(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトと、
この無端ベルトを掛け渡した、少なくとも一端が変位可能な可変ローラを含む複数のローラと、
上記可変ローラと同軸的に設けられ、上記無端ベルトの側縁に当接し、同無端ベルトの寄り量に応じて上記可変ローラの軸方向に変位する寄り検知部材と、
上記寄り検知部材に係合し、同寄り検知部材の変位量に応じて、上記可変ローラの一端を、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとが互いに非平面上に位置する捻れ方向に変位する変位手段とを有するベルト駆動装置において、
上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量に応じて、同一端に対し、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとを互いに離間する離間方向に付勢力を与える付勢手段を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端を、上記捻れ方向への変位量が減少する方向へ付勢し、同捻れ方向に変位可能に支持する支持手段を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のベルト駆動装置において、上記付勢手段は、上記可変ローラの一端に係合し上記捻れ方向に延設されたレバーと、同レバーの一端を回動自在に支持する支持部材と、同レバーと上記可変ローラとが係合した係合位置に関し上記支持部材が配設された側と反対側において同レバーに係合し上記可変ローラの一端に上記離間方向への付勢力を与える第１の付勢部材とを有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項３記載のベルト駆動装置において、上記支持部材は、上記捻れ方向において、上記係合位置よりも、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量が増加する側に配設されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量が増加すると、上記無端ベルトの寄り量が小さくなることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記離間方向への付勢力が増加すると、上記無端ベルトの寄り量が少なくなることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記寄り検知部材を、上記無端ベルトの寄り量が減少する方向に付勢する第２の付勢部材を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記変位手段は、その中心軸が上記可変ローラの軸方向と平行であり、上記可変ローラの一端の端部側に向けて径が増加する円錐形状をなしていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置と、上記無端ベルトを加熱するための加熱手段と、上記無端ベルトに圧接された圧接部材とを有し、上記無端ベルトにより未定着画像を有するシート状媒体を搬送しこの無端ベルトと上記圧接部材との間を通過させて定着を行なうことを特徴とするベルト定着装置。
【請求項１０】
請求項９記載のベルト定着装置において、上記複数のローラは少なくとも、上記無端ベルトを介して上記圧接部材に圧接する定着ローラと、上記加熱手段を有する加熱ローラとを含み、上記圧接部材が加圧ローラであることを特徴とするベルト定着装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置または請求項９または１０記載のベルト定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のローラに巻き掛けられ走行される無端ベルトの寄りを規制するベルト駆動装置およびかかるベルト駆動装置を備えたベルト定着装置および複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に具備された定着装置として、無端ベルトを用いたいわゆるベルト定着装置が知られており、また、無端ベルトは、像担持体としての感光体や転写ベルトとしても用いられている。無端ベルトは複数のローラに巻き掛けられ走行されるのであるが、かかる無端ベルトは走行時に幅方向への寄りを起こしてしまう。この寄りを規制する構成が以下の▲１▼〜▲５▼のように種々提案されている。
▲１▼無端ベルト端部の内周面あるいは外周面にベルト寄り規制部材を貼り付ける。
▲２▼ローラ軸端部にベルト寄り止めリングを設ける。
▲３▼ベルト寄り作用によって無端ベルトが移動した方向のローラ軸端部を、クラッチ、ソレノイド等の電磁式開閉手段を用いて他のローラから離間させる方向に変位させる。
▲４▼特開平４−１２１３３７号公報、実開平４−６０９１６号公報に記載されているように無端ベルトの回転トルクを利用して同ベルトの寄りを規制する。具体的には、無端ベルトを搖動可能なローラに巻き掛け、無端ベルト端部が係合すると回転駆動される検知部材を、搖動可能なローラと一体的に設け、無端ベルトが寄りを生じたときにその回転トルクにより検知部材が回転駆動されると、一端を検知部材に固定され他端を不動部に固定された糸が検知部材に巻き取られ、搖動可能なローラが、他のローラから離間する向き、すなわち寄りを規制する向きに変位する。
▲５▼特開平１１−６５３３６号公報に記載されているように無端ベルトの寄り力そのものを利用して同ベルトの寄りを規制する。具体的には、無端ベルトを搖動可能なローラに巻き掛け、無端ベルト端部が係合しその寄り力により変位する検知部材を、搖動可能なローラと一体的に設け、無端ベルトが寄りを生じたときに寄り力により検知部材が変位すると、検知部材が装置本体側に配設された部材に係合し、搖動可能なローラが、他のローラに対して捻れる向き、すなわち寄りを規制する向きに変位する。
【０００３】
ここで、▲１▼の構成は無端ベルトに大きな寄り力が作用したときにベルト寄り規制部材がはがれたり、無端ベルトが規制部材を乗り越えたりする不具合があり、▲２▼の構成は無端ベルトに大きな寄り力が作用したとき無端ベルトの座屈現象により、ベルト端部が破損するおそれがあり、▲３▼の構成は電磁式開閉手段を用いるのでコストの上昇を招くという不具合がある。一方、▲４▼、▲５▼の構成は無端ベルトの回転力、寄り力そのものを利用してベルト寄りを規制するため比較的簡易且つ良好にベルト寄りを規制できる点で優れている。従って、ベルト寄りの規制は、かかる▲４▼、▲５▼のような構成によって行うことが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、▲４▼及び▲５▼の構成は無端ベルトの寄りを規制するために、揺動可能なローラに対し、他のローラに対して離間する向き、又は捻れる向きの何れか一方の作用を与えるものであり、寄り規制が十分に行われない可能性がある。また無端ベルトの寄り力が急激に増加した場合に、その検知部材との当接や摺動摩擦により、座屈や摩耗にが生じて劣化してしまうおそれがあるという不具合がある。
【０００５】
本発明は、無端ベルトの寄りを規制できるとともに、無端ベルトと検知部材との摺動摩擦による無端ベルトの摩耗を防止して無端ベルトの劣化を回避できる、ベルト駆動装置およびかかるベルト駆動装置を有するベルト定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、無端ベルトと、この無端ベルトを掛け渡した、少なくとも一端が変位可能な可変ローラを含む複数のローラと、上記可変ローラと同軸的に設けられ、上記無端ベルトの側縁に当接し、同無端ベルトの寄り量に応じて上記可変ローラの軸方向に変位する寄り検知部材と、上記寄り検知部材に係合し、同寄り検知部材の変位量に応じて、上記可変ローラの一端を、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとが互いに非平面上に位置する捻れ方向に変位する変位手段とを有するベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量に応じて、同一端に対し、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとを互いに離間する離間方向に付勢力を与える付勢手段を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端を、上記捻れ方向への変位量が減少する方向へ付勢し、同捻れ方向に変位可能に支持する支持手段を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のベルト駆動装置において、上記付勢手段は、上記可変ローラの一端に係合し上記捻れ方向に延設されたレバーと、同レバーの一端を回動自在に支持する支持部材と、同レバーと上記可変ローラとが係合した係合位置に関し上記支持部材が配設された側と反対側において同レバーに係合し上記可変ローラの一端に上記離間方向への付勢力を与える第１の付勢部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のベルト駆動装置において、上記支持部材は、上記捻れ方向において、上記係合位置よりも、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量が増加する側に配設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量が増加すると、上記無端ベルトの寄り量が小さくなることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記離間方向への付勢力が増加すると、上記無端ベルトの寄り量が少なくなることを特徴とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記寄り検知部材を、上記無端ベルトの寄り量が減少する方向に付勢する第２の付勢部材を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか１つに記載のベルト駆動装置において、上記変位手段は、その中心軸が上記可変ローラの軸方向と平行であり、上記可変ローラの一端の端部側に向けて径が増加する円錐形状をなしていることを特徴とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置と、上記無端ベルトを加熱するための加熱手段と、上記無端ベルトに圧接された圧接部材とを有し、上記無端ベルトにより未定着画像を有するシート状媒体を搬送しこの無端ベルトと上記圧接部材との間を通過させて定着を行なうベルト定着装置にある。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のベルト定着装置において、上記複数のローラは少なくとも、上記無端ベルトを介して上記圧接部材に圧接する定着ローラと、上記加熱手段を有する加熱ローラとを含み、上記圧接部材が加圧ローラであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置または請求項９または１０記載のベルト定着装置を有する画像形成装置にある。
【００１７】
【実施例】
図１ないし図４により、ベルト寄りを規制するための原理を説明する。図１に示すように、ベルト駆動装置２０は、走行する無端ベルトとしての、ベルト幅の比較的広い平ベルトであるベルト３と、ベルト３を掛け渡した、両端が変位可能なローラ２を含む複数のローラとしての駆動ローラ１及び従動ローラ２とを有している。駆動ローラ１はその軸１ａと、従動ローラ２はその軸２ａとそれぞれ一体的に形成されており、各駆動ローラ１、従動ローラ２は、各軸１ａ、２ａによりそれぞれ回転自在に支持されている。
【００１８】
かかるベルト駆動装置２０において、なんらかの原因により、ベルト３が、ローラ１、２の軸方向の何れかに寄ってしまったとする。この場合、ベルト３に、もとに戻る作用を与えるためには、ローラ１、２の軸間距離を適宜調節すれば良いが、そのために従動ローラ２の一端を変位させる向きの力を与えるとすれば、大別して、図２、３に示すように、従動ローラ２の一端を、従動ローラ２の軸方向に直角な方向であってローラ１、２が互いに非平面上に位置する捻れ方向Ｘに変位する方法と、図４に示すように、従動ローラ２の一端に、従動ローラ２の軸方向に直角な方向であってローラ１、２が互いに平面上に位置する状態で離間する離間方向Ｙ２に力を与える方法との２つの方法がある。
【００１９】
前者、後者の方法について説明する。図２、３に示す前者の場合、ベルト３がＺ１方向に寄りを生じた場合に、従動ローラ２の、寄りを生じたＺ１側端部をＸ方向に変位してベルト寄りを回復することを考える。従動ローラ２のＺ１側端部をＸ１方向に変位すると、ベルト３は矢印４方向に回転しているから、ベルト３はその回転に従って従動ローラ２のＺ１側端部に向けて乗り上げるようにして移動していき、Ｚ１方向への寄りがさらに増加してしまうため、Ｚ１方向へのベルト寄りを回復するには、従動ローラ２のＺ１側端部をＸ１方向に変位する。また、ベルト３がＺ２方向に寄りを生じた場合には、従動ローラ２のＺ２側端部をＸ２方向に変位すればベルト寄りが回復する。
【００２０】
図４に示す後者の場合には、従動ローラ２のＺ１側端部にＹ２方向への力を加えた場合には、ベルト３はＺ２側に移動し、従動ローラ２のＺ２側端部にＹ２方向への力を加えた場合には、ベルト３はＺ１側に移動する。すなわち、ベルト３は、駆動ローラ１、従動ローラ２による張力の小さい方に移動する。従って、ベルト３がＺ１方向に寄りを生じた場合には従動ローラ２のＺ１側端部にＹ２方向への力を加えれば、ベルト３は、寄りが生じた方向Ｚ１とは逆の、寄りを回復する方向である方向Ｚ２に移動し、ベルト３がＺ２方向に寄りを生じた場合には従動ローラ２のＺ２側端部にＹ２方向への力を加えれば、ベルト３は、寄りが生じた方向Ｚ２とは逆の、寄りを回復する方向である方向Ｚ１に移動する。なお、前者と後者とで、同じ量だけ従動ローラ２を変位させた場合、前者の方がベルト寄りに対する影響が大きいことが、従来、実験によって確認されている。
【００２１】
以下、図を参照して本発明を適用したベルト駆動装置およびベルト定着装置および画像形成装置の一実施例を説明する。図において一対で構成されていて特別に区別して説明する必要がない構成部品は、その片方を適宜記載することでその説明に代える。
【００２２】
図１、５、６に示すように、ベルト駆動装置２０は、矢印４で示した方向に走行する無端ベルトとしての、ベルト幅の比較的広い平ベルトであるベルト３と、ベルト３を掛け渡した、両端が変位可能な可変ローラとしての従動ローラ２を含む複数のローラとしての駆動ローラ１及び従動ローラ２とを有している。駆動ローラ１はその軸１ａと、従動ローラ２はその軸２ａとそれぞれ一体的に形成されている。駆動ローラ１は、軸１ａにより、軸１ａと一体の軸受１ｂを介して側板１０に回転自在に支持されている。従動ローラ２は、軸２ａと一体の軸受２ｂを回転自在に支持した支持部材３１を介して、支持手段としての引っ張りバネ３２等によって、側板１０に支持されている。
【００２３】
ベルト３を掛け渡した方向をＹ方向、各ローラ１、２の軸方向をＺ方向、Ｙ方向及びＺ方向に垂直な方向をＸ方向とする。Ｙ方向は、従動ローラ２から駆動ローラ１へ向くＹ１方向と、駆動ローラ１から従動ローラ２へ向くＹ２方向とからなっている。Ｚ方向は、図２における右方向であるＺ１方向と、同図における左方向であるＺ２方向とからなっている。Ｘ方向は、図２における上方向であるＸ１方向と、同図における下方向であるＸ２方向とからなっている。
【００２４】
支持部材３１の、Ｚ方向に延在する連結部３３は、図５、６における手前側すなわちＺ１側の側板１０に形成された孔３４に、Ｘ方向及びＹ方向において変位自在に挿通されているとともに、Ｚ２側の側板１０に形成された図示されない孔に、Ｙ方向のみにおいて変位自在に挿通されている。よって、従動ローラ２の、Ｚ１側の端部は、その軸２ａに直角な方向である、従動ローラ２と駆動ローラ１とが互いに非平面上に位置する捻れ方向であるＸ方向と、従動ローラ２と駆動ローラ１とを互いに離間する離間方向Ｙ２を含むＹ方向とに変位可能であり、Ｚ２側の端部は、従動ローラ２と駆動ローラ１とを互いに離間する離間方向Ｙ２を含むＹ方向にのみ変位可能である。
【００２５】
図７に、従動ローラ２のＺ１方向端部に設けられているものを示し、これについて説明するが、従動ローラ２のＺ１側には、従動ローラ２とは独立しており軸２ａ上でＺ方向に変位自在な寄り検知部材５が、従動ローラ２と同軸的に設けられている。寄り検知部材５は、フランジ状をなしており、寄り検知部材５と軸受２ｂとの間には付勢部材としての押圧バネ３５が配設され、寄り検知部材５は従動ローラ２側すなわちＺ２側に向けて付勢されている。寄り検知部材５は、ベルト３の側縁に当接し、無端ベルトの寄り量に応じてＺ方向に変位するようになっている。
【００２６】
ベルト３は、予めＺ１方向への寄り癖が付されており、ベルト３の側縁は常に寄り検知部材５に当接するようになている。かかる寄り癖は、駆動ローラ１と従動ローラ２とが平行な状態に対し、従動ローラ２のＺ１側端部が僅かにＸ１側に捻れるようにすることによって付されている。押圧バネ３５は、寄り検知部材５を、Ｚ１方向へのベルト３の寄り量が減少する方向に付勢している。押圧バネ３５は、寄り検知部材５とベルト３との当接力によりベルト３の破損や座屈を生じないよう、ベルト３の寄り力に追従できる程度の最低限の、弱い弾性力を有している。
【００２７】
また、ベルト３はポリイミド樹脂製であるが、寄り検知部材５への摺接による破損を回避すべく、寄り検知部材５の材料は、ポリイミド樹脂よりも柔らかな樹脂とされている。側板１０上には、寄り検知部材５に係合し、寄り検知部材５のＺ方向への変位量に応じて、従動ローラ２のＺ１側端部をＸ方向に変位する変位手段３６が配設されている。変位手段３６は、その中心軸がＺ方向と平行であり、Ｚ１側に向けて径が増加する円錐形状をなし、寄り検知部材５に滑らかに当接するようになっている。
【００２８】
図５、６に示すように、引っ張りバネ３２は、ベルト寄りが生じた際に、従動ローラ２のＺ１側端部を、Ｘ方向への変位量が減少する方向すなわちＸ１方向へ付勢し、Ｘ方向に変位可能に支持している。図５、６、８、９において、符号３７は、従動ローラ２のＺ１側端部のＸ方向への変位量に応じて、同端部に対し、Ｙ２方向に付勢力を与える付勢手段を示している。図８、９に示すように、付勢手段３７は、従動ローラ２のＺ１側端部、具体的には軸受２ｂに対しＹ２方向から当接する、Ｘ方向に延設されたレバー３８と、レバー３８のＸ２側端部を側板１０に対して回動自在に支持する、側板１０に突設された支持部材としての軸３９と、レバー３８と従動ローラ２の軸受け２ｂとが係合した係合位置４０に関し軸３９が配設された側と反対側においてレバー３８に係合し、従動ローラ２のＺ１側端部にＸ２方向への付勢力を与える付勢部材としての引っ張りバネ４１とを有している。軸３９は、Ｘ方向において、係合位置４０よりも、従動ローラ２のＺ１側端部のＸ方向への変位量が増加するＸ２側に配設されている。図８、９等において符号４４は、ベルト３に従動回転する補助ローラを示している。
【００２９】
従って、従動ローラ２のＺ１側端部は、引っ張りバネ３２によりＸ方向に変位可能に支持されているとともに、付勢手段３７によりＹ方向に変位可能に支持されている。従動ローラ２のＺ２側端部には、詳細な図示を省くが、付勢手段３７と同様の構成の付勢手段３７’が配設されており、従動ローラ２のＺ２側端部は、Ｙ方向のみに変位可能に支持されている。付勢手段３７’において、付勢手段３７におけるレバー３８に対応する構成をレバー３８’とし、付勢手段３７における軸３９に対応する構成を軸３９’とし、付勢手段３７における係合位置４０に対応する位置を係合位置４０’とし、付勢手段３７における引っ張りバネ４１に対応する構成を引っ張りバネ４１’とする。
【００３０】
ベルト駆動装置２０は以上のような構成であるから、ベルト３は常に寄り検知部材５に非常に弱い力で当接しており、ベルト３がＺ１方向へ寄りを生じると、寄り検知部材５が軸２ａ上を滑らかにＺ１方に変位し、寄り検知部材５の周縁が変位手段３６に当接することで従動ローラ２のＺ１側端部は、例えば図１０に示す状態から図１２に示す状態となるように、Ｘ２方向に変位する。このとき、変位手段３６が円錐形状をなしていることにより、寄り検知部材５はスムーズに変位する。従動ローラ２は駆動ローラ１に対して、例えば図１１に示す状態から図１３に示す状態となるように、そのＺ１側端部がＸ２側に向けて捻れ、これによりベルト３にはその寄りが規制される向きの力が働く。つまり、従動ローラ２のＺ１側端部のＸ２方向への変位量が増加すると、ベルト３のＺ１側への寄り量は小さくなる。
【００３１】
すなわち、図１２に示すように動ローラ２のＺ１側端部がＸ２方向へ変位すると、図１３において矢印４３で示すようにベルト３に対してＺ２方向への力が働き、ベルト３は、図１２に示すように同図紙面垂直方向奥側に移動し、また、図１０に示すように従動ローラ２のＺ１側端部がＸ１方向へ変位すると、図１１において矢印４２で示すようにベルト３に対してＺ１方向への力が相対的に働き、ベルト３は、図１０に示すように同図紙面垂直方向奥側に移動する作用を受ける。
【００３２】
さらに、付勢手段３７、３７’によっても、ベルト寄りは規制される。すなわち、軸３９と係合位置４０との間の距離と、軸３９’と係合位置４０’との間の距離とが同距離である場合には、従動ローラ２の両端において付勢手段３７、３７’によって受ける力はそれぞれ等しいが、Ｚ１側へのベルト寄りが生じ、従動ローラ２のＺ１側端部がＸ２方向に変位した場合には、軸３９と係合位置４０との間の距離が、軸３９’と係合位置４０’との間の距離より短くなり、引っ張りバネ４１による従動ローラ２のＺ１側端部への付勢力が、引っ張りバネ４１’による従動ローラ２のＺ２側端部への付勢力より大きくなり、ベルト３はベルト寄りが解消するＺ２側へ移動する力を受ける。つまり、従動ローラ２のＺ２側端部への、Ｙ２方向への付勢力が増加すると、当該端部におけるベルト３の寄り量は少なくなる。
【００３３】
このように、本発明を適用したベルト駆動装置２０によれば、従動ローラ２のＺ１側端部をＸ１方向に変位させるとともに、これに連動して同端部へのＹ２方向への付勢力を増加させることにより、ベルト寄りが速やか且つ十分に規制される。以上本実施例のベルト駆動装置を説明したが、端部を変位させるローラは従動ローラでなく、駆動ローラでもよい。寄り検知部材５は、ベルト３の劣化を防止すべく、軸２ａ上に回転自在に配設し、ベルト３の回転に従動回転可能としても良い。
【００３４】
図５、６、１４に、本発明を適用したベルト定着装置の実施例として、上述したベルト駆動装置２０を有するベルト定着装置を示す。以下説明するベルト定着装置は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状媒体として用いることが可能である。
【００３５】
ベルト定着装置３０は、ベルト駆動装置２０と、軸２ａに設けられベルト３を加熱する加熱手段としてのヒータ２１と、ベルト３及びベルト３を介して定着ローラとしての駆動ローラ１に圧接された圧接部材としての加圧ローラ２２とを有している。ヒータ２１を有する従動ローラ２は加熱ローラをなしている。加圧ローラ２２は、その軸２２ａに図示しない付勢手段としてのスプリングが係合しており、このスプリングにより、駆動ローラ１に対して圧接されている。かかるスプリングは、軸２２ａの両端に一対配設されている加圧バネである。
【００３６】
加圧ローラ２２は、駆動ローラ１、ベルト３のみならず、補助ローラ４４に対してもベルト３を介して圧接している。これにより、加圧ローラ２２とベルト３との圧接領域、いわゆるニップの幅が広くなり、シート状媒体Ｓ及びシート状媒体Ｓ上のトナーＴに熱の供給が良好に行われるため、定着温度及び当接圧は比較的少なくて済み、ホットオフセット等の、定着不良の原因を解消することができる。軸２２ａにはヒータ２１によるベルト加熱を補助し、シート状媒体Ｓがニップを通過する際の、ベルト温度の低下を防止する加熱手段としてのヒータ４５が配設されている。図１４において符号４６はニップに向けてシート状媒体Ｓを案内する案内手段としてのガイド板を示している。
【００３７】
薄肉のベルト３は、熱ストレスを受けると強度が低下し、常温で用いるときに比べるとベルト寄りによるシワや座屈がより一層発生しやすくなるため、特に端部が亀裂破損しやすいという問題があるが、ベルト駆動装置２０はベルト寄りを制御、規制できるうえに、ベルト３と寄り検知部材５表面との摩擦力が上述のような対摩耗性の関係を有するので、ベルト３の耐久性が向上しており、かかる問題を生じることはない。
【００３８】
ベルト定着装置３０はこのような構成であるから、ヒータ２１により加熱されたベルト３は、駆動ローラ１によりこのローラ１と従動ローラ２の回りを方向４に走行され、未定着画像Ｔを有するシート状媒体Ｓを搬送してニップを通過させることにより定着を行なう。ベルト３の寄りはベルト駆動装置２０により規制、制御されるので、シート状媒体Ｓの搬送が良好に行なわれるとともにニップにおける定着圧が保たれ、シート状媒体Ｓのしわやスキューを防止して良好な定着が行なわれる。したがってベルト定着装置３０を複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いれば、良好な画像を形成する画像形成装置となる。以上ベルト定着装置の実施例を説明したが、圧接部材は可能であればローラ状でなく板状でも良い。ヒータは、従動ローラ２にのみに設けてもよいし、定着ローラ、ベルト内に設けても良いし、圧接部材、定着ローラ、従動ローラ、ベルト等に同時に使用しても良い。
【００３９】
図１５に本発明を適用したベルト駆動装置、ベルト定着装置を有する画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであり、本発明を適用したベルト駆動装置２０、ベルト定着装置３０を用いることができるタイプの画像形成装置であればどのようなものでも良い。本実施例の画像形成装置はカラー画像を形成するものであるが、単色の画像を形成するものであっても良い。
【００４０】
画像形成装置６０は、原稿画像に応じて各色ごとの画像を形成する作像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫと、各作像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫに対向して配置されたベルト式の転写装置６２と、各作像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫと転写装置６２とが対向する転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての手差しトレイ６３、給紙カセット６４、６４と、手差しトレイ６３、給紙カセット６４、６４から搬送されてきたシート状媒体を作像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫによる作像のタイミングにあわせて供給するレジストローラ７０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行うベルト定着装置３０とを有している。転写装置６２は上述のベルト駆動装置により無端ベルト７３を駆動しており、ローラ７２が可変ローラをなしている。
【００４１】
画像形成装置６０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状媒体として用いることが可能である。
【００４２】
各作像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫはそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色が異なるが、その構成はほぼ同様であるから、作像装置６１Ｃの構成を各作像像装置６１Ｃ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫの代表として説明する。作像装置６１Ｃは、静電潜像担持体としての感光体ドラム６５Ｃ、感光体ドラム６５Ｃの回転方向Ａにおいて順に配置されている帯電装置６７Ｃ、現像装置６６Ｃ、クリーニング装置６８Ｃ等を有し、帯電装置６７Ｃと現像装置６６Ｃとの間で露光光６９Ｃを受ける周知の構成である。静電潜像担持体はドラム状でなく、ベルト状とし、上述のベルト駆動装置により駆動するようにしても良い。
【００４３】
本実施例の画像形成装置は以上の構成により、画像形成装置６０の電源が投入され、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、感光体６５Ｃの方向Ａへの回転にともない、感光体ドラム６５Ｃは帯電装置６７Ｃより帯電され、露光光６９Ｃにより原稿画像に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置６６Ｃにより現像され、感光体６５Ｃ上に形成されたトナー像が周知の転写装置６２上を矢印Ｂ方向に搬送されるシート状媒体上に転写され、転写後に感光体６５Ｃ上に残留しているトナーがクリーニング装置６８Ｃによって掻き取られて感光体６５がクリーニングされ、次の帯電に供される。
【００４４】
シアンのトナーが転写されたシート状媒体は、転写装置６２により矢印Ｂ方向に搬送されつつ、作像装置６１Ｃにおける上述の作像工程と同様の作像工程を行う作像装置６１Ｙ、６１Ｍ、６１ＢＫにより順次それぞれイエロー、マゼンタ、ブラックのトナーを適宜転写され、画像形成に必要なすべてのトナーを転写された後、転写装置６２からガイド４６に受け渡され、ガイド４６によってベルト定着装置３０の定着領域に案内される。ベルト定着装置３０に案内されたシート状媒体は、上述のように定着を行われる。
【００４５】
画像形成装置が、本実施例のように感光体ドラム上のトナー像を直接シート状媒体に転写するのではなく、一旦無端ベルト状の転写媒体に転写した後にシート状媒体に転写するタイプである場合には、この転写媒体を駆動する構成として上述のベルト駆動装置を用いることができる。また無端ベルトによりシート状媒体を搬送する装置として上述のベルト駆動装置を用いることができる。何れの部分にベルト駆動装置を用いるにしても、そのベルト寄りは良好に規制、制御されるため、良好な画像を得ることができ、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。なお、以上図１ないし図１５においては、各構成の大きさや変位量等を説明の便宜上適宜誇張して示している。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、無端ベルトと、この無端ベルトを掛け渡した、少なくとも一端が変位可能な可変ローラを含む複数のローラと、上記可変ローラと同軸的に設けられ、上記無端ベルトの側縁に当接し、同無端ベルトの寄り量に応じて上記可変ローラの軸方向に変位する寄り検知部材と、上記寄り検知部材に係合し、同寄り検知部材の変位量に応じて、上記可変ローラの一端を、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとが互いに非平面上に位置する捻れ方向に変位する変位手段とを有するベルト駆動装置において、上記可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量に応じて、同一端に対し、同可変ローラの軸方向に直角な方向であって、かつ、同可変ローラとその他のローラとを互いに離間する離間方向に付勢力を与える付勢手段を有するので、可変ローラの一端を捻れ方向及び離間方向に変位することで速やか且つ良好にベルト寄りを規制することができ、無端ベルトの座屈や摩耗によるベルトの劣化を回避できるから、無端ベルトを長寿命化でき、信頼性の高いベルト駆動装置を提供することができる。
【００４７】
可変ローラの一端を、捻れ方向への変位量が減少する方向へ付勢し、同捻れ方向に変位可能に支持する支持手段を有することとすれば、可変ローラを捻れ方向に変位可能に支持することができるとともに寄り検知部材と変位手段との係合状態を良好に維持できるベルト駆動装置を提供することができる。
【００４８】
付勢手段が、可変ローラの一端に係合し捻れ方向に延設されたレバーと、同レバーの一端を回動自在に支持する支持部材と、同レバーと上記可変ローラとが係合した係合位置に関し上記支持部材が配設された側と反対側において同レバーに係合し上記可変ローラの一端に離間方向への付勢力を与える第１の付勢部材とを有することとすれば、比較的簡易な構成で可変ローラの一端の捻れ方向への変位量に応じて、同一端に対し離間方向に付勢力を与えることができるベルト駆動装置を提供することができる。
【００４９】
支持部材が、捻れ方向において、係合位置よりも、可変ローラの一端の上記捻れ方向への変位量が増加する側に配設されていることとすれば、可変ローラの一端の捻れ方向への変位量が増加すると離間方向への付勢力を増加することができるベルト駆動装置を提供することができる。
【００５０】
可変ローラの一端の捻れ方向への変位量が増加すると、無端ベルトの寄り量が小さくなることとすれば、可変ローラの一端が捻れ方向へ変位すること自体により無端ベルトの寄りを規制することができるベルト駆動装置を提供することができる。
【００５１】
離間方向への付勢力が増加すると、無端ベルトの寄り量が少なくなることとすれば、可変ローラの一端の捻れ方向への変位に連動して無端ベルトの寄りを規制することができるベルト駆動装置を提供することができる。
【００５２】
寄り検知部材を、無端ベルトの寄り量が減少する方向に付勢する第２の付勢部材を有することとすれば、寄り検知部材を無端ベルトの寄りに追従して変位することができ、無端ベルトが寄り検知部材に急激に当接することによる無端ベルトの劣化を防止できるベルト駆動装置を提供することができる。
【００５３】
変位手段が、その中心軸が可変ローラの軸方向と平行であり、上記可変ローラの一端の端部側に向けて径が増加する円錐形状をなしていることとすれば、寄り検知部材を変位手段に対して滑らかに当接させることができ、無端ベルトの寄り規制を滑らかに行うことができるベルト駆動装置を提供することができる。
【００５４】
本発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置と、上記無端ベルトを加熱するための加熱手段と、上記無端ベルトに圧接された圧接部材とを有し、上記無端ベルトにより未定着画像を有するシート状媒体を搬送しこの無端ベルトと上記圧接部材との間を通過させて定着を行なうベルト定着装置にあるので、上記の効果を奏するベルト駆動装置を有するベルト定着装置であって、熱応答性を向上するためにベルト厚を抑えても耐久性が良好であり、またシート状媒体の搬送が良好に行われ定着領域における定着圧が保たれ、シート状媒体のしわやスキューを防止して良好な定着を行うことができる、信頼性のあるベルト定着装置を提供することができる。
【００５５】
複数のローラが少なくとも、無端ベルトを介して圧接部材に圧接する定着ローラと、加熱手段を有する加熱ローラとを含み、上記圧接部材が加圧ローラであることとすれば、加熱ローラによる加熱領域と、定着ローラ及び加圧ローラによる定着領域を別々に有し、定着領域における過昇温を防止してホットオフセット等の定着不良の原因を解消し、良好な定着を行うことができるベルト定着装置を提供することができる。
【００５６】
本発明は、請求項１ないし８の何れか１つに記載のベルト駆動装置または請求項９または１０記載のベルト定着装置を有する画像形成装置にあるので、上記の効果を奏するベルト駆動装置またはベルト定着装置を有する画像形成装置であって、ベルト駆動装置を定着装置のみならず感光体ベルトや直接転写もしくは中間転写ベルト、その他シート状媒体の搬送に関する駆動装置として用いることができ、これらベルトの耐久性を向上できるとともに、ベルトの寄りや蛇行を防止してベルト走行の安定性を得ることによりシート状媒体の斜行や横ずれを防止し、線画の直線性、カラー画像形成における横方向の位置ずれ等を生じず良好な画像を形成することができ、またシート状媒体のしわやスキューを防止して良好な画像を得ることができる、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したベルト駆動装置を示す斜視図である。
【図２】可変ローラの一端がＸ１方向に変位した状態を示すベルト駆動装置の正面図である。
【図３】図２に示したベルト駆動装置の側面図である。
【図４】図１に示したベルト駆動装置の正面図である。
【図５】本発明を適用したベルト駆動装置及びこれを有するベルト定着装置の斜視図である。
【図６】図５に示したベルト駆動装置及びこれを有するベルト定着装置において無端ベルトの図示を省略した状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示したベルト駆動装置の要部を示す斜視図である。
【図８】図９とともに可変ローラの変位に応じて付勢手段が同ローラに与える付勢力の大きさを説明するための側面図である。
【図９】図８とともに可変ローラの変位に応じて付勢手段が同ローラに与える付勢力の大きさを説明するための側面図である。
【図１０】図１２とともに可変ローラの変位が無端ベルトに与える相対的な作用を説明するための側面図である。
【図１１】図１０に示した可変ローラと他のローラとの位置関係及びこの状態において無端ベルトに働く相対的な作用を示す平面図である。
【図１２】図１０とともに可変ローラの変位が無端ベルトに与える作用を説明するための側面図である。
【図１３】図１２に示した可変ローラと他のローラとの位置関係及びこの状態において無端ベルトに働く作用を示す平面図である。
【図１４】本発明を適用したベルト駆動装置を備えたベルト定着装置を示す概略側面図である。
【図１５】本発明を適用したベルト駆動装置、ベルト定着装置を備えた画像形成装置を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１、２、４１、４４、７２    複数のローラ
１    定着ローラ
２、７２    可変ローラ
２    加熱ローラ
３    無端ベルト
５    寄り検知部材
２０    ベルト駆動装置
２１、４５    加熱手段
２２    圧接部材、加圧ローラ
３０    ベルト定着装置
３２    支持手段
３５    第２の付勢部材
３６    変位手段
３７    付勢手段
３８    レバー
３９    支持部材
４０    係合位置
４１    第１の付勢部材
６０    画像形成装置
Ｓ    シート状媒体
Ｔ    未定着画像
Ｘ    捻れ方向
Ｙ２    離間方向
Ｚ    可変ローラの軸方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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