(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも駆動軸と従動軸との間に張架されたエンドレスベルトと、
前記従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、前記エンドレスベルトの前記従動軸の軸方向への寄りに応じて該軸方向に移動するベルトガイド部材と、
前記従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、前記ベルトガイド部材を軸中央方向に付勢するベルトガイド付勢部材と、
前記従動軸端部を前記軸方向に対して直角方向に変位可能に支持する支持手段と、
前記ベルトガイド部材と接触して該ベルトガイド部材の前記軸方向への変位を該軸方向と直角方向の所定方向の変位に変換する変換手段と、
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、
前記変換手段は、前記ベルトガイド部材に接触して前記従動軸を前記所定方向に変位可能に案内する傾斜面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２記載のベルト駆動装置において、
前記変換手段の前記傾斜面に、前記ベルトガイド部材と接触しながら回転する回転部材を設けたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項２記載のベルト駆動装置において、
前記ベルトガイド部材は、前記傾斜面と静止状態で接触する回転部材を有することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項５】
請求項１記載のベルト駆動装置において、
前記ベルトガイド部材は、前記変換手段と静止状態で接触する回転部材を有し、
前記変換手段は、前記回転部材に接触しながら前記従動軸端部の変位を上記所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項６】
請求項１記載のベルト駆動装置において、
前記変換手段は、前記ベルトガイド部材に接触しながら前記従動軸端部の変位を上記所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されてい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の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、
前記支持手段が、前記従動軸端部を支持する軸端部支持部材と、前記エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、所定の位置に付勢するベルト付勢部材と、前記軸端部支持部材を嵌入し支持するための長孔形状を有する嵌入支持部材とで構成されており、
前記長孔形状が、前記エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、前記軸端部支持部材を前記所定方向に変位する方向に延びていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項８】
請求項７記載のベルト駆動装置において、
前記軸端部支持部材として転がり軸受を用いた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の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、
前記エンドレスベルトが記録紙上の未定着トナーを定着する定着ベルトであり、
前記従動軸がその内部に熱源を有する定着ベルト加熱用の加熱部材であり、
前記駆動軸が定着部材であり、
前記定着ベルトを介して前記定着部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材を有する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、
前記加熱部材と前記加圧部材との間における前記定着ベルトの内周面側に、前記定着部材および前記加圧部材に平行に、かつ、前記定着ベルトの内周面に接触するガイド部材を設けたことを特徴とするベルト定着装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載のベルト定着装置において、
前記定着ベルトの定着ベルト搬送速度と前記定着ニップ部に前記記録紙を搬送する搬送装置の搬送装置搬送速度とが、
前記定着ベルト搬送速度≦前記搬送装置搬送速度の関係を満たすことを特徴とするベルト定着装置。
【請求項１２】
請求項１ないし８の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、
前記従動軸と前記駆動軸が、共にローラであることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項１３】
請求項９ないし１１の何れか一つに記載のベルト定着装置において、
前記従動軸と前記駆動軸が、共にローラであることを特徴とするベルト定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトを回転搬送するベルト駆動装置およびそれを用いたベルト定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルト駆動装置におけるベルト寄り防止法としてごく一般的に使用されている方式として以下のものがある。
１．ベルト側端部の内または外周面にベルト寄り規制部材を貼り付けるベルト寄り規制部材貼り付け方式。
２．ローラ端部にベルト寄り止めを設けたベルト寄り止め方式。
３．ベルト寄り作用によってベルトが移動した方向のローラ軸端部を変位させて、ベルト寄りを防止するベルト軸端部変位方式。
４．本発明に近い技術として、例えば実開平５−１４０４６号公報に記載されているようなベルト側端部に補強部材を設けたもの、あるいは特開平４−１２１３３７号公報に記載されているように、ベルト回転によるトルクを利用したベルト蛇行防止方式がある。後者のベルト蛇行防止方式では、ベルト側端部が蛇行検出部材に乗り上げたとき、ベルト内周面が蛇行検出部材に摺擦されて蛇行検出部材の回転トルクが発生する。この時、本体側と蛇行検出部材とに巻回された糸が巻かれて、従動ローラが蛇行を停止する方向に変位する。つまり、前記ベルト蛇行防止方式は、蛇行検出部材の回転運動を糸によって所定の直線運動に変換することを特徴としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記１．のベルト寄り規制部材貼り付け方式では、ベルトに大きな寄り力が作用したとき、ベルト寄り規制部材が剥がれたり、ベルトがベルト寄り規制部材を乗り越えたりする問題点がある。
【０００４】
上記２．のベルト寄り止め方式では、ベルトに大きな寄り力が作用したとき、ベルトの座屈現象によりベルト側端部が破損する問題点がある。
【０００５】
上記３．のベルト軸端部変位方式では、そのローラ軸端部変位手段としてクラッチやソレノイド等の電磁式開閉手段を用いているが、コストアップの要因となる問題点がある。
【０００６】
上記４．のベルト蛇行防止方式では、ベルトと蛇行検出部材との摺擦摩耗、あるいはベルト内周面や蛇行検出部材への異物付着によって各接触面状態が変化することで摩擦係数が変化してしまい、ベル蛇行量が安定しないという問題点がある。
【０００７】
したがって、本発明は上記諸問題点を解決し、ベルト寄り防止を図ると共に、ベルト側端部とベルトガイド部材との接触によって生じるベルト側端部の亀裂破損によるベルト短寿命を防止することを目的とするものである。
【０００８】
請求項ごとの目的を挙げれば、以下のとおりである。
【０００９】
請求項１および２記載の発明の目的は、ベルトガイド部材、ベルトガイド付勢部材、支持手段および変換手段からなるベルト寄り防止手段を有するベルト駆動装置により、ベルト寄り力を軽減した状態で、ベルト寄り防止を図ると共に、ベルト側端部とベルトガイド部材との接触によって生じるベルト側端部の亀裂破損によるベルト短寿命を防止することにある。
【００１０】
請求項３ないし６記載の発明の目的は、請求項１および２記載の発明の目的に加え、ベルトガイド部材または変換手段のこすれによる摩耗を防止し、経時信頼性を得ることにある。
【００１１】
請求項７記載の発明の目的は、従動軸がベルト寄り防止のために変位する時に、従動軸端部の摩擦抵抗を少なくして滑らかに変位させることにより、ベルト寄り防止効果を確実に働かせることにある。
【００１２】
請求項８記載の発明の目的は、請求項７記載の発明の目的に加え、従動軸が回転中に不安定な動作をしてベルト寄り防止作用を阻害するような不具合を生じさせない軸端部支持部材とすることにある。
【００１３】
請求項９記載の発明の目的は、請求項１ないし８の何れか一つに記載のベルト寄り防止手段を有するベルト駆動装置をベルト定着装置に適用して、ベルトの破損防止効果を高め、信頼性のあるベルト定着装置を実現することにある。
【００１４】
請求項１０および１１記載の発明の目的は、請求項９記載の発明の目的に加え、記録紙の斜行（スキュー）によるシワ、ジャムの防止を図ることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも駆動軸と従動軸との間に張架されたエンドレスベルトと、前記従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、前記エンドレスベルトの前記従動軸の軸方向への寄りに応じて該軸方向に移動するベルトガイド部材と、前記従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、前記ベルトガイド部材を軸中央方向に付勢するベルトガイド付勢部材と、前記従動軸端部を前記軸方向に対して直角方向に変位可能に支持する支持手段と、前記ベルトガイド部材と接触して該ベルトガイド部材の前記軸方向への変位を該軸方向と直角方向の所定方向の変位に変換する変換手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
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、前記変換手段は、前記ベルトガイド部材に接触して前記従動軸を前記所定方向に変位可能に案内する傾斜面を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のベルト駆動装置において、前記変換手段の前記傾斜面に、前記ベルトガイド部材と接触しながら回転する回転部材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
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、前記ベルトガイド部材は、前記傾斜面と静止状態で接触する回転部材を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１記載のベルト駆動装置において、前記ベルトガイド部材は、前記変換手段と静止状態で接触する回転部材を有し、前記変換手段は、前記回転部材に接触しながら前記従動軸端部の変位を上記所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１記載のベルト駆動装置において、前記変換手段は、前記ベルトガイド部材に接触しながら前記従動軸端部の変位を上記所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、前記支持手段が、前記従動軸端部を支持する軸端部支持部材と、前記エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、所定の位置に付勢するベルト付勢部材と、前記軸端部支持部材を嵌入し支持するための長孔形状を有する嵌入支持部材とで構成されており、前記長孔形状が、前記エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、前記軸端部支持部材を前記所定方向に変位する方向に延びていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のベルト駆動装置において、前記軸端部支持部材として転がり軸受を用いたことを特徴とする。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、前記エンドレスベルトが記録紙上の未定着トナーを定着する定着ベルトであり、前記従動軸がその内部に熱源を有する定着ベルト加熱用の加熱部材であり、前記駆動軸が定着部材であり、前記定着ベルトを介して前記定着部材に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材を有することを特徴とするベルト定着装置である。
【００２４】
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、前記加熱部材と前記加圧部材との間における前記定着ベルトの内周面側に、前記定着部材および前記加圧部材に平行に、かつ、前記定着ベルトの内周面に接触するガイド部材を設けたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、請求項９または１０記載のベルト定着装置において、前記定着ベルトの定着ベルト搬送速度と前記定着ニップ部に前記記録紙を搬送する搬送装置の搬送装置搬送速度とが、前記定着ベルト搬送速度≦前記搬送装置搬送速度の関係を満たすことを特徴とする。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載のベルト駆動装置において、前記従動軸と前記駆動軸が、共にローラであることを特徴とする。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、請求項９ないし１１の何れか一つに記載のベルト定着装置において、前記従動軸と前記駆動軸が、共にローラであることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、単に「実施形態」という）を説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成部品等については、同一符号を付すことによりその説明をできるだけ省略する。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、説明の簡明化を図る上から、その片方を適宜記載することでその説明に代えるものとする。
【００２９】
まず、図４ないし図８を参照して、本発明を適用するベルト駆動装置の構成について説明する。
図４は本発明を適用するベルト駆動装置を示していて、このベルト駆動装置は、少なくとも１本の駆動軸としての駆動ローラ１と、少なくとも１本の従動軸としての従動ローラ２と、駆動ローラ１と従動ローラ２とに巻掛けされその間に張架されたエンドレスベルト３（以下、単に「ベルト３」という）とから主に構成されている。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、各両軸１ａ、２ａを介してそれぞれ時計回りに回転自在に支持されている。ベルト３は、ベルト幅の比較的長い平ベルトが用いられ、図４において時計回り方向であるベルト回転方向３Ｂに回転搬送されている状態にある。ベルト３には、図７に示すように、従動ローラ２の軸２ａの支持部とベルト駆動装置本体側に設けられた不動部材（図示せず）との間に張設されたスプリング４（引張バネ）により所定の張力Ｐ２が付与されている。
【００３０】
図５は、図４に示したベルト駆動装置を上のＡ視から見た平面図であり、従動ローラ２の図５において左の軸端部が非平行左方向２Ｂ１に変位した状態を示し、従動ローラ２が駆動ローラ１に対して非平行な位置関係にある。図７には、従動ローラ２の左の軸端部が非平行右方向２Ｂ２に変位した状態を、非平行左方向２Ｂ１と共に併記してある。非平行左方向２Ｂ１および非平行右方向２Ｂ２をまとめて、非平行方向２Ｂと呼ぶ。
【００３１】
図６は、図４に示したベルト駆動装置を横のＢ視から見た正面図であり、従動ローラ２の右の軸端部が下方の変位方向である捩じれ下方向２Ａ１に変位した状態を示し、従動ローラ２が駆動ローラ１に対して捩じれ位置の関係にある。図７には、従動ローラ２の右の軸端部が上方の変位方向である捩じれ上方向２Ａ２に変位した状態を、捩じれ下方向２Ａ１と共に併記してある。捩じれ下方向２Ａ１および捩じれ上方向２Ａ２をまとめて捩じれ方向２Ａと呼ぶ。
【００３２】
図５のような非平行な位置関係にある場合には、ベルト寄り現象は、ベルト寄り方向３Ａで示すように、従動ローラ２が駆動ローラ１に接近した方である非平行左方向２Ｂ１にベルト３が寄る。このとき、駆動ローラ１からベルト３に伝達される駆動力Ｆの内、従動ローラ２の軸方向における分力ｆがベルト３の内周面と従動ローラ２の軸方向との間の摩擦力ｆ（＝μ・Ｎ：μ…ベルト３の内周面と従動ローラ２の外周表面との摩擦係数、Ｎ…従動ローラ２の軸２ａに対して垂直に作用する抗力）として与えられる。
【００３３】
また、図６のような捩じれ位置関係にあって、ベルト３がベルト回転方向３Ｂに回転搬送されている場合には、後述する実施形態１等で説明するように、従動ローラ２の右の軸端部が下方の捩じれ下方向２Ａ１に変位して捩じれが発生すると、ベルト３は先程変位した方向とは逆の方向であるベルト寄り方向３Ａ１に寄る。これは、ベルト３が従動ローラ２に巻き付いたとき、その捩じれが発生した分、その方向にベルト３が寄ってしまうためと考えられる。その場合、ベルト３の寄り量は、駆動ローラ１に対して従動ローラ２が僅かに捩じれても、その分、ベルト寄りが確実に発生する程度生じる。
【００３４】
一方、図５のような非平行な位置関係にある場合は、ベルト３の内周面と従動ローラ２の外周表面との間の摩擦力によるため、その摩擦係数μの大きさが関係する。この場合、その接触状態が変化してしまうと摩擦係数μの変化で、初期と経時とでベルト寄り力が変わってしまうという傾向があって安定しない（経時的には、摩擦係数μが大きくなってベルト寄り力は増加してしまうことの方が多い）。
【００３５】
図８は、図４および図７に示したベルト駆動装置の構成条件において、従動ローラ２の軸端部を同じ変位量（ｍｍ）だけ非平行方向２Ｂおよび捩じれ方向２Ａに変位させた時のベルト寄り量（ｍｍ）の確認結果である。図８から明白なように、駆動ローラ１に対しての従動ローラ２の捩じれ成分（捩じれ方向２Ａ）の方が、平行成分（非平行方向２Ｂ）よりもベルト寄り量に対しては支配的であることが分かり、これは実験上からも確認されているところである。
【００３６】
以上の結果から、従動ローラ２を変位させてベルト寄り防止を図る場合は、駆動ローラ１に対する捩じれ方向２Ａの成分を変位させる方が望ましいことは明らかである。したがって、後述する実施形態の場合は、ベルト寄り防止方法として、ベルト寄り現象が発生した方向の従動ローラ２の軸端部を所定方向としての捩じれ下方向２Ａ１に変位させて行なうように説明している。
（実施形態１）
図１ないし図３に本発明の第１の実施形態（以下、単に「実施形態１」という）を示す。
実施形態１に係るベルト駆動装置は、図１ないし図３に示すように、少なくとも１本の駆動ローラ１と、少なくとも１本の従動ローラ２と、駆動ローラ１と従動ローラ２とに巻掛けされその間に張架されたベルト３と、ベルト３の従動ローラ２の軸２ａ方向への寄りに応じてベルト３を軸２ａ方向に移動するベルトガイド部材５と、ベルトガイド部材５を軸２ａの中央方向に付勢するベルトガイド付勢部材としてのスプリング８（圧縮バネ）と、従動ローラ２の軸端部を軸２ａ方向に対して直角方向に変位可能に支持する支持手段１６と、ベルトガイド部材５と接触してベルトガイド部材５の軸２ａ方向への変位を軸２ａ方向と直角方向の所定方向としての捩じれ下方向２Ａ１の変位に変換する変換手段６とを有することを特徴とするものである。
【００３７】
ベルトガイド部材５は、図１および図３に示すように、リング状をなしていて、例えばプラスチック部材でできている。ベルトガイド部材５には、従動ローラ２の軸２ａに緩く嵌入される嵌入部５ｂが形成されている。ベルトガイド部材５の図１において左側面には、従動ローラ２と一緒に回転するための回り止め突起５ａが突出形成されている。回り止め突起５ａは、従動ローラ２の端面に開口して形成されたガイド孔２ｂにより、軸２ａ方向に移動自在となっている。スプリング８は、ベルトガイド部材５の図１において右側面と後述する玉軸受７の左側面との間の軸２ａに巻着されていて、ベルトガイド部材５を常に従動ローラ２の端面に押し付ける向き、すなわちベルト３の寄り方向３Ａ１と反対方向に付勢している。
【００３８】
変換手段６は、ベルトガイド部材５に接触して従動ローラ２を捩じれ下方向２Ａ１に変位可能に案内する傾斜面６ａを有する案内部材６（以下、「変換手段６」と言い替える）で構成されている。変換手段６は、例えば金属でできていて、ベルト駆動装置の本体側に配設された側板１０にネジ等の締結手段で固定されている。
【００３９】
支持手段１６は、従動ローラ２の軸２ａの端部を支持する軸端部支持部材と、ベルト３を張架する方向に、かつ、所定の位置に付勢するベルト付勢部材としての図２に示すスプリング４と、前記軸端部支持部材を嵌入するための長孔形状１０ａを有する嵌入支持部材としての側板１０とで構成されている。スプリング４は、図２に示すように、ベルト３を張架する方向として従動ローラ２の両側に配設された後述する転がり軸受７を斜め上方に引張る向きに付勢すべく設けられている。図２において、スプリング４の力Ｆの分力として、符号Ｆ１は従動ローラ２を所定の位置に付勢する力を、符号Ｆ２はベルト３を所定の方向に張架する力をそれぞれ表している。
【００４０】
前記軸端部支持部材としては、転がり軸受７としての玉軸受が用いられている。従動ローラ２の軸２ａの両端部は、転がり軸受７によって、軸受支持板９を介して側板１０に支持されている。転がり軸受７は、そのアウターレースの左側壁が外周に突出し、同アウターレースの右外周部に嵌合された軸受支持板９との間に形成された溝部内に、側板１０の長孔形状１０ａ周囲部が緩く嵌入されることで、捩じれ下方向２Ａ１に変位可能に案内・支持されている。また、従動ローラ２の軸２ａの両端部は、その各端部に装着・嵌合されたＣリングまたはＥリング等からなるストッパー１８により、抜け止めが施されている。
【００４１】
長孔形状１０ａは、図１３に示すように、ベルト３を張架する方向に、かつ、転がり軸受７を捩じれ下方向２Ａ１に変位する方向に延びて側板１０の所定の位置に形成されている。
【００４２】
次に、動作を説明する。
図１において、ベルトガイド部材５は、回り止め突起５ａおよび嵌入部５ｂを有することにより、従動ローラ２と共に回転している状態にある。ベルト寄りが発生して、ベルト３がベルト寄り方向３Ａ１に移動した時、ベルトガイド部材５もベルト３の側端部に押されて、スプリング８の付勢力に抗しつつベルト寄り方向３Ａ１に移動する。この時、ベルトガイド部材５は、図３に示すように、その外周角部が変換手段６の傾斜面６ａに接触し摺擦しながら傾斜面６ａに沿って変位すると共に、従動ローラ２も軸２ａ方向と直角方向の所定方向としてこの実施形態１では破線で示す捩じれ下方向２Ａ１に変位する。この時、ベルト３には、ベルト回転方向３Ｂに対して先程とは反対方向である破線で示すベルト寄り軽減方向３Ａ２に寄ろうとする力が働き、従動ローラ２の変位量の減少と共にベルト３の寄り力も小さくなっていき、ベルト３がベルト寄り方向３Ａ１に寄ろうとする力を軽減した状態で、ベルトガイド部材５によってベルト寄りを防止している。ここで、ベルト３の側端部とは、ベルト３の側端および側端面を含む側縁近傍の部分をいう。
【００４３】
このように、実施形態１の構成では、ベルト３はベルト寄り方向３Ａ１へ寄ろうとする力を軽減した状態で、ベルト３がベルトガイド部材５にガイドされて回転している。換言すれば、ベルト３に寄り力が作用して、従動ローラ２の軸端部に設けたベルトガイド部材５がベルト３に押されて、ベルトガイド部材５が従動ローラ２の軸２ａ方向に移動したとき、従動ローラ２がベルト３の寄り力を軽減する捩じれ下方向２Ａ１に変位する。つまり、本発明は、ベルト３に寄り力が作用したときにおけるベルトガイド部材５の直線移動を、ベルト３の寄り力を軽減する所定の直線運動に変換することを特徴とするベルト寄り防止技術であるということができる。
【００４４】
上述したような実施形態１におけるベルト寄り防止のための基本構成、すなわちベルトガイド部材５、ベルトガイド付勢部材としてのスプリング８、支持手段１６および変換手段６を総称して、ベルト寄り防止手段１９とする。
【００４５】
したがって、実施形態１によれば、ベルト寄り防止手段１９を有するベルト駆動装置により、ベルト寄り力を軽減した状態で、ベルト３の側端部がベルトガイド部材５によってガイドされて回転することにより、ベルト寄り防止を図ると共に、ベルト３が長時間回転搬送してもベルト３の側端部３ａとベルトガイド部材５との接触によって生じるベルト３の側端部３ａの亀裂破損によるベルト短寿命を防止することができる。
【００４６】
また、長孔形状１０ａを側板１０に形成したことにより、ベルト寄り防止作用が働いた時、従動ローラ２はベルト寄り防止をするため、本実施の形態１では所定方向として捩じれ下方向２Ａ１に変位するが、その時の転がり軸受７における摩擦抵抗をなくすことによって、従動ローラ２が変位しやすくなる利点がある。
【００４７】
また、ベルト３が回転している時、駆動ローラ１を支点に回転トルクが作用して、従動ローラ２が下方向に移動する力が発生する。この時、従動ローラ２の軸２ａを支持する軸端部支持部材が、回転トルクの極めて小さい転がり軸受７（玉軸受）を用いたので、駆動ローラ１を支点に回転トルクが作用しても従動ローラ２が下方向に移動する力は極めて小さくなる。したがって、ベルト３が回転しているとき、従動ローラ２が下方向に移動する力によって、スプリング４の付勢力に抗して従動ローラ２が不安定な動きをすることがない。
【００４８】
【実施例】
上記実施形態１のベルト寄り防止手段１９を有するベルト駆動装置を用いて、駆動ローラ１を回転駆動しベルト３を連続的に回転搬送させて実際に行なった実験結果について述べる。ベルト寄り防止手段１９を構成する構成部品の仕様および実験条件は、下記のとおりである。
【００４９】
ベルト３としては、材質がニッケル基体の上にシリコーンゴム層でできていて、厚さ１９０μｍのものを用い、ベルト寄り力を４００ｇ・ｆに設定した。従動ローラ２の両方の軸端部（転がり軸受７）は、片側１ｋｇ・ｆのバネ荷重に設定されたスプリング４として引張りコイルバネによって、図２および図１３において右斜め３０度上方に持ち上げられている。変換手段６の傾斜面６ａの傾斜角度は、図１および図３において、左上向きに３０度に設定し、またスプリング８の取付け荷重は片側１００ｇ・ｆに設定した。従動ローラ２の軸２ａはアルミニウムで、ベルトガイド部材５はプラスチックで、変換手段６は板金部材でそれぞれできているものを用いた。
【００５０】
かかる条件において、連続試験を行なったところ、２００時間以上運転しても、ベルト寄りは発生せず、かつ、ベルト３の側端部の亀裂破損の無いことが確認できた。この時、ベルトガイド部材５の軸２ａ方向の移動量は１ｍｍであった。
【００５１】
また、ベルト３が寄って従動ローラ２がベルト３の寄り力を軽減する捩じれ下方向２Ａ１に変位した状態でベルト３の寄りはなくなるが、実施形態１の構成においてはこの時、ベルト寄り力は、付勢されたスプリング８と変換手段６の傾斜面６ａとに対するベルトガイド部材５の摩擦力による反力を加味すると、実際にはベルト寄り力は無くならないものの、数十ｇ・ｆオーダーのベルト寄り力までに軽減されることが分かった。
【００５２】
なお、本実施形態１では、ベルト寄り防止のためのベルト寄り防止手段１９を構成する一連の手段を、従動ローラ２の両側に設けた場合について述べたが、これに限らず、予めベルト３を従動ローラ２の片側に寄るように従動ローラ２を変位させておいて、従動ローラ２の片側のみにベルト寄り防止手段１９を配設したものであってもよい。
【００５３】
図９に実施形態１の変形例を示す。
【００５４】
この変形例は、実施形態１のベルトガイド部材５に代えて、図９に示すようなベルトガイド部材５’を有することのみ相違する。ベルトガイド部材５’は、ベルトガイド部材５に対して、従動ローラ２の軸２ａの外周面との接触面積を減らして軸２ａ方向に滑りやすくするために、軸２ａの外周面との接触内周面を少し抉って凹部５ｃを形成したものである。
（実施形態２）
図１０に本発明の２の実施形態（以下、単に「実施形態２」という）を示す。この実施形態２は、実施形態１に対して、変換手段６の傾斜面６ａに、ベルトガイド部材５と接触しながら回転する回転部材としてのコロ１１を設けたことのみ相違する。コロ１１は、コロ軸１１ａに一体的に形成されていて、コロ軸１１ａを介して、変換手段６に回動自在に支持されている。
【００５５】
実施形態１では、ベルトガイド部材５は従動ローラ２と共に回転している状態にあり、かつ、ベルトガイド部材５は変換手段６の傾斜面６ａに接触し、回転・摺擦しながら傾斜面６ａに沿って変位するので、ベルトガイド部材５と変換手段６との何れか一方が摩耗して、耐久・経時信頼性が十分に得られていなかった。それを改善するものとして実施形態２では、ベルトガイド部材５と接触しながら回転するコロ１１を有するので、ベルトガイド部材５または変換手段６のこすれによる摺擦摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
（実施形態３）
図１１に本発明の３の実施形態（以下、単に「実施形態３」という）を示す。この実施形態３は、実施形態１に対して、ベルトガイド部材５は、変換手段６の傾斜面６ａと静止状態で接触する回転部材としての玉軸受１２を有することのみ相違する。玉軸受１２は、そのインナーレース部がベルトガイド部材５の外周部に固定して設けられている。
【００５６】
実施形態３によれば、実施形態２と同様の技術思想により、変換手段６の傾斜面６ａと静止状態で接触する玉軸受１２を有することによって、ベルトガイド部材５が玉軸受１２のインナーレース部と共に回転しながら軸２ａ方向に移動するとき、玉軸受１２のアウターレース部が静止状態で傾斜面６ａと接触しつつ従動ローラ２の軸端部の変位を捩じれ下方向２Ａ１の変位に変換するので、ベルトガイド部材５と変換手段６との直接的な回転摺擦が無くなり、ベルトガイド部材５または変換手段６のこすれによる摺擦摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
（実施形態４）
図１２に本発明の４の実施形態（以下、単に「実施形態４」という）を示す。この実施形態４は、実施形態３に対して、変換手段６に代えて、玉軸受１２のアウターレース部に接触しながら従動ローラ２の軸端部の変位を捩じれ下方向２Ａ１に滑らかに変換する回転案内部材としてのローラ１３を有することのみ相違する。ローラ１３は、例えば金属でできていて、ローラ軸１３ａに一体的に形成されている。ローラ１３は、ローラ軸１３ａを介して、ネジ等の締結手段で側板１０に固定された支持部材１４に回動自在に支持されている。
【００５７】
実施形態４によれば、実施形態３の上記利点に加え、ベルトガイド部材５が玉軸受１２のインナーレース部と共に回転しながら軸２ａ方向に移動するとき、玉軸受１２のアウターレース部が静止状態でローラ１３と接触し、これによりローラ１３が図１２において反時計回り方向に回転しながら、従動ローラ２の軸端部の変位を捩じれ下方向２Ａ１の変位に滑らかに変換するので、ベルトガイド部材５とローラ１３との直接的な回転摺擦が無くなり、ベルトガイド部材５またはローラ１３のこすれによる摺擦摩耗を一層確実に防止し、経時信頼性を得ることができる。
【００５８】
なお、実施形態４は、図１２に示したものに限らず、ベルトガイド部材５またはローラ１３のこすれによる摺擦摩耗を防止することをそれ程望まなくても良いのであれば、玉軸受１２を除去すると共にベルトガイド部材５を玉軸受１２のアウターケース部にまで大きく形成して、回転するベルトガイド部材５をローラ１３に接触させつつローラ１３を回転することにより、従動ローラ２の軸端部の変位を捩じれ下方向２Ａ１の変位に滑らかに変換してもよい（請求項６記載の発明に係る実施形態例）。
（実施形態５）
図１４に本発明の第５の実施形態（以下、単に「実施形態５」という）を示す。この実施形態５は、上述した実施形態１ないし４を含むベルト寄り防止手段１９を図１４に示すようなベルト定着装置２０に適用したものである。
【００５９】
図１４において、定着ベルト加熱用の加熱部材としての加熱ローラ２２がその内部に熱源２２Ａを有する従動ローラ２として、定着部材としての定着ローラ２１が駆動ローラ１としてそれぞれ機能し作用する。そして、記録紙上の未定着トナーを定着する定着ベルト２３は、ベルト３として機能する。定着ローラ２１には、定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に圧接して定着ニップ部２６を形成する加圧部材としての加圧ローラ２５が設けられている。加熱ローラ２２の軸端部には、上述した一連の構成を具備するベルト寄り防止手段１９が設けられている。
【００６０】
符号２４は、定着ベルト２３を所定の張力Ｐ２で張架すべく、加熱ローラ２２の軸端部の両側に一対配設されているスプリングである。符号２９は、加圧ローラ２５を定着ベルト２３を介して所定の付勢力Ｐ１で定着ローラ２１に押圧すべく、加圧ローラ２５の軸端部の両側に一対配設されている加圧バネである。この加圧バネ２９により、加圧ローラ２５は定着ベルト２３を介して定着ローラ２１に圧接する向きに付勢されている。加圧バネ２９の付勢力Ｐ１は、スプリング２４の張力Ｐ２よりも十分に大きく設定されている。
【００６１】
特に、定着ベルト２３は、耐熱性および熱応答性を必要とするため、ポリイミド、ニッケル、ステンレススチール、あるいは鉄等のフィルム状の基体に離型層を設けたもので形成し、その厚さは３０〜３００μｍ位の範囲のものを用いるのが望ましい。しかしながら、そのような薄肉の定着ベルト２３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ので、特に定着ベルト２３の側端部が亀裂破損しやすいという問題がある。今回は、その内、ベルト寄り防止およびベルト寄り力軽減手段を備えたベルト定着装置２０を実現し、ベルト寄りと定着ベルト２３の側端部の亀裂破損を無くすことにより、定着ベルト２３の耐久性向上を図ることができた。
（実施形態６）
図１５に本発明の第６の実施形態（以下、単に「実施形態６」という）を示す。この実施形態６は、実施形態５のベルト定着装置２０に対して、加熱ローラ２２と加圧ローラ２５との間における定着ベルト２３の内周面側に、定着ローラ２１および加圧ローラ２５に平行に、かつ、定着ベルト２３の内周面に接触するガイド部材３１を設けたベルト定着装置３０であることのみ相違する。ガイド部材３１は、例えば円筒状で金属製のローラ部材からなる。
【００６２】
実施形態６では、加熱ローラ２２がベルト寄り防止作用をなす従動ローラ２として設けてある。ベルト寄り防止手段１９によりベルト寄り防止作用が働くと、従動ローラ２である加熱ローラ２２の片側が変位した状態（本実施形態６では捩じれ上方向２Ａ２および捩じれ下方向２Ａ１の上下方向に変位している）で、未定着画像を形成した記録紙（図１５には図示せず）が、定着ニップ部２６に搬送される。このような状態においては、定着ベルト２３と加圧ローラ２５とで形成される定着ニップ部２６の定着ニップ入り口部２６ａが、主駆動部材である定着ローラ２１の軸に対して非平行な状態となるため、記録紙が定着ニップ部２６において斜行して送りこまれ、定着部でシワ、ジャム発生がしやすくなる虞がある。
【００６３】
そこで、実施形態６のベルト定着装置３０では、かかる不具合を防止するため、記録紙の先端が定着ニップ入り口部２６ａにおいて定平行に進入するように、加熱ローラ２２と加圧ローラ２５との間における定着ベルト２３の内周面側に、定着ローラ２１および加圧ローラ２５に平行に、かつ、定着ベルト２３の内周面に接触するガイド部材３１を設けたものである。
（実施形態７）
図１６に本発明の第７の実施形態（以下、単に「実施形態７」という）を示す。この実施形態７は、実施形態６のベルト定着装置３０に次の条件を付加したベルト定着装置４０を有することのみ相違する。すなわち、図１６に示すように、定着ベルト２３の定着ベルト搬送速度Ｖ１と、定着ニップ部２６に未定着トナー２７の層が形成された記録紙２８を搬送する搬送装置３２の搬送装置搬送速度Ｖ２とが、定着ベルト搬送速度Ｖ１≦搬送装置搬送速度Ｖ２の関係を満たすように設定されている。
【００６４】
このように、実施形態７のベルト定着装置４０では、定着ベルト搬送速度Ｖ１を搬送装置搬送速度Ｖ２よりも遅くしてあるので、定着ニップ部２６に記録紙２８が斜行して進入しても、定着部において記録紙２８を搬送する定着ベルト搬送速度Ｖ１が、搬送装置搬送速度Ｖ２に対し相対的に遅く設定してあれば、記録紙２８を引っ張るような力が作用しないので、スキュー、シワといった不具合が発生しないという利点を得ることができる。
【００６５】
以上述べたとおり、本発明を実施例を含む特定の実施形態等について説明したが、本発明の構成は、上述した実施形態１〜７等に限定されるものではなく、これらを適宜組合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１および２記載の発明によれば、従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、エンドレスベルトの従動軸の軸方向への寄りに応じて該軸方向に移動するベルトガイド部材と、従動軸端部の少なくとも一方に設けられた、ベルトガイド部材を軸中央方向に付勢するベルトガイド付勢部材と、従動軸端部を軸方向に対して直角方向に変位可能に支持する支持手段と、ベルトガイド部材と接触して該ベルトガイド部材の軸方向への変位を該軸方向と直角方向の所定方向の変位に変換する変換手段とを有することにより、エンドレスベルトの回転中にベルト寄りが発生し、その時に生じるベルト寄り力によって、従動軸端部の少なくとも一方に設けられたベルトガイド部材がエンドレスベルトの側端部に押されて従動軸の軸方向に移動したとき、従動軸が変換手段の作用によって支持手段を介してベルト寄り力を軽減する所定方向に変位する。この時、エンドレスベルトは、その所定方向に変位した位置でベルト寄り力が軽減された小さなベルト寄り力でベルトガイド部材に沿って接触ガイドされるので、ベルト寄り防止を図ると共に、エンドレスベルト側端部とベルトガイド部材との接触によって生じるベルト側端部の亀裂破損によるベルト短寿命を防止することができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、変換手段の傾斜面に、ベルトガイド部材と接触しながら回転する回転部材を設けたことにより、ベルトガイド部材または変換手段のこすれによる摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、ベルトガイド部材は、変換手段の傾斜面と静止状態で接触する回転部材を有することにより、ベルトガイド部材または変換手段のこすれによる摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、ベルトガイド部材は変換手段と静止状態で接触する回転部材を有し、変換手段は回転部材に接触しながら従動軸端部の変位を所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されていることにより、ベルトガイド部材または回転案内部材のこすれによる摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、変換手段はベルトガイド部材に接触しながら従動軸端部の変位を所定方向に滑らかに変換する回転案内部材で構成されていることにより、ベルトガイド部材または回転案内部材のこすれによる摩耗を防止し、経時信頼性を得ることができる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、支持手段が、従動軸端部を支持する軸端部支持部材と、エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、所定の位置に付勢するベルト付勢部材と、軸端部支持部材を嵌入するための長孔形状を有する嵌入支持部材とで構成されており、長孔形状が、エンドレスベルトを張架する方向に、かつ、軸端部支持部材を所定方向に変位する方向に延びていることにより、従動軸が、軸端部支持部材と長孔形状との間でベルト寄り防止のために変位する時に、摩擦抵抗がないため滑らかに変位するので、ベルト寄り防止効果が確実に働く。
【００７２】
請求項８記載の発明によれば、軸端部支持部材として転がり軸受を用いたことにより、エンドレスベルトの回転時に、従動軸はベルト回転による張力によって所定方向に変位しようとする力が働くが、軸端部支持部材が摩擦抵抗の殆ど無い転がり軸受であるため、その回転トルクは極めて小さくなる。したがって、従動軸を張架する方向に作用する張力に抗して、従動軸が回転中に不安定な動作をしてベルト寄り防止作用を阻害するような不具合を発生することがない。
【００７３】
請求項９記載の発明によれば、エンドレスベルトが記録紙上の未定着トナーを定着する定着ベルトであり、従動軸がその内部に熱源を有する定着ベルト加熱用の加熱部材であり、駆動軸が定着部材であり、定着ベルトを介して定着軸に圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材を有することにより、請求項１および２に記載されているベルトガイド部材、ベルトガイド付勢部材、支持手段および変換手段からなるベルト寄り防止手段をベルト定着装置に適用したので、エンドレスベルトの側端部の破損防止効果を高め、信頼性の高いベルト定着装置を実現することができる。
【００７４】
請求項１０記載の発明によれば、加熱部材と加圧部材との間における定着ベルトの内周面側に、定着部材および加圧部材に平行に、かつ、定着ベルトの内周面に接触するガイド部材を設けたことにより、記録紙の斜行（スキュー）によるシワ、ジャムの防止を図ることができる。
【００７５】
請求項１１記載の発明によれば、定着ベルトの定着ベルト搬送速度と定着ニップ部に記録紙を搬送する搬送装置の搬送装置搬送速度とが、定着ベルト搬送速度≦搬送装置搬送速度の関係を満たすことにより、記録紙の斜行（スキュー）によるシワ、ジャムの防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１におけるベルト駆動装置の要部を示す一部断面正面図である。
【図２】  図１の要部の側面図である。
【図３】  実施形態１におけるベルト駆動装置の動作を表す要部の一部断面正面図である。
【図４】  本発明を適用するベルト駆動装置の要部の斜視図である。
【図５】  図４のベルト駆動装置をＡ視方向から見た場合の平面図である。
【図６】  図４のベルト駆動装置をＢ視方向から見た場合の正面図である。
【図７】  図４のベルト駆動装置の構成を概略的に示す側面図である。
【図８】  図７のベルト駆動装置の構成条件において、従動ローラの端部を同じ量だけ変位させたときのベルト寄り量の確認結果を表すグラフである。
【図９】  実施形態１の変形例におけるベルト駆動装置の要部の一部断面正面図である。
【図１０】  実施形態２におけるベルト駆動装置の要部の一部断面正面図である。
【図１１】  実施形態３におけるベルト駆動装置の要部の一部断面正面図である。
【図１２】  実施形態４におけるベルト駆動装置の要部の一部断面正面図である。
【図１３】  実施形態１等におけるベルト駆動装置の長孔形状周りの部品配設状態を側板の外側から見た場合の要部の側面図である。
【図１４】  実施形態５におけるベルト定着装置の要部の概略的な側面図である。
【図１５】  実施形態６におけるベルト定着装置の要部の概略的な側面図である。
【図１６】  実施形態７におけるベルト定着装置の要部の概略的な側面図である。
【符号の説明】
１        駆動ローラ
２        従動ローラ
２ａ      従動ローラの軸
３        エンドレスベルト（ベルト）
４        ベルト付勢部材としてのスプリング
５        ベルトガイド部材
６        変換手段
６ａ      傾斜面
７        転がり軸受
８        ベルトガイド付勢部材としてのスプリング
９        軸受支持板
１０      嵌入支持部材としての側板
１０ａ    長孔形状
１１      回転部材としてのコロ
１２      回転部材としての玉軸受
１３      回転案内部材としてのローラ
１６      支持手段
１９      ベルト寄り防止手段
２０，３０，４０      ベルト定着装置
２１      定着ローラ
２２      加熱ローラ
２３      定着ベルト
２５      加圧ローラ
２６      定着ニップ部
２８      記録紙
２Ａ１    所定方向としての捩じれ下方向
３Ａ１    ベルト寄り方向
３Ａ２    ベルト寄り軽減方向
Ｖ１      定着ベルト搬送速度
Ｖ２      搬送装置搬送速度
【図１】
0003734121.tif 000002
【図２】
0003734121.tif 000003
【図３】
0003734121.tif 000004
【図４】
0003734121.tif 000005
【図５】
0003734121.tif 000006
【図６】
0003734121.tif 000007
【図７】
0003734121.tif 000008
【図８】
0003734121.tif 000009
【図９】
0003734121.tif 000010
【図１０】
0003734121.tif 000011
【図１１】
0003734121.tif 000012
【図１２】
0003734121.tif 000013
【図１３】
0003734121.tif 000014
【図１４】
0003734121.tif 000015
【図１５】
0003734121.tif 000016
【図１６】
0003734121.tif 000017