JP5072579B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等に設けられた誘導加熱方式の定着装置に関する。

一般に画像形成装置においては、シート上に転写されたトナー像のトナーを熱によって融解してシートに定着させるための定着装置が備えられている。定着装置としては、近年では薄肉金属の回転体（ベルト）を誘導加熱により発熱させる電磁誘導加熱方式が多く用いられるようになってきた。

しかしながら、定着装置にベルト状の回転体を用いた場合、ベルトの回転中に各部に加えられる力を均一にするのが困難であり、回転中にベルトが片側に寄ってしまう問題がある。この問題に対し、ベルト状の回転体の片寄り（以下、「寄り」と称す）を検知する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図１６は、従来のベルト状の回転体の寄りを検知する構成を示す図である。この図において、定着装置はベルト７２、ローラ軸７３、７４、及び寄り検知装置９０ａ、９０ｂを備える。

図１７は、ベルト７２と寄り検知装置９０ａ、９０ｂの構成を示す図である。寄り検知装置９０ａは、アクチュエータ９１ａとフォトインタラプタ９２ａから構成され、アクチュエータ９１ａは、軸９３ａを中心に回転可能な構成になっている。

ベルト７２が定位置にある場合、アクチュエータ９１ａに取り付けられた遮蔽板がフォトインタラプタ９２ａを遮光していない状態にある。なお、寄り検知装置９０ｂも９０ａと同様の構成になっている。

ベルト７２がＡ方向に寄って来てアクチュエータ９１ａに接触すると、アクチュエータ９１ａは、軸９０ａを中心に、矢印９４ａ方向へと回転し始める。そして、ベルト７２がさらにＡ方向に移動すると、遮蔽板がフォトインタラプタ９２ａを遮光することによりベルトの寄りが検知される。

ベルト７２がＡ側に寄ったことが検知されると、図１６おいて、ローラ軸７３の７３ｂ側を基準にして、７３ａ側を矢印Ｃ方向に傾けることで、ベルト７２をＢ方向に移動させる制御を行っている。このように、ベルト７２の寄りをフォトインタラプタ９２ａ、９２ｂで検知し、その検知結果に基づいてベルト７２の寄りを補正している。
特開平９−１２１７３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、定着装置内のベルト７２は高温であるためフォトインタラプタ９２ａ、９２ｂをベルト７２近傍で使用することができない。このため、ベルト７２の寄りをアクチュエータ９１ａ、９１ｂの回転運動に変化させ、その回転運動をフォトインタラプタ９２ａ、９２ｂを用いて検知することとなり、装置が大型化しまう問題がある。

また、ベルト７２の端部がアクチュエータ９１ａ、９１ｂに接触することにより、ベルト７２とアクチュエータ９１ａ、９１ｂとの間の摩擦によりベルト７２の端部が損傷してしまうという問題もある。

そこで、本発明は、定着装置内のベルトの寄りを検知するにあたり、装置を小型化できるとともに、ベルトの端部の損傷を防止することができる定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、シート上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置であって、電流が流れることにより磁束を発生させるコイルと、前記コイルにより発生された磁束により発熱する回転ベルトと、回転ベルトの幅方向の位置を補正する補正手段と、前記回転ベルトを挟んで前記コイルと対向した位置に配置され、前記回転ベルトにより遮蔽されずに漏れてきた磁束の大きさを検知する磁束検知手段と、前記磁束検知手段により検知された磁束の大きさに基づき、前記補正手段により前記回転ベルトの幅方向の位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、シートにトナー像を転写する転写手段と、前記転写手段によりシート上に転写されたトナー像を加熱定着する上記の定着装置と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、定着装置内のベルトの寄りを検知するにあたり、装置を小型化できるとともに、ベルトの端部の損傷を防止することができる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

（第一の実施形態）
本発明の第一の実施形態に係る定着装置について図面を参照して説明する。前述の従来技術と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る画像形成装置の概要を説明する図である。本実施形態に係る定着装置は、電子写真プロセスを用いたタンデム方式のカラー画像形成装置に設けられている。

１次帯電部２ａ〜２ｄによって感光体１ａ〜１ｄが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光部３ａ〜３ｄによってなされることにより、感光体１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成される。その後、現像部４ａ〜４ｄによってトナー像が現像され、４個の感光体１ａ〜１ｄ上のトナー像は１次転写部５３ａ〜５３ｄによって中間転写ベルト５１に多重転写され、更に２次転写部５６及び５７によってシートＰに転写される。

感光体１ａ〜１ｄ上に残った転写残トナーはクリーナ６ａ〜６ｄによって、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ５５によって回収される。シートＰに転写されたトナー像は、定着装置７によって熱と圧力を加えられることにより加熱定着される。定着装置７は、電磁誘導加熱方式を用いた構成になっている。

図２は、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置７の構成図である。導電性発熱体を含む回転ベルト（以下、単にベルトと称す）７２及び７５は、金属製のローラ軸７３、７４、７６、及び７７の回転により周回している。また、導電性発熱体７２に対向してコイル７１がコイルホルダ７０内に配置され、図示しない電源装置によりコイル７１に交流電流を流して磁場を発生させることで、ベルト７２の導電性発熱体および軸７３が自己発熱する。

磁気センサ８０ａ、８０ｂは、ベルト７２を挟んでコイル７１と対向した位置に配置され、コイル７１で発生した磁場のうち、ベルト７２により遮蔽されず磁気センサ８０ａ、８０ｂまで漏れてきた漏れ磁束を検知する。

第１の磁気センサ８０ａは、ベルト７２の幅方向の一方の端部（装置手前側端部）に対向する位置に配置され、第２の磁気センサ８０ｂは、ベルト７２の幅方向の他方の端部（装置奥側端部）に対向する位置に配置される。これらの磁気センサは、フォトインタラプタ等のセンサと比較し耐熱性に優れており、ベルト７２の近傍に配置することが可能である。

磁気センサ８０ａ、８０ｂは、検知した磁束の大きさと磁束の向きの変化に併せて、磁束の大きさに比例した交流信号を出力したり、またその交流信号を実効値に変換して出力したりしている。

図３は、図２を矢印Ａ１方向から見た図である。この図は、磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係を示している。磁気センサ８０ａが画像形成装置の手前側、磁気センサ８０ｂが画像形成装置の奥側に設けられている。位置関係を解りやすくするために、図３のように記載したが、実際の磁気センサ８０ａ、８０ｂは図２に示すようにベルト７２の下方に設けられている。

図４は、ベルト７２、コイル７１、及び磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係を示す図である。なお、コイル７１の端部には、端子７１ａ、７１ｂが設けられている。

コイル７１は、数ターンから十数ターン程度のターン数を有しており、両端のコーナー部を除き少し余裕を持った状態でベルト７２が配置されている。少し余裕を持たせているのは、コイル７１の両端部のコーナー付近は他の部分と比較して磁束密度が低いため、両端部まで使用すると、ベルト７２の発熱にむらができてしまうからである。また、ベルト７２が図中矢印Ａ、Ｂ方向へ寄ってしまうことを考慮して、多少の寄りの場合でもベルトの端がコイル７１の端部に達しないようにするためである。

なお、磁気センサ８０ａ、８０ｂは、ベルト７２が定位置にある場合に、ベルト端部のそれぞれが磁気センサ８０ａ、８０ｂの中央部に位置するように配置されている。

図５は、ベルト７２と磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係による特性を示す図である。この図を用いて、電源装置よりコイル７１にある所定の電流（電力）が供給されている状態での、各磁気センサ８０ａ、８０ｂの出力の大きさとベルト７２の位置関係について説明する。

この図において、横軸はベルト７２の位置を示しており、縦軸は磁気センサの出力、つまり漏れ磁束の大きさを示している。なお、Ｍ１１は磁気センサ８０ａが検知した漏れ磁束であり、Ｍ２１は磁気センサ８０ｂが検知した漏れ磁束である。

ベルト７２の定位置（センター位置）に対しベルト端部のそれぞれが磁気センサ８０ａ、８０ｂの中央部に位置するように配置されている場合、定位置状態で各磁気センサ８０ａ、８０ｂが検知する漏れ磁束の大きさはほぼ等しくなる。すなわち、図５において、Ｍ１１とＭ２１が交わる位置がセンター位置である。

そして、ベルト７２が図４中の矢印Ａ方向へ寄った場合、磁気センサ８０ａ側はベルト７２により遮蔽される磁束が増え漏れ磁束が減少するのに対し、磁気センサ８０ｂ側は漏れ磁束が増加する。逆に、ベルト７２が図４中の矢印Ｂ方向へ寄った場合、磁気センサ８０ａ側は漏れ磁束が増加するのに対し、磁気センサ８０ｂ側はベルト７２により遮蔽される磁束が増え漏れ磁束が減少する。

つまり、ベルト７２が定位置（センター位置）からずれることにより、磁気センサ８０ａ、８０ｂが検知する漏れ磁束は、それぞれ増減しバランスが崩れてしまう。そこで、磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知結果に応じてベルト７２の位置を補正することでベルトが所定量以上どちらかに寄ることを防止する。

図６は、画像形成装置の制御ブロック図である。ＣＰＵ１００は装置全体の制御を司る制御回路であり、ＲＯＭ１０１及びＲＡＭ１０２と接続されている。ＲＯＭ１０１は、ＣＰＵ１００により実行されるプログラムを記憶している。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００が制御動作を実行する際に用いられるメモリである。

ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａ、８０ｂからの入力に基づき、モータドライバ１０３に信号を出力してモータ７８ａを制御する。モータ７８ａは、ローラ軸７３を移動させるためのモータであるが、詳細は後述する。なお、電流検知センサ８１は、コイル７１に流れる電流を検知するためのセンサである。

図７は、第１の実施形態におけるベルト７２の寄り補正制御を表すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムはＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１からこのプログラムを読み出して実行する。

ベルト７２が回転している間は、常に図７のフローチャートに示されるベルト７２の寄り補正制御が行われている。つまり、ベルト７２の回転開始と同時に図７のフローチャートはスタートする。

まず、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａの検知値Ｍ１１を確認する（Ｓ７０１）。次に、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ｂの検知値Ｍ２１を確認する（Ｓ７０２）。そして、ＣＰＵ１００は、検知値Ｍ１１と検知値Ｍ２１が等しいかどうかを判断する（Ｓ７０３）。ステップＳ７０３においては、所定の範囲内を等しいとする。ここで所定の範囲をコイル７１に供給される電流（電力）に応じた範囲とすることで、より精度の高い位置制御が可能となる。

ステップＳ７０３において、検知値Ｍ１１と検知値Ｍ２１が等しい場合は、ステップＳ７０１に戻る。一方、検知値Ｍ１１と検知値Ｍ２１が等しく無い場合は、ＣＰＵ１００は、検知値Ｍ１１が検知値Ｍ２１より大きいかどうかを判断する（Ｓ７０４）。

検知値Ｍ１１が検知値Ｍ２１より大きい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト７２の幅方向の位置を補正する補正手段としてのベルト位置補正装置７８により、ベルト７２をＡ側に移動させる（Ｓ７０５）。一方、検知値Ｍ１１が検知値Ｍ２１より小さい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト位置補正装置７８によりベルト７２をＢ側に移動させる（Ｓ７０６）。

図８は、ベルト７２の位置補正の一例を示す図である。ベルト位置補正装置７８は、モータ７８ａ、ギア７８ｂ、位置調整ギア７８ｃから構成されている。

ローラ軸７３は、端部７３ｂ側が固定されており、モータ７８ａを矢印Ｅ側に回転させると、位置調整ギア７８ｃが矢印Ｃ側に移動し、ローラ軸７３の端部７３ａ側がローラ軸７４から遠ざかる。一方、モータ７８ａを矢印Ｆ側に回転させると、位置調整ギア７８ｃが矢印Ｄ側に移動し、ローラ軸７３の端部７３ａ側がローラ軸７４に近づく。つまり、ベルト位置補正装置７８は、ローラ軸７３の端部７３ａ側を移動させることでベルト７２の位置を補正する。

例えば、検知値Ｍ１１の方が検知値Ｍ２１よりも大きい場合、つまり、磁気センサ８０ａ側の方が磁気センサ８０ａ側よりも磁束が多く漏れている場合は、ベルト７２が図８中のＢ側に寄っていることになる。この場合、モータドライバ１０３がモータ７８ａを矢印Ｆ方向に回転させることでギア７８ｂを回転させ、その結果、位置調整ギア７８ｃが矢印Ｄ方向に移動する。これにより、ローラ軸７３の端部７３ａ側はローラ軸７４との距離が近づくこととなり、ベルト７２がＡ方向に移動を開始する。

逆に、検知値Ｍ１１の方が検知値Ｍ２１よりも小さい場合、ベルト７２がＡ側に寄っていることになる。この場合、ベルト７２を矢印Ｂ方向に移動させるためにベルト位置補正装置７８が制御される。この場合、モータドライバ１０３がモータ７８ａを矢印Ｅ方向に回転させることでギア７８ｂを回転させ、その結果、位置調整ギア７８ｃが矢印Ｃ方向に移動する。これにより、ローラ軸７３の端部７３ａ側はローラ軸７４との距離が遠ざかることとなり、ベルト７２がＢ方向に移動を開始する。

ここで、検知値Ｍ１１と検知値Ｍ２１の差分量に応じて、差分量が小さい場合はローラ軸７３の移動量を小さく、差分量が大きい場合はローラ軸７３の移動量を大きく制御することで、より早く、かつ安定したベルト位置の補正が可能となる。つまり、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａ、８０ｂにより検知された磁束の大きさの差に基づき、ベルト７２の位置の補正量を変化させる。

図７に戻り、ステップＳ７０５又はＳ７０６でベルト７２の移動制御が行われた後、ＣＰＵ１００は、ベルト７２の寄り制御モードが終了したかどうか、すなわちベルト７２が停止したかどうかを判断する（Ｓ７０７）。ベルト７２がまだ回転中の場合はＳ７０１へ戻り、ＣＰＵ１００は、再度磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知結果に基づきベルト７２の位置の補正を行う。そして、ＣＰＵ１００は、上記の動作をベルト７２が回転している間継続することで、常にベルト７２を所定の位置（センター位置）に制御することが可能となる。ステップＳ７０７において、ベルトが停止したと判断された場合、ＣＰＵ１００は、ベルトの寄り補正制御を終了する。

このように、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａ、８０ｂにより検知された磁束の大きさに基づき、ベルト７２の回転方向と交差する方向（幅方向）の位置を制御する。

通常、定着装置７にはベルト７２の表面温度を検知するための温度検知センサ（不図示）が設けられ、その温度が常に一定となるように電源装置（不図示）からコイル７１に供給される電流（電力）が制御される。つまり、使用する用紙の種類やサイズ、定着装置７の稼働状況により電源装置からコイル７１へ供給される電流（電力）は変化する。

その場合においても、図４に示されるように磁気センサ８０ａ、８０ｂがベルト７２の両端の等しい位置に配置されていれば、ベルト７２がセンター位置にある場合、磁気センサ８０ａ、８０ｂが検知する漏れ磁束の大きさは常に等しくなる。磁気センサ８０ａ、８０ｂが検知する漏れ磁束の大きさは、電源装置からコイル７１へ供給される電流（電力）に比例して大きくなる。

また、上述したように、磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知磁束が所定の範囲内であれば、ベルト７２がセンター位置にあると判断されるが、この所定の範囲をコイル７１に供給される電流（電力）に応じて変化させることでより精度の高い位置制御が可能となる。

本実施形態では、ベルト７２の両端部でコイル７１と対向した位置に磁気センサ８０ａ、８０ｂを配置し、コイル７１から発せられた磁束のうち、ベルト７２で遮蔽されずに漏れた磁束を磁気センサ８０ａ、８０ｂで検知する構成をとっている。この構成により、ベルト７２の近傍でかつアクチュエータ等の機械構成を必要としない簡単な構成でベルト７２の寄りを検知できることから、装置を小型化できる。また、アクチュエータ等の機械構成を不要にすることで、ベルトの端部の損傷を防止することもできる。

（第二の実施形態）
本発明の第二の実施形態に係る定着装置について図面を参照して説明する。本実施形態において、前述の従来技術及び実施形態１と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

第二の実施形態は、ベルト７２のセンター位置とコイル７１、磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係に対し、取り付け精度を要求しない場合の実施形態である。

第一の実施形態で説明した、磁気センサ８０ａと８０ｂの検知値が常に等しくなるような制御を行う場合、図４で説明した、ベルト７２のセンター位置、コイル７１、磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係に対し取り付け精度が要求される。これは、それぞれの取り付け誤差により、ベルト７２がセンター位置にある場合に、磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知値に誤差が発生してしまうためである。

実際には、上記取り付け精度等によりベルト７２がセンター位置で磁気センサ８０ａ、８０ｂの出力を同一にするのは困難である。そこで、第二の実施形態に係る定着装置は、ベルト７２、コイル７１、磁気センサ８０ａ、８０ｂの取り付け誤差を補正するものである。

図９は、磁気センサ８０ｂの取り付けに誤差が生じた場合の、ベルト７２のセンター位置とコイル７１、磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係の例を示す図である。この図では、磁気センサ８０ｂは所定の位置よりも磁気センサ８０ａ側にずれた状態で取り付けられている。

図１０は、磁気センサ８０ｂの取り付けに誤差が生じた場合の、ベルト７２の位置と各磁気センサ８０ａ、８０ｂの出力の大きさとの関係を示す図である。この図において、横軸はベルト７２の位置を示しており、縦軸は各磁気センサ８０ａ、８０ｂの出力、つまり漏れ磁束の大きさを示している。

図９の位置関係でベルト７２がセンター位置にあると仮定すると、図１０のように、磁気センサ８０ａが検知した漏れ磁束の検知値Ｍ１２は８ａ、磁気センサ８０ｂが検知した漏れ磁束の検知値Ｍ２２は８ｂとなる。すなわち、磁気センサ８０ａの方がより大きな漏れ磁束を検知している。

そして、ベルト７２が図９中の矢印Ａ方向に移動すると、その移動量に応じて、磁気センサ８０ａの検知値Ｍ１２は減少し、磁気センサ８０ｂの検知値Ｍ２２は増加する。この例では、ある量だけＡ側にずれたところに磁気センサ８０ａ、８０ｂの出力が等しくなるポイントがあるが、その状態を維持するように制御すると、常にベルト７２が所定量ずれた位置を保つ制御になってしまう。

図９の位置関係の場合において、ベルト７２をセンター位置に保つためには、図１０において、磁気センサ８０ａの検知値Ｍ１２が８ａ、磁気センサ８０ｂの検知値Ｍ２２が８ｂの状態を保つ必要がある。

また、通常、定着装置７にはベルト７２の表面温度を検知するための温度検知センサ（不図示）が設けられ、その温度が常に一定となるように電源装置（不図示）からコイル７１に供給される電流（電力）が制御される。つまり、使用する用紙の種類やサイズ、定着装置７の稼働状況により電源装置からコイル７１へ供給される電流（電力）は変化する。

よって、図９の位置関係の場合は、電源装置からコイル７１へ供給される電流（電力）の大きさが変化しても、
Ｍ１２：Ｍ２２＝８ａ：８ｂ ・・・・（１）
の関係を維持すればベルト７２は常にセンター位置に維持できることになる。

また、
Ｍ２２／Ｍ１２＝８ｂ／８ａ＝Ｋ２２ ・・・・（２）
とすれば、
Ｍ２２＝Ｋ２２×Ｍ１２ ・・・・（３）
の関係を維持することで、ベルト７２は常にセンター位置に維持できることになる。

図１１は、係数Ｋ２２（＝Ｍ２２／Ｍ１２）の決定方法を示すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムはＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１からこのプログラムを読み出して実行する。

このＫ２２の演算フローチャートは、ベルト７２がセンター位置にあることを目視等により確認されてから実行される。例えば、工場での組み立て時にベルト７２を所定位置（センター位置）に配置した状態で実行される。

まず、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａの検知値Ｍ１２を確認する（Ｓ１１０１）。次に、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ｂの検知値Ｍ２２を確認する（９５０２）。そして、ＣＰＵ１００は、Ｋ２２（＝Ｍ２２／Ｍ１２）を算出し（Ｓ１１０３）、その値を目標値としてＲＡＭ１０２に記憶する（Ｓ１１０４）。これにより、ベルト７２がセンター位置にある場合の磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知値の比が確認される。

図１２は、第二の実施形態におけるベルト７２の寄り補正制御を表すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムはＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１からこのプログラムを読み出して実行する。

ベルト７２が回転している間は、常に図１２のフローチャートに示されるベルト７２の寄り補正制御が行われている。つまり、ベルト７２の回転開始と同時に図１２のフローチャートはスタートする。

まず、ＣＰＵ１００は、図１１のフローチャートで算出したＫ２２（＝Ｍ２２／Ｍ１２）を目標値としてＲＡＭ１０２から読み出す（Ｓ１２０１）。次に、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａの検知値Ｍ１２を確認し（Ｓ１２０２）、磁気センサ８０ｂの検知値Ｍ２２を確認する（Ｓ１２０３）。そして、ＣＰＵ１００は、Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２に等しいかどうかを判断する（Ｓ１２０４）。ステップＳ１２０４においては、所定の範囲内を等しいとする。ここで所定の範囲をコイル７１に供給される電流（電力）に応じて変化させることで、より精度の高い位置制御が可能となる。

ステップＳ１２０４において、Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２に等しい場合は、ステップＳ１２０２に戻る。一方、Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２に等しくない場合は、ＣＰＵ１００は、Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２より大きいかどうかを判断する（Ｓ１２０５）。

Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２より大きい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト位置補正装置７８によりベルト７２をＡ側に移動させる（Ｓ１２０６）。一方、Ｍ１２×Ｋ２２の値がＭ２２より小さい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト位置補正装置７８によりベルト７２をＢ側に移動させる（Ｓ１２０７）。

なお、ベルト７２の位置補正のやり方は第一の実施形態の図８と同様である。ここで、Ｍ１２×Ｋ２２とＭ２２の差分量に応じて、差分量が小さい場合はローラ軸７３の移動量を小さく、差分量が大きい場合はローラ軸７３の移動量を大きく制御することで、より早く、かつ安定したベルト位置の補正が可能となる。

ステップＳ１２０６又はＳ１２０７でベルト７２の移動制御が行われた後、ＣＰＵ１００は、ベルト７２の寄り制御モードが終了したかどうか、すなわちベルト７２が停止したかどうかを判断する（Ｓ１２０８）。ベルト７２がまだ回転中の場合はＳ１２０２へ戻り、ＣＰＵ１００は、再度磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知結果に基づきベルト７２の位置の補正を行う。そして、ＣＰＵ１００は、上記の動作をベルト７２が回転している間継続することで、常にベルト７２を所定の位置（センター位置）に制御することが可能となる。ステップＳ１２０８において、ベルトが停止したと判断された場合、ＣＰＵ１００は、ベルトの寄り補正制御を終了する。

以上のように、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ａ、８０ｂにより検知された磁束の大きさの比が所定の範囲内となるようにベルト７２の位置を補正する。

通常、定着装置７にはベルト７２の表面温度を検知するための温度検知センサ（不図示）が設けられ、その温度が常に一定となるように電源装置（不図示）からコイル７１に供給される電流（電力）が制御される。つまり、使用する用紙の種類やサイズ、定着装置７の稼働状況により電源装置からコイル７１へ供給される電流（電力）は変化する。

その場合においても、磁気センサ８０ａ、８０ｂの検知磁束値の比が、ベルト７２がセンター位置にある状態での検知磁束値の比と等しくなるように保たれていれば、ベルト７２をセンター位置に維持することが可能となる。

また、上述したように、Ｍ１２×Ｋ２２の値とＭ２２の値が所定の範囲内であれば、ベルト７２がセンター位置にあると判断されるが、この所定の範囲をコイル７１に供給される電流（電力）に応じて変化させることでより精度の高い位置制御が可能となる。

本実施形態では、磁気センサ８０ａ、８０ｂの取り付け精度が悪く、ベルト７２がセンター位置にある場合で磁気センサ８０ａ、８０ｂの磁束検知値が同一にならない場合でも、ベルト７２を常にセンター位置近傍に維持することが可能となる。

（第三の実施形態）
本発明の第三の実施形態に係る定着装置について図面を参照して説明する。本実施形態において、前述の従来技術、実施形態１、及び実施形態２と同一ないし相当する部材には同一符号を付し、その説明は省略するものとする。

第三の実施形態は、磁気センサ８０ｃが１つの場合の実施形態である。第一の実施形態で説明した、磁気センサ８０ａと８０ｂの検知値が常に等しくなるような制御を行う場合、図４で説明した、ベルト７２のセンター位置、コイル７１、磁気センサ８０ａ、８０ｂの位置関係に対し取り付け精度が要求される。さらに、ベルト７２がセンター位置にある場合のコイル７１に流れる電流（電力）と磁気センサ８０ｃにより検知される漏れ磁束の関係が予め解っている場合は、磁気センサ８０が１ヶでもベルト７２の位置を検知することが可能である。

図１３は、磁気センサが１つの場合の、ベルト７２のセンター位置とコイル７１、磁気センサ８０ｃの位置関係を示す図である。磁気センサ８０ｃは、ベルト７２の一端にのみ配置されている。

図１４は、ベルト７２がセンター位置にある場合のコイル７１に流した電流と磁気センサ８０ｃが検知する漏れ磁束の関係を示す図である。

本実施形態では、予め図１４に示すような、ベルト７２がセンター位置にある場合のコイル７１に流した電流と漏れ磁束の関係をＲＡＭ１０２に記憶している。この関係を規格値とすると、磁気センサ８０ｃが検知する漏れ磁束が規格値に対し大きいか小さいかでベルト７２がどちらの方向に移動しているか判断することが可能である。

具体的には、図１３においてベルト７２がＡ方向にずれると磁気センサ８０ｃが検知する漏れ磁束は減少し規格値を下回る。一方で、ベルト７２がＢ方向にずれると磁気センサ８０ｃが検知する漏れ磁束は増大し規格値を上回る。そして磁気センサ８０ｃの検知結果に基づきベルト位置を補正することで、磁気センサ８０ｃ一つでベルト位置をセンター位置に保つことが可能となる。

図１５は、第三の実施形態におけるベルト７２の寄り補正制御を表すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムはＲＯＭ１０１に記憶されており、ＣＰＵ１００がＲＯＭ１０１からこのプログラムを読み出して実行する。

ベルト７２が回転している間は、常に図１５のフローチャートに示されるベルト７２の寄り補正制御が行われている。つまり、ベルト７２の回転開始と同時に図１５のフローチャートはスタートする。

まず、ＣＰＵ１００は、コイル７１に供給される電流Ｉ１３（又は電力Ｐ１３）を確認する（Ｓ１５０１）。電流Ｉ１３は、電流検知センサ８１の検知結果により得られる。また、電力Ｐ１３は、コイル７１への電流の供給を制御しているＣＰＵ１００における電力指示値から得られる。

次に、ＣＰＵ１００は、Ｓ１５０１で確認したコイル７１に供給される電流Ｉ１３（又は電力Ｐ１３）に対する漏れ磁束の規格値ＳＴ１３を決定する（Ｓ１５０２）。具体的には、コイル７１に供給される電流Ｉ１３（又は電力Ｐ１３）と漏れ磁束の関係を示す演算式又はＬＵＴ（ルックアップテーブル）等が予めＲＡＭ１０２に記憶されている。そして、ＣＰＵ１００は、Ｓ１５０１での確認結果とＲＡＭ１０２に記憶された情報から、規格値ＳＴ１３を決定する。

次に、ＣＰＵ１００は、磁気センサ８０ｃの検知値Ｍ３３を確認する（Ｓ１５０３）。そして、ＣＰＵ１００は、検知値Ｍ３３と規格値ＳＴ１３とが等しいかどうかを判断する（Ｓ１５０４）。ステップＳ１５０３においては、所定の範囲内を等しいとする。ここで所定の範囲をコイル７１に供給される電流（電力）に応じて変化させることで、より精度の高い位置制御が可能となる。

ステップＳ１５０４において、検知値Ｍ３３と規格値ＳＴ１３とが等しい場合は、ステップＳ１５０３に戻る。一方、検知値Ｍ３３と規格値ＳＴ１３とが等しくない場合は、ＣＰＵ１００は、検知値Ｍ３３が規格値ＳＴ１３より大きいかどうかを判断する（Ｓ１５０５）。

検知値Ｍ３３が規格値ＳＴ１３より大きい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト位置補正装置７８によりベルト７２をＡ側に移動させる（Ｓ１５０６）。一方、検知値Ｍ３３が規格値ＳＴ１３より小さい場合は、ＣＰＵ１００は、ベルト位置補正装置７８によりベルト７２をＢ側に移動させる（Ｓ１５０７）。

なお、ベルト７２の位置補正のやり方は第一の実施形態の図８と同様である。ここで、検知値Ｍ３３と規格値ＳＴ１３の差分量に応じて、差分量が小さい場合はローラ軸７３の移動量を小さく、差分量が大きい場合はローラ軸７３の移動量を大きく制御することで、より早く、かつ安定したベルト位置の補正が可能となる。

ステップＳ１５０６又はＳ１５０７でベルト７２の移動制御が行われた後、ＣＰＵ１００は、ベルト７２の寄り制御モードが終了したかどうか、すなわちベルト７２が停止したかどうかを判断する（Ｓ１５０８）。ベルト７２がまだ回転中の場合はＳ１５０３へ戻り、ＣＰＵ１００は、再度磁気センサ８０ｃの検知結果に基づきベルト７２の位置の補正を行う。そして、ＣＰＵ１００は、上記の動作をベルト７２が回転している間継続することで、常にベルト７２を所定の位置（センター位置）に制御することが可能となる。ステップＳ１５０８において、ベルトが停止したと判断された場合、ＣＰＵ１００は、ベルトの寄り補正制御を終了する。

本実施形態のように、ベルト７２のセンター位置、コイル７１、磁気センサ８０ｃの取り付け精度が高い場合には、１つの磁気センサでベルトの寄り検知を行うことができ、第一及び第二の実施形態よりもさらに小型化・コストダウンできる。

第一の実施形態に係る画像形成装置の概要を説明する図である。 第一の実施形態に係る定着装置の概要を説明する図である。 図２を矢印Ａ１方向から見た図である。 ベルト、コイル、及び磁気センサの位置関係を示す図である。 ベルトと磁気センサの位置関係による特性を示す図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 第１の実施形態におけるベルト７２の寄り補正制御を表すフローチャートである。 ベルトの位置補正の一例を示す図である。 第二の実施形態における、ベルトのセンター位置とコイル、磁気センサの位置関係の例を示す図である。 第二の実施形態における、ベルトの位置と各磁気センサの出力の大きさとの関係を示す図である。 係数Ｋ２２（＝Ｍ２２／Ｍ１２）の決定方法を示すフローチャートである。 第二の実施形態における、ベルトの寄り補正制御を表すフローチャートである。 第三の実施形態における、ベルトのセンター位置とコイル、磁気センサの位置関係を示す図である。 第三の実施形態における、ベルトがセンター位置にある場合のコイルに流した電流と磁気センサが検知する漏れ磁束の関係を示す図である。 第三の実施形態における、ベルト７２の寄り補正制御を表すフローチャートである。 従来のベルト状の回転体の寄りを検知する構成を示す図である。 従来のベルト状の回転体と寄り検知装置の構成を示す図である。

符号の説明

７ 定着装置
７１ コイル
７２ ベルト
７８ ベルト位置補正装置
７８ａ モータ
７８ｂ ギア
７８ｃ 位置調整ギア
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ 磁気センサ
８１ 電流検知センサ
１００ ＣＰＵ
１０１ ＲＯＭ
１０２ ＲＡＭ
１０３ モータドライバ

Claims (12)

1. シート上に形成されたトナー像を加熱定着する定着装置であって、
   電流が流れることにより磁束を発生させるコイルと、
   前記コイルにより発生された磁束により発熱する回転ベルトと、
   回転ベルトの幅方向の位置を補正する補正手段と、
   前記回転ベルトを挟んで前記コイルと対向した位置に配置され、前記回転ベルトにより遮蔽されずに漏れてきた磁束の大きさを検知する磁束検知手段と、
   前記磁束検知手段により検知された磁束の大きさに基づき、前記補正手段により前記回転ベルトの幅方向の位置を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記磁束検知手段は第１の磁気センサ及び第２の磁気センサから構成され、
   前記第１の磁気センサは、前記回転ベルトの幅方向の一方の端部に対向する位置に配置され、
   前記第２の磁気センサは、前記回転ベルトの幅方向の他方の端部に対向する位置に配置され、
   前記制御手段は、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの差が所定の範囲内となるように、前記補正手段に前記回転ベルトの位置を補正させることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
3. 前記制御手段は、前記所定の範囲を、前記コイルに流す電流の大きさに応じた範囲とすることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
4. 前記制御手段は、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの差に基づき、前記補正手段による前記回転ベルトの位置の補正量を変化させることを特徴とする請求項２又は３記載の定着装置。
5. 前記磁束検知手段は第１の磁気センサ及び第２の磁気センサから構成され、
   前記第１の磁気センサは、前記回転ベルトの幅方向の一方の端部に対向する位置に配置され、
   前記第２の磁気センサは、前記回転ベルトの幅方向の他方の端部に対向する位置に配置され、
   前記制御手段は、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの比が所定の範囲内となるように、前記補正手段に前記回転ベルトの位置を補正させることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
6. 予め回転ベルトがセンター位置に配置された状態で、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの比を目標値として記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの比と前記記憶手段に記憶された前記目標値との差が所定の範囲内となるように、前記補正手段に前記回転ベルトの位置を補正させることを特徴とする請求項５記載の定着装置。
7. 前記制御手段は、前記所定の範囲を、前記コイルに流す電流の大きさに応じた範囲とすることを特徴とする請求項５又は６記載の定着装置。
8. 前記制御手段は、前記第１及び第２の磁気センサにより検知された磁束の大きさの比に基づき、前記補正手段による前記回転ベルト位置の補正量を変化させることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記磁束検知手段は１つの磁気センサから構成され、
   前記磁気センサは、前記回転ベルトの幅方向の一方の端部に配置され、
   前記制御手段は、前記磁気センサにより検知された磁束の大きさに基づき、前記補正手段に前記回転ベルトの位置を補正させることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
10. 前記コイルに流れる電流の大きさに応じて予め定められた規格値を記憶する記憶手段を有し、
    前記制御手段は、前記磁気センサにより検知された磁束の大きさと前記記憶手段に記憶された前記規格値との差が所定の範囲内となるように、前記補正手段に前記回転ベルトの位置を補正させることを特徴とする請求項９記載の定着装置。
11. 前記制御手段は、前記磁気センサにより検知された磁束の大きさに基づき、前記補正手段による前記回転ベルトの位置の補正量を変化させることを特徴とする請求項９又は１０記載の定着装置。
12. シートにトナー像を転写する転写手段と、
    前記転写手段によりシート上に転写されたトナー像を加熱定着する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の定着装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。

Images