JP2009115868A - ベルト搬送装置およびトナー像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着装置の大型化を抑えて高品位画像の出力し、耐久性の高いベルト搬送装置を提供。
【解決手段】ベルト搬送装置を用いた定着装置１１４では、加圧ベルト１３は、加圧ローラ１４とテンションローラ１５との間で周回動し、テンションローラ１５はベルトステアリング機能とベルト張力を付与する。加圧ベルト１３がベルト幅方向に一端側から他端側に寄り移動すると、加圧ベルト１３の張力を調整する変更手段を作動。張力ばね５６はテンションローラ１５をベルト張力が大きくなる方向、加圧ローラ１４との軸間距離を長くする方向に付勢する。カム８１は張力ばね５６に当接して偏心回動して加圧ベルト１３の張力を変更する。ステッピングモータ５０の出力軸上のウォームギア５１でギア５２を回転、揺動させる。ギア回転でテンションローラ１５の回転軸を移動させ、加圧ベルト１３の片寄り移動時にベルト幅方向の一端側を上下動させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、エンドレスベルトが周回動するベルト搬送装置に関し、このベルト搬送装置を複写機やプリンタなどの画像形成装置にてトナー像を加熱する例えば定着装置などに適用できるトナー像加熱装置に関するものである。

一般に、画像形成装置では、像担持体上に形成されたトナー像を記録材などのシートに転写し、定着装置に搬送してトナー像を加熱し加圧して定着させることにより、画像を記録して出力する。通常の定着装置は加熱ローラと加圧ローラによるローラ対で構成される。加熱ローラの内部にはヒータが装着され、その加熱ローラに加圧ローラを圧接させて定着ニップ部を形成し、定着ニップ部にシートを挟持させて加熱と加圧を行う。

ところで、かかる画像の形成速度をできるだけ高速化し、しかも高画質で高光沢性を有する高品位の画像を出力するためには、シートが定着ニップ部を通過する時間をなるべく長くして、トナーを十分に溶融して軟化させることが挙げられる。通過時間を長くするためには、加熱ローラと加圧ローラのローラ径を大径化することが考えられるが、しかしその場合定着装置が大型化し、画像形成装置本体の大型化につながると問題がある。

シートの通過時間を長くするために、それまでのローラ方式に代えて、ベルト方式で定着ニップ部を形成する定着装置が最近の傾向になってきている。ベルト方式を採用すると定着装置の大型化が抑えられ、しかも高速化にも対応できてシートの通過する時間を長く延ばせる。たとえば、特許文献１には、必要十分なニップ幅をシート搬送方向に確保できるようにした画像形成装置および定着装置が記載されている。しかし、ベルト方式においても、かかる利点を有する反面、つぎの点に問題がある。

加熱ベルトと加圧ベルトはいずれも無端状に形成されたエンドレスベルトである。無端状のベルトは周回動中に特有の挙動を示す。すなわち、周回方向に直交するベルト幅方向に左右交互にベルトが片寄りして蛇行し、ベルト駆動ローラから脱落したり、ベルト左右端に損傷を受け易く、それらの解決が重要課題の１つになっている。先に、本出願人はそうしたベルト片寄り防止に関する技術を提案している（たとえば、特許文献２参照）。これは、無端のベルト状に形成した定着フィルムを長手方向の一定範囲内で無限往復動させる寄り制御手段を有し、定着フィルムの寄り速度を変化させる速度可変手段を設けたものである。

特開２００４−３４１３４６号公報 特開平４−１０４１８０号公報

前述のように、２つのローラ部材間にベルトを掛け渡して周回動させるベルト搬送装置では、周回動中にベルトが幅方向の一方側と他方側に交互に片寄って蛇行することがある。その場合、いわゆるステアリング機構を働かせてベルトを一方側から他方側へ、または逆に他方側から一方側に寄り戻す動作制御を行い、ベルトを適正位置にて周回動させる。ステアリング機構とは、ベルトが片寄り移動したとき、いずれか一方のローラ部材の回転軸を傾かせる方向に作動させ、一方側に片寄ったベルトを他方側に寄り戻し、これを交互に繰り返して、ベルトを適正位置にて周回動制御する技術をいう。

従来、そうしたベルト寄りを制御するステアリング機構において、ステアリング方向となるローラ回転軸を傾かせる方向は、ベルトの周回動方向でありかつベルトに張力を付与するテンション方向に対して「直角」方向だけである。

しかしながら、ベルトが経時使用によって耐久性が低下し、また劣化などすると、ベルトの内面の摩擦係数（μ）による摩擦圧分布に変化が生じ、ベルトはその摩擦係数が低くなった側に寄り移動する傾向となる。その寄り移動傾向が強まって最終的にはベルトを制御できなくなる。制御できなくなったベルトはローラ部材から外れて離脱したり、損傷したりして寿命に達する。

そのようにベルトが摩擦係数の低い側に寄り移動するのを防ぐには、ステアリング方向へのローラ回転軸の傾斜角度を大きく、「ステアリング量」を増やすことが考えられるが、ローラ回転軸の傾きを大きくするほどその傾きを吸収するスペースが必要となる。画像形成装置のように部品取付スペースに厳しく制限される場合は特に非常に不利である。たとえば、ＴＢＦの場合特に、記録紙を搬送する方向の上流側入口において２つのローラ部材を用いて２軸ステアリングする構造となっており、記録紙の挙動に影響を与えるためにステアリング量を増やすにも限界がある。

本発明の目的は、定着装置などとして用いられるトナー像加熱装置を提供し、またそのトナー像加熱装置に適用した場合は画像形成装置本体の大型化を抑えて高品位画像の出力を可能にし、しかも耐久性の高いベルト搬送装置を提供することにある。

本発明に係る代表的なベルト搬送装置は、エンドレスのベルトと、前記ベルトを走行可能に支持する支持部材と、前記支持部材の少なくとも長手方向一端側を変位させることで前記ベルトをその幅方向に移動させる移動手段と、を有するベルト搬送装置において、前記ベルトに付与する張力を変更する変更手段と、前記変更手段により前記ベルトに付与する張力を増大させた状態で前記移動手段により前記支持部材を変位させるモードを実行可能な構成としたことを特徴とするものである。

また、本発明に係るトナー像加熱装置は、上記ベルト搬送装置を有し、前記ベルトとの間でトナー像を担持したシートを挟持搬送しながらこれを加熱する回転体を有することを特徴とするものである。

本発明のベルト搬送装置によれば、モードの実行によってエンドレスのベルトを支持する支持部材を移動手段で変位させることで、ベルトが片寄り移動したような場合でも支持部材からの脱落などを防げ、耐久性を高めることができる。

また、本発明のトナー像加熱装置は、トナー像を担持したシートをベルトと回転体との間に挟持して搬送しつつ、その回転体でシート上のトナー像を加熱する構造である。したがって、たとえば画像形成装置の定着装置として用いた場合に好適であり、高品位画質が得られ、しかも装置の大型化が抑えられる。

以下、本発明に係るベルト搬送装置とトナー像加熱装置のそれぞれ好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

≪画像形成装置≫
はじめに、図１は、本実施形態のトナー像加熱装置を定着装置として用いた場合の画像形成装置の具体例として電子写真方式によるプリンタを示す。このプリンタ本体１００は、シート（記録紙）にトナー像を形成する画像形成部と、シートに転写されたトナー像を加熱および加圧して定着するベルト方式の定着装置などを備えて構成されている。

画像形成部は、像担持体である感光体ドラム１０２を有し、この感光体ドラム１０２の周りに以下のプロセス手段が配置されている。プロセス手段として、帯電装置１０３を有し、感光体ドラム１０２に帯電バイアス電圧を印加してドラム表面を一様に帯電する。また、露光装置１０４を有し、この露光装置１０４から画像に応じた光１０５を照射することで、感光ドラム１０２上に静電潜像が形成される。さらに、現像装置１０６を有し、露光装置１０４からの静電潜像を現像してトナー像を可視像化する。

一方、記録紙などのシートＳは、プリンタ本体１００の下部の給送カセット１０９に収納されていて、給送ローラ１１０によって１枚ずつ繰り出して給送される。シートＳはレジストローラ対１１１によって感光体ドラム１０２上のトナー像に同期して搬送される。感光体ドラム１０２上に残留したトナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置１０８によって除去される。

感光体ドラム１０２に形成して担持されているトナー像は、搬送されてきたシートＳに転写ローラ１０７でもって静電転写される。その後、シートＳは定着装置１１４で挟持搬送され、加熱および加圧することによってシートＳ上のトナー像を永久定着して画像出力する。それからシートＳは排出ローラ対１１２によって装置上部の排出トレイ１１３へと排出される。

≪第１実施形態≫
つぎに、図２〜図６を参照して、本実施形態のトナー像加熱装置である定着装置１１４に本実施形態のベルト搬送装置を適用した場合の第１実施形態について説明する。

定着装置１１４は、内部にハロゲンヒータ１２が装着された加熱ローラ１１を備えている。ハロゲンヒータ１２の発熱によって加熱ローラ１１はシートに転写されている未定着画像であるトナー像を加熱する。ベルト搬送装置を構成する加圧ベルト（エンドレスのベルト）１３は、搬送されてきたシートＳを加熱ローラ（回転体）１１との間の定着ニップ部に挟持して適度なニップ圧でもって加圧しつつ搬送する。加熱ローラ１１は、たとえば外径５６ｍｍ、内径５０ｍｍのアルミニウム円筒管からなる金属性コア１１ａを有し、この金属性コア１１ａ内にハロゲンヒータ１２を収納している。金属製コア１１ａの表面には、たとえば厚さ２ｍｍ、硬度（アスカＣ）４５゜のシリコンゴムからなる弾性層１１ｂを有し、弾性層１１ｂの表層をＰＦＡまたはＰＴＦＥ耐熱離型層１１ｃを被覆して形成されている。

加圧ベルト１３は、支持部材である加圧ローラ１４とテンションローラ１５の２つのローラ間に掛け渡して周回動による走行可能に懸架されている。一方のテンションローラ１５はベルトステアリング機能とベルトに付与する張力を増大させる両機能を担っている。このテンションローラ１５によって加圧ベルト１３は、たとえば１００Ｎの設定張力を付与されて懸架されている。加圧ベルト１３の材質には、耐熱性を具備したものであれば適宜選定でき、たとえば厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのポリイミドフィルムに、たとえば厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングしたものを用いることができる。

また、加熱ローラ１１と加圧ベルト１３とのニップ域の入口側に対応する位置で、加圧ベルト１３の内側に加圧パッドが設けられている。この加圧パッドは、たとえばシリコンゴムで形成されてたとえば４００Ｎの設定圧でもって加熱ローラ１１に押し当てられ、加圧ローラ１４とともにニップを形成している。

加圧ローラ１４は、たとえば中実ステンレス材料で外径がφ２０に形成され、加熱ローラ１１と加圧ベルト１３とのニップ域の出口側に配置され、加熱ローラ１１に圧接してその弾性層１１ｂを適量で弾性変形させる。本実施形態においては、この加圧ローラ１４を図示しない回転動力源から回転が伝達されて回転駆動し、加圧ベルト１３を周回動させ、それとの摩擦力でテンションローラ１５を従動させる。

また、張力付与機能と共にベルトステアリング機能を担うテンションローラ１５は、たとえばステンレス材料で外径がφ２０、内径φ１８程度の中空ローラとして形成されている。

つぎに、この第１実施形態において、ベルト搬送装置を定着装置１１４に用いた構造の要部であり、加圧ベルト１３の張力を変更する「変更手段」と、片寄り移動を防止するベルトステアリング機構として構成された「移動手段」について説明する。

−変更手段−
図２および図３に示すように、側板２０Ｒの外側に設けた固定軸５５Ｒを回動中心にしてテンションローラ支持アーム５４Ｒが設けられている。このテンションローラ支持アーム５４Ｒにテンションローラ１５の回転軸の一端側がスライド可能に支持され、かつテンションローラ軸受５３に回転可能に軸支されている。テンションローラ１５のスライド方向とは、加圧ローラ１４の回転軸に対して軸間距離を変える方向である。その場合、テンションローラ軸受５３を介して張力ばね５６（付勢部材）のばね力で押圧し、テンションローラ１５をベルト張力が大きくなる方向つまり加圧ローラ１４との軸間距離を長くする方向に付勢している。

また、反対側の側板２０Ｆの外側に設けた固定軸５５Ｆを回転中心にしてテンションローラ支持アーム８４が設けられている。このテンションローラ支持アーム８４にテンションローラ１５の回転軸の他端側がスライド可能に支持され、かつテンションローラ軸受５３に回転可能に軸支されている。この他端側におけるスライド方向とは上記したとおりであり、張力ばね５６による押圧付勢する構造も同様である。

図４は、張力ばね５６を伸縮動作させるカム機構を示している。テンションローラ支持アーム８４にカム軸８２を回動中心とするカム８１が軸支され、カム回動駆動源（図示略）から回転力を受けて図４中の矢印Ｃ，Ｄ方向に回動する。カム８１はばね座板８３を介して張力ばね５６に当接し、カム８１が矢印Ｃ，Ｄ方向に偏心回動して位相角度が代わることで当接力が可変し、加圧ベルト１３の張力を変更する。

以上のように、かかる変更手段は、つぎに説明する移動手段が支持部材であるこの場合テンションローラ１５の回転軸を変位させる変位方向と実質直交する方向へそのテンションローラ１５を移動させる。それによって、加圧ベルト１３に付与する張力を変更するものである。

−移動手段−
つぎに、図２〜図４を併用し、図５を参照して移動手段としてのベルトステアリング機構について説明する。側板２０Ｒに保持されたテンションローラ支持アーム５４Ｒは固定軸５５Ｒを回転中心に回転し、反対側の側板２０Ｆに保持されたテンションローラ支持アーム５４Ｆもまた固定軸５５Ｆを回転中心にして回転する。テンションローラ支持アーム５４Ｒにはピニオン歯車のごとき機能するギア５２が固定軸５５Ｒを揺動支点にして回動可能に軸支され、ステッピングモータ（回転動力源）５０の回転動力で回転するウォームギア５１に噛合している。ウォームギア５１の回転によってギア５２は図５中の矢印Ｂ１，Ｂ２方向に揺動する。このギア揺動に伴って支持部材であるテンションローラ１５はその回転軸の長手方向の一端側または他端側を矢印Ｂ１，Ｂ２方向に移動させる。そうしたテンションローラ１５の回転軸の移動によって、周回動中の加圧ベルト１３がベルト幅方向に片寄り移動した際、ベルト幅方向の一端側を上下動させるステアリング機能を果たす。

一方、加圧ベルト１３が周回動する方向に直交するベルト幅方向において、その両端に臨む位置にそれぞれ加圧ベルト１３のベルト端位置を検出するためのベルトセンサ（ベルト検出手段）８０Ｆ，８０Ｒが装着されている。これら両ベルトセンサ８０Ｆ，８０Ｒは、加圧ベルト１３のベルト幅方向の両端の設定位置であるポジションＦ，Ｒと、矢印符号Ｆ，Ｒで示す方向に加圧ベルト１３が片寄り移動したときの限界を示す位置Ｆｅ，Ｒｅを検出する。

すなわち、図２および図３において、加圧ベルト１３が周回動中にベルト幅方向の一方側である矢印Ｆ側に片寄り移動すると、そのベルト挙動による片寄り位置Ｆをベルトセンサ８０Ｆが検出し、検出信号を制御装置に送信する。

制御装置とは、図１のプリンタ本体１００における画像形成プロセスを含むシステム全体の制御を統合して司り、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、各種情報や信号を記憶して格納し、読み出すためのメモリなどによって構成されているものである。

そうした制御装置は、ベルトセンサ８０Ｆからの検出信号を受け取ると、演算処理を行い、図６に示す動作フローチャートの各ステップ順に後述する動作制御を行う。その概要はつぎのとおりである。

制御装置は、演算処理の結果として作動信号をたとえば回転動力源のステッピングモータ５０に送信する。ステッピングモータ５０は作動オンしてＣＷ回転し、その回転を出力して上記扇形のピニオン歯車のごときギア５２の軸５５に図５中の矢印符号Ｂ２で示すステアリング方向に移動させる。このステアリング動作制御によって、テンションローラ１５は同矢印Ｂ２方向に移動し、加圧ベルト１３は矢印Ｒ方向に戻って寄って行く。

矢印Ｒ方向に戻ってきた加圧ベルト１３に対して、今度はベルトセンサ８０Ｒが戻ってきた加圧ベルト１３のベルト端位置である戻り位置Ｒを検出してその検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、扇形のギア５２を軸５５を中心に今度は矢印Ｂ１のステアリング方向に移動させるべくステッピングモータモータ５０をＣＣＷ回転させる。それによって、テンションローラ１５が同矢印Ｂ１方向に移動することで、加圧ベルト１３は再び矢印Ｆ方向に寄って行く。

そうしたベルト制御でもって、加圧ベルト１３を矢印Ｒ，Ｆ方向に交互に繰り返し動作させることで、加圧ベルト１３は一定した規則性を有する左右交互移動による蛇行を続ける。そのとき、扇形のギア５２は軸５５を中心に移動し、その動作で加圧ベルト１３に付与される張力は張力ばね５６によって一定に維持される。

図７〜図１０は、加圧ベルト１３が経時使用に伴って示す挙動と、ベルトセンサ８０Ｆ，８０Ｆによる検出信号との相関を示すタイムチャートである。

経時使用で加圧ベルト１３の耐久性が次第に低下して行くに伴い、ニップ圧の長手方向の差や、ベルト内面に配置される加圧パッドの長手方向公差のばらつきなどで長手方向のベルト内面におけるμ（摩擦係数）のバランスが崩れる。結果、加圧ベルト１３の寄り移動の時間が等間隔で無くなり、ベルトセンサ８０Ｆ，８０Ｒからの信号に規則性が無くなって同時間ＯＮしなくなる。

そのまま使用を続行すると、図９に示すように、加圧ベルト１３が設定された移動範囲を超えてしまい最終的にベルト片寄りが発生する。

図８に示す状態では、ベルト内面の長手方向Ｆ側における摩擦係数（μ）が高くなり、加圧ベルト１３がＲ側からＦ側に移動しにくくなっている。

ここで、図６のフローチャートを参照して以上の動作を順に示す。

まず、最初のステップにおいて、センサ８０Ｒがベルト１３の寄り位置Ｒを検出後、モータ５０をＣＣＷ回転させ、テンションローラ１５を矢印Ｂ１方向にステアリングする。それによって加圧ベルト１３を矢印Ｆ方向に戻すべき動作をする。

制御装置は、加圧ベルト１３が寄り移動する速度によって、加圧ベルト１３が移動できる限界の寄り位置Ｒｅに達する時間を算出し、その演算結果からカム８１を動作させるか否かの決定を判断する。すなわち、制御装置は「実行手段」として、加圧ベルト１３がベルトの幅方向への移動速度に関する情報に基づき、上記「移動手段」によって「支持部材であるテンションローラ１５」を変位させる「モード」を実行可能か否かを判断する。

そこで、図６中の判断過程のステップにおいて、符号Ｌは、センサ８０Ｆ，８０Ｒ間の距離である加圧ベルト１３の移動距離を表す。符号Ｔ＿ＦＲは、加圧ベルト１３がセンサ８０Ｆからセンサ８０Ｒ間での移動に要した時間を表す。符号Ｖ＿ＦＲ（＝Ｌ／Ｔ＿ＦＲ）は、加圧ベルト１３のセンサ８０Ｆからセンサ８０Ｒ間での速度を表す。符号ＬＲｅはセンサ８０Ｒからセンサ８０Ｒｅまでの距離を表す。符合Ｔ＿Ｒｅ（＝ＬＲｅ／Ｖ＿ＦＲ）は加圧ベルト１３がＶ＿ＦＲの速度で移動したとき、センサ８０Ｒｅに到達するまでの時間を表す。符合Ｔ＿Ｒｅは、実際のセンサ８０ＲのＯＮ時間を表す。

制御装置は、上記各符号で示すパラメータを用い、
Ｔ＿Ｒ≦Ｔ＿Ｒｅ ・・・（１）
この関係式（１）からカム８１を動作させるかどうかを決定する。

図８に示す状態は、関係式（１）においてＴ＿Ｒ≦Ｔ＿Ｒｅを満たしている。すなわち、最悪の場合、ＦからＲまでの速度Ｖ＿ＦＲのままベルト１３が破線矢印のように進んでしまい、ベルト移動可能限界位置Ｒｅに到達することが考えられる。したがって、この時点でカム８１を矢印Ｃ側に所定量回転させ、加圧ベルト１３の張力をＦ側で緩めることにより、Ｆ側の摩擦係数を低くして図１０の状態に加圧ベルト１３の往復運動の振幅を回復させる。

図８は、Ｒ側からＦ側からへの加圧ベルト１３の移動が遅くなった場合であったが、逆にＦ側からＲ側への加圧ベルト１３の移動が遅くなった場合は、ベルト内面長手方向Ｒ側の摩擦係数が高くなり、加圧ベルト１３がＦ側からＲ側に移動しにくくなっている。

そこで、図６のフローチャートの次ステップに進行し、カム８１を矢印Ｄ側に所定量回転させ、加圧ベルト１３の張力をＦ側で強める。それによって、Ｒ側の摩擦係数を低くして図１０の状態に加圧ベルト１３の往復運動の振幅を回復させる。カム８１の回転判定の方法は、Ｆ側からＲ側のベルト移動と同様であり、図６のフローチャートの各ステップで記載することで説明を略す。

≪第２実施形態≫
つぎに、図１１〜図１７を参照して、本実施形態のトナー像加熱装置である定着装置１１４に本実施形態のベルト搬送装置を適用した場合の第２実施形態について説明する。

この第２実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、第１実施形態の加熱ローラ（第３回転体）１１に代えたベルト部材として、図１２に示す無端状の加熱ベルト３０を設けたことである。それによって、装置を一層コンパクトなものとし、またニップ幅をより広く形成できることを目標とするものである。

図１２において、加熱ベルト３０は駆動ローラ（第１回転体）３１とテンションローラ（第２回転体）３２の２つのローラ間に周回動が可能にたとえば１２０Ｎの設定張力でもって掛け渡されている。テンションローラ３２は加熱ベルト３０に張力を付与する機能とともに、加熱ベルト３０のベルト幅方向への蛇行を調整するベルトステアリング機能を有している。そうしたテンションローラ３２は、たとえばステンレス材料で外径がφ２０、内径φ１８程度の中空ローラとして形成されている。

それら加熱ベルト３０と加圧ベルト１３とのニップ域の入口側であって、駆動ローラ３１の上流側に対応する加熱ベルト３０の内側にパッドステイ３７が設けられている。このパッドステイ３７はたとえばステンレス鋼（ＳＵＳ材）で形成され、たとえば４００Ｎの設定圧で加圧パッド１８に押し当てられて駆動ローラ３１とともにニップを形成している。

駆動ローラ３１は、たとえば中実ステンレス材で外径がφ１８に形成された芯金表層に耐熱シリコンゴム弾性層を一体成形して形成されている。この駆動ローラ３１は加熱ベルト３０と加圧ベルト１３とのニップ域の出口側に配置され、加圧ローラ１４が圧接することで弾性層を適量で弾性変形させて歪ませられるものである。

本実施形態の加熱ベルト３０としては、誘導加熱コイル３５により発熱させられるとともに耐熱性を具備したものであれば適宜選定できる。その加熱ベルト３０には、たとえば厚さ７５μｍ、幅３８０ｍｍ、周長２００ｍｍのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に、厚さ３００μｍのシリコンゴムをコーティングしたものが用いられる。

つぎに、かかる第２実施形態の定着装置の要部として、加圧ベルト１３と加熱ベルト３０の周回動中の張力を調整するベルト張力可変機構と、加圧ベルト１３の周回動中の片寄りを防止するベルトステアリング機構について説明する。

図１２において、側板６４Ｒの外側に設けた固定軸７０Ｒを回転中心にしてテンションローラ支持アーム７１が軸支されている。テンションローラ３２はベルト張力付与方向にスライド可能に支持され、かつテンションローラ軸受７４に回転可能に軸支されている。また、張力ばね７２はテンションローラ軸受７４を介してテンションローラ３２をベルト張力付与方向に押圧付勢している。また、テンションローラ支持アーム７１にはピニオン歯車の機能をするギア７３が固定され、ステッピングモータ６０の回転動力を受けて回転するウォームギア６１に噛合している。

加熱ベルト３０のベルト幅方向でいう両端部に臨む位置には、ベルト端位置を検出するためのベルトセンサ９０Ｆ，９０Ｒが装着されている。それら両ベルトセンサ９０Ｆ，９０Ｒは加熱ベルト３０の長手方向の位置を検出し、それぞれの設定された位置であるポジションＦ１，Ｒ１と、カム動作位置Ｆ２，Ｒ２と、そしてベルト移動が可能な限界位置Ｆｅ，Ｒｅを検出するようになっている。

また、図１２の右側の側板６４Ｆの外側に設けた固定軸７０Ｆを回転中心にしてテンションローラ支持アーム７５が軸支され、テンションローラ３２がベルト張力付与方向にスライド可能にテンションローラ軸受７４で回転可能に軸支されている。また、テンションローラ軸受７４を介してテンションローラ３２をベルト張力付与方向に張力ばね５６で付勢している。テンションローラ支持アーム７５にはカム７６がカム軸７７を回動中心にして回動可能に軸支され、カム回動駆動源（図示略）から回転動力を受ける。カム７６はバネ座板７８を介して張力ばね７２に当接し、加熱ベルト３０の張力をカム７６が回動した位相角度に応じて変更する。

側板６４Ｒ側のステアリングローラ支持アーム７１は軸７０Ｒを中心に回転可能であり、側板６４Ｆ側のテンションローラ支持アーム７５は軸７０Ｆを中心に側板６４Ｆに固定支持されている。それにより、テンションローラ３２はテンションローラ支持アーム７５を中心にして、テンションローラ支持アーム７１側で矢印Ａ１，Ａ２方向に所定のステアリング機能を果たす。

そこで、図１２および図１３に示すように、加熱ベルト３０が矢印Ｒ方向に寄って移動してくると、ベルトセンサ９０Ｒはその加熱ベルト３０の寄り位置Ｒを検出して制御装置に送信する。制御装置はギア７３を軸７０Ｒ中心に上方に移動させるべくステッピングモータモータ６０を回転させる。その結果、加熱ベルト３０は逆方向である図１１，図１２中の矢印Ｆ側に寄って行き、ベルトセンサ９０Ｆはその寄り位置Ｆを検出して制御装置に送信する。制御装置はギア７３を軸９０Ｒ中心に下方に移動させるべくステッピングモータモータ６０を回転する。このような繰り返し動作の制御で加熱ベルト３０が一定の蛇行を続けることになる。図１４は図１２中の矢印Ｆ方向からみた図であり、図１５は図１３中の矢印Ｒ方向からみた図である。以下、それら図１４および図１５を併用して説明する。

経時使用によって加熱ベルト３０の耐久性が低下した場合などに発生するベルト挙動と、ベルトセンサ９０による検出時期との関係は第１実施形態の加圧ベルト１３の場合と同様である。

さらに、加熱ベルト３０の経時使用が進むと、ニップ圧の長手方向の差や、ベルト内面に配置されるパッドステイ３７の長手方向公差のばらつきなどで長手方向のベルト内面の摩擦係数（μ）のバランスが崩れる。結果、加熱ベルト３０が寄り移動する時間も等間隔で無くなり、センサ９０Ｆ，９０Ｒからの検出信号に規則性が無くなって同時間ＯＮしなくなる。そのまま使用を続行すると、図９に示すように加熱ベルト３０が設定された移動の範囲内を越え、やがて加熱ベルト３０の片寄りが発生する。

図１７は、ベルト内面の長手方向Ｆ側の摩擦係数（μ）が高くなり、加熱ベルト３０がＲ側からＦ側に移動し難くなった状態を示す。この状態をそのまま続行すると、図９に示す状態となる。

制御装置は、ベルトセンサ９０Ｒ２から出力される検出信号に基づいて、図１６の動作フローチャートに基づいてカム７６を矢印Ｃ側に設定量だけ回転させ、加熱ベルト３０の張力をＦ側で緩める。そうすることによってＦ側の摩擦係数を低くして、図１７中の右側の状態に加熱ベルト３０の往復運動の振幅を回復させる。

図１７においては、Ｒ側からＦ側からへの加熱ベルト３０の移動が遅くなった場合を示している。逆に、Ｆ側からＲ側への加熱ベルト３０の移動が遅くなった場合はベルト内面長手方向Ｒ側の摩擦係数が高くなって、加熱ベルト３０がＦ側からＲ側に移動し難くなっている。ここでセンサ９０Ｆ２がＯＮする状態になったとき、図１６の動作フローチャートに基づいてカム７６を矢印Ｄ側に設定量だけ回転させ、加熱ベルト３０の張力をＦ側で強める。そうすることによってＲ側の摩擦係数を低くして、ベルトの往復運動の振幅を回復させる。

以上、本発明による数例の実施形態を説明したが、それら実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例、変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。

たとえば、上記各実施形態では、ベルト搬送装置を画像形成装置の定着装置としてトナー像加熱装置に適用した場合について説明した。しかし、ベルト搬送装置としては、そうした定着装置に備わる加圧ベルトや加圧ベルトに限らず、中間転写ベルトのようなものに対しても適用できる。また、像担持体をベルト状としたときはその像担持体ベルトにも適用可能である。さらには、画像形成装置に限らず、無端状のベルトの高精度な周回動を必要とする作像装置や表示装置などにおいても適用できる。たとえば、電子黒板の表示ボードのフィルム状ベルト駆動装置、スキャナの原稿搬送ベルトの駆動装置などにも適用可能である。

加えて、各実施形態では、ベルト張力を変更する変更手段の主要部材の１つにカムを設けた構造を示したが、カム部材に限定されるものではなく、たとえばラック歯車とピニオン歯車との組み合わせでも可能であり、同様の効果が得られる。

また、移動手段であるベルトステアリング機能を実行させる中心をＦ側とし、Ｒ側でステアリングする例を示したがそれにも限定されず、Ｆ側でステアリングもしくはＦ／Ｒ両方でステアリングする場合でも、同様の効果が得られる。

さらに、エンドレスのベルトをテンションローラと、駆動ローラまたは加圧ローラのいずれかといった支持部材を構成する２つのローラ間にベルトを懸架する例を示した。しかし、２つのローラ間に限定されるものではなく、３つ以上のローラ間にベルトを掛け渡した構造の場合でも何ら問題なく本発明を適用でき、同様の効果が得られる。

本発明に係るベルト搬送装置を画像形成装置の定着装置に適用した場合の第１実施形態において、その画像形成装置の具体例であるプリンタ本体を示す図。 第１実施形態として定着装置におけるベルト搬送装置を示す図。 同第１実施形態において図２の符号Ｆ側からみて示す図。 同第１実施形態において図２の符号Ｒ側からみて示す図。 同第１実施形態においてベルトステアリング機構部を示す図。 同第１実施形態におけるカム動作の決定する制御動作のステップ順を示すフローチャート。 第１実施形態におけるベルト挙動とセンサ検出時期との相関を示す図。 第１実施形態におけるベルト挙動とセンサ検出時期との相関を示す図。 第１実施形態におけるベルト挙動とセンサ検出時期との相関を示す図。 第１実施形態におけるベルト挙動とセンサ検出時期との相関を示す図。 第２実施形態として定着装置におけるベルト搬送装置を示す図。 同第２実施形態を示す図。 同第２実施形態を示す図。 同第２実施形態において図１２中の矢印Ｆ方向からみたベルトステアリング機構部を示す図。 同第２実施形態において図１３中の矢印Ｒ方向からみたベルトステアリング機構部を示す図。 第２実施形態におけるカム動作の決定する制御動作のステップ順を示すフローチャート。 第２実施形態におけるベルト挙動とセンサ検出時期との相関を示す図。

符号の説明

１１ 加熱ローラ（回転体）
１２ ハロゲンヒータ（加熱手段）
１３ 加圧ベルト（エンドレスのベルト）
３０ 加熱ベルト（エンドレスのベルト）
３１ 駆動ローラ
１４ 加圧ローラ（支持部材）
１５，３２ テンションローラ（支持部材）
１８ 加圧パッド
３５ 誘導加熱コイル
２０Ｆ・Ｒ ６４Ｆ・Ｒ：側板
５０，６０ ベルト寄り制御用ステッピングモータ
５２，７３ ギア
５１，６１ ウォーム歯車
５６，７８ 張力ばね
５３，７４ ステアリングローラ軸受
７６，８１ カム
７７，８２ カム軸
７８ ８３ バネ座板
８０Ｆ・Ｒ ９０Ｆ・Ｒ ベルトセンサ（ベルト端検出手段）
１００ 画像形成装置
１０２ 感光体ドラム
１１４ 定着装置

Claims (4)

1. エンドレスのベルトと、前記ベルトを走行可能に支持する支持部材と、前記支持部材の少なくとも長手方向の一端側を変位させることで前記ベルトをその幅方向に移動させる移動手段と、を有するベルト搬送装置において、
   前記ベルトに付与する張力を変更する変更手段と、前記変更手段により前記ベルトに付与する張力を増大させた状態で前記移動手段により前記支持部材を変位させるモードを実行可能な構成としたことを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記ベルトの幅方向への移動速度に関する情報に基づき前記モードを実行させる実行手段を有することを特徴とする請求項１のベルト搬送装置。
3. 前記変更手段は前記移動手段による前記支持部材の変位方向と実質直交する方向へ前記支持部材を移動させることで前記ベルトに付与する張力を変更することを特徴とする請求項１又は２のベルト搬送装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかのベルト搬送装置を有し、前記ベルトとの間でトナー像を担持したシートを挟持搬送しながらこれを加熱する回転体を有することを特徴とするトナー像加熱装置。

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