JP2020144319A

JP2020144319A - 画像形成装置

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Publication number: JP2020144319A
Application number: JP2019042676A
Authority: JP
Inventors: 大悟松浦; Daigo Matsuura; 健吾佐藤; Kengo Sato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: JP7233979B2; US11460793B2; US20200285181A1

Abstract

【課題】定着ベルトに局所的に紙コバ傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとを両立可能な画像形成装置の提供。【解決手段】両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材である場合（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部はレシプロ動作を行わない。他方、両面画像形成時の二面目にトナー像が形成された記録材である場合（Ｓ５のＮｏ）、制御部は当該記録材が二次転写部を通過すると（Ｓ６のＹｅｓ）、定着装置のレシプロ動作を行う（Ｓ７）。これにより、定着ベルトに局所的に紙コバに起因する傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に記録材の一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとの両立が容易に実現できる。【選択図】図８

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。

画像形成装置は、未定着のトナー像が形成された記録材に対し熱と圧力を加えることにより、記録材にトナー像を定着させる定着装置を備えている。定着装置は、定着ローラと、定着ローラに当接して加圧するための加圧ローラとを有し、この定着ローラと加圧ローラとの間に形成される定着ニップ部を、記録材が加圧及び加熱された状態で挟持搬送されることにより、記録材にトナー像が定着される。

定着ローラ（あるいは定着ベルト）は記録材からのトナー付着を防止すべく、その表層がＰＦＡやＰＴＦＥなどの比較的に離型性の良い軟質性の樹脂等で形成されている。それ故、定着ローラの表面は、用紙などの記録材が定着ニップ部を通過する時に、記録材の裁断時に記録材端部の切り口に生じる紙コバによって回転方向（周方向）に傷がつきやすい。この傷（紙コバ傷と呼ぶ）は、記録材が定着ローラに対し同じ箇所を繰り返し通過することによって、より深く大きくなりやすい。定着ローラの表面により深く大きな紙コバ傷が生じていると、記録材の搬送方向に交差する幅方向に関し最大サイズ幅の記録材が定着ニップ部を通過する際に、傷の位置が記録材の印字領域に重なって、定着後の記録材にスジ状の画像不良が生じ得る。そこで、従来では、定着装置を幅方向に往復動させることにより（レシプロ動作と呼ぶ）、紙コバ傷を幅方向に分散させて、局所的に深く大きな傷が生じるのを抑制するものが提案されている（特許文献１）。従来では画像形成時間短縮のために、定着装置よりも記録材の搬送方向下流に配置され、定着装置から排出される記録材を挟持搬送する一対の搬送ローラと、定着装置（詳しくは定着ニップ部）とで記録材を挟持したまま、レシプロ動作が行われている。

特開２０００−１９４２１６号公報

ところで、画像形成装置としては、記録材の一面目にトナー像を定着した後に、引き続き自動的に記録材の二面目にトナー像を形成し定着させる、所謂スルーパス方式の両面画像形成を行うものがある。こうした画像形成装置では、二面目にトナー像を形成し定着させる際に、記録材が定着装置のレシプロ動作に起因して旋回され傾いた姿勢で搬送され、記録材に対しトナー像が傾いて形成され定着されることがあった。即ち、記録材の一面目と二面目とで画像位置（表裏レジなどと呼ばれる）がずれる虞があった。そこで、レシプロ動作可能な定着装置を有する構成で、局所的に紙コバ傷が生じるのを抑制することと、記録材の一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとを両立できるものが従来から望まれていたが、未だそのようなものは提案されていない。

本発明は上述の問題に鑑み、レシプロ動作可能な定着装置を有する構成で、定着ローラに局所的に紙コバ傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとを両立可能な画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成可能な画像形成ユニットと、第一回転体と、前記第一回転体に当接して前記第一回転体との間で前記画像形成ユニットによりトナー像が形成された記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する第二回転体とを有する定着装置と、前記定着装置から排出される記録材を挟持搬送する一対の搬送部材と、所定枚数の記録材が前記定着ニップ部から排出される毎に、記録材が前記定着ニップ部と前記一対の搬送部材とに挟持された状態で、前記定着装置を前記記録材の搬送方向に交差する幅方向に往復動させる往復動機構と、記録材の一面目と二面目とにトナー像を形成し定着させる両面画像形成時に、一面目のトナー像の定着後、前記一対の搬送部材に搬送された記録材を反転して前記画像形成ユニットに再搬送する両面搬送部と、前記両面画像形成時に、一面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構を動作させず、二面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構を動作させる制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成可能な画像形成ユニットと、第一回転体と、前記第一回転体に当接して前記第一回転体との間で前記画像形成ユニットによりトナー像が形成された記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する第二回転体とを有する定着装置と、前記定着装置から排出される記録材を挟持搬送する一対の搬送部材と、所定枚数の記録材が前記定着ニップ部から排出される毎に、記録材が前記定着ニップ部と前記一対の搬送部材とに挟持された状態で、前記定着装置を前記記録材の搬送方向に交差する幅方向に往復動させる往復動機構と、記録材の一面目と二面目とにトナー像を形成し定着させる両面画像形成時に、一面目のトナー像の定着後、前記一対の搬送部材に搬送された記録材を反転して前記画像形成ユニットに再搬送する両面搬送部と、前記両面画像形成時に、一面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構により前記定着装置を第一移動量動作させ、二面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構により前記定着装置を前記第一移動量よりも大きい第二移動量動作させる制御手段と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、レシプロ動作可能な定着装置を有する構成で、第一回転体の表面に局所的に紙コバに起因する傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとを両立させることが容易に実現できる。

本実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。定着装置を示す概略図。定着ベルトの層構成を説明する断面図。定着装置を示す断面図。レシプロ機構について説明する模式図。レシプロカムの位相とレシプロ量との関係を示すグラフ。制御部について説明する制御ブロック図。レシプロ制御処理を示すフローチャート。レシプロ動作について説明する図。従来例として、（ａ）はレシプロ動作が行われる直前の記録材の姿勢を示す図、（ｂ）はレシプロ動作が行われた直後の記録材の姿勢を示す図。レシプロ制御処理の別の実施形態を示すフローチャート。

＜画像形成装置＞
以下、本実施形態の定着装置について説明する。まず、本実施形態の定着装置を用いるのに適した画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト２０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成装置１００で利用可能な記録材Ｐとしては、例えば普通紙、厚紙、ラフ紙、凹凸紙、コート紙等が挙げられる。本実施形態の場合、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、中間転写ベルト２０、二次転写内ローラ２１、二次転写外ローラ１１、張架ローラ（２２、２３）により、記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成ユニット２００が構成されている。

画像形成装置１００の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｐは給紙カセット１０内に積載される形で収納されており、給紙ローラ１３により画像形成タイミングに合わせて給紙カセット１０から送り出される。給紙ローラ１３により送り出された記録材Ｐは、搬送パス１１４の途中に配置されたレジストローラ１２へと搬送される。そして、レジストローラ１２において記録材Ｐの斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｐは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、二次転写内ローラ２１と二次転写外ローラ１１とにより形成される転写ニップ部であり、二次転写外ローラ１１に二次転写電圧が印加されることに応じて記録材上にトナー像を転写させる。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｐの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部について説明するが、各色の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで使用するトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外はほぼ同様に構成される。そこで、以下では、代表としてブラックの画像形成部Ｐｄについて説明し、その他の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃについては説明を省略する。

画像形成部Ｐｄは、主に現像装置１ｄ、帯電装置２ｄ、感光ドラム３ｄ、感光ドラムクリーナ４ｄ、及び露光装置５ｄ等から構成される。図中矢印Ｒ１方向に回転される感光ドラム３ｄの表面は、帯電装置２ｄにより予め表面を一様に帯電され、その後、画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置５ｄによって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム３ｄ上に形成された静電潜像は、現像装置１ｄにより現像剤を用いてトナー像に現像される。そして、画像形成部Ｐｄと中間転写ベルト２０を挟んで配置される一次転写ローラ６ｄに一次転写電圧が印加されることに応じて、感光ドラム３ｄ上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト２０上に一次転写される。感光ドラム３ｄ上に僅かに残った一次転写残トナーは、感光ドラムクリーナ４ｄにより回収され、再び次の作像プロセスに備える。

中間転写ベルト２０は、二次転写内ローラ２１、テンションローラ２２、及び張架ローラ２３によって張架され、図中矢印Ｒ２方向へと駆動される。本実施形態の場合、二次転写内ローラ２１は中間転写ベルト２０を駆動する駆動ローラを兼ねている。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト２０上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト２０上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の二次転写残トナーは、転写クリーナ装置３０によって回収される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセス及び作像プロセスをもって、二次転写部Ｔ２において記録材Ｐとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｐは定着装置５０へと搬送され、所定の圧力と熱量が加えられて記録材上にトナー像が定着される。こうしてトナー像が定着された記録材Ｐは、片面画像形成の場合、一対の搬送部材としての排出ローラ１４ａ、１４ｂに挟持搬送されてそのまま排紙トレイ１２０上に排出される。他方、両面画像形成の場合、切り替え部材１１０（フラッパーなどと呼ばれる）によって、搬送経路が排紙トレイ１２０に続く経路から両面搬送パス１１１へ切り替えられ、排出ローラ１４ａ、１４ｂに挟持搬送される記録材Ｐは両面搬送パス１１１へと送られる。その後、反転ローラ１１２によって先後端が入れ替えられ、両面パス１１３を介して再び搬送パス１１４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面（二面目）の作像プロセスに関しては、上述と同様なので説明を省略する。本実施形態の場合、切り替え部材１１０、両面搬送パス１１１、反転ローラ１１２、両面パス１１３により、一面目のトナー像の定着後に記録材Ｐを反転して画像形成ユニット２００に再搬送する両面搬送部５００が構成されている。

＜定着装置＞
次に、本実施形態の定着装置５０について、図２乃至図４を用いて説明する。図２に示すように、本実施形態の定着装置５０は、定着ベルトアセンブリ５０１と、加圧ローラ５２とを備えている。第二回転体としての加圧ローラ５２は、回転軸５２ａの両端側が図示を省略した装置本体の両側板にそれぞれ設けられた軸受部材に軸受されることで、装置本体に回転自在に設けられている。加圧ローラ５２は定着ベルトアセンブリ５０１に対し並行に配置され、定着ベルトアセンブリ５０１の定着ベルト５１に当接して、定着ベルト５１と加圧可能に設けられている。

加圧ローラ５２は図示を省略したが、一例として記録材Ｐの搬送方向に交差する幅方向（回転軸線方向）中央部の直径が２０ｍｍ、端部の直径が１９ｍｍである正クラウン形状の金属製の芯金に、弾性層としてシリコーンゴム層が均一の厚みで設けられている。弾性層の表面には、離型層としてフッ素樹脂（例えば、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）が３０μｍの厚みで設けられている。正クラウン形状の加圧ローラ５２を用いると、定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間に定着ニップ部Ｎを形成することに伴い後述する押圧パッド５３が撓んでも、定着ニップ部Ｎ内の圧力を幅方向にわたって均一にし得るので好ましい。加圧ローラ５２の幅方向中央部における硬度は、例えばＡＳＫ−Ｃ７０℃である。なお、加圧ローラ５２はベルト状の加圧ベルトであってもよい。

＜定着ベルトアセンブリ＞
定着ベルトアセンブリ５０１は、加圧ローラ５２側に向け往復動可能に設けられている。定着ベルトアセンブリ５０１は、筒状（無端状）に形成され可撓性を有する第一回転体としての定着ベルト５１と、定着ベルト５１を記録材Ｐの搬送方向に交差する幅方向の両端部で保持するフランジ５１０とを有する。なお、本明細書で言う定着ベルト５１とは、薄肉のフィルム状のものを含む。

＜定着ベルト＞
定着ベルト５１の層構成について、図３を用いて説明する。図３に示すように、定着ベルト５１は、その内側から外側に向かって順に、滑性層５１ｄ、基層５１ａ、弾性層５１ｂ、離型層５１ｃを有する。定着ベルト５１は、内径が２０〜４０ｍｍ程度に形成された基層５１ａ（導電層）を有する。基層５１ａは、厚みが例えば４０μｍに形成される。基層５１ａの厚みは、後述する励磁コイル５６（図４参照）に流す高周波電流の周波数と、基層５１ａの透磁率や導電率に応じて、例えば５〜２００μｍ程度の間で調整される。こうした基層５１ａとしては、鉄合金やニッケル合金、銅、銀などを適宜選択して用いればよい。

基層５１ａの外周には、耐熱性のゴム層である弾性層５１ｂが形成されている。弾性層５１ｂは、厚みが１００〜１０００μｍの範囲に形成されるのが好ましい。本実施形態では、定着ベルト５１の熱容量を小さくして立ち上がり時のウォーミングアップタイムを短縮し、かつカラー画像を定着するときに好適な定着画像を得ることを考慮して、弾性層５１ｂの厚みを３００μｍとしている。弾性層５１ｂは、例えばＪＩＳ−Ａ２０度の硬度を持ち、また熱伝導率が０．８Ｗ／ｍＫのシリコーンゴムなどにより形成される。この弾性層５１ｂの外周には、トナーに対する離型性を高めるために離型層５１ｃが形成されている。離型層５１ｃは、ＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素樹脂層であり、その厚さが例えば３０μｍに形成されている。

他方、基層５１ａの内周には、後述する押圧パッド５３や温度センサＴＨ（図４参照）との摺動摩擦を低下させるために、例えばフッ素樹脂やポリイミドなどを用いて滑性層５１ｄを１０〜５０μｍの厚さで設けている。本実施形態では、ポリイミドを用いて厚さ２０μｍの滑性層５１ｄが設けられている。なお、定着ベルト５１は表面に弾性層を有するローラ形状の定着ローラであってもよい。

図２の説明に戻り、本実施形態の場合、定着ベルト５１の両端部には、フランジ５１０が外嵌されている。フランジ５１０は定着ベルト５１を保持しつつ、定着ベルト５１が幅方向に寄り移動したときに、定着ベルト５１の幅方向端部を受け止めて定着ベルト５１の幅方向への移動を規制する。言い換えれば、定着ベルト５１は加圧ローラ５２により回転しながら幅方向に寄り移動した場合に、幅方向の一方の端部がフランジ５１０に突き当たることで、それ以上の寄り移動が規制される。即ち、加圧ローラ５２と定着ベルト５１とは、加圧ローラ５２や定着ベルトアセンブリ５０１の取り付け誤差などによって、僅かに並行からずれた状態に配置される場合がある。その場合に、定着ベルト５１は回転する加圧ローラ５２により回転しながら幅方向に寄り移動し得る。そこで、加圧ローラ５２による定着ベルト５１の寄り移動を抑制すべく、フランジ５１０が定着ベルト５１の両端部に外嵌されている。

本実施形態では、ステー５４の腕部５４ａがステー加圧バネ５９により所定の付勢力で加圧ローラ５２に向けて付勢されている。これにより、定着ベルト５１と加圧ローラ５２とが互いに所望の圧接力で圧接される。定着ベルト５１と加圧ローラ５２とを圧接させることにより、定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間で記録材Ｐを加圧した状態で通過させてトナー像を加熱定着する定着ニップ部Ｎが形成される。本実施形態では定着ニップ圧が６００Ｎの場合に、定着ニップ部Ｎの回転方向長さが回転軸線方向の両端部で約９ｍｍ、中央部で約８．５ｍｍとなるようにした。このように定着ニップ部Ｎの回転方向長さが回転軸線方向の両端部と中央部とで異ならせると、記録材Ｐの両端部での搬送速度を中央部に比べて速くすることができ、もって記録材Ｐに紙しわが生じ難くなるという利点がある。本実施形態の場合、ステー５４に支持された押圧パッド５３によって、定着ベルト５１が内側から加圧ローラ５２に向けて押圧されることで、より確実に定着ニップ部Ｎを形成できるようにしている。

図４に示すように、加圧ローラ５２は、モータＭ１の回転力が不図示の動力伝達機構を介して伝達されることにより回転する。そして、定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間には定着ニップ部Ｎが形成されていることから、この定着ニップ部Ｎで生じる摩擦力によって、加圧ローラ５２の回転力が定着ベルト５１に伝達される。こうして、定着ベルト５１は加圧ローラ５２により回転駆動される（所謂、加圧ローラ駆動方式）。本実施形態の場合、定着ベルト５１は回転速度が３００ｍｍ／ｓｅｃで回転されることで、定着装置５０はフルカラーの画像を１分間にＡ４サイズで８０枚、Ａ４Ｒサイズで５８枚定着し得る。

定着ベルトアセンブリ５０１は、無端状の定着ベルト５１の内側に、押圧パッド５３、ステー５４、磁気遮蔽コア５５を有している。押圧パッド５３は定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間に押圧力を作用させて定着ニップ部Ｎを形成するためのものであって、金属製のステー５４に保持されている。押圧パッド５３は例えば幅方向に延びる耐熱樹脂のモールド成形品であり、定着ベルト５１に押圧される。ステー５４は、定着ベルト５１の幅方向に延びる板状部材である。ステー５４は圧力を加えるために剛性が必要であることから、本実施形態では例えば鉄製である。このステー５４は、特に定着ベルト５１の幅方向両端部で励磁コイル５６に近接される。また、励磁コイル５６で生じる磁界によるステー５４の発熱を防止するために、励磁コイル５６とステー５４との間には幅方向にわたって磁界を遮蔽する磁気遮蔽コア５５が配置されている。

＜誘導加熱装置＞
また、定着装置５０は、定着ベルト５１の温度を検出するための温度センサＴＨと、定着ベルト５１を誘導加熱するための誘導加熱装置５０２とを有する。加熱手段としての誘導加熱装置５０２は定着ベルトアセンブリ５０１に対し、定着ベルト５１の外周面との間に所定の隙間を空けるようにして、磁気遮蔽コア５５を挟んだ位置に配設されている。誘導加熱装置５０２は、励磁コイル５６と、外側磁性体コア５７ａと、モールド部材５７ｂとを有する。励磁コイル５６は、例えばリッツ線などの電線を巻回した幅方向に延びるコイルであり、定着ベルト５１の外周面に沿うように湾曲状（船底状）に形成されている。

励磁コイル５６には、励磁回路などの電源Ｅ１が接続されており、電源Ｅ１により例えば周波数「２０〜５０ｋＨｚ」の高周波電流が印加される。励磁コイル５６は高周波電流が印加されることにより、交流磁界（磁束）を発生する。励磁コイル５６により交流磁界が発生されると、定着ベルト５１（詳しくは基層５１ａ（図３参照））が誘導加熱される。そして、定着ベルト５１を効率よく誘導加熱するために、外側磁性体コア５７ａは交流磁界を遮蔽可能なフェライト等の高透磁率の部材により形成されている。また、外側磁性体コア５７ａは、励磁コイル５６を覆うように配設されることで、交流磁界の漏れを抑制している。上記の励磁コイル５６と外側磁性体コア５７ａは、電気絶縁性の樹脂で形成されたモールド部材５７ｂに支持されている。

温度センサＴＨは例えばサーミスタ等であり、定着ベルト５１の幅方向中央部付近に定着ベルト５１の内周面に接触するように配設されて、定着ベルト１５の温度を検出する。定着装置５０では定着ベルト５１の温度（詳しくは表面温度）が所望の目標温度に維持されるように、電源Ｅ１から励磁コイル５６に印加する高周波電流が制御される。本実施形態では、定着ベルト１５の温度が目標温度である１８０℃で一定になるように、温度センサＴＨの検出結果に基づいて高周波電流の周波数を変化させることにより励磁コイル５６の温度調節が行われる。なお、定着ベルト５１の温度が目標温度に到達した場合には、励磁コイル５６への通電が遮断される。

上記の定着装置５０では、定着ベルト５１の温度が所望の目標温度に維持された状態で、未定着のトナー像が形成された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに搬送されてくる。記録材Ｐは、未定着のトナー像が形成された面側を定着ベルト５１側に向けて搬送される。記録材Ｐは、それぞれ回転する定着ベルト５１と加圧ローラ５２とに挟持搬送されることにより、定着ニップ部Ｎを通過する。そして、記録材Ｐが定着ベルト５１と加圧ローラ５２とにより加圧された状態で、定着ベルト５１により加熱されることで、トナー像は記録材Ｐに定着される。定着ニップ部Ｎを通った記録材Ｐは、定着ベルト５１の表面が定着ニップ部Ｎの出口部分で変形することによって、定着ベルト５１の外周面から自己分離され定着装置５０外へ排出される。

＜レシプロ機構＞
次に、紙コバに起因する傷を幅方向に分散させて、定着ベルト５１の表面に局所的に深く大きな傷が生じるのを抑制するために、定着装置５０を幅方向に往復動させる往復動機構としてのレシプロ機構７００について、図５を用いて説明する。図５では上段に側面図を、下段に上面図を示した。本実施形態の場合、図５に示すように、定着装置５０はコロ６０６に支持されて、コロ６０６の回転により画像形成装置１００の装置本体に設けられたスライダ６０４上を移動することで、幅方向に往復動可能に設けられている。

レシプロ機構７００は、レシプロカム６０３とレシプロモータＭ２とを有する。そして、図示を省略したが、定着装置５０の側板には、レシプロカム６０３の溝部に嵌合する突起が設けられている。レシプロカム６０３は、レシプロモータＭ２により回転可能に画像形成装置１００の装置本体に固定されている。レシプロモータＭ２はステッピングモータで構成され、レシプロカム６０３の回転を制御する。レシプロカム６０３は、外周面に溝６０３ａを有する円筒状に形成されている。この溝６０３ａは円周方向に進むに伴い、レシプロカム６０３を軸方向に変位させる形状、具体的には図示したような略Ｖ字形状に形成されている。

溝６０３ａには、定着装置５０に設けられた突起が嵌合している。レシプロカム６０３が回転すると、溝６０３ａに嵌合している突起は、溝６０３ａに沿ってレシプロカム６０３の軸方向に移動する。これにより、画像形成装置１００に固定されたレシプロカム６０３が回転するので、定着装置５０に固定された突起がレシプロカム６０３の回転軸線方向に移動する。結果として、画像形成装置１００により搬送される記録材Ｐと定着装置５０とを相対的に移動することが可能となる。よって、定着ベルト５１（また加圧ローラ５２）表面の一箇所に常に記録材Ｐの端部が位置することがなく、定着ベルト５１（また加圧ローラ５２）と記録材端部との接触による摩耗の進行を遅らせることが可能になる。なお、例えばレシプロカム６０３の半回転で、定着装置５０が幅方向に３ｍｍの範囲を往復動する（図６参照）。そうなるように、レシプロカム６０３の溝６０３ａが形成されている。

図６に、レシプロカム６０３の回転角度（位相：ｄｅｇ）と、定着装置５０の幅方向移動量（レシプロ量：ｍｍ）との関係を示す。図６から理解できるように、レシプロカム６０３を回転させることで、幅方向に関し排出ローラ１４ａ、１４ｂに対する定着装置５０の相対位置を一定周期でずらすことが可能である。なお、画像形成可能な最大サイズ幅の記録材Ｐの場合は、さらに大きいサイズ幅の記録材Ｐを通紙されることがないので、紙コバ傷による影響が顕在化しない。本実施形態の場合、最大サイズ幅の記録材Ｐの画像形成時、図６の記号ｂで示す位置でレシプロ動作を停止させることで、画像形成装置１００の装置本体内に確保すべき定着装置５０のレシプロ量を含めた幅方向のスペースが少なくて済むようにしている。この図６の記号ｂで示す位置は、定着ニップ部Ｎにおける幅方向の中央部が排出ローラ１４ａ、１４ｂの幅方向の中央部に一致する位置である（レシプロ中心と呼ぶ）。

＜制御部＞
図１に示すように、画像形成装置１００は制御部３００を備えている。制御部３００について、図４を参照しながら図７を用いて説明する。ただし、制御部３００には図示した以外にも画像形成装置１００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。

制御手段としての制御部３００は、画像形成動作などの画像形成装置１００の各種制御を行うものであり、例えばＣＰＵ３０１（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、メモリ３０２とを有する。メモリ３０２は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などにより構成されている。メモリ３０２は、画像形成装置１００を制御するための各種プログラムや、画像形成可能な記録材Ｐの最大サイズ幅や上記のレシプロ中心などの各種データが記憶される。ＣＰＵ３０１はメモリ３０２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１００を動作させ得る。本実施形態の場合、ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２に記憶されている「画像形成ジョブ処理（プログラム）」（不図示）や「レシプロ制御処理（プログラム）」（後述する図８参照）を実行可能である。なお、メモリ３０２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３００には入出力インタフェースを介して、操作部４００が接続されている。操作部４００は、ユーザによる画像形成ジョブなどの各種プログラムの開始指示や、記録材Ｐのサイズ（Ａ３、Ｂ４など）等の各種データの入力などが行われる、例えば操作パネルなどである。

画像形成ジョブとは、記録材Ｐに画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの一連の動作のことである。即ち、画像形成を行うにあたり必要となる予備動作（所謂、前回転）を開始してから、画像形成工程を経て、画像形成を終了するにあたり必要となる予備動作（所謂、後回転）が完了するまでの一連の動作のことである。具体的には、プリント信号を受けた後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間を含む。

制御部３００にはさらに、入出力インタフェースを介してモータＭ１、レシプロモータＭ２、電源Ｅ１、温度センサＴＨが接続されている。操作部４００から画像形成ジョブの開始指示がなされた場合、制御部３００（詳しくはＣＰＵ３０１）はメモリ３０２に記憶されている「画像形成ジョブ処理」を実行する。制御部３００は、「画像形成ジョブ処理」の実行に基づいて画像形成装置１００を制御する。それに伴い、制御部３００はモータＭ１を駆動して加圧ローラ５２を回転させることにより定着ベルト５１を回転させる。そして、制御部３００は定着ベルト５１の表面温度が所望の目標温度（例えば１８０℃）となるように、電源Ｅ１により誘導加熱装置５０２を制御する。即ち、制御部３００は、画像形成ジョブの入力を受け付けた場合に、電源Ｅ１による励磁コイル５６への通電をオンにし、定着ベルト５１の表面温度が目標温度となるように、励磁コイル５６の入力電流を制御する。この際に、制御部３００は、温度センサＴＨの検出結果に基づいて励磁コイル５６の入力電流を制御する。そして、制御部３００は、レシプロモータＭ２を制御してレシプロカム６０３を回転させることにより、所定枚数の記録材Ｐが定着ニップ部Ｎから排出される毎に、上述した定着装置５０のレシプロ動作を実行し得る。

ところで、本実施形態の画像形成装置１００は、記録材Ｐの一面目にトナー像を形成し定着した後に、引き続き自動的に記録材Ｐの二面目にトナー像を形成して定着する、所謂スルーパス方式の両面画像形成を行うものである。この方式の画像形成装置の場合、従来では二面目にトナー像を形成し定着させる際に、記録材Ｐが定着装置５０のレシプロ動作に起因して旋回され傾いた姿勢で、二次転写部Ｔ２へ向けて搬送パス１１４を再搬送されることがあった。ここで、従来例として、図１０（ａ）にレシプロ動作が行われる直前の記録材Ｐの姿勢を示し、図１０（ｂ）にレシプロ動作が行われた後の記録材Ｐの姿勢を示す。

図１０（ａ）に示すように、記録材Ｐは後端側が定着ベルト５１と加圧ローラ５２とにより挟持されるとともに、先端側が一対の排出ローラ１４ａ、１４ｂにより挟持される場合がある。この状態でレシプロ動作が行われ定着装置５０が幅方向に移動されるため、図１０（ｂ）に示すように、定着ベルト５１と加圧ローラ５２とにより挟持されている記録材Ｐの後端側は幅方向に移動される。これに対し、排出ローラ１４ａ、１４ｂはレシプロ動作が行われず幅方向に移動しないため、排出ローラ１４ａ、１４ｂにより挟持されている記録材Ｐの先端側は幅方向に移動されない。これにより、記録材Ｐが本来の正しい姿勢（図１０（ａ）に示した姿勢）で搬送されずに、傾いた姿勢で搬送されることとなる。こうして定着装置５０のレシプロ動作に伴い記録材Ｐが傾いた姿勢で搬送されることから、記録材Ｐの二面目に一面目に続けてトナー像を形成し定着させる場合に、記録材Ｐの一面目と二面目とで画像位置（表裏レジ）がずれることがあった。これは、記録材Ｐの二面目に二次転写部Ｔ２でトナー像を転写する際に、二次転写部Ｔ２に記録材Ｐが傾いた姿勢のまま送られるからである。

＜レシプロ制御処理＞
そこで、本実施形態では、記録材Ｐの二面目に一面目に続けてトナー像を形成し定着させる場合に、二次転写部Ｔ２に記録材Ｐが傾いた姿勢で搬送されないように、定着装置５０のレシプロ動作を制御できるようにした。本実施形態のレシプロ制御処理について、図４及び図７を参照しながら図８を用いて説明する。レシプロ制御処理は、制御部３００により画像形成ジョブの開始に伴い開始され、画像形成ジョブの終了に伴い終了される。

図８に示すように、制御部３００は、モータＭ１を駆動して加圧ローラ５２を回転させることにより定着ベルト５１を回転させると共に、定着ベルト５１の表面温度が所望の目標温度となるように、電源Ｅ１により誘導加熱装置５０２を制御する（Ｓ１）。制御部３００は温度センサＴＨの検出結果に基づき、定着ベルト５１の表面温度が所望の目標温度に到達したか否かを判定する（Ｓ２）。定着ベルト５１の表面温度が所望の目標温度に到達した場合（Ｓ２のＹｅｓ）、制御部３００は操作部４００により入力された記録材Ｐのサイズに基づいて、幅方向の長さが画像形成可能な最大サイズ幅の記録材Ｐであるか否かを判定する（Ｓ３）。幅方向の長さが最大サイズ幅（例えば３３０ｍｍ）の記録材Ｐである場合（Ｓ３のＹｅｓ）、制御部３００は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに到達する前に、レシプロモータＭ２を制御して定着装置５０を上記したレシプロ中心に移動する（Ｓ４）。その後、制御部３００は本レシプロ制御処理を終了する。

他方、幅方向の長さが最大幅サイズの記録材Ｐでない場合（Ｓ３のＮｏ）、制御部３００は両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材Ｐ（両面一面目）であるか否かを判定する（Ｓ５）。両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部３００はステップＳ８の処理へジャンプする。この場合、定着装置５０のレシプロ動作が行われない。他方、両面画像形成時の二面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合（Ｓ５のＮｏ）、制御部３００は当該記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過したか否かを判定する（Ｓ６）。制御部３００は当該記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過するまで処理を待機し（Ｓ６のＮｏ）、当該記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過すると（Ｓ６のＹｅｓ）、制御部３００は定着装置５０のレシプロ動作を行う（Ｓ７）。ここで、記録材Ｐが二次転写部Ｔ２を通過した後に定着装置５０をレシプロ動作するのは、二次転写部Ｔ２におけるトナー像の転写工程でトナー像が適切に転写されるようにするためである。なお、本実施形態の場合、一回当たりのレシプロ量は例えば０．２ｍｍである。

そして、制御部３００は画像形成ジョブが終了されたか否かを判定する（Ｓ８）。画像形成ジョブが終了されていない場合（Ｓ８のＮｏ）、制御部３００はステップＳ３の処理に戻って上記したＳ３〜Ｓ８の処理を繰り返す。他方、画像形成ジョブが終了された場合（Ｓ８のＹｅｓ）、制御部３００は本レシプロ制御処理を終了する。

図９に、連続して４枚の記録材Ｐに対して両面画像形成を行った場合の定着装置５０のレシプロ動作の有無を示した。図９の左側に紙コバが記録材Ｐの両面の異なる端部にそれぞれ生じている場合を示し、図９の右側に紙コバが記録材Ｐの片面の両端部に生じている場合を示している。これらの図では、括弧内に一枚の記録材Ｐごとに一面目には数字のみを付し、二面目には丸で囲んだ数字を付している。つまり、同じ数字は同じ記録材Ｐを指し、丸囲みのあるなしで一面目と二面目を区別している。本実施形態の画像形成装置１００はスルーパス方式であることから、図９に示すように、一面目の記録材Ｐと二面目の記録材Ｐとが混在して定着装置５０を通る。本実施形態では、一面目の記録材Ｐである場合にはレシプロ動作が行われず、二面目（丸囲み数字）の記録材Ｐである場合にレシプロ動作が行われる。このようにして、定着装置５０をレシプロ動作させる頻度を従来に比べて減らしても（ここでは半分の回数）、両面画像形成時は定着装置５０を通過する記録材Ｐの紙コバの向きが交互に変わるため、紙コバ傷が生じるのを抑制できる。

本実施形態の効果を確認するため、本実施形態の画像形成装置１００を用い、「ＧＦ−Ｃ０８１」（キヤノン製：坪量が８１ｇ／ｍ^２であるＡ４サイズの用紙）の記録材Ｐに対し、ブルー画像で５０００枚に亘って連続して両面画像形成を行った。このときの、表裏レジズレを測定した結果と、５０００枚の両面画像形成後に「ＧＦ−Ｃ３００」（キヤノン製：坪量が３００ｇ／ｍ^２である１３ｉｎｃｈ幅で１９ｉｎｃｈ長さの用紙）を通紙し、コバ傷の確認を行った結果を表１に示す。また、表１には比較のため、従来と同様に一面目二面目に関わらずレシプロ動作を行った場合（比較例）、レシプロ動作を行わなかった場合（レシプロ停止）の結果を示した。なお、表裏レジズレは、ブルー画像の端部の余白の幅を表裏で測定し、その差分の最大値を記載した。

表１から理解できるように、比較例の場合はレシプロ動作を行っているため、紙コバ傷は問題ない。しかし、本実施形態に比較して表裏レジズレが大きくなっている。また、レシプロ停止の場合、表裏レジズレは本実施形態と同様に許容範囲内の０．５ｍｍ以下で問題ないが、コバ傷が本実施形態に比較して目立つ結果であった。また、本実施形態の場合、一面目二面目に関わらずレシプロ動作が行われる比較例の場合と比較すると、レシプロ動作の頻度としては、本実施形態の方が少なくなる。それにも関わらず、コバ傷に関しては表１に示すように比較例と本実施形態とで同等の結果となっている。

以上のように、本実施形態では、両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合、定着装置５０のレシプロ動作が行われない。他方、両面画像形成時の二面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合には、定着装置５０のレシプロ動作が行われる。こうすると、記録材Ｐの二面目に一面目に続けてトナー像を形成し定着させる場合に、二次転写部Ｔ２に記録材Ｐが傾いた姿勢で搬送されないことから、表裏レジが生じることを抑制できる。また、二面目の記録材Ｐである場合にレシプロ動作が行われることから、レシプロ動作の頻度は従来に比べ減少するが、紙コバに起因する傷を幅方向に分散させて、定着ベルト５１の表面に局所的に深く大きな傷が生じるのを抑制することができる。したがって、本実施形態では、定着ベルト５１に局所的に紙コバに起因する傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に記録材Ｐの一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとの両立が容易に実現できる。

［他の実施形態］
上述した実施形態では、両面一面目の記録材Ｐの場合に定着装置５０のレシプロ動作を行わないようにしたが、これに限らない。例えば、表裏レジズレに影響を及ぼさない範囲内で、両面一面目の記録材Ｐの場合にもレシプロ動作を行って微小に定着装置５０を移動させてもよい。即ち、一面目にトナー像が定着された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎにあるときはレシプロ動作により定着装置５０を第一移動量動作させる。これに対し、二面目にトナー像が定着された記録材Ｐが定着ニップ部Ｎにあるときは、レシプロ動作により定着装置５０を第一移動量よりも大きい第二移動量動作させる。こうしたレシプロ制御処理の別の実施形態について、図１１を用いて説明する。

図１１に示すレシプロ制御処理は、図８に示したレシプロ制御処理と比較して、両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合に（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部３００がレシプロ動作を行う点が異なっている（Ｓ１１）。また、両面画像形成時の二面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合に（Ｓ５がＮｏであり、Ｓ６がＹｅｓである場合）、制御部３００が行うレシプロ動作が異なっている（Ｓ１２）。その他の処理については図８に示したレシプロ制御処理と同様であるので、ここでは同じ符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、両面画像形成時の一面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部３００はレシプロ動作を行って定着装置５０を第一移動量動作（例えば０．０４ｍｍ）させる（Ｓ１１）。他方、両面画像形成時の二面目にトナー像が形成された記録材Ｐである場合（Ｓ５がＮｏ且つＳ６がＹｅｓ）、制御部３００はレシプロ動作を行うが（Ｓ１２）、その際には定着装置５０を第一移動量よりも大きい第二移動量動作（例えば０．２ｍｍ）させている。

このように、両面一面目の記録材Ｐの場合にもレシプロ動作を行って微小に定着装置５０を移動させても、表裏レジズレに影響を及ぼさない範囲内であれば構わない。こうすることによっても、定着ベルト５１に局所的に紙コバに起因する傷が生じるのを抑制することと、両面画像形成時に記録材Ｐの一面目と二面目の画像位置のずれを抑制することとの両立が容易に実現できる、という効果が得られる。

１４ａ、１４ｂ…搬送部材（排出ローラ）、５０…定着装置、５１…第一回転体（定着ベルト）、５２…第二回転体（加圧ローラ）、１００…画像形成装置、２００…画像形成ユニット、３００…制御手段（制御部）、５００…両面搬送部、７００…往復動機構（レシプロ機構）、Ｎ…定着ニップ部、Ｐ…記録材

Claims

記録材にトナー像を形成可能な画像形成ユニットと、
第一回転体と、前記第一回転体に当接して前記第一回転体との間で前記画像形成ユニットによりトナー像が形成された記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する第二回転体とを有する定着装置と、
前記定着装置から排出される記録材を挟持搬送する一対の搬送部材と、
所定枚数の記録材が前記定着ニップ部から排出される毎に、記録材が前記定着ニップ部と前記一対の搬送部材とに挟持された状態で、前記定着装置を前記記録材の搬送方向に交差する幅方向に往復動させる往復動機構と、
記録材の一面目と二面目とにトナー像を形成し定着させる両面画像形成時に、一面目のトナー像の定着後、前記一対の搬送部材に搬送された記録材を反転して前記画像形成ユニットに再搬送する両面搬送部と、
前記両面画像形成時に、一面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構を動作させず、二面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構を動作させる制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
記録材にトナー像を形成可能な画像形成ユニットと、
第一回転体と、前記第一回転体に当接して前記第一回転体との間で前記画像形成ユニットによりトナー像が形成された記録材にトナー像を定着させるための定着ニップ部を形成し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送する第二回転体とを有する定着装置と、
前記定着装置から排出される記録材を挟持搬送する一対の搬送部材と、
所定枚数の記録材が前記定着ニップ部から排出される毎に、記録材が前記定着ニップ部と前記一対の搬送部材とに挟持された状態で、前記定着装置を前記記録材の搬送方向に交差する幅方向に往復動させる往復動機構と、
記録材の一面目と二面目とにトナー像を形成し定着させる両面画像形成時に、一面目のトナー像の定着後、前記一対の搬送部材に搬送された記録材を反転して前記画像形成ユニットに再搬送する両面搬送部と、
前記両面画像形成時に、一面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構により前記定着装置を第一移動量動作させ、二面目にトナー像が定着された記録材が前記定着ニップ部にあるときは前記往復動機構により前記定着装置を前記第一移動量よりも大きい第二移動量動作させる制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。