特許 7551338 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20240909BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20240909BHJP

   G03G 21/20 20060101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20 555

G03G15/20 510

G03G21/00 510

G03G21/20

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020093913

(22)【出願日】2020-05-29

(65)【公開番号】P2021189285

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】虎谷 泰靖

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 充

(72)【発明者】

【氏名】河合 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】緒方 彩乃

【審査官】山下 清隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０５１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７１３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２０９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６４２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６６４７２２１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無端状で回転可能なベルトと、
前記ベルトの外表面に当接することで前記ベルトとともにニップ部を形成し、前記ニップ部において記録材を挟持搬送する加圧回転体と、
前記加圧回転体は前記ベルトとともに記録材に担持されたトナー像を記録材に定着し、
前記ベルトを張架し、前記ニップ部において前記ベルトを介して前記加圧回転体を加圧する加圧部材と、
前記ベルトを回転させるための駆動部と、
前記ベルトを張架し、前記ベルトを加熱する加熱ローラと、
前記加熱ローラの温度を検知する温度検知部材と、
所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態で画像形成を開始するジョブ開始要求を取得したとき、検知した前記加熱ローラの温度が所定温度より高い場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせず、検知した前記加熱ローラの温度が前記所定温度より低い場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせるように制御する制御部と、を備え、
前記所定温度は、前記定着温度よりも低い温度である、
ことを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記加熱ローラの温度が前記所定温度よりも高い場合には、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせず、前記加熱ローラの温度が前記所定温度以下の回転開始温度に達すると前記駆動部に回転を開始させるように制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記所定温度は、前記回転開始温度と等しい、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記駆動部が前記ベルトの回転を開始した後、前記加熱ローラの温度が前記回転開始温度よりも高い画像形成可能温度に達したことに基づいて画像形成可能とする、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態において、画像形成を開始するジョブ開始要求を取得しないとき、前記制御部は、前記加圧回転体と前記ベルトとを離間させる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態において、画像形成を開始するジョブ開始要求を取得したとき、前記制御部は、前記加圧回転体を前記ベルトに当接させる、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記ベルトは、樹脂製の材料からなる基層を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記ベルトと前記加圧回転体の少なくとも一方に向けて送風するファンを備え、
前記制御部は、前記加熱ローラの温度が前記所定温度よりも高い場合には前記ファンの駆動を開始する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記所定の記録材は、厚紙である
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項10】

無端状で回転可能なベルトと、
前記ベルトの外表面に当接することで前記ベルトとともにニップ部を形成し、前記ニップ部において記録材を挟持搬送する加圧回転体と、
前記加圧回転体は前記ベルトとともに記録材に担持されたトナー像を記録材に定着し、
前記ベルトを張架し、前記ニップ部において前記ベルトを介して前記加圧回転体を加圧する加圧部材と、
前記ベルトを回転させるための駆動部と、
前記ベルトを張架し、前記ベルトを加熱する加熱ローラと、
前記加熱ローラの温度を検知する第１温度検知部材と、
前記ベルトの温度を検知する第２温度検知部材と、
所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態で画像形成を開始するジョブ開始要求を取得したとき、検知した前記加熱ローラと前記ベルトとの温度差が所定温度差より大きい場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせず、検知した前記加熱ローラと前記ベルトとの温度差が前記所定温度差よりも小さい場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせるように制御する制御部と、を備える、
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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置は、記録材に担持されたトナー像を加熱することでトナー像を記録材に定着させる定着装置を備えている。定着装置として、複数の張架部材により張架されたベルトを用いた構成が従来から知られている（特許文献１）。特許文献１に記載の構成の場合、張架ローラとして、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラを有し、加熱ローラによりベルトを加熱している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１４２３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のように、ベルトの回転方向の一部で加熱ローラにより局所的にベルトを加熱する構成の場合、ベルトの加熱領域と非加熱領域とで温度差ができる虞がある。例えば、ベルトが加熱されながら回転している状態から回転を停止した場合に、ベルトが加熱ローラと接触している領域と接触していない領域で温度差が大きくなり易い。これは、加熱ローラの熱容量がベルトの熱容量に対して大きい構成で顕著になる。

【0005】

ベルトの回転方向に温度差が生じると、温度が高い領域と低い領域の局所的な熱膨張差によってベルトに歪みが発生してしまう。さらに、その歪みがベルトの降伏応力を超えると、ベルトに座屈破壊が生じる虞がある。このようにベルトに座屈破壊が発生すると、良好なニップ部が形成されず、定着後の画像に光沢ムラなどの画像不良が生じる虞がある。

【0006】

本発明は、定着後の画像に画像不良が発生することを抑制できる構成を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の画像形成装置は、無端状で回転可能なベルトと、前記ベルトの外表面に当接することで前記ベルトとともにニップ部を形成し、前記ニップ部において記録材を挟持搬送する加圧回転体と、前記加圧回転体は前記ベルトとともに記録材に担持されたトナー像を記録材に定着し、前記ベルトを張架し、前記ニップ部において前記ベルトを介して前記加圧回転体を加圧する加圧部材と、前記ベルトを回転させるための駆動部と、前記ベルトを張架し、前記ベルトを加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラの温度を検知する温度検知部材と、所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態で画像形成を開始するジョブ開始要求を取得したとき、検知した前記加熱ローラの温度が所定温度より高い場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせず、検知した前記加熱ローラの温度が前記所定温度より低い場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせるように制御する制御部と、を備え、前記所定温度は、前記定着温度よりも低い温度であることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の画像形成装置は、無端状で回転可能なベルトと、前記ベルトの外表面に当接することで前記ベルトとともにニップ部を形成し、前記ニップ部において記録材を挟持搬送する加圧回転体と、前記加圧回転体は前記ベルトとともに記録材に担持されたトナー像を記録材に定着し、前記ベルトを張架し、前記ニップ部において前記ベルトを介して前記加圧回転体を加圧する加圧部材と、前記ベルトを回転させるための駆動部と、前記ベルトを張架し、前記ベルトを加熱する加熱ローラと、前記加熱ローラの温度を検知する第１温度検知部材と、前記ベルトの温度を検知する第２温度検知部材と、所定の記録材を定着する定着温度で前記加熱ローラが前記ベルトを加熱した後で、前記ベルトの回転が停止している状態で画像形成を開始するジョブ開始要求を取得したとき、検知した前記加熱ローラと前記ベルトとの温度差が所定温度差より大きい場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせず、検知した前記加熱ローラと前記ベルトとの温度差が前記所定温度差よりも小さい場合、前記駆動部に前記ベルトの回転をさせるように制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、定着後の画像に画像不良が発生することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。

【図2】第１の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。

【図3】定着パッドと定着ベルトの関係を示す模式図。

【図4】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御構成の一部を示す制御ブロック図。

【図5】定着ベルトの回転方向位置の温度分布を示すグラフ。

【図6】定着ベルトの回転停止時の温度が（ａ）１７０℃、（ｂ）１８５℃、（ｃ）２００℃の時の加熱ローラの温度時間推移を示すグラフ。

【図7】定着ベルトの回転停止時の加熱ローラの温度と定着ベルトの回転方向における最大温度差との関係を示すグラフ。

【図8】定着ベルトの回転方向における温度差と定着ベルトの座屈破壊との関係を示す表。

【図9】第１の実施形態に係る定着装置の駆動開始時における制御のフローチャート。

【図10】比較例に係る定着装置の駆動開始時における制御のフローチャート。

【図11】第２の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。

【図12】第２の実施形態に係る定着装置の駆動開始の際の２つのサーミスタの温度差の時間推移を示すグラフ。

【図13】第２の実施形態に係る定着装置の駆動開始時における制御のフローチャート。

【図14】第３の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。

【図15】第３の実施形態に係る定着装置の駆動開始時における制御のフローチャート。

【図16】第４の実施形態に係る定着装置の概略構成断面図。

【図17】第４の実施形態に係る定着装置の駆動開始時における制御のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図９を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

【0012】

［画像形成装置］
画像形成装置１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられた４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを後述する中間転写ベルト２０４の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置１は、画像形成装置本体３に接続された画像読取部（原稿読取装置）２又は画像形成装置本体３に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

【0013】

画像形成装置１は、画像読取部２と画像形成装置本体３とを備える。画像読取部２は、原稿台ガラス２１上に置かれた原稿を読み取るもので、光源２２から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材２３を介してＣＣＤセンサ２４に結像される。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。ＣＣＤセンサ２４により得られた画像信号は、画像形成装置本体３に送られ、制御部３０で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部３０は画像信号としてプリントサーバなどの外部のホスト機器からの外部入力も受ける。

【0014】

画像形成装置本体３は、複数の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部３０によりＰＷＭ（パルス幅変調制御）されたレーザービームに変換される。露光装置としてのポリゴンスキャナ３１は、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Ｐａ～Ｐｄの像担持体としての感光ドラム２００ａ～２００ｄにレーザービームが照射される。

【0015】

なお、Ｐａはイエロー色（Ｙ）の画像形成部、Ｐｂはマゼンタ色（Ｍ）の画像形成部、Ｐｃはシアン色（Ｃ）の画像形成部、Ｐｄはブラック色（Ｂｋ）の画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Ｐａ～Ｐｄは略同一なので、以下にＹの画像形成部Ｐａの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。画像形成部Ｐａにおいて、感光ドラム２００ａは、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。

【0016】

１次帯電器としての帯電ローラ２０１ａは、感光ドラム２００ａの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ３１からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム２００ａの表面に静電潜像が形成される。現像器２０２ａは、感光ドラム２００ａ上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。一次転写ローラ２０３ａは、中間転写ベルト２０４の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム２００ａ上のトナー像を中間転写ベルト２０４上へ転写する。転写後の感光ドラム２００ａは、クリーナー２０７ａでその表面を清掃される。

【0017】

また、中間転写ベルト２０４上のトナー像は次の画像形成部に搬送され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、４色の画像がその表面に形成される。そして、中間転写ベルト２０４の回転方向最下流にあるＢｋの画像形成部Ｐｄを通過したトナー像は、二次転写ローラ対２０５、２０６で構成される二次転写部に搬送される。そして、二次転写部おいて、中間転写ベルト２０４上のトナー画像と逆極性の二次転写電界が印加されることにより、記録材に二次転写される。

【0018】

記録材は、カセット９に収容されており、カセット９から給送された記録材は、例えば１対のレジストレーションローラで構成されるレジ部２０８に搬送され、レジ部２０８で待機する。その後、レジ部２０８は、中間転写ベルト２０４上のトナー像と用紙の位置を合わせるためにタイミングが制御され、記録材を二次転写部に搬送する。

【0019】

二次転写部でトナー像が転写された記録材は、定着装置８に搬送され、定着装置８において、加熱、加圧されることで、記録材に担持されたトナー像が記録材に定着される。定着装置８を通過した記録材は、排出トレイ７に排出される。なお、記録材の両面に画像形成を行う場合には、記録材の第一面（表面）へのトナー像の転写及び定着が終了すると、反転搬送部１０を経て記録材の表裏を逆転し、記録材の第二面（裏面）へのトナー像の転写及び定着を行い、排出トレイ７上に積載される。

【0020】

［定着装置］
次に、図２を用いて本実施形態における定着装置８の構成について説明する。本実施形態では、無端状のベルトを用いたベルト加熱方式の定着装置を採用している。図２において、記録材は、矢印αで示すように、右から左方向に搬送される。定着装置８は、無端状で回転可能なベルトとしての定着ベルト３１０を有する加熱ユニット３００と、定着ベルト３１０に当接し、定着ベルト３１０と共にニップ部Ｎを形成する加圧回転体としての加圧ローラ３３０を有する。

【0021】

加熱ユニット３００は、上述の定着ベルト３１０と、ニップ部形成部材及びパッド部材としての定着パッド３２０、張架ローラとしての加熱ローラ３４０及びステアリングローラ３５０を有する。加圧ローラ３３０は、定着ベルト３１０の外周面に当接して回転し、定着ベルト３１０に駆動力を付与する駆動ローラでもある。

【0022】

無端状のベルトである定着ベルト３１０は、熱伝導性や耐熱性等を有しており、例えば内径１２０ｍｍで薄肉の円筒形状である。本実施形態においては、基層、基層の外周に弾性層、その外周に離型層を形成した３層構造としている。そして、基層は厚さ６０μｍで材質はポリイミド樹脂（ＰＩ）を、弾性層は厚さ３００μｍでシリコーンゴムを、離型層は厚さ３０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）を用いている。このような定着ベルト３１０は、複数の張架部材としての定着パッド３２０、加熱ローラ３４０、ステアリングローラ３５０によって張架される。即ち、定着ベルト３１０を張架する複数の張架部材は、２つの張架ローラとしての加熱ローラ３４０、ステアリングローラ３５０と、パッド部材としての定着パッド３２０とを含む。

【0023】

定着パッド３２０は、定着ベルト３１０の内側に、定着ベルト３１０を挟んで加圧ローラ３３０と対向するように配置されると共に、定着ベルト３１０と加圧ローラ３３０との間で記録材を挟持搬送するニップ部Ｎを形成する。本実施形態では、定着パッド３２０は、定着ベルト３１０の幅方向（定着ベルト３１０の回転方向と交差する長手方向、加熱ローラ３４０の回転軸線方向）に沿って長い、略板状の部材である。定着パッド３２０が定着ベルト３１０を挟んで加圧ローラ３３０に押圧されることで、ニップ部Ｎが形成される。定着パッド３２０の材質は、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂を用いている。

【0024】

定着パッド３２０は、ニップ部Ｎを形成する部分の少なくとも一部が平面状に形成されている。即ち、定着ベルト３１０の内周面と後述する潤滑シート３７０を介して接触する部分がほぼ平面形状に形成され、ニップ部の形状を略フラット状としている。このように構成することで、特に、記録材として封筒にトナー像を定着する場合に、封筒に皺や画像ずれが発生することを抑制できる。

【0025】

定着パッド３２０は、定着ベルト３１０の内側に配置された支持部材としてのステイ３６０により支持されている。即ち、ステイ３６０は、定着パッド３２０の加圧ローラ３３０と反対側に配置され、定着パッド３２０を支持する。このようなステイ３６０は、定着ベルト３１０の長手方向に沿って長い剛性を有する補強部材であり、定着パッド３２０に当接して、定着パッド３２０をバックアップする。即ち、ステイ３６０は、定着パッド３２０が加圧ローラ３３０から押圧された際に、定着パッド３２０に強度を持たせてニップ部Ｎにおける加圧力を確保するものである。

【0026】

ステイ３６０は、ステンレス鋼などの金属製であり、定着ベルト３１０の回転方向と交差するステイ３６０の長手方向に直交する断面（横断面）が略矩形状である。例えば、ステイ３６０は、肉厚３ｍｍのＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）の引き抜き材を用い、横断面を略ロの字の中空に成形することで強度を確保している。なお、ステイ３６０は、複数の板金を組み合わせ、溶接などにより互いに固定することで、断面略矩形状に形成しても良い。また、ステイ３６０の材質は強度が担保できればステンレスに限らない。

【0027】

また、図３に示すように、定着パッド３２０のニップ部Ｎにおける記録材搬送方向両端部は、それぞれ曲面形状部３２０ａ、３２０ｂとしている。曲面形状部３２０ａ、３２０ｂは、それぞれ端部に向かってニップ面から離れていく方向（図３の上方）に湾曲した曲面としている。ニップ面は、定着ベルト３１０と加圧ローラ３３０との間に形成され、定着パッド３２０の加圧ローラ３３０側の面（図３の下面）に沿った面である。

【0028】

このように本実施形態では、定着パッド３２０の下流端部を曲面形状部３２０ｂとし、曲面形状部３２０ｂの曲率により定着ベルト３１０を湾曲させている。そして、ニップ部Ｎを通過した記録材を、定着ベルト３１０の曲率により定着ベルト３１０から分離させるようにしている。

【0029】

定着パッド３２０と定着ベルト３１０の間には、潤滑シート３７０を介在させている。本実施形態では、潤滑シート３７０として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）をコーティングしたＰＩ（ポリイミド）シートを用いていて、厚みを１００μｍとしている。ＰＩシートには、１ｍｍ間隔で１００μｍの突起形状を形成していて、定着ベルト３１０との接触面積を減らすことにより摺動抵抗を低減させている。

【0030】

また、定着ベルト３１０の内周面には潤滑剤を塗布しており、定着ベルト３１０は、潤滑シート３７０に覆われた定着パッド３２０に対して滑らかに摺動するようになっている。潤滑材としては、粘度１００ｃＳｔのシリコーンオイルを用いている。

【0031】

図２に示すように、複数の張架部材のうちの１個の所定の張架部材としての加熱ローラ３４０は、定着ベルト３１０の内側に配置され、定着パッド３２０及びステアリングローラ３５０と共に定着ベルト３１０を張架する。上述のように、定着ベルト３１０の内周面には潤滑剤が塗布されているため、加熱ローラ３４０は、この潤滑剤を介して定着ベルト３１０を張架する。また、加熱ローラ３４０は、定着ベルト３１０の回転方向に関して、定着パッド３２０の下流でステアリングローラ３５０の上流に配置されている。なお、加熱ローラ３４０は、モータにより駆動されることで定着ベルト３１０に補助駆動力を付与する補助駆動ローラの機能を持つようにしても良い。

【0032】

加熱ローラ３４０は、アルミニウムやステンレスなどの金属により円筒状に形成され、その内部に定着ベルト３１０を加熱するための加熱手段としてのハロゲンヒータ３４０ａが配設されている。即ち、ハロゲンヒータ３４０ａは、加熱ローラ３４０内（張架ローラ内）に配置されている。そして、加熱ローラ３４０は、ハロゲンヒータ３４０ａにより所定の温度まで加熱される。このような加熱ローラ３４０は、定着ベルト３１０を加熱するローラである。言い換えれば、ハロゲンヒータ３４０ａは、加熱ローラ３４０を加熱することで定着ベルト３１０を加熱する。

【0033】

本実施形態では、加熱ローラ３４０は、熱伝導率の観点から、例えば外径４０ｍｍ、厚み１ｍｍのステンレス製のパイプにより形成されている。また、ハロゲンヒータ３４０ａは、１本でも良いが、加熱ローラ３４０の長手方向（回転軸線方向）の温度分布制御を鑑みると複数本あることが望ましい。複数本設けられたハロゲンヒータ３４０ａは、長手方向において互いに異なる配光分布を有しており、記録材のサイズに応じて点灯比率を制御している。本実施形態では２本のハロゲンヒータ３４０ａを配置している。なお、加熱源は、ハロゲンヒータに限らず、例えばカーボンヒータなど加熱ローラ３４０を加熱可能な他のヒータであっても良い。

【0034】

定着ベルト３１０は、ハロゲンヒータ３４０ａにより加熱された加熱ローラ３４０よって加熱され、温度検出手段としてのサーミスタ３９０による温度検出に基づき、記録材の種類に応じた所定の目標温度に制御される。サーミスタ３９０は、図２に示すように、加熱ローラ３４０の外周面に接触又は近接して配置され、加熱ローラ３４０の温度を検出する。

【0035】

ステアリングローラ３５０は、定着ベルト３１０の内側に配置され、定着パッド３２０及び加熱ローラ３４０と共に定着ベルト３１０を張架して、定着ベルト３１０に従動回転する。ステアリングローラ３５０は、加熱ローラ３４０の回転軸線方向（長手方向）に対して傾動することで、この回転軸線方向に関する定着ベルト３１０の位置（寄り位置）を制御する。即ち、ステアリングローラ３５０は、ステアリングローラ３５０の回転軸線方向（長手方向）中央に回動中心を有し、この回動中心を中心として揺動することで、加熱ローラ３４０の長手方向に対して傾動する。これにより、定着ベルト３１０の長手方向の一方側と他方側とでテンション差を発生させ、定着ベルト３１０を長手方向に移動させる。

【0036】

定着ベルト３１０は、張架するローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、回転中に何れかの端部に寄ってしまう。このため、ステアリングローラ３５０によりこのような寄りを制御している。なお、ステアリングローラ３５０は、モータなどの駆動源により揺動させても良いし、自動調心により揺動する構成であっても良い。また、回動中心は、本実施形態のように長手方向の中央でも良いし、長手方向の端部であっても良い。

【0037】

また、本実施形態の場合、ステアリングローラ３５０は、加熱ユニット３００のフレームによって支持されたばねによって付勢されており、定着ベルト３１０に所定の張力を与えるテンションローラでもある。このようにステアリングローラ３５０により定着ベルト３１０にテンションを与えることで、定着ベルト３１０を定着パッド３２０の曲面形状部３２０ａ、３２０ｂに追従させている。即ち、定着ベルト３１０を曲面形状部３２０ａ、３２０ｂに沿って湾曲させている。

【0038】

また、ステアリングローラ３５０は、アルミニウムやステンレスなどの金属により円筒状に形成されている。本実施形態では、ステアリングローラ３５０は、外径４０ｍｍ、厚み１ｍｍのステンレス又はアルミニウム製パイプで、端部を不図示のベアリングにより回転支持される。なお、ステアリングローラ３５０の位置に配置される張架ローラは、このようなステアリング機能を有さないローラであっても良い。

【0039】

回転体及び駆動ローラとしての加圧ローラ３３０は、定着ベルト３１０との間で記録材を挟持搬送して記録材に担持されたトナー像を記録材に定着させる上述のニップ部を形成する。このような加圧ローラ３３０は、定着ベルト３１０の外周面に当接して回転し、定着ベルト３１０に駆動力を付与する。本実施形態では、加圧ローラ３３０は、軸の外周に弾性層を、その外周に離型性層を形成したローラである。また、軸はステンレスを、弾性層は厚さ５ｍｍで導電シリコーンゴムを、離型性層は厚さ５０μｍでフッ素樹脂としてのＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）をそれぞれ用いている。加圧ローラ３３０は、定着装置８の定着フレーム３８０によって回転自在に支持されており、片端部にはギアが固定され、ギアを介して駆動手段としてのモータＭ０に接続されて、回転駆動される。

【0040】

定着フレーム３８０は、加熱ユニット位置決め部３８１、加圧フレーム３８３、加圧ばね３８４が設けられている。加熱ユニット３００は、加熱ユニット位置決め部３８１にステイ３６０が挿入され、不図示の固定手段によりステイ３６０が加熱ユニット位置決め部３８１に固定されることで、定着フレーム３８０に位置決めされる。ここで、加熱ユニット位置決め部３８１は、加圧ローラ３３０に対向する加圧方向規制面３８１ａと、加熱ユニット３００の挿入方向の突き当て面である搬送方向規制面３８１ｂとを有する。ステイ３６０は、加圧方向規制面３８１ａと搬送方向規制面３１８ｂに移動が規制された状態で固定される。この際、加圧ローラ３３０は、定着ベルト３１０から離間している。

【0041】

加圧ローラ３３０は、加熱ユニット３００が加熱ユニット位置決め部３８１に位置決めされた後、不図示の駆動源とカムにより加圧フレーム３８３が移動することで定着ベルト３１０に当接する。そして、加圧ローラ３３０が定着ベルト３１０を介して定着パッド３２０に対して加圧される。即ち、本実施形態では、加圧ローラ３３０は、定着ベルト３１０に向けて加圧される加圧部材でもある。本実施形態では、画像形成時の加圧力は１０００Ｎである。

【0042】

また、本実施形態の場合、ニップ部Ｎの記録材搬送方向下流側に、記録材を定着ベルト３１０から分離する分離部材（本実施形態では分離板）４０１を有する分離装置４００を設けている。分離部材４０１は、定着ベルト３１０の外周面と隙間をあけて配置され、ニップ部Ｎを通過した記録材を定着ベルトから分離する。具体的には、分離部材４０１は、定着ベルト３１０の外周面のうち、定着パッド３２０と加熱ローラ３４０との間で張架された部分に近接して配置されている。また、分離部材４０１は、ブレード状に形成され、先端を定着ベルト３１０の外周面に対向させている。また、分離部材４０１には摺動による記録材のトナー付着や画像傷等を防ぐために金属板にフッ素系テープが貼付されている。本実施形態では、このように分離部材４０１を定着ベルト３１０の外周面と隙間をあけて配置すべく、ステイ３６０に対して記録材の搬送方向（ステイ３６０の短手方向、Ｘ方向）の位置決めするようにしている。

【0043】

上述のように構成される定着装置８は、定着ベルト３１０と加圧ローラ３３０との間に形成されるニップ部Ｎにおいて、トナー像を担持した記録材Ｐを挟持し、搬送しながらトナー像を加熱する。これにより、トナー像が溶融され、記録材に定着される。本実施形態の場合、画像形成時における、定着ベルト３１０の周速は３００ｍｍ／ｓ、ニップ部Ｎにおける加圧力は１０００Ｎ、定着ベルト３１０の温度は１８０℃である。

【0044】

［制御部］
次に、画像形成装置１の制御部３０の定着装置８に関する制御構成について、図４を用いて説明する。制御部３０は、ＣＰＵ３２（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ３３を有する。

【0045】

ＣＰＵ３２は、操作部４により入力された各種データを取得して、メモリ３３に記憶する。操作部４は、画像形成装置１に備えられており、例えば、タッチ操作が可能なタッチパネルやボタンなどである。

【0046】

また、ＣＰＵ３２は、例えばユーザによる画像形成装置１の電源オン等の起動操作に応じて、印刷（画像形成）プログラムをメモリ３３から読み出して実行可能である。

【0047】

メモリ３３は、例えば印刷プログラムや画像形成ジョブなどの各種プログラム、各種データが記憶されている。なお、メモリ３３は、各種プログラムの実行に伴う演算処理結果なども一時的に記憶することもできる。

【0048】

本実施形態の場合、ＣＰＵ３２は、印刷プログラムを実行することにより、記録材への印刷に関する画像形成装置１の動作を制御する。なお、印刷プログラムはソフトウェアプログラムの形態に限られず、例えばＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）によって処理されるマイクロプログラムの形態などでも実施可能である。よって、ＣＰＵ３２は画像形成ジョブなどの制御プログラムを実行して画像形成動作などの各種制御を行うものを併用してよいが、これに限らず、印刷プログラムを実行するのに専用に用意されたものを用いてもよい。

【0049】

また、ＣＰＵ３２は、サーミスタ３９０により検出した検出温度に基づいて、上述のようにハロゲンヒータ３４０ａを制御したり、加圧ローラ３３０を駆動するモータＭ０を制御する。サーミスタ３９０による検出温度に基づくモータＭ０の制御については後述する。

【0050】

［定着ベルトの回転方向位置の温度分布］
ここで、上述のように定着ベルト３１０の回転方向の一部で加熱ローラ３４０により局所的に定着ベルト３１０を加熱する構成の場合、定着ベルト３１０の加熱領域と非加熱領域とで温度差ができる虞がある。この点について、図５ないし図８を用いて説明する。図５は、定着ベルト３１０の回転方向のスタンバイ加熱回転時と、加熱回転停止後の温度分布を示す。

【0051】

スタンバイ加熱回転時とは、定着装置８のスタンバイ状態で定着ベルト３１０を回転させている状態である。スタンバイ状態とは、記録材にトナー像を形成する画像形成動作時よりも画像形成装置１の消費電力が低い状態であり、本実施形態では、スタンバイ状態では、加熱ローラ３４０の温度を画像形成動作時より低くしている。例えば、スタンバイ状態では、加熱ローラ３４０が１８０℃となるように温度制御される。また、加熱回転停止後とは、本実施形態では、スタンバイ状態で定着ベルト３１０の回転の停止及びハロゲンヒータ３４０ａによる加熱停止後、３０秒経過後の状態である。

【0052】

図５の横軸は、定着ベルト３１０の回転方向位置であり、加熱ローラ３４０と定着パッド３２０の中間点を０として図２の時計回りを正方向としている。図５の破線で示すように、定着ベルト３１０のスタンバイ加熱回転時は加熱ローラ３４０が１８０℃となるように温度制御されていて、定着ベルト３１０は回転方向に均一に加熱され約１７０℃となっている。

【0053】

一方、図５の実線で示すように、加熱回転を停止して３０秒経過後は、加熱を停止しているため定着ベルト３１０は放熱により温度低下していく。しかし、定着ベルト３１０のうち、加熱ローラ３４０やステアリングローラ３５０、定着パッド３２０と接触している領域は、それらが加熱回転時に蓄熱しているため、加熱回転停止後の温度低下に時間がかかる。逆に、何れの張架部材にも接触していない定着ベルト３１０の領域は熱容量の小さい薄肉ベルト単体なので温度低下は速い。

【0054】

このように、定着ベルト３１０の回転方向に温度低下の速度に差があるため、定着ベルト３１０の回転方向に関し、ローラなどの張架部材により張架された張架部と、張架されていない非張架部で温度差が生じる。そして、局所的な熱膨張差による定着ベルト３１０の歪みが発生してしまう。特に、加熱ローラ３４０、ステアリングローラ３５０、定着パッド３２０の熱容量が、定着ベルトの熱容量に対して大きいと、この温度差が顕著になり易い。

【0055】

図６（ａ）～（ｃ）に、定着ベルト３１０の回転駆動停止時の加熱ローラ３４０の温度を変えたときの定着ベルト３１０回転駆動停止後の温度時間推移を示す。図６（ａ）は、停止時温度が１７０℃、図６（ｂ）は停止時温度が１８５℃、図６（ｃ）は停止時温度が２００℃である。１７０℃は、プリント待機状態（スタンバイ状態）の温度設定、１８５℃は通常プリント時（画像形成動作時）の温度設定、２００℃は厚紙（坪量３００ｇｓｍ（ｇ／ｍ^２）以上）プリント時の温度設定である。

【0056】

横軸は、時間であり５秒時点で定着ベルト３１０の回転駆動を停止している。加熱ローラ３４０との接触部の定着ベルト３１０の温度（実線）は、定着ベルト３１０が加熱ローラ３４０と接触している領域の回転方向中心位置を外周面側から非接触放射温度計で計測している。また、非接触部の定着ベルト３１０の温度（破線）は、加熱ローラ３４０とステアリングローラ３５０の中間点を外周面側から非接触放射温度計で計測している。

【0057】

ここで、加熱ローラ３４０との接触部の定着ベルト３１０の温度は、加熱ローラ３４０の蓄熱量が多いほど冷えにくいため、停止時の加熱ローラ３４０温度が高いほど温度低下が遅い結果になっている。一方、非接触部の定着ベルト３１０の温度は、停止時の加熱ローラ３４０の温度の影響は小さく、ほぼ同じ温度低下を示している。この結果、定着ベルト３１０の回転方向における最大温度差は、図６（ａ）が５３℃、図６（ｂ）が６７℃、図６（ｃ）が８２℃となり、停止時の加熱ローラ３４０の温度が高いほど温度差が大きくなることがわかった。

【0058】

図７に、定着ベルト３１０の回転停止時の加熱ローラ３４０の温度と、定着ベルト３１０の回転方向の最大温度差の関係を示す。また、図８に、定着ベルト３１０の回転方向における温度差と、定着ベルト３１０の座屈破壊の発生有無の実験結果を示す。「○」が座屈破壊の発生無し、「×」が座屈破壊の発生有りを表す。発生の判定は目視で行った。この結果から、定着ベルト３１０の回転方向における温度差が８０℃以下であれば座屈破壊の発生は無いが、９０℃では発生してしまうことがわかった。また図７を参照して、定着ベルト３１０の回転方向の最大温度差を座屈破壊が発生しない８０℃以下にするためには、停止時の加熱ローラ３４０の温度を２００℃未満、好ましくは１８５℃以下に抑える必要があることがわかった。

【0059】

［本実施形態の定着ベルトの駆動開始時の制御］
上述のように、定着ベルト３１０の回転停止時には、定着ベルト３１０の回転方向に関して温度差が生じ、回転停止時の温度が高いほど、この温度差が高くなる。このように定着ベルト３１０の回転方向に温度差が生じると、定着ベルト３１０に歪みが発生してしまい、更に、その歪みが定着ベルト３１０の降伏応力を超えると、ベルトに座屈破壊が生じる虞がある。このため、停止状態にある定着ベルト３１０の回転方向に関して温度差が生じている場合であっても、定着ベルト３１０の回転を開始すると、定着ベルト３１０に歪みが発生する可能性がある。定着ベルト３１０に歪みが発生し、その歪みが定着ベルト３１０の降伏応力を超えると、定着ベルト３１０に座屈破壊が生じる虞がある。

【0060】

そこで、本実施形態では、制御手段としてのＣＰＵ３２（図４参照）は、定着ベルト３１０の回転を開始させる際に、サーミスタ３９０により検出した検出温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を開始させないようにしている。また、本実施形態では、ＣＰＵ３２は、検出温度が所定温度以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。ここで、定着ベルト３１０の回転を開始させる際とは、ＣＰＵ３２が定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際である。具体的には、プリント動作の開始要求があった場合であり、装置の電源オン時やスリープ状態からの復帰時も該当する場合がある。

【0061】

以下、図９を用いて定着ベルト３１０の駆動開始時（ジョブ開始時）の制御の流れについて説明する。まず、ＣＰＵ３２は、停止状態にある定着装置８に対し、定着装置８の駆動開始要求、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる要求を取得すると（Ｓ１１）、サーミスタ３９０の温度検知結果を取得する（Ｓ１２）。定着装置８の駆動開始要求を取得するとは、上述したように、ＣＰＵ３２が、例えばプリント動作の開始要求の信号を受けることである。

【0062】

ＣＰＵ３２は、Ｓ１２で検出した結果が所定温度以下、ここでは１８５℃以下であるか否かを判断する（Ｓ１３）。そして、検出温度が所定温度よりも高い場合、即ち、１８５℃よりも高い場合には（Ｓ１３のＮＯ）、Ｓ１２に戻り、定着ベルト３１０の回転の停止状態を継続し、再度、サーミスタ３９０による温度検出結果を取得する。なお、この際、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させていても良いし、接触させていても良い。また、接触させる場合には、定着装置８の駆動開始要求を取得したときに接触させても良い。

【0063】

一方、ＣＰＵ３２は、Ｓ１２で検出した温度が所定温度以下である場合、即ち、１８５℃以下である場合には（Ｓ１３のＹＥＳ）、定着装置８の駆動を開始する、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる（Ｓ１４）。このとき、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０をスタンバイ速度に設定し駆動開始をする。本実施形態では、スタンバイ速度は、プリント速度（例えば、３００ｍｍ／ｓ）より遅く、例えば５０ｍｍ／ｓとしている。尚、本実施形態では、定着ベルト３１０の回転を開始させる際にスタンバイ速度により駆動開始する場合について説明したが、これには限られず、例えば、プリント速度で駆動開始するようにしてもよい。あるいは、定着ベルト３１０の回転動作中に回転速度を変更するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ３２は、駆動開始時の制御を終了し、通常動作の制御を開始する。

【0064】

このように、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０により検出した検出した温度が所定温度よりも高い場合には、検出温度が所定温度以下になるまで定着ベルト３１０の回転を開始しない。また、ＣＰＵ３２は、検出温度が所定温度以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。なお、所定温度は、上述の例では１８５℃以下の値としたが、２００℃未満の値としても良い。即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる際に検出温度が２００℃以上の場合には回転を開始せず、２００℃未満の場合に回転を開始するようにしても良い。

【0065】

［比較例の定着ベルトの駆動開始時の制御］
ここで、比較例に係る定着装置８の定着ベルト３１０の駆動開始時の制御について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ３２は、定着装置８の駆動停止状態において、定着装置８の駆動開始要求、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる要求を取得する（Ｓ１）。続いて、ＣＰＵ３２は、定着装置８の駆動を開始する、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる（Ｓ２）。従って、停止状態からプリント動作開始要求が発生した際に、速やかにスタンバイ速度に設定し駆動開始をする。

【0066】

以上、本実施形態では、定着ベルト３１０の駆動開始時にサーミスタ３９０の検出温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を開始せず、検出温度が所定温度以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。これにより、定着ベルト３１０の回転方向の温度差による局所的な熱膨張歪みを抑制することができ、定着ベルト３１０の座屈破壊を防止して不良画像の形成を防止することが可能である。

【0067】

なお、本実施形態では、サーミスタ３９０により加熱ローラ３４０の温度を検出し、この検出温度に基づいて上述のような制御を行った。但し、定着ベルト３１０の外周面のうち、加熱ローラ３４０に張架された部分の温度を検出し、この検出温度に基づいて上述の制御を行うようにしても良い。即ち、定着ベルト３１０のうち、所定の張架部材としての加熱ローラ３４０に張架されている部分に関する温度は、加熱ローラ３４０自体の温度でも良いし、加熱ローラ３４０に張架された定着ベルト３１０の外周面であっても良い。加熱ローラ３４０に張架された定着ベルト３１０の外周面とは、定着ベルト３１０の回転方向に関し、加熱ローラ３４０と接触している部分の上流端から下流端までの範囲の外周面である。この場合、この範囲の定着ベルト３１０の外周面にサーミスタ３９０を接触又は近接させる。

【0068】

また、本実施形態では、記録材の未定着トナー像が接触する側の定着部材をベルト構成とした場合について説明した。但し、定着部材との間でニップ部を形成する加圧部材がベルト構成で、この構成に上述の制御を適用してもよいし、両方がベルト構成で、これらの構成に上述の制御を適用してもよい。

【0069】

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１１ないし図１３を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、加熱ローラ３４０の温度をサーミスタ３９０により検出し、この検出温度に基づいて定着ベルト３１０の駆動開始時の回転開始の可否を判断した。これに対して本実施形態では、定着ベルト３１０の回転開始前に、加熱ローラ３４０の温度を検出するサーミスタ３９０の温度と、定着ベルト３１０のうち、張架部材に張架されていない部分の温度を検出するサーミスタ３９１の温度とを検出する。そして、これらの温度差を用いて回転を開始するか否かを判断する。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0070】

第１の実施形態では、加熱ローラ３４０に配置したサーミスタ３９０の温度検知結果に応じて定着ベルト３１０の駆動開始の判断を行ったが、停止状態の経過時間によっては、定着ベルト３１０の回転方向の温度差は変化する可能性がある。このため、次の駆動開始タイミングによっては、定着ベルト３１０の駆動を開始してもよい場合もある。

【0071】

前述の図６（ｃ）を参照すると、定着ベルト３１０の回転方向の温度差が８０℃を超えるのは、回転を停止してから３５秒経過したときである。よって、３０秒以内に次のプリント信号を受信するなどして、定着ベルト３１０の駆動を行う場合は回転方向の温度差が８０℃を超える虞はない。図８で説明したように、定着ベルト３１０の回転方向の温度差が８０℃を超えると座屈破壊が発生する虞があるため、温度差が８０℃を超えた場合には定着ベルト３１０を回転させて、それ以上温度差が大きくならないようにすることが好ましい。そこで、本実施形態では、以下のように構成し、定着ベルト３１０の駆動制御を行うようにしている。

【0072】

本実施形態の加熱ユニット３００Ａの定着装置８Ａでは、２つのサーミスタ３９０、３９１を備える。第１温度検出手段としてのサーミスタ３９０は、所定の張架部材としての加熱ローラ３４０の温度を検出する。また、第２温度検出手段としてのサーミスタ３９１は、定着ベルト３１０のうち、複数の張架部材としての加熱ローラ３４０、ステアリングローラ３５０、定着パッド３２０と接触していない部分の温度を検出する。

【0073】

具体的には、サーミスタ３９１は、定着ベルト３１０の回転方向における、ステアリングローラ３５０と定着パッド３２０の間で、張架されていない部分の内周面側に、接触又は近接配置されている。そして、本実施形態では、このように定着ベルト３１０の非張架部にサーミスタ３９１を配置したことで、定着ベルト３１０の駆動開始前において、定着ベルト３１０の回転方向の温度差を検出している。更に、この温度差が所定の温度差よりも大きくなった場合は、定着ベルト３１０の駆動を開始しないようにしている。所定の温度差は、例えば８０℃である。

【0074】

図１２に、本実施形態の定着ベルト３１０の温度の回転を停止させる指令を受けて定着ベルト３１０の駆動を停止する際の時間推移を示す。停止時の加熱ローラ３４０の温度は２００℃である。定着ベルト３１０駆動停止時のサーミスタ３９０とサーミスタ３９１の温度差を検出し、所定の温度差を超える場合に定着ベルト３１０の駆動を所定時間再開する。具体的には、定着ベルト３１０の駆動停止から４０秒経過前であれば、温度差が８０℃を超えていないため、停止時間を延長せずに駆動可能である。定着ベルト３１０の駆動停止から４０秒～６０秒経過したときは、温度差が８０℃以上発生しているので、駆動を開始せず、温度差が８０℃以下になるまで停止する。定着ベルト３１０の駆動停止から６０秒以上経過したときは、温度差が８０℃を超えていないため、停止時間を延長せずに駆動可能である。これにより、必要なときのみ停止時間を短縮することができ、不必要な駆動停止動作を省きプリント前時間の短縮を実現可能である。

【0075】

以下、図１３を用いて定着ベルト３１０の駆動開始時（ジョブ開始時）の制御の流れについて説明する。まず、ＣＰＵ３２は、停止状態にある定着装置８に対し、定着装置８の駆動開始要求、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる要求を取得すると（Ｓ２１）、サーミスタ３９０及びサーミスタ３９１の温度検知結果を取得する（Ｓ２２）。定着装置８の駆動開始要求を取得するとは、上述したように、ＣＰＵ３２が、例えばプリント動作の開始要求の信号を受けることである。

【0076】

ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検出したサーミスタ３９０及びサーミスタ３９１の温度差が所定温度差以下、ここでは８０℃以下であるか否かを判断する（Ｓ２３）。そして、温度差が所定温度差よりも大きい場合、即ち、８０℃よりも大きい場合には（Ｓ２３のＮＯ）、Ｓ２２に戻り、定着ベルト３１０の回転の停止状態を継続し、再度、サーミスタ３９０及びサーミスタ３９１による温度検出結果を取得する。なお、この際、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させていても良いし、接触させていても良い。また、接触させる場合には、定着装置８の駆動開始要求を取得したときに接触させても良い。

【0077】

一方、ＣＰＵ３２は、Ｓ２２で検出したサーミスタ３９０，３９１の温度差が所定温度差以下である場合、即ち、８０℃以下である場合には（Ｓ２３のＹＥＳ）、定着装置８の駆動を開始する、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる（Ｓ２４）。このとき、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０をスタンバイ速度に設定し駆動開始をする。本実施形態では、スタンバイ速度は、プリント速度（例えば、３００ｍｍ／ｓ）より遅く、例えば５０ｍｍ／ｓとしている。尚、本実施形態では、定着ベルト３１０の回転を開始させる際にスタンバイ速度により駆動開始する場合について説明したが、これには限られず、例えば、プリント速度で駆動開始するようにしてもよい。あるいは、定着ベルト３１０の回転動作中に回転速度を変更するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ３２は、駆動開始時の制御を終了し、通常動作の制御を開始する。

【0078】

以上、本実施形態では、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０及びサーミスタ３９１の温度差が所定温度差よりも大きい場合には、温度差が所定温度差以下になるまで定着ベルト３１０の回転を開始しない。また、ＣＰＵ３２は、温度差が所定温度差以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。なお、所定温度差は、上述の例では８０℃以下の値としたが、他の値であっても良い。これにより、定着ベルト３１０の回転方向の温度差による局所的な熱膨張歪みを抑制することができ、定着ベルト３１０の座屈破壊を防止して不良画像の形成を防止することが可能である。また、不要な定着ベルト３１０の回転を抑制することで長寿命化も図れる。

【0079】

なお、本実施形態では、サーミスタ３９０により加熱ローラ３４０の温度を検出した。但し、定着ベルト３１０の外周面のうち、加熱ローラ３４０に張架された部分の温度を検出し、この検出温度を用いて上述の制御を行うようにしても良い。即ち、定着ベルト３１０のうち、所定の張架部材としての加熱ローラ３４０に張架されている部分に関する温度は、加熱ローラ３４０自体の温度でも良いし、加熱ローラ３４０に張架された定着ベルト３１０の外周面であっても良い。加熱ローラ３４０に張架された定着ベルト３１０の外周面とは、定着ベルト３１０の回転方向に関し、加熱ローラ３４０と接触している部分の上流端から下流端までの範囲の外周面である。この場合、この範囲の定着ベルト３１０の外周面にサーミスタ３９０を接触又は近接させる。

【0080】

また、本実施形態では、記録材の未定着トナー像が接触する側の定着部材をベルト構成とした場合について説明した。但し、定着部材との間でニップ部を形成する加圧部材がベルト構成で、この構成に上述の制御を適用してもよいし、両方がベルト構成で、これらの構成に上述の制御を適用してもよい。

【0081】

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１４及び図１５を用いて説明する。本実施形態は、上述の第１の実施形態の構成に加えて、加圧ローラ３３０に向けて送風する冷却ファン３９３を設けている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0082】

本実施形態の加熱ユニット３００Ｂの定着装置８Ｂでは、加圧ローラ３３０のニップ部Ｎと反対側に冷却ファン３９３を配置し、加圧ローラ３３０を冷却可能としている。具体的には、図１４に示すように、加圧ローラ３３０の鉛直方向下方に冷却ファン３９３を配置している。そして、定着ベルト３１０の駆動継続中や駆動開始前において、温度低下を促進するために冷却ファン３９３を動作させる。

【0083】

即ち、ＣＰＵ３２（図４参照）は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０により検出した検出温度が所定温度よりも高い場合には、冷却ファン３９３の駆動を開始する。そして、検出温度が所定温度以下となったときに、冷却ファン３９３の駆動を停止させる。したがって、本実施形態では、定着ベルト３１０の回転を開始する際に、定着ベルト３１０の回転の開始までの期間に冷却ファン３９３を動作させている。

【0084】

以下、図１５を用いて定着ベルト３１０の駆動開始時の制御の流れについて説明する。まず、ＣＰＵ３２は、定着装置８Ｂの駆動開始要求、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる要求を取得すると（Ｓ３１）、サーミスタ３９０の温度検知結果を取得する（Ｓ３２）。定着装置８Ｂの駆動開始要求を取得するとは、上述したように、ＣＰＵ３２が、例えばプリント動作の開始要求の信号を受けることである。定着装置８Ｂの駆動開始要求を取得したときには、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させたままでも良いし、接触させても良い。

【0085】

ＣＰＵ３２は、Ｓ３２で検出した結果が所定温度以下、ここでは１８５℃以下であるか否かを判断する（Ｓ３３）。そして、検出温度が所定温度よりも高い場合、即ち、１８５℃よりも高い場合には（Ｓ３３のＮＯ）、定着装置８Ｂを例えば加圧状態にして冷却ファン３９３を駆動する（Ｓ３４）。即ち、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０に接触させた状態で、定着ベルト３１０の回転を開始せずに、冷却ファン３９３を駆動する。なお、加圧ローラ３３０が定着ベルト３１０から離間していた場合には、このときに加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０に接触させる。あるいは、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０に接触させることには限られず、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させたままであっても良い。次いで、Ｓ３２に戻り、再度、サーミスタ３９０による温度検出結果を取得する。

【0086】

一方、ＣＰＵ３２は、Ｓ３２で検出した温度が所定温度以下である場合、即ち、１８５℃以下である場合には（Ｓ３３のＹＥＳ）、冷却ファン３９３が駆動していれば駆動を停止し、定着装置８Ｂを離間させる（Ｓ３５）。即ち、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させると共に、冷却ファン３９３の駆動を停止する。更に、定着装置８Ｂの駆動を開始する、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる（Ｓ３６）。その後、ＣＰＵ３２は、駆動開始時の制御を終了し、通常動作の制御を開始する。通常動作の制御においては、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０に接触させるので、Ｓ３６において加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させなくてもよい。

【0087】

このように、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０により検出した検出した温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を開始しないと共に冷却ファン３９３を駆動する。なお、所定温度は、上述の例では１８５℃以下の値としたが、２００℃未満の値としても良い。即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる際に検出温度が２００℃以上の場合には冷却ファン３９３を駆動し、２００℃未満の場合に冷却ファン３９３を駆動しないようにしても良い。

【0088】

以上、本実施形態では、定着ベルト３１０の駆動開始時にサーミスタ３９０の検出温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を開始させないと共に冷却ファン３９３を駆動するようにしている。また、ＣＰＵ３２は、検出温度が所定温度以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。これにより、定着ベルト３１０の温度差による局所的な熱膨張歪みを抑制することができ、定着ベルト３１０の座屈破壊を防止して不良画像の形成を防止することが可能である。更に、本実施形態では、冷却ファン３９３を駆動することで、定着ベルト３１０の冷却を促進し、より確実に定着ベルト３１０の局所的な熱膨張歪みを抑制することができる。

【0089】

なお、本実施形態では、冷却ファン３９３により加圧ローラ３３０を冷却する構成について説明した。但し、冷却ファン３９３は、定着ベルト３１０を冷却する構成であってもよい。更には、両方を冷却する構成であっても良い。要は、冷却ファンは、定着ベルト３１０と回転体としての加圧ローラ３３０の少なくとも一方に向けて送風するファンであれば良い。

【0090】

また、本実施形態では、第１の実施形態の制御に冷却ファン３９３の制御を組み合わせた例について説明したが、第２の実施形態の制御に冷却ファン３９３の制御を組み合わせても良い。この場合、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けて定着ベルト３１０の回転を開始する前に、サーミスタ３９０，３９１（図１１参照）の温度差が所定の温度差よりも大きくなった場合には、冷却ファン３９３の駆動を開始する。そして、定着ベルト３１０の回転を開始する際に、冷却ファン３９３の駆動を停止させる。

【0091】

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図１６及び図１７を用いて説明する。本実施形態は、上述の第１の実施形態の構成に加えて、定着ベルト３１０の外周面を清掃する清掃ローラ３９４を設けている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、同様の構成には同一の符号を付して説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

【0092】

本実施形態の加熱ユニット３００Ｃの定着装置８Ｃでは、定着ベルト３１０の外周面のうち、加熱ローラ３４０に張架された部分に対して当接及び離間可能な接離部材としての清掃ローラ３９４を配置している。清掃ローラ３９４は、図１６に示すように、当接状態で定着ベルト３１０を加熱ローラ３４０との間で挟持するように配置されている。

【0093】

このような清掃ローラ３９４は、不図示の接離機構により定着ベルト３１０の外周面に対して当接又は離間し、当接した状態で定着ベルト３１０の外周面を清掃する。即ち、定着ベルト３１０には、定着動作に伴い、トナーや紙粉などの異物が付着する可能性がある。このため、本実施形態では、定期的或いは所定のタイミングで清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に接触させて定着ベルト３１０の外周面を清掃するようにしている。具体的には、所定のプリント枚数ごとや、定着装置８Ｃで記録材がジャムしたときなどに、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接回転させて、表面を清掃するようにしている。

【0094】

また、本実施形態では、定着ベルト３１０の駆動継続中や駆動開始前において、温度低下を促進するために清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に接触させるようにしている。即ち、ＣＰＵ３２（図４参照）は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０により検出した検出温度が所定温度よりも高い場合には、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させる。そして、検出温度が所定温度以下となったときに、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０から離間させる。したがって、本実施形態では、定着ベルト３１０の回転を開始する際に、第１の実施形態における定着ベルト３１０の回転の開始までの期間に清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させている。

【0095】

以下、図１７を用いて定着ベルト３１０の駆動開始時の制御の流れについて説明する。まず、ＣＰＵ３２は、定着装置８Ｃの駆動開始要求、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる要求を取得すると（Ｓ４１）、サーミスタ３９０の温度検知結果を取得する（Ｓ４２）。定着装置８Ｃの駆動開始要求を取得するとは、上述したように、ＣＰＵ３２が、例えばプリント動作の開始要求の信号を受けることである。定着装置８Ｂの駆動開始要求を取得したときには、加圧ローラ３３０を定着ベルト３１０から離間させておいても良いし、接触させたままでも良い。

【0096】

ＣＰＵ３２は、Ｓ４２で検出した結果が所定温度以下、ここでは１８５℃以下であるか否かを判断する（Ｓ４３）。そして、検出温度が所定温度よりも高い場合、即ち、１８５℃よりも高い場合には（Ｓ４３のＮＯ）、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させる（Ｓ４４）。即ち、定着ベルト３１０の回転を開始せずに、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させる。次いで、Ｓ４２に戻り、再度、サーミスタ３９０による温度検出結果を取得する。

【0097】

一方、ＣＰＵ３２は、Ｓ４２で検出した温度が所定温度以下である場合、即ち、１８５℃以下である場合には（Ｓ４３のＹＥＳ）、清掃ローラ３９４が定着ベルト３１０に当接していれば清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０から離間させる（Ｓ４５）。更に、定着装置８Ｃの駆動を開始する、即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる（Ｓ４６）。

【0098】

これにより、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けた際に、サーミスタ３９０の検出温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を継続させると共に清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させる。なお、所定温度は、上述の例では１８５℃以下の値としたが、２００℃未満の値としても良い。即ち、定着ベルト３１０の回転を開始させる際に検出温度が２００℃以上の場合には清掃ローラ３９４を当接させ、２００℃未満の場合に清掃ローラ３９４を離間状態のままとしても良い。

【0099】

以上、本実施形態では、定着ベルト３１０の駆動開始時にサーミスタ３９０の検出温度が所定温度よりも高い場合には、定着ベルト３１０の回転を継続すると共に清掃ローラ３９４を当接させるようにしている。また、ＣＰＵ３２は、検出温度が所定温度以下になった後に、定着ベルト３１０の回転を開始させるようにしている。これにより、定着ベルト３１０の温度差による局所的な熱膨張歪みを抑制することができ、定着ベルト３１０の座屈破壊を防止して不良画像の形成を防止することが可能である。更に、本実施形態では、清掃ローラ３９４を定着ベルト３１０に当接させることで、定着ベルト３１０の冷却を促進し、より確実に定着ベルト３１０の局所的な熱膨張歪みを抑制することができる。

【0100】

なお、本実施形態では、定着ベルト３１０を清掃する清掃部材が清掃ローラである場合について説明したが、定着ベルト３１０に当接又は離間可能な清掃部材は、例えば不織布などにより形成されたウェブなどであっても良い。また、定着ベルト３１０に当接又は離間可能な接離部材は、清掃部材以外に、定着ベルト３１０の表面を研磨する研磨部材でもよいし、定着ベルト３１０の温度を長手方向に亙って均熱させる均熱部材でもよい。さらには、定着ベルト３１０の内周面に当接して潤滑剤を定着ベルトに供給する潤滑剤供給部材でもよい。

【0101】

また、本実施形態では、第１の実施形態の制御に接離部材の接離制御を組み合わせた例について説明したが、第２の実施形態の制御に接離部材の接離制御を組み合わせても良い。この場合、ＣＰＵ３２は、定着ベルト３１０の回転を開始させる指令を受けて定着ベルト３１０の回転を開始する前に、サーミスタ３９０，３９１（図１１参照）の温度差が所定の温度差よりも大きくなった場合には、接離部材を定着ベルト３１０に当接させる。そして、定着ベルト３１０の回転を開始する際に、接離部材を定着ベルト３１０から離間させる。

【0102】

＜他の実施形態＞
上述の第３及び第４実施形態は、互いに組み合わせて実施しても良い。例えば、第１の実施形態に第３及び第４の実施形態を組み合わせた場合、第１の実施形態における定着ベルト３１０の駆動が開始されるまでの期間に冷却ファン３９３の駆動を行うと共に、接離部材を定着ベルト３１０に当接させる。また、第２の実施形態に第３及び第４の実施形態を組み合わせた場合、定着ベルト３１０の駆動を開始させるときに、冷却ファン３９３の駆動を行うと共に、接離部材を定着ベルト３１０に当接させる。

【0103】

また、上述の各実施形態では、定着ベルトを定着パッド、補助駆動ローラ及びステアリングローラにより張架する定着装置について説明した。但し、本発明が適用可能な定着装置はこれに限らず、例えば、１個の張架ローラと定着パッドのみにより定着ベルトが張架される構成であっても良い。要は、定着パッドと共に定着ベルトを張架する少なくとも１個の張架ローラを備えていれば良い。

【符号の説明】

【0104】

１・・・画像形成装置／８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ・・・定着装置／３２・・・ＣＰＵ（制御手段）／３１０・・・定着ベルト（ベルト）／３２０・・・定着パッド（張架部材、パッド部材）／３３０・・・加圧ローラ（回転体、駆動ローラ）／３４０・・・加熱ローラ（所定の張架部材、張架ローラ）／３４０ａ・・・ハロゲンヒータ（加熱手段）／３５０・・・ステアリングローラ（張架部材、張架ローラ）／３９０・・・サーミスタ（温度検出手段、第１温度検出手段）／３９１・・・サーミスタ（第２温度検出手段）／３９３・・・冷却ファン（ファン）／３９４・・・清掃ローラ（接離部材）／Ｍ０・・・モータ（駆動手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】