JP2014164076A

JP2014164076A - 画像加熱装置

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Publication number: JP2014164076A
Application number: JP2013034322A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tsujibayashi; 真寛辻林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】エンドレスベルトの走行安定性を向上できる画像加熱装置を提供する。
【解決手段】画像加熱装置（９）は、シート上のトナー像（Ｋ）をニップ部（Ｎ）において加熱する第１及び第２の回転体（１０１，１０２）と、第１の回転体の外面に接触して加熱するエンドレスベルト（１０５）とエンドレスベルトを回転可能に支持する支持手段（１０３，１０４）とを備えたベルトユニット（３４）とを有する。また、エンドレスベルトが幅方向で所定のゾーン内に留まるように、基準角度を中心に所定の角度範囲内においてベルトユニットを回動させる回動手段と、エンドレスベルトが第１の回転体に対し接離するようにベルトユニットを移動させる移動手段とを有する。さらに、エンドレスベルトを第１の回転体に当接させるときのベルトユニットの回動角度を、基準角度を含み所定の角度範囲よりも狭い設定角度範囲内の回動角度に制限する制限手段を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録材上に形成されたトナー像を加熱する定着装置などの画像加熱装置に関する。

従来、種々の画像形成装置が知られているが、電子写真方式の画像形成装置が一般に普及している。このような画像形成装置には、厚紙などの様々なシート（記録材）での高い生産性（単位時間あたりのプリント枚数）が求められている。

ところで、上記のような電子写真方式の画像形成装置においては、特に坪量の大きな厚紙での生産性を向上させるため、定着装置（画像加熱装置）の定着スピードを高速化することが求められている。しかし、厚紙の場合、薄紙に比べて、通紙に伴い定着装置から多くの熱を奪うことになるため、定着に要する熱量が、薄紙の場合に比べて多くなる。そのため、厚紙の場合は、生産性を低下させる（定着スピードを遅くしたり、単位時間あたりのプリント枚数を減少させる）ことで対処する手法が知られている。

このような厚紙に対しての生産性を低下させずに対処する手法として、定着ローラ（回転体）の外面に当接し定着ローラの外面温度を目標温度に維持させる外部加熱方式が考案されている。このような外部加熱方式として、定着ローラとの接触面積を大幅に増加させて定着ローラの温度維持性能を向上させるため、２本の支持ローラにより回転可能に張架された外部加熱ベルト（エンドレスベルト）を用いることが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−２１２８９６号公報

しかしながら、２本の支持ローラ同士の平行度を高精度にして組み立てたり維持したりするのは、現実的には困難である。その結果、２本の支持ローラ同士の平行度が確保されないと、外部加熱ベルトがその幅方向へ片寄ってしまい、外部加熱ベルトの走行安定性が低下してしまう恐れがある。

このような懸念に対して、一方の支持ローラを他方の支持ローラに対して傾けることにより外部加熱ベルトの寄りを制御する手法が考えられるが、定着ローラを加熱する機能を担っている外部加熱ベルトの場合、この手法を採用するのは困難である。

なぜなら、この手法の場合、一方の支持ローラの軸線方向一端側を他端側に対して変位させる構成となるが、この一方の支持ローラの変位により外部加熱ベルトの接触すべき領域の一部が定着ローラから離れてしまう恐れがあるからである。その結果、定着ローラを加熱する外部加熱ベルトの機能が損なわれてしまい、定着不良を招いてしまう。

そこで、本発明の目的は、エンドレスベルトの走行安定性を向上させることができる画像加熱装置を提供することである。本発明の他の目的は、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明は、画像加熱装置において、シート上のトナー像をその間のニップ部において加熱する第１及び第２の回転体と、前記第１の回転体の外面に接触して加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する支持手段と、を備えたベルトユニットと、前記エンドレスベルトの幅方向における位置を検出する検出手段と、前記エンドレスベルトが幅方向において所定のゾーン内に留まるように、前記検出手段の出力に応じて基準角度を中心に所定の角度範囲内において前記ベルトユニットを回動させる回動手段と、前記エンドレスベルトが前記第１の回転体に対し接離するように前記ベルトユニットを移動させる移動手段と、前記エンドレスベルトを前記第１の回転体に当接させるときの前記ベルトユニットの回動角度を、前記基準角度を含み前記所定の角度範囲よりも狭い設定角度範囲内の回動角度に制限する制限手段と、を有することを特徴とする。

本発明によると、加熱開始前の段階で第１の回転体の軸方向とエンドレスベルトの幅方向との交差角をほぼ０°にしてエンドレスベルトと第１の回転体とを接触させた状態から画像形成を開始することが可能になる。これにより、外部加熱ベルトが第１の回転体と離間したスタンバイ状態からエンドレスベルトを加圧する画像形成初期において、エンドレスベルトと第１の回転体との接触圧力が不安定な状態でも寄り速度への影響を少なくすることが可能になる。従って、エンドレスベルトのオーバーランを抑制することができる。また、画像形成初期での定着温度の最下点時に発生可能性のある端部温度だれも回避可能であり、定着不良等の不都合の発生を防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図。本実施形態に係る外部加熱構成を有する定着装置を示す概略構成図。本実施形態に係る外部加熱構成を示す正面図。本実施形態に係る外部加熱構成の長手方向の概略を示す平面図。本実施形態に係る外部加熱構成を示す詳細図。本実施形態に係る外部加熱ベルトユニットの駆動部の構成を示す外観図。本実施形態に係る外部加熱ベルトユニットの駆動部の構成を示す拡大平面図。（ａ），（ｂ）は本実施形態に係る外部加熱ベルトの寄り位置を検出する機構の外観を示す斜視図。（ａ），（ｂ）は本実施形態に係る外部加熱ベルトの寄り位置を検出する機構を示す拡大平面図。本実施形態に係る外部加熱ベルトの交差角と定着ローラ端部温度だれの依存性の関係を示すグラフ図。（ａ）〜（ｄ）は本実施形態に係る外部加熱ベルトの退避時における第１の制御方法を示す概略平面図。（ａ），（ｂ）は本実施形態に係る定着温度の推移を示すグラフ図。本実施形態に係る外部加熱ベルト構成の制御系を示すブロック図。本実施形態に係る定着装置のジョブ動作を説明するためのフローチャート図。本実施形態に係る定着装置のジョブ動作を説明するためのフローチャート図。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の画像加熱装置を、未定着トナー像をシート（記録材）に定着する定着装置に関して説明する。しかし、この画像加熱装置は、定着済み画像又は半定着画像を担持した記録材を加熱加圧して画像の表面性状を調整する加熱処理装置としても実施することができる。

まず、画像形成装置１００について図１を参照して説明する。図１は、画像加熱装置として機能する定着装置を搭載した画像形成装置１００を示す概略構成図である。この画像形成装置１００は、中間転写ベルト１３０の移動方向に沿って第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが配置されたタンデム型フルカラーレーザプリンタである。なお、図１では、後述する外部加熱ユニット３４はその図示を省略している。

［画像形成装置］
図１に示すように、画像形成装置１００内には、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが併設され、各々異なった色のトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。これら画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、それぞれ専用の電子写真感光体（本例では感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）を具備し、各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に各色のトナー像が形成される。

各感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに接するように中間転写ベルト１３０が設置され、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト１３０上に１次転写され、２次転写部で記録材上（シート上）に転写される。さらに、トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置９で加熱及び加圧によりトナー像が定着された後、記録画像として装置外に排出される。なお、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ及び中間転写ベルト１３０により、記録材上にトナー像（画像）を形成する画像形成部が構成されている。上記定着装置９は、この画像形成部により記録材上に形成されたトナー像を記録材に定着させる。

感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各外周には、それぞれドラム帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、１次転写帯電器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ、及びクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられている。また、画像形成装置１００の上方部には、レーザスキャナ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設置されている。

レーザスキャナ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ内には、不図示の光源装置とポリゴンミラーが配設されている。これらレーザスキャナ５ａ〜５ｄは、光源装置から発せられたレーザ光をポリゴンミラーを回転させて走査し、その走査光の光束を反射ミラーで偏向させる。そして、ｆθレンズ（不図示）によって感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上に画像信号に応じた潜像が形成される。

現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、現像剤としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーが、図示しない供給装置により所定量充填されている。現像器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それぞれ感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として可視化する。

中間転写ベルト１３０は、図１中の矢印Ｅで示す方向に、感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと同じ周速度をもって回転駆動されている。感光ドラム３ａ上に形成担持された第１色のイエロートナー画像は、感光ドラムと中間転写ベルトとのニップ部を通過する過程で、中間転写ベルトに印加される１次転写バイアスにより形成される電界と圧力で、中間転写ベルト外周面に中間転写されていく。

符号１１は２次転写ローラを示し、この２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト１３０に対応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設されている。２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト１３０を懸回張設させた３本のローラ１３，１４，１５のうちのローラ１４に対して中間転写ベルト１３０を挟ませて圧接させることで、中間転写ベルト１３０との間に２次転写ニップ部を形成している。２次転写ローラ１１には、２次転写バイアス源によって所望の２次転写バイアスが印加されている。

中間転写ベルト１３０上に重畳転写された合成カラートナー画像の記録材Ｐへの転写は、以下のように行われる。つまり、給紙カセット１０からレジストローラ１２、転写前ガイド（不図示）を通過して、中間転写ベルト１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップに、記録材Ｐが所定のタイミングで給送され、同時に２次転写バイアスがバイアス電源から印加される。この２次転写バイアスにより、中間転写ベルト１３０から記録材Ｐへ合成カラートナー画像が転写される。

以下、同様に第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が順次中間転写ベルト１３０上に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。合成カラートナー画像は、記録材Ｐの４辺端部より一定の余白部を残して形成される。

１次転写が終了した感光ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれのクリーナ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにより転写残トナーをクリーニング、除去されて、引き続き次の潜像の形成以下に備えられる。中間転写ベルト１３０上に残留したトナー及びその他の異物は、中間転写ベルト１３０の表面にクリーニングウエブ（不織布）１９を当接させることで、拭い取られる。

そして、トナー画像の転写を受けた記録材Ｐは、定着装置９へ順次導入され、熱と圧力を加えられることによってトナー画像を定着される。両面印刷モードの場合には、給紙カセット１０から給紙された記録材Ｐは、レジストローラ１２、転写前ガイド、中間転写ベルト１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップを通過する。そして、この記録材Ｐは、定着装置９で片面定着された後、切り替えられた切替え部材（フラッパ）１６を介して反転パス１７に導かれる。

その後、記録材Ｐは、反転ローラ１８により反転されて両面パス３０へと導かれる。そして、再び記録材Ｐは、レジストローラ１２、転写前ガイド３１、中間転写ベルト１３０と２次転写ローラ１１との当接ニップを表裏反転状態で通過し、２面目が転写された後、定着装置９で両面を定着処理される。そして、記録材Ｐの両面画像形成中に、切替え部材１６が切り替わっており、両面定着された記録材Ｐは、記録画像として画像形成装置１００外の排紙トレイ６に排出される。

［定着装置］
次に、画像加熱装置として機能する定着装置９の構成について図２〜図５を用いて詳細に説明する。図２は本実施形態における外部加熱ベルト構成を備えた定着装置９の概略構成図であり、図３は本実施形態における外部加熱ベルト構成を示す正面図である。図４は本実施形態における外部加熱ベルト構成の長手方向を概略的に示す平面図であり、図５は本実施形態における外部加熱ベルト構成の外観を示す斜視図である。なお、前述したように画像形成装置１００は定着装置９を備えており、本発明に係る画像加熱装置はこの定着装置９として適用されている。

図２に示すように、定着装置９は、定着ニップ部（ニップ部）Ｎを通過する（挟持搬送される）記録材Ｐ上に担持した未定着トナー像（トナー像）Ｋを、第１の回転体としての定着ローラ１０１によって加熱する機能を担っている。この定着装置９は、支持ユニット４８を有する外部加熱ユニット３４、定着ローラ１０１、及び、第２の回転体として機能する加圧ローラ１０２等を収容する不図示のケーシングを備えている。

定着装置９は、記録材上のトナー像（画像）を、回転しながら加熱する定着ローラ（第１の回転体、加熱回転体、駆動回転体）１０１を備えている。定着装置９は、定着ローラ１０１に圧接して定着ニップ部Ｎを形成する回転可能な加圧ローラ（第２の回転体、加圧回転体）１０２と、ベルトユニットとして機能する外部加熱ユニット３４とを備えている。支持ユニット４８は、エンドレスベルトとしての外部加熱ベルト１０５を張架して回転可能に支持する支持手段として機能する、回転軸が互いに平行な支持ローラ１０３，１０４を備えており、これら支持ローラ１０３，１０４を一体的に支持している。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転に伴い従動回転するように構成され、支持ローラ１０３，１０４は、外部加熱ベルト１０５に従動回転する。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の外面に接触して定着ローラ１０１を加熱する。

支持ローラ１０３，１０４は、その両端部側をそれぞれ不図示の断熱ブッシュとベアリングとを介して保持フレーム２０６（図３参照）に回転自在に軸受支持されている。図３及び図４に示すように、保持フレーム２０６は、支持ローラ１０３，１０４の長手方向（軸方向）中央部で保持部材２０６ａと保持部材２０６ｂとに分割されている。そして、手前側の保持部材２０６ａは支持ローラ１０３，１０４の各手前側を保持し、奥側の保持部材２０６ｂは支持ローラ１０３，１０４の各奥側を保持している。

図５に示すように、保持フレーム２０６は、保持フレーム２０６を支持する中間支持フレーム２０８に設置された保持回動軸２０７ａ，２０７ｄ及び保持回動軸２０７ｂ，２０７ｃにより回動自在に支持されている。図中の符号２０６ａ，２０６ｂは、各上部間に渡された連結プレート４９（図４）によって連結された保持フレーム２０６の保持部材である。なお、保持回動軸２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄを全体として示す場合は、保持回動軸２０７と称する。

図２に示すように、定着ローラ１０１は、駆動モータやギヤ列により構成される駆動機構Ｍ（図３）によって、矢印Ａ方向に所定の周速度で回転駆動されるように構成されている。定着ローラ１０１は、円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の芯金を備えている。芯金上には、耐熱性の弾性層として、シリコーンゴムが被覆されている。弾性層上には、トナーとの離型性向上のために、耐熱性の離型層としてフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡ(ポリテトラフルオロエチレン)チューブ）が被覆されている。

定着ローラ１０１の芯金の内部には、加熱手段として、ハロゲンヒータ１１１が配置されて、定着ローラ１０１は、その表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。定着ローラ１０１の表面温度は、定着ローラ１０１に接触する温度検出手段としてのサーミスタ１２１によって検出される。そして、この検出された温度に基づいて、制限手段として機能する制御部４０（図１３参照）がヒータ制御部１４０に作動指令を出力する。これにより、温度制御（調整）手段としてのヒータ制御部１４０が、ヒータコントローラ４３及びヒータドライバ４４（図１３参照）を介してハロゲンヒータ１１１をＯＮ／ＯＦＦすることで、所定の目標温度となるように制御する。

制限手段としての制御部４０は、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させるときの外部加熱ユニット３４の回動角度を、基準角度を含み所定の角度範囲よりも狭い設定角度範囲内の回動角度に制限するように制御する。上記基準角度とは、支持ローラ１０３，１０４の軸線方向が定着ローラ１０１の母線方向（軸方向：図４矢印Ｘ方向）と実質平行となるときの外部加熱ユニット３４における支持ユニット４８の回動角度を示す。

本実施形態において、上記所定の角度範囲は例えば±１．２５゜に設定されており、上記設定角度範囲は例えば±０．２５゜に設定されている。この設定角度範囲は、上記基準角度に±０．２５°とした角度範囲である。

従って、制御部４０は、設定角度範囲を、基準角度に±０．２５゜を加味した形で回動機構５１による回動動作を制御することになる。つまり回動機構５１は、支持ローラ１０３，１０４の軸線方向が定着ローラ１０１の母線方向と実質平行となるときの支持ユニット４８の回動角度を基準角度として、外部加熱ユニット３４の支持ユニット４８を回動させる。

加圧ローラ１０２は、不図示の加圧手段により定着ローラ１０１に所定の圧力で加圧されて、定着ローラ１０１と協同して定着ローラ１０１との間に定着ニップ部Ｎを形成する。そして加圧ローラ１０２は、矢印Ｂ方向に所定の周速度で、駆動機構Ｍ（図３）により回転駆動させられる定着ローラ１０１の回転に伴って従動回転させられる。

加圧ローラ１０２は、円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の芯金を備えている。芯金上には、耐熱性の弾性層として、シリコーンゴムが被覆されている。弾性層上には、トナーとの離型性向上のために、耐熱性の離型層としてのフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡチューブ）が被覆されている。

また、加圧ローラ１０２の芯金の内部には、加熱手段として、ハロゲンヒータ１１２が配置されており、加圧ローラ１０２は、その表面温度が所定の温度となるように内部から加熱されている。加圧ローラ１０２の表面温度は、加圧ローラ１０２に接触する温度検出手段としてのサーミスタ１２２により検出される。そして、この検出された温度に基づいて、制御部４０がヒータ制御部１４０に作動指令を出力する。これにより、ヒータ制御部１４０が、ヒータコントローラ４３及びヒータドライバ４４（図１３参照）を介してハロゲンヒータ１１２をＯＮ／ＯＦＦすることで、所定の目標温度となるように制御する。

［外部加熱ユニット］
次に、定着装置９に設けられた外部加熱ユニット（ベルトユニット）３４について、図２及び図５を用いて詳細に説明する。

すなわち、図２に示すように、定着ローラ１０１の外周面には、定着ローラ１０１の外面に当接して定着ローラ１０１を加熱する無端状のベルト（エンドレスベルト）である外部加熱ベルト１０５が配置されている。外部加熱ベルト１０５は、支持機構として機能する、上流側の支持ローラ１０３と下流側の支持ローラ１０４とによって回転可能に張架（懸架）されている。

両支持ローラ１０３，１０４は、定着ローラ１０１の回転方向に沿ってそれぞれ配置されて外部加熱ベルト１０５を張架しつつ外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に押し付けた状態で回転する機能を担っている。また、外部加熱ベルト１０５は定着ローラ１０１に従動回転し、両支持ローラ１０３，１０４は外部加熱ベルト１０５に従動回転するように構成されている。

回転軸が互いに平行で外部加熱ベルト１０５を張架する支持ローラ１０３，１０４は、加圧バネ等から成る加圧部２０４（図３、図５）によって定着ローラ１０１に所定の圧力で押圧される。図５に示すように、加圧部２０４は、加圧フレーム２０１の幅方向両端部に１つずつ配置されている。これら加圧部２０４，２０４は、加圧フレーム２０１の幅方向両端部に設けられた加圧アーム２０１ａ，２０１ｂを押圧して加圧フレーム２０１全体を、回動軸２０３，２０３を支点として下方に回動付勢している。

この構成により、外部加熱ベルト１０５の外周面が、定着ローラ１０１の外周面に圧接される。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１に対して当接／離間（退避）可能に構成されている。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１に当接した状態において、定着ローラ１０１との間で外部ニップ部Ｎｅを形成する。定着ローラ１０１に押圧された外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転により従動回転（連れ回り回転）するように、その内面が支持ローラ１０３，１０４によって回転自在に支持される。

外部加熱ベルト１０５は、金属製の基材（ステンレスやニッケル等）又は樹脂製の基材（ＰＩ等）の層を有している。外部加熱ベルト１０５は、トナー付着を防止するために、例えば、耐熱性の摺動層としてフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡチューブ）が被覆されている。このような外部加熱ベルト１０５は、図２中の矢印Ｃ方向に所定の周速度で、定着ローラ１０１の外面に接触して定着ローラ１０１の回転に伴って従動回転しながら定着ローラ１０１を加熱する。

外部加熱ベルト１０５の外周面には、定着ローラ１０１とサーミスタ１２１との間にクリーニングローラ１０８が配置されている。このクリーニングローラ１０８は、外部加熱ベルト１０５の回転方向に対してサーミスタ１２３，１２４より上流に設けられ、不図示の加圧手段により、所定の圧力で外部加熱ベルト１０５に押圧された状態で配置される。クリーニングローラ１０８は、芯金の外周表面にスポンジ等の多孔質の材料の層を有する構成を備え、不図示の加圧手段により所定の圧力で外部加熱ベルト１０５に押圧された状態で外部加熱ベルト１０５の表面をクリーニングする。

外部加熱ベルト１０５を張架している支持ローラ１０４は、定着ローラ１０１の回転方向下流側に配置されている。支持ローラ１０４は、円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の芯金を備えている。この芯金上には、外部加熱ベルト１０５の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡチューブ）が被覆されている。

支持ローラ１０４の芯金の内部には、加熱手段（ヒータ）として、ハロゲンヒータ１１４が配置（内蔵）されている。ハロゲンヒータ１１４は、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱する。

同様に、外部加熱ベルト１０５を張架している支持ローラ１０３は、外部加熱ベルト１０５の内面に接触して、外部加熱ベルト１０５を内部から加熱する。支持ローラ１０３は、円筒状金属製（本実施形態では、アルミニウム製）の芯金を備えている。この芯金上には、外部加熱ベルト１０５の内面との摩耗を防止するために、耐熱性の摺動層としてのフッ素系樹脂（本実施形態では、ＰＦＡチューブ）が被覆されている。

支持ローラ１０３の芯金の内部には、加熱手段（ヒータ）として、ハロゲンヒータ１１３が配置（内蔵）されている。ハロゲンヒータ１１３は、外部加熱ベルト１０５の表面温度が所定の温度となるように内部から加熱する。

外部加熱ベルト１０５の表面温度は、サーミスタ１２３，１２４によって検出される。サーミスタ１２３は、支持ローラ１０３上の接触領域Ｄ１にて外部加熱ベルト１０５に接触する温度検出手段を構成し、サーミスタ１２４は、支持ローラ１０４上の接触領域Ｄ２にて外部加熱ベルト１０５に接触する温度検出手段を構成している。これら検出された温度に基づいて、ＣＰＵ等からなる制御部４０（図１３参照）がヒータ制御部１４０に作動指令を出力する。これにより、ヒータ制御部１４０が、ヒータコントローラ４３及びヒータドライバ４４を介してハロゲンヒータ１１３，１１４をＯＮ／ＯＦＦして、所定の目標温度となるように制御（温度調節）する。

外部加熱ベルト１０５の目標温度は、定着ローラ１０１の目標温度よりも高く設定されている。これは、外部加熱ベルト１０５の温度が定着ローラ１０１の温度より高温に保たれていた方が、定着ローラ１０１の表面温度の、記録材による温度降下に対してレスポンス（熱の感応精度）良く外部加熱ベルト１０５から定着ローラ１０１に熱供給できるからである。

［外部加熱ベルト構成］
次に、外部加熱ベルト構成について、図３〜図５を参照して説明する。

図３及び図４に示すように、外部加熱ユニット３４は、以下の回動機構により、次のような構成にされている。即ち、定着ローラ１０１の母線方向（軸方向：矢印Ｘ方向）に対して、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に押し付けた状態の支持ローラ１０３，１０４の軸線方向（外部加熱ベルトの幅方向：矢印Ｙ方向）が交差するように、回動可能な構成となっている。

外部加熱ユニット３４は、定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５を圧接させる支持ユニット４８を有すると共に、定着装置９のケーシングを構成する本体側板２０２ａ，２０２ｂ間に回動軸２０３，２０３を有している。支持ユニット４８では、保持フレーム２０６（２０６ａ，２０６ｂ）の内方に、所定の間隔をあけて外部加熱ベルト１０５を巻き掛けた状態の支持ローラ１０３，１０４が回動自在に支持されている。回動軸２０３，２０３は、支持ユニット４８を回動可能に支持する加圧フレーム２０１の一側部おいて、一端部及び他端部が本体側板２０２ａ，２０２ｂにそれぞれ固定されている。保持部材２０６ａ，２０６ｂは、各上部間に渡された連結プレート４９によって連結されている。

図３に示すように、外部加熱ユニット３４では、支持ユニット４８が定着ローラ１０１の回転軸方向の中央部において保持器で回動可能に保持されている。これにより、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の交差角度を変化させる回動中心である回動軸（揺動軸）Ｃｅと回動支軸２０９とが一致している。

支持ユニット４８の回動軸Ｃｅは、外部加熱ベルト１０５の定着ローラ１０１との接触面（つまり外部ニップ部Ｎｅ）に直交する。この回動軸Ｃｅは、外部加熱ベルト１０５に対して定着ローラ１０１とは反対側に設けられ、支持ローラ１０３，１０４間に位置し且つ定着ローラ１０１から離れた側の外部加熱ベルト１０５の平面の法線方向に実質平行な揺動軸を構成する。

すなわち、回動軸Ｃｅは、上記接触面における定着ローラ１０１の回転方向での中央部を通る接線５３に対する法線に沿って延びるように設けられる。つまり、この回動軸Ｃｅは、支持ローラ１０３，１０４の間に位置し且つ定着ローラから離れた側の外部加熱ベルト１０５の平面（図３の平面Ｗ）の法線方向に実質平行な方向に延びている。回動軸Ｃｅの回動軸線は、定着ローラ１０１の回転軸線（図３の手前−奥方向に延びる軸線）と直交している。

本実施形態では、支持ユニット４８が定着ローラ１０１の回転軸方向の中央部で回動支持されることで、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１との交差角度を変化させた際の、長手方向の手前側と奥側での加圧力の変化が極めて良好になる。

このような本実施形態では、支持ユニット４８の回転中心が外部加熱ユニット３４の中央に設置されており、外部加熱ベルト１０５の寄り制御を実現でき、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に供給する長手方向での熱量を均一にすることができる。

支持ユニット４８は、定着装置９のケーシング側に支持された保持器として機能する加圧フレーム２０１に対し、略鉛直方向の回動軸（揺動軸）２０９を中心として回動可能（揺動可能）に構成されている。回動支軸２０９は、定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５が接触している際の、外部ニップ部Ｎｅのニップ面に対する法線方向に延びる外部加熱ユニット３４の回転軸として構成されている。この回動支軸２０９が、外部加熱ユニット３４の中央に配置されることで、定着ローラ１０１の長手方向の手前−奥方向のニップ圧バランスが安定する。

図４に示すように、支持ローラ１０３，１０４の各両端部を回転自在に支持する保持フレーム２０６（２０６ａ，２０６ｂ）は、平面視矩形の枠体状の中間支持フレーム２０８に、保持回動軸２０７ａ，２０７ｄを介して回動自在に保持されている。これにより、保持フレーム（保持器）２０６は、中間支持フレーム２０８の両側（図４の上下端）で、保持回動軸２０７ａ，２０７ｄを介して加圧フレーム２０１に対し独立して回動可能にされている。

保持回動軸２０７ａ，２０７ｄを介して中間支持フレーム２０８に支持された支持ユニット４８では、保持フレーム２０６の内方に、外部加熱ベルト１０５を巻き掛けた状態の支持ローラ１０３，１０４が回動自在に支持されている。また、加圧部２０４で付勢される加圧フレーム２０１の前端部（図３の左端部）の下部には、カム部材２０５がその偏心位置を支軸４５で回動自在に支持されている。なお、加圧フレーム２０１、加圧部２０４及びカム部材２０５により、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ（第１の回転体）１０１に対し接離するように外部加熱ユニット（ベルトユニット）３４を移動させる移動手段が構成されている。

図３の手前側の加圧フレーム２０１における加圧部２０４で付勢される前端部（図３の左端部）の下部には、略楕円形状の上記カム部材２０５がその偏心位置を支軸４５によって回動自在に支持されている。このカム部材２０５は、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に対して接離するように外部加熱ユニット３４を移動させる。カム部材２０５は、不図示の駆動源によって偏心状態で回動することで、加圧フレーム２０１を加圧部２０４の付勢力に抗して押し上げたり解放したりして、加圧フレーム２０１を昇降動作させる。これにより、加圧フレーム２０１に保持した外部加熱ベルト１０５を、定着ローラ１０１に対して当接／退避動作させることができる。

加圧フレーム２０１は、図４の左右方向の右端部が、回動軸２０３，２０３を介して本体側板２０２ａ，２０２ｂに回動可能に支持されるように、固定ネジ４７，４７で固定された保持部材４６，４６によって保持されている。保持フレーム２０６における支持ローラ１０３側に寄った中央部には、回動支軸２０９が略鉛直方向に延びるように突設されている。

加圧フレーム２０１の略中央部における手前−奥方向には、それぞれ中間コロ２１０（図３では手前側のみ図示）が回転自在に支持されている。これら中間コロ２１０，２１０が、中間支持フレーム２０８の両側（図４の上下端）に当接している。この状態で、回動支軸２０９が加圧フレーム２０１の略中央部を裏面から表面に貫通して支持されている。これにより、加圧フレーム２０１と中間支持フレーム２０８は、一定の間隔を保ちつつ、中間支持フレーム２０８が加圧フレーム２０１に対して水平方向で回転可能になっている。この状態で、中間支持フレーム２０８は、図５に示すように、加圧フレーム２０１に対して回動可能で、回動支軸２０９及び中間コロ２１０を介して加圧フレーム２０１と一定の間隔に保持されるように構成されている。

図３及び図４に示すように、支持ユニット４８の回動支軸２０９は、定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５が接触している際の、外部ニップ部Ｎｅの接線５３に対する法線方向に延びるように設けられている。この回動支軸２０９は、前述したように、定着ローラ１０１の回転軸方向（図４上下方向）の中央部に位置して外部加熱ユニット３４の中央部に位置することで、定着ローラ１０１に対する外部加熱ベルト１０５の長手方向前後での圧バランスを安定させる。

加圧フレーム２０１は、本体側板２０２ａ，２０２ｂ間に支持された回動軸２０３，２０３のまわりに回動し、加圧部２０４による加圧力を受けて定着ローラ１０１の方向に付勢される。カム部材２０５が回転することにより加圧フレーム２０１の前端部が昇降され、これにより、外部加熱ベルト１０５の定着ローラ１０１に対する当接、退避動作が可能になっている。

外部加熱ユニット３４は、本体側板２０２ａ，２０２ｂ間にてクリアランスを有する状態で保持される。支持ユニット４８は、中間支持フレーム２０８の一側部（図４の下端部）から突出する保持回動軸２０７ａと、中間支持フレーム２０８の他側部（図４の上端部）から突出する保持回動軸２０７ｄとを有している。

保持回動軸２０７ａは、その一端部が中間支持フレーム２０８に固定され、且つ他端部が本体側板２０２ｂに形成された貫通孔３８に、余裕をもって挿通されている。貫通孔３８の内径が保持回動軸２０７ａの外径より大きく形成されているため、保持回動軸２０７ａは、図４の矢印Ｅ，Ｆの方向に移動自在に構成されている。

貫通孔３８から突出する保持回動軸２０７ａの他端部は、本体側板２０２ｂの外側にて、扇状のウォームギヤ（以下、セクタギヤという）１１８の係合部１１８ａ（図７も併せて参照）に摺動自在に係合されている。セクタギヤ１１８は、本体側板２０２ｂの外側にて回動軸１１９（図７参照）で本体側板２０２ｂに回動自在に支持され、その回動動作（即ち、支持ユニット４８の定着ローラ１０１に対する交差角度）を検出される。ウォームギヤ１２０と噛み合うセクタギヤ１１８は、モータ１２５の回転に基づいて回転可能になっている。

図５に示すように、保持フレーム２０６に支持された支持ローラ１０３，１０４の回転軸方向と平行な保持回動軸２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄの位置は、次のように構成されている（図３参照）。即ち、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に密着した状態において、保持回動軸２０７ａ〜２０７ｄの中心と定着ローラ１０１の中心とを結ぶ直線が、支持ローラ１０３，１０４同士の中心を結んだ直線に対して垂直二等分線となるように構成される。

［外部加熱ベルト構成の作動］
次に、図６〜図７を参照して、本実施形態に係る外部加熱ベルト構成の作動について説明する。なお、図６は、本実施形態に係る外部加熱ベルト構成を斜め上方から見た状態で示す斜視図、図７は、本実施形態に係る外部加熱ベルトユニットの駆動部の構成を拡大して示す拡大平面図である。

図６及び図７に示すように、定着装置９のケーシングを構成する本体側板２０２ｂ（図４参照）側には、回動軸１１９を介してセクタギヤ１１８が回動自在に支持されている。このセクタギヤ１１８は、図７の左右方向にそれぞれ延設された遮光部１１８ｂと係合部１１８ａとを有している。係合部１１８ａは、本体側板２０２ｂの貫通孔３８（図４参照）から突出した保持回動軸２０７ａに摺動自在に係合している。

遮光部１１８ｂは、セクタギヤ１１８の回動に対応して、本体側板２０２ｂにおける対向位置に支持ブラケット３５を介して取り付けられたフォトインタラプタ１３５の発光・受光部の透過光を遮光又は開放するように進退動作する。これにより、フォトインタラプタ１３５は、セクタギヤ１１８の回動位置情報を出力する。

本体側板２０２ｂにおけるセクタギヤ１１８と近接する位置には、モータ１２５が支持されている。モータ１２５の回転軸１２５ａには、ウォームギヤ１２０が固着されている。モータ１２５は、ウォームギヤ１２０をセクタギヤ１１８のギヤ部に噛合可能となる位置に固定支持されている。

本実施形態では、モータ１２５、ウォームギヤ１２０、セクタギヤ１１８及び保持回動軸２０７ａ等により、回動機構５１が構成されている。回動機構５１は、制御部４０の制御に従い、外部加熱ベルトを定着ローラ１０１に押圧させた状態を維持したまま、支持ローラ１０３，１０４の回転軸線方向と定着ローラ１０１の軸線方向（母線方向Ｘ）とを交差させるように支持ユニット４８を回動させる。

また本実施形態では、回動機構５１及び寄り制御部５４は、外部加熱ベルト１０５の幅方向における位置を調整する調整手段として機能する。調整手段は、定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５との接触面（外部ニップ部Ｎｅ）に直交する回動軸Ｃｅ（回動支軸２９）を中心に支持ユニット４８を回動させて外部加熱ベルト１０５の回転方向と交差する幅方向での外部加熱ベルトの位置を調整する。

まず、外部加熱ユニット３４（支持ユニット４８）の手前側の取付け位置を上流方向（図４の矢印Ｅの方向）に移動させる場合について説明する。

すなわち、モータ１２５を正回転させてウォームギヤ１２０を回転させることによりセクタギヤ１１８を図７における矢印Ｇの方向に回動させる。これにより、保持回動軸２０７ａが貫通孔３８のクリアランス範囲内で図７の矢印Ｈ方向に直線的に移動させられ、外部加熱ユニット３４の手前側が上流方向（図４の矢印Ｅ方向）に移動させられる。

一方、モータ１２５を逆回転させてウォームギヤ１２０を逆方向に回転させてセクタギヤ１１８を図７の矢印Ｉ方向に回動させると、保持回動軸２０７ａが貫通孔３８のクリアランス範囲内で図７の矢印Ｊ方向に直線的に移動させられる。これにより、支持ユニット４８の手前側が下流方向（図４の矢印Ｆ方向）に移動させられる。

以上のように、保持回動軸２０７ａをセクタギヤ１１８の係合部１１８ａで移動させることにより、保持回動軸２０７ａが保持する支持ユニット４８自体を、回動軸Ｃｅ（回動支軸２９）を中心として回動させることができる。これにより、定着ローラ１０１に対する支持ローラ１０３，１０４の軸方向（つまり、外部加熱ベルト１０５の幅方向）の交差角度を変更することができる。

上述した外部加熱ベルト構成のような場合、外部加熱ベルト１０５に当接する定着ローラ１０１の角度と、外部加熱ベルト１０５が回転した際に発生する寄りとの間には、相互関係があることがわかっている。従って、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１との交差角度を変化させることで、外部加熱ベルト１０５の寄る方向を制御することができる。

［寄り検出機構］
次に、本構成における、外部加熱ベルト１０５のその幅方向における寄り位置を検出する構成について、図８（ａ），（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）を参照して説明する。なお、図８（ａ），（ｂ）は、本実施形態に係る外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検出する機構の外観を示す斜視図、図９（ａ），（ｂ）は外部加熱ベルトの寄り位置を検出する機構を拡大して示す拡大平面図である。

本例では、外部加熱ベルト１０５の幅方向（長手方向：図４の矢印Ｙの方向）において、外部加熱ベルト１０５が所定のゾーン（正規の走行ゾーン）内に留まりながら走行するように外部加熱ベルト１０５の寄りを制御している。そのため、検出手段としての寄り検出機構（検出器）５９は、外部加熱ベルト１０５が所定のゾーンから外れたことを検出する機能を担っている。言い換えると、寄り検出機構５９は、外部加熱ベルト１０５の幅方向における位置（寄り方向の位置）を検出し、外部加熱ベルト１０５が所定のゾーンから外れたことを検出する。

そして、後述するように、外部加熱ベルト１０５が所定のゾーンから外れたことが検出された場合、外部加熱ベルト１０５が所定のゾーン内へ戻る方向に外部加熱ユニット３４の支持ユニット４８を回動させている。具体的には、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に押し付けた状態の支持ローラ１０３，１０４の軸線方向が定着ローラ１０１の母線方向に対して交差するように、支持ユニット４８を回動（揺動）させている。

寄り検出機構５９では、外部加熱ベルト１０５の一方の端部（回転方向と交差（直交）する幅方向の一端側）に、検知アーム１２９に回転可能に取り付けた検知コロ１２８が当接されている。支持ユニット４８では、連結プレート４９の一端側（図５では加圧アーム２０１ａを向く側）に検知アーム１２９が配置されている。この検知アーム１２９は、回転軸１３６を中心として揺動可能に配置され、トーションバネ等の付勢部材１３１によって例えば２００ｇｆ程度の力で、図８（ａ）の矢印Ｑ方向に回動付勢されている。

なお、検知コロ１２８、検知アーム１２９及びセンサフラグ１３２等を有する寄り検出機構５９を、外部加熱ベルト１０５の他方の端部（回転方向と交差する幅方向の他端側）に配置し、別の検出器である寄り検出機構として構成することもできる。

検知アーム１２９には、２箇所にスリット（図８（ｂ）参照）が形成された扇状のセンサフラグ１３２が連結されている。センサフラグ１３２は、検知アーム１２９の回動動作に連動して回転可能となるように支持されている。このセンサフラグ１３２に対向するように、フォトインタラプタ１３３，１３４が配置されている。

そして、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１の回転軸方向（長手方向）における手前側（図４の矢印Ｌの方向）に寄ってきた場合は、外部加熱ベルト１０５が検知コロ１２８に対して図８（ａ）の矢印Ｒ方向に力を加える。これにより、検知アーム１２９に対して付勢部材１３１の付勢力を超える力が作用するため、検知アーム１２９が回転軸１３６を中心として、図９（ａ）における矢印Ｓの方向に回動させられる。

すると、この回動動作に連動して、センサフラグ１３２が、図９（ａ）における矢印Ｔの方向に回動させられる。そしてセンサフラグ１３２は、回転軸１３６を中心として両側に配置されたフォトインタラプタ１３３，１３４のうちのフォトインタラプタ１３３の発光・受光部のスリットに進入して遮光する。この遮光時に出力される信号を制御部４０（図１３）が受信することで、制御部４０は、外部加熱ベルト１０５が回転軸方向の手前側（図４の矢印Ｌの方向）に寄っていると判断して、定着装置９に設けられた寄り制御部５４に作動指令を出力する。これにより、寄り制御部５４は、モータコントローラ４１及びモータドライバ４２を介してモータ１２５を、外部加熱ベルト１０５の寄りを抑制する方向に回転駆動する。

一方、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１の回転軸方向における奥側（図４の矢印Ｍの方向）に寄ってきた場合は、外部加熱ベルト１０５が検知コロ１２８から離れる方向に移動する。このため、付勢部材１３１によって矢印Ｑ方向に回動付勢されている検知アーム１２９が、図９（ｂ）における矢印Ｕの方向に回動する。

すると、この回動動作に連動して、フォトインタラプタ１３３を遮光していたセンサフラグ１３２が、図９（ｂ）における矢印Ｖの方向に回転する。そして、フォトインタラプタ１３３が開放した直後に、センサフラグ１３２がフォトインタラプタ１３４の発光・受光部のスリットに進入して遮光する。この遮光時に出力される信号を制御部４０が受信することで、制御部４０は、外部加熱ベルト１０５が回転軸方向の奥側（図４の矢印Ｍの方向）に寄っていると判断して、寄り制御部５４に作動指令を出力する。これにより、寄り制御部５４は、モータコントローラ４１及びモータドライバ４２を介してモータ１２５を、外部加熱ベルト１０５の寄りを抑制する方向に回転駆動する。

［寄り制御機構］
そして、寄り制御機構では、定着ローラ１０１の回転軸方向と、支持ローラ１０３，１０４の回転軸方向とが互いに平行となるように外部加熱ユニット３４（支持ユニット４８）を装着する。この位置をホームポジションとして、セクタギヤ１１８の係合部１１８ａにより保持回動軸２０７ａを支持する。支持ユニット４８がホームポジションに位置していることは、セクタギヤ１１８に取り付けられているフォトインタラプタ１３５（図７参照）に基づいて制御部４０が判定する。

寄り制御機構では、定着ローラ１０１の回転で外部加熱ベルト１０５を従動回転させ、幅方向の手前側・奥側の何れかの方向に寄ってきた際に、外部加熱ベルト１０５の寄る方向とは逆の方向に力が作用するように保持回動軸２０７ａの取付け位置をずらす。本構成では、外部加熱ベルト１０５が片側端部から逆側端部に例えば５ｍｍ移動した際に寄りを検知できるように、フォトインタラプタ１３３，１３４が配置されている。また、外部加熱ベルト１０５の寄りを制御するために回動軸２０３のずらす量は、上記ホームポジションから上流側、下流側ともに例えば２ｍｍとしている。

以上のように本実施形態では、寄り制御機構と寄り検出機構５９とを的確に組み合わせることにより、外部加熱ベルト１０５の寄り制御を円滑にかつ正確に行うことができる。

［外部加熱ベルト構成の制御系］
次に、本実施形態に係る外部加熱ベルト構成の制御系について、図１３を参照して説明する。なお、図１３は、本実施形態に係る外部加熱ベルト構成の制御系を示すブロック図である。

画像形成装置１００の装置本体内には、各動作を統括的に制御するＣＰＵ等の制御部４０が配設されている。この制御部４０には、定着装置９に設けられた寄り制御部５４と、定着装置９の加熱に関する制御を行うヒータ制御部１４０と、が接続されている。制御部４０には、フォトインタラプタ１３３，１３４，１３５と、サーミスタ１２１，１２２，１２３，１２４とが接続されている。

寄り制御部５４にはモータコントローラ４１が接続され、モータコントローラ４１にはモータドライバ４２が接続され、モータドライバ４２にはモータ１２５が接続されている。寄り制御部５４は、外部加熱ユニット３４における支持ユニット４８の定着ローラ１０１に対する姿勢制御を行って、外部加熱ベルト１０５の寄り制御を行う。寄り制御部５４は、寄り検出機構（寄り検出手段）５９による外部加熱ベルト１０５の寄り検知に基づいて回動機構５１を制御する。モータコントローラ４１は、制御部４０からの作動指令に基づく寄り制御部５４からの信号に基づき、モータドライバ４２を介してモータ１２５の駆動を制御する。

ヒータ制御部１４０には、ヒータコントローラ４３が接続されている。このヒータコントローラ４３は、制御部４０からの作動指令に基づくヒータ制御部１４０からの信号に基づき、ヒータドライバ４４を介してハロゲンヒータ１１１，１１２，１１３，１１４をそれぞれＯＮ／ＯＦＦさせる。これにより、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、外部加熱ベルト１０５を所定の目標温度となるように、それぞれ制御する。

また、制御部４０は、寄り制御部５４を介して回動機構５１を制御することにより、外部加熱ベルト（エンドレスベルト）１０５の寄り方向を制御する。

また、本例の外部加熱ユニット（ベルトユニット）３４の交差角を変化させる構成では、後述する背景を理由に、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させる際の外部加熱ユニット３４の回動角度（姿勢）について改善を図っている。

ここで、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させた極初期では外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１との接触圧力が不十分となる傾向にあるが、外部加熱ベルトのその幅方向への寄り力は外部加熱ベルトと定着ローラとの接触圧力に依存する。従って、外部加熱ベルトを定着ローラに当接させた極初期において、片寄った状態にある外部加熱ベルトの寄り方向を寄り検出機構５９の出力に応じて反転させようと外部加熱ユニット３４の交差角を切り替えたとしても、直ぐに反応しない恐れがある。つまり、外部加熱ユニット３４の交差角の切り替えに追従して外部加熱ベルトの寄り方向が直ぐに反転せず、そのまま外部加熱ベルトが寄り切ってしまう恐れがある。このように、外部加熱ベルト１０５が寄り切ってしまうと、外部加熱ベルトの回転を停止（外部加熱ベルトを定着ローラから離間）させねばならなくなり、その後の画像形成を実行することができなくなってしまう。

そこで、本例では、以下に説明するように、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させるときの外部加熱ユニット３４（の支持ユニット４８）の回動角度（外部加熱ベルトを定着ローラから離間させるときのベルトユニットの回動角度）を制限している。

具体的には、制限手段としての制御部４０は、外部加熱ベルト１０５による定着ローラ１０１の加熱（当接）開始前の段階において、以下のように制御する。つまり、定着ローラ１０１の母線方向（軸方向）と外部加熱ベルト１０５の幅方向との交差角が実質的に０°（ほぼ０°）となるように、回動手段としての回動機構５１を制御する。この回動機構５１は、支持ユニット４８を回動させて、定着ローラ１０１の軸方向と外部加熱ベルト１０５の幅方向との交差角（交差角度）を変更する。つまり、外部加熱ベルト１０５が幅方向において所定のゾーン内に留まるように、寄り検出機構５９の出力に応じて基準角度を中心に所定の角度範囲内において外部加熱ユニット３４（の支持ユニット４８）を回動させる。

ところで、交差角度があるとき、２つの支持ローラ１０３，１０４は平行ではなくねじれのある位置関係にある。そのため、交差角度を変化させるとき、支持ローラ１０３，１０４のうちの保持回動軸２０７ａ取り付け側のローラ端部は、定着ローラ１０１に対する位置が定着ローラ１０１の上流あるいは下流へ定着ローラ１０１に沿って移動する。このため、外部加熱ベルト１０５の取り付け側の端部は、定着ローラ１０１からの駆動力のほかに、支持ローラ１０３，１０４の移動による強いねじれ力を受ける。

また、交差角度がある状態での外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１との圧分布は、円柱状のものに交差角がある状態で接触しているため、どうしても端部の圧が弱くなる傾向にある。このため、外部加熱ベルト１０５端部は、定着ローラ１０１端部への熱供給能力が中央部に比べて小さくなり、定着ローラ１０１の端部温度だれが生じ、図１２（ａ）に示すように通紙初期における温度低下が激しい状況においては、定着不良といった課題が発生する。図１２（ａ）は、交差角０．７５°時の定着温度の推移を示すグラフ図であり、実線は端部温度を示し、破線は中央温度を示している。また、図１２（ｂ）は、交差角０．２５°時の定着温度の推移を示すグラフ図である。

端部温度だれは、図１０及び図１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、交差角度θ（図１１参照）の変化量に依存している。温度低下の激しい通紙初期において、交差角θを、０．７５゜から０．２５゜と小さくすることで、図１２（ａ）に示す状況から、図１２（ｂ）に示す状況にして、外部加熱ベルト１０５の端部温度だれを可及的に回避することができる。通紙初期に交差角度θの変化量を小さくするには、外部加熱ベルト１０５による定着ローラ１０１の加熱開始前の段階、即ち、ジョブ開始前の前回転動作時における制御で解決することができる。なお、図１０は、交差角と温度だれの依存性を示すグラフ図であり、横軸に、定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５との交差角をとり、縦軸に、端部の温度低下をとっている。

部品交差のバラツキを含め、寄り制御時の交差角θが平行位置に対してθ＝０．３０°以上が好ましく、本実施形態では、寄り制御時の交差角θを０．７５°としている。また、ホームポジションでは同様に、交差バラツキを含めても、実質θ＝０．２５°以下に抑えることができるため、この範囲において十分効果を得ることができる。このように本実施形態では、０．２５°以下の交差角θを、実質的に０°の交差角θとして規定している。

［交差角制御シーケンス］
次に、図１３、図１４及び図１５を参照して本実施形態の動作について説明する。なお、図１４及び図１５は、本実施形態に係る定着装置９のジョブ動作を説明するためのフローチャート図である。画像形成ジョブ開始前の前回転動作時に外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１との交差角を制御するための交差角制御シーケンスは、制御部（コントローラ）４０が後述のように各種機器の動作を制御することで実行される。

即ち、ステップＳ１で画像形成ジョブが開始されると、ヒータ制御部１４０が、サーミスタ１２１〜１２４からの検知信号に基づく制御部４０からの作動指令を受ける。このヒータ制御部１４０は、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、支持ローラ１０３，１０４を夫々加熱するためにハロゲンヒータ１１１〜１１４に夫々通電する。これにより、各ローラ１０１，１０２，１０３，１０４の温度がそれぞれ調整開始される。

ステップＳ２において、外部加熱ユニット３４の支持ユニット４８の取付け位置（つまり、セクタギヤ（ウォームギヤ）１１８の回動位置）をホームポジションとするために、モータ１２５を回転駆動する。この際、制御部４０は、カム部材２０５等から成る移動手段により、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から離間させた状態で、外部加熱ベルトを定着ローラ１０１に接触させる前に回動機構５１を制御して交差角を実質的に０°にするように制御する。制御部４０は、フォトインタラプタ１３５の検知に基づいて、支持ユニット４８の定着ローラ１０１に対する位置を検出する。

引き続き、ステップＳ３において、加圧ローラ１０２を不図示の加圧手段により定着ローラ１０１に当接させた後、カム部材２０５を不図示の駆動源により回転させ、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させる（ステップＳ４）。そして、定着ローラ１０１を駆動機構Ｍによって、スタンバイ速度から通紙速度に回転（等速回転）させ（ステップＳ５）、外部加熱ベルト１０５を従動回転させる。

そして、外部加熱ベルト１０５が従動回転することで、ユニット手前側（図４の矢印Ｌの方向）に寄ってきた場合は、外部加熱ベルト１０５の一端側に当接した検知コロ１２８が押される。これにより、センサフラグ１３２が揺動して、フォトインタラプタ１３３を遮光する。このため、制御部４０の作動指令に基づく寄り制御部５４は、回動機構５１を制御して、外部加熱ベルト１０５を奥側（図４の矢印Ｍの方向）に寄らせる方向にモータ１２５を回転駆動する。

また、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に従動して回転することで、ユニット奥側（図４の矢印Ｍの方向）に寄ってきた場合は、検知コロ１２８が付勢部材１３１の付勢力によって外部加熱ベルト１０５に追随して回動する。これにより、センサフラグ１３２が揺動して、フォトインタラプタ１３４を遮光する。このため、制御部４０の作動指令に基づく寄り制御部５４は、回動機構５１を制御して、外部加熱ベルト１０５を手前側（図４の矢印Ｌの方向）に寄らせる方向にモータ１２５を回転駆動する。

制御部４０は、ステップＳ６において画像形成ジョブが終了するまで、外部加熱ベルト１０５に対する寄り制御を実行する。

そして、画像形成ジョブが終了すると（ステップＳ６：YES）、制御部４０は、加圧ローラ１０２を定着ローラ１０１から退避（離間）させる（ステップＳ７）。

その後、制御部４０は、外部加熱ベルト１０５の長手方向位置を中央位置に移動させるため、寄り制御を行っていた際の寄り時間に基づいてベルト中央位置を算出し、その位置になるまで外部加熱ベルト１０５を従動回転させる（ステップＳ８）。制御部４０は、画像形成ジョブの終了後に、外部加熱ベルト１０５の寄り方向が中央部に位置したことを寄り検出機構５９が検出したときに寄り方向の制御を停止する。

引き続き、制御部４０は、カム部材２０５を駆動機構Ｍによって回転させ、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から退避させる（ステップＳ９）。このように制御部４０は、外部加熱ベルト１０５の寄り方向位置が中央部に位置したことを寄り検出機構５９が検出したときに、加圧フレーム２０１、加圧部２０４及びカム部材２０５を介して外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から離間させる。また、制限手段としての制御部４０は、外部加熱ユニット３４の回動角度が設定角度範囲内にあるとき、カム部材２０５等を介して外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から離間させるように制御することができる。

そして、ステップＳ１０において、定着ローラ１０１の回転速度をスタンバイ時の低速回転にするため、低速モードへと移行する。

画像形成ジョブ前のモータ動作のタイミングは、感光ドラム３ｃに対するイエロートナー像の書き出しタイミングを基準として、所定時間後に動作させる。

次に、ＪＡＭ（ジャム）時やエラー時などの緊急停止時の動作について、図１５のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ２１において復帰命令を受けると、制御部４０は、ステップＳ２２で外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から退避させ、ステップＳ２３で加圧ローラ１０２を定着ローラ１０１から退避させる。

次に、ステップＳ２４において、定着ローラ１０１のクリーニングモードを開始し、定着ローラ１０１の汚れを清掃するクリーニング動作を実行する。このクリーニングは不図示のウェブペーパーを用いて行う。

クリーニング動作が終了すると（ステップＳ２５：YES）、制御部４０は、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させ（ステップＳ２６）、外部加熱ベルト１０５を従動回転させながら中央位置に移動させる（ステップＳ２７）。

制御部４０は、外部加熱ベルト１０５の長手方向位置が中央へ移動したと判断すると（ステップＳ２７：YES）、ステップＳ２８で、カム部材２０５を駆動機構Ｍにより回転させ、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から退避させ、スタンバイ復帰とする。

以上のように、画像形成ジョブ終了後や緊急停止復帰時に外部加熱ベルト１０５の位置を長手方向中央に移動させることで、外部加熱ベルト１０５の寄り検出時間を安定的に延ばすことができ、効果を最大限持続させることができる。

本実施形態におけるベルト中央位置とは、外部加熱ベルト１０５の幅方向中央部が定着ローラ１０１長手中央から誤差０．５ｍｍ以内に収まる位置を意味する。本実施形態では、交差角ホームポジション時における寄り速度の最初の寄り検出時間を、通紙初期の定着ローラ１０１の表面温度の温度低下最大となる時間（最下点）よりも長く設定している。ただし、最下点よりも短い場合においても、温度低下を抑えることが可能となるので、効果は十分期待できる。

以上のように、本実施形態では、制御部４０が、外部加熱ベルト１０５による定着ローラ１０１の加熱開始前の段階において、定着ローラ１０１の軸方向と外部加熱ベルト１０５の幅方向との交差角が実質的に０°となるように回動機構５１を制御できる。これにより、外部加熱ベルト１０５の定着ローラ１０１に対する交差角を、画像形成の開始前に平行状態に戻して、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の接触圧力が不安定な状態でも寄り速度への影響を少なくすることができる。従って、外部加熱ベルト１０５のオーバーランを抑制することができる。また同時に定着ローラ１０１の全体を安定して加熱できるので、通紙初期の端部温度低下（端部温度だれ）による定着不良の発生を防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。

９…画像加熱装置（定着装置）、３４…ベルトユニット（外部加熱ユニット）、４０…制限手段（制御部）、５１…回動手段（回動機構）、５９…検出手段（寄り検出機構）、１０１…第１の回転体（定着ローラ）、１０２…第２の回転体（加圧ローラ）、１０３，１０４…支持手段，ローラ（支持ローラ）、１０５…エンドレスベルト（外部加熱ベルト）、２０１，２０４，２０５…移動手段（加圧フレーム，加圧部，カム部材）、Ｋ…トナー像（未定着トナー像）、Ｎ…ニップ部（定着ニップ部）、Ｐ…シート（記録材）、Ｘ…第１の回転体の母線方向（定着ローラの軸方向）、Ｙ…エンドレスベルトの幅方向（外部加熱ベルトの幅方向）

Claims

シート上のトナー像をその間のニップ部において加熱する第１及び第２の回転体と、
前記第１の回転体の外面に接触して加熱するエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトを回転可能に支持する支持手段と、を備えたベルトユニットと、
前記エンドレスベルトの幅方向における位置を検出する検出手段と、
前記エンドレスベルトが幅方向において所定のゾーン内に留まるように、前記検出手段の出力に応じて基準角度を中心に所定の角度範囲内において前記ベルトユニットを回動させる回動手段と、
前記エンドレスベルトが前記第１の回転体に対し接離するように前記ベルトユニットを移動させる移動手段と、
前記エンドレスベルトを前記第１の回転体に当接させるときの前記ベルトユニットの回動角度を、前記基準角度を含み前記所定の角度範囲よりも狭い設定角度範囲内の回動角度に制限する制限手段と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
前記エンドレスベルトは前記第１の回転体の回転に伴い従動回転するように構成されており、前記制限手段は前記ベルトユニットの回動角度が前記設定角度範囲内にあるとき前記エンドレスベルトを前記第１の回転体から離間させることを特徴とする請求項１の画像加熱装置。
前記設定角度範囲は前記基準角度に±０．２５°であることを特徴とする請求項１又は２の画像加熱装置。
前記支持手段は前記エンドレスベルトを回転可能に支持するとともに前記エンドレスベルトを前記第１の回転体に向けて押圧するローラを有し、前記回動手段は前記ローラの軸線方向が前記第１の回転体の母線方向と実質平行となるときの前記ベルトユニットの回動角度を前記基準角度として前記ベルトユニットを回動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。