JP5448644B2 - ベルト搬送装置およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
既に説明したように、両端部材91は従動不可能に支持されているため、ベルト搬送中は常にベルト部材内周面から摩擦抵抗を受けることになる。
dF=μSTdθ・・・(1)
で表される。
dT=μrTdθ・・・(2)
つまり、
T=T1e−μrθ・・・(3)
のように得られる。なお、ここでT1はθ=0における張力である。
すなわち、両端部材91は左側がFSw、右側が0の力をS方向下向きにそれぞれ受けている。このような両端部での摩擦力差がステアリング軸まわりのモーメントFSwL(図15(b)の仮定では寄った側である左側が下がる方向)を生じさせる原動力であることが説明できる。以下、ステアリング軸回りのモーメントのことをステアリングトルクと呼ぶものとする。
<画像形成装置について>
本発明に係る画像形成装置について説明する。
記録材Sは記録材収納部61内のリフトアップ装置62上に積載される形で収納されており、給紙装置63により画像形成タイミングに合わせて給紙される。エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、図2ではこのうちエアによる分離吸着を利用する方式を用いるものとする。もちろん、他の給紙方式であってもいい。給紙装置63により送り出された記録材Sは搬送ユニット64が有する搬送パス64aを通過し、レジストレーション装置65へと搬送される。レジストレーション装置65において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Sは二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する第一の二次転写部材である二次転写内ローラ603および第二の二次転写部材である二次転写外ローラ66により形成される転写ニップ部である。そして、所定の加圧力と静電的負荷バイアスが与えられることで、中間転写ベルト上のトナー像が記録材S上に転写される。
以上説明した二次転写部までの記録材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部までの行われる画像形成プロセスについて説明する。
以上、それぞれ説明した記録材Sの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において中間転写ベルト606に形成されたフルカラーのトナー像が記録材S上に二次転写される。その後、記録材Sは定着前搬送部67により定着装置68へと搬送される。定着装置68には様々な構成および方式があるが、図2では対向する定着ローラ615および加圧ベルト614が形成する定着ニップ内で所定の加圧力と熱量を与えて記録材S上にトナー像を溶融固着させるものである。ここで、定着ローラ615は内部に熱源となるヒータを備え、加圧ベルト614は複数の張架ローラとベルト内周面から付勢される加圧パッド616を備えている。定着装置を通過した記録材Sは分岐搬送装置69により、そのまま排紙トレイ600上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置601へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、反転搬送装置601へと送られた記録材Sはスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置602へと搬送される。その後、給紙装置61より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、搬送ユニット64が有する再給紙パス64bから合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面(2面目)の画像形成プロセスに関しては、先述の表面(1面目)の場合と同様なので説明は省略する。
図3は、図2に示した画像形成装置60が有する中間転写ベルトユニット500の斜視図であり、図3(a)は中間転写ベルト606を張架した状態、図3(b)は中間転写ベルト606を外した状態をそれぞれ示す。中間転写ベルト606は、駆動伝達部材である駆動ギア52から駆動入力された駆動部材である駆動ローラ604の搬送力によって矢印V方向に搬送される。本実施例ではステアリング部材であるステアリングローラ1が摩擦力のバランスを利用したベルト自動ステアリングの機構を備えている。
次に、図4および図5を用いてさらに詳細な構成について説明する。
図4は支持台の回動中心部の構造を示した断面図である。回動プレート7の中心部には一端が二方取り形状21Dである回転軸であるステアリング軸21が嵌合し、ビス24にて一体的に締結されている。ステアリング軸21の他端はフレームステー8が保持する軸受け23(例えばベアリング)に挿入された後、スラスト抜け止め部材26が取り付けられる。
具体的には、図5(a)のように摺動リング部がテーパー形状になっている場合には、本実施例ではμs=0.3程度でテーパー角φ=8°である。
なお、摺動リング部3aの形状は、テーパ−形状に限定されるものではなく、図5(b)のようにストレート形状であってもいい。この場合には、μs=0.6程度と、テーパ−形状の場合にくらべて大きく設定することが望ましい。その理由は、テーパ−形状の場合には、外径が大きくなるために中間転写ベルト606の摺動リング部3aへの垂直抗力が大きくなるが、ストレード形状の場合には垂直抗力は小さくなり、同じ摩擦力を生じさせるためには、摩擦係数を大きくした方が好ましい。
本発明におけるベルト自動ステアリングの特徴および効果について説明する。なお、自動ステアリングの原理については、図15を用いた原理と同じである。
図7は図1のS方向を含む平面の正面からみたステアリングローラ1である。ここで、摺動リング部3aについて、図正面に対して左側にある摺動リング部3aを摺動リング部3F,図正面に対して右側にある摺動リング部3aを摺動リング部3Rとする。図7(a)は不図示の中間転写ベルト606がステアリングローラ1がS方向に回転していない状態であり、この場合には、ステアリングローラ1は傾斜、即ち、図1のS方向への回動は行われていない。図7(b)は不図示の中間転写ベルト606が摺動リング部3F側に寄り、ステアリングローラ1が傾斜、即ち、図1のS方向への回動が行われたときのステアリングローラ1の状態を表している。
図8は摺動リング部3F側からステアリングローラ1を見たときの図である。図8中の破線が図7(a)の状態、図8中の実線が図7(b)の状態を表している。ステアリング動作に伴うステアリングローラ1と不図示の上流張架ローラとの相対位置変動、即ち、ステアリングローラ1と不図示の下流張架ローラとの相対位置変動によって中間転写ベルト606と摺動リング部3Fとの接触面が変動する。その結果、中間転写ベルト606の接触していた摺動リング部3F上の点αは点α’に移り、DFだけ摺動リング部の周方向で位置変化を生ずることになる。
(7)
(8)
実施例1では、ベルト部材として中間転写ベルトを用いたが、別の実施例として図12に示す画像形成装置80が備える感光体ベルト81を例に挙げる。図12に示す画像形成装置80は、図2に示した画像形成装置60と基本的に同様の記録材給紙プロセスおよび記録材搬送プロセスを有するため、相違点である画像の作像プロセスについて説明する。
さらに、画像形成に関わるその他のベルト部材として、図13に示す画像形成装置70が備える記録材搬送ベルト部材である直接転写体ベルト71を例に挙げる。図13に示す画像形成装置70は、図2に示した画像形成装置60と基本的に同様の記録材給紙プロセスおよび記録材搬送プロセスを有するため、相違点である画像の作像プロセスについて説明する。
本発明における実施の形態4は、ベルト部材として、定着装置が有する定着ベルトを例に画像形成に関わらない無端ベルト搬送装置への適用形態を説明する。既に図2でも説明したように、画像形成装置は転写材S上に未定着トナー像を加圧・加熱効果により溶融固着させる定着装置を備えている。定着装置の方式および構成は種々あるが、本実施例における定着装置は図14に示すように、対向する定着ローラ615と定着ベルト614によりニップが形成されるベルト方式としている。ベルト方式は、対向する2つの定着ローラによるニップ形成に比べて、前記定着ベルト614による巻き付き効果の分だけ広いニップ領域が確保できる。従って、転写材Sに与える熱量を増やすことが可能となるため、厚紙・コート紙などの画質向上や画像形成装置の高速化を図る上で有効な方式である。
図15を用いて本実施例における定着装置190の構成について説明する。定着装置190は内部に発熱部材であるヒータ191を有する中空の定着ローラ615を有する。温度検知部材である非接触サーミスタ195などを用いて定着ローラ615の温度が予め設定された温度になるように、制御部(CPU)によりヒータ191への通電が制御される。なお、定着ローラ615は中空の芯金部の表層にゴムコートされた層構造を有し、不図示の駆動源によって矢印a方向に駆動されるものである。定着ローラ615に対向する加圧ベルト614は、駆動ローラ192、ステアリングローラ1、上流張架ローラ617および下流張架ローラ618により張架されるベルト部材であり、矢印b方向に搬送駆動される。ここで、定着ローラ615は加圧ベルト614に対しては外掛けローラのような形態で巻き付き角を形成し、加圧ベルト614の裏側から加圧部材である加圧パッド616によって所定圧にてバックアップすることで広いニップ領域を確保している。図中矢印F方向に搬送されてきた記録材Sは、定着入口ガイド196からニップ領域によって挟持・搬送される。そして、分離爪194の補助を受けながらニップ領域から曲率分離した後、定着排紙ガイド197および定着排紙ローラ193によって画像形成装置の下流搬送工程へと受け渡される。
2 従動ローラ部
3,3a,3b,3F,3R 摺動リング部部
4 スライド軸受け
5 テンションバネ
6 サイド支持部材
7 回転プレート
8 フレームステー
9 スライドコロ
10 ワンウェイクラッチ
11 回転規制材
12 平行ピン
13 トルクリミッター
21,93 ステアリング軸
30 ステアリングローラ軸
32 レジストローラ
51F ユニット前側板
51R ユニット後側板
Claims (6)
- 回転可能なベルト部材と、
前記ベルト部材を張架する張架部材と、
前記ベルト部材を張架し、前記ベルト部材をステアリングするステアリング手段と、を備え、
前記ステアリング手段は、前記ベルト部材の回転に従動して回転するローラ部と、前記ローラ部の回転軸線方向において前記ローラ部の両側の外側にそれぞれ設けられ、前記ベルト部材と摺擦する摩擦部と、を備えたステアリング部材と、前記ステアリング部材を支持する支持手段と、前記支持手段を回動可能に支持する回転軸と、を有し、前記ステアリング手段は前記ベルト部材と前記摩擦部との摺擦により生ずる力により前記ステアリング部材が前記回転軸の軸線を中心に回動することにより前記ベルト部材をステアリングすることが可能であるベルト搬送装置において、
前記ローラ部の回転軸線方向において前記ベルト部材の幅は前記ローラ部の幅よりも大きく、前記ベルト部材の回転時には前記ベルト部材の移動方向と同方向に前記摩擦部が回転することを抑制するとともに、前記摩擦部に負荷が生じたときには前記摩擦部を前記移動方向と逆方向への回転を許容する規制手段を有することを特徴とするベルト搬送装置。 - 前記規制手段は、前記ステアリング部材の内側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のベルト搬送装置。
- 前記規制手段は、前記ベルト部材の移動方向と同方向には前記摩擦部が回転することを抑制し、前記移動方向と逆方向には前記摩擦部が回転可能とするワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のベルト搬送装置。
- 前記規制手段は、前記ベルト部材が前記移動方向に移動しているときに前記ベルト部材と前記摩擦部とが摺擦しているときには前記摩擦部が前記移動方向と同方向に回転せず、前記ステアリング部材が前記回転軸の軸線を中心に回動することにより前記ベルト部材をステアリングを行う際には前記摩擦部が前記移動方向と逆方向に回転するようなトルクに設定されているリミッターであることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のベルト搬送装置。
- 前記ベルト部材は、記録材へ転写するトナー像を担持する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のベルト搬送装置。
- 前記ベルト部材は、記録材を担持搬送する記録材搬送ベルト部材であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のベルト搬送装置。
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