JP5999247B1 - 記録媒体搬送装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

記録媒体搬送装置、定着装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】片寄りするベルトを反対側に駆動する駆動源を有する構成に比べて、記録媒体の搬送中におけるベルトの片寄りを簡単な構成で抑制する。【解決手段】定着装置30は、定着ロール32と、加圧ベルト34と、加圧パッド36、ホルダ37及びレバー部材38と、変換部40とを有する。加圧ベルト34は、定着ロール32と共に用紙Pを挟む。加圧パッド36、ホルダ37及びレバー部材38は、ピン41を中心とする回転方向に沿って加圧ベルト34を定着ロール32に向けて加圧する。変換部40は、加圧ベルト34がZ方向に移動したときに、加圧ベルト34の移動側での加圧ベルト34の加圧力が増すように、加圧ベルト34のZ方向の移動を加圧パッド36、ホルダ37及びレバー部材38のピン41を中心とする回転に変換する。【選択図】図2

Description

本発明は、記録媒体搬送装置、定着装置及び画像形成装置に関する。
特許文献1のベルトの寄り制御機構は、ローラの各端部を保持する第一の保持部材と第二の保持部材とを有し、第一の保持部材は制御軸の一端に回転可能に支持され、第二の保持部材は制御軸の他端に固定されている。第一の保持部材が入力ギアにより一方向に回転されると、第二の保持部材は、第一の保持部材とは逆の方向に回転する。
特開2005−283844号公報
本発明は、片寄りするベルトを反対側に駆動する駆動源を有する構成に比べて、記録媒体の搬送中におけるベルトの片寄りを簡単な構成で抑制することを目的とする。
本発明の請求項1に係る記録媒体搬送装置は、回転体と、前記回転体と共に記録媒体を挟むベルトと、定められた軸を中心とする回転方向に沿って前記ベルトを前記回転体に向けて加圧する加圧部材と、前記ベルトが記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に移動したときに、前記ベルトの移動側での前記加圧部材による前記ベルトの加圧力が増すように、前記ベルトの前記幅方向の移動を前記加圧部材の前記軸を中心とする回転に変換する変換手段と、を有する。
本発明の請求項2に係る記録媒体搬送装置の前記変換手段は、前記幅方向に移動する前記ベルトの端部に接触する接触部と該接触部よりも前記幅方向の外側に突出された突出部とを備えた接触部材と、回転可能とされた第1ギヤと、前記第1ギヤの径方向に延び前記第1ギヤと一体化され、先端部が前記突出部との接触により前記幅方向に円弧状に移動する移動部材と、前記加圧部材に固定され、前記第1ギヤと噛み合わされ、前記第1ギヤの回転力を前記加圧部材の回転力に変換する第2ギヤと、を有する。
本発明の請求項3に係る記録媒体搬送装置の前記変換手段は、前記ベルトの端部に接触する接触部と、第1歯部が形成され該接触部よりも前記幅方向の外側に突出された突出部とを備えた接触部材と、前記第1歯部と噛み合い前記突出部の移動により回転する第1回転ギヤと、前記第1回転ギヤに一体で形成され、外周面に第2歯部が形成され、前記第1回転ギヤの軸方向に延びるシャフトと、前記第2歯部と噛み合い前記第1回転ギヤの回転により回転する第2回転ギヤと、前記第2回転ギヤの径方向に延び前記第2回転ギヤと一体化され、前記加圧部材と接触して前記加圧部材を回転させるアーム部と、を有する。
本発明の請求項4に係る定着装置は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の記録媒体搬送装置と、加熱源により加熱され記録媒体上の現像剤を記録媒体に定着する前記回転体としての定着回転体と、を有する。
本発明の請求項5に係る画像形成装置は、記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、前記現像剤像形成手段により形成された記録媒体上の現像剤像を記録媒体に定着する請求項4に記載の定着装置と、を有する。
請求項1の発明は、片寄りするベルトを反対側に駆動する駆動源を有する構成に比べて、記録媒体の搬送中におけるベルトの片寄りを簡単な構成で抑制することができる。
請求項2の発明は、片寄りするベルトを反対側に駆動する駆動源を有する構成に比べて、記録媒体の搬送中におけるベルトの片寄りを簡単な構成で抑制することができる。
請求項3の発明は、第2回転ギヤと加圧部材が一体化された構成に比べて、加圧部材に力を作用させる場所を調整し易くなる。
請求項4の発明は、変換手段を有さない構成に比べて、定着不良を抑制することができる。
請求項5の発明は、請求項4に記載の定着装置を有さない構成に比べて、画像不良を抑制することができる。
第1実施形態に係る画像形成装置を示す構成図である。 第1実施形態に係る変換部を定着ロールの軸方向に見た説明図である。 第1実施形態に係る定着ロール及び加圧ベルトを装置高さ方向の上側から見た平面図である。 第1実施形態に係る変換部の斜視図である。 (A)、(B)第1実施形態に係る加圧ベルトが片寄りしたときの変換部の状態を示す説明図である。 第1実施形態に係る加圧ベルトが片寄りしたときの変換部の状態を示す説明図である。 第2実施形態に係る変換部の斜視図である。 (A)、(B)第2実施形態に係る加圧ベルトが片寄りしたときの変換部の状態を示す説明図である。
[第1実施形態]
第1実施形態に係る記録媒体搬送装置、定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。
〔全体構成〕
図1には、第1実施形態の画像形成装置10が示されている。画像形成装置10は、一例として、用紙Pを搬送するロール対13を含む搬送部12と、搬送部12により搬送される用紙P上にトナーTを用いてトナー像Gを形成する画像形成部14と、トナー像Gを加熱して用紙Pに定着する定着装置30と、を有する。用紙Pは、記録媒体の一例である。トナーTは、現像剤の一例である。トナー像Gは現像剤像の一例である。画像形成部14は、現像剤像形成手段の一例である。定着装置30は、記録媒体搬送装置の一例である。
なお、以下の説明では、図1に矢印Yで示す方向を装置高さ方向、矢印Xで示す方向を装置幅方向とする。また、装置高さ方向及び装置幅方向のそれぞれに直交する方向(Zで示す)を装置奥行き方向とする。そして、画像形成装置10を正面視して、装置高さ方向、装置幅方向、装置奥行き方向をY方向、X方向、Z方向と記載する。さらに、X方向、Y方向、Z方向のそれぞれ一方側と他方側を区別する必要がある場合は、画像形成装置10を正面視して、上側をY側、下側を−Y側、右側をX側、左側を−X側、奥側をZ側、前側を−Z側と記載する。
画像形成部14は、画像形成ユニット20と、画像形成ユニット20の各部の動作を制御して用紙P上にトナー像Gを形成させる制御部22とを有している。画像形成ユニット20は、一例として、公知の電子写真方式である帯電、露光、現像、転写の各工程を行うように構成されている。
〔要部構成〕
次に、定着装置30について説明する。
図2に示す定着装置30は、装置本体となる筐体31(図1参照)と、定着ロール32と、加圧ベルト34と、加圧パッド36と、変換部40とを有している。定着ロール32は、回転体及び定着回転体の一例である。加圧ベルト34は、ベルトの一例である。加圧パッド36は、加圧部材の一例である。変換部40は、変換手段の一例である。
<定着ロール>
定着ロール32は、一例として、アルミニウムからなる円筒状の芯金の外周面にシリコンゴム製の弾性体層及びフッ素樹脂製の離型層が形成された構成とされている。また、定着ロール32は、用紙Pの搬送経路A(図1参照)に対してトナー像G側(X側)にZ方向を軸方向として、該軸周りに回転可能に配置されている。定着ロール32の芯金の内側には、加熱源の一例としてのハロゲンヒータ33が設けられている。ハロゲンヒータ33は、電源(図示省略)からの通電により発熱し、芯金を加熱することで、定着ロール32全体を加熱するようになっている。さらに、定着ロール32の軸部のZ側には、図示しないギヤが設けられている。このギヤは、図示しないモータにより回転されるようになっている。このように、定着ロール32は、ハロゲンヒータ33により加熱され用紙P上のトナーT(トナー像G)を用紙Pに定着するようになっている。
<加圧ベルト>
加圧ベルト34は、用紙Pの搬送経路A(図1参照)に対して定着ロール32側とは反対側(−X側)にZ方向を軸方向として、該軸周りに回転(周回移動)可能に配置されている。また、加圧ベルト34は、エンドレスベルト状に形成されており、基層と、該基層の外周面に被覆された離型層とから構成されている。基層を構成する材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミドなどのポリマーや、ステンレス、ニッケル、銅などの金属が挙げられる。離型層は、一例として、フッ素樹脂製となっている。
さらに、加圧ベルト34の内側には、後述する加圧パッド36が設けられている。そして、加圧ベルト34は、加圧パッド36により定着ロール32に押し付けられることで、定着ロール32の回転に同期して周回移動するようになっている。また、加圧ベルト34は、定着ロール32と共に用紙Pを挟むようになっている。なお、本実施形態では、一例として、定着装置30における用紙Pの搬送方向がY方向、Y方向と直交する用紙Pの幅方向がZ方向となっている。
<加圧パッド>
加圧パッド36は、一例として、シリコンゴム製であり、Z方向を長手方向とする半円柱状に形成されている。また、加圧パッド36は、Z方向を長手方向とするホルダ37に取り付けられ、加圧ベルト34の内側に配置されている。そして、加圧パッド36は、後述するスプリング49の付勢力により、加圧ベルト34(用紙Pを含む)を定着ロール32の外周面に向けて加圧して(押し付けて)いる。なお、加圧ベルト34と定着ロール32とで用紙Pが挟まれ、加圧される部位をニップ部Nと称する。
(ホルダ)
ホルダ37は、一例として、加圧パッド36が固定される固定部37Aと、固定部37Aと一体でZ方向に延び固定部37Aを支持する支持部37Bとを有している。支持部37Bは、Z方向を長手方向、X方向を短手方向とし、Y方向に間隔をあけて並んだ2枚の板金を含んで構成されている。また、支持部37BのZ方向両端部には、後述するレバー部材38が取り付けられている。なお、以後の説明では、支持部37BのZ側の端部をガイド部39(図4参照)と称する。ホルダ37及びレバー部材38は、加圧パッド36と共に加圧部材の一例に含まれる。
(レバー部材)
図4に示すように、レバー部材38は、本体部38Aと、引掛部38Bと、延出部38Cと、前壁部38Dと、側壁部38Eと、軸部38Fとが一体化された構成となっている。なお、ホルダ37に対してZ側のレバー部材38と−Z側のレバー部材38とは同様の構成であり、ホルダ37のZ方向中央に対して対称配置されているため、Z側のレバー部材38について説明し、−Z側のレバー部材38の説明を省略する。
本体部38Aは、X−Y面に沿って広がる板状の部位であり、Z方向に見て、−X側に凸とされた半円状に形成されている。また、本体部38Aの中央よりも−X側でかつ−Y側の位置には、本体部38AをZ方向に貫通した貫通孔38Gが形成されている。貫通孔38Gは、一例として、Z方向に見て正方形状に形成されている。
引掛部38Bは、本体部38Aの−Y側で−X側に開口されたU字状に形成されている。また、引掛部38Bは、筐体31(図1参照)のZ側の側板にZ方向を軸方向として取り付けられた円柱状のピン41にX側から引っ掛けられている。ピン41は、定められた軸の一例である。図2では、ピン41を中心とするX−Y面内でのレバー部材38の回転方向を矢印R2方向で示している。
図4に示す延出部38Cは、本体部38AのY側端部からZ側に延出されている。また、延出部38Cは、X方向及びZ方向に沿った板状部であり、Y方向に見て矩形状に形成されている。延出部38CのX方向で対向する2辺は、Z方向に沿っている。延出部38CのZ方向で対向する2辺は、X方向に沿っている。
前壁部38Dは、延出部38CのX側端部からY側に延出されている。また、前壁部38Dは、X方向に見て矩形状に形成されている。さらに、前壁部38Dには、X方向に貫通した貫通孔38Hが形成されている。貫通孔38Hには、X方向を軸方向とする調整ネジ43が挿入されている。調整ネジ43の先端の図示しない雄ネジ部は、定着装置30の筐体に設けられたフレーム45(図3参照)の図示しない雌ネジ部にねじ込まれている。また、調整ネジ43の頭部と前壁部38Dとの間には、スプリング49が設けられている。スプリング49は、調整ネジ43の頭部と前壁部38Dとで挟まれており、調整ネジ43のねじ込み量を増やしたときに、前壁部38Dに作用する付勢力が大きくなるようになっている。
側壁部38Eは、延出部38CのZ側端部からY側に延出されている。また、側壁部38Eは、Z方向に見て、X方向を長手方向としY方向を短手方向とする矩形状に形成されており、延出部38Cの−X側の端部よりも−X側に延びている。さらに、側壁部38Eにおける延出部38Cの−X側の端部よりも−X側に延びた部位には、軸部38Fが形成されている。
軸部38Fは、側壁部38Eから−Z側へZ方向を軸方向として突出された円柱状の部位である。また、軸部38Fには、後述する第2ギヤ48がZ方向を軸方向として固定されている。
<変換部>
変換部40は、接触部材42と、第1ギヤ44と、移動部材46と、第2ギヤ48とを有している。また、図3に示すように、変換部40は、加圧ベルト34のZ側と−Z側とに設けられている。ここで、Z側の変換部40と−Z側の変換部40とは同様の構成である。また、変換部40は、加圧ベルト34のZ方向中央に対して対称配置されている。このため、Z側の変換部40について説明し、−Z側の変換部40の説明を省略する。
(接触部材)
図4に示すように、接触部材42は、一例として、本体部42Aと、接触部の一例としてのフランジ部42Bと、突出部42Cと、ストッパ部42Dとを有している。
本体部42Aは、Z方向に見て円形である円板状の部位である。また、本体部42Aは、Z方向を軸方向として配置されており、−Z側の端面がX−Y面に沿っている。さらに、本体部42Aは、直径が加圧ベルト34の内側の直径よりも小さくなっており、加圧ベルト34の内側に挿入されている。加えて、本体部42Aの中央には、Z方向に貫通されたガイド孔42Eが形成されている。ガイド孔42Eの大きさは、既述の支持部37Bを挿入可能な大きさとされており、ガイド孔42Eに支持部37Bが挿入されている。そして、接触部材42は、ガイド孔42Eの縁部が支持部37Bのガイド部39と接触することで、Z方向に沿って案内されるようになっている。厳密に言えば、接触部材42は、加圧ベルト34がフランジ部42BをZ方向に移動して押すことで、Z方向に沿って案内される。
フランジ部42Bは、本体部42AのZ側端部の外周面全体で径方向に張り出された環状の部位である。また、フランジ部42BはX−Y面に沿って配置されている。さらに、フランジ部42Bは、加圧ベルト34がZ側に移動した(片寄った)ときに、フランジ部42Bの−Z側の端面が加圧ベルト34のZ側端面と接触するように、本体部42Aからの径方向の張り出し長さが設定されている。
突出部42Cは、本体部42AのZ側端面の一部から、フランジ部42BよりもZ方向の外側(Z側)に突出された部位である。具体的には、突出部42Cは、Z方向に沿って延びた直方体状に形成されている。また、突出部42Cの大きさは、突出部42Cが貫通孔38Gの内側をZ方向に移動可能となる大きさとされている。そして、突出部42Cは、レバー部材38の貫通孔38Gに挿入され、レバー部材38よりもZ側に突出されている。
ストッパ部42Dは、本体部42AのZ側端面の一部(突出部42Cとは異なる部位)からフランジ部42BよりもZ方向の外側(Z側)に突出された円柱状に形成されている。また、ストッパ部42DのZ方向の長さは、突出部42CのZ方向の長さよりも短くなっている。ストッパ部42Dは、レバー部材38の−Z側の面と接触することで、接触部材42のZ側への移動を規制するようになっている。ストッパ部42Dはなくてもよい。設ける場合、突出部42Cが移動部材46を動かすのを妨げないように、長さの関係は、突出部42C>レバー部材38と接触部材42との隙間>ストッパ部42Dとする。
(第1ギヤ)
定着装置30の筐体31(図1参照)の一部には、X方向を軸方向とするシャフト52が固定されている。そして、第1ギヤ44は、シャフト52によりX方向を軸方向として回転可能に支持されている。また、第1ギヤ44は、円錐台状のかさ歯車とされており、X側から見て歯部44Aが形成されている。さらに、第1ギヤ44のX側の端面は、Y−Z面に沿った平面44B(図2参照)とされている。
(移動部材)
移動部材46は、一例として、Y方向に沿って延びた四角柱状の第1縦部46A及び第2縦部46Bを有している。第1縦部46AのY側端部でかつ−X側端部は、第1ギヤ44の平面44BにX側から固定され、一体化されている。第1縦部46Aの−Y側端部でかつ−X側端部には、第2縦部46BのY側端部でかつX側端部が繋がれて一体化されている。つまり、移動部材46は、Z方向に見て、クランク状に形成されている。なお、第2縦部46BのY方向の長さは、一例として、第1縦部46AのY方向の長さよりも長くなっている。
また、第1ギヤ44及び移動部材46をX方向に見て、移動部材46は、第1ギヤ44の回転中心O(図6参照)から第1ギヤ44の径方向に沿って延びている。つまり、第1ギヤ44が回転するとき、X方向に見て、移動部材46がY−Z面に沿って円弧状に移動するようになっている。言い換えると、移動部材46がY−Z面に沿って円弧状に移動することで、第1ギヤ44が回転するようになっている。さらに、第2縦部46Bの−Y側端部でかつ−Z側端部(この部位を先端部46Cと称する)には、突出部42CがZ側に移動したときに突出部42CのZ側端部が接触するように配置されている。これにより、先端部46Cが、突出部42Cとの接触及び突出部42CのZ方向の移動に伴い円弧状に移動するようになっている。言い換えると、突出部42CがZ方向に沿ってZ側に移動する直線運動が、移動部材46を介して第1ギヤ44の回転に変換されるようになっている。
(第2ギヤ)
第2ギヤ48は、一例として、既述の軸部38Fに圧入により固定されている。つまり、第2ギヤ48は、レバー部材38及び加圧パッド36(図2参照)と一体化されている。また、第2ギヤ48は、Z方向を軸方向とする円錐台状のかさ歯車とされており、−Z側から見て歯部48Aが形成されている。さらに、第2ギヤ48の−Z側の端面は、X−Y面に沿った平面48Bとされている。
第1ギヤ44の歯部44Aと、第2ギヤ48の歯部48Aとは、噛み合わされている。これにより、第1ギヤ44のX方向を回転軸方向とする回転力が、第2ギヤ48(レバー部材38及び加圧パッド36(図2参照))のZ方向を回転軸方向とする回転力に変換される。なお、第2ギヤ48は、レバー部材38が移動しても、第1ギヤ44との噛み合いが確保されるように配置されている。ここで、第2ギヤ48に第1ギヤ44の回転力が伝達されることにより、レバー部材38は、既述のピン41を回転中心として、X−Y面に沿って円弧状に移動される。
図2に示す変換部40では、加圧ベルト34がZ方向のZ側又は−Z側に移動(片寄り)したときに、加圧ベルト34のZ側又は−Z側の移動を加圧パッド36の回転に変換する。また、加圧パッド36は、加圧ベルト34のZ側又は−Z側の移動により、加圧ベルト34を定着ロール32に向けて加圧する。つまり、変換部40は、加圧ベルト34がZ側又は−Z側に移動したときに、移動側で加圧パッド36による加圧ベルト34の加圧力が増すように、加圧ベルト34の移動を加圧パッド36のピン41を中心とする矢印R2方向の回転に変換するようになっている。
[作用]
次に、第1実施形態の作用について説明する。
図5(A)に示すように、定着ロール32が回転していない静止状態では、接触部材42の突出部42Cと移動部材46とは接触していない。なお、図5(A)、(B)では、ストッパ部42D(図4参照)の図示を省略している。
図1に示す画像形成装置10において、画像形成部14により用紙P上にトナー像Gが形成される。そして、トナー像Gが形成された用紙Pが定着装置30に搬送され、定着装置30によりトナー像Gが用紙Pに定着される。
図2に示す定着装置30において、定着ロール32と加圧パッド36との平行度のばらつきや定着ロール32の外径のばらつきなどにより、ニップ部N内の加圧力がZ側と−Z側とで異なる場合がある。また、ニップ部Nを通過する用紙Pの特性として、ニップ部N内の加圧力の高い側から加圧力の低い側へ用紙Pが移動する傾向があることが分かっている。さらに、加圧ベルト34は、ニップ部Nを用紙Pが通過しているとき、用紙Pが移動する方向に用紙Pに引かれて移動する傾向があることが分かっている。
ここで、定着ロール32及び加圧ベルト34の回転による用紙Pの搬送中(トナー像Gの定着中)において、一例として、ニップ部NのZ側の加圧力が−Z側の加圧力よりも低下した状態となり、用紙PがZ側に移動を開始したものとする。このとき、加圧ベルト34は、用紙PのZ側への移動に伴いZ側に移動を開始する。
図5(B)に示すように、定着ロール32が回転している状態で加圧ベルト34がZ側に移動すると、加圧ベルト34のZ側端面と接触部材42のフランジ部42Bとが接触し、接触部材42がガイド部39(図4参照)に案内されてZ側に移動する。そして、突出部42Cと移動部材46とが接触する。
続いて、図6に示すように、移動部材46は、先端部46Cが突出部42CによりZ側に押されることで、移動部材46をX側から見て、反時計回り方向(図示の矢印R1方向)に円弧状に移動する。そして、第1ギヤ44も反時計回り方向に回転する。このとき、第1ギヤ44と噛み合っている第2ギヤ48は、第2ギヤ48を−Z側から見て、時計回り方向に回転する。
図2に示すように、第2ギヤ48が時計回り方向(図示の矢印R2方向)に回転することにより、第2ギヤ48と一体化されている加圧パッド36のZ側端部は、定着ロール32に向けてX側へ移動する。言い換えると、加圧パッド36のZ側端部は、ニップ部Nにおいて、加圧ベルト34がZ側へ移動を開始したときよりも大きい加圧力で加圧ベルト34及び用紙Pを加圧する。そして、Z側の加圧力が−Z側の加圧力よりも大きくなったときは、用紙Pが−Z側へ向けて移動を開始するため、加圧ベルト34は、−Z側へ向けて移動を開始する。
以上、説明したように、定着装置30では、変換部40が加圧ベルト34のZ方向の移動(直線運動)をピン41を中心とする加圧パッド36の矢印R2方向の回転に変換することで、加圧ベルト34の移動側(Z側)における加圧ベルト34の加圧力が増す。これにより、一例として、Z側に寄ってきていた用紙Pが−Z側へ移動し、つられて加圧ベルト34が−Z側へ移動するので、加圧ベルト34の片寄りが抑制される。また、定着装置30では、変換部40が加圧ベルト34の直線運動を加圧パッド36の回転に変換するので、駆動源が不要となる。これにより、加圧ベルト34の片寄りが簡単な構成で抑制される。
また、定着装置30では、変換部40が、移動部材46に一体化された第1ギヤ44と第2ギヤ48とで直線運動を回転に変換するので、駆動源を有する構成に比べて、加圧ベルト34の片寄りが簡単な構成で抑制される。
さらに、定着装置30では、変換部40により、加圧ベルト34のZ方向の片寄りが抑制されるので、加圧ベルト34のZ方向端部と他の部材との摺擦による摩擦力が作用し難くなり、加圧ベルト34に作用する負荷が大きくなることが抑制される。これにより、用紙Pの搬送状態が安定するので、変換部40を有さない構成に比べて、用紙Pにトナー像G(図2参照)を定着するときのトナー像Gのずれが抑制され、定着不良が抑制される。
図1に示す画像形成装置10では、定着装置30における定着不良が抑制されるので、定着装置30を有さない構成に比べて、定着後のトナー像Gの画像不良が抑制される。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る記録媒体搬送装置、定着装置及び画像形成装置の一例について説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図7には、第2実施形態の定着装置60が示されている。定着装置60は、記録媒体搬送装置の一例である。また、定着装置60は、第1実施形態の画像形成装置10(図1参照)において、定着装置30(図1参照)に換えて設けられている。なお、定着装置60は、定着装置30において、レバー部材38(図2参照)に換えてレバー部材62が設けられ、変換部40に換えて変換部70が設けられた構成とされており、他の部材については同様の構成とされている。変換部70は、変換手段の一例である。なお、図7では、定着ロール32(図2参照)の図示を省略している。
(レバー部材)
レバー部材62は、本体部62Aと、引掛部62Bと、被接触部62Cと、延出部62Dと、前壁部62Eとが一体化された構成となっている。なお、ホルダ37(図2参照)に対してZ側のレバー部材62と−Z側のレバー部材62とは同様の構成であり、ホルダ37のZ方向中央に対して対称配置されているため、Z側のレバー部材62について説明し、−Z側のレバー部材62の説明を省略する。ホルダ37及びレバー部材62は、加圧パッド36(図2参照)と共に加圧部材の一例に含める。
本体部62Aは、X−Y面に沿って広がる板状の部位であり、Z方向に見て、X側が開口されたC字状に形成されている。また、本体部62Aは、Y方向中央部がY方向上部及び下部よりもX方向に拡がっている。さらに、本体部62Aの中央よりも−X側の位置には、X側に切り欠かれた切欠62Fが形成されている。切欠62Fの大きさは、レバー部材62が移動したときに、切欠62Fと後述する突出部72Cとが接触しない大きさとされている。加えて、本体部62Aには、ホルダ37(図2参照)のZ側端部が固定されている。
引掛部62Bは、本体部62Aの−Y側で−X側に開口された逆C字状に形成されている。また、引掛部62Bは、ピン41にX側から引っ掛けられている。被接触部62Cは、本体部62AのY側にZ方向に見て逆L字状に形成された段差部である。延出部62Dは、本体部62AのY側端部からZ側にX方向及びZ方向に沿った板状に延出されている。前壁部62Eは、延出部62DのX側の端部でY方向に直立している。また、前壁部62Eには、X方向に貫通した図示しない貫通孔が形成されている。さらに、前壁部62Eは、既述の調整ネジ43(図4参照)によりX側に付勢されている。
<変換部>
図7に示す変換部70は、接触部材72と、第1回転ギヤ74と、シャフト76と、第2回転ギヤ78と、アーム部82とを有している。また、変換部70は、加圧ベルト34のZ側と−Z側とに設けられている。ここで、Z側の変換部70と−Z側の変換部70とは同様の構成であり、加圧ベルト34のZ方向中央に対して対称配置されている。このため、Z側の変換部70について説明し、−Z側の変換部70の説明を省略する。
(接触部材)
接触部材72は、一例として、本体部72Aと、接触部の一例としてのフランジ部72Bと、突出部72Cとを有している。
本体部72Aは、Z方向に見て円形である円板状の部位である。また、本体部72Aは、Z方向を軸方向として配置されており、−Z側の端面がX−Y面に沿っている。さらに、本体部72Aの直径は、加圧ベルト34の内側の直径よりも小さくなっている。加えて、本体部72Aの中央には、Z方向に貫通されたガイド孔72Dが形成されている。ガイド孔72Dの大きさは、既述のガイド部39(図4参照)を挿入可能な大きさとされている。そして、接触部材72は、ガイド孔72Dの縁部がガイド部39と接触することで、Z方向に沿って案内されるようになっている。
フランジ部72Bは、本体部72AのZ側端部の外周面全体で径方向に張り出された環状の部位である。また、フランジ部72BはX−Y面に沿って配置されている。さらに、フランジ部72Bは、加圧ベルト34がZ側に移動した(片寄った)ときに、フランジ部72Bの−Z側の端面が加圧ベルト34のZ側端面と接触するように、本体部72Aからの径方向の張り出し長さが設定されている。
突出部72Cは、本体部72AのZ側端面の一部から、フランジ部72BよりもZ方向の外側(Z側)に突出された部位である。具体的には、突出部72Cは、Z方向に沿って延びた四角柱状に形成されている。また、突出部72Cは、レバー部材62の切欠62Fを通って、レバー部材62よりもZ側に突出されている。なお、突出部72Cの大きさは、突出部72Cが切欠62Fの内側をZ方向に移動可能となる大きさとされている。
さらに、突出部72Cの−X側の側面には、第1歯部72Eが形成されている。第1歯部72Eは、突出部72CをY方向に見て、Z方向に山と谷を交互に繰り返す形状とされている。
(第1回転ギヤ)
第1回転ギヤ74は、レバー部材62よりもZ側でかつ突出部72Cよりも−X側において、定着装置60の筐体31(図1参照)にY方向を軸方向として回転可能に設けられている。また、第1回転ギヤ74の外周面には、周方向に山と谷を交互に繰り返す歯部74Aが形成されている。歯部74Aは、第1歯部72Eと噛み合っている。これにより、第1回転ギヤ74は、突出部72C(接触部材72)がZ方向に移動したときに、Y方向を回転軸方向として回転するようになっている。なお、第1回転ギヤ74は、レバー部材62が移動しても、第1歯部72Eとの噛み合いが確保されるように配置されている。
(シャフト)
シャフト76は、第1回転ギヤ74のY側端面(上面)に第1回転ギヤ74と一体で形成されている。また、シャフト76は、Y方向を軸方向とする円柱状に形成されている。つまり、シャフト76は、第1回転ギヤ74の軸方向に延びている。さらに、シャフト76のY側端部の外周面には、第2歯部76Aが形成されている。第2歯部76Aは、Y方向に山と谷を交互に繰り返す、ねじ歯車(ウォームギヤ)とされている。
(第2回転ギヤ)
第2回転ギヤ78は、シャフト76よりもX側において、定着装置60の筐体31(図1参照)にZ方向を軸方向として回転可能に設けられている。また、第2回転ギヤ78の外周面には、周方向に山と谷を交互に繰り返す歯部78Aが形成されている。歯部78Aは、第2歯部76Aと噛み合っており、はす歯歯車(ウォームホイール)とされている。これにより、第2回転ギヤ78は、突出部72C(接触部材72)がZ方向に移動したときに、Z方向を回転軸方向として、レバー部材62に沿って回転するようになっている。
さらに、第2回転ギヤ78をZ方向に見て、第2回転ギヤ78の中央部には、−Z側へ向けて突出された軸部79が一体で形成されている。軸部79は、Z方向を軸方向とする円柱状の部位である。
(アーム部)
アーム部82は、第2回転ギヤ78の回転中心から第2回転ギヤ78の径方向に延びている。具体的には、アーム部82は、軸部79の外周面の−Y側端部から−Y側へ、Y方向に沿って延びる円柱状の部位である。また、アーム部82の−Y側端部は、レバー部材62の被接触部62Cに−X側から接触可能に配置されている。これにより、第2回転ギヤ78が回転して、アーム部82の−Y側端部が被接触部62CをX側に押したとき、レバー部材62がX側に移動される。つまり、アーム部82は、レバー部材62、ホルダ37(図2参照)及び加圧パッド36(図2参照)を、ピン41を中心として円弧状に回転(移動)させるようになっている。
このように、変換部70では、加圧ベルト34がZ方向のZ側に移動(片寄り)したときに、接触部材72のZ方向の直線運動を加圧パッド36(図2参照)のX−Y面に沿った回転に変換する。また、加圧パッド36は、加圧ベルト34のZ側の移動により、加圧ベルト34を定着ロール32(図2参照)に向けて加圧する。つまり、変換部70は、加圧ベルト34がZ側に移動したときに加圧パッド36による加圧ベルト34の加圧力が増すように、加圧ベルト34のZ方向の移動を加圧パッド36のピン41を中心とする回転に変換するようになっている。
[作用]
次に、第2実施形態の作用について説明する。
図8(A)、(B)に示すように、定着ロール32が回転していない静止状態では、アーム部82とレバー部材62とは接触していない。
図1に示す画像形成装置10において、画像形成部14により用紙P上にトナー像Gが形成される。そして、トナー像Gが形成された用紙Pが定着装置60(図7参照)に搬送され、定着装置60によりトナー像Gが用紙Pに定着される。
図7に示す定着装置60において、定着ロール32と加圧パッド36(図2参照)との平行度のばらつきや定着ロール32の外径のばらつきなどにより、ニップ部N内の加圧力がZ側と−Z側とで異なる場合がある。
ここで、定着ロール32及び加圧ベルト34の回転による用紙Pの搬送中(トナー像G(図1参照)の定着中)において、一例として、ニップ部N(図8(A)参照)のZ側の加圧力が−Z側の加圧力よりも低下した状態となり、用紙PがZ側に移動を開始したものとする。このとき、加圧ベルト34は、用紙PのZ側への移動に伴い、Z側に移動を開始する。
定着ロール32が回転している状態で加圧ベルト34がZ側に移動すると、加圧ベルト34のZ側端面と接触部材72のフランジ部72Bとが接触し、接触部材72が、ガイド部39(図4参照)に案内されてZ側に移動する。これにより、第1回転ギヤ74が、第1回転ギヤ74をY側から見て、反時計回り方向(図示の矢印R3方向)に回転する。
そして、図8(B)に示すように、第2回転ギヤ78を−Z側から見て、第2回転ギヤ78が反時計回り方向(図示の矢印R4方向)に回転する。これにより、アーム部82の−Y側端部と被接触部62Cとが接触して、アーム部82がレバー部材62のY側端部をX側へ移動させる。つまり、レバー部材62がピン41を回転中心として円弧状に移動することにより、加圧パッド36(図2参照)のZ側端部は、定着ロール32に向けてX側へ移動する。言い換えると、加圧パッド36のZ側端部は、ニップ部Nにおいて、加圧ベルト34がZ側へ移動を開始したときよりも大きい加圧力で加圧ベルト34及び用紙Pを加圧する。そして、Z側の加圧力が−Z側の加圧力と等しくなったときは、用紙P及び加圧ベルト34のZ側への移動が止まる。さらに、Z側の加圧力が−Z側の加圧力よりも大きくなったときは、用紙Pが−Z側へ向けて移動を開始するため、加圧ベルト34は、−Z側へ向けて移動を開始する。
このように、図7に示す定着装置60では、変換部70が加圧ベルト34のZ方向の移動(直線運動)をピン41を中心とする加圧パッド36(図2参照)の矢印R2方向の回転に変換することで、加圧ベルト34の移動側における加圧ベルト34の加圧力が増す。これにより、一例として、Z側に寄ってきていた用紙Pが−Z側へ移動し、つられて加圧ベルト34が−Z側へ移動するので、加圧ベルト34の片寄りが抑制される。また、定着装置60では、変換部70が加圧ベルト34の直線運動を加圧パッド36の回転に変換するので、駆動源が不要となる。これにより、加圧ベルト34の片寄りが簡単な構成で抑制される。
また、定着装置60では、レバー部材62の形状を変えると共にアーム部82のY方向の長さを変えることで、レバー部材62にアーム部82による力が作用するときの力の作用点が変わる。これにより、第2回転ギヤ78とレバー部材62が一体化された構成に比べて、レバー部材62にアーム部82による力を作用させる場所を調整し易くなる。
さらに、定着装置60では、変換部70により、加圧ベルト34のZ方向の片寄りが抑制されるので、加圧ベルト34のZ方向端部と他の部材との摺擦による摩擦力が作用し難くなり、加圧ベルト34に作用する負荷が大きくなることが抑制される。これにより、用紙Pの搬送状態が安定するので、変換部70を有さない構成に比べて、用紙Pにトナー像G(図2参照)を定着するときのトナー像Gのずれが抑制され、定着不良が抑制される。
図1に示す画像形成装置10では、定着装置60(図7参照)における定着不良が抑制されるので、定着装置60を有さない構成に比べて、定着後のトナー像Gの画像不良が抑制される。
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
記録媒体搬送装置は、定着装置30、60に限らない。例えば、中間転写ベルトと転写ロールとで用紙Pを挟んで搬送すると共に用紙Pにトナー像Gを転写する転写装置であってもよい。また、内側にパッドが設けられた搬送ベルトと、該搬送ベルトと共に用紙Pを挟んで搬送する搬送ロールとを有する用紙搬送装置であってもよい。
定着装置30、60において、レバー部材38、62に引っ張りバネの一端を取り付け、他端を定着装置30、60の筐体31に取り付けてもよい。これにより、加圧ベルト34が−Z側へ移動したときに、接触部材42、72を初期位置に戻すことが可能となる。
定着装置30、60において、加圧パッド36は、1種類のパッド部材を用いたものに限らず、複数のパッド部材を組み合せたもので構成されていてもよい。移動部材46は、クランク状のものに限らず、直線状の部材で構成されていてもよい。第1ギヤ44及び第2ギヤ48は、周方向の全体に歯部が形成されていなくてもよい。
変換手段は、ギヤを用いる手段に限らない。例えば、接触部材に第1磁石を取り付け、アーム部材に第2磁石を取り付けて、接触部材がZ側に移動したときの第1磁石と第2磁石との反発力を利用してアーム部材を回転させるような構成を用いてもよい。
10 画像形成装置
14 画像形成部(現像剤像形成手段の一例)
30 定着装置(記録媒体搬送装置の一例)
32 定着ロール(回転体及び定着回転体の一例)
33 ハロゲンヒータ(加熱源の一例)
34 加圧ベルト(ベルトの一例)
36 加圧パッド(加圧部材の一例)
37 ホルダ(加圧部材の一例)
38 レバー部材(加圧部材の一例)
40 変換部(変換手段の一例)
41 ピン(定められた軸の一例)
42 接触部材
42B フランジ部(接触部の一例)
42C 突出部
44 第1ギヤ
46 移動部材
48 第2ギヤ
60 定着装置(記録媒体搬送装置の一例)
62 レバー部材(加圧部材の一例)
70 変換部(変換手段の一例)
72 接触部材
72B フランジ部(接触部の一例)
72C 突出部
72E 第1歯部
74 第1回転ギヤ
76 シャフト
76A 第2歯部
78 第2回転ギヤ
82 アーム部

Claims (5)

  1. 回転体と、
    前記回転体と共に記録媒体を挟むベルトと、
    定められた軸を中心とする回転方向に沿って前記ベルトを前記回転体に向けて加圧する加圧部材と、
    前記ベルトが記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に移動したときに、前記ベルトの移動側での前記加圧部材による前記ベルトの加圧力が増すように、前記ベルトの前記幅方向の移動を前記加圧部材の前記軸を中心とする回転に変換する変換手段と、
    を有する記録媒体搬送装置。
  2. 前記変換手段は、
    前記幅方向に移動する前記ベルトの端部に接触する接触部と該接触部よりも前記幅方向の外側に突出された突出部とを備えた接触部材と、
    回転可能とされた第1ギヤと、
    前記第1ギヤの径方向に延び前記第1ギヤと一体化され、先端部が前記突出部との接触により前記幅方向に円弧状に移動する移動部材と、
    前記加圧部材に固定され、前記第1ギヤと噛み合わされ、前記第1ギヤの回転力を前記加圧部材の回転力に変換する第2ギヤと、
    を有する請求項1に記載の記録媒体搬送装置。
  3. 前記変換手段は、
    前記ベルトの端部に接触する接触部と、第1歯部が形成され該接触部よりも前記幅方向の外側に突出された突出部とを備えた接触部材と、
    前記第1歯部と噛み合い前記突出部の移動により回転する第1回転ギヤと、
    前記第1回転ギヤに一体で形成され、外周面に第2歯部が形成され、前記第1回転ギヤの軸方向に延びるシャフトと、
    前記第2歯部と噛み合い前記第1回転ギヤの回転により回転する第2回転ギヤと、
    前記第2回転ギヤの径方向に延び前記第2回転ギヤと一体化され、前記加圧部材と接触して前記加圧部材を回転させるアーム部と、
    を有する請求項1に記載の記録媒体搬送装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の記録媒体搬送装置と、
    加熱源により加熱され記録媒体上の現像剤を記録媒体に定着する前記回転体としての定着回転体と、
    を有する定着装置。
  5. 記録媒体上に現像剤像を形成する現像剤像形成手段と、
    前記現像剤像形成手段により形成された記録媒体上の現像剤像を記録媒体に定着する請求項4に記載の定着装置と、
    を有する画像形成装置。
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JP2005283844A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Canon Inc ベルトの寄り制御機構

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