JP4493476B2

JP4493476B2 - ベルト駆動装置

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Publication number: JP4493476B2
Application number: JP2004337151A
Authority: JP
Inventors: 久仁彦石井; 浩志井藤
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: US7643782B2; JP2006143417A; US20070223978A1; US7245857B2; US20060159489A1

Description

本発明は、ベルト駆動装置、特に複写機やプリンタ等に組み込まれているベルト駆動装置に関するものである。

一般に、複写機やプリンタ等に組み込まれたベルト駆動装置は、各ローラの寸法誤差や取り付け誤差が原因となって、ベルトがローラ軸方向、即ち横方向へ蛇行するという問題がある。この問題が解決するため、例えば、特許文献１のベルト駆動装置は、ローラの端部に、ローラの外周方向に切れ目を有するＣ形状の蛇行防止部材を取り付けることにより、ベルトのローラ軸方向への蛇行を規制している。

しかし、ベルトは可撓性に富む薄い弾性材料から成るため、特許文献１のように、ローラの端部に蛇行防止部材を取り付ける場合は、ローラ外径と蛇行防止部材内径の寸法誤差により、ローラ外周面と蛇行防止部材内周面とが接触する接触部分に隙間ができ、その隙間にベルトが食い込むおそれがあった。このようにローラと蛇行防止部材の隙間にベルトが食い込んだまま回転すると、ベルト端部が破損するおそれがあった。

そこで、このような課題を克服するため、図１７に示すように、ローラ１０４の外周のうち、ベルト１０１の張架されている中央部１０４ｄと蛇行防止部材１１１が取り付けられる両端軸部１０４ｃとで外径に差を設け、中央部１０４ｄを大径、両端軸部１０４ｃを小径にすることによりローラ外周に段差を持たせ、蛇行防止部材１１１の側面にベルト１０１を当接させる構成にし、ローラ１０４と蛇行防止部材１１１の隙間にベルト１０１が食い込むことを回避していた。なお、図１７中、１０５はヒータランプ、１１４は軸受け、１１５はベルト定着器の側板、１１６はストップリングをそれぞれ示している。
特開平８−１１９４８４号公報（図２等参照）

このような段差をローラに形成する場合、厚みが肉厚の薄い円筒型芯金を使用して芯金の両端部を絞ったり、別途準備した小径の軸部材を芯金の両端に取り付けたりする工程は手間とコストがかかるため、通常は肉厚の厚い円筒型芯金の両端部の外周を一定の厚みで切削することにより作製している。従って、ローラの両端軸部の強度を維持し、かつ、充分な段差を設けようとすると肉厚の厚い芯金を使用する必要があり、図１７に示すように、ローラ１０４の肉厚が中央部１０４ｄで厚くなることを避けられない。

従って、このベルト駆動装置が図１７のようにベルト定着器として使用された場合（ローラ１０４の中空内に棒状のヒータランプ１０５が配置されている構成を参照）、ローラ自体の熱容量が大きくなってしまい、ベルトに定着熱を充分に伝えられないという問題が発生する。

本発明は、従来の課題に鑑みてなされたものであり、ローラの熱容量の増加を防止するとともに、ローラと蛇行防止部材の隙間にベルトが食い込むことを防止することのできるベルト駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ローラ間に張架されたベルトと、前記ローラの端部に設けられ前記ベルトのローラ軸方向への蛇行を規制する蛇行防止部材とを備え、前記ベルトの駆動を行うベルト駆動装置において、前記ローラの外周を貫通して穴を設け、この穴に嵌合される凸部を前記蛇行防止部材の内周に設けたことを特徴とする。

そして、前記蛇行防止部材は、分割形状で作製された複数のブロックから成るリング状の部材であることを特徴とする。さらに、ブロック同士の継ぎ目部分のうち回転方向下流側であって前記ベルトに隣接する部位をテーパ形状としたことを特徴とする。

本発明によると、蛇行防止部材の凸部の側面部にベルトの縁部が当たり、ローラの外周と蛇行防止部材の内周との隙間にベルトが食い込むのを防止して、ベルトがローラの軸方向へ蛇行するのを防ぐことができる。また、ローラとして肉厚の薄い既存のものを用いることができるため、ローラの熱容量の増加を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明に係るベルト駆動装置の実施例１について添付図面を参照して説明する。本実施例は、ベルト駆動装置をベルト定着器として使用する場合について説明する。図１は複写装置のベルト定着器とその周囲の概略構成を示す。ベルト定着器は、概略、定着ベルト１、駆動ローラ２、バックアップローラ３、テンションローラ４及びオイル塗布ローラ９にて構成されている。定着ベルト１は、駆動ローラ２及びテンションローラ４に張り渡され、駆動ローラ２によって矢印Ａ方向に周回駆動される。この定着ベルト１は４０μｍの厚さのニッケル薄板の無端ベルトであって、外周表面にシリコンゴム膜等のオフセット防止材がコーティングされている。

駆動ローラ２に対置したバックアップローラ３は、ローラ２との間に複写用紙を挟んで、複写用紙を定着ベルト１の下部走行部に圧接する。ローラ２，３はゴムローラである。テンションローラ４は定着ベルト１にテンションを与えるものであり、肉厚が軸方向で一定の円筒型をしたアルミ管でできている。このテンションローラ４の中空内に棒状のヒータランプ５が配置されている。このヒータランプ５がテンションローラ４を介して定着ベルト１を加熱する。

オイル塗布ローラ９は、オフセット防止用オイルを定着ベルト１の上部走行部に供給するものである。定着ベルト１の周囲には定着前ガイド６、定着後ガイド７，８及び一対の搬送ローラ１０ａ，１０ｂが配設されている。定着前ガイド６は感光体ドラムから搬送されてきた複写用紙をベルト定着器の方へ、すなわち矢印Ｂ方向へ搬送するためのものである。複写用紙は定着前ガイド６の部分でヒータランプ５の熱により予備加熱された後、定着ベルト１に圧接されて加熱され、複写用紙に転写されているトナー像が定着される。定着後ガイド７，８及び搬送ローラ１０ａ，１０ｂは、定着工程が終了した複写用紙を複写装置外に設けられたトレイに排出するためのものである。

次に、定着ベルト１のローラ軸方向への蛇行を規制する蛇行防止部材１１の作用効果について実施例を挙げて説明する。図２及び図３に示すように、二つの蛇行防止部材１１はテンションローラ４の端部にそれぞれ取り付けられている。二つの蛇行防止部材１１間の距離は定着ベルト１の幅より若干広い寸法に設定する。このテンションローラ４は、蛇行防止部材１１が取り付けられた部分の外側の部分にて、回転自在の状態で軸受け１４に支持されている。この軸受け１４はベルト定着器の側板１５に取り付けられている。軸受け１４は、蛇行防止部材１１の抜け止めとしても機能している。またその外側のテンションローラ４の端部にＣ型ストップリング１６を装着することにより、軸受けの抜け止めを図っている。

図４及び図５に示すように、テンションローラ４の端部には、ローラ端面側に開口しローラ軸方向に延びる２つの切り欠き４ａ，４ａが互いに対向する位置に設けられている。蛇行防止部材１１は一体形状で作製されたリング状の部材であり、その内周面には２つの四角柱形状の凸部１１ａが軸方向に延びて互いに対向する位置に凸設されている。テンションローラ４の外径と蛇行防止部材１１の内径とはほぼ等しくなるように設定されている。

蛇行防止部材１１をテンションローラ４に取り付ける際は、図４に示すように、テンションローラ４のローラ軸方向外側から蛇行防止部材１１をテンションローラ４の端部外周に同軸にスライドさせるように嵌める。このとき、蛇行防止部材１１の各凸部１１ａをテンションローラ４の各切り欠き４ａの開口側から差し込むようにする。

この構成により、図５に示すように、蛇行防止部材１１の凸部１１ａの側面部に定着ベルト１の縁部が当たり、テンションローラ４の外周と蛇行防止部材１１の内周との隙間に定着ベルト１が食い込むのを防止して、定着ベルト１がテンションローラ４の軸方向へ蛇行するのを防ぐことができる。また、テンションローラ４として肉厚の薄い既存のものを用いることができるため、テンションローラ４の熱容量の増加を防止することができる。

次に、本発明に係るベルト駆動装置の実施例２について添付図面を参照して説明する。本実施例の説明において、上記実施例１に係るベルト駆動装置と同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図６及び図７に示すように、テンションローラ４の端部には、ローラの外周を貫通して２つの矩形の穴４ｂ，４ｂが互いに対向する位置に設けられている。蛇行防止部材１１は分割形状で作製された２つの同形状のブロック１２，１２から成るリング状の部材であり、各ブロック１２の内周面の周方向中央部には四角柱形状の凸部１２ａが軸方向に延びて凸設されている。また、各ブロック１２の外周面の周方向両端部には接続片１２ｂがそれぞれ凸設されており、各接続片１２ｂの先端には鉤型の爪１２ｃが一体形成されている。テンションローラ４の外径と蛇行防止部材１１の内径とはほぼ等しくなるように設定されているが、この蛇行防止部材１１をテンションローラ４の端部外周に取り付けた状態では、ブロック１２の周方向端面間に隙間が形成されるようにブロック１２の周方向長さは半円よりも若干短くなるように設定されている（図７（ｂ）参照）。

蛇行防止部材１１をテンションローラ４に取り付ける際は、図６に示すように、テンションローラ４のローラ軸に直交する方向の外側から２つのブロック１２をテンションローラ４の端部外周を挟み込むように嵌める。このとき、各ブロック１２の凸部１２ａをテンションローラ４の各穴４ｂに嵌合するようにする。また、両ブロック１２，１２間の接続は、向かい合う接続片１２ｂ，１２ｂ同士に耐熱性のゴムベルト（図示せず）を張架し、両者の爪１２ｃ，１２ｃに引っかけることによって行う。

この構成により、図７に示すように、ブロック１２の凸部１２ａの側面部に定着ベルト１の縁部が当たり、テンションローラ４の外周と蛇行防止部材１１の内周との隙間に定着ベルト１が食い込むのを防止して、定着ベルト１がテンションローラ４の軸方向へ蛇行するのを防ぐことができる。また、テンションローラ４として肉厚の薄い既存のものを用いることができるため、テンションローラ４の熱容量の増加を防止することができる。

特に、本実施例によると、ブロック１２，１２同士の周方向端面間に隙間が形成されているため、テンションローラ４がヒータランプ５によって加熱され、熱変形または熱膨張しても、その変形量をその隙間が吸収して収縮するので、蛇行防止部材１１自体に機械的ストレスがかからず、破損を防止することができる。また、図７（ａ）に示すように、テンションローラ４の端部の外周面の穴４ｂにブロック１２の凸部１２ａが嵌り込んでいるため、蛇行した定着ベルト１に押されて蛇行防止部材１１がテンションローラ４の軸方向にずれるのを防止することができる。

さらに、図８に示すように、ブロック１２，１２同士の継ぎ目部分のうち回転方向下流側であって定着ベルト１に隣接する部位をテーパ形状１２ｄとすることにより、回転時に定着ベルト１が破線位置のようにねじれたとしても、回転方向下流側のブロック１２の継ぎ目部分になだらかに当たることにより、継ぎ目部分への定着ベルト１の引っかかりを防止しすることができる。

本発明に係るベルト駆動装置の実施例３について添付図面を参照して説明する。本実施例の説明において、上記実施例１に係るベルト駆動装置と同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、テンションローラ４の端部には、芯金の絞り加工により中央部４ｄよりも小径の軸部４ｃが形成されている。この軸部４ｃの形成方法として、切削加工で行う場合は軸部４ｃと中央部４ｄとの段差を直角に加工することは比較的容易であり（図１１（ａ）参照）、軸部４ｃの外周にリング状の蛇行防止部材１１を装着すれば蛇行防止部材１１の端面が段差の壁面に密着する形となり定着ベルト１の段差部への潜り込みを防止することができる（図１２（ａ）参照）。一方、絞り加工の場合は、芯金の肉厚が薄くなるほど絞り部分がだれてしまい（図１１（ｂ）参照）、軸部４ｃの外周にリング状の蛇行防止部材１１を装着すると、絞り部分に隙間ができ、その隙間に定着ベルト１が潜り込んで定着ベルト１の巻き込みや破損の原因となる（図１２（ｂ）参照）。

本実施例では、絞り部分にできる隙間の問題を克服するための構成を備えた点に特徴がある。

図９及び図１０に示すように、テンションローラ４の絞り部分を横切って中央部４ｄに延びるように外周を貫通して２つの矩形の穴４ｂ’，４ｂ’が互いに対向する位置に設けられている。蛇行防止部材１１は一体形状で作製されたリング状の部材であり、その内周は、軸方向一端側に小内径部１１ｄ、軸方向他端側に大内径部１１ｅを有するように直角の段差を備えた形状となっている。大内径部１１ｅの内周面には２つの四角柱形状の凸部１１ａ’が軸方向に延びて互いに対向する位置に凸設されている。この凸部１１ａ’の高さは小内径部１１ｄの内周面と面一になる高さとなっている。テンションローラ４の軸部４ｃの外径と蛇行防止部材１１の小内径部１１ｄの内径とはほぼ等しく、テンションローラ４の中央部４ｄの外径と蛇行防止部材１１の大内径部１１ｅの内径とはほぼ等しくなるように設定されている。

蛇行防止部材１１をテンションローラ４に取り付ける際は、図９に示すように、テンションローラ４のローラ軸方向外側から蛇行防止部材１１をテンションローラ４の端部外周に同軸にスライドさせるように嵌める。このとき、蛇行防止部材１１の各凸部１１ａ’をテンションローラ４の各穴４ｂ’の軸方向開口側から差し込むようにする。

この構成により、図１０に示すように、蛇行防止部材１１の凸部１１ａ’の側面部に定着ベルト１の縁部が当たり、テンションローラ４の外周と蛇行防止部材１１の内周との隙間に定着ベルト１が食い込むのを防止して、定着ベルト１がテンションローラ４の軸方向へ蛇行するのを防ぐことができる。また、テンションローラ４として肉厚の薄い既存のものを用いることができるため、テンションローラ４の熱容量の増加を防止することができる。

特に、本実施例によると、図１０に示すように、蛇行防止部材１１によってテンションローラ４の絞り部分が覆われ、蛇行防止部材１１の他端面がテンションローラ４の中央部４ｄの外周に位置することになるので、絞り部分に隙間を作らないようにすることができ、定着ベルト１の潜り込みを防止することをできる。

本発明に係るベルト駆動装置の実施例４について添付図面を参照して説明する。本実施例の説明において、上記実施例１に係るベルト駆動装置と同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施例では、上記実施例３と同様にテンションローラ４の絞り部分にできる隙間の問題を克服するための構成を備えた点に特徴がある。

図１３及び図１４に示すように、テンションローラ４の絞り部分を横切って軸部４ｃ及び中央部４ｄに跨って延びるように外周を貫通して２つの矩形の穴４ｂ，４ｂが互いに対向する位置に設けられている。蛇行防止部材１１は分割形状で作製された２つの同形状のブロック１３，１３から成るリング状の部材であり、各ブロック１３の内周面の周方向中央部には四角柱形状の凸部１３ａが軸方向に延びて凸設されている。また、各ブロック１３の外周面の周方向両端部には接続片１３ｂがそれぞれ凸設されており、各接続片１３ｂの先端には鉤型の爪１３ｃが一体形成されている。ブロック１３の内周は、軸方向一端側に小内径部１３ｄ、軸方向他端側に大内径部１３ｅを有するように直角の段差を備えた形状となっている。テンションローラ４の軸部４ｃの外径とブロック１３の小内径部１３ｄの内径とはほぼ等しく、テンションローラ４の中央部４ｄの外径とブロック１３の大内径部１３ｅの内径とはほぼ等しくなるように設定されている。

蛇行防止部材１１をテンションローラ４に取り付ける際は、図１３に示すように、テンションローラ４のローラ軸に直交する方向の外側から２つのブロック１３をテンションローラ４の軸部４ｃ外周を挟み込むように嵌める。このとき、各ブロック１３の凸部１３ａをテンションローラ４の各穴４ｂに嵌合するようにする。また、両ブロック１３，１３間の接続は、向かい合う接続片１３ｂ，１３ｂ同士に耐熱性のゴムベルト（図示せず）を張架し、両者の爪１３ｃ，１３ｃに引っかけることによって行う。

この構成により、図１４に示すように、ブロック１３の凸部１３ａの側面部に定着ベルト１の縁部が当たり、テンションローラ４の外周と蛇行防止部材１１の内周との隙間に定着ベルト１が食い込むのを防止して、定着ベルト１がテンションローラ４の軸方向へ蛇行するのを防ぐことができる。また、テンションローラ４として肉厚の薄い既存のものを用いることができるため、テンションローラ４の熱容量の増加を防止することができる。

特に、本実施例によると、図１４に示すように、蛇行防止部材１１によってテンションローラ４の絞り部分が覆われ、ブロック１３の他端面がテンションローラ４の中央部４ｄの外周に位置することになるので、絞り部分に隙間を作らないようにすることができ、定着ベルト１の潜り込みを防止することをできる。また、本実施例によると、ブロック１３，１３同士の周方向端面間に隙間が形成されているため、テンションローラ４がヒータランプ５によって加熱され、熱変形または熱膨張しても、その変形量をその隙間が吸収して収縮するので、蛇行防止部材１１自体に機械的ストレスがかからず、破損を防止することができる。また、図１４に示すように、テンションローラ４の端部の外周面の穴４ｂにブロック１３の凸部１３ａが嵌り込んでいるため、蛇行した定着ベルト１に押されて蛇行防止部材１１がテンションローラ４の軸方向にずれるのを防止することができる。

なお、本発明に係るベルト駆動装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形することができる。例えば、テンションローラと蛇行防止部材との間の凹凸の関係を上記とは逆、すなわちテンションローラから凸部を出し、蛇行防止部材側に設けた穴に勘合させる構成としても良いし、このような凹凸嵌合機構は、テンションローラの周方向に３つ以上あっても構わない。この場合、凹凸嵌合機構を等間隔で設けるのが望ましい。また、上記第２、第３の実施形態で分割するブロック数は３つ以上としてもよい。さらに、隣接するブロック間の接続に使用する弾性部材もゴムベルトに限らず、引っ張りバネ等を使用することもできる。また、ブロック同士を接続することなく、軸受けやベアリング等のテンションローラを回転可能に支持するための構成を用いてブロックの外周側から押圧するような固定方法を採用してもよい。例えば、上記実施例２において、図１５及び図１６に示すように、蛇行防止部材１１を小外径部１２ｃ及び大外径部１２ｄの２段階の外径を有する２つのブロック１２として形成し、この蛇行防止部材１１をテンションローラ４に取り付けた際にテンションローラ４の端部側に配置されるその小外径部１２ｃに軸受け１４を配置するとともに、その軸方向外側に蛇行防止部材１１の抜け止めとしてＣ型ストップリング１６を嵌め込むような構成としても構わない。この場合、軸受け１４としては、ボールベアリングを備えた軸受けが望ましい。なお、図１５の斜視図では図示を省略したが、図１６の断面図に示すようにストップリング１６が配置されるテンションローラ４の外周部には該ストップリング１６を填め込むための溝が全周に設けられている。

さらに、前記実施例はベルト駆動装置をベルト定着器として使用した場合について説明したが、ベルト定着器以外に、感光体ベルト装置等として使用してもよい。

本発明は、画像形成装置のベルト駆動装置、例えば、ベルト定着器、感光体ベルト装置等として使用することができる。

は、本発明の実施例１に係るベルト駆動装置を組み込んだ複写装置のベルト定着器周囲の概略構成図である。は、図１に示したベルト駆動装置の軸受け及びストップリングを省略して示す斜視図である。は、図２のIII−III断面図である。は、上記実施例１に係るベルト駆動装置の定着ベルト、軸受け及びストップリングを省略して示すテンションローラ一端部の分解斜視図である。は、図４の軸方向断面図（ａ）及びそのｘ−ｘ断面図（ｂ）である。は、本発明の実施例２に係るベルト駆動装置の定着ベルト、軸受け及びストップリングを省略して示すテンションローラ一端部の分解斜視図である。は、図６の軸方向断面図（ａ）及びそのｘ−ｘ断面図（ｂ）である。は、上記実施例２に係るベルト駆動装置の他の例を示すテンションローラ一端部の平面図である。は、本発明の実施例３に係るベルト駆動装置の定着ベルト、軸受け及びストップリングを省略して示すテンションローラ一端部の分解斜視図である。は、図９の軸方向断面図である。は、切削加工（ａ）又は絞り加工（ｂ）によってテンションローラ端部に小径の軸部を形成した場合にローラ外周に形成される段差形状の相違を説明する断面図である。は、図１１（ａ）のテンションローラ（ａ）又は図１１（ｂ）のテンションローラ（ｂ）の軸部外周にリング状の蛇行防止部材を装着した場合にローラ外周の段差形状の相違による定着ベルトの動作の相違を説明する断面図である。は、本発明の実施例４に係るベルト駆動装置の定着ベルト、軸受け及びストップリングを省略して示すテンションローラ一端部の分解斜視図である。は、図１３の軸方向断面図である。は、本発明の実施例２の他の例に係るベルト駆動装置の定着ベルトを省略して示すテンションローラ一端部の分解斜視図である。は、図１５の軸方向断面図である。は、従来のベルト駆動装置のテンションローラ一端部の軸方向断面図（ａ）及びそのｘ−ｘ断面図（ｂ）である。

符号の説明

１定着ベルト
４テンションローラ
４ａ切り欠き
４ｂ穴
４ｃ軸部
４ｄ中央部
５ヒータランプ
１１蛇行防止部材
１１ａ凸部
１２ブロック
１２ａ凸部
１２ｄテーパ形状
１３ブロック
１３ａ凸部
１３ｄ小内径部
１３ｅ大内径部
１４軸受け
１６ストップリング

Claims

ローラ間に張架されたベルトと、前記ローラの端部に設けられ前記ベルトのローラ軸方向への蛇行を規制する蛇行防止部材とを備え、前記ベルトの駆動を行うベルト駆動装置において、前記ローラの外周を貫通して穴を設け、この穴に嵌合される凸部を前記蛇行防止部材の内周に設け、
前記蛇行防止部材は、分割形状で作製された複数のブロックから成るリング状の部材であるとともに、ブロック同士の継ぎ目部分のうち回転方向下流側であって前記ベルトに隣接する部位をテーパ形状としたことを特徴とするベルト駆動装置。