JP6443168B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置および定着装置を用いる画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、一様に帯電した感光ドラムに対して画像情報に基づいてレーザー光が照射されることにより、感光ドラム表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光ドラムにトナーが供給されることにより、静電潜像が可視化されてトナー像が形成される。このトナー像が、直接または中間転写ベルトを介して転写ローラーの圧接によって用紙に転写された後、定着装置によって加熱および加圧されることによってトナー像が用紙に定着され、用紙に画像が形成される。

このような画像形成装置に用いられる定着装置として、複数のローラーに定着ベルトを懸架させ、別に設けられた加熱源によって用紙を加熱するとともに、通紙経路部に関して定着ベルトと反対側に設けられたローラーと定着ベルトとによってニップ部を形成して用紙をニップして加圧するものが知られている。

定着ベルトを備える定着装置では、定着ベルトが回転する過程において、定着装置を構成する部品の初期位置ずれやニップ部における圧力ムラに起因して定着ベルトが主走査方向に移動する（定着ベルトが寄る）ので、定着ベルトの寄りを調整する処置が以前からとられている。そのような処置の一つとして、定着ベルトの主走査方向の位置を検知する寄り検知部を設け、定着ベルトが懸架される複数のローラーのうち少なくとも１つのローラーの位置を検知部の検知結果に基づいて調整して、定着ベルトの寄りを調整する調整手段を設けることが知られている。

特許文献１に提案されている定着装置では、調整手段によって定着ベルトの寄りを調整した後、定着ベルトの寄りの調整が調整手段によって適正に実行されているか否かを寄り検知部の検知結果に基づいて判断し、実行されていないと判断した場合には、通紙経路部に関して定着ベルトと反対側に設けられたローラーから定着ベルトを離間させる。さらに、離間した状態の定着ベルトに対して調整手段によって定着ベルトの寄りを調整し、定着ベルトの寄りの調整が適正に実行されたか否かを判断し、実行されたと判断した場合、通紙経路部に関して定着ベルトと反対側に設けられたローラーに定着ベルトを圧着させる。

特開２００６−１６３２７６号公報

ところで、転写ローラーの圧接によって用紙にトナー像が転写される際は、用紙の主走査方向の位置が画像形成位置に合っている必要がある。そこで、用紙の主走査方向の位置を画像形成位置に合わせるために、通紙経路部に設けられたローラーによって転写ローラーへ搬送される用紙を主走査方向に移動させる技術がある。画像形成位置は固定されているため、同じサイズの用紙は定着装置へ搬送される際、主走査方向に移動され、どの用紙も主走査方向において同じ位置で搬送されることになる。これにより、通紙経路部に関して定着ベルトと反対側に設けられたローラーや定着ベルト（以下、これらをまとめて定着ローラーと呼ぶ）の同じ位置を用紙が通過するので、この用紙の通過によって定着ローラーに傷が付いてしまうという問題がある。これに対し、用紙が定着ローラーの同じ場所を通過することによる定着ローラーへの損傷を防止するために、定着ローラーを含む定着ユニット（図１参照）を主走査方向に揺動させる定着揺動が知られている。

図１１は、定着揺動の対象となる定着装置の構成例である。図１１（ａ）（ｂ）が定着装置１０を前から見た図であり、図１１（ｃ）が図１１（ａ）の定着装置１０を上から見た図、図１１（ｄ）が図１１（ｂ）の定着装置１０を上から見た図である。また、図１１（ａ）（ｃ）は、定着揺動が行われる前の定着装置１０の状態を示す図であり、図１１（ｂ）（ｄ）は定着揺動が行われた後の定着装置１０の状態を示す図である。定着装置１０は、定着ユニット１１０および受け部１２０Ａ〜Ｅを備える。定着ユニット１１０は、図示しない加熱源、加熱ローラー１１、上加圧ローラー１２、定着ベルト１３、下加圧ローラー１４、前パネル１１１、後パネル１１２、図示しない底板等を備える。なお、図１１（ａ）（ｂ）の定着装置１０を前から見た図では、前パネル１１１がある平面による断面の断面図と後パネル１１２がある平面による断面の断面図とが重ねて示されている。図１１（ａ）では、前パネル１１１が後パネル１１２に重なっているため、後パネル１１２は示していない。図１１（ｃ）（ｄ）の定着装置１０を上から見た図では、加熱ローラー１１、上加圧ローラー１２、下加圧ローラー１４の回転軸のみを示している。また、定着ベルト１３は示していない。

加熱源は、加熱ローラー１１の内部または近傍に設けられ、加熱ローラー１１を加熱する。加熱ローラー１１は、加熱源により熱せられ、定着ベルト１３にその熱を伝える。上加圧ローラー１２は、定着ベルト１３を介して下加圧ローラー１４に圧着することによって定着ベルト１３と下加圧ローラー１４との間にニップ部を形成する。定着ベルト１３は、加熱ローラー１１と上加圧ローラー１２とに懸架される無端状ベルトであり、図示しない駆動部によって加熱ローラー１１と上加圧ローラー１２とが回転することによって定着ベルト１３は回転する。この回転によって加熱ローラー１１の熱が定着ベルト１３の全体に伝わる。下加圧ローラー１４は、定着ベルト１３の回転に従動して回転するローラーである。前パネル１１１および後パネル１１２は、各ローラー（加熱ローラー１１、上加圧ローラー１２、下加圧ローラー１４）を、図１１（ｃ）（ｄ）に示す各ローラーの回転軸の両端を支持することにより、支持する。ここで、各ローラーは回転軸が平行になるように支持される。なお、前パネル１１１は図１１において実線で示されており、後パネル１１２は図１１において点線で示している。底板は、前パネル１１１および後パネル１１２を底板と垂直に固定する。受け部１２０Ａ〜Ｅは、底板に当接し、定着ユニット１１０が揺動可能となるように底板を支持する。受け部１２０Ａ〜Ｅは、コロ（回転体）によって構成される。受け部１２０Ａ〜Ｅは、図１１において左右２列に設けられ、左に２つ（受け部１２０Ａ、受け部１２０Ｂ）、右に３つ（受け部１２０Ｃ、受け部１２０Ｄ、受け部１２０Ｅ）の合計５つの受け部１２０が設けられる。５つの受け部１２０を用いることで、定着ユニット１１０を支持する際、定着ユニット１１０の重みに十分耐えることができる。図１１（ａ）には受け部１２０Ａ、受け部１２０Ｂ、受け部１２０Ｄが、図１１（ｂ）には受け部１２０Ａ（実線）、受け部１２０Ｃ（実線）、受け部１２０Ｅ（点線）が示されている。

用紙は、図１１において定着装置１０の右側から、図示しない通紙経路部に沿って、定着ベルト１３と下加圧ローラー１４との間に形成されたニップ部へ搬送される。用紙は、ニップ部で加熱および加圧され、これによって用紙上のトナー像が用紙に定着し、用紙に画像が形成される。その後、用紙は、図１１において定着装置１０の左側へ搬送される。

定着揺動では、定着ユニット１１０は、受け部１２０Ａ〜Ｅに対して揺動される。ここで、定着ユニット１１０は主走査方向に揺動される。また、定着揺動は、用紙がニップ部にニップされていない状態で行われる。定着揺動が行われる前において、図１１（ａ）（ｃ）のように各ローラーの回転軸が平行となっている（図１１（ａ）は奥行きを表現するために各ローラーを少しずらして示している）。この状態で、５つの受け部１２０Ａ〜Ｅが底板に当接しているのが理想的であるが、実際には受け部１２０Ａ〜Ｅの高さは組み立てに依存し、完全には一致していないため、図１１では底板に当接する受け部１２０は３つである。以下で、底板に当接する受け部についてさらに説明する。

図１１（ａ）（ｂ）では底板に当接している受け部のみを示しており、図１１（ｃ）（ｄ）では底板に当接している受け部を実線、当接していない受け部を点線で示している。定着揺動が行われると、定着揺動によって定着ユニット１１０の重心が移動する。これによって、定着揺動が行われる前の図１１（ｂ）では受け部１２０Ａ、受け部１２０Ｂ、受け部１２０Ｄ、の３つの受け部１２０が底板に当接していたのに対し、定着揺動が行われた後の図１１（ｄ）では受け部１２０Ａ、受け部１２０Ｃ、受け部１２０Ｅ、の３つの受け部１２０が底板に当接する。このように、定着揺動の前後で異なる受け部１２０が底板に当接する。定着揺動の前後で底板に当接する３つの受け部が変化することによって、底板に当接する３つの受け部からなる平面も変化する。底板に当接する３つの受け部１２０が、定着揺動によって様々な３つになることで、この平面が変化すると、定着ユニット１１０の重量と底板の剛性とによって、底板に歪みが生じる。底板に歪みが生じることで、前パネル１１１と後パネル１１２との位置関係が重なっていた位置からずれ、図１１（ｂ）（ｄ）に示すように、各ローラーの回転軸の平行度がずれる。各ローラーの回転軸の平行度がずれると、定着ベルト１３がローラー（加熱ローラー１１、上加圧ローラー１２）の中央からいずれかの端部側へずれ、定着ベルト１３の端部が変形したり破損したりするという問題がある。

また、受け部１２０を３つしか設けなかった場合でも、底板が受け部１２０に対して揺動される際に底板が支持される位置が変化し、底板の表面形状によって底板に歪みが生じるため、同様の問題が生じる。

本発明は、上記の従来技術における問題に鑑み、定着揺動を行う定着装置において、定着ベルトの損傷を防止することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の様態は、定着ベルトでトナー像を用紙に定着させるために画像形成装置に用いられる定着装置において、定着ベルトが懸架され、回転軸がそれぞれ平行になるように配置される複数のローラーと、複数のローラーそれぞれの前記回転軸の両端を支持する側板と、複数のローラーより下方に設けられて側板を固定する底板と、を有する第１の支持部材と、第１の支持部材の下方に設けられ、底板を支持する第２の支持部材と、第１の支持部材を前記第２の支持部材に対して回転軸の軸方向に揺動させる揺動部と、第１の支持部材をどの位置まで揺動させるかの揺動位置を決定し、決定した揺動位置に基づいて揺動部によって第１の支持部材を揺動させる制御部と、を備え、制御部は、揺動位置に基づいて複数のローラーの平行度を調整することを特徴とする定着装置であることを要旨とする。

なお、上記揺動位置とは、第１の支持部材を揺動させる位置を揺動部に直接指示するものに限らず、第１の支持部材の揺動開始位置に基づいて揺動量によって定められるものであってもよい。

本発明によれば、定着揺動を行う定着装置において、定着ベルトの損傷を防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１を示す図である。 画像形成装置１の制御系の主要部を示すブロック図である。 定着ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る定着装置の外観を示す図である。 定着ユニットを支持する台板を上から見た図である。 定着ユニットを揺動させる揺動部の構成を示す図である。 ローラー平行度調整処理を示すフローチャートである。 ローラー平行度調整に用いるテーブルの例を示す図である。 調整部によるローラー平行度調整の例を示す図である。 ローラー平行度調整処理の変形例を示すフローチャートである。 課題を説明するための定着装置の構成例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１を示す図である。画像形成装置１は、給紙部１Ａ、装置本体１Ｂ、および排紙部１Ｃを備える。なお、給紙部１Ａおよび排紙部１Ｃを備えず、装置本体１Ｂに給紙部および排紙部を備えて画像形成装置１を構成してもよい。

給紙部１Ａは用紙を収容し、装置本体１Ｂからの指示に従って用紙を給紙する。装置本体１Ｂは、給紙部１Ａから給紙された用紙に画像を形成する。排紙部１Ｃは、装置本体１Ｂからの指示に従って装置本体１Ｂによって画像形成された用紙にステープル等の処理を行った後、排紙する。

図２は、画像形成装置１の制御系の主要部を示すブロック図である。

図１、図２に示す装置本体１Ｂは、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。装置本体１Ｂには、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色に対応する感光ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向（鉛直方向）に直列配置し、中間転写ベルト４２１に各色トナー像を順次転写させる縦型タンデム方式が採用されている。すなわち、装置本体１Ｂは、感光ドラム４１３上に形成されたＹＭＣＫの各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、画像を形成する。

図１、図２に示すように、装置本体１Ｂは、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着装置６０、および制御部８０を備える。

制御部８０は、ＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３等を備える。ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８２または記憶部７２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ８３に展開し、展開したプログラムと協働して、装置本体１Ｂの各ブロック、給紙部１Ａ、および排紙部１Ｃの動作を制御する。

通信部７１は、例えばネットワークカード、モデム、ＵＳＢ等の各種インターフェースを有する。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリーやハードディスクドライブで構成される。

制御部８０は、通信部７１を介して、ＬＡＮ、ＷＡＮ等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部８０は、例えば、外部の装置から送信されたページ記述言語（ＰＤＬ）による画像データ（入力画像データ）を受信し、これに基づいて用紙に画像を形成させる。また、制御部８０は、通信部７１を介して、給紙部１Ａおよび排紙部１Ｃとの間で各種データの送受信を行う。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。

表示部２１は、制御部８０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、各機能の動作状況等の表示を行う。また、ユーザーによるタッチ操作を受け付けて、操作信号を制御部８０に出力する。

操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部８０に出力する。ユーザーは、操作表示部２０を操作して、画質設定および、倍率設定、応用設定、出力設定、用紙設定などの画像形成に関する設定および用紙搬送指示を行うことができる。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部８０の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１および中間転写ユニット４２等を備える。

画像形成ユニット４１は、Ｙ成分用、Ｍ成分用、Ｃ成分用、Ｋ成分用の４つの画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋで構成される。画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有するので、以下では同一の符号で示す。画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ）、電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光を受けて一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダーに分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。

帯電装置４１４は、例えばスコロトロン帯電装置やコロトロン帯電装置等のコロナ放電発生器で構成される。帯電装置４１４は、コロナ放電によって感光ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）が直線状に配列されたＬＥＤアレイ、個々のＬＥＤを駆動するためのＬＰＨ駆動部（ドライバーＩＣ）、およびＬＥＤアレイからの放射光を感光ドラム４１３上に結像させるレンズアレイ等を有するＬＥＤプリントヘッドで構成される。ＬＥＤアレイの１つのＬＥＤが、画像の１ドットに対応する。制御部８０がＬＰＨ駆動部を制御することにより、ＬＥＤアレイに所定の駆動電流が流され、特定のＬＥＤが発光する。

露光装置４１１は、感光ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応する光を照射する。感光ドラム４１３の電荷発生層で発生した正電荷が電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。これにより、感光ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、各色成分の現像剤（例えばトナーと磁性キャリアーとからなる二成分現像剤）を収容しており、感光ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。具体的には、現像剤担持体（現像ローラー）に現像バイアス電圧が印加され、感光ドラム４１３と現像剤担持体との電位差によって現像剤担持体上の帯電トナーが感光ドラム４１３の表面の露光部に移動し、付着する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置される支持ローラー４２３が駆動ローラーであることが好ましい。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光ドラム４１３に圧接されることにより、感光ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、複数の支持ローラー４２３のうちの一つに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１に対向して配置される支持ローラー４２３はバックアップローラーと呼ばれる。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラーに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙へトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側（一次転写ローラー４２２と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙の裏面側（二次転写ローラー４２４と当接する側）にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着ユニット６１０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

なお、中間転写ユニット４２において、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（ベルト式の二次転写ユニット）を採用してもよい。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および通紙経路部５３等を備える。給紙部５１は、給紙部１Ａから搬送された用紙を通紙経路部５３へ導く。通紙経路部５３は、中間搬送ローラー等を含む複数の搬送ローラーを備える。通紙経路部５３は、給紙部５１から給紙された用紙を画像形成部４０（二次転写部）、定着ユニット６１０、排紙部５２の順に搬送する。排紙部５２は、通紙経路部５３から搬送された用紙を排紙部１Ｃへ導く。

定着装置６０は、各種ローラー等を備える定着ユニット６１０、定着ユニット６１０を支持する台板６２０から構成される。

図３は、定着ユニット６１０の構成を示す図である。定着ユニット６１０は、加熱ローラー６１、上加圧ローラー６２、定着ベルト６３、下加圧ローラー６４等を備える。

加熱ローラー６１は、定着ベルト６３の内周面に当接するとともに、上加圧ローラー６２の上方に所定の間隔を隔てて配置される。また、加熱ローラー６１は、加熱ローラー６１の内部に配置される加熱源６１Ａ（図２参照）により熱せられ、定着ベルト６３にその熱を伝える。上加圧ローラー６２は、定着ベルト６３の内周面に当接するとともに、下加圧ローラー６４に対向して配置される。また、上加圧ローラー６２は、定着ベルト６３を介して下加圧ローラー６４に圧着することによって定着ベルト６３と下加圧ローラー６４との間にニップ部を形成する。定着ベルト６３は、加熱ローラー６１と上加圧ローラー６２とに懸架される無端状ベルトである。下加圧ローラー６４は、上加圧ローラー６２に対向して配置され、定着ベルト６３の回転に従動して回転するローラーである。

制御部８０は、加熱源６１Ａ（図２参照）の出力を制御することで加熱ローラー６１を加熱する。さらに、制御部８０は、図示しない駆動部によって加熱ローラー６１と上加圧ローラー６２とを回転させ、定着ベルト６３を回転させる。この回転によって加熱ローラー６１の熱が定着ベルト６３の全体に伝わる。

用紙は、図３の右から左に向かって搬送され、定着ベルト６３と下加圧ローラー６４との間のニップ部にニップされる。ニップ部にニップされることによって、用紙は加熱および加圧され、用紙上のトナー像が用紙に定着する。

図４（ａ）は、定着装置６０の外観を示す図である。また、図４（ｂ）は、定着ユニット６１０の外装を一部除いた図である。定着装置６０は、定着ユニット６１０、台板６２０からなる。定着ユニット６１０の筐体は、少なくとも前パネル６１１、後パネル６１２、底板６１３によって構成される。定着装置６０は装置本体１Ｂの内部に配置され、定着装置６０へ搬送された用紙は搬送方向Ｄ１の方へ搬送される。

前パネル６１１および後パネル６１２は、加熱ローラー６１、上加圧ローラー６２、下加圧ローラー６４を、各ローラーの回転軸の両端を支持することにより、支持する。図４（ａ）は定着ユニット６１０の外装により前パネル６１１、後パネル６１２が見えない状態であるが、図４（ｂ）は前パネル６１１より手前側の外装を図示していないため、前パネル６１１が見える状態である。図４（ｂ）のように、各ローラー（加熱ローラー６１、上加圧ローラー６２、下加圧ローラー６４）の回転軸の一端が前パネル６１１に支持される。後パネル６１２も前パネル６１１と同様の構造である。なお、各ローラーは回転軸が平行になるように支持される。底板６１３は、前パネル６１１および後パネル６１２を底板と垂直に固定する。台板６２０は、定着ユニット６１０が揺動可能となるように底板６１３を支持する。なお、定着ユニット６１０は本発明の第１の支持部材として機能し、台板６２０は本発明の第２の支持部材として機能する。

図５は、台板６２０を上から見た図である。図５の右側が装置本体１Ｂの前側、左側が装置本体１Ｂの後ろ側である。台板６２０は、受け部６２１を複数有する。受け部６２１は、図５のように定着ユニット６１０が主走査方向Ｄ２に揺動可能に支持するように台板６２０に取り付けられる。また、受け部６２１は、定着ユニット６１０を安定して支持できるよう、図５のように２列に設けられる。また、受け部６２１はコロ（回転体）によって構成される。

図２に戻り、揺動部９１および調整部９２について説明する。

揺動部９１は、制御部８０からの指示に基づいて、定着ユニット６１０を台板６２０に対して主走査方向に揺動（定着揺動）させる。

図６に、定着ユニット６１０を揺動させる揺動部９１の構成の一例を示す。揺動部９１は、揺動モーター９１Ａ、ギア９１Ｂ、ギア９１Ｃを備えている。揺動モーター９１Ａは、例えばステッピングモーター等から構成され、制御部８０からの指示に基づいて正回転および逆回転する。ギア９１Ｂは、揺動モーター９１Ａの回転軸に取り付けられて、ギア９１Ｂの周面の溝部がギア９１Ｃの溝部にかみ合うようにして取り付けられている。ギア９１Ｃの一端部は、前パネル６１１に固定して取り付けられている。

揺動モーター９１Ａが正回転および逆回転すると、ギア９１Ｂおよびギア９１Ｃを介して定着ユニット６１０が受け部６２１の上に乗った状態で主走査方向Ｄ２に揺動する。定着ユニット６１０が揺動されるのに伴って、定着ユニット６１０の内部に設置された加熱ローラー６１、加熱源６１Ａ、上加圧ローラー６２、定着ベルト６３、下加圧ローラー６４等も定着ユニット６１０と一体となって主走査方向Ｄ２に揺動する。

調整部９２は、制御部８０からの指示に基づいて、加熱ローラー６１の回転軸の端部を後パネル６１２の面上で移動させることによって、ローラーの平行度を調整する（加熱ローラー６１、上加圧ローラー６２、下加圧ローラー６４の回転軸が平行を保つように調整する）。なお、ローラーの平行度を調整する際は、回転軸の端部を前パネル６１１の面上で移動させてもよいし、前パネル６１１および後パネル６１２の両方の面上で移動させてもよい。すなわち、回転軸の端部を前パネル６１１および後パネル６１２の少なくとも一つの面上で移動させればよい。

次に、画像形成装置１および定着装置６０の動作について説明する。

図７は、画像形成装置１において実行されるローラー平行度調整処理を示すフローチャートである。この処理は、制御部８０のＲＯＭ８２に記憶されているプログラムとＣＰＵ８１との協働によるソフトウェア処理によって実現される。

まず、制御部８０は、画像形成に関するジョブが実行中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。例えば、制御部８０は、通信部７１を介して画像形成装置１に接続された外部の装置または操作部２２からユーザーによって画像形成に関するジョブを実行する指示が入力されたか否かによって、画像形成に関するジョブが実行中であるか否かを判断する。

画像形成に関するジョブが実行中であると制御部８０が判断した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、制御部８０は、揺動部９１によって定着ユニット６１０を台板６２０に対して揺動させる定着揺動を実施するか否かを判断する（ステップＳ１２）。例えば、定着ユニット６１０内に用紙センサーを設け、用紙センサーの検出結果に基づいて、定着ベルト６３と下加圧ローラー６４との間に用紙がニップされていないと判断した場合には、制御部８０は定着揺動を実施すると判断し、定着ベルト６３と下加圧ローラー６４との間に用紙がニップされていると判断した場合には、制御部８０は定着揺動を実施しないと判断する。

定着揺動を実施するか否かを制御部８０が判断する他の手法として、定着ベルト６３の同一箇所を用紙の端部が通過した距離に応じて定着揺動を実施するか否かを判断してもよい。具体的には、定着ユニット６１０へ用紙が搬送される際、まず、制御部８０は、画像形成を行う用紙のサイズに応じて、定着ベルト６３の主走査方向における用紙の端部が通過する位置を記憶部７２から取得する。次に、その位置を通過した用紙の搬送方向における長さを算出する。この長さに基づく値を、記憶部７２に記憶されている位置ごとの損傷度のうち、その位置に対応する損傷度に加算することで新たな損傷度を算出して記憶部７２に記憶する。制御部８０は、定着揺動を実施するか否かの判断時において、記憶部７２に記憶された損傷度が予め定められた閾値以上であれば定着揺動を実施すると判断し、記憶部７２に記憶された損傷度が予め定められた閾値未満であれば定着揺動を実施しないと判断する。

定着揺動を実施すると制御部８０が判断した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部８０は、揺動部９１によって定着揺動を実施させる。定着揺動では、制御部８０は、定着ユニット６１０を揺動させる位置を決定し、決定した揺動位置に基づいて揺動モーター９１Ａに駆動信号を供給して駆動させ、定着ユニット６１０を主走査方向Ｄ２に移動させる。定着揺動を実施しないと制御部８０が判断した場合（ステップＳ１２でＮＯ）、処理はステップＳ１５へ進む。

定着揺動の実施後、制御部８０は、記憶部７２に記憶されている調整テーブル（図８（ｂ）参照）を参照し、ローラー平行度調整量を取得する（ステップＳ１３）。ローラー平行度調整量とは、定着揺動によって生じるローラー平行度のずれを、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置に基づいて調整するための調整量である。ここで、ローラーの平行度は、ローラー平行度を確認せずに、定着揺動の揺動位置に基づいて調整される。なお、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置は、揺動部９１によって定着ユニット６１０が揺動される前に制御部８０が決定した揺動位置であってもよいし、揺動部９１によって定着ユニット６１０が揺動された後に定着ユニット６１０の位置が検出できるセンサー等を用いて定着ユニット６１０の位置を検出することによって揺動位置を検出してもよい。

図８に、ローラー平行度調整に用いるテーブルの例を示す。図８（ａ）は、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置ごとに、その揺動位置に定着ユニット６１０が揺動された場合に前パネル６１１および後パネル６１２が正常な位置からどれだけ歪むかの歪量を示すテーブル（歪テーブル）である。図８（ｂ）は、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置ごとに、その揺動位置に定着ユニット６１０が揺動された場合に加熱ローラー６１の回転軸の端部を後パネル６１２の面上でどれだけ搬送方向に移動させるか（ローラー平行度の調整量）を示すテーブル（調整テーブル）である。これらのテーブルは、記憶部７２に記憶される。図８（ｃ）は、歪量やローラー平行度の調整量の算出を説明するのに用いる図である。

歪テーブル、調整テーブルにおいて、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置に対し、−５ミリから５ミリの範囲において１ミリ毎に歪量やローラー平行度の調整量が記憶部７２に記憶される。ここで、定着ユニット６１０の台板６２０に対する所定の基準位置が０ミリであり、主走査方向において一つの向きが基準位置からの正の長さで表され、その向きと反対の向きが基準位置からの負の長さで表される。なお、受け部６２１の高さおよびローラー平行度の調整量は、揺動部９１によって定着ユニット６１０を揺動させる揺動位置に対して必ずしも１ミリ毎に記憶部７２に記憶させる必要はなく、１ミリよりも長い間隔で記憶させてもよいし、１ミリより短い間隔で記憶させてもよい。

歪テーブルは、揺動部９１によって定着ユニット６１０をある揺動位置に揺動させた場合に、前パネル６１１および後パネル６１２が正常な位置（パネルが鉛直方向に設けられている場合の位置）からどれだけ傾いているかを実験により測定し、この測定を各揺動位置に対して行うことで作成される。具体的には、前パネル６１１および後パネル６１２に対し、パネルが正常な位置にある場合のパネル底辺端部（のどちらか一方）の高さを０ミリ（基準位置）とし、揺動部９１によって定着ユニット６１０をある揺動位置に揺動させた場合のパネル底辺端部の高さを測定する。前パネル６１１に対して測定した結果を前パネル歪量、後パネル６１２に対して測定した結果を後パネル歪量とし、「前パネル歪量−後パネル歪量」を算出することで図８（ｃ）のＹが算出でき、これが図８（ａ）の歪量である。なお、歪テーブルの作成は、一台一台の定着装置６０に対して出荷前に行われるのが好ましい。

調整テーブルは、歪テーブルが作成されると、歪テーブルに基づいて作成される。各揺動位置（−５ミリから５ミリ）およびローラー（加熱ローラー６１、上加圧ローラー６２、下加圧ローラー６４）の組み合わせに対し、歪テーブルに基づいたその揺動位置に対する歪量（図８（ｃ）のＹ）、前パネル６１１および後パネル６１２の搬送方向における長さ（図８（ｃ）のＷ）、そのローラーのパネル底辺からの高さ（図８（ｃ）のＨ）、に基づいて、ローラーの回転軸の正常な位置からのずれ（図８（ｃ）のＸ）に対応する値が式Ｘ＝Ｙ×Ｈ／Ｗによって算出される。そのずれ（Ｘ）に対応してローラー平行度の調整量が決定され、調整テーブルが作成される。なお、いま示したローラー平行度調整量の算出方法は一例であり、これに限定されるものではない。

図７に戻り、制御部８０は、記憶部７２に記憶されている調整テーブルからローラー平行度を調整するための調整量を取得した後（ステップＳ１３の後）、記憶部７２に記憶されている調整テーブルから取得したローラー平行度調整量に基づき、調整部９２にローラー平行度を調整させる（ステップＳ１４）。

図９に、調整部９２として偏芯カム９２１を用いたローラー平行度調整の例を示す。調整部９２は、後パネル６１２に配置される。調整部９２は、偏芯カム９２１、リンク部材９２２、リンク部材９２３等によって構成される。偏芯カム９２１は、単一のカム軸９２１Ａに固定され、カム軸９２１Ａを中心に回転する。カム軸９２１Ａは図示しない駆動部（例えば、ステッピングモーター）から動力を伝達されることによって回転する。リンク部材９２２は、偏芯カム９２１へ向けて付勢され、偏芯カム９２１に圧接するとともに、リンク部材９２３に軸支される。また、リンク部材９２２は、リンク支点９２２Ａにより支持され、リンク支点９２２Ａを中心として所定の範囲内で回転可能である。リンク部材９２３は、リンク部材９２２および加熱ローラー６１の回転軸端部に軸支され、搬送方向に平行となるように取り付けられる。リンク部材９２２とリンク部材９２３とを接続する軸および加熱ローラー６１の回転軸は、後パネル６１２の面上で搬送方向に平行に移動可能に取り付けられる。

制御部８０は、記憶部７２に記憶されている調整テーブルから取得したローラー平行度調整量に基づき、カム軸９２１Ａの回転量を制御する。カム軸９２１Ａが当該回転量だけ回転することによって、偏芯カム９２１がそれに対応して回転する。さらに、リンク部材９２２、リンク部材９２３によって偏芯カム９２１の回転運動が、加熱ローラー６１の回転軸端部を後パネル６１２の面上で搬送方向に直線移動する運動に変えられる。このようにして、ローラー平行度調整量の距離だけ加熱ローラー６１の回転軸端部を移動させる。

図７に戻り、制御部８０は、記憶部７２に記憶されている調整テーブルから取得したローラー平行度調整量に基づき、調整部９２にローラー平行度を調整させた後（ステップＳ１４の後）、画像形成に関するジョブが継続されるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ジョブが継続されると制御部８０が判断した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１２から再び処理を行う。ジョブが継続されないと制御部８０が判断した場合（ステップＳ１５でＮＯ）、ローラー平行度調整処理を終了する。

図１０は、ローラー平行度調整処理の変形例を示すフローチャートである。ステップＳ２１からステップＳ２４は、図７のステップＳ１１からステップＳ１４と同様であるため、説明を省略する。

記憶部７２に記憶されている調整テーブルから取得したローラー平行度調整量に基づき、調整部９２にローラー平行度を調整させた後（ステップＳ２４の後）、制御部８０は、図示しないベルト位置検出センサーに定着ベルト６３の位置を検出させる（ステップＳ２５）。ベルト位置検出センサーは、主走査方向において定着ベルト６３の両側端部付近に配置され、定着ベルト６３の主走査方向における端部位置を検出する。制御部８０は、ベルト位置検出センサーから定着ベルト６３の位置情報に関する出力に基づいて、定着ベルト６３の位置を取得する。

次に、制御部８０は、ステップＳ２５でベルト位置検出センサーに検出させた定着ベルト６３の位置が所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。制御部８０は、ベルト位置検出センサーから取得した定着ベルト６３の主走査方向における端部位置に基づき、その端部位置が予め定められた位置以上に主走査方向において定着ベルト６３の中心に対して外側である場合、定着ベルト６３の位置が所定範囲外であると判断する。そうでない場合、定着ベルト６３の位置が所定範囲内であると判断する。定着ベルト６３の位置が所定範囲内であると制御部８０が判断した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、制御部８０は、画像形成に関するジョブが継続されるか否かを判断する（ステップＳ２７）。ステップＳ２７は、図７のステップＳ１５と同様である。

ベルト位置検出センサーに検出させた定着ベルト６３の位置が所定範囲外であると制御部８０が判断した場合（ステップＳ２６でＮＯ）、制御部８０は、ローラー平行度調整が正常に実行されていない旨の警告を表示部２１に表示させる（ステップＳ２８）。なお、制御部８０は、ベルト位置検出センサーに検出させた定着ベルト６３の位置が所定範囲外であると制御部８０が判断した場合に、画像形成装置１の動作を停止させてもよい。また、ローラー平行度調整が正常に実行されていない旨の警告を表示部２１に表示させるとともに画像形成装置１の動作を停止させてもよい。

以上説明したように、本実施の形態の定着装置６０および画像形成装置１によれば、制御部８０は、定着ユニット６１０をどの位置まで揺動部９１に揺動させるか（揺動位置）を決定し、揺動位置に基づいて定着ベルト６３が懸架されている複数のローラーの平行度を調整するので、定着ベルトの損傷を防止することができる。ここで、複数のローラーの平行度の調整とは、複数のローラーすべてを移動させるものに限らず、複数のローラーのうち一つのローラーの回転軸を他のローラーの回転軸に平行になるように移動させるものも複数のローラーの平行度の調整に含む。

また、ローラー平行度の調整を、定着ベルト６３によってトナー像を用紙に定着させていないタイミング（例えば、定着ベルト６３と下加圧ローラー６４との間に用紙がニップされていないタイミング）で行うので、トナー像を用紙に定着させる際にローラー平行度の調整によって定着ベルト６３が移動して、適切にトナー像を定着できない箇所が生じる等の不具合が生じることを防止することができる。

また、制御部８０は、ローラー平行度を調整した後、検知部（例えば、ベルト位置検知センサー）によって複数のローラーの平行度が正常に調整されていないと判断した場合は、表示部２１に警告画面を表示させるので、ユーザーは表示部２１に表示された警告画面を確認して、複数のローラーの平行度が正常に調整されていないことを知ることができる。それによって、さらに、ユーザーは必要に応じてメンテナンス等の処置を行うことができる。

また、制御部８０は、ローラー平行度を調整した後、検知部（例えば、ベルト位置検知センサー）によって複数のローラーの平行度が正常に調整されていないと判断した場合は、画像形成装置の動作を停止させるので、定着ベルト６３が正常な位置（ローラーの幅方向において中央付近）からずれている状態で定着動作を続けることによる定着ベルト６３の損傷を防止することができる。

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る定着装置および画像形成装置の例であり、これに限定されるものではない。装置を構成する各部の細部構成および細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態では、画像形成装置１が給紙部１Ａおよび装置本体１Ｂ、排紙部１Ｃを独立して備え、これらが接続されて画像形成装置１を構成することとしたが、装置本体１Ｂに給紙部１Ａおよび排紙部１Ｃをそれぞれ設けてもよい。

また、台板６２０は、定着装置６０に含まれることとしたが、画像形成装置に設けられていてもよい。揺動部９１、調整部９２についても同様に、画像形成装置に設けられていてもよい。

また、受け部６２１は台板６２０に設けられることとしたが、定着ユニット６１０に設けられてもよい。

また、台板６２０に配置される受け部６２１は、上記実施の形態ではコロやべアリングから構成される回転体であるとしたが、台板６２０に沿って定着ユニット６１０の揺動方向に配置されるレールであってもよい。定着ユニット６１０が台板６２０に対して揺動可能であればよい。したがって、定着ユニット６１０の底板６１３や台板６２０の材質や形状によっては、受け部６２１は必ずしも設けなくてもよい。

また、上記実施の形態では、図７のステップＳ１２とステップＳ１３との間で定着揺動を実施したが、ステップＳ１３とステップＳ１４との間で定着揺動を実施してもよいし、ステップＳ１４の後に定着揺動を実施してもよい。また、ステップＳ１３またはステップＳ１４と同時に定着揺動を実施してもよい。なお、ステップＳ１４と同時に定着揺動を実施する場合は、効率的に揺動部９１による揺動とローラー平行度の調整を行うことができる。例えば、揺動部９１による揺動およびローラー平行度の調整を行っている場合には定着ユニット６１０内に用紙を搬送しない制御を行っている場合には、揺動部９１による揺動およびローラー平行度の調整を同時に行うことで、これらにかかる時間を短縮することができるので、それに伴って用紙搬送の間隔を短縮することができる。

また、上記実施の形態では、歪テーブルおよび調整テーブルは予め実験等に基づいて作成され、記憶部７２に記憶されることとしたが、これらのテーブルを定着装置６０および画像形成装置１の出荷後に更新できるようにしてもよい。例えば、前パネル６１１および後パネル６１２の底辺端部付近にパネル位置検出センサーを設け、これにより制御部８０は歪量に関する情報を随時取得し、歪量に関する情報に基づいて各テーブルを更新するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、調整部９２は、加熱ローラー６１に対して配置されたが、ローラー平行度調整の対象となるローラーは加熱ローラー６１に限らず、上加圧ローラー６２であってもよいし、下加圧ローラー６４であってもよい。また、これらのローラーに対して複数配置されてもよい。

また、上記実施の形態では、ギア９２Ｂおよびギア９１Ｃを用いて定着ユニット６１０を主走査方向Ｄ２に揺動させたが、定着揺動の機構はこの構成に限定されることなく、例えば、カムを用いて定着ユニット６１０を主走査方向Ｄ２に揺動させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、調整部９２として偏芯カム９２１を用いたローラー平行度調整の例を示したが、ラックとピニオンを用いてもよいし、他の調整手段を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、調整部９２は、ローラーの回転軸端部を前パネル６１１および後パネル６１２の少なくとも一つの面上で搬送方向に平行に直線移動させたが、搬送方向以外の方向（例えば、鉛直方向）であってもよいし、直線移動でなくても例えば所定の経路に沿う移動であってもよい。

また、上記実施の形態では、制御部８０は、ローラー平行度を調整した後、ベルト位置検知センサーによって複数のローラーの平行度が正常に調整されているか否かを判断したが、複数のローラーの平行度が正常に調整されているか否かが判断できれば他の形態の検知部であってもよい。

１ 画像形成装置
２０ 操作表示部
３０ 画像処理部
４０ 画像形成部
５０ 用紙搬送部
６０ 定着装置
６１ 加熱ローラー
６２ 上加圧ローラー
６３ 定着ベルト
６４ 下加圧ローラー
６１０ 定着ユニット
６１１ 前パネル
６１２ 後パネル
６１３ 底板
６２０ 台板
６２１ 受け部
７２ 記憶部
８０ 制御部
９１ 揺動部
９２ 調整部

Claims (11)

1. 定着ベルトでトナー像を用紙に定着させるために画像形成装置に用いられる定着装置において、
   前記定着ベルトが懸架され、回転軸がそれぞれ平行になるように配置される複数のローラーと、
   前記複数のローラーそれぞれの前記回転軸の両端を支持する側板と、前記複数のローラーより下方に設けられて前記側板を固定する底板と、を有する第１の支持部材と、
   前記第１の支持部材の下方に設けられ、前記底板を支持する第２の支持部材と、
   前記第１の支持部材を前記第２の支持部材に対して前記回転軸の軸方向に揺動させる揺動部と、
   前記第１の支持部材をどの位置まで揺動させるかの揺動位置を決定し、決定した揺動位置に基づいて前記揺動部によって前記第１の支持部材を揺動させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記揺動位置に基づいて前記複数のローラーの平行度を調整することを特徴とする定着装置。
2. 前記制御部は、前記揺動位置ならびに前記底板および前記第２の支持部材の平面度に基づいて前記複数のローラーの平行度を調整することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 少なくとも一つの前記回転軸の端部を前記側板の面上で移動させる調整部を備え、
   前記側板は、前記複数のローラーそれぞれの前記回転軸の両端を移動可能に支持し、
   前記制御部は、前記調整部によって前記複数のローラーの平行度を調整する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記調整部は、前記制御部によって回転させられる偏芯カムと、前記偏芯カムの回転運動を前記回転軸の端部が前記側板の面上で移動する運動に変える機構と、を有し、
   前記制御部は、前記偏芯カムを回転させることによって前記複数のローラーの平行度を調整する
   ことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記制御部は、前記定着ベルトによってトナー像を用紙に定着させていないタイミングで、前記複数のローラーの平行度を調整する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の定着装置。
6. 前記制御部は、前記揺動部による揺動中に、前記複数のローラーの平行度を調整する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の定着装置。
7. 前記複数のローラーの平行度が正常に調整されたか否かを検知する検知部と、
   警告画面を表示する表示部と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記複数のローラーの平行度を調整した後、前記検知部による検知結果に基づいて、前記複数のローラーの平行度が正常に調整されていないと判断した場合は、前記表示部に警告画面を表示させる
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の定着装置。
8. 前記複数のローラーの平行度が正常に調整されたか否かを検知する検知部を備え、
   前記制御部は、前記複数のローラーの平行度を調整した後、前記検知部による検知結果に基づいて、前記複数のローラーの平行度が正常に調整されていないと判断した場合は、前記画像形成装置の動作を停止させる
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の定着装置。
9. 前記検知部は、前記定着ベルトの位置を検知することによって、前記複数のローラーの平行度が正常に調整されたか否かを検知する
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の定着装置。
10. 前記第２の支持部材は、前記揺動部による揺動に応じて回転する回転体を有し、前記回転体が前記底板に当接することによって前記底板を支持する
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の定着装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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