JP2006225130A - 無端ベルト駆動装置及びそれを用いた定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無端ベルト駆動装置において、ベルトの蛇行を防止し長寿命化を図る。
【解決手段】 ローラ３を回転自在に支持する第１シャーシ１と、ローラ４を支持する第２シャーシ２とを、横板２２の略中央部に形成された孔２３と横板１２の長孔１３１とを重ね合わせて、横板２２の側からボルト６１を孔２３と長孔１３１とを貫くように挿通させ、横板１２の長孔１３１から突出したボルト６１の先端部分にナット６２を螺嵌し、ボルト６１を中心に揺動可能に連結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は無端ベルト駆動装置に関し、より詳細にはベルトの蛇行を防止する無端ベルト駆動装置に関するものである。

複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の画像形成装置では、感光体の周面に帯電させたトナー像を用紙に転写した後、定着装置においてこのトナー像を加熱・加圧して用紙に溶融定着させている。

図８に定着装置の要部構成図を示す。この定着装置は、無端ベルト（以下、単に「ベルト」と記すことがある）５を用いた定着装置である。棒状のハロゲンヒータＨを軸方向に内設した加熱ローラ６とベルトローラ７との間にベルト５が張架され、加圧ローラ８はベルトローラ７とベルト５を介して圧接している。

ハロゲンヒータＨによって加熱ローラ６は所定温度に加熱される。そして、加熱ローラ６と接触するベルト５に熱が伝達され、そして加熱されたベルト５が回転してベルトローラ７と加圧ローラ８とのニップ部に至り、ここで用紙Ｐを加熱・加圧して用紙Ｐ上のトナーＴによる像を溶融定着させる。

このような定着装置では、ベルト５は、駆動するベルトローラ７との摩擦によって回転するが、加熱ローラ６やベルトローラ７の取付位置精度が充分でなかったり、これらのローラに対する荷重分布が一様でなかったりした場合に、ベルト５が蛇行することがあった。このようなベルト５の蛇行は定着に際してトナー像の位置ずれを招くことになり、再生画像に大きな乱れを発生させてしまう。

そこで、ベルト５の蛇行を防ぐため、これまでから種々の提案がなされている。例えば、ベルトの内側の両端部に凸状部分を形成し、この凸状部分をローラの両端部に当接させることによって、ベルトの蛇行を防止する技術が提案されている（例えば特許文献１，２）。
特開２００４−１０９４５４号公報（特許請求の範囲、図３、図４） 特開２００４−１０９６５０号公報（特許請求の範囲、図２、図３）

しかしながら、提案された技術では、凸状部分が形成されたベルトの両端部に継続して力が掛かることによって、凸状部分がベルトから剥離したり、あるいはベルトの両端部に亀裂が生じベルトの寿命が短くなるという不具合の生じるおそれがあった。そしてこのようなベルトの蛇行についての問題は定着装置だけではなく、画像形成装置においては感光体ベルトや転写ベルト、搬送ベルトなどにおいても同様に生じていた。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルトの蛇行を防止でき、しかもベルトの長寿命化が図れる無端ベルト駆動装置を提供することにある。

また本発明の目的は、トナー像の位置ずれが生じることなく、優れた再生画像が得られる定着装置を提供することにある。

本発明者は、回転速度を上げるとこれまで不可避的に生じていたベルトの蛇行を、ベルトに何らの部材を形成することなく抑えられないか鋭意検討を重ね、張架された状態で回転するベルトはテンションの高い側へ移動するというベルトの特性に着目し本発明をなすに至った。すなわち本発明の無端ベルト駆動装置は、回転自在の２本以上のローラ間に無端ベルトを張架してなる無端ベルト駆動装置であって、一方のローラに対して他方のローラが揺動可能に取り付けられていることを特徴とする。

ここで、無端ベルトの蛇行を一層効果的に防止する観点からは、ローラの軸方向の略中央部を中心として前記ローラが揺動するようにするのが好ましい。また前記の両ローラを互いに離間する方向に付勢する付勢部材を、前記のローラの両側端部に設けるのが好ましい。

また本発明によれば、無端ベルト駆動装置を用いた定着装置において、無端ベルト駆動装置として前記記載のものを用いたことを特徴とする定着装置が提供される。

本発明の無端ベルト駆動装置では、一方のローラに対して他方のローラを揺動可能に取り付けたので、無端ベルトが蛇行し始めると蛇行を抑える方向にローラが揺動し、ベルトの蛇行を最小限に抑えることができる。また、新たな部材をベルトに取り付けることがないのでベルトの長寿命化も図れる。

また、ローラの軸方向の略中央部を中心として前記ローラが揺動するようにする、あるいは両ローラを互いに離間する方向に付勢する付勢部材を、前記のローラの両側端部に設けると、無端ベルトの蛇行を一層効果的に防止できる。

また本発明の定着装置では、無端ベルト駆動装置として前記記載のものを用いたので無端ベルトの蛇行が抑えられ、トナー像の位置ずれが生じることなく、優れた再生画像が得られる。

以下、本発明を図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係る無端ベルト駆動装置の一例を示す構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図１の無端ベルト駆動装置は、ローラ３とローラ４とを備え、ローラ３とローラ４との間に張力のかかった状態でベルト５（図１の破線）が掛け渡されている。ローラ３とローラ４とはそれぞれ異なったシャーシ１，２に回転自在に取り付けられている。第１シャーシ１は、ローラ３を回転自在に支持する一対の側板１１ａ，１１ｂと、側板間に接続した横板１２とを備える。横板１２の略中央部には外方へ延出した突部１３が形成され、突部１３の中央部には軸方向に対して垂直方向に長孔１３１が形成されている。

一方、ローラ４を支持する第２シャーシ２は、第１シャーシ１と同様に、ローラ４を回転自在に支持する一対の側板２１ａ，２１ｂと、側板間に接続した横板２２とを備え、横板２２の略中央部には孔２３が形成されている。そして、この孔２３と横板１２の長孔１３１とを重ね合わせて、横板２２の側からボルト６１を孔２３と長孔１３１とを貫くように挿通させ、横板１２の長孔１３１から突出したボルト６１の先端部分にナット６２を螺嵌し、第１シャーシ１と第２シャーシ２とをボルト６１を中心に揺動可能に連結する。このとき、ボルト６１が長孔１３１内を移動できる範囲で、第１シャーシ１と第２シャーシ２とは相対的に移動可能であるから、ローラ３とローラ４とに掛け渡されたベルト５にテンションがかかるように長穴１３１内をボルト６１を移動させて、所定のテンションがかかる所でボルト６１にナット６２を螺嵌させて、第１シャーシ１と第２シャーシ２とを連結する。

図３に示すように、このような構成の無端ベルト駆動装置において、例えばベルト５が右側に移動すると（同図（ａ）→（ｂ））、ベルト５の幅方向長さが、幅方向中央のボルト６１の位置から右側の方が長くなるため、第２シャーシ２はボルト６１を中心として時計方向に揺動する。すると、ベルト５のテンションは、右側が低くなり左側が高くなる。前述のように、回転するベルト５にはテンションの高い側へ移動するという特性があるから、このベルト特性によって、右側へ移動していたベルト５は、今度はテンションの高い左側に移動し始める（同図（ｂ））。そしてまた、ベルト５が左側に移動したことによって第２シャーシ２がボルト６１を中心として反時計回りに揺動し、ベルト５のテンションが左側が低く、右側が高くなると、前記のベルト特性によってベルト５は再び右側へ移動する（同図（ｃ））。ローラ３，４間に張架されたベルト５はこのような小さな蛇行を周期的に繰り返しながら回転を続ける。かかるベルト５の蛇行は、ベルト５がローラ３，４の端部に達するほどの大きな移動にはならないから実使用上は何ら影響もない。

図４は、本発明に係る無端ベルト駆動装置の他の実施形態を示す構成図である。図１に示した装置とこの装置との構成上の相違点は、シャーシ１，２を離間する方向に付勢する押しバネ（付勢部材）Ｓをシャーシ１，２の両端部に取り付けた点にある。すなわち、横板１２及び横板２２のそれぞれの両端部に対向するように当接部１４，２４を垂設し、この当接部１４，２４の間に押しバネＳを介装する。このように押しバネＳを取り付けることによって、ベルト５が軸方向に移動し始めたときに、シャーシ２の急激な揺動が抑えられ、これによりベルト５の急激な移動が抑えられる。また、シャーシ１，２の両端部に取り付けられたこの押しバネＳによって、ベルト５の軸方向のテンション分布がより均一となり、ベルト５の蛇行が生じにくくなる。もちろん、付勢部材としては押しバネの他、板バネなど従来公知のものを使用することができ、またその取付位置も軸方向の両端部の他、中央部であっても構わない。

図５は、本発明に係る無端ベルト駆動装置のさらに他の例を示す構成図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。第１シャーシ１は、ローラ３を回転自在に支持する一対の側板１１ａ，１１ｂと、側板間に接続した底板１５とを備える。底板１５は外方へ延出し、その先端部の幅方向中央には長孔１５１が形成されている。一方、第２シャーシ２は、第１シャーシ１と同様に、ローラ４を回転自在に支持する一対の側板２１ａ，２１ｂと、側板間に接続した底板２５とを備え、底板２５の幅方向略中央部には孔２３が形成されている。そして、この孔２３と底板１５の長孔１５１とを重ね合わせて、底板２５の側からボルト６１を孔２３と長孔１５１とを貫くように挿通させ、底板１５の長孔１５１から突出したボルト６１の先端部分にナット６２を螺嵌し、第１シャーシ１と第２シャーシ２とをボルト６１を中心に揺動可能に連結する。このとき、ボルト６１が長孔１５１内を移動できる範囲で、第１シャーシ１と第２シャーシ２とは相対的に移動可能であるから、ローラ３とローラ４とに掛け渡されたベルト５にテンションがかかるように長穴１５１内をボルト６１を移動させて、所定のテンションがかかる所でボルト６１にナット６２を螺嵌させて、第１シャーシ１と第２シャーシ２とを連結する。

この実施形態の装置が、図１の装置と構造上相違する点は、第１シャーシ１と第２シャーシ２との連結位置が、図５においてローラ４の回転軸の略中央部で且つローラ４の下側にあるという点である。第１シャーシ１に対して第２シャーシ２が、ローラ４の下側位置するボルト６１を中心として揺動するので、外力によるシャーシ２の歪みが抑えられシャーシ２が安定して揺動する。

また図７に示すように、シャーシ１，２を離間する方向に付勢する押しバネＳをシャーシ１，２の両端部に取り付けてもよい。前記と同様に、これにより、ベルト５が軸方向に移動し始めたときに、シャーシ２の急激な揺動が抑えられ、これによりベルト５の急激な移動が抑えられる。また、シャーシ１，２の両端部に取り付けられたこの押しバネＳによって、ベルト５の軸方向のテンション分布がより均一となり、ベルト５の蛇行が生じにくくなる。

本発明の無端ベルト駆動装置は、図８に示す定着装置に用いることができる。この場合、使用するベルトとしては、主にポリイミドなどの耐熱性の樹脂フィルムから基体が形成され、その上に弾性層としてのシリコーンゴムが形成されたものが好ましく、シリコーンゴム上にＰＴＦＥやＰＦＡなどの離型層を被覆したものがより好ましい。

本発明の無端ベルト駆動装置は定着装置の他、感光体ベルトや用紙搬送ベルト、中間転写ベルトを用いた装置などにも当然ながら用いることができる。

本発明に係る無端ベルト駆動装置の一例を示す構成図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の無端ベルト駆動装置の駆動状態を示す説明図である。 本発明に係る無端ベルト駆動装置の他の示す構成図である。 本発明に係る無端ベルト駆動装置の他の示す構成図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係る無端ベルト駆動装置の他の示す構成図である。 ベルト方式の定着装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ 第１シャーシ
２ 第２シャーシ
３ ローラ
４ ローラ
５ ベルト（無端ベルト）
６ 加熱ローラ
７ ベルトローラ
８ 加圧ローラ
Ｈ ハロゲンヒータ
Ｓ 押しバネ（付勢部材）
１１ａ，１１ｂ 側板
１２ 横板
１３ 突部
１４ 延出板
２１ａ，２１ｂ 側板
２２ 横板
２３ 孔
２４ 底板
６１ ボルト
６２ ナット
１３１，１５１ 長孔

Claims (4)

1. 回転自在の２本以上のローラ間に無端ベルトを張架してなる無端ベルト駆動装置において、
   一方のローラに対して他方のローラが揺動可能に取り付けられていることを特徴とする無端ベルト駆動装置。
2. ローラの軸方向の略中央部を中心として前記ローラが揺動する請求項１記載の無端ベルト駆動装置。
3. 前記の両ローラを互いに離間する方向に付勢する付勢部材を、前記のローラの両側端部に設けた請求項１又は２記載の無端ベルト駆動装置。
4. 無端ベルト駆動装置を用いた定着装置において、
   無端ベルト駆動装置として請求項１〜３のいずれかに記載のものを用いたことを特徴とする定着装置。

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