JP5335596B2 - 画像加熱装置及びこの画像加熱装置に用いられるベルト搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真複写機、電子写真プリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置(定着器)として用いれば好適な画像加熱装置、及びこの画像加熱装置に用いられるベルト搬送装置に関する。
電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載される定着装置として、エンドレスの加熱用定着ベルトと、このベルトと接触してニップ部を形成するエンドレスの加圧ベルトと、を有するベルトニップ方式のものが知られている(特許文献1)。未定着のトナー画像を担持する記録材はニップ部で挟持搬送され、これにより記録材上のトナー画像は記録材に加熱定着される。ベルトニップ方式の定着装置では、ベルトを掛け渡すローラを最小の2本とし、小型化/低コスト化を実現している。さらに上述の通り、ベルトを掛け渡すローラを最小の2本とすることで、定着装置全体を低熱容量化し、定着装置がトナー画像の定着可能温度に達するまでの時間を短縮することを実現している。
上記の定着ベルトもしくは加圧ベルトいわゆるエンドレスベルトを使用したベルトニップ方式の定着装置において重要な技術課題の一つにベルトの片寄り(蛇行)の補正がある。ベルトの片寄り即ちベルトが回転走行中にローラの長手方向の一端部側と他端部側の何れか一方に移動して片寄ると、ローラの所定のベルト走行領域からベルトが脱落したり、ベルトの端部が破損したりすることにつながる。ベルトの片寄り補正に関しては、ベルトを掛け渡す2本のローラのうちいずれかのローラの端部位置を変更することにより、ベルトに発生する寄り力を用いて、ベルトを所定の位置に保つ寄り制御が通常用いられる(特許文献2)。
特開2007−079034号公報 特開平4−104180号公報
ベルトニップ方式の定着装置では、ベルトの片寄りを補正するために、定着ベルト側及び加圧ベルト側の記録材搬送方向上流側のローラ端部位置をローラ長手方向の同じ側で変更するように構成すると、記録材の搬送中の姿勢及び挙動が不安定になる虞がある。これは、定着ベルト側及び加圧ベルト側のローラの端部位置を互いに離れる方向へ変更するときの変位量と互いに近づける方向へ変更するときの変位量が共に大きくなることに起因している。定着ベルト側及び加圧ベルト側の記録材搬送方向上流側のローラ端部の変位量が大きくなると、これに応じて定着ベルト及び加圧ベルトの片寄り補正のためのローラ長手方向への移動量も大きくなるため、記録材の搬送中の姿勢及び挙動が安定し難くなる。そこで、上記定着装置では、記録材の搬送中の姿勢及び挙動の安定化を図るために、定着ベルトと加圧ベルトの記録材搬送方向上流側のローラ端部の変位量即ち定着ベルトと加圧ベルトとの間の記録材搬送方向上流側の間口の変動量を少なくすることが望まれている。
本発明の目的は、第1無端ベルトと第2無端ベルトとの間の記録材導入側の間口の変動量を少なくして記録材の搬送の安定化を図るようにした画像加熱装置及びこの画像加熱装置に用いられるベルト搬送装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係る像加熱装置の構成は、記録材が担持する画像を加熱するための第1無端ベルトと、前記第1無端ベルトを回転自在に支持する複数の第1支持部材と、前記第1無端ベルトと接触して前記第1無端ベルトとともにニップ部を形成する第2無端ベルトと、前記第2無端ベルトを回転自在に支持する複数の第2支持部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ画像を記録材に加熱する画像加熱装置において、複数の前記第1支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の第1支持部材の長手方向の一端部側に前記第1無端ベルトの前記第1支持部材の長手方向への移動を補正するための第1補正手段を有し、複数の前記第2支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の前記第2支持部材の長手方向の他端部側に前記第2無端ベルトの前記第2支持部材の長手方向への移動を補正するための第2補正手段を有することを特徴とする。
本発明によれば、第1無端ベルトと第2無端ベルトとの間の記録材導入側の間口の変動量を少なくして記録材の搬送の安定化を図るようにした画像加熱装置及びこの画像加熱装置に用いられるベルト搬送装置を提供できる。
画像形成装置の一例の全体構造を表す概略図である。 実施例1の定着装置の全体構造を表す横断面図である。 (a)は実施例1の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート導入側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。(c)は定着ベルト寄り制御機構の定着ステアリングローラの動作説明図である。 (a)は実施例1の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート排出側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。(c)は加圧ベルト寄り制御機構の加圧ステアリングローラの動作説明図である。 実施例1の定着装置の定着ベルト寄り制御機構の一例のベルト寄り制御のフローチャートである。 実施例1の定着装置の加圧ベルト寄り制御機構の一例のベルト寄り制御のフローチャートである。 実施例1の定着装置の定着ステアリングローラと加圧ステアリングローラの動作を表わす説明図である。 (a)は比較例の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート導入側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。 (a)は比較例の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート排出側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。 比較例の定着装置の定着ステアリングローラと加圧ステアリングローラの動作を表わす説明図である。
[実施例1]
(1)画像形成装置全体の説明
本発明を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る画像加熱装置を定着装置(定着器)として搭載する画像形成装置の一例の全体構造を表す概略図である。この画像形成装置は電子写真方式を採用したレーザービームプリンタである。
本実施例1に示す画像形成装置100は、記録材としてのシートSにトナー画像を形成する画像形成部101と、そのトナー画像をシートSに加熱・加圧して定着する定着装置(画像加熱装置)111と、に大きく分けることができる。まず、画像形成部101は次に説明する機器を備えている。像担持体としてのドラム形状の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと記す)102の外周面(表面)周りに帯電手段としての帯電器103が設けられている。感光体ドラム102の表面は帯電器103によって一様に帯電処理される。そして、露光手段としての露光装置104から画像に応じたレーザ光Lを感光体ドラム102表面の帯電面に照射することによりその帯電面に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段としての現像器105によりトナーを用いて現像される。これにより感光体ドラム102表面にトナー画像が形成される。
一方、画像形成装置100下部の給送カセット107に積載した状態に収納されているシートSは給送ローラ108によって1枚ずつ繰り出され搬送手段としてのレジストローラ対109に達する。このシートSはレジストローラ対109により感光体ドラム102表面のトナー画像と同期して感光体ドラム102と転写手段としての転写ローラ110との間の転写ニップ部に搬送される。そして転写ニップ部で感光体ドラム102表面と転写ローラ110の外周面(表面)とにより挟持されその状態に搬送される。この搬送過程において感光体ドラム102表面のトナー画像は転写ローラ110によってシートS上に静電転写される。これによりシートSは未定着のトナー画像をシートS面上に担持する。トナー画像を担持したシートSは定着装置111へと搬送される。そして定着装置111において未定着のトナー画像に熱と圧力を加えることによってトナー画像はシートS上(記録材上)に加熱定着される。トナー画像が加熱定着されたシートSは定着装置111により排出ローラ対112へと搬送される。そしてこの排出ローラ対112により画像形成装置100上部の排出トレイ113に排出される。トナー画像の転写後に感光体ドラム102表面に残留している転写残トナーはクリーニング手段としてのクリーニング装置106によって除去される。
(2)定着装置の説明
以下の説明において、定着装置及び定着装置を構成する部材に関し、長手方向とはシートの面においてシート搬送方向(記録材搬送方向)と直交する方向である。短手方向とはシートの面においてシート搬送方向(記録材搬送方向)と平行な方向である。長さとは長手方向の寸法である。幅とは短手方向の寸法である。
図2は定着装置の全体構造を表す横断面図である。この定着装置は、2つの無端ベルトを接触させてニップ部を形成させてなるベルト搬送装置を具備するベルトニップ方式の定着装置である。
本実施例1に示す定着装置111は、定着ベルトユニット10と、加圧ベルトユニット20と、を有している。定着ベルトユニット10は、第1無端ベルトとしてのエンドレスの定着ベルト11を有している。定着ベルト11は、複数の第1支持部材としての2個の支持ローラ即ち定着駆動ローラ12と定着ステアリングローラ13とに循環回転可能に且つ所定の張力(例えば120N)で掛け渡されている。定着ステアリングローラ13は、ベルトステアリング機能及びベルトテンションを付与する機能を有するローラである。定着ベルト11としては、例えば厚さ75μm、長さ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例えば厚さ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。定着ベルト11はこれに限られず後述の加熱源としての誘導加熱コイル30が発生する磁束により発熱させられるとともに耐熱性を具備したものを適宜選択して用いてよい。定着駆動ローラ12は、例えば中実ステンレスによって外径がφ18に形成された芯金12aの外周面に表層として耐熱シリコンゴム弾性層12bを一体成型により形成したローラである。定着ステアリングローラ13は、例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ローラである。この定着ステアリングローラ13は、ベルトステアリング機能及びベルトテンションを付与する機能を有する。つまり、定着ステアリングローラ13は、定着ベルト11の長手方向の片寄せを調整するステアリングローラとして機能するとともに、定着ベルト11の張力を調整するベルト張架ローラとしても機能する。
加圧ベルトユニット20は、第2無端ベルトとしてのエンドレスの加圧ベルト21を有している(図2)。加圧ベルト21は、複数の第2支持部材としての2個の支持ローラ即ち加圧ローラ22と加圧テンションローラ23とに循環回転可能に且つ所定の張力(例えば100N)で掛け渡されている。加圧ベルト21としては、例えば厚さ75μm、幅380mm、周長200mmのポリイミドフィルムに例えば厚さ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。加圧ベルト21はこれに限られず耐熱性を具備したものを適宜選択して用いてよい。加圧ローラ22は、例えば中実ステンレスによって外径がφ20に形成されたローラである。加圧ステアリングローラ23は、例えばステンレスによって外径がφ20、内径φ18程度に形成された中空ローラである。この加圧ステアリングローラ23は、ベルトステアリング機能及びベルトテンションを付与する機能を有する。つまり、加圧ステアリングローラ23は、加圧ベルト21の長手方向の片寄せを調整するステアリングローラとして機能するとともに、加圧ベルト21の張力を調整するベルト張架ローラとしても機能するようになっている。
定着ベルト11は定着駆動ローラ12と定着ステアリングローラ13とに略水平に掛け渡されている。加圧ベルト21は定着ベルト11の下方で定着ベルト11に対向させて配設されている。そして定着ベルト11に対して斜め下方向に傾斜するように加圧ローラ22と加圧ステアリングローラ23とに掛け渡されている。加圧ローラ22は定着ベルト11と加圧ベルト21を介して定着駆動ローラ12と対向している。そして後述する加圧ばね71F,71Rにより加圧ローラ22を定着駆動ローラ12に近接させるように付勢して加圧ベルト21の外周面(表面)と定着ベルト11の外周面(表面)とを接触させている。そしてその加圧ばね71F,71Rの付勢力を加圧ベルト21と定着ベルト11を介して定着駆動ローラ12の弾性層12bに作用させ、この弾性層12bを弾性変形させることにより定着ニップ部(ニップ部)Nの一部を形成している。定着ベルト11の内側には例えばステンレス鋼(SUS材)で形成されたパッドステー(加圧部材)14が定着ベルト11の長手方向に沿って配設されている。加圧ベルト21の内側には例えばシリコンゴムで形成された加圧パッド(加圧部材)24が加圧ベルト21の長手方向に沿って配設されている。パッドステー14は定着ベルト11と加圧ベルト21を介して加圧パッド24と対向している。パッドステー14は所定の加圧ばね(不図示)により定着ベルト11の内周面(内面)に所定圧(例えば400N)で押し当てられている。また、加圧パッド24は所定の加圧ばね(不図示)により加圧ベルト21の内周面(内面)と加圧ローラ22の外周面に所定圧(例えば400N)で押し当てられている。パッドステー14を定着ベルト11内面に押し当てるとともに、加圧パッド24を加圧ベルト21内面及び加圧ローラ22外周面に押し当てることによって、シート搬送方向で定着ベルト11表面と加圧ベルト21表面の接触面積を大きく採ることができる。これによりその接触面積に対応した幅広の定着ニップ部Nを定着ベルト11表面と加圧ベルト21表面とで形成できる。これにより未定着トナー画像Tを担持するシートSの定着ニップ部Nによる挟持搬送時間を長くできトナー画像の高光沢化及び画像形成の高速化が可能となる。
本実施例1の定着装置111は、定着駆動ローラ12が定着モータ(不図示)により回転されると、定着駆動ローラ12が定着ベルト11を矢印方向へ回転する(図2)。この定着ベルト11の回転力は定着ニップ部Nを通じて加圧ベルト21に伝わり、加圧ベルト21は定着ベルト11の回転に追従して矢印方向へ回転する。誘導加熱コイル30には励磁回路(不図示)から高周波電流が印加され、この高周波電流によって誘導加熱コイル30は磁束を発生する。誘導加熱コイル30の発生した磁束により定着ベルト11が加熱される。定着ベルト11表面の温度は定着ベルト11表面近傍に設けられたサーミスタなどの温度検知部材(不図示)により検知される。CPUとRAM及びROMなどのメモリからなる制御部(不図示)は、温度検知部材からの出力信号を取り込み、その出力信号に基いて定着ベルト11の表面温度が所定の定着温度(目標温度)を維持するように励磁回路を制御する。定着ベルト11表面が所定の定着温度に維持された状態において、未定着のトナー画像Tを担持したシートSはトナー画像担持面を上側にして定着装置111の定着ニップ部Nに導入される。そのシートSは定着ニップ部Nで定着ベルト11表面と加圧ベルト21表面とにより挟持搬送される。そしてその搬送過程においてトナー画像Tに定着ベルト11の熱と定着ニップ部Nの圧を付与することによりトナー画像TをシートS面上に加熱定着する。
(3)定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の説明
図3の(a)は本実施例1の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート導入側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。(c)は定着ベルト寄り制御機構の定着ステアリングローラの動作説明図である。図4の(a)は本実施例1の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート排出側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。(c)は加圧ベルト寄り制御機構の加圧ステアリングローラの動作説明図である。
先ず、定着ベルト寄り制御機構(第1補正手段)50を説明する。定着ベルト寄り制御機構50は、側板40F側のステアリングローラ支持アーム51Fに支持させた定着駆動ローラ12の芯金12aFと定着ステアリングローラ(ニップ部への記録材導入側の第1支持部材)13の芯金13aFのうち、定着ステアリングローラ13の芯金13aFが上下移動可能である。即ち、定着駆動ローラ12の長手方向一端部側の芯金12aFは定着装置111の長手方向一端部側で側板40Fと定着ベルト寄り制御機構50のステアリングローラ支持アーム51Fに回転自在に支持されている(図3(a)、(b))。定着駆動ローラ12の長手方向他端部側の芯金12aRは定着装置111の長手方向他端部側で側板40Rと定着ベルト寄り制御機構50のステアリングローラ支持アーム51Rに回転自在に支持されている(図4(a)、(b))。定着ステアリングローラ13の長手方向一端部側の芯金13aFは定着装置111の長手方向一端部側で側板41Fとステアリングローラ支持アーム51Fに軸受52Fを介して回転自在に支持されている(図3(a)、(b))。定着ステアリングローラ13の長手方向他端部側の芯金13aRは定着装置111の長手方向他端部側で側板41Rとステアリングローラ支持アーム51Rに軸受52Rを介して回転自在に支持されている(図4(a)、(b))。側板40F側のステアリングローラ支持アーム51Fには、上記軸受52Fをベルトテンション方向にスライド可能に支持させている(図3(a)、(b))。そしてこの軸受52Fには、側板40Fに上下移動できるように貫通させた定着ステアリングローラ13の芯金13aFを回転自在に支持させている。またステアリングローラ支持アーム51Fには、その軸受52Fをベルトテンション方向に付勢し一定のテンションを付与するためのテンションバネ53Fが保持されている。従って、ステアリングローラ支持アーム51F,51Rのうち、ステアリングローラ支持アーム51Fは定着駆動ローラ12の芯金12aFを中心として上下方向に揺動可能である。このため、定着ステアリングローラ13は、ステアリング支持アーム51Rに支持されている芯金13aRを中心として、ステアリングローラ支持アーム51F側で矢印A1及びA2にて示す上下方向に一定量のステアリングが可能となる(図3(b))。つまり、定着ステアリングローラ13は、ステアリングローラ支持アーム51Fの揺動に応じて芯金13aRを中心に芯金13aF側が矢印A1及びA2にて示す上下方向に所定量傾斜するようになっている(図3(c))。ステアリングローラ支持アーム51Fの外周には扇形ギア54が固定されている。この扇形ギア54には、側板40Fに支持されている定着ステッピングモータ55の出力軸に設けられているウォームギア56が噛合している。側板40R側のステアリングローラ支持アーム51Rには、軸受52Rをベルトテンション方向にスライド可能に支持させている(図4(a)、(b))。そしてこの軸受52Rには、側板40Rに上下移動できないように貫通させた定着ステアリングローラ13の芯金13aRを回転自在に支持させている。またステアリングローラ支持アーム51Rには、その軸受52Rをベルトテンション方向に付勢し一定のテンションを付与するためのテンションバネ53Rが保持されている。
側板40Fの内側面には定着ベルト11の長手方向一端部の端部位置を検知するための定着ベルト位置センサ(第1無端ベルト位置検知部材)90Fが設けられている。この定着ベルト位置センサ90Fは、定着ベルト11の長手方向一端部のベルト移動許容位置と、定着駆動ローラ12及び定着ステアリングローラ13の長手方向の定着ベルト11のベルト移動可能限界位置を、それぞれ検出できるように構成されている。側板40Rの内側面には定着ベルト11の長手方向他端部の端部位置を検知するための定着ベルト位置センサ(第1無端ベルト位置検知部材)90Rが設けられている。この定着ベルト位置センサ90Rは、定着ベルト11の長手方向他端部のベルト移動許容位置と、定着駆動ローラ12及び定着ステアリングローラ13の長手方向の定着ベルト11のベルト移動可能限界位置を、それぞれ検出できるように構成されている。上記ベルト移動可能限界位置は定着ローラ12及び定着ステアリングローラ13の長手方向においてベルト移動許容位置よりも外側に設定してある。
次に、加圧ベルト寄り制御機構(第2補正手段)60を説明する。加圧ベルト寄り制御機構60は、側板41R側のステアリングローラ支持アーム61Rに支持させた加圧ローラ22の芯金22aRと加圧ステアリングローラ(ニップ部への記録材導入側の第2支持部材)23の芯金23aRのうち、加圧ステアリングローラ23の芯金23aRが上下移動可能である。即ち、加圧ローラ22の長手方向一端部の芯金22aFは定着装置111の長手方向一端部側で側板41Fと加圧ベルト寄り制御機構60のステアリングローラ支持アーム61Fに回転自在に支持されている(図3(a)、(b))。加圧ローラ22の長手方向他端部の芯金22aRは定着装置111の長手方向他端部側で側板41Rと加圧ベルト寄り制御機構60のステアリングローラ支持アーム61Rに回転自在に支持されている(図4(a)、(b))。加圧ステアリングローラ23の長手方向一端部側に設けられた芯金23aFは定着装置111の長手方向一端部側で側板41Fとステアリングローラ支持アーム61Fに軸受62Fを介して回転自在に支持されている(図3(a)、(b))。加圧ステアリングローラ23の長手方向他端部側に設けられた芯金23aRは定着装置111の長手方向他端部側で側板41Rとステアリングローラ支持アーム61Rに軸受62Rを介して回転自在に支持されている(図4(a)、(b))。側板41R側のステアリングローラ支持アーム61Rには、軸受62Rがベルトテンション方向にスライド可能に支持されている(図4(a)、(b))。そしてこの軸受62Rには、側板40Rに上下移動できるように貫通させた加圧ステアリングローラ23の芯金23aRを回転可能に支持させている。またステアリングローラ支持アーム61Rには、その軸受61Rをベルトテンション方向に付勢し一定のテンションを付与するためのテンションバネ63Rが保持されている。従って、ステアリングローラ支持アーム61F,61Rのうち、ステアリングローラ支持アーム61Rは加圧ローラ22の芯金22aRを中心として上下方向に揺動可能である。これによりステアリングローラ支持アーム61Rは加圧ローラ22の芯金22aRを中心として上下方向に揺動可能である。このため、加圧ステアリングローラ23は、ステアリングローラ支持アーム61Fに支持されている芯金23aFを中心として、ステアリングローラ支持アーム61R側で矢印B1及びB2にて示す上下方向に一定量のステアリングが可能となる(図4(b))。つまり、加圧ステアリングローラ23は、ステアリングローラ支持アーム61Rの揺動に応じて芯金23aFを中心に芯金23aR側が矢印B1及びB2にて示す上下方向に一定量傾斜するようになっている(図4(c))。ステアリングローラ支持アーム61Rの外周には扇形ギア64が固定されている。この扇形ギア64には、側板41Rに支持されている加圧ステッピングモータ65の出力軸に設けられたウォームギア66が噛合している。側板41F側のステアリングローラ支持アーム61Fには、軸受62Fをベルトテンション方向にスライド可能に支持させている(図4(a)、(b))。そしてこの軸受62Fには、側板41Fに上下移動できないように貫通させた加圧ステアリングローラ23の芯金23aFを回転自在に支持させている。またステアリングローラ支持アーム61Fには、その軸受62Fをベルトテンション方向に付勢し一定のテンションを付与するためのテンションバネ63Fが保持されている。
側板41Rの内側面には加圧ベルト21の長手方向一端部の端部位置を検知するための加圧ベルト位置センサ(第2無端ベルト位置検知部材)91Rが設けられている。この加圧ベルト位置センサ91Rは、加圧ベルト21の長手方向一端部のベルト移動許容位置と、加圧ベルト21のベルト移動可能限界位置を、それぞれ検出できるように構成されている。側板41Fの内側面には加圧ベルト21の長手方向他端部の端部位置を検知するための加圧ベルト位置センサ(第2無端ベルト位置検知部材)91Fが設けられている。この加圧ベルト位置センサ91Fは、加圧ベルト21の長手方向他端部のベルト移動許容位置と、加圧ベルト21のベルト移動可能限界位置を、それぞれ検出できるように構成されている。上記ベルト移動可能限界位置は加圧ローラ22及び加圧ステアリングローラ23の長手方向においてベルト移動許容位置よりも外側に設定してある。
(4)定着ベルト寄り制御機構及び加圧ベルト寄り制御機構のベルト寄り制御の説明
図5は定着ベルト寄り制御機構の一例のベルト寄り制御のフローチャートである。図6は加圧ベルト寄り制御機構の一例のベルト寄り制御のフローチャートである。
先ず、図5を参照して、制御部が実行する定着ベルト寄り制御機構50のベルト寄り制御を説明する。図3(a)において定着ベルト11が例えば矢印Fにて示す長手方向一端部側に寄って定着ベルト11の長手方向一端部がベルト移動許容位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Fは定着ベルト11の長手方向一端部を検知して信号Sf1を出力する。さらに定着ベルト11の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Rはその定着ベルト11の長手方向他端部を検知して信号Sf2を出力する。
S1では、定着ベルト位置センサ90Rから出力信号Sf1を取り込むとS2に進み、出力信号Sf1と出力信号Sf2を取り込むとS5に進む。S2では、出力信号Sf1に基いて扇形ギア54を矢印A2(図3(b))にて示す下方向に所定量移動させるべく定着ステッピングモータ55の出力軸をCW方向に回転駆動する。この定着ステッピングモータ55の出力軸の回転に応じてウォームギア56が回転し、これにより扇形ギア54と共にステアリングローラ支持アーム51Fが矢印A2方向に移動する。このステアリングローラ支持アーム51Fの矢印A2方向への移動と連動して定着ステアリングローラ13も矢印A2方向に移動する。この定着ステアリングローラ13の矢印A2方向への移動に伴い定着ベルト11は矢印Rにて示す長手方向他端部側に寄り移動し始める。そして定着ベルト11が定着ベルト11の長手方向他端部側のベルト移動許容位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Rは定着ベルト11の長手方向他端部を検知して信号Sr1を出力する。さらに定着ベルト11の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Rはその定着ベルト11の長手方向他端部を検知して信号Sr2を出力する。S3では、定着ベルト位置センサ90Rから出力信号Sr1を取り込むとS4に進み、出力信号Sr1と出力信号Sr2を取り込むとS5に進む。S4では、出力信号Sr1に基いて扇形ギア54を矢印A1(図3(b))にて示す上方向に所定量移動させるべく定着ステッピングモータ55の出力軸をCCW方向に回転駆動する。この定着ステッピングモータ55の出力軸の回転に応じてウォームギア56が回転し、これにより扇形ギア54と共にステアリングローラ支持アーム51Fが矢印A1方向に移動する。このステアリングローラ支持アーム51Fの矢印A1方向への移動と連動して定着ステアリングローラ13も矢印A1方向に移動する。この定着ステアリングローラ13の矢印A1方向への移動に伴い定着ベルト11は矢印Fにて示す長手方向一端部側に寄り移動し始める。定着ベルト11の長手方向一端部側への寄り移動中に定着ベルト11の長手方向一端部がベルト移動許容位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Rは定着ベルト11の長手方向一端部を検知して信号Sf1を出力する。さらに定着ベルト11の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、定着ベルト位置センサ90Rはその定着ベルト11の長手方向他端部を検知して信号Sf2を出力する。S1に戻り、定着ベルト位置センサ90Rから出力信号Sf1を取り込むとS2に進み、出力信号Sf1と出力信号Sf2を取り込むとS5に進む。上記S2からS4までの処理を繰り返し行う。これにより定着ベルト11はベルト移動可能限界位置よりも内側で一定の片寄り(蛇行)を続けることになる。S5では、定着ステッピングモータ55の駆動を停止すると共に励磁コイル30への給電を停止して定着装置111の稼動を停止させる。
次に、図6を参照して、制御部が実行する加圧ベルト寄り制御機構60のベルト寄り制御を説明する。図3(a)において加圧ベルト21が例えば矢印Fにて示す長手方向一端部側に寄って加圧ベルト21の長手方向一端部がベルト移動許容位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Fは加圧ベルト21の長手方向一端部を検知して信号Sf3を出力する。さらに加圧ベルト21の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Rはその加圧ベルト21の長手方向他端部を検知して信号Sf4を出力する。S11では、加圧ベルト位置センサ91Rから出力信号Sf3を取り込むとS12に進み、出力信号Sf3と出力信号Sf4を取り込むとS15に進む。S12では、出力信号Sf3に基いて扇形ギア64を矢印B2(図4(b))にて示す下方向に所定量移動させるべく加圧ステッピングモータ65の出力軸をCW方向に回転駆動する。この定着ステッピングモータ65の出力軸の回転に応じてウォームギア66が回転し、これにより扇形ギア64と共にステアリングローラ支持アーム61Rが矢印B2方向に移動する。このステアリングローラ支持アーム61Rの矢印B2方向への移動と連動して加圧ステアリングローラ23も矢印B2方向に移動する。この加圧ステアリングローラ23の矢印B2方向への移動に伴い加圧ベルト21は矢印Rにて示す長手方向他端部側に寄り移動し始める。そして加圧ベルト21が加圧ベルト21の長手方向他端部側のベルト移動許容位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Rは加圧ベルト21の長手方向他端部を検知して信号Sr3を出力する。さらに加圧ベルト21の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Rはその加圧ベルト21の長手方向他端部を検知して信号Sr4を出力する。S13では、加圧ベルト位置センサ91Rから出力信号Sr3を取り込むとS14に進み、出力信号Sr3と出力信号Sr4を取り込むとS15に進む。S14では、出力信号Sr3に基いて扇形ギア64を矢印B1(図4(b))にて示す上方向に所定量移動させるべく定着ステッピングモータ65の出力軸をCCW方向に回転駆動する。この加圧ステッピングモータ65の出力軸の回転に応じてウォームギア66が回転し、これにより扇形ギア64と共にステアリングローラ支持アーム61Rが矢印B1方向に移動する。このステアリングローラ支持アーム61Rの矢印B1方向への移動と連動して加圧ステアリングローラ23も矢印B1方向に移動する。この加圧ステアリングローラ23の矢印B1方向への移動に伴い加圧ベルト21は矢印Fにて示す長手方向一端部側に寄り移動し始める。加圧ベルト21の長手方向一端部側への寄り移動中に加圧ベルト21の長手方向一端部がベルト移動許容位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Rは加圧ベルト21の長手方向一端部を検知して信号Sf3を出力する。さらに加圧ベルト21の長手方向他端部がベルト移動可能限界位置を超えると、加圧ベルト位置センサ91Rはその加圧ベルト21の長手方向他端部を検知して信号Sf4を出力する。S11に戻り、加圧ベルト位置センサ91Rから出力信号Sf3を取り込むとS12に進み、出力信号Sf3と出力信号Sf4を取り込むとS15に進む。そして上記S12からS14までの処理を繰り返し行う。これにより加圧ベルト21はベルト移動可能限界位置よりも内側で一定の片寄り(蛇行)を続けることになる。S15では、加圧ステッピングモータ65の駆動を停止すると共に誘導加熱コイル30への給電を停止して定着装置111の稼動を停止させる。
本実施例1の定着装置111では、図7に示すように、定着ベルト11と加圧ベルト21との間のシート導入側の間口の距離は以下のようになる。図7の(a)は本実施例1の定着装置における定着ステアリングローラと加圧ステアリングローラの動作前の状態を表わす図である。(b)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を下方向に移動(変位)させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を上方向に移動(変位)させた状態を表わす図である。(c)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を上方向に移動(変位)させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を下方向に移動(変位)させた状態を表わす図である。(d)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を上方向に移動(変位)させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を上方向に移動(変位)させた状態を表わす図である。(e)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を下方向に移動(変位)させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を下方向に移動(変位)させた状態を表わす図である。
図7(a)において、定着ステアリングローラ13と加圧ステアリングローラ23との間の距離を、F側をXf、R側をXrとする。ステアリングローラ支持アーム51Fが回転した時に生ずる移動距離をYu(上方向)、Yd(下方向)とする。ステアリングローラ支持アーム61Rが回転した時に生ずる移動距離をZu(上方向)、Zd(下方向)とする。
図7(b)の状態では、 Xf=Xf−Yd Xr=Xr−Zu となる。
図7(c)の状態では、 Xf=Xf+Yu Xr=Xr+Zd となる。
図7(d)の状態では、 Xf=Xf+Yu Xr=Xr−Zu となる。
図7(e)の状態では、 Xf=Xf−Yd Xr=Xr+Zd となる。
具体的な数値を代入する。図7(a)において、Xf=Xr=20mm、Yu=Yd=Zd=Zu=5mmとする。すると、
図7(b)の状態では、 Xf=15mm Xr=15mm である。
図7(c)の状態では、 Xf=25mm Xr=25mm である。
図7(d)の状態では、 Xf=25mm Xr=15mm である。
図7(e)の状態では、 Xf=15mm Xr=25mm である。
従って、本実施例1の定着装置111は、定着ベルト11と加圧ベルト21との間のシート導入側の間口が最大10mm変動することになる。
(5)比較例の定着装置の説明
本実施例1の定着装置111の比較例として、従来の定着装置の定着ベルト寄り制御機構及び加圧ベルト寄り制御機構の構成とベルト寄り制御を説明する。図8の(a)は比較例の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート導入側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。図9の(a)は比較例の定着装置の定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構のシート排出側からの外観構成図である。(b)は(a)に示す定着ベルト寄り制御機構と加圧ベルト寄り制御機構の左側面図である。
比較例の定着装置は、本実施例1の定着装置111の定着ベルト寄り制御機構50を除いて、本実施例1の定着装置111と同じ構成としてある。比較例の定着装置については、本実施例1の定着装置111と同じ部材及び部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。定着ベルト寄り制御機構50において、定着駆動ローラ12の長手方向一端部側の芯金12aRは定着装置111の長手方向他端部側で側板40Rとステアリングローラ支持アーム51Rに回転自在に支持されている(図8(a)、(b))。定着駆動ローラ12の長手方向一端部側の芯金12aFは定着装置111の長手方向一端部側で側板40Fと定着ベルト寄り制御機構50のステアリングローラ支持アーム51Fに回転自在に支持されている(図9(a)、(b))。側板40R側のステアリングローラ支持アーム51Rに支持させた定着駆動ローラ12の芯金12aRと定着ステアリングローラ13の芯金13aFのうち、定着ステアリングローラ13の芯金13aRが上下移動可能である。
これによりステアリングローラ支持アーム51Rは定着駆動ローラ12の芯金12aRを中心として上下方向に揺動可能である。このため、定着ステアリングローラ13は、ステアリング支持アーム51Fに支持されている芯金13aRを中心として、ステアリングローラ支持アーム51R側で矢印A1及びA2にて示す上下方向に一定量のステアリングが可能となる(図8(b))。つまり、定着ステアリングローラ13は、ステアリングローラ支持アーム51Rの揺動に応じて芯金13aFを中心に芯金13aR側が矢印A1及びA2にて示す上下方向に所定量傾斜するようになっている。そして側板40Rには定着ステッピングモータ55が設けられており、この定着ステッピングモータ55の出力軸に設けられたウォームギア56がステアリングローラ支持アーム51Rに固定して設けられた扇形ギア54と噛合している。つまり、比較例の定着装置は、定着ベルト寄り制御機構50の側板40F側のステアリングローラ支持アーム51Fが加圧ベルト寄り制御機構60の側板41R側で定着駆動ローラ12の芯金12aRを中心として上下方向に揺動可能である。比較例の定着装置における定着ベルト寄り制御機構50のベルト寄り制御の原理は、本実施例1の定着装置111における定着ベルト寄り制御機構50のベルト寄り制御と同じであるので、このベルト寄り制御の説明は省略する。
比較例の定着装置では、図10に示すように、定着ベルト11と加圧ベルト21との間のシート導入側の間口の距離は以下のようになる。図10の(a)は比較例の定着装置における定着ステアリングローラと加圧ステアリングローラの動作前の状態を表わす図である。(b)は定着ステアリングローラの長手方向他端部側を上方向に移動させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を下方向に移動させた状態を表わす図である。(c)は定着ステアリングローラの長手方向他端部側を下方向に移動させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を上方向に移動させた状態を表わす図である。(d)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を上方向に移動させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を上方向に移動させた状態を表わす図である。(e)は定着ステアリングローラの長手方向一端部側を下方向に移動させ、加圧ステアリングローラの長手方向他端部側を下方向に移動させた状態を表わす図である。
図10(a)において、定着ステアリングローラ13と加圧ステアリングローラ23との間の距離を、F側をXf、R側をXrとする。ステアリングローラ支持アーム51Fが回転した時に生ずる移動距離をYu(上方向)、Yd(下方向)とする。ステアリングローラ支持アーム61Rが回転した時に生ずる移動距離をZu(上方向)、Zd(下方向)とする。図10の(b)及び(c)の状態ではXfの距離は変わらない。図10の(b)の状態では、Xr=Xr+Yu+Zdとなる。図10の(c)の状態では、Xr=Xr−Yd−Zuとなる。
具体的な数値を代入すると、
Xf=Xr=20mm Yu=Yd=Zd=Zu=5mmで
Xr=30mm
Xr=10mm
となる。
従って、比較例の定着装置は、定着ベルト11と加圧ベルト21との間のシート導入側の間口が最大20mm変動することになる。このシート導入側の間口の変動は、シートSを定着装置に搬送する際に、シートSの姿勢及び挙動を不安定にさせてしまう。シートSの不安定な挙動を定着装置が許容できたとしても、坪量が小さいシートSの両面印刷において定着装置に入ってくる先端側のカールが大きくなった場合、シート導入側の間口が狭まるときに定着ベルト11表面にシートSが擦れてしまう場合がある。この場合には画像不良が発生してしまう。またシート先端のカールが小さい場合でも、シートSの後端側がはねてしまった場合も、同じように定着ベルト11表面にシートSが擦れてしまう場合があった。
本実施例1の定着装置111は、シート導入側の間口の変動を比較例の定着装置の半分に抑えることができるので、シートSを搬送する上でシートの挙動をより安定させることが可能となり、シートの搬送の安定化を図れる。また画像不良の発生も低減できる。
[その他の実施例]
実施例1では、本発明に係る画像加熱装置を画像形成装置の定着装置に適用した場合を説明した。また実施例1では、本発明に係るベルト搬送装置の第1無端ベルト及び第2無端ベルトを定着装置の定着ベルトと加圧ベルトに適用したが第1無端ベルト及び第2無端ベルトはこれに限られない。例えば第1無端ベルト及び第2無端ベルトを画像形成装置に設けられるエンドレスの中間転写ベルト及びこの中間転写ベルトと接触するエンドレスの像担持体に適用してもよい。
11:定着ベルト、12:定着駆動ローラ、13:定着ステアリングローラ、21:加圧ベルト、22:加圧ローラ、23:加圧ステアリングローラ、111:定着装置、S:シート、T:未定着のトナー画像

Claims (10)

  1. 記録材が担持する画像を加熱するための第1無端ベルトと、前記第1無端ベルトを回転自在に支持する複数の第1支持部材と、前記第1無端ベルトと接触して前記第1無端ベルトとともにニップ部を形成する第2無端ベルトと、前記第2無端ベルトを回転自在に支持する複数の第2支持部材と、を有し、前記ニップ部で記録材を挟持搬送しつつ画像を記録材に加熱する画像加熱装置において、複数の前記第1支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の第1支持部材の長手方向の一端部側に前記第1無端ベルトの前記第1支持部材の長手方向への移動を補正するための第1補正手段を有し、複数の前記第2支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の前記第2支持部材の長手方向の他端部側に前記第2無端ベルトの前記第2支持部材の長手方向への移動を補正するための第2補正手段を有することを特徴とする画像加熱装置。
  2. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部に近づける方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部に近づける方向へ変位させることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  3. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部から離れる方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部から離れる方向へ変位させることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  4. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部から離れる方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部に近づける方向へ変位させることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  5. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部に近づける方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部から離れる方向へ変位させることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
  6. 記録材上の画像を加熱する画像加熱装置に用いられるベルト搬送装置であって、第1無端ベルトと、前記第1無端ベルトを回転自在に支持する複数の第1支持部材と、前記第1無端ベルトと接触して前記第1無端ベルトとともに記録材を挟持搬送するためのニップ部を形成する第2無端ベルトと、前記第2無端ベルトを回転自在に支持する複数の第2支持部材と、を有するベルト搬送装置において、複数の前記第1支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の前記第1支持部材の長手方向の一端部側に前記第1無端ベルトの前記第1支持部材の長手方向への移動を補正するための第1補正手段を有し、複数の前記第2支持部材のうち前記ニップ部への記録材導入側の前記第2支持部材の長手方向の他端部側に前記第2無端ベルトの前記第2支持部材の長手方向への移動を補正するための第2補正手段を有することを特徴とするベルト搬送装置。
  7. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部に近づける方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部に近づける方向へ変位させることを特徴とする請求項6に記載のベルト搬送装置。
  8. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部から離れる方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部から離れる方向へ変位させることを特徴とする請求項6に記載のベルト搬送装置。
  9. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部から離れる方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部に近づける方向へ変位させることを特徴とする請求項6に記載のベルト搬送装置。
  10. 前記第1補正手段で前記第1支持部材の長手方向の一端部側を前記第2支持部材の長手方向の一端部に近づける方向へ変位させるとともに、前記第2補正手段で前記第2支持部材の長手方向の他端部側を前記第1支持部材の長手方向の他端部から離れる方向へ変位させることを特徴とする請求項6に記載のベルト搬送装置。
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