(57)【要約】【課題】ベルト端部の破損を防止する構成としたベルト定着装置の制御方法とベルト定着装置および画像形成装置の提供。【解決手段】定着ベルト３４の駆動停止時に、ガイドリング４０が定着ベルト３４の端部を加熱ローラ３５の軸方向にＦｔの力で押す。定着ベルトの端部に大きなストレス（反力Ｆｓ）が加わって波打ち（しわ）３４ｘ、３４ｙが発生する。ｘは、ガイドリング４０が熱収縮により定着ベルトの端部に接触し、端部を引っ掛けるときの端部屈曲長さである。定着ベルトを停止後再起動する際に、所定回数正転または逆転制御することにより、ｘの位置を、定着ベルトの回動方向に多くとも４ｘだけ移動させて端部屈曲を解消する。【選択図】  図１
2009237190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラおよび加熱ローラ間に定着ベルトを張架したベルト定着装置の制御方法であって、前記定着ベルトの停止時の温度を検知し、当該検知結果に基づいて、停止状態にある前記定着ベルトの駆動再開時に駆動手段を所定回数正転または逆転させることを特徴とする、ベルト定着装置の制御方法。
【請求項２】
前記正転または逆転の所定回数は、前記加熱ローラと定着ベルト間の静止摩擦係数、前記定着ベルトの張力、正転または逆転の際の前記定着ベルトの反転速度のいずれかにより選定されることを特徴とする、請求項１に記載のベルト定着装置の制御方法。
【請求項３】
前記定着ベルトの前記加熱ローラの軸端方向への斜行移動を防止する手段が熱収縮により前記定着ベルトの端部に接触し、当該定着ベルトの端部を引っ掛けるときの定着ベルトの端部屈曲長さをｘとするときに、前記定着ベルトの駆動手段を正転または逆転したときの定着ベルトの回動方向の移動距離を多くとも４ｘとすることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のベルト定着装置の制御方法。
【請求項４】
前記定着ベルトの停止時の温度が所定温度のとき、または、前記定着ベルトの停止時の温度と前記定着ベルトの駆動直前の温度差が所定値のときに、前記定着ベルトの駆動手段を所定回数正転または逆転させることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のベルト定着装置の制御方法。
【請求項５】
定着ローラと、加熱ローラと、前記定着ローラおよび加熱ローラ間に張架される定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに押圧する加圧ローラとを有するベルト定着装置であって、
前記加熱ローラの軸方向の少なくとも一方端部に前記定着ベルトの軸端方向への斜行を規制するリングと、前記定着ベルトの停止時の温度検知手段を設け、前記温度検知手段で検知された温度を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記定着ベルトの停止時における温度に基づき、前記定着ベルトの駆動再開時に駆動手段を所定回数正転または逆転制御する制御手段により制御することを特徴とする、ベルト定着装置。
【請求項６】
前記温度検知手段は、前記定着ベルトの動作終了時の温度と、前記定着ベルトの駆動再開直前の温度を検知して前記記憶手段に記憶させることを特徴とする、請求項５に記載のベルト定着装置。
【請求項７】
感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段と、転写手段のうち少なくとも１つ以上を備えた各画像形成用ユニットと、前記請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の制御方法で制御されるベルト定着装置とを設け、前記画像形成用ユニットで形成された画像を記録媒体に転写することにより、画像形成を行うことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項８】
感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段と、転写手段のうち少なくとも１つ以上を備えた各画像形成用ユニットと、前記前記請求項５または請求項６に記載のベルト定着装置を設け、前記画像形成用ユニットで形成された画像を記録媒体に転写することにより、画像形成を行うことを特徴とする、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト端部の破損を防止する構成としたベルト定着装置の制御方法とベルト定着装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、転写媒体に対する定着装置としてベルト定着装置が用いられる場合がある。このようなベルト定着装置のベルトは、例えばステンレス鋼、ニッケルなどの基材にシリコンゴムを被着し、トナーに対する耐熱性と離型性が良好な耐熱離型層を形成して薄肉のエンドレスベルトとして作成されている。
【０００３】
ベルト定着装置では、定着ベルトの破損対策が課題となっている。その例として、特許文献１には、定着ベルトに張力を付与し張架ローラの軸方向の一端に定着ベルトの斜行防止用の突き当て方式のリングを設けた例が記載されている。この例では、熱膨張量が定着ベルト＜リングを設けた側の張架ローラ（加熱ローラ）、となっている
【特許文献１】特許第３７１１７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、冷却時には、加熱ローラの熱収縮量＞定着ベルトの熱収縮量、となるため、ガイドリングが定着ベルトの端部を加熱ローラの軸方向に強く押すことになる。定着ベルトは、ガイドリングにより加熱ローラの軸方向に押されるが、定着ベルトと加熱ローラ間の摩擦力により容易に軸方向に“ずれ”ることができない。このため、定着ベルトの端部に大きなストレスが加わって定着ベルトに波打ち（しわ）が発生し、加熱ローラを再駆動した際に、定着ベルトに形成されている２つの波打ちの移動と、２つの波打ちのつながりによって、最悪の場合には定着ベルトが破損（クラック）するという問題があった。
【０００５】
定着ベルトと加熱ローラ間の摩擦力を低減するには、加熱ローラをフッ素コーティングすることや、定着ベルトのテンションを小さくすることが有効である。しかしながら、定着熱でクリープした定着ベルトを安定して駆動するには一定の張力が必要であり、実際上は上記の対策だけでは不十分である。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、定着ベルト端部の破損を防止する構成とした、ベルト定着装置の制御方法とベルト定着装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のベルト定着装置の制御方法は、定着ローラおよび加熱ローラ間に定着ベルトを張架したベルト定着装置の制御方法であって、前記定着ベルトの停止時の温度を検知し、当該検知結果に基づいて、停止状態にある前記定着ベルトの駆動再開時に駆動手段を所定回数正転または逆転させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のベルト定着装置の制御方法は、前記正転または逆転の所定回数は、前記加熱ローラと定着ベルト間の静止摩擦係数、前記定着ベルトの張力、正転または逆転の際の前記定着ベルトの反転速度のいずれかにより選定されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のベルト定着装置の制御方法は、前記定着ベルトの前記加熱ローラの軸端
方向への斜行移動を防止する手段が熱収縮により前記定着ベルトの端部に接触し、当該定着ベルトの端部を引っ掛けるときの定着ベルトの端部屈曲長さをｘとするときに、前記定着ベルトの駆動手段を正転または逆転したときの定着ベルトの回動方向の移動距離を多くとも４ｘとすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のベルト定着装置の制御方法は、前記定着ベルトの停止時の温度が所定温度のとき、または、前記定着ベルトの停止時の温度と前記定着ベルトの駆動直前の温度差が所定値のときに、前記定着ベルトの駆動手段を所定回数正転または逆転させることを特徴とする。
【００１１】
本発明のベルト定着装置は、定着ローラと、加熱ローラと、前記定着ローラおよび加熱ローラ間に張架される定着ベルトと、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに押圧する加圧ローラとを有するベルト定着装置であって、
前記加熱ローラの軸方向の少なくとも一方端部に前記定着ベルトの軸端方向への斜行を規制するリングと、前記定着ベルトの停止時の温度検知手段を設け、前記温度検知手段で検知された温度を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記定着ベルトの停止時における温度に基づき、前記定着ベルトの駆動再開時に駆動手段を所定回数正転または逆転制御する制御手段により制御することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のベルト定着装置は、前記温度検知手段は、前記定着ベルトの動作終了時の温度と、前記定着ベルトの駆動再開直前の温度を検知して前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段と、転写手段のうち少なくとも１つ以上を備えた各画像形成用ユニットと、前記請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の制御方法で制御されるベルト定着装置とを設け、前記画像形成用ユニットで形成された画像を記録媒体に転写することにより、画像形成を行うことを特徴とする、画像形成装置。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置は、感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段と、転写手段のうち少なくとも１つ以上を備えた各画像形成用ユニットと、前記前記請求項５または請求項６に記載のベルト定着装置を設け、前記画像形成用ユニットで形成された画像を記録媒体に転写することにより、画像形成を行うことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態につき、図で説明する。図４は、定着ベルト装置の１例を示す説明図である。図４において、ベルト張架ローラとして機能する定着ローラ３１および加熱ローラ３５間に、定着ベルト３４が張架されている。
【００１６】
加熱ローラ３５内には、定着ヒータ３６が設けられており、サーミスタ等の温度検出装置３７により定着ベルト３４の温度検出がなされている。温度検出装置３７の検出結果に基づいて熱源である定着ヒータ３６をオン／オフし、所望の温度に維持すべく加熱ローラ３５の温度制御を行なっている。定着ヒータ３６は、例えばハロゲンランプが用いられている。加熱ローラ３５の近傍には、過昇温防止装置３８が設けられており、異常発生時に火災等を防止する。また、加熱ローラ３５には、ベルトテンションバネ３３ａによりＦｔの押圧力が付与されており、定着ベルト３４にテンションをかけている。加圧ローラ３２は、加圧バネ３３によりＦｐの押圧力が付与されている。
【００１７】
図５は、ベルト定着装置における加熱ローラ３５と定着ベルト３４の定着ユニットへの固定方法を示した説明図である。図５において、加熱ローラ３５を固定するベアリング４
４はテンション板４２に挿入されており、このテンション板４２は定着フレーム４１に対して一方向に移動可能に固定されている。テンション板４２は、一端を定着フレーム４１に固定されたベルトテンションバネ３３ａにより一方向に付勢されている。このような構成により、定着ベルト３４は加熱ローラ３５と定着ローラの間で略一定のテンションで張架される。
【００１８】
ベアリング４４は、耐熱性を考慮したグリスを封入した仕様を選択しているが、加熱ローラ３５の表面温度は非常な高温に達するため、断熱ブッシュ４３を介して加熱ローラ３５の回転軸（フランジ部）に挿入されている。ガイドリング４０は、加熱ローラ３５の回転軸方向の少なくとも一方端部に回転及びスラスト方向への移動が可能な状態、すなわち、加熱ローラ３５の回転軸との間に隙間が形成されるように設計されている。ガイドリング４０は、定着ベルト３４が加熱ローラ３５の軸端方向への斜行を規制するリングとして機能する。
【００１９】
これらのベルト定着装置の各部材について、更に詳細に説明する。図４で説明したように、定着ベルト３４は定着ユニットに位置決めされた定着ローラ３１と、ベルトテンションバネ３３ａにより一定方向に移動可能に付勢された加熱ローラ３５間に張架されている。ベルトレイアウトの関係上、定着ローラ３１と加熱ローラ３５の間に中間ローラを設け、３本以上のローラに定着ベルト３４が張架される構造をとる場合もある。
【００２０】
定着ローラ３１は、ニップ幅を確保するために熱容量の大きな構造をとっている。熱容量の小さな加熱ローラ３５に熱源を有し、定着ベルト３４を介して定着ローラ３１に伝熱させることで、ウォームアップ時間の短縮を図っている。加熱ローラ３５は、図４の例では熱源である定着ヒータ３６を内蔵しているが、加熱ローラ３５の内外部に電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の熱源を有する場合もある。
【００２１】
加圧ローラ３２は、加圧バネ３３により定着ベルト３４を挟みながら定着ローラ３１に押圧されている。加圧ローラ３２と定着ローラ３１はそれぞれ弾性体で形成されており、ニップが形成される。図４の例では部材の硬度の大小は、加圧ローラ硬度＞定着ローラ硬度、となっており、図４の様に下向きのニップが形成される。高速機などにおいては、定着ローラ３１や加圧ローラ３２にも熱源を有する場合がある。駆動入力については、定着ローラ３１が外部より歯車等で接続され駆動ローラとなる場合が多いが、加圧ローラ３２に接続され駆動する場合もある。
【００２２】
次に、ベルト定着装置に使用される部材の材料などについて説明する。本発明の実施形態においては、定着ベルト３４は、Ｎｉ電鋳基材にシリコンゴム弾性層を有し、更にフッ素樹脂離型層を有する３層ベルトを採用している。ウォームアップ時間短縮のため、定着ローラ３１とは別に加熱ローラ３５を有している。このため、加熱ローラ３５からニップ部に定着ベルト３４を介して熱を伝達する必要があり、定着ベルト３４の基材として比較的熱容量の大きな金属ベルトを採用している。これは、ポリイミドなどの樹脂ベルトでは熱容量が小さくニップ部までに放熱してしまい、熱損失が大きいことによる。
【００２３】
定着ベルト３４は、シームレス金属ベルトとして構成されており、前記のようにＮｉ電鋳が使用されている。また同じ金属ベルトでもステンレスベルトを採用する場合、その硬さから曲率を小さくする必要があり、ローラの大径化および定着装置の大型化を必要とする。定着ベルトの弾性層は、画像面への密着性が高く画像品質を確保するために必要であり、また耐熱性に優れることからシリコンゴムを採用している。
【００２４】
定着ベルト３４のフッ素樹脂離型層は、ニップ部で溶融したトナーをベルト表面から剥離するために必要であり、使用されている材料としてパーフルオロアルコキシアルカン樹
脂（ＰＦＡ）が採用されている。以前には、特許文献１に記載されているように、シリコンゴム弾性層にシリコンオイルを塗布して離型性を確保する方法があったが、シリコンオイルが用紙に付着し加筆性を損ねる事から最近では採用するケースは少なくなっている。
【００２５】
加熱ローラ３５は、ウォームアップ時間の短縮のために、熱容量の小さな薄肉金属ローラを採用している。この薄肉金属ローラとして、軸方向の温度分布を均一にするために、熱伝導率の大きなアルミを採用している。定着ローラ３１は、画像面の用紙剥離性を向上する目的で、ニップ形状を図２に示されているように下向きに、または水平にする。そして、定着ローラ３１の硬度を加圧ローラ３２の硬度より小さくするため、スポンジローラなどが採用されている。加圧ローラ３２としては、ゴムローラが採用される場合が多く、耐熱性の観点からシリコンゴムが使用されている。また、用紙裏面の汚れ対策が必要であり表面離型性を向上させるため、加圧ローラ３２の表面にフッ素樹脂層を形成している。
【００２６】
定着ベルト３４は、正規の状態では定着ローラ３１と加熱ローラ３５間で、ローラの軸方向に傾くことなく移送されている。しかしながら、例えば定着ベルト３４を張架する２本のローラ（定着ローラ３１と加熱ローラ３５）の平行度が損なわれた場合には、定着ベルト３４のローラの軸方向への斜行が発生する。このように斜行する定着ベルト３４は、定着ローラ３１と加熱ローラ３５の少なくとも一方の張架ローラを逆回転させる事により、正回転時とは逆方向に定着ベルト３４が移動する。
【００２７】
図６は、本発明の実施形態を示す説明図である。図４と同じところには同一の符号を付しており詳細な説明は省略する。図６においては、定着ベルト３４の表面温度分布を確認するセンサ４８を設けている。このセンサ４８により確認された定着ベルト３４の停止時における表面温度分布に基づいて、後述するような定着ベルト３４の熱ストレスによる破損の防止を行う。
【００２８】
次に、定着ベルト３４の端部に印加される応力について、図７〜図１０の説明図により説明する。図７は、冷熱時の加熱ローラ３５の長さＬ（ｈｒ）と、定着ベルト３４の長さＬ（ｆｂ）を示している。また、図８は、加熱時の加熱ローラ３５の長さＬ’（ｈｒ）を示している。図７、図８の構成では、小サイズの記録材を通紙する際に、加熱ローラ３５の軸方向の温度分布が均一になるように、熱伝導率の高いアルミを採用している。また、定着ベルト３４には、加熱部からニップ部まで温度維持可能なＮｉ電鋳ベルトを採用している。
【００２９】
ヒータオンにより、加熱ローラ３５は膨張を始める。図８のＨａ、Ｈａは、加熱ローラ３５の軸方向両端に向けての熱膨張を示している。加熱ローラ３５が目的温度に到達した時点で、ΔＬ（ｈｒ）伸長するので、加熱ローラ３５の全長は、
Ｌ’（ｈｒ）＝Ｌ（ｈｒ）＋ΔＬ（ｈｒ）
となる。以下、加熱ローラ３５と定着ベルト３４の線膨張係数の差による伸び量の関係について説明する。本発明の実施形態においては、問題となる熱収縮による応力が発生するには、線膨張係数が、
加熱ローラ＞定着ベルト
の関係となる場合である。
【００３０】
加熱ローラ３５の昇温に伴い、これに巻き掛けられた定着ベルト３４にも伝熱され、定着ベルト３４も熱膨張が始まる。図８のＢａ、Ｂａは、
ローラ両端方向への定着ベルト３４の熱膨張を示している。定着ベルト３４は、熱膨張により目的温度に到達した時点でΔＬ（ｆｂ）伸長するので、定着ベルト３４の全長は、
Ｌ’（ｆｂ）＝Ｌ（ｆｂ）＋ΔＬ（ｆｂ）
となる。図８の構成で、加熱ローラ３５にアルミを採用した場合のΔＬ（ｈｒ）の例につ
いて説明する。アルミの線膨張係数αａは、表１から２４×１０−６／℃である。加熱ローラ３５の冷却時から加熱時までの温度差をΔｔとする。このときに、ΔＬ（ｈｒ）は、
ΔＬ（ｈｒ）＝Ｌ（ｈｒ）×Δｔ×αａ
となる。
【００３１】
【表１】
2009237190.tif 000003
【００３２】
したがって、加熱ローラ３５を２０℃から１８０℃まで加熱する例では、
ΔＬ（ｈｒ）＝Ｌ（ｈｒ）×（１８０−２０）×２４×１０−６
となる。定着ベルト３４の伸長分のΔＬ（ｆｂ）は、線膨張係数をαｂ、加熱ローラ３５の冷却時から加熱時までの温度差をΔｔとすると、ΔＬ（ｆｂ）は、
ΔＬ（ｆｂ）＝Ｌ（ｆｂ）×Δｔ×αｂ
となる。定着ベルト３４の材料としてＮｉ電鋳を用いた場合には、表１からαｂ＝１５×１０−６／℃であるから、この場合のΔＬ（ｆｂ）は、
ΔＬ（ｆｂ）＝Ｌ（ｆｂ）×（１８０−２０）×１５×１０−６
となる。このように、Ｌ（ｈｒ）とＬ（ｆｂ）が同じ長さの場合、加熱ローラの伸び量の方が大きくなる。
【００３３】
ベルト定着装置は、例えば定着フレーム４１の部品精度バラツキ等で定着ベルト３４を張架するローラ対（この例では張架ローラとして用いる定着ローラ３１と加熱ローラ３５）の平行度がずれるために、張架ローラを回転させる際に、定着ベルト３４のローラ軸方向への片寄り（斜行）が発生する。図９では、定着ベルト３４はローラの軸方向の図示右方向に片寄る。この際に、定着ベルト３４の内面と接する加熱ローラ３５にはネジの法則と同様の力が作用し、加熱ローラ３５は軸方向の図示左方向に片寄る。Ｓａは加熱ローラ３５の移動方向、Ｓｂは定着ベルト３４の移動方向である。加熱ローラ３５は、図５で説明したようにベアリング４４によって定着ユニットに設置されており、軸方向には脱落しない構造になっている。
【００３４】
加熱ローラ３５は、図９の右端に設けられている止め輪４５がベアリング４４に接するとそれ以上は軸方向に移動する事が出来なくなる構造である。このため、加熱ローラ３５の回転時に、定着ベルト３４が移動しようとする応力Ｆｄが図示右側に設けられているガイドリング４０に付与される。ガイドリング４０は、強度、耐熱性、摺動性を兼ね備えた材料を選択することで、ガイドリング４０、および定着ベルト３４の破壊強度を高めると共に、定着ベルト３４の巻き掛け端部でのそれぞれの磨耗を最小限に留める効果が得られる。
【００３５】
印字動作終了後の定着ベルト３４、加熱ローラ３５の熱収縮について、図１０により説明する。加熱ローラ３５の回転駆動オフ、加熱ヒータオフとなった直後から、加熱状態にあった定着ベルト３４、加熱ローラ３５は熱収縮を開始する。加熱ローラ３５の回転駆動オフと加熱ヒータ３６をオフにするタイミングや、順序は適宜選定することができる。加
熱ローラ３５は、図１０の図示右側の止め輪４５とベアリング４４が拘束状態にあり、加熱ローラ３５の熱収縮はこの拘束部に向けて作用する。定着ベルト３４の内面と加熱ローラ３５の外周面は、Ｆｘ＝ベルトテンション力×相互間の静摩擦力、の力により強固に保持される。この状態で加熱ローラ３５が拘束部に向けて熱収縮すると、定着ベルト３４もこれと同じ様に拘束部に向け移動する。
【００３６】
前述の加熱ローラ３５の熱膨張と熱収縮は可逆動作である。このため、同じ長さの加熱ローラ３５と定着ベルト３４が熱収縮した場合、加熱ローラ３５の収縮量は定着ベルト３４の収縮量より大きくなる。両者の収縮量の差分が、図１０の図示右側の応力Ｆｔとして、ガイドリング４０に定着ベルト３４が食い込むように付与される事になる。この応力Ｆｔが繰り返し付与されると、定着ベルト３４端部でのせん断破壊が生じることになる。
【００３７】
図１〜図３は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１は、定着ベルト３４の駆動を開始する前の状態を示している。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は加熱ローラ３５の軸端側からみた側面図である。定着ベルト３４の駆動停止時には、加熱ローラ３５の熱収縮量＞定着ベルト３４の熱収縮量、となるため、ガイドリング４０が定着ベルト３４の端部を加熱ローラ３５の軸方向にＦｔの力で強く押すことになる。
【００３８】
定着ベルト３４は、前記ガイドリング４０により加熱ローラ３５の軸方向に押されるが、定着ベルト３４と加熱ローラ３５間の摩擦力により容易に移動することができない。このため、定着ベルト３４の端部に大きなストレス（反力Ｆｓ）が加わって定着ベルト３４に波打ち（しわ）３４ｘ、３４ｙが発生する。図１（ａ）のＶｂは、定着ベルト３４の端部に形成される端部屈曲、Ｖａは端部屈曲Ｖｂに隣接して形成される「しわ」である。この「しわ」は、加熱ローラ３５の軸方向に、３４ａ、３４ｂ・・・と複数個所に形成される。
【００３９】
図１（ｃ）において、ｘは、熱収縮によりガイドリング４０が定着ベルト３４に接触して、定着ベルト３４の端部を引っ掛ける位置のｘ座標を示している。すなわちｘは、ガイドリング４０が熱収縮により前記定着ベルト３４の端部に接触し、定着ベルト３４の端部を引っ掛けるときの定着ベルト３４の端部屈曲長さに相当する。定着ベルト３４の端部に形成されるしわ（端部屈曲）は、ｘ座標をピーク位置として発生し、それに続く定着ベルト３４の進行方向の波打ちは、略その周期、少なくともその周期よりも長いピッチで発生する。
【００４０】
本発明の実施形態においては、後述するように定着ベルト３４を停止後再起動する際に、所定回数正転または逆転制御することにより、前記ｘの座標位置にある定着ベルト３４の位置を、定着ベルト３４の回動方向に移動させて端部屈曲を解消している。図１（ｃ）の例では、定着ベルト３４を多くとも４ｘだけ回動方向に移動させている。
【００４１】
図２は、図１（ｃ）を拡大して示す説明図、図３は熱収縮前後のガイドリング４０と定着ベルト３４との位置関係を示す説明図である。図２のＴａは、熱収縮によりガイドリング４０が定着ベルト３４に接触して、定着ベルト３４の端部を引っ掛けることにより、定着ベルト３４に形成される端部屈曲位置を示している。図２、図３において、Ａは熱収縮した際に食い込んだ状態でガイドリング４０と定着ベルトの内面が接触する距離（半径）を示している。ここで、加熱ローラ３５の半径をｙとすると、前記ｘは、次式で示される。
【００４２】
【数１】
2009237190.tif 000004
【００４３】
図３は、加熱ローラ３５の一方軸端側の部材の配置を示している。熱収縮前の状態を破線で示しており、４３は断熱ブッシュ、４０はガイドリングである。熱収縮後の状態は実線で示しており、４３ｂは断熱ブッシュ、４０ａはガイドリングである。図２で説明した定着ベルト４３の端部屈曲位置Ｔａは、熱収縮前がＨｂ、熱収縮後がＨｂの位置になる。熱収縮量Ｌｐは、ＨｂとＨｃの差分の長さになる。また、熱収縮量Ｌｐは、
Ｌｐ＝Ｌ（ベルト幅：すなわち軸方向長さ）×Δｔ（制御温度−室温）×（加熱ローラの線膨張係数−ベルトの線膨張係数）、
と表すことができる。
【００４４】
本発明の実施形態においては、定着ベルトの駆動手段の駆動方向の正転／逆転の切り替えが可能となっている。具体的には、図４で説明した定着ローラ３１の駆動モータは、正転／逆転の切り替え制御が可能な構成としている。また、定着ベルト３４を停止した時（作業終了後）の定着ベルト３４の温度データを格納する記憶手段を有する。このような制御系の特徴については、図１１のブロック図で後述する。
【００４５】
また、本発明の実施形態にかかる定着ベルト制御方法においては、定着ベルト３４の駆動手段の正逆転繰り返し連続駆動の動作タイミングを次のように設定する。（１）定着ベルト３４の駆動を開始する前で、定着ベルト３４の温度がある一定温度（例えば100℃）
より低い場合。（２）定着ベルト３４の駆動を開始する前で、定着ベルト３４を停止した時と駆動直前の温度差が一定値（例えば80℃）以上の場合。このような、定着ベルト３４の動作停止時の表面温度は、図６に示されているセンサ４８により検知される。
【００４６】
また、定着ベルト３４の駆動手段の正逆転繰り返し連続駆動の動作は、次のように設定できる。（１）定着ベルト３４の駆動開始時の回転方向（正転または逆転）はどちらでも可能である。（２）定着ベルト３４の駆動手段の正逆転動作中に加熱ローラ３５を加熱することは可能である。（３）定着ベルト３４の駆動手段の正転または逆転時の定着ベルト３４の速度を高速とすることにより、反転動作による加速度が上昇することで定着ベルト３４のしわを低減する効果が大きくなる。
【００４７】
（４）定着ベルト３４の正転または逆転時の回動方向へのベルト移動量は、ｘを熱収縮によりガイドリング４０が定着ベルト３４に接触して、定着ベルト３４の端部を引っ掛ける位置のｘ座標とするときに、定着ベルト３４の回動方向に4ｘ以下とする。すなわち、
熱収縮によりガイドリング４０が定着ベルト３４の端部に接触し、当該定着ベルト３４の端部を引っ掛けるときの定着ベルト３４の端部屈曲長さをｘとすると、前記ベルト移動量を多くとも４ｘとする。（５）定着ベルト３４の正転または逆転動作の終了（通常速回転への移行）タイミングは、ａ）定着ベルト３４の正逆転動作をある規定回数実施する。ここで、規定回数は、加熱ローラ３５と定着ベルト３４のμ（静止摩擦係数）や、定着ベルト３４の張力、正逆切り替え時の定着ベルト３４の速度等で決められる。ｂ）定着ベルト３４を停止した時と動作開始時の温度差に基づき、定着ベルト３４の正逆転動作を規定回数実施する。規定回数は記憶手段にテーブルとして設定されており、記憶手段から読み出したテーブルに基づき制御する。
【００４８】
このように、本発明の実施形態によれば、定着ベルト３４の端部に発生した2つの波打
ち（端部屈曲と隣のしわ）が定着ベルト３４の再駆動時につながってクラックになること
を、ベルト移動量を規定することで防止することができる。また、定着ベルト３４を反転移動する事で、定着ベルト３４と加熱ローラ３５間の摩擦力を静摩擦から動摩擦に低減し、定着ベルト３４に形成されていたしわを消失させることができる。
【００４９】
図１１は、本発明の実施形態を示すブロック図である。図１１において、ベルト定着装置の制御装置５０は、センサ５１、記憶部５２、判断処理部５３、駆動部５４を有している。入力装置５５は、例えば定着ベルト３４や加熱ローラ３５の軸方向長さを入力する。また、加熱ローラ３５と定着ベルト３４間の静止摩擦係数、定着ベルト３４の張力、正転または逆転の際の定着ベルト３４の反転速度などの情報を入力する。入力装置５５からの入力情報は、記憶部５２に記憶される。
【００５０】
センサ５１は、定着ベルト３４の温度を検出し、計測値は記憶部５２に記憶される。このセンサ５１は、図６で説明した加熱ローラ３５の定着ヒータ３６をオンオフ制御するための温度検出装置３７、定着ベルト３４が停止している場合の定着ベルト３４の温度を検出するセンサ４８に相当する。定着ベルト３４の温度を検出するセンサ４８は、定着ベルト３４の動作終了時の温度、動作再開直前の温度など、定着ベルト３４が停止している場合の種々のタイミングで温度を検知する。
【００５１】
判断処理部５３は、記憶部５２に記憶されている定着ベルト３４の停止時の温度に基づき、定着ベルト３４の駆動モータ５６の正逆転制御信号を形成し、駆動部５４に送出する。駆動部５４は、この制御信号により駆動モータ５６を制御する。なお、センサ５１、記憶部５２、判断処理部５３、駆動部５４は、ベルト定着装置または画像形成装置に備えられていればよい。また、入力装置５５は、ベルト定着装置または画像形成装置に入力情報を入力するときに接続可能なものでもよい。
【００５２】
図１２は、本発明の実施形態であるタンデム式画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するか、または、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する。この画像形成装置１は、ローラ８２，８３に掛け渡されて所定の方向Ｄ2に周回移動する中間転写ベルト８１に沿って、４組の
画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋが配列されて、タンデム方式のカラー画像形成装置を構成している。各画像形成ステーション１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃおよび１０Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色のトナーを内部に貯留して当該トナー色の単色トナー像を形成する。
【００５３】
カラー画像形成時において、各画像形成ステーションにより形成された各色の単色トナー像は、中間転写ベルト８１上で互いに重ね合わされ、これにより中間転写ベルト８１上にカラー画像が形成される。紙、透明シートなどの記録材が、給紙カセット７７から給紙ローラ７９の回転により１枚ずつ取り出されて、二次転写ローラ８４１と中間転写ベルト８１とのニップ部である二次転写領域ＴＲ2に搬送される。前記のようにして中間転写ベ
ルト８１上に形成されたカラー画像は、二次転写領域ＴＲ2で記録媒体上に転写される。
画像を転写された記録媒体は、定着ユニット１３を通過して、画像形成装置上部の排紙トレイ４に排出される。
【００５４】
二次転写ローラ８４１は、ローラ支持アーム８４に回転自在に装着されており、必要に応じ該アーム８４が所定の遥動軸中心に遥動することにより、中間転写ベルト８１表面に対し離当接移動する。また、ローラ８３の近傍には、中間転写ベルト８１の回転位相を検出するための垂直同期センサ２６が設けられている。垂直同期センサ２６は、例えばフォトインタラプタからなり、中間転写ベルト８１の周縁部の一部に設けられた、図示を省略する突起部または切り欠き部の通過を検出する。すなわち、垂直同期センサ２６は、中間
転写ベルト８１の回転周期に同期した垂直同期信号Ｖsyncを出力する。
【００５５】
また、ローラ８３に巻き掛けられた中間転写ベルト８１の表面に向けて、２つの位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒがローラ８３の軸方向（紙面に垂直な方向）に互いに位置を異ならせて配置されている。位置検出センサ２５は例えば反射型フォトセンサからなり、中間転写ベルト８１との対向位置において、中間転写ベルト８１表面の反射率の変化から、中間転写ベルト８１上に担持されたトナー像の通過の有無を検出する。さらに、中間転写ベルト８１の移動方向において位置検出センサ２５Ｌ，２５Ｒの下流側には、クリーナ７１が設けられており、中間転写ベルト８１上に残留付着するトナーがクリーナ７１により清掃除去される。なお、本発明の実施形態であるタンデム式画像形成装置の一例を示したが、ロータリー式画像形成装置にも用いてもよい。
【００５６】
以上、本発明のベルト定着装置の制御方法とベルト定着装置および画像形成装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態を示す特性図である。
【図９】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の１実施例の全体構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ・・・画像形成ステーション、３０・・・ベルト定着装置、３１・・・定着ローラ、３２・・・加圧ローラ、３４・・・定着ベルト、３５・・・加熱ローラ、３７・・・温度検出装置、４０・・・ガイドリング、４１・・・定着フレーム、４２・・・テンション板、４３・・・断熱ブッシュ、４４・・・ベアリング、４５・・・止め輪、４８・・・センサ、５０・・・制御装置、５２・・・記憶部、５３・・・判断処理部、５４・・・駆動部
【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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