JP2024043002A - ベルトユニット、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

ベルトユニット、定着装置および画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させること。【解決手段】無端状の帯状手段(1)を支持して回転する支持手段(3)であって、支持手段(3)に帯状手段(1)が巻き付く範囲の中心角(θ)の二等分線(21)に交差する方向の第1の方向成分(23)と、帯状手段(1)の伸縮する方向の第2の方向成分(22)と、を有する傾斜方向(24)に沿い、且つ、帯状手段(1)の幅方向の片寄りを減らす方向に、支持手段(3)の回転軸(3a)方向が傾斜される前記支持手段(3)と、を備えたベルトユニット(Fh)。【選択図】図2

Description

本発明は、ベルトユニット、定着装置および画像形成装置に関する。
画像形成装置において、媒体に転写された未定着のトナーを定着させる定着装置に関し、以下の特許文献1,2に記載の技術が公知である。
特許文献1としての特開2018-045255号公報には、第1の張架ロール(612)と第2の張架ロール(613)と荷重受け部材(615)で定着ベルト(610)が張架された定着ベルトモジュール(61)が記載されている。特許文献1の定着ベルトモジュール(61)では、第2の張架ロール(613)の軸方向の中央部(613A)を中心として、第2の張架ロール(613)の両端を定着ベルト(610)の伸縮方向(張力が増減する方向)、すなわち、巻き付き角の二等分線に対して垂直二等分線の方向に揺動させることで、定着ベルト(610)の蛇行、片寄りを補正する技術が記載されている。
特許文献2としての特開2021-056334号公報には、定着ベルト(314)を加熱する加熱ローラ(312)及びベルト張力調整部(36)を含むステアリングユニットを、軸方向の一端を固定し、他端側を傾斜させることで、定着ベルト(314)の蛇行、片寄りを補正する技術が記載されている。特許文献2では、ステアリング部(35)は、加熱ローラ(312)を定着ベルト(314)の伸縮方向(張力が増減する方向)に対して垂直二等分線の方向に移動させている。
特開2018-045255号公報(「0019」-「0031」、図2、図3) 特開2021-056334号公報(「0074」-「0075」、図3)
本発明は、巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることを技術的課題とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項1に記載の発明のベルトユニットは、
無端状の帯状手段と、
前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、前記支持手段の回転軸が傾斜される前記支持手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のベルトユニットにおいて、
前記支持手段の回転軸を、前記傾斜方向に沿って案内する案内手段、
を備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のベルトユニットにおいて、
前記帯状手段が伸びる方向の範囲に対応して設けられ前記第1の方向に沿って前記回転軸を案内する第1の案内部と、前記帯状手段が縮む方向の範囲に対応して設けられ前記傾斜方向に沿って前記回転軸を案内する第2の案内部と、を有する前記案内手段、
を備えたことを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のベルトユニットにおいて、
前記二等分線からズレた回転中心を中心とする周方向である前記傾斜方向に、前記支持手段の回転軸を案内する案内手段、
を備えたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載のベルトユニットにおいて、
前記第1の方向の成分よりも前記第2の方向の成分の方が小さい
ことを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載のベルトユニットにおいて、
前記帯状手段の幅方向への片寄りを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて前記支持手段を傾斜させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のベルトユニットにおいて、
経時的な前記片寄りの変化に応じて、前記支持手段の傾斜量を調整する前記制御手段、
を備えたことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項8に記載の発明の定着装置は、
トナーが転写された媒体に接触して前記トナーの加熱しながら媒体を搬送する帯状手段と、前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、支持手段の回転軸方向が傾斜される前記支持手段と、を有するベルトユニットと、
前記帯状手段に対向して配置され前記媒体を前記帯状手段との間で挟んで加圧する加圧手段と、
を備えたことを特徴とする。
前記技術的課題を解決するために、請求項9に記載の発明の画像形成装置は、
画像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段の画像を媒体に転写する転写手段と、
前記媒体に転写された画像を定着する請求項8記載の定着装置と、
を備えたことを特徴とする。
請求項1,8,9に記載の発明によれば、巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、回転軸を案内手段で傾斜方向に案内できる。
請求項3に記載の発明によれば、第1の案内部が傾斜方向に沿っている場合に比べて、支持手段を移動させる力を抑制できる。
請求項4に記載の発明によれば、二等分線の延長上の回転中心を中心とする周方向に沿って支持手段を移動させる場合に比べて、帯状手段の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、第1の方向の成分よりも第2の方向の成分の方が大きい場合に比べて、支持手段を移動させる力を抑制できる。
請求項6に記載の発明によれば、制御手段で自動的に片寄りを補正できる。
請求項7に記載の発明によれば、経時的に支持手段の傾斜量を調整しない場合に比べて、経時的に長期にわたって片寄りを補正する能力を維持できる。
図1は本発明の実施例1の画像形成装置の全体説明図である。 図2は実施例1の定着装置のフレーム部分の要部説明図である。 図3は図2の矢印III方向から見た図である。 図4は実施例1のステアリング装置の説明図であり、図4Aは待機位置の説明図、図4Bは伸長側最大位置の説明図、図4Cは収縮側最大位置の説明図である。 図5は実験例の説明図である。 図6は実施例2の定着装置のフレーム部分の要部説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。 図7は実施例3の定着装置のフレーム部分の要部説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例としての実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,-X,Y,-Y,Z,-Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1は本発明の実施例1の画像形成装置の全体説明図である。
図1において、画像形成装置の一例としてのコピー機Uは、操作部UI、画像読取装置の一例としてのスキャナ装置U1、給紙装置U2、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U3、および用紙排出部U4を有している。
前記操作部UIは、入力部の一例としての電源ボタンやコピースタートキー、コピー枚数設定キー、テンキー等や、表示部等を有している。
前記スキャナ装置U1は、図示しない原稿を読取って画像情報に変換し、プリンタ部U3に入力する。
給紙装置U2は、給紙部の一例としての複数の給紙トレイTR1~TR4を有する。各給紙トレイTR1~TR4には、媒体の一例としての記録用紙Sが収容される。各給紙トレイTR1~TR4からプリンタ部U3に向けて、媒体の搬送路の一例としての給紙路SH1が延びている。
図1において、プリンタ部U3は、制御部Cや、前記制御部Cにより制御されてプリンタ部U3の各部材に給電する電源回路E等を有する。制御部Cは、スキャナ装置U1で読み取られた原稿の画像情報や、コピー機Uに接続された図示しない情報送信装置の一例としてのパーソナルコンピュータから送信された画像情報を受信する。
前記制御部Cは、受信した画像情報を、Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、K:黒の印刷用の情報に処理して、潜像書込装置の駆動回路の一例としてのレーザ駆動回路Dに出力する。レーザ駆動回路Dは、制御部Cから入力されたレーザ駆動信号を予め設定された時期に、各色の潜像形成手段の一例としての露光装置ROSy,ROSm,ROSc,ROSkに出力する。
各露光装置ROSy~ROSkの下方には、Y,M,C,Kの像保持体ユニットUy,Um,Uc,Ukが配置されている。
図1において、K:黒の像保持体ユニットUkは、像保持手段の一例としての感光体ドラムPkと、帯電手段の一例としての帯電コロトロンCCkと、像保持手段用の清掃手段の一例としての感光体クリーナCLkとを有する。そして、他の色Y,M,Cの像保持体ユニットUy,Um,Ucも、感光体ドラムPy,Pm,Pc、帯電コロトロンCCy,CCm,CCc、感光体クリーナCLy,CLm,CLcを有する。
なお、実施例1では、使用頻度の高く表面の磨耗が多いK色の感光体ドラムPkは、他の色の感光体ドラムPy,Pm,Pcに比べて大径に構成され、高速回転対応および長寿命化がされている。
感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pkは、それぞれ帯電コロトロンCCy,CCm,CCc,CCkにより一様に帯電された後、露光装置ROSy~ROSkの出力する潜像書込光の一例としてのレーザビームLy,Lm,Lc,Lkにより、感光体ドラムPy~Pkの表面に静電潜像が形成される。前記感光体ドラムPy~Pkの表面の静電潜像は、現像手段の一例としての現像装置Gy,Gm,Gc,Gkに設けられた現像部材の一例としての現像ロールR0により、Y:イエロー、M:マゼンタ、C:シアン、K:黒の各色のトナー像に現像される。
感光体ドラムPy~Pk表面上のトナー像は、一次転写手段の一例としての1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより、1次転写領域Q3において、中間転写手段の一例であって、像保持手段の一例としての中間転写ベルトB上に順次重ねて転写され、中間転写ベルトB上に多色画像、いわゆる、カラー画像が形成される。中間転写ベルトB上に形成されたカラー画像は、2次転写領域Q4に搬送される。
なお、黒画像データのみの場合はK:黒の感光体ドラムPkおよび現像装置Gkのみが使用され、黒のトナー像のみが形成される。
1次転写後、感光体ドラムPy~Pkの表面に残留した残留トナーは感光体クリーナCLy,CLm,CLc,CLkによりクリーニングされる。
前記各像保持体ユニットUy~Ukと、現像装置Gy~Gkとにより、可視像形成部の一例としてのトナー像形成部材Uy+Gy,Um+Gm,Uc+Gc,Uk+Gkが構成されている。
プリンタ部U3の上部には、補給手段の一例としてのトナーディスペンサーU3aが配置されており、トナーディスペンサーU3aには、トナーの収容手段の一例としてのトナーカートリッジKy,Km,Kc,Kkが着脱可能に装着されている。画像形成に伴って現像装置Gy~Gkにおいてトナーが消費されると、各トナーカートリッジKy~Kkから各現像装置Gy~Gkにトナーが供給される。
前記感光体ドラムPy~Pkの下方に配置された中間転写ベルトBは、中間転写手段の駆動手段の一例としての中間駆動ロールRdと、中間転写ベルトBに張力を付与する張力付与手段の一例としての中間テンションロールRtと、中間転写ベルトBの片寄り、蛇行を補正する第1の片寄り補正手段の一例としての中間ステアリングロールRwと、従動手段の一例としての複数の中間アイドラロールRfと、2次転写領域の対向手段の一例としてのバックアップロールT2aと、により張架されている。そして、前記中間転写ベルトBは、中間駆動ロールRdの駆動により矢印Ya方向に回転移動可能に支持されている。
前記中間駆動ロールRd、中間テンションロールRt、中間ステアリングロールRw、中間アイドラロールRf、バックアップロールT2a、1次転写ロールT1y~T1k、中間転写ベルトB等により、中間転写装置の一例としてのベルトモジュールBMが構成されている。なお、実施例1のベルトモジュールBMは、プリンタ部U3に対して、着脱、交換が可能なユニットにより構成されている。
前記バックアップロールT2aの下方には、転写搬送手段の一例としての2次転写ユニットUtが配置されている。2次転写ユニットUtは、転写部材の一例としての2次転写ロールT2bを有する。2次転写ロールT2bは、バックアップロールT2aに対向して配置されている。2次転写ロールT2bが中間転写ベルトBと対向する領域により2次転写領域Q4が構成されている。また、前記バックアップロールT2aには、電圧印加用の接触手段の一例としてのコンタクトロールT2cが接触している。コンタクトロールT2cには、制御部Cにより制御される電源回路Eから予め設定された時期に、トナーの帯電極性と同極性の2次転写電圧が印加される。
前記各ロールT2a~T2cにより、2次転写手段の一例としての2次転写器T2が構成されている。また、中間転写ベルトBや1次転写ロールT1y~T1k、2次転写器T2等により、転写手段の一例としての転写装置B+T1+T2が構成されている。
前記ベルトモジュールBMの下方には用紙搬送路SH2が配置されている。前記給紙装置U2の給紙路SH1から給紙された記録用紙Sは、搬送手段の一例としての搬送ロールRaで用紙搬送路SH2に搬送される。用紙搬送路SH2の記録用紙Sは、送出手段の一例としてのレジロールRrにより、トナー像が2次転写領域Q4に搬送される時期に合わせて送り出され、媒体案内手段の一例としての用紙ガイドSG1,SG2に案内されて、2次転写領域Q4に搬送される。
前記中間転写ベルトB上のトナー像は、前記2次転写領域Q4を通過する際に、前記2次転写器T2により記録用紙Sに転写される。なお、カラー画像の場合は中間転写ベルトB表面に重ねて1次転写されたトナー像が一括して記録用紙Sに2次転写される。
2次転写後の前記中間転写ベルトBは、中間転写手段の清掃手段の一例としてのベルトクリーナCLBにより清掃、すなわち、クリーニングされる。
トナー像が2次転写された記録用紙Sは、搬送手段の一例としての媒体搬送ベルトBHに送られる。媒体搬送ベルトBHは、記録用紙Sを定着装置Fに搬送する。定着手段の一例としての定着装置Fは、加熱ユニットの一例としての加熱ユニットFhと、加圧手段の一例としての加圧ロールFpとを有し、加熱ユニットFhと加圧ロールFpとが対向、接触する領域により定着領域Q5が形成されている。
記録用紙S上のトナー像は定着領域Q5を通過する際に定着装置Fにより加熱定着される。定着装置Fでトナー像が定着された記録用紙Sは、排出部の一例としての排出トレイTRhに排出される。
前記符号SH1,SH2等により用紙搬送路SHが構成されている。また、前記符号SH,Ra,Rr,SG1,SG2,BH等により用紙搬送装置SUが構成されている。
(定着装置の説明)
図1において、実施例1のベルトユニットの一例としての加熱ユニットFhは、帯状手段の一例として、無端状の定着ベルト1を有する。実施例1の定着ベルト1は、加熱手段の一例であって、発熱部材の一例としての発熱ロール2と、支持手段の一例としてのステアリングロール3と、対向手段の一例としての定着パッド4とで支持されている。発熱ロール2は、画像形成動作時に発熱して定着ベルト1を加熱する。ステアリングロール3は、定着ベルト1の片寄りが検出された場合にステアリングロール3を傾斜させて片寄りを補正する。定着パッド4は、定着領域Q5で定着ベルト1を加圧ロールFpに対向させる。また、定着ベルト1の内面側には、潤滑手段の一例であって、供給手段の一例としての潤滑ウィック6が配置されている。潤滑ウィック6は、定着ベルト1と定着パッド4とを潤滑するための潤滑材の一例としてのシリコンオイルを定着ベルト1の内面に供給する。
図2は実施例1の定着装置のフレーム部分の要部説明図である。
図3は図2の矢印III方向から見た図である。
図2、図3において、実施例1の加熱ユニットFhは前後両端に枠体の一例としてのフレーム11,12が設けられている。前側のフレーム11と後側のフレーム12には、発熱ロール2や定着パッド4の両端部が支持されている。前側のフレーム11には、ステアリングロール3の回転軸3aの前端部が、回転可能、且つ、案内手段の一例としてのガイド孔13に沿って移動可能に支持されている。また、後側のフレーム12にも、前側のフレーム11のガイド孔13と同様のガイド孔(図示せず)が形成されており、ステアリングロール3の回転軸3aの後端部が回転可能且つガイド孔に沿って移動可能に支持されている。なお、以降の説明では、前側のフレーム11やガイド孔13、ステアリングロール3の前側についてのみ説明をするが、ステアリングロール3の後側については同様に構成されているため、説明は省略する。
図2において、実施例1では、定着ベルト1は、ステアリングロール3に対して、中心角である巻き付き角θの範囲で巻き付いている。したがって、ステアリングロール3が、巻き付き角θの二等分線21に沿った方向である伸縮方向22(第2の方向の一例)に移動すると、定着ベルト1が伸縮して、張力が増減する。また、ステアリングロール3が、巻き付き角θの二等分線21に交差する方向として、二等分線21の垂直二等分線の方向であるねじれ方向23(第1の方向の一例)に移動すると、定着ベルト1がねじれるように変形する。
実施例1では、ねじれ方向23の成分よりも、伸縮方向22の成分の方が小さく設定されている。すなわち、傾斜方向24とねじれ方向23との傾斜角φが45°であればねじれ方向23の成分と伸縮方向22の成分とが同一であり、傾斜角φが0°から45°未満であれば、ねじれ方向23成分の方が大きく、傾斜角φが45°を超え90°以下であれば、伸縮方向22成分の方が大きい。実施例1では、傾斜角φが14°程度、すなわち、(伸縮方向22成分):(ねじれ方向23成分)=1:4、すなわち、伸縮方向22成分がねじれ方向23成分の25%になるように設定されている。
図4は実施例1のステアリング装置の説明図であり、図4Aは待機位置の説明図、図4Bは伸長側最大位置の説明図、図4Cは収縮側最大位置の説明図である。
図3、図4において、前側のフレーム11の前側には、片寄り補正手段の一例としてのステアリング機構31が配置されている。図4において、実施例1のステアリング機構31は、軸支持手段の一例としてのスライダ32を有する。スライダ32は、ガイド孔13の延びる方向に沿って移動可能であり、ステアリングロール3の前端部を回転可能に支持している。スライダ32の右下部には、被作動部の一例としてのカムフォロア部32aが形成されている。実施例1のカムフォロア部32aは、開口により構成されている。
カムフォロア部32aには、作動手段の一例としての偏心カム33が収容されている。偏心カム33の回転軸33aには、図示しない駆動手段の一例としてのモータから駆動が伝達される。したがって、モータの回転に伴って偏心カム33が回転すると、図4Aに示す待機位置や、図4Bに示す伸長側最大位置、図4Cに示す収縮側最大位置の間で、ステアリングロール3がガイド孔13に沿って移動可能である。
図3において、定着ベルト1の幅方向の両側には、定着ベルト1の片寄りを検知する検知手段の一例としての片寄りセンサSN1a,SN1bが配置されている。
(実施例1の制御部の説明)
図4において、コピー機Uの制御手段の一例としての制御部(コントローラ)Cは、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースI/Oを有する。また、制御部Cは、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたROM:リードオンリーメモリを有する。また、制御部Cは、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM:ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU:中央演算処理装置を有する。したがって、実施例1の制御部Cは、小型の情報処理装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されている。よって、制御部Cは、ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
実施例1の制御部Cは、信号出力要素からの信号が入力され、被制御要素に信号を出力して制御する。
(信号出力要素の説明)
制御部Cには、片寄りセンサSN1a,SN1bやその他の図示しないセンサ等の信号出力要素からの信号が入力される。
(被制御要素の説明)
制御部Cは、電源回路Eや、偏心カム33を作動させるモータ等の被制御要素へ信号を出力する。
(制御部Cの機能)
実施例1の制御部Cは以下の機能手段(機能モジュール、プログラムモジュール)C1~C3を有する。
片寄り検知手段C1は、片寄りセンサSN1a,SN1bの検知結果に基づいて、定着ベルト1の片寄りを検知する。実施例1の片寄り検知手段C1は、2つの片寄りセンサSN1a,SN1bのどちらが定着ベルト1の端部を検知したかに基づいて、定着ベルト1が幅方向のどちら側に片寄ったかも検知する。
傾斜量設定手段C2は、ステアリングロール3を傾斜させる傾斜量を設定する。実施例1の傾斜量設定手段C2は、ステアリングロール3の傾斜量を、偏心カム33の回転量を制御することで、所定の傾斜量にしている。実施例1では、コピー機Uの累積の印刷枚数が少ない状況では、伸長側最大位置(図4B参照)や収縮側最大位置(図4C参照)までは回転させないように、回転量が設定されている。そして、コピー機Uの累積の印刷回数の増大に応じて、偏心カム33の回転量を多くしていく。これは、コピー機Uの使用に伴い経時的に内面オイルの減少や、摩耗紛の発生によりステアリングロールとベルト内面の摩擦係数が変化するため、偏心カム33の回転量が変わらないと、片寄りの補正性能が低下していくことに対応している。
傾斜制御手段C3は、偏心カム33を回転させるモータを制御して、定着ベルト1の片寄りを減少させる方向にステアリングロール3を傾斜させる。傾斜制御手段C3は、片寄りセンサSN1a,SN1bで定着ベルト1の片寄りが検知されると、傾斜量設定手段C2で設定された傾斜量に応じて、偏心カム33を回転させる。そして、片寄りセンサSN1a,SN1bが定着ベルト1の片寄りを検知しなくなってから所定の時間が経過すると、偏心カム33を逆回転させて待機位置(図4A参照)に戻す。
(実施例1の作用)
前記構成を備えた実施例1の定着装置Fでは、画像形成動作時に定着ベルト1が回転して、定着を行う。定着ベルト1の回転時に、定着ベルト1が幅方向に片寄ると、ステアリングロール3がステアリング機構31で傾けられ、片寄りが補正される。
近年、画像形成装置の小型化が進み、定着装置Fも小型化されている。定着装置Fが小型化される場合、発熱ロール2は熱容量の関係で小型化に限界がある。したがって、ステアリングロール3が小径化されてきている。ステアリングロール3が小径化されると、定着ベルト1と接触する領域、すなわち、巻き付き角が小さくなる。巻き付き角が小さくなると、ステアリングロール3を片寄り補正のために傾斜させても、定着ベルト1が幅方向に移動しにくくなり、片寄りの補正性能が低くなる。片寄りの補正性能が低くなると、定着ベルト1の片寄りが補正できず、定着ベルト1が破損する恐れがある。
図5は実験例の説明図である。
図5において、実施例1の定着装置Fにおいて、ステアリングロール3の移動方向をねじれ方向23のみとした場合と、ねじれ方向23に伸縮方向22を25%追加した場合の補正性能(ウォークレート:ベルト送り方向1m回転当たりのベルト幅方向の移動量)を確認した。図5に示すように、ねじれ方向23のみに比べて向上した。特に、ステアリング量(ステアリングロール3の傾斜量)が大きくなると、ウォークレートが約2倍程度に向上することが確認された。
したがって、ステアリングロール3が小径化すると、特許文献1,2のように、ねじれ方向23だけの傾斜で片寄りを補正する構成では、片寄りの補正性能が不足する恐れがあった。これに対して、実施例1のようにステアリングロール3の移動方向が、ねじれ方向23の成分だけでなく伸縮方向22の成分も有することで、定着ベルト1の幅方向への片寄りを補正する能力が向上する。よって、実施例1では、ステアリングロール3が小径化しても、定着ベルト1の補正性能を維持することが可能である。
なお、実施例1では、伸縮方向22の成分の方が、ねじれ方向23の成分よりも小さく設定されている。伸縮方向22の成分が大きくなると、定着ベルト1をより伸縮させることとなる。特に、定着ベルト1を伸ばすには大きな力が必要になり、ステアリングロール3を移動させる力が多く必要になる。したがって、偏心カム33を駆動するモータを大型化、大容量化する必要があり、費用が上昇する恐れがある。また、張力に影響が大きくなるため、ステアリングロール3の前端側と後端側とで、張力の分布が変化する問題もある。これらに対して、実施例1では、伸縮方向22の成分の方がねじれ方向23の成分よりも小さく、伸縮方向22の成分の方が大きい場合に比べて、小さい力でステアリングロール3を移動させることが可能であると共に、張力の分布に与える影響も低減される。
さらに、実施例1では、片寄りセンサSN1a,SN1bの検知結果に基づいて、ステアリングロール3が自動的に傾斜されて、定着ベルト1の片寄りが自動的に補正される。このとき、定着ベルト1の経時的な伸び、すなわち、経時的な劣化に応じて、ステアリングロール3の傾斜量が自動的に補正される。したがって、実施例1では、経時的に定着ベルト1の片寄り補正の性能が低下することが抑制され、長期に渡って定着ベルト1の片寄りの補正性能が維持される。
次に本発明の実施例2の説明をするが、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例2は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
図6は実施例2の定着装置のフレーム部分の要部説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。
図6において、実施例2の加熱ユニットFhでは、実施例1の長孔状のガイド孔13に変えて、部分円弧状のガイド孔51が設けられている。実施例2のガイド孔51は、円弧中心51aを中心とする円弧に沿った形状に形成されている。円弧中心51aは、二等分線21の延長上からずれた位置に配置されている。
(実施例2の作用)
前記構成を備えた実施例2の加熱ユニットFhでは、円弧中心51aが二等分線21からずれている。円弧中心が二等分線21の延長上に配置されている場合は、ステアリングロール3の移動がねじれ方向23成分のみと同様の移動となる。これに対して、二等分線21からずれた円弧中心51aを中心とするガイド孔51に沿ったステアリングロール3の移動は、ねじれ方向23成分に伸縮方向22成分が加わった方向の移動となる。したがって、実施例2の加熱ユニットFhも、実施例1と同様に、定着ベルト1の片寄り補正能力が向上する。
次に本発明の実施例3の説明をするが、この実施例3の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
この実施例3は下記の点で、前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成される。
図7は実施例3の定着装置のフレーム部分の要部説明図であり、実施例1の図2に対応する図である。
図7において、実施例3の加熱ユニットFhでは、実施例1の長孔状のガイド孔13に変えて、途中で屈曲したガイド孔61が設けられている。実施例3のガイド孔61は、傾斜方向24に沿った傾斜部61a(第2の案内部の一例)と、ねじれ方向23に沿ったねじれ部61b(第1の案内部の一例)、とを有する。すなわち、実施例3のガイド孔61の傾斜部61aは、実施例1のガイド孔13の一部と共通し、ねじれ部61bの部分が実施例1のガイド孔13とは異なる。傾斜部61aは、定着ベルト1が縮む範囲に相当する。
(実施例3の作用)
前記構成を備えた実施例3の加熱ユニットFhでは、実施例1と異なり、ねじれ部61bの部分をステアリングロール3が移動する際には、定着ベルト1を伸ばす力が作用しない。また、傾斜部61aの部分をステアリングロール3が移動する際には、定着ベルト1を縮める方向であり、定着ベルト1を伸ばす力が作用しない。したがって、実施例3では、実施例1のガイド孔13に比べて、ステアリングロール3を移動させる力が少なくなる。また、定着ベルト1の経時的な伸びも抑制され、経時劣化も抑制される。
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)~(H07)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例としてのコピー機を例示したが、これに限定されず、例えば、FAX、プリンタ、複合機により構成することも可能である。
(H02)前記実施例において、画像形成装置として、4色の現像剤が使用される構成を例示したが、これに限定されず、例えば、単色の画像形成装置や、3色以下または5色以上の多色の画像形成装置にも適用可能である。
(H03)前記実施例において、例示した数値は設計や仕様等に応じて適宜変更可能である。
(H04)前記実施例において、片寄りを補正する際に、ステアリングロール3の前後両端をガイド孔13で移動可能な構成を例示したが、これに限定されない。例えば、ステアリングロール3の後側を固定し且つ前側のみを移動させる構成としたり、前側を固定して後側を移動させる構成とすることも可能である。なお、実施例に例示したように前後両端をガイド孔13に沿って移動可能な構成の方が、ステアリングロール3の幅方向中央で点対称にステアリングロール3が移動することでステアリング制御の効率が片側固定に比べて2倍になるため好ましい。また、片側固定の場合、上流の発熱ロール、下流の定着パッドとのベルト張架距離が異なることとなり、紙面前方へのウォークレートと後方へのウォークレートが異なってしまう懸念もあるため、両側を移動させる実施例の構成とすることが好ましい。
(H05)前記実施例において、ねじれ方向23の成分に対して伸縮方向22の成分の方が小さいことが望ましいが、これに限定されない。伸縮方向22の成分の方を大きくすることも可能である。
(H06)前記実施例において、ステアリングロール3の傾斜量を経時的に補正することが望ましいが、補正しない構成とすることも可能である。
(H07)前記実施例において、ステアリングロール3を傾斜させるステアリング機構31は偏心カム33を使用する構成を例示したが、これに限定されない。ステアリングロール3を移動させることが可能な任意の構成とすることが可能である。例えば、実施例1では、片寄りセンサSN1a,SN1bを使用して定着ベルト1の片寄りを検知して、ステアリングロール3をステアリング機構31で能動的に移動させる構成、いわゆる、アクティブステアリング方式を例示したが、これに限定されない。ベルトの片寄りによる幅方向の力(エッジフォース)を受けてステアリングロールを傾斜させる方式、いわゆる、パッシブステアリング方式(例えば、特開2014-10429号公報等参照)とすることも可能である。
(付記)
(((1)))
無端状の帯状手段と、
前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、前記支持手段の回転軸が傾斜される前記支持手段と、
を備えたことを特徴とするベルトユニット。
(((2)))
前記支持手段の回転軸を、前記傾斜方向に沿って案内する案内手段、
を備えたことを特徴とする(((1)))に記載のベルトユニット。
(((3)))
前記帯状手段が伸びる方向の範囲に対応して設けられ前記第1の方向に沿って前記回転軸を案内する第1の案内部と、前記帯状手段が縮む方向の範囲に対応して設けられ前記傾斜方向に沿って前記回転軸を案内する第2の案内部と、を有する前記案内手段、
を備えたことを特徴とする(((2)))に記載のベルトユニット。
(((4)))
前記二等分線からズレた回転中心を中心とする周方向である前記傾斜方向に、前記支持手段の回転軸を案内する案内手段、
を備えたことを特徴とする(((1)))に記載のベルトユニット。
(((5)))
前記第1の方向の成分よりも前記第2の方向の成分の方が小さい
ことを特徴とする(((1)))ないし(((4)))のいずれかに記載のベルトユニット。
(((6)))
前記帯状手段の幅方向への片寄りを検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて前記支持手段を傾斜させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする(((1)))ないし(((5)))のいずれかに記載のベルトユニット。
(((7)))
経時的な前記片寄りの変化に応じて、前記支持手段の傾斜量を調整する前記制御手段、
を備えたことを特徴とする(((6)))に記載のベルトユニット。
(((8)))
トナーが転写された媒体に接触して前記トナーを加熱しながら媒体を搬送する帯状手段と、前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、支持手段の回転軸方向が傾斜される前記支持手段と、を有するベルトユニットと、
前記帯状手段に対向して配置され前記媒体を前記帯状手段との間で挟んで加圧する加圧手段と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
(((9)))
画像を保持する像保持手段と、
前記像保持手段の画像を媒体に転写する転写手段と、
前記媒体に転写された画像を定着する(((8)))記載の定着装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
(((1)))に係るベルトユニットによれば、巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
(((2)))に係るベルトユニットによれば、回転軸を案内手段で傾斜方向に案内できる。
(((3)))に係るベルトユニットによれば、第1の案内部が傾斜方向に沿っている場合に比べて、支持手段を移動させる力を抑制できる。
(((4)))に係るベルトユニットによれば、二等分線の延長上の回転中心を中心とする周方向に沿って支持手段を移動させる場合に比べて、帯状手段の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
(((5)))に係るベルトユニットによれば、第1の方向の成分よりも第2の方向の成分の方が大きい場合に比べて、支持手段を移動させる力を抑制できる。
(((6)))に係るベルトユニットによれば、制御手段で自動的に片寄りを補正できる。
(((7)))に係るベルトユニットによれば、経時的に支持手段の傾斜量を調整しない場合に比べて、経時的に長期にわたって片寄りを補正する能力を維持できる。
(((8)))に係る定着装置によれば、巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
(((9)))に係る画像形成装置によれば、巻き付く範囲の中心角の二等分線に対して垂直二等分線の方向にしか支持手段を傾斜させない場合に比べて、帯状部材の幅方向への片寄りを補正する能力を向上させることができる。
1…帯状手段、
3…支持手段、
3a…回転軸、
13,51,61…案内手段、
21…二等分線、
22…第2の方向成分、
23…第1の方向成分、
24…傾斜方向、
51a…中心角の二等分線からズレた回転中心、
61b…第1の案内部、
61a…第2の案内部、
B+T1+T2…転写手段、
C…制御手段、
F…定着装置、
Fh…ベルトユニット、
Fp…加圧手段、
Gy,Gm,Gc,Gk…現像手段、
Py,Pm,Pc,Pk…像保持手段、
ROSy,ROSm,ROSc,ROSk…潜像形成手段、
S…媒体、
SN1a,SN1b…検知手段、
U…画像形成装置、
θ…巻き付く範囲の中心角。

Claims (9)

  1. 無端状の帯状手段と、
    前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、前記支持手段の回転軸が傾斜される前記支持手段と、
    を備えたことを特徴とするベルトユニット。
  2. 前記支持手段の回転軸を、前記傾斜方向に沿って案内する案内手段、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のベルトユニット。
  3. 前記帯状手段が伸びる方向の範囲に対応して設けられ前記第1の方向に沿って前記回転軸を案内する第1の案内部と、前記帯状手段が縮む方向の範囲に対応して設けられ前記傾斜方向に沿って前記回転軸を案内する第2の案内部と、を有する前記案内手段、
    を備えたことを特徴とする請求項2に記載のベルトユニット。
  4. 前記二等分線からズレた回転中心を中心とする周方向である前記傾斜方向に、前記支持手段の回転軸を案内する案内手段、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のベルトユニット。
  5. 前記第1の方向の成分よりも前記第2の方向の成分の方が小さい
    ことを特徴とする請求項1に記載のベルトユニット。
  6. 前記帯状手段の幅方向への片寄りを検知する検知手段と、
    前記検知手段の検知結果に応じて前記支持手段を傾斜させる制御手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のベルトユニット。
  7. 経時的な前記片寄りの変化に応じて、前記支持手段の傾斜量を調整する前記制御手段、
    を備えたことを特徴とする請求項6に記載のベルトユニット。
  8. トナーが転写された媒体に接触して前記トナーを加熱しながら媒体を搬送する帯状手段と、前記帯状手段を支持して回転する支持手段であって、前記支持手段に前記帯状手段が巻き付く範囲の中心角の二等分線に交差する方向の第1の方向の成分と、前記帯状手段の伸縮する方向の第2の方向の成分と、を有する傾斜方向に沿い、且つ、前記帯状手段の幅方向の片寄りを減らす方向に、支持手段の回転軸方向が傾斜される前記支持手段と、を有するベルトユニットと、
    前記帯状手段に対向して配置され前記媒体を前記帯状手段との間で挟んで加圧する加圧手段と、
    を備えたことを特徴とする定着装置。
  9. 画像を保持する像保持手段と、
    前記像保持手段の画像を媒体に転写する転写手段と、
    前記媒体に転写された画像を定着する請求項8記載の定着装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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