JP2013164462A - ベルト装置及び定着装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ベルトの回転軸線の方向における端部の規制部材との接触による浮き上がりを効果的に防止できるだけでなく、ベルトの端部の損傷を抑制できるベルト装置及び定着装置並びにそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のローラ171,172と、複数のローラ171,172に巻き掛けられて該ローラ171,172の回転軸線α1,α2回りの回転により周回りに回転する無端状のベルト173と、ベルト173の移動を規制する規制部材175とを備えたベルト装置17は、ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における少なくとも一方の端部の規制部材175,175との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部180を備え、浮き上がり防止部180は、ベルト173に接触しつつ回転してベルト173の浮き上がりを防止する回転部材181(181x,181y)を備えている。
【選択図】図3
【解決手段】複数のローラ171,172と、複数のローラ171,172に巻き掛けられて該ローラ171,172の回転軸線α1,α2回りの回転により周回りに回転する無端状のベルト173と、ベルト173の移動を規制する規制部材175とを備えたベルト装置17は、ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における少なくとも一方の端部の規制部材175,175との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部180を備え、浮き上がり防止部180は、ベルト173に接触しつつ回転してベルト173の浮き上がりを防止する回転部材181(181x,181y)を備えている。
【選択図】図3
Description
本発明は、ベルト装置及び定着装置、例えば、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に適用できるベルト装置及び定着装置並びにそれを備えた画像形成装置に関する。
ベルト装置は、複数のローラと、複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状のベルトとを備えた構成とされている。このようなベルト装置は、例えば、画像形成装置において、ベルト装置として、定着ベルトを用いて記録シートに形成されたトナー像を定着する定着装置に適用したり、搬送ベルトを用いて原稿や用紙等のシートを搬送するシート搬送装置に適用したり、現像剤担持体ベルトを用いて現像剤を担持する現像装置に適用したり、或いは、感光体ベルトを用いてトナー像を担持する作像装置に適用したりする。
かかるベルト装置においては、ベルトの周回りの回転に伴ってベルトが回転軸線の方向へ移動(蛇行や片寄りが発生)することがある。
これに対して、従来のベルト装置において、ローラの回転軸線の方向における端部に、ベルトの周回りの回転に伴う回転軸線の方向へのベルトの移動を規制するカラーやフランジなどの規制部材を設けることがある。
ところが、かかる規制部材を備えたベルト装置においては、ベルトの回転軸線の方向における端部が規制部材に接触すると、ベルトの端部が浮き上がり(例えば、規制部材に沿ってローラの径方向における外方へラッパ状に広がり)、その結果、ベルトの端部が損傷するという不都合がある。
この点に関し、特許文献1には、ベルトの蛇行及び外径を規制する一対の規制部材を設けた構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、一対の規制部材によりベルトの外径を規制することで、ベルトの端部の規制部材との接触による浮き上がりを防止できたとしても、ベルトの端部の表面とベルトの外径を規制する規制部材との摩擦力により、ベルトの端部が損傷することがある。
そこで、本発明は、ベルトの回転軸線の方向における端部の規制部材との接触による浮き上がりを効果的に防止できるだけでなく、ベルトの端部の損傷を抑制できるベルト装置及び定着装置並びにそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために、次のベルト装置及び定着装置並びに画像形成装置を提供する。
(1)ベルト装置
複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状のベルトと、前記複数のローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えたベルト装置であって、前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とするベルト装置。
複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状のベルトと、前記複数のローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えたベルト装置であって、前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とするベルト装置。
(2)定着装置
定着ローラ及び加熱ローラを含む複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状の定着ベルトであるベルトと、前記ベルトを介してニップを形成するように前記定着ローラに向けて押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラを加熱する熱源と、前記定着ローラ及び前記加熱ローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えた定着装置であって、前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とする定着装置。
定着ローラ及び加熱ローラを含む複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状の定着ベルトであるベルトと、前記ベルトを介してニップを形成するように前記定着ローラに向けて押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラを加熱する熱源と、前記定着ローラ及び前記加熱ローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えた定着装置であって、前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とする定着装置。
(3)画像形成装置
前記本発明に係るベルト装置又は前記本発明に係る定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
前記本発明に係るベルト装置又は前記本発明に係る定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する前記回転部材を備えた前記浮き上がり防止部により、前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを効果的に防止することができる。しかも、前記浮き上がり防止部における前記回転部材が前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止することで、前記ベルトとの摩擦力を可及的に小さくすることができ、これにより、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による損傷を抑制することができる。
このように、本発明によると、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを効果的に防止することができるだけでなく、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による損傷を抑制することができる。
本発明において、前記回転部材は、回転ローラである態様を例示できる。
この特定事項では、前記回転ローラにより、前記ベルトの回転軸線の方向における端部を、前記規制部材を設けた前記ローラに対して安定的に押さえ付けることができる。
本発明において、前記浮き上がり防止部は、前記回転部材を前記ベルト側に向けて付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力によって前記回転部材を前記ベルトに対して予め定めた所定の荷重で押圧する構成とされている態様を例示できる。
この特定事項では、前記付勢部材の付勢力によって前記回転部材を前記ベルトに対して前記所定の荷重で押圧することにより、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを確実に押さえ付けることができる。
本発明において、前記回転部材は、外周面に複数の溝が形成されており、前記複数の溝は、前記回転部材の回転により前記回転軸線の方向において前記ベルトが前記規制部材と接触する側とは反対側への力を前記ベルトに対して付与するように前記回転部材の回転軸線に対して傾斜した溝とされている態様を例示できる。
この特定事項では、前記回転部材の回転軸線に対して傾斜した前記溝により、前記ベルトの回転軸線の方向における前記規制部材と接触する側への移動を抑制することができる。
本発明において、前記回転部材は、前記規制部材を設けた前記ローラの回転方向において前記ベルトの前記ローラとの接触領域の上流側端部位置又は前記上流側端部位置の近傍に設けられている態様を例示できる。
この特定事項では、前記ベルトの回転軸線の方向における前記規制部材と接触する側への移動をさらに抑制することができる。
本発明において、前記浮き上がり防止部は、前記ベルトの前記周回りの回転に伴って前記回転部材を従動回転させる構成とされている態様を例示できる。
この特定事項では、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止するにあたって、簡単な構成で前記ベルトとの摩擦力を可及的に小さくすることができる。
本発明において、前記規制部材は、前記ローラの回転軸線の方向における両端部に設けられており、前記回転部材の前記ベルトとの接触領域の前記回転軸線の方向における幅が該回転部材とは反対側の前記規制部材と前記ベルトとの間の前記回転軸線の方向における距離よりも大きい態様を例示できる。
この特定事項では、前記ベルトの回転軸線の方向における位置に拘わらず、前記回転部材を前記ベルトに接触させることができる。
以上説明したように、本発明によると、前記ベルトの回転軸線の方向における端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを効果的に防止することができるだけでなく、前記ベルトの端部の損傷を抑制することができる。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
[画像形成装置の全体構成について]
図1は、画像形成装置1の概略構成を示す正面図である。図1に示す画像形成装置1は、原稿読取り装置(図示せず)により読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像データによって示される画像をカラーもしくは単色で用紙等の記録シートPに記録形成する画像形成部10を備えている。
図1は、画像形成装置1の概略構成を示す正面図である。図1に示す画像形成装置1は、原稿読取り装置(図示せず)により読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像データによって示される画像をカラーもしくは単色で用紙等の記録シートPに記録形成する画像形成部10を備えている。
画像形成部10は、露光装置11、現像装置12〜12、像担持体として作用する感光体ドラム13〜13、クリーナ装置14〜14、帯電器15〜15、転写部として作用する中間転写ローラ24〜24を含む中間転写ベルト装置16、定着装置17、給紙部として作用する給紙トレイ18、及び、排紙部として作用する排紙トレイ19、シート搬送装置20を備えている。
画像形成部10において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は、単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に応じたものである。従って、現像装置12〜12、感光体ドラム13〜13、クリーナ装置14〜14、帯電器15〜15、中間転写ローラ24〜24は各色に応じた4種類の画像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられている。
感光体ドラム13〜13は、画像形成装置1の本体1aの上下方向におけるほぼ中央に配置されている。帯電器15〜15は、感光体ドラム3〜3の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段である。露光装置11は、ここでは、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニットであり、帯電された感光体ドラム3〜3表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置12〜12は、感光体ドラム13〜13上に形成された静電潜像を(K,C,M,Y)のトナーにより現像する。クリーナ装置14〜14は、現像及び画像転写後に感光体ドラム13〜13表面に残留したトナーを除去及び回収する。
感光体ドラム13〜13の上方に配置されている中間転写ベルト装置16は、中間転写ローラ24〜24に加えて、中間転写ベルト21、中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、中間転写ベルトクリーニング装置25及びテンションローラ26を備えている。
中間転写ベルト駆動ローラ22、従動ローラ23、中間転写ローラ24〜24、テンションローラ26は、中間転写ベルト21を張架して支持し、中間転写ベルト21を所定のシート搬送方向(図中矢印C方向)に周回移動させる。中間転写ローラ24〜24は、中間転写ベルト21内側に回転可能に支持され、中間転写ベルト21を介して感光体ドラム13〜13に圧接されている。中間転写ベルト21は、各感光体ドラム13〜13に接触するように設けられており、各感光体ドラム13〜13表面のトナー像を中間転写ベルト21に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像(各色のトナー像)を形成する。感光体ドラム13〜13から中間転写ベルト21へのトナー像の転写は、中間転写ベルト21内側(裏面)に圧接されている中間転写ローラ24〜24によって行われる。中間転写ローラ24〜24には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。
画像形成部10は、転写部として作用する転写ローラ27aを含む2次転写装置27をさらに備えている。転写ローラ27aは、中間転写ベルト21の外側に接触している。上述の様に各感光体ドラム13〜13表面のトナー像は、中間転写ベルト21で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト21と共に搬送され、2次転写装置27によって記録シートP上に転写される。中間転写ベルト21と2次転写装置27の転写ローラ27aとは、相互に圧接されて転写ニップ域を形成する。また、2次転写装置27の転写ローラ27aには、中間転写ベルト21上の各色のトナー像を記録シートPに転写させるための電圧(例えば、トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。
中間転写ベルトクリーニング装置25は、中間転写ベルト21上の残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置25には、 例えばクリーニング部材として中間転写ベルト21に接触するクリーニングブレードが備えられており、このクリーニングブレードで残留トナーを除去及び回収することができる。
給紙トレイ18は、記録シートPを格納しておくためのトレイであり、画像形成装置1の本体1aにおける画像形成部10の下側に設けられている。また、画像形成部10の上側に設けられている排紙トレイ19は、印刷済みの記録シートPをフェイスダウンで載置するためのトレイである。
また、画像形成装置1の本体1aには、給紙トレイ18の記録シートPを2次転写装置27や定着装置17を経由させて排紙トレイ19に送るためのシート搬送装置20が設けられている。シート搬送装置20は、Sの字形状のシート搬送経路Sを有し、シート搬送経路Sに沿って、ピックアップローラ31、一対の分離ローラ31a,ローラ31b、レジストローラ32、レジスト前ローラ33、定着装置17及び排紙ローラ34が配置されている。
ピックアップローラ31は、給紙トレイ18のシート搬送方向における下流側端部に設けられ、給紙トレイ18から記録シートPを1枚ずつシート搬送経路Sに供給する呼び込みローラである。一方の分離ローラ31aは、他方の分離ローラ31bとの間に記録シートPを通過させて1枚ずつ分離しつつシート搬送経路Sへと搬送する。レジストローラ32は、停止状態において、搬送されて来た記録シートPの先端を突き当てて、記録シートPの先端を揃え、中間転写ベルト21と2次転写装置27との間の転写ニップ域で中間転写ベルト21上のトナー像が記録シートPに転写されるように、中間転写ベルト21上に形成されたトナー像と同期をとって、記録シートPをタイミングよく搬送する。レジスト前ローラ33は、記録シートPの搬送を促進補助するための小型のローラである。
定着装置17は、ベルト定着方式の定着装置とされており、複数のローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)に定着ベルト173が巻き掛けられている。定着ベルト173は、加熱ローラ172から定着ローラ171へ熱伝達できるようになっている。定着装置17は、定着ベルト173を介して定着ローラ171に加圧ローラ174が押圧されるようになっている。また、定着ベルト173は、予め定めた所定の厚み(例えば250μm)を有しており、幅が最大サイズの記録シートPの搬送領域の搬送方向に直交する幅よりも大きくなっている。定着装置17では、未定着のトナー像が形成された記録シートPを受け取り、記録シートPを定着ベルト173と加圧ローラ174との間に挟み込んで搬送する。各色のトナー像の定着後の記録シートPは、排紙ローラ34によって排紙トレイ19上に排出される。
以上説明した画像形成装置1では、給紙トレイ18から給紙された記録シートPをシート搬送経路Sに沿って搬送している途中で、記録シートPに対して感光体ドラム13〜13で形成されて転写ベルト21に搬送されたトナー像を2次転写装置27によって転写させ、さらに定着装置17によって定着させることで印刷処理を行う。
詳しくは、感光体ドラム13〜13は、一方向に回転駆動され、除電装置(図示せず)により除電された表面がクリーナ装置14〜14によりクリーニングされた後、帯電器15〜15により均一に帯電される。露光装置11は、画像データに基づいて変調したレーザ光によって感光体ドラム13〜13の表面を主走査方向に繰り返し走査して、感光体ドラム13〜13の表面に静電潜像を形成する。現像装置12〜12は、トナーを感光体ドラム13〜13の表面に供給して静電潜像を現像(顕像化)し、感光体ドラム13〜13の表面にトナー像を形成する。中間転写ベルト装置16は、感光体ドラム13〜13上に形成されたトナー像を転写ベルト21に転写する。2次転写装置27は、転写ベルト21上に形成されたトナー像を転写ベルト21と転写ローラ27aとの間を通過する記録シートPに転写する。定着装置17は、トナー像が形成された記録シートPを加熱及び加圧して記録シートP上のトナー像を記録シートPに定着させる。こうして、画像形成装置1は、一連の印刷動作を完了する。
尚、4つの画像形成ステーションのうち少なくとも一つを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置16の中間転写ベルト21に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト21から記録シートPに転写され、記録シートP上に定着される。
(ベルト装置について)
次に、本発明に係るベルト装置の実施の形態について、ベルト定着方式の定着装置17を例にとって以下に説明する。
次に、本発明に係るベルト装置の実施の形態について、ベルト定着方式の定着装置17を例にとって以下に説明する。
図2及び図3は、それぞれ、本実施の形態に係るベルト定着方式の定着装置17の概略構成を示す正面図及び平面図である。なお、定着装置17の背面図は正面図とは左右が反転するだけで実質的に同じ図であるために、図2では正面図のみを示し、背面図は図示を省略している。
定着装置17は、図2及び図3に示すように、複数(ここでは二つ)のローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)と、定着ローラ171及び加熱ローラ172に巻き掛けられた無端状のベルト(ここでは定着ベルト173)とを備えている。
定着装置17は、さらに加圧ローラ174を備えており、定着ベルト173を間にして定着ローラ171と加圧ローラ174とを相互に押圧した状態で、定着ベルト173と加圧ローラ174との間に定着ニップ域(定着ニップ部)N(図2参照)を形成するようになっている。なお、定着装置17は、図示を省略したが、加圧ローラ174を定着ローラ171に向けて押圧する押圧手段として作用する押圧装置をさらに備えている。この押圧装置は、従来公知の構成とすることができ、ここでは説明を省略する。
そして、定着ローラ171は、定着ベルト173を介して記録シートP上における未定着のトナーTに対向するようになっており、加熱ローラ172は、定着ベルト173を加熱するようになっている。
具体的には、定着ローラ171は、定着ベルト173を介在させた状態で記録シートP上における未定着のトナーTに対向し、加圧ローラ174に対して定着ベルト173を介在させた状態で定着ベルト173と加圧ローラ174との間の記録シートP上における未定着のトナーTに対向して未定着のトナーTを加圧ローラ174と共に押圧する。また、加熱ローラ172は、ハロゲンヒータ等の熱源177が設けられており、熱源177によって加熱されることで定着ベルト173を加熱する。定着ローラ171及び加熱ローラ172は、筒状の芯金を備えている。加熱ローラ172の内側には、加熱ローラ172を加熱する熱源(ここではハロゲンヒータランプ)177が設けられている。これにより、加熱ローラ172が熱源177によって加熱され、加熱ローラ172の熱が定着ベルト173に伝導され、さらに、定着ベルト173を介して定着ローラ171の表面に伝導されて定着ローラ171が加熱される。
定着装置17では、画像形成装置1の本体1aに装着された状態において、本体1a側のギア等の駆動機構(図示せず)が定着ローラ171の回転軸171aに設けられたギア(図示せず)に噛合され、本体1a側の駆動機構からの回転駆動力がギアを介して定着ローラ171の回転軸に伝達されて、定着ローラ171が所定の回転方向E1に回転駆動される。定着ローラ171の回転に伴い、定着ベルト173が定着ローラ171の回転方向E1と同じ周回りの回転方向Eに周回移動して加熱ローラ172が回転方向E1に回転し、さらに加圧ローラ174が定着ローラ171の回転方向E1とは逆方向E2に従動回転する。そして、記録シートPは、定着ベルト173と加圧ローラ174との間に挟まれつつ搬送されて、定着ニップ域Nで加熱及び加圧される。これにより、記録シートP上における未定着のトナーTが溶融、混合、圧接されて熱定着される。
なお、定着装置17は、定着ベルト173の内側又は外側に配置され、かつ、定着ベルト173の張り力を付与するように定着ベルト173に対して外側又は内側へ押圧するテンションローラを備えていてもよい。定着装置17は、テンションローラに代えて或いは加えて、加熱ローラ172の回転軸172aにおける両端部に対して定着ローラ171とは反対側へ付勢力を付与する付勢部材(例えばコイルバネ)を備えていてもよい。また、定着ローラ171及び/又は加圧ローラ174に、熱源177が設けられていてもよい。また、テンションローラが設けられる場合、テンションローラに熱源177が設けられていてもよい。また、定着ベルト173がさらに他のローラに巻き掛けられる場合、他のローラの少なくとも一つに熱源177が設けられていてもよい。
定着装置17は、カラーやフランジなどの一対の規制部材175,175をさらに備えている。一対の規制部材175,175は、定着ローラ171及び加熱ローラ172の少なくとも一方の回転軸(ここでは加熱ローラ172の回転軸172a)における両端部にそれぞれ設けられて回転方向Eの回転に伴う定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向への定着ベルト173の移動を規制する構成とされている。
詳しくは、一対の規制部材175,175は、加熱ローラ172の外径よりも大きい外径を有し、回転中心に貫通孔175a,175aが設けられた円板状の部材とされている。一対の規制部材175,175は、貫通孔175aが加熱ローラ172の回転軸172aに挿通されて加熱ローラ172の回転軸線α2の方向における両端縁に接触して配設されている。一対の規制部材175,175は、耐熱性の樹脂材料で形成されている。一対の規制部材175,175は、加熱ローラ172に固定されて加熱ローラ172の回転とともに回転されるようになっていてもよいし、定着装置17の本体側に固定されて加熱ローラ172の回転を許容するようになっていてもよい。なお、図2及び図3に示す浮き上がり防止部180については後ほど説明する。
ところで、複数のローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)に巻き掛けられているベルト(ここでは定着ベルト173)は、各ローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)の回転に伴って、各ローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)の回転軸線(ここでは定着ローラ171の回転軸線α1及び加熱ローラ172の回転軸線α2)方向への移動(蛇行や片寄り)を起こし易い。そして、カラーやフランジなどの一対の規制部材175,175が設けられる定着装置17は、既述したように、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173a(図3参照)が規制部材175に接触すると、定着ベルト173の端部173aが浮き上がり(例えば、規制部材175に沿って加熱ローラ172の径方向における外方へラッパ状に広がり)、その結果、定着ベルト173の端部173aが損傷するという不都合がある。
この点、本実施の形態に係る定着装置17には、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における少なくとも一方の端部の規制部材175(ここでは両端部173a,173aの一対の規制部材175,175)よりも内側に設けられて規制部材175との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部180を備えている。浮き上がり防止部180は、定着ベルト173の浮き上がりを防止するように、外周面が定着ベルト173の表面に接触しつつ回転する回転部材181を備えている。
ここで、回転部材としては、それには限定されないが、ローラ状の回転部材(具体的には回転ローラ)、ベルト状の回転部材(具体的には回転ベルト)、球状の回転部材(具体的には転動部材)を例示できる。ここでは、回転部材181は、回転ローラとされている。
本実施の形態では、回転部材181は、回転軸線α3の方向に沿った回転軸181aに回転自在に支持されている。回転部材181は、回転軸線α3の方向の長さが加熱ローラ172の長さよりも短い回転ローラ(いわゆる回転コロ)である。回転部材181は、定着ベルト173の両端部173a,173aのうち少なくとも一方の端部(定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端縁173bを含む端部)に、外周面が接触するように設けられている。なお、回転部材181は、規制部材175が設けられている側のうち、少なくとも一方側に設けられる。すなわち、規制部材175が片側にのみ設けられる場合には、規制部材175が設けられている側にのみ回転部材181が設けられる構成を例示でき、一対の規制部材175,175が両側にそれぞれ設けられる場合には、一方又は他方の規制部材175が設けられている側にのみ回転部材181が設けられる構成、或いは、一対の規制部材175,175が設けられている側に一対の回転部材181(181x,181y)がそれぞれ設けられる構成を例示できる。ここでは、回転部材181は、一対の規制部材175,175が設けられている側に一対の回転部材181x,181yがそれぞれ設けられている。
一対の回転部材181x,181yの直径としては、それには限定されないが、加熱ローラ172の直径の1/3以下、さらには1/4以下を例示できる。一対の回転部材181x,181yの回転軸線α3の方向における長さd(図3参照)としては、一対の回転部材181x,181yの直径R(図2参照)の1倍〜2倍程度の長さを例示できる。但し、それに限定されるものではなく、一対の回転部材181x,181yの長さdは、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173aを押さえることができれば、何れの長さであってもよい。一対の回転部材181x,181yの間の距離は、最大サイズの記録シートPが搬送される搬送領域の搬送方向に直交する幅よりも大きい距離(記録シートPが回転部材を通過しない程度の距離)となっている。ここでは、一対の回転部材181x,181yは、耐熱性の樹脂材料(例えばポリアセタール(POM:polyacetal))で形成されている。なお、一対の回転部材181x,181yの外周面には、ゴム部材等の弾性部材で形成された弾性層がそれぞれ設けられていてもよい。
また、本実施の形態では、浮き上がり防止部180は、定着ベルト173の回転方向Eの回転に伴って一対の回転部材181x,181yをそれぞれ従動回転させる構成とされている。浮き上がり防止部180は、一対の回転部材181x,181yを定着ベルト173側に向けてそれぞれ付勢する一対の付勢部材(ここではコイルバネ)182a,182a(図2参照)を含む付勢機構182を備えている。付勢機構182は、一対の付勢部材182a,182aの付勢力によって一対の回転部材181x,181yをそれぞれ定着ベルト173に対して予め定めた所定の荷重で押圧する。詳しくは、付勢機構182は、一対の付勢部材182a,182aに加えて、定着装置17の本体(具体的には定着フレームF,F)に一対の回転部材181x,181yの回転軸181a,181a(回転軸線α3)の方向に沿ってそれぞれ固定された一対の支持軸182b,182bと、一対の支持軸182b,182bに対してそれぞれ回動自在に支持されて径方向の外方に突出した先端部182d,182dが一対の回転部材181x,181yの回転軸181a,181aをそれぞれ支持する一対の支持アーム部182c,182cとを備えている。なお、一対の支持軸182b,182bが定着装置17の本体(具体的には定着フレームF,F)に対して回転軸線α3の方向に沿ってそれぞれ回動自在に支持され、一対の支持アーム部182c,182cが一対の支持軸182b,182bにそれぞれ固定されるようになっていてもよい。
一対の付勢部材182a,182aは、それぞれ、一対の回転部材181x,181yを定着ベルト173に対して所定の荷重で押圧するように、一端が定着装置17の本体(具体的には定着フレームF,F)に接続され、他端が支持アーム部182c,182c(具体的には径方向の外方に突出した係止部182e,182e)に係止されている。
一対の回転部材181x,181yは、外周面が平坦な形状とされていてもよいが(後述する図4参照)、本実施の形態では、定着ベルト173が寄る側の回転部材(ここでは、一方の回転部材181x)は、外周面に複数の溝181b〜181bが形成されている(後述する図5参照)。
図4は、一対の回転部材181x,181yの外周面が平坦な形状とされている状態を示す概略平面図である。また、図5は、一対の回転部材181x,181yのうち定着ベルト173が寄る側の回転部材181xの外周面に複数の溝181b〜181bが形成されている状態を示す概略平面図である。図5(a)は、定着ベルト173が一方向に周回移動する場合を示しており、図5(b)は、定着ベルト173が一方向とは反対側の他方向に周回移動する場合を示している。
複数の溝181b〜181bは、回転部材181xの回転により回転軸線α2の方向において定着ベルト173が規制部材175と接触する側とは反対側への力F2(図5参照)を定着ベルト173に対して付与するように回転部材181xの回転軸線α3に対して傾斜した溝とされている。詳しくは、回転部材181xにおける溝181b〜181bは、回転軸線α3の方向において内側が外側よりも回転方向E2,E1の上流側(外側が内側よりも回転方向E2,E1の下流側)に傾斜している。具体的には、回転部材181xにおける溝181b〜181bは、定着ベルト173が平面視で上方向に周回移動する場合には、回転軸線α3の方向の内側が上へ傾斜するように(図5(a)参照)、定着ベルト173が平面視で下方向に周回移動する場合には、回転軸線α3の方向の内側が下へ傾斜するように(図5(b)参照)形成されている。
回転部材181xの表面における溝181b〜181bは、回転部材181xが回転することで定着ベルト173に対して軸線方向α2の内側方向へ力F2を与えるように、例えば、ローレット加工により形成することができる。
なお、溝181b〜181bが定着ベルト173に対して内側方向へ与える力F2は、溝181b〜181bの傾斜角度、付勢部材182aによる回転部材181xの定着ベルト173への付勢力、加熱ローラ172と定着ベルト173との摩擦力によって変化する。溝181b〜181bによる定着ベルト173に対する内側方向への力F2は、あえて定着ベルト173を内側方向へ移動させる程度の力にしなくてもよく、定着ベルト173の規制部材175側への寄り力F1と釣り合っている程度(定着ベルト173が回転軸線α2の方向に移動しない程度)の力にすることができる。また、図5に示す例では、定着ベルト173が右側に寄る例を示しているが、左側に寄る例も同様に説明することができる。
定着ベルト173は、定着ベルト173に巻き掛けられるローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)の回転軸171a,172aが、互いに平行であれば定着ベルト173は、回転軸線α1,α2の方向へ移動し難いが、通常は、ローラ(ここでは定着ローラ171及び加熱ローラ172)の回転軸171a,172aがずれる方向は傾向があり、一般的には、定着ベルト173は、回転軸線α1,α2の一方向に移動する。従って、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の一方向への移動を抑制するために、ここでは、一対の回転部材181x,181yのうち、定着ベルト173が回転軸線α1,α2の一方向へ移動する側の回転部材181xに溝181b〜181bが設けられている。但し、それに限定されるものではなく、一対の回転部材181x,181yに対してそれぞれ溝181b〜181bが設けられていてもよい。
また、本実施の形態では、一対の回転部材181x,181yは、それぞれ、一対の規制部材175,175を設けた加熱ローラ172の回転方向E1において定着ベルト173の加熱ローラ172との接触領域β(図2参照)の上流側端部位置βa(換言すれば、定着ベルト173が加熱ローラ182に接触し始める位置)又は上流側端部位置βaの近傍に設けられている。一対の回転部材181x,181yは、それぞれ、一対の規制部材175,175を設けた加熱ローラ172の上流側端部位置βaの近傍に設けられている場合、定着ベルト173の回転方向Eにおいて上流側端部位置βaよりも予め定めた所定の距離d1だけ上流側の第1位置βa1と、上流側端部位置βaよりも予め定めた所定の距離d2だけ下流側の第2位置βa2との間に位置している。
図6は、加熱ローラ172と定着ベルト173と規制部材175との位置関係を説明するための説明図である。なお、図6に示す構成において、一対の規制部材175,175と定着ベルト173の両縁173b,173bとの間隔は、図3から図5に示す構成のものよりも少し大きくしている。
本実施の形態では、図6に示すように、一対の回転部材181x,181yのうち、定着ベルト173が一方の回転部材181x(図6中の右側)とは反対側の他方の回転部材181y側(図6中の左側)に寄る場合に備えて、一方の回転部材181xの外周面の定着ベルト173との接触領域γ1の回転軸線α3の方向における幅e1が一方の回転部材181x(図6中の右側)とは反対側の規制部材175(図6中の左側)と定着ベルト173の端縁173bとの間の回転軸線α2の方向における距離f1よりも大きくなっている。また、定着ベルト173が一方の回転部材181x側(図6中の右側)に寄る場合に備えて、他方の回転部材181yの外周面の定着ベルト173との接触領域γ2の回転軸線α3の方向における幅e2が他方の回転部材181y(図6中の左側)とは反対側の規制部材175(図6中の右側)と定着ベルト173の端縁173bとの間の回転軸線α2の方向における距離f2よりも大きくなっている。
具体的には、回転部材181x又は回転部材181yの定着ベルト173との接触領域γ2の幅e1,e2が該回転部材とは反対側の規制部材175と定着ベルト173との間の距離f1,f2以下である場合には、定着ベルト173が回転軸線α2の他方側又は一方側に移動すると、定着ベルト173が回転部材181x又は回転部材181yから外れる。そうすると、回転部材181x又は回転部材181yで定着ベルト173の端部173aを押さえることができないことから、例えば、定着ベルト173の端部173aが規制部材175に乗り上げることがある。
これに対して、回転部材181x又は回転部材181yの定着ベルト173との接触領域γ2の幅e1,e2が該回転部材とは反対側の規制部材175と定着ベルト173との間の距離f1,f2よりも大きい場合には、定着ベルト173が回転軸線α2の他方側又は一方側に移動しても、定着ベルト173の端部173aが回転部材181x又は回転部材181yから外れることがなく、これにより、回転部材181x又は回転部材181yで定着ベルト173の端部173aを確実に押さえることができる。
以上説明した定着装置17及び画像形成装置1によれば、定着ベルト173に接触しつつ回転して浮き上がりを防止する回転部材181(ここでは一対の回転部材181x,181y)を備えた浮き上がり防止部180により、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における少なくとも一方の端部(ここでは両端部173a,173a)の規制部材(ここでは一対の規制部材175,175)との接触による浮き上がりを効果的に防止することができる。しかも、浮き上がり防止部180における回転部材181(ここでは一対の回転部材181x,181y)が定着ベルト173(ここでは、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端縁173bを含む端部173a)に接触しつつ回転して定着ベルト173の浮き上がりを防止することで、定着ベルト173との摩擦力を可及的に小さくすることができる。具体的には、規制部材175に当接した定着ベルト173がこれ以上加熱ローラ172の回転軸線α2の方向に移動しないように(規制部材175の側面で捲れ上がらないように)回転部材181x,181yによって定着ベルト173を押さえ付けているので、定着ベルト173の端部173aの形状変化(例えば、規制部材175に沿ったラッパ状の広がり)を効果的に防止することが可能となる。これにより、定着ベルト173の端部173aの規制部材175との接触による損傷を抑制することができる。
このように、定着装置17によると、定着ベルト173の端部173aの規制部材175との接触による浮き上がりを効果的に防止することができるだけでなく、定着ベルト173の端部173aの規制部材175との接触による損傷を抑制することができる。
また、本実施の形態では、回転ローラである一対の回転部材181x,181yにより、定着ベルト173の両端部173a、173aを、一対の規制部材175,175を設けた加熱ローラ172に対して安定的に押さえ付けることができる。
また、本実施の形態では、一対の付勢部材(ここではコイルバネ)182a,182aの付勢力によってそれぞれ一対の回転部材181x,181yを定着ベルト173に対して所定の荷重で押圧することにより、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173aの規制部材175との接触による浮き上がりを確実に押さえ付けることができる。
また、本実施の形態では、一対の回転部材181x,181yのうち定着ベルト173が寄る側の回転部材181xの回転軸線α3に対して傾斜した溝181b〜181bにより、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における定着ベルト173が規制部材175と接触する側への移動を抑制することができる。具体的には、回転部材181xに形成された溝181b〜181bにより、回転部材181xの回転に伴い、定着ベルト173に対する軸線方向α2の内側方向への力F2を与えることができ、定着ベルト173の端部173aの形状変化(例えば、規制部材175に沿ったラッパ状の広がり)をさらに防止することができる。これにより、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173aの規制部材175との接触による損傷をさらに抑制することができる。
また、本実施の形態では、一対の回転部材181x,181yは、一対の規制部材175,175を設けた加熱ローラ172の回転方向E1において定着ベルト173の加熱ローラ172との接触領域βの上流側端部位置βa又は上流側端部位置βaの近傍に設けられているので、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における規制部材175と接触する側への移動をさらに抑制することができ、例えば、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173aの規制部材175との接触による損傷を未然に防ぐことが可能となる。
また、本実施の形態では、浮き上がり防止部180は、定着ベルト173の回転方向Eの回転に伴って一対の回転部材181x,181yを従動回転させる構成とされているので、定着ベルト173の回転軸線α1,α2の方向における端部173aの規制部材175との接触による浮き上がりを防止するにあたって、簡単な構成で定着ベルト173との摩擦力を可及的に小さくすることができる。
また、本実施の形態では、一対の回転部材181x,181yの外周面の定着ベルト173との接触領域γ1,γ2の回転軸線α3の方向における幅e1,e2が該回転部材とは反対側の規制部材175と定着ベルト173との間の回転軸線α2の方向における距離f1,f2よりも大きいので、定着ベルト173の回転軸線α2の方向における位置に拘わらず、回転部材181x,181yを定着ベルト173に接触させることができる。
なお、本実施の形態では、ベルト装置として、定着ベルトを用いて記録シートに形成されたトナー像を定着する定着装置に適用したが、搬送ベルトを用いて原稿や用紙等のシートを搬送するシート搬送装置、現像剤担持体ベルトを用いて現像剤を担持する現像装置、或いは、感光体ベルトを用いてトナー像を担持する作像装置に適用してもよい。但し、これらのベルト装置に限定されず、複数のローラと、複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状のベルトとを備えたベルト装置であれば、何れのものでも適用することができる。
1 画像形成装置
17 定着装置(ベルト装置の一例)
171 定着ローラ(ローラの一例)
172 加熱ローラ(ローラの一例)
173 定着ベルト(ベルトの一例)
174 加圧ローラ
175 規制部材
180 浮き上がり防止部
181(181x) 回転部材
181(181y) 回転部材
182 付勢部材
181b 溝
e1,e2 幅
f1,f2 距離
α1 回転軸線
α2 回転軸線
α3 回転軸線
β 接触領域
βa 上流側端部位置
γ1,γ2 接触領域
17 定着装置(ベルト装置の一例)
171 定着ローラ(ローラの一例)
172 加熱ローラ(ローラの一例)
173 定着ベルト(ベルトの一例)
174 加圧ローラ
175 規制部材
180 浮き上がり防止部
181(181x) 回転部材
181(181y) 回転部材
182 付勢部材
181b 溝
e1,e2 幅
f1,f2 距離
α1 回転軸線
α2 回転軸線
α3 回転軸線
β 接触領域
βa 上流側端部位置
γ1,γ2 接触領域
Claims (9)
- 複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状のベルトと、前記複数のローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えたベルト装置であって、
前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、
前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1に記載のベルト装置であって、
前記回転部材は、回転ローラであることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のベルト装置であって、
前記浮き上がり防止部は、前記回転部材を前記ベルト側に向けて付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材の付勢力によって前記回転部材を前記ベルトに対して予め定めた所定の荷重で押圧する構成とされていることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか1項に記載のベルト装置であって、
前記回転部材は、外周面に複数の溝が形成されており、
前記複数の溝は、前記回転部材の回転により前記回転軸線の方向において前記ベルトが前記規制部材と接触する側とは反対側への力を前記ベルトに対して付与するように前記回転部材の回転軸線に対して傾斜した溝とされていることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか1項に記載のベルト装置であって、
前記回転部材は、前記規制部材を設けた前記ローラの回転方向において前記ベルトの前記ローラとの接触領域の上流側端部位置又は前記上流側端部位置の近傍に設けられていることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか1項に記載のベルト装置であって、
前記浮き上がり防止部は、前記ベルトの前記周回りの回転に伴って前記回転部材を従動回転させる構成とされていることを特徴とするベルト装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか1項に記載のベルト装置であって、
前記規制部材は、前記ローラの回転軸線の方向における両端部に設けられており、
前記回転部材の前記ベルトとの接触領域の前記回転軸線の方向における幅が該回転部材とは反対側の前記規制部材と前記ベルトとの間の前記回転軸線の方向における距離よりも大きいことを特徴とするベルト装置。 - 定着ローラ及び加熱ローラを含む複数のローラと、前記複数のローラに巻き掛けられて該ローラの回転軸線回りの回転により周回りに回転する無端状の定着ベルトであるベルトと、前記ベルトを介してニップを形成するように前記定着ローラに向けて押圧する加圧ローラと、前記加熱ローラを加熱する熱源と、前記定着ローラ及び前記加熱ローラのうち、少なくとも一つのローラに対して回転軸線の方向における少なくとも一方の端部に設けられて前記ベルトの前記周回りの回転に伴う回転軸線の方向への前記ベルトの移動を規制する規制部材とを備えた定着装置であって、
前記ベルトの回転軸線の方向における少なくとも一方の端部の前記規制部材との接触による浮き上がりを防止する浮き上がり防止部を備え、
前記浮き上がり防止部は、前記ベルトに接触しつつ回転して前記浮き上がりを防止する回転部材を備えていることを特徴とする定着装置。 - 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載のベルト装置又は請求項8に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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JP2015161842A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 定着装置及び画像形成装置 |
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