を用いて加熱定着することによって、画像が転写紙上に形成されるようになっている。
【０００３】
このような感光体に静電潜像を形成するタイプの画像形成装置は、レーザ光を一方向に照射する光源と、この光源から照射されたレーザ光を１ライン毎に感光体に偏向走査させるポリゴンミラーとを有するとともに、入力された画情報に基づいて光源およびポリゴンミラーを制御して感光体に像を形成する光書き込み部を備えている。
この光書き込み部は、感光体に１ライン毎にレーザ光を走査させる際の走査ライン上に設けられている。
また、画像形成装置には、レーザ光の照射タイミングの同期をとるフォトダイオード（同期センサ）が設けられ、このフォトダイオードにレーザ光が入射されると、同期信号が出力され、この同期信号に基づいて、１ライン毎のレーザ光の照射タイミングを制御するようになっている。
【０００４】
上述したようなレーザプリンタ装置などの画像形成装置では、トナー像を転写紙に定着する際に定着装置が用いられている。
この定着装置におけるトナーの定着処理は、定着ローラと呼ばれる内部にヒータを有するローラを転写紙に押圧することによって行われるようになっている。
この定着ローラによってトナー像の定着処理が施される際には、トナーや転写紙の切断時に生じた紙の粉（以下、紙粉とする）が、定着ローラに付着してしまう。
定着装置では、このような定着ローラの付着物によって定着オフセットが生じるおそれがあった。この定着オフセットは、転写紙の画像汚れなどの原因となってしまう。
従来、このような定着オフセットを回避する技術が下記の特許文献に開示されている。
【特許文献１】
特開平８−６３０３３号公報
【０００５】
特許文献１には、定着ローラの周面に押圧されたウェブ状のクリーニング部材のニップ部を加熱するこによって、ニップ部でのトナーの固着を抑制し、定着オフセットを防止する技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように書き込み位置精度が向上する一方で、機械の高速化およびコンピュータの普及によってＣＡＤ等の図面出力が大量に行われるようになってきている。
このような図面には、図面枠等の副走査方向の連続した直線が存在することが多い。副走査方向の連続した直線が存在するような画像を連続で出力すると、定着ローラの同一部分にトナーが過剰に付着してしまい、定着オフセットを発生するおそれがあった。
【０００７】
また、同一サイズの転写紙を通し続けると、紙粉が定着ローラの同一部分に過剰に付着してしまい、定着ユニットがこの付着した紙粉によって正常に機能しなくなるおそれがあった。具体的には、付着した紙粉によって定着ローラの表面に凹凸が形成され、定着処理が適切に行われずに転写紙の画像がかすれてしまうおそれがあった。
このような、特定の条件の下において過剰に付着してしまうトナーや紙粉は、上記特許文献で開示されているような定着オフセットを防止する技術では、十分に除去することができないおそれがある。
そこで、本発明は、適切に定着オフセットの発生を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、ローラを記録媒体上に押圧してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、前記ローラの位置を前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させる移動手段を備え、前記移動手段は、所定の位置変更条件に基づいて前記ローラの位置を移動させることにより、前記目的を達成する。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記移動手段は、連続して同一の画像情報に基づいて画像形成処理を施す場合、連続して同一サイズの記録媒体に画像形成処理を施す場合、当該画像形成装置を起動する場合、前記ローラの駆動を開始する場合、のうちの少なくともいずれか１つの場合に前記ローラの位置を移動させることにより、前記目的を達成する。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、前記移動手段の有効および無効を切り替える切替手段を備えたことにより、前記目的を達成する。
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明において、前記切替手段は、当該画像形成装置で施される画像形成処理の種類ごとに設定可能であることにより、前記目的を達成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置における好適な実施の形態について、図１から図７を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
また、図２は、本実施の形態に係る画像形成装置のプロッタ部１１０の構成を示した図である。
なお、ここで説明する画像形成装置は、レーザビーム（光）によって感光体に静電潜像を形成させ、入力した画情報の印刷を行うレーザプリンタなどの印刷装置に適用される。
画像形成装置は、図１に示すように、入力された画情報に基づいて、レーザダイオード（以下、ＬＤとする）１０およびポリゴンミラー１１を制御して感光体１２に静電潜像を形成させるプロッタ部１１０と、このプロッタ部１１０に動作を指示する操作部１２０と、操作部１２０の指示に基づいてプロッタ部１１０を制御する制御部１３０とを備えている。
【００１２】
プロッタ部１１０は、図２に示すように、光源であるＬＤ１０と、ポリゴンミラー１１と、感光体１２とを備えている。
ＬＤ１０から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１３およびアパーチャ１４を介し、シリンダレンズ１５により感光体１２上で所定の大きさになるように集光される。そして、レーザ光は、ポリゴンモータ１６で回転されるポリゴンミラー１１によって主走査方向ｘ（感光体１２の長軸方向）に走査し、さらに、ミラー１７で角度を変え、シリンダレンズ１８によって副走査方向ｙ（感光体の回転方向）に集光されて、感光体１２上に照射するようになっている。
【００１３】
また、一対のＦθレンズ１９は、等角運動を等速運動にし、像面湾曲を補正するようになっている。
さらに、プロッタ部１１０は、フォトダイオード（以下、ＰＤという）２０を有し、シリンダレンズミラー２１，シリンダレンズ２２を介してポリゴンミラー１１で反射されたレーザ光を検出するようになっており、このレーザ光に基づいて、主走査方向の同期検知信号ＤＥＴＰを得て、１走査毎に画像形成用レーザ光の発光開始タイミングを制御するようになっている。
【００１４】
プロッタ部１１０は、図１に示すように、画素密度毎に分周比を可変させて基準高周波クロック（ＳＣＬＫ）から画素クロック信号を生成する画素クロック発生部３１および画素クロック信号（ＷＣＬＫ）を基準クロックとして、所定のタイミング信号を生成するプロッタタイミング制御部３２を備えている。
また、プロッタ部１１０は、プロッタタイミング制御部３２の動作に必要なデータの読み出し、格納を行うメモリ３３と、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）３４から出力されたデータを画情報（以下、プリンタ画データ（ＰＲＤＡＴ）とする）に変換し、プロッタタイミング制御部３２から出力されたタイミング信号に合わせて出力するプリンタコントローラ３５を備えている。
さらに、プロッタ部１１０は、プリンタコントローラ３５から出力されたプリンタ画データ（ＰＲＤＡＴ）に所定のデータを付加して出力するプロットデータ制御部３６と、プロットデータ制御部３６から出力されたデータ（ＬＤＤＡＴ）に基づいてＬＤ１０を発光制御させるＬＤドライブ部３７とを備え、これらを用いてＬＤ１０や感光体１２などの各部の制御を行う。
【００１５】
画素クロック発生部３１は、基準高周波クロック（ＳＣＬＫ）を画素密度に応じて分周して画素クロック信号（ＷＣＬＫ）を生成し、この画素クロック信号は、同期検知信号の位相と合うようになっている。
プロッタタイミング制御部３２は、画素クロック信号（ＷＣＬＫ）を基準クロックとして、プリンタ画データ転送クロックであるＰＲＣＬＫ、１ライン開始の同期検知信号であるＰＲＳＹＮＣ、１ラインの有効幅を示すＰＲＬＧＡＴ、１ページ書き込み有効期間であるＰＲＦＧＡＴ等のタイミング信号を生成し、プリンタコントローラ３５に出力する。
【００１６】
プリンタコントローラ３５は、ＰＣ３４から送出されたキャラクターデータをビットマップデータに変換して図示しない内部のページメモリに展開し、プロッタタイミング制御部３２から出力された上述のタイミング信号に合わせて、プリンタ画データ（ＰＲＤＡＴ）をプロットデータ制御部３６に出力する。
プロットデータ制御部３６は、プリンタコントローラ３５から出力された画データ（ＰＲＤＡＴ）に同期検知信号を検出するために発光させる情報を付加し、レーザダイオードデータ（ＬＤＤＡＴ）としてＬＤドライブ部３７に出力し、そして、ＬＤドライブ部３７は、この入力されたＬＤデータ（ＬＤＤＡＴ）に基づいてＬＤ１０を発光させる。
【００１７】
また、このプロッタ部１１０は、レーザ光を検出するＰＤ２０を有し（図２）、このＰＤ２０で検出されたレーザ光に基づいて同期検知信号を出力する同期検知部３８と、同期検知部３８から出力された同期検知信号のパルス幅を検出する同期検知信号カウンタ４０と、同期検知信号を生成するときに基準となる電圧を発生させる同期検知基準電圧発生部３９とを備え、同期検知部３８において主走査方向の同期検知信号ＤＥＴＰを取得し、この同期検知信号ＤＥＴＰに基づいて、１走査毎の画像形成用レーザ光の発光開始タイミングを制御する。
【００１８】
図３は、同期検知部３８の回路例を示した図である。
同期検知部３８では、図３に示すように、レーザ光の走査ライン上に設けられたＰＤ２０において、レーザ光を検出すると、Ｉｐｄで示される電流が流れることによってコンパレータのマイナス端子にＶｐｄで示される電圧が入力される。
そして、コンパレータにおいて、このＶｐｄとＶｒｅｆで示される基準電圧とを比較することによって、レーザ光が走査された期間にパルス信号（同期検知信号）が出力されるよになっている。
なお、同期検知信号のパルス幅は、同期検知基準電圧（コンパレータの基準電圧）と、ＬＤ１０がＰＤ２０を走査する時間と、ＰＤ２０が受光するＬＤ１０のパワーとに依存している。
【００１９】
図１に戻り、同期検知カウンタ４０には、同期検知部３８から出力された同期検知信号および基準高周波クロック（ＳＣＬＫ）が入力される。この同期検知カウンタ４０は、同期検知信号のパルス幅を検出するようになっており、検出したパルス幅を制御部１３０を介して同期検知基準電圧発生部３９に出力している。
同期検知基準電圧発生部３９は、デジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａとする）コンバータから構成され同期検知信号を生成するときの基準電圧を生成し、この同期検知基準電圧を同期検知部３８に出力する。
なお、この同期検知基準電圧の電圧レベルは、同期検知カウンタ４０において検出された同期検知信号のパルス幅を入力した制御部１３０によって制御されている。
このように転送された画情報に基づいて動作することにより、レーザ光の感光体１２における主走査書き込み開始位置を一定にすることができる。
【００２０】
本実施の形態に係る画像形成装置は、プロッタ部１１０において感光体１２に形成された静電潜像にトナーを吸い付かせ、そして、このトナーを記録媒体である転写紙に付着させる。
そして、転写紙にトナーを付着させた後、画像形成装置は、定着装置５０（図４）を用いてトナーを転写紙に定着させる。このようにして、転写紙に画像が形成されるようになっている。
【００２１】
図４は、本実施の形態に係る画像形成装置の定着装置５０の構成を示した図である。
図４に示すように、定着装置５０は、内部にヒータ等の加熱装置を有する定着ローラ５１と、定着ローラ５１と圧接している加圧ローラ５２とからなる定着ユニット５３を備えている。
定着装置５０には、正転および逆転が可能なモータ５４が備えられ、このモータ５４にはピニオン（小歯車）５５が設けられている。
この定着ユニット５３には、ピニオン５５の歯車とかみ合わせが可能な複数の歯部が形成されたラック５６が、長手方向が主走査方向と平行となるように設けられている。
本実施の形態に係る画像形成装置では、モータ５４を制御することによって、ピニオン５５およびラック５６を介して、定着ユニット５３の位置が移動するようになっている。なお、モータ５４は、駆動時間または出力されるパルス量に基づいて制御されている。
また、定着装置５０には、定着ユニット５３の位置を検知するセンサ５７が設けられている。このセンサ５７では、定着ユニット５３の基準位置（ホームポジション）からのずれ量を相対位置で判断している。
【００２２】
図５は、定着装置５０に転写紙を通す状態を示した図である。
図５に示すように、トナーを付着した転写紙は、搬送ベルト５８によって定着ローラ５１の位置まで搬送されるようになっている。
そして、トナー像が定着ローラ５１に対面するように定着ユニット５３を通過させることにより、トナー像が転写紙に定着する。
本実施の形態に係る画像形成装置では、前述したように定着ユニット５３を移動することにより、転写紙と定着ローラ５１との接する位置を主走査方向にシフトさせることができるようになっている。
【００２３】
次に、このように構成された画像形成装置における動作について説明する。
図６は、操作部１３０のタッチパネルを備えたＬＣＤ（液晶ディスプレイ）画面における定着ユニット５３の位置変更画面の例を示した図である。
本実施の形態に係る画像形成装置において、利用者が定着ユニット５３の位置変更を希望する場合には、図６に示すような位置変更画面から、定着ユニット５３の移動の有無を設定できるようになっている。
定着ユニット５３を移動するように設定された場合には、予め設定されている位置変更条件に基づいて、トナーの定着処理の開始時または終了時に定着ユニット５３の位置を変更するようになっている。
【００２４】
なお、位置変更条件には、位置変更を行うタイミング（定着処理を施した枚数などで設定可能）、位置変更の間隔および位置変更範囲が設定されている。
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、定着ユニット５３の位置を変更させる条件をさらに詳細に設定することができるようになっている。
【００２５】
例えば、プリンタ時のみ定着ユニット５３の位置変更を希望する場合には、図６に示す「プリンタ時のみ」を押下して選択できるようになっている。
なお、何も選択されなかった場合には、自動的に「通常」が設定されるようになっている。この「通常」が設定されている場合には、画像形成装置の駆動開始時にのみ定着ユニット５３の位置変更を行う。
【００２６】
また、位置変更画面において、「同一画像リピート時」が選択（設定）された場合には、予め設定されているリピート条件に従って、定着ユニット５３の位置変更が行われるようになっている。このリピート条件には、同一データの画像を形成する際の定着ユニット５３の位置変更を行うタイミング（画像を形成した枚数などで設定可能）、位置変更の間隔および位置変更範囲などが設定されている。
【００２７】
例えば、リピート条件において、センサ５７（図４）で検知されたホームポジションに対して、位置変更を行うタイミングの規定枚数が５枚、位置変更の間隔が１０ｍｍ、位置変更範囲が−１０ｍｍ〜＋１０ｍｍと設定されている場合は、定着ユニット５３は、最初の１〜５枚までホームポジション（補正値０ｍｍ）の位置で定着処理を行う。
そして、６枚〜１０枚まではホームポジションより補正値＋１０ｍｍ移動させた位置、１１枚〜１５枚までは−１０ｍｍ移動させた位置において定着処理を行うように定着ユニット５３の位置が補正（変更）される。
なお、このようなリピート条件が設定されている場合には、リピート数４枚以下の場合は定着ユニット５３の位置補正は行われない。
また、リピート条件において、位置変更を行うタイミングの規定枚数が１枚に設定されている場合は、１枚毎に定着ユニット５３の位置が補正される。
【００２８】
同様に、位置変更画面において、「同一サイズリピート時」が選択された場合には、定着ユニット５３の位置変更条件（ここでは、同一サイズリピート条件）と一致した場合に、前回の位置補正値を参照して位置が補正される。
通常は、画像形成装置の電源のＯＮ／ＯＦＦや、転写紙のサイズが変更された場合に、前回の定着ユニット５３の位置補正値がクリアされるようになっているが、前回の位置補正値および通算枚数を不揮発ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）などに保存しておいて、通算枚数に基づいて定着ユニット５３の位置を補正するようにしてもよい。
【００２９】
定着ユニット５３の移動中に転写紙が定着ユニット５３に搬送されると、紙詰まりやしわの発生原因となるため、定着ユニット５３の移動中には給紙を行わないようにしてもよい。
また、画像形成装置に設けられている各種検知装置に影響しないような位置に定着ユニット５３を移動させるように制御してもよい。
例えば、転写紙端面近傍に定着温度検知センサなどが設けられた装置では、通紙で定着温度変動が大きくならないように、または、定着温度の誤検知を避けるために、定着ユニット５３の移動位置や温度制御を調整するようにする。
【００３０】
図７は、本実施の形態に係る画像形成装置における定着ユニット５３の位置変更処理の手順を示したフローチャートである。
定着ユニット５３を移動するように設定した場合、まず、画像形成装置は、定着ユニット５３の位置を検知する（ステップ１１）。起動時やリセット時には、センサ５７で定着ユニット５３の位置を検知して、この検知結果に基づいて定着ユニット５３をホームポジションである基準点（０点）に移動させるようにする。
【００３１】
次に、画像形成装置は、位置変更画面（図６）において利用者から選択（設定）されたモードを認識し、「プリント時のみ」が設定されているか否かを判断する（ステップ１２）。
モード認識の結果「プリント時のみ」が設定されていない場合（ステップ１２；Ｎ）、画像形成装置は、現在処理中の状態を検出し、この検出結果が位置変更条件と一致しているか否かを判断する（ステップ１３）。
【００３２】
認識結果が位置変更条件と一致している場合（ステップ１３；Ｙ）、位置変更条件に設定されている内容に基づいて、定着ユニット５３の位置を補正（変更）する（ステップ１４）。
認識結果が位置変更条件と一致していない場合（ステップ１３；Ｎ）、定着ユニット５３の位置補正を行わずに処理を終了する。
【００３３】
また、モード認識の結果「プリント時のみ」が設定されている場合（ステップ１２；Ｙ）、画像形成装置は、現在処理中の状態を検出し、処理中の画像形成処理がプリンタ出力であるか否かを判断する（ステップ１５）。
処理中の画像形成処理がプリンタ出力である場合（ステップ１５；Ｙ）、ステップ１３の処理へ進む。
一方、処理中の画像形成処理がプリンタ出力でない場合（ステップ１５；Ｎ）、定着ユニット５３の位置補正を行わずに処理を終了する。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置によれば、定着ユニット５３の位置を移動補正することにより、定着ローラ５１の副走査方向の同一部分にトナーや紙粉が過剰に付着することを防止することができる。
これにより、転写紙に形成される画像がかすれることや、転写紙が定着ローラ５１に過剰に付着したトナーなどによって汚れることを抑制することができ、画像形成処理の品質を向上させることができる。
また、定着ユニット５３を移動させることにより定着オフセットを抑制することができるため定着装置５０の高耐久化を図ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、定着装置のローラの位置を記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させることにより、トナーや紙粉がローラに付着する箇所を分散させることができ、同一部分に過剰にこれらの付着物が付着すること、つまり、定着オフセットを防止することができる。
請求項２記載の発明によれば、連続して同一の画像情報に基づいて画像形成処理を施す場合、連続して同一サイズの記録媒体に画像形成処理を施す場合、当該画像形成装置を起動する場合、ローラの駆動を開始する場合、のうちの少なくともいずれか１つの場合に、定着装置のローラを移動させることにより、適切に定着オフセットを防止することができる。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、移動手段の有効および無効を切り替える切り替え手段により、ローラの移動を実行する場合と、実行しない場合との切り替えを行うことができる。
請求項４記載の発明によれば、移動手段の有効および無効の切替を当該画像形成装置で施される画像形成処理の種類ごとに設定することにより、ローラの移動を実行する場合と、実行しない場合との切り替えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示した図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置のプロッタ部の構成を示した図である。
【図３】同期検知部の回路例を示した図である。
【図４】本実施の形態に係る画像形成装置の定着装置の構成を示した図である。
【図５】定着装置に転写紙を通す状態を示した図である。
【図６】操作部のタッチパネルを備えたＬＣＤ画面における定着ユニットの位置変更画面の例を示した図である。
【図７】本実施の形態に係る画像形成装置における定着ユニットの位置変更処理の手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０ レーザダイオード（ＬＤ）
１１ ポリゴンミラー
１２ 感光体
１３ コリメートレンズ
１４ アパーチャ
１５ シリンダレンズ
１６ ポリゴンモータ
１７ ミラー
１８ シリンダレンズ
１９ Ｆθレンズ
２０ フォトダイオード（ＰＤ）
２１ シリンダレンズミラー
２２ シリンダレンズ
１１０ プロッタ部
１２０ 操作部
１３０ 制御部

Claims (4)

1. ローラを記録媒体上に押圧してトナー像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、
   前記ローラの位置を前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させる移動手段を備え、
   前記移動手段は、所定の位置変更条件に基づいて前記ローラの位置を移動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記移動手段は、連続して同一の画像情報に基づいて画像形成処理を施す場合、連続して同一サイズの記録媒体に画像形成処理を施す場合、当該画像形成装置を起動する場合、前記ローラの駆動を開始する場合、のうちの少なくともいずれか１つの場合に前記ローラの位置を移動させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記移動手段の有効および無効を切り替える切替手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記切替手段は、当該画像形成装置で施される画像形成処理の種類ごとに設定可能であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

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