JP5028098B2 - ベルト搬送装置及び画像加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンドレスベルトを回転させるためのベルト搬送装置及び画像加熱装置に関する。

この画像加熱装置としては、例えば、記録材上に未定着画像を定着する定着装置や、記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大化装置等を挙げることができる。このような画像加熱装置は、電子写真式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置において用いられる。

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、シート状の記録材の上に未定着のトナー画像を形成し、そのトナー画像を定着装置により加熱・加圧して記録材上に定着している。

このような定着装置として、従来、ローラ定着方式のものやベルト定着方式のものが採用されている。

ローラ定着方式の定着装置は、内部にヒータを有する定着ローラに加圧ローラを圧接して定着ニップを形成し、その定着ニップにおいてトナー像を記録材上に定着させるというものである。

ところで、画像の高光沢化や画像形成の高速化を図るためには、定着ニップを長くすることによりトナーを充分に溶融するのが好ましいが、ローラ定着方式の場合には装置が大型化してしまう傾向にある。

そこで、ローラ定着方式に比して、装置の小型化を図りつつ定着ニップを長くすることができるベルト定着方式の定着装置が望まれている（特許文献１、２参照）。具体的には、特許文献１の装置では定着ローラと加圧ベルトにより、特許文献２の装置では定着ベルトと加圧ベルトにより定着ニップを形成することでその定着ニップを長くしている。

ところで、ベルト定着方式の定着装置では、ベルトの回転過程において、ベルトがその幅方向の一端側または他端側に寄り移動（以下、蛇行と記す）する現象が発生する傾向がある。それ故、このような定着装置においては、ベルトの蛇行によって、ベルトを懸架しているローラからベルトが脱落したり、ベルトの端部が破損したりすることを防止するため、ベルトの蛇行を補正することが重要な技術的課題である。

そこで、特許文献１に記載の装置では、ベルトの蛇行を補正するためにベルトを懸架しているローラの１つを傾斜させることでベルトを積極的にその幅方向に揺動させている。以降、このような制御を「スイング型制御」と呼ぶことにする。また、傾斜させるローラを「ステアリングローラ」と呼ぶことにする。

具体的には、ベルトが一方に片寄ったらステアリングローラを傾斜させ、ベルトが他方へ片寄るようにする。一方、ベルトが他方に片寄ってきたら、今度はステアリングローラを逆方向へ傾斜させることで、ベルトが一方に片寄るようにする。このような制御を繰り返し行うことにより、ベルトをある範囲内で揺動させることができるのである。
特開平１１−１９４６４７号公報 特開２００４−３４１３４６号公報

ところで、上述の「スイング型制御」の場合、ベルトが常時その幅方向に移動することになり、この移動に伴いベルトがその懸架ローラや定着ローラと摺動し劣化してしまう恐れがある。

また、特許文献２に記載のような定着ベルトと加圧ベルトを用いた定着装置において上述した「スイング型制御」を採用した場合、一方のベルトが他方のベルトに対して余計な蛇行力を与えてしまう恐れがある。

つまり、双方のベルトに対して「スイング型制御」を採用した場合、他方のベルトから与えられた蛇行力の向きが、自身の寄り制御による蛇行補正方向とは逆向きであった場合、蛇行補正力が相殺されることがある。その結果として、十分に蛇行が解消されない恐れが生じ、他方のベルトに引きずられてそのベルトが寄り切ってしまう可能性があった。

本発明の目的は、ベルトの劣化を抑制しつつベルトを安定して搬送することができるベルト搬送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ベルトの劣化を抑制しつつベルトを安定して搬送することができる画像加熱装置を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明に係るベルト搬送装置の代表的な構成は、エンドレスベルトと、前記ベルトを回動自在に支持する支持部材と、前記ベルトが幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるとき前記ベルトが前記ゾーン内へと戻るように前記支持部材の傾斜角度を戻し角度に設定し、前記ベルトが前記ゾーン内にあるとき前記ベルトが前記ゾーンから外れないように前記支持部材の傾斜角度を平衡角度に設定する設定手段と、前記ベルトが設定期間内において前記ゾーンから幅方向一端側へ外れた回数と幅方向他端側へ外れた回数とに応じて前記平衡角度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、記録材上の画像をニップ部にて加熱するためのエンドレスベルトと、前記ベルトとの間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、前記ベルトを回動自在に支持する支持部材と、前記ベルトが幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるとき前記ベルトが前記ゾーン内へと戻るように前記支持部材の傾斜角度を戻し角度に設定し、前記ベルトが前記ゾーン内にあるとき前記ベルトが前記ゾーンから外れないように前記支持部材の傾斜角度を平衡角度に設定する設定手段と、前記ベルトが設定期間内において前記ゾーンから幅方向一端側へ外れた回数と幅方向他端側へ外れた回数とに応じて前記平衡角度を調整する調整手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ベルトの劣化を抑制しつつベルトを安定して搬送することができるベルト搬送装置を提供することができる。

また、本発明によれば、ベルトの劣化を抑制しつつベルトを安定して搬送することができる画像加熱装置を提供することができる。

まず、本発明に係るベルト搬送装置（画像加熱装置）を採用した画像形成装置の画像形成部について具体的に説明する。

（１）画像形成部
図２は、ベルト搬送装置（画像加熱装置）が搭載された画像形成装置の一例である電子写真フルカラー複写機の概略構成を示す縦断面図である。まず、画像形成部の概略を説明する。

１はデジタルカラー画像リーダ部であり、原稿台ガラス２上に載置したカラー画像原稿の画像をフルカラーセンサ（ＣＣＤ）３により色分解画像信号として光電読取りする。色分解画像信号は、画像処理部４にて信号処理が施された後、デジタルカラー画像プリンタ部５の制御回路部（以下、ＣＰＵと記す）１００に送出される。

プリンタ部５において、ＵＹ・ＵＭ・ＵＣ・ＵＫはタンデム配置した第１〜第４の４つの画像形成部である。各画像形成部はそれぞれレーザー露光方式の電子写真プロセス機構である。画像処理部４からＣＰＵ１００に送出された色分解画像信号に基づいて、各画像形成部において、回転する電子写真感光ドラムの面にそれぞれ色トナー像が所定の制御タイミングにて形成される。即ち、第１の画像形成部ＵＹではイエロートナー像が、第２の画像形成部ＵＭではマゼンタトナー像が、第３の画像形成部ＵＣではシアントナー像が、第４の画像形成部ＵＫではブラックトナー像が形成される。

なお、各画像形成部の電子写真プロセス機構の構成や画像形成動作は公知であるのでこれ以上の説明は省略する。

各画像形成部において形成された各色のトナー像はそれぞれ一次転写部６にて、矢印の時計方向に回転する中間転写ベルト７上に順次重畳転写される。これにより、ベルト７上に未定着のフルカラートナー像が形成される。

その後、二次転写部８において、カセット給紙機構部９或いはデッキ給紙部１０或いは手差し給紙部１１から所定の制御タイミングにて給送されてきた記録材Ｐに対してフルカラートナー像が一括して二次転写される。

そして、記録材Ｐはベルト７から分離されて画像加熱装置としてのベルト定着装置１２に導入され、定着ニップ部で挟持搬送される。その挟持搬送過程で未定着のフルカラートナー像が熱と圧力により溶融混色して記録材Ｐの面にフルカラーの固着画像として定着される。ベルト定着装置１２を出た記録材Ｐはフラッパ１３で進路切り換えされて、ＦＵ（フェイスアップ）排紙トレイ１４、またはＦＤ（フェイスダウン）排紙トレイ１５に排出され、一連の画像形成動作が終了する。

なお、両面プリントモードが選択されている場合には、ベルト定着装置１２を通過した記録材Ｐがフラッパ１３で排紙レイ１５に通じるシートパスに送り込まれる。その記録材Ｐがスイッチバック搬送されて、再搬送シートパス１６に導入され、表裏反転された状態になって再度二次転写部８に導入される。これにより記録材Ｐの２面面にトナー像が二次転写される。以後、記録材Ｐはベルト定着装置１２に導入され、その２面目の定着動作が行われ、両面プリント済みの記録材がＦＵ排紙トレイ１４またはＦＤ排紙トレイ１５に排出される。

（２）ベルト定着装置１２
図１はベルト搬送装置を有する定着装置（画像加熱装置とも呼ぶ）１２の概略構成を示す横断面図である。この定着装置１２は、互いに圧接して回転するエンドレス状の第１のベルト並びに第２のベルトを有する、ツインベルト方式のベルト搬送装置を有している。

ここで、以下の説明において、定着装置１２に関して、正面とは、記録材入口側から見た装置面である。左右とは、定着装置１２を正面から見て左または右である。上流側と下流側とは、記録材搬送方向に関して上流側と下流側である。幅方向と幅とは、記録材搬送路面において記録材搬送方向に直交する方向に並行な方向とその方向の寸法である。

定着装置１２は、上下に配設した定着ユニット２１と加圧ユニット３１を有する。

ユニット２１は、ケーシング２２の内側に、エンドレス状（無端）の第１のベルトとしての定着ベルト２７、駆動ローラ２４、支持部材としてのステアリングローラ２６、加圧パッド２８、誘導加熱コイル２９などを組み込んだアセンブリである。

駆動ローラ２４（ベルト懸架部材）は、定着ベルト２７を懸架するとともにこれを回転駆動する機能を有している。このローラ２４は、その左右の両端軸部をそれぞれケーシング２２の左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。

ステアリングローラ２６（支持部材）は、定着ベルト２７を回動自在に支持するとともにその幅方向の位置を制御する機能を有している。このローラ２６は、その左右の両端軸部をそれぞれケーシング２２の左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。また、ローラ２６は後述するように長手方向一端側を中心にして他端側を変位させることによってその傾き（姿勢）を変更することが可能な構成とされている。

定着ベルト２７は、この２本のローラ２４・２６間に懸け回してある。本実施例において、定着ベルト２７は加熱源としての誘導加熱コイル２９により電磁誘導加熱されるものである。例えば、厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層をベルト基層とし、その外面に、厚さ３００μｍのシリコンゴム層をコーティングしたものが用いられる。

加圧パッド２８は、定着ベルト２７の内面に接触配置され、その左右の両端部をそれぞれケーシング２２の左右の側板間に支持されている。このパッド２８は駆動ローラ２４側に寄せた位置において、定着ベルト２７をその内側から加圧ベルトに向けて加圧する機能を有している。

誘導加熱コイル２９は、長円状に扁平巻きされたリッツ線コイルと、板状の磁性コアを組み合わせたものであり、定着ベルト２７の外面に対して隙間を存して対向させて、ケーシング２２に支持させて配設してある。

ステアリングローラ２６は、その左右の軸受をそれぞればね部材により駆動ローラ２４から離れる方向に付勢されることで、定着ベルト２７に張りを与えるテンションローラとしても機能している。

加圧ユニット３１は、ケーシング３５の内側に、エンドレス状の第２のベルト（他のエンドレスベルト）としての加圧ベルト３２、駆動ローラ３３、支持部材としてのステアリングローラ３４、加圧パッド３８などを組み込んだアセンブリである。

駆動ローラ３３（ベルト懸架部材）は、加圧ベルト３３を懸架するとともにこれを回転駆動する機能を有している。このローラ３３は、その左右の両端軸部をそれぞれケーシング３５の左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。

支持部材としてのステアリングローラ３４は、加圧ベルト２７を回動自在に支持するとともにその幅方向の位置を制御する機能を有している。このローラ３４は、その左右の両端軸部をそれぞれケーシング３５の左右の側板間に軸受を介して回転可能に支持させて配設してある。また、ローラ３４は後述するように長手方向一端側を中心にして他端側を変位させることによってその傾き（姿勢）を変更することが可能な構成とされている。

加圧ベルト３２は、この２本のローラ３３・３４間に懸け回してある。

加圧パッド３８は、加圧ベルト３２の内面に接触配置され、その左右の両端部をそれぞれケーシング３５の左右の側板間に支持されている。この加圧パッド３８は駆動ローラ３３側に寄せた位置において、加圧ベルト３２の内側から定着ベルトに向けて加圧する機能を有している。

ステアリングローラ３４は、その左右の軸受をそれぞればね部材により駆動ローラ３３から離れる方向に付勢されることで、加圧ベルト３２に張りを与えるテンションローラとしても機能している。

加圧ユニット３１は、着脱軸部４３を中心に上下方向に揺動可能であり、ケーシング３５の下面を偏心カム４４により受け止めて支持させてある。偏心カム４４は、ベルト着脱駆動機構１０２により半回転駆動制御されて、大径カム部が上向きとなった第１回転角姿勢と、小径カム部が上向きとなった第２回転角姿勢とに切り換えられる。

偏心カム４４が第１回転角姿勢に切り換えられることで、ユニット３１が着脱軸部４３を中心に上方に移動する。これにより、図１のように、駆動ローラ３３はユニット２１側の駆動ローラ２４との間で加圧ベルト３２と定着ベルト２７を挟み込んだ状態となる。また、加圧パッド３８はユニット２１側の加圧パッド２８との間で加圧ベルト３２と定着ベルト２７を挟み込んだ状態となる。

このように、図１の状態が、ユニット２１とユニット３１との着状態である。この着状態において、定着ベルト２７と加圧ベルト３２とが、駆動ローラ２４・加圧パッド２８と駆動ローラ３３・加圧パッド３８との部分において圧接して、記録材搬送方向において幅の広い定着ニップ部Ｎが形成される。つまり、このような状態が、定着動作が可能な状態である。

上記において、定着ユニット２１の定着ベルト２７が記録材上の画像をニップ部にて加熱するエンドレスベルトである。加圧ユニット２１が、定着ベルト２７との間でニップ部を形成するニップ形成部材である。また、加圧ベルト３２が、定着ベルト２７に圧接して回動自在なエンドレスベルトである。

一方、偏心カム４４が第２回転角姿勢に切り換えられることで、ユニット３１が着脱軸部４３を中心に下方に移動する。これにより、駆動ローラ３３・加圧パッド３８の駆動ローラ２４・加圧パッド２８に対する加圧が解除されて、図３のように、加圧ベルト３２が定着ベルト２７から離間した状態になる。図３の状態が、ユニット２１とユニット３１との脱状態である。このような状態では、定着動作を実施することができず、スタンバイ状態となる。

ＣＰＵ１００は、画像形成装置の動作制御において、定着装置１２の稼動時（記録材を定着ニップ部で挟持搬送する際）には、駆動機構１０２により偏心カム４４を図１のように第１回転角姿勢に切り換え制御して、ユニット２１・３１を着状態に保持させる。

また、ＣＰＵ１００は、定着装置１２の非稼動時（記録材を定着ニップ部で挟持搬送する際以外の場合）は、駆動機構１０２により偏心カム４４を図３のように第２回転角姿勢に切り換え制御して、ユニット２１と３１を脱状態に保持させる。これにより、両ユニット２１・３１間に不要な圧力がかかるのを防止して部材の損耗を防ぐことができる。

なお、ベルト着脱機構は、上記のカム機構以外にも、電磁ソレノイドープランジャ機構、レバー機構等で構成することもできる。

また、ＣＰＵ１００は、定着装置１２の稼動時には、定着駆動ローラ駆動機構１０３と加圧駆動ローラ駆動機構１０４をオンにする。駆動機構１０３のオンにより、駆動ローラ２４が図１において矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。このローラ２４の回転で定着ベルト２７が矢印の時計方向に回転する。このとき、ステアリングローラ２６は定着ベルト２７の回転に従動して回転する。

また、駆動機構１０４のオンにより、駆動ローラ３３が矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。このローラ３３の回転で加圧ベルト３２が矢印の反時計方向に回転する。ステアリングローラ３４は加圧ベルト３２の回転に従動して回転する。そして、定着ベルト２７の回転速度と加圧ベルト３２の回転速度は略同じになるように両駆動ローラの周速を設定してある。

また、ＣＰＵ１００は、励磁回路１０５をオンにして、誘導加熱コイル２９に高周波電流を印加する。これにより、定着ベルト２７の金属層が誘導発熱して定着ベルトが加熱される。その定着ベルト２７の表面温度がサーミスタ等の温度検知素子ＴＨにより検知され、定着ベルト２７の温度に関する電気的情報がＣＰＵ１００に入力する。ＣＰＵ１００は温度検知素子ＴＨから入力する温度情報に基づき定着ベルトが所定の定着温度となるように、励磁回路１０５から誘導加熱コイル２９に対する供給電力を制御する。

而して、定着ベルト２７が所定の定着温度に立ち上がって温調された状態において、定着装置１２に、二次転写部８側から、未定着トナー画像を担持した記録材Ｐが導入される。記録材Ｐは未定着トナー画像を有する面を、定着ベルト側にして導入される。そして、記録材Ｐが定着ベルト２７と加圧ベルト３２との圧接部である定着ニップ部Ｎで挟持搬送されることにより、未定着トナー画像が熱と圧により記録材に定着される。

即ち、定着ベルト２７は、記録材Ｐの画像を担持した側から加熱するように設置され、記録材上の画像をニップ部にて加熱する。

（３）ベルト寄り制御機構
ベルト寄り制御機構は、定着ユニット２１と加圧ユニット３１のそれぞれにおいて、定着ベルト２７と加圧ベルト３２の回転状態時に生じる幅方向への片寄り移動を制御する機構である。

本実施例では、ユニット２１、３１のそれぞれにおいて、設定手段としてのＣＰＵ１００によりステアリングローラ２６、３４の傾き（傾斜角度、姿勢）を制御（ステアリング制御）する。すなわち、ステアリングローラ２６、３４の、他のベルト懸架部材である駆動ローラ２４、３３に対するアライメント（配列姿勢あるいは並行度等）を調整することで、それぞれのベルトの幅方向の位置を制御している。

より具体的には、ＣＰＵ１００は、定着ユニット２１に関して、定着ベルト２７が幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるときベルト２７がゾーン内へと戻るようにステアリングローラ２６の傾斜角度を戻し角度に設定する。そして、ベルト２７がゾーン内にあるときベルト２７がゾーンから外れないようにステアリングローラ２６の傾斜角度を平衡角度に設定する。

また、ＣＰＵ１００は、加圧ユニット３１に関して、加圧ベルト３２が幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるときベルト３２がゾーン内へと戻るようにステアリングローラ３４の傾斜角度を戻し角度に設定する。そして、ベルト３２がゾーン内にあるときベルト３２がゾーンから外れないようにステアリングローラ３４の傾斜角度を平衡角度に設定する。

図４はユニット２１とユニット３１のベルト寄り制御機構部分の斜視図である。定着ベルト２７のベルト寄り制御機構はユニット２１の右側に配設してある。加圧ベルト３２のベルト寄り制御機構もユニット３１の右側に配設してある。図５はユニット２１の右側面図、図６はユニット３１の右側面図である。

まず、定着ベルト２７のベルト寄り制御機構について図４、図５を参照して説明する。
２２Ｒはユニット２１のハウジング２２の右側板である。６２はこの右側板２２Ｒに対して支軸６２ａを中心に上下方向に回動可能に配設した扇形ギアである。６２ｂはこの扇形ギア６２に設けた長穴部である。この長穴部６２ｂに対してステアリングローラ２６の右軸受６３を長穴に沿ってスライド移動可能に内嵌させてある。この右軸受６３にステアリングローラ２６の右端軸部２６ａＲを回転可能に軸受支持させてある。６２ｃは長穴部６２ｂ内に縮設した右軸受付勢ばねである。このばね６２ｃにより右軸受６３が長穴部に沿って駆動ローラ２４から離間する方向に常時移動付勢される。また、ハウジング２２の右側板２２Ｒには、ステアリングローラ２６のステアリング制御のためのステッピングモータ６０を配設してある。このモータ６０の回転軸にはウォームギア６１を固着してある。このウォームギア６１を扇形ギア６２に対して噛合させてある。モータ６０によるウォームギア６１の正逆回転駆動に連動して扇形ギア６２が支軸６２ａを中心に上下動することで、ステアリングローラ２６がステアリング制御される。その詳細は後述する。６５と６６は、定着ベルト２７の幅方向の右側と左側とに配設した検出手段としてのベルト寄りセンサユニットである。それぞれ２段階のベルトの寄り検知（位置検知）を行うフォトセンサを収めたものである。その詳細は後述する。以上が定着ベルト２７のベルト寄り制御機構である。

２４ａＲは駆動ローラ２４の右端軸部である。この右端軸部２４ａＲは、ハウジング２２の右側板２２Ｒに定置配設した右軸受６７に回転可能に軸受支持させてある。２４ａＬは駆動ローラ２４の左端軸部である。この左端軸部２４ａＬは、ハウジング２２の左側板（不図示）に定置配設した左軸受に回転可能に軸受支持させてある。２６ａＬはステアリングローラ２６の左端軸部である。この左端軸部２６ａＬは、ハウジング２２の左側板に設けた長穴部、長穴に沿ってスライド移動可能に内嵌させた左軸受に回転可能に軸受支持させてある。左軸受は、右軸受６３と同様に、長穴部内に縮設した左軸受付勢ばねにより、長穴部に沿って駆動ローラ２４から離間する方向に常時移動付勢される。このように、ステアリングローラ２６は、その左右の両端軸部２６ａＬ・２６ａＲの軸受をそれぞれ付勢ばねにより駆動ローラ２４から離れる方向に移動付勢することで、定着ベルト２７に張りを与えるベルトテンションローラとしても機能する。２６Ｌと２６Ｒはステアリングローラ２６の左右の端部に配設したフランジであり、定着ベルト２７が過度に寄り移動したときにベルトの端部を受け止めるセーフティ機構となっている。

次に、加圧ベルト３２のベルト寄り制御機構について図４・図６を参照して説明する。３５Ｒはユニット３１のハウジング３５の右側板である。７２はこの右側板３５Ｒに対して支軸７２ａを中心に上下方向に回動可能に配設した扇形ギアである。７２ｂはこの扇形ギア７２に設けた長穴部である。この長穴部７２ｂに対してステアリングローラ３４の右軸受７３を長穴に沿ってスライド移動可能に内嵌させてある。この右軸受７３にステアリングローラ３４の右端軸部３４ａＲを回転可能に軸受支持させてある。７２ｃは長穴部７２ｂ内に縮設した右軸受付勢ばねである。このばね７２ｃにより右軸受７３が長穴部に沿って駆動ローラ３３から離間する方向に常時移動付勢される。また、ハウジング３５の右側板３５Ｒには、ステアリングローラ３４のステアリング制御のためのステッピングモータ８０を配設してある。このモータ８０の回転軸にはウォームギア８１を固着してある。そして、このウォームギア８１を扇形ギア７２に対して噛合させてある。モータ８０によるウォームギア８１の正逆回転駆動に連動して扇形ギア７２が支軸７２ａを中心に上下動することで、ステアリングローラ３４がステアリング制御される。加圧ベルト３２の右側と左側には、定着ベルト２７の場合と同様に、検出手段としてのベルト寄りセンサユニット（図８において、符号８５・８６）を配設してあり、それぞれ２段階のベルト寄り検知（位置検知）を行うフォトセンサを収めたものである。以上が加圧ベルト３２のベルト寄り制御機構である。

３３ａＲは駆動ローラ３３の右端軸部である。この右端軸部３３ａＲは、ハウジング３５の右側板３５Ｒに定置配設した右軸受８７に回転可能に軸受支持させてある。駆動ローラ３３の左端軸部は、ハウジング３５の左側板（不図示）に定置配設した左軸受に回転可能に軸受支持させてある。３４ａＬはステアリングローラ３４の左端軸部である。この左端軸部３４ａＬは、ハウジング３５の左側板に設けた長穴部、長穴に沿ってスライド移動可能に内嵌させた左軸受に回転可能に軸受支持させてある。左軸受は、右軸受７３と同様に、長穴部内に縮設した左軸受付勢ばねにより、長穴部に沿って駆動ローラ３３から離間する方向に常時移動付勢される。このように、ステアリングローラ３４は、その左右の両端軸部３４ａＬ・３４ａＲの軸受をそれぞれ付勢ばねにより駆動ローラ３３から離れる方向に移動付勢することで、加圧ベルト３２に張りを与えるベルトテンションローラとしても機能する。３４Ｌと３４Ｒはステアリングローラ３４の左右の端部に配設したフランジであり、加圧ベルト３２が過度に寄り移動したときにベルトの端部を受け止めるセーフティ機構となっている。

（４）ベルト寄り制御動作
上述した課題を解決するために、本実施例におけるツインベルト方式の定着装置では、下記の制御モードＡと制御モードＢの２つの制御モードを有している。

ここで、ベルトを懸架する上述したステアリングローラ（支持部材）を基準姿勢状態（任意に設定）から傾斜させたときの角度を傾斜角度とする。本例では、基準姿勢状態のときステアリングローラの長手方向と水平方向が互いに平行な状態となっているが、このような例だけに限られない。つまり、ステアリングローラの基準姿勢状態が水平に対し所定角度傾斜した状態である場合でも構わない。

制御モードＡ：ベルトが幅方向中央の正常範囲とされるゾーン内（図９参照）にあるとき（収まっているとき）、ステアリングローラの傾斜角度を、ベルトがこのゾーン内に留まるように平衡角度に設定する平衡モード。なお、本例では、このように、ステアリングローラの長手方向が水平方向と平行となる場合であっても「『ステアリングローラの傾斜角度』を平衡角度に設定する」と呼ぶことにする。

この平衡モードは、言い換えると、ベルトの幅方向一方側と他方側への寄り移動がバランスするようにステアリングローラの傾斜角度を平衡角度に設定するモードである。また、ベルトが正常範囲であるゾーン内にあるとき（収まっているとき）、ステアリングローラの姿勢を平衡姿勢状態とするモードとも言うことができる。

なお、この平衡角度（平衡状態）については装置の組立て後に測定することで予め設定されており、記憶手段としての不揮発性のメモリに記憶されている。つまり、設定手段としてのＣＰＵ１００がこのメモリ内の平衡角度に対応するデータを読み込むことにより制御モードＡが実行される。

また、本例では、上述したように、この平衡角度が重力方向と直交する水平な角度と一致している。

制御モードＢ：ベルト（の一部）が正常範囲であるゾーンから外れた位置にあるとき、ステアリングローラの傾斜角度を、ベルトがそのゾーン内へと戻るように戻し角度に設定する戻しモード。

この戻しモードは、言い換えると、ベルト（の一部）が正常範囲とされるゾーンから幅方向に外れているとき、ステアリングローラの姿勢を傾斜状態とするモードである。

なお、この戻し角度（傾斜状態）についても装置の組立て後に測定することで予め設定されており、上述したメモリに記憶されている。つまり、設定手段としてのＣＰＵがこのメモリ内の戻し角度に対応するデータを読み込むことにより制御モードＢが実行される。また、この戻し角度は、ベルトが幅方向一端側に外れた場合と他端側に外れた場合の双方に対して用意されている。本例では、後述するように、ベルトが幅方向一端側に外れた場合と他端側に外れた場合の戻し角度は絶対値が同じで向きが異なる。

更に、本例では、制御モードＡの状態が極力長くなるようにすることで安定したベルト搬送を実現しようとしている。

制御モードＡは、より具体的には、ベルトの蛇行が解消された場合にはベルトの左右蛇行のバランスがほぼ崩れない平衡角度にステアリングローラを戻す平衡点維持モードである。

制御モードＢは、より具体的には、制御モードＡを実行しているにも関わらず、装置の耐久状況や他方のベルトの寄り制御等により、ベルトの蛇行が確認された場合には蛇行を反対方向に戻すのに十分な角度にステアリングローラを傾ける蛇行解消モードである。

要するに、制御モードＢを設けることによりベルトの寄り切りエラーを防止しながらも、制御モードＡを設けることによりベルトが幅方向中央の正常なゾーン内に可能な限り長期間に亘って留まらせようとするものである。

そして、ツインベルト方式で双方のベルトが独立して寄りを補正する構成において、両ベルトが接触した状態でそれぞれのベルトが蛇行し難くすることにより、安定したベルト寄り制御を実現する。従って、本例の構成であれば、ベルトの寄り切りに伴うベルトの破損を防止しながらも、ベルトの寄り移動に伴う寿命の低下を抑制することができるのである。

そこで、基本的には、ベルトを幅方向中央の正常範囲であるゾーン内に留まらせるような制御（制御モードＡ）を行う。そして、この制御を行いつつも、他方のベルトの寄り移動に起因して本ベルトが幅方向端部へ寄ってしまう際には、それを中央の寄り正常範囲ゾーンへと引き戻す制御（制御モードＢ）も、併せ持つ構成とする。要するに、ベルトを移動させて蛇行を解消するためのモードと、ベルトの移動を可及的に小さくするモードの双方を有する。また、後述するように、ベルトの移動を可及的に小さくするためのステアリングローラの平衡角度（姿勢）を微調整するモードも有している。

定着ベルト２７と加圧ベルト３２のそれぞれのベルト寄り制御機構は前記（３）項に記載したように同様の構造であり、また機構動作や制御シーケンスも同様である。そこで、ここでは、定着ベルト２７のベルト寄り制御を代表として説明する。

図５と図７を用いて説明する。設定手段（制御手段）としてのＣＰＵ１００からの指示によりモータ６０がＣＷ方向（時計回り）に駆動されると、ウォームギア６１が回転し、扇形ギア６２が支軸６２ａを中心に下方向に回動移動する。それに伴い、ステアリングローラ２６の右軸受６３も下方向に移動することで、ステアリングローラ２６が、左端部側に対して右端部側が下がって、図７の破線示のように右下がりに傾斜した形になる。これにより、定着ベルト２７は、その幅方向左側よりも右側の張力が低い状態になるため、定着ベルト２７が回転するに従ってローラ長手（ローラ軸線方向）に沿って徐々に張力の低い右方向へと移動する。

また、逆に、ＣＰＵ１００からの指示によりモータ６０がＣＣＷ方向（反時計回り）に駆動されると、ウォームギア６１が回転し、扇形ギア６２が支軸６２ａを中心に上方向に回動移動する。それに伴い、ステアリングローラ２６の右軸受６３も上方向に移動することで、ステアリングローラ２６が、左端部側に対して右端部側が上がって、図７の一点鎖線示のように左下がりに傾斜した形になる。これにより、定着ベルト２７は、その幅方向右側よりも左側の張力が低い状態になるため、定着ベルト２７が回転するに従ってローラ長手に沿って徐々に張力の低い左方向へと移動する。

図７において、Ｄは上記のステアリングローラ２６の右端部の上げ下げの変位量である。すなわち、ステアリングローラ２６の傾斜量（傾斜角度）である。変位量Ｄの＋方向は上側への変位であり、定着ベルト２７を左側へ寄りを戻す方向である。−方向は下側への変位であり、定着ベルト２７を右側へ寄りを戻す方向である。

ステアリングローラ２６の端部の変位量Ｄが変化すると、すなわち、ステアリングローラ２６の傾斜量（傾斜角度）が変化すると、定着ベルト２７の幅方向の位置はそれに従って左側又は右側に移動する傾向にある。そのため、理想的にはベルト位置が現在位置から極力左右に移動しないよう、ベルト寄り制御部材であるステアリングローラ２６がほぼ水平な傾斜角度となる端部の変位量を、基準量±０状態と表記する。このステアリングローラ２６の角度状態が基準姿勢状態である。

なお、理想的には変位量Ｄを基準量±０とすれば、その位置からはベルトが左右に寄らないが、実際は様々な要因によって寄りが発生し、ベルトが張架ローラに対して左右に移動してしまうことがある。

以上は、定着ユニット２１の定着ベルト制御であるが、加圧ユニット３１の加圧ベルト制御も基本的に同様である。

図８は本実施例のベルト式定着装置を含む画像形成装置の制御系のブロック図を示したものである。全体の制御は設定手段（制御手段）としてのＣＰＵ１００が行っており、これに液晶タッチパネルやボタン等によって構成される操作部１０１が接続される。操作部１０１からのユーザの入力によって、画像形成装置は動作を開始する。

ＣＰＵ１００は、ベルト着脱機構１０２、定着ベルト駆動ローラ駆動機構１０３、加圧ベルト駆動ローラ駆動機構１０４、励磁回路１０５、定着ステアリング制御機構（モータドライバ）１０６、加圧ステアリング制御機構（モータドライバ）１０７等を制御する。また、ＣＰＵ１００には、温度検知素子ＴＨからの電気的温度情報が入力する。また、ＣＰＵ１００には、定着ユニット２１側の左側と右側のベルト寄りセンサユニット６６・６５、および、加圧ユニット３１側の左側と右側のベルト寄りセンサユニット８６・８５からベルト寄りに関する電気的情報が入力する。センサユニット６６・６５および８６・８５は、定着ベルト２７および加圧ベルト３２の位置（ベルト寄り量）を検出するセンサである。

ベルト着脱機構１０２は、前述の定着ユニット２１と加圧ユニット３１との着脱動作を行う機構である。定着ベルト駆動ローラ駆動機構１０３は、定着ユニット２１の駆動ローラ３１を駆動させ、張架された定着ベルト２７を回転させる動作を行う。加圧ベルト駆動ローラ駆動機構１０４は、同様に加圧ユニット３１の加圧ベルト駆動ローラ３３を駆動させ、張架された加圧ベルト３２を回転させる動作を行う。励磁回路１０５は誘導加熱コイル２９への給電を制御する回路であり、制御回路部１００は、温度検知素子ＴＨから入力する電気的温度情報に基いて励磁回路１０５から誘導加熱コイル２９への給電をオン−オフ制御する。

定着ステアリング制御機構１０６は、ＣＰＵ１００からの信号に従って、モータ６０を駆動させ、定着ベルト２７の寄りを補正する制御を行う。

加圧ステアリング制御機構１０７は、ＣＰＵ１００からの信号に従って、モータ８０を駆動させ、加圧ベルト３２の寄りを補正する制御を行う。

なお、後述する例では、モータ６０（８０）を１パルス駆動する毎にステアリングローラの移動量が０．００４６（ｍｍ／パルス）となるように設定されている。

次に、ベルト寄り検出手段について図９を用いて詳細に説明する。定着ベルト２７および加圧ベルト３２のベルト寄り検出は、基本的に同様である為、定着ベルト２７の寄り検出を代表として説明する。

図９の（ａ）は、駆動ローラ２４とステアリングローラ２６との間の定着ベルト部分の平面図である。左側と右側のベルト寄りセンサユニット６６・６５は、それぞれ、所定の間隔を開けて配置した第１と、それより外側の第２の２つずつのベルト寄り検出手段としてのセンサＳＬ１・ＳＬ２、ＳＲ１・ＳＲ２を有する。それらの各センサは、送光素子ａと受光素子ｂを組にした光検知式センサ（フォトセンサ）である。そして、定着ベルト回動駆動過程において、定着ベルト２７が幅方向の左側又は右側に所定以上に寄り移動したときに、その寄り移動側のベルト縁部が送光素子ａと受光素子ｂの間に進入して両者間の光路を遮断する関係構成にして配設してある。各センサは光路開放状態でオン、光路遮断状態でオフとする。

（ａ）と（ｂ）は、定着ベルト２７が、左側第１センサＳＬ１と右側第１センサＳＲ１との間の許容の寄り移動範囲内で回動駆動されている状態時であり、左側第１センサＳＬ１と右側第１センサＳＲ１は共にオンである。ＣＰＵ１００はこの両センサＳＬ１・ＳＲ１のオンにより定着ベルト２７が許容の寄り移動範囲内で回動駆動されていると判断する。この時の定着ベルト２７についての許容の寄り移動範囲内を、寄り正常範囲（中央ゾーン）５１と表す。

定着ベルト２７が左側に寄り移動して、（ｃ）のように、左側ベルト縁部で左側第１センサＳＬ１がオフにされると、ＣＰＵ１００は定着ベルト２７が左側に寄り過ぎたと判断する。そして、定着ベルト２７を逆の右側に戻し移動させるために、定着ステアリング制御機構１０６によりモータ６０をＣＷ方向に駆動して、ステアリングローラ２６の右側端部を下方に変位させる（図７の破線示）。

それにも拘わらず、定着ベルト２７が更に左側に寄り移動することで、（ｄ）のように左側ベルト縁部で左側第２センサＳＬ２もオフとなったときは、定着ステアリングローラ２６の変位をさらに増大させ、該ローラ２７の右下がり傾斜を大きくする。

この状態であっても左側第２センサＳＬ２のオフ状態が１０秒間継続された場合は、ＣＰＵ１００の制御回路部は、定着ベルト２７の破損防止のために、定着ベルト駆動ローラ２４の回転を停止させる。ＣＰＵ１００は、さらに、画像形成装置全体の画像形成動作を停止した上で、操作部１０１にエラー表示を行い、お客様にサービスマンに連絡を取って頂く旨を表示する（サービスマンコール表示）。この定着ベルト２７の左側移動範囲を、（ｂ）に左寄り異常範囲５２と表記する。

また、定着ベルト２７が右側に寄り移動して、（ｅ）のように、右側ベルト縁部で右側第１センサＳＲ１がオフにされると、ＣＰＵ１００は定着ベルト２７が右側に寄り過ぎたと判断する。そして、定着ベルト２７を逆の左側に戻し移動させるために、定着ステアリング制御機構１０６によりモータ６０をＣＣＷ方向に駆動して、ステアリングローラ２６の右側端部を上方に変位させる（図７の一点鎖線示）。

それにも拘わらず、定着ベルト２７が更に右側に寄り移動することで、（ｆ）のように右側ベルト縁部で右側第２センサＳＲ２もオフとなったときは、ステアリングローラ２６の変位をさらに増大させ、該ローラ２７の左下がり傾斜を大きくする。

この状態であっても右側第２センサＳＲ２のオフ状態が１０秒間継続された場合は、ＣＰＵ１００は、定着ベルト２７が左側に寄り切った場合と同様に、定着ベルト２７の破損防止のために、定着ベルト駆動ローラ２４の回転を停止させる。また、ＣＰＵ１００は、画像形成装置全体の画像形成動作を停止した上で、操作部１０１にエラー表示を行い、サービスマンコールを表示する。この定着ベルト２７の右側移動範囲を、（ｂ）に左寄り異常範囲５３と表記する。

次に、上記のベルト寄り検出と寄り補正制御について、ＣＰＵ１００が行う制御判断フローを詳細に説明する。なお、以下で説明する「ステアリング量」とはステアリングローラを傾斜させる角度（もしくは変位させる量）のことを意味している。また、「ステアリング位置」とは、ステアリングローラが所定の角度に傾斜（水平も含む）した状態にあることを意味している。

図１０は、ベルト寄り検出センサＳＬ１・ＳＬ２、ＳＲ１・ＳＲ２のオン−オフ状態に応じた、ベルト寄り補正を行う時のステアリング量（駆動パルス数）と、制御に使用するベルトの位置ラベルの対応についてあらわした表（テーブル）である。このステアリング量（駆動パルス数）は、ステアリングローラが上述した基準姿勢状態（ホームポジション位置、基準位置）にあるときを基準とした、ステッピングモータ６０（８０）の駆動パルス数を意味している。

「ステアリング量」は、図示しないが、定着ユニット２１の設計上、定着ベルト左右のベルト寄りバランスの均衡が取れているステアリングローラ２６のステアリング位置（ホームポジション位置：基準姿勢状態）を基準とする。

図示しないが、ステアリングローラ２６がホームポジション位置にいる時にオンするホームポジションセンサが定着装置に装着されており、そのホームポジションセンサ−オンからステッピングモータ６０を駆動するステップ数を示す。

また、ステップ数が正の数の場合、ベルトが右側に動く方向に、ステップ数が負の数の場合、ベルトが左側に動く方向に、定着ステアリングローラ２６を変位（傾斜）させる。

８０１はベルト寄り位置検知センサＳＬ１・ＳＬ２、ＳＲ１・ＳＲ２の信号の組み合わせを表している。０はセンサ−オンの状態、１はオフ−状態である。

全てのセンサが０である時は、定着ベルト２７が中央ゾーン内に存在している（図９の（ａ）と（ｂ））。

後述する様に、中央ゾーンの中の中央に定着ベルト２７が移動したタイミングで、ベルトが中央ゾーンに留まるようにステアリングローラ２６の傾斜角度（姿勢）を平衡角度（平衡状態）にする。このステアリングローラを平衡角度へ切替えるタイミングはベルトが中央ゾーン内に位置した時点から設定時間が経過した時点で行われる。言い換えると、１段階目のセンサＳＬ１（ＳＲ１）によりベルトが検知されなくなった時点から経過した時間が設定時間に達したタイミングでステアリングローラの傾斜角度を平衡角度へ切替える。この時のステアリング量（戻し角度からの変位量）が後述するαである。また、この時のポジションラベルはＣＴ（センター）としている。

同様に、ベルトが左側１段階目にいる（ＳＬ１＝１、なおかつＳＬ２＝０）時のステアリング量は４００パルスで、ポジションラベルは、Ｌ１となる。４００パルスは、ベルトが左１段階にいる時の蛇行をベルト右側に補正可能な角度だけステアリングローラ２６を傾けている。

同様に、ベルトが左側２段階目にいる（ＳＬ１＝１、なおかつＳＬ２＝１）時のステアリング量は６００パルスで、ポジションラベルは、Ｌ２となる。６００パルスは、ベルトが左２段階にいる時の蛇行をベルト右側に補正可能な角度だけステアリングローラ２６を傾けている。

同様に、ベルトが右側１段階目にいる（ＳＲ１＝１、なおかつＳＲ２＝０）時のステアリング量は−４００パルスで、ポジションラベルは、Ｒ１となる。−４００パルスは、ベルトが右１段階にいる時の蛇行をベルト左側に補正可能な角度だけステアリングローラ２６を傾けている。

同様に、ベルトが右側２段階目にいる（ＳＲ１＝１、なおかつＳＲ２＝１）時のステアリング量は−６００パルスで、ポジションラベルは、Ｒ２となる。−６００パルスは、ベルトが右２段階にいる時の蛇行をベルト左側に補正可能な角度だけステアリングローラ２６を傾けている。

図１１のステップＳ２０１は、ＣＰＵ１００がインターバルタイマ５００によって１００ｍｓおきに実行する処理手順である。

ステップＳ２０１が開始されると、まず、ステップＳ２０２にて記憶しておいたベルトの位置ＰｏｓＮｏｗをＰｏｓＯｌｄに退避する。

次に、ステップＳ２０３において、寄り位置検知センサの状態を検出し、図１０のテーブルから相当するベルトの位置ラベルを求めＰｏｓＮｏｗに代入する。同時に、ベルトの位置ラベルに応じたステアリングパルスＰｓｔａｉｒを求める。

次に、ステップＳ２０４では、ＰｏｓＮｏｗとＰｏｓＯｌｄを比較する。同じであればベルトの位置ラベルが変わっていないので、ステアリング操作が不要（Ｓ２０９へジャンプ）、変わっていればステップＳ２０５にてＰｏｓＯｌｄがＬ２もしくはＲ２であるかどうかを比較する。

この時、既にベルトの位置ラベルがＬ２もしくはＲ２であった場合は、ラベルＬ１もしくはＲ１間での寄り補正制御から外れたことを意味するので、ベルトが中央（ＰｏｓＮｏｗ＝＝ＣＴ）になるまでステアリングをラベルＬ２もしくはＲ２の時のまま維持する。

ステップＳ２０６で、現在のベルトの位置ラベルが中央であるならば、ステップＳ２０７で、タイマ５００によりステアリングローラの傾斜角度（設定角度）を戻し角度から平衡角度へ切替えるまでの時間カウントをスタートする。このカウント時間が設定時間（後述のＴｒｅｆ）になった時点でステアリングローラの角度（姿勢）を戻し角度（傾斜状態）から平衡角度（平衡状態）へ戻す。

一方、ステップＳ２０８に進むのは、上述の設定時間（後述のＴｒｅｆ）内に、ベルトの位置ラベルがＣＴからＬ１もしくはＲ１に移動した場合、ラベルＬ１もしくはＲ１からラベルＬ２もしくはＲ２に移動した場合のどちらかである。つまり、ベルトが一時的に中央ゾーンに入ったものの再度中央ゾーンから外れてしまった場合である。
従って、このような場合、ベルトの蛇行補正が再度必要になり、ステップＳ２０８で現在のベルトの位置ラベルに応じたステアリング位置へステッピングモータ６０を駆動させる。

また、ステップＳ２０９ではステアリングローラの設定角度を平衡角度にする際の駆動ステップ数αを計算している。これについては図１５を用いて後述する。

図１２は、図１１のＳ２０７において、カウント時間Ｔｒｅfがタイムアップした時点でステアリングローラの角度を平衡角度へ戻す制御についてのフローチャート図である。

ステップＳ２２０で、Ｔｒｅfがタイムアップすると、ステップＳ２２１では図１０のテーブルを元に、現在のベルトの位置ラベルを求める。

Ｓ２２１で現在のベルト位置ＰｏｓＮｏｗがラベルＣＴならば、ベルトが中央ゾーンにいるために、Ｓ２２２で基準位置（ステアリングローラの設定角度が任意の角度のとき）からのステアリング量Ｐｓｔａｉｒに後述する微調整ステアリング量αをセットする。Ｐｓｔａｉｒは基準位置からのステアリング量を表すモータのステップ数である。つまり、Ｓ２２３では、ステアリングを一旦基準位置に戻す駆動をし、その後Ｐｓｔａｉｒパルス（α）分だけモータ６０を駆動させてステアリングローラ２６の設定角度（姿勢）を平衡角度（平衡状態）に戻す。

ステップＳ２２１でＰｏｓＮｏｗが位置ラベルがＣＴでないならば、Ｔｒｅfとなるまでの時間カウント中にベルトが中央ゾーンから抜けたことになる。そこで、ステアリングを平衡に戻すことを行わずに、図１１のフローに従って、所望の位置にステアリングを移動させる。

αは本例では重要なパラメータの一つであり、ベルトを平衡状態に維持するためステアリングローラの角度を平衡角度（姿勢）にするためのパルス数である。つまり、ステアリングローラを基準位置（基準状態）からαパルス分だけ変位させた状態が平衡状態（平衡角度）となる。後述するが、このαを微調整することにより、常に最適な平衡状態（平衡角度）を維持することができる。

図１３は、Ｔｒｅfの値を算出するシーケンスのフローチャートである。本シーケンスは、画像形成装置に定着装置を装着した時に実行される。

まず、ベルトが中央にある（ステアリングローラの設定角度は平衡角度）状態で、ステップＳ３０２で基準位置からＤＬ１パルス分モータ６０を駆動させてステアリングローラ２６を傾ける。

ステップＳ３０３でベルトがセンサＳＬ１をオンすると、ステップＳ３０４では逆に基準位置からＤＲ１パルス分だけモータ６０を駆動させ、ステアリングローラ２６を傾ける。同時に、ベルトがセンサＳＬ１からセンサＳＲ１へ移動する時間Ｔｒｅf１の計測を開始する。

次に、ステップステップＳ３０５でセンサＳＲ１がオンすると、Ｔｒｅf１の計測を終了し、基準位置からＤＬ１パルス分だけモータ６０を駆動させ、ステアリングローラ２６を傾ける。同時に、ベルトがセンサＳＲ１からＳＬ１へ移動する時間Ｔｒｅf２の計測を開始する（Ｓ３０６）。

次に、ステップＳ３０７でセンサＳＬ１がオンになると、ステップＳ３０８でＴｒｅf２の計測を終了する。ステップＳ３０９では、Ｔｒｅf１とＴｒｅf２の平均時間を算出し、Ｓ３１０でＴｒｅfとしている。

なお、Ｔｒｅfとして、Ｔｒｅf１とＴｒｅf２のいずれかを採用する等でも良い。

上述のような定着ベルト２７についてのベルト寄り制御が、加圧ベルト（他のエンドレスベルト）３２についても同様にしてなされる。

そして、上述のように、ベルト寄り制御モードとして、ベルトが蛇行した時には蛇行を解消する方向にベルトを移動させる戻しモード（蛇行解消モード）を有する。また、蛇行が解消された時にはベルトの幅方向一端側と他端側への蛇行のバランスがとれる位置にステアリングローラの角度（姿勢）に設定する平衡モード（平衡点維持モード）を有する。この２つのベルト寄り制御モードを組み合わせて、ツインベルト定着装置における安定したベルト蛇行補正制御を実現することが可能になった。

ところで、先に述べた「平衡角度」は、定着装置の組立て時のベルト懸架部材等の平行性のばらつき、熱膨張による部品寸法の変化、耐久による部品の磨耗等により、常に変動している事がある。また、実際にベルトが左右どちらにも寄らない本当の平衡角度を見つけることは困難であり、定着装置のバランスにより左右どちらかへの緩やかなベルトの蛇行は常に発生してしまう傾向にある。このような状況で、ベルトの蛇行速度が極力少なくなる角度を検出することが平衡角度を求める事であると考えることができる。

そのような状況において、常に最適な平衡角度を求めるに、本実施例では平衡角度を最適な値へ微調整（補正）する。即ち、平衡角度を調整する調整手段を更に有する。後述する図１４、図１５では、前述の平衡角度を最適な値へ微調整するためのアルゴリズムについて述べている。

また、先に述べた、平衡角度にステアリングローラを維持する時間を極力長くすることを実現するため、本例では次のような構成としている。すなわち、ステアリングローラの傾斜角度を戻し角度から平衡角度へ切替えるタイミングを、ベルトが幅方向中央に位置した時点で行っている。

本例では、図１３で述べたステアリングローラの角度を戻し角度から平衡角度へ切替えるタイミングＴｒｅfを求めることにより、ベルトが中央ゾーンの中央に位置したことを検知するためのセンサが不要となっている。従って、装置のコストダウン、及び装置の簡略化が可能になった。

図１４は、図１１で説明したステアリングを平衡状態に戻す時の基準位置からの微調整パルス数αを初期化するアルゴリズムである。ここでαについて説明する。

ステアリングローラの平衡角度は、ベルトユニットのアライメントの微妙な変化や振動や熱変動により動的にずれが生じるため、当初に設定した平衡角度ではベルトが長時間中央ゾーンに留まらないことが生じ得る。そこで、ベルトを中央ゾーン内に長時間留まらせるには、現時点での平衡角度でのベルト移動の振るまいを基にそのズレを補正することが望ましい。

そこで、現時点での平衡角度に対する適切な平衡角度からのずれ量を逐次求め、平衡状態にステアリングを戻す時の補正パルスをαとしている。

アルゴリズムＳ４０１は、画像形成装置の主電源投入に伴い、また定着ユニットや加圧ユニットの交換に伴い、また、主電源投入後の稼動中に実施している。このように画像形成装置の設置後にαを初期化するのは、定着装置の経時変化により、アライメントの特性が変化することが考えられるからである。

図１５において、図１０以降に登場するパラメータαを補正するためのアルゴリズムについてのフローチャートである。

本フローチャートでは、所定の期間内において、ステアリングローラの角度が平衡角度とされベルトが中央ゾーン内にある状態から蛇行した（外れた）頻度を記憶手段としてのメモリに記憶している。そして、これを基にＣＰＵ１００がαの微調整を行っている。つまり、所定の期間内において、ベルトが中央ゾーンから外れてセンサＬ１もしくはＲ１により検知された回数をそれぞれメモリに記憶しておき、これを基にＣＰＵ１００がαの微調整を行っている。具体的には、所定の期間内において、ベルトが中央ゾーンから外れた（蛇行した）回数が少ない方向側へαを微調整し、ステアリングローラの平衡角度を補正する。

即ち、平衡角度を調整する調整手段は、ベルトが中央ゾーンから外れる頻度に応じて調整動作を実行する。また、調整手段は、ベルトが中央ゾーンから外れた方向に応じて平衡角度を調整する。また、調整手段は、ベルトが設定期間内において中央ゾーンから幅方向一端側へ外れた回数と幅方向他端側へ外れた回数とに応じて平衡角度を調整する。

上記において、センサＬ１・Ｒ１が、ベルトが中央ゾーンから幅方向外側へ外れたことを検出する検出手段である。そして、設定手段としてのＣＰＵ１００は、この検出手段Ｌ１・Ｒ１の出力に応じてステアリングローラの傾斜角度を前記平衡角度から前記戻し角度に切り替える。

まず、ステップＳ５０２では、αが２以上で、なおかつ現在ポジションがラベルＬ１ならばこれまで平衡制御位置ではラベルＲ１寄り傾向だったものがラベルＬ１寄り傾向になったため、平衡が取れたと見なしてαの微調整を中断する。

同様に、ステップＳ５０３では、αが−２以下で、なおかつ現在ポジションがラベルＲ１ならばこれまで平衡制御位置からラベルＬ１寄り傾向だったものがラベルＬ１寄り傾向になったため、平衡が取れたと見なしてαの微調整を中断する。

次に、ステップＳ５０４では、ベルトが中央ゾーンからラベルＬ１もしくはＲ１に寄った状態（αを再演算するタイミング）かを判断する。はいの場合、現在位置がラベルＬ１であれば（Ｓ５０５）αを一つ減算し（αを右より傾向に補正）（Ｓ５０７）、現在位置がラベルＲ１であれば（Ｓ５０６）αを一つ加算する（αを左寄り傾向に補正）（Ｓ５０８）。

この様に、平衡角度を微調整することにより、経年変化等で定着装置のアライメントが変化した場合であっても、平衡位置を確実に見つけることが可能になった。

なお、上述の例では、ステアリングローラの角度（姿勢）を戻し角度（傾斜状態）から平衡角度（平衡状態）へ切替えるタイミングを、ベルトが中央ゾーンに戻ってから経過した時間に基づいて行っているが、このような例だけに限られない。

例えば、図１６に示すように、ベルトの内面に且つその幅方向中央に被検知部としてのマークＭを全周に亘って設置し、そしてこのマークを検出する検出手段としてのマーク検出センサＳＣを設ける構成としても構わない。具体的には、ステアリングローラが戻し角度とされたことによりベルトが中央ゾーンへと戻ってきた際に、マーク検出センサＳＣがベルト内面のマークＭを検出したタイミングに基づきＣＰＵ１００がステアリングローラの角度を平衡角度へ戻す。この他の構成は先に説明した例と同様であるので説明を省略する。

このような構成とすることにより、ステアリングローラの角度を平衡角度へ戻すタイミングをより適切なタイミングとすることが可能となる。但し、装置の簡易化やコストダウンの観点から、ステアリングローラの角度を平衡角度へ戻すタイミングを「計測時間」に基づき行う先の例の方がより好ましい。

また、上述の例では、定着ユニットと加圧ユニットの双方にエンドレスベルトを有する構成とされているが、このような構成だけに限られない。つまり、定着ユニットと加圧ユニットのうち少なくとも一方に上述したエンドレスベルトとこれを搬送する搬送装置を有していれば構わない。例えば、定着ユニットがエンドレスベルトではなく公知の定着ローラを備えた構成とする一方、加圧ユニットがエンドレスベルトとこれを搬送する搬送装置を備えた構成である。このような構成であっても、ベルトを中央ゾーンに戻すための制御に伴いベルトがその懸架ローラや定着ローラとの摺動により劣化してしまうのを抑制することができる。

また、上述の例では、ステアリングローラをその長手方向一端側を中心にして他端側を変位させることにより傾斜させているが、このような構成だけに限られない。例えば、ステアリングローラをその長手方向中央部を基準にして一端側と他端側をそれぞれ逆方向に変位させることで傾斜させる構成としても構わない。

さらに、上述の例では、ベルトの幅方向の位置を制御する支持部材としてローラを用いているが、このような構成だけに限られない。例えば、ステアリングローラの代わりに、回転不可に固定配置されたパッドなどの固定部材を用いても構わない。

また、画像加熱装置は、記録材上の画像をニップ部にて加熱する定着ベルトが、記録材の画像を担持した反対側とは反対側から加熱するように配置されている構成にすることもできる。

以上説明したベルト搬送装置の構成を採用すれば、ベルトの劣化を抑制しつつもベルトを安定して搬送することが可能となる。また、ベルトが中央ゾーンから外れたときのみステアリングローラを傾斜させるので、ステアリングローラを変位させる駆動源の駆動頻度を低減させることができ、この駆動源による消費電力を低減させることができる。さらに、この駆動源による稼動音が生じる頻度が少なくなる等、ユーザビリティ上も有利である。

また、ベルトをその幅方向へ移動させる時間が従来のスイング型制御の構成に比して著しく少なくなるため、一方のベルトの蛇行制御が他方のベルトの蛇行制御に影響を及ぼすことを低減させることができる。

実施例の定着装置の横断面図である。 画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。 定着ユニットと加圧ユニットが脱状態にされた定着装置の横断面図である。 定着装置の要部の斜視模型図である。 定着ユニットの右側面図である。 加圧ユニットの右側面図である。 ステアリングローラのステアリング動作の説明図である。 定着装置の制御系統のブロック図である。 ベルト蛇行位置とベルト寄り位置検知センサの説明図である。 ベルト寄り位置検知センサの状態と、蛇行補正するためのステアリング量と、ポジションラベルと、の対応テーブルである。 ベルト蛇行補正制御のフローチャートである。 平衡制御位置移動制御のフローチャートである。 平衡制御移行時間決定方法のフローチャートである。 平衡制御移行時のステアリング補正パルス初期化のフローチャートである。 平衡角度を補正するアルゴリズムのフローチャートである。 変形例に係る、ベルトとベルト位置検知センサの説明図である。

符号の説明

１２・・ベルト定着装置（ベルト搬送装置）、２１・・定着ベルトユニット、３１・・
加圧ベルトユニット、２７・・定着ベルト、３２・・加圧ベルト、２４・３３・・ベルト
駆動ローラ、２６・３４・・ステアリングローラ、１００・・制御回路部、１０６・１０
７・・ステアリング制御機構、６０・８０・・ステッピングモータ、ＳＬ１・ＳＬ２・Ｓ
Ｒ１・ＳＲ２・・ベルト寄り位置検知センサ

Claims (9)

1. エンドレスベルトと、
   前記ベルトを回動自在に支持する支持部材と、
   前記ベルトが幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるとき前記ベルトが前記ゾーン内へと戻るように前記支持部材の傾斜角度を戻し角度に設定し、前記ベルトが前記ゾーン内にあるとき前記ベルトが前記ゾーンから外れないように前記支持部材の傾斜角度を平衡角度に設定する設定手段と、
   前記ベルトが設定期間内において前記ゾーンから幅方向一端側へ外れた回数と幅方向他端側へ外れた回数とに応じて前記平衡角度を調整する調整手段と、
   を有することを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記ベルトと圧接して回動自在なエンドレスベルトを更に有することを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
3. 前記ベルトが前記ゾーンから幅方向外側へ外れたことを検出する検出手段を更に有し、前記設定手段は前記検出手段の出力に応じて前記支持部材の傾斜角度を前記平衡角度から前記戻し角度に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト搬送装置。
4. 前記支持部材は前記ベルトを懸架するローラを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
5. 記録材上の画像をニップ部にて加熱するためのエンドレスベルトと、
   前記ベルトとの間で前記ニップ部を形成するニップ形成部材と、
   前記ベルトを回動自在に支持する支持部材と、
   前記ベルトが幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるとき前記ベルトが前記ゾーン内へと戻るように前記支持部材の傾斜角度を戻し角度に設定し、前記ベルトが前記ゾーン内にあるとき前記ベルトが前記ゾーンから外れないように前記支持部材の傾斜角度を平衡角度に設定する設定手段と、
   前記ベルトが設定期間内において前記ゾーンから幅方向一端側へ外れた回数と幅方向他端側へ外れた回数とに応じて前記平衡角度を調整する調整手段と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。
6. 前記ベルトは記録材の画像を担持した側から加熱するように設置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像加熱装置。
7. 前記ベルトは記録材の画像を担持した側とは反対側から加熱するように設置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像加熱装置。
8. 前記ニップ形成部材は前記ベルトと圧接して回動自在な他のエンドレスベルトを更に有することを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の画像加熱装置。
9. 前記他のベルトを支持する支持部材と、前記他のベルトが幅方向中央のゾーンから外れた位置にあるとき前記他のベルトが前記ゾーン内へと戻るように前記支持部材の傾斜角度を戻し角度に設定し、前記他のベルトが前記ゾーン内にあるとき前記他のベルトが前記ゾーンから外れないように前記支持部材の傾斜角度を平衡角度に設定する設定手段と、を更に有することを特徴とする請求項８に記載の画像加熱装置。