(57)【要約】【課題】定着部材の表面温度分布が崩れても、定着温度不足に起因する定着不良を防止することが可能な定着装置を備えた画像形成装置を実現する。【解決手段】記録媒体に接触することで記録材料により前記記録媒体上に形成された未定着の像を該記録媒体に定着する定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、前記定着部材と前記記録媒体との、記録媒体搬送方向に直交し且つ記録媒体の表面に沿う幅方向の相対的な位置を移動させる相対位置移動手段と、前記定着部材の温度情報を取得する温度情報取得手段と、を備える画像形成装置において、制御手段が、前記温度情報取得手段が取得した前記温度情報に基づいて、前記記録媒体に対する定着の際に前記定着部材の温度が所定温度を下回らないよう前記相対位置移動手段の動作を制御する構成にした。【選択図】図１
2014085602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に接触することで記録材料により前記記録媒体上に形成された未定着の像を該記録媒体に定着する定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記定着部材と前記記録媒体との、記録媒体搬送方向に直交し且つ記録媒体の表面に沿う幅方向の相対的な位置を移動させる相対位置移動手段と、
前記定着部材の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記温度情報取得手段が取得した前記温度情報に基づいて、前記記録媒体に対する定着の際に前記定着部材の温度が所定温度を下回らないよう前記相対位置移動手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記定着部材の温度情報に基づき、記録媒体が前記定着部材における温度のより高い側に接するよう前記相対位置移動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記温度情報取得手段が取得した前記温度情報に基づき前記相対位置移動手段を制御すると共に、所定枚数の記録媒体に対する定着毎に所定量前記幅方向の相対的な位置を移動させるよう前記相対位置移動手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記相対位置移動手段は、前記定着部材の位置を前記幅方向に移動させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記相対位置移動手段は、前記記録媒体の位置を前記幅方向に移動させることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着部材の温度情報は、前記定着部材の温度を検知する温度検知手段によって検知された値であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記温度検知手段は、前記定着部材の前記幅方向両端部近傍の温度をそれぞれ検知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着部材の温度情報は、画像形成装置の出荷前に測定された前記定着部材の温度であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部材の温度は、前記定着部材の前記幅方向両端部近傍の温度であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記定着部材の温度情報は、前記加熱部材により前記定着部材の加熱が完了したときの前記定着部材の温度であることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記定着部材の温度情報は、前記定着部材における前記記録媒体と接する表面の温度情報であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上の記録材料に熱を加えることで記録媒体に画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体上のトナー等の記録材料に対して熱を加えることで、記録媒体に画像を定着する定着装置を備えた画像形成装置が広く知られている。このような定着装置においては、記録材料を確実に定着させるために記録材料に充分な熱量を加える必要がある。記録材料に充分な熱量を加えることができないと、記録材料の定着不良が生じ、画像ムラとなって現れる。
特許文献１には、定着部材を加熱する加熱源を用紙に対して幅方向において相対的に一定に維持させることにより、用紙の各部に供給される熱量のバランスを良好にし、定着ムラの発生を防止する画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
記録材料に熱を加える定着装置の一例を図９に示す。図９は定着装置３４０を用紙の進行方向上流側から見た図である。図９における定着装置３４０は、定着ローラー３４０ａと加圧ローラー３４０ｂとからなり、定着ローラー３４０ａにはヒーター３４０ｃが内蔵されている。ヒーター３４０ｃにより定着ローラー３４０ａの表面が定着に適した所定の温度まで加熱された状態で、定着ローラー３４０ａと加圧ローラー３４０ｂとのニップ部において、トナー像が載っている用紙Ｐを挟持しながら搬送することで、用紙Ｐ上のトナー像に熱及び圧力を加えて用紙Ｐに定着する。
図１０は、ヒーター３４０ｃによって加熱された定着ローラー３４０ａの表面温度分布の一例を示すグラフである。図１０（ａ）〜（ｃ）それぞれの横軸は定着ローラー３４０ａの軸方向の位置、縦軸は定着ローラー３４０ａの表面温度を示している。
【０００５】
一般的には、定着ローラー及びヒーターは図１０（ａ）に示すように、定着ローラー３４０ａの表面温度分布が、定着ローラー３４０ａの軸方向に対して左右対称になるように設計されている。
しかしながら、図１０（ｂ）に示すように、定着ローラー３４０ａの表面温度分布が左右対称とはならない場合が多い。図１０（ｂ）のような温度分布となる要因としては、例えば画像形成装置内の定着装置３４０付近において、定着ローラー３４０ａの軸方向に空気の流れがあることなどが挙げられる。
他方、近年あらゆる場面において省エネルギー化が進んでいるが、電力を多く使用する定着ローラー３４０ａの加熱についても、その加熱時間を極力短くして、定着の際に定着不良が発生しない下限の温度を僅かに上回る程度までしか加熱しないような構成になってきている。
このような背景のもとで、図１０（ｂ）に示すように定着ローラー３４０ａの表面温度分布に傾きが生じると、そのままの状態で図に示す通紙幅の用紙を通紙させた場合、図１０（ｃ）に示すように、定着不良が発生しない下限の温度を下回ってしまい、その部分には定着不良が生じてしまい、画質が低下する。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたもので、定着部材の表面温度分布が崩れても、定着温度不足に起因する定着不良を防止することが可能な定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、画像形成装置であって、
記録媒体に接触することで記録材料により前記記録媒体上に形成された未定着の像を該記録媒体に定着する定着部材と、
前記定着部材を加熱する加熱手段と、
前記定着部材と前記記録媒体との、記録媒体搬送方向に直交し且つ記録媒体の表面に沿う幅方向の相対的な位置を移動させる相対位置移動手段と、
前記定着部材の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
前記温度情報取得手段が取得した前記温度情報に基づいて、前記記録媒体に対する定着の際に前記定着部材の温度が所定温度を下回らないよう前記相対位置移動手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記定着部材の温度情報に基づき、記録媒体が前記定着部材における温度のより高い側に接するよう前記相対位置移動手段を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記温度情報取得手段が取得した前記温度情報に基づき前記相対位置移動手段を制御すると共に、所定枚数の記録媒体に対する定着毎に所定量前記幅方向の相対的な位置を移動させるよう前記相対位置移動手段を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記相対位置移動手段は、前記定着部材の位置を前記幅方向に移動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記相対位置移動手段は、前記記録媒体の位置を前記幅方向に移動させることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着部材の温度情報は、前記定着部材の温度を検知する温度検知手段によって検知された値であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、
前記温度検知手段は、前記定着部材の前記幅方向両端部近傍の温度をそれぞれ検知することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着部材の温度情報は、画像形成装置の出荷前に測定された前記定着部材の温度であることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像形成装置において、
前記定着部材の温度は、前記定着部材の前記幅方向両端部近傍の温度であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着部材の温度情報は、前記加熱部材により前記定着部材の加熱が完了したときの前記定着部材の温度であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の画像形成装置において、
前記定着部材の温度情報は、前記定着部材における前記記録媒体と接する表面の温度情報であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、定着部材の温度分布に基づいて定着部材と記録媒体との相対的な位置を変化させるので、定着部材の表面温度分布が崩れても、定着温度不足による定着不良を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態における画像形成装置全体の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態における定着装置の構成を示す図であり、用紙の進行方向と直交する方向から見た断面図（ａ）と、用紙の進行方向上流側から見た図（ｂ）である。
【図３】第１の実施の形態における画像形成装置全体の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態における制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】温度センサーによる検知結果と、定着ローラー及び加圧ローラーの移動量との関係を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における制御を実行したときの定着前（ａ）及び定着後（ｂ）の定着ローラーの表面温度分布を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施の形態において使用するデータの一例を示す図である。
【図９】定着装置の一例を示す図である。
【図１０】加熱された定着ローラーの表面温度分布の一例（ａ）（ｂ）（ｃ）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態における画像形成装置全体の構成を示す断面図である。
【００２１】
画像形成装置２０は、タンデム型画像形成装置と呼ばれるカラー画像を形成することが可能な画像形成装置であり、スキャナー部２２、プリンター部２４、給紙部３２、操作表示部２３等から構成されている。尚、以下カラー画像を形成可能な画像形成装置を用いて説明するが、本発明はモノクロ画像のみ形成可能な画像形成装置にも適用することが可能である。
【００２２】
スキャナー部２２は、自動原稿給紙装置２１、光学系２２ａ、ＣＣＤイメージセンサー２２ｂ等から構成されている。
【００２３】
プリンター部２４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応したトナー像を形成する画像形成手段４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと、各画像形成手段により形成されたトナー像が転写される像担持体としての中間転写ベルト３１、中間転写ベルト３１上のトナー像を用紙に転写する転写部である２次転写部３８、用紙に転写されたトナー像を定着する定着装置３４等から構成されている。
【００２４】
給紙部３２は、給紙トレイ３２ａ〜３２ｃ等から構成されており、給紙部３２より適切な用紙が適切なタイミングにて給紙される。
【００２５】
操作表示部２３は、例えばタッチパネル方式の画面を備えており、ユーザーは画面上に表示されるアイコン等に触れることで、画像形成の内容に関する設定や、画像形成開始の指示等を行う。
【００２６】
以上が画像形成装置２０の各部の概要である。続いて、画像形成装置２０によって用紙に対してカラー画像を形成する場合を例にとり、その一連の動作について説明する。
【００２７】
操作表示部２３において画像形成開始の指示がなされると、自動原稿給紙装置２１の原稿台２１ａに載置された原稿Ｊは原稿読み取り部へ搬送される。そして、図示しない光源より原稿に照射された光の反射光が、光学系２２ａを介してＣＣＤイメージセンサー２２ｂにより読み取られる。
ＣＣＤイメージセンサー２２ｂにより読み取られた画像信号に対しては、各種画像処理が施される。そして、画像処理が施された画像信号に基づいて、画像形成手段４０Ｙ〜４０Ｋが各色のトナー像を形成する。
【００２８】
イエロー色のトナー像を形成する画像形成手段４０Ｙは、感光体ドラム４１Ｙ、帯電部４２Ｙ、露光部４５Ｙ、現像部４３Ｙ、クリーニング部４４Ｙから構成されている。画像を形成する場合は、感光体ドラム４１Ｙは図示しない駆動手段により図１の矢印Ｅ方向に回転され、その表面が帯電部４２Ｙにより一様に帯電される。一様に帯電された感光体ドラム４１Ｙに対して、露光部４５Ｙが上記画像信号に基づいてレーザー光を照射することで、イエロー色の画像に対応した静電潜像を形成する。
次に、現像部４３Ｙによって感光体ドラム４１Ｙ上の静電潜像が現像され、感光体ドラム４１Ｙ上にイエロー色のトナー像が形成される。形成されたトナー像は、１次転写ローラー４６Ｙに印加される転写電圧によって中間転写ベルト３１に静電的に転写される。
中間転写ベルト３１に転写され切れずに感光体ドラム４１Ｙの表面に残存したトナーは、クリーニング部４４Ｙにより取り除かれ、次のトナー画像の形成に備える。
【００２９】
マゼンタ色のトナー像を形成する画像形成手段４０Ｍ、シアン色のトナー像を形成する画像形成手段４０Ｃ及びブラック色のトナー像を形成する画像形成手段４０Ｋは、何れもイエロー色のトナー像を形成する画像形成手段４０Ｙと同様の構成を有しているため、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
中間転写ベルト３１は、ローラー３７ａ〜３７ｅに巻き回された無端状のベルトであり、回転可能に支持されている。中間転写ベルト３１としては、ポリイミドに代表される樹脂ベルトや、樹脂素材の上に弾性層を設けたベルトが一般的に用いられている。画像形成を行う際には、中間転写ベルト３１は駆動ローラー３７ａの回転駆動によって図１の矢印Ｆ方向に回転移動される。
カラーの画像形成を行う際には、各色に対応した１次転写ローラーによって、イエロー色のトナー像から順に、各色のトナー像が互いに重なるタイミングにてトナー像を中間転写ベルト３１にそれぞれ静電的に転写させることで、原稿画像に対応したカラーのトナー像が中間転写ベルト３１上に形成される。
【００３１】
一方、給紙トレイ３２ａ〜３２ｃの何れかより給紙された用紙は、搬送路３３ａを搬送され、レジストローラー対３３ｃに到達する。レジストローラー対３３ｃのニップ部に用紙を突き当てることにより用紙の搬送方向の斜行が修正され、中間転写ベルト３１上のカラートナー像とタイミングを合わせるように用紙が２次転写部３８へと搬送される。
２次転写部３８においては、中間転写ベルト３１上のカラートナー像が静電的に用紙に転写される。カラートナー像が転写された用紙は定着装置３４に向けて搬送され、トナー像の定着が行われる。
【００３２】
定着装置３４は、定着ローラー３４ａ、加圧ローラー３４ｂ等から構成されている。定着ローラー３４ａにはヒーター３４ｃが備えられており、定着ローラー３４ａと加圧ローラー３４ｂとにより用紙に対して熱及び圧力を加えて、トナー像を定着する。定着装置３４の詳細については後述する。
【００３３】
トナー像が定着された用紙は、搬送路３３ａ上を搬送され、画像形成装置２０の装置外へ排出される。
用紙の両面に画像を形成する場合は、定着装置３４によって用紙の表面に対してトナー像が定着されると、用紙は分岐手段３６によって反転経路３３ｂに向けて搬送され、搬送方向の先後端が反転される。先後端が反転された用紙は反転経路３３ｂを通りレジストローラー対３３ｃまで搬送され、搬送方向の斜行が修正される。
その後、２次転写部３８において用紙の裏面に形成される画像に対応したカラートナー像が上述の通り転写され、定着装置３４によって裏面のカラートナー像が定着され、画像形成装置２０の装置外へ排出される。
【００３４】
以上が、画像形成装置２０によって用紙に対してカラー画像を形成する際の一連の動作の説明である。
【００３５】
図２は、本実施の形態における定着装置３４を示す図である。図２（ａ）は、定着装置３４を用紙の進行方向と直交する方向から見た断面図、図２（ｂ）は定着装置３４を用紙の進行方向上流側から見た図である。
【００３６】
定着装置３４は、定着ローラー３４ａ、加圧ローラー３４ｂ、ヒーター３４ｃ、温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２、揺動機構３５ｅ、位置決めセンサー３４ｆから構成されている。図２（ｂ）に示すように、ヒーター３４ｃは定着ローラー３４ａの内部に設けられており、図示しない電源に接続されている。電源が入ると、ヒーター３４ｃにより定着ローラー３４ａが温められる。
【００３７】
温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２は、それぞれ定着ローラー３４ａの軸方向端部の近傍に対して設けられており、定着ローラー３４ａの表面の温度を計測する。
【００３８】
揺動機構３４ｅは、カム３４ｅ１、固定部材３４ｅ２、フレーム３４ｅ３、バネ３４ｅ４及び固定部材３４ｅ５からなる。カム３４ｅ１は、図示しない駆動手段に接続されており、駆動手段の駆動により点Ｃを中心として図の矢印方向に回転される。固定部材３４ｅ２は、図２（ｂ）に示す位置に固定されており、カム３４ｅ１と接している。フレーム３４ｅ３は、図２（ｂ）に示すように、カム３４ｅ１と接した状態となっている。また、フレーム３４ｅ３は、直接または間接的に定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂと接続されている。ここでは、フレーム３４ｅ３と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂとは直接接続されて一体となっている。さらに、フレーム３４ｅ３は図の左右方向、即ち定着ローラー３４ａの軸方向に移動可能に構成されている。
また、フレーム３４ｅ３は、バネ３４ｅ４と接続されており、バネ３４ｅ４は、固定部材３４ｅ５と接続されている。固定部材３４ｅ５は、図２（ｂ）に示す位置に固定されている。即ち、フレーム３４ｅ３と、これと一体になっている定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂとは、バネ３４ｅ４によって図の右方向に付勢されている。
【００３９】
以上のような構成のもとで、図示しない駆動手段によりカム３４ｅ１が回転されると、カム３４ｅ１の形状に応じてフレーム３４ｅ３が図の左右方向に移動する。これにより、フレーム３４ｅ３と一体となっている定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂも図の左右方向に移動される。具体的には、カム３４ｅ１が図の反時計方向に回転すると、バネ３４ｅ４の付勢力によりフレーム３４ｅ３と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂとが図の右方向に移動する。カム３４ｅ１を回転駆動する駆動手段として例えばステッピングモーターを用いることで、所望の量だけ正確に定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを揺動させることができる。
【００４０】
また、加圧ローラー３４ｂに対しては位置決めセンサー３４ｆが設けられており、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの基準位置を把握することが可能となっている。定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの位置を基準位置に戻したい場合は、カム３４ｅ１を所定方向に回転させ、位置決めセンサー３４ｆが加圧ローラー３４ｂに付された基準マーク等を検知した時点でカム３４ｅ１の回転を停止させる。
【００４１】
以上が、定着装置３４の構成についての説明である。ここで示した定着装置３４の構成は一例であり、本発明から逸脱しない範囲において適宜構成を変更することが可能である。
【００４２】
図３は、本実施の形態における画像形成装置全体の電気的構成を示すブロック図である。画像形成装置２０は、スキャナー部２２、プリンター部２４、操作表示部２３、給紙部３２、ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５１、ＲＡＭ５２、ＨＤＤ５３等から構成されている。
【００４３】
ＣＰＵ５０は、画像形成装置２０の各部の動作を制御する制御手段としての役割を果たしている。ＣＰＵ５０は、画像形成装置２０の各部から送信される入力内容に基づいて、画像形成装置２０の各部の動作をそれぞれ制御する。
ＲＯＭ５１には、各種のプログラム或いはデータが格納されており、ＣＰＵ５０はＲＯＭ５１からプログラム或いはデータを読み出して画像形成装置２０の各部の動作を制御する。
ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５０が上記各部の動作を制御する際に必要なプログラム或いはデータを一時的に記憶する場所である。
ＨＤＤ５３は、画像データを格納する場所である。スキャナー部２２によって読み取られた原稿画像のデータはＨＤＤ５３に格納される。
【００４４】
プリンター部２４には、図２を用いて説明した定着装置３４が含まれる。定着装置３４は、ヒーター３４ｃ、温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２、位置決めセンサー３４ｆ及びカム３４ｅ１を回転駆動するステッピングモーター３４ｇから構成されている。
【００４５】
ＣＰＵ５０は、ヒーター３４ｃを所定時間動作させることで、定着ローラー３４ａの表面を定着に適した温度まで加熱させるウォームアップを実行する。また、ウォームアップ後も、ヒーター３４ｃの動作、停止を繰り返すことで、定着ローラー３４ａの表面温度を上記定着に適した温度に保つようにする。
また、ＣＰＵ５０は、温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２から温度情報を受信し、必要な場合はステッピングモーター３４ｇを動作させることで、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に揺動させる。
また、ＣＰＵ５０は、位置決めセンサー３４ｆの検知情報により、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂが基準位置にあるか否かを把握することができる。また、位置決めセンサー３４ｆの検知情報及びステッピングモーター３４ｇの駆動ステップ数に基づいて、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂが基準位置からどれだけ揺動されているかを把握することができる。
【００４６】
続いて、図１〜６を用いて本発明に係る画像形成装置の動作を説明する。図４は、ＣＰＵ５０による制御手順の一例を示すフローチャートである。図４に示す制御は、ＣＰＵ５０が、ＲＯＭ５１に格納されているプログラムを読み出してＲＡＭ５２に展開して実行する。
【００４７】
まず、ＣＰＵ５０は、ユーザーによる入力等により画像形成開始の指示がなされたか否かを判断する（ステップＳ１）。画像形成開始の指示がなされない場合は（ステップＳ１：Ｎｏ）、指示がなされるまで待機する。画像形成開始の指示がなされると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、定着ローラー３４ａ内のヒーター３４ｃを動作させることで、ウォームアップを開始させる（ステップＳ２）。ウォームアップは、予め決められた所定期間だけ行うようにしても良いし、定着ローラー３４ａの軸方向中央部に対して温度センサーを設け、該温度センサーの検知結果に基づいてウォームアップを行うようにしても良い。
近年は省エネルギーの観点から、定着不良が発生しない最低限の温度を僅かに上回る程度までしか加熱しないようなウォームアップ時間が設定されている場合が多い。
【００４８】
ウォームアップが完了すると、温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２による検知温度を参照し、定着ローラー３４ａの両端部間の温度差を算出する（ステップＳ３）。温度差が算出されると、次に、温度センサー３４ｄ１と３４ｄ２との検知温度差と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量とが対応付けられているデータを読み出し、ステップＳ３における検知結果に対応した定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量を取得する（ステップＳ４）。ここで参照される、温度センサー３４ｄ１と３４ｄ２との検知温度差と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量とが対応付けられているデータは、予めＲＯＭ５１に格納されており、ＣＰＵ５０がこれを読み出す。
【００４９】
図５は、温度センサー３４ｄ１と３４ｄ２との検知温度差と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量との関係を示す図である。本実施の形態においては、検知温度差の大きさに応じて、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量の大きさが設定されている。
具体的には、検知温度差が５℃未満である場合は、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量は０ｍｍである。また、検知温度差が５℃以上１０℃未満である場合は、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量は、温度センサーによる検知温度が低かった側に向かう方向へ５ｍｍである。検知温度差が１０℃以上である場合は、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量は、温度センサーによる検知温度が低かった側に向かう方向へ１０ｍｍである。
温度センサーによる検知温度が低かった側に向かう方向へ定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを移動させることで、定着ローラー３４ａに対する用紙の相対的な位置は、温度センサーによる検知温度が高かった側に移動される。
【００５０】
そして、取得した移動量に基づいて、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂをその軸方向に移動させる（ステップＳ５）。
例えば、取得した移動量が、検知温度が低かった側に向かう方向へ５ｍｍであれば、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂがその方向に５ｍｍ移動するように、所定のステップ数だけステッピングモーター３４ｇを回転させ、カム３４ｅ１を回転させる。
そして、トナー像が転写された用紙が定着装置３４に進入し、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂのニップ部Ｎに通紙され（ステップＳ６）、熱及び圧力が加えられることによりトナー像が用紙に定着される。
【００５１】
図６は、上記制御を実行させたときのトナー像の定着前及び定着後の定着ローラー３４ａの温度分布を示す図である。図６（ａ）は定着前の温度分布、図６（ｂ）は定着後の温度分布を示している。定着前は、定着ローラー３４ａの温度分布に傾きが生じている。このとき、上述の制御を実行し、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを検知温度が低かった側に向かう方向（図６の右方向）へ移動させることで、通紙部分が図の破線で示す部分から実線で示す部分に相対的に移動される。
そして、この状態で用紙が通紙されトナー画像が定着されると、定着ローラー３４ａの熱が用紙に奪われ定着ローラー３４ａの表面温度が低下するが、定着ローラー３４ａの両端部間の温度差に応じて定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置が移動されているので、定着後の温度分布は、図６（ｂ）に示すような分布となる。即ち、定着不良が生じる下限の温度を下回る部分が生じることはない。
２枚目以降の定着に関しても、その都度温度センサー３４ｄ１及び３４ｄ２の検知温度の結果から定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させるようにすれば、定着ローラー３４ａの表面温度分布に傾きが生じている場合であっても、トナー像の定着において定着温度不足による定着不良を防ぐことが可能となる。
【００５２】
本実施の形態においては、定着ローラー３４ａと用紙との軸方向の相対的な位置を移動させるために、図２のような構成を用いて定着ローラー３４ａと加圧ローラー３４ｂとを両方とも移動させていたが、これに限られるものではない。本発明を実施するためには、定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置を変化させることができれば良いので、そのために例えば定着ローラー３４ａのみを軸方向に移動させるような構成としても良い。勿論、定着ローラー３４ａは移動させずに、ニップ部Ｎに進入してくる用紙を定着ローラー３４ａの軸方向に移動させるような構成を採用しても良い。
【００５３】
また、本実施の形態においては、定着ローラー３４ａの表面温度を測定する温度センサーを、定着ローラー３４ａの軸方向両端部にそれぞれ設け、両端部の温度差に基づいて定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置を移動させていた。これは、定着ローラー３４ａの温度分布に傾きが生じているか否かを把握するためには、少なくとも両端部の温度が判明すれば足りる、という考えに基づくものである。しかしながら、両端部のみではなく、中央部、或いは定着ローラー３４ａの軸方向全体にわたって温度分布を検知できるような構成としても良い。
【００５４】
続いて、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。第１の実施の形態において説明した部分と重複する部分については、詳細な説明は省略する。
【００５５】
本実施の形態は、第１の実施の形態において説明した定着ローラー３４ａの表面温度測定結果に基づいた揺動機構３４ｅによる相対位置の移動とは別に、定期的に定着ローラー３４ａと用紙との軸方向の相対的な位置を移動させるように構成されている。
ここで、定着ローラー３４ａの表面温度測定結果に基づいた揺動機構３４ｅによる相対位置の移動とは別の定期的な移動について説明する。
【００５６】
定着ローラー３４ａと加圧ローラー３４ｂとのニップ部Ｎに用紙を通紙させ、用紙に熱と圧力を加えてトナー像を定着する場合、例えば連続して同じサイズの用紙を通紙させると、定着ローラー３４ａのある部分と用紙の搬送方向側端部とが繰り返し接することで、その定着ローラー３４ａの一部分が他の部分と比較して早く摩耗してしまうことが問題となっていた。
【００５７】
定着ローラー３４ａのある部分だけが早く摩耗してしまうと、用紙においてその部分に接する箇所の画像の質が低下することとなってしまう。また、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの寿命が短くなってしまう。
そのため、例えばある一定の枚数の用紙を通紙させたところで、揺動機構３４ｅによって定着ローラー３４ａと用紙とのとの相対的な位置を移動させることで、定着ローラー３４ａの同一の部分に用紙の側端部が繰り返し接し過ぎないようにする。これにより、定着ローラー３４ａ表面の摩耗を遅らせることができ、寿命を延ばすことが可能である。
【００５８】
このように、揺動機構３４ｅによる定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置の移動を行うと、定着ローラー３４ａの表面において用紙が接触する部分が移動する。即ち、定着ローラー３４ａの表面において、用紙に熱が奪われる部分が移動する。すると、定着装置３４において、定着ローラー３４ａの表面温度分布に傾きが生じる。このときの定着ローラー３４ａの表面温度分布の傾き具合は、用紙のサイズや坪量等種々の条件により異なる。
【００５９】
第１の実施の形態において述べたとおり、定着ローラー３４ａの表面温度分布に傾きが生じ、その傾きがある一定以上のものになると、トナー像の定着のため用紙をニップ部Ｎに通紙させた場合に、図１０に示すように定着不良が生じる下限の温度を下回る部分が出てくる。その結果、その部分に接触することで定着されたトナー像の画質が低下してしまうという課題があった。
本実施の形態においては、ある一定の枚数の用紙を定着装置３４のニップ部Ｎに通紙させたところで、揺動機構３４ｅによって定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置の移動を行う構成を有する画像形成装置において、定着ローラー３４ａの表面温度分布に応じて、定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置の移動を行うことで、トナー像の定着において定着温度不足による定着不良を防ぐことを可能としている。
【００６０】
図７は、本実施の形態におけるＣＰＵ５０による制御手順の一例を示すフローチャートである。図７に示す制御は、ＣＰＵ５０が、ＲＯＭ５１に格納されているプログラムを読み出してＲＡＭ５２に展開して実行する。
【００６１】
まず、ＣＰＵ５０は、ユーザーによる入力等により画像形成開始の指示がなされたか否かを判断する（ステップＳ１１）。画像形成開始の指示がなされない場合は（ステップＳ１１：Ｎｏ）、指示がなされるまで待機する。画像形成開始の指示がなされると（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、定着ローラー３４ａ内のヒーター３４ｃを動作させることで、ウォームアップを開始させる（ステップＳ１２）。
【００６２】
ウォームアップが完了すると、次に、カウンタｎがＮであるか否かを確認する（ステップＳ１３）。カウンタｎは、上記定期的な定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの軸方向の移動が行われてから、何枚の用紙に対してトナー像の定着が行われたか、を示す数である。
カウンタｎがＮではない場合は（ステップＳ１３：Ｎｏ）、カウンタｎを１増加させ（ステップＳ１４）、その後、表面にトナー像が形成された用紙がニップ部Ｎへ搬送され、通紙されてトナー像が用紙に定着される（ステップＳ１５）。
【００６３】
次に、ステップＳ１５において通紙された用紙が最終ページであるか否かを判断する（ステップＳ１６）。最終ページである場合は（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、処理を終了し、最終ページではない場合は（ステップＳ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１３に戻る。このようにして、カウンタｎがＮになるまで１枚ずつトナー像の定着が行われる。
【００６４】
ステップＳ１３において、カウンタｎがＮになると（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、カウンタｎを１にリセットし（ステップＳ１７）、所定量だけ定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させる。このときの移動量及び移動させる方向は、予め決められており、ＣＰＵ５０は、ステッピングモーター３４ｇを所定ステップ数だけ動作させ、カム３４ｅ１を回転させることで定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを移動させる（ステップＳ１８）。
【００６５】
定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂが移動されると、トナー像が転写された用紙がニップ部Ｎに進入し、通紙されることでトナー像の定着が行われる（ステップＳ１９）。用紙が通紙されると、次に、通紙された用紙が最終ページであるか否かを判断する（ステップＳ２０）。通紙された用紙が最終ページである場合は（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００６６】
一方、通紙された用紙が最終ページではない場合は（ステップＳ２０：Ｎｏ）、定着装置３４に設けられた温度センサー３４ｄ１の検知温度と温度センサー３４ｄ２の検知温度との温度差を算出する（ステップＳ２１）。
温度差が算出されると、次に、温度センサー３４ｄ１と３４ｄ２との検知温度差と、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量とが対応付けられているデータを読み出し、ステップＳ３における検知結果に対応した定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動量を取得する（ステップＳ２２）。ここで読みだされるデータは、例えば図５に示すようなデータである。
【００６７】
そして、取得した移動量に基づいて、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂをその軸方向に移動させる（ステップＳ２３）。
例えば、取得した移動量が、検知温度が低かった側に向かう方向へ５ｍｍであれば、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂがその方向に５ｍｍ移動するように、所定のステップ数だけステッピングモーター３４ｇを回転させ、カム３４ｅ１を回転させる。定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂが移動されると、処理はステップＳ１３に戻る。
【００６８】
以上の制御手順により、Ｎ枚の用紙に対するトナー像の定着毎に、所定量だけ定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させることで、定着ローラー３４ａの同じ部分に常に用紙の側端部が接触する状況を回避し、定着ローラー３４ａ表面の摩耗を遅らせて寿命を延ばすことが可能である。
さらに、上記所定量の定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの軸方向への移動が行われ、用紙が通紙された後には、定着ローラー３４ａの表面温度を検知し、検知結果に基づいて再度定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させて後続の用紙を通紙させるので、Ｎ枚毎の定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動後の通紙によって生じた温度分布の乱れを検知することができ、後続の通紙の際に定着不良を防ぐことが可能となる。
上記定期的な定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂの移動後は、特に定着ローラー３４ａの表面温度分布に傾きが生じやすくなる。本実施の形態によれば、このような場合にも確実に定着温度不足に起因する定着不良を防ぐことが可能となる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、図７に示したとおり、Ｎ枚の用紙に対するトナー像の定着毎にのみ、定着ローラー３４ａの表面温度を検知し、検知結果に基づいて定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させているが、これに限られるものではない。トナー像の定着がＮ枚に達する前であっても、適宜ステップＳ２１からＳ２３の手順を組み込んで、検知温度に基づいて定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させ、用紙と定着ローラー３４ａとの相対的な位置を移動させるようにしても良い。
【００７０】
また、本実施の形態においては、用紙と定着ローラー３４ａとの相対的な位置を移動させるために、図２に示す構成を採用して定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂを軸方向に移動させるようにしていたが、第１の実施の形態においても述べたとおり、定着ローラー３４ａのみを軸方向に移動させる構成としても良いし、用紙を搬送方向に直交する方向に移動させてからニップ部Ｎに通紙させる構成としても良い。
【００７１】
さらに、第１の実施の形態においても述べたが、定着ローラー３４ａの表面温度を検知する温度センサーは、両端部のみに設ける構成以外にも、中央部にも設ける、或いは定着ローラー３４ａの軸方向全体にわたって温度分布を検知できるような構成としても良い。
【００７２】
続いて、本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。第１及び第２の実施の形態において説明した部分と重複する部分については、詳細な説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態においては、定着ローラー３４ａの温度分布を直接検知するのではなく、予め取られたデータに基づいて定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置を変化させるようにしている。
【００７４】
図８は、本実施の形態において使用するデータの一例を示す図である。
図８に示すデータは、例えば画像形成装置が出荷される前に、定着ローラー３４ａをウォームアップさせた上で定着ローラー３４ａの表面温度分布を測定したデータである。図８に示すデータを参照すると、定着ローラー３４ａの軸方向の温度分布は対称とはなっておらず、傾きが生じている。
【００７５】
本実施の形態においては、図８に示すような予め採取された定着ローラー３４ａの表面温度分布のデータを用いて、定着ローラー３４ａと用紙との軸方向の相対的な位置を移動させるようにする。
具体的には、ＣＰＵ５０が図８に示す温度分布データをＲＯＭ５１から読み出し、これに基づいて、用紙が通紙されても、定着不良が生じない下限の温度を下回ることのないよう、所定量だけ定着ローラー３４ａと用紙との軸方向の相対的な位置を移動させる。より具体的には、第１及び第２の実施の形態においても述べたとおり、定着ローラー３４ａの表面温度が高くなっている側に通紙領域がシフトするように、相対的な位置を移動させる。このときの移動量は、図８に示すデータにおける表面温度分布の傾き具合やその温度、更には用紙の搬送方向に直交する幅の長さなどにより決定される。
【００７６】
本実施の形態における画像形成装置によれば、予め採取されたウォームアップ後の定着ローラー３４ａの表面温度分布に関するデータに基づき、トナー画像の定着時に定着不良が生じない下限の温度を下回ることのないよう、所定量定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置を移動させるので、機内の空気の流れ等画像形成装置の構造に起因する定着ローラー３４ａの表面温度の傾きや、定着装置３４の構造に起因する定着ローラー３４ａの表面温度の傾きが生じていても、定着不良を防ぐことが可能となる。
【００７７】
出荷前に採取された定着ローラー３４ａの表面温度分布に関するデータを用いてＣＰＵ５０が用紙との相対的な位置の移動制御を行うので、第１及び第２の実施の形態において示した温度センサーは必ずしも必要ではなくなり、コストを低減させることができる。
上記説明においては、定着ローラー３４ａの表面温度分布に関するデータは、出荷前に採取されたものとしているが、出荷後所定の期間毎に上記データを採取してＨＤＤ５３に格納することで更新し、更新されたデータに基づいて定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置の移動制御を行うようにしても良い。この場合は、第１及び第２の実施の形態において示した温度センサー３４ｄ１、３４ｄ２に相当する構成を設ける必要がある。
また、定着ローラー３４ａと用紙との相対的な位置を移動させる構成としては、第１の実施の形態において説明した何れの構成を用いても良い。
【００７８】
図８に示すデータは、定着ローラー３４ａの軸方向全体にわたる温度分布を示すものであるが、本実施の形態において必ずしも図８のような連続的なデータが必要ということはない。温度分布の傾きが把握できる程度であれば、温度データは、例えば定着ローラー３４ａの両端部近傍の２箇所のみの温度データであっても良い。
【００７９】
上記各実施の形態においては、定着装置３４の構成として、定着ローラー３４ａ及び加圧ローラー３４ｂのようにローラー状の部材を用いたが、本発明を実施するにあたり、用紙に接する定着部材及び加圧部材としては、ベルト状の部材を用いることも可能である。
また、上記各実施の形態においては、定着ローラーの表面の温度情報に基づいて、用紙と定着ローラーとの相対的な位置を移動させるよう制御する例を示したが、定着ローラーの温度情報としては、必ずしもその表面の温度情報でなければならないということはない。例えば、定着ローラーの内部の温度も、トナー像の定着結果に影響を及ぼすものであるので、定着ローラーの内部の温度情報に基づいて用紙と定着ローラーとの相対的な位置を移動させるよう制御しても良い。また、定着ローラーの内部の温度情報から定着ローラーの表面の温度を予測して、その予測に基づき用紙と定着ローラーとの相対的な位置を移動させるよう制御しても良い。
【００８０】
その他、本発明を逸脱しない限りにおいて、上記各実施の形態と異なる実施の形態を採ることも可能である。
【符号の説明】
【００８１】
２０    画像形成装置
２２    スキャナー部
２３    操作表示部
２４    プリンター部
３２    給紙部
３４    定着装置
３４ａ  定着ローラー
３４ｂ  加圧ローラー
３４ｃ  ヒーター
３４ｄ１、３４ｄ２  温度センサー
３４ｅ  揺動機構
３４ｆ  位置決めセンサー
３４ｇ  ステッピングモーター
５０    ＣＰＵ
５１    ＲＯＭ
５２    ＲＡＭ
５３    ＨＤＤ
Ｎ      ニップ部
【図１】
2014085602.tif 000003
【図２】
2014085602.tif 000004
【図３】
2014085602.tif 000005
【図４】
2014085602.tif 000006
【図５】
2014085602.tif 000007
【図６】
2014085602.tif 000008
【図７】
2014085602.tif 000009
【図８】
2014085602.tif 000010
【図９】
2014085602.tif 000011
【図１０】
2014085602.tif 000012