(57)【要約】【課題】ベルトニップ方式による定着装置において、無端ベルトを移動させることなく蛇行を検知して、無端ベルトの蛇行を防止するベルト定着装置を提供する。【解決手段】トナー像が転写された被記録体を加熱、定着する、加熱ローラ、加圧部材、無端ベルト及び無端ベルトの突き当て部材から構成される定着手段１４を備えた画像記録装置において、定着手段１４の無端ベルトの蛇行による寄り力を検出する。【選択図】図１
2004101972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を有し、該感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体の周囲に配置された現像手段と、前記感光体に一部分が接触しトナー像が前記接触部に転写される中間転写体と、この中間転写体上に保持されたトナー像を被記録体に転写する転写手段と、トナー像が転写された前記被記録体を定着する、無端ベルトを有する定着手段とを備えた画像記録装置において、前記定着手段の無端ベルトの蛇行による寄り力を検出することを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像記録装置において、前記定着手段に前記無端ベルトの突き当て部材を備え、該突き当て部材で前記無端ベルトの寄り力を検出することを特徴とする画像記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像記録装置において、無端ベルトの寄り力を制御信号として無端ベルトの蛇行を防止することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを利用したカラー画像記録を行う画像記録装置における、ベルト定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無端ベルトの蛇行を補正する制御方法及びこの制御方法を適用したベルト定着装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１のベルト定着装置は、無端ベルトを少なくとも２つのベルト支持ロール間に張架して回転させるベルト走行システムにおいて、無端ベルトがロール軸方向に移動する蛇行現象を補正するため、接触式センサまたは、光学式センサによって無端ベルトの移動方向を検知している。この移動方向の検知を基にして、前記ベルト走行システムにおける１つのベルト支持ロールに無端ベルトを押し付けるように設置した押圧ロールとの間で形成されるニップ幅を変化させて、無端ベルトの蛇行を補正する。
【特許文献１】
特開２００２−９９１６３号公報（第２−３頁、図２及び図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のベルト定着装置は、無端ベルトの軸方向への移動（移動方向）を検知してベルトの蛇行補正を行っているために、未定着のトナー像が形成された用紙が定着装置を通過中であってもベルトが軸方向に移動している状態である。そのため、このベルトの移動によってトナー像が擦れて印刷品質の更なる向上に限界が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、画像記録装置において、無端ベルトを移動させることなく蛇行を検知して、無端ベルトの蛇行を防止するベルト定着装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、感光体を有し、該感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体の周囲に配置された現像手段と、前記感光体に一部分が接触しトナー像が前記接触部に転写される中間転写体と、この中間転写体上に保持されたトナー像を被記録体に転写する転写手段と、トナー像が転写された前記被記録体を定着する、無端ベルトを有する定着手段とを備えた画像記録装置において、前記定着手段の無端ベルトの蛇行による寄り力を検出することを特徴とするものである。
上記構成によれば、未定着のトナー像を乱すことなく、高印刷品質の画像が得られる。
上記の画像記録装置において、定着装置に無端ベルトの突き当て部材を備え、この突き当て部材で無端ベルトの寄り力を検出し、この寄り力を制御信号として無端ベルトの蛇行を防止するとよい。
上記構成によれば、定着手段の構造をコンパクトにできる。また、無端ベルトを安定搬送できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００８】
図１は、カラーレーザプリンタの概略構成図である。図２は、ベルト定着機の断面図である。
【０００９】
図１を用いて、ベルト定着機を搭載したカラーレーザプリンタの全体構成について説明する。
【００１０】
駆動ローラ２２、ベルトに張力を与えるテンションローラを兼ね備えた従動ローラ２１により垂直方向に張架され矢印方向に一定速度で回転する感光体ベルト２と、感光体ベルト２と接触配置される中間転写体３と、感光体ベルト２の表面を一様に帯電する帯電器４と、一様に帯電された感光体ベルト２の表面を露光して該表面に静電潜像を形成する露光装置５と、感光体ベルト２の垂直面に当接するよう配置され静電潜像を現像してトナ−像を形成する４つの現像機６１、６２、６３、６４と、用紙等の被記録体を収納したカセット１０と、カセット１０から用紙等の被記録体を給紙する給紙ローラ１１と、カセット１０より給紙された用紙等の被記録体の姿勢を矯正するレジストローラ１２と、トナ−像を用紙等の被記録体に転写する転写ロ−ラ１３と、加熱ローラ、加圧部材及び無端ベルトから構成される用紙等の被記録体に転写されたトナ−像を定着する定着機１４と、定着され機外に排出された用紙等の被記録体を収容する排紙部１７と、転写後に感光体ベルト２の表面に残留するトナ−を除去するブレ−ド８と、トナ−像転写後に感光体ベルト２の表面に残留する電荷を除去するイレーズランプ９と、中間転写体３の表面に残留するトナ−を除去するクリ−ナ１５を備える。
【００１１】
次に、本装置によるカラー画像の形成方法を説明する。
【００１２】
電源投入後、プリント待機状態となったプリンタ１本体に図示されない情報処理装置からプリント信号が送られると露光装置５が信号にしたがってトナ−像に該当するレ−ザ光を、帯電器４により一様に帯電された感光体ベルト２上に照射し、感光体ベルト２上に静電潜像が形成される。
【００１３】
まず、感光体ベルト２上に露光装置５によりイエロ−色のトナ−像に対応する静電潜像を形成し、イエロ−現像機６１によりトナ−像を現像する。ここで、６１はイエロ−色のトナ−を使用する現像機、６２はマゼンタ色のトナ−を使用する現像機、６３はシアン色のトナ−を使用する現像機、６４はブラック色のトナ−を使用する現像機であり、各現像機にはバイアス電圧を制御することにより現像機能が付与または消失されるようになっている。感光体ベルト２上に形成されたトナー像は中間転写体３との接触部で中間転写体３の表面に転写され、該表面に保持される。
【００１４】
一方、トナー像転写後の感光体ベルト２上は転写されずに残留したトナ−をブレ−ド８により除去した後、感光体ベルト２の表面に残留する電荷をイレ−ズランプ９で除去するようになっている。
【００１５】
これら感光体ベルト２表面を初期状態に戻す工程が終了した後、次色であるマゼンタ色のトナ−像を同様に感光体ベルト２の表面に形成し、中間転写体３の表面上に保持されている前記イエロ−色のトナ−像に重ね合わせて転写して中間転写体３上に保持する。
【００１６】
同様の工程をシアン、ブラック色についても繰り返し中間転写体３上で４色のトナー像を重ね合わせると同時に該表面に保持する。
【００１７】
このようにして中間転写体３の表面上に形成した４色のトナ−像を被記録体１６に転写するために、給紙ロ−ラ１１を回転させカセット１０に収納された被記録体１６を１枚づつに分離し、レジストロ−ラ１２まで搬送し被記録体１６の斜行を矯正した後、停止する。次いで、中間転写体３上のトナ−像と整合するようなタイミングでレジストロ−ラ１２の回転を始動する。搬送される被記録体１６の先端が中間転写体３と接触すると同時に転写ロ−ラ１３を被記録体１６の背面より押し付け、中間転写体３表面上の４色のトナ−像を一度に被記録体１６上に静電転写する。
【００１８】
こうして被記録体１６上に出来上がった４色のトナ−像は定着機１４の加熱ロ−ラと加圧部材に押圧された無端ベルトの間を通過することにより被記録体１６上に定着されプリンタ１上部の排紙部１７に排出される。
【００１９】
次に図２を用いてベルト定着機を詳細に説明する。
【００２０】
ベルト定着機は、トナーを溶融するための加熱ローラ１４１、加熱ローラ１４１によって溶けたトナーに圧力を加えて被記録体１６に固着するための加圧部材、加熱ローラ１４１接触してニップ１８を形成するための無端ベルト１４５から構成されている。加熱ローラ１４１は、ハロゲンランプ等の加熱源１４１１、芯金１４１２、芯金１４１２の表面を被覆するシリコーンゴム１４１３から構成されている。加圧部材は、被記録体１６の搬送方向上流側の加圧パッド１４２、中央部の加圧パッド１４３、下流側の加圧ローラ１４４から構成され、図示しないばねによって加熱ローラ１４１に押付けられている。また、無端ベルト１４５は、ポリイミドフィルム等から構成されており、前記の加圧パッド１４２、１４３、加圧ローラ１４４に張力を作用させない状態で架け渡されて、加熱ローラ１４１に押付けられ、加熱ローラ１４１と同時に回転する。
【００２１】
未定着のトナー像が転写された被記録体１６が、上記の加圧パッド１４２、１４３、加圧ローラ１４４、無端ベルト１４５で形成されたニップ１８を通過すると、トナー像は加熱ローラ１４１、加圧パッド１４２、１４３、加圧ローラ１４４、無端ベルト１４５から熱と圧力を受けて被記録体１６上に定着される。
【００２２】
この際、無端ベルト１４５は、ベルト左右の周長差、加圧パッド１４２、１４３、加圧ローラ１４４の形状、取付け、加圧力等の誤差により蛇行する。本実施例は、無端ベルト１４５の蛇行による寄り力を検出し、被記録体１６上のトナー像を加圧している加圧部材によって、無端ベルト１４５の蛇行を防止しようとするものである。
【００２３】
次に図３、４、５を用いて本発明の実施の形態を説明する。図３は、ベルト定着機のベルトの寄り力を検出する手段の概略図である。図４は、ベルトの寄り力を検出する他の手段の概略図である。図５は、ベルト定着機の平面図である。
【００２４】
無端ベルト１４５の蛇行の発生をベルトの寄り力を検出することで検知し、寄り力の検出を制御信号として無端ベルト１４５の蛇行を防止する。図３、４を用いてベルトの寄り力の検出方法を説明する。図３は、無端ベルト１４５が側板１４６３に取付けられた突き当て部材１４６１に当った時の変形による歪を、ベルトの突き当て部と突き当て部材１４６１の取付け部の間に取付けた歪ゲージ１４６２によって、ベルトの寄り力を検出する。図４は、無端ベルト１４５が突き当て方向に移動可能なガイド１４６５を設けた突き当て部材１４６１に当った時の圧力を、側板１４６３に取付けたロードセル１４６４によって、ベルトの寄り力を検出する。これらの手段で検出した信号をもとに無端ベルト１４５の蛇行を防止する方法を、図５を用いて説明する。無端ベルト１４５の寄り力の検出信号により、モータ１４７１が所定の角度回転し、ばね１４７２、１４７３の引張り力を変化させる。この引張り力の差は、ばね１４７２、１４７３つながれた、端部がモータ１４７１のプーリ１４７４に取付けられているワイヤ１４７５、１４７６、１４７７、１４７８を介して、滑車１４７９によってアーム１４９へ伝達され、アーム１４９に支持された加圧ローラ１４４の左右の圧力差となる。この圧力差が、加熱ローラとの接触面圧を変化させ、無端ベルト１４５の寄り力を０〜微小に保ち、無端ベルト１４５を常に一方向に寄せた状態に制御して蛇行を防止する。
【００２５】
無端ベルトを移動させることなく蛇行を検知することが可能となり、高密度実装のベルト定着機においても、ベルト寄りの検出が容易で、無端ベルト１４５の蛇行を防止できる。
【００２６】
次に図６を用いて他の実施形態を説明する。図６は、ベルト定着機の他の実施形態の平面図である。例えば図中の右側に蛇行する無端ベルト１４５において、ベルト端部が接触する面と、その面と直角の面を有する突き当て部材１４６が、無端ベルト１４５の蛇行による寄り力によって押され、図の点線で示したように微小に移動する。突き当て部材１４６は、無端ベルト１４５の寄り力よりも弱い力でばね１４７に支持され、さらに、ベルト端部が接触する面と直角の面の片端にリンク１４８が取付けられている。このリンク１４８は、片側が加圧ローラ１４４を支持しているアーム１４９に取付けられている。移動した突き当て部材１４６は、リンク１４８、アーム１４９を介して、トナー像を加圧するための加圧力の変動の影響が小さい加圧ローラ１４４を変位させる。この加圧ローラ１４４の変位によって加熱ローラとの接触面圧を変化させ、無端ベルト１４５を常に一方向に寄せた状態にして蛇行を防止する。
【００２７】
張力を作用させない状態で無端ベルト１４５を搬送し、トナー像を加圧するための加圧部材で蛇行を防止するため、定着機全体の搬送負荷を小さくできる。また、定着機をコンパクトにできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、無端ベルトを移動させることなく蛇行を検知して、無端ベルトの蛇行を防止できるので、未定着のトナー像を乱すことなく、高印刷品質の記録画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルト定着機を搭載したカラーレーザプリンタの概略構成図。
【図２】本発明のベルト定着機の断面図。
【図３】ベルト定着機のベルトの寄り力を検出する手段の概略図。
【図４】ベルト定着機のベルトの寄り力を検出する他の手段の概略図。
【図５】本発明のベルト定着機の平面図。
【図６】本発明のベルト定着機の他の実施形態の平面図。
【符号の説明】
１…カラーレーザプリンタ、２…感光体ベルト、２１…従動ローラ、２２…駆動ローラ、３…中間転写体ベルト、４…帯電器、５…光学装置、６１…イエロー色の現像機、６２…マゼンタ色の現像機、６３…シアン色の現像機、６４…ブラック色の現像機、８…ブレード、９…イレーズランプ、１０…用紙カセット、１１…給紙ローラ、１２…レジストローラ、１３…転写ローラ、１４…定着機、１５…クリーナ、１６…被記録体、１７…排紙部、１８…ニップ、１４１…加熱ローラ、１４１１…加熱源、１４１２…芯金、１４１３…シリコーンゴム、１４２…加圧パッド、１４３…加圧パッド、１４４…加圧ローラ、１４５…無端ベルト、１４６、１４６１…突き当て部材、１４６２…歪ゲージ、１４６３…側板、１４５６４…ロードセル、１４６５…ガイド、１４７…ばね、１４７１…モータ、１４７２、１４７３…ばね、１４７４…プーリ、１４７５、１４７６、１４７７、１４７８…ワイヤ、１４７９…滑車、１４８…リンク、１４９…アーム。
【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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