JP2009288284A - 画像加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト方式の画像加熱装置について、装置の複雑化・大型化・コストアップを抑えながら、ベルト破損の発生を抑える。
【解決手段】無端ベルト１０の回転を正逆変更可能な駆動装置Ｍと、無端ベルトの幅方向への移動を規制する規制部材１５を有し、プリント終了後、見短ベルトを記録材搬送方向に対して逆方向に所定時間だけ回転させる、或いは、無端ベルトが所定の位置に移動したことが位置検知手段５４で検知されるまで回転させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置に搭載される定着装置として用いて好適な、ベルト方式の画像加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

画像加熱装置としては、記録材に形成担持させた未定着トナー画像を加熱定着させる定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大装置等を挙げることができる。

未定着トナー画像を加熱溶融定着する定着装置としては、内部にヒータを有する定着ローラに加圧ローラを圧接してニップを形成し、そのニップで未定着トナー画像を担持させた記録材を挟持搬送して定着を行うローラ定着方式が一般的である。

近年は、ベルトを介して記録材上の未定着トナー画像を定着するベルト定着方式が用いられるようになっている。

ベルト定着方式は、ローラ定着方式に比べ、装置を大型化することなく広いニップを形成することができるので、ウエイトタイム短縮、装置の小型化、高速化対応が可能である。

しかしながら、ベルト定着方式においては、ベルトの回転方向と直交するベルト幅方向の一端側又は他端側への寄り力によりベルトが移動し、ベルト端部が側板もしくは規制部材面と摺擦を繰り返すことで、ベルト端部が割れたり、削れるという問題があった。

そこで、特許文献１のように、ベルトの幅方向への移動を検知するセンサを設け、該センサの検知信号に応じてベルトを張架するローラの角度を変化させことで、ベルトを寄り方向とは逆方向に移動させる寄り制御機構を備えるものがある。この機構によりベルトの端部割れを防止することができる。

また、特許文献２では、ベルトの端部を突き当てて受けとめ、ベルトの移動に従動して回転自在である規制部材を配設する寄り規制手段が提案されている。
特開平３−２０９２８５号公報 特開２００２−３２３８２１号公報

特許文献２の方式においては、ベルト端部と規制部材面との摺擦による削れは低減できる。しかし、ベルトの幅方向への寄り力によるベルト端部へのダメージの一層の低減が望まれている。特に、朝一等の定着装置が冷えている状態から定着装置を立ち上げるウォームアップ時では、ベルト内面との摺擦部に塗布された潤滑剤の粘度が高い等により、大きな寄り力が発生する。そのため、ベルト端部の割れや座屈等の破損が生じるようなことが考えられ、この点の更なる改善が望まれている。

そこで、本発明はその改善を目的とするもので、装置の複雑化・大型化・コストアップを抑えながら、ベルト破損の発生を抑えた、ベルト方式の画像加熱装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置は、記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置であって、前記記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱する無端ベルトと、前記無端ベルトを回転させるための駆動装置であって、前記無端ベルトの回転を記録材搬送方向とそれとは逆方向とに変更可能な駆動装置と、前記無端ベルトの回転に伴うベルト幅方向への寄り移動をベルト端部を受け止めて規制する規制部材と、前記無端ベルトの前記記録材搬送方向への回転の終了後、前記無端ベルトを前記逆方向に所定時間だけ回転させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記無端ベルトの回転を停止させる第２ステップと、を有する駆動装置制御シーケンスを実行する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成にもかかわらず、立ち上げ時のベルト端部へのダメージが低減でき、装置の複雑化・大型化・コストアップを抑えながら、ベルト破損の発生を抑えられ、ベルトの長寿命化が図れる。

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明を適用できる実施形態の一例ではあるものの、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではなく本発明の思想の範囲内において種々の変形が可能である。

［第１の実施例］
（１）画像形成部
図１は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。

１は像担持体としての感光ドラムである。ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料の層がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の導電性の基盤上に形成されている。

感光ドラム１は矢印の時計方向に所定の周速度（プリント速度、プロセススピード）をもって回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって所定の極性・電位に一様帯電される。

次に、その一様帯電処理面に対して、レーザスキャナ３により、画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームによる走査露光３ａが施され、静電潜像が形成される。

この静電潜像は、現像装置４でトナー像として現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。

可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。

以上が記録材Ｐに未定着画像（未定着トナー像）を形成する画像形成手段である。

ここで、感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材Ｐの先端の書き出し位置が合致するようにセンサ８にて記録材Ｐの先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５間で挟持搬送されて、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐの面に順次に転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは感光ドラム１の面から分離されて画像加熱装置である定着装置６へと搬送され、固着画像として加熱定着される。

一方、記録材分離後の感光ドラム１の表面は、残存する転写残りの残留トナーがクリーニング装置７により除去されて清掃され、繰り返して作像に供される。

（２）定着装置６
本実施例において、画像加熱装置である定着装置６は、加熱部材として円筒状の金属ベルト（画像を担持した記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱する無端ベルト）を用いた、ベルト（フィルム）加熱方式、加圧部材駆動方式のベルト定着装置である。

以下の説明において、定着装置６又はこれを構成している部材の幅方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向である。定着装置６に関し、正面とは記録材入口側から見た面、背面とはその反対側の面（記録材出口側）である。左右とは装置を正面から見て左（手前側）又は右（奥側）である。上流側と下流側とは記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。

図２は定着装置６の途中部分省略の正面模型図、図３は同じく途中部分省略の縦断正面模型図、図４は図２の（４）−（４）線に沿う拡大横断面模型図である。図５は装置の分解斜視模型図、図６は加熱ユニットの分解斜視模型図である。

９は加熱ユニット（定着部材）である。２０は加圧部材（加圧回転体）としての弾性加圧ローラである。この加熱ユニット９と加圧ローラ２０とを装置筐体（板金フレーム）３０の左右の側板３１間に上下にほぼ並行に保持させて、両者の圧接により加熱ニップ部としての定着ニップ部Ｎを形成させている。加熱ユニット９は、下記ａ〜ｄ等の組み立て体（アセンブリ）である。

ａ：耐熱性・剛性を有する横長の断熱ステイホルダー１２
ｂ：この断熱ステイホルダー１２の下面に、該部材の長手（幅方向）に沿って設けた凹溝部１２ａに嵌め入れて固定支持させた、通電により発熱するヒータ（加熱体）１１
ｃ：ヒータ１１を固定支持させた断熱ステイホルダー１２にルーズに外嵌させた、加熱部材としての可撓性を有する無端ベルトである円筒状（エンドレス）の定着ベルト１０
ｄ：断熱ステイホルダー１２の左右両端側の外方延長部１２ｂにそれぞれ装着した、定着ベルト１０の幅方向（母線方向）への寄り移動を規制する規制手段としてのフランジ部材１５
加圧部材としての弾性加圧ローラ２０は、芯金２１と、芯金２１の外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層２２からなる。弾性層２２の上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２３を形成してあってもよい。

装置筐体３０の左右の側板３１にはそれぞれ上辺側を開放口部にした、幅Ｌｂの、縦長の嵌合用溝３１ａを同形（左右対称）に形成してある。その各嵌合用溝３１ａ内の底部に対して、ＰＥＥＫ・ＰＰＳ・液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる軸受け部材３２あるいはベアリングを、嵌合部３２ａを係合させて装着してある。そしてこの左右の軸受け部材３２にそれぞれ加圧ローラ芯金２１の左右端部を支持させることで、加圧ローラ２０を左右の側板３１間に回転自在に保持させてある。

加熱ユニット９は、その左右のフランジ部１５の後述する固定フランジ１５Ｂにそれぞれ具備させた縦方向嵌合部１５ｃを上記の左右の側板３１の嵌合用溝３１ａの縁部に係合させることで、加圧ローラ２０の上側において左右の側板３１間に配設してある。上記の縦方向嵌合部１５ｃと嵌合用溝３１ａは加熱ユニット９を左右の側板３１間において加圧ローラ２０の方向にスライド案内するガイドの役割をしている。

そして、左右の固定フランジ１５Ｂの加圧部１５ｄとバネ受け部材４０との間に加圧バネ１７を縮設している。これにより、加熱ユニット９を所定の加圧力をもって加圧ローラ２０の上面に対して定着ベルト１０の弾性と加圧ローラ２０の弾性に抗して押圧させて記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部Ｎを形成させている。

定着ニップ部Ｎにおいては、加熱ユニット９の加圧ローラ２０に対する加圧により定着ベルト１０がヒータ１１を保持させた断熱ステイホルダー１２の下面と弾性加圧ローラ２０の上面との間に挟まれて、断熱ステイホルダー１２の下面に倣って撓む。これにより、定着ベルト１０の内面が断熱ステイホルダー１２の下面及びヒータ１１の下面の扁平面に密着した状態になる。

また、上記のバネ受け部材４０を上下動させて加熱ユニット９の加圧ローラ２０に対する加圧力、即ち、定着ニップ部Ｎの加圧力を変更可能な加圧力制御手段５６を有する。この加圧力制御手段５６は、制御部５４により制御される、例えば、制御部５４により制御される偏心カム機構や電磁ソレノイド機構などである。制御部５４は所定の制御タイミングにて加圧力制御手段５６を制御して、バネ受け部材４０を加圧バネ１７の弾性に抗して所定に押し下げた第１状態と、押し下げを解除した第２状態とに切り換え制御する。第１状態においては、加熱ユニット９が所定の加圧力をもって加圧ローラ２０の上面に対して押圧されて記録材搬送方向において所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。即ち、定着ニップ部Ｎの加圧力が、記録材を挟持搬送して定着するために必要な圧印加状態に維持される。また、第２状態においては、定着ニップ部Ｎの加圧力が、第１状態である記録材の挟持搬送時よりも低減された状態或いは加圧解除された状態になる。

Ｇは加圧ローラ２０の芯金２１の一端部に固着して配設した駆動ギアである。この駆動ギアＧに駆動装置（駆動モータ）Ｍから回転力が伝達されて、加圧ローラ２０が図４において矢印の反時計方向（記録材搬送方向）に所定の回転速度（プリント速度、プロセススピード）にて回転駆動される。この加圧ローラ２０の回転駆動に伴って定着ニップ部Ｎにおける該加圧ローラ２０と加熱ユニット９側の定着ベルト１０との摩擦力で定着ベルト１０に回転力が作用する。これにより、該定着ベルト１０がその内面がヒータ１１の下面に密着して摺動しながら断熱ステイホルダー１２の外回りを図４において時計方向（記録材搬送方向）に加圧ローラ２０の回転に従動して回転状態になる（加圧ローラ駆動式）。

駆動装置Ｍは、無端ベルトである定着ベルト１０を回転させるための駆動装置であって、定着ベルト１０の回転を記録材搬送方向とそれとは逆方向とに変更可能な装置である。即ち、定着ベルト１０の回転を正逆変更可能であり、制御部（ＣＰＵ）５４により制御される。制御部５４は、定着装置６を含めて画像形成装置の全体的な画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的にシーケンス制御する。

定着ベルト１０は内部のヒータ１１及び断熱ステイホルダー１２に摺擦しながら回転するため、ヒータ１１及び断熱ステイホルダー１２と定着ベルト１０の間の摩擦抵抗を小さく抑える必要がある。このためヒータ１１及び断熱ステイホルダー１２の表面に耐熱性グリース等の潤滑剤を少量介在させてある。これにより定着ベルト１０はスムーズに回転することが可能となる。

ヒータ１１は、記録材Ｐ上のトナー像Ｔを溶融、定着させる定着ニップ部Ｎの加熱を行う。

定着装置６は、プリント開始信号に基いて制御部５４により所定の制御タイミングにて加圧ローラ２０の回転による定着ベルト１０の回転がなされ、またヒータ１１に対する通電がなされて該ヒータ１１の温度が所定の温度に立ち上がって温調される。

この状態において、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが耐熱性の定着入口ガイド２４に沿って定着ニップ部Ｎの定着ベルト１０と加圧ローラ２０との間に搬送される。そしてその記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることで、未定着トナー像Ｔが定着ベルト１０を介してヒータ１１の熱で加熱されて定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト１０の外面から分離して不図示の耐熱性の定着排紙ガイドに案内されて不図示の排出トレイ上に排出される。

ａ）定着ベルト１０
無端ベルトとしての定着ベルト１０は、熱容量の小さな、可撓性のあるスリーブである。より具体的には、クイックスタートを可能にするために総厚５００μｍ以下の厚みで耐熱性、高熱伝導性を有するステンレス、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属部材を単独あるいは合金部材を基層としたスリーブである。また、長寿命の定着装置を構成するために充分な強度を持ち、耐久性に優れた金属製スリーブとして、総厚３０μｍ以上の厚みが必要である。よって定着ベルト１０の総厚みとしては３０μｍ以上５００μｍ以下が最適である。

さらに、オフセット防止や記録材の分離性を確保するために表面は離型性層で被覆されている。離型性層は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂の混合物ないし単独物である。フッ素樹脂は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体）である。また、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合体）、ＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等である。

被覆の方法としては、金属製スリーブ基材の外面をエッチング処理した後に上記離型性層をディッピング、粉体スプレー等の塗布によるものや、あるいはチューブ状に形成されたものを金属製スリーブの表面に被せる方式のものであっても良い。又は、金属製スリーブ基材の外面をブラスト処理した後に、接着剤であるプライマ層を塗布し、上記離型性層を被覆する方法であっても良い。

また、ヒータ１１と接触する金属製スリーブ内面に潤滑性の高いフッ素樹脂層、ポリイミド層、ポリアミドイミド層等を形成してあっても良い。

ｂ）ヒータ１１
記録材Ｐ上のトナー像Ｔを溶融、定着させる定着ニップ部Ｎの加熱を行うヒータ１１は、例えば、アルミナ、ＡｌＮ（チッ化アルミ）等の高絶縁性のセラミックス基板やポリイミド、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂基板を有する。そして、その基板の表面に長手方向に沿って、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工して形成した通電加熱用部材である。

図７はそのようなヒータ（セラミックヒータ）１１の一例の概略構成図であり、下記ａ〜ｅ等からなる。

ａ：横長のアルミナ・窒化アルミニウム（ＡｌＮ）・炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックスでできたセラミック基板（ヒータ基板）１１ａ
ｂ：セラミック基板１１ａの表面側に長手（幅方向）に沿ってスクリーン印刷等により、厚み１０μｍ程度、幅１〜５ｍｍ程度の線状もしくは細帯状に塗工し焼成して形成した、例えばＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ_２、Ｔａ_２Ｎ等の通電発熱抵抗層１１ｂ
ｃ：通電発熱抵抗層１１ｂの長手（幅方向）両端部に電気的に導通させて設けた、Ａｇ／Ｐｔ（銀・白金）で形成された電極部１１ｃ
ｄ：通電発熱抵抗層１１ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、金属製定着ベルト１０との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコートやフッ素樹脂コート等の絶縁保護層１１ｄ
ｅ：セラミック基板１１ａの裏面（背面）側に設けたサーミスタ等の温度検知素子１４
上記のヒータ１１は絶縁保護層１１ｄを設けた側が表面側であり、絶縁保護層１１ｄの面に定着ベルト１０が摺動する。このヒータ１１を、断熱ステイホルダー１２の下面に、該部材の長手に沿って設けた凹溝部１２ａ（図４）に嵌め入れて耐熱性接着剤で接着して保持させてある。

５１は給電用コネクタであり、断熱ステイホルダー１２に固定支持させたヒータ１１の電極部１１ｃ部分に嵌着され、電極部１１ｃにそれぞれ給電用コネクタ側の電気接点が接触状態になる。５２は商用電源（ＡＣ）、５３はトライアックである。ヒータ１１は、商用電源５２から、トライアック５３を介して電極部１１ｃ間に給電されることで通電発熱抵抗層１１ｂの発熱で迅速急峻に昇温する。そのヒータ１１の昇温が温度検知体である温度検知素子１４により検知され、その検知温度の電気的アナログ情報がアナログデジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回）５５に入力し、デジタル化されて電力制御手段としての制御部５４に入力する。温度検知素子１４から制御部５４へのＤＣ通電は不図示のＤＣ通電部及びＤＣ電極部を介して不図示のコネクタによりなされる。

制御部５４は、温度検知素子１４からの信号に応じて、ヒータ１１の電極部１１ｃから通電発熱抵抗層１１ｂに印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御する。これによって、定着ニップ部Ｎ内での温調温度を略一定に保ち、記録材Ｐ上のトナー像Ｔを定着するのに必要な加熱を行う。すなわち、温度検知素子１４の検知温度に応じたデジタル情報が入力される制御部５４は、温度検知素子１４の検知温度が目標温度から所定幅内の値になるよう商用電源５２から通電発熱抵抗層１１ｂへの通電を制御するようになっている。

制御部５４による商用電源５２から通電発熱抵抗層１１ｂへの通電の制御としては、位相制御、或いは、波数制御等が採用されている。位相制御は、商用電源５２から出力される交流電源の半波周期毎に商用電源５２から通電発熱抵抗層１１ｂへの通電に供される位相範囲を温度検知素子１４の検知温度に応じて変更する制御である。波数制御は、前記半波周期毎に温度検知素子１４の検知温度に応じて商用電源５２から通電発熱抵抗層１１ｂへの通電を導通又は遮断のいずれか一方に切り換える制御である。

ヒータ基板１１ａとして耐摩耗性に優れ、熱伝導性の良好なＡｌＮ等を用いた場合には通電発熱抵抗層１１ｂを上記基板に対して定着ニップ部Ｎと反対側に形成してあっても良い。

図７において、Ｗ１１ｂは通電発熱抵抗層１１ｂの幅寸法であり、ヒータ１１の有効発熱領域幅である。図２において、Ｗ１０は定着ベルト１０の幅寸法、ＷＰは最大通紙領域幅である。Ｗ１１ｂ＞Ｗ１０＞ＷＰの関係構成にしてある。

ｃ）断熱ステイホルダー１２
断熱ステイホルダー１２は、ヒータ１１を支持する役目、定着ベルト１０の回転案内部材の役目、加圧部材の役目、定着ニップ部Ｎと反対方向への放熱を防ぐための断熱部材の役目等をしている。このホルダー１２は、剛性・耐熱性・断熱性の部材であり、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等により形成されている。

本実施例では、断熱ステイホルダー１２の定着ニップ部Ｎの下流部を加圧ローラ２０側に突出させて高さ１．０ｍｍの凸形状部Ｋ（図４、定着ベルトの曲率を変えるためのアゴ部）とした。これは、この凸形状部Ｋにより定着ベルト１０の回転形状を変え、記録材Ｐと定着ベルト１０を曲率分離させるためのものである。

ｄ）フランジ部材１５
フランジ部材１５は、断熱ステイホルダー１２の左右両端部側にそれぞれ装着されて、記録材上の画像をニップ部にて加熱する定着ベルト１０の回転に伴うベルト幅方向への寄り移動をベルト端部を受け止めて規制する部材である。

このフランジ部材１５は、定着ベルト１０と所定距離隔てて設けられ定着ベルト１０の寄りに伴い定着ベルトの端部と突き当たることにより従動回転自在な平板上の回転体としての無端のリング形状又は円盤形状である第１の規制部材１５Ａを有する。この第１の規制部材１５Ａを以下、従動リングと記す。

また、フランジ部材１５は、定着ベルト１０による従動リング１５Ａの幅方向への移動を規制する実質的に回転不可に固定された固定体である第２の規制部材１５Ｂである。この第２の規制部材１５Ｂを以下、固定フランジと記す。

ａ：固定フランジ１５Ｂ
第２の規制部材としての固定フランジ１５Ｂは、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂により形成されている。その形状はキャップ形状であり、第１の規制部材としての従動リング１５Ａが挿入可能な内径を有した挿入部１５ａを内面側に有している。また、この内径は、定着ベルト１０の外周形状がニップを作ることによって変形した場合でも、図４のように、定着ベルト１０の外周面が挿入部１５ａの内周面に接触しないように十分な大きさを有している。

従動リング１５Ａの規制部材としての固定フランジ１５Ｂは、従動リング１５Ａを幅方向で規制すると共に、従動リング１５Ａの回転位置を規制している。

固定フランジ１５Ｂは断熱ステイホルダー１２の左右両端側の外方延長部１２ｂにそれぞれ嵌着し、その固定フランジ１５Ｂの縦方向嵌合部１５ｃを装置筐体３０の側板３１の嵌合用溝３１ａに係合させて側板３１に装着する。これにより、固定フランジ１５Ｂで従動リング１５Ａの長手方向への移動を規制している。

また、挿入部１５ａの一部をヒータ１１と干渉しないように１５ｂのように切り欠いているが、その切り欠き部１５ｂの幅は、従動リング１５Ａの外径よりも小さくなるようにしている。これにより挿入部１５ａ内での従動リング１５Ａの回転位置を規制している。すなわち、挿入部１５ａの定着ニップ部側を切り欠くことにより、定着ニップ部長手方向において挿入部１５ａと定着ニップ領域をオーバーラップさせることができる。

ｂ：従動リング１５Ａ
第１の規制部材としての従動リング１５Ａは、ＰＰＳ、液晶ポリマー、フェノール樹脂等の耐熱樹脂より形成されている。

その形状は、リング型の円盤であり、外径は固定フランジ１５の挿入部１５ａの内径よりも小さく、切り欠き部１５ｂよりも大きい。また内径はヒータ１１に干渉しないような大きさである。この内径内に断熱ステイホルダー１２の外方延長部１２ｂが貫通位置して従動リング１５Ａと断熱ステイホルダー１２の外方延長部１２ｂとは干渉しない。

この無端のリング形状又は円盤形状の第１の規制部材としての従動リング１５Ａは回転体である定着ベルト１０の母線方向端部に対向する面が平面のみである。

従動リング１５Ａは定着ベルト１０の幅方向の端部を規制すると共に、定着ベルト１０が幅方向の力を受けて寄り、従動リング１５Ａに突き当たると同時に従動リング１５Ａは定着ベルト１０から駆動力を受け、定着ベルト１０と共に回転する。これにより、定着ベルト１０の端部が摺擦することを防止する。

即ち、定着ベルト１０は、その回転過程において、断熱ステイホルダー１２の長手（幅方向）に沿ってベルトの回転方向と直交するベルト幅方向の一端側（図２・図３において、矢印Ｌの左方）又は他端側（矢印Ｒの左方）へ寄り移動する現象を生じる。

定着ベルト１０が左方Ｌに寄り移動した場合には、定着ベルト１０の左側のベルト端部がその側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たると同時に従動リング１５Ａは定着ベルト１０から駆動力を受け、定着ベルト１０と共に回転する。従動リング１５Ａは固定フランジ１５Ｂにより幅方向の移動が規制されると共に回転位置が規制される。図８の（ａ）は、上記のように、定着ベルト１０が左方Ｌに寄り移動して、左側のベルト端部がその側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たって左方への寄り移動が規制されている状態を示している。これにより、定着ベルト１０の左側のベルト端部が摺擦することが防止される。

また、定着ベルト１０が右方Ｒに寄り移動した場合には、定着ベルト１０の右側のベルト端部がその側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たると同時に従動リング１５Ａは定着ベルト１０から駆動力を受けて定着ベルト１０と共に回転する。従動リング１５Ａは固定フランジ１５Ｂにより幅方向の移動が規制されると共に回転位置が規制される。これにより、定着ベルト１０の右側のベルト端部が摺擦することが防止される。

（３）定着ベルト１０の寄り戻し制御
本例のようなベルト定着装置においては、ベルト幅方向での温度や圧分布が大きく傾いた場合を除けば、定着ベルト１０の記録材搬送方向の回転に伴う寄り移動方向はヒータ１１と加圧ローラ２０の平行度等の位置精度のずれにより一方向となる場合が殆どである。即ち、図２・図３において、矢印Ｌの左方への寄り移動又は矢印Ｒの左方への寄り移動の一方向への移動現象となる場合が殆どである。そして、寄り移動した側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たって寄り移動が規制されている状態の定着ベルト１０は、定着ベルト１０を記録材搬送方向とは逆方向に回転させることで逆方向へ戻し移動することができる。

そこで、本実施例においては、制御部５４は、定着ベルト１０の記録材搬送方向への回転の終了後（プリント終了後）は、次の第１ステップと第２ステップとを有する駆動装置制御シーケンスを実行する。

第１ステップ：定着ベルト１０を記録材搬送方向とは逆方向に所定時間だけ回転させるステップ。

第２ステップ：この第１ステップの後、定着ベルト１０の回転を停止させるステップ。

これにより、簡易な構成にもかかわらず、立ち上げ時のベルト端部へのダメージが低減でき、装置の複雑化・大型化・コストアップを抑えながら、ベルト破損の発生を抑えられ、ベルトの長寿命化が図れる。

図９は制御部５４が実行する定着ベルト１０の寄り戻し制御のフローチャートである。本実施例においては、定着ベルト１０の記録材搬送方向の回転に伴う寄り移動方向は、便宜上、図２・図３において矢印Ｌの左方への寄り移動であるとする。ここで、加圧ローラ２０・定着ベルト１０の記録材搬送方向に回転させるための、駆動装置Ｍの駆動を正回転駆動、記録材搬送方向とは逆方向に回転させるための、駆動装置Ｍの駆動を逆回転駆動とする。

制御部５４は、プリント信号の入力に基いて画像形成装置の画像形成動作を開始させる（Ｓ１：プリントスタート）。

定着装置６については、ヒータ１１に対する電力の供給がなされて定着ニップ部Ｎの加熱が開始されると共に、駆動装置Ｍが正回転駆動される（Ｓ２）。そして、ヒータ１１が所定の定着温度に立ち上がって温調され、加圧ローラ２０・定着ベルト１０が所定のプリント速度に対応した速度に立ち上がって安定回転している状態において、未定着トナー像Ｔを担持した記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに導入される。記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを挟持搬送されることで、未定着トナー像Ｔが定着ベルト１０を介してヒータ１１の熱で加熱されて熱定着される。定着ニップ部Ｎを通過した記録材Ｐは定着ベルト１０の外面から分離されて排紙部に排紙され、その排紙が検知される（Ｓ３）。排紙検知は、排紙部に排紙される記録材の後端部の通過が排紙部に配設されている排紙センサ（不図示）により検知されることでなされる。ヒータ１１の加熱・温調と駆動装置Ｍの正回転駆動はプリントジョブが終了（プリント終了）するまで行われる（Ｓ２〜Ｓ４）。即ち、記録材の後端が排紙センサを通過すると、次のプリント信号の有無を判断し、信号があればそのまま回転を継続する。

プリントジョブ中の駆動装置Ｍの正回転駆動による定着ベルト１０の記録材搬送方向への回転に伴って、定着ベルト１０は本実施例の場合は、図２・図３において矢印Ｌの左方への寄り移動する。そして、図８の（ａ）のように、定着ベルト１０の左側のベルト端部が左側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たると同時に従動リング１５Ａは定着ベルト１０から駆動力を受け、定着ベルト１０と共に回転する。従動リング１５Ａは固定フランジ１５Ｂにより幅方向の移動が規制されると共に回転位置が規制される。これにより、定着ベルト１０の左側のベルト端部が摺擦することが防止される。

プリントジョブの終了後（Ｓ４の「次のプリント信号−なし」）は、ヒータへの電力供給がオフにされ、また、駆動装置Ｍが逆回転駆動に変更される（Ｓ５）。本実施例においては、この駆動装置Ｍの逆回転駆動は正回転駆動時と同じ速度（プリント時と同じ速度）で、所定時間だけなされる（Ｓ５・Ｓ６）。即ち、定着ベルト１０が記録材搬送方向とは逆方向に所定時間だけ回転される。本実施例においては、上記の所定時間を１０秒に設定している。そして、所定時間経過後に駆動装置Ｍの逆回転駆動が停止されて（Ｓ７）、画像形成装置は次のプリントジョブのプリント信号が入力するまでスタンバイ状態に保持される（Ｓ８）。

ステップＳ５における駆動装置Ｍの逆回転駆動により、定着ベルト１０は記録材搬送方向とは逆方向に回転されることで逆方向への戻し移動がなされる。即ち、それまで、ヒータ１１と加圧ローラ２０の平行度等の位置精度のずれ等による影響で一方に寄り移動して、その寄り移動側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たった状態となっている定着ベルト１０が逆方向へ戻し移動される。この戻し移動により、ベルト端部が従動リング１５Ａから離れる。本実施例においては、プリントジョブの実行により、図８の（ａ）のように、矢印Ｌの左方への寄り移動してその側のベルト端部が左側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たった状態となっている定着ベルト１０の逆方向Ｒへの戻し移動が開始される。この戻し移動により、ベルト端部が従動リング１５Ａから離れていく。本実施例では、定着ベルト１０の逆回転時間を１０秒とすることで、プリント時には図８の（ａ）のように片側のフランジに突き当たっていたベルト端部が、逆回転停止時には図８の（ｂ）のようにフランジと非接触の状態にすることができる。

ここで、逆回転時に定着ベルト１０が戻りすぎて、逆側のベルト端部がその側のフランジに突き当たったとしても、ヒータ温調の有無にかかわらず定着ベルト温度はある程度の高温を維持したままである。そのため、大きな寄り力は発生せず、ベルト端部の割れや座屈等の破損が生じ得るおそれはなく、問題はない。

この後、定着装置がしばらく使用されず、定着装置が冷えた状態から、ウォームアップ動作に入った場合は、潤滑剤であるグリースの粘度が高い等により、寄り力が最も大きくなる。しかし、定着ベルト１０が寄っていく側のベルト端部はフランジに対して非接触であるので（図８の（ｂ））、ベルト端部に付与される力はなく、ベルト端部が割れたり、座屈したりすることが防止される。

このように、プリント終了時に定着ベルト１０を逆回転させ、ベルト端部を寄り規制部材と接触しない位置まで戻して終了することで、立ち上げ時の寄り力が大きいときには、ベルト端部が寄り規制部材と接触しない状態であるので、ベルト端部へのダメージが低減でき、ベルトの長寿命化が図れる。

また、駆動装置Ｍはその回転数（単位時間当たりの回転数）を変更可能に構成して、逆回転駆動時の回転速度を正回転駆動時（プリント時）の回転速度よりも高速にするように制御することで、プリント終了後の回転時間を短縮することが可能となる。

また、駆動装置Ｍの逆回転駆動時には加圧力制御手段５６を第２状態に切り換え状態にする。即ち、定着ニップ部Ｎの加圧力を記録材の挟持搬送時（定着時）よりも低減する或いは加圧解除して定着ベルト１１と加圧ローラ２０の圧解除を行い軽圧状態で逆回転させることによって、定着ベルト内面と摺擦部材との磨耗等を抑えることができる。これにより、回転数増加による定着ベルトの短寿命化につながることがない。

［第２の実施例］
本実施例の装置構成は、第１の実施例の装置とほぼ同様であるので、主な相違点のみ説明する。

本実施例では、図１０の（ａ）のように、定着ベルト１１の回転に伴うベルト幅方向への寄り移動位置を検知する位置検知手段５８を具備させている。そして、制御部５４は、定着ベルト１０の記録材搬送方向への回転の終了後（プリント終了後）は、次の第１ステップと第２ステップとを有する駆動装置制御シーケンスを実行する。

第１ステップ：定着ベルト１０を記録材搬送方向とは逆方向に回転させるステップ。

第２ステップ：この第１ステップ回転により寄り移動した定着ベルトが所定の位置に移動したことが位置検知手段５８で検知されたら定着ベルト１１の回転を停止させるステップ。

本実施例においても、定着ベルト１０の記録材搬送方向の回転に伴う寄り移動方向は、第１の実施例の場合と同様に、便宜上、図２・図３において矢印Ｌの左方への寄り移動であるとする。定着ベルト１１の寄り移動位置の検知を行なう位置検知手段５８は発光部５８ａと受光部５８ｂを有するフォトセンサー（フォトインタラプタ）であり、図１０のように、定着装置の左側に配設されている。

図１１は制御部５４が実行する定着ベルト１０の寄り戻し制御のフローチャートである。制御部５４は、プリント信号の入力に基いて画像形成装置の画像形成動作を開始させる（Ｓ１：プリントスタート）。以後、ステップＳ５までは、第１の実施例における図９のフローチャートのステップＳ５までと同じである。

そして、本実施例においても、プリントジョブの実行により、図１０の（ａ）のように、定着ベルト１０が矢印Ｌの左方への寄り移動して左側のベルト端部がその側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たって規制された状態となる。従動リング１５Ａは固定フランジ１５Ｂにより幅方向の移動が規制されると共に回転位置が規制される。これにより、定着ベルト１０の左側のベルト端部が摺擦することが防止される。

この場合において、フォトセンサー５８の発光部５８ａと受光部５８ｂとの間の光路は左方Ｌへ寄り移動した定着ベルトのその側のベルト端部により遮られた状態になり、フォトセンサー５８はオフの状態になる。制御部５４はフォトセンサー５８−オフであることにより、定着ベルト１０が左方への寄り移動していると判断する。また、発光部５８ａと受光部５８ｂとの間の光路が開放されていることでフォトセンサー５８−オンである場合には、制御部５４は定着ベルト１０の左側のベルト端部が、図８の（ｂ）のように、従動リング１５Ａから所定に離間している状態にあると判断する。

プリントジョブの終了後（Ｓ４の「次のプリント信号−なし」）は、ヒータへの電力供給がオフにされる（Ｓ５）。また、この時に、フォトセンサー５８−オフの状態である場合には、駆動装置Ｍが逆回転駆動に変更される（Ｓ６・Ｓ７）。この駆動装置Ｍの逆回転駆動は、フォトセンサー５８がオフの状態からオンの状態になるまで続行される（Ｓ７・Ｓ８）。そして、フォトセンサー５８がオンの状態になったらその信号に基いて駆動装置Ｍの逆回転駆動が停止されて（Ｓ９）、画像形成装置は次のプリントジョブのプリント信号が入力するまでスタンバイ状態に保持される（Ｓ１０）。

また、ステップＳ６において、フォトセンサー５８−オンの状態である場合には、駆動装置Ｍの正回転駆動が停止されて（Ｓ９）、画像形成装置は次のプリントジョブのプリント信号が入力するまでスタンバイ状態に保持される（Ｓ１０）。

ステップＳ７における駆動装置Ｍの逆回転駆動により、定着ベルト１０は記録材搬送方向とは逆方向に回転されることで逆方向への戻し移動がなされる。即ち、それまで、ヒータ１１と加圧ローラ２０の平行度等の位置精度のずれ等による影響で一方に寄り移動して、その寄り移動側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たった状態となっている定着ベルト１０が逆方向へ戻し移動される。この戻し移動により、ベルト端部が従動リング１５Ａから離れる。本実施例においては、図１０の（ａ）のように、矢印Ｌの左方への寄り移動して左側のベルト端部が左側のフランジ部材１５の従動リング１５Ａに突き当たった状態となっている定着ベルト１０の逆方向Ｒへの戻し移動が開始される。この戻し移動により、ベルト端部が従動リング１５Ａから離れていく。本実施例では、フォトセンサー５８がオフの状態からオンの状態になるまで駆動装置Ｍの逆回転駆動を実行させる。そして、オンの状態になったら駆動装置Ｍの逆回転駆動を停止させる。これにより、左方に寄り移動した定着ベルト１１が、その側のベルト端部が従動リング１５Ａから所定に離間した状態に右方Ｒに戻し移動される。

即ち、プリントジョブの終了後はベルト寄り位置検知センサであるフォトセンサー５８の検知結果により、定着ベルト端部が所定の位置まで戻った時点で加圧ローラの回転を停止させる。この位置は定着ベルトが立ち上げ時の寄り力が大きな時にベルトが寄って端部の規制部材に接触しない位置に設定されてある。

この状態で、長期間使用されず、定着装置が冷えた状態からウォームアップ動作に入った場合は、寄り力が最も大きくなる。しかし、ベルト端部はフランジに対して非接触であるので、ベルト端部に付与される力はなく、ベルト端部が割れたり、座屈したりすることが防止される。

このように、ベルト位置検知センサにより立ち上げ時にベルトが接触しない位置まで、確実にベルトを戻すことで、ベルト端部が寄り規制部材と接触しない状態であるので、ベルト端部へのダメージが低減でき、ベルトの長寿命化が図れる。

本発明の画像加熱装置は、実施例の定着装置に限られず、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢度を増大させる光沢度増大化装置、その他の画像加熱装置として有効である。

無端ベルトの駆動は加圧部材駆動方式に限られない。無端ベルトを、駆動ローラを含む複数の懸架部材間に懸回張設して駆動ローラにより回転駆動する方式であってもよい。

画像形成装置の記録材に未定着画像を形成する画像形成手段（画像形成方式）は、電子写真方式に限られない。静電記録方式、磁気記録方式などであってもよい。

実施例における画像形成装置の概略構成図 実施例における加熱定着装置（画像加熱装置）の途中部分省略の正面模型図 同じく途中部分省略の縦断正面模型図 図２の（４）−（４）線に沿う拡大横断面模型図 装置の分解斜視模型図 加熱ユニットの分解斜視模型図 ヒータ（セラミックヒータ）の一例の概略構成図 定着ベルトの寄り移動と規制部材の説明図 第１の実施例における定着ベルト寄り戻し制御のフローチャー 第２の実施例における定着ベルトの寄り移動と規制部材の説明図 第２の実施例における定着ベルト寄り戻し制御のフローチャー

符号の説明

６：ベルト式の定着装置（画像加熱装置）、１０：定着ベルト（無端ベルト）、１１：加熱用ヒータ、１２：耐熱ステイホルダー、１５：固定フランジ（規制部材）、２０：加圧ローラ、Ｍ：駆動装置、Ｎ：定着ニップ部、Ｐ：記録材、Ｔ：トナー像、５４:制御部、５６：加圧力制御手段、５８:位置検知手段

Claims (5)

1. 記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置であって、
   前記記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱する無端ベルトと、
   前記無端ベルトを回転させるための駆動装置であって、前記無端ベルトの回転を記録材搬送方向とそれとは逆方向とに変更可能な駆動装置と、
   前記無端ベルトの回転に伴うベルト幅方向への寄り移動をベルト端部を受け止めて規制する規制部材と、
   前記無端ベルトの前記記録材搬送方向への回転の終了後、前記無端ベルトを前記逆方向に所定時間だけ回転させる第１ステップと、前記第１ステップの後、前記無端ベルトの回転を停止させる第２ステップと、を有する駆動装置制御シーケンスを実行する制御部と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 記録材に形成された画像を加熱する画像加熱装置であって、
   前記記録材をニップ部にて挟持搬送して加熱する無端ベルトと、
   前記無端ベルトを回転させるための駆動装置であって、前記無端ベルトの回転を記録材搬送方向とそれとは逆方向とに変更可能な駆動装置と、
   前記無端ベルトの回転に伴うベルト幅方向への寄り移動をベルト端部を受け止めて規制する規制部材と、
   前記無端ベルトの回転に伴うベルト幅方向への寄り移動位置を検知する位置検知手段と、
   前記無端ベルトの前記記録材搬送方向への回転の終了後、前記無端ベルトを前記逆方向に回転させる第１ステップと、前記第１ステップの回転により寄り移動した前記無端ベルトが所定の位置に移動したことが前記位置検知手段で検知されたら前記無端ベルトの回転を停止させる第２ステップと、を有する駆動装置制御シーケンスを実行する制御部と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
3. 前記無端ベルトの前記逆方向への回転速度は前記記録材搬送方向への回転速度よりも高速であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
4. 前記第１ステップにおいてはニップ部の加圧力を前記記録材の挟持搬送時よりも低減する或いは加圧解除することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像加熱装置。
5. 記録材に未定着画像を形成する画像形成手段と、前記記録材に形成された未定着画像を加熱定着する定着装置を有する画像形成装置であって、前記定着装置が請求項１から４のいずれかに記載の画像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。

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