WO2017204367A1 - 定着装置 - Google Patents

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WO2017204367A1
WO2017204367A1 PCT/JP2017/020530 JP2017020530W WO2017204367A1 WO 2017204367 A1 WO2017204367 A1 WO 2017204367A1 JP 2017020530 W JP2017020530 W JP 2017020530W WO 2017204367 A1 WO2017204367 A1 WO 2017204367A1
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WO
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belt
roller
endless belt
fixing
sensor
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PCT/JP2017/020530
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English (en)
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Inventor
裕一 牧野
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Publication date
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • GPHYSICS
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    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2039Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
    • G03G15/2042Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature specially for the axial heat partition

Definitions

  • the present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a recording material.
  • the fixing device can be used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, and a multifunction machine having a plurality of these functions.
  • an unfixed toner image is formed on a recording material, and then a fixing process is performed by a fixing device.
  • At least one of a pair of rotating bodies for forming a nip portion is configured by an endless belt.
  • this fixing device employs a system that actively controls the offset phenomenon of the endless belt. Specifically, the position of the endless belt in the width direction is detected, and one endless belt is reciprocated within a certain range by tilting / swinging one of the rollers that suspend the endless belt based on the position detection result. It is to let you.
  • a pair of rotating bodies in which at least one of which forms a nip portion for fixing a toner image on a recording material is an endless belt, a roller that rotatably supports the endless belt, and the endless belt
  • a contact portion that contacts one end in the width direction, a biasing portion that biases the contact portion toward one end in the width direction of the endless belt, and a sensor for detecting the position of the contact portion.
  • a detecting means for detecting the position of the endless belt in the width direction according to the output of the sensor; and a displacement for displacing one end in the longitudinal direction of the roller according to the position of the endless belt detected by the detecting means.
  • the displacement means is configured to move the abutting portion against the urging force of the urging portion when starting the rotation of the endless belt. It displaces the one longitudinal end of the serial rollers advance fixing device is provided.
  • FIG. 1A is a flowchart of belt shift control in the first embodiment
  • FIG. 1B is a block diagram of a control system.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the image forming apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the fixing device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a sectional view of the apparatus (in a pressurized state).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the apparatus (in a separated state).
  • Fig. 6 is a left side view of the apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the steering roller tilt control mechanism.
  • FIG. 8A is a flowchart of the vertical movement control of the lower belt assembly
  • FIG. 8B is a block diagram of the control system.
  • FIG. 9A is a flowchart for fixing operation control
  • FIG. 9B is a block diagram of a control system.
  • FIG. 10A is a fixing belt temperature control flowchart
  • FIG. 10B is a block diagram of a control system.
  • FIG. 11A is an explanatory diagram of a sensor unit for detecting the position of the fixing belt end
  • FIG. 11B is a diagram showing a combination of ON / OFF signals of the first and second sensors and a positional relationship at that time.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of steering roller tilt control.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the belt end position and flag logic.
  • FIG. 14A is a flowchart of belt shift control in the second embodiment
  • FIG. 14B is a block diagram of a control system.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the image forming apparatus 1 according to the present exemplary embodiment, and is a schematic cross-sectional view along a conveyance direction V of a recording material (paper: hereinafter referred to as a sheet) S.
  • the image forming apparatus 1 is an intermediate transfer inline type four-color full-color electrophotographic printer (hereinafter referred to as a printer).
  • each image forming unit U has the same configuration except that the color of the toner, which is a developer contained in each developing device 5, is different from yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
  • the toner contains a wax component as a release agent.
  • each image forming unit U includes an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as a drum) 2 as a first image carrier, a charging roller 3 as a process means acting on the drum 2, and a laser scanner. 4, a developing device 5, a primary transfer roller 6, and the like.
  • each image forming unit U is rotated at a predetermined speed in the counterclockwise direction indicated by the arrow. Then, a Y color toner image corresponding to the Y color component image of the full color image to be formed is formed on the drum 2 of the first image forming unit UY. An M color toner image corresponding to the M color component image is formed on the drum 2 of the second image forming unit UM. Further, a C color toner image corresponding to the C color component image is formed on the drum 2 of the third image forming unit UC. A K-color toner image corresponding to the K-color component image is formed on the drum 2 of the fourth image forming unit UK. Since the process and principle of toner image formation on the drum 2 of each image forming unit U are known, the description thereof is omitted.
  • An intermediate transfer belt unit 7 is disposed below each image forming unit U.
  • This unit 7 has an endless intermediate transfer belt 8 having flexibility as a second image carrier.
  • the belt 8 is stretched around three rollers, that is, a driving roller 11, a tension roller 12, and a secondary transfer counter roller 13.
  • the belt 8 is circulated and moved at a speed corresponding to the rotational speed of the drum 2 in the clockwise direction of the arrow by driving the driving roller 11.
  • a secondary transfer roller 14 is in contact with the secondary transfer counter roller 13 with a predetermined pressing force via a belt 8.
  • a contact portion between the belt 8 and the secondary transfer roller 14 is a secondary transfer nip portion.
  • the primary transfer roller 6 of each image forming unit U is disposed inside the belt 8 and is in contact with the lower surface of the drum 2 via the belt 8.
  • a contact portion between the drum 2 and the belt 8 is a primary transfer nip portion.
  • a predetermined primary transfer bias is applied to the primary transfer roller 6 at a predetermined control timing.
  • the primary transfer is performed by sequentially superimposing the Y-color toner, M-color toner, C-color toner, and K-color toner formed on the drum 2 of each image forming unit U on the surface of the belt 8 that circulates at each primary transfer nip. Is done. As a result, a full-color toner image that is unfixed in four colors is synthesized and formed on the belt 8 and conveyed to the secondary transfer nip portion.
  • the sheet S accommodated in the first or second sheet cassette 15 or 16 is separated and fed by the operation of the feeding mechanism, and is sent to the registration roller pair 18 through the conveyance path 17.
  • the registration roller pair 18 once receives the sheet S and straightens it when the sheet is skewed. Then, the registration roller pair 18 conveys the sheet S to the secondary transfer nip portion in synchronization with the toner image on the belt 8.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the fixing device 100 in this embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional right side view of the main part of the apparatus 100, and shows the lower belt assembly B in a pressurized state.
  • FIG. 5 is a cross-sectional right side view of the main part of the apparatus 100, and shows a state where the lower belt assembly B is in a pressure release state.
  • FIG. 6 is a left side view of the main part of the apparatus 100 and shows the lower belt assembly B in a pressurized state.
  • FIG. 7 is a perspective view of the belt deviation control mechanism portion.
  • the longitudinal direction (longitudinal) or the width direction (width) is a direction parallel to a direction perpendicular to the conveyance direction V of the sheet S in the sheet conveyance path surface ( Or dimensions in that direction).
  • the short direction (short side) is a direction (or a dimension in that direction) parallel to the conveyance direction V of the sheet S in the sheet conveyance path surface.
  • the front is the surface on the sheet entrance side
  • the back is the surface on the sheet exit side
  • the left and right are the left or right as viewed from the front.
  • the left side is the front side
  • the right side is the back side.
  • Up and down is up or down in the direction of gravity.
  • Upstream or downstream is upstream or downstream with respect to the conveyance direction V of the sheet S.
  • the width of the belt or the sheet is a dimension in a direction orthogonal to the sheet conveying direction.
  • the fixing device 100 of this embodiment is an image heating device of a belt nip method, an electromagnetic induction heating (IH) method, and an oilless fixing method.
  • the fixing device 100 includes an upper belt assembly A as a heating unit and a lower belt assembly B as a pressure unit. Further, it has a pressure-separation mechanism (contact / separation means) for the lower belt assembly B with respect to the upper belt assembly A.
  • the upper belt assembly A includes an IH heater (magnetic flux generating means) 170 that is a heating means for heating the fixing belt 105, a fixing belt 105 shift control mechanism, and the like. Hereinafter, these will be described sequentially. (2-1) Upper belt assembly A and IH heater 170
  • the upper belt assembly A is disposed between the left and right upper plates 140 of the apparatus housing.
  • This assembly A has a release layer on the surface, and is an endless fixing belt (endless belt-like fixing having flexibility as a first rotating body (heating rotating body) facing the image carrying surface of the sheet S.
  • Member endless belt
  • a driving roller driving rotating body: fixing roller
  • a steering roller steering rotating body
  • a pad stay 137 a driving roller that stretch (suspend) the fixing belt 105.
  • the drive roller 131 is disposed on the sheet exit side between the left and right upper plates 140, and the left and right shaft portions 131a are rotatably supported between the left and right upper plates 140 via bearings (not shown). ing.
  • Steering roller support arms 154 extending from the driving roller 131 side to the sheet entrance side are disposed outside the left and right upper plates 140, respectively.
  • the right support arm 154 (not shown) is fixed to the right upper plate 140 (not shown).
  • the left support arm 154 is supported via a bearing 154a with respect to the left shaft 131a of the drive roller 131, and can swing up and down about the shaft 131a.
  • a pin 151 is planted at the free end of the left support arm 154.
  • a shaft 160 is implanted on the outer surface of the left upper plate 140 on the sheet entrance side.
  • a worm wheel (helical gear) 152 provided integrally with a fork plate 161 having a U-shaped groove 161a is rotatably supported on the shaft 160.
  • the pin 151 of the left support arm 154 is engaged with the groove 161 a of the fork plate 161.
  • a stepping motor 155 is disposed on the upper plate 140.
  • a worm 157 fixed to the rotating shaft of the motor 155 meshes with the worm wheel 152.
  • the fork plate 161 rotates upward or downward via the worm 157 and the worm wheel 152.
  • the left support arm 154 rotates upward or downward about the shaft 131a.
  • the steering roller 132 is disposed on the sheet entrance side between the left and right upper plates 140, and the left and right shaft portions 132a are rotatably supported by the left and right support arms 154 via bearings 153, respectively. ing.
  • the bearing 153 is supported so as to be slidable in the belt tension direction with respect to the support arm 154 and is urged to move away from the driving roller 131 by a tension spring 156.
  • the pad stay 137 is a member formed of, for example, stainless steel (SUS material).
  • the pad stay 137 is supported on the inner side of the fixing belt 105 with the pad receiving surface facing downward toward the driving roller 131 between the driving roller 131 and the steering roller 132 and the left and right ends fixed between the left and right upper plates 140. Has been.
  • the fixing belt 105 stretched over the drive roller 131, the steering roller 132, and the pad stay 137 is applied with a predetermined tension (tension) by the movement of the steering roller 132 in the belt tension direction by the urging force of the tension spring 156. .
  • a tension of 200 N is applied.
  • the inner surface of the lower belt portion of the fixing belt 105 is in contact with the downward pad receiving surface of the pad stay 137.
  • the fixing belt 105 may be appropriately selected as long as it is heated by the IH heater 170 and has heat resistance.
  • a magnetic metal layer such as a nickel metal layer or a stainless steel layer having a thickness of 75 ⁇ m, a width of 380 mm, and a circumference of 200 mm is coated with, for example, a 300 ⁇ m thick silicon rubber, and a PFA tube is coated on the surface layer (release layer). Used.
  • the drive roller 131 is a roller in which a heat-resistant silicone rubber elastic layer is integrally formed on a core metal surface layer having an outer diameter of ⁇ 18 made of solid stainless steel, for example.
  • the driving roller 131 is disposed on the sheet exit side of the nip region of the fixing nip portion N formed by the fixing belt 105 and a pressure belt 120 as a second rotating body described later.
  • the elastic layer is elastically distorted by a predetermined amount by pressure welding.
  • the driving roller 131 and the pressure roller 121 form a substantially straight nip shape with the fixing belt and the pressure belt 120 interposed therebetween.
  • various rollers such as intentionally changing the crown shape of the driving roller 131 and the pressure roller 121 to the reverse crown shape. It is also possible to take a crown shape.
  • the steering roller 132 is a hollow roller having an outer diameter of about 20 mm and an inner diameter of about 18 made of stainless steel, for example.
  • the steering roller 132 functions as a tension roller that stretches and fixes the fixing belt 105, and the inclination is controlled by a shift control mechanism (displacement means) described later in the width direction orthogonal to the moving direction of the fixing belt 105. Acts as a steering roller to adjust the meandering.
  • a driving input gear G is coaxially fixed to the driving roller 131 on the left end side of the roller shaft 131a.
  • a drive input is made to the gear G from a drive motor 301 (FIG. 3) via drive transmission means (not shown), and the drive roller 131 is rotationally driven in a clockwise direction indicated by an arrow in FIG.
  • the rotation of the driving roller 131 causes the fixing belt 105 to be circulated and conveyed in a clockwise direction indicated by an arrow at a speed corresponding to the speed of the driving roller 131.
  • the steering roller 132 rotates following the circulating conveyance of the belt 105.
  • the inner surface of the lower belt portion of the fixing belt 105 slides and moves with respect to the downward pad receiving surface of the pad stay 137. In order to stably convey the sheet S at a fixing nip portion N described later, driving is reliably transmitted between the fixing belt 105 and the driving roller 131.
  • the IH heater 170 as a heating means for heating the fixing belt 105 is an induction heating coil unit including an exciting coil, a magnetic core, and a holder for holding them.
  • the upper belt assembly A is disposed on the upper side of the upper belt 140 so that the upper surface portion of the fixing belt 105 and the steering roller 132 are opposed to the fixing belt 105 in a non-contact manner with a predetermined gap therebetween. It is fixedly arranged.
  • the exciting coil of the IH heater 170 generates an alternating magnetic flux when supplied with an alternating current, and the alternating magnetic flux is guided to the magnetic core to generate an eddy current in the magnetic metal layer of the fixing belt 105 that is an induction heating element.
  • the eddy current generates Joule heat by the specific resistance of the induction heating element.
  • the AC current supplied to the exciting coil is controlled so that the surface temperature of the fixing belt 105 is about 140 to 200 ° C. (target temperature) based on temperature information from the thermistor 220 for detecting the surface temperature of the fixing belt 105. Be controlled. (2-2) Lower belt assembly B and pressure-separation mechanism
  • the lower belt assembly B is disposed below the upper belt assembly A.
  • the assembly B is attached to a lower frame (pressure frame) 306 supported on a hinge shaft 304 fixed to the left and right lower plates 303 on the sheet exit side of the fixing device 100 so as to be rotatable in the vertical direction. It is assembled against.
  • This assembly B has an endless pressure belt 120 having flexibility as a second rotating body (pressure rotating body) that forms a nip portion N with the fixing belt 105 on the upper belt assembly A side. Further, a pressure roller (pressure roller) 121, a tension roller 122, and a pressure pad 125 are provided as a plurality of belt suspension members that suspend the pressure belt 120 with tension.
  • the pressure roller 121 has left and right shaft portions 121a rotatably supported between the left and right side plates of the lower frame 306 via bearings 159, respectively.
  • left and right shaft portions 122a are rotatably supported by left and right side plates of the lower frame 306 via bearings 158, respectively.
  • the bearing 158 is supported so as to be slidable in the belt tension direction with respect to the lower frame 306 and is urged to move away from the pressure roller 121 by a tension spring 127.
  • the pressure pad 125 is a member formed of, for example, silicon rubber, and is supported by fixing both left and right end portions between the left and right side plates of the lower frame 306.
  • the pressure roller 121 is located on the sheet exit side between the left and right side plates of the lower frame 306.
  • the tension roller 122 is located on the sheet entrance side between the left and right side plates of the lower frame 306.
  • the pressure pad 125 is disposed on the inner side of the pressure belt 120 and is supported non-rotatingly with the pad surface facing upward near the pressure roller 121 between the pressure roller 121 and the tension roller 122.
  • the pressure belt 120 stretched over the pressure roller 121, the tension roller 122, and the pressure pad 125 is applied with a predetermined tension (tension) by the movement of the tension roller 122 in the belt tension direction by the urging force of the tension spring 127. It has been. In this embodiment, a tension of 200 N is applied.
  • the inner surface of the upstream belt portion of the pressure belt 120 is in contact with the upward pad surface of the pressure pad 125.
  • the pressure belt 120 may be appropriately selected as long as it has heat resistance.
  • a nickel metal layer having a thickness of 50 ⁇ m, a width of 380 mm, and a circumferential length of 200 mm is coated with, for example, 300 ⁇ m of silicon rubber, and a surface layer (release layer) is covered with a PFA tube.
  • the pressure roller 121 is a roller having an outer diameter of ⁇ 20 made of, for example, solid stainless steel.
  • the tension roller 122 is a hollow roller formed of stainless steel, for example, with an outer diameter of about 20 mm and an inner diameter of about 18 mm.
  • the lower belt assembly B is controlled to rotate in the vertical direction about the hinge shaft 304 by a pressure-separation mechanism as a contact / separation means. That is, the lower belt assembly B is moved up to the pressurization position as shown in FIG. Further, by being pivoted down, it is moved to the separated position as shown in FIG.
  • the assembly B is moved to the pressure position so that the pressure roller 121 and the pressure pad 125 cause the pressure belt 120 and the fixing belt 105 to move against the drive roller 131 and the pad stay 137 of the upper belt assembly A, respectively. It is pressed and pressed with a predetermined pressure. As a result, a fixing nip portion N having a predetermined width is formed in the conveyance direction V of the sheet S between the fixing belt 105 of the upper belt assembly A and the pressure belt 120 of the lower belt assembly B. Further, when the lower belt assembly B is moved to the separation position, the pressure is released from the upper belt assembly A and is separated in a non-contact manner.
  • a pressure spring unit having a pressure spring 305 for elastically pressing the lower belt assembly B against the upper belt assembly A is disposed on the lower frame 306 on the side opposite to the hinge shaft 304 side. ing.
  • a pressure cam shaft 307 is rotatably supported at the lower part between the left and right lower plates 303.
  • a pair of eccentric pressure cams 308 having the same shape and the same phase for supporting the lower surface of the lower frame 306 are fixedly disposed on the left and right sides of the pressure cam shaft 307.
  • a pressure gear 309 (FIG. 3) is coaxially fixed and disposed on the right end side of the pressure cam shaft 307.
  • a driving input is made from the pressurizing motor 302 to the gear 309 via a drive transmission means (not shown), and the pressurizing camshaft 307 is rotationally driven.
  • the pressure cam shaft 307 has a first rotation angle position with the large bulge portion facing upward as shown in FIGS. 4 and 6 and a second rotative portion with the large bulge portion facing downward as shown in FIG. The rotation is controlled to the rotation angle position.
  • the lower frame 306 on which the lower belt assembly B is mounted is lifted by the large raised portion of the eccentric pressure cam 308. Then, the lower belt assembly B contacts the upper belt assembly A while pressing and compressing the pressure spring 305 of the pressure spring unit. Accordingly, the lower belt assembly B is elastically pressed and urged against the upper belt assembly A by a compression reaction force of the pressure spring 305 at a predetermined pressure (for example, 400 N), and is held at the pressure position in FIG.
  • a predetermined pressure for example, 400 N
  • the drive roller 131 is warped and deformed by several hundred microns on the opposite side to the direction in contact with the pressure roller 121.
  • the warping deformation of the fixing roller 131 causes a pressure drop at the center portion in the longitudinal direction of the fixing nip portion N.
  • the driving roller 131 or the driving roller 131 and the pressure roller 121 have a crown shape so that the nip shape by the driving roller 131 and the pressure roller 121 is formed substantially straight.
  • the driving roller 131 is provided with a 300 ⁇ m regular crown shape.
  • the lower belt assembly B is always held at the separated position in FIG.
  • the pressurization motor 302 rotates N times at a predetermined speed in the CW direction via the motor driver 302D ⁇ S13-002>, and the pressurization camshaft 307 is driven half-turn. Is done.
  • the eccentric pressure cam 308 is converted from the second rotational angle position of FIG. 5 to the first rotational angle position of FIGS. 4 and 6, and the lower belt assembly B is lifted and rotated to pressurize the pressure roller 121. Then, the pressure pad 125 moves to the pressure position ⁇ S13-003>.
  • the pressure roller 121 and the pressure pad 125 are in pressure contact with the driving roller 131 and the pad stay 137 of the upper belt assembly A with the pressure belt 120 and the fixing belt 105 interposed therebetween with a predetermined contact pressure.
  • a fixing nip N having a predetermined width is formed between the fixing belt 105 and the pressure belt 120 in the sheet conveying direction V ⁇ S13-004>.
  • the fixing operation of the fixing device 100 will be described with reference to the control flowchart of FIG. 9A and the block diagram of the control system of FIG.
  • the standby state standby state
  • the drive motor 301 is driven at a predetermined standby speed.
  • the power supply to the IH heater 170 is also controlled to reach a predetermined standby temperature.
  • the CPU 10 starts predetermined image forming sequence control based on the input ⁇ S09-002> of the print job start signal.
  • power is supplied from the CPU 100 to the IH heater 170 via the heater controller 170C (FIG. 10B) and the heater driver 170D.
  • temperature control is started to raise the rotating fixing belt 105 to a predetermined target temperature by electromagnetic induction heating. That is, temperature control is performed to raise and maintain the fixing belt 105 from the standby temperature to the target temperature (about 160 ° C. in this embodiment) according to the basis weight and type (paper type) of the fed sheet S ⁇ S9-003>.
  • the CPU 100 drives the drive motor 301 via the motor driver 301D and inputs drive to the drive input gear G.
  • the driving roller 131 of the upper belt assembly A is driven as described above, and the fixing belt 105 is accelerated to a predetermined speed.
  • the rotational force of the drive input gear G is transmitted to the pressure roller 121 of the lower belt assembly B via a drive gear train (not shown), and the pressure roller 120 also starts acceleration ⁇ S09-004>.
  • the pressurizing motor 302 is driven via the motor driver 302D to drive the pressurizing camshaft 307 by half rotation, thereby moving the lower belt assembly B from the separated position in FIG. 5 to the pressurizing position in FIG. .
  • the fixing nip portion N is formed between the fixing belt 105 and the pressure belt 120 ⁇ S09-005>.
  • an unfixed toner image t (FIG. 4) is formed on the surface from the image forming portion.
  • the sheet S that has been used is introduced into the fixing device 100.
  • the sheet S is guided by an inlet guide 184 disposed at a sheet inlet portion of the fixing device 100 and enters a fixing nip portion N which is a pressure contact portion between the fixing belt 105 and the pressure belt 120.
  • the sheet S is nipped and conveyed by the fixing nip portion N with the image carrying surface facing the fixing belt 105 and the opposite surface facing the pressure belt 120.
  • the unfixed toner image t is fixed as a fixed image on the sheet surface by the heat and nip pressure of the fixing belt 105.
  • the sheet S that has passed through the fixing nip N is separated from the surface by the fixing belt 105, exits from the sheet exit side of the fixing device 100, and is conveyed and discharged to the discharge tray 21 by the discharge roller pair 20 (FIG. 2).
  • the CPU 10 drives the pressure motor 302 via the motor driver 302D. Then, the lower belt assembly B is moved from the pressurization position in FIG. 4 to the separated position in FIG. 5 by driving the pressurization camshaft 307 by half rotation. As a result, the fixing belt 105, the pressure belt 120, and the fixing nip portion N are released ⁇ S09-007>.
  • the drive motor 301 is decelerated to decelerate the rotation of the fixing belt 105 and the pressure belt 120 to the standby speed ⁇ S09-008>.
  • the CPU 10 ends the heating and temperature control of the fixing belt 105, and controls the power to the IH heater 170 so that the temperature of the fixing belt 105 becomes the standby temperature ⁇ S09-009>. In this state, the CPU 10 waits for input of the next print job start signal ⁇ S09-010>.
  • the temperature control of the fixing belt 105 will be described with reference to the control flowchart of FIG. 10A and the block diagram of the control system of FIG.
  • the upper belt assembly A is provided with a thermistor 220 as a temperature detection member for detecting the surface temperature of the fixing belt 105.
  • the CPU 10 applies power to the IH heater 170 via the heater controller 170C and heater driver 170D based on the state of the printer 1 ⁇ S10-001>.
  • the fixing belt 105 is heated by electromagnetic induction heating by the IH heater 170.
  • the temperature of the fixing belt 105 is detected by the thermistor 220 and detected temperature information (electrical information related to temperature) is input to the CPU 10.
  • a predetermined specified value standby temperature / target temperature
  • the CPU 10 stops power to the ⁇ S10-002> IH heater 170 ⁇ S10-003>.
  • the CPU 10 resumes application of power to the IH heater 170 ⁇ S17-001>.
  • the fixing belt 105 is shifted toward one side (one end side) or the other side (the other end side) in the width direction W (FIGS. 11A and 12) of the fixing belt 105 in the rotation process.
  • a moving phenomenon (belt shift) occurs.
  • the pressure belt 120 that forms a fixing nip portion N by pressing against the fixing belt 105 also moves in the same manner as the fixing belt 105.
  • the shifting of the fixing belt 105 is stabilized within a predetermined shift range (predetermined zone) by swing-type shift control.
  • the swing-type shift control is a method in which the steering roller 132 is tilted in the direction opposite to the shift movement direction of the fixing belt 132 when it is detected that the belt position has moved by a predetermined amount or more from the central portion in the width direction.
  • the fixing belt 105 periodically moves from one side in the width direction (one direction in the width direction) to the other side (the other direction in the width direction). It can be controlled stably. That is, the fixing belt 105 is configured to be able to reciprocate in a direction W perpendicular to the conveyance direction V of the sheet S.
  • a sensor unit 150 ((a) in FIG. 11) is provided on the left side (near side) of the fixing belt 105 at a position near the steering roller 132 to detect the position of the fixing belt end. It has been.
  • the CPU 10 detects the end position (belt shift position) of the fixing belt 105 by the sensor unit (detection unit) 150, and changes the inclination of the steering roller 132 accordingly, thereby controlling the belt shift during belt rotation. It is carried out.
  • the CPU (displacement means) 10 detects the position of the end of the fixing belt 105 by the sensor unit 150, and rotates the stepping motor (displacement means) 155 in the forward rotation direction (CW) or the reverse rotation direction (CCW) accordingly. Rotate a few.
  • the left steering roller support arm 154 pivots upward or downward about the shaft 131a by a predetermined control amount via the mechanisms 157, 152, 161, 151 of FIGS. 6 and 7 described above.
  • the inclination of the steering roller 132 changes (FIG. 12), and the deviation control of the fixing belt 105 is performed.
  • the steering roller 132 is a steering means that can move the fixing belt 105 to one end side in the width direction and can move the fixing belt 105 to the other end side.
  • the CPU 10 controls the steering roller 132 so that the fixing belt reciprocates within a predetermined zone in the width direction according to the detection result of the sensor unit 150.
  • the sensor unit 150 is rotatable (swingable) in a forward rotation direction or a reverse rotation direction around a plurality of sensors (photo interrupters), in this embodiment, the first and second sensors 150a and 150b and the shaft 150f. ) Sensor flag 150c.
  • the first and second sensors 150a and 150b are turned on and off with a predetermined relationship by rotating the sensor flag 150c in the forward direction or the reverse direction.
  • the sensor unit 150 includes a sensor arm 150d that is rotatable (swingable) in a forward rotation direction or a reverse rotation direction about a shaft 150h.
  • the sensor arm 150d as an abutting portion is urged to rotate about a shaft 150h in a direction to abut on the right end surface of the fixing belt 105 by a sensor spring 150e as an urging portion.
  • the sensor arm 150d is always pressed and brought into contact with the right end surface of the fixing belt 105 by the sensor spring 150e with a force of 3 gf.
  • the sensor arm 150d is a swingable member that comes into contact with one end in the width direction of the fixing belt 150, and is urged toward the other end in the width direction of the fixing belt 105 by the sensor spring 150e. Accordingly, the sensor arm 150d rotates in the forward or reverse direction about the shaft 150h following the displacement of the fixing belt 105.
  • Sensor flag (rotating part, interlocking part) 150c and sensor arm 150d are connected by a connecting mechanism 150i using a pin and a long hole. Accordingly, the sensor arm 150d rotates in the forward or reverse direction following the shifting of the fixing belt 105, and the sensor flag 150c rotates in the forward or reverse direction in conjunction with the rotation of the sensor arm 150d. Move. Accordingly, the first and second sensors 150a and 150b are turned on and off with a predetermined relationship, respectively. The CPU 10 detects the shift position of the fixing belt 105 based on the combination of the ON / OFF signals of the first and second sensors 150a and 150b.
  • each of the sensors 150a and 150b is provided in the vicinity of the sensor flag 150c, and by detecting the rotational position (swing position) of the sensor flag 150c, the fixing belt 105 is positioned on one side or the other side in a predetermined zone. It detects that it is in (reciprocating position).
  • FIG. 11B shows the combination of the ON / OFF signals of the first and second sensors 150a and 150b and the positional relationship at that time
  • FIG. 13 shows the relationship between the end face positions of the fixing belt 105 at that time.
  • a shift control flowchart is shown in FIG. The signal is turned off when the sensor flag 150c shields the sensors 150a and 150b, and turned on when the light is projected.
  • the left side of the fixing belt 105 is the front side, and the right side is the back side.
  • the CPU 10 starts the rotation of the drive motor 301 via the motor driver 302D ⁇ S11-002>. As a result, the fixing belt 105 and the pressure belt 120 rotate.
  • the CPU 10 checks the temperature of the fixing device 100 ⁇ S11-003>. If the temperature of the fixing device 100 is higher than the predetermined temperature, the CPU 10 starts belt shift control ⁇ S11-007>.
  • the CPU 10 confirms the logic of the first sensor 150a and the second sensor 150b ⁇ S11-004>.
  • the predetermined temperature in this embodiment is 100 ° C.
  • the CPU 10 sends a predetermined drive pulse in the CW direction of the stepping motor 155 via the motor driver 155D.
  • the steering roller 132 is driven by the stepping motor 155 and tilted by ⁇ 2 ° with respect to the driving roller 131 ⁇ S11-006>, and the fixing belt 105 starts moving from the back side to the front side.
  • the belt shift control means moves the fixing belt 105 in the direction in which the sensor unit 150 serving as detection means is disposed.
  • the fixing belt 105 reliably contacts the sensor unit 150.
  • the belt position can be detected. Thereafter, the shift to belt shift control ⁇ S11-007> is performed to perform shift control.
  • the distance (width) of the section (zone) is set to ⁇ 1.5 mm (reciprocating position) from the center position in the rotation axis direction of the fixing belt 105 (states S2 and S4).
  • the CPU 10 outputs a predetermined drive pulse to the stepping motor 155 from the position of the fixing belt 105 detected by the sensor unit 150 via the motor driver 155D ⁇ S11-012> ⁇ S11-015>.
  • the steering roller 132 is driven by a stepping motor 159 and is controlled by tilting ⁇ 2 ° with respect to the drive roller 131 ⁇ S11-013> ⁇ S11-016>.
  • both the first and second sensors 150a and 150b are turned off ⁇ S11-008>.
  • the CPU 10 determines that an abnormality has occurred ⁇ S11-009>, and urgently stops the printing operation (image forming operation) of the printer 1.
  • the power supply to the IH heater 170 is turned off to stop the heating of the fixing belt 105, and the drive motor 301 is turned off to stop the rotation of the fixing belt 105 and the pressure belt 120 ⁇ S11-010. >.
  • the CPU 10 displays an abnormality occurrence of the fixing device 100 on the display unit of the printer operation unit 24 (FIG. 2) and prompts the user to contact a service person. In the case of a remote monitoring system, the CPU 10 notifies the service company of the occurrence of an abnormality.
  • the fixing device 100 executes the above-described series of shift control ⁇ S11-007> to ⁇ S11-014> while the drive motor 301 is rotating, regardless of the standby state (standby state) or the fixing operation.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating shift control of the fixing device 100 according to the second exemplary embodiment.
  • Members having the same functions as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted unless necessary.
  • the CPU 10 checks the temperature of the fixing device 100 ⁇ S14-003>. If the temperature of the fixing device 100 is higher than the predetermined temperature, the CPU 10 starts belt shift control ⁇ S14-013>.
  • the CPU 10 confirms the logic of the first sensor 150a and the second sensor 150b ⁇ S14-004>.
  • the predetermined temperature in this embodiment is 100 ° C.
  • the CPU 10 sends a predetermined drive pulse in the CW direction of the stepping motor 155 via the motor driver 155D.
  • the steering roller 132 is driven by the stepping motor 155 and tilted by ⁇ 2 ° with respect to the driving roller 131 ⁇ S14-006>.
  • the fixing belt 105 starts to move from the back side to the near side and moves to the sensor unit 150 provided on the near side.
  • the CPU 10 When the first sensor 150a is OFF and the second sensor 150b is ON ⁇ S14-007> (state S4 in FIG. 13), the CPU 10 performs predetermined driving in the CCW direction of the stepping motor 155 via the motor driver 155D. A pulse is output ⁇ S14-008>.
  • the steering roller 132 is driven by the stepping motor 155 and tilts + 2 ° with respect to the drive roller 131 ⁇ S14-009>, and the fixing belt 105 starts moving from the near side to the far side.
  • the CPU 10 When the predetermined time has elapsed ⁇ S14-010>, the CPU 10 outputs a predetermined drive pulse in the CW direction of the stepping motor 155 via the motor driver 155D ⁇ S14-011>.
  • the steering roller 132 is driven by the stepping motor 155 and tilted by ⁇ 2 ° with respect to the driving roller 131 ⁇ S14-012>, and the fixing belt 105 starts moving from the back side to the front side.
  • the distance of the section is ⁇ 1.5 mm from the center position of the fixing belt 105 in the rotation axis direction (states S2 and S4).
  • the CPU 10 outputs a predetermined drive pulse to the stepping motor 155 from the position of the fixing belt 105 detected by the sensor unit 150 via the motor driver 155D ⁇ S14-018> ⁇ S14-021>.
  • the steering roller 132 is driven by a stepping motor 159 and controlled by tilting ⁇ 2 ° with respect to the drive roller 131 ⁇ S14-019> ⁇ S14-022>.
  • the belt shift control means executes the following control. As a result, even if the wax adheres to the sensor flag 150c or the sensor arm 150d and the sensor unit 105 is difficult to rotate, the fixing belt 105 can reliably contact the sensor unit 150 and detect the belt position. it can.
  • the fixing belt 105 When it is detected that the fixing belt 105 is located on the side where the sensor unit 150 is provided, the fixing belt is moved to the side opposite to the side where the sensor unit is provided for a predetermined time, and then the sensor The fixing belt is moved in the direction in which the section is arranged. That is, the CPU 10 controls the steering roller 132 to be tilted in the direction in which the fixing belt 105 moves to the side opposite to the side where the sensor unit 150 is disposed for a predetermined time. Thereafter, the steering roller 132 is controlled to be tilted in the direction in which the fixing belt 105 moves to the side where the sensor unit 150 is disposed.
  • both the first and second sensors 150a and 150b are turned off ⁇ S14-014>.
  • the CPU 10 determines that an abnormality has occurred ⁇ S14-015>, and urgently stops the printing operation (image forming operation) of the printer 1.
  • the power supply to the IH heater 170 is turned off to stop the heating of the fixing belt 105, and the drive motor 301 is turned off to stop the rotation of the fixing belt 105 and the pressure belt 120 ⁇ S11-016. >.
  • the CPU 10 displays an abnormality occurrence of the fixing device 100 on the display unit of the printer operation unit 24 (FIG. 2) and prompts the user to contact a service person. In the case of a remote monitoring system, the CPU 10 notifies the service company of the occurrence of an abnormality.
  • the fixing device 100 executes the above-described series of shift control ⁇ S14-013> to ⁇ S14-022> regardless of the standby state (standby state) or the fixing operation. ⁇ Other matters ⁇
  • the reciprocating control by the position detecting unit 150 and the reciprocating control unit has been described on behalf of the fixing belt 105.
  • the pressure belt 120 can be reciprocated by the same position detection means and reciprocating control means as the fixing belt.
  • the fixing device of the embodiment is a device in which both the first and second fixing rotators are endless belts, but either one of the first and second fixing rotators is an endless belt and the other is a roller. It can also be a membered device.
  • the fixing device that fixes the unfixed toner image t to the sheet S is described as an example.
  • the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to a device (also referred to as a fixing device in this case) that heats and presses a toner image fixed or assumed on a sheet in order to improve the gloss of the image. is there.
  • the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to the case of using another type of heating mechanism such as a halogen heater.
  • a heating mechanism such as a halogen heater is disposed inside the driving roller 131 and the pressure roller 121.
  • an image forming apparatus provided with a fixing device having an endless belt is provided.

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Abstract

記録材にトナー像を定着するためのニップ部を形成する少なくとも一方がエンドレスベルトとされる一対の回転体と、 前記エンドレスベルトを回転可能に支持するローラと、 前記エンドレスベルトの幅方向一端に当接する当接部と、前記エンドレスベルトの幅方向一端に向けて前記当接部を付勢する付勢部と、前記当接部の位置を検出するためのセンサと、を有し、前記センサの出力に応じて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、 前記検出手段により検出された前記エンドレスベルトの位置に応じて前記ローラの長手方向一端を変位させる変位手段と、を有し、 前記変位手段は、前記エンドレスベルトの回転を開始させる際、前記当接部が前記付勢部の付勢力に抗して移動するように前記ローラの長手方向一端を変位させておく定着装置。

Description

定着装置
 本発明は、記録材にトナー像を定着させる定着装置に関する。この定着装置は、複写機、プリンタ、ファックス、及びこれらの機能を複数備えた複合機等の画像形成装置において用いられ得る。
 従来より、画像形成装置においては、記録材に未定着のトナー画像を形成し、その後、定着装置により定着処理を施している。
 特開2015−59964号公報に記載の定着装置においては、ニップ部を形成するための一対の回転体のうち少なくとも一方をエンドレスベルトで構成している。
 さらに、この定着装置では、エンドレスベルトの片寄り現象をアクティブに制御する方式を採用している。具体的には、エンドレスベルトの幅方向における位置を検出し、この位置検出結果に基づいてエンドレスベルトを懸架するローラの1つを傾斜/揺動させることにより、エンドレスベルトをある範囲内で往復移動させる、というものである。
 しかしながら、エンドレスベルトの位置を検出する機構に、トナーに含有されるワックス成分が固着してしまうと、正常な位置検出が行われず、エンドレスベルトの位置を適切に制御できない事態が生じる恐れがある。
 本発明によれば、記録材にトナー像を定着するためのニップ部を形成する少なくとも一方がエンドレスベルトとされる一対の回転体と、 前記エンドレスベルトを回転可能に支持するローラと、 前記エンドレスベルトの幅方向一端に当接する当接部と、前記エンドレスベルトの幅方向一端に向けて前記当接部を付勢する付勢部と、前記当接部の位置を検出するためのセンサと、を有し、前記センサの出力に応じて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、前記検出手段により検出された前記エンドレスベルトの位置に応じて前記ローラの長手方向一端を変位させる変位手段と、を有し、 前記変位手段は、前記エンドレスベルトの回転を開始させる際、前記当接部が前記付勢部の付勢力に抗して移動するように前記ローラの長手方向一端を変位させておく定着装置が提供される。
 図1の(a)は実施例1におけるベルト寄り制御のフローチャート、(b)は制御系統のブロック図である。
 図2は実施例1における画像形成装置を説明するための断面図である。
 図3は実施例1における定着装置の外観斜視図である。
 図4は同装置の断面図(加圧状態時)である。
 図5は同装置の断面図(離間状態時)である。
 図6は同装置の左側面図である。
 図7はステアリングローラ傾き制御機構を説明する図である。
 図8の(a)は下側ベルトアセンブリの上下動制御のフローチャート、(b)は制御系統のブロック図である。
 図9の(a)は定着動作制御フローチャート、(b)は制御系統のブロック図である。
 図10の(a)は定着ベルト温度制御フローチャート、(b)は制御系統のブロック図である。
 図11の(a)は定着ベルト端部位置を検知するセンサ部の説明図、(b)は第1と第2のセンサのON/OFF信号の組合せとその時の位置関係を示す図である。
 図12はステアリングローラの傾き制御の説明図である。
 図13はベルト端部位置とフラグ論理を説明する図である。
 図14の(a)は実施例2におけるベルト寄り制御のフローチャート、(b)は制御系統のブロック図である。
(1)画像形成装置
 図2は本実施例における画像形成装置1の概略構成図であり、記録材(用紙:以下、シートと記す)Sの搬送方向Vに沿った断面模式図である。この画像形成装置1は、中間転写インライン方式の4色フルカラー電子写真プリンタ(以下、プリンタと記す)である。
 プリンタ1内には、図面上、左側から右側に第1から第4の4つの画像形成部U(UY、UM、UC、UK)が並設されている。各画像形成部Uはそれぞれの現像器5に収容した現像剤であるトナーの色がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)と異なるだけで、構成は互いに同じ電子写真画像形成機構である。トナーは離型剤としてのワックス成分を含有している。
 即ち、各画像形成部Uは、それぞれ、第1の像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記す)2と、このドラム2に作用するプロセス手段としての帯電ローラ3、レーザスキャナ4、現像器5、一次転写ローラ6などを有する。
 各画像形成部Uのドラム2はそれぞれ矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。そして、第1の画像形成部UYのドラム2には形成するフルカラー画像のY色成分像に対応するY色トナー画像が形成される。第2の画像形成部UMのドラム2にはM色成分像に対応するM色トナー画像が形成される。また、第3の画像形成部UCのドラム2にはC色成分像に対応するC色トナー画像が形成される。第4の画像形成部UKのドラム2にはK色成分像に対応するK色トナー画像が形成される。各画像形成部Uのドラム2に対するトナー画像の形成プロセス・原理は公知に属するからその説明は省略する。
 各画像形成部Uの下側には中間転写ベルトユニット7が配設されている。このユニット7は、第2の像担持体としての可撓性を有する無端状の中間転写ベルト8を有する。ベルト8は、駆動ローラ11と、テンションローラ12と、二次転写対向ローラ13の3本のローラ間に懸回張設されている。ベルト8は駆動ローラ11が駆動されることで矢印の時計方向にドラム2の回転速度に対応した速度で循環移動される。二次転写対向ローラ13にはベルト8を介して二次転写ローラ14が所定の押圧力で当接している。ベルト8と二次転写ローラ14との当接部が二次転写ニップ部である。
 各画像形成部Uの一次転写ローラ6はベルト8の内側に配設されていて、それぞれ、ベルト8を介してドラム2の下面に当接している。各画像形成部Uにおいてドラム2とベルト8との当接部が一次転写ニップ部である。一次転写ローラ6には所定の制御タイミングで所定の一次転写バイアスが印加される。
 各画像形成部Uのドラム2にそれぞれ形成されたY色トナー、M色トナー、C色トナー、K色トナーが循環移動するベルト8の表面に各一次転写ニップ部において順次に重畳されて一次転写される。これにより、ベルト8上に4色重ね合わせも未定着のフルカラートナー画像が合成形成されて、二次転写ニップ部に搬送される。
 一方、第1または第2のシートカセット15または16に収容されているシートSが給送機構の動作により1枚分離給送され、搬送路17を通ってレジストローラ対18に送られる。レジストローラ対18は、シートSを一旦受け止めて、シートが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対18は、ベルト8上のトナー画像と同期を取って、シートSを二次転写ニップ部に搬送する。
 シートSが二次転写ニップ部で挟持搬送される間、二次転写ローラ14には所定の二次転写バイアスが印加される。これにより、シートSに対してベルト8側のフルカラートナー画像が一括して順次に二次転写される。そして、二次転写ニップ部を出たシートSはベルト8の面から分離され、搬送路19を通って、定着装置100に導入される。シートSは定着装置100で加熱・加圧されて未定着トナー画像が固着画像として定着される。定着装置100を出たシートSはフルカラー画像形成物として排出ローラ対20によって排出トレイ21へ搬送されて排出される。
(2)定着装置100
 図3は本実施例における定着装置100の外観斜視図である。図4は同装置100の要部の横断右側面図であり、下側ベルトアセンブリBの加圧状態時を示している。図5は同装置100の要部の横断右側面図であり、下側ベルトアセンブリBの加圧解除状態時を示している。図6は同装置100の要部の左側面図であり、下側ベルトアセンブリBの加圧状態時を示している。図7はベルト寄り制御機構部分の斜視図である。
 ここで、定着装置100又はこれを構成している部材に関して、長手方向(長手)または幅方向(幅)とはシート搬送路面内において、シートSの搬送方向Vに直交する方向に平行な方向(もしくはその方向の寸法)である。短手方向(短手)とはシート搬送路面内において、シートSの搬送方向Vに平行な方向(もしくはその方向の寸法)である。
 また、定着装置100について正面とはシート入口側の面、背面とはシート出口側の面、左右とは装置を正面から見て左又は右である。本実施例においては左側を手前側、右側を奥側とする。上下とは重力方向において上又は下である。上流または下流とはシートSの搬送方向Vに関して上流又は下流である。ベルトまたはシートの幅とはシート搬送方向に直交する方向の寸法である。
 本実施例の定着装置100は、ベルトニップ方式、電磁誘導加熱(IH)方式、オイルレス定着方式の画像加熱装置である。この定着装置100は、加熱ユニットとしての上側ベルトアセンブリAと、加圧ユニットとしての下側ベルトアセンブリBを有する。また、上側ベルトアセンブリAに対する下側ベルトアセンブリBの加圧−離間機構(接離手段)を有する。また、上側ベルトアセンブリAにおける定着ベルト105を加熱する加熱手段であるIHヒータ(磁束発生手段)170、定着ベルト105の寄り制御機構等を有する。以下、これらについて順次に説明する。
(2−1)上側ベルトアセンブリAとIHヒータ170
 上側ベルトアセンブリAは装置筐体の左右の上側板140間に配設されている。このアセンブリAは、表面に離型層を有し、シートSの画像担持面に対向する第1の回転体(加熱回転体)としての可撓性を有するエンドレスの定着ベルト(無端ベルト状の定着部材:エンドレスベルト)105を有する。また、この定着ベルト105を張架(懸架)する複数の張架部材としての、駆動ローラ(駆動回転体:定着ローラ)131、テンションローラを兼ねるステアリングローラ(ステアリング回転体)132、パッドステー137を有する。
 駆動ローラ131は左右の上側板140間においてシート出口側に配設されており、左右の軸部131aが、それぞれ、左右の上側板140間にベアリング(不図示)を介して回転可能に支持されている。
 左右の上側板140の外側には、それぞれ、駆動ローラ131側からシート入口側に延びているステアリングローラ支持アーム154が配設されている。右側の支持アーム154(不図示)は右側の上側板140(不図示)に対して固定されている。図7を参照して、左側の支持アーム154は駆動ローラ131の左側の軸131aに対してベアリング154aを介して支持させてあり、軸131aを中心に上下方向に揺動可能である。左側の支持アーム154の自由端部にはピン151が植設されている。また、左側の上側板140の外面にはシート入口側に軸160が植設されている。
 この軸160に対してU字型の溝部161aを有するフォーク板161が一体に設けられたウォームホィール(はす歯歯車)152が回転可能に支持されている。そして、左側の支持アーム154のピン151はフォーク板161の溝部161aに係合している。上側板140にはステッピングモータ155が配設されている。このモータ155の回転軸に固着されたウォーム157がウォームホィール152に噛合している。
 ステッピングモータ155が正転駆動または逆転駆動されることでウォーム157、ウォームホィール152を介してフォーク板161が上方向または下方向に回動する。これに連動して左側の支持アーム154が軸131aを中心に上方向または下方向に回動する。
 ステアリングローラ132は左右の上側板140間においてシート入口側に配設されており、左右の軸部132aが、それぞれ、上記の左右の支持アーム154に対して軸受153を介して回転可能に支持されている。軸受153は支持アーム154に対してベルトテンション方向にスライド移動可能に支持されていると共にテンションバネ156により駆動ローラ131から遠のく方向に移動付勢されている。
 パッドステー137は例えばステンレス鋼(SUS材)で形成された部材である。パッドステー137は、定着ベルト105の内側において駆動ローラ131とステアリングローラ132との間の駆動ローラ131寄りにパッド受け面を下向きにして、左右両端部が左右の上側板140間に固定されて支持されている。
 駆動ローラ131、ステアリングローラ132、パッドステー137に掛け渡されている定着ベルト105はテンションバネ156の付勢力によるステアリングローラ132のベルトテンション方向への移動により所定のテンション(張力)が掛けられている。本実施例においては200Nのテンションを掛けている。パッドステー137の下向きのパッド受け面に対して定着ベルト105の下行側のベルト部分の内面が接している。
 定着ベルト105としては、IHヒータ170により発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば厚さ75μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に、例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層(離型層)にPFAチューブを被覆したものが用いられる。
 駆動ローラ131は例えば中実ステンレスによって外径がφ18に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成型により形成したローラである。駆動ローラ131は、定着ベルト105と後述する第2の回転体としての加圧ベルト120とで形成される定着ニップ部Nのニップ域のシート出口側に配設され、後述する加圧ローラ121の圧接により弾性層が所定量弾性的に歪ませられるものである。
 本実施例では駆動ローラ131と加圧ローラ121とが定着ベルト及び加圧ベルト120を挟んで形成するニップ形状を略ストレートに形成している。しかし、シートSの定着ニップ部N内での速度差によるシートSの座屈を制御するために駆動ローラ131と加圧ローラ121のクラウン形状を意図的に逆クラウン形状とするなど、様々なローラのクラウン形状を取ることも可能である。
 ステアリングローラ132は例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ローラである。ステアリングローラ132は定着ベルト105を張架して張りを与えるテンションローラとして機能するとともに、後述する寄り制御機構(変位手段)により傾きが制御されて定着ベルト105の移動方向に直交する幅方向への蛇行を調整するステアリングローラとして働く。
 駆動ローラ131にはローラ軸131aの左端側に駆動入力ギアGが同軸に固定して配設されている。このギアGに対して駆動モータ301(図3)から駆動伝達手段(不図示)を介して駆動入力がなされ、駆動ローラ131が図4の矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。
 この駆動ローラ131の回転によって定着ベルト105が矢印の時計方向に駆動ローラ131の速度に対応した速度で循環搬送される。ステアリングローラ132はベルト105の循環搬送に従動して回転する。定着ベルト105の下行側ベルト部分の内面はパッドステー137の下向きのパッド受け面に対して摺動して移動する。シートSを後述する定着ニップ部Nで安定的に搬送するために、定着ベルト105と駆動ローラ131間では確実に駆動を伝達している。
 定着ベルト105を加熱する加熱手段としてのIHヒータ170は、励磁コイルと磁性体コアとそれらを保持するホルダーなどから構成されている誘導加熱コイルユニットである。上側ベルトアセンブリAの上側に配置されており、定着ベルト105の上面部分とステアリングローラ132の部分にかけて定着ベルト105に非接触に所定の間隔を存して対向させて、左右の上側板140間に固定して配設されている。
 IHヒータ170の励磁コイルは交流電流が供給されることによって交流磁束を発生し、交流磁束は磁性体コアに導かれて誘導発熱体である定着ベルト105の磁性金属層に渦電流を発生させる。その渦電流は誘導発熱体の固有抵抗によってジュール熱を発生させる。励磁コイルに供給される交流電流は、定着ベルト105の表層温度を検知するためのサーミスタ220からの温度情報をもとに定着ベルト105の表面温度が140~200℃程度(目標温度)に温調制御される。
(2−2)下側ベルトアセンブリBと加圧−離間機構
 下側ベルトアセンブリBは上側ベルトアセンブリAの下側に配置されている。このアセンブリBは定着装置100のシート出口側において左右の下側板303に固定して設けられたヒンジ軸304を中心に上下方向に回動可能に支持されている下フレーム(加圧フレーム)306に対して組みつけられている。
 このアセンブリBは、上側ベルトアセンブリA側の定着ベルト105とニップ部Nを形成する第2の回転体(加圧回転体)としての可撓性を有する無端状の加圧ベルト120を有する。また、この加圧ベルト120を張りを持たせて懸架する複数のベルト懸架部材としての、加圧ローラ(加圧ローラ)121、テンションローラ122、加圧パッド125を有する。
 加圧ローラ121は左右の軸部121aが、それぞれ、下フレーム306の左右の側板間にベアリング159を介して回転可能に支持されている。テンションローラ122は左右の軸部122aが、それぞれ、下フレーム306の左右の側板に軸受158を介して回転可能に支持されている。軸受158は下フレーム306に対してベルトテンション方向にスライド移動可能に支持されていると共にテンションバネ127により加圧ローラ121から遠のく方向に移動付勢されている。
 加圧パッド125は例えばシリコンゴムで形成された部材であり、下フレーム306の左右の側板間に左右両端部が固定されて支持されている。加圧ローラ121は下フレーム306の左右の側板間においてシート出口側に位置している。テンションローラ122は下フレーム306の左右の側板間においてシート入口側に位置している。加圧パッド125は加圧ベルト120の内側において加圧ローラ121とテンションローラ122との間の加圧ローラ121寄りにパッド面を上向きにして非回転に支持されて配置されている。
 加圧ローラ121、テンションローラ122、加圧パッド125に掛け渡されている加圧ベルト120はテンションバネ127の付勢力によるテンションローラ122のベルトテンション方向への移動により所定のテンション(張力)が掛けられている。本実施例においては200Nのテンションを掛けている。加圧パッド125の上向きのパッド面に対して加圧ベルト120の上行側のベルト部分の内面が接している。
 加圧ベルト120としては耐熱性を具備したものであれば適宜選定して差し支えない。例えば、厚さ50μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層に例えば厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングし、表層(離型層)にPFAチューブを被覆したものが用いられる。加圧ローラ121は例えば中実ステンレスによって外径がφ20に形成されたローラである。また、テンションローラ122は例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ローラである。
 下側ベルトアセンブリBは接離手段としての加圧−離間機構によりヒンジ軸304を中心に上下方向に回動制御される。即ち、下側ベルトアセンブリBは加圧−離間機構により持ち上げ回動されることで図4のように加圧位置に移動される。また、持ち下げ回動されることで図5のように離間位置に移動される。
 アセンブリBは加圧位置に移動されることで、加圧ローラ121と加圧パッド125とがそれぞれ上側ベルトアセンブリAの駆動ローラ131とパッドステー137とに対して加圧ベルト120および定着ベルト105を挟んで所定の加圧力で圧接する。これにより、上側ベルトアセンブリAの定着ベルト105と下側ベルトアセンブリBの加圧ベルト120との間にシートSの搬送方向Vにおいて所定幅の定着ニップ部Nが形成される。また、下側ベルトアセンブリBは離間位置に移動されることで、上側ベルトアセンブリAに対して加圧が解除されて非接触に離間する。
 本実施例における上記の加圧−離間機構について説明する。下フレーム306には、ヒンジ軸304側とは反対側に、下側ベルトアセンブリBを上側ベルトアセンブリAに対して弾性的に圧接するための加圧バネ305を有する加圧バネユニットが配設されている。
 左右の下側板303間の下部には加圧カム軸307が回転可能に軸受けされて配設されている。この加圧カム軸307の左右側にそれぞれ下フレーム306の下面を支持する同形状・同位相の一対の偏心加圧カム308が固定して配設されている。加圧カム軸307の右端側には加圧ギア309(図3)が同軸に固定して配設されている。このギア309に対して加圧モータ302から駆動伝達手段(不図示)を介して駆動入力がなされ、加圧カム軸307が回転駆動される。
 加圧カム軸307は、偏心加圧カム308について図4、図6のように大隆起部を上向きにした第1の回転角位置と、図5のように大隆起部を下向きにした第2の回転角位置とに回転制御される。
 加圧カム軸307が第1の回転角位置に回転されて停止されることで、下側ベルトアセンブリBを搭載している下フレーム306が偏心加圧カム308の大隆起部により持ち上げられる。そして、下側ベルトアセンブリBが上側ベルトアセンブリAに対して加圧バネユニットの加圧バネ305を押し縮めながら当接する。これにより、下側ベルトアセンブリBが上側ベルトアセンブリAに対して加圧バネ305の圧縮反力で弾性的に所定の圧力(例えば400N)で押圧付勢され、図4の加圧位置に保持される。
 ここで、駆動ローラ131に対する加圧ローラ121の圧接により駆動ローラ131には加圧ローラ121と接する方向と逆側に数百ミクロン程度の反り変形が生じる。この定着ローラ131の反り変形は、定着ニップ部Nの長手方向の中央部での圧抜けの要因となる。この圧抜けをなくすために駆動ローラ131または駆動ローラ131および加圧ローラ121はクラウン形状を取ることで、駆動ローラ131と加圧ローラ121によるニップ形状を略ストレートに形成している。本実施例では駆動ローラ131に300μmの正クラウン形状を設けている。
 また、加圧カム軸307が第2の回転角位置に回転されて停止されることで、偏心加圧カム308の大隆起部が下向きとなり小隆起部が下フレーム306の下面に対応して下側ベルトアセンブリBが持ち下げられる。即ち、下側ベルトアセンブリBは上側ベルトアセンブリAに対して加圧が解除されて非接触に所定に離間した図5の離間位置に保持される。
 図8の(a)の制御フローチャートと(b)の制御系統のブロック図により下側ベルトアセンブリBの上下動制御を説明する。
 下側ベルトアセンブリBは常時は図5の離間位置に保持されている。CPU10による加圧命令により<S13−001>、モータドライバ302Dを介して加圧モータ302がCW方向に所定の回転数であるN回転し<S13−002>、加圧カム軸307が半回転駆動される。これにより、偏心加圧カム308が図5の第2の回転角位置から図4、図6の第1の回転角位置に転換されて、下側ベルトアセンブリBが持ち上げ回動され加圧ローラ121と加圧パッド125が加圧位置に移動する<S13−003>。
 即ち、加圧ローラ121と加圧パッド125が上側ベルトアセンブリAの駆動ローラ131とパッドステー137に加圧ベルト120と定着ベルト105を挟んで所定の当接圧で圧接する。これにより、定着ベルト105と加圧ベルト120との間にシート搬送方向Vにおいて所定幅の定着ニップ部Nが形成される<S13−004>。
 また、下側ベルトアセンブリBが図4の加圧位置に保持されている状態において、CPU10による加圧命令により<S13−005>、モータドライバ302Dを介して加圧モータ302がCCW方向に所定の回転数であるN回転される<S13−006>。これにより、加圧カム軸307が半回転駆動され、偏心加圧カム308が図4、図6の第1の回転角位置から図5の第2の回転角位置に転換される。即ち、下側ベルトアセンブリBが持ち下げ回動されて加圧ローラ121と加圧パッド125が離間位置に移動する<S13−008)。これにより、定着ニップ部Nの形成が解除される<S13−009>。
(2−3)定着動作と温調制御
 次に、図9の(a)の制御フローチャートと(b)の制御系統のブロック図により定着装置100の定着動作について説明する。定着装置100の待機状態(スタンバイ状態)<S09−001>において、下側ベルトアセンブリBは図5の離間位置に保持され、駆動モータ301は所定のスタンバイ速度で駆動している。IHヒータ170への給電も所定のスタンバイ温度になるように制御している。
 CPU10はプリントジョブ開始信号の入力<S09−002>に基づいて所定の作像シーケンス制御を開始する。定着装置100については、CPU100からヒータコントローラ170C(図10の(b))、ヒータドライバ170Dを介してIHヒータ170に電力を供給する。そして回転する定着ベルト105を電磁誘導加熱して所定の目標温度に立ち上げる温調制御を開始する。即ち、給送されるシートSの坪量や種類(紙種)に応じて定着ベルト105をスタンバイ温度から目標温度(本実施例では160℃程度)に立ち上げて維持する温調制御を行う<S9−003>。
 定着ベルト105の温度が目標温度に達すると、CPU100はモータドライバ301Dを介して駆動モータ301を駆動して駆動入力ギアGに駆動を入力する。これにより、上側ベルトアセンブリAの駆動ローラ131が前記のように駆動されて定着ベルト105が所定速度まで加速される。
 また、駆動入力ギアGの回転力が駆動ギア列(不図示)を介して下側ベルトアセンブリBの加圧ローラ121にも伝達され、加圧ローラ120も加速を開始する<S09−004>。
 次に、モータドライバ302Dを介して加圧モータ302を駆動して加圧カム軸307を半回転駆動させることで下側ベルトアセンブリBを図5の離間位置から図4の加圧位置に移動させる。これにより、定着ベルト105と加圧ベルト120との間に定着ニップ部Nを形成する<S09−005>。
 そして、定着ベルト105の温調、定着ベルト105及び加圧ベルト120の加速、定着ニップ部Nの形成がなされた状態において、画像形成部より、表面に未定着トナー画像t(図4)が形成されているシートSが定着装置100に導入される。シートSは定着装置100のシート入口部に配設されている入口ガイド184に案内されて定着ベルト105と加圧ベルト120との圧接部である定着ニップ部Nへ進入する。
 シートSは画像担持面が定着ベルト105に対向し、その反対面が加圧ベルト120に対向して定着ニップ部Nで挟持搬送されていく。そして、未定着トナー画像tが定着ベルト105の熱とニップ圧によりシート面に固着画像として定着される。定着ニップ部Nを通過したシートSは定着ベルト105に表面から分離して定着装置100のシート出口側から出て排出ローラ対20(図2)によって排出トレイ21へと搬送排出される。
 そして、所定の1枚または連続複数枚のプリントジョブにおけるシートSの搬送が終了したら<S09−006>、CPU10はモータドライバ302Dを介して加圧モータ302を駆動する。そして加圧カム軸307を半回転駆動させることで下側ベルトアセンブリBを図4の加圧位置から図5の離間位置に移動させる。これにより、定着ベルト105と加圧ベルト120と定着ニップ部Nが解除される<S09−007>。
 次に、駆動モータ301を減速して定着ベルト105及び加圧ベルト120の回転をスタンバイ速度まで減速させる<S09−008>。そしてCPU10は定着ベルト105の加熱、温調制御を終了して、定着ベルト105の温度がスタンバイ温度となるようにIHヒータ170への電力制御を行う<S09−009>。この状態において、CPU10は次のプリントジョブ開始信号の入力待ちを行う<S09−010>。
 図10の(a)の制御フローチャートと(b)の制御系統のブロック図により定着ベルト105の温度制御を説明する。上側ベルトアセンブリAには定着ベルト105の表面温度を検知する温度検知部材としてのサーミスタ220が配設されている。CPU10はプリンタ1の状態に基づいてヒータコントローラ170C・ヒータドライバ170Dを介してIHヒータ170に電力を印加する<S10−001>。定着ベルト105はIHヒータ170による電磁誘導加熱により昇温する。
 その定着ベルト105の温度がサーミスタ220により検知されて検知温度情報(温度に関する電気的情報)がCPU10に入力される。CPU10はサーミスタ220による検知温度が所定の規定値(スタンバイ温度・目標温度)以上となったら<S10−002>IHヒータ170に対する電力を停止する<S10−003>。その後、CPU10はサーミスタ220による検知温度が所定の規定値よりも低くなったら<S10−004>、IHヒータ170に対する電力の印加<S17−001>を再開する。
 上記のステップS10−001~S10−004の繰り返しにより定着ベルト105が所定の目標温度に温調維持される。そして、上記の定着ベルト温調制御はプリンタ1の電源がOFFされるまで継続される。
(2−4)ベルト寄り制御機構
 定着ベルト105はその回転過程においてシート搬送方向Vと直交する幅方向W(図11の(a)、図12)の一方側(一端部側)又は他方側(他端部側)へ片寄るように移動する現象(ベルトの寄り移動)が発生する。定着ベルト105に圧接して定着ニップ部Nを形成する加圧ベルト120も定着ベルト105と同様に寄り移動する。
 本実施例においてはこの定着ベルト105の寄り移動をスイング型寄り制御で所定の寄り範囲内(所定のゾーン内)に安定させるようにしている。スイング型寄り制御はベルト位置が幅方向中央部から所定量以上移動したことを検知した場合にステアリングローラ132を定着ベルト132の寄り移動方向と反対向きに傾動させる方法である。
 このスイング型寄り制御を繰り返すことにより、定着ベルト105が周期的に幅方向の片側(幅方向の一方方向)からもう一方(幅方向の他方方向)の側まで移動するため、ベルトの寄り移動を安定して制御することができる。即ち、定着ベルト105はシートSの搬送方向Vと直交する方向Wに往復移動可能に構成されている。
 上側ベルトアセンブリAにおいて、定着ベルト105の左側(手前)にステアリングローラ132寄りの位置に定着ベルト端部位置を検知するための位置検知手段であるセンサ部150(図11の(a))が設けられている。CPU10はこのセンサ部(検出手段)150によって定着ベルト105の端部位置(ベルト寄り移動位置)を検出し、それに応じて、ステアリングローラ132の傾きを変化させることで、ベルト回転時におけるベルト寄り制御を行っている。
 CPU(変位手段)10はセンサ部150によって定着ベルト105の端部位置を検出し、それに応じて、ステッピングモータ(変位手段)155を正転方向(CW)または逆転方向(CCW)に所定の回転数、回転させる。これにより、前述した図6・図7の機構157、152、161、151を介して、左側のステアリングローラ支持アーム154が軸131aを中心に上方または下方に所定の制御量だけ回動する。これに連動して、ステアリングローラ132の傾きが変化(図12)して定着ベルト105の寄り制御がなされる。
 即ち、ステアリングローラ132は定着ベルト105を幅方向の一端部側に移動させることができる、及び他端部側に移動させることができるステアリング手段である。CPU10はセンサ部150の検知結果に応じて、定着ベルトが幅方向における所定のゾーン内で往復移動するようにステアリングローラ132を制御する。
 センサ部150は、複数のセンサ(フォトインタラプタ)、本実施例では第1と第2の二つのセンサ150a、150b、及び軸150fを中心に正転方向または逆転方向に回動可能(揺動可能)なセンサフラグ150cを有する。このセンサフラグ150cの正転方向または逆転方向の回動により第1と第2のセンサ150a、150bがそれぞれ所定の関係をもってON、OFFされる。また、センサ部150は軸150hを中心に正転方向または逆転方向に回動可能(揺動可能)なセンサアーム150dを有する。
 当接部としてのセンサアーム150dは付勢部としてのセンサバネ150eにより定着ベルト105の右側端面に当接する方向に軸150hを中心に回動付勢されている。本実施例においては、センサアーム150dをセンサバネ150eにより定着ベルト105の右側端面に対して3gfの力で常時押圧当接させている。
 即ち、センサアーム150dは定着ベルト150の幅方向の一方端に当接する揺動可能な部材であり、センサバネ150eにより定着ベルト105の幅方向の他端部側へ付勢されている。従って、センサアーム150dは定着ベルト105の寄り移動に追従して軸150hを中心に正転方向または逆転方向に回動動作する。
 センサフラグ(回動部、連動部)150cとセンサアーム150dはピンと長穴による連結機構150iにより連結されている。従って、定着ベルト105の寄り移動に追従してセンサアーム150dは正転方向または逆転方向の回動し、このセンサアーム150dの回動に連動してセンサフラグ150cが正転方向または逆転方向に回動する。これにより、第1と第2のセンサ150a、150bがそれぞれ所定の関係をもってON、OFFされる。CPU10は第1と第2のセンサ150a、150bそれぞれのON/OFF信号の組合せにより、定着ベルト105の寄り位置検出を行う。
 即ち、各センサ150a、150bはセンサフラグ150cの近傍に設けられ、センサフラグ150cの回転位置(揺動位置)を検出することで、定着ベルト105が所定のゾーン内の一方側もしくは他方側の位置(往復移動位置)にあることを検出する。
 第1と第2のセンサ150a、150bのON/OFF信号の組合せとその時の位置関係を図11の(b)に、その時の定着ベルト105の端面位置の関係を図13に示す。また、寄り制御フローチャートを図1に示す。なお、各センサ150a、150bをセンサフラグ150cが遮光した時に信号はOFFとなり、投光したときにON信号となる。定着ベルト105の左側が手前側、右側が奥側である。
 まず、プリンタ1の電源がONされると<S11−001>、CPU10は、モータドライバ302Dを介して駆動モータ301の回転を開始させる<S11−002>。これにより定着ベルト105及び加圧ベルト120が回転する。
 次にCPU10は定着装置100の温度を確認する<S11−003>。ここで定着装置100の温度が所定温度よりも高ければ、CPU10はベルト寄り制御を開始する<S11−007>。
 定着装置100の温度が所定温度以下であれば、CPU10は第1のセンサ150aと第2のセンサ150bの論理を確認する<S11−004>。なお本実施例における所定温度は100℃としている。
 ここで、第1のセンサ150aがON、第2のセンサ150bがON(図13の状態S3)であった場合、CPU10はモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155のCW方向に所定の駆動パルスを出力する<S11−005>。ステアリングローラ132はステッピングモータ155に駆動され駆動ローラ131に対して‐2°傾き<S11−006>、定着ベルト105は奥側から手前側への移動を開始する。
 即ち、定着ベルト105が所定温度以下から回転動作を開始する際は、ベルト寄り制御手段は、検出手段であるセンサ部150が配置されている方向に定着ベルト105を移動させる。それによってセンサフラグ150cもしくはセンサアーム150dにトナーを定着する際に発生するワックスが固着してセンサ部105が回転し難い状態であったとしても、定着ベルト105は確実にセンサ部150に当接してベルト位置を検出することができる。その後は、ベルト寄り制御<S11−007>へと移行して寄り制御を行う。
 ベルト寄り制御では、定着ベルト105は第1のセンサ150aがON、第2のセンサ150bがOFFの位置<S11−011>と、第1のセンサ150aがOFF、第2のセンサ150bがONとなる位置<S11−014>の間を往復する。その区間内(所定のゾーン内)で定着ベルト105が存在する様にスイング型寄り制御を行っている。加圧ベルト120はこの定着ベルト105の寄り制御に伴って定着ベルト105と一緒に寄り移動する。
 その区間(ゾーン)の距離(幅)は、定着ベルト105がその回転軸方向に、中心位置から±1.5mm(往復移動位置)としている(状態S2、S4)。CPU10はセンサ部150で検知した定着ベルト105の位置よりモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155に所定の駆動パルスを出力する<S11−012><S11−015>。ステアリングローラ132はステッピングモータ159に駆動され駆動ローラ131に対して±2°傾けることで制御を行う<S11−013><S11−016>。
 また、寄り制御が不能となる状態では、定着ベルト105の端面が中心位置から±3mmの位置(状態S1、S5)にくると、第1と第2のセンサ150a、150bが共にOFFとなる<S11−008>。この時、CPU10は異常発生と判断し<S11−009>、プリンタ1のプリント動作(画像形成動作)を緊急停止させる。定着装置100については、IHヒータ170への電力供給をOFFにして定着ベルト105の加熱を停止すると共に駆動モータ301をOFFにして定着ベルト105と加圧ベルト120の回転を停止させる<S11−010>。
 また、CPU10はプリンタ操作部24(図2)の表示部に定着装置100の異常発生を表示して使用者にサービスマンへの連絡を促す。遠隔監視システムである場合にはCPU10はサービス会社に異常発生を通報する。
 定着装置100は駆動モータ301が回転している間は、待機状態(スタンバイ状態)や定着動作時に関わらず、上述した一連の寄り制御<S11−007>~<S11−014>を実行する。
 次に、実施例2について説明する。図14は本実施例2の定着装置100の寄り制御を説明するフローチャートである。実施例1で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一符号を付し、必要の無い限り重複する説明を省略する。
 まず、プリンタ1の電源がONされると<S14−001>CPU10は、モータドライバ302Dを介して駆動モータ301の回転を開始させる<S14−002>。これにより定着ベルト105及び加圧ベルト120が回転する。
 次にCPU10は定着装置100の温度を確認する<S14−003>。ここで定着装置100の温度が所定温度よりも高ければ、CPU10はベルト寄り制御を開始する<S14−013>。
 定着装置100の温度が所定温度以下であれば、CPU10は第1のセンサ150aと第2のセンサ150bの論理を確認する<S14−004>。なお本実施例における所定温度は100℃としている。
 ここで、第1のセンサ150aがON、第2のセンサ150bがON(図13の状態S3)であった場合、CPU10はモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155のCW方向に所定の駆動パルスを出力する<S14−005>。ステアリングローラ132はステッピングモータ155に駆動され駆動ローラ131に対して‐2°傾く<S14−006>。これにより、定着ベルト105は奥側から手前側への移動を開始し、手前側に設けられたセンサ部150側へと移動する。
 第1のセンサ150aがOFF、第2のセンサ150bがON<S14−007>(図13の状態S4)であった場合、CPU10はモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155のCCW方向に所定の駆動パルスを出力する<S14−008>。ステアリングローラ132はステッピングモータ155に駆動され駆動ローラ131に対して+2°傾き<S14−009>、定着ベルト105は手前側から奥側への移動を開始する。
 所定時間が経過<S14−010>したところで、CPU10はモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155のCW方向に所定の駆動パルスを出力する<S14−011>。ステアリングローラ132はステッピングモータ155に駆動され駆動ローラ131に対して‐2°傾き<S14−012>、定着ベルト105は奥側から手前側への移動を開始する。
 この一連の動作によって、センサフラグ150cもしくはセンサアーム150dにワックスが固着してセンサ部105が回転し難い状態であったとしても、定着ベルト105は確実にセンサ部150に当接してベルト位置を検出することができる。その後は、ベルト寄り制御<S11−013>へと移行して寄り制御を行う。
 ベルト寄り制御では、定着ベルト105は第1のセンサ150aがON、第2のセンサ150bがOFFの位置<S14−017>と、第1のセンサ150aがOFF、第2のセンサ150bがONとなる位置<S14−020>の間を往復する。その区間内で定着ベルト105が存在する様にスイング型寄り制御を行っている。加圧ベルト120はこの定着ベルト105の寄り制御に伴って定着ベルト105と一緒に寄り移動する。
 その区間の距離は、定着ベルト105がその回転軸方向に、中心位置から±1.5mmとしている(状態S2、S4)。CPU10はセンサ部150で検知した定着ベルト105の位置よりモータドライバ155Dを介してステッピングモータ155に所定の駆動パルスを出力する<S14−018><S14−021>。ステアリングローラ132はステッピングモータ159に駆動され駆動ローラ131に対して±2°傾けることで制御を行う<S14−019><S14−022>。
 本実施例における上記図14の制御をまとめると、定着ベルト105が所定温度以下から回転動作を開始する際には、ベルト寄り制御手段は次のような制御を実行する。これにより、センサフラグ150cもしくはセンサアーム150dにワックスが固着してセンサ部105が回転し難い状態であったとしても、定着ベルト105は確実にセンサ部150に当接してベルト位置を検出することができる。
 1)定着ベルト105が所定のゾーン内の一方側もしくは他方側の往復移動位置にないと判断された場合と、定着ベルトがセンサ部150の設けられている側とは反対側に位置すると検出された場合は、センサ部が配置されている方向にベルトを移動させる。即ち、CPU10は、ステアリングローラ132をセンサ部150が配置されている側に定着ベルト105が移動する方向に傾け制御する。
 2)定着ベルト105がセンサ部150の設けられている側に位置すると検出された場合は、所定の時間、定着ベルトをセンサ部の設けられている側とは反対側に移動させた後、センサ部が配置されている方向に定着ベルトを移動させる。即ち、CPU10は、所定の時間、ステアリングローラ132をセンサ部150が配置されている側とは反対側に定着ベルト105が移動する方向に傾け制御する。その後、センサ部150が配置されている側に定着ベルト105が移動する方向にステアリングローラ132を傾け制御する。
 また、寄り制御が不能となる状態では、定着ベルト105の端面が中心位置から±3mmの位置(状態S1、S5)にくると、第1と第2のセンサ150a、150bが共にOFFとなる<S14−014>。この時、CPU10は異常発生と判断し<S14−015>、プリンタ1のプリント動作(画像形成動作)を緊急停止させる。定着装置100については、IHヒータ170への電力供給をOFFにして定着ベルト105の加熱を停止すると共に駆動モータ301をOFFにして定着ベルト105と加圧ベルト120の回転を停止させる<S11−016>。
 また、CPU10はプリンタ操作部24(図2)の表示部に定着装置100の異常発生を表示して使用者にサービスマンへの連絡を促す。遠隔監視システムである場合にはCPU10はサービス会社に異常発生を通報する。
 定着装置100は駆動モータ301が回転している間は、待機状態(スタンバイ状態)や定着動作時に関わらず、上述した一連の寄り制御<S14−013>~<S14−022>を実行する。
《その他の事項》
 1)実施例の定着装置においては、定着ベルト105を代表して、位置検知手段150、往復制御手段による往復制御を説明した。加圧ベルト120についても定着ベルトと同様の位置検知手段、往復制御手段による往復制御を行うことができる。
 2)実施例の定着装置は第1と第2の定着回転体の何れも無端ベルトにしている装置であるが、1と第2の定着回転体の何れか一方を無端ベルトにし、他方をローラ部材にした装置にすることもできる。
 3)実施例は未定着トナー像tをシートSに定着する定着装置を例に説明した。しかし、本発明は、これに限られず、画像の光沢を向上させるべく、シートに定着あるいは仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も定着装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。
 4)また、加熱機構として電磁誘導加熱方式について説明したが、本発明は、これに限られず、ハロゲンヒータなど他の方式の加熱機構を用いる場合にも同様に適用できる。具体的には、例えば、駆動ローラ131や加圧ローラ121の内部にハロゲンヒータなどの加熱機構を配設したものである。
 本発明によれば、エンドレスベルトを有する定着装置を備えた画像形成装置が提供される。

Claims (4)

  1.  記録材にトナー像を定着するためのニップ部を形成する少なくとも一方がエンドレスベルトとされる一対の回転体と、
     前記エンドレスベルトを回転可能に支持するローラと、
     前記エンドレスベルトの幅方向一端に当接する当接部と、前記エンドレスベルトの幅方向一端に向けて前記当接部を付勢する付勢部と、前記当接部の位置を検出するためのセンサと、を有し、前記センサの出力に応じて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、
     前記検出手段により検出された前記エンドレスベルトの位置に応じて前記ローラの長手方向一端を変位させる変位手段と、を有し、
     前記変位手段は、前記エンドレスベルトの回転を開始させる際、前記当接部が前記付勢部の付勢力に抗して移動するように前記ローラの長手方向一端を変位させておく定着装置。
  2.  前記変位手段は、前記エンドレスベルトの回転が開始してから、前記センサが前記当接部の位置を検出するまでの間、前記当接部が前記付勢部の付勢力に抗して移動するように前記ローラの長手方向一端を変位させておく請求項1の定着装置。
  3.  前記検出手段は前記当接部の移動に連動して回動する回動部を有し、前記センサは前記回動部によって遮光され得るフォトインタラプタを有する請求項2の定着装置。
  4.  前記エンドレスベルトの回転が開始してから所定時間が経過するまでの間に、前記センサが前記回動部によって遮光されなかった場合、前記エンドレスベルトの回転を停止させる請求項3の定着装置。
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