(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および画像形成装置の提供。【解決手段】ベルト定着装置は、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、定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段とを有する。また、加熱ローラの軸方向の一方端部に定着ベルトの張力を調整するベルト張力調整手段を設ける。処理手順として、メモリ領域１に格納された定着ベルトの停止前の作業時の高温回転時間が規定時間Ａより大きいかどうかを判定し、その判定結果がＹｅｓの場合には定着ベルトを規定量Ｇ（例えば加熱ローラの１／２周）回転させてから停止し、定着ベルトの制御を終了してメモリをリセットする。【選択図】  図１
2009237191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段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、前記定着ベルトの張力を調整するベルト張力調整手段とを設け、
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、
前記ベルト張力調整手段によりベルト張力を解除した際に、前記記憶手段に記憶されたベルト温度に基づいて前記定着ベルトの回転停止位置を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２】
前記ベルト張力調整手段は、電磁駆動手段とバネ手段により、前記定着ローラおよび加熱ローラの軸心間の距離を調整することを特徴とする、請求項１に記載のベルト定着装置。
【請求項３】
前記定着ベルトの曲率が小さい部分を、前記加熱ローラの巻き掛け開始部分から外れた位置に停止させるように制御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。
【請求項４】
前記定着ベルトの曲率が小さい部分は、前記ベルト張力調整手段によりベルト張力を解除した状態で、定着ベルトが熱変形により定着ローラおよび加熱ローラ間に張架されたときの楕円形状を維持し、前記惰円の長軸方向の円弧で形成されるとを特徴とする、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。
【請求項５】
前記定着ベルトの回転停止位置は、前記定着ベルトの張力を解除してから再度張力を付与し、前記張力解除時の前記定着ベルトの位置から定着ベルトが前記加熱ローラに巻き掛けられる長さ分移動させた位置であることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のベルト定着装置。
【請求項６】
前記定着ベルトの熱変形の状態を検知して前記定着ベルトの停止位置を制御するタイミングは、停止直前の作業時の高温回転時間がある一定時間以下のときとすることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のベルト定着装置。
【請求項７】
前記定着ベルトの熱変形の状態を検知して定着ベルトの停止位置を制御するタイミングは、停止直前の作業時の高温回転時間と作業開始までの停止時間の和が一定時間以下のときであることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のベルト定着装置。
【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、前記請求項１〜請求項７のいずれか１項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、定着ベルトが破損（クラック）するという問題があった。また、定着ベルトの形状が加熱ローラの熱と張架ローラによる張力に起因するクリープによって形作られている状態のままで、曲率の小さい部分が巻き掛け開始部分にくると定着ベルトに発生した波打ち（しわ）の発生位置が定着ベルト端部屈曲に近付き、２つの波打ちのつながりによって、さらに定着ベルトが破損（クラック）しやすくな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、前記定着ベルトの表面温度を検知する温度検知手段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、前記定着ベルトの張力を調整するベルト張力調整手段とを設け、
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、
前記ベルト張力調整手段によりベルト張力を解除した際に、前記記憶手段に記憶されたベルト温度に基づいて前記定着ベルトの回転停止位置を制御手段により制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のベルト定着装置は、前記ベルト張力調整手段は、電磁駆動手段とバネ手段により、前記定着ローラおよび加熱ローラの軸心間の距離を調整することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のベルト定着装置は、前記定着ベルトの曲率が小さい部分を、前記加熱ローラの巻き掛け開始部分から外れた位置に停止させるように制御することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のベルト定着装置は、前記定着ベルトの曲率が小さい部分は、前記ベルト張力調整手段によりベルト張力を解除した状態で、定着ベルトが熱変形により定着ローラおよび加熱ローラ間に張架されたときの楕円形状を維持し、前記惰円の長軸方向の円弧で形成されるとを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のベルト定着装置は、前記定着ベルトの回転停止位置は、前記定着ベルトの張力を解除してから再度張力を付与し、前記張力解除時の前記定着ベルトの位置から定着ベルトが前記加熱ローラに巻き掛けられる長さ分移動させた位置であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のベルト定着装置は、前記定着ベルトの熱変形の状態を検知して前記定着ベルトの停止位置を制御するタイミングは、停止直前の作業時の高温回転時間がある一定時間以下のときとすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のベルト定着装置は、前記定着ベルトの熱変形の状態を検知して定着ベルトの停止位置を制御するタイミングは、停止直前の作業時の高温回転時間と作業開始までの停止時間の和が一定時間以下のときであることを特徴とする。
【００１４】
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７のいずれか１項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１０は、ベルト定着装置の１例を示す説明図である。図１０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。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。この温度検出装置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。
【００１６】
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１１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１１において、加熱ローラ３５を固定するベアリング４４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１０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１０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１０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１０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１２は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１０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１２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１３〜図１６の説明図により説明する。図１３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１４は、加熱時の加熱ローラ３５の長さＬ’（ｈｒ）を示している。図１３、図１４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１４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１４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１４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】
2009237191.tif 000003
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。
【００３２】
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１５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１１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。
【００３３】
加熱ローラ３５は、図１５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。
【００３４】
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１６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１６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。
【００３５】
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１６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。
【００３６】
図１７は、本発明の実施形態における定着ベルトの張力解除機構の例を示している。図１７において、４２は図１１で説明したテンション板で、加熱ローラ３５の軸方向への引っ張り力がソレノイド５７で付与される。４９は引っ張りバネである。通常状態では引っ張りバネ４９のバネ力が作用して、加熱ローラ３５の一方の軸端は、実線３５ａで示される位置に存在している。
【００３７】
加熱ローラ３５の温度上昇により定着ベルト３４に熱ストレスが印加される場合には、ソレノイド５７を動作させ、引っ張りバネ４９のバネ力を解除してテンション板４２を図示左方向に移動する。このため、加熱ローラ３５の一方の軸端は、破線３５ｂで示される位置に移動し、図１０で説明した定着ローラ３１と加熱ローラ３５間の軸心間の距離を短縮し、定着ベルト３４の張力を低減する。このように、ソレノイド（電磁駆動手段）５７と引っ張りバネ（バネ）手段４９は、ベルト張力調整手段として機能する。
【００３８】
次に、図１、図２のフローチャートと図３、図４の特性図により本発明の実施形態を説明する。図１のフローチャートと図３の特性図が対応し、図２のフローチャートと図４の特性図が対応している。図１の処理手順は次のように実行される。
【００３９】
Ｓ１：定着ベルト３４の回転停止。
Ｓ２：記憶手段のメモリ領域１に格納された、定着ベルト３４の停止前の作業（ｊｏｂ）時の高温回転時間が規定時間Ａより大きいかどうかを判定する。
Ｓ３：Ｓ２の判定結果がＹｅｓの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｇ（例えば加熱ローラの１／２周）回転させてから停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
【００４０】
Ｓ４：Ｓ２の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルトの温度（Ｃ）を検知し、メモリ領域２に格納してからベルト張力を解除する。
Ｓ５：定着ベルト３４の温度（Ｄ）を検知し、温度差Ｃ−Ｄが規定値Ｅよりも小さいかどうかを判定する。
Ｓ６：Ｓ５の判定結果がＹｅｓの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｇ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させてから停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
【００４１】
Ｓ７：Ｓ５の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｆ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させて、メモリ領域４に格納されている定着ベルト３４の移動量に規定量Ｆを加算して更新する。
Ｓ８：メモリ領域４の定着ベルト３４の総移動量が定着ベルト３４のベルト長さの１／２周以下であるかどうかを判定する。Ｓ８の判定結果がＹｅｓの場合にはＳ４の処理に戻り
、Ｓ４〜Ｓ８の処理を繰り返す。
Ｓ９：Ｓ８の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルト３４を停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
Ｓ１０：Ｓ３、Ｓ６、Ｓ９の処理において、印字命令が制御部に送信された場合には、定着ベルト３４の停止位置制御を中止する。
【００４２】
図２の処理手順は次のように実行される。
Ｓ１１：定着ベルト３４の回転停止。
Ｓ１２：記憶手段のメモリ領域１に格納された、定着ベルト３４の停止前の作業（ｊｏｂ）時の高温回転時間が規定時間Ａより大きいかどうかを判定する。
Ｓ１３：Ｓ１２の判定結果がＹｅｓの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｇ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させてから停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
【００４３】
Ｓ１４：Ｓ１２の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルト３４の温度（Ｃ）を検知し、メモリ領域２に格納してからベルト張力を解除する。
Ｓ１５：定着ベルト３４の温度（Ｄ）を検知し、温度差Ｃ−Ｄをメモリ領域３に格納する。
Ｓ１６：定着ベルト３４を規定量Ｆ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させて、メモリ領域４に格納されている定着ベルト３４の移動量に規定量Ｆを加算して更新する。
Ｓ１７：定着ベルト３４の温度（Ｃ’）を検知し、メモリ領域２に格納してからベルト張力を解除する。
Ｓ１８：定着ベルト３４の温度（Ｄ’）を検知し、温度差Ｃ’−Ｄ’をメモリ領域５に格納する。
【００４４】
Ｓ１９：メモリ領域３に格納されている温度差Ｃ−Ｄと、メモリ領域５に格納されている温度差Ｃ’−Ｄ’の差が規定値Ｅよりも大きいかどうかを判定する。
Ｓ２０：Ｓ１９の判定結果がＹｅｓの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｇ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させてから停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
【００４５】
Ｓ２１：Ｓ１９の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルト３４を規定量Ｆ（例えば加熱ローラ３５の１／２周）回転させて、メモリ領域４に格納されている移動量に加算する。また、メモリ領域５に格納されている温度差Ｃ’−Ｄ’をメモリ領域３に書き込む。
Ｓ２２：メモリ領域４の定着ベルト３４の総移動量が定着ベルト３４のベルト長さの１／２周以下であるかどうかを判定する。Ｓ２２の判定結果がＹｅｓの場合にはＳ１７の処理に戻り、Ｓ１７〜Ｓ２２の処理を繰り返す。
Ｓ２３：Ｓ２２の判定結果がＮｏの場合には、定着ベルト３４を停止し、定着ベルト３４の制御を終了してメモリをリセットする。
Ｓ２４：Ｓ１３、Ｓ２０、Ｓ２３の処理において、印字命令が制御部に送信された場合には、定着ベルト３４の停止位置制御を中止する。
【００４６】
図３は、図１のフローチャートに対応する特性図である。図３の横軸には時間（ｔｓｅｃ）を設定し、縦軸には温度（Ｔ°Ｃ）を設定している。横軸の時間には、定着ベルト３４のベルト圧解除、ベルト圧付与、定着ベルト３４の回転のタイミングを設定している。特性ＤａのＣは、図１のＳ４で説明した定着ベルト３４の停止時の温度に相当する。また、特性ＤａのＤは、図１のＳ５で説明した定着ベルト３４のベルト張力解除後の温度に相当する。図３においては、横軸の時間経過と対応して、定着ベルト３４の停止位置を少しずつずらしていくことにより、定着ベルト３４の端部に形成される波うち部分を端部屈曲部分から離れた位置に移動させ、定着ベルト３４の破損を防止することを示している。な
お、「波うち部分」と「端部屈曲部分」については後述する。
図４は、図２のフローチャートに対応する特性図である。図４の横軸には時間（ｔｓｅｃ）を設定し、縦軸には温度（Ｔ℃）を設定している。図４においても、図３と同様に横軸の時間には、定着ベルト３４のベルト圧解除、ベルト圧付与、定着ベルトの回転のタイミングを設定している。特性ＤｂのＣ、Ｃ’、Ｃ狽ヘ、図２のＳ１４、Ｓ１７などで説明した定着ベルト３４の停止時の温度に相当する。また、特性ＤｂにおけるＤ、Ｄ’、Ｄ“は、図１のＳ１５、Ｓ１８などで説明した定着ベルト３４のベルト張力解除後の温度に相当する。
【００４７】
図５、図６は、本発明の実施形態の説明図である。図５は、定着ベルト３４に形成される曲率が小さい範囲を示している。また、図６は当該曲率が小さい範囲についての説明図である。図５（ｄ）に示されているように定着ベルト３４の端部にガイドリング４０からの応力Ｆｔが印加されると、Ｇｈの範囲に凹部３４Ｐが形成される。
【００４８】
図６は、ガイドリング４０からの応力Ｆｔが定着ベルト３４の端部に印加されたときに、定着ベルト３４に形成される「波打ち」と「端部屈曲」との関係を示す説明図である。図６において、上側の例では、Ｌｕの位置に波打ち（端部屈曲の隣のしわ）が形成される。３４ｃは端部屈曲の位置を示している。定着ベルト３４の曲率が小さい部分が加熱ローラ３５における定着ベルト３４の巻きかけの開始部分（ガイドリング４０による凹み発生部）にくると、曲率が小さいので加熱ローラ３５の収縮による定着ベルト３４の変形、すなわち、端部屈曲３４ｃの範囲が小さくなり、加熱ローラ３５の収縮量を十分に吸収することはできなくなる。このため、端部屈曲の比較的近くに凹部を形成して収縮量を吸収することになる。したがって、定着ベルト３４の駆動を再開した際に、定着ベルト３４に形成されている２つの波打ちがつながり、クラックが発生して定着ベルト３４が破損する。
【００４９】
また、図６の下側の例は、端部屈曲３４ｄから遠い位置のＬｖに波打ちが形成された例である。この場合には、定着ベルト３４の曲率が小さい部分が加熱ローラにおける定着ベルト３４の巻きかけの開始部分（ガイドリング４０による凹み発生部）から外れた位置に移動している。このため、定着ベルト３４の駆動を再開した場合に定着ベルト３４に形成されている２つの波打ちがつながることがなく、クラックの発生を防止できる。本発明の実施形態においては、定着ベルト３４の駆動停止時に定着ベルトの曲率が小さい部分を加熱ローラ３５における定着ベルト３４の巻きかけの開始部分から外れた位置に移動させて、次の定着ベルト３４の駆動を行い、定着ベルト３４の破損を防止している。
【００５０】
図５（ａ）〜（ｃ）は、定着ベルト３４の前回の作業終了時におけるベルト曲率小の位置が定着ベルト３４のどの範囲に形成されるかを示している。図５（ａ）は、定着ベルト３４の前回の作業終了時におけるベルト曲率小の位置が太線Ｇａ、Ｇｂの位置に存在している。すなわち、ベルト曲率小の位置が加熱ローラ３５、定着ローラ３１における定着ベルト３４の巻きかけの開始部分（ガイドリング４０による凹み発生部）に一部かかっているので、前記したように定着ベルト３４に形成されている２つの波打ちがつながる恐れがあり、定着ベルト３４の停止位置としては問題がある。
【００５１】
図５（ｂ）は、定着ベルト３４の前回の作業終了時におけるベルト曲率小の位置が太線Ｇｃ、Ｇｄの位置に存在している。この場合には、ベルト曲率小の位置が、加熱ローラ３５、定着ローラ３１における定着ベルト３４の巻きかけの開始部分（ガイドリング４０による凹み発生部）にかからないので、定着ベルト３４に形成されている２つの波打ちがつながる恐れはない。図５（ｃ）は、定着ベルト３４の前回の作業終了時におけるベルト曲率小の位置が太線Ｇｅ、Ｇｆの位置に存在している。この場合には、ベルト曲率小の位置が、加熱ローラ３５、定着ローラ３１における定着ベルト３４の巻きかけの開始部分（ガイドリング４０による凹み発生部）にかかっており、前記のように定着ベルト３４に形成
されている２つの波打ちがつながり、定着ベルト３４が破損する可能性が高まり、定着ベルト３４の停止位置としては不適切である。
【００５２】
図７〜図９は、本発明の実施形態の説明図である。図７は、ベルト張力解除前のベルト定着装置の状態を示しており、図１２の例と同じである。図８は、ベルト張力解除時の状態を示しており、定着ベルト３４の停止位置制御が不要な例である。図８（ａ）では前記したように、加熱ローラ３５は破線の位置から実線の位置へ定着ローラ３１の軸心方向に移動する。この際に、定着ベルト３４は定着ローラ３１の外周に追従して移動する。
【００５３】
定着ベルト３４の断面形状は、本来図８（ｂ）の（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）のように、円形、楕円形、十字状などであり、ベルト張力を解除すると、定着ベルト３４はこれらの本来の形状に戻ろうとする。図８の場合には、定着ベルト３４に熱変形（クリープ）が発生していないと判断される。このような判断は、定着ベルト３４の表面温度を検知するセンサ４８が定着ベルト３４の表面から離間するので、検知温度が低下することで行うことができる。
【００５４】
図９は、ベルト張力解除時に、定着ベルト３４の停止位置制御が必要な例を示している。図９（ａ）においては、加熱ローラ３５は破線の位置から実線の位置へ定着ローラ３１の軸心方向に移動するが、定着ベルト３４は加熱ローラ３５に追従して移動しない。すなわち、図９（ｂ）に示されるように定着ベルト３４の形状（Ｗ）は、図８（ｂ）に示されたような本来の形状に戻ろうとしない。このような場合には、定着ベルト３４に熱変形（クリープ）が発生していると判断される。このような判断は、定着ベルト３４の表面温度を検知するセンサ４８が定着ベルト３４の表面に接触したままであり、検知温度が低下しないことで行われる。なお、本発明の実施形態において、定着ベルト３４の曲率の大小は、定着ベルト３４の長軸方向の円弧と短軸方向の円弧により規定する。図９（ｂ）のように定着ベルト３４にクリープが発生している場合に、楕円形状の長軸方向の円弧は曲率が小さく、短軸方向では円弧の曲率は大きくなっている。
【００５５】
本発明の実施形態において、ベルト定着装置の構造として、以下の特徴を有する。（１）定着ベルト３４の張力を解除する機構を有する。（２）定着ベルト３４の張力を解除した時に、加熱ローラ３５とセンサ４８の間に一定の隙間を形成する。（３）定着ベルト３４の停止前の回転時間、定着ベルト３４の停止時間を格納するメモリを有する。（４）定着ベルト３４の温度、または温度の差分を格納するメモリを有する。（５）定着ベルト３４の停止位置制御開始後の総ベルト移動量を格納するメモリを有する。
【００５６】
本発明における定着ベルト３４の制御は、次のように行われる。
（１）定着ベルト３４のクリープの状態を検知して定着ベルト３４の停止位置を制御するタイミング
１）定着ベルト３４の回転を停止した後で、直前の作業の高温（例えばスタンバイ温度以上）回転時間がある一定時間Ａ（例えば３０ｓｅｃ）以下の時のタイミングとする。一定時間がＡ以上のときは、定着ベルト３４を規定量Ｇ回転して停止する。
ａ）定着ベルト３４の停止位置制御中に印字命令が送信されてきた場合は、停止位置制御を中止する。
ｂ）スリープ（節電）モード移行前に電源を切られる場合でも定着ベルト３４の停止位置制御は可能である。
２）スリープモードに移行する時で、直前の作業の高温回転時間＋高温停止時間がある一定時間Ｂ（Ｂ＞Ａ、例えば、１５ｍｉｎ）以下の時  ａ）停止位置制御中に印字命令がきた場合は停止位置制御を中止する。        ｂ）スリープ（節電）モード移行前に電源を切られる場合には停止位置制御を中止する。
この場合、定着ベルト３４の回転時間を比較的低減できる。
（２）クリープ位置の検知方法と定着ベルト３４の停止位置の決定方法
１）定着ベルト３４の温度Ｃを確認し、ベルト張力を解除する。
２）定着ベルト３４の温度Ｄを確認し、温度差（Ｃ−Ｄ）が一定値Ｅ（例えば１０°Ｃ以上でクリープ小）であることを確認する（ここで、温度差Ｃ−Ｄではなく、温度差の変化量（（Ｃ−Ｄ）−（Ｃ’−Ｄ’））でも良い）。
３）定着ベルト３４に張力を付与し、定着ベルト３４を一定量Ｆ（例えば加熱ローラ３５の１／２周分）回転する（回転量の設定は、定着ベルト３４が加熱ローラ３５に巻き掛けられる長さ分であり、検出精度や検出時間も考慮して設定する。）
４）１〜３）を繰り返す（同じ径の２本のローラで定着ベルトを張架する場合は、最大で定着ベルト３４の１／２周長）。
５）温度差（Ｃ−Ｄ）が一定値Ｅ以下（定着ベルト３４が追従しない。すなわちクリープ大）であることを検知した場合は、定着ベルト          ３４に張力を付与し定着ベルト３４を規定量Ｇ（例えば加熱ローラ３５の１／２周分）回転したところで停止する、停止位置制御を行う。
６）定着ベルト３４の移動量が１／２周内で全て温度差（Ｃ−Ｄ）が一定値Ｅ以上ある場合はクリープ小と判断して、停止制御を終了する。
【００５７】
図１８は、本発明の実施形態を示すブロック図である。図１８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の軸方向長さや、図１５で説明した定着ベルト３４のローラ軸方向への片寄りとしてのベルト移動量を入力する。なお、ベルト移動量は、図視を省略したがＣＣＤカメラで定着ベルト３４を撮影するなどにより予め検知できる。入力装置５５からの入力情報は、記憶部５２に記憶される。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の表面温度を検出するセンサ４８に相当する。記憶部５２には、図１、図２で説明したベルト温度や回転時間、ベルト移動量を記憶するメモリ領域１〜メモリ領域５の領域が設定される。
【００５８】
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の温度やベルト移動量に基づき、定着ベルト３４の停止位置信号を形成し、駆動部５４に送出する。駆動部５４は、この制御信号により定着ローラ３１を駆動する駆動モータ５６を制御する。また、ソレノイド（電磁駆動手段）５７を制御する。ソレノイド５７は、図１７で説明したベルト張力調整手段としてのソレノイド５７に対応する。
【００５９】
図１９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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
以上、本発明のベルト定着装置と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】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態を示す特性図である。
【図４】本発明の実施形態を示す特性図である。
【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説明図である。
【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説明図である。
【図１２】本発明の実施形態を示す特性図である。
【図１３】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施形態を示す特性図である。
【図１６】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図１９】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】
【００６５】
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、４９・・・引っ張りバネ、５０・・・制御装置、５２・・・記憶部、５３・・・判断処理部、５４・・・駆動部、５７・・・ソレノイド
【図１】
2009237191.tif 000004
【図２】
2009237191.tif 000005
【図３】
2009237191.tif 000006
【図４】
2009237191.tif 000007
【図５】
2009237191.tif 000008
【図６】
2009237191.tif 000009
【図７】
2009237191.tif 000010
【図８】
2009237191.tif 000011
【図９】
2009237191.tif 000012
【図１０】
2009237191.tif 000013
【図１１】
2009237191.tif 000014
【図１２】
2009237191.tif 000015
【図１３】
2009237191.tif 000016
【図１４】
2009237191.tif 000017
【図１５】
2009237191.tif 000018
【図１６】
2009237191.tif 000019
【図１７】
2009237191.tif 000020
【図１８】
2009237191.tif 000021
【図１９】
2009237191.tif 000022