JPH05132180A - エンドレスベルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄くて伸びの少ないエンドレスベルトであっ
ても、寄りなく走行させることができるエンドレスベル
ト駆動装置を提供することにある。 【構成】 エンドレスベルトの少なくとも一方の端部付
近であって、かつ、該エンドレスベルトの進行方向に対
して駆動ローラ要素よりも上流側であって、張力付与部
材よりも下流側である位置に、該エンドレスベルト面に
圧接して該エンドレスベルトの断面径路を変更させる圧
接部材を備えている。 【効果】 エンドレスベルトの片寄りをおさえ、ベルト
端部の破損等を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンドレスベルトを駆
動する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンドレスベルトをローラで駆動
して回わすと、ベルトの幅方向の移動、すなわち、寄り
が発生する。これは、ローラの円筒度、エンドレスベル
トの円筒度、ローラの平行度、ローラ表面やベルト内面
の幅方向や周方向のばらつきなどが、わずかでもある
と、結局、エンドレスベルトはどちらかの方向へ寄り切
ってしまう。

【０００３】これに対し、従来から種々の装置が提案さ
れている。たとえば、ローラを中凸のクラウン形状とし
て自己調心機能を持たしたものが知られている。

【０００４】また、ローラ類の両側にエンドレスベルト
の幅方向の移動を防止するフランジを設けて寄りを規制
しようというものもあった。

【０００５】一方、エンドレスベルトの一方または両方
の縁部に沿って等ピッチに複数個のパーフォレーション
を設け、このパーフォレーションに係合するスプロケッ
トにより駆動するように構成したものも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ベルトが薄い場合などでは、多くの問題点が
あって、実現性に乏しかった。

【０００７】すなわち、前述の従来例の第１の方法のク
ラウンローラを使用する場合、伸びのない薄いエンドレ
スベルトに適用した場合、皺が発生したり、ほとんど効
果を発揮しなかったりして、結局、寄りをおさえること
ができなかった。また前述の従来例の残りの２つの方法
も、薄いエンドレスベルトの場合、端部の強度が不足し
ているため、結局、実現不可能であった。とくに、エン
ドレスベルトに熱が加わる場合は、さらに熱膨張による
伸びや熱による表面性の変化、温度分布がアンバランス
になることによる種々の偏り等で、さらに難しいものと
なっていた。

【０００８】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、薄くて伸び
の少ないエンドレスベルトであっても、寄りなく走行さ
せることができるエンドレスベルト駆動装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエンドレスベルト駆動装置は、駆動源によ
り駆動される１本以上のローラ要素と、該ローラ要素に
掛け渡されたエンドレスベルトと、該エンドレスベルト
が掛け渡されて前記エンドレスベルトに張力を与える張
力付与部材とを備え、しかも、前記エンドレスベルトの
少なくとも一方の端部付近であって、かつ、該エンドレ
スベルトの進行方向に対して前記ローラ要素よりも上流
側であって、前記張力付与部材よりも下流側である位置
に、該エンドレスベルト面に圧接して該エンドレスベル
トの断面径路を変更させる圧接部材を備えているものと
した。

【００１０】

【作用】本発明によれば、エンドレスベルトの一方か又
は両方の端部付近であって、かつ、エンドレスベルトの
進行方向に対し駆動ローラ要素よりも上流側であって張
力付与手段よりも下流側である位置に、エンドレスベル
ト面に圧接して該エンドレスベルトの断面径路を変更さ
せる圧接部材を備えているから、前記エンドレスベルト
の寄りの発生をおさえ、端部等を破損することなく、安
定して走行させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を示した斜視図で
あり、図２は図１の定着装置を用いた電子写真方式の複
写機の断面図である。

【００１２】図２においては、カセットＳ内の記録材Ｐ
が給紙ローラ７により給紙され、転写帯電器９により公
知の電子写真方式により形成された画像が転写され、搬
送ベルト１０により定着装置１１に送り出される。記録
材Ｐ上のトナーは加熱体１６により定着エンドレスベル
ト１２を介して加熱され、同時に加圧ローラ１３により
圧接され定着される。

【００１３】その後、記録材Ｐは対の排紙ローラ２３に
より排紙され、排紙トレー２２上に搭載される。

【００１４】図１により、定着装置１１について説明す
る。

【００１５】定着エンドレスベルト１２は、通常、１５
〜１００μｍの厚さで、耐熱樹脂、たとえば、ＰＩ（ポ
リイミド）のフィルムをベースとして、表面に離型性の
よいふっ素樹脂をコーティングしたものであり、駆動ロ
ーラ１４により矢印Ｄの方向に駆動回転する。駆動ロー
ラ１４の表面は定着エンドレスベルト１２に対してスリ
ップすることなく、確実に駆動されるため、十分な摩擦
力が生じるようにシリコンゴムなどが焼付けられてい
る。

【００１６】一方、定着エンドレスベルト１２に十分な
テンションがかかるように、従動ローラ１５にかけられ
ていて図示されていないばねによりテンションがかけら
れている。通常、駆動ローラ１４との間に余分な力を生
じないように、従動ローラ１５の表面は駆動ローラ１４
の表面と比較して摩擦係数の低い材質、たとえば、ステ
ンレスやアルミニウムを使用している。

【００１７】加熱体１６は固定であり、前記定着エンド
レスベルト１２の当接面に、アルミナを基板とするヒー
タ１７を配置し、該ベルト１２を介して加圧ローラ１３
と対向している。加圧ローラ１３は図示されていない軸
受を介してばねにより加熱体１６に該ベルト１２を介し
て加圧されている。

【００１８】こうしてローラ１４，１５にかけられた定
着エンドレスベルト１２の寄りを防止するために、本実
施例では、該ベルト１２への圧接部材２０を設けてい
る。

【００１９】圧接部材２０は、通常、耐熱性の樹脂、た
とえば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥ
Ｓ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（液晶ポリマ
ー）などでできていて、サポート部材１９にビス止めさ
れていて、このサポート部材１９は加熱体１６に固定さ
れている。

【００２０】この圧接部材２０は該ベルト１２の片側端
部、本実施例においては手前側のみに取付けられてい
て、より端部方向にいくにしたがって、該ベルト１２を
強い力で押圧するような形状となっている。すなわち、
圧接部材２０がない場合の該ベルト１２の径路に対して
の侵入量が端部方向にいくにしたがって、大となるよう
に構成されている。

【００２１】ところで、この装置は、あらかじめ、定着
エンドレスベルト１２がわずかに手前方向に寄りが発生
するように、駆動ローラ１４、従動ローラ１５、加熱体
１６の相対位置関係を調整しておく。たとえば、駆動ロ
ーラ１４を奥側に対して手前側を上下方向で低くなるよ
うに調整しておく。または、そのかわりに、従動ローラ
１５を奥側に対して手前側を上下方向で高くなるように
調整しておいてもよい。なお、ある程度の寸法精度を保
つ構成とすれば、あらかじめ前記の設定としておけば調
整の必要はない。

【００２２】このように構成された定着装置１１での作
動時について説明する。

【００２３】図示されていないモータおよび駆動伝達手
段により伝達された駆動力により、駆動ローラ１４は矢
印の方向に回転する。このとき、定着エンドレスベルト
１２は駆動ローラ１４との間の十分な摩擦力により駆動
され回転する。該ベルト１２が回転していると、前記の
とおり、だんだんと該ベルト１２は手前側、すなわち矢
印Ｅの方向へ寄ってくる。該ベルト１２が寄るにしたが
って、端部の圧接部材２０の押圧領域および侵入量が増
加していく。押圧領域および侵入量が増加していくにつ
れて、矢印Ｅと逆の方向へ該ベルト１２を寄らせる力が
だんだんと増加し、ある地点でつりあって、該ベルト１
２は横方向には停止する。その後は、定着装置１１がゆ
がんだり、その他の要因によりバランスが崩れても、該
ベルト１２はどちらかの方向にわずかに移動してまた停
止することになる。

【００２４】ところで、圧接部材２０により押圧した側
と逆の方向への寄りが発生するメカニズムについて説明
する。

【００２５】図３は定着装置の断面図、図４は平面図で
ある。図３において駆動ローラ１４と定着エンドレスベ
ルト１２が密着している部分、すなわち、点Ａから点Ｂ
の部分を展開してＣ矢視したものが図５である。

【００２６】図５において、定着エンドレスベルト１２
は左側から侵入し、右向方向へ進んでいる。圧接部材２
０がない場合、ベルト端部は二点鎖線の状態で進んでい
る。それに対して、圧接部材２０により端部が押圧され
ると、部分的にテンションがアップし、ベルト材の伸び
に限界があるため、実線で示すような径路をたどる。

【００２７】このような径路をとる場合、圧接部材２０
で押圧した側と反対側、すなわち、この場合奥側へ寄ら
せようとする力が発生するメカニズムを図６により説明
する。

【００２８】駆動ローラ１４が定着エンドレスベルト１
２に対して与える力、つまり、摩擦力は、該ベルト１２
が駆動ローラ１４に対していかなる相対位置関係にあろ
うと、駆動ローラ１４の回転軸に対して直角方向であ
る。図６において、力Ｆの矢印方向である。ところで、
前記のように、該ベルト１２は図示のごとく、駆動ロー
ラ１４に対し侵入してくる。このとき、図示のように、
駆動ローラ１４から矢印のごとく力Ｆを受ける。この力
Ｆを、該ベルト１２の進行方向成分と、該ベルトの進行
方向と直角の方向に分解すると、図のとおり、Ｆ₁ ，Ｆ
₂ となる。すなわち、該ベルト１２の進行方向と直角の
方向成分が生じ、該ベルト１２は進行方向に送られなが
ら、図で左側方向への力も受けることになる。つまり、
圧接部材２０を押圧した側と反対方向に寄らせる力を生
じさせていることになる。

【００２９】以上説明したようなメカニズムにより寄ら
せる力を発生させているため、圧接部材２０で押圧する
位置は、駆動ローラ１４の上流側であることが必須であ
り、押圧する位置が駆動ローラ１４の下流側であると、
逆方向の力が発生してしまって、本発明で求めるような
効果は発揮しない。

【００３０】図７は本発明の第２実施例を示した斜視図
である。図７において、３０は駆動ローラで、表面はベ
ルト３３を十分な摩擦力で駆動できるようになってお
り、図示しない駆動源により矢印の方向に駆動されてい
る。３１従動ローラで、前記ローラ３０と比較して低い
かまたは同等の摩擦係数を持つ表面からなる。３２は圧
接部材で、前述の第１実施例と同様に、駆動ローラ３０
の上流側のベルト３３の端部を押圧している。

【００３１】両ローラ３０，３１は圧接部材３２がない
場合、わずかに圧接部材側へ寄りが発生するように、相
対位置関係が決められている。

【００３２】本構成においても、ベルト３３は、つりあ
いの位置で横方向の動きは停止し、寄り切ることはな
い。

【００３３】図８は本発明の第３実施例を示した斜視図
である。図８において、３４はコロ状の形の圧接部材
で、ベルト３３によって従動で回転する構成となってい
る。このほうがベルト端部を傷めることがなく、ベルト
３３が傷みやすい材質の場合は有利である。

【００３４】また前述の第１実施例で示したメカニズム
からも、ベルトを外側から押圧しても全く同様の効果が
得られる。このほうが、ベルト駆動装置自体の構成が簡
単ですむ場合が多く、ベルトそう入時の組立性及び交換
性においても有利である。

【００３５】図９は本発明の第４実施例を示した斜視図
である。図９において、３５はテンションブロックで、
エンドレスベルト３３に適切なテンションをかけるため
に、ローラのかわりに用いられている。

【００３６】このようにしても、前述の第１実施例と全
く同様の効果を得ることができる。

【００３７】図１０は本発明の第５実施例を示した斜視
図である。図１０において３２ａ，３２ｂはエンドレス
ベルト３３の両端部にそれぞれ設けられた圧接部材であ
る。

【００３８】図１０のような構成の場合、圧接部材３２
ａ，３２ｂがない状態のとき、できるだけベルト３３の
寄りが発生しないように、ローラ類３０，３１の位置関
係を調整しておく。本構成は前記実施例に比較して皺が
発生しやすいため、比較的腰の強いベルト材の場合には
有効である。

【００３９】図１１は本発明の第６実施例を示した斜視
図である。前述した各実施例においては、圧接部材がな
い場合のベルトの径路に対しての侵入量がベルト端部方
向にいくにしたがって大となるように構成されていた
が、図１１の場合は、前記侵入量が寄り方向に対して一
定の構成としている。この構成でも、ベルト３３が寄る
にしたがって圧接部材３６の押圧領域が増加し、逆方向
へ寄らせようとする力が増加するので、つりあいを保つ
ことができる。そして、図１１の構成は、クリープが大
であるベルト材に対しては、局部的にテンションをアッ
プすることを避けることができ、特に有効である。

【００４０】図１２は本発明の第７実施例を示した断面
図である。

【００４１】加熱体１６は、ステー１８、ホルダ２１，
ヒータ１７からなる。加圧ローラ１３の加圧力を受けて
も、大きなたわみを生じないように構造部材としてのス
テー１８にヒータ１７の熱を断熱し、サポートするホル
ダ２１が取りつけられている。さらに、アルミナ基板と
し、その上に抵抗体を印刷し、その上からガラスコーテ
ィングを行なったヒータ１７を取りつけている。ヒータ
１７の角部は、通常、レーザー光によるカットを行なう
ことが多いため、鋭利である。そのため、定着エンドレ
スベルト１２を傷つけないように、ホルダ２１の形状を
図１２のようにすることにより角部を保護し、かつ、該
ベルト１２のヒータ部への侵入ガイドとなっている。

【００４２】こうして、ローラ１４，１５にかけられた
定着エンドレスベルト１２の寄りを防止するために、本
実施例では、ホルダ２１の一部分を摩擦係数の高い部材
からなる圧接部材２１ａ，２１ｂで構成している。

【００４３】図１３は図１２の加熱体１６の拡大斜視図
である。ホルダ２１は耐熱性があって、かつ、断熱性が
ある材質が必要とされ、通常、ＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケト
ン）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）などのエンジニアリング
プラスチックが使用される。このホルダ２１で、定着エ
ンドレスベルト１２が摺動する部分のうち、手前側部分
の圧接部材２１ａ，２１ｂを他の部分とくらべて摩擦係
数の大きい材料、たとえば、シリコンゴム等で構成して
いるところで、この装置は、あらかじめ、定着エンドレ
スベルト１２がわずかに手前方向に寄りが発生するよう
に、駆動ローラ１４、従動ローラ１５および加熱体１６
の相対位置関係を調整しておく。たとえば、駆動ローラ
１４を奥側に対して手前側を上下方向で低くなるように
調整しておく。またはそのかわりに、従動ローラ１５を
奥側に対して手前側を上下方向で高くなるように調整し
ておいてもよい。なおある程度の寸法精度を保つ構成と
すれば、あらかじめ前記の設定としておけば、調整の必
要はない。

【００４４】図１２に示すように構成された定着装置１
１において、図示されていないモータおよび駆動手段に
より伝達された駆動力により、駆動ローラ１４は矢印の
方向に回転する。このとき、定着エンドレスベルト１２
は駆動ローラ１４との間の十分な摩擦力により、駆動さ
れ回転する。該ベルト１２が回転していると、前述のと
おり、だんだんと手前側、すなわち、紙面手前側に該ベ
ルト１２は寄ってくる。該ベルト１２が寄るにしたがっ
て、図１３に示すようなホルダ２１の摩擦係数高領域の
圧接部材２１ａ，２１ｂへの定着エンドレスベルト１２
のかかり量が増えてくる。このかかり量が増加していく
につれて、逆方向、つまり奥方向へ該ベルト１２を寄ら
せる力がだんだんと増加し、ある地点でつりあって、該
ベルト１２は横方向には停止する。その後は定着装置１
１がゆがんだり、その他の要因によりバランスが崩れて
も、該ベルト１２はどちらかの方向にわずかに移動し
て、また停止することになる。

【００４５】ところで、摩擦係数高領域の圧接部材２１
ａ，２１ｂを設けると、前記領域のある側と反対側方向
への寄りが発生するメカニズムについては、図３ないし
図６で説明したのと全く同じである。

【００４６】すなわち、摩擦係数高領域の圧接部材２１
ａ，２１ｂがない場合、ベルト端部は図５の二点鎖線の
状態で進んでいる。それに対して、該ベルト１２の端部
分が摩擦係数高領域の圧接部材にかかっていると、部分
的にテンションがアップし、ベルト材の伸びに限界があ
るため、実線で示すような径路をたどる。

【００４７】このような径路をとる場合、該ベルト１２
は図６のように、駆動ローラ１４から矢印のごとく力Ｆ
を受け、この力Ｆは、ベルト進行方向成分Ｆ₁ と、進行
方向と直角方向の成分Ｆ₂ とに分解され、つまり、摩擦
係数高領域側と反対方向に寄らせる力を生じさせている
ことになる。

【００４８】なお前記第７実施例においては、ホルダ２
１の端部を全く別材料であるシリコンゴム等を圧入ある
いは接着等をすることにより摩擦係数高領域の圧接着材
２１ａ，２１ｂを構成していたが、たとえば、２種以上
の摩擦係数の違うプラスチック材料を同時成形すること
により、構成することも可能である。

【００４９】また前記第７実施例とは逆に、ホルダ２１
の片側または両側端部を除いた部分を、摩擦係数低部材
にしてもよい。たとえば、ＰＰＳからなるホルダ２１上
にテフロンコーティングをしたり、テフロンシートをは
ったりしても、同様の効果を得られる。

【００５０】さらに、ホルダ２１でなく、ヒータ１７の
表面に部分的に摩擦係数高領域を設けてもよい。

【００５１】ヒータ１７は一例として、アルミナ基板上
に抵抗体を印刷してあり、その上をガラスコーティング
したものを使用している。そこで、前記ホルダ２１の場
合と同様に端部に比較的高摩擦係数が得られるガラス材
料を、他の部分には比較的低摩擦係数のガラス材料をコ
ーティングした構成としても同様の効果が得られる。ま
た前記と同様に部分的に摩擦係数低減のために、テフロ
ンコーテイングや摩擦係数増加のためにシリコンゴムー
ティングなどの方法がある。

【００５２】さらに、他の方法として、均一のガラスコ
ーティングを部分的に研磨の形態、すなわち、表面の荒
さを変えるなどの方法も有効である。この場合は、中央
付近から端部方向へ連続的に摩擦係数を変化させること
も可能である。

【００５３】図１４は本発明の第８実施例を示した断面
図である。図１４において、３７はブレード形式の圧接
部材で、駆動ローラ１４の上流側にあって定着エンドレ
スベルト１２の外側に当接している。圧接部材３７は前
記実施例と同様に片側または両側の端部に摩擦係数高部
材で構成し、その他の部分を摩擦係数低部材で構成して
いる。

【００５４】たとえば、摩擦係数高部材としてシリコン
ゴム、摩擦係数低部材としてアルミニウム等を使用して
いる。本構成の場合、ブレード形式の圧接部材３７は駆
動ローラ１４への定着エンドレスベルト１２の巻きつき
角を増加する役目と、該ベルト１２の表面のクリーニン
グも兼ねることができる。

【００５５】そして、ブレード形式の圧接部材３７は定
着エンドレスベルト１２の内側から当接する構成として
も、同様の効果が得られるのは、前述した原理からも明
らかである。この場合は、該ベルト１２の内面の潤滑剤
を駆動ローラ１４の方向へ漏れ進まないようにせきとめ
る効果も兼ねることもできる。

【００５６】なお各実施例においては、定着エンドレス
ベルトを使用した定着装置で説明したが、本発明は、こ
れに限られることなく、エンドレス状のベルト駆動装置
一般に有効な構成である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンドレスベルトの一方かまたは両方の端部付近であっ
て、かつ、エンドレスベルトの進行方向に対し駆動ロー
ラ要素よりも上流側であって張力付与手段よりも下流側
にある位置に、エンドレスベルト面に圧接して該エンド
レスベルトの断面径路を変更させる圧接部材を備えてい
るから、エンドレスベルトの片寄りをおさえ、ベルト端
部の破損等を防止することができる効果がある。とく
に、従来では難しかった薄く伸びの少ないフィルム状の
エンドレスベルトであっても、寄りなく走行させること
ができるようになり、さらに、エンドレスベルトに熱が
加わるような場合であっても、様々な変動要因をも吸収
し、寄りのないエンドレスベルト駆動装置を提供できる
ようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した斜視図。

【図２】図１の定着装置を用いた電子写真方式の複写機
の断面図である。

【図３】図１の定着装置の断面図である。

【図４】同じく平面図である。

【図５】同じく展開図である。

【図６】同じくベルトを寄らせようとする力が発生する
ことについての説明図である。

【図７】本発明の第２実施例を示した斜視図である。

【図８】本発明の第３実施例を示した斜視図である。

【図９】本発明の第４実施例を示した斜視図である。

【図１０】本発明の第５実施例を示した斜視図である。

【図１１】本発明の第６実施例を示した斜視図である。

【図１２】本発明の第７実施例を示した断面図である。

【図１３】図１２の加熱体の拡大斜視図である。

【図１４】本発明の第８実施例を示した断面図である。

【符号の説明】

１１…定着装置 １２…定着エンドレス
ベルト １４…駆動ローラ １５…従動ローラ １６…加熱体 ２０…圧接部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源により駆動される１本以上のロー
   ラ要素と、該ローラ要素に掛け渡されたエンドレスベル
   トと、該エンドレスベルトが掛け渡されて前記エンドレ
   スベルトに張力を与える張力付与部材とを備え、しか
   も、前記エンドレスベルトの少なくとも一方の端部付近
   であって、かつ、該エンドレスベルトの進行方向に対し
   て前記ローラ要素よりも上流側であって、前記張力付与
   部材よりも下流側である位置に、該エンドレスベルト面
   に圧接して該エンドレスベルトの断面径路を変更させる
   圧接部材を備えていることを特徴とするエンドレスベル
   ト駆動装置。
2. 【請求項２】 圧接部材が、エンドレスベルト中央方向
   から端部方向に向かうにつれて、前記エンドレスベルト
   への侵入量が増加するようにしている請求項１記載のエ
   ンドレスベルト駆動装置。
3. 【請求項３】 圧接部材の、対エンドレスベルトの摩擦
   係数が、ベルト幅方向で、中央部に対し少なくとも片側
   端部のほうが大である請求項１記載のエンドレスベルト
   駆動装置。
4. 【請求項４】 エンドレスベルトが定着ベルトである請
   求項１，２又は３記載のエンドレスベルト駆動装置。
5. 【請求項５】 圧接部材が定着装置の加熱体である請求
   項３記載のエンドレスベルト駆動装置。