JP2788683B2 - ベルトの蛇行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば画像形成装置等
において、画像を形成する感光層を有する感光体ベル
ト、該感光体に形成されたトナー像を転写するための転
写ベルト、更にトナー像を定着するための耐熱性ベルト
等におけるベルトの蛇行制御を行うことにより、ベルト
の走行を安定させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用する画像形成装置に
おいては、感光体を一方向に定速で走行（回転／移動）
させ、光学情報を露光することでその表面に光学情報に
応じた静電潜像を形成している。ここで感光体として
は、円筒状のドラムを回転させるもの、シート状の無端
ベルトを走行させるもの等がある。

【０００３】上記円筒状のドラムの場合は、ドラムの中
心軸を回転軸として回転駆動する場合には問題にならな
いが、ベルト形状の感光体を走行させる場合には蛇行の
問題が生じ、蛇行をそのままにしておけば正規の画像が
形成できなくなり画像乱れ等の問題を発生する。

【０００４】そこで、特開昭５４−６９４４２号公報に
明記されいるようなベルトの蛇行制御装置が提案され
た。この蛇行制御装置は、ベルトを駆動及び従動ローラ
間に張架し、このベルトのほぼ中間部分にベルト内面に
接する揺動可能な揺動ローラを設け、ベルト両側端に配
置したベルトの片寄を検出する検知手段からの信号に応
じて上記揺動ローラをいずれかの方向へ揺動（軸を傾
斜）させる構成である。

【０００５】以上の構成によりベルトを安定して走行さ
せ、ベルトの一方への片寄り検知に応答して、ベルトが
他方へ片寄るべく揺動ローラを一方向に一定量回転軸に
対して傾斜するよう駆動し、ベルトの蛇行制御を行って
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のベルト蛇行制御
装置においては、ベルトの両端に位置検知用の手段、揺
動ローラをいずれかの方向へ揺動させるための駆動手
段、及びそれを制御する制御部等が必要となり、部品点
数の増加、装置の大型化等によりコストアップとなって
いた。

【０００７】また、従来の装置では大型化するため、耐
熱性ベルトを利用した小さな定着装置にはそのままでは
適用できない。

【０００８】本発明は、上述の従来の欠点を解消すべ
く、部品点数の軽減により非常に簡単な構成による蛇行
制御装置を提供する。

【０００９】また本発明は、定着装置におけるベルトの
蛇行制御としても利用できる装置を同時に提供するもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上述の目的を達
成するためのベルトの蛇行制御装置は、少なくとも２本
のローラ間に無端状に形成されたベルトを張架し、１つ
のローラを回転駆動することでベルトをローラ間に走行
させ、該駆動されるローラと別のローラを揺動可能に設
け、該揺動ローラをいずれかの方向に揺動させることに
よりベルトの蛇行を制御する装置において、駆動源から
の駆動力を伝達又は非伝達するための伝達手段と、上記
ベルトの一側端に対接し該ベルトの蛇行に応じて揺動
し、その他端が上記伝達手段に連結され、駆動力の伝達
又は非伝達を行わせる作動部材と、該作動部材の揺動動
作に連動し、上記伝達手段を介して伝達される駆動力に
て上記揺動ローラをいずれかの方向に揺動させる揺動機
構と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】特に本発明の上述したベルトの蛇行制御装
置において、上記伝達手段は駆動ローラを回転駆動させ
る駆動源からの回転力を伝達する構成を特徴とする。

【００１２】また、本発明の上述したベルトの蛇行制御
装置における伝達手段として、スプリングクラッチを利
用し、上記ベルトの蛇行による揺動により作動部材にて
駆動源からの駆動力を伝達する構成であることを特徴と
する。

【００１３】

【作用】本発明のベルトの蛇行制御装置によれば、無端
状の感光体ベルト又は定着装置の耐熱性ベルトは、駆動
ローラ及び従動ローラである揺動ローラ間を一方向に走
行される。このベルトの走行中にいずれかの方向にベル
トが片寄れば（蛇行すれば）、その片寄りに応答して作
動部材が揺動する。この作動部材に連結された伝達部材
を直接動作させて駆動源からの駆動力が伝達される状態
となり、上記揺動ローラをベルトの片寄り方向とは逆方
向に揺動させることになる。これにより、上記ベルトの
片寄りが抑制される。

【００１４】そこで、作動部材に連結された伝達部材が
直接動作することで、駆動ローラを回転駆動する駆動源
からの回転力が伝達される。これにより、揺動ローラを
特別にベルトの片寄りを制御するために揺動させる駆動
源を特別に用意しておく必要がなくなる。

【００１５】また、伝達手段をスプリングクラッチにて
構成することで、作動部材とスプリングクラッチとを機
構的に簡単に連結でき、作動部材の揺動に応答してスプ
リングクラッチにて駆動力を揺動機構を介して揺動ロー
ラに伝達して揺動できる。この場合、電気的な検知、及
び制御を全く必要としなくなり、機構のみにて直接ベル
トの蛇行を制御できる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明におけるベルトの蛇行制御装置
を示す側面図であって、本実施例は加熱定着装置を示
す。図２は図１の本発明におけるベルト蛇行制御装置を
上部より見た上面図である。また、図３及び図４は本発
明の蛇行制御にかかる動作説明に図１及び図２に対応す
る側面図及び上面図、図５は本発明におけるベルトの蛇
行防止装置を定着装置に用いた電子写真方式におりる光
プリンタの全体構成を示す断面図である。

【００１７】図５において、１は感光体ドラム、２は帯
電器（帯電ローラ）、３はＬＥＤアレイ、４は現像器、
５は転写器（転写ローラ）、６はクリーナ、７は給紙装
置、８は給紙トレイ、９は定着装置、１０は排紙トレ
イ、１１，１２は用紙検知スイッチである。まず、暗所
において帯電器２で感光体ドラム１表面を均一に帯電す
る。次に、ＬＥＤアレイ３により画像パターンを露光
し、露光した部分の帯電電荷を除去し静電潜像を形成す
る。現像器４では感光体ドラム１上の帯電電荷と同極性
のトナーを前記帯電電荷を除去した部分に付着させ可視
像を形成する（反転現像）。次に転写紙１３をこの可視
像に重ね、転写紙１３の裏側より転写器５にてトナーと
逆極性の電圧を印加し感光体１表面のトナー像を静電的
に吸引し転写紙１３に転写する。転写されたトナー像
は、定着装置９により転写紙に定着される。

【００１８】上記定着装置９は、図１及び図２に示す如
く、駆動ローラ２３と従動ローラ２４間に張架された例
えばポリイミド樹脂を主体とするフィルムからなる無端
状に形成された耐熱ベルト２２と、適度に圧接される加
圧ローラ２５とで構成されており、更に加圧ローラ２５
と対向する部分のベルト２２の内面に圧接するように加
熱部材２１を設けている。加熱装置２０は例えばセラミ
ックヒータよりなる加熱部材２１と該加熱部材２１を保
持しベルト２２と対接する少なくとも反対面を熱的に遮
断する断熱材１９とで構成されている。この加熱装置２
０はプリンタ本体の図示していないフレームに固定され
ている取付板（図示せず）等に断熱材１９が固定され、
耐熱ベルト２２を介して加圧ローラ２５に圧接される。

【００１９】以上の構成の定着装置９によれば転写され
たトナー像を担持してなる転写紙１３が図中右側より耐
熱ベルト２２と加圧ローラ２５の接点に搬送されてくる
と、耐熱ベルト２２は駆動ローラ２３により矢印方向に
走行されていることから、加圧ローラ２５は耐熱ベルト
２２の移動に伴い従動しているため、転写紙１３を図中
左側に挟持しながら搬送して行く。耐熱ベルトの厚さは
約３０μｍと薄く熱容量が小さいため、加熱部材２１よ
り発生した熱が瞬時に転写紙１３に伝わりトナーを熔融
し定着を行う。この定着方法の特徴として従来の熱ロー
ラ定着方式に比べウォームアップ中の待ち時間が短いこ
とがあげられる。即ち、転写紙１３が定着装置９に送ら
れてくる直前に加熱部材２１を駆動することで、十分に
定着を行うことができる。

【００２０】次に、耐熱性ベルト２の蛇行制御装置につ
いて説明する。図１において、従動ローラ２４は蛇行を
制御するために揺動可能に設けられる揺動ローラであっ
て、回転軸２４ａが図示していない両側のフレームに回
転可能に支持されている。また、従動ローラ２４は、図
１において上下方向に揺動可能なように構成するため
に、例えば回転軸２４ａの背面側をフレームに回転可能
に定位置に保持しておき、前面側のフレームに上下移動
できるように回転可能に支持しておく。

【００２１】従動ローラ２４は、その回転軸２４ａの一
端部がＬ字形状の揺動レバー３３に連結されており、該
揺動レバー３３は軸３３ａを中心に回動可能に図示して
いない図１前面側の一方のフレームに支持されている。
従って、従動ローラ２４は、揺動レバー３３が回動する
ことで、回転軸２４ａが上下移動することで揺動し、駆
動ローラ２３の軸に対し傾斜する。

【００２２】一方、耐熱ベルト２２の蛇行を制御するた
めに、耐熱ベルト２２の一側端に対接するように設けら
れた作動部材３１が回転可能に設けられている。この作
動部材１は軸部３１ａを中心に回転可能に設けられてお
り、通常はスプリング３２の付勢力により耐熱ベルト２
２の一側端に当接片３１ｂが当接するように回動されて
いる。作動部材３１の当接片３１ｂと反対側の回転制御
片３１ｃは、回転力を伝達又は非伝達制御するための伝
達手段であるスプリングクラッチ２７を構成するスリー
ブ３０に対向するように配置されている。

【００２３】スプリングクラッチ２７は、図２に明記し
ている通り、スリーブ３０の外周面に突出して爪３０ａ
及び３０ｂが形成されており、この爪３０ａ，３０ｂは
それぞれ回転角度にして１８０°ずれており、且つ軸方
向にもそれぞれずれて形成されている。従って上記作動
部材３１の回転制御片３１ｃは、スリーブ３０の爪３０
ａ又は３０ｂと対向するように、耐熱ベルト２２の片寄
りに応動して移動する。

【００２４】またスプリングクラッチ２７は、その入力
側、つまり駆動ローラ２３を回転駆動するための駆動モ
ータ２６の回転力が伝達されている入力部２８の回転
を、出力部２９へ伝達するものである。つまり、スリー
ブ３０の爪３０ａに作動部材３１の回転制御片３１ｃ
が、係止している状態では入力部２８の回転は、出力部
２９に伝達されず、この爪３０ａより回転制御片３１ｃ
が外れた時（図２において上方へ移動した時）に、出力
部２９に伝達され、１８０°回転（半回転）した状態
で、爪３０ｂが回転制御片３１ｃに係止して回転の伝達
か停止される。

【００２５】伝達手段である上記スプリングクラッチ２
７は、図８に具体的な構造を詳細に図示している通り、
例えばフレーム等に固定された固定軸２７ａに対して回
転可能に入力部２８及び出力部２９を設け、これら入力
部２８と出力部２９にそれぞれ一体的に形成された入力
部のボス部２８ｂと出力部のボス部２９ｂの両周面にス
プリング４０を巻装しており、更にそのスプリング４０
の周囲を覆うように上記スリーブ３０を設けて構成して
いる。各ボス部２８ｂ及び２９ｂは、それぞれ別体であ
り外周の径をほぼ同一に形成している。またスプリング
４０は、入力部２８の回転により内径を縮める方向に上
記両ボス部２８ｂ，２９ｂに巻装されており、その一端
は出力部２９に係止され、他端がスリーブ３０に形成さ
れている。

【００２６】以上の構成であることから、スリーブ３０
が回転制御片３１ｃにて係止されておらず回転が規制さ
れていなければ、入力部２８が回転することで、スプリ
ング４０が入力部及び出力部の各ボス部２８ｂ，２９ｂ
に締め付けられ、入力部２８の回転が出力部２９に伝達
される。一方、スリーブ３０の回転が規制されておれ
ば、入力部２８が回転してもスプリング４０が両ボス部
２８ｂ，２９ｂに巻き付くことなく緩まるため、出力部
２９に回転が伝達される非伝達状態となる。そのため、
スリーブ３０の回転規制を行う回転制御片３１ｃが爪３
０ａ又は３０ｂに係止することなくスリーブ３０が回転
が非規制状態の時に、スリーブ３０が入力部２８の回転
と同時に回転し、出力部２９の回転を伝達し、爪３０ａ
又は３０ｂに回転制御片３１ｃが係止することで回転規
制されれば、出力部２９に回転は伝達されない。

【００２７】上記入力部２８には駆動ローラ２３を回転
駆動するための駆動モータ２６の回転力がチャーン又は
歯車（ギヤ）等による伝達機構を介して伝達される例え
ばスプロケット又はギヤ２８ａが固定されており、駆動
モータ２６が回転することで固定軸２７ａの回りを回転
している。この時、耐熱ベルト２２も同時に回転され
る。

【００２８】上記スプリングクラッチ２７は、駆動モー
タ２６にて回転される入力部２８から出力部２９への回
転の伝達又は非伝達を行う。従って出力部２９には、耐
熱ベルト２２の蛇行を制御するための従動ローラ２４の
揺動を行うための揺動レバー３３を軸部３３ａを中心に
回動させるための偏心カム４１が固定されている。偏心
カム４１は、固定軸２７ａを中心に回転され、図１に示
すようにスリーブ３０の爪３０ａに回転制御片３１ｃが
係止している状態で、軸２７ａからの最長径面が揺動レ
バー３３に当接し、爪３０ｂに回転制御片３１ｃが係止
している状態で、最小径面が揺動レバー３３に当接す
る。特に揺動レバー３３は、偏心カム４１の周面に常に
当接するように、スプリング３４にて図１において常に
反時計方向に回転付勢されている。

【００２９】以上のように揺動レバー３３及び偏心カム
４１は、耐熱ベルト２２の片寄りにより揺動、つまり回
転する上述した作動部材３１にて、伝達手段であるスプ
リングクラッチ２７を介して伝達される回転力を従動ロ
ーラ２４に伝えて片寄りを無くす方向へと揺動させるた
めの揺動機構を構成している。このように構成されたベ
ルトの蛇行制御装置による作用を、以下に図１乃至図
４、図６及び図７を参照して説明する。

【００３０】いま、耐熱性ベルト２２が図２に示されて
いるように、矢印Ａの位置で走行している状態におい
て、作動部材３１の回転制御片３１ｃがスプリングクラ
ッチ２７を構成するスリーブ３０の爪３０ａに係止して
おり、入力部２８からの回転が出力部２９に伝達されな
い。この時の揺動レバー３３は、図２に明記されている
通り、偏心カム４１の最長径面にてスプリング３４に抗
して押され、時計方向に回動されている。このことか
ら、揺動レバー３３に一端部を連結された従動ローラ２
４の回転軸２４ａが上方向に持ち上げられ、図１におい
て従動ローラ２４が上方に傾斜（前面の揺動レバー３３
が連結された側が、背面よりも上方向に傾斜）される。
この状態において、耐熱ベルト２２が駆動ローラ２３の
回転による走行される。

【００３１】そして、従動ローラ２４が上方に傾斜して
いる状態において、耐熱ベルト２２が走行されること
で、耐熱ベルト２２は徐々に矢印Ｂに示す位置へと片寄
り始める。つまり、図１において右側より見た従動ロー
ラ２４部分の模式図を図６にて図示したように、耐熱ベ
ルト２２が矢印Ｄ方向に従動ローラ２４に周面に沿って
走行され。そして従動ローラ２４が図のように右下がり
に傾斜していることから、ベルト２２が従動ローラ２４
に接触し始めた点ａを見ると、ベルト２２と従動ローラ
２４は密着しずれることがないため、この点ａはベルト
２２が走行されベルト２２と従動ローラ２４が離れ始め
るころには点ｂに移動する。これが連続して行われるこ
とで、ベルト２２は徐々に矢印Ｅ方向に図２においては
下方向へと移動する。

【００３２】上記耐熱ベルト２２が図２において下方向
へ移動することで、ベルト２２の一側端にて接触片３１
ｂが押され、作動部材３１は軸３１ａを中心に反時計方
向に回転される。そのため、回転制御片３１ｃが上方へ
と移動し、耐熱ベルト２２が矢印Ｂ位置まで移動し走行
することで、図４に示されるように回転制御片３１ｃが
スプリングクラッチ２７のスリーブ３０の爪３０ａより
外れ、爪３０ｂと対応する位置に移動する。これによ
り、スプリングクラッチ２７による回転の伝達が可能と
なり、入力部２８の回転が出力部２９に伝達される。こ
れにより偏心カム４１が回転され、偏心カム４１の最小
径面が揺動レバー３３に対向する。この状態で、スリー
ブ３０の爪３０ｂが回転制御片３１ｃに係止され、出力
部２９への回転伝達停止され、その位置の状態で維持さ
れる。

【００３３】上述の状態において、揺動レバー３３に連
結されている従動ローラ２４は、図３に明記されている
通り、手前側が下方向に押し下げられ、下方向（図４に
おい前面の従動ローラ２４の軸端が背面の軸端より下）
に傾斜する。この図４を右側から見た従動ローラ２４部
分の模式図を図７に示すように、ベルト２２と従動ロー
ラ２４とが接触を開始する点ｃは、右上がりに傾斜した
従動ローラに沿ってベルトが走行されることで、ベルト
２２が従動ローラより離れ始める点ｄに移動する。これ
が連続して行われることにより図６とは逆に、耐熱ベル
ト２２は矢印Ｆ方向へと、図４において上方向へと移動
する。

【００３４】以上の動作を繰り返すことにより、耐熱ベ
ルト２２の蛇行を制御しベルト２２の安定走行を可能に
することができる。上述したように構成された装置によ
れば、電磁気的にベルトの片寄り、つまり蛇行を検出す
ることなく、全てが機構的に動作して蛇行の制御を行っ
ている。そのため電気から機構変換を行う必要がなくな
り非常に簡単な構成にて蛇行を制御し、ベルト２２の安
定走行を行える。

【００３５】本実施例によれば、定着装置における無端
ベルトの蛇行制御について説明したが、この装置に限定
されるものではない。例えば、感光体をベルト状に構成
したものにおいて、少なくとも駆動ローラ及び従動ロー
ラ間に感光体ベルトを張架して設け、従動ローラを図１
に示す如き蛇行制御装置と同様の構成とすることで実施
できる。また、感光体上に形成されたトナー像を一旦中
間の中間転写媒体に転写した後に、更に用紙等の部材に
再転写してなるものにおいて、中間転写媒体としてベル
ト状に構成したものにおいても同様にして実施できる。

【００３６】しかも、図１では耐熱性ベルト２２を２本
のローラ２３，２４間に張架しているが、２本のローラ
に限らずより多くのローラを設けてベルトを駆動するも
のにおいても、本発明を適用できる。

【００３７】また、本発明の実施例によれば、従動ロー
ラ２４を揺動可能に支持するための構成として、揺動レ
バー３３に従動ローラ２４の回転軸２４ａを連結し、揺
動レバー３３の回転を利用することで上下移動させてい
る。この場合、従動ローラ２４の回転軸２４ａが揺動レ
バー３３に連結された側と反対側の端部を定位置に保持
している。従って、その定位置に保持される側で回転軸
２４ａを回転可能に図示しないフレームに支持し、揺動
レバー３３に連結される側の回転軸端部を揺動レバー３
３に回転可能に保持すればよい。これにより従動ローラ
２４を駆動ローラ２３の対し、回転軸をいずれかの方向
に傾斜するように揺動させることが可能となる。

【００３８】これに限らず、揺動レバー３３に回転軸２
４ａの一端部を回転可能に支持するように連結すること
なく、接触関係を維持するように、従動ローラ２４の回
転軸２４ａが揺動レバー３３に常に当接するようにスプ
リング等に付勢しておき、揺動レバー３３の回転により
従動ローラ２４を上下移動せるようにしてもよい。この
場合には、従動ローラ２４の回転軸２４ａの揺動レバー
３３と対応する側を、フレームに回転可能に軸受を介し
て保持すると共に、軸受がフレームに対し上下方向に移
動（スライド）ように設ければよい。特にフレームには
軸受を上下移動すべく長孔を形成し、この長孔内移動す
るようにする。そして、スプリングに抗して、上記揺動
レバー３３に接触する回転軸２４ａを揺動レバー３３の
回動により上下方向に移動さてもよい。

【００３９】更に、従動ローラ２４の回転軸２４ａの両
端を回転可能に支持した支持部材を設け、該支持部材を
例えば、図６において中心部（点ａ近傍の位置）を軸と
して時計方向又は反時計方向に回転可能に保持する構成
とし、通常状態においては揺動レバー３３に軸２４ａが
当接すように回転付勢力を付与しておき、揺動レバー３
３の回動により従動ローラ３４を上下に揺動させる構成
としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明した本発明の装置によれば、全
てにおいて機構的にベルトの何れかの方向に生じる蛇行
を制御し、安定したベルトの走行を行え、電気的な部
品、及び制御回路さらには、電気機関変換機構を備える
ことなく、装置の小型化及びコストダウンを図れる。

【００４１】特に、伝達手段がスプリングクラッチにて
構成すれば、作動部材との機構的な連結が簡単になり、
またベルトを駆動する駆動源をそのまま利用して揺動ロ
ーラを何れかの方向に揺動できるため、それらを簡単に
機構的に連結でき、よって上述したような効果を奏する
ことができる。 また、ベルトを用いた小型化の定着装置
にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるベルトの蛇行を制御する装置の一
例を示す側面図

【図２】本発明による装置を図１において上部より見た
図

【図３】図１の装置においてベルトの逆の蛇行制御にお
ける動作説明のための側面図

【図４】図３を上部より見た状態を示す上面図

【図５】本発明によるベルトの蛇行制御装置を電子写真
プリンタの定着部に適用した状態を示す側断面図

【図６】本発明による蛇行制御の動作説明にかかる図１
の右側から見た従動ローラ部の模式図

【図７】本発明による蛇行制御の動作説明にかかる図３
の右側から見た従動ローラ部の模式図

【図８】本発明にかかる回転力の伝達手段を構成するス
プリングクラッチの一例を示す断面図

【符号の説明】

１ 感光体 ９ 定着装置 ２２ 耐熱性ベルト ２３ 駆動ローラ ２４ 従動ローラ ２７ スプリングクラッチ ２８ 回転入力部 ２９ 回転出力部 ３０ スリーブ ３１ 作動部材 ３３ 揺動レバー

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２本のローラ間に無端状に形成
   されたベルトを張架し、１つのローラを回転駆動するこ
   とでベルトをローラ間に走行させ、該駆動されるローラ
   と別のローラを揺動可能に設け、該揺動ローラをいずれ
   かの方向に揺動させることによりベルトの蛇行を制御す
   る装置において、 駆動源からの駆動力を伝達又は非伝達するための伝達手
   段と、 上記ベルトの一側端に対接し該ベルトの蛇行に応じて揺
   動し、その他端が上記伝達手段に連結され、駆動力の伝
   達又は非伝達を行わせる作動部材と、該作動部材の揺動動作に連動し、 上記伝達手段を介して
   伝達される駆動力にて上記揺動ローラをいずれかの方向
   に揺動させる揺動機構と、を備えたことを特徴とするベ
   ルトの蛇行制御装置。
2. 【請求項２】上記伝達手段は、駆動ローラを回転駆動さ
   せる駆動源からの回転力を伝達することを特徴とする請
   求項１記載のベルトの蛇行制御装置。
3. 【請求項３】上記伝達手段は、スプリングクラッチにて
   構成され、上記ベルトの蛇行による揺動により作動部材
   にて駆動源からの駆動力を伝達する構成であることを特
   徴とする請求項１又は２記載のベルトの蛇行制御装置。
4. 【請求項４】上記ベルトは加熱定着を行うための耐熱性
   ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載のベルトの蛇行制御装置。