JP5388479B2 - ベルト搬送装置及び画像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の懸架部材に懸架されて回転するエンドレス状のベルトを有するベルト搬送装置、及び、複数の懸架部材に懸架されて回転するエンドレス状のベルトを有し、画像を加熱する画像加熱装置、及び画像形成装置に関する。

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。

従来、電子写真方式の画像形成装置に搭載される定着装置としては、互いに圧接して回転するエンドレス状の定着ベルトと加圧ベルトで記録材を挟持搬送しながら未定着トナー画像の定着を行うよう構成された定着装置が提案されている（特許文献１）。このベルト定着方式の定着装置は、ローラ対を主体とするローラ定着方式の定着装置に比して、装置の小型化、高速化を達成しつつ、充分な定着ニップ幅（記録材搬送方向の長さ）を得ている。

ところで、エンドレス状の定着ベルトもしくは加圧ベルトを使用したベルトニップ方式の定着装置では、ベルトの回転過程において、ベルトが記録材搬送方向と直交する幅方向の一方側又は他方側へ片寄るように移動する現象（以下、寄り移動という）が発生する。このベルトの寄り移動が発生すると、ベルトを張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おそれがある。そのため、これを防止するために、前記ベルトの寄り移動を補正する必要がある。

そこで、従来から前記ベルトの寄り移動を補正するために、ベルトを張架している複数のローラのうちの一つをステアリングローラとし、そのローラを傾けることにより、ベルトの寄り移動を補正する技術が提案されている（特許文献２、３）。具体的には、ベルトが幅方向へ所定量以上移動したことを検知した場合に、その移動方向とは反対方向にベルトが移動するように前記ステアリングローラを傾けて、前記ベルトの寄り移動を補正している。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開平１１−１９４６４７号公報 特開平５−２７６２２号公報

しかしながら、ベルトの蛇行が確認された場合にその蛇行を反対方向に戻す角度にステアリングローラを傾ける（蛇行解消モード）だけでは、ベルトを左右蛇行のバランスが崩れない位置に維持する時間を長くすることは困難である。そこで、ベルトの蛇行が解消された場合にベルトの左右蛇行のバランスが崩れない平衡角度にステアリングローラを戻す（平衡維持モード）ことが考えられる。これらの２つの制御モードを組み合わせることで、ベルトの蛇行を解消し、そのベルトを左右蛇行のバランスが崩れない平衡位置に維持する時間を長くする事が可能となる。

この平衡維持モードを実現するためには、ベルトを左右蛇行のバランスが崩れない平衡位置に維持するためのステアリングローラの平衡角度を設定する必要がある。このベルトを平衡位置に維持するためのステアリングローラの平衡角度は、部品の組み付け等により、定着装置毎に異なる。そのため、定着装置を画像形成装置本体に取り付けた時に、その定着装置におけるステアリングローラの平衡角度を測定して、初期値として設定することが好ましい。

ところが、平衡維持モードでは、経時変化等によりベルトのアライメントが定着装置の取り付け時から大きく崩れるにつれて、ベルトを平衡位置に維持するためのステアリングローラの平衡角度は、前述の初期値から大きくずれてしまう。すると、ベルトの左右蛇行の解消に要する時間が長くなってしまったり、或いは、ベルトが平衡位置にとどまる時間が短くなってしまう、といった問題が発生する。

そこで、本発明の目的は、経時変化等によりベルトのアライメントがずれた場合であっても、ベルトを安定して平衡位置に維持することができるようにすることである。

上記目的を達成するための本発明は、エンドレス状のベルトと、前記ベルトを懸架して回転させる複数の懸架部材と、前記ベルトが回転方向と直交する幅方向の所定の範囲から外れた位置に移動した場合に前記ベルトを前記所定の範囲内に戻すように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に蛇行解消位置にする蛇行解消モードと、前記所定の範囲内に戻されたベルトを前記所定の範囲内に維持するように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に平衡位置にする平衡維持モードの２つのモードを組み合わせた前記ベルトの幅方向への寄り移動を補正する制御を行う制御部と、を有するベルト搬送装置であって、前記制御部は、前記ベルトを前記所定の範囲内に維持する際の基準となる前記懸架部材の初期位置を前記ベルトの初期使用開始時に計測すると共に、前記蛇行解消モードから前記平衡維持モードへ変化した時刻から、前記平衡維持モードから前記蛇行解消モードへ変化した時刻までの、前記ベルトの平衡維持時間を計測して、前記計測した平衡維持時間が、予め設定された所定時間より短い時は、前記懸架部材の初期位置を再計測することを特徴とする。

本発明によれば、ベルトのアライメントがずれた場合であっても、ベルトを安定して平衡位置に維持することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

また、以下の説明では、ベルトが互いに圧接して回転するツインベルト方式のベルト搬送装置を例示しているが、これに限定されるものではない。複数の懸架部材に懸架されて回転するベルトを有するベルト搬送装置であれば他のベルト搬送装置であっても良い。

以下、ベルト搬送装置としての画像加熱装置及びこの画像加熱装置を有する画像形成装置を例示して説明する。なお、ここでは画像加熱装置として、記録材上に未定着画像を定着するベルト定着装置を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、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のその他の画像加熱装置であっても良い。

本実施形態に係るツインベルト方式の定着装置は、以下の２つのモードを組み合わせた制御を行っている。１つは、ベルトが幅方向の所定の範囲から外れた位置に移動した場合にベルトを所定の範囲内に戻すようにステアリングローラの姿勢を蛇行解消位置にする蛇行解消モードである。１つは、前記所定の範囲内に戻されたベルトを前記所定の範囲内に維持するようにステアリングローラの姿勢を平衡位置にする平衡維持モードである。そして、前述の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ために、そのステアリングローラの平衡角度を微調整している。更に、前述の平衡角度を微調整しても左右蛇行のバランスがとりにくくなった場合には定着装置のアライメントのずれを再計測する。これにより安定したベルト寄り制御を実現している。以下、順次詳しく説明する。

（画像形成装置）
まず、図２を用いて、ベルト定着装置を有する画像形成装置の基本構成について説明する。図２は、ベルト定着装置を搭載し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。

図２において、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にて画像処理が施された後、デジタルカラー画像プリンタ部５の制御回路部（以下、ＣＰＵという）１００に送出される（図６参照）。

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ではドラムの面にイエロートナー像が、第２の画像形成部ＵＭではドラムの面にマゼンタトナー像が、第３の画像形成部ＵＣではドラムの面にシアントナー像が、第４の画像形成部ＵＫではドラムの面にブラックトナー像が形成される。

各画像形成部のドラムの面に形成される上記の色トナー像はそれぞれ一次転写部６にて、矢印の時計回り方向に回転する中間転写ベルト７の面に対して順次に重畳転写される。これにより、ベルト７の面に上記４つの色トナー像の重ね合わせによる未定着のフルカラートナー像が合成形成される。その合成形成されたフルカラートナー像が二次転写部８にて、記録材Ｐの面に一括して二次転写される。なお、記録材Ｐは、カセット給送機構部９或いはデッキ給送部１０或いは手差し給送部１１から所定の制御タイミングにて二次転写部８に給送される。

トナー像が転写された記録材Ｐはベルト７の面から分離されてベルト定着装置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）排出トレイ１４、またはＦＤ（フェイスダウン）排出トレイ１５に排出される。

また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を出た第１面側プリント済みの記録材Ｐがフラッパ１３で一旦ＦＤ排出トレイ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の第２面側にトナー像が二次転写形成される。以後、記録材Ｐは第１面側プリントの場合と同様に、ベルト定着装置１２に導入される。これにより、両面プリント済みの記録材がＦＵ排出トレイ１４またはＦＤ排出トレイ１５に排出される。

（ベルト定着装置）
次に図１を用いて、ベルト定着装置１２の構成について説明する。図１はベルト定着装置１２の概略構成を示す横断面図である。この定着装置１２は、離間可能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である。

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、図１及び図２に示すように装置手前側から見た装置面である。左右とは、図４などに示すように定着装置１２を正面から見て手前側が右、奥側が左である。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とその方向の長さである。

定着装置１２は、装置の上側に配設した定着ベルトユニット２１と、装置の下側に配設した加圧ベルトユニット３１を有する。

定着ベルトユニット２１は、ケーシング２２の内側に、エンドレス状（無端）の第二のベルトとしての定着ベルト２７、駆動ローラ２４、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は、定着ベルト２７を回転駆動するベルト支持部材（ベルト懸架部材）である。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は、定着ベルト２７の幅方向への移動を補正する第二の移動補正手段を構成するベルト支持部材である。このローラ２６は、駆動ローラ２４よりも上流側において、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、駆動ローラ２４と略並行に配設してある。このローラ２６は、後述する検知センサユニット６５からの検出情報に基づいてローラ２６の傾斜（位置）を切り換えることで定着ベルト２７の移動を補正するものである。

定着ベルト２７は、前記２本のローラ２４，２６間に懸け回してある。定着ベルト２７は、上部に配設した加熱手段としての誘導加熱コイル２９により加熱されるものである。定着ベルト２７は、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に、厚さ３００μｍのシリコンゴム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の内側に配置され、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せてある。この加圧パッド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の下側の内面に接する。

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から離れる方向に移動付勢することで、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させている。

加圧ベルトユニット３１は、ケーシング３５の内側に、エンドレス状の第一のベルトとしての加圧ベルト３２、駆動ローラ３３、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は、加圧ベルト３２を回転駆動するベルト支持部材（ベルト懸架部材）である。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。

ステアリングローラ３４は、加圧ベルト３２の幅方向への移動を補正する第一の移動補正手段を構成するベルト支持部材である。このローラ３４は、駆動ローラ３３よりも上流側において、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、駆動ローラ３３と略並行に配設してある。このローラ３４は、後述する検知センサユニット６６からの検出情報に基づいてローラ３４の傾斜（位置）を切り換えることで加圧ベルト３２の移動を補正するものである。

加圧ベルト３２は、前記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の内側に配置され、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せてある。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の上側の内面に接する。

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から離れる方向に移動付勢することで、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させている。

加圧ベルトユニット３１は、図６に示すベルト着脱機構１０２により、着脱軸４３を中心に回動されて、ベルト２７，３２が圧接するベルト圧接位置（図１参照）と、ベルト２７，３２が離間するベルト離間位置（図３参照）とに切り換えられる。すなわち、定着ベルトユニット２１と加圧ベルトユニット３１とは、ベルト着脱機構１０２によって、記録材Ｐを挟持搬送する際は図１に示す圧接状態（第１状態）、それ以外の場合は図３に示す離間状態（第２状態）へと切り換えられる。これにより、定着ベルトユニットと加圧ベルトユニットとの間に不要な圧力がかかるのを防止し、部材の損耗を防いでいる。

次に図４を用いて、ベルト定着装置１２のベルトの寄り制御機構を説明する。ベルト寄り制御機構は、定着ベルトユニット２１と加圧ベルトユニット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戻し移動制御する機構である。なお、定着ベルトユニット２１と加圧ベルトユニット３１の各ベルト寄り制御機構の構成はほぼ同様である為、ここでは定着ベルトユニット２１のベルト寄り制御機構を例示して説明する。

ベルト寄り制御機構は、ステアリング制御ステッピングモータ６０、ウォームギア６１、扇形ギア６２、ステアリングローラ軸受６３、および、それらを支持する側板６４によって構成される。ステアリングローラ軸受６３は、定着ステアリングローラ２６の軸を支持している。

６５は定着ベルト寄り検知センサユニットであり、定着ベルト２７の幅方向の位置を段階的に検出する第二のベルト位置検出手段である。定着ベルト寄り検知センサユニット６５は、定着ベルト２７の幅方向の左右端部に配設され、左側ベルト寄り検知を行うフォトセンサ上ＳＬ１，上ＳＬ２、および、右側ベルト寄り検知を行うフォトセンサ上ＳＲ１，上ＳＲ２を収めたものである。その詳細は後述する。なお、加圧ベルトユニット３１側にも加圧ベルト３２の幅方向の左右端部に、同様の加圧ベルト寄り検知センサユニット６６（図６参照）を配設している。加圧ベルト寄り検知センサユニット６６は、加圧ベルト３２の幅方向の位置を段階的に検出する第一のベルト位置検出手段である。定着ベルト寄り検知センサユニット６５と区別する為、加圧ベルト寄り検知センサユニット６６側のフォトセンサは下ＳＬ１，下ＳＬ２，上ＳＲ１，上ＳＲ２と記述する。

ステッピングモータ６０がＣＷ方向（時計回り）に駆動するとウォームギア６１が回転し、扇形ギア６２が軸を中心に下方向に揺動する。それに伴いステアリングローラ軸受６３は下方向に移動するため、定着ステアリングローラ２６は奥側（左側）に僅かに傾き、定着ベルトユニット２１全体は奥側に傾いた形になる。これにより定着ベルト２７は、手前側よりも奥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徐々に張力の低い奥側（左側）へと移動する。

また、逆にステッピングモータ６０がＣＣＷ方向（反時計回り）に駆動するとウォームギア６１が回転し、扇形ギア６２が軸を中心に上方向に揺動する。それに伴いステアリングローラ軸受６３は上方向に移動するため、定着ステアリングローラ２６は手前側（右側）に僅かに傾き、定着ベルトユニット２１全体も手前側に傾いた形になる。これにより定着ベルト２７は、奥側よりも手前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徐々に張力の低い手前側（右側）へと移動する。

以上はベルトの蛇行解消モードについての動作である。蛇行解消モードとは、前述したように、ベルトの蛇行が確認された場合に、その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モードである。

次に、ベルトの蛇行が解消されると、図８で詳述する様に、ベルトの左右蛇行のバランスが崩れない平衡角度（ベルトの蛇行が最小限になる様な位置）にステアリングローラを戻す操作（平衡維持モード）をする。以下、説明する。

なお、ここで例示するベルト定着装置は、ベルトの蛇行を解消し、そのベルトを左右蛇行のバランスが崩れない平衡位置に維持する時間を長くするために、前述した蛇行解消モードと平衡維持モードを組み合わせたベルトの寄り制御を行っている。

図５は、定着ベルトユニット２１の定着ベルト２７を、真上から見て右側へ寄りを戻す為、定着ステアリングローラ２６を傾斜させた場合の図である。定着ステアリングローラ２６を傾斜させる為の制御機構は前述のように奥側にあるため、ステッピングモータ６０によってステアリングローラ２６の端部を上げた形となる。この端部の高さの変位量を、これ以降、端部の変位量Ｄとして表記する。変位量Ｄの＋方向は上側であり装置手前側（右側）へ寄りを戻す方向、−方向は下側であり装置奥側（左側）へ寄りを戻す方向である。

端部の変位量Ｄが変化するとベルトの幅方向の位置はそれに従って移動する傾向にあるため、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ほぼ水平な傾斜角となる変位量を、基準量±０状態と表記する。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する。

図５では定着ベルトユニット２１に関して述べたが、基本的な構成は加圧ベルトユニット３１に関しても同様である。なお、定着ベルトと加圧ベルトとは、互いに内側である当設面に向かって回転している為、ステアリングローラの傾斜に対して幅方向への寄りが発生する方向が逆である。

よって、定着ベルト２７と加圧ベルト３２を幅方向において同方向に移動させる場合、定着ステアリングローラ２６と加圧ステアリングローラ３４の傾斜角を逆方向に変位させることになる。

図６はベルト定着装置を含む画像形成装置の制御系を示したブロック図である。全体の制御は制御回路部である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には、前述したベルト着脱機構１０２、ベルト寄り制御機構１０６、定着ベルト寄り検知センサユニット６５、加圧ベルト寄り検知センサユニット６６が接続され、ＣＰＵ１００から制御や状態検知を行う。更にＣＰＵ１００には、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、ヒータ給電回路部１０５などが接続され、ＣＰＵ１００から制御や状態検知を行う。

ベルト着脱機構１０２は、前述の定着ベルトユニット２１と加圧ベルトユニット３１との圧接、離間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、定着ベルトユニット２１の定着駆動ローラ２４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、同様に加圧ベルトユニット３１の加圧駆動ローラ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。ヒータ給電回路部１０５は誘導加熱コイル２９への給電を制御する回路であり、ＣＰＵ１００からの信号によって給電をＯＮ，ＯＦＦする。

ベルト寄り制御機構１０６は、ＣＰＵ１００からの信号に従って図４に示したステアリング制御ステッピングモータ６０を駆動させ、定着ベルト２７および加圧ベルト３２の幅方向への寄り移動を補正する制御を行う。なお、各検知センサユニット６５，６６が有する寄り検知センサＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２は、定着ベルト２７および加圧ベルト３２の幅方向一方又は他方へのベルト寄り量を段階的（ここでは２段階）に検出するセンサである。

次に図７を用いて、ベルトの幅方向の位置を検出するベルト位置検出手段について詳細に説明する。定着ベルト２７および加圧ベルト３２の幅方向の位置（幅方向への片寄り）を検出する構成は、基本的に同様である為、定着ベルトユニット２１を例示して説明する。

図７（ａ）はベルト駆動ローラ２４とステアリングローラ２６との間の定着ベルト部分を見た図である。フォトセンサＳＬ１，ＳＬ２、フォトセンサＳＲ１，ＳＲ２は定着ベルト２７の幅方向の左側と右側の両脇にそれぞれ所定の間隔を開けて配置したベルト位置検出手段である。ベルト位置検出手段は、幅方向内側のフォトセンサＳＬ１，ＳＲ１と、これより幅方向外側のフォトセンサＳＬ２，ＳＲ２が、ベルト幅方向の左側と右側にそれぞれ設けられている。各センサは図７（ｂ）のように送光素子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。各センサは、定着ベルト回動駆動過程で定着ベルト２７が幅方向左側又は右側に所定量以上に寄り移動したとき、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ように構成してある。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。

図７（ａ），（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。制御回路部１００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、所定の範囲としての寄り正常範囲５１（図７（ｂ）参照）と表す。

定着ベルト２７が左側に寄り移動して、図７（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、制御回路部１００は定着ベルト２７が左側に寄り過ぎたと判断する。そして、後述するベルト寄り制御機構１０６（ステアリングローラ変位機構）を作動させて定着ベルト２７を逆の右側に戻し移動させるように定着ステアリングローラ２６の端部を変位させ、ローラを傾斜させる。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、図７（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、ローラの傾斜を大きくする。この状態であっても左側第２センサＳＬ２のオフ状態が所定時間（ここでは１０秒間）継続された場合は、定着ベルト２７が左側に寄り切ったと判断し、定着ベルト２７の破損防止のため定着ベルト２７を駆動する定着駆動ローラ２４の動作を停止させる。さらに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。この定着ベルトの左端の移動範囲を、正常範囲５１より幅方向外側の左寄り異常範囲５２（図７（ｂ）参照）と表記する。

また、定着ベルト２７が右側に寄り移動して、図７（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、制御回路部１００は定着ベルト２７が右側に寄り過ぎたと判断する。そして、後述するベルト寄り制御機構１０６を作動させて定着ベルト２７を逆の左側に戻し移動させる方向に定着ステアリングローラ２６の端部を変位させ、ローラを傾斜させる。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、図７（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、定着ステアリングローラ２６の変位を更に増大させ、ローラの傾斜を大きくする。この状態であっても右側第２センサＳＲ２のオフ状態が所定時間（ここでは１０秒間）継続された場合は、定着ベルト２７が右側に寄り切ったと判断し、定着ベルト２７の破損防止のため定着ベルト２７を駆動する定着駆動ローラ２４の動作を停止させる。さらに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。この定着ベルトの右端の移動範囲を、正常範囲５１より幅方向外側の右寄り異常範囲５３（図７（ｂ）参照）と表記する。

次に、図６で述べたベルト寄り検出とベルト寄り補正制御について、図１０を用いてＣＰＵ１００の制御判断フローを詳細に説明する。

図８は、ベルト位置検出センサのオン・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ローラの駆動パルスと、制御に使用するベルト位置ラベルの対応について表した表（テーブル）である。

図８で表しているステアリング量は、定着ベルトユニット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とれているステアリングローラ２６の位置を基準とする。ただし、実際の定着ベルトユニットはユニットの部品や組み立て時の僅かなばらつきがあるため、均衡がとれる位置はユニットにより異なる。そこで、後述する図１１で計測したベルト往復移動に要する時間Ｔｒｅｆ１，Ｔｒｅｆ２を用いて左右のベルト移動時間のばらつきを補正する傾き補正パルス（アライメント初期位置）Ｐ_ＨＰを以下の計算式（式１）で求める。

ステアリングローラは後述するホームポジションセンサ（不図示）によってホームポジション位置が検出され、そのホームポジション位置から傾き補正パルス（アライメント初期位置）Ｐ_ＨＰ分移動させた位置が、ステアリングローラの基準位置となる。この基準位置は、ベルトを平衡状態に維持するための基準となる位置である。なお、以下の計算式において、Ｔはベルトの蛇行を解消するためのステアリングローラの最大ステアリング量（駆動パルス数）であり、ここでは６８０を例示している。

Ｐ_ＨＰ＝Ｔ×（Ｔｒｅｆ１−Ｔｒｅｆ２）÷（Ｔｒｅｆ１＋Ｔｒｅｆ２）

上記計算式（式１）によって求められる傾き補正パルスＰ_ＨＰに後述する微調整分のαを加算した値が、ベルトの蛇行解消後に、ベルトの左右蛇行のバランスが崩れない平衡角度にステアリングローラを戻すステアリング量（駆動パルス数）である。すなわち、ステアリングローラの平衡位置となる。

特に図示しないが、左右のベルト蛇行時間が著しく異なると、Ｐ_ＨＰの値は大きくなるが、所定パルス（２００パルス）以上になる場合は、定着装置に何らかの異常が発生していると判断し、操作者に定着装置の点検を促すメッセージを表示する。

また、Ｐ_ＨＰは定着装置及び定着装置と画像形成装置本体の設置関係から発生するアライメントの狂いを補正するものであるため、蛇行解消モード及び平衡維持モードのいずれの動作モードにおいてもステアリングパルスをＰ_ＨＰにより補正している。

図示しないが、ステアリングローラ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、図３の定着装置の上下各ベルトに装着されている。図８で表している各ステアリング量は、前記ホームポジションセンサ（不図示）がオンしてからステアリングローラ駆動モータ（図４のモータ６０）を駆動するステップ数を示している。このステップ数が正の数の場合はベルトが右側に動く方向にステアリングローラを移動し、ステップ数が負の数の場合はベルトが左側に動く方向にステアリングローラを移動する。

図８において、全てのセンサが０（オン）である時は、ベルトが幅方向の所定の範囲である中央ゾーン（図７（ｂ）に示す寄り正常範囲５１）にいる。後述する様に、中央ゾーンの中の中央にベルトが移動したタイミングで、ベルトが平衡位置（平衡角度）になる様にステアリングローラを移動する。この時のステアリングローラのステアリング量が、前述した計算式によって算出された傾き補正パルスＰ_ＨＰに後述する微調整分のαを加算したものである。また、この時のステアリングローラの姿勢が平衡位置であり、ポジションラベルはＣＴとしている。

同様に、ベルトが左側１段階目にいる（ＳＬ１＝１かつＳＬ２＝０）時のステアリング量（蛇行解消位置）は３４０＋Ｐ_ＨＰパルスで、ポジションラベルはＬ１となる。３４０＋Ｐ_ＨＰパルスは、ベルトが左側１段階目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の姿勢を傾けている。

同様に、ベルトが左側２段階目にいる（ＳＬ１＝１かつＳＬ２＝１）時のステアリング量（蛇行解消位置）は６８０＋Ｐ_ＨＰパルスで、ポジションラベルはＬ２となる。６８０＋Ｐ_ＨＰパルスは、ベルトが左側２段階目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の姿勢を傾けている。

同様に、ベルトが右側１段階目にいる（ＳＲ１＝１かつＳＲ２＝０）時のステアリング量（蛇行解消位置）は−３４０＋Ｐ_ＨＰパルスで、ポジションラベルはＲ１となる。−３４０＋Ｐ_ＨＰパルスは、ベルトが右側１段階目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の姿勢を傾けている。

同様に、ベルトが右側２段階目にいる（ＳＲ１＝１かつＳＲ２＝１）時のステアリング量（蛇行解消位置）は−６８０＋Ｐ_ＨＰパルスで、ポジションラベルはＲ２となる。−６８０＋Ｐ_ＨＰパルスは、ベルトが右側２段階目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の姿勢を傾けている。

図９は、ベルト蛇行補正制御について説明したフローチャートである。図９のステップＳ２０１は、ＣＰＵ１００がインターバルタイマによって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、ベルト位置検出センサの状態を検出し、後述する図８のテーブルから相当するベルト位置のラベルを求めてＰｏｓＮｏｗに代入する。同時に、ベルト位置に応じたステアリングパルス（ステアリング量）Ｐｓｔａｉｒを求める。

次にステップＳ２０４ではＰｏｓＮｏｗとＰｏｓＯｌｄを比較する。ここで、同じであればベルト位置が変わっていないので、ステアリングローラの操作は不要であり、ステップＳ２１０へ移行する。一方、ベルト位置が変わっていればステップＳ２０５に進み、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、既にベルト位置がＬ２もしくはＲ２であった場合は、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ローラのステアリング量をＬ２もしくはＲ２の時のまま維持する。

次にステップＳ２０６で現在のベルト位置が中央（ＰｏｓＮｏｗ＝ＣＴ）であるならばステップＳ２０７に進み、ステップＳ２０７にてステアリングローラを平衡位置（平衡角度）に戻すまでの時間（Ｔｒｅｆ）カウントをスタートする。一方、ステップＳ２０６で現在のベルト位置が中央でないならばステップＳ２０８に進む。この時間Ｔｒｅｆとは、ベルトの蛇行が解消されたことをセンサで検知してから、ステアリングローラの平衡位置への移動を開始するまでの時間のことである。以下、この時間Ｔｒｅｆをベルト平衡戻し時間という。

ステップＳ２０８に進むのは、ベルト位置が中央（ＣＴ）からＬ１もしくはＲ１に移動した場合、Ｌ１もしくはＲ１からＬ２もしくはＲ２に移動した場合のどちらかであり、ベルトが中心から外側に向けた方向に蛇行していることが分かる。従ってベルトの蛇行補正が必要であり、Ｓ２０８で現在のベルト位置に応じたステアリングパルス（Ｐｓｔａｉｒ）分、ステッピングモータ（ステアリングローラ駆動モータ）を駆動させる（蛇行解消モード）。

またステップＳ２０９では、ベルト位置が中央（ＣＴ）からＬ１もしくはＲ１に戻り、尚且つステアリングローラの平衡維持制御をしていたかどうかを判断している。ステアリングローラが平衡維持制御の状態でベルト位置がＬ１もしくはＲ１に戻った場合は、平衡状態の維持が終了したため、ステップＳ６０５にて平衡状態を維持できた時間を算出する。なお、ステップＳ６０５の平衡状態を維持できた時間については、図１４（ｂ）を用いて後述する。

またステップＳ２１０ではステアリングローラを平衡位置に戻す時の微調整分の駆動ステップαを計算している。このステップＳ２１０のα演算アルゴリズムについては、図１３を用いて後述する。

図１０は、ベルト平衡戻し時間（タイマー）Ｔｒｅｆがタイムアップした時のステアリングローラを平衡に戻す制御について述べた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８のテーブルを元に、現在のベルト位置（ＰｏｓＮｏｗ）ラベルを求める。

ステップＳ２２２で現在のベルト位置ＰｏｓＮｏｗがＣＴであるならば、ベルトが中央ゾーン（図７（ｂ）に示す寄り正常範囲５１）にいるために、ステップＳ２２３で基準位置からのステアリング量Ｐｓｔａｉｒに微調整ステアリング量αをセットする。ここで、基準位置とは前述した計算式から求められた傾き補正パルスＰ_ＨＰであり、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（パルス数）である。そのため、ステップＳ２２４ではステアリングローラを一旦基準位置に戻す駆動をした後、前述のＰｓｔａｉｒ分だけステッピングモータを駆動させてステアリングローラを平衡位置に戻す。

そして、ステップＳ６０１では、平衡状態を維持できる時間を計測するためのタイマーをスタートさせる。なお、ステップＳ６０１の平衡状態を維持できる時間の測定開始については、図１４（ａ）を用いて後述する。

一方、ステップＳ２２２で現在のベルト位置ＰｏｓＮｏｗがＣＴでないならば、Ｔｒｅｆ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。そのため、ステアリングローラを平衡位置に戻すことを行わずに、図９のステップＳ２０６以降のフローに従って、所望の位置にステアリングローラを移動させる（蛇行解消モード）。

前記微調整ステアリング量αは、ツインベルトでベルトを左右蛇行のバランスが崩れない平衡位置に維持する時の微小調整パルス数である。後述するが、このαを微調整することにより、ベルトを常に最適な平衡位置に維持することができる。

図１１は、ベルト平衡戻し時間（タイマー）Ｔｒｅｆのタイムアップ値を算出するシーケンスについて説明した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算出する。

ステップＳ３０１にて時間Ｔｒｅｆの測定が開始されると、まずベルトが中央にある状態で、ステップＳ３０２で基準位置からＤＬ１パルス分だけステッピングモータを駆動させてステアリングローラを傾ける。ここで、基準位置とは前述した計算式から求められた傾き補正パルスＰ_ＨＰである。ここで、ＤＬ１とはベルトの左への移動時間を計測するための基準傾きパルスであり、ＤＲ１はベルトの右への移動時間を計測するための基準傾きパルスである。また、本実施例ではベルトの傾きとベルトの移動速度の関係は左右で同じ条件であるため、ＤＬ１とＤＲ１は同値である。また、ＤＬ１及びＤＲ１の値は、ベルトがそれぞれＲ２及びＬ２にいる時のステアリング量に等しい。

前述の如くしてステアリングローラを傾けるとベルトが左側へ移動する。そして、ステップＳ３０３でセンサＳＬ１がオフになると、ステップＳ３０４では逆に基準位置からＤＲ１パルス分だけステッピングモータを駆動させてステアリングローラを傾ける。同時に、ベルトがセンサＳＬ１からセンサＳＲ１へ移動する時間（ベルトの幅方向一方から他方への移動時間）Ｔｒｅｆ１の計測を開始する。

前述の如くしてステアリングローラを傾けるとベルトが右側へ移動する。そして、ステップＳ３０５でセンサＳＲ１がオフになると、ステップＳ３０６では時間Ｔｒｅｆ１の計測を終了し、基準位置からＤＬ１パルス分だけステッピングモータを駆動させてステアリングローラを傾ける。同時に、ベルトがセンサＳＲ１からセンサＳＬ１へ移動する時間（ベルトの幅方向他方から一方への移動時間）Ｔｒｅｆ２の計測を開始する。

前述の如くしてステアリングローラを傾けると再びベルトが左側へ移動する。そして、ステップＳ３０７でセンサＳＬ１がオフになると、ステップＳ３０８では時間Ｔｒｅｆ２の計測を終了する。

そして、ステップＳ３０９では、計測した時間Ｔｒｅｆ１と時間Ｔｒｅｆ２の平均時間を算出し、Ｓ３１０で時間Ｔｒｅｆとしている。なお、図示していないが、前述の時間の計測後は、ベルトを平衡位置へ戻す。

ここでは図示しないが、時間Ｔｒｅｆの求め方は、Ｔｒｅｆ１とＴｒｅｆ２を平均して求めた時間を代入する他、例えばＴｒｅｆタイマー計測開始前のベルト位置を元にＴｒｅｆ１とＴｒｅｆ２のいずれかを採用する等でも良い。

上述のように、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寄らせる蛇行解消モードと、蛇行が解消された時にはベルトの幅方向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を戻す平衡維持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、実際には、ベルトが左右どちらにも寄らない平衡位置を維持するステアリングローラの平衡角度を見つけることは困難である。なぜならば、定着装置の組み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の影響により、ベルトの左右どちらかへの緩やかな蛇行は常に発生するからである。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最適な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ために、ここでは平衡角度を最適な位置へ微調整する。後述する図１２、図１３では、前述の平衡角度を最適な位置へ微調整するためのαの演算アルゴリズムについて述べている。

また、先に述べたように、ステアリングローラを平衡角度に維持する時間を極力長くするには、ステアリングローラをステアリング角度から平衡角度に傾けるタイミングを、極力ベルトの中央に近い位置で行う事である。これにより、ベルトの蛇行補正開始位置への距離が最も長くなり、ステアリングローラが平衡角度を維持する時間を最も長くすることができる。

ところが、上記ベルト中央位置を検知するためには、ベルトの蛇行を検知するためのベルト位置検出センサＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の他に、ベルト中央を検知するためのセンサが必要である。このため、センサ追加によるコストアップ及びセンサの設置による定着装置の複雑化が課題となっていた。

図１１で述べたステアリングローラを平衡角度に戻すための時間Ｔｒｅｆを求めることにより、ベルト中央位置を検知するセンサが不要になったため、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１２は、図９で説明したステアリングローラを平衡状態に戻す時の基準位置Ｐ_ＨＰからの変位量（パルス数）αを初期化するアルゴリズムについて説明する。

図１２に示すアルゴリズム（ステップＳ４０１以降）は、画像形成装置の電源投入後、もしくはメンテナンス等による定着装置の脱着後に行っている。

ところで連続プリント中の定着ユニットの昇温や画像形成する転写シートの材質により定着ベルトの表面の凹凸は様々な状態になっている。従ってベルトが平衡状態にある時のベルトの片寄り傾向も異なる。従って、プリント終了後も補正したαを保持して次のプリント時に適用すると、かえって平衡制御の収束時間が長くなる場合がある。

そこで、画像形成開始時にαをゼロに初期化（ステップＳ４０３）し、各画像形成ジョブ単位でαを再度求めている。

一方で、前述した傾き補正パルスＰ_ＨＰについては、定着装置の静的なアライメントずれが起因となるベルト寄りの不釣合いを補正するパラメータである。このため、大きなアライメントのずれが生じない限りは、定着装置を新規に画像形成装置本体に取り付けた時（ベルトの初期使用開始時）に計測した補正値（Ｐ_ＨＰ）をバックアップ保持している。

図１３は、図８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述べたフローチャート（図９におけるステップＳ２１０のサブルーチン）である。本フローチャートでは、ベルトが平衡位置にいる状態で、中央ゾーンからラベルＬ１もしくはラベルＲ１に蛇行した頻度を記憶しておき、ベルトを平衡位置に移動する時、頻度の低い方に移動するように平衡位置を補正する。

まず、ステップＳ５０２では、αが２以上で、なおかつベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗ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Ｓ５０３では、αが−２以下で、なおかつベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗ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Ｒ１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にて、図９のステップＳ２０２にて置き換えたベルトの位置ＰｏｓＯｌｄがＣＴである場合には、ベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗが平衡位置からラベルＬ１もしくはラベル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。即ち、ステップＳ５０５にてベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗがラベルＬ１であれば、ステップＳ５０７にてαを一つ減算する（αを右寄り傾向に補正）。一方、ステップＳ５０５にてベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗがラベルＬ１でなく、ステップＳ５０６にてベルトの現在位置ＰｏｓＮｏｗがラベルＲ１であれば、ステップＳ５０８にてαを一つ加算する（αを左寄り傾向に補正）。

前述の如くベルトの平衡位置をαで微調整しても、定着装置の耐久時間が長くなってきた時に、先に説明した設置時に測定するステアリング補正パルスＰ_ＨＰの値が定着装置の現在のアライメント状態と一致しなくなる事がある。積極的にベルト寄りを補正する蛇行解消モードにある時には多少のアライメント不一致は蛇行の解消に影響を与えない。しかし、αの微小な補正を繰り返す平衡維持モードにおいては、平衡制御開始時の平衡性がある程度保たれた状態から微調整を開始しないと、その後のαが収束するまでの時間が長くなり、ベルトを平衡状態に保つ平衡制御の効果が半減してしまう。

図１４は、ベルトを平衡状態に保つ事が出来た時間を測定するためのサブルーチンである。図１４（ａ）は図１０に示すステップＳ６０１のサブルーチンであり、図１４（ｂ）は図９に示すステップＳ６０５のサブルーチンである。

まず図１４（ａ）に示すステップＳ６０１以降のフローでは、ベルトを平衡状態に保つ平衡維持モードを開始した時（ステアリングローラを図８のラベルＣＴに移動させた時）の現在時刻を変数Ｔｆｌａｔ＿ｓに記憶する（ステップＳ６０３）。すなわち、蛇行解消モードから平衡維持モードへ移行した時刻を時間計測の始点としている。この時、ステップＳ６０２において定着装置が加圧中かどうかを判断する。スタンバイ中など定着装置が加圧中でない場合は平衡維持モードを行わないため、現在時刻を記憶しない。

次に図１４（ｂ）に示すステップＳ６０５以降のフローでは、平衡維持モードから蛇行解消モードに切り替わった時（ステアリングローラを図８のラベルＣＴ以外に移動させた時）の現在時刻をＴｆｌａｔ＿ｅに記憶する（ステップＳ６０８）。すなわち、平衡維持モードから再び蛇行解消モードへ戻る時刻を時間計測の終点としている。この時、ステップＳ６０７において定着装置が平衡維持時間の測定を開始してから加圧状態を継続しているかを判断する。ここで、ステップＳ６０２と同様にステップＳ６０６にて定着装置が加圧していない時、もしくはステップＳ６０１で平衡維持時間の測定開始してから複数の印刷ジョブが時間を開けて入る等で一旦離間すると平衡維持時間を正しく測定する事が出来ない。そのため、このような場合は平衡維持時間の計測を中止し、再び平衡維持モードが開始したタイミングでステップＳ６０１から測定開始する。

ここで、定着装置が加圧中（画像形成中）のみ、時間を計測しているのは、ツインベルト定着装置における定着ベルトのアライメントは、離間時と加圧時でバランスが異なるからである。離間時は相互のベルトの蛇行による影響を受けないため、比較的平衡状態を維持しやすい。加圧状態と離間状態をまたがって平衡維持時間を計測すると、正しい平衡維持時間を見つける事が出来ないため、ここでは加圧の間に測定した時間を元に平衡維持時間を計測する。

図１５は、図１４で計測したベルト平衡維持時間を元に、ステアリングローラを平衡位置に戻す時間Ｔｒｅｆの再計測及びステアリングローラを平衡位置に移動させる傾き補正パルスＰ_ＨＰの再計算を行う事を判断するルーチンのフローチャートである。

ステップＳ７０２、Ｓ７０３では、ステップＳ６０３で求めたＴｆｌａｔ＿ｓ及びステップＳ６０８で求めたＴｆｌａｔ＿ｅが更新されたかどうかを判断する。両者とも更新されていると最新のベルト平衡維持時間を計算する事ができる。

ステップＳ７０４では、平衡維持時間の更新が、定着装置交換後の最初の測定であるかを判断する。定着装置交換後の最初の測定であるならば、定着装置の耐久が進む前の初期平衡維持時間であるため、ステップＳ７０５で変数Ｔｆｌａｔ０に平衡維持時間（Ｔｆｌａｔ＿ｅ−Ｔｆｌａｔ＿ｓ）を代入する。また、定着装置交換後の最初の測定でないならば、ステップＳ７０６で変数Ｔｆｌａｔに平衡維持時間（Ｔｆｌａｔ＿ｅ−Ｔｆｌａｔ＿ｓ）を代入する。

ステップＳ７０７では、ベルトが平衡維持モードにとどまる平衡維持時間（Ｔｆｌａｔ）が所定時間（Ｔｆｌａｔ０÷２）より短いか否かを判断する。ここで、所定時間とは、定着装置交換後の最初（ベルトの初期使用開始時）に計測した初期の平衡維持時間に基づいて算出した時間である。Ｔｆｌａｔ＜Ｔｆｌａｔ０÷２であるならば、現在の平衡維持時間が定着装置交換時の初期平衡維持時間と比べて著しく維持時間が短くなっているため、Ｔｒｅｆ及びＰ_ＨＰの再計算が必要であると判断する（ステップＳ７０９）。一方、現在の平衡維持時間が定着装置交換時の初期平衡維持時間と比べて著しく維持時間が短くなっていない場合は、Ｔｒｅｆ及びＰ_ＨＰの再計算は必要ではないと判断する（ステップＳ７０８）。

図１６は、画像形成装置に新たな定着装置を装着した時（ベルトの初期使用開始時）のベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの計測及びステアリングローラを平衡位置に移動させる傾き補正パルスＰ_ＨＰの算出タイミングについて説明した動作フローチャートである。

ステップＳ８０１で新たな定着装置を画像形成装置に装着すると、ステップＳ３０１（図１１参照）のＴｒｅｆ測定ルーチンによりベルトの寄り時間（アライメント測定）を行い、上記計算式１を用いて傾き補正パルスＰ_ＨＰを算出する（ステップＳ８０２）。

続いて、画像形成装置は定着装置及び装置本体のウォームアップ動作を行い、同時に画像濃度等の自動調整（ステップＳ８０３）を行い、スタンバイ状態（ステップＳ８０４）に遷移する。

次にステップＳ８０５で画像形成動作がスタートすると、図１５で説明したアライメント再測定判断ルーチン（ステップＳ７０１）を実行する。画像形動作が終了すると、再びスタンバイ状態（ステップＳ８０４）に遷移する。

図１７は、図１５のステップＳ７０１以降のフローでＰ_ＨＰの再計測が必要であると判断された場合のベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再計測実行タイミングについて説明したフローチャートである。ここでは、画像形成装置の電源投入時に行われる画像濃度調整及び定着装置の加熱と並行してベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再測定を実施する。なお、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆを再測定することでベルトの往復移動時間Ｔｒｅｆ１，Ｔｒｅｆ２が求められるため、前述した計算式１によりステアリングローラの初期位置Ｐ_ＨＰの再計測することができる。

まずステップＳ９０２で定着装置の加熱を開始する。図示しないが定着装置は表面温度がある一定の温度（ここでは２００℃）になると、記録材上のトナー像を定着可能な温度（画像を加熱可能な温度）になる。次にステップＳ９０３では画像濃度調整を開始する。

次にステップＳ９０４でベルト平衡戻し時間の再計測が必要であるかを判断する。ここでの判断は、図１５又は図１９にてなされた判断である。ステップＳ９０４で再計測が必要であると判断した場合、画像濃度調整に要する予測時間を積算し、ベルト平衡戻し時間の再計測動作に必要な時間（ここでは３０秒）よりも長いかどうかを判断する（ステップＳ９０５）。長い場合は更にステップＳ９０６で定着装置の温度が所定温度（ここで１５０℃）以上かどうかを判断する。この所定温度とは、再計測終了時に定着装置が定着可能な温度になる温度である。定着装置の温度が所定温度以上になると、ステップＳ３０１（図１１参照）でベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆを再測定する。画像濃度調整が終了し、かつベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再測定が終了し、なおかつ定着装置の表面温度が定着可能な温度（前述の２００℃）に到達すると画像形成装置は画像形成可能となる（ステップＳ９０７）。

このとき、画像濃度調整中に並行してベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再計測を行う事により、操作者の待ち時間を増やさずに調整を実施する事ができる。また、画像濃度調整に要する予測時間が所定時間（ここでは３０秒）に満たない場合は、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再計測は行わない。また、ステップＳ９０６で定着装置の温度が所定温度（１５０℃）に達してからベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再計測を行うのは、定着装置の加熱状態ができるだけスタンバイや印刷中の温度に近い温度で計測を行う事により、定着装置の熱膨張によるアライメントが一時的にずれた状態で計測を行わないようにするためである。また特に図示しないが、スタンバイ中に画像濃度調整を行う画像形成装置であれば、前記画像濃度調整中にベルト平衡戻し時間の再計測を行うと、ベルト平衡戻し時間の計測精度がより正確になる。また、定着装置を交換した時も同様にウォームアップ動作が入り、尚且つ定着ベルトの温度が下がっているために、前述したベルト平衡戻し時間の再計測が行われる事は自明である。一方、画像形成途中に画像濃度調整が入る場合は、並行してベルト平衡戻し時間の再計測を行わない。なぜならば、画像形成中断直後は定着装置の温度がオーバーシュートしているため、熱膨張により本来のベルト寄り時間を計測できないからである。ここでいうオーバーシュートとは、画像濃度調整開始直後は、通紙のために定着器が発した熱を吸収する媒体がないため、一時的に定着ユニットの部材温度が上昇する事を示している。

この様に、ベルトを平衡状態に維持するためのステアリングローラの平衡角度（Ｐ_ＨＰ＋α）を、αで微調整するだけでなく、所定の条件でＰ_ＨＰを再測定する。これにより、経年変化等で定着ユニット（或いは加圧ユニット）のアライメントが変化した場合であっても、ベルトを安定して平衡位置に維持することができる。

また、定着装置の経年劣化等によるアライメントの狂いに対しても、操作者に待ち時間を強要することなく、自動的にベルトの蛇行補正を行うことができる。

また、速やかにベルトの平衡制御を収束させることができるので、ステアリングローラ駆動モータへの駆動頻度が最小限となり、消費電力の低減、モータ駆動による稼動音の低減等、ユーザビリティ上も有利である。

また、ベルトが耐久が進んだ状態でも安定して平衡制御をするため、蛇行を補正する頻度が常に少なくなり、加圧した状態で頻繁にベルトが蛇行することによるベルトの劣化を著しく改善することが可能になる。

〔第２実施形態〕
第１実施形態ではベルトアライメントの狂いをベルトが平衡位置に維持される時間を元に判断したが、第２実施形態では平衡位置の微調整が収束するまでに要した時間（微調整が完了するまでの微調整完了時間）を元に判断する。

ベルトのアライメントが狂っていると、第１実施形態で説明した通り、ベルトを平衡位置に維持できる時間が短くなると同時に、図１３で説明した平衡位置の微調整が収束するまでの時間が長くなってしまう。そこで第２実施形態では、ベルトの平衡位置の微調整が収束する時間（微調整完了時間）が、所定時間と比べて長くなった時に、Ｔｒｅｆ及びＰ_ＨＰの再計算が必要であると判断し、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの再計測を行う。ここで、所定時間とは、新たな定着装置を画像形成装置に装着した時（ベルトの初期使用開始時）に計測した初期の微調整完了時間に基づいて算出した時間である。

第２実施形態における画像形成装置は図１〜図１３及び図１６〜図１７において第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。以下、図１８及び図１９を用いて本実施形態について詳しく説明する。

図１８は、平衡位置の微調整完了時間を計測するフローチャートである。ステップＳ１００１で画像形成を開始すると、ベルトの蛇行を補正し平衡を維持する平衡制御の開始タイミングをステップＳ１００２で監視する。平衡制御を開始すると、ステップＳ１００３で現在の時刻（平衡制御を開始した時刻）を変数Ｔｂａｌａｎｃｅ＿ｓに記憶する。平衡位置の微調整はベルト加圧中のみ行っているため、ステップＳ１００５で画像形成動作が終了すると、ステップＳ１００４でサンプリングを中止してＴｂａｌａｎｃｅ＿ｓをリセットする。ステップＳ１００５で画像形成中であるならば、ステップＳ１００６で平衡位置補正パルスαの微調整が完了したかを判断する。ここでいうα微調整の完了とは、図１３のＳ５０２もしくはＳ５０３が“はい”の場合である。平衡位置補正パルスαの微調整が完了した場合（Ｓ１００６）、ステップＳ１００７で変数Ｔｂａｌａｎｃｅ＿ｅに現在時刻（平衡位置の微調整が完了した時刻）を記憶する。すなわち、連続画像形成開始後最初に平衡点への移動を開始した時刻とαが収束するまでに要した時刻を計測し、それぞれＴｂａｌａｎｃｅ＿ｓとＴｂａｌａｎｃｅ＿ｅへと格納しているのである。

図１９は、図１８で記憶した微調整完了時間を元に、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆ及び傾き補正パルス（初期位置）Ｐ_ＨＰの再計測が必要かどうかを判断するサブルーチンである。ステップＳ１１０２及びＳ１１０３では微調整完了時間を算出するための時刻Ｔｂａｌａｎｃｅ＿ｓ及びＴｂａｌａｎｃｅ＿ｅが更新されたかどうかを判断している。いずれも更新されているとステップＳ１１０４で定着装置の交換後、最初の更新かどうかを判断する。最初の更新であるならば、ステップＳ１１０５で初期の微調整完了時間として変数Ｔｂａｌａｎｃｅ０に時間差を記憶する。一方、定着装置交換後の最初の更新ではないならば、ステップＳ１００６で変数Ｔｂａｌａｎｃｅに時間差を記憶する。その後、ステップＳ１１０７でＴｂａｌａｎｃｅとＴｂａｌａｎｃｅ０を比較する（Ｔｂａｌａｎｃｅ＞Ｔｂａｌａｎｃｅ０×２）。即ち、現在の微調整完了時間が初期の微調整完了時間に比べて２倍以上の時間を要しているならば、ステップＳ１１０９でベルト平衡寄り時間Ｔｒｅｆ及び初期位置Ｐ_ＨＰの再測定が必要であると判断する。一方、現在の微調整完了時間が初期の微調整完了時間に比べて２倍以上の時間を要しないならば、ステップＳ１１０８でベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆ及び初期位置Ｐ_ＨＰの再測定は不要であると判断する。

このように構成しても、前述した実施形態と同様に、経時変化等によりベルトのアライメントがずれた場合であっても、ベルトを安定して平衡位置に維持することができる。

〔他の実施形態〕
第１実施形態ではベルトアライメントの狂いをベルトが平衡位置に維持される時間を元に判断し、第２実施形態では平衡位置の微調整が完了するまでに要した時間を元に判断したが、これらを組み合わせても良い。

即ち、ベルトを所定の範囲（図７（ｂ）に示す範囲５１）内に維持する平衡維持時間、及びステアリングローラの平衡位置の微調整が完了するまでの微調整完了時間を計測する。そして、計測した現在の平衡維持時間が、予め設定された所定時間より短い時は、もしくは計測した現在の微調整完了時間が、予め設定された所定時間より長い時は、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆ及びステアリングローラの初期位置Ｐ_ＨＰを再計測する。これにより、更に確実にベルトを安定して平衡位置に維持することができる。

また第１及び第２実施形態では、ステアリング補正パルスＰ_ＨＰはベルトの加圧状態と離間状態で共通であったが、ベルトの加圧状態と離間状態ではアライメント特性が異なる場合がある。そのため、ステアリング補正パルスＰ_ＨＰを加圧状態と離間状態別々に持ち、それぞれの状態に応じたステアリング補正パルスＰ_ＨＰを適用するようにしても良い。これにより、どちらの状態でもベルトの片寄りを効果的に補正することができる。

前述の場合、図１１に示したベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの測定モードを、加圧時と離間時の両方行うわけだが、ツインベルト定着装置において加圧時のベルト平衡戻し時間測定モードを行うと、加圧状態で長時間ベルトを回転させることとなる。このため、加圧ベルトの温度が通常の画像形成状態よりも昇温してしまい、図１７で加圧時のベルト平衡戻し時間の測定モードを行った直後に画像形成動作を行うと、紙しわやカール等の記録材の出力品位を損ねる場合がある。

そこで、ベルト平衡戻し時間Ｔｒｅｆの測定モードを加圧状態と離間状態の両方で行う場合は、必ず加圧状態でのベルト平衡戻し時間の測定を先に実施する。これにより、続く離間状態でのベルト平衡戻し時間の測定の間に加圧ベルトの昇温を下げることが可能になる。

また前述した実施形態では、画像形成部を４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置として複写機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えばプリンタ、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるベルト搬送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

本発明は、エンドレス状のベルトを懸架して回転させる構成のベルト搬送装置全般において、その回転方向と直交する幅方向に生じるベルトの寄りを補正する制御を行う必要がある装置に対して適用可能である。

定着装置の断面図である。 画像形成装置の模式断面図である。 定着装置の断面図である。 定着装置の斜視図である。 定着ベルトの蛇行補正方法を説明する斜視図である。 定着装置の制御回路のブロック図である。 ベルトの幅方向の位置とベルト寄り検知センサの関係を示す説明図である。 ベルト寄り検知センサの状態とベルトの蛇行補正するためのステアリング量について説明した表図である。 ベルト蛇行補正制御について説明したフローチャートである。 平衡制御位置移動制御に関して説明したフローチャートである。 平衡制御移行時間決定方法に関して説明した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について説明した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について説明したフローチャートである。 第１実施形態における平衡維持時間を測定するサブルーチンについて説明したフローチャートである。 第１実施形態におけるベルト平衡寄り時間の再測定の要否を判定するサブルーチンについて説明したフローチャートである。 定着装置を画像形成装置に装着した時の制御フローについて説明したフローチャートである ベルト平衡寄り時間の再測定実施タイミングについて説明したフローチャートである。 第２実施形態における微調整完了時間を測定するサブルーチンについて説明したフローチャートである 第２実施形態におけるベルト平衡寄り時間の再測定の要否を判定するサブルーチンについて説明したフローチャートである。

符号の説明

Ｐ …記録材
ＵＣ，ＵＫ，ＵＭ，ＵＹ …画像形成部
１２ …ベルト定着装置
２１ …定着ベルトユニット
２４ …駆動ローラ
２６ …ステアリングローラ
２７ …定着ベルト
２８ …加圧パッド
２９ …誘導加熱コイル
３１ …加圧ベルトユニット
３２ …加圧ベルト
３３ …駆動ローラ
３４ …ステアリングローラ
３８ …加圧パッド
４３ …着脱軸
６０ …ステアリング制御ステッピングモータ
６５ …検知センサユニット
６６ …検知センサユニット
１００ …ＣＰＵ
１０１ …操作部
１０２ …ベルト着脱機構
１０３ …定着ベルト駆動ローラ駆動機構
１０４ …加圧ベルト駆動ローラ駆動機構
１０５ …ヒータ給電回路部
１０６ …ベルト寄り制御機構

Claims (14)

1. エンドレス状のベルトと、前記ベルトを懸架して回転させる複数の懸架部材と、前記ベルトが回転方向と直交する幅方向の所定の範囲から外れた位置に移動した場合に前記ベルトを前記所定の範囲内に戻すように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に蛇行解消位置にする蛇行解消モードと、前記所定の範囲内に戻されたベルトを前記所定の範囲内に維持するように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に平衡位置にする平衡維持モードの２つのモードを組み合わせた前記ベルトの幅方向への寄り移動を補正する制御を行う制御部と、を有するベルト搬送装置であって、
   前記制御部は、前記ベルトを前記所定の範囲内に維持する際の基準となる前記懸架部材の初期位置を前記ベルトの初期使用開始時に計測すると共に、
   前記蛇行解消モードから前記平衡維持モードへ変化した時刻から、前記平衡維持モードから前記蛇行解消モードへ変化した時刻までの、前記ベルトの平衡維持時間を計測して、前記計測した平衡維持時間が、予め設定された所定時間より短い時は、前記懸架部材の初期位置を再計測することを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記懸架部材の初期位置は、前記ベルトの幅方向一方から他方への移動時間と他方から一方への移動時間の比から求めてい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. 前記所定時間は、前記ベルトの初期使用開始時に計測した初期の平衡維持時間に基づいて算出した時間であることを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
4. エンドレス状のベルトと、前記ベルトを懸架して回転させる複数の懸架部材と、前記ベルトが回転方向と直交する幅方向の所定の範囲から外れた位置に移動した場合に前記ベルトを前記所定の範囲内に戻すように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に蛇行解消位置にする蛇行解消モードと、前記所定の範囲内に戻されたベルトを前記所定の範囲内に維持するように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に平衡位置にする平衡維持モードの２つのモードを組み合わせた前記ベルトの幅方向への寄り移動を補正する制御を行う制御部と、を有するベルト搬送装置であって、
   前記制御部は、前記ベルトを前記所定の範囲内に維持する際の基準となる前記懸架部材の初期位置を前記ベルトの初期使用開始時に計測すると共に、前記ベルトが前記所定の範囲内に維持されるよう前記懸架部材の平衡位置を微調整し、
   前記蛇行解消モードから前記平衡維持モードへ変化した時刻から、前記平衡維持モードの微調整が完了するまでの、前記懸架部材の微調整完了時間を計測して、前記計測した微調整完了時間が、予め設定された所定時間より長い時は、前記懸架部材の初期位置を再計測することを特徴とするベルト搬送装置。
5. 前記懸架部材の初期位置は、前記ベルトの幅方向一方から他方への移動時間と他方から一方への移動時間の比から求めていることを特徴とする請求項４に記載のベルト搬送装置。
6. 前記所定時間は、前記ベルトの初期使用開始時に計測した初期の微調整完了時間に基づいて算出した時間であることを特徴とする請求項４に記載のベルト搬送装置。
7. エンドレス状のベルトと、前記ベルトを懸架して回転させる複数の懸架部材と、前記ベルトが回転方向と直交する幅方向の所定の範囲から外れた位置に移動した場合に前記ベルトを前記所定の範囲内に戻すように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に蛇行解消位置にする蛇行解消モードと、前記所定の範囲内に戻されたベルトを前記所定の範囲内に維持するように前記懸架部材の姿勢を初期位置を基準に平衡位置にする平衡維持モードの２つのモードを組み合わせた前記ベルトの幅方向への寄り移動を補正する制御を行う制御部と、を有するベルト搬送装置であって、
   前記制御部は、前記ベルトを前記所定の範囲内に維持する際の基準となる前記懸架部材の初期位置を前記ベルトの初期使用開始時に計測すると共に、前記ベルトが前記所定の範囲内に維持されるよう前記懸架部材の平衡位置を微調整し、
   前記蛇行解消モードから前記平衡維持モードへ変化した時刻から、前記平衡維持モードから前記蛇行解消モードへ変化した時刻までの、前記ベルトの平衡維持時間、及び前記蛇行解消モードから前記平衡維持モードへ変化した時刻から、前記平衡維持モードの微調整が完了するまでの、前記懸架部材の微調整完了時間を計測して、
   前記計測した平衡維持時間が、予め設定された所定時間より短い時は、もしくは前記計測した微調整完了時間が、予め設定された所定時間より長い時は、前記懸架部材の初期位置を再計測することを特徴とするベルト搬送装置。
8. 前記懸架部材の初期位置は、前記ベルトの幅方向一方から他方への移動時間と他方から一方への移動時間の比から求めていることを特徴とする請求項７に記載のベルト搬送装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のベルト搬送装置を有し、前記ベルトを互いに圧接して形成したニップ部にて記録材上の画像を加熱することを特徴とする画像加熱装置。
10. 記録材に画像を形成する画像形成部と、記録材上の画像を加熱する画像加熱装置と、を有する画像形成装置であって、
    前記画像加熱装置として、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のベルト搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。
11. 前記平衡維持時間の計測は画像形成中に実施され、画像形成動作が終了もしくは中断したときには平衡維持時間の計測を中止することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記懸架部材の初期位置の再計測は、画像濃度調整中に実施することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 前記懸架部材の初期位置の再計測は、更に前記画像加熱装置におけるベルトの表面温度が所定温度以上で開始することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記所定温度は、前記懸架部材の初期位置の再計測終了時に画像加熱装置が加熱可能な温度になる温度であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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