(57)【要約】【課題】ベルト定着装置において、ベルト寄り制御機構を有し、ベルト寄り往復動条件が崩れ、一定範囲内でのベルトの往復動ができなくとも、ベルト自身やベルト検知手段の破損を防止することを可能とすること。【解決手段】ニップ部に記録材を通過させることで、熱により画像を定着する定着装置において、画像形成処理中に寄り検知センサによって、ベルトの寄りを検知したとき、画像形成処理を一時中断し、前記脱着機構によって前記ベルトを離間した状態で、ベルト寄り移動運動を制御するように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱源を有する回転体と、
前記回転体と圧接し,記録材を狭持搬送するニップを形成する回転可能なベルトと、
前記回転体から前記ベルトを接触及び離間させる脱着機構と、
前記ベルトの回転方向に直行する方向をベルト幅方向としたとき、
前記ベルトを回転中に前記ベルト幅向への寄り移動運動を制御するための寄り制御ローラと、
前記寄り移動運動を検知可能な寄り検知センサと、
を有し、
ニップ部に記録材を通過させることで熱により画像を定着する定着装置において、
画像形成処理中に前記寄り検知センサによって、前記ベルトの寄りを検知したとき、
画像形成処理を一時中断し、前記脱着機構によって前記ベルトを離間した状態で、ベルト寄り移動運動を制御することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
画像形成処理中断中に、前記ベルトの寄りが戻ったとき画像形成処理を再開することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カールソンプロセスを用いた電子写真装置、複写機、プリンタ等の定着装置の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式においては、カールソンプロセスと呼ばれる手法等により紙等の記録材上に現像剤像としてのトナー像を形成した後、該トナー像を永久画像として定着させていた。そのための定着方式としては、様々な方式が提案されているが、定着性の点でトナー像を加熱・加圧して定着させる方式（熱圧定着方式）が一般的であり、中でも加熱源を内包する一対の回転体に直接トナー像を接触させて定着させる方式が多く用いられている。
【０００３】
図２は一般的なローラ方式の定着装置（以後、ローラ定着と呼ぶ）である。
【０００４】
図２において、１は定着ローラ、２は加圧ローラである。定着ローラ１及び加圧ローラ２はアルミニウム等の熱伝導率の高い金属の中空芯金３にシリコンゴム等の弾性層４を被覆し、更に、その表層に離型層としてフッ素コート層５を被覆したものである。この定着ローラ１と加圧ローラ２は不図示の加圧機構によって、一定の圧力で圧接されており、両ローラの弾性層の歪みによって、圧接部に形成される領域（一般的に定着ニップと呼ばれる）が形成される。定着ローラ１は、不図示の駆動装置によって回転駆動され、同時に加圧ローラ２も定着ローラ１との摩擦力で従動される。未定着トナー像は、この定着ニップを通過する時に熱及び圧力によってトナーが溶融され、ニップ通過後に自然冷却によって定着される。定着ローラ１の内部には加熱源としてハロゲンランプ６が配置され、定着ローラの表面温度を検知するサーミスタ７の出力結果に基づき、不図示の温度制御回路によってある一定の温度に調整される。
【０００５】
ここで、未定着トナー像の載った記録材に与えられる熱量は、定着ローラ及び加圧ローラの温度と、記録材が定着ニップ部に通過する時間、つまり定着ニップ幅と記録材の進行速度に依存することが分かる。ここで、定着ニップ幅とは、定着ニップの記録材進行方向の長さのことを指す。
【０００６】
即ち、より高速なプロセススピードを持つ電子写真装置には、それに対応した、より定着ニップの広い定着装置が構成として必要となり、これを実現するために特許文献１において、ベルト方式の熱圧定着装置、いわゆるベルト定着が提案されている。
【０００７】
上述したベルト定着では、ベルトの回動搬送過程においてベルトがその幅方向(ベルトの回動搬送方向に直行する方向)に、ベルト搬送路部材の長手に沿って、寄り移動運動するので、その寄り移動を規制する処置がとられる。
【０００８】
その寄り移動規制手段として、リブやフランジ部材で規制したり、ベルト搬送路部材としてのベルト懸回搬送ローラの形状を、例えばクラン形状にするようなことでは、ベルトが薄膜で、材質も弾性の少ないポリイミド等である場合にはその寄り移動規制が難しく、ベルトの安定な回動搬送性を確保し難い。
【０００９】
そこで、ベルトの寄り移動位置を検知する手段を設け、ベルトの幅方向一方側への寄り移動が所定の限界位置になったことが検知されたら、ベルトの寄り移動をその戻り方向であるベルト幅方向他方側へ変更させるようにベルト搬送路部材、例えばベルト懸回搬送ローラを変位させる手段を作動させ、逆に、ベルトの幅方向他方側への寄り移動が所定の限界位置になったことが検知されたら、ベルトの寄り移動をその戻り方向であるベルト幅方向一方側へ変更させるようにベルト懸回搬送ローラを変位させる手段を作動させる構成のベルト寄り移動形成機構を設けることで、ベルトの回動搬送過程でのベルト幅方向への寄り移動運動を所定の一定範囲内での無限往復移動運動にするベルト寄り移動制御機構が用いられる（特許文献２）。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６１−１３２９７２号公報
【特許文献２】特開平０２−０１０１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来技術には次のような問題点を有している。
【００１２】
該ベルト寄り移動制御機構は、ベルトの寄り方向を或る一定条件の下で正・逆方向に切り替えるもので、初期状態については或る程度の部品精度、又は初期調整によりベルト寄り移動制御の為のベルト往復動制御が保証できるが、何らかの外的要因が加わったときには、ベルト搬送路部材が変位してもベルトが所定の方向へ寄らない、つまり、逆走したり、反対に急激なスピードでベルトが寄り移動する場合がある。
【００１３】
上記外的要因としては、先ず、定着ローラによる影響が挙げられる。ベルト定着では、ニップ幅が広い、即ち定着ローラとベルトの圧接領域が大きいため、定着ローラ自身の歪みや定着ローラとベルトの回動搬送方向のズレによって寄り制御往復動条件が崩れてしまうことがある。
【００１４】
又、一般のベルト（フィルム）搬送では極端な温度差は考慮しなくとも良いが、本発明で対象の装置は定着装置であるため、昇温状態では各部品温度が１５０〜２００℃程度まで上昇する。この温度上昇により、当然ベルト搬送路部材や定着ローラの摩擦係数は変化（一般的には小さくなる）するため、初期のベルト寄り制御往復動条件が崩れてしまうことがある。
【００１５】
更に、耐久により、ベルト内面、ベルト搬送手段、定着ローラ表面の摩耗により摩擦係数が変化することもベルト寄り条件を変動させる要因となる。
【００１６】
上記外的要因により、ベルト寄り制御往復動条件が崩れ、一定範囲内でのベルトの往復動ができなくなると、当然、ベルト自身やベルト検知手段、例えばフォトセンサの破損といったトラブルに繋がる。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、ベルト定着装置において、ベルト寄り制御機構を有し、ベルト寄り往復動条件が崩れ、一定範囲内でのベルトの往復動ができなくとも、ベルト自身やベルト検知手段の破損を防止することを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を達成するため、請求項１記載の発明は、加熱源を有する回転体と、前記回転体と圧接し、記録材を狭持搬送するニップを形成する回転可能なベルトと、前記回転体から前記ベルトを接触及び離間させる脱着機構と、前記ベルトの回転方向に直行する方向をベルト幅方向としたとき、前記ベルトを回転中に前記ベルト幅向への寄り移動運動を制御するための寄り制御ローラと、前記寄り移動運動を検知可能な寄り検知センサと、を有し、ニップ部に記録材を通過させることで熱により画像を定着する定着装置において、画像形成処理中に前記寄り検知センサによって、前記ベルトの寄りを検知したとき、画像形成処理を一時中断し、前記脱着機構によって前記ベルトを離間し、ベルト寄り移動運動を制御するよう構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の定着装置に関し、画像形成処理中断中に、前記ベルトの寄りが戻ったとき画像形成処理を再開するように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、画像形成処理中において、ベルト寄り往復動条件が崩れることにより、一定範囲内でのベルトの往復動ができず、ベルト寄り切りがした場合であっても、画像形成処理を一時中断し、定着ローラとベルトを離間させ、定着ローラやその熱等の外的要因を無くした状態でベルト寄り制御を実施することにより、確実にベルト寄り制御を一定範囲内に抑えることが可能で、これにより、ベルトの破損等を防止することができるとともに、破損による装置の停止時間を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図３は、複写装置の構成を示す断面図であり、同図を参照して構成と動作を説明する。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置１００は、原稿給送装置１０００、イメージリーダ２００、プリンタ３００、フィニシャ５００を備えている。
【００２４】
上記構成を動作と共に詳述すると、原稿給送装置１０００は、セットされた原稿を先頭頁から順に１枚ずつ、湾曲したパスを介してプラテンガラス１０２上を左から右へ向けて搬送し、その後、排紙トレイ１１２へ排出する。このとき、リーダスキャナユニット１０４は所定の位置に保持された状態にあり、このリーダスキャナユニット１０４上を原稿が左から右へ通過することにより、原稿の読み取りが行われる。原稿の通過時、リーダスキャナユニット１０４のランプ１０３の光が原稿に照射され、その原稿からの反射光がミラー１０５、１０６、１０７、レンズ１０８を介してイメージセンサ１０９に導かれる。尚、原稿給送装置１０００により、原稿をプラテンガラス１０２上に搬送した後に停止させ、リーダスキャナユニット１０４を左から右へ移動させることにより、原稿の読み取りを行うこともできる。イメージセンサ１０９により読み取った原稿の画像は、画像処理が施されて、露光制御部１１０へ送られる。露光制御部１１０によって出力されたレーザ光は、感光ドラム１１１に照射され、感光ドラム１１１上に静電潜像が形成される。感光ドラム１１１上の静電潜像は現像器１１３により現像され、感光ドラム１１１上のトナーはカセット１１４、１１５、手差し給紙部１２５、両面搬送パス１２４の何れかから給送されたシートに転写部１１６で転写される。トナーが転写されたシートは、定着部１１７でトナーの定着処理が施される。
【００２５】
本発明の特徴となる定着装置１１７の構成についての詳細は後述する。
【００２６】
定着部１１７を通過したシートは、フラッパ１２１により、一旦パス１２２に導き、シートの後端がフラッパ１２１を抜けた後にシートをスイッチバックさせて、フラッパ１２１により排出ローラ１１８へ導く。これにより、トナーが転写された面を下向きの状態（フェイスダウン）で排出ローラ１１８によりプリンタ３００から排出される。
【００２７】
尚、手差し給紙部１２５からＯＨＰシート等の硬いシートに画像形成を行うときには、パス１２２に導くことなく、トナーが転写された面を上向きの状態（フェイスアップ）で排出ローラ１１８から排出させる。又、シートの両面に画像形成する場合には、シートを定着部１１７から真っ直ぐ排出ローラ１１８へ導き、シートの後端がフラッパ１２１を抜けた直後にシートをスイッチバックし、フラッパ１２１により、両面搬送パス１２４へ導く。排出ローラ１１８から排出されたシートは、フィニッシャ本体５００へ送り込まれる。フィニッシャ本体５００では、シフト処理、綴じ処理、穴あけ等の処理等を行う。又、フィニシャ５００上には、インサータ１９００が設けられており、表紙、合紙等をフィニシャ本体５００に給送する。又、整合板１７０２は、シフトソート等の記録材をずらして出力する場合に、搬送方向と垂直な角度に移動して、トレイ１７０１上の奥又は手前に記録材を排出する。
【００２８】
次に、操作パネル（操作部）について説明する。
【００２９】
図４は画像形成装置に設けられた操作パネル６０の構成を示す図である。図４において、４００は複写開始を指示するコピースタートキーである。４０１は標準モードに戻すためのリセットキーである。４０２はガイダンス機能を使用するときに押下するガイダンスキーである。４０３は設定枚数等の数値を入力するテンキーである。４０４は数値をクリアするクリアキーである。４０５は連続コピー中にコピーを停止させるストップキーである。４０６はステープルモード、製本モード或いは両面プリント設定等の各種モードの設定やプリンタの状態を表示する液晶表示部及びタッチパネルである。４０７は連続コピー中或いはファックスやプリンタとして使用中に割り込んで緊急コピーをとるための割り込みキーである。４０８は個人別や部門別にコピー枚数を管理するための暗証キーである。４０９は画像形成装置本体の電源をＯＮ／ＯＦＦするためのソフトスイッチである。４１０は画像形成装置の機能を変更するときに使用する機能キーである。４１１は、オートカセットチェンジのＯＮ／ＯＦＦや省エネモードに入るまでの設定時間の変更等、予めユーザが項目を設定するユーザモードに入るためのユーザモードキーである。
【００３０】
次に、定着装置について説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成図である。
【００３２】
図１において、１は定着ローラであり、中空芯金３にシリコンゴム等の弾性層４を被覆し、更にその表層に離型層としてフッ素コート層５を被覆している。定着ローラ１の内部には、加熱源であるハロゲンランプ６が配置されている。
【００３３】
サーミスタ７は、定着装置中央の通紙域中央部の定着ローラ１表面に接している。サーミスタ７は、検知した温度を温度調節回路１７に電気信号として送る。温度調節回路２０は定着ローラ１の表面が設定された或る一定温度になるように、ハロゲンランプ６の発光のオン／オフを行う。
【００３４】
１０は、加圧ベルトであり、ポリイミド等の耐熱性樹脂材料を無端ベルト状に成形したものである。加圧ベルト１０は１３，１４の張架部材と１５の寄り制御ローラによって張架されている。１１は加圧部材であり、アルミニウムをブロック状に成形したもので、圧接することで定着ニップ部を形成している。定着ローラ１は、不図示の駆動装置によって駆動回転され、それに従動して加圧ベルト１０も回転する。更に、加圧ベルト１０を定着ローラ１に接触及び離間させるための脱着手段（不図示）を設けており、矢印１６の方向に自在に揺動可能な構成となっている。１８、１９はベルト位置を検出するためのフォトセンサであり、フォトセンサ１８はフォトセンサ１９よりもベルトに接近した位置に配置されている。同様に、フォトセンサ１８、１９からベルトを挟んで対向する位置にフォトセンサ２０、２１（図５）が配置させており、フォトセンサ２０はフォトセンサ２１よりもベルトに接近した位置に配置されている。
【００３５】
図５は本発明の実施の形態における加圧ベルト１０の上視平面図である。
【００３６】
張架部材１４は、ベルト駆動モータ２２によって回転可能であり、加圧ベルト１０は定着ローラ１から離間した状態でも回転可能である。
【００３７】
ここで、加圧ベルト１０を定着ローラ１に圧接した状態で定着ローラ１を駆動させ、加圧ベルト１０が従動回転している場合は、張架部材１３、１４と寄り制御ローラ１５及び定着ローラ１の平行度（X軸、Y軸、Z軸）を、又は定着ローラ１から離間させた状態でベルト駆動モータ２２によって加圧ベルト１０が回転している場合は、張架部材１３、１４と寄り制御ローラ１５の平行度を±０にしない限り、加圧ベルト１０は張架部材１３、１４の長手方向に沿って左（奥側）、或は右（手前側）に寄り移動が発生してしまい、側板２５又は２６にベルトの端がこすれ破損してしまうことになる。
【００３８】
本実施の形態では、寄り制御ローラ１４を中心２３を軸にしてステッピングモータ２７によって矢印２８又は矢印２９の方向に自在に揺動可能な構成としている。このステッピンブモータ２７が時計方向に回転することにより、寄り制御ローラ１５が矢印２８の方向へ、又、反時計方向に回転することで、矢印２９の方向へ変位することになる。このとき、加圧ベルト１０は、寄り制御ローラ１５の変位方向により、矢印２８の方向へ変位しているときは矢印Pの手前側へ、矢印２９の方向へ変位しているときは矢印Qの奥側へと寄り方向が変化する。
【００３９】
フォトセンサ１８、１９、２０、２１は加圧ベルト１０が矢印P又はQの方へ寄ることにより、加圧ベルト１０自身によって遮光される。フォトセンサ１８、２０は加圧ベルト１０の寄りを示し、フォトセンサ１９、２１は加圧ベルト１０の寄り切りが発生したことを示す (表１)。
【００４０】
【表１】
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以降、図６、７用いて、本発明を特徴づける定着制御に関して説明する。
【００４１】
図６は、本実施の形態における加圧ベルト１０の寄り制御フローチャートである。
【００４２】
S１００にてジョブ(コピー又はプリント)が開始されると、S１０１にてフォトセンサ１８又は２０が遮光されるのを待つ。遮光されなければ、遮光されるまで繰り返し両フォトセンサを監視する。遮光されていたら場合は、S１０２で表１より加圧ベルト１０の位置を判定する。手前側に寄っている場合（フォトセンサ１８：遮光  フォトセンサ２０：透光）は、S１０３へと進む、奥側に寄っている場合（フォトセンサ１８：透光フォトセンサ２０：遮光）は、S１１０へと進む。S１０３では、ステッピングモータ２７を反時計方向に回転し、寄り制御ローラ１５を矢印２８の方向に変位させる。続いて、S１０４にて再びフォトセンサ１８の出力を確認し、透光していたら（加圧ベルト１０の寄りが戻ったら）S１０１へと戻る。遮光し続けている場合は、S１０５へと移る。S１０５では、フォトセンサ１９が遮光しているかを確認し、遮光していた場合は、加圧ベルト１０が寄り切ったと判断し、S１０６に移る。
【００４３】
フォトセンサ１９が透光している場合は、S１０４に戻る。S１０６では、記録材が定着装置内を通紙中かどうかを判断し、通紙中でない場合は、S１０７へと進む。通紙中の場合は通紙が終了するまでS１０６で待つ。同様に、S１０８ではステッピングモータ２７を時計方向に回転し、寄り制御ローラ１５を矢印２９の方向に変位させる。続いて、S１０９にてフォトセンサ１９が遮光しているかどうかを再び確認する。透光していた場合は、S１０１へと戻る。遮光しているときは、S１１０へと移る。S１１０にてフォトセンサ２１が遮光している場合、即ち、加圧ベルト１０が寄り切っていると判断した場合、S１０６、S１０７へと進む。フォトセンサ２０が透光している場合はS１０１に戻る。
【００４４】
図７は、寄り切った場合に画像生成処理を一時中断し、再開するまでのフローチャートである。
【００４５】
S３００において、ジョブを一時中断する。S３０１で脱着機構を用いて定着ローラ１から加圧ベルト１０を離間し、S３０２にてベルト駆動モータ２２の駆動を開始し、定着ローラ１から離間した状態における加圧ベルト１０の寄り制御を開始する。S３０３にてタイマＴcntの計測を開始する。S３０４ではフォトセンサ１９、２１の出力から加圧ベルト１０の状態を判断し、S３０５にて寄りが戻っているかを判断する。戻っていなければ、S３０６で所定時間Ｔref経過しているかを判断し、経過していればS３０７にてジョブを完全に中断する。所定時間Ｔref経過していなければS３０４に戻る。本実施の態における所定時間Ｔrefは予め設定してあるものとしておくが、設定変更手段、例えばユーザモードを用いて所定時間Ｔrefを変更することができても良い。S３０５にて寄りが戻っていると判断されれば、S３０８にてベルト駆動モータ２２の駆動を停止し、S３０９にて加圧ベルト１０を再び定着ローラに圧接し、S３１０にてジョブを再開する。再開後S１０１又はS２０１に戻る。
【００４６】
以上のように、加圧ベルト１０の寄りが所定時間内に戻らない場合又は寄り切りを検知した場合は、一度ジョブを停止し、定着ローラ１から離間した状態、即ち、ベルトの寄りが戻らなくなる外的要因を減らした状態で寄り制御を行うことによって、確実に加圧ベルト１０の寄りを戻すことができ、加圧ベルト１０の破損を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明における定着装置の概略説明図である。
【図２】従来のローラ定着装置の概略説明図である。
【図３】複写装置の断面図である。
【図４】操作パネル概観図である。
【図５】加圧ベルトの上視平面図である。
【図６】加圧ベルト寄り制御フローチャートである。
【図７】ジョブ再開フローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１        定着ローラ
２        加圧ローラ
６        ハロゲンランプ
７        サーミスタ
１０      加圧ベルト
１１      加圧部材
１５      寄り制御ローラ
１７      温度調整回路
１８、１９、２０、２１  フォトセンサ
【図１】
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【図２】
2006178309.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006178309.tif 000008
【図６】
2006178309.tif 000009
【図７】
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