(57)【要約】【課題】複数のローラ部材に張架したベルト部材を当接回転体に当接させた初期段階において、外部加熱ベルトに不安定な寄り移動が発生してもローラ部材の端部を超えてベルト部材が寄り移動しにくい画像加熱装置を提供する。【解決手段】外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させた状態で、フォトインタラプタ１３３、１３４の出力に基づいてウォームホイール１１８を制御して、上流ローラ１０３および下流ローラ１０４の端部の所定位置で外部加熱ベルト１０５の寄り移動を反転させる。制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間した後、定着ローラ１０１に当接する前に、定着ローラ１０１に当接後の外部加熱ベルト１０５が寄り移動の中心側へ向かって寄り移動する方向の交差角度θを設定する。【選択図】図６
2014098820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に当接して回転する当接回転体と、
前記当接回転体との間に当接面を形成して回転するベルト部材と、
前記ベルト部材を張架する複数のローラ部材と、
前記当接面に交差する方向へ前記複数のローラ部材を一体に移動して前記当接回転体に対して前記ベルト部材を接離させる接離機構と、
前記当接面に沿った方向へ前記複数のローラ部材を一体に回動して前記当接面における前記当接回転体の母線と前記ベルト部材の母線の交差角度を変更する回動機構と、
前記複数のローラ部材に沿って前記ベルト部材が寄り移動して前記複数のローラ部材の端部の所定位置で前記ベルト部材の寄り移動が反転するように前記回動機構を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ベルト部材が前記当接回転体から離間した後、前記当接回転体に当接する前に、前記回動機構を作動させて、それまでの回動角度よりも絶対値が小さい回動角度を前記交差角度として設定することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
記録材に当接して回転する当接回転体と、
前記当接回転体との間に当接面を形成して回転するベルト部材と、
前記ベルト部材を張架する複数のローラ部材と、
前記当接面に交差する方向へ前記複数のローラ部材を一体に移動して前記当接回転体に対して前記ベルト部材を接離させる接離機構と、
前記当接面に沿った方向へ前記複数のローラ部材を一体に回動して前記当接面における前記当接回転体の母線と前記ベルト部材の母線の交差角度を変更する回動機構と、
前記複数のローラ部材に沿って前記ベルト部材が寄り移動して前記複数のローラ部材の端部の所定位置で前記ベルト部材の寄り移動が反転するように前記回動機構を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ベルト部材が前記当接回転体から離間した後、前記当接回転体に当接する前に、前記回動機構を作動させて、前記当接回転体に当接後の前記ベルト部材が寄り移動の中心側へ向かって寄り移動する方向の回動角度を前記交差角度として設定することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項３】
前記複数のローラ部材に沿った前記ベルト部材の寄り位置を検出する検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ベルト部材の寄り位置が寄り移動の中心を超えている場合には、それまでの回動角度とは逆方向の所定の回動角度を前記交差角度として設定するように、前記検出手段の出力に基づいて前記回動機構を制御することを特徴とする請求項２記載の画像加熱装置。
【請求項４】
前記所定の回動角度は、それまでの回動角度よりも絶対値が小さな回動角度であることを特徴とする請求項３記載の画像加熱装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ベルト部材が前記当接回転体から離間した際に前記ベルト部材の寄り位置が寄り移動の中心を超えていなければ、それまでの回動角度よりも小さな同一方向の回動角度を前記交差角度として設定することを特徴とする請求項３又は４記載の画像加熱装置。
【請求項６】
前記接離機構は、所定の種類の記録材の加熱処理に先立たせて前記ベルト部材を前記当接回転体に当接させ、前記所定の種類の記録材の加熱処理の終了後に前記ベルト部材を前記当接回転体から離間させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
【請求項７】
前記複数のローラ部材は回転自在に支持され、前記ベルト部材は、前記当接回転体に当接して従動回転することを特徴とする請求項６記載の画像加熱装置。
【請求項８】
前記当接回転体は、記録材の画像面を加熱する加熱ローラであって、
前記ベルト部材は、前記複数のローラ部材によって加熱されて前記加熱ローラの表面を加熱する外部加熱ベルトであることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材のニップ部を形成する当接回転体に、複数のローラ部材に張架したベルト部材を当接させて回転させる画像加熱装置、詳しくはローラ部材からベルト部材を離間して再び当接した際のベルト部材の寄り移動の不安定を回避する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成したトナー像を直接又は中間転写体を介して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を画像加熱装置の一例である定着装置で加熱加圧して記録材に画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像加熱装置は、当接回転体の一例である加熱回転体（ベルト部材又はローラ部材）に同じく当接回転体の一例である圧接回転体（ベルト部材又はローラ部材）を圧接して記録材のニップ部を形成している。
【０００３】
近年、画像加熱装置の生産性の向上や厚紙の加熱処理への対応等から熱負荷が高まって加熱回転体の表面温度の低下が発生し易くなっている。そのため、加熱回転体のニップ部の上流側に外部加熱ベルトを当接させて配置し、加熱回転体の周面を外側から補助加熱する画像形成装置が実用化されている（特許文献１）。
【０００４】
一般的に、複数のローラ部材にベルト部材を張架して回転させると、ベルト部材には、ローラ部材に沿った寄り移動が発生し、寄り移動を放置するとベルト部材がローラ部材から脱落する可能性がある（特許文献２）。このため、特許文献２の定着装置では、ベルトエッジを検知するフォトインタラプタの出力に基づいて、１本のローラ部材の傾き角度を調整してベルト部材の寄り移動を動的に制御するステアリング制御を採用している。ベルト部材が寄り移動してローラ部材の端部に達するごとに、１本のローラ部材の傾き角度を反転させて、ローラ部材に沿ったベルト部材の寄り移動を反転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１２８９６号公報
【特許文献２】特開２００９−１６３０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２のステアリング機構は、後述するように、加熱回転体や圧接回転体としてのベルト部材には応用できても、加熱回転体よりも小型に形成されるべき外部加熱ベルトでは応用が難しい。
【０００７】
そこで、複数のローラ部材に外部加熱ベルトを張架して加熱回転体に当接させた状態で、当接面に沿った方向へ複数のローラ部材を一体に回動して複数のローラ部材に沿った外部加熱ベルトの寄り移動を制御するステアリング機構が提案された。図５に示すように、加熱回転体（１０１）と外部加熱ベルト（１０５）の当接面における加熱回転体（１０１）の母線と外部加熱ベルト（１０５）の母線の交差角度θを右回り方向と左回り方向とに反転して、寄り移動の方向を反転している。
【０００８】
ところで、普通紙のような熱負荷の小さな記録材の加熱処理においては、外部加熱ベルトは不要なため、加熱回転体から離間させておくことが望ましい。そして、厚紙のような熱負荷の大きな記録材の加熱処理に際して、初めて外部加熱ベルトを加熱回転体へ当接させることが望ましい。しかし、複数のローラ部材を一体に回動して外部加熱ベルトの寄り移動を制御する上述のステアリング機構では、外部加熱ベルトを加熱回転体へ当接させた初期段階において、外部加熱ベルトの寄り移動が不安定になり易い。外部加熱ベルトが複数のローラ部材の端部に達する直前の状態で離間して待機させた後に、そのまま加熱回転体に当接させると、そこからローラ部材の外側へ向かう寄り移動が発生して、ベルト部材がローラ部材の端部を超える可能性がある。
【０００９】
本発明は、複数のローラ部材に張架したベルト部材を当接回転体に当接させた初期段階において、外部加熱ベルトに不安定な寄り移動が発生してもローラ部材の端部を超えてベルト部材が寄り移動しにくい画像加熱装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像加熱装置は、記録材に当接して回転する当接回転体と、前記当接回転体との間に当接面を形成して回転するベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数のローラ部材と、前記当接面に交差する方向へ前記複数のローラ部材を一体に移動して前記当接回転体に対して前記ベルト部材を接離させる接離機構と、前記当接面に沿った方向へ前記複数のローラ部材を一体に回動して前記当接面における前記当接回転体の母線と前記ベルト部材の母線の交差角度を変更する回動機構と、前記複数のローラ部材に沿って前記ベルト部材が寄り移動して前記複数のローラ部材の端部の所定位置で前記ベルト部材の寄り移動が反転するように前記回動機構を制御する制御手段と、を備えるものである。そして、前記制御手段は、前記ベルト部材が前記当接回転体から離間した後、前記当接回転体に当接する前に、前記回動機構を作動させて、それまでの回動角度よりも絶対値が小さい回動角度を前記交差角度として設定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像加熱装置では、ベルト部材を当接回転体に当接する前に、当接後のベルト部材の寄り移動の速度が小さくなるように交差角度を設定するので、当接後にベルト部材が複数のローラ部材に沿って外側へ移動する場合の寄り速度も小さくなる。したがって、複数のローラ部材に張架したベルト部材を当接回転体に当接させた初期段階において、外部加熱ベルトに不安定な寄り移動が発生してもローラ部材の端部を超えてベルト部材が寄り移動しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】実施例１の定着装置の構成の説明図である。
【図３】外部加熱ベルトの接離機構の説明図である。
【図４】外部加熱ユニットの外観の斜視図である。
【図５】定着ローラと外部加熱ベルトの交差角度の説明図である。
【図６】外部加熱ベルトのステアリング機構の説明図である。
【図７】ステアリング機構の駆動部の説明図である。
【図８】ステアリング機構の駆動部の拡大図である。
【図９】支持軸の移動量と外部加熱ベルトの寄り力の関係の説明図である。
【図１０】ベルト寄り量検知センサの配置の説明図である。
【図１１】ベルト寄り方向とセンサフラグの回転方向の関係の説明図である。
【図１２】定着装置の制御系のブロック図である。
【図１３】外部加熱ベルトのステアリング制御のフローチャートである。
【図１４】実施例２におけるベルト寄り位置検出の説明図である。
【図１５】実施例２における離間後の交差角度の設定の説明図である。
【図１６】実施例２の制御のフローチャートである。
【図１７】実施例３における離間後の交差角度の設定の説明図である。
【図１８】実施例５における外部加熱ベルトの寄り移動の反転タイミングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１３０に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１５】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム３ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１３０に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム３ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１３０に一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、感光ドラム３ｃ、３ｄにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて、中間転写ベルト１３０に順次一次転写される。
【００１６】
記録材Ｐは、記録材カセット１０から１枚ずつ取り出されてレジストローラ１２で待機する。レジストローラ１２は、中間転写ベルト１３０上のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。二次転写部Ｔ２を搬送されて中間転写ベルト１３０から四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９へ搬送され、定着装置９で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、機体外部のトレイ７へ排出される。
【００１７】
両面印刷の場合、第一面にトナー像を転写して定着装置９で画像を定着された記録材Ｐは、フラッパー１６によって反転パス１８に導かれる。反転パス１８の記録材Ｐは、反転ローラ１７により反転されて両面パス１９へ導かれる。そして、記録材Ｐは、再び、レジストローラ１２で待機して二次転写部Ｔ２へ送り込まれて第二面にトナー像が転写される。定着装置９で第二面に画像が定着されて両面に画像が定着された記録材が機体外部のトレイへ７排出される。
【００１８】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、現像装置１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに関する重複した説明を省略する。
【００１９】
画像形成部Ｐａは、感光ドラム３ａの周囲に、帯電ローラ２ａ、露光装置５ａ、現像装置１ａ、一次転写ローラ６ａ、及びドラムクリーニング装置４ａを配置している。感光ドラム３ａは、アルミニウムの円筒材料の表面に感光層が形成されている。
【００２０】
帯電ローラ２ａは、感光ドラム３ａの表面を一様な電位に帯電させる。露光装置５ａは、レーザービームを走査して感光ドラム３ａに画像の静電像を書き込む。現像装置１ａは、静電像を現像して感光ドラム３ａにトナー像を形成する。一次転写ローラ６ａは、電圧を印加されて感光ドラム３ａのトナー像を中間転写ベルト１３０へ一次転写させる。
【００２１】
ドラムクリーニング装置４ａは、感光ドラム３ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト１３０への転写を逃れて感光ドラム３ａに付着した転写残トナーを回収する。ベルトクリーニング装置１５は、二次転写部Ｔ２で記録材への転写を逃れて中間転写ベルト１３０に付着した転写残トナーを回収する。
【００２２】
＜定着装置＞
図２は実施例１の定着装置の構成の説明図である。図２に示すように、定着装置９は、定着ローラ１０１に加圧ローラ１０２を圧接して、記録材のニップ部Ｎを形成する。ニップ部Ｎは、未定着トナーＫを担持した記録材Ｐを挟持搬送して、トナーを融解して記録材Ｐ上に画像を定着させる。定着ローラ１０１は、芯金１０１ａの外周面に弾性層１０１ｂを配置し、弾性層１０１ｂの表面を離型層１０１ｃで被覆している。定着ローラ１０１は、不図示のギア列を含む駆動機構１４１に駆動されて、矢印Ａ方向に所定のプロセススピードで回転する。
【００２３】
加圧ローラ１０２は、芯金１０２ａの外周面に弾性層１０２ｂを配置し、弾性層１０２ｂの表面を離型層１０２ｃで被覆している。加圧ローラ１０２は、駆動機構１４１に駆動されて、矢印Ｂ方向に所定のプロセススピードで回転する。加圧ローラ１０２は、偏心カムを用いた不図示の加圧機構に駆動されて、定着ローラ１０１に対して接離する。不図示の加圧機構は、加圧ローラ１０２を所定の加圧力で定着ローラ１０１に加圧して、定着ローラ１０１と加圧ローラ１０２の間にニップ部Ｎを形成する。
【００２４】
ハロゲンヒータ１１１は、定着ローラ１０１の芯金１０１ａの内部に非回転に配置される。サーミスタ１２１は、定着ローラ１０１に接触して配置されて定着ローラ１０１の表面温度を検出する。制御部１４０は、サーミスタ１２１の検出温度に応じてハロゲンヒータ１１１をＯＮ／ＯＦＦ制御して、定着ローラ１０１の表面温度を記録材の種類に応じた所定の目標温度に維持する。
【００２５】
ハロゲンヒータ１１２は、加圧ローラ１０２の芯金１０２ａの内部に非回転に配置される。サーミスタ１２２は、加圧ローラ１０２に接触して配置されて加圧ローラ１０２の表面温度を検出する。制御部１４０は、サーミスタ１２２の検出温度に応じてハロゲンヒータ１１２をＯＮ／ＯＦＦ制御して、加圧ローラ１０２の表面温度を所定の目標温度に維持する。
【００２６】
外部加熱ベルト１０５の表層は、記録材から移転（オフセット）したトナーや紙粉等の異物の付着によって汚れるため、外部加熱ベルト１０５の表層を清掃するクリーニングローラ１０８が必要となる。クリーニングローラ１０８は、表面に設けたシリコンゴム層にトナーや紙粉等の異物を吸着する。クリーニングローラ１０８は、所定の圧力で外部加熱ベルト１０５に押圧されて従動回転して、外部加熱ベルト１０５の表面をクリーニングする。
【００２７】
＜外部加熱ベルト＞
図３は外部加熱ベルトの接離機構の説明図である。図２に示すように、画像形成装置は、厚紙など坪量（単位面積当たり重量）の大きな記録材でも、高い生産性（単位時間当たりのプリント枚数）を求められる。坪量の大きな記録材で生産性を上げるためには、定着装置９における加熱処理のスピードを高速化する必要がある。しかし、坪量の大きな記録材は、熱を多く奪うため、定着に要する熱量が、坪量の低い記録材に比べて大きくなる。
【００２８】
そこで、図３に示すように、定着装置９は、定着ローラ１０１に対して外部加熱ベルト１０５を当接／離間が可能に配置している。必要に応じて、定着ローラ１０１の表面に外部加熱ベルト１０５を圧接して外部から定着ローラ１０１を加熱する。定着装置９は、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、次の画像形成ジョブを待機する。
【００２９】
図１に示すように、画像形成装置１００に画像形成ジョブが送信されると、画像形成装置１００内の各装置で準備動作が開始され、定着装置９で加熱動作が開始される。図３に示すように、加熱動作において定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４がそれぞれの目標温度に達すると、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に加圧当接させて画像形成ジョブが開始される。その後、画像形成ジョブが終了すると、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を離間して、次の画像形成の開始時までその状態を保持させる。
【００３０】
図３に示すように、外部加熱ユニット１５０は、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４に外部加熱ベルト１０５を掛け渡して張架する。外部加熱ベルト１０５は、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４から定着ローラ１０１へ熱伝導を行う接触面積を増やして、定着ローラ１０１の加熱効率を高める。
【００３１】
図２に示すように、外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の外周面に当接してニップ部Ｎｅを形成して、定着ローラ１０１を外部加熱する無端ベルトである。外部加熱ベルト１０５は、ステンレス、ニッケル等の金属製の基層又はポリイミド等の樹脂製の基層を有する。基層の表面は、トナーの付着を防止するために、フッ素系樹脂を用いた耐熱性の摺動層で被覆されている。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転に伴って摩擦駆動されて、矢印Ｃ方向に従動回転する。
【００３２】
上流ローラ１０３は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で形成される。上流ローラ１０３の中心を貫通させてハロゲンヒータ１１３が非回転に配置されている。サーミスタ１２３は、上流ローラ１０３に支持された領域において外部加熱ベルト１０５に接触して、上流ローラ１０３の温度を検出する。制御部１４０は、サーミスタ１２３の検出温度に応じてハロゲンヒータ１１３をＯＮ／ＯＦＦ制御して、上流ローラ１０３の温度を所定の目標温度に維持する。
【００３３】
下流ローラ１０４は、熱伝導率の高いアルミニウム、鉄、ステンレス等の金属で形成される。下流ローラ１０４の中心を貫通させてハロゲンヒータ１１４が非回転に配置されている。サーミスタ１２４は、下流ローラ１０４に支持された領域において外部加熱ベルト１０５に接触して、下流ローラ１０４の温度を検出する。制御部１４０は、サーミスタ１２４の検出温度に応じてハロゲンヒータ１１４をＯＮ／ＯＦＦ制御して、下流ローラ１０４の温度を所定の目標温度に維持する。
【００３４】
上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の温度調整の目標温度は、定着ローラ１０１の温度調整の目標温度よりも高く設定される。上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の表面温度が定着ローラ１０１の表面温度よりも高温に保たれている方が、定着ローラ１０１の表面温度の降下に対して効率的に熱供給できるからである。厚紙の連続画像形成時、定着ローラ１０１の目標温度１６５℃に対して、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の目標温度は２３０℃に設定される。上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の表面温度は、定着ローラ１０１の表面温度よりも７５℃高く保たれる。
【００３５】
＜ローラ支持機構＞
図４は外部加熱ユニットの外観の斜視図である。図５は定着ローラと外部加熱ベルトの交差角度の説明図である。
【００３６】
図３に示すように、外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１との間にニップ部Ｎｅを形成する。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１の回転に従動回転するように、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４によって回転自在に支持される。
【００３７】
外部加熱ベルト１０５は、接離機構２００によって、定着ローラ１０１に対して当接／離間が可能である。接離機構２００は、外部加熱ベルト１０５を介して上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を定着ローラ１０１に圧接させる圧接機構を兼ねている。加圧フレーム２０１は、支持軸２０３を中心にして、定着装置９の筐体フレーム９ｆに対して回動自在である。
【００３８】
加圧フレーム２０１の回動端と定着装置９の筐体フレーム９ｆとの間に加圧ばね２０４が配置される。加圧ばね２０４は、加圧フレーム２０１の回動端を押し下げて、揺動フレーム２０８を定着ローラ１０１に向かって付勢する。揺動フレーム２０８は、手前側と奥側に配置された一対の中間コロ２１０によって加圧フレーム２０１に対して回動自在に支持される。外部加熱ベルト１０５を介して上流ローラ１０３と下流ローラ１０４が定着ローラ１０１に圧接した状態で、加圧ばね２０４は、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を総圧力３９２Ｎ（約４０ｋｇｆ）にて加圧する。
【００３９】
圧力解除カム２０５は、加圧フレーム２０１の回動端の下面に当接している。制御部１４０は、モータ２１０を制御して、回動軸２０５ａを中心にして圧力解除カム２０５を回動させて、加圧フレーム２０１の回動端を昇降させる。圧力解除カム２０５が加圧フレーム２０１から離間しているとき、加圧ばね２０４が加圧フレーム２０１の回動端を押し下げて、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に圧接させる。圧力解除カム２０５が加圧ばね２０４を縮めて加圧フレーム２０１を押し上げるとき、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間する。
【００４０】
図４の（ａ）に示すように、ローラ保持フレ−ム（２０６：図３）は、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の長手中央部で手前側のローラ保持フレ−ム２０６ａと奥側のローラ保持フレ−ム２０６ｂとに分割されている。上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の手前側の端部は、ローラ保持フレ−ム２０６ａに支持され、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の奥側の端部は、ローラ保持フレ−ム２０６ｂに支持されている。
【００４１】
図４の（ｂ）に示すように、手前側のローラ保持フレ−ム２０６ａは、支持軸２０７ａ、２０７ｂによって揺動フレーム２０８に回動自在に支持される。奥側のローラ保持フレ−ム２０６ｂは、支持軸２０７ｃ、２０７ｄによって揺動フレーム２０８に回動自在に支持される。ローラ保持フレ−ム２０６ａは、不図示の断熱ブッシュとベアリングとを介して、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の手前側の端部を回転自由に軸受支持する。ローラ保持フレ−ム２０６ｂは、不図示の断熱ブッシュとベアリングとを介して、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の奥側の端部を回転自由に軸受支持する。
【００４２】
加圧フレーム２０１の長手方向の両端部に加圧ばね２０４がそれぞれ配置されている。一対の加圧ばね２０４は、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を介して、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１の外周面に対して所定の圧力で接触させる。図３に示すように、支持軸２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄと定着ローラ１０１の中心を結ぶ直線は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に密着した状態で、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の中心を結ぶ直線の垂直二等分線になっている。
【００４３】
図５に示すように、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４が傾いて定着ローラ１０１に対する回転軸の交差角度θを持っている場合、奥側の端部では、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の一方が先行して定着ローラ１０１に加圧開始する。同時に、手前側の端部では、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の他方が先行して定着ローラ１０１に加圧開始する。このとき、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の加圧力差が、手前側のローラ保持フレーム２０６ａと奥側のローラ保持フレーム２０６ｂとを自律的に回動させて上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の端部の加圧力差を相殺する。手前側のローラ保持フレーム２０６ａと奥側のローラ保持フレーム２０６ｂとが相対的に回動して、定着ローラ１０１の曲面に応じたねじれ位置へ上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を位置決める。上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の相対的なねじれ角が自在であるため、定着ローラ１０１の曲面に応じたねじれ位置へ上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の姿勢が自律的に修正されて、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に密着する。上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の両方が定着ローラ１０１に均等に加圧されて、手前側でも奥側でも上流ローラ１０３と下流ローラ１０４から外部加熱ベルト１０５を介して定着ローラ１０１へ十分な外部加熱が行われる。
【００４４】
＜ステアリング機構＞
図６は外部加熱ベルトのステアリング機構の説明図である。図７はステアリング機構の駆動部の説明図である。図８はステアリング機構の駆動部の拡大図である。図９は支持軸の移動量と外部加熱ベルトの寄り力の関係の説明図である。
【００４５】
図２に示すように、当接回転体の一例である定着ローラ１０１は、記録材に当接して回転する。定着ローラ１０１は、記録材の画像面を加熱する。外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１に当接して従動回転する。ベルト部材の一例である外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１との間に当接面を形成して回転する。外部加熱ベルト１０５は、上流ローラ１０３および下流ローラ１０４によって加熱されて定着ローラ１０１の表面を加熱する。複数のローラ部材の一例である上流ローラ１０３および下流ローラ１０４は、外部加熱ベルト１０５を張架する。上流ローラ１０３および下流ローラ１０４は回転自在に支持される。
【００４６】
図３に示すように、接離機構の一例である接離機構２００は、当接面に交差する方向へ上流ローラ１０３および下流ローラ１０４を一体に移動して定着ローラ１０１に対して外部加熱ベルト１０５を接離させる。接離機構２００は、所定の種類の記録材の加熱処理に先立たせて外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させ、所定の種類の記録材の加熱処理の終了後に外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から離間させる。
【００４７】
図６に示すように、回動機構の一例であるウォームホイール１１８は、当接面に沿った方向へ上流ローラ１０３および下流ローラ１０４を一体に回動して当接面における定着ローラ１０１の母線と外部加熱ベルト１０５の母線の交差角度θを変更する。検出手段の一例であるフォトインタラプタ１３３、１３４は、上流ローラ１０３および下流ローラ１０４に沿った外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検出する。制御手段の一例である制御部１４０は、フォトインタラプタ１３３、１３４の出力に基づいてウォームホイール１１８を制御する。これにより、上流ローラ１０３および下流ローラ１０４に沿って外部加熱ベルト部材１０５が寄り移動して、上流ローラ１０３および下流ローラ１０４の端部の所定位置で外部加熱ベルト１０５の寄り移動が反転する。
【００４８】
図５に示すように、外部加熱ベルト１０５（上流ローラ１０３、下流ローラ１０４）と定着ローラ１０１との平行度のずれがあった場合、回転動作時に上流ローラ１０３と下流ローラ１０４に沿って外部加熱ベルト１０５が寄り移動する。そこで、定着装置９では、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の交差角度θを外部から強制的に変更して、外部加熱ベルト１０５の寄り移動を反転させて、外部加熱ベルト１０５の寄り移動範囲を所定範囲に収めるステアリング機構を設けている。外部加熱ベルト１０５を張架する上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を回動軸２０９を中心にして一体的に傾けて、定着ローラ１０１との間に意図的に交差角度θを設定して、外部加熱ベルト１０５の寄り方向を制御している。回動軸２０９は、外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の交差角度θを変化させる回転中心である。
【００４９】
図６に示すように、定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５が接触している当接面に対して法線方向に回動軸２０９を設ける。回動軸２０９を中心にして外部加熱ベルト１０５に交差角度（θ）が設定される。加圧フレーム２０１の支持軸２０３は、本体側板２０２に両端が固定されている。揺動フレーム２０８及び外部加熱ベルト１０５は、回動軸２０９の周りで加圧フレーム２０１に対して一体に回動可能である。揺動フレーム２０８に固定された支持軸２０７ａは、本体側板２０２とクリアランスをもって保持され、アーム部１１８ａの移動に伴ってクリアランスの範囲で矢印Ｈ、Ｊ方向に移動可能である。
【００５０】
図７に示すように、回転軸１１９の周りで回転可能な扇状のウォームホイール１１８は、ウォームギア１２０と噛み合っている。
【００５１】
図８に示すように、モータ１２５が順方向に回転してウォームホイール１１８を矢印Ｇ方向に回転させると、アーム部１１８ａが矢印Ｈ方向に移動して支持軸２０７ａを矢印Ｈ方向に移動させる。モータ１２５が逆方向に回転してウォームホイール１１８を矢印Ｉ方向に回転させると、アーム部１１８ａが矢印Ｊ方向に移動して支持軸２０７ａを矢印Ｊ方向に移動させる。
【００５２】
図６に示すように、揺動フレーム２０８の手前側が矢印Ｈ方向又はＪ方向に移動すると、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４が回動軸２０９の周りで回動して、定着ローラ１０１と上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の間に交差角度（θ）が設定される。定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５の交差角度θと外部加熱ベルト１０５の寄り速度には関係がある。アーム部１１８ａの移動量に応じて定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５の交差角度（θ）が設定される。アーム部１１８ａの移動量に応じて外部加熱ベルト１０５の寄り力が変化するため、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３と下流ローラ１０４に沿って寄る方向と寄り速度を制御できる。
【００５３】
図６を参照して図９に示すように、支持軸２０７ａが寄り力０の点からＨ方向に移動した場合、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１の奥側（矢印Ｍ方向）へ移動させる寄り力が大きくなる。支持軸２０７ａが寄り力０の点からＪ方向に移動した場合、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１の手前側（矢印Ｌ方向）へ移動させる寄り力が大きくなる。このようにして、支持軸２０７ａを矢印Ｈ、Ｊ方向へ移動することで、外部加熱ベルト１０５の寄る方向を制御することができる。
【００５４】
図９は、加熱ローラ保持フレーム支持軸２０７ａの取付位置を変化させ、外部加熱ベルト１０５の寄る力を測定した結果を示す。
【００５５】
外部加熱ベルト１０５の寄る力は、次のように測定した。（１）外部加熱ベルト１０５の両端に回転可能なコロを当接し、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に従動回転させた。（２）その際に、外部加熱ベルト１０５が長手方向に寄ることで生じる回転コロに加わる負荷をロードセルによって出力させて寄る力を測定した。
【００５６】
図９中、横軸に加熱ローラ保持フレーム支持軸２０７ａの取付位置を取り、ゼロ点を外部加熱ベルト１０５が寄ることなく留まる理想の取付位置とする。図６の矢印Ｈ方向をプラス、矢印Ｊ方向をマイナスとした。縦軸に外部加熱ベルト１０５の寄る力を示し、矢印Ｌ方向に移動する力をプラス、矢印Ｍ方向に移動する力をマイナスとした。
【００５７】
＜ベルト寄り量検知センサ＞
図１０はベルト寄り量検知センサの配置の説明図である。図１１はベルト寄り方向とセンサフラグの回転方向の関係の説明図である。
【００５８】
図１０に示すように、アーム１２９とコロ１２８は、回転軸１３６の周りで一体に回転する。センサフラグ１３２は、回転軸１３７の周りで回転する。アーム１２９とセンサフラグ１３２は、リンク部１３８で係合して回転を伝達する。
【００５９】
コロ１２８は、外部加熱ベルト１０５のベルトエッジに当接している。ねじりばね１３１は、アーム１２９にトルクを付与してコロ１２８を矢印Ｑ方向に付勢している。そのため、外部加熱ベルト１０５が矢印Ｑ方向に寄ると、図１１の（ｂ）に示すように、リンク部１３８が矢印Ｕ方向に移動する。外部加熱ベルト１０５が矢印Ｒ方向に寄ると、図１１の（ａ）に示すように、リンク部１３８が矢印Ｓ方向に移動する。
【００６０】
センサフラグ１３２に沿ってフォトインタラプタ１３３、１３４が配置される。フォトインタラプタ１３３、１３４は、センサフラグ１３２に形成された２つのスリットが有する４つのエッジを検出して出力を反転させる。センサフラグ１３２の４つのエッジに対応させて外部加熱ベルト１０５の寄り位置が規定されている。一例として、外部加熱ベルト１０５が５ｍｍの振幅で寄り移動を繰り返すように、フォトインタラプタ１３３、１３４が配置されている。
【００６１】
図１１の（ａ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が矢印Ｒ方向に寄ってきた場合、アーム１２９が矢印Ｓ方向に回転して、センサフラグ１３２が矢印Ｔ方向に回転してフォトインタラプタ１３３をＯＦＦしてフォトインタラプタ１３４をＯＮする。
【００６２】
図１１の（ｂ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が矢印Ｑ方向に寄ってきた場合、アーム１２９が矢印Ｕ方向に回転して、センサフラグ１３２が矢印Ｖ方向に回転してフォトインタラプタ１３３をＯＮしてフォトインタラプタ１３４をＯＦＦする。
【００６３】
＜実施例１＞
図１２は定着装置の制御系のブロック図である。図１３は外部加熱ベルトのステアリング制御のフローチャートである。
【００６４】
図６に示すように、実施例１では、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間した後、定着ローラ１０１に当接する前に、ウォームホイール１１８を作動させる。これにより、それまでの回動角度よりも絶対値が小さい所定の回動角度を交差角度θとして設定する。具体的には、外部加熱ベルト１０５は、画像形成ジョブの終了後に定着ローラ１０１から離間させてホームポジション（交差角度≒０°）を設定する。また、次の画像形成ジョブの開始時にもホームポジションを確認してステアリング制御を開始する。したがって、上流ローラ１０３と下流ローラ１０に対して外部加熱ベルト１０５がいかなる寄り位置で停止していても、定着ローラ１０１に対して外部加熱ベルト１０５を交差角度≒０°で当接させる。
【００６５】
図８を参照して図１２に示すように、制御部１４０は、モータコントローラ５１及びモータドライバ５２を介してモータ１２５を制御して外部加熱ベルト１０５を寄り制御する。制御部１４０は、フォトインタラプタ１３３、１３４の出力に基づいて外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検知する。
【００６６】
制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が手前側の所定位置まで寄ってくると、モータ１２５を作動させて支持軸２０７ａを矢印Ｈ方向へ移動させて、外部加熱ベルト１０５に奥側へ向かう寄り力を作用させる。制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が奥側の所定位置まで寄ってくると、モータ１２５を作動させて支持軸２０７ａを矢印Ｊ方向へ移動させて、外部加熱ベルト１０５に手前側へ向かう寄り力を作用させる。
【００６７】
図９に示すように、フォトインタラプタ１３５は、ウォームホイール１１８のホームポジションを検知する。フォトインタラプタ１３５は、モータ１２５を作動させて上流ローラ１０３と下流ローラ１０４を定着ローラ１０１と平行にした際にホームポジションを検知する。
【００６８】
図７に示すように、定着ローラ１０１の回転に伴って外部加熱ベルト１０５が従動回転して外部加熱ベルト１０５が手前側又は奥側へ寄ってきた際に、外部加熱ベルト１０５の寄り方向とは逆の方向に寄り力が作用するように、支持軸２０７ａを移動させる。支持軸２０７ａの移動量は、ホームポジションから矢印Ｈ、Ｊ方向ともに２ｍｍとする。
【００６９】
したがって、外部加熱ベルト１０５が片側端部から逆側の端部に５ｍｍ移動した際に、フォトインタラプタ１３３、１３４が寄り移動の限界を検知して、支持軸２０７ａの移動位置をホームポジションから±２ｍｍに反転する。
【００７０】
図１２を参照して図１３に示すように、制御部１４０は、スタンバイ動作が開始すると（Ｓ１１）、モータ１２５を回転して外部加熱ベルト１０５の交差角度θを０°にしてフォトインタラプタ１３５でホームポジション位置を検知する（Ｓ１２）。制御部１４０は、ハロゲンヒータ１１１、１１２、１１３、１１４へ通電して、定着ローラ１０１、加圧ローラ１０２、上流ローラ１０３と下流ローラ１０４の温度調整を開始する（Ｓ１３）。制御部１４０は、画像形成ジョブが開始すると（Ｓ１４のＹＥＳ）、圧力解除カム２０５を回転させて外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させる（Ｓ１５）。定着ローラ１０１の回転に伴って外部加熱ベルト１０５が従動回転する。
【００７１】
制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が手前側に寄ってフォトインタラプタ１３３がＯＦＦすると（Ｓ１７のＹＥＳ）、モータ１２５を回転させて、外部加熱ベルト１０５を奥側に寄らす方向に支持軸２０７ａを移動する（Ｓ１８）。制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が奥側に寄ってフォトインタラプタ１３４がＯＦＦすると（Ｓ１９のＹＥＳ）、モータ１２５を回転させて、外部加熱ベルト１０５を手前側に寄らす方向に支持軸２０７ａを移動する（Ｓ２０）。
【００７２】
制御部１４０は、画像形成ジョブが終了するまで（Ｓ２１のＮＯ）、外部加熱ベルト１０５の寄り制御を継続する（Ｓ１７〜Ｓ２１）。制御部１４０は、画像形成ジョブが終了すると（Ｓ２１のＹＥＳ）、圧力解除カム２０５を回転して、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１から退避させる（Ｓ２２）。
【００７３】
制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の離間後、モータ１２５を回転して、定着ローラ１０１に対する上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の交差角度θを０°に近付けていく。制御部１４０は、フォトインタラプタ１３５がホームポジションを検知したタイミングでモータ１２５を停止させる（Ｓ２３）。
【００７４】
実施例１の定着装置は、上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４を保持する揺動フレーム２０８を回動させて定着ローラ１０１と外部加熱ベルト１０５の交差角度θを変えることにより、外部加熱ベルト１０５の寄り方向を制御する。したがって、上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４に規制部（つば）を設けたり、外部加熱ベルト１０５の内側面にリブを設けたりする必要が無い。ストレスフリーの外部加熱ベルト１０５によって定着ローラ１０１に対する密着性が高められる。
【００７５】
実施例１のステアリング機構は、加熱回転体に当接して従動回転するベルト部材でも安定した寄り制御を行うことができる。これに対して、特許文献１に示されるステアリング機構は、ローラ部材を回転駆動してベルト部材を回転させている場合には寄り移動を制御できるが、加熱回転体に当接して従動回転するベルト部材では安定した寄り制御を行うことができない。
【００７６】
実施例１のステアリング機構は、上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４を外側から一体に回動させるので、ベルト部材を含むユニットを小型化できる。これに対して、特許文献１に示されるステアリング機構は、１本のローラ部材を独立して傾動させる機構をベルト部材の内側のスペースに格納しているため、ベルト部材を含むユニットの小型化が難しい。ベルト部材を含むユニットが大型化するとステアリング機構も大型化して画像加熱装置の大型化を招く。
【００７７】
＜実施例２＞
図１４は実施例２におけるベルト寄り位置検知の説明図である。図１５は実施例２における離間後の交差角度の設定の説明図である。図１６は実施例２の制御のフローチャートである。
【００７８】
図６に示すように、実施例２では、制御部１４０は、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を離間させてから定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５を当接させるまでの間にウォームホイール１１８を作動させる。これにより、外部加熱ベルト１０５が寄り移動の中心位置へ向かう方向に交差角度が変更される。制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の寄り位置に応じた方向の交差角度を設定する。外部加熱ベルト１０５の停止後に、停止状態の外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検知して、寄り位置に応じた交差角度θを外部加熱ベルト１０５に設定する。
【００７９】
実施例１では、外部加熱ベルト１０５が回転駆動時に寄り制御によって奥側から手前側に移動し、手前側の寄り限界位置を検知する直前の位置で外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間されて停止している場合がある。この場合、次に、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して当接動作をしたときに、その動作直後に外部加熱ベルト１０５が手前側の寄り限界位置を検知することになる。外部加熱ベルト１０５と定着ローラ１０１の不十分な密着状態では、逆寄り方向の交差角度を設定しても外部加熱ベルト１０５の寄り移動の反転が遅れてしまい、外部加熱ベルト１０５が当初の寄り方向にオーバーランする可能性がある。
【００８０】
そこで、実施例２では、次の画像形成ジョブの開始時は、交差角度θで規定される寄り方向に大きな寄りしろを確保した状態で、外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させる。外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接して回転駆動され始める初期段階において、外部加熱ベルト１０５を、寄り移動のスペースが十分にある方向に移動させる。このため、外部加熱ベルト１０５の当接直後に寄り限界位置が検出されて交差角度が変更されないで済む。
【００８１】
図６に示すように、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間した後、定着ローラ１０１に当接する前に、ウォームホイール１１８を作動させる。これにより、定着ローラ１０１に当接後の外部加熱ベルト１０５が寄り移動の中心側へ向かって寄り移動する方向の回動角度を交差角度θとして設定する。制御部１４０は、フォトインタラプタ１３３、１３４の出力に基づいて、外部加熱ベルト１０５の寄り位置が寄り移動の中心を超えていると判断した場合、それまでの回動角度とは逆方向の所定の回動角度を交差角度θとして設定する。
【００８２】
図１４に示すように、実施例２では、図１１に示す実施例１のフォトインタラプタの配置において、フォトインタラプタ１３９を追加している。フォトインタラプタ１３９の出力は、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも手前側にある場合と奥側にある場合とで反転する。フォトインタラプタ１３９は、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置にあるときにセンサフラグ１３１の端部がフォトインタラプタ１３９を半分遮光するように配置している。
【００８３】
制御部（１４０：図１２）は、フォトインタラプタ１３９の遮光：ＯＮ／開放：ＯＦＦを検知して、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置に対して手前側寄り位置か、奥側寄り位置かを判別する。そして、手前側寄り位置か、奥側寄り位置かに応じた交差角度θを設定する。
【００８４】
図１５の（ａ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも手前側にある場合、図１５の（ｂ）に示すように、外部加熱ベルト１０５を奥側へ寄り移動させる交差角度θを設定する。図１５の（ｃ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも奥側にある場合、図１５の（ｄ）に示すように、外部加熱ベルト１０５を手前側へ寄り移動させる交差角度θを設定する。
【００８５】
図１６に示す実施例２の制御中、ステップＳ１１、Ｓ１３〜Ｓ２３の制御は実施例１と同一であるため、図１３と共通の符号を付して、重複する説明を省略する。図１２を参照して図１６に示すように、制御部１４０は、定着ローラ１０１に対する外部加熱ベルト１０５の当接に先立たせて上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４に対する外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検出する（Ｓ１２Ａ）。制御部１４０は、ホームポジション（交差角度≒０°）からモータ１２５を回転して、定着ローラ１０１に対する上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の交差角度θを、検出した寄り位置に応じた方向の所定値にしてモータ１２５を停止させる（Ｓ１２Ｂ）。
【００８６】
実施例２の定着装置９は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して中途半端に接触した状態で交差角度θを反転されることがなくなる。このため、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に当接する動作初期において、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の端部をはみ出して寄り移動することがない。はみ出し走行によるベルト表面の変形を回避できる。オーバーランした外部加熱ベルト１０５のベルトエッジが他の部品に接触してダメージを受けることもない。
【００８７】
実施例２の定着装置９は、外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検知して、寄り位置に応じて、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１に対して当接する際の姿勢を制御する。これにより、外部加熱ベルト１０５が回転している定着ローラ１０１に当接する動作初期において、定着ローラ１０１に対して圧が完全にかかっていない不安定な状態での外部加熱ベルト１０５の寄り切りを防止できる。
【００８８】
＜実施例３＞
図１７は実施例３における外部加熱ベルトの交差角度の設定の説明図である。
【００８９】
図６に示すように、実施例３では、制御部１４０は、定着ローラ１０１から外部加熱ベルト１０５を離間させてから定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５を当接させるまでの間にウォームホイール１１８を作動させる。これにより、記録材の加熱処理中よりも小さな所定の回動角度に交差角度を変更する。制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間した際に外部加熱ベルト１０５の寄り位置が寄り移動の中心を超えていなければ、それまでの回動角度よりも小さな同一方向の回動角度を交差角度θとして設定する。
【００９０】
実施例２では、定着ローラ１０１に対する外部加熱ベルト１０５の当接に先立たせて外部加熱ベルト１０５の寄り位置に応じて方向の異なる所定の交差角度θを設定した。これに対して、実施例３では、外部加熱ベルト１０５の寄り位置の検出を省略して、そのときの交差角度θを同じ方向の交差角度θ／２に修正している。
【００９１】
交差角度θが小さければ、定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５が当接した際の寄り速度が小さい。寄り速度が小さければ、外部加熱ベルト１０５が寄り限界位置に近い状態で停止していても、当接後に寄り限界位置を越えにくくなるからである。
【００９２】
図１７の（ａ）に示すように、交差角度θが設定された外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間しており、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも奥側に寄っているとする。このとき、図６に示すように、アーム部１１８ａがホームポジションから上流に２ｍｍシフトした状態であれば上流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。アーム部１１８ａがホームポジションから下流に２ｍｍシフトした状態であれば下流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。これにより、図１７の（ｂ）に示すように、外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１に対して同じ方向の交差角度θ／２を持って当接することになる。
【００９３】
図１７の（ｃ）に示すように、交差角度θが設定された外部加熱ベルト１０５が定着ローラ１０１から離間しており、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも手前側に寄っているとする。このとき、図６に示すように、アーム部１１８ａがホームポジションから上流に２ｍｍシフトした状態であれば上流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。アーム部１１８ａがホームポジションから下流に２ｍｍシフトした状態であれば下流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。これにより、図１７の（ｄ）に示すように、外部加熱ベルト１０５は、定着ローラ１０１に対して同じ方向の交差角度θ／２を持って当接することになる。
【００９４】
＜実施例４＞
実施例４は、実施例２と実施例３の組み合わせである。
【００９５】
図１５の（ａ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも手前側にある場合、図１５の（ｂ）に示すように、外部加熱ベルト１０５を奥側へ寄り移動させる交差角度θを設定する。ただし、交差角度θは、通常の寄り制御で寄り移動を反転させる際に使用する値の１／２に設定する。図６に示すように、アーム部１１８ａがホームポジションから上流に２ｍｍシフトした状態であれば下流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。アーム部１１８ａがホームポジションから下流に２ｍｍシフトした状態であれば上流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。
【００９６】
図１５の（ｃ）に示すように、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の中央位置よりも奥側にある場合、図１５の（ｄ）に示すように、外部加熱ベルト１０５を手前側へ寄り移動させる交差角度θを設定する。ただし、交差角度θは、通常の寄り制御で寄り移動を反転させる際に使用する値の１／２に設定する。図６に示すように、アーム部１１８ａがホームポジションから下流に２ｍｍシフトした状態であれば上流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。アーム部１１８ａがホームポジションから上流に２ｍｍシフトした状態であれば下流に１ｍｍシフトした状態に移行させる。
【００９７】
実施例４では、寄り移動の余地を大きく確保しつつ寄り速度を低下させる。このため、実施例２、実施例３に比較して、画像形成ジョブの開始時に外部加熱ベルト１０５を定着ローラ１０１に当接させた際に、外部加熱ベルト１０５が上流ローラ１０３及び下流ローラ１０４の端部をはみ出しにくくなる。
【００９８】
＜実施例５＞
図１８は実施例５における外部加熱ベルトの寄り移動の反転タイミングの説明図である。
【００９９】
実施例５では、実施例２と同様に、定着ローラ１０１への当接に先立たせて、外部加熱ベルト１０５の寄り方向に応じた外部加熱ベルト１０５の交差角度θを設定する。しかし、実施例２のようにフォトインタラプタの追加なく、外部加熱ベルト１０５の寄り方向を検出する。
【０１００】
図１８に示すように、定着ローラ１０１に外部加熱ベルト１０５を当接して従動回転させている場合、周期Ｔでフォトインタラプタ１３３、１３４が交互にＯＮ（遮光）して定着ローラ１０１に対する外部加熱ベルト１０５の交差角度θが反転される。制御部１４０は、フォトインタラプタ１３３、１３４の最後のＯＮ（遮光）から外部加熱ベルト１０５の離間動作までの時間Ｔ１の計測値に基づいて外部加熱ベルト１０５の寄り位置を判別する。
【０１０１】
図１２を参照して、図１８に示すように、ベルト退避時において、フォトインタラプタ１３３が最後にＯＮしているとする。このとき、フォトインタラプタ１３４のＯＮ（遮光）から外部加熱ベルト１０５の離間動作までの時間Ｔ１がＴ／２より短ければ、ベルト退避時の外部加熱ベルト１０５の寄り位置は奥側に偏っている。そのため、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の次回の着時の寄り方向が手前側となるように交差角度θを設定する。しかし、時間Ｔ１がＴ／２より長ければ、ベルト退避時の外部加熱ベルト１０５の寄り位置は手前側に偏っている。そのため、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の次回の着時の寄り方向が奥側となるように交差角度θを設定する。
【０１０２】
逆に、フォトインタラプタ１３３が最後にＯＮしている場合、ベルト退避時において時間Ｔ１がＴ／２より短ければ、ベルト退避時の外部加熱ベルト１０５の寄り位置は手前側に偏っている。そのため、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の次回の着時の寄り方向が奥側となるように交差角度θを設定する。しかし、ベルト退避時において時間Ｔ１がＴ／２より長ければ、ベルト退避時の外部加熱ベルト１０５の寄り位置は奥側に偏っている。そのため、制御部１４０は、外部加熱ベルト１０５の次回の着時の寄り方向が手前側となるように交差角度θを設定する。
【０１０３】
実施例５によれば、外部加熱ベルト１０５の寄り位置を検出するためのフォトインタラプタ（１３８：実施例２）が不要である。
【０１０４】
＜実施例６＞
本発明は、ベルト部材を張架する上流ローラと下流ローラの当接回転体に対する交差角度を変更してベルト部材の寄り移動を制御する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【０１０５】
したがって、ローラ部材及びベルト部材の加熱方法は、ハロゲンヒータには限らない。ローラ部材及びベルト部材に誘導加熱層を設けて交番磁束により誘導加熱してもよい。本発明におけるローラ部材及びベルト部材は、加熱回転体の加熱用途には限らない。本発明は、加熱回転体の回転軸線方向の温度分布を平均化する均熱用途、加熱回転体の冷却を促進する冷却用途でも実施できる。加熱回転体は定着ローラには限らない。本発明は、記録材の画像面の裏面を加熱する加圧ローラにおいても実施できる。
【０１０６】
像加熱装置は、定着装置の他に、半定着又は定着済画像の光沢や表面性を調整する表面加熱装置を含む。定着済画像が形成された記録材のカール除去装置も含む。画像加熱装置は、画像形成装置に組み込む以外に、単独で設置、操作される１台の装置又はコンポーネントユニットとして実施できる。画像形成装置は、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、トナー像形成方式、転写方式の区別無く実施できる。本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。
【符号の説明】
【０１０７】
９  定着装置、１０１  定着ローラ、１０２  加圧ローラ
１０３  上流ローラ、１０４  下流ローラ、１０５  外部加熱ベルト
１０８  クリーニングローラ
１１１、１１２、１１３、１１４  ハロゲンヒータ、１１７  加圧アーム
１１８  ウォームホイール、１２５  モータ、１２６  ベアリング
１２８  コロ、１２９  寄り検知アーム、１３１  加圧部材
１３２  センサフラグ、１３３、１３４、１３５、１３９  フォトインタラプタ
１３７  シャフト、１４０  制御部
２０１  加圧フレーム、２０２  本体側板、２０３  シャフト
２０４  加圧ばね、２０５  圧力解除カム、２０６ａ、２０６ｂ  ローラ保持フレーム
２０７ａ  支持軸、２０８  支持フレーム、Ｐ  記録材、Ｋ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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