JP2006163295A

JP2006163295A - 定着装置

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Publication number: JP2006163295A
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Inventors: Osamu Watanabe; 督渡辺
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Priority date: 2004-12-10
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Abstract

【課題】ベルト加熱方式の定着装置において、ベルトの巻き癖、屈曲跡を速やかに消失させ、画像に光沢ムラ、スジが現れることを防止する。
【解決手段】ベルト状の回転体５と、上記回転体に外側より圧接しニップ部Ｎを形成する加圧部材２と、上記回転体を加熱する加熱手段３とを有し、上記ニップ部で未定着画像ｔを担持した記録材Ｐを挟持搬送して定着を行ない、上記回転体の停止時に、該回転体の一部が該回転体の内径よりも小さい曲率半径をもった状態で保持される定着装置において、装置の所定時間停止後の上記回転体の再回転時に、上記の小さい曲率半径の回転体部位を上記ニップ部内に搬送位置させて、上記回転体の回転を停止させた状態で加熱する制御シーケンスを持つこと、あるいは、装置の所定時間停止後の上記回転体の再回転時に、上記の小さい曲率半径の回転体部位について上記ニップ部内を通常搬送される速度よりも遅い速度で少なくとも一度搬送して加熱する制御シーケンスを持つこと。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば電子写真方式の画像形成装置に用いられるベルト式の定着装置に関する。

電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体に静電潜像を形成した後に、これをトナーによって現像してトナー像とし、このトナー像を加熱溶融および加圧して用紙に定着させている。このような画像形成装置には、トナー像を記録材（用紙、記録媒体）に定着させるために定着装置が組み込まれる。

特許文献１には、ベルト式の定着装置（ベルト定着方式）が記載されている。このベルト式の定着装置は、無端の定着ベルト、定着ローラ、加熱ローラおよび加圧ローラを備える。加熱ローラと定着ローラとが互いに平行に配置され、定着ベルトが加熱ローラと定着ローラとに掛け渡されている。加圧ローラは、定着ベルトを挟んで定着ローラと平行に設けられ、定着ローラに向かって付勢されている。それにより、定着ローラと定着ベルトとの間に圧力が発生する。加圧ローラが回転すると、加熱ローラおよび定着ローラに掛け渡された定着ベルトが走行する。加熱ローラの内部には主加熱源が設けられ、加圧ローラの内部には補助加熱源が設けられている。加圧ローラと定着ローラとが定着ベルトを挟んでいる部分（ニップ部）に、トナー像を担持した記録材が挿通される。この記録材は、ニップ部を通過する際に、定着ベルトから熱を加えられるとともに、加圧ローラから圧力を受ける。このとき、加圧ローラからも補助的に熱が加えられる。記録材がニップ部を通過する際に加えられる熱および圧力により未定着画像が記録材に定着される。

また、特許文献２には、熱伝達効率が高く、装置の立ち上がりも早い方式（オンデマンド方式）として、熱容量の小さなベルトを介して加熱するベルト加熱方式の定着装置が提案されている。この装置は加熱体（加熱ヒータ）に加熱用回転体である耐熱性樹脂ベルト（定着ベルト）を加圧用回転体（弾性ローラ）で密着させて摺動搬送させ、このベルトを挟んで加熱体と加圧部材とで形成されるニップ部に未定着画像を担持した被加熱材としての記録材を導入して該耐熱性樹脂ベルトと一緒に搬送させ、このベルトを介して付与される加熱体からの熱とニップ部の加圧力によって未定着画像を記録材上に永久画像として定着させる装置である。

最近では電子写真技術のカラー化が進む中において、記録材と接する定着部材への要求としてソフト定着が求められている。従来のベルト加熱方式の定着装置ではフッ素樹脂等の離型性樹脂から成る表層の剛性により、トナー粒子が押しつぶされ、画像の解像度が低下する懸念があることや、トナー層を幾重にも重ねるカラートナー像定着時においての混色不良などの場合があることが指摘されており、これらの問題を解決する為の手段として基層と表層の間に弾性層を設けた弾性ベルトを用いる方法は、特許文献３で提案されている。

近年の省エネルギー化の観点から、ベルトの基層として耐熱性樹脂の代わりにニッケル等の金属を用いてベルト基層の熱伝導率を高くすることで、加熱体の消費電力を低減する方法や、さらに、金属を用いてベルト基層の熱伝導率を高くすることにより、定着特性が更に改善されて、更なる高速化を可能に出来るうえ、ニップ部の長手方向の温度均一性も向上すること知られている。
特開平６−３１８００１号公報特開平４−４４０７５号公報特開平１０−３２１３５２号公報

しかし、ベルト加熱方式の定着装置においては定着動作後に定着ベルトの走行を停止してから一定時間以上使用しないと、加熱ローラへの巻き付き部における定着ベルトの基層や弾性層が変形した状態のまま冷却して硬化してしまい、再び使用する時、変形状態からすぐに回復することができない。特に装置の小型化のために加熱ローラの小径化が図られた場合、定着ベルトへの巻き付き跡（巻き癖と称す）が発生し、朝一番の最初の画像や休みの後の初期画像にはその巻き癖が光沢むらやスジとして現れたり、巻き癖によりニップ進入前に定着ベルト上に凸部が生じて、定着時に画像が飛び散る等の画像不良を発生していた。

また、前述のベルト加熱方式の定着装置においてもニップ部両端でのベルトの立ち上がり部の曲率が大きくなっており、定着動作後に定着ベルトの走行を停止してから一定時間以上使用しないと、曲率の大きいニップ部両端のベルト部位に屈曲跡が生じて、そのベルト屈曲に対応して、画像上の光沢ムラ、スジが発生してしまうことがあった。

本発明の目的は、画像形成使用時にこれらベルトの巻き癖、屈曲跡を速やかに消失させ、画像に光沢ムラ、スジが現れることを防止した定着装置およびそ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定着装置の代表的な構成は、
記録材上の画像をニップにて加熱する無端状のベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を有する定着装置において、
前記ベルトの回転を開始するとき、前記ベルトの回転停止時に前記ニップの端部近傍に位置していた前記ベルトの部位を前記ニップ内に配置させた状態で加熱する処理を実行可能に構成したことを特徴とする。

また、他の代表的な構成は、
記録材上の画像をニップにて加熱する無端状のベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を有する定着装置において、
前記ベルトの回転を開始するとき、前記ベルトの回転停止時に前記ニップの端部近傍に位置していた前記ベルトの部位を低速で前記ニップ内を通過させつつ加熱してから前記ベルトの速度を増大させる処理を実行可能に構成したことを特徴とする。

装置の放置により屈曲跡あるいは巻き癖が付いたベルトの部位を、ベルト回転時にニップ内に配置させた状態で加熱する、もしくはニップ内を低速で通過させつつ加熱することで、長時間の空回転を要さずに、その屈曲跡や巻き癖をアイロン効果で迅速に除去することができて、ベルトの屈曲跡や巻き癖に起因して起こる画像上での光沢ムラ、スジ等が防止される。

（１）画像形成装置例
図１は本発明に従う定着装置を搭載した画像形成装置例の概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、タンデムタイプのフルカラープリンターである。

Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂは図面上右から左に順に配列した第１〜第４の４つの色トナー像形成ステーションである。各ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体１１、帯電装置１２、レーザースキャナやＬＥＤアレイ等の露光装置１３、現像装置１４、クリーニング装置１５等からなる電子写真プロセス機構である。感光体１１は矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

第１の色トナー像形成ステーションＹは感光体１１の面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の色トナー像形成ステーションＭは感光体１１の面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の色トナー像形成ステーションＣは感光体１１の面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。そして第４の色トナー像形成ステーションＢは感光体１１の面にブラックのトナー画像を形成する。各色トナー像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。

１６は複数の支持ローラ１７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜第４の色トナー像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの下側に、全ステーションに亘たらせて配設してある。転写ベルト１６は矢印の反時計方向に、感光体１１の周速度に対応した周速度で回動駆動される。

１８は転写ローラであり、第１〜第４の各色トナー像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂにおいて、感光体１１の下面に対して転写ベルト１６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。１９は各転写ローラ１８に対する転写バイアス印加電源であり、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の電圧を転写バイアスとして所定の制御タイミングで印加する。

２０はシート給送路であり、不図示の給紙機構部から一枚分離給紙された記録材（転写材、用紙）Ｐを、転写ベルト１６の第１の色トナー像形成ステーションＹ側の端部に給送する。転写ベルト１６は給送された記録材Ｐを静電的に吸着保持して、あるいはチャックで把持して第１から第４の可視像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の記録材Ｐの面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像、およびブラックトナー画像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。

第４の色トナー像形成ステーションＢの転写ニップ部を搬送されて通過した記録材Ｐは転写ベルト１６から分離され、加熱定着装置２１に導入されて未定着のトナー画像の加熱定着処理を受けて排出搬送される。

図２は本例の画像形成装置の動作行程図である。

ａ）前多回転行程
画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）である。メイン電源スイッチのＯＮにより、画像形成装置のメインモータ（不図示）を駆動させて感光体を回転駆動させ、所要のプロセス機器の準備動作を実行させる。

ｂ）スタンバイ
所定の始動期間終了後は、メインモータの駆動が一旦停止されて感光体の回転駆動が停止され、画像形成装置は画像形成スタート信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態に保持される。

ｃ）前回転行程
画像形成スタート信号の入力により、メインモータを再起動させて感光体を再回転駆動させ、しばらくの間画像形成装置に所定の画像形成前動作を実行させる期間である。

ｄ）画像形成行程
所定の前回転行程が終了すると、引き続いて回転感光体に対する画像形成プロセスが実行され、トナー画像の転写を受けた記録材Ｐが定着装置２１に搬送されて、１枚目の画像形成行程が行なわれる。

連続画像形成モードの場合には、上記の画像形成行程が繰り返されて所定の設定枚数ｎ分の画像形成行程が順次に実行される。

ｅ）紙間行程
連続画像形成モードにおいて、一の記録材Ｐの後端が第１の色トナー像形成ステーションＹの転写部を通過した後、次の記録材Ｐの先端が該転写部に到達するまでの間の、転写部における記録材被通紙状態期間である。

ｆ）後回転行程
最後であるｎ枚目の画像形成行程が終了した後もしばらくの間メインモータの駆動を継続させて感光体を回転駆動させ、画像形成装置に所定の後動作を実行させる期間である。

ｇ）スタンバイ
所定の後回転行程が終了すると、メインモータの駆動が停止されて感光体の回転駆動が停止され、画像形成装置は次の画像形成スタート信号が入力するまで再びスタンバイ状態に保持される。

前多回転行程後、直に画像形成信号が入力した場合には引き続いて前回転行程を経て画像形成行程が実行される。また１枚だけの画像形成の場合は、その画像形成行程の終了後、画像形成装置は後回転行程を経てスタンバイ状態になる。

上記の前多回転行程時あるいは前回転行程時、またはその両者の行程時において、装置の停止時間に応じて後記（３）項で詳述する「ベルト矯正シーケンス」が実行される。

（２）定着装置２１
図３は定着装置２１部分の拡大横断面模型図である。本実施例の定着装置２１は、可撓性を有する、無端状（円筒状）の耐熱弾性ベルト（積層ベルト状加熱回転体）を用いた、加圧ローラ駆動タイプのベルト加熱方式の定着装置である。

１は定着部材としての加熱アセンブリ、２は加圧部材としての耐熱弾性加圧ローラであり、互いに圧接して定着ニップ部（圧接ニップ部：以下、ニップ部と記す）Ｎを形成している。

定着部材としての加熱アセンブリ１は、ベルトを加熱する加熱手段としての加熱体（発熱体）３と、該加熱体を保持させ、また円筒状（エンドレスベルト状）の耐熱弾性ベルト（定着ベルト：以下、ベルトと記す）５を余裕をもって回転自在に外嵌させた支持部材としての断熱ステイホルダ４と、該断熱ステイホルダ４の内側に挿通した横断面下向きＵ字型の剛性ステー６等からなる組立て体である。

加圧部材としての耐熱弾性加圧ローラ２は、芯金２ａと、その外側にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコーンゴムを発泡させる等して形成された弾性層２ｂからなり、この層２ｂ上にはＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２ｃを形成してあってもよい。本例装置の加圧ローラ２は２０ｍｍの直径を有している。

上記の定着部材としての加熱アセンブリ１と、加圧部材としての耐熱弾性加圧ローラ２は、上下に並行に配置され、加圧ローラ２が加熱アセンブリ１の方向に不図示の加圧手段により弾性層２ｂの弾性に抗して付勢され、加熱アセンブリ１側の加熱体３の下面部と加圧ローラ２との間にベルト５を挟んで、加熱定着に必要な幅のニップ部Ｎを形成するように、加熱アセンブリ１と加圧ローラ２との長手方向両端部から加圧制御されている。

加圧ローラ２は駆動手段Ｍにより矢印ｂの反時計方向に回転駆動される。ベルト５はこの加圧ローラ２の回転駆動に伴いニップ部Ｎにおいてその内面が加熱体３の下面部に摺動しながら断熱ステイホルダ４の外回りを矢印ａの時計方向に従動回転する。

上記ニップ部Ｎのベルト５と加圧ローラ２との間に、被加熱材としての、未定着トナー画像ｔを担持した記録材Ｐが導入されて挟持搬送されていく。ｃは記録材搬送方向である。

加熱体３は本例装置ではセラミックヒータであり、このヒータ３はニップ部Ｎに対応する位置において断熱ステイホルダ４の外面に固定支持させて配設してある。図４はこのヒータ３部分の拡大模型図である。ヒータ３はニップ部Ｎに対応する位置においてベルト５の内面を加熱し、記録材Ｐがニップ部Ｎのベルト５と加圧ローラ２の間に挟持されて搬送されていく際に記録材Ｐへと熱を与え、記録材Ｐ上のトナー画像ｔを融解、定着させる。

図５は加熱体としてのセラミックヒータ３の一例の構造図である。（ａ）はヒータ表面側の一部切欠き平面模型図、（ｂ）はヒータ裏面側の平面模型図である。

このヒータ３は
ａ：記録材搬送方向と直交する方向を長手とする横長の、アルミナまたは窒化アルミニウム、炭化ケイ素等の高絶縁性のセラミックス基板３ａ（厚み０．６４ｍｍ程度）
ｂ：上記基板３ａの表面側に長手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３ｂ、
ｃ：上記通電発熱抵抗層３ｂの長手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３ｃ・３ｃ、
ｄ：通電発熱抵抗層３ｂの表面に設けた、電気的に絶縁し、ベルト５との摺擦に耐えることが可能な薄層のガラスコート等の絶縁保護層３ｄ、
ｅ：基板３ａの裏面側に設けたサーミスタ等の温度感知素子３ｅ、
等からなる。

そして、このヒータ３を、断熱ステイホルダ４の外面の所定の位置にホルダ長手方向に予め設けた嵌合溝４ａ（図４）内に嵌め入れて固定支持させている。

図６は定着装置制御系統のブロック図である。ヒータ３の電極部３ｃ・３ｃは給電コネクタ（不図示）を介して給電部２３・２４と接続されており、該給電部から通電発熱抵抗層３ｂに電力供給がなされてヒータ３が迅速に昇温する。給電部はＡＣ電源部２３とトライアック２４等からなる。温度感知素子３ｅはヒータ３の温度を検知してその温度情報を制御回路部（ＣＰＵ）２２にフィードバックする。ニップ部Ｎよりも記録材搬送方向下流側にはベルト５の表面の温度を検出するためのサーミスタ等の温度検出装置７（図３）が配設されている。そして、この温度検出装置７によるベルト温度検知情報も制御回路部（ＣＰＵ）２２にフィードバックする。

制御回路部（ＣＰＵ）２２は、温度検出装置７またはヒータ裏面側の温度検出装置３ｅ、或はその両方の温度検知信号に応じて、ＡＣ電源部２３からトライアック２４を介して通電発熱抵抗層３ｂに印加される電圧や波数等を適切に制御することで、ニップ部Ｎ内での温調温度を略一定に保ち、記録材Ｐ上のトナー画像ｔを定着するのに必要な加熱を行う。

図３において、断熱ステイホルダ４は横断面半円状樋型部材であり、ヒータ３を保持し、ベルト内側への放熱を防ぎ、ベルト５の回転ガイドとしても機能し、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。

ベルト５はその内側にあるヒータ３および断熱ステイホルダ４に摺擦しながら回転するため、ヒータ３および断熱ステイホルダ４とベルト５と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３および断熱ステイホルダ４の表面に耐熱性グリース等の潤滑材を少量介在させてある。これによりベルト５はスムーズに回転することが可能となる。

ベルト５は、図７の層構成模型図のように、ベルト基層５ａと、弾性層５ｂと、表面層５ｃとの３層構造ベルトである。最内面である基層５ａはポリイミド、ポリアミドイミド等の樹脂、或いはＳＵＳ、ニッケル等の金属ベルトから成る。長寿命の加熱定着装置を構成するために十分な強度を持ち、耐久性に優れる必要があるので更に内面にポリイミド等の強度を有する層を設けることがある。その上にはカラー画像の定着性を確保するために弾性層５ｂを設けており、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴム層や耐熱樹脂層を用いる。更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層５ｃとしてＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆したものである。本実施例では、厚み３０μｍのＰＦＡチューブを表面層（離型層）５ｃにし、厚み３３０μｍのシリコーンゴムを弾性層５ｂにし、厚み５０μｍのポリイミドを基層５ａにした、内径３０ｍｍのベルト５を用いた。

また、図８のように、ベルト５の端部表面には周に沿って、マーカー部５ｄがあり、１ｍｍ幅のマークが１ｍｍおきに記されている。これを例えば光学的方式のようなセンサ２５で読み取り、制御回路部２２にフィードバックさせている。制御回路部２２はセンサ２５からのフィードバック信号によりベルト５の回転移動量を検知することができ、駆動手段Ｍを制御してベルト５を所定量・所定速度で移動制御することが出来る。

（３）ベルト矯正シーケンス
ところで、定着装置２１のベルト５が、ニップ加圧されたまま駆動されることなく、比較的長時間、たとえば３日ほど放置されると、ニップ部Ｎの記録材入口部Ａ（図４）と記録材出口部Ｂに対応するベルト部分にベルト屈曲跡が生じる。そのために、出力画像面にはそのベルト屈曲跡に対応して図９のようなスジ状のグロスムラａ・ｂが発生する。

ベルト５の弾性層５ｂであるシリコーンゴムに熱伝導性を向上させるフィラーとしてアルミナや窒化ケイ素等を添加させると、ゴム自体は樹脂的挙動を示すようになり、クリープ特性が悪化する。また、基層５ａにはクリープ特性の悪いポリイミドを用いているため、ベルト５は全体として塑性変形しやすくなる。

本実施例ではニップ部Ｎが平面形状のヒータ３に倣い、平面であるのに対して、ベルト５がテンションフリーであるため、図１０の模式図のように、ニップ両端部で、急激に立ち上がった形状をしている。より具体的には、ニップ部Ｎの記録材出入口部Ａ・Ｂ近傍にてベルト５は約３ｍｍの曲率半径をもったカーブを描いている。このため、ベルト５にこのような曲率の大きい屈曲部を有する定着装置２１は、ベルト５をニップ加圧した状態のまま駆動することなく比較的長時間放置されると、この部位の屈曲形状が保持されて、大なり小なりベルト屈曲跡が発生する。

そこで本実施例では、定着装置２１あるいは画像形成装置が連続して所定の時間Ｔ以上駆動されることなく放置された後に使用される時には下記のようなベルト矯正シーケンスを実行させることで、ベルト５の屈曲跡を速やかに消失させて、画像にこのベルト屈曲跡に起因する光沢ムラやスジの発生を防止している。

図４の制御回路部２２は時計機能及び時間記憶機能部２２Ａ（以下、タイマー機能部と記す）を有する。制御回路部２２は、図１１のフローように、装置電源ＯＮによる画像形成装置の起動時において、タイマー機能部２２Ａにより、前回の装置駆動終了時点から今回の装置起動時点までの装置の連続停止時間が所定の時間Ｔを超えていることが検知されると、前多回転行程において図１２のベルト矯正シーケンス（停止タイプ）を実行する。連続停止時間が所定時間Ｔよりも少ないときはベルト矯正シーケンスは実行しない。

図１２のベルト矯正シーケンスにおいて、制御回路部２２は、画像形成装置が起動されると、定着装置２１の駆動手段Ｍにより加圧ローラ２を画像定着動作時と同じく正転駆動させ、次いで駆動を停止させることで、ベルト５を正方向に所定量移動させて停止状態にする。このベルト５の所定量の移動は、ニップ部Ｎの記録材入口部Ａに対応していたベルト屈曲跡部分がニップ部Ｎ内に移動して位置した状態となる量である。

その後、ヒータ３が通電制御され約２００℃に保持され、この状態でニップ部Ｎ内に位置している上記ベルト屈曲跡のあるベルト部分は約８秒間加熱される。これにより、該屈曲跡が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により消失する（アイロン効果）。

次に、制御回路部２２は、定着装置２１の駆動手段Ｍにより加圧ローラ２を逆転駆動させ、次いで駆動を停止させることで、ベルト５を逆方向に所定量移動させて停止状態にする。このベルト５の所定量の逆方向移動は、ニップ部Ｎの記録材出口部Ｂに対応していたベルト屈曲跡の部分がニップ部Ｎ内に移動して位置した状態となる量である。この状態でニップ部Ｎ内に位置している上記ベルト屈曲跡のあるベルト部分は約８秒間加熱される。これにより、該屈曲跡が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により消失する。次いで加熱体３への通電を停止させてベルト矯正シーケンスを終了する。

本実施例においては、前記したように、制御回路部２２はセンサ２５からのフィードバック信号によりベルト５の回転移動量を検知することができ、駆動手段Ｍを制御してベルト５を所定量だけ移動制御することが出来る。上記のベルト５の所定量の正方向移動および逆方向移動はこの制御によりなされる。

かくして、上記のベルト矯正シーケンスにより、ニップ両端部のベルト屈曲跡が全工程で１５秒ほどで解消される。従って、画像に対するベルト屈曲跡に起因する光沢ムラやスジの発生が防止される。

これを例えば本実施例の画像定着時の搬送速度１００ｍｍ／ｓｅｃでのベルト空回転で解消させようとするとニップ部における加熱加圧時間が短いため、結果として約３０分を要してしまう。

以上のことより、本実施例を用いることで、迅速に屈曲跡を防止することが出来る。

図１１において、所定時間Ｔは、ベルト５に対する実際の屈曲跡の発生具合に基づいて適切な任意の時間に設定される。

図１２のベルト矯正シーケンスにおいて、先にベルトの逆方向移動を実行させ、後に正方向移動を実行させる順序でもよい。

また、本実施例では、図２において、画像形成装置の前多回転行程が終了して一旦スタンバイ状態に入り、その後画像形成スタート信号に基づいて前回転行程が行なわれる場合において、スタンバイ状態の時間が上記の所定時間Ｔを超えている場合にはこの前回転行程においても上記のベルト矯正シーケンスを実行させている。

かくして、ベルトの回転を開始するとき、ベルトの回転停止時にニップの端部近傍に位置していたベルトの部位をニップ内に配置させた状態で加熱する処理を実行可能に構成したことにより、装置の放置により屈曲跡をアイロン効果で迅速に除去することができて、ベルトの屈曲跡に起因して起こる画像上での光沢ムラ、スジ等が防止される。

図１３は本実施例２における、電磁誘導加熱方式の定着装置２１の横断面模型図である。

（１）定着装置２１の全体的構成
１０５は無端状のベルトとしての、可撓性の有る、円筒状に形成された定着ベルト（積層ベルト状加熱回転体、以下、ベルトと記す）である。このベルト１０５は電磁誘導発熱性である。該ベルトの層構成については後述する。

１０４は円筒状の断熱ステイホルダ（ベルトガイド部材）であり、ベルト１０５はこの断熱ステイホルダ１０４の外側にルーズに外嵌されている。

１０８は断熱ステイホルダ１０４の内側に配設された磁場発生手段（ベルトを加熱する加熱手段）であり、励磁コイル１０８ａとＴ型の磁性コア（芯材）１０８ｂとから構成されている。

１０２は弾性加圧ローラであり、ベルト１０５を挟ませて断熱ステイホルダ１０４の下面と所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部（以下、ニップ部と記す）Ｎを形成させて相互圧接されている。

加圧ローラ１０２は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向ｂに回転駆動される。この加圧ローラ１０２の回転駆動により、ニップ部Ｎにおける該加圧ローラ１０２とベルト１０５の外面との摩擦力でベルト１０５に回転力が作用して、該ベルト１０５がその内面がニップ部Ｎにおいて断熱ステイホルダ１０４の下面に密着して摺動しながら矢示の時計方向ａに加圧ローラ１０２の周速度にほぼ対応した周速度をもって断熱ステイホルダ１０４の外周を回転する。

なお、ニップ部Ｎにおいては断熱ステイホルダ１０４に一体に嵌め込まれた摺動板１０９がベルト１０５の内面との摩擦力を低減する役割を果たす。ここにおいて摺動板１０９は平板であるため、定着ニップ部は平面形状をなしている。具体的には、摺動板１０９にはセラミック板上にガラスをコートした構成を用いた。

断熱ステイホルダ１０４は、ニップ部Ｎへの加圧、磁場発生手段１０８としての励磁コイル１０８ａと磁性コア１０８ｂの支持、ベルト１０５の支持、該ベルト１０５の回転時の搬送安定性を図る役目をする。この断熱ステイホルダ１０４は磁束の通過を妨げない絶縁性の部材であり、高い荷重に耐えられる材料が用いられる。

図１４は定着装置制御系統のブロック図である。磁場発生手段１０８の励磁コイル１０８ａは励磁回路２６から供給される交番電流によって交番磁束を発生する。交番磁束はＴ型の磁性コア１０８ｂによりベルト５の電磁誘導発熱層に導かれて電磁誘導発熱層に渦電流を発生させる。この渦電流は電磁誘導発熱層の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。ベルト５の温度は温度感知素子２７により検知され、その温度情報が制御回路部（ＣＰＵ）２２にフィードバックされる。制御回路部２２は、温度感知素子２７の温度検知信号に応じて、励磁回路２６から励磁コイル１０８ａへの電流供給を制御してベルト温度が所定の温度に維持されるように温調する。

而して、加圧ローラ１０２が回転駆動され、それに伴って円筒状のベルト１０５が断熱ステイホルダ１０４の外回りを回転し、励磁回路２６からの励磁コイル１０８ａへの給電により、上記のようにベルト１０５の電磁誘導発熱がなされてニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がる。そして温調された状態において、不図示の画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された記録材Ｐは、ニップ部Ｎのベルト１０５と加圧ローラ１０２との間に画１０５の外面に密着してベルト１０５と一緒にニップ部Ｎを挟持搬送されていく。このニップ部Ｎをベルト１０５と一緒に記録材Ｐが挟持搬送されていく過程においてベルト１０５の電磁誘導発熱で加熱されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると回転ベルトの外面から分離して排出搬送されてニップ部Ｎの記録材出入り口部における定着ベルトの曲率は大きく、このため、記録材Ｐは定着ベルトより容易に分離される。

図１５は本実施例におけるベルト１０５の層構成模型図である。このベルト１０５は、電磁誘導発熱性のベルト１０５の発熱層となる金属ベルト等で形成された基層１０５ａと、その外面に積層した樹脂層またはゴム層の弾性層１０５ｂと、その外面に積層した表層（離型層）１０５ｃの複合構造のものである。基層１０５ａと弾性層１０５ｂとの間の接着、弾性層１０５ｂと表層１０５ｃとの間の接着のため、各層間にプライマー層（不図示）を設けてもよい。

内径３４ｍｍの略円筒形状であるベルト１０５において、基層１０５ａが内面側にあり、表層１０５ｃが外面側である。基層１０５ａに交番磁束が作用することで該基層１０５ａに渦電流が発生して基層１０５ａが発熱する。その熱が弾性層１０５ｂ・表層１０５ｃを介してベルト１０５を加熱し、ニップＮに通紙される記録材Ｐを加熱してトナー画像ｔの加熱定着がなされる。

弾性層１０５ｂは、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等で耐熱性がよく、熱伝導率がよい材質で、かつ厚さは１０〜５００μｍが好ましい。この弾性層１０１０５ｂは定着画像品質を保証するために必要な厚さである。

カラー画像を印刷する場合、特に写真画像などでは記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、記録材の凹凸あるいはトナー層の凹凸に加熱面（離型層）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低い。弾性層１０５ｂの厚さとしては、１０μｍ以下では被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。また、弾性層１０５ｂが１０００μｍ以上の場合には弾性層の熱抵抗が大きくなりクイックスタートを実現するのが難しくなる。より好ましくは弾性層１０５ｂの厚みは５０〜５００μｍがよい。弾性層１０５ｂの硬度は、硬度が高すぎると被記録材あるいはトナー層の凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層の硬度としては６０°（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５°（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。本実施例では２０°のシリコーンゴムを用いた。

表層１０５ｃはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。表層１０５ｃの厚さは１〜１００μｍが好ましい。表層１０５ｃの厚さが１μｍよりも小さいと塗膜の塗ムラで離型性の悪い部分ができたり、耐久性が不足するといった問題が発生する。また、表層１０５ｃが１００μｍを超えると熱伝導が悪化するという問題が発生し、特に樹脂系の離型層の場合は硬度が高くなりすぎ、弾性層の効果がなくなってしまう。本実施の形態では表層１０５ｃとして厚み５０μｍのＰＦＡチューブを用いた。

基層１０５ａはニッケル、鉄、強磁性ＳＵＳ、ニッケル−コバルト合金といった強磁性体の金属を用いるとよい。非磁性の金属でも良いが、より好ましくは磁束の吸収の良いニッケル、鉄、磁性ステンレス、コバルト−ニッケル合金等の金属が良い。本実施例では、厚み精度が良く、かつ製造時の型面に凹凸を形成することによって形状精度も良好な金属層を形成するという観点で、ニッケルを電気鋳造法により金属層に成型した。

その厚みは次の式で表される表皮深さより厚くかつ２００μｍ以下にすることが好ましい。表皮深さσ［ｍ］は、励磁回路の周波数ｆ［Ｈｚ］と透磁率μと固有抵抗ρ［Ωｍ］で
σ＝５０３×（ρ／ｆμ）^１／２
と表される。これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になっており、逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている。発熱層の厚さは好ましくは１〜１００μｍがよい。発熱層の厚みが１μｍよりも小さいとほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる。また、発熱層が１００μｍを超えると剛性が高くなりすぎ、また屈曲性が悪くなり回転体として使用するには現実的ではない。従って、発熱層である基層１０５ａの厚みは１〜１００μｍが好ましい。本実施の形態ではニッケル層の厚みを５０μｍとした。

本実施例では、前記のようにニッケルの基層１０５ａを電気鋳造法で作成した。電気鋳造法はメッキの一種であり、母型の周りに電解波を配置し、これに電流を流して金属イオンを電気泳動させることによって母型の周りに金属結晶を成長させてベルト状の金属筒に形成した。この時、母型の表面を粗面化しておくと成型された電鋳ベルトの表面も同じ形状に型面転写されるため、非常に高精度な粗面化が可能である。

本実施例では、ベルトの内面を粗面化したいため、棒状のアルミニウムをサンドブラストしたものを内型とし、この表面にニッケルを成長させた。

（２）ベルト矯正シーケンス
上述のような定着装置２１においても、ニップ部Ｎの幅方向（ベルト移動方向）の両端部、すなわち記録材入口部Ａと記録材出口部Ｂにおけるベルト１０５の曲率は大きく、またベルト１０５の弾性層１０５ｂとして熱伝導性の高いシリコンゴムを用いているため、ベルト１０５は、ニップ加圧されたまま駆動されることなく比較的長時間放置されることで、ニップ部Ｎの記録材入口部Ａと記録材出口部Ｂに対応するベルト部分に屈曲跡が発生する。

そこで本実施例では、定着装置２１あるいは画像形成装置が連続して所定の時間Ｔ以上駆動されることなく放置された後に使用される時には下記のようなベルト矯正シーケンスを実行させることで、ベルト屈曲跡を速やかに消失させて、画像にこのベルト屈曲跡に起因する光沢ムラやスジの発生を防止している。

制御回路部２２は、実施例１の場合と同様に、装置電源ＯＮによる画像形成装置の起動時において、タイマー機能部２２Ａにより、前回の駆動終了時点から今回の起動時点までの装置の連続停止時間が所定の時間Ｔを超えていることが検知されると、前多回転行程において図１６のベルト矯正シーケンスを実行する。連続停止時間が所定時間Ｔよりも少ないときはベルト矯正シーケンスは実行しない。

図１６のベルト矯正シーケンスにおいて、制御回路部２２は、画像形成装置が起動されると、定着装置２１の駆動手段Ｍにより加圧ローラ１０２を正転駆動させて、ベルト１０５を通常速度（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で正方向に所定の１回転弱移動させる。また、励磁回路２６から励磁コイル１０８ａに交番電流を供給してベルト１０５を電磁誘導発熱させて、ベルト１０５を約２００℃に保持させる。

上記において、ベルト５の所定の１回転弱の移動量は、ベルト移動開始時にニップ部Ｎの記録材出口部Ｂに対応していたベルト部位がニップ部Ｎの記録材入口部Ａに入るまでの量である。

その後は、制御回路部２２は、駆動手段Ｍの駆動を減速してベルト１０５を約１ｍｍ／ｓｅｃの低速度で所定量移動させる。

上記のベルト１０５の所定量の減速移動量は、ニップ部Ｎの記録材入口部Ａに入った上記の記録材出口部Ｂに対応のベルト部位がニップ部を通過し、更にニップ部Ｎの記録材入口部Ａに対応のベルト部位もニップ部に進入してニップ部を通過するまでのベルト移動量である。

これにより、ニップ部Ｎを減速移動されるベルト部分の前記２箇所の屈曲跡が順次に加熱及びニップ部Ｎでの加圧により消失する（アイロン効果）。

次いで、ベルト１０５の移動と加熱を停止させて、ベルト矯正シーケンスを終了する。

本実施例においても、実施例１と同様に、制御回路部２２はセンサ２５からのフィードバック信号によりベルト５の回転移動量を検知することができ、駆動手段Ｍを制御してベルト５を所定量だけ所定速度にて移動制御することが出来る。上記のベルト矯正シーケンスにおけるベルト５の所定量・所定速度での移動はこの制御によりなされる。

本実施例においては、ニップ部Ｎの幅は約７ｍｍであり、ベルト１０５の屈曲跡のある部位がニップ部Ｎに進入してから約１４秒で全部分がニップ部を通過する。この動作により、ベルト屈曲跡はベルト１０５が通常速度で搬送されるよりも早く解消される。

また、本実施例でも、図２において、画像形成装置の前多回転行程が終了して一旦スタンバイ状態に入り、その後画像形成スタート信号に基づいて前回転行程が行なわれる場合において、スタンバイ状態の時間が上記の所定時間Ｔを超えている場合には前回転行程においても上記のベルト矯正シーケンスを実行させている。

図１７は本実施例３における定着装置２１の横断面模型図である。

（１）定着装置２１の全体的構成
定着装置２１内には、定着ローラ２２１および加熱ローラ２０６が離間して互いに平行に配置されている。定着ローラ２２１および加熱ローラ２０６には、無端状のベルトとしての、可撓性の有る、無端の定着ベルト（積層ベルト状加熱回転体、以下、ベルトと記す）２０５がループ状に掛け渡されている。

定着ローラ２２１は、例えば金属性芯金をシリコーンゴム等の柔らかい素材で被覆したものである。ベルト２０５と後述する加圧ローラ２０２との接触面を広く確保するため、定着ローラ２２１の外周面には耐熱性でかつ硬度の低い材料、例えばシリコーンスポンジ等を使用することが好ましい。

加熱ローラ２０６は、例えば金属性芯金にフッ素樹脂をコーティングして形成される。加熱ローラ２０６は、ベルト２０５に効率良く熱を供給するために、熱伝導率の高い材料で構成することが好ましく、例えばアルミニウムまたは銅で作製する。

ベルト２０５の基材は、ステンレス鋼やニッケル等の金属あるいはポリイミド等の耐熱性樹脂により形成された薄肉（数十μｍ）でシームレスタイプのものが好ましい。ベルト２０５の基材の表面には、耐熱樹脂層、またはシリコーンゴム等の耐熱ゴム層が、さらにその外側にはフッ素樹脂等の耐熱離型層が積層される。本実施例では熱伝導フィラーを添加したシリコーンゴム層を５００μｍ、フッ素樹脂層を３０μｍとして形成した。

定着ローラ２２１に接するように加圧ローラ（駆動ローラ）２０２が配置されている。加圧ローラ２０２は、定着ローラ２２１にベルト２０５を押しつける。定着ローラ２２１と加圧ローラ２０２とによりベルト２０５が挟まれる定着ニップ部（以下、ニップ部と記す）Ｎに未定着トナー像を担持させた記録材Ｐが挿通される。

加圧ローラ２０２は、ベルト２０５および定着ローラ２２１の温度が変化した場合にもベルト２０５および定着ローラ２２１を一定速度で回転させるために、薄肉で摩擦係数の大きな材料、例えばシリコーンゴムで被覆することが好ましい。

なお、加圧ローラ２０２の外周面はトナーの離型性に優れた材料で被覆することが望ましいが、このような離型性に優れた材料は摩擦係数も低いので、加圧ローラ２０２とベルト２０５との間に記録材Ｐが挿入されたときに加圧ローラ２０２がベルト２０５に対して滑って記録材Ｐの搬送不良を招くおそれがある。記録材Ｐの搬送不良を防止するためには、加圧ローラ２０２、定着ローラ２２１およびベルト２０５において、それぞれ非通紙領域（記録材Ｐをニップしない領域）の長さを十分に長くするか、あるいは加圧ローラ２０２の端部をトナーの離型性の低い材料つまり摩擦係数の高い材料で被覆して十分な駆動力が定着ローラ２２１に伝わるようにすることが望ましい。

ベルト２０５の上部には、ベルト２０５に剥離オイルを塗布するために、ドナーローラ（オイル塗布ローラ）２２４およびオイル供給ローラ２２５が配置されている。ドナーローラ２２４の外周面はシリコーンゴムで被覆されている。このドナーローラ２２４は、定着ローラ２２１から加熱ローラ２０６に向かって走行するベルト２０５の一部にその走行速度と一致する周速で回転しながら接触する。このドナーローラ２２４の外周面にオイル供給ローラ２２５が適度な押圧力で接することにより、オイル供給ローラ２２５からドナーローラ２２４を介してベルト２０５の外周面に安定的に剥離オイルが塗布される。

ドナーローラ２２４の表層は、ベルト２０５の表層よりも離型性が悪く設定されている。そのため、記録材Ｐに定着されずにベルト２０５上に残ったトナーがドナーローラ２２４に移る。ドナーローラ２２４に移ったトナーを除去するために、クリーニングローラ２２６がドナーローラ２２４の外周面に適度の押圧力で接するように配置される。このクリーニングローラ２２６の外周面は、ドナーローラ２２４よりもさらに粗い表面を有する材料、例えばフェルト、不織布等で被覆されている。

加熱ローラ２０６は、熱源としてハロゲンヒータランプ２２８を内蔵している。なお、熱源として、ハロゲンヒータランプ２２８の代わりにカーボンヒータ、抵抗発熱体、電磁誘導加熱装置等を用いてもよい。加圧ローラ２０２は、記録材Ｐの給紙速度が高い場合でも安定した定着が行われるように、熱源としてハロゲンヒータランプ２２９を内蔵する。なお、加熱ローラ２０６と同様に、熱源として、ハロゲンヒータランプ２２９の代わりに、抵抗発熱体、電磁誘導加熱装置等を用いてもよい。

加熱ローラ２０６の近傍には、定着ベルト２０５が走行を停止している期間に加熱ローラ２０６の温度を検出する第１の温度検出装置２３０が配置されている。定着ローラ２２１の近傍には、ニップ部Ｎ付近の定着ベルト２０５の温度を検出する第２の温度検出装置２３１が配置されている。また、加圧ローラ２０２の近傍には、定着ベルト２０５が走行している期間および停止している期間にかかわらず、加圧ローラ２０２の外周面の温度を検出する第３の温度検出装置２３２が配置されている。

加圧ローラ２０２は、駆動モータＭの出力軸に接続されており、駆動モータＭが作動すると加圧ローラ２０２が矢印の時計方向ｂに回転する。記録材Ｐが矢印ｃで示すように、ニップ部Ｎに挿入されると、加圧ローラ２０２と定着ローラ２２１との間での挟持力によってベルト２０５が記録材Ｐの表面に確実に押圧される。加圧ローラ２０２の回転に伴ってベルト２０が摩擦力により矢印の反時計方向ａに走行し、定着ローラ２２１もベルト２０５との摩擦力によって同じ方向に回転する。さらに、加熱ローラ２０６もベルト２０５との摩擦力によって同じ方向に回転する。

定着ローラ２２１と加圧ローラ２０２との間のニップ部Ｎをベルト２０５が記録材Ｐとともに走行する間に、ベルト２０５上のトナー像が加熱溶融されて記録材Ｐに定着される。

図１８は定着装置制御系統のブロック図である。制御回路部（ＣＰＵ）２２は、第１〜第３の温度検出装置２３０〜２３２から入力する温度検知信号に応じて、通電回路部２８・２９を制御してハロゲンヒータランプ２２８と２２９に対する供給電力を調整することで、加熱ローラ２０６、ベルト２０５、加圧ローラ２０２の温度を所定の温度に温調する。また制御回路部２２は、ベルト２０５に対するセンサ２５からのフィードバック信号によりベルト２０５の回転移動量を検知することができ、ベルト２０５の駆動手段Ｍを制御してベルト２０５を所定量だけ所定速度にて移動制御することが出来る。

（３）ベルト矯正シーケンス
上述のような定着装置２１においては、装置の小型化のため、ドナーローラ２２４及び加熱ローラ２２１は小径（直径１６ｍｍ）のものを使用している。ドナーローラ２２４をベルト２０５に巻き付ける形状で圧接させ、加熱ローラにて不図示の付勢手段でベルト２０５にテンションを張れる構成にしてある。そのため、装置が所定時間以上放置されるとベルト２０５の表面にはドナーローラ２２４による巻き癖、また裏面には加熱ローラ２０６による巻き癖が発生する。ドナーローラ２２４による巻き癖はニップ部凹形状になっており、ドナーローラ２２４の巻き付き位置の両端で屈曲するような形状をしていることから、定着画像上にスジを生じさせる原因となる。また加熱ローラ２０６による巻き癖はニップ部Ｎでは凸形状となっており、ニップ部直前で記録材Ｐ上の未定着トナー画像に近接する。このため、定着後の画像にオフセット跡や、画像飛び散り等の画像問題が発生する。

ベルトテンションを７８．４Ｎにした場合のドナーローラ２２４の径によるスジの発生状況を表１に、及び加熱ローラ２０６の径による画像飛び散りの発生状況を表２に示す。これらのローラ２２４、２０６において、外径が１６ｍｍを超えるものを使用した場合、巻き癖の発生はほとんどないが、１６ｍｍ以下、特に１０ｍｍ以下のものを用いると、巻き癖による画像不良が著しく悪くなる。

そこで本実施例では、定着装置２１あるいは画像形成装置が連続して所定の時間Ｔ以上駆動されることなく放置された後に使用される時には下記のようなベルト矯正シーケンスを実行させることで、ベルト２０５の上記の加熱ローラ２０６による巻き癖及びドナーローラ２２４による巻き癖を速やかに消失させて、画像不良の発生を防止している。

制御回路部２２は、実施例１の場合と同様に、装置電源ＯＮによる画像形成装置の起動時において、タイマー機能部２２Ａにより、前回の駆動終了時点から今回の起動時点までの装置の連続停止時間が所定の時間Ｔを超えていることが検知されると、前多回転行程において図１９のベルト矯正シーケンス（停止タイプ）を実行する。連続停止時間が所定時間Ｔよりも少ないときはベルト矯正シーケンスは実行しない。

図１９のベルト矯正シーケンスにおいて、制御回路部２２は、画像形成装置が起動されると、定着装置２１の駆動手段Ｍにより加圧ローラ２０２を正転駆動させて、ベルト２０５を通常速度（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で正方向に所定量移動させて停止させる。また、ハロゲンヒータランプ２２８と２２９に給電してベルト２０５を約１８０℃に保持させる。

上記において、ベルト２０５の所定の移動量は、ベルト移動開始時に加熱ローラ２０６部分に位置していて加熱ローラ２０６による巻き癖が付いているベルト部分がニップ部Ｎに最初に位置するまでの量である。この状態でニップ部Ｎに位置している上記の加熱ローラ２０６による巻き癖が付いているベルト部分を約８秒間加熱する。これにより、加熱ローラ２０６による巻き癖が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消される（アイロン効果）。

次いで、制御回路部２２は、駆動手段Ｍにより加圧ローラ２０２を正転駆動させて、ベルト２０５を通常速度（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で正方向に所定量移動させて停止させる。このベルト２０５の所定の移動量は、ベルト移動開始時にドナーローラ２２４部分に位置していてドナーローラ２２４による巻き癖が付いているベルト部分がニップ部Ｎに最初に位置するまでの量である。この状態でニップ部Ｎに位置している上記のドナーローラ２２４による巻き癖が付いているベルト部分を約８秒間加熱する。次いでハロゲンヒータランプ２２８・２２９への通電を停止させてベルト矯正シーケンスを終了する。

これにより、加熱ローラ２０６による巻き癖が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消されて、定着画像のオフセットや画像飛び散り等の問題は防止される。

本実施例においても、実施例１と同様に、制御回路部２２はセンサ２５からのフィードバック信号によりベルト２０５の回転移動量を検知することができ、駆動手段Ｍを制御してベルト２０５を所定量だけ所定速度にて移動制御することが出来る。上記のベルト矯正シーケンスにおけるベルト２０５の所定量・所定速度での移動はこの制御によりなされる。

図２０に本実施例４に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。この画像形成装置は、中間転写体（第２の像担持体）としての中間転写ベルトの移動方向に沿って４個の画像形成ユニットを配設した４色フルカラーの画像形成装置であり、中間転写ベルト上のトナー像を、二次転写部にて転写同時定着するようにしたものである。

この画像形成装置は、色の異なるトナー像を形成する４個の画像形成ユニット、すなわち、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成ユニットＵＫ、ＵＹ、ＵＭ、ＵＣを備えている。これらは、トナーの色が異なる点を除いて、ほぼ同じ構成・作用である。

ブラックの画像形成ユニットＵＫは、像担持体としてのドラム形の電子写真感光体（第１の像担持体、以下「感光ドラム」という。）３１１Ｋを備えている。感光ドラム３１１Ｋは、アルミニウムのドラム状の基体の表面に、感光層としてネガ帯電特性を有するａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）半導体を設けたものである。感光ドラム３１１Ｋは、駆動手段（不図示）によって矢印方向（時計回り）に回転駆動される。３１２Ｋは帯電装置であり、感光ドラム３１１Ｋに対して非接触で配設されている。帯電装置３１２Ｋとしては、例えば、コロナ放電器を使用することができ、感光ドラム３１１Ｋ表面を所定の極性、所定の電位に均一に帯電する。３１３Ｋは露光手段であり、感光ドラム３１１Ｋの回転方向についての帯電装置３１２Ｋの下流側で感光ドラム３１１Ｋ表面を露光する。これにより感光ドラム３１１Ｋ表面に静電潜像が形成される。３１４Ｋは現像器であり、露光位置よりもさらに下流側において、感光ドラム３１１Ｋと隣接するように設置されている。現像器３１４Ｋは、感光ドラム３１１Ｋ上の静電潜像にブラックのトナーを付着させてトナー像として現像するものである。３０５は、中間転写体としての中間転写ベルトであり、感光ドラム３１１Ｋに接触して駆動されている。中間転写ベルト３０５は、可撓性を有する、ベルト状の回転体であり、第１〜第３の懸回ローラ３１７ａ〜３１７ｃと、二次転写同時定着装置３０７の上加熱ローラ３２１に掛け渡されており、矢印Ｒ５方向に移動（回転駆動）される。３１８Ｋは、一次転写ローラであり、一次転写位置で中間転写ベルト３０５を挟み、感光ドラム３１１Ｋに対向するように配設されている。ＮＫは、一次転写ニップ部である。

他の３色の画像形成ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣの構成および作用は、上述のブラックの画像形成ユニットＵＢと同様なので、その説明は省略する。３１１Ｙ、３１８Ｙ、ＮＹは、この順にイエローの感光ドラム、一次転写ローラ、一次転写ニップ部である。同様に、３１１Ｍ、３１８Ｍ、ＮＭは、この順にマゼンタの感光ドラム、一次転写ローラ、一次転写ニップ部である。また、３１１Ｃ、３１８Ｃ、ＮＣは、この順にシアンの感光ドラム、一次転写ローラ、一次転写ニップ部である。Ｐは画像形成対象となる紙等の記録材（転写材）である。

つづいて、上述の画像形成装置の動作を説明する。画像形成ユニットＵＫにおいて、駆動手段（不図示）によって矢印方向に回転駆動された感光ドラム３１１Ｋは、その表面が帯電装置３１２Ｋによって、マイナスの極性の所定の電位に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム３１１Ｋ表面は、画像情報に基づく露光手段３１３Ｋによる露光によって静電潜像が形成される。現像器３１４Ｋは、マイナス帯電したトナーを静電潜像に付着させ、トナー像として現像する。感光ドラム３１１Ｋの表面に形成されたトナー像は、矢印Ｒ５方向に移動する中間転写ベルト３０５上に、転写ローラ３１８Ｋの電界によって一次転写ニップ部ＮＫを介して一次転写される。

一方、中間転写ベルト３０５に一次転写されないで感光ドラム３１１Ｋ上に残ったトナー（残留トナー）は、クリーナ３１４Ｋによってクリーニングされる。

以上の動作が、残りの３個の画像形成ユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣにおいても行われて感光ドラム３１１Ｙ、３１１Ｍ、３１１Ｃ上にトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト３０５上に一次転写されているブラックのトナー像の上に重ねるようにして、順次に一次転写される。こうして、中間転写ベルト３０５上には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が重なるようにして一次転写される。なお、単色や２〜３色のトナー像の形成の場合は、それぞれ選択された色のトナー像が中間転写ベルト３０５上に形成される。

中間転写ベルト３０５上の複数色のトナー像は、二次転写同時定着装置３０７によって二次転写ニップ部Ｎにおいて記録材材Ｐ上に一括で熱的に二次転写され、同時に記録材Ｐ上に定着される。

図２１は、本実施例で使用した中間転写ベルト３０５の断面を示す模式図である。３０５ａは耐熱樹脂で形成されたフィルムの基層（ベースフィルム）である。耐熱性樹脂としては、例えば、ポリエステル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等の高耐熱性樹脂や、アルミニウム、ニッケル等の金属シート、またはこれらとセラミックス、金属、ガラス等の複合材料を使用することができる。

３０５ｂは、例えば５μｍ厚の耐熱性を有する表層（高離型層）で、例えば上述の基層３０５ａと同様のＰＥＴ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂や、フッ素ゴム、シリコーン樹脂や、シリコーンゴムが用いられる。

さらに、より好ましい中間転写ベルト５の構成としては、全体としての体積抵抗率Ｒｖが１０^５〜１０^１５Ω・ｃｍとなるようにすることである。

本実施例では、中間転写ベルト３０５は、その基層（ベースフィルム）３０５ａとして、５０μｍ厚のポリイミドフィルムを使用し、その表面に表層（離型層）３０５ｂとして、カーボン分散により低抵抗化した５μｍ厚のＰＦＡ層を塗布して構成した。

つづいて、二次転写同時定着装置３０７について詳述する。二次転写同時定着装置３０７は、下加熱ローラ３０２と上加熱ローラ３２１とを備えている。下加熱ローラ３０２および上加熱ローラ３２１は、それぞれ内部にヒータを有しており、中間転写ベルト３０５を挟んで対向配置されている。これにより、中間転写ベルト３０５と下加熱ローラ３０２との間にはニップ部Ｎが形成される。下加熱ローラ３０２および上加熱ローラ３２１は、中間転写ベルト３０５上のトナー像にタイミングに合わせて給紙部（不図示）からニップ部Ｎに矢印Ｋｐ方向に給紙された転写材Ｐと中間転写ベルト３０５とを加熱・加圧することで、中間転写ベルト３０５上の複数色のトナー像を一括で二次転写同時定着する。

図２２は定着装置制御系統のブロック図である。制御回路部（ＣＰＵ）２２は、二次転写同時定着装置３０７の上加熱ローラ３２１の温度温度検出装置４１と下加熱ローラ３０２の温度温度検出装置４２から入力する温度検知信号に応じて、通電回路部４３・４４を制御して上加熱ローラ３２１と下加熱ローラ３０２に内蔵させたヒータＨ１とＨ２に対する供給電力を調整することで、加熱ローラ３２１、下加熱ローラ３０２の温度をそれぞれ所定の温度に温調する。また制御回路部２２は、中間転写ベルト３０５に対するセンサ２５からのフィードバック信号により中間転写ベルト３０５の回転移動量を検知することができ、中間ベルト３０５の駆動手段Ｍを制御して中間ベルト３０５を所定量だけ所定速度にて移動制御することが出来る。

（３）ベルト矯正シーケンス
本実施例において中間転写ベルト３０５は第１〜第３の懸回ローラ３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃに掛け渡されているため、装置が所定時間以上放置されると、これらのローラによる巻き癖が発生する。この巻き癖部が一次転写部を通過すると、転写不良を生じ、巻き癖部の転写抜け等の画像不良が生じる。

そこで本実施例では、画像形成装置が連続して所定の時間Ｔ以上駆動されることなく放置された後に使用される時には下記のようなベルト矯正シーケンスを実行させることで、中間転写ベルト３０５の上記の第１〜第３の懸回ローラ３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃによる巻き癖を速やかに消失させて、画像不良の発生を防止している。

制御回路部２２は、実施例１の場合と同様に、装置電源ＯＮによる画像形成装置の起動時において、タイマー機能部２２Ａにより、前回の駆動終了時点から今回の起動時点までの装置の連続停止時間が所定の時間Ｔを超えていることが検知されると、前多回転行程において図２３のベルト矯正シーケンス（停止タイプ）を実行する。連続停止時間が所定時間Ｔよりも少ないときはベルト矯正シーケンスは実行しない。

図２３のベルト矯正シーケンスにおいて、制御回路部２２は、画像形成装置が起動されると、中間転写ベルト３０５を駆動手段Ｍにより正転駆動させて、中間転写ベルト３０５を通常速度で正方向に所定量移動させて停止させる。また、二次転写同時定着装置３０７の上加熱ローラ３２１と下加熱ローラ３０２のヒータＨ１とＨ２に給電してニップ部Ｎにおける中間転写ベルト部分を約１８０℃に加熱保持させる。

上記において、中間転写ベルト３０５の所定の移動量は、ベルト移動開始時に第１の懸回ローラ３１７ａ部分に位置していて該ローラ３１７ａによる巻き癖が付いているベルト部分がニップ部Ｎに最初に位置するまでの量である。この状態でニップ部Ｎに位置している上記のローラ３１７ａによる巻き癖が付いているベルト部分を約８秒間加熱する。これにより、ローラ３１７ａによる巻き癖が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消される（アイロン効果）。

次いで、制御回路部２２は、駆動手段Ｍにより中間転写ベルト３０５を正転駆動させて、ベルト２０５を通常速度で正方向に所定量移動させて停止させる。

上記において、中間転写ベルト３０５の所定の移動量は、ベルト移動開始時に第２の懸回ローラ３１７ｂ部分に位置していて該ローラ３１７ｂによる巻き癖が付いているベルト部分がニップ部Ｎに最初に位置するまでの量である。この状態でニップ部Ｎに位置している上記のローラ３１７ｂによる巻き癖が付いているベルト部分を約８秒間加熱する。これにより、ローラ３１７ｂによる巻き癖が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消される。

上記において、中間転写ベルト３０５の所定の移動量は、ベルト移動開始時に第３の懸回ローラ３１７ｃ部分に位置していて該ローラ３１７ｃによる巻き癖が付いているベルト部分がニップ部Ｎに最初に位置するまでの量である。この状態でニップ部Ｎに位置している上記のローラ３１７ｃによる巻き癖が付いているベルト部分を約８秒間加熱する。これにより、ローラ３１７ｃによる巻き癖が加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消される。

次いで，二次転写同時定着装置３０７の上加熱ローラ３２１と下加熱ローラ３０２のヒータＨ１とＨ２に対する通電を停止させてベルト矯正シーケンスを終了する。

これにより、第１〜第３の懸回ローラ３１７ａ、３１７ｂ、３１７ｃによる中間転写ベルト３０５の巻き癖がそれぞれ加熱及びニップ部Ｎでの加圧により解消されて、よる中間転写ベルト３０５の巻き癖による転写抜けが防止できる。

また、本実施例でも、図２において、画像形成装置の前多回転行程が終了して一旦スタンバイ状態に入り、その後画像形成スタート信号に基づいて前回転行程が行なわれる場合に、スタンバイ状態の時間が上記の所定時間Ｔを超えている場合には前回転行程においても上記のベルト矯正シーケンスを実行させている。

なお、実施例１、３、４において、ベルト停止タイプのベルト矯正シーケンスに代えて、実施例２のようなベルト減速タイプのベルト矯正シーケンスを適用することもできる。また実施例２において、ベルト減速タイプのベルト矯正シーケンスに代えて、実施例１、３、４のようなベルト停止タイプのベルト矯正シーケンスを採用することもできる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成図画像形成装置の動作行程の説明図実施例１におけるベルト加熱方式の定着装置の概略構成図実施例１における定着装置のヒータ部分の拡大模型図実施例１における定着装置のヒータの構造図実施例１における定着装置の制御系統のブロック図実施例１における定着装置の定着ベルトの層構成模型図実施例１における定着装置の定着ベルトの回転速度制御用センサの説明図ニップ近傍屈曲跡の説明図実施例１における定着装置のニップ近傍のベルトの状態を示す概略図実施例１におけるベルト矯正シーケンスを選択するフロー図実施例１におけるベルト矯正シーケンスのフロー図実施例２おける定着装置の概略構成図実施例２における定着装置の制御系統のブロック図実施例２における定着装置の定着ベルトの層構成模型図実施例２におけるベルト矯正シーケンスのフロー図実施例３おける定着装置の概略構成図実施例３における定着装置の制御系統のブロック図実施例３におけるベルト矯正シーケンスのフロー図実施例４における画像形成装置の概略構成図実施例４における中間転写ベルトの層構成模型図実施例４における二次転写同時定着装置の制御系統のブロック図実施例４におけるベルト矯正シーケンスのフロー図

符号の説明

１：加熱アセンブリ
２、１０２、２０２、３０２：加圧ローラ
３：ヒータ
４、１０４：断熱ステイホルダ（ベルトガイド部材）
５、１０５、２０５：定着ベルト
５ａ、１０５ａ、２０５ａ、３０５ａ：基層
５ｂ、１０５ｂ、２０５ｂ：弾性層
５ｃ、１０５ｃ、２０５ｃ、３０５ｂ：表層（離型層）
７、２３０、２３１、２３２：温度検出装置
１０８：磁場発生手段
１０９：摺動板
１１、３１１：感光体
１２、３１２：帯電装置
１３、３１３：露光装置
１４、３１４：現像装置
１６：転写ベルト
１５、３１５：クリーニング装置
１７、３１７：支持ローラ
１８、３１８：転写ローラ
１９：電源
２０：シート給走路
２１：定着装置
２２１：定着ローラ
２２４：ドナーローラ
２２５：オイル供給ローラ
２２６：クリーニングローラ
２２８、２２９：ハロゲンヒータ
３０５：中間転写体ベルト

Claims

記録材上の画像をニップにて加熱する無端状のベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を有する定着装置において、
前記ベルトの回転を開始するとき、前記ベルトの回転停止時に前記ニップの端部近傍に位置していた前記ベルトの部位を前記ニップ内に配置させた状態で加熱する処理を実行可能に構成したことを特徴とする定着装置。
記録材上の画像をニップにて加熱する無端状のベルトと、前記ベルトを加熱する加熱手段と、を有する定着装置において、
前記ベルトの回転を開始するとき、前記ベルトの回転停止時に前記ニップの端部近傍に位置していた前記ベルトの部位を低速で前記ニップ内を通過させつつ加熱してから前記ベルトの速度を増大させる処理を実行可能に構成したことを特徴とする定着装置。
前記ベルトは弾性層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
前記加熱手段は上記ベルトを内面より加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。