JP2008001447A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間における記録材Ｓの引っ張り合いや、ループ過多を防止する。
【解決手段】二次転写装置Ｂを通過した記録材Ｓは、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにまたがって搬送される。二次転写装置Ｂの搬送速度よりも定着装置Ｃの搬送速度の方が早いと、その速度差により記録材Ｓの引っ張り合いが生じ、定着装置Ｃの搬送速度の方が遅い場合には記録材Ｓにループが形成される。この時、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間の搬送経路に設けたループ検知装置３１で検知したループ量に応じて、制御部２００は、定着装置Ｃを搬送方向に移動させる。ループ量が少ない場合は定着装置Ｃを二次転写装置Ｂに近付け、ループ量が過大な場合は定着装置Ｃを二次転写装置Ｂから遠ざけて、ループ量を適正範囲に保持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写部から定着部へ搬送される記録材にループを形成させる画像形成装置に関する。

感光体ドラム、中間転写ベルト等のトナー像担持体に担持させたトナー像を転写部で記録材に転写した後に定着部へ搬送して定着させる各種の画像形成装置が広く用いられている。転写部と定着部との距離が短い画像形成装置においてＡ３サイズ等の長い記録材に画像形成を行う場合、転写部と定着部とにまたがって記録材が搬送される。

このとき、転写部の搬送速度よりも定着部の搬送速度が大きいと、強力な加圧駆動を伴う定着ニップが記録材を引っ張って転写部で転写ずれ不良を起こす可能性がある。一方、転写部の搬送速度よりも定着部の搬送速度が小さくても、記録材の突き戻しによって転写部で転写ずれ不良を起こす可能性がある。転写部と定着部との間で過剰なたるみ（ループ）が形成されると、記録材の損傷やジャムに至る可能性もある。

特に、ゴム製の加熱ローラを採用した定着ニップの場合、加熱ローラの温度変化に伴って駆動半径が増減して搬送速度が変化するので、転写部の搬送速度と定着部の搬送速度とを常時一致させることは困難である。

そこで、転写部と定着部とにまたがって搬送される記録材に、両者の速度差を吸収するための適正量のループを意図的に形成し、ループ量を適正範囲に制御する機構や制御が提案されている。

特許文献１には、転写部と定着部との間に、記録材の裏面を案内する柔らかな弾性体ガイド（可倒部材）を配置した画像形成装置が示される。弾性体ガイドは、記録材のばたつきを抑制しつつ安定したループ量を確保させる。

特許文献２には、ループ量センサを設けるとともに定着ニップの回転速度を可変にした画像形成装置が示される。ループ量センサの出力を定着ニップの搬送速度にフィードバックすることにより、転写部と定着ニップとにまたがって搬送される記録材のループ量をほぼ一定に維持している。

特開平１０−０１０８９２号公報 特開平１０−３４００１２号公報

特許文献１の弾性体ガイドは、記録材の曲げ抵抗（いわゆるコシ）と弾性体ガイドの復元力とのバランスでループ量が設定されるので、厚い記録材ではループ量が不足する一方で、薄い記録材ではループ量が過剰となる傾向がある。温湿度の変化に伴って記録材の曲げ抵抗が変化してもループ量が変化し、薄い樹脂シートから厚紙までの幅広い種類の記録材に一律一定のループ量を確保することは難しい。

特許文献２の搬送速度制御は、高価な駆動機構と複雑な制御とを要する。安価な直流モータでは、機構の慣性が邪魔して定着ニップの搬送速度を細かく制御できないし、ループ検出精度や制御の応答速度に問題があると、逆にループ量の変動を増やしてしまうからである。また、転写部と定着部とで個別に駆動モータを設ける必要があり、歯付きベルトや歯車で両者を連動させる場合に比べて、小型化が難しくコスト高となる。

本発明は、転写部と定着部とにまたがって搬送される記録材のループ量を、安価な機構と簡単な制御とを用いて、精度高く安定して制御できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する像形成手段と、記録材に形成されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記定着手段に挟持された記録材にループを形成するものである。そして、記録材に形成されたループ量を補正すべく前記定着手段を記録材の搬送方向へ移動させる移動手段を有する。

別発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する像形成手段と、記録材に形成されたトナー像を定着する定着手段とを有し、前記定着手段に挟持された記録材にループを形成するものである。そして、記録材に形成されたループの偏りを補正すべく前記定着手段を回動させる回動手段を有する。

本発明の画像形成装置では、特許文献１、２と同様に、像形成手段（転写部）と定着手段との間で記録材にループを形成して維持させる。しかし、特許文献２に示される定着手段における搬送速度ではなくて、定着手段の位置を搬送方向に調整してループ量を制御する。そして、ループ量が適正化される方向に定着手段を移動させることにより、像形成手段（転写部）と定着手段との間を搬送される記録材の「上流側と下流側との搬送速度差による長さの増減」が吸収されて、ループ量の変動が抑制される。

従って、種類や性質が異なる多種類の記録材、同一記録材における温湿度変化に伴うコシの変化等に対して柔軟に対応して、記録材のループ量を予測された好ましい範囲に調整できる。また、定着手段を移動させる機構から独立させて定着ニップ自体は一定の速度で安定的に駆動すれば良いので、特許文献２の制御のような駆動速度の増減による駆動系構成部品に対する加速減速の負荷を軽減できる。従って、機構の耐久性においても有利な構成となる。

また、記録材の搬送速度を増減させないで済むので、搬送速度の変動に起因する記録材の振動や姿勢の不安定が回避される。従って、特許文献２の制御に比較して安価で応答速度の低い制御系を用いても、ループ制御の十分な精度と応答性とを確保できる。

また、定着手段と像形成手段（転写部）とを機械的に連動させて共通の駆動モータで回転させる構成を採用できるので、両者を連繋させる精密な回転制御が不要である。この場合、特許文献２の構成に比較して機構が簡単になって駆動モータも削減されるので、装置の小型化、コスト削減に有利である。

別発明の画像形成装置では、特許文献１、２と同様に、像形成手段（転写部）と定着手段との間で記録材にループを形成して維持させる。しかし、記録材の搬送面内で定着手段を回動させて、特許文献１、２では取り除けなかったループの偏りを補正できる。

従って、記録材のループの偏りを補正して、記録材の搬送面内でばらつきの少ないループを記録材に形成して安定的に保持できる。これにより、ループの偏りが記録材を局所的に引っ張って発生する転写部の転写ずれを防止できる。記録材の波打ちや斜行が引き起す定着ニップでの折り皺を防止できる。

以下、本発明の実施形態である画像形成装置１００について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。定着ニップに搬送される記録材のループを定着装置の移動によって制御する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。

本実施形態では、感光体ドラムの周囲に現像色の異なる複数の現像装置を配置して中間転写ベルトに複数色のトナー像を重ねてカラー画像を形成する画像形成装置を説明する。しかし、現像色の異なる複数の画像形成ステーションを直列に配置したタンデム型のカラー画像形成装置や、感光体ドラムに形成された単色のトナー像を記録材に直接転写する画像形成装置としてもよい。

本実施形態の画像形成装置は、プリンタに限らず、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置として実現できる。

なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の構成、定着装置の詳細構造と動作については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明も省略する。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図２は定着装置の位置制御の説明図、図３はループ検知装置３１の平面配置の説明図、図４はループ検知センサの説明図である。図５は定着装置を移動させるモータ配置の説明図である。図４中、（ａ）は記録材の引っ張り合い、（ｂ）はループ量適性、（ｃ）はループ量過多である。

図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、本発明の画像形成装置の一例であるカラー電子写真プリンタである。画像形成装置１００の筐体下部に記録材Ｓを格納した給紙カセット２２３が配置される。記録材Ｓは、トナー像が形成される媒体であって、記録材Ｓの具体例としては、普通紙、厚紙、トランスペアレント記録材、封筒等がある。記録材Ｓは、ピックアップローラ２２４によって給紙カセット２２３から１枚ずつ送り出されてレジストローラ対２２５に搬送される。

画像形成装置１００は、回転する感光ドラム１２１の周囲に、一次帯電器１２７、露光装置１２８、現像装置１１３、一次転写装置１２６、クリーニング装置２１２を配置する。一次帯電器１２７は、感光ドラム１２１の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置１２８は、画像データに応じてパルス変調されたレーザー光を感光体ドラム１２１の表面で走査して静電潜像を形成する。現像装置１１３は、静電潜像にトナーを付着させてトナー像に現像する。

一次転写装置１２６は、無端ベルト状の中間転写ベルト１２２を帯電させて、感光体ドラム１２１のトナー像を中間転写ベルト１２２へ電気的に移動させる。クリーニング装置２１２は、感光ドラム１２１の表面に残った転写残トナーを除去して次回の画像形成に備えさせる。

中間転写ベルト１２２は、駆動ローラ２３７、テンションローラ２２０、バックアップローラ２１９等に掛け回されて循環する。バックアップローラ２１９でバックアップされた中間転写ベルト１２２と二次転写ローラ２２１とが二次転写装置Ｂの転写ニップを形成する。二次転写ローラ２２１は、中間転写ベルト１２２に対して圧接／離間が可能である。レジストローラ対２２５は、記録材Ｓの先端を整列させて斜行を補正した後に、中間転写ベルト１２２上のトナー像と同期を取って、記録材Ｓを二次転写装置Ｂの転写ニップに搬送する。

画像形成装置１００は、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の現像器１１３Ｙ、１１３Ｍ、１１３Ｃ、１１３Ｋを備えている。現像器１１３Ｙ、１１３Ｍ、１１３Ｃ、１１３Ｋは、現像装置１１３を回転させて交替で感光体ドラム１２１に対向する現像位置へ位置決めされる。

このように構成された画像形成装置１００では、以下のような一般的な電子写真方式の潜像生成過程によって画像形成する。まず、（１）一次帯電器１２７が感光ドラム１２１を均一に帯電させる。次に、（２）露光装置１２８のレーザスキャナが感光ドラム１２１表面上に潜像を形成する。次に、（３）潜像は、現像装置１１３によってトナー像に可視像化される。

そして、（４）中間転写ベルト１２２から二次転写ローラ２２１を離間させた状態で、感光ドラム１２１のトナー像は、一次転写装置１２６によって、トナー像担持体である中間転写ベルト１２２に一次転写される。そして、（５）残りの３色のトナー像も上記（１）から（４）の過程を経て、中間転写ベルト１２２上に順次重ねて一次転写される。最後のトナー像が一次転写される際に、中間転写ベルト１２２に二次転写ローラ２２１が圧接して二次転写装置Ｂの転写ニップを形成する。

そして、（６）中間転写ベルト１２２上のフルカラーのトナー像は、二次転写装置Ｂの転写ニップで、二次転写ローラ２２１によって帯電された記録材Ｓに写し取られて二次転写が完了する。中間転写ベルト１２２に残った二次転写残トナーはクリーニング装置２２２によって除去されて、次回の一次転写に備える。

図２に示すように、二次転写装置Ｂでトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置Ｃへ搬送されて定着ローラ３２１、３２２の定着ニップで加熱・加圧を受けつつ搬送される。加熱・加圧を受けてトナー像が表面に定着された記録材Ｓは、画像形成装置１００から排出される。

上述した構成において、制御部２００は、二次転写装置Ｂによる記録材Ｓの搬送速度Ｖｂを、定着装置Ｃの定着ニップによる記録材Ｓの搬送速度Ｖｃに対して数％速く設定している。
Ｖｂ ＞ Ｖｃ・・・（１）

このように速度設定するのは次のような理由による。二次転写装置Ｂの搬送速度Ｖｂと定着装置Ｃの搬送速度Ｖｃとを等しくする意図で設計しても、実際には両者間に速度誤差が生じ易い。そして、二次転写装置Ｂの搬送速度Ｖｂよりも定着装置Ｃの搬送速度Ｖｃが速いと、定着装置Ｃと二次転写装置Ｂとの間で記録材Ｓの引っ張り合いを起こすことになる。記録材Ｓの引っ張り合いは、画像不良、二次転写装置Ｂへのダメージなどの問題を引き起こす原因となる。

そこで、記録材Ｓの引っ張り合いを回避するため、二次転写装置Ｂによる搬送速度Ｖｂを定着装置Ｃの搬送速度Ｖｃよりも速く設定して、両者間で記録材Ｓがループを形成するようにしている。

図３に示すように、二次転写装置Ｂから定着装置Ｃまでの搬送経路上に配置されたループ検知装置３１は、記録材Ｓにループが形成されたことを検知する。図４の（ａ）に示すように、ループ検知装置３１は、回転軸３１０を中心にして回転自在なセンサレバー３１１と、センサレバー３１１の回転角度を検知するフォトインタラプタ３１２、３１３とを有する。フォトインタラプタ３１２、３１３は、センサレバー３１１の異なる回転角度を検知する。

転写装置Ｂから排出された記録材Ｓがセンサレバー３１１を矢印Ｈの方向に倒すと、最初にセンサレバー３１１がセンサ３１２を遮ってＯＮする。図４の（ｂ）に示すループ適正の状態から更に記録材Ｓがセンサレバー３１１を押し込んでセンサ３１３がＯＮになると、制御部２００（図２）は、図４の（ｃ）に示すように、記録材Ｓにループ過多が発生したと判断する。

図４の（ａ）に示すように、記録材Ｓがセンサレバー３１１を倒さず、センサ３１２、３１３を両方遮らずにいると、制御部２００（図２）は、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間で記録材Ｓの引っ張り合いが発生していると判断する。

なお、ループ検知装置３１は、定着装置Ｃの入り口ガイド上または搬送経路の上流側に設ければよいので、転写装置Bからの分離を確認するための記録材Ｓのジャム検知センサを兼用してもよい。これはセンサレバー３１１の形状とセンサ３１２、３１３の配置を変える事で容易に対応できる。例えば、記録材Sがセンサレバー３１１を矢印Hの方向に倒してセンサ３１２のみ遮っている場合をループ過少、センサ３１２を遮ると同時にセンサ３１３を遮ったときを適正ループ、センサ３１３のみを遮った場合をループ過多と設定することで可能となる。転写装置Bを抜けて所定時間経ってもセンサレバー３１１がセンサ３１２を遮らない場合には、記録材Sの遅延ジャムと判断する。またセンサレバー３１１がセンサ３１２およびセンサ３１３のいずれか一方、またはセンサ３１２、３１３の両方を所定時間以上遮り続けた場合には記録材Sの滞留ジャムと判断する。

また、ループ検知装置３１に非接触変位センサを用いると、記録材Ｓとの摺擦がないため、記録材Ｓの挙動を乱したり、未定着画像の飛び散りを起こしたりする因子の無い状態でループ量を検知できる。

図２に示すように、制御部２００は、ループ検知装置３１の出力を検知してモータ３２３を作動させることにより、枠体３２０上で下流側Ｄまたは上流側Ｅへ定着装置Ｃを移動する。図３に示すように、モータ３２３は、移動させたときの手前側と奥側とのバランスを考えて、その出力軸が定着部Ｃの重心を通るように、枠体３２０に固定されている。

図５に示すように、モータ３２３は、ボールねじ３２５と組み合わせて、定着装置Ｃの始動・停止を滑らかに動作させ得るアクチュエータを構成している。ナット３２６を定着装置Ｃに固定しており、ナット３２６に噛み合うボールねじ３２５が枠体３２０に固定されたモータ３２３によって回転駆動される。

ここで、定着装置Ｃの始動・停止を滑らかに動作させる理由は、定着装置Ｃを移動させた際のショックが大きいと、定着装置Ｃや二次転写装置Ｂにおいて画像ムラが発生する可能性があるからである。移動によるショックを更に低減するために、ナット３２３と定着装置Ｃとの間や、モータ３２３の取り付け部に緩衝材やダンパーを設けて対策することも可能である。

第１実施形態では、二次転写装置Ｂを通過して定着装置Ｃに到るまでの搬送距離は１００ｍｍ、定着装置Ｃにおける搬送速度は１００ｍｍ／ｓｅｃである。従って、Ａ４シートが二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにまたがって搬送される距離は１１０ｍｍ、時間は１．１秒である。そして、温度上昇に伴う定着装置Ｃでの速度変動率は最大約３．５％である。

定着装置Ｃの３．５％の速度変動を吸収して所定のループ量を保持するために、定着装置Ｃは、１００ｍｍ／ｓｅｃ×３．５％＝３．５ｍｍ／ｓｅｃの移動速度が必要である。そして、定着装置Ｃは、ボールねじ３２５による３．５ｍｍ／ｓｅｃ×１．１秒間＝３．８５ｍｍの移動量を確保する必要がある。第１実施形態では、余裕をもつために、モータ３２３による定着装置Ｃの可動量は±５．０ｍｍとした。

図２に示すように、制御部２００は、ループ検知装置３１で検知したループに対し、モータ３２３を含むアクチュエータを動作させる。表１に示すように、センサ３１２がＯＮしてセンサ３１３がＯＦＦした状態における記録材Ｓのループ量を適正ループ量と定めている。適正ループ量の場合、制御部２００は、モータ３２３を作動させない。

しかし、センサ３１２、３１３がともにＯＦＦの場合は、制御部２００は、ループ量が少ない状態、すなわち引っ張り合いが起こり得る状態と判断する。そして、モータ３２３を作動させて、ループ量を大きくする方向Ｅに定着装置Ｃを移動させる。

また、センサ３１２がＯＦＦで、センサ３１３がＯＮの場合は、制御部２００は、ループ量過多の状態、すなわちジャムが起こり得る状態と判断する。そして、モータ３２３を作動させて、ループ量を小さくする方向Ｄに定着装置Ｃを移動させる。

なお、定着装置Ｃの必要な移動量は、画像形成装置のプロセススピード、定着装置の構成、二次転写装置と定着装置との間の搬送距離、搬送される記録材の長さ等によって異なってくる。また、定着装置Ｃの移動機構をボールねじに限定する必要はなく、ウォームとウォームホイールとを組み合わせる等としても良い。

＜第２実施形態＞
図６は第２実施形態におけるループ検知装置とモータとの配置の説明図である。第２実施形態の画像形成装置２００は、図１に示す基本構成が第１実施形態と同様であり、図３と対比させた構成の異なる部分について図６を参照して説明する。

図６に示すように、二次転写装置Ｂから定着装置Ｃに到る記録材Ｓの搬送経路の手前側にループ検知装置３１ｆ、奥側にループ検知装置３１ｒが配置されている。このループ検知装置３１ｆは、記録材Ｓの手前側のループを検知し、ループ検知装置３１ｒは記録材Ｓの奥側のループを検知する。ループ検知装置３１ｒ、３１ｆの構成は、図４に示す第１実施形態のものと同様である。

また、定着装置Ｃは、回動軸３２４によって枠体３２０に回動可能に取り付けられ、枠体３２０に固定されたモータ３２３は、回動軸３２４を中心にして定着装置Ｃを搬送方向の上流側／下流側へ回動して移動させる。モータ３２３には不図示のウォームが取り付けられ、定着装置Ｃにはウォームと噛み合うウォームホイールのセグメントが固定されている。定着装置Ｃの回動軸３２４は手前側に片寄せて配置され、奥側にモータ３２３を片寄せて配置される。定着装置Ｃを支える枠体３２０に回動軸３２４を設け、定着装置Ｃ側に回動軸３２４を保持する軸受け部を設けているが、回動軸と軸受け部の関係は枠体３２０と定着装置Ｃのどちらに設けても良い。

モータ３２３は、定着装置Ｃの回動軸３２４と反対側に設けた。回動軸３２４からの距離を大きく取ることで、定着装置Ｃを上流側／下流側へ移動させる際にモータ３２３にかかる力を小さくすることができ、モータ３２３の小型化、小型化による低コスト化、小電力化に有利となる。

ところで、図６に示す第２実施形態の定着装置Ｃの二次転写装置Ｂに対する角度のアライメントずれは、部品精度を上げたとしても部品公差分を無くすことはできない。第２実施形態の場合、定着装置Ｃを上流側／下流側へ移動させるループ量の制御に代えて、角度のアライメントずれ補正も可能である。つまり、ループ検知装置３１ｒ、３１ｆの両方がループ適正となるようにモータ３２３を作動させて定着装置Ｃを回動させる。第２実施形態では、定着装置Ｃを動かす角度は±１°とし、手前側と奥側とにおける記録材Ｓの搬送経路長の差分１．６ｍｍまでを補正可能な量とした。

＜第３実施形態＞
図７は第３実施形態におけるループ検知装置とモータとの配置の説明図、図８は定着装置の角度制御の説明図である。第３実施形態の画像形成装置３００は、図１に示す基本構成が第１実施形態と同様であり、図３と対比させた構成の異なる部分について図７、図８を参照して説明する。

上述したように、第２実施形態では、モータ３２３を作動させて二次転写装置Ｂに対する角度のアライメントずれを補正することも可能である。しかし、角度のアライメントずれを補正するためにモータ３２３を作動させると、同時に定着装置Ｃが上流側／下流側へ移動してしまう。

そこで、第３実施形態の画像形成装置３００では、図７に示すように、回動軸３２４を定着装置Ｃの中心に配置して、角度のアライメントずれを補正した際に定着装置Ｃが上流側／下流側へ移動しないようにした。

定着装置Ｃの端部にモータ３２３を設けると、第２実施形態に比較してモータ３２３の負荷は大きくなるが、同じ角度だけ定着装置Ｃを回動させる際の駆動距離が半分で済む。これに加えて、二次転写装置Ｂに対する定着装置Ｃの角度を所望の位置まで動かす時間を半分にするメリットもある。コスト的、スペース的に許されるのであれば、モータ３２３が受ける定着装置Ｃの慣性力を半分にするために、定着装置Ｃの両端にモータ３２３を設けてもよい。

第２実施形態と同様に、一対のループ検知装置３１ｆ、３１ｒが配置され、ループ検知装置３１ｆは、記録材Ｓの手前側のループを検知し、ループ検知装置３１ｒは記録材Ｓの奥側のループを検知する。ループ検知装置３１ｒ、３１ｆの構成は、図４に示す第１実施形態のものと同様である。

ループ検知装置３１ｆ、３１ｒで検知したループに対してモータ３２３をどのように動作させるかを表２と図８とを参照して説明する。ループ検知装置３１ｆ、３１ｒのいずれにおいても、センサ３１２がＯＮしてセンサ３１３がＯＦＦする時が適正ループ量である。

手前側のループ検知装置３１ｆだけでセンサ３１２・３１３ともにＯＦＦの場合は、手前側でループ量が少ない状態、すなわち引っ張り合いが起こり得る状態である。そこで、制御装置２００は、モータ３２３を作動させて手前側のループ量を大きくする方向（回転方向Ｆ）に定着装置Ｃを移動させる。

手前側のループ検知装置３１ｆだけでセンサ３１２はＯＦＦで、センサ３１３がＯＮの場合は、手前側でループ量過多の状態である。そこで、制御部２００は、モータ３２３を作動させて手前側のループ量を小さくする方向（回転方向Ｇ）に定着装置Ｃを移動させる。

なお、表２は、手前側のループ量が適正でなくなった場合のみの動作であるが、奥側のループ量が適正でなくなった場合についても、制御部２００は、モータ３２３を動作させる同様の制御を行う。

＜比較例の画像形成装置＞
転写装置で転写されたトナー像を記録材に加熱定着させる定着装置には、加熱ローラと定着ローラとによって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ方式が用いられる。加熱ローラは、所定の温度に維持された弾性体層を有し、定着ローラは、弾性体層を介して加熱ローラに圧接する。ここで、加熱ローラと定着ローラとが高温になると、転写装置を通過中の記録材を定着装置が引っ張ることとなり、この影響で画像の伸びや記録材後端の画像欠けが生じる可能性がある。

転写装置を通過中の記録材を定着装置が引っ張らないようにするには、加熱ローラと定着ローラが高温になった時の定着装置の記録材搬送速度を転写装置の記録材搬送速度に一致させておけばよい。しかし、このような設定を行うと、加熱ローラと定着ローラとがまだ低温の過渡状態では、転写装置と定着装置との間で記録材にループ量の過多が発生してしまう。従って、転写装置における記録材の分離方向が不安定となって分離時の画像飛び散りが発生したり、定着装置への記録材の入射角度等が不安定となって定着装置でオフセットが発生したりすることもある。ループの過多によって周辺部材に記録材の表面がこすれて画像が汚れる等の不具合も発生するし、厚い記録材を通紙した場合に転写装置に遡ってブレが生じることもある。

このようなループを適正化すべく、特許文献１では上述した機構によって、転写装置と定着装置との間の記録材搬送経路長を調整している。しかし、この機構では、温湿度による記録材のコシの変化や、これから市場で使われる幅広い種類の記録材に一定一律に対応することは難しい。

また、特許文献２では上述した定着装置の駆動速度制御によって、ループ量を適正となるようにしている。しかし、この制御では、一般にＤＣモータの特徴として大きなトルクに対応できる反面、回転速度を細かく制御しようとすると慣性が大きく安定的に回転させることが難しい。また、駆動速度の増減による駆動系構成部品に対する負荷が大きく、耐久性においても不利な構成といえる。また、転写部に対する定着部のアライメントが精度良く出ていない場合や手前側／奥側でローラ径が異なる場合には、手前側／奥側で記録材の搬送量に差が生じて、画像の平行性を保てなくなる可能性がある。

転写装置と定着装置との間で記録材を介した相互作用を回避するには、転写装置と定着装置との間の距離を記録材の寸法より大きくし、手前側／奥側の中央に記録材を位置させて搬送すればよい。しかし、Ａ３サイズ等の長尺の記録材を使用する装置ともなると、転写装置と定着装置との距離が大きくなり過ぎて装置本体が大型化する。

これに対して、上述したように、第１実施形態、第２実施形態では、転写装置と定着装置との間に発生する記録材のループ量を検知し、検知されたループ量に応じて定着装置を上流側／下流側へ移動させている。これにより、転写装置と定着装置との距離を大きくしないで、転写装置と定着装置にまたがって搬送される記録材のループ量を適正に制御できる。

定着装置自体を動かすので、機構部材の反力設定によって記録材の種類が制限されることも少なくなり、温湿度変化に伴う記録材のコシの変化に依存せずループ量を調整することが可能となる。

また、定着装置自体を動かす構成にすると、定着ローラの駆動モータは一定の速度で安定的に回転させれば良い。従って、駆動速度の増減による駆動系構成部品に対する負荷を低減でき、耐久性においても有利である。

第２実施形態、第３実施形態の構成によれば、ループ量の調整によって生じる効果に加え、画像の平行性を保つ（手前側／奥側の画像伸縮の差を抑制する）効果も得られる。

また、定着装置の熱変形による速度変化だけでなく、各部の構成部品が公差内で寸法が振れることから、転写装置と定着装置との間で微小ながらもアライメントずれや記録材の斜行が発生することがある。こうして手前側／奥側のループ量に差ができてしまった場合においても、手前側／奥側でのループ量を検知して、その差分に応じて定着装置の角度アライメントを補正できる。これにより、手前側／奥側のループ量が均一となり、転写装置と定着装置とにおいて記録材を安定した状態で搬送可能となり、画像の平行性を保つ効果も得られる。

なお、上述した実施形態においては、転写ニップ〜定着ニップ間で形成される記録材のループ量をコントロールする例について述べたが以下のような構成であっても本発明を同様に適用することが可能である。

具体的には、転写ニップと定着ニップ間の記録材搬送方向の距離が使用可能な記録材の長さよりも長い場合に、転写装置と定着装置間に記録材を挟持搬送する回転体対を別途設けた構成である。つまり、この回転体対と定着装置間において記録材にループが形成される構成である。このような構成であっても、回転体対と定着装置間において形成された記録材のループ量やループ量の偏り（記録材の幅方向でのループ量の偏り）を上述した実施形態と同様にコントロールすることが可能である。

＜発明との対応＞
第１実施形態の画像形成装置１００は、図３に示すように、記録材Ｓにトナー像を形成する二次転写装置Ｂと、記録材Ｓに形成されたトナー像を定着する定着装置Ｃとを有し、定着装置Ｃに挟持された記録材Ｓにループを形成する。そして、記録材Ｓに形成されたループ量を補正すべく定着装置Ｃを記録材Ｓの搬送方向へ移動させるモータ３２３を有する。

画像形成装置１００では、特許文献２と同様に、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間で記録材Ｓにループを形成して維持させる。しかし、特許文献２に示される定着装置Ｃにおける搬送速度ではなくて、定着装置Ｃの位置を搬送方向に移動させてループ量を制御する。ループ検知装置３１によってループを検知し、制御部２００が、ループ量が適正化される方向にモータ３２３を作動させる。二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間に保持された記録材Ｓの「上流側と下流側との搬送速度差による長さの増減」が定着装置Ｃの移動によって吸収されて、ループ量の変動が抑制される。

定着装置Ｃの移動量は、搬送速度の変化よりも速やかにループ量を変化させるので、搬送速度を変化させる場合よりも制御の時間的なゆとりが大きい。また、記録材Ｓが定着装置Ｃを通過する程度の短い時間内では定着装置Ｃのニップの搬送速度は一定、従って、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにおける記録材Ｓの移動速度差も一定である。

従って、ループの増減結果が明らかになった時点で定着装置Ｃを一方向に移動させ始める単純な制御でもループを制御できる。特許文献２の制御では利用できない「変動方向を判別できる程度の精度の低い検知」でも、定着装置Ｃの移動方向を間違う心配が無い。

記録材Ｓの移動速度差を搬送速度の増減で埋め合わせる特許文献２の制御に比較して制御中の搬送速度の変動が小さくなって、搬送速度の変動に起因する記録材Ｓの振動や姿勢の不安定が回避される。従って、特許文献２の制御に比較して安価で応答速度の低い制御系を用いて、ループ制御の十分な精度と応答性とを確保できる。

また、定着装置Ｃと二次転写装置Ｂとを機械的に連動させて共通の駆動モータで回転させる構成を採用できるので、両者を連繋させる精密な回転制御が不要である。この場合、特許文献２の構成に比較して機構が簡単になって駆動モータも削減されるので、装置の小型化、コスト削減に有利である。

従って、種類や性質が異なる多種類の記録材Ｓ、同一記録材Ｓにおける温湿度変化に伴うコシの変化等に対して柔軟に対応して、ループ量を予測された好ましい範囲に調整できる。また、定着装置Ｃを移動させる機構から独立させて定着装置Ｃのニップ自体は一定の速度で安定的に駆動すれば良いので、駆動速度の増減による駆動系構成部品に対する加速減速の負荷を軽減できる。従って、機構の耐久性においても有利な構成となる。

第１実施形態の画像形成装置１００は、記録材Ｓに形成されたループ量を検出するループ検知装置３１を有する。そして、検出されたループ量が不足している場合には定着装置Ｃを記録材Ｓの搬送方向上流側に向けて移動させ、検出されたループ量が過剰な場合には定着装置Ｃを記録材Ｓの搬送方向下流側に向けて移動させる。

第２実施形態の画像形成装置２００は、図６に示すように、二次転写装置Ｂと前記定着装置Ｃとの間で記録材Ｓに形成されたループの偏りを補正すべく定着装置Ｃを回動させるモータ３２３を有する。

第２実施形態の画像形成装置２００は、記録材Ｓに形成されたループの偏りを検出するループ検知装置３１ｆ、３１ｒを有する。そして、検出された記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が他端側よりも大きい場合には記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が小さくなるように定着装置Ｃを回動させる。しかし、検出された記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が他端側よりも小さい場合には記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が大きくなるように定着装置Ｃを回動させる。

第３実施形態の画像形成装置３００は、図７に示すように、記録材Ｓにトナー像を形成する二次転写装置Ｂと、記録材Ｓに形成されたトナー像を定着する定着装置Ｃとを有し、定着装置Ｃに挟持された記録材Ｓにループを形成する。そして、記録材Ｓに形成されたループの偏りを補正すべく定着装置Ｃを回動させるモータ３２３を有する。

第３実施形態の画像形成装置３００では、特許文献１、２と同様に、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとの間で記録材Ｓにループを形成して維持させる。しかし、記録材Ｓの搬送面内で定着装置Ｃを回動させて、特許文献１、２では取り除けなかったループの偏りを補正できる。従って、記録材Ｓのループの偏りを補正して、記録材Ｓの搬送面内でばらつきの少ないループを記録材Ｓに形成して安定的に保持できる。これにより、ループの偏りが記録材Ｓを局所的に引っ張って発生する二次転写装置Ｂの転写ずれを防止できる。記録材Ｓの波打ちや斜行が引き起す定着装置Ｃの定着ニップでの折り皺を防止できる。

第３実施形態の画像形成装置３００は、記録材Ｓに形成されたループの偏りを検出するループ検知装置３１を有し、検出された記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が他端側よりも大きい場合には記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が小さくなるように定着装置Ｃを回動させる。しかし、検出された記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が他端側よりも小さい場合には記録材Ｓの幅方向一端側のループ量が大きくなるように定着装置Ｃを回動させる。

ところで、記録材Ｓが定着装置Ｃにニップされる前に、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにおける記録材Ｓの移動速度差は存在しているので、ニップ後のループ量の変化はループを実際に検知しなくても見積もり可能である。二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにおける記録材Ｓの移動速度差の原因となる、起動後の経過時間や環境温度を検知して見積り可能である。そして、記録材Ｓが定着装置Ｃを記録材Ｓが定着装置Ｃを通過する程度の短い時間内では定着装置Ｃのニップの搬送速度は一定、従って、二次転写装置Ｂと定着装置Ｃとにおける記録材Ｓの移動速度差も一定である。

従って、記録材Ｓが定着装置Ｃにニップされる前に定着装置Ｃの移動方向と移動速度とを決定して、ニップの開始から終了までの間、その移動方向へその移動速度で単純に定着装置Ｃを移動させる制御を採用してもよい。ループを検知する場合に比較して精度は相当に低くなるが、ループを制御しない場合に比較すればループが不適正となる頻度は減る。

このような変形例を、図２を参照して説明する。変形例の画像形成装置１００では、記録材Ｓにトナー像を転写する二次転写装置Ｂと、記録材Ｓにトナー像を定着する定着装置Ｃとにまたがって搬送される記録材Ｓに形成されるループを制御する。定着装置Ｃを記録材Ｓの搬送方向の上流側および下流側へ移動させるモータ３２３を設ける。制御部２００は、二次転写装置Ｂにおける記録材Ｓの移動速度よりも定着装置Ｃにおける記録材Ｓの移動速度が高くなる状況では、定着装置Ｃを記録材Ｓが通過する期間を通じてモータ３２３を作動させて定着装置Ｃを前記上流側へ移動させる。しかし、二次転写装置Ｂにおける記録材Ｓの移動速度よりも定着装置Ｃにおける記録材Ｓの移動速度が低くなる状況では、定着装置Ｃを記録材Ｓが通過する期間を通じて前記モータ３２３を作動させて、定着装置Ｃを前記下流側へ移動させる。

第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 定着装置の位置制御の説明図である。 ループ検知装置の平面配置の説明図である。 ループ検知センサの説明図である。 定着装置を移動させるモータ配置の説明図である。 第２実施形態におけるループ検知装置とモータとの配置の説明図である。 第３実施形態におけるループ検知装置とモータとの配置の説明図である。 定着装置の角度制御の説明図である。

符号の説明

Ｂ 像形成手段（二次転写装置）
Ｃ 定着手段（定着装置）
１００、２００、３００ 画像形成装置
１２１ 感光体ドラム
１２２ 中間転写ベルト
２２１ 二次転写ローラ
３１、３１ｆ、３１ｒ 検知手段（ループ検知装置）
２００ 制御部
３１１ センサレバー
３１２、３１３ センサ（フォトインタラプタ）
３２１、３２２ 定着ローラ
３２３ 移動手段（モータ）
３２４ 回動軸
Ｓ 記録材

Claims (6)

1. 記録材にトナー像を形成する像形成手段と、記録材に形成されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
   前記定着手段に挟持された記録材にループを形成する画像形成装置において、
   記録材に形成されたループ量を補正すべく前記定着手段を記録材の搬送方向へ移動させる移動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録材に形成されたループ量を検出する検出手段を有し、
   検出されたループ量が不足している場合には前記定着手段を記録材の搬送方向上流側に向けて移動させ、検出されたループ量が過剰な場合には前記定着手段を記録材の搬送方向下流側に向けて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. 前記像形成手段と前記定着手段との間で記録材に形成されたループの偏りを補正すべく前記定着手段を回動させる回動手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 記録材に形成されたループの偏りを検出する検出手段を有し、
   検出された記録材の幅方向一端側のループ量が他端側よりも大きい場合には記録材の幅方向一端側のループ量が小さくなるように前記定着手段を回動させ、検出された記録材の幅方向一端側のループ量が他端側よりも小さい場合には記録材の幅方向一端側のループ量が大きくなるように前記定着手段を回動させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 記録材にトナー像を形成する像形成手段と、記録材に形成されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
   前記定着手段に挟持された記録材にループを形成する画像形成装置において、
   記録材に形成されたループの偏りを補正すべく前記定着手段を回動させる回動手段を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 記録材に形成されたループの偏りを検出する検出手段を有し、
   検出された記録材の幅方向一端側のループ量が他端側よりも大きい場合には記録材の幅方向一端側のループ量が小さくなるように前記定着手段を回動させ、検出された記録材の幅方向一端側のループ量が他端側よりも小さい場合には記録材の幅方向一端側のループ量が大きくなるように前記定着手段を回動させることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
   

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