JP2008015235A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ベルトに周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルトの幅方向両端部における過昇温が発生しない、定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】制御手段は、加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて、加熱位置における加熱手段による加熱量又は／及び加熱タイミングを補正する（Ｓ１、Ｓ４、Ｓ５〜Ｓ７）。調整手段は、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて、加熱位置における定着ベルトの幅方向の温度偏差を補正する（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ８、Ｓ９）。
【選択図】図５

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、定着ベルトを用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、定着装置に設置する定着部材として定着ベルトを用いたものが広く知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。
定着ベルトは、定着ローラに比べて、熱容量を低く設定できるとともに、定着ニップ部のニップ量を大きく設定できる。そのため、定着ベルトを用いた定着装置は、ウォームアップ時間が短く、高い定着性を維持することができる。
なお、定着ベルトを加熱する加熱手段としては、ヒータ等の熱源を用いたもの（例えば、特許文献１等参照。）や、電磁誘導加熱方式を用いたもの（例えば、特許文献２等参照。）がある。

このような定着ベルトを用いた定着装置では、定着ベルト表面の温度（通紙領域の温度である。）をある定点で検知して、その検知結果を制御部にフィードバックして加熱手段を制御している。詳しくは、温度検知センサの検知温度に基づいてヒータや磁束発生手段（誘導加熱部）の制御をおこない、定着ベルトの表面温度（定着温度）が最適化されるように調整している。

ここで、特許文献３等には、定着ローラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置であって、加熱手段による加熱位置と、温度センサによる温度検知位置と、のずれに起因する温度リップルの発生を抑止することを目的として、温度センサによる温度検知時間と加熱手段による加熱実行時間とのタイミングを補正する技術が開示されている。

一方、特許文献２等には、小サイズ紙が連続的に通紙されたとき等に生じる定着ベルトの幅方向両端部の過昇温を抑止するために、定着ベルトの幅方向の温度偏差を調整する技術が開示されている。詳しくは、定着ベルトを加熱するために作用する磁束を遮蔽する磁束遮蔽部材（磁束遮蔽板）を設けて、定着ベルトの幅方向の加熱範囲を調整している。

ここで、特許文献４等には、定着ローラを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置であって、定着ローラにおける幅方向中央部の温度と幅方向端部の温度とを検知して、それらの検知結果に基づいて定着ローラの幅方向の温度偏差を調整する技術が開示されている。

特開平９−２１８６０１号公報 特開２００５−２５８３８３号公報 特開２００５−１５８５９０号公報 特開２００５−１２１９８１号公報

上述した従来の定着ベルトを用いた定着装置は、加熱手段によって加熱される定着ベルト上の加熱位置と、温度検知手段（第１温度検知手段）によって温度検知される定着ベルト上の検知位置（第１検知位置）と、が定着ベルトの周回方向に離れているために、温度検知手段による温度検知のタイミングと加熱手段による加熱のタイミングとに時間差が生じていた。そのため、温度検知手段で検知した検知結果をそのまま制御部にフィードバックして加熱手段を制御しても、精度の高い加熱制御をおこなうことができなかった。すなわち、定着ベルトの周回方向に温度ムラが生じていた。このように周回方向の温度ムラが生じると、記録媒体上に搬送方向の定着ムラが生じてしまうことになる。

さらに、定着ベルトを用いた定着装置において、小サイズ紙が連続的に通紙されたとき等に生じる定着ベルトの幅方向両端部の過昇温を抑止するために、定着ベルトにおける幅方向中央部の温度と幅方向端部の温度とを検知して、それらの検知結果に基づいて定着ローラの幅方向の温度偏差を調整しようとする場合にも次のような問題が生じていた。
すなわち、加熱手段によって加熱される定着ベルト上の加熱位置と、温度検知手段（第１温度検知手段）によって温度検知される定着ベルト中央部の検知位置（第１検知位置）と、温度検知手段（第２温度検知手段）によって温度検知される定着ベルト端部の検知位置（第２検知位置）と、が定着ベルトの周回方向の異なる位置に配設されているために、２つの温度検知手段による温度検知のタイミングと調整手段による温度偏差の調整タイミングとにそれぞれ時間差が生じていた。そのため、温度検知手段で検知した検知結果をそのまま制御部にフィードバックして調整手段を制御しても、精度の高い温度偏差の調整制御をおこなうことができなかった。すなわち、定着ベルトの幅方向に温度ムラが生じていた。このように幅方向（搬送方向に直交する方向である。）の温度ムラが生じると、記録媒体上に幅方向の定着ムラが生じてしまうことになる。さらには、定着ベルトの幅方向両端部の過昇温を充分に抑止できなくなっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着ベルトに周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルトの幅方向両端部における過昇温が発生しない、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、複数のローラ部材に張架されるとともに所定方向に周回する定着ベルトと、前記定着ベルトに対向する加熱位置で当該定着ベルトを加熱する加熱手段と、前記定着ベルトの幅方向中央部の温度を第１検知位置で検知する第１温度検知手段と、前記第１温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、前記定着ベルトの幅方向端部の温度を第２検知位置で検知する第２温度検知手段と、前記第１温度検知手段及び前記第２温度検知手段の検知結果に基づいて前記定着ベルトの幅方向の温度偏差を調整する調整手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱位置と前記第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて前記加熱位置における前記加熱手段による加熱量又は／及び加熱タイミングを補正して、前記調整手段は、前記加熱位置と前記第１検知位置と前記第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて前記加熱位置における前記定着ベルトの幅方向の温度偏差を補正するものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記定着ベルトの周回方向の速度を可変する可変手段を備え、前記制御手段は、前記可変手段によって可変された前記定着ベルトの速度に基づいて前記加熱量又は／及び加熱タイミングを補正して、前記調整手段は、前記可変手段によって可変された前記定着ベルトの速度に基づいて前記温度偏差を補正するものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記加熱手段は、磁束を発生させて当該磁束によって前記定着ベルトを直接的又は間接的に加熱する磁束発生手段であって、前記調整手段を、前記磁束を遮蔽する幅方向の範囲を可変して前記定着ベルトの幅方向の加熱範囲を調整する磁束遮蔽部材としたものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項３に記載の発明において、前記磁束発生手段は、前記定着ベルトの外周面に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記定着ベルトを介して前記コイル部に対向する内部コアと、を備え、前記磁束遮蔽部材は、前記コイル部に対向する前記内部コアの外周面を覆う範囲を連続的又は段階的に増減できるように形成されたものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記内部コアの外周を覆う範囲を連続的又は段階的に増減するように前記磁束遮蔽部材を駆動する駆動手段を備えたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項５に記載の発明において、前記駆動手段によって駆動される前記磁束遮蔽部材の駆動速度を検知する速度検知手段を備え、前記調整手段は、前記速度検知手段の検知結果に基づいて前記温度偏差を補正するタイミングを制御するものである。

また、この発明の請求項７記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、定着ベルトにおける加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて加熱手段による加熱量や加熱タイミングを補正するとともに、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて調整手段による加熱位置における定着ベルトの幅方向の温度偏差を補正している。これにより、定着ベルトに周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルトの幅方向両端部における過昇温が発生しない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図５にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのレーザープリンタの装置本体、３は画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム１８上に照射する露光部、４は装置本体１に着脱自在に設置される作像部としてのプロセスカートリッジ、７は感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０は出力画像が載置される排紙トレイ、１１、１２は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、１３は記録媒体Ｐを転写部７に搬送するレジストローラ、１５は主として給紙部１１、１２の記録媒体Ｐとは異なるサイズの記録媒体Ｐを搬送する際に用いる手差し給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。

図１を参照して、画像形成装置における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、露光部３（書込部）から、画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、プロセスカートリッジ４の感光体ドラム１８上に向けて発せられる。感光体ドラム１８は図中の反時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム１８上に画像情報に対応したトナー像が形成される。その後、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像は、転写部７で、レジストローラ１３により搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
なお、図示は省略するが、プロセスカートリッジ４には、感光体ドラム１８、感光体ドラム１８上を帯電する帯電部、トナー（現像剤）が収容されていて感光体ドラム１８上に形成された静電潜像を現像する現像部、感光体ドラム１８上に残存する未転写トナーを除去するクリーニング部、等が一体的に設けられている。

一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１１、１２のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１１が選択されたものとする。）。なお、複数の給紙部１１、１２には、それぞれ、異なるサイズの記録媒体Ｐや、搬送方向の異なる同一サイズの記録媒体Ｐが、収納されている。

そして、給紙部１１に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラ１３の位置に達する。そして、レジストローラ１３の位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。

そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間に送入されて、定着ベルトから受ける熱と加圧ローラから受ける圧力とによってトナー像が定着される。トナー像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルトと加圧ローラとの間から送出された後に、出力画像として画像形成装置本体１から排出されて、排紙トレイ１０上に載置される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着補助ローラ２１（ローラ部材）、定着ベルト２２（定着部材）、加熱ローラ２３（ローラ部材）、加熱手段としての誘導加熱部２４（磁束発生手段）、加圧ローラ３０、オイル塗布ローラ３４、ガイド板３５、分離板３６、等で構成される。

ここで、ローラ部材としての定着補助ローラ２１は、その表面にシリコーンゴム等の弾性層が形成されていて、不図示の駆動部によって図２の反時計方向に回転駆動される。
ローラ部材としての加熱ローラ２３は、主として、ＳＵＳ３０４等の非磁性材料からなる円筒部２３ａ（図３及び図４を参照できる。）で構成されていて、図の反時計方向に回転する。加熱ローラ２３の内部には、フェライト等の強磁性材料からなる内部コア２８と、銅等の透磁性の低い材料からなる調整手段としての磁束遮蔽部材２９（磁束遮蔽板）と、が設置されている。内部コア２８は、定着ベルト２２及び加熱ローラ２３を介してコイル部２５に対向している。また、磁束遮蔽部材２９は、内部コア２８の幅方向両端部を遮蔽できるように構成されている。内部コア２８と磁束遮蔽部材２９とは一体的に回転するように構成されている。この内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転は、加熱ローラ２３の回転とは別々におこなわれる。加熱ローラ２３の構成・動作については、後で詳しく説明する。

定着ベルト２２は、２つのローラ部材（加熱ローラ２３と定着補助ローラ２１とである。）に張架・支持されている。定着ベルト２２は、ポリイミド樹脂等からなるベース層や、銀やニッケルや鉄等からなる発熱層や、フッ素化合物等からなる離型層（表面層）等からなる多層構造のエンドレスベルトである。定着ベルト２２の離型層によって、トナーＴに対する離型性が担保されている。

磁束発生手段としての誘導加熱部２４は、コイル部２５、センターコア２６ａ及びサイドコア２６ｂを有するコア部２６、コイルガイド２７、等で構成される。
ここで、コイル部２５は、加熱ローラ２３に巻装された定着ベルト２２の一部を覆うように、細線を束ねたリッツ線を幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設したものである。コイルガイド２７は、耐熱性の高い樹脂材料等からなり、コイル部２５及びコア部２６を保持する。コア部２６は、フェライト等の透磁性の高い材料からなる。コア部２６は、幅方向に延設されたコイル部２５に対向するように設置されている。サイドコア２６ｂは、コイル部２５の端部に設置されている。センターコア２６ａは、コイル部２５の中央に設置されている。このように構成された誘導加熱部２４は、加熱位置（定着ベルト２２に対向する位置である。）で定着ベルト２２を加熱する加熱手段として機能することになる。
なお、本実施の形態１においては、加熱ローラ２３内に内部コア２８を設置している。これによって、コア部２６と内部コア２８との間に良好な磁界が形成されて、加熱ローラ２３及び定着ベルト２２を効率よく加熱することができる。

また、加圧ローラ３０は、芯金上にフッ素ゴムやシリコーンゴム等の弾性層が形成されたものであり、定着ベルト２２を介して定着補助ローラ２１に圧接している。そして、定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。

定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の入口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。
定着ベルト２２と加圧ローラ３０との当接部の出口側には、記録媒体Ｐの搬送を案内するとともに記録媒体Ｐが定着ベルト２２から分離するのを促進する分離板３６が配設されている。

定着ベルト２２の外周面の一部には、オイル塗布ローラ３４が当接している。オイル塗布ローラ３４は、定着ベルト２２上にシリコーンオイル等のオイルを供給する。これにより、定着ベルト２２上におけるトナー離型性がさらに担保される。なお、オイル塗布ローラ３４には、その表面上の汚れを除去するクリーニングローラ３３が当接されている。

定着ベルト２２の外周面上であって幅方向中央部には、定着ベルト２２の幅方向中央部の温度を検知する第１温度検知手段としての第１温度検知センサ４１が設置されている（この設置位置を第１検知位置とする。）。第１温度検知センサ４１によって検知された検知結果に基いて、制御手段によって誘導加熱部２４（加熱手段）が制御される。
また、定着ベルト２２の外周面上であって幅方向端部には、定着ベルト２２の幅方向端部の温度を検知する第２温度検知手段としての第２温度検知センサ４２が設置されている（この設置位置を第２検知位置とする。）。第２温度検知センサ４２及び第１温度検知センサ４１によって検知された検知結果に基いて、調整手段によって定着ベルト２２の幅方向の温度偏差が調整される（磁束遮蔽部材２９が駆動される。）。
なお、本実施の形態１では、加熱位置に対して定着ベルト２２の周回方向（図２中の矢印で示す移動方向である。）の下流側に第１検知位置が配設され、さらに下流側に第２検知位置が配設されている。第１温度検知センサ４１及び第２温度検知センサ４２としては、サーミスタやサーモパイル等を用いることができる。

また、図示は省略するが、加熱ローラ２３の外周面の一部（幅方向中央部である。）には、サーモスタットが当接されている。サーモスタットで検知した加熱ローラ２３の温度が所定の温度を超えた場合には、サーモスタットによって誘導加熱部２４への通電が切断される。

このように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
定着補助ローラ２１の回転駆動によって、定着ベルト２２は図２中の矢印方向に周回するとともに、加熱ローラ２３も反時計方向に回転して、加圧ローラ３０も矢印方向に回転する。定着ベルト２２は、誘導加熱部２４との対向位置（加熱位置）で加熱される。詳しくは、ＩＨインバータ回路を有する電源部からコイル部２５に高周波の交番電流を流すことで、コア部２６と内部コア２８との間に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このとき、加熱ローラ２３表面に渦電流が生じて、加熱ローラ２３自身の電気抵抗によってジュール熱が発生する。このジュール熱によって、加熱ローラ２３に巻装された定着ベルト２２が加熱される。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２２自身も発熱層を有するために、定着ベルト２２は加熱ローラ２３によって間接的に加熱される他に、定着ベルト２２自身でも誘導加熱部２４によって直接的に電磁誘導加熱されることになる。

その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト２２表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔを加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、ガイド板３５に案内されながら定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙの搬送方向の移動である。）。そして、定着ベルト２２から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ベルト２２と加圧ローラ３０との間から送出される。

図３及び図４にて、加熱ローラ２３の構成・動作について、詳しく説明する。
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、図２の定着装置２０に設置された加熱ローラ２３を誘導加熱部２４側から幅方向にみた図であって、内部に設置された内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の構成が理解容易になるように図示したものである。図３（Ｂ）は、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を図３（Ａ）の状態から所定角度回転させた状態を示した図である。

図３（Ａ）に示すように、加熱ローラ２３の内部には、幅Ｌ１の円柱状の内部コア２８と、内部コア２８の幅方向両端部に貼着された磁束遮蔽部材２９と、が回転自在に設置されている。調整手段としての磁束遮蔽部材２９は、定着ベルト２２上の記録媒体Ｐの幅を超えた範囲（非通紙領域）で過昇温が生じないように幅方向の加熱範囲を調整する。具体的に、磁束遮蔽部材２９は、内部コア２８の周面を遮蔽する範囲を端面側から漸減（又は漸増）するように形成されている。これにより、内部コア２８を磁束遮蔽部材２９とともに回転させる角度を調整することによって、誘導加熱部２４のコイル部２５に対向する内部コア２８の幅方向の遮蔽範囲（主として、センターコア２６ａに対向する範囲である。）を可変することができる。
なお、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転駆動は、内部コア２８の軸部２８ａに連結された駆動手段としてのステッピングモータ（不図示である。）によっておこなわれる。このステッピングモータは、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、加熱ローラ２３等を駆動する駆動モータ（不図示である。）とは別の駆動系となる。なお、本実施の形態１では、磁束遮蔽部材２９を駆動する駆動手段としてステッピングモータを用いているために、加熱範囲を高精度に可変することができる。

具体的に、図３（Ａ）の状態の内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を、周方向に約９０°回転させると、図３（Ｂ）の状態になる。このとき、誘導加熱部２４に対向する内部コア２８の最大範囲が遮蔽されることになる。そして、磁束遮蔽部材２９によって遮蔽された遮蔽範囲では、誘導加熱部２４のコア部２６との間に形成されるべき磁力線が遮断される。したがって、遮蔽範囲に対応する定着ベルト２２上は加熱されずらく、その領域外（中央の幅Ｌ２の領域である。）のみが定着ベルト２２の加熱範囲となる。

この状態は、幅Ｌ２の記録媒体Ｐを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最小幅（例えば、１４８ｍｍ）の記録媒体Ｐを定着する場合には、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転方向の姿勢を図３（Ｂ）の状態に固定して、図２で説明した定着工程をおこなう。

このとき、図４の実線Ｒ２に示すように、定着ベルト２２上の幅方向の定着温度分布は、幅Ｌ２の範囲で均一化されるため、幅Ｌ２の記録媒体Ｐに対して良好な定着性が確保される。また、定着ベルト２２上の幅Ｌ２を超えた範囲では、過昇温が生じないために、定着ベルト２２の熱的破損を抑止できる。

なお、図４は、定着ベルト２２上の幅方向の温度分布を示すグラフである。図４において、横軸は定着ベルト２２における幅方向の位置を示し、縦軸は定着ベルト２２表面の温度（定着温度）を示す。ここで、横軸の幅方向位置の「０」は、定着ベルト２２の幅方向中央位置を示す。実線Ｒ１は磁束遮蔽部材２９の遮蔽範囲を最小として定着ベルト２２の加熱範囲を最大としたときの温度分布を示し、実線Ｒ２は磁束遮蔽部材２９の遮蔽範囲を最大として定着ベルト２２の加熱範囲を最小としたときの温度分布を示す。

図３（Ｂ）の状態の内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を、さらに周方向に１８０°回転させると、誘導加熱部２４に対向する内部コイル２３ａの最大範囲が磁束遮蔽部材２９の遮蔽から開放されることになる。そして、開放された内部コア２８と誘導加熱部２４のコア部２６との間に形成される磁力線によって、定着ベルト２２の最大範囲（幅Ｌ１の全範囲である。）が加熱範囲となる。

この状態は、幅Ｌ１の記録媒体Ｐを連続的に定着する場合に適している。具体的に、画像形成装置で扱う最大幅（例えば、２９７ｍｍ）の記録媒体Ｐを定着する場合には、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９の回転方向の姿勢を図３（Ｂ）の状態から１８０°回転させた状態に固定して、図２で説明した定着工程をおこなう。
このとき、図４の実線Ｒ１に示すように、定着ベルト２２上の幅方向の定着温度分布は、幅Ｌ１の範囲で均一化される。このため、幅Ｌ１の記録媒体Ｐに対して良好な定着性が確保される。

また、幅がＬ１よりも小さくＬ２よりも大きな記録媒体Ｐを定着（画像形成）する場合には、内部コア２８及び磁束遮蔽部材２９を記録媒体Ｐの幅に応じて所定角度回転させて、定着ベルト２２の加熱範囲がその幅になるように調整する。これにより、定着ベルト２２上の幅方向の定着温度分布は、記録媒体Ｐの幅の範囲で均一化されるため良好な定着性が確保される。また、定着ベルト２２上の記録媒体Ｐの幅を超えた範囲では、温度上昇が生じないために、定着ベルト２２の熱的破損を抑止できる。

ここで、磁束遮蔽部材２９の駆動制御は、記録媒体Ｐの幅方向の大きさに係わる情報に加えて、定着ベルト２２上の幅方向の温度偏差に係わる情報（第１温度検知センサ４１及び第２温度検知センサ４２の検知結果である。）に基づいておこなわれる。なお、記録媒体Ｐの幅方向の大きさは、給紙部１１、１２、１５に設置されたサイズ検知センサ（フォトセンサ）の検知結果や、操作部に入力された操作情報に基いて、制御部で判断される。

図５にて、本実施の形態１の定着装置２０でおこなわれる特徴的な制御について、詳しく説明する。
定着ベルト２２上の第１検知位置で第１温度検知センサ４１（第１温度検知手段）によって幅方向中央部の定着温度が検知されると（ステップＳ１）、その検知結果は制御手段としての制御部に送られる（ステップＳ５）。このとき、加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差（位置ズレ）に係わる情報が、加熱応答性の情報として、制御部に送られる。

そして、制御部は、加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に係わる情報に基づいて、加熱位置における誘導加熱部２４による加熱量や加熱タイミングを補正する（ステップＳ６〜Ｓ７）。すなわち、第１温度検知センサ４１で検知した検知結果をそのまま制御部にフィードバックして誘導加熱部２４を制御するのではなく、加熱位置と第１検知位置との距離差による加熱応答のロス分（加熱応答性）を考慮して誘導加熱部２４の制御（加熱量や加熱タイミング）を最適化する。これにより、定着ベルト２２に周回方向の温度ムラ（温度リップル）が生じる不具合が抑止されて、記録媒体Ｐ上において搬送方向の定着ムラのない良好な定着性を得ることができる。
なお、上述した加熱位置と第１検知位置との距離差に係わる情報は、変動することのない固定情報であるために、予め制御部の制御条件として組み込んでおくことができる。

一方、定着ベルト２２上の第２検知位置で第２温度検知センサ４２（第２温度検知手段）によって幅方向端部の定着温度が検知されると（ステップＳ２）、その検知結果は第１温度検知センサ４１の検知結果とともに、磁束遮蔽部材２９及び内部コア２８を回転駆動する駆動手段としてのステッピングモータの制御部に送られる（ステップＳ８）。このとき、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差（位置ズレ）に係わる情報が、加熱応答性の情報として、駆動手段の制御部に送られる。

そして、駆動手段の制御部は、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に係わる情報に基づいて、加熱位置における定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を補正する（ステップＳ９）。具体的には、調整手段としての磁束遮蔽部材２９の調整量（回転駆動量）や調整タイミング（回転駆動タイミング）が補正される。
すなわち、第２温度検知センサ４２及び第１温度検知センサ４１で検知した検知結果をそのまま駆動手段の制御部にフィードバックして調整手段を制御するのではなく、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置とのそれぞれの距離差による加熱応答のロス分（加熱応答性）を考慮して磁束遮蔽部材２９の制御を最適化する。これにより、定着ベルト２２に幅方向の温度ムラ（温度リップル）が生じる不具合が抑止されて、記録媒体Ｐ上において幅方向の定着ムラのない良好な定着性を得ることができるとともに、定着ベルト２２や加熱ローラ２３の幅方向両端部の過昇温を確実に抑止することができる。
なお、上述した加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との距離差に係わる情報は、変動することのない固定情報であるために、予め駆動手段の制御部の制御条件として組み込んでおくことができる。

ここで、本実施の形態１では、定着ベルト２２の周回方向の速度（線速）を可変できるように構成されている。具体的には、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、加熱ローラ２３等を駆動する駆動モータが回転数可変型モータとなっていて、定着ベルト２２の速度を可変する可変手段として機能する。定着ベルト２２の速度は、記録媒体Ｐとして定着性の低い厚紙を通紙する場合等に、通常時の速度よりも低く可変される。
そして、本実施の形態１では、可変手段によって可変された定着ベルト２２の速度に係わる情報が取得（検知）されて（ステップＳ４）、その情報が誘導加熱部２４の情報部に送られる（ステップＳ５）。そして、その情報に基づいて誘導加熱部２４の加熱量や加熱タイミングが補正される。すなわち、定着ベルト２２の速度が可変したときに生じる加熱応答の差異を考慮して誘導加熱部２４の制御を最適化する。
さらに、定着ベルト２２の速度に係わる情報は、駆動手段の情報部に送られる（ステップＳ８）。そして、その情報に基づいて磁束遮蔽部材２９の調整量や調整タイミングが補正される。すなわち、定着ベルト２２の速度が可変したときに生じる加熱応答の差異を考慮して磁束遮蔽部材２９の制御を最適化する。

以上説明したように、本実施の形態１では、定着ベルト２２における加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて誘導加熱部２４（加熱手段）による加熱量や加熱タイミングを補正するとともに、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて磁束遮蔽部材２９（調整手段）による加熱位置における定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を補正している。これにより、定着ベルト２２に周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルト２２の幅方向両端部における過昇温の発生を抑止することができる。

なお、本実施の形態１では、加熱ローラ２３を加熱部材として用いるとともに、定着ベルト２２に発熱層を形成して定着ベルト２２を定着部材及び加熱部材として用いた。これに対して、定着ベルト２２に発熱層を形成しないで定着ベルト２２を定着部材としてのみ用いるとともに、加熱ローラ２３のみを加熱部材として用いることもできる。その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、内部コア２８の外周面を端面側から遮蔽する範囲を連続的に増減するように磁束遮蔽部材２９を形成したが、内部コア２８の外周面を端面側から遮蔽する範囲を段階的（例えば、３段階である。）に増減するように磁束遮蔽部材２９を形成することもできる。その場合にも、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図６にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図６は、実施の形態２における定着装置でおこなわれる制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１における図５に相当する図である。本実施の形態２は、磁束遮蔽部材２９の駆動速度の情報に基づいて定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を補正している点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、第１温度検知センサ４１の検知結果と、加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に係わる情報と、に基づいて、誘導加熱部２４の制御（加熱量や加熱タイミング）がおこなわれる。さらに、第１温度検知センサ４１及び第２温度検知センサ４２の検知結果と、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に係わる情報と、に基づいて、磁束遮蔽部材２９の制御（調整量や調整タイミング）がおこなわれる。

ここで、本実施の形態２では、ステッピングモータ（駆動手段）によって駆動される磁束遮蔽部材２９の駆動速度（回転数）を検知する速度検知手段が設けられている。速度検知手段としては、例えば、内部コア２８の軸部２８ａに設置されるとともに放射状に形成された複数のスリットを有する検知板をフォトセンサにて光学的に検知する構成とすることができる。
そして、速度検知手段による磁束遮蔽部材２９の駆動速度の情報は、駆動手段の制御部に送られる（ステップＳ１０→ステップＳ８）。そして、その情報に基づいて磁束遮蔽部材２９により温度偏差を補正するタイミングが制御される。すなわち、磁束遮蔽部材２９の駆動が開始されて目標位置に達するまでの時間的ロスを考慮して磁束遮蔽部材２９の制御タイミングを最適化する。これにより、定着ベルト２２に幅方向の温度ムラが生じる不具合が抑止されて、記録媒体Ｐ上において幅方向の定着ムラのない良好な定着性を得ることができるとともに、定着ベルト２２や加熱ローラ２３の幅方向両端部の過昇温を抑止することができる。

なお、本実施の形態２では、速度検知手段による情報を変動値として駆動手段の制御部に送信したが、速度検知手段による情報を固定値として駆動手段の制御部に予め組み込んでおくこともできる。その場合、上述した検知板やフォトセンサは不要となる。

以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２２における加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて誘導加熱部２４（加熱手段）による加熱量や加熱タイミングを補正するとともに、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて磁束遮蔽部材２９（調整手段）による加熱位置における定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を補正している。これにより、定着ベルト２２に周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルト２２の幅方向両端部における過昇温の発生を抑止することができる。

実施の形態３．
図７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図７は、実施の形態３における定着装置を示す断面図であって、前記実施の形態１における図２に相当する図である。本実施の形態３は、加熱手段としてヒータ４４が用いられている点が、加熱手段として誘導加熱部２４が用いられている前記実施の形態１のものとは相違する。

図７に示すように、本実施の形態３における定着装置２０は、定着補助ローラ２１、定着ベルト２２、加熱ローラ２３、加熱手段としてのヒータ４４（熱源）、加圧ローラ３０、等で構成される。また、定着ベルト２２上には、第１検知位置に第１温度検知センサ４１が設置され、第２検知位置に第２温度検知センサ４２が設置されている。
ここで、加熱手段としてのヒータ４４は、定着ベルト２２の内周面に、加熱ローラ２３を介して対向するように配設されている。すなわち、ヒータ４４は、定着ベルトが巻装された加熱ローラ２３の内部に設置されている。

なお、このように構成された熱ヒータ方式の定着装置２０は、定着ベルト２２の加熱方法が異なる以外は、前記実施の形態１における電磁誘導加熱方式の定着装置と同様に動作する。本実施の形態３における定着装置２０では、ヒータ４４が熱源となって、ヒータ４４からの輻射熱によって加熱ローラ２３が加熱されて、その加熱ローラ２３との当接位置（巻装位置）を加熱位置として定着ベルト２２が加熱（受熱）されることになる。

ここで、図示は省略するが、ヒータ４４は幅方向に複数に分割されていて、その分割されたヒータがそれぞれ加熱制御されるように構成されている。そして、第１温度検知センサ４１及び第２温度検知センサ４２の検知結果に基づいて、ヒータ４４（分割ヒータ）を制御して、定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を調整している。すなわち、ヒータ４４（分割ヒータ）が、定着ベルト２２における幅方向の温度偏差を調整する調整手段としても機能している。

そして、本実施の形態３でも、前記実施の形態１と同様に、第１温度検知センサ４１の検知結果と、加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に係わる情報と、に基づいて、ヒータ４４の制御がおこなわれる。さらに、第１温度検知センサ４１及び第２温度検知センサ４２の検知結果と、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に係わる情報と、に基づいて、ヒータ４４（分割ヒータ）の制御がおこなわれる。

以上説明したように、本実施の形態３では、定着ベルト２２における加熱位置と第１検知位置との周回方向の距離差に基づいてヒータ４４（加熱手段）による加熱量や加熱タイミングを補正するとともに、加熱位置と第１検知位置と第２検知位置との周回方向の距離差に基づいてヒータ４４（調整手段）による加熱位置における定着ベルト２２の幅方向の温度偏差を補正している。これにより、定着ベルト２２に周回方向及び幅方向の温度ムラが生じることがなく、定着性が良好で、定着ベルト２２の幅方向両端部における過昇温の発生を抑止することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置に設置される定着装置を示す断面図である。 図２の定着装置に設置される加熱ローラを示す図である。 定着ベルト上の幅方向の温度分布を示すグラフである。 定着装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における定着装置でおこなわれる制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３における定着装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、 ２１ 定着補助ローラ、
２２ 定着ベルト（定着部材）、
２３ 加熱ローラ、
２４ 誘導加熱部（磁束発生手段、加熱手段）、
２５ コイル部、 ２６ コア部、 ２８ 内部コア、
２９ 磁束遮蔽部材（調整手段）、
３０ 加圧ローラ、
４１ 第１温度検知センサ（第１温度検知手段）、
４２ 第２温度検知センサ（第２温度検知手段）、
４４ ヒータ（加熱手段）、 Ｐ 記録媒体。

Claims (7)

1. 複数のローラ部材に張架されるとともに所定方向に周回する定着ベルトと、
   前記定着ベルトに対向する加熱位置で当該定着ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記定着ベルトの幅方向中央部の温度を第１検知位置で検知する第１温度検知手段と、
   前記第１温度検知手段の検知結果に基づいて前記加熱手段を制御する制御手段と、
   前記定着ベルトの幅方向端部の温度を第２検知位置で検知する第２温度検知手段と、
   前記第１温度検知手段及び前記第２温度検知手段の検知結果に基づいて前記定着ベルトの幅方向の温度偏差を調整する調整手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記加熱位置と前記第１検知位置との周回方向の距離差に基づいて前記加熱位置における前記加熱手段による加熱量又は／及び加熱タイミングを補正して、
   前記調整手段は、前記加熱位置と前記第１検知位置と前記第２検知位置との周回方向の距離差に基づいて前記加熱位置における前記定着ベルトの幅方向の温度偏差を補正することを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ベルトの周回方向の速度を可変する可変手段を備え、
   前記制御手段は、前記可変手段によって可変された前記定着ベルトの速度に基づいて前記加熱量又は／及び加熱タイミングを補正して、
   前記調整手段は、前記可変手段によって可変された前記定着ベルトの速度に基づいて前記温度偏差を補正することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加熱手段は、磁束を発生させて当該磁束によって前記定着ベルトを直接的又は間接的に加熱する磁束発生手段であって、
   前記調整手段は、前記磁束を遮蔽する幅方向の範囲を可変して前記定着ベルトの幅方向の加熱範囲を調整する磁束遮蔽部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記磁束発生手段は、前記定着ベルトの外周面に対向するように幅方向に延設されたコイル部と、前記定着ベルトを介して前記コイル部に対向する内部コアと、を備え、
   前記磁束遮蔽部材は、前記コイル部に対向する前記内部コアの外周面を覆う範囲を連続的又は段階的に増減できるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記内部コアの外周を覆う範囲を連続的又は段階的に増減するように前記磁束遮蔽部材を駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記駆動手段によって駆動される前記磁束遮蔽部材の駆動速度を検知する速度検知手段を備え、
   前記調整手段は、前記速度検知手段の検知結果に基づいて前記温度偏差を補正するタイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

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