(57)【要約】【課題】    光学センサを用いる必要のない回転検知手段により定着部材の回転状態を的確に検知するとともに、回転検知手段の製作コストを低減した定着装置を提供する。【解決手段】  この定着装置では、定着部材の励磁コイル５ｂと対向する位置に薄膜金属片からなる回転検知パターン１ｅを設けているので、励磁コイル５ｂに高周波電流が供給されていると、回転検知パターン１ｅが励磁コイル５ｂに対向する位置にあるとき、励磁コイル５ｂの誘導負荷が変動する。定着部材の回転に伴って周期的に生じるこの誘導負荷の変動を高周波回路に含んだ検出計５ｄにより検出することができ、定着部材の周回移動状態を的確に検知できる。したがって、光学センサ等を必要としない簡易な装置で加熱装置の制御ができる。【選択図】  図２
2006267330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回移動する無端状の周面を有し、該周面が未定着トナー像を担持した記録シートに当接される定着部材と、
前記記録シートを前記定着部材の前記周面に押圧する加圧部材と、
前記定着部材を加熱する加熱装置と、を有し、
前記記録シート上の前記トナー像を加熱圧着する定着装置であって、
所定の大きさの薄膜金属片からなり、前記定着部材の周方向の少なくとも一箇所に設けられた回転検知パターンと、
前記定着部材の移動にともなって周回する前記回転検知パターンと対向する位置に支持された励磁コイルと、
前記励磁コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、
前記励磁コイルと高周波電源とを含む回路の、前記回転検知パターンの移動にともなう誘導負荷の変動を検出し、これによって前記定着部材の周回移動を検知する回転検知手段とを有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記回転検知手段は、前記回路の力率の変動を検出するものであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材は、前記周面に沿ってほぼ全域に導電性層を有するものであり、
前記励磁コイルは、前記定着部材の周面のほぼ全幅と対向するように巻き回され、
前記定着部材の導電性層に渦電流を誘導して発熱させるものであって、前記加熱装置を構成するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
定着動作を終了した後における前記定着部材の周回移動は、前記回転検知パターンが、前記回転検知手段によって誘導負荷の変動が検知される位置の直前で停止するように、前記回転検知パターンによる誘導負荷の変動を検知した後所定の時間経過時に停止するように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像記録装置において用いられ、記録媒体上に担持された未定着トナー像を加熱溶融し、記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉状のトナーを用いる画像形成装置においてトナー像を定着する工程は、トナー像を記録シート上に静電的に直接転写した後、あるいは、トナー像を中間転写体に一次転写してから記録シートに二次転写した後、熱可塑性樹脂バインダを含むトナーを加熱して記録シートに圧着する方法が広く採用されている。
【０００３】
定着装置は、加熱される定着部材と、この定着部材に押圧される加圧部材とで主要部が構成され、定着部材と加圧部材との間に未定着トナー像を担持した記録シートを挟み込んで加熱加圧する。
定着部材としては、金属のロールの他、無端状の定着ベルトが用いられ、定着ベルトには複数の支持ロールによって張架されたタイプと、内部に押圧部材を有し無張架の状態で周回駆動されるタイプとがある。定着ベルトは薄肉の耐熱性樹脂等を基層とし、熱容量が小さいために短時間でウォーミングアップを行なうことができる。さらに、無張架タイプの定着ベルトは、他の部材との接触する面積を小さくすることができ、他の部材への熱移動が低減される。このため、一層効率の良いウォーミングアップを行なうことができる。
【０００４】
定着部材を加熱する手段としては、ハロゲンランプが広く用いられてきたが、定着部材に導電性層を設け、電磁誘導加熱によって導電性層を発熱させるものが提案されている。電磁誘導加熱は、変動磁界を発生する励磁コイルを導電性層に対向配置し、導電性層を貫通する磁束を発生させることにより、導電性層に渦電流が生じ発熱するものである。
【０００５】
このような電磁誘導加熱によれば、定着部材を直接加熱することができるとともに、高温となる範囲が極めて限られた範囲となり、定着部材を短時間で所定の温度まで加熱することができる。このため、装置の待機時に予備加熱を継続しておかなくても、起動時や待機状態から復帰する時に、短時間で効率良くウォーミングアップを行うことができ、消費電力を低減することができる。
【０００６】
上記のように無端状の定着ベルトを用いる定着装置では、クイックスタート性があり省電力という利点を有するが、定着ベルトは低熱容量であるため、定着ベルトが停止した状態で加熱手段により加熱されると、定着ベルトが過度に加熱される。特に、電磁誘導加熱を行う場合には、極めて短時間で温度が上昇するために、定着ベルトの耐用期間を縮めたり、最悪の場合、定着ベルトを焼損させることがある。このため、定着ベルトの動作を検知して、加熱手段の制御を行う必要が生じる。
【０００７】
定着ベルトの回転速度又は回転駆動されているか否かを検知し、これに基づいて加熱手段を制御する定着装置が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。
これらに記載の定着装置では、無端状の定着ベルトの側縁付近に、特定波長の光を吸収する複数の回転検知パターンが周方向に等間隔で形成され、回転検知パターンと対向する位置に光学センサが配置されている。該光学センサは発光素子と受光素子とを有し、発光素子から発せられた光は回転検出パターンで反射して受光素子で検知され、電気信号に変換される。そして、この電気信号の周期から定着ベルトの回転速度又は回転駆動が正常に行われているか否かを検出し、定着ベルトの停止時には電磁誘導加熱装置やハロゲンランプ等の加熱手段をＯＦＦ状態にする等、定着ベルトの回転状態によって加熱手段の制御が行われる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−８８４５号公報
【特許文献２】特開２００２−１０８１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されている定着装置では、定着ベルトの回転を検出するために光学センサを用いており、次のような問題点が発生することがある。
定着装置には、未定着トナー像を担持した記録シートが送り込まれるため、ニップ部に挟み込まれる際の記録シートの振動等によってトナーが極わずかに飛散することがある。これらのトナーは空気中を漂い、定着ベルトや付近に設けられた装置に付着する。これらのトナーは極わずかであるが多量の記録シートを繰り返し定着すると、定着ベルトに設けた回転検知パターンの上に付着して汚れとなったり、回転検知パターンの通過を検出する光学センサの光射出部及び受光部に付着して光を遮ることになる。このため、センサの感度が低下し、定着ベルトの回転駆動を正確に検知できない事態が生じることがある。
【００１０】
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学センサを用いることなく定着部材の回転状態を的確に検知するとともに、回転検知手段の製作コストを低減することを可能とした定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  周回移動する無端状の周面を有し、該周面が未定着トナー像を担持した記録シートに当接される定着部材と、
前記記録シートを前記定着部材の前記周面に押圧する加圧部材と、  前記定着部材を加熱する加熱装置と、を有し、  前記記録シート上の前記トナー像を加熱圧着する定着装置であって、  所定の大きさの薄膜金属片からなり、前記定着部材の周方向の少なくとも一箇所に設けられた回転検知パターンと、  前記定着部材の移動にともなって周回する前記回転検知パターンと対向する位置に支持された励磁コイルと、  前記励磁コイルに高周波電流を供給する高周波電源と、  前記励磁コイルと高周波電源とを含む回路の、前記回転検知パターンの移動にともなう誘導負荷の変動を検出し、これによって前記定着部材の周回移動を検知する回転検知手段とを有することを特徴とする定着装置を提供する。
【００１２】
この定着装置では、定着部材の励磁コイルと対向する位置に、薄膜金属片からなる回転検知パターンが設けられているので、定着部材の回転によって回転検知パターンが励磁コイルに接近すると、励磁コイルの誘導負荷が変動する。つまり、励磁コイルに高周波電流が供給されていると、回転検知パターンに誘導電流が生じ、エネルギーの損失を対比すると、回転検知パターンが励磁コイルと対向する位置にあると、回転検知パターンが離れた位置にあるときよりエネルギーの損失が大きくなる。したがって、この誘導負荷の変動を回転検知手段が検出することにより、定着部材が周回移動して回転検知パターンが接近したことを検知することができる。そして、定着部材が１回転する毎に少なくとも一度は回転検知パターンが励磁コイルと接近する位置を通過するので、周期的に生じる誘導負荷の変動を検出することにより、定着部材が正常に周回移動しているか否かを知ることができる。また、回転の異常を検出した場合は加熱装置をＯＦＦにしたり、電源の出力を抑制するなどの制御が可能となり、定着部材の過加熱を防止することができる。
なお、上記回転検知手段は、例えば高周波回路の力率を検出するものや励磁コイルのインダクタンスを検出するものを用いることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、  請求項１に記載の定着装置において、  前記回転検知手段は、前記回路の力率の変動を検出するものとする。
【００１４】
上記定着部材の周回移動により回転検知パターンが励磁コイルに接近すると、薄膜金属片からなる回転検知パターンに誘導電流が生じることになり、上記回路の力率が変動する。力率は前記回路に力率計を含むことにより簡単に測定できるので、簡易な構成で定着部材の駆動状態を検知することができ、加熱装置の制御を的確に行うことができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、  請求項１又は請求項２に記載の定着装置において、  前記定着部材は、前記周面に沿ってほぼ全域に導電性層を有するものであり、  前記励磁コイルは、前記定着部材の周面のほぼ全幅と対向するように巻き回され、  前記定着部材の導電性層に渦電流を誘導して発熱させるものであって、前記加熱装置を構成するものとする。
【００１６】
上記励磁コイルに高周波電流が供給されると、その励磁コイルの周囲に発生する磁界によって定着部材の導電性層に渦電流が誘導され、定着部材を効率よく発熱させることができる。そして、高温となる範囲が極めて限られた範囲となり、定着部材を短時間で所定の温度まで加熱することができる。このため、装置の待機時に予備加熱を継続しておかなくても、起動時や待機状態から復帰する時に、短時間で効率良くウォーミングアップを行うことができ、消費電力を低減することができる。
一方、この励磁コイル及びこれに高周波電流を供給する電源とを含む回路の誘導負荷が変動するのを回転検知手段で検知することにより、定着部材の駆動状態を検出することができる。つまり、電磁誘導加熱を行うための励磁コイルを定着部材の回転検知のために兼用することができ、別途に回転検知のための励磁コイルを設ける必要がない。また、定着部材の回転を検知するための光学センサ等を装備する必要もなく、定着装置の製作コストを低減することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１，請求項２又は請求項３に記載の定着装置において、  定着動作を終了した後における前記定着部材の周回移動は、前記回転検知パターンが、前記回転検知手段によって誘導負荷の変動が検知される位置の直前で停止するように、前記回転検知パターンによる誘導負荷の変動を検知した後所定の時間経過時に停止するように設定されているものとする。
【００１８】
この定着装置では、定着動作を終了した後の定着部材の周回移動は、回転検知パターンが、誘導負荷の変動が検知される位置の直前で停止するように設定されている。つまり、定着動作の終了後直ちに定着部材が周回移動を停止するのではなく、前記回転検知パターンが所定の位置となるように調整して停止する。これにより、再び定着動作が開始されて定着部材が駆動されると、直後に回転検出手段によって回転検出パターンの移動が検出され、定着部材の周回移動状態を知ることができる。したがって、定着部材が正常に駆動されていることを短い時間で確認してから、加熱装置をＯＮ状態にすることができ、定着ベルトの過加熱が防止されるともに、定着部材を短時間で所定の温度まで加熱することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本願発明によれば、定着部材に設けられた回転検知パターンが励磁コイルと対向する位置を通過するときに、励磁回路の誘導負荷が変動し、これを簡単に検知することができる。つまり誘導負荷の変動によって定着部材の周回移動状態を検知することが可能となり、これに基づいて加熱手段を制御することができる。これにより、光学センサ等を装備して定着部材の周回移動を検知する必要がなくなり、定着装置の製作コストを低減することが可能となる。さらに、定着動作の終了後には、誘導負荷の変動が検知される位置の直前で回転検知パターンが停止するように設定しておくことにより、再び定着動作が開始されて定着部材が周回移動を始めたときに、短い時間で回転検出手段が定着部材の周回移動を検出し、加熱装置をＯＮにすることができる。したがって、ウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願に係る発明の一実施形態である定着装置の概略断面図である。また、図２は、同じ定着装置の概略平面図及び概略正面図である。
この定着装置は、無端状の周面を有する定着ベルト１と、この定着ベルト１の外周面に当接される加圧ロール２と、定着ベルト１の内周面に当接され、定着ベルト１を加圧ロール２に押圧する押圧パッド３と、該押圧パッドを支持するパッド支持部材４と、定着ベルト１の外周面に沿って設けられ、該定着ベルト１を加熱する電磁誘導加熱装置５と、定着ベルト１の駆動及び電磁誘導加熱装置５の駆動を制御する制御装置９と、を有している。また、加圧ローラと押圧パットとの圧接部の上流側に定着ベルト１の表面の温度を測定する温度センサ８が設けられている。
【００２１】
上記定着ベルト１は、図３に示すように、その内側から、耐熱性の高いシート状部材からなる基層１ａと、その上に積層された導電性層１ｂと、さらにその上に積層された弾性層１ｃと、最も上層となる表面離型層１ｄとから構成されている。また、各層の間には接着のためにプライマー層を設けてもよい。
【００２２】
基材層１ａとしては、例えば厚さ１０〜１００μｍ、更に好ましくは厚さ５０〜１００μｍ（例えば７５μｍ）の耐熱性の高い樹脂が用いられ、本実施例では、厚さ５０μｍのポリイミド樹脂が使用されている。
【００２３】
上記導電性層１ｂは、電磁誘導加熱装置５が励起する磁界よって誘導発熱する層であり、鉄・コバルト・ニッケル・銅・アルミニウム・クロム等の金属層を１〜５０μｍ程度の厚みで形成したものが用いられる。金属層の材質及び厚さは、電磁誘導で十分な発熱が得られる固有抵抗値となるように材質が選択される。本実施例では、厚さ１０μｍの銅が使用されている。
【００２４】
弾性層１ｃは、厚さは１０〜５００μｍ、更に好ましくは５０〜５００μｍの、耐熱性、熱伝導性が良いシリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等が用いられる。
【００２５】
上記表面離型層１ｄは、記録紙上に転写された未定着トナー像と、直接接する層であるため、離型性の良い材料を使用する必要がある。この表面離型層１ｄを構成する材料としては、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００２６】
また、定着ベルト１の最表層である表面離型層１ｄの下には、定着ベルト１の回転を検出するための回転検出パターン１ｅが設けられている。この回転検知パターン１ｅは、金属による薄い箔であり、定着ベルト１の表面離型層１ｄと弾性層１ｃとの間に挟み込むようにして固定されている。本実施例では５ｍｍ×５ｍｍの大きさで厚さ１５μｍのアルミ箔を使用している。そして、この回転検知パターン１ｅは定着ベルト１の側縁付近における通紙領域外であって、周方向の一箇所に設けられている。
【００２７】
上記加圧ロール２は、金属製の円筒状芯金２ａを芯材とし、該芯金２ａの表面にシリコーンゴム・フッ素ゴムなどの耐熱性を有する弾性層２ｂと、弾性層２ｂの表面を被覆する表面離型層２ｃとを備えている。そして、定着ベルト１を介して２０ｋｇｆの荷重で押圧パッド３に圧接されており、定着ベルト１を挟持して定着ニップを形成している。
【００２８】
この加圧ロール２は、駆動モータMによって周回駆動され、これにともなって定着ベルト１が従動回転する。そして、当該定着ニップに未定着トナー像が転写された記録紙を通過させることにより、未定着トナー像を加熱及び加圧して記録紙Ｐ上に圧着するようになっている。
【００２９】
上記押圧パッド３は、シリコーンゴム等の弾性部材３ａの表面に摩擦低減用の摺動シート３ｂを被覆したものであり、定着ベルト１を加圧ロール２に押し付け、弾性部材３ａと加圧ロール２との間にニップ部を形成するものである。なお、本実施例では、押圧パッド３と定着ベルト１との相互摺動摩擦力を低減するために、これらの間に耐熱性のグリス等の潤滑剤を塗布している。
【００３０】
上記電磁誘導加熱装置５は、定着ベルト１の外周面に沿って、この外周面とのギャップが２ｍｍ程度となるよう配置されており、定着ベルト１の導電性層１ｂを発熱させるものである。この電磁誘導加熱装置５は、定着ベルト１に沿った曲面を有する台座５ａと、台座５ａに支持された励磁コイル５ｂと、この励磁コイル５ｂに高周波電流を供給する励磁回路５ｃと、で主要部が構成されており、励磁コイル５ｂに高周波電流を供給する回路の力率を測定する力率計５ｄが設けられている。
【００３１】
上記励磁コイル５ｂは図２（ａ）に示すように、定着ベルト１の周面のほぼ全幅と対向するように巻き回されている。つまり、定着ベルト１の側縁付近における非通紙域で定着ベルト１の周面に沿って曲げ回され（ターン部）、通紙域では複数の巻き線がほぼ平行に配置されている。そして、定着ベルト１に設けられた回転検知パターン１ｅが、定着ベルト１の周回移動により励磁コイル５ｂのターン部と対向する位置を通過するようになっている。
【００３２】
この励磁コイル５ｂは、励磁回路５ｃから、例えば１０〜５０ｋＨｚ程度の高周波電流（本実施例では３０ｋＨｚ）が供給されるものであり、周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。そして、この磁束が定着ベルト１の導電性層１ｂを横切るときに、その磁界の変化を妨げる磁界を生じるように導電性層１ｂに渦電流が発生し、導電性層１ｂの表皮抵抗に比例した電力（Ｗ＝Ｉ2Ｒ）でジュール熱が発生する。これにより、定着ベルト１を加熱するようになっている。
【００３３】
上記力率計５ｄは、回転検知手段として機能するものであり、励磁回路５ｃに高周波電流を供給する回路の力率が、定着ベルトの駆動にともなう回転検知パターンの移動によって変動するのを検出するものである。
定着ベルト１が１周回移動する毎に回転検知パターン１ｅは励磁コイル５ｂのターン部との対向位置を１回通過する。薄膜金属片からなる回転検知パターン１ｅには、励磁コイル５ｂと対向するときに誘導電流が生じ、薄膜であることによって発熱し易くなっている。したがって、定着ベルト１の周回移動に応じた周期で、励磁コイル５ｂに高周波電流を供給する回路の力率が変動する。つまり、回転検知パターン１ｅが励磁コイル５ｂと対向する位置に接近するときに、上記力率が上昇し、回転検知パターン１ｅが励磁コイル５ｂのターン部と対向する位置にあるときに最高値を示す。この力率の変動を上記力率計によって経時的に検出することにより、定着ベルトの回転すなわち周面の周回移動を検知するようになっている。
【００３４】
上記温度センサ８は、定着ロール１から放射される赤外線を検知して温度を測定する非接触式の赤外線センサを用いている。この他、ゼーベック効果を利用した熱電対や抵抗の温度係数が大きい素子を用いたサーミスタ等の接触式のものを用いることもできる。
【００３５】
上記制御装置９は、力率計５ｄによる検知信号と温度センサ８の検知信号が入力されるものであり、これらの情報に基づいて定着ベルト１の回転駆動、励磁コイル５ｂへの電力供給を制御するものとなっている。つまり、力率の変動によって定着ベルト１の周回移動の状態を検知するとともに、温度センサ８の検知信号に基づいて定着動作時における定着ベルト１の温度が適切に維持されるように加熱用の高周波電流を供給する。
【００３６】
また、トナー像定着後に定着ベルト１を停止するタイミングを前記回転検知手段による検知信号に基づいて制御するとともに、画像形成動作を再開したときの定着ベルト１の加熱用電流のＯＮ／ＯＦＦを制御するものとなっている。つまり、駆動再開時に定着ベルト１の周回移動に異常が検知された場合に、定着ベルト１の加熱用電流の供給や定着ベルト１の駆動を適切に制御する機能を備えている。
これらの制御については、以下に説明する。
【００３７】
まず、図４及び図５に基づいて上記定着装置における起動時の制御及び定着ベルト１の動作を検知して行う制御を説明する。
この定着装置を用いる画像形成装置において画像形成動作が開始され（ＳＴ１）、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーによるトナー像Ｔが画像信号に基づいて形成され、転写装置（図示せず）により記録紙Ｐに転写される。これらのトナーは、イエロー、マゼンタ、シアン又はブラックの色素を含有した熱可塑性のバインダで構成され、公知の材料によって形成することができる。
【００３８】
トナー像の形成が開始されるのとほぼ同時に、加圧ロール２の駆動モータＭに加圧ロール２を駆動させるための電力が供給されて加圧ロール２が回転する（ＳＴ２）。また、励磁コイル５ｂに定着ベルト回転検出用の高周波電流が供給される（ＳＴ３）。定着ベルト１は加圧ロール２に従動して回転を開始し、該定着ベルト１に形成された回転検知パターン１ｅが励磁コイル５ｂのターン部と対向する箇所を通過したか否かを励磁コイル５ｂの力率の変動によって検出する（ＳＴ４）。定着ベルト１の回転が検出された場合には励磁コイル５ｂに定着ベルト加熱用の高周波電流を供給する（ＳＴ５）。
回転検出用の高周波電流は、回転検知パターン１ｅが励磁コイル５ｂと対向する箇所を通過した時の力率の変動を検知することができる程度の電流でよく、定着ベルト加熱用の高周波電流よりも微弱なものである。
【００３９】
一方、装置の故障や定着ベルト１のスリップ等によって定着ベルト１が回転を開始しない場合が想定される。このため、加圧ロール２の駆動モータＭを所定時間駆動し（ＳＴ６）、この時間内に回転検知パターン１ｅによる力率の変化が検知されない場合には装置の故障とみなし、画像形成動作を終了する（ＳＴ７）。所定時間内に励磁コイル５ｂによって力率の変化が検知された場合、例えばスリップ等が生じていても、これが解消された場合には励磁コイル５ｂに定着ベルト加熱用の高周波電流を供給する（ＳＴ５）。
【００４０】
励磁コイル５ｂに定着ベルト加熱用の高周波電流が供給された後は、回転検知パターン１ｅの移動による力率の変化を検知してから、予め設定された第１の制御基準時間Ｔ１までに次の力率の変動が検知されたか否かを判断する（ＳＴ８）。この第１の制御基準時間Ｔ１は、定着ベルト１の正常駆動時の回転周期よりやや長く設定されており、この第１の制御基準時間Ｔ１内に次の変化が検知されると定着ベルト１は正常に駆動されていることになる。したがって、その後も定着ベルト加熱用の高周波電流の供給を継続し（ＳＴ９）、定着ベルト１を定着可能な温度まで加熱する。
【００４１】
また、第１の制御基準時間Ｔ１が経過しても力率の変化が検知されないときは、温度センサ８によって検出された定着ベルト１の温度を所定の基準温度と比較する（ＳＴ１０）。そして、この温度が所定の温度以上であるときには、装置の故障とみなして励磁コイル５ｂへの電流供給をOFF状態とする（ＳＴ１１）。つまり所定の温度以上であれば、定着ベルト１のスリップ等が生じている可能性は小さく、そのまま駆動を継続しても回復が難しい故障が生じているとして加熱を停止する。また、定着ベルト１の温度が既に高くなっているので更に加熱を継続することは過加熱となるおそれがあり、電力の供給を停止して定着ベルトの焼損を防止する。
【００４２】
定着ベルト１の温度が基準温度以下であるときには、定着ベルト１にスリップが発生しているものとみなし、スリップが解消されるように励磁コイル５ｂに定着ベルト加熱用の高周波電流の供給を継続する（ＳＴ１２）。その後、予め設定された第２の制御基準時間Ｔ２までに次の力率の変化が検知されるか否かを判断し（ＳＴ１３）、第２の制御基準時間Ｔ２が経過するまでに変化が検知された場合、すなわち定着ベルト１の回転速度が正常時よりはやや遅くなっているが周回はされている場合には、定着ベルト１の加熱を継続したまま、次の周回で第１の制御基準時間Ｔ１までに次の変化が検知できるか否かを判断する（ＳＴ８）。
【００４３】
一方、第２の制御基準時間Ｔ２の経過時までに力率の次の変化が検知されない場合には、定着ベルト１のスリップが解消されていないか故障が発生しているとみなして定着ベルト加熱用の電流供給をＯＦＦとし、定着ベルト回転検出用の電流に切り替える（ＳＴ１４）。その後、定着ベルト１の回転駆動を所定時間継続して該定着ベルト１の周期的な回転が回復したか否かを判断する（ＳＴ１５）。そして、周期的な回転が回復すれば、定着ベルト加熱用の電流供給に切り替え（ＳＴ１６）、その周期が第１の制御基準時間Ｔ１以下であるか否かを判断する（ＳＴ８）。そして、スリップが解消されて定着ベルト１が正常状態で回転しているときには、定着ベルト加熱用の電流供給のＯＮ状態を継続し（ＳＴ９）、定着動作の開始に備える。一方、定着ベルト１の駆動を所定時間継続しても周期的な回転が生じない場合には、装置の故障とみなして画像形成動作を停止する（ＳＴ１７）。
【００４４】
定着ベルト１が正常に周回移動され、定着可能な温度まで加熱されると定着動作が開始され（ＳＴ１８）、未定着トナー像を担持した記録紙Ｐが、定着ベルト１と加圧ロール２とが接するニップ部に送り込まれる。ニップ部内では、定着ベルト１は加圧ロール２の周面に沿って湾曲しており、記録紙Ｐは定着ベルト１に密接して搬送され、トナー像は定着ベルト１によって加熱溶融されると同時に、加圧ロール２と押圧パッド３との圧接力によって記録紙Ｐに圧着される。
なお、定着動作中は常に励磁コイル５ｂによって回転検知パターン１ｅによる力率のピークが検知されてから次に検知されるまでの時間を第１の制御基準時間Ｔ１と比較して（ＳＴ８）、定着ベルト１の回転状態を確認する。そして、上述のように、定着ベルト１の回転状態に応じて定着ベルト加熱用の電流供給のＯＮ／ＯＦＦを制御するものとする。
【００４５】
所定枚数の画像が形成されて定着動作が終了したら（ＳＴ１９）、定着ベルト加熱用の電流供給を回転検出用の電流に切り替え（ＳＴ２０）、力率計５ｄで回転検出パターン１ｅの移動による力率の変化を検知する（ＳＴ２１）。そして、検知後所定時間が経過した時に加圧ロール２の駆動を停止し（ＳＴ２２）、定着ベルト１の回転を停止させて、画像形成動作を終了とする（ＳＴ２３）。このとき力率の変化を検知してから停止するまでの時間は、定着ベルト１の回転周期と同じか又は回転周期よりわずかに短くなるように設定する。これによって起動時のウォーミングアップの時間が短縮される。
【００４６】
次に、定着動作終了後の定着ベルト１の停止のタイミングすなわち定着ベルト１の停止位置の制御及び画像形成動作開始時における定着ベルト加熱用の電流供給をＯＮ状態とするタイミングの制御について説明する。
図６は、定着動作終了後に定着ベルト１が停止したときの回転検出パターン１ｅの位置を示す概略図である。回転検出パターン１ｅは力率の変動が検知される位置の直前の位置Ｘに停止している。このように定着ベルト１を停止させるために、力率計５ｄによって力率の変動を検知してから、定着ベルト１の回転周期よりわずかに短い所定時間経過時に定着ベルト１の駆動を停止するように制御する。これに対し、定着ベルト１の停止のタイミングを制御しない場合には、回転検出パターン１ｅの位置が定まらず、力率の変動が検知された直後の位置Ｙに停止することもある。
【００４７】
図７は、画像形成動作を再開した時の、力率計５ｄによって検出される力率の経時変化を示すものであり、回転検出パターン１ｅが位置Ｘに停止した場合の力率値を実線で示し、位置Ｙに停止した場合の力率値を破線で示す。
回転検出パターン１ｅが位置Ｘに停止した時は、定着ベルト１の回転開始の直後（Ｔｘ経過後）に、回転検出パターン１ｅが力率の変動を検知する位置を通過する。このとき、力率が増加から減少に転じる点を回転検出パターンの通過時として検出する。これにより、定着ベルト１が回転駆動されていると判断して励磁コイル５ｂへ定着ベルト加熱用電流の供給を開始する。
【００４８】
一方、回転検出パターン１ｅが位置Ｙに停止していた時は、図７中に破線で示すように、定着ベルト１の回転が開始されてから該定着ベルト１がほぼ1周した後（Ｔｙ経過後）に、力率計５ｄによって力率値のピークが検出される。このため、励磁コイル５ｂへの定着ベルト加熱用電流の供給は、回転検出パターン１ｅが位置Ｘに停止した時に比べてＴｙ−Ｔｘだけ遅れることになる。
【００４９】
例えば、加圧ロール２の周速度が１００ｍｍ／ｓである場合、定着ベルト１と加圧ロール２の表面間でスリップが生じていなければ定着ベルト１の周速度も１００ｍｍ／ｓである。定着ベルト１の外径を３０ｍｍとすると、定着ベルト１の回転周期は、（３０ｍｍ×π）／（１００ｍｍ／ｓ）＝０．９４秒となる。したがって、回転検出パターン１ｅが位置Ｘで停止した時と位置Ｙで停止した時との、回転検出パターン１ｅの移動が検出されるまでの時間差（Ｔｙ−Ｔｘ）は、０．９４秒よりやや短い時間となる。
【００５０】
上記のような定着ベルト加熱用電流の供給開始までの時間の短縮は、ウォーミングアップ時間を短縮することになり、回転検出パターン１ｅが位置Ｘとなるように定着ベルト１が停止されていることによって、位置Ｙで停止されている場合に比べて、励磁コイル５ｂへの給電を１秒近く早く行なうことが可能となる。
【００５１】
なお、以上に説明した制御では、力率の変動が検知される位置の直前で回転検出パターン１ｅが停止するようにしているが、力率の変動を検知する位置で回転検出パターン１ｅが停止するように制御してもよい。つまり、回転検出パターン１ｅによる力率の変動を検知してから、定着ベルト１の回転周期と等しい時間経過時に定着ベルト１の駆動を停止するものである。
【００５２】
上記のように制御される場合には、定着ベルト１の起動時には力率計５ｄによって既に力率値のピークが検出されており、回転開始後に力率値が時間経過とともに減少する。このため、位置Ｘに停止した時と同様の方法を用いると、定着ベルト１が1周した後に力率計によって力率値のピークが検出される。従って、このような場合には、力率値が閾値を下回った時に、定着ベルト１が回転を開始したものと判断し、励磁コイル５ｂへ定着ベルト加熱用電流の供給を開始する。これにより、定着ベルト１が回転を開始するのとほぼ同時に、該定着ベルト１の加熱が開始され、ウォーミングアップ時間を短縮することができる。
【００５３】
以下に、従来例との比較実験の結果を示す。
回転検知手段として光学センサを用いた従来例と、本発明例のように励磁コイル５ｂに回転検知手段としての機能も持たせた場合とについて、多量の連続定着動作を行い、その後に回転検知手段の機能が正常に働くかどうかの実験を行った。具体的には、トナー量の多いフルカラーのベタ画像のみを２０万枚定着した後に、再び通常の定着動作を開始し、その際に定着ベルト１を手動で強制的に停止させ、回転検知手段が正常に動作するか否かを調査した。
【００５４】
未定着トナー像を担持した記録シートが定着ニップに入る際には、量は少ないものの未定着トナーが空中に飛散することがある。ベタ画像を２０万枚定着した後には、このトナーが定着ベルト１の通紙域外にある回転検知パターン１ｅの表面及び光学センサ（図示せず）の光射出部及び受光部に付着してトナー汚れとなっているのが確認された。そして、このようなトナー汚れにより、光学センサ（図示せず）の感度が低下し、結果として定着ベルトの駆動及び励磁コイルへの電流供給に誤動作が生じることが認められた。
【００５５】
一方、回転検知手段として力率計を用いた場合については、検知信号が表面の汚れ状態とは無関係であるため、トナーによる汚れがあっても、初期状態と同様に正確な検知信号が得られ、定着ベルト１の駆動を正確に検知し、励磁コイルへの通電制御及び定着ベルトの駆動制御を適切に行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本願に係る発明の一実施形態である定着装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す定着装置の概略平面図及び概略正面図である。
【図３】図１に示す定着装置で用いられる定着ベルトの拡大断面図である。
【図４】図１に示す定着装置の動作を表すフローチャートである。
【図５】図１に示す定着装置の動作を表すフローチャートである。
【図６】回転検出パターンの制御された停止位置を示す概略図である。
【図７】力率計によって検出される力率値の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：定着ベルト、  １ａ：基層、  １ｂ：導電性層、  １ｃ：弾性層、  １ｄ：表面離型層、  １ｅ：回転検知パターン、
２：加圧ロール、  ２ａ：円筒状芯金、  ２ｂ：弾性層、  ２ｃ：表面離型層、
３：押圧パッド、  ３ａ：弾性部材、  ３ｂ：摺動シート、
４：パッド支持部材、
５：電磁誘導加熱装置、  ５ａ：台座、  ５ｂ：励磁コイル、  ５ｃ：励磁回路、５ｄ：力率計（回転検知手段）、
８：温度センサ、  ９：制御装置
【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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